明 細 書 Specification
並進旋回 2自由度ステージ装置およびこれを用いた 3自由度ステージ装 置 Translational swivel 2-DOF stage device and 3-DOF stage device using it
技術分野 Technical field
[0001] 本発明は、半導体装置やプリント基板、液晶表示素子等の露光装置などで、テー ブルを移動して、テーブル上の対象を所定の位置に位置決め、かつ、長ストロークを テーブル移動する Y方向並進と Θ旋回可能な並進旋回 2自由度ステージ装置もしく は、この並進旋回 2自由度ステージ装置に X方向並進駆動機構を加えた 3自由度ス テージ装置に関する。 [0001] The present invention relates to an exposure apparatus such as a semiconductor device, a printed circuit board, or a liquid crystal display element, which moves a table to position an object on a table at a predetermined position and moves the long stroke to the table. This invention relates to a translational two-degree-of-freedom stage device capable of directional translation and Θ-turning, or a three-degree-of-freedom stage device in which an X-direction translational drive mechanism is added to this translational two-degree-of-freedom stage device.
背景技術 Background art
[0002] 従来の第 1例であるステージ装置は、可動テーブルを有するステージの一の端部と 他の端部とを移動可能に軸支する可動支持機構と、可動テーブルと可動支持機構と を制御する位置制御部と、を含めて、直進方向のみならず、回転方向の移動におい ても、ステージを的確に位置決めをすることができるとともに、応答性を高くして高速 にステージを移動させることができるようにしている（例えば、特許文献 1参照)。 また、従来の第 2例である 2軸平行' 1軸旋回運動案内機構およびこれを用いた 2軸 平行' 1軸旋回テーブル装置は、テーブルへの組み付けが簡単でかつ高精度に案 内支持できる 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構を用いたテーブル装置としているもの もある（例えば、特許文献 2参照)。 [0002] A stage apparatus as a first conventional example includes a movable support mechanism that pivotally supports one end of a stage having a movable table and the other end, and a movable table and a movable support mechanism. It is possible to position the stage accurately not only in the straight direction but also in the rotational direction, including the position control unit to be controlled, and to move the stage at high speed with high responsiveness. (See, for example, Patent Document 1). In addition, the conventional second example of the 2-axis parallel '1-axis turning motion guide mechanism and the 2-axis parallel' 1-axis turning table device using the same can be easily assembled to the table and supported in-house with high accuracy. There is also a table device using a 2-axis parallel / single-axis turning motion guide mechanism (for example, see Patent Document 2).
[0003] 特許文献 1 :特開 2003— 316440号公報（図 1、図 3、図 4、図 5、図 7) [0003] Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2003-316440 (FIGS. 1, 3, 4, 5, and 7)
特許文献 2 :特開平 11— 245128号公報（図 2、図 4、図 5) Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 11-245128 (FIGS. 2, 4, and 5)
[0004] 従来の第 1例である特許文献 1のステージ装置を説明する。 [0004] A stage device of Patent Document 1 as a first conventional example will be described.
図 23は特許文献 1のステージ装置の外観図である。 FIG. 23 is an external view of the stage apparatus of Patent Document 1.
図 23にお!/ヽて、 1100、 1200、 1300ίま直進ステージ、 1110、 1210、 1310ίま可 動テープノレ、 1112と 1114、 1212と 1214、 1312と 1314は脚杳^ 1120、 1220、 1 320はベース咅^ 1122と 1124、 1222と 1224、 1322と 1324はガイドレーノレ、 113 0、 1230、 1330はリニアモータ固定子、 1120、 1220、 1320はベース部、 1350は 第 1端部、 1360は第 2端部である。 3つの直進ステージ 1100、 1200及び 1300は、 同じ構造を有し、リニアモータにより別個に駆動される移動可能な可動テーブル 111 0、 1210及び 1310ステージ 1100、 1200および 1300上を移動する。直進ステージ 1300のベース部 1320の第 1端部 1350は、直進ステージ 1100の可動テーブル 11 10上【こ回動白在【こ支持され、直進ステージ 1300のベース咅 1320の第 2端咅 1360 は、直進ステージ 1200の可動テーブル 1210上に回動自在に支持されている。 図 24は特許文献 1のステージ装置の直進ステージ 1300の軸支部の態様を示す斜 視図である。図 24において、 1400、 1500は軸支部材、 1410、 1510は外側円筒部 、 1420、 1520は軸支部材、 1530は板ばね部、である。板ばね部 1530は、内側円 筒部 1520に設けられ、支持部材を介してベース部 1320の下面に固定されている。 図 25は特許文献 1のステージ装置の軸支部材 1400と軸支部材 1500との詳細を 示す図である。図 25 (a)は、軸支部材 1400をベース部 1320の第 1端部 1350側か ら見たときの断面を示し、図 25 (b)は、軸支部材 1500をベース部 1320の第 2端部 1 360側力も見たときの断面を示すものである。In Fig. 23! / Stand, 1100, 1200, 1300ί straight stage, 1110, 1210, 1310ί moveable tape, 1112 and 1114, 1212 and 1214, 1312 and 1314 are 杳 ^ 1120, 1220, 1320 Base 咅 ^ 1122 and 1124, 1222 and 1224, 1322 and 1324 are guide trains, 113 0, 1230 and 1330 are linear motor stators, 1120, 1220 and 1320 are base parts, and 1350 is The first end 1360 is the second end. The three rectilinear stages 1100, 1200 and 1300 have the same structure and move on movable movable tables 1100, 1210 and 1310 stages 1100, 1200 and 1300, which are separately driven by linear motors. The first end 1350 of the base part 1320 of the linear stage 1300 is supported on the movable table 11 10 of the linear stage 1100. It is rotatably supported on a movable table 1210 of a straight stage 1200. FIG. 24 is a perspective view showing an aspect of the shaft support portion of the straight traveling stage 1300 of the stage device of Patent Document 1. FIG. In FIG. 24, 1400 and 1500 are axial support members, 1410 and 1510 are outer cylindrical portions, 1420 and 1520 are axial support members, and 1530 is a leaf spring portion. The leaf spring portion 1530 is provided on the inner cylindrical portion 1520 and is fixed to the lower surface of the base portion 1320 via a support member. FIG. 25 is a diagram showing details of the shaft support member 1400 and the shaft support member 1500 of the stage device of Patent Document 1. FIG. 25 (a) shows a cross-section of the shaft support member 1400 when viewed from the first end 1350 side of the base portion 1320, and FIG.25 (b) shows the shaft support member 1500 at the second end of the base portion 1320. The end 1 360 shows a cross section when the side force is also seen.
図 25 (a)に示す内側円筒部 1420は、外側円筒部 1410に対して相対的に円滑に 回動する。図 25 (b)に示す内側円筒部 1520には、内側円筒部 1520の半径方向に 沿って板ばね 1530が設けられている。 The inner cylindrical portion 1420 shown in FIG. 25 (a) rotates relatively smoothly with respect to the outer cylindrical portion 1410. The inner cylindrical portion 1520 shown in FIG. 25 (b) is provided with a leaf spring 1530 along the radial direction of the inner cylindrical portion 1520.
図 26は特許文献 1のステージ装置の内側円筒部 1520を上方からみた図である。 図 26において、 1522は/ J、内径咅^ 1524は大内径咅^ 1526は境界佃 J面、 1560 はネジ、である。板ばね 1530は、長尺な形状であり、板ばね 1530の両端部には、長 円形の貫通孔があり、長円形の貫通孔の長径の方向は、板ばね 1530の長手方向と 略同じ方向である。板ばね 1530の両端部は、この貫通孔を介してネジ 1560により、 内側円筒部 1520の境界側面 1526に設けられている。板ばね 1530は、板ばね 153 0の長手方向が、内側円筒部 1520の直径方向と略同一となるようになされている。 図に示す如き白い矢印の方向に板ばね 1530が橈んだときには、板ばね 1530の 両端部は、長円形の貫通孔に沿って微動することができる。板ばね 1530の中央部 には、支持部材 1570がネジ 1580により固定されている。支持部材 1570は T字形状 であり、支持部材 1570の上部は、ネジ 1590により直進ステージ 1300のベース部 1 320の下面に固定されている。回転ベアリング 1540とローラ 1550とを設けたことによ り、内側円筒部 1520は、外側円筒部 1510に対して相対的に円滑に回動することが できるのである。FIG. 26 is a view of the inner cylindrical portion 1520 of the stage device of Patent Document 1 as viewed from above. In FIG. 26, 1522 is / J, the inner diameter 咅 ^ 1524 is the large inner diameter 15 ^ 1526 is the boundary 佃 J plane, and 1560 is the screw. The leaf spring 1530 has a long shape, and there are oval through holes at both ends of the leaf spring 1530. The major axis direction of the oval through hole is substantially the same as the longitudinal direction of the leaf spring 1530. It is. Both end portions of the leaf spring 1530 are provided on the boundary side surface 1526 of the inner cylindrical portion 1520 by screws 1560 through the through holes. The leaf spring 1530 is configured such that the longitudinal direction of the leaf spring 1530 is substantially the same as the diameter direction of the inner cylindrical portion 1520. When the leaf spring 1530 is pinched in the direction of the white arrow as shown in the figure, both end portions of the leaf spring 1530 can be finely moved along the oval through hole. A support member 1570 is fixed to the center portion of the leaf spring 1530 with screws 1580. The support member 1570 is T-shaped, and the upper portion of the support member 1570 is a base portion 1 of a straight stage 1300 by a screw 1590. It is fixed to the lower surface of 320. By providing the rotary bearing 1540 and the roller 1550, the inner cylindrical portion 1520 can rotate relatively smoothly with respect to the outer cylindrical portion 1510.
また、直進ステージ 1300は、板ばね 1530が橈むことにより、内側円筒部 1520に 対して移動することができるのである。直進ステージ 1300から「ステージ」が構成され 、可動テーブル 1310から「可動テーブル」が構成される。 Further, the rectilinear stage 1300 can move relative to the inner cylindrical portion 1520 when the leaf spring 1530 is pinched. A straight stage 1300 constitutes a “stage”, and a movable table 1310 constitutes a “movable table”.
また、軸支部材 1400から「第 1可動支持機構」を構成し、軸支部材 1500から「第 2 可動支持機構」を構成する。更に、第 1端部 1350から「一の端部」をなし、第 2端部 1 360から「他の端部」をなす。さらにまた、板ばね部 1530から「弾性部材」が構成され る。 Further, the shaft support member 1400 constitutes a “first movable support mechanism”, and the shaft support member 1500 constitutes a “second movable support mechanism”. Further, the first end portion 1350 forms “one end portion” and the second end portion 1 360 forms “other end portion”. Furthermore, the leaf spring portion 1530 constitutes an “elastic member”.
図 27は特許文献 1のステージ装置のテーブルの位置決めを行う具体的な態様であ る。 FIG. 27 shows a specific mode for positioning the table of the stage device of Patent Document 1.
図 27 (a)〜（c)に示した f列は、 3つの直進ステージ 1100、 1200及び 1300と、可動 テーブル 1110、 1210及び 1310との概略を示す平面図である。 Rows f shown in FIGS. 27 (a) to 27 (c) are plan views showing the outline of the three linear stages 1100, 1200 and 1300 and the movable tables 1110, 1210 and 1310.
図 27 (a)は、直進ステージ 1100の X方向の中央に可動テーブル 1110が位置し、 直進ステージ 1200の X方向の中央に可動テーブル 1210が位置し、直進ステージ 1 300の Y方向の中央に可動テーブル 1310が位置するときのものを示すもので、この 位置に可動テーブル 1110、 1210及び 1310が位置するときを基準位置とする。 図 27 (b)は、直進ステージ 1100の可動テーブル 1110と、直進ステージ 1200の可 動テーブル 1210との双方を、基準位置力も距離 Y1だけ正方向に移動させ、直進ス テージ 1300の可動テーブル 1310を、基準位置力も距離 XIだけ正方向に移動させ たときの状態を示す。このように可動テーブル 1110と可動テーブル 1210とを同じ方 向に同じ距離だけ移動することにより、直進ステージ 1300の全体を Y方向に移動す ることができる。このようにすることにより、可動テーブル 1310を X—Y方向の所望と する位置に位置付けることができる。 In Fig. 27 (a), the movable table 1110 is located at the center of the linear stage 1100 in the X direction, the movable table 1210 is located at the center of the linear stage 1200 in the X direction, and the linear stage 1 300 is movable in the center of the Y direction. This indicates the position when the table 1310 is positioned, and the reference position is when the movable tables 1110, 1210 and 1310 are positioned at this position. Fig. 27 (b) shows that both the movable table 1110 of the linear stage 1100 and the movable table 1210 of the linear stage 1200 are moved in the positive direction by the distance Y1 as the reference position force, and the movable table 1310 of the linear stage 1300 is moved. The state when the reference position force is also moved in the positive direction by the distance XI is shown. Thus, by moving the movable table 1110 and the movable table 1210 by the same distance in the same direction, the entire linear stage 1300 can be moved in the Y direction. In this way, the movable table 1310 can be positioned at a desired position in the XY direction.
図 27 (c)は、直進ステージ 1100の可動テーブル 1110を基準位置から距離 Y2だ け負方向に移動させ、直進ステージ 1200の可動テーブル 1210を基準位置カも距 離 Y2だけ正方向に移動させる。このようにすることにより、直進ステージ 1300の全体 の向きを 0だけ回転した位置に位置付けることができる。このように可動テーブル 11 10と可動テーブル 1210とを相対的に異なる位置に位置付けることにより、直進ステ ージ 1300の全体を所望の角度だけ回転した位置に位置付けることができ、可動テ 一ブル 1310を所望の角度だけ回転した位置に位置付けることができるのである。 図 27 (c)の如ぐ直進ステージ 1300が回転したときには、上述した直進ステージ 1 300のベース部 1320を支持する支持部材 1570は移動することとなる。支持部材 15 70が移動したときには、支持部材 1570に固定されている板ばね部 1530は、橈むこ ととなる。In FIG. 27 (c), the movable table 1110 of the rectilinear stage 1100 is moved in the negative direction by the distance Y2 from the reference position, and the movable table 1210 of the rectilinear stage 1200 is moved in the positive direction by the distance Y2 as well. By doing this, the entire straight stage 1300 Can be positioned at a position rotated by 0. Thus, by positioning the movable table 1110 and the movable table 1210 at relatively different positions, the entire linear stage 1300 can be positioned at a position rotated by a desired angle, and the movable table 1310 can be It can be positioned at a position rotated by a desired angle. When the rectilinear stage 1300 rotates as shown in FIG. 27C, the support member 1570 that supports the base portion 1320 of the rectilinear stage 1300 described above moves. When the support member 1570 is moved, the leaf spring portion 1530 fixed to the support member 1570 is pinched.
[0007] 図 28は、特許文献 1のステージ装置の板ばね部 530が橈んだときの様子を示す図 である。支持部材 1570は図面の左方向に移動したときのものを示すものである。こ の支持部材 1570の移動により、板ばね部 1530は、符号 Mで示す箇所で橈むので ある。 FIG. 28 is a diagram showing a state when the leaf spring portion 530 of the stage device of Patent Document 1 is squeezed. A support member 1570 is shown when moved to the left in the drawing. By the movement of the support member 1570, the leaf spring portion 1530 is pinched at the position indicated by the symbol M.
このように、直進ステージ 1300のベース部 1320の第 1端部 1350においては、直 進ステージ 1300を軸支するだけの構成としたことにより、第 1端部 1350における回 動中心を基準にして、直進ステージ 1300の長手方向に沿った可動テーブル 1310 の位置を算出することができる。また、直進ステージ 1300のベース部 1320の第 2端 部 1360においては、直進ステージ 1300を軸支するとともに直進ステージ 1300の長 手方向に移動可能にする構成としたことにより、直進ステージ 1300の回動動作を円 滑なものにすることができるのである。 As described above, the first end 1350 of the base portion 1320 of the linear stage 1300 is configured to only support the linear stage 1300, so that the rotation center at the first end 1350 is used as a reference. The position of the movable table 1310 along the longitudinal direction of the rectilinear stage 1300 can be calculated. In addition, the second end 1360 of the base portion 1320 of the rectilinear stage 1300 is configured to support the rectilinear stage 1300 and move in the longitudinal direction of the rectilinear stage 1300, thereby rotating the rectilinear stage 1300. The movement can be smooth.
[0008] 次に、従来の第 2例である特許文献 2の 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構およびこ れを用いた 2軸平行' 1軸旋回テーブル装置を説明する。図 29は特許文献 2の 2軸 平行 · 1軸旋回運動案内機構の一部破断分解斜視図、図 30は図 29に示す 2軸平行 • 1軸旋回運動案内機構を用いた 2軸平行 · 1軸旋回テーブル装置であり、同図（a) はテーブルを省略して 2点鎖線で示す平面図、同図（b)は正面図、図 31は、図 30に 示すテーブルの平面図である。[0008] Next, a conventional biaxial parallel / uniaxial turning motion guide mechanism of Patent Document 2 as a second example and a biaxial parallel 'single axis turning table device using the same will be described. 29 is a partially broken exploded perspective view of the 1-axis turning motion guide mechanism of Patent Document 2. FIG. 30 is a 2-axis parallel shown in FIG. 29. • 2-axis parallel using the 1-axis turning motion guide mechanism 1 FIG. 3A is a plan view showing the shaft turning table device with the table omitted and indicated by a two-dot chain line, FIG. 3B is a front view, and FIG. 31 is a plan view of the table shown in FIG.
図 29〜図 31において、 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構は、 2軸平行運動案内部 270と、この 2軸平行運動案内部 270に組み付けられる旋回運動案内部 280と、力も 構成されている。 また、 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構を用いた 2軸平行 ·旋回テーブル装置は、 図 29、図 30のように、 4つの 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構 201A, 201B, 201C , 201Dを介して、テーブル 233を基台 234に対して平行に互いに直交する 2軸方向 に移動自在に支持し、テーブル 233中央部に位置する旋回軸 COを中心にして旋回 可能となっている。In FIGS. 29-31, the 2-axis parallel and 1-axis turning motion guide mechanism is composed of a 2-axis parallel motion guiding portion 270, a turning motion guide portion 280 assembled to the 2-axis parallel motion guiding portion 270, and a force. Yes. In addition, as shown in Fig. 29 and Fig. 30, the two-axis parallel / single-spinning motion guide mechanism 201A, 201B, 201C , 201D, the table 233 is supported so as to be movable in two axial directions parallel to the base 234 and orthogonal to each other, and can be turned around a turning axis CO located at the center of the table 233. .
4つのうち 3つの 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構 201A, 201B, 201Dには、それ ぞれ直線方向に伸縮駆動される、回転モータ 238と、この回転モータ 238の回転運 動を直線運動に変換する送りねじ機構 239から構成される直線駆動機構 237Α, 23 7Β, 237Dが作動連結されている。 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構 201Cは自由に 運動できる。 Three of the four two-axis parallel and one-axis swivel motion guide mechanisms 201A, 201B, and 201D are driven to extend and contract in a linear direction, and the rotary motor 238 and the rotary motion of this rotary motor 238 are linearly moved. A linear drive mechanism 237 23, 23 7Β, 237D composed of a feed screw mechanism 239 for converting to 237 is operatively connected. 2-axis parallel · 1-axis turning motion guide mechanism 201C can move freely.
テーブル 233を平行移動させる場合は、 2つの直線駆動機構 237Α, 237Βもしく は、直線駆動機構 237Cを駆動する。 When the table 233 is translated, the two linear drive mechanisms 237 and 237 or the linear drive mechanism 237C are driven.
テーブル 233を旋回軸 COに対して旋回させる場合、直線駆動機構 237A, 237B とを互いに逆方向に同一量 + ΔΧ, ΔΧだけ駆動させ、一方、直線駆動機構 237 Dを Y軸方向に所定量 Δ Yだけ駆動させる。 When the table 233 is swung with respect to the swivel axis CO, the linear drive mechanisms 237A and 237B are driven in the opposite directions by the same amount + ΔΧ, ΔΧ, while the linear drive mechanism 237D is driven by a predetermined amount Δ in the Y-axis direction. Drive only Y.
このように、従来の 2軸平行' 1軸旋回運動案内機構およびこれを用いた 2軸平行 · 1軸旋回テーブル装置は、テーブルを平行移動または旋回させ、位置決めを行うの である。 Thus, the conventional two-axis parallel and one-axis turning motion guide mechanism and the two-axis parallel / one-axis turning table device using the same perform the positioning by moving or turning the table in parallel.
発明の開示Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題Problems to be solved by the invention
しかしながら、特許文献 1のステージ装置は、弾性部材を利用し、弾性部材が橈む ことで自由度を得ているが、弾性部材の撓変位を考慮して位置決めしなければ成ら ない。つまり、板ばねの弾性特性のヒステリシス、もしくは弾性部材に用いるコイルば ねや空気ばね等の復元力と変位の非線形性により、精密に位置決めすることができ なという問題があった。 However, although the stage device of Patent Document 1 uses an elastic member and obtains a degree of freedom by the elastic member pinching, it must be positioned in consideration of the flexural displacement of the elastic member. In other words, there is a problem that the positioning cannot be performed accurately due to hysteresis of the elastic characteristics of the leaf spring or the non-linearity of the restoring force and displacement of a coil spring or air spring used for the elastic member.
また、駆動系の板パネのような弾性部材を配した場合は、板パネ要素が要因となる 共振が位置決め精度に影響を与えるというような問題もあった。 Further, when an elastic member such as a plate panel of the drive system is arranged, there is a problem that the resonance caused by the plate panel element affects the positioning accuracy.
また、特許文献 2の 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構およびこれを用いた 2軸平行 · 1軸旋回テーブル装置は、微小の ΧΥ Θの位置決めのみを目的としており、搬送用途 には別途駆動機構を用いる必要があった。よって、機械構造が複雑ィ匕したり、コスト が掛力るといった問題もあった。In addition, two-axis parallel of Patent Document 2 · 1-axis turning motion guide mechanism and 2-axis parallel using this · The single-axis swivel table device is only intended for positioning of a small ΧΥΘ, and it was necessary to use a separate drive mechanism for conveyance applications. Therefore, there are problems such as complicated mechanical structure and high cost.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、 Υ Θの微小な位置決めす ると The present invention has been made in view of such a problem.
ともに、搬送用途の長ストローク移動できる並進回転 2自由度ステージ装置および、 該並進回転 2自由度ステージ装置を用いて、長ストローク移動を含む ΧΥ Θ移動でき る 3自由度ステージ装置を提供することを目的とする。 Both provide a translational rotation two-degree-of-freedom stage device capable of long stroke movement for conveyance applications, and a three-degree-of-freedom stage device capable of 装置 Θ movement including long stroke movement using the translational rotation two-degree-of-freedom stage device. Objective.
課題を解決するための手段 Means for solving the problem
[0010] 上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
請求項 1記載の発明は、機台部に配置された駆動機構を介して対象物を搭載する テーブルを所定の位置に位置決めする並進旋回 2自由度ステージ装置において、 前記駆動機構は、並進自由度を持つ 2つの並進自由度部と、回転自由度を持つ 1 つの回転自由度部よりなる第 1の機構部と、 The invention according to claim 1 is a translational turning two-degree-of-freedom stage device in which a table on which an object is mounted is positioned at a predetermined position via a driving mechanism arranged in a machine base unit, wherein the driving mechanism has a degree of freedom of translation. A first mechanism part composed of two translational degree of freedom parts having a rotational degree of freedom and one rotational degree of freedom part,
前記第 1の機構部の 2つの前記並進自由度部のうちの一つに設けられた電動機と 、被検出体となる該機構部の動作量を検出する動作量検出器と、指令信号を受けて 前記電動機を制御する制御器とよりなる電動機制御装置と、 An electric motor provided in one of the two translational freedom units of the first mechanism unit, an operation amount detector for detecting an operation amount of the mechanism unit serving as a detection target, and a command signal An electric motor control device comprising a controller for controlling the electric motor;
カゝら構成される 1軸駆動並進回転機構であって、 A single-axis drive translational rotation mechanism composed of
前記駆動機構である前記 1軸駆動並進回転機構を少なくも 2組備え、 Including at least two sets of the single-axis drive translational rotation mechanism as the drive mechanism,
さらに前記テーブルの旋回移動中心に 1つの前記回転自由度部と 1つの前記並進 自由度部を持つ第 2の機構部と、を備え、 And a second mechanism portion having one rotational freedom portion and one translational freedom portion at the pivot movement center of the table,
前記 1軸駆動並進回転機構は、前記制御器に動作指令を与える指令装置を備える と共に、前記電動機を並進方向に動作させることにより、前記テーブルを 1方向の並 進移動もしくは旋回移動させるようにしたことを特徴とする並進旋回 2自由度ステージ 装置とするものである。 The single-axis drive translational rotation mechanism includes a command device that gives an operation command to the controller and moves the table in one direction by moving the motor in the translation direction. This is a translational turning two-degree-of-freedom stage device.
[0011] また、請求項 2記載の発明は、前記電動機を有さない前記第 1の機構部である 3自 由度機構をさらに有することを特徴とする請求項 1記載の並進旋回 2自由度ステージ 装置とするものである。 請求項 3記載の発明は、前記第 2の機構部に前記並進自由度部を駆動する前記 電動機と前記動作量検出器と前記制御器とよりなる前記電動機制御装置を備えた第 2駆動機構を有することを特徴とする請求項 1記載の並進旋回 2自由度ステージ装置 とするちのである。[0011] Further, the invention according to claim 2 further includes a three-degree-of-freedom mechanism that is the first mechanism portion that does not have the electric motor. It is a stage device. The invention according to claim 3 is characterized in that a second drive mechanism comprising the electric motor control device including the electric motor, the operation amount detector, and the controller for driving the translational degree-of-freedom portion to the second mechanical portion. The translating and swiveling two-degree-of-freedom stage device according to claim 1, characterized by comprising:
請求項 4記載の発明は、前記第 1の機構部は、前記機台部の上に設けた第 1の並 進自由度部と、前記第 1並進自由度部の上に設けた第 2の並進自由度部と、前記第 2の並進自由度部の上に設けた回転自由度部より構成されたことを特徴とする請求 項 1記載の並進旋回 2自由度ステージ装置とするものである。 The invention according to claim 4 is characterized in that the first mechanism portion includes a first translational freedom portion provided on the machine base portion and a second translational freedom portion provided on the first translational freedom portion. 2. The translation swivel two-degree-of-freedom stage device according to claim 1, comprising a translation degree-of-freedom portion and a rotation degree-of-freedom portion provided on the second translation degree-of-freedom portion.
請求項 5記載の発明は、前記第 1の機構部は、前記機台部の上に設けた第 1の並 進自由度部と、前記第 1の並進自由度部の上に設けた回転自由度部と、前記回転 自由度部の上に設けた第 2の並進自由度部より構成されたことを特徴とする請求項 1 記載の並進回転 2自由度ステージ装置とするものである。 The invention according to claim 5 is characterized in that the first mechanism portion includes a first translational freedom portion provided on the machine base portion and a rotational freedom provided on the first translational freedom portion. The translation rotation two-degree-of-freedom stage device according to claim 1, comprising a degree portion and a second translation degree-of-freedom portion provided on the rotation degree-of-freedom portion.
請求項 6記載の発明は、前記テーブルもしくは前記テーブル上の対象物の位置を 把握するための 2次元位置センサと、前記 2次元位置センサによって捕らえた対象物 の画像を画像処理して、前記対象物の位置を補正するための補正量を演算する補 正量算出部とを備え、前記補正量算出部によって得た補正量に基づいて前記電動 機を動作させ前記テーブルもしくは前記テーブル上の前記対象物の位置を補正する ことを特徴とする請求項 1記載の並進旋回 2自由度ステージ装置とするものである。 請求項 7記載の発明は、 前記 2次元位置センサを複数有することを特徴とする請 求項 The invention according to claim 6 is a two-dimensional position sensor for grasping the position of the table or the object on the table, and an image of the object captured by the two-dimensional position sensor, and the object A correction amount calculation unit that calculates a correction amount for correcting the position of the object, and operates the motor based on the correction amount obtained by the correction amount calculation unit, or the target on the table or the table 2. The translation turn 2 freedom degree stage device according to claim 1, wherein the position of the object is corrected. The invention described in claim 7 has a plurality of the two-dimensional position sensors.
6記載の並進旋回 2自由度ステージ装置とするものである。 The translational turn 2 degree-of-freedom stage device described in 6 is used.
請求項 8記載の発明は、請求項 1から 7のいずれか記載の並進旋回 2自由度ステー ジ装置のテーブルの上部もしくは下部に並進方向に電動機にてテーブルを駆動す る 1軸並進駆動機構を有することを特徴とする並進旋回 2自由度ステージ装置を用い た 3自由度ステージ装置とするものである。 The invention described in claim 8 is a translational turning two-degree-of-freedom stage device according to any one of claims 1 to 7, wherein a single-axis translational drive mechanism that drives the table with an electric motor in a translational direction is provided above or below the table of the two-degree-of-freedom stage device. This is a three-degree-of-freedom stage device using a translational turning two-degree-of-freedom stage device characterized by having
請求項 9記載の発明は、請求項 1から 7のいずれか記載の並進旋回 2自由度ステー ジ装置を囲む門型構造に並進方向に電動機にてテーブルを駆動する 1軸並進駆動 機構を有することを特徴とする並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由度ステ ージ装置とするものである。The invention described in claim 9 has a translational turning two-degree-of-freedom stage structure surrounding the two-degree-of-freedom stage device having a single-axis translational drive mechanism that drives the table with an electric motor in the translational direction. 3 degrees of freedom using a two degree of freedom stage device Device.
請求項 10記載の発明は、請求項 1から 7のいずれか記載の並進旋回 2自由度ステ ージ装置を並進方向に駆動するために、並進方向に電動機にてテーブルを駆動す る 1軸並進駆動機構を有することを特徴とする並進旋回 2自由度ステージ装置を用い た 3自由度ステージ装置とするものである。 The invention according to claim 10 is a one-axis translation in which the table is driven by a motor in the translation direction in order to drive the translation swivel two-degree-of-freedom stage device according to any one of claims 1 to 7 in the translation direction. This is a three-degree-of-freedom stage device using a translational swivel two-degree-of-freedom stage device characterized by having a drive mechanism.
発明の効果 The invention's effect
[0012] 請求項 1記載の発明によると、テーブルの 1方向への長ストローク並進移動と、旋回 移動を行うことができる。 [0012] According to the invention described in claim 1, it is possible to perform a long stroke translational movement and a turning movement of the table in one direction.
また、請求項 2記載の発明によると、テーブルを第 1の機構部と第 2の機構部に加え て 3自由度機構で支持することができ、テーブルの橈みを抑制することができる。 請求項 3記載の発明によると、複数点を支持することができ、テーブルや対象物の 荷重を、バランス良く分散して駆動することができる。 In addition, according to the invention described in claim 2, the table can be supported by the three-degree-of-freedom mechanism in addition to the first mechanism portion and the second mechanism portion, and the table can be prevented from stagnation. According to the invention described in claim 3, a plurality of points can be supported, and the load on the table or the object can be driven in a balanced manner.
請求項 4記載の発明によると、 2つの並進自由度部の取り付け角度が固定なので、 テーブル移動する際に必要な動作量を比較的簡単に演算することができる。 According to the invention described in claim 4, since the angle of attachment of the two translational freedom portions is fixed, the amount of movement required for moving the table can be calculated relatively easily.
請求項 5記載の発明によると、 2つの並進駆動部の直動案内を挟んで回転駆動部 を置くことができ、テーブルから機台まで連続して支持できるので、テーブル他の荷 重に対して、駆動機構が変形を抑制して支持することができる。 According to the invention described in claim 5, since the rotary drive unit can be placed across the linear motion guides of the two translational drive units and can be supported continuously from the table to the machine base, The drive mechanism can be supported while suppressing deformation.
請求項 6記載の発明によると、テーブルもしくはテーブル上の対象物の配置状況を 2次元位置センサを用いて位置の補正値を算出することで、テーブル移動動作を迅 速に行うことができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the table moving operation can be quickly performed by calculating the position correction value using the two-dimensional position sensor for the arrangement state of the table or the object on the table.
請求項 7記載の発明によると、 1つの 2次元位置センサでは、対象物がすべて把握 できない場合でも、複数の 2次元位置センサが分割して対象物を把握することで、対 象物の配置を把握することができる。また、複数の種類の把握対象に使用できる。 請求項 8〜10記載の発明によると、テーブルの 1方向への長ストローク並進移動と 、旋回移動を行うことができ、さらに 1軸並進駆動機構を有するので、 XY並進と Θ旋 回の 3自由度を持つことができる。 According to the seventh aspect of the invention, even when one object cannot be grasped with one 2D position sensor, the object can be arranged by dividing a plurality of 2D position sensors and grasping the object. I can grasp it. Moreover, it can be used for a plurality of types of grasping objects. According to the inventions described in claims 8 to 10, since the table can perform a long stroke translational movement in one direction and a turning movement, and further has a single-axis translational drive mechanism, three freedoms of XY translation and Θ rotation are possible. Can have a degree.
図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings
[0013] [図 1]本発明の第 1実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 1軸駆動並進回 転機構と第 2の機構部の配置を示す平面概略図と側面概略図である。[0013] FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic plan view and a schematic side view showing the arrangement of a rolling mechanism and a second mechanism part.
圆 2]本発明の第 1実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である。 圆 3]本発明の第 1実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置のテーブルの Θ旋 回移動を示す図である。FIG. 2 is a control block diagram of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a first embodiment of the present invention, and an outline of translation / rotation degrees of freedom of a single-axis drive translation / rotation mechanism and a second mechanism section. FIG. 3 is a diagram showing the Θ rotation movement of the table of the translational swivel two degree of freedom stage apparatus showing the first embodiment of the present invention.
圆 4]本発明の第 1実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置のテーブルの Y並 進移動を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing Y translation of the table of the translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing the first embodiment of the present invention.
圆 5]本発明の第 2実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 1軸駆動並進回 転機構と第 2の機構部の配置を示す平面概略図と側面概略図である。5] A schematic plan view and a schematic side view showing the arrangement of the uniaxially driven translational rotation mechanism and the second mechanism part of the translational swivel two-degree-of-freedom stage device according to the second embodiment of the present invention.
圆 6]本発明の第 2実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である。 圆 7]本発明の第 2実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 2次元位置セン サによる対象物の位置補正方法を示す図である。FIG. 6 is a control block diagram of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a second embodiment of the present invention, and an outline of translation / rotation degrees of freedom of a single-axis drive translation / rotation mechanism and a second mechanism section. FIG. 7 is a diagram showing a position correction method of an object by a two-dimensional position sensor of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a second embodiment of the present invention.
圆 8]本発明の第 2実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置のテーブルの Θ旋 回移動を示す図である。[8] FIG. 8 is a diagram illustrating the Θ rotation movement of the table of the translational swivel two-degree-of-freedom stage device according to the second embodiment of the present invention.
圆 9]本発明の第 3実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 1軸駆動並進回 転機構と第 2の機構部の配置を示す平面概略図である。9] FIG. 9 is a schematic plan view showing the arrangement of the single-axis drive translational rotation mechanism and the second mechanism part of the translational swivel two-degree-of-freedom stage device according to the third embodiment of the present invention.
圆 10]本発明の第 3実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の制御ブロック図 と 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である 圆 11]本発明の第 3実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置のテーブルの Θ 旋回移動を示す図である。FIG. 10 is a control block diagram of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a third embodiment of the present invention, and a diagram showing an outline of translation / rotation degrees of freedom of the single-axis drive translation / rotation mechanism and the second mechanism unit. FIG. 11 is a view showing the Θ-turn movement of the table of the translation-turning two-degree-of-freedom stage device according to the third embodiment of the present invention.
圆 12]本発明の第 4実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 1軸駆動並進回 転機構と第 2の機構部の配置を示す平面概略図である。FIG. 12 is a schematic plan view showing the arrangement of the single-axis drive translational rotation mechanism and the second mechanism part of the translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing the fourth embodiment of the present invention.
圆 13]本発明の第 4実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の制御ブロック図 と 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である 圆 14]本発明の第 5実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 1軸駆動並進回 転機構と第 2の機構部、第 2駆動機構の配置を示す平面概略図である。13] A control block diagram of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a fourth embodiment of the present invention, and a diagram showing an outline of a translation / rotation degree of freedom of a single-axis drive translational rotation mechanism and a second mechanism part. 14] Translational turn showing a fifth embodiment of the present invention Uniaxial drive translation of a two-degree-of-freedom stage device FIG. 6 is a schematic plan view showing an arrangement of a rolling mechanism, a second mechanism part, and a second drive mechanism.
圆 15]本発明の第 5実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の制御ブロック図 と 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である 圆 16]本発明の第 6実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由度 ステージ装置を用いた 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の配置を示す平面概 略図と側面概略図である。15] A control block diagram of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a fifth embodiment of the present invention, and a diagram showing an outline of a translation / rotation degree of freedom of a single-axis drive translational rotation mechanism and a second mechanism part. 16] Translational rotation showing a sixth embodiment of the present invention Three-degree-of-freedom using a two-degree-of-freedom stage device A schematic plan view and a side view showing the arrangement of a single-axis drive translational rotation mechanism and a second mechanism section using a stage device FIG.
圆 17]本発明の第 6実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由度 ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の並進'回転 自由度の概略を示す図である。圆 17] Translational swivel showing a sixth embodiment of the present invention Three degrees of freedom using a two degree of freedom stage device Control block diagram of the stage device and a translational rotation of the first mechanism and the second mechanism part. FIG.
圆 18]本発明の第 7実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由度 ステージ装置を用いた 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の配置を示す平面概 略図と側面概略図である。圆 18] Translational rotation showing a seventh embodiment of the present invention Three-degree-of-freedom using a two-degree-of-freedom stage device A schematic plan view showing the arrangement of a single-axis drive translational rotation mechanism and a second mechanism section using a stage device FIG.
圆 19]本発明の第 7実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由度 ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の並進'回転 自由度の概略を示す図である。圆 19] Translation swivel showing a seventh embodiment of the present invention Three degrees of freedom using a two degree of freedom stage device Control block diagram of the stage device and a translational rotation of the single axis drive translation mechanism and the second mechanism section. FIG.
圆 20]本発明の第 8実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由度 ステージ装置を用いた 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の配置を示す平面概 略図と側面概略図である。圆 20] Translational swivel showing a eighth embodiment of the present invention Three-degree-of-freedom using a two-degree-of-freedom stage device A schematic plan view showing the arrangement of a single-axis drive translation rotation mechanism and a second mechanism section using a stage device; FIG.
圆 21]本発明の第 8実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由度 ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の並進'回転 自由度の概略を示す図である。21] Translation swivel showing 8th embodiment of the present invention 3 degrees of freedom using a 2 degrees of freedom stage device A control block diagram of the stage device, a translational rotation mechanism of the single-axis drive translation mechanism and the second mechanism section, a degree of freedom of rotation FIG.
圆 22]本発明の第 8実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由度 ステージ装置の動作例を示す概略図である。FIG. 22 is a schematic view showing an operation example of a three-degree-of-freedom stage device using a translational-turning two-degree-of-freedom stage device showing an eighth embodiment of the present invention.
[図 23]特許文献 1のステージ装置の外観図である。 FIG. 23 is an external view of the stage device of Patent Document 1.
[図 24]特許文献 1のあるステージ装置の直進ステージ 1300の軸支部の態様を示す 斜視図である。 FIG. 24 is a perspective view showing an aspect of a shaft support portion of a straight stage 1300 of a stage apparatus according to Patent Document 1.
[図 25]特許文献 1のステージ装置の軸支部材 1400と軸支部材 1500との詳細を示 す図である。FIG. 25 shows details of the shaft support member 1400 and the shaft support member 1500 of the stage device of Patent Document 1. It is a figure.
[図 26]特許文献 1のステージ装置の内側円筒部 1520を上方力もみた図である。 FIG. 26 is a view of the inner cylindrical portion 1520 of the stage device of Patent Document 1 with an upward force.
[図 27]特許文献 1のステージ装置のテーブルの位置決めを行う具体的な態様を示す 斜視図である。FIG. 27 is a perspective view showing a specific mode for positioning the table of the stage device of Patent Document 1.
[図 28]特許文献 1のステージ装置の板ばね部 530が橈んだときの様子を示す図であ る。 FIG. 28 is a view showing a state when the leaf spring portion 530 of the stage device of Patent Document 1 is cramped.
[図 29]特許文献 2の 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構の一部破断分解斜視図である FIG. 29 is a partially broken exploded perspective view of the biaxial parallel / uniaxial turning guide mechanism of Patent Document 2.
[図 30]図 27に示す 2軸平行 · 1軸旋回運動案内機構を用いた 2軸平行 · 1軸旋回テー ブル装置であり、同図（a)はテーブルを省略して 2点鎖線で示す平面図、同図（b)は 正面図である。[FIG. 30] A two-axis parallel / single-axis turning table device using the two-axis parallel / single-axis turning motion guide mechanism shown in FIG. 27. FIG. 30 (a) is indicated by a two-dot chain line with the table omitted. A plan view, (b) is a front view.
[図 31]図 28に示すテーブルの平面図である。 FIG. 31 is a plan view of the table shown in FIG. 28.
符号の説明Explanation of symbols
1 電動機 （リニアモータ）1 Electric motor (linear motor)
2 動作量検出器2 Motion detector
3 制御器3 Controller
4 テープノレ4 Tape tape
5 対象物5 Object
6 1軸駆動並進回転機構 6 1-axis translation and rotation mechanism
7 機台部7 Machine base
8 指令部8 Command section
9 2次元位置センサ 9 2D position sensor
11 並進駆動部11 Translation drive
12 並進自由度部12 Translational degrees of freedom
13 回転自由度部13 Rotary degree of freedom
15 補正量算出部15 Correction amount calculator
16 第 2の機構部16 Second mechanical part
18 3自由度機構 19 第 2駆動機構18 3 degrees of freedom mechanism 19 Second drive mechanism
21 直動案内 21 Linear motion guidance
22 直動案内ブロック 22 Linear motion guide block
23 回転用軸受 23 Rotating bearing
24 1軸並進駆動機構 24 1-axis translational drive mechanism
25 電動機制御装置 25 Motor controller
27 X軸ベース 27 X-axis base
28 門型構造 28 Portal structure
29 X軸テーブル 29 X-axis table
30 並進旋回 2自由度ステージ装置 30 translational turn 2 degrees of freedom stage device
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0015] 以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施例 1 Example 1
[0016] 図 1は、本発明の第 1実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 1軸駆動並 進回転機構と第 2の機構部の配置を示す平面概略図と側面概略図、図 2は本発明 の第 1実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並 進回転機構と第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である。 FIG. 1 is a schematic plan view, a schematic side view, and a side view showing an arrangement of a single-axis drive translational rotation mechanism and a second mechanism part of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a control block diagram of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a first embodiment of the present invention, and an outline of translation / rotation degrees of freedom of a single-axis drive translation / rotation mechanism and a second mechanism section.
図において、 1は電動機 (リニアモータ)、 2は動作量検出器、 3は制御器、 4はテー ブル、 5は対象物、 6は 1軸駆動並進回転機構、 7は機台部、 8は指令部、 11は並進 駆動部、 12は並進自由度部、 13は回転自由度部、 16は第 2の機構部、 25は電動 機制御装置となっている。また、 1軸駆動並進回転機構 6は、機台部 7側から上に並 進駆動部 11と回転自由度部 13と並進自由度部 12の順に構成され、第 2の駆動部 は、機台部 7側から上に並進自由度部 12と回転自由度部の順に構成されている。 In the figure, 1 is an electric motor (linear motor), 2 is an operation amount detector, 3 is a controller, 4 is a table, 5 is an object, 6 is a single-axis drive translational rotation mechanism, 7 is a machine base, and 8 is The command unit, 11 is a translation drive unit, 12 is a translational freedom unit, 13 is a rotational freedom unit, 16 is a second mechanism unit, and 25 is a motor control device. The single-axis drive translational rotation mechanism 6 includes a translation drive unit 11, a rotation degree of freedom unit 13, and a translation degree of freedom unit 12 in this order from the machine base unit 7 side. From the part 7 side, the translational freedom degree part 12 and the rotational freedom degree part are configured in this order.
[0017] 本発明が特許文献 1と異なる部分は、 1軸駆動並進回転機構 6と第 2の機構部 16を 備えた部分である。 1軸駆動並進回転機構 6が電動機 1によって駆動される並進駆動 部 11と回転自由度部 13を有する点は特許文献 1と同様だが、本発明の回転自由度 部 13には板パネのような弾性体は無ぐ本発明の 1軸駆動並進回転機構 6には、特 許文献 1には無い並進自由度部 12が設けられている。また、テーブル 4を回転自由 度部 13と並進自由度部 12で支持する第 2の機構部 16も特許文献 1には無 、。 本発明が特許文献 2と異なる部分は、テーブル 4が並進 1方向にのみ動作する点で ある。但し、本発明は長ストロークの並進移動ができるように、 1軸駆動並進回転機構The part where the present invention is different from Patent Document 1 is a part provided with a uniaxial drive translational rotation mechanism 6 and a second mechanism part 16. The single-axis drive translational rotation mechanism 6 has a translational drive unit 11 driven by an electric motor 1 and a rotational degree of freedom part 13 as in Patent Document 1, but the rotational degree of freedom part 13 of the present invention is similar to a plate panel. The single-axis drive translational rotation mechanism 6 of the present invention without an elastic body is provided with a translational degree-of-freedom portion 12 that is not found in Patent Document 1. You can also rotate table 4 freely The second mechanism portion 16 supported by the degree portion 13 and the translational degree of freedom portion 12 is also not disclosed in Patent Document 1. The difference between the present invention and Patent Document 2 is that the table 4 operates only in one translational direction. However, the present invention provides a single-axis translational rotation mechanism so that long stroke translational movement is possible.
6の並進駆動部 11と第 2の機構部 16の並進自由度 13が同方向に成って 、る。 特許文献 2の 2軸平行' 1軸旋回運動案内機構 270と、 1軸駆動並進回転機構 6の 並進駆動部 11、並進自由度部 12、回転自由度部 13の構成は類似している力 第 2 の機構部 16は特許文献 2には無 、。The 6 translational drive parts 11 and the second mechanism part 16 have 13 translational degrees of freedom in the same direction. The two-axis parallel '1-axis swivel motion guide mechanism 270 in Patent Document 2 and the translational drive unit 11, translational degree of freedom unit 12, and rotational degree of freedom unit 13 of the single-axis drive translational rotation mechanism 6 have similar forces. The second mechanical part 16 is not disclosed in Patent Document 2.
[0018] 1軸駆動並進回転機構 6は、機台部 7の両側 (Α,Β)の直動案内 21に沿って移動で きるように配置され、第 2の機構部 16は、テーブル 4の旋回中心部（C)に配置されて いる。[0018] The single-axis drive translational rotation mechanism 6 is arranged so as to be able to move along the linear motion guides 21 on both sides (Β, Β) of the machine base unit 7, and the second mechanism unit 16 It is located in the turning center (C).
なお、各並進駆動部 11を構成するリニアモータ 1は、それぞれ 2つの制御器 3が接 続されている。制御器 3は指令部 8から動作命令を受け取り、リニアモータ 1を動作さ せる。動作量検出器 2はリニアモータ 1もしくはリニアモータ 1が駆動する直動案内ブ ロック 22ほかが付随する部位の移動量を検出し、その移動量が指令部 8の動作命令 との差を 0にするように制御器 3が動作を制御する。 Note that two controllers 3 are connected to each of the linear motors 1 constituting each translation drive unit 11. Controller 3 receives the operation command from command unit 8 and operates linear motor 1. The operation amount detector 2 detects the movement amount of the linear motor 1 or the linear motion guide block 22 driven by the linear motor 1 and other parts, and the movement amount sets the difference from the operation command of the command section 8 to 0. Thus, the controller 3 controls the operation.
[0019] 次に、並進旋回 2自由度ステージ装置の動作について説明する。[0019] Next, the operation of the translational turn two-degree-of-freedom stage device will be described.
図 3は本発明の第 1実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置のテーブルの Θ 旋回移動を示す図である。 FIG. 3 is a view showing the Θ turning movement of the table of the translation turning 2 degree-of-freedom stage apparatus according to the first embodiment of the present invention.
その動作は、図 2に示すように、 A, Β点 2つの 1軸駆動並進回転機構 6の並進駆動 部 11のリニアモータ 1をそれぞれ反対側に動作させると、 C点の第 2の機構部 16を中 心としてテーブル 4を旋回させることができる。 1軸駆動並進回転機構 6aを δ Υ1、 1 軸駆動並進回転機構 6bを δ Υ2動作させれば、 1軸駆動並進回転機構 6a、 6bの回 転自由度部 13は 0動作し、並進自由度部 12は δ XI、 δ Χ2移動するので、テープ ル 4は Θ旋回する。つまり、第 2の機構部 16の回転自由度部 13が作用し、テーブル 4が Θ旋回する。 As shown in Fig. 2, the operation is as follows: A, saddle point Two linear motors 1 of translation drive unit 11 of single axis drive translation rotation mechanism 6 Table 4 can be turned around 16 as the center. If the 1-axis drive translational rotation mechanism 6a is operated by δ 、 1 and the 1-axis drive translational rotation mechanism 6b is operated by δ 回 2, the rotational freedom part 13 of the 1-axis drive translational rotation mechanism 6a, 6b operates 0, and the translational freedom degree. Since part 12 moves δ XI and δ Χ2, table 4 rotates Θ. That is, the rotational degree of freedom part 13 of the second mechanism part 16 acts, and the table 4 rotates Θ.
以上のようにテーブルの旋回と、 1軸駆動並進回転機構 6と第 2の機構部 16の各リ ニァモータ 1、各回転自由度 13、並進自由度 12の移動量は、幾何学的に決定する。 As described above, the amount of movement of the table rotation, the linear motor 1 of each of the single-axis drive translational rotation mechanism 6 and the second mechanism unit 16, the degree of freedom of rotation 13, and the degree of freedom of translation 12 is determined geometrically. .
[0020] 図 4は本発明の第 1実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置のテーブルの Υ 並進移動を示す図である。[0020] FIG. 4 shows a table of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows translational movement.
図 4において、 δ Υは 1軸駆動並進回転機構に付属するリニアモータ 1の移動量で ある。 A, Β両方のリニアモータ la, lbを同じ量だけ動作させれば、テーブル 4を並進 移 In FIG. 4, δ Υ is the amount of movement of the linear motor 1 attached to the single-axis drive translational rotation mechanism. If both linear motors la and lb are operated by the same amount, table 4 is translated.
動できる。 I can move.
なお、並進移動は、図 3で示した旋回 Θ後の姿勢で並進移動させても良い。 The translational movement may be performed in the posture after the turning Θ shown in FIG.
本発明の第 1実施例は上記構成にしたので、旋回 Θと長ストロークを含む並進 Y方 向移動ができる並進旋回 2自由度ステージ装置となる。 Since the first embodiment of the present invention has the above-described configuration, it becomes a translational swivel two-degree-of-freedom stage device capable of translational Y-direction movement including swirl Θ and a long stroke.
実施例 2 Example 2
[0021] 図 5は本発明の第 2実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 1軸駆動並進 回転機構と第 2の機構部の配置を示す平面概略図と側面概略図、図 6は本発明の 第 2実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並進 回転機構と第 2の機構部の並進 '回転自由度の概略を示す図である。 FIG. 5 is a schematic plan view and a schematic side view showing the arrangement of the uniaxially driven translational rotation mechanism and the second mechanism portion of the translational swivel two-degree-of-freedom stage device according to the second embodiment of the present invention. FIG. FIG. 7 is a control block diagram of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a second embodiment of the present invention, and an outline of translational degrees of freedom of translation of a single-axis drive translation / rotation mechanism and a second mechanism unit.
なお、第 2実施例の基本的な構成要素は第 1実施例と同じである。 The basic components of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
第 2実施例が第 1実施例と異なる点は、 1軸駆動並進回転機構の構成である。 1軸 駆動並進回転機構 6は、機台部 7側から上に並進駆動部 11と並進自由度部 12と回 転自由度部 13順に構成されている。 1軸駆動並進回転機構 6と第 2の機構部 16の配 置も第 1実施例と同じである。 The second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of a uniaxial drive translational rotation mechanism. The single-axis drive translational rotation mechanism 6 includes a translation drive unit 11, a translational freedom unit 12, and a rotational freedom unit 13 in this order from the machine base unit 7 side. The arrangement of the single-axis drive translational rotation mechanism 6 and the second mechanism section 16 is the same as that in the first embodiment.
また、本発明が特許文献 1、特許文献 2と異なる部分は、第 1実施例と同じである。 Further, the difference between the present invention and Patent Document 1 and Patent Document 2 is the same as the first embodiment.
[0022] 本発明の第 2実施例が第 1実施例と異なるのは、 2次元位置センサ 9と補正量算出 部 15を備えた部分である。The second embodiment of the present invention differs from the first embodiment in a portion including a two-dimensional position sensor 9 and a correction amount calculation unit 15.
図 7は本発明の第 2実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 2次元位置セ ンサによる対象物の位置補正方法を示す図である。 2次元位置センサ 9は、テーブル 4もしくはテーブル 4上の対象物 5を検出し、そのズレ量を補正量算出部 15によって 把握できる。ズレ量が把握できたならば、図 7のように並進 Y方向と旋回 Θ方向の修 正が可能となる。 FIG. 7 is a diagram illustrating a method for correcting the position of an object using a two-dimensional position sensor of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device according to a second embodiment of the present invention. The two-dimensional position sensor 9 can detect the deviation amount by detecting the table 4 or the object 5 on the table 4 by the correction amount calculation unit 15. Once the amount of deviation is known, the translation Y direction and swivel Θ direction can be corrected as shown in Fig. 7.
本実施例では、並進 X方向の修正が出来ないが、別途実施例で後述するが、並進 X方向の修正を行うことができる。 [0023] 図 8は本発明の第 2実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置のテーブルの Θ 旋回移動を示す図である。In this embodiment, the translation X direction cannot be corrected, but as described later in another embodiment, the translation X direction can be corrected. [0023] FIG. 8 is a diagram showing the Θ turning movement of the table of the translational turning two-degree-of-freedom stage device showing the second embodiment of the present invention.
第 1実施例と同様に、図 8のように A, B点 2つの 1軸駆動並進回転機構 6の並進駆 動部 11のリニアモータ 1をそれぞれ反対側に動作させると、 C点の第 2の機構部 16を 中心としてテーブル 4を旋回させることができる。 1軸駆動並進回転機構 6aを δ Yl、 1軸駆動並進回転機構 6bを δ Υ2動作させれば、 1軸駆動並進回転機構 6a、 6bの 回転自由度部 13は 0動作し、並進自由度部 12は δ XI、 δ Χ2移動するので、テー ブル 4は Θ旋回する。つまり、第 2の機構部 16の回転自由度部 13が作用し、テープ ル 4力 S Θ旋回する。 As in the first embodiment, when the linear motor 1 of the translation drive unit 11 of the two single-axis drive translation rotation mechanisms 6 is operated to the opposite side as shown in FIG. The table 4 can be swiveled around the mechanical part 16. If the single-axis drive translational rotation mechanism 6a is operated by δ Yl and the single-axis drive translational rotation mechanism 6b is operated by δΥ2, the rotational freedom part 13 of the single-axis drive translational rotation mechanism 6a, 6b will operate 0, and the translational freedom part. 12 moves δ XI and δ Χ2, so table 4 turns Θ. That is, the rotational degree-of-freedom portion 13 of the second mechanism portion 16 acts to rotate the table 4 force S Θ.
第 1実施例とは、 1軸駆動並進回転機構 6a、 6bの構成が異なるので、テーブル 4を 0旋回する際のリニアモータ la,lbの移動量 δ Υ1、 δ Υ2、並進自由度部 12の移 動量 δ XI、 δ Χ2が異なるが、テーブル 4の旋回と、 1軸駆動並進回転機構 6と第 2の 機構部 16の各リニアモータ 1、各回転自由度 13、並進自由度 12の移動量は、幾何 学的に決定できる点は同じである。 Since the configurations of the single-axis drive translational rotation mechanisms 6a and 6b are different from those of the first embodiment, the movement amounts of the linear motors la and lb when the table 4 is turned 0 are as follows: δ Υ1, δ Υ2, Movement amount δ XI, δ Χ2 is different, but table 4 turns, movement amount of linear motor 1 of single axis drive translational rotation mechanism 6 and second mechanism part 16, rotation degree of freedom 13 and translation degree of freedom 12 Are the same in that they can be determined geometrically.
なお、並進 Υ方向のテーブル 4の移動は、第 1実施例と同様にして実施できる。 実施例 3 The translation table 4 can be moved in the same manner as in the first embodiment. Example 3
[0024] 図 9は本発明の第 3実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 1軸駆動並進 回転機構と第 2の機構部の配置を示す平面概略図、図 10は本発明の第 3実施例を 示す並進旋回 2自由度ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である。 [0024] Fig. 9 is a schematic plan view showing the arrangement of the single-axis drive translation rotation mechanism and the second mechanism portion of the translation swivel two-degree-of-freedom stage device according to the third embodiment of the present invention, and Fig. 10 shows the arrangement of the present invention. FIG. 4 is a control block diagram of a translational turn two-degree-of-freedom stage device showing a third embodiment, and an outline of translation / rotation degrees of freedom of a single-axis drive translation / rotation mechanism and a second mechanism unit.
第 3実施例の基本的な構成要素は第 1実施例、第 2実施例と同じである。第 1実施 例、第 2実施例と異なるのは、リニアモータ 1を持たない 3自由度機構 18をさらに加え た点である。また、第 1実施例とは、 1軸駆動並進回転機構 6a、 6bの配置位置が異 なる。さらに、 2次元位置センサ 9と補正量算出部 15は記載を省略している。 The basic components of the third embodiment are the same as those of the first and second embodiments. The difference from the first and second embodiments is that a three-degree-of-freedom mechanism 18 without the linear motor 1 is further added. Further, the arrangement positions of the single-axis drive translational rotation mechanisms 6a and 6b are different from those of the first embodiment. Further, the two-dimensional position sensor 9 and the correction amount calculation unit 15 are not shown.
なお、図 10のように、 1軸駆動並進回転機構 6の構成は、第 1実施例と同様に、機 台部 7側から上に並進駆動部 11と回転自由度部 13と並進自由度部 12の順である。 3自由度機構 18の構成も、機台部 7側から並進自由度部 12、回転自由度部 13、並 進自由度部 12の構成である。 また、本発明が特許文献 1、特許文献 2と異なる部分は、第 1実施例と同じである。As shown in FIG. 10, the structure of the single-axis drive translational rotation mechanism 6 is the same as in the first embodiment. The translation drive unit 11, the rotational freedom unit 13, and the translational freedom unit are arranged upward from the machine base unit 7 side. The order is 12. The configuration of the three-degree-of-freedom mechanism 18 is also the configuration of the translational degree of freedom part 12, the rotational degree of freedom part 13, and the translational degree of freedom part 12 from the machine base part 7 side. Further, the difference between the present invention and Patent Document 1 and Patent Document 2 is the same as the first embodiment.
[0025] 図 11は本発明の第 3実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置のテーブルのFIG. 11 shows a table of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a third embodiment of the present invention.
Θ旋回移動を示す図である。 It is a figure which shows (theta) turning movement.
第 1実施例と同様に、図 11のように A, B点 2つの 1軸駆動並進回転機構 6の並進 駆動部 11のリニアモータ 1をそれぞれ反対側に動作させると、 C点の第 2の機構部 1 6を中心としてテーブル 4を旋回させることができる。 1軸駆動並進回転機構 6aを δ Υ 1、 1軸駆動並進回転機構 6bを δ Υ2動作させれば、 1軸駆動並進回転機構 6a、 6b の回転自由度部 13は 0動作し、並進自由度部 12は δ XI、 δ Χ2移動し、 3自由度 機構 18の並進自由度部 12も δ Υ3、 δ Υ4、 δ Χ3、 δ Χ4移動し、かつ、第 2の機構 部 16の回転自由度部 13が作用し、テーブル 4が Θ旋回する。 As in the first embodiment, as shown in FIG. 11, when the linear motor 1 of the translation drive unit 11 of the two single-axis drive translation and rotation mechanisms 6 of point A and B is operated to the opposite side, the second point of C point The table 4 can be swiveled around the mechanism portion 16. If the 1-axis drive translational rotation mechanism 6a is operated by δ Υ 1 and the 1-axis drive translational rotation mechanism 6b is operated by δ 回 転 2, the rotational degree of freedom 13 of the 1-axis drive translational rotation mechanism 6a, 6b operates 0, and the translational freedom degree. The part 12 moves by δ XI, δ Χ2, and the translation degree of freedom part 12 of the three-degree-of-freedom mechanism 18 also moves by δ Υ3, δ Υ4, δ Χ3, δ Χ4, and the rotational degree-of-freedom part of the second mechanism part 16 13 acts and Table 4 turns Θ.
第 1実施例とは、 1軸駆動並進回転機構 6a、 6bの配置位置が異なるので、リニアモ ータ la, lbの動作量は異なるが、テーブル 4の旋回と、 1軸駆動並進回転機構 6と第 2の機構部 16の各リニアモータ 1、各回転自由度 13、並進自由度 12の移動量は、幾 何学的に決定できる点は同じである。なお、並進 Y方向のテーブル 4の移動は、第 1 実施例と同様にして実施できる。 Since the arrangement positions of the single-axis drive translation / rotation mechanisms 6a and 6b are different from those of the first embodiment, the amount of movement of the linear motors la and lb is different, but the turning of the table 4 and the single-axis drive translation / rotation mechanism 6 The movement amount of each linear motor 1, each rotational degree of freedom 13, and translational degree of freedom 12 of the second mechanism section 16 is the same in that it can be determined geometrically. The movement of the table 4 in the translation Y direction can be performed in the same manner as in the first embodiment.
実施例 4 Example 4
[0026] 図 12は本発明の第 4実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 1軸駆動並 進回転機構と第 2の機構部の配置を示す平面概略図、図 13は本発明の第 4実施例 を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並進回転機構と 第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である。 FIG. 12 is a schematic plan view showing the arrangement of the single-axis drive translation and rotation mechanism and the second mechanism part of the translation and swivel two-degree-of-freedom stage device according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. FIG. 10 is a control block diagram of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a fourth embodiment, and an outline of translation / rotation degrees of freedom of a single-axis drive translation / rotation mechanism and a second mechanism unit.
なお、第 4実施例の基本的な構成要素は第 1実施例と同じである。第 4実施例が第 1実施例と異なる点は、図 13のように、第 2の機構部 16にもリニアモータ 1を配して、 第 2駆動機構 19とし、制御器 3、動作量検出器 2を備えている点である。 The basic components of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment. The fourth embodiment differs from the first embodiment in that the linear motor 1 is also arranged in the second mechanism section 16 as the second drive mechanism 19 as shown in FIG. The point is that it is equipped with vessel 2.
第 1の機構部 6a、 6bの構成と配置は第 1実施例と同じである。さらに、 2次元位置セ ンサ 9と補正量算出部 15は記載を省略して 、る。 The configuration and arrangement of the first mechanism parts 6a and 6b are the same as those in the first embodiment. Further, the description of the two-dimensional position sensor 9 and the correction amount calculation unit 15 is omitted.
また、本発明が特許文献 1、特許文献 2と異なる部分は、第 1実施例と同じである。 以上のような構成をしているので、テーブル 4の Θ旋回移動は、第 1実施例の図 3と 同 様に実現できる。並進 Y方向移動も第 1実施例と同様にできる。本実施例では、第 2 駆動Further, the difference between the present invention and Patent Document 1 and Patent Document 2 is the same as the first embodiment. Since it is configured as described above, the Θ turning movement of the table 4 is the same as that in FIG. 3 of the first embodiment. Can be realized. Translation Y-direction movement can be performed in the same manner as in the first embodiment. In this example, the second drive
機構 19にもリニアモータ lcを備えているので、 Y方向への推進力を増大も可能であ るし、各リニアモータの容量を分散して推力を出すような電動機の容量選定が実施で きる。 Since the mechanism 19 is also equipped with a linear motor lc, the propulsive force in the Y direction can be increased, and the capacity of the motor can be selected so that the thrust of each linear motor is distributed. .
実施例 5 Example 5
[0027] 図 14は、本発明の第 5実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の 1軸駆動並 進回転機構と第 2の機構部、第 2駆動機構の配置を示す平面概略図、図 15は本発 明の第 5実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動 並進回転機構と第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である。 FIG. 14 is a schematic plan view showing the arrangement of a single-axis drive translation / rotation mechanism, a second mechanism section, and a second drive mechanism of a translation / swivel two-degree-of-freedom stage device showing a fifth embodiment of the present invention; FIG. 15 is a control block diagram of a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a fifth embodiment of the present invention, and an outline of translation / rotation degrees of freedom of the single-axis drive translational rotation mechanism and the second mechanism part. .
なお、第 5実施例の基本的な構成要素は第 1実施例と同じである。また、 1軸駆動 並進回転機構 6と第 2の機構部 16の配置は、第 3実施例の 3自由度機構 18を 1軸駆 動並進回転機構 6に置き換えた配置である。つまり、第 3実施例とは、さらにリニアモ ータ 1を加えた点が異なる。なお、 2次元位置センサ 9と補正量算出部 15は記載を省 略している。 1軸駆動並進回転機構 6の構成は、第 1実施例と同じ、並進 ·回転，並進 の順である。また、本発明が特許文献 1、特許文献 2と異なる部分は、第 1実施例と同 じである。 The basic components of the fifth embodiment are the same as those of the first embodiment. The arrangement of the single-axis drive translational rotation mechanism 6 and the second mechanism unit 16 is an arrangement in which the three-degree-of-freedom mechanism 18 of the third embodiment is replaced with the single-axis drive translational rotation mechanism 6. In other words, the third embodiment is different from the third embodiment in that a linear motor 1 is further added. Note that the two-dimensional position sensor 9 and the correction amount calculation unit 15 are omitted. The configuration of the single-axis drive translation / rotation mechanism 6 is the same as the first embodiment in the order of translation / rotation and translation. Further, the difference between the present invention and Patent Document 1 and Patent Document 2 is the same as the first embodiment.
以上のような構成をしているので、テーブル 4の Θ旋回移動は、第 3実施例の図 11 と同様に実現できる。並進 Y方向移動も第 1実施例と同様にできる。本実施例では、 1 軸駆 Since it is configured as described above, the Θ turning movement of the table 4 can be realized in the same manner as in FIG. 11 of the third embodiment. Translation Y-direction movement can be performed in the same manner as in the first embodiment. In this example, single-shaft drive
動並進回転機構 6を 4つ備えているので、 Y方向への推進力増大も可能であるし、各 リニアモータの容量を分散して推力を出すような電動機の容量選定が実施できる。 実施例 6 Since four dynamic translation / rotation mechanisms 6 are provided, the propulsive force in the Y direction can be increased, and the capacity of the motor can be selected so that thrust is generated by distributing the capacity of each linear motor. Example 6
[0028] 図 16は本発明の第 6実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由 度ステージ装置を用いた 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の配置を示す平面 概略図と側面概略図、図 17は本発明の第 6実施例を示す並進旋回 2自由度ステー ジ装置を用いた 3自由度ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並進回転機構と 第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である。 図において、並進旋回 2自由度ステージ装置 30は、第 1実施例で示した構成であ る。並進旋回 2自由度ステージ装置 30のテーブル 4の上に 1軸並進駆動機構 24を配 置して、並進 X方向の動作を実現している。FIG. 16 is a plan view showing the arrangement of a uniaxially driven translational rotation mechanism using a three-degree-of-freedom stage device using a translational-turning two-degree-of-freedom stage device and a second mechanism portion according to the sixth embodiment of the present invention. Schematic diagram and side schematic diagram, Fig. 17 is a control block diagram of a three-degree-of-freedom stage device using a translational-turning two-degree-of-freedom stage device showing a sixth embodiment of the present invention, a single-axis drive translational rotation mechanism, and a second It is a figure which shows the outline of the translation and rotation freedom degree of a mechanism part. In the figure, a translational swivel two-degree-of-freedom stage device 30 has the configuration shown in the first embodiment. Translational rotation Two-degree-of-freedom stage unit 30 A single-axis translational drive mechanism 24 is placed on the table 4 to achieve translational X-direction motion.
以上のような構成にしているので、第 1実施例のように並進旋回 2自由度ステージ 装置 30がテーブル 4を並進 Y方向の動作と、旋回 Θの動作を行い、テーブル 4上の 1軸並進駆動機構 24が並進 X方向の動作を行うので、 XY 0の 3自由度の動作を行 う 3自由度ステージ装置となるのである。 Since it is configured as described above, the translational swivel 2-degree-of-freedom stage device 30 translates table 4 in the Y direction and swivel Θ, as in the first example, and uniaxial translation on table 4 Since the drive mechanism 24 operates in the translational X direction, it becomes a three-degree-of-freedom stage device that operates in three degrees of freedom of XY 0.
実施例 7 Example 7
[0029] 図 18は本発明の第 7実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由 度ステージ装置を用いた 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の配置を示す平面 概略図と側面概略図、図 19は本発明の第 7実施例を示す並進旋回 2自由度ステー ジ装置を用いた 3自由度ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並進回転機構と 第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である。 FIG. 18 is a plan view showing the arrangement of a single-axis drive translation rotation mechanism and a second mechanism section using a three-degree-of-freedom stage device using a translational-turning two-degree-of-freedom stage device according to a seventh embodiment of the present invention. Schematic diagram and schematic side view, Fig. 19 is a control block diagram of a three-degree-of-freedom stage device using a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing a seventh embodiment of the present invention, a single-axis drive translational rotation mechanism, and a second It is a figure which shows the outline of the translation and rotation freedom degree of a mechanism part.
図において、並進旋回 2自由度ステージ装置 30は、第 1実施例で示した構成であ る。 In the figure, a translational swivel two-degree-of-freedom stage device 30 has the configuration shown in the first embodiment.
並進旋回 2自由度ステージ装置 30は、リニアモータを 2つ配した 1軸並進駆動機構 24の上に配置されている。 The translational swivel two-degree-of-freedom stage device 30 is disposed on a one-axis translational drive mechanism 24 provided with two linear motors.
以上のような構成にしているので、第 1実施例のように並進旋回 2自由度ステージ 装置 30がテーブル 4を並進 Y方向の動作と、旋回 Θの動作を行い、並進旋回 2自由 度ステージ装置 30の機台部 4を 1軸並進駆動機構 24が並進 X方向の動作を行うこと で、 XY 0の 3自由度の動作を行う 3自由度ステージ装置となるのである。 Since it is configured as described above, the translation swivel two-degree-of-freedom stage device 30 translates the table 4 in the Y-direction and swivel Θ, as in the first embodiment, and the translation-turn two-degree-of-freedom stage device. The 30 machine base parts 4 are operated in the X direction by the single-axis translation drive mechanism 24, so that a three-degree-of-freedom stage device that performs three degrees of freedom of XY 0 is obtained.
実施例 8 Example 8
[0030] 図 20は本発明の第 8実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由 度ステージ装置を用いた 1軸駆動並進回転機構と第 2の機構部の配置を示す平面 概略図と側面概略図、図 21は本発明の第 8実施例を示す並進旋回 2自由度ステー ジ装置を用いた 3自由度ステージ装置の制御ブロック図と 1軸駆動並進回転機構と 第 2の機構部の並進 ·回転自由度の概略を示す図である。本実施例では、 2次元位 置センサ 9を 2つ有し、 2次元位置センサ 9が検出した画像力も補正量算出部 15にて 、テーブル 4上の対象物 5のズレ量を把握できるようになつている。 2次元位置センサ 9と補正量算出部 15を用いたところは、第 2実施例と同じである力 2つの 2次元位置 センサ 9を用いており、 2次元位置センサ 9の数量が異なる。FIG. 20 is a plan view showing the arrangement of a single-axis drive translational rotation mechanism and a second mechanism section using a three-degree-of-freedom stage device using a translational-turning two-degree-of-freedom stage device showing an eighth embodiment of the present invention. Schematic diagram and side schematic diagram, Fig. 21 is a control block diagram of a three-degree-of-freedom stage device using a translational swivel two-degree-of-freedom stage device showing an eighth embodiment of the present invention, a single-axis drive translational rotation mechanism, and a second It is a figure which shows the outline of the translation and rotation freedom degree of a mechanism part. In this embodiment, the two-dimensional position sensor 9 is provided, and the image force detected by the two-dimensional position sensor 9 is also calculated by the correction amount calculation unit 15. The amount of displacement of the object 5 on the table 4 can be grasped. When the two-dimensional position sensor 9 and the correction amount calculation unit 15 are used, the same two-dimensional position sensor 9 as in the second embodiment is used, and the quantity of the two-dimensional position sensor 9 is different.
図において、並進旋回 2自由度ステージ装置 30は、第 1実施例で示した構成であ る。 In the figure, a translational swivel two-degree-of-freedom stage device 30 has the configuration shown in the first embodiment.
並進旋回 2自由度ステージ装置 30を取り囲むように門型構造 28が構成され、この 上に 1軸並進駆動機構 24が配され、 X軸テーブル 29を並進 X方向に移動できる。 以上のような構成にしているので、第 1実施例のように並進旋回 2自由度ステージ 装置 30がテーブル 4を並進 Y方向の動作と、旋回 Θの動作を行い、門型構造 28に ある 1軸並進駆動機構 24が X軸テーブル 29を並進 X方向の動作を行うことで、 ΧΥ Θ の 3自由度の動作を行う 3自由度ステージ装置となるのである。 Translational swivel A gate-type structure 28 is formed so as to surround the two-degree-of-freedom stage device 30, and a single-axis translation drive mechanism 24 is arranged thereon, and the X-axis table 29 can be moved in the translational X direction. Since it is configured as described above, as in the first embodiment, the translation swivel two-degree-of-freedom stage device 30 translates the table 4 in the Y direction and swivels Θ. The axis translation drive mechanism 24 translates the X axis table 29 in the translation X direction, so that it becomes a three-degree-of-freedom stage device that performs three degrees of freedom of ΧΥΘ.
図 22は本発明の第 8実施例を示す並進旋回 2自由度ステージ装置を用いた 3自由 度ステージ装置の動作例を示す概略図である。 FIG. 22 is a schematic diagram showing an operation example of the three-degree-of-freedom stage device using the translational-turning two-degree-of-freedom stage device according to the eighth embodiment of the present invention.
図 22において、（1)と示した線は、 3自由度ステージ装置が加工や検査を行う工程 で必要な動作の基本的な軌跡'位置である。（2)と示した線は、基本的な軌跡'位置 力も δ Χ, δ Υだけズレた軌跡'位置である。 (3)と示した線は、対象物 5がテーブル 4 に置かれた際のズレた軌跡.位置である。（4)と示した線は、（3)の軌跡.位置のズレ を Υ方向と Θ方向に修正した軌跡 '位置である。 In FIG. 22, the line indicated by (1) is the basic trajectory position of the operation required in the process where the 3-DOF stage device performs processing and inspection. The line indicated by (2) is the basic trajectory position where the position force is also shifted by δ Χ and δ も. The line indicated by (3) is a shifted locus or position when the object 5 is placed on the table 4. The line indicated by (4) is the trajectory position obtained by correcting the deviation of the trajectory and position in (3) in the Υ and Θ directions.
対象物 5がテーブル上に置かれると、対象物 5は（3)のようにズレ量を伴う。そこで、 並進旋回 2自由度ステージ装置 30が並進 Υ方向に可動して、対象物 5上にあるマー 力を 2次元位置センサ 9の画角の中に含まれるようにテーブル 4を移動させる。 When the object 5 is placed on the table, the object 5 has a displacement amount as shown in (3). Therefore, the translational swivel two-degree-of-freedom stage device 30 is moved in the translational heel direction, and the table 4 is moved so that the mar force on the object 5 is included in the angle of view of the two-dimensional position sensor 9.
2次元位置センサ 9はマーカを検出し、第 2実施例の図 7で示したのと同様に、対象 物 5の ΧΥ Θのズレ量を、補正量算出部 15にて把握する。並進旋回 2自由度ステー ジ装置 30は並進 Υ方向と旋回 Θができるので、 （3)のようなズレを Υ方向と Θ方向に 修正し、（4)のような軌跡 '位置にする。加工や検査を行う工程で必要な動作の基本 的な軌跡'位置は（1)であるが、 1軸並進駆動機構 24が δ Χだけ移動してここを新た な基準と改めることで、対象物 5の加工や検査を正しい軌跡'位置に沿って行うことが 可能となる。 以上のように、並進旋回 2自由度ステージ装置 30と 1軸並進駆動機構 24によって X Y 0の 3自由度を駆動して作業できる 3自由度ステージ装置となるのである。The two-dimensional position sensor 9 detects the marker, and the correction amount calculation unit 15 grasps the deviation amount of ΘΘ of the object 5 in the same manner as shown in FIG. 7 of the second embodiment. Translational swivel The two-degree-of-freedom stage device 30 is capable of translational Υ direction and turning Θ, so the deviation as shown in (3) is corrected in the Υ direction and Θ direction, and the locus is as shown in (4). The basic trajectory 'position required for the machining and inspection processes is (1), but the 1-axis translation drive mechanism 24 moves by δ 5 processing and inspection can be performed along the correct trajectory 'position. As described above, the three-degree-of-freedom stage device can be operated by driving the three-degree-of-freedom of XY 0 by the translation-turning two-degree-of-freedom stage device 30 and the single-axis translation drive mechanism 24.
[0032] なお、第 1実施例および第 3〜第 7実施例では、 1軸駆動並進回転機構 6は、機台 部 7側から上に並進駆動部 11と回転自由度部 13と並進自由度部 12の順に構成さ れ、第 2の駆動部は、機台部 7側から上に並進自由度部 12と回転自由度部の順に 構成し、第 2実施例では、 1軸駆動並進回転機構 6は、機台部 7側力も上に並進駆動 部 11と並進自由度部 12と回転自由度部 13順に構成したが、これらが混在しても良 い。 3自由度機構 18についても同様である。In the first embodiment and the third to seventh embodiments, the uniaxial drive translational rotation mechanism 6 includes a translational drive unit 11, a rotational freedom unit 13, and a translational degree of freedom. The second drive unit is composed of the translational freedom unit 12 and the rotational freedom unit in the order from the machine base unit 7 side.In the second embodiment, the single-axis drive translational rotation mechanism is configured. 6 is constructed in the order of the translational drive unit 11, translational freedom unit 12 and rotational freedom unit 13 in the order of the machine base unit 7 side force, but these may be mixed. The same applies to the three-degree-of-freedom mechanism 18.
産業上の利用可能性 Industrial applicability
[0033] 1軸駆動並進回転機構や 3自由度機構や第 2駆動機構を複数用いることによって、 テーブルが大型化しても、荷重が分散されて支持される工作機械の 2次元位置決め 装置などにも適用できる。この機構により、テーブルを薄型にできる。[0033] By using a plurality of single-axis drive translational rotation mechanisms, three-degree-of-freedom mechanisms, and second drive mechanisms, even when the table is enlarged, the load is distributed and supported in a two-dimensional positioning device for machine tools. Applicable. With this mechanism, the table can be made thin.
さらに、装置が大型化しても、特殊な大型電動機を使用せず、標準的な電動機を 複数利用して、駆動力を分散するように構成できるので、装置部品の納期やコストの 面で、特殊品に比べて安易に調達できると!、う利点もある。 Furthermore, even if the equipment becomes larger, it can be configured to use multiple standard motors to distribute the driving force without using special large motors. There is also the advantage of being able to procure easily compared to products!