校准装置和校准装置的原点返回方法、包括校准装置的转动台板、平移台板、机械以及机...的制作方法

专利名称：校准装置和校准装置的原点返回方法、包括校准装置的转动台板、平移台板、机械以及机 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种校准装置，所述校准装置用于通过在半导体设备或印刷电路板、液晶显示元件等的检查装置、曝光装置等中在XY9、Ye或e内移动台板，将在台板上的目标物定位到预定位置，本发明还涉 及一种校正装置的原点返回方法。
背景技术：
构成常规技术第一实施例的包括线性电机的板架装置，能够通过 使用线性电机，以小角度执行定位，并且使其小型和薄型化(例如参 见专利参考文献i)。此外，还有一种2轴平行/1轴旋转移动导向机构，并且使用该机构的2轴平行/1轴旋转台板装置构成常规技术的第二实施例，使用简 单集成到台板的2轴平行/1轴旋转移动导向机构使2轴平行/1轴旋转 台板装置构成台板装置，并且2轴平行/1轴旋转台板装置能够高精度 地导向并支撑该台板(例如参见专利参考文献2)。构成常规技术第三实施例的板架装置包括可移动支撑装置和定位 控制装置，可移动支撑装置用于轴向可移动地支撑具有可移动台板的 板架的一个末端部分和另一个末端部分，定位控制装置用于控制可移 动台板和移动支撑装置，使定位控制装置能够在移动中不仅在直线前 进方向上而且在旋转方向上精确地定位板架，并且通过加速响应能够 以高速移动板架(例如参见专利参考文献3)。专利参考文献l: JP-A-2002-328191 (图l、图2) 专利参考文献2: JP-A-11-245128 (图2、图4、图5)专利参考文献3: JP-A-2003-316440 (图1、图3、图4、图5、图7)对构成常规技术第一实施例的包括专利参考文献1的线性电机的 板架装置进行说明。图77是示出了从构成一个方向的X方向观看的专利参考文献1 的包括线性电机的板架装置的实施例的正视图，而图78是示出了在图 77中所示的板架装置的平面图。在两个图中，包括线性电机的板架装置集成有作为驱动装置的旋 转线性电机1013，用于在旋转方向上在旋转板架1103与第二板架1102 之间少量移动，具体的，考虑到旋转板架1103的少量角定位，作为旋转线性电机i013，通过在旋转方向内的一个旋转方向(即，e方向)上少量移动线性电机1013和构成一部分的旋转板架1103，应用可移动磁 铁型线性电机，构成用于角定位部分工件(work)等的旋转板架装置。旋转板架1103 (即，e板架装置)集成到由第一板架和第二板架 1102构成的XY板架装置，第一板架在一个方向上构成一个线性方向 的X方向上往返移动，第二板架1102在正交于X方向的Y方向上往 返移动，XY板架装置构成XY-e板架装置的复合板架装置，并且构成用于在x方向、Y方向和旋转方向(e方向)内的平面上定位部分工件等的结构。这样，常规技术包括线性电机的板架装置是小型化和薄型化的，在xYe方向上定位。随后，对专利参考文献2的2轴平行/1轴旋转移动导向机构和使 用该结构的2轴平行/1轴旋转台板装置进行说明。图79是专利参考文 献2的2轴平行/l轴旋转移动导向机构的局部分解透视图，图80示出了使用图79中所示的2轴平行/1轴旋转移动导向机构的2轴平行/1轴旋转台板装置，该图的(a)是省略了台板的平面图并且由双点划线示 出了台板，该图的(b)是正视图，而图81是图80中所示的台板的平 面图。在图79到81中，2轴平行/l轴旋转移动导向机构2201 (图79) 由2轴平行运动导向部分2270和集成到2轴平行运动导向机构2270 的旋转移动导向部分2280构成。此外，如图80和图81所示，使用2轴平行/1轴旋转移动导向机 构2201的2轴平行/1轴旋转台板装置通过4个2轴平行/1轴旋转移动 导向机构2201A、 2201B、 2201C、 2201D，平行于底座2234并且在相 互垂直的2轴方向上可移动的支撑台板2233，以及使该2轴平行/1轴 旋转台板装置能够以设置在台板2233中心部分的旋转轴CO为中心旋 转。4个2轴平行/1轴旋转移动导向机构中的3个2201A、 2201B、 2201C、 2201D可操作地连接有由旋转电机2238构成的线性驱动机构 2237A、 2237B、 2237D和用于将旋转电机2238的旋转移动转换为线性 运动的螺旋推进机构2239，其被分别驱动以在线方向上伸縮。能够自 由移动2轴平行/1轴旋转移动导向机构2201C。当平行移动台板2233时，驱动两个线性驱动机构2237A和2237B 或者线性驱动机构2237C。当相对于转动轴CO旋转台板2233时，在相互相反的方向上用相 同量的+ AZ和-AZ驱动线性驱动机构2237A和2237B，另一方面，由 预定量的Ay在Y轴方向上驱动线性驱动机构2237D。这样，2轴平行/1轴旋转移动导向机构和使用该机构的2轴平行/1轴旋转台板装置平行移动或转动台板来定位。将对构成常规技术的第三实施例的专利参考文献1的板架装置进 行说明。图82是专利参考文献1的板架装置的全景图。在图82中，标号3100、 3200、 3300表示直线前进板架，标号3110、 3210、 3310表示可 移动台板，标号3112和3114、 3212和3214、 3312和3314表示支脚 部分，标号3120、 3220、 3320表示底座部分，标号3222和3224、 3322 和3324、 3322和3324表示导轨，标号3130、 3230、 3330表示线性电 机定子，标号3120、 3220、 3320表示底座部分，标号3350表示第一 端部，而标号3360表示第二端部。三个直线前进板架3100、 3200和 3300具有相同的结构，并且分别由线性电机驱动的可移动的可移动台 板3110、 3210和3310在板架3100、 3200和3300上移动。直线前进 板架3100的底座部分3320的底座部分的第一端部3350可枢转地支撑 在直线前进板架3100的可移动台板3110上，而直线前进板架3300的 底座部分3320的第二端部3360可枢转地支撑在直线前进板架3200的 可移动台板3210上。图83是示出了专利参考文献3的板架装置的直线前进板架3300 的轴向支撑部分的模式的透视图。在图83中，标号3400、 3500表示 轴向支撑部件，标号3410、 3510表示外侧圆柱部分，标号3420、 3520 表示轴向支撑部件，并且标号3530表示片簧部分。片簧部分3530设置在内侧圆柱部分3520处，并且通过保持部件 固定到底座部分3320的下表面。图84出了表示轴向支撑部件3400和轴向支撑部件3500的细节的 视图。图S4 (a)示出了当从底座部分3320的第一端部3350的一侧观 察轴向支撑部件3400时的截面，而图84(b)示出了当从底座部分3320的第二端部3360的一侧观察轴向支撑部件3500时的截面。图84 (a)中所示的内侧圆柱部分3420相对于外侧圆柱部分3410 平滑地枢转。图84 (b)中所示的内恻圆柱部分3520沿着内侧圆柱部 分3520的径向设置有片簧3530。图85是观察专利参考文献3的板架装置的内侧圆柱部分3520的 视图。在图85中，标号3522表示小内直径部分，标号3524表示大内 直径部分，标号3526表示边界侧面，标号3560表示螺杆。片簧3530 由伸长形状构成，片簧3530的两端设置有椭圆形通孔，并且椭圆形通 孔的长直径方向是基本上与片簧3530的纵向相同的方向。由螺杆3560 通过通孔，将片簧3530的两端部设置在内侧圆柱部分3520的边界侧 面3526处。片簧3530构成以使得片簧3530的纵向基本上与内侧圆柱 部分3520的直径方向相同。如图中所示，当片簧3530在白色箭头标 记方向上弯曲时，片簧3530的两端部能够沿着椭圆形通孔略微移动。 片簧3530的中心部分通过螺杆3580与支撑部件3570固定。支撑部件 3570构成为类似T型，并且支撑部件3570的上部通过螺杆3590固定 到直线前进板架3300的底座部分3320的下表面。通过设置旋转轴承 3540和滚柱3550，内侧圆柱部分3520能够相对于外侧圆柱部分3510 平滑枢转。此外，通过弯曲片簧3530，直线前进板架3300能够相对于 内侧圆柱部分3520移动。"板架"由直线前进板架3300构成，而"可 移动台板"由可移动台板3310构成。此外，"第一可移动支撑装置" 由轴向支持部件3400构成，而"第二可移动支撑装置"由轴向支持部 件3500构成。此外，"一末端"由第一末端部分3350构成，而"另 一末端"由第二末端部分3360构成。而且，"弹性部件"由片簧部分 3530构成。图86示出了定位专利参考文献3的板架装置的台板的具体模式。 在图86(a)至U(c)所示的实例，由示出了三个直线前进板架3100、3200和3300、和可移动台板3110、 3210和3310的概要的平面图示出。 图86 (a)示出了当可移动台板3110设置在直线前进板架3100的X方 向上的中心处、可移动台板3210设置在直线前进板架3200的X方向 上的中心处、和可移动台板3310设置在直线前进板架3300的Y方向 上的中心处时的板架装置，并且当可移动台板3110、 3210和3310位 于这些位置时，构成参考位置。图86 (b)示出了当直线前进板架3100的可移动台板3110和直 线前进板架3200的可移动台板3210均从参考位置在正方向上移动距 离Yl、并且直线前进板架3300的可移动台板3310从参考位置在正方 向上移动距离XI时的板架。通过这样以相同的距离在相同的方向上移 动可移动台板3110和可移动台板3120，直线前进板架3300的整体能 够在Y方向上移动。通过这样移动，可移动台板3310可以设置到X-Y 方向中的期望位置处。在图86(c)中，直线前进板架3100的可移动台板3110从参考位 置在负方向上移动距离Y2，直线前进板架3200的可移动台板3210在 正方向上移动距离Y2。通过这样移动，直线前进板架3300的整体的 方向能够设置到以e旋转的位置处。通过这样使可移动台板3110和可 移动台板3120设置在彼此相对不同的位置处，能够以期望的角度设置 直线前进板架3300的整体，并且能够将可移动台板3310设置到以期 望的角度旋转的位置处。当如图86 (c)所示旋转直线前进板架3300时，移动如上所述的 支撑直线前进板架3300的底座部分3320的支撑部件3570。当移动支 撑部件3570时，固定到支撑部件3570的片簧部分3530被弯曲。图87是示出了当专利参考文献3的板架装置的片簧部分3530被 弯曲时的状态的视图。那里示出支撑部件3570在图的左方向上移动。 通过移动支撑部件3570，片簧部分3530在由符号M指定的部分处被弯曲。这样，在直线前进板架3300的底座部分3320的第一末端部分3350 处，通过构成仅轴向支撑直线前进板架3300的结构，通过由第一末端 3350的枢转中心构成参考，能够计算直线前进板架3300的可移动台板 3310沿纵向的位置。此外，在直线前进板架3300的底座部分3320的 第二末端部分3360处，通过构成轴向支撑直线前进板架3300的结构 且使直线前进板架3300在纵向上可移动，能够平滑地进行直线前进板 架3300的枢转操作。发明内容本发明所要解决的技术问题然而，专利参考文献1的包括线性电机的板架装置由这样一种装 置结构构成，其中在XY9三个方向上的各个轴相互交叠，产生一个问 题，即当要定位的目标物为大尺寸时，板架装置成为高实体。近年来， 液晶材料已经逐年成为大尺寸的，从而存在缺点，即为了往复移动或 旋转移动台板，即，板架，迫使线性电机或板架装置相比其当前大小 被扩大。此外，由于相互交叠xYe三个方向上的各个轴的装置结构，在扩大板架的情况下，当在XY上移动时，重心位置移位，并且因此，根据 由驱动装置移动板架的位置，负载以各个轴的连接部分为中心，在板 架处产生大力矩负载，并且因此，由于阻碍板架的平滑移动或产生无 意的旋转移动而存在降低定位精确性的问题。此外，由使用3个2轴平行/1轴旋转移动导向机构的3轴结构构 成专利参考文献2的2轴平行/1轴旋转移动导向机构和2轴平行/1轴 旋转台板装置，当仅由1轴驱动时，电机功率变得不足，并且不能够 执行与在由两轴驱动的方向上相同的操作，并且因此，占用时间进行 移动/定位，因此，导致了效率/生产率降低的问题。此外，如在专利参考文献2中通过利用平移移动移动台板等的旋 转/转动装置在平移移动量和旋转移动量上存在非线性的问题。那里提 出一个问题，即由在台板的常规旋转和反向旋转、以台板的相等间隔 的角度移动的操作中彼此分别不同的值构成平移移动量。换句话说， 根据台板的姿态或位置，平移移动的操作指令不同。当台板的姿态在假定的姿态内而实际的台板彼此不同时，台板不 能够如平移移动量的操作指令旋转/转动。艮P，那里提出一个非常大的问题，即不能够精确的操作台板，除 非能够精确掌握台板的姿态/位置。在包括机械损失的例如滚珠螺杆的机构中，上述精度大约是其不 产生大问题的精度，然而，当通过使用线性电机增加操作精度时，指 令中的误差产生了问题。虽然通过利用弹性部件和弯曲该弹性部件为专利参考文献3的板 架装置提供有自由度，但是需要考虑到弹性部件的弯曲位移来执行定 位。即，那里存在一个问题，即由于片簧的弹性特性的滞后、或者回 复力的非线性和在弹性部件中使用的巻簧或气垫弹簧等的位移，不能 精细地执行定位。此外，当弹性部件设置为在驱动系统的片簧时，那 里也存在问题，即由片簧部件导致的共振对定位精确度有影响。考虑到这些问题而实现本发明，并且其目的是提供一种校准装置， 其通过精确确定构成台板的初始位置的机械原点，并且计算由机械原 点构成参考的操作指令，以便由台板支撑负载或者由驱动机构单元通 过出色的平衡来分散负载以支撑目标物，即使当台板是大尺寸时，能 够高精度地移动台板，以及精确地操作台板。解决技术问题的手段为了解决上述问题，如下构成本发明。根据权利要求1，提供了一种用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在xYe、 Ye、或e操作安装有目标物的台板将其定位到预定位置的校准装置，该校准装置包括驱动机构，包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各自 由机械部分和电机控制装置构成；机械部分包括两个各自具有平移自由度的平移自由度部分和一个具有旋转自由度的旋转自由度部分；以及电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，电机用于驱动两个 平移自由度部分和一个旋转自由度部分的自由度部分，检测装置用于 检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以及控制器用于通过接收操作指令控制电机，从而构成至少与台板的xYe、 Ye、或e操作的自由度的数量相等的数量的电机；驱动机构单元，包括用于将操作指令提供给控制器的指令装置； 台板，通过在平移方向或旋转方向上分别操作电机，从而该台板被操作以在XY0操作的两个方向上平移移动和旋转移动、在Y0操作的一个方向上平移移动和旋转移动、或者e操作的旋转移动；机械原点存储装置，用于预先存储或输入在机械原点位置与固定基准位置之间的差值；机械固定装置，用于将台板或驱动机构机械固定到校准装置的固定基准位置；机械固定基准位置存储装置，用于由检测装置检测和存储至少与 提供给台板的多个自由度相等的数量的多个机械固定基准位置；检测装置参考位置存储装置，用于放开机械固定装置，通过驱动 至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的电机，由检测装置检 测至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的检测装置参考位置 基准，以及存储检测装置参考位置与机械原点位置或至少与提供给台 板的自由度的数量相等的数量的固定基准位置之间的差值；以及机械原点返回量计算装置，用于在已经完成了上述处理并且再次 引入电源之后机械固定装置表现不正常的状态中，通过驱动至少与提 供给台板的自由度的数量相等的数量的电机，来检测至少与提供给台 板的自由度的数量相等的数量的检测装置参考位置基准，以及为了使 台板和驱动机构单元从当前位置设置到机械原点或固定基准位置，计 算至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的电机的移动量，其 中通过操作至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的电机， 将台板和驱动机构单元移动到机械原点位置。此外，根据权利要求2，提供了一种用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在xYe、 Ye、或e操作安装有目标物的台板将其定位到预定位置的校准装置，该校准装置包括驱动机构，包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各自 由机械部分和电机控制装置构成；机械部分包括两个各自具有平移自由度的平移自由度部分和一个具有旋转自由度的旋转自由度部分；以及电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，电机用于驱动两个 平移自由度部分和一个旋转自由度部分的自由度部分，检测装置用于 检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以及控制器用于通过接收操作指令控制电机，从而构成至少与台板的xYe、 Ye、或e操作的自由度的数量相等的数量的电机；驱动机构单元，包括用于将操作指令提供给控制器的指令装置； 台板，通过在平移方向或旋转方向上分别操作电机，从而该台板被操作以在XY0操作的两个方向上平移移动和旋转移动、在Y0操作的一个方向上平移移动和旋转移动、或者e操作的旋转移动；机械固定装置，用于将台板或驱动机构机械固定到校准装置的固定基准位置；机械原点存储装置，用于预先存储或输入在机械原点位置与固定24基准位置之间的差值；二维位置检测装置，用于检测预先提供到台板或目标物的标记；二维图像处理装置，用于根据二维位置检测装置的图像计算移动 到任意位置所必需的台板移动量；基准图像位置存储装置，用于通过使用二维位置检测装置和二维 图像处理装置的输出，由图像的标记的位置构成绝对位置，从而存储 基准图像位置；以及机械原点返回量计算装置，用于通过将由二维位置检测装置及二 维图像处理装置在当前状态中新检测标记所提供的新输出图像与在基 准图像位置存储装置中存储的基准图像位置进行比较，为了使台板和 驱动机构单元从当前位置设置到机械原点或固定基准位置，计算至少 与提供给台板的自由度的数量相等的数量的电机的移动量，其中通过操作至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的电机， 将台板和驱动机构单元移动到机械原点位置。此外，根据权利要求3，提供了一种用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在xYe、 Ye、或e操作安装有目标物的台板将其定位到预定位置的校准装置， 该校准装置包括驱动机构，包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各自 由机械部分和电机控制装置构成；机械部分包括两个各自具有平移自由度的平移自由度部分和一个 具有旋转自由度的旋转自由度部分；以及电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，电机用于驱动两个 平移自由度部分和一个旋转自由度部分的自由度部分，检测装置用于 检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以及控制器用于通过接收操作指令控制电机，从而构成至少与台板的xYe、 Ye、或e操作的自由度的数量相等的数量的电机；驱动机构单元，包括用于将操作指令提供给控制器的指令装置； 台板，通过在平移方向或旋转方向上分别操作电机，从而该台板25被操作以在xYe操作的两个方向上平移移动和旋转移动、在Ye操作的 一个方向上平移移动和旋转移动、或者e操作的旋转移动；机械原点存储装置，用于预先存储或输入在机械原点位置与固定基准位置之间的差值；机械固定装置，用于将台板或驱动机构机械固定到校准装置的固定基准位置；机械固定基准位置存储装置，用于由检测装置检测和存储至少与 提供给台板的自由度的数量相等的数量的机械固定基准位置；绝对位置存储装置，其被提供给检测装置，用于考虑到在固定基 准位置与机械原点位置之间的差值，将至少与提供给台板的自由度的 数量相等的数量的机械原点位置的值存储为绝对值，其中，在已经完成了上述处理并且再次引入电源之后机械固定装置表现 不正常的状态中，通过从绝对位置存储装置中读取至少与提供给台板 的自由度的数量相等的数量的机械原点位置的绝对值，并且操作至少 与提供给台板的自由度的数量相等的数量的电机，使台板和驱动机构 单元移动到机械原点位置。此外，根据权利要求4，提供了一种校准装置的原点返回方法， 所述校准装置用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在XY0、Ye、或e上操作安装有目标物的台板将其定位到预定位置，其中驱动机构包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各自由机械部分和电机控制装置构成；机械部分包括两个各自具有平移自由度的平移自由度部分和一个具有旋转自由度的旋转自由度部分；以及电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，电机用于驱动两个 平移自由度部分和一个旋转自由度部分的自由度部分，检测装置用于 检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以及控制器用于通过接收操作指令控制电机，从而构成至少与台板的xYe、 Ye、或e操作的自由度的数量相等的数量的电机；驱动机构单元包括用于将操作指令提供给控制器的指令装置；通过在平移方向或旋转方向上分别操作电机，操作台板在XY6操作的两个方向上平移移动和旋转移动、在Ye操作的一个方向上平移移 动和旋转移动、或者e操作的旋转移动；所述原点返回方法包括步骤由机械原点存储装置预先存储或输入机械原点位置，作为与固定基准位置之间的差值；由机械固定装置将台板或驱动机构机械固定到校准装置的固定基 准位置；由检测装置检测至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的 机械固定基准位置，以存储在机械固定基准位置存储装置中； 放开机械固定装置；通过驱动至少与提供给台板的自由度数量相等的数量的电机，检 测至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的检测装置参考位置 基准；在检测装置参考位置存储装置中，存储在检测装置参考位置与机 械原点位置或至少与提供给台板的自由度数量相等的数量的固定基准 位置之间的差值；在已经完成了上述处理并且再次引入电源之后机械固定装置表现 不正常的状态中，通过驱动至少与提供给台板的自由度数量相等的数 量的电机，来检测至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的检 测装置参考位置基准；以及由机械原点返回量计算装置计算从检测装置参考位置基准到机械 原点位置或至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的固定基准 位置的电机的移动量。此外，根据权利要求5，提供了一种校准装置的原点返回方法，所述校准装置用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在xYe、Ye、 或e操作安装有目标物的台板将其定位到预定位置，其中驱动机构包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各自由机械部分和电机控制装置构成；机械部分包括两个各自具有平移自由度的平移自由度部分和一个 具有旋转自由度的旋转自由度部分；以及电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，电机用于驱动两个 平移自由度部分和一个旋转自由度部分的自由度部分，检测装置用于 检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以及控制器用于通过接收操作指令控制电机，从而构成至少与台板的xYe、 Ye、或e操作的自由度的数量相等的数量的电机；驱动机构单元包括用于将操作指令提供给控制器的指令装置；通过在平移方向或旋转方向上分别操作电机，操作台板在xYe操 作的两个方向上平移移动和旋转移动、在Ye操作的一个方向上平移移 动和旋转移动、或者e操作的旋转移动；所述原点返回方法包括步骤由机械原点存储装置预先存储或输入机械原点位置，作为与固定基准位置之间的差值；由机械固定装置将台板或驱动机构机械固定到校准装置的固定基准位置；由二维位置检测装置检测台板上的标记；由二维图像处理装置接收二维位置检测装置的图像，并通过由图 像的标记的位置构成绝对位置，在基准图像位置存储装置中存储基准 图像位置；在已经完成了上述处理并且再次引入电源之后机械固定装置表现 不正常的状态中，由二维位置检测装置和二维图像处理装置重新检测 当前状态的标记的位置；通过将新图像的位置与在基准图像位置存储装置中存储的基准图 像位置进行比较，为了使台板和驱动机构单元从当前位置设置到机械 原点或固定基准位置，由机械原点返回量计算装置计算至少与提供给 台板的自由度的数量相等的数量的电机的移动量；以及通过操作至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的电机， 将台板和驱动机构单元移动到机械原点位置。此外，根据权利要求6，提供了一种根据权利要求5的校准装置 的原点返回方法，重复步骤通过操作至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的电机， 将台板和驱动机构单元移动到机械原点位置；此后，二维位置检测装置和二维图像处理装置重新检测当前状态 中的标记的位置；以及与在基准图像位置存储装置中存储的基准图像的位置进行比较；当位置相互不一致时，为了使台板和驱动机构单元从当前位置设置到机械原点或固定基 准位置，计算至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的电机的 移动量；以及通过操作至少与提供给台板的自由度数量相等的数量的电机，将 台板和驱动机构单元移动到机械原点位置。此外，根据权利要求7，提供了一种校准装置的原点返回方法，所述校准装置用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在xYe、Ye、 或e上操作安装有目标物的台板将其定位到预定位置，其中驱动机构包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各自由机械部分和电机控制装置构成；机械部分包括两个各自具有平移自由度的平移自由度部分和一个 具有旋转自由度的旋转自由度部分；以及电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，电机用于驱动两个 平移自由度部分和一个旋转自由度部分的自由度部分，检测装置用于 检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以及控制器用于通过接收操作指令控制电机，从而构成至少与台板的xYe、 Ye、或e操作的自由度的数量相等的数量的电机；驱动机构单元包括用于将操作指令提供给控制器的指令装置；通过在平移方向或旋转方向上分别操作电机，操作台板在xYe操 作的两个方向上平移移动和旋转移动、在Ye操作的一个方向上平移移 动和旋转移动、或者e操作的旋转移动；所述原点返回方法包括步骤由机械原点存储装置预先存储或输入机械原点位置，作为与固定 基准位置之间的差值；由机械固定装置将台板或驱动机构机械固定到校准装置的固定基 准位置；由检测装置检测至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的 固定基准位置；考虑到在固定基准位置与机械原点位置之间的差值，在提供给检 测装置的绝对位置存储装置中，将至少与提供给台板的自由度的数量 相等的数量的机械原点位置值存储为绝对值；在已经完成了上述处理并且再次引入电源之后机械固定装置表现 不正常的状态中，从绝对位置存储装置中读取至少与提供给台板的自 由度的数量相等的数量的机械原点位置值，以及通过操作至少与提供给台板的自由度的数量相等的数量的电机， 将台板和驱动机构单元移动到机械原点位置。此外，根据权利要求8，提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，其中驱动机构进一步包括3自由度机构，所述3自由度机构包括具有两个平移自由度的平 移自由度部分和具有一个旋转自由度的旋转自由度部分，而不包括电 机。此外，根据权利要求9，提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，其中在至少具有在Y9上操作的两个自由度的台板上，提供了 2自由度 机构，所述2自由度机构包括具有一个平移自由度的平移自由度部分 和具有一个旋转自由度的旋转自由度部分，而不包括电机。此外，根据权利要求10，提供了一种根据权利要求9的校准装置，其中在至少具有在Ye上操作的两个自由度的台板上，提供了 2自由度30机构，所述2自由度机构包括具有电机的2自由度驱动机构。此外，根据权利要求ll，提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，其中在至少具有在e上操作的旋转一自由度的台板上，提供了旋转一自由度机构，所述旋转一自由度机构包括用于支撑台板的一个旋转自由 度。此外，根据权利要求12，提供了一种根据权利要求1到3之一的校准装置，进一步包括第一定位装置，用于将机械固定装置定位到机械底座部分。此外，根据权利要求13，提供了一种根据权利要求1到3之一的校准装置，进一步包括第二定位装置，用于将机械固定装置定位到驱动机构。此外，根据权利要求14，提供了一种根据权利要求1到3之一的校准装置，进一步包括第三定位装置，用于将机械固定装置定位到台板。此外，根据权利要求15，提供了一种根据权利要求1到5和7之一的校准装置的原点返回方法，包括步骤由设置在机械底座部分处的第一定位装置定位被安装位置。此外，根据权利要求16，提供了一种根据权利要求1到5和7之一的校准装置的原点返回方法，包括步骤由设置在驱动机构处的第二定位装置定位被安装位置。此外，根据权利要求17，提供了一种根据权利要求1到5和7之一的校准装置的原点返回方法，包括步骤由设置在台板处的第三定位装置定位被安装位置。此外，根据权利要求18，提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，进一步包括第一位置固定装置，用于固定机械底座部分和机械固定装置。此外，根据权利要求19,提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，进一步包括第二位置固定装置，用于固定驱动机构和机械固定装置。此外，根据权利要求20，提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，进一步包括第三位置固定装置，用于固定台板和机械固定装置。此外，根据权利要求21，提供了一种根据权利要求1到5和7之一的校准装置的原点返回方法，其中通过使用设置在机械底座部分处的第一位置固定装置固定机械固 定装置和机械底座部分。此外，根据权利要求22，提供了一种根据权利要求1到5和7之 一的校准装置的原点返回方法，其中通过使用设置在驱动机构处的第二位置固定装置固定机械固定装 置和驱动机构。此外，根据权利要求23，提供了一种根据权利要求1到5和7之 一的校准装置的原点返回方法，其中通过使用设置在台板处的第三位置固定装置固定机械固定装置和 台板。此外，根据权利要求24，提供了一种根据权利要求1到5和7之32一的校准装置的原点返回方法，其中控制器切断电机的控制，移动台板或驱动机构，并且将机械底座 部分和台板或驱动机构固定在固定基准位置。此外，根据权利要求25，提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，其中驱动机构包括位于平移自由度部分之上的旋转自由度部分，并且 进一步包括位于旋转自由度部分之上的平移自由度部分。此外，根据权利要求26，提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，其中驱动机构进一步包括位于平移自由度部分之上的平移自由度部 分，并且包括位于平移自由度部分之上的旋转自由度部分。此外，根据权利要求27，提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，其中驱动机构包括位于旋转自由度部分之上的平移自由度部分，并且 进一步包括位于平移自由度部分之上的平移自由度部分。此外，根据权利要求28，提供了一种根据权利要求1或3的校准 装置，进一步包括二维位置检测装置，用于获取在目标物或台板上的标记的位置，二维图像处理装置，用于使由二维位置检测装置捕捉的目标物的 图像经过图像处理，并且计算用于校正目标物的位置的校正量，其中根据由二维图像处理装置提供的校正量，通过操作电机，校正台 板或目标物的位置。此外，根据权利要求29，提供了一种根据权利要求2或28的校 准装置，包括多个二维位置检测装置。此外，根据权利要求30，提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，其中驱动机构单元被布置为，使至少提供给台板的自由度的数量的电 机与台板的重心分开，并且利用从台板的中心的位移来移动台板。此外，根据权利要求31，提供了一种根据权利要求4、 5和7之 一的校准装置的原点返回方法，其中驱动机构单元被布置为，使至少提供给台板的自由度的数量的电 机与台板的重心分开，并且利用从台板的中心的位移来移动台板。此外，根据权利要求32，提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，其中用于驱动驱动机构的平移自由度部分的电机是线性电机。此外，根据权利要求33，提供了一种根据权利要求4、 5和7之 一的校准装置的原点返回方法，其中线性电机作为电机来驱动驱动机构单元的平移自由度部分。此外，根据权利要求34，提供了一种根据权利要求1到3之一的 校准装置，其中固定基准位置是机械原点位置。此外，根据权利要求35，提供了一种根据权利要求4、 5和7之 一的校准装置的原点返回方法，其中将机械原点位置用作固定基准位置。此外，根据权利要求36，提供了一种转动台板，包括根据权利要 求1到3之一的校准装置。求37，提供了一种平移台板，包括根据权利要 求1到3之一的校准装置。此外，根据权利要求38，提供了一种机械，包括根据权利要求1到3之一的校准装置。此外，根据权利要求39，提供了一种机械控制系统，包括至少一 个驱动机构部分和根据权利要求38的机械作为驱动机构部分。发明效果按照根据权利要求1到7的本发明，能够精确地固定在XY9、 Y0、 e内操作的台板，并且因此，能够获取机械原点，并能够精确地操作台板。此外，当一旦完成其设置时，校准装置能够简单地常规返回到机 械原点。按照根据权利要求1到4的本发明，通过使用增量型检测装置， 能够执行原点返回。按照根据权利要求2、 5和6的本发明，通过使用二维图像获取装 置，能够执行原点返回。按照根据权利要求3和权利要求7的本发明，通过使用绝对值型 检测装置，能够执行原点返回。此外，按照根据权利要求8的本发明，可以由具有3自由度的机 构支撑台板，并且因此，能够由其多个部分支撑台板而不妨碍台板的 操作，并且能够抑制台板的弯曲。此外，按照根据权利要求9和10的本发明，在Y0上操作的台板 上，可以由具有2个自由度的机构支撑台板，并且因此，可以由旋转中心支撑台板而不妨碍在Y0上操作的台板的操作，并且能够抑制台板的弯曲。此外，通过抑制在Ye上操作的台板的在x方向上位移，能够 精确的在Ye上操作台板。除此之外，按照根据权利要求io的本发明，可以分散地构成电机的功能，并且因此，可以分散地选择电机的功率。此外，按照根据权利要求ii的本发明，在e上操作的台板上，可 以由具有旋转i自由度的旋转i自由度机构支撑台板，并且因此，可 以支撑台板而不妨碍在e上操作的台板的操作，并且能够抑制台板的弯 曲。此外，通过抑制在e上操作的台板的在xY方向上位移，能够精确 地在e上操作台板。此外，按照根据权利要求12到17的本发明，由第一定位装置、第二定位装置、第三定位装置能够精确地将机械固定部分定位到机械 底座部分、驱动机构、台板，并且能够将台板或驱动机构单元精确地 定位到可以获取机械原点的位置。此外，按照根据权利要求18到23的本发明，由第一位置固定装 置、第二位置固定装置、第三位置固定装置能够将机械固定装置、机 械底座部分、台板或驱动机构牢固地固定到可以精确获取机械原点的 位置。此外，按照根据权利要求24的本发明，切断控制，并且因此，能 够简单地甚至人工移动台板或驱动机构，并且由机械固定装置能够简 单地固定台板或驱动机构。此外，按照根据权利要求25到27的本发明，可以由不同的构造 利用驱动机构或驱动机构单元。特别是按照根据权利要求25的本发明，通过两个平移驱动部分的 直线前进导轨的介入，能够放置旋转驱动部分，能够连续地支撑通过机械底座的台板，并且因此，通过抑制驱动机构相对于台板或其它负 载的变形，能够支撑通过机械底座的台板。按照根据权利要求26和权 利要求27的本发明，固定连接两个平移驱动部分的角度，并且因此， 能够相对简单地计算在移动台板中所必需的操作量。此外，按照根据权利要求28的本发明，由二维位置检测装置和二维图像处理装置能够获取台板或目标物的位置，并且因此，通过驱动 电机能够校正台板或目标物的位置。此外，按照根据权利要求29的本发明，可以使用多个二维位置检测装置，并且因此，即使当台板是大尺寸时，也能够在多个点处检测 到校准的标记，并且通过提升检测的位置移动的精确度，能够获得机 械原点或固定基准位置。此外，按照根据权利要求30和31的本发明，在其任一个中，根 据台板的XY6操作、Ye操作或e操作的描述，能够稳固地操作台板，并 且能够将驱动机构单元布置为构成电机的最小数量。此外，按照根据权利要求32和33的本发明，在其任一个中，可 以利用线性电机，并且因此，构成具有最小机械损失的机构，并且通 过利用具有小的维持和控制负荷的机构，能够高精度地执行平移移动。此外，按照根据权利要求34和35的本发明，在其任一个中，可 以将固定基准位置处理为机械原点位置，并且因此，能够简化处理过 程。此外，按照根据权利要求36的本发明，连接旋转台板，并且因此，在xYe、 Ye或e上操作台板，并且不能够执行大转动量值的校准装置能够以大的量值转动。此外，按照根据权利要求37的本发明，连接平移台板，并且因此，在XYe、 Ye或e上操作台板，并且不能够执行大平移移动的校准装置能够以大的量值平移移动。此外，按照根据权利要求38和39的本发明，台板构成了包括在xYe、 Ye或e上操作的配置装置的机械，并且因此，通过操作其它驱动 机构，能够执行由不同操作的操作。


图i是表示本发明第一实施例的校准装置的示意图和控制方框图。图2是顶视图并且是布置表示本发明第一实施例的校准装置的驱动机构单元的视图。图3是表示本发明第一实施例的校准装置的驱动机构单元的概要视图。图4是示出了表示本发明第一实施例的校准装置的台板的平移移动的视图。图5是示出了表示本发明第一实施例的校准装置的台板的旋转移 动的视图。图6是示出了构成表示本发明第一实施例的校准装置的问题的台 板的旋转移动的视图。图7是示出了构成表示本发明第一实施例的校准装置的问题的台 板的旋转移动与电机的平移移动的关系的图。图8是示出了表示本发明第一实施例的校准装置的原点返回方法 的流程图。图9是示出了固定表示本发明第一实施例的校准装置的台板或驱 动机构单元的方法的流程图。图10是示出了表示本发明第一实施例的校准装置的机械固定装置的概要视图。图11是示出了固定表示本发明第一实施例的校准装置的机械的38位置的顶视图以及布置驱动机构单元的图。图12是用于说明表示本发明第一实施例的校准装置的原点返回 方法的概要视图。图13是表示本发明第二实施例的校准装置的示意图和控制方框图。图14是表示本发明第二实施例的校准装置的驱动机构单元的概 要视图。图15是示出了表示本发明第二实施例的校准装置的台板的旋转 移动的视图。图16是示出了表示本发明第二实施例的校准装置的原点返回方 法的流程图。图17是示出了固定表示本发明第二实施例的校准装置的台板的 方法的流程图。图18是示出了固定表示本发明第二实施例的校准装置的机械的 位置的顶视图。图19是示出了表示本发明第二实施例的校准装置的机械固定装 置的概要视图。图20是示出了通过表示本发明第二实施例的校准装置的二维位 置检测装置和二维图像处理装置的目标物的位置校正方法的图示。图21是示出了通过表示本发明第二实施例的校准装置的二维位 置检测装置和二维图像处理装置的原点位置计算方法的图示。图22是表示本发明第三实施例的校准装置的示意图和控制方框图。图23是顶视图并且是布置表示本发明第三实施例的校准装置的 驱动机构单元的视图。图24是表示本发明第三实施例的校准装置的驱动机构单元(6a) 的概要视图。图25是表示本发明第三实施例的校准装置的驱动机构单元(6b) 的概要视图。图26是表示本发明第三实施例的校准装置的驱动机构单元(6c)的概要视图。图27是表示本发明第三实施例的校准装置的3自由度机构的概要 视图。图28是示出了表示本发明第三实施例的校准装置的台板的驱动 机构的布置和旋转移动的视图。图29是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例1的概要视图。图30是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例2的概要视图。图31是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例3的概要视图。图32是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例4的概要视图。图33是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例5的概要视图。图34是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例6的概要视图。图35是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例7的概要视图。图36是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例8的概要视图。图37是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例9的概要视图。图38是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例10的概要视图。图39是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例11的概要视图。图40是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例12的概要视图。图41是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元的实例13的概要视图。图42是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例14的概要视图。图43是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例15的概要视图。图44是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例16的概要视图。图45是表示本发明第三实施例的校准装置的另一 3自由度机构的 实例1的概要视图。图46是表示本发明第三实施例的校准装置的另一3自由度机构的 实例2的概要视图。图47是顶视图并且是布置表示本发明第三实施例的校准装置的 驱动机构单元或3自由度机构的视图。图48是顶视图并且示出了另一驱动机构单元或3自由度机构的布 置实例1的视图。图49是顶视图并且示出了表示本发明第三实施例的校准装置的 另一驱动机构单元或3自由度机构的布置实例2的视图。图50是顶视图并且示出了表示本发明第三实施例的校准装置的 另一驱动机构或3自由度机构的布置实例3的视图。图51是表示本发明第四实施例的校准装置的示意图和控制方框图。图52是顶视图并且是布置表示本发明第四实施例的校准装置的 驱动机构单元的视图。图53是表示本发明第四实施例的校准装置的2自由度机构的概要 视图。图54是示出了表示本发明第四实施例的校准装置的台板的平移 移动的视图。图55是示出了表示本发明第四实施例的校准装置的台板的旋转 移动的视图。图56是示出了表示本发明第四实施例的校准装置的原点返回方41法的流程图。图57示出了表示本发明第四实施例的校准装置的另一示意图和 控制方框图的实例1。图58是顶视图并且是布置表示本发明第四实施例的校准装置的另一实例1的驱动机构单元的视图。图59示出了表示本发明第四实施例的校准装置的另一示意图和 控制方框图的实例2。图60是顶视图并且是布置表示本发明第四实施例的校准装置的 另一实例2的驱动机构单元的视图。图61是表示本发明第四实施例的校准装置的另一实例2的2自由 度驱动机构的概要视图。图62示出了表示本发明第四实施例的校准装置的另一2自由度机 构的概要视图的实例1。图63示出了表示本发明第四实施例的校准装置的另一2自由度驱 动机构的概要视图的实例2。图64是表示本发明第五实施例的校准装置的示意图和控制方框图。图65是顶视图并且是布置表示本发明第五实施例的校准装置的 驱动机构单元的视图。图66是示出了表示本发明第五实施例的校准装置的台板的旋转 移动的视图。图67示出了表示本发明第五实施例的校准装置的另一示意图和 控制方框图的实例1。图68是顶视图并且是布置表示本发明第五实施例的校准装置的 另一实例1的驱动机构的视图。图69示出了包括表示本发明第六实施例的校准装置的转动台板 的顶视图和布置图以及侧视图。图70示出了表示包括表示本发明第六实施例的校准装置的平移 台板的台板以及平移台板的旋转移动的视图。图71示出了包括表示本发明第七实施例的校准装置的平移台板的顶视图和侧视图，以及布置驱动机构单元和驱动机构部分的视图。图72是构成包括表示本发明第八实施例的校准装置的机械的台架机构的机械控制系统的顶视图。图73是示出了构成包括表示本发明第八实施例的校准装置的机械的台架机构的操作的视图。图74是示出了构成包括表示本发明第八实施例的校准装置的机械的台架机构的校准装置以及台架机构的操作的视图。图75示出了构成包括表示本发明第九实施例的校准装置的机械 的台架机构和门型固定机构的机械控制系统的顶视图和侧视图。图76是示出了从构成一个方向的X方向观看的包括根据常规技术 的第一实施例的专利参考文献1的线性电机的板架装置的实施例的正视图。图77是示出了根据常规技术的第一实施例的专利参考文献1的图 34的板架装置的平面图。图78是根据常规技术的第二实施例的专利参考文献2的2轴平行 /1轴旋转移动导向机构的局部分解透视图。图79示出了根据常规技术的第二实施例的专利参考文献2的2轴 平行/1轴旋转移动导向机构的2轴平行/1轴旋转台板装置。该图的(a) 是省略了由双点划线表示的台板的平面图，而该图的(b)是正视图。图80是根据常规技术的第二实施例的专利参考文献2的台板的平 面图。图81是根据常规技术的第三实施例的专利参考文献3的板架装置 的概要视图。图82是示出了根据常规技术的第三实施例的专利参考文献3的板 架装置的直线前进板架3300的轴向支撑部分的模式的透视图。图83表示示出了根据常规技术的第三实施例的专利参考文献3的 板架装置的轴向支撑部分3400和轴向支撑部分3500的细节的视图。图84是从上面观察根据常规技术的第三实施例的专利参考文献3 的板架装置的内侧圆柱部分的视图。图85示出了表示根据常规技术的第三实施例的定位专利参考文献3的板架装置的台板的具体模式的视图。图86是示出了当根据常规技术的第三实施例的专利参考文献3的板架装置的片簧部分3530被弯曲时的状态的视图。 附图标记和符号的说明1电机1L线性电机1R旋转型电机2检测装置3控制器4台板5目标物6驱动机构单元7机械底座部分8指令装置9二维位置检测装置10二维图像处理装置11平移自由度部分12平移驱动部分13旋转自由度部分14旋转驱动部分163自由度机构172自由度机构182自由度驱动机构19旋转1自由度机构21直线前进导轨22直线前进导向块23旋转轴承24曲线导轨25曲线导向块30机械原点位置31固定基准位置32检测装置参考位置41机械固定装置42机械固定基准位置存储装置43机械原点存储装置44检测装置参考位置存储装置45机械原点返回量计算装置46驱动机构47绝对位置存储装置48基准图像位置存储装置51第一定位装置52第二定位装置53第三定位装置54第一位置固定装置55第二位置固定装置56第三位置固定装置59驱动机构部分60校准装置61转动台板62平移台板63台架可移动部分具体实施方式
以下将参照

本发明的实施例。实施例1图1是表示本发明第一实施例的校准装置的示意图和控制方框图，图2是表示本发明第一实施例的校准装置的顶视图并且是布置驱 动机构单元的视图，以及图3是表示本发明第一实施例的校准装置的45驱动机构单元的概要视图。在图中，标号1表示电机(线性电机1L)，标号2表示检测装置，标号3表示控制器，标号4表示台板，标号5 表示目标物，标号6表示驱动机构单元，标号7表示机械底座部分， 标号8表示指令装置，标号11表示平移自由度部分，标号12表示平 移驱动部分，标号13表示旋转自由度部分，标号21表示直线前进导 轨，标号22表示直线前进导向块，标号23表示旋转轴承，标号41表 示机械固定装置，标号42表示机械固定基准位置存储装置，标号43 表示机械原点存储装置，标号44表示检测装置参考位置存储装置，标 号45表示机械原点返回量计算装置。此外，检测装置2是增量型的。如图l和图2所示，由4个驱动机构单元6将校准装置固定在机 械底座部分7与台板4之间。如图3所示，驱动机械部分6是一种具有2个平移自由度和l个 旋转自由度的机械，包括具有用于1个平移自由度的线性电机1L的平 移驱动部分12。通过将具有一个平移自由度而没有线性电机的平移自由度部分11 安装在平移驱动部分12之上，将具有旋转自由度的旋转自由度部分13 插入在它们之间，构成驱动机构单元6。 g卩，由顺序放置平移自由度、 旋转自由度和平移自由度机构的结构，构成驱动机构单元6。此外，平移自由度部分11和平移驱动部分12设置有包括直线前 进导轨21和直线前进导向块22的直线前进轴承，并且旋转自由度部 分14设置有旋转轴承23，用于实现在平移自由度部分11与平移自由 度部分12之间的旋转自由度。2个驱动单元6布置在机械底座7处以能够在X方向上操作，而 剩余的2个驱动机构单元6布置在机械底座部分7、台板4的角落处， 以便能够在Y方向上操作平移驱动部分12。此外，构成平移驱动部分11的线性电机1L分别与控制器3连接。 各控制器3设置有指令装置8，用于发送用于操作线性电机1L的操作指令信号，从而构成电机控制装置。指令装置8形成操作指令，并且 控制器3根据操作指令操作电机1。检测装置2读取平移驱动部分12 的可移动部分的位置，并且控制器3控制电机1来抵消来自操作指令 的误差。本发明不同于专利参考文献1的部分在于，通过在机械底座部分 7的平面上包括4个驱动机构单元6，实现在XY0方向上的台板移动。本发明不同于专利参考文献2的部分在于，设置有机械固定装置 41、机械固定基准位置存储装置42、机械原点存储装置43和机械原点 返回量计算装置45，此外，由没有机械损耗和齿隙(backlash)的线性 电机1L构成电机1。本发明不同于专利参考文献3的部分在于，由包括4个驱动机构 单元6的驱动机构单元6实现台板4的旋转(转动)，每个驱动机构 单元6顺序布置有平移自由度、旋转自由度、和平移自由度的机构。 此外，本发明能够在XY6方向上操作台板以及操作台板相异的多个自 由度。接下来，将说明该校准装置的操作。图4是示出了表示本发明第一实施例的校准装置的台板的平移移 动的视图，而图5是示出了表示本发明第一实施例的校准装置的台板 的旋转移动的视图。如图4和图5所示，能够在XYe方向上移动校准装置。为了在平移方向上移动台板，通过使用在XY方向上布置有线性电机1L的驱动机构单元6在相同方向上移动2个线性电机1L实现该 移动。在X方向上移动台板4中，如图4所示，在X方向的方向上布 置有线性电机1L的驱动机构单元6b和6d在相同方向上操作。在Y方 向的情况下，在Y方向的方向上布置有线性电机1L的驱动机构单元 6a和6c在相同方向上操作。当线性电机1L同时在X和Y方向上移动 时，台板4斜向移动。当调整XY移动量时，能够确定斜向平移移动的 角度。从而，能够在平移方向上移动台板5。此外，为了旋转移动台板4，在彼此分别相反的方向上操作布置 在XY方向内的两个方向上的驱动机构单元6的线性电机1L，从而能 够如图5所示旋转台板4。在图5中，旋转Oo表示中心和台板的旋转中心，符号R表示旋转半径，符号se表示台板的旋转角度，而符号5Zi表示操作驱动机构单元6的线性电机1的量。为了以Oo为中心那样旋转由粗线指示的台板4，可以SZay来操 作驱动机构单元6a的线性电机1，可以SZbx来操作驱动机构单元6b 的线性电机1，可以SZcy来操作驱动机构单元6c的线性电机1，以及 可以5Zdx来操作驱动机构单元6d的线性电机1。当如图5所示操作线 性电机1时，操作没有驱动机构单元6的线性电机1的平移自由度部分ll和旋转自由度部分，并且因此，以se来旋转台板4。 能够几何地确定移动各线性电机i的se旋转和量。如上所述能够在旋转方向上移动台板4。通过由指令装置8精确地形成在本实施例的图4和图5中所示的用于移动台板4所必需的操作指令，从而提供给4个控制器3并精确 地控制4个电机1 (线性电机1L)，能够实现移动。然而，根据本发明实施例的校准装置，虽然需要几何地计算旋转台板4所必需的移动线性电机1的量，但是在台板4的旋转与线性电 机1的平移移动之间存在非线性关系，并且因此，在控制操作台板4 上存在值得注意的问题。图6是示出了构成表示本发明第一实施例的校准装置的问题的台 板的旋转移动的视图，而图7是示出了构成表示本发明第一实施例的 校准装置的问题的台板的旋转移动与电机的平移移动的关系的图。图6示出了以Oo为中心以相等间隔Se在3个阶段中常规和反向旋 转台板4的结果。在这种情况下，在常规旋转中必需线性电机1L的移动量的变化的 量，S卩，当将台板4从Rf (初始状态)旋转到P1、 P2、 P3时的线性电 机1L的移动量的变化的量，其在驱动机构单元6a处变为Yipl、 Yip2、 Yip3，在驱动机构单元6b处变为Xiipl、 Xiip2、 Xiip3，在驱动机构单 元6c处变为Yiipl、Yiip2、 Yiip3，并且在驱动机构单元6d处变为Xipl、 Xip2、 Xip3。在反向旋转中，当将台板4从Rf (初始状态)旋转到Nl、 N2、 N3时，类似地，那些量变为Yinl、 Yin2、 Yin3、 Xiinl、 Xiin2、 Xiin3、 Yiinl、 Yiin2、 Yiin3、 Xinl、 Xin2、 Xin3。虽然在任一情况中，改变台板4的旋转角度的量是相等的量se，但是线性电机1L的平移移动量不是由相等间隔构成。此外，在用于常 规和相反旋转台板4的所需的正和反方向上线性电机1L的移动量也彼 此不同。具体地，各线性电机1的移动量形成下述关系。Yipl^Yip2， Yip2,Yip3，Yinl,Yin2, Yin2^Yin3， Xiipl-Xiip2， Xiip2^Xiip3， Xiinl^Xiin2， Xiin2^Xiin3Yiipl^Yiip2， Yiip2-Yiip3，Yiinl ^Yiin2， Yiin2^Yiin3 Xipl学Xip2， Xip2^Xip3， Xinl^Xin2， Xin2^Xin3此外，Yipl,Yinl， Yip24Yin2， Yip3^Yin3(Yipl十Yip2)^(Yinl+Yin2)，(Yipl+ Yip2+ Yip3)^(Yinl+Yin2+Yin3)Xiipl^Xiinl， Xiip2^Xiin2， Xiip3-Xiin3(Xiipl+ Xiip2)^(Xiinl+Xiin2)，(Xiipl+ Xiip2十Xiip3)^(Xiinl+Xiin2+Xihi3)，驱动机构单元6c和驱动机构单元6d具有同样的关系。因此，使该关系构成了如图7所示的图。在台板4的旋转与线性电机1的平移移动之间存在如图7所示的 非线性关系，并且因此，当台板4的实际模式不同于假设时，不能够 执行台板4的精确旋转。例如，即使当通过假定初始状态Rf来计算线性电机1L的移动量 时，尽管台板4处在N1模式，也不能执行台板4的精确旋转。此外，即使当台板4平移移动时，在各线性电机1与旋转中心之 间的距离改变，并且因此，旋转半径不同，并且当由假定初始状态的 操作指令操作时，也不能执行台板4的精确旋转。为了解决上述问题，通过进行下述处理，执行原点返回，能够精 确旋转台板4。此外，在图6和图7中所示的问题是其它实施例共同的问题。图8是示出了表示本发明第一实施例的校准装置的原点返回方法 的流程图。将参照附图，顺序说明本发明的方法。图8的流程图的概况如下。首先，在步骤STP1A，通过机械原点存储装置预先存储或输入在机械原始位置与固定基准位置之间的差值。随后，在步骤STP2A，将驱动机构或台板机械固定到校准装置的 固定基准位置。在步骤STP3A，检测机械固定基准位置，并将其存储到机械固定 基准位置存储装置。在步骤STP4A，为了在将电源关闭之后返回到原点，解除固定， 通过驱动电机检测检测装置参考位置基准，并且存储在检测装置参考 位置与机械原点或固定基准位置之间的差值。此后，在暂时切断电源并再次输入电源之后，构成常规处理。在步骤STP5A，通过驱动电机检测检测装置参考位置基准。随后，在步骤STP6A，由机械原点返回量计算装置从检测装置参 考位置基准计算固定基准位置或机械原点位置。在步骤STP7A，将台板移动到机械原点位置。 通过上述完成了原点返回，并且使校准装置的操作能够执行。 将更详细的说明上述处理。图9是示出了固定表示本发明第一实施例的校准装置的驱动机构单元的方法的流程图，图io是根据本发明第一实施例的校准装置的机械固定装置的概要视图，图11是示出了固定表示本发明第一实施例的 校准装置的机械的位置的顶视图以及布置驱动机构单元的视图，而图12是用于说明表示本发明第一实施例的校准装置的原点返回方法的概要视图。参照图9，将说明机械固定装置41及其周边构造。标号41表示机械固定装置，标号51表示第一定位装置，标号52 表示第二定位装置，标号54表示第一位置固定装置，而标号55表示 第二位置固定装置。图12扩大示出了连接到安置于驱动机构单元6的线性电机1的检 测装置2，以说明各步骤。在步骤STP1A，在设计校准装置机械中已知在机械原点位置与固 定基准位置之间的差值(Xref， Yref) 。 g卩，步骤STP1A是输入在机 械原点位置与固定基准位置之间的差值的步骤。在步骤STP2A，将驱动机构单元或台板机械固定到校准装置的固 定基准位置。如图10所示，停止驱动单元6，并且将台板4机械固定到某个位置。固定驱动机构单元6的步骤如下由图9所示。在步骤STP2A-1，切断电机的控制。从而，可以简单地甚至手动 移动台板4和驱动机构单元6 (驱动机构46)。在步骤STP2A-2，由设置在机械底座部分处的第一定位装置定位 安装机械固定装置的位置。将机械固定装置41定位到在机械底座部分 7—侧上的第一定位装置51。在步骤STP2A-3，由设置在驱动机构处的第二定位装置定位安装 机械固定装置的位置。将机械固定装置41定位到在驱动机构单元6(驱 动机构46) —侧上的第二定位装置51。在步骤STP2A-2和STP2A-3，通过移动台板4或驱动机构单元6 来调整定位。机械底座部分7设置有第一定位装置51，并且因此，当 将机械固定装置41定位到那里时，能够将机械固定装置41精确定位 到机械底座部分7。此外，第二定位装置52也设置在驱动机构单元6 的一侧上，并且因此，当通过移动台板4或驱动机构单元6来将机械 固定装置41固定到第二定位装置52时，能够将机械固定装置41精确 定位到驱动机构单元6。通过使用定位销等，能够实现定位装置51或 第二定位装置52。在步骤STP2A-4，通过使用设置在机械底座部分处的第一位置固 定装置来固定机械固定装置。通过使用设置在机械底座部分7处的第 一定位装置54来固定机械固定装置。在步骤STP2A-5，通过使用设置在驱动机构处的第二位置固定装 置来固定机械固定装置。通过使用设置在驱动机构单元6 (驱动机构46)处的第二位置固定装置55来固定机械固定装置。通过STP2A-4和STP2A-5使用第一位置固定装置54，能够固定 机械底座部分7和机械固定装置41。多个螺孔设置在机械底座部分7 和机械固定装置41处，并且通过旋拧能够固定机械底座部分7和机械 固定装置41。此外，通过使用第二位置固定装置55能够固定驱动机构 单元6和机械固定装置41。驱动机构单元6和机械固定装置41设置有 螺孔，并且通过旋拧能够固定驱动机构单元(驱动机构46)和机械固 定装置41。如上所述，能够将校准装置固定到构成基准的固定基准位 置。如图ll所示，通过使用机械固定装置41固定校准装置。将校准 装置固定到远离机械原点(初始位置)Xref和Yref的位置处。这里，如图11所示，机械固定装置41固定4个驱动机构单元6 和机械底座部分7。固定4个驱动机构单元6，并且因此，将台板4固定到构成基准 的固定基准位置。在STP3A，检测机械固定基准位置，以将其存储到机械固定基准 位置存储装置。如图11所示，通过远离机械原点Xref和Yref固定驱 动单元。如图12所示，检测装置2由标尺和头构成，产生一种状态， 其中头设置在固定基准位置31处。在这种情况下，通过读取标尺的刻 度，由检测装置2检测固定基准位置31。将固定基准位置31的值存储 到机械固定基准位置存储装置。此外，根据该实施例，构成4个电机 控制装置，使用4个机械固定装置41，并且因此，检测4个机械固定 基准位置，并且将其存储到机械固定基准位置存储装置。在这个阶段，在步骤STP1A已知Xref和Yref，并且因此，已知机械原点位置30，然而，当切断电源并重新启动机械时，由于检测装置2增量型的，并且因此，就机械固定装置41不固定驱动单元6来说， 不能够识别固定基准位置31。因此，执行随后的步骤。在步骤STP4A，为了在将电源关闭之后返回到原点，解除固定， 通过驱动电机检测检测装置参考位置基准，并且存储在检测装置参考 位置与机械原点位置或固定基准位置之间的差值。通过解除机械固定装置41并驱动线性电机1L，检测检测装置参 考位置基准。此外，同样在该步骤中，驱动4个线性电机1L，检测4 个检测装置参考位置基准，并且存储在4个检测装置参考位置与机械 原点位置或固定基准位置之间的差值。即，存储图12的Cpa、 Cpb、 Cpc、 Cpd或者Dsl、 Ds2、 Ds3、 Ds4。检测检测装置参考位置基准的操作是通常当使用增量型检测装置 2时执行的原点返回。通常，不将检测装置参考位置基准严格精确地设 置到检测装置2，同样在该实施例的校准装置中，不由控制位置附加检 测装置参考位置基准，并且因此，不能使检测装置参考位置基准构成 原点位置。因此，存在一个问题，即，即使当执行常规的原点返回时， 也不能构成该实施例必不可少的机械原点位置。然而，固定校准装置，检测机械固定基准位置，获取并存储机械 原点位置，并且因此，尽管在机械原点位置32与检测装置参考位置基 准或固定基准位置之间的距离(Cpa、 Cpb、 Cpc、 Cpd、 Dsl、 Ds2、 Ds3、 Ds4)各自分散，但是当执行该步骤时，也能够简单地常规地执 行原点返回。在步骤STP5A以及在其之后，构成照常执行的原点返回。 在步骤STP5A，通过驱动电机检测检测装置参考位置基准。检测在步骤STP4A中执行的检测装置参考位置基准。如上已经描述的，这是一种通常当使用增量型检测装置2时执行的原点返回。驱动4个线 性电机1L，并且检测4个检测装置参考位置基准。在步骤STP6A,由机械原点返回量计算装置从检测装置参考位置 基准计算固定基准位置或机械原点位置。S卩，在步骤STP4A，存储在 机械原点位置32与检测装置参考位置基准或固定基准位置之间的距离 (Cpa、 Cpb、 Cpc、 Cpd、 Dsl、 Ds2、 Ds3、 Ds4)，并且因此，当使 用新检测到的检测装置参考位置基准和例如图12的Dsl、 Ds2、 Ds3、 Ds4时，能够计算固定基准位置。己知在固定基准位置与机械原点之间 的距离Xref和Yref，并且因此，能够进一步计算机械原点位置。艮P ， 从在STP5A处新检测到的检测装置参考位置基准，得知机械原点位置 的足巨离Cpa、 Cpb、 Cpc禾卩Cpd。在步骤STP7A，将台板移动到机械原点位置。通过步骤STP6A由 在STP5A处新检测到的检测装置参考位置基准，得知机械原点位置的 距离Cpa、 Cpb、 Cpc、 Cpd，并且因此，当以该距离移动台板时，能够 将台板放置在机械原点。当在STP5A处新检测到检测装置参考位置基准时，能够将台板放 置在机械原点。从而，即使当再次切断电源时，当从STP5A启动时， 能够简单地执行原点返回。能够非常简单地常规地执行原点返回。如上所述，通过机械精确地固定台板或驱动机构并存储在由其得 知机械原点的固定基准与检测装置参考位置基准之间的距离，能够简 单地常规地执行原点返回。因此，通过由机械原点构成基准，能够精确地执行从e操作开始的 xYe操作的指令，并且通过驱动电机能够精确地实现台板的xYe操作。56实施例2图13是表示本发明第二实施例的校准装置的示意图和控制方框图，而图14是表示本发明第二实施例的校准装置的驱动机构单元的概要视图。本实施例与第一实施例的不同之处在于，提供了二维位置检测装置9和二维图像处理装置10，以能够检测台板4或目标物5的标记。此外，不同之处在于利用机械固定装置41来固定机械底座部分7 和台板4。此外，不利用机械固定基准位置存储装置42和检测装置参考位置 存储装置44，而提供基准图像位置存储装置48代替它们。此外，驱动 机构单元6由一种结构构成，所述结构包括在平移驱动部分12之上的 平移自由度11，并且将旋转自由度13设置在平移自由度11的上面， 如图13所示。如图13所示，平移驱动部分12和平移自由度11由通常相互垂直 的结构构成。如图13所示，驱动机构单元6与第一实施例中的驱动机 构单元6 (图3)不同，并且因此，改变了在台板4的旋转与线性电机 1之间的关系。图15是示出了表示本发明第二实施例的校准装置的台板的旋转 移动的视图。虽然台板4的平移移动与第一实施例中的平移移动相同， 但是如图15所示，旋转移动与第一实施例中的旋转移动(图5)不同。 然而，没有改变的是能够几何地确定台板的旋转移动和线性电机1的 移动。此外，在该实施例中也一定产生在第一实施例的图6和图7中 所示的问题。此外，虽然校准装置的功能保持不变，但是构成元件与第一实施例的构成元件相比发生了改变，并且因此，利用二维位置检测装置9 和二维图像处理装置10通过台板4指定机械原点的过程不同。图16是示出了表示本发明第二实施例的校准装置的原点返回方法的流程图。那里提供了从步骤STP1A到STP7B的过程。在步骤STP1A，类似于第一实施例，通过机械原点存储装置预先 存储或输入在机械原点位置与固定基准位置之间的差值。在步骤STP2B，类似于第一实施例，将驱动机构或台板机械固定 到校准装置的固定基准位置。在步骤STP3B，由二维位置检测装置和二维图像处理装置检测标 记的位置，并使用其输出将固定基准位置存储为图像的绝对位置。此后，在暂时切断电源并再次输入电源之后，执行常规处理。在步骤STP4B，由二维位置检测装置和二维图像处理装置重新检 测标记的位置。在步骤STP5B，由原点位置计算装置使用图像的输出计算从当前 位置到机械原点位置的距离。在步骤STP6B，移动台板到机械原点。在步骤STP7B，由二维位置检测装置和二维图像处理装置重新检 测标记的位置。当其结果与存储的固定基准位置一致时，完成原点返 回。当结果没有达到固定基准位置时，操作返回到STP5B，并重复该 处理过程。如上所述完成原点返回，并且使校准装置的操作能够执行。 将进一步详细说明上述处理过程。图17是示出了固定表示本发明第二实施例的校准装置的台板的 方法的流程图，图18是示出了固定表示本发明第二实施例的校准装置 的机械的位置的顶视图，图19是示出了表示本发明第二实施例的校准 装置的机械固定装置的概要视图，图20是示出了通过表示本发明第二实施例的校准装置的二维位置检测装置和二维图像处理装置的原点位置计算方法的图示，以及图21是示出了通过表示本发明第二实施例的校准装置的二维位置检测装置和二维图像处理装置的目标物的位置校 正方法的图示。在步骤STP2B，类似于第一实施例，将驱动机构单元或台板机械 固定到校准装置的固定基准位置。固定台板4的步骤如下由图17所示。 如图18和图19所示，固定位置与第一实施例中的固定位置不同，并 且直接固定台板4。示出固定校准装置的台板的方法的流程图如下。在步骤STP2B-1，切断电机的控制。类似于第一实施例，从而， 能够简单地甚至手动地移动台板4或驱动机构单元6 (驱动机构46)。在步骤STP2B-2，由设置在机械底座部分处的第一定位装置定位 安装机械固定装置的位置。将机械固定装置41定位到在机械底座部分 7—侧上的第一定位装置51。在步骤STP2B-3，由设置在台板处的第二定位装置定位安装机械 固定装置的位置。将机械固定装置定位到在台板一侧上的第二定位装 置51。在步骤STP2B-2和STP2B-3，通过移动台板4或驱动机构单元6 来调整定位。机械底座部分7设置有第一定位装置51，并且因此，当 将机械固定装置41定位到那里时，能够将机械固定装置41精确定位 到机械底座部分7。此外，第二定位装置52也设置在驱动机构单元6 的一侧上，并且因此，当通过移动台板4或驱动机构单元6来将机械 固定装置41固定到第二定位装置52时，能够将机械固定装置41精确 定位到台板4。通过使用定位销等，能够实现定位装置51或第二定位 装置52。在步骤STP2B-4，通过使用设置在机械底座部分处的第一位置固 定装置来固定机械固定装置。通过使用设置在机械底座部分7处的第 一位置固定装置54来固定机械固定装置。在步骤STP2B-5，通过使用设置在台板处的第二位置固定装置来 固定机械固定装置。通过使用设置在台板处的第二位置固定装置55来 固定机械固定装置。通过STP2B-4和STP2B-5，使用第一位置固定装置54,能够固定 机械底座部分7和机械固定装置41。通过在机械底座部分7和机械固 定装置41处设置螺孔并且通过旋拧，能够固定机械底座部分7和机械 固定装置41。此外，通过使用第二位置固定装置55能够固定台板和机 械固定装置41。通过在驱动台板和机械固定装置41处设置螺孔并且通 过旋拧，能够固定台板和机械固定装置41。如上所述，能够将校准装 置固定到构成基准的固定基准位置。如图18所示，通过使用机械固定装置固定校准装置。将校准装置 固定到远离机械原点(初始位置)XRef和YRef的位置处。这里，机 械固定装置41将台板4和机械底座部分7固定到两个位置。这样，将 台板4固定到构成基准的固定基准位置。在STP3B，通过使用二维位置检测装置和二维图像处理装置的输出，将固定基准位置存储为图像的绝对位置。如图18所示，在远离机 械原点位置Xref和Yref的位置固定台板。当使由图18的虚线包围的框构成二维处理装置的图像时，在台板 上的图像上的绝对位置(Refx， Refy)是已知的。由绝对值将绝对位置 存储到固定基准位置存储装置，作为固定基准位置。在步骤STP4B及其之后，执行常规原点返回。那是当暂时切断电 源并再次输入电源时执行的处理过程。并且释放机械固定装置41。在步骤STP4B， 二维位置检测装置再次检测台板上的标记。由于 也释放机械固定装置41，所以二维位置检测装置再次检测台板上的标 记以找出台板4设置在哪个位置。如图20所示，如由虚线所示构成倾 斜台板模式时，己知相对于在步骤STP3B存储的固定基准位置b(Refx， Refy)、或机械原点位置a (Refx+Xref， Refy+Yref)，将重新检测的 标记c设置到哪个位置。在步骤STP5B，处理所检测到的图像。如图21所示，二维图像处 理装置IO用于相对于目标位置计算平移移动校正量X、 Y和旋转移动 校正量e，并且因此，能够对于构造固定基准位置或机械原点位置计算 XY0的移动量。此外，指令装置能够计算台板4的XY0的移动量所需的在各电机 1 (线性电机1L)处的移动量，从而实现校准操作。S卩，这是一种通过 校准装置正常执行的操作，构成目标位置的固定基准位置或机械原点 位置是校正值，并且因此，能够计算线性电机1L的准确的移动量。在步骤STP6B，通过移动量的实际操作将台板4从当前值移动到固定基准位置或机械原点位置。在步骤STP7B,获得二维位置检测装置和二维图像处理装置的新 输出，将其与存储的固定基准位置进行比较。当两者相互不一致时，操作返回到步骤STP5B以再次计算移动量，并且重复执行该处理过程， 直到台板上的标记重新与存储的固定基准位置一致。如上所述，当机械精确固定台板或驱动机构、并将由二维位置检 测装置和二维图像处理装置提供的标记存储为固定基准位置时，能够 简单地常规地执行原点返回。即使在原点返回之后，二维位置检测装 置也能够确认结果，并且可以重复执行原点返回操作。因此，通过由机械原点构成基准，能够精确地执行从e操作开始的XY0操作的指令，并且通过驱动电机能够精确地实现台板的XY0操作。该处理过程本质上是一种使用校准装置的常规方法，所述校准装 置在存储的固定基准位置处校准台板4的标记。由于执行上述处理过 程，所以能够将该处理过程用于原点返回。在原点返回之后，台板受 到XY0操作的支配，从而与以设置在台板4上的目标物5的标记存储 的某个位置一致。实施例3根据本实施例，将说明驱动机构单元的构造实例或布置实例。图22是表示本发明第三实施例的校准装置的示意图和控制方框 图，图23是表示本发明第三实施例的校准装置的顶视图并且是驱动机 构单元的布置图，图24是表示本发明第三实施例的校准装置的驱动机 构单元(6a)的概要视图，图25是表示第三实施例的校准装置的驱动 机构单元(6b)的概要视图，图26是表示本发明第三实施例的校准装 置的驱动机构单元(6c)的概要视图，图27是表示本发明第三实施例的校准装置的3自由度机构的概要视图，以及图28是示出了表示本发 明第三实施例的校准装置的台板的驱动机构的旋转移动的视图。
本实施例与第一实施例不同，体现在混合了具有不同构造的驱动
机构单元6和3自由度机构16。此外，提供了两组二维位置检测装置 9和二维图像处理装置10。此外，该实施例与第二实施例不同，体现 在提供了多个二维位置检测装置9，并且体现在混合了具有不同构造的 驱动机构单元6和3自由度机构6。
本实施例的校准装置由如图24、图25、图26、图27中所示的驱 动机构单元6和3自由度机构16，以及随之设置的本实施例的图3中 所示的驱动机构单元6构成。
如图24所示，驱动机构单元6a包括旋转型电机1R，并且自机械 底座部分7以平移自由度部分11、旋转驱动部分14、平移自由度部分 11的顺序构造。
如图25所示，驱动机构单元6b包括两个线性电机1L和旋转型电 机1R，并且自机械底座部分7以旋转驱动部分14、平移驱动部分12、 平移驱动部分12的顺序构造，并且两个平移驱动部分12相互垂直。
如图26所示，驱动机构单元6c包括两个线性电机1L，并且自机 械底座部分7以平移驱动部分12、平移驱动部分12、旋转驱动部分14 的顺序构造，并且两个平移驱动部分12相互垂直。
由在第一实施例的图3中所示的构造构成驱动机构单元6d。
此外，如图27所示，自机械底座部分7以平移自由度部分11、 旋转自由度部分13、平移自由度部分11的顺序构成3自由度机构18。分别具有三个在X方向和Y方向上驱动的线性电机1L，具有两
个旋转型电机1L，并且因此，能够在XY6上操作台板4。
此外，可以类似于第一实施例执行在XY方向上的操作。
当旋转台板时，驱动机构单元6的构造不同，并且因此，操作电 机1的量与第一实施例和第二实施例的量不同。
为了以5e来旋转台板4，如图28所示，驱动机构单元6a以Se来操 作旋转型电机1L。驱动机构单元6b以5Zbx和SZby来操作两个线性电 机lL，并且以Se来操作旋转型电机1L。驱动机构单元6c以SZcx和5Zcy 来操作两个线性电机1L。驱动机构单元6d以5Zdx来操作一个线性电 机1L。通过这些操作，无需电机1也能移动自由度，还移动3自由度
机构se，并且因此，能够以se来旋转台板4。
尽管多个量根据各自构造而不同，能够几何地确定旋转台板4所 必需的移动各驱动单元6的电机1 (线性电机1L、旋转型电机1R)的
如上所述，尽管校准装置的操作在移动各驱动单元6的电机1的 量上不同，但是该操作与第一实施例和第二实施例的操作相同。
在本实施例中也一定产生由第一实施例的图6和图7所示的问题。
可以类似于第一实施例执行本实施例的校准装置的原点返回。此 外，虽然没有清楚地示出基准图像位置存储装置48，但是可以类似于 第二实施例执行其操作。
虽然与第二实施例不同，提供了两个二维位置检测装置9，但是 通过检测台板4的两个位置处的标记，能够执行该处理过程，并且能
64够类似于第二实施例执行。
当完成该原点返回时，由2个二维位置检测装置9检测设置在台
板4之上的目标物5的两个标记，在XY9操作台板4以与某两点的存
储位置一致。
此外，虽然根据该实施例，布置了在图24、图25、图26和图27 中所示的驱动机构单元6和3自由度机构16以及在第一实施例的图3 中所示的驱动机构单元6，但是可以使用具有其它构造的驱动机构单元 6和3自由度机构16。以下提出了驱动机构单元6和3自由度机构16 的其它构造。
图29是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例1的概要视图，
图30是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例2的概要视图，
图31是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例3的概要视图，
图32是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例4的概要视图，
图33是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例5的概要视图，
图34是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例6的概要视图，
图35是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例7的概要视图，
图36是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例8的概要视图，
图37是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例9的概要视图，图38是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元
的实例io的概要视图，
图39是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例11的概要视图，
图40是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例12的概要视图，
图41是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例13的概要视图，
图42是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例14的概要视图，
图43是表示本发明第三实施例的校准装置的另一驱动机构单元 的实例15的概要视图，
图45是表示本发明第三实施例的校准装置的另一 3自由度机构的 另一实例1的概要视图，以及
图46是表示本发明第三实施例的校准装置的另一3自由度机构的 另一实例2的概要视图。
此外，虽然如在实施例的图2和本实施例的图23中示出了驱动机 构单元6或3自由度机构16的布置，但是可以进行其它的布置。虽然 提出下列布置实例，但是布置实例不限于此。
图47是表示本发明第三实施例的校准装置的顶视图并且是布置 驱动机构单元或3自由度机构的视图。
图48是表示本发明第三实施例的校准装置的顶视图并且是示出 了另一驱动机构单元或3自由度机构的布置实例1的视图，
图49是表示本发明第三实施例的校准装置的顶视图并且是示出 了另一驱动机构单元或3自由度机构的布置实例2的视图，以及
图50是表示本发明第三实施例的校准装置的顶视图并且是示出 了另一驱动机构单元或3自由度机构的布置实例3的视图。可以选择台板4的操作或功能所必需的驱动机构单元6或3自由 度机构16及其布置。
根据上述构造，当实现类似于第一实施例或第二实施例的原点返
回时，指令装置8能够形成精确操作指令，并且因此，通过驱动电机3 能够精确地实现台板4的XY9操作。
实施例4
图51是表示本发明第四实施例的校准装置的示意图和控制方框
图，
图52是表示本发明第四实施例的顶视图并且是布置校准装置的 驱动机构单元的视图，以及
图53是表示本发明第四实施例的校准装置的2自由度机构的概要 视图。
本实施例是在Y0操作台板的实例。
在图中，标号l表示电机(线性电机1L)，标号2表示检测装置， 标号3表示控制器，标号4表示台板，标号5表示目标物，标号6表 示驱动机构单元，标号7表示机械底座部分，标号8表示指令装置， 标号ll表示平移自由度部分，标号12表示平移驱动部分，标号13表 示旋转自由度部分，标号21表示直线前进导轨，标号22表示直线前 进导向块，标号23表示旋转轴承，标号41表示机械固定装置，标号 42表示机械固定基准位置存储装置，以及标号47表示绝对位置存储装 置。此外，具有绝对位置存储装置47的检测装置2是绝对值型的。 本实施例不同于第一实施例到第三实施例，体现在台板4设置有 2个自由度，并且在Y0操作。如图53中所示，台板4的旋转中心设置 有2自由度机构。2个驱动机构单元6布置有一个线性电机1L，并且 操作驱动机构单元6在Y方向上平移。图54是示出了表示本发明第四实施例的校准装置的台板的平移 移动的视图，以及
图55是示出了表示本发明第四实施例的校准装置的台板的旋转 移动的视图。
虽然对于xYe操作的校准装置难于构成能够以长行程移动的结
构，但是根据本实施例，校准装置在X方向上是不可移动的，并且因 此，能够在Y方向上以长行程移动校准装置。
此外，即使如在本实施例的在Y0操作的台板中，也产生第一实施 例的图6和图7中所示的问题。然而，2自由度机构构成台板4的旋转 中心，如图52所示，两个驱动机构单元6的线性电机1L布置在构成 经过台板4的旋转中心的切线的Y方向上，并且因此，当在台板4的 常规旋转和反向旋转中以相同角度旋转时，线性电机1L的移动量的绝 对值相等。当两个驱动机构单元6离旋转中心的距离相等时，在旋转 台板过程中线性电机1L的移动量的绝对值相等。
然而，产生类似于第一实施例的问题，即，即使当由以相等间隔 的旋转角度移动台板时，线性电机1L的移动量不构成相等间隔。
图56是示出了表示本发明第四实施例的校准装置的原点返回方 法的流程图。
通过由机械原点位置构造基准来计算旋转台板4的指令并且由图 54中所示的过程执行原点返回是必需的。此外，该方法与第一实施例 和第二实施例的方法不同。
在步骤STP1C，通过机械原点存储装置预先存储或输入在机械原 点位置与固定基准位置之间的差值。在步骤STP2C，将台板的驱动机构机械固定到校准装置的固定基 准位置。在步骤STP3C，由检测装置检测固定基准位置。在步骤STP4C，由机械原点位置计算装置计算构成机械原点位置 离开当前位置(固定基准位置)的量。步骤STP1C到步骤STP4c与第 一实施例的步骤相同。在步骤STP5C，在设置在检测装置处的绝对位置存储装置处，将 机械原点位置存储为绝对值。其后，在暂时切断电源并再次输入电源之后，执行常规处理过程。在步骤STP6C，调用存储到绝对位置存储装置的机械原点位置或 固定基准位置的绝对值。在步骤STP7C，将台板移动到机械原点位置。如上所述，完成原点返回并且能够操作校准装置。将详细说明上述处理过程。步骤STP1C到STP4C与第一实施例的步骤相同。在将驱动机构或台板机械固定到校准装置的固定基准位置的步骤 STP2C，如图52所示固定台板4，并且因此，差值为0，同时实际可以 省略存储或输入在机械原点位置与固定基准位置之间差值的步骤 STP1C。由两个机械固定装置41固定驱动单元6。如由第一实施例的图10所示固定驱动单元6。在Y9操作台板4，并且因此，可以固定两个点。 在由检测装置检测固定基准位置步骤STP3C，识别固定位置。如图52所示，固定基准位置是机械原点位置，并且因此，实际可 以省略由机械原点位置计算装置计算构成机械原点位置离开当前位置 (固定基准位置)的量的步骤STP4C。步骤STP1C到步骤STP4C与第一实施例的步骤相同。在步骤STP5C，在设置到检测装置处的绝对位置存储装置处，将 机械原点位置存储为绝对值。两个驱动机构单元6用于Y0操作，并且 因此，将机械原点位置存储到两个绝对位置存储装置47。如上所述完成绝对值型检测装置2的设置。其后，在暂时切断电源并再次输入电源之后，执行常规处理过程。由于利用了绝对值型检测装置2，所以当在步骤STP6C为机械原 点位置或固定基准位置的两个驱动机构单元6调用两个绝对值位置并 且在步骤STP7C驱动电机移动时，完成原点返回。即使当使用绝对值型检测装置2时，必需掌握实际机械原点位置， 并且因此，通过由机械固定装置41固定该装置在固定基准位置、或如 在本实施例(图52)中的机械原点位置处而将机械原点位置存储为绝 对值。能够实现如上所述通过返回到原点而能够在Y0精确操作的校准 装置。此外，虽然根据本实施例，使用了在Y0操作的2个自由度的台板， 但是通过在如第一实施例、第二实施例、第三实施例中的在XY6操作 的3个自由度的台板中执行类似的处理过程，也能够执行原点返回。虽然根据本实施例，通过图51和图52的构造，实现由在第一实 施例的图3中所示的驱动机构单元6在Y9操作的校准装置以及在图53 中所示的2自由度机构17，该装置可以如下构成。图57示出了表示本发明第四实施例的校准装置的另一示意图和 控制方框图的实例1，图58是表示本发明第五实施例的校准装置的顶 视图并且是布置驱动机构单元的视图，并且图58是表示本发明第六实 施例的校准装置的2自由度驱动机构的概要视图。与图51和图52的不同之处在于增加了3自由度机构16。此外， 将2个驱动单元6布置成在图的上和下方向上以及在台板4的前和后 方向上彼此远离。此外，将在2自由度机构17处安装有电机1的2自 由度驱动机构18布置在台板4的旋转中心处。除此之外，提供了二维 位置检测装置9和二维图像处理装置10。此外，对于原点返回，类似 于第一实施例，提供了机械固定装置41、机械固定基准位置存储装置 42、机械原点存储装置43、以及机械原点返回量计算装置45。此外， 检测装置2是增量型的。将驱动单元6布置在图58的位置A和B处，将3自由度机构16 布置在位置E和D处，以及将2自由度驱动机构18布置在位置C处。此外，即使在如本实施例中的在Y0操作的台板中，也产生第一实 施例的图6和图7中所示的问题。不同于实施例4，驱动机构单元6不 构成经过台板4的旋转中心的切线，并且因此，经过台板4的常规和 相反旋转，在Y方向上的线性电机1L的移动量不同。这样，构成在Ye操作的构造，并且因此，当由机械固定装置41 固定台板4时，台板4可以由一个机械固定装置41固定，如图58所 示。通过定位台板4和机械底座部分7，能够根据如第二实施例的图 17的过程如图19所示固定台板4和机械底座部分7。类似于第一实施例，提供了机械固定装置41、机械固定基准位置 存储装置42、机械原点存储装置43、以及机械原点返回量计算装置45， 并且因此，能够类似于第一实施例执行原点返回。此外，通过使用图 58中未示出的基准图像位置存储装置48、 二维位置检测装置9和二维 图像处理装置10，能够类似于第二实施例执行原点返回。此外，当将 检测装置2改变为具有绝对位置存储装置47的绝对值类型时，可以类 似于第三实施例执行原点返回。图59示出了表示本发明第四实施例的校准装置的另一示意图和 控制方框图的实例2，图60是表示本发明第四实施例的校准装置的另一实例2的顶视图 并且是布置驱动机构单元的视图，图61是表示本发明第四实施例的校准装置的另一实例2的2自由 度驱动机构的概要视图，图62示出了表示本发明第四实施例的校准装置的另一2自由度机 构的概要视图的实例1，以及图63示出了表示本发明第四实施例的校准装置的另一2自由度驱 动机构的概要视图的实例2。与图57和图58的不同之处在于，台板4的旋转中心增加有2自 由度驱动机构18，如图61所示2自由度驱动机构18在2自由度机构 17处安装有电机1。此外，在图中未示出二维位置检测装置9和二维 图像处理装置。不同于图57和图58，机械固定装置41固定构成驱动机构单元6 的驱动机构46和3自由度机构16的两点。通过在根据第一实施例的 图9的过程如图IO中那样定位，能够固定该装置。能够类似于第一实施例执行原点返回。此外，通过使用必需的一 个装置或多个装置，可以类似于第二实施例和第三实施例执行原点返 回。此外，可以由在图62或图63中所示的结构构成2自由度驱动机 构18。这样，构成了在Y0操作的结构，并且因此，通过由机械固定装置 41固定台板4来驱动电机3并且执行原点返回，能够精确地执行台板 4的Y6操作。实施例5图64是表示本发明第五实施例的校准装置的示意图和控制方框 图，图65是表示本发明第五实施例的校准装置的顶视图并且是布置驱 动机构单元的视图，以及图66是示出了表示本发明第五实施例的校准装置的台板的旋转移动的视图。本实施例是在e操作的台板的实例。通过使用驱动机构单元6构成 一个旋转自由度的机构以及将旋转1自由度机构19布置到台板4，在e 内旋转台板4。由曲线导轨24和曲线导向块构成旋转1自由度机构19。如图66所示，通过驱动机构单元6的平移驱动部分12的平移移 动，能够操作旋转台板4。此外，虽然使用在第一实施例中使用的图3 的驱动机构单元6，但是即使当使用其它构造的驱动机构单元6时，功 能也保持不变。将驱动机构单元6连接在旋转圆周的切线方向上，并且因此，产 生了第一实施例的图6和图7中的问题，其中虽然当在常规旋转和反向旋转中以相同角度旋转台板4时线性电机1L的移动量的绝对值相 同，但是由于驱动机构单元6的移动部分的线性电机1L的位置使旋转 台板4的角度不同。因此，通过由一个机械固定装置41固定台板4来执行原点返回。 通过第二实施例的图17的过程如图19中那样定位，从而能够固定台 板4。能够类似于第一实施例执行原点返回。此外，通过使用必需的装 置或手段，可以类似于第二实施例和第四实施例执行原点返回。通过执行如上所述的原点返回，可以实现能够在e精确操作的校准。虽然根据本实施例，通过图64和图65的构造实现在e操作的校准，但是可以如下构造本实施例。图67示出了表示本发明第五实施例的校准装置的另一示意图和 控制方框图的实例1，以及图68是表示本发明第五实施例的校准装置 的顶视图并且是布置驱动机构单元的视图。与图64和图65的不同之处在于增加了 3自由度机构16。此外， 将旋转1自由度机构构造为旋转自由度部分13。除此之外，将构成3 自由度机构16的驱动机构46与机械固定装置41固定。通过第一实施 例的图9的过程如图10中所示那样定位，能够固定该装置。能够类似于第一实施例执行原点返回。此外，通过使用必要的装 置或手段，可以类似于第二实施例和第三实施例执行原点返回。这样，由于构成了在e操作的构造，并且因此，通过根据由机械固定装置41固定台板4而驱动电机3并执行原点返回，能够精确地实现 台板4的Y0操作。实施例6图69示出了包括表示本发明第六实施例的校准装置的转动台板 的顶视图和布置图以及侧视图，以及图70出了表示包括表示本发明第 六实施例的校准装置的平移台板的台板以及平移台板的旋转移动的视 图。在第一实施例中所示的校准装置安装在转动台板上方。转动台板构成了包括旋转型电机1R和曲线导轨24以及曲线导向 块25的旋转1自由度机构19。构成一种两层结构，并且其高度增加，以及虽然如图70 (a)所示 能够实现该校准装置以小量旋转，但是由如图70 (b)所示的能够实现 以大量旋转的结构构成了转动台板。校准装置执行精细操作。从而， 扩大了操作范围，并且拓展了应用。该校准装置与第一实施例的校准 装置相同，并且因此，可以类似于第一实施例固定驱动机构单元6。此 外，可以类似于第一实施例执行原点返回。此外，通过使用必需的装 置或手段，可以类似于第二实施例或第四实施例执行原点返回。此外，虽然使用在第一实施例中使用的图3的驱动机构单元6, 但是即使当使用其它构造的驱动机构单元6时，功能也保持不变。如上所述，能够实现执行原点返回的在XY9精确操作的校准装置。 此外，能够实现包括在XYe精确操作的校准装置的转动台板。实施例7图71示出了布置包括表示本发明第七实施例的校准装置的平移 台板的驱动机构单元和驱动机构部分的顶视图和侧视图以及视图。在第五实施例中所示的在e操作的校准装置安装在平移板架上方。虽然图中仅示出了校准装置和平移台板，但是对于校准装置，当 准备了必需的装置或手段时，能够类似于第一实施例、第二实施例、 第四实施例执行原点返回。如上所述，能够实现通过执行原点返回在e精确操作的校准装置。 此外，能够实现包括在e精确操作的校准装置的转动台板。实施例8图72是构成包括表示本发明第八实施例的校准装置的机械的台架机构的机械控制系统的顶视图，图73是示出了构成包括表示本发明第八实施例的校准装置的机 械的台架机构的操作的视图，以及图74是示出了构成包括表示本发明第八实施例的校准装置的机 械的台架机构的校准装置以及台架机构的操作的视图。将第一实施例的校准装置安装在台架机构的机械控制系统上方。在台架机构中，由双轴驱动机构部分59操作台架可移动部分63。 也将驱动机构部分59提供给台架可移动部分63，并且能够由该台架机 构执行在XY的操作。此外，2个二维位置检测装置9连接到台架可移 动部分63，并且通过移动台架可移动部分63， 2个二维位置检测装置 9能够在校准装置上方移动。能够检测附着到校准装置的台板4或目标 物5上的标记。类似于第一实施例连接校准装置的机械固定装置41， 并且能够类似于第一实施例执行原点返回。虽然在图中仅示出了校准装置和台架机构以及二维位置检测装置9，但是对于校准装置，通过使 用必需的装置或手段，能够类似于第一实施例以及第二实施例、第四 实施例执行原点返回。当完成原点返回时，可以实现能够在xYe操作的校准装置，并且因此，根据放置到台板4上的目标物5的标记在XY0方向上位移，通 过使用2个二维位置检测装置9能够校正位移。图74的(4)示出了放置到校准装置60的台板4上的目标物5的 初始位置。当由二维检测装置9检测目标物5并由二维图像处理装置 IO进行处理时，未示出，可以如图21所示的那样得到在XY9的位移量。根据如在本实施例中的模式的机械控制系统，需要一种操作，其 在画在目标物5上由虚线表示的轨迹上在XY操作台架机构，将如图 74的(0)那样放置目标物5。通过停留在图74的(4)的状态中不能 够执行操作，并且因此，通过校准装置60校正目标物5的XYe位置。当以旋转位移量50移动校准装置60的台板4时，构成图74的(3)， 并且消除了旋转位移。此外，当以位移量5Y移动校准装置60的台板4 时，构成(1)，并且当在X方向上以5X移动时，从(3)构成(2)。 当校准装置60的台板4的平移移动能够校正在XY的位移量时，目标 物5变为图74的(0)以构成该模式。从而，能够在XY操作台架机构。虽然为了执行这种操作，需要校准装置的在XY9的精确操作，但 是由于执行原点返回，所以能够执行该操作。这样，如在第一实施例或第二实施例那样固定校准装置，如在第 一实施例、第二实施例或第四实施例那样执行原点返回，并且因此， 能够在XYe高精确地操作该装置，以及通过台架机构的XY操作构成 了能够加工或处理目标物5的机械控制系统。实施例9图75示出了构成包括表示本发明第九实施例的校准装置的机械的台架机构和门型固定机构的机械控制系统的顶视图和侧视图。构成一种结构，该结构构造有台板，通过同样使用第四实施例所 示的校准装置并结合门型固定机构，台板能够驱动并转动台架。虽然门型固定机构包括在X方向上的驱动机构部分59，但是门型固定机构 是固定的。校准装置60可以在能够以长行程移动的Y方向上移动并且在如第 四实施例所示的e方向上移动。门型固定机构能够在X方向上移动，并 且因此，可由整个机械控制系统执行在XYe的操作。通过在Y方向上移动校准装置60的台板4，可由二维位置检测装 置9检测台板4或目标物5的标记。当执行由第八实施例所示的操作 时，本实施例的校准装置60不能够在X方向上校正目标物，并且因此， 通过导致用于由3e移动的图74的(3)的状态、或者进一步由5Y校正 的图74的(1)的状态来执行该操作。能够在整个机械控制系统执行在XYe的操作，并且因此，通过开 始在门固定机构的驱动机构部分59的X方向上以SX移位操作开始点， 来校正SX。可以通过预先导致图74的(1)的状态作为校准装置的功 能来校正5Y，或者可以通过在Y方向上以5Y开始操作开始点来校正 SY。在校正se的过程中，如上所述，产生第一实施例的图6和图7中所示的问题，并且因此，可以通过固定校准装置以及通过第一实施例、第二实施例或第四实施例的任一者的方法来校正Se。虽然在图75中， 将台板示出为如第四实施例的图58中那样固定，但是可以如第四实施例的图52中那样固定2个驱动机构单元6。虽然在图75中未示出机械固定装置41、机械固定基准位置存储 装置42、机械原点存储装置43、机械原点返回量计算装置45以及基 准图像位置存储装置48、绝对位置存储装置47以及二维图像处理装置 10，但是可以通过第一实施例、第二实施例或第四实施例的任一者的 方法来执行原点返回。当执行原点返回时，能够精确地执行校准装置的在Y9的操作，并 且构成了精确机械控制系统。这样，如第一实施例和第二实施例那样固定校准装置，并且如第 一实施例、第二实施例或第四实施例那样执行原点返回，并且因此， 能够执行高精确的Ye操作，以及通过包括校准装置的XY操作构成能 够加工或处理目标物5的机械控制系统。工业实用性在机械底座部分的一个平面处布置驱动机构单元，并且因此，使 台板变薄。本发明可应用到校准装置或类似的机械工具，其中即使当台板是 大尺寸时载荷也被分散支撑。此外，由于构成了薄的校准装置，所以可以形成低的用于执行其 它操作的机械以及整个机械控制系统的机械的高度。因此，能够实现 具有低重心的稳固装置，能够增加刚度，并且因此，难于产生震动， 并且能够提升驱动机械部分的操作和功能。即，获得能够提升整个机 械控制系统的功能的效果。通过使用安装到驱动机构单元的检测装置来控制位置，并且因此，即使当台板是大尺寸时，在将驱动机构单元布置到台板外周附近的情 况下，相比于在检测台板中心处的位置中，在台板旋转操作中提高了 分离度，从而获得了提升功能的效果。此外，能够形成低的来自上述校准装置的操作部分的机械的高度， 并且因此，通过限制材料能够构成低成本。此外，该部分可以是重量 轻的，并且因此，还简化了制造/集成机械和机械控制系统的操作。除此之外，根据该结构，通过布置驱动机构单元，能够形成使用 旋转型电机不能实现的挖空台板中心的空心结构，并且能够拓宽其应 用。此外，即使当该装置是大尺寸时，可以构成一种结构，即通过利 用多个标准电机分散驱动力，而不是使用特殊大尺寸电机，并且因此， 还获得了一个优点，即考虑到装置部件的交付或成本，与特定产品相 比，能够容易的获得部件。
权利要求
1.一种用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在XYθ、Yθ、或θ操作安装有目标物的台板将其定位到预定位置的校准装置，所述校准装置包括所述驱动机构，包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各自由机械部分和电机控制装置构成；所述机械部分包括各自具有平移自由度的两个平移自由度部分和具有旋转自由度的一个旋转自由度部分；以及所述电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，所述电机用于驱动所述两个平移自由度部分和所述一个旋转自由度部分的自由度部分，所述检测装置用于检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以及所述控制器用于通过接收操作指令控制所述电机，从而构成至少与所述台板的XYθ、Yθ、或θ操作的自由度的数量相等的数量的所述电机；所述驱动机构单元包括用于将操作指令提供给所述控制器的指令装置；所述台板，通过在平移方向或旋转方向上分别操作所述电机，从而所述台板被操作以在XYθ操作的两个方向上平移移动和旋转移动、在Yθ操作的一个方向上平移移动和旋转移动、或者θ操作的旋转移动；机械原点存储装置，用于预先存储或输入在机械原点位置与固定基准位置之间的差值；机械固定装置，用于将所述台板或所述驱动机构机械固定到所述校准装置的所述固定基准位置；机械固定基准位置存储装置，用于通过所述检测装置检测和存储至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的机械固定基准位置；检测装置参考位置存储装置，用于放开所述机械固定装置，通过驱动至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的电机，由所述检测装置检测至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的检测装置参考位置基准，以及存储所述检测装置参考位置与所述机械原点位置或至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所述固定基准位置之间的差值；以及机械原点返回量计算装置，用于在已经完成了上述处理并且再次引入电源之后所述机械固定装置表现不正常的状态中，通过驱动至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所述电机，来检测至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所述检测装置参考位置基准，以及为了使所述台板和所述驱动机构单元从当前位置设置到所述机械原点或所述固定基准位置，计算至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所述电机的移动量，其中通过操作至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所述电机，将所述台板和所述驱动机构单元移动到所述机械原点位置。
2. —种用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在XY9、 Y9、或e操作安装有目标物的台板将其定位到预定位置的校准装置，所述校准装置包括所述驱动机构，包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各自由机械部分和电机控制装置构成；所述机械部分包括各自具有平移自由度的两个平移自由度部分和 具有旋转自由度的一个旋转自由度部分；以及所述电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，所述电机用于 驱动所述两个平移自由度部分和所述一个旋转自由度部分的自由度部 分，所述检测装置用于检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以 及所述控制器用于通过接收操作指令控制所述电机，从而构成至少与所述台板的xYe、 Ye、或e操作的自由度的数量相等的数量的电机；所述驱动机构单元包括用于将操作指令提供给所述控制器的指令装置；所述台板，通过在平移方向或旋转方向上分别操作所述电机，从而所述台板被操作以在xYe操作的两个方向上平移移动和旋转移动、 在Ye操作的一个方向上平移移动和旋转移动、或者e操作的旋转移动； 机械固定装置，用于将所述台板或所述驱动机构机械固定到所述校准装置的固定基准位置；机械原点存储装置，用于预先存储或输入在机械原点位置与所述 固定基准位置之间的差值；二维位置检测装置，用于检测预先提供到所述台板或所述目标物 的标记；二维图像处理装置，用于根据所述二维位置检测装置的图像计算 移动到任意位置所必需的台板移动量；基准图像位置存储装置，用于通过使用所述二维位置检测装置和 所述二维图像处理装置的输出，由图像的标记的位置构成绝对位置， 从而存储基准图像位置；以及机械原点返回量计算装置，用于通过将由所述二维位置检测装置 及所述二维图像处理装置在当前状态中新检测标记所提供的新输出图 像与在所述基准图像位置存储装置中存储的所述基准图像位置进行比 较，为了使所述台板和所述驱动机构单元从当前位置设置到所述机械 原点位置或所述固定基准位置，计算至少与提供给所述台板的自由度 的数量相等的数量的所述电机的移动量，其中通过操作至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所 述电机，将所述台板和所述驱动机构单元移动到所述机械原点位置。
3. —种用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在XYe、 Y9、或e操作安装有目标物的台板将其定位到预定位置的校准装置，所述校准装置包括所述驱动机构，包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各自由机械部分和电机控制装置构成；所述机械部分包括各自具有平移自由度的两个平移自由度部分和 具有旋转自由度的一个旋转自由度部分；以及所述电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，所述电机用于 驱动所述两个平移自由度部分和所述一个旋转自由度部分的自由度部 分，所述检测装置用于检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以 及所述控制器用于通过接收操作指令控制所述电机，从而构成至少与所述台板的xYe、Ye、或e操作的自由度的数量相等的数量的所述电机；所述驱动机构单元包括用于将操作指令提供给所述控制器的指令 装置；所述台板，通过在平移方向或旋转方向上分别操作所述电机，从而所述台板被操作以在xYe操作的两个方向上平移移动和旋转移动、 在Ye操作的一个方向上平移移动和旋转移动、或者e操作的旋转移动； 机械原点存储装置，用于预先存储或输入在机械原点位置与固定基准位置之间的差值；机械固定装置，用于将所述台板或所述驱动机构机械固定到所述校准装置的所述固定基准位置；机械固定基准位置存储装置，用于通过所述检测装置检测和存储 至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的固定基准位置；绝对位置存储装置，被提供给所述检测装置，用于考虑到在所述 固定基准位置与所述机械原点位置之间的差值，将至少与提供给所述 台板的自由度的数量相等的数量的所述机械原点位置的值存储为绝对 值，其中，在已经完成了上述处理并且再次引入电源之后所述机械固定装置 表现不正常的状态中，通过从所述绝对位置存储装置中读取至少与提 供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所述机械原点位置的所述 绝对值，并且操作至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量 的所述电机，使所述台板和所述驱动机构单元移动到所述机械原点位 置。
4. 一种校准装置的原点返回方法，所述校准装置用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在XYe、 Ye、或e上操作安装有目标物的台 板将其定位到预定位置，其中所述驱动机构包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各自由机械部分和电机控制装置构成；所述机械部分包括各自具有平移自由度的两个平移自由度部分和具有旋转自由度的一个旋转自由度部分；以及所述电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，所述电机用于 驱动所述两个平移自由度部分和所述一个旋转自由度部分的自由度部 分，所述检测装置用于检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以 及所述控制器用于通过接收操作指令控制所述电机，从而构成至少与所述台板的XYe、Ye、或e操作的自由度的数量相等的数量的所述电机；所述驱动机构单元包括用于将操作指令提供给所述控制器的指令装置；通过在平移方向或旋转方向上分别操作所述电机，操作所述台板在xYe操作的两个方向上平移移动和旋转移动、在ye操作的一个方向 上平移移动和旋转移动、或者e操作的旋转移动；所述原点返回方法包括步骤由机械原点存储装置预先存储或输入机械原点位置，作为与固定基准位置之间的差值；由机械固定装置将所述台板或所述驱动机构机械固定到所述校准装置的所述固定基准位置；由所述检测装置检测至少与提供给所述台板的自由度的数量相等 的数量的机械固定基准位置，以存储在机械固定基准位置存储装置中；放开所述机械固定装置；通过驱动至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所 述电机，检测至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的检 测装置参考位置基准；在检测装置参考位置存储装置中，存储在所述检测装置参考位置 与所述机械原点位置或至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的 数量的所述固定基准位置之间的差值；在已经完成了上述处理并且再次引入电源之后所述机械固定装置 表现不正常的状态中，通过驱动至少与提供给所述台板的自由度的数 量相等的数量的所述电机，来检测至少与提供给所述台板的自由度的 数量相等的数量的所述检测装置参考位置基准；以及由机械原点返回量计算装置计算从所述检测装置参考位置基准到 所述机械原点位置或至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所述固定基准位置的所述电机的处理移动量。
5. —种校准装置的原点返回方法，所述校准装置用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在xYe、 Ye、或e操作安装有目标物的台板将其定位到预定位置，其中所述驱动机构包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各自由机械部分和电机控制装置构成；所述机械部分包括各自具有平移自由度的两个平移自由度部分和 具有旋转自由度的一个旋转自由度部分；以及所述电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，所述电机用于 驱动所述两个平移自由度部分和所述一个旋转自由度部分的自由度部 分，所述检测装置用于检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以 及所述控制器用于通过接收操作指令控制所述电机，从而构成至少与所述台板的xYe、ye、或e操作的自由度的数量相等的数量的所述电机； 所述驱动机构单元包括用于将操作指令提供给所述控制器的指令装置；通过在平移方向或旋转方向上分别操作所述电机，操作所述台板在XY9操作的两个方向上平移移动和旋转移动、在Y0操作的一个方向上平移移动和旋转移动、或者e操作的旋转移动；所述原点返回方法包括步骤由机械原点存储装置预先存储或输入机械原点位置，作为与固定基准位置之间的差值；由机械固定装置将所述台板或所述驱动机构机械固定到所述校准装置的所述固定基准位置；由二维位置检测装置检测所述台板上的标记；由二维图像处理装置接收所述二维位置检测装置的图像，并通过 由图像的标记的位置构成绝对位置，在基准图像位置存储装置中存储 基准图像位置；在已经完成了上述处理并且再次引入电源之后所述机械固定装置 表现不正常的状态中，由所述二维位置检测装置和所述二维图像处理装置重新检测当前状态的标记的位置；通过将新图像的位置与在所述基准图像位置存储装置中存储的所 述基准图像位置进行比较，为了使所述台板和所述驱动机构单元从当 前位置设置到所述机械原点位置或所述固定基准位置，由机械原点返 回量计算装置计算至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量 的所述电机的移动量；以及通过操作至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所 述电机，将所述台板和所述驱动机构单元移动到所述机械原点位置。
6. 根据权利要求5的校准装置的原点返回方法，重复以下步骤通过操作至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所述电机，将所述台板和所述驱动机构单元移动到所述机械原点位置； 此后，由所述二维位置检测装置和所述二维图像处理装置重新检测当前状态中的标记的位置；以及与在所述基准图像位置存储装置中存储的所述基准图像的位置进行比较；当所述位置相互不一致时，为了使所述台板和所述驱动机构单元从当前位置设置到所述机械 原点位置或所述固定基准位置，计算至少与提供给所述台板的自由度 的数量相等的数量的所述电机的移动量；以及通过操作至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所 述电机，将所述台板和所述驱动机构单元移动到所述机械原点位置。
7. —种校准装置的原点返回方法，所述校准装置用于通过布置在机械底座部分处的驱动机构在xYe、 Ye、或e操作安装有目标物的台板将其定位到预定位置，其中所述驱动机构包括多个驱动机构单元，所述多个驱动机构单元各 自由机械部分和电机控制装置构成；所述机械部分包括各自具有平移自由度的两个平移自由度部分和 具有旋转自由度的一个旋转自由度部分；以及所述电机控制装置包括电机、检测装置和控制器，所述电机用于 驱动所述两个平移自由度部分和所述一个旋转自由度部分的自由度部 分，所述检测装置用于检测构成要检测部件的机械部分的操作量，以 及所述控制器用于通过接收操作指令控制所述电机，从而构成至少与所述台板的xYe、ye、或e操作的自由度的数量相等的数量的所述电机；所述驱动机构单元包括用于将操作指令提供给所述控制器的指令装置；通过在平移方向或旋转方向上分别操作所述电机，操作所述台板在xYe操作的两个方向上平移移动和旋转移动、在Ye操作的一个方向 上平移移动和旋转移动、或者e操作的旋转移动；所述原点返回方法包括步骤由机械原点存储装置预先存储或输入机械原点位置，作为与固定基准位置之间的差值；由机械固定装置将所述台板或所述驱动机构机械固定到所述校准装置的所述固定基准位置；由所述检测装置检测至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所述固定基准位置；考虑到在所述固定基准位置与所述机械原点位置之间的差值，在 提供给所述检测装置的绝对位置存储装置中，将至少与提供给所述台 板的自由度的数量相等的数量的机械原点位置值存储为绝对值；在已经完成了上述处理并且再次引入电源之后所述机械固定装置 表现不正常的状态中，从所述绝对位置存储装置中读取至少与提供给 所述台板的自由度的数量相等的数量的所述机械原点位置值；以及通过操作至少与提供给所述台板的自由度的数量相等的数量的所 述电机，将所述台板和所述驱动机构单元移动到所述机械原点位置。
8.根据权利要求1到3中任一项的校准装置，其中 所述驱动机构进一步包括 自由度机构，所述3自由度机构包括具有两个平移自由度的所 述平移自由度部分和具有一个旋转自由度的所述旋转自由度部分，而不包括电机。
9. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，其中在至少具有在Ye操作的两个自由度的所述台板上，提供2自由度机构，所述2自由度机构包括具有一个平移自由度的所述平移自由度 部分和具有一个旋转自由度的所述旋转自由度部分，而不包括电机。
10. 根据权利要求9的校准装置，其中在至少具有在Ye操作的两个自由度的所述台板上，提供2自由度 机构，所述2自由度机构包括具有电机的2自由度驱动机构。
11. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，其中在至少具有在e操作的旋转一自由度的所述台板上，提供旋转一自由度机构，所述旋转一自由度机构包括用于支撑所述台板的一个旋转 自由度。
12. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，进一步包括 第一定位装置，用于将所述机械固定装置定位到所述机械底座部分。
13. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，进一步包括 第二定位装置，用于将所述机械固定装置定位到所述驱动机构。
14. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，进一步包括 第三定位装置，用于将所述机械固定装置定位到所述台板。
15. 根据权利要求4到7中任一项的校准装置的原点返回方法， 包括步骤由设置在所述机械底座部分处的第一定位装置定位被安装位置。
16. 根据权利要求4到7中任一项的校准装置的原点返回方法， 包括步骤由设置在所述驱动机构处的第二定位装置定位被安装位置。
17. 根据权利要求4到7中任一项的校准装置的原点返回方法，包括步骤由设置在所述台板处的第三定位装置定位被安装位置。
18. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，进一步包括 第一位置固定装置，用于固定所述机械底座部分和所述机械固定装置。
19. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，进一步包括 第二位置固定装置，用于固定所述驱动机构和所述机械固定装置。
20. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，进一步包括第三位置固定装置，用于固定所述台板和所述机械固定装置。
21. 根据权利要求4到7中任一项的校准装置的原点返回方法，其中通过使用设置在所述机械底座部分处的第一位置固定装置固定所 述机械固定装置和所述机械底座部分。
22. 根据权利要求4到7中任一项的校准装置的原点返回方法，其中通过使用设置在所述驱动机构处的第二位置固定装置固定所述机 械固定装置和所述驱动机构。
23. 根据权利要求4到7中任一项的校准装置的原点返回方法，其中通过使用设置在所述台板处的第三位置固定装置固定所述机械固 定装置和所述台板。
24. 根据权利要求4到7中任一项的校准装置的原点返回方法，其中所述控制器切断所述电机的控制，移动所述台板或所述驱动机构， 并且将所述机械底座部分和所述台板或所述驱动机构固定在所述固定 基准位置。
25. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，其中 所述驱动机构包括位于平移自由度部分之上的旋转自由度部分，并且进一步包括位于旋转自由度部分之上的平移自由度部分。
26. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，其中 所述驱动机构进一步包括位于平移自由度部分之上的平移自由度部分，并且包括位于平移自由度部分之上的旋转自由度部分。
27. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，其中 所述驱动机构包括位于旋转自由度部分之上的平移自由度部分，并且进一步包括位于平移自由度部分之上的平移自由度部分。
28. 根据权利要求1或3的校准装置，进一步包括 二维位置检测装置，用于获取在目标物或台板上的标记的位置， 二维图像处理装置，用于使由所述二维位置检测装置捕捉的目标物的图像经过图像处理，并且计算用于校正所述目标物的位置的校正 量，其中根据由所述二维图像处理装置提供的所述校正量，通过操作所述 电机，校正所述台板或所述目标物的位置。
29. 根据权利要求2或28的校准装置，包括多个所述二维位置检测装置。
30. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，其中所述驱动机构单元被布置为，使至少提供给所述台板的自由度的 数量的所述电机与所述台板的重心分开，并且利用从所述台板的重心 的位移来移动所述台板。
31. 根据权利要求4和5到7中任一项的校准装置的原点返回方 法，其中所述驱动机构单元被布置为，使至少提供给所述台板的自由度的 数量的所述电机与所述台板的重心分开，并且利用从所述台板的重心 的位移来移动所述台板。
32. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，其中 用于驱动所述驱动机构的所述平移自由度部分的所述电机是线性电机。
33. 根据权利要求4和5到7中任一项的校准装置的原点返回方 法，其中线性电机作为所述电机来驱动所述驱动机构单元的所述平移自由 度部分。
34. 根据权利要求1到3中任一项的校准装置，其中 所述固定基准位置是所述机械原点位置。
35. 根据权利要求4和5到7中任一项的校准装置的原点返回方 法，其中将所述机械原点位置用作所述固定基准位置。
36. —种转动台板，包括根据权利要求1到3中任一项的校准装置。
37. —种平移台板，包括根据权利要求1到3中任一项的校准装置。
38. —种机械，包括根据权利要求1到3中任一项的校准装置。
39. —种机械控制系统，包括至少一个驱动机构部分和根据权利 要求38的机械作为驱动机构部分。
全文摘要
提供了一种旋转台板的校准装置，其通过平移驱动能够在XYθ、Yθ、或θ精确地操作台板。用于驱动安装有目标物(5)的台板(4)的4件驱动系统包括平移自由度部分(11)、平移驱动部分(12)、以及旋转自由度部分(13)，此外，通过在机械固定装置(41)处提供电机(1)和检测装置(2)，由机械固定装置(41)使用第一定位装置及第二定位装置、和第一位置固定装置及第二位置固定装置精确地固定台板(4)，并且将检测装置参考位置存储在检测装置参考位置存储装置(44)处，使校准装置能够返回到原点。
文档编号G05D3/12GK101263438SQ20068003342
公开日2008年9月10日 申请日期2006年8月25日 优先权日2005年9月12日
发明者加来靖彦, 大须贺俊之, 小宫刚彦 申请人:株式会社安川电机