JP2011129002A - Positioning device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning device that achieves stable positioning without being affected by noise even when a positioning stage is located at a far distance from controller as compared with the conventional positioning controller, and it is prone to noise. <P>SOLUTION: When a difference between the current position value of a positioning stage detected by a positioning sensor of a digital output and the previous position value of the positioning stage detected by the positioning sensor of a digital output in the previous control cycle is within a set value, the current value is employed in a positioning operation. When the difference is larger than the set value, the previous value is employed in positioning operation. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、精密な移動精度を要する半導体製造・検査装置や光学装置に使用される位置決めシステムで位置検出に超高精度なリニアスケールセンサ（リニアエンコーダ）を使用し、アクチュエータとして高分解能な制御が可能な超音波モータを用いた精密位置決め装置及び位置決め制御方法に関する。   The present invention uses a highly accurate linear scale sensor (linear encoder) for position detection in a positioning system used in semiconductor manufacturing / inspection equipment and optical equipment that requires precise movement accuracy, and high-resolution control as an actuator. The present invention relates to a precision positioning apparatus and a positioning control method using a possible ultrasonic motor.

近年、サブミクロン単位の精密な移動精度を要する磁気ヘッド検査装置や半導体分野及び光学分野の検査装置において、微小位置決めが可能な超音波モータを備えた位置決めステージとリニアスケールセンサとから構成される位置決め装置が数多く使用されている。   2. Description of the Related Art In recent years, in a magnetic head inspection apparatus that requires precise movement accuracy in sub-micron units and inspection apparatuses in the semiconductor field and the optical field, positioning composed of a positioning stage equipped with an ultrasonic motor capable of minute positioning and a linear scale sensor. Many devices are in use.

たとえば、特許文献１にはホストコンピュータ等から与えられる指令値と、センサアンプからのステージの現在位置検出値とを位置決めコントローラ内で比較して、その偏差に応じて移動ピッチが長い「粗動ピッチ」で動作し、「粗動ピッチ」以内にステージの現在位置が移動した後に移動ピッチが短い「微動ピッチ」にて指令位置までステージを移動させている。このような構成にてホストコンピュータ等から与えられる指令値に応じた位置にステージを短時間で位置決めしている。   For example, in Patent Document 1, a command value given from a host computer or the like and a current position detection value of a stage from a sensor amplifier are compared in a positioning controller, and the movement pitch is long according to the deviation. The stage is moved to the command position at the “fine movement pitch” with a short movement pitch after the current position of the stage has moved within the “coarse movement pitch”. With such a configuration, the stage is positioned in a short time at a position corresponding to a command value given from a host computer or the like.

特開２００３−２８８１２１JP 2003-288121 A

しかし、上記のような従来の位置決め装置では、高電磁場環境や様々な振動波が観測される環境等の劣悪な環境下では位置決め制御時に電磁ノイズ等の外部ノイズが混入する問題が発生し、その影響にて安定した位置決め制御が阻害される要因となっている。下記に具体的な問題点を記載する。   However, in the conventional positioning device as described above, there is a problem that external noise such as electromagnetic noise is mixed during positioning control in a poor environment such as a high electromagnetic field environment or an environment where various vibration waves are observed. This is a factor that hinders stable positioning control. Specific problems are described below.

図１に示しているのは従来からの一般的な位置決め装置の一例を示すブロック図である。位置決めコントローラ４は、位置決めステージ６の現在位置を検出するリニアスケール８から出力されるデジタル信号（例えば３２ｂｉｔパラレルデジタル信号）と位置決め制御演算等を行うＣＰＵ２と、ＣＰＵ２のデジタル信号出力をアナログ信号へ変換するＤ／Ａコンバータとで構成され、ホストＰＣ１からの位置指令コマンドを解釈し、リニアスケール８で検出した位置決めステージ６の現在位置（現在値）により、超音波モータ７を駆動して位置決め制御を行う。
また移動機構９は位置決めステージ６を駆動するための超音波モータ７と位置決めステージ６の現在位置（現在値）を検出するリニアスケール８とからなる。
一般的な位置決めシステムの制御方法を以下に説明する。
位置決めシステムは電源がONになると、位置決めステージのストローク確認や原点検出のために、ストロークエンド（左右）に取り付けられたリミットセンサ（例えばフォトセンサ）とリニアスケールに付属している原点信号を検出させる動作（初期化）を行う。本動作により位置決めコントローラは位置決めステージのストロークと原点位置を認識して原点位置を目標値として閉ループ位置決めが行われる。
閉ループ位置決めは一定のサイクル（例えば１ｍｓ）にてリニアスケール８で検出した現在位置（現在値）と目標位置（上記の場合は原点位置が目標位置）を元に目標位置に常に位置決め制御されている。
制御サイクルは一定時間で常に回っているので、リニアスケール８で検出した位置の差分を取ればステージの移動速度（速度＝｜今回位置−前回位置｜／制御サイクル時間）が計算できる。
上記のような原点位置決めを行っている時にユーザーの指令がホストＰＣ１にて入力されると、双方向通信可能な通信手段、例えば光ファイバーケーブルや無線ＬＡＮ等を介して位置決めコントローラ４に送られる。
ホストＰＣ１からの移動指令をＣＰＵ２にて解釈し、目標位置を原点から移動命令にて指示された位置（指示値）に書き換えて、リニアスケール８にて検出した位置決めステージ６の現在位置（現在値）と新しい指示値を元に操作量をＰＩＤ演算で求めて、Ｄ／Ａコンバータ３でアナログ信号へ変換させ、ドライバ５で増幅して超音波モータ７を駆動し、位置決めステージ６を指示値へ移動させる。
超音波モータ７が位置決めステージ６を指示値まで移動する間も閉ループ制御をおこなっているので、ＣＰＵ２は逐次現在位置（現在値）の情報を受信していることになる。
その際には、リニアスケール８で位置決めステージ６が現時点で実際に位置する場所（現在値）を検出しＣＰＵ２に送ることになる。尚、ホストＰＣ１、ＣＰＵ２、Ｄ／Ａコンバータ３、ドライバ５、移動機構９を接続している通信ケーブルは全てシールドケーブルである。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional general positioning device. The positioning controller 4 converts the digital signal output from the linear scale 8 that detects the current position of the positioning stage 6 (for example, a 32-bit parallel digital signal), the CPU 2 that performs positioning control calculation, and the like, and converts the digital signal output of the CPU 2 into an analog signal. The D / A converter, which interprets the position command command from the host PC 1, drives the ultrasonic motor 7 based on the current position (current value) of the positioning stage 6 detected by the linear scale 8 and performs positioning control. Do.
The moving mechanism 9 includes an ultrasonic motor 7 for driving the positioning stage 6 and a linear scale 8 for detecting the current position (current value) of the positioning stage 6.
A general positioning system control method will be described below.
When the power is turned on, the positioning system detects the origin sensor attached to the linear scale and the limit sensor (for example, photo sensor) attached to the stroke end (left and right) for stroke confirmation and origin detection of the positioning stage. Perform operation (initialization). With this operation, the positioning controller recognizes the stroke and the origin position of the positioning stage and performs closed-loop positioning using the origin position as a target value.
The closed loop positioning is always controlled to the target position based on the current position (current value) detected by the linear scale 8 and the target position (in this case, the origin position is the target position) in a fixed cycle (for example, 1 ms). .
Since the control cycle always rotates at a fixed time, the stage moving speed (speed = | current position−previous position | / control cycle time) can be calculated by taking the difference between the positions detected by the linear scale 8.
When a user command is input at the host PC 1 during the origin positioning as described above, it is sent to the positioning controller 4 via a communication means capable of bidirectional communication, such as an optical fiber cable or a wireless LAN.
The CPU 2 interprets the movement command from the host PC 1, rewrites the target position from the origin to the position (instruction value) designated by the movement command, and detects the current position (current value) of the positioning stage 6 detected by the linear scale 8. ) And the new instruction value, the operation amount is obtained by PID calculation, converted into an analog signal by the D / A converter 3, amplified by the driver 5, and the ultrasonic motor 7 is driven, and the positioning stage 6 is changed to the instruction value. Move.
Since the closed loop control is performed while the ultrasonic motor 7 moves the positioning stage 6 to the indicated value, the CPU 2 sequentially receives information on the current position (current value).
At that time, the position (current value) where the positioning stage 6 is actually located at the present time is detected by the linear scale 8 and sent to the CPU 2. The communication cables connecting the host PC 1, CPU 2, D / A converter 3, driver 5, and moving mechanism 9 are all shielded cables.

昨今、位置決めが必要な装置が大型化し、リニアスケール８とＣＰＵ２との距離が数十ｍを超える場合があり、ノイズの影響の危険性が高くなってきている。このような場合、信号を伝送する際に、リニアスケール８とＣＰＵ２の間のシールドケーブルに外部からシールドすることができない程の大きいノイズが干渉してきた場合、シールドケーブル内の導線に外部ノイズが加わることで、リニアスケールより正しい位置信号が出力されていても、ケーブルにノイズが乗って、ＣＰＵ２で読み込む際に不特定なビットで本来Ｌｏｗ信号であるべき信号がＨｉｇｈ信号、Ｈｉｇｈ信号であるべき信号がＬｏｗ信号に書き換わってしまうことが、ノイズが発生しやすい劣悪な環境下では時々発生する。その結果、位置決めステージ６の駆動中に現時点で実際に位置する場所（現在値）の情報と異なる位置情報がＣＰＵ２に伝送されることで、フィードバック制御による駆動が出来なくなり、マイクロメートル単位の精密な位置決め精度を求められるにも係らず、大きく位置がずれて、不正確な位置決めを行うことになってしまう。従って安定的な位置決め制御に支障が生じていた。   In recent years, the size of an apparatus that requires positioning has increased, and the distance between the linear scale 8 and the CPU 2 can exceed several tens of meters, which increases the risk of noise influence. In such a case, when transmitting a signal, if a large noise that cannot be shielded from the outside interferes with the shielded cable between the linear scale 8 and the CPU 2, the external noise is added to the conductor in the shielded cable. Thus, even if a correct position signal is output from the linear scale, a signal that should be a high signal and a high signal is a signal that should be a low signal with an unspecified bit when reading by the CPU 2 due to noise on the cable. Is sometimes rewritten in a poor environment where noise is likely to occur. As a result, when the positioning stage 6 is driven, position information different from the information on the position (current value) actually located at the present time is transmitted to the CPU 2, so that the drive by the feedback control cannot be performed, and a precise measurement in micrometer units is possible. In spite of the requirement for positioning accuracy, the position is greatly shifted, resulting in inaccurate positioning. Therefore, there has been a problem in stable positioning control.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来の位置決め制御装置に比べてノイズが発生しやすい劣悪な環境下においてもノイズの影響を受けない安定な位置決めが可能な位置決め装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a positioning device capable of stable positioning without being affected by noise even in a poor environment in which noise is likely to occur compared to conventional positioning control devices. The purpose is to provide.

上記の目的を達成するため、本発明は、ＣＰＵからの指示値をＤ／Ａコンバータにて変換した信号を超音波モータに印加して駆動することで位置決めステージを移動させて、位置センサが検出した移動後の位置決めステージの現在値をＣＰＵに送るフィードバック制御からなる位置決め装置において、最新の制御サイクルにて位置センサが検出した位置決めステージが位置する現在値と１回前の制御サイクルにて位置センサが検出した位置決めステージが位置した前回値との差が設定値以内の場合は位置決め演算に現在値を採用し、最新の制御サイクルにて位置センサが検出した位置決めステージが位置する現在値と１回前の制御サイクルにて位置センサが検出した位置決めステージが位置した前回値との差が設定値より大きい場合は位置決め演算に前回値を採用することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention detects a position sensor by moving a positioning stage by applying a signal obtained by converting an instruction value from a CPU by a D / A converter to an ultrasonic motor and driving it. In a positioning apparatus comprising feedback control for sending the current value of the positioning stage after movement to the CPU, the current value at which the positioning stage is detected by the position sensor in the latest control cycle and the position sensor in the previous control cycle If the difference from the previous value at which the positioning stage is detected is within the set value, the current value is adopted for the positioning calculation, and once the current value at which the positioning stage is detected by the position sensor in the latest control cycle. If the difference from the previous value at which the positioning stage was detected by the position sensor in the previous control cycle is greater than the set value, the position is determined. It is characterized by employing a previous value calculation.

このように、本発明の位置決め装置は、外部ホストから指示値が与えられるとリニアスケール８にて位置決めステージ６の現在位置（現在値）を検出しＣＰＵ２によりＰＩＤ演算などで求めた操作量をＤ／Ａコンバータ３にてアナログ信号へ変換しドライバ５で増幅し超音波モータ７に入力して駆動させることで位置決めステージ６を移動させる位置決めシステムであり、現在位置（現在値）をリニアスケール８で検出してＣＰＵ２に送り、ＣＰＵ２で操作量を演算しＤ／Ａコンバータ３にてアナログ変換した信号をドライバ５で増幅して超音波モータ７に駆動信号を入力するサイクルを１回の制御サイクルとしたときに、最新の制御サイクルにおいてリニアスケール８が検出した位置決めステージ６の位置する現在値と１回前の制御サイクルにおいてリニアスケール８が検出した位置決めステージ６の位置との差が予め設定した設定値以内の場合は最新の現在位置（現在値）を元に位置決めステージ６を制御し、最新の制御サイクルにおいてリニアスケール８の検出した位置決めステージ６が位置する現在値と１回前の制御サイクルにおいてリニアスケール８が検出した位置決めステージ６の位置との差が予め設定した設定値より大きい場合は前回のリニアスケール８の位置（前回値）を元に位置決めステージ６を制御するものである。   As described above, the positioning apparatus of the present invention detects the current position (current value) of the positioning stage 6 with the linear scale 8 when an instruction value is given from the external host, and calculates the operation amount obtained by the CPU 2 by PID calculation or the like. This is a positioning system that moves the positioning stage 6 by converting it to an analog signal by the / A converter 3, amplifying it by the driver 5, inputting it to the ultrasonic motor 7, and driving it. The current position (current value) is expressed by the linear scale 8. A cycle in which a signal that is detected and sent to the CPU 2, an operation amount is calculated by the CPU 2, and analog conversion is performed by the D / A converter 3 is amplified by the driver 5 and a drive signal is input to the ultrasonic motor 7 is defined as one control cycle. The current value of the positioning stage 6 detected by the linear scale 8 in the latest control cycle and the previous control cycle. If the difference from the position of the positioning stage 6 detected by the linear scale 8 is within a preset value, the positioning stage 6 is controlled based on the latest current position (current value), and the linear scale is updated in the latest control cycle. If the difference between the current value at which the positioning stage 6 detected 8 is detected and the position of the positioning stage 6 detected by the linear scale 8 in the previous control cycle is larger than a preset set value, The positioning stage 6 is controlled based on the position (previous value).

又、好適には、前記設定値は位置決め装置の最高速度と１回の制御同期で許容される偏差から設定することを特徴としている。   Preferably, the set value is set from a maximum speed of the positioning device and a deviation allowed by one control synchronization.

ここで、この際の設定値は、図示しないメモリに記憶しておく。メモリはＣＰＵ２に内蔵のＲＡＭを使っても良いし、外部に付属させても良い。また設定値は、該当位置決め装置の最高速度を基準に上限値を設定すると好適である。例えば位置決め装置の制御周期が１ｍｓで最高速度が１００ｍｍ／ｓの時には１回の制御周期で許容される偏差は１００ｕｍとなる。よって設定値を設定する際には例えば１００％の余裕を持たせて２００ｕｍとすればよい。また、設定値は位置決め装置の制御方法によっては複数個記憶して、制御で使い分けても良い。   Here, the set value at this time is stored in a memory (not shown). As the memory, a RAM built in the CPU 2 may be used, or it may be attached externally. The set value is preferably set to an upper limit value based on the maximum speed of the corresponding positioning device. For example, when the control cycle of the positioning device is 1 ms and the maximum speed is 100 mm / s, the deviation allowed in one control cycle is 100 μm. Therefore, when setting the set value, for example, it may be set to 200 μm with a 100% margin. Further, a plurality of set values may be stored depending on the control method of the positioning device, and may be used properly for control.

本発明によれば、リニアスケール８で検出した信号にノイズがのって、現在位置が異常値となっても位置決めステージ７を安定に駆動することが可能になるため、突発的に発生する大きなノイズの影響により位置決め制御が阻害される問題は解消され、安定した位置決め制御が実現する。   According to the present invention, the noise detected in the signal detected by the linear scale 8 can stably drive the positioning stage 7 even if the current position becomes an abnormal value. The problem that the positioning control is hindered by the influence of noise is solved, and stable positioning control is realized.

従来からの一般的な位置決め装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional general positioning device. 本発明の位置決め装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the positioning device of this invention.

次に本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は従来からの一般的な位置決め装置の一例を示すブロック図であるが、本発明も同じ構成のブロック図にて実施する。図２は本発明の位置決め装置の動作を示すフローチャートであり、図１と図２を使って本発明の特徴を説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional general positioning apparatus, but the present invention is also implemented with a block diagram of the same configuration. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the positioning device of the present invention. The features of the present invention will be described with reference to FIGS.

通常状態において位置決めステージ６は原点位置或いは前回のホストＰＣ１からの指示値に閉ループ位置決めされているので、ホストＰＣ１からの位置指令コマンドから計算される目標値（指示値）とリニアスケール８で検出した位置決めステージ６の現在位置（現在値）を元にＣＰＵ２にて制御サイクル（例えば１ｍｓ）ごとに操作量を演算する位置決め演算を実行している。   In the normal state, since the positioning stage 6 is closed-loop positioned at the origin position or the previous instruction value from the host PC 1, it is detected by the target value (instruction value) calculated from the position command command from the host PC 1 and the linear scale 8. Based on the current position (current value) of the positioning stage 6, the CPU 2 executes a positioning calculation for calculating an operation amount for each control cycle (for example, 1 ms).

位置決めステージ６を移動させるために、ホストＰＣ１に位置指令（指示値）を入力すると、入力された位置指令（指示値）は、双方向通信可能な通信手段としてのＲＳ２３２Ｃでクロスケーブルを使って位置決め装置内のＣＰＵ２に送信されるが位置決めコントローラ４内のＣＰＵ２は指示値に変化がある前から位置決めステージ６の現在位置（現在値）をリニアスケール８で求め、ホストＰＣ１からの指示値に基づき、ＰＩＤ演算などで操作量を算出するまでを１回の制御サイクルとして位置決めされている。   When a position command (instruction value) is input to the host PC 1 to move the positioning stage 6, the input position command (instruction value) is positioned using a cross cable with RS232C as a communication means capable of bidirectional communication. Although it is transmitted to the CPU 2 in the apparatus, the CPU 2 in the positioning controller 4 obtains the current position (current value) of the positioning stage 6 with the linear scale 8 before the indicated value changes, and based on the indicated value from the host PC 1, Positioning is performed as one control cycle until the operation amount is calculated by PID calculation or the like.

上述した１回の制御サイクルにおいてリニアスケール８で検出された位置決めステージ６の位置する現在値は次回制御サイクル時における前回値として使用するためにＣＰＵ２に内蔵されたＲＡＭに記憶される。ただし現在値を前回値として記憶するメモリに保存する内容には1回前の前回値の情報だけでなく、過去複数回の前回値を記憶しておいても良いし、前回値と現在値の判定において前回値を採用した回数（ノイズの影響が出た回数）や、前回値と現在値の差分などが含まれても良い。また、このメモリはＣＰＵ２に内蔵のＲＡＭを使っても良いし、別途外付けされていても良い。   The current value of the positioning stage 6 detected by the linear scale 8 in one control cycle described above is stored in the RAM incorporated in the CPU 2 for use as the previous value in the next control cycle. However, the content stored in the memory that stores the current value as the previous value may store not only the previous value information of the previous time, but also the previous values of the past multiple times, or the previous value and the current value. The number of times the previous value was adopted in the determination (the number of times the influence of noise has occurred), the difference between the previous value and the current value, or the like may be included. Further, this memory may be a RAM built in the CPU 2 or may be externally attached separately.

位置決めコントローラの電源を投入し、初期化が終了したあとで、通常の閉ループ位置決め制御が開始して、１回の制御サイクルごとに操作量を演算（位置決め演算）する際に使用する位置決めステージ６の現在位置（現在値）をリニアスケール８にて読み込む。次に今回の制御サイクルの１回前に相当する制御サイクルにおいてリニアスケール８が検出した位置決めステージ６の位置した値（前回値）をその情報が保存されているＲＡＭから読み込む。   After turning on the power of the positioning controller and completing the initialization, the normal closed-loop positioning control starts, and the positioning stage 6 used for calculating the operation amount (positioning calculation) for each control cycle. Read the current position (current value) with the linear scale 8. Next, the value (previous value) at which the positioning stage 6 is detected, which is detected by the linear scale 8 in the control cycle corresponding to one time before the current control cycle, is read from the RAM in which the information is stored.

そして最新の制御サイクルにおいてリニアスケール８が検出した位置決めステージ６の現在値とメモリから読み込んだ１回前の制御サイクルにおいてリニアスケール８が検出した位置決めステージ６の位置した前回値との差を算出する。ここで現在値と前回値との差がある一定の値以上の場合に異常と判断できるようにするため、本発明の一実施例としては、位置決めシステムの設定最高速度１０ｍｍ／ｓと制御サイクル１００ｕｓより計算される１制御サイクルで移動可能な距離１ｕｍから設定値を３ｕｍとして、ＣＰＵ２に内蔵のＲＡＭに記憶した。ＣＰＵ２は位置決めステージ６の現在値とメモリから読み込んだ１回前の制御サイクルにおいてリニアスケール８が検出した位置決めステージ６が位置した前回値との差を算出した後に、内蔵ＲＡＭから設定値である３ｕｍを読み込む。そして、位置決めステージ６の現在値と前回値との差が設定値である３ｕｍ以内の場合は現在値を元にリニアスケール８にて検出した現在値とホストＰＣ１からの指示値を元にＰＩＤ演算した操作量で位置決めステージ６を駆動制御する。   Then, the difference between the current value of the positioning stage 6 detected by the linear scale 8 in the latest control cycle and the previous value of the positioning stage 6 detected by the linear scale 8 in the previous control cycle read from the memory is calculated. . Here, in order to make it possible to determine that an abnormality occurs when the difference between the current value and the previous value is equal to or greater than a certain value, as an embodiment of the present invention, a positioning system set maximum speed of 10 mm / s and a control cycle of 100 us are used. The set value was set to 3 μm from the distance 1 μm that can be moved in one control cycle calculated from the above, and stored in the RAM built in the CPU 2. The CPU 2 calculates the difference between the current value of the positioning stage 6 and the previous value at which the positioning stage 6 detected by the linear scale 8 was read in the previous control cycle read from the memory, and then the set value of 3 μm from the built-in RAM. Is read. If the difference between the current value of the positioning stage 6 and the previous value is within 3 μm which is the set value, PID calculation is performed based on the current value detected by the linear scale 8 based on the current value and the instruction value from the host PC 1. The positioning stage 6 is driven and controlled with the operated amount.

それに対して位置決めステージ６の現在値と前回値との差が設定値である３ｕｍより大きい場合は現在値を破棄して前回値を現在の位置（現在値）として採用して位置決めステージ６の駆動制御を行う。このような操作を行うことで１回の制御サイクルにおいて位置が変化しないことになるが、機構の駆動応答性に比べて制御サイクルが十分に速いので問題となることは無い。
上述のように一連の制御が完了すると、新たな制御サイクルを実行することになるが、現在値を破棄して前回値を制御に採用した場合、メモリに保存する前回値は、これから実行する新たな制御サイクルの２回前の前回値になるが上述したように特に問題となることは無い。 On the other hand, if the difference between the current value of the positioning stage 6 and the previous value is larger than the set value of 3 μm, the current value is discarded and the previous value is adopted as the current position (current value) to drive the positioning stage 6. Take control. By performing such an operation, the position does not change in one control cycle, but there is no problem because the control cycle is sufficiently faster than the drive response of the mechanism.
When a series of controls are completed as described above, a new control cycle is executed. However, when the current value is discarded and the previous value is adopted for control, the previous value stored in the memory is the new value to be executed. Although it becomes the previous value two times before the control cycle, there is no particular problem as described above.

以上の様に最新の制御サイクルにおいてリニアスケール８が検出した位置決めステージ６の現在値とメモリから読み込んだ１回前の制御サイクルにおいてリニアスケール８が検出した位置決めステージ６が位置した前回値との差を算出して、その差が設定値より大きい場合に位置決めステージ６の位置を前回値に書き換えることで大きなノイズの影響により、例えばデジタル信号において不特定なビットで本来Ｌｏｗ信号であるべき信号がＨｉｇｈ信号、Ｈｉｇｈ信号であるべき信号がＬｏｗ信号に書き換わってしまう問題が発生しても、異常値を排除できることから、安定した位置決め制御が可能となる。   As described above, the difference between the current value of the positioning stage 6 detected by the linear scale 8 in the latest control cycle and the previous value of the positioning stage 6 detected by the linear scale 8 in the previous control cycle read from the memory. When the difference is larger than the set value, the position of the positioning stage 6 is rewritten to the previous value, so that a signal that should originally be a low signal with an unspecified bit in a digital signal, for example, is high. Even if a problem that a signal that should be a high signal is rewritten to a low signal occurs, an abnormal value can be eliminated, so that stable positioning control is possible.

１ ホストＰＣ
２ ＣＰＵ
３ Ｄ／Ａコンバータ
４ 位置決めコントローラ
５ ドライバ
６ 位置決めステージ
７ 超音波モータ
８ リニアスケール
９ 移動機構 1 Host PC
2 CPU
3 D / A converter 4 Positioning controller 5 Driver 6 Positioning stage 7 Ultrasonic motor 8 Linear scale 9 Moving mechanism

Claims (2)

ＣＰＵからの指示値をＤ／Ａコンバータにて変換した信号を超音波モータに印加して駆動することで位置決めステージを移動させて、位置センサが検出した移動後の位置決めステージの現在値をＣＰＵに送るフィードバック制御からなる位置決め装置において、最新の制御サイクルにて位置センサが検出した位置決めステージが位置する現在値と１回前の制御サイクルにて位置センサが検出した位置決めステージが位置した前回値との差が設定値以内の場合は位置決め演算に現在値を採用し、最新の制御サイクルにて位置センサが検出した位置決めステージが位置する現在値と１回前の制御サイクルにて位置センサが検出した位置決めステージが位置した前回値との差が設定値より大きい場合は位置決め演算に前回値を採用することを特徴とする位置決め装置。   The signal obtained by converting the instruction value from the CPU by the D / A converter is applied to the ultrasonic motor and driven to move the positioning stage, and the current value of the moved positioning stage detected by the position sensor is sent to the CPU. In the positioning device consisting of feedback control to be sent, the current value of the positioning stage detected by the position sensor in the latest control cycle and the previous value of the positioning stage detected by the position sensor in the previous control cycle If the difference is within the set value, the current value is used for the positioning calculation, and the current value at which the positioning stage is detected by the position sensor in the latest control cycle and the positioning value detected by the position sensor in the previous control cycle. If the difference from the previous value at which the stage is located is greater than the set value, the previous value is used for positioning calculation. That the positioning device. 前記設定値は位置決め装置の最高速度を元に１回の制御サイクルで許容される偏差を設定することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。   The positioning device according to claim 1, wherein the set value sets a deviation allowed in one control cycle based on a maximum speed of the positioning device.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003288122A (en) * 2002-03-28 2003-10-10 Kyocera Corp Guide device using ultrasonic motor as drive source for moving body
JP2003288121A (en) * 2002-03-28 2003-10-10 Taiheiyo Cement Corp Positioning control method for fine-movement stage device using piezoelectric actuator, and control device
JP2004270783A (en) * 2003-03-07 2004-09-30 Honda Motor Co Ltd Actuator drive controller of active type vibration-proof supporting device
JP2009199649A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Nidec Sankyo Corp Magnetic card reader

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003288122A (en) * 2002-03-28 2003-10-10 Kyocera Corp Guide device using ultrasonic motor as drive source for moving body
JP2003288121A (en) * 2002-03-28 2003-10-10 Taiheiyo Cement Corp Positioning control method for fine-movement stage device using piezoelectric actuator, and control device
JP2004270783A (en) * 2003-03-07 2004-09-30 Honda Motor Co Ltd Actuator drive controller of active type vibration-proof supporting device
JP2009199649A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Nidec Sankyo Corp Magnetic card reader

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