JPS625420A - 速度制御装置 - Google Patents
速度制御装置Info
- Publication number
- JPS625420A JPS625420A JP60145428A JP14542885A JPS625420A JP S625420 A JPS625420 A JP S625420A JP 60145428 A JP60145428 A JP 60145428A JP 14542885 A JP14542885 A JP 14542885A JP S625420 A JPS625420 A JP S625420A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moving body
- point
- speed
- speed control
- stage
- 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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- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Linear Motors (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】
〈発明の技術分野〉
この発明は、例えば半導体製造装置に用いられる静圧浮
上ＸＹステージ等に関連し、殊にこの発明は、前記ステ
ージのような移動体の速度を制御するための速度制御装
置に関する。
上ＸＹステージ等に関連し、殊にこの発明は、前記ステ
ージのような移動体の速度を制御するための速度制御装
置に関する。
〈発明の概要〉
この発明は、移動体に制動手段を設けて、移動体の減速
動作時に制動力を作用させることにより、移動体の送り
時間の短縮をはかったものである。
動作時に制動力を作用させることにより、移動体の送り
時間の短縮をはかったものである。
〈発明の背景〉
例えば従来の静圧浮上ＸＹステージでは、出発位置から
目標位置までは、その速度を制御しつつ駆動し、目標位
置付近では、速度制御から位置制御に切り換えて、ステ
ージの位置決めを行っている。静圧浮上ＸＹステージは
、その構造上、摩擦や粘性抵抗を無視できるため、第６
図に示すような目標速度パターンに従って、ステージの
駆動制御が実施される。第６図は、横軸が時間、縦軸が
速度であって、目標速度パターンの正の傾きａが最大加
速度、負の傾き−ａが最大減速度を示す。この最大加速
度ａは、ステージの総質量をＭ、駆動用モータの最大推
力をＦとすると、次式で与えられる。
目標位置までは、その速度を制御しつつ駆動し、目標位
置付近では、速度制御から位置制御に切り換えて、ステ
ージの位置決めを行っている。静圧浮上ＸＹステージは
、その構造上、摩擦や粘性抵抗を無視できるため、第６
図に示すような目標速度パターンに従って、ステージの
駆動制御が実施される。第６図は、横軸が時間、縦軸が
速度であって、目標速度パターンの正の傾きａが最大加
速度、負の傾き−ａが最大減速度を示す。この最大加速
度ａは、ステージの総質量をＭ、駆動用モータの最大推
力をＦとすると、次式で与えられる。
ａ−Ｆ／Ｍ
通常、ステージの送り時間Ｔ１を最短にするために、駆
動用モータの推力を最大に用いて、前記最大加速度ａや
最大減速度−ａの傾きが決定されており、この場合加減
速の切換え点Ｐ＋は、目標位置までの中間点である。
動用モータの推力を最大に用いて、前記最大加速度ａや
最大減速度−ａの傾きが決定されており、この場合加減
速の切換え点Ｐ＋は、目標位置までの中間点である。
かくして前記送り時間Ｔ、は、駆動用モータの能力に応
じて決定される関係上、これ、をさらに短くすることは
困難とされており、応答性等の装置の性能を向上させる
には限界があった。
じて決定される関係上、これ、をさらに短くすることは
困難とされており、応答性等の装置の性能を向上させる
には限界があった。
〈発明の構成および効果〉
上記目的を達成するため、この発明では、移動体を、目
標速度パターンに基づき加速動作させた後、減速動作へ
切り換えて、目標地点まで移行させ且つ停止させる装置
において、前記移動体の減速時に対応して移動体に制動
力を付加するための制動手段と、前記移動体を加速動作
から減速動作へ切り換える点を検出するための検出手段
と、この切換え点の検出により前記制動手段の作動を開
始させるスイッチ手段とを設けることとした。
標速度パターンに基づき加速動作させた後、減速動作へ
切り換えて、目標地点まで移行させ且つ停止させる装置
において、前記移動体の減速時に対応して移動体に制動
力を付加するための制動手段と、前記移動体を加速動作
から減速動作へ切り換える点を検出するための検出手段
と、この切換え点の検出により前記制動手段の作動を開
始させるスイッチ手段とを設けることとした。
第５図は、この発明の装置を用いた場合の移動体の送り
動作を示しており、駆動用モータ等の最大推力で決まる
最大加速度ａで移動体を加速し、移動体が中間点を越え
る切換え点Ｐｔに達したとき、これを検出して制動手段
を働かせ、制動力を付加して最大減速を行うものである
。
動作を示しており、駆動用モータ等の最大推力で決まる
最大加速度ａで移動体を加速し、移動体が中間点を越え
る切換え点Ｐｔに達したとき、これを検出して制動手段
を働かせ、制動力を付加して最大減速を行うものである
。
この場合、加減速の切換え点Ｐ２は、制動手段が働いた
ときに発生する粘性抵抗力と前記最大推力とからあらか
じめ算出されるもので、切換。
ときに発生する粘性抵抗力と前記最大推力とからあらか
じめ算出されるもので、切換。
え点Ｐｔ以後の減速曲線は前記最大減速度−ａより急峻
となって、移動体の送り時間Ｔ２は、従来例における送
り時間Ｔ＋よりも短縮されることになる。
となって、移動体の送り時間Ｔ２は、従来例における送
り時間Ｔ＋よりも短縮されることになる。
従ってこの発明によれば、従来、困難とされていた移動
体の送り時間の短縮を実現でき、装置の性能を大幅に向
上し得る等、発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
体の送り時間の短縮を実現でき、装置の性能を大幅に向
上し得る等、発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
〈実施例の説明〉
第２図は、この発明の速度制御装置を適用した静圧浮上
ＸＹステージを示し、定盤１上に中央ステージ部２が静
圧空気軸受３を介して浮上状態で移動自由に支持されて
いる。前記中央ステージ部２は、四方に配置されたりニ
アモータ４により駆動されるもので、その駆動力はガイ
ド５により中央ステージ部２へ伝達される。
ＸＹステージを示し、定盤１上に中央ステージ部２が静
圧空気軸受３を介して浮上状態で移動自由に支持されて
いる。前記中央ステージ部２は、四方に配置されたりニ
アモータ４により駆動されるもので、その駆動力はガイ
ド５により中央ステージ部２へ伝達される。
前記各リニアモータ４には、第１図に示す如く、ボビン
に制動コイルを巻きつけた構造の制動装置６が付加され
ており、各制動コイルの両端はスイッチ回路７を介して
速度制御回路８に接続されている。前記制動コイルは、
ステージ駆動時に閉路状態に設定されると、誘導起電力
が発生して電流が流れ、その電流値に応じた制動力が駆
動方向と反対の方向に作用する。前記誘導起電力は、ス
テージの移動速度に比例するもので、従って制動力も速
度に比例した粘性抵抗、となる。
に制動コイルを巻きつけた構造の制動装置６が付加され
ており、各制動コイルの両端はスイッチ回路７を介して
速度制御回路８に接続されている。前記制動コイルは、
ステージ駆動時に閉路状態に設定されると、誘導起電力
が発生して電流が流れ、その電流値に応じた制動力が駆
動方向と反対の方向に作用する。前記誘導起電力は、ス
テージの移動速度に比例するもので、従って制動力も速
度に比例した粘性抵抗、となる。
第３図は、前記速度制御回路８の全体構成を示す。図中
、移動体９は前記中央ステージ部２やガイド５を含む移
動部全体を意味し、また測長器１０はこの移動体９の現
在位置データＸ。
、移動体９は前記中央ステージ部２やガイド５を含む移
動部全体を意味し、また測長器１０はこの移動体９の現
在位置データＸ。
を検出する。この現在位置データＸＩＩは位置サーボル
ープ１１を通してフィードバックされ、目標位置データ
Ｘ０より現在位置データＸｌｌが差し引かれて位置偏差
データΔＸが算出される。
ープ１１を通してフィードバックされ、目標位置データ
Ｘ０より現在位置データＸｌｌが差し引かれて位置偏差
データΔＸが算出される。
この位置偏差データΔＸは目標速度演算部１２に入力さ
れ、目標速度演算部１２では、位置偏差データΔＸに基
づき目標速度データＶ０を算出すると共に、加速動作か
ら減速動作へ切り換える切換え点ＰＫ （第５図に示
す）を検出して、スイッチ回路７へ検出信号ｉを送る。
れ、目標速度演算部１２では、位置偏差データΔＸに基
づき目標速度データＶ０を算出すると共に、加速動作か
ら減速動作へ切り換える切換え点ＰＫ （第５図に示
す）を検出して、スイッチ回路７へ検出信号ｉを送る。
このスイッチ回路７は制動装置６をオン、オフするため
のものであって、加速動作時には制動装置６をオフし、
減速動作時には前記検出信号ｉに基づき制動装置６をオ
ンする。
のものであって、加速動作時には制動装置６をオフし、
減速動作時には前記検出信号ｉに基づき制動装置６をオ
ンする。
また前記現在位置データＸ＋＋は、速度サーボループ１
３中の速度演算部１４へ与えられ、速度演算部１４にて
現在位置データＸ、Ｉをサンプリングし且つゲインＫを
与えることにより、現在速度データｖ、Ｉが生成される
。前記目標速度データｖ０と現在速度データｖｌｌとの
偏差データはアンプ１５で増幅された後、リニアモータ
４に駆動電圧として与えられる。
３中の速度演算部１４へ与えられ、速度演算部１４にて
現在位置データＸ、Ｉをサンプリングし且つゲインＫを
与えることにより、現在速度データｖ、Ｉが生成される
。前記目標速度データｖ０と現在速度データｖｌｌとの
偏差データはアンプ１５で増幅された後、リニアモータ
４に駆動電圧として与えられる。
しかして移動体９を目標地点まで移動させる場合、移動
体９をリニアモータ４の最大推力で決まる最大加速度ａ
で加速させて、切換え点Ｐｔまで移動させる（第５図参
照）。この切換え点Ｐ２は、制動装置６が働いたときに
発生する粘性抵抗力ｋｖ（ただしｋは定数、■は移動体
９の速度）と、リニアモータ４の最大推力とから算出で
きるものでにその点Ｐ２を規定するデータをあらかじめ
求めてメモリ等にセットしておく。そして移動体９が切
換え点Ｐ２に達したとき、前記目標速度演算部１２にて
これを検出し、スイッチ回路１をオンして制動装置６を
働かせる。これにより制動装置６の粘性抵抗力ｋｖがリ
ニアモータ４に作用し、移動体９は、第５図に示す曲線
に従って減速せられ、送り時間Ｔｚ （Ｔｔ ＜Ｔ＋
）で目標地点へ到達する。
体９をリニアモータ４の最大推力で決まる最大加速度ａ
で加速させて、切換え点Ｐｔまで移動させる（第５図参
照）。この切換え点Ｐ２は、制動装置６が働いたときに
発生する粘性抵抗力ｋｖ（ただしｋは定数、■は移動体
９の速度）と、リニアモータ４の最大推力とから算出で
きるものでにその点Ｐ２を規定するデータをあらかじめ
求めてメモリ等にセットしておく。そして移動体９が切
換え点Ｐ２に達したとき、前記目標速度演算部１２にて
これを検出し、スイッチ回路１をオンして制動装置６を
働かせる。これにより制動装置６の粘性抵抗力ｋｖがリ
ニアモータ４に作用し、移動体９は、第５図に示す曲線
に従って減速せられ、送り時間Ｔｚ （Ｔｔ ＜Ｔ＋
）で目標地点へ到達する。
なお上記実施例では、制動装置６として制動コイルによ
るものを用いているが、制動装置６はこれに限らず、例
えば第４図に示す如く、バイパス１６を弁１７で開閉し
て孔１８付きピストン１９に制動力を与えたり、除いた
りするオイルダンパーを用いることができる。
るものを用いているが、制動装置６はこれに限らず、例
えば第４図に示す如く、バイパス１６を弁１７で開閉し
て孔１８付きピストン１９に制動力を与えたり、除いた
りするオイルダンパーを用いることができる。
第１図はリニアモータへの制動装置の取付は状態を示す
図、第２図は静圧浮上ＸＹステージの斜面図、第３図は
速度制御回路の全体構成を示すブロック図、第４図は制
動装置の他の実施例を示す図、第５図はこの発明にかか
る目標速度パターンを示す図、第６図は従来の目標速度
パターンを示す図である。 ４・・・・リニアモータ ６・・・・制動装置７・・
・・スイッチ回路 ８・・・・速度制御回路９・・・
・移動体 特 許 出 願 人 重石電機 株式会社冊ツ４′
ノ ）コ’Ｑ３ ＋４；ア２−２
、。つ１工、９クー−−−スイ、７＋回路
図、第２図は静圧浮上ＸＹステージの斜面図、第３図は
速度制御回路の全体構成を示すブロック図、第４図は制
動装置の他の実施例を示す図、第５図はこの発明にかか
る目標速度パターンを示す図、第６図は従来の目標速度
パターンを示す図である。 ４・・・・リニアモータ ６・・・・制動装置７・・
・・スイッチ回路 ８・・・・速度制御回路９・・・
・移動体 特 許 出 願 人 重石電機 株式会社冊ツ４′
ノ ）コ’Ｑ３ ＋４；ア２−２
、。つ１工、９クー−−−スイ、７＋回路
Claims (6)
- （１）移動体を、目標速度パターンに基づき加速動作さ
せた後、減速動作へ切り換えて、目標地点まで移行させ
且つ停止させる装置であって、前記移動体の減速時に対
応して移動体に制動力を付加するための制動手段と、 前記移動体を加速動作から減速動作へ切り換える点を検
出するための検出手段と、 この切換え点の検出により前記制動手段の作動を開始さ
せるスイッチ手段とを具備して成る速度制御装置。 - （２）前記移動体は、静圧浮上ＸＹステージである特許
請求の範囲第１項記載の速度制御装置。 - （３）前記目標速度パターンは、移動体駆動用モータの
最大推力に基づき設計されている特許請求の範囲第１項
記載の速度制御装置。 - （４）前記制動手段は、制動コイルの誘導起電力を利用
した装置である特許請求の範囲第１項記載の速度制御装
置。 - （５）前記制動手段は、オイルダンパーを利用した装置
である特許請求の範囲第１項記載の速度制御装置。 - （６）前記検出手段は、目標地点までの中間点を越えた
点を切換え点として検出する特許請求の範囲第１項記載
の速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145428A JPS625420A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145428A JPS625420A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625420A true JPS625420A (ja) | 1987-01-12 |
Family
ID=15385015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60145428A Pending JPS625420A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS625420A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4896869A (en) * | 1987-10-30 | 1990-01-30 | Tokyo Electron Limited | Moving table apparatus |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5117410A (ja) * | 1974-08-05 | 1976-02-12 | Mansei Kogyo Kk | Yomitorisochi |
| JPS5485678A (en) * | 1977-12-20 | 1979-07-07 | Canon Inc | High accuracy alignment method for air bearing guide system xy stage |
| JPS56136383A (en) * | 1980-03-27 | 1981-10-24 | Ricoh Co Ltd | Damper in serial printer |
| JPS58119782A (ja) * | 1982-01-11 | 1983-07-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 磁気浮上案内機構 |
| JPS58151885A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-09 | Hitachi Ltd | モ−タの位置制御方法 |
| JPS5975794A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-04-28 | Sony Corp | 音響変換器の保護装置 |
-
1985
- 1985-07-01 JP JP60145428A patent/JPS625420A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5117410A (ja) * | 1974-08-05 | 1976-02-12 | Mansei Kogyo Kk | Yomitorisochi |
| JPS5485678A (en) * | 1977-12-20 | 1979-07-07 | Canon Inc | High accuracy alignment method for air bearing guide system xy stage |
| JPS56136383A (en) * | 1980-03-27 | 1981-10-24 | Ricoh Co Ltd | Damper in serial printer |
| JPS58119782A (ja) * | 1982-01-11 | 1983-07-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 磁気浮上案内機構 |
| JPS58151885A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-09 | Hitachi Ltd | モ−タの位置制御方法 |
| JPS5975794A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-04-28 | Sony Corp | 音響変換器の保護装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4896869A (en) * | 1987-10-30 | 1990-01-30 | Tokyo Electron Limited | Moving table apparatus |
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