JPH09121589A - Linear motor - Google Patents

Linear motor

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Publication number
JPH09121589A
JPH09121589A JP7303573A JP30357395A JPH09121589A JP H09121589 A JPH09121589 A JP H09121589A JP 7303573 A JP7303573 A JP 7303573A JP 30357395 A JP30357395 A JP 30357395A JP H09121589 A JPH09121589 A JP H09121589A
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JP
Japan
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signal
magnetic pole
linear motor
unit
moving body
Prior art date
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Pending
Application number
JP7303573A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Aoyama
博志 青山
Hirokazu Araki
博和 荒木
Masaki Taketomi
正喜 武富
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
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Publication of JPH09121589A publication Critical patent/JPH09121589A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the position of a moving body with high accuracy at a high speed by providing a band damping filter and mainly damping the signal component in the same band as that of the natural frequencies of the moving body, armature coils arranged on a stator, etc., from control signals or magnetic pole detecting signals. SOLUTION: An encoder section 24 recognizes the position of a moving body 6 based on a signal from a position reading-out section 22 provided on a moving body 6 which is constituted as the mover of a mobile coil type linear motor 2. A magnetic pole detecting section (Hall element) 18 detects the magnetic pole of a field magnet. A control section 26 finds a control signal based on a position signal and position command signal from an encoder section 24. A driving section 44 forms a driving current supplied to armature coils 14a-1c based on the control signal of the control section 26 and a magnetic pole detecting signal from the detecting section 18. A band damping filter section 42 damps the signal component in a frequency band which is substantially equal to the natural frequency of the motor 2 from the control signal and magnetic pole detecting signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータに係
り、特に、高速、且つ高精度の位置決めが可能なリニア
モータの駆動回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear motor, and more particularly to a linear motor drive circuit capable of high-speed and highly accurate positioning.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ロボットやX−Y等多軸ステー
ジ等においては、物体を高速で移動させて、且つ精度良
く位置決めする必要から、例えばリニアモータが使用さ
れている。このリニアモータには、固定子に多数の電機
子コイルを配設し、可動子に界磁磁石を搭載した可動磁
石型と、逆に固定子に多数のマグネットを配設し、可動
子に電機子コイルを搭載した可動コイル型が知られてい
る。そして、可動コイル型のリニアモータは、移動体の
剛性不足等により低周波数で固有振動を発生させるため
に位置決め精度上、少し劣る場合があるが、反面、推力
発生部が軽量であるために、高速化に適しており、各種
の分野で広く採用されている。また、上記可動コイル型
リニアモータと同様に、可動磁石型のリニアモータにお
いても、例えば、固定子側の電機子コイル部分等におい
て上記固有振動の問題を抱えているが、その実用性によ
って各種の分野で広く採用されている。
2. Description of the Related Art Generally, for example, a linear motor is used in a robot, a multi-axis stage such as XY, or the like, because it is necessary to move an object at a high speed and accurately position the object. In this linear motor, a large number of armature coils are arranged in the stator and a movable magnet type in which a field magnet is mounted in the mover, and conversely, a large number of magnets are arranged in the stator and A moving coil type equipped with a child coil is known. The moving coil type linear motor may have a little inferior positioning accuracy due to the occurrence of natural vibration at a low frequency due to insufficient rigidity of the moving body, but on the other hand, since the thrust generating portion is lightweight, It is suitable for high speed and is widely used in various fields. Further, similar to the moving coil type linear motor, the moving magnet type linear motor also has the problem of the above-mentioned natural vibration, for example, in the armature coil portion on the stator side. Widely used in the field.

【0003】ここで、図8及び図9に基づいて可動コイ
ル型のリニアモータについて説明する。図8は一般的な
可動コイル型のリニアモータを示す平面図、図9は図8
に示すリニアモータの断面図である。図示するように、
このリニアモータ2は、例えば直線状に数メートル延び
る固定子4と、この固定子4上をその長手方向に沿って
移動する可動子としての移動体6とにより主に構成され
ている。この固定子4は、例えばSS41やSS400
等の炭素鋼等により形成されたヨーク5の上側表面に、
N極とS極がその長手方向に沿って順次交互に位置する
ようにして多数の界磁マグネット8が配列されて磁気空
隙3を形成するように構成されている。界磁マグネット
8は単体のものを多極着磁して構成してもよく、あるい
は複数個を貼着してもよい。また、固定子4のヨーク5
の上面の両側には、移動体6を案内する一対の案内レー
ル10、10が設けられると共に、固定子4のヨーク5
の一側面にはその長手方向に沿ってエンコーダのスケー
ル12が形成されており、後述するようにこのスケール
12の目盛りをカウントすることにより移動体6の位置
を認識できるようになっている。
A moving coil type linear motor will be described with reference to FIGS. 8 and 9. 8 is a plan view showing a general moving coil type linear motor, and FIG. 9 is a plan view.
3 is a sectional view of the linear motor shown in FIG. As shown
The linear motor 2 is mainly composed of, for example, a stator 4 linearly extending for several meters and a moving body 6 as a mover that moves on the stator 4 along its longitudinal direction. This stator 4 is, for example, SS41 or SS400.
On the upper surface of the yoke 5 formed of carbon steel or the like,
A large number of field magnets 8 are arranged so that the N poles and the S poles are alternately arranged along the longitudinal direction thereof to form the magnetic gap 3. The field magnet 8 may be formed by magnetizing a single magnet with multiple poles or a plurality of magnets may be attached. In addition, the yoke 5 of the stator 4
A pair of guide rails 10 and 10 for guiding the moving body 6 are provided on both sides of the upper surface of the stator 4, and the yoke 5 of the stator 4 is provided.
An encoder scale 12 is formed on one side surface along the longitudinal direction thereof, and the position of the moving body 6 can be recognized by counting the scale of the scale 12 as described later.

【0004】また、移動体6は、その四隅に案内レール
10上を回転可能なローラ16を設けて、移動可能に構
成されている。この移動体6の下面中央部には、上記界
磁マグネット8と対向させて複数、例えば3つの電機子
コイル14A、14B、14Cが界磁マグネット8の磁
極ピッチP(2磁極分の幅)に対して電気角で120°
ずつ位置を異ならせてコイル基板(図示省略)上に設置
されており、これに例えば位相制御された3相交流を流
すことにより、発生した磁界と界磁マグネット8からの
磁界との相互作用によりこの移動体6をAの方向へ移動
させ、且つ所望の位置で停止させるようになっている。
尚、コイル数は、3つに限定されるものではない。
The movable body 6 is provided with rollers 16 which can rotate on the guide rails 10 at its four corners, so that the movable body 6 can move. A plurality of, for example, three armature coils 14A, 14B, 14C facing the field magnet 8 are provided at the magnetic pole pitch P (width of two magnetic poles) of the field magnet 8 in the central portion of the lower surface of the moving body 6. In contrast, the electrical angle is 120 °
They are installed at different positions on a coil substrate (not shown). For example, when a phase-controlled three-phase alternating current is passed through the coil substrate, the generated magnetic field interacts with the magnetic field from the field magnet 8. The moving body 6 is moved in the direction A and stopped at a desired position.
The number of coils is not limited to three.

【0005】各電機子コイル14A,14B,14Cの
中央部には、例えば磁極検出手段としてのホール素子1
8(18A,18B,18C)が各々設けられており、
これらにより界磁マグネット8の磁極を検出するように
なっている。また、この移動体6から延びるアーム20
の先端には、エンコーダの位置読出し部22が設けられ
ている。この位置読出し部22は上記スケール12に臨
ませて取り付けられており、光学的或いは磁気的にスケ
ール12の目盛りを読み得るようになっている。光学的
位置読出し部の場合には、発光素子や受光素子が用いら
れ、磁気的位置読出し部の場合には、ホール素子や磁気
抵抗素子が用いられる。
At the center of each armature coil 14A, 14B, 14C, for example, a Hall element 1 as a magnetic pole detecting means is provided.
8 (18A, 18B, 18C) are provided,
By these, the magnetic pole of the field magnet 8 is detected. In addition, the arm 20 extending from the moving body 6
An encoder position reading unit 22 is provided at the tip of the. The position reading section 22 is attached so as to face the scale 12, and the scale of the scale 12 can be read optically or magnetically. A light emitting element or a light receiving element is used in the case of the optical position reading section, and a Hall element or a magnetoresistive element is used in the case of the magnetic position reading section.

【0006】図10は上記リニアモータの駆動回路のブ
ロック構成図を示しており、図中、破線で囲まれた部分
は移動体6を示す。さて、上記したような構成におい
て、位置読出し部22からはスケール12の目盛りが常
時読み出された信号が出力されており、また、ホール素
子18からは磁極検出信号が出力される。上記読み出し
信号は、エンコーダ部24へ入力されて、ここで信号パ
ルスをカウントする等して移動体6の位置信号が求めら
れる。尚、このエンコーダ部24の方式としては、イン
クリメンタル方式のもの、アブソリュート方式のものな
どを用いることができる。
FIG. 10 shows a block diagram of the drive circuit of the linear motor. In the figure, the portion surrounded by the broken line shows the moving body 6. Now, in the above-mentioned configuration, the position reading section 22 outputs a signal in which the scale of the scale 12 is constantly read, and the hall element 18 outputs a magnetic pole detection signal. The read signal is input to the encoder section 24, and the position signal of the moving body 6 is obtained by counting signal pulses or the like. As the system of the encoder section 24, an incremental system, an absolute system or the like can be used.

【0007】エンコーダ部24として求められた位置信
号は、例えばホストコンピュータ(図示せず)等より入
力される位置指令信号と制御部26にて比較され、両者
の偏差をなくすような制御信号がD/A変換器28を介
して出力される。この制御信号を受けた3相コミュテー
タ部30は、ホール素子18からの磁極検出信号も受け
て現在の磁極の状態を認識し、上記した偏差をなくすよ
うな方向へ移動体6を移動させるべく位相制御された3
相交流を出力する。この3相交流は、増幅器32により
増幅されて駆動信号となって上記移動体6の電機子コイ
ル14A、14B、14Cへ供給され、位置信号と位置
指令信号の偏差がゼロになるまで一定方向の推力を発生
して移動体6を走行移動させることになる。すなわち、
走行移動中は位置信号により、常時フィードバックがか
けられ、この値が位置指令信号と同じになるまで移動す
ることになる。
The position signal obtained by the encoder unit 24 is compared with a position command signal input from, for example, a host computer (not shown) or the like in the control unit 26, and a control signal which eliminates the deviation between the two is generated. It is output via the / A converter 28. Upon receiving this control signal, the three-phase commutator unit 30 also receives the magnetic pole detection signal from the Hall element 18 to recognize the current state of the magnetic pole, and to move the moving body 6 in a direction to eliminate the above deviation. Controlled 3
Outputs phase alternating current. This three-phase alternating current is amplified by the amplifier 32 and is supplied as a drive signal to the armature coils 14A, 14B, 14C of the moving body 6 in a fixed direction until the deviation between the position signal and the position command signal becomes zero. Thrust is generated to move the moving body 6. That is,
During the traveling movement, the position signal constantly feeds back, and the movement is continued until this value becomes the same as the position command signal.

【0008】図11に一般的な可動磁石型のリニアモー
タの斜視図を示す。図11の可動磁石型リニアモータ
2’において、固定子4側には、ベース37上に設けら
れたコイル基板35(例えば、絶縁処理されたガラス入
りエポキシ樹脂製基板等)上に多数の電機子コイル14
が移動体6の走行ストロークの全長にわたって配置され
るとともに、各電機子コイル14の中心位置にはホール
素子18が各々設けられている。また、ベース37の上
面両端にはレール16,16が設けられている。また、
ベース37の一側面には移動体6の移動方向に沿って図
示されないエンコーダのスケール12が設けられてお
り、このスケール12の目盛りをカウントすることによ
り移動体6の位置を認識できるようになっている。次
に、移動体6側には、磁気空隙を介して電機子コイル1
4と対向配置される界磁マグネット8が図11に示す例
では磁極N,Sを合計6極形成してヨーク5に固着され
ている。そして、ヨーク5の4隅の突起部分にはスライ
ダー33が各々配設され、この4つのスライダー33で
もって移動体6はレール16,16上に案内支持される
とともに、電機子コイル14(各コイルは界磁マグネッ
ト8の磁極ピッチPすなわち2磁極分の幅に対して電気
角で120゜ずつ位置を異ならせてコイル基板35上に
設置されるとともに、磁気空隙に位置する任意の電機子
コイル14A,14B,14Cに例えば位相制御された
3相交流が通電される)からの発生磁界と界磁マグネッ
ト8からの発生磁界との相互作用によって、移動体6に
推力を発生してB方向へ移動可能に構成されている。ま
た、移動体6から延びるアーム20には、上記図9と同
様に、エンコーダの位置読出し部22(図示省略)が設
けられ、この位置読出し部22は上記スケール12に臨
ませて取り付けられて光学的あるいは磁気的にスケール
12の目盛りを読み得るようになっている。
FIG. 11 shows a perspective view of a general movable magnet type linear motor. In the movable magnet type linear motor 2 ′ of FIG. 11, on the side of the stator 4, a large number of armatures are provided on a coil substrate 35 (for example, an insulating glass-containing epoxy resin substrate) provided on a base 37. Coil 14
Are arranged over the entire length of the traveling stroke of the moving body 6, and Hall elements 18 are respectively provided at the center positions of the armature coils 14. Rails 16 and 16 are provided at both ends of the upper surface of the base 37. Also,
An encoder scale 12 (not shown) is provided on one side surface of the base 37 along the moving direction of the moving body 6, and the position of the moving body 6 can be recognized by counting the scale of the scale 12. There is. Next, the armature coil 1 is provided on the moving body 6 side through a magnetic gap.
In the example shown in FIG. 11, the field magnet 8 arranged so as to face 4 is formed with six magnetic poles N and S in total, and is fixed to the yoke 5. Further, sliders 33 are respectively arranged on the projections at the four corners of the yoke 5, and the moving body 6 is guided and supported on the rails 16 and 16 by the four sliders 33, and the armature coil 14 (each coil Is installed on the coil substrate 35 by changing the magnetic pole pitch P of the field magnet 8, that is, the width of two magnetic poles by 120 ° in terms of electrical angle, and at the same time, the arbitrary armature coil 14A located in the magnetic gap. , 14B, 14C are supplied with a phase-controlled three-phase alternating current) and a magnetic field generated by the field magnet 8 interacts with each other to generate thrust in the moving body 6 and move in the B direction. It is configured to be possible. Further, the arm 20 extending from the moving body 6 is provided with a position reading unit 22 (not shown) of the encoder, as in the case of FIG. 9, and the position reading unit 22 is attached so as to face the scale 12 and is optically attached. The scale of the scale 12 can be read magnetically or magnetically.

【0009】図11の一般的な可動磁石型リニアモータ
2’の駆動回路のブロック構成図は、電機子コイル14
とホール素子18とが固定子側に配置される以外は可動
コイル型リニアモータ2の場合(図10)と同様である
ため、その説明を省略する。
The block diagram of the drive circuit of the general movable magnet type linear motor 2'of FIG.
The description is omitted because it is the same as the case of the moving coil type linear motor 2 (FIG. 10) except that the Hall element 18 and the Hall element 18 are arranged on the stator side.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、どのような
物体もそうであるが、可動コイル型リニアモータの移動
体もそれ自体の機械的振動数、すなわち固有振動数を有
しているが、この固有振動数が駆動信号などの電気回路
系の制御周波数と大きく異なっている場合には問題は生
じないが、両周波数が比較的近似していたり、或いは同
一になっている場合には、発振等が生じて位置決め精度
が劣化するという問題があった。すなわち、上述のよう
に移動体6の位置制御は、スケールの位置読出し部22
からの読み出し信号を基にしてフィードバックをかけ
て、この値とホストコンピュータ等からの位置指令信号
との偏差がゼロになるように行なわれているが、移動体
の固有振動数が制御系の信号周波数に近いと、移動体の
停止時の時に例えば振動によりフィードバックが不安定
になり、発振が生じてしまい、位置決め精度が劣化して
しまう。また、可動磁石型リニアモータにおいても、移
動体や固定子側の電機子コイル等の固有振動数が制御系
の信号周波数に近いと上記の可動コイル型リニアモータ
と同様に位置決め精度が劣化してしまう。
By the way, as with any object, the moving body of the moving coil type linear motor has its own mechanical frequency, that is, its natural frequency. There is no problem if the natural frequency is significantly different from the control frequency of the electric circuit system such as the drive signal, but if both frequencies are relatively close or the same, oscillation etc. However, there is a problem in that the positioning accuracy is deteriorated due to the occurrence of. That is, as described above, the position control of the moving body 6 is performed by the scale position reading unit 22.
Feedback is performed based on the read signal from the controller so that the deviation between this value and the position command signal from the host computer, etc. becomes zero, but the natural frequency of the moving body is the signal of the control system. If the frequency is close to the frequency, when the moving body is stopped, the feedback becomes unstable due to, for example, vibration, oscillation occurs, and the positioning accuracy deteriorates. Also in the moving magnet type linear motor, if the natural frequency of the armature coil on the moving body or the stator side is close to the signal frequency of the control system, the positioning accuracy deteriorates like the moving coil type linear motor. I will end up.

【0011】このような問題を解決する対策として、可
動コイル型リニアモータでは電機子コイルを取り付ける
コイル基板を厚くするなどして移動体全体の剛性を大き
くして固有振動数を意図的に高め、これを制御系の周波
数から大きく外すようにすることも考えられるが、この
場合には、移動体全体の重量が大きくなってしまうため
に、軽量で移動速度が速いという可動コイル型のリニア
モータの特徴を押さえ込むことになり、好ましくない。
また、可動磁石型リニアモータにおいても、移動体全体
または電機子コイルを取り付ける固定子等の剛性を大き
くする必要から、小型化や軽量化に対応できない等の問
題がある。
As a measure to solve such a problem, in a movable coil type linear motor, the rigidity of the entire moving body is increased by thickening the coil substrate to which the armature coil is attached, and the natural frequency is intentionally increased. It is conceivable to largely remove this from the frequency of the control system, but in this case, since the weight of the entire moving body becomes large, a moving coil type linear motor that is lightweight and has a high moving speed is used. It is not desirable because it suppresses the features.
Further, even in the movable magnet type linear motor, there is a problem that it is not possible to reduce the size and weight because the rigidity of the entire moving body or the stator to which the armature coil is attached is increased.

【0012】本発明の関連技術として、特開平4一31
7589号公報においては、磁石極性検出手段としての
ホール素子に直列にフィルタを接続することにより、P
WM駆動周期と同周期の出力信号を除去して出力推力の
低下を防止する点が開示されている。しかしながら、こ
の提案は、励磁コイルへ供給する電流の方向を切り換え
る極性切換制御回路の電流供給タイミングの崩れを防止
することを目的としており、固有振動に起因する問題を
解決するものではない。従って、本発明とは直接的には
関係するものではない。本発明は以上のような問題点に
着目し、これを有効に解決すべく創案されたものであ
る。本発明の目的は、高速且つ高精度の位置決め制御を
行なうことができるリニアモータを提供することにあ
る。
As a technique related to the present invention, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4131/1992
In Japanese Patent No. 7589, a filter is connected in series to a Hall element as a magnet polarity detecting means, so that P
It is disclosed that an output signal having the same period as the WM drive period is removed to prevent a decrease in output thrust. However, this proposal is intended to prevent the current supply timing of the polarity switching control circuit that switches the direction of the current supplied to the exciting coil from being disrupted, and does not solve the problem caused by natural vibration. Therefore, it is not directly related to the present invention. The present invention has been made in view of the above problems, and has been devised to effectively solve them. An object of the present invention is to provide a linear motor that can perform high-speed and highly accurate positioning control.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者は、移動体の位
置制御時の発振について鋭意研究した結果、移動体の固
有振動数に同調した帯域減衰フィルタを用いることによ
り、この振動を抑制することができる、という知見を得
ることにより、本発明に至ったものである。すなわち、
本発明の第1の発明では、上記問題点を解決するため
に、固定子側に配列された界磁マグネットと、この界磁
マグネットと磁気空隙を介して移動可能に設けられた電
機子コイルを有する移動体とを具備する可動コイル型リ
ニアモータであって、前記移動体に設けた位置読出し部
からの信号に基づいて前記移動体の位置を認識するエン
コーダ部と、前記界磁マグネットの磁極を検出するため
の磁極検出部と、前記エンコーダ部からの位置信号と位
置指令信号とに基づいて制御信号を求める制御部と、こ
の制御部の制御信号と前記磁極検出部からの磁極検出信
号に基づいて前記電機子コイルに供給する駆動電流を形
成する駆動部と、前記制御信号或いは前記磁極検出信号
から可動コイル型リニアモータの固有振動周波数と実質
的に同一の周波数帯域の信号成分を減衰させる帯域減衰
フィルタ部とを備えるようにリニアモータを構成したも
のである。次に、本発明の第2の発明では、固定子側に
配列された電機子コイルと、この電機子コイルと磁気空
隙を介して移動可能に設けられた界磁マグネットを有す
る移動体とを具備する可動磁石型リニアモータであっ
て、前記移動体に設けた位置読出し部からの信号に基づ
いて前記移動体の位置を認識するエンコーダ部と、前記
界磁マグネットの磁極を検出するための磁極検出部と、
前記エンコーダ部からの位置信号と位置指令信号とに基
づいて制御信号を求める制御部と、この制御部の制御信
号と前記磁極検出部からの磁極検出信号に基づいて前記
電機子コイルに供給する駆動電流を形成する駆動部と、
前記制御信号或いは前記磁極検出信号から可動磁石型リ
ニアモータの固有振動周波数と実質的に同一の周波数帯
域の信号成分を減衰させる帯域減衰フィルタ部とを備え
るようにリニアモータを構成したものである。
As a result of earnest research on oscillation during position control of a moving body, the present inventor suppresses this vibration by using a band attenuation filter tuned to the natural frequency of the moving body. The present invention has been achieved by obtaining the finding that it is possible. That is,
In the first aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a field magnet arranged on the stator side and an armature coil movably provided through this field magnet and a magnetic gap are provided. A moving coil type linear motor comprising a moving body having an encoder section for recognizing the position of the moving body based on a signal from a position reading section provided in the moving body, and a magnetic pole of the field magnet. A magnetic pole detection unit for detecting, a control unit that obtains a control signal based on a position signal and a position command signal from the encoder unit, and a control signal of this control unit and a magnetic pole detection signal from the magnetic pole detection unit. And a drive unit that forms a drive current to be supplied to the armature coil, and a frequency band that is substantially the same as the natural vibration frequency of the moving coil linear motor from the control signal or the magnetic pole detection signal. The signal component is obtained by constituting the linear motor to and a band attenuation filter unit for attenuating. Next, according to a second aspect of the present invention, an armature coil arranged on the stator side and a moving body having a field magnet movably provided through the armature coil and a magnetic gap are provided. And a magnetic pole detection for detecting a magnetic pole of the field magnet, which is a movable magnet type linear motor for recognizing a position of the moving body based on a signal from a position reading section provided in the moving body. Department,
A control unit that obtains a control signal based on a position signal and a position command signal from the encoder unit, and a drive that supplies the armature coil based on the control signal of the control unit and the magnetic pole detection signal from the magnetic pole detection unit. A drive that forms an electric current;
A linear motor is configured to include a band attenuation filter unit that attenuates a signal component in a frequency band substantially the same as the natural vibration frequency of the movable magnet type linear motor from the control signal or the magnetic pole detection signal.

【0014】以上のように構成することにより、エンコ
ーダ部では位置読出し部からの信号に基ずいて移動体の
位置を示す位置信号を出力し、この位置信号は、例えば
ホストコンピュータ等より出力される位置指令信号と制
御部にて比較され、両者の偏差がゼロとなるような制御
信号を出力する。この制御信号は、固有の振動周波数を
ノイズ成分として含んでいる場合があることから、上記
制御信号を本発明の帯域減衰フィルタ部に通過させて、
これに含まれるノイズ成分を減衰除去する。そして、こ
の出力信号を、例えばホール素子よりなる磁極検出部の
バイアス電流として供給する。この磁極検出部では、こ
のバイアス電流の変化と磁極の変化とが相乗的に表われ
た信号を出力信号、すなわち磁極検出信号として出力す
ることになり、この信号に基づいて駆動部は、電機子コ
イルに供給する電流方向、すなわち電流の位相が制御さ
れた駆動電流を出力することになる。
With the above configuration, the encoder section outputs a position signal indicating the position of the moving body based on the signal from the position reading section, and this position signal is output from, for example, the host computer. The control command is compared with the position command signal and a control signal is output so that the deviation between the two is zero. Since this control signal may include a natural vibration frequency as a noise component, the control signal is passed through the band attenuation filter section of the present invention,
The noise component contained in this is attenuated and removed. Then, this output signal is supplied as a bias current of the magnetic pole detection unit including, for example, a Hall element. In this magnetic pole detection unit, a signal in which the change in the bias current and the change in the magnetic pole are synergistically expressed is output as an output signal, that is, a magnetic pole detection signal. The drive current in which the direction of the current supplied to the coil, that is, the phase of the current is controlled is output.

【0015】従って、制御信号に含まれている固有振動
数のノイズ成分は本発明の帯域減衰フィルタ部により減
衰除去されるので、ノイズ成分が駆動信号に乗ることは
なく、ノイズ成分によって振動が発生しないので、位置
決め精度を向上させることが可能となる。このフィルタ
部を特にアナログフィルタとして構成することにより、
デジタルフィルタとして構成した場合と比較してソフト
ウエアによる計算が不要となるので、その分、迅速な制
御が可能となる。また、帯域減衰フィルタ部の減衰周波
数帯域を可変とすることにより、異なる固有振動数を有
する主として移動体や固定子に配置される電機子コイル
などに対しても対応することができる。
Therefore, since the noise component of the natural frequency contained in the control signal is attenuated and removed by the band attenuation filter section of the present invention, the noise component does not ride on the drive signal, and the vibration is generated by the noise component. Therefore, the positioning accuracy can be improved. By configuring this filter section as an analog filter,
Compared with the case where it is configured as a digital filter, calculation by software is unnecessary, and accordingly, quick control is possible. Further, by making the attenuation frequency band of the band attenuation filter unit variable, it is possible to deal with armature coils mainly having a different natural frequency and arranged in a moving body or a stator.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に、本発明のリニアモータに
適用し得る駆動回路の実施の形態の一例を添付図面に基
づいて詳述する。図1は本発明の可動コイル型リニアモ
ータに適用し得る駆動回路を示すブロック構成図、図2
は図1中の回路の要部を示す図、図3は図1に示す回路
に用いた帯域減衰フィルタ部を示す回路構成図である。
尚、先に説明した従来構造と同一部分については同一符
号を付して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An example of an embodiment of a drive circuit applicable to a linear motor of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram showing a drive circuit applicable to a moving coil type linear motor of the present invention, FIG.
3 is a diagram showing a main part of the circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a band attenuation filter unit used in the circuit shown in FIG.
The same parts as those of the conventional structure described above will be designated by the same reference numerals.

【0017】図1中にて破線で囲まれている部分は可動
コイル型リニアモータ2の可動子としての移動体6を示
すものであり、このリニアモータ2は図8に示したもの
と同様に構成されているので、ここではその詳細な説明
は省略する。この移動体6は、当然のこととして図8に
て示したように、移動方向に沿って順に配列された複数
の電機子コイルl4A、14B、14Cと、スケール1
2の目盛りを光学的に或いは磁気的に読み取る位置読出
し部22と、界磁マグネット8の磁極を検出する磁極検
出部としての例えばホール素子18(18A,18B,
18C)を有している。尚、電機子コイル数を4個以上
設ける場合には、電気的に同相となるコイル同士が共通
に接続されるのは勿論である。
A portion surrounded by a broken line in FIG. 1 shows a moving body 6 as a mover of the moving coil type linear motor 2, and this linear motor 2 is the same as that shown in FIG. Since it is configured, its detailed description is omitted here. As shown in FIG. 8, the moving body 6 naturally includes a plurality of armature coils 14A, 14B, 14C arranged in order along the moving direction and a scale 1.
A position reading section 22 for optically or magnetically reading the second scale and a Hall element 18 (18A, 18B, 18A, 18B, etc.) as a magnetic pole detecting section for detecting the magnetic pole of the field magnet 8.
18C). When four or more armature coils are provided, it goes without saying that coils that are electrically in phase are commonly connected.

【0018】エンコーダ部24は、上記位置読出し部2
2から出力された読出信号に基づいて信号パルスをカウ
ントし、移動体6の固定子4上における位置を求めるも
のであり、得られた位置信号を制御部26へ供給する。
制御部26は、この回路全体の制御を司るものであり、
例えばマイクロコンピュータ等により構成され、これに
は、制御動作全体を表したプログラムが予め記憶されて
いるROM34や処理途中の情報を書き込んで記憶する
RAM36等が接続されている。
The encoder section 24 includes the position reading section 2
The number of signal pulses is counted based on the read signal output from 2 to obtain the position of the moving body 6 on the stator 4, and the obtained position signal is supplied to the control unit 26.
The control unit 26 controls the entire circuit,
For example, it is configured by a microcomputer or the like, and is connected to a ROM 34 in which a program representing the entire control operation is stored in advance, a RAM 36 for writing and storing information during processing.

【0019】この制御部26には、例えば図示しないホ
ストコンピュータからの位置指令信号が、例えばインタ
フェース38を介して人力されており、制御部26はこ
の位置指令信号と上記位置信号との偏差を演算で求め、
両者の偏差がなくなるような動作を取るように制御信号
を出力するようになっている。D/A変換器40は、上
記制御信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換する
ものであり、このアナログ制御信号を本発明の特徴とす
る帯域減衰フィルタ部42へ出力するようになってい
る。この帯域減衰フィルタ部42は、後述するように制
御信号に含まれる移動体6の固有振動数と同じ周波数帯
域の信号、例えば800Hz近傍の信号を減衰させるも
のであり、この出力信号は、上記ホール素子18のバイ
アス電流として供給するようになっている。
A position command signal from, for example, a host computer (not shown) is manually input to the control unit 26 via, for example, an interface 38, and the control unit 26 calculates a deviation between the position command signal and the position signal. Asked in
The control signal is output so that the deviation between the two is eliminated. The D / A converter 40 converts the control signal from a digital signal to an analog signal, and outputs the analog control signal to the band attenuation filter unit 42 which is a feature of the present invention. The band attenuation filter unit 42 attenuates a signal in the same frequency band as the natural frequency of the moving body 6 included in the control signal, for example, a signal in the vicinity of 800 Hz, as will be described later. It is adapted to be supplied as a bias current of the element 18.

【0020】駆動部44は、上記ホール素子18から供
給される磁極検出信号に基づいて電流の切り換えを行な
って、電気角で120°ずつ位相のずれたU,V,W相
の3相の駆動電流を形成する。具体的には、この駆動部
44は、図2に示すように各ホール素子18A、18
H、18Cからの磁極検出信号に基づいて電流の方向を
切り換えて3相電流を形成する3相コミユテータ部46
と、この3相電流を増幅して駆動電流を形成する電力増
幅部48とにより主に構成されている。図1において
は、1つしかホール素子を記載していないが、実際には
図8及び図2にも記載したように3相交流に対応させて
少なくとも3つのホール素子18A、18B、18Cを
有しており、各ホール素子のバイアス側を直列に接続し
てこれに所定の値の入力抵抗50を介して帯域減衰フィ
ルタ部42からの制御信号をバイアス電流として流すよ
うになっている。
The drive section 44 switches the current based on the magnetic pole detection signal supplied from the Hall element 18 to drive three phases of U, V and W phases which are 120 ° out of phase in electrical angle. Form an electric current. Specifically, as shown in FIG. 2, the drive section 44 includes Hall elements 18A and 18A.
A three-phase commutator unit 46 that forms a three-phase current by switching the direction of the current based on the magnetic pole detection signals from H and 18C.
And a power amplifier 48 that amplifies the three-phase current to form a drive current. Although only one Hall element is shown in FIG. 1, in reality, at least three Hall elements 18A, 18B and 18C are provided corresponding to three-phase alternating current as described in FIGS. 8 and 2. Therefore, the bias side of each Hall element is connected in series, and the control signal from the band attenuating filter unit 42 is supplied as a bias current through the input resistor 50 having a predetermined value.

【0021】上記帯域減衰フィルタ部42は、例えば図
3に示すように2つの増幅器52A、52Bを用いて構
成され、一方の増幅器52Aの十人力端子に広域周波数
をカットするローパスフィル夕54及び可変抵抗R1を
介して制御信号を入力しており、この増幅器からの出力
信号を一入力端子にフィードバックさせている。また、
この増幅器52Aの十人力端子側は、可変コンデンサC
1を介して他方の増幅器52Bの十入力端子へ接続さ
れ、この増幅器52Bの出力信号もこの一入力端子へフ
ィードバックされている。また、後者の増幅器52Bの
十人力端子は、可変抵抗R2、R3を介して接地されて
おり、また、両抵抗R2、R3の接続点は、可変コンデ
ンサC2を介してこの増幅器52Bの出力側に接続され
ており、この構成により、移動体6の固有振動数と略同
じ周波数成分の信号を減衰し得るようになっている。
The band attenuating filter section 42 is constructed by using, for example, two amplifiers 52A and 52B as shown in FIG. 3, and one amplifier 52A has a low-pass filter 54 and a variable-pass filter 54 for cutting a wide range frequency at its ten terminal. A control signal is input via the resistor R1, and the output signal from this amplifier is fed back to one input terminal. Also,
This amplifier 52A has a variable capacitor C on its terminal side.
It is connected via 1 to the ten input terminal of the other amplifier 52B, and the output signal of this amplifier 52B is also fed back to this one input terminal. Further, the latter power terminal of the amplifier 52B is grounded via the variable resistors R2 and R3, and the connection point between the resistors R2 and R3 is connected to the output side of the amplifier 52B via the variable capacitor C2. These are connected, and with this configuration, a signal having a frequency component substantially the same as the natural frequency of the moving body 6 can be attenuated.

【0022】上記増幅器52A、52Bとしては、例え
ばオペアンプTL072が用いられ、各可逆抵抗R1、
R2、R3の値は、それぞれ例えば22kΩ,3.3k
Ω,3.3kΩに設定され、また、各可変コンデンサC
1、C2の容量は、それぞれ例えば4.7nF,0.6
9μFに設定されており、略850Hzの信号を減衰率
略13dBでトラップするようになっており、その時の
Q値(フィルター性能の目安となる値)は6である。
As the amplifiers 52A and 52B, for example, an operational amplifier TL072 is used, and each reversible resistance R1,
The values of R2 and R3 are, for example, 22 kΩ and 3.3 k, respectively.
Ω, 3.3kΩ, and each variable capacitor C
The capacitances of 1 and C2 are, for example, 4.7 nF and 0.6, respectively.
It is set to 9 μF, and a signal of about 850 Hz is trapped at an attenuation rate of about 13 dB, and the Q value (value that is a guide for filter performance) at that time is 6.

【0023】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、移動体6の走行移動に従
って移動体6に設けた位置読出し部22からはスケール
12の目盛りを読んだ読出し信号が出力され、この信号
はエンコーダ部24にてカウントされて移動体6の現在
位置が常時認識されている。エンコーダ部24にて求め
られた位置信号は、制御部26へ供給され、ここでホス
トコンピュータ等から入力されてくる位置指令信号と位
置信号との偏差を算出し、この偏差をなくすような方向
へ移動体6を移動させるように制御信号を出力する。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. First, according to the traveling movement of the moving body 6, the position reading section 22 provided in the moving body 6 outputs a read signal obtained by reading the scale of the scale 12, and this signal is counted by the encoder section 24 to detect the current state of the moving body 6. The position is always known. The position signal obtained by the encoder unit 24 is supplied to the control unit 26, where the deviation between the position command signal and the position signal input from the host computer or the like is calculated, and the deviation is eliminated. A control signal is output to move the moving body 6.

【0024】この制御信号はデジタル信号であることか
らD/A変換器40にてアナログ信号へ変換された後
に、帯域減衰フィルタ部42を通って磁極検出部を構成
するホール素子18のバイアス電流として供給され、こ
の感度を変動させるようになっている。このホール素子
18においては、移動体6の移動に伴う界磁マグネット
磁界の変動が検出されて磁極検出信号が出力されるが、
この大きさは当然のこととしてバイアス電流、すなわち
制御信号の大きさによっても影響を受け、結果的に、バ
イアス電流の変化と磁極の変化とが相乗的に表れた磁極
検出信号として出力される。
Since this control signal is a digital signal, it is converted into an analog signal by the D / A converter 40 and then passed through the band attenuation filter section 42 to be used as the bias current of the Hall element 18 constituting the magnetic pole detection section. It is supplied and is adapted to vary this sensitivity. In the Hall element 18, a change in the field magnet magnetic field due to the movement of the moving body 6 is detected and a magnetic pole detection signal is output.
This magnitude is naturally affected by the magnitude of the bias current, that is, the magnitude of the control signal, and as a result, a change in bias current and a change in magnetic pole are output synergistically as a magnetic pole detection signal.

【0025】この磁極検出信号に基づいて駆動部44の
3相コミュテ一タ部46は上記した偏差をなくすような
方向へ移動体6を移動させるように位相制御されたU、
V、W相の3相電流を形成し、この3相電流は、それぞ
れ電力増幅部48により電力増幅されて、駆動信号とし
てそれぞれ対応する電機子コイル14A、14B、14
Cへ供給されることになる。そして、各電機子コイルが
発生する磁界と、固定子4の界磁マグネット8からの磁
界との相互作用で移動体6に推力が発生し、所望する位
置まで走行移動する。
Based on this magnetic pole detection signal, the three-phase communicator section 46 of the drive section 44 is phase-controlled U so as to move the moving body 6 in a direction to eliminate the above-mentioned deviation.
The V-phase and W-phase three-phase currents are formed, and the three-phase currents are power-amplified by the power amplifier 48, respectively, and corresponding armature coils 14A, 14B, 14 are provided as drive signals.
Will be supplied to C. Then, the interaction between the magnetic field generated by each armature coil and the magnetic field from the field magnet 8 of the stator 4 causes thrust to be generated in the moving body 6 to travel to a desired position.

【0026】さて、このような制御動作途中において、
可動コイル型リニアモータ2のサーボ制御の励振帯域周
波数は、通常200〜300Hz程度であり、この周波
数は、移動体6の固有振動数、例えば850Hzと非常
に近いことから、移動体6が機械的振動を起こして共振
したりする場合が生じる傾向となる。特に、この共振現
象は、移動体6の停止時に大きく現れるので、位置決め
精度の劣化の原因となる。この共振現象は、ノイズとな
ってエンコーダ部24にて検出される位置信号に含ま
れ、フィードバックにより駆動信号にも影響を与えるの
で、益々振動が増強する傾向となる。
Now, during such control operation,
The excitation band frequency of the servo control of the moving coil linear motor 2 is usually about 200 to 300 Hz, and this frequency is very close to the natural frequency of the moving body 6, for example, 850 Hz. There is a tendency for vibration to cause resonance. In particular, this resonance phenomenon greatly appears when the moving body 6 is stopped, which causes deterioration of the positioning accuracy. This resonance phenomenon becomes noise and is included in the position signal detected by the encoder unit 24, and also affects the drive signal by the feedback, so that the vibration tends to be further enhanced.

【0027】しかしながら、図1の構成を可動コイル型
リニアモ−タ2に適用した本実施例においては、制御部
26の後段側に制御信号に含まれる固有振動数と略同一
の帯域の信号を減衰させる帯域減衰フィルタ部42を設
けているので、この信号成分が減衰或いは除去されてし
まい、従って、駆動信号には固有振動数と略同一の周波
数成分がほとんど含まれなくなるので、移動体6が共振
することを防止することができる。すなわち、図2及び
図3に示すようにアナログ化された制御信号は、まず、
ローパスフィルタ54にて例えば3.4kHz以上の高
帯域周波数がカットされた後に、2つの増幅器52A、
52Bを組み合わせてなるフィルタ部で例えば850H
z近傍の周波数帯域の信号成分が減衰され、この出力制
御信号が、3つ直列に接続されたホール素子18A、1
8B、18Cのバイアス電流として供給されることにな
る。
However, in the present embodiment in which the configuration of FIG. 1 is applied to the moving coil type linear motor 2, the signal in the band substantially the same as the natural frequency contained in the control signal is attenuated at the subsequent stage of the control unit 26. Since the band attenuating filter unit 42 is provided, this signal component is attenuated or removed, and therefore, the drive signal contains almost no frequency component substantially the same as the natural frequency, so that the moving body 6 resonates. Can be prevented. That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the analogized control signal is as follows.
After the high-pass frequency of, for example, 3.4 kHz or more is cut by the low-pass filter 54, the two amplifiers 52A,
A filter unit formed by combining 52B, for example, 850H
The signal components in the frequency band near z are attenuated, and three output control signals are connected in series to the hall elements 18A, 1A.
It is supplied as a bias current of 8B and 18C.

【0028】従って、各ホール素子の出力信号である磁
極検出信号に含まれる固有振動周波数に対応する信号成
分が抑制されることになり、結果的に、上述のように移
動体6の共振をなくすことができる。従って、従来装置
と比較した場合に、移動体停止時の位置決め精度を大幅
に向上させることが可能となる。
Therefore, the signal component corresponding to the natural vibration frequency contained in the magnetic pole detection signal which is the output signal of each Hall element is suppressed, and as a result, the resonance of the moving body 6 is eliminated as described above. be able to. Therefore, as compared with the conventional device, it is possible to significantly improve the positioning accuracy when the moving body is stopped.

【0029】次に、可動コイル型リニアモータにおい
て、本発明を適用した場合と従来との比較結果を説明す
る。図4は図3に示す帯域減衰フィルタ部42の可変抵
抗R1〜R3やコンデンサC1、C2の値として前述の
ような値を適用したときの入出力伝達特性を示してお
り、ここでは図1の構成を適用した可動コイル型のリニ
アモータ2における移動体6の固有振動数に対応させて
周波数が略850Hzの時に13dBの減衰率を示すよ
うに設定されている。図5はこのような特性を有する帯
域減衰フィルタ42部を設けた場合と設けない場合の可
動コイル型リニアモータ2における移動体6の振幅特性
測定結果を示すグラフであり、グラフから明らかなよう
に、帯域減衰フィルタ部42を設けない従来の可動コイ
ル型リニアモータの場合には850Hz近傍で固有振動
のために大きなピークが生じているが、帯域減衰フィル
タ部42を設けた本発明の場合には特に周波数850H
zを中心に600Hz〜1kHzにおいて、固有振動数
のピーク値は3〜13dB減衰されており、移動体6の
振動抑制効果が十分に発揮されていることが判明した。
Next, the result of comparison between the case where the present invention is applied and the conventional case in the moving coil type linear motor will be described. FIG. 4 shows the input / output transfer characteristics when the above-mentioned values are applied as the values of the variable resistors R1 to R3 and the capacitors C1 and C2 of the band attenuation filter unit 42 shown in FIG. Corresponding to the natural frequency of the moving body 6 in the moving coil type linear motor 2 to which the configuration is applied, it is set to exhibit an attenuation rate of 13 dB when the frequency is approximately 850 Hz. FIG. 5 is a graph showing the amplitude characteristic measurement results of the moving body 6 in the moving coil linear motor 2 with and without the band attenuation filter 42 having such characteristics. In the case of the conventional moving coil type linear motor in which the band attenuation filter unit 42 is not provided, a large peak occurs due to natural vibration near 850 Hz, but in the case of the present invention in which the band attenuation filter unit 42 is provided, Especially frequency 850H
At 600 Hz to 1 kHz centering on z, the peak value of the natural frequency was attenuated by 3 to 13 dB, and it was found that the vibration suppressing effect of the moving body 6 was sufficiently exerted.

【0030】また、本実施例では移動体の固有振動数が
850Hzの場合を例にとって説明したが、移動体6の
種類によっては固有振動数も異なる場合があり、850
Hzに限定されるものではない。そして、この場合に
は、帯域減衰フィルタ部42を構成する可変抵抗R1〜
R3の抵抗値や可変コンデンサC1、C2の容量値を適
宜調整して時定数を変えることにより、減衰周波数帯域
をその固有振動数と一致させればよい。また、本実施例
では図2に示すように各ホール素子18A、18B、1
8Cのバイアス電極を直列に接続してこれに制御信号を
流すようにしたので、帯域減衰フィルタ部42は1つ設
ければよく、しかもこのフィルタ部42は主に2つのオ
ペアンプで構成することができるのでコスト高を招来し
なくて済む。
In this embodiment, the case where the natural frequency of the moving body is 850 Hz has been described as an example. However, the natural frequency may vary depending on the type of the moving body 6, and 850
It is not limited to Hz. Then, in this case, the variable resistors R1 to R1 configuring the band attenuation filter unit 42 are
The damping frequency band may be matched with its natural frequency by appropriately adjusting the resistance value of R3 and the capacitance values of the variable capacitors C1 and C2 to change the time constant. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the Hall elements 18A, 18B, 1
Since the bias electrode of 8C is connected in series and the control signal is passed through the bias electrode, only one band attenuation filter unit 42 needs to be provided, and the filter unit 42 is mainly composed of two operational amplifiers. Since it can be done, the cost does not have to be increased.

【0031】更には、帯域減衰フィルタ部42のフィル
タ機能を制御部26にてデジタル的にソフトウエアで処
理することも考えられるが、この場合には、制御部26
の負担が大きくなり過ぎるばかりか、処理時間もかなり
長くなり、迅速な制御を行なえなくなる可能性が生ずる
のに対して、本発明では帯域減衰フィルタ部42の構成
はアナログフィルタとして構成しているので、処理時間
に遅れを生ずることがなく、制御の迅速性を確保するこ
とができる。尚、上記実施例ではホール素子のバイアス
電極を直列接続としたが、これに限定されず、図6に示
すようにこれらを並列接続としてもよい。この場合に
は、帯域減衰フィルタ部42から出力した制御信号を3
つに分岐し、各ホール素子18A、18B、18Cのバ
イアス電極に並列に供給すればよい。このように、バイ
アス電極を並列に接続した場合には、各分岐回路に入力
抵抗50,50,50を介在させるようにする。
Further, it is conceivable that the control function of the band attenuation filter section 42 is digitally processed by the control section 26 by software. In this case, the control section 26 is used.
Not only becomes too heavy, but also the processing time becomes considerably long, and there is a possibility that quick control cannot be performed. On the other hand, in the present invention, the band attenuation filter unit 42 is configured as an analog filter. Therefore, the control time can be secured without causing a delay in the processing time. Although the bias electrodes of the Hall element are connected in series in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and they may be connected in parallel as shown in FIG. In this case, the control signal output from the band attenuation filter unit 42 is set to 3
It may be branched into three and supplied in parallel to the bias electrodes of the Hall elements 18A, 18B and 18C. In this way, when the bias electrodes are connected in parallel, the input resistors 50, 50, 50 are interposed in each branch circuit.

【0032】また、本実施例ではホール素子のバイアス
電極側に帯域減衰フィルタ部42を設けて制御信号に含
まれる固有振動周波数成分を除去するようにしたが、こ
れに限定されず、図7に示すように各ホール素子18
A、18B、18Cの出力側にそれぞれ帯域減衰フィル
タ部42を介在させて、磁極検出信号に含まれる固有振
動周波数成分を除去するようにしてもよい。更には、磁
極検出部としてホール素子を用いた場合を例にとって説
明したが、これに限定されず、磁気抵抗効果素子や光学
的検出素子等も用いることができるのは勿論である。
In the present embodiment, the band attenuation filter section 42 is provided on the bias electrode side of the Hall element to remove the natural vibration frequency component contained in the control signal. Each Hall element 18 as shown
A band attenuation filter unit 42 may be interposed on the output side of each of A, 18B, and 18C to remove the natural vibration frequency component included in the magnetic pole detection signal. Further, the case where the Hall element is used as the magnetic pole detection unit has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and it goes without saying that a magnetoresistive effect element, an optical detection element, or the like can also be used.

【0033】次に、従来のリニアモータ用駆動回路(図
10)を備えた従来の可動磁石型リニアモータ2’(図
11)において、振動特性を測定したところ、図5の可
動コイル型リニアモータにおける帯域減衰フィルタ部4
2を設けない場合と略同様に、可動磁石型リニアモータ
2’の固定子4側の電機子コイル14部分で固有振動に
よる周波数850Hz近傍の大きなピークを生じてい
た。そこで、この従来の可動磁石型リニアモータ2’
(図11)に本発明のリニアモータ用駆動回路(図1)
を接続して、上記と同様に振動特性を評価したところ、
帯域減衰フィルタ部42によって、周波数850Hz近
傍の大きなピークが減衰されて、固定子4側の電機子コ
イル14部分の振動抑制効果が十分に発揮されているこ
とが確認された。ここで、帯域減衰フィルタ部42によ
る減衰率は周波数850Hzを中心に600Hz〜1k
Hzにおいて、固有振動数のピ−ク値が3〜13dB減
衰することが確認された。このように、可動磁石型リニ
アモータ2’においてもその駆動回路に帯域減衰フィル
タ部42を設けることにより、移動体6にも有効に適用
し得るが主として固定子4側の電機子コイル14部分の
振動抑制効果が十分に発揮されていることが確認され
た。
Next, when the vibration characteristics of the conventional moving magnet type linear motor 2 '(FIG. 11) equipped with the conventional linear motor drive circuit (FIG. 10) were measured, the moving coil type linear motor of FIG. 5 was obtained. Band attenuation filter unit 4
Similar to the case where 2 is not provided, a large peak near the frequency of 850 Hz due to natural vibration was generated in the armature coil 14 portion on the stator 4 side of the movable magnet type linear motor 2 '. Therefore, this conventional movable magnet type linear motor 2 '
(FIG. 11) The linear motor drive circuit of the present invention (FIG. 1)
, And the vibration characteristics were evaluated in the same manner as above,
It was confirmed that the band attenuation filter unit 42 attenuated a large peak near the frequency of 850 Hz, and the vibration suppressing effect of the armature coil 14 portion on the stator 4 side was sufficiently exerted. Here, the attenuation rate by the band attenuation filter unit 42 is 600 Hz to 1 k centering on a frequency of 850 Hz.
It was confirmed that the peak value of the natural frequency was attenuated by 3 to 13 dB at Hz. As described above, by providing the band attenuation filter unit 42 in the drive circuit of the movable magnet type linear motor 2 ′ as well, the movable magnet type linear motor 2 ′ can be effectively applied to the moving body 6, but mainly of the armature coil 14 portion on the stator 4 side. It was confirmed that the vibration suppressing effect was sufficiently exerted.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のリニアモ
ータによれば次のように優れた作用効果を発揮すること
ができる。帯域減衰フィルタ部を設けて制御信号或いは
磁極検出信号から主として移動体や固定子に配置される
電機子コイルなどの固有振動周波数と同一帯域の信号成
分を減衰させるようにしたので、制御動作中の主として
移動体や固定子に配置される電機子コイルなどの共振を
抑制することができる。従って、精度の高い位置決め動
作を行なうことができる。
As described above, according to the linear motor of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited. Since the band attenuation filter unit is provided to attenuate the signal component in the same band as the natural vibration frequency of the armature coil or the like mainly arranged in the moving body or the stator from the control signal or the magnetic pole detection signal, It is possible to suppress resonance of the armature coil or the like mainly arranged in the moving body or the stator. Therefore, highly accurate positioning operation can be performed.

【0035】また、フィルタ部をアナログ構成とするこ
とにより、例えばデジタルフィルタによりソフトウエア
的に同一機能を発揮させる場合と異なり、時間遅れをな
くして高速な制御動作を確保することができる。更に、
フィルタ部の時定数を可変としておくことにより、固有
振動数が種々の異なった可動コイル型および可動磁石型
のリニアモータに対しても対応させて減衰周波数帯域を
更新させることができる。
Further, the analog configuration of the filter section makes it possible to secure a high-speed control operation without a time delay, unlike the case where the same function is achieved by software with a digital filter, for example. Furthermore,
By making the time constant of the filter part variable, it is possible to update the damping frequency band in correspondence with moving coil type and moving magnet type linear motors having different natural frequencies.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のリニアモータの駆動回路を示すブロッ
ク構成図である。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing a drive circuit of a linear motor of the present invention.

【図2】図1中の回路の要部を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a main part of a circuit in FIG.

【図3】図1に示す回路に用いた帯域減衰フィルタ部を
示す回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a band attenuation filter unit used in the circuit shown in FIG.

【図4】帯域減衰フィルタ部の入出力伝達特性を示すグ
ラフである。
FIG. 4 is a graph showing input / output transfer characteristics of a band attenuation filter unit.

【図5】図4に示す特性を有する帯域減蓑フィルタ部を
用いたときと従来との比較結果を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a result of comparison between a case where the band reduction filter unit having the characteristics shown in FIG. 4 is used and a conventional case.

【図6】本発明のリニアモータの駆動回路の変形例を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a modification of the linear motor drive circuit of the present invention.

【図7】本発明のリニアモータの駆動回路の他の変形例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing another modification of the linear motor drive circuit of the present invention.

【図8】一般的な可動コイル型のリニアモータを示す平
面図である。
FIG. 8 is a plan view showing a general moving coil type linear motor.

【図9】図8に示すリニアモータの断面図である。9 is a cross-sectional view of the linear motor shown in FIG.

【図10】徒来のリニアモ−タの駆動回路を示すブロッ
ク構成図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a conventional linear motor drive circuit.

【図11】一般的な可動磁石型のリニアモ−タを示す斜
視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing a general movable magnet type linear motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,2’ リニアモータ、3 磁気空隙、4 固定子、
5 ヨーク、6 移動体、8 界磁マグネット、 12
スケール、14,14A,14B,14C 電機子コ
イル、18,18A,18B,18C ホール素子(磁
極検出部)、22 位置読出し部、24 エンコーダ
部、26 制御部、42 帯域減衰フィルタ部、44
駆動部、46 3相コミュテータ部、48 電力増幅
部、52A,52B 増幅器、54 ローパスフィルタ
2, 2'linear motor, 3 magnetic air gap, 4 stator,
5 yokes, 6 moving bodies, 8 field magnets, 12
Scale, 14, 14A, 14B, 14C Armature coil, 18, 18A, 18B, 18C Hall element (magnetic pole detection section), 22 Position reading section, 24 Encoder section, 26 Control section, 42 Band attenuation filter section, 44
Drive unit, 46 3-phase commutator unit, 48 power amplification unit, 52A, 52B amplifier, 54 low-pass filter

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定子側に配列された界磁マグネット
と、この界磁マグネットと磁気空隙を介して移動可能に
設けられた電機子コイルを有する移動体とを具備する可
動コイル型リニアモータであって、 前記移動体に設けた位置読出し部からの信号に基づいて
前記移動体の位置を認識するエンコーダ部と、前記界磁
マグネットの磁極を検出するための磁極検出部と、前記
エンコーダ部からの位置信号と位置指令信号とに基づい
て制御信号を求める制御部と、この制御部の制御信号と
前記磁極検出部からの磁極検出信号に基づいて前記電機
子コイルに供給する駆動電流を形成する駆動部と、前記
制御信号或いは前記磁極検出信号から可動コイル型リニ
アモータの固有振動周波数と実質的に同一の周波数帯域
の信号成分を減衰させる帯域減衰フィルタ部とを備えた
ことを特徴とするリニアモータ。
1. A moving coil type linear motor comprising a field magnet arranged on the stator side and a moving body having an armature coil movably provided through the field magnet and a magnetic gap. There, an encoder unit for recognizing the position of the moving body based on a signal from a position reading unit provided in the moving body, a magnetic pole detecting unit for detecting the magnetic pole of the field magnet, and the encoder unit A control unit for obtaining a control signal based on the position signal and the position command signal, and a drive current to be supplied to the armature coil based on the control signal from the control unit and the magnetic pole detection signal from the magnetic pole detection unit. A drive unit and a band attenuation filter for attenuating a signal component in a frequency band substantially the same as the natural vibration frequency of the moving coil linear motor from the control signal or the magnetic pole detection signal. Linear motor is characterized in that a part.
【請求項2】 固定子側に配列された電機子コイルと、
この電機子コイルと磁気空隙を介して移動可能に設けら
れた界磁マグネットを有する移動体とを具備する可動磁
石型リニアモータであって、 前記移動体に設けた位置読出し部からの信号に基づいて
前記移動体の位置を認識するエンコーダ部と、前記界磁
マグネットの磁極を検出するための磁極検出部と、前記
エンコーダ部からの位置信号と位置指令信号とに基づい
て制御信号を求める制御部と、この制御部の制御信号と
前記磁極検出部からの磁極検出信号に基づいて前記電機
子コイルに供給する駆動電流を形成する駆動部と、前記
制御信号或いは前記磁極検出信号から可動磁石型リニア
モータの固有振動周波数と実質的に同一の周波数帯域の
信号成分を減衰させる帯域減衰フィルタ部とを備えたこ
とを特徴とするリニアモータ。
2. An armature coil arranged on the stator side,
A movable magnet type linear motor comprising this armature coil and a moving body having a field magnet movably provided via a magnetic gap, the moving magnet type linear motor being based on a signal from a position reading section provided in the moving body. Encoder for recognizing the position of the moving body, a magnetic pole detector for detecting a magnetic pole of the field magnet, and a controller for obtaining a control signal based on a position signal and a position command signal from the encoder unit. A drive unit that forms a drive current to be supplied to the armature coil based on a control signal of the control unit and a magnetic pole detection signal from the magnetic pole detection unit; and a movable magnet linear unit based on the control signal or the magnetic pole detection signal. A linear motor comprising: a band attenuation filter unit that attenuates a signal component in a frequency band substantially the same as a natural vibration frequency of the motor.
【請求項3】 前記帯域減衰フィルタ部は、アナログフ
ィルタであることを特徴とする請求項1または2記載の
リニアモータ。
3. The linear motor according to claim 1, wherein the band attenuation filter unit is an analog filter.
【請求項4】 前記磁極検出部は、ホール素子よりなる
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のリ
ニアモータ。
4. The linear motor according to claim 1, wherein the magnetic pole detector is formed of a Hall element.
【請求項5】 前記制御信号を前記ホール素子のバイア
ス電流として用いることにより前記駆動部に対して影響
を与えることを特徴とする請求項4記載のリニアモー
タ。
5. The linear motor according to claim 4, wherein the drive signal is influenced by using the control signal as a bias current of the Hall element.
【請求項6】 前記駆動部は、3相コミュテータ部と電
力増幅部とよりなることを特徴とする請求項1乃至5の
いずれかに記載のリニアモータ。
6. The linear motor according to claim 1, wherein the drive unit includes a three-phase commutator unit and a power amplification unit.
【請求項7】 前記帯域減衰フィルタ部の減衰周波数帯
域は可変になされていることを特徴とする請求項1乃至
6のいずれかに記載のリニアモータ。
7. The linear motor according to claim 1, wherein an attenuation frequency band of the band attenuation filter unit is variable.
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