專利名稱：一種無橫梁連接雙邊驅(qū)動工件臺的定位對準裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定位對準裝置，尤其涉及一種無橫梁連接的雙邊驅(qū)動工件臺的定位對準裝置，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體光刻設(shè)備中，屬于超精密加工和檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
具有高精度、高速度的雙邊驅(qū)動工件臺在現(xiàn)代制造工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。雙邊驅(qū)動的工件臺可分為兩種形式，分別是有橫梁連接工件臺和無橫梁連接工件臺。本文所述針對無橫梁連接的雙邊驅(qū)動工件臺，結(jié)構(gòu)如圖I所示，左右工件臺分別采用直線電機驅(qū)動，并由氣浮軸承支撐和導(dǎo)向，在運動過程中，左右工件臺在對準后，同步運動，進而帶動負載做超精密運動，在運動過程中負載與左右工件臺通過電磁耦合作用連接，在靜止時，負載浮在左右工件臺上，負載與左右工件臺在運動方向的距離必須始終保持在Imm之內(nèi)。在控制過程中存在如下兩個問題 一是當運動結(jié)束后，左右工件臺會在線纜拉力等外擾因素下發(fā)生沿Y軸方向的漂移，當漂移的距離超出工件臺上方負載的行程時，左右工件臺會對負載施加扭轉(zhuǎn)力和拉力，進而會破壞負載的結(jié)構(gòu)。二是當運動結(jié)束后，如果不加外力約束，兩側(cè)的工件臺會在線纜等外力作用下發(fā)生沿Y軸方向的漂移，使左右工件臺產(chǎn)生沿Y軸方向的不同步運動，兩個工件臺沿Y軸方向位置不再處于對準狀態(tài)，在下次運動前，必須先對兩側(cè)工件臺重新進行對準操作，耗費時間，降低了工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無橫梁連接雙邊驅(qū)動工件臺的定位對準裝置，可以有效解決上述兩個問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種無橫梁連接雙邊驅(qū)動工件臺的定位對準裝置，兩個結(jié)構(gòu)相同的工件臺分別在兩條導(dǎo)軌上沿Y方向運動，兩條導(dǎo)軌沿X方向?qū)ΨQ布置于基臺上，其特征在于所述定位對 桿、一個定位凹槽和一個位置傳感器；可伸縮單元沿X軸運動，固定在基座上，推桿固定在可伸縮單元的頂端，可伸縮單元帶動推桿沿X軸方向運動，定位凹槽設(shè)置在工件臺上，位置傳感器固定在導(dǎo)軌上，定位凹槽與推桿頂端相配合。所述的推桿的頂端與定位凹槽配合結(jié)構(gòu)采用平面對平面、曲面對曲面或平面對曲面。所述的位置傳感器采用光電傳感器、霍爾傳感器、電渦流傳感器。本發(fā)明的優(yōu)點定位對齊裝置簡單可靠，緊湊實用，利用位置傳感器檢測滑塊的位置，觸發(fā)定位運動，可有效解決無橫梁連接雙邊驅(qū)動工作臺滑塊的定位和對準問題，提高工作效率。


圖I為無橫梁連接雙邊驅(qū)動工件臺的結(jié)構(gòu)原理示意圖(軸測圖)。圖2為圖I的俯視圖。圖3為采用定位對準裝置的無橫梁連接雙邊驅(qū)動工件臺原理示意圖(軸測圖)。圖4為圖3的俯視圖。圖5為采用球面與平面配合的定位對準裝置在收縮狀態(tài)時的俯視圖。圖6為采用平面與平面配合的定位對準裝置在定位狀態(tài)時的俯視圖。圖7為采用平面與平面配合的定位對準裝置在收縮狀態(tài)時的俯視圖。
圖8為定位對準裝置的工作流程圖。圖中I-定位凹槽；2_可伸縮單元；3_位置傳感器；4_基座；5_導(dǎo)軌；6_工件臺；7_負載；8_推桿。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)和工作過程來進一步說明本發(fā)明。圖I為無橫梁連接的雙邊驅(qū)動工作臺結(jié)構(gòu)示意圖(軸測圖)，圖2為其俯視圖。整個結(jié)構(gòu)包括兩個結(jié)構(gòu)相同工件臺6、導(dǎo)軌5、負載7和基座4。工件臺6由氣浮軸承支撐和導(dǎo)向，可在導(dǎo)軌5上沿Y軸運動，左右兩個工件臺6沿X軸方向?qū)ΨQ布置在導(dǎo)軌5上，導(dǎo)軌5固定在基座4上，左右工件臺之間無機械連接，負載7與左右工件臺之間無機械連接。圖3為采用定位對準裝置的無橫梁連接雙邊驅(qū)動工件臺原理示意圖(軸測圖)，圖4為其俯視圖。本發(fā)明包括兩個定位對準裝置，每個定位對準裝置包括一個可伸縮單元2、一個推桿8、一個定位凹槽I和一個位置傳感器3，兩個定位對準裝置分別布置于工件臺一偵U。定位凹槽I固定在工件臺6上，定位凹槽與推桿的頂端配合結(jié)構(gòu)采用平面對平面、曲面對曲面或平面對曲面；本實施例定位凹槽I配合面采用V形平面，兩側(cè)凹槽在工件臺6上沿Y軸方向位置相同，可伸縮單元2和位置傳感器3固定在基座4上，可伸縮單元2沿X軸做伸縮運動，其末端固定推桿8，帶動推桿8運動，推桿8頂端為球形。工作過程中，當左右位置傳感器3檢測到左右工件臺6具有相同位移后，兩個可伸縮單元2同時立即動作，伸出推桿8與定位凹槽I緊密配合，可伸縮單元2在配合中保持足夠大的推力。當左右工件臺6分別定位后，由于左右推桿8相對于基座4沿Y軸方向位置一致，可保證左右工件臺6相對于基座4沿Y軸方向處于對準狀態(tài)。圖5為采用球面與平面配合的定位對準裝置在收縮狀態(tài)時的俯視圖?？缮炜s單元2可沿X軸做伸縮運動，當左右工件臺6將要沿Y軸運動時，左右伸縮單元2收縮，此時左右工件臺6沿Y軸方向處于對準狀態(tài)。圖6為采用平面與平面配合的定位對準裝置在定位狀態(tài)時的俯視圖。定位凹槽I的V形配合面為平面，可伸縮單元2帶動推桿8做伸縮運動，推桿8頂端為梯形平面，在工作過程中，當位置傳感器3檢測到工件臺6后，可伸縮單元2立即動作，伸出推桿8與定位凹槽I緊密配合，可伸縮單元2在配合中保持足夠大的推力。當左右工件臺6分別定位后，由于左右推桿8相對于基座4沿Y軸方向位置一致，可保證左右工件臺6相對于基座4在Y向處于對準狀態(tài)。圖7為采用平面與平面配合的定位對準裝置在收縮狀態(tài)時的俯視圖?？缮炜s單元2可沿X軸做伸縮運動，當工件臺6將要沿Y軸做同步運動時,左右伸縮單元2帶動推桿8收縮，左右工件臺6在Y向處于對準狀態(tài)。
圖8為左右定位對準裝置工作流程圖。在對準過程中，由位置傳感器3檢測工件臺6相對于位置傳感器3的位置，當工件臺6相對于位置傳感器3的位移量達到設(shè)定值X時，產(chǎn)生控制信號，可伸縮單元2動作，將推桿8推出，并與固定在工件臺6上的定位凹槽I緊密配合，可伸縮單元2在配合中保持足夠大的推力。當左右工件臺6分別定位后，由于左右推桿8相對于基座4在Y向的坐標一致，可保證左右工件臺6相對于基座4在Y向是對準的。
權(quán)利要求
1.一種無橫梁連接雙邊驅(qū)動工件臺的定位對準裝置，兩個結(jié)構(gòu)相同的工件臺分別在兩條導(dǎo)軌(5)上沿Y方向運動，兩條導(dǎo)軌(5)沿X方向?qū)ΨQ布置于基臺(4)上，其特征在于所述定位對準裝置包含兩個相同組件，分別布置于工件臺一側(cè)；每個組件包含一個可伸縮單元(2)、一個推桿(8)、一個定位凹槽(I)和一個位置傳感器(3);可伸縮單元(2)沿X軸運動，固定在基座(4)上，推桿(8)固定在可伸縮單元(2)的頂端，可伸縮單元(2)帶動推桿(8)沿X軸方向運動，定位凹槽(I)設(shè)置在工件臺(6)上，位置傳感器(3)固定在導(dǎo)軌(5)上，定位凹槽(I)與推桿(8)頂端相配合。
2.如權(quán)利要求I所述的一種無橫梁連接雙邊驅(qū)動工件臺的定位對準裝置，其特征在于推桿(8)的頂端與定位凹槽配合結(jié)構(gòu)采用平面對平面、曲面對曲面或平面對曲面。
3.如權(quán)利要求I所述的一種無橫梁連接雙邊驅(qū)動工件臺的定位對準裝置，其特征在于位置傳感器(3)采用光電傳感器、霍爾傳感器或電渦流傳感器。
全文摘要
一種無橫梁連接雙邊驅(qū)動工件臺的定位對準裝置，屬于超精密加工和檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明定位裝置包含兩個相同定位組件，每個定位組件由一個可伸縮單元、一個推桿、一個定位凹槽和一個位置傳感器組成，位置傳感器用于工件臺的位置檢測，提供定位執(zhí)行信號。本發(fā)明解決了無橫梁連接的雙邊驅(qū)動工作臺在無驅(qū)動力作用時產(chǎn)生的沿Y軸方向漂移問題，避免了雙邊工件臺不同步造成的對其上方負載的結(jié)構(gòu)損壞，同時解決了兩側(cè)工件臺在無驅(qū)動力作用時的沿Y軸方向位置對準問題。雙邊工件臺在工作前無需進行對準操作，提高了工作效率。
文檔編號G03F7/20GK102707588SQ20121019310
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者余東東, 尹文生, 崔樂卿, 張鳴, 徐登峰, 朱煜, 李鑫, 楊開明, 汪勁松, 穆海華, 胡金春 申請人:清華大學(xué)