(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定盤の上にスラスト軸受を介して可動盤をＸ方向，Ｙ方向および回転方向に移動可能に設けたＸＹθテーブルであって、
可動盤に連結されるＵ軸，Ｖ軸およびＷ軸をそれぞれ移動させる第１〜第３のアクチュエータと、それぞれ前記Ｕ軸，前記Ｖ軸および前記Ｗ軸が原点に到達したことを検出する第１〜第３のセンサと、それぞれ前記Ｕ軸，前記Ｖ軸および前記Ｗ軸が移動可能範囲の限界に到達したことを検出する第４〜第６のセンサと、前記可動盤が移動可能範囲の限界に到達したことを検出する第７のセンサと、前記第１〜第７のセンサの検出結果に基づいて前記第１〜第３のアクチュエータを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、原点復帰指令に応答して、
前記Ｕ軸が原点または移動可能範囲の限界に到達するか、前記可動盤が移動可能範囲の限界に到達するまで前記Ｕ軸を移動させる第１のステップと、
前記Ｖ軸または前記Ｗ軸が原点または移動可能範囲の限界に到達するか、前記可動盤が移動可能範囲の限界に到達するまで前記Ｖ軸および前記Ｗ軸を同方向に移動させる第２のステップと、
前記Ｕ軸を移動範囲の限界に到達するまで前進させて前記Ｕ軸の前進端を記憶するとともに前記Ｕ軸を移動範囲の限界に到達するまで後進させて前記Ｕ軸の後進端を記憶し、記憶結果に基づいて前記Ｕ軸を停止させるべき位置を演算し、演算した位置に前記Ｕ軸を移動させる第３のステップと、
前記第１〜第７のセンサの検出結果に基づいて前記可動盤を回転させるべき方向を演算し、演算した方向に前記可動盤が回転するように、前記Ｖ軸または前記Ｗ軸が原点または移動範囲の限界に到達するか、前記可動盤が移動可能範囲の限界に到達するまで前記Ｖ軸を一方方向に移動させるとともに前記Ｗ軸を他方方向に移動させる第４のステップとを前記可動盤が原点位置に復帰するまで実行することを特徴とする、ＸＹθテーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はＸＹθテーブルに関し、特に、固定盤の上にスラスト軸受を介して可動盤をＸ方向，Ｙ方向および回転方向に移動可能に設けたＸＹθテーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板の製造，検査装置や、液晶，ＰＤＰなどのフラットパネルディスプレイの製造，検査装置においてアライメントを必要とする場合にＸＹθテーブルが用いられる。
【０００３】
ＸＹθテーブルは、固定盤の上にスラスト軸受を介して可動盤が設けられており、３軸のアクチュエータの出入り量を制御することにより、可動盤がＸＹθの動作を実行することができる。逆に言えば、３軸を制御できない状態では、可動盤の位置は予想外の大きな動きを伴うことになる。
【０００４】
たとえば、可動盤の中心を動かしたい点としたとき、（Ｘ，Ｙ）＝（±５ｍｍ，±５ｍｍ）でθ動作がなければ、３軸のアクチュエータもそれぞれ±５ｍｍのストロークがあればよい。ところが、（Ｘ，Ｙ，θ）＝（±５，±５，±３°）といったように、Ｘ，Ｙのストロークの端でθを３°振りたいとなると、アクチュエータは±５ｍｍに加え、さらに３°を作り出すためのストローク分が必要となる。仮に、アクチュエータのストロークが±９ｍｍあれば、（±５，±５，±３°）の動作が可能であるとすると、原点復帰時には３軸それぞれが±９ｍｍの全域で動くことになり、軸の組合せによっては可動盤が±５°以上の角度で振ることもあり、可動盤の周囲に余裕を考慮していなければ、干渉ということもあり得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の３軸のアクチュエータの駆動により、可動盤が平行移動や回動するＸＹθテーブルにおいて、制御を司るコントローラの内部座標とＸＹθテーブルの移動座標が一致していない場合、すなわち３軸のアクチュエータの移動量を、そのストローク内で任意に組合せた場合には、必要とするＸＹθのストローク以上に大きく移動してしまう。したがって、コントローラがアクチュエータの現在位置を把握できていない状態で３軸のうちの１軸ずつまたは２軸または３軸同時に原点復帰させると、テーブル内部での干渉や、テーブル周囲に取付けた部品や装置に衝突するおそれがある。
【０００６】
寸法制約の都合上、また干渉防止のため不要な動作を避けたい場合や、各軸のアクチュエータに原点センサ出力状態を判定できないような構成をとらざるを得ない場合など、協調動作のない各軸ごとの原点復帰アルゴリズムには問題があった。
【０００７】
それゆえに、この発明の主たる目的は、干渉などの影響を及ぼすことなく正確にかつ短時間で可動盤を機械的原点へ復帰させることが可能なＸＹθテーブルを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るＸＹθテーブルは、固定盤の上にスラスト軸受を介して可動盤をＸ方向，Ｙ方向および回転方向に移動可能に設けたＸＹθテーブルであって、可動盤に連結されるＵ軸，Ｖ軸およびＷ軸をそれぞれ移動させる第１〜第３のアクチュエータと、それぞれＵ軸，Ｖ軸およびＷ軸が原点に到達したことを検出する第１〜第３のセンサと、それぞれＵ軸，Ｖ軸およびＷ軸が移動可能範囲の限界に到達したことを検出する第４〜第６のセンサと、可動盤が移動可能範囲の限界に到達したことを検出する第７のセンサと、第１〜第７のセンサの検出結果に基づいて第１〜第３のアクチュエータを制御する制御手段とを備えたものである。この制御手段は、原点復帰指令に応答して、Ｕ軸が原点または移動可能範囲の限界に到達するか、可動盤が移動可能範囲の限界に到達するまでＵ軸を移動させる第１のステップと、Ｖ軸またはＷ軸が原点または移動可能範囲の限界に到達するか、可動盤が移動可能範囲の限界に到達するまでＶ軸およびＷ軸を同方向に移動させる第２のステップと、Ｕ軸を移動範囲の限界に到達するまで前進させてＵ軸の前進端を記憶するとともにＵ軸を移動範囲の限界に到達するまで後進させてＵ軸の後進端を記憶し、記憶結果に基づいてＵ軸を停止させるべき位置を演算し、演算した位置にＵ軸を移動させる第３のステップと、第１〜第７のセンサの検出結果に基づいて可動盤を回転させるべき方向を演算し、演算した方向に可動盤が回転するように、Ｖ軸またはＷ軸が原点または移動範囲の限界に到達するか、可動盤が移動可能範囲の限界に到達するまでＶ軸を一方方向に移動させるとともにＷ軸を他方方向に移動させる第４のステップとを可動盤が原点位置に復帰するまで実行することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の適用されるＸＹθテーブルの外観斜視図であり、図２は同じく平面図である。
【００１０】
図１および図２において、固定盤（ベース）１上には、可動盤（ステージ）２が図示しないスラスト軸受によって軸支されており、可動盤２はＸ方向，Ｙ方向およびθ方向（回転方向）の３軸に移動可能に構成されている。この移動は３台の電動リニアアクチュエータ３〜５と、リニアガイドのような継手６〜８とによって行なわれる。
【００１１】
すなわち、固定盤１の側辺には、可動盤２を含む平面内で互いに伸縮する３台の電動リニアアクチュエータ３，４，５が取付けられ、これら電動リニアアクチュエータ３，４，５は継手６，７，８によって平面内で回動可能であって、かつ電動リニアアクチュエータ３，４，５の伸縮方向と直交する方向に可動盤２の側辺に連結されている。電動リニアアクチュエータ３，４，５はステッピングモータまたはサーボモータが使用されており、電動リニアアクチュエータ３，４，５の動きはこれらのモータを制御することによって行なわれる。なお、電動リニアアクチュエータ３はＶ軸，電動リニアアクチュエータ４はＵ軸，電動リニアアクチュエータ５はＷ軸をそれぞれ制御する。
【００１２】
各電動リニアアクチュエータ３，４，５のそれぞれに対応して原点センサ９，１０，１１と、エンドリミットセンサ１２，１３，１４，１５，１６，１７と、スライドリミットセンサ１８，１９，２０，２１が設けられている。原点センサ９，１０，１１は電動リニアアクチュエータ３，４，５がそれぞれ原点にあることを検知し、エンドリミットセンサ１２，１３，１４は電動リニアアクチュエータ３，４，５が前進端にあることを検出し、エンドリミットセンサ１５，１６，１７は電動リニアアクチュエータ３，４，５が後進端にあることを検出する。スライドリミットセンサ１８，１９，２０，２１は可動盤２のＸ方向およびＹ方向の移動を監視する。
【００１３】
図３はこの発明の一実施形態の制御装置の概略ブロック図である。図２に示した原点センサ９〜１１，エンドリミットセンサ１２〜１４，１５〜１７，スライドリミットセンサ１８〜２１はＣＰＵ３０に接続される。ＣＰＵ３０にはメモリ３１と駆動回路３２とが接続されている。メモリ３１は各原点センサ９〜１１および各リミットセンサ１２〜２１の状態を記憶する。駆動回路３２はＣＰＵ３０からの指令に応じて、電動リニアアクチュエータ３〜５を駆動する。
【００１４】
図４〜図７はこの発明の一実施形態の具体的な動作を説明するためのフローチャートであり、図８は同じくＸＹθテーブルの動きを示す図である。
【００１５】
次に、図１〜図８を参照して、この発明の一実施形態の具体的な動作について説明する。可動盤２が原点に復帰しているときは、図８（ａ）に示す状態にある。今、図８（ｂ）に示すように、θを−３°振った状態から原点復帰動作を開始するものとする。原点復帰指令が入力されると、図４のステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１で各リミットセンサ１２〜２１がオフになっているかを判別し、ステップＳＰ２においてＵ，Ｖ，Ｗ軸の各原点センサ９〜１１がオンになっているか否かを判別する。
【００１６】
オンになっていなければ図６に示すステップＳＰ３２に進み、電動リニアアクチュエータ４が駆動されて図８（ｂ）に示すようにＵ軸が前進する。ステップＳＰ３３において、スライドリミット１８または２０がオンであるか、あるいはＵ軸のエンドリミットセンサ１３がオンして前進端であるか否か、それともＵ軸の原点センサ１０がオンしたか否かを判別し、オンするまでＵ軸が前進する。たとえば、エンドリミットセンサ１３がオンしたとすると、ステップＳＰ３４においてＵ軸の原点センサ１０がオンしたか否かが判別される。
【００１７】
この場合、原点センサ１０がオンしていないため、ステップＳＰ３５においてＵ軸の電動リニアアクチュエータ４が駆動されて後退する。ステップＳＰ３６においてスライドリミット１９または２１がオンであるか、あるいはＵ軸のエンドリミットセンサ１８がオンして後進端であるか、それともまたＵ軸の原点センサ１０がオンしたか否かを判別し、オンしていなければ再びステップＳＰ３５でＵ軸の後退を続ける。たとえば、ステップＳＰ３６でスライドリミットセンサ２１がオンしたとすると、ステップＳＰ３７でＵ軸の原点センサ１０がオンしたか否かを判別する。ここではオンしていないため、図４に示すステップＳＰ８に進む。
【００１８】
ステップＳＰ８においてＶ，Ｗ軸のアクチュエータ３，５を駆動してＶ，Ｗ軸を前進させる。ステップＳＰ９において管理対象のセンサを判別し、オンしていなければ再びＶ，Ｗ軸を前進させる。Ｗ軸のエンドリミットセンサ１４がオンしたことを検出すると、ステップＳＰ１０においてＶ軸の原点センサ９がオンしたか否かを判別し、オンしていないため、ステップＳＰ１１においてＷ軸の原点センサ１１がオンしたか否かを判別する。これもオンしていないため、ここまでのステップでオンしたすべてのリミットセンサをステップＳＰ１２においてメモリ３１に記憶させ、図６のステップＳＰ２７に進む。
【００１９】
ステップＳＰ２７において、今度はＶ，Ｗ軸を後退させ、ステップＳＰ２８で管理対象センサを判別し、オンしていなければ再びＶ，Ｗ軸を後退させる。Ｖ軸エンドリットセンサ１５がオンすると、ステップＳＰ２９においてＶ軸の原点センサ９がオンしたか否かを判別し、オンしていないためＷ軸の原点センサ１１がオンしているか否かを判別する。これもオンしていないため、ここまでのステップでオンしたすべてのリミットセンサをステップＳＰ３１においてメモリ３１に記憶させる。
【００２０】
以上の動作により、Ｕ，Ｖ，Ｗ各軸の原点センサ１０，９，１１がオンしなかったことが判別できた。
【００２１】
次に、図８（ｃ）に示す状態で図５に示すステップＳＰ１３でＵ軸を前進させ、ステップＳＰ１４で管理対象センサがオンしたか否かを判別し、オンしていればステップＳＰ１５においてＵ軸の原点センサ１０がオンしたか否かを判別する。Ｕ軸のエンドリミットセンサ１３がオンしたとすると、Ｕ軸の前進端位置をメモリ３１に記憶させる。続いて、図８（ｄ）に示すようにステップＳＰ１７においてＵ軸を後退させ、ステップＳＰ１８において管理対象センサがオンしたか否かを判別し、オンすればステップＳＰ１９においてＵ軸原点センサ１０がオンしたか否かを判別する。オンしていない場合は、スライドリミットセンサ２１がオンしたことになり、Ｕ軸の停止位置をメモリ３１に記憶させる。それによって、Ｕ，Ｖ，Ｗの各軸の前進端位置と後進端位置またはスライドリミット位置がメモリ３１に記憶されることになる。
【００２２】
上述のごとく、Ｘ方向に関しては上限位置と下限位置が記憶されたので、ステップＳＰ２１においてＵ軸の停止位置を演算し、ステップＳＰ２２において電動アクチュエータ４を駆動してＵ軸を演算位置へ前進させる。それによって、図８（ｅ）に示す状態になる。
【００２３】
Ｙ方向に関しては、Ｖ，Ｗ軸を同時に前進させたときに検出するセンサと同時に後退させたときに検出するセンサをメモリ３１に記憶させてあるので、図７に示すステップＳＰ５０においてＶ，Ｗ軸の進む方向を演算する。ステップＳＰ５１において回転方向が右であるか否かを判別し、右方向であればステップＳＰ５２において演算により求めたＶ軸前進，Ｗ軸後退という動作が図８（ｆ）に示すように行なわれる。この動作により、可動盤２のθ角度は開始時の−３°から０°へ近づくことになる。
【００２４】
ステップＳＰ５３で管理対象センサがオンしたか否かを判別し、オンしていればステップＳＰ５４においてＶ軸の原点センサ９がオンしたことを検出すると、ステップＳＰ６０へ進み、ステップＳＰ６１でＷ軸の原点センサ１１がオンするまでＷ軸の後退を繰返す。Ｖ，Ｗ軸の原点センサ９，１１がオンになるとステップＳＰ３２に戻り、Ｕ軸の前進およびステップＳＰ３５でのＵ軸の後退によりＵ軸の原点センサ１０を検出する。
【００２５】
最後に、ステップＳＰ４に進み、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸の各原点センサ１０，９，１１がオンしたことを判別すると、原点復帰を完了する。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、原点復帰指令に応答して、Ｕ軸が原点または移動可能範囲の限界に到達するか、可動盤が移動可能範囲の限界に到達するまでＵ軸を移動させる第１のステップと、Ｖ軸またはＷ軸が原点または移動可能範囲の限界に到達するか、可動盤が移動可能範囲の限界に到達するまでＶ軸およびＷ軸を同方向に移動させる第２のステップと、Ｕ軸を移動範囲の限界に到達するまで前進させてＵ軸の前進端を記憶するとともにＵ軸を移動範囲の限界に到達するまで後進させてＵ軸の後進端を記憶し、記憶結果に基づいてＵ軸を停止させるべき位置を演算し、演算した位置にＵ軸を移動させる第３のステップと、第１〜第７のセンサの検出結果に基づいて可動盤を回転させるべき方向を演算し、演算した方向に可動盤が回転するように、Ｖ軸またはＷ軸が原点または移動範囲の限界に到達するか、可動盤が移動可能範囲の限界に到達するまでＶ軸を一方方向に移動させるとともにＷ軸を他方方向に移動させる第４のステップとを可動盤が原点位置に復帰するまで実行する。したがって、干渉などの影響を及ぼすことなく正確にかつ短時間で可動盤を機械的原点へ復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の適用されるＸＹθテーブルの外観斜視図である。
【図２】ＸＹθテーブルの平面図である。
【図３】この発明の一実施形態の制御装置の概略ブロック図である。
【図４】この発明の一実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】同じくフローチャートを示す図である。
【図６】同じくフローチャートを示す図である。
【図７】同じくフローチャートを示す図である。
【図８】この発明の一実施形態におけるＸＹθテーブルの動きを示す図である。
【符号の説明】
１  固定盤
２  可動盤
３，４，５  電動リニアアクチュエータ
６，７，８  継手
９，１０，１１  原点センサ
１２〜１７  エンドリミットセンサ
１８〜２１  スライドリミットセンサ
３０  ＣＰＵ
３１  メモリ
３２  駆動回路
【図１】
0003980144.tif 000002
【図２】
0003980144.tif 000003
【図３】
0003980144.tif 000004
【図４】
0003980144.tif 000005
【図５】
0003980144.tif 000006
【図６】
0003980144.tif 000007
【図７】
0003980144.tif 000008
【図８】
0003980144.tif 000009