JPH06160069A - Precision positioning device - Google Patents
Precision positioning deviceInfo
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- JPH06160069A JPH06160069A JP31007192A JP31007192A JPH06160069A JP H06160069 A JPH06160069 A JP H06160069A JP 31007192 A JP31007192 A JP 31007192A JP 31007192 A JP31007192 A JP 31007192A JP H06160069 A JPH06160069 A JP H06160069A
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- linear encoder
- positioning device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】位置決めすべき点と実際のスケール読み取り位
置との距離を短くすることにより、アッベの誤差および
熱膨張の誤差を小さくした精密位置決め装置を提供す
る。
【構成】軸受2に支持されて直線移動する可動体3に取
付けられたワーク7の位置をリニアエンコーダ9で検出
する精密位置決め装置において、リニアエンコーダのス
ケール部9Aをワーク7に配設した。位置決めすべき点
Pに近い位置で位置検出するものとしたため、アッベの
誤差およびワーク7の熱膨張に起因する位置測定誤差が
小さくなり、位置決め精度が向上する。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a precision positioning device in which an Abbe error and a thermal expansion error are reduced by shortening a distance between a point to be positioned and an actual scale reading position. [Structure] In a precision positioning device in which a linear encoder 9 detects the position of a work 7 mounted on a movable body 3 which is supported by a bearing 2 and moves linearly, a scale portion 9A of the linear encoder is provided on the work 7. Since the position is detected at a position close to the point P to be positioned, the position measurement error caused by the Abbe error and the thermal expansion of the work 7 is reduced, and the positioning accuracy is improved.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ディスク書き込み装置
などに使用される精密位置決め装置の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a precision positioning device used in a disc writing device or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、ディスク書き込み装置の書き込
み部(ヘッド)を目的の情報トラックにアクセスさせる
ための位置決め装置(ポジショナ)は、一般に、推力発
生機構であるモータと、支持機構である軸受と、ヘッド
を搭載したキャリッジと、キャリッジの位置を検出しそ
の位置情報に基づいてモータの駆動をフィードバック制
御してヘッドを精密に所定の位置に位置決めするための
位置検出器を備えている。従来のこの種の精密位置決め
装置の一例を図4に示す。2. Description of the Related Art For example, a positioning device (positioner) for allowing a writing portion (head) of a disk writing device to access a target information track generally includes a motor which is a thrust generating mechanism, a bearing which is a supporting mechanism, A carriage equipped with a head and a position detector for detecting the position of the carriage and feedback-controlling the drive of the motor based on the position information to precisely position the head at a predetermined position are provided. An example of a conventional precision positioning device of this type is shown in FIG.
【0003】これは、ディスク書き込み部を直線移動さ
せるリニア型の精密位置決め装置であり、基台1上に気
体軸受(エアスライド)2で支持された可動体3が、リ
ニアモータ4で軸方向に駆動されるようになっている。
その可動体3の先端に、軸方向に延びるワーク7を介し
てディスク書き込み部8が取り付けられている。位置検
出器としては、リニアエンコーダ9が搭載されている。
そのスケール部9Aは可動体3の上面のワーク7に近い
位置に取り付けられていて、気体軸受2の上部に取り付
けた検出器9Bで読み取るようにしている。このリニア
エンコーダの検出器9Bの読み取り位置は、ワーク7の
先端の位置決めすべき点Pから距離dだけ離れている。This is a linear type precision positioning device for linearly moving a disk writing unit. A movable body 3 supported by a gas bearing (air slide) 2 on a base 1 is axially moved by a linear motor 4. It is designed to be driven.
A disk writing unit 8 is attached to the tip of the movable body 3 via a work 7 extending in the axial direction. A linear encoder 9 is mounted as a position detector.
The scale portion 9A is attached to a position near the work 7 on the upper surface of the movable body 3, and is read by the detector 9B attached to the upper portion of the gas bearing 2. The reading position of the detector 9B of this linear encoder is separated from the point P to be positioned at the tip of the work 7 by a distance d.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の精密位置決め装置にあっては、リニアエンコーダの
検出器9Bの読み取り位置Oは、ワーク7の先端の位置
決めすべき点Pから距離dだけ離れており、位置決めす
べき点Pと実際のスケール読み取り位置Oとがかなり離
れているため、位置決めに誤差が生じるという問題点が
あった。その誤差の一つは、アッベの測定誤差といれる
ものであり、気体軸受2で非接触に支持されている可動
体3が移動時に姿勢変化して真直方向から傾くことによ
り発生する。他の誤差は、スケール読み取り位置Oから
位置決めすべき点Pまでのワーク7の温度変化に起因す
るものであり、熱膨張により発生する。However, in the above-mentioned conventional precision positioning device, the reading position O of the detector 9B of the linear encoder is separated from the point P to be positioned at the tip of the work 7 by the distance d. However, since the point P to be positioned and the actual scale reading position O are considerably separated, there is a problem in that positioning error occurs. One of the errors is called an Abbe measurement error, which occurs when the movable body 3 supported in a non-contact manner by the gas bearing 2 changes its posture during movement and tilts from the straight direction. The other error is due to the temperature change of the work 7 from the scale reading position O to the point P to be positioned, and is caused by thermal expansion.
【0005】因みに、上記アッベの測定誤差とは、図5
に示すように、スケールSの取り付け位置と測定すべき
対象点Pとが離れているために生じる誤差で、その距離
をd、ステージの角度変化をαとすれば、誤差量ε
1 は、 ε1 =α×d で与えられる。Incidentally, the Abbe's measurement error is as shown in FIG.
As shown in, the error caused by the distance between the mounting position of the scale S and the target point P to be measured is d. If the distance is d and the angle change of the stage is α, the error amount ε
1 is given by ε 1 = α × d.
【0006】例えば、α=1 秒、d=100mm とすれば、
アッベの誤差は0.5 μmとなる。この誤差を小さくする
ためには、スケールSの取付け位置と測定すべき対象点
Pとをできるだけ近づけるとともに、姿勢精度のよいス
テージを用いる必要がある。図5において、Lは真の移
動量、lはスケールによる測定値である。そこで本発明
は、上記従来の問題点に着目してなされたものであり、
位置決めすべき点Pと実際のスケール読み取り位置Oと
の距離を可及的に短くすることにより、アッベの誤差お
よび熱膨張の誤差を小さくした精密位置決め装置を提供
することを目的とする。For example, if α = 1 second and d = 100 mm,
The Abbe error is 0.5 μm. In order to reduce this error, it is necessary to bring the mounting position of the scale S and the target point P to be measured as close to each other as possible and to use a stage having a high posture accuracy. In FIG. 5, L is the true movement amount, and 1 is the measured value by the scale. Therefore, the present invention has been made by paying attention to the above conventional problems,
An object of the present invention is to provide a precision positioning device in which the Abbe error and the thermal expansion error are reduced by making the distance between the point P to be positioned and the actual scale reading position O as short as possible.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、軸受に支持さ
れて直線移動する可動体に取付けられたワークの位置を
リニアエンコーダで検出する精密位置決め装置に係り、
前記リニアエンコーダのスケール部をワークに配設した
ことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a precision positioning device for detecting the position of a workpiece mounted on a movable body which is supported by a bearing and linearly moves, by a linear encoder,
The scale portion of the linear encoder is arranged on the work.
【0008】[0008]
【作用】位置検出器であるリニアエンコーダを、位置決
めすべき点に近い位置すなわちワークに配置したため、
アッベの誤差およびワークの熱膨張に起因する位置測定
誤差が小さくなり、位置決め精度が向上する。[Function] Since the linear encoder which is the position detector is arranged at a position close to the point to be positioned, that is, the work,
Positioning error due to Abbe's error and thermal expansion of the work is reduced, and positioning accuracy is improved.
【0009】[0009]
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1ないし図3は本発明の一実施例であり、従
来と同一または相当部分には同一の符号を付してある。
基台1の上面に気体軸受(エアスライド)2が固定され
ている。この気体軸受2は静圧空気軸受であり、その形
式は問わず多数孔形軸受,多孔質形軸受,表面絞り形軸
受等のいずれでも良いが、高精度,高剛性の点では多孔
質形が好ましい。その静圧空気軸受からなる気体軸受2
に、角柱状の可動軸である可動体3が水平に支持されて
いる。可動体3の後部は基台1の上面に取付けたリニア
モータ4の図示されない可動子に連結されている。この
実施例のリニアモータ4は、滑らかな高速走行が可能で
且つ機械的振動が殆ど無いリニアDCブラシレスモータ
(LDM)を用いているが、これに限定されない。上記
の可動体3の先端部には、ワーク7が取付けフランジ7
aで取り付けられている。そのワーク7の先端(位置決
めすべき点Pの位置である)に、ディスク書き込み部8
が取り付けられている。前記リニアモータ4の直線方向
変位の位置決めに用いるリニアエンコーダ9のタイプは
限定されない。例えば、デジタル信号を出力する光学式
リニアエンコーダ,磁気式リニアエンコーダ或いは半導
体レーザを使用し反射回折光の干渉を検出する方式の高
分解能のレーザ式リニアエンコーダ等でも良い。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show an embodiment of the present invention, in which the same or corresponding parts as in the conventional case are designated by the same reference numerals.
A gas bearing (air slide) 2 is fixed to the upper surface of the base 1. The gas bearing 2 is a static pressure air bearing, and regardless of the type, it may be a multi-hole bearing, a porous bearing, a surface-throttle bearing, or the like, but a porous type is preferable in terms of high accuracy and high rigidity. preferable. Gas bearing 2 consisting of the static pressure air bearing
In addition, a movable body 3, which is a prismatic movable shaft, is horizontally supported. The rear part of the movable body 3 is connected to a mover (not shown) of the linear motor 4 mounted on the upper surface of the base 1. The linear motor 4 of this embodiment uses a linear DC brushless motor (LDM) that is capable of smooth high-speed traveling and has almost no mechanical vibration, but is not limited to this. The work 7 has a mounting flange 7 at the tip of the movable body 3.
It is attached at a. At the tip of the work 7 (which is the position of the point P to be positioned), the disk writing unit 8
Is attached. The type of the linear encoder 9 used for positioning the linear displacement of the linear motor 4 is not limited. For example, an optical linear encoder that outputs a digital signal, a magnetic linear encoder, or a high-resolution laser linear encoder that uses a semiconductor laser to detect interference of reflected diffracted light may be used.
【0010】そのリニアエンコーダ9のスケール部9A
は、ワーク7の上面に取り付けられている。スケール部
9Aはワーク7と一体成型してもよく、また、接着で固
定しても良く、或いは市販の板状スケールを専用治具を
用いて取り付けてもよい。リニアエンコーダ9の検出器
9Bは、気体軸受2の上面に固定されてディスク書き込
み部8の方向に延びる取付けアーム10の先端に取り付
けられており、検出器9Bの読み取り位置Oとワーク7
の先端の位置決めすべき点Pとの距離dは極めて短く設
定してある。The scale portion 9A of the linear encoder 9
Are attached to the upper surface of the work 7. The scale portion 9A may be integrally molded with the work 7, may be fixed by adhesion, or a commercially available plate scale may be attached using a dedicated jig. The detector 9B of the linear encoder 9 is fixed to the upper surface of the gas bearing 2 and is attached to the tip of a mounting arm 10 extending in the direction of the disk writing unit 8, and the reading position O of the detector 9B and the workpiece 7 are attached.
The distance d from the point P to be positioned at the tip of is set to be extremely short.
【0011】次に作用を述べる。リニアモータ4の作動
で可動体3ひいてはワーク7,ディスク書き込み部8を
軸方向に移動させる際に、その移動量を進行方向位置セ
ンサであるリニアエンコーダ9で検出する。その検出信
号をリニアモータ4の駆動指令信号にフィードバックす
ることにより可動体3,ワーク7の移動を制御して、デ
ィスク書き込み部8を所定位置に正確に位置決めする。
リニアエンコーダ9は、その読み取り位置Oを位置決め
すべき点Pに近い位置に配置して両者の距離dを極めて
短くしたため、アッベの誤差ε1 =α×dの量およびワ
ーク7の熱膨張に起因する位置測定誤差を小さくでき、
高い位置決め精度が得られる。Next, the operation will be described. When the movable body 3 and thus the work 7 and the disk writing portion 8 are moved in the axial direction by the operation of the linear motor 4, the amount of movement is detected by the linear encoder 9 which is a traveling direction position sensor. The movement of the movable body 3 and the work 7 is controlled by feeding back the detection signal to the drive command signal of the linear motor 4 to accurately position the disc writing unit 8 at a predetermined position.
The linear encoder 9 has its reading position O arranged at a position close to the point P to be positioned and made the distance d between them extremely short. Therefore, the linear encoder 9 is caused by the Abbe error ε 1 = α × d and the thermal expansion of the work 7. Position measurement error
High positioning accuracy can be obtained.
【0012】なお、上記実施例の精密位置決め装置は、
ディスク書き込み装置に適用した場合に付いて説明した
が、その他の直線駆動装置にも適用できることはいうま
でもない。The precision positioning device of the above embodiment is
Although it has been described as applied to the disk writing device, it goes without saying that it can also be applied to other linear drive devices.
【0013】[0013]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軸受に支持されて直線移動する可動体に取付けられたワ
ークの位置をリニアエンコーダで検出する精密位置決め
装置において、リニアエンコーダのスケール部を前記ワ
ークに配設したため、位置決めすべき点とリニアエンコ
ーダの読み取り位置との距離が短くなって、アッベの誤
差およびワークの熱膨張に起因する位置測定誤差が小さ
くなり、位置決め精度が向上するという効果を奏する。As described above, according to the present invention,
In a precision positioning device that uses a linear encoder to detect the position of a workpiece mounted on a movable body that is supported by a bearing and moves in a straight line, since the scale part of the linear encoder is arranged on the workpiece, the point to be positioned and the reading of the linear encoder The distance from the position is shortened, the position measurement error caused by the Abbe error and the thermal expansion of the work is reduced, and the positioning accuracy is improved.
【図1】本発明の一実施例の側面図である。FIG. 1 is a side view of an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示すものの平面図である。FIG. 2 is a plan view of what is shown in FIG.
【図3】図1に示すものの背面図である。FIG. 3 is a rear view of what is shown in FIG.
【図4】従来の精密位置決め装置の側面図である。FIG. 4 is a side view of a conventional precision positioning device.
【図5】アッベの誤差を説明する斜視図である。FIG. 5 is a perspective view illustrating an Abbe error.
2 軸受 3 可動体 7 ワーク 9 リニアエンコーダ 9A リニアエンコーダのスケール部 P 位置決めすべき点 2 Bearing 3 Movable body 7 Work piece 9 Linear encoder 9A Scale part of linear encoder P Point to be positioned
Claims (1)
取付けられたワークの位置をリニアエンコーダで検出す
る精密位置決め装置において、 前記リニアエンコーダのスケール部を前記ワークに配設
したことを特徴とする精密位置決め装置。1. A precision positioning device for detecting the position of a work mounted on a movable body which is supported by a bearing and moves linearly in a linear encoder, wherein a scale portion of the linear encoder is arranged on the work. Precision positioning device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31007192A JPH06160069A (en) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Precision positioning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31007192A JPH06160069A (en) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Precision positioning device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160069A true JPH06160069A (en) | 1994-06-07 |
Family
ID=18000825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31007192A Pending JPH06160069A (en) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Precision positioning device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160069A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017010042A (en) * | 2006-09-01 | 2017-01-12 | 株式会社ニコン | Exposure equipment and exposure method and device production method |
-
1992
- 1992-11-19 JP JP31007192A patent/JPH06160069A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017010042A (en) * | 2006-09-01 | 2017-01-12 | 株式会社ニコン | Exposure equipment and exposure method and device production method |
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