すべてのシステムが正しいシステムはありません。

高精度の位置決めシステム（ベースとベアリング、位置測定システム、モーターアンドドライブシステム、およびコントローラー）を構成するコンポーネントは、可能な限り連携して連携する必要があります。パート1では、システムのベースとベアリングをカバーしました。ここでは、位置測定をカバーします。パート3では、ステージ、ドライブ、エンコーダー設計をカバーします。ドライブアンプ;およびコントローラー。

ポジショニングシステム

一般に、コントローラーを「オープンループ」または「閉ループ」に分類できます。オープンループコントローラー（一般的にステップモーターで使用される）を使用すると、コントローラーが発するというすべてのインパルスが特定のスライド変位を引き起こします。ただし、変位の大きさを判断する手段はありません。たとえば、500個のパルスが放出された可能性がありますが、ドリクション、ボールスクルーの耐性、ヒステリシス、巻線エラーなどにより、テーブルはわずか498個のパルスで移動した可能性があります。大きな欠点は、位置決めエラー補正が発生しないことです。

閉ループシステム、またはサーボシステムでは、ポジションエンコーダーがコントローラーにフィードバックを提供します。コントローラーは、スライドの正確な希望の位置に到達するまで、モーターコントロール信号を送信し続けます。

上部図に位置フィードバックのないスライド、その後、スライド位置を測定するための3つの一般的な方法が続きます。
•モーターまたはボールスクリューシャフトに取り付けられた位置エンコーダー。
•スライドに取り付けられた線形エンコーダー。
•スライドに取り付けられたミラーを備えたレーザー干渉計。

最初の方法では、スライド位置が間接的に測定されます。エンコーダーはドライブシャフトにマウントされます。スライドと位置エンコーダーの間の機械コンポーネントの許容、摩耗、およびコンプライアンスは、望ましいスライド位置と真のスライド位置の間の逸脱につながります。ボールスクリューと組み合わせることで、せいぜいスライドの精度はボールスクリューの精度によって制限されます。典型的な精度は、±5〜±10 mm/300 mmの移動です。

ほとんどの線形測定システムは、正確なガラススケールと光電測定ヘッドで構成されています。スケールまたはヘッドのいずれかが移動するスライドに直接取り付けられ、スライド位置を直接測定します。エラーは、BallSwewの不正確さによって導入されません。スケール自体の典型的な精度は±1〜±5 mm/mです。これは、測定ヘッドの位置でのスライド自体の精度でもあります。

ほとんどのエンコーダーはスライドの下にあるが、負荷は上部にあるため、ステージ負荷（私たちが本当に関心を持っている位置の精度が私たちが本当に興味を持っているもの）は、測定スケールから常にある程度の距離であり、動きの方向に垂直な方向に測定されます。これは、積み重ねられたステージでさらに顕著です。移動中、ベアリングの方法のまっすぐさ、反転エラーなどの逸脱により、スライドがいくらか傾くと、負荷の位置とエンコーダーが作成されます。

積み重ねられたXYステージで見つけるなど、大きなオフセットを備えた小さな角度エラーは、スケールの不正確さの乗算につながる可能性があります。言い換えれば、測定スケールは、測定ヘッドが付着するサイトでのみ正しい位置情報を提供します。

たとえば、精密ロール特性を備えたモーションステージは、約±5 arc秒の典型的な角度誤差を示しています。 （1 arc sec = 1/3,600 geまたは約5μrad。）負荷とスケールの間の100 mmの距離の場合、これにより±2.5 mmの位置決め誤差が発生します！

非常に正確なアプリケーションのために、平面ミラーを備えたレーザーインターファーメーターポジショニングフィードバックシステムが最良の選択です。ヘリウムネオンレーザーの波長、632.8 nmは、標準として機能します。ナノメートルは1×10-9メートルです。安定化されたレーザー源の約±0.1 mm/mの精度が可能であり、分解能はλ/1,024または0.617μmまでの分解能が可能です。ラムダ（λ）は光の波長です。

主な利点は、ミラーが負荷の場所にあることです。つまり、精度が本当に重要です。 Abbéエラーは排除されます。通常、サブミクロン範囲のミラーフラットネスは、スライドが動く線形性を決定します。

さらに、XY段階の動きは運動面の外側の固定点を参照するため、スライドを固定距離に保つため、フィードバックはXYシステムの四方の範囲外を自動的に補正します。

空気中の光の波長は、空気中の光の速度に依存します。これは、気温、圧力、相対湿度などです。測定スケールを使用すると、温度変化により、スケール材料が拡大するため、測定エラーが発生します。ガラスおよび鋼のスケールの典型的な膨張係数は、1℃あたり8および10 mm/mです。安定した環境を維持できないレーザー干渉計を使用すると、オプションの自動補償コンポーネントで大気変化を修正できます。