[發明專利]定位設備、控制設備和控制方法

有效

• 申請號: 201380052699.X
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN104704625B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: A.J.W.范里伊文努根;F.B.斯佩林
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68;G03F7/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李靜嵐,景軍平

技術領域

本發明涉及定位設備、控制設備和控制方法。

背景技術

定位設備通常是已知的，例如從EP 0421527 A1、WO 2004/055607 A2和WO 2007/057842 A1中已知。

高精度定位設備的已知配置包括堆疊在彼此頂上的兩個或更多個臺，其中至少頂臺以6個自由度完全浮動。在該配置中的頂臺一般具有在豎直方向上的有限（多達1mm的）行程以及在水平方向上的至少一個有限行程。在該頂臺之下的臺將提供在該方向上的長行程。

頂臺一般保持將被定位的對象并且通常要求具有非常穩定的溫度以及均勻的溫度分布，以便不使該對象變形。因此，重要的是限制從致動器到頂臺結構的其余部分的熱傳導。通常使用水冷卻來將熱傳輸離開致動器。然而該水冷卻形成與頂臺的機械連接并且使該臺的動態性能惡化。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有非常穩定的溫度、非常低的功耗和均勻的溫度分布的定位設備。

本發明的另一目的是提供一種用于在定位設備中使用以用于控制所述定位設備以致提供非常穩定的溫度、非常低的功耗和均勻的溫度分布的控制設備和控制方法。

在本發明的第一方面中，介紹一種定位設備，其包括：

- 包括一個或多個支撐元件的支撐裝置，

- 由支撐元件支撐并且相對于支撐元件在移動方向上可移動的長行程臺，該長行程臺包括由長行程支撐元件支撐的長行程臺載體元件，

- 相對于該長行程臺在該移動方向上可移動的短行程臺，該短行程臺包括由短行程支撐元件支撐的短行程臺載體元件，

其中該長行程臺或該短行程臺承載以固定距離彼此相對布置的兩個致動器，在兩個致動器之間具有間隙，每個致動器包括鐵磁軛和布置在該軛的磁通路徑中的磁體，并且其中該長行程臺或該短行程臺中的另一個包括布置在兩個致動器之間的鐵磁中心元件，

- 控制單元，其用于發起長行程臺和短行程臺在期望移動方向上的移動，這是通過首先以預定時間間隔以及比長行程臺的靜止狀態中鐵磁中心元件與最靠近的致動器之間的距離更短的距離、在與期望移動方向相反的相反方向上移動長行程臺和/或在期望移動方向上移動短行程臺，并且然后在期望移動方向上移動長行程臺來完成的。

在本發明的另外的方面中，介紹一種在這樣的定位設備中使用的控制設備，其中所述控制設備被配置為發起長行程臺和短行程臺在期望移動方向上的移動，這是通過首先以預定時間間隔以及比長行程臺的靜止狀態中鐵磁中心元件與最靠近的致動器之間的距離更短的距離、在與期望移動方向相反的相反方向上移動長行程臺和/或在期望移動方向上移動短行程臺，并且然后在期望移動方向上移動長行程臺來完成的。

在本發明的再另外的方面中，介紹了在這樣的定位設備中使用的對應控制方法。

在本發明的再另一方面中，介紹了一種計算機程序，該程序包括用于在計算機上執行所述計算機程序時引起計算機施行該控制方法的步驟的計算機代碼裝置。

在從屬權利要求中限定了本發明的優選實施例。應當理解的是，所要求保護的控制設備、控制方法和計算機程序具有與所要求保護的定位設備并且與在從屬權利要求中限定的相似和/或相同的優選實施例。

本發明基于該理念來提供長行程臺和短行程臺的堆疊臺配置。優選地，短行程臺是頂部的6 DOF（自由度）浮動臺，并且底臺是制造力以在某一移動方向上加速兩個臺的整個塊的長行程臺。盡管在頂部的臺并不相對于底臺移動并且因此不施行物理工作，但是其不得不生成力以在同一方向上加速頂臺。通常，通過經由電磁致動器的線圈生成電流并且因此生成熱來生成該力。本發明通過使用安裝到短行程臺或長行程臺的兩個相對致動器的零電流合力的間隙依賴性克服了該問題。

特別地，將優選是混合磁阻致動器的兩個相對致動器的合力的間隙依賴性用于限制在致動器的該方向上的加速期間這些致動器的功耗。為了利用致動器的該間隙依賴性，通過所述臺其中之一，優選通過長行程臺，主動改變在加速的移動方向上短行程臺的至少一部分與長行程臺之間的間隙，使得兩個相對致動器的合力在期望的移動方向上加速另一個臺（在優選的實施例中為短行程臺）。不需要或僅需要小的電流來產生該力，因此未生成熱來產生該力。