(57)【要約】【課題】安価で簡易な構成によりスライダの位置および回転角の検出を安定して行うことができるとともに、設計の自由度の高い位置決め装置を実現する。【解決手段】互いに直交するＸ軸およびＹ軸の少なくとも１軸方向に位置制御されるスライダ１と、このスライダ１と対向する面に磁極の歯が形成されてスライダ１と平面モータを構成するプラテンと、スライダ１のプラテンに対する位置を検出するセンサとを備えた位置決め装置において、  スライダ１に設けられたレゾルバ２１，２２の出力に基づいてスライダ１のプラテンに対する位置を検出するセンサと、  レゾルバ２１，２２の出力に基づいてスライダ１の回転角を検出する回転角検出部４と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図４
2009300270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交するＸ軸およびＹ軸の少なくとも１軸方向に位置制御されるスライダと、このスライダと対向する面に磁極の歯が形成されて前記スライダと平面モータを構成するプラテンとを備えた位置決め装置において、
前記スライダに複数設けられたレゾルバの出力に基づいて前記スライダの前記プラテンに対する位置を検出するセンサと、
前記レゾルバの出力に基づいて前記スライダの回転角を検出する回転角検出部と、
を備えたことを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記センサは、前記スライダの前記１軸方向の位置を検出する第１および第２のレゾルバを備え、
これら第１および第２のレゾルバは、前記スライダの前記１軸と直交する方向の両端部にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記センサとしてさらに、前記１軸方向の位置を検出する第３のレゾルバが、前記第１および第２のレゾルバのいずれかに隣接するように配置されたことを特徴とする請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記センサは、前記スライダの前記１軸方向の位置を検出する第１および第２のレゾルバを備え、
これら第１および第２のレゾルバは、前記スライダの前記１軸と直交する方向のいずれかの端部に隣接するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記センサは、前記スライダの前記１軸と直交する方向の位置を検出する第１のレゾルバを備え、
この第１のレゾルバは前記スライダの前記１軸方向の端部に配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の位置決め装置。
【請求項６】
前記センサとしてさらに、前記１軸と直交する方向の位置を検出する第２のレゾルバを備え、
この第２のレゾルバは、前記スライダの前記１軸方向における、前記１軸と直交する方向の位置を検出する第１のレゾルバの反対側の端部に配置されたことを特徴とする請求項５に記載の位置決め装置。
【請求項７】
互いに直交するＸ軸およびＹ軸の少なくとも１軸方向に位置制御されるスライダと、このスライダと対向する面に磁極の歯が形成されて前記スライダと平面モータを構成するプラテンとを備えた位置決め装置において、
前記スライダに複数設けられたレゾルバの出力に基づいて前記スライダの前記プラテンに対する位置を検出するセンサと、
前記レゾルバの出力に基づいて前記スライダの回転角を検出する回転角検出部と、
を備えたことを特徴とする位置決め装置。
【請求項８】
前記センサは、前記スライダのＸ軸方向の位置を検出する第１および第２のＸ軸レゾルバと、前記スライダのＹ軸方向の位置を検出する第１および第２のＹ軸レゾルバを備え、
前記第１および第２のＸ軸レゾルバは、前記スライダのＸ軸と平行な側辺の一方にＹ軸方向に隣接して配置され、
前記第１および第２のＹ軸レゾルバは、前記第１および第２のＸ軸レゾルバをＸ軸方向から挟むように配置されたことを特徴とする請求項７に記載の位置決め装置。
【請求項９】
前記センサは、前記スライダのＸ軸方向の位置を検出する第１および第２のＸ軸レゾルバと、前記スライダのＹ軸方向の位置を検出する第１および第２のＹ軸レゾルバを備え、
前記第１および第２のＸ軸レゾルバは、前記スライダのＹ軸と平行な側辺の一方にＹ軸方向に隣接して配置され、
前記第１および第２のＹ軸レゾルバは、前記スライダのＸ軸と平行な側辺の一方の両端部に配置されたことを特徴とする請求項７に記載の位置決め装置。
【請求項１０】
前記センサは、前記スライダのＸ軸方向の位置を検出する第１および第２のＸ軸レゾルバと、前記スライダのＹ軸方向の位置を検出する第１および第２のＹ軸レゾルバを備え、
前記第１および第２のＸ軸レゾルバは、前記スライダのＸ軸と平行な側辺の一方の両端に配置され、
前記第１および第２のＹ軸レゾルバは、前記スライダの前記第１および第２のＸ軸レゾルバが配置された側辺にＸ軸方向に隣接して配置され、さらに前記センサは、
前記スライダの前記第１および第２のＸ軸レゾルバが配置された側辺と対向する側辺の中央部に配置され、前記スライダのＸ軸方向の位置を検出する第３のＸ軸レゾルバを備えたことを特徴とする請求項７に記載の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置決め装置に関し、詳しくは、平面モータを構成するプラテンに対するスライダの位置を制御する位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１３は従来の位置決め装置の一例を示す構成図である。四辺形のプラテン１０上に四辺形のスライダＡ，Ｂが搭載されており、プラテン１０上でそれぞれ個別にＸ軸方向およびＹ軸方向に位置制御される。プラテン１０とスライダＡ，Ｂのそれぞれの対向面には所定ピッチの磁極の歯が形成されており、平面モータを構成している。この平面モータを駆動することによって、スライダＡ，Ｂはそれぞれ指定された位置に移動する。
【０００３】
スライダＡ，Ｂの側辺の３辺にはバーミラーが設けられている。プラテン１０の各辺１０ａ〜１０ｄには複数のレーザ干渉計が固定配置されている。一方の対向する辺１０ａ，１０ｂに配置されたレーザ干渉計はスライダＡ，ＢのＸ軸方向の位置検出を行い、他方の対向する辺１０ｃ，１０ｄに配置されたレーザ干渉計はスライダＡ，ＢのＹ軸方向の位置検出を行う。これらのレーザ干渉計は、出射したレーザ光とこのレーザ光が各スライダＡ，Ｂのバーミラーで反射されて戻ってくる反射光との干渉に基づき、スライダＡ，Ｂの位置検出を行う。
【０００４】
プラテン１０の辺１０ｃ，１０ｄに配置されたレーザ干渉計は、それぞれスライダＡ，ＢのＹ軸方向の位置を２点ずつ検出して、スライダＡ，Ｂの回転角θを求めている。検出された各スライダの位置および回転角θは、各スライダで構成される平面モータにフィードバックされ、位置制御や姿勢制御に利用される。下記特許文献１には、レーザ干渉計を用いてスライダの位置検出を行う位置決め装置が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６３４１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、スライダの位置検出に上記のようなレーザ干渉計を使用すると、レーザ干渉計やバーミラーが高価であるため、多額の費用がかかるという問題がある。位置検出の精度や位置決め装置の規模によっては、スライダ１台につき３０００万円に達する場合もある。さらに、レーザ干渉計に用いるレーザ光源は寿命が比較的短く、１万〜数万時間程度で交換が必要となる。
【０００７】
また、レーザ干渉計を使用した場合、レーザ光を遮るものがあると位置検出ができないため、位置決め装置としての設計の自由度が低いという問題がある。たとえば図１３の例では、スライダＢのＸ軸方向の位置はプラテン１０の辺１０ｂに配置されたレーザ干渉計で検出されるが、スライダＢがスライダＡの背後（すなわちスライダＡと辺１０ａの間）に回り込むと辺１０ｂのレーザ干渉計からのレーザ光がスライダＡで遮られ、位置検出ができなくなってしまう。したがって、スライダＡ，Ｂの可動範囲は制約され、この点を考慮して位置決め装置を設計しなければならない。
【０００８】
また、回転角θは、バーミラーを使用しているのでレーザ干渉計が反射光を受光できる範囲までしか測定できず、回転角θの検出範囲が狭いという問題がある。
【０００９】
さらに、レーザ干渉計を使用したシステムでは、レーザ光を利用するため、温度や空気の揺らぎなどの周囲環境による影響が大きいという問題もある。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題を解決するものであり、安価で簡易な構成によりスライダの位置および回転角を安定して検出するとともに、設計の自由度の高い位置決め装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような目的を達成するために、請求項１の発明は、
互いに直交するＸ軸およびＹ軸の少なくとも１軸方向に位置制御されるスライダと、このスライダと対向する面に磁極の歯が形成されてスライダと平面モータを構成するプラテンとを備えた位置決め装置において、
スライダに複数設けられたレゾルバの出力に基づいてスライダのプラテンに対する位置を検出するセンサと、
レゾルバの出力に基づいてスライダの回転角を検出する回転角検出部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、
請求項１に記載の位置決め装置において、センサは、スライダの１軸方向の位置を検出する第１および第２のレゾルバを備え、
これら第１および第２のレゾルバは、スライダの１軸と直交する方向の両端部にそれぞれ配置されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、
請求項２に記載の位置決め装置において、センサとしてさらに、１軸方向の位置を検出する第３のレゾルバが、第１および第２のレゾルバのいずれかに隣接するように配置されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、
請求項１に記載の位置決め装置において、センサは、スライダの１軸方向の位置を検出する第１および第２のレゾルバを備え、
これら第１および第２のレゾルバは、スライダの１軸と直交する方向のいずれかの端部に隣接するように配置されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、
請求項１〜４のいずれかに記載の位置決め装置において、センサは、スライダの１軸と直交する方向の位置を検出する第１のレゾルバを備え、
この第１のレゾルバはスライダの１軸方向の端部に配置されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、
請求項５に記載の位置決め装置において、センサとしてさらに、１軸と直交する方向の位置を検出する第２のレゾルバを備え、
この第２のレゾルバは、スライダの１軸方向における、１軸と直交する方向の位置を検出する第１のレゾルバの反対側の端部に配置されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、
互いに直交するＸ軸およびＹ軸の少なくとも１軸方向に位置制御されるスライダと、このスライダと対向する面に磁極の歯が形成されてスライダと平面モータを構成するプラテンとを備えた位置決め装置において、
スライダに複数設けられたレゾルバの出力に基づいてスライダのプラテンに対する位置を検出するセンサと、
レゾルバの出力に基づいてスライダの回転角を検出する回転角検出部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明は、
請求項７に記載の位置決め装置において、センサは、スライダのＸ軸方向の位置を検出する第１および第２のＸ軸レゾルバと、スライダのＹ軸方向の位置を検出する第１および第２のＹ軸レゾルバを備え、
第１および第２のＸ軸レゾルバは、スライダのＸ軸と平行な側辺の一方にＹ軸方向に隣接して配置され、
第１および第２のＹ軸レゾルバは、第１および第２のＸ軸レゾルバをＸ軸方向から挟むように配置されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明は、
請求項７に記載の位置決め装置において、センサは、スライダのＸ軸方向の位置を検出する第１および第２のＸ軸レゾルバと、スライダのＹ軸方向の位置を検出する第１および第２のＹ軸レゾルバを備え、
第１および第２のＸ軸レゾルバは、スライダのＹ軸と平行な側辺の一方にＹ軸方向に隣接して配置され、
第１および第２のＹ軸レゾルバは、スライダのＸ軸と平行な側辺の一方の両端部に配置されたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、
請求項７に記載の位置決め装置において、センサは、スライダのＸ軸方向の位置を検出する第１および第２のＸ軸レゾルバと、スライダのＹ軸方向の位置を検出する第１および第２のＹ軸レゾルバを備え、
第１および第２のＸ軸レゾルバは、スライダのＸ軸と平行な側辺の一方の両端に配置され、
第１および第２のＹ軸レゾルバは、スライダの第１および第２のＸ軸レゾルバが配置された側辺にＸ軸方向に隣接して配置され、さらにセンサは、
スライダの第１および第２のＸ軸レゾルバが配置された側辺と対向する側辺の中央部に配置され、スライダのＸ軸方向の位置を検出する第３のＸ軸レゾルバを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、
スライダの位置を検出するセンサとしてレゾルバを利用することにより、安価で簡易な構成によりスライダの位置の検出を安定して行うことができるとともに、設計の自由度の高い位置決め装置を実現することができる。また、レゾルバの出力に基づいてスライダの回転角を検出する回転角検出部を備えたことにより、スライダの位置だけでなく回転角も検出することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、
スライダの１軸方向の位置を検出する第１および第２の２つのレゾルバを備えているため、位置検出の精度を高めることができる。また、第１および第２のレゾルバがスライダの１軸方向と直交する方向の両端部に配置されているため、第１および第２のレゾルバの距離が遠くなり、高い分解能で回転角θを検出することができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、
第１および第２のレゾルバが、１軸方向と直交する方向の両端部に配置されているため、第１および第２のレゾルバの検出結果に基づいて、高い分解能で回転角θを検出することができる。さらに、第３のレゾルバが、第１および第２のレゾルバのいずれかに隣接するように配置されているため、隣接された２つのレゾルバの検出結果に基づいて、広い範囲で回転角θを検出することができる。すなわち、レゾルバを近くに配置した場合の利点と、遠くに配置した場合の利点を併せ持つことができる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、
第１および第２のレゾルバが、スライダの１軸方向と直交する方向のいずれかの端部に隣接して配置されているため、第１および第２のレゾルバの距離が近くなり、広い範囲で回転角θを検出することができる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、
スライダの１軸と直交する方向の位置を検出する第１のレゾルバを備えているため、スライダの１軸と直交する方向の位置も検出することができる。
【００２６】
請求項６の発明によれば、
さらに、スライダの１軸と直交する方向の位置を検出する第２のレゾルバを備えているため、スライダの１軸と直交する方向の位置を２点で検出でき、位置検出の精度を高めることができる。また、１軸と直交する方向の位置を検出する第１および第２のレゾルバでスライダの回転角θを検出することができる。また、１軸と直交する方向の位置を検出する第１および第２のレゾルバがスライダの１軸方向の両端部に配置されているため、これらのレゾルバの距離が遠くなり、高い分解能で回転角θを検出することができる。１軸と直交する方向の位置を検出するレゾルバで検出した回転角θを、１軸方向の位置を検出するレゾルバで検出した回転角θと比較すれば、回転角θの検出精度を高めることができる。
【００２７】
請求項７の発明によれば、
スライダの位置を検出するセンサとしてレゾルバを利用することにより、安価で簡易な構成によりスライダの位置の検出を安定して行うことができるとともに、設計の自由度の高い位置決め装置を実現することができる。また、レゾルバの出力に基づいてスライダの回転角を検出する回転角検出部を備えたことにより、スライダの位置だけでなく回転角も検出することができる。
【００２８】
請求項８の発明によれば、
スライダのＸ軸方向の位置を検出する第１および第２の２つのＸ軸レゾルバを備えているため、スライダのＸ位置の検出精度を高めることができる。また、スライダのＹ軸方向の位置を検出する第１および第２の２つのＹ軸レゾルバを備えているため、スライダのＹ位置の検出精度を高めることができる。
また、第１および第２のＸ軸レゾルバはＹ軸方向に隣接して配置されているため、広い範囲で回転角θを検出することができる。第１および第２のＹ軸レゾルバは、第１および第２のＸ軸レゾルバをＸ軸方向から挟むように配置されているため、比較的高い分解能で回転角θを検出することができる。また、すべてのレゾルバがスライダの同じ辺に配置されているため、スペースの利用効率がよい。
【００２９】
請求項９の発明によれば、
スライダのＸ軸方向の位置を検出する第１および第２の２つのＸ軸レゾルバを備えているため、スライダのＸ位置の検出精度を高めることができる。また、スライダのＹ軸方向の位置を検出する第１および第２の２つのＹ軸レゾルバを備えているため、スライダのＹ位置の検出精度を高めることができる。
また、第１および第２のＸ軸レゾルバはスライダのＹ軸と平行な側辺にＹ軸方向に隣接して配置されているため、広い範囲で回転角θを検出することができる。また、第１および第２のＹ軸レゾルバはスライダのＸ軸と平行な側辺の一方の両端部に配置されているため、比較的高い分解能で回転角θを検出することができる。
【００３０】
請求項１０の発明によれば、
スライダのＸ軸方向の位置を検出する第１〜第３の３つのＸ軸レゾルバを備えているため、スライダのＸ位置の検出精度を高めることができる。また、スライダのＹ軸方向の位置を検出する第１および第２の２つのＹ軸レゾルバを備えているため、スライダのＹ位置の検出精度を高めることができる。
また、第３のＸ軸レゾルバは、スライダのＸ軸と平行な側辺の一辺に配置された第１および第２のＸ軸レゾルバと対向する側辺に配置されているため、高い分解能で回転角θを検出することができる。第１および第２のＹ軸レゾルバは、スライダの第１および第２のＸ軸レゾルバが配置された辺にＸ軸方向に隣接して配置されているため、広い範囲で回転角θを検出することができる。また、すべてのレゾルバがスライダの向かい合う２辺に配置されているため、スペースの利用効率がよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明では、レゾルバを用いてスライダの位置および回転角を検出する。レゾルバは、コアとコイルのみで構成されているため、レーザ干渉計など他のセンサに比較して構造が簡単で安価であり、また高い耐環境性を持っている。さらに、レゾルバにはレーザ干渉計のレーザ光源のように寿命の短い部品がないため、メンテナンスが容易である。
まず、レゾルバによるスライダの位置および回転角検出の動作原理について説明する。
【００３２】
図１は、レゾルバによる位置検出動作の原理説明図である。レゾルバのセンサ部２００は、コア２０１と、このコア２０１に巻かれたコイル２０２で構成される。センサ部２００はプラテン１０上に所定の空隙を介して配置される。コア２０１のプラテン１０との対向面には、プラテン１０の歯と同じピッチＰで磁極の歯が形成されている。
【００３３】
プラテン１０とコア２０１との間には、プラテン１０の歯とコア２０１の歯の相対位置に応じたインピーダンスＺが存在する。コイル２０２に励磁電圧として一定振幅の矩形電圧を入力するとコア２０１が励磁され、プラテン１０との間に磁気回路Ｂが形成される。この磁気回路ＢはインピーダンスＺにより影響を受けるため、結果としてコイル２０２の端子間電圧はプラテン１０とコア２０１の相対位置に応じて変化する。そこで、コイル２０２の端子間電圧を取り出し、その振幅を検出信号とする。
【００３４】
図１（ａ）は、コア２０１の歯とプラテン１０の歯との対向する面積が最大、すなわち位相差が０°となる相対位置を示している。このときインピーダンスＺは最小となり、検出信号は最大となる。
一方、図１（ｂ）は、コア２０１の歯とプラテン１０の歯との対向する面積が最小、すなわち位相差が１８０°となる相対位置を示している。このときインピーダンスＺは最大となり、検出信号は最小となる。
【００３５】
センサ部２００がプラテン１０上を移動すると、インピーダンスＺは正弦波状に変化する。そのため、検出信号は、図１（ｃ）に示すように、ピッチＰの周期で正弦波状に変化する。
【００３６】
レゾルバは、このようなセンサ部２００を２個用意し、図２に示すようにプラテン１０に対する位相を９０°ずらして配置して構成する。センサ部２００の一方をｓｉｎ相、他方をｃｏｓ相とし、これらのセンサ部から得られる検出信号のアークタンジェントを取ることによって、レゾルバのプラテン１０に対する位相差、すなわちプラテン１０の歯に対する相対位置が求められる。なお、プラテン１０のどの歯に対する相対位置かは、検出信号が原点位置から繰り返す正弦波の山の数をカウントして求められる。これにより、原点位置を基準としてレゾルバの位置を精度よく検出できる。
【００３７】
図３はレゾルバによる回転角検出の説明図である。図３（ａ）に示すように、図示しないプラテン１０上に２つのレゾルバ３００，３０１が配置されている。プラテン１０にはＸ軸方向にピッチＰで歯が形成されているものとする。レゾルバ３００，３０１はＹ軸方向に互いに間隔ｍだけ離れて配置され、プラテン１０の同じＸ位置の歯に対するＸ軸方向の相対位置を検出する。
【００３８】
レゾルバ３０１がレゾルバ３００に対して回転した場合、レゾルバ３００，３０１がそれぞれ検出する自己のＸ位置に差が生じる。その差を距離ｄとしたとき、距離ｄとレゾルバ間隔ｍに基づいて、レゾルバ３００に対するレゾルバ３０１の回転角が求められる。
【００３９】
回転角検出部４００にレゾルバ３００，３０１の出力が入力される。回転角検出部４００は、レゾルバ３００，３０１の出力とレゾルバ間隔ｍに基づいて、レゾルバ３００に対するレゾルバ３０１の回転角を算出する。
【００４０】
なお、レゾルバ３００，３０１の検出信号はピッチＰの周期で繰り返されるため、回転角の検出が可能なのは距離ｄ＜Ｐ／２の範囲に限られる。そのため、レゾルバ間隔ｍに応じて検出可能な回転角の範囲と分解能が定まる。
【００４１】
図３（ｂ）は検出可能な回転角の範囲と分解能の説明図である。レゾルバ間隔ｍが狭い（たとえばｍ＝Ｂ）の場合には、検出可能な回転角の最大値はθｂとなり、検出範囲は広くなる。逆に、レゾルバ間隔ｍが広い（たとえばｍ＝Ａ）の場合には、検出可能な回転角の最大値はθａとなり、検出範囲は狭くなる。
一方、検出分解能は距離ｄの最小値／レゾルバ間隔ｍで決まるため、レゾルバ間隔ｍが広い場合には分解能は高くなり、レゾルバ間隔が狭い場合には分解能は低くなる。
【００４２】
以上より、レゾルバが狭い間隔で配置されている場合には、検出分解能は粗くなるが広い範囲で回転角を検出することができるという特徴がある。一方、レゾルバが広い間隔で配置されている場合には、検出範囲は狭くなるが高い分解能で回転角を検出することができるという特徴がある。
【実施例１】
【００４３】
図４は、本発明による位置決め装置の実施例１を示す上面図である。図示しないプラテン１０上にスライダ１が搭載され、プラテン１０上でＸ軸方向に位置制御される。プラテン１０とスライダ１のそれぞれの対向面にはＸ軸方向にピッチＰで歯が形成されており、平面モータを構成している。この平面モータを駆動することによって、スライダ１は指定された位置に移動する。
【００４４】
スライダ１は矩形状に形成され、スライダ１の各辺が互いに直交するＸ軸およびＹ軸とそれぞれ平行になるようにプラテン１０上に配置されている。
【００４５】
スライダ１のＸ軸と平行な両側辺の中央部に、Ｘ軸方向の位置を検出するＸ軸レゾルバ２１，２２が固定されている。Ｘ軸レゾルバ２１，２２のプラテン１０との対向面には、Ｘ軸方向にピッチＰで歯が形成されている。Ｘ軸レゾルバ２１，２２のセンサ部は、プラテン１０の同じＸ位置の歯に対するＸ軸方向の相対位置を検出する。Ｘ軸レゾルバ２１，２２は、初期位置として、プラテン１０の歯に対するＸ軸方向の相対位置が互いに等しくなるように配置される。Ｘ軸レゾルバ２１，２２のＹ軸方向の間隔をＡとする。
【００４６】
Ｘ軸レゾルバ２１，２２から、それぞれ自己のＸ位置の検出値が得られる。これらの検出値の平均を取り、スライダ１のＸ位置とする。
【００４７】
また、スライダ１は制御誤差などにより回転する場合がある。スライダ１が回転している場合には、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の検出値が異なる値となる。
【００４８】
回転角検出部４では、スライダ１の回転角の検出を行う。回転角検出部４にＸ軸レゾルバ２１，２２の検出値が入力される。回転角検出部４は、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の検出値の差分とレゾルバ間隔Ａに基づいて、Ｘ軸レゾルバ２１に対するＸ軸レゾルバ２２の回転角θＡを求め、この回転角θＡをスライダ１の回転角θとする。スライダ１のＸ位置および回転角θは、スライダ１を駆動する平面モータにフィードバックされ、位置制御や姿勢制御に利用される。
【００４９】
本実施例は以上のように構成され、スライダ１のＸ位置を検出するＸ軸レゾルバ２１，２２を備えたことにより、安価で簡易な構成によりスライダ１のＸ位置を安定して検出できる位置決め装置を実現することができる。また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の出力に基づいてスライダ１の回転角θを検出する回転角検出部４を備えたことにより、スライダ１の位置だけでなく、回転角θも検出することができる。
【００５０】
また、スライダ１の位置を検出するセンサがスライダ１自体に固定されているため、スライダ１の位置検出のためにプラテン１０の周囲にレーザ干渉計などを配置する必要がなくなり、位置決め装置全体の設計の自由度を高めることができる。
【００５１】
また、Ｘ軸レゾルバが２つあるため、各Ｘ軸レゾルバの検出値の平均を取ることによりスライダ１の位置検出精度を高めることができる。
【００５２】
また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２がスライダ１のＹ軸方向の両側辺に配置されているため、レゾルバ間隔Ａとしてスライダ１のＹ軸方向の全長以上の距離を確保することができる。これにより、レゾルバ間隔Ａを大きく取ることができ、高い分解能で回転角θを検出できる利点もある。
【実施例２】
【００５３】
図５は本発明による位置決め装置の実施例２を示す上面図である。本実施例は、先の実施例１に対して、Ｘ軸レゾルバ２２をＸ軸レゾルバ２１に隣接して固定配置したものである。
【００５４】
Ｘ軸レゾルバ２１，２２のセンサ部は、プラテン１０の同じＸ位置の歯に対するＸ軸方向の相対位置を検出する。Ｘ軸レゾルバ２１，２２は、初期位置として、プラテン１０の歯に対するＸ軸方向の相対位置が互いに等しくなるように配置される。これらＸ軸レゾルバ２１，２２のＹ軸方向の間隔をＢとする。
【００５５】
Ｘ軸レゾルバ２１，２２からそれぞれ得られるＸ位置の検出値の平均を取り、スライダ１のＸ位置とする。また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の検出値は図示しない回転角検出部４に入力される。回転角検出部４は、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の差分とレゾルバ間隔Ｂに基づいてＸ軸レゾルバ２２に対するＸ軸レゾルバ２１の回転角θＢを求め、この回転角θＢをスライダ１の回転角θとする。その他の構成は前記実施例１と同じである。
【００５６】
本実施例は以上のように構成され、スライダ１のＸ位置を検出するＸ軸レゾルバ２１，２２を備えたことにより、安価で簡易な構成によりスライダ１のＸ位置を安定して検出できる位置決め装置を実現することができる。また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の出力に基づいてスライダ１の回転角θを検出する回転角検出部４を備えたことにより、スライダ１の位置だけでなく、回転角θも検出することができる。
【００５７】
また、スライダ１の位置を検出するセンサがスライダ１自体に取り付けられているためスライダ１の位置検出のためにプラテン１０の周囲にレーザ干渉計などの物品を配置する必要もなくなり、位置決め装置全体の設計の自由度を高めることができる。
【００５８】
また、Ｘ軸レゾルバが２つあるため、各Ｘ軸レゾルバの検出値の平均を取ることにより位置検出の精度を高めることができる。
【００５９】
また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２がＹ軸方向に隣接して配置されているため、レゾルバ間隔Ｂを狭くすることができ、広い範囲で回転角θを検出できる利点がある。
【実施例３】
【００６０】
図６は本発明による位置決め装置の実施例３を示す上面図である。本実施例は、先の実施例２に対して、スライダ１を挟んでＸ軸レゾルバ２１の反対側に、Ｘ軸方向の位置を検出するＸ軸レゾルバ２３を追加したものである。
【００６１】
これらＸ軸レゾルバ２１〜２３のセンサ部は、プラテン１０の同じＸ位置の歯に対するＸ軸方向の相対位置を検出する。Ｘ軸レゾルバ２１〜２３は、初期位置として、プラテン１０の歯に対するＸ軸方向の相対位置が互いに等しくなるように配置される。Ｘ軸レゾルバ２１，２２のＹ軸方向の間隔をＢとする。Ｘ軸レゾルバ２１，２３のＹ軸方向の間隔をＡとする。
【００６２】
Ｘ軸レゾルバ２１〜２３からそれぞれ得られるＸ位置の検出値の平均を取り、スライダ１のＸ位置とする。
【００６３】
また、Ｘ軸レゾルバ２１〜２３の検出値は図示しない回転角検出部４に入力される。回転角検出部４は、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより、Ｘ軸レゾルバ２２に対するＸ軸レゾルバ２１の回転角を求める。また、Ｘ軸レゾルバ２１，２３の組合せにより、Ｘ軸レゾルバ２１に対するＸ軸レゾルバ２３の回転角を求める。Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより得られる回転角をθＢとする。Ｘ軸レゾルバ２１，２３の組合せにより得られる回転角をθＡとする。
【００６４】
Ｘ軸レゾルバ２１，２２は隣接して配置されているため、レゾルバ間隔Ｂを小さくすることができる。そのため、広い範囲で回転角を検出できる。Ｘ軸レゾルバ２１，２３はスライダ１のＹ軸方向の両端部に配置されているため、レゾルバ間隔Ａを大きくとることができる。そのため、高い分解能で回転角を検出できる。
ここで、Ｘ軸レゾルバ２１，２３の組合せで検出可能な回転角の最大値をθＡｍａｘとする。
【００６５】
まず、回転角検出部４は、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより回転角θＢを求める。回転角θＢがθＡｍａｘ以内であった場合には、回転角検出部４は、高い分解能で検出できるＸ軸レゾルバ２１，２３の組合せにより回転角θＡを求める。この回転角θＡをスライダ１の回転角θとする。
回転角θがθＡｍａｘを超えていた場合には、スライダ１の回転角θがθＡｍａｘ以内に収まる程度に一旦スライダ１の姿勢を制御する。その後、回転角検出部４は、Ｘ軸レゾルバ２１，２３の組合せにより回転角θＡを求め、回転角θＡをスライダ１の回転角θとする。その他の構成は前記実施例２と同じである。
【００６６】
本実施例は以上のように構成され、スライダ１のＸ位置を検出するＸ軸レゾルバ２１〜２３を備えたことにより、安価で簡易な構成によりスライダ１のＸ位置を安定して検出できる位置決め装置を実現することができる。また、Ｘ軸レゾルバ２１〜２３の出力に基づいてスライダ１の回転角θを検出する回転角検出部４を備えたことにより、スライダ１の位置だけでなく、回転角θも検出することができる。
【００６７】
また、スライダ１の位置を検出するセンサがスライダ１自体に取り付けられているので、スライダ１の位置検出のためにプラテン１０の周囲にレーザ干渉計などを配置する必要もなくなり、位置決め装置全体の設計の自由度を高めることができる。
【００６８】
また、Ｘ軸レゾルバが３つあるため、各Ｘ軸レゾルバの検出値の平均を取ることにより位置検出の精度を高めることができる。
【００６９】
また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２のレゾルバ間隔Ｂは狭く、Ｘ軸レゾルバ２１，２３のレゾルバ間隔Ａは広いため、レゾルバの組を狭い間隔で配置した場合に得られる利点と、広い間隔で配置した場合に得られる利点の両方を併せ持つことができる。
【実施例４】
【００７０】
図７は本発明による位置決め装置の実施例４を示す上面図である。本実施例は、先の実施例１〜３に対して、Ｙ軸方向の位置を検出するためのＹ軸レゾルバ３１を追加したものである。
なお、本実施例では、スライダ１はプラテン１０上でＸ軸方向およびＹ軸方向の２次元方向に位置制御されるものとする。プラテン１０にはＸ軸方向およびＹ軸方向にピッチＰの格子状に磁極の歯が形成されており、またスライダ１のプラテン１０との対向面にはＸ軸方向およびＹ軸方向の磁極の歯が形成され、それぞれＸ軸方向用およびＹ軸方向用の平面モータを構成しているものとする。これらの平面モータを駆動することによって、スライダ１は指定された位置に移動する。
【００７１】
図７の（ａ）は、前記実施例１と同じレゾルバ配置を備えた位置決め装置に、Ｙ軸レゾルバ３１を追加したものである。
図７の（ｂ）は、前記実施例２と同じレゾルバ配置を備えた位置決め装置に、Ｙ軸レゾルバ３１を追加したものである。
図７の（ｃ）は、前記実施例３と同じレゾルバ配置を備えた位置決め装置に、Ｙ軸レゾルバ３１を追加したものである。
【００７２】
図７の（ａ）において、スライダ１のスライダ１のＸ軸方向の端部、すなわちＹ軸と平行な側辺の一方の中央部に、スライダ１のＹ位置を検出するＹ軸レゾルバ３１が固定されている。Ｙ軸レゾルバ３１のプラテン１０との対向面にはＹ軸方向にピッチＰで磁極の歯が形成されている。Ｙ軸レゾルバ３１のセンサ部は、プラテン１０の磁極の歯に対するＹ軸方向の相対位置を検出する。
【００７３】
Ｙ軸レゾルバ３１から自己のＹ位置の検出値が得られ、このＹ位置をスライダ１のＹ位置とする。スライダ１のＹ位置は、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の検出値から求められたスライダ１のＸ位置や回転角θとともにスライダ１を駆動する平面モータにフィードバックされ、位置制御や姿勢制御に利用される。その他の構成は前記実施例１と同じである。
【００７４】
図７の（ｂ）、（ｃ）におけるＹ軸レゾルバ３１も図７の（ａ）と同様の構成であり、その他の構成はそれぞれ前記実施例２、前記実施例３と同じである。
【００７５】
本実施例は以上のように構成され、前記実施例１〜３で得られる効果に加え、さらにスライダのＹ位置を検出するＹ軸レゾルバ３１を備えているため、スライダのＹ軸方向の位置も検出することができる。
【実施例５】
【００７６】
図８は本発明による位置決め装置の実施例５を示す上面図である。本実施例は、先の実施例４に対して、さらにＹ軸方向の位置を検出するＹ軸レゾルバ３２を追加したものである。
【００７７】
図８の（ａ）は、図７の（ａ）に示す位置決め装置に、Ｙ軸レゾルバ３２を追加したものである。
図８の（ｂ）は、図７の（ｂ）に示す位置決め装置に、Ｙ軸レゾルバ３２を追加したものである。
図８の（ｃ）は、図７の（ｃ）に示す位置決め装置に、Ｙ軸レゾルバ３２を追加したものである。
【００７８】
図８の（ａ）では、スライダ１のＹ軸レゾルバ３１が配置されている辺と対向する側辺の中央部に、Ｙ軸レゾルバ３２が固定されている。これらＹ軸レゾルバ３１，３２のセンサ部は、プラテン１０の同じＹ位置の磁極の歯に対するＹ軸方向の相対位置を検出する。Ｙ軸レゾルバ３１，３２は、初期位置として、プラテン１０の磁極の歯に対するＹ軸方向の相対位置が互いに等しくなるように配置される。Ｙ軸レゾルバ３１，３２のＸ軸方向の間隔をＣとする。
【００７９】
Ｙ軸レゾルバ３１，３２からそれぞれ得られるＹ位置の検出値の平均を取り、スライダ１のＹ位置とする。
【００８０】
また、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の検出値は図示しない回転角検出部４に入力される。回転角検出部４は、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の検出値の差分とレゾルバ間隔Ｃに基づいて、Ｙ軸レゾルバ３２に対するＹ軸レゾルバ３１の回転角θＣを求める。回転角検出部４は、回転角θＣと、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより得られた回転角θＡとの平均を取り、スライダ１の回転角θとする。その他の構成は前記実施例４と同じである。
【００８１】
図８の（ｂ）では、図８の（ａ）と同様に、スライダ１のＹ軸レゾルバ３１が配置されている辺と対向する側辺の中央部に、Ｙ軸レゾルバ３２が固定されている。
【００８２】
Ｙ軸レゾルバ３１，３２からそれぞれ得られるＹ位置の検出値の平均を取り、スライダ１のＹ位置とする。
【００８３】
また、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の検出値は図示しない回転角検出部４に入力される。Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより検出される回転角θＢは、Ｘ軸レゾルバ２１，２２のレゾルバ間隔Ｂが狭いため、広い範囲で回転角を検出できる。一方、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより検出されるθＣは、レゾルバ間隔Ｃが広いため、高い分解能で回転角を検出できる。Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せで検出可能な回転角の最大値をθＣｍａｘとする。
【００８４】
まず、回転角検出部４は、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより回転角θＢを求める。回転角θＢがθＣｍａｘ以内であった場合には、回転角検出部４は、高い分解能で検出できるＹ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより回転角θＣを求める。この回転角θＣをスライダ１の回転角θとする。
回転角θＢがθＣｍａｘを超えていた場合には、スライダ１の回転角θがθＣｍａｘ以内に収まる程度に一旦スライダ１の姿勢を制御する。その後、回転角検出部４は、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより回転角θＣを求め、回転角θＣをスライダ１の回転角θとする。その他の構成は前記実施例４と同じである。
【００８５】
図８の（ｃ）では、図８の（ａ）と同様に、スライダ１のＹ軸レゾルバ３１が配置されている辺と対向する側辺の中央部に、Ｙ軸レゾルバ３２が固定されている。
【００８６】
Ｙ軸レゾルバ３１，３２からそれぞれ得られるＹ位置の検出値の平均を取り、スライダ１のＹ位置とする。
【００８７】
また、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の検出値は図示しない回転角検出部４に入力される。Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより検出される回転角θＢは、Ｘ軸レゾルバ２１，２２のレゾルバ間隔Ｂが狭いため、広い範囲で回転角を検出できる。一方、Ｘ軸レゾルバ２１，２３の組合せで検出されるθＡと、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより検出されるθＣは、レゾルバ間隔Ａ，Ｃが広いため、高い分解能で回転角を検出できる。Ｘ軸レゾルバ２１，２３の組合せで検出可能な回転角の最大値をθＡｍａｘとする。Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せで検出可能な回転角の最大値をθＣｍａｘとする。θＣｍａｘ＜θＡｍａｘとする。
【００８８】
まず、回転角検出部４は、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより回転角θＢを求める。回転角θＢがθＣｍａｘ以内であった場合には、回転角検出部４は、高い分解能で検出できるＸ軸レゾルバ２１，２３の組合せと、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより回転角θＡ，θＣを求める。回転角検出部４は、回転角θＡ，θＣの平均をとり、スライダ１の回転角θとする。
回転角θＢがθＣｍａｘを超えていた場合には、スライダ１の回転角θがθＣｍａｘ以内に収まる程度に一旦スライダ１の姿勢を制御する。その後、回転角検出部４は、Ｘ軸レゾルバ２１，２３の組合せと、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより回転角θＡ，θＣを求める。回転角検出部４は、回転角θＡ，θＣの平均をとり、スライダ１の回転角θとする。その他の構成は前記実施例４と同じである。
【００８９】
本実施例は以上のように構成され、前記実施例４で得られる効果に加え、Ｙ軸レゾルバが２つあるため、各Ｙ軸レゾルバの検出値の平均を取ることにより位置検出の精度を高めることができる。
【００９０】
また、Ｙ軸レゾルバ３１，３２がスライダ１のＸ軸方向の両端部、すなわちＹ軸と平行な両側辺に配置されているため、レゾルバ間隔Ｃとしてスライダ１のＸ軸方向の全長以上の距離を確保することができる。これにより、レゾルバ間隔Ｃを大きく取ることができ、高い分解能で回転角θＣを検出できる利点がある。
【００９１】
また、図８の（ａ）に示す構成によれば、前記実施例１で得られる効果に加え、Ｙ軸レゾルバの組み合わせで検出した回転角θＣと、Ｘ軸レゾルバの組合せで検出した回転角θＡとの平均を取ることにより、スライダ１の回転角θの検出精度を高めることができる。さらに、レゾルバがスライダ１のすべての辺に均等に配置されているため、重量バランスが改善される。
図８の（ｂ）に示す構成によれば、前記実施例２で得られる効果に加え、Ｘ軸レゾルバ２１，２２のレゾルバ間隔Ｂは狭く、Ｙ軸レゾルバ３１，３２のレゾルバ間隔Ｃは広いため、レゾルバの組を狭い間隔で配置した場合に得られる利点と、広い間隔で配置した場合に得られる利点の両方を併せ持つことができる。
図８の（ｃ）に示す構成によれば、前記実施例３で得られる効果に加え、図８の（ａ）および（ｂ）で得られる効果を併せ持つことができる。
【００９２】
なお、上記各実施例においては、スライダ１を矩形状としたが、スライダ１の形状は円形や楕円形など他の形状であってもよい。円形の場合には、直径を表す任意の線分を一本決定し、その線をＸ軸またはＹ軸のいずれかに沿うようにスライダを位置させて、Ｘ軸レゾルバおよびＹ軸レゾルバを配置すればよい。楕円形の場合には、長径、短径の一方をＸ軸、他方をＹ軸に沿うようにスライダを位置させて、Ｘ軸レゾルバおよびＹ軸レゾルバを配置すればよい。
【００９３】
また、上記各実施例において、Ｘ軸は各請求項の１軸方向に相当し、Ｙ軸は１軸と直交する方向に相当する。そして、Ｘ軸レゾルバは１軸方向の位置を検出するレゾルバに相当し、Ｙ軸レゾルバは１軸と直交する方向を検出するレゾルバに相当する。
【実施例６】
【００９４】
図９は本発明による位置決め装置の実施例６を示す上面図である。図示しないプラテン１０上にスライダ１が搭載され、プラテン１０上でＸ軸方向およびＹ軸方向の２次元方向に位置制御される。プラテン１０にはＸ軸方向およびＹ軸方向にピッチＰの格子状に磁極の歯が形成されており、またスライダ１のプラテン１０との対向面にはＸ軸方向およびＹ軸方向の磁極の歯が形成され、それぞれＸ軸方向用およびＹ軸方向用の平面モータを構成しているものとする。これらの平面モータを駆動することによって、スライダ１は指定された位置に移動する。
【００９５】
スライダ１は矩形状をしており、スライダ１の各辺はＸ軸またはこのＸ軸に直交するＹ軸のいずれかに沿うようにプラテン１０上に配置されている。
【００９６】
スライダ１のＸ軸と平行な側辺の一方の中央部に、Ｘ軸方向の位置を検出するＸ軸レゾルバ２１，２２がＹ軸方向に隣接して固定されている。Ｘ軸レゾルバ２１，２２のプラテン１０との対向面にはＸ軸方向にピッチＰで磁極の歯が形成されている。Ｘ軸レゾルバ２１，２２のセンサ部は、プラテン１０の同じＸ位置の磁極の歯に対するＸ軸方向の相対位置を検出する。Ｘ軸レゾルバ２１，２２は、初期位置として、プラテン１０の磁極の歯に対するＸ軸方向の相対位置が互いに等しくなるように配置される。Ｘ軸レゾルバ２１，２２のＹ軸方向の間隔をＢとする。
【００９７】
Ｘ軸レゾルバ２１，２２が配置された側辺には、Ｘ軸レゾルバ２１，２２をＸ軸方向から挟むようにしてＹ軸方向の位置を検出するＹ軸レゾルバ３１，３２が固定されている。Ｙ軸レゾルバ３１，３２は、スライダ１からＸ軸方向にはみ出さないように、それぞれスライダ１のＸ軸方向の切片位置に寄せて配置される。Ｙ軸レゾルバ３１，３２のプラテン１０との対向面にはＹ軸方向にピッチＰで磁極の歯が形成されている。Ｙ軸レゾルバ３１，３２のセンサ部は、プラテン１０の同じＹ位置の磁極の歯に対するＹ軸方向の相対位置を検出する。Ｙ軸レゾルバ３１，３２は、初期位置として、プラテン１０の磁極の歯に対するＹ軸方向の相対位置が互いに等しくなるように配置される。Ｙ軸レゾルバ３１，３２のＸ軸方向の間隔をＡ’とする。
【００９８】
Ｘ軸レゾルバ２１、２３からそれぞれ得られるＸ位置の検出値の平均を取り、スライダ１のＸ位置とする。また、Ｙ軸レゾルバ３１，３２からそれぞれ得られるＹ位置の検出値の平均を取る。Ｙ軸レゾルバ３１，３２はスライダ１のＹ軸方向の中心からずれた位置に配置されているため、得られた平均値に所定の補正値を加算して、スライダ１のＹ位置とする。
【００９９】
また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２およびＹ軸レゾルバ３１，３２の検出値は、図示しない回転角検出部４に入力される。
回転角検出部４は、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより、Ｘ軸レゾルバ２２に対するＸ軸レゾルバ２１の回転角を求める。また、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより、Ｙ軸レゾルバ３２に対するＹ軸レゾルバ３１の回転角を求める。Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより得られる回転角をθＢとする。Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより得られる回転角をθＡ’とする。
【０１００】
Ｘ軸レゾルバ２１，２２は隣接して配置されているため、レゾルバ間隔Ｂを狭くすることができ、広い範囲で回転角を検出できる。Ｙ軸レゾルバ３１，３２は、それぞれスライダ１のＸ軸方向の切片位置と揃えて配置されているため、レゾルバ間隔Ａ’を比較的広くとることができ、比較的高い分解能で回転角を検出できる。Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せで検出可能な回転角の最大値をθＡｍａｘ’とする。
【０１０１】
まず、回転角検出部４は、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより回転角θＢを求める。回転角θＢがθＡｍａｘ’以内であった場合には、回転角検出部４は、比較的高い分解能で検出できるＹ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより回転角θＡ’を求める。この回転角θＡ’をスライダ１の回転角θとする。
回転角θがθＡｍａｘ’を超えていた場合には、スライダ１の回転角θがθＡｍａｘ’以内に収まる程度に一旦スライダ１の姿勢を制御する。その後、回転角検出部４は、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより回転角θＡ’を求め、回転角θＡ’をスライダ１の回転角θとする。
【０１０２】
スライダ１のＸ位置、Ｙ位置および回転角θはスライダ１を駆動する平面モータにフィードバックされ、位置制御や姿勢制御に利用される。
【０１０３】
本実施例は以上のように構成され、スライダのＸ位置を検出するＸ軸レゾルバ２１，２２と、スライダのＹ位置を検出するＹ軸レゾルバ３１，３２を備えたことにより、安価で簡易な構成によりスライダ１のＸ位置、Ｙ位置の検出を安定して行うことができる位置決め装置を実現することができる。また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２およびＹ軸スライダ３１，３２の出力に基づいてスライダ１の回転角θを検出する回転角検出部４を備えたことにより、スライダ１の位置だけでなく、回転角θも検出することができる。
【０１０４】
またスライダ１の位置を検出するセンサがスライダ１自体に取り付けられているため、スライダ１の位置検出のためにプラテン１０の周囲にレーザ干渉計などを配置する必要もなくなり、位置決め装置全体の設計の自由度を高めることができる。
【０１０５】
また、Ｘ軸レゾルバ、Ｙ軸レゾルバがそれぞれ２つずつあるため、各軸ごとにレゾルバの検出値の平均を取ることにより、スライダ１の位置検出の精度を高めることができる。
【０１０６】
また、Ｘ軸レゾルバおよびＹ軸レゾルバのすべてがスライダ１の同じ辺にまとめて配置されているため、スペースの利用効率がよい。その上、Ｙ軸レゾルバ３１，３２がスライダ１のＸ軸方向の切片位置に揃えて配置されているため、レゾルバ間隔Ａ’を比較的広くすることができ、比較的高い分解能で回転角θを検出できる。また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２のレゾルバ間隔Ｂは狭いため、レゾルバの組を狭い間隔で配置した場合に得られる利点と、広い間隔で配置した場合に得られる利点の両方を併せ持つことができる。
【実施例７】
【０１０７】
図１０は本発明による位置決め装置の実施例７を示す上面図である。本実施例は、先の実施例５に対して、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の配置を変えたものである。
【０１０８】
Ｘ軸レゾルバ２１，２２は、スライダ１のＹ軸と平行な側辺の一方の中央部に、Ｙ軸方向に隣接して固定されている。
【０１０９】
Ｘ軸レゾルバ２１，２２からそれぞれ得られるＸ位置の検出値の平均を取る。Ｘ軸レゾルバ２１，２２はスライダ１のＸ軸方向の中心からずれた位置に配置されているため、得られた平均値に所定の補正値を加算して、スライダ１のＸ位置とする。その他の構成は前記実施例６と同じである。
【０１１０】
本実施例は以上のように構成され、スライダのＸ位置を検出するＸ軸レゾルバ２１，２２と、スライダのＹ位置を検出するＹ軸レゾルバ３１，３２を備えたことにより、安価で簡易な構成によりスライダ１のＸ位置、Ｙ位置の検出を安定して行うことができる位置決め装置を実現することができる。また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２およびＹ軸スライダ３１，３２の出力に基づいてスライダ１の回転角θを検出する回転角検出部４を備えたことにより、スライダ１の位置だけでなく、回転角θも検出することができる。
【０１１１】
またスライダ１の位置を検出するセンサがスライダ１自体に取り付けられているため、スライダ１の位置検出のためにプラテン１０の周囲にレーザ干渉計などを配置する必要もなくなり、位置決め装置全体の設計の自由度を高めることができる。
【０１１２】
また、Ｘ軸レゾルバ、Ｙ軸レゾルバがそれぞれ２つずつあるため、各軸ごとにレゾルバの検出値の平均を取ることにより、スライダ１の位置検出の精度を高めることができる。
【０１１３】
また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２のレゾルバ間隔Ｂは狭く、Ｙ軸レゾルバ３１，３２のレゾルバ間隔Ａ’は比較的広いため、レゾルバの組を狭い間隔で配置した場合に得られる利点と、広い間隔で配置した場合に得られる利点の両方を併せ持つことができる。
【実施例８】
【０１１４】
図１１は本発明による位置決め装置の実施例８を示す上面図である。本実施例は、先の実施例６に対して、Ｘ軸レゾルバ２１，２２およびＹ軸レゾルバ３１，３２の配置を変えるとともに、さらにＸ軸レゾルバ２３を配置したものである。
【０１１５】
スライダ１のＸ軸と平行な側辺の一方の中央部に、Ｙ軸方向の位置を検出するＹ軸レゾルバ３１，３２がＸ軸方向に隣接して固定されている。Ｙ軸レゾルバ３１，３２のＸ軸方向の間隔をＢとする。
【０１１６】
Ｙ軸レゾルバ３１，３２が配置された側辺には、Ｙ軸レゾルバ３１，３２をＸ軸方向から挟むようにしてＸ軸方向の位置を検出するＸ軸レゾルバ２１，２２が固定されている。Ｘ軸レゾルバ２１，２２は、スライダ１からＸ軸方向にはみ出さないように、それぞれスライダ１のＸ軸方向の切片位置に寄せて配置される。
【０１１７】
Ｙ軸レゾルバ３１，３２が配置された側辺と対向する側辺の中央部に、Ｘ軸方向の位置を検出するＸ軸レゾルバ２３が固定されている。Ｘ軸レゾルバ２３のプラテン１０との対向面にはＸ軸方向にピッチＰで磁極の歯が形成されている。Ｘ軸レゾルバ２１〜２３は、初期位置として、プラテン１０の磁極の歯に対するＸ軸方向の相対位置が互いに等しくなるように配置される。
【０１１８】
Ｘ軸レゾルバ２１，２２は同じＹ位置に配置される。また、Ｘ軸レゾルバ２１，２２のＸ軸方向の中点はＸ軸レゾルバ２３のＸ位置に一致する。Ｘ軸レゾルバ２１，２２と、Ｘ軸レゾルバ２３とのＹ軸方向の間隔をＡとする。
【０１１９】
Ｙ軸レゾルバ３１，３２からそれぞれ得られるＹ位置の検出値の平均を取る。Ｙ軸レゾルバ３１，３２はスライダ１のＹ軸方向の中心からずれた位置に配置されているため、得られた平均値に所定の補正値を加算して、スライダ１のＹ位置とする。また、Ｘ軸レゾルバ２１、２２からそれぞれ得られるＸ位置の検出値の平均を取る。さらに、この平均値とＸ軸レゾルバ２３の検出値との平均を取り、スライダ１のＸ位置とする。
【０１２０】
また、Ｘ軸レゾルバ２１〜２３およびＹ軸レゾルバ３１，３２の検出値は、図示しない回転角検出部４に入力される。
回転角検出部４は、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより、Ｙ軸レゾルバ３２に対するＹ軸レゾルバ３１の回転角を求める。また、Ｘ軸レゾルバ２１〜２３の組合せにより、Ｘ軸レゾルバ２１，２２の中点位置に対するＸ軸レゾルバ２３の回転角を求める。Ｘ軸レゾルバ２１，２２の組合せにより得られる回転角をθＡとする。Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより得られる回転角をθＢとする。
【０１２１】
Ｙ軸レゾルバ３１，３２は隣接して配置されているため、レゾルバ間隔Ｂを狭くすることができ、広い範囲で回転角を検出できる。Ｘ軸レゾルバ２１，２２とＸ軸レゾルバ２３は、スライダ１のＹ軸方向の両端部に配置されているため、レゾルバ間隔Ａを広くすることができ、高い分解能で回転角を検出できる。Ｘ軸レゾルバ２１〜２３の組合せで検出可能な回転角の最大値をθＡｍａｘとする。
【０１２２】
回転角検出部４は、Ｙ軸レゾルバ３１，３２の組合せにより回転角θＢを求める。回転角θＢがθＡｍａｘ以内であった場合には、回転角検出部４は、高い分解能で検出できるＸ軸レゾルバ２１〜２３の組合せにより回転角θＡを求めて、この回転角θＡをスライダ１の回転角θとする。
回転角θがθＡｍａｘを超えていた場合には、スライダ１の回転角θがθＡｍａｘ以内に収まる程度に一旦スライダ１の姿勢を制御する。その後、回転角検出部４は、Ｘ軸レゾルバ２１〜２３の組合せにより回転角θＡを求め、回転角θＡをスライダ１の回転角θとする。
【０１２３】
本実施例は以上のように構成され、スライダのＸ位置を検出するＸ軸レゾルバ２１〜２３と、スライダのＹ位置を検出するＹ軸レゾルバ３１，３２を備えたことにより、安価で簡易な構成によりスライダ１のＸ位置、Ｙ位置の検出を安定して行うことができる位置決め装置を実現することができる。また、Ｘ軸レゾルバ２１〜２３およびＹ軸スライダ３１，３２の出力に基づいてスライダ１の回転角θを検出する回転角検出部４を備えたことにより、スライダ１の位置だけでなく、回転角θも検出することができる。
【０１２４】
またスライダ１の位置を検出するセンサがスライダ１自体に取り付けられているため、スライダ１の位置検出のためにプラテン１０の周囲にレーザ干渉計などを配置する必要もなくなり、位置決め装置全体の設計の自由度を高めることができる。
【０１２５】
また、Ｘ軸レゾルバは３つ、Ｙ軸レゾルバは２つあるため、各軸ごとにレゾルバの検出値の平均を取ることにより、スライダ１の位置検出の精度を高めることができる。
【０１２６】
また、Ｘ軸レゾルバおよびＹ軸レゾルバのすべてがスライダ１の同じ軸方向の辺にまとめて配置されているため、スペースの利用効率がよい。Ｘ軸レゾルバ２１〜２３がスライダ１のＹ軸方向の両端部に分散して配置されているため、レゾルバ間隔Ａを広くすることができ、高い分解能で回転角θを検出できる利点がある。また、Ｙ軸レゾルバ２１，２２のレゾルバ間隔Ｂは狭いため、レゾルバの組を狭い間隔で配置した場合に得られる利点と、広い間隔で配置した場合に得られる利点の両方を併せ持つことができる。
【０１２７】
なお、上記各実施例では、各レゾルバがスライダ１の側辺外部に取り付けられたものとして説明したが、各レゾルバはスライダ１のプラテン１０との対向面の平面モータが構成されていない辺縁部に埋設されていてもよい。
【０１２８】
図１２は、本実施例の位置決め装置において、レゾルバをスライダ１のプラテン１０との対向面に埋設して設けた例を示す図である。図１２はスライダ１の対向面を上から透かし見た図である。
１ａ，１ｂはスライダ１のプラテン１０との対向面にＸ軸方向に形成された磁極の歯である。１ｃ，１ｄはスライダ１のプラテン１０との対向面にＹ軸方向に形成された磁極の歯である。これらの磁極の歯がプラテン１０の磁極の歯とそれぞれＸ軸方向用およびＹ軸方向用の平面モータを構成している。
【０１２９】
１ｅは、スライダ１のプラテン１０との対向面の辺縁部であり、磁極の歯１ａ〜１ｄが形成されていない部分である。この辺縁部１ｅに各レゾルバを埋設する。Ｘ軸レゾルバ２１，２２およびＹ軸レゾルバ３１，３２を辺縁部１ｅのＹ軸方向の一辺に埋設する。Ｘ軸レゾルバ２３を、辺縁部１ｅのＹ軸方向の対向辺に埋設する。各レゾルバは、スライダ１の対向面からプラテン１０に向けて飛び出ないように、磁極の歯１ａ〜１ｄおよび辺縁部１ｅのレゾルバが埋設されていない部分と高さが揃うように埋設される。このようにレゾルバをスライダ１に埋設することによって、レゾルバのさらなる省スペース化を図ることができる。
【０１３０】
なお、図１２では本実施例の位置決め装置においてレゾルバをスライダ１のプラテン１０との対向面に埋設した例を示したが、前記実施例１〜実施例７の位置決め装置においても、レゾルバをスライダ１のプラテン１０との対向面に埋設して設けてもよい。
【０１３１】
また、前記各実施例および本実施例において、レゾルバの個数を増やしてもよい。レゾルバの個数を増やすことにより、平均を求めてスライダ１の位置検出精度を高めることができる。さらに、バーニアによる高調波誤差を削減することができ、平面モータの位置制御の精度を向上させることができる。
【０１３２】
また、前記各実施例および本実施例では、スライダが１台の位置決め装置について説明したが、スライダは複数台でもよい。スライダが複数台ある場合には、レーザ干渉計を使用した場合に比べて各スライダの可動範囲が広がり、本発明による利点がさらに活かされる。
【０１３３】
また、Ｘ軸とＹ軸は互いに直交する軸であり、直交する軸のいずれをＸ軸、Ｙ軸と命名するかは自由である。前記各実施例および本実施例におけるＸ軸およびＹ軸を入れ替えて読んでもよい。
【０１３４】
さらに、本発明ではスライダの位置を検出するセンサとしてレゾルバを利用したが、レゾルバに限らず、半導体磁気抵抗素子やＣＣＤセンサを利用してもよい。
【０１３５】
以上説明したように、本発明によれば、安価で簡易な構成によりスライダの位置および回転角を安定して検出するとともに、設計の自由度の高い位置決め装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】レゾルバによる位置検出の動作原理を説明図である。
【図２】レゾルバの構成を示す図である。
【図３】レゾルバによる回転角検出の説明図である。
【図４】本発明の実施例１を示す上面図である。
【図５】本発明の実施例２を示す上面図である。
【図６】本発明の実施例３を示す上面図である。
【図７】本発明の実施例４を示す上面図である。
【図８】本発明の実施例５を示す上面図である。
【図９】本発明の実施例６を示す上面図である。
【図１０】本発明の実施例７を示す上面図である。
【図１１】本発明の実施例８を示す上面図である。
【図１２】実施例８の変形例を示す上面図である。
【図１３】従来例の位置決め装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１    スライダ
２１〜２３  Ｘ軸レゾルバ
３１，３２  Ｙ軸レゾルバ
４    回転角検出部
１０  プラテン
【図１】
2009300270.tif 000003
【図２】
2009300270.tif 000004
【図３】
2009300270.tif 000005
【図４】
2009300270.tif 000006
【図５】
2009300270.tif 000007
【図６】
2009300270.tif 000008
【図７】
2009300270.tif 000009
【図８】
2009300270.tif 000010
【図９】
2009300270.tif 000011
【図１０】
2009300270.tif 000012
【図１１】
2009300270.tif 000013
【図１３】
2009300270.tif 000014
【図１２】
2009300270.tif 000015