JPH03175319A - Correcting method for error of linear encoder - Google Patents

Correcting method for error of linear encoder

Info

Publication number
JPH03175319A
JPH03175319A JP31405789A JP31405789A JPH03175319A JP H03175319 A JPH03175319 A JP H03175319A JP 31405789 A JP31405789 A JP 31405789A JP 31405789 A JP31405789 A JP 31405789A JP H03175319 A JPH03175319 A JP H03175319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
error
average
pattern
shift
linear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP31405789A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2767936B2 (en
Inventor
Takashi Otani
大谷 孝志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP31405789A priority Critical patent/JP2767936B2/en
Publication of JPH03175319A publication Critical patent/JPH03175319A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2767936B2 publication Critical patent/JP2767936B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the detecting accuracy of position by measuring the pattern of an error of a measuring signal of a linear scale within the defined section, and obtaining and storing the pattern of an average error within the section from the pattern of the error. CONSTITUTION:A linear interferometer 7 is fixed at a predetermined position. An interference signal is outputted from an optical reflecting mirror 6 mounted to a measuring head 3, so that the distance S between the meter 7 and reflecting mirror 6 is measured by a laser head 8. This measuring signal is supplied to an interface 10 of a data collecting computer 11 via a laser controller 9 and stored in the computer 11. The data of the positional error is divided in sections corresponding to every width of slits 2, and the pattern of an average error in each section is obtained. When the counting value of a counter 5 indicates the position of each section, the pattern of the average interpolation error in the section is read out from the computer 11. If the pattern of the average interpolation error is removed from the measuring signal of a measuring amplifier 4, it is possible to obtain a signal having the interpolation error corrected.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば半導体製造装置のX−Yテーブル等に
使用されるリニアエンコーダの位置検出の精度を向上さ
せることのできる技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a technique that can improve the accuracy of position detection of a linear encoder used, for example, in an X-Y table of semiconductor manufacturing equipment.

(従来の技術) リニアエンコーダは位置データを電気信号で出力できる
i+q定手段であり、さまざまな位置検出の用途に広範
囲に使用される。
(Prior Art) A linear encoder is an i+q constant means that can output position data as an electric signal, and is widely used for various position detection applications.

第5図に一般的な光学的リニアエンコーダの構成図を示
す。
FIG. 5 shows a configuration diagram of a general optical linear encoder.

同図において、スリット2が刻み込まれたスケール1を
測定ヘッド3が走査すると、測定ヘッド3は、第6図(
a)に示すような互いに90’位相がずれた2つの正弦
波信号40.41を発生する。
In the figure, when the measuring head 3 scans the scale 1 in which the slit 2 is carved, the measuring head 3 scans the scale 1 in which the slit 2 is carved.
Two sine wave signals 40, 41 having a phase shift of 90' relative to each other as shown in a) are generated.

必要とする分解能を得るために、この信号40゜41を
測定アンプ4により、分割して、第6図(b)に示すよ
うな矩形波パルス42.43に波形整形する。
In order to obtain the required resolution, this signal 40.degree. 41 is divided by the measurement amplifier 4 and shaped into rectangular wave pulses 42 and 43 as shown in FIG. 6(b).

上記光学的リニアエンコーダにおいては、測定アンプ4
の出力信号である矩形波パルスをカウンタにより計数す
ることにより、スケールlに対する測定ヘッド3の相対
位置を検出することができる。
In the above optical linear encoder, the measurement amplifier 4
The relative position of the measurement head 3 with respect to the scale l can be detected by counting the rectangular wave pulses, which are the output signals of the scale l, using a counter.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、例えば、半導体製造装置のXY子テーブ
ルに使用されるリニアエンコーダは極めて高精度な位置
検出が要求される。
(Problems to be Solved by the Invention) However, for example, linear encoders used in XY child tables of semiconductor manufacturing equipment are required to detect positions with extremely high precision.

このような用途においては、リニアエンコーダのスケー
ルlに刻まれたスリット2が決められた間隔よりずれて
作成された場合には、スリッ]・2は位置誤差(以下「
シフト誤差」と云う)を含んでいることになり、これが
測定アンプ4の出力に直接影響を与える誤差となる。
In such applications, if the slits 2 carved on the scale l of the linear encoder are created at a deviation from the predetermined interval,
This is an error that directly affects the output of the measurement amplifier 4.

更に、前述したような測定アンプ4内において波形を分
割して分解能を上げる方法は、電子回路により容易に実
現されるが、厳密に均一に分割することは不可能であり
、この場合、ある傾向を持った誤差パターンが繰り返さ
れるといつ内挿誤差を発生する。
Furthermore, although the method described above by dividing the waveform within the measurement amplifier 4 to increase the resolution can be easily realized using electronic circuits, it is impossible to divide the waveform strictly evenly, and in this case, there is a certain tendency. An interpolation error occurs when an error pattern with .

即ち、第6図(b)に示すように、測定アンプ4からの
実際の矩形波パルスのパルス幅は一定でなく、理想分割
に対してずれており、このずれがある傾向を持ったパタ
ーンを成して繰り返される。
That is, as shown in FIG. 6(b), the pulse width of the actual rectangular wave pulse from the measurement amplifier 4 is not constant, but deviates from the ideal division, and patterns that tend to have this deviation are completed and repeated.

この結果、第5図の構成のリニアエンコーダのリニアス
ケールでは、上記したシフト誤差及び内挿誤差の2つの
誤差が重なって発生するために、分解能を高くしてもそ
の数倍から数十倍の位置精度しか保証されないという問
題があった。
As a result, in the linear scale of the linear encoder with the configuration shown in Figure 5, the above two errors, the shift error and the interpolation error, occur simultaneously, so even if the resolution is high, the error will be several times to several tens of times higher. There was a problem in that only positional accuracy was guaranteed.

本発明の目的は、上記従来技術の課題に鑑み、リニアエ
ンコーダの位置検出精度を比較的簡単な構成でリニアス
ケールの本来の分解能まで向上できるリニアエンコーダ
の誤差補正方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems of the prior art described above, an object of the present invention is to provide a linear encoder error correction method that can improve the position detection accuracy of a linear encoder to the original resolution of a linear scale with a relatively simple configuration. .

(課題を達成するための手段) 本発明の請求項1に係るリニアエンコーダの誤差補正方
法は、リニアエンコーダのりニアスケール全域を複数の
領域に区分けし、所定数の該領域から成るブロック内に
おける前記各領域内のリニアスケールの測定信号の誤差
パターンを測定し、これらの測定した誤差パターンから
当該ブロック内の平均誤差パターンを求め、該平均誤差
パターンを当該ブロック内の誤差パターンとして記憶し
、該記憶した平均誤差パターンを用いて当該ブロック内
の誤差を補正することを特徴とする。
(Means for Achieving the Object) A linear encoder error correction method according to claim 1 of the present invention divides the entire linear scale of a linear encoder into a plurality of regions, and divides the entire linear scale of the linear encoder into a plurality of regions. Measure the error pattern of the measurement signal of the linear scale in each area, calculate the average error pattern in the block from these measured error patterns, store the average error pattern as the error pattern in the block, and store the average error pattern in the block. The method is characterized in that the error within the block is corrected using the average error pattern.

また、本発明の請求項2に係るリニアエンコーダの誤差
補正方法は、前記誤差はリニアエンコーダの測定アンプ
の内挿誤差であることを特徴とする。
Furthermore, a linear encoder error correction method according to a second aspect of the present invention is characterized in that the error is an interpolation error of a measurement amplifier of the linear encoder.

また、本発明の請求項3に係るリニアエンコーダの誤差
補正方法は、リニアエンコーダのリニアスケール全域を
複数の領域に区分けし、リニアスケール上の原点に対す
る前記各領域内のリニアスケール測定信号の位置誤差を
測定し、これらの測定した位置誤差から当該領域全体の
シフト誤差の平均値を求め、該シフト誤差平均値を当該
領域内のシフト誤差として記憶し、該記憶したシフト誤
差平均値を用いて当該領域内のシフト誤差を補正するこ
とを特徴とする。
Further, in the linear encoder error correction method according to claim 3 of the present invention, the entire linear scale of the linear encoder is divided into a plurality of regions, and the position error of the linear scale measurement signal in each region with respect to the origin on the linear scale is provided. , calculate the average value of the shift error of the entire region from these measured position errors, store the average shift error value as the shift error within the region, and use the stored average shift error value to calculate the shift error of the entire region. It is characterized by correcting shift errors within the region.

(作用) 請求項1,2に依れば、リニアエンコーダのリニアスケ
ールの区分けされた領域を誤差パターン(内挿誤差パタ
ーン)が路間−の形状を成す範囲内の複数個宛をまとめ
て−ブロックとし、該各領域内におけるリニアスケール
の測定信号の誤差パターンが測定され、これらの誤差パ
ターンから各ブロック内の平均誤差パターンが求められ
て記憶され、当該ブロック内の誤差(内挿誤差)の補正
に用いられる。
(Function) According to claims 1 and 2, the divided areas of the linear scale of the linear encoder are collectively addressed to a plurality of areas in which the error pattern (interpolation error pattern) forms the shape of -. The error pattern of the linear scale measurement signal in each area is measured, and the average error pattern in each block is determined and stored from these error patterns, and the error (interpolation error) in the block is calculated. Used for correction.

請求項3に依れば、リニアエンコーダのリニアスケール
の区分けされた領域の各々において、リニアスケールの
測定信号の位置誤差が測定され、これらの位置誤差から
当該領域全体のシフト誤差の平均値が求められて記憶さ
れ、当該領域内のシフト誤差の補正に用いられる。
According to claim 3, the position error of the measurement signal of the linear scale is measured in each divided area of the linear scale of the linear encoder, and the average value of the shift error of the entire area is determined from these position errors. is stored and used to correct shift errors within the region.

請求項4に依れば、上記請求項1.2の内挿誤差補正と
請求項3のシフト誤差補正の双方が同時に行われる。
According to claim 4, both the interpolation error correction of claim 1.2 and the shift error correction of claim 3 are performed simultaneously.

(実施例) 以下、本発明のリニアエンコーダの誤差補正方法につい
て図面に基づき、詳細に説明する。
(Example) Hereinafter, an error correction method for a linear encoder according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の誤差補正方法を適用したリニアエンコ
ーダの概略構成ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a linear encoder to which the error correction method of the present invention is applied.

第1図において、1は例えば固定体に取り付けられたリ
ニアスケールである。該スケールlには透過などの光学
的作用を利用したスリット2が設けられている。測定ヘ
ッド3は図示しない発光手段からの光を検出する光電変
換手段が設けられ、スリット2に対向して且つリニアス
ケール1に沿って移動可能に設けられている。なお、発
光手段はスリット2を挟んで測定ヘッド3の反対側に設
けられる。測定アンプ4は測定ヘッド3の出力側に接続
され、該測定ヘッド3からの測定信号である互いに90
″位相がずれた2つの正弦波信号(第6図(a))を、
分解能向上のために分割し、矩形波に整形する(第6図
(b))。
In FIG. 1, 1 is, for example, a linear scale attached to a fixed body. The scale 1 is provided with a slit 2 that utilizes optical effects such as transmission. The measurement head 3 is provided with photoelectric conversion means for detecting light from a light emitting means (not shown), and is provided so as to be movable along the linear scale 1 and facing the slit 2 . Note that the light emitting means is provided on the opposite side of the measurement head 3 with the slit 2 in between. The measuring amplifier 4 is connected to the output side of the measuring head 3, and receives the measuring signals from the measuring head 3 at 90° to each other.
``Two out-of-phase sine wave signals (Figure 6(a)),
In order to improve the resolution, the signal is divided and shaped into a rectangular wave (FIG. 6(b)).

測定アンプ4の出力側はデータ収集用コンピュータ11
のカウンタ5に接続され、該カウンタ5は測定アンプ4
からの矩形波パルスをカウントする。
The output side of the measurement amplifier 4 is a data collection computer 11.
The counter 5 is connected to the measuring amplifier 4.
Count the square wave pulses from.

一方、誤差検出用の基準測長装置として光学反射鏡、6
、リニアインターフェロメータ7、レーザヘッド8、及
びレーザコントローラ9から成るレーザ測長装置が設け
られる。リニアインターフェロメータ7は所定位置に固
定され、測定ヘッド3に取り付けられた光学反射鏡6か
らの光の干渉信号を出力し、この出力に基づいてレシー
バを内蔵したレーザヘッド8がインターフェロメータ7
と光学反射鏡6との間の距離Sを測定し、測定信号はレ
ーザコントローラ9を介してデータ収集用コンピュータ
11のインタフェース10に供給され、該コンピュータ
11内に記憶される。
On the other hand, an optical reflector, 6
, a linear interferometer 7, a laser head 8, and a laser controller 9. The linear interferometer 7 is fixed at a predetermined position and outputs an optical interference signal from the optical reflector 6 attached to the measurement head 3. Based on this output, a laser head 8 with a built-in receiver
and the optical reflector 6, and the measurement signal is supplied via the laser controller 9 to the interface 10 of the data acquisition computer 11 and stored therein.

次に、上述した構成のリニアエンコーダの誤差補正方法
について説明する。
Next, a method for correcting errors in the linear encoder configured as described above will be explained.

固定されたリニアスケール1上を測定ヘッド3が走査す
ると、測定信号は測定アンプ4により、分割、波形整形
され、該測定アンプ4からの矩形波パルスをカウンタ5
がカウントし、カウント値はデータ収集用コンピュータ
11に読み込まれる。
When the measurement head 3 scans the fixed linear scale 1, the measurement signal is divided and waveform-shaped by the measurement amplifier 4, and the rectangular wave pulse from the measurement amplifier 4 is sent to the counter 5.
counts, and the count value is read into the data collection computer 11.

一方、レーザ測長装置6〜9は距離Sを測定し、レーザ
コントローラ9からインターフェースIQを通してコン
ピュータll内に信号Pとして読み込まれる。
On the other hand, the laser length measuring devices 6 to 9 measure the distance S, and the distance S is read as a signal P from the laser controller 9 into the computer 11 through the interface IQ.

このような構成において、測定ヘッド3を移動してカウ
ンタ5のカウント値がリニアスケール上の補正したい位
置を示した時に、コンピュータ11により該カウント値
と上記読み込まれたレーザ測長装置の位置出力信号Pと
を比較することにより、そのカウント位置における位置
誤差(内挿誤差十シフト誤差)が測定される。この測定
をリニアスケールl全域にわたって行えば、スケールl
を完全に補正することが可能である。しかしながら、そ
のままでは、補正データ量が膨大になるので、本発明に
係る方法では位置誤差データを下記のように圧縮して補
正データ量を減少するようにした。
In such a configuration, when the measurement head 3 is moved and the count value of the counter 5 indicates a position to be corrected on the linear scale, the computer 11 outputs the count value and the read position output signal of the laser length measuring device. By comparing P with P, the position error (interpolation error plus shift error) at the count position is measured. If this measurement is performed over the entire linear scale l, then the scale l
can be completely corrected. However, if left as is, the amount of correction data would be enormous, so in the method according to the present invention, the position error data is compressed as described below to reduce the amount of correction data.

第2図は上記のように測定された位置誤差を表わした図
である。
FIG. 2 is a diagram showing the position error measured as described above.

同図において、横軸はリニアスケールの位置を、縦軸は
位置誤差(内挿誤差+シフト誤差)を示している。
In the figure, the horizontal axis indicates the position of the linear scale, and the vertical axis indicates the position error (interpolation error + shift error).

又、第3図は内挿誤差を、第4図はシフト誤差を夫々示
す。
Further, FIG. 3 shows the interpolation error, and FIG. 4 shows the shift error.

第3図に示すように内挿誤差はある傾向を持ったパター
ンがリニアスケールのスリット幅に相当する周期aで繰
り返される。一方、シフト誤差は、第4図に示すように
、リニアスケール上の所定位置すを原点とした場合、該
原点に対するずれ量として求めることができる。第2L
図(a)は、上記2つの誤差(内挿誤差g、シフト誤差
e)を重畳して示したものである。
As shown in FIG. 3, a pattern of interpolation errors with a certain tendency is repeated at a period a corresponding to the slit width of the linear scale. On the other hand, as shown in FIG. 4, when a predetermined position on the linear scale is set as the origin, the shift error can be determined as the amount of deviation from the origin. 2nd L
Figure (a) shows the above two errors (interpolation error g, shift error e) superimposed.

本発明に依れば、第2図(a)に示すように、位置誤差
データをスリット幅単位aに相当する領域に分割し、こ
のようにして分割された領域を各々所定数ごとに集めた
複数のブロックに分ける。
According to the present invention, as shown in FIG. 2(a), position error data is divided into regions corresponding to the slit width unit a, and each of the thus divided regions is collected in a predetermined number. Divide into multiple blocks.

近接する各領域においては、略同じ誤差パターンを持っ
ているので、複数のパターンを所定数ずつまとめてもデ
ータの精度には殆ど影響しない。このブロックの大きさ
が前記データの圧縮度合に相当するものであり、1ブロ
ツク内の領域の数を大きくすればするほど、データの圧
縮率は高くなる。
Since each adjacent region has substantially the same error pattern, even if a predetermined number of a plurality of patterns are grouped together, the accuracy of the data is hardly affected. The size of this block corresponds to the compression degree of the data, and the larger the number of areas in one block, the higher the data compression rate.

この圧縮率は必要とされる精度、コスト等により決定す
ればよい。
This compression ratio may be determined based on the required accuracy, cost, etc.

次にそのようにして設定した各ブロック内の誤差パター
ンgl−gnの平均誤差パターンを求める。
Next, the average error pattern of the error patterns gl-gn within each block set in this manner is determined.

例えば、第2図(b)におけるCの波形がブロックl内
の誤差パターンの平均誤差パターンを示している。
For example, the waveform C in FIG. 2(b) shows the average error pattern of the error patterns in block l.

次に前記平均誤差パターンCはシフト誤差の平均値りを
も含んでいるので、シフト誤差を除くため、このシフト
誤差分りを差し引いて、平均誤差パターンd1を得る。
Next, since the average error pattern C also includes the average value of the shift error, in order to remove the shift error, this shift error is subtracted to obtain the average error pattern d1.

即ち、この実施例では、後述するように、シフト誤差e
はブロック毎に平均せずに各領域毎に平均値を求めるた
め平均誤差パターンd(内挿誤差補正量)とシフト誤差
補正量とを分離するものである。このようにして求めた
平均誤差パターンd1をブロックlの内挿誤差を代表す
る平均内挿誤差パターンとしてRAM等の記憶手段に記
憶する。第2図(a)に示すブロック2以降についても
、同様に処理し、平均内挿誤差パターンd2.d3.・
・・を得て、スケール全域にわたってすべてのデータを
圧縮する。
That is, in this embodiment, as will be described later, the shift error e
In order to calculate the average value for each area without averaging for each block, the average error pattern d (interpolation error correction amount) and shift error correction amount are separated. The average error pattern d1 obtained in this manner is stored in a storage means such as a RAM as an average interpolation error pattern representative of the interpolation error of block l. The blocks 2 and subsequent blocks shown in FIG. 2(a) are processed in the same way, and the average interpolation error pattern d2. d3.・
...and compress all data across scale.

次に、内挿誤差を補正するには、カウンタ5のカウント
値が各ブロックの位置を示したとき、当該ブロックの平
均内挿誤差パターンを前記記憶手段から読出し、測定ア
ンプ4からの測定信号からその平均内挿誤差パターンd
を演算により除いてやることにより内挿誤差の補正され
た信号を得ることができる。
Next, in order to correct the interpolation error, when the count value of the counter 5 indicates the position of each block, the average interpolation error pattern of the block is read out from the storage means, and the average interpolation error pattern of the block is read out from the measurement signal from the measurement amplifier 4. Its average interpolation error pattern d
By calculating and removing , it is possible to obtain a signal with the interpolation error corrected.

次に、本発明方法によるシフト誤差補正方法について説
明する。
Next, a shift error correction method according to the present invention will be explained.

第2図に示すように、シフト誤差eは、領域a毎に所定
のスケール原点b(第4図)に対するシフト誤差の平均
値を求める。この平均値の算出をスケール上の全領域に
おいて、各々行い、各領域毎のシフト誤差平均値el−
enを求める。このようにして求めたシフト誤差平均値
を前記記憶手段に記憶する。
As shown in FIG. 2, for the shift error e, the average value of the shift error with respect to a predetermined scale origin b (FIG. 4) is determined for each area a. This average value is calculated for each area on the scale, and the shift error average value el-
Find en. The shift error average value obtained in this manner is stored in the storage means.

次に、シフト誤差を補正するには、カウンタ5のカウン
ト値が各領域aの位置を示したとき、当該領域のシフト
誤差平均値を前記記憶手段から読出し、測定アンプ4か
らの測定信号から演算により除いてやることにより、シ
フト誤差の補正された信号を得ることができる。
Next, in order to correct the shift error, when the count value of the counter 5 indicates the position of each area a, the average shift error value of the area is read out from the storage means and calculated from the measurement signal from the measurement amplifier 4. By removing this, a signal with the shift error corrected can be obtained.

本発明では、上述した内挿誤差の補正とシフト誤差の補
正を組合わせて行うようにしてもよく、この場合、測定
アンプ4からの測定信号から前記平均内挿誤差パターン
dとシフト誤差平均値eの双方を除いてやることにより
内挿誤差とシフト誤差を同時に補正した信号を得ること
ができる。
In the present invention, the above-described interpolation error correction and shift error correction may be performed in combination, and in this case, the average interpolation error pattern d and the shift error average value are determined from the measurement signal from the measurement amplifier 4. By removing both of e, it is possible to obtain a signal in which interpolation errors and shift errors are corrected at the same time.

上記誤差を検出するためのレーザ測長装置による測定は
、リニアスケールを設置したときに1回だけ実施して補
正データを作成するだけでよく、以後は、リニアエンコ
ーダの使用時にコンピュータ11内に記憶された補正デ
ータとリニアエンコーダの測定信号により誤差が補正さ
れる。
The measurement using the laser length measuring device to detect the above-mentioned error only needs to be performed once when the linear scale is installed to create correction data, and from then on, it is stored in the computer 11 when the linear encoder is used. The error is corrected using the corrected data and the measurement signal of the linear encoder.

上記実施例では、シフト誤差は各領域a毎に平均値を求
めたが、必要に応じて、各ブロック毎に求めてもよく、
この場合、前述したようにシフト誤差補正データと内挿
誤差補正データとを分離する必要はなく、内挿誤差補正
データとして第2図(c)の平均内挿誤差パターンdは
必要なく、同図(b)の平均誤差パターンCを求めるだ
けでよい。
In the above embodiment, the average value of the shift error was calculated for each area a, but if necessary, it may be calculated for each block.
In this case, it is not necessary to separate the shift error correction data and the interpolation error correction data as described above, and the average interpolation error pattern d shown in FIG. 2(c) is not needed as the interpolation error correction data. It is only necessary to find the average error pattern C in (b).

上述した実施例に依れば、従来補正データのためにコン
ピュータは1.6MbyLeもの記憶容量が必要であっ
たが、本発明の装置によれば、32Kbyte程度に減
少することができた。また、スケールlのスリット幅が
10μmである場合には、従来の方法では、±1.0μ
m程度の精度を出すことしかできなかったが、本発明で
は、±0.1μm程度の精度を出すことが可能になった
According to the above-described embodiment, the computer required a memory capacity of 1.6 Mbytes for the correction data in the past, but according to the apparatus of the present invention, this can be reduced to about 32 Kbytes. Furthermore, when the slit width of scale l is 10 μm, the conventional method requires ±1.0 μm.
Although it was only possible to achieve an accuracy of approximately ±0.1 μm, the present invention has made it possible to achieve an accuracy of approximately ±0.1 μm.

本発明は前記実施例に限らず、各種の実施例が可能であ
る。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various embodiments are possible.

例えば、前記リニアスケールの測定ヘッドのスリットと
しては、光学的検出方法に限定されず、電気的、磁気的
方法等を採用することができる。
For example, the slit of the measurement head of the linear scale is not limited to an optical detection method, and electrical, magnetic, etc. methods can be adopted.

また、誤差検出用の基準測長装置としてレーザ測長装置
を使用した例について説明したが、その4゜ レーザ測長装置の構成は第1図の構成に限定されず、実
質的にリニアスケールの距離誤差を補正できる構成なら
ば、どのようなものでも良い。
In addition, although we have described an example in which a laser length measuring device is used as a reference length measuring device for error detection, the configuration of the 4° laser length measuring device is not limited to the configuration shown in Figure 1, and is essentially a linear scale. Any configuration that can correct the distance error may be used.

また、本発明の誤差補正方法が適用されるリニアスケー
ルは測定器における位置測定、デジタルサーボにおける
フィードバック制御などの広範囲の用途に使用すること
ができる。
Further, the linear scale to which the error correction method of the present invention is applied can be used in a wide range of applications such as position measurement in measuring instruments and feedback control in digital servos.

(発明の効果) 以上、説明したように、本発明のリニアエンコーダの誤
差補正方法に依れば、補正データを効率よく圧縮するこ
とにより、コンピュータは小さな記憶容量と簡単な補正
演算により補正可能であり、しかも、リニアエンコーダ
の位置検出精度をそのスケールの本来の分解能まで向上
させることが可能になる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the linear encoder error correction method of the present invention, by efficiently compressing correction data, a computer can perform correction with a small storage capacity and simple correction calculations. Moreover, it is possible to improve the position detection accuracy of the linear encoder to the original resolution of the scale.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の誤差補正方法を適用したリニアエンコ
ーダの一構成例を示すブロック図、第2図は本発明に係
るリニアエンコーダの誤差補正の方法を説明するための
図、第3図、第4図はそれぞれ内挿誤差、スリットの刻
み誤差(シフト誤差)の信号を示す図、第5図は従来の
光学的リニアエンコーダの構成図、第6図(a)、(b
)はそれぞれリニアエンコーダの測定ヘッド及び測定ア
ンプからの出力波形を示す図である。 トスケール、2・・・スリット、3・・・測定ヘッド、
4・・・測定アンプ、5・・・カウンタ、6・・・光学
反射鏡、7・・・リニアインターフェロメータ、8・・
・レーザヘッド、9・・レーザコントローラ、10・・
・インターフェース、11・・・データ収集用コンピュ
ータ。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a linear encoder to which the error correction method of the present invention is applied, FIG. 2 is a diagram for explaining the error correction method of a linear encoder according to the present invention, and FIG. Figure 4 is a diagram showing signals of interpolation error and slit increment error (shift error), Figure 5 is a configuration diagram of a conventional optical linear encoder, and Figures 6 (a) and (b).
) are diagrams showing output waveforms from the measurement head and measurement amplifier of the linear encoder, respectively. scale, 2...slit, 3...measuring head,
4...Measurement amplifier, 5...Counter, 6...Optical reflector, 7...Linear interferometer, 8...
・Laser head, 9... Laser controller, 10...
- Interface, 11... Computer for data collection.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、リニアエンコーダのリニアスケール全域を複数の領
域に区分けし、所定数の該領域から成るブロック内にお
ける前記各領域内のリニアスケールの測定信号の誤差パ
ターンを測定し、これらの測定した誤差パターンから当
該ブロック内の平均誤差パターンを求め、該平均誤差パ
ターンを当該ブロック内の誤差パターンとして記憶し、
該記憶した平均誤差パターンを用いて当該ブロック内の
誤差を補正することを特徴とするリニアエンコーダの誤
差補正方法。 2、前記誤差はリニアエンコーダの測定アンプの内挿誤
差である請求項1のリニアエンコーダの誤差補正方法。 3、リニアエンコーダのリニアスケール全域を複数の領
域に区分けし、リニアスケール上の原点に対する前記各
領域内のリニアスケールの測定信号の位置誤差を測定し
、これらの測定した位置誤差から当該領域全体のシフト
誤差の平均値を求め、該シフト誤差平均値を当該領域内
のシフト誤差として記憶し、該記憶したシフト誤差平均
値を用いて当該領域内のシフト誤差を補正することを特
徴とするリニアエンコーダの誤差補正方法。 4、リニアエンコーダのリニアスケール全域を複数の領
域に区分けし、所定数の該領域から成るブロック内にお
ける前記各領域内のリニアスケールの測定信号の内挿誤
差パターンを測定し、これらの測定した内挿誤差パター
ンから当該ブロック内の平均内挿誤差パターンを求め、
該平均内挿誤差パターンを当該ブロック内の内挿誤差パ
ターンとして記憶する一方、リニアスケール上の原点に
対する前記各領域内のリニアスケールの測定信号の位置
誤差を測定し、これらの測定した位置誤差から当該領域
全体のシフト誤差の平均値を求め、該シフト誤差平均値
を当該領域内のシフト誤差として記憶し、前記記憶した
平均内挿誤差パターン及びシフト誤差の平均値を用いて
前記各ブロック及び前記各領域内の誤差を夫々補正する
ことを特徴とするリニアエンコーダの誤差補正方法。
[Claims] 1. Divide the entire linear scale of the linear encoder into a plurality of regions, measure the error pattern of the measurement signal of the linear scale in each region within a block consisting of a predetermined number of regions, and Determine an average error pattern within the block from the error pattern measured by , and store the average error pattern as an error pattern within the block;
A method for correcting errors in a linear encoder, comprising correcting errors within the block using the stored average error pattern. 2. The linear encoder error correction method according to claim 1, wherein the error is an interpolation error of a measurement amplifier of the linear encoder. 3. Divide the entire linear scale of the linear encoder into multiple regions, measure the position error of the measurement signal of the linear scale in each region with respect to the origin on the linear scale, and calculate the entire region from these measured position errors. A linear encoder that calculates an average value of shift errors, stores the average shift error value as a shift error within the area, and corrects the shift error within the area using the stored average shift error value. error correction method. 4. Divide the entire linear scale of the linear encoder into multiple regions, measure the interpolation error pattern of the linear scale measurement signal in each region within a block consisting of a predetermined number of regions, and calculate the interpolation error pattern of the linear scale measurement signal in each region. Find the average interpolation error pattern within the block from the interpolation error pattern,
While storing the average interpolation error pattern as an interpolation error pattern within the block, the position error of the measurement signal of the linear scale in each region with respect to the origin on the linear scale is measured, and from these measured position errors, The average value of the shift error of the entire area is calculated, the average value of the shift error is stored as the shift error within the area, and the average interpolation error pattern and the average value of the shift error are used to calculate the average value of each block and the area. A linear encoder error correction method characterized by correcting errors in each region.
JP31405789A 1989-12-01 1989-12-01 Error correction method for linear encoder Expired - Lifetime JP2767936B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31405789A JP2767936B2 (en) 1989-12-01 1989-12-01 Error correction method for linear encoder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31405789A JP2767936B2 (en) 1989-12-01 1989-12-01 Error correction method for linear encoder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03175319A true JPH03175319A (en) 1991-07-30
JP2767936B2 JP2767936B2 (en) 1998-06-25

Family

ID=18048707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31405789A Expired - Lifetime JP2767936B2 (en) 1989-12-01 1989-12-01 Error correction method for linear encoder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2767936B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0937964A1 (en) * 1997-06-12 1999-08-25 Fanuc Ltd Method of fabricating graduated plate
EP2019345A1 (en) 2007-07-25 2009-01-28 Fanuc Ltd Method of measuring position detection error in machine tool
JP2010099570A (en) * 2008-10-22 2010-05-06 Seiko Epson Corp Droplet discharging apparatus
JP2010145203A (en) * 2008-12-18 2010-07-01 Yaskawa Electric Corp Linear encoder signal processing device and signal processing method
JP2013134175A (en) * 2011-12-27 2013-07-08 Canon Inc Encoder
CN104089581A (en) * 2014-07-30 2014-10-08 中国计量科学研究院 Long-grating scribed line measurement system and method
WO2019039344A1 (en) * 2017-08-22 2019-02-28 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Encoder
WO2019078268A1 (en) * 2017-10-20 2019-04-25 株式会社デンソー Position detection device
US10365125B2 (en) 2013-07-12 2019-07-30 Trw Limited Rotary encoder

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0937964A1 (en) * 1997-06-12 1999-08-25 Fanuc Ltd Method of fabricating graduated plate
EP0937964A4 (en) * 1997-06-12 2000-08-30 Fanuc Ltd Method of fabricating graduated plate
EP2019345A1 (en) 2007-07-25 2009-01-28 Fanuc Ltd Method of measuring position detection error in machine tool
JP2010099570A (en) * 2008-10-22 2010-05-06 Seiko Epson Corp Droplet discharging apparatus
JP2010145203A (en) * 2008-12-18 2010-07-01 Yaskawa Electric Corp Linear encoder signal processing device and signal processing method
JP2013134175A (en) * 2011-12-27 2013-07-08 Canon Inc Encoder
US10365125B2 (en) 2013-07-12 2019-07-30 Trw Limited Rotary encoder
CN104089581A (en) * 2014-07-30 2014-10-08 中国计量科学研究院 Long-grating scribed line measurement system and method
WO2019039344A1 (en) * 2017-08-22 2019-02-28 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Encoder
WO2019078268A1 (en) * 2017-10-20 2019-04-25 株式会社デンソー Position detection device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2767936B2 (en) 1998-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2809545B2 (en) Absolute position detecting device and method combining light and capacitance, and scale thereof
US4595991A (en) Position measuring method and apparatus
EP0039082B1 (en) Method and apparatus for measuring the displacement between a code plate and a sensor array
GB2086039A (en) Interpolation in incremental measurement
JPS6411883B2 (en)
JP4138138B2 (en) Absolute displacement measuring device
JPH03175319A (en) Correcting method for error of linear encoder
WO1996007891A1 (en) Apparatus and method for binocular measurement system
US4583856A (en) Resolution system for interferometer
JPH08178613A (en) Photodetector for interferometer
JPH0736252Y2 (en) Length measuring device
JP2732488B2 (en) Length measuring or angle measuring device
JPS63290916A (en) Optical linear scale device
CN205209430U (en) Many laser angle of wavelength correction formula ladder speculum laser interferometer
JP2839341B2 (en) Calibration device for position signal
JP2697159B2 (en) Absolute position detector
CA1142345A (en) Relatively moving photodiode sensed diffraction grating-type measuring device
JPH0342611B2 (en)
JPS63256814A (en) Position detector
WO1991010288A2 (en) Position sensor
JP3030760B2 (en) DC component removal circuit
JPS6324110A (en) Optical position detecting device
Long Direct subdivision of moiré fringe with CCD
JPH0933284A (en) Optical encoder
Cai Application of computer in fine-dividing grating signals