KR101016229B1 - Measurement method and system of motion error in precision linear stage - Google Patents
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Abstract
본 발명은 직선운동을 하는 리니어 스테이지의 오차를 측정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 여러 개의 측정값을 통해 오차를 간접적으로 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring an error of a linear stage in a linear motion, and more particularly to a method for indirectly measuring the error through a plurality of measured values.
본 발명에 의한 초정밀 리니어 스테이지의 오차측정 방법은, x축 방향으로 직선운동을 하며 수평(y)방향 운동오차, 수직(z)방향 운동오차, 롤(roll)오차, 요(yaw)오차 및 피치(pitch)오차를 갖는 리니어 스테이지의 오차를 측정하는 방법에 있어서, 센서를 이용하여 다양한 방향에서 상기한 오차들의 일부를 포함하는 성분들의 벡터합인 측정값들을 측정하는 단계; 및 앞 단계에서 구해진 여러 개의 측정값을 이용하여 상기한 오차들의 값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 리니어 스테이지의 오차를 간접적으로 측정하는 방법을 이용함으로써 단일의 측정 시스템만으로 모든 오차를 측정할 수 있고, 측정 시스템의 설치 및 조작이 간편하며, 측정된 오차의 정확성을 평가할 수 있는 방법이 마련되는 효과가 있다. 또한, 비교적 저렴한 정전용량센서만을 이용하여 측정 시스템을 구성할 수 있어서 경제적인 효과도 매우 뛰어나다.The error measuring method of the ultra-precision linear stage according to the present invention includes a linear motion in the x-axis direction, a horizontal (y) motion error, a vertical (z) motion error, a roll error, a yaw error and a pitch. CLAIMS What is claimed is: 1. A method of measuring an error of a linear stage having a (pitch) error, the method comprising: measuring measured values that are vector sums of components including some of the errors in various directions using a sensor; And calculating the values of the above-mentioned errors using the plurality of measured values obtained in the previous step. According to the present invention, by using the method of indirectly measuring the error of the linear stage, it is possible to measure all the errors with only a single measuring system, easy to install and operate the measuring system, and to evaluate the accuracy of the measured errors. The method is effective. In addition, the measurement system can be configured using only relatively inexpensive capacitive sensors, so the economic effect is excellent.
리니어 스테이지, 운동오차, 오차측정 방법, 오차측정 시스템, 정전용량센서 Linear stage, motion error, error measuring method, error measuring system, capacitive sensor
Description
본 발명은 직선운동을 하는 리니어 스테이지의 오차를 측정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 여러 개의 측정값을 통해 오차를 간접적으로 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring an error of a linear stage in a linear motion, and more particularly to a method for indirectly measuring the error through a plurality of measured values.
최근에 산업의 발전과 함께 제품 및 부품들이 고기능화, 초소형화되는 추세이고, IT, BT, NT 분야의 발전과 함께 나노 수준의 정밀도를 갖는 생산 기술이 요구되는 상황에 이르렀다. 이러한 현실에 맞춘 생산 시스템 중, 직선운동을 하는 리니어 스테이지의 정밀도를 향상시킨 초정밀 리니어 스테이지가 개발되어 지속적으로 발전하고 있다. Recently, with the development of the industry, products and parts have become highly functional and miniaturized, and with the development of IT, BT, and NT fields, production technology with nano-level precision is required. Among the production systems tailored to this reality, ultra-precision linear stages have been developed and continuously developed to improve the accuracy of linear stages that perform linear motion.
한편, 리니어 스테이지는 직선운동을 하는 생산 시스템이지만, 그 오차는 운동방향의 오차만 있는 것은 아니다. 도 12는 리니어 스테이지의 오차를 나타내는 도면이다. 리니어 가이드(810)를 따라서 이동하는 리니어 스테이지를 예로 들어 운동자(800)의 운동방향을 x축으로 했을 때, y축 방향으로 발생하는 오차인 수평방 향 운동오차()와 z축 방향으로 발생하는 오차인 수직방향 운동오차()의 병진운동 오차성분과 x축, y축, z축 방향의 회전운동 오차성분인 롤(roll)오차, 피치(pitch)오차, 요(yaw)오차가 발생한다.On the other hand, the linear stage is a production system that performs a linear motion, but the error is not only the error of the movement direction. It is a figure which shows the error of a linear stage. A linear stage moving along the
이러한 오차들은 초정밀 리니어 스테이지에서 큰 문제가 되며, 따라서 이 오차를 측정하여 리니어 스테이지의 정확성을 확인하는 것이 매우 중요하다. These errors are a big problem for ultra-precision linear stages, so it is very important to measure this error to verify the linear stage accuracy.
종래에는 이러한 오차들을 측정하기 위하여, 레이저 간섭계, 오토콜리미터, 정전용량센서 등의 여러 가지 장비들을 동시에 사용해서 각각의 오차들을 구하였다. Conventionally, in order to measure such errors, various errors such as laser interferometer, auto collimator, capacitive sensor, etc. were used simultaneously to obtain respective errors.
종래의 측정방법에서는 여러 가지 장비들을 동시에 사용하기 때문에 장비의 설치가 복잡하고 측정을 위한 조작이 매우 어려우며, 설치 시에 설치오차도 발생한다. 그리고 오차측정 시에 동일한 초기위치를 기준으로 측정하여야 하나, 여러 가지 장비를 사용하므로 초기위치를 정확하게 찾지 못하는 경우가 많다.In the conventional measuring method, since various equipments are used at the same time, the installation of the equipment is complicated and the operation for measuring is very difficult, and installation errors occur at the time of installation. And when measuring the error should be measured based on the same initial position, but because the use of a variety of equipment often does not find the initial position accurately.
또한, 종래의 측정방법은 상기와 같은 오류의 가능성이 큼에도 불구하고, 측정값의 정확성을 확인하는 것이 매우 어려운 실정이다.In addition, the conventional measuring method is very difficult to confirm the accuracy of the measured value, despite the high probability of such an error.
나아가, 종래의 측정방법에 사용되는 여러 가지 장비들 중에 레이저 간섭계와 오토콜리미터는 상당한 고가의 장비이기 때문에, 동시에 구비하는 경우 경제적으로 큰 부담이 된다.Furthermore, since the laser interferometer and auto collimator among the various equipments used in the conventional measuring method are quite expensive equipments, they are economically burdensome when equipped at the same time.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 단일의 측정 시스템을 이용하여 측정한 측정값을 이용하여 리니어 스테이지의 오차를 간접적으로 측정하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for indirectly measuring an error of a linear stage by using a measurement value measured using a single measurement system.
상기의 목적을 위하여 본 발명에 의한 초정밀 리니어 스테이지의 오차측정 방법은, x축 방향으로 직선운동을 하며 수평(y)방향 운동오차, 수직(z)방향 운동오차, 롤(roll)오차, 요(yaw)오차 및 피치(pitch)오차를 갖는 리니어 스테이지의 오차를 측정하는 방법에 있어서, 센서를 이용하여 다양한 방향에서 상기한 오차들의 일부를 포함하는 성분들의 벡터합인 측정값들을 측정하는 단계; 및 앞 단계에서 구해진 여러 개의 측정값을 이용하여 상기한 오차들의 값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때 사용하는 센서는 정전용량센서일 수 있다. 그리고 오차들의 값을 산출하는 단계 뒤에, 여러 개의 오차의 값들 중 서로 다른 과정을 통해 구해진 같은 오차항목의 값을 서로 비교하여, 오차측정의 정밀도를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.For the above purpose, the error measuring method of the ultra-precision linear stage according to the present invention has a linear motion in the x-axis direction, horizontal (y) motion error, vertical (z) motion error, roll error, yaw ( yaw) A method of measuring an error of a linear stage having an error and a pitch error, the method comprising: measuring measured values that are a vector sum of components including some of the errors in various directions using a sensor; And calculating the values of the above-mentioned errors using the plurality of measured values obtained in the previous step. In this case, the sensor used may be a capacitive sensor. After calculating the values of the errors, the method may further include checking the precision of the error measurement by comparing the values of the same error items obtained through different processes among the values of the plurality of errors.
본 발명에서 오차를 간접적으로 측정하는 기본 원리는, 동일한 오차성분을 포함하되 그 측정 방향을 달리하는 거리 측정값들 사이의 관계를 이용하는 것이다.In the present invention, the basic principle of indirectly measuring an error is to use a relationship between distance measurement values including the same error component but different in the measurement direction.
본 발명에 의한 초정밀 리니어 스테이지의 오차측정 방법은, x축 방향으로 직선운동을 하며 수평(y)방향 운동오차, 수직(z)방향 운동오차, 롤(roll)오차, 요(yaw)오차 및 피치(pitch)오차를 갖는 리니어 스테이지의 오차를 측정하는 방법에 있어서, 수직방향 운동오차와 롤오차 및 측정면의 형상오차를 포함하는 성분들의 합인 제1측정값을 측정하는 제1단계; 상기 제1측정값의 측정방향을 y축 또는 z축으로 반전시킨 위치의 측정면에 대하여 수직방향 운동오차와 롤오차 및 측정면의 형상오차를 포함하는 성분들의 합인 제2측정값과 제3측정값을 측정하는 제2단계; 및 상기 제1측정값 내지 제3측정값을 이용하여 수직방향 운동오차와 롤오차 및 측정면의 형상오차를 산출하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The error measuring method of the ultra-precision linear stage according to the present invention is a linear motion in the x-axis direction, horizontal (y) motion error, vertical (z) motion error, roll error, yaw error and pitch A method of measuring an error of a linear stage having a pitch, the method comprising: a first step of measuring a first measured value that is a sum of components including a vertical motion error, a roll error, and a shape error of a measurement surface; A second measurement value and a third measurement value that are a sum of components including a vertical motion error, a roll error, and a shape error of the measurement plane with respect to the measurement plane at a position where the measurement direction of the first measurement value is inverted to the y-axis or z-axis; A second step of measuring a value; And a third step of calculating a vertical motion error, a roll error, and a shape error of the measurement surface using the first to third measured values.
이때, 수직방향 운동오차와 롤오차 및 측정면의 형상오차를 포함하는 성분들의 합인 측정값을 측정하는 방법은 x축에 평행하게 배열된 직선자의 측정면이 위쪽 또는 아래쪽을 향하게 배치하고 센서를 이용하여 z축 방향으로 거리를 측정하는 방법이 좋다. 센서는 정전용량센서를 사용할 수 있다. 이하에서는 이러한 방법을 수직반전법이라고 부르기로 한다.At this time, the method of measuring the measured value which is the sum of the components including the vertical motion error, the roll error and the shape error of the measurement plane is arranged so that the measurement plane of the straight lines arranged parallel to the x-axis faces upward or downward and uses a sensor. To measure the distance in the z-axis direction. The sensor may use a capacitive sensor. Hereinafter, this method will be referred to as a vertical inversion method.
본 발명에 의한 초정밀 리니어 스테이지의 오차측정 방법은, x축 방향으로 직선운동을 하며 수평(y)방향 운동오차, 수직(z)방향 운동오차, 롤(roll)오차, 요(yaw)오차 및 피치(pitch)오차를 갖는 리니어 스테이지의 오차를 측정하는 방법에 있어서, 수평방향 운동오차와 롤오차 및 측정면의 형상오차를 포함하는 성분들의 합인 제4측정값을 측정하는 제1단계; 상기 제4측정값의 측정방향을 z축을 기준으로 반전시킨 위치의 측정면에 대하여 수평방향 운동오차와 롤오차 및 측정면의 형상오차를 포함하는 성분들의 합인 제5측정값을 측정하는 제2단계; 및 상기 제4측정값과 제5측정값 및 별도로 측정된 롤오차를 이용하여 측정면의 형상오차와 수평 방향 운동오차를 산출하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The error measuring method of the ultra-precision linear stage according to the present invention is a linear motion in the x-axis direction, horizontal (y) motion error, vertical (z) motion error, roll error, yaw error and pitch A method of measuring an error of a linear stage having a pitch, the method comprising: a first step of measuring a fourth measured value that is a sum of components including a horizontal motion error, a roll error, and a shape error of a measurement surface; A second step of measuring a fifth measurement value, which is a sum of components including a horizontal motion error, a roll error, and a shape error of the measurement surface, with respect to the measurement surface where the measurement direction of the fourth measurement value is inverted with respect to the z axis; ; And a third step of calculating a shape error and a horizontal motion error of the measurement surface by using the fourth and fifth measurement values and the roll error measured separately.
이때, 수평방향 운동오차와 롤오차 및 측정면의 형상오차를 포함하는 성분들의 합인 측정값을 측정하는 방법은 x축에 평행하게 배열된 직선자의 측정면이 옆쪽을 향하게 배치하고 센서를 이용하여 y축 방향으로 거리를 측정하는 방법인 것이 좋다. 그리고 센서는 정전용량센서를 사용할 수 있고, 상기한 수직반전법을 이용하여 측정한 롤오차를 이용할 수 있다. 이하에서는 이러한 방법을 수평반전법이라 부르기로 한다.At this time, the method of measuring the measured value that is the sum of the components including the horizontal motion error, roll error and the shape error of the measurement surface is arranged so that the measurement surface of the straight line arranged parallel to the x-axis is facing to the side and y using a sensor It is good to measure the distance in the axial direction. The sensor may use a capacitive sensor, and may use a roll error measured using the vertical inversion method. Hereinafter, this method will be referred to as a horizontal inversion method.
본 발명에 의한 초정밀 리니어 스테이지의 오차측정 방법은, x축 방향으로 직선운동을 하며 수평(y)방향 운동오차, 수직(z)방향 운동오차, 롤(roll)오차, 요(yaw)오차 및 피치(pitch)오차를 갖는 리니어 스테이지의 오차를 측정하는 방법에 있어서, 수직방향 운동오차와 롤오차 및 측정면의 형상오차를 포함하는 성분들의 합인 제1측정값을 제1측정위치에서 측정하는 제1단계; 상기 제1측정위치에서 x축 방향으로 일정 거리 떨어진 제2측정위치에서 측정되며, 상기 제1측정값의 수직방향 운동오차와 롤오차를 포함하는 성분과 제1측정위치의 피치오차를 포함하는 성분 및 측정면의 제2측정위치 형상오차를 포함하는 성분들의 합인 제6측정값을 측정하는 제2단계; 및 상기 제1측정값과 제6측정값 및 별도로 측정된 측정면의 제1측정위치 형상오차와 제2측정위치 형상오차를 이용하여 피치오차를 산출하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The error measuring method of the ultra-precision linear stage according to the present invention is a linear motion in the x-axis direction, horizontal (y) motion error, vertical (z) motion error, roll error, yaw error and pitch A method of measuring an error of a linear stage having a pitch, comprising: a first measuring value at a first measuring position, the first measured value being a sum of components including a vertical motion error, a roll error, and a shape error of a measurement surface; step; A component measured at a second measurement position spaced apart from the first measurement position in the x-axis direction by a predetermined distance, the component including a vertical movement error and a roll error of the first measurement value and a pitch error of the first measurement position And measuring a sixth measurement value which is a sum of components including a second measurement position shape error of the measurement surface; And a third step of calculating a pitch error using the first measurement position and the sixth measurement values and the first measurement position shape error and the second measurement position shape error of the separately measured measurement surface.
이때, 제1측정값을 측정하는 방법은 x축에 평행하게 배열된 직선자의 측정면이 위쪽 또는 아래쪽을 향하게 배치하고 센서를 이용하여 z축 방향으로 거리를 측 정하는 방법이고, 제6측정값을 측정하는 방법은 상기 직선자를 고정시킨 상태에서 상기 제1측정위치에서 x축 방향으로 일정 거리 떨어진 제2측정위치에서 센서를 이용하여 z축 방향으로 거리를 측정하는 방법인 것이 좋다. 그리고 센서는 정전용량센서를 사용할 수 있고, 상기 별도로 측정된 측정면의 제1측정위치 형상오차와 제2측정위치 형상오차는 상기한 수직반전법 또는 수평반전법을 이용하여 측정된 값을 사용할 수 있다. 이하에서는 이러한 방법을 피치오차 측정법이라 부르기로 한다.In this case, the method of measuring the first measured value is a method of measuring the distance in the z-axis direction using a sensor and arranging the measuring planes of the straight lines arranged parallel to the x-axis facing upward or downward, and measuring the sixth measured value. The measuring method may be a method of measuring a distance in the z-axis direction by using a sensor at a second measuring position away from the first measuring position in the x-axis direction by fixing the straight line. The sensor may use a capacitive sensor, and the first measurement position shape error and the second measurement position shape error of the separately measured measurement surface may use values measured using the vertical inversion method or the horizontal inversion method. have. Hereinafter, this method will be referred to as a pitch error measurement method.
본 발명에 의한 초정밀 리니어 스테이지의 오차측정 방법은, x축 방향으로 직선운동을 하며 수평(y)방향 운동오차, 수직(z)방향 운동오차, 롤(roll)오차, 요(yaw)오차 및 피치(pitch)오차를 갖는 리니어 스테이지의 오차를 측정하는 방법에 있어서, 수평방향 운동오차와 롤오차 및 측정면의 형상오차를 포함하는 성분들의 합인 제4측정값을 제3측정위치에서 측정하는 제1단계; 상기 제3측정위치에서 x축 방향으로 일정 거리 떨어진 제4측정위치에서 측정되며, 상기 제4측정값의 수평방향 운동오차와 롤오차를 포함하는 성분과 제3측정위치의 요오차를 포함하는 성분 및 측정면의 제4측정위치 형상오차를 포함하는 성분들의 합인 제7측정값을 측정하는 제2단계; 및 상기 제4측정값과 제7측정값 및 별도로 측정된 측정면의 제3측정위치 형상오차와 제4측정위치 형상오차를 이용하여 요오차를 산출하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The error measuring method of the ultra-precision linear stage according to the present invention is a linear motion in the x-axis direction, horizontal (y) motion error, vertical (z) motion error, roll error, yaw error and pitch A method of measuring an error of a linear stage having a pitch, comprising: a first measurement value at a third measurement position, the fourth measurement value being a sum of components including a horizontal motion error, a roll error, and a shape error of a measurement surface; step; A component measured at a fourth measurement position spaced apart from the third measurement position in a x-axis direction by a predetermined distance, the component including a horizontal motion error and a roll error of the fourth measurement value, and a component having an error of a third measurement position; And a second step of measuring a seventh measurement value that is a sum of components including a fourth measurement position shape error of the measurement surface; And a third step of calculating an error using the fourth measurement position and the seventh measurement value and the third measurement position shape error and the fourth measurement position shape error of the separately measured measurement surface.
이때, 제4측정값을 측정하는 방법은 x축에 평행하게 배열된 직선자의 측정면이 옆쪽을 향하게 배치하고 센서를 이용하여 y축 방향으로 거리를 측정하는 방법이고, 제7측정값을 측정하는 방법은 상기 직선자를 고정시킨 상태에서 상기 제3측정 위치에서 x축 방향으로 일정 거리 떨어진 제4측정위치에서 센서를 이용하여 y축 방향으로 거리를 측정하는 방법인 것이 좋다. 그리고 센서는 정전용량센서를 사용할 수 있고, 상기 별도로 측정된 측정면의 제3측정위치 형상오차와 제4측정위치 형상오차는 상기한 수직반전법 또는 수평반전법을 이용하여 측정된 값을 사용할 수 있다. 이하에서는 이러한 방법을 요오차 측정법이라고 부르기로 한다.In this case, the method of measuring the fourth measured value is a method of measuring the distance in the y-axis direction using a sensor and arranging the measuring planes of the straight lines arranged parallel to the x axis to the side, and measuring the seventh measured value. The method may be a method of measuring the distance in the y-axis direction using a sensor at a fourth measurement position spaced a predetermined distance away from the third measurement position in the x-axis direction while the linearizer is fixed. The sensor may use a capacitive sensor, and the third measurement position shape error and the fourth measurement position shape error of the separately measured measurement surface may use values measured using the vertical inversion method or the horizontal inversion method. have. In the following, such a method will be referred to as a method of measuring a difference.
본 발명에 의한 초정밀 리니어 스테이지의 오차측정 방법은, x축 방향으로 직선운동을 하며 수평(y)방향 운동오차, 수직(z)방향 운동오차, 롤(roll)오차, 요(yaw)오차 및 피치(pitch)오차를 갖는 리니어 스테이지의 오차를 측정하는 방법에 있어서, 수직반전법을 이용하되, 수직방향 운동오차와 롤오차 및 측정면의 형상오차를 산출하는 제1단계; 수평반전법을 이용하되, 수직반전법으로 산출된 롤오차를 이용하여 측정면의 형상오차와 수평방향 운동오차를 산출하는 제2단계; 피치오차 측정법을 이용하되, 수직반전법 또는 수평반전법으로 산출된 측정면의 형상오차를 이용하여 피치오차를 산출하는 제3단계; 및 요오차 측정법을 이용하되, 수직반전법 또는 수평반전법으로 산출된 측정면의 형상오차를 이용하여 요오차를 산출하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 제1단계에서 산출된 측정면의 형상오차와 제2단계에서 산출된 측정면의 형상오차를 비교하여 오차측정의 정확성을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.The error measuring method of the ultra-precision linear stage according to the present invention is a linear motion in the x-axis direction, horizontal (y) motion error, vertical (z) motion error, roll error, yaw error and pitch A method of measuring an error of a linear stage having a pitch, comprising: a first step of calculating a vertical motion error, a roll error, and a shape error of a measurement surface by using a vertical inversion method; A second step of calculating a shape error and a horizontal motion error of a measurement surface by using a horizontal inversion method, using a roll error calculated by a vertical inversion method; A third step of calculating a pitch error by using a pitch error measuring method, using a shape error of a measurement surface calculated by a vertical inversion method or a horizontal inversion method; And a fourth step of calculating an error using the shape error of the measurement surface calculated by the vertical inversion method or the horizontal inversion method by using the error measurement method. In this case, the method may further include determining the accuracy of the error measurement by comparing the shape error of the measurement surface calculated in the first step with the shape error of the measurement surface calculated in the second step.
또한, 본 발명의 초정밀 리니어 스테이지의 오차측정 시스템은, 이동자와 고정자를 포함하는 리니어 스테이지의 오차를 측정하는 장비에 있어서, 상기 이동자 위에 세워서 설치되는 지그 기둥과 상기 지그 기둥의 상부에 힌지 결합되고 끝에는 센서가 회전가능하게 설치된 지그암을 포함하는 센서지그; 상기 초정밀 리니어 스테이지의 측면에 설치되고, x축, y축, z축 및 요(yaw)조절이 가능한 조절 스테이지; 및 상기 조절 스테이지에 설치되고, 측정면을 포함하는 회전 가능한 구조의 직선자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이때 사용하는 센서는 정전용량센서일 수 있다.In addition, the error measuring system of the ultra-precision linear stage of the present invention, in the equipment for measuring the error of the linear stage including the mover and the stator, the jig pillar is installed standing on the mover and the hinge is coupled to the upper end of the jig pillar A sensor jig including a jig arm rotatably installed by the sensor; An adjustment stage installed at a side of the ultra-precision linear stage and capable of adjusting an x-axis, a y-axis, a z-axis, and a yaw; And a straight line having a rotatable structure installed on the adjustment stage and including a measurement surface. In this case, the sensor used may be a capacitive sensor.
센서지그의 지그암은 상기 지그 기둥에 힌지 결합된 암과 상기 암에 회전가능하게 설치된 센서부로 구성되고, 상기 센서부에는 2개의 센서와 1개의 포인터가 일렬로 배열되는 것이 좋으며, 센서부가 90°씩 회전하도록 볼 플런저를 설치할 수 있다. 그리고 포인터는 앞뒤로 조절가능하게 설치되는 것이 좋다.The jig arm of the sensor jig is composed of an arm hinged to the jig pillar and a sensor unit rotatably installed on the arm. The sensor unit preferably has two sensors and one pointer arranged in a line, and the sensor unit is 90 °. The ball plunger can be installed to rotate slowly. And the pointer should be installed adjustable back and forth.
조절스테이지는 x축, y축 및 요(yaw)조절이 가능한 하부스테이지와 z축 조절이 가능한 상부스테이지로 구성되고, 직선자의 측정면에 기준홈이 형성되는 것이 좋다. 그리고 직선자가 상기 조절스테이지에 결합하는 결합부를 포함하는 고정체와 상기 고정체에 회전가능하게 결합되고 한쪽에 측정면이 형성된 직선체를 포함하여 구성된 직선자모듈로 제작될 수 있으며, 직선체가 90°씩 회전하도록 볼 플런저를 설치할 수 있다.The adjusting stage is composed of a lower stage capable of adjusting the x-axis, y-axis, and yaw and an upper stage capable of adjusting the z-axis. And a straightener module including a fixed body including a coupling part for coupling a straightener to the control stage and a straight body rotatably coupled to the fixed body and having a measuring surface formed on one side thereof, the straight body being 90 °. The ball plunger can be installed to rotate slowly.
본 발명에 따르면, 리니어 스테이지의 오차를 간접적으로 측정하는 방법을 이용함으로써 단일의 측정 시스템만으로 모든 오차를 측정할 수 있고, 측정 시스템의 설치 및 조작이 간편하며, 측정된 오차의 정확성을 평가할 수 있는 방법이 마련되는 효과가 있다. 또한, 비교적 저렴한 정전용량센서만을 이용하여 측정 시스템 을 구성할 수 있어서 경제적인 효과도 매우 뛰어나다.According to the present invention, by using the method of indirectly measuring the error of the linear stage, it is possible to measure all the errors with only a single measuring system, easy to install and operate the measuring system, and to evaluate the accuracy of the measured errors. The method is effective. In addition, the measurement system can be configured using only relatively inexpensive capacitive sensors, so the economic effect is excellent.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 오차측정 시스템의 구조에 대하여 설명하고, 이를 이용하여 오차를 측정하는 방법을 설명하기로 한다.First, the structure of the error measuring system of the present invention will be described, and a method of measuring an error using the same will be described.
도 1은 본 발명의 오차측정 시스템의 설치 상태를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing an installation state of the error measuring system of the present invention.
본 발명의 오차측정 시스템은 리니어 가이드(810)를 따라서 이동하는 운동자(800)와 고정자(900)로 이루어진 초정밀 리니어 스테이지에 사용하는 것이며, 센서지그(100), 조절 스테이지(200) 및 직선자모듈(300)로 구성된다.The error measuring system of the present invention is used for the ultra-precision linear stage consisting of the
도 2는 센서지그를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a sensor jig.
본 발명의 센서지그(100)는 지그 기둥(110)과 지그암(120)으로 구성된다.The
지그 기둥(110)은 위쪽에 힌지결합을 위한 힌지축(112)이 형성되며, 힌지축(112)이 운동자(800)의 이동축(x축)에 나란히 놓이도록 운동자(800) 위에 세워서 설치된다.
지그암(120)은 암(122)과 센서부(126)로 구성되며, 암(122)은 한쪽 끝이 지그 기둥(110) 상부의 힌지축(112)에 힌지결합되어 180°로 움직일 수 있고 다른 쪽 끝에는 힌지축(112)과 나란한 방향으로 회전축(124)이 형성된다. 센서부(126)는 암(122)의 끝에 형성된 회전축(124)에 체결되며, 센서(127)와 포인터(128)가 회전축 방향에 따라서 일렬로 설치된다. 이때, 센서(127)는 회전축 방향에 따라서 일렬로 두 개가 설치된다.(127a, 127b) 센서부(126)는 회전축(124)을 기준으로 회전 할 수 있기 때문에 센서(127)와 포인터(128)가 여러 방향을 향하여 배치될 수 있다. 이때, 볼플런저(129)를 사용하여 90°도 회전시마다 고정되도록 함으로써, 센서(127) 및 포인터(128)가 정확하게 옆 방향과 위, 아래 방향을 향하도록 한다. 센서(127)는 거리를 측정할 수 있는 센서라면 종류에 특별히 한정되지 않으며, 특히 비교적 저렴한 가격의 정전용량 센서를 사용할 수도 있다. 그리고 포인터(128)는 돌출 정도를 조절할 수 있는 구조로 설치한다.The
도 3은 조절 스테이지를 나타내는 도면이다.3 is a view showing an adjustment stage.
조절 스테이지(200)는 리니어 스테이지의 측면에 설치되며, 센서(127)의 위치에 맞게 직선자모듈(300)의 위치를 조절하는 부분으로, 이를 위해 x축, y축, z축 방향의 위치조절뿐만 아니라 요(yaw)조절이 가능한 구조이다.The
본 발명의 조절 스테이지(200)는 하부 스테이지(210)와 상부 스테이지(220)로 나뉘며, 이 둘을 마그네틱 베이스(230)를 사용하여 결합한다. 하부 스테이지(210)는 위에 위치하는 상부 스테이지(220)를 x축, y축 및 요 방향으로 조절할 수 있는 구조이다. 상부 스테이지(220)에는 직선자모듈(300)이 결합하는 스테이지부(222)가 형성되고, 상부 스테이지(220)는 스테이지부(222)의 z축 위치를 조절할 수 있는 구조이다. 이러한 조절 스테이지(200)의 구조는 일반적으로 사용되는 조절구조를 모두 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.The adjusting
도 4는 직선자모듈을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a linear ruler module.
직선자모듈(300)은 본 발명에서 측정대상이 되는 직선자를 모듈화한 부분이다. 직선자를 모듈화함으로써, 다양한 길이로 제작된 직선자모듈(300)을 리니어 스테이지의 크기에 맞춰 교환하여 사용할 수 있다. The
직선자모듈(300)은 고정체(310)와 직선체(320)로 구성된다. 고정체(310)에는 스테이지부(222)에 결합하는 결합부(312)가 형성되며, x축에 나란하게 배열되는 회전축(314)을 포함한다. 직선체(320)는 회전축(314)에 체결되어 회전가능하며, 측정면(322)을 포함한다. 측정면(322)은 본 발명에서 센서(127)가 측정하는 면으로, 직선체(320)의 회전에 따라 여러 가지 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 볼플런저(326)를 사용하여 90°도 회전시마다 고정되도록 함으로써, 측정면(322)이 정확하게 옆 방향과 위, 아래 방향을 향하도록 한다. The
이러한 직선자모듈(300)은 조절 스테이지(200)에 체결되어 센서지그(100)의 센서(127) 위치에 맞춰 측정위치로 위치가 조절된다. 또한, 측정면(322)에는 기준홈(324)이 형성된다. 이 기준홈(324)에 포인터(128)의 끝이 마주하도록 조절 스테이지(200)를 조절함으로써, 측정하는 센서지그(100)의 방향이 바뀌어도 쉽게 동일 지점을 측정하도록 시스템을 조절할 수 있다. The
위에서 설명한 측정 시스템을 이용하여 초정밀 리니어 스테이지의 오차를 간접적으로 측정하는 방법을 설명한다. 본 발명에서 오차를 간접적으로 측정하는 기본 원리는, 동일한 오차성분을 포함하되 그 측정 방향을 달리하는 거리 측정값들 사이의 관계를 이용하는 것이다. 거리 측정값들을 구성하는 오차성분은 측정면과 센서의 배치에 따른 측정방향에 좌우되며, 그에 따라 수직반전법, 수평반전법, 회전오차 측정법으로 구분하였다.A method of indirectly measuring errors in ultra-precision linear stages using the measurement system described above is described. In the present invention, the basic principle of indirectly measuring an error is to use a relationship between distance measurement values including the same error component but different in the measurement direction. The error components constituting the distance measurement values depend on the measurement direction according to the arrangement of the measurement surface and the sensor, and are divided into the vertical inversion method, the horizontal inversion method, and the rotation error measurement method.
- 수직반전법Vertical inversion
수직반전법은 수직방향 운동오차 성분이 포함된 기본 측정값과 이 측정방향 또는 위치를 y축과 z축으로 반전시켜 측정한 측정값 사이의 관계를 이용하여 오차를 간접적으로 측정하는 방법이다. 수직반전법에 의한 오차측정 방법은 다음과 같다.The vertical inversion method indirectly measures errors using a relationship between a basic measurement value including a vertical motion error component and a measurement value obtained by inverting the measurement direction or position to the y-axis and z-axis. The error measurement method by the vertical inversion method is as follows.
먼저, 측정 시스템을 조절하여 제1측정값을 측정한다. 도 5a는 제1측정값을 측정하기 위한 측정 시스템의 배치를 나타내는 도면이고, 도 5b는 제1측정값의 벡터성분을 설명하기 위한 도면이다.First, the measurement system is adjusted to measure the first measured value. FIG. 5A is a diagram showing an arrangement of a measurement system for measuring a first measured value, and FIG. 5B is a diagram for explaining a vector component of the first measured value.
우선 지그 기둥(110)의 힌지축(112)이 x축에 나란하도록 센서지그(100)를 리니어 스테이지의 운동자(800)에 설치하고, 센서부(126)의 각도를 조절하여 센서(127)가 아래쪽을 향하도록 조절한다. 그리고 조절 스테이지(200)를 리니어 스테이지 옆에 설치하되, 센서부(126)의 위치에 따라서 위치 및 방향을 선택한다. 마지막으로 측정면(322)이 위쪽을 향하도록 조절한 상태에서, 조절 스테이지(200)를 조절하여 포인터(128)의 끝에 기준홈(324)을 맞춘다. First, the
이러한 상태에서 센서(127)를 통해 측정면(322)까지의 거리를 측정한 제1측정값()을 구한다. 제1측정값을 리니어 스테이지의 오차를 포함하는 성분으로 표현하면 다음의 수식과 같다.In this state, the first measurement value (the distance from the
여기에서 는 측정면의 형상에 의한 오차 값이다. y값은 리니어 스테이지의 운동축과의 y축 상의 거리를 나타내며, 이 운동축의 회전오차가 롤오차이다. 리니어 스테이지의 운동축은 리니어 스테이지의 종류에 따라서 다르며, 이하에서는 리니어 가이드(810)를 따라서 운동자(800)가 이동하는 리니어 스테이지를 기준으로 설명한다. 이 경우 리니어 스테이지의 운동축은 리니어 가이드(810)의 중심이다.From here Is an error value due to the shape of the measurement surface. The y value represents the distance on the y axis from the axis of motion of the linear stage, and the rotational error of this axis of motion is a roll error. The axis of motion of the linear stage varies depending on the type of the linear stage, and hereinafter, the description will be based on the linear stage in which the
그 다음 제1측정값을 측정한 측정방향을 y축 기준으로 반전시킨 방향에서 제2측정값을 측정한다. 도 6a는 제2측정값을 측정하기 위한 측정 시스템의 배치를 나타내는 도면이고, 도 6b는 제2측정값의 벡터성분을 설명하기 위한 도면이다.Then, the second measured value is measured in a direction in which the measuring direction in which the first measured value is measured is inverted with respect to the y-axis. FIG. 6A is a diagram showing an arrangement of a measurement system for measuring a second measured value, and FIG. 6B is a diagram for explaining a vector component of the second measured value.
우선 센서지그(100)의 방향과 조절 스테이지(200)의 설치 위치는 동일한 상태에서, 센서부(126)를 180°도 회전하여 센서(127)가 위쪽을 향하도록 한다. 그리고 측정면(322)이 아래쪽을 향하도록 조절한 상태에서, 조절 스테이지(200)를 조절하여 포인터(128)의 끝에 기준홈(324)을 맞춘다.First, the direction of the
이러한 상태에서 센서(127)를 통해 측정면(322)까지의 거리를 측정한 제2측정값()을 구한다. 제2측정값을 리니어 스테이지의 오차를 포함하는 성분으로 표현하면 다음의 수식과 같다.In this state, the second measured value (the distance from the
그리고 제1측정값을 측정한 측정방향을 z축 기준으로 반전시킨 방향에서 제3측정값을 측정한다. 도 7a는 제3측정값을 측정하기 위한 측정 시스템의 배치를 나타내는 도면이고, 도 7b는 제3측정값의 벡터성분을 설명하기 위한 도면이다.The third measured value is measured in a direction in which the measuring direction in which the first measured value is measured is inverted with respect to the z-axis. FIG. 7A is a diagram showing an arrangement of a measurement system for measuring a third measured value, and FIG. 7B is a diagram for explaining a vector component of the third measured value.
우선 센서지그(100)의 암(122)을 180° 회전시키고, 센서(127)가 아래쪽을 향하도록 조절한다. 그리고 조절 스테이지(200)의 위치를 리니어 스테이지의 반대쪽 옆으로 이동하고 센서지그(100)쪽을 향하도록 설치한다. 마지막으로 측정면(322)이 위쪽을 향하도록 조절한 상태에서, 조절 스테이지(200)를 조절하여 포인터(128)의 끝에 기준홈(324)을 맞춘다.First, the
이러한 상태에서 센서(127)를 통해 측정면(322)까지의 거리를 측정한 제3측정값()을 구한다. 제3측정값을 리니어 스테이지의 오차를 포함하는 성분으로 표현하면 다음의 수식과 같다.In this state, the third measurement value (measured from the
최종적으로 상기의 식들을 연립하여 다음과 같은 수식을 구할 수 있다.Finally, the above equations are combined to obtain the following equation.
따라서 제1측정값, 제2측정값 및 제3측정값을 이용하여 롤오차, 측정면의 형상오차 및 수직방향 운동오차를 산출할 수 있다.Therefore, the roll measurement, the shape error of the measurement surface, and the vertical motion error may be calculated using the first measured value, the second measured value, and the third measured value.
- 수평반전법-Horizontal reversal method
수평반전법은 수평방향 운동오차 성분이 포함된 기본 측정값과 기본 측정값의 측정위치를 z축으로 반전시켜 측정한 측정값 사이의 관계를 이용하여 오차를 간접적으로 측정하는 방법이다. 수평반전법에 의한 오차측정 방법은 다음과 같다.The horizontal reversal method indirectly measures errors by using a relationship between a basic measurement value including a horizontal motion error component and a measured value obtained by inverting the measurement position of the basic measurement value on the z axis. The error measurement method by the horizontal inversion method is as follows.
먼저, 측정 시스템을 조절하여 제4측정값을 측정한다. 도 8a는 제4측정값을 측정하기 위한 측정 시스템의 배치를 나타내는 도면이고, 도 8b는 제4측정값의 벡터성분을 설명하기 위한 도면이다.First, the fourth measurement value is measured by adjusting the measurement system. FIG. 8A is a diagram showing an arrangement of a measurement system for measuring a fourth measured value, and FIG. 8B is a diagram for explaining a vector component of the fourth measured value.
우선 지그 기둥(110)의 힌지축(112)이 x축에 나란하도록 센서지그(100)를 리니어 스테이지의 운동자(800)에 설치하고, 센서부(126)의 각도를 조절하여 센서(127)가 옆쪽을 향하도록 조절한다. 그리고 조절 스테이지(200)를 리니어 스테이지 옆에 설치하되, 센서부(126)의 위치에 따라서 위치 및 방향을 선택한다. 마지막으로 측정면(322)이 옆쪽을 향하도록 조절한 상태에서, 조절 스테이지(200)를 조절하여 포인터(128)의 끝에 기준홈(324)을 맞춘다. First, the
이러한 상태에서 센서(127)를 통해 측정면(322)까지의 거리를 측정한 제4측정값()을 구한다. 제4측정값을 리니어 스테이지의 오차를 포함하는 성분으로 표현하면 다음의 수식과 같다.In this state, the fourth measured value (measured from the
z값은 리니어 스테이지의 운동축과의 z축 상의 거리를 나타낸다.The z value represents the distance on the z axis from the axis of motion of the linear stage.
그리고 제4측정값을 측정한 측정방향을 z축 기준으로 반전시킨 방향에서 제5 측정값을 측정한다. 도 9a는 제5측정값을 측정하기 위한 측정 시스템의 배치를 나타내는 도면이고, 도 9b는 제5측정값의 벡터성분을 설명하기 위한 도면이다.The fifth measured value is measured in a direction in which the measuring direction in which the fourth measured value is measured is inverted with respect to the z-axis. FIG. 9A is a diagram illustrating an arrangement of a measurement system for measuring a fifth measured value, and FIG. 9B is a diagram for explaining a vector component of a fifth measured value.
우선 센서지그(100)의 암(122)을 180° 회전시키고, 센서(127)가 옆쪽을 향하도록 조절한다. 그리고 조절 스테이지(200)의 위치를 리니어 스테이지의 반대쪽 옆으로 이동하고 센서지그(100)쪽을 향하도록 설치한다. 마지막으로 측정면(322)이 옆쪽을 향하도록 조절한 상태에서, 조절 스테이지(200)를 조절하여 포인터(128)의 끝에 기준홈(324)을 맞춘다.First, the
이러한 상태에서 센서(127)를 통해 측정면(322)까지의 거리를 측정한 제5측정값()을 구한다. 제5측정값을 리니어 스테이지의 오차를 포함하는 성분으로 표현하면 다음의 수식과 같다.In this state, the fifth measurement value (the distance from the
최종적으로 상기의 식들을 연립하여 다음과 같은 수식을 구할 수 있다.Finally, the above equations are combined to obtain the following equation.
제4측정값과 제5측정값을 이용하면 측정면의 형상오차를 산출할 수 있으며, 롤오차를 아는 경우 수평방향 운동오차까지 산출할 수 있다. 이때, 롤오차는 별도의 방법으로 측정할 수도 있지만, 본 발명의 측정 시스템을 이용하는 경우 상기한 수직반전법을 이용하여 쉽게 구할 수 있다.Using the fourth measurement value and the fifth measurement value, the shape error of the measurement surface can be calculated, and if the roll error is known, the horizontal motion error can be calculated. In this case, the roll error may be measured by a separate method, but in the case of using the measuring system of the present invention, it may be easily obtained using the vertical inversion method.
-회전오차 측정법Rotational error measurement
회전오차 측정법은 수직방향 운동오차 성분 또는 수평방향 운동오차 성분이 포함된 기본 측정값과 기본 측정값의 측정위치로부터 소정거리 x축으로 이동한 지점의 측정값 사이의 관계를 이용하여 오차를 간접적으로 측정하는 방법이다. 이때, 소정거리 이격된 두 개의 센서를 이용하면 쉽게 원하는 값을 측정할 수 있다. 수직방향 운동오차 성분을 포함하는 측정값을 이용하는 경우를 피치오차 측정법이라고 하고, 수평방향 운동오차 성분을 포함하는 측정값을 이용하는 경우를 요오차 측정법이라고 한다. 회전오차 측정법에 의한 오차측정 방법은 다음과 같다.The rotation error measurement method indirectly corrects an error by using a relationship between a basic measurement value including a vertical motion error component or a horizontal motion error component and a measurement value of a point moved along a predetermined distance from the measurement position of the basic measurement value. How to measure. At this time, by using two sensors spaced a predetermined distance it is easy to measure the desired value. The case where the measured value including the vertical motion error component is used is called pitch error measurement method, and the case where the measured value containing the horizontal motion error component is used is called the error measurement method. The error measurement method using the rotation error measurement method is as follows.
-피치오차 측정법Pitch error measurement
먼저, 측정 시스템을 조절하여 측정을 실시한다. 도 10은 피치오차 측정법을 설명하기 위한 도면이다. 도면의 화살표는 리니어 스테이지의 진행방향이다.First, measure the measurement system. 10 is a diagram for explaining a pitch error measuring method. The arrow in the figure shows the traveling direction of the linear stage.
센서지그(100)와 조절 스테이지(200)의 위치 및 방향은 수직반전법에서와 같으며, 그 중에 특히 제1측정값을 측정한 배치를 기준으로 설명한다. 본 발명의 측정 시스템은 x축 방향으로 소정거리() 이격된 두 개의 센서(127)를 포함한다. 이하에서 첫 번째 센서(127)가 측정하는 위치를 제1측정위치, 두 번째 센서(127)가 측정하는 위치를 제2측정위치라고 한다. 제1측정위치에서 측정된 값은 제1측정값()과 같으나, 측정위치를 구별하기 위하여 다음과 같이 표시할 수 있다.The position and direction of the
제2측정위치에서 제6측정값()을 측정한다. 제6측정값은 다음과 같이 표시할 수 있다.At the second measurement position, the sixth measurement value ( Measure The sixth measured value can be expressed as follows.
최종적으로 상기의 식들을 연립하여 다음과 같은 수식을 구할 수 있다.Finally, the above equations are combined to obtain the following equation.
따라서 제1측정위치와 제2측정위치에서의 측정면 형상오차를 알고 있다면, 제1측정값과 제6측정값을 이용하여 피치오차를 산출할 수 있다. 이때, 측정면의 형상오차는 별도의 방법으로 측정할 수도 있지만, 본 발명의 시스템을 이용하는 경우 상기한 수직반전법 또는 수평반전법을 이용하여 쉽게 구할 수 있다. Therefore, if the measurement surface shape errors at the first measurement position and the second measurement position are known, the pitch error may be calculated using the first measurement value and the sixth measurement value. At this time, the shape error of the measurement surface may be measured by a separate method, but when using the system of the present invention can be easily obtained using the above-described vertical inversion method or horizontal inversion method.
- 요오차 측정법Iocar measurement
먼저, 측정 시스템을 조절하여 측정을 실시한다. 도 11은 요오차 측정법을 설명하기 위한 도면이다. 도면의 화살표는 리니어 스테이지의 진행방향이다.First, measure the measurement system. It is a figure for demonstrating the difference measurement method. The arrow in the figure shows the traveling direction of the linear stage.
센서지그(100)와 조절 스테이지(200)의 위치 및 방향은 수평반전법에서와 같으며, 그 중에 특히 제4측정값을 측정한 배치를 기준으로 설명한다. 본 발명의 측정 시스템은 x축 방향으로 소정거리() 이격된 두 개의 센서(127)를 포함한다. 이하에서 첫 번째 센서(127)가 측정하는 위치를 제3측정위치, 두 번째 센서(127)가 측정하는 위치를 제4측정위치라고 한다. 제3측정위치에서 측정된 값은 제4측정 값()과 같으나, 측정위치를 구별하기 위하여 다음과 같이 표시할 수 있다.The position and direction of the
제4측정위치에서 제7측정값()을 측정한다. 제7측정값은 다음과 같이 표시할 수 있다.At the fourth measurement position, Measure The seventh measured value can be expressed as follows.
최종적으로 상기의 식들을 연립하여 다음과 같은 수식을 구할 수 있다.Finally, the above equations are combined to obtain the following equation.
따라서 제3측정위치와 제4측정위치에서의 측정면 형상오차를 알고 있다면, 제4측정값과 제7측정값을 이용하여 요오차를 산출할 수 있다. 이때, 측정면의 형상오차는 별도의 방법으로 측정할 수도 있지만, 본 발명의 시스템을 이용하는 경우 상기한 수직반전법 또는 수평반전법을 이용하여 쉽게 구할 수 있다.Therefore, if the measurement surface shape error at the third measurement position and the fourth measurement position is known, an error may be calculated using the fourth measurement value and the seventh measurement value. At this time, the shape error of the measurement surface may be measured by a separate method, but when using the system of the present invention can be easily obtained using the above-described vertical inversion method or horizontal inversion method.
이상의 방법을 이용함으로써 비교적 저렴한 가격의 정전용량센서를 이용한 단일의 측정시스템을 사용하여 리니어 스테이지의 모든 오차를 간접적으로 측정할 수 있다. 나아가 본 발명의 측정시스템과 측정방법을 이용하면, 측정된 오차 값의 정밀도를 확인할 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 측정면 형상오차의 경우 수직 반전법과 수평반전법의 두 가지 방법에서 각각 별도로 오차 값을 산출할 수 있다. 이때, 수직반전법으로 산출한 형상오차()와 수평반전법으로 산출한 형상오차()를 비교하여 간접적으로 측정된 오차 값의 정밀도를 간접적으로 평가할 수 있는 것이다. 두 형상오차의 차이가 작을수록 간접적으로 측정된 오차 값들이 정확한 값을 갖는 것으로 판단할 수 있다.By using the above method, all errors of the linear stage can be indirectly measured using a single measuring system using a relatively inexpensive capacitive sensor. Further, by using the measuring system and the measuring method of the present invention, it is possible to confirm the precision of the measured error value. As described above, in the case of the measurement surface shape error, an error value may be calculated separately in two methods, a vertical inversion method and a horizontal inversion method. At this time, the shape error calculated by the vertical inversion method ( ) And the shape error calculated by the horizontal reversal method ( ) Can be indirectly evaluated for the accuracy of the error value measured indirectly. The smaller the difference between the two shape errors, the more indirectly measured error values can be determined to have correct values.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments. However, the present invention is not limited only to the above-described embodiment, and those skilled in the art to which the present invention pertains can make various changes without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the specific embodiments, but should be construed as defined by the appended claims.
도 1은 본 발명의 오차측정 시스템의 설치 상태를 나타내는 도면이다.1 is a view showing an installation state of the error measuring system of the present invention.
도 2는 센서지그를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a sensor jig.
도 3은 조절 스테이지를 나타내는 도면이다.3 is a view showing an adjustment stage.
도 4는 직선자모듈을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a linear ruler module.
도 5a는 제1측정값을 측정하기 위한 측정 시스템의 배치를 나타내는 도면이고, 도 5b는 제1측정값의 벡터성분을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5A is a diagram showing an arrangement of a measurement system for measuring a first measured value, and FIG. 5B is a diagram for explaining a vector component of the first measured value.
도 6a는 제2측정값을 측정하기 위한 측정 시스템의 배치를 나타내는 도면이고, 도 6b는 제2측정값의 벡터성분을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6A is a diagram showing an arrangement of a measurement system for measuring a second measured value, and FIG. 6B is a diagram for explaining a vector component of the second measured value.
도 7a는 제3측정값을 측정하기 위한 측정 시스템의 배치를 나타내는 도면이고, 도 7b는 제3측정값의 벡터성분을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7A is a diagram showing an arrangement of a measurement system for measuring a third measured value, and FIG. 7B is a diagram for explaining a vector component of the third measured value.
도 8a는 제4측정값을 측정하기 위한 측정 시스템의 배치를 나타내는 도면이고, 도 8b는 제4측정값의 벡터성분을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8A is a diagram showing an arrangement of a measurement system for measuring a fourth measured value, and FIG. 8B is a diagram for explaining a vector component of the fourth measured value.
도 9a는 제5측정값을 측정하기 위한 측정 시스템의 배치를 나타내는 도면이고, 도 9b는 제5측정값의 벡터성분을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9A is a diagram illustrating an arrangement of a measurement system for measuring a fifth measured value, and FIG. 9B is a diagram for explaining a vector component of a fifth measured value.
도 10은 피치오차 측정법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a pitch error measuring method.
도 11은 요오차 측정법을 설명하기 위한 도면이다.It is a figure for demonstrating the difference measurement method.
도 12는 리니어 스테이지의 오차를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the error of a linear stage.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
100: 센서지그 110: 지그 기둥100: sensor jig 110: jig pillar
120: 지그암 127: 센서120: zig arm 127: sensor
128: 포인터 200: 조절 스테이지128: pointer 200: adjustment stage
210: 하부 스테이지 220: 상부 스테이지210: lower stage 220: upper stage
300: 직선자모듈 322: 측정면300: linear module 322: measuring surface
324: 기준홈324: reference groove
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