JPH0477324B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0477324B2 JPH0477324B2 JP58226344A JP22634483A JPH0477324B2 JP H0477324 B2 JPH0477324 B2 JP H0477324B2 JP 58226344 A JP58226344 A JP 58226344A JP 22634483 A JP22634483 A JP 22634483A JP H0477324 B2 JPH0477324 B2 JP H0477324B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- motor
- pulse
- command pulse
- signal
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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—Program-control systems
- G05B19/02—Program-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 program 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 program 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 program 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 program 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 program 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 program 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
- 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
- G05B2219/41—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)
- Human Computer Interaction (AREA)
- 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)
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ツプ駆動法
を用いたステージの速度制御装置に関する。
を用いた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ツ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、該偏差カウンタの他入力端子に直流
モーターの回転軸に結合したロータリーエンコー
ダからのフイードバツ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つた。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
合、直流モーターの速度変化量は、１パルスあた
りのステージの移動量と比例しており、ステージ
の速度変化量を小さくするためには、１パルスあ
たり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
必要があり、コストアツプにつながるという欠点
があつた。
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、該偏差カウンタの他入力端子に直流
モーターの回転軸に結合したロータリーエンコー
ダからのフイードバツ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つた。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
合、直流モーターの速度変化量は、１パルスあた
りのステージの移動量と比例しており、ステージ
の速度変化量を小さくするためには、１パルスあ
たり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
必要があり、コストアツプにつながるという欠点
があつた。
（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。
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。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例のブロツク図であ
り、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、偏差カウンタ３の一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５の回転軸に連結した
回転軸を有する。ロータリーエンコーダ６の出力
するフイードバツ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イードバツ
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り波発
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
つて構成されており、基準パルス発生回路４の出
力するパルスをのこぎり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
こぎり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。従つて、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）になり、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。
り、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、偏差カウンタ３の一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５の回転軸に連結した
回転軸を有する。ロータリーエンコーダ６の出力
するフイードバツ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イードバツ
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り波発
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
つて構成されており、基準パルス発生回路４の出
力するパルスをのこぎり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
こぎり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。従つて、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）になり、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。
従つて、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1/4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、時刻t1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V0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、のこぎり波状の駆動電圧となつて直
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、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となり、Ｄ／Ａ変換器８の出力信号は、最
大値2V0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を通してのこぎり波状
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3V0の、の
こぎり波状信号となる（第２図ｄ）。最大値3V0
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、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つても直流モー
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にてフイー
ドバツ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となり、Ｄ／Ａ変換器８の出
力信号は、最大値2V0の、のこぎり波状信号に変
化する。従つて、厳密に見れば、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、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、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となり、Ｄ／Ａ変換器８の
出力信号は、最大値3V0の、のこぎり波状信号と
なる。以下同様に動作し、指令パルスが停止する
と、フイードバツ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3V0の、のこ
ぎり波状信号から、最大値2V0の、のこぎり波状
信号、最大値V0の、のこぎり波状信号と減少し、
それに伴なつて直流モーター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。
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1/4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、時刻t1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V0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、のこぎり波状の駆動電圧となつて直
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、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となり、Ｄ／Ａ変換器８の出力信号は、最
大値2V0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を通してのこぎり波状
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3V0の、の
こぎり波状信号となる（第２図ｄ）。最大値3V0
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、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つても直流モー
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にてフイー
ドバツ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となり、Ｄ／Ａ変換器８の出
力信号は、最大値2V0の、のこぎり波状信号に変
化する。従つて、厳密に見れば、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、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、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となり、Ｄ／Ａ変換器８の
出力信号は、最大値3V0の、のこぎり波状信号と
なる。以下同様に動作し、指令パルスが停止する
と、フイードバツ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3V0の、のこ
ぎり波状信号から、最大値2V0の、のこぎり波状
信号、最大値V0の、のこぎり波状信号と減少し、
それに伴なつて直流モーター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、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
り波状に変化させるのこぎり波発生器７の無い回
路、によつて第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V0（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。
に示した如く、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
り波状に変化させるのこぎり波発生器７の無い回
路、によつて第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V0（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、以上の実施例では、のこぎり波発生器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。従つて、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つて定めてお
く必要がある。
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。従つて、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つて定めてお
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つて、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。
は交互に制御することによつて、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
する代わりに増幅器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、三角波等より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、また回路的にも簡単であつて好ましい。
する代わりに増幅器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、三角波等より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、また回路的にも簡単であつて好ましい。
さらに第１図の実施例ではロータリーエンコー
ダによつて間接的にステージの移動量を見ている
が、リニアエンコーダ等によりステージの移動量
を直接読み取る如く成しても良いことは明らかで
ある。
ダによつて間接的にステージの移動量を見ている
が、リニアエンコーダ等によりステージの移動量
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。
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。
第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２
図は第１図の動作を説明するためのタイムチヤー
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ための説明図、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ダ、
７……のこぎり波発生器、８……Ｄ／Ａ変換器、
９……増幅器。
図は第１図の動作を説明するためのタイムチヤー
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ための説明図、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ダ、
７……のこぎり波発生器、８……Ｄ／Ａ変換器、
９……増幅器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ステージと、該ステージの所定移動量毎にフ
イードバツ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、前記フイードバ
ツ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、 前記指令パルスよりも小さな周期ののこぎり波
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 JPS60118914A (ja) | 1985-06-26 |
| JPH0477324B2 true 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) |
Family Cites Families (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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60118914A (ja) | 1985-06-26 |
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