JPH0664481B2 - XY stage control device - Google Patents
XY stage control deviceInfo
- Publication number
- JPH0664481B2 JPH0664481B2 JP60267735A JP26773585A JPH0664481B2 JP H0664481 B2 JPH0664481 B2 JP H0664481B2 JP 60267735 A JP60267735 A JP 60267735A JP 26773585 A JP26773585 A JP 26773585A JP H0664481 B2 JPH0664481 B2 JP H0664481B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- notch
- frequency
- control device
- notch filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 <発明の技術分野> この発明は、精密工作機、精密測定機、半導体製造装置
等に用いられるXYステージに関連し、殊にこの発明は、
移動ステージをテーブル上の目標位置へ移動させ且つ位
置決めするためのXYステージ制御装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an XY stage used in a precision machine tool, a precision measuring machine, a semiconductor manufacturing apparatus, and the like.
The present invention relates to an XY stage control device for moving and positioning a moving stage to a target position on a table.
<発明の概要> この発明のXYステージ制御装置では、移動ステージの共
振運動のゲインを吸収するためのノッチフィルタのノッ
チ周波数を、ステージ位置に応じて自動的に可変設定す
るように構成してあり、これによりXYステージの制御性
能と、その安定性とを向上している。<Outline of the Invention> In the XY stage control device of the present invention, the notch frequency of the notch filter for absorbing the gain of the resonance motion of the moving stage is automatically variably set according to the stage position. This improves the control performance of the XY stage and its stability.
<発明の背景> 従来、この種XYステージは、第4図に示す如く、水平な
テーブル21上に、縦横交叉する可動ガイド22,23と、そ
の交叉点に移動ステージ24とが配備されたものである。
各可動ガイド22,23および移動ステージ24は、空気軸受2
5,26,27によって浮上状態で非接触支持されており、そ
れぞれ軸受にはエアチューブ(図示せず)を介して圧縮
空気が送り込まれる。前記移動ステージ24は、可動ガイ
ド22,23の移行によりテーブル1上の軸受案内面に案内
されて移動するが、この軸受案内面の平面形状がばらつ
いたり、或いはステージ位置によって推力が変動する
と、ステージの移動時に、ヨーイング,ピッチング等の
XY直交成分外の回転運動モードを持つ。これらはXYステ
ージの動特性において、共振モードとして表れる不可制
御モードであるため、従来のXYステージ制御装置におい
ては、第5図に示す如く、その共振モードに応じたノッ
チ周波数のノッチフィルタ(狭帯域フィルタ)28を出力
段に用いて、前記共振モードの影響を低減している。な
お第5図の構成は、後述する第1図のものとかなりの部
分が一致しており、ここでは対応する構成要素に同一符
号を付して、その説明を省略する。<Background of the Invention> Conventionally, as shown in FIG. 4, this type of XY stage has a horizontal table 21 on which movable guides 22 and 23 crossing each other vertically and a moving stage 24 are arranged at the crossing points. Is.
The movable guides 22 and 23 and the moving stage 24 have air bearings 2
5,26,27 are supported in a non-contact manner in a floating state, and compressed air is sent to the bearings via air tubes (not shown). The moving stage 24 moves while being guided by the bearing guide surface on the table 1 due to the movement of the movable guides 22 and 23. If the planar shape of the bearing guide surface varies or the thrust varies depending on the stage position, the stage moves. Such as yawing and pitching when moving
It has a rotational motion mode outside the XY orthogonal components. Since these are uncontrollable modes that appear as resonance modes in the dynamic characteristics of the XY stage, in the conventional XY stage control device, as shown in FIG. 5, a notch filter (narrow band) having a notch frequency corresponding to the resonance mode is used. A filter) 28 is used in the output stage to reduce the influence of the resonance mode. Note that the configuration of FIG. 5 substantially corresponds to that of FIG. 1 which will be described later, and here, corresponding components are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
ところが前記共振モードの共振周波数は、テーブル21上
における移動ステージ24の位置に応じてばらつくため、
前記ノッチ周波数と一致しない場合が生じ、この周波数
のズレで、XYステージはその外乱共振モードにより発振
してしまうという問題があった。However, since the resonance frequency of the resonance mode varies depending on the position of the moving stage 24 on the table 21,
There is a problem that the frequency does not match the notch frequency, and there is a problem that the XY stage oscillates due to the disturbance resonance mode due to the frequency shift.
<発明の目的> この発明は、上記問題を解消するためのものであって、
ノッチフィルタのノッチ周波数を可変にして、ノッチ周
波数とヨーイングやピッチングの共振周波数とを常に一
致させることにより、XYステージの制御性能と、その安
定性を向上させたXYステージ制御装置を提供することを
目的とする。<Object of the Invention> The present invention is for solving the above problems,
By making the notch frequency of the notch filter variable so that the notch frequency and the resonance frequency of yawing and pitching always match, it is possible to provide an XY stage control device with improved XY stage control performance and stability. To aim.
<発明の構成および効果> 上記目的を達成するため、この発明のXYステージ制御装
置では、移動ステージの共振運動のゲインを吸収するた
めのノッチ周波数が可変設定可能な可変ノッチフィルタ
と、テーブル上における移動ステージの位置情報を入力
して前記ノッチフィルタのノッチ周波数を切り換える切
換信号を出力するための切換手段とを具備させることに
した。<Structure and Effect of the Invention> In order to achieve the above object, in the XY stage control device of the present invention, a variable notch filter capable of variably setting a notch frequency for absorbing the gain of the resonance motion of the moving stage, and a table Switching means for inputting position information of the moving stage and outputting a switching signal for switching the notch frequency of the notch filter is provided.
この発明の構成によれば、ヨーイングやピッチングの共
振周波数がテーブル上における移動ステージの位置に応
じてばらついても、この共振周波数とノッチフィルタの
ノッチ周波数とが常に一致させることができるため、ノ
ッチフィルタの制御効果がステージの全範囲にわたり一
様に得られ、これにより共振のない安定した移動ステー
ジの制御を全可動範囲にわたり実現できる。また、移動
ステージの共振が防止されるので、制御のゲインを最大
限に上げることが可能となり、制御性能の向上をはかる
ことができる等、発明目的を達成した顕著な効果を奏す
る。According to the configuration of the present invention, even if the resonance frequency of yawing or pitching varies depending on the position of the moving stage on the table, this resonance frequency and the notch frequency of the notch filter can always match, so the notch filter The control effect of is obtained uniformly over the entire range of the stage, and thereby stable control of the moving stage without resonance can be realized over the entire movable range. Further, since the resonance of the moving stage is prevented, the control gain can be maximized, and the control performance can be improved.
<実施例の説明> 第1図は、この発明にかかるXYステージ制御装置の一構
成例を示す。<Description of Embodiments> FIG. 1 shows a configuration example of an XY stage control device according to the present invention.
図示例において、XYステージ1はリニアモータ等のモー
タ2で駆動されるものであって、このXYステージ1の制
御装置は、XYステージ1の現在位置データXRをフィード
バックする位置フィードバックループ3と、XYステージ
1の現在速度データVRをフィードバックする速度フィー
ドバックループ4とを含んでいる。前記位置フィードバ
ックループ3においては、目標位置データX0と現在位置
データXRとの偏差ΔX(これを「位置偏差データ」とい
う)が求められ、この位置偏差データΔXがゼロになる
よう、XYステージ1の目標位置への位置決め制御が行わ
れる。前記位置偏差データΔXは、定常位置偏差をゼロ
にするため、積分器5で積分された後、つぎのブロック
6で位置フィードバックループ3の制御特性向上のため
の補償を与え、さらにつぎのブロック7でゲインKAを与
えている。In the illustrated example, the XY stage 1 is driven by a motor 2 such as a linear motor, and the control device for the XY stage 1 includes a position feedback loop 3 for feeding back the current position data X R of the XY stage 1, A velocity feedback loop 4 for feeding back the current velocity data V R of the XY stage 1 is included. In the position feedback loop 3, a deviation ΔX (this is called “position deviation data”) between the target position data X 0 and the current position data X R is calculated, and the XY stage is set so that the position deviation data ΔX becomes zero. Positioning control to a target position of 1 is performed. The position deviation data ΔX is integrated by the integrator 5 in order to make the steady position deviation zero, and then, in the next block 6, compensation for improving the control characteristic of the position feedback loop 3 is given. Gives the gain K A.
前記速度フィードバックループ4は、XYステージ1の制
御系にダンピング要素を与えるためのもので、ブロック
8で速度フィードバックループ4の制御特性改善のため
の補償を与え、さらにつぎのブロック9でゲインKBを与
えた後、つぎの可変ノッチフィルタ10でXYステージ1の
共振運動のゲインを吸収するよう構成してある。可変ノ
ッチフィルタ10は、XYステージ1の位置に応じてそのノ
ッチ周波数が切換設定されるもので、前記XYステージ1
の現在位置XRをアドレスデータとしてROM(Read Only M
emory)11に与えることにより、このROM11から前記ノッ
チ周波数を切り換えるための信号(以下、「切換信号」
という)を出力させている。なお図中、ブロック12は現
在速度VRより現在位置XRを算出するためのブロックであ
って、sはラプラス演算子を示す。The speed feedback loop 4 is for giving a damping element to the control system of the XY stage 1, and a block 8 provides compensation for improving the control characteristic of the speed feedback loop 4, and further a block 9 has a gain K B. After that, the following variable notch filter 10 is configured to absorb the gain of the resonance motion of the XY stage 1. The variable notch filter 10 has its notch frequency switched and set according to the position of the XY stage 1.
Current position X R of the ROM (Read Only M
signal for switching the notch frequency from the ROM 11 (hereinafter referred to as "switch signal")
Is output). Note in the figure, the block 12 is a block for calculating the current position X R from the current velocity V R, s represents a Laplace operator.
第2図は、XYステージ1におけるテーブル13上に複数の
地点(図中、1〜25で示す)を設定した状態を示してお
り、これら各地点でのXYステージ1の周波数特性を予め
測定して、各地点に応じた可変ノッチフィルタ10のノッ
チ周波数を求めた後、前記ROM11の各地点に対応するア
ドレス領域に、それぞれのノッチ周波数を設定するため
の切換信号生成用のデータを格納するものである。FIG. 2 shows a state in which a plurality of points (indicated by 1 to 25 in the figure) are set on the table 13 in the XY stage 1, and the frequency characteristic of the XY stage 1 at each of these points is measured in advance. Then, after obtaining the notch frequency of the variable notch filter 10 corresponding to each point, in the address area corresponding to each point of the ROM11, store the switching signal generation data for setting each notch frequency Is.
第3図は、前記ROM11および可変ノッチフィルタ10(第
1図中、破線14で示す部分)の具体回路例を示してい
る。図示例の可変ノッチフィルタ10は、2個のオペアン
プ15,16と、各地点のノッチ周波数を生成するための複
数のコンデンサC1〜C3および抵抗R1〜R6と、抵抗R1〜R4
を適宜組み合わせて所定の合成抵抗R0を生成するための
アナログスイッチS1〜S4とを含んでいる。この可変ノッ
チフィルタ10のノッチ周波数fNは、つぎの式で与えら
れるもので、従って前記アナログスイッチS1〜S4をオ
ン、オフすることによって、ノッチ周波数fNが変化し
て、所定の値が得られるものである。FIG. 3 shows a specific circuit example of the ROM 11 and the variable notch filter 10 (the portion indicated by the broken line 14 in FIG. 1). Variable notch filter 10 in the illustrated example, the two operational amplifiers 15 and 16, a plurality of capacitors C 1 -C 3 and the resistor R 1 to R 6 to produce a notch frequency at each point, the resistor R 1 to R Four
, And analog switches S 1 to S 4 for generating a predetermined combined resistance R 0 . The notch frequency f N of this variable notch filter 10 is given by the following equation, and therefore, by turning on and off the analog switches S 1 to S 4 , the notch frequency f N changes to a predetermined value. Is obtained.
なお、第3図中、INは入力端子、OUTは出力端子であ
る。 In FIG. 3, IN is an input terminal and OUT is an output terminal.
しかしてXYステージ1の現在位置XRがアドレスデータと
してROM11の入力A0〜A7に与えられると、ROM11からは現
在位置XRに応じた4ビット構成(D0〜D3)の切換信号が
出力され、アナログスイッチS1〜S4がオン、オフ動作せ
られる。これにより抵抗R1〜R4のいずれかが直列接続さ
れて所定の合成抵抗R0が生成され、抵抗R0,R6およびコ
ンデンサC1,C2,C3の各値によりXYステージ1の現在位置
に応じたノッチ周波数fNをもつノッチフィルタが形成さ
れるものである。However, if the current position X R of the XY stage 1 is given as address data to the inputs A 0 to A 7 of the ROM 11, the ROM 11 outputs a switching signal of 4-bit configuration (D 0 to D 3 ) according to the current position X R. Is output, and the analog switches S 1 to S 4 are turned on and off. Thus one of the resistors R 1 to R 4 are connected in series a predetermined combined resistance R 0 is generated, the resistance R 0, the values of R 6 and capacitors C 1, C 2, C 3 of the XY stage 1 A notch filter having a notch frequency f N according to the current position is formed.
第1図はこの発明にかかるXYステージ制御装置の一実施
例を示すブロック図、第2図はXYステージにおけるノッ
チ周波数の設定位置を説明するための図、第3図はノッ
チフィルタの具体回路例を示す電気配線図、第4図は従
来のXYステージの外観を示す斜面図、第5図は従来のXY
ステージ制御装置のブロック図である。 1……XYステージ 10……可変ノッチフィルタ 11……ROMFIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an XY stage control device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a notch frequency setting position in the XY stage, and FIG. 3 is a concrete circuit example of a notch filter. Fig. 4 is a perspective view showing the appearance of a conventional XY stage. Fig. 5 is a conventional XY stage.
It is a block diagram of a stage control device. 1 …… XY stage 10 …… Variable notch filter 11 …… ROM
Claims (3)
び、その交叉点に移動ステージがそれぞれ配備されたXY
ステージの制御装置であって、 前記移動ステージの共振運動のゲインを吸収するための
ノッチ周波数が可変設定可能な可変ノッチフィルタと、 テーブル上における移動ステージの位置情報を入力して
前記ノッチフィルタのノッチ周波数を切り換える切換信
号を出力するための切換手段とを含んで成るXYステージ
制御装置。1. An XY in which a movable guide that crosses vertically and horizontally on a table and a moving stage are provided at the crossing points.
A controller for a stage, comprising a variable notch filter capable of variably setting a notch frequency for absorbing a gain of resonance movement of the moving stage, and a notch of the notch filter by inputting position information of the moving stage on a table. An XY stage control device comprising switching means for outputting a switching signal for switching the frequency.
定するための複数の抵抗と、これら抵抗の組み合わせを
変更してノッチ周波数を切り換えるためのアナログスイ
ッチとを含んで成る特許請求の範囲第1項記載のXYステ
ージ制御装置。2. The notch filter comprises a plurality of resistors for determining a notch frequency and an analog switch for changing a notch frequency by changing a combination of these resistors. XY stage control device described.
ステージの現在位置をアドレスデータとして入力して前
記切換信号を出力するROMである特許請求の範囲第1項
記載のXYステージ制御装置。3. The XY stage control device according to claim 1, wherein the switching means is a ROM which inputs the current position of the moving stage on the table as address data and outputs the switching signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267735A JPH0664481B2 (en) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | XY stage control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267735A JPH0664481B2 (en) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | XY stage control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62126402A JPS62126402A (en) | 1987-06-08 |
| JPH0664481B2 true JPH0664481B2 (en) | 1994-08-22 |
Family
ID=17448844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60267735A Expired - Lifetime JPH0664481B2 (en) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | XY stage control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664481B2 (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07117855B2 (en) * | 1987-05-06 | 1995-12-18 | 株式会社日立製作所 | Positioning control method for moving body |
| JPH0820905B2 (en) * | 1988-03-10 | 1996-03-04 | 富士通株式会社 | Servo positioning device |
| JP4683255B2 (en) * | 2001-08-20 | 2011-05-18 | 株式会社安川電機 | Frequency characteristic calculation device for motor control device |
| JP4415631B2 (en) * | 2003-10-02 | 2010-02-17 | 株式会社安川電機 | Control device |
| JP2006285893A (en) * | 2005-04-05 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Vibration suppression method |
| JP4622683B2 (en) * | 2005-06-01 | 2011-02-02 | 株式会社ジェイテクト | Processing machine |
| JP5302639B2 (en) * | 2008-11-21 | 2013-10-02 | 三菱重工業株式会社 | Servo control device |
| JP2010259124A (en) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Hitachi High-Technologies Corp | Actuator drive |
| JP7045237B2 (en) * | 2018-03-29 | 2022-03-31 | 住友重機械工業株式会社 | Air stage device, servo device |
| JP7000373B2 (en) | 2019-04-15 | 2022-01-19 | ファナック株式会社 | Machine learning device, control device and machine learning method |
-
1985
- 1985-11-27 JP JP60267735A patent/JPH0664481B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62126402A (en) | 1987-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6130517A (en) | Magnetic actuator producing large acceleration on fine stage and low RMS power gain | |
| JP3016088B2 (en) | Positioning device | |
| US6568242B2 (en) | System for reducing effects of acceleration induced deflections on measurement made by a machine using a probe | |
| DE69434454T2 (en) | Voice coil controlled positioner for large and fine positioning of a magnetic head in a multi track device | |
| JPH0664481B2 (en) | XY stage control device | |
| DE69527454T2 (en) | Hybrid sensor | |
| EP1225493B1 (en) | Alignment apparatus and method | |
| JP2000358385A (en) | Electrostatic actuator driving method, electrostatic actuator driving mechanism, and electrostatic actuator | |
| JPS5820223B2 (en) | electromagnetic actuator | |
| US3824455A (en) | Apparatus for generating mutually orthogonal sinusoidal signals utilizing orthogonal hall plates which are relatively adjustable | |
| US4390827A (en) | Linear motor | |
| JPS6025284A (en) | Positioning device | |
| US4737905A (en) | Apparatus employing coordinate system and nonlinear transformations for moving a driven member in response to an operating member | |
| JPH0616246B2 (en) | Positioning control device | |
| JP3986241B2 (en) | Control device for optical scanner device | |
| US3059236A (en) | Control system | |
| JPS61120213A (en) | positioning control device | |
| JPH06208404A (en) | Automatic adjusting unit for feedback gain | |
| JPH02183312A (en) | Servo positioning circuit | |
| JP3288799B2 (en) | Wire electric discharge machine | |
| US3130589A (en) | Accelerometer temperature compensation trimming apparatus | |
| US3197756A (en) | Displacement sensing apparatus | |
| JPH0623928B2 (en) | Robot hand trajectory correction method | |
| JP2706686B2 (en) | Position control method | |
| JPH0550721U (en) | Moving stage of reduction exposure system |