JPH0564487A - 位置決めテーブル装置 - Google Patents
位置決めテーブル装置Info
- Publication number
- JPH0564487A JPH0564487A JP3250317A JP25031791A JPH0564487A JP H0564487 A JPH0564487 A JP H0564487A JP 3250317 A JP3250317 A JP 3250317A JP 25031791 A JP25031791 A JP 25031791A JP H0564487 A JPH0564487 A JP H0564487A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- stage
- positioning table
- energized
- current direction
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- Pending
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- Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多相型のリニアモータを備えた位置決めテー
ブル装置において、位置検知素子を排除してもステージ
が安定してイニシャライズ動作が行うことができる装置
構成を提供する。 【構成】 テーブル１の位置を検出する位置検出器９
と、テーブルの位置に応じて通電すべきコイル及び電流
方向を選択的に切り換える多相型のモータ（３、４）を
備えた位置決めテーブル装置において、所定の指令値に
対するテーブルの移動量により、通電するコイル及び電
流方向を決定する判断部１７を具備する。
ブル装置において、位置検知素子を排除してもステージ
が安定してイニシャライズ動作が行うことができる装置
構成を提供する。 【構成】 テーブル１の位置を検出する位置検出器９
と、テーブルの位置に応じて通電すべきコイル及び電流
方向を選択的に切り換える多相型のモータ（３、４）を
備えた位置決めテーブル装置において、所定の指令値に
対するテーブルの移動量により、通電するコイル及び電
流方向を決定する判断部１７を具備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テーブルの位置を検出
する位置検出器と、テーブルの位置に応じて通電すべき
コイル及び電流方向を選択的に切り換える多相型のリニ
アモータを備えた位置決めテーブル装置に関するもので
ある。
する位置検出器と、テーブルの位置に応じて通電すべき
コイル及び電流方向を選択的に切り換える多相型のリニ
アモータを備えた位置決めテーブル装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図７は多相のコイルを有するリニアモー
タを備えた位置決めテーブル装置の従来例を示す。本図
において、１はテーブル天板、２はガイド、３はコイル
支持部材、４はリニアモータコイル、５は位置検知素
子、６はテーブル天板に取付けた磁石、７は遮光板、８
は原点スイッチ、９はテーブルの位置を検出する位置検
出器（リニアスケール）、１０はカウンタユニット、１
１はモータアンプ、１２は位置および速度の制御コント
ローラである。可動磁石６の位置検出はコイル４の中に
配置された位置検知素子５で行われる。位置検知素子と
しては、例えばホール素子が用いられ、可動磁石６の極
性（Ｎ、Ｓ極）を検出することによって所定のコイルへ
通電が行われる。
タを備えた位置決めテーブル装置の従来例を示す。本図
において、１はテーブル天板、２はガイド、３はコイル
支持部材、４はリニアモータコイル、５は位置検知素
子、６はテーブル天板に取付けた磁石、７は遮光板、８
は原点スイッチ、９はテーブルの位置を検出する位置検
出器（リニアスケール）、１０はカウンタユニット、１
１はモータアンプ、１２は位置および速度の制御コント
ローラである。可動磁石６の位置検出はコイル４の中に
配置された位置検知素子５で行われる。位置検知素子と
しては、例えばホール素子が用いられ、可動磁石６の極
性（Ｎ、Ｓ極）を検出することによって所定のコイルへ
通電が行われる。
【０００３】図２に多相型リニアモータの一例として、
４相コイルを持つリニアモータの駆動方法を示す。可動
磁石６は、４対の永久磁石により構成されている。コイ
ルへは便宜上１から４までの番号を付してある。Ｂ、Ｆ
の印はコイルへ通電する電流の向きを示す。図２（ａ）
から（ｈ）に示すように、可動磁石６の位置によって、
通電するコイル及び電流の向きを切換え、可動磁石６
（テーブル）を所定の方向へ移動させることができる。
４相コイルを持つリニアモータの駆動方法を示す。可動
磁石６は、４対の永久磁石により構成されている。コイ
ルへは便宜上１から４までの番号を付してある。Ｂ、Ｆ
の印はコイルへ通電する電流の向きを示す。図２（ａ）
から（ｈ）に示すように、可動磁石６の位置によって、
通電するコイル及び電流の向きを切換え、可動磁石６
（テーブル）を所定の方向へ移動させることができる。
【０００４】こうした切換え操作はモータアンプ１１が
行う。図３にモータアンプの構成例を示す。１３は位置
検知素子からの信号により通電すべきコイルを選択する
セレクタ、１４はアナログスイッチ、１５は反転アン
プ、１６は指令値に比例した電流をコイルへ流す電流ア
ンプである。位置検出器からはＡ相、Ｂ相の位相のずれ
た信号が出力されカウンタユニット内で波形成形により
アップ、ダウンの信号に変換されカウンタ回路へ入力す
ることでステージの位置が得られる。しかし、テーブル
の絶対位置を得るには、ステージを所定の位置まで駆動
しカウンタ回路を初期化する必要がある。そこで、こう
したシステム構成においては、カウンタユニットからの
相対位置信号をコントローラ内で微分することにより速
度信号とし速度サーボループを構成することによりテー
ブルを原点スイッチまで駆動することが一般的に行われ
る。そして、原点スイッチを通過した際にカウンタ回路
へ所定の値を書き込むことで、テーブルの絶対位置とす
る。
行う。図３にモータアンプの構成例を示す。１３は位置
検知素子からの信号により通電すべきコイルを選択する
セレクタ、１４はアナログスイッチ、１５は反転アン
プ、１６は指令値に比例した電流をコイルへ流す電流ア
ンプである。位置検出器からはＡ相、Ｂ相の位相のずれ
た信号が出力されカウンタユニット内で波形成形により
アップ、ダウンの信号に変換されカウンタ回路へ入力す
ることでステージの位置が得られる。しかし、テーブル
の絶対位置を得るには、ステージを所定の位置まで駆動
しカウンタ回路を初期化する必要がある。そこで、こう
したシステム構成においては、カウンタユニットからの
相対位置信号をコントローラ内で微分することにより速
度信号とし速度サーボループを構成することによりテー
ブルを原点スイッチまで駆動することが一般的に行われ
る。そして、原点スイッチを通過した際にカウンタ回路
へ所定の値を書き込むことで、テーブルの絶対位置とす
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では位置検知素子を使用しているため以下の問題点
があった。 （１）位置検知素子を組み込んだ高価なコイルユニット
を制作する必要がある。 （２）位置検知素子からの多数の配線の引き回しのため
配線作業が面倒で煩わしくなり断線等のおそれも大きく
なる。 （３）位置検知素子が１個でも破損するとテーブルが正
常に動作しない。 （４）位置検知素子からの出力を一定に保つため、磁石
との間のギャップを所定の精度に保つ必要があり保守管
理が面倒である。
来例では位置検知素子を使用しているため以下の問題点
があった。 （１）位置検知素子を組み込んだ高価なコイルユニット
を制作する必要がある。 （２）位置検知素子からの多数の配線の引き回しのため
配線作業が面倒で煩わしくなり断線等のおそれも大きく
なる。 （３）位置検知素子が１個でも破損するとテーブルが正
常に動作しない。 （４）位置検知素子からの出力を一定に保つため、磁石
との間のギャップを所定の精度に保つ必要があり保守管
理が面倒である。
【０００６】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであって、多相型のリニアモータを備えた位置決
めテーブル装置において、位置検知素子を排除してもス
テージが安定してイニシャライズ動作が行うことができ
る装置構成の提供を目的とする。
たものであって、多相型のリニアモータを備えた位置決
めテーブル装置において、位置検知素子を排除してもス
テージが安定してイニシャライズ動作が行うことができ
る装置構成の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】前記目的を達
成するために、本発明では所定の指令値に対するステー
ジの移動量により通電するコイル及び電流方向を決定す
る判断部を付加し、この判断部からの信号によりテーブ
ルを所定の方向へ駆動し、安定にイニシャライズ動作を
行わせる。
成するために、本発明では所定の指令値に対するステー
ジの移動量により通電するコイル及び電流方向を決定す
る判断部を付加し、この判断部からの信号によりテーブ
ルを所定の方向へ駆動し、安定にイニシャライズ動作を
行わせる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す。１７は所定の
指令値Ｖｔを出力しステージの移動量から通電するコイ
ル及び電流方向を決定する判断部である。次に動作を説
明する。まず、磁石６とコイルの位置関係は当然ながら
不明である。しかし、ステージの相対位置（移動量）は
カウンタユニットより検出可能である。いま例えば、図
２の（ｇ）の位置関係にあるとする。また、図２中の矢
印（→）の方向にテーブルを駆動していけば原点スイッ
チを通過させることができるものとする。まず始めにコ
イル１に図４（ａ）に示す電流の向きで矩形信号を入力
する。ここで電圧Ｖ１、時間ｔ１は適当に決めておく
が、テーブルの移動方向が確実に判定できるだけのレベ
ルに設定しておけばよい。
指令値Ｖｔを出力しステージの移動量から通電するコイ
ル及び電流方向を決定する判断部である。次に動作を説
明する。まず、磁石６とコイルの位置関係は当然ながら
不明である。しかし、ステージの相対位置（移動量）は
カウンタユニットより検出可能である。いま例えば、図
２の（ｇ）の位置関係にあるとする。また、図２中の矢
印（→）の方向にテーブルを駆動していけば原点スイッ
チを通過させることができるものとする。まず始めにコ
イル１に図４（ａ）に示す電流の向きで矩形信号を入力
する。ここで電圧Ｖ１、時間ｔ１は適当に決めておく
が、テーブルの移動方向が確実に判定できるだけのレベ
ルに設定しておけばよい。
【０００９】この場合、こうした指令値を与えてもコイ
ル１上には磁石はないから、ステージの移動量は検出さ
れない。そこで次にコイル２に同様の指令値を加える。
すると図４（ｂ）に示すように磁石は反矢印（反原点）
側へ移動するが、こうした動きはステージの移動量を検
出しているため容易に判断可能で結局原点スイッチ側へ
駆動するためには、電流の向きを逆にする必要があると
判断部が決定する。そこで図４（ｃ）に示すように電流
の向きを逆（ＤＩＲ＝Ｌ）にして、ステップ的な指令値
Ｖ２をコイル２へ加える。すると、磁石は原点側に移動
していくが、やがて次の切換え位置にて力の釣り合いよ
り停止する。
ル１上には磁石はないから、ステージの移動量は検出さ
れない。そこで次にコイル２に同様の指令値を加える。
すると図４（ｂ）に示すように磁石は反矢印（反原点）
側へ移動するが、こうした動きはステージの移動量を検
出しているため容易に判断可能で結局原点スイッチ側へ
駆動するためには、電流の向きを逆にする必要があると
判断部が決定する。そこで図４（ｃ）に示すように電流
の向きを逆（ＤＩＲ＝Ｌ）にして、ステップ的な指令値
Ｖ２をコイル２へ加える。すると、磁石は原点側に移動
していくが、やがて次の切換え位置にて力の釣り合いよ
り停止する。
【００１０】停止したかどうかは、変位量を検出してい
れば判断可能であり、停止を確認したら次のコイル３に
て同様のことを繰り返す。この動作を連続的に行うこと
によりステージは原点スイッチまで駆動される。コイル
４まで駆動しても原点スイッチを通過しない場合は再び
コイル１より同じ動作を繰り返せばよい。イニシャライ
ズ動作完了後は、予め定めた駆動シーケンス（図２参
照）により、リニアモータを駆動する。
れば判断可能であり、停止を確認したら次のコイル３に
て同様のことを繰り返す。この動作を連続的に行うこと
によりステージは原点スイッチまで駆動される。コイル
４まで駆動しても原点スイッチを通過しない場合は再び
コイル１より同じ動作を繰り返せばよい。イニシャライ
ズ動作完了後は、予め定めた駆動シーケンス（図２参
照）により、リニアモータを駆動する。
【００１１】上記実施例においては、矩形波により磁石
の有無、電流の方向を判定したが、ステージガイドの摩
擦成分が極端に少ない場合、微小な矩形波を加えた際に
もステージが大きく移動してしまい、その後のイニシャ
ライズ動作に支障をきたす場合が考えられる。そこで図
５に示す（ａ）正弦波または（ｂ）方形波等の通電する
電流の積分値が零となるような指令値Ｖｔを判断部１７
より与えれば解決できる。
の有無、電流の方向を判定したが、ステージガイドの摩
擦成分が極端に少ない場合、微小な矩形波を加えた際に
もステージが大きく移動してしまい、その後のイニシャ
ライズ動作に支障をきたす場合が考えられる。そこで図
５に示す（ａ）正弦波または（ｂ）方形波等の通電する
電流の積分値が零となるような指令値Ｖｔを判断部１７
より与えれば解決できる。
【００１２】また、上記実施例においては一定指令（定
電流）値をステップ的に加えてステージを原点側に駆動
しているが、これではステージの速度が大きくなりすぎ
ることが考えられる。そこで、指令値を図６に示すよう
な時間の関数とすることで解決できる。
電流）値をステップ的に加えてステージを原点側に駆動
しているが、これではステージの速度が大きくなりすぎ
ることが考えられる。そこで、指令値を図６に示すよう
な時間の関数とすることで解決できる。
【００１３】また、上記実施例においては、コイル１か
ら４まで順番に通電しながらイニシャライズ動作を行っ
ているが、コイルの個数が多い（ストロークが長い）場
合、例えばコイル１、３、５、・・・・のように間隔を
あけて通電しイニシャライズ時間の短縮を図ることもで
きる。
ら４まで順番に通電しながらイニシャライズ動作を行っ
ているが、コイルの個数が多い（ストロークが長い）場
合、例えばコイル１、３、５、・・・・のように間隔を
あけて通電しイニシャライズ時間の短縮を図ることもで
きる。
【００１４】さらに、上記実施例においては、通電後ス
テージが停止してから次の動作に入るが、ステージがあ
る振幅以下になった時点で次の動作に移行すれば、イニ
シャライズ時間を短縮できる。
テージが停止してから次の動作に入るが、ステージがあ
る振幅以下になった時点で次の動作に移行すれば、イニ
シャライズ時間を短縮できる。
【００１５】さらに、上記実施例１においては、位置検
出器としてリニアスケール（光学式、磁気式等）を使用
しているが、半導体ステッパ等の高精度な位置決めテー
ブル装置においては、レーザ測長器が使用される。
出器としてリニアスケール（光学式、磁気式等）を使用
しているが、半導体ステッパ等の高精度な位置決めテー
ブル装置においては、レーザ測長器が使用される。
【００１６】また、本発明は回転型の多相モータを備え
た回転型のステージ装置においても、同様に適用可能で
ある。
た回転型のステージ装置においても、同様に適用可能で
ある。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればテ
ーブルの位置を検出する位置検出器と、テーブルの位置
に応じて通電すべきコイルおよび電流方向を選択的に切
り換える多相型のモータを備えた位置決めテーブル装置
において、位置検知素子を排除しても安定にイニシャラ
イズ動作が可能となり、コストダウンおよび装置の信頼
性の向上が実現できる。
ーブルの位置を検出する位置検出器と、テーブルの位置
に応じて通電すべきコイルおよび電流方向を選択的に切
り換える多相型のモータを備えた位置決めテーブル装置
において、位置検知素子を排除しても安定にイニシャラ
イズ動作が可能となり、コストダウンおよび装置の信頼
性の向上が実現できる。
【図１】 本発明の実施例に係わる位置決めテーブル装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図２】 多相型リニアモータの駆動状態説明図であ
り、（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ格別の状態を順番に示
す。
り、（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ格別の状態を順番に示
す。
【図３】 従来のモータアンプの構成図である。
【図４】 （ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ本発明の実施
例の指令値の説明図である。
例の指令値の説明図である。
【図５】 （ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施例
に係わる指令値の格別の例の説明図である。
に係わる指令値の格別の例の説明図である。
【図６】 本発明のさらに他の実施例に係わる指令値の
説明図である。
説明図である。
【図７】 従来の位置決めテーブル装置の構成図であ
る。
る。
１；テーブル天板、２；ガイド、３；コイル支持部材、
４；モータコイル、５；位置検知素子、６；可動磁石、
７；遮光板、８；原点スイッチ、９；位置検出器、１
０；カウンタユニット、１１；モータアンプ、１２；制
御コントローラ、１３；セレクタ、１４；アナログスイ
ッチ、１５；反転アンプ、１６；電流アンプ、１７；判
断部。
４；モータコイル、５；位置検知素子、６；可動磁石、
７；遮光板、８；原点スイッチ、９；位置検出器、１
０；カウンタユニット、１１；モータアンプ、１２；制
御コントローラ、１３；セレクタ、１４；アナログスイ
ッチ、１５；反転アンプ、１６；電流アンプ、１７；判
断部。
Claims (2)
- 【請求項１】 テーブルの位置を検出する位置検出器
と、テーブルの位置に応じて通電すべきコイル及び電流
方向を選択的に切り換える多相型のモータを備えた位置
決めテーブル装置において、所定の指令値に対するテー
ブルの移動量により、通電するコイル及び電流方向を決
定する判断部を具備することを特徴とするテーブル装
置。 - 【請求項２】 前記判断部からの信号によりテーブルを
所定の原点方向に駆動し、イニシャライズ動作を行うこ
とを特徴とする請求項１の位置決めテーブル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3250317A JPH0564487A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 位置決めテーブル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3250317A JPH0564487A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 位置決めテーブル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0564487A true JPH0564487A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=17206113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3250317A Pending JPH0564487A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 位置決めテーブル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0564487A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0711890U (ja) * | 1993-07-16 | 1995-02-21 | 日本トムソン株式会社 | リニア直流モータ |
| US5973459A (en) * | 1995-06-27 | 1999-10-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Linear motor apparatus, and stage apparatus, exposure system and device production method using the linear motor apparatus |
| US7157722B2 (en) | 2004-03-25 | 2007-01-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning device and method of initializing a positioning device |
| US20230067921A1 (en) * | 2021-08-26 | 2023-03-02 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Calibration apparatus, calibration method, and recording medium having recorded thereon calibration program |
| US12041354B2 (en) | 2021-09-13 | 2024-07-16 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Drive apparatus |
-
1991
- 1991-09-04 JP JP3250317A patent/JPH0564487A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0711890U (ja) * | 1993-07-16 | 1995-02-21 | 日本トムソン株式会社 | リニア直流モータ |
| US5973459A (en) * | 1995-06-27 | 1999-10-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Linear motor apparatus, and stage apparatus, exposure system and device production method using the linear motor apparatus |
| US7157722B2 (en) | 2004-03-25 | 2007-01-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning device and method of initializing a positioning device |
| US7375346B2 (en) | 2004-03-25 | 2008-05-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning device and method of initializing a positioning device |
| US20230067921A1 (en) * | 2021-08-26 | 2023-03-02 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Calibration apparatus, calibration method, and recording medium having recorded thereon calibration program |
| US12270685B2 (en) | 2021-08-26 | 2025-04-08 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Calibration apparatus, calibration method, and recording medium having recorded thereon calibration program |
| US12041354B2 (en) | 2021-09-13 | 2024-07-16 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Drive apparatus |
| US12470824B2 (en) | 2021-09-13 | 2025-11-11 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Drive apparatus for driving an object to a target position in a stepwise manner through via points sequentially |
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