JPH06210555A - 移動ステージの変位量計測装置 - Google Patents
移動ステージの変位量計測装置Info
- Publication number
- JPH06210555A JPH06210555A JP629293A JP629293A JPH06210555A JP H06210555 A JPH06210555 A JP H06210555A JP 629293 A JP629293 A JP 629293A JP 629293 A JP629293 A JP 629293A JP H06210555 A JPH06210555 A JP H06210555A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measuring device
- linear scale
- slide body
- guide body
- displacement
- 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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Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】振動，衝撃などの外乱に起因する測定誤差の発
生を抑えた信頼性の高い移動ステージの変位量計測装置
を提供する。 【構成】固定側の直線状ガイド体２と、該ガイド体に沿
って非接触式に移動するスライド体３とからなる位置決
め用の移動ステージ１に対し、前記ガイド体の表面にス
ライド体の移動方向と格子配列が一致するリニアスケー
ル４をパターン形成するとともに、該リニアスケールに
対向して検出ヘッド５をスライド体に搭載して計測装置
を構成する。かかる構成により、検出ヘッドはスライド
体と常に一体的に移動してリニアスケールを走査するの
で、スライド体とガイド体の相対変位量を高精度で計測
することができる。
生を抑えた信頼性の高い移動ステージの変位量計測装置
を提供する。 【構成】固定側の直線状ガイド体２と、該ガイド体に沿
って非接触式に移動するスライド体３とからなる位置決
め用の移動ステージ１に対し、前記ガイド体の表面にス
ライド体の移動方向と格子配列が一致するリニアスケー
ル４をパターン形成するとともに、該リニアスケールに
対向して検出ヘッド５をスライド体に搭載して計測装置
を構成する。かかる構成により、検出ヘッドはスライド
体と常に一体的に移動してリニアスケールを走査するの
で、スライド体とガイド体の相対変位量を高精度で計測
することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置，精密
工作機械などのＸ−Ｙテーブルなどに適用する位置決め
用移動ステージの変位量計測装置に関する。
工作機械などのＸ−Ｙテーブルなどに適用する位置決め
用移動ステージの変位量計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】頭記の位置決め用移動ステージは、固定
側の直線状ガイド体と、ガイド体に沿い空気圧などによ
り浮上させて非接触式に移動するスライド体とから構成
されたものであり、ガイド体をスライド体に対し精密に
位置決め制御するために、移動ステージの駆動系に対す
る位置センサとして、サブミクロンオーダでガイド体の
変位量を検出する変位計測装置を組合わせてサーボシス
テムを構成し、変位計測装置の出力信号を基にスライド
体を所望位置に移動制御するようにしている。
側の直線状ガイド体と、ガイド体に沿い空気圧などによ
り浮上させて非接触式に移動するスライド体とから構成
されたものであり、ガイド体をスライド体に対し精密に
位置決め制御するために、移動ステージの駆動系に対す
る位置センサとして、サブミクロンオーダでガイド体の
変位量を検出する変位計測装置を組合わせてサーボシス
テムを構成し、変位計測装置の出力信号を基にスライド
体を所望位置に移動制御するようにしている。
【０００３】一方、かかる移動ステージの変位量計測装
置として、従来よりリニアエンコーダが知られており、
その具体的な構成例としてスライド体の側面に配列がス
ライド体の移動方向と一致する光学的な回析格子をパタ
ーン形成するとともに、この回析格子に対向して固定側
に投光素子，受光素子の組合わせからなる光電式検出ヘ
ッドを独立的に設置してスライド体の変位量を測定する
ようにした計測測装置が例えば特開平２−２３１５０３
号公報で知られている。
置として、従来よりリニアエンコーダが知られており、
その具体的な構成例としてスライド体の側面に配列がス
ライド体の移動方向と一致する光学的な回析格子をパタ
ーン形成するとともに、この回析格子に対向して固定側
に投光素子，受光素子の組合わせからなる光電式検出ヘ
ッドを独立的に設置してスライド体の変位量を測定する
ようにした計測測装置が例えば特開平２−２３１５０３
号公報で知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の計測装置では、検出ヘッドがガイド体とスライド体
からなる移動スライド機構とは独立して対向配備されて
おり、検出ヘッドとスライド体との相対位置を検出する
ことでガイド体に対するスライド体の位置を間接的に計
測するようにしている。そのために、移動ステージに対
する相対的な検出ヘッドの取付け位置が振動，衝撃など
の外乱により初期設定した基準位置からずれるおそれが
あり、しかもこのようなずれの発生を放置したままスラ
イド体の変位測定を続行すると測定誤差が累積されて移
動ステージの位置決め制御に重大な支障を来すようにな
る。
来の計測装置では、検出ヘッドがガイド体とスライド体
からなる移動スライド機構とは独立して対向配備されて
おり、検出ヘッドとスライド体との相対位置を検出する
ことでガイド体に対するスライド体の位置を間接的に計
測するようにしている。そのために、移動ステージに対
する相対的な検出ヘッドの取付け位置が振動，衝撃など
の外乱により初期設定した基準位置からずれるおそれが
あり、しかもこのようなずれの発生を放置したままスラ
イド体の変位測定を続行すると測定誤差が累積されて移
動ステージの位置決め制御に重大な支障を来すようにな
る。
【０００５】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、振動，衝撃など
の外乱に起因する測定誤差の発生を抑えた信頼性の高い
移動ステージの変位量計測装置を提供することにある。
であり、その目的は前記課題を解決し、振動，衝撃など
の外乱に起因する測定誤差の発生を抑えた信頼性の高い
移動ステージの変位量計測装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の変位量計測装置は、直線状のガイド体と、
該ガイド体に沿って非接触式に移動するスライド体とか
らなる位置決め用の移動ステージに対し、前記ガイド体
の表面にスライド体の移動方向と格子配列が一致するリ
ニアスケールを形成するとともに、該リニアスケールに
対向して検出部をスライド体に搭載して構成するものと
する。
に、本発明の変位量計測装置は、直線状のガイド体と、
該ガイド体に沿って非接触式に移動するスライド体とか
らなる位置決め用の移動ステージに対し、前記ガイド体
の表面にスライド体の移動方向と格子配列が一致するリ
ニアスケールを形成するとともに、該リニアスケールに
対向して検出部をスライド体に搭載して構成するものと
する。
【０００７】また、前記構成の実施態様として、リニア
スケールを光学的な回折格子、検出部を光源と受光素子
からなる光電式検出ヘッドとした構成、あるいはリニア
スケールを磁気スケール、検出部を磁気式検出ヘッドと
した構成がある。
スケールを光学的な回折格子、検出部を光源と受光素子
からなる光電式検出ヘッドとした構成、あるいはリニア
スケールを磁気スケール、検出部を磁気式検出ヘッドと
した構成がある。
【０００８】
【作用】前記の構成で、スライド体がガイド体に沿って
移動すると、スライド体と一緒に移動する検出部がガイ
ド体の表面に形成したリニアスケールを走査してガイド
体とスライド体との相対変位を検出する。しかも、検出
部はスライド体自身に組み込まれて常にスライド体と一
体に移動するので、振動，衝撃などの外乱影響による測
定誤差の発生も殆どなく、精度の高い変位測定が行え
る。
移動すると、スライド体と一緒に移動する検出部がガイ
ド体の表面に形成したリニアスケールを走査してガイド
体とスライド体との相対変位を検出する。しかも、検出
部はスライド体自身に組み込まれて常にスライド体と一
体に移動するので、振動，衝撃などの外乱影響による測
定誤差の発生も殆どなく、精度の高い変位測定が行え
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 実施例１：図１，図２は光電式エンコーダの実施例を示
すものである。図において、１はガイド体２とスライド
体３との組合わせからなる移動ステージであり、スライ
ド体３はガイド体２に対して空気圧などにより非接触式
に浮上して矢印Ｐ方向に移動する。ここで、ガイド体２
の側面にはスライド体３の移動方向Ｐに回折格子の配列
を一致させて形成した光学的なリニアスケール４が形成
されており、さらにリニアスケール４に対向してスライ
ド体３の側面には光電式の検出ヘッド５が搭載装備され
ている。
する。 実施例１：図１，図２は光電式エンコーダの実施例を示
すものである。図において、１はガイド体２とスライド
体３との組合わせからなる移動ステージであり、スライ
ド体３はガイド体２に対して空気圧などにより非接触式
に浮上して矢印Ｐ方向に移動する。ここで、ガイド体２
の側面にはスライド体３の移動方向Ｐに回折格子の配列
を一致させて形成した光学的なリニアスケール４が形成
されており、さらにリニアスケール４に対向してスライ
ド体３の側面には光電式の検出ヘッド５が搭載装備され
ている。
【００１０】ここで、図２で示すように、リニアスケー
ル４はガイド体２の側面に形成した深さ１００μｍ程度
の溝内に微小ピッチの目盛線が蒸着によりパターン形成
されている。一方、検出ヘッド５は、リニアスケール４
に向けて可干渉光束を照射する発光素子６とリニアスケ
ールからの回折光を受光する受光素子７をケース８に内
蔵して構成されており、かつスライド体３の側面に開口
した取付窓３ａにケース８を対面を臨ませ、調整ばね
９，取付ねじ１０を介してリニアスケール４と平行姿勢
に固定支持されている。
ル４はガイド体２の側面に形成した深さ１００μｍ程度
の溝内に微小ピッチの目盛線が蒸着によりパターン形成
されている。一方、検出ヘッド５は、リニアスケール４
に向けて可干渉光束を照射する発光素子６とリニアスケ
ールからの回折光を受光する受光素子７をケース８に内
蔵して構成されており、かつスライド体３の側面に開口
した取付窓３ａにケース８を対面を臨ませ、調整ばね
９，取付ねじ１０を介してリニアスケール４と平行姿勢
に固定支持されている。
【００１１】かかる構成で、スライド体３がガイド体２
に沿って移動すると、スライド体３に搭載した検出ヘッ
ド５がスライド体と一体に移動し、ガイド体２に形成し
たリニアスケール４を検出ヘッド５が光学式に走査して
スライド体３の変位量を測定する。なお、かかる光電式
エンコーダの動作原理は頭記した特開平２−２３１５０
３号公報に開示されており、ここではその説明を省略す
る。
に沿って移動すると、スライド体３に搭載した検出ヘッ
ド５がスライド体と一体に移動し、ガイド体２に形成し
たリニアスケール４を検出ヘッド５が光学式に走査して
スライド体３の変位量を測定する。なお、かかる光電式
エンコーダの動作原理は頭記した特開平２−２３１５０
３号公報に開示されており、ここではその説明を省略す
る。
【００１２】図３は前記実施例の応用例であり、リニア
スケール４の回折格子はガイド体２の平坦な側面に直接
蒸着してパターン形成されている。 実施例２：図４は磁気式エンコーダの実施例を示すもの
であり、ガイド体２の側面にはガイド体３の移動方向Ｐ
に合わせて、Ｎ極，Ｓ極が微小ピッチで交互に並ぶ磁気
スケール１１を布設してリニアスケールを構成してい
る。一方、磁気スケール１１に対向してスライド体３に
搭載した検出ヘッド５には、磁気スケール１１の磁極ピ
ッチλに対して (ｎ＋1/4)λ（電気位相角９０゜）だけ
ピッチをずらして一対の磁気ヘッド１２が配置されてお
り、前記の磁気スケール１１と併せて磁気式エンコーダ
を構成している。なお、１３は磁気ヘッド１２の励磁コ
イル、１４は出力側の信号コイルである。
スケール４の回折格子はガイド体２の平坦な側面に直接
蒸着してパターン形成されている。 実施例２：図４は磁気式エンコーダの実施例を示すもの
であり、ガイド体２の側面にはガイド体３の移動方向Ｐ
に合わせて、Ｎ極，Ｓ極が微小ピッチで交互に並ぶ磁気
スケール１１を布設してリニアスケールを構成してい
る。一方、磁気スケール１１に対向してスライド体３に
搭載した検出ヘッド５には、磁気スケール１１の磁極ピ
ッチλに対して (ｎ＋1/4)λ（電気位相角９０゜）だけ
ピッチをずらして一対の磁気ヘッド１２が配置されてお
り、前記の磁気スケール１１と併せて磁気式エンコーダ
を構成している。なお、１３は磁気ヘッド１２の励磁コ
イル、１４は出力側の信号コイルである。
【００１３】かかる構成で、ガイド体２に沿ってスライ
ド体３が移動すると、磁気ヘッド５がスライド体３と一
体に移動する。これにより、検出ヘッド５に内蔵した磁
気ヘッド１２がガイド体側に敷設した磁気スケール１１
を走査し、信号コイル１４の出力信号からガイド体の変
位量が計測される。なお、かかる磁気式エンコーダの動
作原理は周知でありここではその説明を省略する。
ド体３が移動すると、磁気ヘッド５がスライド体３と一
体に移動する。これにより、検出ヘッド５に内蔵した磁
気ヘッド１２がガイド体側に敷設した磁気スケール１１
を走査し、信号コイル１４の出力信号からガイド体の変
位量が計測される。なお、かかる磁気式エンコーダの動
作原理は周知でありここではその説明を省略する。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように本発明の構成によれ
ば、リニアスケールを固定側のガイド体に形成し、該リ
ニアスケールを走査する検出部をスライド体に搭載した
ことにより、スライド体と検出部とが常に一体に移動す
ることになる。これにより、振動，衝撃などの外乱によ
って検出部のずれ，および検出部のずれに起因する測定
誤差の発生が殆どなく、移動ステージの変位を高精度で
計測することができる。
ば、リニアスケールを固定側のガイド体に形成し、該リ
ニアスケールを走査する検出部をスライド体に搭載した
ことにより、スライド体と検出部とが常に一体に移動す
ることになる。これにより、振動，衝撃などの外乱によ
って検出部のずれ，および検出部のずれに起因する測定
誤差の発生が殆どなく、移動ステージの変位を高精度で
計測することができる。
【図１】本発明の実施例１に対応する変位計測装置を組
み込んだ移動ステージ全体の構成斜視図
み込んだ移動ステージ全体の構成斜視図
【図２】図１における変位計測装置の断面図
【図３】図２の応用実施例を示す変位計測装置の構成断
面図
面図
【図４】本発明の実施例２に対応する変位計測装置を模
式的に表した構成図
式的に表した構成図
１ 移動ステージ ２ ガイド体 ３ スライド体 ４ リニアスケール ５ 検出ヘッド ６ 発光素子 ７ 受光素子 １１ 磁気スケール １２ 磁気ヘッド
Claims (3)
- 【請求項１】固定側の直線状ガイド体と、該ガイド体に
沿って非接触式に移動するスライド体とからなる位置決
め用の移動ステージに対し、前記ガイド体の表面にスラ
イド体の移動方向と格子配列が一致するリニアスケール
を形成するとともに、該リニアスケールに対向して検出
部をスライド体に搭載したことを特徴とする移動ステー
ジの変位量計測装置。 - 【請求項２】請求項１記載の変位量計測装置において、
リニアスケールが光学的な回折格子、検出部が光源と受
光素子を組合わせた光電式検出ヘッドであることを特徴
とする移動ステージの変位量計測装置。 - 【請求項３】請求項１記載の変位量計測装置において、
リニアスケールがＮＳ磁極を交互に配列した磁気スケー
ル、検出部がピッチをずらして並ぶ一対の磁気ヘッドを
組合わせた磁気式検出ヘッドであることを特徴とする移
動ステージの変位量計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP629293A JPH06210555A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 移動ステージの変位量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP629293A JPH06210555A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 移動ステージの変位量計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06210555A true JPH06210555A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=11634312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP629293A Pending JPH06210555A (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | 移動ステージの変位量計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06210555A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160135338A (ko) * | 2014-04-25 | 2016-11-25 | 메카트로닉스 아게 | 객체의 파지, 위치 결정 및/또는 이동 장치 |
| CN108857579A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-11-23 | 佛山市信智宇科技服务有限公司 | 一种开齿装置 |
| CN111002105A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-14 | 苏州东昱精机有限公司 | 一种加工中心测距光学尺 |
-
1993
- 1993-01-19 JP JP629293A patent/JPH06210555A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160135338A (ko) * | 2014-04-25 | 2016-11-25 | 메카트로닉스 아게 | 객체의 파지, 위치 결정 및/또는 이동 장치 |
| JP2017514446A (ja) * | 2014-04-25 | 2017-06-01 | メカトロニクス・アクチェンゲゼルシャフトＭｅｃａｔｒｏｎｉｘ ＡＧ | 物体を保持、位置決めおよび／または移動させるための装置 |
| CN108857579A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-11-23 | 佛山市信智宇科技服务有限公司 | 一种开齿装置 |
| CN111002105A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-14 | 苏州东昱精机有限公司 | 一种加工中心测距光学尺 |
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