JPS6349904A - 位置決め制御装置 - Google Patents
位置決め制御装置Info
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- JPS6349904A JPS6349904A JP61192808A JP19280886A JPS6349904A JP S6349904 A JPS6349904 A JP S6349904A JP 61192808 A JP61192808 A JP 61192808A JP 19280886 A JP19280886 A JP 19280886A JP S6349904 A JPS6349904 A JP S6349904A
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Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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】
［産業上の利用分野］
本発明は、ステップアンドリピート型露光装置やＩＣボ
ンダ等の半導体製造装置、または産業用ロボットおよび
ＮＣ工作機械等に用いる可動体の位置決め制御装置に関
するものである。
ンダ等の半導体製造装置、または産業用ロボットおよび
ＮＣ工作機械等に用いる可動体の位置決め制御装置に関
するものである。
［従来の技術］
従来、上述のような位置決め制御装置の制御回路として
は、例えば第３図に示されるものが使用されていた。同
図の回路では、目標位置設定器１からの目標位置データ
とカウンタ８からの現在位置データとが差分器２におい
て減算され偏差値データが求められる。この偏差値デー
タがＤＡ変換器３に入力され、アナログ偏差信号に変換
された後、ドライバアンプ４を介してモータ５に入力さ
れて可動体６の駆動が行なわれる。そして位置検出器７
およびカウンタ８によって可動体６の現在位置が検出さ
れ差分器２にフィードバックされる。
は、例えば第３図に示されるものが使用されていた。同
図の回路では、目標位置設定器１からの目標位置データ
とカウンタ８からの現在位置データとが差分器２におい
て減算され偏差値データが求められる。この偏差値デー
タがＤＡ変換器３に入力され、アナログ偏差信号に変換
された後、ドライバアンプ４を介してモータ５に入力さ
れて可動体６の駆動が行なわれる。そして位置検出器７
およびカウンタ８によって可動体６の現在位置が検出さ
れ差分器２にフィードバックされる。
このような制御回路における位置偏差と駆動出力との関
係は、例えば第４図に示されるように直線的であるのに
対し、前記位置決め制御装置の制御対象には、可動体の
もつ不感帯や、ロボット等の垂直方向の回転系における
重力の作用等種々の非線形要素が存在する。このため第
４図のような直線的な入出力特性を有する制御系では、
位置決め精度を上げたり、また位置決め時間を短くする
ことは不可能であった。
係は、例えば第４図に示されるように直線的であるのに
対し、前記位置決め制御装置の制御対象には、可動体の
もつ不感帯や、ロボット等の垂直方向の回転系における
重力の作用等種々の非線形要素が存在する。このため第
４図のような直線的な入出力特性を有する制御系では、
位置決め精度を上げたり、また位置決め時間を短くする
ことは不可能であった。
このため、第５図に示すように、ドライバアンプ４の前
段に非直線的な入出力特性を有する複数のアナログ回路
１１．１２．・・・、１３とこれらのアナログ回路の一
つを選択するアナログスイッチ２０を用いて制御系を構
成する方法が知られていた。このような制御系において
は制御系の状態に応じて最適な入出力特性を有するアナ
ログ回路を選択接続することにより、位置決め精度の向
上、位置決め時間の短縮を図り、位置決め制御装置の性
能を向上させることが可能であフた。
段に非直線的な入出力特性を有する複数のアナログ回路
１１．１２．・・・、１３とこれらのアナログ回路の一
つを選択するアナログスイッチ２０を用いて制御系を構
成する方法が知られていた。このような制御系において
は制御系の状態に応じて最適な入出力特性を有するアナ
ログ回路を選択接続することにより、位置決め精度の向
上、位置決め時間の短縮を図り、位置決め制御装置の性
能を向上させることが可能であフた。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、このような方法においては、ダイオード
の順方向特性やツェナーダイオードのツェナー効果を利
用してモータの不感帯を打ち消す折線ゲインを発生させ
るが、この場合飽和電圧Ｖｄの値が素子の特性によって
決まってしまい、この値ｖｄを自由に設定し、特に微少
電圧に安定に設定することができないという不都合があ
った。また、ダイオード等の素子の特性が各素子によっ
てばらつくため、また、温度変化その他によって各特性
が変化するため高精度がばらつきの少ない入出力特性を
得ることが困難であった。さらに、切り換える入出力特
性の数だけアナログ回路を必要とする上に入出力特性の
精度を上げるためにはそれぞれのアナログ回路に対して
オフセット。
の順方向特性やツェナーダイオードのツェナー効果を利
用してモータの不感帯を打ち消す折線ゲインを発生させ
るが、この場合飽和電圧Ｖｄの値が素子の特性によって
決まってしまい、この値ｖｄを自由に設定し、特に微少
電圧に安定に設定することができないという不都合があ
った。また、ダイオード等の素子の特性が各素子によっ
てばらつくため、また、温度変化その他によって各特性
が変化するため高精度がばらつきの少ない入出力特性を
得ることが困難であった。さらに、切り換える入出力特
性の数だけアナログ回路を必要とする上に入出力特性の
精度を上げるためにはそれぞれのアナログ回路に対して
オフセット。
調整を必要とするという不都合があった。
本発明の目的は、可動体をフィードバッグ制御により位
置決めする位置決め制御装置において、任意のゲイン特
性を容易に設定し、かつそれらを制御系の状態に応じて
動的に切り換えることにより位置決め性能を向上させる
とともに、ばらつきのない安定した制御特性が容易に得
られるようにすることにある。また、本発明は、位置決
め制御装置においてアナログ回路部を非常に単純化し、
調整時間の減少および生産コストの低減を図ることをも
目的とする。
置決めする位置決め制御装置において、任意のゲイン特
性を容易に設定し、かつそれらを制御系の状態に応じて
動的に切り換えることにより位置決め性能を向上させる
とともに、ばらつきのない安定した制御特性が容易に得
られるようにすることにある。また、本発明は、位置決
め制御装置においてアナログ回路部を非常に単純化し、
調整時間の減少および生産コストの低減を図ることをも
目的とする。
［問題点を解決・するための手段］
上述の問題点を解決するため、本発明においては、目標
位置を現在位置との偏差に対応するデジタルデータに対
して選択信号に応じて複数の伝達特性の内の一つを選択
的に与えるためのデジタル特性変換手段を用いる。この
ようなデジタル特性変換手段の一つとして例えばデジタ
ルメモリが挙げられる。
位置を現在位置との偏差に対応するデジタルデータに対
して選択信号に応じて複数の伝達特性の内の一つを選択
的に与えるためのデジタル特性変換手段を用いる。この
ようなデジタル特性変換手段の一つとして例えばデジタ
ルメモリが挙げられる。
［作用］
上述のデジタル特性変換手段によって偏差データに対し
てデジタル的に複数の伝達特性の内の任意のものを制御
系の状態に応じて選択的に付与することが可能となり、
位置決め性能を向上させることが可能になる。特性変換
手段として例えばデジタルメモリを使用する場合には、
前記偏差データおよび選択信号に基づき定められるアド
レスにそれぞれ所望の出力値を記憶しておくことにより
、選択信号に応じて複数のゲイン特性等の伝達特性を選
択付与することが可能になる。
てデジタル的に複数の伝達特性の内の任意のものを制御
系の状態に応じて選択的に付与することが可能となり、
位置決め性能を向上させることが可能になる。特性変換
手段として例えばデジタルメモリを使用する場合には、
前記偏差データおよび選択信号に基づき定められるアド
レスにそれぞれ所望の出力値を記憶しておくことにより
、選択信号に応じて複数のゲイン特性等の伝達特性を選
択付与することが可能になる。
［実施例］
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。第１図は
、本発明の一実施例に係わる位置決め制御装置の制御系
の構成を示す。同図の制御系は、例えば、レジスタ等を
有する目標位置設定器１、目標位置と現在位置との偏差
を計算する差分器２、複数種類のゲイン設定値を記憶す
るデジタルメモリ１Ｏ１ＤＡ変換機３、サーボアンプで
あるドライバアンプ４、モータ５、スライドテーブルま
たはロボットの腕等の可動体６、ロータリーエンコーダ
、リニアスケールまたはレーザ測長器等の位置検出器７
および現在位置カウンタ８を有している。
、本発明の一実施例に係わる位置決め制御装置の制御系
の構成を示す。同図の制御系は、例えば、レジスタ等を
有する目標位置設定器１、目標位置と現在位置との偏差
を計算する差分器２、複数種類のゲイン設定値を記憶す
るデジタルメモリ１Ｏ１ＤＡ変換機３、サーボアンプで
あるドライバアンプ４、モータ５、スライドテーブルま
たはロボットの腕等の可動体６、ロータリーエンコーダ
、リニアスケールまたはレーザ測長器等の位置検出器７
および現在位置カウンタ８を有している。
第１図の制御系においては、目標位置設定器１に設定さ
れた目標位置データと現在位置カウンタ８との差が差分
器２によって求められ偏差データが得られる。この偏差
データをアドレスとしてデジタルメモリｌＯに設定しで
ある出力値を読み出し、この出力値をＤＡ変換器３によ
ってアナログ値に変換する。このアナログ値がドライバ
アンプ４によって増幅されてモータ５を回転させ可功体
６を駆動する。可動体６の位置は位置検出器７により検
出されカウンタ８が現在位置を示すように設定される。
れた目標位置データと現在位置カウンタ８との差が差分
器２によって求められ偏差データが得られる。この偏差
データをアドレスとしてデジタルメモリｌＯに設定しで
ある出力値を読み出し、この出力値をＤＡ変換器３によ
ってアナログ値に変換する。このアナログ値がドライバ
アンプ４によって増幅されてモータ５を回転させ可功体
６を駆動する。可動体６の位置は位置検出器７により検
出されカウンタ８が現在位置を示すように設定される。
モしてカウンタ８から現在位置を示すデータが差分器２
にフィードバックされ、可動体６の位置決め制御が行な
われる。
にフィードバックされ、可動体６の位置決め制御が行な
われる。
上述の制御系におけるデジタルメモリ１０には、例えば
第２図に示すような複数の入出力特性のデータを予め設
定しておき、系の状態、例えば過渡状態と定常状態等、
に応じて最適の人出力特性を選択することにより、制御
特性を大幅に向上させることができる。このようなデジ
タル的な特性変換手段を用いることにより、各入出力特
性における折線部の電圧等を正確に最適な値に設定する
ことができるとともに、デジタルメモリ１０の容量を増
加するだけで多ｆｆｆｌ類の入出力特性を得ることがで
きる。また、デジタル回路を使用することにより特性の
ばらつき、ドリフト等がなく安定した入出力特性を得る
ことが可能となり、かつオフセットの調整も不要となる
。なお、従来のアナログ回路による方法でも第２図のよ
うな複数の折線ゲイン特性を発生させることは可能であ
るが、回路量が増加するとともに、折線部電圧■１等が
アナログ素子の物理的な特性によって決定され、これを
自由に設定することができない等前述のような不都合が
生ずる。
第２図に示すような複数の入出力特性のデータを予め設
定しておき、系の状態、例えば過渡状態と定常状態等、
に応じて最適の人出力特性を選択することにより、制御
特性を大幅に向上させることができる。このようなデジ
タル的な特性変換手段を用いることにより、各入出力特
性における折線部の電圧等を正確に最適な値に設定する
ことができるとともに、デジタルメモリ１０の容量を増
加するだけで多ｆｆｆｌ類の入出力特性を得ることがで
きる。また、デジタル回路を使用することにより特性の
ばらつき、ドリフト等がなく安定した入出力特性を得る
ことが可能となり、かつオフセットの調整も不要となる
。なお、従来のアナログ回路による方法でも第２図のよ
うな複数の折線ゲイン特性を発生させることは可能であ
るが、回路量が増加するとともに、折線部電圧■１等が
アナログ素子の物理的な特性によって決定され、これを
自由に設定することができない等前述のような不都合が
生ずる。
さらに、本発明においてはデジタルメモリ１０に設定す
る各入出力特性として第２図のような折線ゲイン特性だ
けでなく、任意の所望のゲイン特性を持たせることがで
きる。例えば、入出力特性をアナログ回路では不可能な
曲線とすることかできる。また折線ゲイン特性を上下に
シフトすることにより、ドリフトの自動調整等に応用で
きる。さらに非対称のゲイン特性を実現することができ
、これによってロボット等の垂直方向の回転系では重力
の影響により生ずる方向による不感帯の相違に対応する
ことができる。即ち、本発明によれば、各応用例に最適
な伝達特性を余分の回路を追加することなく自在に発生
させることが可能となる。
る各入出力特性として第２図のような折線ゲイン特性だ
けでなく、任意の所望のゲイン特性を持たせることがで
きる。例えば、入出力特性をアナログ回路では不可能な
曲線とすることかできる。また折線ゲイン特性を上下に
シフトすることにより、ドリフトの自動調整等に応用で
きる。さらに非対称のゲイン特性を実現することができ
、これによってロボット等の垂直方向の回転系では重力
の影響により生ずる方向による不感帯の相違に対応する
ことができる。即ち、本発明によれば、各応用例に最適
な伝達特性を余分の回路を追加することなく自在に発生
させることが可能となる。
さらに、第１図におけるデジタルメモリｌＯの内容をマ
イクロプロセッサにて書き換えることにより、より最適
なゲイン特性を持たせることができる。例えば、いくつ
かの人出力特性パターンを切り換えるための状態判別基
準を変化させたり、あるいは制御系の学習機能を持たせ
ること等が可能となり位置決め制御の精度をさらに向上
させることができる。
イクロプロセッサにて書き換えることにより、より最適
なゲイン特性を持たせることができる。例えば、いくつ
かの人出力特性パターンを切り換えるための状態判別基
準を変化させたり、あるいは制御系の学習機能を持たせ
ること等が可能となり位置決め制御の精度をさらに向上
させることができる。
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、位置決め制御装置におけ
る制御系にデジタルメモリを使用し、選択信号により複
数の人出力特性の内で最適のものを選択使用することに
より、アナログ回路を用いる従来方法に比べてより簡単
な回路で自由に最適な人出力特性を正確に設定すること
ができる。このため、位置決め精度を向上させかつ位置
決め時間等を改良する等位置決め制御装置の性能をより
向上することができる。
る制御系にデジタルメモリを使用し、選択信号により複
数の人出力特性の内で最適のものを選択使用することに
より、アナログ回路を用いる従来方法に比べてより簡単
な回路で自由に最適な人出力特性を正確に設定すること
ができる。このため、位置決め精度を向上させかつ位置
決め時間等を改良する等位置決め制御装置の性能をより
向上することができる。
また、アナログ回路を使用した場合のようにオフセット
調整の必要がなく、かつ特性のばらつきおよびドリフト
もないので、安定した人出力特性を実現できるという効
果がある。さらに、ＣＰＵによって直接計算を行なう位
置決め制御方法に比べて極めて高速に応答できるという
特徴もある。
調整の必要がなく、かつ特性のばらつきおよびドリフト
もないので、安定した人出力特性を実現できるという効
果がある。さらに、ＣＰＵによって直接計算を行なう位
置決め制御方法に比べて極めて高速に応答できるという
特徴もある。
第１図は本発明の一実施例に係わる位置決め制御装置を
示すブロック回路図、第２図は第１図の装置に使用され
ている特性変換手段の入出力特性の一例を示すグラフ、
第３図は従来形の閉ループ位置制御装置を示すブロック
回路図、第４図は第３図の制御系の一般的な入出力特性
を示すグラフ、そして、Ｓ５図はアナログ特性変換回路
を使用した他の従来形の位置制御装置を示すブロック回
路図である。 に目標位置設定器、２：差分器、 ３：ＤＡ変換器、４：ドライバアンプ、５：モータ、６
：可動体、７：位置検出器、８：現在位置カウンタ、 ９：アナログ特性変換回路、 １０：デジタルメモリ。 特許出願人 キャノン株式会社 代理人 弁理士 伊 東 辰 雄 代理人 弁理士 伊 東 哲 也 ２ を灼子 第１図 第３図
示すブロック回路図、第２図は第１図の装置に使用され
ている特性変換手段の入出力特性の一例を示すグラフ、
第３図は従来形の閉ループ位置制御装置を示すブロック
回路図、第４図は第３図の制御系の一般的な入出力特性
を示すグラフ、そして、Ｓ５図はアナログ特性変換回路
を使用した他の従来形の位置制御装置を示すブロック回
路図である。 に目標位置設定器、２：差分器、 ３：ＤＡ変換器、４：ドライバアンプ、５：モータ、６
：可動体、７：位置検出器、８：現在位置カウンタ、 ９：アナログ特性変換回路、 １０：デジタルメモリ。 特許出願人 キャノン株式会社 代理人 弁理士 伊 東 辰 雄 代理人 弁理士 伊 東 哲 也 ２ を灼子 第１図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、可動体と、該可動体の現在位置を検出する手段と、
与えられた目標位置に対する前記現在位置の偏差を検出
する差分手段と、該差分手段に対して任意の複数の伝達
特性を選択信号に応じて位置決め制御動作中に選択切換
可能とするデジタル特性変換手段と、該特性変換手段の
出力に基づき前記可動体の位置決めを行なう駆動手段と
を具備することを特徴とする位置決め制御装置。 ２、前記デジタル特性変換手段は前記差分手段の出力値
および選択信号の値によって定められる値をアドレスと
し、該アドレスに対して所望出力値を記憶するデジタル
メモリ手段を具備する特許請求の範囲第１項に記載の位
置決め制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192808A JPS6349904A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 位置決め制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192808A JPS6349904A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 位置決め制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6349904A true JPS6349904A (ja) | 1988-03-02 |
Family
ID=16297331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61192808A Pending JPS6349904A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 位置決め制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6349904A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015100877A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-06-04 | キヤノン株式会社 | ロボット制御方法、及びロボット制御装置 |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP61192808A patent/JPS6349904A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015100877A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-06-04 | キヤノン株式会社 | ロボット制御方法、及びロボット制御装置 |
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