KR20110137875A - 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템 - Google Patents

엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20110137875A
KR20110137875A KR1020100057853A KR20100057853A KR20110137875A KR 20110137875 A KR20110137875 A KR 20110137875A KR 1020100057853 A KR1020100057853 A KR 1020100057853A KR 20100057853 A KR20100057853 A KR 20100057853A KR 20110137875 A KR20110137875 A KR 20110137875A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
error
moving carriage
scale
air bearing
linear
Prior art date
Application number
KR1020100057853A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101139292B1 (ko
Inventor
이석우
Original Assignee
순환엔지니어링 주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 순환엔지니어링 주식회사 filed Critical 순환엔지니어링 주식회사
Priority to KR1020100057853A priority Critical patent/KR101139292B1/ko
Priority to TW100110108A priority patent/TWI549774B/zh
Priority to CN201110175653.XA priority patent/CN102364306B/zh
Priority to JP2011134776A priority patent/JP5797942B2/ja
Publication of KR20110137875A publication Critical patent/KR20110137875A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101139292B1 publication Critical patent/KR101139292B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06—Linear motors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00—Control of position or direction
    • G05D3/12—Control of position or direction using feedback
    • G—PHYSICS
    • G12—INSTRUMENT DETAILS
    • G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B5/00—Adjusting position or attitude, e.g. level, of instruments or other apparatus, or of parts thereof; Compensating for the effects of tilting or acceleration, e.g. for optical apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

본 발명은 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동식 갠트리 시스템의 좌우, 상하 방향의 에러 값을 실시간으로 피드백하여, 그 결과 값으로 사전 설치된 진공 에어의 압력을 조절함으로써 평탄도(Flatness), 피치(Pitch), 진직도(Straightness), 요(Yaw) 및 롤(Roll)을 미세하게 제어하는 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템은 그라나이트(Granite) 또는 알루미늄 재질의 베이스(21)와; 동일한 이송축 방향으로 평행하게 배치되어 구동되고 무빙 캐리지(Moving Carriage)를 이동시키는 2개의 리니어 모터(22)와; 상기 각각의 리니어 모터의 위치값을 검출하고 그 위치값을 피드백하여 위치 에러를 보상하기 위한 리니어 엔코더(23)와; 상기 무빙 캐리지가 이동할 수 있도록 베이스(21)의 표면을 기준으로 움직이고 압축공기의 힘으로 일정한 접촉력/인장력/압축력을 인가하는 에어 베어링 및 진공 패드(Air Bearing and Vacuum PAD)(24)와; 상기 베이스 상에 놓인 장비를 척(Chuck)하거나 페이로드(Pay-load)를 움직이는 무빙 캐리지(25)와; 자기 예압력(Magnet Pre-load Force)을 발생시키기 위한 스틸 바(Steel Bar)(26) 및; 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 역방향으로 자기력을 작용하여 모멘트(Moment)의 외력에도 버틸수 있도록 고 강성도를 형성해주기 위한 예압된 자석(Pre-load Magnet)(27)으로 이루어지며; 상기 리니어 엔코더(23)는 상기 무빙 캐리지(25)의 측면에 설치된 한 쌍의 측면 리니어 엔코더(23-1, 23-1')과, 상기 무빙 캐리지(25)의 일단 측 하부에 설치된 한 쌍의 하면 리니어 엔코더(23-2, 23-2')로 구성되며; 상기 리니어 엔코더(23)는 기준 마크(41)와, 수직 위치 에러를 보상하기 위한 Ltrack(42) 및 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)을 구비한 스케일을 따라 이동되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템은 ㎛ 단위의 고정밀도로 평탄도 에러, 피치 에러, 진직도 에러, 요 에러 및 롤 에러를 보상함으로써, 가공 불가능한 부분이 극소화되고, 가공비용이 절감되며, 초정밀 스테이지를 구현할 수 있다.

Description

엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템{ ERROR COMPENSATING SYSTEM USING ENCODER FEEDBACK, ERROR MAPPING AND AIR PRESSURE CONTROL}
본 발명은 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동식 갠트리 시스템의 좌우, 상하 방향의 에러 값을 실시간으로 피드백하여, 그 결과 값으로 예압된(Pre-load) 진공 에어의 압력을 조절함으로써 평탄도(Flatness) 에러, 피치(Pitch) 에러, 진직도(Straightness) 에러, 요(Yaw) 에러 및 롤(Roll) 에러를 미세하게 제어하는 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템에 관한 것이다.
최근에 산업의 발전과 함께 제품 및 부품들이 고기능화, 초소형화되는 추세이고, IT, BT, NT 분야의 발전과 함께 나노 수준의 정밀도를 갖는 생산 기술이 요구되는 상황에 이르렀다. 이러한 현실에 맞춘 생산 시스템 중, 직선운동을 하는 리니어 스테이지의 정밀도를 향상시킨 초정밀 리니어 스테이지가 개발되어 지속적으로 발전하고 있다.
한편, 리니어 스테이지는 직선운동을 하는 생산 시스템이지만, 그 에러는 운동방향의 에러만 있는 것은 아니다.
종래의 리니어 스테이지의 에러를 도시한 도 1을 참조하면, 리니어 가이드(11)를 따라서 이동하는 리니어 스테이지를 예로 들어 운동자(12)의 운동방향을 x축으로 했을 때, y축 방향으로 발생하는 에러인 수평방향 운동에러(
Figure pat00001
)와 z축 방향으로 발생하는 에러인 수직방향 운동에러(
Figure pat00002
)의 병진운동 에러성분과 x축, y축, z축 방향의 회전운동 에러성분인 롤 에러, 피치 에러, 요 에러가 발생한다.
이러한 에러들은 초정밀 리니어 스테이지에서 큰 문제가 되며, 따라서 이 에러를 측정하여 리니어 스테이지의 정확성을 확인하는 것이 매우 중요하다.
종래에는 이러한 에러들을 측정하기 위하여, 레이저 간섭계, 오토콜리미터, 정전용량센서 등의 여러 가지 장비들을 동시에 사용해서 각각의 에러들을 구하였다.
종래의 측정방법에서는 여러 가지 장비들을 동시에 사용하기 때문에 장비의 설치가 복잡하고 측정을 위한 조작이 매우 어려우며, 설치 시에 설치 에러도 발생한다. 그리고 에러측정 시에 동일한 초기위치를 기준으로 측정하여야 하나, 여러 가지 장비를 사용하므로 초기위치를 정확하게 찾지 못하는 경우가 많다.
또한, 종래의 측정방법은 상기와 같은 오류의 가능성이 많음에도 불구하고, 측정값의 정확성을 확인하는 것이 매우 어려운 실정이다.
나아가, 종래의 측정방법에 사용되는 여러 가지 장비들 중에 레이저 간섭계와 오토콜리미터는 상당한 고가의 장비이기 때문에, 동시에 구비하는 경우 경제적으로 큰 부담이 된다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 리니어 엔코더를 사용하여 실시간으로 위치 에러를 피드백하고, 이 피드백에 대응하여 에어 베어링 패드(Air Bearing PAD)의 예압된 진공 에어의 압력을 조절함으로써 평탄도 에러, 피치 에러, 진직도 에러, 요 에러 및 롤 에러를 보상할 수 있는 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템을 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템은 그라나이트(Granite) 또는 알루미늄 재질의 베이스와; 동일한 이송축 방향으로 평행하게 배치되어 구동되고 무빙 캐리지(Moving Carriage)를 이동시키는 2개의 리니어 모터와; 상기 각각의 리니어 모터의 위치값을 검출하고 그 위치값을 피드백하여 위치 에러를 보상하기 위한 리니어 엔코더와; 상기 무빙 캐리지가 이동할 수 있도록 베이스의 표면을 기준으로 움직이고 압축공기의 힘으로 일정한 접촉력/인장력/압축력을 인가하는 에어 베어링 및 진공 패드(Air Bearing and Vacuum PAD)와; 상기 베이스 상에 놓인 장비를 척(Chuck)하거나 페이로드(Pay-load)를 움직이는 무빙 캐리지와; 자기 예압력(Magnet Pre-load Force)을 발생시키기 위한 스틸 바(Steel Bar) 및; 상기 에어 베어링 및 진공 패드의 역방향으로 자기력을 작용하여 모멘트(Moment)의 외력에도 버틸수 있도록 고 강성도를 형성해주기 위한 예압된 자석(Pre-load Magnet)으로 이루어지며; 상기 리니어 엔코더는 상기 무빙 캐리지의 측면에 설치된 한 쌍의 측면 리니어 엔코더와, 상기 무빙 캐리지의 일단 측 하부에 설치된 한 쌍의 하면 리니어 엔코더로 구성되며; 상기 리니어 엔코더는 기준 마크와, 수직 위치 에러를 보상하기 위한 Ltrack 및 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack을 구비한 스케일을 따라 이동되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템은 ㎛ 단위의 고정밀도로 평탄도 에러, 피치 에러, 진직도 에러, 요 에러 및 롤 에러를 보상함으로써, 가공 불가능한 부분이 극소화되고, 가공비용이 절감되며, 초정밀 스테이지를 구현할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 종래의 리니어 스테이지의 에러를 개략적으로 나타낸 도시도.
도 2는 본 발명에 따른 리니어 스테이지의 상세 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 스테이지의 평면도.
도 4는 도 2의 리니어 엔코더와 스케일의 도시도.
도 5는 도 2의 리니어 엔코더와 스케일의 상세도.
도 6은 도 2의 에어베어링 및 진공 패드의 상세도.
도 7은 도 6의 에어 베어링 및 진공 패드에 장착된 예압된 진공 에어 베어링 도시도.
도 8은 본 발명에 따른 진직도 에러 보상 시스템 도시도.
도 9는 본 발명에 따른 요 에러 보상 시스템 도시도.
도 10은 본 발명에 따른 평탄도 에러 보상 시스템 도시도.
도 11은 본 발명에 따른 피치 에러 보상 시스템 도시도.
도 12는 본 발명에 따른 롤 에러 보상 시스템 도시도.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템을 보다 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면 전체에 걸쳐 같은 참조번호는 같은 구성 요소를 가리킨다.
도 2는 본 발명에 따른 리니어 스테이지의 상세 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 리니어 스테이지의 평면도이며, 도 4는 도 2의 리니어 엔코더와 스케일의 도시도이며, 도 5는 도 2의 리니어 엔코더와 스케일의 상세도이며, 도 6은 도 2의 에어베어링 및 진공 패드의 상세도이며, 도 7은 도 6의 에어 베어링 및 진공 패드에 장착된 예압된 진공 에어 베어링 도시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 진직도 에러 보상 시스템 도시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 요 에러 보상 시스템 도시도이며, 도 10은 본 발명에 따른 평탄도 에러 보상 시스템 도시도이며, 도 11은 본 발명에 따른 피치 에러 보상 시스템 도시도이며, 도 12는 본 발명에 따른 롤 에러 보상 시스템 도시도이다.
도 2 내지 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템은 그라나이트 또는 알루미늄 재질의 베이스(21)와, 동일한 이송축 방향으로 평행하게 배치되어 구동되고 무빙 캐리지를 이동시키는 2개의 리니어 모터(22)와, 상기 각각의 리니어 모터의 위치값을 검출하고 그 위치값을 피드백하여 위치 에러를 보상하기 위한 리니어 엔코더(23)와, 상기 무빙 캐리지가 이동할 수 있도록 베이스(21)의 표면을 기준으로 움직이고 압축공기의 힘으로 일정한 접촉력/인장력/압축력을 인가하는 에어 베어링 및 진공 패드(24)와, 상기 베이스 상에 놓인 장비를 척하거나 페이로드를 움직이는 무빙 캐리지(25)와, 자기 예압력을 발생시키기 위한 스틸 바(26)와, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 역방향으로 자기력을 작용하여 모멘트의 외력에도 버틸수 있도록 고 강성도를 형성해주기 위한 예압된 자석(27)으로 이루어진다.
상기 리니어 엔코더(23)는 상기 무빙 캐리지(25)의 측면에 설치된 한 쌍의 측면 리니어 엔코더(23-1, 23-1')과, 상기 무빙 캐리지(25)의 일단 측 하부에 설치된 한 쌍의 하면 리니어 엔코더(23-2, 23-2')로 구성되는데, 이렇게 구성된 리니어 엔코더(23)가 기준 마크(41)와, 수직 위치 에러를 보상하기 위한 Ltrack(42) 및 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)을 구비한 스케일을 지나감으로써, 진직도, 평탄도, 피치, 요, 롤에 대한 피드백이 가능하다. 여기서, 상기 측면 리니어 엔코더(23-1, 23-1') 및 하면 리니어 엔코더(23-2, 23-2')는 상기 무빙 캐리지(25)의 양단에 각각 설치된다.
상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)는 예압된 진공 에어 베어링(Pre-load Vacuum Air Bearing)(70)과 한 조를 이루며, 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 압력을 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력(Pre-load Force)을 제어할 수 있다.
이제, 도 8 내지 도 12를 참조하여, 본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템의 평탄도 에러, 피치 에러, 진직도 에러, 요 에러 및 롤 에러를 보상하는 시스템을 상세히 설명하고자 한다.
먼저, 본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템의 진직도 에러를 보상하기 위한 시스템을 살펴보면, 전술된 바와 같은 기준 마크(41)와, 수직 위치 에러를 보상하기 위한 Ltrack(42) 및 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)을 구비한 스케일을 무빙 캐리지(25)가 화살표로 도시된 바와 같은 이동방향으로 이동한다. 이에 따라 상기 무빙 캐리지(25)의 좌ㆍ우측면에 부착된 상기 한 쌍의 측면 리니어 엔코더(23-1, 23-1') 중 어느 한 측면 리니어 엔코더(23-1 또는 23-1')가 상기 스케일을 지나가면서, 상기 스케일의 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)에 대한 에러값을 피드백하고, 이 피드백된 에러값에 상응하게 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 각각 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력이 조절되어 상기 무빙 캐리지(25)의 직진도 에러를 보상한다.
또한, 본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템의 요 에러를 보상하는 시스템을 살펴보면, 기준 마크(41)와, 수직 위치 에러를 보상하기 위한 Ltrack(42) 및 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)을 구비한 스케일을 무빙 캐리지(25)가 화살표로 도시된 바와 같은 이동방향으로 이동한다. 이에 따라 상기 무빙 캐리지(25)의 좌ㆍ우측면에 부착된 상기 측면 리니어 엔코더(23-1, 23-1')가 상기 스케일을 지나가면서, 상기 스케일의 수직 위치를 보상하기 위한 Ltrack(42)에 대한 에러값을 피드백하고, 이 피드백된 에러값에 상응하게 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 각각 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력을 조절함과 동시에 상기 리니어 모터(22)를 제어하여 상기 무빙 캐리지(25)의 요 에러를 보상한다.
또한, 본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템의 평탄도 에러를 보상하는 시스템을 살펴보면, 기준 마크(41)와, 수직 위치 에러를 보상하기 위한 Ltrack(42) 및 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)을 구비한 스케일을 무빙 캐리지(25)가 화살표로 도시된 바와 같은 이동방향으로 이동한다. 이에 따라 상기 무빙 캐리지(25)의 양단의 하부에 부착된 상기 하면 리니어 엔코더(23-2, 23-2')가 상기 스케일을 지나가면서, 상기 스케일의 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)에 대한 에러값을 피드백하고, 이 피드백된 에러값에 상응하게 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 동시에 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력을 조절하여 상기 무빙 캐리지(25)의 평탄도 에러를 보상한다.
또한, 본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템의 피치 에러를 보상하는 시스템을 살펴보면, 기준 마크(41)와, 수직 위치 에러를 보상하기 위한 Ltrack(42) 및 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)을 구비한 스케일을 무빙 캐리지(25)가 화살표로 도시된 바와 같은 이동방향으로 이동한다. 이에 따라 상기 무빙 캐리지(25)의 양단의 하부에 부착된 상기 하면 리니어 엔코더(23-2, 23-2')가 상기 스케일을 지나가면서, 상기 스케일의 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)에 대한 에러값을 피드백하는데, 상기 하면 리니어 엔코더(23-2, 23-2')의 각각의 에러값을 피드백하고, 이 피드백된 에러값에 상응하게 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 각각 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력을 조절하여 상기 무빙 캐리지(25)의 피치 에러를 보상한다.
또한, 본 발명에 따른 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템의 롤 에러를 보상하기 위한 시스템을 살펴보면, 전술된 바와 같은 기준 마크(41)와, 수직 위치 에러를 보상하기 위한 Ltrack(42) 및 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)을 구비한 스케일을 무빙 캐리지(25)가 화살표로 도시된 바와 같은 이동방향으로 이동한다. 이에 따라 상기 무빙 캐리지(25)의 좌ㆍ우측면에 부착된 상기 한 쌍의 측면 리니어 엔코더(23-1, 23-1')가 상기 스케일을 지나가면서, 상기 스케일의 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)에 대한 에러값을 피드백하고, 이 피드백된 에러값에 상응하게 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 각각 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력이 조절되어 상기 무빙 캐리지(25)의 롤 에러를 보상한다.
비록, 본 발명의 실시 예에선 기준 마크(41)와, 수직 위치 에러를 보상하기 위한 Ltrack(42) 및 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)을 구비한 스케일과 상기 스케일을 지나가면서 에러값을 피드백하여, 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 각각 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력을 조절하는 실시간 에러 보상 시스템을 사용하였으나, 별도의 레이저 스캐닝 장비를 이용하여, 베이스의 하면및 측면을 스캐닝한 후, 에러 보상 소프트웨어를 이용하여, 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 각각 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력을 조절하는 선측정 후보상 시스템에 의해, 평탄도 에러, 피치 에러, 진직도 에러, 요 에러 및 롤 에러를 보상하는 것도 가능함은 물론이다.
이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
21: 베이스 22: 리니어 모터
23: 리니어 엔코더 23-1, 23-1': 측면 리니어 엔코더
23-2, 23-2': 측면 리니어 엔코더 24: 에러 베어링 및 진공 패드
25: 무빙 캐리지 26: 스틸 바
27: 예압된 자석 41: 기준 마크
42: Ltrack 43: Ttrack
70: 예압된 진공 에어 베어링

Claims (6)

  1. 그라나이트(Granite) 또는 알루미늄 재질의 베이스(21)와;
    동일한 이송축 방향으로 평행하게 배치되어 구동되고 무빙 캐리지(Moving Carriage)를 이동시키는 2개의 리니어 모터(22)와;
    상기 각각의 리니어 모터의 위치값을 검출하고 그 위치값을 피드백하여 위치 에러를 보상하기 위한 리니어 엔코더(23)와;
    상기 무빙 캐리지가 이동할 수 있도록 베이스(21)의 표면을 기준으로 움직이고 압축공기의 힘으로 일정한 접촉력/인장력/압축력을 인가하는 에어 베어링 및 진공 패드(Air Bearing and Vacuum PAD)(24)와;
    상기 베이스 상에 놓인 장비를 척(Chuck)하거나 페이로드(Pay-load)를 움직이는 무빙 캐리지(25)와;
    자기 예압력(Magnet Pre-load Force)을 발생시키기 위한 스틸 바(Steel Bar)(26) 및;
    상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 역방향으로 자기력을 작용하여 모멘트(Moment)의 외력에도 버틸수 있도록 고 강성도를 형성해주기 위한 예압된 자석(Pre-load Magnet)(27)으로 이루어지며;
    상기 리니어 엔코더(23)는 상기 무빙 캐리지(25)의 측면에 설치된 한 쌍의 측면 리니어 엔코더(23-1, 23-1')과, 상기 무빙 캐리지(25)의 일단 측 하부에 설치된 한 쌍의 하면 리니어 엔코더(23-2, 23-2')로 구성되며;
    상기 리니어 엔코더(23)는 기준 마크(41)와, 수직 위치 에러를 보상하기 위한 Ltrack(42) 및 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)을 구비한 스케일을 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 무빙 캐리지(25)의 좌ㆍ우측면에 부착된 상기 한 쌍의 측면 리니어 엔코더(23-1, 23-1') 중 어느 한 측면 리니어 엔코더(23-1 또는 23-1')가 상기 스케일을 지나가면서, 상기 스케일의 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)에 대한 에러값을 피드백하고, 이 피드백된 에러값에 상응하게 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 각각 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력이 조절되어 상기 무빙 캐리지(25)의 직진도 에러를 보상하는 것을 특징으로 하는 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 무빙 캐리지(25)의 좌ㆍ우측면에 부착된 상기 측면 리니어 엔코더(23-1, 23-1')가 상기 스케일을 지나가면서, 상기 스케일의 수직 위치를 보상하기 위한 Ltrack(42)에 대한 에러값을 피드백하고, 이 피드백된 에러값에 상응하게 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 각각 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력을 조절함과 동시에 상기 리니어 모터(22)를 제어하여 상기 무빙 캐리지(25)의 요 에러를 보상하는 것을 특징으로 하는 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 무빙 캐리지(25)의 양단의 하부에 부착된 상기 하면 리니어 엔코더(23-2, 23-2')가 상기 스케일을 지나가면서, 상기 스케일의 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)에 대한 에러값을 피드백하고, 이 피드백된 에러값에 상응하게 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 동시에 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력을 조절하여 상기 무빙 캐리지(25)의 평탄도 에러를 보상하는 것을 특징으로 하는 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 무빙 캐리지(25)의 양단의 하부에 부착된 상기 하면 리니어 엔코더(23-2, 23-2')가 상기 스케일을 지나가면서, 상기 스케일의 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)에 대한 에러값을 피드백하는데, 상기 하면 리니어 엔코더(23-2, 23-2')의 각각의 에러값을 피드백하고, 이 피드백된 에러값에 상응하게 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 각각 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력을 조절하여 상기 무빙 캐리지(25)의 피치 에러를 보상하는 것을 특징으로 하는 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 무빙 캐리지(25)의 좌ㆍ우측면에 부착된 상기 한 쌍의 측면 리니어 엔코더(23-1, 23-1')가 상기 스케일을 지나가면서, 상기 스케일의 수평 위치를 보상하기 위한 Ttrack(43)에 대한 에러값을 피드백하고, 이 피드백된 에러값에 상응하게 상기 예압된 진공 에어 베어링(70)의 에어 압력을 각각 조절함으로써, 상기 에어 베어링 및 진공 패드(24)의 예압력이 조절되어 상기 무빙 캐리지(25)의 롤 에러를 보상하는 것을 특징으로 하는 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템.
KR1020100057853A 2010-06-18 2010-06-18 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템 KR101139292B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100057853A KR101139292B1 (ko) 2010-06-18 2010-06-18 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템
TW100110108A TWI549774B (zh) 2010-06-18 2011-03-24 使用編碼器反饋、誤差映像和空氣壓力控制的誤差補償系統
CN201110175653.XA CN102364306B (zh) 2010-06-18 2011-06-17 使用编码器反馈、误差映射以及气压控制的误差补偿系统
JP2011134776A JP5797942B2 (ja) 2010-06-18 2011-06-17 エンコーダ・フィードバック、誤差マッピング、および空気圧制御を用いた誤差補償システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100057853A KR101139292B1 (ko) 2010-06-18 2010-06-18 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110137875A true KR20110137875A (ko) 2011-12-26
KR101139292B1 KR101139292B1 (ko) 2012-04-26

Family

ID=45503958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100057853A KR101139292B1 (ko) 2010-06-18 2010-06-18 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5797942B2 (ko)
KR (1) KR101139292B1 (ko)
CN (1) CN102364306B (ko)
TW (1) TWI549774B (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101448509B1 (ko) * 2013-12-04 2014-10-13 순환엔지니어링 주식회사 직선 운동 평면 구동형 겐트리 스테이지의 동적 및 열변형 에러 실시간 보상 시스템, 스테이지 장치 및 제조, 계측 및 검사 장비
KR20190054453A (ko) * 2017-11-13 2019-05-22 한국항공우주연구원 광학 벤치의 수평도를 조절할 수 있는 열진공 시험용 광학 벤치 이송 장치 및 시스템
KR20190054452A (ko) * 2017-11-13 2019-05-22 한국항공우주연구원 열진공 시험용 광학 벤치 이송 시스템 및 이송 장치
CN110422202A (zh) * 2019-06-28 2019-11-08 吉林省计量科学研究院 一种用于机车轮对检测的大跨距二维联动补偿系统及方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103790963B (zh) * 2012-11-02 2017-02-08 上海微电子装备有限公司 一种分体式气足及平面导向装置
KR101448510B1 (ko) * 2014-04-10 2014-10-14 순환엔지니어링 주식회사 스테이지의 직각도 측정 시스템 및 이를 이용한 스테이지의 홈 포지셔닝 방법
CN112415863B (zh) * 2015-09-30 2023-05-23 株式会社尼康 曝光装置、平面显示器的制造方法、组件制造方法、及曝光方法
FR3071051B1 (fr) * 2017-09-08 2020-03-13 Thales Procede de compensation d'un champ magnetique, dispositif et programme d'ordinateur associes
CN115052548A (zh) * 2020-04-17 2022-09-13 瑞德医疗机器股份有限公司 医疗用机器人的空气压驱动机构

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0155878B1 (ko) * 1995-09-12 1998-12-15 이대원 리니어 스텝핑 모터의 위치검출방법 및 그 장치
JPH109896A (ja) * 1996-06-27 1998-01-16 Fuji Electric Co Ltd リニヤモータのエンコーダ
JP2001297974A (ja) * 2000-04-14 2001-10-26 Canon Inc 位置決め装置
US6844635B2 (en) * 2002-05-24 2005-01-18 Dover Instrument Corporation Reaction force transfer system
JP2004036680A (ja) * 2002-07-01 2004-02-05 Sigma Technos Kk ステージ装置
JP4327672B2 (ja) * 2004-07-14 2009-09-09 住友重機械工業株式会社 移動体位置制御装置及びこの制御装置を用いたステージ装置
CN1623729A (zh) * 2004-12-16 2005-06-08 广州市诺信数字测控设备有限公司 用于机床测量的分段线性补偿的装置及其方法
JP2007017870A (ja) 2005-07-11 2007-01-25 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 画像読取装置及び画像形成装置
US20070152391A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Chitayat Anwar K Error corrected positioning stage
JP4130837B2 (ja) * 2006-06-16 2008-08-06 住友重機械工業株式会社 ステージ用反力処理装置
JP2008211872A (ja) 2007-02-23 2008-09-11 Yokogawa Electric Corp リニアモータ
JP4440336B2 (ja) * 2007-05-30 2010-03-24 Ｔｈｋ株式会社 Ｘｙテーブルアクチュエータ
JP4276275B2 (ja) * 2007-07-25 2009-06-10 ファナック株式会社 工作機械の位置検出誤差測定方法
CN101260967B (zh) * 2008-04-17 2010-09-15 上海微电子装备有限公司 Xyy精密定位平台的校准方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101448509B1 (ko) * 2013-12-04 2014-10-13 순환엔지니어링 주식회사 직선 운동 평면 구동형 겐트리 스테이지의 동적 및 열변형 에러 실시간 보상 시스템, 스테이지 장치 및 제조, 계측 및 검사 장비
US9417633B2 (en) 2013-12-04 2016-08-16 Soonhan Engineering Corp. System for compensating dynamic and thermal deformity errors of linear motion single-plane gantry stage in real time, stage apparatus, manufacturing thereof, and measuring and inspection equipment
KR20190054453A (ko) * 2017-11-13 2019-05-22 한국항공우주연구원 광학 벤치의 수평도를 조절할 수 있는 열진공 시험용 광학 벤치 이송 장치 및 시스템
KR20190054452A (ko) * 2017-11-13 2019-05-22 한국항공우주연구원 열진공 시험용 광학 벤치 이송 시스템 및 이송 장치
CN110422202A (zh) * 2019-06-28 2019-11-08 吉林省计量科学研究院 一种用于机车轮对检测的大跨距二维联动补偿系统及方法
CN110422202B (zh) * 2019-06-28 2020-10-23 吉林省计量科学研究院 一种用于机车轮对检测的大跨距二维联动补偿系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5797942B2 (ja) 2015-10-21
CN102364306A (zh) 2012-02-29
TW201200289A (en) 2012-01-01
TWI549774B (zh) 2016-09-21
JP2012009023A (ja) 2012-01-12
KR101139292B1 (ko) 2012-04-26
CN102364306B (zh) 2015-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101139292B1 (ko) 엔코더 피드백 및 에러 맵핑과 에어 압력 조절을 이용한 에러 보상 시스템
US9979262B2 (en) Positioning device in gantry type of construction having a position-measurement device for measuring the position of a carriage relative to a cross-member
CN103252761B (zh) 具有角度补偿功能的大行程二维纳米工作台系统
EP2881699B1 (en) System for compensating dynamic and thermal deformity errors of a linear motion single-plane gantry stage in real time
US9898000B2 (en) Planar positioning system and method of using the same
JP7426729B2 (ja) プリントヘッド調整装置、システム、および方法
US9302394B2 (en) Positioning device
CN101334591B (zh) 具有大行程调节功能的调平调焦机构
CN102647896A (zh) 贴装装置的加压控制头
WO2005116783A1 (en) A measurement configuration based on linear scales able to measure to a target also moving perpendicular to the measurement axis
CN100333992C (zh) 微结构的制造方法及其制造系统
KR100663939B1 (ko) 진공용 대변위 나노 스테이지
JP2006192558A (ja) テーブル装置及びその制御方法
KR101470749B1 (ko) 고정밀 대변위 나노 스테이지
KR101244264B1 (ko) 형상 측정기
US10663273B2 (en) Profile measuring machine and movement mechanism
KR20070120440A (ko) 스테이지장치
JP4735576B2 (ja) 摩擦駆動搬送装置
NL2014453B1 (en) Positioning system having part of a measuring means move along an auxiliary guide.
CN102241185B (zh) 用于丝网印刷单元的丝网定位装置
US20230243405A1 (en) Reducing position repeatability error in linear motion systems
KR20220146856A (ko) 주행경로 보정이 가능한 직선 이송장치 및 그 주행경로 보정방법
JP2007054953A (ja) 位置決め装置
JP2004286710A (ja) リニアスケールの取付方法及び装置
JP2005158924A (ja) 電子部品実装用装置の直動機構

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150416

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160408

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170407

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180410

Year of fee payment: 7