專利名稱：歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量方法和誤差補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于歸位處理(homing processing)的龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量方法 和誤差補(bǔ)償方法；更具體地，它涉及與半導(dǎo)體、FPD設(shè)備或精密加工設(shè)備一起使用的用 于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量方法和誤差補(bǔ)償方法，其具有提高的歸位處理可 重復(fù)性水平和在龍門平臺(tái)歸位處理時(shí)最小化正交性誤差的能力。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，在半導(dǎo)體、FPD設(shè)備或精密加工設(shè)備中利用的龍門平臺(tái)分別支持2個(gè) 線性編碼器和2個(gè)馬達(dá)用于檢測(cè)2個(gè)線性馬達(dá)和各個(gè)馬達(dá)位置(它們采用平行方式設(shè)置并 且采用統(tǒng)一的方式在進(jìn)給軸的方向上被驅(qū)動(dòng))，并且由用于幫助移動(dòng)的LM導(dǎo)軌和機(jī)械固 定和連接2個(gè)線性馬達(dá)的橫梁構(gòu)成。在嘗試通過(guò)驅(qū)動(dòng)這樣的龍門平臺(tái)進(jìn)行產(chǎn)品制造或操 作中，在馬達(dá)標(biāo)準(zhǔn)或起動(dòng)位置(在下文，稱為“歸位處理”)被優(yōu)先設(shè)置后，該設(shè)置位置 然后設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)，并且給出工作過(guò)程的必要進(jìn)給順序。因此，歸位處理位置和歸位 處理的可重復(fù)性的精確度變?yōu)槟軌蝻@著影響平臺(tái)的工作性能以及產(chǎn)品質(zhì)量。在龍門平臺(tái)中的2個(gè)分開(kāi)的線性馬達(dá)根據(jù)各自的LM導(dǎo)軌面移動(dòng)。在這樣的情況 下，當(dāng)考慮設(shè)計(jì)、處理和裝配公差時(shí)2個(gè)LM導(dǎo)軌用以維持理想的水平位置的設(shè)置變?yōu)榛?本上不可能的；根據(jù)LM導(dǎo)軌的裝配狀況，線性馬達(dá)1(在下文，稱為“主軸”)和線性 馬達(dá)2(在下文，稱為“從軸”)的位置被放置在正交方向上的扭轉(zhuǎn)位置遠(yuǎn)到關(guān)于龍門平 臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方向的a或b，如在圖3中描繪的，并且這些誤差值隨平臺(tái)的大小增加進(jìn)一步增 力口。根據(jù)主和從軸的位置所在的LM導(dǎo)軌的方向，正交性誤差采用不規(guī)則的方式出現(xiàn)， 并且這樣的正交性誤差減小了平臺(tái)的歸位處理的可重復(fù)性程度。如從結(jié)構(gòu)角度看到的， 如果正交性誤差變得嚴(yán)重，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)引起對(duì)平臺(tái)的改變；此外，從維護(hù)/節(jié) 約角度，每個(gè)平臺(tái)部件的磨損水平惡化并且減少壽命，由此增加維護(hù)/節(jié)約成本。當(dāng)從 產(chǎn)品生產(chǎn)力角度來(lái)看，引起由于產(chǎn)品缺陷的數(shù)量增加導(dǎo)致降低的生產(chǎn)力；因此，要求適 當(dāng)?shù)难a(bǔ)償方法以便最小化在歸位處理時(shí)發(fā)生的正交性誤差。為了補(bǔ)償正交性誤差，正交性誤差的大小必須作為優(yōu)先事項(xiàng)測(cè)量。一般而言，當(dāng)測(cè)量精確位置時(shí)，使用激光干涉儀；作為用于測(cè)量正交性誤差的 方法，這樣的測(cè)量可通過(guò)由2個(gè)激光干涉儀測(cè)量對(duì)角線長(zhǎng)度并且通過(guò)然后計(jì)算這2個(gè)值的 差別進(jìn)行。然而，如果使用該方法，這樣的使用將使過(guò)多的成本和時(shí)間成為必需的，并 且操作者將遇到關(guān)于激光干涉儀在安裝以及測(cè)量中的誤差。如在圖2中描繪的，用于測(cè)量正交性誤差的另一個(gè)方法使用線性編碼器和用于 歸位處理的傳感器或線性編碼器索引信號(hào)(index signal)(分別位于主軸和從軸上)。分別 使主軸和從軸的馬達(dá)從平臺(tái)的逆向中的限制傳感器朝正向移動(dòng)至遠(yuǎn)到第一線性編碼器的 索引位置或用于歸位處理的傳感器的位置；隨后，線性編碼器用于測(cè)量該位置，并且計(jì) 算測(cè)量值的差值，由此提供正交性誤差的測(cè)量。在歸位處理后，龍門平臺(tái)正交性誤差補(bǔ)償方法使對(duì)邊上的馬達(dá)在該馬達(dá)的一個(gè)軸固定的條件下移動(dòng)至遠(yuǎn)到根據(jù)上文的說(shuō)明測(cè)量的正交性值，或兩個(gè)馬達(dá)都被驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn) 到該誤差值，以獲得補(bǔ)償效果。

發(fā)明內(nèi)容
[本發(fā)明要解決的問(wèn)題]因此，本發(fā)明已經(jīng)為了解決涉及上文描述的龍門平臺(tái)正交性誤差的問(wèn)題的目的而產(chǎn)生；本發(fā)明的目的是要提供用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量方法和誤差補(bǔ) 償方法，其使用2個(gè)線性編碼器和用于歸位處理的2個(gè)傳感器或線性編碼器的索引位置 (分別設(shè)置在龍門平臺(tái)的主軸和從軸上)以測(cè)量關(guān)于兩個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)上扭轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)方向的正 交性位置誤差，由此提供這樣的誤差的補(bǔ)償。[解決問(wèn)題的方法]根據(jù)本發(fā)明用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量方法和誤差補(bǔ)償方法特征 在于包括下列步驟解碼并且存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上匹配正交性的龍門平臺(tái)的當(dāng)前位置的編碼器值 的步驟；監(jiān)測(cè)分別設(shè)置在龍門平臺(tái)的主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器的 索引信號(hào)、同時(shí)龍門平臺(tái)以低速被驅(qū)動(dòng)的步驟；以及在檢測(cè)到索引信號(hào)的情況下，解碼 感知位置的主軸或從軸的線性編碼器值的階段。此外，根據(jù)本發(fā)明的龍門平臺(tái)歸位處理傳感器或編碼器索引正交性位置偏移測(cè) 量方法特征在于包括下列步驟分別存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上匹配正交性的龍門平臺(tái)的主軸和從軸上 的馬達(dá)的當(dāng)前位置的步驟；主軸和從軸的馬達(dá)在逆向(或正向)上以緩慢的速度同時(shí)被驅(qū) 動(dòng)并且搜索在逆向(或正向)上的限制傳感器位置的步驟；當(dāng)馬達(dá)到達(dá)在逆向(或正向) 上的限制傳感器位置時(shí)，使馬達(dá)停止并且然后再次同時(shí)在正向(或逆向)上以緩慢的速 度驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、同時(shí)分別監(jiān)測(cè)在主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器的第一索 引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè)到在主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器的第一索引 信號(hào)時(shí)，存儲(chǔ)指示在主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器的第一索引信號(hào)的 絕對(duì)位置的馬達(dá)的位置值的步驟；以及存儲(chǔ)的馬達(dá)位置值用于計(jì)算從馬達(dá)開(kāi)始移動(dòng)的地 方到檢測(cè)到傳感器位置的地方的距離，并且再次計(jì)算2個(gè)計(jì)算的距離值之間的差別的步 馬聚ο此外，該方法特征在于，其中標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)于龍門平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方向垂直于設(shè)置用于 歸位處理的傳感器的地方或編碼器索引位于主軸上的地方的點(diǎn)的方向，并且測(cè)量設(shè)置用 于歸位處理的傳感器的地方或編碼器索引位于從軸上的地方的位置的絕對(duì)位置。此外，該方法特征在于包括下列步驟從軸的伺服放大器維持在預(yù)試狀態(tài)、并 且此后僅主軸的馬達(dá)用于在逆向(或正向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)并且搜索在逆向(或正 向)上的限制傳感器位置的步驟；當(dāng)馬達(dá)到達(dá)在逆向(或正向)上的限制傳感器位置時(shí)， 使馬達(dá)停止并且然后再次同時(shí)在正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)馬達(dá)同時(shí)監(jiān)測(cè)在主軸 上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè)到在主軸上的用于歸 位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)時(shí)，測(cè)量并且存儲(chǔ)在主軸上的用于歸位處理的傳 感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；使馬達(dá)移動(dòng)到在主軸上的用于歸位處理的傳感器或 編碼器第一索引信號(hào)的該位置并且該位置然后設(shè)置為起始點(diǎn)的步驟；主軸的伺服放大器 維持在預(yù)試狀態(tài)、并且此后僅從軸的馬達(dá)用于在逆向(或正向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)并且搜索在逆向(或正向)上的限制傳感器位置的步驟；當(dāng)馬達(dá)到達(dá)在逆向(或正向)上的限 制傳感器位置時(shí)，使馬達(dá)停止并且然后再次同時(shí)在正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)馬 達(dá)、同時(shí)監(jiān)測(cè)在從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè) 到在從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)時(shí)，測(cè)量并且存儲(chǔ)在從軸上 的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的位置的步驟；使馬達(dá)移動(dòng)到在從軸上 的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的位置并且該位置然后設(shè)置為起始點(diǎn)的 步驟；主軸和從軸分別送到起始位置的步驟；以及從權(quán)利要求2其中從軸被偏移驅(qū)動(dòng)至 遠(yuǎn)到測(cè)量的絕對(duì)位置，然后設(shè)置起始點(diǎn)或者主軸被偏移驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn)到絕對(duì)位置，并且兩個(gè) 軸此后同時(shí)送到起始位置的步驟。

此外，該方法特征在于包括下列步驟從軸的伺服放大器維持在預(yù)試狀態(tài)、并 且此后僅主軸的馬達(dá)用于在逆向(或正向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)并且搜索在逆向(或正 向)上的限制傳感器位置的步驟；當(dāng)馬達(dá)到達(dá)在逆向(或正向)上的限制傳感器位置時(shí)， 使馬達(dá)停止并且然后再次同時(shí)在正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)馬達(dá)同時(shí)監(jiān)測(cè)在主軸 上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè)到在主軸上的用于歸 位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)時(shí)，測(cè)量并且存儲(chǔ)在主軸上的用于歸位處理的傳 感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；使馬達(dá)移動(dòng)到在主軸上的用于歸位處理的傳感器或 編碼器第一索引信號(hào)的位置并且該位置然后設(shè)置為起始點(diǎn)的步驟；主軸的伺服放大器維 持在預(yù)試狀態(tài)、并且此后僅從軸的馬達(dá)用于在逆向(或正向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)并且搜 索在逆向(或正向)上的限制傳感器位置的步驟；當(dāng)馬達(dá)到達(dá)在逆向(或正向)上的限 制傳感器位置時(shí)，使馬達(dá)停止并且然后再次同時(shí)在正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)馬 達(dá)、同時(shí)監(jiān)測(cè)在從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè) 到在從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)時(shí)，測(cè)量并且存儲(chǔ)在從軸上 的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的位置的步驟；使馬達(dá)移動(dòng)到在從軸上 的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的位置并且該位置然后設(shè)置為起始點(diǎn)的 步驟；以及從權(quán)利要求2其中主或從軸的起始點(diǎn)設(shè)置在遠(yuǎn)到測(cè)量的絕對(duì)位置的點(diǎn)，并且 主或從軸送到起始點(diǎn)的步驟。此外，該方法特征在于包括下列步驟在主軸和從軸上的馬達(dá)的當(dāng)前位置記錄 在存儲(chǔ)單元中，主軸和從軸的馬達(dá)然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元在逆向(或正向)上以緩慢的速度被 同時(shí)驅(qū)動(dòng)，并且搜索在逆向(或正向)上的限制傳感器位置的步驟；其中當(dāng)馬達(dá)到達(dá)在逆 向(或正向)上的限制傳感器位置時(shí)，使馬達(dá)停止并且然后再次同時(shí)在正向(或逆向)上 以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)馬達(dá)同時(shí)分別監(jiān)測(cè)在主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器 的第一索引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè)到在主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器的 第一索引信號(hào)時(shí)，通過(guò)編碼器信號(hào)值測(cè)量并且存儲(chǔ)主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感 器或編碼器的第一索引信號(hào)的絕對(duì)位置的步驟；驅(qū)動(dòng)龍門平臺(tái)到用于歸位處理的傳感器 或主軸的索引的信號(hào)的檢測(cè)到的位置的步驟；讀取馬達(dá)在從軸上的位置并且計(jì)算從當(dāng)前 位置到從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器的信號(hào)的檢測(cè)到的位置的距離的步驟； 以及從權(quán)利要求2其中進(jìn)行與測(cè)量的絕對(duì)位置的比較，并且主軸或從軸被偏移驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn) 到差值的步驟。此外，該方法特征在于其中當(dāng)使用運(yùn)動(dòng)控制裝置(Motion Engineering，Inc.；MEI的)時(shí)，在進(jìn)行與測(cè)量的絕對(duì)位置的比較并且從軸被偏移驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn)到差值的步驟中， 從軸僅被驅(qū)動(dòng)必須補(bǔ)償?shù)恼恍哉`差值的1/2，主軸然后送到用于歸位處理的傳感器或編 碼器的索引位置，并且補(bǔ)償正交性誤差。


圖1是傳統(tǒng)龍門平臺(tái)的結(jié)構(gòu)2是圖1的傳感器設(shè)置位置和軸結(jié)構(gòu)的圖示圖3是在傳統(tǒng)龍門平臺(tái)中出現(xiàn)正交性誤差的實(shí)例的示例圖示圖4是根據(jù)本發(fā)明關(guān)于龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量和誤差補(bǔ)償用于控制歸位處理 的設(shè)備的框(5a)、(5b)、(5c)和(5d)是工作示例的圖示，其描繪在根據(jù)本發(fā)明測(cè)量龍門 平臺(tái)傳感器的絕對(duì)位置中遵循的順序圖(6)是根據(jù)本發(fā)明的龍門平臺(tái)的正交性位置偏移符合的圖示圖(7a)和(7b)是工作示例的圖示，其描繪在根據(jù)本發(fā)明關(guān)于龍門平臺(tái)正交性誤 差補(bǔ)償?shù)臍w位處理的方法中遵循的順序圖⑶是在運(yùn)動(dòng)控制裝置(Motion Engineering，Inc. ； MEI的)中提供的龍門控
制算法的圖示圖(9)是根據(jù)本發(fā)明用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差補(bǔ)償方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式[發(fā)明的效果]如上文提到的，根據(jù)本發(fā)明用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量方法和誤 差補(bǔ)償方法能夠獲得下列效果。第一，盡管典型地必須使用例如激光干涉儀、絕對(duì)位置編碼器或激光位移傳感 器等昂貴設(shè)備以便測(cè)量龍門平臺(tái)正交性誤差，在本發(fā)明中使用設(shè)置在平臺(tái)上的編碼器和 歸位處理傳感器，由此實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。第二，龍門平臺(tái)正交性誤差根據(jù)龍門軸布置在什么地方或伺服放大器何時(shí)開(kāi)/ 關(guān)而采用不規(guī)則的方式改變；因此，歸位處理的可重復(fù)性水平也改變。歸位處理的可重 復(fù)性水平是指示龍門平臺(tái)的性能水平的重要元素，并且該歸位處理可重復(fù)性水平能夠通 過(guò)本發(fā)明提高。第三，當(dāng)龍門平臺(tái)在正交性誤差存在的狀況下被驅(qū)動(dòng)時(shí)，例如速度波紋(speed ripple)、固定時(shí)間和位置精確度水平等馬達(dá)驅(qū)動(dòng)特性根據(jù)2個(gè)LM導(dǎo)軌在主軸和從軸上的 裝配平行性的狀況隨每個(gè)位置改變；在本發(fā)明中，這樣的改變特性最小化。第四，當(dāng)龍門平臺(tái)在正交性誤差存在的狀況下被驅(qū)動(dòng)時(shí)，摩擦力根據(jù)2個(gè)LM導(dǎo) 軌在主軸和從軸上的裝配平行性的狀況增加；因此，當(dāng)設(shè)備的磨損水平積累并且變得嚴(yán) 重時(shí)，設(shè)備變形并且每個(gè)元素部件的壽命減少。因此，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明時(shí)，可降低維護(hù)/ 節(jié)約成本，其是有利的。第五，如果當(dāng)龍門平臺(tái)用于生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)正交性誤差最小化，產(chǎn)品質(zhì)量提高并且 缺陷減少；因此，可獲得高生產(chǎn)力水平，其是有利的。
[工作示例]在下文中，根據(jù)本發(fā)明用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量方法和誤差補(bǔ) 償方法通過(guò)參考附圖更詳細(xì)地描述。在說(shuō)明本發(fā)明中，在相關(guān)的公開(kāi)可獲得的技術(shù)或組 成的具體說(shuō)明被判斷 可能使本發(fā)明的主旨為不必要的情況下，省略這樣的詳細(xì)說(shuō)明。此 夕卜，本文引用的術(shù)語(yǔ)已經(jīng)考慮到本發(fā)明的功能而被限定；因此，它們可能取決于客戶、 操作者或用戶的目的而不同。因此，限定必須基于牽涉本發(fā)明的一般細(xì)節(jié)。在圖中的所有中相同的標(biāo)號(hào)指示相同的結(jié)構(gòu)元件。圖(4)是用于關(guān)于龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量和誤差補(bǔ)償來(lái)控制歸位處理的設(shè)備 的框圖；圖(5a)、(5b)、(5c)和(5d)是工作示例的圖示，其描繪在根據(jù)本發(fā)明測(cè)量龍 門平臺(tái)傳感器的絕對(duì)位置中遵循的順序；圖(6)是根據(jù)本發(fā)明的龍門平臺(tái)的正交性位置 偏移符合的圖示；圖(7a)和(7b)是工作示例的圖示，其描繪在關(guān)于龍門平臺(tái)正交性誤 差補(bǔ)償?shù)臍w位處理的方法中遵循的順序；圖⑶是在運(yùn)動(dòng)控制裝置(Motion Engineering， Inc. ； MEI的)中提供的龍門控制算法的圖示；以及圖(9)是根據(jù)本發(fā)明用于歸位處理的 龍門平臺(tái)正交性誤差補(bǔ)償方法的流程圖。關(guān)于圖(4)至(9)，龍門平臺(tái)正交性誤差通過(guò)使用一對(duì)(2)線性編碼器和歸位處 理傳感器或者通過(guò)使用線性編碼器的索引信號(hào)測(cè)量。為了通過(guò)歸位處理傳感器或線性編碼器的索引信號(hào)的使用測(cè)量正交性誤差，分 別設(shè)置在主軸和從軸上的這些傳感器的設(shè)置位置坐標(biāo)必須初步測(cè)量。廳_難龍_爐■誠(chéng)白m乍■丨在該測(cè)量方法中，主軸和從軸的馬達(dá)(44)的當(dāng)前位置在匹配龍門平臺(tái)正交性的 狀況下優(yōu)先分別記錄在存儲(chǔ)單元(42)中；主軸和從軸的馬達(dá)(44)然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元(沒(méi) 有描繪)在逆向(或正向)上以低速被同時(shí)驅(qū)動(dòng)(如在圖(5a)中示出的)，并且搜索在逆 向(或正向)上的限制傳感器位置，如在圖(2)中描繪的。該逆向限制傳感器和正向限 制傳感器指示平臺(tái)驅(qū)動(dòng)的最大范圍。當(dāng)馬達(dá)(44)到達(dá)在逆向(或正向)上的限制傳感器位置時(shí)(如在圖(5b)中描繪 的)，使馬達(dá)(44)停止，并且馬達(dá)(44)然后再次同時(shí)在正向(或逆向)上以緩慢的速度 被驅(qū)動(dòng)(如在圖(5c)中描繪的)。這時(shí)，由監(jiān)測(cè)單元(47)分別監(jiān)測(cè)在主軸和從軸上的 用于歸位處理的傳感器或編碼器(46)的第一索引信號(hào)；當(dāng)該信號(hào)由監(jiān)測(cè)單元(47)檢測(cè)到 時(shí)，傳感器單元(48)的傳感器的位置由測(cè)量單元(45)測(cè)量，并且這存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元(42) 中。計(jì)算單元(41)使用這些馬達(dá)(44)的各自存儲(chǔ)的位置值計(jì)算從馬達(dá)(44)開(kāi)始移 動(dòng)的地方到檢測(cè)到傳感器位置的地方的距離，并且再次計(jì)算該兩個(gè)計(jì)算的距離值之間的差別。采用該方式計(jì)算的值指出用于歸位處理的傳感器或從軸的索引的位置基于垂直 方向形狀標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于龍門平臺(tái)的龍門驅(qū)動(dòng)方向從用于歸位處理的傳感器或主軸的索引的位 置降低到的程度(在下文中，稱為“正交性位置偏移”)。此外，采用該方式計(jì)算的值 通過(guò)輸出單元(43)傳送到馬達(dá)(44)，由此提供正交性誤差的補(bǔ)償。根據(jù)本發(fā)明用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差補(bǔ)償方法的順序如在圖(9)中 描繪的。
上文的方法采用如下的公式形式表達(dá)。從主軸的馬達(dá)開(kāi)始移動(dòng)的初始位置到歸位處理傳感器的位置的距離YR表達(dá)如 下{公式 1}YR = YR_S_YR_E從軸的馬達(dá)開(kāi)始移動(dòng)的初始位置到歸位處理傳感器或索引的位置表達(dá)如下{公式 2}YL = YL_S_YL_E通過(guò)這些 值(如圖5d所描述)計(jì)算的正交性位置偏移YO表達(dá)如下{公式 3}YO = YR-YL對(duì)于用于指示正交性位置偏移的符號(hào)，如在圖6的左側(cè)上標(biāo)記的，當(dāng)歸位處理 傳感器或編碼器索引在主軸上的位置在關(guān)于龍門軸的驅(qū)動(dòng)方向的逆向位置中設(shè)置比歸位 處理傳感器或編碼器索引在從軸上的位置更遠(yuǎn)時(shí)，使用負(fù)(_)符號(hào)，并且當(dāng)歸位處理傳 感器或編碼器索引在主軸上的位置在關(guān)于龍門軸的驅(qū)動(dòng)方向的正向位置中設(shè)置比歸位處 理傳感器或編碼器索引在從軸上的位置更遠(yuǎn)時(shí)，使用正(+)符號(hào)。正交性位置偏移值變成龍門平臺(tái)的制造固有值；該值在記錄存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元時(shí) 或當(dāng)測(cè)量正交性誤差時(shí)稱為標(biāo)準(zhǔn)正交性坐標(biāo)值。用于歸位處理的ιΗ交性誤差補(bǔ)償?shù)墓ぷ魇纠邶堥T平臺(tái)的主軸和從軸上的馬達(dá)的位置由于設(shè)計(jì)容差以及處理和裝配誤差而 處于在龍門驅(qū)動(dòng)方向的任意位置中正交性扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，如在圖(7a)中描繪的。當(dāng)返回起始點(diǎn)時(shí)為了補(bǔ)償這樣的正交性誤差，下文提到的兩個(gè)方法由本發(fā)明提
出ο第一個(gè)是主軸和從軸的歸位處理采用分開(kāi)的方式分別進(jìn)行的方法(當(dāng)利用同步 控制或命令跟隨方法時(shí)可應(yīng)用)。第二個(gè)是主軸和從軸的歸位處理同時(shí)進(jìn)行的方法(當(dāng)利用交叉耦合龍門控制算 法時(shí)可應(yīng)用)。當(dāng)使用第一個(gè)方法時(shí)，從軸的伺服放大器維持在預(yù)試位置；隨后，僅主軸的馬 達(dá)用于在逆向(或正向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)，并且搜索在逆向(或正向)上的限制傳感 器位置。當(dāng)馬達(dá)到達(dá)在逆向上的限制傳感器位置時(shí)，使馬達(dá)停止，并且然后再次同時(shí)在 正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)。這時(shí)由監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)在主軸上的用于歸位處理的 傳感器或編碼器的第一索引信號(hào)；當(dāng)該信號(hào)由監(jiān)測(cè)單元檢測(cè)到時(shí)，傳感器的位置由傳感 器單元測(cè)量并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中。在使馬達(dá)采用上文提到的方式移動(dòng)到存儲(chǔ)的傳感器位置后，驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置該位 置為起始點(diǎn)，如在圖(7b)中標(biāo)記的。如上文提到的，在進(jìn)行主軸的歸位處理后，從軸的歸位處理然后根據(jù)相同的方 法進(jìn)行。例如，主軸的伺服放大器維持在預(yù)試位置；隨后，僅從軸的馬達(dá)用于在逆向(或正向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)，并且搜索在逆向(或正向)上的限制傳感器位置。當(dāng)馬達(dá)到達(dá)在逆向上的限制傳感器位置時(shí)，使馬達(dá)停止，并且然后再次同時(shí)在 正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)。這時(shí)由監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)在從軸上的用于歸位處理的 傳感器或編碼器的第一索引信號(hào)；當(dāng)該信號(hào)由監(jiān)測(cè)單元檢測(cè)到時(shí)，傳感器的位置由傳感 器單元測(cè)量并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中。在預(yù)先測(cè)量的正交性位置偏移值已經(jīng)用于關(guān)于存儲(chǔ)的傳感器位置設(shè)置該位置為 在從軸上的起始點(diǎn)后，驅(qū)動(dòng)單元將主軸和從軸送到各自的起始點(diǎn)位置；因此，正交性誤 差最終得到補(bǔ)償。此外，在從軸上的起始點(diǎn)位置YL_Home計(jì)算如下{公式 4}YL_Home = YL_E+YO用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差補(bǔ)償?shù)恼恍晕恢闷浦?，其中主軸和從 軸同時(shí)驅(qū)動(dòng)以進(jìn)行歸位處理的第二個(gè)方法構(gòu)成如下。在正交性補(bǔ)償中初步扭轉(zhuǎn)的程度根 據(jù)如與較早描述的正交性位置偏移一起使用的測(cè)量的相同方法測(cè)量。例如，在圖(7a)中 示出的狀態(tài)中，主軸和從軸的當(dāng)前位置分別記錄在存儲(chǔ)單元中；隨后，主軸和從軸的馬 達(dá)由驅(qū)動(dòng)單元在逆向(或正向)上以緩慢的速度同時(shí)驅(qū)動(dòng)，并且搜索在逆向(或正向)上 的限制傳感器位置。當(dāng)馬達(dá)到達(dá)在逆向上的限制傳感器位置時(shí)，使馬達(dá)停止，并且然后再次同時(shí)在 正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)。這時(shí)由監(jiān)測(cè)單元分別監(jiān)測(cè)在主軸和從軸上的用于 歸位處理的傳感器或編碼器的第一索引信號(hào)；當(dāng)該信號(hào)由監(jiān)測(cè)單元檢測(cè)到時(shí)，傳感器的 位置由傳感器單元測(cè)量并且作為編碼器信號(hào)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中。當(dāng)龍門由驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)到用于歸位處理的傳感器或在主軸上的索引信號(hào)檢測(cè)位 置時(shí)，產(chǎn)生如在圖(7b)中圖示的狀態(tài)。在讀取在從軸上的馬達(dá)位置后，計(jì)算單元計(jì)算從當(dāng)前位置到用于歸位處理的傳 感器或在從軸上的索引信號(hào)檢測(cè)位置的距離YL_D。{公式 5}YL_D = YL_C_YL_E正交性誤差YE基于正交性位置偏移值YO的標(biāo)準(zhǔn)使用之前在丨公式5丨中計(jì)算的 YL_D*YO的差值，并且計(jì)算如下{公式 6}YE = YO_YL_D在包含如上文提到的計(jì)算的正交性誤差YE距離的補(bǔ)償信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送到 在從軸上的馬達(dá)后，主軸和從軸設(shè)置在作為它們的起始點(diǎn)的各自的當(dāng)前位置；或者，在 起始點(diǎn)已經(jīng)設(shè)置在已經(jīng)補(bǔ)償誤差距離的位置后，主軸和從軸送到它們的起始點(diǎn)位置，由 此完成正交性誤差補(bǔ)償[在最初的中的語(yǔ)法錯(cuò)誤；提供的最佳翻譯]中的歸位處理。 在該過(guò)程中，當(dāng)龍門平臺(tái)通過(guò)使用Motion Engineering，Inc. (MEI)的專業(yè)運(yùn)動(dòng)控 制裝置控制時(shí)，上文說(shuō)明的正交性誤差補(bǔ)償方法必須修改。由MEI提供的實(shí)時(shí)扭轉(zhuǎn)誤差 補(bǔ)償龍門控制算法如在圖(8)中描繪的。在進(jìn)行使用該算法的龍門平臺(tái)歸位處理中，當(dāng) 從軸移動(dòng)到用于正交性誤差補(bǔ)償?shù)?YE時(shí)，主軸也通過(guò)內(nèi)部龍門控制算法移動(dòng)到-YE。 因此，在該情況下進(jìn)行補(bǔ)償中，如果正交性誤差值用于補(bǔ)償上文計(jì)算的值{公式6丨的一半，主軸補(bǔ)償剩下的一半；因此，正交性誤差補(bǔ)償值必須如下文提到的那樣計(jì)算{公式 7}YE = (YO_YL_D) /2由此完成在正交性誤差補(bǔ)償中的歸位處理。如上文描述的本發(fā)明已經(jīng)基于精細(xì) 的工作示例說(shuō)明，但這些工作示例不意在限制本發(fā)明而相反用于說(shuō)明的目的；因此，本 發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員對(duì)上文的工作示例應(yīng)用多種改變、修改或調(diào)整而不偏離本發(fā)明 的技術(shù)是可能的。因此，本發(fā)明的保護(hù)性范圍必須解釋成包括包含在本發(fā)明的技術(shù)的主 旨內(nèi)的改變、修改或調(diào)整的所有示例。部件列表 41計(jì)算單元 42存儲(chǔ)單元43輸出單元 44 馬達(dá)45測(cè)量單元 46編碼器47監(jiān)測(cè)單元 48傳感器單元
權(quán)利要求
1.一種用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量方法和誤差補(bǔ)償方法，其特征在 于，包括下列步驟解碼并且存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上匹配正交性的所述龍門平臺(tái)的當(dāng)前位置的編碼器值的步驟； 監(jiān)測(cè)分別設(shè)置在所述龍門平臺(tái)的主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器索 引信號(hào)、同時(shí)所述龍門平臺(tái)以低速被驅(qū)動(dòng)的步驟；以及在檢測(cè)到所述索引信號(hào)的情況下，解碼感知位置的主軸或從軸的線性編碼器值的階段。
2.一種龍門平臺(tái)歸位處理傳感器或編碼器索引正交性位置偏移測(cè)量方法，特征在于 包括下列步驟分別存儲(chǔ)在結(jié)構(gòu)上匹配正交性的所述龍門平臺(tái)的主軸和從軸上的馬達(dá)的當(dāng)前位置的 步驟；所述主軸和從軸的馬達(dá)在所述逆向(或正向)上以緩慢的速度被同時(shí)驅(qū)動(dòng)、并且搜索 在所述逆向(或正向)上的限制傳感器位置的步驟；當(dāng)所述馬達(dá)到達(dá)在所述逆向(或正向)上的限制傳感器位置時(shí)，使所述馬達(dá)停止并且 然后再次同時(shí)在所述正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)、同時(shí)分別監(jiān)測(cè)在所述 主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器的第一索引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè)到在所述主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器的第一索引信號(hào) 時(shí)，存儲(chǔ)指示所述主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器的第一索引信號(hào)的絕 對(duì)位置的所述馬達(dá)的位置值的步驟；以及所存儲(chǔ)的馬達(dá)位置值用于計(jì)算從所述馬達(dá)開(kāi)始移動(dòng)的地方到檢測(cè)到所述傳感器位置 的地方的距離，并且再次計(jì)算所述2個(gè)計(jì)算的距離值之間的差別的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量方法，特征在于，其中標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)于所 述龍門平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)方向垂直于設(shè)置用于歸位處理的傳感器的地方或所述編碼器索引位于 所述主軸上的地方的點(diǎn)的方向，并且測(cè)量設(shè)置用于歸位處理的傳感器的地方或所述編碼 器索引位于從軸上的地方的位置的絕對(duì)位置。
4.一種用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差補(bǔ)償方法，其特征在于包括下列步驟 所述從軸的伺服放大器維持在預(yù)試狀態(tài)，并且此后僅所述主軸的馬達(dá)用于在所述逆向(或正向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)并且搜索在所述逆向(或正向)上的限制傳感器位置的 步驟；當(dāng)所述馬達(dá)到達(dá)在所述逆向(或正向)上的限制傳感器位置時(shí)，使所述馬達(dá)停止，并 且然后再次同時(shí)在所述正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)、同時(shí)監(jiān)測(cè)在所述主 軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè)到在所述主軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)時(shí)，測(cè)量并 且存儲(chǔ)在所述主軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；使所述馬達(dá)移動(dòng)到在所述主軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的 所述位置并且該位置然后設(shè)置為所述起始點(diǎn)的步驟；所述主軸的伺服放大器維持在預(yù)試狀態(tài)，并且此后僅所述從軸的馬達(dá)用于在所述逆 向(或正向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)并且搜索在所述逆向(或正向)上的限制傳感器位置的 步驟；當(dāng)所述馬達(dá)到達(dá)在所述逆向(或正向)上的限制傳感器位置時(shí)，使所述馬達(dá)停止，并 且然后再次同時(shí)在所述正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)、同時(shí)監(jiān)測(cè)在所述從 軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè)到在所述從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)時(shí)，測(cè)量并 且存儲(chǔ)在所述從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的位置的步驟；使所述馬達(dá)移動(dòng)到在所述從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的 所述位置并且該位置然后設(shè)置為所述起始點(diǎn)的步驟； 所述主軸和從軸分別送到所述起始位置的步驟；以及從權(quán)利要求2其中所述從軸被偏移驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn)到所測(cè)量的絕對(duì)位置，然后設(shè)置所 述起始點(diǎn)，或者所述主軸被偏移驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn)到所述絕對(duì)位置，并且兩個(gè)軸此后同時(shí)送到所 述起始位置的步驟。
5.一種用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差補(bǔ)償方法，其特征在于包括下列步驟 所述從軸的伺服放大器維持在預(yù)試狀態(tài)，并且此后僅所述主軸的馬達(dá)用于在所述逆向(或正向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)并且搜索在所述逆向(或正向)上的限制傳感器位置的 步驟；當(dāng)所述馬達(dá)到達(dá)在所述逆向(或正向)上的限制傳感器位置時(shí)，使所述馬達(dá)停止，并 且然后再次同時(shí)在所述正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)、同時(shí)監(jiān)測(cè)在所述主 軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè)到在所述主軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)時(shí)，測(cè)量并 且存儲(chǔ)在所述主軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；使所述馬達(dá)移動(dòng)到在所述主軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的 所述位置并且該位置然后設(shè)置為所述起始點(diǎn)的步驟；所述主軸的伺服放大器維持在預(yù)試狀態(tài)，并且此后僅所述從軸的馬達(dá)用于在所述逆 向(或正向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)并且搜索在所述逆向(或正向)上的所述限制傳感器位 置的步驟；當(dāng)所述馬達(dá)到達(dá)在所述逆向(或正向)上的所述限制傳感器位置時(shí)，使所述馬達(dá)停 止，并且然后再次同時(shí)在所述正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)、同時(shí)監(jiān)測(cè)在 所述從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè)到在所述從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)時(shí)，測(cè)量并 且存儲(chǔ)在所述從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的位置的步驟；使所述馬達(dá)移動(dòng)到在所述從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器第一索引信號(hào)的 所述位置并且該位置然后設(shè)置為所述起始點(diǎn)的步驟；以及從權(quán)利要求2其中所述主或從軸的起始點(diǎn)設(shè)置在遠(yuǎn)到所測(cè)量的絕對(duì)位置的點(diǎn)， 并且所述主或從軸送到所述起始點(diǎn)的步驟。
6.一種用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差補(bǔ)償方法，其特征在于包括下列步驟 在所述主軸和從軸上的馬達(dá)的當(dāng)前位置記錄在存儲(chǔ)單元中，所述主軸和從軸的馬達(dá)然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元在所述逆向(或正向)上以緩慢的速度同時(shí)被驅(qū)動(dòng)，并且搜索在所述逆 向(或正向)上的所述限制傳感器位置的步驟；當(dāng)所述馬達(dá)到達(dá)在所述逆向(或正向)上的所述限制傳感器位置時(shí)，使所述馬達(dá)停止并且然后再次同時(shí)在所述正向(或逆向)上以緩慢的速度驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)、同時(shí)分別監(jiān)測(cè)在 所述主軸和所述從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器的第一索引信號(hào)的步驟；當(dāng)檢測(cè)到在所述主軸和所述從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器的第一索引信 號(hào)時(shí)，通過(guò)編碼器信號(hào)值測(cè)量并且存儲(chǔ)在所述主軸和所述從軸上的用于歸位處理的傳感 器或編碼器的第一索引信號(hào)的絕對(duì)位置的步驟；驅(qū)動(dòng)龍門平臺(tái)到所述主軸的索引或用于歸位處理的傳感器的所述信號(hào)的檢測(cè)到的位 置的步驟；讀取在所述從軸上的馬達(dá)的位置并且計(jì)算從所述當(dāng)前位置到在所述從軸上的用于歸 位處理的傳感器或編碼器的信號(hào)的檢測(cè)到的位置的距離的步驟；以及從權(quán)利要求2其中進(jìn)行與所述測(cè)量的絕對(duì)位置的比較，并且所述主軸或從軸被 偏移驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn)到所述差值的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差補(bǔ)償方法，特征在于，其 中當(dāng)使用運(yùn)動(dòng)控制裝置(MotionEngineering，Inc. ； MEI的)時(shí)，在進(jìn)行與所述測(cè)量的絕 對(duì)位置的比較并且所述從軸被偏移驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn)到所述差值的步驟中，所述從軸僅被驅(qū)動(dòng)必 須補(bǔ)償?shù)恼恍哉`差值的1/2，所述主軸然后送到用于歸位處理的傳感器或編碼器的索引 位置，并且補(bǔ)償所述正交性誤差。
全文摘要
本發(fā)明涉及與半導(dǎo)體、FPD設(shè)備或精密加工設(shè)備一起使用的用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量方法和誤差補(bǔ)償方法，其具有提高的歸位處理可重復(fù)性水平和在龍門平臺(tái)歸位處理時(shí)最小化正交性誤差的能力。根據(jù)本發(fā)明用于歸位處理的龍門平臺(tái)正交性誤差測(cè)量方法和誤差補(bǔ)償方法包括下列步驟解碼并且存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上匹配正交性的龍門平臺(tái)的當(dāng)前位置的編碼器值的步驟；監(jiān)測(cè)分別設(shè)置在龍門平臺(tái)的主軸和從軸上的用于歸位處理的傳感器或編碼器索引信號(hào)、同時(shí)龍門平臺(tái)以低速被驅(qū)動(dòng)的步驟；以及在檢測(cè)到索引信號(hào)的情況下，解碼感知位置的主軸或從軸的線性編碼器值的階段。本發(fā)明的方法利用設(shè)置在平臺(tái)上的編碼器和用于歸位處理的傳感器；因此，它能夠降低制造成本。
文檔編號(hào)G01B21/02GK102023021SQ201010290658
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者高秉官 申請(qǐng)人:循環(huán)工程株式會(huì)社