JPH08123553A - Positioning device - Google Patents
Positioning deviceInfo
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- JPH08123553A JPH08123553A JP26505394A JP26505394A JPH08123553A JP H08123553 A JPH08123553 A JP H08123553A JP 26505394 A JP26505394 A JP 26505394A JP 26505394 A JP26505394 A JP 26505394A JP H08123553 A JPH08123553 A JP H08123553A
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- movement
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は位置決め装置、特には半
導体製造用露光装置のXYステージ等に適用される位置
決め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, and more particularly to a positioning device applied to an XY stage of an exposure apparatus for semiconductor manufacturing.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5は従来例に係る位置決め装置を示す
ブロック図であり、図3及び図4はそのような位置決め
装置が適用されるXYステージの外観を示す斜視図であ
る。2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram showing a positioning device according to a conventional example, and FIGS. 3 and 4 are perspective views showing the appearance of an XY stage to which such a positioning device is applied.
【0003】XYステージに適用される位置決め装置
は、図3及び図4に示すように、位置決めされるXまた
はYステージである移動体6と、移動体6を移動させる
ためのアクチェータとなるモータ5と、移動体6の上部
に固定されたミラーを用いて移動体6の現在位置を測り
移動体6の現在位置信号Pを出力するレーザー測長器や
リニアスケール等の位置計測器7を有している。As shown in FIGS. 3 and 4, the positioning device applied to the XY stage is a moving body 6 which is an X or Y stage to be positioned, and a motor 5 which serves as an actuator for moving the moving body 6. And a position measuring device 7 such as a laser length measuring device or a linear scale for measuring the current position of the moving body 6 using a mirror fixed to the upper part of the moving body 6 and outputting a current position signal P of the moving body 6. ing.
【0004】また、図5に示すように、現在位置信号P
を入力し微分演算を行い現在速度信号Vを出力する微分
器8と、移動体6の目標位置を指示する位置指令信号D
1と移動体6の現在位置信号Pが入力され電流指令信号
S1を出力する位置アンプ3と、移動体6の目標位置を
指示する位置指令信号D1と移動体6の現在位置信号P
が入力され速度指令信号D2を演算し出力する速度指令
演算器1と、速度指令信号D2と微分器8が出力する速
度信号Vが入力され電流指令信号S2を出力する速度ア
ンプ2と、速度アンプ2が出力する電流指令信号S2と
位置アンプ3が出力する電流指令信号S1を選択しドラ
イバアンプ4に出力する制御モード選択スイッチ9と、
制御モード選択スイッチ9が選択した電流指令信号S1
またはS2を入力して電流増幅を行い、モータ5に電流
Iを出力するドライバアンプ4を有している。Further, as shown in FIG. 5, the current position signal P
And a position command signal D for instructing the target position of the moving body 6
1 and the current position signal P of the moving body 6 are input to output a current command signal S1, a position command signal D1 indicating the target position of the moving body 6 and a current position signal P of the moving body 6.
Is input and calculates and outputs a speed command signal D2, a speed amplifier 2 that inputs a speed command signal D2 and a speed signal V output by a differentiator 8 and outputs a current command signal S2, and a speed amplifier 2, a control mode selection switch 9 for selecting the current command signal S2 output by 2 and the current command signal S1 output by the position amplifier 3, and outputting the selected current command signal S1 to the driver amplifier 4.
The current command signal S1 selected by the control mode selection switch 9
Alternatively, it has a driver amplifier 4 for inputting S2 for current amplification and outputting a current I to the motor 5.
【0005】この従来例において、外部から目標位置指
令信号D1が指令されると、速度指令演算器1が現在位
置信号Pとの偏差である位置偏差を求め、位置偏差に応
じた速度指令信号D2を演算して速度アンプ3に出力す
る。制御モード選択スイッチ9は不図示のコントローラ
により先ず目標位置近傍まで速度アンプ2が出力する電
流指令信号S2を選択するa側にされ、次に目標位置近
傍で位置アンプ3が出力する電流指令信号S1を選択す
るb側にされる。速度アンプ2及び位置アンプ3の制御
ゲインは装置の立ち上げ時に要求された位置決め時間及
び位置決め精度を満たすように設定される。In this conventional example, when the target position command signal D1 is commanded from the outside, the speed command calculator 1 obtains a position deviation which is a deviation from the current position signal P, and the speed command signal D2 corresponding to the position deviation. Is calculated and output to the speed amplifier 3. The control mode selection switch 9 is set to the a side for selecting the current command signal S2 output by the speed amplifier 2 near the target position by a controller (not shown), and then the current command signal S1 output by the position amplifier 3 near the target position. Is set to the side b. The control gains of the speed amplifier 2 and the position amplifier 3 are set so as to satisfy the positioning time and positioning accuracy required when the apparatus is started up.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
位置決め装置には、特に摩擦接触により移動体6をガイ
ドする場合、装置を長期間駆動すると、摩擦接触部の油
膜が経時変化したり、摩擦接触面の摩耗により位置決め
機構のメカ特性が変化して、要求される位置決め精度や
位置決め時間を満足できなくなることがある。By the way, in such a positioning device, particularly when guiding the moving body 6 by frictional contact, when the device is driven for a long period of time, the oil film of the frictional contact portion changes with time, or the friction The mechanical characteristics of the positioning mechanism may change due to wear of the contact surface, and the required positioning accuracy and positioning time may not be satisfied.
【0007】これを避けるため、従来の位置決め装置で
は装置を定期的に一旦停止させ、制御系の外部にオシロ
スコープ等の位置決め波形測定機とサーボアナライザ等
の制御特性測定器を接続し、制御系の制御特性を定期的
に測定する必要がある。従来の装置で位置決め精度や位
置決め時間を元の状態に戻すためには、例えば摩擦接触
部の油膜状態を装置の初期状態と同じにすることが必要
であり、斯かる制御特性の測定値に応じて摩擦接触部を
クリーニングし、新しい油を加えるというメンテナンス
が必要となる。In order to avoid this, in the conventional positioning apparatus, the apparatus is temporarily stopped and a positioning waveform measuring machine such as an oscilloscope and a control characteristic measuring instrument such as a servo analyzer are connected to the outside of the control system to Control characteristics need to be measured regularly. In order to return the positioning accuracy and positioning time to the original state in the conventional device, for example, it is necessary to make the oil film state of the friction contact part the same as the initial state of the device. Maintenance is required to clean the frictional contact area and add new oil.
【0008】また、従来の位置決め装置では、不意の故
障時にもオシロスコープやサーボアナライザ等の特別な
測定器を準備して装置に接続し測定することが必要とな
るため、装置を初期状態に戻すために時間及びコストを
浪費してしまうという問題もある。Further, in the conventional positioning device, it is necessary to prepare a special measuring instrument such as an oscilloscope or a servo analyzer and connect to the device for measurement even in the case of an unexpected failure, so that the device is returned to the initial state. There is also the problem of wasting time and money.
【0009】これらの問題を解消し、その位置決め精度
や位置決め時間を自動的に且つオシロスコープやサーボ
アナライザ等の特別な外部測定器を接続する必要なく所
望の値に維持可能な位置決め装置が、本件出願人により
特開平6−124126号公報(平成6年5月6日公
開)で提案されている。A positioning device which solves these problems and can maintain its positioning accuracy and positioning time automatically and at a desired value without the need to connect a special external measuring instrument such as an oscilloscope or a servo analyzer is proposed in the present application. It has been proposed by a person in JP-A-6-124126 (published on May 6, 1994).
【0010】この公報で提案された位置決め装置は、制
御系に外部からの移動指令信号の代りにテスト的な移動
指令信号を入力する手段と、テスト的な移動指令信号が
制御系に入力されて移動体の移動が制御されている際の
制御系の制御特性を測定する手段と、測定された制御特
性に基づいて制御系の制御ゲインを調整する手段を位置
決め装置内に設け、制御系の制御ゲインを自動調整する
ことにより装置の位置決め性能を自動的に初期設定状態
に正確に戻すことを可能にしている。In the positioning device proposed in this publication, a means for inputting a test movement command signal instead of an external movement command signal to the control system, and a test movement command signal input to the control system. The positioning device is provided with means for measuring the control characteristic of the control system when the movement of the moving body is controlled, and means for adjusting the control gain of the control system based on the measured control characteristic. By automatically adjusting the gain, it is possible to automatically and accurately return the positioning performance of the device to the initial setting state.
【0011】本発明は、本件出願人により先に提案され
た上述の装置を更に改良した位置決め装置の提供を目的
とするものであり、より具体的には、その位置決め精度
や位置決め時間が初期設定状態から外れたことを自動的
に且つ正確に検出し、以降の制御系の制御ゲインの調整
を自動的に行うことを可能にする位置決め装置を提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide a positioning device which is a further improvement of the above-mentioned device previously proposed by the applicant of the present invention. More specifically, the positioning accuracy and the positioning time are initialized. It is an object of the present invention to provide a positioning device that can automatically and accurately detect a deviation from the state and automatically adjust the control gain of the control system thereafter.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の位置決め装置は、移動体を移動するための
アクチェータと、外部からの移動指令信号に基づいて前
記アクチェータによる前記移動体の移動を制御する制御
手段と、前記制御手段が前記移動体の移動を制御してい
る際の前記移動体の移動データを測定する測定手段と、
前記制御手段が最適に調整されている時の前記移動体の
移動データを基準移動データとして記憶する記憶手段
と、前記制御手段が前記移動体の移動を制御している際
に前記測定手段により測定された前記移動体の移動デー
タと前記記憶手段に記憶されている基準移動データを比
較判定する判定手段を有することを特徴としている。In order to achieve the above object, a positioning device of the present invention comprises an actuator for moving a moving body, and movement of the moving body by the actuator based on a movement command signal from the outside. Controlling means for controlling the moving body, and measuring means for measuring movement data of the moving body when the controlling means controls movement of the moving body,
Storage means for storing movement data of the moving body as reference movement data when the control means is optimally adjusted; and measurement by the measuring means when the control means controls movement of the moving body It is characterized in that it has a judging means for comparing and judging the moved data of the moving body and the reference moved data stored in the storage means.
【0013】本発明において、前記判定手段は判定結果
が設定状態になった際に前記外部からの移動指令信号に
基づいた前記制御手段による前記移動体の移動制御を中
止させるものであったり、更に前記測定手段は前記制御
手段が前記移動体の移動を制御している際に一定時間で
前記移動体の速度と位置偏差を示すデータの少なくとも
一方を前記移動データとしてサンプリングするものであ
ったりしても良い。In the present invention, the judging means may stop the movement control of the moving body by the control means based on the movement command signal from the outside when the judgment result is in a set state, and The measuring means may sample at least one of the data indicating the speed and the positional deviation of the moving body as the moving data at a fixed time while the control means controls the movement of the moving body. Is also good.
【0014】この場合、前記判定手段の判定結果が設定
状態になった際、前記記憶手段内に記憶された前記移動
体の速度と位置偏差の少なくとも一方を示す前記サンプ
リングデータをグラフィック表示する表示手段を有した
り、前記記憶手段内に記憶された前記移動体の速度と位
置偏差の少なくとも一方を示す前記サンプリングデータ
を着脱可能な記録媒体に記録する記録手段を有したり、
また前記記憶手段内に記憶された前記移動体の速度と位
置偏差の少なくとも一方を示す前記サンプリングデータ
を外部に転送する通信手段を有するようにしても良い。In this case, when the determination result of the determination means is in the set state, the display means for graphically displaying the sampling data indicating at least one of the speed and the position deviation of the moving body stored in the storage means. Or having a recording means for recording the sampling data indicating at least one of the speed and the positional deviation of the moving body stored in the storage means on a removable recording medium,
Further, a communication means for transferring the sampling data indicating at least one of the velocity and the position deviation of the moving body stored in the storage means to the outside may be provided.
【0015】また、本発明のおいて、前記アクチェータ
の制御ゲインを調整するゲイン調整手段を有し、前記ゲ
イン調整手段は前記外部からの移動指令信号に基づいた
前記移動体の移動制御が中止された後に前記制御ゲイン
を自動的に調整するようにしても良く、更に前記ゲイン
調整手段はテスト的な移動指令信号を前記制御手段に与
えるテスト信号生成部を有し、前記制御手段が前記テス
ト信号生成部からの移動指令信号に基づいて前記移動体
の移動を制御している際の前記制御手段の制御特性を測
定し、この測定結果に応じて前記制御ゲインを調整し、
更に前記測定手段は前記制御手段が前記移動体の移動を
制御している際に一定時間で前記移動体の速度と位置偏
差を示すデータの少なくとも一方を前記移動データとし
てサンプリングするようにしても良い。Further, in the present invention, there is provided a gain adjusting means for adjusting the control gain of the actuator, and the gain adjusting means stops the movement control of the moving body based on the movement command signal from the outside. After that, the control gain may be automatically adjusted, and further, the gain adjusting means has a test signal generating section for giving a test movement command signal to the control means, and the control means has the test signal. Measure the control characteristic of the control means when controlling the movement of the moving body based on the movement command signal from the generation unit, and adjust the control gain according to the measurement result,
Further, the measuring means may sample at least one of the data indicating the speed and the positional deviation of the moving body as the moving data at a fixed time while the control means controls the movement of the moving body. .
【0016】この場合には、前記判定手段の判定結果が
設定状態になった際、前記記憶手段内に記憶された前記
移動体の速度と位置偏差の少なくとも一方を示す前記サ
ンプリングデータと、前記制御手段の制御特性と制御ゲ
インの少なくとも一方をグラフィック表示する表示手段
を有したり、前記記憶手段内に記憶された前記移動体の
速度と位置偏差の少なくとも一方を示す前記サンプリン
グデータと、前記制御手段の制御特性と制御ゲインを着
脱可能な記録媒体に記録する記録手段を有したり、前記
記憶手段内に記憶された前記移動体の速度と位置偏差の
少なくとも一方を示す前記サンプリングデータと、前記
制御手段の制御特性と制御ゲインを外部に転送する通信
手段を有するようにしても良い。In this case, when the determination result of the determination means is in the set state, the sampling data indicating at least one of the speed and the position deviation of the moving body stored in the storage means, and the control The control means, which has a display means for graphically displaying at least one of the control characteristic and the control gain of the means, and the sampling data which is stored in the storage means and indicates at least one of the velocity and the position deviation of the moving body; The control data and the control gain are recorded on a removable recording medium, the sampling data indicating at least one of the speed and the position deviation of the moving body stored in the storage means, and the control You may make it have a communication means which transfers the control characteristic and control gain of a means to the outside.
【0017】また、本発明において、前記移動データは
前記移動体の位置決め時間と位置決め精度の少なくとも
一方に関するデータであったり、前記制御手段は先ず前
記アクチェータを介して前記移動体を速度重視で移動さ
せ、次に前記アクチェータを介して前記移動体を停止位
置精度重視で移動させるものであったり、前記記憶手段
は前記移動体の現在位置に応じた前記制御手段の制御ゲ
インを更に記憶し、前記制御手段が前記移動体の移動を
制御している際、前記制御手段は前記移動体の現在位置
に応じて前記記憶手段から記憶されている制御ゲインを
読み出して前記移動体の移動制御を行うものでも良い。Further, in the present invention, the movement data is data relating to at least one of the positioning time and the positioning accuracy of the moving body, or the control means first moves the moving body through the actuator with emphasis on speed. Next, the moving body is moved with emphasis on the stop position accuracy via the actuator, or the storage means further stores the control gain of the control means according to the current position of the moving body, When the means controls the movement of the moving body, the control means may perform the movement control of the moving body by reading the control gain stored in the storage means according to the current position of the moving body. good.
【0018】[0018]
【作用】本発明の位置決め装置によれば、装置が運転状
態のままで装置の制御性能を移動体の駆動する全領域に
渡ってチェックすることが可能になる。According to the positioning device of the present invention, it becomes possible to check the control performance of the device over the entire region where the moving body is driven, while the device is in the operating state.
【0019】特に、装置が故障の場合等に運転時にサン
プリングしたデータ(速度や位置偏差)と制御系の制御
特性の測定結果の少なくとも一つを表示手段に表示する
ようにすれば、該表示をサービスマンが検討することに
よって、エラーの発生原因を容易に究明することがで
き、エラーの発生原因を究明する時間及び故障の部分を
修理する時間を短縮することが出来る。また、サービス
マンがオシロスコープや伝達関数測定器等の測定器を接
続する手間及び時間も省くことが出来る。In particular, if at least one of the data (speed and position deviation) sampled during operation and the measurement result of the control characteristic of the control system is displayed on the display means when the device is out of order, the display is performed. The cause of the error can be easily investigated by the service person, and the time for investigating the cause of the error and the time for repairing the failure portion can be shortened. Further, it is possible to save the labor and time required for the service person to connect the measuring instrument such as the oscilloscope and the transfer function measuring instrument.
【0020】また、運転時にサンプリングしたデータ
(速度や位置偏差)、制御系の制御特性の測定結果や制
御ゲインの少なくとも一つを着脱可能な記録媒体に記録
手段により記録すれば、サービスマンがデータを持ち帰
り詳細な分析が可能となり、容易に究明できないエラー
の発生原因を突き止めることも可能となる。If at least one of the data (speed and position deviation) sampled during operation, the measurement result of the control characteristic of the control system and the control gain is recorded on a removable recording medium by a recording means, a serviceman can obtain the data. It will be possible to take it home and perform detailed analysis, and it will also be possible to identify the cause of the error that cannot be easily investigated.
【0021】同様に運転時にサンプリングしたデータ
(速度や位置偏差)、制御系の制御特性の測定結果や制
御ゲインの少なくとも一つを外部に通信できるようにす
れば、装置の製造元での詳細な分析が可能となり、容易
に究明できないエラーの発生原因を早期に突き止めるこ
とが可能となる。Similarly, if at least one of the data (speed and position deviation) sampled during operation, the measurement result of the control characteristic of the control system and the control gain can be communicated to the outside, detailed analysis by the manufacturer of the device can be carried out. This makes it possible to identify the cause of an error that cannot be easily investigated at an early stage.
【0022】更に、移動体の現在位置に応じた制御系の
制御ゲインを記憶する記憶手段を設け、運転時の移動体
の現在位置に応じて前記記憶した制御ゲインを用いた制
御を行うようにすれば、移動体の駆動領域の全域におい
て最高の位置決め精度と最短の位置決め時間性能を達成
することが可能になる。Further, a storage means for storing the control gain of the control system according to the current position of the moving body is provided, and the control using the stored control gain is performed according to the current position of the moving body during operation. Then, it becomes possible to achieve the highest positioning accuracy and the shortest positioning time performance in the entire drive area of the moving body.
【0023】[0023]
【実施例】図1は本発明に係る位置決め装置の一実施例
を示すブロック図である。同図において、上述した図5
と同一の符号を付したものは図5の例と同一の構成要素
を示す。1 is a block diagram showing an embodiment of a positioning device according to the present invention. In FIG. 5, the above-mentioned FIG.
Those denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5 indicate the same constituent elements as those in the example of FIG.
【0024】図1において、20は装置の制御特性を測
定し、希望の特性になるように制御ゲインを調整する自
動調整部である。この自動調整部20は、装置の制御特
性を測定するためのテスト信号TDを発生するテスト信
号生成手段となるテスト信号生成部11、現在位置信号
Pとテスト信号TDが入力され装置の制御特性を測定す
る測定手段となるゲイン・位相測定部10、ゲイン・位
相測定部10による測定値を記憶する記憶手段となるメ
モリ12、位置アンプ3及び速度アンプ2の制御ゲイン
を自動調整するための位置制御ゲイン設定信号PG及び
速度制御ゲイン設定信号VGを出力するためのゲイン調
整手段となる制御ゲイン調整部15、位置制御ゲイン設
定値及び速度制御ゲイン設定値を記憶するための記憶手
段となるメモリ16、現在位置信号Pまたは現在速度信
号Vが入力され装置の制御状態を比較結果に基づいて判
定する比較判定手段となる制御状態判定部18、一定時
間間隔△tでサンプリングした現在速度信号V及び現在
位置信号Pを記憶する記憶手段となるメモリ19を有す
る。In FIG. 1, reference numeral 20 denotes an automatic adjustment unit that measures the control characteristics of the device and adjusts the control gain so that the desired characteristics are obtained. The automatic adjusting unit 20 receives the test signal generating unit 11 serving as a test signal generating unit for generating a test signal TD for measuring the control characteristic of the device, the current position signal P and the test signal TD, and controls the control characteristic of the device. A gain / phase measuring unit 10 serving as a measuring unit for measuring, a memory 12 serving as a storing unit for storing measured values by the gain / phase measuring unit 10, a position control for automatically adjusting control gains of the position amplifier 3 and the speed amplifier 2. A control gain adjusting unit 15 serving as a gain adjusting unit for outputting the gain setting signal PG and the speed control gain setting signal VG, a memory 16 serving as a storage unit for storing the position control gain setting value and the speed control gain setting value, A control state that receives the current position signal P or the current speed signal V and serves as a comparison / determination unit that determines the control state of the device based on the comparison result. Tough 18, a memory 19 serving as storage means for storing the current speed signal V and the current position signal P which is sampled at regular time intervals △ t.
【0025】30はCRTまたはプロッタ等の表示手段
となるグラフィック表示装置で、メモリ12内のゲイン
・位相測定データと、メモリ19内のサンプリング速度
データ及びサンプリング位置データをグラフィック表示
する。35はフロッピーディスクドライバ、光ディスク
ドライバ、ICメモリカード等の着脱可能な記録媒体に
データを記録する記録手段となる記録装置、36は電話
回線やイーサーネット回線等の通信回線に接続する通信
手段となる通信装置である。Reference numeral 30 denotes a graphic display device which serves as a display means such as a CRT or a plotter and graphically displays the gain / phase measurement data in the memory 12 and the sampling speed data and sampling position data in the memory 19. Reference numeral 35 is a recording device which is a recording means for recording data on a removable recording medium such as a floppy disk driver, an optical disk driver, an IC memory card, and 36 is a communication means which is connected to a communication line such as a telephone line or an Ethernet line. It is a communication device.
【0026】14は位置アンプ3に入力する信号を外部
の指令制御器(不図示)からの位置指令信号D1にする
か、テスト信号生成部11からの出力TDにするかを選
択する位置スイッチ、13は速度アンプ2に入力する信
号を速度指令演算器1からの速度指令信号D2にする
か、テスト信号生成部11からの出力TDにするかを選
択する速度スイッチである。17はゲイン・位相測定部
10に入力する信号及び制御状態判定部18に入力する
信号を位置計測器7からの現在位置信号Pにするか、現
在位置信号Pを時間微分した微分器8からの現在速度信
号Vにするかを選択する調整モード選択スイッチであ
り、制御モード選択スイッチ9と同時に切り換えられ
る。A position switch 14 selects whether the signal input to the position amplifier 3 is the position command signal D1 from an external command controller (not shown) or the output TD from the test signal generator 11. A speed switch 13 selects whether the signal input to the speed amplifier 2 is the speed command signal D2 from the speed command calculator 1 or the output TD from the test signal generator 11. Reference numeral 17 designates the signal input to the gain / phase measuring unit 10 and the signal input to the control state determination unit 18 as the current position signal P from the position measuring device 7 or from the differentiator 8 that differentiates the current position signal P with time. This is an adjustment mode selection switch for selecting whether to use the current speed signal V, and is switched simultaneously with the control mode selection switch 9.
【0027】この実施例において、位置決め装置が運転
される場合は、位置スイッチ14はe側に、且つ速度ス
イッチ13はc側にされ、目標位置指令となる目標位置
指令信号D1を位置アンプ3に、且つ速度指令となる速
度指令信号D2を速度アンプ2に入力とする。運転時の
動作は、従来例と同じく外部から目標位置指令D1が指
令されると、速度指令演算器1が現在位置信号Pとの偏
差である位置偏差を求め、位置偏差に応じた速度指令信
号D2を演算し速度アンプ2に出力する。制御モード選
択スイッチ9は、先ず移動体であるステージ6が目標位
置近傍に移動されるまで速度アンプ2が出力する電流指
令信号S2を選択するa側にされ、次にステージ6が目
標位置近傍に位置した時に位置アンプ3が出力する電流
指令信号S1を選択するb側に切り換えられる。In this embodiment, when the positioning device is operated, the position switch 14 is set to the e side and the speed switch 13 is set to the c side, and the target position command signal D1 as the target position command is sent to the position amplifier 3. Further, the speed command signal D2 which is a speed command is input to the speed amplifier 2. In the operation during operation, when the target position command D1 is commanded from the outside similarly to the conventional example, the speed command calculator 1 obtains the position deviation which is the deviation from the current position signal P, and the speed command signal corresponding to the position deviation is obtained. D2 is calculated and output to the speed amplifier 2. The control mode selection switch 9 is first set to the a side for selecting the current command signal S2 output by the speed amplifier 2 until the stage 6 which is a moving body is moved to the vicinity of the target position, and then the stage 6 is moved to the vicinity of the target position. When the position is reached, the current command signal S1 output by the position amplifier 3 is switched to the side b.
【0028】メモリ19には、速度アンプ2と位置アン
プ3の制御ゲインが最適に調整されている装置立ち上げ
時、一定時間間隔△tでサンプリングした速度信号デー
タV〔i〕(i=1,2,3,・・・)及び位置信号データP〔j〕(j=
1,2,3,・・・)が記憶されている。制御状態判定部18は、
外部から目標位置指令信号D1が指令され、速度指令信
号D2に基づいた速度アンプ2からの出力によりステー
ジ6の速度を制御している時は、一定時間間隔△tで微
分器8からの現在速度信号Vをサンプリングし、このサ
ンプリングデータをメモリ19内の速度信号データV
〔i〕(i=1,2,3,・・・)と順次比較する。その差△V=V−
V〔i〕 が予め設定されている速度許容値を越えると、
速度アンプ2の出力に基づいた速度制御系が制御不良で
あると判断する。The memory 19 stores the speed signal data V [i] (i = 1, i = 1, i = 1, i = 1, i) when the control gains of the speed amplifier 2 and the position amplifier 3 are optimally adjusted when the apparatus is started up. 2, 3, ...) and position signal data P [j] (j =
1, 2, 3, ...) are stored. The control state determination unit 18 is
When the target position command signal D1 is commanded from the outside and the speed of the stage 6 is controlled by the output from the speed amplifier 2 based on the speed command signal D2, the current speed from the differentiator 8 at a constant time interval Δt. The signal V is sampled, and this sampling data is used as the speed signal data V in the memory 19.
[I] (i = 1, 2, 3, ...) Sequentially compared. The difference ΔV = V−
If V [i] exceeds the preset speed tolerance,
It is determined that the speed control system based on the output of the speed amplifier 2 has a control failure.
【0029】同様に、ステージ6が目標位置近傍まで移
動されてスイツチ9がa側からb側に切り換えられ、位
置指令信号D1に基づいてステージ6の位置を制御して
いる時は、一定時間間隔△tで現在位置信号Pをサンプ
リングし、このサンプリングデータをメモリ19の位置
信号データP〔j〕(j=1,2,3,・・・)と順次比較し、その差
△P=P−P〔i〕 が予め設定されている位置許容値を
越えると、位置アンプ3の出力に基づいた位置制御系が
制御不良であると判断する。Similarly, when the stage 6 is moved to the vicinity of the target position, the switch 9 is switched from the side a to the side b, and the position of the stage 6 is controlled based on the position command signal D1, a fixed time interval is reached. The current position signal P is sampled at Δt, and this sampling data is sequentially compared with the position signal data P [j] (j = 1, 2, 3, ...) In the memory 19, and the difference ΔP = P− When P [i] exceeds a preset position allowable value, it is determined that the position control system based on the output of the position amplifier 3 has a poor control.
【0030】そして、制御状態判定部18が速度差△V
または位置差△Pが許容値を越えたと判定した際には、
装置が要求されている位置決め時間または位置決め精度
を満たさなくなったとして自動調整部20による制御ゲ
インの補正を行う。Then, the control state judging section 18 determines the speed difference ΔV.
Or when it is determined that the position difference ΔP exceeds the allowable value,
The control gain is corrected by the automatic adjustment unit 20 assuming that the device does not satisfy the required positioning time or positioning accuracy.
【0031】先ず、速度スイッチ13をc側からd側に
切り換えて、テスト信号生成部11の出力TDを速度ア
ンプ2に入力すると共に、制御モード選択スイッチ9を
a側に設定して、速度アンプ2の出力する電流指令信号
S2をドライバアンプ4に入力する。また、同時に調整
モード選択スイッチ17をh側に設定して、微分器8の
出力する現在速度信号Vをゲイン・位相測定部10に入
力する。First, the speed switch 13 is switched from the c side to the d side, the output TD of the test signal generating section 11 is input to the speed amplifier 2, and the control mode selection switch 9 is set to the a side to set the speed amplifier. The current command signal S2 output by 2 is input to the driver amplifier 4. At the same time, the adjustment mode selection switch 17 is set to the h side, and the current speed signal V output from the differentiator 8 is input to the gain / phase measuring unit 10.
【0032】この後、テスト信号生成部11では速度制
御系の周波数特性の特徴(メカ機構の1次共振点等)が
わかる周波数範囲fmin 〜fmax について、先ず低い周
波数fmin の正弦波をm周期発生させ、次に周波数f1
=fmin +△fの正弦波をm周期発生させ、以下同様に
fi =fi-1 +△f (i=1,2,3,・・・)の正弦波を周波数が
fmax になるまで△f間隔で発生させる。このテスト信
号がテスト信号生成部11から出力されている間、ゲイ
ン・位相測定部10には移動体6の現在速度信号Vが入
力され、ゲイン・位相測定部10はテスト信号生成部1
1から入力されるテスト信号の1周期毎に、速度アンプ
2を含む速度制御系のゲインと位相を求め、周波数f
i(i=1,2,3,・・・)でのm周期分のゲインと位相の平均を求
める。After that, the test signal generator 11 first generates a sine wave having a low frequency f min in the frequency range f min to f max in which the characteristics of the frequency characteristics of the speed control system (the primary resonance point of the mechanical mechanism, etc.) can be understood. m periods are generated, then frequency f 1
= Sine wave of f min + △ f is m cycles generated, and so f i = f i-1 + △ f (i = 1,2,3, ···) a sine wave of the frequency f max It is generated at intervals of Δf until it becomes. While this test signal is being output from the test signal generator 11, the current speed signal V of the moving body 6 is being input to the gain / phase measurer 10, and the gain / phase measurer 10 is
For each cycle of the test signal input from 1, the gain and phase of the speed control system including the speed amplifier 2 are obtained, and the frequency f
The average of the gain and the phase for m periods at i (i = 1,2,3, ...) Is calculated.
【0033】この様な方法で、周波数範囲fmin 〜f
max のゲインと位相の値より速度制御系の周波数特性を
得る。その結果が初期状態の周波数特性、即ちメモリ1
2に予め記憶させてある装置立ち上げ時に測定した周波
数特性に近くなるように制御ゲイン調整部15で速度制
御ゲインVGを種々変更する。In this way, the frequency range f min to f
The frequency characteristic of the speed control system is obtained from the gain and phase values of max . The result is the frequency characteristic in the initial state, that is, the memory 1
The control gain adjusting unit 15 variously changes the speed control gain VG so as to be close to the frequency characteristic stored in advance in FIG.
【0034】また、位置アンプ3を含む位置制御系の周
波数特性の特徴(ゲイン余裕、位相余裕)を測定する際
には、位置スイッチ14をe側からf側に切り換えて、
テスト信号生成部11の出力TDを位置アンプ3に入力
すると共に、制御モード選択スイッチ9をb側に設定し
て、位置アンプ3が出力する電流指令信号S1をドライ
バアンプ4に入力する。更に調整モード選択スイッチ1
7をg側に設定し、位置計測器7の出力する現在位置信
号Pをゲイン・位相測定部10に入力する。この状態で
ゲイン・位相測定部10では位置制御系の周波数特性の
特徴が測定されることになる。When measuring the characteristics (gain margin, phase margin) of the frequency characteristics of the position control system including the position amplifier 3, the position switch 14 is switched from the side e to the side f.
The output TD of the test signal generator 11 is input to the position amplifier 3, the control mode selection switch 9 is set to the b side, and the current command signal S1 output from the position amplifier 3 is input to the driver amplifier 4. Adjustment mode selection switch 1
7 is set to the g side, and the current position signal P output from the position measuring instrument 7 is input to the gain / phase measuring unit 10. In this state, the gain / phase measuring unit 10 measures the characteristic of the frequency characteristic of the position control system.
【0035】即ち、上述の場合と同様に周波数範囲f
min 〜fmax について、先ず低い周波数fmin の正弦波
をm周期発生させ、次に周波数f1 =fmin +△fの正
弦波をm周期発生させ、以下同様にfi =fi-1 +△f
(i=1,2,3,・・・)の正弦波を周波数がfmax になるまで△
f間隔で発生させる。このテスト信号がテスト信号生成
部11から出力されている間、ゲイン・位相測定部10
には移動体となるステージ6の現在位置信号Pが入力さ
れ、ゲイン・位相測定部10はテスト信号生成部11か
ら入力されるテスト信号の1周期毎に、位置アンプ3を
含む位置制御系のゲインと位相を求め、周波数fi(i=1,
2,3,・・・)でのm周期分のゲインと位相の平均を求める。That is, as in the above case, the frequency range f
For min to f max , first, a sine wave having a low frequency f min is generated for m cycles, then a sine wave having a frequency f 1 = f min + Δf is generated for m cycles, and the same applies to f i = f i-1. + △ f
A sine wave of (i = 1,2,3, ...) Until the frequency reaches f max △
Generate at f intervals. While this test signal is being output from the test signal generation unit 11, the gain / phase measurement unit 10
The current position signal P of the stage 6, which is a moving body, is input to the gain / phase measuring unit 10 of the position control system including the position amplifier 3 for each cycle of the test signal input from the test signal generating unit 11. Gain and phase are calculated, and frequency f i (i = 1,
2,3, ...) Average gain and phase for m cycles.
【0036】この様な方法で、周波数範囲fmin 〜f
max のゲインと位相の値より位置制御系の周波数特性を
得る。その結果が、初期状態の周波数特性、即ちメモリ
12に予め記憶させてある装置立ち上げ時に測定した周
波数特性に近くなるように制御ゲイン調整部15で位置
制御ゲインPGを種々変更する。In this way, the frequency range f min to f
The frequency characteristics of the position control system are obtained from the max gain and phase values. The position control gain PG is variously changed by the control gain adjusting unit 15 so that the result is close to the frequency characteristic in the initial state, that is, the frequency characteristic stored in advance in the memory 12 and measured at the time of device startup.
【0037】制御ゲインを調整するには、例えば現在設
定されている制御ゲインI0 に対し2つの制御ゲインI
1 =I0 +△I,I2 =I0 −△Iで制御系の特性を調
べ、制御ゲインI0 の場合が最も装置立ち上げ時の周波
数特性に近ければI0 を最適ゲインとして設定する。制
御ゲインI1 の場合が最も装置立ち上げ時の周波数特性
に近ければI0 =I1 とした後に、再度上記2つの制御
ゲインで制御系の特性を調べる。制御ゲインI2 の場合
が最も装置立ち上げ時の周波数特性に近ければI0 =I
2 とし、再度上記の2つの制御ゲインで制御系の特性を
調べる。この様な操作を繰り返して、速度制御ゲインV
Gと位置制御ゲインPGを最適制御ゲインに設定する。In order to adjust the control gain, for example, two control gains I 0 are added to the currently set control gain I 0.
The characteristics of the control system are investigated with 1 = I 0 + ΔI and I 2 = I 0 −ΔI. If the control gain I 0 is the closest to the frequency characteristic at the time of device startup, I 0 is set as the optimum gain. . If the control gain I 1 is the closest to the frequency characteristic when the apparatus is started up, I 0 = I 1 is set, and the characteristic of the control system is examined again with the above two control gains. If the control gain I 2 is the closest to the frequency characteristic when the apparatus is started up, then I 0 = I
Then, the characteristics of the control system are examined again with the above two control gains. By repeating such operations, the speed control gain V
G and position control gain PG are set to optimal control gains.
【0038】なお、速度制御ゲインVG及び位置制御ゲ
インPGは1つとは限らず、多数の時も同様な手法を用
いて調整する。また、各制御ゲインをステージ6の位置
に応じて設定するには、例えばステージ6の位置を一定
距離毎に領域分けしておき、メモリ16内の位置制御ゲ
インPGと速度制御ゲインVGをステージ位置領域に対
するテーブルにしておき、一定時間間隔△tで現在位置
信号Pをサンプリングし、現在位置信号Pに対応する位
置制御ゲインPGと速度制御ゲインVGを制御ゲインメ
モリ16から読み出し、位置アンプ3及び速度アンプ2
に設定することで実現できる。制御ゲインをステージ6
の位置に応じて調整するには、同様に一定距離の領域分
けした領域の中心位置にステージを移動し、上述の方法
で制御ゲインを最適に調整し、調整した制御ゲインをメ
モリ16内に格納すれば良い。The speed control gain VG and the position control gain PG are not limited to one, and the same method is used to adjust the number when the number is large. Further, in order to set each control gain according to the position of the stage 6, for example, the position of the stage 6 is divided into regions by a certain distance, and the position control gain PG and the speed control gain VG in the memory 16 are set to the stage position. The table for the area is stored, the current position signal P is sampled at a constant time interval Δt, the position control gain PG and the speed control gain VG corresponding to the current position signal P are read from the control gain memory 16, and the position amplifier 3 and the speed are obtained. Amplifier 2
This can be achieved by setting to. Control gain to stage 6
In order to adjust according to the position of, the stage is similarly moved to the center position of the area divided into areas, the control gain is optimally adjusted by the above method, and the adjusted control gain is stored in the memory 16. Just do it.
【0039】この様な本実施例によれば、制御ゲインを
最適に調整するばかりでなく、速度制御系の周波数特性
のメカ機構共振周波数に注目して、メカ機構の故障、例
えばネジの弛みなどを推定することも可能になる。According to this embodiment as described above, not only is the control gain adjusted optimally, but attention is paid to the mechanical mechanism resonance frequency of the frequency characteristics of the speed control system, and the mechanical mechanism fails, for example, a screw is loosened. It is also possible to estimate
【0040】なお、本実施例においては、制御状態判定
部18で判定する速度許容値及び位置許容値を複数持つ
ことにより、位置決め時間や位置決め精度の制御性能を
多少劣化させた状態でも継続して装置を運転できるワー
ニングの状態であるのか、装置をすぐに停止させ、故障
を修理する必要があるエラーの状態であるのかを判定で
きるようにしても良い。また、メモリ19の記憶容量を
増やし、装置が運転時の現在速度及び現在位置を毎駆動
毎に記憶し、装置がエラー状態の時にメモリ19に記憶
した速度データ及び位置偏差データをCRTディスプレ
ー等の表示装置30に表示することによって、エラーの
発生原因を容易に究明することができ、装置のダウンタ
イムを短縮することが可能になる。In the present embodiment, by having a plurality of speed allowable values and position allowable values judged by the control state judging section 18, even if the control performance of the positioning time and the positioning accuracy is deteriorated to some extent, it continues. It may be possible to determine whether it is in a warning state in which the device can be operated or in which the device is immediately stopped and an error state in which the failure needs to be repaired. Further, the storage capacity of the memory 19 is increased so that the device stores the current speed and the current position during operation for each drive, and the speed data and the position deviation data stored in the memory 19 when the device is in an error state can be stored in a CRT display or the like. By displaying on the display device 30, the cause of the error can be easily determined, and downtime of the device can be shortened.
【0041】また、エラーの発生原因が容易に究明でき
ない場合は、メモリ19内に記憶した速度データ及び位
置偏差データ、メモリ12内に記憶した位置制御系及び
速度制御系の制御特性測定データ及びメモリ16内の位
置制御系及び速度制御系の制御ゲインの少なくとも一つ
を記録装置35内の着脱可能な記録媒体に記録し、持ち
帰り解析することもできる。同様に、上記データを通信
装置36を通じて送信し、解析することも出来る。If the cause of the error cannot be easily determined, the speed data and the position deviation data stored in the memory 19, the control characteristic measurement data and the memory of the position control system and the speed control system stored in the memory 12 are stored. It is also possible to record at least one of the control gains of the position control system and the speed control system in 16 in a removable recording medium in the recording device 35, and carry-out analysis. Similarly, the data can be transmitted and analyzed through the communication device 36.
【0042】図2は本発明の位置決め装置の他の実施例
を示すブロック図である。同図において、図1と同一の
符号を付したものは、図1の例と同一の構成要素を示
す。FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the positioning device of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components as those in the example of FIG.
【0043】この図において、33はシーケンスコント
ロールを行う上位のコンピュータであるシステムプロセ
ッサ、31はシステムプロセッサ33の表示装置である
CRT、32はシステムプロセッサ33の同じく表示装
置であるプロッター、34は位置決め制御を行うDSP
等のサーボプロセッサである。In the figure, 33 is a system processor which is a higher-level computer for sequence control, 31 is a CRT which is a display device of the system processor 33, 32 is a plotter which is also a display device of the system processor 33, and 34 is positioning control. Do the DSP
Etc. is a servo processor.
【0044】この位置決め装置では、サーボプロセッサ
34が図1の実施例の速度指令演算器1、速度アンプ
2、位置アンプ3、微分器8、制御モード選択スイッチ
9、ゲイン・位相測定部10、テスト信号生成部11、
速度スイッチ13、位置スイッチ14、制御ゲイン調整
部15、及び調整モード選択スイッチ17の機能を実行
する。In this positioning apparatus, the servo processor 34 includes the speed command calculator 1, the speed amplifier 2, the position amplifier 3, the differentiator 8, the control mode selection switch 9, the gain / phase measuring unit 10, and the test of the embodiment shown in FIG. The signal generator 11,
The functions of the speed switch 13, the position switch 14, the control gain adjustment unit 15, and the adjustment mode selection switch 17 are executed.
【0045】即ち、上位のコンピュータであるシステム
プロセッサ33から目標位置指令を受け取ると、サーボ
プロセッサ34は速度指令演算を行い速度指令D2i(i=
1,2,3,・・・)を生成し、一定時間間隔△t毎に現在位置信
号Pi(i=1,2,3,・・・)をサンプリングし、現在速度信号V
i(i=1,2,3,・・・)をVi= (Pi - Pi-1)/ △t (i=1,2,3,
・・・)で求め、目標位置近傍まで速度指令D2iと現在速度
信号Vi から速度制御ゲインVGに応じて速度アンプ2
の速度制御演算を行い、演算結果S2iをドライブアンプ
4に出力する。そして目標位置近傍で目標位置指令D1
と現在位置信号Pi との偏差から位置制御ゲインPGに
応じて位置アンプ3の位置制御演算を行い、演算結果S
1iをドライバアンプ4に出力する。That is, when the target position command is received from the system processor 33, which is a high-order computer, the servo processor 34 calculates the speed command and the speed command D2 i (i =
, 1,) are generated, the current position signal P i (i = 1,2,3, ...) is sampled at every constant time interval Δt, and the current speed signal V
i (i = 1,2,3, ...) is expressed as V i = (P i -P i-1 ) / Δt (i = 1,2,3,
...), and the speed amplifier D2 i and the current speed signal V i up to the vicinity of the target position according to the speed control gain VG.
The speed control calculation is performed and the calculation result S2 i is output to the drive amplifier 4. Then, in the vicinity of the target position, the target position command D1
The position control calculation of the position amplifier 3 is performed according to the position control gain PG from the deviation between the current position signal P i and the current position signal P i, and the calculation result S
1 i is output to the driver amplifier 4.
【0046】テスト信号出力Ti(i=1,2,3,・・・)はTi =
sin(2πfj △t×i)(i=1,2,3,・・・)でm周期発
生させる。周波数fj はfmin 〜fmax まで変更する。
制御ゲインの調整は図1と同様の方法を使用する。更に
付け加えると、テスト信号をfmin 〜fmax まで連続に
変化させる一般にスイープsinと呼ばれる波形を使用
し、ゲイン・位相測定部10に入力される位置または速
度計測信号とテスト信号をそれぞれFFT演算を行うこ
とにより短時間でゲイン・位相測定データを得ることを
可能にする。The test signal output T i (i = 1,2,3, ...) is T i =
Sin (2πf j Δt × i) (i = 1, 2, 3, ...) Generates m cycles. The frequency f j is changed from f min to f max .
The control gain is adjusted using the same method as in FIG. In addition, a waveform generally called a sweep sin that continuously changes the test signal from f min to f max is used, and the position or speed measurement signal and the test signal input to the gain / phase measurement unit 10 are each subjected to FFT calculation. By doing so, gain / phase measurement data can be obtained in a short time.
【0047】メモリ12内のゲイン・位相特性測定デー
タとメモリ19内のサンプリング速度・位置データの表
示は、このデータを上位のコンピュータに通信で転送
し、上位のコンピュータが上記データのグラフィック処
理を行い、CRT31やプロッター32等のグラフィッ
ク表示装置に必要に応じて行う。通常、この種の位置決
め装置はグラフィック表示装置を持つ上位のコンピュー
タからコントロールされるのが一般的であるので、この
実施例の様に構成すれば位置決め表示装置に専用のグラ
フィック表示装置を持つ必要がなく、コストダウンを計
ることが可能となる。To display the gain / phase characteristic measurement data in the memory 12 and the sampling speed / position data in the memory 19, this data is transferred to an upper computer by communication, and the upper computer performs graphic processing of the data. , A graphic display device such as a CRT 31 or a plotter 32, if necessary. Normally, this type of positioning device is generally controlled by a higher-level computer having a graphic display device. Therefore, if it is configured as in this embodiment, it is necessary to have a dedicated graphic display device for the positioning display device. Therefore, it is possible to reduce the cost.
【0048】また、図1の実施例と同様にエラーの発生
原因が容易に究明できない場合は、メモリ19内に記憶
した速度データ及び位置偏差データ、メモリ12内に記
憶した位置制御系及び速度制御系の制御特性測定データ
及びメモリ16内の位置制御系及び速度制御系の制御ゲ
インの少なくとも一つを記録装置35内の着脱可能な記
録媒体に記録し、持ち帰り解析することもできる。同様
に、上記データを通信装置36を通じて送信し、解析す
ることもできる。If the cause of the error cannot be easily determined as in the embodiment of FIG. 1, the speed data and the position deviation data stored in the memory 19 and the position control system and the speed control stored in the memory 12 will be described. It is also possible to record at least one of the control characteristic measurement data of the system and the control gain of the position control system and the speed control system in the memory 16 in a removable recording medium in the recording device 35 and carry-out analysis. Similarly, the data can be transmitted and analyzed through the communication device 36.
【0049】なお、上述した各実施例において、速度ア
ンプ2及び位置アンプ3の制御ゲインは比例ゲインのみ
とは限らず、微分ゲインや積分ゲイン等も含む場合もあ
りえる。また、上記のPID制御の様な線形要素以外に
もクリップ、不感帯、ヒステリシス等の非線形要素を含
む場合もありえる。In each of the above-described embodiments, the control gain of the speed amplifier 2 and the position amplifier 3 is not limited to the proportional gain, but may include the differential gain, the integral gain, or the like. In addition to the linear element such as the PID control described above, a non-linear element such as a clip, a dead zone, or hysteresis may be included.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
速度制御系または/及び位置制御系の特性の経時変化を
装置の運転時に測定することができるので、制御系の制
御ゲインの補正をタイムリィーにまたは常時行うことが
出来る。従って、要求された位置決め時間や位置決め精
度を満たさなくなるほど装置の性能が低下したまま装置
を稼働させることがなく、常に最適な状態で装置を稼働
することができる。As described above, according to the present invention,
Since the change with time of the characteristics of the speed control system and / or the position control system can be measured during the operation of the apparatus, the control gain of the control system can be corrected in a timely manner or constantly. Therefore, it is possible to always operate the device in an optimum state without operating the device while the performance of the device is degraded so that the required positioning time and positioning accuracy are not satisfied.
【0051】また、装置の性能が低下したことを検出し
た後、制御ゲインの自動調整を行うようになせば、制御
系の状態を自動的に初期状態に近付けることができ、要
求された位置決め時間及び位置決め精度を維持すること
ができる。特に、摩擦接触タイプのガイドを有する位置
決め装置の場合には、サービスマンが行うグリスアップ
等の摩擦接触部の油膜状態を初期状態に維持するための
定期的なメンテナンスの回数を減少させ、メンテナンス
コストを下げ、高い装置稼働率を維持することもでき
る。更に、本発明によれば、装置の運転時にステージの
移動領域全域について制御系の特性を測定することが可
能となるので、装置の運転を長時間停止させて測定及び
調整する必要がなく、従って装置の稼働率を向上させる
ことが出来る。If the control gain is automatically adjusted after it is detected that the performance of the device has deteriorated, the state of the control system can be automatically brought close to the initial state, and the required positioning time can be obtained. And the positioning accuracy can be maintained. Particularly, in the case of a positioning device having a friction contact type guide, the maintenance cost is reduced by reducing the number of regular maintenance operations performed by a service person to maintain the oil film state of the friction contact portion in the initial state such as grease up. It is also possible to maintain high equipment availability by lowering the Furthermore, according to the present invention, it is possible to measure the characteristics of the control system over the entire moving region of the stage during the operation of the apparatus, and therefore it is not necessary to stop the operation of the apparatus for a long time to perform measurement and adjustment, and The operation rate of the device can be improved.
【0052】また、本発明において、装置が故障の場合
等に、運転時にサンプリングした速度及び位置偏差デー
タや制御系の特性の測定結果をの少なくとも一つを表示
すれば、その表示をサービスマンが検討することによっ
て、エラーの発生原因を容易に究明することができ、エ
ラーの発生原因を究明する時間及び故障の部分を修理す
る時間を短縮することができる。サービスマンがオシロ
スコープや伝達関数測定器等の測定器を接続する手間及
び時間も省くことが出来る。また、上記データを着脱可
能な記録媒体に記録し、持ち帰り解析可能なようにすれ
ば、サービスマンが容易に究明できないエラーの発生原
因を突き止めることも可能となる。同様に、上記データ
を通信装置を通じて送信し、解析可能なようにすれば、
サービスマンが容易に究明できないエラーの発生原因を
突き止めることも可能となる。Further, in the present invention, when at least one of the speed and position deviation data sampled during operation and the measurement result of the characteristic of the control system is displayed when the device is out of order, the serviceman can display the display. By studying, the cause of the error can be easily determined, and the time for determining the cause of the error and the time for repairing the failure portion can be shortened. It is also possible to save the labor and time required for a serviceman to connect a measuring instrument such as an oscilloscope or a transfer function measuring instrument. Further, if the above data is recorded in a removable recording medium so that the data can be taken out and analyzed, it is possible to find out the cause of an error that cannot be easily investigated by a service person. Similarly, if the above data is transmitted through a communication device so that it can be analyzed,
It is also possible for the service person to find out the cause of the error that cannot be easily investigated.
【0053】更に、本発明において、運転時の移動体の
現在位置に応じて最適に調整した制御ゲインの利用を可
能にすれば、移動体の移動領域の全域において最高の位
置決め精度と最短の位置決め時間性能を達成することが
可能になる。Furthermore, in the present invention, if the control gain optimally adjusted according to the current position of the moving body during operation can be used, the highest positioning accuracy and the shortest positioning can be achieved in the entire moving area of the moving body. Time performance can be achieved.
【図1】本発明の位置決め装置の一実施例を示すブロッ
ク図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a positioning device of the present invention.
【図2】本発明の位置決め装置の他の実施例を示すブロ
ック図。FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the positioning device of the present invention.
【図3】本発明が適用可能な半導体製造用露光装置のX
Yステージの一例の外観を示す斜視図。FIG. 3 is an X of a semiconductor manufacturing exposure apparatus to which the present invention is applicable.
The perspective view which shows the external appearance of an example of a Y stage.
【図4】本発明が適用可能な半導体製造用露光装置のX
Yステージの他の例の外観を示す斜視図。FIG. 4 is an X of a semiconductor manufacturing exposure apparatus to which the present invention is applicable.
The perspective view which shows the external appearance of the other example of a Y stage.
【図5】従来の位置決め装置の例を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional positioning device.
1 速度指令演算器 2 速度アンプ 3 位置アンプ 6 ステージ 7 位置計測器 8 微分器 10 ゲイン・位相測定部 11 テスト信号生成部 12 ゲイン・位相測定メモリ 15 制御ゲイン調整部 16 制御ゲインメモリ 18 制御状態判定部 19 速度・位置メモリ 20 自動調整部 30 表示装置 33 システムプロセッサ 34 サーボプロセッサ 36 通信装置 D1 目標位置指令値 D2 目標速度指令値 P 現在位置 V 現在速度 S1 電流指令信号 S2 電流指令信号 I モーター電流 T モータートルク TD テスト信号 PG 位置制御ゲイン調整信号 VG 速度制御ゲイン調整信号 1 Speed Command Calculator 2 Speed Amplifier 3 Position Amplifier 6 Stage 7 Position Measuring Device 8 Differentiator 10 Gain / Phase Measurement Section 11 Test Signal Generation Section 12 Gain / Phase Measurement Memory 15 Control Gain Adjustment Section 16 Control Gain Memory 18 Control State Judgment Part 19 Speed / position memory 20 Automatic adjustment part 30 Display device 33 System processor 34 Servo processor 36 Communication device D1 Target position command value D2 Target speed command value P Current position V Current speed S1 Current command signal S2 Current command signal I Motor current T Motor torque TD test signal PG Position control gain adjustment signal VG Speed control gain adjustment signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 F ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 21/68 F
Claims (15)
と、外部からの移動指令信号に基づいて前記アクチェー
タによる前記移動体の移動を制御する制御手段と、前記
制御手段が前記移動体の移動を制御している際の前記移
動体の移動データを測定する測定手段と、前記制御手段
が最適に調整されている時の前記移動体の移動データを
基準移動データとして記憶する記憶手段と、前記制御手
段が前記移動体の移動を制御している際に前記測定手段
により測定された前記移動体の移動データと前記記憶手
段に記憶されている基準移動データを比較判定する判定
手段を有することを特徴とする位置決め装置。1. An actuator for moving a moving body, control means for controlling the movement of the moving body by the actuator based on a movement command signal from the outside, and the control means for controlling the movement of the moving body. Measuring means for measuring the movement data of the moving body during operation, storage means for storing movement data of the moving body when the control means is optimally adjusted as reference movement data, and the control means Has a determination means for comparing and comparing the movement data of the moving body measured by the measuring means and the reference movement data stored in the storage means while controlling the movement of the moving body. Positioning device.
った際に前記外部からの移動指令信号に基づいた前記制
御手段による前記移動体の移動制御を中止させることを
特徴とする請求項1の位置決め装置。2. The determination means stops the movement control of the moving body by the control means based on the movement command signal from the outside when the determination result is in a set state. Positioning device.
体の移動を制御している際に一定時間で前記移動体の速
度と位置偏差を示すデータの少なくとも一方を前記移動
データとしてサンプリングすることを特徴とする請求項
2の位置決め装置。3. The measuring means samples at least one of data indicating a velocity and a positional deviation of the moving body as the moving data at a constant time while the control means controls the movement of the moving body. The positioning device according to claim 2, wherein
った際、前記記憶手段内に記憶された前記移動体の速度
と位置偏差の少なくとも一方を示す前記サンプリングデ
ータをグラフィック表示する表示手段を有することを特
徴とする請求項3の位置決め制御装置。4. A display means for graphically displaying the sampling data indicating at least one of the speed and the positional deviation of the moving body stored in the storage means when the determination result of the determination means is in a set state. The positioning control device according to claim 3, further comprising:
の速度と位置偏差の少なくとも一方を示す前記サンプリ
ングデータを着脱可能な記録媒体に記録する記録手段を
有することを特徴とする請求項3の位置決め制御装置。5. The recording means for recording the sampling data indicating at least one of the velocity and the positional deviation of the moving body stored in the storage means on a removable recording medium. Positioning control device.
の速度と位置偏差の少なくとも一方を示す前記サンプリ
ングデータを外部に転送する通信手段を有することを特
徴とする請求項3の位置決め制御装置。6. The positioning control device according to claim 3, further comprising communication means for transferring the sampling data indicating at least one of a velocity and a positional deviation of the moving body stored in the storage means to the outside. .
るゲイン調整手段を有し、前記ゲイン調整手段は前記外
部からの移動指令信号に基づいた前記移動体の移動制御
が中止された後に前記制御ゲインを自動的に調整するこ
とを特徴とする請求項2の位置決め装置。7. A gain adjusting means for adjusting a control gain of the actuator is provided, wherein the gain adjusting means adjusts the control gain after the movement control of the moving body based on the movement command signal from the outside is stopped. 3. The positioning device according to claim 2, wherein the positioning device is automatically adjusted.
令信号を前記制御手段に与えるテスト信号生成部を有
し、前記制御手段が前記テスト信号生成部からの移動指
令信号に基づいて前記移動体の移動を制御している際の
前記制御手段の制御特性を測定し、この測定結果に応じ
て前記制御ゲインを調整することを特徴とする請求項7
の位置決め装置。8. The gain adjusting means has a test signal generation section for giving a test movement command signal to the control means, and the control means controls the moving body based on the movement command signal from the test signal generation section. 7. The control characteristic of the control means when controlling the movement of the control means is measured, and the control gain is adjusted according to the measurement result.
Positioning device.
体の移動を制御している際に一定時間で前記移動体の速
度と位置偏差を示すデータの少なくとも一方を前記移動
データとしてサンプリングすることを特徴とする請求項
8の位置決め装置。9. The measuring means samples at least one of data indicating a velocity and a position deviation of the moving body as the moving data at a fixed time while the control means controls the movement of the moving body. The positioning device according to claim 8, wherein:
なった際、前記記憶手段内に記憶された前記移動体の速
度と位置偏差の少なくとも一方を示す前記サンプリング
データと、前記制御手段の制御特性と制御ゲインの少な
くとも一方をグラフィック表示する表示手段を有するこ
とを特徴とする請求項9の位置決め制御装置。10. The sampling data indicating at least one of a velocity and a positional deviation of the moving body stored in the storage means when the determination result of the determination means is in a set state, and control of the control means. 10. The positioning control device according to claim 9, further comprising display means for graphically displaying at least one of the characteristic and the control gain.
体の速度と位置偏差の少なくとも一方を示す前記サンプ
リングデータと、前記制御手段の制御特性と制御ゲイン
を着脱可能な記録媒体に記録する記録手段を有すること
を特徴とする請求項9の位置決め制御装置。11. A recording for recording the sampling data indicating at least one of the velocity and the positional deviation of the moving body stored in the storage means, the control characteristic and the control gain of the control means on a removable recording medium. The positioning control device according to claim 9, further comprising means.
体の速度と位置偏差の少なくとも一方を示す前記サンプ
リングデータと、前記制御手段の制御特性と制御ゲイン
を外部に転送する通信手段を有することを特徴とする請
求項9の位置決め制御装置。12. A communication means for transferring the sampling data indicating at least one of the velocity and the positional deviation of the moving body stored in the storage means, the control characteristic and the control gain of the control means to the outside. The positioning control device according to claim 9, wherein
め時間と位置決め精度の少なくとも一方に関するデータ
であることを特徴とする請求項1の位置決め装置。13. The positioning device according to claim 1, wherein the movement data is data relating to at least one of positioning time and positioning accuracy of the moving body.
を介して前記移動体を速度重視で移動させ、次に前記ア
クチェータを介して前記移動体を停止位置精度重視で移
動させることを特徴とする請求項1の位置決め装置。14. The control means first moves the moving body via the actuator with emphasis on speed, and then moves the moving body via the actuator with emphasis on stop position accuracy. Positioning device 1.
に応じた前記制御手段の制御ゲインを更に記憶し、前記
制御手段が前記移動体の移動を制御している際、前記制
御手段は前記移動体の現在位置に応じて前記記憶手段か
ら記憶されている制御ゲインを読み出して前記移動体の
移動制御を行うことを特徴とする請求項1の位置決め制
御装置。15. The storage means further stores a control gain of the control means according to the current position of the moving body, and the control means controls the movement of the moving body when the control means controls the movement of the moving body. 2. The positioning control device according to claim 1, wherein the control gain stored in the storage unit is read according to the current position of the moving body to control the movement of the moving body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26505394A JPH08123553A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Positioning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26505394A JPH08123553A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Positioning device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08123553A true JPH08123553A (en) | 1996-05-17 |
Family
ID=17411933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26505394A Withdrawn JPH08123553A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Positioning device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08123553A (en) |
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-
1994
- 1994-10-28 JP JP26505394A patent/JPH08123553A/en not_active Withdrawn
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