JP2002149241A - Positioning device - Google Patents

Positioning device

Info

Publication number
JP2002149241A
JP2002149241A JP2000340860A JP2000340860A JP2002149241A JP 2002149241 A JP2002149241 A JP 2002149241A JP 2000340860 A JP2000340860 A JP 2000340860A JP 2000340860 A JP2000340860 A JP 2000340860A JP 2002149241 A JP2002149241 A JP 2002149241A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positioning
positioning device
rotary table
rotation
linear motion
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.)
Pending
Application number
JP2000340860A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Takizawa
直樹 瀧澤
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2000340860A priority Critical patent/JP2002149241A/en
Publication of JP2002149241A publication Critical patent/JP2002149241A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning device which can position a translatory table with high precision even if a turntable has slight dynamic unbalance. SOLUTION: This device has repetitive compensators 122a, 122b, and 122c which compensate cyclic vibrations to the translatory table 109, a rotating speed decision unit 108 which decides the stability of the rotating speed of the turntable 101, a switch 123 which switches correction control signals by the repetitive compensators 122a, 122b, and 122c, and a means (composed of a feedback control system including linear motors 128a, 128b, 128c, and 128d, position detectors 118a, 118b, 118c, and 118d, subtractors 121a, 121b, and 121c, etc.), which controls the positioning of the translatory table 109 by outputting the correction control signals by the repetitive compensators 122a, 122b, and 122c by controlling the switch 123 through the rotating speed decision unit 108.

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、工作機械等に用い
られる回転テーブルを搭載した直動テーブルを高精度に
位置決めする位置決め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 positioning control device for positioning a linear motion table having a rotary table used in a machine tool or the like with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、工作機械等に用いられる回転テー
ブルを搭載した直動テーブルの位置決め制御は、直動テ
ーブルの位置を検出し、その信号を基にフィードバック
制御することで、高精度に位置決めを行っていた。しか
し、こうした方式では回転テーブルを回転させると、回
転テーブルの重量アンバランスによる力が直動テーブル
に作用し、その結果、位置決め精度が劣化する問題があ
った。この問題点を解決するために、回転テーブルの回
転によって直動テーブルに作用する力の変動、すなわち
回転テーブルの動アンバランスを回転テーブルに重りを
追加する等して補正することにより対処していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, positioning control of a linear motion table equipped with a rotary table used in a machine tool or the like is performed with high accuracy by detecting the position of the linear motion table and performing feedback control based on the signal. Had gone. However, in such a method, when the rotary table is rotated, the force due to the weight imbalance of the rotary table acts on the linear motion table, and as a result, there is a problem that the positioning accuracy is deteriorated. In order to solve this problem, the variation of the force acting on the linear motion table due to the rotation of the rotary table, that is, the dynamic imbalance of the rotary table is corrected by adding a weight to the rotary table or the like. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術で述べた回転テーブルの重量アンバランスを補正す
る手法では、アンバランス量を完全になくすためには、
アンバランス量を測定する測定器が高精度でなければな
らない。
However, in the method of correcting the weight imbalance of the rotary table described in the prior art, it is necessary to completely eliminate the imbalance amount.
The measuring instrument for measuring the amount of unbalance must be highly accurate.

【0004】また、回転テーブルの重量変動を補正する
ための追加する重りを高精度に実現するためには、数回
のルーチン作業が必要となる。その際、回転テーブルの
回転停止を繰り返すため、大変時間のかかる作業になる
という問題を抱えていた。
Further, several times of routine work are required to realize an additional weight for correcting the weight fluctuation of the rotary table with high accuracy. At that time, there was a problem that the operation was extremely time-consuming because the rotation of the rotary table was repeatedly stopped.

【0005】そのため、現実的には、ある程度のアンバ
ランス量をとった状態で使用している。こうしたアンバ
ランス量が残っている状態では、アンバランス量に比例
した力が直動テーブルに外乱となって作用し、直動テー
ブルの位置決め精度を劣化させていた。
[0005] Therefore, in practice, the device is used with a certain amount of imbalance. In a state where the unbalance amount remains, a force proportional to the unbalance amount acts as a disturbance on the linear motion table, thereby deteriorating the positioning accuracy of the linear motion table.

【0006】また、別の補正方式としては、補正する重
りの追加、若しくはそれと同等の作用がある重りの位置
を径方向への移動を自動で行うオートバランス方式があ
る。しかし、オートバランス方式にて補正を行うために
は、アンバランスの計測とアンバランス補正を高精度に
しなくてはならない。そのため、計測及び補正方式は直
動テーブルの位置決め精度と同等の分解能や精度を持た
なければならず、装置コストがかかるという問題点を抱
えていた。
As another correction method, there is an auto-balance method in which a weight to be corrected is added, or the position of the weight having the same effect is automatically moved in the radial direction. However, in order to perform the correction by the auto balance method, the measurement of the unbalance and the correction of the unbalance must be performed with high accuracy. For this reason, the measurement and correction method must have the same resolution and accuracy as the positioning accuracy of the linear motion table, and there is a problem that the cost of the apparatus is high.

【0007】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、回転テーブルに若干の動アンバランスがあっ
ても直動テーブルを高精度に位置決めすることができる
位置決め装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a positioning device capable of positioning a linear motion table with high accuracy even if the rotary table has a slight dynamic imbalance. Aim.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者等は、
上記目的達成のため試行錯誤して検討した結果、以下の
手段によって上記目的が達成されることを見いだし、本
発明を完成せしめた。
Means and Action for Solving the Problems The present inventors have
As a result of conducting a trial and error study to achieve the above object, the inventors have found that the above object can be achieved by the following means, and have completed the present invention.

【0009】すなわち、上記目的を達成するために、本
発明の位置決め装置は、回転テーブルと、該回転テーブ
ルを搭載した直動テーブルとを備えた位置決め装置にお
いて、前記直動テーブルに対する周期的な振動(外乱を
含む)を補償する繰り返し補償器と、前記回転テーブル
の回転速度の安定度を判定する回転速度判定器と、前記
繰り返し補償器による補正制御信号を切り替える切り替
え器と、前記回転速度判定器が前記切り替え器を制御す
ることにより前記繰り返し補償器による補正制御信号を
出力して前記直動テーブルを位置決め制御する手段とを
有することを特徴とする。
That is, in order to achieve the above object, a positioning device according to the present invention is directed to a positioning device including a rotary table and a linear motion table on which the rotary table is mounted. A repetition compensator for compensating (including disturbance), a rotation speed determiner for determining the stability of the rotation speed of the turntable, a switch for switching a correction control signal by the repetition compensator, and the rotation speed determiner Means for controlling the switching unit to output a correction control signal by the repetitive compensator to control the positioning of the linear motion table.

【0010】本発明においては、前記位置決め装置は、
前記回転テーブルの基準位置を検出する原点センサがさ
らに備えられ、前記直動テーブルを位置決め制御するた
めに原点センサの出力信号に同期して補正制御信号が出
力されることが好ましい。
In the present invention, the positioning device includes:
It is preferable that an origin sensor for detecting a reference position of the rotary table is further provided, and a correction control signal is output in synchronization with an output signal of the origin sensor for controlling the positioning of the translation table.

【0011】また、前記位置決め装置は、前記回転テー
ブルの回転速度を検出する速度検出手段と、前記回転テ
ーブルにトルクを与える第1の駆動手段と、前記速度検
出手段で検出した速度信号をフィードバックして前記回
転テーブルの回転速度を所定の回転速度に制御する回転
速度制御手段と、前記直動テーブルの位置を検出する位
置検出手段と、前記直動テーブルに推力を与える第2の
駆動手段とを有し、前記直動テーブルを位置決め制御す
る手段は、前記位置検出手段で検出した位置信号をフィ
ードバックして前記直動テーブルを位置決め制御するも
のであることが好ましい。前記位置決め装置は、前記直
動テーブル及び前記回転テーブルの重量を支持するシリ
ンダと、該シリンダ内の圧力を検出する圧力検出手段
と、該圧力検出手段で検出した圧力をフィードバックし
て該シリンダに重力と反対の力を発生させて前記第2の
駆動手段の推力の補助を行うバランス機構とをさらに有
することができる。
Further, the positioning device includes a speed detecting means for detecting a rotation speed of the rotary table, a first driving means for applying a torque to the rotary table, and a speed signal detected by the speed detecting means as feedback. Rotation speed control means for controlling the rotation speed of the rotary table to a predetermined rotation speed, position detection means for detecting the position of the translation table, and second drive means for applying thrust to the translation table. It is preferable that the means for controlling the positioning of the translation table controls the positioning of the translation table by feeding back a position signal detected by the position detection means. The positioning device includes a cylinder that supports the weight of the linear motion table and the rotary table, a pressure detection unit that detects a pressure in the cylinder, and a gravity that feeds back the pressure detected by the pressure detection unit to the cylinder. And a balance mechanism for generating a force opposite to the above and assisting the thrust of the second drive means.

【0012】そして、前記位置決め装置は、前記直動テ
ーブルが複数の駆動手段と複数の計測手段とを備え、前
記複数の計測手段によって計測した信号から、前記直動
テーブルの位置とピッチング方向及びヨーイング方向の
回転との3つのフィードバック信号を生成し、前記直動
テーブルの位置決め制御する手段が、前記直動テーブル
の位置とピッチング方向及びヨーイング方向の回転とを
制御する3つのフィードバック制御系で構成され、該3
つのフィードバック制御系のそれぞれに前記繰り返し補
償器が設けられていることが好ましい。
In the positioning device, the translation table includes a plurality of driving means and a plurality of measurement means, and the position, pitching direction and yawing of the translation table are determined from signals measured by the plurality of measurement means. The means for generating three feedback signals of rotation in the direction and controlling the positioning of the translation table is constituted by three feedback control systems for controlling the position of the translation table and the rotation in the pitching and yawing directions. , Said 3
It is preferable that the repetition compensator is provided in each of the two feedback control systems.

【0013】さらに、前記繰り返し補償器は、少なくと
も帯域制限フィルタ、指令位置と検出した位置フィード
バック信号とから計算される位置偏差を前記回転テーブ
ルの回転1周期分について記憶する記憶手段及び動特性
補償器からなるものであり、前記繰り返し補償器は、予
め測定された前記回転テーブルが所定の一定速度で回転
した時の位置偏差データより作り出した補正制御信号の
データ群から構成され、該補正制御信号の出力が前記回
転テーブルの回転角度に同期して出力されることが好ま
しい。
Further, the repetition compensator includes at least a band limiting filter, storage means for storing a position deviation calculated from the command position and the detected position feedback signal for one rotation of the turntable, and a dynamic characteristic compensator. Wherein the repetition compensator is constituted by a data group of correction control signals created from position deviation data when the turntable previously measured is rotated at a predetermined constant speed. Preferably, the output is output in synchronization with the rotation angle of the turntable.

【0014】上記構成等により、直動テーブルの位置制
御系に設けられた繰り返し補償器は、周期的な外乱を補
正することはできるが、外乱に周期性がないと補正でき
ないばかりではなく、逆に精度劣化を招く恐れもある。
回転テーブルが一定速度で回転している時は、動アンバ
ランスはその回転数に同期した周期性をもっているの
で、繰り返し補償器による補正が有効に働く。逆に、回
転テーブルの回転停止時における加減速状態では動アン
バランスの周期性は確保できないので、繰り返し補償器
による補正効果は期待できない。
With the above arrangement, the repetitive compensator provided in the position control system of the linear motion table can correct a periodic disturbance. However, if the disturbance has no periodicity, it cannot correct the disturbance. In addition, the accuracy may be deteriorated.
When the turntable is rotating at a constant speed, the dynamic imbalance has a periodicity synchronized with the rotation speed, so that the correction by the repetitive compensator works effectively. Conversely, in the acceleration / deceleration state when the rotation of the rotary table is stopped, the periodicity of the dynamic imbalance cannot be secured, so that the correction effect by the repetitive compensator cannot be expected.

【0015】そこで、繰り返し補償器による補正効果を
有効に使うために、回転テーブルの回転速度の安定度を
判定し、回転テーブルが一定速度で回転している場合だ
け前記繰り返し補償器の補正信号を位置決め制御系に加
算することにより、直動テーブルを高精度に位置決めす
ることができる。
Therefore, in order to effectively use the correction effect of the repetition compensator, the stability of the rotation speed of the turntable is determined, and the correction signal of the repetition compensator is output only when the turntable is rotating at a constant speed. By adding to the positioning control system, the linear motion table can be positioned with high accuracy.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。 [第1の実施形態]図1は、本発明の好ましい一実施形
態に係る回転テーブルを搭載した直動テーブルの位置決
め制御装置の構成を示すブロック図である。また、図2
は、本発明の好ましい一実施形態に係る回転テーブルを
搭載した直動テーブルの構成図である。図2に示した構
成の回転テーブル及び直動テーブルを図1及び後述する
図3に示す構成の制御装置で制御している。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a linear motion table positioning control device equipped with a rotary table according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
1 is a configuration diagram of a linear motion table equipped with a rotary table according to a preferred embodiment of the present invention. The rotary table and the linear motion table having the configuration shown in FIG. 2 are controlled by a control device having a configuration shown in FIG. 1 and FIG.

【0017】図2に示す座標において、Z方向は重力方
向を示す。図2において、101は回転テーブル、10
9は図2の座標におけるZ方向に移動する直動テーブ
ル、210a,210bは直動テーブル109のガイド
を固定しているコラム、211は左右のコラム210
a,210bを連結する連結部材、212a,212b
は直動テーブル109のX−Y方向のガイドであり、直
動テーブル109に設けられている静圧流体軸受け(不
図示)によってガイド212a,212bを基準に直動
テーブル109が座標のX−Y方向に支持されている。
213a−213a’、213b−213b’、213
c−213c’、213d−213d’(213c’,
213d’は不図示)はコラム210a,210bにリ
ニアモータを固定する連結板、214a,214b,2
14c,214dは直動テーブル109に推力を加える
リニアモータの固定子、215a,215b,215
c,215d(215c,215dは不図示)はリニア
モータの可動子、216a,216b,216c,21
6dは直動テーブル109のZ方向の変位を高精度に検
出するレーザ測長器の測長用ミラー(216c,216
dは不図示)、217a,217b,217c,217
dは直動テーブル109と搭載されている回転テーブル
101との重量を支持するためのバランスシリンダであ
る。直動テーブル109は、217a〜217dの4本
のバランスシリンダ217a〜217dによってZ方向
(重力方向)に支持され、リニアモータの固定子214
a〜214dとリニアモータの可動子215a〜215
dで構成される4本のリニアモータによる推力でZ方向
に移動する。その移動量を測長ミラー216a〜216
dを計測しているレーザ測長器によって検出している。
回転テーブル101は、直動テーブル109に組み込ま
れY軸方向を回転軸としX−Z軸平面内を回転する。
In the coordinates shown in FIG. 2, the Z direction indicates the direction of gravity. In FIG. 2, 101 is a turntable, 10
Reference numeral 9 denotes a linear motion table which moves in the Z direction in the coordinates of FIG. 2, 210a and 210b denote columns fixing guides of the linear motion table 109, and 211 denotes left and right columns 210.
a, a connecting member for connecting 210b, 212a, 212b
Is a guide in the X-Y direction of the linear motion table 109. The linear motion table 109 is guided by a static pressure fluid bearing (not shown) provided on the linear motion table 109 so that the linear motion table 109 is coordinated with the X-Y coordinate system. Supported in the direction.
213a-213a ', 213b-213b', 213
c-213c ', 213d-213d' (213c ',
213d 'is not shown) is a connecting plate for fixing the linear motor to the columns 210a, 210b, 214a, 214b, 2
Reference numerals 14c and 214d denote stators of linear motors for applying thrust to the linear motion table 109, 215a, 215b, and 215
c and 215d (215c and 215d are not shown) are linear motor movers, 216a, 216b, 216c and 21
Reference numeral 6d denotes a length measuring mirror (216c, 216) of a laser length measuring device for detecting the displacement of the translation table 109 in the Z direction with high accuracy.
d is not shown), 217a, 217b, 217c, 217
d is a balance cylinder for supporting the weight of the translation table 109 and the mounted rotary table 101. The linear motion table 109 is supported in the Z direction (gravity direction) by four balance cylinders 217a to 217d 217a to 217d.
a-214d and linear motor movers 215a-215
It moves in the Z direction by the thrust of four linear motors constituted by d. The amount of movement is measured by the length measuring mirrors 216a to 216.
It is detected by a laser length measuring device measuring d.
The rotary table 101 is incorporated in the linear motion table 109 and rotates in an XZ axis plane with the Y axis direction as a rotation axis.

【0018】図1は、図2で示した回転テーブル101
を搭載した直動テーブル109を制御する制御装置の構
成を示すブロック図である。制御装置の構成として、回
転テーブル101を制御する制御系と直動テーブル10
9を制御する制御系に別れている。さらに、直動テーブ
ル109の制御系は、重量補償するためのシリンダ内の
流体圧力を制御する圧力制御系と位置決め制御する位置
制御系の2つの制御系で構成されている。シリンダ圧力
制御系と直動テーブル109の位置制御系は各制御ルー
プが3つ有り、図2の構成の直動テーブル109を4本
のシリンダと4本のリニアモータ(複数の駆動手段)と
4本のレーザ測長器(複数の計測手段)を用いて、図2
の座標軸におけるZ軸方向の位置とX軸回り、Y軸回り
の2方向の回転姿勢とを制御する構成となっている。
FIG. 1 shows the rotary table 101 shown in FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control device that controls a linear motion table 109 equipped with a. As a configuration of the control device, a control system for controlling the rotary table 101 and a linear motion table 10
9 is divided into a control system for controlling the control system 9. Further, the control system of the linear motion table 109 is composed of two control systems, a pressure control system for controlling fluid pressure in the cylinder for weight compensation and a position control system for positioning control. The cylinder pressure control system and the position control system of the linear motion table 109 have three control loops. The linear motion table 109 having the configuration shown in FIG. 2 is composed of four cylinders and four linear motors (a plurality of driving means). Using a laser length measuring instrument (a plurality of measuring means)
Are controlled in the Z-axis direction on the coordinate axes and the rotational attitude in two directions around the X-axis and the Y-axis.

【0019】図1において、101は回転テーブル、1
03は回転テーブル101の回転速度を設定する回転速
度設定器、104は回転テーブル101の回転速度誤差
を演算する減算器、105は回転テーブル101の回転
速度を制御する制御系を調整するPID調整器に代表さ
れる速度制御補償器(回転速度制御手段)、106は回
転テーブル101にトルクを与えるモータを駆動するた
めの駆動装置、107はモータ(第1の駆動手段)、1
02は回転テーブル101の回転速度を検出する速度検
出器(速度検出手段)、108は減算器104で計算さ
れた回転テーブルの速度偏差に基づき回転速度が安定し
ているかを判定する回転速度判定器、109は制御対象
の直動テーブルである。
In FIG. 1, 101 is a rotary table, 1
03 is a rotation speed setting device for setting the rotation speed of the turntable 101; 104 is a subtractor for calculating the rotation speed error of the turntable 101; 105 is a PID adjuster for adjusting a control system for controlling the rotation speed of the turntable 101. , A driving device for driving a motor that applies torque to the rotary table 101, a motor 107 (a first driving device),
02 is a speed detector (speed detecting means) for detecting the rotation speed of the turntable 101; 108 is a rotation speed determiner for determining whether the rotation speed is stable based on the speed deviation of the turntable calculated by the subtractor 104 , 109 are linear motion tables to be controlled.

【0020】120は直動テーブル109の位置を設定
する位置設定器、121a,121b,121cは位置
偏差を演算する減算器、122a,122b,122c
は周期的な位置偏差を補正するための補正制御信号を生
成する繰り返し補償器、123は繰り返し補償器122
a〜122cで演算された補正制御信号を直動テーブル
109の制御系(位置制御系)で利用するか否かを切り
替える切り替え器であり、回転速度判定器108によっ
て制御される。124a,124b,124cは減算器
121a〜121cにより演算された位置偏差信号と、
繰り返し補償器122a〜122cにより演算された補
正制御信号とを加算して位置制御信号を生成する加算
器、125a,125b,125cは加算器124a〜
124cにより計算された位置制御信号を処理して直動
ステージ109の位置制御系を調整するためのPID補
償器に代表されるような位置制御補償器、126は位置
制御信号を合成してリニアモータへの推力指令を生成す
るための推力分配器、127a,127b,127c,
127dは推力指令を増幅しリニアモータの駆動信号を
生成するリニアモータ駆動装置、128a,128b,
128c,128dは直動ステージ109に推力を与え
るリニアモータ(第2の駆動手段)である。また、11
8a,118b,118c,118dは直動テーブル1
09のZ方向の位置を計測するレーザ測長器等に代表さ
れる位置検出器(位置検出手段であり、本実施形態の場
合は図2における計測ミラー216a〜216dの変位
を測長するレーザ測長器)、119は位置検出器118
a〜118dにより検出された位置信号から位置制御す
る制御軸(Z方向の位置とX軸回り及びY軸回りの回
転)の変位を計算する座標変換器である。
Reference numeral 120 denotes a position setting device for setting the position of the linear motion table 109; 121a, 121b, and 121c, subtracters for calculating position deviation; and 122a, 122b, and 122c.
Is a repetition compensator for generating a correction control signal for correcting a periodic position deviation, and 123 is a repetition compensator 122
This is a switch for switching whether or not to use the correction control signals calculated in a to 122c in the control system (position control system) of the linear motion table 109, and is controlled by the rotation speed determiner 108. 124a, 124b and 124c are the position deviation signals calculated by the subtracters 121a to 121c,
An adder for adding a correction control signal calculated by the repetitive compensators 122a to 122c to generate a position control signal, and 125a, 125b, and 125c are adders 124a to 124c.
A position control compensator typified by a PID compensator for adjusting the position control system of the linear motion stage 109 by processing the position control signal calculated by 124c. Distributor for generating a thrust command to the motor, 127a, 127b, 127c,
127d is a linear motor driving device that amplifies the thrust command and generates a driving signal for the linear motor, 128a, 128b,
Reference numerals 128c and 128d denote linear motors (second driving means) for applying a thrust to the translation stage 109. Also, 11
8a, 118b, 118c and 118d are linear motion tables 1
A position detector typified by a laser length measuring device or the like that measures the position in the Z direction 09 (in the case of the present embodiment, a laser measuring device that measures the displacement of the measuring mirrors 216a to 216d in FIG. 2). Long detector) 119 is a position detector 118
This is a coordinate converter that calculates displacements of control axes (position in the Z direction and rotation around the X axis and around the Y axis) for position control from the position signals detected by a to 118d.

【0021】131は直動テーブル109と搭載してい
る回転テーブル101の重量をシリンダで支持するため
にシリンダ内の流体制御圧力を設定するための圧力設定
器、132a,132b,132cは圧力偏差を計算す
るための減算器、133a,133b,133cは演算
された圧力偏差信号を処理して圧力制御系を調整するた
めのPID補償器に代表される圧力制御補償器、134
は調整された圧力制御信号をシリンダに供給する流体制
御信号に変換する圧力分配器、135a,135b,1
35c,135dは流体制御信号を増幅し制御弁を駆動
する信号を生成する制御弁駆動装置、136a,136
b,136c,136dは各シリンダへ供給する流体の
流量を制御する流体制御弁、137a,137b,13
7c,137dは移動テーブルの重量を支持する推力を
発生する流体シリンダ、138a,138b,138
c,138dは流体シリンダの構造によって決まる推力
定数である。また、129a,129b,129c,1
29dはシリンダ内の流体圧力を検出する圧力検出器
(圧力検出手段)、130は検出したシリンダ内流体圧
力信号を圧力制御軸の圧力フィードバック信号に変換す
る座標変換器である。
Reference numeral 131 denotes a pressure setting device for setting the fluid control pressure in the cylinder in order to support the weight of the translation table 109 and the mounted rotary table 101 in the cylinder, and 132a, 132b, and 132c denote pressure deviations. Subtractors for calculation, 133a, 133b, 133c are pressure control compensators represented by PID compensators for processing the calculated pressure deviation signal and adjusting the pressure control system, and 134.
Are pressure distributors 135a, 135b, 1 that convert the adjusted pressure control signals into fluid control signals to be supplied to the cylinders.
35c and 135d are control valve driving devices for amplifying the fluid control signal and generating a signal for driving the control valve, and 136a and 136.
b, 136c, 136d are fluid control valves for controlling the flow rate of the fluid supplied to each cylinder, 137a, 137b, 13
Reference numerals 7c and 137d denote fluid cylinders for generating thrust for supporting the weight of the moving table, 138a, 138b, and 138.
c and 138d are thrust constants determined by the structure of the fluid cylinder. 129a, 129b, 129c, 1
29d is a pressure detector (pressure detecting means) for detecting the fluid pressure in the cylinder, and 130 is a coordinate converter for converting the detected fluid pressure signal in the cylinder into a pressure feedback signal of the pressure control shaft.

【0022】図1において、直動ステージ109の位置
決め制御は、4本のリニアモータ128a〜128dを
使用して図2におけるZ方向(位置決め方向)の位置
と、X軸回りの回転とY軸回りの回転を制御している。
その制御は、図1の位置検出器118a〜118dによ
って検出され、座標変換器119によってZ軸方向の位
置信号Zと、X軸回りの回転方向の信号Wxと、Y軸回
りの回転方向の信号Wyに変換された位置信号を基に、
位置設定器120により設定される制御指令CZ,CW
x,CWy(指令位置)に直動テーブル109を制御す
るフィードバック系によって行われている。
In FIG. 1, positioning control of the translation stage 109 is performed by using four linear motors 128a to 128d in the Z direction (positioning direction) in FIG. 2, rotation around the X axis, and rotation around the Y axis. Is controlling the rotation.
The control is detected by the position detectors 118a to 118d in FIG. 1, and the coordinate converter 119 outputs a position signal Z in the Z-axis direction, a signal Wx in the rotation direction around the X-axis, and a signal in the rotation direction around the Y-axis. Based on the position signal converted to Wy,
Control commands CZ, CW set by position setting device 120
This is performed by a feedback system that controls the linear motion table 109 at x, CWy (command position).

【0023】座標変換器119によりフィードバックさ
れた信号Zは、直動テーブル109のZ方向の位置決め
目標位置(指令)であるCZとの位置偏差が減算器12
1aによって計算され、その位置偏差をなくすように4
本のリニアモータ128a〜128dを駆動する。この
Z方向のフィードバック系を位置制御補償器125aに
よって安定化させている。同様に、フィードバックされ
たX軸回りの回転方向のWxとY軸回りの回転方向のW
yは、位置設定器120によって設定された目標指令C
WxとCWyとの偏差が減算器121bと121cで計
算され、それぞれの偏差をなくすように4本のリニアモ
ータ128a〜128dを駆動する。そして、それぞれ
のフィードバック系を位置制御補償器125b,125
cで安定化させている。3つのフィードバック系より出
力された信号から推力分配器126により推力指令を生
成し、4本のリニアモータを駆動する信号をリニアモー
タ駆動装置127a〜127dにて生成している。しか
し、このような位置決め制御系だけで重力方向(Z軸方
向)に移動する移動テーブル109を位置決めしようと
すると、推力が大きいリニアモータが必要となり、装置
サイズが巨大化してしまう。そこで、一般に、重力方向
に移動するテーブルには、テーブルの重量を支持するバ
ランス機構を設け、リニアモータの推力を軽減できるよ
うにしている。
The signal Z fed back by the coordinate converter 119 is obtained by subtracting the position deviation from CZ, which is the target position (command) of the linear motion table 109 in the Z direction, from the subtractor 12.
Calculated by 1a, 4 to eliminate the position deviation
The linear motors 128a to 128d are driven. The feedback system in the Z direction is stabilized by the position control compensator 125a. Similarly, Wx in the rotation direction around the X axis and W in the rotation direction around the Y axis are fed back.
y is the target command C set by the position setting device 120
The difference between Wx and CWy is calculated by the subtracters 121b and 121c, and the four linear motors 128a to 128d are driven so as to eliminate the respective differences. Then, the respective feedback systems are connected to the position control compensators 125b and 125.
It is stabilized by c. A thrust command is generated by the thrust distributor 126 from the signals output from the three feedback systems, and signals for driving the four linear motors are generated by the linear motor driving devices 127a to 127d. However, if it is attempted to position the moving table 109 that moves in the direction of gravity (Z-axis direction) using only such a positioning control system, a linear motor having a large thrust is required, and the size of the apparatus increases. Therefore, in general, a table that moves in the direction of gravity is provided with a balance mechanism that supports the weight of the table, so that the thrust of the linear motor can be reduced.

【0024】本実施形態の場合も図2に示すように4本
のシリンダ217a〜217dを設け、各シリンダ21
7a〜217d内の流体圧力を制御して重力方向との反
対の力を発生させることにより、リニアモータ128a
〜128d(図1)の推力の補助を行っている。さら
に、この圧力制御系では、図1より制御によってシリン
ダ137a〜137dの発生する推力が前述した位置決
め制御系の制御軸と同じ方向(Z軸方向、X軸回りの回
転方向及びY軸回りの回転方向)の推力となるような制
御を行う。
Also in this embodiment, four cylinders 217a to 217d are provided as shown in FIG.
7a to 217d to control the fluid pressure in the linear motor 128a
128128d (FIG. 1). Further, in this pressure control system, the thrust generated by the cylinders 137a to 137d is controlled by the control shown in FIG. 1 in the same direction as the control axis of the positioning control system described above (the Z-axis direction, the rotation direction around the X-axis, and the rotation around the Y-axis). Direction).

【0025】シリンダ137a〜137dにおいては、
その推力は各シリンダ137a〜137d内の流体圧力
に比例するので、流体の圧力を制御することは直動テー
ブル109への推力を制御することになる。そこで、上
述のように各シリンダ137a〜137dの流体圧力の
制御系として、Z軸方向の推力、X軸回りの回転方向の
推力及びY軸回りの回転方向の推力にそれぞれ担当する
3つの制御系を構成している。すなわち、圧力検出器1
29a〜129dによって検出された各シリンダ137
a〜137d内の流体圧力信号Pz1,Pz2,Pz
3,Pz4を座標変換器130によって、制御軸の推力
に相当する圧力値Pz,Pwx,Pwyに変換し、この
信号を基にシリンダ137a〜137dの流体圧力を制
御している。それぞれの設定値CPz,CPwx,CP
wyは、圧力検出器129a〜129dで検出し、座標
変換器130で変換された信号Pz,Pwx,Pwyと
の偏差が減算器132a〜132cで計算される。この
偏差がゼロになるように、3つの圧力制御系では、4つ
の流体制御弁136a〜136dを駆動して各シリンダ
137a〜137d内の流体圧力を制御する。このフィ
ードバック系を安定させるために、圧力制御補償器13
3a〜133cを用いている。以上のように、位置決め
制御フィードバック系とシリンダの流体圧力制御フィー
ドバック系によって、直動テーブルは位置決め制御され
ている。
In the cylinders 137a to 137d,
Since the thrust is proportional to the fluid pressure in each of the cylinders 137a to 137d, controlling the pressure of the fluid controls the thrust to the linear motion table 109. Therefore, as described above, three control systems for controlling the thrust in the Z-axis direction, the thrust in the rotation direction around the X-axis, and the thrust in the rotation direction around the Y-axis are used as control systems for the fluid pressures of the cylinders 137a to 137d, respectively. Is composed. That is, the pressure detector 1
Each cylinder 137 detected by 29a-129d
a to 137d fluid pressure signals Pz1, Pz2, Pz
3, Pz4 are converted into pressure values Pz, Pwx, Pwy corresponding to the thrust of the control axis by the coordinate converter 130, and the fluid pressure of the cylinders 137a to 137d is controlled based on this signal. Each set value CPz, CPwx, CP
wy is detected by the pressure detectors 129a to 129d, and deviations from the signals Pz, Pwx, and Pwy converted by the coordinate converter 130 are calculated by the subtracters 132a to 132c. In the three pressure control systems, the four fluid control valves 136a to 136d are driven to control the fluid pressure in each of the cylinders 137a to 137d so that the deviation becomes zero. In order to stabilize this feedback system, the pressure control compensator 13
3a to 133c are used. As described above, the positioning of the linear motion table is controlled by the positioning control feedback system and the cylinder fluid pressure control feedback system.

【0026】一方、直動テーブル109に搭載された回
転テーブル101では、回転テーブル101の回転速度
を速度検出器102で検出した速度信号Vsをフィード
バックして、回転速度設定器103により設定される指
令回転数CVsで回転するように制御される。速度検出
器102により検出された速度信号Vsは、回転数設定
器103で設定された指令回転数CVsとの偏差が減算
器104によって計算され、その偏差をゼロにするよう
に駆動装置106でモータ107を駆動する。このフィ
ードバック系を速度制御補償器105によって安定化さ
せている。
On the other hand, in the rotary table 101 mounted on the linear motion table 109, the speed signal Vs detected by the speed detector 102 is fed back to the rotation speed of the rotary table 101, and the command set by the rotation speed setting device 103 is provided. It is controlled to rotate at the rotation speed CVs. The difference between the speed signal Vs detected by the speed detector 102 and the command rotation speed CVs set by the rotation speed setting device 103 is calculated by the subtractor 104, and the motor 106 is driven by the driving device 106 so that the difference becomes zero. 107 is driven. This feedback system is stabilized by the speed control compensator 105.

【0027】しかし、前記制御によって直動テーブル1
09が位置決め制御されている状態で回転テーブル10
1を回転させた場合、回転テーブル101上の重量アン
バランスがあると、そのアンバランス量に比例した力が
直動テーブル109に作用する。この力は、直動テーブ
ル109の外乱(振動等)となり、直動テーブル109
の位置決め精度は劣化させる。
However, the linear motion table 1
09 is in a state where the positioning control is performed.
When 1 is rotated, if there is a weight imbalance on the rotary table 101, a force proportional to the imbalance amount acts on the linear motion table 109. This force causes disturbance (vibration or the like) of the linear motion table 109,
, The positioning accuracy is deteriorated.

【0028】通常、この外乱をなくすために、回転テー
ブル101の回転によるアンバランス量を修正してい
る。しかしながら、装置の位置決め精度を高めようとす
るとアンバランスの修正精度を向上させなければなら
ず、そのためには、高精度の動バランス測定器が必要に
なると同時に、多大な修正労力(長い時間)を費やさね
ばならない。
Usually, in order to eliminate this disturbance, the amount of imbalance due to the rotation of the rotary table 101 is corrected. However, in order to increase the positioning accuracy of the device, the accuracy of correction of imbalance must be improved. For that purpose, a high-precision dynamic balance measuring device is required, and at the same time, a great deal of labor (long time) is required. I have to spend.

【0029】そこで、本実施形態では、繰り返し補償器
122a〜122cを、直動テーブル109の位置決め
制御系に設け、回転テーブル101の回転時のアンバラ
ンスによる精度劣化を補償する。
Therefore, in this embodiment, the repetition compensators 122a to 122c are provided in the positioning control system of the linear motion table 109 to compensate for the accuracy deterioration caused by the imbalance during the rotation of the rotary table 101.

【0030】回転テーブル101は、前述したような回
転速度制御系によって回転速度が一定に制御されてい
る。そのため、直動テーブル109の精度劣化を招く回
転テーブル101の回転に伴う外乱は周期的になる。結
果的に、精度劣化の誤差成分も図5に示すような周期的
な偏差(ez:Z軸方向,ewx:X軸回りの回転方
向,ewy:Y軸回りの回転方向)として減算器121
a〜121cの計算結果に現れる。ここで、図5は、本
発明の好ましい一実施形態に係る位置決め装置の動作状
態を説明する図である。その偏差を補正するために、繰
り返し補償器122a〜122cで回転テーブル101
の回転周期に同期した1周期前の偏差を基に計算された
補正信号を出力する。その補正信号を加算器124a〜
124cで現在の偏差信号に加算して制御信号(補正制
御信号)を作り、その制御信号を用いて直動テーブル1
09を制御する。
The rotation speed of the turntable 101 is controlled to be constant by the above-described rotation speed control system. Therefore, disturbance caused by rotation of the rotary table 101 that causes deterioration of the accuracy of the linear motion table 109 is periodic. As a result, the error component of the accuracy deterioration is also calculated as a periodic deviation (ez: Z-axis direction, ewx: rotation direction around the X-axis, ewy: rotation direction around the Y-axis) as shown in FIG.
Appears in the calculation results of a to 121c. Here, FIG. 5 is a diagram illustrating an operation state of the positioning device according to a preferred embodiment of the present invention. In order to correct the deviation, the repetition compensators 122a to 122c use the turntable 101
And outputs a correction signal calculated based on the deviation one cycle before in synchronization with the rotation cycle. The correction signals are added to adders 124a to 124a to
At 124c, a control signal (correction control signal) is created by adding to the current deviation signal, and the linear motion table 1 is
09 is controlled.

【0031】Z方向については、減算器121aで計算
された偏差信号と繰り返し補償器122aで1周期前の
偏差から計算された補正信号とを、加算器124aで加
算して制御信号を生成している。同様に、X軸回りの回
転方向については、繰り返し補償器122bで計算され
た補正信号を加算器124bで加算して制御信号を生成
し、Y軸回りの回転方向については繰り返し補償器12
2cで計算された補正信号を加算器124cで加算して
制御信号を生成している。
In the Z direction, a control signal is generated by adding the deviation signal calculated by the subtractor 121a and the correction signal calculated from the deviation one cycle before by the repetition compensator 122a by the adder 124a. I have. Similarly, for the rotation direction about the X axis, a correction signal calculated by the repetition compensator 122b is added by the adder 124b to generate a control signal, and for the rotation direction about the Y axis, the repetition compensator 12b is used.
The correction signal calculated in 2c is added by the adder 124c to generate a control signal.

【0032】上記した補正信号は、回転周期に同期した
1周期前の偏差信号から計算しているため、その効果を
出すのは偏差に周期性がある場合であり、周期性がない
場合は前記補正をすることで、却って精度劣化を招く恐
れがある。本実施形態の補正は、回転テーブル101の
回転に起因する精度劣化に対してのものである。そし
て、回転テーブル101の回転速度は制御されているの
で、定常状態では周期性が確保され、前記補正が有効に
働く。ただし、回転テーブル101の回転停止に伴う加
減速時には、この周期性は確保されないので、前記補正
を無効にしておいたほうが良い。そこで、回転テーブル
101の回転速度の安定性を回転速度判定器108によ
り判定し、安定している状態で繰り返し補償器122a
〜122cの補正信号を位置決め制御系に有効にするよ
うに切り替え器123を操作(制御)する。
Since the above-mentioned correction signal is calculated from the deviation signal one cycle before in synchronization with the rotation cycle, the effect is obtained when the deviation has periodicity. By performing the correction, the accuracy may be degraded. The correction in the present embodiment is for the accuracy deterioration caused by the rotation of the turntable 101. Since the rotation speed of the turntable 101 is controlled, periodicity is ensured in a steady state, and the correction works effectively. However, at the time of acceleration / deceleration due to the stoppage of the rotation of the turntable 101, this periodicity is not ensured. Therefore, it is better to invalidate the correction. Therefore, the stability of the rotation speed of the turntable 101 is determined by the rotation speed determiner 108, and the repetition compensator 122a
The switch 123 is operated (controlled) so as to make the correction signals of .about.122c effective for the positioning control system.

【0033】回転テーブル101のアンバランスの影響
は、移動方向だけでなく直動テーブル109のピッチン
グ方向及びヨーイング方向にも作用する。本実施形態の
ように、直動テーブル109の移動方向(Z軸方向)だ
けでなく、ピッチング(X軸回り)とヨーイング(Y軸
回り)の回転方向をも制御することで、より高精度の位
置決め精度を実現できる。
The unbalance of the rotary table 101 affects not only the moving direction but also the pitching direction and the yawing direction of the translation table 109. As in the present embodiment, by controlling not only the movement direction (Z-axis direction) of the linear motion table 109 but also the rotation directions of pitching (around the X-axis) and yawing (around the Y-axis), higher accuracy is achieved. Positioning accuracy can be achieved.

【0034】上記した繰り返し補償器122a〜122
cの一例としては、図4に示すような構成の繰り返し補
償器がある。ここで、図4は、本発明の好ましい一実施
形態に係る位置決め装置における繰り返し補償器の構成
を示す図である。図4において、401は加算器、40
2は帯域制限フィルタ、403はデータを保存して1周
期後に出力する遅れ要素(指令位置と検出した位置フィ
ードバック信号とから計算される位置偏差を前記回転テ
ーブルの回転1周期分について記憶する記憶手段)、4
04は制御対象の位相遅れやゲイン等を補償する動特性
補償器である。この繰り返し補償器は、所定のサンプリ
ング周期T毎に偏差信号eに遅れ要素403から出力さ
れる1周期(L)前のサンプリング時のデータを加算器
401で加算し、帯域制限フィルタ402の処理を行っ
て遅れ要素403にそのデータを保存する。遅れ要素4
03は、n(=L/T)個のメモリを有し、1周期
(L)分の各サンプリングデータを記憶できるようにな
っており、各サンプリング時には一番古いデータを出力
するようになっている。遅れ要素403の出力は、動特
性補償器404で制御対象の位相遅れ、ゲイン低下分が
補償され、補正信号dとして出力される。補正信号dと
偏差信号eから制御信号が生成される。1周期前のサン
プリング時の偏差が大きな値の場合、大きな補正信号が
現在の偏差に加算され制御信号は大きく変り、位置偏差
が小さくなるように修正される。
The above-described repetition compensators 122a to 122
An example of c is a repetition compensator having a configuration as shown in FIG. Here, FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the repetition compensator in the positioning device according to a preferred embodiment of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 401 denotes an adder;
2 is a band limiting filter, and 403 is a delay element that stores data and outputs a delay element one cycle later (a storage unit that stores a position deviation calculated from a command position and a detected position feedback signal for one rotation of the rotation table). ), 4
Reference numeral 04 denotes a dynamic characteristic compensator for compensating a phase delay, a gain, and the like of a control target. This repetition compensator adds, at an adder 401, the data at the time of sampling one cycle (L) before, which is output from the delay element 403, to the deviation signal e every predetermined sampling period T, and performs processing of the band limiting filter 402. Then, the data is stored in the delay element 403. Delay element 4
Numeral 03 has n (= L / T) memories and can store one cycle (L) of each sampled data, and outputs the oldest data at each sampling. I have. The output of the delay element 403 is compensated by the dynamic characteristic compensator 404 for the phase delay and gain reduction of the control target, and is output as a correction signal d. A control signal is generated from the correction signal d and the deviation signal e. When the deviation at the time of sampling one cycle before is a large value, a large correction signal is added to the current deviation, the control signal changes greatly, and the position deviation is corrected so as to be small.

【0035】[第2の実施形態]図3は、第2の実施形
態に係る回転テーブルを搭載した直動テーブルの位置決
め制御装置の構成を示すブロック図である。ここで、図
3において、図1と同一の符号は図1と同様の構成要素
を示す。図3において、図1の実施形態との差違とし
て、繰り返し補償器122a〜122cは、予め測定さ
れた回転テーブルが所定の一定速度で回転した時の位置
偏差データ(偏差信号)より、その偏差を補正する補正
制御信号のデータ群から構成されている。前記データ群
で構成された繰り返し補償器では、その補正制御信号を
回転テーブルの回転角度に同期させて出力しなければな
らない。そのため、図3では、回転テーブル101に基
準位置を検出する原点センサ139を設け、原点センサ
139の出力信号に同期して繰り返し補償器122a〜
122c、切り替え器123により補正制御信号を出力
する。直動テーブル109の位置フィードバック系で処
理される位置制御信号と繰り返し補償器122a〜12
2cより出力される補正信号とを加算器124a〜12
4cで加算することによって得られた制御信号により、
直動テーブル109を高精度に位置決め制御する。
[Second Embodiment] FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a linear motion table positioning control device equipped with a rotary table according to a second embodiment. Here, in FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components as those in FIG. In FIG. 3, as a difference from the embodiment of FIG. 1, the repetition compensators 122 a to 122 c calculate the deviation from position deviation data (deviation signal) obtained when the previously measured rotary table rotates at a predetermined constant speed. It is composed of a data group of correction control signals to be corrected. In the iterative compensator composed of the data group, the correction control signal must be output in synchronization with the rotation angle of the turntable. Therefore, in FIG. 3, an origin sensor 139 for detecting a reference position is provided on the rotary table 101, and the repetitive compensators 122a to 122e are synchronized with an output signal of the origin sensor 139.
122c, the switch 123 outputs a correction control signal. Position control signals processed by the position feedback system of the translation table 109 and the repetition compensators 122a to 122
The correction signals output from 2c are added to adders 124a to 124a.
By the control signal obtained by adding at 4c,
Positioning control of the linear motion table 109 is performed with high accuracy.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の位置決め
装置によれば、搭載している回転テーブルの動アンバラ
ンスによる周期的外乱による精度劣化を抑制し、回転テ
ーブルの回転時にも直動テーブルを高精度に位置決めで
きる。また、回転テーブルの動バランスを高精度に補正
する必要がなくなるので作業時間の短縮が図れる、及び
/又は、高精度のオートバランス装置が不要になり装置
コストを安くできる、という効果をも有する。
As described above, according to the positioning device of the present invention, accuracy deterioration due to periodic disturbance due to dynamic imbalance of the mounted rotary table is suppressed, and even when the rotary table is rotated, the linear motion table is rotated. Can be positioned with high accuracy. In addition, there is no need to correct the dynamic balance of the rotary table with high precision, so that the working time can be reduced, and / or the cost of the apparatus can be reduced by eliminating the need for a high-precision auto-balancing device.

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

【図1】 本発明の好ましい一実施形態に係る回転テー
ブルを搭載した直動テーブルの位置決め制御装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a linear motion table positioning control device equipped with a rotary table according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の好ましい一実施形態に係る回転テー
ブルを搭載した直動テーブルの構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a linear motion table equipped with a rotary table according to a preferred embodiment of the present invention.

【図3】 第2の実施形態に係る回転テーブルを搭載し
た直動テーブルの位置決め制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a linear motion table positioning control device equipped with a rotary table according to a second embodiment.

【図4】 本発明の好ましい一実施形態に係る位置決め
装置における繰り返し補償器の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a repetition compensator in the positioning device according to a preferred embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の好ましい一実施形態に係る位置決め
装置の動作状態を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation state of the positioning device according to a preferred embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101:回転テーブル、102:速度検出器、103:
回転速度設定器、104:減算器、105:速度制御補
償器、106:モータ駆動装置、107:モータ、10
8:回転速度判定器、109:直動テーブル、 1118
a,118b,118c,118d:位置検出器、11
9:座標変換器、120:位置設定器、121a,12
1b,121c:減算器、122a,122b,122
c:繰り返し補償器、123:切り替え器、124a,
124b,124c:加算器、125a,125b,1
25c:位置制御補償器、126:推力分配器、127
a,127b,127c,127d:リニアモータ駆動
装置、128a,128b,128c,128d:リニ
アモータ、129a,129b,129c,129d:
圧力検出器、130:座標変換器、131:圧力設定
器、132a,132b,132c:減算器、133
a,133b,133c:圧力制御補償器、134:圧
力分配器、135a,135b,135c,135d:
制御弁駆動装置、136a,136b,136c,13
6d:流体制御弁、137a,137b,137c,1
37d:シリンダ、138a,138b,138c,1
38d:推力定数,139:原点センサ、210a,2
10b:コラム、211:連結部材、212a,212
b:ガイド、213a−213a’,213b−213
b’,213c−213c’,213d−213d’:
連結板、214a,214b,214c,214d:リ
ニアモータの固定子、215a,215b,215c,
215d:リニアモータの可動子、216a,216
b,216c,216d:測長用ミラー、217a,2
17b,217c,217d:バランスシリンダ、40
1:加算器、402:帯域制限フィルタ、403:遅れ
要素、404:動特性補償器。
101: rotary table, 102: speed detector, 103:
Rotation speed setting device, 104: subtractor, 105: speed control compensator, 106: motor driving device, 107: motor, 10
8: Rotation speed determiner, 109: Linear motion table, 1118
a, 118b, 118c, 118d: position detector, 11
9: coordinate converter, 120: position setting device, 121a, 12
1b, 121c: subtractor, 122a, 122b, 122
c: repetition compensator, 123: switch, 124a,
124b, 124c: adder, 125a, 125b, 1
25c: position control compensator, 126: thrust distributor, 127
a, 127b, 127c, 127d: linear motor driving device, 128a, 128b, 128c, 128d: linear motor, 129a, 129b, 129c, 129d:
Pressure detector, 130: coordinate converter, 131: pressure setter, 132a, 132b, 132c: subtractor, 133
a, 133b, 133c: pressure control compensator, 134: pressure distributor, 135a, 135b, 135c, 135d:
Control valve drive device, 136a, 136b, 136c, 13
6d: fluid control valve, 137a, 137b, 137c, 1
37d: cylinder, 138a, 138b, 138c, 1
38d: thrust constant, 139: origin sensor, 210a, 2
10b: column, 211: connecting member, 212a, 212
b: Guide, 213a-213a ', 213b-213
b ', 213c-213c', 213d-213d ':
Connecting plate, 214a, 214b, 214c, 214d: stator of linear motor, 215a, 215b, 215c,
215d: mover of linear motor, 216a, 216
b, 216c, 216d: Mirror for length measurement, 217a, 2
17b, 217c, 217d: balance cylinder, 40
1: adder, 402: band limiting filter, 403: delay element, 404: dynamic characteristic compensator.

フロントページの続き Fターム(参考) 3C001 KA06 KA07 KB10 SB06 TA01 TB01 TB05 TB06 TB08 TC09 TD01 3C048 EE07 EE08 5H303 AA01 BB02 BB08 BB12 BB14 CC01 DD04 DD06 EE03 EE07 FF06 GG13 HH02 HH07 JJ01 KK02 KK03 KK04 KK17 LL03Continued on the front page F term (reference) 3C001 KA06 KA07 KB10 SB06 TA01 TB01 TB05 TB06 TB08 TC09 TD01 3C048 EE07 EE08 5H303 AA01 BB02 BB08 BB12 BB14 CC01 DD04 DD06 EE03 EE07 FF06 GG13 HH02 HH07 KK01 KK04 KK02 KK02 KK02

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転テーブルと、該回転テーブルを搭載
した直動テーブルとを備えた位置決め装置において、 前記直動テーブルに対する周期的な振動を補償する繰り
返し補償器と、 前記回転テーブルの回転速度の安定度を判定する回転速
度判定器と、 前記繰り返し補償器による補正制御信号を切り替える切
り替え器と、 前記回転速度判定器が前記切り替え器を制御することに
より前記繰り返し補償器による補正制御信号を出力して
前記直動テーブルを位置決め制御する手段とを有するこ
とを特徴とする位置決め装置。
1. A positioning device comprising: a rotary table; and a linear motion table on which the rotary table is mounted, wherein: a repetition compensator for compensating for periodic vibration with respect to the linear motion table; A rotation speed determiner for determining stability, a switch for switching a correction control signal by the repetition compensator, and a rotation control unit for outputting a correction control signal for the repetition compensator by controlling the switch. Means for controlling the positioning of the linear motion table by using the positioning device.
【請求項2】 前記位置決め装置は、前記回転テーブル
の基準位置を検出する原点センサがさらに備えられ、前
記直動テーブルを位置決め制御するために原点センサの
出力信号に同期して補正制御信号が出力されることを特
徴とする請求項1に記載の位置決め装置。
2. The positioning device further includes an origin sensor for detecting a reference position of the rotary table, and outputs a correction control signal in synchronization with an output signal of the origin sensor to control the positioning of the translation table. The positioning device according to claim 1, wherein the positioning is performed.
【請求項3】 前記位置決め装置は、前記回転テーブル
の回転速度を検出する速度検出手段と、前記回転テーブ
ルにトルクを与える第1の駆動手段と、前記速度検出手
段で検出した速度信号をフィードバックして前記回転テ
ーブルの回転速度を所定の回転速度に制御する回転速度
制御手段と、前記直動テーブルの位置を検出する位置検
出手段と、前記直動テーブルに推力を与える第2の駆動
手段とを有し、 前記直動テーブルを位置決め制御する手段は、前記位置
検出手段で検出した位置信号をフィードバックして前記
直動テーブルを位置決め制御するものであることを特徴
とする請求項1又は2に記載の位置決め装置。
3. The positioning device according to claim 1, further comprising: a speed detecting means for detecting a rotation speed of the rotary table; a first driving means for applying torque to the rotary table; and a speed signal detected by the speed detecting means. Rotation speed control means for controlling the rotation speed of the rotary table to a predetermined rotation speed, position detection means for detecting the position of the translation table, and second drive means for applying thrust to the translation table. 3. The apparatus according to claim 1, wherein the means for controlling the positioning of the translation table feeds back a position signal detected by the position detection means to control the positioning of the translation table. Positioning device.
【請求項4】 前記位置決め装置は、前記直動テーブル
及び前記回転テーブルの重量を支持するシリンダと、該
シリンダ内の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検
出手段で検出した圧力をフィードバックして該シリンダ
に重力と反対の力を発生させて前記第2の駆動手段の推
力の補助を行うバランス機構とをさらに有することを特
徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の位置決め装
置。
4. The positioning device includes: a cylinder that supports the weight of the translation table and the rotary table; pressure detection means for detecting pressure in the cylinder; and feedback of the pressure detected by the pressure detection means. The positioning device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a balance mechanism configured to generate a force opposite to gravity in the cylinder to assist the thrust of the second drive unit.
【請求項5】 前記位置決め装置は、前記直動テーブル
が複数の駆動手段と複数の計測手段とを備え、前記複数
の計測手段によって計測した信号から、前記直動テーブ
ルの位置とピッチング方向及びヨーイング方向の回転と
の3つのフィードバック信号を生成し、前記直動テーブ
ルの位置決め制御する手段が、前記直動テーブルの位置
とピッチング方向及びヨーイング方向の回転とを制御す
る3つのフィードバック制御系で構成され、該3つのフ
ィードバック制御系のそれぞれに前記繰り返し補償器が
設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の位置決め装置。
5. The positioning device, wherein the translation table includes a plurality of driving units and a plurality of measurement units, and a position, a pitching direction, and a yawing of the translation table based on signals measured by the plurality of measurement units. The means for generating three feedback signals of rotation in the direction and controlling the positioning of the translation table is constituted by three feedback control systems for controlling the position of the translation table and the rotation in the pitching and yawing directions. The positioning device according to any one of claims 1 to 4, wherein the repetition compensator is provided in each of the three feedback control systems.
【請求項6】 前記繰り返し補償器は、少なくとも帯域
制限フィルタ、指令位置と検出した位置フィードバック
信号とから計算される位置偏差を前記回転テーブルの回
転1周期分について記憶する記憶手段及び動特性補償器
からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記
載の位置決め装置。
6. The repetition compensator includes a band limiting filter, storage means for storing a position deviation calculated from a command position and a detected position feedback signal for one rotation of the turntable, and a dynamic characteristic compensator. The positioning device according to any one of claims 1 to 5, comprising:
【請求項7】 前記繰り返し補償器は、予め測定された
前記回転テーブルが所定の一定速度で回転した時の位置
偏差データより作り出した補正制御信号のデータ群から
構成され、該補正制御信号の出力が前記回転テーブルの
回転角度に同期して出力されることを特徴とする請求項
2〜6のいずれかに記載の位置決め装置。
7. The repetition compensator is composed of a data group of correction control signals generated from position deviation data when the turntable previously measured at a predetermined constant speed is rotated, and outputs the correction control signal. The positioning device according to any one of claims 2 to 6, wherein is output in synchronization with a rotation angle of the rotary table.
JP2000340860A 2000-11-08 2000-11-08 Positioning device Pending JP2002149241A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000340860A JP2002149241A (en) 2000-11-08 2000-11-08 Positioning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000340860A JP2002149241A (en) 2000-11-08 2000-11-08 Positioning device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002149241A true JP2002149241A (en) 2002-05-24

Family

ID=18815704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000340860A Pending JP2002149241A (en) 2000-11-08 2000-11-08 Positioning device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002149241A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007533477A (en) * 2004-04-23 2007-11-22 エアロテック インコーポレーテッド High precision z-θ stage
JP2011045996A (en) * 2010-11-30 2011-03-10 Yamazaki Mazak Corp Machine tool
JP2011251378A (en) * 2010-06-03 2011-12-15 Canon Inc Positioning device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007533477A (en) * 2004-04-23 2007-11-22 エアロテック インコーポレーテッド High precision z-θ stage
JP2011251378A (en) * 2010-06-03 2011-12-15 Canon Inc Positioning device
JP2011045996A (en) * 2010-11-30 2011-03-10 Yamazaki Mazak Corp Machine tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4137386B2 (en) Method for controlling numerically controlled machine tool and numerically controlled machine tool
US7671553B2 (en) Servo controller
CN102267011B (en) Mirror angular-positioning apparatus and processing apparatus
US5130589A (en) Imbalance correcting apparatus for a rotor
JP4598617B2 (en) Position control device for numerical control machine
KR910007054B1 (en) Numerical control device
US5214592A (en) Machine tool position correcting method and apparatus
KR100450455B1 (en) Servo control method
JP3811088B2 (en) Servo control method
JP4258262B2 (en) Twin synchronous control method and apparatus
JP2629729B2 (en) Screw processing equipment
JP3030046B2 (en) Non-roundness generating device
JP2002149241A (en) Positioning device
KR20120133579A (en) Active compensated stage having 5-dof motion error compensation and motion error compensating method thereof
JPH0416803B2 (en)
JP3342328B2 (en) 6-axis load device
KR20130042140A (en) Method for correcting position caused by deformation of ballscrew of machine tool in real-time and machine tool
JPH03157704A (en) Position correcting system for mechanical position fluctuation
JP2000176761A (en) Vertical axis linear motion mechanism
US5274564A (en) Method and apparatus for machining a non-circular workpiece
CN114371622A (en) Magnetic suspension rotor harmonic vibration force suppression method based on multi-harmonic inverse Park transformation
JP2000163130A (en) Self-weight compensating device
JP5334932B2 (en) Parameter setting method and parameter setting device
JPH1082448A (en) Vibration absorbing device
JP3281222B2 (en) Moving stage controller