JPH09246359A - 位置決めテーブル制御装置 - Google Patents
位置決めテーブル制御装置Info
- Publication number
- JPH09246359A JPH09246359A JP7311796A JP7311796A JPH09246359A JP H09246359 A JPH09246359 A JP H09246359A JP 7311796 A JP7311796 A JP 7311796A JP 7311796 A JP7311796 A JP 7311796A JP H09246359 A JPH09246359 A JP H09246359A
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- Japan
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- amplifier
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Machine Tool Positioning Apparatuses (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流アンプが飽和してしまうような過大な指
令値が発生した場合でも、制御系が発振することをなく
し、信頼性を高める。 【解決手段】 テーブル１の位置決め先である目標位置
の位置指令を発生する位置指令発生手段１１と、テーブ
ルの現在位置を検出する位置検出手段７，１０と、テー
ブルを駆動するモータ３〜５と、前記目標位置と現在位
置とに基づいてモータへ供給すべき電流の指令値を発生
する電流指令発生手段１２，１３と、電流指令値に応じ
た電流をモータへ供給する電流アンプ１４とを備えた位
置決めテーブル制御装置において、電流指令値と実際の
モータ電流値との偏差信号Ｖｄを、位置または電流指令
値にフィードバックする手段を設ける。
令値が発生した場合でも、制御系が発振することをなく
し、信頼性を高める。 【解決手段】 テーブル１の位置決め先である目標位置
の位置指令を発生する位置指令発生手段１１と、テーブ
ルの現在位置を検出する位置検出手段７，１０と、テー
ブルを駆動するモータ３〜５と、前記目標位置と現在位
置とに基づいてモータへ供給すべき電流の指令値を発生
する電流指令発生手段１２，１３と、電流指令値に応じ
た電流をモータへ供給する電流アンプ１４とを備えた位
置決めテーブル制御装置において、電流指令値と実際の
モータ電流値との偏差信号Ｖｄを、位置または電流指令
値にフィードバックする手段を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械や半導体
露光装置などに使用する位置決めテーブル制御装置に係
り、特に高速な位置決めが要求される半導体焼き付け装
置（ステッパ）などの位置決め制御装置に関する。
露光装置などに使用する位置決めテーブル制御装置に係
り、特に高速な位置決めが要求される半導体焼き付け装
置（ステッパ）などの位置決め制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の位置決めテーブル装置の概
略構成図である。同図の位置決めテーブル装置は、リニ
アモータヨーク３、永久磁石４および可動コイル５等か
らなるボイスコイル型のＤＣリニアモータを備えてい
る。テーブル天板１には可動コイル５が取り付けられて
いる。モータヨーク３には永久磁石４が取り付けられて
いる。可動コイル５の進行方向と平行に、一対のガイド
２が設けられている。ガイド２には、テーブル天板１が
軸受６を介して取り付けられており、テーブル天板１は
ガイド２によって案内される。
略構成図である。同図の位置決めテーブル装置は、リニ
アモータヨーク３、永久磁石４および可動コイル５等か
らなるボイスコイル型のＤＣリニアモータを備えてい
る。テーブル天板１には可動コイル５が取り付けられて
いる。モータヨーク３には永久磁石４が取り付けられて
いる。可動コイル５の進行方向と平行に、一対のガイド
２が設けられている。ガイド２には、テーブル天板１が
軸受６を介して取り付けられており、テーブル天板１は
ガイド２によって案内される。
【０００３】また、ガイド２の側方にはテーブル天板１
の位置を検出するリニアスケールなどの位置検出器７が
設けられている。特に高精度な位置決め制度が必要な半
導体露光装置などでは、位置検出器７としてレーザ測長
器が使用される。位置検出器７からはテーブル天板１の
移動方向に応じてアップ、ダウン信号が出力され、カウ
ンタユニット１０に取り込まれてテーブル天板１の位置
情報が得られる。カウンタユニット１０は、テーブル天
板１に取り付けられた遮光板８が原点フォトスイッチ９
を通過した際に初期化される。位置指令発生器１１から
の目標位置とカウンタユニットから得られる現在位置と
の差分が、例えばＰＩＤ制御器１２にて演算され、制御
出力としてＤ／Ａコンバータ１３へ出力される。Ｄ／Ａ
コンバータ１３のアナログ出力Ｖｏは電流アンプ１４を
介してモータコイル（可動コイル）１０５へ供給され
る。ここで、指令発生器１１およびＰＩＤ制御器１２は
ＣＰＵによりソフトウエアにて実現可能である。
の位置を検出するリニアスケールなどの位置検出器７が
設けられている。特に高精度な位置決め制度が必要な半
導体露光装置などでは、位置検出器７としてレーザ測長
器が使用される。位置検出器７からはテーブル天板１の
移動方向に応じてアップ、ダウン信号が出力され、カウ
ンタユニット１０に取り込まれてテーブル天板１の位置
情報が得られる。カウンタユニット１０は、テーブル天
板１に取り付けられた遮光板８が原点フォトスイッチ９
を通過した際に初期化される。位置指令発生器１１から
の目標位置とカウンタユニットから得られる現在位置と
の差分が、例えばＰＩＤ制御器１２にて演算され、制御
出力としてＤ／Ａコンバータ１３へ出力される。Ｄ／Ａ
コンバータ１３のアナログ出力Ｖｏは電流アンプ１４を
介してモータコイル（可動コイル）１０５へ供給され
る。ここで、指令発生器１１およびＰＩＤ制御器１２は
ＣＰＵによりソフトウエアにて実現可能である。
【０００４】図５は電流アンプ１４の詳細な構成図を示
す。差動アンプ１５は演算増幅器（オペアンプ）ＯＰと
４個の抵抗Ｒにより構成され、その電圧ゲインは１倍で
ある。差動アンプ１８も同様に演算増幅器ＡＭＰと４個
の抵抗Ｒにより構成され、その電圧ゲインは１倍であ
る。パワーアンプ１６はパワーオペアンプＰＡと抵抗Ｒ
およびその１００倍の抵抗値を有する抵抗１００＊Ｒと
により構成され、その電圧ゲインは１００倍である。こ
のパワーアンプ１６は、入力段を差動アンプ１５の出力
段に接続され、出力段に９Ωの可動コイル５と１Ωの検
出抵抗１７が接続される。検出抵抗１７の両端の電圧を
ゲイン１倍の差動アンプ１８で検出し、差動アンプ１５
で電流指令電圧Ｖｏとの差をとることでループゲイン１
００倍の電流フィードバック回路が構成されている。
す。差動アンプ１５は演算増幅器（オペアンプ）ＯＰと
４個の抵抗Ｒにより構成され、その電圧ゲインは１倍で
ある。差動アンプ１８も同様に演算増幅器ＡＭＰと４個
の抵抗Ｒにより構成され、その電圧ゲインは１倍であ
る。パワーアンプ１６はパワーオペアンプＰＡと抵抗Ｒ
およびその１００倍の抵抗値を有する抵抗１００＊Ｒと
により構成され、その電圧ゲインは１００倍である。こ
のパワーアンプ１６は、入力段を差動アンプ１５の出力
段に接続され、出力段に９Ωの可動コイル５と１Ωの検
出抵抗１７が接続される。検出抵抗１７の両端の電圧を
ゲイン１倍の差動アンプ１８で検出し、差動アンプ１５
で電流指令電圧Ｖｏとの差をとることでループゲイン１
００倍の電流フィードバック回路が構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図６は台形波の速度指
令にてテーブルを位置決め駆動する際の、電流指令Ｖｏ
および、コイル電流を電圧に変換した電流値モニタＶｒ
（図５の差動アンプ１８の出力電圧）を示す。破線のよ
うに速度指令値Ｖｏの勾配（加速度）があまり大きくな
い場合には、モータのコイル電流は電流指令値Ｖｏに追
従できるため、安定した位置決め動作ができる。
令にてテーブルを位置決め駆動する際の、電流指令Ｖｏ
および、コイル電流を電圧に変換した電流値モニタＶｒ
（図５の差動アンプ１８の出力電圧）を示す。破線のよ
うに速度指令値Ｖｏの勾配（加速度）があまり大きくな
い場合には、モータのコイル電流は電流指令値Ｖｏに追
従できるため、安定した位置決め動作ができる。
【０００６】しかし、高速性が要求される半導体焼き付
け装置（ステッパ）などでは、できるだけ加速度を高め
て位置決め時間を短縮させる必要がある。一方、コイル
に流せる最大電流はおおよそ次の式で計算できる。
け装置（ステッパ）などでは、できるだけ加速度を高め
て位置決め時間を短縮させる必要がある。一方、コイル
に流せる最大電流はおおよそ次の式で計算できる。
【０００７】
【数１】 ここで、パワーアンプ電圧スイングは素子の特性により
バラツキがあり、また逆起電圧はテーブルの速度に依存
するため、事前にコイルに流せる最大電流を正確に見積
もり、許容できる最大加速度を決定しておくことは難し
い。但し、この例では、コイル電流の最大でも約２
（Ａ）程度であることがわかる。
バラツキがあり、また逆起電圧はテーブルの速度に依存
するため、事前にコイルに流せる最大電流を正確に見積
もり、許容できる最大加速度を決定しておくことは難し
い。但し、この例では、コイル電流の最大でも約２
（Ａ）程度であることがわかる。
【０００８】そこで、図６の実線のように過大な指令値
（加速度）が入力されると、電流アンプ１６は飽和して
しまい、可動コイル５に所望の電流を流すことができな
い。その結果テーブルは制御不能に陥り、やがて制御系
が大きく発振し最悪の場合テーブル装置を壊してしまう
といった問題点がある。
（加速度）が入力されると、電流アンプ１６は飽和して
しまい、可動コイル５に所望の電流を流すことができな
い。その結果テーブルは制御不能に陥り、やがて制御系
が大きく発振し最悪の場合テーブル装置を壊してしまう
といった問題点がある。
【０００９】本発明の目的は、これらの従来技術の問題
点に鑑み、電流アンプが飽和してしまうような過大な指
令値が入力されても、制御系が発振することのない信頼
性の高い位置決めテーブル制御装置を提供することにあ
る。
点に鑑み、電流アンプが飽和してしまうような過大な指
令値が入力されても、制御系が発振することのない信頼
性の高い位置決めテーブル制御装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、テーブルの位置決め先である目標位置を示
す位置指令を発生する位置指令発生手段と、テーブルの
現在位置を検出する位置検出手段と、テーブルを駆動す
るモータと、前記目標位置と現在位置とに基づいてモー
タへ供給すべき電流の指令値を発生する電流指令発生手
段と、電流指令値に応じた電流をモータへ供給する電流
アンプとを備えた位置決めテーブル制御装置において、
電流指令値と実際のモータ電流値との偏差信号を、位置
または電流指令値にフィードバックする手段を設けたこ
とを特徴とする。
本発明では、テーブルの位置決め先である目標位置を示
す位置指令を発生する位置指令発生手段と、テーブルの
現在位置を検出する位置検出手段と、テーブルを駆動す
るモータと、前記目標位置と現在位置とに基づいてモー
タへ供給すべき電流の指令値を発生する電流指令発生手
段と、電流指令値に応じた電流をモータへ供給する電流
アンプとを備えた位置決めテーブル制御装置において、
電流指令値と実際のモータ電流値との偏差信号を、位置
または電流指令値にフィードバックする手段を設けたこ
とを特徴とする。
【００１１】本発明の好ましい実施例において、前記フ
ィードバック手段は、前記偏差信号をフィルタで信号処
理した後で前記位置指令値に加算する。
ィードバック手段は、前記偏差信号をフィルタで信号処
理した後で前記位置指令値に加算する。
【００１２】
【作用】上記の構成によれば、電流アンプが飽和してし
まうような過大な指令値が与えられても、電流アンプが
飽和しているという情報が指令値にフィードバックさ
れ、その結果電流アンプが飽和しないレベルにまで指令
値が補正されるため、テーブルが発振してしまうような
ことはなく、極めて信頼性の高いテーブル制御装置が提
供できる。
まうような過大な指令値が与えられても、電流アンプが
飽和しているという情報が指令値にフィードバックさ
れ、その結果電流アンプが飽和しないレベルにまで指令
値が補正されるため、テーブルが発振してしまうような
ことはなく、極めて信頼性の高いテーブル制御装置が提
供できる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明の一実施例に係る位置決めテーブル装置の概略構
成図である。図２は図１における電流アンプ１４の詳細
な構成を示す。図５のものに対し、偏差電圧Ｖｄを指令
値にフィードバックするために端子を設けたものであ
る。また、図１の位置決めテーブル装置は、図４の従来
例に対して、電流アンプ１４から取り出した偏差電圧Ｖ
ｄをＡ／Ｄコンバータ１９およびディジタルフィルタ２
０を通して指令値へフィードバックする経路を新たに追
加したものである。図１および図２において、図４また
は図５と共通の部材には同一の符号を付して詳細な説明
は省略する。ここで、指令発生器１１、ＰＩＤ制御器１
２およびディジタルフィルタ２０はＣＰＵによりソフト
ウエアにて実現可能である。
本発明の一実施例に係る位置決めテーブル装置の概略構
成図である。図２は図１における電流アンプ１４の詳細
な構成を示す。図５のものに対し、偏差電圧Ｖｄを指令
値にフィードバックするために端子を設けたものであ
る。また、図１の位置決めテーブル装置は、図４の従来
例に対して、電流アンプ１４から取り出した偏差電圧Ｖ
ｄをＡ／Ｄコンバータ１９およびディジタルフィルタ２
０を通して指令値へフィードバックする経路を新たに追
加したものである。図１および図２において、図４また
は図５と共通の部材には同一の符号を付して詳細な説明
は省略する。ここで、指令発生器１１、ＰＩＤ制御器１
２およびディジタルフィルタ２０はＣＰＵによりソフト
ウエアにて実現可能である。
【００１４】図１において、フィルタ２０は偏差電圧Ｖ
ｄのフィードバックループを安定化させるという目的の
ために設けられており、ローパスフィルタなどが使用さ
れる。
ｄのフィードバックループを安定化させるという目的の
ために設けられており、ローパスフィルタなどが使用さ
れる。
【００１５】このようなフィードバックループを設けて
おけば、図３の点線に示すような従来例においては発振
を引き起こすような過大な指令値が与えられても、偏差
電圧Ｖｄが指令値側へフィードバックされるため、実線
に示すように指令値の勾配は電流アンプが飽和しないレ
ベルにまで補正される。その結果、テーブルは発振する
ことなく指令値に追従でき、安定に位置決め動作を完了
できる。
おけば、図３の点線に示すような従来例においては発振
を引き起こすような過大な指令値が与えられても、偏差
電圧Ｖｄが指令値側へフィードバックされるため、実線
に示すように指令値の勾配は電流アンプが飽和しないレ
ベルにまで補正される。その結果、テーブルは発振する
ことなく指令値に追従でき、安定に位置決め動作を完了
できる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
流アンプが飽和してしまうような過大な指令値が与えら
れても、電流アンプが飽和しているという情報が指令値
にフィードバックされ、その結果電流アンプが飽和しな
いレベルにまで指令値が補正されるため、テーブルが発
振してしまうようなことはなく、極めて信頼性の高いテ
ーブル制御装置が提供できる。
流アンプが飽和してしまうような過大な指令値が与えら
れても、電流アンプが飽和しているという情報が指令値
にフィードバックされ、その結果電流アンプが飽和しな
いレベルにまで指令値が補正されるため、テーブルが発
振してしまうようなことはなく、極めて信頼性の高いテ
ーブル制御装置が提供できる。
【図１】 本発明の一実施例に係るテーブル装置の構成
図である。
図である。
【図２】 図１の装置における電流アンプの詳細回路図
である。
である。
【図３】 図１の装置における応答波形図である。
【図４】 従来のテーブル装置の構成図である。
【図５】 図４の装置における従来例の電流アンプの構
成図である。
成図である。
【図６】 図４の装置における応答波形図である。
１：テーブル天板、２：ガイド、３：モータヨーク、
４：永久磁石、５：可動コイル（モータコイル）、６：
軸受、７：位置検出器（リニアスケール）、８：遮光
板、９：原点フォトスイッチ、１０：カウンタユニッ
ト、１１：位置指令発生器、１２：ＰＩＤ制御器、１
３：Ｄ／Ａコンバータ、１４：電流アンプ、１５：差動
アンプ、１６：パワーアンプ、１７：電流検出抵抗、１
８：差動アンプ、１９：Ａ／Ｄコンバータ、２０：ディ
ジタルフィルタ、ＯＰ：演算増幅器（オペアンプ）、Ｐ
Ａ：パワーオペアンプ、Ｒ：抵抗値Ｒの抵抗、１００＊
Ｒ：抵抗値１００Ｒの抵抗。
４：永久磁石、５：可動コイル（モータコイル）、６：
軸受、７：位置検出器（リニアスケール）、８：遮光
板、９：原点フォトスイッチ、１０：カウンタユニッ
ト、１１：位置指令発生器、１２：ＰＩＤ制御器、１
３：Ｄ／Ａコンバータ、１４：電流アンプ、１５：差動
アンプ、１６：パワーアンプ、１７：電流検出抵抗、１
８：差動アンプ、１９：Ａ／Ｄコンバータ、２０：ディ
ジタルフィルタ、ＯＰ：演算増幅器（オペアンプ）、Ｐ
Ａ：パワーオペアンプ、Ｒ：抵抗値Ｒの抵抗、１００＊
Ｒ：抵抗値１００Ｒの抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｂ
Claims (2)
- 【請求項１】 テーブルの位置決め先である目標位置を
示す位置指令を発生する位置指令発生手段と、テーブル
の現在位置を検出する位置検出手段と、テーブルを駆動
するモータと、前記目標位置と現在位置とに基づいてモ
ータへ供給すべき電流の指令値を発生する電流指令発生
手段と、電流指令値に応じた電流をモータへ供給する電
流アンプとを備えた位置決めテーブル制御装置におい
て、 電流指令値と実際のモータ電流値との偏差信号を、位置
または電流指令値にフィードバックする手段を設けたこ
とを特徴とする位置決めテーブル制御装置。 - 【請求項２】 前記フィードバック手段は、前記偏差信
号をフィルタで信号処理した後で前記位置指令値に加算
するものであることを特徴とする請求項１記載の位置決
めテーブル制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7311796A JPH09246359A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 位置決めテーブル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7311796A JPH09246359A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 位置決めテーブル制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09246359A true JPH09246359A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=13508997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7311796A Pending JPH09246359A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 位置決めテーブル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09246359A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020061098A (ko) * | 2001-01-12 | 2002-07-22 | 대양기공주식회사 | 버티칼 유니버셜 밀링머신의 분할테이블 구동장치 |
| JP2008217410A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Nagaoka Univ Of Technology | アクチュエータ制御装置およびアクチュエータ制御方法 |
| JP2010057223A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 制御装置およびモータ制御装置 |
| JP2010541529A (ja) * | 2007-10-01 | 2010-12-24 | アレグロ・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド | ホール効果ベースのリニアモータコントローラ |
-
1996
- 1996-03-05 JP JP7311796A patent/JPH09246359A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020061098A (ko) * | 2001-01-12 | 2002-07-22 | 대양기공주식회사 | 버티칼 유니버셜 밀링머신의 분할테이블 구동장치 |
| JP2008217410A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Nagaoka Univ Of Technology | アクチュエータ制御装置およびアクチュエータ制御方法 |
| JP2010541529A (ja) * | 2007-10-01 | 2010-12-24 | アレグロ・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド | ホール効果ベースのリニアモータコントローラ |
| JP2010057223A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 制御装置およびモータ制御装置 |
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