JPS60217416A - 位置決めサ−ボ制御装置 - Google Patents
位置決めサ−ボ制御装置Info
- Publication number
- JPS60217416A JPS60217416A JP7268484A JP7268484A JPS60217416A JP S60217416 A JPS60217416 A JP S60217416A JP 7268484 A JP7268484 A JP 7268484A JP 7268484 A JP7268484 A JP 7268484A JP S60217416 A JPS60217416 A JP S60217416A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- motor
- output
- positioning
- control device
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
- 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
- G05B19/416—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 control of velocity, acceleration or deceleration
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は移動物体を目標位置に位置決めを行う位置決め
サーボ制御装置に係り、特に起動から停止までの時間が
短かい高速の位置決めが要求され・しかもその間の速度
の経過をきめ細かく制御することを要求される場合に好
適な位置決めサーボ制御装置に関する。
サーボ制御装置に係り、特に起動から停止までの時間が
短かい高速の位置決めが要求され・しかもその間の速度
の経過をきめ細かく制御することを要求される場合に好
適な位置決めサーボ制御装置に関する。
第１図には従来の位置決めサーボ制御装置の構成が示さ
れており、又第２図には第１図における制御装置１より
位置指令が与えられた時刻ｔ＝＝Ｑ以後、目的位置に到
達するまでの時間経過と速度の関係が示されている。こ
れらの図を用いて従来装置の動作全説明する。
れており、又第２図には第１図における制御装置１より
位置指令が与えられた時刻ｔ＝＝Ｑ以後、目的位置に到
達するまでの時間経過と速度の関係が示されている。こ
れらの図を用いて従来装置の動作全説明する。
初期状態に於て、切替スイッチ８は第１図における８−
１側に切替えられている。時刻ｉ＝Ｑに・制御装置１か
ら位置指令２が発せられる。この時、位置帰還信号３は
０であるから・位置指令２は減算器４を介してその１ま
Ｄ／Ａ変換器６及び６′に加えられる。位置指令２が例
えば２８ビツトＢ ２７ Ｅ ２６ Ｅ ｚｓ” −Ｅ
ｏ である時、Ｄ／Ａｆｆ換器６゜６′には、その中
間のＥ ＋ ｓ Ｅ ｉ ａ・・・・・・Ｅ６の１１ビ
ツトを入力として与えるように回路全構成しであるから
、一般にＤ／Ａ変換器６．６′は飽和する。
１側に切替えられている。時刻ｉ＝Ｑに・制御装置１か
ら位置指令２が発せられる。この時、位置帰還信号３は
０であるから・位置指令２は減算器４を介してその１ま
Ｄ／Ａ変換器６及び６′に加えられる。位置指令２が例
えば２８ビツトＢ ２７ Ｅ ２６ Ｅ ｚｓ” −Ｅ
ｏ である時、Ｄ／Ａｆｆ換器６゜６′には、その中
間のＥ ＋ ｓ Ｅ ｉ ａ・・・・・・Ｅ６の１１ビ
ツトを入力として与えるように回路全構成しであるから
、一般にＤ／Ａ変換器６．６′は飽和する。
Ｄ／Ａｆ換器６の飽和値が、平方根演算器７．切替スイ
ッチ８を介して・増幅器１０の十入力端子に加えられる
。この信号は増幅器１０．電流制限回路１１・直流電動
機１２．速度計発電機１３で構成される自動速度制御ル
ープの速度指令となり・直流電動機１２は加速を開始す
る。
ッチ８を介して・増幅器１０の十入力端子に加えられる
。この信号は増幅器１０．電流制限回路１１・直流電動
機１２．速度計発電機１３で構成される自動速度制御ル
ープの速度指令となり・直流電動機１２は加速を開始す
る。
この時、直流電動機１２に流れる電流は、電流制限回路
１１の作用により一定値に制限されるので・加速度一定
の速度制御が行われる。この状態が第２図において直線
２１で示される加速度一定制御領域に相当する。
１１の作用により一定値に制限されるので・加速度一定
の速度制御が行われる。この状態が第２図において直線
２１で示される加速度一定制御領域に相当する。
一方、直流電動機１２の速度が上昇し、速度計発電機１
３から増幅器１０の一入力端子に帰還される電圧が増幅
器１０の十入力端子の速度指令電圧をほぼ相殺するよう
になると、電動機電流は電流制限回路１１による制限域
を脱して一定の速度に制御されるようになる。この淋態
が第２図における直線２２で示される一定速度制御領域
に相当する。
３から増幅器１０の一入力端子に帰還される電圧が増幅
器１０の十入力端子の速度指令電圧をほぼ相殺するよう
になると、電動機電流は電流制限回路１１による制限域
を脱して一定の速度に制御されるようになる。この淋態
が第２図における直線２２で示される一定速度制御領域
に相当する。
この間、直流電動機１２によって駆動される線動物体１
４の移動量は１位置検出器１５を介して減算器４に帰還
されており、Ｄ／Ａ変換器６に与えられる位置偏差５は
刻々・減少しつつある。このようにして位置偏差５のデ
ィジタル信号位置上位ピッ）Ｅ２７Ｅ２６・・・・・・
Ｅ１７が全て０になると、Ｄ／Ａ変換器６は飽和状態を
脱して・その出方は減少し始める。
４の移動量は１位置検出器１５を介して減算器４に帰還
されており、Ｄ／Ａ変換器６に与えられる位置偏差５は
刻々・減少しつつある。このようにして位置偏差５のデ
ィジタル信号位置上位ピッ）Ｅ２７Ｅ２６・・・・・・
Ｅ１７が全て０になると、Ｄ／Ａ変換器６は飽和状態を
脱して・その出方は減少し始める。
以後・速度指令が減少するため、直流電動機１２の回転
速度は下降し始めるが・平方根演算器７の作用により減
速度一定の減速が行われる。すなわちこの状態は第２図
における直線２３で示される減速度一定制御領域に相当
する。
速度は下降し始めるが・平方根演算器７の作用により減
速度一定の減速が行われる。すなわちこの状態は第２図
における直線２３で示される減速度一定制御領域に相当
する。
移動物体１４が目標位置に充分近づいた時点で制御装置
１から切替信号９が切替スイッチ８に出力され、切替ス
イッチ８は８−２側に切替えられる０このようにして以
後Ｄ／Ａ変換器６′による位置決めサーボ・ループが形
成され、目標位置で直流°電動機１２０回転は停止する
。
１から切替信号９が切替スイッチ８に出力され、切替ス
イッチ８は８−２側に切替えられる０このようにして以
後Ｄ／Ａ変換器６′による位置決めサーボ・ループが形
成され、目標位置で直流°電動機１２０回転は停止する
。
上記した従来装置の問題点を以下に述べる。第２図に示
す速度特性から加速度特性をめると第３図に示すように
なる。この図から明らかなように時刻ｔ＝０における起
動の瞬間３１．加速度一定制御領域から一定速度制御領
域に移行する変移点３２．減速開始点３３．減速終了点
３４の各点において、加速度が急変している。このよう
に加速度が急変すると、駆動される機械に対する衝撃が
大きく、駆動される機械に振動を誘起し・位置決め精度
が悪化し、位置決めが完了するまでの時間が長くかかる
ことになる。
す速度特性から加速度特性をめると第３図に示すように
なる。この図から明らかなように時刻ｔ＝０における起
動の瞬間３１．加速度一定制御領域から一定速度制御領
域に移行する変移点３２．減速開始点３３．減速終了点
３４の各点において、加速度が急変している。このよう
に加速度が急変すると、駆動される機械に対する衝撃が
大きく、駆動される機械に振動を誘起し・位置決め精度
が悪化し、位置決めが完了するまでの時間が長くかかる
ことになる。
本発明の目的は上記従来装置の欠点を解消し。
衝撃の小さい、円滑な加減速制御を行うことが可能な位
置決めサーボ制御装置を提供することにある０ 〔発明の概要〕 本発明は、移動物体の目標位置と現在位置との位置偏差
を増幅して得られる信号により、電動機等の駆動手段を
駆動して移動物体を目標位置に位置決めを行うサーボ制
御装置において・前記駆動手段の加減速時の各時刻にお
ける速度値を読み出し専用メモリに予め記憶させておき
、これを読み出し回路により一定周期で読み出し・Ｄ／
Ａ変換することにより速度指令とすることを特徴とする
ものである。
置決めサーボ制御装置を提供することにある０ 〔発明の概要〕 本発明は、移動物体の目標位置と現在位置との位置偏差
を増幅して得られる信号により、電動機等の駆動手段を
駆動して移動物体を目標位置に位置決めを行うサーボ制
御装置において・前記駆動手段の加減速時の各時刻にお
ける速度値を読み出し専用メモリに予め記憶させておき
、これを読み出し回路により一定周期で読み出し・Ｄ／
Ａ変換することにより速度指令とすることを特徴とする
ものである。
本発明の実施例を第５図及び第６図に基づいて説明する
。第５図には本発明に係る位置決めサーボ制御装置の一
次指令の構成が示されており、同図において初期状態で
は切替スイッチ８は８〜１側に切替えられており、また
アップ・ダウン・カウンタ５３はリセット状態にある。
。第５図には本発明に係る位置決めサーボ制御装置の一
次指令の構成が示されており、同図において初期状態で
は切替スイッチ８は８〜１側に切替えられており、また
アップ・ダウン・カウンタ５３はリセット状態にある。
第４図［Ａ）に示す速度特性において時刻ｔ＝０で制御
装置１から位置指令２が減算器４に出力されると同時に
スタート信号５１がアンドゲート６４に出力される◎こ
の時減算器４より出力される位置偏差εが一定値、例え
ば２ｒｔｒｍ以上であることを検出する論理回路５２の
出力は論理゛１°となる。
装置１から位置指令２が減算器４に出力されると同時に
スタート信号５１がアンドゲート６４に出力される◎こ
の時減算器４より出力される位置偏差εが一定値、例え
ば２ｒｔｒｍ以上であることを検出する論理回路５２の
出力は論理゛１°となる。
一方パルス発生回路５４の出力パルスはアップ・ダウン
・カウンタ５３のアップカウント側の入力端子５３〜１
に加えられ、カウンタ５３の計数内容は０から一足速度
で増加して行く・アップ・ダウン・カウンタ５３の計数
出力は読み出し専用メモリ（以下ＲＯＭと印す）５５の
アドレス端子に接続されているので−ＲＯＭ５５の出力
端子には・ＲＯＭ５５の内容がＯ番地から次々と走査さ
れて出力される。ＲＯＭ５５には第６図に示すように、
第４図（Ａ）に示す速度特性曲線を２進コード化した速
度値が予め記憶されており、ＲＯＭ５５の出力はＤ／Ａ
変換器６を経て、速度指令となるから直流電動機１２は
円滑な加速を行う。
・カウンタ５３のアップカウント側の入力端子５３〜１
に加えられ、カウンタ５３の計数内容は０から一足速度
で増加して行く・アップ・ダウン・カウンタ５３の計数
出力は読み出し専用メモリ（以下ＲＯＭと印す）５５の
アドレス端子に接続されているので−ＲＯＭ５５の出力
端子には・ＲＯＭ５５の内容がＯ番地から次々と走査さ
れて出力される。ＲＯＭ５５には第６図に示すように、
第４図（Ａ）に示す速度特性曲線を２進コード化した速
度値が予め記憶されており、ＲＯＭ５５の出力はＤ／Ａ
変換器６を経て、速度指令となるから直流電動機１２は
円滑な加速を行う。
一方アツブ・ダウン・カウンタ５３の計数内容が上限値
に達し−ＲＯＭ５５のアドレスの最終番地に達すると、
パルス発生回路５４からアップ・ダウン・カウンタ５３
へのパルス出力がアンドゲート７０．インバータ７２．
アンドゲート６０を介して出力される論理信号により断
たれるため。
に達し−ＲＯＭ５５のアドレスの最終番地に達すると、
パルス発生回路５４からアップ・ダウン・カウンタ５３
へのパルス出力がアンドゲート７０．インバータ７２．
アンドゲート６０を介して出力される論理信号により断
たれるため。
直流電動機１２はＲＯＭ５５、の最終番地の記憶エリア
に格納された速度値に基づいて一定速度で運転を続ける
。そして移動物体１４が目標位置に近づき・位置偏差が
論理回路５２の設定値１例えば２１１Ｆ以下になると、
パルス発生回路５４の出力パルスは・アップ・ダウン・
カウンタ５３のダウンカウントＩＨｔｌの入力端子５３
−２１／ｎ加えられ・アップ・ダウン・カウンタ５３の
内容は上限値から２一定速度で減少する。したがって、
直流電動機１２は第６図に示される曲線の、加速の時と
は逆の向きにたどって１円滑な減速を行う。更に移動物
体１４が目標位置に十分近づいた時点で・制御装置１か
ら切替信号９が切替゛スイッチ８に出力され、切替スイ
ッチ８は８−２側に切替えられ、以後Ｄ／Ａ、ｆ換器６
′による位置決めサーボ・ループが形成され、移動物体
が目標位置に到達した時点で直流電動機１２は回転動作
を停止する〇本発明は、例えば縮小投影露光装置におい
て、露光すべきウェハを搭載して駆動されるステージの
位置決めサーボ制御装置Ｒに適用される。
に格納された速度値に基づいて一定速度で運転を続ける
。そして移動物体１４が目標位置に近づき・位置偏差が
論理回路５２の設定値１例えば２１１Ｆ以下になると、
パルス発生回路５４の出力パルスは・アップ・ダウン・
カウンタ５３のダウンカウントＩＨｔｌの入力端子５３
−２１／ｎ加えられ・アップ・ダウン・カウンタ５３の
内容は上限値から２一定速度で減少する。したがって、
直流電動機１２は第６図に示される曲線の、加速の時と
は逆の向きにたどって１円滑な減速を行う。更に移動物
体１４が目標位置に十分近づいた時点で・制御装置１か
ら切替信号９が切替゛スイッチ８に出力され、切替スイ
ッチ８は８−２側に切替えられ、以後Ｄ／Ａ、ｆ換器６
′による位置決めサーボ・ループが形成され、移動物体
が目標位置に到達した時点で直流電動機１２は回転動作
を停止する〇本発明は、例えば縮小投影露光装置におい
て、露光すべきウェハを搭載して駆動されるステージの
位置決めサーボ制御装置Ｒに適用される。
近時・マイクロコンピュータを使用して、位置や速度の
きめこ１かい制御が行われているが、マイクロコンピュ
ータを使用する場合、演算処理や入出力動作に時間を要
するため、高速の応答が要求されゐ用途には適用できな
い。
きめこ１かい制御が行われているが、マイクロコンピュ
ータを使用する場合、演算処理や入出力動作に時間を要
するため、高速の応答が要求されゐ用途には適用できな
い。
本実施例に於ては、装置の起動から位置決め完了、停止
までの時間が数分の１秒という短かい時間である。本実
施例によれば、この極めて短かい期間中に於ける駆動手
段の加減速を、衝撃がなく、円滑に行うことができるの
で１位置決め精度が改善され１例えば縮小投影露光装置
にあっては露光される半導体製品の加工精度の向上が図
れる。さらに位置決め時間が短縮され、露光装置の能率
の向上が図れる等の効果がある。
までの時間が数分の１秒という短かい時間である。本実
施例によれば、この極めて短かい期間中に於ける駆動手
段の加減速を、衝撃がなく、円滑に行うことができるの
で１位置決め精度が改善され１例えば縮小投影露光装置
にあっては露光される半導体製品の加工精度の向上が図
れる。さらに位置決め時間が短縮され、露光装置の能率
の向上が図れる等の効果がある。
本発明によれば装置の起動から位（置決めが完了し停止
するまでの時間が極めて短かい高速位置決めサーボ制御
装置において、起動から停止までの速度の時間経過を自
由に予め設定できるので、移動物体を駆動する駆動手段
に衝撃がなく、円滑な加減速を行うことができる。
するまでの時間が極めて短かい高速位置決めサーボ制御
装置において、起動から停止までの速度の時間経過を自
由に予め設定できるので、移動物体を駆動する駆動手段
に衝撃がなく、円滑な加減速を行うことができる。
第１図は従来の位置決めサーボ制御装置の構成を示すブ
ロック図、第２図は第１図に示した従来装置における直
流電動機の速度特性図、第３図は同じ〈従来装置の加速
度特性図、第４図は本発明における速度特性及び加速度
特性を示す図、第５図は本発明に係る位置決めサーボ制
御装置の一実施例の構成を示すブロック図、第６図は第
５図に示した位置決めサーボ制御装置におけるＲＯＭ５
５に予め記憶させておくべき内容ヶ示す特性図である。 １・・・制御装置、４・・・減算器、６，６′・・・Ｄ
／Ａ変換器、８・・・切替スイッチ、１２・・・直流電
動機。 １３・・・速度計発電機、１４・・・移動物体、１５・
・・位置検出器、５５・・・読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）。 代理人 弁理士 高橋明夫
ロック図、第２図は第１図に示した従来装置における直
流電動機の速度特性図、第３図は同じ〈従来装置の加速
度特性図、第４図は本発明における速度特性及び加速度
特性を示す図、第５図は本発明に係る位置決めサーボ制
御装置の一実施例の構成を示すブロック図、第６図は第
５図に示した位置決めサーボ制御装置におけるＲＯＭ５
５に予め記憶させておくべき内容ヶ示す特性図である。 １・・・制御装置、４・・・減算器、６，６′・・・Ｄ
／Ａ変換器、８・・・切替スイッチ、１２・・・直流電
動機。 １３・・・速度計発電機、１４・・・移動物体、１５・
・・位置検出器、５５・・・読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）。 代理人 弁理士 高橋明夫
Claims (1)
- １、移動物体を駆動する駆動手段と、移動物体の位置検
出を行う位置検出器と、位置指令を出力する制御手段と
、制御手段より出力される位置指令と位置検出器の検出
出力との偏差信号に基づいて速度指令を出力する速度指
令手段と、移動物体の移動速度を検出する速度検出手段
と、前記速度指令手段からの速度指令と速度検出手段の
検出出力との偏差に応じた駆動信号を前記駆動手段に出
力する増幅器とを有し２移動物体を目標位置に位置決め
を行う位置決めサーボ制御装置において、前記速度指令
手段を２前記駆動手段の加減速時の各時刻における速度
データが予め記憶されている記憶手段と・該記憶手段よ
り一定周期で速度データを読み出す読出回路とを含んで
構成したことを特徴とする位置決めサーボ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268484A JPS60217416A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 位置決めサ−ボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268484A JPS60217416A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 位置決めサ−ボ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60217416A true JPS60217416A (ja) | 1985-10-31 |
Family
ID=13496445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7268484A Pending JPS60217416A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 位置決めサ−ボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60217416A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01173209A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-07 | Nitto Seiko Co Ltd | 産業用ロボットの制御方法 |
-
1984
- 1984-04-13 JP JP7268484A patent/JPS60217416A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01173209A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-07 | Nitto Seiko Co Ltd | 産業用ロボットの制御方法 |
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