JP2010159146A

JP2010159146A - 搬送装置

Info

Publication number: JP2010159146A
Application number: JP2009003482A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Tonomura; 幸博外村
Original assignee: Canon Machinery Inc
Current assignee: Canon Machinery Inc
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2010-07-22

Abstract

【課題】高精度でかつ高速でワークを搬送することができ、しかも、振動も極めて小さくなる搬送装置を提供する。
【解決手段】第１可動部１０と、第１可動部１０を直線状に往復動させる第１駆動手段１１と、第２可動部１２と、第２可動部１２を第１可動部１０の移動方向と平行に直線状に往復動させる第２駆動手段１３とを備える。第１可動部１０と第２可動部１２とを連結機構１４を介して連結して、第２可動部１２を第２駆動手段１３の速度及び／又は加速度で移動させる。制御手段１５にて、第１駆動手段１１を制御して第１可動部１０を駆動させて連結機構１４を介して第２可動部１２を高速移動させる第１移動モードと、第２駆動手段１３を制御して第２可動部１２を低速移動させる第２移動モードとの切換えを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送装置に関するものである。

搬送装置には、搬送するワークを任意に決められた位置に高速でかつ高精度に搬送することが求められるものが多い。このように高速でかつ高精度に目的位置にワークを搬送するには、目的位置近傍まで高速度で搬送し、目的位置近傍からは低速として目的位置に搬送するようにすればよく、従来において、駆動源をいわゆる親子関係で配置したものがある。

すなわち、親子関係で配置した搬送装置は、図４に示すように、高速用の駆動源１と、この駆動源１の駆動によって高速移動する粗位置決め用テーブル２と、この粗位置決め用テーブル２上に配置される低速用の駆動源３と、この駆動源３の駆動によって低速移動する高精度用テーブル４とを備えたものである。

この図４に示す搬送装置は、まず、駆動源１を駆動することによって、粗位置決め用テーブル２を任意に決められた位置まで高速で移動させた後、このテーブル２を停止する。次に、駆動源３を駆動して高精度用テーブル４を目標位置まで低速で移動させることになる。

また、このような親子関係を構成せずに、目的位置近傍まで高速度で搬送し、目的位置近傍からは低速として目的位置に搬送するように制御する搬送装置も提案されている（特許文献１）。

すなわち、この特許文献１に記載の装置は、テーブルを、検出器が配置されている位置の手前までは高速で移動し、その後低速に切り替えるものである。これによって、特定の位置を高精度で検出できるとともに、テーブルの移動にかかる時間の短縮を図るものであった。

特開２００１−８７９５８公報

前記図４に示すように、駆動源を親子関係で配置したものでは、粗位置決め用テーブル２を駆動する駆動源１によって、高精度用テーブル４及びこの高精度用テーブル４を駆動する駆動源３を移動させる必要がある。このため、駆動源１に高推力のものを使用する必要があり、大型化するとともにコスト高となっていた。また、高精度用テーブル４の移動範囲が、粗位置決め用テーブル内に限られ、小さいものとなっていた。

特許文献１に記載のものでは、確かに、高速と低速との切り替えを行うことによって、高速でかつ高精度にワーク（この特許文献１ではテーブル）を搬送できる。しかしながら、搬送手段の駆動源は一つであり、この駆動源を高速移動と低速移動に切り替えるのみである。このため、高速移動といっても、この駆動源の能力以上の能力でもって高速移動させることができない。

また、駆動源は一つであるので、駆動源としては、高速移動と低速移動とに対応する必要があり、高精度に制御可能なものである必要がありコスト高となる。

本発明は、上記課題に鑑みて、高精度でかつ高速でワークを搬送することができ、しかも、振動も極めて小さく、かつコスト面においても有利となる搬送装置を提供する。

本発明の搬送装置は、第１可動部と、この第１可動部を直線状に往復動させる第１駆動手段と、第２可動部と、この第２可動部を前記第１可動部の移動方向と平行に直線状に往復動させる第２駆動手段と、前記第１可動部と第２可動部とを連結して、前記第１駆動手段による第１可動部の移動によって第２可動部を前記第２駆動手段の速度及び／又は加速度で移動させる連結機構と、第１駆動手段を制御して第１可動部を駆動させて前記連結機構を介して第２可動部を高速移動させる第１移動モードと、第２駆動手段を制御して第２可動部を低速移動させる第２移動モードとの切換え制御が可能な制御手段とを備えたものである。

本発明の搬送装置によれば、第１可動部と第２可動部とは連結機構にて連結されているので、例えば、第１可動部を可動させれば、第２可動部も可動することになり、逆に、第２可動部を可動させれば、第１可動部も可動することになる。また、連結機構にて、第２可動部を前記第２駆動手段の能力を越えた速度で移動させることができる。すなわち、第１可動部を可動させて第２可動部を可動させることができ、これによって、第２可動部における移動速度が、第２駆動手段にて第２可動部を移動させるときよりも早くなり、第２駆動手段の能力以上の加速度あるいは速度で第２駆動部を移動させることができる。このため、第２可動部を任意に決められた位置に位置決めする際には、まず、第１可動部の移動による第２可動部の高速移動を行った後、前記位置決め位置よりも手前で、第２駆動手段による第２可動部の移動を行うことができる。

連結機構をリンクバーにて構成する。このリンクバーは、一端側が前記第１可動部に枢支されるとともに、他端側が前記第２可動部に枢支され、かつリンク支点が第１可動部側に位置するものである。この連結機構では、リンク支点が第１可動部側に位置するので、第１可動部を可動させて第２可動部を可動させた場合において、第２可動部の可動量が第１可動部の可動量よりも大きくなる。また、第１可動部の移動時間と第２可動部の移動時間とは同じであるので、第２可動部の移動速度は第１可動部の移動速度よりも早くなる。このため、このような簡易な構成であるリンクバーにてこの連結機構を構成することができる。

前記制御手段は、前記第１駆動手段と第２駆動手段とを制御して、第１可動部と第２可動部とを独立に移動させる第３移動モードへの切換えが可能であるのが好ましい。

また、第１移動モードでは、第１駆動手段を制御して第１可動部を駆動させて第２可動部を駆動させることになり、第２駆動手段を制御して第２可動部を駆動させない。また、第２移動モードでは、第２駆動手段を制御して第２可動部を駆動させることになり、第１駆動手段を制御して第１可動部を駆動させない。また、第３移動モードでは、第１移動モードから第２移動モードに切換わった後の第１可動部と第２可動部との同時停止までの所定時間の間のみ行うことになる。

第１移動モードでは、第２可動部とリンクバーの他端とを枢支する枢支軸を挟持状に保持した状態で第２可動部の移動を許容するとともに、第２移動モード乃至第３移動モードでは前記枢支軸を弾性的に支持した状態で第２可動部の移動を許容する支持構造部を設けるのが好ましい。

第１移動モードでは、第２可動部とリンクバーの他端とを枢支する枢支軸が支持構造部にて挟持状に保持されるので、このリンクバーにて第１可動部の駆動力を安定して第２可動部に伝達することができる。また、第２移動モード乃至第３移動モードでは、前記枢支軸を弾性的に支持した状態、あるいは補間制御や同期制御でのブレ量を許容できる範囲の隙間を持たせた状態となっているので、第２駆動手段にて第２可動部が駆動されている状態で、第１駆動手段にて第１可動部が駆動されていても、この第１可動部の駆動に影響を受けることなく第２可動部は移動する。このため、第１移動モードでの第２可動部の高速移動を安定して行うことができ、また、第２駆動手段による第２可動部の移動を高精度に行うことができる。

前記第１駆動手段と第２駆動手段とをそれぞれ直動機器にて構成できる。ここで、直動機器とは、テーブル等を直線に沿って往復動させる機器であり、リニアガイドウェイを用いるもの、ボールねじ機構を用いるもの、リニアアクチュエータを用いるもの、リニアモータを用いるもの等がある。リニアガイドウェイとは、ボール又はローラーの転がりを利用して直線運動を行うもので、レールとブロック（テーブル）の間に循環式ボールを用いることにより、直線運動を可能にする。ボールねじとは、ねじの軸とその外周に取り付けられたナットの間に、ボール（鋼球）を入れ、ボールの回転を利用して、スムーズにナットを動かすようにしたものである。ねじ軸をモータで回転させ、回転数、回転速度などを制御することで、ナットの停止する位置や、動く速度を自由に調整できる。リニアアクチュエータとは、電気信号等に応じ、直線方向の動力を生じさせるアクチュエータであり、リニアアクチュエータの種類としては、固定電極と駆動対象とを平行に配置し、固定電極に電圧を印加し、それによって生じた静電力によって駆動対象を駆動する静電アクチュエータ、磁場によって駆動対象を駆動させる磁界アクチュエータ、圧電セラミックのピエゾ効果を用いる圧電アクチュエータ等が挙げられる。リニアモータとは、電磁力により対象物に対して直接，直線的な運動（往復運動）を与える駆動装置である。その構造は，円筒状の回転型モータを直線状に展開した構造である。

第１移動モードにおける第１駆動手段による第２可動部の移動量は高精度を必要としないので、第１駆動手段の直動機器にボールねじ機構を用いることができる。また、第２移動モードにおける第２移動手段による第２可動部の移動量は高精度を必要とするので、この第２移動手段の直動機器にはリニアモータを用いることができる。

第１可動部の位置を検出する第１可動部用位置検出手段を備え、この第１可動部用位置検出手段が、第１可動部の往復動方向に沿って配設される粗精度用リニアスケールと、第１可動部に付設される粗精度用スケールヘッドとを有するのが好ましい。すなわち、第１可動部の移動に基づく第２可動部の移動は、高速であっても精度を有するものではない。このため、粗精度用リニアスケールと粗精度用スケールヘッドとを備えた位置検出手段で第１可動部の位置を検出することができる。

第２可動部の位置を検出する第２可動部用位置検出手段を備え、この第２可動部用位置検出手段が、第２可動部の往復動方向に沿って配設される高精度用リニアスケールと、第２可動部に付設される粗精度用スケールヘッドおよび高精度用スケールヘッドとを有するのが好ましい。すなわち、第２可動部の移動は、第１可動部にて移動している間においては高精度の位置移動が必要でない。このため、この移動においては、高精度用リニアスケールと粗精度用スケールヘッドとで、比較的粗い位置検出を行うことができる。また、第１駆動手段により動かされているので位置検出できなくてもよい。第１駆動手段による高速動作終了間際の位置決めに関しては高精度用スケールヘッドにて行う。また、第２駆動手段による第２可動部の移動は、第２可動部を任意に決められた位置に停止させる必要があり、高精度の位置検出が求められる。このため、この第２駆動手段による第２可動部の移動では、高精度用リニアスケールと高精度用スケールヘッドとで高精度の位置検出を行うことができる。

リンク支点から第１可動部側の枢支軸までの長さをＬ１とし、リンク支点から第２可動部側の枢支軸までの長さをＬ２としたときに、（Ｌ１：Ｌ２）を（１：ｎ）とし、このｎを１よりも大きい値にすることができる。これによって、第２可動部は第１可動部に対して、移動量、移動速度、及び加速度がｎ倍となる。この際、ｎ＝２とすれば、第２可動部は第１可動部に対して、移動量、移動速度、及び加速度が２倍となる。

リンク支点から第１可動部側の枢支軸までの長さをＬ１とし、リンク支点から第２可動部側の枢支軸までの長さをＬ２とし、第１可動部の重量をＷ１とし、第２可動部の重量をＷ２としたときに、（Ｌ１／Ｌ２）＝（Ｗ２／Ｗ１）とするのが好ましい。これによって、第１可動部と第２可動部とがバランスよく移動することができる。すなわち、第１可動部と第２可動部とが移動する際の加速度時及び減速時の慣性力が、相殺され、装置全体の揺れ（振動）を微小に抑えることができる。

本発明では、第２可動部を任意に決められた位置に位置決めする際には、まず、第１可動部の移動による第２可動部の高速移動を行った後、前記位置決め位置よりも手前で、第２駆動手段による第２可動部の移動を行うことができる。これによって、第２駆動手段（位置決め用駆動源）の能力以上の加速度・速度で第２可動部を移動（動作）させ、かつ、位置決め時には、第２駆動手段（位置決め用駆動源）の持つ能力で低速で位置決めすることができるものとなって、高速で、かつ高精度な位置決めを可能とする。

支持構造部を設けたものでは、第１移動モードでの第２可動部の高速移動を安定して行うことができ、また、第２駆動手段による第２可動部の移動を高精度に行うことができる。このため、この装置による搬送、すなわち、第２可動部にテーブルや搬送用ハンド等を配置して、このテーブル上に搬送すべき物品を載置した場合におけるこの物品の移動を、高速かつ高精度に行うことができる。

第１駆動手段及び第２駆動手段には、リニアガイドウェイ、ボールねじ機構、リニアアクチュエータ、リニアモータ等の既存の直動機器を用いることができ、組立作業の簡略化及びコスト低減化を図ることができる。特に、第１駆動手段にボールねじ機構を用いることができ、構成の簡略化及びコスト低減化を一層図ることができる。また、第２移動手段にはリニアモータを用いることができ、第２可動部の高精度の移動を可能として、第２可動部の位置決めが安定する。

第１可動部側において、粗精度用リニアスケールと粗精度用スケールヘッドとで第１可動部の位置検出を容易に行うことができる。また、第２可動部側において、高速移動時には、高精度用リニアスケールと粗精度用スケールヘッドとで第２可動部の位置検出を容易に行うことができる。又は、高速動作時の位置情報は、制御にて読み取らないようにもできる。低速移動時には、高精度用リニアスケールと高精度用スケールヘッドとで第２可動部の位置を高精度に検出することができる。

（Ｌ１：Ｌ２）を（１：ｎ）とすることによって、第２可動部は第１可動部に対して、移動量及び移動速度がｎ倍となり、制御性及び種々の装置に対する適応性の向上を図ることができる。特に、ｎを２とすれば、移動量及び移動速度が２倍となって、制御性の一層の向上を図ることができる。

（Ｌ１／Ｌ２）＝（Ｗ２／Ｗ１）とすることによって、第１可動部と第２可動部とが移動する際の加速度時及び減速時の慣性力が、相殺され、装置全体の揺れ（振動）を微小に抑えることができ、搬送装置の高精度化及び高品質化を達成できる。

本発明の実施形態を示す搬送装置の簡略図である。前記搬送装置のリンクバーの要部拡大図である。前記搬送装置を用いた搬送動作のフローチャート図である。従来の搬送装置の簡略図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図１は本発明にかかる搬送装置の簡略図を示している。この搬送装置は、第１可動部１０と、この第１可動部を直線状に往復動させる第１駆動手段１１と、第２可動部１２と、この第２可動部を前記第１可動部の移動方向と平行に直線状に往復動させる第２駆動手段１３と、前記第１可動部１０と第２可動部１２とを連結する連結機構１４と、第１駆動手段１１及び第２駆動手段１３を制御する制御手段１５とを備える。

前記第１駆動手段１１と第２駆動手段１３とをそれぞれ直動機器にて構成できる。ここで、直動機器とは、テーブル等を直線に沿って往復動させる機器であり、リニアガイドウェイを用いるもの、ボールねじ機構を用いるもの、リニアアクチュエータを用いるもの、リニアモータを用いるもの等がある。リニアガイドウェイとは、ボールの転がりを利用して直線運動を行うもので、レールとブロック（テーブル）の間に循環式ボールを用いることにより、直線運動を可能にする。ボールねじとは、ねじの軸とその外周に取り付けられたナットの間に、ボール（鋼球）を入れ、ボールの回転を利用して、スムーズにナットを動かすようにしたものである。ねじ軸をモータで回転させ、回転数、回転速度などを制御することで、ナットの停止する位置や、動く速度を自由に調整できる。リニアアクチュエータとは、電気信号等に応じ、直線方向の動力を生じさせるアクチュエータであり、リニアアクチュエータの種類としては、固定電極と駆動対象とを平行に配置し、固定電極に電圧を印加し、それによって生じた静電力によって駆動対象を駆動する静電アクチュエータ、磁場によって駆動対象を駆動させる磁界アクチュエータ、圧電セラミックのピエゾ効果を用いる圧電アクチュエータ等が挙げられる。リニアモータとは、電磁力により対象物に対して直接，直線的な運動（往復運動）を与える駆動装置である。その構造は，円筒状の回転型モータを直線状に展開した構造である。

第１可動部１０は矩形平板形状であり、第１駆動手段１１は直動機器のうちリニアモータにて構成している。すなわち、基台１７上にガイドレール１８、１９を配設し、第１駆動手段１１を駆動させることによって、第１可動部１０をガイドレール１８、１９に沿って直線上に往復動するようにしている。

また、この第１可動部１０は第１可動部用位置検出手段２０にて、その位置が検出される。第１可動部用位置検出手段２０は、第１可動部１０の往復動方向（矢印Ａ，Ｂ方向）に沿って前記基台１７に配設される粗精度用リニアスケール２１と、第１可動部１０に付設される粗精度用スケールヘッド２２とを有する。このため、第１可動部１０の移動にともなって、粗精度用スケールヘッド２２も一体に移動し、この粗精度用スケールヘッド２２の位置を粗精度用リニアスケール２１にて検出することができる。なお、移動距離によっては、粗精度用リニアスケール２１を第１可動部１０側に付設するとともに、粗精度用スケールヘッド２２を基台１７側に付設することも可能である。

第２可動部１２は矩形平板形状であり、第２駆動手段１３は直動機器のうちリニアモータにて構成している。すなわち、基台２５上にガイドレール２６、２７を配設し、第２駆動手段１３を駆動させることによって、第２可動部１２をガイドレール２６、２７に沿って直線上に往復動するようにしている。この場合、この第２可動部１２上に、図示省略の搬送物品が載置されるテーブル２９が配置されている。なお、このテーブル２９は第２可動部１２に固定されるが、この第２可動部１２に対して着脱可能としてもよい。

また、この第２可動部１２は第２可動部用位置検出手段３０にて、その位置が検出される。第２可動部用位置検出手段３０は、第２可動部１２の往復動方向（矢印Ｃ，Ｄ方向）に沿って前記基台２５に配設される高精度用リニアスケール３１と、第２可動部１２に付設される粗精度用スケールヘッド３２および高精度用スケールヘッド３３とを有する。このため、第２可動部１２の移動にともなって、粗精度用スケールヘッド３２及び高精度用スケールヘッド３３も一体に移動し、この粗精度用スケールヘッド３２及び高精度用スケールヘッド３３の位置を高精度用リニアスケール３１にて検出することができる。すなわち、粗精度用スケールヘッド３２にて、第２可動部１２の粗い位置を検出することができ、高精度用スケールヘッド３３にて、第２可動部１２の高精度の位置を検出することができる。

ところで、高精度用スケールヘッド３３にて検出される第２可動部１２の位置検出精度は、この第２可動部１２の位置決めに必要とされる精度であって、本発明において高精度と呼ぶ。また、粗精度用スケールヘッド３２にて検出される第２可動部１２の位置検出精度および第１可動部用位置検出手段２０の粗精度用スケールヘッド２２にて検出される第１可動部１０の位置検出精度は、高精度用スケールヘッド３３にて検出される第２可動部１２の位置検出精度よりも低い程度でよく、この精度を本発明において粗精度と呼ぶ。この粗精度は、高速移動時に読み取り可能な粗さである。

連結機構１４は、第１駆動手段１１による第１可動部１０の移動によって第２可動部１２を前記第２駆動手段１３の能力を越えた速度及び／又は加速度で移動させるものであって、一端３５ａ側が第１可動部１０に枢支されるとともに、他端３５ｂ側が第２可動部１２に枢支されるリンクバー３５にて構成することができる。すなわち、リンクバー３５の一端３５ａ側に長孔３６が設けれ、この長孔３６に、第１可動部１０から突設されている枢支軸３７が嵌合している。また、リンクバー３５の他端３５ｂ側に長孔３８が設けられ、この長孔３８に、第２可動部１２から突設されている枢支軸３９が嵌合している。この場合、リンクバー３５の他端３５ｂ側は、第１可動部１０とテーブル２９との間に配置され、第１可動部１０及び／又はテーブル２９から突出する前記枢支軸３９に枢結される。

また、リンクバー３５の両端３５ａ、３５ｂ側には、図２に示すように支持構造部４５が設けられている。この支持構造部４５は、枢支軸３９を挟持状に保持した状態と、前記枢支軸３９を弾性的に支持した状態、あるいは補間制御や同期制御でのブレ量を許容できる範囲の隙間を持たせた状態とに切換えることができる。すなわち、支持構造部４５は、一対の挟持板４６ａ、４６ｂと、この挟持板４６ａ，４６ｂを相互に接近する方向に弾性的に押圧する弾性部材４７ａ、４７ｂと、この弾性部材４７ａ、４７ｂを伸縮させる変位機構（図示省略）とを備える。

この場合、図示省略の変位機構を介して弾性部材４７ａ、４７ｂが圧縮する方向に押圧することによって、弾性部材４７ａ、４７ｂを介して挟持板４６ａ，４６ｂが相互に接近する方向に押圧されて、枢支軸３９を挟持板４６ａ，４６ｂにて挟持することができる。また、図示省略の変位機構を介して弾性部材４７ａ、４７ｂを伸びる方向に引っ張ることによって、枢支軸３９を挟持板４６ａ，４６ｂにて弾性的に挟持することができる。

また、基台１７と基台２５との間にリンクバー支持部４０が配置されている。リンクバー支持部４０は、受け盤４１と、この受け盤４１から突設されるリンク支点４２とを備え、このリンク支点４２にリンクバー３５が回動自在に枢支されている。この場合、リンク支点４２が第１可動部側（第１可動部寄り）に位置する。具体的には、リンク支点４２から第１可動部１０の枢支点（枢支軸）３７までの長さをＬ１とし、リンク支点４２から第２可動部１２の枢支点（枢支軸）３９までの長さをＬ２としたときに、（Ｌ１：Ｌ２）を（１：ｎ）とすることができる。この場合、このｎを１よりも大きい値にすることができる。なお、この実施形態では、ｎを２としている。また、第１可動部１０の重量をＷ１とし、第２可動部１２の重量をＷ２としたときに、（Ｌ１／Ｌ２）＝（Ｗ２／Ｗ１）とする。

制御手段１５は、第１駆動手段１１を制御する第１制御部５１と、第２駆動手段１３を制御する第２制御部５２とを備える。また、この制御手段１５には、第１制御部５１にて第１可動部１０のみを移動させる第１移動モードと、第２制御部５２にて第２可動部１２のみを移動させる第２移動モードと、第１制御部５１と第２制御部５２とで第１可動部１０と第２可動部１２とをそれぞれ独立に移動させる第３移動モードとがある。なお、制御手段１５は、マイクロコンピュータ等にて構成できる。

次に、前記のように構成された搬送装置の操作を図３に示すフローチャート図を用いて説明する。初期段階として、図１に示すように、第１可動部１０を基台１７の一端側（図面上の左側）に位置させるとともに、第２可動部１２を基台２５の他端側（図面上の右側）に位置させる。

この状態で、まず高速動作か低速動作かを判断する（ステップＳ１）。ステップＳ１で高速動作と判断されれば、第１移動モードによる移動を行う（ステップＳ２）。すなわち、制御手段１５の第１制御部５１にて第１駆動手段１１を制御して駆動させ、これによって、第１可動部１０を矢印Ａ方向にガイドレール１８，１９に沿って直線状に移動させる。この移動によって、第２可動部１２は連結機構１４を構成するリンクバー３５を介して第１可動部１０に連結されているので、第２可動部１２は矢印Ｃ方向にレール２６、２７に沿って移動する。この第１可動部１０の駆動による第２可動部１２の駆動時には、支持構造部４５にて枢支軸３９を挟持状に支持しておく。なお、このように、枢支軸３９が挟持状に支持されていても、リンクバー３５の揺動を許容して第２可動部１２の移動を許容する。

この第２可動部１２の移動は、リンク支点４２から第１可動部１０の枢支点（枢支軸）３７までの長さをＬ１とし、リンク支点４２から第２可動部１２の枢支点（枢支軸）３９までの長さをＬ２としたときに、（Ｌ１：Ｌ２）を（１：ｎ）としているので、第２可動部１２の移動量及び移動速度は、第１可動部１０のｎ倍となっている。すなわち、高速移動を行うことになる。この実施形態では、ｎを２としているので、第２可動部１２の移動量及び移動速度は、第１可動部１０の２倍となる。

次に、ステップＳ４へ移行して、第２可動部１２が速度変位位置に達したか否かを判断する。ここで、速度変位位置とは、第２可動部１２の位置決めされた停止位置の手間の位置であり、この高速移動から低速移動になり、停止シーケンス（第３移動モード）になる（ステップＳ５）。この速度変位位置に達したか否かの判断は、第２可動部用位置検出手段３０の粗精度用スケールヘッド３２にて第２可動部１２の位置検出にて行うことができる。すなわち、予め速度変位位置を設定し、この設定値を制御手段１５に入力しておき、粗精度用スケールヘッド３２にて検出した第２可動部１２の位置とを比較するようにすればよい。

ステップＳ４で速度変位位置又は速度又は加速度でない場合、第１移動モードによる移動を継続し、ステップＳ４で速度変位位置又は速度又は加速度に達していれば、ステップＳ５へ移行する。

この際、支持構造部４５にて枢支軸３９を弾性的に支持しておく。その後は、ステップＳ６へ移行して、停止位置（位置決め位置）に達したか否かを判断する。すなわち、高精度用スケールヘッド３３にて検出した第２可動部１２の位置を検出して、位置決め位置に達していれば、第１可動部１０と第２可動部１２とを同時に停止させる。この第３移動モードでは、第１可動部１０も可動しているが、リンクバー３５の他端３５ｂ側の枢支軸３９が支持構造部４５にて弾性的に支持しているので、第２可動部１２の可動は、第１可動部１０の可動に影響を受けない。

ステップＳ６で、位置決め位置に達していなければ、位置決め位置に達するまで、第３移動モードを継続する。これによって、第２可動部１２は任意に決められた位置で停止することになる。このため、この第２可動部１２のテーブル２９に搬送物品を載置することによって、この搬送物品を目的位置まで搬送することができる。なお、搬送が終了すれば、第１駆動手段１１のみ、第２駆動手段１３のみ、第１駆動手段１１及び第２駆動手段１３を駆動して、第１可動部１０を矢印Ｂ方向に移動させるとともに、第２可動部１２を矢印Ｄ方向に移動させて、初期状態に戻すことになる。この初期状態に戻す場合、支持構造部４５としては、枢支軸３９を挟持状に支持する状態としても、枢支軸３９を弾性的に支持する状態としてもよい。

このように、まず第１移動モードで移動させた場合には、通常、第３移動モードでの移動後に停止させることになる。しかしながら、高精度での位置決めを必要としない場合や位置決めに時間がかかっている場合には、第３移動モードに入ることなく停止させるようにしてもよい。

前記ステップＳ１で低速動作と判断されれば、ステップＳ３へ移行して第２移動モードによる移動を行う。その後はステップＳ７へ移行して、前記ステップＳ６と同様、位置決め位置に達したか否かを判断する。そして、位置決め位置に達していなければ、位置決め位置に達するまで、第２移動モードを継続する。

ところで、第１駆動手段１１は第１可動部１０を駆動（移動）させて、第２可動部１２を高速で移動させるものである。このため、第１可動部１０をあまり精度良く移動させる必要がない。そこで、前記実施形態では第１駆動手段１１の直動機器としてリニアモータを用いたが、このリニアモータに換えて、ボールねじ機構を用いるようにしてもよい。

本発明では、第２可動部１２を任意に決められた位置に位置決めする際には、まず、第１可動部１０の移動による第２可動部１２の高速移動を行った後、前記位置決め位置よりも手前で、第２駆動手段１３による第２可動部１２の移動を行いことができる。これによって、第２駆動手段（位置決め用駆動源）１３の能力以上の加速度・速度で第２可動部１２を移動（動作）させ、かつ、位置決め時には、第２駆動手段（位置決め用駆動源）１３の持つ能力で低速で位置決めすることができるものとなって、高速で、かつ高精度な位置決めを可能とする。

支持構造部４５を設けることによって、第１移動モードでの第２可動部１２の高速移動を安定して行うことができ、また、第２駆動手段１３による第２可動部１２の移動を高精度に行うことができる。このため、この装置による搬送、すなわち、第２可動部１２にテーブルを配置して、このテーブル上に搬送すべき物品を載置した場合におけるこの物品の移動を、高速かつ高精度に行うことができる。

前記実施形態では、第１駆動手段１１にリニアモータを用いたが、前記したように、このリニアモータに代えてボールねじ機構を用いることができる。ボールねじ機構を用いることによって、構成の簡略化及びコスト低減化を図ることができる利点がある。また、第２駆動手段１３にはリニアモータを用いることができ、第２可動部１２の高精度の移動を可能として、第２可動部１２の位置決めが安定する。

第１可動部１０側において、粗精度用リニアスケール２１と粗精度用スケールヘッド２２とで第１可動部１０の位置検出を容易に行うことができる。また、第２可動部１２側において、高速移動時には、高精度用リニアスケール３１と粗精度用スケールヘッド３２とで第２可動部１２の位置検出を容易に行うことができる。低速移動時には、高精度用リニアスケール３１と高精度用スケールヘッド３３とで第２可動部１２の位置を高精度に検出することができる。

リンク支点４２から第１可動部１０の枢支点（枢支軸）３７までの長さをＬ１とし、リンク支点４２から第２可動部１２の枢支点（枢支軸）３９までの長さをＬ２としたときに、（Ｌ１：Ｌ２）を（１：ｎ）とすることによって、第２可動部１２は第１可動部１０に対して、移動量及び移動速度がｎ倍となり、制御性及び種々の装置に対する適応性の向上を図ることができる。特に、ｎを２とすれば、移動量及び移動速度が２倍となって、制御性の一層の向上を図ることができる。

（Ｌ１／Ｌ２）＝（Ｗ２／Ｗ１）とすることによって、第１可動部１０と第２可動部１２とが移動する際の加速度時及び減速時の慣性力が、相殺され、装置全体の揺れ（振動）を微小に抑えることができ、搬送装置の高精度化及び高品質化を達成できる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、連結機構１４として、リンクバー３５にて構成することなく、他の機構、例えば、クランク機構、ギア機構等でもって構成することも可能である。リンクバー３５を用いる場合、（Ｌ１：Ｌ２）を（１：２）に限るものではなく、ｎが１よりも大きければよいので、（１：１．５）、（１：２．５）、（１：３）等としてもよい。

第１駆動手段１１及び第２駆動手段１３の直動機器としては、前記実施形態で記載したもの以外、エアスライダ等の他の直動機器であってもよい。ここで、エアスライダとは、極く僅かな隙間を介して近接させた２面間に圧縮空気を噴出させて、非接触にて相対移動する移動体であり、移動体側にガイド構造、即ち、エアベアリングを備えたものである。なお、第１可動部１０の第１駆動手段１１による第２可動部１２の移動量は高精度を必要としないので、第１駆動手段１１の直動機器に油圧シリンダや空気シリンダ等を用いることができる。また、この搬送装置にて搬送される物品としては、第２可動部１２にて搬送可能なものであればよく、半導体チップ等の電子部品や他の種々の機械要素等の物品とすることができる。

１０第１可動部
１１第１駆動手段
１２第２可動部
１３第２駆動手段
１４連結機構
１５制御手段
２０第１可動部用位置検出手段
２１粗精度用リニアスケール
２２粗精度用スケールヘッド
３０第２可動部用位置検出手段
３１高精度用リニアスケール
３２粗精度用スケールヘッド
３３高精度用スケールヘッド
３５リンクバー
３５ａ一端
３５ｂ他端
４５支持構造部

Claims

第１可動部と、
この第１可動部を直線状に往復動させる第１駆動手段と、
第２可動部と、
この第２可動部を前記第１可動部の移動方向と平行に直線状に往復動させる第２駆動手段と、
前記第１可動部と第２可動部とを連結して、前記第１駆動手段による第１可動部の移動によって第２可動部を前記第２駆動手段の速度及び／又は加速度で移動させる連結機構と、
第１駆動手段を制御して第１可動部を駆動させて前記連結機構を介して第２可動部を高速移動させる第１移動モードと、第２駆動手段を制御して第２可動部を低速移動させる第２移動モードとの切換え制御が可能な制御手段とを備えたことを特徴とする搬送装置。
連結機構を、一端側が前記第１可動部に枢支されるとともに、他端側が前記第２可動部に枢支され、かつリンク支点が第１可動部側に位置するリンクバーにて構成したことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
前記制御手段は、前記第１駆動手段と第２駆動手段とを制御して、第１可動部と第２可動部とを独立に移動させる第３移動モードへの切換えが可能であり、この第３移動モードの後、第１可動部と第２可動部を停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送装置。
前記第１移動モードでは、第１駆動手段を制御して第１可動部を駆動させて第２可動部を駆動させるとともに、第２駆動手段による第２可動部の移動を停止することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記第２移動モードでは、第２駆動手段を制御して第２可動部を駆動させるとともに、第１駆動手段による第１可動部の移動を停止することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記第３移動モードは、第１移動モードから第２移動モードに切換わった後の第１可動部と第２可動部との同時停止までの所定時間の間行うことを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
第１移動モードでは、第２可動部とリンクバーの他端とを枢支する枢支軸を挟持状に保持した状態で第２可動部の移動を許容するとともに、第２移動モード乃至第３移動モードでは、前記枢支軸を弾性的に支持した状態、あるいは補間制御や同期制御でのブレ量を許容できる範囲の隙間を持たせた状態で、第１可動部及び／又は第２可動部の移動を許容する支持構造を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記第１駆動手段と第２駆動手段とをそれぞれ直動機器にて構成したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の搬送装置。
第１駆動手段の直動機器にボールねじ機構又はリニアモータを用いたことを特徴とする請求項８に記載の搬送装置。
第２駆動手段の直動機器にリニアモータを用いたことを特徴とする請求項８に記載の搬送装置。
第１可動部の位置を検出する第１可動部用位置検出手段を備え、この第１可動部用位置検出手段が、第１可動部の往復動方向に沿って配設される粗精度用リニアスケールと、第１可動部に付設される粗精度用スケールヘッドとを有することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の搬送装置。
第２可動部の位置を検出する第２可動部用位置検出手段を備え、この第２可動部用位置検出手段が、第２可動部の往復動方向に沿って配設される高精度用リニアスケールと、第２可動部に付設される粗精度用スケールヘッド及び／又は高精度用スケールヘッドとを有することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の搬送装置。
リンク支点から第１可動部側の枢支軸までの長さをＬ１とし、リンク支点から第２可動部側の枢支軸までの長さをＬ２としたときに、（Ｌ１：Ｌ２）を（１：ｎ）とし、このｎを１よりも大きい値としたことを特徴とする請求項２〜請求項１２のいずれか１項に記載の搬送装置。
前記ｎを２としたことを特徴とする請求項１３に記載の搬送装置。
リンク支点から第１可動部側の枢支軸までの長さをＬ１とし、リンク支点から第２可動部側の枢支軸までの長さをＬ２とし、第１可動部の重量をＷ１とし、第２可動部の重量をＷ２としたときに、（Ｌ１／Ｌ２）＝（Ｗ２／Ｗ１）としたことを特徴とする請求項２〜請求項１２のいずれか１項に記載の搬送装置。