JPH0564487A - Positioning table unit - Google Patents
Positioning table unitInfo
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- JPH0564487A JPH0564487A JP3250317A JP25031791A JPH0564487A JP H0564487 A JPH0564487 A JP H0564487A JP 3250317 A JP3250317 A JP 3250317A JP 25031791 A JP25031791 A JP 25031791A JP H0564487 A JPH0564487 A JP H0564487A
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- coil
- positioning table
- stage
- current
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- Pending
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- Control Of Linear Motors (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、テーブルの位置を検出
する位置検出器と、テーブルの位置に応じて通電すべき
コイル及び電流方向を選択的に切り換える多相型のリニ
アモータを備えた位置決めテーブル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 device having a position detector for detecting the position of a table, a coil to be energized according to the position of the table, and a polyphase type linear motor for selectively switching the current direction. The present invention relates to a table device.
【0002】[0002]
【従来の技術】図7は多相のコイルを有するリニアモー
タを備えた位置決めテーブル装置の従来例を示す。本図
において、1はテーブル天板、2はガイド、3はコイル
支持部材、4はリニアモータコイル、5は位置検知素
子、6はテーブル天板に取付けた磁石、7は遮光板、8
は原点スイッチ、9はテーブルの位置を検出する位置検
出器(リニアスケール)、10はカウンタユニット、1
1はモータアンプ、12は位置および速度の制御コント
ローラである。可動磁石6の位置検出はコイル4の中に
配置された位置検知素子5で行われる。位置検知素子と
しては、例えばホール素子が用いられ、可動磁石6の極
性(N、S極)を検出することによって所定のコイルへ
通電が行われる。2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a conventional example of a positioning table device equipped with a linear motor having polyphase coils. In this figure, 1 is a table top plate, 2 is a guide, 3 is a coil support member, 4 is a linear motor coil, 5 is a position detecting element, 6 is a magnet attached to the table top plate, 7 is a light shielding plate, 8
Is an origin switch, 9 is a position detector (linear scale) for detecting the position of the table, 10 is a counter unit, 1
Reference numeral 1 is a motor amplifier, and 12 is a position and speed controller. The position detection of the movable magnet 6 is performed by the position detection element 5 arranged in the coil 4. As the position detecting element, for example, a Hall element is used, and by detecting the polarity (N, S pole) of the movable magnet 6, a predetermined coil is energized.
【0003】図2に多相型リニアモータの一例として、
4相コイルを持つリニアモータの駆動方法を示す。可動
磁石6は、4対の永久磁石により構成されている。コイ
ルへは便宜上1から4までの番号を付してある。B、F
の印はコイルへ通電する電流の向きを示す。図2(a)
から(h)に示すように、可動磁石6の位置によって、
通電するコイル及び電流の向きを切換え、可動磁石6
(テーブル)を所定の方向へ移動させることができる。FIG. 2 shows an example of a polyphase linear motor.
A driving method of a linear motor having a four-phase coil is shown. The movable magnet 6 is composed of four pairs of permanent magnets. The coils are numbered 1 to 4 for convenience. B, F
The mark indicates the direction of the current that is applied to the coil. Figure 2 (a)
From (h) to (h), depending on the position of the movable magnet 6,
The movable magnet 6 can be switched by switching the direction of the energized coil and the current.
The (table) can be moved in a predetermined direction.
【0004】こうした切換え操作はモータアンプ11が
行う。図3にモータアンプの構成例を示す。13は位置
検知素子からの信号により通電すべきコイルを選択する
セレクタ、14はアナログスイッチ、15は反転アン
プ、16は指令値に比例した電流をコイルへ流す電流ア
ンプである。位置検出器からはA相、B相の位相のずれ
た信号が出力されカウンタユニット内で波形成形により
アップ、ダウンの信号に変換されカウンタ回路へ入力す
ることでステージの位置が得られる。しかし、テーブル
の絶対位置を得るには、ステージを所定の位置まで駆動
しカウンタ回路を初期化する必要がある。そこで、こう
したシステム構成においては、カウンタユニットからの
相対位置信号をコントローラ内で微分することにより速
度信号とし速度サーボループを構成することによりテー
ブルを原点スイッチまで駆動することが一般的に行われ
る。そして、原点スイッチを通過した際にカウンタ回路
へ所定の値を書き込むことで、テーブルの絶対位置とす
る。The motor amplifier 11 performs such a switching operation. FIG. 3 shows a configuration example of the motor amplifier. Reference numeral 13 is a selector for selecting a coil to be energized by a signal from the position detecting element, 14 is an analog switch, 15 is an inverting amplifier, and 16 is a current amplifier for supplying a current proportional to the command value to the coil. The position detector outputs a phase-shifted signal of phase A and a phase-B signal, which is converted into an up and down signal by waveform shaping in the counter unit and input to the counter circuit to obtain the stage position. However, in order to obtain the absolute position of the table, it is necessary to drive the stage to a predetermined position and initialize the counter circuit. Therefore, in such a system configuration, the relative position signal from the counter unit is differentiated in the controller to be used as a speed signal to form a speed servo loop to drive the table to the origin switch. Then, when it passes through the origin switch, a predetermined value is written in the counter circuit to set the absolute position of the table.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では位置検知素子を使用しているため以下の問題点
があった。 (1)位置検知素子を組み込んだ高価なコイルユニット
を制作する必要がある。 (2)位置検知素子からの多数の配線の引き回しのため
配線作業が面倒で煩わしくなり断線等のおそれも大きく
なる。 (3)位置検知素子が1個でも破損するとテーブルが正
常に動作しない。 (4)位置検知素子からの出力を一定に保つため、磁石
との間のギャップを所定の精度に保つ必要があり保守管
理が面倒である。However, the above-mentioned conventional example has the following problems because the position detecting element is used. (1) It is necessary to manufacture an expensive coil unit incorporating a position detection element. (2) Since many wirings are laid out from the position detection element, the wiring work is troublesome and troublesome, and the risk of disconnection increases. (3) If even one position detecting element is damaged, the table will not operate normally. (4) In order to keep the output from the position detecting element constant, it is necessary to maintain the gap between the magnet and the magnet to a predetermined accuracy, which makes maintenance maintenance troublesome.
【0006】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであって、多相型のリニアモータを備えた位置決
めテーブル装置において、位置検知素子を排除してもス
テージが安定してイニシャライズ動作が行うことができ
る装置構成の提供を目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art. In a positioning table device equipped with a polyphase linear motor, the stage is stable and the initializing operation is possible even if the position detecting element is eliminated. An object is to provide a device configuration that can be performed.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段および作用】前記目的を達
成するために、本発明では所定の指令値に対するステー
ジの移動量により通電するコイル及び電流方向を決定す
る判断部を付加し、この判断部からの信号によりテーブ
ルを所定の方向へ駆動し、安定にイニシャライズ動作を
行わせる。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention adds a judging section for deciding a coil to be energized and a current direction according to a moving amount of a stage with respect to a predetermined command value. The table is driven in a predetermined direction by a signal from, and a stable initialization operation is performed.
【0008】[0008]
【実施例】図1は本発明の実施例を示す。17は所定の
指令値Vtを出力しステージの移動量から通電するコイ
ル及び電流方向を決定する判断部である。次に動作を説
明する。まず、磁石6とコイルの位置関係は当然ながら
不明である。しかし、ステージの相対位置(移動量)は
カウンタユニットより検出可能である。いま例えば、図
2の(g)の位置関係にあるとする。また、図2中の矢
印(→)の方向にテーブルを駆動していけば原点スイッ
チを通過させることができるものとする。まず始めにコ
イル1に図4(a)に示す電流の向きで矩形信号を入力
する。ここで電圧V1、時間t1は適当に決めておく
が、テーブルの移動方向が確実に判定できるだけのレベ
ルに設定しておけばよい。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Reference numeral 17 is a determination unit that outputs a predetermined command value Vt and determines the coil to be energized and the current direction from the amount of movement of the stage. Next, the operation will be described. First, the positional relationship between the magnet 6 and the coil is naturally unknown. However, the relative position (movement amount) of the stage can be detected by the counter unit. Now, for example, it is assumed that the positional relationship shown in FIG. Further, if the table is driven in the direction of the arrow (→) in FIG. 2, the origin switch can be passed. First, a rectangular signal is input to the coil 1 in the direction of the current shown in FIG. Here, the voltage V1 and the time t1 are appropriately determined, but may be set to a level at which the moving direction of the table can be reliably determined.
【0009】この場合、こうした指令値を与えてもコイ
ル1上には磁石はないから、ステージの移動量は検出さ
れない。そこで次にコイル2に同様の指令値を加える。
すると図4(b)に示すように磁石は反矢印(反原点)
側へ移動するが、こうした動きはステージの移動量を検
出しているため容易に判断可能で結局原点スイッチ側へ
駆動するためには、電流の向きを逆にする必要があると
判断部が決定する。そこで図4(c)に示すように電流
の向きを逆(DIR=L)にして、ステップ的な指令値
V2をコイル2へ加える。すると、磁石は原点側に移動
していくが、やがて次の切換え位置にて力の釣り合いよ
り停止する。In this case, even if such a command value is given, since there is no magnet on the coil 1, the amount of movement of the stage cannot be detected. Therefore, the same command value is added to the coil 2 next.
Then, as shown in Fig. 4 (b), the magnet has an anti-arrow (anti-origin).
Although it moves to the side, this kind of movement can be easily judged because the amount of movement of the stage is detected, and in the end it is necessary to reverse the direction of the current in order to drive to the origin switch side. To do. Therefore, as shown in FIG. 4C, the direction of the current is reversed (DIR = L) and a stepwise command value V2 is applied to the coil 2. Then, the magnet moves toward the origin, but eventually stops at the next switching position due to the balance of forces.
【0010】停止したかどうかは、変位量を検出してい
れば判断可能であり、停止を確認したら次のコイル3に
て同様のことを繰り返す。この動作を連続的に行うこと
によりステージは原点スイッチまで駆動される。コイル
4まで駆動しても原点スイッチを通過しない場合は再び
コイル1より同じ動作を繰り返せばよい。イニシャライ
ズ動作完了後は、予め定めた駆動シーケンス(図2参
照)により、リニアモータを駆動する。Whether or not it has stopped can be determined by detecting the amount of displacement, and when the stop is confirmed, the same operation is repeated in the next coil 3. By performing this operation continuously, the stage is driven to the origin switch. If the origin switch is not passed even when the coil 4 is driven, the same operation may be repeated from the coil 1. After the completion of the initialization operation, the linear motor is driven according to a predetermined drive sequence (see FIG. 2).
【0011】上記実施例においては、矩形波により磁石
の有無、電流の方向を判定したが、ステージガイドの摩
擦成分が極端に少ない場合、微小な矩形波を加えた際に
もステージが大きく移動してしまい、その後のイニシャ
ライズ動作に支障をきたす場合が考えられる。そこで図
5に示す(a)正弦波または(b)方形波等の通電する
電流の積分値が零となるような指令値Vtを判断部17
より与えれば解決できる。In the above embodiment, the presence or absence of the magnet and the direction of the current are determined by the rectangular wave. However, when the friction component of the stage guide is extremely small, the stage moves greatly even when a minute rectangular wave is applied. Therefore, it may occur that the initializing operation thereafter may be hindered. Therefore, the determination unit 17 determines the command value Vt such that the integrated value of the current to be supplied, such as (a) sine wave or (b) square wave shown in FIG. 5, becomes zero.
You can solve it by giving more.
【0012】また、上記実施例においては一定指令(定
電流)値をステップ的に加えてステージを原点側に駆動
しているが、これではステージの速度が大きくなりすぎ
ることが考えられる。そこで、指令値を図6に示すよう
な時間の関数とすることで解決できる。Further, in the above-mentioned embodiment, the stage is driven toward the origin side by adding a constant command (constant current) value stepwise, but it is conceivable that the stage speed becomes too high. Therefore, the command value can be solved by using a function of time as shown in FIG.
【0013】また、上記実施例においては、コイル1か
ら4まで順番に通電しながらイニシャライズ動作を行っ
ているが、コイルの個数が多い(ストロークが長い)場
合、例えばコイル1、3、5、・・・・のように間隔を
あけて通電しイニシャライズ時間の短縮を図ることもで
きる。In the above embodiment, the initializing operation is performed while the coils 1 to 4 are sequentially energized. However, when the number of coils is large (the stroke is long), for example, the coils 1, 3, 5 ,. It is also possible to shorten the initialization time by energizing at intervals such as.
【0014】さらに、上記実施例においては、通電後ス
テージが停止してから次の動作に入るが、ステージがあ
る振幅以下になった時点で次の動作に移行すれば、イニ
シャライズ時間を短縮できる。Further, in the above-mentioned embodiment, the next operation is started after the stage is stopped after energization. However, the initialization time can be shortened by shifting to the next operation when the stage becomes less than a certain amplitude.
【0015】さらに、上記実施例1においては、位置検
出器としてリニアスケール(光学式、磁気式等)を使用
しているが、半導体ステッパ等の高精度な位置決めテー
ブル装置においては、レーザ測長器が使用される。Further, in the first embodiment, a linear scale (optical type, magnetic type, etc.) is used as a position detector, but in a highly accurate positioning table device such as a semiconductor stepper, a laser length measuring device is used. Is used.
【0016】また、本発明は回転型の多相モータを備え
た回転型のステージ装置においても、同様に適用可能で
ある。Further, the present invention can be similarly applied to a rotary stage device equipped with a rotary multi-phase motor.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればテ
ーブルの位置を検出する位置検出器と、テーブルの位置
に応じて通電すべきコイルおよび電流方向を選択的に切
り換える多相型のモータを備えた位置決めテーブル装置
において、位置検知素子を排除しても安定にイニシャラ
イズ動作が可能となり、コストダウンおよび装置の信頼
性の向上が実現できる。As described above, according to the present invention, the position detector for detecting the position of the table and the multi-phase type motor for selectively switching the coil to be energized and the current direction according to the position of the table. In the positioning table apparatus including the above, the initialization operation can be stably performed even if the position detection element is eliminated, and the cost reduction and the reliability improvement of the apparatus can be realized.
【図1】 本発明の実施例に係わる位置決めテーブル装
置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a positioning table device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 多相型リニアモータの駆動状態説明図であ
り、(a)〜(h)はそれぞれ格別の状態を順番に示
す。FIG. 2 is a diagram for explaining a driving state of a polyphase linear motor, in which (a) to (h) sequentially show special states.
【図3】 従来のモータアンプの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional motor amplifier.
【図4】 (a)(b)(c)はそれぞれ本発明の実施
例の指令値の説明図である。4 (a), (b), and (c) are explanatory views of command values according to an embodiment of the present invention.
【図5】 (a)(b)はそれぞれ本発明の他の実施例
に係わる指令値の格別の例の説明図である。5 (a) and 5 (b) are explanatory views of special examples of command values according to other embodiments of the present invention.
【図6】 本発明のさらに他の実施例に係わる指令値の
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of command values according to still another embodiment of the present invention.
【図7】 従来の位置決めテーブル装置の構成図であ
る。FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional positioning table device.
1;テーブル天板、2;ガイド、3;コイル支持部材、
4;モータコイル、5;位置検知素子、6;可動磁石、
7;遮光板、8;原点スイッチ、9;位置検出器、1
0;カウンタユニット、11;モータアンプ、12;制
御コントローラ、13;セレクタ、14;アナログスイ
ッチ、15;反転アンプ、16;電流アンプ、17;判
断部。1; table top plate, 2; guide, 3; coil support member,
4; motor coil, 5; position detection element, 6; movable magnet,
7: Light-shielding plate, 8: Origin switch, 9: Position detector, 1
0; counter unit, 11; motor amplifier, 12; control controller, 13; selector, 14; analog switch, 15; inverting amplifier, 16; current amplifier, 17; judgment unit.
Claims (2)
と、テーブルの位置に応じて通電すべきコイル及び電流
方向を選択的に切り換える多相型のモータを備えた位置
決めテーブル装置において、所定の指令値に対するテー
ブルの移動量により、通電するコイル及び電流方向を決
定する判断部を具備することを特徴とするテーブル装
置。1. A positioning table device comprising a position detector for detecting the position of a table, a coil to be energized and a polyphase type motor for selectively switching the current direction according to the position of the table, and a predetermined command. A table device comprising: a determination unit that determines a coil to be energized and a current direction according to a movement amount of the table with respect to a value.
所定の原点方向に駆動し、イニシャライズ動作を行うこ
とを特徴とする請求項1の位置決めテーブル装置。2. The positioning table device according to claim 1, wherein the table is driven in a predetermined origin direction in response to a signal from the determination unit to perform an initialization operation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3250317A JPH0564487A (en) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | Positioning table unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3250317A JPH0564487A (en) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | Positioning table unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0564487A true JPH0564487A (en) | 1993-03-12 |
Family
ID=17206113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3250317A Pending JPH0564487A (en) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | Positioning table unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0564487A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0711890U (en) * | 1993-07-16 | 1995-02-21 | 日本トムソン株式会社 | Linear dc motor |
US5973459A (en) * | 1995-06-27 | 1999-10-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Linear motor apparatus, and stage apparatus, exposure system and device production method using the linear motor apparatus |
US7157722B2 (en) | 2004-03-25 | 2007-01-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning device and method of initializing a positioning device |
-
1991
- 1991-09-04 JP JP3250317A patent/JPH0564487A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0711890U (en) * | 1993-07-16 | 1995-02-21 | 日本トムソン株式会社 | Linear dc motor |
US5973459A (en) * | 1995-06-27 | 1999-10-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Linear motor apparatus, and stage apparatus, exposure system and device production method using the linear motor apparatus |
US7157722B2 (en) | 2004-03-25 | 2007-01-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning device and method of initializing a positioning device |
US7375346B2 (en) | 2004-03-25 | 2008-05-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning device and method of initializing a positioning device |
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