JPH0664481B2 - Ｘｙステ−ジ制御装置 - Google Patents
Ｘｙステ−ジ制御装置Info
- Publication number
- JPH0664481B2 JPH0664481B2 JP60267735A JP26773585A JPH0664481B2 JP H0664481 B2 JPH0664481 B2 JP H0664481B2 JP 60267735 A JP60267735 A JP 60267735A JP 26773585 A JP26773585 A JP 26773585A JP H0664481 B2 JPH0664481 B2 JP H0664481B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- notch
- frequency
- control device
- notch filter
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜発明の技術分野＞ この発明は、精密工作機、精密測定機、半導体製造装置
等に用いられるXYステージに関連し、殊にこの発明は、
移動ステージをテーブル上の目標位置へ移動させ且つ位
置決めするためのXYステージ制御装置に関する。
等に用いられるXYステージに関連し、殊にこの発明は、
移動ステージをテーブル上の目標位置へ移動させ且つ位
置決めするためのXYステージ制御装置に関する。
＜発明の概要＞ この発明のXYステージ制御装置では、移動ステージの共
振運動のゲインを吸収するためのノッチフィルタのノッ
チ周波数を、ステージ位置に応じて自動的に可変設定す
るように構成してあり、これによりXYステージの制御性
能と、その安定性とを向上している。
振運動のゲインを吸収するためのノッチフィルタのノッ
チ周波数を、ステージ位置に応じて自動的に可変設定す
るように構成してあり、これによりXYステージの制御性
能と、その安定性とを向上している。
＜発明の背景＞ 従来、この種XYステージは、第４図に示す如く、水平な
テーブル21上に、縦横交叉する可動ガイド22,23と、そ
の交叉点に移動ステージ24とが配備されたものである。
各可動ガイド22,23および移動ステージ24は、空気軸受2
5,26,27によって浮上状態で非接触支持されており、そ
れぞれ軸受にはエアチューブ（図示せず）を介して圧縮
空気が送り込まれる。前記移動ステージ24は、可動ガイ
ド22,23の移行によりテーブル１上の軸受案内面に案内
されて移動するが、この軸受案内面の平面形状がばらつ
いたり、或いはステージ位置によって推力が変動する
と、ステージの移動時に、ヨーイング，ピッチング等の
XY直交成分外の回転運動モードを持つ。これらはXYステ
ージの動特性において、共振モードとして表れる不可制
御モードであるため、従来のXYステージ制御装置におい
ては、第５図に示す如く、その共振モードに応じたノッ
チ周波数のノッチフィルタ（狭帯域フィルタ）28を出力
段に用いて、前記共振モードの影響を低減している。な
お第５図の構成は、後述する第１図のものとかなりの部
分が一致しており、ここでは対応する構成要素に同一符
号を付して、その説明を省略する。
テーブル21上に、縦横交叉する可動ガイド22,23と、そ
の交叉点に移動ステージ24とが配備されたものである。
各可動ガイド22,23および移動ステージ24は、空気軸受2
5,26,27によって浮上状態で非接触支持されており、そ
れぞれ軸受にはエアチューブ（図示せず）を介して圧縮
空気が送り込まれる。前記移動ステージ24は、可動ガイ
ド22,23の移行によりテーブル１上の軸受案内面に案内
されて移動するが、この軸受案内面の平面形状がばらつ
いたり、或いはステージ位置によって推力が変動する
と、ステージの移動時に、ヨーイング，ピッチング等の
XY直交成分外の回転運動モードを持つ。これらはXYステ
ージの動特性において、共振モードとして表れる不可制
御モードであるため、従来のXYステージ制御装置におい
ては、第５図に示す如く、その共振モードに応じたノッ
チ周波数のノッチフィルタ（狭帯域フィルタ）28を出力
段に用いて、前記共振モードの影響を低減している。な
お第５図の構成は、後述する第１図のものとかなりの部
分が一致しており、ここでは対応する構成要素に同一符
号を付して、その説明を省略する。
ところが前記共振モードの共振周波数は、テーブル21上
における移動ステージ24の位置に応じてばらつくため、
前記ノッチ周波数と一致しない場合が生じ、この周波数
のズレで、XYステージはその外乱共振モードにより発振
してしまうという問題があった。
における移動ステージ24の位置に応じてばらつくため、
前記ノッチ周波数と一致しない場合が生じ、この周波数
のズレで、XYステージはその外乱共振モードにより発振
してしまうという問題があった。
＜発明の目的＞ この発明は、上記問題を解消するためのものであって、
ノッチフィルタのノッチ周波数を可変にして、ノッチ周
波数とヨーイングやピッチングの共振周波数とを常に一
致させることにより、XYステージの制御性能と、その安
定性を向上させたXYステージ制御装置を提供することを
目的とする。
ノッチフィルタのノッチ周波数を可変にして、ノッチ周
波数とヨーイングやピッチングの共振周波数とを常に一
致させることにより、XYステージの制御性能と、その安
定性を向上させたXYステージ制御装置を提供することを
目的とする。
＜発明の構成および効果＞ 上記目的を達成するため、この発明のXYステージ制御装
置では、移動ステージの共振運動のゲインを吸収するた
めのノッチ周波数が可変設定可能な可変ノッチフィルタ
と、テーブル上における移動ステージの位置情報を入力
して前記ノッチフィルタのノッチ周波数を切り換える切
換信号を出力するための切換手段とを具備させることに
した。
置では、移動ステージの共振運動のゲインを吸収するた
めのノッチ周波数が可変設定可能な可変ノッチフィルタ
と、テーブル上における移動ステージの位置情報を入力
して前記ノッチフィルタのノッチ周波数を切り換える切
換信号を出力するための切換手段とを具備させることに
した。
この発明の構成によれば、ヨーイングやピッチングの共
振周波数がテーブル上における移動ステージの位置に応
じてばらついても、この共振周波数とノッチフィルタの
ノッチ周波数とが常に一致させることができるため、ノ
ッチフィルタの制御効果がステージの全範囲にわたり一
様に得られ、これにより共振のない安定した移動ステー
ジの制御を全可動範囲にわたり実現できる。また、移動
ステージの共振が防止されるので、制御のゲインを最大
限に上げることが可能となり、制御性能の向上をはかる
ことができる等、発明目的を達成した顕著な効果を奏す
る。
振周波数がテーブル上における移動ステージの位置に応
じてばらついても、この共振周波数とノッチフィルタの
ノッチ周波数とが常に一致させることができるため、ノ
ッチフィルタの制御効果がステージの全範囲にわたり一
様に得られ、これにより共振のない安定した移動ステー
ジの制御を全可動範囲にわたり実現できる。また、移動
ステージの共振が防止されるので、制御のゲインを最大
限に上げることが可能となり、制御性能の向上をはかる
ことができる等、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１図は、この発明にかかるXYステージ制御装置の一構
成例を示す。
成例を示す。
図示例において、XYステージ１はリニアモータ等のモー
タ２で駆動されるものであって、このXYステージ１の制
御装置は、XYステージ１の現在位置データXRをフィード
バックする位置フィードバックループ３と、XYステージ
１の現在速度データVRをフィードバックする速度フィー
ドバックループ４とを含んでいる。前記位置フィードバ
ックループ３においては、目標位置データX0と現在位置
データXRとの偏差ΔＸ（これを「位置偏差データ」とい
う）が求められ、この位置偏差データΔＸがゼロになる
よう、XYステージ１の目標位置への位置決め制御が行わ
れる。前記位置偏差データΔＸは、定常位置偏差をゼロ
にするため、積分器５で積分された後、つぎのブロック
６で位置フィードバックループ３の制御特性向上のため
の補償を与え、さらにつぎのブロック７でゲインKAを与
えている。
タ２で駆動されるものであって、このXYステージ１の制
御装置は、XYステージ１の現在位置データXRをフィード
バックする位置フィードバックループ３と、XYステージ
１の現在速度データVRをフィードバックする速度フィー
ドバックループ４とを含んでいる。前記位置フィードバ
ックループ３においては、目標位置データX0と現在位置
データXRとの偏差ΔＸ（これを「位置偏差データ」とい
う）が求められ、この位置偏差データΔＸがゼロになる
よう、XYステージ１の目標位置への位置決め制御が行わ
れる。前記位置偏差データΔＸは、定常位置偏差をゼロ
にするため、積分器５で積分された後、つぎのブロック
６で位置フィードバックループ３の制御特性向上のため
の補償を与え、さらにつぎのブロック７でゲインKAを与
えている。
前記速度フィードバックループ４は、XYステージ１の制
御系にダンピング要素を与えるためのもので、ブロック
８で速度フィードバックループ４の制御特性改善のため
の補償を与え、さらにつぎのブロック９でゲインKBを与
えた後、つぎの可変ノッチフィルタ10でXYステージ１の
共振運動のゲインを吸収するよう構成してある。可変ノ
ッチフィルタ10は、XYステージ１の位置に応じてそのノ
ッチ周波数が切換設定されるもので、前記XYステージ１
の現在位置XRをアドレスデータとしてROM（Read Only M
emory）11に与えることにより、このROM11から前記ノッ
チ周波数を切り換えるための信号（以下、「切換信号」
という）を出力させている。なお図中、ブロック12は現
在速度VRより現在位置XRを算出するためのブロックであ
って、ｓはラプラス演算子を示す。
御系にダンピング要素を与えるためのもので、ブロック
８で速度フィードバックループ４の制御特性改善のため
の補償を与え、さらにつぎのブロック９でゲインKBを与
えた後、つぎの可変ノッチフィルタ10でXYステージ１の
共振運動のゲインを吸収するよう構成してある。可変ノ
ッチフィルタ10は、XYステージ１の位置に応じてそのノ
ッチ周波数が切換設定されるもので、前記XYステージ１
の現在位置XRをアドレスデータとしてROM（Read Only M
emory）11に与えることにより、このROM11から前記ノッ
チ周波数を切り換えるための信号（以下、「切換信号」
という）を出力させている。なお図中、ブロック12は現
在速度VRより現在位置XRを算出するためのブロックであ
って、ｓはラプラス演算子を示す。
第２図は、XYステージ１におけるテーブル13上に複数の
地点（図中、１〜25で示す）を設定した状態を示してお
り、これら各地点でのXYステージ１の周波数特性を予め
測定して、各地点に応じた可変ノッチフィルタ10のノッ
チ周波数を求めた後、前記ROM11の各地点に対応するア
ドレス領域に、それぞれのノッチ周波数を設定するため
の切換信号生成用のデータを格納するものである。
地点（図中、１〜25で示す）を設定した状態を示してお
り、これら各地点でのXYステージ１の周波数特性を予め
測定して、各地点に応じた可変ノッチフィルタ10のノッ
チ周波数を求めた後、前記ROM11の各地点に対応するア
ドレス領域に、それぞれのノッチ周波数を設定するため
の切換信号生成用のデータを格納するものである。
第３図は、前記ROM11および可変ノッチフィルタ10（第
１図中、破線14で示す部分）の具体回路例を示してい
る。図示例の可変ノッチフィルタ10は、２個のオペアン
プ15,16と、各地点のノッチ周波数を生成するための複
数のコンデンサC1〜C3および抵抗R1〜R6と、抵抗R1〜R4
を適宜組み合わせて所定の合成抵抗R0を生成するための
アナログスイッチS1〜S4とを含んでいる。この可変ノッ
チフィルタ10のノッチ周波数fNは、つぎの式で与えら
れるもので、従って前記アナログスイッチS1〜S4をオ
ン、オフすることによって、ノッチ周波数fNが変化し
て、所定の値が得られるものである。
１図中、破線14で示す部分）の具体回路例を示してい
る。図示例の可変ノッチフィルタ10は、２個のオペアン
プ15,16と、各地点のノッチ周波数を生成するための複
数のコンデンサC1〜C3および抵抗R1〜R6と、抵抗R1〜R4
を適宜組み合わせて所定の合成抵抗R0を生成するための
アナログスイッチS1〜S4とを含んでいる。この可変ノッ
チフィルタ10のノッチ周波数fNは、つぎの式で与えら
れるもので、従って前記アナログスイッチS1〜S4をオ
ン、オフすることによって、ノッチ周波数fNが変化し
て、所定の値が得られるものである。
なお、第３図中、INは入力端子、OUTは出力端子であ
る。
る。
しかしてXYステージ１の現在位置XRがアドレスデータと
してROM11の入力A0〜A7に与えられると、ROM11からは現
在位置XRに応じた４ビット構成（D0〜D3）の切換信号が
出力され、アナログスイッチS1〜S4がオン、オフ動作せ
られる。これにより抵抗R1〜R4のいずれかが直列接続さ
れて所定の合成抵抗R0が生成され、抵抗R0,R6およびコ
ンデンサC1,C2,C3の各値によりXYステージ１の現在位置
に応じたノッチ周波数fNをもつノッチフィルタが形成さ
れるものである。
してROM11の入力A0〜A7に与えられると、ROM11からは現
在位置XRに応じた４ビット構成（D0〜D3）の切換信号が
出力され、アナログスイッチS1〜S4がオン、オフ動作せ
られる。これにより抵抗R1〜R4のいずれかが直列接続さ
れて所定の合成抵抗R0が生成され、抵抗R0,R6およびコ
ンデンサC1,C2,C3の各値によりXYステージ１の現在位置
に応じたノッチ周波数fNをもつノッチフィルタが形成さ
れるものである。
第１図はこの発明にかかるXYステージ制御装置の一実施
例を示すブロック図、第２図はXYステージにおけるノッ
チ周波数の設定位置を説明するための図、第３図はノッ
チフィルタの具体回路例を示す電気配線図、第４図は従
来のXYステージの外観を示す斜面図、第５図は従来のXY
ステージ制御装置のブロック図である。 １……XYステージ 10……可変ノッチフィルタ 11……ROM
例を示すブロック図、第２図はXYステージにおけるノッ
チ周波数の設定位置を説明するための図、第３図はノッ
チフィルタの具体回路例を示す電気配線図、第４図は従
来のXYステージの外観を示す斜面図、第５図は従来のXY
ステージ制御装置のブロック図である。 １……XYステージ 10……可変ノッチフィルタ 11……ROM
Claims (3)
- 【請求項１】テーブル上に縦横交叉する可動ガイドおよ
び、その交叉点に移動ステージがそれぞれ配備されたXY
ステージの制御装置であって、 前記移動ステージの共振運動のゲインを吸収するための
ノッチ周波数が可変設定可能な可変ノッチフィルタと、 テーブル上における移動ステージの位置情報を入力して
前記ノッチフィルタのノッチ周波数を切り換える切換信
号を出力するための切換手段とを含んで成るXYステージ
制御装置。 - 【請求項２】前記ノッチフィルタは、ノッチ周波数を決
定するための複数の抵抗と、これら抵抗の組み合わせを
変更してノッチ周波数を切り換えるためのアナログスイ
ッチとを含んで成る特許請求の範囲第１項記載のXYステ
ージ制御装置。 - 【請求項３】前記切換手段は、テーブル上における移動
ステージの現在位置をアドレスデータとして入力して前
記切換信号を出力するROMである特許請求の範囲第１項
記載のXYステージ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267735A JPH0664481B2 (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Ｘｙステ−ジ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267735A JPH0664481B2 (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Ｘｙステ−ジ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62126402A JPS62126402A (ja) | 1987-06-08 |
| JPH0664481B2 true JPH0664481B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=17448844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60267735A Expired - Lifetime JPH0664481B2 (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Ｘｙステ−ジ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664481B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07117855B2 (ja) * | 1987-05-06 | 1995-12-18 | 株式会社日立製作所 | 移動体の位置決め制御方法 |
| JPH0820905B2 (ja) * | 1988-03-10 | 1996-03-04 | 富士通株式会社 | サーボ位置決め装置 |
| JP4683255B2 (ja) * | 2001-08-20 | 2011-05-18 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置の周波数特性演算装置 |
| JP4415631B2 (ja) * | 2003-10-02 | 2010-02-17 | 株式会社安川電機 | 制御装置 |
| JP2006285893A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 振動抑制方法 |
| JP4622683B2 (ja) * | 2005-06-01 | 2011-02-02 | 株式会社ジェイテクト | 加工機 |
| JP5302639B2 (ja) * | 2008-11-21 | 2013-10-02 | 三菱重工業株式会社 | サーボ制御装置 |
| JP2010259124A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Hitachi High-Technologies Corp | アクチュエータ駆動装置 |
| JP7045237B2 (ja) * | 2018-03-29 | 2022-03-31 | 住友重機械工業株式会社 | エアステージ装置、サーボ装置 |
| JP7000373B2 (ja) | 2019-04-15 | 2022-01-19 | ファナック株式会社 | 機械学習装置、制御装置及び機械学習方法 |
-
1985
- 1985-11-27 JP JP60267735A patent/JPH0664481B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62126402A (ja) | 1987-06-08 |
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