JPS62126402A - Ｘｙステ−ジ制御装置 - Google Patents
Ｘｙステ−ジ制御装置Info
- Publication number
- JPS62126402A JPS62126402A JP60267735A JP26773585A JPS62126402A JP S62126402 A JPS62126402 A JP S62126402A JP 60267735 A JP60267735 A JP 60267735A JP 26773585 A JP26773585 A JP 26773585A JP S62126402 A JPS62126402 A JP S62126402A
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- JP
- Japan
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- stage
- notch
- frequency
- gain
- control device
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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〉
この発明は、精密工作機、精密測定機、半導体製造装置
等に用いられるＸＹステージに関連し、殊にこの発明は
、移動ステージをテーブル上の目標位置へ移動させ且つ
位置決めするためのＸＹステージ制御装置に関する。
等に用いられるＸＹステージに関連し、殊にこの発明は
、移動ステージをテーブル上の目標位置へ移動させ且つ
位置決めするためのＸＹステージ制御装置に関する。
〈発明の概要〉
この発明のＸＹステージ制御装置では、移動ステージの
共振運動のゲインを吸収するためのノツチフィルタのノ
ツチ周波数を、ステージ位置に応じて自動的に可変設定
するように構成してあり、これによりＸＹステージの制
御性能と、その安定性とを向上している。
共振運動のゲインを吸収するためのノツチフィルタのノ
ツチ周波数を、ステージ位置に応じて自動的に可変設定
するように構成してあり、これによりＸＹステージの制
御性能と、その安定性とを向上している。
〈発明の背景〉
従来、この種ＸＹステージは、第４図に示す如く、水平
なテーブル２１上に、縦横交叉する１１ガイド２２．２
３と、その交叉点に移動ステージ２４とが配備されたも
のである。各可動ガイド２２．２３および移動ステージ
２４は、空気軸受２５．２６．２７によって浮上状態で
非接触支持されており、それぞれ軸受にはエアチューブ
（図示せず）を介して圧縮空気が送り込まれる。前記移
動ステージ２４は、可動ガイド２２．２３の移行により
テーブル１上の軸受案内面に案内されて移動するが、こ
の軸受案内面の平面形状がばらついたり、或いはステー
ジ位置によって推力が変動すると、ステージの移動時に
、ヨーイング、ピッチング等のＸＹ直交成分外の回転運
動モードを持つ。これらはＸＹステージの動特性におい
て、共振モードとして表れる不可制御モードであるため
、従来のＸＹステージ制御装置においては、第５図に示
す如く、その共振モードに応じたノツチ周波数のノツチ
フィルタ（狭帯域フィルタ）２８を出力段に用いて、前
記共振モードの影言を低減している。なお第５図の構成
は、後述する第１図のものとかなりの部分が一致してお
り、ここでは対応する構成要素に同一符号を付して、そ
の説明を省略する。
なテーブル２１上に、縦横交叉する１１ガイド２２．２
３と、その交叉点に移動ステージ２４とが配備されたも
のである。各可動ガイド２２．２３および移動ステージ
２４は、空気軸受２５．２６．２７によって浮上状態で
非接触支持されており、それぞれ軸受にはエアチューブ
（図示せず）を介して圧縮空気が送り込まれる。前記移
動ステージ２４は、可動ガイド２２．２３の移行により
テーブル１上の軸受案内面に案内されて移動するが、こ
の軸受案内面の平面形状がばらついたり、或いはステー
ジ位置によって推力が変動すると、ステージの移動時に
、ヨーイング、ピッチング等のＸＹ直交成分外の回転運
動モードを持つ。これらはＸＹステージの動特性におい
て、共振モードとして表れる不可制御モードであるため
、従来のＸＹステージ制御装置においては、第５図に示
す如く、その共振モードに応じたノツチ周波数のノツチ
フィルタ（狭帯域フィルタ）２８を出力段に用いて、前
記共振モードの影言を低減している。なお第５図の構成
は、後述する第１図のものとかなりの部分が一致してお
り、ここでは対応する構成要素に同一符号を付して、そ
の説明を省略する。
ところが前記共振モードの共振周波数は、テーブル２１
上における移動ステージ２４の位置に応じてばらつくた
め、前記ノツチ周波数と一致しない場合が生じ、この周
波数のズレで、ＸＹステージはその外乱共振モードによ
り発振してしまうという問題があった。
上における移動ステージ２４の位置に応じてばらつくた
め、前記ノツチ周波数と一致しない場合が生じ、この周
波数のズレで、ＸＹステージはその外乱共振モードによ
り発振してしまうという問題があった。
〈発明の目的〉
この発明は、上記問題を解消するためのものであって、
ノツチフィルタのノツチ周波数を可変にして、ノツチ周
波数とヨーイングやピッチングの共振周波数とを常に一
致させることにより、ＸＹステージの制御性能と、その
安定性を向上させたＸＹステージ制御装置を提供するこ
とを目的とする。
ノツチフィルタのノツチ周波数を可変にして、ノツチ周
波数とヨーイングやピッチングの共振周波数とを常に一
致させることにより、ＸＹステージの制御性能と、その
安定性を向上させたＸＹステージ制御装置を提供するこ
とを目的とする。
〈発明の構成および効果〉
上記目的を達成するため、この発明のＸＹステージ制御
装置では、移動ステージの共振運動のゲインを吸収する
ためのノツチ周波数が可変設定可能な可変ノツチフィル
タと、テーブル上における移動ステージの位置情報を入
力して前記ノツチフィルタのノツチ周波数を切り換える
切換信号を出力するための切換手段とを具備させること
にした。
装置では、移動ステージの共振運動のゲインを吸収する
ためのノツチ周波数が可変設定可能な可変ノツチフィル
タと、テーブル上における移動ステージの位置情報を入
力して前記ノツチフィルタのノツチ周波数を切り換える
切換信号を出力するための切換手段とを具備させること
にした。
この発明の構成によれば、ヨーイングやピッチングの共
振周波数がテーブル上における移動ステージの位置に応
じてばらついても、この共振周波数とノツチフィルタの
ノツチ周波数とが常に一致させることができるため、ノ
ツチフィルタの制御効果がステージの全範囲にわたり一
様に得られ、これにより共振のない安定した移動ステー
ジの制御を全可動範囲にわたり実現できる。また、移動
ステージの共振が防止されるので、制御のゲインを最大
限に上げることが可能となり、制御性能の向上をはかる
ことができる等、発明目的を達成した顕著な効果を奏す
る。
振周波数がテーブル上における移動ステージの位置に応
じてばらついても、この共振周波数とノツチフィルタの
ノツチ周波数とが常に一致させることができるため、ノ
ツチフィルタの制御効果がステージの全範囲にわたり一
様に得られ、これにより共振のない安定した移動ステー
ジの制御を全可動範囲にわたり実現できる。また、移動
ステージの共振が防止されるので、制御のゲインを最大
限に上げることが可能となり、制御性能の向上をはかる
ことができる等、発明目的を達成した顕著な効果を奏す
る。
〈実施例の説明〉
第１図は、この発明にがかるＸＹステージ制＜Ｉｌｌ装
置の一構成例を示す。
置の一構成例を示す。
図示例において、ＸＹステージ１はリニアモータ等のモ
ータ２で駆動されるものであって、このＸＹステージ１
の制御装置は、ＸＹステージ１の現在位置データＸＩＬ
をフィードバックする位置フィードバックループ３と、
ＸＹステージ１の現在速度データ■アをフィードバック
する速度フィードバックループ４とを含んでいる。
ータ２で駆動されるものであって、このＸＹステージ１
の制御装置は、ＸＹステージ１の現在位置データＸＩＬ
をフィードバックする位置フィードバックループ３と、
ＸＹステージ１の現在速度データ■アをフィードバック
する速度フィードバックループ４とを含んでいる。
前記位置フィードバックループ３においては、目標位置
データＸ０と現在位置データＸ、ｌとの偏差ΔＸ（これ
を「位置偏差データ」という）が求められ、この位置偏
差データΔＸがゼロになるよう、ＸＹステージ１の目標
位置への位置決め制御が行われる。前記位置偏差データ
ΔＸは、定常位置偏差をゼロにするため、積分器５で積
分された後、つぎのブロック６で位置フィードバックル
ープ３の制御特性向上のための補償を与え、さらにつぎ
のブロック７でゲインＫＡを与えている。
データＸ０と現在位置データＸ、ｌとの偏差ΔＸ（これ
を「位置偏差データ」という）が求められ、この位置偏
差データΔＸがゼロになるよう、ＸＹステージ１の目標
位置への位置決め制御が行われる。前記位置偏差データ
ΔＸは、定常位置偏差をゼロにするため、積分器５で積
分された後、つぎのブロック６で位置フィードバックル
ープ３の制御特性向上のための補償を与え、さらにつぎ
のブロック７でゲインＫＡを与えている。
前記速度フィードバックループ４は、ＸＹステージ１の
制御系にダンピング要素を与えるためのもので、ブロッ
ク８で速度フィードバックループ４の制御特性改善のた
めの補償を与え、さらにつぎのブロック９でゲインに８
を与えた後、つぎの可変ノツチフィルタ１０でＸＹステ
ージ１の共振運動のゲインを吸収するよう構成しである
。この可変ノツチフィルタ１０は、ＸＹステージ１の位
置に応じてそのノツチ周波数が切換設定されるもので、
前記ＸＹステージ１の現在位置ＸＲをアドレスデータと
してＲＯＭ （Ｒｅａｄ ０ｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）
１１に与えることにより、このＲＯＭＩＩから前記ノ
ツチ周波数を切り換えるための信号（以下、「切換信号
」という）を出力させている。なお図中、ブロック１２
は現在速度■８より現在位置Ｘえを算出するためのブロ
ックであって、Ｓはラプラス演算子を示す。
制御系にダンピング要素を与えるためのもので、ブロッ
ク８で速度フィードバックループ４の制御特性改善のた
めの補償を与え、さらにつぎのブロック９でゲインに８
を与えた後、つぎの可変ノツチフィルタ１０でＸＹステ
ージ１の共振運動のゲインを吸収するよう構成しである
。この可変ノツチフィルタ１０は、ＸＹステージ１の位
置に応じてそのノツチ周波数が切換設定されるもので、
前記ＸＹステージ１の現在位置ＸＲをアドレスデータと
してＲＯＭ （Ｒｅａｄ ０ｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）
１１に与えることにより、このＲＯＭＩＩから前記ノ
ツチ周波数を切り換えるための信号（以下、「切換信号
」という）を出力させている。なお図中、ブロック１２
は現在速度■８より現在位置Ｘえを算出するためのブロ
ックであって、Ｓはラプラス演算子を示す。
第２図は、ＸＹステージ１におけるテーブル１３上に複
数の地点（図中、１〜２５で示す）を設定した状態を示
しており、これら各地点でのＸＹステージ１の周波数特
性を予め測定して、各地点に応じた可変ノツチフィルタ
１０のノツチ周波数を求めた後、前記ＲＯＭＩＩの各地
点に対応するアドレス領域に、それぞれのノツチ周波数
を設定するための切換信号生成用のデータを格納するも
のである。
数の地点（図中、１〜２５で示す）を設定した状態を示
しており、これら各地点でのＸＹステージ１の周波数特
性を予め測定して、各地点に応じた可変ノツチフィルタ
１０のノツチ周波数を求めた後、前記ＲＯＭＩＩの各地
点に対応するアドレス領域に、それぞれのノツチ周波数
を設定するための切換信号生成用のデータを格納するも
のである。
第３図は、前記ＲＯＭＩＩおよび可変ノツチフィルタ１
０ （第１図中、破線１４で示す部分）の具体回路例を
示している。図示例の可変ノツチフィルタ１０は、２個
のオペアンプ１５．１６と、各地点のノツチ周波数を生
成するための複数のコンデンサＣ１〜Ｃ１および抵抗Ｒ
１〜Ｒ６と、抵抗Ｒ１〜Ｒ４を適宜組み合わせて所定の
合成抵抗Ｒ０を生成するためのアナログスイッチＳ、−
Ｓ、とを含んでいる。この可変ノツチフィルタ１０のノ
ツチ周波数ｆＨは、つぎの０式で与えられるもので、従
って前記アナログスイッチ３１−３４をオン、オフする
ことによって、ノツチ周波数ｆ１４が変化して、所定の
値が得られるものである。
０ （第１図中、破線１４で示す部分）の具体回路例を
示している。図示例の可変ノツチフィルタ１０は、２個
のオペアンプ１５．１６と、各地点のノツチ周波数を生
成するための複数のコンデンサＣ１〜Ｃ１および抵抗Ｒ
１〜Ｒ６と、抵抗Ｒ１〜Ｒ４を適宜組み合わせて所定の
合成抵抗Ｒ０を生成するためのアナログスイッチＳ、−
Ｓ、とを含んでいる。この可変ノツチフィルタ１０のノ
ツチ周波数ｆＨは、つぎの０式で与えられるもので、従
って前記アナログスイッチ３１−３４をオン、オフする
ことによって、ノツチ周波数ｆ１４が変化して、所定の
値が得られるものである。
なお、第３図中、ＩＮは入力端子、ＯＵＴは出力端子で
ある。
ある。
しかしてＸＹステージ１の現在位置ＸＩＬがアドレスデ
ータとしてＲＯＭＩＩの入力Ａ０〜Ａ７に与えられると
、ＲＯＭＩＩからは現在位置Ｘｌｌに応じた４ビツト構
成（Ｄ、〜Ｄ３）の切換信号が出力され、アナログスイ
ッチＳＩ〜Ｓ４がオン、オフ動作せられる。これにより
抵抗Ｒ１〜Ｒ４のいずれかが直列接続されて所定の合成
抵抗Ｒ０が生成され、抵抗Ｒ，，Ｒｈおよびコンデンサ
Ｃ，，Ｃ，、Ｃ，の各値によりＸＹステージｌの現在位
置に応じたノツチ周波数ｆＮをもつノツチフィルタが形
成されるものである。
ータとしてＲＯＭＩＩの入力Ａ０〜Ａ７に与えられると
、ＲＯＭＩＩからは現在位置Ｘｌｌに応じた４ビツト構
成（Ｄ、〜Ｄ３）の切換信号が出力され、アナログスイ
ッチＳＩ〜Ｓ４がオン、オフ動作せられる。これにより
抵抗Ｒ１〜Ｒ４のいずれかが直列接続されて所定の合成
抵抗Ｒ０が生成され、抵抗Ｒ，，Ｒｈおよびコンデンサ
Ｃ，，Ｃ，、Ｃ，の各値によりＸＹステージｌの現在位
置に応じたノツチ周波数ｆＮをもつノツチフィルタが形
成されるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明にかかるＸＹステージ制御装置の一実
施例を示すブロック図、第２図はＸＹステージにおける
ノツチ周波数の設定位置を説明するための図、第３図は
ノツチフィルタの具体回路例を示す電気配線図、第４図
は従来のＸＹステージの外観を示す斜面図、第５図は従
来のＸＹステージ制御装置のブロック図である。 ｌ・・・・ＸＹステージ １０・・・・可変ノツチフィルタ １１・・・・ＲＯＭ
施例を示すブロック図、第２図はＸＹステージにおける
ノツチ周波数の設定位置を説明するための図、第３図は
ノツチフィルタの具体回路例を示す電気配線図、第４図
は従来のＸＹステージの外観を示す斜面図、第５図は従
来のＸＹステージ制御装置のブロック図である。 ｌ・・・・ＸＹステージ １０・・・・可変ノツチフィルタ １１・・・・ＲＯＭ
Claims (3)
- （１）テーブル上に縦横交叉する可動ガイドおよび、そ
の交叉点に移動ステージがそれぞれ配備されたＸＹステ
ージの制御装置であって、 前記移動ステージの共振運動のゲインを吸収するための
ノッチ周波数が可変設定可能な可変ノッチフィルタと、 テーブル上における移動ステージの位置情報を入力して
前記ノッチフィルタのノッチ周波数を切り換える切換信
号を出力するための切換手段とを含んで成るＸＹステー
ジ制御装置。 - （２）前記ノッチフィルタは、ノッチ周波数を決定する
ための複数の抵抗と、これら抵抗の組み合わせを変更し
てノッチ周波数を切り換えるためのアナログスイッチと
を含んで成る特許請求の範囲第１項記載のＸＹステージ
制御装置。 - （３）前記切換手段は、テーブル上における移動ステー
ジの現在位置をアドレスデータとして入力して前記切換
信号を出力するＲＯＭである特許請求の範囲第１項記載
のＸＹステージ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267735A JPH0664481B2 (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Ｘｙステ−ジ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267735A JPH0664481B2 (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Ｘｙステ−ジ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62126402A true JPS62126402A (ja) | 1987-06-08 |
| JPH0664481B2 JPH0664481B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=17448844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60267735A Expired - Lifetime JPH0664481B2 (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Ｘｙステ−ジ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664481B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63273902A (ja) * | 1987-05-06 | 1988-11-11 | Hitachi Ltd | 移動体の位置決め制御方法 |
| JPH01230109A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-13 | Fujitsu Ltd | サーボ位置決め装置 |
| JP2003061379A (ja) * | 2001-08-20 | 2003-02-28 | Yaskawa Electric Corp | モータ制御装置の周波数特性演算装置 |
| JP2005103739A (ja) * | 2003-10-02 | 2005-04-21 | Yaskawa Electric Corp | 振動抑制制御装置 |
| JP2006285893A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 振動抑制方法 |
| JP2006337148A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Jtekt Corp | 機上形状測定器、加工機 |
| JP2010123018A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | サーボ制御装置 |
| JP2010259124A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Hitachi High-Technologies Corp | アクチュエータ駆動装置 |
| JP2019175280A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 住友重機械工業株式会社 | エアステージ装置、サーボ装置 |
| US11256220B2 (en) | 2019-04-15 | 2022-02-22 | Fanuc Corporation | Machine learning device, control device and machine learning method |
-
1985
- 1985-11-27 JP JP60267735A patent/JPH0664481B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63273902A (ja) * | 1987-05-06 | 1988-11-11 | Hitachi Ltd | 移動体の位置決め制御方法 |
| JPH01230109A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-13 | Fujitsu Ltd | サーボ位置決め装置 |
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| JP4683255B2 (ja) * | 2001-08-20 | 2011-05-18 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置の周波数特性演算装置 |
| JP2005103739A (ja) * | 2003-10-02 | 2005-04-21 | Yaskawa Electric Corp | 振動抑制制御装置 |
| JP2006285893A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 振動抑制方法 |
| JP2006337148A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Jtekt Corp | 機上形状測定器、加工機 |
| JP4622683B2 (ja) * | 2005-06-01 | 2011-02-02 | 株式会社ジェイテクト | 加工機 |
| JP2010123018A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | サーボ制御装置 |
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| JP2019175280A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 住友重機械工業株式会社 | エアステージ装置、サーボ装置 |
| US11256220B2 (en) | 2019-04-15 | 2022-02-22 | Fanuc Corporation | Machine learning device, control device and machine learning method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0664481B2 (ja) | 1994-08-22 |
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