JP2001322045A - Stage control device - Google Patents

Stage control device

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JP2001322045A
JP2001322045A JP2000140707A JP2000140707A JP2001322045A JP 2001322045 A JP2001322045 A JP 2001322045A JP 2000140707 A JP2000140707 A JP 2000140707A JP 2000140707 A JP2000140707 A JP 2000140707A JP 2001322045 A JP2001322045 A JP 2001322045A
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JP
Japan
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stage
pressure
control device
cylinder
moving stage
Prior art date
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JP2000140707A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Takizawa
直樹 瀧澤
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stage control device which suppresses the unbalance of the compensation of the self-weight of a mobile stage, lighten the load of a drive device used in controlling the position, suppresses the heat generation and reduces the size of the device, and improves the stability and the accuracy of the device. SOLUTION: The stage control device comprises the mobile stage 103 supported via a bearing pad 102(a), etc., and movable in the direction of the gravity; a position control compensator 108, etc., for controlling the positioning of the mobile state 103 in the direction of the gravity by the feedback control; a non-contact cylinder 111, etc., for compensating the gravity on the mobile stage 103; a laser beam distance measuring instrument 107 for detecting the position of the mobile stage 103; and a pressure command correcting means 116 for correcting the pressure command for compensating the gravity based on the target position signal set by the position command means 109 or the position signal detected by the laser beam distance measuring instrument 107.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、精密な精度を必要
とする切削機、研削機、研磨機等の精密加工機の重力方
向に移動する移動ステージを位置決め制御するステージ
制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stage control device for controlling the position of a moving stage which moves in the direction of gravity of a precision machine such as a cutting machine, a grinding machine, a polishing machine or the like which requires precise precision. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、重力方向に移動する移動ステージ
の制御装置の構成としては、図5に示すものがある。図
5における制御装置は、移動ステージ502を位置決め
制御する位置制御部と移動ステージ502の自重を補償
する圧力制御部とを備え、位置決めと自重の補償とにつ
いて独立した制御を行っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a configuration of a control device for a moving stage that moves in the direction of gravity, there is one shown in FIG. The control device in FIG. 5 includes a position control unit for controlling the positioning of the moving stage 502 and a pressure control unit for compensating the own weight of the moving stage 502, and performs independent control on the positioning and the compensation of the own weight.

【0003】位置制御部は、移動ステージ502を駆動
するボールねじ504,505及びモータ503と、移
動ステージ502の位置を検出する測長器507と、移
動ステージ502の位置を設定する位置指令手段509
と、測長器507で検出した移動ステージ502の位置
と位置指令手段509からの位置指令とを比較演算し、
モータ駆動装置510を介してモータ503に対する推
力指令を出力する位置制御補償器508とを有する。
A position control unit includes ball screws 504, 505 and a motor 503 for driving the moving stage 502, a length measuring device 507 for detecting the position of the moving stage 502, and position command means 509 for setting the position of the moving stage 502.
And the position of the moving stage 502 detected by the length measuring device 507 and the position command from the position command means 509 are compared and calculated.
And a position control compensator 508 that outputs a thrust command to the motor 503 via the motor driving device 510.

【0004】圧力制御部は、移動ステージ502の重量
をバランスさせる推力を発生する流体シリンダ511
と、流体シリンダ511内の流体圧力を検出するための
圧力検出器512と、移動ステージ502の重量に対
し、流体シリンダ511による推力がバランスする値を
指令する圧力指令手段516と、圧力指令値と圧力検出
器512の出力を比較演算し、流体制御弁駆動装置51
5を介して流体制御弁513に対し制御信号を出力する
圧力制御補償器514を有する。
[0004] The pressure control unit includes a fluid cylinder 511 for generating a thrust for balancing the weight of the moving stage 502.
A pressure detector 512 for detecting the fluid pressure in the fluid cylinder 511; a pressure command means 516 for commanding a value by which the thrust by the fluid cylinder 511 is balanced with respect to the weight of the moving stage 502; The output of the pressure detector 512 is compared to calculate the fluid control valve drive 51
And a pressure control compensator 514 that outputs a control signal to the fluid control valve 513 via the control valve 5.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図5に示す従来例のよ
うに、圧力制御部と位置制御部が独立した形式で制御す
るためには、圧力制御部で制御した流体圧力によって移
動ステージ502の自重補償が安定になっていなければ
ならない。図5に示す従来例において、安定した自重補
償が行われるためには、流体シリンダ511の摺動部の
シールが確保され、圧力検出器512で検出した圧力が
流体シリンダ511内の圧力を反映していなければなら
ない。しかし、こうしたシールが確保された流体シリン
ダ511では、摺動部で摩擦が発生し、位置決め精度の
劣化原因となっている。
In order to control the pressure control unit and the position control unit in an independent manner as in the conventional example shown in FIG. 5, the moving stage 502 is controlled by the fluid pressure controlled by the pressure control unit. Self-weight compensation must be stable. In the conventional example shown in FIG. 5, in order to perform stable self-weight compensation, a seal of the sliding portion of the fluid cylinder 511 is secured, and the pressure detected by the pressure detector 512 reflects the pressure in the fluid cylinder 511. Must be. However, in the fluid cylinder 511 in which such a seal is secured, friction occurs in the sliding portion, which causes deterioration in positioning accuracy.

【0006】また、位置決め精度を向上させようとし
て、流体シリンダ511の摺動部の摩擦をなくそうとす
る場合、図2に示すような軸受けパッドを備えた非接触
シリンダの採用が考えられる。しかし、非接触シリンダ
を使用したとき、図3に示すようなシリンダ内の圧力分
布に起因する推力変動によって推力のアンバランスが生
じる。そのアンバランス分の推力は位置制御のモータが
受け持つため、モータによる発熱が増大したり、場合に
よってはモータの大型化を図らなければならない、とい
う問題がある。
In order to eliminate the friction of the sliding portion of the fluid cylinder 511 in order to improve the positioning accuracy, it is conceivable to use a non-contact cylinder having a bearing pad as shown in FIG. However, when a non-contact cylinder is used, a thrust imbalance occurs due to a thrust fluctuation caused by the pressure distribution in the cylinder as shown in FIG. Since the position control motor is responsible for the thrust corresponding to the unbalance, there is a problem that heat generated by the motor increases, and in some cases, the motor must be increased in size.

【0007】本発明は、上記従来のステージ制御装置の
問題点に鑑み、移動ステージ自重補償のための推力のア
ンバランスを抑制し、位置制御に使用するモータなどの
駆動装置の負荷を軽減し、発熱の抑制や装置の小型化を
実現するとともに、装置としての安定性や精度の向上を
図ることができるステージ制御装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional stage control device, and has been designed to suppress the imbalance of thrust for compensating the weight of the moving stage, reduce the load on a driving device such as a motor used for position control, An object of the present invention is to provide a stage control device capable of realizing suppression of heat generation and miniaturization of the device, and improving stability and accuracy of the device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段および作用】以上従来例で
示した問題点を解決し上記目的を達成するために、本発
明は、流体軸受けで支持され重力方向に移動可能に設け
られた移動ステージ、前記移動ステージをフィードバッ
ク制御により重力方向に位置決め制御する位置決め制御
装置、及び前記移動ステージにかかる重力を補償する重
力補償装置を備えたステージ制御装置において、前記移
動ステージの位置を検出する位置検出手段を備え、前記
位置決め制御装置内で設定される目標位置信号と前記位
置検出手段によって検出された位置信号との少なくとも
いずれか一方を基に重力補償用の圧力指令を補正する圧
力補正手段を有することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the problems described in the prior art and achieve the above object, the present invention provides a moving stage supported by a fluid bearing and provided to be movable in the direction of gravity. A position control device for detecting a position of the moving stage in a stage control device including a positioning control device for performing positioning control of the moving stage in the direction of gravity by feedback control, and a gravity compensating device for compensating for gravity applied to the moving stage. Pressure correction means for correcting a pressure command for gravity compensation based on at least one of a target position signal set in the positioning control device and a position signal detected by the position detection means. It is characterized by.

【0009】本発明の望ましい実施の形態では、まず、
自重補償用流体シリンダの摩擦をなくすために図2で示
すような非接触シリンダを使う。と同時に、非接触シリ
ンダの流体圧力制御において、制御圧力を移動ステージ
の位置によって変更していく圧力補正手段を設けること
で安定した自重補償と安定した位置制御を実現する。ま
た、安定した自重補償によって位置制御におけるモータ
ヘの負荷が軽減されるため、装置の小型化を実現でき
る。
In a preferred embodiment of the present invention, first,
A non-contact cylinder as shown in FIG. 2 is used to eliminate friction of the self-weight compensation fluid cylinder. At the same time, in the fluid pressure control of the non-contact cylinder, stable self-weight compensation and stable position control are realized by providing a pressure correction means for changing the control pressure according to the position of the moving stage. In addition, since the load on the motor in the position control is reduced by stable weight compensation, the size of the apparatus can be reduced.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の実施例を図1、図2、図3及び図4
に即して説明する。図1において、101は移動ステー
ジを案内するガイド、102(a),102(b)は移
動ステージに取り付けられている流体軸受け、103は
移動ステージ、104は移動ステージ103を駆動する
リニアモータの固定子、105はリニアモータの可動
子、106は位置検出手段であるレーザ測長器のターゲ
ットミラー、107は位置検出手段のレーザ測長器、1
08は位置制御補償器である。この位置制御補償器10
8は、位置検出手段であるレーザ測長器107によって
検出された位置信号と移動ステージ103の目標位置を
設定する位置指令手段109からの目標位置信号とから
制御信号を生成するPID補償器に代表される補償器な
どによって構成される。109は移動ステージ103の
目標位置を設定する位置指令手段、110は位置制御補
償器108からの制御信号を増幅して、固定子104と
可動子105によって構成されるリニアモータ120を
駆動するモータ駆動装置、111は移動ステージ103
の自重を保持する推力を発生させる非接触シリンダ、1
12は非接触シリンダ111内の流体圧力を検出する圧
力検出器、113は非接触シリンダ111に供給する圧
縮流体を制御するための流体制御弁、114は圧力制御
補償器である。この圧力制御補償器114は、圧力検出
器112で検出した圧力信号と、圧力指令手段117で
設定され圧力指令補正手段116を介して得られた目標
圧力信号とから圧力制御信号を生成する。115は圧力
制御補償器114からの圧力制御信号をもとに、流体制
御弁113を駆動する流体制御弁駆動装置、118は流
体制御弁113によって制御された圧縮流体であって非
接触シリンダ111内に供給される。
FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, and FIG.
It will be described according to. In FIG. 1, 101 is a guide for guiding a moving stage, 102 (a) and 102 (b) are fluid bearings attached to the moving stage, 103 is a moving stage, and 104 is a fixed linear motor for driving the moving stage 103. Reference numeral 105 denotes a movable element of a linear motor, reference numeral 106 denotes a target mirror of a laser length measuring device as a position detecting means, reference numeral 107 denotes a laser measuring device of a position detecting means,
08 is a position control compensator. This position control compensator 10
Reference numeral 8 denotes a PID compensator that generates a control signal from a position signal detected by a laser length measuring device 107 serving as a position detecting unit and a target position signal from a position instructing unit 109 for setting a target position of the moving stage 103. And a compensator. 109 is a position command means for setting a target position of the moving stage 103. 110 is a motor drive for amplifying a control signal from the position control compensator 108 to drive a linear motor 120 constituted by the stator 104 and the mover 105. Device, 111 is a moving stage 103
Non-contact cylinder that generates thrust to maintain its own weight
12 is a pressure detector for detecting the fluid pressure in the non-contact cylinder 111, 113 is a fluid control valve for controlling the compressed fluid supplied to the non-contact cylinder 111, and 114 is a pressure control compensator. The pressure control compensator 114 generates a pressure control signal from a pressure signal detected by the pressure detector 112 and a target pressure signal set by the pressure command means 117 and obtained through the pressure command correction means 116. Reference numeral 115 denotes a fluid control valve driving device that drives the fluid control valve 113 based on a pressure control signal from the pressure control compensator 114. Reference numeral 118 denotes a compressed fluid controlled by the fluid control valve 113, which is inside the non-contact cylinder 111. Supplied to

【0011】図2は本実施例に使用されている非接触シ
リンダの構成を示す図である。図2において、201は
シリンダを構成するシリンダロッド、202はシリンダ
本体、203はシリンダロッド201に設けられた軸受
けパッド204に圧縮流体214を供給する為の供給
路、204はシリンダロッド201の内端にあるピスト
ン部分211の外周に設けられシリンダ本体202から
シリンダロッド201を非接触で支持する為の円環形状
の流体軸受けパッド、205は軸受けパッド204に供
給する圧縮流体が滞留する圧力室、206はシリンダ本
体202に設けられた軸受けパッド207に圧縮流体
(エア)212を供給する為の供給口、207はシリン
ダ本体202に設けられシリンダ本体202からシリン
ダロッド201を非接触で支持するための円環形状の流
体軸受けパッド、208は郵受けパッド207に供給す
る圧縮流体が滞留する圧力室、209は非接触シリンダ
111で推力を発生させるために圧縮流体(エア)21
3を供給するための供給口、240は圧縮流体の開放口
である。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the non-contact cylinder used in the present embodiment. In FIG. 2, reference numeral 201 denotes a cylinder rod constituting a cylinder, 202 denotes a cylinder body, 203 denotes a supply path for supplying a compressed fluid 214 to a bearing pad 204 provided on the cylinder rod 201, and 204 denotes an inner end of the cylinder rod 201. An annular fluid bearing pad provided on the outer circumference of the piston portion 211 for supporting the cylinder rod 201 from the cylinder body 202 in a non-contact manner, 205 is a pressure chamber in which compressed fluid supplied to the bearing pad 204 stays, 206 Is a supply port for supplying a compressed fluid (air) 212 to a bearing pad 207 provided on the cylinder body 202, and 207 is a circle provided on the cylinder body 202 for supporting the cylinder rod 201 from the cylinder body 202 in a non-contact manner. Ring-shaped fluid bearing pad, 208 is supplied to mail receiving pad 207 That the pressure chamber compressed fluid retention, 209 compressed fluid to generate a thrust in a non-contact cylinder 111 (Air) 21
A supply port 240 for supplying 3 is an open port for compressed fluid.

【0012】位置指令手段109で設定された目標位置
信号は、レーザ測長器107で検出された位置信号と位
置制御補償器108で比較演算され、位置信号が目標位
置信号になるような制御信号を生成する。生成された制
御信号はモータ駆動装置110によって増幅される。こ
の増幅された制御信号を受けて、固定子104と可動子
105とで構成されるリニアモータ120は、推力を発
生させ、移動ステージ103を動かすことで位置制御が
行われる。移動ステージ103が重力方向に移動する場
合、移動ステージ103の重量を支持するための推力を
常に移動ステージ103に与えてやらなければならな
い。その推力をリニアモータ120で発生する推力で補
うとすると、リニアモータ120を大きなものにする
か、リニアモータ120に流す電流を大電流にするなど
しなくてはならない。そこで、移動ステージ103の重
量を支持するための推力を発生させる位置制御装置とは
別の流体シリンダを用いた自重補償装置を設ける。
The target position signal set by the position command means 109 is compared and calculated by the position control compensator 108 with the position signal detected by the laser length measuring device 107, and a control signal such that the position signal becomes the target position signal. Generate The generated control signal is amplified by the motor driving device 110. In response to the amplified control signal, the linear motor 120 including the stator 104 and the mover 105 generates a thrust and moves the moving stage 103 to perform position control. When the moving stage 103 moves in the direction of gravity, a thrust for supporting the weight of the moving stage 103 must always be given to the moving stage 103. If the thrust is compensated for by the thrust generated by the linear motor 120, the linear motor 120 must be increased or the current flowing through the linear motor 120 must be increased. Therefore, a self-weight compensating device using a fluid cylinder different from the position control device that generates a thrust for supporting the weight of the moving stage 103 is provided.

【0013】本実施例に係る自重補償装置は、圧力検出
器112、流体制御弁113、圧力制御補償器114、
流体制御弁駆動装置115、及び圧力指令補正手段11
6等を備えて構成されている。
The self-weight compensator according to the present embodiment comprises a pressure detector 112, a fluid control valve 113, a pressure control compensator 114,
Fluid control valve driving device 115 and pressure command correcting means 11
6 and the like.

【0014】この自重補償装置は、設定された圧力指令
信号が圧力制御補償器114によって圧力検出器112
で検出した圧力信号と比較演算される。その結果は流体
制御弁駆動装置115によって増幅され、流体制御弁1
13を駆動する。流体制御弁113によって制御された
圧力制御流体118がシリンダ内に供給され、非接触シ
リンダ111によって移動ステージ103に推力を与え
ている。
In the self-weight compensator, the set pressure command signal is transmitted to the pressure detector 112 by the pressure control compensator 114.
Is compared with the detected pressure signal. The result is amplified by the fluid control valve drive 115 and the fluid control valve 1
13 is driven. A pressure control fluid 118 controlled by the fluid control valve 113 is supplied into the cylinder, and a thrust is given to the moving stage 103 by the non-contact cylinder 111.

【0015】しかしながら、流体シリンダが図2のよう
な構成の非接触シリンダ111の場合、シリンダ本体2
02からシリンダロッド201を非接触で支持するため
の軸受けパッド204,207に供給される圧縮流体に
よって、軸受けパッド204,207近傍に図3に示す
ような圧力分布を生じる。
However, when the fluid cylinder is a non-contact cylinder 111 having a structure as shown in FIG.
The pressure distribution shown in FIG. 3 is generated near the bearing pads 204 and 207 by the compressed fluid supplied from 02 to the bearing pads 204 and 207 for supporting the cylinder rod 201 in a non-contact manner.

【0016】このような構成の非接触シリンダ111の
場合、図3に示すように非接触シリンダ111による推
力を与えるために供給される制御圧力Psを一定にして
も、非接触シリンダ111の推力に寄与する圧力Ptは
非接触シリンダ111の容量変化すなわち移動ステージ
103の位置によって変動する。
In the case of the non-contact cylinder 111 having such a configuration, as shown in FIG. 3, even if the control pressure Ps supplied for giving the thrust by the non-contact cylinder 111 is constant, the thrust of the non-contact cylinder 111 is reduced. The contributing pressure Pt varies depending on a change in the capacity of the non-contact cylinder 111, that is, the position of the moving stage 103.

【0017】この変動を押さえるために、図4で示すよ
うに制御圧力Psを変更する。同図(A)の状態から
(B)及び(C)の状態に移動ステージ103が移動す
る時、その移動に合わせて非接触シリンダ111の制御
圧力Psを変更していく。それによって、非接触シリン
ダ111で発生する推力に寄与する流体圧力Ptは、移
動ステージ103の位置に関係なく一定の推力に保つこ
とができる。
In order to suppress this fluctuation, the control pressure Ps is changed as shown in FIG. When the moving stage 103 moves from the state shown in FIG. 9A to the states shown in FIGS. 9B and 9C, the control pressure Ps of the non-contact cylinder 111 is changed in accordance with the movement. Thus, the fluid pressure Pt that contributes to the thrust generated in the non-contact cylinder 111 can be kept constant regardless of the position of the moving stage 103.

【0018】本実施例に係るステージ制御装置は、移動
ステージ103の位置によって非接触シリンダ111ヘ
供給する流体の制御圧力Psを変更できるようにするた
めに、図1で示すように、圧力指令補正手段116を設
け、圧力指令手段117の設定指令圧力を、位置指令手
段107で設定される移動ステージ103への位置指令
信号を基に補正する。この補正は、移動ステージ103
の位置によって自重補償用非接触シリンダの制御圧力を
変更することで、非接触シリンダ111の推力を一定に
している。
The stage control device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, performs a pressure command correction so that the control pressure Ps of the fluid supplied to the non-contact cylinder 111 can be changed depending on the position of the moving stage 103. A means 116 is provided to correct the set command pressure of the pressure command means 117 based on a position command signal to the moving stage 103 set by the position command means 107. This correction is performed by moving stage 103
The thrust of the non-contact cylinder 111 is kept constant by changing the control pressure of the non-contact cylinder for self-weight compensation depending on the position of the non-contact cylinder 111.

【0019】補正方法としては、移動ステージ103の
位置を表す数値の比を係数とした一次式で計算して補正
のための指令圧力を求める方法がある。即ち、図4にお
いて非接触シリンダ111が(A)の状態の移動ステー
ジ位置を基準とし、その時の指令圧力がPaであると
し、そのときの移動ステージ103の位置を表す数値が
Xaであるとする。移動ステージ103が移動して非接
触シリンダ111が(C)の状態になった時、移動ステ
ージ103の位置を表す数値がXcであるとすると、こ
の方法における指令圧力Pcは Pc=(Xa×Pa)/Xc(ただしXc>Xa) という計算によって求められる。
As a correction method, there is a method of calculating a command pressure for correction by calculating a linear expression using a ratio of numerical values representing the position of the moving stage 103 as a coefficient. That is, in FIG. 4, it is assumed that the command pressure at that time is Pa, and the numerical value representing the position of the moving stage 103 at that time is Xa, based on the moving stage position where the non-contact cylinder 111 is in the state (A). . If the numerical value representing the position of the moving stage 103 is Xc when the moving stage 103 moves and the non-contact cylinder 111 enters the state of (C), the command pressure Pc in this method is Pc = (Xa × Pa ) / Xc (where Xc> Xa).

【0020】また、別の方法として、予め移動ステージ
103の位置と非接触シリンダ111の推力とを測定し
ておき、その測定結果から圧力指令の補正データテーブ
ル係数を作成し、移動ステージ103の位置が移動する
ごとに補正データテーブル係数を参照して、圧力指令値
を計算する方法がある。
As another method, the position of the moving stage 103 and the thrust of the non-contact cylinder 111 are measured in advance, and a correction data table coefficient for the pressure command is created from the measurement result. There is a method of calculating the pressure command value by referring to the correction data table coefficient every time the.

【0021】また、圧力指令補正手段116で目標制御
圧力を補正するための基準信号になる移動ステージ10
3の位置情報は前述した位置指令信号の代わりに、位置
検出手段であるレーザ測長器107の位置信号を利用し
ても同じ効果が得られる。
The moving stage 10 serving as a reference signal for correcting the target control pressure by the pressure command correcting means 116.
The same effect can be obtained by using the position signal of the laser length measuring device 107 as the position detecting means for the position information 3 instead of the above-mentioned position command signal.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば、移動ステージの位置に
よって自重補償用シリンダの制御圧力を補正すること
で、自重補償に用いた流体シリンダ室内にある圧力分布
によって生じるシリンダの推力変動を押さえ、自重補償
のアンバランスを抑制できる。そのため位置制御に使用
するモータなどの駆動装置の負荷が軽減でき、発熱の抑
制や装置の小型化を実現できる。
According to the present invention, the control pressure of the self-weight compensation cylinder is corrected according to the position of the moving stage, thereby suppressing the thrust fluctuation of the cylinder caused by the pressure distribution in the fluid cylinder chamber used for self-weight compensation. Unbalance of self-weight compensation can be suppressed. Therefore, the load on a driving device such as a motor used for position control can be reduced, and heat generation can be suppressed and the device can be downsized.

【0023】また、シリンダ室内に圧力分布を生じ易い
構成の非接触シリンダを用いた場合には、流体シリンダ
による自重補償のアンバランスを抑制するとともに、位
置制御における摩擦などの非線形要素を排除できるた
め、装置としての安定性や精度の向上が図れる。
Further, when a non-contact cylinder having a structure that easily generates pressure distribution in the cylinder chamber is used, the imbalance of self-weight compensation by the fluid cylinder can be suppressed, and non-linear elements such as friction in position control can be eliminated. In addition, the stability and accuracy of the device can be improved.

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

【図1】 本発明の実施例に係るステージ制御装置を示
す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a stage control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施例に係る自重補償用流体シリン
ダの構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a fluid cylinder for self-weight compensation according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施例に係る自重補償用流体シリン
ダの動作を説明するための図である。
FIG. 3 is a view for explaining an operation of the self-weight compensation fluid cylinder according to the embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.

【図5】 従来のステージ制御装置の一例を示す構成図
である。
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional stage control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101:ガイド、102:軸受けパッド、103:移動
ステージ、104:リニアモータの固定子、105:リ
ニアモータの可動子、106:ミラー、107:レーザ
測長器、108:位置制御補償器、109:位置指令手
段、110:モータ駆動装置、111:非接触シリン
ダ、112:圧力検出器、113:流体制御弁、11
4:圧力制御補償器、115:流体制御弁駆動装置、1
16:圧力指令補正手段、117:圧力指令手段、11
8:制御された流体、120:リニアモータ、201:
シリンダロッド、202:シリンダ本体、203:軸受
け用流体供給路、204:軸受けパッド、205:圧力
室、206:軸受け用流体供給口、207:軸受けパッ
ド、208:圧力室、209:シリンダ用流体供給口、
212,213,214:圧縮流体(エア)、501:
ガイド、502:移動ステージ、503:モータ、50
4,505:ボールねじ、506:ミラー、507:レ
ーザ測長器、508:位置制御補償器、509:位置指
令手段、510:モータ駆動装置、511:流体シリン
ダ、512:圧力検出器、513:流体制御弁、51
4:圧力制御補償器、515:流体制御弁駆動装置、5
16:圧力指令手段、517:制御された流体。
101: guide, 102: bearing pad, 103: moving stage, 104: stator of linear motor, 105: mover of linear motor, 106: mirror, 107: laser measuring device, 108: position control compensator, 109: Position command means, 110: motor drive device, 111: non-contact cylinder, 112: pressure detector, 113: fluid control valve, 11
4: pressure control compensator, 115: fluid control valve drive, 1
16: pressure command correction means, 117: pressure command means, 11
8: controlled fluid, 120: linear motor, 201:
Cylinder rod, 202: cylinder body, 203: bearing fluid supply path, 204: bearing pad, 205: pressure chamber, 206: bearing fluid supply port, 207: bearing pad, 208: pressure chamber, 209: cylinder fluid supply mouth,
212, 213, 214: compressed fluid (air), 501:
Guide, 502: moving stage, 503: motor, 50
4,505: ball screw, 506: mirror, 507: laser measuring device, 508: position control compensator, 509: position command means, 510: motor drive device, 511: fluid cylinder, 512: pressure detector, 513: Fluid control valve, 51
4: pressure control compensator, 515: fluid control valve driving device, 5
16: pressure command means, 517: controlled fluid.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B23Q 1/30 1/14 B 1/18 Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B23Q 1/30 1/14 B 1/18 Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流体軸受けで支持され重力方向に移動可
能に設けられた移動ステージ、前記移動ステージをフィ
ードバック制御により重力方向に位置決め制御する位置
決め制御装置、及び前記移動ステージにかかる重力を補
償する重力補償装置を備えたステージ制御装置におい
て、前記移動ステージの位置を検出する位置検出手段を
備え、前記位置決め制御装置内で設定される目標位置信
号と前記位置検出手段によって検出された位置信号との
少なくともいずれか一方を基に重力補償用の圧力指令を
補正する圧力補正手段を有することを特徴とするステー
ジ制御装置。
1. A moving stage supported by a fluid bearing and movably provided in a gravitational direction, a positioning control device for positioning the moving stage in a gravitational direction by feedback control, and a gravitational force for compensating the gravitational force applied to the moving stage In a stage control device provided with a compensating device, a position detecting means for detecting a position of the moving stage is provided, and at least a target position signal set in the positioning control device and a position signal detected by the position detecting means. A stage control device comprising: a pressure correction unit that corrects a pressure command for gravity compensation based on one of them.
【請求項2】 前記重力補償装置における流体シリンダ
は、シリンダロッドとシリンダ本体に軸受けパッドが設
けられ、前記軸受けパッドに供給される圧縮流体によっ
て前記シリンダ本体と前記シリンダロッドとの間に微少
隙間がある非接触シリンダであることを特徴とする請求
項1に記載のステージ制御装置。
2. A fluid cylinder in the gravity compensating device, wherein a bearing pad is provided on a cylinder rod and a cylinder body, and a minute gap is formed between the cylinder body and the cylinder rod by compressed fluid supplied to the bearing pad. The stage control device according to claim 1, wherein the stage control device is a certain non-contact cylinder.
【請求項3】 前記圧力指令補正手段による圧力指令補
正を、前記移動ステージの位置の比を係数とする一次式
で計算して行うことを特徴とする請求項1または請求項
2に記載のステージ制御装置。
3. The stage according to claim 1, wherein the pressure command correction by the pressure command correction means is performed by calculating a linear expression using a ratio of a position of the moving stage as a coefficient. Control device.
【請求項4】 前記圧力指令補正手段による圧力指令補
正を、予め測定しておいた前記移動ステージの位置と前
記流体シリンダの推力との相関関係データから作成した
補正係数データテーブルによって行うことを特徴とする
請求項1または請求項2に記載のステージ制御装置。
4. The pressure command correction by the pressure command correction means is performed by a correction coefficient data table created from correlation data between the position of the moving stage and the thrust of the fluid cylinder measured in advance. The stage control device according to claim 1 or 2, wherein
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006297504A (en) * 2005-04-18 2006-11-02 Nippei Toyama Corp Air static pressure balancer in machine tool
US7551970B2 (en) * 2003-08-07 2009-06-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Positioning apparatus gravity compensation device and method for compensating gravitational forces
JP2011251359A (en) * 2010-06-01 2011-12-15 Toshiba Mach Co Ltd Control method of vertical shaft of working machine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7551970B2 (en) * 2003-08-07 2009-06-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Positioning apparatus gravity compensation device and method for compensating gravitational forces
JP2006297504A (en) * 2005-04-18 2006-11-02 Nippei Toyama Corp Air static pressure balancer in machine tool
JP2011251359A (en) * 2010-06-01 2011-12-15 Toshiba Mach Co Ltd Control method of vertical shaft of working machine

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