DD242322A1 - TWO COORDINATE STEP MOTOR - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Zweikoordinatenschrittmotor, der vorteilhaft fuer Positionierzwecke in der Geraete- und Automatisierungstechnik einsetzbar ist, weil mit ihm sehr kleine Schrittweiten bei geringem Spulen-, Regelungs- und Steuerungsaufwand und eine gute Dynamik erreicht wird. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass eine oder mehrere Spulenanordnungen bestimmter Abmessungen in einer beweglichen Tischplatte befestigt sind, die in Luftspalten von Magnetsystemen in entsprechender Anordnung und Abmessung gefuehrt ist und dass bei Stromfluss in den Spulen eine Kraft auf die Tischplatte ausgeuebt wird. Dabei sind die Abmessungen und Anordnungen der Spulen und Magnete so gewaehlt, dass eine Drehmomentenkompensation oder -verstaerkung erzeugt werden kann. Die Bestromung der Spulen wird ueber den angeschlossenen Lageregler entsprechend der vorhandenen Bewegungsaufgabe geregelt. Das Grundprinzip ist in Fig. 1 dargestellt. Fig. 1The invention relates to a two-coordinate stepping motor, which is advantageously used for positioning in the Geraete- and automation technology, because with him very small increments with low coil, control and control effort and good dynamics is achieved. The essence of the invention is that one or more coil arrangements of certain dimensions are mounted in a movable table top, which is guided in air gaps of magnetic systems in a corresponding arrangement and dimension and that when current flows in the coil, a force is exerted on the table top. The dimensions and arrangements of the coils and magnets are chosen so that a torque compensation or -verstaerkung can be generated. The energization of the coils is controlled via the connected position controller according to the existing motion task. The basic principle is shown in FIG. Fig. 1
Description
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der beiliegenden Zeichnung wird gezeigt:The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments. The enclosed drawing shows:
Fig. 1: Zweikoordinatenschrittmotor im Schnitt A-A mit vier mechanisch in einer beweglichen Tischplatte befestigten Spulen und Magneten in einer Kraftwirkungslinie für eine Koordinate und in zwei parallelen Kraftwirkungslinien für die andere KoordinateFig. 1: Two-coordinate stepping motor in section A-A with four mechanically fixed in a movable table top coils and magnets in a force line of action for one coordinate and in two parallel force lines of action for the other coordinate
Fig.2: Schnitt B-B zu Fig. 1 Fig.3: Zweikoordinatenschrittmotor im Schnitt A-A mit zwei mechanisch in einer beweglichen Tischplatte befestigten Spulen und Dauermagneten für eine Koordinate und Gleichstrommagneten in zwei parallelen Kraftwirkungslinien für die andereFig. 2: Section B-B to Fig. 1 Figure 3: Two-coordinate stepper motor in section A-A with two mechanically fixed in a movable table top coils and permanent magnets for a coordinate and DC magnets in two parallel lines of force for the other
Koordinate ,Coordinate,
Fig.4: Schnitt B-B zu Fig.34: Section B-B to Fig.3
Nach Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Zweikoordinatenschrittmotor dargestellt. Auf einer ferromagnetischen oder nur teilweise ferromagnetischen Grundplatte 1 sind für die Krafterzeugung in der x-Koordinatenrichtung zwei entgegengesetzt polarisierte Magnete 2 in einer Reihe und für die Bewegung in der y-Koordinate jeweils zwei entgegengesetzt polarisierte Magnete 3 in zwei parallelen Kraftwirkungslinien senkrecht zur Magnetreihe derx-Koordinate angeordnet. In den Arbeitsluftspalten der Magnete 2 sind die äußere und die innere Spule 6 und 7 hindurchgeführt und durch die der Magnete 3 nur die innere Spule 7, während die äußere Spule 6 um die Magnete 3 im Abstand des halben y-Weges herumgeführt ist. In den Arbeitsluftspalten der Magnete 3 sind außerdem jeweils eine der.Spulen 8, vorzugsweise gleichen Querschnitts, zur Drehmomentenkompensation oder -erzeugung oder Kraftverstärkung geführt. Die Spulen 6,7,8 sind in einerTischplatte 4 befestigt, die in der Mitte Rasterplatten 12,13 und eine Objektträgerplatte 9 besitzt und auf vier Gleitfüßen 5 auf Gleitflächen 11 geführt ist. Die Rasterplatten sind mit Lichtquellen 14 beleuchtet und optoelektronisch mit Fotoempfängern 15 abgetastet und erzeugen bei Bewegung inkrementale Ortssignale für einen angeschlossenen Lageregler, der sie mit den vorhandenen Steuersignalen vergleicht und entsprechend den notwendigen Bewegungen zum Erreichen der Sollposition die entsprechenden Spulen mit Spannungsquellen entsprechender Polarität und Impulszeit anschließt. Bei der x-Koordinatenbewegung ist nur die Spule 6 entsprechend der notwendigen Bewegungsrichtung polaritätsmäßig bestromt oder es sind beide Spulen 6,7 gleich bestromt, jedoch müssen die Spulen 8 dann entgegengesetzte Stromrichtungen zu Spule 7 führen und bei Drehmomentenkompensation oder zur Drehmomentenerzeugung ist die Stromstärke der Spule 7 zu reduzieren, damit eine Überkompensation möglich wird. Für die y-Koordinatenbewegung sind die Spulen 6,7 von Strömen entgegengesetzter Richtung durchflossen, damit sich die Kräfte in x-Richtung aufheben. Die Spulen 8 sind so bestromt, daß die Kraftwirkung in y-Richtung drehmomentenfrei verstärkt wird oder das entstehende Drehmoment verstärkt wird. Die Stromstärke aller Spulen 6,7,8 und die Richtung der Ströme ist entsprechend der vorhandenen Bewegungsaufgabe und den vorhandenen Ortssignalen des Meßsystems durch einen Lageregler sehr schnell einstellbar, da die Spulen 6,7,8 eisenfrei und induktivitätsarm sind.Referring to Fig. 1 and Fig. 2, a two-coordinate stepping motor is shown. On a ferromagnetic or only partially ferromagnetic base plate 1, two oppositely polarized magnets 2 in a row and for movement in the y-coordinate are respectively two oppositely polarized magnets 3 in two parallel force lines perpendicular to the magnetic series derx- for the force generation in the x-coordinate direction. Coordinate arranged. In the working air gaps of the magnets 2, the outer and inner coils 6 and 7 are passed and through which the magnets 3, only the inner coil 7, while the outer coil 6 is guided around the magnets 3 at a distance of half the y-way. In addition, one of the spools 8, preferably of the same cross-section, for torque compensation or generation or force amplification is guided in the working air gaps of the magnets 3. The coils 6, 7, 8 are fastened in a table top 4, which in the middle has grid plates 12, 13 and a slide plate 9 and is guided onto sliding surfaces 11 on four slide feet 5. The grid plates are illuminated with light sources 14 and scanned opto-electronically with photodetectors 15 and generate in motion incremental location signals for a connected position controller, which compares them with the existing control signals and corresponding to the necessary movements to reach the desired position, the corresponding coils with voltage sources corresponding polarity and pulse time , In the x-coordinate movement, only the coil 6 is energized polarity according to the necessary direction of movement or both coils 6.7 are energized equal, but the coils 8 then have opposite current directions lead to coil 7 and torque compensation or torque generation is the current of the coil 7 to make overcompensation possible. For the y-coordinate movement, the coils 6, 7 are flowed through by currents of opposite direction, so that the forces in the x-direction cancel each other out. The coils 8 are energized so that the force effect is amplified in the y-direction torque-free or the resulting torque is amplified. The current intensity of all coils 6,7,8 and the direction of the currents is very quickly adjustable according to the existing motion task and the existing location signals of the measuring system by a position controller, since the coils are 6.7,8 iron-free and low inductance.
Nach Fig. 3 und Fig. 4 ist ein Zweikoordinatenschrittmotor in veränderter Ausführung von Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt. Zur Reduzierung des Spulenaufwandes werden für die x-Koordinate zwei entgegengesetzt polarisierte Dauermagnete 2 und für die y-Koordinate vier Gleichstrommagnete 10 nebeneinander in zwei parallelen Kraftwirkungslinien senkrecht zur Dauermagnetreihe angeordnet. In den Arbeitsluftspalten der Dauermagnete 2 ist eine äußere Spule 6 geführt, die mindestens im Abstand des halben Bewegungsweges der y-Koordinate um die Gleichstrommagnete 10 herumgeleitet ist. Eine innerhalb der Spule 6 angeordnete Spule7, die mit dieser mechanisch verbunden ist, ist in den Arbeitsluftspalten der Dauermagnete 2 und der Gleichstrommagnete 10:geführt. Für die Bewegung der Tischplatte 4 in der x-Koordinate ist nur die Spule 6 entsprechend der notwendigen Bewegungsrichtung über einen Regler an eine Spannungsquelle entsprechender Polarität angeschlossen. Für die Bewegung in der y-Koordinate sind beide Spulen 6,7 entsprechend der notwendigen Bewegungsrichtung über einen Regler an Spannungsquellen entsprechender aber entgegengesetzter Polarität angeschlossen. Dabei sind die Gleichstrommagnete 10 so erregt, daß die Feldrichtung entsprechend der notwendigen Bewegungsrichtung und entsprechend der vorhandenen Tischposition für Drehmomentenfreiheit oder Drehmomentenerzeugung auch in der Größe richtig vorhanden ist. Bei gleicher Stromstärke aber entgegengesetzter Stromrichtung in den Spulen 6,7 gleichen Querschnitts ergibt sich eine Kompensation der Kräfte in der x-Koordinate, wenn das Magnetfeld der Dauermagneten 2 auf beide Spulen 6,7 gleich stark einwirkt. Für eine x-y-Bewegung in der Ebene werden dann beide Spulen 6,7 über einen Regler mit Spannungen entsprechender Größe und Polarität versorgt.Referring to FIG. 3 and FIG. 4, a two-coordinate stepping motor in a modified embodiment of FIG. 1 and FIG. 2 is shown. To reduce the coil effort, two oppositely polarized permanent magnets 2 and, for the y coordinate, four DC magnets 10 are arranged side by side in two parallel force action lines perpendicular to the permanent magnet row for the x-coordinate. In the working air gaps of the permanent magnets 2, an outer coil 6 is guided, which is guided around the DC magnets 10 at least at a distance of half the movement path of the y-coordinate. A coil 7, which is arranged inside the coil 6 and is mechanically connected thereto, is guided in the working air gaps of the permanent magnets 2 and the DC magnets 10: For the movement of the table top 4 in the x-coordinate only the coil 6 is connected according to the necessary direction of movement via a controller to a voltage source of corresponding polarity. For the movement in the y-coordinate both coils 6,7 are connected according to the necessary direction of movement via a regulator to voltage sources corresponding but opposite polarity. The DC magnets 10 are so excited that the field direction according to the necessary direction of movement and according to the existing table position for torque freedom or torque generation is also present in size properly. At the same current strength but opposite current direction in the coils 6,7 same cross-section results in a compensation of the forces in the x-coordinate, when the magnetic field of the permanent magnet 2 acts equally strong on both coils 6.7. For an x-y movement in the plane, both coils 6, 7 are then supplied via a regulator with voltages of corresponding magnitude and polarity.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD24051480A DD242322A1 (en) | 1980-10-27 | 1980-10-27 | TWO COORDINATE STEP MOTOR |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DD242322A1 true DD242322A1 (en) | 1987-01-21 |
Family
ID=5539095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD24051480A DD242322A1 (en) | 1980-10-27 | 1980-10-27 | TWO COORDINATE STEP MOTOR |
Country Status (1)
Country | Link |
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DD (1) | DD242322A1 (en) |
-
1980
- 1980-10-27 DD DD24051480A patent/DD242322A1/en not_active IP Right Cessation
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