JPH0259927B2 - - Google Patents

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JPH0259927B2
JPH0259927B2 JP10059883A JP10059883A JPH0259927B2 JP H0259927 B2 JPH0259927 B2 JP H0259927B2 JP 10059883 A JP10059883 A JP 10059883A JP 10059883 A JP10059883 A JP 10059883A JP H0259927 B2 JPH0259927 B2 JP H0259927B2
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JP
Japan
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integrator
output
relay element
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command signal
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Application number
JP10059883A
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English (en)
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JPS59225315A (ja
Inventor
Takeshi Hojo
Tsurashi Yamamoto
Toshio Myayama
Kazuteru Sato
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.)
Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokyo Keiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Keiki Co Ltd filed Critical Tokyo Keiki Co Ltd
Priority to JP10059883A priority Critical patent/JPS59225315A/ja
Publication of JPS59225315A publication Critical patent/JPS59225315A/ja
Publication of JPH0259927B2 publication Critical patent/JPH0259927B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/045Correction of measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
  • Machine Tool Positioning Apparatuses (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、座標位置検出装置、特にX−Yテー
ブルや、工作機械の送り装置等の水平基盤上を移
動する移動台の座標を、移動台上に設置した加速
度計を用いて検出する座標位置検出装置に関する
ものである。
従来、この種の装置に於ける座標系の検出に
は、エンコーダ、リニアエンコーダ、マグネスケ
ール、レーザ光等を利用した装置等が用いられ
る。然し乍ら、エンコーダやマグネスケール等
は、その検出精度に限界があり、更に移動台の移
動距離が長い場合、装置のコストが高くなる。
又、レーザ光を用いた装置は、検出精度は高い
が、そのコストも高いと云う欠点がある。
従つて、本発明の主目的は、上記した従来装置
の欠点を一掃した、高精度且つ廉価な座標位置検
出装置を提供せんとするにある。
本発明による座標位置検出装置の要旨は、略々
水平な平面を有する基台上を移動する移動台の上
記基台に対する座標位置を検出する装置に於い
て、上記移動台上に入力軸を略々水平にして配置
した加速度計と、該加速度計の出力を時間に関し
て2回積分し上記基台に対する上記移動台の座標
位置検出出力信号を発生する第1及び第2の積分
装置と、比例+積分要素から成りその出力が上記
第1の積分装置に入力されるバイアス修正器と、
上記第1の積分装置の出力側と上記バイアス修正
器の入力側との間に挿入され上記移動台の移動又
は停止命令信号により切換られる第1のリレー要
素と、上記第1の積分装置の出力側と上記第2の
積分装置の入力側との間に挿入され上記移動台の
移動又は停止命令信号により切換られる第2のリ
レー要素とより成り、上記移動又は停止命令信号
により、上記第1のリレー要素は上記第1の積分
装置の出力端を上記バイアス修正器の入力端に接
続すると共に、上記第2のリレー要素は上記第1
の積分装置の出力端と上記第2の積分装置の入力
端との接続を開放し、該第2の積分装置の出力値
をその直前の値にホールドするようになしたこと
に在る。
以下、図面を参照して、上述した要旨を有する
本発明の一例を説明しよう。
第1図は、本発明による座標位置検出装置の一
例を、X−Yステージに適用した場合を示す斜視
図である。同図に於て、1は基盤で、この基盤1
上に、水平案内面2′を上方に有する、例えばX
−軸方向に伸びるX−基台2を取り付ける。3は
X−移動台で、これは、X−基台2の案内面2′
に沿つてX−軸方向に移動し得る如く、案内面
2′と嵌合している。X−移動台3上に、Y−基
台4を取り付ける。このY−基台4は、X−軸と
直行するY−軸方向に伸び、その上面は水平案内
面4′となつている。Y−基台4の案内面4′に、
Y−移動台5を嵌合させ、Y―軸方向に移動し得
るようになす。図に示す如く、X−及びY−基台
2及び4は、夫々X−及びY−軸方向に伸びるス
リツト2″及び4″を有し、それ等の内部に、X−
及びY−軸方向に伸びる送りネジ6及び7が、回
転し得るように支持されている。これ等送りネジ
6及び7は、モータの如き駆動装置8及び9によ
り、夫々回転される。図示せずも、X−及びY−
移動台3及び5は、夫々送りネジ6及び7と螺合
するネジを有しているので、送りネジ6及び7が
駆動装置8及び9により回転されると、X−及び
Y−移動台3及び5が、夫々X−及びY−軸方向
に移動し、結局、Y−移動台5を、基盤1上の所
望の位置に移動させることができる。
扨て、上述は、従来周知の構成であるが、本発
明の座標位置検出装置の一例は、第1図に示す如
く、Y−移動台5上に取り付けたX−及びY−加
速度計10及び11を有する。この場合、これ等
X−及びY−加速度計10及び11の夫々の入力
軸は、図に於て矢印で示す如く、X−及びY−移
動台3及び5の移動方向、即ちX−及びY−軸方
向と平行となるように整合されている。
扨て、本発明に於ては、その原理構成を示す第
2図の如く、Y−移動台5上に、夫々の入力軸
を、X−及びY−移動台3及び5の移動方向、即
ちX−及びY−軸方向に正しく整合したX−及び
Y−加速度計10及び11の出力を、夫々X−及
びY−速度積分器12及び13とX−及びY−位
置積分器14及び15を通すことにより、これ等
出力を、時間に関して2回積分し、Y−移動台5
の座標位置検出信号X及びYを得る。尚、この場
合、速度の初期値X〓0,Y〓0及び位置の初期値X0
Y0を、予じめ、速度積分器12,13及び位置
積分器14,15に供給する必要がある。
然し乍ら、第2図に示す原理構成によれば、加
速度計の出力を2重積分して、移動台の位置を検
出するため、加速度計のバイアスや積分器のオフ
セツトにより、検出出力の誤差が、時間の経過と
共に増大し、第2図の原理構成そのまゝでは、実
用に供さない。
従つて、本発明に於ては、上述の問題点を解決
するために、バイアス修正器、リレー要素等を、
第2図に示す原理構成に付加する。
第3図は、本発明の一例のブロツク線図で、2
個の検出系のうち、一方、即ちX−軸検出系のみ
を示しているが、Y−軸検出系も同様であること
は、勿論である。
第3図に示す如く、X−加速度計10及びX−
速度積分器12間に、加算器16を挿入し、X−
速度積分器12の出力側と加算器16との間に、
リレー要素17及びバイアス修正器18を直列に
挿入し、更に、X−速度積分器12の出力側とX
−位置積分器14との間に、リレー要素19を挿
入する。
第3図に示す本発明の例は、第1図に示す移動
台5が移動命令信号により移動している間は、第
2図に示す原理構成と同様な機能を果すが、装置
の起動時や、移動台5の停止時に於ては、移動或
は停止命令信号に応じて、リレー要素17及び1
9を連動して制御する。即ち、第3図に示す如
く、リレー要素17は、バイアス修正器18の入
力側に接続された可動接片17a、X−速度積分
器12の出力側に接続された固定接点17b及び
開放接点17cを有し、他方のリレー要素19
は、X−速度積分器12の出力側に接続された可
動接片19a、X−位置積分器14の入力側に接
続された固定接点19b及び開放接点19cを有
し、両リレー要素17及び19の可動接片17a
及び19aが、停止或は移動命令信号により連動
して切換られる。例えば、上述の如く移動台5が
移動している間は、リレー要素17の可動接片1
7aはその開放接点17cに、又はリレー要素1
9の可動接片19aはその固定接点19bに、
夫々接続される(第3図の実線状態)。従つて、
この場合は、第3図に示す本発明の例は、第2図
に示す原理構成と同様に機能する。
装置の起動又は移動台5の停止時には、その命
令信号により、リレー要素17の可動接片17a
がその固定接点17bに、リレー要素19の可動
接片19aがその開放接点19cに、夫々切換接
続される(第3図に於て点線図示の状態)。従つ
て、X−位置積分器14は、その出力を入力開放
直前の値にホールドする。移動台5の停止時に於
ては、X−速度積分器12の出力は、本来ゼロの
筈であるが、X−加速度計10のバイアス変化、
或はX−速度積分器12自身のドリフト等によつ
て、誤差出力が、X−速度積分器12より発生し
ていることが考えられる。ところが、本発明に於
ては、上述のように、移動台5の停止時に、X−
速度積分器12の出力を、リレー要素17を介し
て、比例+積分要素(比例定数K2、積分要素の
積分時間T1)からなるバイアス修正器18で処
理し、加算器16を介して、X−速度積分器12
に負帰還しているので、比例定数K2及び積分時
間T1で決まる時定数によつて、X−速度積分器
12よりの誤差出力は、減衰していき、積分要素
の存在により、最終的にはゼロに収斂する。この
状態では、X−加速度計10のバイアス値及びX
−速度積分器12のドリフトは、バイアス修正器
18内の積分要素の出力値と等しい値となつてい
る。一方、X−位置積分器14への入力は、リレ
ー要素19により遮断されているので、その出力
は、上述の如く、停止直前の値を保持している。
次に、移動命令が来ると、リレー要素17及び
19が、第3図に於て実線で示す状態に、自動的
に切り換えられ、装置は、第2図に示す原理構成
と同様となるが、この時、バイアス修正器18に
よつて、X−加速度計10のバイアス等は完全に
修正され、X−速度積分器12の出力はゼロにな
つていると共に、X−位置積分器14の出力は、
それ迄の運動を積分した値にホールドされている
ので、X−位置積分器14は、以後、ホールドし
ている値を初期値として、次の位置の積分を行
う。
尚、X−速度積分器12の出力がゼロに収斂す
る前に、次の移動命令が来た場合は、この出力を
アースし、ゼロにリセツトすることは、可能であ
る。
尚、上述は、X−加速度計10の出力処理系に
就いてであるが、Y−加速度計11の出力処理系
も、同様に構成し得ることは、明らかであろう。
以上述べた如く、本発明によつては、加速度計
の出力を2度積分して移動台の座標位置を検出す
る装置に於て、移動台の停止時に、加速度計のバ
イアス及び速度積分器のドリフトを自動的に補正
するバイアス修正器を設けると共に、位置積分器
を、移動台の停止命令信号によりホールドするこ
とにより、座標位置の検出精度を向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による座標位置検出装置の一例
が適用されているX−Yステージを示す斜視図、
第2図は本発明の原理構成を示すブロツク線図、
第3図は本発明の一例のブロツク線図である。 図に於て、10はX−加速度計、11はY−加
速度計、12はX−速度積分器、13はY−速度
積分器、14はX−位置積分器、15はY−位置
積分器、16は加算器、17及び19はリレー要
素、18はバイアス修正器を夫々示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 略々水平な平面を有する基台上を移動する移
    動台の上記基台に対する座標位置を検出する装置
    に於いて、上記移動台上に入力軸を略々水平にし
    て配置した加速度計と、該加速度計の出力を時間
    に関して2回積分し上記基台に対する上記移動台
    の座標位置検出出力信号を発生する第1及び第2
    の積分装置と、該第1及び第2の積分装置の初期
    値を入力するための第1及び第2の初期値入力装
    置と、比例+積分要素から成りその出力が上記第
    1の積分装置に入力されるバイアス修正器と、上
    記第1の積分装置の出力側と上記バイアス修正器
    の入力側との間に挿入され上記移動台の移動又は
    停止命令信号により切換られる第1のリレー要素
    と、上記第1の積分装置の出力側と上記第2の積
    分装置の入力側との間に挿入され上記移動台の移
    動又は停止命令信号により切換られる第2のリレ
    ー要素とより成り、上記移動又は停止命令信号の
    うち、移動命令信号の時には、上記第1のリレー
    要素を開放し又上記第2のリレー要素を接続する
    と共に、停止命令信号のときは、上記第1のリレ
    ー要素は上記第1の積分装置の出力端を上記バイ
    アス修正器の入力端に接続すると共に、上記第2
    のリレー要素は上記第1の積分装置の出力端と上
    記第2の積分装置の入力端との接続を開放し、該
    第2の積分装置の出力値をその直前の値にホール
    ドするようになすと共に、上記バイアス修正器は
    系を収束させるための積分要素とからなるように
    構成したことを特徴とする座標位置検出装置。
JP10059883A 1983-06-06 1983-06-06 座標位置検出装置 Granted JPS59225315A (ja)

Priority Applications (1)

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JP10059883A JPS59225315A (ja) 1983-06-06 1983-06-06 座標位置検出装置

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JP10059883A JPS59225315A (ja) 1983-06-06 1983-06-06 座標位置検出装置

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Publication Number Publication Date
JPS59225315A JPS59225315A (ja) 1984-12-18
JPH0259927B2 true JPH0259927B2 (ja) 1990-12-13

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ID=14278298

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02273491A (ja) * 1989-04-14 1990-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 面状採暖具

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