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JP2008211872A - Linear motor - Google Patents

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JP2008211872A
JP2008211872A JP2007044179A JP2007044179A JP2008211872A JP 2008211872 A JP2008211872 A JP 2008211872A JP 2007044179 A JP2007044179 A JP 2007044179A JP 2007044179 A JP2007044179 A JP 2007044179A JP 2008211872 A JP2008211872 A JP 2008211872A
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JP
Japan
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linear motor
absolute coordinate
command value
slider
data
Prior art date
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Withdrawn
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JP2007044179A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuzuru Hoshi
譲 星
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a linear motor to correct a positioning error due to mechanical characteristics. <P>SOLUTION: The linear motor has a slider whose movement is linearly controlled in the direction of the axis of movement based on a given position command value. The linear motor includes: a data collecting means for measuring and collecting the roll angle, pitch angle, and yaw angle at every predetermined distance in the direction of the axis of movement; a functionalizing means for approximating change in roll angle, pitch angle, and yaw angle by a function based on collected data from the data collecting means; an integrating means for computing the vertical straightness and the horizontal straightness of the axis of movement based on the functions from the functionalizing means; and an absolute coordinate position computing means for computing the absolute coordinate position of the slider based on the position command value, the function data from the functionalizing means, and the data on vertical straightness and horizontal straightness from the integrating means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、与えられた位置指令値に基づいて移動軸方向に直線的に移動制御されるスライダを有するリニアモータに関するものである。   The present invention relates to a linear motor having a slider whose movement is linearly controlled in a moving axis direction based on a given position command value.

平行配置された一対のリニアモータにより下軸リニアモータが形成され、これら下軸リニアモータの夫々の軸方向に位置制御されるスライダ間をブリッジ結合して上軸リニアモータが形成されるブリッジ型のXYステージの構成及びスライダの位置制御に関しては、特許文献1に開示されている。   A lower-axis linear motor is formed by a pair of linear motors arranged in parallel, and a bridge-type motor in which an upper-axis linear motor is formed by bridging the sliders whose position is controlled in the axial direction of each lower-axis linear motor. The configuration of the XY stage and the position control of the slider are disclosed in Patent Document 1.

図6は、X軸に平行な移動軸X−X´上に配置されたリニアモータの一般的な構成を示す機能ブロック図であり、ステージに水平設置されたパネル(図示せず)上に、X軸方向に直線Lを描画する実施形態を示している。   FIG. 6 is a functional block diagram showing a general configuration of a linear motor arranged on a movement axis XX ′ parallel to the X axis. On a panel (not shown) horizontally installed on the stage, An embodiment in which a straight line L is drawn in the X-axis direction is shown.

パネル上面に近接してX軸方向にリニアモータ10が配置され、その軸方向に位置制御されるスライダ11が搭載されている。更に、その軸方向にスケール12を備えている。   A linear motor 10 is disposed in the X-axis direction close to the upper surface of the panel, and a slider 11 whose position is controlled in the axial direction is mounted. Furthermore, the scale 12 is provided in the axial direction.

スライダ11に結合しているエンコーダ13は、スケール12の目盛りを読み取り、スライダ11の移動距離を検出し、基準点からの移動距離によりスライダ11のX位置検出値Pxを出力する。   The encoder 13 coupled to the slider 11 reads the scale 12, detects the movement distance of the slider 11, and outputs the X position detection value Px of the slider 11 based on the movement distance from the reference point.

ドライバ30は、上位装置40からの位置指令値Xcmd及びX位置検出値Pxを入力し、これらの偏差を制御演算した電流値Mを下軸スライダ11のモータ巻線に供給する、フィードバック制御によりスライダ11を軸指令値Xcmdに移動制御する。   The driver 30 inputs the position command value Xcmd and the X position detection value Px from the host device 40, and supplies the current value M obtained by controlling and calculating the deviation to the motor winding of the lower shaft slider 11. 11 is controlled to move to the axis command value Xcmd.

スライダ11には、ワーク14としてインクジェット装置Wが搭載され、そのノズル15の先端位置(ヘッド位置H)からのインクジェットで液晶パネル上に描画線Lを描画する。   An ink jet device W is mounted on the slider 11 as a work 14, and a drawing line L is drawn on the liquid crystal panel by ink jet from the tip position (head position H) of the nozzle 15.

図7は、ドライバ30の構成例を示す機能ブロック図である。ドライバ30は、位置指令値Xcmdと位置検出値Pxとの偏差を演算して速度指令値Vsを出力する位置制御部31と、速度指令値Vsと速度検出値Vfとの偏差を演算してスライダ11に電流値Mを出力する速度制御部32と、位置検出値Pxの差分より前記速度検出値Vfを出力する差分検出手段33よりなる。   FIG. 7 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the driver 30. The driver 30 calculates a deviation between the position command value Xcmd and the position detection value Px and outputs a speed command value Vs, and calculates a deviation between the speed command value Vs and the speed detection value Vf to obtain a slider. 11 includes a speed control unit 32 that outputs a current value M to a difference detection unit 33 that outputs the speed detection value Vf based on a difference between the position detection value Px.

特開2006−034078号公報JP 2006-034078 A ロボット工学ハンドブック −日本ロボット学会編− P196 初版:1990.10.20 編者:日本ロボット学会 発行者:(株)コロナ社Robot Engineering Handbook -Robot Society of Japan- P196 First Edition: Oct. 20, 1990 Editor: Robotics Society of Japan Publisher: Corona Corporation

下軸スライダ及び上軸スライダの位置制御系では、ステージを構成する下軸リニアモータ及び上軸リニアモータの駆動部分の機械的特性が位置決めの制御系に組み込まれていないために、平面位置決めの精度がステージの機械的特性の影響を受ける問題がある。   In the position control system of the lower axis slider and the upper axis slider, the mechanical characteristics of the drive parts of the lower axis linear motor and the upper axis linear motor constituting the stage are not incorporated in the positioning control system, so that the accuracy of planar positioning However, there is a problem that it is affected by the mechanical characteristics of the stage.

下軸及び上軸の機械的特性は、
(1)駆動部分の微小回転(ロール,ピッチ,ヨー)による特性
(2)駆動部分の真直度(水平,垂直)による特性
(3)リニアエンコーダの熱膨張による特性
(4)下軸及と上軸の直角度
である。
The mechanical characteristics of the lower shaft and upper shaft are
(1) Characteristics due to minute rotation (roll, pitch, yaw) of driving part (2) Characteristics due to straightness (horizontal, vertical) of driving part (3) Characteristics due to thermal expansion of linear encoder (4) Lower shaft and upper The squareness of the axis.

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、機械的な特性に基づく位置決め誤差を補正することができるリニアモータの実現を目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to realize a linear motor capable of correcting a positioning error based on mechanical characteristics.

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
(1)与えられた位置指令値に基づいて移動軸方向に直線的に移動制御されるスライダを有するリニアモータにおいて、
前記移動軸方向の所定距離毎のロール角,ピッチ角,ヨー角を測定して収集するデータ収集手段と、
このデータ収集手段の収集データに基づいてロール角,ピッチ角,ヨー角の変化を関数で近似する関数化手段と、
この関数化手段の関数に基づいて前記移動軸の垂直真直度と水平真直度を演算する積分演算手段と、
前記位置指令値、前記関数化手段の関数データ、前記積分演算手段の垂直真直度と水平真直度データに基づいて、前記スライダの絶対座標位置を演算する絶対座標位置演算手段と、
を備えることを特徴とするリニアモータ。
In order to achieve such a subject, the present invention has the following configuration.
(1) In a linear motor having a slider whose movement is linearly controlled in the movement axis direction based on a given position command value,
Data collecting means for measuring and collecting a roll angle, a pitch angle, and a yaw angle for each predetermined distance in the moving axis direction;
Functionalizing means for approximating changes in roll angle, pitch angle, and yaw angle by a function based on the collected data of the data collecting means;
Integration calculating means for calculating the vertical straightness and horizontal straightness of the moving axis based on the function of the functionalizing means;
Absolute coordinate position calculating means for calculating the absolute coordinate position of the slider based on the position command value, the function data of the functionalizing means, and the vertical straightness and horizontal straightness data of the integral calculating means;
A linear motor comprising:

(2)前記絶対座標位置演算手段は、入力されるデータをパラメータとする静特性の数学モデルを備えることを特徴とする(1)に記載のリニアモータ。 (2) The linear motor according to (1), wherein the absolute coordinate position calculation means includes a mathematical model of static characteristics using input data as a parameter.

(3)前記絶対座標位置演算手段は、前記スライダから作業ヘッド位置までの距離情報を入力し、前記作業ヘッド位置の絶対座標位置を演算することを特徴とする(1)または(2)に記載のリニアモータ。 (3) The absolute coordinate position calculation means inputs distance information from the slider to the work head position, and calculates the absolute coordinate position of the work head position. (1) or (2) Linear motor.

(4)前記絶対座標位置演算手段は、前記スライダの位置検出用エンコーダの熱膨張を補償した位置指令値を、前記静特性の数学モデルのパラメータとすることを特徴とする(2)又は(3)に記載のXYステージ。 (4) The absolute coordinate position calculation means uses a position command value compensated for thermal expansion of the slider position detection encoder as a parameter of the mathematical model of the static characteristic (2) or (3) XY stage described in).

(5)前記絶対座標位置演算手段の出力と前記位置指令値の差を演算し、前記位置指令値を補正する位置指令補正手段を備えることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載のリニアモータ。 (5) Any one of (1) to (4), further comprising position command correction means for calculating a difference between an output of the absolute coordinate position calculation means and the position command value and correcting the position command value. The linear motor described in 1.

本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
(1)位置指令値が与えられたときに、リニアモータの機械的特性に基づく実際のスライダ位置又はヘッド位置を予測することができる。この予測値と位置指令値との差で与えられる補正値により位置指令値を補正することができる。
According to the present invention, the following effects can be expected.
(1) When a position command value is given, an actual slider position or head position based on the mechanical characteristics of the linear motor can be predicted. The position command value can be corrected by a correction value given by the difference between the predicted value and the position command value.

(2)リニアモータの機械的特性に基づく実際のスライダ位置又はヘッド位置を予測するための静特性数学モデルは、多自由度関節の動作を解析する周知の順運動学式により演算することができる。 (2) A static characteristic mathematical model for predicting an actual slider position or head position based on the mechanical characteristics of a linear motor can be calculated by a well-known forward kinematic equation for analyzing the motion of a multi-degree-of-freedom joint. .

(3)位置検出用エンコーダの熱膨張を補償した位置指令値を、前記静特性の数学モデルのパラメータとすることにより、熱膨張の影響を補償したヘッド位置を予測することができる。 (3) By using the position command value compensated for the thermal expansion of the position detection encoder as a parameter of the mathematical model of the static characteristics, the head position compensated for the influence of the thermal expansion can be predicted.

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図1は、本発明を適用したリニアモータの一実施形態を示す機能ブロック図である。図6及び図7で説明した従来のリニアモータと同一要素には同一符号を付して説明を省略する。図1の実施形態は、リニアモータ10がその移動軸上で撓みのない剛体であることを前提としている。   The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of a linear motor to which the present invention is applied. The same elements as those of the conventional linear motor described with reference to FIGS. The embodiment of FIG. 1 is based on the assumption that the linear motor 10 is a rigid body that does not bend on its moving axis.

実施形態の説明に先立ち、機械的特性に基づく実際のスライダ位置又はヘッド位置の移動過程を説明する。図2は、機械的特性に基づくスライダの挙動を示す模式図である。   Prior to the description of the embodiment, an actual slider position or head position moving process based on mechanical characteristics will be described. FIG. 2 is a schematic diagram showing the behavior of the slider based on the mechanical characteristics.

図2において、リニアモータのエンコーダ3のスタート点に絶対座標系(X_abs,Y_abs,Z_abs,)の原点Pを定義する。スライダ11上に相対座標系(X_inc,Y_inc,Z_inc)の原点Qを定義する。   In FIG. 2, the origin P of the absolute coordinate system (X_abs, Y_abs, Z_abs,) is defined at the start point of the encoder 3 of the linear motor. An origin Q of the relative coordinate system (X_inc, Y_inc, Z_inc) is defined on the slider 11.

絶対座標の原点Pにあるスライダ11が、位置指令値XcmdによりX軸方向S点に移動制御されたとき、相対座標の原点Qは、S点の機械的特性によるY軸方向の水平真直度Y及びZ軸方向の垂直真直度Zの影響によりY方向及びZ方向にシフトし、図示のQ点位置に移動する。このQ点がスライダ11の予測位置である。   When the slider 11 located at the origin P of the absolute coordinate is controlled to move to the point S in the X axis direction by the position command value Xcmd, the origin Q of the relative coordinate is the horizontal straightness Y in the Y axis due to the mechanical characteristics of the S point. And the vertical straightness Z in the Z axis direction shifts in the Y direction and the Z direction due to the influence of the vertical straightness Z, and moves to the Q point position shown in the figure. This Q point is the predicted position of the slider 11.

更に、このQ点から作業ヘッドまでの距離情報(X_inc,Y_inc,Z_inc)を追加した位置Hが、ヘッド予測位置である。このヘッド予測位置情報と、位置指令値Xcmd置情報との差が機械的特性に基づく位置制御誤差である。   Furthermore, a position H to which distance information (X_inc, Y_inc, Z_inc) from the Q point to the working head is added is a predicted head position. A difference between the predicted head position information and the position command value Xcmd position information is a position control error based on mechanical characteristics.

図1に戻り、実施形態を説明する。データ収集手段100は、リニアモータの軸方向に所定距離毎のロール角φ1,φ2,…φn、ピッチ角θ1,θ2,…θn、ヨー角ψ1,ψ2,…ψnを測定して収集する。   Returning to FIG. 1, the embodiment will be described. The data collecting means 100 measures and collects roll angles φ1, φ2,... Φn, pitch angles θ1, θ2,... Θn, and yaw angles ψ1, ψ2,.

図3は、データ収集の実施形態を示す平面図である。X軸方向に平行配置されたリニアモータ10と移動軸上にX軸方向にレーザビームを出射するレーザヘッド50が固定配置される。   FIG. 3 is a plan view showing an embodiment of data collection. A linear motor 10 arranged in parallel in the X-axis direction and a laser head 50 that emits a laser beam in the X-axis direction are fixedly arranged on the moving axis.

絶対座標原点(図2P点)の初期位置に配置されたスライダ11は、レーザヘッド50に移動軸上で対向しており、スライダ上に搭載された反射鏡60でビームBMを反射し、レーザヘッド50に戻す。   The slider 11 arranged at the initial position of the absolute coordinate origin (point P in FIG. 2) is opposed to the laser head 50 on the moving axis, reflects the beam BM by the reflecting mirror 60 mounted on the slider, and the laser head. Return to 50.

ビームBMの出射ビームと反射ビームが通過する干渉計70により、反射位置における剛体としてのリニアモータ10のロール角φ1、ピッチ角θ1、ヨー角ψ1が測定できる。リニアモータ10上のスライダ11を所定距離ずつレーザヘッド50に遠ざかる方向に移動させながら同様な測定をn回実行することで、データ収集手段100のデータ収集ができる。   The roll angle φ1, pitch angle θ1, and yaw angle ψ1 of the linear motor 10 as a rigid body at the reflection position can be measured by the interferometer 70 through which the outgoing beam and reflected beam of the beam BM pass. By performing the same measurement n times while moving the slider 11 on the linear motor 10 by a predetermined distance in the direction away from the laser head 50, the data collecting means 100 can collect data.

関数化手段200は、データ収集手段100が収集したロール角φデータの変化を関数φ(X)で近似する。同様に、ピッチ角θデータの変化を関数θ(X)で近似する。同様に、ヨー角ψデータの変化を関数ψ(X)で近似する。   The functionalizing means 200 approximates the change in the roll angle φ data collected by the data collecting means 100 with a function φ (X). Similarly, a change in pitch angle θ data is approximated by a function θ (X). Similarly, a change in yaw angle ψ data is approximated by a function ψ (X).

積分演算手段300は、関数化手段の関数θ(X)及びψ(X)を積分演算して垂直真直度Z(X)及び水平真直度Y(X)を算出する。   The integral calculation means 300 calculates the vertical straightness Z (X) and the horizontal straightness Y (X) by integrating the functions θ (X) and ψ (X) of the functionalizing means.

図4は、収集データ、関数近似、積分演算による水平及び垂直真直度を示す特性図である。(A)は収集データ及び関数近似特性であり、(イ)はヨーデータψの変化と近似関数ψ(X)を示し、(ロ)はピッチデータθの変化と近似関数θ(X)を示す。   FIG. 4 is a characteristic diagram showing the horizontal and vertical straightness obtained by the collected data, function approximation, and integral calculation. (A) shows collected data and function approximation characteristics, (A) shows changes in yaw data ψ and approximation function ψ (X), and (B) shows changes in pitch data θ and approximation function θ (X).

図4(B)は積分演算結果の関数特性であり、(イ)はヨーデータの近似関数ψ(X)を積分演算した水平真直度Y(X)を示し、(ロ)はピッチデータの近似関数θ(X)を積分演算した垂直真直度Z(X)を示す。   FIG. 4B shows the function characteristics of the integration calculation result, (A) shows the horizontal straightness Y (X) obtained by integrating the approximation function ψ (X) of the yaw data, and (B) shows the approximation function of the pitch data. The vertical straightness Z (X) obtained by integrating θ (X) is shown.

絶対座標位置演算手段400は、位置指令値Xcmd及び関数化手段200の関数データ、積分演算手段300の垂直真直度と水平真直度データに基づいて、スライダ11の絶対座標位置を予測演算する。   The absolute coordinate position calculating means 400 predicts and calculates the absolute coordinate position of the slider 11 based on the position command value Xcmd, the function data of the functionalizing means 200, and the vertical straightness and horizontal straightness data of the integral calculating means 300.

絶対座標位置演算手段400は、ヘッド位置設定手段500からのユーザ設定により、スライダ11から作業ヘッドHまでの距離情報を入力し、作業ヘッドHの絶対座標位置Xabsを予測演算して出力する。   The absolute coordinate position calculation means 400 receives distance information from the slider 11 to the work head H according to user settings from the head position setting means 500, and predicts and outputs the absolute coordinate position Xabs of the work head H.

減算器600は、絶対座標位置演算手段400からの出力される予測位置Xabsより位置指令値Xcmdを減算した補正値eを位置指令補正手段700に出力する。位置指令補正手段700は、位置指令値Xcmdより補正値eを減算した位置指令値、
Xcmd´(=2Xcmd−Xabs)を下軸ドライバ30に渡す。
The subtractor 600 outputs a correction value e obtained by subtracting the position command value Xcmd from the predicted position Xabs output from the absolute coordinate position calculation unit 400 to the position command correction unit 700. The position command correction means 700 is a position command value obtained by subtracting the correction value e from the position command value Xcmd.
Xcmd ′ (= 2Xcmd−Xabs) is passed to the lower axis driver 30.

絶対座標位置演算手段400は、入力されるデータをパラメータとする静特性の数学モデル401を備える。この静特性の数学モデルとしては、ロボット工学において周知の順運動学方程式を利用することができる。   The absolute coordinate position calculation means 400 includes a mathematical model 401 of static characteristics using input data as a parameter. As a mathematical model of this static characteristic, a forward kinematic equation well known in robotics can be used.

非特許文献1には、順運動学方程式について解説がある。順運動学(direct kinematics)とは、関節の位置,速度,加速度が与えられたとき、各リンクの位置,姿勢,速度,加速度,角速度,角加速度を求める問題である。とくに、終端リンクすなわちエンドエフェクタの位置,姿勢,速度,角速度を求める問題は、実用上重要である。順運動学はDKと略記される。順運動学の解析法としては、同時変換による方法とベクトルによる方法が知られている。   Non-Patent Document 1 describes the forward kinematic equation. Direct kinematics is a problem of obtaining the position, posture, velocity, acceleration, angular velocity, and angular acceleration of each link when given joint position, velocity, and acceleration. In particular, the problem of obtaining the position, posture, velocity, and angular velocity of the end link, that is, the end effector is important in practice. Forward kinematics is abbreviated as DK. As a method for analyzing forward kinematics, a method using simultaneous conversion and a method using vectors are known.

順運動学方程式に準拠した、リニアモータの静特性の数学モデル401を次式に示す。   A mathematical model 401 of the linear motor static characteristics based on the forward kinematic equation is shown in the following equation.

Figure 2008211872
Figure 2008211872

(1)式を解くことにより、絶対座標の原点Pから見た作業ヘッドHの予想位置(Xabs,Yabs,Zabs)を演算することができる。   By solving equation (1), the expected position (Xabs, Yabs, Zabs) of the work head H viewed from the origin P of absolute coordinates can be calculated.

この絶対座標位置演算手段の静特性の数学モデル401のパラメータである位置指令値を、エンコーダ13の熱膨張を考慮した指令値とすることで、エンコーダの熱膨張の影響を反映した作業ヘッドHの予想位置(Xabs,Yabs,Zabs)を演算することができる。   The position command value that is a parameter of the mathematical model 401 of the static characteristics of the absolute coordinate position calculation means is set to a command value that takes into account the thermal expansion of the encoder 13, so that the work head H that reflects the influence of the thermal expansion of the encoder 13 is reflected. Expected positions (Xabs, Yabs, Zabs) can be calculated.

エンコーダの熱膨張を考慮した下軸の位置指令値Xcmd1は、次式で与えられる。上軸の位置指令値についても同様である。
Xcmd={1+γ(Tx−To)}xcmd (2)
ここで、To:エンコーダの基準温度
Tx:エンコーダの現在温度
xcmd:ドライバ内部の指令値
Xcmd:温度補正後の指令値
γ:エンコーダを構成するガラススケールの熱膨張率
The lower shaft position command value Xcmd1 considering the thermal expansion of the encoder is given by the following equation. The same applies to the position command value of the upper shaft.
Xcmd = {1 + γ (Tx−To)} xcmd (2)
Where To: reference temperature of the encoder
Tx: Encoder current temperature xcmd: Driver internal command value Xcmd: Command value after temperature compensation
γ: Thermal expansion coefficient of the glass scale that composes the encoder

図5は、本発明を適用したリニアモータの位置誤差特性図である。G1は、本発明の補正しない場合の位置誤差の推移を示しており、スライダが原点位置から離れるに従い比例的に増加し、スパン終端では20ミクロンメータ以上に達する。   FIG. 5 is a position error characteristic diagram of a linear motor to which the present invention is applied. G1 indicates the transition of the position error when the correction is not performed according to the present invention, and increases proportionally as the slider moves away from the origin position, and reaches 20 micrometers or more at the end of the span.

G2は、本発明による補正を実行した場合の位置誤差の推移を示しており、スライダの移動スパン全域での実測値と予測値間の誤差は、数ミクロンメータ以内に収まっており、本発明による補正効果を確認することができる。   G2 shows the transition of the position error when the correction according to the present invention is executed, and the error between the actual measurement value and the predicted value over the entire moving span of the slider is within a few micrometers, and according to the present invention. The correction effect can be confirmed.

本発明を適用したリニアモータの一実施形態を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows one Embodiment of the linear motor to which this invention is applied. 機械的特性に基づくスライダの挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior of the slider based on a mechanical characteristic. データ収集の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows embodiment of data collection. 収集データ、関数近似、積分演算による水平及び垂直真直度を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the horizontal and vertical straightness by collection data, function approximation, and integral calculation. 本発明を適用したリニアモータの位置誤差特性図である。It is a position error characteristic view of a linear motor to which the present invention is applied. リニアモータの一般的な構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the general structure of a linear motor. ドライバの構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of a driver.

符号の説明Explanation of symbols

11 スライダ
13 エンコーダ
30 ドライバ
31 位置制御部
32 速度制御部
33 差分演算手段
40 上位装置
100 データ収集手段
200 関数化手段
300 積分演算手段
400 絶対位置演算手段
500 ヘッド位置設定手段
600 減算器
700 位置指令補正手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Slider 13 Encoder 30 Driver 31 Position control part 32 Speed control part 33 Difference calculation means 40 Host apparatus 100 Data collection means 200 Functionalization means 300 Integration calculation means 400 Absolute position calculation means 500 Head position setting means 600 Subtractor 700 Position command correction means

Claims (5)

与えられた位置指令値に基づいて移動軸方向に直線的に移動制御されるスライダを有するリニアモータにおいて、
前記移動軸方向の所定距離毎のロール角,ピッチ角,ヨー角を測定して収集するデータ収集手段と、
このデータ収集手段の収集データに基づいてロール角,ピッチ角,ヨー角の変化を関数で近似する関数化手段と、
この関数化手段の関数に基づいて前記移動軸の垂直真直度と水平真直度を演算する積分演算手段と、
前記位置指令値、前記関数化手段の関数データ、前記積分演算手段の垂直真直度と水平真直度データに基づいて、前記スライダの絶対座標位置を演算する絶対座標位置演算手段と、
を備えることを特徴とするリニアモータ。
In a linear motor having a slider that is linearly controlled to move in the movement axis direction based on a given position command value,
Data collecting means for measuring and collecting a roll angle, a pitch angle, and a yaw angle for each predetermined distance in the moving axis direction;
Functionalizing means for approximating changes in roll angle, pitch angle, and yaw angle by a function based on the collected data of the data collecting means;
Integration calculating means for calculating the vertical straightness and horizontal straightness of the moving axis based on the function of the functionalizing means;
Absolute coordinate position calculating means for calculating the absolute coordinate position of the slider based on the position command value, the function data of the functionalizing means, and the vertical straightness and horizontal straightness data of the integral calculating means;
A linear motor comprising:
前記絶対座標位置演算手段は、入力されるデータをパラメータとする静特性の数学モデルを備えることを特徴とする請求項1に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the absolute coordinate position calculation means includes a mathematical model of static characteristics using input data as a parameter. 前記絶対座標位置演算手段は、前記スライダから作業ヘッド位置までの距離情報を入力し、前記作業ヘッド位置の絶対座標位置を演算することを特徴とする請求項1または2に記載のリニアモータ。   3. The linear motor according to claim 1, wherein the absolute coordinate position calculation means inputs distance information from the slider to a work head position and calculates an absolute coordinate position of the work head position. 前記絶対座標位置演算手段は、前記スライダの位置検出用エンコーダの熱膨張を補償した位置指令値を、前記静特性の数学モデルのパラメータとすることを特徴とする請求項2又は3に記載のXYステージ。   4. The XY according to claim 2, wherein the absolute coordinate position calculation means uses a position command value compensated for thermal expansion of the slider position detection encoder as a parameter of the mathematical model of the static characteristic. 5. stage. 前記絶対座標位置演算手段の出力と前記位置指令値の差を演算し、前記位置指令値を補正する位置指令補正手段を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のリニアモータ。   5. The linear motor according to claim 1, further comprising a position command correction unit that calculates a difference between an output of the absolute coordinate position calculation unit and the position command value and corrects the position command value. .
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