DE102014003882A1 - Transport device for moving and / or positioning objects - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung zum Bewegen und/oder Positionieren von Objekten, mit: – einer sich entlang einer Transportrichtung (z) erstreckenden Basis (12), an welcher mehrere in Transportrichtung (z) voneinander beabstandete aktiv geregelte Magnetlager (24a, 24b, 26a, 26b, 28, 29) angeordnet sind, – einem an der Basis (12) mittels zumindest einiger Magnetlager (24a, 24b, 26a, 26b, 28, 29) berührungslos gelagerten und mittels zumindest eines Antriebs (18) in Transportrichtung (z) relativ zur Basis (12) beweglichen Träger (30), an welchem zumindest ein Objekt (80) anordenbar ist, – zumindest einer Erfassungseinrichtung (40, 42, 44, 46, 48) zur Ermittlung einer Position des Trägers (30) in Transportrichtung (z) relativ zu den Magnetlagern (24a, 24b, 26a, 26b, 28, 29) und – eine mit der Erfassungseinrichtung (40, 42, 44, 46, 48, 49) gekoppelten Steuerung (50, 51) zur selektiven Ansteuerung zumindest eines mit dem Träger (30) in magnetischen Wirkverbindung stehenden oder innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls mit dem Träger (30) in Wirkverbindung tretenden Magnetlagers (24a, 24b, 26a, 26b, 28, 29) in Abhängigkeit der ermittelten Position des Trägers (30).The present invention relates to a transport device for moving and / or positioning objects, comprising: a base (12) extending along a transport direction (z), at which a plurality of actively controlled magnetic bearings (24a, 24b,) spaced apart in the transport direction (z) 26a, 26b, 28, 29) are arranged, - one on the base (12) by means of at least some magnetic bearings (24a, 24b, 26a, 26b, 28, 29) contactlessly mounted and by means of at least one drive (18) in the transport direction (z ) relative to the base (12) movable support (30) to which at least one object (80) can be arranged, - at least one detection means (40, 42, 44, 46, 48) for determining a position of the carrier (30) in the transport direction (Z) relative to the magnetic bearings (24a, 24b, 26a, 26b, 28, 29) and - a controller (50, 51) coupled to the detection means (40, 42, 44, 46, 48, 49) for selectively driving at least one with the carrier (30) in magnetic We kverbindung standing or within a predetermined time interval with the carrier (30) in operative connection passing magnetic bearing (24a, 24b, 26a, 26b, 28, 29) in dependence of the determined position of the carrier (30).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung zum Bewegen und/oder Positionieren von Objekten, typischerweise von Substraten entlang einer von einer Basis vorgegebenen Transportrichtung. Die Transportvorrichtung weist an der Basis mehrere in Transportrichtung (z) voneinander beabstandete und jeweils aktiv geregelte Magnetlager zum berührungslosen Lagern eines entlang der Basis bewegbaren oder verschiebbaren Trägers auf.The present invention relates to a transport device for moving and / or positioning objects, typically of substrates, along a transport direction predetermined by a base. The transport device has at the base a plurality of spaced apart in the transport direction (z) and each actively controlled magnetic bearings for non-contact storage of a movable or displaceable along the base support.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bewegen und/oder Positionieren von Objekten mittels der Transportvorrichtung sowie ein zugehöriges Computerprogramm zum Bewegen und/oder Positionieren von Objekten mit Hilfe der genannten Transportvorrichtung.In addition, the invention relates to a method for moving and / or positioning of objects by means of the transport device and an associated computer program for moving and / or positioning of objects by means of said transport device.
Hintergrundbackground
Magnetisch gelagerte Transportvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik, so zum Beispiel aus der
Für die magnetische Lagerung sind entlang der Transportrichtung mehrere, jeweils mit zumindest einem schaltbaren Elektromagnet ausgestattete Magnetlager vorgesehen, die mit einem ferromagnetischen Gegenstück wechselwirken. Für diverse am zu bewegenden Objekt oder Substrat vorzunehmende Bearbeitungsprozesse sind Vakuumumgebungen zu realisieren. Die Anordnung einer magnetgelagerten Transportvorrichtung in einer Vakuumumgebung, etwa in einer dementsprechenden Prozesskammer, erfordert die Anordnung der Elektromagnete an einer stationären Basis, damit die im Betrieb der Elektromagneten entstehende Abwärme kontrolliert, etwa mittels eines Kühlkreislaufs abgeführt werden kann. Der beweglich an der Basis mittels mehrerer Magnetlager gehaltene Träger ist insoweit lediglich mit ferromagnetischen und/oder permanentmagnetischen Gegenstücken auszustatten, die mit den in Transportrichtung etwa äquidistant, aber beabstandet voneinander angeordneten Magnetlagern zusammenwirkt.For the magnetic bearing a plurality of, each equipped with at least one switchable solenoid magnetic bearings are provided along the transport direction, which interact with a ferromagnetic counterpart. Vacuum environments must be realized for various machining processes to be performed on the object or substrate to be moved. The arrangement of a magnetic bearing transport device in a vacuum environment, such as in a corresponding process chamber, requires the arrangement of the electromagnets on a stationary base, so that the heat generated during operation of the electromagnets controlled, can be dissipated, for example by means of a cooling circuit. The carrier movably held at the base by means of a plurality of magnetic bearings is to be equipped in this respect only with ferromagnetic and / or permanent magnetic counterparts, which cooperates with the approximately equidistant in the transport direction, but spaced apart magnetic bearings.
Die einzelnen Magnetlager sind typischerweise aktiv geregelt. Jedes der Magnetlager ist typischerweise mit einem Abstandssensor ausgestattet, welcher den Abstand zwischen Träger und Basis in der Ebene (x, y) senkrecht zur Transportrichtung (z) permanent oder periodisch misst. Entsprechende Messsignale werden über eine Regelschleife, etwa mit einem Sollwert verglichen. Entsprechend eines Soll-/Istwert-Vergleichs wird über einen Regler und einen Verstärker der Elektromagnet des betreffenden Magnetlagers derart angesteuert, dass ein vorgegebener Abstand zwischen dem an der Basis angeordneten Magnetlager und dem Träger eingehalten wird.The individual magnetic bearings are typically actively controlled. Each of the magnetic bearings is typically equipped with a distance sensor, which measures the distance between the support and the base in the plane (x, y) perpendicular to the transport direction (z) permanently or periodically. Corresponding measuring signals are compared via a control loop, for example with a nominal value. In accordance with a setpoint / actual value comparison, the electromagnet of the relevant magnetic bearing is controlled via a controller and an amplifier such that a predetermined distance is maintained between the magnetic bearing arranged on the base and the carrier.
Zur schwebenden und berührungslosen Lagerung des Trägers an der Basis sind zur Positionskontrolle in Querrichtung (x) können z. B. zwei mit den gegenüberliegenden Seitenrändern des Trägers in Wirkverbindung tretende Magnetlager an gegenüberliegenden Seiten des Trägers vorgesehen sein. Es sind auch Implementierungen von sowohl Zug- als auch Druckkräfte erzeugender Magnetlager, etwa in Form von Lorenzaktoren denkbar, welche lediglich entlang eines Seitenrandes des Trägers vorzusehen sind. Zur Kompensation der Gewichtskraft des Trägers sind typischerweise oberhalb des Trägers zumindest zwei quer zur Transportrichtung voneinander beabstandete Magnetlager vorgesehen, die z. B. etwa im Bereich der Außenränder des Trägers an der Basis angeordnet sind. An der Basis sind dabei jeweils sowohl in Querrichtung als auch in Hochrichtung wirkende Magnetlager in Transportrichtung voneinander beabstandet und aufeinanderfolgend angeordnet.For the floating and non-contact mounting of the carrier at the base are for position control in the transverse direction (x) can, for. B. two with the opposite side edges of the carrier in operative connection passing magnetic bearing may be provided on opposite sides of the carrier. There are also implementations of both tensile and compressive magnetic bearing generating, for example in the form of Lorenzaktoren conceivable, which are provided only along a side edge of the carrier. To compensate for the weight of the carrier, at least two magnetic bearings spaced apart from one another transversely to the transport direction are typically provided above the carrier, the z. B. are arranged approximately in the region of the outer edges of the carrier to the base. At the base, in each case both in the transverse direction and in the high direction acting magnetic bearings are spaced apart in the transport direction and arranged successively.
Für die Bewegung in Transportrichtung sind in Transportrichtung eine entsprechende Anzahl von vertikal und horizontal wirkenden Magnetlagern an der Basis anzuordnen. Die basisseitige Anordnung der Elektromagnete der Magnetlager bildet diskrete Stütz- oder Lagerstellen für den Träger. Der Träger weist typischerweise eine Erstreckung in Transportrichtung auf, welche größer als der Abstand zumindest zweier in Transportrichtung aufeinanderfolgender Magnetlager ist. Für den Transport des Trägers selbst kann ein beliebiger Antrieb Verwendung finden. Typischerweise ist auch der Antrieb berührungslos ausgestaltet und weist einen Linearantrieb auf, dessen elektrisch beaufschlagbare Komponenten ebenfalls an der Basis angeordnet sind.For the movement in the transport direction, a corresponding number of vertically and horizontally acting magnetic bearings are to be arranged on the base in the transport direction. The base-side arrangement of the electromagnets of the magnetic bearing forms discrete support or bearing points for the carrier. The carrier typically has an extension in the transport direction which is greater than the distance between at least two magnetic bearings which follow each other in the transport direction. For the transport of the carrier itself, any drive can be used. Typically, the drive is designed without contact and has a linear drive, the electrically acted components are also arranged on the base.
Aufgrund der diskreten und beabstandeten Anordnung mehrerer Magnetlager in Transportrichtung gelangt ein in Transportrichtung vorn liegender Abschnitt des Trägers etwa während einer Vorwärtsbewegung nacheinander in den Wirkungsbereich von in Transportrichtung beabstandeten Magnetlagern. Entsprechendes gilt für die in Transportrichtung hinten liegende Begrenzung des Trägers. Bei einer Translationsbewegung entlang der Basis können insbesondere bei der Übergabe des Trägers von einem Magnetlager an ein in Transportrichtung vorgelagertes Magnetlager unterschiedlichste Störungen auftreten, die eine präzise Lagerung und Abstandsregulierung in einer Ebene senkrecht zur Transportrichtung beeinflussen und beeinträchtigen können.Due to the discrete and spaced arrangement of a plurality of magnetic bearings in the transport direction enters a forward transport in the transport direction portion of the carrier during a forward movement successively in the range of action spaced in the transport direction magnetic bearings. The same applies to the rear in the transport direction boundary of the carrier. In a translational movement along the base, in particular during the transfer of the carrier from a magnetic bearing to a transport direction upstream magnetic bearing a variety of disorders occur that can influence and affect a precise storage and distance regulation in a plane perpendicular to the transport direction.
Zum einen können Situationen auftreten, bei denen zum Beispiel die in Bewegungsrichtung hinten liegende Begrenzung des Trägers bereits außerhalb des Wirkungsbereichs eines Magnetlagers gelangt, bevor die vordere Begrenzung wieder in den Wirkungsbereich eines weiteren, in Transportrichtung vorgelagerten Magnetlagers gelangt. In derartigen Situationen ist der Träger zeitweise an einer verringerten Anzahl an Magnetlagern gehalten. Die Gewichtskraft des Trägers ist somit auf eine verringerte Anzahl an Magnetlagern zu verteilen. Obschon die aktive Abstandsregelung der einzelnen Magnetlager vergleichsweise spontan hierauf reagieren kann, stellt die abwechselnde Lagerung des Trägers an einer unterschiedlichen Anzahl von Lagerstellen eine Störung dar, die die Präzision und Genauigkeit der gesamten Transportvorrichtung beeinträchtigen kann.On the one hand, situations may occur in which, for example, the boundary of the carrier located in the direction of movement already passes outside the range of action of a magnetic bearing before the front boundary returns to the effective area of another magnetic bearing upstream in the transport direction. In such situations, the carrier is temporarily held by a reduced number of magnetic bearings. The weight of the carrier is thus distributed over a reduced number of magnetic bearings. Although the active pitch control of the individual magnetic bearings can react thereto comparatively spontaneously, the alternate mounting of the carrier at a different number of bearings poses a disturbance which can affect the precision and accuracy of the entire transport device.
Eine weitere Störung kann sich dadurch ergeben, dass der Träger beim Hineinfahren in einen Wirkungsbereich eines Magnetlagers oder beim Herausfahren aus dem Wirkungsbereich eines Magnetlagers für die magnetlagerinterne Regelschleife eine instantane Störung darstellt, und dass das betreffende Magnetlager bei einem in seinem Wirkungsbereich hinein gelangenden Träger initial eine betragsmäßig unangepasste Lager- oder Haltekraft erzeugt, die erst nach einigen Iterationen der magnetlagerinternen Regelschleife auf einen korrekten Sollwert ”einschwingt”. Solche Störungen können sich dadurch ergeben, dass der Wirkungsbereich des Magnetlagers und der Messbereich eines Sensors der Regelschleife etwa aus baulichen Gründen geringfügig voneinander abweichen. Ein weiteres Szenario kann auftreten, wenn der Träger beispielsweise mit seiner in Transportrichtung hinten liegenden Begrenzung zwar keine Wechselwirkung mehr mit dem Magnetlager zugeordneten Abstandssensor hat, wohl aber noch mit dem betreffenden Magnetlager in magnetischer Wirkverbindung steht. Bei einem Verlust des Abstandssignals oder bei einem starken Anstieg des Abstandes infolge eines ”Ausfahrens” aus dem Bereich des betreffenden Magnetlagers, stellt die Regelschleife des betreffenden Magnetlagers eine vergleichsweise große Haltekraft ein, die letzten Endes zu einer ungewollten Schwingung oder zu einer vergleichbaren Störung der Trägerbewegung führen kann.Another disturbance may result from the fact that the carrier when entering into an area of action of a magnetic bearing or when moving out of the range of action of a magnetic bearing for the magnetic bearing control loop represents an instantaneous disturbance, and that the magnetic bearing in question at a reaching into its sphere of action carrier initially a generates an amount of unadjusted bearing or holding force that only "settles" after a few iterations of the magnetic-bearing control loop to a correct setpoint. Such disturbances can result from the fact that the range of action of the magnetic bearing and the measuring range of a sensor of the control loop slightly differ from each other for structural reasons. Another scenario may occur when the carrier, for example, with its rear in the direction of transport boundary, although no interaction with the magnetic bearing associated distance sensor, but is still in magnetic operative connection with the respective magnetic bearing. With a loss of the distance signal or with a large increase in the distance due to an "extension" from the area of the respective magnetic bearing, the control loop of the respective magnetic bearing sets a comparatively large holding force, which ultimately leads to an unwanted oscillation or to a similar disturbance of the carrier movement can lead.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Transportvorrichtung zum Bewegen und/oder Positionieren von Objekten, ein dementsprechendes Verfahren sowie ein zugehöriges Computerprogramm bereitzustellen, welches ein möglichst präzises, gut kontrollierbares und weitgehend störungsfreies Bewegen des Trägers entlang der Basis der Transportvorrichtung ermöglicht. Die Verbesserung soll mit nur möglichst geringfügigen Eingriffen in bestehende Transportvorrichtungskonzepte realisierbar sein, um insbesondere ein Nachrüsten und Verbessern bestehender Transportvorrichtungen zu ermöglichen.In contrast, the present invention is an object of the invention to provide an improved transport device for moving and / or positioning objects, a corresponding method and an associated computer program, which allows the most precise, easy to control and largely trouble-free movement of the carrier along the base of the transport device , The improvement should be possible with only the least possible intervention in existing transport device concepts, in particular to allow retrofitting and improving existing transport devices.
Erfindung und vorteilhafte AusgestaltungenInvention and advantageous embodiments
Diese Aufgabe wird mit einer Transportvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, mit einem Verfahren zum Bewegen und/oder Positionieren von Objekten mittels einer solchen Transportvorrichtung gemäß Anspruch 14 sowie mit einem zugehörigen Computerprogramm gemäß Patentanspruch 18 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.This object is achieved with a transport device according to claim 1, with a method for moving and / or positioning of objects by means of such a transport device according to
Demgemäß ist eine Transportvorrichtung zum Bewegen und/oder Positionieren von Objekten, insbesondere von zu behandelnden Substraten vorgesehen. Die Transportvorrichtung weist eine sich zumindest entlang einer Transportrichtung (z) erstreckende Basis auf, an welcher mehrere in Transportrichtung (z) voneinander beabstandete und jeweils aktiv geregelte Magnetlager angeordnet sind. Die jeweils mit Elektromagneten bestückten Magnetlager sind somit stationär und unbeweglich an der Basis angeordnet. Die Transportvorrichtung weist ferner einen an der Basis zumindest einiger Magnetlager berührungslos gelagerten und mittels zumindest eines Antriebs in Transportrichtung (z) relativ zur Basis beweglichen Träger auf. An dem Träger ist das zumindest eine zu bewegende oder zu positionierende Objekt anordenbar. Der Träger kann insbesondere als Substrathalter, beispielsweise als elektrostatisch oder mechanisch wirkende Substrathalteeinrichtung ausgestaltet sein.Accordingly, a transport device is provided for moving and / or positioning objects, in particular substrates to be treated. The transport device has a base which extends at least along a transport direction (z) and at which a plurality of magnetic bearings spaced apart from one another and respectively actively controlled in the transport direction (z) are arranged. Each equipped with electromagnet magnetic bearings are thus stationary and immovable arranged on the base. The transport device further comprises a contactlessly mounted on the base of at least some magnetic bearing and by means of at least one drive in the transport direction (z) relative to the base movable carrier. At least one object to be moved or positioned can be arranged on the carrier. In particular, the carrier can be designed as a substrate holder, for example as an electrostatically or mechanically acting substrate holding device.
Die Transportvorrichtung weist ferner eine Erfassungseinrichtung zur Ermittlung einer Position des Trägers in Transportrichtung auf. Die Erfassungseinrichtung ist insbesondere dazu ausgelegt, die Position des Trägers, bezogen auf die Transportrichtung, relativ zu den Magnetlagern zu ermitteln. Die Erfassungseinrichtung dient hierbei der Informationsgewinnung, welche der in Transportrichtung in vorgegebenem Abstand aneinandergereihten Magnetlager derzeit mit dem Träger in magnetischer Wirkverbindung stehen, welche der Magnetlager, etwa entsprechend der Trägergeschwindigkeit in Transportrichtung (z), mit einem bestimmten Magnetlager demnächst in Wirkverbindung treten werden und/oder um zu ermitteln, welches der derzeit noch mit dem Träger in Wirkverbindung stehenden Magnetlager demnächst aufgrund der Fortbewegung des Trägers außerhalb des Wirkungsbereichs des Trägers gelangt.The transport device further comprises a detection device for determining a position of the carrier in the transport direction. The detection device is in particular designed to determine the position of the carrier, relative to the transport direction, relative to the magnetic bearings. In this case, the detection device is used to obtain information which are currently in magnetic operative connection with the carrier in the transport direction at a predetermined distance, which of the magnetic bearings, approximately corresponding to the carrier speed in the transport direction (z), will soon be in operative connection with a specific magnetic bearing and / or to determine which of the presently still in operative connection with the carrier magnetic bearing comes soon due to the locomotion of the wearer outside the range of action of the wearer.
Weiterhin weist die Transportvorrichtung eine mit der Erfassungseinrichtung gekoppelte Steuerung auf. Diese dient der selektiven Ansteuerung zumindest eines mit dem Träger in magnetischer Wirkverbindung stehenden und/oder zur selektiven Ansteuerung innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls demnächst mit dem Träger in Wirkverbindung tretenden Magnetlagers. Die selektive Ansteuerung auswählbarer und einzelner oder mehrerer Magnetlager erfolgt hierbei in Abhängigkeit der ermittelten Position des Trägers bezüglich der Transportrichtung. Furthermore, the transport device has a control coupled to the detection device. This serves for the selective actuation of at least one magnetic bearing which is in magnetic operative connection with the carrier and / or for the selective activation within a predetermined time interval, which will soon be in operative connection with the carrier. The selective control of selectable and single or multiple magnetic bearings takes place here as a function of the determined position of the carrier with respect to the transport direction.
Mittels der Erfassungseinrichtung und deren Kopplung mit der Steuerung können insbesondere die im Zuge der Fortbewegung des Trägers mit einer vorderen Trägerbegrenzung in Wirkverbindung tretenden Magnetlager zwecks einer zunächst sanften Krafteinwirkung auf das Magnetlager gezielt angesteuert werden. Selbiges kann hierbei auch für ein in einem ersten Moment noch mit einer hinteren Begrenzung in Wirkverbindung stehenden Magnetlagers der Fall sein, wobei der Träger in einem nachfolgenden oder späteren Moment außerhalb des Wirkungsbereichs des betreffenden Magnetlagers gelangt. Die Ansteuerung und magnetische Wechselwirkung eines etwa mit einer hinteren Begrenzung des Trägers noch in Wirkverbindung stehenden Magnetlagers kann auf diese Art und Weise quasi vorausschauend angepasst werden, damit etwaige Störungen auf den bewegten Träger möglichst beseitigt oder minimiert werden können.By means of the detection device and its coupling with the control, in particular the magnetic bearing which comes into operative connection with the movement of the carrier with a front carrier boundary can be specifically controlled for the purpose of an initially gentle application of force to the magnetic bearing. The same can also be the case for a magnetic bearing that is still in operative connection with a rear boundary at a first moment, wherein the carrier arrives outside the effective range of the relevant magnetic bearing in a subsequent or later moment. The activation and magnetic interaction of a magnetic bearing, which is still in operative connection with a rear boundary of the carrier, can be adjusted in a manner that is more or less anticipatory in this way, so that possible disturbances on the moving carrier can be eliminated or minimized as far as possible.
Hierbei ist nicht nur denkbar, dass jeweils nur mit vorderer und hinterer Begrenzung des Trägers in Eingriff oder außer Eingriff gelangende Magnetlager selektiv in Abhängigkeit der ermittelten Trägerposition ansteuerbar sind. Es ist vielmehr auch denkbar, dass durch die selektive Ansteuerung einzelner Magnetlager in Abhängigkeit der ermittelten Trägerposition in Transportrichtung auch solche Magnetlager gezielt ansteuerbar sind, die etwa in einem Zwischenbereich zwischen vorderer und hinterer Begrenzung des Trägers zu liegen kommen. Eine ungleichmäßige Gewichtsverteilung oder eine außermittige Schwerpunktlage des Trägers kann auf diese Art und Weise unmittelbar kompensiert werden. Über die Erfassungseinrichtung und/oder über die Steuerung kann beispielsweise die räumliche Gewichtsverteilung des Trägers berücksichtigt und für eine möglichst präzise und störungsfreie Bewegung des Trägers entlang der Basis verwendet werden.In this case, it is not only conceivable that magnetic bearings which engage or disengage only in each case with front and rear boundary of the carrier can be selectively activated as a function of the determined carrier position. Rather, it is also conceivable that as a function of the determined carrier position in the transport direction and those magnetic bearings are selectively controlled by the selective control of individual magnetic bearing, which come to lie approximately in an intermediate region between the front and rear boundary of the carrier. An uneven weight distribution or an eccentric center of gravity of the wearer can be directly compensated in this way. By way of example, the spatial weight distribution of the carrier can be taken into account via the detection device and / or via the controller and used for the most precise and trouble-free movement of the carrier along the base.
Mittels der Erfassungseinrichtung und der Steuerung können einzelne Magnetlager, die in einen gewissen Bereich des Trägers gelangen, bereits vorab und vorausschauend präzise angesteuert werden, um nicht erst auf tatsächlich stattfindende Wechselwirkungen zwischen Träger und betreffenden Magnetlagern nur reagieren zu müssen.By means of the detection device and the control, individual magnetic bearings which reach into a certain area of the carrier can be precisely and precisely controlled in advance, so as not to only have to react to actually occurring interactions between the carrier and the respective magnetic bearings.
Durch die mittels der Erfassungseinrichtung und der Steuerung erzielbare vorausschauende Ansteuerung einzelner Magnetlager kann die Präzision und Genauigkeit für die Lagerung und für die Bewegung des Trägers an der Basis gesteigert und verbessert werden.The predictive control of individual magnetic bearings that can be achieved by means of the detection device and the controller can increase and improve the precision and accuracy for the support and the movement of the carrier on the base.
Nach einer Weiterbildung hiervon ist vorgesehen, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, zumindest ein Magnetlager einer vorgegebenen zeitlichen Funktion oder eine Ortsfunktion folgend zwischen einem aktivierten Zustand (A) und einem deaktivierten Zustand (D) selektiv anzusteuern. Für ein In-Eingriff-Gelangen beispielsweise einer vorderen Begrenzung des Trägers mit einem betreffenden Magnetlager kann zum Beispiel ein sanftes, eine gewisse Zeitperiode in Anspruch nehmendes kontinuierliches Einschalten und Aktivieren des betreffenden Magnetlagers mittels der Steuerung implementierbar sein. In ähnlicher Art und Weise kann anstelle eines Zeitintervalls oder Zeitpunkts auch die tatsächliche momentane Verfahrstrecke oder Position der Trägers relativ zum betreffenden Magnetlager als Stellgröße fungieren. In Kenntnis einer konstanten und/oder momentanen Geschwindigkeit des Trägers in Transportrichtung ist eine Zeitfunktion in eine entsprechende Ortsfunktion und umgekehrt übertragbar bzw. umrechenbar.According to a development thereof, it is provided that the controller is designed to selectively drive at least one magnetic bearing following a predetermined time function or a location function between an activated state (A) and a deactivated state (D). For instance, for engaging a front boundary of the carrier with a respective magnetic bearing, a gentle continuous activation and activation of the respective magnetic bearing taking a certain period of time may be implementable by the controller. Similarly, instead of a time interval or time, the actual instantaneous travel distance or position of the carrier relative to the respective magnetic bearing act as a manipulated variable. In the knowledge of a constant and / or instantaneous speed of the carrier in the transport direction, a time function can be transferred or converted into a corresponding location function and vice versa.
Die Zeit- und/oder Ortsfunktion stellt eine Zuordnung eines den Elektromagneten des Magnetlagers besauschlagenden Steuersignals mit einer momentanen Position des Trägers bereit. Die Ist-Position des Trägers relativ zum Magnetlager ist in Kenntnis der Trägergeschwindigkeit in Transportrichtung und infolge Ermittlung des Vorbeifahrens des Trägers an einem bekannten Referenzpunkt ermittelbar. Das Steuersignal für den Elektromagnet des betreffenden Magnetlagers kann dabei auch über eine Zeitfunktion bereitgestellt werden. Auf diese Art und Weise kann vermieden werden, dass das betreffende Magnetlager unmittelbar mit Erkennung des Trägers eine zu große Halte- oder Lagerkraft aufbringt, die die Gleichgewichtslage des Trägers, welcher von weiteren Magnetlagern gehalten wird, beeinträchtigen könnte. Gleichermaßen kann für das Außer-Eingriff-Gelangen beispielsweise der in Bewegungsrichtung hinten liegenden Begrenzung des Trägers mit einem betreffenden Magnetlager vorgesehen sein, bereits vor Erreichen einer Außer-Eingriff-Stellung von Träger und Magnetlager das betreffende Magnetlager kontrolliert und/oder kontinuierlich von einem aktivierten Zustand in einen deaktivierten Zustand zu überführen. Reißt dann im Zuge der weiteren Fortbewegung des Trägers, etwa ein Abstandssensorsignal ab, so hat dies keinerlei Auswirkungen mehr auf die Ansteuerung des Magnetlagers bzw. seines Elektromagneten, da sich das Magnetlager dann bereits in einem deaktivierten Zustand befindet. Folglich geht in solchen Situationen vom außer Eingriff gelangten Magnetlager keinerlei oder nur noch eine geringe Wechselwirkung mit dem Träger aus.The time and / or position function provides an association of a control signal, which bears the electromagnet of the magnetic bearing, with a current position of the carrier. The actual position of the carrier relative to the magnetic bearing can be determined in knowledge of the carrier speed in the transport direction and as a result of determining the passage of the carrier past a known reference point. The control signal for the electromagnet of the respective magnetic bearing can also be provided via a time function. In this way, it can be avoided that the magnetic bearing in question directly with detection of the carrier applies too much holding or bearing force, which could affect the equilibrium position of the carrier, which is held by other magnetic bearings. Similarly, for the disengagement of, for example, the rearward in the direction of movement of the carrier carrier with a respective magnetic bearing may be already controlled before reaching a disengaged position of the carrier and magnetic bearing magnetic bearing in question and / or continuously from an activated state into a deactivated state. Then tears in the course of further movement of the carrier, such as a distance sensor signal, so this has no effect on the control of the magnetic bearing or its electromagnet, since the magnetic bearing is then already in a deactivated state. Consequently, in such situations disengages from Magnetic bearings did not interact with the carrier, or interacted only slightly.
Es ist natürlich auch denkbar, dass das selektierte Magnetlager auf jeden denkbaren Zwischenwert zwischen dem aktivierten Zustand und dem deaktivierten Zustand einstellbar ist. Es ist insbesondere denkbar, den Übergang vom aktivierten zum deaktivierten Zustand als auch vom deaktivierten zum aktivierten Zustand geschwindigkeitsabhängig zu regeln. Es ist insbesondere denkbar, dass die Steuerung den aktivierten Zustand dann einstellt, wenn sich das betreffende Magnetlager innerhalb eines vorgegebenen Abstands zur vorderen oder hinteren Begrenzung des Trägers befindet. Ein deaktivierter Zustand sollte bevorzugt dann erreicht sein, wenn die in Transportrichtung liegende vordere oder hintere Begrenzung des Trägers vollständig außerhalb des Wirkungsbereichs des betreffenden Magnetlagers gelangt ist.Of course, it is also conceivable that the selected magnetic bearing is adjustable to any conceivable intermediate value between the activated state and the deactivated state. In particular, it is conceivable to regulate the transition from the activated to the deactivated state as well as from the deactivated to the activated state as a function of the speed. It is particularly conceivable that the controller adjusts the activated state when the magnetic bearing in question is within a predetermined distance to the front or rear boundary of the carrier. A deactivated state should preferably be reached when the front or rear boundary of the carrier lying in the transport direction has completely come outside the effective range of the respective magnetic bearing.
Die zeitliche Funktion kann beispielsweise einen Strom zur Beaufschlagung des Elektromagneten des Magnetlagers über die Zeit darstellen. Die Funktion selbst kann etwa nach Art einer geradlinigen Rampe, einer Parabel, einer Hyperbel oder aber auch beliebige Verlaufsformen aufweisen. Es ist ferner denkbar, dass die Funktion auch gewisse unstetige bzw. Sprungstellen aufweist, wenn dies der Einhaltung eines geforderten Abstandes zwischen Träger und Basis dient.The temporal function can represent, for example, a current for acting on the electromagnet of the magnetic bearing over time. The function itself can have the nature of a rectilinear ramp, a parabola, a hyperbola, or any other shape. It is also conceivable that the function also has certain unsteady or discontinuous points, if this serves to maintain a required distance between carrier and base.
Die Steigung der Funktion bzw. das vorgegebene Zeitintervall, innerhalb welchem der aktivierte Zustand der Funktion folgend in den deaktivierten Zustand und umgekehrt übergeht, kann mit der Geschwindigkeit der Bewegung des Trägers in Transportrichtung korrelieren. Bei hohen Geschwindigkeiten findet der Übergang vom aktivierten Zustand in den deaktivierten Zustand oder umgekehrt vom deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand innerhalb eines vergleichsweise kurzen Zeitintervalls statt. Bei vergleichsweise geringen Transportgeschwindigkeiten kann die zeitliche Funktion dementsprechend zeitlich gestreckt sein.The slope of the function or the predetermined time interval, within which the activated state of the function following in the deactivated state and vice versa, can correlate with the speed of movement of the carrier in the transport direction. At high speeds, the transition from the activated state to the deactivated state or conversely from the deactivated state to the activated state takes place within a comparatively short time interval. At comparatively low transport speeds, the temporal function can accordingly be extended in time.
Es ist ferner denkbar, dass auch der Verlauf der zeitlichen Funktion geschwindigkeitsabhängig variiert. Derartige Variationen können beispielsweise vom Trägheitsverhalten des Trägers als auch seiner Wechselwirkung mit den einzelnen Magnetlagern herrühren.It is also conceivable that the course of the temporal function varies depending on the speed. Such variations may be due, for example, to the inertial behavior of the carrier as well as its interaction with the individual magnetic bearings.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuerung dazu ausgebildet, zumindest ein Magnetlager über ein vorgegebenes Zeitintervall von einem deaktivierten Zustand (D) kontinuierlich in einen aktivierten Zustand (A) zu überführen und/oder umgekehrt, von einem aktivierten Zustand (A) kontinuierlich in einen deaktivierten Zustand (D) zu überführen. Mittels eines kontinuierlichen Übergangs zwischen deaktiviertem und aktiviertem Zustand kann die Steuerung eines sanftes Aktivieren und/oder Deaktivieren einzelner Magnetlager bewirken.According to a further embodiment, the controller is designed to continuously convert at least one magnetic bearing over a predetermined time interval from a deactivated state (D) to an activated state (A) and / or vice versa, from an activated state (A) continuously to a deactivated one State (D) to convict. By means of a continuous transition between deactivated and activated state, the control can cause a gentle activation and / or deactivation of individual magnetic bearings.
Dies kann sich insbesondere beim In-Eingriff- oder Außer-Eingriff-Gelangen zwischen einzelnen Magnetlagern und Träger als vorteilhaft erweisen. Entsprechend einer kontinuierlichen Bewegung des Trägers gegenüber der Basis kann mittels einer kontinuierlich oder stetig ausgestalteten zeitlichen Funktion eine vergleichsweise sanfte und störungsarme bzw. störungsfreie Übergabe des Trägers von einem Magnetlager an ein in Transportrichtung folgendes Magnetlager stattfinden.This may prove to be advantageous in particular when engaging or disengaging between individual magnetic bearings and carriers. In accordance with a continuous movement of the carrier relative to the base, a comparatively smooth and low-interference or trouble-free transfer of the carrier from a magnetic bearing to a subsequent magnetic bearing in the transport direction can take place by means of a continuously or continuously configured temporal function.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Erfassungseinrichtung von einer Datenübertragungseinrichtung, etwa von einem Datenbus gespeist. Über die Datenübertragungseinrichtung kann die Position des Trägers in Transportrichtung und/oder die Geschwindigkeit der momentanen Bewegung des Trägers in Transportrichtung bereitgestellt werden. Die Datenübertragungseinrichtung kann insbesondere mit dem sich typischerweise entlang der Transportrichtung erstreckenden Antrieb gekoppelt sein. Dieser kann zum Beispiel eine in Transportrichtung verlaufende räumliche Codierung aufweisen, die eine Ermittlung der Position des Trägers in Transportrichtung ermöglicht.According to a further embodiment, the detection device is powered by a data transmission device, such as a data bus. Via the data transmission device, the position of the carrier in the transport direction and / or the speed of the instantaneous movement of the carrier in the transport direction can be provided. The data transmission device can in particular be coupled to the drive, which typically extends along the transport direction. This can have, for example, a spatial coding extending in the transport direction, which makes it possible to determine the position of the carrier in the transport direction.
Beispielsweise kann der Antrieb durch seine Kopplung mit der Erfassungseinrichtung Positions- und/oder Geschwindigkeitsparameter des Trägers bereitstellen. Es ist aber auch denkbar, dass eine globale Steuerung der Transportvorrichtung oder eine Prozesseinrichtung, welche zur Durchführung eines Behandlungsprozesses des Objekts oder des Substrats ausgebildet ist, derartige Steuer-, Positions- und Geschwindigkeitsbefehle erzeugt und ausgibt, die vom Antrieb der Transportvorrichtung umsetzbar sind. Insoweit könnte die Erfassungseinrichtung lediglich durch Kopplung mit der Prozesssteuerung entsprechende Positions- und/oder Geschwindigkeitsparameter des Trägers erhalten und der Steuerung der Transportvorrichtung zur selektiven Ansteuerung einzelner Magnetlager bereitstellen.For example, the drive can provide position and / or speed parameters of the carrier by its coupling with the detection device. But it is also conceivable that a global control of the transport device or a process device which is designed to carry out a treatment process of the object or the substrate generates and outputs such control, position and speed commands that can be implemented by the drive of the transport device. In that regard, the detection device could receive only by coupling with the process control corresponding position and / or speed parameters of the carrier and provide the control of the transport device for selective control of individual magnetic bearings.
Das Bereitstellen von Positions- und/oder Geschwindigkeitsparametern über eine Datenübertragungseinrichtung ist für das Nachrüsten bestehender Transportvorrichtungen besonders vorteilhaft, da hierbei für die Ermittlung der Trägerposition in Transportrichtung und/oder für die Geschwindigkeitsermittlung keinerlei zusätzliche Komponenten vorgehalten und installiert werden müssen. Die Trägerposition und/oder Trägergeschwindigkeit wäre in einer etwa busbasierten Datenübertragungseinrichtung, welche beispielsweise auch sämtliche Magnetlager miteinander vernetzen kann, ohnehin vorhanden.The provision of position and / or speed parameters via a data transmission device is particularly advantageous for the retrofitting of existing transport devices, since in this case no additional components need be reserved and installed for determining the carrier position in the transport direction and / or for the speed determination. The carrier position and / or carrier speed would be in an approximately bus-based data transmission device, which For example, all magnetic bearings can network with each other, anyway available.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Erfassungseinrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Trägers ausgebildet. Die Steuerung ist dabei ferner dazu ausgebildet und vorgesehen, zumindest ein Magnetlager in Abhängigkeit der ermittelten Trägergeschwindigkeit anzusteuern. Die Trägergeschwindigkeit in Transportrichtung kann entweder von einer oder von mehreren Erfassungseinrichtungen direkt gemessen werden oder aber, so etwa bei einer Ausgestaltung in Form einer Datenübertragungseinrichtung, beispielsweise über den Antrieb oder über eine globale Steuerung der Transportvorrichtung bereitgestellt werden.According to a further embodiment, the detection device is designed to determine the speed of the carrier. The controller is also designed and provided to control at least one magnetic bearing as a function of the determined carrier speed. The carrier speed in the transport direction can either be measured directly by one or more detection devices or, for example, provided in the form of a data transmission device, for example via the drive or via global control of the transport device.
Die Erfassungseinrichtung kann zum selbstständigen Bestimmen und Messen sowohl der Trägerposition als auch Trägergeschwindigkeit ausgestaltet sein. Sie kann hierfür zumindest einen, bevorzugt mehrere entlang der Transportrichtung angeordnete Sensoren aufweisen, die beispielsweise ein Vorbeigleiten des Trägers detektieren. Aufgrund der bekannten Position einzelner Sensoren und deren Abstand in Transportrichtung können somit Positions- als auch Geschwindigkeitsparameter des Trägers ermittelt und der Steuerung zur Verfügung gestellt werden. Es ist ferner denkbar, dass die Erfassungseinrichtung beispielsweise ein visuelles Detektionssystem, etwa ein Kamerasystem aufweist, um die Position und/oder Geschwindigkeit des Trägers zu ermitteln.The detection device can be designed to independently determine and measure both the carrier position and the carrier speed. For this purpose, it can have at least one, preferably a plurality of sensors arranged along the transport direction, which sensors detect, for example, a slipping past of the carrier. Due to the known position of individual sensors and their distance in the transport direction thus position and speed parameters of the carrier can be determined and made available to the controller. It is also conceivable that the detection device has, for example, a visual detection system, for example a camera system, in order to determine the position and / or speed of the carrier.
Für die selektive Ansteuerung einzelner Magnetlager während eines Transports des Trägers entlang der Basis ist vor allem die aktuelle Position des Trägers relativ zur Basis zu bestimmen. Dies kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Zum einen kann über den Antrieb eine momentane Absolutposition des Trägers ermittelt und über eine datentechnische Kopplung zwischen Antrieb und Steuerung an die Steuerung übermittelt werden. Weiterhin ist denkbar, in Kenntnis einer konstanten Geschwindigkeit des Trägers in Transportrichtung lediglich das Vorbeifahren etwa einer vorderen Begrenzung an einem Magnetlager etwa mittels eines Positionsensors zu detektieren. In Kenntnis der Position des Trägers zu einem Zeitpunkt und in Kenntnis der vorherrschenden Geschwindigkeit ist die momentane Position des Trägers zu jedem Zeitpunkt bestimmbar bzw. vorherbestimmbar. Die Geschwindigkeit kann z. B. über eine Datenübertragungseinrichtung bereitgestellt werden.For the selective control of individual magnetic bearings during transport of the carrier along the base, it is above all the current position of the carrier relative to the base that has to be determined. This can be done in different ways. On the one hand, a momentary absolute position of the carrier can be determined via the drive and transmitted to the controller via a data link between the drive and the controller. Furthermore, it is conceivable, with knowledge of a constant speed of the carrier in the transport direction, to detect only the passing of, for example, a front boundary on a magnetic bearing, for example by means of a position sensor. With knowledge of the position of the carrier at a time and with knowledge of the prevailing speed, the instantaneous position of the carrier can be determined or predicted at any time. The speed can z. B. be provided via a data transmission device.
Ferner ist denkbar, die Position des Trägers in Transportrichtung mittels eines oder mehrerer Positions- und/oder Abstandssensoren zu messen. Es können hierfür etwa ein oder mehrere in Transportrichtung berührungslos messende Sensoren vorgesehen sein. Mittels in Transportrichtung messenden und in ein oder mehrere Magnetlager integrierten Sensoren ist eine Anbindung an eine Datenübertragungseinrichtung nicht erforderlich, bzw. der Datentransfer in einem Bussystem kann in vorteilhafter Weise reduziert werden.It is also conceivable to measure the position of the carrier in the transport direction by means of one or more position and / or distance sensors. It can be provided for this purpose, for example, one or more non-contact in the transport direction sensors. By means of sensors which measure in the direction of transport and are integrated into one or more magnetic bearings, a connection to a data transmission device is not required, or the data transfer in a bus system can be reduced in an advantageous manner.
Die Steuerung kann nach einer weiteren Ausgestaltung entweder als globale Steuerung ausgestaltet sein, welche beispielsweise mit sämtlichen Magnetlagern der Transportvorrichtung gekoppelt ist. Auf diese Art und Weise können mittels einer einzigen Steuerung einzelne Magnetlager gezielt angesteuert und dementsprechend aktiviert oder deaktiviert werden. Alternativ hierzu ist aber auch denkbar, dass mehrere dezentrale Steuerungen vorgesehen sind, welche jeweils mit einer gesonderten Erfassungseinrichtung gekoppelt sind.The controller may be configured according to a further embodiment either as a global controller, which is coupled, for example, with all the magnetic bearings of the transport device. In this way, individual magnetic bearings can be selectively controlled and accordingly activated or deactivated by means of a single control. Alternatively, however, it is also conceivable that a plurality of decentralized controls are provided, which are each coupled to a separate detection device.
Positions- und Geschwindigkeitsparameter können auf diese Art und Weise lokal bzw. dezentral ermittelt und dementsprechend unmittelbar zur Ansteuerung betroffener Magnetlager verwendet werden. Eine derartige Lösung verringert den Datenverkehr etwa einer Datenübertragungseinrichtung, wie etwa eines sämtliche Komponenten der Transportvorrichtung datentechnisch miteinander koppelndes Bussystem.Position and speed parameters can be determined locally or decentrally in this manner and accordingly be used directly to control affected magnetic bearings. Such a solution reduces the data traffic, for example, to a data transmission device, such as a bus system which couples data components to one another in terms of data technology.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weisen eine Anzahl der Magnetlager jeweils einen Elektromagnet und eine einen Abstandssensor umfassende Regelschleife zum berührungslosen Lagern des Trägers an der Basis auf. Die Regelschleife des Magnetlagers umfasst neben dem Abstandssensor typischerweise einen mit dem Abstandssensor gekoppelten Sollwertgeber, einen Regler sowie einen Verstärker. Über den Sollwertgeber kann dem Regler ein Istwert für den Abstand zwischen Basis und Träger bereitgestellt werden.According to a further embodiment, a number of magnetic bearings each have an electromagnet and a control loop comprising a distance sensor for non-contact bearing of the carrier on the base. The control loop of the magnetic bearing typically comprises, in addition to the distance sensor, a desired value transmitter coupled to the distance sensor, a controller and an amplifier. The setpoint generator can be used to provide the controller with an actual value for the distance between base and carrier.
Der jeweils vorherrschende Abstand kann mittels des Abstandssensors erfasst und quantitativ gemessen werden. Ein entsprechendes Messsignal kann dann als Istwert mit dem Sollwert verglichen werden, damit der Elektromagnet zur Einhaltung eines vorgegebenen Abstandes mit entsprechenden elektrischen Signalen beaufschlagbar ist. Die Regelschleife kann bei einer digitalen Implementierung einer vorgegebenen Taktung, typischerweise im Bereich einiger Kilohertz unterliegen. Es sind aber auch analoge Implementierungen der Regelschleife denkbar, sodass die Regelschleife auf etwaige Abstandsänderungen jeweils weitreichend verzögerungsfrei reagieren kann. Mittels der aus Sensor, Sollwertgeber, Regler, Verstärker und Elektromagnet gebildete Regelschleife kann das Magnetlager als aktiv geregeltes Magnetlager ausgestaltet sein.The prevailing distance can be detected by means of the distance sensor and measured quantitatively. A corresponding measurement signal can then be compared as an actual value with the desired value, so that the electromagnet can be acted upon by corresponding electrical signals to maintain a predetermined distance. The control loop may be subject to a predetermined clocking, typically in the order of a few kilohertz, in a digital implementation. However, analogue implementations of the control loop are also conceivable, so that the control loop can respond to any distance changes in each case with far-reaching delay. By means of the control loop formed from sensor, setpoint generator, regulator, amplifier and electromagnet, the magnetic bearing can be designed as actively controlled magnetic bearing.
Insbesondere, wenn jedes der an der Basis angeordneten Magnetlager eine eigene Regelschleife aufweist, kann der Datentransfer zwischen etwa einer zentralen Steuerung und/oder einem sämtliche Magnetlager miteinander verbindenden Bussystem in vorteilhafter Weise reduziert werden. In particular, if each of the magnetic bearings arranged on the base has its own control loop, the data transfer between, for example, a central control and / or a bus system interconnecting all magnetic bearings can be reduced in an advantageous manner.
Mittels der Regelschleife kann jedes der Magnetlager quasi autark, vergleichbar einer Aufhängungsfeder agieren und auf Abstandsveränderungen zwischen Träger und Basis reagieren. Die Abstandssensoren sind zur qualitativen und quantitativen Detektion und Bestimmung von Abständen in einer Ebene senkrecht zur Transportrichtung, das heißt in einer x-y-Ebene ausgebildet. Für die seitliche Lagerung, das heißt für die Positionskontrolle des Trägers in Querrichtung (x) können an den gegenüberliegenden Außenseiten des Trägers zwei Elektromagnete an der Basis vorgesehen sein. Bei bidirektional wirkenden Magnetlagern, die z. B. einen zug- und druckkrafterzeugenden Lorenzaktor aufweisen können genügt auch eine einseitige Anordnung. Zur Kompensation der Gewichtskraft ist grundsätzlich das Bereitstellen einer Reihe von Elektromagneten, etwa oberhalb des Trägers vorzusehen. Typischerweise sind zur Kompensation der Gewichtskraft und zum schwebenden und berührungslosen Lagern des Trägers in einer Ebene senkrecht zur Transportrichtung (z) jeweils zwei in Querrichtung (x) voneinander beabstandete, etwa am linken und rechten Außenrands des Trägers vorgesehene Magnetlager oberhalb des Trägers an der Basis angeordnet.By means of the control loop, each of the magnetic bearings can act quasi self-sufficient, comparable to a suspension spring and respond to changes in distance between the carrier and the base. The distance sensors are for the qualitative and quantitative detection and determination of distances in a plane perpendicular to the transport direction, that is formed in an x-y plane. For the lateral storage, that is, for the position control of the carrier in the transverse direction (x), two electromagnets may be provided on the base on the opposite outer sides of the carrier. For bidirectionally acting magnetic bearings z. B. may have a tension and pressure force generating Lorenzaktor can also satisfy a one-sided arrangement. To compensate for the weight is basically the provision of a series of electromagnets, to provide approximately above the carrier. Typically, to compensate for the weight and for floating and non-contact bearings of the carrier in a plane perpendicular to the transport direction (z) each two transversely (x) spaced from each other, approximately at the left and right outer edge of the carrier provided magnetic bearing above the support to the base ,
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist Erfassungseinrichtung zumindest einen an einem der Magnetlager angeordneten Positionssensor oder Abstandssensor auf. Es ist dabei von Vorteil ferner vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung datentechnisch mit einer Datenübertragungseinrichtung, etwa mit einem Datenbussystem gekoppelt oder von einem derartigen System gebildet ist. Es ist dabei von Vorteil wenn der Erfassungseinrichtung mittels einer datentechnischen Kopplung, etwa mit dem Antrieb, die tatsächliche Geschwindigkeit des Trägers in Transportrichtung z. B. kontinuierlich bereitgestellt wird. Zur Positionsbestimmung des Träger genügt es dann, wenn lediglich ein erstes oder eines der ersten in Transportrichtung liegenden Magnetlager mit einem Positions- oder Abstandssensor versehen ist, mittels welchem das Passieren des Trägers am betreffenden Magnetlager detektierbar ist.In accordance with a further embodiment, detection device has at least one position sensor or distance sensor arranged on one of the magnetic bearings. In this case, it is also advantageously provided that the detection device is data-technologically coupled to a data transmission device, such as a data bus system, or is formed by such a system. It is advantageous if the detection device by means of a data-technical coupling, such as with the drive, the actual speed of the carrier in the transport direction z. B. is provided continuously. To determine the position of the carrier, it is sufficient if only a first or one of the first lying in the direction of transport magnetic bearing is provided with a position or distance sensor, by means of which the passage of the carrier at the respective magnetic bearing is detectable.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Erfassungseinrichtung mehrere berührungslose Positionssensoren auf, von denen jeweils zumindest einer an den Magnetlagern angeordnet sind, und welche zur Ermittlung einer Position des Trägers in Transportrichtung (z) relativ zu einem jeweiligen Magnetlager ausgebildet sind. Die Positionssensoren können im Vergleich zu den Abstandssensoren der Regelschleife der jeweiligen Magnetlager vergleichsweise simpel und kostengünstig ausgebildet sein. Während der Abstandssensor möglichst präzise einen Abstand in Wirkungsrichtung des Magnetlagers zu bestimmen hat, genügt es, wenn die Positionssensoren lediglich ein binäres Signal bereitstellen, welches Aufschluss darüber gibt, ob sich der Träger innerhalb oder außerhalb des vom Positionssensor erfassbaren Bereichs befindet. Der Positionssensor kann ähnlich einer Lichtschranke implementiert sein, sodass er lediglich der Bestimmung dient, ob sich der Träger zu einem vorgegebenen Zeitpunkt im Bereich des Magnetlagers befindet.According to a further embodiment, the detection device has a plurality of non-contact position sensors, of which at least one are respectively arranged on the magnetic bearings, and which are designed to determine a position of the carrier in the transport direction (z) relative to a respective magnetic bearing. The position sensors can be comparatively simple and inexpensive compared to the distance sensors of the control loop of the respective magnetic bearings. While the distance sensor has to determine a distance in the direction of action of the magnetic bearing as precisely as possible, it is sufficient if the position sensors merely provide a binary signal which provides information as to whether the carrier is located inside or outside the range detectable by the position sensor. The position sensor may be implemented similar to a light barrier, so that it serves only to determine whether the carrier is at a given time in the region of the magnetic bearing.
Die Positionssensoren können auf vielfältigste Weise implementiert sein. Denkbar sind optische Sensoren, kapazitive Sensoren als auch magnetische Sensoren, die beispielsweise den Hall-Effekt ausnutzen. Indem die Erfassungseinrichtung in Form beispielsweise eines an jedem Magnetlager angeordneten Positionssensors ausgebildet ist, wird ein Positionssensor-Array in Transportrichtung bereitgestellt, mittels welchem, insbesondere durch Vernetzung mehrerer Positionssensoren nicht nur die aktuelle Position des Trägers, sondern auch seine Geschwindigkeit ermittelbar ist. Die Anordnung der Positionssensoren unmittelbar an den Magnetlagern ist insoweit von Vorteil, als dass mit vergleichsweise einfach implementierten und kostengünstig realisierbaren Positionssensoren beispielsweise das Einfahren oder Ausfahren einer vorderen oder hinteren Begrenzung im oder aus dem Wirkungsbereich eines Magnetlagers präzise ermittelbar ist.The position sensors can be implemented in a variety of ways. Conceivable are optical sensors, capacitive sensors as well as magnetic sensors that exploit, for example, the Hall effect. By the detection device is designed in the form of, for example, a position sensor disposed on each magnetic bearing, a position sensor array is provided in the transport direction, by means of which not only the current position of the carrier, but also its speed can be determined, in particular by networking multiple position sensors. The arrangement of the position sensors directly on the magnetic bearings is advantageous to the extent that with comparatively simple implemented and inexpensive realizable position sensors, for example, the retraction or extension of a front or rear boundary in or out of the range of action of a magnetic bearing is precisely determined.
Nach einer weiteren Ausgestaltung sind an zumindest einem der Magnetlager, typischerweise an sämtlichen Magnetlagern ein Abstandssensor und zumindest ein Positionssensor angeordnet. Der Positionssensor kann dabei, bezogen auf die Transportrichtung, versetzt zum Abstandssensor angeordnet. Bezogen auf die Transportrichtung kann der Positionssensor dem Abstandssensor vorgelagert oder aber auch nachgelagert sein. Der betreffende Positionssensor kann auf diese Art und Weise eine vordere oder hintere Begrenzung des Trägers ermitteln, bevor diese entweder in den Wirkungsbereich des Magnetlagers oder außerhalb des Wirkungsbereichs des Magnetlagers gelangt. Auf diese Art und Weise kann die Position vorderer und/oder hinterer Begrenzungen des Trägers vorausschauend, das heißt vor Auftreten einer entsprechenden magnetischen Wechselwirkung mit dem betreffenden Magnetlager ermittelt werden.According to a further embodiment, a distance sensor and at least one position sensor are arranged on at least one of the magnetic bearings, typically on all magnetic bearings. The position sensor can, with respect to the transport direction, offset from the distance sensor arranged. Based on the transport direction of the position sensor can be upstream of the distance sensor or also downstream. The position sensor in question can in this way determine a front or rear boundary of the carrier before it either enters the effective range of the magnetic bearing or outside the effective range of the magnetic bearing. In this way, the position of the front and / or rear limits of the carrier can be determined in advance, that is to say before the occurrence of a corresponding magnetic interaction with the relevant magnetic bearing.
Nach einer weiteren Ausgestaltung sind an zumindest einem der Magnetlager, typischerweise an sämtlichen Magnetlagern zwei Positionssensoren in Transportrichtung (z) beabstandet zueinander angeordnet. Der Abstandssensors des Magnetlagers befindet sich hierbei, bezogen auf die Transportrichtung zwischen den zwei Positionssensoren. Ein Positionssensor ist somit, bezogen auf die Transportrichtung, dem Abstandssensor vorgelagert, während der andere Positionssensor dem Abstandssensor nachgelagert ist.According to a further embodiment, two position sensors in the transport direction (z) are arranged at a distance from one another on at least one of the magnetic bearings, typically on all magnetic bearings. The distance sensor of the magnetic bearing is in this case, based on the transport direction between the two position sensors. A position sensor is thus, in relation to the transport direction, upstream of the distance sensor, while the other position sensor is located downstream of the distance sensor.
Auf diese Art und Weise können vorwärts und rückwärts gerichtete Bewegungen in Transportrichtung des Trägers gleichermaßen, sozusagen spiegelsymmetrisch ermittelt werden. Das Bereitstellen zweier Positionssensoren ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Transportvorrichtung für Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Trägers gegenüber der Basis ausgelegt ist. Dann nämlich wechseln vordere und hintere Begrenzungen des Trägers in Bezug auf die jeweilige Transportrichtung.In this way, forward and backward movements in the transport direction of the carrier alike, so to speak mirror-symmetrically determined. The provision of two position sensors is particularly advantageous when the transport device is designed for forward and backward movements of the carrier relative to the base. Then change namely front and rear boundaries of the carrier with respect to the respective transport direction.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann aber auch der Abstandssensor eines Magnetlagers, welcher typischerweise in die Regelschleife des Magnetlagers eingebunden ist, als Erfassungseinheit fungieren und dementsprechend sowohl zur Detektion einer in Transportrichtung (z) vorn und/oder hinten liegenden geometrischen Begrenzung des Trägers als auch zur Bestimmung eines Abstandes (d) zwischen Träger und Basis in einer Ebene senkrecht zur Transportrichtung des Trägers, typischerweise in der x-y-Ebene, ausgebildet sein.According to a further embodiment, however, the distance sensor of a magnetic bearing, which is typically integrated into the control loop of the magnetic bearing, act as a detection unit and accordingly both for detecting in the transport direction (z) front and / or rear geometric boundary of the carrier and for determination a distance (d) between the carrier and base in a plane perpendicular to the transport direction of the carrier, typically in the xy plane, be formed.
Der Abstandssensor, welcher typischerweise als magnetischer Sensor ausgebildet und auf der Ausnutzung des Hall-Effekts beruhen kann, ist grundsätzlich auch in der Lage, die Position des Trägers in Transportrichtung zu bestimmen, insbesondere das Vorbeifahren einer vorderen und/oder hinteren Begrenzung des Trägers am betreffenden Magnetlager zu detektieren.The distance sensor, which is typically designed as a magnetic sensor and based on the utilization of the Hall effect, is basically also able to determine the position of the carrier in the transport direction, in particular the passing of a front and / or rear boundary of the carrier on the relevant Magnetic bearing to detect.
Eine derartige Ausgestaltung erfordert unter Umständen zwei unterschiedliche Betriebsmodi des Abstandssensors. In einem ersten oder Grundmodus kann der Abstandssensor zur Positionsdetektion des Trägers ausgestaltet sein. Hat der Abstandssensor beispielsweise einen mit seiner vorderen Begrenzung in den Wirkungsbereich des Sensors bzw. des Magnetlagers einfahrenden Träger detektiert, kann er dies an die zentrale oder lokale Steuerung übermitteln, sodass diese das betreffende Magnetlager in vorgesehener Art und Weise ansteuert.Such a configuration may require two different operating modes of the distance sensor. In a first or basic mode, the distance sensor may be designed for position detection of the carrier. For example, if the distance sensor has detected a carrier entering with its front boundary into the area of action of the sensor or of the magnetic bearing, it can transmit this to the central or local control so that it drives the relevant magnetic bearing in the intended manner.
Mit oder vor einem Erreichen eines vollständig aktivierten Zustands kann der Abstandssensor dann in einen zweiten oder Abstandsmodus geschaltet werden, in welchem er den Abstand in Wirkrichtung des Magnetlagers quantitativ und präzise für die aktive Regelung des Magnetlagers bestimmt.With or before reaching a fully activated state of the distance sensor can then be switched to a second or distance mode in which it determines the distance in the direction of action of the magnetic bearing quantitatively and precisely for the active control of the magnetic bearing.
Nach einer Weiterbildung hiervon kann ferner vorgesehen sein, dass der Träger in einem unmittelbar angrenzend an eine vorn und/oder hinten liegende Begrenzung einen im Zuge des Transports des Trägers in den Wirkbereich des Magnetlagers gelangenden nicht unmagnetischen, d. h. nicht ferromagnetischen und nicht permanentmagnetischen, Abschnitt aufweist. Der Abschnitt ist insbesondere weitgehend wechselwirkungsfrei mit dem Magnetlager. Da die vordere und/oder hintere geometrische Begrenzung des Trägers vom Abstandssensor ermittelbar ist, kann eine derartige Positionserkennung des Anschalten und/oder Abschalten des betreffenden Magnetlagers triggern oder initiieren.According to a further development of this, it can further be provided that the carrier in a border immediately adjacent to a front and / or rear end reaches a non-magnetic, ie non-magnetic, path which passes into the effective region of the magnetic bearing during transport of the carrier. H. non-ferromagnetic and not permanent magnetic, section has. The section is in particular largely free of interaction with the magnetic bearing. Since the front and / or rear geometric boundary of the carrier can be determined by the distance sensor, such a position detection of the switching on and / or off of the respective magnetic bearing can trigger or initiate.
Wird das Magnetlager beispielsweise durch Detektion der vorderen Begrenzung beim Hineinfahren des Trägers in den Wirkungsbereich des Magnetlagers aktiviert, so hat jene Aktivierung zunächst keinen oder nur einen geringfügigen Einfluss auf den Träger, da lediglich der vorn liegende unmagnetische Abschnitt des Trägers in den Wirkungsbereich des Magnetlagers gelangt. Erst mit Fortschreiten der Vorwärtsbewegung des Trägers gelangt ein sich an den vorderen unmagnetischer Abschnitt angrenzender ferromagnetischer und/oder permanentmagnetischer Abschnitt sukzessive in den Wirkungsbereich des bereits vollständig aktivierten Magnetlagers, wodurch eine Halte-, Stütz- oder Lagerkraft für den Träger kontinuierlich und sukzessive aufbaubar ist.If the magnetic bearing is activated, for example, by detecting the front boundary when the carrier enters the area of action of the magnetic bearing, that activation initially has no or only a slight influence on the carrier, since only the non-magnetic portion of the carrier lying in front reaches the effective area of the magnetic bearing , Only with the advance of the forward movement of the carrier, a ferromagnetic and / or permanent magnetic section adjacent to the front nonmagnetic section passes successively into the area of action of the already fully activated magnetic bearing, whereby a holding, supporting or bearing force for the carrier can be built up continuously and successively.
Bei jener Ausgestaltung, bei welcher ein mit den Magnetlagern in Wirkverbindung tretender ferromagnetischer Bereich des Trägers nur einen Teilbereich der geometrischen Außenabmessung des Trägers in Transportrichtung ausfüllt, kann die selektive Ansteuerung einzelner Magnetlager auch instantan erfolgen, wobei die zeitlich Funktion zur Ansteuerung der Magnetlager beispielsweise eine Sprung- oder Deltafunktion darstellen kann.In that embodiment, in which a ferromagnetic region of the carrier which is in operative connection with the magnetic bearings only fills a subregion of the geometrical outer dimension of the carrier in the transport direction, the selective actuation of individual magnetic bearings can also take place instantaneously, wherein the time function for activating the magnetic bearings is for example a jump or delta function.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner denkbar, dass an zumindest einem der Magnetlager zumindest zwei in Transportrichtung (z) voneinander beabstandete Abstandssensoren angeordnet sind, von denen zumindest einer als Erfassungseinheit fungiert. Es ist hierbei denkbar, dass einer der Abstandssensoren permanent als Positionssensor fungiert, während der andere Abstandssensor zur quantitativen Messung des Abstandes zwischen Träger und Basis des Magnetlagers fungiert. Anstelle einer statischen Funktionszuweisung der beiden Abstandssensoren ist aber auch eine dynamische Zuweisung, insbesondere ein Funktionswechsel der zwei Abstandssensoren denkbar. Dies insbesondere dann, wenn das betreffende Magnetlager mit einem mittleren Bereich des Trägers wechselwirkt, welcher, bezogen auf die Transportrichtung zwischen, etwa mittig zwischen der vorderen und der hinteren Begrenzung des Trägers liegt.According to a further embodiment, it is also conceivable that at least two distance sensors spaced apart from one another in the transport direction (z) are arranged on at least one of the magnetic bearings, of which at least one acts as a detection unit. It is conceivable that one of the distance sensors permanently acts as a position sensor, while the other distance sensor for quantitative measurement of the distance between the carrier and the base of the magnetic bearing functions. Instead of a static function assignment of the two distance sensors but also a dynamic assignment, in particular a change in function of the two distance sensors is conceivable. This in particular when the magnetic bearing in question interacts with a central region of the carrier, which, based on the transport direction between, is located approximately centrally between the front and the rear boundary of the carrier.
Nach einem weiteren nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zum Bewegen und/oder Positionieren von Objekten mittels einer zuvor beschriebenen Transportvorrichtung. Das Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf:
- – Bewegen des Trägers in Transportrichtung entlang der Basis mittels des Antriebs
- – Ermitteln einer Position des Trägers in Transportrichtung relativ zu den Magnetlagern mittels einer Erfassungseinrichtung sowie
- – selektives Ansteuern zumindest eines mit dem Träger in magnetischer Wirkverbindung stehenden oder innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls erst zukünftig mit dem Träger in Wirkverbindung tretenden Magnetlagers, jeweils in Abhängigkeit der ermittelten Position des Trägers.
- - Moving the carrier in the transport direction along the base by means of the drive
- - Determining a position of the carrier in the transport direction relative to the magnetic bearings by means of a detection device and
- - Selective driving at least one with the carrier in magnetic operative connection or within a predetermined time interval only in the future in operative connection with the carrier passing active magnetic bearing, respectively depending on the determined position of the carrier.
Das betreffende Verfahren ist mittels der zuvor beschriebenen Transportvorrichtung durchführbar. Insoweit gelten sämtliche zur Transportvorrichtung beschriebenen Merkmale und Vorteil auch in gleicher Art und Weise für das Verfahren; und umgekehrt.The method in question can be carried out by means of the transport device described above. In that regard, all features and advantages described for the transport device also apply in the same manner for the method; and vice versa.
Nach einer weiteren Ausgestaltung hiervon wird das mit dem Träger in Wirkverbindung stehende oder innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls mit dem Träger in Wirkverbindung tretende Magnetlager einer vorgegebenen zeitlichen Funktion folgend, zwischen einem aktivierten und deaktivierten Zustand angesteuert. Insoweit können durch die Positionsermittlung des Trägers in Transportrichtung die demnächst mit dem Träger in Wirkverbindung tretenden Magnetlager vorausschauend und bereits vorab einer vorgegebenen zeitlichen Funktion, etwa rampenartig und dementsprechend sanft angesteuert bzw. angeschaltet oder aktiviert werden. Eine Übergabe des Trägers an das dementsprechend sanft aktivierbare Magnetlager kann auf diese Art und Weise besonders präzise und weitreichend störungsfrei erfolgen.According to a further refinement of this, the magnetic bearing, which is in operative connection with the carrier or comes into operative connection with the carrier within a predetermined time interval, is driven between an activated and deactivated state following a predetermined temporal function. In that regard, by the position determination of the carrier in the transport direction the soon coming to the carrier operatively connected magnetic bearing anticipatory and already beforehand a predetermined temporal function, such as ramped and accordingly gently controlled or turned on or activated. A transfer of the carrier to the accordingly gently activated magnetic bearing can be done in this way very precise and far-reaching trouble-free.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird zumindest eines der Magnetlager zur Kompensation von während des Bewegens des Trägers in Transportrichtung entstehenden Abstandsschwankungen zwischen Träger und Basis selektiv angesteuert. Die Art der konkreten Ansteuerung kann empirisch, beispielsweise durch Kalibrieren ermittelt werden. Geeignete zeitliche Funktionen zur Ansteuerung zum Deaktivieren oder Aktivieren einzelner Magnetlager können beispielsweise in Form von Lock-up-Tables in der Steuerung hinterlegt sein.According to a further embodiment of the method, at least one of the magnetic bearings is selectively controlled to compensate for distance variations between the carrier and the base during movement of the carrier in the transport direction. The type of concrete control can be determined empirically, for example by calibration. Suitable temporal functions for controlling the deactivation or activation of individual magnetic bearings can be stored in the controller, for example in the form of lock-up tables.
Anstelle einer zeitlichen Funktion kann auch eine Ortsfunktion hinterlegt sein, sodass die Ansteuerung und dementsprechend die Aktivierung oder Deaktivierung des Magnetlager quantitativ in Abhängigkeit der jeweils vorherrschenden Position des Trägers in Transportrichtung erfolgt. In Kenntnis der Geschwindigkeit des Trägers kann ein etwa im Speicher der Steuerung hinterlegte zeitliche Funktion auch jederzeit in eine Ortsfunktion und umgekehrt transferiert werden. Ferner ist denkbar, dass die Aktivierung oder Deaktivierung einzelner Magnetlager transportgeschwindigkeitsabhängig erfolgt.Instead of a time function, a location function can also be stored, so that the activation and accordingly the activation or deactivation of the magnetic bearing takes place quantitatively as a function of the respectively prevailing position of the carrier in the transport direction. With knowledge of the speed of the carrier, a time function stored for instance in the memory of the controller can also be transferred at any time into a location function and vice versa. Furthermore, it is conceivable that the activation or deactivation of individual magnetic bearings takes place depending on the transport speed.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass während der Bewegung des Trägers entlang der Basis jeweils zumindest eines der Magnetlager selektiv angesteuert wird. Das angesteuerte Magnetlager tritt dabei, bezogen auf die Transportrichtung, mit einer vorderen Begrenzung und/oder mit einer hinteren Begrenzung des Trägers in Wirkverbindung oder tritt innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls erst zukünftig mit der entsprechenden Begrenzung des Trägers in Wirkverbindung. Auf diese Art und Weise kann eine vorausschauende Aktivierung oder Deaktivierung eines oder mehrerer Magnetlager herbeigeführt werden, die ein weitreichend störungsfreies translatorisches Bewegen des Trägers entlang der Basis ermöglichen.According to a further embodiment, it is further provided that during the movement of the carrier along the base in each case at least one of the magnetic bearings is selectively controlled. The controlled magnetic bearing occurs, with respect to the transport direction, in operative connection with a front boundary and / or with a rear boundary of the carrier or occurs within a predetermined time interval only in the future with the corresponding boundary of the carrier in operative connection. In this way, a forward-looking activation or deactivation of one or more magnetic bearings can be brought about, which enable a far-reaching, trouble-free translational movement of the carrier along the base.
Es versteht sich hierbei von selbst, dass bei vorsehen von z. B. zwei in Querrichtung (x) voneinander beabstandeten Magnetlagern jeweils zwei, etwa mit einer linken und einer rechten Seite des Trägers wechselwirkende Magnetlager synchron aktivierbar oder deaktivierbar sind.It goes without saying that when z. B. two in the transverse direction (x) spaced apart magnetic bearings each two, for example, with a left and a right side of the carrier interacting magnetic bearings are synchronously activated or deactivated.
In einem weiteren Aspekt ist schließlich ein Computerprogramm zum Bewegen und/oder Positionieren von Objekten mittels einer zuvor beschriebenen Transportvorrichtung vorgesehen. Das Computerprogramm weist dabei Programmmittel zum Bewegen des Trägers in Transportrichtung entlang der Basis, Programmmittel zum Ermitteln einer Position des Trägers in Transportrichtung relativ zu den Magnetlagern und Programmmittel zum selektiven Ansteuern zumindest eines mit dem Träger in magnetischer Wirkverbindung stehenden oder innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls mit dem Träger in Wirkverbindung tretenden Magnetlagers in Abhängigkeit der ermittelten Position des Trägers auf.In a further aspect, finally, a computer program for moving and / or positioning objects by means of a transport device described above is provided. The computer program has program means for moving the carrier in the transport direction along the base, program means for determining a position of the carrier in the transport direction relative to the magnetic bearings and program means for selectively driving at least one of the carrier in magnetic operative connection or within a predetermined time interval with the carrier in operative connection passing magnetic bearing in dependence of the determined position of the carrier.
Das Computerprogramm ist insbesondere in der Steuerung implementierbar, welche mit der Erfassungseinrichtung zur Positionsermittlung des Trägers in Transportrichtung gekoppelt ist. Die Steuerung kann dabei global, aber auch mehrfach und dezentral an der Transportvorrichtung oder an jedem der Magnetlager angeordnet sein. Das Computerprogramm dient insbesondere der computergestützten Umsetzung des beschriebenen Verfahrens zum Bewegen und/oder Positionen von Objekten sowie dem Betrieb der zuvor beschriebenen Transportvorrichtung. Sämtliche in Bezug auf die vorbeschriebene Transportvorrichtung und das Verfahren zum Bewegen und/oder Positionieren von Objekten genannten Merkmale, Vorteile und Eigenschaften gelten gleichermaßen auch für das genannte Computerprogramm; und umgekehrt.The computer program can be implemented in particular in the controller, which is coupled to the detection device for determining the position of the carrier in the transport direction. The controller can be arranged globally, but also multiple and decentralized on the transport device or on each of the magnetic bearings. The computer program is used in particular for computer-aided implementation of the described method for moving and / or positions of objects and for operating the transport device described above. All of the features, advantages and properties mentioned in relation to the transport device described above and the method for moving and / or positioning objects apply equally to the said computer program; and vice versa.
Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert.Other objects, features and advantageous embodiments of the invention will be explained in the following description of exemplary embodiments.
Hierbei zeigen:Hereby show:
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Die in den
An der Basis
In der Ausgestaltung gemäß
Zum Bewegen und zum Transportieren des Trägers
Den jeweiligen Magnetlagern
Jedes der Magnetlager
Mit anderen Worten ist mittels des Abstandssensors
Der Regler
Die gegenüberliegenden, etwa links und rechts, in x- oder Querrichtung voneinander beabstandeten Magnetlager
In der Darstellung gemäß der
In der Darstellung gemäß der
Die zentrale Steuerung
Auf diese Art und Weise kann über die Datenübertragungseinrichtung
Anstelle oder ergänzend zur zentralen Steuerung
Bei der Ausgestaltung gemäß
In den
Eine in schwarz oder vollständig ausgefüllt dargestellte Komponente, Elektromagnet
Der Positionssensor
Auf diese Art und Weise kann, wie in
Das betreffende Magnetlager
Obwohl sich jener hintere Bereich des Trägers
In der in den
Die Wirkungsweise ist hierbei quasi identisch zu der unter Bezugnahme auf die
Des Weiteren kann durch Verwendung mehrerer Positionssensoren
Das Ausführungsbeispiel einer Erfassungseinrichtung
Bei der in der Sequenz der
Ähnlich wie bereits im Zusammenhang mit
Bei jenem Ausführungsbeispiel kann etwa zur Richtungsänderung des Transports des Trägers
In der Ausgestaltung gemäß
Der Abstandssensor
Während für die in den
Der Abstandssensor
Erst mit fortschreitender Bewegung des Trägers
Ein entsprechendes Szenario ergibt sich auch beim Ausfahren und Außer-Eingriff-Gelangen etwa der hinteren Begrenzung
Tatsächlich aber hat das Magnetlager
Mittels einer in
Grundsätzlich ist anzumerken, dass eine Positionsdetektion in Transportrichtung
In
Das selektive Ansteuern, insbesondere ein Aktivieren oder Deaktivieren eines ausgewählten Magnetlagers
Alternativ zur Zeitfunktion ist denkbar, die betreffenden Magnetlager
In einem deaktivierten Zustand (D) kann die Leistungsaufnahme des Elektromagneten
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Transportvorrichtungtransport device
- 1111
- Transportrichtungtransport direction
- 1212
- BasisBase
- 1414
- Führungsabschnittguide section
- 1616
- Führungsabschnittguide section
- 1818
- Antriebdrive
- 18a, b, c, d18a, b, c, d
- Antriebseinheitdrive unit
- 1919
- Codierungencoding
- 19a, b, c, d19a, b, c, d
- Codierabschnittecoding sections
- 2020
- Magnetschienemagnetic rail
- 2424
- Magnetlagermagnetic bearings
- 2626
- Magnetlagermagnetic bearings
- 2828
- Magnetlagermagnetic bearings
- 2929
- Magnetlagermagnetic bearings
- 3030
- Trägercarrier
- 3131
- Begrenzunglimit
- 3232
- Begrenzunglimit
- 3434
- Lagerabschnittbearing section
- 3535
- Begrenzunglimit
- 3636
- Lagerabschnittbearing section
- 3737
- Abschnittsection
- 3838
- Lagerabschnittbearing section
- 3939
- Lagerabschnittbearing section
- 4040
- Erfassungseinrichtungdetector
- 4242
- Erfassungseinrichtungdetector
- 4343
- DatenübertragungseinrichtungData communications equipment
- 4444
- Erfassungseinrichtungdetector
- 4646
- Erfassungseinrichtungdetector
- 4848
- Erfassungseinrichtungdetector
- 4949
- Erfassungseinrichtungdetector
- 5050
- Steuerungcontrol
- 5151
- Steuerungcontrol
- 6060
- Regelschleifecontrol loop
- 6161
- Abstandssensordistance sensor
- 6262
- Elektromagnetelectromagnet
- 6363
- Kerncore
- 6464
- SpuleKitchen sink
- 6666
- Verstärkeramplifier
- 6767
- Reglerregulator
- 6868
- SollwertgeberSetpoint generator
- 7171
- Positionssensorposition sensor
- 8080
- Objektsobject
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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