一种高精度二维运动系统的补偿方法技术方案

本发明专利技术涉及运动控制，具体涉及一种高精度二维运动系统的补偿方法，运动控制系统设定运动系统移动至理想坐标系内的期望坐标点，先判断期望坐标点落在理论标靶阵列LCS中的位置，再从应用补偿表中获取对应的变换矩阵MMS，利用变换矩阵MMS计算出期望坐标点在二维坐标序列MCS中的实际坐标点；运动控制系统根据实际坐标点在X轴、Y轴所处位置，分别从X轴运动偏差补偿表、Y轴运动偏差补偿表中获取相应的偏差补偿值，利用线性插值法计算出最终补偿值，并叠加至实际坐标点上生成最终坐标点；本发明专利技术提供的技术方案能够有效克服对二维运动系统运动的补偿精度较低，且补偿算法较为固定，导致设备精度指标无法满足高精度生产要求的缺陷。设备精度指标无法满足高精度生产要求的缺陷。设备精度指标无法满足高精度生产要求的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度二维运动系统的补偿方法


[0001]本专利技术涉及运动控制，具体涉及一种高精度二维运动系统的补偿方法。

技术介绍

[0002]运动控制技术是多学科复合技术，包含机械与电子、硬件和软件、算法和分析。对于各类高精度设备，二维运动系统的运动精度通常会对设备精度指标起到决定性的作用。然而，现有高精度设备由于对二维运动系统运动的补偿精度较低，且补偿算法较为固定，基本都是采用基于线性插值的方法进行补偿，使得二维运动系统的运动轨迹精度较低，进而导致设备精度指标无法满足高精度生产要求。

技术实现思路

[0003](一)解决的技术问题
[0004]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种高精度二维运动系统的补偿方法，能够有效克服现有技术所存在的对二维运动系统运动的补偿精度较低，且补偿算法较为固定，导致设备精度指标无法满足高精度生产要求的缺陷。
[0005](二)技术方案
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种高精度二维运动系统的补偿方法，运动控制系统设定运动系统移动至理想坐标系内的期望坐标点，先判断期望坐标点落在理论标靶阵列LCS中的位置，再从应用补偿表中获取对应的变换矩阵MMS，利用变换矩阵MMS计算出期望坐标点在二维坐标序列MCS中的实际坐标点；
[0008]运动控制系统根据实际坐标点在X轴、Y轴所处位置，分别从X轴运动偏差补偿表、Y轴运动偏差补偿表中获取相应的偏差补偿值，利用线性插值法计算出最终补偿值，并叠加至实际坐标点上生成最终坐标点。
[0009]优选地，所述X轴运动偏差补偿表、Y轴运动偏差补偿表的建立方法，包括：
[0010]S11、在运动系统上方固定放置CCD相机，并在运动系统的运动平台上居中位置放置具有等间隔周期性排布的标靶阵列的标准板；
[0011]S12、定位运动平台的中心点，根据运动平台中心点确定标准板上分别与X轴、Y轴平行的标靶阵列MS_X、MS_Y，标靶阵列MS_X、MS_Y的交点为中心交点标靶P；
[0012]S13、利用CCD相机抓取标靶阵列MS_X、MS_Y中各标靶的中心点在理想坐标系内的坐标，分别生成坐标序列MC_X、MC_Y，以及中心交点标靶P对应的坐标PC；
[0013]S14、基于坐标序列MC_X、MC_Y，以及中心交点标靶P对应的坐标PC建立X轴运动偏差补偿表、Y轴运动偏差补偿表。
[0014]优选地，S14中基于坐标序列MC_X、MC_Y，以及中心交点标靶P对应的坐标PC建立X轴运动偏差补偿表、Y轴运动偏差补偿表，包括：
[0015]S141、通过直线拟合求得坐标序列MC_X过坐标PC的一条直线LX；
[0016]S142、以坐标序列MC_X中最小横坐标的点为起始点，在直线LX的正方向上基于标准板的理论间隔周期，计算出理论标靶中心排布序列LC_X；
[0017]S143、计算坐标序列MC_X中各点横坐标值与理论标靶中心排布序列LC_X中对应点横坐标值的差值，得到长度偏差值序列D_X；
[0018]S144、计算坐标序列MC_X中各点纵坐标值与理论标靶中心排布序列LC_X中对应点纵坐标值的差值，得到偏移偏差值序列Y_X；
[0019]S145、对坐标序列MC_Y重复S141至S144的过程，分别得到长度偏差值序列D_Y、偏移偏差值序列Y_Y；
[0020]S146、将长度偏差值序列D_X与偏移偏差值序列Y_Y叠加，并将叠加结果载入运动控制系统中作为X轴运动偏差补偿表；
[0021]S147、将偏移偏差值序列Y_X与长度偏差值序列D_Y叠加，并将叠加结果载入运动控制系统中作为Y轴运动偏差补偿表。
[0022]优选地，所述应用补偿表的建立方法，包括：
[0023]S21、在运动系统上方固定放置CCD相机，并在运动系统的运动平台上居中位置放置具有等间隔周期性排布的标靶阵列的标准板；
[0024]S22、利用CCD相机抓取标准板上标靶阵列中各标靶的中心点在理想坐标系内的坐标，生成二维坐标序列MCS；
[0025]S23、从二维坐标序列MCS中选取最接近中心交点标靶P的点作为中心基准点P0，通过直线拟合求得二维坐标序列MCS过中心基准点P0的一条直线L；
[0026]S24、以中心基准点P0和直线L为基准，结合标准板的理论间隔周期，生成理论标靶阵列LCS；
[0027]S25、基于二维坐标序列MCS、理论标靶阵列LCS建立应用补偿表。
[0028]优选地，S25中基于二维坐标序列MCS、理论标靶阵列LCS建立应用补偿表，包括：
[0029]S251、将二维坐标序列MCS、理论标靶阵列LCS中的点进行一一匹配；
[0030]S252、对以每四个点围成的四边形进行投影变换拟合，产生多个变换矩阵MMS；
[0031]S253、将多个变换矩阵MMS与各对应的理论标靶阵列LCS进行关联，并载入运动控制系统中作为应用补偿表。
[0032](三)有益效果
[0033]与现有技术相比，本专利技术所提供的一种高精度二维运动系统的补偿方法，具有以下有益效果：
[0034]1)通过特定的二维运动系统运动补偿方法，使得二维运动系统能够具有更高精度的运动轨迹，在需要高精度运动的设备中实现对设备整体精度的大幅提升；
[0035]2)偏差补偿表加载在嵌入式运动控制系统中，补偿算法简单，实时性高，用于线性运动过程的实时补偿，有效提高了二维运动系统的运动轨迹精度；
[0036]3)应用补偿表由应用软件负责，可以使用各类复杂的补偿算法，进一步提高了定点运动的控制精度。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1为本专利技术的流程示意图；
[0039]图2为本专利技术的结构示意图；
[0040]图3为本专利技术中标靶阵列MS_X、MS_Y，以及中心交点标靶P的示意图；
[0041]图4为本专利技术中通过直线拟合求得坐标序列MC_X过坐标PC的直线LX的示意图；
[0042]图5为本专利技术中基于二维坐标序列MCS、理论标靶阵列LCS产生变换矩阵MMS的示意图。
具体实施方式
[0043]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0044]一种高精度二维运动系统的补偿方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度二维运动系统的补偿方法，其特征在于：运动控制系统设定运动系统移动至理想坐标系内的期望坐标点，先判断期望坐标点落在理论标靶阵列LCS中的位置，再从应用补偿表中获取对应的变换矩阵MMS，利用变换矩阵MMS计算出期望坐标点在二维坐标序列MCS中的实际坐标点；运动控制系统根据实际坐标点在X轴、Y轴所处位置，分别从X轴运动偏差补偿表、Y轴运动偏差补偿表中获取相应的偏差补偿值，利用线性插值法计算出最终补偿值，并叠加至实际坐标点上生成最终坐标点。2.根据权利要求1所述的高精度二维运动系统的补偿方法，其特征在于：所述X轴运动偏差补偿表、Y轴运动偏差补偿表的建立方法，包括：S11、在运动系统上方固定放置CCD相机，并在运动系统的运动平台上居中位置放置具有等间隔周期性排布的标靶阵列的标准板；S12、定位运动平台的中心点，根据运动平台中心点确定标准板上分别与X轴、Y轴平行的标靶阵列MS_X、MS_Y，标靶阵列MS_X、MS_Y的交点为中心交点标靶P；S13、利用CCD相机抓取标靶阵列MS_X、MS_Y中各标靶的中心点在理想坐标系内的坐标，分别生成坐标序列MC_X、MC_Y，以及中心交点标靶P对应的坐标PC；S14、基于坐标序列MC_X、MC_Y，以及中心交点标靶P对应的坐标PC建立X轴运动偏差补偿表、Y轴运动偏差补偿表。3.根据权利要求2所述的高精度二维运动系统的补偿方法，其特征在于：S14中基于坐标序列MC_X、MC_Y，以及中心交点标靶P对应的坐标PC建立X轴运动偏差补偿表、Y轴运动偏差补偿表，包括：S141、通过直线拟合求得坐标序列MC_X过坐标PC的一条直线LX；S142、以坐标序列MC_X中最小横坐标的点为起始点，在直线LX的正方向上基于标准板的理论间隔周期，计算出理论标靶中心排布序列LC_X；S143、计算坐标序列MC_X中各点横坐标值与理...

【专利技术属性】
技术研发人员：王运钢，章广飞，薛业保，李文静，
申请(专利权)人：安徽国芯光刻技术有限公司，
类型：发明
国别省市：