JP2003250295A - 位置決め装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
- G03F7/70725—Stages control
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 速度変動を低減させることができる位置決め
装置を提供する。 【解決手段】 スライダ部２側の歯と格子プラテン３側
の歯３ａとが機械的に高精度に形成されているため、コ
ギング力と転流角との関係は可動領域内で略均一であ
る。補正テーブル記憶部４２は、Ｘ軸位置速度制御部２
０がＸ軸モータ４，５を一定速度で駆動したときに、Ｘ
軸電流指令値の変動分（ＡＣ成分）をこのＸ軸モータ
４，５のＸ軸転流角に対応するＸ軸電流補正値として記
憶する。本運転時に上位コントローラ１８の指令によっ
てＸ軸モータ４，５が駆動するときには、Ｘ軸転流角に
対応するＸ軸電流補正値を一定周期で補正テーブル記憶
部４２からＸ軸電流補正部４４が読み出してＸ軸電流指
令値に加算する。その結果、コギング力によって発生す
る速度変動を低減することができる。
装置を提供する。 【解決手段】 スライダ部２側の歯と格子プラテン３側
の歯３ａとが機械的に高精度に形成されているため、コ
ギング力と転流角との関係は可動領域内で略均一であ
る。補正テーブル記憶部４２は、Ｘ軸位置速度制御部２
０がＸ軸モータ４，５を一定速度で駆動したときに、Ｘ
軸電流指令値の変動分（ＡＣ成分）をこのＸ軸モータ
４，５のＸ軸転流角に対応するＸ軸電流補正値として記
憶する。本運転時に上位コントローラ１８の指令によっ
てＸ軸モータ４，５が駆動するときには、Ｘ軸転流角に
対応するＸ軸電流補正値を一定周期で補正テーブル記憶
部４２からＸ軸電流補正部４４が読み出してＸ軸電流指
令値に加算する。その結果、コギング力によって発生す
る速度変動を低減することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、固定体に対して
移動体を浮揚した状態で移動させて、この移動体を所定
の位置に位置決めする位置決め装置に関する。
移動体を浮揚した状態で移動させて、この移動体を所定
の位置に位置決めする位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、従来の位置決め装置の構成図で
ある。従来の位置決め装置１０１は、スライダ部１０２
を格子プラテン１０３上でＸ軸方向及びθ軸回りに駆動
するＸ軸モータ１０４，１０５と、スライダ部１０２を
Ｙ軸方向に駆動するＹ軸モータ１０６と、スライダ部１
０２のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を検出する３軸レー
ザ干渉計１１０と、スライダ部１０２がＸ軸方向に移動
するようにＸ軸モータ１０４，１０５を制御するＸ軸位
置速度制御部１２０と、スライダ部１０２がθ軸回りに
回転するようにＸ軸モータ１０４，１０５を制御するθ
軸位置速度制御部１２２と、スライダ部１０２がＹ軸方
向に移動するようにＹ軸モータ１０６を制御するＹ軸位
置速度制御部１２３とを備える。この従来の位置決め装
置１０１では、Ｘ軸位置速度制御部１２０、Ｙ軸位置速
度制御部１２３及びθ軸位置速度制御部１２２がＸ軸、
Ｙ軸及びθ軸に対して独立して位置制御及び速度制御す
る。その結果、従来の位置決め装置１０１では、Ｘ軸電
流駆動インバータ１３２，１３３及びＹ軸電流駆動イン
バータ１３４への指令に変換する個所でＸ軸及びθ軸を
独立して制御（非干渉化）するため、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ
軸の制御ゲインを独立に設定することができる。
ある。従来の位置決め装置１０１は、スライダ部１０２
を格子プラテン１０３上でＸ軸方向及びθ軸回りに駆動
するＸ軸モータ１０４，１０５と、スライダ部１０２を
Ｙ軸方向に駆動するＹ軸モータ１０６と、スライダ部１
０２のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を検出する３軸レー
ザ干渉計１１０と、スライダ部１０２がＸ軸方向に移動
するようにＸ軸モータ１０４，１０５を制御するＸ軸位
置速度制御部１２０と、スライダ部１０２がθ軸回りに
回転するようにＸ軸モータ１０４，１０５を制御するθ
軸位置速度制御部１２２と、スライダ部１０２がＹ軸方
向に移動するようにＹ軸モータ１０６を制御するＹ軸位
置速度制御部１２３とを備える。この従来の位置決め装
置１０１では、Ｘ軸位置速度制御部１２０、Ｙ軸位置速
度制御部１２３及びθ軸位置速度制御部１２２がＸ軸、
Ｙ軸及びθ軸に対して独立して位置制御及び速度制御す
る。その結果、従来の位置決め装置１０１では、Ｘ軸電
流駆動インバータ１３２，１３３及びＹ軸電流駆動イン
バータ１３４への指令に変換する個所でＸ軸及びθ軸を
独立して制御（非干渉化）するため、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ
軸の制御ゲインを独立に設定することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の位置決め装置１
０１では、Ｘ軸モータ１０４，１０５及びＹ軸モータ１
０６が駆動すると、スライダ部１０２側と格子プラテン
１０３側との間の磁気吸引力が均一ではないため、Ｘ軸
モータ１０４，１０５及びＹ軸モータ１０６の歯ピッチ
周期でコギング力が変化して速度が変動する。このた
め、従来の位置決め装置１０１では、速度制御のゲイン
を上げることによってこの速度変動を抑えていた。しか
し、従来の位置決め装置１０１では、速度制御のゲイン
を無限大に上げることはできないため、ある程度の速度
変動が残っていた。
０１では、Ｘ軸モータ１０４，１０５及びＹ軸モータ１
０６が駆動すると、スライダ部１０２側と格子プラテン
１０３側との間の磁気吸引力が均一ではないため、Ｘ軸
モータ１０４，１０５及びＹ軸モータ１０６の歯ピッチ
周期でコギング力が変化して速度が変動する。このた
め、従来の位置決め装置１０１では、速度制御のゲイン
を上げることによってこの速度変動を抑えていた。しか
し、従来の位置決め装置１０１では、速度制御のゲイン
を無限大に上げることはできないため、ある程度の速度
変動が残っていた。
【０００４】この発明の課題は、速度変動を低減させる
ことができる位置決め装置を提供することである。
ことができる位置決め装置を提供することである。
【０００５】この発明は、以下のような解決手段によ
り、前記課題を解決する。なお、この発明の実施形態に
対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定
するものではない。請求項１の発明は、固定体（３）に
対して移動体（２）を浮揚した状態で移動させて、この
移動体を所定の位置に位置決めする位置決め装置であっ
て、前記移動体側の歯（４ａ，５ａ，６ａ）と前記固定
体側の歯（３ａ）との間に磁気吸引力を発生させてこの
移動体を駆動するモータ（４，５，６）と、前記移動体
の位置を検出して位置検出値を出力する位置検出手段
（１１，１２，１３）と、前記位置検出値に基づいて前
記モータを駆動制御する制御手段（２０，２３）と、前
記モータの歯ピッチ周期の速度変動を低減するために、
前記モータを駆動制御するための電流指令値を前記位置
検出値に基づいて補正する電流補正手段（４４，４５）
とを備える位置決め装置（１）である。
り、前記課題を解決する。なお、この発明の実施形態に
対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定
するものではない。請求項１の発明は、固定体（３）に
対して移動体（２）を浮揚した状態で移動させて、この
移動体を所定の位置に位置決めする位置決め装置であっ
て、前記移動体側の歯（４ａ，５ａ，６ａ）と前記固定
体側の歯（３ａ）との間に磁気吸引力を発生させてこの
移動体を駆動するモータ（４，５，６）と、前記移動体
の位置を検出して位置検出値を出力する位置検出手段
（１１，１２，１３）と、前記位置検出値に基づいて前
記モータを駆動制御する制御手段（２０，２３）と、前
記モータの歯ピッチ周期の速度変動を低減するために、
前記モータを駆動制御するための電流指令値を前記位置
検出値に基づいて補正する電流補正手段（４４，４５）
とを備える位置決め装置（１）である。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載の位置
決め装置において、前記制御手段が前記モータを一定速
度で駆動制御したときに、前記電流指令値の変動分をこ
のモータの転流角に対応する電流補正値として記憶する
記憶手段（４２，４３）を備え、前記電流補正手段は、
前記転流角に対応する前記電流補正値を前記記憶手段か
ら読み出して前記電流指令値を補正することを特徴とし
ている位置決め装置である。
決め装置において、前記制御手段が前記モータを一定速
度で駆動制御したときに、前記電流指令値の変動分をこ
のモータの転流角に対応する電流補正値として記憶する
記憶手段（４２，４３）を備え、前記電流補正手段は、
前記転流角に対応する前記電流補正値を前記記憶手段か
ら読み出して前記電流指令値を補正することを特徴とし
ている位置決め装置である。
【０００７】請求項３の発明は、請求項２に記載の位置
決め装置において、前記記憶手段は、前記移動体が正方
向に駆動するときの電流補正値と、前記移動体が逆方向
に駆動するときの電流補正値とを記憶することを特徴と
する位置決め装置である。
決め装置において、前記記憶手段は、前記移動体が正方
向に駆動するときの電流補正値と、前記移動体が逆方向
に駆動するときの電流補正値とを記憶することを特徴と
する位置決め装置である。
【０００８】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載の位置決め装置において、前
記モータは、前記移動体をＸ軸方向に駆動するＸ軸モー
タ（４，５）と、前記移動体をＹ軸方向に駆動するＹ軸
モータ（６）とを備え、前記制御手段は、前記Ｘ軸モー
タを駆動制御するＸ軸制御手段（２０）と、前記Ｙ軸モ
ータを駆動制御するＹ軸制御手段（２３）とを備え、前
記位置検出手段は、前記移動体のＸ軸方向の位置を検出
するＸ軸レーザ干渉計（１１，１２）と、前記移動体の
Ｙ軸方向の位置を検出するＹ軸レーザ干渉計（１３）と
を備え、前記電流補正手段は、前記Ｘ軸レーザ干渉計が
出力するＸ軸位置検出値に基づいて、前記Ｘ軸制御手段
が出力するＸ軸電流指令値を補正するＸ軸電流補正手段
（４４）と、前記Ｙ軸レーザ干渉計が出力するＹ軸位置
検出値に基づいて、前記Ｙ軸制御手段が出力するＹ軸電
流指令値を補正するＹ軸電流補正手段（４５）とを備え
ることを特徴とする位置決め装置である。
までのいずれか１項に記載の位置決め装置において、前
記モータは、前記移動体をＸ軸方向に駆動するＸ軸モー
タ（４，５）と、前記移動体をＹ軸方向に駆動するＹ軸
モータ（６）とを備え、前記制御手段は、前記Ｘ軸モー
タを駆動制御するＸ軸制御手段（２０）と、前記Ｙ軸モ
ータを駆動制御するＹ軸制御手段（２３）とを備え、前
記位置検出手段は、前記移動体のＸ軸方向の位置を検出
するＸ軸レーザ干渉計（１１，１２）と、前記移動体の
Ｙ軸方向の位置を検出するＹ軸レーザ干渉計（１３）と
を備え、前記電流補正手段は、前記Ｘ軸レーザ干渉計が
出力するＸ軸位置検出値に基づいて、前記Ｘ軸制御手段
が出力するＸ軸電流指令値を補正するＸ軸電流補正手段
（４４）と、前記Ｙ軸レーザ干渉計が出力するＹ軸位置
検出値に基づいて、前記Ｙ軸制御手段が出力するＹ軸電
流指令値を補正するＹ軸電流補正手段（４５）とを備え
ることを特徴とする位置決め装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について詳しく説明する。図１は、この発明
の実施形態に係る位置決め装置の構成図である。位置決
め装置１は、スライダ部２を格子プラテン３に対して浮
揚した状態で移動させて、このスライダ部２を所定の位
置（２次元位置）に位置決めする装置である。位置決め
装置１は、例えば、プローバ、ハンドラ、ステッパなど
の半導体製造装置に用いられる。
の実施形態について詳しく説明する。図１は、この発明
の実施形態に係る位置決め装置の構成図である。位置決
め装置１は、スライダ部２を格子プラテン３に対して浮
揚した状態で移動させて、このスライダ部２を所定の位
置（２次元位置）に位置決めする装置である。位置決め
装置１は、例えば、プローバ、ハンドラ、ステッパなど
の半導体製造装置に用いられる。
【００１０】スライダ部２は、図示しない位置決め対象
物を搭載してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する可動部
（移動体）である。スライダ部２は、格子プラテン３と
対向する面にノズルを備えており、図示しない浮揚手段
がこのノズルから圧縮空気を噴出させることによって浮
上力を得て、格子プラテン３上を浮揚する。格子プラテ
ン３は、磁性体で構成された土台となる平盤（固定体）
であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って一定ピッチで歯
３ａが形成されている。
物を搭載してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する可動部
（移動体）である。スライダ部２は、格子プラテン３と
対向する面にノズルを備えており、図示しない浮揚手段
がこのノズルから圧縮空気を噴出させることによって浮
上力を得て、格子プラテン３上を浮揚する。格子プラテ
ン３は、磁性体で構成された土台となる平盤（固定体）
であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って一定ピッチで歯
３ａが形成されている。
【００１１】図２は、この発明の実施形態に係る位置決
め装置のＸ軸コア及びＹ軸コアの配列を示す図である。
Ｘ軸モータ４，５は、Ｘ軸方向及びθ軸方向にスライダ
部２を駆動するモータであり、Ｙ軸モータ６はＹ軸方向
にスライダ部２を駆動するモータである。図２に示すよ
うに、Ｘ軸モータ４，５は、格子プラテン３の歯３ａと
対向する位置に、Ｘ軸方向に一定ピッチで歯４ａ，５ａ
が形成されたコア４ｂ，５ｂを備えており、歯４ａ，５
ａと歯３ａとの間に磁気吸引力を生じさせてスライダ部
２をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸モータ６は、格子プラ
テン３の歯３ａと対向する位置に、Ｙ軸方向に一定ピッ
チで歯６ａが形成されたコア６ｂ，６ｃを備えており、
歯６ａ，７ａと歯３ａとの間に磁気吸引力を生じさせて
スライダ部２をＹ軸方向に移動させる。コア４ｂ，５ｂ
は、スライダ部２の中心Ｏに対し対称な位置（点対称）
に配置されており、コア６ｂ，６ｃはスライダ部２の中
心Ｏに対し対称な位置（点対称）に配置されている。
め装置のＸ軸コア及びＹ軸コアの配列を示す図である。
Ｘ軸モータ４，５は、Ｘ軸方向及びθ軸方向にスライダ
部２を駆動するモータであり、Ｙ軸モータ６はＹ軸方向
にスライダ部２を駆動するモータである。図２に示すよ
うに、Ｘ軸モータ４，５は、格子プラテン３の歯３ａと
対向する位置に、Ｘ軸方向に一定ピッチで歯４ａ，５ａ
が形成されたコア４ｂ，５ｂを備えており、歯４ａ，５
ａと歯３ａとの間に磁気吸引力を生じさせてスライダ部
２をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸モータ６は、格子プラ
テン３の歯３ａと対向する位置に、Ｙ軸方向に一定ピッ
チで歯６ａが形成されたコア６ｂ，６ｃを備えており、
歯６ａ，７ａと歯３ａとの間に磁気吸引力を生じさせて
スライダ部２をＹ軸方向に移動させる。コア４ｂ，５ｂ
は、スライダ部２の中心Ｏに対し対称な位置（点対称）
に配置されており、コア６ｂ，６ｃはスライダ部２の中
心Ｏに対し対称な位置（点対称）に配置されている。
【００１２】図３は、この発明の実施形態に係る位置決
め装置のＸ軸コアの構成図である。図２に示すコア４
ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｃは、図３に示す１つのコアに相当
する。コア４ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｃは、いずれも同一構
造であり、以下ではコア４ｂを例に挙げて説明する。コ
ア４ｂは、モータコア４ｃとモータコア４ｄとの間に永
久磁石４ｅを挟み込むように配列されている。永久磁石
４ｅはモータコア４ｃ，４ｄの配列方向に沿って着磁さ
れている。モータコア４ｃには、突極４１Ａ，４１Ｂ，
４１Ｃの配列順に従ってＡ相コイル４２Ａ、Ｂ相コイル
４２Ｂ、Ｃ相コイル４２Ｃが巻かれている。Ａ相コイル
４２Ａ、Ｂ相コイル４２Ｂ、Ｃ相コイル４２Ｃは、２つ
のモータコア４ｃ，４ｄの突極４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ
にまたがって巻かれている。各突極４１Ａ，４１Ｂ，４
１Ｃの先端にはピッチＰで歯４ａが形成されている。突
極４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの歯４ａはそれぞれＰ／３ず
つ位相がずれている。Ａ相コイル４２Ａ、Ｂ相コイル４
２Ｂ、Ｃ相コイル４２Ｃには位相が１２０°づつずれた
正弦波電流が流される。モータコア４ｄもモータコア４
ｃと同様な構成になっている。モータコア４ｄはモータ
コア４ｃに対して突極の歯の位相をＰ／２だけずらして
配置されている。Ａ相コイル４２Ａ、Ｂ相コイル４２
Ｂ、Ｃ相コイル４２Ｃに３相の正弦波電流を流すことに
よって、モータコア４ｃ，４ｄはａ−ａ´方向に移動す
る。
め装置のＸ軸コアの構成図である。図２に示すコア４
ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｃは、図３に示す１つのコアに相当
する。コア４ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｃは、いずれも同一構
造であり、以下ではコア４ｂを例に挙げて説明する。コ
ア４ｂは、モータコア４ｃとモータコア４ｄとの間に永
久磁石４ｅを挟み込むように配列されている。永久磁石
４ｅはモータコア４ｃ，４ｄの配列方向に沿って着磁さ
れている。モータコア４ｃには、突極４１Ａ，４１Ｂ，
４１Ｃの配列順に従ってＡ相コイル４２Ａ、Ｂ相コイル
４２Ｂ、Ｃ相コイル４２Ｃが巻かれている。Ａ相コイル
４２Ａ、Ｂ相コイル４２Ｂ、Ｃ相コイル４２Ｃは、２つ
のモータコア４ｃ，４ｄの突極４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ
にまたがって巻かれている。各突極４１Ａ，４１Ｂ，４
１Ｃの先端にはピッチＰで歯４ａが形成されている。突
極４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの歯４ａはそれぞれＰ／３ず
つ位相がずれている。Ａ相コイル４２Ａ、Ｂ相コイル４
２Ｂ、Ｃ相コイル４２Ｃには位相が１２０°づつずれた
正弦波電流が流される。モータコア４ｄもモータコア４
ｃと同様な構成になっている。モータコア４ｄはモータ
コア４ｃに対して突極の歯の位相をＰ／２だけずらして
配置されている。Ａ相コイル４２Ａ、Ｂ相コイル４２
Ｂ、Ｃ相コイル４２Ｃに３相の正弦波電流を流すことに
よって、モータコア４ｃ，４ｄはａ−ａ´方向に移動す
る。
【００１３】図１に示すＸ軸ミラー８は、格子プラテン
３に装着されており、Ｙ軸方向に沿って鏡面が形成され
ている。Ｙ軸ミラー９は、格子プラテン３に装着されて
おり、Ｘ軸方向に沿って鏡面が形成されている。
３に装着されており、Ｙ軸方向に沿って鏡面が形成され
ている。Ｙ軸ミラー９は、格子プラテン３に装着されて
おり、Ｘ軸方向に沿って鏡面が形成されている。
【００１４】図４は、この発明の実施形態に係る位置決
め装置の３軸レーザ干渉計の構成図である。３軸レーザ
干渉計１０は、スライダ部２のＸ軸方向及びＹ軸方向の
位置を検出するとともに、スライダ部２のθ軸回りの回
転角（回転ずれ角）を検出する装置である。３軸レーザ
干渉計１０は、図４に示すように、Ｘ軸センサ１１を備
えるＸ軸干渉ユニット１４と、Ｘ軸センサ１２を備える
Ｘ軸干渉ユニット１５と、Ｙ軸センサ１３を備えるＹ軸
干渉ユニット１６と、Ｘ軸センサ１１，１２及びＹ軸セ
ンサ１３に共通の光源となるレーザ光源１７などから構
成されている。
め装置の３軸レーザ干渉計の構成図である。３軸レーザ
干渉計１０は、スライダ部２のＸ軸方向及びＹ軸方向の
位置を検出するとともに、スライダ部２のθ軸回りの回
転角（回転ずれ角）を検出する装置である。３軸レーザ
干渉計１０は、図４に示すように、Ｘ軸センサ１１を備
えるＸ軸干渉ユニット１４と、Ｘ軸センサ１２を備える
Ｘ軸干渉ユニット１５と、Ｙ軸センサ１３を備えるＹ軸
干渉ユニット１６と、Ｘ軸センサ１１，１２及びＹ軸セ
ンサ１３に共通の光源となるレーザ光源１７などから構
成されている。
【００１５】図４に示すように、Ｘ軸センサ１１，１２
のコーナーキューブ１１ｆ，１２ｆはスライダ部２のＸ
軸方向の中心軸に関して対称な位置に配置され、Ｙ軸セ
ンサ１３のコーナーキューブ１３ｆはスライダ部２のＹ
軸方向の中心位置に配置されている。このため、スライ
ダ部２に熱膨張が生じたときに、各コーナーキューブ１
１ｆ，１２ｆ，１３ｆの位置ずれ量がほぼ等しくなる。
これによって、熱膨張によりＸ軸センサ１１，１２及び
Ｙ軸センサ１３が受ける影響を低減できる。
のコーナーキューブ１１ｆ，１２ｆはスライダ部２のＸ
軸方向の中心軸に関して対称な位置に配置され、Ｙ軸セ
ンサ１３のコーナーキューブ１３ｆはスライダ部２のＹ
軸方向の中心位置に配置されている。このため、スライ
ダ部２に熱膨張が生じたときに、各コーナーキューブ１
１ｆ，１２ｆ，１３ｆの位置ずれ量がほぼ等しくなる。
これによって、熱膨張によりＸ軸センサ１１，１２及び
Ｙ軸センサ１３が受ける影響を低減できる。
【００１６】Ｘ軸センサ１１，１２は、スライダ部２の
Ｘ軸方向の位置を検出するレーザ干渉計であり、Ｙ軸セ
ンサ１３はスライダ部２のＹ軸方向の位置を検出するレ
ーザ干渉計である。図１に示すように、Ｘ軸センサ１
１，１２は、Ｘ軸方向にレーザ光を照射して、プラテン
３に装着されたＸ軸ミラー８で反射された反射光を受
け、光の干渉を利用してスライダ部２の位置を検出す
る。Ｙ軸センサ１３は、Ｙ軸方向にレーザ光を照射し
て、プラテン３に装着されたＹ軸ミラー９で反射された
反射光を受け、光の干渉を利用してスライダ部２の位置
を検出する。Ｘ軸センサ１１，１２及びＹ軸センサ１３
は、いずれも同一構造であり、以下ではＸ軸センサ１１
の構造を説明する。
Ｘ軸方向の位置を検出するレーザ干渉計であり、Ｙ軸セ
ンサ１３はスライダ部２のＹ軸方向の位置を検出するレ
ーザ干渉計である。図１に示すように、Ｘ軸センサ１
１，１２は、Ｘ軸方向にレーザ光を照射して、プラテン
３に装着されたＸ軸ミラー８で反射された反射光を受
け、光の干渉を利用してスライダ部２の位置を検出す
る。Ｙ軸センサ１３は、Ｙ軸方向にレーザ光を照射し
て、プラテン３に装着されたＹ軸ミラー９で反射された
反射光を受け、光の干渉を利用してスライダ部２の位置
を検出する。Ｘ軸センサ１１，１２及びＹ軸センサ１３
は、いずれも同一構造であり、以下ではＸ軸センサ１１
の構造を説明する。
【００１７】図５は、この発明の実施形態に係る位置決
め装置のＸ軸センサの構成を示す図である。図５に示す
レーザ光源１７はレーザ光を出射する。レーザ光源１７
の出射光の光路には、ミラー１１ａ，１１ｂ、ハーフミ
ラー１１ｃ、偏向ビームスプリッタ（ＰＢＳとする）１
１ｄ、λ／４板１１ｅ、コーナーキューブ１１ｆ、Ｘ軸
ミラー８が配置されている。
め装置のＸ軸センサの構成を示す図である。図５に示す
レーザ光源１７はレーザ光を出射する。レーザ光源１７
の出射光の光路には、ミラー１１ａ，１１ｂ、ハーフミ
ラー１１ｃ、偏向ビームスプリッタ（ＰＢＳとする）１
１ｄ、λ／４板１１ｅ、コーナーキューブ１１ｆ、Ｘ軸
ミラー８が配置されている。
【００１８】レーザ光源１７から出た光には、ハーフミ
ラー１１ｃ、ミラー１１ｂ、ミラー１１ａ、ハーフミラ
ー１１ｃの経路で進み、図のｂ方向に進む光がある。こ
の光をの光とする。また、レーザ光源１７から出た光
には、ハーフミラー１１ｃ、ＰＢＳ１１ｄ、λ／４板１
１ｅ、Ｘ軸ミラー８、λ／４板１１ｅ、ＰＢＳ１１ｄ、
コーナーキューブ１１ｆ、λ／４板１１ｄ、Ｘ軸ミラー
８、λ／４板１１ｅ、ＰＢＳ１１ｄ、ハーフミラー１１
ｃの経路で進み、図のｂ方向に進む光がある。この光を
の光とする。
ラー１１ｃ、ミラー１１ｂ、ミラー１１ａ、ハーフミラ
ー１１ｃの経路で進み、図のｂ方向に進む光がある。こ
の光をの光とする。また、レーザ光源１７から出た光
には、ハーフミラー１１ｃ、ＰＢＳ１１ｄ、λ／４板１
１ｅ、Ｘ軸ミラー８、λ／４板１１ｅ、ＰＢＳ１１ｄ、
コーナーキューブ１１ｆ、λ／４板１１ｄ、Ｘ軸ミラー
８、λ／４板１１ｅ、ＰＢＳ１１ｄ、ハーフミラー１１
ｃの経路で進み、図のｂ方向に進む光がある。この光を
の光とする。
【００１９】ミラー１１ｂはレーザ光源１７の光軸と４
５°の角度をなして配置されている。これに対して、ミ
ラー１１ｃはレーザ光源１７の光軸と４５°＋θａの角
度をなして配置されている。ミラー１１ｃの配置角度が
θａだけずれていることにより、の光の波面がの光
の波面に対してθａだけずれる。これによって、の光
との光が干渉して干渉縞Ｓを作る。フォトダイオード
アレイ（ＰＤＡとする）１１０は干渉縞Ｓを検出する。
ＰＤＡ１１０は４個のフォトダイオード１１０Ａ〜１１
０Ｄからなる。４個のフォトダイオード１１０Ａ〜１１
０Ｄは干渉縞Ｓの１ピッチ内に配置されている。各フォ
トダイオード１１０Ａ〜１１０Ｄはｐ／４（ｐは干渉縞
のピッチ）ずつずらして配置されている。干渉縞のピッ
チｐ＝λ／θａ（λはレーザ光の波長）となる。
５°の角度をなして配置されている。これに対して、ミ
ラー１１ｃはレーザ光源１７の光軸と４５°＋θａの角
度をなして配置されている。ミラー１１ｃの配置角度が
θａだけずれていることにより、の光の波面がの光
の波面に対してθａだけずれる。これによって、の光
との光が干渉して干渉縞Ｓを作る。フォトダイオード
アレイ（ＰＤＡとする）１１０は干渉縞Ｓを検出する。
ＰＤＡ１１０は４個のフォトダイオード１１０Ａ〜１１
０Ｄからなる。４個のフォトダイオード１１０Ａ〜１１
０Ｄは干渉縞Ｓの１ピッチ内に配置されている。各フォ
トダイオード１１０Ａ〜１１０Ｄはｐ／４（ｐは干渉縞
のピッチ）ずつずらして配置されている。干渉縞のピッ
チｐ＝λ／θａ（λはレーザ光の波長）となる。
【００２０】減算器１１ｇは、（フォトダイオード１１
０Ａの検出信号）−（フォトダイオード１１０Ｃの検出
信号）なる演算を行う。減算器１１ｈは、（フォトダイ
オード１１０Ｂの検出信号）−（フォトダイオード１１
０Ｄの検出信号）なる演算を行う。
０Ａの検出信号）−（フォトダイオード１１０Ｃの検出
信号）なる演算を行う。減算器１１ｈは、（フォトダイ
オード１１０Ｂの検出信号）−（フォトダイオード１１
０Ｄの検出信号）なる演算を行う。
【００２１】スライダ部２が移動すると、これに伴って
Ｘ軸センサ１１が移動し、干渉縞が図５のｄ−ｄ´方向
に動く。干渉縞が動くと各フォトダイオード１１０Ａ〜
１１０Ｄに当る干渉縞の明暗部分が動き、フォトダイオ
ード１１０Ａ〜１１０Ｄの検出値が変化する。これをも
とにスライダ部２の位置を検出する。
Ｘ軸センサ１１が移動し、干渉縞が図５のｄ−ｄ´方向
に動く。干渉縞が動くと各フォトダイオード１１０Ａ〜
１１０Ｄに当る干渉縞の明暗部分が動き、フォトダイオ
ード１１０Ａ〜１１０Ｄの検出値が変化する。これをも
とにスライダ部２の位置を検出する。
【００２２】干渉縞がｄ方向に移動したときは、フォト
ダイオードの出力ＶA 〜ＶD は次のとおりになる。 ＶA ＝Ｋ［１＋ｍｓｉｎ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝］
＋Ｋn ＶB ＝Ｋ［１＋ｍｃｏｓ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝］
＋Ｋn Ｖc ＝Ｋ［１−ｍｓｉｎ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝］
＋Ｋn ＶD ＝Ｋ［１−ｍｃｏｓ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝］
＋Ｋn ｘｅ：検出対象の距離、Ｋ，ｍ：係数、Ｋn ：ノイズ成
分
ダイオードの出力ＶA 〜ＶD は次のとおりになる。 ＶA ＝Ｋ［１＋ｍｓｉｎ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝］
＋Ｋn ＶB ＝Ｋ［１＋ｍｃｏｓ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝］
＋Ｋn Ｖc ＝Ｋ［１−ｍｓｉｎ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝］
＋Ｋn ＶD ＝Ｋ［１−ｍｃｏｓ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝］
＋Ｋn ｘｅ：検出対象の距離、Ｋ，ｍ：係数、Ｋn ：ノイズ成
分
【００２３】減算器１１ｇと１１ｈの減算信号は次のと
おりになる。 ＶA −ＶC ＝２ｍＫｓｉｎ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝ ＶB −ＶD ＝２ｍＫｃｏｓ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝ 減算の結果、外乱光により発生した直流のノイズ成分Ｋ
n がキャンセルされる。信号ＶA −ＶC とＶB −Ｖ
D が前述したＡ相パルスとＢ相パルスに変換される。
干渉縞がｄ´方向に動いたときは、信号ＶA −ＶC と
ＶB −ＶD の位相関係は逆転する。
おりになる。 ＶA −ＶC ＝２ｍＫｓｉｎ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝ ＶB −ＶD ＝２ｍＫｃｏｓ｛ｘｅ・２π／（λ／４）｝ 減算の結果、外乱光により発生した直流のノイズ成分Ｋ
n がキャンセルされる。信号ＶA −ＶC とＶB −Ｖ
D が前述したＡ相パルスとＢ相パルスに変換される。
干渉縞がｄ´方向に動いたときは、信号ＶA −ＶC と
ＶB −ＶD の位相関係は逆転する。
【００２４】コンパレータ１１ｉ，１１ｊは減算器１１
ｇと１１ｈの減算信号からＡ相パルスとＢ相パルスを生
成する。方向判別回路１１ｋは、Ａ相パルスとＢ相パル
スの位相関係からスライダ部２の移動方向を判別し、判
別結果に応じてアップパルスまたはダウンパルスを発生
する。
ｇと１１ｈの減算信号からＡ相パルスとＢ相パルスを生
成する。方向判別回路１１ｋは、Ａ相パルスとＢ相パル
スの位相関係からスライダ部２の移動方向を判別し、判
別結果に応じてアップパルスまたはダウンパルスを発生
する。
【００２５】アップダウンカウンタ１１ｍはアップパル
スまたはダウンパルスに応じてアップカウントまたはダ
ウンカウントを行う。アップダウンカウンタ１１ｍのカ
ウントがスライダ部２の検出位置になる。初期状態では
Ｘ軸モータ４のＡ相コイル４２Ａ、Ｂ相コイル４２Ｂ、
Ｃ相コイル４２ｃに既知電流を流したときにモータのロ
ータとステータの歯の位相がどれだけずれるかが予め分
っている。この時のアップダウンカウンタ１１ｍの値を
基準値、例えば０に設定する。スライダ部２の移動に伴
ってアップダウンカウンタ１１ｍは基準値からアップカ
ウントまたはダウンカウントを行って位置を検出する。
このようにしてインクリメンタル方式に位置検出をす
る。
スまたはダウンパルスに応じてアップカウントまたはダ
ウンカウントを行う。アップダウンカウンタ１１ｍのカ
ウントがスライダ部２の検出位置になる。初期状態では
Ｘ軸モータ４のＡ相コイル４２Ａ、Ｂ相コイル４２Ｂ、
Ｃ相コイル４２ｃに既知電流を流したときにモータのロ
ータとステータの歯の位相がどれだけずれるかが予め分
っている。この時のアップダウンカウンタ１１ｍの値を
基準値、例えば０に設定する。スライダ部２の移動に伴
ってアップダウンカウンタ１１ｍは基準値からアップカ
ウントまたはダウンカウントを行って位置を検出する。
このようにしてインクリメンタル方式に位置検出をす
る。
【００２６】図１に示す上位コントローラ１８は、ＸＹ
サーボドライバ１９にＸ軸位置及びＹ軸位置を指令する
指令部である。ＸＹサーボドライバ１９は、Ｘ軸位置指
令及びＹ軸位置指令に基づいて、Ｘ軸モータ４，５及び
Ｙ軸モータ６を駆動するための電流を制御する制御部で
ある。
サーボドライバ１９にＸ軸位置及びＹ軸位置を指令する
指令部である。ＸＹサーボドライバ１９は、Ｘ軸位置指
令及びＹ軸位置指令に基づいて、Ｘ軸モータ４，５及び
Ｙ軸モータ６を駆動するための電流を制御する制御部で
ある。
【００２７】図１に示すＸ軸位置速度制御部２０は、ス
ライダ部２がＸ軸方向に移動するように、Ｘ軸モータ
４，５を制御する制御部である。Ｘ軸位置速度制御部２
０は、図１に示す上位コントローラ１８が出力するＸ軸
位置指令値（位置ｘの信号）ｘｉを帰還信号としてスラ
イダ部２のＸ軸方向の位置と速度をフィードバック制御
する。Ｘ軸位置速度制御部２０は、Ｘ軸位置指令値ｘｉ
に基づいてスライダ部２をＸ軸方向に移動させるための
電流を駆動し制御する。Ｘ軸位置速度制御部２０は、Ｘ
軸モータ４，５を駆動制御するためのＸ軸電流指令値Ｉ
ｒｘを出力する。
ライダ部２がＸ軸方向に移動するように、Ｘ軸モータ
４，５を制御する制御部である。Ｘ軸位置速度制御部２
０は、図１に示す上位コントローラ１８が出力するＸ軸
位置指令値（位置ｘの信号）ｘｉを帰還信号としてスラ
イダ部２のＸ軸方向の位置と速度をフィードバック制御
する。Ｘ軸位置速度制御部２０は、Ｘ軸位置指令値ｘｉ
に基づいてスライダ部２をＸ軸方向に移動させるための
電流を駆動し制御する。Ｘ軸位置速度制御部２０は、Ｘ
軸モータ４，５を駆動制御するためのＸ軸電流指令値Ｉ
ｒｘを出力する。
【００２８】θ軸位置指令部２１は、スライダ部２がθ
軸回りに回転しないようにθ軸位置（θｉ＝０）を指令
する指令部である。θ軸位置速度制御部２２は、スライ
ダ部２がθ軸回りに回転するように、Ｘ軸モータ４，５
及びＹ軸モータ６を制御する制御部である。θ軸位置速
度制御部２２は、ヨーイング角θの信号を帰還信号とし
てスライダ部２のθ方向の位置と速度をフィードバック
制御する。θ軸位置速度制御部２２は、スライダ部２を
θ方向に回転させる推力指令値Ｉｒθを制御信号として
出力する。θ軸位置速度制御部２２は、Ｘ軸電流駆動イ
ンバータ３２，３３に逆方向の電流を流すことで回転ト
ルクを発生させる。
軸回りに回転しないようにθ軸位置（θｉ＝０）を指令
する指令部である。θ軸位置速度制御部２２は、スライ
ダ部２がθ軸回りに回転するように、Ｘ軸モータ４，５
及びＹ軸モータ６を制御する制御部である。θ軸位置速
度制御部２２は、ヨーイング角θの信号を帰還信号とし
てスライダ部２のθ方向の位置と速度をフィードバック
制御する。θ軸位置速度制御部２２は、スライダ部２を
θ方向に回転させる推力指令値Ｉｒθを制御信号として
出力する。θ軸位置速度制御部２２は、Ｘ軸電流駆動イ
ンバータ３２，３３に逆方向の電流を流すことで回転ト
ルクを発生させる。
【００２９】Ｙ軸位置速度制御部２３は、スライダ部２
がＹ軸方向に移動するように、Ｙ軸モータ６を制御する
制御部である。Ｙ軸位置速度制御部２３は、上位コント
ローラ１８が出力するＹ軸位置指令値（位置ｙの信号）
ｙｉを帰還信号としてスライダ部２のＹ軸方向の位置と
速度をフィードバック制御する。Ｙ軸位置速度制御部２
３は、Ｙ軸位置指令値ｙｉに基づいてスライダ部２をＹ
軸方向に移動させるための電流を駆動し制御する。Ｙ軸
位置速度制御部２３は、Ｙ軸モータ６を駆動制御するた
めのＹ軸電流指令値Ｉｒｙを出力する。
がＹ軸方向に移動するように、Ｙ軸モータ６を制御する
制御部である。Ｙ軸位置速度制御部２３は、上位コント
ローラ１８が出力するＹ軸位置指令値（位置ｙの信号）
ｙｉを帰還信号としてスライダ部２のＹ軸方向の位置と
速度をフィードバック制御する。Ｙ軸位置速度制御部２
３は、Ｙ軸位置指令値ｙｉに基づいてスライダ部２をＹ
軸方向に移動させるための電流を駆動し制御する。Ｙ軸
位置速度制御部２３は、Ｙ軸モータ６を駆動制御するた
めのＹ軸電流指令値Ｉｒｙを出力する。
【００３０】電流センサ２８は、図３及び図４に示すＸ
軸モータ４のＡ相コイル４２Ａ、Ｂ相コイル４２Ｂ、Ｃ
相コイル４２Ｃに流れる電流を検出し、電流センサ２９
はＸ軸モータ５のコイルに流れる電流を検出し、電流セ
ンサ３０はＹ軸モータ６に流れる電流を検出する。
軸モータ４のＡ相コイル４２Ａ、Ｂ相コイル４２Ｂ、Ｃ
相コイル４２Ｃに流れる電流を検出し、電流センサ２９
はＸ軸モータ５のコイルに流れる電流を検出し、電流セ
ンサ３０はＹ軸モータ６に流れる電流を検出する。
【００３１】Ｘ軸電流駆動インバータ３２は、Ｘ軸モー
タ４の電流を制御し、Ｘ軸電流駆動インバータ３３はＸ
軸モータ５の電流を制御し、Ｙ軸電流駆動インバータ３
４はＹ軸モータ６の電流を制御する。Ｘ軸電流駆動イン
バータ３２は、図３及び図４に示すコア４ａのＡ相コイ
ル４２Ａ、Ｂ相コイル４２Ｂ、Ｃ相コイル４２Ｃに流れ
る電流を制御するとともに、Ｘ軸モータ４を転流制御す
る転流電流制御回路である。
タ４の電流を制御し、Ｘ軸電流駆動インバータ３３はＸ
軸モータ５の電流を制御し、Ｙ軸電流駆動インバータ３
４はＹ軸モータ６の電流を制御する。Ｘ軸電流駆動イン
バータ３２は、図３及び図４に示すコア４ａのＡ相コイ
ル４２Ａ、Ｂ相コイル４２Ｂ、Ｃ相コイル４２Ｃに流れ
る電流を制御するとともに、Ｘ軸モータ４を転流制御す
る転流電流制御回路である。
【００３２】変換回路３９は、Ｘ軸センサ１１，１２及
びＹ軸センサ１３の検出値Ｘ１，Ｘ２，Ｙを、スライダ
部２を中心とするＸ軸方向の位置ｘ（ｘ＝Ｘ１＋Ｘ
２）、Ｙ軸方向の位置ｙ（ｙ＝Ｙ）、スライダ部２のヨ
ーイング角θ（θ＝Ｘ２−Ｘ１）に変換する回路であ
る。変換回路３９は、Ｘ軸センサ１１，１２及びＹ軸セ
ンサ１３の検出値Ｘ１，Ｘ２，ＹをＸ軸転流角及びＹ軸
転流角に変換する。
びＹ軸センサ１３の検出値Ｘ１，Ｘ２，Ｙを、スライダ
部２を中心とするＸ軸方向の位置ｘ（ｘ＝Ｘ１＋Ｘ
２）、Ｙ軸方向の位置ｙ（ｙ＝Ｙ）、スライダ部２のヨ
ーイング角θ（θ＝Ｘ２−Ｘ１）に変換する回路であ
る。変換回路３９は、Ｘ軸センサ１１，１２及びＹ軸セ
ンサ１３の検出値Ｘ１，Ｘ２，ＹをＸ軸転流角及びＹ軸
転流角に変換する。
【００３３】図６は、この発明の実施形態に係る位置決
め装置の補正テーブルの構成図である。補正テーブル生
成部４０は、Ｘ軸位置速度制御部２０が出力するＸ軸電
流指令値を補正するための補正テーブルを生成する部分
であり、補正テーブル生成部４１はＹ軸位置速度制御部
２３が出力するＹ軸電流指令値を補正するための補正テ
ーブルを生成する部分である。この実施形態では、図１
に示す格子プラテン３側の歯３ａと図２に示すスライダ
部２側の歯４ａ，５ａ，６ａとが機械的に高精度に形成
されているため、コギング力と転流角との関係は可動領
域内で略均一であり、歯ピッチ周期で略一定のコギング
力が発生する。図６に示すように、補正テーブル生成部
４０はＸ軸モータ４，５を一定速度で走行させたとき
に、Ｘ軸モータ４，５のＸ軸電流指令値のＡＣ成分を検
出してＸ軸転流角との関係を示すＸ軸補正テーブルを生
成する。同様に、補正テーブル生成部４１は、Ｙ軸モー
タ６を一定速度で走行させたときに、Ｙ軸モータ６のＹ
軸電流指令値のＡＣ成分を検出してＹ軸転流角との関係
を示すＹ軸補正テーブルを生成する。補正テーブル生成
部４０，４１は、スライダ部２の走行方向によりコギン
グ力が微妙に異なるため、正方向走行時及び負方向走行
時のコギング補正テーブルをそれぞれ別個に合計４つ生
成する。補正テーブル生成部４０，４１は、コギング力
と転流角との関係が不変であるため、位置決め装置１の
製造時に補正テーブルを一旦生成した後は補正テーブル
を再度生成しない。
め装置の補正テーブルの構成図である。補正テーブル生
成部４０は、Ｘ軸位置速度制御部２０が出力するＸ軸電
流指令値を補正するための補正テーブルを生成する部分
であり、補正テーブル生成部４１はＹ軸位置速度制御部
２３が出力するＹ軸電流指令値を補正するための補正テ
ーブルを生成する部分である。この実施形態では、図１
に示す格子プラテン３側の歯３ａと図２に示すスライダ
部２側の歯４ａ，５ａ，６ａとが機械的に高精度に形成
されているため、コギング力と転流角との関係は可動領
域内で略均一であり、歯ピッチ周期で略一定のコギング
力が発生する。図６に示すように、補正テーブル生成部
４０はＸ軸モータ４，５を一定速度で走行させたとき
に、Ｘ軸モータ４，５のＸ軸電流指令値のＡＣ成分を検
出してＸ軸転流角との関係を示すＸ軸補正テーブルを生
成する。同様に、補正テーブル生成部４１は、Ｙ軸モー
タ６を一定速度で走行させたときに、Ｙ軸モータ６のＹ
軸電流指令値のＡＣ成分を検出してＹ軸転流角との関係
を示すＹ軸補正テーブルを生成する。補正テーブル生成
部４０，４１は、スライダ部２の走行方向によりコギン
グ力が微妙に異なるため、正方向走行時及び負方向走行
時のコギング補正テーブルをそれぞれ別個に合計４つ生
成する。補正テーブル生成部４０，４１は、コギング力
と転流角との関係が不変であるため、位置決め装置１の
製造時に補正テーブルを一旦生成した後は補正テーブル
を再度生成しない。
【００３４】補正テーブル記憶部４２は、Ｘ軸位置速度
制御部２０がＸ軸モータ４，５を一定速度で駆動したと
きに、Ｘ軸電流指令値の変動分をこのＸ軸モータ４，５
のＸ軸転流角に対応するＸ軸電流補正値として記憶する
メモリである。補正テーブル記憶部４３は、Ｙ軸位置速
度制御部２３がＹ軸モータ６を一定速度で駆動したとき
に、Ｙ軸電流指令値の変動分をこのＹ軸モータ６のＹ軸
転流角に対応するＹ軸電流補正値を記憶するメモリであ
る。補正テーブル記憶部４２，４３は、位置決め装置１
の電源ＯＦＦにより補正テーブルの記憶内容を失わない
ように、ドライバ内などのEEPROMなどに記憶する。補正
テーブル記憶部４２，４３は、スライダ部２が正方向に
駆動するときの電流補正値と、スライダ部２が逆方向に
駆動するときの電流補正値とを記憶する。
制御部２０がＸ軸モータ４，５を一定速度で駆動したと
きに、Ｘ軸電流指令値の変動分をこのＸ軸モータ４，５
のＸ軸転流角に対応するＸ軸電流補正値として記憶する
メモリである。補正テーブル記憶部４３は、Ｙ軸位置速
度制御部２３がＹ軸モータ６を一定速度で駆動したとき
に、Ｙ軸電流指令値の変動分をこのＹ軸モータ６のＹ軸
転流角に対応するＹ軸電流補正値を記憶するメモリであ
る。補正テーブル記憶部４２，４３は、位置決め装置１
の電源ＯＦＦにより補正テーブルの記憶内容を失わない
ように、ドライバ内などのEEPROMなどに記憶する。補正
テーブル記憶部４２，４３は、スライダ部２が正方向に
駆動するときの電流補正値と、スライダ部２が逆方向に
駆動するときの電流補正値とを記憶する。
【００３５】Ｘ軸電流補正部４４は、Ｘ軸モータ４，５
の歯ピッチ周期の速度変動を低減するために、Ｘ軸セン
サ１１，１２が出力するＸ軸位置検出値に基づいて、Ｘ
軸位置速度制御部２０が出力するＸ軸電流指令値を補正
する部分である。Ｙ軸電流補正部４５は、Ｙ軸モータ６
の歯ピッチ周期の速度変動を低減するために、Ｙ軸セン
サ１３が出力するＹ軸位置検出値に基づいて、Ｙ軸位置
速度制御部２３が出力するＹ軸電流指令値を補正する部
分である。
の歯ピッチ周期の速度変動を低減するために、Ｘ軸セン
サ１１，１２が出力するＸ軸位置検出値に基づいて、Ｘ
軸位置速度制御部２０が出力するＸ軸電流指令値を補正
する部分である。Ｙ軸電流補正部４５は、Ｙ軸モータ６
の歯ピッチ周期の速度変動を低減するために、Ｙ軸セン
サ１３が出力するＹ軸位置検出値に基づいて、Ｙ軸位置
速度制御部２３が出力するＹ軸電流指令値を補正する部
分である。
【００３６】（補正テーブル生成動作）次に、この発明
の実施形態に係る位置決め装置の補正テーブルの生成動
作を説明する。図７は、この発明の実施形態に係る位置
決め装置の補正テーブルの生成動作を説明するためのフ
ローチャートである。以下では、Ｘ軸モータ４，５を正
方向に駆動させて正方向走行時のＸ軸補正テーブルを補
正テーブル生成部４０が生成する場合を例に挙げて説明
する。ステップ（以下Ｓという）１００において、本運
転前の製造時などにカウンタ値がリセット（ｍ＝０）さ
れて補正テーブルの値がゼロに設定（クリア）され、Ｘ
軸位置速度制御部２０がＸ軸モータ４，５を一定速度で
正方向に走行を開始させる。
の実施形態に係る位置決め装置の補正テーブルの生成動
作を説明する。図７は、この発明の実施形態に係る位置
決め装置の補正テーブルの生成動作を説明するためのフ
ローチャートである。以下では、Ｘ軸モータ４，５を正
方向に駆動させて正方向走行時のＸ軸補正テーブルを補
正テーブル生成部４０が生成する場合を例に挙げて説明
する。ステップ（以下Ｓという）１００において、本運
転前の製造時などにカウンタ値がリセット（ｍ＝０）さ
れて補正テーブルの値がゼロに設定（クリア）され、Ｘ
軸位置速度制御部２０がＸ軸モータ４，５を一定速度で
正方向に走行を開始させる。
【００３７】Ｓ２００において、Ｘ軸モータ４，５が一
定速度になるまで待つ。Ｓ３００において、ｋ＝Ｘ軸転
流角×Ｎ／２π（ｋは定数）が演算される。例えば、Ｘ
軸モータ４，５の歯ピッチｋ＝２ｍｍであり、補正テー
ブルのサイズＮ＝６４である場合には、Ｘ軸転流角１
１．２５°ピッチの補正値を用意することになる。
定速度になるまで待つ。Ｓ３００において、ｋ＝Ｘ軸転
流角×Ｎ／２π（ｋは定数）が演算される。例えば、Ｘ
軸モータ４，５の歯ピッチｋ＝２ｍｍであり、補正テー
ブルのサイズＮ＝６４である場合には、Ｘ軸転流角１
１．２５°ピッチの補正値を用意することになる。
【００３８】Ｓ４００において、補正テーブルのｋ番目
の値がゼロであるか否かが判断される。補正テーブルの
ｋ番目の値がゼロであると補正テーブル生成部４０が判
断したときにはＳ５００に進み、補正テーブルのｋ番目
の値がゼロではないと補正テーブル生成部４０が判断し
たときにはＳ４００に戻り判断を繰り返す。
の値がゼロであるか否かが判断される。補正テーブルの
ｋ番目の値がゼロであると補正テーブル生成部４０が判
断したときにはＳ５００に進み、補正テーブルのｋ番目
の値がゼロではないと補正テーブル生成部４０が判断し
たときにはＳ４００に戻り判断を繰り返す。
【００３９】Ｓ５００において、電流指令値の値が補正
テーブルのｋ番目に入れられて、カウンタ値ｍがインク
リメント（ｍ＝ｍ＋１）される。電流センサ２８が検出
した電流指令値を補正テーブル生成部４０が補正テーブ
ル記憶部４２に出力し、補正テーブル記憶部４２が補正
テーブルのｋ番目にこの電流指令値を記憶する。
テーブルのｋ番目に入れられて、カウンタ値ｍがインク
リメント（ｍ＝ｍ＋１）される。電流センサ２８が検出
した電流指令値を補正テーブル生成部４０が補正テーブ
ル記憶部４２に出力し、補正テーブル記憶部４２が補正
テーブルのｋ番目にこの電流指令値を記憶する。
【００４０】Ｓ６００において、カウント値ｍ＝Ｎであ
るか否かが判断される。カウント値ｍが補正テーブルの
サイズＮに達したと補正テーブル生成部４０が判断した
ときにはＳ７００に進み、カウント値ｍが補正テーブル
のサイズＮに達していないと補正テーブル生成部４０が
判断したときにはＳ４００に戻る。
るか否かが判断される。カウント値ｍが補正テーブルの
サイズＮに達したと補正テーブル生成部４０が判断した
ときにはＳ７００に進み、カウント値ｍが補正テーブル
のサイズＮに達していないと補正テーブル生成部４０が
判断したときにはＳ４００に戻る。
【００４１】Ｓ７００において、補正テーブルの電流指
令値の平均値が算出されて、補正テーブルの各電流指令
値からこの平均値が差し引かれる。補正テーブル生成部
４０は、補正テーブルの電流指令値の平均値を演算し、
補正テーブルの各電流指令値からＤＣ成分（平均値）を
減算して、電流指令値のＡＣ成分（コギングによる変動
分）のみを抽出する。次に、Ｘ軸モータ４，５を逆方向
に駆動させて負方向走行時のＸ軸補正テーブルを補正テ
ーブル生成部４０が生成する。同様に、Ｙ軸モータ６を
正方向及び負方向に駆動させて正方向走行時のＹ軸補正
テーブル及び負方向走行時のＹ軸補正テーブルを補正テ
ーブル生成部４１が生成する。
令値の平均値が算出されて、補正テーブルの各電流指令
値からこの平均値が差し引かれる。補正テーブル生成部
４０は、補正テーブルの電流指令値の平均値を演算し、
補正テーブルの各電流指令値からＤＣ成分（平均値）を
減算して、電流指令値のＡＣ成分（コギングによる変動
分）のみを抽出する。次に、Ｘ軸モータ４，５を逆方向
に駆動させて負方向走行時のＸ軸補正テーブルを補正テ
ーブル生成部４０が生成する。同様に、Ｙ軸モータ６を
正方向及び負方向に駆動させて正方向走行時のＹ軸補正
テーブル及び負方向走行時のＹ軸補正テーブルを補正テ
ーブル生成部４１が生成する。
【００４２】（位置決め動作）次に、この発明の実施形
態に係る位置決め装置の動作を説明する。図３に示すよ
うに、コア４ｂ，５ｂが推力Ｆｘを発生すると、スライ
ダ部２はｆ方向に移動する。コア６ｂ，６ｃが推力Ｆｙ
を発生すると、スライダ部２はｇ方向に移動する。Ｘ軸
モータ４，５は、それぞれ別個のＸ軸電流駆動インバー
タ３２，３３に接続されており、Ｙ軸モータ６は別個の
Ｙ軸電流駆動インバータ３４に接続されている。Ｘ軸モ
ータ４，５に逆方向の電流が流れると、コア４ｂが推力
−Ｆｘを発生するともにコア５ｂが推力Ｆｘを発生す
る。その結果、スライダ部２に回転トルクが発生してス
ライダ部２がθ１方向に回転し、スライダ部２のヨーイ
ングが除去される。
態に係る位置決め装置の動作を説明する。図３に示すよ
うに、コア４ｂ，５ｂが推力Ｆｘを発生すると、スライ
ダ部２はｆ方向に移動する。コア６ｂ，６ｃが推力Ｆｙ
を発生すると、スライダ部２はｇ方向に移動する。Ｘ軸
モータ４，５は、それぞれ別個のＸ軸電流駆動インバー
タ３２，３３に接続されており、Ｙ軸モータ６は別個の
Ｙ軸電流駆動インバータ３４に接続されている。Ｘ軸モ
ータ４，５に逆方向の電流が流れると、コア４ｂが推力
−Ｆｘを発生するともにコア５ｂが推力Ｆｘを発生す
る。その結果、スライダ部２に回転トルクが発生してス
ライダ部２がθ１方向に回転し、スライダ部２のヨーイ
ングが除去される。
【００４３】本運転時に上位コントローラ１８の指令に
よってＸ軸モータ４，５が駆動するときには、Ｘ軸転流
角をインデックスとしてこのＸ軸転流角に対応するＸ軸
電流補正値を一定周期で補正テーブル記憶部４２からＸ
軸電流補正部４４が読み出してＸ軸電流指令値に加算す
る。同様に、Ｙ軸電流補正部４５は、上位コントローラ
１８の指令によってＹ軸モータ６が駆動するときには、
Ｙ軸転流角に対応するＹ軸電流補正値を一定周期で補正
テーブル記憶部４３から読み出してＹ軸電流指令値に加
算する。Ｘ軸電流補正部４４及びＹ軸電流補正部４５
は、位置決め停止時と通常の走行時ではコギング力が微
妙に異なるため、設定速度（可変）よりも低い速度や停
止時では電流補正値を変更しない。
よってＸ軸モータ４，５が駆動するときには、Ｘ軸転流
角をインデックスとしてこのＸ軸転流角に対応するＸ軸
電流補正値を一定周期で補正テーブル記憶部４２からＸ
軸電流補正部４４が読み出してＸ軸電流指令値に加算す
る。同様に、Ｙ軸電流補正部４５は、上位コントローラ
１８の指令によってＹ軸モータ６が駆動するときには、
Ｙ軸転流角に対応するＹ軸電流補正値を一定周期で補正
テーブル記憶部４３から読み出してＹ軸電流指令値に加
算する。Ｘ軸電流補正部４４及びＹ軸電流補正部４５
は、位置決め停止時と通常の走行時ではコギング力が微
妙に異なるため、設定速度（可変）よりも低い速度や停
止時では電流補正値を変更しない。
【００４４】この発明の実施形態に係る位置決め装置に
は、以下に記載するような効果がある。 (1) この実施形態では、Ｘ軸モータ４，５及びＹ軸モー
タ６の歯ピッチ周期の速度変動を低減するために、Ｘ軸
センサ１１，１２及びＹ軸センサ１３が出力する位置検
出値に基づいて、Ｘ軸位置速度制御部２０及びＹ軸位置
速度制御部２３が出力する電流指令値をＸ軸電流補正部
４４及びＹ軸電流補正部４５が補正する。その結果、コ
ギング力によって発生する速度リップルを低減すること
ができる。
は、以下に記載するような効果がある。 (1) この実施形態では、Ｘ軸モータ４，５及びＹ軸モー
タ６の歯ピッチ周期の速度変動を低減するために、Ｘ軸
センサ１１，１２及びＹ軸センサ１３が出力する位置検
出値に基づいて、Ｘ軸位置速度制御部２０及びＹ軸位置
速度制御部２３が出力する電流指令値をＸ軸電流補正部
４４及びＹ軸電流補正部４５が補正する。その結果、コ
ギング力によって発生する速度リップルを低減すること
ができる。
【００４５】(2) この実施形態では、Ｘ軸モータ４，５
及びＹ軸モータ６が一定速度で駆動制御されたときに、
Ｘ軸転流角及びＹ軸転流角に対応するＸ軸電流補正値及
びＹ軸電流補正値としてＸ軸電流指令値及びＹ軸電流指
令値の変動分を補正テーブル記憶部４２，４３が記憶す
る。その結果、速度変動を低減することができる。
及びＹ軸モータ６が一定速度で駆動制御されたときに、
Ｘ軸転流角及びＹ軸転流角に対応するＸ軸電流補正値及
びＹ軸電流補正値としてＸ軸電流指令値及びＹ軸電流指
令値の変動分を補正テーブル記憶部４２，４３が記憶す
る。その結果、速度変動を低減することができる。
【００４６】(3) この実施形態では、スライダ部２が正
方向に駆動するときのＸ軸電流補正値及びＹ軸電流補正
値と、スライダ部２が逆方向に駆動するときのＸ軸電流
補正値及びＹ軸電流補正値とを補正テーブル記憶部４
２，４３が記憶する。その結果、スライダ部２の移動方
向によって異なる速度変動を抑えることができる。
方向に駆動するときのＸ軸電流補正値及びＹ軸電流補正
値と、スライダ部２が逆方向に駆動するときのＸ軸電流
補正値及びＹ軸電流補正値とを補正テーブル記憶部４
２，４３が記憶する。その結果、スライダ部２の移動方
向によって異なる速度変動を抑えることができる。
【００４７】(4) この実施形態では、Ｘ軸センサ１１，
１２が出力するＸ軸位置検出値に基づいて、Ｘ軸位置速
度制御部２０が出力するＸ軸電流指令値をＸ軸電流補正
部４４が補正し、Ｙ軸センサ１３が出力するＹ軸位置検
出値に基づいて、Ｙ軸位置速度制御部２３が出力するＹ
軸電流指令値をＹ軸電流補正部４５が補正する。このよ
うに、エンコーダリップルが無視できるほど小さく、位
置検出信号のリニアリティが極めて高いレーザ干渉計を
利用するため、位置検出信号に基づいて転流角に対応す
る電流補正値を高精度に求めることができる。
１２が出力するＸ軸位置検出値に基づいて、Ｘ軸位置速
度制御部２０が出力するＸ軸電流指令値をＸ軸電流補正
部４４が補正し、Ｙ軸センサ１３が出力するＹ軸位置検
出値に基づいて、Ｙ軸位置速度制御部２３が出力するＹ
軸電流指令値をＹ軸電流補正部４５が補正する。このよ
うに、エンコーダリップルが無視できるほど小さく、位
置検出信号のリニアリティが極めて高いレーザ干渉計を
利用するため、位置検出信号に基づいて転流角に対応す
る電流補正値を高精度に求めることができる。
【００４８】この発明は、以上説明した実施形態に限定
するものではなく、種々の変形又は変更が可能であり、
これらもこの発明の範囲内である。例えば、この実施形
態では、コギング力と転流角との関係は位置決め装置１
毎に異なるため、補正テーブルを記録するEEPROMなどが
他の位置決め装置に装着されると互換性を保てない。こ
の実施形態では、上位コントローラ１８からの指令によ
り本運転前に原点復帰動作するが、この原点復帰動作中
に補正テーブル生成動作を含めることで各位置決め装置
に対してドライバの互換性を保つことができる。また、
この場合には、電源ＯＮ後に補正テーブルを生成するた
め揮発性のメモリに配置することができ安価になる。
するものではなく、種々の変形又は変更が可能であり、
これらもこの発明の範囲内である。例えば、この実施形
態では、コギング力と転流角との関係は位置決め装置１
毎に異なるため、補正テーブルを記録するEEPROMなどが
他の位置決め装置に装着されると互換性を保てない。こ
の実施形態では、上位コントローラ１８からの指令によ
り本運転前に原点復帰動作するが、この原点復帰動作中
に補正テーブル生成動作を含めることで各位置決め装置
に対してドライバの互換性を保つことができる。また、
この場合には、電源ＯＮ後に補正テーブルを生成するた
め揮発性のメモリに配置することができ安価になる。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によると
速度変動を低減させることができる。
速度変動を低減させることができる。
【図１】この発明の実施形態に係る位置決め装置の構成
図である。
図である。
【図２】この発明の実施形態に係る位置決め装置のＸ軸
コア及びＹ軸コアの配列を示す図である。
コア及びＹ軸コアの配列を示す図である。
【図３】この発明の実施形態に係る位置決め装置のＸ軸
コアの構成図である。
コアの構成図である。
【図４】この発明の実施形態に係る位置決め装置の３軸
レーザ干渉計の構成図である。
レーザ干渉計の構成図である。
【図５】この発明の実施形態に係る位置決め装置のＸ軸
センサの構成図である。
センサの構成図である。
【図６】この発明の実施形態に係る位置決め装置の補正
テーブルの構成図である。
テーブルの構成図である。
【図７】この発明の実施形態に係る位置決め装置の補正
テーブルの生成動作を説明するためのフローチャートで
ある。
テーブルの生成動作を説明するためのフローチャートで
ある。
【図８】従来の位置決め装置の構成図である。
１ 位置決め装置
２ スライダ部（移動体）
３ 格子プラテン（固定体）
３ａ 歯
４，５ Ｘ軸モータ
４ａ，５ａ 歯
６ Ｙ軸モータ
６ａ 歯
１０ ３軸レーザ干渉計
１１，１２ Ｘ軸センサ
１３ Ｙ軸センサ
２０ Ｘ軸位置速度制御部（Ｘ軸制御手段）
２２ θ軸位置速度制御部（θ軸制御手段）
２３ Ｙ軸位置速度制御部（Ｙ軸制御手段）
３２，３３ Ｘ軸電流駆動インバータ
３４ Ｙ軸電流駆動インバータ
４２，４３ 補正テーブル記憶部
４４，４５ 電流補正部
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H303 AA06 BB02 BB08 BB12 BB14
CC03 DD04 DD10 DD11 FF10
GG13 HH02 JJ09 KK18 KK32
LL03 LL09
5H540 AA06 BA03 BA07 BB01 BB07
EE02 EE05 EE08 EE10 FC02
5H641 BB06 BB10 BB15 GG02 GG03
GG04 GG26 HH02 HH03 JA05
Claims (4)
- 【請求項１】 固定体に対して移動体を浮揚した状態で
移動させて、この移動体を所定の位置に位置決めする位
置決め装置であって、 前記移動体側の歯と前記固定体側の歯との間に磁気吸引
力を発生させてこの移動体を駆動するモータと、 前記移動体の位置を検出して位置検出値を出力する位置
検出手段と、 前記位置検出値に基づいて前記モータを駆動制御する制
御手段と、 前記モータの歯ピッチ周期の速度変動を低減するため
に、前記モータを駆動制御するための電流指令値を前記
位置検出値に基づいて補正する電流補正手段と、 を備える位置決め装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の位置決め装置におい
て、 前記制御手段が前記モータを一定速度で駆動制御したと
きに、前記電流指令値の変動分をこのモータの転流角に
対応する電流補正値として記憶する記憶手段を備え、 前記電流補正手段は、前記転流角に対応する前記電流補
正値を前記記憶手段から読み出して前記電流指令値を補
正すること、 を特徴とする位置決め装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の位置決め装置におい
て、 前記記憶手段は、前記移動体が正方向に駆動するときの
電流補正値と、前記移動体が逆方向に駆動するときの電
流補正値とを記憶すること、 を特徴とする位置決め装置。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれか１
項に記載の位置決め装置において、 前記モータは、 前記移動体をＸ軸方向に駆動するＸ軸モータと、 前記移動体をＹ軸方向に駆動するＹ軸モータとを備え、 前記制御手段は、 前記Ｘ軸モータを駆動制御するＸ軸制御手段と、 前記Ｙ軸モータを駆動制御するＹ軸制御手段とを備え、 前記位置検出手段は、 前記移動体のＸ軸方向の位置を検出するＸ軸レーザ干渉
計と、 前記移動体のＹ軸方向の位置を検出するＹ軸レーザ干渉
計とを備え、 前記電流補正手段は、 前記Ｘ軸レーザ干渉計が出力するＸ軸位置検出値に基づ
いて、前記Ｘ軸制御手段が出力するＸ軸電流指令値を補
正するＸ軸電流補正手段と、 前記Ｙ軸レーザ干渉計が出力するＹ軸位置検出値に基づ
いて、前記Ｙ軸制御手段が出力するＹ軸電流指令値を補
正するＹ軸電流補正手段とを備えること、 を特徴とする位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002047837A JP2003250295A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002047837A JP2003250295A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003250295A true JP2003250295A (ja) | 2003-09-05 |
Family
ID=28660795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002047837A Withdrawn JP2003250295A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003250295A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006088098A1 (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Yokogawa Electric Corporation | Ｘｙステージ |
| JP2010207023A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Asmo Co Ltd | モータ制御装置 |
| JP2021002911A (ja) * | 2019-06-20 | 2021-01-07 | キヤノン株式会社 | モータ制御装置およびモータ制御方法、光学機器 |
| WO2023222832A1 (en) * | 2022-05-20 | 2023-11-23 | Universiteit Twente | Spherical electromagnetic actuator and method for controlling a magentic field thereof |
-
2002
- 2002-02-25 JP JP2002047837A patent/JP2003250295A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006088098A1 (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Yokogawa Electric Corporation | Ｘｙステージ |
| JP2010207023A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Asmo Co Ltd | モータ制御装置 |
| JP2021002911A (ja) * | 2019-06-20 | 2021-01-07 | キヤノン株式会社 | モータ制御装置およびモータ制御方法、光学機器 |
| JP7301622B2 (ja) | 2019-06-20 | 2023-07-03 | キヤノン株式会社 | モータ制御装置およびモータ制御方法、光学機器 |
| WO2023222832A1 (en) * | 2022-05-20 | 2023-11-23 | Universiteit Twente | Spherical electromagnetic actuator and method for controlling a magentic field thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061017 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061024 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061030 |