JPH074730B2 - 位置決め装置 - Google Patents
位置決め装置Info
- Publication number
- JPH074730B2 JPH074730B2 JP59077282A JP7728284A JPH074730B2 JP H074730 B2 JPH074730 B2 JP H074730B2 JP 59077282 A JP59077282 A JP 59077282A JP 7728284 A JP7728284 A JP 7728284A JP H074730 B2 JPH074730 B2 JP H074730B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scale
- head
- resolution
- moving body
- controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/38—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports
- B23Q1/385—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports in which the thickness of the fluid-layer is adjustable
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Machine Tool Positioning Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工作機械や半導体製造装置等において必要とさ
れる高精度な位置決め装置に関するものである。
れる高精度な位置決め装置に関するものである。
近年、工作機械においては加工部品の高精度化に伴って
微細で高精度な位置決めが要求されている。また半導体
製造装置、特にマスクアライナー等では半導体素子の高
密度化に伴って高い精度の位置決めが要求されている。
微細で高精度な位置決めが要求されている。また半導体
製造装置、特にマスクアライナー等では半導体素子の高
密度化に伴って高い精度の位置決めが要求されている。
従来高精度で微細な位置決めを行なう場合には位置決め
対象の位置を検出し制御装置にフィードバックする方法
がとられている。位置決め対象の位置を検出する検出器
としてはガラススケールやレーザー測長器、ホログラフ
スケール等が用いられている。ガラススケールは目盛線
の間隔を小さく出来ないので通常１μｍ程度の分解能し
か得られない。電気的な分割を行なっても0.1μｍ程度
しか分解能が得られない。
対象の位置を検出し制御装置にフィードバックする方法
がとられている。位置決め対象の位置を検出する検出器
としてはガラススケールやレーザー測長器、ホログラフ
スケール等が用いられている。ガラススケールは目盛線
の間隔を小さく出来ないので通常１μｍ程度の分解能し
か得られない。電気的な分割を行なっても0.1μｍ程度
しか分解能が得られない。
またレーザー測長器は0.01μｍの分解能を得ることも出
来るが高価でありまたレーザーの光路を密封するか光路
を切粉等により一時的にでも遮る事のないような注意が
必要である。さらに光源の大きさの問題もあり手軽に使
えない。
来るが高価でありまたレーザーの光路を密封するか光路
を切粉等により一時的にでも遮る事のないような注意が
必要である。さらに光源の大きさの問題もあり手軽に使
えない。
ホログラフスケールは0.01μｍの分解能が得られるがレ
ーザー光源が必要であり価格も高価である。
ーザー光源が必要であり価格も高価である。
さらにこれらの測長器は高分解能を得ようとすると電気
的な制約により最大移動速度が制限されるという問題が
あった。
的な制約により最大移動速度が制限されるという問題が
あった。
一方変位計は分解能をあげる事が出来るが測定範囲を大
きく取る事が出来なかった。
きく取る事が出来なかった。
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は直線スケールと変位計を組み合わせる事により
高速で高分解能な位置決めを行なう位置決め装置を提供
することにある。
の目的は直線スケールと変位計を組み合わせる事により
高速で高分解能な位置決めを行なう位置決め装置を提供
することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、直線スケールの
スケールヘッドを微少量動かす事により前記直線スケー
ルの分解能以上の位置決めを行うと共に変位計により前
記スケールヘッドの動きをフィードバックする事により
高精度な位置決めを行なうことを特徴とする。
スケールヘッドを微少量動かす事により前記直線スケー
ルの分解能以上の位置決めを行うと共に変位計により前
記スケールヘッドの動きをフィードバックする事により
高精度な位置決めを行なうことを特徴とする。
以下図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
図は、本発明の実施例による位置決め装置を示してい
る。
る。
装置本体１には案内面２が形成されていて、テーブル３
は本体１に支持され、案内面２により拘束されて運動す
る。テーブル３にはスケール４が固着されていてテーブ
ル３の位置を検出している。スケールヘッド５は本体１
に固着された支持部材６に形成された静圧パッド７〜12
により静圧保持されたヘッド保持台13に固着されてい
る。ヘッド保持台13はテーブル３の運動方向に微小量動
き、その変位量は変位計14により検出される。
は本体１に支持され、案内面２により拘束されて運動す
る。テーブル３にはスケール４が固着されていてテーブ
ル３の位置を検出している。スケールヘッド５は本体１
に固着された支持部材６に形成された静圧パッド７〜12
により静圧保持されたヘッド保持台13に固着されてい
る。ヘッド保持台13はテーブル３の運動方向に微小量動
き、その変位量は変位計14により検出される。
テーブル３の位置はコントローラ15により制御されてい
る。テーブル３はコントローラ15の指令により駆動され
るモータ16と図示しない送りねじ及びナットにより送ら
れる。
る。テーブル３はコントローラ15の指令により駆動され
るモータ16と図示しない送りねじ及びナットにより送ら
れる。
またサーボアンプ17はコントローラ15からのスケール分
解能以下の指令値と変位計14の差を増巾しサーボ弁18を
駆動して静圧パッド７、８への供給圧力を調整しヘッド
保持台13を変位させる。
解能以下の指令値と変位計14の差を増巾しサーボ弁18を
駆動して静圧パッド７、８への供給圧力を調整しヘッド
保持台13を変位させる。
次に動作について説明する。
テーブル３を移動させる場合コントローラ15はスケール
の分解能以上はモータ16を駆動させ、スケールの分解能
以下はサーボアンプに指令を与えヘッド保持台13を移動
させる。
の分解能以上はモータ16を駆動させ、スケールの分解能
以下はサーボアンプに指令を与えヘッド保持台13を移動
させる。
まずモータ16はコントローラ15により駆動され、テーブ
ル３が駆動される。テーブル３の動きはスケール４とス
ケールヘッド５により検出され、コントローラ15にフィ
ードバックされる。常時、テーブル３は、コントローラ
15からのスケール分解能以上の指令値と同じになる様に
駆動される。従って、コントローラ15からのスケール分
解能以上の指令値とテーブル３の移動量とが一致した後
であっても、テーブル３が外力等により変位させられ、
テーブル３の移動量が指令値からはずれると、テーブル
３の移動量がコントローラ15にフィードバックされるの
で、テーブル３は元に戻される。
ル３が駆動される。テーブル３の動きはスケール４とス
ケールヘッド５により検出され、コントローラ15にフィ
ードバックされる。常時、テーブル３は、コントローラ
15からのスケール分解能以上の指令値と同じになる様に
駆動される。従って、コントローラ15からのスケール分
解能以上の指令値とテーブル３の移動量とが一致した後
であっても、テーブル３が外力等により変位させられ、
テーブル３の移動量が指令値からはずれると、テーブル
３の移動量がコントローラ15にフィードバックされるの
で、テーブル３は元に戻される。
一方スケール分解能以下の値についてはサーボアンプ17
にスケール分解能以下の指令値としてコントローラ15よ
り出力される。サーボアンプ17はコントローラ15からの
スケール分解能以下の指令値と変位計14の出力の差を増
巾しサーボ弁18に出力する。サーボ弁18は静圧パッド
７、８への供給圧力がサーボアンプ17の出力に比例した
差圧力となる様に供給圧力PSを分配する。ヘッド保持台
13は静圧パッド７、８のうち圧力の下がった方へ移動す
る。ヘッド保持台13の移動量は変位計14により検出さ
れ、サーボアンプ17にフィードバックされる。コントロ
ーラ15からのスケール分解能以下の指令値と変位計14の
出力が一致しその差が０となると、静圧パッド７、８の
圧力がバランスしヘッド保持台13は移動を完了する。例
えば、コントローラ15からのスケール分解能以上の指令
値とテーブル３の移動量とが一致した後、コントローラ
15からのスケール分解能以下の指令値によりヘッド保持
台13を移動すると、ヘッド保持台13に固着しているスケ
ールヘッド５も移動する。すると、スケールヘッド５の
移動に伴い、スケール４とスケールヘッド５との相対距
離に変位が生じ、コントローラ15からのスケール分解能
以上の指令値とテーブル３の移動量とに差を生じる。こ
のテーブル３の移動量がコントローラ15にフィードバッ
クされ、コントローラ15からのスケール分解能以上の指
令値とテーブル３の移動量とが一致するまでテーブル３
が移動するので、結果としてテーブル３はスケール分解
能以下の指令値分だけ微少量移動する。
にスケール分解能以下の指令値としてコントローラ15よ
り出力される。サーボアンプ17はコントローラ15からの
スケール分解能以下の指令値と変位計14の出力の差を増
巾しサーボ弁18に出力する。サーボ弁18は静圧パッド
７、８への供給圧力がサーボアンプ17の出力に比例した
差圧力となる様に供給圧力PSを分配する。ヘッド保持台
13は静圧パッド７、８のうち圧力の下がった方へ移動す
る。ヘッド保持台13の移動量は変位計14により検出さ
れ、サーボアンプ17にフィードバックされる。コントロ
ーラ15からのスケール分解能以下の指令値と変位計14の
出力が一致しその差が０となると、静圧パッド７、８の
圧力がバランスしヘッド保持台13は移動を完了する。例
えば、コントローラ15からのスケール分解能以上の指令
値とテーブル３の移動量とが一致した後、コントローラ
15からのスケール分解能以下の指令値によりヘッド保持
台13を移動すると、ヘッド保持台13に固着しているスケ
ールヘッド５も移動する。すると、スケールヘッド５の
移動に伴い、スケール４とスケールヘッド５との相対距
離に変位が生じ、コントローラ15からのスケール分解能
以上の指令値とテーブル３の移動量とに差を生じる。こ
のテーブル３の移動量がコントローラ15にフィードバッ
クされ、コントローラ15からのスケール分解能以上の指
令値とテーブル３の移動量とが一致するまでテーブル３
が移動するので、結果としてテーブル３はスケール分解
能以下の指令値分だけ微少量移動する。
なお、実施例では圧力流体として油を考えているが空気
等気体を用いることも可能である。流体として気体を用
いた場合も同じ構成で同じ機能を満足することが出来
る。
等気体を用いることも可能である。流体として気体を用
いた場合も同じ構成で同じ機能を満足することが出来
る。
またスケールヘッドを移動させるのにピエゾ素子を使う
ことも可能である。
ことも可能である。
以上のように、本発明の実施例においては、スケールヘ
ッドを微少量移動させる事によりスケールの分解能以下
の微少な位置決めが行なえる。
ッドを微少量移動させる事によりスケールの分解能以下
の微少な位置決めが行なえる。
以上説明したように、本発明によれば、スケールヘッド
を指令された量だけテーブル移動方向に移動させ、しか
る後テーブルを駆動するモータによりスケールヘッドの
移動量だけ移動をさせるので、スケールの分解能以下の
位置決め分解能が得られ、さらに分解能をあげても、ス
ケールからのフィードバック信号の周波数はあげる前と
変わらないので、高速の位置決めが可能となる。
を指令された量だけテーブル移動方向に移動させ、しか
る後テーブルを駆動するモータによりスケールヘッドの
移動量だけ移動をさせるので、スケールの分解能以下の
位置決め分解能が得られ、さらに分解能をあげても、ス
ケールからのフィードバック信号の周波数はあげる前と
変わらないので、高速の位置決めが可能となる。
図は本発明の実施例による位置決め装置のブロック図で
ある。 ３……テーブル、４……スケール、５……スケールヘッ
ド、13……ヘッド保持台、14……変位計、15……コント
ローラ、17……サーボアンプ、18……サーボ弁。
ある。 ３……テーブル、４……スケール、５……スケールヘッ
ド、13……ヘッド保持台、14……変位計、15……コント
ローラ、17……サーボアンプ、18……サーボ弁。
Claims (1)
- 【請求項１】装置の本体に形成された案内面に沿って駆
動される移動体と、該移動体を駆動するためのモータ
と、前記移動体に固定されたスケールと、前記本体に固
定された支持部材と、前記支持部材に静圧支持されたヘ
ッド保持台と、前記ヘッド保持台に固定されたスケール
ヘッドと、前記スケールから前記スケールヘッドが取り
出した移動体の位置信号により前記移動体の位置を前記
モータを介して制御するコントローラと、前記支持部材
に固着しており、前記ヘッド保持台の前記支持部材に対
する前記移動体の移動方向の変位を測定する変位計と、
前記コントローラから出るサーボ弁のスケール分解能以
下の制御信号と前記変位計の出力の差を増巾するサーボ
アンプと、前記ヘッド保持台を静圧保持するために支持
部材に形成した静圧ポケットと、前記サーボアンプの差
信号が０となるように供給圧力を前記静圧ポケットに分
配するサーボ弁よりなり、前記コントローラは、前記ス
ケールヘッドからのスケール分解能以上の位置信号によ
り前記モータを介して移動体の位置を制御するととも
に、スケールとスケールヘッドの分解能以下の位置ずれ
が生じたときはこれを解消すべく前記モータを介して常
時移動体の位置を制御し、さらに、前記サーボアンプと
前記サーボ弁と前記静圧ポケットとを介し前記ヘッド保
持台のスケール分解能以下の移動を制御することによっ
て、前記スケールに対し前記スケールヘッドをスケール
分解能以下だけ相対的に移動することを特徴とする位置
決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077282A JPH074730B2 (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077282A JPH074730B2 (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221246A JPS60221246A (ja) | 1985-11-05 |
| JPH074730B2 true JPH074730B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=13629509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59077282A Expired - Lifetime JPH074730B2 (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074730B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6357049U (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-16 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55112705U (ja) * | 1979-01-31 | 1980-08-08 |
-
1984
- 1984-04-17 JP JP59077282A patent/JPH074730B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60221246A (ja) | 1985-11-05 |
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