KR100909583B1 - The movement of table apparatus of the moire measure system - Google Patents

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Abstract

A table conveying device of a moire measuring device is provided to minimize the error displacement when moving a moving table. A table conveying device of a moire measuring device comprises: a fixed table(200) having a guide surface inclined downward as 40~50°; a driving part(400) moving table to the longitudinal direction of the fixed table; a plurality of air bearing(500) installed at bottom end of the moving table; a sensor(600) sensing the distance in which the moving table moves from the fixed table; and a controller(700) controlling the operation of the driving part.

Description

모아레 측정장치의 테이블 이동장치{The movement of table apparatus of the moire measure system}The movement of table apparatus of the moire measure system

본 발명은 테이블 이동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정테이블의 양 가이드면을 양측으로 갈수록 하향 경사지도록 형성하고, 경사진 가이드면에 지속적으로 공급되는 공기에 의해 마찰력을 제거하여 전달되는 이동력에 의해 마찰력 없이 이동테이블을 이동시킬 수 있도록 에어베어링을 형성하여 3개 축(x, y, z축)으로 발생되는 오차변위를 최소화시켜 고정밀도를 요하는 대상물에 대한 고정밀 측증이 가능함에 따라 작업 효율을 향상시킬 수 있는 모아레 측정장치의 테이블 이동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a table moving device, and more particularly, to move both of the guide surface of the fixed table to be inclined downward toward both sides, and to remove the frictional force by the air continuously supplied to the inclined guide surface Air bearings are formed to move the moving table without friction, thereby minimizing the error displacement occurring in the three axes (x, y, z axis), enabling highly accurate measurement of objects requiring high precision. It relates to a table moving device of the moiré measuring device that can improve the efficiency.

일반적으로, 반도체 산업, 광학 산업 등의 급속한 발전으로 인한 각종 최정밀 기계의 수요가 늘어나고 있다.In general, the demand for various precision machines is increasing due to the rapid development of the semiconductor industry and the optical industry.

이러한, 반도체 장비, 초정밀 가공기기 및 측정장비 등의 정밀도를 좌우하는 요소인 직선 운동 유닛의 개발이 시급하여 이에 대한 연구개발 및 기초 기술 확보가 중요한 시점에 이르게 되었다.The development of a linear motion unit, which is a factor that determines the precision of semiconductor equipment, ultra-precision processing equipment, and measuring equipment, is urgently needed, leading to an important point in research and development and securing basic technology.

또한, 자유곡면형태의 삼차원 형상을 측정하는 기술로 모아레 법이라는 비접촉식으로 측정하는 광학식이 많이 사용되고 있는데, 이는 삼차원측정기를 사용하는 접촉식에 비해 측정시간이 월등히 단축되는 큰 장점을 가지고 있다.In addition, as a technique for measuring the three-dimensional shape of the free-form surface shape, a lot of non-contact optical measurement method called the moire method is used, which has a great advantage that the measurement time is significantly shorter than the contact method using a three-dimensional measuring instrument.

모아레 법은, 측정 대상물의 3차원 형상정보를 가지는 모아레 무늬를 얻기 위하여 측정대상물에 일정한 간격의 직선줄무늬를 형성시켜야 하고, 이를 정밀하게 이송시켜야 한다.In the moiré method, in order to obtain a moire fringe having three-dimensional shape information of the measurement object, a straight line of regular intervals must be formed on the measurement object, and it must be precisely transferred.

이와 같이, 대상물을 거치시켜 이송시키는 이송장치나 직선 운동 테이블은 전체 시스템의 정밀도를 좌우하는 것으로, 높은 정밀도를 내는 직선 운동 장치의 연구가 많이 진행되고 있으며 그 수요 또한 많아지고 있는 추세이다.As described above, the transfer device and the linear motion table for mounting the object to be conveyed determine the accuracy of the entire system, and many studies on the linear motion device with high precision have been conducted, and the demand is also increasing.

직선 운동 시스템의 지지 베어링으로는 볼이나 롤러 베어링이 많이 사용되고 있으나 상기한 볼과 롤러의 탄성 변형과 불균일 등에 기인한 상하방향의 흔들림과 마찰력에 의하여 위치 정밀도를 초정밀급으로 하는 데에는 한계가 있다.Ball and roller bearings are widely used as support bearings for linear motion systems. However, there are limitations in making the position accuracy ultra-precision due to the up-down swing and friction force caused by the elastic deformation and non-uniformity of the ball and roller.

따라서, 좌우상하운동이 5㎛ 이하의 높은 정밀도를 나타내기 위해서는 테이블과 안내면이 비접촉 되도록 오일이나 공기 등의 윤활 유체를 사용하여 테이블을 지지하는 유체 베어링이 많이 적용되고 있다.Therefore, in order to exhibit a high precision of 5 m or less, the fluid bearing that supports the table using lubricating fluid such as oil or air is applied so that the table and the guide surface are not in contact with each other.

특히 공기 베어링으로 지지되는 테이블의 경우 강성은 다소 작으나 공기 자체의 낮은 점성으로 인해 매우 작은 마찰손실 특성을 보이며 다른 방법에 비해 높은 정밀도를 얻는데 많이 적용되고 있다.In particular, in the case of tables supported by air bearings, the rigidity is somewhat small, but due to the low viscosity of the air itself, it shows very small frictional loss characteristics and is widely used to obtain higher precision than other methods.

도 1은 공기 베어링이 사용된 테이블 이동장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing a table moving device using an air bearing.

도면에서 도시한 바와 같이, 공기 베어링(50)이 사용되는 테이블 이동장 치(10)는 고정되는 고정테이블(20)과 이동되는 이동테이블(30)로 구성되며, 고정테이블(20)에는 모터에 의해 회전되면서 이동테이블(30)을 이동시키는 구동부(40)가 설치된다.As shown in the figure, the table moving device 10 in which the air bearing 50 is used is composed of a fixed table 20 to be fixed and a moving table 30 to be moved, the fixed table 20 by a motor The driving unit 40 is installed to move the moving table 30 while being rotated.

그리고 고정테이블(20)의 상단부는 평탄도가 높은 평면으로 형성되고, 이 평면과 공기에 의해 일정간격으로 이격되는 공기 베어링(50)이 이동테이블(30)의 하단에 설치되어 고정테이블(20)과의 마찰력을 최소화시켜 이동테이블(30)을 고정밀하게 이동시키고 있다.In addition, the upper end of the fixed table 20 is formed in a plane with high flatness, and an air bearing 50 spaced at a predetermined interval by the plane and air is installed at the lower end of the movable table 30 to fix the fixed table 20. Minimize the frictional force with the moving table 30 to move accurately.

그러나, 이동테이블(30)의 가이드면인 상단면은 평평하게 형성되고, 그 면을 따라 이동되는 이동테이블(30)은 이동시 이동방향(x축) 외에 좌우방향(y축)으로 흔들리게 되어 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.However, the upper end surface, which is the guide surface of the moving table 30, is formed flat, and the moving table 30 moving along the surface shakes in the left and right directions (y axes) in addition to the moving direction (x axis) during the movement. There is a problem that is lowered.

이를 해소하기 위해, 가이드돌기와 가이드홈을 두 개 이상 형성하여 좌우방향 뒤틀림을 방지하고 있으나, 이 역시 상하방향(z축) 변위는 여전히 발생되는 문제점이 있다.In order to solve this problem, two or more guide protrusions and guide grooves are formed to prevent distortion in the left and right directions, but this also has a problem in that vertical displacement (z-axis) displacement still occurs.

이는, 공기 베어링(50)과 고정테이블(20)의 가이드면 과의 간격이 0.05㎛이격되기 위해 압축공기가 지속적으로 공급되기 때문으로, 대상물의 측정을 위해 이동테이블(30)의 이동시 상하 방향으로 0.05㎛의 오차범위가 발생되는 것을 나타내는 것이다.This is because the compressed air is continuously supplied so that the distance between the air bearing 50 and the guide surface of the fixed table 20 is 0.05 μm apart, so that the moving table 30 moves in the vertical direction to measure the object. It indicates that an error range of 0.05 μm is generated.

그러나, 고정밀도를 요하는 대상물의 측정에 있어, 0.05㎛의 오차는 대단히 큰 오차범위로써, 대상물의 불량을 정확하게 판별하지 못하거나 자유곡면형태의 형상을 고정밀하게 측정하지 못하는 문제점이 있다.However, in the measurement of an object requiring high precision, the error of 0.05 μm is a very large error range, and there is a problem in that it is not possible to accurately determine the defect of the object or to accurately measure the shape of the free curved shape.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 상단면 양측에 양단으로 갈수록 하향 경사진 가이드면이 형성된 고정테이블과 고정테이블의 상측에 구비되어 고정밀도 측정대상물이 상단에 거치되는 이동테이블 및 고정테이블에 구비되어 이동테이블을 고정테이블의 길이방향으로 따라 이동시키는 구동부와 이동테이블의 하단부에 다수 개 설치되어 지속적으로 공급되는 공기에 의해 고정테이블의 가이드면과의 마찰력을 제거시키고, 일정간격 이격시키는 에어베어링을 구비하여 이동테이블의 이동시 3개 축(x, y, z축)으로의 오차변위를 최소화시킬 수 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, provided on the upper side of the fixed table and the fixed table formed with a guide surface inclined downward toward both ends on both sides of the top surface, the high-precision measurement object is mounted on the top It is provided in the movable table and the fixed table to remove the frictional force with the guide surface of the fixed table by a plurality of driving parts to move the movable table along the longitudinal direction of the fixed table and air continuously supplied to the lower end of the movable table, It is possible to minimize the displacement of the error on the three axes (x, y, z axis) during the movement of the moving table by having an air bearing spaced at a predetermined interval.

그리고 이동테이블이 고정테이블로부터 이동한 거리를 센싱하는 센서부와 설정된 이동거리에 따라 이동테이블을 이동시키거나, 센서부의 센싱값에 의해 이동테이블을 정지시키도록 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 구비하여 대상물의 측정을 위한 이동거리만큼 정확하게 이동테이블을 이동시킬 수 있어 이동방향 오차변위를 최소화시킬 수 있다.And a control unit for controlling the operation of the driving unit to move the moving table according to the set movement distance or to stop the moving table by the sensing value of the sensor unit. The movement table can be moved as precisely as the moving distance for measuring the object, thereby minimizing the displacement error.

이에 따라, 대상물의 측정 고정밀도를 향상시킬 수 있어 제품의 신뢰성이 향상되고, 작업 효율을 향상시킬 수 있는 고정밀도 측정장비의 테이블 이동장치를 제공하는 것이 목적이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a table moving device of high precision measuring equipment that can improve the measurement accuracy of an object, improve product reliability, and improve work efficiency.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 광원이 조사된 투영격자의 그림자를 이용하여 이동테이블에 놓여진 대상물체에 이미지를 영사시킨 후, 라인 스캔 카메라에 의해 영사된 이미지를 위상에 따라 촬영하고 스캐닝하여 획득된 이미지들을 이용하여 모아레 무늬를 해석하여 대상물체의 3차원 형상을 분석하고, 상기 라인 스캔 카메라는 다수의 셀을 연결한 라인이 상기 대상물의 이송방향과 평면상 직각방향으로 배열된 모아레 측정장치에 있어서, 상기 이동테이블의 하측에 구비되며, 상단면 중앙부가 길이방향을 따라 설치홈이 형성되고, 상기 설치홈의 양측에는 양단으로 갈수록 하향 경사진 가이드면이 형성된 고정테이블, 상기 고정테이블의 설치홈에 구비되어 상기 이동테이블을 고정테이블의 길이방향으로 따라 이동시키는 구동부, 상기 이동테이블의 하단부에 다수 개 설치되어 지속적으로 공급되는 공기에 의해 상기 고정테이블의 가이드면과의 마찰력을 최소화시키고, 일정간격 이격시키는 에어베어링, 상기 이동테이블이 상기 고정테이블로부터 이동한 거리를 센싱하는 센서부 및 상기 설정된 이동거리에 따라 상기 이동테이블을 이동시키거나, 상기 센서부의 센싱값에 의해 상기 이동테이블을 정지시키도록 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.The present invention for achieving the above object is obtained by projecting an image on a target object placed on a moving table using the shadow of the projection grid irradiated with a light source, and then taking and scanning the image projected by the line scan camera according to the phase Analyze the moiré pattern using the collected images to analyze the three-dimensional shape of the object, the line scan camera is a moiré measuring device in which a line connecting a plurality of cells are arranged in a direction perpendicular to the direction of transport of the object The fixed table is provided on the lower side of the movable table, and an installation groove is formed along the longitudinal direction of the center of the upper end surface, and on both sides of the installation groove, a guide surface inclined downward toward both ends thereof, and an installation groove of the fixed table. A driving unit which is provided in the moving table along the longitudinal direction of the fixed table, the moving frame A plurality of air bearings are installed at the lower end of the table to minimize the frictional force with the guide surface of the fixed table by continuously supplied air, and the sensor senses the distance traveled by the moving table from the fixed table. And a control unit for controlling the operation of the driving unit to move the moving table according to the set moving distance or to stop the moving table by a sensing value of the sensor unit.

바람직하게, 상기 고정테이블의 가이드면은 40 ~ 50°의 경사각도로 이루어진다.Preferably, the guide surface of the fixed table is made of an inclination angle of 40 ~ 50 °.

그리고 상기 구동부는, 상기 고정테이블의 설치홈 양단부에 각각 설치되는 한 쌍의 고정브라켓, 상기 고정브라켓에 양단부가 회전 가능하도록 설치되는 회전가이드 및 상기 한 쌍의 고정브라켓 중 어느 하나에 고정되어 상기 회전가이드를 자기력에 의해 회전시키는 리니어 엑추에이터를 포함하여 이루어진다.The driving unit is fixed to any one of a pair of fixing brackets respectively installed at both ends of the mounting table of the fixed table, a rotation guide installed at both ends of the fixing bracket so as to be rotatable, and the pair of fixing brackets. And a linear actuator for rotating the guide by magnetic force.

또한, 상기 에어베어링은, 원기둥 형상의 베어링몸체, 상기 베어링몸체의 중심부를 따라 통공되어 공기가 공급되는 공기공급관, 상기 베어링몸체의 하단면에 적어도 하나 이상 형성되는 동심원을 갖는 공기정체로, 및 상기 공기공급관에서 공급된 공기가 상기 공기정체로로 이동되도록 다수 개 형성된 공기이동로를 포함하여 이루어지고, 상기 공기공급관을 통해 공급된 공기가 상기 공기이동로와 공기정체로를 거쳐 상기 고정테이블의 가이드면과 인접한 상기 베어링몸체의 하단면 외측으로 배출되면서, 상기 에어베어링이 가이드면과의 사이에 마찰력을 최소화시켜 상기 구동부에 의해 이동되는 이동테이블이 용이하게 이동되도록 한다.In addition, the air bearing is a cylindrical bearing body, an air supply tube through which the air is supplied through the center of the bearing body is supplied with air, an air stagnation having at least one concentric circle formed on the bottom surface of the bearing body, and the And a plurality of air moving paths formed so that the air supplied from the air supply pipe moves to the air stagnation, and the air supplied through the air supply pipe passes through the air moving path and the air stagnation path to guide the fixed table. While being discharged to the outside of the lower end surface of the bearing body adjacent to the surface, the air bearing minimizes the friction force between the guide surface to facilitate the movement of the moving table moved by the drive unit.

그리고 상기 센서부는, 상기 고정테이블의 측면 길이방향을 따라 광을 반사하는 눈금과 광을 흡수하는 눈금이 반복 구비된 센싱눈금, 및 상기 이동테이블에 구비되어 상기 센싱눈금에 광을 조사하여 반사되는 광을 센싱하여 상기 이동테이블의 이동거리를 측정하고, 이 센싱값을 상기 제어부로 전송하는 센서를 포함하여 이루어진다.The sensor unit includes a sensing scale repeatedly provided with a scale for reflecting light along a side length direction of the fixed table and a scale for absorbing light, and a light provided to the moving table to reflect the sensing scale to reflect the light. The sensor is configured to measure a moving distance of the moving table and transmit the sensing value to the controller.

또한, 상기 제어부는 이동거리가 기 설정된 상기 이동테이블의 이동시, 일정시간 동안 이동속도가 증가하여 최고속도에 도달하는 구간과 일정시간 동안 최고속도에서 정지하도록 이동 속도가 감소하는 구간 및 일정시간 동안 최고속도를 유지하는 구간으로 구획되어 상기 이동테이블이 단계별로 이동되도록 상기 구동부를 제어한다.In addition, the control unit is a section for which the moving speed is increased during a predetermined time, the moving speed is increased for a predetermined time to reach the maximum speed, and the moving speed is reduced to stop at the maximum speed for a predetermined time and the maximum for a predetermined time when the moving table is set. The driving unit is controlled so that the moving table is moved in stages by being divided into sections maintaining speed.

그리고 상기 이동테이블의 일측에는 상기 고정테이블이 고정되는 평평한 고 정면과의 사이에 지속적으로 공급되는 공기에 의해 마찰력을 최소화시키는 보조에어베어링이 더 구비된다.And one side of the movable table is further provided with an auxiliary air bearing for minimizing the frictional force by the air continuously supplied between the flat and the front of the fixed table is fixed.

또한, 상기 고정테이블 설치홈의 내측 수직면에 길이방향을 따라 광을 반사하는 눈금과 광을 흡수하는 눈금이 반복 구비된 보조센싱눈금, 및 상기 이동테이블에 구비되어 상기 보조센싱눈금에 광을 조사하여 반사되는 광을 센싱하여 상기 이동테이블의 이동거리를 측정하고, 이 센싱값을 상기 제어부로 전송하는 보조센서를 포함하여 이루어지는 보조센서부가 더 구비된다.In addition, the auxiliary sensing scale is provided with a scale for reflecting light along a longitudinal direction and a scale for absorbing light on the inner vertical surface of the fixed table mounting groove, and provided to the moving table to irradiate the auxiliary sensing scale with light The sensor further includes an auxiliary sensor unit configured to sense the reflected light to measure a moving distance of the moving table and to transmit the sensing value to the controller.

그리고 상기 이동장치는 두 개로 이루어지며, 하나의 이동장치의 이동테이블에 다른 이동테이블의 고정테이블을 수평 직각방향으로 고정시켜 x축과 y축으로 고정밀도 측정대상물을 이동시킨다.In addition, the moving device includes two moving devices, and the fixed table of the other moving table is fixed to the moving table of one moving device in a horizontal orthogonal direction to move the high-precision measurement object on the x-axis and the y-axis.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 모아레 측정장치의 테이블 이동장치에 의하면, 종래 이동시 이동방향(x축)이나 좌우방향(y축)의 뒤틀림은 물론, 상하방향(z축)의 변위를 최소화하여 대상물의 측정 고정밀도를 향상시킬 수 있고, 지속적으로 공급되는 공기에 의해 고정테이블의 가이드면과 에어베어링 사이의 마찰력을 최소화할 수 있어 이공테이블의 이동시 흔들림이 최소화됨에 따라 대상물의 측정 오차범위를 최소화시킬 수 있어 작업의 효율성을 향상시킬 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.As described above, according to the table moving device of the moiré measuring device according to the present invention, as well as the distortion in the moving direction (x axis) or the left and right direction (y axis) during the conventional movement, as well as to minimize the displacement in the vertical direction (z axis) The measurement accuracy of the object can be improved, and the friction force between the guide surface of the fixed table and the air bearing can be minimized by the air continuously supplied. It is a very useful and effective invention that can be used to improve the efficiency of the work.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.In addition, the present embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only, and various modifications may be made without departing from the technical gist of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치의 정면도를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치의 측면도를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치의 에어베어링을 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치의 이동구간에 따른 속도제어를 나타낸 그래프를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치의 설치에 따른 실시 예를 도시한 도면이다.2 is a view showing a table moving device of the moire measuring apparatus according to the present invention, Figure 3 is a view showing a front view of the table moving device of the moire measuring apparatus according to the present invention, Figure 4 is a moire according to the present invention Figure 5 is a view showing a side view of the table moving device of the measuring device, Figure 5 is a view showing the air bearing of the table moving device of the moire measuring apparatus according to the present invention, Figure 6 is a table movement of the moiré measuring device according to the present invention FIG. 7 is a diagram illustrating a speed control according to a moving section of a device, and FIG. 7 is a view showing an embodiment according to an installation of a table moving device of a moiré measuring device according to the present invention.

도면에서 도시한 바와 같이, 모아레 측정장치의 테이블 이동장치(100)는 고정테이블(200)과 이동테이블(300) 및 구동부(400)와 에어베어링(500) 및 센서부(600)와 제어부(700)로 구성된다.As shown in the figure, the table moving device 100 of the moiré measuring device is a fixed table 200, the moving table 300 and the drive unit 400, the air bearing 500, the sensor unit 600 and the control unit 700 It is composed of

고정테이블(200)은 평평한 고정면에 고정되고, 상단면 중앙부에 길이방향을 따라 등폭의 설치홈(210)이 형성되며, 이 설치홈(210)의 양측에는 양단으로 갈수록 하향 경사진 가이드면(220)이 각각 형성된다.The fixed table 200 is fixed to a flat fixed surface, the installation groove 210 of the width is formed along the longitudinal direction in the center of the upper surface, the guide surface inclined downward toward both ends of the installation groove (210) ( 220 is formed respectively.

이때, 가이드면(220)의 경사각(a)은 40 ~ 50°로 형성되며, 본 발명에서 45 °로 이루어짐이 바람직하다.At this time, the inclination angle (a) of the guide surface 220 is formed of 40 ~ 50 °, preferably made of 45 ° in the present invention.

그리고 이동테이블(300)은 고정밀도 측정 대상물이 상단에 거치되는 것으로, 고정테이블(200)의 상측에 위치되어 구동부(400)에 의해 고정테이블(200)의 길이방향으로 따라 이동하게 된다.In addition, the moving table 300 is mounted on the upper end of the high-precision measurement object, and is positioned above the fixed table 200 and moved along the longitudinal direction of the fixed table 200 by the driving unit 400.

구동부(400)는 고정테이블(200)과 이동테이블(300) 사이에 구비되는 것으로, 고정테이블(200)의 설치홈(210)에 설치되어 이동테이블(300)을 이동시키게 된다.The driving unit 400 is provided between the fixed table 200 and the moving table 300, and is installed in the installation groove 210 of the fixed table 200 to move the moving table 300.

이 구동부(400)는 고정브라켓(410)과 회전가이드(420) 및 리니어 엑추에이터(430)로 구성되는 것으로, 고정브라켓(410)은 한 쌍으로 구비되어 고정테이블(200)의 설치홈(210) 양단부에 고정된다.The drive unit 400 is composed of a fixing bracket 410 and the rotation guide 420 and the linear actuator 430, the fixing bracket 410 is provided in a pair to install the groove 210 of the fixed table 200 It is fixed at both ends.

그리고 회전가이드(420)은 한 쌍의 고정브라켓(410)에 양단부가 회전가능하도록 설치되며, 리니어 엑추에이터(430)는 고정브라켓(410) 중 어느 하나에 고정되어 회전가이드(420)를 자기력에 의해 회전시키게 된다.And the rotation guide 420 is installed so that both ends are rotatable in a pair of fixing bracket 410, the linear actuator 430 is fixed to any one of the fixing bracket 410 to rotate the rotation guide 420 by a magnetic force Rotated.

이때, 회전가이드(420)는 봉형태나 'ㄷ'자형태 등으로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서는 봉형태로 이루어짐이 바람직하다.At this time, the rotation guide 420 may be made of a rod-shaped or 'c' shape, etc., preferably in the present invention.

에어베어링(500)은 이동테이블(300)에 다수 개 설치되는 것으로, 공급되는 압축공기를 지속적으로 공급하여 고정테이블(200)과 일정간격 이격되도록 이동테이블(300)을 유지시키게 된다.A plurality of air bearings 500 are installed on the moving table 300 to continuously supply the supplied compressed air to maintain the moving table 300 to be spaced apart from the fixed table 200 by a predetermined interval.

다시 말해, 에어베어링(500)은 도 4에 도시된 바와 같이, 고정테이블(200)의 가이드면(220)과 수직방향으로 위치되도록 구동부(400)에 의해 고정테이블(200)에 연결되는 이동테이블(300)의 양 측단부에 구비되는 것이다.In other words, as shown in FIG. 4, the air bearing 500 is connected to the fixed table 200 by the driving unit 400 so that the air bearing 500 is positioned perpendicular to the guide surface 220 of the fixed table 200. It is provided at both side ends of the (300).

에어베어링(500)은 지속적으로 공급되는 압축공기에 의해 이동테이블(300)의 이동시 발생되는 가이드면(220)과 에어베어링(500) 하단면 사이의 마찰력을 최소화시켜 이동방향(본 발명에서는 x축이라 함.) 외의 방향(y축 및 z축)으로 이동테이블(300)이 변위되는 것을 최소화시킴에 따라, 이동테이블(300)을 고정밀 이동시킬 수 있게 된다.The air bearing 500 minimizes the frictional force between the guide surface 220 and the lower surface of the air bearing 500, which are generated when the moving table 300 is moved by the compressed air that is continuously supplied (the x-axis in the present invention). By minimizing the displacement of the movable table 300 in directions other than the y-axis and the z-axis, the movable table 300 can be moved with high precision.

예를 들어, 공급되는 압축공기가 0.05㎛으로 공급될 경우, 에어베어링(500)과 가이드면(220) 사이 간격이 0.05㎛로 이격되나 좌우방향(y축: XA)과 상하방향(z축: XB)의 변위는 수식,For example, when the supplied compressed air is supplied at 0.05 μm, the distance between the air bearing 500 and the guide surface 220 is spaced at 0.05 μm, but the left and right directions (y axis: XA) and the up and down directions (z axis: XB) displacement is the formula,

Figure 112008034928840-pat00001
,
Figure 112008034928840-pat00001
,

Figure 112008034928840-pat00002
에 의해 0.036㎛변위 됨에 따라 변위오차가 감소됨을 알 수 있다.
Figure 112008034928840-pat00002
It can be seen that the displacement error is reduced as the displacement by 0.036㎛.

또한, 에어베어링(500)은 고정테이블(200)의 양 가이드면(220)에 구비됨에 따라 양 가이드면(220)에 발생되는 오차범위가 상호 상쇄되어 오차범위는 더욱 축소되는 것이다.In addition, as the air bearing 500 is provided on both guide surfaces 220 of the fixed table 200, the error ranges generated on both guide surfaces 220 are mutually canceled to further reduce the error range.

이러한 에어베어링(500)은 도 5에 도시한 바와 같이, 베어링몸체(510)와 공기공급관(520) 및 공기정체로(530)와 공기이동로(540)로 구성되며, 베어링몸체(510)는 원기둥형상으로 이루어져 중심부에 공기공급관(520)이 통공된다.As shown in FIG. 5, the air bearing 500 includes a bearing body 510, an air supply pipe 520, an air stagnation furnace 530, and an air movement path 540. The air supply pipe 520 is formed in the center of the cylindrical shape.

베어링몸체(510) 하단면에는 베어링몸체(510) 및 공기공급관(520)과 동심원을 갖는 공기정체로(530)가 적어도 하나 이상 형성되고, 공기이동로(540)는 공기공 급관(520)을 따라 공급된 압축공기가 공기정체로(530)로 이동되도록 다수 개 형성된다.At least one air congestion path 530 having a concentric circle with the bearing body 510 and the air supply pipe 520 is formed at the lower end of the bearing body 510, and the air movement path 540 is provided with the air supply pipe 520. Accordingly, a plurality of compressed air supplied are moved to the air stagnation 530.

에어베어링(500)의 작동을 살펴보면, 고정테이블(200)의 가이드면(220)과 일정간격 이격되어 위치된 에어베어링(500)에 압축된 공기가 공기공급관(520)을 통해 공급되고, 대면하는 가이드면(220)에 의해 베어링몸체(510) 하단면과 가이드면(220) 사이 틈을 따라 이동된다.Looking at the operation of the air bearing 500, the compressed air is supplied to the air bearing 500, which is spaced apart from the guide surface 220 of the fixed table 200 by a predetermined distance, to face the The guide surface 220 is moved along the gap between the bearing body 510 bottom surface and the guide surface 220.

이동된 압축공기는 공기이동로(540)를 거쳐 공기정체로(530)로 이동되고, 과 공급된 압축공기는 공기정체로(530)를 넘어 베어링몸체(510) 외측으로 배출되면서, 에어베어링(500)과 가이드면(220) 사이 마찰력을 최소화시킨다.The moved compressed air is moved to the stagnant air passage 530 via the air movement path 540, and the compressed air supplied is discharged outward of the bearing body 510 beyond the stagnant air passage 530, and the air bearing ( Minimize the friction force between the 500 and the guide surface 220.

상기의 상태가 지속적으로 유지됨에 따라 구동부(400)에 의해 이동되는 이동테이블(300)과 고정테이블(200) 사이에 발생되는 마찰력이 최소화됨에 따라 이동방향(x축) 외의 방향(y축 및 z축)으로 변위되는 것을 최소화시켜 측정 오차범위를 최소화시키게 된다.As the above state is continuously maintained, as the frictional force generated between the moving table 300 and the fixed table 200 moved by the driving unit 400 is minimized, directions other than the moving direction (x-axis) (y-axis and z-axis) To minimize the displacement error.

센서부(600)는 구동부(400)에 의한 이동테이블(300)의 이동거리를 센싱하는 것으로, 기 설정된 이동거리에 따라 제어부(700)가 구동부(400)의 리니어 엑추에이터(430)를 작동시켜 회전가이드(420)를 일정횟수 회전시켜 이동테이블(300)을 이동시킨다.The sensor unit 600 senses the moving distance of the moving table 300 by the driving unit 400, and the control unit 700 rotates the linear actuator 430 of the driving unit 400 according to the preset moving distance. The guide 420 is rotated a predetermined number of times to move the moving table 300.

그리고 이동케이블(300)이 이동된 거리를 센서부(600)가 센싱하여 제어부(700)로 전송함에 따라 기 설정된 이동거리와 비교하여 동일하게 이동한 것인지 확인하게 되며, 센서부(600)의 센싱값에 따라 제어부(700)가 구동부(400)를 제어함 에 따라 고정밀도 이동가능하게 된다.Then, the sensor unit 600 senses the distance traveled by the moving cable 300 and transmits the same to the control unit 700 to determine whether the moving cable 300 is the same as compared with the preset moving distance, and sensing of the sensor unit 600. As the control unit 700 controls the driving unit 400 according to the value, it is possible to move with high precision.

이러한 센서부(600)는 센서(610)와 센싱눈금(620)으로 구성되고, 센싱눈금(620)은 고정테이블(200)의 수직측면에 길이방향으로 따라 형성되는 것으로, 광을 반사하는 눈금과 광을 흡수하는 눈금이 일정간격 반복 형성된다.The sensor unit 600 is composed of a sensor 610 and the sensing scale 620, the sensing scale 620 is formed along the longitudinal direction on the vertical side of the fixed table 200, and the scale reflecting light and A scale for absorbing light is repeatedly formed at regular intervals.

그리고 센서(610)는 이동테이블(300)에 구비되어 센싱눈금(620)에 광을 조사하여 반사되는 광을 센싱하여 제어부(700)로 전송하는 것으로, 전송되는 펄스형식의 센싱값에 의해 이동테이블(300)의 이동거리를 측정하게 된다.In addition, the sensor 610 is provided in the moving table 300 to sense the reflected light by irradiating light onto the sensing scale 620 and transmits the reflected light to the control unit 700. The moving distance of 300 is measured.

이때, 제어부(700)는 도 6에서 도시된 바와 같이, 이동테이블(300)의 이동시, 기 설정된 이동거리에 따라 속도증가구간(L1)과 속도유지구간(L2) 및 속도감소구간(L3)으로 구획하여 이동시키게 된다.In this case, as shown in FIG. 6, the control unit 700 moves to the speed increasing section L1, the speed maintaining section L2, and the speed decreasing section L3 according to the preset moving distance when the moving table 300 moves. It will be partitioned and moved.

이는, 이동테이블(300)의 이동 전 측정 거리에 따라 제어부(700)에서 미리 연산하여 구동부(400)를 제어함에 따라 안정된 최적의 속도로 이동테이블(300)을 이동시킬 수 있어 고정밀도 측정이 이루어지는 것이다.This is calculated in advance by the control unit 700 according to the measurement distance before the movement of the moving table 300 to control the driving unit 400 to move the moving table 300 at a stable optimum speed, so that high precision measurement is performed. will be.

그리고 이동테이블(300)의 일측에는 보조에어베어링(800)이 구비되어 이동테이블(300)의 이동시 고정테이블(200)이 고정되는 평평한 고정면과의 사이에 발생되는 마찰력을 최소화시켜 이동테이블(300)의 고정밀 이동을 보조함이 바람직하다.In addition, an auxiliary air bearing 800 is provided at one side of the moving table 300 to minimize the friction force generated between the flat fixing surface to which the fixed table 200 is fixed when the moving table 300 moves. It is desirable to assist the high precision movement of

이 보조에이베어링(800)은 에어베어링(500)과 동일한 구성으로 이루어진다.This auxiliary bearing 800 is made of the same configuration as the air bearing 500.

또한, 모아레 측정장치의 테이블 이동장치(100)는 보조센서부(900)가 더 구비되는 것으로, 고정테이블(200) 설치홈(210)의 내측면과 이동테이블(300) 중앙부에 구비되어 이동테이블(300)의 이동거리를 측정하게 된다.In addition, the table moving device 100 of the moiré measuring device is further provided with an auxiliary sensor unit 900, and is provided on the inner surface of the fixing table 200, the installation groove 210 and the center of the moving table 300, the moving table The moving distance of 300 is measured.

다시 말해, 고정테이블(200) 설치홈(210)의 내측면에는 보조센싱눈금(920)이 광을 반사하는 눈금과 광을 흡수하는 눈금이 길이방향을 따라 일정간격 반복형성되고, 이동테이블(300) 중앙부에는 보조센서(910)가 구비되어 보조센싱눈금(920)에 조사되는 광을 센싱하여 제어부(700)로 전송하게 된다.In other words, on the inner surface of the mounting table 210 of the fixed table 200, the auxiliary sensing scale 920 reflects the light and the scale for absorbing the light is repeatedly formed at regular intervals along the length direction, and the moving table 300 In the center part, an auxiliary sensor 910 is provided to sense light transmitted to the auxiliary sensing scale 920 and transmit the light to the control unit 700.

보조센서부(900)는 센서부(600)와 동일하게 제어부(700)에 센싱값을 전송하여 이동테이블(300)의 이동거리를 센싱하게 된다.The auxiliary sensor unit 900 senses the moving distance of the moving table 300 by transmitting a sensing value to the control unit 700 similarly to the sensor unit 600.

이때, 보조센서부(900)는 구동부(400)를 기준으로 센서부(600)가 설치된 이동테이블(300)의 반대 위치에 구비되어 구동부(400)를 기준으로 이동테이블(300)의 양측 이동거리를 각각 센싱하여 이동테이블(300)의 좌우방향(y축) 오차를 센싱하고, 이 오차범위를 최종 측정된 대상물의 측정값에 대응하여 고정밀도 측정된다.At this time, the auxiliary sensor unit 900 is provided on the opposite position of the moving table 300, the sensor unit 600 is installed on the basis of the driving unit 400, the movement distance of both sides of the moving table 300 relative to the driving unit 400 Are sensed to sense the left and right (y-axis) errors of the moving table 300, and the error range is measured with high accuracy corresponding to the measured value of the final measured object.

한편, 상기와 같이 구성된 모아레 측정장치의 테이블 이동장치(100)는 도 7에서 도시된 바와 같이, 두 개로 이루어지며, 하나의 이동장치의 이동테이블에 다른 이동테이블의 고정테이블을 직각방향으로 고정시켜 x축과 y축으로 고정밀도 측정대상물을 이동시킬 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 7, the table moving device 100 of the moiré measuring device configured as described above is composed of two, and the fixed table of the other moving table is fixed to the moving table of one moving device in a right angle direction. High precision measurement objects can be moved along the x and y axes.

참고로, 미 설명한 번호 70은 라인 스캔 카메라이며, 이 라인 스캔 카메라(70)는 다수의 셀(71)이 평면상 측정대상물질의 이송방향과 직각방향으로 배열된다.For reference, reference numeral 70, which is not described, is a line scan camera. In this line scan camera 70, a plurality of cells 71 are arranged in a direction perpendicular to the conveying direction of the measurement target material on a plane.

도 1은 공기 베어링이 사용된 테이블 이동장치를 도시한 도면이고,1 is a view showing a table moving device using an air bearing,

도 2는 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치를 도시한 도면이며,2 is a view showing a table moving device of the moire measuring apparatus according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치의 정면도를 도시한 도면이고,3 is a front view of the table moving device of the moire measuring apparatus according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치의 측면도를 도시한 도면이며,Figure 4 is a view showing a side view of the table moving device of the moire measuring apparatus according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치의 에어베어링을 도시한 도면이고,5 is a view showing an air bearing of the table moving device of the moire measuring apparatus according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치의 이동구간에 따른 속도제어를 나타낸 그래프를 도시한 도면이며,6 is a graph showing the speed control according to the moving section of the table moving device of the moire measuring apparatus according to the present invention,

도 7은 본 발명에 따른 모아레 측정장치의 테이블 이동장치의 설치에 따른 실시 예를 도시한 도면이다.7 is a view showing an embodiment according to the installation of the table moving device of the moire measuring apparatus according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100 : 이동장치 200 : 고정테이블100: moving device 200: fixed table

210 : 설치홈 220 : 가이드면210: mounting groove 220: guide surface

300 : 이동테이블 400 : 구동부300: moving table 400: drive unit

410 : 고정브라켓 420 : 회전가이드410: fixing bracket 420: rotation guide

430 : 리니어 엑추에이터 500 : 에어베어링430: linear actuator 500: air bearing

510 : 베어링몸체 520 : 공기공급관510: bearing body 520: air supply pipe

530 : 공기정체로 540 : 공기이동로530: Air congestion road 540: Air flow path

600 : 센서부 610 : 센싱눈금600: sensor unit 610: sensing scale

620 : 센서 700 : 제어부620 sensor 700 control unit

800 : 보조에어베어링 900 : 보조센서부800: auxiliary air bearing 900: auxiliary sensor

910 : 보조센싱눈금 920 : 보조센서910: auxiliary sensing scale 920: auxiliary sensor

a: 가이드면의 경사각a: inclination angle of the guide surface

Claims (9)

광원이 조사된 투영격자의 그림자를 이용하여 이동테이블에 놓여진 대상물체에 이미지를 영사시킨 후, 라인 스캔 카메라에 의해 영사된 이미지를 위상에 따라 촬영하고 스캐닝하여 획득된 이미지들을 이용하여 모아레 무늬를 해석하여 대상물체의 3차원 형상을 분석하고,After projecting the image to the object placed on the moving table by using the shadow of the projection grid irradiated with the light source, the moiré pattern is analyzed by taking the image projected by the line scan camera according to the phase and using the images acquired by scanning To analyze the three-dimensional shape of the object, 상기 라인 스캔 카메라는 다수의 셀을 연결한 라인이 상기 대상물의 이송방향과 평면상 직각방향으로 배열된 모아레 측정장치에 있어서,The line scan camera is a moiré measuring device in which a line connecting a plurality of cells is arranged in a direction perpendicular to the direction of transport of the object, 상기 이동테이블의 하측에 구비되며, 상단면 중앙부가 길이방향을 따라 설치홈이 형성되고, 상기 설치홈의 양측에는 양단으로 갈수록 40 ~ 50°의 경사각도로 하향 경사진 가이드면이 형성된 고정테이블;A fixed table provided at a lower side of the movable table, and having an installation groove formed along a longitudinal center portion of the upper surface, and having a guide surface inclined downward at an inclination angle of 40 to 50 ° on both sides of the installation groove; 상기 고정테이블의 설치홈에 구비되어 상기 이동테이블을 고정테이블의 길이방향으로 따라 이동시키는 구동부;A driving unit provided in an installation groove of the fixed table to move the movable table along a longitudinal direction of the fixed table; 상기 이동테이블의 하단부에 다수 개 설치되어 지속적으로 공급되는 공기에 의해 상기 고정테이블의 가이드면과의 마찰력을 최소화시키고, 일정간격 이격시키는 에어베어링;A plurality of air bearings installed at a lower end of the moving table to minimize frictional force with the guide surface of the fixed table by air continuously supplied, and to be spaced at a predetermined interval; 상기 이동테이블이 상기 고정테이블로부터 이동한 거리를 센싱하는 센서부; 및A sensor unit for sensing a distance moved by the moving table from the fixed table; And 상기 설정된 이동거리에 따라 상기 이동테이블을 이동시키거나, 상기 센서부의 센싱값에 의해 상기 이동테이블을 정지시키도록 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지고,And a control unit for controlling the operation of the driving unit to move the moving table according to the set moving distance or to stop the moving table by a sensing value of the sensor unit. 상기 구동부는,The driving unit, 상기 고정테이블의 설치홈 양단부에 각각 설치되는 한 쌍의 고정브라켓;A pair of fixing brackets respectively installed at both ends of the mounting groove of the fixed table; 상기 고정브라켓에 양단부가 회전 가능하도록 설치되는 회전가이드; 및A rotation guide installed at both ends of the fixing bracket to be rotatable; And 상기 한 쌍의 고정브라켓 중 어느 하나에 고정되어 상기 회전가이드를 자기력에 의해 회전시키는 리니어 엑추에이터를 포함하여 이루어지며,Is made of a linear actuator fixed to any one of the fixed bracket of the pair to rotate the rotation guide by a magnetic force, 상기 에어베어링은,The air bearing, 원기둥 형상의 베어링몸체;Cylindrical bearing body; 상기 베어링몸체의 중심부를 따라 통공되어 공기가 공급되는 공기공급관;An air supply pipe through which the air is supplied through the center of the bearing body; 상기 베어링몸체의 하단면에 적어도 하나 이상 형성되는 동심원을 갖는 공기정체로; 및An air congestion having concentric circles formed on at least one lower surface of the bearing body; And 상기 공기공급관에서 공급된 공기가 상기 공기정체로로 이동되도록 다수 개 형성된 공기이동로를 포함하여 이루어지고,It comprises a plurality of air moving path formed so that the air supplied from the air supply pipe is moved to the air stagnation, 상기 공기공급관을 통해 공급된 공기가 상기 공기이동로와 공기정체로를 거쳐 상기 고정테이블의 가이드면과 인접한 상기 베어링몸체의 하단면 외측으로 배출되면서, 상기 에어베어링이 가이드면과의 사이에 마찰력을 최소화시켜 상기 구동부에 의해 이동되는 이동테이블이 용이하게 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 모아레 측정장치의 테이블 이동장치.Air supplied through the air supply pipe is discharged to the outside of the lower end surface of the bearing body adjacent to the guide surface of the fixed table via the air movement path and the air stagnation path, so that the air bearing exerts a friction force between the guide surface. The table moving device of the moiré measuring device, characterized in that to minimize the movement of the moving table to be moved by the drive unit. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 센서부는,The method of claim 1, wherein the sensor unit, 상기 고정테이블의 측면 길이방향을 따라 광을 반사하는 눈금과 광을 흡수하는 눈금이 반복 구비된 센싱눈금; 및A sensing scale repeatedly provided with a scale for reflecting light and a scale for absorbing light along a side length direction of the fixed table; And 상기 이동테이블에 구비되어 상기 센싱눈금에 광을 조사하여 반사되는 광을 센싱하여 상기 이동테이블의 이동거리를 측정하고, 이 센싱값을 상기 제어부로 전송하는 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모아레 측정장치의 테이블 이동장치.Moiré measurement, comprising a sensor provided on the moving table to measure the reflected light by irradiating light to the sensing scale to measure the moving distance of the moving table, and transmits the sensing value to the control unit Table shifter of the device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 이동거리가 기 설정된 상기 이동테이블의 이동시, 일정시간 동안 이동속도가 증가하여 최고속도에 도달하는 구간과 일정시간 동안 최고속도에서 정지하도록 이동 속도가 감소하는 구간 및 일정시간 동안 최고속도를 유지하는 구간으로 구획되어 상기 이동테이블이 단계별로 이동되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 모아레 측정장치의 테이블 이동장치.The control unit may move the maximum speed for a period of time and for a period of time to move at a maximum speed for a predetermined time, and to move at a maximum speed for a certain time, and to stop at the maximum speed for a predetermined time when the moving table moves. The table moving device of the moire measuring device, characterized in that the control unit is controlled so that the moving table is moved in steps by being divided into a holding section. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동테이블의 일측에는 상기 고정테이블이 고정되는 평평한 고정면과의 사이에 지속적으로 공급되는 공기에 의해 마찰력을 최소화시키는 보조에어베어링이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 모아레 측정장치의 테이블 이동장치.One side of the moving table is a table moving device of the moire measuring apparatus further comprises an auxiliary air bearing for minimizing the frictional force by the air continuously supplied between the flat fixed surface to which the fixed table is fixed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고정테이블 설치홈의 내측 수직면에 길이방향을 따라 광을 반사하는 눈금과 광을 흡수하는 눈금이 반복 구비된 보조센싱눈금; 및An auxiliary sensing scale having a scale for reflecting light along a longitudinal direction and a scale for absorbing light on an inner vertical surface of the fixed table installation groove; And 상기 이동테이블에 구비되어 상기 보조센싱눈금에 광을 조사하여 반사되는 광을 센싱하여 상기 이동테이블의 이동거리를 측정하고, 이 센싱값을 상기 제어부로 전송하는 보조센서를 포함하여 이루어지는 보조센서부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 모아레 측정장치의 테이블 이동장치.The auxiliary sensor unit is provided in the moving table to measure the moving distance of the moving table by sensing light reflected by irradiating light to the auxiliary sensing scale, and transmitting the sensing value to the control unit. Table moving device of moiré measuring device characterized in that it is provided. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동장치는 두 개로 이루어지며, 하나의 이동장치의 이동테이블에 다른 이동테이블의 고정테이블을 수평 직각방향으로 고정시켜 x축과 y축으로 고정밀도 측정대상물을 이동시키는 것을 특징으로 하는 모아레 측정장치의 테이블 이동장치.The moving device is composed of two, the moire measuring device, characterized in that the fixed table of the other moving table is fixed to the moving table of one moving device in the horizontal orthogonal direction to move the high-precision measurement object in the x-axis and y-axis Table shifter.
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