JPH0786150A - Positioning controller - Google Patents
Positioning controllerInfo
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- JPH0786150A JPH0786150A JP24846793A JP24846793A JPH0786150A JP H0786150 A JPH0786150 A JP H0786150A JP 24846793 A JP24846793 A JP 24846793A JP 24846793 A JP24846793 A JP 24846793A JP H0786150 A JPH0786150 A JP H0786150A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target position
- register
- overshoot
- movable body
- positioning
- Prior art date
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- Granted
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、可動体の位置決め装置
に関し、特に、XYステージ等の高速かつ高精度な位置
決めが必要とされる可動体の位置決め制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a movable body positioning apparatus, and more particularly to a movable body positioning control apparatus that requires high-speed and highly accurate positioning of an XY stage or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の位置決め制御装置は、図
4に示す様な速度曲線に従って目標位置の近辺まで移動
し、その後、図3に示すような位置決め制御装置の制御
部を用いて最終的な位置決め制御を行っていた。同図の
装置においては、目標位置レジスタ1からの目標位置デ
ータとカウンタ8からの現在位置データとが差分器2に
おいて減算され位置偏差信号が得られる。この位置偏差
信号がDAコンバータ3によりアナログ信号に変換され
た後、ドライバアンプ4を介してモータ5に入力されて
ステージ等の可動体6の駆動が行われる。そして、位置
センサ7およびカウンタ8によって可動体6の現在位置
が検出され差分器2にフィードバックされる。このよう
にして、図3の制御装置において、可動体6の位置が目
標位置レジスタ1に設定された目標位置に位置決め制御
される。2. Description of the Related Art Conventionally, a positioning control device of this type moves to the vicinity of a target position in accordance with a velocity curve as shown in FIG. 4, and then uses a control unit of the positioning control device as shown in FIG. Position control was performed. In the apparatus shown in the figure, the target position data from the target position register 1 and the current position data from the counter 8 are subtracted by the difference unit 2 to obtain a position deviation signal. After this position deviation signal is converted into an analog signal by the DA converter 3, it is input to the motor 5 via the driver amplifier 4 to drive the movable body 6 such as a stage. Then, the current position of the movable body 6 is detected by the position sensor 7 and the counter 8 and is fed back to the difference unit 2. In this way, the position of the movable body 6 is controlled to the target position set in the target position register 1 in the control device of FIG.
【0003】図5は図3の制御装置における位置偏差信
号の時間的推移を示すものである。同図から明らかなよ
うに。図3の制御装置においては、通常第1番目のオー
バシュート量が大きいため、引続き第2、第3等のオー
バシュートまたはアンダーシュートが発生し、可動体6
の位置決め振動制定時間が大きくなるという不都合を有
していた。FIG. 5 shows a time transition of the position deviation signal in the control device of FIG. As is clear from the figure. In the control device of FIG. 3, since the first overshoot amount is usually large, the second and third overshoots or undershoots continue to occur, and the movable body 6
Had a disadvantage that the positioning vibration establishment time of became long.
【0004】このような問題点を解決するため、特公昭
63-49908号に記載されている制御方法がある。この制御
方法を図6を用いて説明する。In order to solve such a problem, Japanese Patent Publication Sho
There is a control method described in 63-49908. This control method will be described with reference to FIG.
【0005】図6の制御装置は、それぞれ仮の目標位置
および真の目標位置を記憶するレジスタ1aおよび1
b、オーバシュートがピークに達したことを検知するオ
ーバシュート検知回路9、オーバシュートがピークに達
した時点における差分器2の出力をオーバシュートのピ
ーク量としてラッチするオーバシュート検知ラッチ1
0、そして、オーバシュートがピークに達したら仮の目
標位置から真の目標位置に目標位置を切り換える切換え
スイッチ11を具備する。レジスタ1aには、真の目標
位置から1番目のオーバシュート量だけシフトした仮の
目標を設定しておく。可動体6が目標位置に接近するま
ではこの仮の目標位置に位置決め制御し、可動体がオー
バシュートのピークに達した時、つまり、可動体の速度
が0になった時に、前記仮の目標位置を真の目標位置と
置き換える制御方式を使用する。The controller of FIG. 6 has registers 1a and 1 for storing a temporary target position and a true target position, respectively.
b, an overshoot detection circuit 9 for detecting the peak of the overshoot, an overshoot detection latch 1 for latching the output of the difference unit 2 as the peak amount of the overshoot at the time of the peak of the overshoot
0, and a changeover switch 11 for changing the target position from the temporary target position to the true target position when the overshoot reaches a peak. A temporary target shifted by the first overshoot amount from the true target position is set in the register 1a. The provisional target position is controlled until the movable body 6 approaches the target position, and when the movable body reaches the peak of overshoot, that is, when the speed of the movable body becomes zero. Use a control scheme that replaces the position with the true target position.
【0006】上述の様な方法によって、可動体が目標位
置に接近するまでは位置偏差が大きいため可動体が急速
に駆動されるのに対し、可動体が目標位置に接近した後
は位置偏差が急速に小さくなり大きなオーバシュートま
たはアンダーシュートを生じることなく急速に位置決め
が完了するとされている。According to the method described above, since the position deviation is large until the position of the movable body approaches the target position, the position of the movable body is rapidly driven because the position deviation is large after the position of the movable body approaches the target position. It is said that the position will be rapidly reduced and the positioning will be completed rapidly without causing a large overshoot or undershoot.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
制御方法では、メカ共振(機械的共振)のダンピングが
悪いような可動体においては、目標位置近辺まで移動す
るための図4の速度曲線の加速、減速において生じたメ
カ共振が収束しないうちに急速に目標位置に接近して目
標位置を真の目標位置に置き換えるために、図7に示す
ように残留しているメカ共振をかえって増幅させてしま
い、位置決め時間が思ったように短くならないという問
題点がある。However, in the above-mentioned control method, in the case of a movable body where damping of mechanical resonance (mechanical resonance) is bad, acceleration of the velocity curve of FIG. 4 for moving to the vicinity of the target position. In order to rapidly approach the target position and replace the target position with the true target position before the mechanical resonance generated during deceleration converges, the remaining mechanical resonance is rather amplified as shown in FIG. However, there is a problem that the positioning time does not shorten as expected.
【0008】本発明の目的は、この従来技術の問題点に
鑑み、位置決め制御装置において、機械的共振の増幅を
防止し、位置決め時間を短縮することにある。In view of the problems of the prior art, it is an object of the present invention to prevent amplification of mechanical resonance and shorten the positioning time in the positioning control device.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の位置決め制御装置は、可動体と、この可動体の
現在位置を検出する手段と、入力される目標位置に対す
る前記現在位置の偏差を検出する差分手段と、この偏差
に基づき前記可動体を前記目標位置に向けて駆動する手
段と、この駆動に際しての前記目標位置に対するの最初
のオーバシュートの極大量に所定のオフセット量を加え
た量と真の目標位置との差を仮の目標位置として前記差
分手段に出力する手段と、前記最初のオーバシュートが
極大点に達したことを検出する手段と、これによって前
記極大点が検出されたら前記差分手段への入力目標位置
を前記仮の目標位置から真の目標位置へ切り換える手段
とを具備することを特徴とする。In order to achieve this object, a positioning control device of the present invention comprises a movable body, means for detecting the current position of the movable body, and deviation of the present position from an input target position. And a means for driving the movable body toward the target position based on this deviation, and a predetermined offset amount is added to a very large amount of the first overshoot with respect to the target position during this driving. A means for outputting the difference between the quantity and the true target position as a temporary target position to the difference means, a means for detecting that the first overshoot has reached a maximum point, and the maximum point is detected by this means. And a means for switching the input target position to the difference means from the temporary target position to the true target position.
【0010】[0010]
【作用】この構成において、予め適量のオフセット量が
設定され、まず、真の目標位置から第1番目のオーバシ
ュート極大量および前記オフセット量だけシフトした位
置を仮の目標位置として制御が行われる。そして、可動
体がオーバシュートのピークに達した時、つまり、可動
体の速度が0になった時に、仮の目標位置を真の目標位
置に置き換えて、後の制御が行われる。In this configuration, an appropriate amount of offset is set in advance, and first, control is performed with a position shifted from the true target position by the first large amount of overshoot and the offset amount as a temporary target position. Then, when the movable body reaches the peak of overshoot, that is, when the speed of the movable body becomes 0, the temporary target position is replaced with the true target position, and the subsequent control is performed.
【0011】これによれば、目標位置を仮の目標位置か
ら真の目標位置に置き換えた直後でも、ある程度の位置
偏差つまり前記オフセット量が残っているために、メカ
共振のダンピングが悪いような可動体においても、残留
しているメカ共振を増幅させることなく、位置決め制御
が行われ、位置決め時間が短縮される。According to this, even after the target position is changed from the temporary target position to the true target position, a certain degree of position deviation, that is, the offset amount remains, so that the damping of mechanical resonance is not movable. Also in the body, the positioning control is performed without amplifying the remaining mechanical resonance, and the positioning time is shortened.
【0012】[0012]
【実施例】図1は、本発明の一実施例に係る位置決め制
御装置の制御系の構成を示す。この装置は、ステージ等
の可動体6、ロータリエンコーダやレーザ干渉計等によ
り可動体6の移動量をアップ/ダウン信号として出力す
る位置センサ7、このアップ/ダウン信号をカウントし
て可動体6の移動量を求め現在位置を出力するカウンタ
8、入力される目標位置とカウンタ8からの現在位置と
の偏差を計算する差分器2、この偏差をアナログ信号に
変換するDAコンバータ3、DAコンバータ3の出力を
増幅するドライバアンプ4、ドライバアンプ4の出力に
応じて可動体6を移動させるサーボモータ5、位置セン
サ7からのアップ/ダウン信号に基きオーバシュートが
ピークに達したことを検知するオーバシュート検知回路
9、オーバシュートがピークに達した時点における差分
器2の出力をオーバシュートのピーク量としてラッチす
るオーバシュート検知ラッチ10、真の目標位置を記憶
するレジスタ1b、オフセット量を記憶するレジスタ1
2、このオフセット量と前記オーバシュートのピーク量
を真の目標位置から差し引いた量を仮の目標位置として
記憶するレジスタ1a、オーバシュート検知回路9がオ
ーバシュートがピークに達したことを検知したときに差
分器2への入力をレジスタ1aからレジスタ1bへ切り
換える切換えスイッチ11を具備する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the configuration of a control system of a positioning control device according to an embodiment of the present invention. This apparatus includes a movable body 6 such as a stage, a position sensor 7 that outputs the amount of movement of the movable body 6 as an up / down signal by a rotary encoder, a laser interferometer, or the like, and the up / down signal to count the movable body 6. The counter 8 for obtaining the movement amount and outputting the current position, the difference unit 2 for calculating the deviation between the input target position and the current position from the counter 8, the DA converter 3 for converting the deviation into an analog signal, and the DA converter 3 A driver amplifier 4 that amplifies the output, a servo motor 5 that moves the movable body 6 according to the output of the driver amplifier 4, and an overshoot that detects that the overshoot has reached a peak based on an up / down signal from the position sensor 7. The detection circuit 9 outputs the output of the differential unit 2 at the time when the overshoot reaches a peak as the peak amount of the overshoot. Jiseul overshoot detection latch 10, register 1b for storing the true target position, the register 1 for storing the offset amount
2. A register 1a that stores the offset amount and the peak amount of the overshoot subtracted from the true target position as a temporary target position, and the overshoot detection circuit 9 detects that the overshoot reaches the peak. In addition, a changeover switch 11 for changing over the input to the differentiator 2 from the register 1a to the register 1b is provided.
【0013】この構成において、レジスタ12にはある
適量のオフセット量を設定しておき、レジスタ1aに
は、真の目標位置から第1番目のオーバシュート量およ
びレジスタ12に設定してあるオフセット量をシフトし
た値を設定する。すなわち、仮の目標位置をPi、真の
目標位置をPt、第1番目のオーバシュート量をd、前
記オフセット量をkとすると、レジスタ1aには、Pi
=Pt−d−kなる仮の目標位置データPi が入力され
る。そして、切換えスイッチ11はレジスタ1aの出力
が差分器2の入力に接続されるポジションとされ、この
状態で位置決め制御動作が開始される。そして、この場
合の現在位置の変化は、図2に示すように、仮の目標位
置から見ると、ピーク量が大きさd’のオーバシュート
が発生し、時刻t1 においてこのオーバシュートがほぼ
ピーク量に達していることになる。ここでd’は通常d
と等しくなる。このため、時刻t1 において現在位置は
真の目標位置Ptからオフセットkだけ離れた位置に接
近している。In this structure, an appropriate offset amount is set in the register 12, and the first overshoot amount from the true target position and the offset amount set in the register 12 are set in the register 1a. Set the shifted value. That is, assuming that the temporary target position is Pi, the true target position is Pt, the first overshoot amount is d, and the offset amount is k, Pi is stored in the register 1a.
Temporary target position data P i of = Pt-d-k is input. Then, the changeover switch 11 is set to a position where the output of the register 1a is connected to the input of the difference unit 2, and the positioning control operation is started in this state. Then, as shown in FIG. 2, the change in the current position in this case causes an overshoot of a peak amount d ′ when viewed from the tentative target position, and this overshoot is almost peaked at time t 1 . The amount has been reached. Where d'is usually d
Is equal to Therefore, at time t 1 , the current position approaches a position separated from the true target position Pt by the offset k.
【0014】このような時刻t1 においてオーバシュー
ト検知回路9から切換信号が切換回路11に印加され、
真の目標位置を記憶するレジスタ1bの出力が差分器2
の入力に接続される。すなわち、目標位置が仮の目標位
置から真の目標位置に切り換えられ、位置偏差がkだけ
ある状態となる。このような状態においては、たとえメ
カ共振の残留振動がある場合でも、この振動を増幅させ
ることなく速やかに真の目標位置に対して位置決めが行
われる。At such time t 1 , a switching signal is applied from the overshoot detection circuit 9 to the switching circuit 11,
The output of the register 1b that stores the true target position is the differencer 2
Connected to the input of. That is, the target position is switched from the provisional target position to the true target position, and there is a position deviation of k. In such a state, even if there is residual vibration due to mechanical resonance, positioning is quickly performed with respect to the true target position without amplifying this vibration.
【0015】オフセット量kは、可動体6の性質によっ
て最適値が異なる。また、kの最適値が正の値の場合も
あれば、負の値の場合もある。最適なオフセット量kを
求める一つの方法として、kの値をある範囲内で変化さ
せてそれぞれの位置決めの時間を計測し、位置決め時間
が一番短い時のkの値をkの最適値とする方法がある。The optimum value of the offset amount k differs depending on the nature of the movable body 6. Further, the optimum value of k may be a positive value or a negative value. As one method of obtaining the optimum offset amount k, the value of k is changed within a certain range to measure each positioning time, and the value of k when the positioning time is the shortest is set as the optimum value of k. There is a way.
【0016】なお、図1の制御装置における、レジスタ
12,1a,1b、差分器2、オーバシュート検出回路
9、オーバシュート量ラッチ10、切換えスイッチ11
等はすべて1つのマイクロプロセッサによって置き換え
ることができる。また、レジスタ12に設定するオフセ
ット量の値を、可動体6の移動する距離や、移動する方
向によってそれぞれ最適な値を設定し、選択できるよう
にしてもよい。The registers 12, 1a and 1b, the difference unit 2, the overshoot detection circuit 9, the overshoot amount latch 10, and the changeover switch 11 in the control device of FIG.
Etc. can all be replaced by one microprocessor. Further, the value of the offset amount set in the register 12 may be set to an optimum value depending on the moving distance and the moving direction of the movable body 6 and may be selected.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、目
標位置を仮の目標位置から真の目標位置に置き換えた直
後でも、ある程度の位置偏差つまりオフセット量が残っ
ているために、メカ共振のダンピングが悪いような可動
体においても、残留しているメカ共振を増幅させること
なく、位置決め時間を短縮し、位置決め精度を向上させ
ることができる。As described above, according to the present invention, even after the target position is changed from the temporary target position to the true target position, a certain degree of position deviation, that is, an offset amount remains, so that mechanical resonance occurs. Even in a movable body with poor damping, the positioning time can be shortened and the positioning accuracy can be improved without amplifying the remaining mechanical resonance.
【図1】 本発明の一実施例に係る位置決め制御装置を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a positioning control device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 図1の装置における現在位置の時間変化を示
すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a temporal change of a current position in the device of FIG.
【図3】 従来の位置決め制御装置を示すブロック図で
ある。FIG. 3 is a block diagram showing a conventional positioning control device.
【図4】 従来の速度制御パターンを示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional speed control pattern.
【図5】 図3の装置における現在位置の時間変化を示
すグラフである。5 is a graph showing a temporal change of a current position in the device of FIG.
【図6】 従来の他の位置決め制御装置を示すブロック
図である。FIG. 6 is a block diagram showing another conventional positioning control device.
【図7】 図6の装置における現在位置の時間変化を示
すグラフである。7 is a graph showing the change over time of the current position in the device of FIG.
1:目標位置レジスタ、1a:仮の目標位置レジスタ、
1b:真の目標位置レジスタ、2:差分器、3DAコン
バータ、4:ドライバアンプ、5:サーボモータ、6:
可動体、7:位置センサ、8:カウンタ、9:オーバシ
ュート検出回路、10:オーバシュート量ラッチ、1
1:目標位置切え換回路、12:オフセットレジスタで
ある。1: target position register, 1a: temporary target position register,
1b: True target position register, 2: Difference device, 3DA converter, 4: Driver amplifier, 5: Servo motor, 6:
Movable body, 7: Position sensor, 8: Counter, 9: Overshoot detection circuit, 10: Overshoot amount latch, 1
1: target position switching circuit, 12: offset register.
Claims (1)
する手段と、入力される目標位置に対する前記現在位置
の偏差を検出する差分手段と、この偏差に基づき前記可
動体を前記目標位置に向けて駆動する手段と、この駆動
に際しての前記目標位置に対するの最初のオーバシュー
トの極大量に所定のオフセット量を加えた量と真の目標
位置との差を仮の目標位置として前記差分手段に出力す
る手段と、前記最初のオーバシュートが極大点に達した
ことを検出する手段と、これによって前記極大点が検出
されたら前記差分手段への入力目標位置を前記仮の目標
位置から真の目標位置へ切り換える手段とを具備するこ
とを特徴とする位置決め制御装置。1. A movable body, a means for detecting a current position of the movable body, a difference means for detecting a deviation of the current position with respect to an input target position, and the movable body based on the deviation. And a difference between the true target position and an amount obtained by adding a predetermined offset amount to a very large amount of the first overshoot with respect to the target position at the time of this driving, as the temporary target position. Means for detecting that the first overshoot has reached a maximum point, and when the maximum point is detected by this means, the input target position to the difference means is changed from the temporary target position to the true target position. A positioning control device comprising means for switching to a target position.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24846793A JP2994188B2 (en) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | Positioning control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24846793A JP2994188B2 (en) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | Positioning control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0786150A true JPH0786150A (en) | 1995-03-31 |
JP2994188B2 JP2994188B2 (en) | 1999-12-27 |
Family
ID=17178581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24846793A Expired - Fee Related JP2994188B2 (en) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | Positioning control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2994188B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020188759A1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社日立ハイテク | Stage movement control apparatus and charged particle beam system |
-
1993
- 1993-09-10 JP JP24846793A patent/JP2994188B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020188759A1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 株式会社日立ハイテク | Stage movement control apparatus and charged particle beam system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2994188B2 (en) | 1999-12-27 |
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