CN104105949A - 平面驱动装置以及对其进行校准的方法 - Google Patents

平面驱动装置以及对其进行校准的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104105949A
CN104105949A CN201380008692.8A CN201380008692A CN104105949A CN 104105949 A CN104105949 A CN 104105949A CN 201380008692 A CN201380008692 A CN 201380008692A CN 104105949 A CN104105949 A CN 104105949A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drive
mover
control unit
drive unit
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380008692.8A
Other languages
English (en)
Inventor
约尔格·克格勒尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of CN104105949A publication Critical patent/CN104105949A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G12INSTRUMENT DETAILS
    • G12BCONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B5/00Adjusting position or attitude, e.g. level, of instruments or other apparatus, or of parts thereof; Compensating for the effects of tilting or acceleration, e.g. for optical apparatus
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P31/00Arrangements for regulating or controlling electric motors not provided for in groups H02P1/00 - H02P5/00, H02P7/00 or H02P21/00 - H02P29/00

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种用于对平面驱动装置进行校准的方法,该平面驱动装置包括定子和能相对于定子在x方向上和在y方向上移动的动子。此外,平面驱动装置还包括布置在动子上的且用于在x方向上驱动动子的第一和第二x驱动装置。第二x驱动装置相对于第一x驱动装置在y方向上错开。第一和第二x驱控单元用于驱控两个x驱动装置。此外,平面驱动装置还包括至少一个用于在y方向上驱动动子的y驱动装置和至少一个用于确定动子在y方向上相对于定子的位置的y传感器。该方法包括至少一个如下步骤,在该步骤中经由用于在x方向上移动动子的两个x驱控单元对第一和第二x驱动装置进行驱控,该驱控同步地、但在x方向上却具有第一错位地实现。在此,y传感器的第一信号依赖于动子在x方向上的位置地记录。在第一校准步骤中通过利用y传感器的第一信号对在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量进行评估,实现了对两个x驱控单元的校准。此外本发明还涉及一种平面驱动装置。

Description

平面驱动装置以及对其进行校准的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对平面驱动装置进行校准,例如用于对平面马达进行校准或用于对龙门架驱动装置进行校准的方法。此外,本发明还涉及一种为根据本发明的校准而配置的平面驱动装置。
背景技术
DE 103 29 931 A1示出了一种具有位置测量系统的平面直接驱动装置。平面直接驱动装置包括被动单元、主动单元、轴承单元和位置测量系统。位置测量系统包括扫描实物量具()并且提供位置信号的测量传感器。位置测量系统由运动组件和准静止组件组成,它们中的一个由实物量具形成,而另一个由测量传感器形成。两个组件布置在轴承间隙的外部并且与滑动面间隔开。
DE 10 2006 024 150 A1示出了一种具有经改进的位置确定方式的平面直接驱动装置。平面直接驱动装置包括具有能磁化的齿部的平面被动单元,其中,不仅能磁化的齿部的底面而且这些齿部的齿隙至少在第一方向y上都具有恒定的长度I。此外,直接驱动装置包括具有用于产生变化的磁通量的线圈并且具有用于对主动单元进行位置确定的传感器单元的主动单元。传感器单元具有至少一个磁场源,它的磁场至少部分地延伸穿过被动单元的能磁化的齿部。两个传感器用于检测由磁场源提供的磁场的与位置有关的变化。
由WO 2011/064317 A2公知了一种用于角度测量装置的校准方法,在该校准方法中,角度位置值由多个读取头检测,这些读取头可以占据相对于编码载体不同的角度位。通过将读取头的角度位置值之差与读取头的已知的角度位置相互比较的方法来确定角度误差。针对变化的角度位置重复这一方法。由算出的角度误差可以确定用于角度测量装置校准的参数,而为此无需参考系。
发明内容
从现有技术出发,本发明的任务在于,显著提高可利用平面驱动装置实现的准确度,而为此无需要求改变驱动装置或改变传感器。
上述任务通过用于对根据附上的权利要求1的平面驱动装置进行校准的方法以及通过根据并列独立权利要求10的平面驱动装置来解决。
根据本发明的方法用于对平面驱动装置的校准,随后,可以利用已提高了的准确度实现移向预定的位置。根据本发明的方法尤其用于对如下这样的平面驱动装置进行校准,即,平面驱动装置包括优选为平面的定子和能相对于定子在x方向上和y方向上移动的动子。x方向和y方向优选相互垂直地取向并且例如可以分别表示水平的方向或竖直的方向。x方向和y方向展开出动子的运动平面,该运动平面优选与定子平行地布置。动子可以在运动平面上移动并且在那里占据不同的位置,这些位置在x方向上和/或在y方向上彼此不同。平面驱动装置例如可以由平面马达或由x-y-龙门架形成。
此外,平面驱动装置还包括布置在动子上的且用于在x方向上驱动动子的第一x驱动装置。平面驱动装置的第一x驱控单元用于驱控第一x驱动装置。第一x驱控单元可以构造为调节机构或控制机构。此外,平面驱动装置还包括用于在x方向上驱动动子的第二x驱动装置。第二x驱动装置同样布置在动子上,但在y方向上相对于第一x驱动装置错开。因此,动子在x方向上要么可以经由第一x驱动装置驱动,要么可以经由第二x驱动装置驱动,或者可以经由两个x驱动装置驱动。平面驱动装置的第二x驱控单元用于驱控第二x驱动装置。第二x驱控单元可以构造为调节机构或控制机构。平面驱动装置还可以包括布置在动子上的另外的x驱动装置。
此外,平面驱动装置还包括至少一个在y方向上驱动动子的y驱动装置。第一x驱动装置、第二x驱动装置和至少一个y驱动装置优选分别由电磁体形成,该电磁体与定子的能磁化的力传递元件协同作用。此外,平面驱动装置还包括用于确定动子在y方向上相对于定子的位置的y传感器。借助y传感器可以测量动子相对于定子的位置的y分量。y传感器在运动平面中的x方向上与y驱动装置间隔开地布置在动子上。在此,y传感器优选也在y方向上与y驱动装置间隔开。优选地,平面驱动装置还包括用于驱控y驱动装置且包括y传感器的y驱控单元。y驱控单元可以构造为调节机构或控制机构。
首先,根据本发明的方法包括以下步骤:在该步骤中,经由用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对第一x驱动装置进行驱控,并且同时经由同样用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元对第二x驱动装置进行驱控。在此,第一x驱动装置和第二x驱动装置在地点上同步地、但在x方向上具有第一错位地驱控。在保持第一错位的情况下只有当至少在特定的时间点时朝着在x方向上具有第一错位的地点对第一x驱动装置和第二x驱动装置进行驱控时,才产生在地点上的同步性。由于仍缺少对受驱控的地点的校准,所以通过第一x驱动装置和第二x驱动装置实际到达的地点会有偏差。第一x驱动装置和第二x驱动装置也可以始终具有第一错位地同步驱控。第一错位导致:动子在移动期间转动,也就是在垂直于运动平面地布置的转动轴线上地转动。在此,动子转动了第一转动角度,但是,由于仍缺少对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准,使得该转动角度具有剩余的转动角度误差,其依赖于动子在x方向上的位置。由于转动角度误差是变化的,所以y传感器在y方向上的偏移也是变化的。该变化的偏移能借助y传感器测量。因此,在动子在x方向上移动期间,尤其是在朝着在x方向上具有第一错位的地点地对第一x驱动装置和第二x驱动装置进行驱控的时间点上,y传感器的第一信号依赖于动子在x方向上的位置地记录。虽然动子由于两个x驱动装置的第一错位而在y方向上偏移,但是在优选的实施方式中,通过经由y驱控单元驱控y驱动装置中止动子在y方向上的移动。这就可以优选以如下方式得以实现,即,y驱动装置从y驱控单元获得让y驱动装置固定在y驱动装置的所占有的位置上的静止信号。在此,经由两个x驱动装置仍防止不了动子的转动,这是因为在该情况下y驱动装置形成转动点,从而在任何情况下都会发生相对于y传感器的位置的在y方向上的偏移。
在根据本发明的方法的另一步骤中,通过利用y传感器的第一信号对在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量进行评估,实现了在第一校准步骤中对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准。上述的量指的是影响驱控x驱动装置的量,该量与x有关,例如是配属于相应的x驱控单元的且用于确定在x方向上的位置的传感器的已整理的信号,该信号用于对动子在x方向上的位置进行调节。但是,影响驱控的量也可以指的是用于对驱控相应的x驱动装置的控制信号。对在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量进行评估的目的在于,动子在x方向上移动时对第一转动角度的剩余的转动角度误差进行补偿。为此,对在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量可以以相同程度地利用y传感器的第一信号进行评估。该评估优选在y传感器的第一信号的频率空间中实现,为此对y传感器的第一信号相对于x驱动装置的在x方向上构造的地点频率地进行频率分析,也就是说,将其变换至频率空间中并且确定出地点频率的第一选择的谐波的系数和相位角度。对两个在x驱控单元中要处理的量以相同程度地通过y传感器的第一信号的第一选择的谐波的系数和相位角度进行评估。在此,y传感器的第一信号的第一选择的谐波的系数和相位角度确定出修正值,其以相同程度地被在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量减去。进行评估的该优选实施方案例如可以通过以下公式进行描述:
X1bewertet 1.Schritt=X1-K1(x* 1)
X2bewertet 1.Schritt=X2-K1(x* 2)
X1代表在第一x驱控单元中要处理的量。X2代表在第二x驱控单元中要处理的量。X1bewertet 1.Schritt代表在第一x驱控单元中要处理的在第一校准步骤中已评估的量。X2bewertet1.Schritt代表在第二x驱控单元中要处理的在第一校准步骤中已评估的量。K1为要用于第一校准步骤的修正值,其基于y传感器的第一信号的第一选择的谐波的系数和相位角度地计算出来。K1与x有关。但是,针对x的无误差的值仍然是未知的。相反,X1和X2是已知的,例如它们表示控制量或测量量并且可以由x实现至少一个有误的确定。在此,x* 1是借助X1确定的x值,而x* 2是借助X2确定的x值。在简单的情况下,x* 1=X1且x* 2=X2
要用于第一校准步骤的修正值优选根据以下公式计算:
K1=A1·cos(x-Z1)
A1代表y传感器的第一信号的第一选择的谐波的系数。Z1代表y传感器的第一信号的第一选择的谐波的相位角度。用于x的值可以通过x* 1和/或x* 2代表。
地点频率的第一选择的谐波优选指的是1阶谐波,也就是一倍的地点频率,对于该地点频率通常的写法也是1次谐波。以上给出的针对K1的公式假定,地点频率的第一选择的谐波指的是1阶谐波。但是,地点频率的第一选择的谐波也可以指的是另外阶,例如4或7阶的谐波。
根据本发明的方法的特别的优点在于,能利用现有的驱动装置和传感器实现的准确度可以提高一个数量级,例如达到亚微米范围。另一优点在于,该方法无需用于确定动子位置的绝对的参考量。因此,y传感器优选指的是增量式工作的传感器。
在根据本发明的方法的优选的实施方式中实现了用于预校准的另外的步骤,其可以在第一校准步骤之前执行。首先,经由还未校准的用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元实现对第一x驱动装置的驱控,并且经由还未校准的用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元实现对第二x驱动装置的驱控。在这里,经由第一未校准的x驱控元件的驱控在地点上地同步于经由第二未校准的x驱控元件的驱控地实现,其中,由于仍缺少对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准,所以对第一x驱动装置和第二x驱动装置分别利用剩余的误差地驱控,该剩余的误差依赖于动子在x方向上的位置。由于该剩余的误差,所以产生了动子的扭转和y传感器在y方向上的偏移,这是因为剩余的误差在两个x驱控单元上是不同的。当至少在特定的时间点时朝着在x方向上具有相同的位置的地点对第一x驱动装置和第二x驱动装置进行驱控时,才产生了在地点上的同步性。由于仍缺少对受驱控的地点的校准,所以通过第一x驱动装置和第二x驱动装置实际到达的地点会有偏差。第一x驱动装置和第二x驱动装置也可以始终同步地进行驱控。在移动期间,尤其在对第一x驱动装置和第二x驱动装置朝着在x方向上具有相同的位置的地点进行驱控的时间点上,y传感器的为了预校准而设置的信号依赖于动子在x方向上的位置地记录。在此,优选通过经由y驱控单元驱控y驱动装置中止动子在y方向上的移动。
在随后的步骤中,利用y传感器的已记录的、针对预校准设置的信号对在第一校准步骤中仍要评估的、在第一x驱控单元中要处理的量和在第一校准步骤中仍要评估的、在第二x驱控单元中要处理的量进行评估,实现了对第一x驱控单元和第二x驱控单元的预校准。对两个量的评估用于:在x方向上移动动子时当在地点上具有同步性的情况下对剩余的误差进行补偿,从而仅使两个x驱控单元的误差彼此均衡。
在预校准之后,经由已预校准的x驱控单元地对两个x驱动装置在地点上同步地进行驱控应不再导致动子在y方向上偏移。在评估中,y传感器的与x有关的信号作为用于对两个x驱控单元的与x有关的量进行评估的函数来使用。优选地,y传感器的信号的与x有关的函数利用第一因数加权地加到第一x驱控单元的量的与x有关的函数上,而y传感器信号的与x有关的函数利用第一因数加权地被第二x驱控单元的与x有关的量减去,因此,剩余的误差当在地点上的同步性的情况下持平。
预校准优选根据以下公式来执行:
X1vorkalibriert=X1unkalibriert+KX1(x* 1)
X2vorkalibriert=X2unkalibriert-KX2(x* 2)
X1vorkalibriert代表在第一x驱控单元中要处理的在预校准中已评估的量。X2vorkalibriert代表在第二x驱控单元中要处理的在预校准中已评估的量。X1unkalibriert代表在预校准中要对其进行评估之前的第一x驱控单元中要处理的量。X2unkalibriert代表在预校准中要对其进行评估之前的第二x驱控单元中要处理的量。KX1是在预校准中要用于在第一x驱控单元中要处理的量的修正值。KX2是在预校准中要用于在第二x驱控单元中要处理的量的修正值。在预校准期间,适用x* 1=x* 2。优选为KX1(x* 1)=KX2(x* 2)。但是,也可以选择要么KX1(x* 1)等于零,要么KX2(x* 2)等于零,于是其中,KX1(x* 1)或KX2(x* 2)选择为在KX1(x* 1)=KX2(x* 2)的情况中的两倍。
优选如下计算KX1和KX2
KX1(x* 1)=KX2(x* 2)=(Ay/2)·(PosYX1-PosYX2)/(PosXd-PosXy)
Ay指的是y传感器信号的与x有关的函数。PosXd指的是转动轴线的位置的x分量,动子由于在y方向上的偏移而围绕该转动轴线转动。当通过经由y驱控单元驱控y驱动装置中止动子在y方向上的移动时,该转动轴线延伸穿过y驱动装置。PosXy指的是y传感器的位置的x分量。PosYX1指的是动子的那个与在第一x驱控单元中要处理的量协同作用的组件的位置的x分量。只要通过x传感器信号在动子上形成在第一x驱控单元中要处理的量,那么该x传感器就表示为所述的组件。只要通过用于线性步进马达的控制信号在动子上形成在第一x驱控单元中要处理的量,那么该线性步进马达就表示为所述的组件。PosYX2指的是动子的那个与在第二x驱控单元中要处理的量协同作用的组件的位置的x分量。
在预校准之后实现了上述的第一校准步骤,在该第一校准步骤的准备中利用第一错位地驱控第一x驱动装置和第二x驱动装置,于是其中,该驱控已经经由预校准的第一x驱控单元和经由预校准的第二x驱控单元得以实现。
以上为优选的实施方式而提供的用于执行第一校准步骤的公式在执行预校准的情况下进行如下具体化地说明:
X1bewertet 1.Schritt=X1vorkalibriert-K1(x* 1)
X2bewertet 1.Schritt=X2vorkalibriert-K1(x* 2)
在根据本发明的方法的优选的实施方式中执行第二校准步骤。为此,首先实现了经由在第一校准步骤中校准的且用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对第一x驱动装置的驱控和经由在第一校准步骤中校准的且用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对第二x驱动装置的驱控。在这里,第一x驱动装置相对于第二x驱动装置在地点上同步地,但在x方向上具有第二错位地驱控。在保持第二错位的情况下只有当至少在特定的时间点时朝着在x方向上具有第二错位的地点对第一x驱动装置和第二x驱动装置进行驱控时,才产生在地点上的同步性。由于仍缺少对受驱控的地点的另外的校准,所以通过第一x驱动装置和第二x驱动装置实际到达的地点会有偏差。第一x驱动装置和第二x驱动装置也可以始终具有第二错位地同步驱控。第二错位再次地导致:动子在移动期间在垂直于运动平面地布置的转动轴线上转动。该动子转动了第二转动角度,但是,由于仍缺少另外的对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准,使得该第二转动角度具有剩余的转动角度误差,其同样依赖于动子在x方向上的位置。剩余的变化的转动角误差导致:y传感器在y方向上的偏移也是变化的,其中,该变化的偏移再次利用y传感器通过如下方式进行测量,即,y传感器第二信号依赖于动子在x方向上的位置地记录,尤其是在朝着在x方向上具有第二错位的地点地对第一x驱动装置和第二x驱动装置进行驱控的时间点上。在此,优选通过经由y驱控单元地驱控y驱动装置中止动子在y方向上移动。
随后,通过利用y传感器的第二信号对在第一校准步骤中已评估的量进行评估,实现了在第二校准步骤中对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准,以便补偿动子在x方向上移动时第二转动角度的剩余的转动角度误差。为此,如在第一校准步骤中那样地可以实现对y传感器第二信号的频率分析,为此,对y传感器第二信号相对于x驱动装置的在x方向上构造的地点频率地进行频率分析,也就是说,将其变换至频率空间中。确定出地点频率的第二选择的谐波的系数和相位角度,其中,对两个在x驱控单元中要处理的量以相同程度地通过y传感器的第二信号的第二选择的谐波的系数和相位角度进行评估。在此,y传感器的第二信号的第二选择的谐波的系数和相位角度确定出修正值,其以相同程度地被在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量减去。进行评估的该优选的实施方案例如可以通过以下公式进行描述:
X1bewertet 2.Schritt=X1bewertet 1.Schritt-K2(x* 1)
X2bewertet 2.Schritt=X2bewertet 1.Schritt-K2(x* 2)
X1bewertet 2.Schritt代表在第一x驱控单元中要处理的、在第二校准步骤中已评估的量。X2bewertet 2.Schritt代表在第二x驱控单元中要处理的、在第二校准步骤中已评估的量。K2为要用于第二校准步骤的修正值,其基于y传感器的第二信号的第二选择的谐波的系数和相位角度地计算出来。
要用于第二校准步骤的修正值优选根据以下公式计算:
K2=A2·cos(2·x-Z2)
A2代表y传感器的第二信号的第二选择的谐波的系数。Z2代表y传感器的第二信号的第二选择的谐波的相位角度。
地点频率的第二选择的谐波优选指的是2阶谐波,也就是两倍的地点频率。以上给出的针对K2的公式假定,地点频率的第二选择的谐波指的是2阶谐波。但是,地点频率的第二选择的谐波也可以指的是另外阶,例如1或7阶的谐波。
此外,根据本发明的方法的优选的实施方式包括第三校准步骤。再次地,首先实现了经由在第二校准步骤中校准的且用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对第一x驱动装置的驱控和经由在第二校准步骤中校准的且用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对第二x驱动装置的驱控。在此,第一x驱动装置和第二x驱动装置在地点上同步地,但在x方向上具有第三错位地彼此驱控。在保持第三错位的情况下只有当至少在特定的时间点时朝着在x方向上具有第三错位的地点对第一x驱动装置和第二x驱动装置进行驱控时,才产生在地点上的同步性。由于仍缺少对受驱控的地点的另外的校准,所以通过第一x驱动装置和第二x驱动装置实际到达的地点会有偏差。第一x驱动装置和第二x驱动装置也可以始终具有第三错位地同步驱控。第三错位再次地导致:动子在移动期间在垂直于运动平面地布置的转动轴线上转动了第三转动角度。由于缺少另外的对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准,使得该第三转动角度具有剩余的转动角误差,其依赖于动子在x方向上的位置。剩余的变化的转动角度误差导致:y传感器在y方向上的偏移是变化的,该变化的偏移可以借助y传感器测量。为此,y传感器的第三信号依赖于动子在x方向上的位置地记录,尤其是在朝着在x方向上具有第三错位的地点地对第一x驱动装置和第二x驱动装置进行驱控的时间点上。再次地,优选通过经由y驱控单元地驱控y驱动装置驱控中止动子在y方向上移动。
随后,通过利用y传感器的第三信号对在第二校准步骤中评估的量进行评估的方法,在第三校准步骤中对第一x驱控单元和第二x驱控单元进行校准,以便补偿动子在x方向上移动时第三转动角度的剩余的转动角误差。该评估优选再次地在频率空间中实现,为此,y传感器的第三信号相对于x驱动装置的在x方向上构造的地点频率地进行频率分析,也就是说,将其变换至频率空间中。确定出地点频率的第三选择的谐波的系数和相位角度,其中,对两个在x驱控单元中要处理的量以相同程度地通过y传感器的第三信号的第三选择的谐波的系数和相位角度进行评估。在此,y传感器的第三信号的第三选择的谐波的系数和相位角度确定出修正值,其以相同程度地被在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量减去。进行评估的该优选的实施方案例如可以通过以下公式进行描述:
X1bewertet 3.Schritt=X1bewertet 2.Schritt-K3(x* 1)
X2bewertet 3.Schritt=X2bewertet 2.Schritt-K3(x* 2)
X1bewertet 3.Schritt代表在第一x驱控单元中要处理的、在第三校准步骤中已评估的量。X2bewertet 3.Schritt代表在第二x驱控单元中要处理的、在第三校准步骤中已评估的量。K3为要用于第三校准步骤的修正值,其基于y传感器的第三信号的第三选择的谐波的系数和相位角度地计算出来。
要用于第三校准步骤的修正值优选根据以下公式计算:
K3=A3·cos(3·x-Z3)
A3代表y传感器的第三信号的第三选择的谐波的系数。Z3代表y传感器的第三信号的第三选择的谐波的相位角度。
地点频率的第三选择的谐波优选指的是3阶谐波,也就是三倍的地点频率。以上给出的针对K3的公式假定,地点频率的第三选择的谐波指的是3阶谐波。但是,地点频率的第三选择的谐波也可以指的是另外阶,例如2或5阶的谐波。
优选地执行另外的校准步骤,其流程等同与第一、第二和第三校准步骤并且在对第一x驱控单元和第二x驱控单元进行驱控时分别针对另一错位地执行,从而出现另一转动角度的转动角度误差,其在相应的另外的校准步骤中进行补偿。为此,重复了经由在之前执行的校准步骤中校准的第一x驱控单元地对第一x驱动装置错开地进行驱控的步骤和经由在之前执行的校准步骤中校准的第二x驱控单元地对第二x驱动装置错开地进行驱控的步骤。在此,在x方向上分别选择另一错位,从而使动子在相应的移动期间在垂直于运动平面地布置的转动轴线上转动了另一转动角度。由于缺少另外的对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准,所以相应的另外的转动角度仍然具有剩余的转动角度误差,其依赖于动子在x方向上的位置。由于转动角度误差是变化的,所以y传感器在y方向上的偏移也是变化的,借助y传感器可以对该错位进行测量。为此,y传感器的另一信号依赖于动子在x方向上的位置地记录,尤其是在朝着在x方向上具有相应的另外的错位的地点地对第一x驱动装置和第二x驱动装置进行驱控的时间点上。再次地,优选通过经由y驱控单元地驱控y驱动装置中止动子在y方向上移动。此外,对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准分别在另一校准步骤中重复进行。
在其中任意一个另外的校准步骤中,利用y传感器的另外地被记录的信号来实现对在之前执行的校准步骤中评估的量的评估,以便补偿动子在x方向上移动时另外的转动角度的剩余的转动角度误差。为此,优选通过y传感器的另外的信号的相应的选择的谐波对要评估的量进行评估。校准步骤的数量可以相应于在平面驱动装置的校准中期望的准确度来选择。优选地在频率空间中再次实现评估,为此,y传感器的另外被记录的信号相对于x驱动装置的在x方向上构造的地点频率地进行频率分析,也就是说,将其变换至频率空间中。确定出地点频率的另外选择的谐波的系数和相位角度,其中,对两个在x驱控单元中要处理的量以相同程度地通过y传感器的另外记录的信号的相应的另外选择的谐波的系数和相位角度进行评估。在此,y传感器另外记录的信号的相应的另外选择的谐波的系数和相位角度确定出修正值,其以相同程度地被在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量减去。进行评估的该优选的实施方案例如可以通过以下公式进行描述:
X1bewertet n.Schritt=X1bewertet(n-1).Schritt-Kn(x* 1)
X2bewertet n.Schritt=X2bewertet(n-1).Schritt-Kn(x* 2)
X1bewertet n.Schritt代表在第一x驱控单元中要处理的、在另外的校准步骤中已评估的量。X2bewertet n.Schritt代表在第二x驱控单元中要处理的、在另外的校准步骤中已评估的量。Kn为要用于另外的校准步骤中的修正值,其基于y传感器的另外记录的信号的相应选择的谐波的系数和相位角度地计算出来。
要用于另外的校准步骤的修正值优选根据以下公式计算:
Kn=An·cos(n·x-Zn)
An代表y传感器的另外记录的信号的另外选择的谐波的系数。Zn代表y传感器的另外记录的信号的另外选择的谐波的相位角度。
优选地地点频率的第一选择的谐波指的是1阶谐波,地点频率的必要时使用的第二选择的谐波指的是2阶谐波,并且地点频率的必要时使用的第三选择的谐波指的是3阶谐波。但是,所选择的谐波的阶次的次序并不重要。例如,地点频率的第一选择的谐波也可以指的是3阶谐波,地点频率的必要时使用的第二选择的谐波也可以指的是2阶谐波,并且地点频率的必要时使用的第三选择的谐波也可以指的是1阶谐波。
第一x驱动装置、第二x驱动装置和至少一个y驱动装置优选分别构造为电磁驱动装置,尤其构造为电磁线性驱动装置。为此,第一x驱动装置和第二x驱动装置优选分别具有至少两个在x方向上间隔开的力传递元件,这些力传递元件的间距在x方向上确定了两个x驱动装置的周期。相应地,一个或多个y驱动装置必要时也分别具有至少两个在y方向上间隔开的力传递元件,这些力传递元件的间距在y方向上确定了一个或多个y驱动装置的周期。x驱动装置和必要时的y驱动装置的这些力传递元件优选均由电磁体的极形成。
定子优选具有至少在x方向上周期地布置的力传递元件,这些力传递元件的间距备选或补充地确定了两个x驱动装置的周期。定子的力传递元件优选通过由铁磁材料组成的齿部形成,从而使力传递元件在定子上至少在x方向上构造出齿距。
优选地,定子同样具有在y方向上周期地布置的呈由铁磁材料制成的齿部的形式的力传递元件。两个x驱动装置的力传递元件的间距和定子的力传递元件的间距优选是相同的。但是,两个x驱动装置的力传递元件的间距和定子的力传递元件的间距也可以是不同的,例如,当两个x驱动装置和必要时的y驱动装置都构造为线性步进马达时。在任何情况下,要么两个x驱动装置的力传递元件的间距,要么定子的力传递元件的间距确定出两个x驱动装置的周期,或者不仅两个x驱动装置的力传递元件的间距而且定子的力传递元件的间距确定两个x驱动装置的周期。
第一错位优选为两个x驱动装置的周期的一半。
两个x驱动装置的周期表示为地点频率在x方向上的波长。该地点频率指的是在第一校准步骤时和必要时也在第二、第二和另外的校准步骤时y传感器的信号的上述的频率分析涉及到那个地点频率。
在根据本发明的方法的优选的实施方式中,第二错位为两个x驱动装置的周期的四分之一。
在根据本发明的方法的优选的实施方式中,第三错位为两个x驱动装置的周期的六分之一。
任意一个另外的错位优选为两个x驱动装置的周期的八分之一、十分之一、十二分之一等等。
在根据本发明的方法的另外的优选的实施方式中,为这样的上述平面驱动装置设置:在这些平面驱动装置中两个x驱动装置由可调节的驱动装置形成。在这里,第一x驱控单元包括布置在动子上的且用于确定动子在x方向上相对于定子的位置的第一x传感器。第一x驱控单元构造用于在x方向上对动子位置进行调节。以相同方式,第二x驱控单元包括布置在动子上的且用于确定动子在x方向上相对于定子位置的第二x传感器。第一x传感器相对于第二x传感器在y方向上错开地布置。第二x驱控单元构造用于在x方向上对动子位置进行调节。两个x传感器优选指的是增量式工作的传感器。
在根据本发明的方法的另外的优选的实施方式中,对y驱控单元进行校准,该校准在它的原理上与对x驱控单元的校准相同。根据本发明的方法的该实施方式设置用于包括另外的y驱动装置的平面驱动装置。在此,已述的y驱动装置构造第一y驱动装置,并且此外,平面驱动装置还包括布置在动子上的且用于在y方向上驱动动子的第二y驱动装置。第一y驱动装置与第二y驱动装置间隔开地布置。y驱控单元构造用于驱动第一y驱动装置和第二y驱动装置。
此外,根据本发明的方法的该实施方式包括如下步骤,在该步骤中,经由未校准的用于在y方向上移动动子的y驱控单元实现对第一y驱动装置和第二y驱动装置的驱控。在此,第一y驱动装置相对于第二y驱动装置在地点上同步地,但在y方向上具有第一y错位地驱控,从而使动子在移动期间在垂直于运动平面地布置的转动轴线上转动了第一另外转动角度。在保持第一y错位的情况下只有当至少在特定的时间点时朝着在y方向上具有第一y错位的地点对第一y驱动装置和第二y驱动装置进行驱控时,才产生在地点上的同步性。由于仍缺少对受驱控的地点的校准,所以通过第一y驱动装置和第二y驱动装置实际到达的地点会有偏差。第一y驱动装置和第二y驱动装置也可以始终具有第一y错位地同步驱控。由于缺少对y驱控单元的校准,所以第一另外转动角度具有剩余的、依赖于动子在y方向上的位置的转动角度误差。由于第一另外转动角度的转动角度误差是变化的,所以x传感器在x方向上的偏移也是变化的。该在x方向上变化的偏移可以利用两个x传感器测量。因此,已校准的x驱控单元的两个中的至少一个x传感器的信号依赖于动子在y方向上的位置地记录。通过经由已校准的x驱控单元驱控x驱动装置中止动子在x方向上移动。此外,通过利用两个中的至少一个x传感器记录的信号对在y驱控单元中要处理的量进行评估,实现了在第一另外校准步骤中对y驱控单元的校准,以便补偿在y方向上移动时第一另外转动角度的剩余的转动角度误差。第一y错位优选为如y驱动装置和必要时的x驱动装置的周期的一半大小。
优选实现了用于对y驱控单元进行校准的第二另外校准步骤。为此,经由在第一另外校准步骤中校准的且用于在y方向上移动动子的y驱控单元地对第一y驱动装置和第二y驱动装置进行驱控。在此,第一y驱动装置相对于第二y驱动装置在地点上同步地,但在y方向上具有第二y错位地驱控。因此,动子在垂直于运动平面地布置的转动轴线上转动了第二另外转动角度。在保持第二y错位的情况下只有当至少在特定的时间点时朝着在y方向上具有第二y错位的地点地对第一y驱动装置和第二y驱动装置进行驱控时,才产生在地点上的同步性。由于仍缺少对驱控的地点的另外的校准,所以通过第一y驱动装置和第二y驱动装置实际到达的地点会有偏差。第一y驱动装置和第二y驱动装置也可以始终具有第二y错位地同步驱控。由于缺少其它的对y驱控单元的校准,所以第二另外转动角度具有剩余的、依赖于动子在y方向上的位置的转动角度误差。由于转动角误差是变化的,所以x传感器在x方向上的偏移也是变化的,该偏移能利用已校准的x驱控单元的两个中的至少一个x传感器测量。因此,已校准的x驱控单元的两个中的至少一个x传感器的信号依赖于动子在y方向上的位置地记录。在此,优选通过经由已校准的x驱控单元驱控x驱动装置中止动子在x方向上的移动。通过利用两个中的至少一个x传感器记录的信号地对在第一另外校准步骤中评估的量进行评估,实现了在第二另外校准步骤中对y驱控单元的校准,以便补偿在y方向上移动时第二另外转动角度的剩余的转动角度误差。第二y错位优选为y驱动装置和必要时的x驱动装置的周期的四分之一。
用于对y驱控单元进行校准的第一另外和第二另外校准步骤可以通过后续的另外校准步骤来继续。用于对y驱控单元进行校准的后续的另外校准步骤如同用于对y驱控单元进行校准的第一另外和第二另外校准步骤那样地以相同的方式来执行,其中,在对y驱动装置进行驱控时各其它的y错位优选分别选择y驱动装置和必要时的x驱动装置的周期的六分之一、八分之一、十分之一等等。
为上述包括两个y驱动装置的这样的平面驱动装置设置根据本发明的方法的另外的优选的实施方式。在这些实施方式中,在各个校准步骤之前分别重复对x驱动装置的驱控,其中,在重复期间,通过经由y驱控单元分别驱控两个中的另一个y驱动装置中止动子在y方向上的移动。为此,首先实现了经由用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对第一x驱动装置的驱控和经由用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对第二x驱动装置的驱控。在此,第一x驱动装置相对于第二x驱动装置在地点上同步地且在x方向上具有第一错位地驱控,其中,通过经由y驱控单元驱控第一y驱动装置中止动子在y方向上的移动。在此,记录y传感器的第一信号。在重复中,在执行第一校准步骤之前实现了经由用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对第一x驱动装置的驱控和经由用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对第二x驱动装置的驱控。在此,第一x驱动装置相对于第二x驱动装置再次在地点上同步地且在x方向上具有第一错位或备选地具有相反的第一错位地驱控,其中,通过经由y驱控单元地驱控第二y驱动装置中止动子在y方向上的移动。这时,y传感器的第一重复信号依赖于动子在x方向上的位置地记录。在y传感器的第一信号与y传感器的第一重复信号之间实现求差,从而减少y传感器的误差。然后,在第一校准步骤中通过利用y传感器的进行求差处理的第一信号对在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量进行评估实现了对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准。
在根据本发明的方法的执行第二校准步骤的实施方式中,优选如之前的第一校准步骤那样以同样方式也实现了对两个x驱动装置的再次驱控。为此,首先实现了经由用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对第一x驱动装置的驱控和经由用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对第二x驱动装置的驱控。在此,第一x驱动装置相对于第二x驱动装置在地点上同步地且在x方向上具有第二错位地驱控,其中,通过经由y驱控单元驱控y驱动装置中止动子在y方向上的移动。在此,记录y传感器的第二信号。在重复中,在执行第二校准步骤之前实现了经由用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对第一x驱动装置的驱控和经由用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对第二x驱动装置的驱控。在此,第一x驱动装置相对于第二x驱动装置再次在地点上同步地且在x方向上具有第二的错位或备选地具有相反的第二错位地驱控,其中,通过经由y驱控单元驱控第二y驱动装置中止动子在y方向上的移动。这时y传感器的第二重复信号依赖于动子在x方向上的位置地记录。在y传感器的第二信号与y传感器的第二重复信号之间实现求差,从而减少y传感器的误差。然后,在第二校准步骤中通过利用y传感器的进行求差处理的第二信号对在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量进行评估实现了对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准。
在根据本发明的方法的执行第三校准步骤的实施方式中,优选如之前的第一和第二校准步骤那样以同样方式也实现了对两个x驱动装置的再次驱控。为此,首先实现了经由用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对第一x驱动装置的驱控和经由用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对第二x驱动装置的驱控。在此,第一x驱动装置相对于第二x驱动装置在地点上同步地且在x方向上具有第三错位地被驱控,其中,通过经由y驱控单元驱控y驱动装置中止动子在y方向上的移动。在此,记录y传感器的第三信号。在重复中,在执行第三校准步骤之前实现了经由用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对第一x驱动装置的驱控和经由用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对第二x驱动装置的驱控。在此,第一x驱动装置相对于第二x驱动装置再次在地点上同步地且在x方向上具有第三的错位或备选地具有相反的第三错位地驱控,其中,通过经由y驱控单元驱控第二y驱动装置中止动子在y方向上的移动。这时y传感器的第三重复信号依赖于动子在x方向上的位置地记录。y传感器的第三信号与y传感器的第三重复信号之间实现求差,从而减少y传感器的误差。然后,在第三校准步骤中通过利用y传感器的进行求差处理的第三信号对在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量进行评估实现了对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准。
在根据本发明的方法的执行另外校准步骤的实施方式中,优选如之前的第一、第二和第三校准步骤那样以同样方式也实现了对两个x驱动装置的再次驱控。为此,首先实现了经由用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对第一x驱动装置的驱控和经由用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对第二x驱动装置的驱控。在此,第一x驱动装置相对于第二x驱动装置在地点上同步地且在x方向上具有相应的另外错位地驱控,其中,通过经由y驱控单元驱控y驱动装置中止动子在y方向上的移动。在此,记录y传感器的相应的另外信号。在重复中,在执行另外校准步骤之前分别实现了经由用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对第一x驱动装置的驱控和经由用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对第二x驱动装置的驱控。在此,第一x驱动装置相对于第二x驱动装置再次在地点上同步地且在x方向上具有相应的另外错位或备选地具有相反的相应的另外错位地驱控,其中,通过经由y驱控单元驱控第二y驱动装置中止动子在y方向上的移动。这时y传感器的另外重复信号依赖于动子在x方向上的位置地记录。在y传感器的另外信号与y传感器的另外重复信号之间实现求差,从而减少y传感器的误差。然后,在相应的另外校准步骤中通过利用y传感器的进行求差处理的另外信号对在第一x驱控单元中要处理的量和在第二x驱控单元中要处理的量进行评估实现了对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准。
在根据本发明的方法的如下实施方式中优选重复地实现了执行根据本发明的方法,即,在这些实施方式中执行了所述的用于对y驱控单元进行校准的第一另外校准步骤、必要时的用于对y驱控单元进行校准的第二另外校准步骤和用于对y驱控单元进行校准的后续另外的校准步骤。在此,在执行了用于对y驱控单元进行校准的第一另外校准步骤、必要时的用于对y驱控单元进行校准的第二另外校准步骤和必要时的用于对y驱控单元进行校准的后续另外校准步骤之后,重新执行用于对第一x驱控单元和第二x驱控单元进行校准的第一校准步骤、必要时的用于对第一x驱控单元和第二x驱控单元进行校准且包括相应先前发生的对两个x驱动装置的驱控在内的预校准和第二、第三和另外校准步骤。反复的执行减小了y传感器的误差对第一x驱控单元和第二x驱控单元的校准的影响。在重复执行对第一x驱控单元和第二x驱控单元进行校准的第一校准步骤时,包括必要时的用于对第一x驱控单元和第二x驱控单元进行校准的预校准和第二、第三和另外的校准步骤在内地,已经至少第一次对y传感器进行校准,从而在对第一x驱控单元和第二x驱控单元进行校准时基于y传感器的准确的信号提升了准确度。在许多情况下只需要一次重复,但是也可以执行一次以上的重复,以便获得期望的准确度。
要通过根据本发明的方法进行校准的平面驱动装置的定子优选具有在x方向上成周期性的磁齿距和在y方向上成周期性的磁齿距。在x方向上成周期性的磁齿距和在y方向上成周期性的磁齿距优选具有相同的周期长度。
第一x驱动装置和第二x驱动装置优选分别具有至少一个电磁体,电磁体的极彼此具有与定子在x方向上的磁齿距的周期长度相同的间距。
y驱动装置优选具有至少一个电磁体,电磁体的极具有与定子在y方向上的磁齿距的周期长度相同的间距。
动子优选具有与平面的动子平行地取向的矩形的底面。
y传感器优选地布置在矩形的底面的中间。在此,y传感器优选布置在第一x驱动装置和第二x驱动装置之间的中间。
第二y传感器也可以布置在动子上,从而使上述的y传感器形成第一y传感器。第二y传感器优选在x方向上与第一y传感器间隔开地布置。
第一x驱动装置和第二x驱动装置优选在x方向上也彼此错开地布置在动子上。
y驱动装置优选不仅在x方向上而且在y方向上与y传感器错开地布置在动子上。
第一x传感器和第二x传感器优选相对于y传感器在y方向上错开地布置在动子上。
第一x传感器、第二x传感器和y传感器优选在动子上的x方向上具有同一位置。
y传感器优选地布置在第一x传感器与第二x传感器之间的中间。
根据本发明的平面驱动装置首先包括优选为平面的定子和能相对于定子在x方向上和在y方向上移动的动子。x方向和y方向展开出动子的运动平面。此外,平面驱动装置还包括布置在动子上的且用于在x方向上驱动动子的第一x驱动装置。第一x驱控单元用于驱动第一x驱动装置。此外,平面驱动装置还包括用于在x方向上驱动动子的第二x驱动装置。第二x驱动装置相对于第一x驱动装置在y方向上错开地布置在动子上。第二x驱控单元用于驱动第二x驱动装置。此外,平面驱动装置还包括用于在y方向上驱动动子的y驱动装置。平面驱动装置的y传感器用于确定动子在y方向上相对于定子的位置。y传感器在运动平面上与y驱动装置间隔开地布置在动子上。优选地,平面驱动装置还包括用于驱控y驱动装置的且包括y传感器的y驱控单元。根据本发明,至少将第一x驱控单元和第二x驱控单元配置用于实施根据本发明的方法。优选地,将第一x驱控单元和第二x驱控单元配置用于实施根据本发明的方法的优选的实施方式。优选地,也将y驱控单元配置用于实施根据本发明的方法的优选的实施方式。此外,根据本发明的平面驱动装置优选也具有如下这样的特征,即,其为了根据本发明的方法的优选的实施方式而作为要校准的平面驱动装置的优选的特征进行说明。
附图说明
根据本发明的平面驱动装置的另外的细节由优选的实施方式的以下描述并且参考附图得出。
具体实施方式
唯一的图1以原理示图示出了根据本发明的平面驱动装置的优选的实施方式的动子。平面驱动装置的动子构造用于,其经由定子(未示出)不仅在x方向上而且在y方向上都能移动。动子具有矩形的底面,在该底面上布置有第一x驱动装置MX1、第二x驱动装置MX2、第一y驱动装置MY1和第二y驱动装置MY2。此外,在动子的矩形底面上还布置有第一x传感器SX1、第二x传感器SX2和y传感器SY。y传感器SY位于动子的矩形底面的中间并且位于第一x驱动装置MX1与第二x驱动装置MX2之间的中间,并且也位于第一y驱动装置MY1与第二y驱动装置MY2之间的中间以及第一x传感器SX1与第二x传感器SX2之间的中间。第一y驱动装置MY1与y传感器SY间隔开,其中,不仅在x方向上而且在y方向上都出现错位。第一x驱动装置MX1在y方向上与第二x驱动装置MX2间隔开地布置。第一x驱动装置MX1在x方向上也与第二x驱动装置MX2间隔开地布置。第一x驱动装置MX1和第二x驱动装置MX2分别与y驱动装置MY1间隔开地布置。

Claims (10)

1.一种用于对平面驱动装置进行校准的方法,所述平面驱动装置包括定子和能相对于所述定子在x方向上和在y方向上移动的动子,其中,所述x方向和所述y方向展开出所述动子的运动平面,并且其中,所述平面驱动装置包括以下另外的组件:
-布置在所述动子上的且用于在所述x方向上驱动所述动子的第一x驱动装置;
-第一x驱控单元;
-用于在所述x方向上驱动所述动子的第二x驱动装置,其中,所述第二x驱动装置相对于所述第一x驱动装置在所述y方向上错开地布置在所述动子上;
-第二x驱控单元;
-用于在所述y方向上驱动所述动子的y驱动装置;和
-用于确定所述动子在所述y方向上相对于所述定子的位置的y传感器,其中,所述y传感器在所述运动平面中的x方向上与所述y驱动装置间隔开地布置在所述动子上;
其中,所述方法包括以下步骤:
-经由用于在所述x方向上移动所述动子的所述第一x驱控单元地对所述第一x驱动装置进行驱控,并且经由用于在所述x方向上移动所述动子的所述第二x驱控单元地对所述第二x驱动装置进行驱控,其中,所述第一x驱动装置相对于所述第二x驱动装置在地点上同步地且在所述x方向上具有第一错位地驱控,并且其中,所述y传感器的第一信号依赖于所述动子在所述x方向上的位置地记录;和
-通过利用所述y传感器的第一信号对在所述第一x驱控单元中要处理的量和在所述第二x驱控单元中要处理的量进行评估地在第一校准步骤中来对所述第一x驱控单元和所述第二x驱控单元进行校准。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法此外还包括如下的在第一校准步骤之前执行的步骤:
-经由还未校准的所述用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元实现对所述第一x驱动装置的驱控,并且经由还未校准的所述用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元实现对所述第二x驱动装置的驱控,其中,在地点上同步地实现了所述经由第一未校准的x驱控单元的驱控和所述经由第二未校准的x驱控单元的驱控,并且其中,所述y传感器的为了预校准而设置的信号依赖于所述动子在x方向上的位置地记录;和
-通过利用所述y传感器的已记录的、为了预校准而设置的信号对在第一校准步骤中仍要评估的、在所述第一x驱控单元中要处理的量和在第一校准步骤中仍要评估的、在所述第二x驱控单元中要处理的量进行评估地来对所述第一x驱控单元和所述第二x驱控单元进行预校准。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
-经由在第一校准步骤中校准的用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对所述第一x驱动装置进行驱控,并且经由在第一校准步骤中校准的用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对所述第二x驱动装置进行驱控,其中,所述第一x驱动装置相对于所述第二x驱动装置在地点上同步地且在所述x方向上具有第二错位地驱控,从而使所述动子在移动期间在垂直于运动平面地布置的转动轴线上转动了第二转动角度,其中,由于缺少另外的对所述第一x驱控单元和所述第二x驱控单元的校准,所以所述第二转动角度具有剩余的、依赖于所述动子在所述x方向上的位置的转动角度误差,因此,所述y传感器在所述y方向上的偏移是变化的,并且其中,所述y传感器的第二信号依赖于所述动子在所述x方向上的位置地记录;和
-通过利用所述y传感器的第二信号对在第一校准步骤中评估的量进行评估,在第二校准步骤中对所述第一x驱控单元和所述第二x驱控单元进行校准,以便补偿所述动子在所述x方向上移动时所述第二转动角度的剩余的转动角度误差。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,此外,其包括以下步骤:
-经由在第二校准步骤中校准的用于在x方向上移动动子的第一x驱控单元地对所述第一x驱动装置进行驱控,并且经由在第二校准步骤中校准的用于在x方向上移动动子的第二x驱控单元地对所述第二x驱动装置进行驱控,其中,所述第一x驱动装置相对于所述第二x驱动装置在地点上同步地且在所述x方向上具有第三错位地驱控,从而使所述动子在移动期间在垂直于运动平面地布置的转动轴线上转动了第三转动角度,其中,由于缺少另外的对所述第一x驱控单元和所述第二x驱控单元的校准,所以所述第三转动角度具有剩余的、依赖于所述动子在所述x方向上的位置的转动角度误差,因此,所述y传感器在所述y方向上的偏移是变化的,并且其中,所述y传感器第三信号依赖于所述动子在所述x方向上的位置地记录;和
-通过利用所述y传感器第三信号对在第二校准步骤中评估的量进行评估,在第三校准步骤中对所述第一x驱控单元和所述第二x驱控单元进行校准,以便补偿所述动子在所述x方向上移动时所述第三转动角度的剩余的转动角度误差。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一x驱动装置和所述第二x驱动装置分别具有至少两个在所述x方向上间隔开的力传递元件,所述力传递元件的间距在所述x方向上确定了所述两个x驱动装置的周期,其中,所述第一错位为所述周期的一半。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,所述定子在所述x方向上具有成周期性地布置的力传递元件,所述力传递元件的间距确定了所述两个x驱动装置的周期,其中,所述第一错位为所述周期的一半。
7.根据权利要求3或引用该权利要求的权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述第二错位为所述周期的四分之一。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,
-所述第一x驱控单元包括布置在所述动子上的、用于在所述x方向上确定所述动子相对于所述定子的位置的第一x传感器,其中,所述第一x驱控单元构造用于在所述x方向上对所述动子的位置进行调节;
-所述第二x驱控单元包括布置在所述动子上的、用于在所述x方向上确定所述动子相对于所述定子的位置的第二x传感器,其中,所述第一x传感器相对于所述第二x传感器在所述y方向上错位地布置,所述第二x驱控单元构造用于在所述x方向上对所述动子位置进行调节;并且
-在所述第一校准步骤中对所述第一x驱控单元和所述第二x驱控单元的校准以如下方式得以实现,即,所述第一x传感器的信号和所述第二x传感器的信号以相同程度地利用所述y传感器的第一信号进行评估。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,
-所述的y驱动装置形成第一y驱动装置,并且所述平面驱动装置此外还包括布置在所述动子上的、用于在所述y方向上驱动所述动子的第二y驱动装置,所述第二y驱动装置在所述运动平面中与所述第一y驱动装置间隔开地布置;并且
-所述平面驱动装置此外还包括用于驱控所述第一y驱动装置和所述第二y驱动装置的y驱控单元;
其中,所述方法此外还包括以下步骤:
-借助未校准的、用于在所述y方向上移动所述动子的所述y驱控单元地对所述第一y驱动装置和所述第二y驱动装置进行驱控,其中,所述第一y驱动装置相对于所述第二y驱动装置在地点上同步地且在所述y方向上具有第一y错位地驱控,从而使所述动子在移动期间在另一垂直于运动平面地布置的转动轴线上转动了第一另外转动角度,其中,由于缺少对所述y驱控单元的校准,所以所述第一另外转动角度具有剩余的、依赖于所述动子在所述y方向上的位置的转动角度误差,因此,所述两个x传感器在所述x方向上的偏移是变化的,并且其中,已校准的所述x驱控单元的两个x传感器中至少一个x传感器的信号依赖于所述动子在所述y方向上的位置地记录;和
-通过利用所述两个x传感器中的至少一个x传感器的已记录的信号对在所述y驱控单元中要处理的量进行评估地在第一另外校准步骤中来对所述y驱控单元进行校准,以便补偿在所述y方向上移动时所述第一另外转动角度的剩余的转动角度误差。
10.一种平面驱动装置,其包括:
-定子;
-能相对于所述定子在x方向上和在y方向上移动的动子,其中,所述x方向和所述y方向展开出所述动子的运动平面;
-布置在所述动子上、用于在所述x方向上驱动所述动子的第一x驱动装置;
-第一x驱控单元;
-用于在所述x方向上驱动所述动子的第二x驱动装置,其中,所述第二x驱动装置相对于所述第一x驱动装置在所述y方向上错开地布置在所述动子上;
-第二x驱控单元;
-用于在所述y方向上驱动所述动子的y驱动装置;和
-用于确定所述动子在所述y方向上相对于所述定子的位置的y传感器,其中,所述y传感器在所述运动平面上与所述y驱动装置间隔开地布置在所述动子上;
其特征在于,至少配置有所述第一x驱控单元和所述第二x驱控单元,以用于实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
CN201380008692.8A 2012-02-09 2013-01-22 平面驱动装置以及对其进行校准的方法 Pending CN104105949A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012201930.8 2012-02-09
DE102012201930A DE102012201930A1 (de) 2012-02-09 2012-02-09 Planarantrieb und Verfahren zu dessen Kalibrierung
PCT/EP2013/051127 WO2013117422A1 (de) 2012-02-09 2013-01-22 Planarantrieb und verfahren zu dessen kalibrierung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104105949A true CN104105949A (zh) 2014-10-15

Family

ID=47624049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380008692.8A Pending CN104105949A (zh) 2012-02-09 2013-01-22 平面驱动装置以及对其进行校准的方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2812655B1 (zh)
KR (1) KR20140124373A (zh)
CN (1) CN104105949A (zh)
DE (1) DE102012201930A1 (zh)
WO (1) WO2013117422A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016115116A1 (de) 2016-04-15 2017-10-19 Technische Universität Dresden Elektrischer Planardirektantrieb

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070035267A1 (en) * 2004-03-09 2007-02-15 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Stage device
US20080275661A1 (en) * 2007-04-18 2008-11-06 Nikon Corporation On-machine methods for identifying and compensating force-ripple and side-forces produced by actuators on a multiple-axis stage
CN201378823Y (zh) * 2009-03-18 2010-01-06 东南大学 基于双dsp的3自由度平面电机伺服控制器
JP2010175473A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Yokogawa Electric Corp 位置決め装置、製造装置及び検査装置
JP2011193620A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Yokogawa Electric Corp 平面モータ
CN102279529A (zh) * 2010-06-11 2011-12-14 上海微电子装备有限公司 柔性双边驱动设备的位置控制装置、及相关参数的整定方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10329931A1 (de) 2003-07-02 2005-02-03 Lat Suhl Ag Planarer Direktantrieb mit einem Positionsmesssystem
DE102006024150A1 (de) 2006-05-22 2007-11-29 Ina-Drives & Mechatronics Gmbh & Co Ohg Planarer Direktantrieb mit verbesserter Positionsbestimmung und Sensoreinheit hierfür
WO2011064317A2 (de) 2009-11-26 2011-06-03 Leica Geosystems Ag Kalibrierverfahren und winkelmessverfahren für eine winkelmesseinrichtung sowie winkelmesseinrichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070035267A1 (en) * 2004-03-09 2007-02-15 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Stage device
US20080275661A1 (en) * 2007-04-18 2008-11-06 Nikon Corporation On-machine methods for identifying and compensating force-ripple and side-forces produced by actuators on a multiple-axis stage
JP2010175473A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Yokogawa Electric Corp 位置決め装置、製造装置及び検査装置
CN201378823Y (zh) * 2009-03-18 2010-01-06 东南大学 基于双dsp的3自由度平面电机伺服控制器
JP2011193620A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Yokogawa Electric Corp 平面モータ
CN102279529A (zh) * 2010-06-11 2011-12-14 上海微电子装备有限公司 柔性双边驱动设备的位置控制装置、及相关参数的整定方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹家勇等: "永磁同步平面电动机三自由度运动控制器", 《中国电机工程学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012201930A1 (de) 2013-08-14
EP2812655A1 (de) 2014-12-17
EP2812655B1 (de) 2016-04-06
KR20140124373A (ko) 2014-10-24
WO2013117422A1 (de) 2013-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6043721B2 (ja) 改良型位置センサ
CN101124712B (zh) 用于使用了线性步进电动机的对象的精密定位的方法和装置
US8497643B2 (en) Linear scale, linear motor, and linear motor controller
EP2950441A1 (en) Magnetic alignment system and alignment method therefor
US6532791B2 (en) Method for increasing the positioning accuracy of an element which is movably arranged relative to a stator
US9455650B2 (en) Two-dimensional locating method of motion platform based on magnetic steel array
JP6824764B2 (ja) センサ、ロボット装置及び物品の製造方法
CN103075965A (zh) 位移检测装置、标尺校准方法和标尺校准程序
CN102607388A (zh) 平面电机动子位移测量装置及方法
CN103292706B (zh) 动圈式平面电机动子三自由度位移测量方法
CN105690423A (zh) 机器人零位标定装置及方法
CN109361295B (zh) 基于高阶多项式的霍尔元件测角解角补偿方法
CN101750548B (zh) 一种采用开关霍尔阵列的永磁平面电机寻相检测方法
CN104105949A (zh) 平面驱动装置以及对其进行校准的方法
WO2019084807A1 (zh) 电机的机械位置获取方法和装置
CN208399786U (zh) 一种采用音圈马达控制的变焦镜头
CN109211272A (zh) 采用空间旋转力矩的变速倾侧动量轮倾侧角传感器标度因数测量方法
KR20200077129A (ko) 로봇 구동모듈 및 감속기 모멘트 강성 시험 장치
RU83133U1 (ru) Шпиндельный узел
CN106482685B (zh) 振动位移传感器静态校准系统及其校准方法
CN112290746A (zh) 一种电机监测方法、装置、电子设备和介质
JP2021051098A (ja) 駆動装置、ロボット及びロボット装置
KR20150065690A (ko) 평면 구동 장치 및 평면 구동 장치의 교정 방법
CN103633884B (zh) 一种基于压力传感器组的磁悬浮永磁平面电机起浮方法
Watanabe et al. High resolution selfa rotary table by the interpolation signal calibration

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: German Herzogenaurach

Applicant after: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO.KG

Address before: German Herzogenaurach

Applicant before: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GmbH & Co.KG

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM:

Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH + CO. KG TO: SCHAEFFLER TECHNOLOGY GMBH + CO. KG

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141015