DE2135469A1 - Anordnung zur genauen Einstellung eines Gegenstands - Google Patents

Anordnung zur genauen Einstellung eines Gegenstands

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DE2135469A1 DE19712135469 DE2135469A DE2135469A1 DE 2135469 A1 DE2135469 A1 DE 2135469A1 DE 19712135469 DE19712135469 DE 19712135469 DE 2135469 A DE2135469 A DE 2135469A DE 2135469 A1 DE2135469 A1 DE 2135469A1
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Description

Unser Zeichen; T 1064
THOMSON-CSF
101, Bd.Murat
75 Pari3 16etae, Frankreich
Anordnung zur genauen Einstellung eines Gegenstands
Die Erfindung betrifft Anordnungen zur genauen Einstellung von Gegenständen in einer Ebene mit Hjlfe von Eranslationabewegungen in einer oder mehreren Richtungen, und sie befaßt sich insbesondere mit den Steuerorganen solcher Anordnungen.
Die gemäß der Erfindung ausgebildeten Präzjsionseinstel!anordnungen eignen sich beispielsweise für diß Verwendung in Maschinen zur fertigung sehr präziser Teile. Bsi einem besonders interessanten Anwendungsgebiet können diese Teile integrierte Mikrooohaltungea oder die zu ihrer Fertigung dienenden Masken sein. Im letzten Fall bilden die Einstellanordnungen den "Tx'anslatiorj3tisch" von Maskentuaschinen, und sie enthalten zwei gekreuzte Trannlationbplatinen, die beispielsweise in zwei zueinander senkrechten Richtungen X und Y beweglich sind.
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Das zu bearbeitende Teil ist beispielsweise eine photographische, blatte, auf welcher Muster mit Hilfe eines Lichtstrahls, vorzugsweise eines Laserstrahls aufgezeichnet, werden. In bestimmten Maskrenmaschinen sind die Muster programmiert, und sie werden im Verlauf von kombinierten Verstellungen der Platte und des von einem linearen digitalen Ablenkorgan abgelenkten Laserstrahls gebildet, wobei die Gesamtheit dieser Verstellungen durch ein Rechengerät gesteuert wird, das die Programme empfäugt, welches die aufzuzeichnenden Muster kennzeichnet.
Die nach der Erfindung ausgebildeten Präzisbnseinstel!anordnungen eignen sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich für solche Maschinen.
Allgemein eignen sich solche Anordnungen für alle Maschinen, bei denen eine Präzisjbnseinstellung von Teilen mit Hilfe von Translations bewegungen erfolgt, und bei denen eine Maßvorrichtung für die Translationsbewegungen vorgesehen ist, welche mit interferometriechen Verfahren arbeitet und quantisierte Meßwerte für diese Translationsbewegungen liefert.
Derartige Meßvorrichtucgen sind gleichfalls bekannt; sie ermöglichen die Messung der Translations bewegungen durch einfaches Vorwärts-und Rückwärt3zähien von Interferenzstreifen, die vor den Abtastorganen vorbeilaufen, wobei die Änderungen der Laufrichtung die Änderungen der Richtung der Translationsbewegung kennzeichnen. Die Meßquanten und demzufolge die Genauigkeit dar Messung ist in diesem Fall gleich der Hälfte der Breite der Interferenzstreifen, also gleich einem Viertel dor Wellenlänge des verwendeten Lichts, Weitergebildete Ausführungen ermöglichen die Erzielung noch größerer Genauigkeiten mit Hilfe von k verschachtelten Interferenz-
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streifensysteraen. Sie ermöglichen Messungen, deren Quanten und demzufolge Meßgenauigkeit den Wert i/4k erreicht, wobei X die Wellenlänge des verwendeten Lichts ist.
^b ist natürlich besonders vorteilhaft, wenn die Translationsbewegungen der Platinen durch eine digitale Steuerung gesteuert' werden können.
Im allgemeinen werden bei den Präziainnaeinstellanordnungen des Standes der Technik die gekreuzten Translationsplatinen durch digital gesteuerte, kontinuierlich arbeitende Motoren |
betätigt. Zur Erzielung einer ausreichenden Genauigkeit der beim Stillstand der Platinen erzielten Einstellung, sind die kontinuierlich arbeitenden Motoren in Stellungsregelschleifen eingefügt, welche die Sollwerte mit den Istwerten vergleichen, die beispielsweise durch codierte Lineale gemessen werden.
Ein beträchtlicher Nachteil dieser Systeme besteht darin, daß die Motoren selbst einen Teil der Regelschleifen bilden, wodurch sich Instabilitäten ergeben können, die oft eine sehr diffizile Einstellung erfordern.
Das Ziel derErfindung ist die Schaffung einer Anordnung zur genauen Einstellung eines Gegenstands in einer Ebene, bei welcher die Motoren und ihre Steuer organe nicht zu den Regelschleifen gehören, wodurch eine einfachere Einstellung möglich ist, und dennoch eile gute Genauigkeit erzielt wird.
Nach der Erfindung ist eine Anordnung zur genauen Einstellung eines Gegenstands in einer Ebene durch Translations bewegungen in einer oder mehreren Richtungen, welche für jede Translationarichtung eine Translationsplatine und eine Anordnung
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zur quantisierten Meßung der Translationsbewegungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Translationsplatine ; von einem digital gesteuerten Schrittmotor nach einem vorgegebenen Programm gesteuert wird, und daß zu der von dem Schrittmotor bewirkten Einstellung die Wirkung von piezoelektrischen Wandlerviorrichtungen hinzugefügt wird» die für jjeüe Translationsplatine durch ein Fehlersignal gesteuert werden, das von der Ist-Stellung der Translationsplatine nach Stillstand des Motors und ihrer programmierten Soll-Stellung abhängt.
Ein Ausführungsbeispiel > der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen :
Fig.1 ein vereinfachtes tlbersichtsschema einer Präzisionseinstellanordnung nach der Erfindung und der Steuerorgane für eine der beiden Translationsplatinen und
Fig.2 eine schematische Darstellung der Verbindung einer
Translationsplatine mit dem Schrittmotor und der
Anordnung der zugeordneten· piezoelektrischen Wand lervorrichtung.
Der nachstehend beschriebene "Translationstisch" eignet sich besonders gut für die Verwendung in einer Maskenmaschine, und er wird besonders unter diesem Gesichtspunkt beschrieben, doch kann er natürlich auch für alle anderen möglichen Anwendungsfälle verwendet werden.
Auf dem Gestell B der Maschine sind beispielsweise zwei gekreuzte Translationsplatinen P und P
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angeordnet, die in zwei zueinander senkrechten Richtungen X bzw. Y beweglich sind. Es werden hier nur die Platine P und ihre Steuerorgane betrachtet; ein gleichartiger Aufbau ist für die Platine Έ vorgesehen.
Auf der oberen Platine i3t ein Block M angebracht, an dessen Seiten Spiegelseukrecht zu den beiden Richtungen X und Y angeordnet sind, damit die Durchführung intirferometrischer Messungen der Translations bewegungen möglich ist. Auf diesem Block ist im Fall einer Ma3kenmaschine die photographische Platte angeordnet, auf der die Motive beispielsweise mit Hilfe eines Laserstrahls aufgezeichnet werden sollen.
Zur Verbesserung der Güte der Translationsbewegungen selbst sind bei solchen Systemen im allgemeinen Korrektur^ organe vorgesehen, die während der Translations bewegungen zur Wirkung kommen. In diesem Fall ist zwischen der oberen Platine P_ und der die Meßspiegel tragenden Platte M eine Korrekturplatte eingefügt.
Die den Gegenstand der Erfindung bildenden Verbesserungen der präzisen Einstel!systeme betreffen insbesondere die Organe für die digitale Steuerung und da3 genaue Stillsetzen der Platinen; die Wirkungsweise dieser Organe 1st unabhängig von den zuvor erwähnten Korrekturorgane η für die Translationsbewegungen. Diese Korrekturorgane werden daohalb hier nicht beschrieben. Es ist jedoch zu bemerken, daß für ihren BetrLeb Interferometrische Meßvorrichtungen für die Translations bewegungen notwendig sind, die vorzugsweise auch für die Steuerung des genauen Stillsetzena getuäß der Erfindung verwendet werden.
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Die TranslatloBsbewegungen α er Platine P in der Y-Richtung werden von einem Schrittmotor MO gesteuert, der in der in Fig.1 gezeigten Weise mit der Platine verbunden ist, und sie werden durch eine interferometrie ehe Anordnung I gemessen, die von einer Laseiiquelle LA beleuchtet wird, die mit der Wellenlänge X arbeitet, in Verbindung mit logischen Vorwärts- und Rückwarta-Zählschaltungen L, auf öle ein Digita!zähler "CD folgt, der parallele Binärwörter MB1 abgibt. Dieser Wörter stellen in jedem Zeitpunkt den Abstand D des von dem Block M getragenen-Spiegels von einem vorbestimmten Ursprung dar, der beispielsweise einer Stellung O der Platine P entspricht. Der Zähler CD. zeigt eine Zahl N in binärer Zahlendarstellung an, welche die Bestimmung des Betrags des Abstands D der Translatfonsbewegung in der Y-Richtung durch die folgenden Gleichung ermöglicht:
Darin ist ΛΥ das Meßquantum des interferometrischen Meßsystemsfdas einem Bruchteil X/4k der Wellenlänge λ der Lichtquelle LA gleich ist, wobei k die Anzahl der verwendeten verschachtelten Interferenzstreifonsysteme ist
Diese q"uantisierte Messung der Translationsbewegungen wird dazu verwendet, die von dem Motor MO verursachten Verstellungen durch Feinverstellungen zu ergänzen, die durch piezoelektrische Keramikteile CP ausgeführt werden, die in der in Fig.2 gezeigten Weise auf die Platine P einwirken. Zu diesem Zweck werden die Keramikteile von einer Anordnung zum präzisen Stillsetzen gesteuert, die ein Fehlersignal g D in der folgenden Weise bildet:
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Eine digitale Subtrahierschaltung DI bildet die Differenz zwischen den letzten Ziffern des von dem Zähler CD gelieferten Binärworts MB1 und den entsprechenden. Ziffern des Binärworts MB2, das die theoretische Stellung darstellt, die der Block M nach dem Stillsetzen des Schrittmotors MO einnehmen soll. Sie liefert ein Wort MB,, das der Differenz zwischen den Wörtern MB1 und MB2 entspricht und einem Digital-Analog-Umsetzer CDA zugeführt wird. Die Amplitude der von diesem Umsetzer gelieferten Spannung t D ist der Abweichung |
zwischen der Ist-Stilung des Blocks M nach dem Stillsetzen des Motors MO und der theoretischen Soll-Stellung proportional. .
Ein Differenzverstärker A mit zwei Ausgängen verstärkt diese Fehlerspannung h ^, die in an sich bekannter Weise dem Keramik3tapel CP zugeführt wird, der die Peinverstellung des Kugelanschlage B der Spindel W steuert (Pig.2),"die ihrerseits die Verstellungen der Platine P steuert.
Diese Anordnung zum präzisen Stillsetzen , die zusätzlich zum Motor MO vorgesehen ist, wird nur dann in Tätigkeit \
gesetzt, wenn der Motor stillgesetzt ist. Damit ein solcher Betrieb möglich ist, sind Und-Gatter in den zur Bildung des Fehlersignals S^ dienenden Kanal eingefügt, welche die digitale Regelschleife nur dann schliessen, wenn der Motor stillgesetzt ist. Diese Und-Gatter sind schematisch durch den Block P dargestellt, uni es sind ihuen Zwischenspeicher ME nachgeschaltet. Sie sind beispielsweise zwischen die parallelen Ausgänge des Digital Zählers CD und die entsprechenden Eingänge der digitalen Subtrahierschaltung DI eingefügt. Die das Öffnen der Und--Gatter steuernd en Eingänge empfangen ein
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Signal S1, das von den digitalen Steuerorganen CM des Systems abgegeben wird und ein Kennzeichen für das Stillsetzen den Motors MO ist. Damit die Zeit konstante der elektronischen Anordnung der digitalen Schleife an die Zeitkonstante des von den Platinen Ρχ , Py. und der Platte M gebildeten mechanischen Aufbaus angepaßt ist, wird diesea Signal S1 den Ünd-Gattern.P über eine Steuerstufe PI zugeführt, die durch Zerhacken das periodische Öffnen und SdiLiessen der Und-Gatter beispielsweise mit einer Frequenz von 10 bis 20 Hz steuert, so daß die Regelung in aufeinanderfolgende Abschnitte zerlegt wird.
Unter Berücksichtigung der Steigung und eventueller Mängel der die Verstellungen der Platine P bewirkenden Spindel W und der Anzahl der Schritte pro Umdrehung des Motors MO kann die Schritteinstellung von dem Motor allein bis auf einen angenäherten Wert erfolgen, der beispielsweise zwischen 5 und 10 α liegt-
^—,r
Das dynamische Maximum der von den Keramlkteilen CP bewirkten zusätzlichen Verstellungen muß größer als dieser Wert oder gleich diesem sein.
Die beschriebene digitale Regelschleife , welche die Ke'ramikteilG steuert, ermöglicht die Durchführung der
Endeinstellung tait einem Restfehler, der in der Nähe ' der Auflösung der Laser-Meßeinrichtung liegt, d.h. des Quantums ΔY. Im Fall eines klasischen Meßsystems mit zwei verschachtelten Interferenzstreifensystemen beträgt dieser Restfehler beispielsweise X/8 «s-0,08 u. Wquu mehr als zwei verschachtelte Interferenzstreifensy3teine verwendet werden, beispielsweise vier, kann dieser Fehler kleiner als 0,08 u werden und beispielsweise 0,04 μ erreichen.
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Die Einstellung ist somit durch die digitale Regelöchleife bis auf einige Hundertstel Mikron genau definiert.
Die Wörter MB2, welche die Soll-Stellungen der Platinen darstellen, sowie die Steuersignale Sp für den Motor MO und das Signal S. für das Schliessen der Regelschleife werden von den Digitalnteuerorganen CM geliefert, die der beschriebenen Einstellvorrichtung zugeordnet sind. Diese iilgitale Steueranordnung arbeitet beispielsweise mit Hilfe von Lochstreifen, welche das vorgesehene Programm darstellen und im Fall von Maskenmaschinen von a den aufzuzeichnenden Muabern abhängen. Den Bteuerorganen CM der Motoren MO ist ein Lochs treifonabtaster DB zugeordnet.
Die von dem Lochstreifen BP getragenen Blöcke B. stellen die aufeinanderfolgenden Abläufe de3 Betriebs der Einstellvorrichtung Ρχ, Py dar. Jeder Block B^ enthält ein Kennwort ML, das den zu steuernden Verstellmotor für die X-Richtung oder Y-Richbung bezeichnet. Auf dieses Kennwort M1 folgt ein Worü M2, das die Anzahl der Schritte angibt, um die sich der bezeichnete Motor drehen soll. Dann folgen weitere Wörter M1-,, ^P3' ^33····» ^*-e ver~ >r5phiedenen Hilfsfunktionen entsprechen, die ausgeführt werdon sollen, wenn der Motor stillgesetzt ist. \
Diese Funktionen steuern beispielsweise das Schließen der digitalen Schleife für die Feineinstellung, die Lasermeßanordnungen, das Aufzeichnen der Muster usw.
Der Lochstreifen BP enthält ferner Blöcke B2, deren Kennwort m. nicht von den digitalen Ütoneror ginen OM identifiziert wird, sondern von ehe in äußeren pecodlaorgan DE, so daß dan folgende Wort m2 von den Schaltungen der digitalen RegeLschlelfe verarbeitet wird. DioseoWort m2 stellt das Wort MB^ dar, wolchee den the ore ti««hon Sollwert der Stellung an;;ibt, in welche der B^ook M von der Rege !schleife nach
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dem Stillsetzen des Motors MO gebracht werden soll. Es wird in einem Pufferspeicher MT gespeichert, der auf den Decodierer DE folgt. Beim Ablaufen des Lochstreifens erscheinen die Blöcke B2 zuerst, doch da sie von den Steuerorganen CM nicht identifiziert werden, bleiben sie ohne Wirkung für die eigentliche numerische Steuerung; dagegen füllen sie den Speicher MT mit den Wörtern m« = MBp* ^*-e ^ann erscheinenden Blöcke B. sind ohne Wirkung auf die Schaltungen DE, MT und steuern den Block CM.
beschriebene Anordnung zur genauen Einstellung durch Translationsbewegungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen X.und Y , die durch Schrittmotore ucd zusätzlich dirch digitale Regelschleifen gesteuert wird, ermöglicht ein sehr genaues Stillsetzen, das insbesondere bei der Verwendung in Maskenmaschinen vorteilhaft ist.
Patentansprüche
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Claims (1)

  1. E a t e η t a η a ρ r; ü ο h e
    M J Anordnung zur genauen Einstellung eines Gegenstandes in einer Ebene durch Translations bewegungen in einer odor mehreren Richtungen, welche für jede Translationsrichtung eine Translationsplatine und eine Anordnung zur quanti sierten Messung der Translationsbewegungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Tranelationsplatine von einem digital gesteuerten Schrittmotor "nach einem vorgegebenen Programm gesteuert wird, und daß der von dem Schrittmotor bewirkten Einstellung die Wirkung von piezoelektrischen Wandlervorrichtungen hinzugefügt wird, die für jede Trans- f
    lationsplatine durch ein Fehlersignal (£D) gesteuert werden, das von der Iststellung der Translationsplatine nach dem Stillstand des Motors und ihrer programmierten Sollstellung abhängt. ι
    2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeder 'Tranalationsplafcine zugeordnete Anordnung zur quant is ierten Messung ein interferometrisches Verfahren mit kohärentem Licht anwendet und mit Hilfe von logischen Vorwärts-Rückwärts-Zählschaltungen mit einem na angeschalteten Digitalzähler eine erste Binärzahl(MB1) abgibt,
    die ein Kennzeichen für die Anzahl von Meßquanten (ZLX baw.AY |
    ist, um welche die Tratislationsplatine verstellt »orden ist.
    3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Translations bewegung einer Translationsplatine kennzeichnende erste Binärzahl (MB ) in einer digitalen Subtrahierschal tung (Dl) mit einer zweiten Binärzahl (MB2) verglichen wird, die mit der gleichen Meßeinheit wie die erste Binärzahl d.h. dem Quantum ( ΔΧ bzw. ΔΥ) der interfarometrisehen Messung, die programmierte Sollstellung der Translationsplatine kennzeichnet, und daß
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    a ie digitale Different zwischen diesen bei don Zahlen nach U raw a η ellung in einem Plgital-Anal og-UmsetEser (Cl)A) daß Fehl or signal. ( &-») bildet, das die piezoelektrischen V/audlervorrichtungen (OP) dann und nur dann steuert, wenn der dor Tranolationsplatine zugeordnete Schrittmotor siJ1Ige {*.--. tat ist.
    4« Anordnung nach A napruoh 3, dadurch getrennte ich net, daß die eiste Binärzahl (MB.) dor digitalen ^ubtrahiersehaltuug (DI) über elelftroiiiaohe Und-GaHer (T) zugeführt wird, auf die Speichern ehaltungen (i-ffi) folgen, und daß das Öffnen der TJnd-Gatter (P) durch eiu Signal (S1) gesteuert wird, das ein Kennzeichen für dan Bii 1 iBotr.en des Mot or α (HO) ißt und von den digital au 'Steuerorgan en (0) geliefert wird, ho daß die errr^ Biuärnabl (HB1 ) der Subtrahißraohalt ung nur da.nu nugefiihrt wird, wenn der entsprechend© Motor ntill gnnci isi ifst«
    .r5t Auordriuug nach Aufipruch 4} dfjduioh ßeKeuuEseiohnet, daß öaa Sigml (S1) nur Steußiung den Öfinons der die digitale nubtahllorfjchal turig (DI) ijpeiiiendpn Und-(Ja1irr (T), ύ G re π Bi η ga ng üb er ei ne Γ? 1 c ue. ι nt υί ο (3'I) ζιψ ν ί filir i u i τ d, die eine Unter toi 1 iTng dor Folp.Gicgnl inig bewirlii, die- durch dao den pi eg ool (slct ii flehen Vf-rj i (Mi tu ng en (ΟΓ) ί ufti Uhr i<- 1 (hleiHignal ( f ^) ausgeführt wild, uv daß die i'c-it,-I ο na ta nie der elr-lt loüiiirbeu /t mn fluui/r der di pi i -al ί η HpI-f?ohl(iif au die kci tkuu'i rnii c an davtu in licit rung f < rr.i ;"i <'i.· Pi rhaui isnhen ■■/ riordij ιτ.η/; ai'/;e] 'iii i;?t,
    ff /itiordnuiig inch AnH]InHi I, tiivUri ·ύι ( f; {(»nnrei cb ικ i , r·;/' die rwßH'Ui BfiiMj-· · ii3« t (JM:) ': ·'■ — ί i -j] ei; ' ::M : ■;» ;. ι · fM'lial tu np. (J-I) ül-ri ;■< ccd: - - f τ {,ή ' ( νΊ ) uu3 .' j -i t ;.f? · ^ ■ / Π-1-ΠΊ) rajfTfiiiilirt '^?i1f'i,
    BAD ORIGINAL
    7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
    den digitalen Steuerorganen Informationen zugeführt werden, die von d. η em gemäß dem Programm gelochten Lochstreifen ab go Ionen werden und einerseits die Befehlswörter für die Steuerung dea Motors und andrerseits die zweiten Binärzahleη enthalten.
    8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch zwei gekreuzte Translationsplatinen (P , P,r), die übereinander!legen und jeweils in einer von zwei zueinander g senkrechten Richtungen (X, Y) verschiebbar sind.
    9. Anordnung reich Anspruch 8, dadurch ge kenn zeich net, da B sie das Einsteilaystem für die genaue Einstellung von Ha a ken in einer Mas ken ma s oh ine bildet.
    Ö*°
    ι O 9 v'-; -' '■
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3338727A1 (de) * 1982-10-27 1984-05-03 Canon K.K., Tokio/Tokyo Ausrichtsystem

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3896362A (en) * 1970-10-21 1975-07-22 Street Graham S B Light-beam steering apparatus
US3995206A (en) * 1972-12-29 1976-11-30 International Business Machines Corporation Apparatus for transferring articles through various processing sectors of a manufacturing system
US3889164A (en) * 1973-01-24 1975-06-10 Handotai Kenkyu Shinkokai Position control system using magnetic forces for correcting the inclination of a controlled member including a torsional mounting
US4016396A (en) * 1973-09-10 1977-04-05 Ibm Corporation Precision tool and workpiece positioning apparatus
US3904945A (en) * 1973-09-10 1975-09-09 Ibm Precision tool and workpiece positioning apparatus
US3886421A (en) * 1973-09-10 1975-05-27 Ibm Precision tool and workpiece positioning apparatus with ringout detection
US4191916A (en) * 1977-11-23 1980-03-04 Fujitsu Limited Table positioning system including optical reference position measuring transducer
US4687980A (en) * 1980-10-20 1987-08-18 Eaton Corporation X-Y addressable workpiece positioner and mask aligner using same
US4221995A (en) * 1978-07-24 1980-09-09 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Linear motor drive system for continuous-path closed-loop position control of an object
US4223257A (en) * 1978-11-15 1980-09-16 Miller Donald K Adaptive servo control system
US4602540A (en) * 1981-11-26 1986-07-29 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Precision machine system
US4493606A (en) * 1982-05-24 1985-01-15 Proconics International, Inc. Wafer transfer apparatus
IT1156505B (it) * 1982-09-01 1987-02-04 Olivetti & Co Spa Dispositivo per controllare la velocita ed il posizionamento di un motore elettrico
US4544889A (en) * 1983-09-12 1985-10-01 International Business Machines Corporation Robot precision probe positioner with guidance optics
EP0264147B1 (de) * 1986-09-09 1994-01-12 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Vorrichtung zur Feinverstellung und Vorrichtung zum Steuern dieser Verstellungen
DE3909206C1 (de) * 1989-03-21 1990-05-31 Adalbert Dr.-Ing. 8000 Muenchen De Bandemer
US5055753A (en) * 1990-04-09 1991-10-08 Honeywell Inc. Programmable servomotor coil winder
US6681145B1 (en) * 1996-06-06 2004-01-20 The Boeing Company Method for improving the accuracy of machines
US7481126B2 (en) * 2005-01-05 2009-01-27 Jose Maria Las Navas Garcia Precision table
CN113187999B (zh) * 2021-05-13 2022-09-09 杭州葵龙科技有限公司 一种数字展厅智能化控制系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1071648A (en) * 1964-11-06 1967-06-07 Standard Telephones Cables Ltd Position control device
US3493827A (en) * 1966-05-09 1970-02-03 Telehoist Ltd Digital coarse and fine servocontrol system
DE1538278A1 (de) * 1966-04-01 1970-02-12 Anschuetz & Co Gmbh Antrieb fuer einen Koerper mit zwei ihn antreibenden Motoren verschiedener Bauart
US3501683A (en) * 1967-05-17 1970-03-17 Webb James E Incremental motion drive system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE337716B (de) * 1964-10-08 1971-08-16 Olivetti & Co Spa
CH462480A (de) * 1965-09-02 1968-09-15 Oerlikon Buehrle Holding Ag Vorrichtung zur Messung der Verstellung eines verstellbaren Trägers einer Werkzeugmaschine
US3566239A (en) * 1967-07-03 1971-02-23 Mitsui Seiki Kogyo Kk Automatic fine & coarse positioning apparatus by means of numerical control for machine tools and the like

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1071648A (en) * 1964-11-06 1967-06-07 Standard Telephones Cables Ltd Position control device
DE1538278A1 (de) * 1966-04-01 1970-02-12 Anschuetz & Co Gmbh Antrieb fuer einen Koerper mit zwei ihn antreibenden Motoren verschiedener Bauart
US3493827A (en) * 1966-05-09 1970-02-03 Telehoist Ltd Digital coarse and fine servocontrol system
US3501683A (en) * 1967-05-17 1970-03-17 Webb James E Incremental motion drive system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Technica, 1963, Nr. 19, S. 1441-1444 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3338727A1 (de) * 1982-10-27 1984-05-03 Canon K.K., Tokio/Tokyo Ausrichtsystem

Also Published As

Publication number Publication date
NL7109822A (de) 1972-01-19
US3719879A (en) 1973-03-06
FR2098524A5 (de) 1972-03-10
DE2135469C2 (de) 1982-04-15
GB1352920A (en) 1974-05-15

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