JPH0798256A - 駆動力測定装置 - Google Patents
駆動力測定装置Info
- Publication number
- JPH0798256A JPH0798256A JP5265687A JP26568793A JPH0798256A JP H0798256 A JPH0798256 A JP H0798256A JP 5265687 A JP5265687 A JP 5265687A JP 26568793 A JP26568793 A JP 26568793A JP H0798256 A JPH0798256 A JP H0798256A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- linear
- driving force
- motor
- mover
- stator
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- Pending
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 リニアモータ等において固定子と可動子の相
対位置の変化に基づく駆動力の変化を測定する。 【構成】 一対のロードセル1a,1bをリニアモータ
R1 のリニアコイルC1の両端に当接する。サーボモー
タ5によってリニアモータR1 のリニアマグネットM1
をリニアコイルC1 に沿って移動させながら、両ロード
セル1a,1bの出力の差を算出し、リニアエンコーダ
6によって検出されたリニアマグネットM1 の位置とと
もにメモリ回路8に記憶させる。
対位置の変化に基づく駆動力の変化を測定する。 【構成】 一対のロードセル1a,1bをリニアモータ
R1 のリニアコイルC1の両端に当接する。サーボモー
タ5によってリニアモータR1 のリニアマグネットM1
をリニアコイルC1 に沿って移動させながら、両ロード
セル1a,1bの出力の差を算出し、リニアエンコーダ
6によって検出されたリニアマグネットM1 の位置とと
もにメモリ回路8に記憶させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置、IC
ボンディング装置、各種産業用ロボット、NC機械など
に用いられるリニアモータ等の駆動装置の駆動力の変化
を測定する駆動力測定装置に関するものである。
ボンディング装置、各種産業用ロボット、NC機械など
に用いられるリニアモータ等の駆動装置の駆動力の変化
を測定する駆動力測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体露光装置、ICボンディング装
置、各種産業用ロボット、NC機械などにおいては、位
置決めステージやロボットハンド等の可動体を高精度で
制御することが必要であり、これらを駆動するリニアモ
ータ等の直動モータやサーボ回転モータ等の回転モータ
の駆動力には高度の均一性が要求される。ところが、リ
ニアモータ等の直動モータは可動子の移動に伴って駆動
力が変化する傾向があり、また、一般的な回転モータも
回転数や1回転中の回転角度に応じて多少のトルク変動
があるのが普通である。従って、前述のように位置決め
ステージやロボットハンド等の可動体の移動を高精度で
制御するためには、直動モータや回転モータの駆動力の
変化を高精度で測定し、これを補償することが必要であ
る。
置、各種産業用ロボット、NC機械などにおいては、位
置決めステージやロボットハンド等の可動体を高精度で
制御することが必要であり、これらを駆動するリニアモ
ータ等の直動モータやサーボ回転モータ等の回転モータ
の駆動力には高度の均一性が要求される。ところが、リ
ニアモータ等の直動モータは可動子の移動に伴って駆動
力が変化する傾向があり、また、一般的な回転モータも
回転数や1回転中の回転角度に応じて多少のトルク変動
があるのが普通である。従って、前述のように位置決め
ステージやロボットハンド等の可動体の移動を高精度で
制御するためには、直動モータや回転モータの駆動力の
変化を高精度で測定し、これを補償することが必要であ
る。
【0003】従来は、可動体に固定したロードセルによ
ってこれに作用する推力を測定する推力測定器や、ある
いは、回転モータの回転数に対するトルクの変動を測定
するトルク測定器などが用いられていた。
ってこれに作用する推力を測定する推力測定器や、ある
いは、回転モータの回転数に対するトルクの変動を測定
するトルク測定器などが用いられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、リニアモータ等の直動モータや各種回
転モータの固定子に対する可動子の相対位置の変化に基
づく駆動力の変化を測定するものではないうえに、測定
値に駆動力の変化以外の外乱が含まれることが多く、従
って駆動力の補償を充分に行うことができず、その結
果、位置決めステージやロボットハンド等を高精度で制
御することが難しい。
の技術によれば、リニアモータ等の直動モータや各種回
転モータの固定子に対する可動子の相対位置の変化に基
づく駆動力の変化を測定するものではないうえに、測定
値に駆動力の変化以外の外乱が含まれることが多く、従
って駆動力の補償を充分に行うことができず、その結
果、位置決めステージやロボットハンド等を高精度で制
御することが難しい。
【0005】本発明は上記従来の技術の有する問題点に
課題に鑑みてなされたものであり、リニアモータ等の直
動モータや各種回転モータにおいて、前記モータの固定
子に対する可動子の相対位置の変化やヒステリシスに基
づく駆動力の変化を測定することのできる駆動力測定装
置を提供することを目的とするものである。
課題に鑑みてなされたものであり、リニアモータ等の直
動モータや各種回転モータにおいて、前記モータの固定
子に対する可動子の相対位置の変化やヒステリシスに基
づく駆動力の変化を測定することのできる駆動力測定装
置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の駆動力測定装置は、駆動装置の可動子と固定
子のいずれか一方との間に少くとも1個の圧力検出手段
を挟持する第1の保持手段と、前記可動子と固定子の他
方を保持する第2の保持手段と、前記第1および前記第
2の保持手段を相対的に移動させる駆動手段と、前記可
動子と固定子の相対位置を検出する位置検出手段からな
ることを特徴とする。
め本発明の駆動力測定装置は、駆動装置の可動子と固定
子のいずれか一方との間に少くとも1個の圧力検出手段
を挟持する第1の保持手段と、前記可動子と固定子の他
方を保持する第2の保持手段と、前記第1および前記第
2の保持手段を相対的に移動させる駆動手段と、前記可
動子と固定子の相対位置を検出する位置検出手段からな
ることを特徴とする。
【0007】また、それぞれ駆動装置の可動子および固
定子の一方の両面に当接される一対の圧力検出手段が設
けられているとよい。
定子の一方の両面に当接される一対の圧力検出手段が設
けられているとよい。
【0008】
【作用】両保持手段の相対位置を変化させることで両者
に保持された駆動装置の可動子と固定子の相対位置を変
化させながら駆動装置を駆動する。圧力検出手段の出力
に基づいて駆動装置の駆動力を検出するとともに可動子
と固定子の相対位置を検出することによって、駆動装置
の可動子と固定子の相対位置の変化に基づく駆動力の変
化を測定することができる。
に保持された駆動装置の可動子と固定子の相対位置を変
化させながら駆動装置を駆動する。圧力検出手段の出力
に基づいて駆動装置の駆動力を検出するとともに可動子
と固定子の相対位置を検出することによって、駆動装置
の可動子と固定子の相対位置の変化に基づく駆動力の変
化を測定することができる。
【0009】それぞれ駆動手段の可動子と固定子のいず
れか一方の両面に当接される一対の圧力検出手段が設け
られていれば、測定値に含まれる外乱を相殺し、測定精
度を向上させることができる。
れか一方の両面に当接される一対の圧力検出手段が設け
られていれば、測定値に含まれる外乱を相殺し、測定精
度を向上させることができる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を図面に基いて説明する。
【0011】図1は一実施例による駆動力測定装置を説
明する説明図であって、これは公知のステッパ(縮小投
影型半導体露光装置)のXYステージ等を駆動する駆動
装置であるリニアモータの駆動力の変化を測定するもの
であり、リニアモータR1 の固定子であるリニアコイル
C1 の両端にそれぞれ当接自在な圧力検出手段である一
対のロードセル1a,1bを有し、一方のロードセル1
aは第1の保持手段である支持体2の一端の支柱2aに
固定され、他方のロードセル1bは、調節ねじ3によっ
て前記支柱2aに対する離間距離を調節自在であるブロ
ック1cを介して支持体2の他端の支柱2bに支持され
ている。
明する説明図であって、これは公知のステッパ(縮小投
影型半導体露光装置)のXYステージ等を駆動する駆動
装置であるリニアモータの駆動力の変化を測定するもの
であり、リニアモータR1 の固定子であるリニアコイル
C1 の両端にそれぞれ当接自在な圧力検出手段である一
対のロードセル1a,1bを有し、一方のロードセル1
aは第1の保持手段である支持体2の一端の支柱2aに
固定され、他方のロードセル1bは、調節ねじ3によっ
て前記支柱2aに対する離間距離を調節自在であるブロ
ック1cを介して支持体2の他端の支柱2bに支持され
ている。
【0012】リニアモータR1 の可動子であるリニアマ
グネットM1 は、支持体2に設けられた低摩擦あるいは
無摩擦のガイド2cに沿ってリニアコイルC1 と平行に
往復移動自在な第2の保持手段である可動テーブル4に
保持され、可動テーブル4と一体である保持部材4aは
サーボモータ5によって回転されるボールねじ5aによ
りリニアコイルC1 に平行に往復移動される。サーボモ
ータ5の駆動によってリニアマグネットM1 がリニアコ
イルC1 に沿って移動すると、可動テーブル4に支持さ
れた位置検出手段であるリニアエンコーダ6がリニアマ
グネットM1 の移動量を検出する。カウンタ6aはリニ
アエンコーダ6の出力からリニアマグネットM1 の新た
な位置を算出し、これを記憶手段であるメモリ回路8に
記憶させる。他方、リニアモータR1 の駆動電流はDA
コンバータ9からドライバアンプ9aを経てリニアコイ
ルC1 に供給され、これを励磁する。
グネットM1 は、支持体2に設けられた低摩擦あるいは
無摩擦のガイド2cに沿ってリニアコイルC1 と平行に
往復移動自在な第2の保持手段である可動テーブル4に
保持され、可動テーブル4と一体である保持部材4aは
サーボモータ5によって回転されるボールねじ5aによ
りリニアコイルC1 に平行に往復移動される。サーボモ
ータ5の駆動によってリニアマグネットM1 がリニアコ
イルC1 に沿って移動すると、可動テーブル4に支持さ
れた位置検出手段であるリニアエンコーダ6がリニアマ
グネットM1 の移動量を検出する。カウンタ6aはリニ
アエンコーダ6の出力からリニアマグネットM1 の新た
な位置を算出し、これを記憶手段であるメモリ回路8に
記憶させる。他方、リニアモータR1 の駆動電流はDA
コンバータ9からドライバアンプ9aを経てリニアコイ
ルC1 に供給され、これを励磁する。
【0013】リニアコイルC1 が励磁されると、リニア
マグネットM1 に作用する推力の反力によって両ロード
セル1a,1bの一方の圧力測定値が増加し、他方の圧
力測定値が減少する。両ロードセル1a,1bのそれぞ
れの出力はロードセルアンプ10a,10bを経て差分
器10cへ導入され、差分器10cの出力はADコンバ
ータ10dを経てカウンタ6aの出力とともにメモり回
路8に記憶される。なお、サーボモータ5はI/Oポー
ト11aの指令信号とリニアエンコーダ6の出力に基い
てサーボドライバ11によって駆動される。
マグネットM1 に作用する推力の反力によって両ロード
セル1a,1bの一方の圧力測定値が増加し、他方の圧
力測定値が減少する。両ロードセル1a,1bのそれぞ
れの出力はロードセルアンプ10a,10bを経て差分
器10cへ導入され、差分器10cの出力はADコンバ
ータ10dを経てカウンタ6aの出力とともにメモり回
路8に記憶される。なお、サーボモータ5はI/Oポー
ト11aの指令信号とリニアエンコーダ6の出力に基い
てサーボドライバ11によって駆動される。
【0014】リニアモータR1 のリニアマグネットM1
の移動に基づく駆動力の変化の測定は以下のように行わ
れる。
の移動に基づく駆動力の変化の測定は以下のように行わ
れる。
【0015】まず、両ロードセル1a,1bの間にリニ
アモータR1 のリニアコイルC1 およびリニアマグネッ
トM1 をセットする前に、各ロードセル1a,1bの無
負荷状態において各ロードセルアンプ10a,10bの
出力がゼロになるようにそのオフセット量を調節する。
次いで両ロードセル1a,1bの間にリニアモータR1
をセットし、両ロードセル1a,1bに作用する予圧を
調節ねじ3によって調節し、各ロードセルアンプ10
a,10bの出力が同じになるようにゲインの調節を行
う。続いて、I/Oポート11aからサーボドライバ1
1へ送信される指令信号によって、サーボモータ5が駆
動され、リニアマグネットM1 を所定の原点位置へ移動
させ、これによって測定準備が完了する。
アモータR1 のリニアコイルC1 およびリニアマグネッ
トM1 をセットする前に、各ロードセル1a,1bの無
負荷状態において各ロードセルアンプ10a,10bの
出力がゼロになるようにそのオフセット量を調節する。
次いで両ロードセル1a,1bの間にリニアモータR1
をセットし、両ロードセル1a,1bに作用する予圧を
調節ねじ3によって調節し、各ロードセルアンプ10
a,10bの出力が同じになるようにゲインの調節を行
う。続いて、I/Oポート11aからサーボドライバ1
1へ送信される指令信号によって、サーボモータ5が駆
動され、リニアマグネットM1 を所定の原点位置へ移動
させ、これによって測定準備が完了する。
【0016】DAコンバータ9からドライバアンプ9a
を経て所定の駆動電流がリニアコイルC1 へ供給され、
これを励磁すると、前述のようにリニアマグネットM1
に作用する推力の反力によってロードセル1a,1bの
うちの一方の圧力測定値が減少し、他方の圧力測定値が
増加し、両者の出力は各ロードセルアンプ10a,10
bを経て差分器10cへ送られてその差が算出される。
このように両ロードセル1a,1bの出力の差を求める
ことで、各ロードセル1a,1bの温度ドリフトやヒス
テリシス等による測定誤差を相殺し、リニアマグネット
M1 に作用する推力を極めて高精度で測定することがで
きる。
を経て所定の駆動電流がリニアコイルC1 へ供給され、
これを励磁すると、前述のようにリニアマグネットM1
に作用する推力の反力によってロードセル1a,1bの
うちの一方の圧力測定値が減少し、他方の圧力測定値が
増加し、両者の出力は各ロードセルアンプ10a,10
bを経て差分器10cへ送られてその差が算出される。
このように両ロードセル1a,1bの出力の差を求める
ことで、各ロードセル1a,1bの温度ドリフトやヒス
テリシス等による測定誤差を相殺し、リニアマグネット
M1 に作用する推力を極めて高精度で測定することがで
きる。
【0017】差分器10cの出力をリニアマグネットM
1 の原点におけるリニアモータR1の駆動力としてメモ
リ回路8に記憶させたうえで、I/Oポート11aの指
令信号によってサーボドライバ11を駆動し、サーボモ
ータ5を回転させて所定の移動速度でリニアマグネット
M1 を移動させながら前述のようにリニアエンコーダ6
によって検出されるリニアマグネットM1 の位置と両ロ
ードセル1a,1bの出力に基いて算出される駆動力を
メモリ回路8に記憶させる。
1 の原点におけるリニアモータR1の駆動力としてメモ
リ回路8に記憶させたうえで、I/Oポート11aの指
令信号によってサーボドライバ11を駆動し、サーボモ
ータ5を回転させて所定の移動速度でリニアマグネット
M1 を移動させながら前述のようにリニアエンコーダ6
によって検出されるリニアマグネットM1 の位置と両ロ
ードセル1a,1bの出力に基いて算出される駆動力を
メモリ回路8に記憶させる。
【0018】メモリ回路8に記憶されたデータは、プロ
ッタ8aまたはCPU(コンピュータ)8bのディスプ
レイ装置によって表示され、必要であればディスク装置
8cに保存される。
ッタ8aまたはCPU(コンピュータ)8bのディスプ
レイ装置によって表示され、必要であればディスク装置
8cに保存される。
【0019】また、リニアモータR1 の所定の位置での
駆動力のヒステリシス特性を測定するには、所定の位置
へリニアマグネットM1 を移動させてリニアコイルC1
へ供給する駆動電流を往復に変化させながら、その時の
駆動電流指令値と圧力測定値をメモリ回路8に記憶させ
ればよい。
駆動力のヒステリシス特性を測定するには、所定の位置
へリニアマグネットM1 を移動させてリニアコイルC1
へ供給する駆動電流を往復に変化させながら、その時の
駆動電流指令値と圧力測定値をメモリ回路8に記憶させ
ればよい。
【0020】本実施例によれば、リニアモータの可動子
の位置の変化による駆動力の変化や所定の位置の駆動力
のヒステリシス特性を極めて高精度で測定できるため、
これらに応じてリニアモータの駆動電流等を変化させる
ことによって駆動力の変化やヒステリシスを補償し、駆
動力を常に一定に保つことができる。その結果、位置決
めステージやロボットハンドを高精度で制御できる。
の位置の変化による駆動力の変化や所定の位置の駆動力
のヒステリシス特性を極めて高精度で測定できるため、
これらに応じてリニアモータの駆動電流等を変化させる
ことによって駆動力の変化やヒステリシスを補償し、駆
動力を常に一定に保つことができる。その結果、位置決
めステージやロボットハンドを高精度で制御できる。
【0021】図2は本実施例の一変形例を示すもので、
これは、本実施例のリニアモータR1 のリニアコイルC
1 の両端にロードセル1a,1bを当接させる替わり
に、リニアモータR2 のリニアコイルC2 の両端を支持
体2に固定し、リニアマグネットM2 の突出部の両面に
ロードセル21a,21bをそれぞれ当接し、これらを
挟持する保持部材24aにサーボモータ5の駆動力を伝
達するように構成したものである。本変形例は、リニア
コイルC2 が支持体2に固定されているため、リニアエ
ンコーダ6の出力に各ロードセル21a,21bの変形
による測定誤差が含まれるおそれがないという利点を有
する。
これは、本実施例のリニアモータR1 のリニアコイルC
1 の両端にロードセル1a,1bを当接させる替わり
に、リニアモータR2 のリニアコイルC2 の両端を支持
体2に固定し、リニアマグネットM2 の突出部の両面に
ロードセル21a,21bをそれぞれ当接し、これらを
挟持する保持部材24aにサーボモータ5の駆動力を伝
達するように構成したものである。本変形例は、リニア
コイルC2 が支持体2に固定されているため、リニアエ
ンコーダ6の出力に各ロードセル21a,21bの変形
による測定誤差が含まれるおそれがないという利点を有
する。
【0022】また、回転モータの回転軸が1回転する間
のトルクの変動を測定するには、図3に示すように、回
転軸S3 に設けられた突出部の両面にロードセル31
a,31bをそれぞれ当接し、これらを環状の支持体3
2の切欠部32aに挟持させ、両ロードセル31a,3
1bの出力の差から前述と同様の方法で回転軸S3 に付
与されるトルクを算出するとよい。
のトルクの変動を測定するには、図3に示すように、回
転軸S3 に設けられた突出部の両面にロードセル31
a,31bをそれぞれ当接し、これらを環状の支持体3
2の切欠部32aに挟持させ、両ロードセル31a,3
1bの出力の差から前述と同様の方法で回転軸S3 に付
与されるトルクを算出するとよい。
【0023】
【発明の効果】本発明は、上述のように構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。
ので、以下に記載するような効果を奏する。
【0024】リニアモータ等の直動モータや各種回転モ
ータにおいて、前記モータの固定子に対する可動子の相
対位置の変化に基づく駆動力の変化やヒステリシス特性
を高精度で測定できる。得られた測定値に基づいてモー
タの駆動力を補償すれば、均一な駆動力で位置決めステ
ージやロボットハンド等を駆動し、これらを高精度で制
御できる。
ータにおいて、前記モータの固定子に対する可動子の相
対位置の変化に基づく駆動力の変化やヒステリシス特性
を高精度で測定できる。得られた測定値に基づいてモー
タの駆動力を補償すれば、均一な駆動力で位置決めステ
ージやロボットハンド等を駆動し、これらを高精度で制
御できる。
【図1】一実施例を説明する説明図である。
【図2】図1の装置の一変形例を説明する説明図であ
る。
る。
【図3】図1の装置の別の変形例を説明する説明図であ
る。
る。
1a,1b,21a,21b,31a,31b ロー
ドセル 2,32 支持体 3 調節ねじ 4 可動テーブル 4a,24a 保持部材 5 サーボモータ 6 リニアエンコーダ 8 メモリ回路 10c 差分器 11 サーボドライバ
ドセル 2,32 支持体 3 調節ねじ 4 可動テーブル 4a,24a 保持部材 5 サーボモータ 6 リニアエンコーダ 8 メモリ回路 10c 差分器 11 サーボドライバ
Claims (3)
- 【請求項1】 駆動装置の可動子と固定子のいずれか一
方との間に少くとも1個の圧力検出手段を挟持する第1
の保持手段と、前記可動子と固定子の他方を保持する第
2の保持手段と、前記第1および前記第2の保持手段を
相対的に移動させる駆動手段と、前記可動子と固定子の
相対位置を検出する位置検出手段からなる駆動力測定装
置。 - 【請求項2】 それぞれ駆動装置の可動子と固定子のい
ずれか一方の両面に当接される一対の圧力検出手段が設
けられていることを特徴とする請求項1記載の駆動力測
定装置。 - 【請求項3】 圧力検出手段の出力を位置検出手段の出
力とともに記憶する記憶手段が設けられていることを特
徴とする請求項1または2記載の駆動力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5265687A JPH0798256A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 駆動力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5265687A JPH0798256A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 駆動力測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0798256A true JPH0798256A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=17420613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5265687A Pending JPH0798256A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 駆動力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0798256A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007271275A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Tdk Corp | トルク検出方法及びトルク検出装置 |
| JP2011035381A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-02-17 | Asml Holding Nv | 可動物体の位置を制御する方法、位置決め装置を制御する制御システム、およびリソグラフィ装置 |
| JP2021033068A (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-01 | 株式会社Screenホールディングス | ステージ姿勢推定装置、搬送装置、ステージ姿勢推定方法、および搬送方法 |
| JP2021119587A (ja) * | 2020-01-30 | 2021-08-12 | 株式会社Screenホールディングス | 搬送装置および搬送方法 |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP5265687A patent/JPH0798256A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007271275A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Tdk Corp | トルク検出方法及びトルク検出装置 |
| JP2011035381A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-02-17 | Asml Holding Nv | 可動物体の位置を制御する方法、位置決め装置を制御する制御システム、およびリソグラフィ装置 |
| JP2021033068A (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-01 | 株式会社Screenホールディングス | ステージ姿勢推定装置、搬送装置、ステージ姿勢推定方法、および搬送方法 |
| JP2021119587A (ja) * | 2020-01-30 | 2021-08-12 | 株式会社Screenホールディングス | 搬送装置および搬送方法 |
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