【手続補正書】
【提出日】平成25年7月4日(2013.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体と、
該移動体に取り付けた可動子を有し、該可動子を１軸方向に移動させるリニアモータと、
前記移動体に固定された回転型モータであって、該回転型モータの回転子の回転軸が、前記移動体と前記可動子と前記回転型モータからなる移動合体の重心を通り、且つ該重心と前記可動子の移動軌跡とを含む平面と交差するよう、前記移動体に固定された回転型モータと、
前記リニアモータの推力に基づいて前記可動子の移動によって前記移動合体に作用する回転トルクを求め、該回転トルクの少なくとも一部を相殺する反回転トルクを発生するように前記回転型モータの回転子の回転を制御して前記移動合体の姿勢を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする移動装置。
【請求項２】
前記リニアモータが、前記可動子を水平１軸方向または垂直１軸方向に移動させるものであり、
前記回転型モータの回転軸が、水平面または垂直面に直交するものであることを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項３】
前記回転型モータが、前記回転子にイナーシャホイールを備え、該イナーシャホイールの重心が前記回転軸上にあることを特徴とする請求項１または２に記載の移動装置。
【請求項４】
前記可動子の加速度を検出する加速度検出手段を備え、
前記制御装置が、前記加速度検出手段により検出された加速度に基づいて前記回転子の角加速度を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【図１】第１の実施形態である加工装置の側面図
【図２】第１の実施形態である加工装置の平面図
【図３】第１の実施形態である加工装置の制御部を示すブロック図
【図４】第２の実施形態である静圧可動ステージの構成図
【図５】第２の実施形態である静圧可動ステージの制御部を示すブロック図
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の移動装置の第１の実施形態である加工装置１の側面図、図２は本発明の移動装置の第１の実施形態である加工装置１の平面図を示す。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
リニアモータ５３は、Ｘ軸ヘッド本体５１に取り付けた光センサ５４ａと、ラム３上に取り付けた、固定子５３ｂに平行なスケール５４ｂとからなるリニアスケール５４を備えている。光センサ５４ａがスケール５４ｂを読み取ることにより、可動子５３ａの位置情報を出力することが可能である。なお、リニアモータ５３はマグネスケールをホール素子等の磁力センサで読み取ることで位置情報を出力することも可能である。リニアモータ４３および後述するＺ軸方向のリニアモータ６３も、リニアモータ５３と同様に、リニアスケール４４，６４をそれぞれ備えている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
回転型モータ７について説明する。回転型モータ７は、移動合体ＭＵのヨーイング方向の偏向を抑制して移動合体ＭＵの姿勢を制御するものである。回転型モータ７は、前述の通り、Ｘ軸ヘッド本体５１の上方に固定された回転型モータであって、回転子７ａの回転軸Ａｒが重心軸Ａｚと一致するように固定されたものである。回転型モータ７は回転子７ａにイナーシャホイール７ｃを備えており、このイナーシャホイール７ｃの重心は回転軸Ａｒ上にある。また、回転型モータ７はサーボモータであり、エンコーダ７ｂを備えている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
目標角加速度αの算出方法について説明する。ここで、可動子５３ａの質量をｍとすると、リニアモータ５３の推力Ｆｗは下記の式（１）となる。
Ｆｗ＝ｍ×β・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（１）
推力Ｆｗのうち、移動合体ＭＵの重心軸Ａｚ回りの回転に寄与する係数をＫｚ、リニアモータ５３の力点Ｆｐと重心ＧのＹ軸方向の距離をＬｙとすると、移動合体ＭＵの重心軸Ａ
ｚ回りの回転トルクＴｚは下記の式（２）となる。なお、係数Ｋｚは具体的に０．２〜０．５程度である。
Ｔｚ＝Ｋｚ×Ｆｗ×Ｌｙ＝Ｋｚ×ｍ×β×Ｌｙ・・・・・・・・・式（２）
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
第１の実施形態によれば、回転型モータ７を、回転軸Ａｒが重心軸Ａｚと一致するようにＸ軸ヘッド本体５１に固定するとともに、回転トルクＴｚを相殺する反回転トルクＨＴを発生させるように回転子７ａの角加速度を制御することにより、移動合体ＭＵのヨーイング方向の偏向を阻止できる。したがって、第１の実施形態は、回転トルクＴｚを相殺するために、Ｘ軸方向に新たなリニアモータを設ける必要がなく、加工装置１の大型化を回避しつつ、移動合体ＭＵの姿勢を制御できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
第１の実施形態において、回転軸が重心軸Ａｙと一致するようにＸ軸ヘッド本体５１に固定した回転型モータをさらに設けて回転トルクＴｙを相殺する反回転トルクを発生させて移動合体ＭＵのピッチング方向の偏向を抑制させてもよい。また、回転軸が重心軸Ａと一致するようにＸ軸ヘッド本体５１に固定した１台の回転型モータのみで回転トルクＴを相殺する反回転トルクを発生させて移動合体ＭＵのヨーイング方向およびピッチング方向の両方の偏向を抑制させてもよい。また、重心軸Ａは、垂直面と直交するＡｙおよび水平面と直交するＡｚに分けることに限定されず、平面Ｐと交差する重心軸であればよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
次に本発明の移動装置の第２の実施形態について説明する。図４は第２の実施形態である静圧可動ステージ１００の構成を示す図である。第２の実施形態は、Ｘ軸方向にのみ可動するものであること、ガイド機構に静圧軸受を用いていること、リニアモータが２台のコアレス型のリニアモータであること、および回転型モータを２台備えている点において第１の実施形態と相違する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
静圧可動ステージ１００は、ステージ本体１０１に載置された搬送物ＷをＸ軸方向に移動させて精密位置決めする装置である。可動ステージ１００は、ベッド１００ａ、搬送物Ｗを載置するステージ本体１０１、ステージ本体１０１のＸ軸方向の移動を案内するガイド機構１０２、ステージ本体１０１をＸ軸方向に移動させるリニアモータ１０３，１０４、ステージ本体１０１の位置を検出するリニアスケール１０５、ステージ本体１０１の左右の側方に固定された回転型モータ１０６，１０７および制御部１０８から構成されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
制御部１０８について説明する。図５は、制御部１０８の概略構成を示すブロック図である。制御部１０８は、２台のリニアモータ１０３，１０４および２台の回転型モータ１０６，１０７を制御する点で第１の実施形態と相違するが、制御部１０８内の構成は、第１の実施形態における制御部８と略同様である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
第２の実施形態において、リニアモータ制御部１１２は、同一方向の２台のリニアモータ１０３，１０４を制御するため、２つの駆動出力部１１３、１１４を備えている。また、回転型モータ制御部１１１も２台の回転型モータ１０６，１０７を制御するため、２つのトルク制御手段１１１ｂ、１１１ｄおよび２つのドライバ１１１ｃ，１１１ｅを備えている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
次に可動ステージ１００の作用について説明する。第１の実施形態と同様に、移動指示受付部１０９がユーザからの移動指示を受け付け、駆動制御部１１２に移動指示を出力する。駆動制御部１１２が目標位置を演算し、リニアスケール１０５からの位置情報に基づいて目標速度を駆動出力部１１３，１１４に出力する。駆動出力部１１３,１１４が目標速度をそれぞれ受け取ってリニアモータ１０３，１０４に駆動電流を出力する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
回転型モータ制御部１１１が移動合体ＭＵの加速度βを検出し、検出した加速度βに基づいて目標角加速度αＬ，αＲを算出して回転子１０６ａ，１０７ａの角加速度を制御する。回転型モータ１０６，１０７が反回転トルクＨＴＬ，ＨＴＲを発生させて移動合体ＭＵのピッチング方向の偏向を抑制する。