JPS6371706A - サ−ボ制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔腫菓上の利用分野〕 本発明は、コンピュータ制御によるサーボ装置に関し、
ＸＹステージの位置決めサーボ制仇に好適である。

〔従来の技術〕

従来の装置は、オートメーション誌２６巻４号Ｐ３０−
５３あるいはＰ３９−４５に示されているように、位置
決めのための検出器としてロータリーエンコーダのよう
に位Ｉｔｆｆ１号がリニヤに侍られるものを用いること
が可能なものを用いるもので、位置棋す雑器自体のキャ
リフ゛レージ、／についての自己應がなされていなかっ
た拳をに、題精密位！決めに対しての配慮に欠けている
。

〔開明か鱗次しようとｊ−る問題点〕

従来のサーホ孜術μ、検出器のドリフトが問題にならす
キャリプレーン１ンを必要としないような状況でのみ使
用されてきた・ 本発明の目「９は、超梢そサーホ技術の必要により、位
１慣出器もボ期的にキャリブレーションが必要となり、
かつＳＩ精度キャリブレーションに用いる検出器そのも
のをサーボのための位置検出器として用いることは応答
性の点、あるいは実装上使用できないことを解決゛ｆる
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、烏速にキャリブレーション可能次ように、
揃尾櫃に対して補正データを？ｌＸ臭し、検出器での位
頁倒り廼データをマツピング変換ｊる、メモリをマイク
ロコンピュータからデータ入力可能な）ｌ、Ａ　Ｍを用
いて構成することにより通数されるＯ 〔作用〕 キャリブレーションの手段を与えるために、低速で実装
上の問題はある電気マイクロメータをサーボのための位
置検出器である靜１！谷菫センサと並用している。

また、計鼻磯からデータをセット可能なメモリに、キャ
リブレーションデータを書き込んでおき、検出器のデー
タをメモリの続出しアドレスとしてメモリを胱出丁よう
に構成して、鳩速に補正が可能になっている。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明する
。

第１図は、計算機からの指令にもとづき位置決めを行う
ディジタルサーボ装置の全体構成であ柔。

本装置では、位置検出器に、静電容重センサ１を用い、
本発明のサーボ制御装置２によりマイクロコンピュータ
３からの指令にもとづき、圧電素子４、を＝動し、ステ
ージ５の精密位置決めを行うのである。ｎ寛容賞センサ
ー、１によるステージの位置と検出器出力の関係は第２
図に示」−ように１位置に逆比力°ｊ−るような軸性が
得られる。Ｗ電容童センサーは、サブミクロンの微小な
位置開廷に適しておシ、微小な位ｔｄｔ、に化を検出で
きるが、第２図のように、線形時性ではないために、こ
のままでは位置決めサーボの検出器としてオｊｌ用困恭
でめる・このために、本発明の主戦都である。リニヤラ
イザ回路をサーボ劃＠　装＊２に内紙させているＯ 第３図は、本発明のサーボＩｔｌ［ｌ装置の構成を示す
もので、静電容重センサ１、で検出したアナログ位置信
号７は、マルチプレクサ９により選択爆れて、ＡＤ変換
器１０により、−足サンプリング周期、たとへば、２０
μｓ毎に１２ビットディジタル信号１１にＫＩ’Ａされ
る。マイクロコンピュータ３は、インターフェース１２
、を介してＡＤ変候伯号１１．を絖みとることが町ｕｂ
になっている。同伸に、′ｆＭ、気マイクロメータ６は
、ステージ５の位置を横出し、この時の検出信号８もま
た、マルチプレクサ９、を切替ることによってＡＤｉ侠
器１０、インターフェース１２、を弁して読みとること
ができる。電気マイクロ６は、靜′ｉｊＬ谷菫センサ１
のキャリブレーションのために叔けているものであって
、ステージ５の筺直次めサーボのための快出器としては
、応谷速友の点、及び、接触形である点で、イＵＦｒ３
ｊることができないが、評１４容菫センサ１と＋Ｍｊ　
４　Ｋ以上に１ｗＩ祠友にでさる・電気マイクロ６での
読みと９埴と、静電８Ｊｔセンサ、１での読みとり櫃と
を、それぞれマイコン６のメモリ内に位置に対応して記
憶させておくことにより第４２図に示す位置と出力の関
係の測定データをマイクロコンピュータ、６の内部に記
ｔｅｌせることかできる。測定データは、離散的な値で
あるので、中間の値は、内挿、外掃演其により、補間し
て、みかけ上の６１１１　Ｗ精匿を向上させたものを、
マイクロコンピュータ６のメモリにｄ口憶しておく０以
上のように、第２Ｉ８１に示す靜岨容黛センサ１での測
定データと恒ｔ　ｍ襟の関係がマイクロコンピュータ６
に記憶されているので、Ｉす也谷夏センサ１の出カフか
、井緘形であっても、胛」足Ｉ点から、七の時の位置は
容易に？Ｘ其可能であるが、マイクロコンピュータ３で
にその演算を行ってサーボ制御を行うほどの尚速応答が
困難であり、そのために、マツピングＨ，ＡＭ、Ｌ５を
設けていル、マッヒング）（ＡＭ、１３には、マイクロ
コンピュータ３により位置決めサーボ制御の開始時に、
上記、ｎ電谷量センサのキャリプレーシロンデータを省
き込んでおく。マツピングｌ（、ＡＭ１３の動作につい
て、以下に説明する。ＡＤ変候器１０、の１２ビツトデ
ータは、マツピングＲＡＭ−１３のれ出しアドレスとな
り、１２ビツトのアドレス入力によって、４０９５個の
データのひとつが選択される０選択されたデータ、１４
は、検出データ７を位置データにマツピング変換したも
ので、検出データ、７が非転形時性をしていても、位置
に変換されたデータ１４は、非焼形性をリニヤライズ補
正された形になっている。マイクロコンピュータ、３か
らの位置指令は、目標１直データレジスタ１５にセット
され、引算器１６により、目標位置と現在のステージ位
置データ・１４との差が凛巽され誤圭侶号１６を仰る、
この誤差信号によシステージ５の駆動アクチェエータで
ある圧電素子４をドライブすれば、所期の位置サーボが
完成する。サーボ糸の応答速度改暑のために、＠接位［
誤差をリニヤにフィードバックする代わシに、関数発生
用のマツピングＲＡＭを用い、位置誤差信号１６に対応
した＄Ｊ御関数１８を発生させ、これをディジタル−ア
ナログ変換器１９によりアナログ信号にに侠し、サーボ
アンプ２０によシ増鴨して、圧電素子４を駆動する。関
数はたとえば、誤差信号１６をＸとした時制偽信号１８
は、１％（ｘとなるような、ものを選ボする。この関数
マツピング）ｔＡＭは、圧電素子４の駆動特性もまた非
絨形であるので、これを間層したうえで特性補償を行う
ことを可能にする・すなわち圧電素子４の特性を第６に
示すサーボ町＃装宜を利用してあらかじめ測定できる。

この方法について、下記に述べる。

’を気マイクロ６０特性は、リニヤであるので、これを
規準にして、圧電素子の特性を補償する方法について述
べる。リニヤライザＲＡＭ１を及び関数マツピングＲＡ
Ｍ１７のデータをそれぞれリニヤな特性になるような１
１１にセットする。これはたとえばＡＤ変侠器の出力が
１ならば、ＲＡＭの弐出しデータとしてｔ２７ｊらば２
になるように、アドレスと出力を１対１に対応するよう
にＷｉ疋すればよい、目標＋ｕｉＵデータ１５として、
たとえば１０１μｍのデータを収定した時、ＡＤ変！ｌ
１８器１１のＩｔみが１６μｍのように電気マイクロ６
０計測テータとして読みとることができる。この指令値
と実際の位置決め値の誤差は主として圧Ｘ素子４．によ
る駆動矛に非巌形要素があるためと考えられ、指令値を
変化させていくことにより、圧’！ＩＣ素子４．の駆動
丑性をマイクロコンピュータ五に入力でき、逆にこれを
補正するように、関数Ｒ，ＡＭ、１７を決めることがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によｎば、サーボ市１ｊ＃装置の位置検出器の経
時変化をマイクロコンピュータからの指令により各局に
キヤリプレーシ胃ンでさ、ｌた、圧電素子のような非線
形特性を持つ秘勤ホを物えたサーボ装置において、その
特性をプログラムによシ測建、補正が各局にできる１４
！ＩＩ度なサーボ制御装置を提供できる◎待に、７１５
１布田位置決め等で問題となるサーボ糸のドリフトを各
局に補正できる０

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のステージ梢密位置大め装置のｍ成因
、第２図に、位置検出器としての静電谷童センツの時性
を示す線図、第６図は、本発明のサーボ制御装置の構成
図である。 １・・・・・・静電容重センサ ２・・・・・サーボ匍」自装置 ３・・・・・・マイクロコンピュータ ４・・・・・・圧！駆動素子 ５・・・・・・ステージ ６・・・・・・電気マイクロメータ ９・・・・・・マルチプレクサ １０　・・・・・・ＡＤ変侠器 １１・・・・・・ＡＤ笈侠器出力信号 １２・・・・・・インターフェース １４・・・・・・位置信号 １５・・・・・・目標位置レジスタ １６・・・・・・位置誤差信号 １９・・・・・・ＡＤ倹侠器 ２０・・・・・・サーボアンプ （、。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、計算機からデータをあらかじめ記憶させておいたメ
   モリを、検出器からの信号をアドレスとして読み出し、
   マッピングを行うことにより、キャリブレーションを容
   易ならしめたことを特徴とするサーボ制御装置。