JPS60118914A - ステ−ジの速度制御装置 - Google Patents
ステ−ジの速度制御装置Info
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- JPS60118914A JPS60118914A JP58226344A JP22634483A JPS60118914A JP S60118914 A JPS60118914 A JP S60118914A JP 58226344 A JP58226344 A JP 58226344A JP 22634483 A JP22634483 A JP 22634483A JP S60118914 A JPS60118914 A JP S60118914A
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- stage
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/25—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control
- G05B19/251—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
- G05B19/253—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
- G05B2219/35438—Joystick
-
- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41156—Injection of vibration anti-stick, against static friction, dither, stiction
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は、直流モーターによるステップ駆動法を用いた
ステージの速度制御装置に関する。
ステージの速度制御装置に関する。
（発明の背景）
直流モーターによるステップ駆動法を用いたステージの
速度制御装置は、ステージの移動距離に応じた数の指令
パルスを偏差カウンタの一入力端子に入力し、該偏差カ
ウンタの低入力端子に直流モーターの回転軸に結合した
ロータリーエンコーダからのフィードバックパルスを入
力せしめ、偏差カウンタの出力をデジタル・アナログ変
換器（以下、Ｄ／Ａ変換器と称す）にてアナログ信号に
変換した後、増幅器等を介して直流モーターを駆動する
如き構造のものであった。そして、このような装置では
、指令パルスの周波数が一定の場速度変化量を小さくす
るためには、１パルスあたシの移動量を小さくしなけれ
ばならず、そのためには、ロータリーエンコーダの分解
能を高める必要がちシ、コストアップにつながるという
欠点があった。
速度制御装置は、ステージの移動距離に応じた数の指令
パルスを偏差カウンタの一入力端子に入力し、該偏差カ
ウンタの低入力端子に直流モーターの回転軸に結合した
ロータリーエンコーダからのフィードバックパルスを入
力せしめ、偏差カウンタの出力をデジタル・アナログ変
換器（以下、Ｄ／Ａ変換器と称す）にてアナログ信号に
変換した後、増幅器等を介して直流モーターを駆動する
如き構造のものであった。そして、このような装置では
、指令パルスの周波数が一定の場速度変化量を小さくす
るためには、１パルスあたシの移動量を小さくしなけれ
ばならず、そのためには、ロータリーエンコーダの分解
能を高める必要がちシ、コストアップにつながるという
欠点があった。
（発明の目的）
本発明はこれらの欠点を解決し、１パルスあたりのステ
ージの移動量を小さくすることなく、速度変化量を小さ
くすることを目的とする。
ージの移動量を小さくすることなく、速度変化量を小さ
くすることを目的とする。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例のブロック図であシ。
指令パルス発生器１から顕微鏡ステージ２の移動量に対
応した数の指令パルスが、所定の周波数で。
応した数の指令パルスが、所定の周波数で。
偏差カウンタ３の一入力端子とパルス分割回路４０入力
端子に入力される。偏差カウンタ３の他入力端子には、
ステージ２を駆動する直流モーター５０回転軸に連結し
た回転軸を有する。ロータリー エフ ニア −タロ
（Ｄ 出力するフィードバックパルスが入力されている
。偏差カウンタ３は、指令パルスの数とフィードバック
パルスの数の差に対応した計数値を出力する。一方、基
準パルス発生回路４は、基準パルスを指令パルス発生器
１に入力すると共にのこぎシ波発生器７に入力せしめる
。指令パルス発生器１は基準パルスを分周して指令パル
スを出力する。一方、のこぎり波発生器７は。
端子に入力される。偏差カウンタ３の他入力端子には、
ステージ２を駆動する直流モーター５０回転軸に連結し
た回転軸を有する。ロータリー エフ ニア −タロ
（Ｄ 出力するフィードバックパルスが入力されている
。偏差カウンタ３は、指令パルスの数とフィードバック
パルスの数の差に対応した計数値を出力する。一方、基
準パルス発生回路４は、基準パルスを指令パルス発生器
１に入力すると共にのこぎシ波発生器７に入力せしめる
。指令パルス発生器１は基準パルスを分周して指令パル
スを出力する。一方、のこぎり波発生器７は。
例えば積分回路によって構成されており、基準パルス発
生回路４の出力するパルスをのこぎ夕波状に変換して出
力する。Ｄ／Ａ変換器８は、のこぎり波発生器７ののこ
ぎシ波をゲインコントロール信号としてゲインコントロ
ールされる。従って。
生回路４の出力するパルスをのこぎ夕波状に変換して出
力する。Ｄ／Ａ変換器８は、のこぎり波発生器７ののこ
ぎシ波をゲインコントロール信号としてゲインコントロ
ールされる。従って。
Ｄ／Ａ変換器８から出力されるアナログ信号は。
偏差カウンタ３の計数値にゲインコントロール信号を掛
けた如き信号（のこぎり波状）になシ、この信号は増幅
器９を通して直流モーター５を制御するために使われる
。
けた如き信号（のこぎり波状）になシ、この信号は増幅
器９を通して直流モーター５を制御するために使われる
。
従って、第２図（ａ）に示した如き基準パルスが基準パ
ルス発生回路４より出力されると、指令パルス発生器は
基準パルスを１に分周した第２図（ｂ）の如き指令パル
スを出力する。その結果、のこぎり波発生器７は第２図
（Ｃ）の如きのこぎり波形を出力する。それ故９時刻ｔ
１で指令パルスが偏差カウンタ３に入力され始めると、
偏差カウンタ３の計数値は１となり、それに対応してＤ
／Ａ変換器８の出力信号は、のこぎり波発生器７ののこ
ぎり波で変調されて第２図（ｄ）で示した如き最大値ｖ
ｏの、のこぎり波信号を出力する。この信号は増幅器９
に入力され、のこぎ夕波状の駆動電圧となって直流モー
ター５に印加されるが、この程度の電圧では直流モータ
ー５は回転しない。次に９時刻ｔ２で指令パルスが入力
されると偏差カウンタ３の計数値は２となシ、Ｄ／Ａ変
換器８の出力信号は、最大値２Ｖｏの、のこぎり波状信
号となる（第２図（ｄ））。
ルス発生回路４より出力されると、指令パルス発生器は
基準パルスを１に分周した第２図（ｂ）の如き指令パル
スを出力する。その結果、のこぎり波発生器７は第２図
（Ｃ）の如きのこぎり波形を出力する。それ故９時刻ｔ
１で指令パルスが偏差カウンタ３に入力され始めると、
偏差カウンタ３の計数値は１となり、それに対応してＤ
／Ａ変換器８の出力信号は、のこぎり波発生器７ののこ
ぎり波で変調されて第２図（ｄ）で示した如き最大値ｖ
ｏの、のこぎり波信号を出力する。この信号は増幅器９
に入力され、のこぎ夕波状の駆動電圧となって直流モー
ター５に印加されるが、この程度の電圧では直流モータ
ー５は回転しない。次に９時刻ｔ２で指令パルスが入力
されると偏差カウンタ３の計数値は２となシ、Ｄ／Ａ変
換器８の出力信号は、最大値２Ｖｏの、のこぎり波状信
号となる（第２図（ｄ））。
この信号は増幅器９を通してのこぎ夕波状の駆動電圧と
なるが、この電圧でも直流モーター５は回転しない。時
刻ｔ３でさらに指令パルスが入力されると偏差カウンタ
３の計数値は３となり、 Ｄ／Ａ変換器８の出力信号は
、最大値３Ｖｏの、のこぎシ波状信号となる（第２図（
ｄ））。最大値３Ｖｏは直流モーター５を回転開始する
のに十分な信号となり。
なるが、この電圧でも直流モーター５は回転しない。時
刻ｔ３でさらに指令パルスが入力されると偏差カウンタ
３の計数値は３となり、 Ｄ／Ａ変換器８の出力信号は
、最大値３Ｖｏの、のこぎシ波状信号となる（第２図（
ｄ））。最大値３Ｖｏは直流モーター５を回転開始する
のに十分な信号となり。
直流モーター５は回転を開始する。そして、のこぎり波
状の駆動電圧で駆動されるわけであるが。
状の駆動電圧で駆動されるわけであるが。
第３図（ｄ）の信号の周波数を適当に設定することによ
り、直流モーター５の慣性力のために、駆動電圧が減少
する部分であっても直流モーター５は大きく速度を減少
することなくスムーズに回転する。
り、直流モーター５の慣性力のために、駆動電圧が減少
する部分であっても直流モーター５は大きく速度を減少
することなくスムーズに回転する。
そして、直流モーター５が所定量回転すると（すなわち
、ステージが所定量移動すると）、ロータリーエンコー
ダは時刻ｔ４にてフィードバックパルスを出力する。そ
の結果、偏差カウンタ３の計数値は２となｆｉ 、 Ｄ
／Ａ変換器８の出力信号は。
、ステージが所定量移動すると）、ロータリーエンコー
ダは時刻ｔ４にてフィードバックパルスを出力する。そ
の結果、偏差カウンタ３の計数値は２となｆｉ 、 Ｄ
／Ａ変換器８の出力信号は。
最大値−２Ｖｏの、のこぎ９波状信号に変化する。
従って、厳密に見れば９時刻ｔ４において、直流モータ
ー５の駆動電圧が急激に変化するから、ステージ２の動
きはぎこちなくなるはずであるが。
ー５の駆動電圧が急激に変化するから、ステージ２の動
きはぎこちなくなるはずであるが。
実際には直流モーター５の慣性力のために気にならない
程度に抑えることができる。そして１時刻ｔ５で再び指
令パルスが生ずると、偏差カウンタ３の計数値は３とな
ｐ 、Ｄ／Ａ変換器８の出力信号は、最大値３Ｖｏの、
のこぎ９波状信号となる。
程度に抑えることができる。そして１時刻ｔ５で再び指
令パルスが生ずると、偏差カウンタ３の計数値は３とな
ｐ 、Ｄ／Ａ変換器８の出力信号は、最大値３Ｖｏの、
のこぎ９波状信号となる。
以下同様に動作し、指令パルスが停止すると、フィード
バックパルスは入力されるから、偏差カウンタ３の計数
値は３から零まで減算され、 Ｄ／Ａ変換器８の出力信
号も最大値３Ｖｏの、のこぎシ波状信号から、最大値２
Ｖｏの、のこぎシ波状信号。
バックパルスは入力されるから、偏差カウンタ３の計数
値は３から零まで減算され、 Ｄ／Ａ変換器８の出力信
号も最大値３Ｖｏの、のこぎシ波状信号から、最大値２
Ｖｏの、のこぎシ波状信号。
最大値Ｖｏの、のこぎシ波状信号と減少し、それに伴な
って直流モーター１０の速度も低下し、Ｄ／Ａ変換器８
の出力信号が零になると直流モーター１０は停止する。
って直流モーター１０の速度も低下し、Ｄ／Ａ変換器８
の出力信号が零になると直流モーター１０は停止する。
そして、上述の如き構成であるから、第３図（ａ）に示
した如く１時刻ｔ４におけるＤ／Ａ変換器８の出力信号
の変化量ｖ１は、従来の回路、すなわち。
した如く１時刻ｔ４におけるＤ／Ａ変換器８の出力信号
の変化量ｖ１は、従来の回路、すなわち。
第１図においてＤ／Ａ変換器８のゲインをのこぎり波状
に変化でせるのこぎシ波発生器７の無い回路、によって
第２図（ａ、） 、 （ｂ） 、 （ｅ）なる関係のと
きにＤ／Ａ変換器の出力信号の変化量Ｖｏ（第３図（ｂ
））より十分小さくできるので直流モーター５に与える
電圧変化が小さくなり、ステージの動きがスムーズにな
ることがわかる。
に変化でせるのこぎシ波発生器７の無い回路、によって
第２図（ａ、） 、 （ｂ） 、 （ｅ）なる関係のと
きにＤ／Ａ変換器の出力信号の変化量Ｖｏ（第３図（ｂ
））より十分小さくできるので直流モーター５に与える
電圧変化が小さくなり、ステージの動きがスムーズにな
ることがわかる。
なお９以上の実施例では、のこぎシ波発生器７として積
分回路を用いているので、指令パルスの周波数が大きく
なると、第２図（ｄ）において、１つののこぎり波が零
に減ちる前に次ののこぎり波が立ち上がるので、直流モ
ーター５の駆動電圧の積分量が増加するから、直流モー
ター５はそれだけ高速に回転し、また、指令パルスの周
波数が小さくなると、第２図（ｄ）において、のこぎり
波同志の間隔が空いてしまうので、直流モーター５の回
転速度は低下する。従って、いずれの場合にも実際上支
障がない程度にステージ２がスムーズに移動するように
、指令パルスの周波数の範囲及び、のこぎり波状信号の
最大値を実験によって定めておく必要がある。
分回路を用いているので、指令パルスの周波数が大きく
なると、第２図（ｄ）において、１つののこぎり波が零
に減ちる前に次ののこぎり波が立ち上がるので、直流モ
ーター５の駆動電圧の積分量が増加するから、直流モー
ター５はそれだけ高速に回転し、また、指令パルスの周
波数が小さくなると、第２図（ｄ）において、のこぎり
波同志の間隔が空いてしまうので、直流モーター５の回
転速度は低下する。従って、いずれの場合にも実際上支
障がない程度にステージ２がスムーズに移動するように
、指令パルスの周波数の範囲及び、のこぎり波状信号の
最大値を実験によって定めておく必要がある。
また、第１図の例を並列的に設けるか、もしくは交互に
制御することによって、Ｘ方向モーターとＹ方向モータ
ーとを同様に制御することができ。
制御することによって、Ｘ方向モーターとＹ方向モータ
ーとを同様に制御することができ。
いわゆるＸ−Ｙステージの駆動制御が行なえる。
なお、Ｄ／Ａ変換器８のゲインをコントロールする代わ
シに増幅器９のゲインをコントロールしても良いが、コ
ントロール信号としては、正弦波。
シに増幅器９のゲインをコントロールしても良いが、コ
ントロール信号としては、正弦波。
三角波等よシのこぎり波を用いることがステージの動き
をよりスムーズにするために好ましいし。
をよりスムーズにするために好ましいし。
また回路的にも簡単であって好ましい０さらに第１図の
実施例ではロータリーエンコーダによって間接的にステ
ージの移動量を見ているカ＋ ！Ｊ ＝ アエンコーダ
等によシスチージノ移動量を直接読み取る如く成しても
良いことは明らかである。
実施例ではロータリーエンコーダによって間接的にステ
ージの移動量を見ているカ＋ ！Ｊ ＝ アエンコーダ
等によシスチージノ移動量を直接読み取る如く成しても
良いことは明らかである。
（発明の効果）
以上述べた如く本発明によれば、指令パルスの１パルス
あたりのステージの移動量を小さくすることなく、速度
変化量を小さくすることができるので、安価にスムーズ
な移動の得られるステージの速度制御装置を得ることが
できる。
あたりのステージの移動量を小さくすることなく、速度
変化量を小さくすることができるので、安価にスムーズ
な移動の得られるステージの速度制御装置を得ることが
できる。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図の動作を説明するためのタイムチャート、第３図は第
１図の実施例が従来の例に対して勝れていることを説明
するだめの説明図、である。 （主要部分の符号の説明） １・・・・・・指令パルス発生器、 ２・・・・・・ス
テージ。 ３・・・・・・偏差カウンタ、 ５・・・・・・直流モ
ーター。 ６・・・・・・ロータリーエンコータ。 ７・・・・・・のこぎり波発生器。 ８・・・・・・Ｄ／Ａ変換器。 ９・・・・増幅器０ ７１′７，３ （σ） び 図 （＆） １「
図の動作を説明するためのタイムチャート、第３図は第
１図の実施例が従来の例に対して勝れていることを説明
するだめの説明図、である。 （主要部分の符号の説明） １・・・・・・指令パルス発生器、 ２・・・・・・ス
テージ。 ３・・・・・・偏差カウンタ、 ５・・・・・・直流モ
ーター。 ６・・・・・・ロータリーエンコータ。 ７・・・・・・のこぎり波発生器。 ８・・・・・・Ｄ／Ａ変換器。 ９・・・・増幅器０ ７１′７，３ （σ） び 図 （＆） １「
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ステージと、該ステージの一所定移動量毎にフィードバ
ンクパルスを出力するエンコーダ手段と。 前記ステージの移動量に対応した指令パルスを出力する
指令パルス発生器と、前記フィードバックパルスと前記
指令パルスの差に応じた速度で前記ステージを駆動する
ための直流モーターを含む駆動手段と、を有するステー
ジの速度制御装置において。 前記指令パルスよシも小さな周期ののこぎシ波状に前記
直流モーターの駆動電圧を変化せしめるゲインコントロ
ール手段を前記駆動手段に設けたことを特徴とするステ
ージの速度制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58226344A JPS60118914A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | ステ−ジの速度制御装置 |
| US06/675,323 US4577141A (en) | 1983-11-30 | 1984-11-27 | System for driving a movable stage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58226344A JPS60118914A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | ステ−ジの速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60118914A true JPS60118914A (ja) | 1985-06-26 |
| JPH0477324B2 JPH0477324B2 (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=16843694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58226344A Granted JPS60118914A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | ステ−ジの速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60118914A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57144112U (ja) * | 1981-03-02 | 1982-09-10 |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP58226344A patent/JPS60118914A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57144112U (ja) * | 1981-03-02 | 1982-09-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477324B2 (ja) | 1992-12-08 |
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