JPH03202907A - Positioner - Google Patents
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- JPH03202907A JPH03202907A JP34435289A JP34435289A JPH03202907A JP H03202907 A JPH03202907 A JP H03202907A JP 34435289 A JP34435289 A JP 34435289A JP 34435289 A JP34435289 A JP 34435289A JP H03202907 A JPH03202907 A JP H03202907A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は粗動・微動により位置決めを行う位置決め装置
の改良に関する。Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an improvement of a positioning device that performs positioning by coarse and fine movements.
(従来の技術)
被位置決め体を目標位置に位置決めする技術には種々あ
るが、このうち粗動装置及び微動装置を用いたデュアル
制御と呼ばれる技術がある。このデュアル制御は、被位
置決め体を粗動装置により目標位置に向かって移動させ
、この後粗動装置を停止させ、次に微動装置により被位
置決め体を微動させて目標位置に位置決めしている。こ
の場合、粗動装置は被位置決め体の位置を位置検出セン
サにより検出しフィードバックして被位置決め体を移動
させており、又微動装置は被位置決め体の位置を上記粗
動装置の位置検出センサとは別の位置検出センサにより
検出しフィードバックして被位置決め体を移動させてい
る。(Prior Art) There are various techniques for positioning an object to be positioned at a target position, among which there is a technique called dual control that uses a coarse movement device and a fine movement device. In this dual control, the object to be positioned is moved toward a target position by a coarse movement device, the coarse movement device is then stopped, and then the object to be positioned is finely moved by a fine movement device to position it at the target position. In this case, the coarse movement device detects the position of the object to be positioned using a position detection sensor and feeds it back to move the object to be positioned, and the fine movement device detects the position of the object to be positioned using the position detection sensor of the coarse movement device. is detected by another position detection sensor and fed back to move the object to be positioned.
(発明が解決しようとする課題)
以上のようにデュアル制御では粗動及び微動に対してそ
れぞれ別の位置検出センサを使用しなければならず構成
が複雑化し、又位置検出センサの精度により位置決め精
度が制限されてしまい、現状ではより高精度な位置決め
が必要とされている。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in dual control, separate position detection sensors must be used for coarse movement and fine movement, which complicates the configuration. As a result, more accurate positioning is currently required.
そこで本発明は、1つの位置検出センサを用いてより高
精度な位置決めができる位置決め装置を堤供することを
目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a positioning device that can perform more accurate positioning using one position detection sensor.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は、被位置決め体を粗動移動させる粗動駆動機構
と、被位置決め体を微動させる微動素子と、被位置決め
体の位置を検出する位置検出センサと、この位置検出セ
ンサによる検出位置と目標位置との差に応じて粗動駆動
機構と微動素子とのうちいずれか一方を作動させかっ粗
動駆動機構と微動素子とを共に作動させる粗動微動制御
手段と、微動素子を極微動させる移動制御信号を微動素
子に加えて被位置決め体を目標位置に位置決めする極微
動手段とを備えて上記目的を達成しようとする位置決め
装置である。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a coarse movement drive mechanism for coarsely moving a positioning object, a fine movement element for finely moving the positioning object, and detecting the position of the positioning object. Either one of the coarse movement drive mechanism and the fine movement element is operated according to the difference between the position detected by the position detection sensor and the target position, and the coarse movement drive mechanism and the fine movement element are operated together. This is a positioning device that attempts to achieve the above object by including a coarse movement/fine movement control means and a very fine movement means that applies a movement control signal to the fine movement element to move the fine movement element very finely to position the object to be positioned at a target position.
(作 用)
このような手段を備えたことにより、位置検出センサに
よる被位置決め体の検出位置と目標位置との差に応じて
粗動微動制御手段により粗動駆動機構と微動素子とのう
ちいずれか一方が作動され、かつ粗動駆動機構と微動素
子とが共に作動されて被位置決め体が目標位置に向かっ
て移動する。(Function) By providing such a means, the coarse and fine movement control means can control either the coarse movement drive mechanism or the fine movement element according to the difference between the detected position of the object to be positioned by the position detection sensor and the target position. One of them is activated, and both the coarse movement drive mechanism and the fine movement element are activated, and the object to be positioned moves toward the target position.
そして、極微動手段により微動素子に移動制御信号が供
給されて被位置決め体が極微動して目標位置に位置決め
される。Then, a movement control signal is supplied to the fine movement element by the fine movement means, and the object to be positioned is moved very finely to be positioned at the target position.
(実施例)
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は位置決め装置の措成図である。この位置決め装
置は反射ミラー1を位置決めするもので、支持台2上に
は摩擦駆動機構3が設けられている。FIG. 1 is a schematic diagram of the positioning device. This positioning device positions a reflecting mirror 1, and a friction drive mechanism 3 is provided on a support base 2.
この摩擦駆動機構3には静圧軸受4が設けられ、この静
圧軸受4により駆動ロッド5が支持されている。この駆
動ロッド5の先端にはスライダ6が連結されて駆動ロッ
ド5に応動するようになっている。なお、スライダ6は
案内体7に対して静圧軸受8によって支持され、案内体
7に沿って矢印(イ)方向に移動するようになっている
。そして、このスライダ6上には圧電素子9が設けられ
、この圧電素子9に前記反射ミラー1が設けられている
。This friction drive mechanism 3 is provided with a static pressure bearing 4, and a drive rod 5 is supported by this static pressure bearing 4. A slider 6 is connected to the tip of the drive rod 5 so as to respond to the drive rod 5. The slider 6 is supported by a hydrostatic bearing 8 with respect to the guide body 7, and is configured to move along the guide body 7 in the direction of arrow (A). A piezoelectric element 9 is provided on this slider 6, and the reflecting mirror 1 is provided on this piezoelectric element 9.
又、支持台2上にはレーザ測長システムとしてのレーザ
発振器10が設けられ、このレーザ発振器10から出力
されたレーザ光が干渉計11を通って反射ミラー1に照
射されるようになっている。Further, a laser oscillator 10 as a laser length measurement system is provided on the support base 2, and a laser beam outputted from the laser oscillator 10 passes through an interferometer 11 and is irradiated onto the reflecting mirror 1. .
この反射ミラー1ので反射レーザ光は干渉計11に再び
入射して干渉光を得るようになっている。Because of this reflecting mirror 1, the reflected laser light enters the interferometer 11 again to obtain interference light.
そして、支持台2上にはレシーバ12が設けられ、この
レシーバ12は干渉計11で得られた干渉光を電気信号
に変換して出力するものとなっている。A receiver 12 is provided on the support base 2, and this receiver 12 converts the interference light obtained by the interferometer 11 into an electrical signal and outputs the electrical signal.
しかるに、このレシーバ12の電気出力がレーザi’l
l長システムの出力となる。なお、摩擦駆動機構3及び
レーザ発振器10は主制御装置13により駆動制御され
ている。However, the electrical output of this receiver 12 is
This is the output of the l-length system. Note that the friction drive mechanism 3 and the laser oscillator 10 are drive-controlled by a main controller 13.
一方、レーザコントローラ20が設けられ、このレーザ
コントローラ20には粗動用コントローラ20aと微動
用コントローラ20bとが備えられている。粗動用コン
トローラ20aはレシーバ12からの電気信号を受けて
反射ミラー1の位置を求め、この位置と目標位置との偏
差に応じた粗動制御信号を出力する機能を有している。On the other hand, a laser controller 20 is provided, and this laser controller 20 includes a coarse movement controller 20a and a fine movement controller 20b. The coarse movement controller 20a has a function of receiving an electric signal from the receiver 12, determining the position of the reflecting mirror 1, and outputting a coarse movement control signal according to the deviation between this position and the target position.
この粗動制御信号は摩擦駆動用アンプ21を通して摩擦
駆動機構3に送られている。又、微動用コントローラ2
0bはレシーバ12からの電気信号を受けて反射ミラー
1の位置を求め、この位置と目標位置との偏差に応じた
微動制御信号を出力する機能を有している。この粗動制
御信号は圧電素子用アンプ22及び切替えスイッチ23
を通して圧電素子9に送られている。ところで、レーザ
コントローラ20は粗動用コントローラ20aと微動用
コントローラ20bとを交互に作動させて反at ミラ
ー1を移動させる機能を有している。すなわち、先ず、
圧電素子9に電圧を印加して反射ミラー1を例えばスト
ロークXだけ移動させ、次に摩擦駆動機構3を作動させ
て反射ミラー1を同方向に同ストロークXだけ移動させ
ると同時に圧電素子9への電圧印加を遮断して圧電素子
9を元の状態に戻す。これにより、反射ミラー1はスト
ロークXだけ移動する。再び圧電素子9に電圧を印加し
て反対ミラー1を例えばストロークXだけ移動させ、次
に摩擦駆動機構3を作動させて反射ミラー1を同方向に
同ストロークXだけ移動させると同時に圧電素子9への
電圧印加を遮断する。これにより、反射ミラー1はスト
ローク2xだけ移動する。以下、同様にして摩擦駆動機
構3と圧電素子つとが交互に作動して反射ミラー1を移
動させる。なお、レーザコントローラ20は主制御装置
13からの指令Wを受けて作動する。This coarse motion control signal is sent to the friction drive mechanism 3 through the friction drive amplifier 21. Also, fine movement controller 2
0b has a function of receiving an electric signal from the receiver 12, determining the position of the reflecting mirror 1, and outputting a fine movement control signal according to the deviation between this position and the target position. This coarse movement control signal is transmitted to the piezoelectric element amplifier 22 and the changeover switch 23.
is sent to the piezoelectric element 9 through. By the way, the laser controller 20 has a function of moving the anti-at mirror 1 by alternately operating the coarse movement controller 20a and the fine movement controller 20b. That is, first,
A voltage is applied to the piezoelectric element 9 to move the reflecting mirror 1 by, for example, a stroke X, and then the friction drive mechanism 3 is activated to move the reflecting mirror 1 in the same direction by the same stroke X. The voltage application is cut off to return the piezoelectric element 9 to its original state. As a result, the reflecting mirror 1 moves by the stroke X. Apply voltage again to the piezoelectric element 9 to move the opposite mirror 1 by, for example, a stroke X, then activate the friction drive mechanism 3 to move the reflecting mirror 1 in the same direction by the same stroke X, and at the same time move the opposite mirror 1 to the piezoelectric element 9. Cut off the voltage application. As a result, the reflecting mirror 1 moves by a stroke of 2x. Thereafter, the friction drive mechanism 3 and the piezoelectric elements are operated alternately in the same manner to move the reflecting mirror 1. Note that the laser controller 20 operates upon receiving a command W from the main controller 13.
前記主制御装置13にはレーザ測長システムの検出分解
能(測長可能な最小のストローク)と同一ストロークか
らこのストロークの28分の1のストロークまで反射ミ
ラー1を移動させる指令を発する機能を有している。こ
の指令はインタフェース24を通して極微動位置決め回
路25に送られている。The main controller 13 has a function of issuing a command to move the reflecting mirror 1 from a stroke that is the same as the detection resolution (minimum stroke that can be measured) of the laser length measurement system to a stroke that is 1/28th of this stroke. ing. This command is sent to the ultra-fine positioning circuit 25 through the interface 24.
この極微動位置決め回路25は主制御装置13からの指
令と圧電素子用アンプ22からの圧電素子9への印加電
圧とを受けて反射ミラー1を上記分解能で極微動させる
ための圧電素子9への印加電圧を補間的に求める機能を
有するものである。The micro-movement positioning circuit 25 receives a command from the main controller 13 and a voltage applied to the piezoelectric element 9 from the piezoelectric element amplifier 22, and controls the piezoelectric element 9 in order to micro-move the reflecting mirror 1 at the above-mentioned resolution. It has a function of interpolating the applied voltage.
例えば、反射ミラー1が位置X2のときに圧電素子9へ
の印加電圧がv2であり、位置x3のときに圧電素子9
への印加電圧がV、であると、位置x2とX、との中間
の位置X6.5へ移動させる圧電素子9への印加電圧V
11.は
V3.5−V2 + (V3−V2 ) /2となる。For example, when the reflection mirror 1 is at position X2, the voltage applied to the piezoelectric element 9 is v2, and when the reflection mirror 1 is at position x3, the voltage applied to the piezoelectric element 9 is
When the voltage applied to the piezoelectric element 9 is V, the voltage V applied to the piezoelectric element 9 to move it to the intermediate position X6.5 between the positions x2 and
11. becomes V3.5-V2 + (V3-V2)/2.
従って、(V3 V2)がレーザ測長システムの分解
能であれば、この2分の1の分解能で位置決めするもの
となる。具体的な構成は第2図に示す通りとなっている
。すなわち、8ビツトのA/Dコンバータ25a(出力
端子Do ”’D? )と16ビツトのD/Aコンバー
タ25b(入力端子Do=D+s)とが備えられている
。A/Dコンバータ25aには圧電素子用アンプ22を
通して圧電素子9への印加電圧が人力しており、そのA
/D変換出力はD/Aコンバータ25t>の上位8ビツ
ト(入力端子D8〜D15)に送られている。又、イン
タフェース24を通ってくる主制御装置13からの指令
はD/Aコンバータ25bの下位8ビツト(入力端子D
o=D7)に送られている。しかるに、D/Aコンバー
タ25bは上位8ビツト及び下位8ビツトに入力された
信号をD/A変換して出力する。例えば、反射ミラー1
が位置X。Therefore, if (V3 V2) is the resolution of the laser length measurement system, positioning will be performed with a resolution that is half this. The specific configuration is as shown in FIG. That is, an 8-bit A/D converter 25a (output terminal Do"'D?) and a 16-bit D/A converter 25b (input terminal Do=D+s) are provided.The A/D converter 25a has a piezoelectric The voltage applied to the piezoelectric element 9 is manually applied through the element amplifier 22, and its A
The /D conversion output is sent to the upper 8 bits (input terminals D8 to D15) of the D/A converter 25t>. Further, commands from the main controller 13 that pass through the interface 24 are sent to the lower 8 bits (input terminal D) of the D/A converter 25b.
o=D7). However, the D/A converter 25b converts the signals input to the upper 8 bits and the lower 8 bits into an analog signal and outputs the D/A converter. For example, reflective mirror 1
is position X.
に位置決めされているときにA/Dコンバータ25aの
出力端子り。−D7がローレベルであり、又反射ミラー
1が位置x6に位置決めされているときにA/Dコンバ
ータ25aの出力端子Doがハイレベルで出力端子り、
−D、がローレベルであり、一方、同位置X、に位置決
めされているときにA/Dコンバータ25bの各入力端
子D0〜DI5にローレベルが入力し、又位Ii!Xs
に位置決めされているときにA/Dコンバータ25bの
各入力端子り。−D7にローレベルが人力されるととも
に入力端子D8にハイレベルが人力し、さらに各入力端
子り、〜D8.にローレベルが入力する状態とする。か
かる状態に主制御装置13からD/Aコンバータの入力
端子り。をハイレベルとする指令を発すると、D/Aコ
ンバータ25bからは印加電圧va
va−(V6−Vs )/28
がD/A変換されて出力される。従って、圧電素子9は
印加電圧vaを受けて
(X6 X5)/28
だけ変位することになる。When the output terminal of the A/D converter 25a is positioned at - When D7 is at a low level and the reflecting mirror 1 is positioned at position x6, the output terminal Do of the A/D converter 25a is at a high level;
-D is at a low level, and on the other hand, when the A/D converter 25b is positioned at the same position X, a low level is input to each input terminal D0 to DI5 of the A/D converter 25b, and the position Ii! Xs
When the input terminals of the A/D converter 25b are positioned at A low level is input to -D7, a high level is input to input terminal D8, and each input terminal is input to ~D8. A low level is input to the input terminal. In this state, the input terminal of the D/A converter is input from the main controller 13. When a command is issued to set the voltage to high level, the applied voltage va va-(V6-Vs)/28 is D/A converted and output from the D/A converter 25b. Therefore, the piezoelectric element 9 receives the applied voltage va and is displaced by (X6 X5)/28.
又、上記状態に主制御装置13からD/Aコンバータの
入力端子D1をハイレベルとする指令を発すると、D/
Aコンバータ25bからは印加電圧vb
vb= (V6−vs )/2’
がD/A変換されて出力される。従って、圧電素子9は
印加電圧vbを受けて
Cxb xs)/2’
だけ変位することになる。Furthermore, when the main controller 13 issues a command to set the input terminal D1 of the D/A converter to a high level in the above state, the D/A converter
The applied voltage vb vb=(V6-vs)/2' is D/A converted and outputted from the A converter 25b. Therefore, the piezoelectric element 9 will be displaced by Cxb xs)/2' in response to the applied voltage vb.
さらに上記状態に主制御装置13からD/Aコンバータ
の入力端子D7をハイレベルとする指令を発すると、上
記と同様に圧電素子9は(X6 xs)/2
だけ変位することになる。Furthermore, when the main controller 13 issues a command to set the input terminal D7 of the D/A converter to a high level in the above state, the piezoelectric element 9 will be displaced by (X6 xs)/2 in the same manner as above.
従って、主制御装置13から発する指令により圧電索子
9はレーザ測長システムの分解能の28分の1の分解能
で位置決めするものとなる。Accordingly, the piezoelectric rope 9 is positioned with a resolution that is 1/28th of the resolution of the laser length measurement system in response to a command issued from the main controller 13.
前記切替えスイッチ23は主制御装置13からの指令S
により切替わるもので、粗動及び微動の場合に端子aに
接続され、極微動の場合に端子すに切替わる。The changeover switch 23 receives a command S from the main controller 13.
In the case of coarse movement and fine movement, it is connected to terminal a, and in the case of very fine movement, it is switched to terminal A.
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained.
主制御装置13は摩擦駆動機構3に作動指令を発すると
ともにレーザ発振器10に作動指令を発し、ざらに粗動
用コントローラ20aに対して作動指令Wを発し、さら
に切替えスイッチ23を端子aに切り替える指令Sを発
する。これにより、摩擦駆動機構3は駆動可能となると
ともにレーザ発振器10はレーザ光を発する。このレー
ザ光は干渉計11を通過して反射ミラー1に照射され、
その反射レーザ光は再び干渉計11に入射する。The main control device 13 issues an operating command to the friction drive mechanism 3, an operating command to the laser oscillator 10, an operating command W to the coarse controller 20a, and a command S to switch the changeover switch 23 to terminal a. emits. As a result, the friction drive mechanism 3 becomes driveable and the laser oscillator 10 emits laser light. This laser light passes through an interferometer 11 and is irradiated onto a reflecting mirror 1.
The reflected laser light enters the interferometer 11 again.
この干渉計11ではレーザ発振器10からのレーザ光と
反射ミラー1からの反射レーザ光とにより干渉光が発生
する。レシーバ12はこの干渉光を受けて電気信号に変
換して出力する。In this interferometer 11, interference light is generated by the laser light from the laser oscillator 10 and the reflected laser light from the reflection mirror 1. Receiver 12 receives this interference light, converts it into an electrical signal, and outputs it.
粗動用コントローラ20aはレシーバ12からの電気信
号を受けて反射ミラー1の位置を求め、この位置と目標
位置との偏差を無くす粗動制御信号を送出する。この粗
動制御信号は摩擦駆動用アンプで増幅されて摩擦駆動機
構3に送られる。この摩擦駆動機構3は粗動制御信号を
受けて駆動ロッド5を矢印(イ)方向に移動させる。こ
の駆動ロッドに応動してスライダ6が移動し、これに伴
って反射ミラー1は目標位置に向かって移動する。この
粗動により反射ミラー1が目標位置に接近すると、主制
御装置13は粗動用コントローラ20aの作動を停止し
て微動用コントローラ20bを作動させる。The coarse movement controller 20a receives the electrical signal from the receiver 12, determines the position of the reflecting mirror 1, and sends out a coarse movement control signal to eliminate the deviation between this position and the target position. This coarse motion control signal is amplified by the friction drive amplifier and sent to the friction drive mechanism 3. This friction drive mechanism 3 receives a coarse movement control signal and moves the drive rod 5 in the direction of arrow (A). The slider 6 moves in response to this drive rod, and the reflecting mirror 1 moves toward the target position accordingly. When the reflecting mirror 1 approaches the target position due to this coarse movement, the main controller 13 stops the operation of the coarse movement controller 20a and activates the fine movement controller 20b.
この微動用コントローラ20bはレシーバ12からの電
気信号を受けて反射ミラー1の位置を求め、この位置と
目標位置との偏差を無くす微動制御信号を送出する。こ
の微動制御信号は圧電素子用アンプ22により増幅され
、切替えスイッチ23を通って圧電素子9に加えられる
。この圧電素子9は微動制御信号(電圧信号)の印加に
より変位して反射ミラー1を微小距離だけ移動させる。The fine movement controller 20b receives the electric signal from the receiver 12, determines the position of the reflecting mirror 1, and sends out a fine movement control signal to eliminate the deviation between this position and the target position. This fine movement control signal is amplified by the piezoelectric element amplifier 22 and applied to the piezoelectric element 9 through the changeover switch 23. This piezoelectric element 9 is displaced by application of a fine movement control signal (voltage signal), and moves the reflecting mirror 1 by a minute distance.
これにより、反射ミラー1は目標位置に対してレーザ測
長システムの分解能に応じた精度で位置決めされる。Thereby, the reflecting mirror 1 is positioned with respect to the target position with an accuracy corresponding to the resolution of the laser length measurement system.
ところで、粗動による移動が終了した後、微動だけでな
く、粗動と微動とを交互に作動させてもよい。この場合
、主制御装置13は先ず微動用コントローラ20bを作
動させる。この微動用コントローラ20bは第3図に示
すように圧電素子9への印加電圧をステップ的に高くし
て最大変位Fが生じる印加電圧の微動制御信号を送出す
る。そして、圧電素子9が最大変位Fに達すると、微動
用コントローラ20bは圧電素子9への印加電圧を零と
する。これと同時に粗動用コントローラ20aは圧電素
子9の変位Fの方向と同一方向に変位Fだけ移動させる
粗動制御信号を送出する。By the way, after the movement by coarse movement is completed, not only fine movement but also coarse movement and fine movement may be operated alternately. In this case, the main controller 13 first operates the fine movement controller 20b. The fine movement controller 20b increases the voltage applied to the piezoelectric element 9 in steps as shown in FIG. 3, and sends out a fine movement control signal of the applied voltage that produces the maximum displacement F. Then, when the piezoelectric element 9 reaches the maximum displacement F, the fine movement controller 20b makes the voltage applied to the piezoelectric element 9 zero. At the same time, the coarse movement controller 20a sends out a coarse movement control signal to move the piezoelectric element 9 by the displacement F in the same direction as the displacement F.
これにより、粗動駆動機構3は駆動ロッド5を変位Fだ
け移動させる。この結果、反射ミラーlは変位Fだけ移
動したことになる。次に再び圧電素子9にステップ的に
高くなる電圧が印加されて最大変位Fが生じる。そして
、圧電素子9が最大変位Fに達すると、微動用コントロ
ーラ20bは再び電圧素子9への印加電圧を零とし、こ
れと同時に摩擦駆動機構3により反射ミラー1は変位F
だけ移動される。この結果、反射ミラー1は変位2Fだ
け移動する。以下、同様に微動と粗動とが交互に行われ
て反射ミラー1は目標位置に対してレーザ測長システム
の分解能に応じた精度で位置決めされる。Thereby, the coarse movement drive mechanism 3 moves the drive rod 5 by the displacement F. As a result, the reflecting mirror l has moved by a displacement F. Next, a stepwise increasing voltage is applied to the piezoelectric element 9 again, and the maximum displacement F is generated. Then, when the piezoelectric element 9 reaches the maximum displacement F, the fine movement controller 20b again sets the voltage applied to the voltage element 9 to zero, and at the same time, the friction drive mechanism 3 causes the reflection mirror 1 to move to the displacement F.
will be moved only. As a result, the reflecting mirror 1 moves by a displacement of 2F. Thereafter, fine movement and coarse movement are similarly performed alternately, and the reflecting mirror 1 is positioned with respect to the target position with an accuracy corresponding to the resolution of the laser length measurement system.
次に主制御装置13は切替えスイッチ23の切替え指令
を発する。これにより切替えスイッチ23は端子すに切
替わる。さらに主制御装置13はレーザコントローラ2
0の作動停止して極微動位置決め回路25に対して指令
を発する。この指令は現在の反射ミラー1の位置と目標
位置との差となっており、上記の通りレーザ測長システ
ムの分解能の28分の1の分解能のストロークを示す値
となっている。例えば、反射ミラー1が位置X、にあっ
て、この位置がら目標位置までの差が(x b x
5) / 2 ’
であれば、主制御装置13はD/Aコンバータの入力端
子D1をハイレベルとする指令を発する。Next, the main controller 13 issues a switching command to the changeover switch 23. As a result, the selector switch 23 is switched to the terminal. Furthermore, the main controller 13 is a laser controller 2
0 and issues a command to the ultra-fine positioning circuit 25. This command is the difference between the current position of the reflecting mirror 1 and the target position, and is a value indicating a stroke with a resolution of 1/28 of the resolution of the laser length measurement system, as described above. For example, when the reflecting mirror 1 is at position X, the difference from this position to the target position is (x b x
5) If it is /2', the main controller 13 issues a command to set the input terminal D1 of the D/A converter to a high level.
この指令を受けてD/Aコンバータ25bは印加電圧v
b
vb−(V6−V5 )/2’
を出力される。この結果、圧電索子9は印加電圧vbを
受けて
(X6 Xs)/2’
だけ変位し、反射ミラー1は目標位置に位置決めされる
。Upon receiving this command, the D/A converter 25b applies an applied voltage v
b vb-(V6-V5)/2' is output. As a result, the piezoelectric cord 9 receives the applied voltage vb and is displaced by (X6 Xs)/2', and the reflecting mirror 1 is positioned at the target position.
このように上記一実施例においては、位置検出センサに
より検出された反射ミラー1の位置と目標位置との差に
応じて摩擦駆動機構3を作動させ、次に圧電素子9を変
位させ、次に摩擦駆動機構3と圧電索子9を交互に作動
させて反射ミラー1を移動させ、この後に極微動位置決
め回路25を通して反射ミラー1を目標位置に位置決め
する構成としたので、1つのレーザ測長システムを用い
て反射ミラー1の位置をレーザ8Fl長システムの分解
能の28分の1の分解能の精度で位置決めができる。又
、極微動位置決め用回路25を追加するだけなので、構
成が簡単である。In this way, in the above-mentioned embodiment, the friction drive mechanism 3 is operated according to the difference between the position of the reflecting mirror 1 detected by the position detection sensor and the target position, and then the piezoelectric element 9 is displaced. The friction drive mechanism 3 and the piezoelectric cable 9 are operated alternately to move the reflecting mirror 1, and then the reflecting mirror 1 is positioned at the target position through the micro-movement positioning circuit 25, so that one laser length measurement system can be used. Using this, the position of the reflecting mirror 1 can be determined with an accuracy of 1/28 of the resolution of the laser 8Fl length system. Further, since only the ultra-fine positioning circuit 25 is added, the configuration is simple.
なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の種子を逸脱しない範囲で変形でしてもよい。例えば、
粗動には摩擦駆動機構に限らず他の機構を使用してもよ
く、又微動としては電歪素子や磁歪索子を使用しても良
い。It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and may be modified without departing from its scope. for example,
For the coarse movement, other mechanisms other than the friction drive mechanism may be used, and for the fine movement, an electrostrictive element or a magnetostrictive element may be used.
[発明の効果]
以上詳記したように本発明によれば、1つの位置検出セ
ンサを用いてより高精度な位置決めができる位置決め装
置を提供できる。[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a positioning device that can perform more accurate positioning using one position detection sensor.
第1図乃至第3図は本発明に係わる位置決め装置の一実
施例を説明するための図であって、第1図は構成図、第
2図は極微動位置決め回路の具体的な構成図、第3図は
粗動及び微動を交互に粗動したときの変位を示す図であ
る。
1・・・反射ミラー 2・・・支持台、3・・・摩擦駆
動機構、5・・・駆動ロッド、6・・・スライダ、9・
・・圧電素子、10・・・レーザ発振器、11・・・干
渉計、12・・・レシーバ、13・・・主制御装置、2
0・・・レーザコントローラ、20a・・・粗動用コン
トローラ、20b・・・微動用コントローラ、21・・
・摩擦駆動用アンプ、22・・・圧電素子用アンプ、2
3・・・切替えスイッチ、24・・・インタフェース、
25・・・極微動位置決め回路。
第2図1 to 3 are diagrams for explaining one embodiment of a positioning device according to the present invention, in which FIG. 1 is a configuration diagram, and FIG. 2 is a specific configuration diagram of a micro-movement positioning circuit, FIG. 3 is a diagram showing displacement when coarse movement and fine movement are performed alternately. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Reflection mirror 2... Support stand, 3... Friction drive mechanism, 5... Drive rod, 6... Slider, 9...
... Piezoelectric element, 10... Laser oscillator, 11... Interferometer, 12... Receiver, 13... Main controller, 2
0... Laser controller, 20a... Controller for coarse movement, 20b... Controller for fine movement, 21...
・Amplifier for friction drive, 22...Amplifier for piezoelectric element, 2
3... Selector switch, 24... Interface,
25... Ultra-fine positioning circuit. Figure 2
Claims (1)
位置決め体を微動させる微動素子と、前記被位置決め体
の位置を検出する位置検出センサと、この位置検出セン
サによる検出位置と目標位置との差に応じて前記粗動駆
動機構と前記微動素子とのうちいずれか一方を作動させ
かつ前記粗動駆動機構と前記微動素子とを共に作動させ
る粗動微動制御手段と、前記微動素子を極微動させる移
動制御信号を前記微動素子に加えて前記被位置決め体を
前記目標位置に位置決めする極微動手段とを具備したこ
とを特徴とする位置決め装置。A coarse movement drive mechanism that coarsely moves the object to be positioned, a fine movement element that moves the object to be positioned finely, a position detection sensor that detects the position of the object to be positioned, and a position detected by the position detection sensor and a target position. coarse and fine movement control means for operating one of the coarse movement drive mechanism and the fine movement element and for operating both the coarse movement drive mechanism and the fine movement element according to the difference between the coarse and fine movement elements; 1. A positioning device comprising: micro-movement means for positioning the object to be positioned at the target position by applying a movement control signal for micro-movement to the fine movement element.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34435289A JPH03202907A (en) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | Positioner |
DE69007833T DE69007833T2 (en) | 1989-03-07 | 1990-03-06 | Coarse / fine alignment device. |
EP90104272A EP0386702B1 (en) | 1989-03-07 | 1990-03-06 | Coarse/fine movement aligning apparatus |
US07/488,890 US5062712A (en) | 1989-03-07 | 1990-03-06 | Aligning apparatus with a coarse/fine movement controller and an ultrafine movement controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34435289A JPH03202907A (en) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | Positioner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03202907A true JPH03202907A (en) | 1991-09-04 |
Family
ID=18368576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34435289A Pending JPH03202907A (en) | 1989-03-07 | 1989-12-28 | Positioner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03202907A (en) |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP34435289A patent/JPH03202907A/en active Pending
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