JP2642818B2 - Position measuring device - Google Patents

Position measuring device

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JP2642818B2
JP2642818B2 JP3280174A JP28017491A JP2642818B2 JP 2642818 B2 JP2642818 B2 JP 2642818B2 JP 3280174 A JP3280174 A JP 3280174A JP 28017491 A JP28017491 A JP 28017491A JP 2642818 B2 JP2642818 B2 JP 2642818B2
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moving mechanism
contact
low
movable body
detection sensor
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茂喜 藤原
道彦 谷
都男 原
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、測定対象物に接触子等
を接触させて、測定対象物の位置を測定する位置測定装
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 position measuring device for measuring the position of an object by bringing a contact or the like into contact with the object.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例としては、特開昭60−1042
02号公報と特開昭60−119402号公報が挙げら
れる。
2. Description of the Related Art A conventional example is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-1042.
02 and JP-A-60-119402.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これらは、剛性の低い
物品でも測定できるとあるが、接触子の移動機構が平行
バネであるため、非常に低い接触圧を設定することは困
難である。本発明は上述の点に鑑みて提供したものであ
って、非常に低い接触圧で被測定物に接触子を接触させ
ることができて高分解能で位置検出が可能でかつ位置検
出センサーに邪魔されることなく接触子だけを被測定物
に接触させることだけで位置検出が可能となった位置測
定装置を提供することを目的としたものである。
Although it is stated that these can be measured even for articles having low rigidity, it is difficult to set a very low contact pressure because the moving mechanism of the contact is a parallel spring. The present invention has been made in view of the above points, and can provide a contact with an object to be measured with a very low contact pressure, can perform position detection with high resolution, and is obstructed by a position detection sensor. It is an object of the present invention to provide a position measuring device capable of detecting a position only by bringing only a contact into contact with an object to be measured without using a contact.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明では、流体軸受け又は磁気軸受けか
らなる低摩擦移動機構と、この低摩擦移動機構を駆動す
るリニア直流アクチュエータまたは電磁石からなるアク
チュエータ手段と、被測定物とは異なる位置に設けかつ
低摩擦移動機構の位置を検出する位置検出センサーと、
低摩擦移動機構に設けた可動体とを備えるとともに、該
可動体に接触子と、位置検出センサーが位置検出に使用
するターゲットとを設け、接触子が被測定物に接触する
時点の低摩擦移動機構の位置を位置検出センサーにより
測定することにより被測定物の位置を検出するものであ
る。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a low friction moving mechanism comprising a fluid bearing or a magnetic bearing, and a linear DC actuator or an electromagnet for driving the low friction moving mechanism. Actuator means consisting of, and a position detection sensor provided at a position different from the measured object and detecting the position of the low friction moving mechanism,
A movable body provided in the low friction moving mechanism is provided, and a contact and a target used by the position detection sensor for position detection are provided on the movable body, and the contact comes into contact with the object to be measured.
The position of the low-friction moving mechanism at the time is determined by the position detection sensor.
The position of the object to be measured is detected by measuring .

【0005】また、請求項2の発明では、請求項1の発
明において、位置検出センサーの検出出力に基づいてア
クチュエータ手段をフィードバック制御する制御手段を
設けたものである。 請求項3の発明では、請求項1の発
明において、3つ以上のアクチュエータ手段による駆動
力が作用する低摩擦移動機構に2自由度の可動体を備え
るとともに可動体に接触子を設け、位置検出センサーは
可動体の2自由度の位置を検出するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, an alarm is generated based on a detection output of a position detection sensor.
Control means for feedback control of the actuator
It is provided. According to the third aspect of the present invention, the first aspect
Driven by three or more actuator means
Equipped with a two-degree-of-freedom movable body in a low-friction moving mechanism that acts on force
And a contact on the movable body, and the position detection sensor
It detects the position of the movable body in two degrees of freedom.

【0006】請求項4の発明では、請求項1の発明にお
いて、3つ以上のアクチュエータ手段による駆動力が作
用する低摩擦移動機構に3自由度の可動体を備え、可動
体に接触子を設け、位置検出センサーは可動体の3自由
度の位置を検出するものであ る。
[0006] In the invention of claim 4, the invention of claim 1 is provided.
And the driving force by three or more actuator means
Equipped with a 3-DOF movable body in the low-friction moving mechanism
A contact is provided on the body, and the position detection sensor has three freedoms of the movable body
Ru der detects the position of the degree.

【0007】[0007]

【作用】請求項1の発明によれば、接触子を低摩擦移動
機構に設け、低摩擦移動機構の位置を検出する位置検出
センサーを被測定物とは異なる位置に設けているので、
位置検出センサーを低摩擦移動機構に設ける必要がなく
摩擦が殆ど零に近い低摩擦移動機構を実現でき、従って
それにより低摩擦移動機構を移動させる力がアクチュエ
ータ手段にのみ依存するため、アクチュエータ手段の性
能のみで該力が決まり、非常に微妙な接触圧を実現で
き、しかも接触子が被測定物に接触する時点の低摩擦移
動機構の位置を位置検出センサーにより測定するので、
被測定物の位置測定を低摩擦移動機構の位置を検出する
ことにより間接的に行え、そのため位置検出センサーに
邪魔されることなく接触子だけを被測定物に接触させる
ことで位置検出が可能となり、そのため接触子を接触さ
せることができれば測定が可能で、被測定物に対する制
限が少なくなる。更に可動体に位置検出センサーが位置
検出に使用するターゲットを設けたので、位置検出セン
サーをターゲットに対応する位置で且つ接触子とは離れ
た位置に配置することができ、しかもターゲットを可動
体に設けることで、位置検出センサーと被測定物との関
係がターゲットを介して形で明確になり、位置検出セン
サーの位置検出の精度が向上する。
According to the first aspect of the present invention, the contact is provided on the low-friction moving mechanism, and the position detection sensor for detecting the position of the low-friction moving mechanism is provided at a position different from the object to be measured.
It is not necessary to provide a position detection sensor in the low friction moving mechanism, and a low friction moving mechanism with almost zero friction can be realized. Therefore, the force for moving the low friction moving mechanism depends only on the actuator means. The force is determined only by the performance, and a very delicate contact pressure can be realized, and the low frictional transfer when the contact comes into contact with the object to be measured.
Since the position of the moving mechanism is measured by the position detection sensor ,
The position of the object to be measured can be measured indirectly by detecting the position of the low-friction movement mechanism, so that the position can be detected by contacting only the contact with the object without being disturbed by the position detection sensor. Therefore, if the contact can be brought into contact, measurement can be performed, and restrictions on the object to be measured are reduced. Furthermore, since the movable body is provided with a target used by the position detection sensor for position detection, the position detection sensor can be arranged at a position corresponding to the target and at a position away from the contact, and the target is attached to the movable body. With this arrangement, the relationship between the position detection sensor and the object to be measured becomes clear via the target, and the accuracy of position detection by the position detection sensor is improved.

【0008】また、請求項2の発明によれば、請求項1
の発明において、位置検出センサーの検出出力に基づい
てアクチュエータ手段をフィードバック制御する制御手
段を設けたので、低摩擦移動機構の位置を精密に検出
し、位置制御や力制御、コンプライアンス制御、ダンピ
ング制御等ができる。 更に、請求項3の発明によれば、
請求項1の発明において、3つ以上のアクチュエータ手
段による駆動力が作用する低摩擦移動機構に2自由度の
可動体を備えるとともに可動体に接触子を設け、位置検
出センサーは可動体の2自由度の位置を検出するので、
平面内の位置検出を精度良く行うことができる。
According to the invention of claim 2, according to claim 1,
In the invention of the above, based on the detection output of the position detection sensor
Control means for feedback control of actuator means
A step is provided to accurately detect the position of the low-friction moving mechanism
Position control, force control, compliance control,
Control, etc. Furthermore, according to the invention of claim 3,
The invention according to claim 1, wherein three or more actuator hands are provided.
Two-degree-of-freedom
A movable body is provided and a contact is provided on the movable body for position detection.
The output sensor detects the position of the movable body in two degrees of freedom,
Position detection in a plane can be accurately performed.

【0009】また更に、請求項4の発明によれば、請求
項1の発明において、3つ以上のアクチュエータ手段に
よる駆動力が作用する低摩擦移動機構に3自由度の可動
体を備え、可動体に接触子を設け、位置検出センサーは
可動体の3自由度の位置を検出するので、平面内の位置
と角度を一度に検出することができる。
Further, according to the invention of claim 4, according to the invention,
Item 3. In the invention of Item 1, the three or more actuator means
With three degrees of freedom on a low friction moving mechanism with a driving force
Body, a contact is provided on the movable body, and the position detection sensor is
Since the position of the movable body with three degrees of freedom is detected, the position within the plane
And angle can be detected at once.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 (実施例1) 図1〜図3は本実施例を示すものである。図1におい
て、低摩擦移動機構1は、流体軸受として空気軸受を用
いたものであり、外部から圧縮空気が送りこまれる。低
摩擦移動機構1の中央部には1軸テーブルとして可動体
2が移動自在に設けてあり、可動体2の下面には接触子
3が取り付けられている。また、可動体2の側面にはタ
ーゲット4が設けてあり、このターゲット4に対応して
低摩擦移動機構1の位置を検出する位置検出センサー5
が配設されている。つまり被測定物に接触させる接触子
3の位置とは異なる位置に位置検出センサー5を設け、
低摩擦移動機構1の位置を検出することにより間接的に
被測定物の位置測定を行うことができるようになってい
る。尚、低摩擦移動機構1の流体軸受として、液体軸受
として構成してもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) Figs. 1 to 3 show this embodiment. In FIG. 1, a low-friction moving mechanism 1 uses an air bearing as a fluid bearing, and compressed air is sent from outside. A movable body 2 is movably provided as a one-axis table at the center of the low friction moving mechanism 1, and a contact 3 is attached to a lower surface of the movable body 2. A target 4 is provided on a side surface of the movable body 2, and a position detection sensor 5 for detecting the position of the low-friction moving mechanism 1 corresponding to the target 4.
Are arranged. That is, the position detection sensor 5 is provided at a position different from the position of the contact 3 to be brought into contact with the measured object,
By detecting the position of the low friction moving mechanism 1, the position of the object to be measured can be indirectly measured. Note that the fluid bearing of the low friction moving mechanism 1 may be configured as a liquid bearing.

【0011】低摩擦移動機構1を駆動するアクチュエー
手段であるリニア直流アクチュエータ6は、E型のヨ
ーク7と、ヨーク7の中央部分に嵌挿した可動コイル8
等で構成されており、可動コイル8は低摩擦移動機構1
の可動体2に設けた支持片9と連結されている。従っ
て、可動体2は横方向に移動自在となっている。尚、リ
ニア直流アクチュエータ6は、ここではボイスコイルモ
ータ(VCM)を使用している。
Actuator for driving low friction moving mechanism 1
The linear DC actuator 6 serving as a motor means includes an E-shaped yoke 7 and a movable coil 8 inserted into the center of the yoke 7.
The movable coil 8 is a low-friction moving mechanism 1
Is connected to a support piece 9 provided on the movable body 2. Therefore, the movable body 2 is freely movable in the lateral direction. The linear DC actuator 6 uses a voice coil motor (VCM) here.

【0012】また、位置検出センサー5の出力に基づい
てリニア直流アクチュエータ6をフィードバック制御す
る制御手段が設けられ、この制御手段は図2の制御シス
テムに示すように、リニア直流アクチュエータ6により
駆動された低摩擦移動機構1の位置検出を位置検出セン
サー5が検出し、その検出位置が希望位置と一致するよ
うに位置検出センサー5の検出出力に基づいてリニア直
流アクチュエータ6をフィードバック制御する。
Further, control means for feedback controlling the linear DC actuator 6 based on the output of the position detecting sensor 5 is provided, and this control means is driven by the linear DC actuator 6 as shown in the control system of FIG. The position of the low-friction moving mechanism 1 is detected by the position detection sensor 5, and the linear DC actuator 6 is feedback-controlled based on the detection output of the position detection sensor 5 so that the detected position matches the desired position.

【0013】リニア直流アクチュエータ6にて低摩擦移
動機構1の可動体2を駆動し、接触子3が被測定物10
に接触し、可動体2の位置を位置検出センサー5にて検
出し、位置を測定するようにしている。すなわち、リニ
ア直流アクチュエータ6により、可動体2にローレンツ
力を作用させて、可動体2を所定の位置で制御できるよ
うにしたものである。尚、ダンピングにおいては、圧縮
空気で外部からの微小振動に対して、リニア直流アクチ
ュエータ6のダンピング制御で対応している。
The movable body 2 of the low-friction moving mechanism 1 is driven by the linear DC actuator 6, and the contact 3
, And the position of the movable body 2 is detected by the position detection sensor 5 to measure the position. That is, the Lorentz force is applied to the movable body 2 by the linear DC actuator 6, so that the movable body 2 can be controlled at a predetermined position. In the damping, minute vibration from the outside by compressed air is handled by damping control of the linear DC actuator 6.

【0014】このように、位置検出が可能な低摩擦移動
機構1に対し、リニア直流アクチュエータ6または電磁
石の電磁力に流す電流を制御可能とし、その電流値を制
御することにより、各々の力を任意に発生させ、その既
知の力がかかった低摩擦移動機構1の位置を精密に検出
し、位置制御や力制御、コンプライアンス制御、ダンピ
ング制御等ができ、更に、制御時の力の検出も可能であ
り、力センサーとしての機能も持つことができ、よっ
て、例えば、低荷重の力制御とダンピング制御を同時に
行えば、振動を最小にして、低接触圧で測定することが
可能となるものである。
As described above, the current flowing to the electromagnetic force of the linear DC actuator 6 or the electromagnet can be controlled for the low-friction moving mechanism 1 capable of detecting the position, and by controlling the current value, each force can be controlled. Precisely detects the position of the low-friction moving mechanism 1 that has been generated arbitrarily and the known force has been applied, and can perform position control, force control, compliance control, damping control, etc., and can also detect force during control. Therefore, it can also have a function as a force sensor.Thus, for example, by simultaneously performing low-load force control and damping control, it becomes possible to minimize vibration and measure with low contact pressure. is there.

【0015】図3は図1に示す構成を用いた例を示し、
架台11にはX軸テーブル12、Z軸テーブル13が設
置され、また、ワーク14、測定子(スタイラス)1
5、ワーク用のクランパー16、アクチュエータ17等
が設けられている。ここで、大ストロークは一般の位置
決め装置を用い、小ストロークはリニア直流アクチュエ
ータ6と低摩擦移動機構1とを用いて、位置を正確に測
定するようにしている。
FIG. 3 shows an example using the configuration shown in FIG.
An X-axis table 12 and a Z-axis table 13 are installed on a gantry 11, and a workpiece 14, a stylus (stylus) 1
5, a work clamper 16, an actuator 17 and the like are provided. Here, the large stroke uses a general positioning device, and the small stroke uses the linear DC actuator 6 and the low friction moving mechanism 1 to accurately measure the position.

【0016】(実施例2) 本実施例は、図4及び図5に示すように、上記の流体軸
受の代わりに、反発型の磁気軸受を用いたものであり、
磁気浮上1軸テーブルとして、図5に示すように着磁し
た永久磁石18からなる可動体2と、この永久磁石18
に反発するように着磁した永久磁石19とで構成し、可
動体2の下面に接触子3を取り付けている。
Embodiment 2 In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, a repulsion type magnetic bearing is used in place of the fluid bearing.
As shown in FIG. 5, a movable body 2 composed of a magnetized permanent magnet 18 and a permanent magnet 18
And a permanent magnet 19 that is magnetized so as to be repelled from the movable body 2, and a contact 3 is attached to the lower surface of the movable body 2.

【0017】このように本実施例は、低摩擦移動機構と
して、1軸上に移動する磁気軸受を設け、その低摩擦移
動機構の一部に接触子を配置し、物品の位置を検出する
ようにしたものであり、磁気軸受としては電磁石による
能動制御型や永久磁石による受動型があり、特に、永久
磁石による受動型は、流体軸受と比べて、剛性の面では
劣るものの、流体の経路の設計の必要がないため、装置
を簡単にすることができる。
As described above, according to the present embodiment, a magnetic bearing which moves on one axis is provided as a low friction moving mechanism, and a contact is arranged in a part of the low friction moving mechanism to detect the position of an article. There are two types of magnetic bearings: an active control type using electromagnets and a passive type using permanent magnets.The passive type using permanent magnets is particularly inferior in rigidity to fluid bearings, but the fluid path Since there is no need for design, the device can be simplified.

【0018】(実施例3) 本実施例は、図6及び図7に示すように、リニア直流ア
クチュエータ6と空気軸受からなる低摩擦移動機構1と
を一体構造としたものである。本実施例では、リニア直
流アクチュエータ6と1軸の低摩擦移動機構1を一体と
することで、装置をコンパクトにでき、小型軽量化でき
る。
(Embodiment 3) In this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, a linear DC actuator 6 and a low friction moving mechanism 1 composed of an air bearing are integrally formed. In the present embodiment, by integrating the linear DC actuator 6 and the one-axis low-friction moving mechanism 1, the device can be made compact, and the size and weight can be reduced.

【0019】(実施例4) 本実施例は、図8及び図9に示すように空気軸受(スラ
スト)からなる低摩擦移動機構1と、低摩擦移動機構1
の可動体に吸引・反発力を作用させる3個以上のアクチ
ュエータ手段である電磁石20と、可動体の位置を検出
する平面内2自由度の位置検出センサー5と、位置検出
センサー5の出力に基づいて各電磁石20をフィードバ
ック制御する制御手段(図示せず)により、電磁石20
の吸引力で、可動体に2自由度位置制御可能な吸引力を
作用させて、可動体を所望の位置で制御できるようにし
たものである。これにより、平面内の位置検出を精度良
く行うことができる。
(Embodiment 4) In this embodiment, as shown in FIGS.
) And a low friction moving mechanism 1
Three or more activators that apply suction and repulsion to a movable body
Detects the position of the electromagnet 20 and the movable body
Position detection sensor 5 with two degrees of freedom in a plane and position detection
Each electromagnet 20 is fed back based on the output of the sensor 5.
Control means (not shown) for controlling the magnet 20
With the suction force of the above, the suction force that can control the position of the movable body with two degrees of freedom
To enable the movable body to be controlled at a desired position.
It is a thing. This makes it possible to accurately detect the position in the plane.
Can be done well.

【0020】而して本実施例では2次(X,Y)制御で
あり、平面上の点を化計測可能とし ている。また、3次
元測定器のプローブの代わりに取り付けることもでき
る。 図9は測定システムの一例を示すものである。 (実施例5)本実施例は、図10及び図11に示すように空気軸受か
らなる低摩擦移動機構1と、低摩擦移動機構1の可動体
に力を作用させる3個のリニア直流アクチュエータ6
と、可動体の位置を検出する平面内3自由度の位置検出
センサー5の出力に基づいて各リニア直流アクチュエー
タ6をフィードバック制御する制御手段(図示せず)を
設けたものである。
In this embodiment, secondary (X, Y) control is performed.
Yes, points on the plane can be measured . The third order
Can be attached instead of the original measuring instrument probe
You. FIG. 9 shows an example of the measurement system. (Embodiment 5) This embodiment is directed to an air bearing as shown in FIGS.
Low friction moving mechanism 1 and movable body of low friction moving mechanism 1
Linear DC actuators 6 for applying force to
And three-degree-of-freedom position detection to detect the position of the movable body
Based on the output of the sensor 5, each linear DC actuator
Control means (not shown) for feedback-controlling the
It is provided.

【0021】そして、リニア直流アクチュエータ6で可
動体に3自由度位置制御可能な力を作用させて、可動体
を所望の位置・角度で制御できるようにしたものであ
り、その可動体の一部に接触子3を配置し、物品の平面
上の位置及び平面上の角度を一度(同時)に検出するこ
とができる。また、3次元測定器のプローブの代わりに
取り付けることもできる。
Then, the linear DC actuator 6
The movable body is made to act on the moving body with a force that can be controlled in three degrees of freedom.
Can be controlled at a desired position and angle.
The contact 3 is arranged on a part of the movable body,
At a time (simultaneously).
Can be. Also, instead of a probe for a 3D measuring device
Can also be attached.

【0022】(実施例6)本実施例は、図12及び図13に示すように1軸方向の
測定方法を用いた加速法によるもので、一定電流I(一
定力F)にて加速と負荷を与え、接触子3の停止点を測
定するようになっている。 すなわち、一定の電流をリニ
ア直流アクチュエータ6の可動コイル8に流すことによ
り、一定力が生じ、接触子3が物品つまり被測定物10
に接触するまで、低摩擦移動機構1を等加速度運動さ
せ、接触子3が被測定物10に接触した後、その一定力
の測定圧のもとで、位置を測定するものである。従っ
て、フィードバック制御しなくても、所望の測定圧で、
簡単に測定することができる。
(Embodiment 6) In this embodiment, as shown in FIGS.
It is a constant current I (one
Apply acceleration and load with constant force F) and measure the stop point of contact 3
Is to be specified. That is, a constant current
A By flowing the current through the movable coil 8 of the DC actuator 6
A constant force is generated, and the contact 3 is moved to the article, that is, the object 10 to be measured.
Move the low-friction moving mechanism 1 at constant acceleration until it contacts
After the contact 3 comes into contact with the DUT 10, the constant force
The position is measured under the measurement pressure. Follow
Without feedback control, at the desired measurement pressure,
It can be easily measured.

【0023】(実施例7) 本実施例は、図14及び図15に示すように1軸方向の
測定方法を用いた目標位置増加法によるもので、1ステ
ップずつ目標位置を被測定物10に近づけ、接触子3の
停止点を測定することにより、衝撃を最小になるように
している。 すなわち、位置検出センサー5の値を入力と
し、可動コイル8のコイル電流を出力とするフィードバ
ック制御を行い、低摩擦移動機構1の目標位置を1ステ
ップづつ被測定物10に近づけていき、フィードバック
電流が、接触圧に要するコイル電流値を越えた段階で接
触(停止)を確認し、所望する測定圧で、位置を測定す
るものである。これにより、物品に対する衝撃を小さく
できる。
(Embodiment 7) In this embodiment, as shown in FIG. 14 and FIG.
This is based on the target position increase method using the measurement method.
The target position is brought closer to the DUT 10 by
Minimize impact by measuring stop points
doing. That is, the value of the position detection sensor 5 is input and
And a feedback that outputs the coil current of the movable coil 8.
Control is performed, and the target position of the low-friction moving mechanism 1 is set to one step.
Approach the device under test 10 at a time and provide feedback
When the current exceeds the coil current required for the contact pressure,
Check the contact (stop) and measure the position with the desired measurement pressure.
Things. This reduces the impact on the article
it can.

【0024】(実施例8) 本実施例は、図16及び図17に示すように1軸方向の
測定方法を用いた目標位置設定法によるもので、目標位
置を被測定物10に必ず当たる範囲で設定し、停止点で
低荷重に設定し直して測定し、測定速度が最大となるよ
うにしている。すなわち、位置検出センサー5の値を入
力とし、可動コイル8のコイル電流を出力とするフィー
ドバック制御を行い、被測定物10に接触子3が衝突す
るように、低摩擦移動機構1の目標位置を設定し、接触
を位置検出センサー5で感知した後、所望する測定圧に
変換し、位置を測定するものである。これにより、被測
定物10に速く到達できるため、測定速度が速くなる。
(Embodiment 8) In this embodiment, as shown in FIG. 16 and FIG.
This is based on the target position setting method using the measurement method.
Position within the range that always hits the DUT
Re-set the measurement to a lower load and measure at the maximum speed.
I'm trying. That is, the value of the position detection sensor 5 is entered.
And the coil current of the movable coil 8 as output.
The contact 3 collides with the DUT 10.
The target position of the low friction moving mechanism 1 is set
Is detected by the position detection sensor 5 and then reaches a desired measurement pressure.
It converts and measures the position. This allows the measured
Since the fixed object 10 can be reached quickly, the measurement speed is increased.

【0025】[0025]

【発明の効果】請求項1の発明は、接触子を低摩擦移動
機構に設け、低摩擦移動機構の位置を検出する位置検出
センサーを被測定物とは異なる位置に設けているので、
位置検出センサーを低摩擦移動機構に設ける必要がなく
摩擦が殆ど零に近い低摩擦移動機構を実現でき、従って
それにより低摩擦移動機構を移動させる力がアクチュエ
ータ手段にのみ依存するため、アクチュエータ手段の性
能のみで該力が決まり、非常に微妙な接触圧を実現で
き、しかも接触子が被測定物に接触する時点の低摩擦移
動機構の位置を位置検出センサーにより測定するので、
被測定物の位置測定を低摩擦移動機構の位置を検出する
ことにより間接的に行え、そのため位置検出センサーに
邪魔されることなく接触子だけを被測定物に接触させる
ことで位置検出が可能となり、そのため接触子を接触さ
せることができれば測定が可能で、被測定物に対する制
限が少なくなるという効果があり、更に可動体に位置検
出センサーが位置検出に使用するターゲットを設けたの
で、位置検出センサーをターゲットに対応する位置で且
つ接触子とは離れた位置に配置することができ、しかも
ターゲットを可動体に設けることで、位置検出センサー
と被測定物との関係がターゲットを介して形で明確にな
り、位置検出センサーの位置検出の精度が向上するもの
で、特にアクチュエータ手段の可動範囲内に接触子がセ
ッテングさえされれば、自ずから可動体を動かせて、
接触子を被測定物に、任意の接触圧で接触させることが
できるという作用効果がある。
According to the first aspect of the present invention, the contact is provided on the low-friction moving mechanism, and the position detecting sensor for detecting the position of the low-friction moving mechanism is provided at a position different from the object to be measured.
It is not necessary to provide a position detection sensor in the low friction moving mechanism, and a low friction moving mechanism with almost zero friction can be realized. Therefore, the force for moving the low friction moving mechanism depends only on the actuator means. The force is determined only by the performance, and a very delicate contact pressure can be realized, and the low frictional transfer when the contact comes into contact with the object to be measured.
Since the position of the moving mechanism is measured by the position detection sensor ,
The position of the object to be measured can be measured indirectly by detecting the position of the low-friction movement mechanism, so that the position can be detected by contacting only the contact with the object without being disturbed by the position detection sensor. Therefore, if the contact can be brought into contact, measurement is possible, and there is an effect that the restriction on the object to be measured is reduced. Further, since the movable body is provided with a target used by the position detection sensor for position detection, the position detection sensor is provided. Can be placed at a position corresponding to the target and at a position away from the contact, and by providing the target on the movable body, the relationship between the position detection sensor and the DUT can be clearly defined via the target. to become the position detection in which the position detection accuracy of the sensor is improved, especially contactors cell within the movable range of the actuator means <br/> Tsu Te I Ngusa If it is, it naturally be moved the movable body,
There is an operational effect that the contact can be brought into contact with the measured object at an arbitrary contact pressure.

【0026】また、請求項2の発明は、請求項1の発明
において、位置検出センサーの検出出力に基づいてアク
チュエータ手段をフィードバック制御する制御手段を設
けたので、低摩擦移動機構の位置を精密に検出し、位置
制御や力制御、コンプライアンス制御、ダンピング制御
等ができるという効果がある。 更に、請求項3の発明
は、請求項1の発明において、3つ以上のアクチュエー
タ手段による駆動力が作用する低摩擦移動機構に2自由
度の可動体を備えるとともに可動体に接触子を設け、位
置検出センサーは可動体の2自由度の位置を検出するの
で、平面内の位置検出を精度良く行うことができるとい
う効果がある。
The invention of claim 2 is the invention of claim 1.
In the case of
Control means for feedback control of the tutor means is provided.
The position of the low-friction moving mechanism is precisely detected because
Control, force control, compliance control, damping control
And the like. Further, the invention of claim 3
The invention according to claim 1, wherein three or more actuators
2 free for low friction moving mechanism where the driving force is applied by
With a movable body and a contact on the movable body.
The position detection sensor detects the position of the movable body in two degrees of freedom.
It is said that it is possible to accurately detect the position in the plane
Has the effect.

【0027】更にまた、請求項4の発明は、請求項1の
発明において、3つ以上のアクチュエータ手段による駆
動力が作用する低摩擦移動機構に3自由度の可動体を備
え、可動体に接触子を設け、位置検出センサーは可動体
の3自由度の位置を検出するので、平面内の位置と角度
を一度に検出することができるという効果がある。
Further, the invention of claim 4 is the invention of claim 1
In the invention, drive by three or more actuator means
Equipped with a three-degree-of-freedom movable body in a low-friction moving mechanism that acts on power.
A contact is provided on the movable body, and the position detection sensor is
Position of three degrees of freedom is detected.
Can be detected at once.

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

【図1】本発明の実施例1の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】同上の制御システムのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a control system of the above.

【図3】同上の測定システムの一例を示す斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of the measurement system of the above.

【図4】同上の実施例2の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of Embodiment 2 of the above.

【図5】同上の実施例2の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of Embodiment 2 of the above.

【図6】同上の実施例3の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the third embodiment.

【図7】同上の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the above.

【図8】FIG. 8 同上の実施例4の斜視図である。It is a perspective view of Example 4 same as the above.

【図9】FIG. 9 同上の測定システムの一例を示す斜視図であFIG. 2 is a perspective view showing an example of the measurement system of the above.
る。You.

【図10】FIG. 10 同上の実施例5の斜視図である。It is a perspective view of Example 5 same as the above.

【図11】FIG. 11 同上の測定システムの一例を示す斜視図であFIG. 2 is a perspective view showing an example of the measurement system of the above.
る。You.

【図12】FIG. 同上の実施例6の説明図である。It is explanatory drawing of Example 6 same as the above.

【図13】FIG. 13 同上のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart same as the above.

【図14】FIG. 14 同上の実施例7の説明図である。It is explanatory drawing of Example 7 same as the above.

【図15】FIG. 同上のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart same as the above.

【図16】FIG. 16 同上の実施例8の説明図である。It is explanatory drawing of Example 8 same as the above.

【図17】FIG. 同上のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart same as the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 低摩擦移動機構 2 可動体 3 接触子 5 位置検出センサー 6 リニア直流アクチュエータ 8 可動コイル 10 被測定物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Low friction movement mechanism 2 Movable body 3 Contact 5 Position detection sensor 6 Linear DC actuator 8 Movable coil 10 DUT

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 都男 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−250009(JP,A) 特開 平4−98101(JP,A) 特開 昭63−302477(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshio Hara 1048 Odomo Kadoma, Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Works, Ltd. (JP, A) JP-A-63-302477 (JP, A)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】流体軸受け又は磁気軸受けからなる低摩擦
移動機構と、この低摩擦移動機構を駆動するリニア直流
アクチュエータまたは電磁石からなるアクチュエータ手
段と、被測定物とは異なる位置に設けかつ低摩擦移動機
構の位置を検出する位置検出センサーと、低摩擦移動機
構に設けた可動体とを備えるとともに、該可動体に接触
子と、位置検出センサーが位置検出に使用するターゲッ
トとを設け、接触子が被測定物に接触する時点の低摩擦
移動機構の位置を位置検出センサーにより測定すること
により被測定物の位置を検出することを特徴とする位置
測定装置。
1. A low-friction moving mechanism comprising a fluid bearing or a magnetic bearing; an actuator means comprising a linear DC actuator or an electromagnet for driving the low-friction moving mechanism; a position detection sensor for detecting the position of the mechanism provided with a movable body provided in the low friction moving mechanism, and contacts the movable body, provided the target position detection sensor is used to detect the position, the contact is Low friction when contacting the object
Measuring the position of the moving mechanism with a position detection sensor
Position measuring device according to feature to detect the position of the object to be measured by.
【請求項2】位置検出センサーの検出出力に基づいてア
クチュエータ手段をフィードバック制御する制御手段を
設けたことを特徴とする請求項1記載の位置測定装置。
2. The position measuring device according to claim 1, further comprising control means for performing feedback control of the actuator means based on a detection output of the position detection sensor.
【請求項3】3つ以上のアクチュエータ手段による駆動
力が作用する低摩擦移動機構に2自由度の可動体を備え
るとともに可動体に接触子を設け、位置検出センサーは
可動体の2自由度の位置を検出することを特徴とする請
求項1記載の位置測定装置。
3. A low-friction moving mechanism to which a driving force is applied by three or more actuators is provided with a movable body having two degrees of freedom and a contact is provided on the movable body. The position measuring device according to claim 1, wherein the position is detected.
【請求項4】3つ以上のアクチュエータ手段による駆動
力が作用する低摩擦移動機構に3自由度の可動体を備
え、可動体に接触子を設け、位置検出センサーは可動体
の3自由度の位置を検出することを特徴とする請求項1
記載の位置測定装置。
4. A low-friction moving mechanism, to which a driving force is applied by three or more actuators, includes a movable member having three degrees of freedom, a contact is provided on the movable member, and the position detection sensor has three degrees of freedom of the movable member. 2. The method according to claim 1, wherein the position is detected.
The position measuring device as described.
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