JP4770045B2

JP4770045B2 - Mobile system

Info

Publication number: JP4770045B2
Application number: JP2001101179A
Authority: JP
Inventors: 洋中川; 進中川; 豊前田; 克好中野; 明塩崎; 洋介村口; 雅章成久
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002305894A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体を所定の経路に沿って移動させる移動体システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体工場などにおいては、半導体部品を搬送したり、作業ロボットを移動させる移動体システムが用いられている。このような移動体システムしては、リニアモータ方式やボールスクリュー方式などがある。リニアモータを利用した方式は、ほこり等の発生が少なくクリーンであり、また静粛性にも優れていおり、さらに移動体の位置決め精度も高いといった利点がある。この他にも、１つの軌道上に複数の移動体を配置するが可能であるといった利点や、摩耗部分が少なく耐久性に優れるといった利点など様々な利点がある。したがって、半導体製造装置（特にステッパーや露光機等）においては、リニアモータ方式の移動体システムが広く用いられるようになっている。
【０００３】
ここで、図１５に従来のリニアモータ方式を用いた移動体システムの構成を示す。同図に示すように、このシステムでは、移動体３は、図の紙面垂直方向に敷設された断面コ字状の軌道レール構造体１に沿って直線ガイド部２により移動可能に案内支持されている。移動体３は、コア４と、コア４に券回されるコイル５と、コア４を支持する支持部材９とを備える磁界発生機構８を備えている。この磁界発生機構８では、コイル５に電流を供給することにより、軌道レール構造体１におけるコア４と対向する位置に配置された二次側コア６との間に磁界を発生し、これにより推力を発生して移動体３を移動させる。
【０００４】
このような移動体３には、上述した推力を発生する磁界発生機構８に加え、半導体部品を吸着するする部品吸着ヘッドなどが搭載される搭載部７が設けられている。ここで、搭載部７と上記磁界発生機構８の支持部材９とがボルト１０により固定されている。従って、搭載部７に実装ヘッド等を搭載すれば、この部品吸着ヘッドを軌道レール構造体１中の任意の位置に移動させることができるようになっている。
【０００５】
ところで、移動体システムにおいては、上述した移動体３に搭載したロボットなどをある直線上だけでなく、所定範囲内で平面的（Ｘ方向、Ｙ方向）に任意に移動させるために、図１６に示すようなシステムが用いられることがある。同図に示すように、このシステムでは、Ｘ軸方向に敷設される軌道レール構造体１および移動体３などを含む上記のリニアモータシステム１６（図１５参照）自体をボールスクリュー方式でＹ軸方向に移動できるようにしている。具体的には、リニアモータシステム１６をボールスクリュー１５によって駆動される架台に固定し、ボールスクリュー１５をモータ１７で駆動することにより、リニアモータシステム１６全体をＹ軸方向に移動させることができるようになっている。このシステムによれば、ボールスクリュー１５およびリニアモータの両者の駆動を制御することにより、移動体３をＸＹ平面の任意の位置に移動させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リニアモータ方式の移動体システムは、上述したような様々な利点を有しているものの、動作時の発熱量がボールスクリュー方式等と比較して大きい。また、リニアモータ方式の移動体システムは、主な発熱源が移動体３である、すなわち発熱源が移動する構成である。したがって、リニアモータ方式の移動体システムは、発熱によってその性能が劣化する等の影響を受けやすく、現状のリニアモータ方式の移動体システムでは、水冷等の冷却方式によって発熱による影響を低減している。
【０００７】
しかしながら、半導体製造装置におけるチップ実装装置では、上記のような水冷方式の冷却を行うことができず、発熱による温度上昇に伴って移動体システムを構成する部材が変形し、システムとしての精度が低下してしまうといった問題が生じる。
【０００８】
特に、上記のような移動体システムでは、軌道レール構造体１や直線ガイド部２といった複複雑な形状の部材が複数組み合わされて構成されており、また主な発熱源である磁界発生機構８や直線ガイド部２と移動体３の摺動部分がこの構造体の中立軸からずれた位置にある。このため、バイメタル効果によって図１７に示すようにＸ軸方向に移動体３を案内する軌道レール構造体１が湾曲してしまい、移動体３のＹ軸方向の位置がずれてしまうといった位置精度不良を招くことになる。例えば、チップ実装装置に当該移動体システムを適用した場合には、Ｘ軸方向の軌道レール構造体１が１．５ｍ程度の長さであり、このような長さの軌道レール構造体１がバイメタル効果によって湾曲して移動体３がＹ軸方向に０．１ｍｍ程度ずれてしまうこともある。移動体システムをチップ実装装置等を移動させるために使用する場合等には、上記のような位置ずれはきわめて大きな問題となる。
【０００９】
ここで、バイメタル効果は、以下のような要因で発生することになる。
（１）構造体の形状が複雑であり、温度分布が不均一となる。
（２）構造体を構成する部材の熱膨張係数が異なっている。
（３）冷却条件等によって構造体の温度分布が不均一である。
（４）中立軸上に発熱源がない。
【００１０】
したがって、上記のような要因がない構造の移動体システムを設計すれば、発熱によるバイメタル効果を抑制することができ、上記の位置精度不良といった問題を低減することができるが、そのシステムの構造上、上記の各要因を含まない構造の移動体システムを設計するのは実質的に困難である。
【００１１】
また、上記のようなリニアモータ方式以外の方式の移動体システムであっても、発熱に伴うバイメタル効果によって上記のリニアモータ方式と同様に位置精度不良が生じる虞もある。また、発熱に起因するものに限らず、移動体３が搭載する重量負荷変動や移動体３の位置変動によって構造体の変形が生じ、位置精度不良を招くこともあり得る。
【００１２】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、優れた位置決め精度で移動体を移動させることが可能な移動体システムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る移動体システムは、所定の経路に沿って敷設され側方が開放した断面コ字状の経路構造体と、前記経路構造体によって案内され、前記側方を覆うようにして当該経路構造体に沿って移動可能に設けられる移動体とを備えた移動体システムであって、前記コ字状を構成する三辺のうち互いに向かい合う二辺の外側の面に平行である前記断面の中心線を挟んで対称となるように、前記経路構造体に設けられ、当該経路構造体の変形状態を検出する変形検出手段と、前記中心線を挟んで対称となるように前記経路構造体に設けられ、当該経路構造体に対して加熱する加熱手段と、前記変形検出手段の検出結果に基づいて、前記経路構造体が熱変形していないときの予め設定された状態に近づくように、前記加熱手段を制御する熱量制御手段とを具備することを特徴としている。また、本発明に係る移動体システムは、所定の経路に沿って敷設され側方が開放した断面コ字状の経路構造体と、前記経路構造体によって案内され、前記側方を覆うようにして当該経路構造体に沿って移動可能に設けられる移動体とを備えた移動体システムであって、前記経路構造体における前記コ字状を構成する三辺のうち互いに向かい合う二辺の外側の面をそれぞれ通る中立軸を挟んで、前記移動体とは反対側となるように前記経路構造体に設けられ、当該経路構造体の変形状態を検出する変形検出手段と、前記コ字状を構成する辺に相当する部位を挟んで前記変形検出手段の反対側に設けられ、当該経路構造体に対して加熱する加熱手段と、前記変形検出手段の検出結果に基づいて、前記経路構造体が熱変形していないときの予め設定された状態に近づくように、前記加熱手段を制御する熱量制御手段とを具備することを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、移動体を案内する経路構造体が何らかの要因によって変形した場合にも、その変形状態が変形検出手段によって検出され、この検出結果に応じて加熱手段が経路構造体に対して加熱が行われる。したがって、例えば、経路構造体が膨張している場合には、その部分から吸熱して膨張を抑制し、経路構造体が縮んでいる場合にはその部分に加熱して膨張させるといったことが可能となり、これにより移動体の位置決め精度に大きな影響を及ぼす経路構造体の変形を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の別態様に係る移動体システムは、第１の直線経路に沿って敷設され側方が開放した断面コ字状の経路構造体と、前記経路構造体によって案内され、前記側方を覆うようにして当該経路構造体に沿って移動可能に設けられる移動体を有する第１移動体機構と、前記第１の移動体機構を前記第１の直線経路と直交する方向に移動させる第２の移動体機構とを備える移動体システムであって、前記コ字状を構成する三辺のうち互いに向かい合う二辺の外側の面に平行である前記断面の中心線を挟んで対称となるように、前記経路構造体に設けられ、当該経路構造体の変形状態を検出する変形検出手段と、前記中心線を挟んで対称となるように前記経路構造体に設けられ、当該経路構造体に対して加熱する加熱手段と、前記変形検出手段の検出結果に基づいて、前記経路構造体が熱変形していないときの予め設定された状態に近づくように、前記加熱手段を制御する熱量制御手段とを具備することを特徴としている。また、本発明に係る移動体システムは、第１の直線経路に沿って敷設され側方が開放した断面コ字状の経路構造体と、前記経路構造体によって案内され、前記側方を覆うようにして当該経路構造体に沿って移動可能に設けられる移動体を有する第１移動体機構と、前記第１の移動体機構を前記第１の直線経路と直交する方向に移動させる第２の移動体機構とを備える移動体システムであって、前記経路構造体における前記コ字状を構成する三辺のうち互いに向かい合う二辺の外側の面をそれぞれ通る中立軸を挟んで、前記移動体とは反対側となるように前記経路構造体に設けられ、当該経路構造体の変形状態を検出する変形検出手段と、前記コ字状を構成する辺に相当する部位を挟んで前記変形検出手段の反対側に設けられ、当該経路構造体に対して加熱する加熱手段と、前記変形検出手段の検出結果に基づいて、前記経路構造体が熱変形していないときの予め設定された状態に近づくように、前記加熱手段を制御する熱量制御手段とを具備することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
Ａ．実施形態
まず、図１は本発明の一実施形態に係る移動体システムの主要部の外観を示す斜視図である。同図に示すように、この移動体システムは、Ｘ軸方向に伸びる直線状に敷設された軌道レール構造体（経路構造体）３０と、軌道レール構造体３０に沿って移動可能に設けられる移動体３１とを有する第１移動体機構３２と、第１移動体機構３２をＸ軸と直交するＹ軸方向に移動させる第２移動体機構３３とを備えている。
【００１７】
第２移動体機構３３は、Ｘ軸方向に伸びる軌道レール構造体３０の両端側に固定される移動架台３３０，３４０を有しており、当該移動架台３３０，３４０は各々Ｙ軸方向に直線状に敷設された軌道レール３３１，３４１に沿って移動可能になされている。これにより、軌道レール構造体３０はＸ軸方向に延在した状態を維持したまま移動架台３３０，３４０の移動に伴ってＹ軸方向に移動させられるようになっている。
【００１８】
この移動体システムでは、ある座標位置（Ｘ１，Ｙ１）に移動体３１を移動させる場合には、Ｙ軸方向の位置情報（Ｙ１）に示される位置に、第２移動体機構３３の移動架台３３０，３４０を軌道レール３３１，３４１に沿って移動させる。このように第２移動体機構３３によってＹ軸方向の位置決めが行われるとともに、第１移動体機構３２は、Ｘ軸方向の位置情報（Ｘ１）に示される位置に移動体３１を移動させる。このようにして第１移動体機構３２および移動体３１を、目標位置のＸ座標およびＹ座標にしたがって制御することにより、移動体３１をＸＹ平面内の任意の位置に移動させることができるようになっている。
【００１９】
次に、第１移動体機構３２の詳細について図２および図３を参照しながら説明する。図２に示すように、この移動体システムは、所定の軌道に沿って敷設された軌道レール構造体３０に沿って移動体２１が移動可能になされている。図３に示すように、軌道レール構造体３０は、側方が開放した断面コ字状の部材であり、その上下の内側面に沿って二次側コア２２が設けられている。また、軌道レール構造体３０の上下両端部２０ａには、それぞれリニアガイド２３が設けられており、このリニアガイド２３に移動体３１が摺動可能に支持されている。これにより、移動体３１は軌道レール構造体３０に沿って移動することができるようになっている。
【００２０】
移動体３１は、箱状の軌道レール構造体３０の内部に配置され、上記二次側コア２２とともに磁界を発生してこの移動体３１に推力を付与する磁界発生機構２４と、磁界発生機構２４の側方に配置され、半導体部品実装ヘッドなど所定の作業を実行する機器などを搭載する作業用保持部材２５と、磁界発生機構２４とを備えている。
【００２１】
磁界発生機構２４は、上述した軌道レール構造体３０に沿って設けられる各二次側コア２２に対向する位置に設けられる一次側コア２７と、各一次側コア２７に券回されるコイル２８と、一次側コア２７およびこれに券回されるコイル２８を支持する支持部材２９とを備えている。ここで、図４を参照しながら、磁界発生機構２４と軌道レール構造体３０に設けられた二次側コア２２とによる移動体３１の具体的な駆動構成例について説明する。本実施形態では、二次側コア２２と、一次側コア２７およびコイル２８とは、支持部材２９を挟んで２組設けられているが、両者は同一の原理で動作するため、一方のみを図示してその動作原理について説明する。
【００２２】
図４に示すように、軌道レール構造体３０に設けられた二次側コア２２の一次側コア２７と対向する面には、歯部２２ａが長手方向に沿って等間隔に形成されている。移動体３１の一次側コア５７は、コ字状のＡ相鉄心７０およびＢ相鉄心７１と、Ａ相鉄心７０のＡ相磁極７０ａおよび相磁極７０ｂに券回されるコイル２８ａ，２８ｂと、Ｂ相鉄心７１のＢ相磁極７１ａおよび相磁極７１ｂに券回されるコイル２８ｃ，２８ｄと、Ａ相鉄心７０およびＢ相鉄心７１の二次側コア５２と反対側の面に設けられた永久磁石７２，７３と、永久磁石７２，７３に取り付けられた板状の磁性体によって構成されるバックプレート７４とから構成されている。Ａ相磁極７０ａの二次側コア２２と対向する面には、歯部２２ａのピッチＰと同一ピッチで３個の極歯７５ａが形成されており、その他の磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂにも同様に３個の極歯７６ｂ，７７ａ，７７ｂが形成されている。また、各磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂはＡ相磁極７０ａに対して順次Ｐ／４ずつずらして配置され、これにより各磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂは互いに位相が９０°ずつ異なった位置関係となっている。このような構成の下、コイル２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに一相励磁方式等によりパルス信号を供給することにより、コイル２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに順次発生する磁束と、永久磁石７２，７３が発生する磁束とが各磁極７０ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂにおいて順次加減され、二次側コア２２に対する移動体３１の磁気的安定位置が順次移動し、これにより移動体３１が二次側コア２２に沿った方向、つまり軌道レール構造体３０に沿って移動させられる。
これは、一般的なリニアパルスモータの構成であるが、この他にも、例えば特開平３−１２４２５９号公報に記載されたリニアパルスモータ方式などを用いるようにしてもよい。
【００２３】
図３に戻り、作業用保持部材２５は、略板状の部材であり、その図の左右両端側において上述したリニアガイド２３に支持されている。また、作業用保持部材２５の磁界発生機構２４と反対側の面（図３の右側面）には、所定の作業を実行するための装置等が取り付けられている。例えば、半導体部品実装作業を実行する場合には、半導体部品実装ヘッドや半導体部品搬送用ロボットなどが搭載され、単に半導体部品を搬送する作業を実行する場合には、半導体部品等を収容するラックなどが搭載されることになる。なお、作業用保持部材２５が搭載する作業用機器としては、上述した半導体製造に関わるものに限定されるものではなく、他の用途に用いられるロボット等であってもよい。
【００２４】
作業用保持部材２５は、磁界発生機構２４の支持部材２９とがボルト２９ａによって結合されている。これにより、作業用保持部材２５およびこれに搭載されるロボットや実装装置などは、軌道レール構造体３０上の任意の位置に移動することができるようになっている。
【００２５】
以上がリニアモータ方式によって駆動される第１移動体機構３２の駆動に関わる構成である。第２移動体機構３３も上述した第１移動体機構３２と同様の駆動構成によって軌道レール構造体３０の両端を支持する移動架台３３０，３４０をＹ軸方向に駆動できるようになっているため、第２移動体機構３３についての詳細な説明は割愛する。
【００２６】
第１移動体機構３２は、磁界発生機構２４の発生する磁界によって移動体３１を軌道レール構造体３０に沿って移動させることができるが、移動体３１を移動させると、磁界発生機構２４による発熱（銅損、鉄損等による発熱）や、リニアガイド２３と移動体３１との間の摩擦による発熱が生じてしまう。このような発熱に伴うバイメタル効果によって軌道レール構造体３０が湾曲等すると、移動体３１の位置精度の悪化を招くことになるが、本実施形態に係る移動体システムは、このような位置精度の悪化を低減するための構成を有しており、以下当該構成について詳細に説明する。
【００２７】
図５に示すように、第１移動体機構３２における熱の発生源は主に磁界発生機構２４や、リニアガイド２３と移動体３１との摺動部分であり、発生した熱は図中矢印で示すように、支持部材２９→作業用保持部材２５→リニアガイド２３→軌道レール構造体３０の両端部２０ａといった順序で伝達され、この伝達経路に伝達されている間に作業用保持部材２５や軌道レール構造体３０といった部分で発散されることになる。すなわち、図５に示す右側の部分である移動体３１側の部分に伝達される熱量が多く、伝達される途中の発散により図の左側部分である軌道レール構造体３０の側面部３０ｃに伝達される熱量が少ない。したがって、図５に示す右側部分の熱による膨張が、図の左側の部分の膨張より大きく、その結果、軌道レール構造体３０は湾曲してしまうことになる（図１７参照）。ここで、図中一点鎖線は、このような熱変形が生じた場合に、変形が生じない部分である中立軸を示す。このようなバイメタル効果による軌道レール構造体３０の変形は、磁界発生機構２４による発熱に起因するものは比較的長い時間をかけて変形するのに対し、リニアガイド２３と移動体３１との摺動摩擦によって生じる熱による変形は熱時定数が小さく、短時間で変形してしまうことになり、位置精度の悪化に大きな影響を及ぼすことになるが、本実施形態では以下のようにしてバイメタル効果による熱変形に起因する位置精度の悪化を抑制している。
【００２８】
本実施形態における移動体システムでは、上述したような軌道レール構造体３０の湾曲を抑制するために、図３に示すように、軌道レール構造体３０の側面部３０ｃの磁界発生機構２４側の面に歪みセンサ５０を、側面部３０ｃにおける反対側の面にテープ状のヒータ５１を取り付けている。ここで、歪みセンサ５０およびヒータ５１は各々側面部３０ｃを挟んで対向する位置に取り付けられており、このように対向配置される歪みセンサ５０およびヒータ５１の組が、軌道レール構造体３０の延在方向（図３の紙面垂直方向であるＸ軸方向）の複数箇所に所定の間隔を隔てて取り付けられている。
【００２９】
歪みセンサ５０は、側面部３０ｃにおける当該歪みセンサ５０が取り付けられた部分の歪みを検出する。歪みセンサ５０としては、金属線の伸張によって変動する抵抗変化を測定する一般的な歪みゲージを用いることができるが、歪みゲージは温度変化による影響を受けやすい。上述したようにリニアモータ方式の移動体システムの発熱量は大きいため、温度変化も大きくなる虞があり、単純に歪みゲージを用いた場合にはその測定精度が悪化してしまうことも考えられる。そこで、本実施形態では、図６に示す温度補償機能付きの歪みセンサ５０を採用している。同図に示すように、この歪みセンサ５０は、歪み検出用ゲージ５０ａと、温度補償用のダミーゲージ５０ｂと、抵抗Ｒ３，Ｒ４とを備えたホイートストーンブリッジ回路であり、歪み検出用ゲージ５０ａの抵抗（歪み量に応じた値となる）が検出結果として用いられるようになっている。
【００３０】
次に、上述した発熱による軌道レール構造体３０の湾曲を低減するための制御構成について図７を参照しながら説明する。同図に示すように、軌道レール構造体３０の側面部３０ｃの複数箇所に取り付けられた各ヒータ５１は、熱量制御装置７０から供給される電流によって発熱するようになっている。熱量制御装置７０は、軌道レール構造体３０ｃの複数箇所に取り付けられた歪みセンサ５０から供給される検出結果に基づいて、各々の歪みセンサ５０に対応するヒータ５１に供給すべき電流値を個別に決定し、決定した値の電流を各々のヒータ５１に供給する。これにより各ヒータ５１は供給された電流値に応じて発熱し、側面部３０ｃにおける各ヒータ５１が取り付けられた部分の近傍が加熱される。より具体的には、熱量制御装置７０は、各歪みセンサ５０の検出結果である歪み検出用ゲージ５０ａの抵抗値が予め設定された値となるように対応するヒータ５１に対して電流を供給する。ここで、予め設定された値とは、軌道レール構造体３０が湾曲しておらず、直線状になっている際の歪み検出用ゲージ５０ａによって測定される抵抗値である。すなわち、歪み検出用ゲージ５０ａの抵抗値が上記の設定値となるということは、軌道レール構造体３０が湾曲しておらず、直線状になっている状態である。このように熱量制御装置７０は、上述したように当該移動体システムの発熱に伴うバイメタル効果によって縮む部分である中立軸よりも図５の左側の部分をヒータ５１によって加熱することで熱膨張させる。この際、上述したように歪みセンサ５０の検出結果が設定値になるように、すなわち軌道レール構造体３０が直線状になるような値の電流を各ヒータ５１に供給し、側面部３０ｃを熱膨張させる。これにより、上記バイメタル効果によって湾曲しようとする軌道レール構造体３０を直線状に維持することができる。
【００３１】
このように本実施形態に係る移動体システムの第１移動体機構３２では、軌道レール構造体３０の駆動によって発熱した場合にも、熱量制御装置７０が歪みセンサ５０の検出結果に基づいてヒータ５１に電流を供給することにより、軌道レール構造体３０が湾曲しないように側面部３０ｃの部分を膨張させることができる。したがって、第１移動体機構３２の使用状態（長時間使用、短時間使用、移動体３１の累積移動量の大小等）に関わらず、すなわち発熱量が変動した場合にも常に軌道レール構造体３０が湾曲しないようにすることができる。したがって、移動体３１の駆動によって発熱した場合にも、移動体システムのＹ軸方向の位置決め精度が悪化してしまうことを低減することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、発熱に伴うバイメタル効果によって変形してしまう形状や材質の軌道レール構造体３０を用いた場合にも、軌道レール構造体３０の変形を抑制することができる。したがって、軌道レール構造体３０の形状や材質を選択する際に、バイメタル効果による変形を抑制することを考慮する必要がなく、すなわちバイメタル効果が生じないような材質や形状を採用するといった設計上の制限がなくなり、設計の自由度が増す。したがって、他の設計条件（例えば、軽量化、省エネルギー化、低振動、コスト等）を優先した設計が可能となる。
【００３３】
Ｂ．変形例
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような種々の変形が可能である。
【００３４】
（変形例１）
上述した実施形態では、軌道レール構造体３０の側面部３０ｃのほぼ中央部分に歪みセンサ５０およびヒータ５１を取り付けるようにしていたが、その取り付け位置はこの位置に限らず、例えば図８に示すように、側面部３０ｃの上端部３０ｄおよび下端部３０ｅ近傍の各々に歪みセンサ５０およびヒータ５１の組を取り付けるようにしてもよい。
【００３５】
このように上端部３０ｄおよび下端部３０ｅにヒータ５１を取り付ける場合には、上述した発熱によるバイメタル効果に起因する軌道レール構造体３０の変形だけではなく、移動体３１や移動体３１が搭載する実装ロボット等の重量に起因する軌道レール構造体３０の変形を低減できるように上端部３０ｄおよび下端部３０ｅに取り付けられた各ヒータ５１に供給する電流値を制御するようにしてもよい。
【００３６】
すなわち、第１移動体機構３２においては、移動体３１および移動体３１が搭載するロボット等の重量によって符号Ｓで示す位置をせん断中心とした図中時計回りの回転モーメントが作用する。このように作用する回転モーメントによって軌道レール構造体３０の上端側が伸びるような応力が加わる一方で、下端側は縮むような応力が加わることになる。移動体３１が搭載するロボット等の重量が大きい場合には、この変形量による高さ方向（Ｚ軸方向）の位置精度の悪化が無視できないほど大きくなることもある。そこで、上記のように上端部３０ｄおよび下端部３０ｅにヒータ５１を取り付ける場合には、予め上記のように作用する回転モーメントによる変形を是正するために上端部３０ｄおよび下端部３０ｅに取り付けられたヒータ５１に供給すべき電流値を求めておく。そして、上述した実施形態と同様に、歪みセンサ５０の検出結果に応じて求めた電流値に、上記電流値を加えた値の電流をヒータ５１に供給する。
【００３７】
移動体３１や移動体３１の搭載する負荷重量による変形では、下端部３０ｅ側が縮む部分となるが、この負荷重量による縮みを抑制するためにヒータ５１に供給すべき電流値がαであり（上端部３０ｄに取り付けられたヒータ５１に供給すべき電流値は０とする）、上記実施形態と同様に歪みセンサ５０の検出結果により求めた電流値がβである場合に、各ヒータ５１に供給される電流値は次のようになる。すなわち、上端部３０ｄに取り付けられたヒータ５１にはβの電流が供給され、下端部３０ｅに取り付けられたヒータ５１には（α＋β）の電流値が供給される。このようにすることで、発熱に伴うバイメタル効果による軌道レール構造体３０の変形に起因するＹ軸方向の位置精度の悪化と、移動体３１や移動体３１が搭載する負荷の重量による変形に起因するＺ軸方向の位置精度の悪化とを低減することができる。
【００３８】
（変形例２）
また、上述した実施形態における側面部３０ｃに取り付けられたヒータ５１に加え、図９に示すように、中立軸よりも右側の部分であるバイメタル効果によって伸びる側の部位にヒータ９０を取り付けるようにし、これらのヒータ９０を上記実施形態と同様に対応する歪みセンサ５０の検出結果が予め設定された値となるような電流をヒータ５１およびヒータ９０に供給するようにしてもよい。
【００３９】
図９に示す例では、軌道レール構造体３０における上下の両端部２０ａ近傍の各々にヒータ９０を取り付けるようにしている。上述したように通常は、発熱に伴うバイメタル効果によって中立軸よりも図の左側の部分（側面部３０ｃ等）が縮み、中立軸よりも図の右側の部分が伸びることになるが、その使用状況や使用環境（時定数の異なる発熱源が複数ある場合、単純変形しない構造体である場合、近傍に当該システムとは別の発熱源がある場合等）によっては、中立軸よりも図の右側の部分が縮み、図の左側部分が伸びるといった現象が生じ、これによって軌道レール構造体３０が湾曲してしまうこともあり得る。このような場合には、歪みセンサ５０の検出結果は、側面部３０ｃが伸びていることを表すものとなり、この検出結果が予め設定された値となるようにヒータ９０に電流を供給する。これにより、軌道レール構造体３０におけるヒータ９０が取り付けられた部位の近傍が加熱され、この部分が熱膨張する。この熱膨張によって、軌道レール構造体３０の湾曲を抑制することができる。
【００４０】
（変形例３）
また、上述した実施形態では、第１移動体機構３２の軌道レール構造体３０の両端を移動架台３３０，３４０で支持し、移動架台３３０，３４０を軌道レール３３１，３４１に沿って移動させる第２移動体機構３３を備えた移動体システムを例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば図１０に示すような構成の移動体システムに本発明を適用することもできる。同図に示す移動体システムでは、上記実施形態の移動システムと比較して軌道レール構造体３０の長さが小さく、このような場合には図示のように軌道レール構造体３０の一端側のみを移動架台３４０で支持し、当該移動架台３４０を第２移動体機構３３’の軌道レール３４１に沿ってＹ軸方向に移動させるような構成であってもよい。
【００４１】
また、上述した実施形態のようにＸ軸に沿って移動体３１に移動させるさせるための第１移動体機構３２と、Ｙ軸に沿って移動体３１を移動させるための第２移動体機構３３といった２軸方向に移動体３１を移動させるための移動体システムに限らず、一方向にのみ移動体３１を移動させる移動体システムに本発明を適用することも可能である。
【００４２】
また、移動体システムの駆動方式として上記実施形態で説明した方式に限らず、二次側に永久磁石を設けたリニアモータ方式等の他のリニアモータ方式であってもよく、発熱に伴うレール軌道の変形によって位置精度が悪化してしまう移動体システムであれば、リニアモータ方式以外の駆動方式（例えばボールスクリュー方式等）の移動体システムであっても本発明を適用することができる。
【００４３】
（変形例４）
上述した実施形態においては、軌道レール構造体３０における発熱に伴うバイメタル効果によって縮む部分にヒータ５１を取り付け、当該部分をヒータ５１によって加熱することにより熱膨張させて軌道レール構造体３０の湾曲を抑制するようにしていたが、これに限らず、軌道レール構造体３０を部分的に加熱することができるものであれば、ヒータ５１の代わりに用いることができる。また、発熱および吸熱の両者が可能なペルチェ素子を軌道レール構造体３０におけるバイメタル効果によって変形する部位（中立軸以外の部位）に取り付けるようにしてもよい。ペルチェ素子は、ｐ形とｎ形の熱電半導体を銅電極で接合し、ｎ形の方から直流電流を流すと上側の接合面から下の接合面へ熱を移動させ、直流電流の流す方向を逆にすることにより、逆方向に熱を移動させる素子である。すなわち、ペルチェ素子に供給する電流の方向を切り換えることにより、加熱、吸熱の両者に利用することができるのである。
【００４４】
このようなペルチェ素子と歪みセンサ５０との組を、軌道レール構造体３０におけるバイメタル効果によって変形する部位（中立軸以外の部位）に１または複数箇所に取り付け、歪みセンサ５０による検出結果が予め設定された値（軌道レール構造体３０が直線状態にあるときのセンサの出力値）となるように各ペルチェ素子に供給する電流値および方向を制御する。例えば、歪みセンサ５０による検出結果が縮んでいることを表す場合には、当該歪みセンサ５０に対応したペルチェ素子に対しては、その縮みがなくなるような値であり、かつ加熱する方向で電流を供給する。一方、歪みセンサ５０による検出結果が膨張していることを表す場合には、当該歪みセンサ５０に対応したペルチェ素子に対しては、その膨張がなくなるような値であり、かつ吸熱する方向で電流を供給する。このようにペルチェ素子を用いることで、軌道レール構造体３０における縮んでいる部位に対して加熱し、膨張している部位に対しては吸熱するといったようにその変形を抑えるような熱量制御を行うことができ、軌道レール構造体３０の変形の抑制をより高精度で実現することができる。
【００４５】
また、上記実施形態における軌道レール構造体３０および移動体３１と形状の異なる軌道レール構造体３０’および移動体３１’を備えた移動体システムにおいて、軌道レール構造体３０'にペルチェ素子を取り付けた場合の一例を図１１に示す。同図に示すように、移動体３１’は形状や各部の配置位置等は上記実施形態における移動体３１と異なっているものの、移動体３１と同様、磁界発生機構２４を構成する一次側コア２７およびコイル２８を有しており、軌道レール構造体３０’に保持部材１２０を介して保持された二次側コア２２と協働して自身を駆動するための推力を発生する機能を有している。
【００４６】
軌道レール構造体３０’は、上記実施形態における軌道レール構造体３０と同様に、移動体３１’側（図の右側）の上下の部分にリニアガイド２３が設けられており、リニアガイド２３に移動体３１’が摺動可能になされている。図示のように軌道レール構造体３０’は、Ｘ軸方向（図の紙面垂直方向）に延在する空洞Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が形成されるとともに、複数の凹溝１１０，１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６が形成された複雑な断面形状の部材である。このような複雑な形状とすることにより表面積を大きくし、これにより放熱性を向上させて熱変形を抑制している。軌道レール構造体３０’における移動体３１’と反対側（図の左側）の上面１２５にはペルチェ素子１３０が取り付けられており、その中央面１２６には歪みセンサ５０が取り付けられており、その下面１２７にはペルチェ素子１３０が取り付けられている。
【００４７】
このような構成の下、歪みセンサ５０による検出結果が予め設定された値（軌道レール構造体３０’が直線状になっているときの歪みセンサ５０によって検出される値）となるように、上部１２５および下面１２７に取り付けられたペルチェ素子１３０への電流供給を制御すればよい。
【００４８】
（変形例５）
また、軌道レール構造体３０の変形を抑制するための歪みセンサ５０、およびヒータ５１やペルチェ素子の組を設ける個数は任意であり、形状や材質といった軌道レール構造体３０の構成に応じて適宜選択するようにすればよい。
【００４９】
（変形例６）
また、図１２に示すように、軌道レール構造体３０の中立軸以外の部位（図示の例では側面部３０ｃ）に、ヒートパイプ１４０を取り付け、当該ヒートパイプ１４０にペルチェ素子やヒータ５１といった加熱手段や吸熱手段（図示の例ではヒータ５１）を取り付けるようにし、加熱や吸熱の能力を向上させるようにしてもよい。
【００５０】
また、図１３に示すように、軌道レール構造体３０の中立軸以外の部位（図示の例では、側面部３０ｃ）にペルチェ素子１５０を取り付ける場合、ペルチェ素子１５０の取り付け面１５０ａと反対側の面１５０ｂにヒートシンク１５１を取り付け、吸熱能力を向上させるようにしてもよい。
【００５１】
また、軌道レール構造体３０側に送風するファン等を設けることにより、軌道レール構造体３０に取り付けられたペルチェ素子等による吸熱能力を向上させるようにしてもよい。また、軌道レール構造体３０の熱膨張している部位から吸熱するための手段としては、上記のようにペルチェ素子とファンを併用するといった態様だけではなく、ファンのみで軌道レール構造体３０の熱膨張している部位を冷却するようにしてもよい。
【００５２】
（変形例７）
また、上述した実施形態や様々な変形例では、移動体システムの構成上、位置精度に大きな影響を及ぼすバイメタル効果による軌道レール構造体３０の湾曲を抑制することに注目しており、バイメタル効果による変形に対しては大きな効果を奏している。しかしながら、温度上昇に伴って軌道レール構造体３０自体が時間と共に単純に膨張している場合には、上記実施形態の構成等では、以下のような不具合が生じることもあり得る。
【００５３】
まず、軌道レール構造体３０が単純に膨張している場合には、歪みセンサ５０の検出結果は膨張していることを表すものとなる。このような膨張していることを検出結果として出力する歪みセンサ５０の近傍にペルチェ素子が取り付けられていた場合には、当該膨張を抑制するための電流がペルチェ素子に供給され、この結果その部位が冷却されて膨張が抑制される。このようにペルチェ素子近傍の膨張が抑制される一方で、軌道レール構造体３０におけるペルチェ素子に冷却されない部位は単純に膨張しているため、軌道レール構造体３０が湾曲してしまう。すなわち、歪みセンサ５０の検出結果が所定の値になるようにペルチェ素子を制御することにより、単純に膨張している軌道レール構造体３０を湾曲させてしまうこともあり得るのである。
【００５４】
次に、バイメタル効果による変形の中立軸を境界として膨張する側と、縮む側との両者にヒータ等の加熱手段を設けた場合（図９参照）に、軌道レール構造体３０が単純に膨張すると、バイメタル効果による変形では縮む側に設けられた歪みセンサ５０の検出結果は膨張を表すものとなる。したがって、バイメタル効果によって膨張する側に設けられたヒータ９０（図９参照）に電流が供給され、ヒータ９０の近傍が単純な膨張よりもさらに膨張することになる。この結果、軌道レール構造体３０が湾曲してしまうこともあり得る。
【００５５】
このような単純な膨張の際に生じる虞のある不具合を解消するために、以下のような手法を用いることができる。図１４に示すように、バイメタル効果による変形の中立軸の両側に、歪みセンサ５０，５０ａ，５０ｂを設け、バイメタル効果によって膨張する部分（上下両端部２０ａに設けられる歪みセンサ５０ａ，５０ｂ）と縮む部分（歪みセンサ５０）との両者の歪みを検出する。そして、中立軸の両側に設けられた歪みセンサ５０，５０ａ，５０ｂによって検出された３つの歪みを考慮し、ヒータ５１およびヒータ９０を制御するようにすればよい。具体的には、中立軸よりも膨張側に設けられた歪みセンサ５０ａ，５０ｂにより検出される歪み量の平均値と、縮む側に設けられた歪みセンサ５０により検出された歪み量の差分を求め、当該差分に応じてヒータ５０およびヒータ９０への電流供給を制御する。例えば、膨張側の歪み量と、縮む側の歪み量が同じ場合には、軌道レール構造体３０が単純に膨張していると考えられ、この場合にはヒータ５０およびヒータ９０への電流供給を行わない。一方、膨張側の歪み量が縮む側の歪み量よりも大きい場合には、バイメタル効果によって軌道レール構造体３０が湾曲していると考えられるので、縮む側に設けられたヒータ５０に対してのみ、両者の歪み量の差分値に応じた電流を供給する。このようにすることで、単純な膨張が生じた場合の不具合を招くことなく、バイメタル効果による熱変形を抑制することができる。
【００５６】
（変形例８）
また、上述した実施形態では、歪みセンサ５０を用いて軌道レール構造体３０の変形状態を検出し、この検出結果に応じてヒータやペルチェ素子といった加熱／吸熱手段を制御するようにしていたが、歪みセンサ５０以外にも軌道レール構造体３０の変形状態を検出することができるものを用いることができる。例えば、ディジタルビデオカメラ等で軌道レール構造体３０を複数方向から撮影し、当該撮影画像を解析することにより軌道レール構造体３０の変形状態を検出するようにしてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、優れた位置決め精度で移動体を移動させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動体システムの主要部の外観を示す斜視図である。
【図２】前記移動体システムの構成要素は、第１移動体機構の主要部の外観を示す斜視図である。
【図３】前記第１移動体機構の主要部を示す断面図である。
【図４】前記第１移動体機構の動作原理を説明するための図である。
【図５】前記第１移動体機構における熱の伝達経路を説明するための図である。
【図６】前記第１移動体機構の構成要素である歪みセンサの構成を示す回路図である。
【図７】前記第１移動体機構における軌道レール構造体の熱変形を抑制するための制御構成を示すブロック図である。
【図８】前記移動体システムの変形例における第１移動体機構の主要部を示す断面図である。
【図９】前記移動体システムの他の変形例における第１移動体機構の主要部を示す断面図である。
【図１０】前記移動体システムのその他の変形例の主要部の外観を示す斜視図である。
【図１１】前記移動体システムのさらにその他の変形例の第１移動体機構の主要部を示す断面図である。
【図１２】前記移動体システムの別の変形例の第１移動体機構の軌道レール構造体の外観を示す斜視図である。
【図１３】前記移動体システムのさらに別の変形例の第１移動体機構の主要部を示す断面図である。
【図１４】前記移動体システムのさらにその別に変形例の第１移動体機構の主要部を示す断面図である。
【図１５】従来のリニアモータ方式の移動体システムの主要部を示す断面図である。
【図１６】従来の移動体システムの主要部の外観を示す斜視図である。
【図１７】従来の移動体システムにおいて、発熱に伴うバイメタル効果によって軌道レール構造体が変形する様子を示す図である。
【符号の説明】
２０ａ……両端部、２２……二次側コア、２３……リニアガイド、２４……磁界発生機構、２５……作業用保持部材、２７……一次側コア、２８……コイル、２９……支持部材、３０……軌道レール構造体、３０ｃ……側面部、３１……移動体、５０，５０ａ，５０ｂ……歪みセンサ（変形検出手段）、５１……ヒータ（加熱／吸熱手段）、７０……熱量制御装置、９０……ヒータ（加熱／吸熱手段）、１３０……ペルチェ素子（加熱／吸熱手段）、１４０……ヒートパイプ、１５０……ペルチェ素子（加熱／吸熱手段）、１５１……ヒートシンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile system that moves a mobile body along a predetermined route.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in semiconductor factories and the like, mobile body systems that transport semiconductor components or move work robots have been used. Examples of such a mobile system include a linear motor system and a ball screw system. The method using a linear motor has advantages that dust is not generated and is clean, is quiet, and has a high positioning accuracy of the moving body. In addition to this, there are various advantages such as an advantage that a plurality of moving bodies can be arranged on one track and an advantage that there are few wear parts and excellent durability. Accordingly, in a semiconductor manufacturing apparatus (particularly, a stepper or an exposure machine), a linear motor type moving body system is widely used.
[0003]
Here, FIG. 15 shows a configuration of a mobile system using a conventional linear motor system. As shown in the figure, in this system, the moving body 3 is guided and supported by a linear guide portion 2 along a track rail structure 1 having a U-shaped cross section laid in the direction perpendicular to the drawing sheet. Yes. The moving body 3 includes a magnetic field generating mechanism 8 that includes a core 4, a coil 5 that is wound around the core 4, and a support member 9 that supports the core 4. In this magnetic field generating mechanism 8, by supplying a current to the coil 5, a magnetic field is generated between the secondary side core 6 disposed at a position facing the core 4 in the track rail structure 1, and thereby thrust is generated. Is generated to move the moving body 3.
[0004]
Such a moving body 3 is provided with a mounting portion 7 on which a component suction head for sucking semiconductor components and the like are mounted in addition to the magnetic field generating mechanism 8 that generates the thrust described above. Here, the mounting portion 7 and the support member 9 of the magnetic field generation mechanism 8 are fixed by bolts 10. Therefore, if a mounting head or the like is mounted on the mounting portion 7, the component suction head can be moved to an arbitrary position in the track rail structure 1.
[0005]
By the way, in the mobile system, in order to arbitrarily move the robot mounted on the mobile body 3 described above not only on a certain straight line but also in a plane (X direction, Y direction) within a predetermined range, FIG. A system as shown may be used. As shown in the figure, in this system, the linear motor system 16 (see FIG. 15) including the track rail structure 1 and the moving body 3 laid in the X-axis direction is a ball screw type in the Y-axis direction. To be able to move to. Specifically, the linear motor system 16 is fixed to a frame driven by a ball screw 15 and the ball screw 15 is driven by a motor 17 so that the entire linear motor system 16 can be moved in the Y-axis direction. It has become. According to this system, the movable body 3 can be moved to an arbitrary position on the XY plane by controlling the driving of both the ball screw 15 and the linear motor.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, although the linear motor system moving body system has various advantages as described above, the amount of heat generated during operation is larger than that of the ball screw system or the like. The linear motor type moving body system has a configuration in which the main heat source is the moving body 3, that is, the heat source moves. Therefore, the linear motor type mobile body system is easily affected by the deterioration of its performance due to heat generation, and the current linear motor type mobile body system reduces the influence of heat generation by a cooling method such as water cooling. .
[0007]
However, in the chip mounting apparatus in the semiconductor manufacturing apparatus, the water cooling method cannot be performed as described above, and the members constituting the mobile system are deformed as the temperature rises due to heat generation, and the accuracy as the system is reduced. Problem arises.
[0008]
In particular, the mobile system as described above is configured by combining a plurality of complicatedly shaped members such as the track rail structure 1 and the linear guide portion 2, and the magnetic field generation mechanism 8 which is a main heat source, The sliding part of the linear guide part 2 and the moving body 3 is in a position shifted from the neutral axis of this structure. Therefore, due to the bimetal effect, the track rail structure 1 that guides the moving body 3 in the X-axis direction is curved as illustrated in FIG. 17, and the position accuracy in the Y-axis direction of the moving body 3 is shifted. Will be invited. For example, when the moving body system is applied to a chip mounting apparatus, the track rail structure 1 in the X-axis direction has a length of about 1.5 m, and the track rail structure 1 having such a length is a bimetal. Due to the effect, the moving body 3 may be displaced by about 0.1 mm in the Y-axis direction. When the mobile body system is used for moving a chip mounting apparatus or the like, the above-mentioned positional deviation becomes a very big problem.
[0009]
Here, the bimetal effect occurs due to the following factors.
(1) The shape of the structure is complicated and the temperature distribution is non-uniform.
(2) The coefficients of thermal expansion of the members constituting the structure are different.
(3) The temperature distribution of the structure is not uniform due to cooling conditions or the like.
(4) There is no heat source on the neutral shaft.
[0010]
Therefore, if a mobile system having a structure that does not have the above-described factors can be designed, the bimetal effect due to heat generation can be suppressed, and the above problem of poor positional accuracy can be reduced. It is substantially difficult to design a mobile system having a structure that does not include the above factors.
[0011]
Further, even in a mobile system of a system other than the linear motor system as described above, there is a possibility that a positional accuracy defect may occur as in the linear motor system due to the bimetal effect accompanying heat generation. Further, the structure is not limited to those caused by heat generation, and the structural body may be deformed due to a change in weight load mounted on the moving body 3 or a position change of the moving body 3, which may lead to poor position accuracy.
[0012]
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a moving body system capable of moving a moving body with excellent positioning accuracy.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a mobile system according to the present invention includes a path structure having a U-shaped cross-section that is laid along a predetermined path and that is open on the side, and is guided by the path structure. A mobile body system that is provided so as to be movable along the path structure so as to cover the path structure body, on the outer surface of two sides facing each other among the three sides constituting the U-shape. Deformation detecting means for detecting a deformation state of the path structure and symmetrical with respect to the center line so as to be symmetric with respect to the center line of the cross section that is parallel. Based on the detection results of the heating means provided in the path structure and heating the path structure, and the deformation detection means, To approach the preset state when the path structure is not thermally deformed, And a heat quantity control means for controlling the heating means. In addition, the mobile system according to the present invention includes a path structure having a U-shaped cross section that is laid along a predetermined path and is open on the side, and is guided by the path structure so as to cover the side. A movable body system that is provided so as to be movable along the path structure, the outer surfaces of two sides facing each other among the three sides constituting the U-shape in the path structure. Deformation detecting means provided on the path structure so as to be on the opposite side of the moving body across a neutral axis passing through each, and a side constituting the U-shape, detecting a deformation state of the path structure Based on the detection result of the deformation detection means, the heating means provided on the opposite side of the deformation detection means across the portion corresponding to To approach the preset state when the path structure is not thermally deformed, And a heat quantity control means for controlling the heating means.
[0014]
According to this configuration, even when the route structure that guides the moving body is deformed due to some factor, the deformation state is detected by the deformation detecting means, and is added according to the detection result. Fever A step is added to the path structure. Heat Done. Therefore, for example, when the path structure is expanded, it is possible to absorb heat from the portion to suppress the expansion, and when the path structure is contracted, it is possible to heat and expand the portion. Thus, it is possible to suppress the deformation of the path structure that greatly affects the positioning accuracy of the moving body.
[0015]
In addition, a mobile system according to another aspect of the present invention includes a path structure having a U-shaped cross section that is laid along a first straight path and that is open on the side, and is guided by the path structure, A first moving body mechanism having a moving body provided so as to be movable along the path structure, and a first moving mechanism that moves the first moving body mechanism in a direction orthogonal to the first linear path. A movable body system comprising two movable body mechanisms, wherein the three sides of the U-shape are symmetrical with respect to a center line of the cross section that is parallel to an outer surface of two opposite sides. And a deformation detection means for detecting a deformation state of the path structure, and provided in the path structure so as to be symmetric with respect to the center line. Heating means for heating and the deformation detecting hand On the basis of the detection result, To approach the preset state when the path structure is not thermally deformed, And a heat quantity control means for controlling the heating means. In addition, the mobile system according to the present invention includes a path structure having a U-shaped cross section that is laid along the first straight path and that is open on the side, and is guided by the path structure so as to cover the side. A first moving body mechanism having a moving body movably provided along the path structure, and a second movement for moving the first moving body mechanism in a direction orthogonal to the first linear path. A movable body system comprising a body mechanism, wherein the movable body is sandwiched by a neutral axis passing through two outer surfaces facing each other among the three sides constituting the U-shape of the path structure. Opposite of the deformation detection means provided on the path structure so as to be on the opposite side and detecting the deformation state of the path structure, and the deformation detection means across a portion corresponding to the side constituting the U-shape The path structure provided on the side Heating means for heating for, based on a detection result of said deformation detecting means, To approach the preset state when the path structure is not thermally deformed, And a heat quantity control means for controlling the heating means.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A. Embodiment
First, FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a main part of a mobile system according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, this moving body system includes a track rail structure (path structure) 30 laid in a straight line extending in the X-axis direction and a movement provided so as to be movable along the track rail structure 30. A first moving body mechanism 32 having a body 31 and a second moving body mechanism 33 for moving the first moving body mechanism 32 in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis are provided.
[0017]
The second moving body mechanism 33 has moving bases 330 and 340 fixed to both ends of the track rail structure 30 extending in the X-axis direction. The moving bases 330 and 340 are linear in the Y-axis direction, respectively. It can be moved along the track rails 331 and 341 laid on the rail. As a result, the track rail structure 30 is moved in the Y-axis direction along with the movement of the movable racks 330 and 340 while maintaining the state extending in the X-axis direction.
[0018]
In this moving body system, when moving the moving body 31 to a certain coordinate position (X1, Y1), the moving frame 330 of the second moving body mechanism 33 is moved to the position indicated by the position information (Y1) in the Y-axis direction. , 340 is moved along the track rails 331 and 341. Thus, the positioning in the Y-axis direction is performed by the second moving body mechanism 33, and the first moving body mechanism 32 moves the moving body 31 to the position indicated by the position information (X1) in the X-axis direction. By controlling the first moving body mechanism 32 and the moving body 31 according to the X coordinate and the Y coordinate of the target position in this manner, the moving body 31 can be moved to an arbitrary position in the XY plane. It has become.
[0019]
Next, the detail of the 1st mobile body mechanism 32 is demonstrated, referring FIG. 2 and FIG. As shown in FIG. 2, in this moving body system, a moving body 21 is movable along a track rail structure 30 laid along a predetermined track. As shown in FIG. 3, the track rail structure 30 is a U-shaped member whose side is open, and a secondary core 22 is provided along the upper and lower inner surfaces thereof. Further, linear guides 23 are respectively provided at the upper and lower ends 20 a of the track rail structure 30, and the moving body 31 is slidably supported by the linear guides 23. Thereby, the moving body 31 can move along the track rail structure 30.
[0020]
The moving body 31 is disposed inside the box-shaped track rail structure 30, generates a magnetic field together with the secondary side core 22, and applies a thrust to the moving body 31, and the magnetic field generating mechanism 24. The holding member 25 for work which mounts the apparatus etc. which perform a predetermined | prescribed work, such as a semiconductor component mounting head, and the magnetic field generation mechanism 24 are provided.
[0021]
The magnetic field generation mechanism 24 includes a primary core 27 provided at a position facing each secondary core 22 provided along the above-described track rail structure 30, and a coil 28 wound around each primary core 27. The primary side core 27 and the support member 29 that supports the coil 28 that is wound around the primary side core 27 are provided. Here, a specific driving configuration example of the moving body 31 by the magnetic field generation mechanism 24 and the secondary side core 22 provided in the track rail structure 30 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the secondary side core 22, the primary side core 27, and the coil 28 are provided in two sets with the support member 29 interposed therebetween, but both operate on the same principle. The operation principle will be described.
[0022]
As shown in FIG. 4, tooth portions 22 a are formed at equal intervals along the longitudinal direction on the surface facing the primary core 27 of the secondary core 22 provided in the track rail structure 30. The primary core 57 of the moving body 31 includes a U-shaped A-phase iron core 70 and a B-phase iron core 71, coils 28a and 28b wound around the A-phase magnetic pole 70a and the phase magnetic pole 70b of the A-phase iron core 70, and B Coils 28c and 28d wound around the B-phase magnetic pole 71a and the phase magnetic pole 71b of the phase iron core 71, and a permanent magnet 72 provided on the surface opposite to the secondary core 52 of the A-phase iron core 70 and the B-phase iron core 71. , 73 and a back plate 74 composed of a plate-like magnetic body attached to the permanent magnets 72, 73. Three pole teeth 75a are formed on the surface of the A-phase magnetic pole 70a facing the secondary core 22 at the same pitch as the pitch P of the tooth portion 22a, and the same applies to the other magnetic poles 70b, 71a, 71b. Three pole teeth 76b, 77a, and 77b are formed on each other. Further, the magnetic poles 70b, 71a, 71b are sequentially shifted by P / 4 with respect to the A-phase magnetic pole 70a, so that the magnetic poles 70b, 71a, 71b have a positional relationship in which the phases are different from each other by 90 °. Yes. Under such a configuration, by supplying a pulse signal to the coils 28a, 28b, 28c, 28d by a one-phase excitation method or the like, the magnetic flux sequentially generated in the coils 28a, 28b, 28c, 28d and the permanent magnets 72, 73 are provided. The magnetically generated position of the moving body 31 with respect to the secondary core 22 is sequentially moved at each of the magnetic poles 70a, 70b, 71a, 71b. Along the track rail structure 30.
This is a configuration of a general linear pulse motor, but other than this, for example, a linear pulse motor system described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-124259 may be used.
[0023]
Returning to FIG. 3, the work holding member 25 is a substantially plate-like member, and is supported by the above-described linear guide 23 on the left and right ends of the drawing. Further, a device or the like for performing a predetermined work is attached to the surface of the work holding member 25 opposite to the magnetic field generating mechanism 24 (the right side surface in FIG. 3). For example, when performing a semiconductor component mounting operation, a semiconductor component mounting head, a semiconductor component transfer robot, or the like is mounted. When simply performing a semiconductor component transfer operation, a rack for storing semiconductor components, etc. Will be installed. The work device mounted on the work holding member 25 is not limited to the one related to the semiconductor manufacturing described above, and may be a robot used for other purposes.
[0024]
The work holding member 25 is coupled to the support member 29 of the magnetic field generating mechanism 24 by a bolt 29a. As a result, the work holding member 25 and the robot and mounting device mounted thereon can be moved to any position on the track rail structure 30.
[0025]
The above is the configuration related to the driving of the first moving body mechanism 32 driven by the linear motor system. Since the second moving body mechanism 33 can also drive the moving bases 330 and 340 that support both ends of the track rail structure 30 in the Y-axis direction by the same driving configuration as the first moving body mechanism 32 described above, A detailed description of the second moving body mechanism 33 is omitted.
[0026]
The first moving body mechanism 32 can move the moving body 31 along the track rail structure 30 by the magnetic field generated by the magnetic field generating mechanism 24. However, when the moving body 31 is moved, the first moving body mechanism 32 generates heat. (Heat generation due to copper loss, iron loss, etc.) and heat generation due to friction between the linear guide 23 and the moving body 31 occur. If the track rail structure 30 is curved or the like due to such a bimetallic effect caused by heat generation, the position accuracy of the moving body 31 is deteriorated. However, the moving body system according to this embodiment has such position accuracy. It has a configuration for reducing deterioration, and the configuration will be described in detail below.
[0027]
As shown in FIG. 5, the heat generating source in the first moving body mechanism 32 is mainly the magnetic field generating mechanism 24 or the sliding portion between the linear guide 23 and the moving body 31, and the generated heat is indicated by an arrow in the figure. As shown in the figure, the work holding member 25, the work holding member 25, the linear guide 23, the both ends 20a of the track rail structure 30 are transmitted in this order, and the work holding member 25 and the track are transmitted while being transmitted to this transmission path. It is emitted at a portion such as the rail structure 30. That is, a large amount of heat is transmitted to the portion on the moving body 31 side, which is the right side portion shown in FIG. 5, and is transmitted to the side surface portion 30c of the track rail structure 30 which is the left side portion of the figure by divergence in the middle of the transmission. Less heat is generated. Therefore, the expansion by the heat of the right part shown in FIG. 5 is larger than the expansion of the left part of the figure, and as a result, the track rail structure 30 is curved (see FIG. 17). Here, an alternate long and short dash line in the figure indicates a neutral axis that is a portion where deformation does not occur when such thermal deformation occurs. The deformation of the track rail structure 30 due to such a bimetal effect is caused by the heat generated by the magnetic field generating mechanism 24 and is deformed over a relatively long time, whereas the sliding friction between the linear guide 23 and the moving body 31 is caused. The deformation caused by heat has a small thermal time constant and deforms in a short time, which greatly affects the deterioration of position accuracy. In this embodiment, the heat due to the bimetal effect is as follows. Deterioration of position accuracy due to deformation is suppressed.
[0028]
In the mobile body system in the present embodiment, in order to suppress the curvature of the track rail structure 30 as described above, the surface on the magnetic field generation mechanism 24 side of the side surface portion 30c of the track rail structure 30 as shown in FIG. The strain sensor 50 is attached to the side surface 30c, and the tape-like heater 51 is attached to the opposite surface of the side surface portion 30c. Here, the strain sensor 50 and the heater 51 are respectively attached at positions facing each other with the side surface portion 30 c interposed therebetween, and the set of the strain sensor 50 and the heater 51 disposed so as to face each other is an extension of the track rail structure 30. Attached at a predetermined interval to a plurality of locations in the present direction (X-axis direction which is the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 3).
[0029]
The strain sensor 50 detects the strain at the portion where the strain sensor 50 is attached on the side surface portion 30c. As the strain sensor 50, a general strain gauge that measures a resistance change that varies due to stretching of a metal wire can be used. However, the strain gauge is easily affected by a temperature change. As described above, since the heat generation amount of the linear motor type moving body system is large, there is a possibility that the temperature change is also large. If a strain gauge is simply used, the measurement accuracy may be deteriorated. Therefore, in this embodiment, the strain sensor 50 with a temperature compensation function shown in FIG. 6 is employed. As shown in the figure, the strain sensor 50 is a Wheatstone bridge circuit including a strain detection gauge 50a, a temperature compensation dummy gauge 50b, and resistors R3 and R4, and the strain detection gauge 50a. Resistance (having a value corresponding to the amount of strain) is used as a detection result.
[0030]
Next, a control configuration for reducing the curvature of the track rail structure 30 due to the heat generation described above will be described with reference to FIG. As shown in the figure, each heater 51 attached to a plurality of locations on the side surface portion 30 c of the track rail structure 30 generates heat by the current supplied from the heat quantity control device 70. The heat quantity control device 70 individually determines the current values to be supplied to the heaters 51 corresponding to the respective strain sensors 50 based on the detection results supplied from the strain sensors 50 attached to a plurality of locations of the track rail structure 30c. The determined current is supplied to each heater 51. Accordingly, each heater 51 generates heat according to the supplied current value, and the vicinity of the portion where each heater 51 is attached in the side surface portion 30c is heated. More specifically, the heat quantity control device 70 supplies a current to the corresponding heater 51 so that the resistance value of the strain detection gauge 50a, which is the detection result of each strain sensor 50, becomes a preset value. . Here, the preset value is a resistance value measured by the strain detection gauge 50a when the track rail structure 30 is not curved but is linear. That is, the fact that the resistance value of the strain detection gauge 50a is the above set value means that the track rail structure 30 is not curved but is linear. As described above, the heat quantity control device 70 is thermally expanded by heating the portion on the left side of FIG. 5 with respect to the neutral shaft, which is a portion contracted by the bimetal effect accompanying the heat generation of the mobile body system, by the heater 51. At this time, as described above, current is supplied to each heater 51 so that the detection result of the strain sensor 50 becomes a set value, that is, the track rail structure 30 is linear, and the side surface portion 30c is heated. Inflate. Thereby, the track rail structure 30 to be bent by the bimetal effect can be maintained in a straight line shape.
[0031]
As described above, in the first moving body mechanism 32 of the moving body system according to the present embodiment, even when heat is generated by driving the track rail structure 30, the heat quantity control device 70 is based on the detection result of the strain sensor 50. By supplying a current to the side surface portion 30c, the portion of the side surface portion 30c can be expanded so that the track rail structure 30 is not curved. Therefore, regardless of the usage state of the first moving body mechanism 32 (long-time use, short-time use, the amount of accumulated movement of the moving body 31 and the like), that is, even when the amount of generated heat fluctuates, the track rail structure 30 is always present. Can be prevented from bending. Therefore, even when heat is generated by driving the mobile body 31, it is possible to reduce the deterioration of the positioning accuracy of the mobile body system in the Y-axis direction.
[0032]
Moreover, in this embodiment, even when the track rail structure 30 having a shape or material that is deformed by the bimetal effect accompanying heat generation is used, the deformation of the track rail structure 30 can be suppressed. Therefore, when selecting the shape and material of the track rail structure 30, it is not necessary to consider suppressing deformation due to the bimetal effect, that is, adopting a material or shape that does not cause the bimetal effect. There are no restrictions and the degree of freedom of design increases. Therefore, it is possible to design with priority given to other design conditions (for example, weight reduction, energy saving, low vibration, cost, etc.).
[0033]
B. Modified example
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Various deformation | transformation which is illustrated below are possible.
[0034]
(Modification 1)
In the embodiment described above, the strain sensor 50 and the heater 51 are attached to the substantially central portion of the side surface portion 30c of the track rail structure 30, but the attachment position is not limited to this position, and for example, as shown in FIG. In addition, a set of the strain sensor 50 and the heater 51 may be attached to the vicinity of the upper end portion 30d and the lower end portion 30e of the side surface portion 30c.
[0035]
Thus, when attaching the heater 51 to the upper end part 30d and the lower end part 30e, not only the deformation | transformation of the track rail structure 30 resulting from the bimetal effect by the heat_generation | fever mentioned above but the mounting which the mobile body 31 and the mobile body 31 mount is carried out. You may make it control the electric current value supplied to each heater 51 attached to the upper end part 30d and the lower end part 30e so that the deformation | transformation of the track rail structure 30 resulting from the weight of a robot etc. can be reduced.
[0036]
That is, in the first moving body mechanism 32, a rotating moment acting clockwise in the figure with the position indicated by the symbol S acting as a shear center acts on the moving body 31 and the weight of the robot or the like mounted on the moving body 31. While the rotational moment acting in this manner applies a stress such that the upper end side of the track rail structure 30 extends, a stress that contracts the lower end side is applied. When the weight of the robot or the like mounted on the moving body 31 is large, the deterioration of the positional accuracy in the height direction (Z-axis direction) due to the deformation amount may become so large that it cannot be ignored. Therefore, when the heater 51 is attached to the upper end 30d and the lower end 30e as described above, the heater attached to the upper end 30d and the lower end 30e in order to correct the deformation caused by the rotational moment acting as described above. The current value to be supplied to 51 is obtained in advance. Then, similarly to the above-described embodiment, a current having a value obtained by adding the current value to the current value obtained according to the detection result of the strain sensor 50 is supplied to the heater 51.
[0037]
In the deformation due to the load weight mounted on the movable body 31 or the movable body 31, the lower end 30e side is a portion that shrinks, but the current value to be supplied to the heater 51 to suppress the shrinkage due to the load weight is α (the upper end The current value to be supplied to the heater 51 attached to the part 30d is 0), and when the current value obtained from the detection result of the strain sensor 50 is β as in the above embodiment, the current value is supplied to each heater 51. The current value is as follows. That is, a current of β is supplied to the heater 51 attached to the upper end 30d, and a current value of (α + β) is supplied to the heater 51 attached to the lower end 30e. By doing so, it is caused by the deterioration of the positional accuracy in the Y-axis direction due to the deformation of the track rail structure 30 due to the bimetal effect accompanying heat generation, and the deformation due to the weight of the load mounted on the moving body 31 or the moving body 31. It is possible to reduce the deterioration of the positional accuracy in the Z-axis direction.
[0038]
(Modification 2)
Further, in addition to the heater 51 attached to the side surface portion 30c in the above-described embodiment, as shown in FIG. 9, the heater 90 is attached to a portion on the side extending by the bimetal effect that is a portion on the right side of the neutral shaft, Similarly to the above-described embodiment, the heaters 90 and the heaters 90 may be supplied with a current such that the detection result of the corresponding strain sensor 50 becomes a preset value.
[0039]
In the example shown in FIG. 9, the heater 90 is attached to each of the vicinity of the upper and lower ends 20 a of the track rail structure 30. As described above, normally, the left side of the figure (side surface portion 30c, etc.) contracts due to the bimetal effect accompanying heat generation, and the right side of the figure extends beyond the neutral axis. Depending on the usage environment (when there are multiple heat sources with different time constants, when the structure is not simply deformed, when there is a heat source other than the system in the vicinity, etc.) A phenomenon may occur in which the portion contracts and the left portion of the drawing extends, which may cause the track rail structure 30 to bend. In such a case, the detection result of the strain sensor 50 indicates that the side surface 30c is extended, and current is supplied to the heater 90 so that the detection result becomes a preset value. Thereby, the vicinity of the site | part to which the heater 90 was attached in the track rail structure 30 is heated, and this part expands thermally. The curvature of the track rail structure 30 can be suppressed by this thermal expansion.
[0040]
(Modification 3)
In the embodiment described above, both ends of the track rail structure 30 of the first moving body mechanism 32 are supported by the moving racks 330 and 340, and the moving racks 330 and 340 are moved along the track rails 331 and 341. Although the mobile body system provided with the mobile body mechanism 33 has been described as an example, the present invention is not limited thereto, and the present invention can also be applied to, for example, a mobile body system configured as shown in FIG. In the moving body system shown in the figure, the length of the track rail structure 30 is smaller than that of the moving system of the above embodiment. In such a case, only one end side of the track rail structure 30 is shown as shown in the figure. A configuration in which the movable frame 340 is supported by the movable frame 340 and the movable frame 340 is moved in the Y-axis direction along the track rail 341 of the second moving body mechanism 33 ′ may be employed.
[0041]
Further, as in the above-described embodiment, the first moving body mechanism 32 for moving the moving body 31 along the X axis and the second moving body mechanism 33 for moving the moving body 31 along the Y axis. The present invention can be applied not only to the moving body system for moving the moving body 31 in the two-axis directions but also to the moving body system that moves the moving body 31 only in one direction.
[0042]
In addition, the driving system of the mobile system is not limited to the system described in the above embodiment, and may be another linear motor system such as a linear motor system in which a permanent magnet is provided on the secondary side. The present invention can be applied to a mobile system other than the linear motor system (for example, a ball screw system) as long as it is a mobile system whose position accuracy is deteriorated by the deformation of the motor.
[0043]
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the heater 51 is attached to a portion of the track rail structure 30 that contracts due to the heat generated by the heat generation, and the portion is heated by the heater 51 to be thermally expanded to suppress the curvature of the track rail structure 30. However, the present invention is not limited to this, and any structure that can partially heat the track rail structure 30 can be used instead of the heater 51. Moreover, you may make it attach the Peltier element which can generate both heat | fever and heat absorption to the site | part (parts other than a neutral shaft) which deform | transforms by the bimetal effect in the track rail structure 30. FIG. The Peltier element is a p-type and n-type thermoelectric semiconductor joined by a copper electrode. When a direct current is passed from the n-type, heat is transferred from the upper joint surface to the lower joint surface, and the direction of the direct current flow is changed. An element that moves heat in the reverse direction by reversing. That is, by switching the direction of the current supplied to the Peltier element, it can be used for both heating and heat absorption.
[0044]
A set of such a Peltier element and the strain sensor 50 is attached to one or a plurality of portions (parts other than the neutral shaft) that are deformed by the bimetal effect in the track rail structure 30 and the detection result by the strain sensor 50 is set in advance. The current value and direction supplied to each Peltier element are controlled so that the obtained value (the output value of the sensor when the track rail structure 30 is in a linear state) is obtained. For example, when the result of detection by the strain sensor 50 indicates that the strain sensor 50 has shrunk, the Peltier element corresponding to the strain sensor 50 has a value that eliminates the shrinkage, and the current is applied in the heating direction. Supply. On the other hand, in the case where the detection result by the strain sensor 50 indicates that it has expanded, the Peltier element corresponding to the strain sensor 50 has such a value that the expansion is eliminated and the current is absorbed in the direction of heat absorption. Supply. By using the Peltier element in this way, the amount of heat is controlled so as to suppress deformation such that the contracted portion of the track rail structure 30 is heated and the expanded portion is absorbed. Therefore, the deformation of the track rail structure 30 can be suppressed with higher accuracy.
[0045]
Further, in the mobile body system including the track rail structure 30 ′ and the mobile body 31 ′ having shapes different from those of the track rail structure 30 and the mobile body 31 in the above embodiment, a Peltier element is attached to the track rail structure 30 ′. An example of the case is shown in FIG. As shown in the figure, the moving body 31 ′ is different from the moving body 31 in the above-described embodiment in the shape, the arrangement position of each part, and the like, but like the moving body 31, the primary core 27 constituting the magnetic field generating mechanism 24. And a coil 28, and has a function of generating thrust for driving itself in cooperation with the secondary side core 22 held by the track rail structure 30 ′ via the holding member 120. Yes.
[0046]
Similar to the track rail structure 30 in the above-described embodiment, the track rail structure 30 ′ is provided with linear guides 23 at the upper and lower portions on the moving body 31 ′ side (right side in the drawing), and moves to the linear guide 23. The body 31 ′ is slidable. As shown in the figure, the track rail structure 30 ′ is formed with cavities S1, S2, S3, S4 extending in the X-axis direction (perpendicular to the plane of the drawing), and a plurality of concave grooves 110, 111, 112, 113, 114, 115, and 116 are members having complicated cross-sectional shapes. By adopting such a complicated shape, the surface area is increased, thereby improving heat dissipation and suppressing thermal deformation. A Peltier element 130 is attached to the upper surface 125 of the track rail structure 30 ′ opposite to the moving body 31 ′ (left side in the figure), the strain sensor 50 is attached to the center surface 126, and the lower surface thereof. A Peltier element 130 is attached to 127.
[0047]
Under such a configuration, the upper part is set so that the detection result by the strain sensor 50 becomes a preset value (a value detected by the strain sensor 50 when the track rail structure 30 ′ is linear). What is necessary is just to control the electric current supply to the Peltier device 130 attached to 125 and the lower surface 127.
[0048]
(Modification 5)
Further, the number of the strain sensor 50 for suppressing the deformation of the track rail structure 30, the heater 51 and the Peltier element is arbitrary, and is appropriately selected according to the configuration of the track rail structure 30 such as shape and material. You just have to do it.
[0049]
(Modification 6)
Also, as shown in FIG. 12, a heat pipe 140 is attached to a portion other than the neutral axis of the track rail structure 30 (side surface portion 30c in the illustrated example), and heating means such as a Peltier element or a heater 51 is attached to the heat pipe 140. Alternatively, an endothermic means (heater 51 in the illustrated example) may be attached to improve the capability of heating or endothermic.
[0050]
As shown in FIG. 13, when the Peltier element 150 is attached to a portion other than the neutral axis of the track rail structure 30 (in the illustrated example, the side surface portion 30c), the surface opposite to the attachment surface 150a of the Peltier element 150 A heat sink 151 may be attached to 150b to improve the heat absorption capability.
[0051]
Further, by providing a fan or the like for blowing air on the track rail structure 30 side, the heat absorption capability by the Peltier element or the like attached to the track rail structure 30 may be improved. Further, the means for absorbing heat from the thermally expanded portion of the track rail structure 30 is not limited to the mode in which the Peltier element and the fan are used in combination as described above, but the heat of the track rail structure 30 can be achieved only by the fan. You may make it cool the site | part which has expanded.
[0052]
(Modification 7)
In the above-described embodiment and various modifications, attention is paid to suppressing the curvature of the track rail structure 30 due to the bimetal effect that greatly affects the position accuracy in the configuration of the mobile system. It has a great effect on deformation. However, when the track rail structure 30 itself simply expands with time as the temperature rises, the following problems may occur in the configuration of the above embodiment.
[0053]
First, when the track rail structure 30 is simply inflated, the detection result of the strain sensor 50 indicates that it is inflated. When a Peltier element is attached in the vicinity of the strain sensor 50 that outputs such a detection as a detection result, a current for suppressing the expansion is supplied to the Peltier element. Is cooled and the expansion is suppressed. Thus, while the expansion | swelling of the Peltier element vicinity is suppressed, since the site | part which is not cooled by the Peltier element in the track rail structure 30 is expanding simply, the track rail structure 30 will curve. That is, by controlling the Peltier element so that the detection result of the strain sensor 50 becomes a predetermined value, the track rail structure 30 that is simply inflated may be bent.
[0054]
Next, when the track rail structure 30 simply expands when heating means such as a heater is provided on both the expansion side and the contraction side with the neutral axis of deformation due to the bimetal effect as a boundary (see FIG. 9). In the deformation due to the bimetal effect, the detection result of the strain sensor 50 provided on the contracting side represents expansion. Therefore, a current is supplied to the heater 90 (see FIG. 9) provided on the side that expands due to the bimetal effect, and the vicinity of the heater 90 expands further than simple expansion. As a result, the track rail structure 30 may be curved.
[0055]
In order to eliminate such a problem that may occur during the simple expansion, the following method can be used. As shown in FIG. 14, strain sensors 50, 50a, 50b are provided on both sides of the neutral axis of deformation due to the bimetal effect, and contract with the portions that expand due to the bimetal effect (the strain sensors 50a, 50b provided at the upper and lower ends 20a). The distortion of both of the parts (distortion sensor 50) is detected. Then, the heater 51 and the heater 90 may be controlled in consideration of the three strains detected by the strain sensors 50, 50a, 50b provided on both sides of the neutral shaft. Specifically, the difference between the average value of the strain amounts detected by the strain sensors 50a and 50b provided on the expansion side with respect to the neutral axis and the strain amount detected by the strain sensor 50 provided on the contraction side is obtained. The current supply to the heater 50 and the heater 90 is controlled according to the difference. For example, when the strain amount on the expansion side and the strain amount on the contraction side are the same, it is considered that the track rail structure 30 is simply expanded. In this case, current supply to the heater 50 and the heater 90 is performed. Not performed. On the other hand, when the amount of distortion on the expansion side is larger than the amount of distortion on the contraction side, it is considered that the track rail structure 30 is curved due to the bimetal effect, and therefore only for the heater 50 provided on the contraction side. A current corresponding to the difference value between the distortion amounts of the two is supplied. By doing in this way, the thermal deformation by a bimetal effect can be suppressed, without causing the malfunction at the time of simple expansion.
[0056]
(Modification 8)
In the above-described embodiment, the deformation state of the track rail structure 30 is detected using the strain sensor 50, and the heating / heat-absorbing means such as the heater and the Peltier element is controlled according to the detection result. In addition to the strain sensor 50, a sensor capable of detecting the deformation state of the track rail structure 30 can be used. For example, the deformation state of the track rail structure 30 may be detected by photographing the track rail structure 30 from a plurality of directions with a digital video camera or the like and analyzing the photographed image.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to move the moving body with excellent positioning accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a main part of a mobile system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a main part of a first moving body mechanism, which is a component of the moving body system.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of the first moving body mechanism.
FIG. 4 is a diagram for explaining an operating principle of the first moving body mechanism.
FIG. 5 is a diagram for explaining a heat transfer path in the first moving body mechanism;
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a strain sensor which is a component of the first moving body mechanism.
FIG. 7 is a block diagram showing a control configuration for suppressing thermal deformation of the track rail structure in the first moving body mechanism.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a main part of a first moving body mechanism in a modified example of the moving body system.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a main part of a first moving body mechanism in another modification of the moving body system.
FIG. 10 is a perspective view showing an appearance of a main part of another modification of the mobile system.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a main part of a first moving body mechanism of still another modified example of the moving body system.
FIG. 12 is a perspective view showing an appearance of a track rail structure of a first moving body mechanism of another modified example of the moving body system.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a main part of a first moving body mechanism of still another modified example of the moving body system.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a main part of a first moving body mechanism according to another modification of the moving body system.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a main part of a conventional linear motor type moving body system.
FIG. 16 is a perspective view showing the appearance of the main part of a conventional mobile system.
FIG. 17 is a diagram showing a state in which a track rail structure is deformed by a bimetal effect accompanying heat generation in a conventional mobile system.
[Explanation of symbols]
20a: Both ends, 22: Secondary core, 23: Linear guide, 24: Magnetic field generating mechanism, 25: Working holding member, 27 ... Primary core, 28 ... Coil, 29 ... Support member, 30... Track rail structure, 30 c .. Side surface part, 31... Moving body, 50, 50 a, 50 b ... Strain sensor (deformation detection means), 51 ... Heater (heating / heat absorption means), 70 ..... Heat quantity control device, 90 .... Heater (heating / heat absorption means), 130 ... Peltier element (heating / heat absorption means), 140 ... Heat pipe, 150 ... Peltier element (heating / heat absorption means), 151 ... heatsink

Claims

A path structure having a U-shaped cross section that is laid along a predetermined path and that is open on the side, and is guided by the path structure and provided to be movable along the path structure so as to cover the side. A movable body system comprising a movable body,
Provided in the path structure so as to be symmetric with respect to the center line of the cross section parallel to the outer surfaces of the two sides facing each other among the three sides constituting the U-shape. Deformation detection means for detecting a deformation state;
Heating means provided in the path structure so as to be symmetric with respect to the center line, and heating the path structure;
And a heat quantity control means for controlling the heating means so as to approach a preset state when the path structure is not thermally deformed based on a detection result of the deformation detection means. Mobile system to do.

A path structure having a U-shaped cross section that is laid along a predetermined path and that is open on the side, and is guided by the path structure and provided to be movable along the path structure so as to cover the side. A movable body system comprising a movable body,
Provided in the path structure so as to be on the opposite side of the moving body across a neutral axis passing through the outer surfaces of the two sides facing each other among the three sides constituting the U-shape in the path structure Deformation detecting means for detecting the deformation state of the path structure;
A heating unit provided on the opposite side of the deformation detection unit across a portion corresponding to a side constituting the U-shape, and heating the path structure;
And a heat quantity control means for controlling the heating means so as to approach a preset state when the path structure is not thermally deformed based on a detection result of the deformation detection means. Mobile system to do.

The moving body system according to claim 1, wherein the moving body is driven by a linear motor.

The deformation detection means is provided at a plurality of locations of the path structure.
The heating means is provided on the opposite side of the deformation detection means across the portion corresponding to the side for each of the deformation detection means provided at the plurality of locations.
The moving body system according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat quantity control unit controls the heating unit based on a detection result of a deformation state of each of the plurality of locations.

A U-shaped path structure laid along the first straight path and open on the side, guided by the path structure, and movable along the path structure so as to cover the side A first moving body mechanism having a moving body provided in
A moving body system comprising: a second moving body mechanism that moves the first moving body mechanism in a direction orthogonal to the first straight path;
Provided in the path structure so as to be symmetric with respect to the center line of the cross section parallel to the outer surfaces of the two sides facing each other among the three sides constituting the U-shape. Deformation detection means for detecting a deformation state;
Heating means provided in the path structure so as to be symmetric with respect to the center line, and heating the path structure;
And a heat quantity control means for controlling the heating means so as to approach a preset state when the path structure is not thermally deformed based on a detection result of the deformation detection means. Mobile system to do.

A U-shaped path structure laid along the first straight path and open on the side, guided by the path structure, and movable along the path structure so as to cover the side A first moving body mechanism having a moving body provided in
A moving body system comprising: a second moving body mechanism that moves the first moving body mechanism in a direction orthogonal to the first straight path;
Provided in the path structure so as to be on the opposite side of the moving body across a neutral axis passing through the outer surfaces of the two sides facing each other among the three sides constituting the U-shape in the path structure Deformation detecting means for detecting the deformation state of the path structure;
A heating unit provided on the opposite side of the deformation detection unit across a portion corresponding to a side constituting the U-shape, and heating the path structure;
And a heat quantity control means for controlling the heating means so as to approach a preset state when the path structure is not thermally deformed based on a detection result of the deformation detection means. Mobile system to do.

Prior Symbol mobile, mobile system according to claim 5 or 6, characterized in that it is driven by a linear motor.

Before SL deformation detection means, provided at a plurality of positions of the path structure,
The heating means is provided on the opposite side of the deformation detection means across the portion corresponding to the side for each of the deformation detection means provided at the plurality of locations.
The mobile system according to any one of claims 5 to 7 , wherein the heat quantity control unit controls the heating unit based on a detection result of a deformation state of each of the plurality of locations.