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Dokumentenidentifikation DE112005002970T5 25.10.2007
Titel Ausrichtungsvorrichtung
Anmelder Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki, Fukuoka, JP
Erfinder Komiya, Takehiko, Kitakyushu, Fukuoka, JP;
Osuga, Toshiyuki, Kitakyushu, Fukuoka, JP;
Sawa, Toshihiro, Kitakyushu, Fukuoka, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 112005002970
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, LY, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM
WO-Anmeldetag 07.11.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2005/020343
WO-Veröffentlichungsnummer 2006059457
WO-Veröffentlichungsdatum 08.06.2006
Date of publication of WO application in German translation 25.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.10.2007
IPC-Hauptklasse B23Q 1/44(2006.01)A, F, I, 20051107, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G12B 5/00(2006.01)A, L, I, 20051107, B, H, DE   H01L 21/68(2006.01)A, L, I, 20051107, B, H, DE   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausrichtungsvorrichtung zum Positionieren eines positionierten Glieds (nachfolgend als Objektglied bezeichnet) auf einem Tisch an einer vorbestimmten Position durch das Bewegen des Tisches, indem ein Motor in einer Belichtungsvorrichtung oder ähnlichem für eine Halbleitervorrichtung, eine Leiterplatte, ein Flüssigkristallanzeigeelement oder ähnliches angetrieben wird.

Stand der Technik

Eine Stufenvorrichtung mit einem Linearmotor gemäß einem ersten Beispiel aus dem Stand der Technik wird durch einen kleinen und dünnen Aufbau gebildet und ermöglicht eine kleinwinkelige Positionierung unter Verwendung des Linearmotors (siehe zum Beispiel die Patentreferenz 1).

Weiterhin sind ein Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismus und eine denselben verwendende Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenktischvorrichtung gemäß einem zweiten Beispiel aus dem Stand der Technik als eine Tischvorrichtung vorgesehen, die den Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismus verwendet, der einfach in den Tisch integriert ist und den Tisch mit großer Genauigkeit führen und halten kann (siehe zum Beispiel die Patentreferenz 2).

Im Folgenden wird die Stufenvorrichtung mit dem Linearmotor des ersten Beispiels aus dem Stand der Technik erläutert.

59 ist eine Vorderansicht, die eine Ausführungsform der Stufenvorrichtung mit dem Linearmotor gemäß dem ersten Beispiel aus dem Stand der Technik aus der X-Richtung zeigt.

60 ist eine Draufsicht auf die Stufenvorrichtung von 59 gemäß dem ersten Beispiel aus dem Stand der Technik.

Die Stufenvorrichtung mit dem Linearmotor ist eine Drehstufenvorrichtung, in der ein Drehlinearmotor 113 als Antriebsvorrichtung für eine Bewegung in einer Drehrichtung um eine kleinen Distanz zwischen einer Drehstufe 103 und einer zweiten Stufe 102 integriert ist, wobei insbesondere ein Linermotor mit einem beweglichen Magneten als Drehlinearmotor 113 verwendet wird, um eine Positionierung mit einer kleinen Winkelgröße der Drehstufe 103 vorzusehen, wobei ein Teil, Werkstück oder ähnliches mit einem Winkel positioniert wird, indem der Drehlinearmotor 113 und die Drehstufe 103 als Drehrichtungsteil um eine kleine Distanz in einer Drehrichtung (d.h. in einer &thgr;-Richtung) gedreht werden.

Die Drehstufe 103 (d.h. die &thgr;-Stufe) ist in einer XY-Stufenvorrichtung integriert, die eine erste Stufe 101, die sich hin und her in einer X-Richtung als Linearrichtung bewegt, und eine zweite Stufe 102, die sich in einer Y-Richtung senkrecht zu der X-Richtung bewegt, umfasst, um eine zusammengesetzte XY-&thgr;-Stufenvorrichtung zu bilden, die ein Teil, Werkstück oder ähnliches in einer Ebene in einer X-Richtung, in einer Y-Richtung und in einer Drehrichtung (&thgr;-Richtung) positionieren kann.

Die Stufenvorrichtung mit dem Linearmotor gemäß dem ersten Beispiel aus dem Stand der Technik weist eine kleine Größe auf und ist schmal für eine Positionierung in den XY&thgr;-Richtungen ausgebildet.

Im Folgenden werden ein Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismus und eine denselben verwendende Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenktischvorrichtung gemäß einem zweiten Beispiel aus dem Stand der Technik erläutert. 61 ist eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht des Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismus gemäß dem zweiten Beispiel aus dem Stand der Technik.

61 zeigt eine Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenktischvorrichtung, die den Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismus gemäß dem zweiten Beispiel aus dem Stand der Technik zeigt, wobei die Zeichnung (a) eine Draufsicht ist, in der ein Tisch durch eine doppelt gepunktete Strichlinie angedeutet wird, und die Zeichnung (b) eine Vorderansicht ist.

62A und 62B sind Draufsichten auf den Tisch gemäß dem zweiten Beispiel aus dem Stand der Technik.

Wie in 62A und 62B gezeigt, wird ein Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismus 201 durch einen Biaxialparallel-Führungsteil 270 und einen in dem Biaxialparallel-Führungsteil 270 integrierten Schwenkbewegungs-Führungsteil 280 gebildet.

Wie weiterhin in 61, 62A und 62B gezeigt, hält eine Biaxialparallel-/Monoaxial-Schwenktischvorrichtung unter Verwendung des Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismus 201 einen Tisch 233 beweglich in den Biaxialrichtungen parallel zu einer Basis 234 und orthogonal zueinander mittels vier Biaxial/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismen 201A, 201B, 201C und 201D und ist derart ausgebildet, dass er um eine Schwenkachse C0 herum schwenken kann, die an einem zentralen Teil des Tisches 233 angeordnet ist.

Drei Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismen 201A, 201B, 201D sind mit Linearantriebsmechanismen 237A, 237B, 237D eines Drehmotors 238 und mit Zuführschraubmechanismen 239 verbunden, die eine Drehbewegung der Drehmotoren 238 zu einer Linearbewegung in einer verlängernden und einer verkürzenden Linearrichtung wandeln. Auf diese Weise kann der Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanism 201C frei eine Bewegung ausführen.

Wenn der Tisch 233 parallel bewegt wird, werden die zwei Linearantriebsmechanismen 237A, 237B oder der Linearantriebsmechanismus 237C betrieben.

Wenn der Tisch 233 wie in 63 relativ zu der Schwenkachse C0 geschwenkt wird, werden die Linearantriebsmechanismen 237A, 237B in entgegen gesetzten Richtungen um gleiche Distanzen +&Dgr;X, –&Dgr;X betrieben, während der Linearantriebsmechanismus 237D in einer Y-Achsenrichtung um eine vorbestimmte Distanz &Dgr;Y betrieben wird.

Auf diese Weise bewegen der Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismus und die denselben verwendende Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenktischvorrichtung aus dem Stand der Technik den Tisch parallel oder schwenken ihn zu der Position.

  • Patentreferenz 1: JP-A-2002-328191 (1, 2)
  • Patentreferenz 2: JP-A-11-245128 (2, 4, 5)

Beschreibung der Erfindung Problemstellung der Erfindung

Bei der Stufenvorrichtung mit dem Linearmotor des ersten Beispiels aus dem Stand der Technik wird die Vorrichtung durch überlappende Achsen in den drei Richtungen XY&thgr; gebildet. Dadurch ergibt sich das Problem, dass die Stufenvorrichtung physikalisch hoch wird, wenn das zu positionierende Objektglied eine große Größe aufweist. Flüssigkristallmaterialien werden von Jahr zu Jahr größer, sodass der Linearmotor und die Stufenvorrichtung für eine lineare oder drehende Bewegung des Tisches (der Stufe) entsprechend vergrößert werden müssen. Wenn der Schwerpunkt der Stufenvorrichtung hoch liegt, ist außerdem der Nachteil gegeben, dass die Stufenvorrichtung für Störungen wie etwa Vibrationen anfällig ist.

Wenn die Stufe eine große Größe aufweist und die Stufe in den XY-Richtungen bewegt wird, wird die Position des Schwerpunkts verschoben, weil in dem Aufbau der Vorrichtung die entsprechenden Achsen der drei Richtungen XY&thgr; einander überlappen. Je nach der Position zum Bewegen der Stufe durch den Antriebsteil wird die Last auf Verbindungsteile der entsprechenden Achsen konzentriert, sodass eine große Momentlast an der Stufe erzeugt wird. Es besteht also das Problem, dass eine reibungslose Bewegung der Stufe behindert wird oder eine unerwartete Drehbewegung verursacht wird, wodurch die Positionsgenauigkeit beeinträchtigt wird.

Bei dem Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismus und der denselben verwendenden Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenktischvorrichtung gemäß dem zweiten Beispiel aus dem Stand der Technik wird die Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenktischvorrichtung durch einen Aufbau mit drei Achsen gebildet, bei dem die Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismen an drei von vier Ecken des Tisches vorgesehen sind. Deshalb wird eine Richtung durch nur eine Achse angetrieben, wobei aufgrund einer Ungleichmäßigkeit der Kapazitäten der Motoren keine Funktion wie in den Biaxialantriebsrichtungen erzielt wird. Es stellt sich also das Problem, dass eine Bewegung und Positionierung in der nur durch eine Achse angetriebenen Richtung lange dauern. Dadurch ergibt sich das Problem, dass die Effizienz/Produktivität verschlechtert wird. Weiterhin ist bei einem Kugelspindelantrieb ein mechanischer Verlust des Totgangs oder ähnliches gegeben.

Wenn ein großer Tisch bewegt wird, wird der Tisch bei dem monoaxialen Antrieb auf einer Seite des Tisches angetrieben. Deshalb wird die Seite des Tisches ohne Antriebswelle verzögert, wodurch sich das Problem ergibt, dass die Tischpositionierungsgenauigkeit verschlechtert wird.

Wenn weiterhin eine externe Kraft beim Bearbeiten eines Objektglieds auf dem Tisch ausgeübt wird, ist ein drehender oder translatorischer Freiheitsgrad vorhanden, der nicht durch ein Steuersystem gehalten werden kann. Deshalb besteht die Möglichkeit, dass der Tisch durch die externe Kraft bewegt wird. Dabei ist kein Teil vorgesehen, der eine Bewegung des Tisches oder des Objektglieds aufgrund der externen Kraft erfasst. Es ergibt sich also das Problem, dass die Position des Tisches nicht kompensiert werden kann.

Die Erfindung nimmt auf die oben geschilderten Probleme Bezug, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Ausrichtungsvorrichtung anzugeben, die derart aufgebaut ist, dass auch bei einem großen Tisch die Höhe der Vorrichtung beschränkt wird, eine Last des Tisches oder eines Objektglieds gehalten wird, indem die Last mit einer hervorragenden Ausgewogenheit verteilt wird, ein genauer und effizienter Betrieb durch dieselbe Funktion in einer translatorischen Bewegung vorgesehen wird und eine Drehbewegung in entsprechenden Richtungen durch eine Antriebskraft mit einer hervorragenden Ausgewogenheit vorgesehen wird, wobei der Tisch außerdem kompensiert werden kann, wenn der Tisch durch eine auf den Tisch wirkende externe Kraft bewegt wurde.

Problemlösung

Um die oben genannten Probleme zu lösen, gibt die vorliegende Erfindung den folgenden Aufbau an.

Die Erfindung ist nach Anspruch 1 durch eine Ausrichtungsvorrichtung zum Positionieren eines Tisches mit einem darauf platzierten Objektglied an einer vorbestimmten Position unter Verwendung eines Antriebsmechanismus, der an einem Maschinenbasisteil angeordnet ist, gekennzeichnet, wobei der Antriebsmechanismus umfasst: zwei Translationsfreiheitsrad-Führungsteile; und einen Drehfreiheitsgrad-Führungsteil; wobei die Ausrichtungsvorrichtung umfasst: ein Tranlastionsantrieb-Translations-/Freiheitsgrad-Mechanismusmodul mit einem Linermotor, der an einem der Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile vorgesehen ist; einen Erfassungsteil, der eine Bewegungsdistanz des Mechanismusteils als erfasstem Glied erfasst; eine Motorsteuervorrichtung, die eine Steuereinrichtung umfasst, die den Motor unter Empfang eines Referenzsignals steuert; und einen Referenzerzeugungsteil, der die Referenz für die Steuereinrichtung erzeugt; wobei wenigstens drei Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule gleichmäßig auf dem Tischteil angeordnet sind, sodass die Richtungen des anderen Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils und des Drehfreiheitsgrad-Führungsteils anhand der positiven und negativen Betriebsrichtungen des Linearmotors bestimmt werden können, wobei der Linearmotor des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls angeordnet ist, um zwei Richtungen von Translationskomponenten unabhängig voneinander in einer Ebene vorzusehen, wobei der Tischteil translatorisch oder drehend in zwei Richtungen bewegt wird, indem die Linearmotoren jeweils in Translationsrichtungen betrieben werden.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule gleichmäßig auf dem Tischteil angeordnet sind, sodass wenigstens drei der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule die Richtungen des anderen Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils und des Drehfreiheitsgrad-Führungsteils anhand der positiven und negativen Betriebsrichtungen des Linearmotors bestimmen können, wobei das Translationsantrieb-Translations-/Freiheitsgrad-Mechanismusmodul zusätzlich vorgesehen ist.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzerzeugungsteil einen Bewegungsdistanz-Berechnungsteil umfasst, der eine Bewegungsdistanz des Linearmotors an dem Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul aus einer Betätigung des Tisches berechnet.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin umfasst: einen zweidimensionalen Positionssensor, der eine Anordnung des auf dem Tischteil platzierten Objektglieds erfasst; und einen Kompensationswert-Berechnungsteil, der einen Kompensationswert zum Kompensieren der Position des auf dem Tischteil platzierten Objektglieds berechnet, wobei die Position des Objektglieds durch das translatorische Bewegen oder das drehende Bewegen des Tischteils in zwei Richtungen kompensiert wird, indem der Linearmotor betrieben wird, um die durch den zweidimensionalen Positionssensor erfasste Position des auf dem Tischteil platzierten Objektglieds zu kompensieren.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul weiterhin den Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil auf einem Translationsantriebsteil vorsieht, an dem der Linearmotor an dem Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil befestigt ist, wobei der Drehfreiheitsgrad-Führungsteil auf dem Translationsfreiheitstrad-Führungsteil vorgesehen ist.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul den Drehfreiheitsgradführungsteil auf einem Translationsantriebsteil vorsieht, an dem der Linearmotor an dem Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil befestigt ist, wobei der Drehfreiheitsgrad-Führungsteil weiterhin auf dem Drehantriebsteil vorgesehen ist.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin umfasst: ein 3-Freiheitsgrade-Modul, das die zwei Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile und das eine Drehfreiheitsgrad-Führungsteil und keinen Linearmotor umfasst.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 8 durch eine Ausrichtungsvorrichtung zum Positionieren eines Tisches mit einem darauf platzierten Objektglied an einer vorbestimmten Position unter Verwendung eines Antriebsmechanismus, der an einem Maschinenbasisteil angeordnet ist, gekennzeichnet, wobei der Antriebsmechanismus wenigstens zwei der Sätze von Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule umfasst, die jeweils umfassen: zwei Translationsantriebsteile, die einen Translationsfreiheitsgrad aufweisen; einem Drehantriebsteil, der einen Drehfreiheitsgrad aufweist; drei Motoren, die jeweils die Antreibsteile an den zwei Translationsantriebsteilen und dem einem Drehantriebsteil antreiben; einen Erfassungsteil, der eine Bewegungsdistanz des Mechanismusteils als erfasstem Glied erfasst; und eine Motorsteuervorrichtung mit einer Steuereinrichtung, die den Motor unter Verwendung eines Referenzsignals steuert, wobei die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule eine Referenzerzeugungsvorrichtung umfassen, die eine Betätigungsreferenz an die Steuereinrichtung ausgibt und den Tisch translatorisch oder drehend in zwei Richtungen bewegt, indem sie die zwei Translationsantriebsteile und den einen Drehantriebsteil durch den Motor antreibt.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul wenigstens einen Translationsantriebsteil und einen Drehantriebsteil umfasst, wobei das Drehzentrum des Tisches des Drehantriebsteils auf demselben Radius vom Drehzentrum des Tisches und axialsymmetrisch in Bezug auf das Drehzentrum des Tisches angeordnet ist.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul derart angeordnet ist, dass eine der Bewegungsrichtungen des Translationsantriebsteils mit dem Drehzentrum des Tisches zusammenfällt.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul den Drehantriebsteil an einem oberen Teil oder einem unteren Teil des Translationsantriebsteils mit zwei Freiheitsgraden umfasst.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul der Drehantriebsteil an einem oberen Teil des Translationsantriebsteils mit wenigstens einem Freiheitsgrad angeordnet ist, während der Translationsantriebsteil mit wenigstens einem Freiheitsgrad an einem oberen Teil des Drehantriebsteils angeordnet ist.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 13 gekennzeichnet durch: einen zweidimensionalen Positionssensor, der eine Position des Objektglieds auf dem Tisch erfasst; und eine Kompensationswert-Berechnungsteil, der einen Kompensationswert zum Kompensieren der Position des Objektglieds durch eine Bildverarbeitung eines durch den zweidimensionalen Positionssensor erfassten Bilds des Objektglieds berechnet, wobei die Position des Tisches kompensiert wird, indem der Motor auf der Basis des durch den Kompensationswert-Berechnungsteil erhaltenen Kompensationswerts betrieben wird.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationswert-Berechnungsteil den Kompensationswert erzeugt, um die Position des Objektglieds zu kompensieren, nachdem die Position des Objektglieds durch den zweidimensionalen Positionssensor erfasst wurde und der Tisch translatorisch oder drehend durch das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul bewegt wurde.

Weiterhin ist die Erfindung nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzerzeugungsteil einen Befehl zum Bewegen des Translationsantriebsteils erzeugt, nachdem die Position des Objekts durch den zweidimensionalen Positionssensor erfasst wurde, wobei der Kompensationswert zum Kompensieren des Objektglieds durch den Kompensationswert-Berechnungsteil erzeugt wird und der Drehantriebsteil bewegt wird.

Vorteile der Erfindung

Gemäß der Erfindung werden die folgende Effekte erzielt.

Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 kann ein in den drei Richtungen XY&thgr; betätigter Tisch realisiert werden, wobei die Höhe der Vorrichtung beschränkt wird. Die Last des Tisches oder Objektglieds kann verteilt mit einer hervorragenden Ausgewogenheit gehalten werden. Weiterhin kann eine Antriebskraft zum Bewegen des Tisches verteilt mit einer hervorragenden Ausgewogenheit ausgegeben werden. Wenn also der Tisch translatorisch oder drehend bewegt wird, werden entsprechende Linearmotoren in einer beliebigen Richtung betätigt, ohne vom Schwerpunkt abzuweichen, sodass der Linearmotor genau und effizient mit einer gleichmäßigen Funktion betrieben werden kann.

Weiterhin kann gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 zusätzlich zu einer Situation, in der die Last des Tisches oder des Objektglieds verteilt mit einer hervorragenden Ausgewogenheit gehalten werden kann, die den Tisch bewegende Antriebskraft verteilt mit einer hervorragenden Ausgewogenheit ausgegeben werden. Deshalb können die entsprechenden Linearmotoren in einer beliebigen Richtung betrieben werden, ohne von dem Schwerpunkt abzuweichen. Außerdem kann eine Antriebsausgabe für eine spezifische Richtung hinzugefügt werden.

Wenn weiterhin gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 ein Drehwinkel oder eine Translationsbewegungsdistanz des Tisches bestimmt wird, können die Bewegungsdistanz des Tisches und die Bewegungsdistanzen der entsprechenden Linearmotoren durch die geometrische Beziehung bestimmt werden. Deshalb können die Bewegungsdistanzen der Translationsantriebsteile der entsprechenden Translationsantrieb-Translations-/Urehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule berechnet werden und als Betätigungsreferenz verwendet werden.

Weiterhin kann gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 die Operation zum Bewegen des Tisches schnell durchgeführt werden, indem der Kompensationswert der Position unter Verwendung des zweidimensionalen Positionssensors berechnet wird, wenn das Objektglied auf dem Tisch angeordnet wird.

Weiterhin sind gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 die Befestigungswinkel der zwei Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile fixiert, sodass die Bewegungsdistanzen zum Bewegen des Tisches vergleichsweise einfach berechnet werden können.

Weiterhin kann gemäß der Erfindung nach Anspruch 6 der Drehantriebsteil platziert werden, indem die Linearbewegungsführungen der zwei Translationsantriebsteile angeordnet werden. Die Vorrichtung kann kontinuierlich von dem Tisch zu der Maschinenbasis gehalten werden. Deshalb kann das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul die Vorrichtung halten und dabei einer Verformung aufgrund einer Last des Tisches oder ähnlichem standhalten.

Weiterhin kann gemäß der Erfindung nach Anspruch 7 die Last des Tisches oder des Objektglieds verteilt mit einer hervorragenden Ausgewogenheit gehalten werden, ohne eine Operation in der Ebene des Tisches zu beschränken.

Gemäß der Erfindung nach Anspruch 8 kann ein in den drei Richtungen XY&thgr; betätigter Tisch realisiert werden. Die Last des Tisches oder des Objektglieds kann verteilt mit einer hervorragenden Ausgewogenheit gehalten werden. Weiterhin kann eine Antriebskraft zum Bewegen des Tisches verteilt mit einer hervorragenden Ausgewogenheit ausgegeben werden. Wenn also der Tisch translatorisch oder drehend bewegt wird, können die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule in jeder Richtung bewegt werden, ohne vom Schwerpunkt abzuweichen. Deshalb können die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule genau und effizient durch eine einheitliche Funktion betätigt werden.

Weiterhin ist gemäß der Erfindung nach Anspruch 9 das Zentrum des Drehantriebsteils des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls auf demselben Radius vom Zentrum des Tisches und axialsymmetrisch relativ zu dem Zentrum des Tisches angeordnet. Deshalb kann das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul genau betätigt werden, ohne eine Abweichung vom Schwerpunkt herbeizuführen.

Indem weiterhin gemäß der Erfindung nach Anspruch 10 eine Bewegungsrichtung des Translationsantriebsteils mit dem Drehzentrum des Tisches zusammenfällt, kann die Bewegungsdistanz zum Bewegen des Tisches vergleichsweise einfach berechnet werden.

Weiterhin sind gemäß der Erfindung nach Anspruch 11 die Befestigungswinkel der zwei Translationsantriebsteile fixiert, sodass die Bewegungsdistanz zum Bewegen des Tisches vergleichsweise einfach berechnet werden kann.

Indem weiterhin gemäß der Erfindung nach Anspruch 12 der Drehantriebsteil zusammen mit zwei Translationsantriebsteilen angeordnet wird, können der Drehantriebsteil und die zwei Translationsantriebsteile kontinuierlich von dem Tisch zu der Maschinenbasis gehalten werden. Dadurch wird eine Verformung des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls unterdrückt und kann der Tisch genau positioniert werden.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung nach Anspruch 13 die Position des Objektglieds auf dem Tisch durch den zweidimensionalen Positionssensor berechnet. Indem der Kompensationswert-Berechnungsteil zum Berechnen des Kompensationswerts für die Position vorgesehen wird, kann der Tisch auch bei einer Positionsverschiebung auf dem Tisch zuverlässig an der vorbestimmten Position positioniert werden.

Indem weiterhin gemäß der Erfindung nach Anspruch 14 der Kompensationswert für die Position anhand eines Erfassungssignals des zweidimensionalen Positionssensors beim Anordnen des Objektglieds auf dem Tisch berechnet wird, kann der Tisch schnell bewegt werden.

Indem weiterhin gemäß der Erfindung nach Anspruch 15 der Referenzerzeugungsteil vorgesehen wird, der einen Befehl zum Bewegen des Translationsantriebsteils nach einer Bewegung des Drehantriebsteils erzeugt, wird die Berechnung des Kompensationswerts vereinfacht und kann der Tisch effizient positioniert werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist eine schematische Ansicht einer Ausrichtungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

2 zeigt den Aufbau der Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung.

3A bis 3C sind schematische Ansichten eines Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls, das in der Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, wobei 3A eine Draufsicht ist, 3B eine Vorderansicht ist und 3C eine Seitenansicht ist.

4 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 1 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

5 ist eine Ansicht, die eine Drehbewegung der Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

6 ist eine Ansicht, die eine Translationsbewegung des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung.

7A bis 7B sind Ansichten, die jeweils die Anordnung eines Objektglieds durch einen zweidimensionalen Positionssensor der Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und ein Positionskompensationsverfahren zeigen.

8 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 2 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

9 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 3 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

10 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 4 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmcduls.

11 ist eine Ansicht, die eine Drehbewegung des Tisches in dem Anordnungsbeispiel 4 eines Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls der Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

12 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 5 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

13 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 6 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

14 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 7 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

15 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 8 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

16 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 9 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

17 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 10 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

18 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 11 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

19 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und. zeigt ein Anordnungsbeispiel 12 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

20 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 13 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

21 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 14 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

22 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 15 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

23 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 16 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

24 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 17 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

25 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 18 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

26 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 19 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

27 ist eine Konstruktionsansicht der Ausrichtungsvorrichtung und zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

28A bis 28C zeigen schematische Ansichten eines Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls, das in der Ausrichtungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, wobei 28A eine Draufsicht ist, 28B eine Vorderansicht ist und 28C eine Seitenansicht ist.

29 ist eine Ansicht, die eine Drehbewegung eines Tisches der Ausrichtungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

30 ist eine Ansicht, die eine Translationsbewegung des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

31A bis 31C sind schematische Ansichten eines 3-Freiheitsgrade-Moduls, das in einer Ausrichtungsvorrichtung einer dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, wobei 31A eine Draufsicht ist, 31B eine Vorderansicht ist und 31C eine Seitenansicht ist.

32 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 1 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls und des 3-Freiheitsgrade-Moduls.

33 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 2 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls und des 3-Freiheitsgrade-Moduls.

34 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung einer vierten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 1 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

35 ist eine schematische Ansicht einer Ausrichtungsvorrichtung und zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung.

36 umfasst eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Translations-/Drehantriebsmechanismus der fünften Ausführungsform der Erfindung.

37 umfasst eine Draufsicht und eine Seitenansicht der Ausrichtungsvorrichtung der fünften Ausführungsform der Erfindung.

38 ist eine Ansicht, die eine Drehbewegung eines Tisches der Ausrichtungsvorrichtung der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.

39 ist eine Ansicht, die eine Translationsbewegung des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.

40 umfasst eine Draufsicht und eine Seitenansicht auf einen Translations-/Drehantriebsmechanismus einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.

41 ist eine schematische Ansicht einer Ausrichtungsvorrichtung einer siebten Ausführungsform der Erfindung.

42 umfasst eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Translations-/Drehantriebsmechanismus der siebten Ausführungsform der Erfindung.

43 ist eine Ansicht, die eine Anordnung des Translations-/Drehantriebsmechanismus einer Ausrichtungsvorrichtung der siebten Ausführungsform der Erfindung und eine Drehbewegung eines Tisches zeigt.

44 ist eine schematische Ansicht, die ein Positionskompensationsverfahren der siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

45 umfasst Ansichten, die eine Anordnung eines Translations-/Drehantriebsmechanismus einer achten Ausführungsform der Erfindung und eine Drehbewegung eines Tisches zeigen.

46 umfasst Ansichten, die eine Anordnung eines Translations-/Drehantriebsmechanismus einer neunten Ausführungsform der Erfindung und eine Drehbewegung eines Tisches zeigen.

47A und 47B sind Ansichten, die einen Anordnungs-/Drehantriebsmechanismus der neunten Ausführungsform der Erfindung und eine Drehbewegung des Tisches zeigen.

48 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung einer zehnten Ausführungsform der Erfindung.

49 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung einer elften Ausführungsform der Erfindung.

50 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung einer zwölften Ausführungsform der Erfindung.

51 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 1).

52 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 2).

53 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 3).

54 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 4).

55 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 5).

56 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 6).

57 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 7).

58 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 8).

59 ist eine Vorderansicht einer Stufenvorrichtung mit einem Linearmotor eines ersten Beispiels aus dem Stand der Technik.

60 ist eine Draufsicht auf die Stufenvorrichtung mit dem Linearmotor des ersten Beispiels aus dem Stand der Technik.

61 ist eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht eines Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismus eines zweiten Beispiels aus dem Stand der Technik.

62A und 62B sind eine jeweils Draufsicht und eine Seitenansicht einer Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenktischvorrichtung des zweiten Beispiels aus dem Stand der Technik, wobei 62A eine Draufsicht ist, in der der Tisch durch eine doppelt gepunktete Strichlinie angedeutet wird, und 62B eine Vorderansicht ist.

63 ist eine Draufsicht auf einen Tisch des zweiten Beispiels aus dem Stand der Technik.

1
Linearmotor
2
Bewegungsdistanz-Erfassungsteil
3
Steuereinrichtung
4
Tisch
5
Objektglied
6
Translationsantrieb-Translations-/DrehfreiheitsgradMechanismusmodul
7
Maschinenbasisteil
8
Referenzerzeugungsteil
9
zweidimensionaler Positionssensor
10
Kompensationswert-Berechnungsteil
11
Translationsantriebsteil
12
Drehfreiheitsgrad-Führungsteil
13
Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil
14
3-Freiheitsgrade-Modul
15
Bewegungsdistanz-Berechnungsteil
16
Motor
16L
Linearmotor
16R
Drehmotor
17
Drehantriebsteil
21
Linearbewegungsführung
22
Linearbewegungs-Führungsblock
23
Drehlager
101
erste Stufe
102
zweite Stufe
103
Drehstufe
104
Basis
105, 106
Linearbewegungs-Führungseinheiten
107
Schiene
108
Gleiter
109
Stopper
110, 114, 115
Seile
111
erster Linearmotor
112
zweiter Linearmotor
113
Drehlinearmotor
117
Sensor
118
Linearskala
119, 121, 122, 125
vorstehende Teile
120
Tisch
126
Befestigungsschraubloch
128
Bett
134
Primärseite des dritten Linearmotors
141
Befestigungsloch
139
Sekundärseite des dritten Linearmotors
201
Biaxialparallel/Monoaxial-Schwenkbewegungs-Führungsmechanismus
202
erste Schiene
204
Bewegungsblock
205
Kugel (Rollglied)
206
zweite Schiene
210
erster Vertiefungsteil
211
zweiter Vertiefungsteil
212
Kugelrollrille (erste Schiene)
213
Kugelrollrille (erster Vertiefungsteil)
214
Kugelaustrittspfad
215
Richtungsänderungspfad
216
seitlicher Deckel
217
Kugelrollrille (zweite Schiene)
218
Kugelrollrille (zweiter Vertiefungsteil)
219
Kugelaustrittspfad
220
Richtungsänderungspfad
221
seitlicher Deckel
223
Tisch (zweites Glied)
234
Basis (erstes Glied)
237
Linearantriebsmechanismus
238
Drehmotor
239
Zuführschraubmechanismus
241
Mutter
242
Schraubenschaft
243
Lager (des Doppelwinkelkontakttyps)
244
Lagerhalterung
247
Gelenkglied
249
Bremsmechanismus
270
Biaxialparallelbewegungs-Führungsteil
280
Schwenkbewegungs-Führungsteil
206
Drehmotor

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.

Ausführungsform 1

Eine Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform weist den folgenden Aufbau auf.

1 ist eine schematische Ansicht einer Ausrichtungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

2 zeigt den Aufbau der Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung.

3A bis 3C sind schematische Ansichten eines Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls, das in der Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, wobei 3A eine Draufsicht ist, 3B eine Vorderansicht ist und 3C eine Seitenansicht ist.

4 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 1 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

In den Zeichnungen gibt das Bezugszeichen 1 (1a, 1b, 1c) den Linearmotor an, gibt das Bezugszeichen 2 (2a, 2b, 2c) den Bewegungsdistanz-Erfassungsteil an, gibt das Bezugszeichen 3 (3a, 3b, 3c) die Steuereinrichtung an, gibt das Bezugszeichen 4 den Tisch an, gibt das Bezugszeichen 5 das Objektglied an, gibt das Bezugszeichen 6 (6a, 6b, 6c) das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul an, gibt das Bezugszeichen 7 den Maschinenbasisteil an, gibt das Bezugszeichen 8 den Referenzerzeugungsteil an, gibt das Bezugszeichen 9 den zweidimensionalen Positionssensor an, gibt das Bezugszeichen 10 den Kompensationswert-Berechnungsteil an, gibt das Bezugszeichen 11 (11a, 11b, 11c) den Translationsantriebsteil an, gibt das Bezugszeichen 12 (12a, 12b, 12c) den Drehfreiheitsgrad-Führungsteil an, gibt das Bezugszeichen 13 (13a, 13b, 13c) den Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil an, gibt das Bezugszeichen 15 den Bewegungsdistanz-Berechnungsteil an, gibt das Bezugszeichen 21 die Linearbewegungsführung an, gibt das Bezugszeichen 22 den Linearbewegungs-Führungsblock an und gibt das Bezugzeichen 23 das Drehlager an.

Die Erfindung unterscheidet sich von der Patentreferenz 1 darin, dass die Bewegung des Tisches in die XY&thgr;-Richtungen nicht durch ein Überlappen des Linearmotors realisiert wird, sondern dadurch, dass wenigstens drei Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 vorgesehen werden.

Die Erfindung unterscheidet sich von der Patentreferenz 2 darin, dass wenigsten drei gleichmäßig angeordnete Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule vorgesehen sind, wobei die Bewegung des Tisches in den entsprechenden Richtungen ungleichmäßig realisiert wird.

Wie in 1 gezeigt, wird eine Anordnung des durch den zweidimensionalen Positionssensor 9 erfassten Objektglieds durch die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) angetrieben, wird der Tisch 4 bewegt und wird die Position kompensiert.

Die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) sind an dem Tisch 4 und an der Maschinenbasis 7 fixiert.

Wie in 2 gezeigt, sind an dem Tisch drei (6a, 6b, 6c) Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 vorgesehen, wobei die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) die Translationsantriebsteile 11 (11a, 11b, 11c), die Drehfreiheitsgrad-Führungsteile 12 (12a, 12b, 12c) und die Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile 13 (13a, 13b, 13c) umfassen, wobei die Translationsantriebsteile 11 (11a, 11b, 11c) an den Linearmotoren 1 (1a, 1b, 1c) montiert sind und der Betrieb der Linearmotoren 1 (1a, 1b, 1c) durch die Steuereinrichtungen 3 (3a, 3b, 3c) in Übereinstimmung mit dem Referenzerzeugungsteil 8 gesteuert wird. Ein durch den zweidimensionalen Positionssensor 9 erfasstes Bild des Objektglieds 5 wird einer Bildverarbeitung unterzogen, der Berechnungsteil 8 berechnet eine Bewegungsdistanz des Linearmotors 1 aus einer Bewegungsdistanz des Tisches 4, die durch die Bewegungsdistanz-Berechnungsteile 15 erhalten wird, und aus einem Wert, der durch das Berechnen einer Anordnungsposition für das Objektglied 5 durch den Kompensationswert-Berechnungsteil 10 erhalten wird, und gibt den Knmpensationswert an die entsprechenden Steuereinrichtungen 3 (3a, 3b, 3c).

Wie in 3A bis 3C gezeigt, umfasst das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 den Translationsantriebsteil 11 mit dem Linearmotor 1, den Drehfreiheitsgrad-Führungsteil 12 und den Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil 13 und ist ausgebildet, um einen Translationsfreiheitsgrad, einen Translationsfreiheitsgrad und einen Drehfreiheitsgrad in dieser Reihenfolge von der Maschinenbasis 7 zu dem Tisch 4 vorzusehen.

Der Drehfreiheitsgrad-Führungsteil 12 umfasst das Drehlager 23 und realisiert einen Drehfreiheitsgrad, wobei der Translationsantriebsteil 11 und der Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil 13 mit dem Linearbewegungs-Führungsblock 22 versehen sind, um die Linearbewegungsführung 21 bewegen zu können und dadurch den Translationsfreiheitsgrad zu realisieren.

Weiterhin sind die zwei Translationsfreiheitsgrade orthogonal zueinander vorgesehen.

Wie in 4 gezeigt, sind drei in 3A bis 3C gezeigte Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) derart angeordnet, dass der Schwerpunkt des durch die Ausgangspositionen gebildeten Dreiecks mit dem Schwerpunkt des Tisches 4 zusammenfällt, wobei die Linearmotoren 1 (1a, 1b, 1c) der Translationsantriebsteile 11 (11a, 11b, 11c) das Modul 6 in einer Tangentialrichtung eines von dem Zentrum des Tisches 4 gebildeten Kreises antreiben.

Im Folgenden wird der Betrieb des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 und der dasselbe verwendenden Ausrichtungsvorrichtung erläutert.

5 ist eine Ansicht, die eine Drehbewegung des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt.

In 5 gibt Oo das Zentrum des Tisches und ein Drehzentrum des Tisches an, gibt R den Drehradius an, gibt &dgr;Zi die Bewegungsdistanz des Linearmotors 1 des Translationsantriebsteils 11 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 an, gibt &Dgr;&thgr; den Drehwinkel des Tisches an, geben a, b, c die Ausgangspositionen der Linearmotoren 1 der Translationsantriebsteile 11 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 an, geben a', b', c' die Positionen nach der Bewegung der Linearmotoren 1 der Translationsantriebsteile 11 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 um &dgr;Zi an, und geben a'', b'', c'' die Positionen nach der Bewegung der Drehfreiheitsgrad-Führungsteile 12 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 an.

Wenn die Linearmotoren 1 (1a, 1b, 1c) der Translationsantriebsteile 11 (11a, 11b, 11c) der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) um dieselbe Distanz bewegt werden, wird der Linearmotor 1a von der Ausgangsposition a zu a' bewegt, wird der Linearmotor 1b von der Ausgangsposition b zu b' bewegt und wird der Linearmotor 1c von der Ausgangsposition c zu c' bewegt.

Obwohl die oberen und unteren Enden der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) an dem Tisch 4 und an dem Maschinenbasisteil 7 fixiert sind, weisen die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 wegen der Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile 13 (13a, 13b, 13c) und der Drehfreiheitsgrad-Führungsteile 12 (12a, 12b, 12c) einen Translationsfreiheitsgrad und einen Drehfreiheitsgrad auf. Deshalb wird der Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil 13a, der eine orthogonale Beziehung zu dem Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6a aufweist, durch die Linearmotoren 1b, 1c anderer Achsen betätigt, sodass die Linearbewegungsführung 21 bewegt wird und auch der Drehfreiheitsgrad-Führungsteil 12a gedreht wird.

Entsprechend wird die Linearbewegungsführung 21 des Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 13b bewegt und wird auch der Drehfreiheitsgrad-Führungsteil 12b gedreht. Die Linearbewegungsführung 21 des Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 13c wird bewegt, und auch der Drehfreiheitsgrad-Führungsteil 12c wird gedreht. Der Tisch 4 führt also eine Drehbewegung durch.

Die Drehfreiheitsgrad-Führungsteile 12 (12a, 12b, 12c) sind über den Translationsfreiheitsgrad-Führungsteilen 13 (13a, 13b, 13c) ausgebildet. Deshalb werden die Drehfreiheitsgrad-Führungsteile 12 (12a, 12b, 12c) auf Radien von einem Drehzentrum der Drehbewegung (a'', b'', c'') bewegt.

Die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) sind gleichmäßig und symmetrisch relativ zu einem Zentrum des Tisches angeordnet, sodass wenn die Linearmotoren 1 (1a, 1b, 1c) der Translationsantriebsteile 11 der entsprechenden Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) um dieselbe Distanz bewegt werden, der Tisch 4 gedreht wird, um sich relativ zu dem Zentrum des Tisches zu bewegen.

Weiterhin sind die Bewegungsbereiche der Linearmotoren 1 (1a, 1b, 1c) beschränkt, sodass der Tisch 4 nicht um einen großen Drehwinkel bewegt werden kann.

Weiterhin ist die Beziehung zwischen dem Drehwinkel &Dgr;&thgr; des Tisches 4, dessen Zentrum das Drehzentrum bildet, und der Bewegungsdistanz &dgr;zi des Linearmotors 1 (1a, 1b, 1c) der Translationsantriebsteile 11 (11a, 11b, 11c) wie in 4 gezeigt beschaffen.

Das heißt, die Ausgangspositionen der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) sind bereits bekannt, sodass wenn der Drehwinkel &Dgr;&thgr; des Tisches 4 bestimmt wird, die Bewegungsdistanzen &dgr;zi der Linearmotoren 1 (1a, 1b, 1c) der Translationsantriebsteile 11 (11a, 11b, 11c) berechnet werden.

Obwohl also des Drehzentrum durch das Zentrum des Tisches 4 gebildet wird, werden, auch wenn das Drehzentrum durch eine beliebige Position gebildet wird, entsprechend die Bewegungsdistanzen &dgr;zi der Linearmotoren 1 (1a, 1b, 1c) der entsprechenden Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) aus der Position des Drehzentrums und dem Drehwinkel bestimmt.

Deshalb wird die Beziehung zwischen dem Drehwinkel des Tisches 4 und den Bewegungsdistanzen &dgr;zi der Linearmotoren 1 (1a, 1b, 1c) der entsprechenden Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) geometrisch bestimmt, sodass wenn der Referenzerzeugungsteil 8 die Bewegungsdistanzen anweist, die entsprechenden Steuereinrichtungen 3 den Linearmotore 1 für die Bewegungsdistanzen &dgr;zi betreiben können.

6 ist eine Ansicht, die eine Translationsbewegung des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

In 6 gibt L eine Translationsbewegungsdistanz des Tisches 4 an, gibt &agr; einen durch die Translationsbewegungsrichtung des Tisches 4 gebildeten Winkel an, gibt &dgr;zi eine Bewegungsdistanz des Linearmotors 1 des Translationsantriebsteils 11 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 an, geben a, b, c Ausgangspositionen der Linearmotoren 1 der Translationsantriebsteile 11 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 an, geben a'''1, b'''1, c'''1 Positionen nach einer Bewegung der Linearmotoren 1 der Translationsantriebsteile 11 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 um &dgr;zi an und geben a''', b''', c''' Positionen nach einer Bewegung der Drehfreiheitsgrad-Führungsteile 12 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 an.

Wenn der Tisch 4 translatorisch bewegt wird, können die Translationsbewegungsdistanz und die Richtung des Tisches 4 sowie die entsprechenden Bewegungsdistanzen &dgr;zi der Linearmotoren 1 (1a, 1b, 1c) der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) geometrisch bestimmt werden.

Wenn wie in 6 gezeigt der Linearmotor 1 von der Ausgangsposition a zu a'''1 bewegt wird, wird der Linearmotor 1b von der Ausgangsposition b zu b'''1 bewegt, wird der Linearmotor 1c von der Ausgangsposition c zu c'''1 bewegt und wird der Tisch 4 translatorisch bewegt.

Die translatorische Bewegungsdistanz des Tisches 4 ist gleich der Distanz, die mit einer Komponente in einer Antriebsrichtung des Linearmotors 1a von a zu a'''1 und mit einer Komponente der Bewegung der Linearbewegungsführung 21 des Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 13a von a'''1 zu a''' synthetisiert wird. Entsprechend ist die translatorische Bewegungsdistanz des Tisches 4 gleich der Distanz, die mit einer Komponente in einer Antriebsrichtung des Motors 1b von b zu b'''1 und einer Komponente der Bewegung der Linearbewegungsführung 21 des Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 13b von b'''1 zu b''' synthetisiert wird, und gleich einer Distanz, die mit einer Komponente in einer Antriebsrichtung des Linearmotors 1c von c zu c'''1 und einer Kcmponente der Bewegung der Linearbewegungsführung 21 des Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 13c von c''1 zu c'' synthetisiert wird.

Der Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil 13a wird durch den Betrieb der Linearmotoren 1b und 1c zu a''' bewegt. Entsprechend werden die Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile 13b, 13c durch den Betrieb der Linearmotoren 1a, 1b, 1c zu b''' bewegt.

Weiterhin wird keine Kraft in einer Drehrichtung auf den Tisch ausgeübt, sodass die Drehfreiheitsgrad-Führungsteile 12 (12a, 12b, 12c) nicht betätigt werden.

Wie oben beschrieben kann der Tisch 4 drehend und translatorisch unter Verwendung einer Vielzahl von Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodulen 6 bewegt werden.

Im Folgenden wird der Betrieb der ersten Ausführungsform der Erfindung erläutert.

Wenn das Objektglied 5 auf den Tisch 4 der Ausrichtungsvorrichtung platziert wird und eine Bearbeitung oder ähnliches durchgeführt werden, muss das Objektglied 5 der Bearbeitungsseite entsprechend angeordnet werden, sodass die Position des Objektglieds 5 kompensiert werden muss, indem der Tisch 4 in einer Ebene bewegt wird.

7a und 7B sind erläuternde Ansichten der Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei 7A das Anordnen des Objektglieds durch den zweidimensionalen Positionssensor zeigt und 7B das Verfahren zum Kompensieren der Position zeigt.

Wie in 7A gezeigt, kann die Anordnung des Objektglieds 5 auf dem Tisch 4 aus dem durch den zweidimensionalen Positionssensor 9 erfassten Bild erkannt werden.

Wenn eine auf dem Objektglied 5 vorgesehene Markierung oder Eigenschaft wie in 7B gezeigt erkannt werden kann, kann der Kompensationswert-Berechnungsteil 10 den Drehwinkel und die Translationsbewegungsdistanz von einem Drehzentrum des Tisches aus einer Neigung ableiten.

Wenn der Kompensationswert-Berechnungsteil 10 einen Kompensationswinkel &PHgr; und die Bewegungsdistanz L wie in 5 und 6 gezeigt berechnet, kann der Berechnungsteil 15 die Bewegungsdistanzen der Linearmotoren 1 der Translationsantriebsteile 11 der entsprechenden Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 geometrisch ableiten, sodass die Bewegungsdistanzen der entsprechenden Achsen zu dem Referenzerzeugungsteil 8 ausgegeben werden. Der Referenzerzeugungsteil 8 gibt die Bewegungsdistanzen &dgr;zi an die entsprechenden Steuereinrichtungen 3. Die entsprechenden Steuereinrichtungen 3 betreiben die entsprechenden Linearmotoren 1 um die Bewegungsdistanzen &dgr;zi, sodass die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 betätigt werden, der Tisch 4 bewegt wird und die Position des Objektglieds 5 kompensiert werden kann.

Nachdem die Kompensation der Position des Objektglieds 5 abgeschlossen ist, besteht während des Bearbeitens des Objektglieds 5 auf dem Tisch, wenn eine externe Kraft ausgeübt wird, die Möglichkeit, dass der Tisch 4 in Übereinstimmung mit der externen Kraft bewegt wird, weil der Drehfreiheitsgrad-Führungsteil 12 des Translationsfreiheitsgrads und der Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil 13 des Drehfreiheitsgrads, die nicht durch das Steuersystem gehalten werden, an dem Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 vorhanden sind. In diesem Fall kann die Anordnung des Objektglieds 5 auf dem Tisch 4 durch den zweidimensionalen Positionssensor 9 erkannt werden. Wiederum berechnet der Kompensationswert-Berechnungsteil 10 auf der Basis des Bildes aus dem zweidimensionalen Positionssensor 9 einen Kompensationswert für den Tisch 4, wobei die Kompensation dann wie oben beschrieben durchgeführt werden kann.

In der Ausführungsform sind wie in 3A bis 3C gezeigt die entsprechenden Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 vorgesehen, wobei jedoch auch ein anderer Modus verwendet werden kann.

8 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 2 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6.

9 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 3 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6.

Es kann eine Anordnung zum Drehen der Vorrichtung von 3A bis 3C zentriert auf dem Tisch um 90 Grad nach rechts verwendet werden, und es kann eine Anordnung zum Drehen der Anordnung von 3A bis 3C zentriert auf dem Tisch um 180 Grad nach rechts verwendet werden. Weiterhin kann eine (nicht gezeigte) Anordnung zum Drehen der Vorrichtung von 3A bis 3C zentriert auf dem Tisch um einen beliebigen Winkel verwendet werden.

10 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 4 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmcduls.

11 ist eine Ansicht, die eine Drehbewegung des Tisches in dem Anordnungsbeispiel 4 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls der Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erf indung zeigt.

Wenn drei der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 vorgesehen sind, kann die Antriebsrichtung des Translationsantriebsteils 11/des Linearmotors 1 derart angeordnet sein, dass ein gleichmäßiges Dreieck gebildet wird.

Wie in 11 gezeigt, können auch in diesem Fall, ähnlich wie in 5, der Drehwinkel &thgr; des Tisches 4 und die Bewegungsdistanzen &dgr;Zi der entsprechenden Linearmotoren 1 geometrisch bestimmt werden.

Wenn der Linearmotor 1a von der Ausgangsposition a zu a' bewegt wird, der Linearmotor 1b von der Ausgangsposition b zu b' bewegt wird und der Linearmotor 1c von der Ausgangsposition c zu c' bewegt wird, wird der Tisch 4 drehend bewegt. Also auch im Fall einer Translationsbewegung, die an einem beliebigen Zentrum des Tisches zentriert ist, können ähnlich wie in 5 die Bewegungsdistanzen &dgr;Zi und der Winkel der Drehbewegung bestimmt werden. Dies gilt ähnlich auch für die Translationsbewegung.

12 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 5 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

13 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 6 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

Wie in 12 gezeigt, kann eine dreieckige Anordnung um die Antriebsrichtung des Translationsantriebsteils 11/des Linearmotors 1 in einer zu 10 umgekehrten Richtung verwendet werden.

Wie weiterhin in 13 gezeigt, kann das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 geneigt angeordnet sein, wobei das Modul 6 derart angeordnet sein kann, dass anhand der positiven/negativen Bewegungsrichtung des Linearmotors 1 die Richtungen des anderen Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 11 und des Drehfreiheitsgrad-Führungsteils 12 bestimmt werden können.

In der Ausführungsform werden drei Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 verwendet, wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.

14 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 7 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

15 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 8 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

16 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 9 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

17 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 10 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

Wie in 14 bis 17 gezeigt, kann die Erfindung realisiert werden, indem vier Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule angeordnet werden.

Die Beziehung zwischen der Drehbewegung oder der Translationsbewegung des Tisches und den Bewegungsdistanzen der entsprechenden Linearmotoren kann geometrisch bestimmt werden. Weiterhin können die Module derart angeordnet sein, dass anhand der positiven/negativen Bewegungsrichtung des Linearmotors 1 die Richtungen des anderen Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 11 und des Drehfreiheitsgrad-Führungsteils 12 bestimmt werden können.

18 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 11 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

19 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 12 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

20 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 13 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

18 bis 20 zeigen Beispiele für die Anordnung der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6, die den weiter oben beschriebenen ähnlich sind, wobei die Beziehung zwischen der Drehbewegung oder der Translationsbewegung des Tisches 4 und den entsprechenden Linearmotoren 1 geometrisch bestimmt werden kann. Weiterhin können die Module derart angeordnet sein, dass anhand der positiven/negativen Bewegungsrichtung des Linearmotors 1 die Richtungen des anderen Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 11 und des Drehfreiheitsgrad-Führungsteils 12 bestimmt werden können.

21 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 14 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

21 zeigt ein Beispiel für die Anordnung von sechs Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodulen, wobei die Beziehung zwischen der Drehbewegung oder der Translationsbewegung des Tisches und den Bewegungsdistanzen der entsprechenden Linearmotoren geometrisch bestimmt werden kann. Weiterhin können die Module derart angeordnet sein, dass anhand der positiven/negativen Bewegungsrichtung des Linearmotors 1 die Richtungen des anderen Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 11 und des Drehfreiheitsgrad-Führungsteils 12 bestimmt werden können.

Weiterhin können sieben Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 angeordnet sein (nicht gezeigt).

22 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 15 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

22 zeigt ein Beispiel einer Anordnung von sechs Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodulen 6, bei der zwei gleichmäßige Dreiecke von dem Zentrum des Tisches 4 gebildet werden.

Die Beziehung zwischen der Drehbewegung der Translationsbewegung des Tisches und den Bewegungsdistanzen der entsprechenden Linearmotoren kann geometrisch bestimmt werden. Weiterhin können die Module derart angeordnet sein, dass anhand der positiven/negativen Bewegungsrichtung des Linearmotors 1 die Richtungen des anderen Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 11 und des Drehfreiheitsgrad-Führungsteils 12 bestimmt werden können.

23 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 16 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

24 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 17 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

25 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 18 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

26 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 19 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

23 bis 26 zeigen Beispiele für die Anordnung von acht Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodulen 6, die den oben beschriebenen ähnlich sind, wobei die Beziehung zwischen der Drehbewegung oder der Translationsbewegung des Tisches 4 und den Bewegungsdistanzen der entsprechenden Linearmotoren geometrisch bestimmt werden kann. Weiterhin können die Ausgangspositionen der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule wie in 22 gezeigt derart angeordnet sein, dass eine Vielzahl von Radien von dem Zentrum des Tisches 4 gebildet werden. Und weiterhin können die Module derart angeordnet sein, dass anhand der positiven/negativen Bewegungsrichtung des Linearmotors 1 die Richtungen deqs anderen Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 11 und des Drehfreiheitsgrad-Führungsteils 12 bestimmt werden können.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Beispiele beschränkt, wobei wenigstens drei Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule vorgesehen sind, um die Richtungen des anderen Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils 11 und des anderen Drehfreiheitsgrad-Führungsteils 12 anhand der positiven/negativen Bewegungsrichtung des Linearmotors 1 bestimmen zu können.

Die Beziehung zwischen der Drehbewegung oder der Translationsbewegung des Tisches und den Bewegungsdistanzen der entsprechenden Linearmotoren kann geometrisch bestimmt werden.

Also auch wenn der Tisch 4 eine große Größe aufweist und schwer beladen ist, kann die Last durch das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 mit einer hervorragenden Ausgewogenheit gehalten werden, wobei der Tisch 4 weiterhin eine Translationsbewegung oder Drehbewegung in entsprechenden Richtungen mit einer hervorragenden Ausgewogenheit durchführen kann.

Ausführungsform 2

Im Folgenden wird ein Aufbau der Ausrichtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung erläutert.

27 ist eine Ansicht, die den Aufbau der Ausrichtungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

28A bis 28C sind schematische Ansichten des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls, das in der Ausrichtungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.

In den Zeichnungen gibt das 1 (1a, 1b, 1c) den Linearmotor an, gibt das Bezugszeichen 2 (2a, 2b, 2c) den Bewegungsdistanz-Erfassungsteil an, gibt das Bezugszeichen 3 (3a, 3b, 3c) die Steuereinrichtung an, gibt das Bezugszeichen 4 den Tisch an, gibt das Bezugszeichen 5 das Objektglied an, gibt das Bezugszeichen 6 (6a, 6b, 6c) das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul an, gibt das Bezugszeichen 7 den Maschinenbasisteil an, gibt das Bezugszeichen 8 den Referenzerzeugungsteil an, gibt das Bezugszeichen 9 den zweidimensionalen Positionssensor an, gibt das Bezugszeichen 10 den Kompensationswert-Berechnungsteil an, gibt das Bezugszeichen 11 (11a, 11b, 11c) den Translationsantriebsteil an, gibt das Bezugszeichen 12 (12a, 12b, 12c) den Drehfreiheitsgrad-Führungsteil an, gibt das Bezugszeichen 13 (13a, 13b, 13c) den Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil an, gibt das Bezugszeichen 22 den Linearbewegungs-Führungsblock an und gibt das Bezugzeichen 23 das Drehlager an.

Die Anordnung der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist identisch mit derjenigen von 1 der ersten Ausführungsform, und die Anordnung des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 ist identisch mit derjenigen von 3A bis 3C der ersten Ausführungsform.

Die zweite Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch den Aufbau des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6.

Wie in 28A bis 28C gezeigt, umfasst der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 den Translationsantriebsteil 11 mit dem Linearmotor 1, den Drehfreiheitsgrad-Führungsteil 12 und den Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil 13 und ist mit einem Translationsfreiheitsgrad, einem Drehfreiheitsgrad und einem Translationsfreiheitsgrad in dieser Reihenfolge zwischen dem Maschinenbasisteil und dem Tisch 4 versehen.

Die Reihenfolge des Drehfreiheitsgrads und der Translationsfreiheitsgrade unterscheiden sich von denjenigen von 4, wobei zwei Drehfreiheitsgrade durch den Drehfreiheitsgrad vorgesehen werden, sodass sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass der zwischen dem Translationsantriebsteil 11 und dem Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil 13 gebildete Winkel anders ist.

Indem ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform die durch den zweidimensionalen Positionssensor 9 erfasste Anordnung des Objektglieds 5 durch die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 (6a, 6b, 6c) betätigt wird, wird der Tisch 4 bewegt und kann die Position kompensiert werden.

Mit Ausnahme der Unterschiede im Aufbau des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls sind die Funktion und der Grundbetrieb ähnlich wie in der ersten Ausführungsform.

Der Aufbau des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 unterscheidet sich von demjenigen der ersten Ausführungsform, sodass die geometrische Beziehung zwischen der Bewegung des Tisches 4 und der Bewegungsdistanz des Linearmotors 1 des Translationsantriebsteils 11 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls anders ist.

29 ist eine Ansicht, die die Drehbewegung des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

20 ist eine Ansicht, die die Translationsbewegung des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

In 29 gibt Oo das Zentrum des Tisches und das Drehzentrum des Tisches an, gibt R den Drehradius an, gibt &dgr;Zi die Bewegungsdistanz des Linearmotors 1 des Translationsantriebsteils 11 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 an, gibt &Dgr;&thgr; den Drehwinkel des Tisches an, geben a, b, c die Ausgangspositionen der Linearmotoren 1 der Translationsantriebsteile 11 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 an, geben a', b', c' die Positionen nach der Bewegung der Linearmotoren 1 der Translationsantriebsteile 11 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 um &dgr;Zi an, und geben a'', b'', c'' die Positionen nach der Bewegung der Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile 13 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 an.

In der Drehbewegung des Tisches 4 werden durch den Drehfreiheitsgrad zwei Translationsfreiheitsgrade vorgesehen, sodass der Winkel zwischen dem Translationsantriebsteil 11 und dem Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil 13 anders ist.

Um wie in 29 gezeigt eine auf dem Tischzentrum Oo zentrierte Drehung um &Dgr;&thgr; durchzuführen, muss eine &dgr;Z1-Bewegung von der Ausgangsposition a des Linearmotors 1a des Translationsantriebsteils 11 zu a' erforderlich. Wie bei der ersten Ausführungsform sind die zwei Translationsfreiheitsgrade orthogonal zueinander fixiert, sodass bei einer Bewegung um &dgr;Zi-1 in der Zeichnung der Tisch 4 um &Dgr;&thgr; gedreht werden kann, wobei die zwei Translationsfreiheitsgrade über den Drehfreiheitsgrad miteinander verbunden sind, sodass der Winkel zwischen den zwei Translationsfreiheitsgraden geändert wird. Deshalb muss im Fall der ersten Ausführungsform eine Komponente von &thgr;Z1-2 in der Zeichnung zu einer Bewegungsdistanz &thgr;Z1-1 hinzugefügt werden.

&thgr;Z1-1, &thgr;Z1-2 können wie in 29 gezeigt geometrisch berechnet werden.

Entsprechend können &thgr;Z2, &thgr;Z3 in anderen Translations-/Freiheitsgrad-Mechanismusmodulen 6b, 6c durch eine Bewegung von den Ausgangspositionen b zu b' und c zu c' der Linearmotoren 1b, 1c der Translastionsantriebsteile 11b, 11c geometrisch berechnet werden.

In 30 gibt L die Translationsbewegungsdistanz des Tisches 4 an, gibt &agr; den Winkel der Translationsbewegungsrichtung des Tisches 4 an, gibt &dgr;Zi die Bewegungsdistanz des Linearmotors 1 des Translationsantriebsteils 11 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 an, geben a, b die Ausgangspositionen der Linearmotoren 1 der Translationsantriebsteile 11 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 an, geben a'''1, b'''1, c'''1 die Positionen nach der Bewegung der Linearmotoren 1 der Translationsantriebsteile 11 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 um &dgr;Zi an und geben a''', b''', c''' die Positionen nach der Bewegung der Drehfreiheitsgrad-Führungsteile 13 der Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 13 an.

In der Translationsbewegung des Tisches 4 wird keine Drehkomponente erzeugt, sodass die Drehfreiheitsgrad-Führungsteile 12 der Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 nicht betätigt werden. Deshalb werden die Bewegungsdistanzen der entsprechenden Linearmotoren 1 bei einer Translationsbewegung des Tisches in eine geometrische Beziehung ähnlich wie in der ersten Ausführungsform gebracht und können ähnlich berechnet werden.

Der Betrieb der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist demjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich.

Die Funktionen des zweidimensionalen Positionssensors 9 und des Berechnungsteils des Kompensationswerts 10 bleiben unverändert, wobei sich nur der Aufbau des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 unterscheidet, sodass die geometrische Beziehung der Drehbewegung, die zur Berechnung der Bewegungsdistanzen des entsprechenden Linearmotors 1 durch den Berechnungsteil 15 verwendet wird, anders ist und ein anderer Wert als in der ersten Ausführungsform durch den Berechnungsteil 15 berechnet wird.

Danach werden die Linearmotoren ähnlich wie in der ersten Ausführungsform betrieben, um den Tisch 4 zu bewegen und die Position des Objektglieds 5 zu kompensieren.

Nachdem die Position des Objektglieds 5 kompensiert wurde, kann ähnlich wie in der ersten Ausführungsform erneut die Position des Objektglieds 5 durch den zweidimensionalen Positionssensor 9 erfasst werden und kann die Position des Objektglieds 5 kompensiert werden.

In dieser Ausführungsform ist die Anordnung des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 wie in 27 gezeigt beschaffen, wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist, sondern das Modul auch wie in 8 bis 10 und 12 gezeigt wie in der ersten Ausführungsform angeordnet sein kann.

Die Bewegungsdistanz des Tisches 4 und die Bewegungsdistanz des Linearmotors 1 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls werden in die geometrische Beziehung gebracht.

Ausführungsform 3

Im Folgenden wird der Aufbau der Ausrichtungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung erläutert.

31A bis 31C sind schematische Ansichten des 3-Freiheitsgrade-Moduls, das in der Ausrichtungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.

32 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 1 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

33 Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 2 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

In den Zeichnungen gibt das Bezugszeichen 4 den Tisch an, gibt das Bezugszeichen 6 das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul an, gibt das Bezugszeichen 12 den Drehfreiheitsgrad-Führungsteil an, gibt das Bezugszeichen 13 den Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil an, gibt das Bezugszeichen 14 das 3-Freiheitsgrade-Modul an, gibt das Bezugszeichen 21 die Linearbewegungsführung an, gibt das Bezugszeichen 22 den Linearbewegungs-Führungsblock an und gibt das Bezugzeichen 23 das Drehlager an.

Der Gesamtaufbau ist ähnlich beschaffen wie in der ersten und in der zweiten Ausführungsform und umfasst den Linearmotor 1, den Bewegungsdistanz-Erfassungsteil 2, die Steuereinrichtung 3, den Tisch 4, das Objektglied 5, das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6, den Maschinenbasisteil 7, den Referenzerzeugungsteil 8, den zweidimensionalen Positionssensor 9, den Kompensationswert-Berechnungsteil 10, den Translationsantriebsteil 11, den Drehfreiheitsgrad-Führungsteil 13, den Berechnungsteil 15, den Linearbewegungsführungsteil 21, den Linearbewegungs-Führungsblock 22 und das Drehlager 23.

Das 3-Freiheitsgrade-Modul 14 ist ein Mechanismus, der im Gegensatz zu dem Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 über keine Antriebsquelle verfügt, sondern mit einem Drehfreiheitsgrad und zwei Translationsfreiheitsgraden versehen ist und eine Translationsbewegung, eine Translationsbewegung und eine Drehbewegung von dem Maschinenbasisteil 7 zu dem Tisch wie in dem Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 von 3A bis 3C der ersten Ausführungsform oder eine Translationsbewegung, eine Drehbewegung und eine Translationsbewegung in dieser Reihenfolge von dem Maschinenbasisteil 7 zu dem Tisch 4 wie in dem Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 von 28A bis 28C der zweiten Ausführungsform durchführen kann.

Weiterhin entspricht der Aufbau des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 dem Aufbau der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform.

Die Anordnung des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 ist wie in 32, 33 gezeigt beschaffen, wobei in der Ausführungsform jedoch zusätzlich das 3-Freiheitsgrade-Modul 14 zu der Anordnung von 8 bis 10 und 12 bis 26 hinzugefügt ist.

Die dritte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten oder der zweiten Ausführungsform dadurch, dass das 3-Freiheitsgrade-Modul 14 hinzugefügt ist.

Weiterhin sind in 32 und 33 Beispiele gemäß der dritten Ausführungsform gezeigt, die jeweils vier Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 bzw. acht Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 verwenden.

Der Betrieb des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 und der Ausrichtungsvorrichtung ist ähnlich wie in der ersten und zweiten Ausführungsform.

Das 3-Freiheitsgrade-Modul 14 ist nicht mit einer Antriebsquelle versehen und weist drei Freiheitsgrade auf, sodass das Modul dem Antrieb des Tisches 4 folgt und die Bewegung des Tisches 4 nicht durch die Betätigung der entsprechenden Freiheitsgrade behindert.

Wenn der Tisch 4 eine große Größe aufweist, ist das Gewicht desselben höher, sodass die Ebenengenauigkeit des Tisches 4 durch eine Biegung desselben beeinträchtigt wird. Wenn der Tisch 4 jedoch durch das 3-Freiheitsgrade-Modul 14 gehalten wird, kann die Ebenengenauigkeit aufrechterhalten werden, indem eine Verformung des Tisches 4 unterdrückt wird.

Ausführungsform 4

34 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Anordnungsbeispiel 1 des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls.

Der Aufbau von 34 wird gebildet, indem das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 zu dem Aufbau von 14 der ersten Ausführungsform hinzugefügt wird.

Der Gesamtaufbau entspricht dem Aufbau der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform und umfasst den Linearmotor 1, den Bewegungsdistanz-Erfassungsteil 2, die Steuereinrichtung 3, den Tisch 4, das Objektglied 5, das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6, den Maschinenbasisteil 7, den Referenzerzeugungsteil 8, den zweidimensionalen Positionssensor 9, den Kompensationswert-Berechnungsteil 10, den Translationantriebsteil 11, den Drehfreiheitsgrad-Führungsteil 12, den Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil 13, den Bewegungsdistanz-Berechnungsteil 15, die Linearbewegungsführung 21, den Linearbewegungs-Führungsblock 22 und das Drehlager 23.

Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform dadurch, dass ein Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 zu den Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodulen 6 hinzugefügt ist und gleichmäßig zu dem Tisch und dem Maschinenbasisteil 7 angeordnet ist und dass der Linearmotor 1 nur in einer Richtung erweitert ist.

In der Ausführungsform kann die Bewegung des Tisches 4 ähnlich wie in der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform durchgeführt werden.

Die Bewegung des Tisches 4 und die Bewegungsdistanz &dgr;Zi der entsprechenden Linearmotoren können geometrisch bestimmt werden, wenn die Bewegungsdistanzen durch den Bezugserzeugungsteil 8 angewiesen werden, sodass die Position des Objektglieds 5 auf dem Tisch 4 kompensiert werden kann.

In dieser Ausführungsform ist das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 zu dem Aufbau von 14 der ersten Ausführungsform hinzugefügt, wobei die Erfindung jedoch nicht hierauf beschränkt ist und das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 auch zu 4, 8 bis 10, 12 und 13 oder 15 bis 26 der ersten Ausführungsform hinzugefügt werden kann.

Das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 weist dieselbe Funktion auf wie das 3-Freiheitsgrade-Modul 14 mit den drei Freiheitsgraden, wenn der Betrieb des Linearmotors 1 durch die Steuereinrichtung 3 gestoppt wird, um in einen Freilaufzustand versetzt zu werden, sodass wenn die ungleichmäßig angeordneten Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 in den freien Zustand versetzt werden, derselbe Betrieb und Effekt wie in der dritten Ausführungsform vorgesehen werden.

Weiterhin sind die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 von 4 der ersten Ausführungsform und 28A bis 28C der zweiten Ausführungsform vorgesehen, wodurch die geometrische Beziehung zwischen dem Tisch 4 und dem Linearmotor 1 geändert wird, sodass zwei Arten von Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodulen 6 gemischt verwendet werden können, wenn geeignete Befehle für die entsprechenden Module 6 erzeugt werden.

Ausführungsform 5

35 ist eine schematische Ansicht, die die Ausrichtungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.

36 umfasst eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls der fünften Ausführungsform der Erfindung.

37 ist eine Draufsicht auf die Ausrichtungsvorrichtung der fünften Ausführungsform der Erfindung.

Wie in 35 gezeigt, wird die Ausrichtungsvorrichtung durch die zwei an einer unteren Fläche des Tisches angeordneten Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 und den Referenzerzeugungsteil gebildet.

Der Referenzerzeugungsteil 8 berechnet die Bewegungsdistanzen des Linearmotors 16L und des Drehmotors 16R als Bewegungsdistanz des Tisches 4 und gibt die Bewegungsdistanz an die entsprechenden Steuereinrichtungen 3. Der Betrieb des Linearmotors 16L und des Drehmotors 16R wird durch sechs Steuereinrichtungen 3 in Übereinstimmung mit dem Befehl aus dem Referenzerzeugungsteil 8 gesteuert.

Wie in 36 gezeigt, umfasst das Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 zwei Translationsntriebsteile 11 und einen Drehantriebsteil 17 mit dem Drehmotor 1, wobei ein Translationsantriebsteil 11, der Drehantriebsteil 17 und ein Translationsantriebsteil 11 in dieser Reihenfolge von dem Maschinenbasisteil 7 zu dem Tisch 4 angeordnet sind. Der Translationsantriebsteil 11 ist mit dem Linearmotor 16L montiert und wird translatorisch durch den Linearbewegungs-Führungsblock 22 gehalten, der die Linearbewegungsführung 21 bewegen kann. Der Drehantriebsteil 17 ist mit dem Drehmotor 16R montiert und wird drehbar durch das Drehlager 23 gehalten. Die zwei Translationsantriebsteile 11 sind nicht notwendigerweise orthogonal zueinander, weil dazwischen der Drehantriebsteil 17 vorgesehen ist.

Zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6a, 6b sind derart angeordnet, dass die Drehzentren des Drehantriebsteils 17 auf demselben Radius von dem Zentrum (Oo) des Tisches 4 und axialsymmetrisch zu dem Zentrum des Tisches 4 angeordnet sind.

Die Erfindung unterscheidet sich von der Patentreferenz 1 und der Patentreferenz 2 dadurch, dass der Tisch in den XY&thgr;-Richtungen bewegt wird, indem zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 vorgesehen werden.

Im Folgenden wird die Drehbewegung der Ausrichtungsvorrichtung mit Bezug auf 38 erläutert. 38 ist eine Ansicht, die die Drehbewegung des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung der fünften Ausführungsform zeigt. Oo gibt das Drehzentrum des Tisches an, R gibt den Drehradius an, &dgr;Zij gibt die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 an, &Dgr;&thgr; gibt den Drehwinkel des Tisches an und a, b geben die Ausgangspositionen an.

Weil die zwei Translationsantriebsteile 11 unter Verwendung des Drehantriebsteils 17 aufgebaut sind, ist bei Drehbewegung des Tisches 4 der Winkel zwischen den zwei Translationsantriebsteilen 11 nicht notwendigerweise orthogonal.

Wenn wie in 38 gezeigt die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 an einem unteren Teil des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6a durch &dgr;Z1Y angegeben wird, die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 an dem oberen Teil durch &dgr;Z1X angegeben wird und die Bewegungsdistanz des Drehantriebsteils 17 durch &dgr;1&thgr; angegeben wird, wird der Tisch derart bewegt, dass die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 an dem unteren Teil des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6b durch &dgr;Z2Y angegeben wird, die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 an dem oberen Teil durch &dgr;Z2X angegeben wird und die Bewegungsdistanz des Drehantriebsteils 17 durch &dgr;2&thgr; angegeben wird. Weiterhin sind die zwei Translationsantriebsteile 11 unter Verwendung des Drehantriebsteils 17 angeordnet, wobei der Winkel zwischen den zwei Translationsantriebsteilen 11 nicht orthogonal ist, sodass durch das Hinzufügen einer Komponente &dgr;&egr;1 zu der Bewegungsdistanz &dgr;Zy1 der Tisch 4 drehend auf dem Tisch zentriert bewegt wird.

Auf diese Weise werden die Bewegungsdistanz des Tisches 4 und die entsprechenden Bewegungsdistanzen der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 geometrisch bestimmt, wobei der Tisch 4 drehend auf dem Tisch zentriert bewegt wird, indem die Translationsantriebsteile 11 und der Drehantriebsteil 17 bewegt werden.

Obwohl das Zentrum Oo des Tisches 4 als Basis gesetzt wird, kann das Drehzentrum des Tisches auf eine beliebige Position gesetzt werden. Die beliebigen Positionen werden drehend als Drehzentrum des Tisches auf der Basis einer geometrischen Berechnung der entsprechenden Bewegungsdistanzen der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 bewegt.

Im Folgenden wird die Translationsbewegung des Tisches mit Bezug auf 39 erläutert. 39 ist eine Ansicht, die die Translationsbewegung des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt. L gibt die Translationsbewegungsdistanz des Tisches 4 an, &agr; gibt den Richtungswinkel der Translationsbewegung des Tisches 4 an und &dgr;Zij gibt die Bewegungsdistanz der entsprechenden Translationsfreiheitsgradteile der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 an. Der Tisch 4 wird positioniert, indem die vorbestimmten Bewegungsdistanzen für die Translationsantriebsteile 11 auf oberen und unteren Teilen der ersten Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6a, 6b angewiesen werden.

Auf diese Weise werden die Bewegungsdistanz des Tisches 4 und die entsprechenden Bewegungsdistanzen der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 geometrisch bestimmt und wird der Tisch 4 durch eine Bewegung der Translationsantriebsteile 11 translatorisch bewegt. Der Drehantriebsteil 17 wird nicht betätigt, und der Drehmotor 16R wird durch den Tisch 4 gehalten, um nicht in der Drehrichtung bewegt zu werden.

Wenn bei dem oben beschriebenen Aufbau das Objektglied 5 während oder nach der Bewegung des Tisches 4 bearbeitet wird und dabei eine externe Kraft ausgeübt wird, wird die Position des Tisches 4 durch den Bewegungsdistanz-Erfassungsteil 2 erfasst und werden die Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 entsprechend geregelt, sodass die Position des Tisches 4 aufrechterhalten wird.

Also auch wenn der Tisch 4 eine große Größe aufweist und schwer beladen ist, wird die Last durch die zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 verteilt gehalten. Und auch wenn eine externe Kraft auf den Tisch 4 ausgeübt wird, kann die Position des Tisches 4 aufrechterhalten werden und kann dieser genau an beliebigen Positionen positioniert werden.

Ausführungsform 6

Im Folgenden wird eine sechste Ausführungsform der Erfindung erläutert. 40 ist eine Seitenansicht, die eine Drehbewegung des Tisches und die Anordnung des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls der sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Das Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6a der sechsten Ausführungsform entspricht demjenigen der fünften Ausführungsform von 36. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften Ausführungsform dadurch, dass das erste Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6a derart aufgebaut ist, dass der Translationsantriebsteil 11 des unteren Teils für einen Betrieb in der X-Richtung angeordnet ist und der Translationsantriebsteil 11 des oberen Teils für einen Betrieb in der Y-Richtung über dem Drehantriebsteil 17 angeordnet ist, während das zweite Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6b derart aufgebaut ist, dass der Translationsantriebsteil 11 des unteren Teils für einen Betrieb in der Y-Richtung angeordnet ist und der Translationsantriebsteil 11 des oberen Teils für einen Betrieb in der X-Richtung über dem Drehantriebsteil 17 angeordnet ist.

Der Betrieb des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6a entspricht demjenigen der fünften Ausführungsform, wobei sich jedoch die Anordnungsrichtungen der Translationsantriebsteile 11 des ersten und des zweiten Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6a, 6b unterscheiden und ein dem geometrisch berechneten Kompensationswert entsprechender Befehl an den entsprechenden Antriebsteilen ausgeführt werden kann. Ansonsten ist der Betrieb des Translationsantriebsteils 11 und des Drehantriebsteils 17 demjenigen der Ausführungsform 5 ähnlich, sodass hier auf eine wiederholte Beschreibung desselben verzichtet wird.

Also auch wenn der Tisch 4 eine große Größe aufweist und schwer beladen ist, wird die Last verteilt durch zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 gehalten. Und auch wenn eine externe Kraft auf den Tisch 4 ausgeübt wird, wird die Position aufrechterhalten, sodass der Tisch 4 genau an beliebigen Positionen positioniert werden kann.

Ausführungsform 7

Im Folgenden wird eine siebte Ausführungsform der Erfindung erläutert.

41 ist eine schematische Ansicht, die eine Ausrichtungsvorrichtung der siebten Ausführungsform zeigt.

42 umfasst eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 der siebten Ausführungsform der Erfindung.

43 ist eine Ansicht, die die Anordnung des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 und die Drehbewegung des Tisches der Anordnungsvorrichtung der siebten Ausführungsform der Erf indung zeigt.

In 41 gibt das Bezugszeichen 9 den zweidimensionalen Positionssensor an und gibt das Bezugszeichen 10 den Kompensationswert-Berechnungsteil an.

Die siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften und der sechsten Ausführungsform dadurch, dass wie in 41 gezeigt der zweidimensionale Positionssensor 9 mit einer CCD-Kamera oder ähnlichem auf der oberen Fläche des Tisches und der Kompensationswert-Berechnungsteil 10 für eine Steuerung auf der Basis eines Erfassungssignals aus dem zweidimensionalen Positionssensor 9 zu dem Aufbau hinzugefügt sind und dass die zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 auf der unteren Fläche des Tisches einen Aufbau wie in 42 gezeigt aufweisen.

Ein Bild des durch den zweidimensionalen Positionssensor 5 überwachten Objektglieds 5 wird einer Bildverarbeitung unterworfen und die Anordnungsposition, an der das Objektglied 5 angeordnet werden soll, wird durch den Kompensationswert-Berechnungsteil 10 berechnet, sodass der Betrieb des Linearmotors 16L und des Drehmotors 16R durch sechs Steuereinrichtungen 3 in Übereinstimmung mit einem Befehl aus dem Referenzerzeugerteil 8 ähnlich wie in der fünften Ausführungsform gesteuert wird, um das Objektglied 5 anzuordnen.

Das Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 wird durch einen Translationsantriebsteil 11, einen Translationsantriebsteil 11 und einen Drehantriebsteil 17 in dieser Reihenfolge von der unteren Seite wie in 42 gebildet und unterscheidet sich damit von der fünften Ausführungsform.

Weiterhin sind zwei erste und zweite Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6a, 6b derart angeordnet, dass das Drehzentrum des Drehantriebsteils 12 auf demselben Radius von dem Zentrum (Oo) des Tisches 4 axialsymmetrisch zu dem Zentrum des Tisches 4 angeordnet ist.

Die Erfindung unterscheidet sich von der Patentreferenz 1 und der Patentreferenz 2 dadurch, dass die zwei Translationsantrieb-Translations-/Drehgfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 auf der unteren Fläche des Tisches 4 vorgesehen sind und der Tisch in den XY&thgr;-Richtungen bewegt wird.

Im Folgenden wird die Drehbewegung der Ausrichtungsvorrichtung der siebten Ausführungsform mit Bezug auf 43 erläutert. Oo gibt das Zentrum des Tisches und das Drehzentrum des Tisches an, R gibt den Drehradius an, &dgr;Zij gibt die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 an, &Dgr;&thgr; gibt den Drehwinkel des Tisches an und a, b gegen die Ausgangspositionen an.

Wenn die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 des unteren Teis des ersten Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6a durch &dgr;Z1Y angegeben wird, die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 des oberen Teils durch &dgr;Z1X angegeben wird und die Bewegungsdistanz des Drehantriebsteils 12 durch &dgr;1&thgr; angegeben wird, wird der Tisch 4 drehend auf dem Tisch zentriert bewegt, indem er derart bewegt wird, dass die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 des unteren Teils des zweiten Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6b durch &dgr;Z2Y angegeben wird, die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 des oberen Teils durch &dgr;Z2X angegeben wird und die Bewegungsdistanz des Drehantriebsteils 12 durch &dgr;2&thgr; angegeben wird.

Weil sich der Aufbau des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 wie in 42 gezeigt von demjenigen der fünften Ausführungsform unterscheidet, sind die geometrische Beziehung und die Bewegungsdistanzen der entsprechenden Motoren 1 anders, wobei die Bewegungsdistanzen 4 und die entsprechenden Bewegungsdistanzen des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 jedoch ähnlich geometrisch bestimmt werden und der Tisch 4 drehend auf dem Tisch zentriert bewegt wird, indem der Translationsantriebsteil 11 und der Drehantriebsteil 12 bewegt werden.

Es wird hier auf eine Erläuterung der Translationsbewegung des Tisches verzichtet, weil der Drehantriebsteil 17 nicht betätigt wird und ein ähnlicher Betrieb wie in der fünften Ausführungsform durchgeführt wird.

Im Folgenden wird der Betrieb der Ausrichtungsvorrichtung der siebten Ausführungsform erläutert.

44 ist eine schematische Ansicht, die ein Positionskompensationsverfahren der siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Die Position des auf dem Tisch 4 platzierten Objektglieds 5 wird anhand des Bildes aus dem zweidimensionalen Positionssensor 9 erkannt. Der Kompensationswert-Berechnungsteil 10 erfasst eine Markierung auf dem Objektglied 5 oder eine Eigenschaft des Objektglieds 5 (in der Zeichnung durch + wiedergegeben) wobei der Drehwinkel des Drehzentrums des Tisches und die Translationsbewegungsdistanz aus dem Neigungswinkel berechnet werden.

Der Kompensationswinkel &PHgr; und die Bewegungsdistanz L werden durch den Kompensationswert-Berechnungsteil 10 aus der Position des Tisches 4 geometrisch berechnet, die Bewegungsdistanzen der entsprechenden Antriebsteile der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 werden berechnet, der Referenzerzeugungsteil 8 gibt die Bewegungsdistanzen &dgr;Zij an die entsprechenden Steuereinrichtungen 3, der Tisch 4 wird positioniert und die Position des Objektglieds 5 wird kompensiert.

Wenn das Objektglied 5 während oder nach der Bewegung des Tisches 4 bearbeitet wird und eine externe Kraft ausgeübt wird, erfasst das Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 die Position des Tisches 4 durch den Bewegungsdistanz-Erfassungsteil 6 und führt eine Regelung durch, sodass die Position des Tisches 4 aufrechterhalten wird.

Also auch wenn der Tisch 4 eine große Größe aufweist und schwer beladen ist, wird die Last verteilt durch zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 gehalten. Und auch wenn eine externe Kraft auf den Tisch 4 ausgeübt wird, wird die Position aufrechterhalten, sodass der Tisch 4 genau an beliebigen Positionen positioniert werden kann.

Und auch wenn der Tisch 4 unbeabsichtigt durch die externe Kraft bewegt wird, kann der zweidimensionale Positionssensor 9 die Bewegung des Tisches 4 erfassen und kann eine entsprechende zweidimensionale Positionierung durchgeführt werden.

In der vorstehenden Beschreibung werden zwei Linearmotoren 16L für die Translationsantriebsteile 11 verwendet, wobei die Translationsantriebsteile 11 aber auch durch Ebenenmotoren realisiert werden können oder einen frei in einer Ebene beweglichen Aufbau aufweisen können. In der vorstehenden Beschreibung sind die Antriebsteile der entsprechenden Antriebsmechanismen vom elektromagnetischen Typ, wobei die Antriebsteile jedoch auch vom piezoelektrischen Typ oder einem anderen Typ sein können.

Ausführungsform 8

Im Folgenden wird eine achte Ausführungsform der Erfindung erläutert. 45 ist eine Ansicht, die eine Anordnung des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls und die Drehbewegung des Tisches der Anordnungsvorrichtung der achten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften und sechsten Ausführungsform durch den Aufbau des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6. Der Aufbau des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 entspricht demjenigen der sechsten Ausführungsform von 42. Weiterhin sind der zweidimensionale Positionssensor 9 und der Kompensationswert-Berechnungsteil 10 der siebten Ausführungsform weggelassen.

Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der siebten Ausführungsform darin, dass das erste Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6a derart aufgebaut ist, dass der Translationsantriebsteil 11 des unteren Teil für einen Betrieb in der X-Richtung angeordnet ist und der Translationsantriebsteil 11 des oberen Teils für einen Betrieb in der Y-Richtung angeordnet ist, während das zweite Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6b derart aufgebaut ist, dass der Translationsantriebsteil 11 des unteren Teil für einen Betrieb in der Y-Richtung angeordnet ist und der Translationsantriebsteil 11 des oberen Teils für einen Betrieb in der X-Richtung angeordnet ist.

Obwohl sich die Anordnungen der Translationsantriebsteile 11 der zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6a, 6b voneinander unterscheiden, kann der dem geometrisch berechneten Kompensationswert entsprechende Befehl durch die entsprechenden Antriebsteile ausgeführt werden, wobei der Betrieb des Translationsantriebsteils 11 und des Drehantriebsteils 12 demjenigen der sechsten Ausführungsform ähnlich ist, sodass hier auf eine wiederholte Beschreibung desselben verzichtet wird.

Also auch wenn der Tisch 4 eine große Größe aufweist und schwer beladen ist, wird die Last durch die zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule G verteilt gehalten. Und auch wenn eine externe Kraft auf den Tisch 4 ausgeübt wird, kann die Position aufrechterhalten werden und kann der Tisch 4 genau an beliebigen Positionen positioniert werden.

Ausführungsform 9

Im Folgenden wird eine neunte Ausführungsform der Erfindung erläutert. 46 umfasst eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls der neunten Ausführungsform der Erfindung.

47A und 47B sind Ansichten, die jeweils die Anordnung des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls und die Drehbewegung des Tisches der neunten Ausführungsform der Erfindung zeigen.

Die neunte Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften bis achten Ausführungsform durch den Aufbau des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6. Wie in 46 liegt der Unterschied darin, dass das Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 zwei Translationsantriebsteile 11 und einen Drehantriebsteil 17 umfasst, wobei ein Drehantriebsteil 17, ein Translationsantriebsteil 11 und ein Translationsantriebsteil in dieser Reihenfolge zwischen dem Maschinenbasisteil 7 und dem Tisch 4 angeordnet sind. Weiterhin sind der zweidimensionale Positionssensor 9 und der Kompensationswert-Berechnungsteil 10 der siebten Ausführungsform weggelassen.

Im Folgenden wird die Drehbewegung der Ausrichtungsvorrichtung mit Bezug auf 47A und 47B erläutert. 47B zeigt einen Fall, in dem sich die Anordnungsrichtungen der zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 voneinander unterscheidet, und 47B zeigt einen Fall, in dem die Anordnungsrichtungen der zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 gleich sind. Das heißt, diese Fälle entsprechend den Unterschieden zwischen der fünften Ausführungsform (37) und der sechsten Ausführungsform (40) sowie zwischen der siebten Ausführungsform (43) und der achten Ausführungsform (45).

Oo gibt das Zentrum des Tisches und das Drehzentrum des Tisches an, R gibt den Drehradius an, &dgr;Zij gibt die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 an, &Dgr;&thgr; gibt den Drehwinkel des Tisches an und a, b geben die Ausgangspositionen an.

In beiden Fällen (A) und (B) bleiben die Bewegungsdistanzen der entsprechenden Freiheitsgrade in der X-Richtung, Y-Richtung und die Drehrichtung gleich. Wenn wie in 46 gezeigt die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsmechanismus 11 an dem unteren TEil des ersten Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6a durch &dgr;Z1Y angegeben wird, die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 an dem oberen Teil durch &dgr;Z1X angegeben wird und die Bewegungsdistanz des Drehantriebsteils 17 durch &dgr;1&thgr; angegeben wird, wird der Tisch 4 drehend auf dem Tisch zentriert derart bewegt, dass die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 an dem unteren Teil des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6b durch &dgr;Z2Y angegeben wird, die Bewegungsdistanz des Translationsantriebsteils 11 an dem oberen Teil durch &dgr;Z2X angegeben wird und die Bewegungsdistanz des Drehantriebsteils 17 durch &dgr;2&thgr; angegeben wird.

Weil bei der Translationsbewegung des Tisches der Drehantriebsteil 17 nicht betätigt wird, ist der Betrieb ähnlich wie in der fünften Ausführungsform, sodass hier auf eine wiederholte Beschreibung desselben verzichtet wird. Weiterhin ist auch der Betrieb der neunten Ausführungsform demjenigen der fünften und siebten Ausführungsform ähnlich, sodass hier auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird.

Wie oben mit Bezug auf die fünfte bis neunte Ausführungsform beschrieben, können auch dann, wenn der Aufbau des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls 6 verändert ist, die Bewegungsdistanz des Tisches 4 und die Bewegungsdistanzen der entsprechenden Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 geometrisch berechnet werden.

Also auch wenn der Tisch eine große Größe aufweist und schwer beladen ist, wird die Last durch die zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 verteilt gehalten. Und auch wenn eine externe Kraft auf den Tisch 4 ausgeübt wird, kann die Position aufrechterhalten werden und kann der Tisch 4 genau an beliebigen Positionen positioniert werden.

Ausführungsform 10

Im Folgenden wird eine zehnte Ausführungsform erläutert. 8 ist eine Ansicht von oben auf eine Ausrichtungsvorrichtung der zehnten Ausführungsform der Erfindung. Die zehnte Ausführungsform unterscheidet sich von den fünften bin neunten Ausführungsformen in der Anzahl der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6, wobei drei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 verwendet werden. Weiterhin sind der zweidimensionale Positionssensor 9 und der Kompensationswert-Berechnungsteil 10 der siebten Ausführungsform weggelassen.

Was den Betrieb der Drehbewegung, der Translationsbewegung und des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung anbelangt, ist nur die Anzahl der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 erhöht, während der Betrieb gleich bleibt, sodass hier auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird.

Das Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 kann auch bei dem Aufbau der fünften bis neunten Ausführungsformen geometrisch bestimmt werden. Das ist auch dann der Fall, wenn Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule mit verschiedenen Aufbauten gemischt verwendet werden oder wenn verschiedene Anordnungsrichtungen verwendet werden.

Wenn also der Tisch eine große Größe aufweist und schwer beladen ist, wird die Last durch drei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 verteilt gehalten. Und auch wenn eine externe Kraft auf den Tisch 4 ausgeübt wird, kann die Position aufrechterhalten werden und kann der Tisch 4 genau an beliebigen Positionen positioniert werden.

Ausführungsform 11

Im Folgenden wird eine elfte Ausführungsform erläutert. 49 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der elften Ausführungsform der Erfindung.

Die elfte Ausführungsform unterscheidet sich von den fünften bis zehnten Ausführungsformen durch die Anzahl der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6. Die Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 können auch dann geometrisch bestimmt werden, wenn diese einen der Aufbauten der fünften bis neunten Ausführungsformen aufweisen. Dies ist auch dann der Fall, wenn Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 mit verschiedenen Aufbauten gemischt vorgesehen sind oder wenn die Anordnungsrichtungen derselben gemischt sind. Der Betrieb der Drehbewegung, der Translationsbewegung und des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung bleibt also gleich, sodass hier auf eine wiederholte Beschreibung desselben verzichtet wird.

Wenn also der Tisch eine große Größe aufweist oder schwer beladen ist, wird die Last durch drei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 verteilt gehalten. Und auch wenn eine externe Kraft auf den Tisch 4 ausgeübt wird, kann die Position aufrechterhalten werden und kann der Tisch 4 an beliebigen Positionen positioniert werden.

Ausführungsform 12

Im Folgenden wird eine zwölfte Ausführungsform erläutert. 50 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der zwölften Ausführungsform der Erfindung. Die zwölfte Ausführungsform unterscheidet sich von den fünften bis zehnten Ausführungsformen durch die Anzahl der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6. Es sind wie in der elften Ausführungsform vier Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 vorgesehen.

Die Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 können auch dann geometrisch bestimmt werden, wenn einer der Aufbauten der fünften bis neunten Ausführungsformen verwendet wird. Dies ist auch dann der Fall, wenn Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 mit verschiedenen Aufbauten verwendet werden oder wenn verschiedene Anordnungsrichtungen verwendet werden. Der Betrieb der Drehbewegung, der Translationsbewegung und des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung bleibt gleicht, sodass hier auf eine wiederholte Beschreibung desselben verzichtet wird.

Wenn also der Tisch eine große Größe aufweist oder schwer beladen ist, wird die Last durch zwei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 verteilt gehalten. Und auch wenn eine externe Kraft auf den Tisch 4 ausgeübt wird, kann die Position aufrechterhalten werden und kann der Tisch 4 an beliebigen Positionen positioniert werden.

Ausführungsform 12

Im Folgenden wird eine dreizehnte Ausführungsform erläutert.

51 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 1), 52 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 2), 53 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 3), 54 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 4), 55 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 5), 56 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 6), 57 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 7) und 58 ist eine Draufsicht auf eine Ausrichtungsvorrichtung der dreizehnten Ausführungsform der Erfindung (modifiziertes Anordnungsbeispiel 8). Die dreizehnte Ausführungsform unterscheidet sich von den fünften bis zwölften Ausführungsformen durch die Anzahl der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6, wobei in 51 bis 58 fünf oder mehr Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 verwendet werden. Die Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 können auch dann geometrisch bestimmt werden, wenn einer der Aufbauten der fünften bis neunten Ausführungsformen verwendet wird. Dies ist auch dann der Fall, wenn Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 mit verschiedenen Aufbauten verwendet werden oder wenn verschiedene Anordnungsrichtungen verwendet werden. Der Betrieb der Drehbewegung, der Translationsbewegung und des Tisches der Ausrichtungsvorrichtung bleibt gleicht, sodass hier auf eine wiederholte Beschreibung desselben verzichtet wird. Weiterhin sind der zweidimensionale Positionssensor 9 und der Kompensationswert-Berechnungsteil 10 der siebten Ausführungsform weggelassen.

Das heißt, auch wenn ein Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul 6 mit einem anderen Aufbau angeordnet ist, kann die Bewegungsdistanz durch den Referenzerzeugungsteil 8 in Übereinstimmung mit dem Aufbau angewiesen werden, wobei Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 mit verschiedenen Anordnungen des Translationsantriebsteils 11 und des Drehantriebsteils 17 gemischt vorgesehen sein können.

Und auch wenn die Anzahl und die Anordnung der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 nicht denjenigen der fünften bis dreizehnten Ausführungsform entsprechen, kann die Vielzahl der Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule auf der unteren Fläche des Tisches 4angeordnet sein und kann der Tisch 4 drehen und translatorisch bewegt werden.

Auch wenn also der Tisch eine große Größe aufweist und schwer beladen ist, wird die Last verteilt durch zwei oder mehr Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule 6 verteilt gehalten. Und auch wenn eine externe Kraft auf den Tisch 4 ausgeübt wird, kann die Position aufrechterhalten werden und kann der Tisch genau an beliebigen Positionen positioniert werden.

Industrielle Anwendbarkeit

Indem alle Linearmotoren an dem unteren Teil des Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls vorgesehen werden, kann die Höhe des Tisches beschränkt werden, auch wenn der Tisch eine große Größe aufweist. Die Erfindung kann deshalb auch verwendet werden, um die Höhe der Vorrichtung zu verkleinern.

Und auch wenn die Vorrichtung eine große Größe aufweist, kann die Antriebskraft verteilt werden, indem eine Vielzahl von standardmäßigen Linearmotoren und kein spezieller großer Linearmotor verwendet werden. Es kann also der Vorteil erzielt werden, dass die Teile der Vorrichtung im Vergleich zu einem speziellen Produkt einfacher und kostengünstiger bezogen werden können.

Zusammenfassung

Es kann die Höhe einer Maschine beschränkt werden, wenn die Maschine eine große Größe aufweist, wobei ein Tisch reibungslos in den XY&thgr;-Richtungen bewegt werden kann.

Eine Ausrichtungsvorrichtung umfasst zwei Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile (13), einen Drehfreiheitsgrad-Führungsteil (12), ein Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul (6) mit einem Linearmotor, das an einem der Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile (13) vorgesehen ist, einen Maschinenbasisteil (7), einen Bezugszerzeugungsteil (8), einen zweidimensionalen Sensor (9) und einen Kompensationswert-Erzeugungsteil (10). Wenigstens drei Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule (6) sind gleichmäßig auf einem Tisch (4) angeordnet.


Anspruch[de]
Ausrichtungsvorrichtung zum Positionieren eines Tisches mit einem darauf platzierten Objektglied an einer vorbestimmten Position unter Verwendung eines Antriebsmechanismus, der an einem Maschinenbasisteil angeordnet ist, wobei der Antriebsmechanismus umfasst:

zwei Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile, und

einen Drehfreiheitsgrad-Führungsteil,

wobei die Ausrichtungsvorrichtung umfasst:

ein Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul einschließlich eines Linearmotors, das an einem der Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile vorgesehen ist,

einen Erfassungsteil, der eine Bewegungsdistanz des Mechanismusteils als erfasstem Glied erfasst,

eine Motorsteuervorrichtung, die eine Steuereinrichtung umfasst, die den Motor unter Verwendung eines Referenzsignals steuert, und

einen Referenzerzeugungsteil, der die Referenz an die Steuereinrichtung gibt,

wobei wenigstens drei Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule vorgesehen sind, die gleichmäßig an dem Tischteil angeordnet sind, sodass die Richtungen des anderen Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils und des Drehfreiheitsgrad-Führungsteils anhand der positiven und negativen Betriebsrichtungen des Linearmotors bestimmt werden können,

der Linearmotor des Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmoduls angeordnet ist, um zwei separate Richtungen von Translationskomponenten in einer Ebene vorzusehen, und

der Tischteil translatorisch oder drehend in zwei Richtungen bewegt wird, indem die Linearmotoren jeweils in translatorischen Richtungen betrieben werden.
Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule gleichmäßig auf dem Tischteil angeordnet sind, sodass wenigstens drei Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule die Richtungen des anderen Translationsfreiheitsgrad-Führungsteils und des Drehfreiheitsgrad-Führungsteils anhand der positiven und negativen Betriebsrichtungen des Linearmotors bestimmen können, wobei das Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul zusätzlich vorgesehen ist. Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzerzeugungsteil einen Bewegungsdistanz-Berechnungsteil umfasst, der eine Bewegungsdistanz des Linearmotors an dem Translationsantriebs-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul aus einer Betätigung des Tisches berechnet. Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch:

einen zweidimensionalen Sensor, der die Anordnung des auf dem Tischteil platzierten Objektglieds erfasst,

einen Kompensationswert-Berechnungsteil, der einen Kompensationswert zum Kompensieren der Position des auf dem Tischteil platzierten Objektglieds berechnet,

wobei die Position des Objektglieds kompensiert wird, indem der Tischteil in zwei Richtungen translatorisch oder drehend bewegt wird, um die durch den zweidimensionalen Positionssensor erfasste Position des auf dem Tischteil platzierten Objektglieds zu kompensieren.
Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul weiterhin das Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil auf einem Translationsantriebsteil vorsieht, an dem der Linearmotor an dem Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil befestigt ist, wobei der Drehfreiheitsgrad-Führungsteil auf dem Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil vorgesehen ist. Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul das Drehfreiheitsgrad-Führungsteil auf einem Translationsantriebsteil vorsieht, an dem der Linearmotor an dem Translationsfreiheitsgrad-Führungsteil befestigt ist, wobei der Drehfreiheitsgrad-Führungsteil weiterhin auf dem Drehantriebsteil vorgesehen ist. Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch:

ein 3-Freiheitsgrad-Modul, das zwei Translationsfreiheitsgrad-Führungsteile und ein Drehfreiheitsgrad-Führungsteil und keinen Linearmotor umfasst.
Ausrichtungsvorrichtung zum Positionieren eines Tisches mit einem darauf platzierten Objektglied an einer vorbestimmten Position unter Verwendung eines Antriebsmechanismus, der an einem Maschinenbasisteil angeordnet ist, wobei der Antriebsmechanismus wenigstens zwei Sätze von Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodulen umfasst, wobei die Ausrichtungsvorrichtung umfasst:

zwei Translationsantriebsteile, die einen Translationsfreiheitsgrad aufweisen,

einen Drehantriebsteil, der einen Drehfreiheitsgrad aufweist,

drei Motoren, die jeweils die Antriebsteile an den zwei Translationsantriebsteilen und dem einen Drehantriebsteil antreiben,

einen Erfassungsteil, der eine Bewegungsdistanz des Mechanismusteils als erfasstem Glied erfasst, und

eine Motorsteuervorrichtung, die eine Steuereinrichtung umfasst, die den Motor unter Verwendung eines Bezugssignals steuert, wobei

die Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodule eine Bezugserzeugungsvorrichtung umfassen, die eine Betätigungsreferenz für die Steuereinrichtung vorsieht und den Tisch translatorisch oder drehend in zwei Richtungen bewegt, indem sie die zwei Translationsantriebsteile und den einen Drehantriebsteil durch den Motor antreibt.
Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul wenigstens einen Translationsantriebsteil und einen Drehantriebsteil umfasst, wobei das Drehzentrum des Tisches des Drehantriebsteils auf demselben Radius von dem Drehzentrum des Tisches und axialsymmetrisch in Bezug auf das Drehzentrum des Tisches angeordnet ist. Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Translationantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul ist derart angeordnet, dass eine der Bewegungsrichtungen des Translationsantriebsteils mit dem Drehzentrum des Tisches zusammenfällt. Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul den Drehantriebsteil umfasst, der an einem oberen Teil oder einem unteren Teil des Translationsantriebsteils mit zwei Freiheitsgraden angeordnet ist. Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Translatiorsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul der Drehantriebsteil an einem oberen Teil des Translationsantriebsteils mit wenigstens einem Freiheitsgrad angeordnet ist und der Translationsantriebsteil mit wenigstens einem Freiheitsgrad an einem oberen Teil des Drehantriebsteils angeordnet ist. Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch:

einen zweidimensionalen Sensor, der eine Position des Objektglieds auf dem Tisch erfasst, und

einen Kompensationswert-Berechnungsteil, der einen Kompensationswert zum Kompensieren der Position des Objektglieds durch eine Bildbearbeitung eines durch den zweidimensionalen Positionssensor erfassten Bildes des Objektglieds berechnet,

wobei die Position des Tisches kompensiert wird, indem der Motor auf der Basis des durch den Kompensationswert-Berechnungsteil berechneten Kompensationswerts betrieben wird.
Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationswert-Berechnungsteil den Kompensationswert erzeugt, um die Position des Objektglieds zu kompensieren, nachdem die Position des Objektglieds durch den zweidimensionalen Positionssensor erfasst wurde, wobei der Tisch translatorisch oder drehend durch das Translationsantrieb-Translations-/Drehfreiheitsgrad-Mechanismusmodul bewegt wird. Ausrichtungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugserzeugungsteil einen Befehl erzeugt, um den Translationsantriebsteil zu bewegen, nachdem die Position es Objekts durch den zweidimensionalen Sensor erfasst wurde, wobei der Kompensationswert durch den Kompensationswert-Erzeugungsteil erzeugt wird, um die Position des Objektglieds zu kompensieren, und der Drehantriebsteil bewegt wird.






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