JPH0628505B2 - Non-contact flat type table - Google Patents
Non-contact flat type tableInfo
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- JPH0628505B2 JPH0628505B2 JP60248738A JP24873885A JPH0628505B2 JP H0628505 B2 JPH0628505 B2 JP H0628505B2 JP 60248738 A JP60248738 A JP 60248738A JP 24873885 A JP24873885 A JP 24873885A JP H0628505 B2 JPH0628505 B2 JP H0628505B2
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- movable table
- propulsion
- linear motor
- magnetic pole
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、塵埃をきらう半導体やバイオテクノロジー関
連の工場などに用いて好適な非接触平面型テーブルに関
する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-contact flat table suitable for use in dust-proof semiconductors and biotechnology-related factories.
(従来の技術) 従来、リニアモータを使用した直接駆動型のテーブルが
ある。このテーブルは入力パルス信号に同期して歩進す
るリニアモータを駆動部としているため開ループ制御が
可能であり、誤差が累積しないなどの特徴を有しており
その用途は拡がってきている。(Prior Art) Conventionally, there is a direct drive type table using a linear motor. Since this table uses a linear motor that advances in synchronization with an input pulse signal as a drive unit, open-loop control is possible, and there is a feature that errors do not accumulate, and its application is expanding.
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、この種の従来のテーブルにおいて、ワー
クを含めたテーブルは、リニアモータと切り離して機械
的な直線軸受で支持されるようになっている。従って、
この機械的な直線軸受部を有しているために、この部分
から塵埃が発生し、半導体製造用、或いはバイオテクノ
ロジー関連のクリーンルームに用いるには不適である。
また、高真空状態においては潤滑油が蒸発し、雰囲気を
汚すと共に軸受部の焼損を招くといった問題があった。
このように、従来のこの種のテーブルは上記した厳しい
環境下で用いるには十分なものではなかった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional table of this type, the table including the work is separated from the linear motor and supported by a mechanical linear bearing. Therefore,
Since this mechanical linear bearing portion is provided, dust is generated from this portion, which is not suitable for use in a semiconductor manufacturing or clean room related to biotechnology.
Further, in a high vacuum state, there is a problem that the lubricating oil evaporates, the atmosphere is polluted, and the bearing portion is burned.
As such, conventional tables of this type have not been sufficient for use in the harsh environment described above.
本発明は、上記問題点を除去し、磁気力による可動テー
ブルの浮上と推進をブロック化されたリニアモータ磁極
によって行い、無塵埃型で、しかも直接駆動される非接
触平面型テーブルを提供することを目的とする。The present invention eliminates the above-mentioned problems, and provides a non-contact flat type table that is driven directly by a magnetic linear magnetic pole in which floating and propulsion of a movable table are blocked by a linear motor magnetic pole. With the goal.
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記問題点を解決するために、非接触平面型
テーブルにおいて、(a) 一定のピッチを有して整列した
歯列を有する固定体と、(b) 前記歯列と対向する複数の
歯を有し、かつ所定の間隔で設置される少なくとも4つ
の極片を設けた芯部材を有し、該極片上にそれぞれ巻回
される推進案内用コイルによって励磁される推進案内用
磁極と該推進案内用磁極に隣接して前記磁極の2つを同
極に励磁するように芯部材上に巻回される吸引用コイル
によって励磁される吸引用磁極とを一体化したリニアモ
ータ磁極を推進方向に少なくとも2つ有し該推進方向に
配されたリニアモータ磁極が前記固定体の歯列に対して
互いに位相をπ/4ずらされている可動テーブルと、
(c) 前記固定体と前記可動テーブル間の相対変位を検出
する変位検出手段と、(d) 該変位検出手段からの検出値
に基づいて、前記固定体と前記可動テーブル間の間隙を
調整し、前記可動テーブルの磁気浮上状態での推進を行
う制御手段とを設けるようにしたものである。(Means for Solving Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides, in a non-contact flat table, (a) a fixed body having tooth rows aligned with a constant pitch, (b) A core member having a plurality of teeth facing the tooth row and provided with at least four pole pieces arranged at predetermined intervals, and for propulsion guidance wound on each of the pole pieces. A propulsion guide magnetic pole excited by a coil, and a suction magnetic pole excited by a suction coil wound on a core member so as to excite two of the magnetic poles adjacent to the propulsion guide magnetic pole to the same pole. And a movable table having at least two linear motor magnetic poles integrated with each other in the propulsion direction, and the linear motor magnetic poles arranged in the propulsion direction are out of phase with each other by π / 4 with respect to the tooth row of the fixed body. ,
(c) Displacement detecting means for detecting relative displacement between the fixed body and the movable table, and (d) adjusting a gap between the fixed body and the movable table based on a detection value from the displacement detecting means. A control means for propelling the movable table in a magnetically levitated state is provided.
(作用) 本発明によれば、リニアモータ磁極中の吸引用磁極の磁
気力により可動テーブルは、非接触状態に保持され、リ
ニアモータ磁極中の推進案内用磁極の磁気力により、こ
の可動テーブルは推進され、また、可動テーブルの姿勢
制御は複数のリニアモータ磁極中の各吸引用コイルのそ
れぞれの励磁電流を調整することにより遂行される。(Operation) According to the present invention, the movable table is held in a non-contact state by the magnetic force of the attraction magnetic pole in the linear motor magnetic pole, and the movable table is retained by the magnetic force of the propulsion guide magnetic pole in the linear motor magnetic pole. The control of the attitude of the movable table is performed by adjusting the exciting currents of the respective suction coils in the magnetic poles of the linear motor.
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described in detail, referring drawings.
まず、この非接触平面型テーブルの構造及び作用の概略
を第1図乃至第3図を用いて説明する。First, the outline of the structure and operation of this non-contact flat table will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
図中、1は固定体であり、底面部1a、その底面部の両
側端から上方に延びる側面部1b、その側面部の上端か
ら内側に延びる張出部1cとからなり、可動テーブルの
進行方向の前後は開口となっている。2は可動テーブル
であり、上部にはテーブル面2aを有し、その中心部か
ら下部に垂下する垂直部2bと、その垂直部2bから両
側に延びる棚部2cとからなり、断面工形状をなしてい
る。そして、固定体1の張出部1cの下面には進行方向
に直行する歯面を有する歯列を形成し、可動テーブルの
棚部2cにはリニアモータ磁極3を配設し、その歯列と
リニアモータ磁極3を対向させる。In the figure, reference numeral 1 denotes a fixed body, which comprises a bottom surface portion 1a, side surface portions 1b extending upward from both side ends of the bottom surface portion, and an extension portion 1c extending inward from the upper end of the side surface portion. There are openings before and after. Reference numeral 2 denotes a movable table, which has a table surface 2a at the upper part, and is composed of a vertical part 2b hanging from the center part to the lower part, and a shelf part 2c extending from the vertical part 2b to both sides to form a cross-section work shape. ing. Then, a tooth row having a tooth surface orthogonal to the traveling direction is formed on the lower surface of the overhanging portion 1c of the fixed body 1, and a linear motor magnetic pole 3 is arranged on the shelf portion 2c of the movable table. The magnetic poles 3 of the linear motor are opposed to each other.
(1) 可動テーブルの非接触状態保持 リニアモータ磁極3の吸引用コイルによって励磁される
吸引用磁極と、固定体の張出部1cの下面に設けられる
歯列間の磁気力により、リニアモータ磁極3はその歯列
に吸引され、可動テーブルは釣り下げられ、非接触状態
に保持される。(1) Holding the movable table in a non-contact state The magnetic poles of the linear motor magnetic poles 3 are excited by the suction coils of the linear motor magnetic poles 3 and the magnetic force between the tooth rows provided on the lower surface of the overhanging portion 1c of the fixed body. 3 is attracted to its dentition, the movable table is suspended and held in a non-contact state.
(2) 可動テーブルの推進 リニアモータ磁極3の推進案内用コイルによって励磁さ
れる推進案内用磁極と、固定体1の張出部1cの下面に
設けられる歯列間の磁気力により、可動テーブル2は釣
り下げされた状態で推進する。(2) Propulsion of movable table The movable table 2 is driven by the magnetic force between the propulsion guide magnetized by the propulsion guide coil of the linear motor magnetic pole 3 and the tooth row provided on the lower surface of the protruding portion 1c of the fixed body 1. Propel in the suspended condition.
(3) 可動テーブルの姿勢制御 可動テーブル2の姿勢制御は、可動テーブル2に磁気力
が作用する各リニアモータ磁極中の吸引用磁極の励磁電
流の調整により行う。即ち、可動テーブル2が所定の状
態になるように各リニアモータ磁極中の吸引用磁極の励
磁電流を調整して位置決めを行う。そのために、可動テ
ーブル2と吸引用磁極間の間隙は変位検出器4によって
検出され、その検出値に基づいて適性な姿勢制御が行わ
れる。(3) Attitude control of the movable table The attitude control of the movable table 2 is performed by adjusting the excitation current of the attraction magnetic poles in the magnetic poles of each linear motor on which the magnetic force acts on the movable table 2. That is, positioning is performed by adjusting the excitation current of the attraction magnetic poles in the magnetic poles of the linear motor so that the movable table 2 is in a predetermined state. Therefore, the gap between the movable table 2 and the attraction magnetic pole is detected by the displacement detector 4, and appropriate posture control is performed based on the detected value.
以下、本発明の一実施例を順次説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be sequentially described.
まず、リニアモータ磁極について説明する。First, the linear motor magnetic pole will be described.
前記したように、固定体1の張出部1cの下面には、一
定のピッチを有して整列した歯列が推進方向に直行する
ように形成され、この歯列に対向してある間隙をもつ位
置にリニアモータ磁極3が配設される。第4図のよう
に、このリニアモータ磁極3には芯部材21の基部に可動
テーブル2の吸引用コイル、先端部に推進案内用コイル
が巻装される。即ち、可動テーブル2を磁気的に吸引し
て非接触支持を行う吸引用磁極と可動テーブル2を磁気
的に推進する推進案内用磁極を一体形成する。この芯部
材21は、即ち、凹形を持つ連接した形状に打ち抜かれた
電磁鋼板等の強磁性材料を積み重ねて構成され、この芯
部材21の各々凹部の外周には吸引用コイル26及び27を互
いに逆磁性になるように巻装している。この芯部材の各
先端部は第1極片、第2極片、第3極片、第4極片より
なり、各極片にはそれぞれ推進案内用コイル28,29,3
0,31が巻装され、第1磁極22、第2磁極23、第3磁極2
4、第4磁極25を形成している。これらの磁極22、23、24、
25 に設けられた各々の歯のピッチは固定体の歯のピッ
チと同一にするが、磁極相互の間の歯のピッチは磁極の
歯のピッチからずれており、第1磁極22を基準にする
と、これに対して第2磁極23は1/2ピッチ、第3磁極
24は1/4ピッチ、また、第4磁極25は3/4ピッチだ
け固定体の歯のピッチに対して相対的にずらすように配
設する。As described above, on the lower surface of the overhanging portion 1c of the fixed body 1, tooth rows aligned at a certain pitch are formed so as to be orthogonal to the propulsion direction, and a gap facing the tooth row is formed. The linear motor magnetic pole 3 is arranged at the holding position. As shown in FIG. 4, in this linear motor magnetic pole 3, a suction coil of the movable table 2 is wound around the base of the core member 21, and a propulsion guide coil is wound around the tip of the movable table 2. That is, a magnetic pole for attraction that magnetically attracts the movable table 2 for non-contact support and a magnetic pole for propulsion guide that magnetically propels the movable table 2 are integrally formed. This core member 21 is formed by stacking ferromagnetic materials such as electromagnetic steel plates punched in a concatenated shape having a concave shape, and suction coils 26 and 27 are provided on the outer periphery of each recess of the core member 21. They are wound so that they have opposite magnetism. Each tip of this core member is composed of a first pole piece, a second pole piece, a third pole piece, and a fourth pole piece, and each pole piece has a propulsion guide coil 28, 29, 3 respectively.
0, 31 are wound, the first magnetic pole 22, the second magnetic pole 23, the third magnetic pole 2
4, the fourth magnetic pole 25 is formed. These magnetic poles 22, 23, 24,
The pitch of each tooth provided on 25 is the same as the pitch of the teeth of the fixed body, but the pitch of the teeth between the magnetic poles is deviated from the pitch of the magnetic pole teeth, and with reference to the first magnetic pole 22, , The second magnetic pole 23 is 1/2 pitch, the third magnetic pole
24 is a quarter pitch, and the fourth magnetic pole 25 is arranged so as to be displaced by a quarter pitch relative to the tooth pitch of the fixed body.
次に、このリニアモータ磁極の動作について第5図を用
いて説明する。Next, the operation of the magnetic poles of this linear motor will be described with reference to FIG.
(1) 吸引用コイル26,27のみに第5図に矢印で示す方向
(正方向とする)の電流を流すと、第5図(a) に示され
るように磁束が流れ、磁気吸引力を生じる。(1) When a current in the direction indicated by the arrow in FIG. 5 (the positive direction) is applied only to the suction coils 26 and 27, magnetic flux flows as shown in FIG. Occurs.
(2) 第1磁極22及び第2磁極23を励磁する推進案内用コ
イル28,29のみに電流を流すと、起磁力を生じ、第5図
(b)に示されるように磁束が流れる。また負の方向に電
流を流すと、起磁力の方向は逆になり、磁束も逆の方向
に流れる。第3磁極24及び第4磁極25を励磁する推進案
内用コイル30,31についても同様のことが言える。(2) When a current is applied only to the propulsion guide coils 28 and 29 that excite the first magnetic pole 22 and the second magnetic pole 23, a magnetomotive force is generated, and FIG.
Magnetic flux flows as shown in (b). When a current is passed in the negative direction, the direction of magnetomotive force is reversed and the magnetic flux also flows in the opposite direction. The same applies to the propulsion guide coils 30 and 31 that excite the third magnetic pole 24 and the fourth magnetic pole 25.
ここで、吸引用コイル26,27に、ある一定電流Icを流
しておく。つまり、第5図 (a)に示される起磁力を発生
させて磁束を流しておき、同時に推進用コイル28,29に
正の電流Iaを流すと、第1磁極22では電流Icと電流
Iaの起磁力が強め合い、一方、第2磁極23では電流I
cと電流Iaの起磁力が打ち消し合い、可動テーブル2
は第5図 (b)の位置に安定するような復元力を発生す
る。つまり、第1磁極22の歯の凸部と固定体1の歯の凸
部が一致するような位置に安定しようとする。Here, a certain constant current Ic is passed through the suction coils 26 and 27. That is, when the magnetomotive force shown in FIG. 5 (a) is generated to flow the magnetic flux and at the same time the positive current Ia is passed through the propulsion coils 28 and 29, the first magnetic pole 22 generates the current Ic and the current Ia. The magnetomotive forces strengthen each other, while the current I
The magnetomotive forces of c and the current Ia cancel each other out, and the movable table 2
Generates a stable restoring force at the position shown in Fig. 5 (b). That is, an attempt is made to stabilize at a position where the convex portions of the teeth of the first magnetic pole 22 and the convex portions of the teeth of the fixed body 1 coincide.
次に、電流Iaを零にし、電流Ibを正にすると、第3
磁極24に磁束が流れようとし、第5図 (c)に示す位置に
安定するように可動テーブル2に推力が発生し、1/4
ピッチだけ歩進する。Next, if the current Ia is made zero and the current Ib is made positive, the third
A magnetic flux is about to flow through the magnetic pole 24, and thrust is generated on the movable table 2 so as to stabilize at the position shown in FIG.
Step by pitch.
次に、電流Ibを零にし、電流Iaを負にすると、第2
磁極23に対する起磁力が強め合い磁束が流れるため、更
に1/4ピッチ歩進する。Next, if the current Ib is made zero and the current Ia is made negative, the second
Since the magnetomotive force with respect to the magnetic pole 23 is strengthened and the magnetic flux flows, the step advances by 1/4 pitch.
このようにして、Ia(正)→Ib(正)→Ia(負)
→Ib(負)というように、推進案内用コイル28,29及
び30,31の電流を切り換えることによって、1/4ピッ
チ毎に可動テーブル2が歩進することになる。In this way, Ia (positive) → Ib (positive) → Ia (negative)
→ By switching the currents of the propulsion guide coils 28, 29 and 30, 31 such as Ib (negative), the movable table 2 is stepped every ¼ pitch.
このように構成することにより、可動テーブルの非接触
支持と可動テーブルの推進をコンパクトなリニアモータ
磁極によって達成し、従来のころがり軸受等の機構的な
軸受機構が全廃することができる。With such a configuration, non-contact support of the movable table and propulsion of the movable table can be achieved by a compact linear motor magnetic pole, and a conventional mechanical bearing mechanism such as a rolling bearing can be completely abolished.
次に、可動テーブルの姿勢制御について第1図〜第3図
を用いて説明する。Next, the attitude control of the movable table will be described with reference to FIGS.
これらの図に示されるように、可動テーブル2の棚部2
cには4個のリニアモータ磁極3が可動テーブルの進行
方向に二列に配設され、固定体1の張出部1cの下面の
歯列と所定の間隙を有して対向する。また、リニアモー
タ磁極3の略中央部付近に変位検出器4をそれぞれ配設
し、固定体1と可動テーブル2間の間隙の相対変位を検
出する。As shown in these figures, the shelves 2 of the movable table 2
In c, four linear motor magnetic poles 3 are arranged in two rows in the traveling direction of the movable table and face the tooth row on the lower surface of the overhanging portion 1c of the fixed body 1 with a predetermined gap. Displacement detectors 4 are arranged near the central portion of the linear motor magnetic pole 3 to detect the relative displacement of the gap between the fixed body 1 and the movable table 2.
ここで、まず、可動テーブル2の原点位置をドクスイッ
チなどによって定め、この位置で可動テーブル2の非接
触支持を行う。つまり、リニアモータ磁極に予め駆動回
路9を介して励磁電流を流して可動テーブル2の重量と
磁気吸引力とをバランスさせ可動テーブル2の重量と磁
気吸引力とをバランスさせ可動テーブル2を磁気浮上さ
せ非接触状態にする。Here, first, the origin position of the movable table 2 is determined by a dog switch or the like, and the movable table 2 is supported in a non-contact manner at this position. In other words, an exciting current is made to flow through the magnetic poles of the linear motor in advance via the drive circuit 9 to balance the weight of the movable table 2 and the magnetic attraction force to balance the weight of the movable table 2 and the magnetic attraction force to magnetically levitate the movable table 2. And bring them into non-contact state.
次に、その非接触状態において、各変位検出器4からの
検出値を電子制御装置8に入力インターフェース8−3
を介して読み込み、その読み込まれた値と予めメモリ8
−2に記憶されている各変位検出器の基準値(基準とな
る空隙値)とが比較され、偏差が零になるようにI/O
インターフェース8−4を介して駆動回路9において、
各リニアモータ磁極中の吸引用コイルの励磁電流値を調
整する。なお、CPU8−1は中央処理装置であり、電
子制御装置8の全体的制御及び演算を行う。MD18−
5はマニュアルデータインプット装置であり、各種のデ
ータを入力できるようになっている。10は駆動回路9に
接続される電源である。Next, in the non-contact state, the detection value from each displacement detector 4 is input to the electronic control unit 8 and the input interface 8-3
Read through, and the read value and the memory 8 in advance.
-2 is compared with the reference value (the reference void value) of each displacement detector stored in -2, and the I / O is set so that the deviation becomes zero.
In the drive circuit 9 through the interface 8-4,
Adjust the excitation current value of the suction coil in each magnetic pole of the linear motor. The CPU 8-1 is a central processing unit, and performs overall control and calculation of the electronic control unit 8. MD18-
Reference numeral 5 is a manual data input device, which can input various data. A power source 10 is connected to the drive circuit 9.
このように、フィードバック制御を行うことにより、円
滑な可動テーブルの姿勢制御を行うことができる。By thus performing the feedback control, it is possible to smoothly perform the attitude control of the movable table.
また、推進方向の位置は予め原点位置を記憶しておき、
この位置からリニアモータ磁極に加えられるパルス数に
よってその変位量を認識すると共に可動テーブルの位置
を制御することができる。Also, the position of the propulsion direction is stored in advance as the origin position,
From this position, the amount of displacement can be recognized by the number of pulses applied to the magnetic poles of the linear motor, and the position of the movable table can be controlled.
次に、可動テーブルのマイクロステップ駆動について説
明する。Next, the micro step drive of the movable table will be described.
ここで、マイクロステップ駆動とはリニアパルスモータ
の2つの巻線に90゜位相のずれた二相電流を流し、同期
モータとして駆動する方法であり、可動テーブルの推進
用電流IaとIbとして第6図に示されるような電流波
形を供給する。Here, the micro-step drive is a method in which a two-phase current having a 90 ° phase shift is applied to two windings of a linear pulse motor to drive the motor as a synchronous motor. A current waveform as shown is provided.
第7図はマイクロステップ駆動を行わせるためのブロッ
ク図であり、図中、41はリングカウンタ、42,43はRO
M、44,45はD/Aコンバータ、46,47は駆動アンプで
ある。FIG. 7 is a block diagram for performing microstep driving, in which 41 is a ring counter and 42 and 43 are RO.
M, 44 and 45 are D / A converters, and 46 and 47 are drive amplifiers.
この図に示されるように、リングカウンタ41に移動指令
が入力されると、ROM42,43に記憶されている波形デ
ータ、つまり、正弦、余弦値が読み出され、D/Aコン
バータ44,45を介してアナログ量が駆動アンプ46,47に
入力され、増幅されて推進案内用コイル28,29,30,31
に加えられる。As shown in this figure, when a movement command is input to the ring counter 41, the waveform data stored in the ROMs 42 and 43, that is, the sine and cosine values are read out, and the D / A converters 44 and 45 are operated. An analog amount is input to the drive amplifiers 46, 47 via the amplifiers and amplified to drive guidance coils 28, 29, 30, 31.
Added to.
波形はA相とB相の比率が電気角位置(時間)によって
決められており、それを角電気角位置に応じて出力して
可動テーブル2を移動させる。なお、駆動アンプとして
電圧アンプを用いる場合は受動的なタイピングを期待で
きる。このように構成することによって、可動テーブル
は滑らかに移動し、また微小距離の位置決めが可能とな
る。In the waveform, the ratio of the A phase and the B phase is determined by the electrical angle position (time), which is output according to the angular electrical angle position to move the movable table 2. If a voltage amplifier is used as the drive amplifier, passive typing can be expected. With this configuration, the movable table can move smoothly and can be positioned at a minute distance.
ところで、この可動テーブルは接触状態にして駆動させ
るために、可動テーブルの動きに対する機械的ダイピン
グが非常に小さい。従って、マイクロステップ駆動を行
っても若干の振動を伴う。この振動を抑制するには、推
進方向に配設される複数のリニアモータ磁極の可動テー
ブル2の歯に対する位相を互いにπ/4ずらすようにす
る。つまり、ある時点においてリニアモータ磁極3a,
3bの推進案内用コイルにおいては、第8図 (a)に示さ
れる起磁力を生じるように、一方、リニアモータ磁極3
c、3dの推進案内用コイルにおいては第8図 (b)に示
されるような起磁力を生じるようにそれぞれリニアモー
タ磁極を配置する。By the way, since the movable table is driven in a contact state, the mechanical diping with respect to the movement of the movable table is very small. Therefore, even if the micro step drive is performed, some vibration is accompanied. In order to suppress this vibration, the phases of the plurality of linear motor magnetic poles arranged in the propulsion direction with respect to the teeth of the movable table 2 are shifted from each other by π / 4. That is, at a certain point, the linear motor magnetic pole 3a,
In the propulsion guide coil 3b, the linear motor magnetic pole 3 is used to generate the magnetomotive force shown in FIG. 8 (a).
In the propulsion guide coils c and 3d, the linear motor magnetic poles are arranged so as to generate a magnetomotive force as shown in FIG. 8 (b).
このように、リニアモータ磁極の位置を電気角でπ/4
ずらした場合、推力及びダイピング特性は均一化され、
同位相の配置にした場合に比して、より、円滑な駆動が
可能となる。Thus, the position of the magnetic pole of the linear motor is π / 4 in electrical angle.
If they are shifted, the thrust and diping characteristics will be uniform,
Smoother driving becomes possible as compared with the case of the in-phase arrangement.
なお、上記ではマイクロステップ駆動の場合について説
明したが、通常のステップモータとして考えると、第9
図のようなパターンとなる。即ち、リニアモータ磁極I
(リニアモータ磁極3a或いは3b)が1相励磁の時は
リニアモータ磁極II(リニアモータ磁極3c或いは3
d)は2相励磁となり、逆の場合は逆となる。In the above, the case of the micro step drive has been described.
The pattern is as shown. That is, the linear motor magnetic pole I
When the (linear motor magnetic pole 3a or 3b) is one-phase excitation, the linear motor magnetic pole II (linear motor magnetic pole 3c or 3b)
d) is two-phase excitation, and vice versa.
ここで表のプラスマイナスはステップモータのバイポー
ラ駆動の時のコイル電圧(或いは電流)の極性である。Here, plus and minus in the table are polarities of the coil voltage (or current) at the time of bipolar driving of the step motor.
このように、マイクロステップ駆動時だけでなく、通常
のステップモータの場合も、励磁位相をずらすことによ
りダイピングを行わせることができる。In this way, not only during microstep driving, but also in the case of a normal step motor, dipping can be performed by shifting the excitation phase.
更に、n×π/4(n=1,3,5,7)進んでいても
遅れるようにしても上記の作用効果を奏することができ
る。つまり、片一方が2相励磁の場合、もう一方が1相
励磁になるように構成するとよい。Furthermore, even if n × π / 4 (n = 1, 3, 5, 7) is advanced or delayed, the above-described effects can be obtained. That is, when one of the two is two-phase excitation, the other one is preferably one-phase excitation.
次に、この非接触平面型テーブルの位置閉ループ制御の
一実施例を第10図を用いて説明する。Next, one embodiment of the position closed loop control of this non-contact flat table will be described with reference to FIG.
ここでは進行方向位置検出器66を設ける。そして、リニ
アモータ磁極3と進行方向検出器66は可動テーブル2に
固定される。また、吸引用コイル26の駆動回路やギャッ
プ検出器とギャップ制御回路などは省略されている。Here, a traveling direction position detector 66 is provided. The linear motor magnetic pole 3 and the traveling direction detector 66 are fixed to the movable table 2. Further, the drive circuit of the suction coil 26, the gap detector, the gap control circuit, and the like are omitted.
図中、51は現在位置と移動指令値との誤差を出力する偏
差カウンタ、52はD/Aコンバータ、53はPID調節器
などからなる制御器、54は符号判別器であり、位相を進
めるか遅らせるか、つまり、プラスかマイナスかの信号
を出力する。55は絶対値回路、56は位相出力器であり通
常は90゜に固定しておく。57は位相加減算器、58、59は
ROM、60,61はD/A変換器、62,63は乗算器、64,
65は駆動アンプ、66は進行方向位置検出器であり、固定
体1に設けられる歯に対する位相を検出する。波形は、
例えば、正弦波、余弦波形として出力する。67は位置変
換器であり、例えば、R/D(レゾルバ/デジタル)コ
ンバータであり、現在位相出力を位相加減算器57に出力
すると共に、速度出力を加算点68に出力し、速度ループ
を形成する。また、この位置変換器67からは現在位置信
号を偏差カウンタ51に出力し、位置ループを形成する。In the figure, 51 is a deviation counter for outputting an error between the current position and the movement command value, 52 is a D / A converter, 53 is a controller including a PID controller, 54 is a code discriminator, and the phase is advanced. Delay, that is, output a plus or minus signal. 55 is an absolute value circuit and 56 is a phase output device, which is normally fixed at 90 °. 57 is a phase adder / subtractor, 58 and 59 are ROMs, 60 and 61 are D / A converters, 62 and 63 are multipliers, 64,
Reference numeral 65 is a drive amplifier, and 66 is a traveling direction position detector, which detects the phase with respect to the teeth provided on the fixed body 1. The waveform is
For example, it outputs as a sine wave and a cosine waveform. 67 is a position converter, for example, an R / D (resolver / digital) converter, which outputs the current phase output to the phase adder / subtractor 57 and outputs the speed output to the addition point 68 to form a speed loop. . The position converter 67 also outputs a current position signal to the deviation counter 51 to form a position loop.
次に、この非接触平面型テーブルの他の実施例について
第11図を用いて説明する。Next, another embodiment of this non-contact flat type table will be described with reference to FIG.
図中、101 は固定体であり、底面部101a、その底面部の
中心部から上部へ延びる垂直部101b、その垂直部から両
側に延びる張出部101cからなり、断面工形状である。10
2 は可動テーブルであり、上部にテーブル面102a、その
テーブル面の両端から下部に延びる側面部102b、その側
面部の下端から内側に延びる棚部102cからなり、固定体
101 を抱き込むような形状をなしている。103 はリニア
モータ磁極であり、前記棚部102cに配設される。つま
り、この実施例においては、可動テーブルはアウターム
バー形となっている。In the figure, reference numeral 101 denotes a fixed body having a bottom surface portion 101a, a vertical portion 101b extending from the central portion of the bottom surface portion to an upper portion, and protruding portions 101c extending from the vertical portion to both sides, and has a sectional shape. Ten
Reference numeral 2 denotes a movable table, which includes a table surface 102a on an upper portion, side surface portions 102b extending from both ends of the table surface to a lower portion, and a shelf portion 102c extending inward from a lower end of the side surface portion.
It is shaped to embrace the 101. Reference numeral 103 denotes a linear motor magnetic pole, which is arranged on the shelf 102c. That is, in this embodiment, the movable table has an outer bar shape.
このように構成すると、リニアモータ磁極部の防水、防
塵機能を高めることができる。With this configuration, the waterproof and dustproof functions of the linear motor magnetic pole portion can be enhanced.
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。The present invention is not limited to the above embodiment,
Various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、非接触平
面型テーブルにおいて、一定のピッチを有して整列した
歯列を有する固定体と、前記歯列と対向する複数の歯を
有し、かつ所定の間隔で設置される少なくとも4つの極
片を設けた芯部材を有し、該極片上にそれぞれ巻回され
る推進案内用コイルによって励磁される推進案内用磁極
と該推進案内用磁極に隣接して前記磁極の2つを同極に
励磁するように芯部材上に巻回される吸引用コイルによ
って励磁される吸引用磁極とを一体化したリニアモータ
磁極を推進方向に少なくとも2つ有し該推進方向に配さ
れたリニアモータ磁極が前記固定体の歯列に対して互い
に位相をπ/4ずらされている可動テーブルと、前記固
定体と前記可動テーブル間の相対変位を検出する変位検
出手段と、該変位検出手段からの検出値に基づいて、前
記固定体と前記可動テーブル間の間隙を調整し、前記可
動テーブルの磁気浮上状態での推進を行う制御手段とを
設けるようにしたので、 (1) 可動テーブルを非接触状態で推進可能であり、その
制御も極めて円滑である。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, in a non-contact plane type table, a fixed body having tooth rows aligned at a constant pitch, and a plurality of facing members facing the tooth rows. A core member having at least four pole pieces installed at predetermined intervals and having a tooth, and a propulsion guide magnetic pole excited by a propulsion guide coil wound on each of the pole pieces. Advancing a linear motor magnetic pole that is integrated with an attraction magnetic pole that is excited by an attraction coil wound on a core member so as to excite two of the magnetic poles adjacent to the propulsion guidance magnetic pole to the same pole. A movable table in which at least two linear motor magnetic poles arranged in the driving direction are shifted in phase from each other by π / 4 with respect to the tooth row of the fixed body; and between the fixed body and the movable table. Displacement detection to detect relative displacement And a control means for adjusting the gap between the fixed body and the movable table on the basis of the detection value from the displacement detecting means to propel the movable table in a magnetically levitated state. , (1) The movable table can be propelled in a non-contact state, and its control is extremely smooth.
(2) 可動テーブルは直接駆動型の平面型テーブルであ
り、しかも、その構成は簡単でコンパクトである。(2) The movable table is a direct drive type flat table, and its structure is simple and compact.
(3) 従来の機械的な軸受を必要とするものに比べて、雰
囲気を汚すことがなく、しかも保守を容易にすることが
できる。(3) The atmosphere is not polluted and maintenance can be facilitated as compared with the conventional mechanical bearing.
(4) 高真空状態における使用が可能であり、この場合、
従来の機械的な軸受のように潤滑油は蒸発し、雰囲気を
汚すと共に軸受部が焼損することもない。(4) It can be used in a high vacuum state. In this case,
Unlike conventional mechanical bearings, the lubricating oil evaporates, pollutes the atmosphere and does not burn the bearing.
このように、本発明は種々の利点を有し、その効果は大
である。As described above, the present invention has various advantages and the effects are great.
特に、本発明は前記した厳しい環境下においても十分に
使用できるため、半導体製造用、或いはバイオテクノロ
ジー関連のクリーンルームに用いて好適である。In particular, the present invention is suitable for use in a semiconductor manufacturing or clean room related to biotechnology because it can be sufficiently used even under the severe environment described above.
第1図は本発明の一実施例を示す非接触平面型テーブル
の一部破断斜視図、第2図は第1図のII−II′線断面
図、第3図はその全体構成図、第4図はリニアモータ磁
極の斜視図、第5図はリニアモータ磁極の動作説明図、
第6図及び第8図はマイクロステップ駆動電流波形図、
第7図はマイクロステップ駆動システム構成図、第9図
は励磁シーケンス図、第10図は閉ループ制御システム構
成図、第11図は本発明の他の実施例を示す非接触平面型
テーブルの一部破断斜視図である。 1,101 ……固定体、2,102 ……可動テーブル、3,
103 ……リニアモータ磁極、4……変位検出器、8……
電子制御装置、9……駆動回路、10……電源。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a non-contact flat type table showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 1, and FIG. 4 is a perspective view of the magnetic poles of the linear motor, and FIG. 5 is an operation explanatory view of the magnetic poles of the linear motor.
6 and 8 are microstep drive current waveform diagrams,
FIG. 7 is a microstep drive system configuration diagram, FIG. 9 is an excitation sequence diagram, FIG. 10 is a closed loop control system configuration diagram, and FIG. 11 is a part of a non-contact plane type table showing another embodiment of the present invention. It is a broken perspective view. 1,101 ... fixed body, 2,102 ... movable table, 3,
103 …… Linear motor magnetic pole, 4 …… Displacement detector, 8 ……
Electronic control device, 9 ... Driving circuit, 10 ... Power supply.
Claims (3)
有する固定体と、 (b) 前記歯列と対向する複数の歯を有し、かつ所定の間
隔で設置される少なくとも4つの極片を設けた芯部材を
有し、該極片上にそれぞれ巻回される推進案内用コイル
によって励磁される推進案内用磁極と該推進案内用磁極
に隣接して前記磁極の2つを同極に励磁するように芯部
材上に巻回される吸引用コイルによって励磁される吸引
用磁極とを一体化したリニアモータ磁極を推進方向に少
なくとも2つ有し該推進方向に配されたリニアモータ磁
極が前記固定体の歯列に対して互いに位相をπ/4ずら
されている可動テーブルと、 (c) 前記固定体と前記可動テーブル間の相対変位を検出
する変位検出手段と、 (d) 該変位検出手段からの検出値に基づいて、前記固定
体と前記可動テーブル間の間隙を調整し、前記可動テー
ブルの磁気浮上状態での推進を行う制御手段とを具備す
ることを特徴とする非接触平面型テーブル。1. A fixed body having (a) a tooth row aligned at a constant pitch, and (b) at least a plurality of teeth facing the tooth row, which are installed at a predetermined interval. A magnetic pole for propulsion and guidance, which has a core member provided with four pole pieces, is excited by a propulsion and guidance coil wound around each of the pole pieces, and two of the magnetic poles are adjacent to the magnetic pole for propulsion and guidance. A linear motor having at least two linear motor magnetic poles in the propulsion direction, which are integrated with the suction magnetic poles excited by the suction coil wound on the core member so as to be excited to the same pole. A movable table whose motor magnetic poles are out of phase with each other by π / 4 with respect to the tooth row of the fixed body; (c) displacement detection means for detecting relative displacement between the fixed body and the movable table; ) Based on the detection value from the displacement detection means, the fixed body and the Adjust the gap between the dynamic table, the non-contact planar table, characterized by comprising a control means for promoting a magnetic levitation state of the movable table.
波状の電流を供給し、これらの各相に流れる電流により
マイクロステップ駆動を行う手段を具備することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の非接触平面型テーブ
ル。2. A means for supplying a sine-wave current and a cosine-wave current to the propulsion guide coil, and performing microstep drive by the current flowing in each of these phases. The non-contact flat table according to item 1.
段により前記可動テーブルの進行方向の変位を検出し、
その検出値に基づいて一定の励磁進み角となるようにク
ローズドループ制御を行う手段を具備することを特徴と
する特許請求の範囲第2項記載の非接触平面型テーブ
ル。3. A displacement detecting means detects displacement of the movable table in a traveling direction during the micro-step driving,
The non-contact plane type table according to claim 2, further comprising means for performing closed loop control so that a constant excitation lead angle is obtained based on the detected value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248738A JPH0628505B2 (en) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | Non-contact flat type table |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248738A JPH0628505B2 (en) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | Non-contact flat type table |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62110473A JPS62110473A (en) | 1987-05-21 |
| JPH0628505B2 true JPH0628505B2 (en) | 1994-04-13 |
Family
ID=17182627
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP60248738A Expired - Fee Related JPH0628505B2 (en) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | Non-contact flat type table |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20190059519A (en) | 2017-11-23 | 2019-05-31 | (주)포스코케미칼 | Unshaped refractory composition |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6115560A (en) * | 1984-06-28 | 1986-01-23 | Toshiro Higuchi | linear step motor |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP60248738A patent/JPH0628505B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPS62110473A (en) | 1987-05-21 |
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