[发明专利]龙门架型XY定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适于在电子部件搭载装置等中使用的可进行同 步防振控制的龙门架型XY定位装置。

背景技术

例如，电子部件搭载装置中使用的现有的龙门架型XY定位装 置，如图1所例示，具有用于向Y方向移动而左右1对平行配置的Y 轴驱动部(YL轴9L、YR轴9R)，并利用在其上方设置的X轴驱 动部(X轴12)进行向X方向的移动。在图1中，7是Y轴电动机， 8是同步带，11是X轴电动机，15是保持在X轴12上且可沿Z方 向(上下方向)自由移动的搭载头。

在X轴、Y轴的驱动中，使用旋转型电动机+同步带(链)或 滚珠丝杠等。各轴根据由指令产生部发出而由各电动机接收的指令， 进行电动机控制而进行定位。

在这种定位装置中，为了实现高速·高加速度的定位，申请人在 专利文献1中提出，各轴如图2中X轴的要部结构所示，分别在两 端设置驱动用电动机11L、11R，各轴的一对电动机共用针对每个轴 设置的一个线性编码器(图示省略)。在图2中，13是同步带。

在前述龙门架型XY定位装置中，左右1对Y轴必须两轴同步 地进行移动。

在图1的结构中，利用YL轴9L侧的1个电动机7将X轴12 向Y方向驱动。在这种情况下，因为仅驱动轴的一端(YL轴9L)， 而另一端(YR轴9R)仅是由直动轴承引导，所以是悬臂构造。因为 负载的重量平衡差，且控制系统的刚度低，所以很难提高控制增益， 不适合于高速、高加速度的定位。

为了解决上述问题点，如专利文献1所述，在利用在YL轴和 YR轴这两个轴上设置了电动机的龙门架型XY定位装置进行定位的 情况下，由于X轴12上的负载(搭载头15)的位置移动，会使设置 于两侧的YL轴电动机和YR轴电动机所承受的负载的平衡变化，因 此，在左右Y轴上会产生偏差，产生对定位精度或定位时间造成不 良影响的问题点。

作为用于防止该问题点的一种方法，发明人已提出了专利文献 2。这是如与专利文献2的图20相对应的图3所示，在向左右Y轴 施加的负载变化的情况下，也使用假想模式控制或负载侧扰动观测器 40等进行鲁棒控制的方法，其有利于轴的同步防振控制。在图3中， 20是用于抑制扰动的扰动观测器，50是逆系统。

专利文献1：日本国专利第3510912号公报

专利文献2：日本国特开2007-236185号公报(图7、图20)

发明内容

在如图2所例示的，在将专利文献2的方法应用于利用位于各 轴两端的一对电动机11L、11R共同驱动1个负载(搭载头15)，并 共用1个线性编码器的结构的情况下，考虑向累加模式侧和差动模式 侧分配提供线性编码器的信号。但是，由于是由位于各轴两端的一对 电动机11L、11R共同驱动1个负载，所以该线性编码器的信号中不 包含差动模式的信息。因此，存在不能构成图3所示的使用了负载侧 扰动观测器40的累加模式和差动模式的控制系统，从而无法得到充 分的效果的问题点。

本发明是为了解决前述现有问题点而提出的，其课题在于，在 利用位于各轴两端的一对电动机共同驱动一个负载，并共用1个线性 编码器的结构中，也可以使用包含负载侧扰动观测器的假想模式控 制。

本发明通过下述方式解决前述课题，即，在1个驱动轴上设置1 个线性编码器，并向1个驱动轴两端的电动机分配同一线性编码器信 号这种结构的龙门架型XY定位装置中，通过对于驱动轴两端的电动 机控制，进行根据2阶阿达玛矩阵分解为累加模式和差动模式的假想 模式控制，由此分别对累加轴构成位置伺服器，对差动轴构成用于抑 制偏差量的位置调节器，从而进行2轴同步控制时，将线性编码器的 信号视为累加模式的线性编码器信号，根据轴扭转角和负载加速度构 成累加模式专用的负载侧扰动观测器，将利用前述累加模式专用的负 载侧扰动观测器推定的负载侧扰动，通过从负载侧扰动至位置指令的 逆系统而反馈给累加模式侧，另一方面，对于差动模式不构成负载侧 扰动观测器的控制系统。

发明的效果

根据本发明，在如图2例示的利用位于轴两端的一对电动机共 同驱动一个负载，并共用1个线性编码器的结构中，也可以进行专利 文献2中提出的使用负载侧扰动观测器的假想模式控制。在这里，因 为对于2个电动机使用1个线性编码器，所以可以降低成本。另外， 因为可以省略差动模式侧的负载侧扰动观测器，所以可以减少运算 量，能够减轻计算机的负担。