JPS59103113A - 位置決めサ−ボ制御方式 - Google Patents
位置決めサ−ボ制御方式Info
- Publication number
- JPS59103113A JPS59103113A JP57211339A JP21133982A JPS59103113A JP S59103113 A JPS59103113 A JP S59103113A JP 57211339 A JP57211339 A JP 57211339A JP 21133982 A JP21133982 A JP 21133982A JP S59103113 A JPS59103113 A JP S59103113A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positioning
- error
- range
- servo control
- positioning servo
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7096—Arrangement, mounting, housing, environment, cleaning or maintenance of apparatus
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、位置決めサーボ制御方式に関するものである
。
。
従来の位置決めサーボ制御方式は、第１図の代表的な位
置決め誤差特性図に示すように、その誤差信号ε（１）
が、あらかじめ設定した許容誤差範囲±６１に対し、最
初に１ε（ｔ）１≦εｌとなった時点ｔｐｌをもって、
位置決め完了としていた。
置決め誤差特性図に示すように、その誤差信号ε（１）
が、あらかじめ設定した許容誤差範囲±６１に対し、最
初に１ε（ｔ）１≦εｌとなった時点ｔｐｌをもって、
位置決め完了としていた。
しかしながら、目標位置決め許容誤差が高精度となり、
例えばε２≦１μｍというような設定では、外部振動等
の外乱が存在する場合において、その整定までの時間が
振動的に長く継続するときは、許容誤差範囲±６２に誤
差信号ε（１）が最初に入った時点”ｐ２’ｆｒ：もっ
て位置決め完了としたのでは、その後に許容誤差範囲±
６２を外れることがあシ、その精度が保証されないとい
う問題があった。
例えばε２≦１μｍというような設定では、外部振動等
の外乱が存在する場合において、その整定までの時間が
振動的に長く継続するときは、許容誤差範囲±６２に誤
差信号ε（１）が最初に入った時点”ｐ２’ｆｒ：もっ
て位置決め完了としたのでは、その後に許容誤差範囲±
６２を外れることがあシ、その精度が保証されないとい
う問題があった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、高
精度（例えば誤差１μｍ以下）の位置決めを高信頼度で
行うことができる位置決めサーボ制御方式を提供するこ
とにあるー 〔発明の概要〕 本発明に係る位置決めサーボ制御方式の構成は、ディジ
タル演算処理によるフィードバック制御機能を有する位
置決めサーボ装置において、目標位置と現在位置との誤
差を所定周期のサンプリングで検出し、あらかじめ許容
誤差範囲を所望値に設定しうるようにし、その許容誤差
範囲に当該各誤差が入っているか否かを比較・演算し、
当該各誤差が連続して所定回数以上許容誤差範囲に入っ
ていることによシ、位置決め完了の判定を行うように制
御・処理するようにしたものである。
精度（例えば誤差１μｍ以下）の位置決めを高信頼度で
行うことができる位置決めサーボ制御方式を提供するこ
とにあるー 〔発明の概要〕 本発明に係る位置決めサーボ制御方式の構成は、ディジ
タル演算処理によるフィードバック制御機能を有する位
置決めサーボ装置において、目標位置と現在位置との誤
差を所定周期のサンプリングで検出し、あらかじめ許容
誤差範囲を所望値に設定しうるようにし、その許容誤差
範囲に当該各誤差が入っているか否かを比較・演算し、
当該各誤差が連続して所定回数以上許容誤差範囲に入っ
ていることによシ、位置決め完了の判定を行うように制
御・処理するようにしたものである。
なお、あらかじめ設定された許容誤差範囲に当該誤差が
最初に入った時から所定時間以内に位置決め完了の判定
を行いえないときは、許容誤差範囲全緩和して再設定し
、位置決めの再試行を行い位置決めの成功確率を太きく
シ、その信頼性の向上をしようとするものである。
最初に入った時から所定時間以内に位置決め完了の判定
を行いえないときは、許容誤差範囲全緩和して再設定し
、位置決めの再試行を行い位置決めの成功確率を太きく
シ、その信頼性の向上をしようとするものである。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第２図は、本発明に係る位置決めサーボ制御方式を実施
するだめの位置決めサーボ装置の一例のブロック図、第
３図は、そのタイムチャートである。
するだめの位置決めサーボ装置の一例のブロック図、第
３図は、そのタイムチャートである。
ここで、１は、ディジタル演算処理によるフィードバッ
ク制御に係る電子計算機（ＣＰＵ）、２は同Ｄ／Ａ変換
器（Ｄ／′Ａ）、３は、サーボ増幅器（ＰＡ）、４は、
タコジェネレータ、５は、サーボモータ、６は、ステー
ジ、７は、位置検出器である。
ク制御に係る電子計算機（ＣＰＵ）、２は同Ｄ／Ａ変換
器（Ｄ／′Ａ）、３は、サーボ増幅器（ＰＡ）、４は、
タコジェネレータ、５は、サーボモータ、６は、ステー
ジ、７は、位置検出器である。
本実施例では、サーボモータ５によってステージ６の位
置決めをする。
置決めをする。
位置検出器７の値は、電子計算機１に読みとられ、そこ
で指令値との差ε（１）が演算され、これをＤ／Ａ変換
器２によってアナログ信号に変換した後、サーボ増幅器
３に与える。
で指令値との差ε（１）が演算され、これをＤ／Ａ変換
器２によってアナログ信号に変換した後、サーボ増幅器
３に与える。
サーボ増幅器３の出力によって駆動されるサーボモータ
５には、速度フィードバックのため、タコジェネレータ
４が同軸で直結されており、その出力がサーボ増幅器３
へ局所的々フィードバックを施し、応答性の改善に寄与
している。
５には、速度フィードバックのため、タコジェネレータ
４が同軸で直結されており、その出力がサーボ増幅器３
へ局所的々フィードバックを施し、応答性の改善に寄与
している。
第３図（ａ）は、目標位置が与えられてから整定するま
でのステージ６の位置と目標値との誤差をあられしたも
ので、誤差ε（１）全縦軸に、時刻ｔを横軸にとってい
る。誤差ε（１）のサンプリング・演算は、第３図（ｂ
）に示す所定の演算周期で電子計算機１によって行われ
る。このサンプリング周期は、位置決めサーボ制御の応
答特性に応じ、その時間的変化を実用上支障がない範囲
で忠実に検出しうる時間以下のものであればよい。
でのステージ６の位置と目標値との誤差をあられしたも
ので、誤差ε（１）全縦軸に、時刻ｔを横軸にとってい
る。誤差ε（１）のサンプリング・演算は、第３図（ｂ
）に示す所定の演算周期で電子計算機１によって行われ
る。このサンプリング周期は、位置決めサーボ制御の応
答特性に応じ、その時間的変化を実用上支障がない範囲
で忠実に検出しうる時間以下のものであればよい。
位置決め完了とみなす許容誤差範囲±ε、は、あらかじ
め電子計算機１の記憶部に設定しておいたもので、現在
位置を位置検出器７がら読みと９、目標値との誤差ε（
ｔ）’ｅ演算し、許容誤差ε。
め電子計算機１の記憶部に設定しておいたもので、現在
位置を位置検出器７がら読みと９、目標値との誤差ε（
ｔ）’ｅ演算し、許容誤差ε。
との比較をして１ε（ｔ）１≦６２となれば、位置決め
完了とみなす。
完了とみなす。
ただし、この条件が成立して直しに位置決め完了とした
のでは、第３図（１））に示す場合のように、 また
またま、現在位置の読みと９サンプリング時点が誤差範
囲±ε、に入っていただけであるという危険性がある。
のでは、第３図（１））に示す場合のように、 また
またま、現在位置の読みと９サンプリング時点が誤差範
囲±ε、に入っていただけであるという危険性がある。
そこで、信頼性をあげるために、連続したｎ回の現在位
置サンプリング時に、すべて誤差１ε（を月≦ε、が満
足されるときにのみ真に位置決め完了とする。このよう
にすることにより、たとえば、第３図に示す例のように
、時刻ｔ０のサンプリング時点では、確かに１ε（ｔ）
１≦ε、であるが、次のサンプリング時点ｔ１では１ε
（ｔ）Ｉ＞ε。
置サンプリング時に、すべて誤差１ε（を月≦ε、が満
足されるときにのみ真に位置決め完了とする。このよう
にすることにより、たとえば、第３図に示す例のように
、時刻ｔ０のサンプリング時点では、確かに１ε（ｔ）
１≦ε、であるが、次のサンプリング時点ｔ１では１ε
（ｔ）Ｉ＞ε。
となっているような場合、時刻ｔ０においては目標値に
達していても、その後の時刻において位置決め精度が目
標値に達しえないような時刻ｉｏをもって位置決め完了
と判定することを避けることができる。
達していても、その後の時刻において位置決め精度が目
標値に達しえないような時刻ｉｏをもって位置決め完了
と判定することを避けることができる。
たとえば、ｎ−４とすると、第３図において、時刻ｔ４
からはじまって同”５ ｒ １６ ＋ ｔ７と連続する
４点では、すべて１ε（ｔ）ｌ≦ε、であるので、時刻
ｔ７つ毒で位置決めが完了したものとする。
からはじまって同”５ ｒ １６ ＋ ｔ７と連続する
４点では、すべて１ε（ｔ）ｌ≦ε、であるので、時刻
ｔ７つ毒で位置決めが完了したものとする。
とのｎの値は、あま２り大きいと位置決めに要する時間
が長くなシすぎるし、また、小さくても外乱の影響を除
くことができなくなるので、実用上の要求に応じて最適
に選ぶ必要がある。
が長くなシすぎるし、また、小さくても外乱の影響を除
くことができなくなるので、実用上の要求に応じて最適
に選ぶ必要がある。
以上によシ信頼性の高い位置決めサーボを実現できるが
、場合によっては、粗位置決めと精密位置決めとの２モ
ードの位置決めを同一サーボ機構で行わせることがある
。
、場合によっては、粗位置決めと精密位置決めとの２モ
ードの位置決めを同一サーボ機構で行わせることがある
。
粗モードで上記精密位置決めと同じ制御を行うと、不必
要に整定時間を必要とするので、この場合は、許容誤差
６．全実用上支障のない範囲で犬に設定することにより
、上記問題を解決することができる。
要に整定時間を必要とするので、この場合は、許容誤差
６．全実用上支障のない範囲で犬に設定することにより
、上記問題を解決することができる。
次に、精モードの位置決めの場合、許容誤差ε。
が非常に小さいときは、位置決めがステージ６の場所に
よっては、ステージ機械系の出来に応じて、摩擦係数が
異なシ、負荷変動またはバックラッシュ等の非線形現象
のために、安定にサーボ系が動作せずに発振状態となっ
て無限に位置決め完了とならないことがある。
よっては、ステージ機械系の出来に応じて、摩擦係数が
異なシ、負荷変動またはバックラッシュ等の非線形現象
のために、安定にサーボ系が動作せずに発振状態となっ
て無限に位置決め完了とならないことがある。
そこで、このようなことを避けるために、電子計算機１
は、最初に目標許容誤差域１ε（ｔ）１≦ε、となった
時刻（第３図ではｔ。）から、タイムアウト処理のため
の所定時間のタイマーをスタートさせ、その所定時間以
内に位置決めが完了しないときは、以置決め不能として
、たとえば、最初の位置決めの開始方向と逆の方向から
再試行する。
は、最初に目標許容誤差域１ε（ｔ）１≦ε、となった
時刻（第３図ではｔ。）から、タイムアウト処理のため
の所定時間のタイマーをスタートさせ、その所定時間以
内に位置決めが完了しないときは、以置決め不能として
、たとえば、最初の位置決めの開始方向と逆の方向から
再試行する。
この場合には、位置決め不能の検出後、まず、大体の目
標位置の付近へステージ６乞粗に移動させ、次に、その
位置から再び目標位置への精密な位置決めを行う。その
粗の移動の精度は問わないので、極めて粗く、かつ高速
に行うことができる。
標位置の付近へステージ６乞粗に移動させ、次に、その
位置から再び目標位置への精密な位置決めを行う。その
粗の移動の精度は問わないので、極めて粗く、かつ高速
に行うことができる。
以上の再試行により、位置決めの成功確率を大きくする
ことができるので、位置決めの信頼性を大幅に向上する
ことができる。
ことができるので、位置決めの信頼性を大幅に向上する
ことができる。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、位置決
めサーボ装置の高精度化および信頼性の太幅な向上に顕
著な効果が得られる。また、目標誤差を所望の最適値に
伝音に設定することにより、整定時間を短縮しうるとい
う効果もある。
めサーボ装置の高精度化および信頼性の太幅な向上に顕
著な効果が得られる。また、目標誤差を所望の最適値に
伝音に設定することにより、整定時間を短縮しうるとい
う効果もある。
第１図は、代表的な位置決め誤差特性図、第２図は、本
発明に係る位置決めサーボ制御方式を実施するための位
置決めサーボ装置の一例のブロック図、第３図は、その
タイムチャートである。 １・・・電子計算機、２・・・Ｄ／Ａ変換器、３・・・
サーボ増幅器、４・・・タコジェネレータ、５・・・サ
ーボモータ、６・・・ステージ、７・・・位置検出器。 代理人 弁理士 福田幸作 （ほか１名） 茅 １ 図 第２ 目 ６ εｔｔ） 、Ｚ 第３固
発明に係る位置決めサーボ制御方式を実施するための位
置決めサーボ装置の一例のブロック図、第３図は、その
タイムチャートである。 １・・・電子計算機、２・・・Ｄ／Ａ変換器、３・・・
サーボ増幅器、４・・・タコジェネレータ、５・・・サ
ーボモータ、６・・・ステージ、７・・・位置検出器。 代理人 弁理士 福田幸作 （ほか１名） 茅 １ 図 第２ 目 ６ εｔｔ） 、Ｚ 第３固
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ディジタル演算処理によるフィードバック制御機能
を有する位置決めサーボ装置において、目標位置と現在
位置との誤差を所定周期のサンプリングで検出し、あら
かじめ許容誤差範囲を所望値に設定しうるようにし、そ
の許容誤差範囲に当該各誤差が入っているか否かを比較
・演算し、当該各誤差が連続して所定回数以上許容誤差
範囲に入っていることにより、位置決め完了の判定を行
うように制御・処理することを特徴とする位置決めサー
ボ制御方式。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、あらか
じめ設定された許容誤差範囲に当該誤差が最初に入った
時から所定時間以内に位置決め完了の判定を行いえない
ときは、許容誤差範囲を緩和して再設定し、位置決めの
再試行を行うようにした位置決めサーボ制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211339A JPS59103113A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 位置決めサ−ボ制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211339A JPS59103113A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 位置決めサ−ボ制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59103113A true JPS59103113A (ja) | 1984-06-14 |
Family
ID=16604317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57211339A Pending JPS59103113A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 位置決めサ−ボ制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59103113A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5633720A (en) * | 1994-11-29 | 1997-05-27 | Nikon Corporation | Stage movement control apparatus and method therefor and projection exposure apparatus and method therefor |
| CN104360689A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-02-18 | 北京航天益森风洞工程技术有限公司 | 攻角机构角度控制系统 |
| CN115450768A (zh) * | 2022-09-08 | 2022-12-09 | 内蒙古电投能源股份有限公司 | 用于电动轮自卸车的总线型电子油门驱动装置及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55158511A (en) * | 1979-05-30 | 1980-12-10 | Toshiba Corp | Position detecting method |
| JPS5810210A (ja) * | 1981-07-11 | 1983-01-20 | Fuji Electric Co Ltd | 位置制御装置 |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP57211339A patent/JPS59103113A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55158511A (en) * | 1979-05-30 | 1980-12-10 | Toshiba Corp | Position detecting method |
| JPS5810210A (ja) * | 1981-07-11 | 1983-01-20 | Fuji Electric Co Ltd | 位置制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5633720A (en) * | 1994-11-29 | 1997-05-27 | Nikon Corporation | Stage movement control apparatus and method therefor and projection exposure apparatus and method therefor |
| CN104360689A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-02-18 | 北京航天益森风洞工程技术有限公司 | 攻角机构角度控制系统 |
| CN115450768A (zh) * | 2022-09-08 | 2022-12-09 | 内蒙古电投能源股份有限公司 | 用于电动轮自卸车的总线型电子油门驱动装置及方法 |
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