オープンＭＣ　精密ステージ制御ガイダンス
精密・多軸ステージ制御
ＦＰＤや太陽電池製造などの大型ステージの精密制御にもオープンＭＣは、活躍しています。 　　ステージの大型化と精密化に伴い、ヨーイング・うねり・直角度などの機構補正が重要です。 　　また、平行軸制御や特殊な多軸制御、さらには軸動作と同期したヘッド制御など、 　　緻密モーションと豊富なモーション機能が活躍できるチャンスが拡大しています。 　　【精密ステージ制御とは？】 　　　ＦＰＤ製造設備          ：搬送、加工、印刷 　　　太陽電池の製造設備  ：カッティング、溝加工など 　　　高速・高精度ステージ  ：リニアモータ応用・静圧スライドによる超精密ステージ制御 　　　高速レーザ加工機      ：レーザ応用による切断・みぞ加工・リペア・マーキング
１　精密多軸ステージの問題点と懸案
■ステージの大型化で機構精度が低下 　　　 大型化による機構の加工精度や組立精度の低下 　　　 分割して製作し、現地で再組立するために機構補正が必須 　　■超精密・高ｐｐｓが必要 　　　 ｎｍ制御でも高速送りが必要。１ｎｍ単位で、1m/secの速度は、１Ｇｐｐｓが必要となる。 　　■一般のステージ制御では不足 　　　 ワークや作業の特殊性があり、単純な位置決めや補間動作だけではない。 　　　 作業内容に特化した機能が必要。 　　■ヘッド制御が特殊 　　　 印刷ヘッドやレーザヘッドを駆動系と完全同期させて作業精度を高めたい。 　　　 ときには、機構のフィードバックパルスに同期追従するヘッド制御が必要。 　　■汎用的なサーボで最高性能を追究したい 　　　 リニアモータなども含めて、汎用製品の中で最適な選択をしたい。 　　■独自のソフトやラダーを作成したいが、モーション制御までは手が出せない。 　　　 モーション制御は、よくわからない。 　　　 ソフト的なインターフェースが不十分。 　　■画像処理や生産管理ソフトとうまく接続したい。 　　 　自社ソフトや社内技術を活用したい。Ｗｉｎｄｏｗｓの汎用的な手法で接続したい。 　　■周辺の搬送などいろいろまとめて制御したい。 　　　　汎用的なロボット言語やＧ言語がやりやすい。 　　■複数の異質な作業を同時に実行したい。　　　 　　　 ワーク搬送が難しいので、アライメント・加工・塗布・実装・検査などを同じ機構の中で 　　　 処理したい。 　　　 マシンの複合化が進んでいる。 　　■サーボの調整を最短時間で最高にしたい。 　　　 何が最適かが評価できない。定量的に評価できない。 　　　 機構やモータの問題点が分離できない。
２　精密ステージ制御向けのオープンＭＣの特徴
■大型ステージの機構補正 　　　 ピッチエラー補正　：各軸の進行方向の誤差を補正（標準オプション）　 　　　 直角度補正  　　 　：軸の直角度誤差を補正（専用化） 　　　 ヨーイング補正 　　：軸のヨーイングによる誤差を補正（専用化） 　　　 うねり補正  　　　　：軸のうねりによる横方向の誤差を補正（専用化） 　　■機構補正値の計測・設定支援 　　　 レーザ計測などで機構誤差を測定し、補正値を設定します。 　　　 その際の「運転」「データ計測」「計測値から補正値への変換」などの支援ツールを 　　　 準備できます。 　　■高精度な多軸制御 　　　 ｎｍ制御　　　　 ：１ｎｍ単位で１ｍ／ｓｅｃの速度（１Gｐｐｓ）まで対応可能 　　　 制御周期　　　　：０．５ｍｓｅｃ／６軸（１ｍｓｅｃ／１４軸） 　　　 最小連続補間　：０．５ｍｓｅｃ／６軸（１ｍｓｅｃ／９軸） 　　　　　　　　　　　　　　０．５ｍｓｅｃ毎の細かい正確な多軸同期制御 　　■高精度ステージ制御のための便利な機能 　　　 多軸制御 　　　   ：最大１６軸制御（ＰＬＭＣ−Ｍ�UＥＸ） 　　　 平行軸制御 　　  ：門型構造や大型ステージの複数モータでの同一軸駆動 　　　　　　　　　　　　　　  同一指令２軸（標準オプション）　３軸以上も可能（専用化） 　　　 補間前加減速　  ：コーナ部の加速度に応じて、自動的に減速や加速して、軌跡精度を向上 　　　 ＤＮＣ　 　　　　    ：運転データを転送しながら動作。大量データでも容量制限なし。 　　　 アブソエンコーダ ：絶対値エンコーダに標準対応
補間前加減速や 　　　　形状補正の効果				平行軸制御
ＤＮＣ運転
■ヘッド制御や特殊対応（カスタマイズ） 　　　 レーザヘッド・プリンタヘッドなど軸制御と同期したヘッド制御の特殊仕様にも対応 　 　　フィードバックパルスに完全同期させる専用ハードロジックも可能 　　■マクロ/マルチタスクによる拡張性 　　　 マクロ機能やマルチタスクで、ＡＴＣ・ＡＷＣ・ロボットなど周辺制御もできます。 　　■高速高精度の追究 　　　 静圧ステージによる高速小円など、モーション／サーボ性能の最高レベルを追究できます。 　　　 そのためのノウハウや計測手段のご提供も可能です。
◆高速小円　０．１φ／３９msecの事例				◆高速小円の真円度解析
動作条件 　　　　送り速度　　Ｆ：８ｍｍ/秒 　　　　半径 　　　　Ｒ：０．０５ｍｍ 　　　　１周時間 　 ３９ｍｓｅｃ 　　　　結果 　　　　真円精度　−２μｍ 　　　　 スケールＦＢによる検証
■ＣＡＭや専用ソフトとの連携 　　　 テクノのＤＬＬを利用して、Ｗｉｎｄｏｗｓ上のソフトからダイレクト運転が可能です。 　　　 お客様の制御ソフトや生産管理から直接に運転や管理ができます。 　　■精度の評価と最適調整 　　　 内蔵の解析ツールで軌跡精度を定量的に評価できます。 　　　 その結果、機構やサーボ系を含む最適調整も容易です。 　　　 機構補正の補正量計測、補正後の精度評価などにもカスタマイズで対応できます。
◆ナノ制御の真円度の評価事例				◆ナノ制御の真円度 真円度４０ｎｍ
動作条件 　　　　送り速度　Ｆ：２５kpps 　　　　　　　　　　　（195μｍ/秒） 　　　　半径 　　　Ｒ：０．５ｍｍ 　　　　結果 　　　　真円精度　±５ｐ（４０nm） 　 　　　　　　　　 　非常に良好 　　　　スケールＦＢによる検証
３　オープンＭＣの共通の特徴
■簡単運転プログラム 　　　 Ｇ言語 　　　　：汎用的なＧ言語。マルチタスクやマクロ変数も可能。 　　　 テクノ言語 　 ：Ｇ言語の機能にＩＯ操作命令や入力判別機能を強化したロボット言語。 　　■簡単で多様な運転方法 　　　 運転プログラム ：Ｇ言語やテクノ言語で一連の動作を指定。簡単です。 　　　 ＤＮＣ運転 　　　：運転プログラムをＰＣやＰＬＣから転送しながら運転。 　　　 コマンド運転 　 ：補間・位置決め・ＩＯ操作など１つの動作単位で、ＰＣやＰＬＣから指令。 　　　 手動運転 　　　 ：ジョグ・インチング・手動パルサ・ジョイスティックなどで運転 　　■自立モーションでＰＣやラダーに依存せず 　　　 自動/手動機能の全てをモジュールに内蔵 　　　 いろいろなオプション機能は、各々が完成形 　　■ＰＣ／周辺技術との自由でリアルタイムな連携 　　　 自立でありながら、ＰＣともリアルタイム連携が可能 　　　 ＤＬＬでソフトインタフェースを公開 　　　 　ユーザＰＣソフトへの組み込み 　　　 　専用ＣＡＭ・画像処理ソフトなどとのリアルタイム連携
ソフトインターフェースの公開
■ＰＬＣモーションの拡張性 　　　 汎用ＰＬＣの資産を利用（ＩＯ拡張・アナログ・カウンタ・通信など各種モジュール） 　　　 ラダーＣＰＵやＲＴＯＳモジュールとも高速・強力に連携 　　　 ソフトＩＦの公開でラダーやｃ言語ソフトからリアルタイムな制御が可能 　　　 独自の制御システムの構築も簡単 　　■汎用ＡＣサーボで最高性能 　　　 安川電機Σサーボ（Mechatrolink／Σｖ）とＰＬＭＣ−Ｍ�UＥＸの組み合わせは、 　　　 業界最高性能の多軸制御を実現します。 　　■並列動作と多機能化 　　　 最大８タスクの同時制御・マルチステーション制御 　　　 搬送・組立・加工・検査など応用は自在 　　 　　■独自で先端的な生産技術の組み込み 　　　 ソフトＩＦを利用して、独自で先端的な生産技術への組み込みが可能 　　　 緻密モーションのカスタマイズでさらに差別化を推進
ワンボードＭＣ 　　　 ＳＬＭ４０００				パルス列指令 ＰＬＣモーション ＰＬＭＣ４０	Mechatrolink指令 ＰＬＭＣ−Ｍ�UＥＸ
４　機械・設備メーカのメリット
機械・設備メーカ殿の先端技術やノウハウを最大限に活かして、差別化したマシンを 　　 開発・販売いただくことが可能です。また、守秘性も高いので簡単にまねはされません。 　　■大型ステージの機構補正で精度向上とコストダウン 　　　 大型ステージでは、機構そのもので高精度を実現するのは困難で、制御による 　　　 補正が必須です。また、大型ステージ製作のトータルなコストダウンにも直結します。 　　■ｎｍ制御で１ｍ／秒の速度 　　　 スケールの分解能に応じて、超精密制御が可能です。ｎｍ制御でも十分に高速に 　　　 動作できます。 　　■ヘッド制御とモーションの同期制御 　　　 ヘッドのＯＮ／ＯＦＦや強度を軸動作と同期しておこなうことで、より高速高精度な 　　　 加工となります。 　　　 たとえば、コーナ部の減速/加速に応じてレーザパワーも制御し、より正確な溝幅や 　　　 深さを実現します。 　　■専用ソフトからダイレクト運転 　　　 半導体製造設備や大型ステージを含むシステムでは、全体のライン制御が重要です。 　　　 上位のＰＣソフトやラダーソフトから自由リアルタイムにＰＬＭＣとやりとりできます。 　　　 テクノのＤＬＬ接続が公開です。ユーザソフトから自由リアルタイムにオープンＭＣを 　　　 操作・監視・運転できます。 　　■ラインシステムへの組み込み 　　　 ＰＬＭＣは、コンパクトなモジュール構造で、１台のＰＬＣの下に複数台の並列運転も 　　　 容易です。 　　　 ソフトＩＦも自由度が高く、全システム制御の中に組み込みが簡単です。 　　■独自の生産技術の開発 　　　 ソフトＩＦの公開を利用して、ラダー/C言語ソフト/PCアプリから独自の制御機能を 　　　 実現できます。他社との差別化を推進し、ノウハウは守秘できます。 　　■周辺の搬送・ロボット制御も同一コントローラで制御 　　　 汎用的なロボット制御やマルチタスクで多ヘッドの並列制御も可能です。 　　■精度解析と実機調整の時間短縮 　　　 ＰＬＭＣは、多軸の同期性を定量解析できます。最適動作を実加工なしに簡単に 　　　 調整できます。精度評価やサーボ系の最適調整も短時間で可能です。 　　■ＰＣ／ＰＬＣ／緻密モーションのリアルタイム連携 　　　 ＰＣやＰＬＣ上の生産技術やノウハウを積極的に活用できます。 　　　 ユーザソフトへの組み込みや連携が簡単で、システム全体の独自性が追究できます。
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