JP2784225B2 - 相対移動量測定装置 - Google Patents
相対移動量測定装置Info
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- JP2784225B2 JP2784225B2 JP1306585A JP30658589A JP2784225B2 JP 2784225 B2 JP2784225 B2 JP 2784225B2 JP 1306585 A JP1306585 A JP 1306585A JP 30658589 A JP30658589 A JP 30658589A JP 2784225 B2 JP2784225 B2 JP 2784225B2
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- Japan
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- relative movement
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械等において被加工物の移動量等を
測定するための測定装置に係り、特に測定誤差の補正機
能を有する相対移動量測定装置に関するものである。
測定するための測定装置に係り、特に測定誤差の補正機
能を有する相対移動量測定装置に関するものである。
工作機械類の能率精度を向上させるために、第４図に
示すような構成の相対移動量測定装置が実用化されてい
る。ここで、２は工作機械類のベッド１に対して移動自
在とされたテーブルである。テーブル２にはテーブル２
の移動方向に沿って透明なスケール４が取付けられてお
り、ベッド１には検出ヘッド６が取付けられている。そ
してスケール４と検出ヘッド６はスライド自在に係合し
ている。スケール４には微細な目盛５（例えば線径及び
その間隔が10〜20μｍ程度）からなる光学格子が形成さ
れており、図示はしないが検出ヘッド６の内部にも前記
スケール４と同様な微細目盛を施した目盛板が設けられ
ている。検出ヘッド６の目盛板とスケール４の目盛５
は、ある微小角度をもって対面しており、両目盛が重な
り合ってモアレ縞が生ずるようになっている。そして、
このモアレ縞の移動は検出ヘッド６において光学的に検
出され、これによって知覚されるテーブル２の移動量が
デジタル表示装置７に表示されるように構成されてい
る。
示すような構成の相対移動量測定装置が実用化されてい
る。ここで、２は工作機械類のベッド１に対して移動自
在とされたテーブルである。テーブル２にはテーブル２
の移動方向に沿って透明なスケール４が取付けられてお
り、ベッド１には検出ヘッド６が取付けられている。そ
してスケール４と検出ヘッド６はスライド自在に係合し
ている。スケール４には微細な目盛５（例えば線径及び
その間隔が10〜20μｍ程度）からなる光学格子が形成さ
れており、図示はしないが検出ヘッド６の内部にも前記
スケール４と同様な微細目盛を施した目盛板が設けられ
ている。検出ヘッド６の目盛板とスケール４の目盛５
は、ある微小角度をもって対面しており、両目盛が重な
り合ってモアレ縞が生ずるようになっている。そして、
このモアレ縞の移動は検出ヘッド６において光学的に検
出され、これによって知覚されるテーブル２の移動量が
デジタル表示装置７に表示されるように構成されてい
る。
前記測定装置においては、スケール４の撓み、テーブ
ル２の反り等により、スケール４と検出ヘッド６の相対
移動が完全に平行な状態では行なわれず、測定誤差が発
生する。そこで、従来は誤差を補正するために次のよう
な方法がとられていた。即ち、あらかじめ設定しておい
た長さの基準に基づいてテーブル２を移動させ、基準に
対して移動量の検出値に誤差が発生した場合には、誤差
が発生したポイントと、各検出値の差から算出した各ポ
イントでの誤差量を用紙に順次記録していく。そして測
定に際しては、記録した補正値を測定値に加算して正し
い値を算出し、表示装置に表示させていく。
ル２の反り等により、スケール４と検出ヘッド６の相対
移動が完全に平行な状態では行なわれず、測定誤差が発
生する。そこで、従来は誤差を補正するために次のよう
な方法がとられていた。即ち、あらかじめ設定しておい
た長さの基準に基づいてテーブル２を移動させ、基準に
対して移動量の検出値に誤差が発生した場合には、誤差
が発生したポイントと、各検出値の差から算出した各ポ
イントでの誤差量を用紙に順次記録していく。そして測
定に際しては、記録した補正値を測定値に加算して正し
い値を算出し、表示装置に表示させていく。
従来の測定装置によれば、補正量の設定が極めて煩雑
であるという問題点があった。
であるという問題点があった。
本発明は、スケールに対して相対移動可能な検出ヘッ
ドを備え、前記スケールと検出ヘッドとの相対移動によ
り前記検出ヘッドから得られるパルスを計数して相対移
動量を測定する相対移動量測定装置において、複数の基
準点について、検出ヘッドからそれぞれ出力される複数
の計数値と、前記各計数値と前記基準点間の差に対応す
る複数の補正値とを、設定キーの操作によって記憶する
記憶手段と、測定モードにおいて、前記記憶手段に記憶
された計数値の中、現在の計数値と大小関係にある最近
傍の２個の計数値に対応する補正値から前記現在の計数
値に対応する補正値を算出する演算手段と、前記演算手
段が算出した補正値と前記現在の計数値とを加算する加
算手段と、前記加算手段の出力信号に応じた表示を行な
う表示部とを備えたことを特徴としている。
ドを備え、前記スケールと検出ヘッドとの相対移動によ
り前記検出ヘッドから得られるパルスを計数して相対移
動量を測定する相対移動量測定装置において、複数の基
準点について、検出ヘッドからそれぞれ出力される複数
の計数値と、前記各計数値と前記基準点間の差に対応す
る複数の補正値とを、設定キーの操作によって記憶する
記憶手段と、測定モードにおいて、前記記憶手段に記憶
された計数値の中、現在の計数値と大小関係にある最近
傍の２個の計数値に対応する補正値から前記現在の計数
値に対応する補正値を算出する演算手段と、前記演算手
段が算出した補正値と前記現在の計数値とを加算する加
算手段と、前記加算手段の出力信号に応じた表示を行な
う表示部とを備えたことを特徴としている。
補正値を設定する場合には、まずスケールと検出ヘッ
ドを相対移動させ、各基準点ごとに検出ヘッドから出力
される各計数値と、各計数値と基準点間の差に対応する
複数の補正値とを、設定キーの操作によって記憶手段に
記憶させる。
ドを相対移動させ、各基準点ごとに検出ヘッドから出力
される各計数値と、各計数値と基準点間の差に対応する
複数の補正値とを、設定キーの操作によって記憶手段に
記憶させる。
測定する場合には、現に測定して得られた現在の計数
値と大小関係にある最近傍の２個の計数値を前記記憶手
段の中から選び出す。次に、この２個の計数値と、記憶
手段に記憶された各計数値に対応した補正値とから、現
在の計数値に対応する補正値を演算手段が算出する。そ
して、前記現在の計数値と算出された補正値とを加算手
段が加算し、加算手段の出力信号に応じた表示が表示部
において行われる。
値と大小関係にある最近傍の２個の計数値を前記記憶手
段の中から選び出す。次に、この２個の計数値と、記憶
手段に記憶された各計数値に対応した補正値とから、現
在の計数値に対応する補正値を演算手段が算出する。そ
して、前記現在の計数値と算出された補正値とを加算手
段が加算し、加算手段の出力信号に応じた表示が表示部
において行われる。
本発明の一実施例を第１図〜第３図によって説明す
る。
る。
第１図に示すように、工作機械101の固定台107にはテ
ーブル104が左右方向について相対移動自在に設けられ
ている。テーブル104には、多数の刻線が設けられたガ
ラス製の光学スケール105が移動方向に沿って取付けら
れている。また、固定台107には、光学スケール105の刻
線に対応した刻線を有する検出ヘッド106が取付けられ
ており、この検出ヘッド106と前記光学スケール105はス
ライド自在に係合している。なお、この検出ヘッド106
は周知の二相信号を出力する。
ーブル104が左右方向について相対移動自在に設けられ
ている。テーブル104には、多数の刻線が設けられたガ
ラス製の光学スケール105が移動方向に沿って取付けら
れている。また、固定台107には、光学スケール105の刻
線に対応した刻線を有する検出ヘッド106が取付けられ
ており、この検出ヘッド106と前記光学スケール105はス
ライド自在に係合している。なお、この検出ヘッド106
は周知の二相信号を出力する。
前記検出ヘッド106の出力はカウンタ112に与えられる
ようになっている。また、前記光学スケール105の所定
位置には絶対位置の基準となる所定コードの原点マーク
が設けられていて、検出ヘッド106が原点マークを検出
すると、前記カウンタ112の値は零にリセットされるよ
うになっている。そして、このカウンタ112の出力は演
算手段及び加算手段であるCPU111に与えられるようにな
っている。図中108は設定部としてのキー入力部であ
り、入出力装置（I/O）109を介して前記CPU111に接続さ
れている。図中114は表示部であり、I/O113を介して前
記CPU111に接続されている。図中110は記憶手段として
のRAMであり、補正値設定モードにおいて、基準位置に
対応した複数の計数値と補正値とを前記キー入力部108
の操作によって設定することができる。
ようになっている。また、前記光学スケール105の所定
位置には絶対位置の基準となる所定コードの原点マーク
が設けられていて、検出ヘッド106が原点マークを検出
すると、前記カウンタ112の値は零にリセットされるよ
うになっている。そして、このカウンタ112の出力は演
算手段及び加算手段であるCPU111に与えられるようにな
っている。図中108は設定部としてのキー入力部であ
り、入出力装置（I/O）109を介して前記CPU111に接続さ
れている。図中114は表示部であり、I/O113を介して前
記CPU111に接続されている。図中110は記憶手段として
のRAMであり、補正値設定モードにおいて、基準位置に
対応した複数の計数値と補正値とを前記キー入力部108
の操作によって設定することができる。
前記テーブル104の上には標準尺（チェックマスタ）1
03が設定できるようになっている。この標準尺103には
所定ピッチＰの突起（基準点）が設けられている。図中
102はダイヤルゲージであり、補正値設定時にはその先
端が標準尺103のいずれかの突起に当接するようにす
る。
03が設定できるようになっている。この標準尺103には
所定ピッチＰの突起（基準点）が設けられている。図中
102はダイヤルゲージであり、補正値設定時にはその先
端が標準尺103のいずれかの突起に当接するようにす
る。
次に、以上の構成における作用を説明する。
（１）補正値設定モード 第１図に示すように、テーブル104上に標準尺103を設
置する。図示の実施例では一軸方向（図中左右方向）の
みを扱っているので、標準尺103は光学スケール105と平
行に設定する。例えばX,Yの２軸、又はX,Y,Zの３軸があ
る場合には、補正値を設定したい軸と平行に標準尺103
を置けばよい。
置する。図示の実施例では一軸方向（図中左右方向）の
みを扱っているので、標準尺103は光学スケール105と平
行に設定する。例えばX,Yの２軸、又はX,Y,Zの３軸があ
る場合には、補正値を設定したい軸と平行に標準尺103
を置けばよい。
次にテーブル104を移動させ、検出ヘッド106が光学ス
ケール105の原点マークを横切るようにする。検出ヘッ
ド106は原点マークを検出し、カウンタ112の計数値を零
にリセットする。即ち、検出ヘッド106が原点マークに
対面した時には表示部114は零を表示する。
ケール105の原点マークを横切るようにする。検出ヘッ
ド106は原点マークを検出し、カウンタ112の計数値を零
にリセットする。即ち、検出ヘッド106が原点マークに
対面した時には表示部114は零を表示する。
次に、表示部114の表示が零となるように、行き過ぎ
たテーブル104を戻す。この状態で、ダイヤルゲージ102
の先端が標準尺103のいずれかの突起に当接するように
する。
たテーブル104を戻す。この状態で、ダイヤルゲージ102
の先端が標準尺103のいずれかの突起に当接するように
する。
標準尺103の隣りあう突起（基準点）間の距離即ちピ
ッチＰは既知であり、このピッチＰを補正値を求める基
準となる真の長さとして利用する。このピッチＰ（例え
ばＰ＝20mm）は、あらかじめキー入力部108の操作によ
ってRAM110に記憶されている。RAM110に記憶されるピッ
チＰは、利用する標準尺の種類に応じて種々に設定する
ことができる。
ッチＰは既知であり、このピッチＰを補正値を求める基
準となる真の長さとして利用する。このピッチＰ（例え
ばＰ＝20mm）は、あらかじめキー入力部108の操作によ
ってRAM110に記憶されている。RAM110に記憶されるピッ
チＰは、利用する標準尺の種類に応じて種々に設定する
ことができる。
第２図のステップ１に示すように、この状態で、キー
入力部108の設定モードキーを押すことによって測定装
置を補正値設定モードにする。この状態は、カウンタ11
2の計数値とピッチＰの整数倍の値との差及びカウンタ1
12の計数値をRAM110に記憶するようにCPU111が機能する
モードである。
入力部108の設定モードキーを押すことによって測定装
置を補正値設定モードにする。この状態は、カウンタ11
2の計数値とピッチＰの整数倍の値との差及びカウンタ1
12の計数値をRAM110に記憶するようにCPU111が機能する
モードである。
次に、ステップ２に示すように、テーブル104を移動
させて基準尺103のいずれかの基準点にダイヤルゲージ1
02を当接させる。そして、ステップ３に示すようにキー
入力部108の設定キーを押すと、CPU111においてステッ
プ４に示す不等式が成立するか否かがＮ＝１から順次判
断される。そして、式が成立するＮの値が判明したとこ
ろで、ステップ５に示すように（計数値−PN）の値と計
数値をRAM110の所定アドレスに記憶させる。
させて基準尺103のいずれかの基準点にダイヤルゲージ1
02を当接させる。そして、ステップ３に示すようにキー
入力部108の設定キーを押すと、CPU111においてステッ
プ４に示す不等式が成立するか否かがＮ＝１から順次判
断される。そして、式が成立するＮの値が判明したとこ
ろで、ステップ５に示すように（計数値−PN）の値と計
数値をRAM110の所定アドレスに記憶させる。
以上の操作によって、特定の基準点に対応したテーブ
ル103の一位置におけるカウンタ112の計数値とその計数
値に対応する誤差とがRAM110に設定されたことになる。
そして、以上の操作を各基準点ごとに行なうことによ
り、計数値と誤差をRAM110の相異する各アドレスに順次
記憶し、ステップ６に示すように設定が完了したと判断
すれば、ステップ７に示すようにキー入力部108の終了
キーを押して操作を完了する。
ル103の一位置におけるカウンタ112の計数値とその計数
値に対応する誤差とがRAM110に設定されたことになる。
そして、以上の操作を各基準点ごとに行なうことによ
り、計数値と誤差をRAM110の相異する各アドレスに順次
記憶し、ステップ６に示すように設定が完了したと判断
すれば、ステップ７に示すようにキー入力部108の終了
キーを押して操作を完了する。
（２）測定モード 前記ダイヤルゲージ102及び前記標準尺103を除去し、
被加工物（ワーク）をテーブル104上に載置する。
被加工物（ワーク）をテーブル104上に載置する。
第３図のステップ11,12に示すように、テーブル104を
移動させて計数を行なわせ、テーブル104及びワークの
移動量を測定する。
移動させて計数を行なわせ、テーブル104及びワークの
移動量を測定する。
CPU111において、ステップ14に示す不等式が成立する
か否かがＫ＝１から順次判断される。即ち、本ステップ
14においては、前記補正値設定モードで各基準点ごとに
RAM110に設定された計数値のなかから、現在の計数値と
大小関係にある最近傍の２個の計数値がどれであるかが
判断される。
か否かがＫ＝１から順次判断される。即ち、本ステップ
14においては、前記補正値設定モードで各基準点ごとに
RAM110に設定された計数値のなかから、現在の計数値と
大小関係にある最近傍の２個の計数値がどれであるかが
判断される。
次に、CPU111は、ステップ15に示すように、現在の計
数値と大小関係にある最近傍の第Ｋ計数値及び第（Ｋ＋
１）計数値と、各計数値に対応する第Ｋ補正値及び第
（Ｋ＋１）補正値とから、現在の計数値に対応する補正
値を算出する。
数値と大小関係にある最近傍の第Ｋ計数値及び第（Ｋ＋
１）計数値と、各計数値に対応する第Ｋ補正値及び第
（Ｋ＋１）補正値とから、現在の計数値に対応する補正
値を算出する。
次に、CPU111は、ステップ16に示すように、ステップ
15で算出した補正値と現在の計数値とを加算する。そし
て、CPU111はI/O113を介して表示部114に出力信号を与
えて補正済みの計数値を表示させる。
15で算出した補正値と現在の計数値とを加算する。そし
て、CPU111はI/O113を介して表示部114に出力信号を与
えて補正済みの計数値を表示させる。
以上説明した一実施例では、計数値を補正する長さの
基準として基準尺を用いたが、かわりにレーザ測長器を
用いることもできる。また、相対移動量測定装置の形式
としては、スケールに係合した検出ヘッドが直線的に移
動するいわゆるリニアスケール形のものを例示したが、
本発明をロータリエンコーダに応用することも可能であ
る。さらに、本実施例のCPUにおいては直線補正によっ
て真の相対移動量が求められていたが、必要に応じて指
数関数等の曲線による補正を行ってもよい。
基準として基準尺を用いたが、かわりにレーザ測長器を
用いることもできる。また、相対移動量測定装置の形式
としては、スケールに係合した検出ヘッドが直線的に移
動するいわゆるリニアスケール形のものを例示したが、
本発明をロータリエンコーダに応用することも可能であ
る。さらに、本実施例のCPUにおいては直線補正によっ
て真の相対移動量が求められていたが、必要に応じて指
数関数等の曲線による補正を行ってもよい。
本発明の装置によれば、簡単な操作で基準点における
補正値を記憶手段に設定しておくことができ、測定時に
はこれらのデータから計数値を自動的に補正して表示さ
せることができるので、真の相対移動量を容易に得るこ
とができる。
補正値を記憶手段に設定しておくことができ、測定時に
はこれらのデータから計数値を自動的に補正して表示さ
せることができるので、真の相対移動量を容易に得るこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例である相対移動量測定装置の
ブロック図、第２図は同実施例における補正値設定モー
ドの流れ図、第３図は同実施例における測定モードの流
れ図、第４図は従来の相対移動量測定装置の一例を示す
斜視図である。 103……基準点を有する標準尺、 105……光学スケール、 106……検出ヘッド、 108……設定部としてのキー入力部、 110……記憶手段としてのRAM、 111……演算手段及び加算手段としてのCPU、 114……表示部。
ブロック図、第２図は同実施例における補正値設定モー
ドの流れ図、第３図は同実施例における測定モードの流
れ図、第４図は従来の相対移動量測定装置の一例を示す
斜視図である。 103……基準点を有する標準尺、 105……光学スケール、 106……検出ヘッド、 108……設定部としてのキー入力部、 110……記憶手段としてのRAM、 111……演算手段及び加算手段としてのCPU、 114……表示部。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 21/00 - 21/02 G01D 5/245
Claims (1)
- 【請求項１】スケールに対して相対移動可能な検出ヘッ
ドを備え、前記スケールと検出ヘッドとの相対移動によ
り前記検出ヘッドから得られるパルスを計数して相対移
動量を測定する相対移動量測定装置において、 複数の基準点について、検出ヘッドからそれぞれ出力さ
れる複数の計数値と、前記各計数値と前記基準点間の差
に対応する複数の補正値とを、設定部の操作によって記
憶する記憶手段と、 測定モードにおいて、前記記憶手段に記憶された計数値
の中、現在の計数値と大小関係にある最近傍の２個の計
数値に対応する補正値から前記現在の計数値に対応する
補正値を算出する演算手段と、 前記演算手段が算出した補正値と前記現在の計数値とを
加算する加算手段と、 前記加算手段の出力信号に応じた表示を行なう表示部と
を備えたことを特徴とする相対移動量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306585A JP2784225B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 相対移動量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306585A JP2784225B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 相対移動量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03167419A JPH03167419A (ja) | 1991-07-19 |
| JP2784225B2 true JP2784225B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=17958838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1306585A Expired - Lifetime JP2784225B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 相対移動量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2784225B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101763546B1 (ko) | 2006-08-31 | 2017-07-31 | 가부시키가이샤 니콘 | 이동체 구동 방법 및 이동체 구동 시스템, 패턴 형성 방법 및 장치, 노광 방법 및 장치, 그리고 디바이스 제조 방법 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101124179B1 (ko) | 2003-04-09 | 2012-03-27 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광 방법 및 장치, 그리고 디바이스 제조 방법 |
| TWI474132B (zh) | 2003-10-28 | 2015-02-21 | 尼康股份有限公司 | 照明光學裝置、投影曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法 |
| TWI612338B (zh) | 2003-11-20 | 2018-01-21 | 尼康股份有限公司 | 光學照明裝置、曝光裝置、曝光方法、以及元件製造方法 |
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| KR101455551B1 (ko) | 2005-05-12 | 2014-10-27 | 가부시키가이샤 니콘 | 투영 광학계, 노광 장치 및 노광 방법 |
| WO2007083758A1 (ja) | 2006-01-19 | 2007-07-26 | Nikon Corporation | 移動体駆動方法及び移動体駆動システム、パターン形成方法及びパターン形成装置、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法 |
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