DE112017000377T5

DE112017000377T5 - Steuervorrichtung und steuerverfahren für linearmotor

Info

Publication number: DE112017000377T5
Application number: DE112017000377.6T
Authority: DE
Inventors: Yuki Nomura; Tsuyoshi Inda; Hideya Nakayama
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2018-09-27
Also published as: WO2017122628A1; US10958195B2; CN108541355B; US20190028042A1; TW201801465A; JP2017127133A; TWI748978B; JP6653179B2; CN108541355A

Abstract

Diese Steuervorrichtung für einen Linearmotor ist mit einem Strombegrenzer und einem Treiber versehen. Der Strombegrenzer gibt entweder einen Zielstromwert, der auf der Basis der Position des Bewegungselements und des Positionsbefehlswerts berechnet wird, oder einen Grenzstrombefehlswert aus, in dem der Zielstromwert innerhalb eines bestimmten Bereichs begrenzt ist als ein Strombefehlswert auf der Grundlage der Position des beweglichen Elements. Wenn der Zielstromwert als der Strombefehlswert ausgegeben wird, legt der Treiber eine Spannung an den Linearmotor auf der Grundlage des Werts an, der durch Multiplizieren einer ersten Proportionalverstärkung mit der Differenz zwischen dem Stromwert des zu dem Linearmotor fließenden Stroms und dem Strombefehlswert erhalten wird. Wenn der Begrenzungsstrombefehlswert als der Strombefehlswert ausgegeben wird, legt der Treiber eine Spannung an den Linearmotor auf der Basis des Werts an, der durch Multiplizieren einer zweiten Proportionalverstärkung, die größer als die erste Proportionalverstärkung ist, mit der Differenz zwischen der Stromwert des zum Linearmotor fließenden Stroms und der Begrenzungsstrombefehlswert.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für einen Linearmotor.
Die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-005321 , eingereicht am 14. Januar 2016, deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist wird beansprucht.
[Stand der Technik]
In einer Montagevorrichtung zum Montieren eines Werkstücks wie einem elektronischen Teil auf einem Substrat und einer Maschinenvorrichtung zum Bearbeiten eines zu bearbeitenden Werkstücks wird ein servogesteuerter Linearmotor als Mittel zum vertikalen Bewegen eines Kopfabschnitts verwendet, der in Kontakt mit oder neben dem Werkstück ist. Um eine auf das Werkstück ausgeübte Kraft zu verringern, kann in einer solchen Montagevorrichtung oder Maschinenvorrichtung ein Auswuchtgewicht entsprechend dem Gewicht des Kopfteils verwendet werden (Patentdokument 1). Um die auf das Werkstück aufgrund des Kontakts mit dem Kopfabschnitt ausgeübte Kraft zu reduzieren, kann zusätzlich ein Aufbau verwendet werden, bei dem der Linearmotor angetrieben wird, während ein Schub reduziert wird, wenn der Kopfabschnitt in Richtung auf das Werkstück bewegt wird. In einem Fall, in dem der Schub, der durch den Linearmotor erzeugt wird, klein ist, kann eine Bewegung des Kopfabschnitts durch einen Gleitwiderstand oder dergleichen eines beweglichen Abschnitts in der Montagevorrichtung oder der Maschinenvorrichtung behindert werden, der Kopfabschnitt kann anhalten oder Zeit kann nötig sein, um den Kopfabschnitt zu bewegen. Daher besteht die Möglichkeit, dass ein Betrieb nicht stabil ist.
[Zitatliste]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1]
Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, erste Veröffentlichungsnr. H08-309620
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Die vorliegende Erfindung schafft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für einen Linearmotor, die in der Lage sind, einen Linearmotor stabil zu betreiben, selbst in einem Fall, in dem eine Kraft, wie ein Gleitwiderstand eines beweglichen Abschnitts, eine Bewegung hemmt, wenn der Linearmotor gesteuert wird, während der Schub unterdrückt wird.
[Lösung des Problems]
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung eines Linearmotors einen Strombegrenzer und einen Treiber. Der Strombegrenzer gibt entweder einen Zielstromwert, der auf der Basis der Position des Bewegungselements und des Positionsbefehlswerts berechnet wird, oder einen Grenzstrombefehlswert aus, in dem der Zielstromwert innerhalb eines bestimmten Bereichs begrenzt ist als ein Strombefehlswert auf der Grundlage der Position des beweglichen Elements. Der Treiber legt eine Spannung an den Linearmotor auf der Basis eines Werts an, der durch Multiplizieren einer Differenz zwischen einem Stromwert eines durch den Linearmotor fließenden Stroms und dem Strombefehlswert durch eine erste Proportionalverstärkung in einem Fall erhalten wird, in dem der Zielstromwert als der Strombefehlswert ausgegeben wird, und legt die Spannung an den Linearmotor auf der Grundlage eines Werts an, der durch Multiplizieren einer Differenz zwischen dem Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms und dem Grenzstrombefehlswert mit einer zweiten Proportionalverstärkung erhalten wird, die größer ist als die erste Proportionalverstärkung in einem Fall, in dem der Grenzstrombefehlswert als der Strombefehlswert ausgegeben wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die zweite Proportionalverstärkung ein Wert gleich oder kleiner als ein Wert sein, bei dem eine kontinuierliche Oszillation in dem Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms auftritt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die zweite Proportionalverstärkung auf der Basis eines Wertes □G₀(jω) | eingestellt werden, gegeben durch eine Winkelgeschwindigkeit ω bei dem ein Phasenwinkel ∠G₀(jω) gleich - n[rad] ist, wenn eine Übertragungsfunktion eines Rückkopplungssteuersystems in einem Rückkopplungssteuersystem einschließlich des Treibers und des Linearmotors gleich G₀ (s) ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Linearmotor zum Pressen eines Gegenstandes verwendet werden. In einem Fall, in dem der Grenzstrombefehlswert von dem Strombegrenzer ausgegeben wird, kann der Treiber basierend auf dem Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms und einer Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Elements bestimmen, ob der Druck des Objekts gestartet wird oder nicht, und in einem Fall, in dem der Treiber bestimmt, dass der Druck des Objekts gestartet wird, kann der Treiber die Spannung anlegen, die durch Multiplizieren der Differenz zwischen dem Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms und dem Grenzstrombefehlswert durch die erste Proportionalverstärkung zu dem Linearmotor erhalten wird.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt es ein Steuerungsverfahren, das von einer Steuervorrichtung eines Linearmotors durchgeführt wird, wobei die Steuervorrichtung einen Strombegrenzer umfasst, der konfiguriert ist zum Ausgeben eines Zielstromwert, der auf der Basis einer Position eines an dem Linearmotor vorgesehenen beweglichen Elements berechnet wird, und eines Strombefehlswertes zum Unterdrücken des Zielstromwerts, um innerhalb eines vorbestimmten Bereichs als ein Strombefehlswert zu sein, auf der Basis der Position des beweglichen Elements, wobei das Steuerverfahren umfasst: einen Schritt zum Anlegen einer Spannung an den Linearmotor auf der Basis eines Werts, der durch Multiplizieren einer Differenz zwischen einem Stromwert eines durch den Linearmotor fließenden Stroms und dem Strombefehlswert durch eine erste Proportionalverstärkung in einem Fall erhalten wird, in dem der Zielstromwert als der Strombefehlswert ausgegeben wird, und Anlegen der Spannung an den Linearmotor auf der Grundlage eines Werts, der durch Multiplizieren einer Differenz zwischen dem Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms und dem Grenzstrombefehlswert mit einer zweiten Proportionalverstärkung erhalten wird, die größer ist als die erste Proportionalverstärkung in einem Fall, in dem der Grenzstrombefehlswert als der Strombefehlswert ausgegeben wird.
[orteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Gemäß der Steuervorrichtung und dem Steuerverfahren des oben beschriebenen Linearmotors ist es möglich, einen Linearmotor stabil zu betreiben, selbst in einem Fall, in dem eine Kraft wirkt, die eine Bewegung wie einen Gleitwiderstand eines beweglichen Abschnitts hemmt, wenn der Linearmotor gesteuert wird, während ein Schub unterdrückt wird.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das einen Umriss eines linearen Aktuators in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel einer Steuereinheit in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung darstellt, wenn ein Vorgang des Aufnehmens eines Werkstücks oder des Pressens des Werkstücks auf einem Substrat unter Verwendung des Linearaktuators durchgeführt wird.
4 ist ein Diagramm, das ein Betriebsbeispiel des Linearaktuators in einem ersten Vergleichsbeispiel veranschaulicht.
5 ist ein Diagramm, das ein Betriebsbeispiel des Linearaktuators in einem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
6 ist ein Diagramm, das das Betriebsbeispiel des Linearaktuators in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

[Beschreibung der Ausführungsformen]
Nachstehend werden eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für einen Linearmotor in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das einen Umriss eines Linearaktuators in der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Der Linearaktuator wird beispielsweise als eine Transportvorrichtung, eine Bestückungsvorrichtung, eine Halbleiterverarbeitungsvorrichtung und dergleichen verwendet. Der Linearaktuator weist eine Steuervorrichtung 1, eine Linearbewegungsvorrichtung 2, eine Drehvorrichtung 3 und eine Bremsvorrichtung 4 auf.
Die Linearbewegungsvorrichtung 2 weist einen Linearmotor auf. Die Linearbewegungsvorrichtung 2 bewegt linear eine Stange 5, die ein bewegliches Element des Linearmotors ist. Eine Verbindungsplatte 6 ist an einer Spitze der Stange 5 befestigt. Die Drehvorrichtung 3 weist einen Drehmotor auf. Die Drehvorrichtung 3 dreht die Stange 7, die ein bewegliches Element des Drehmotors ist, um eine Mittelachse der Stange 7. Die Stange 7 ist mit der Verbindungsplatte 6 verbunden, so dass sie durch ein Lager (nicht gezeigt) drehbar ist, das an der Verbindungsplatte 6 vorgesehen ist. Die Stange 7 wird durch eine Keilwellenvorrichtung (Linearbewegungsführungsvorrichtung) (nicht gezeigt) gestützt, die innerhalb der Drehvorrichtung 3 vorgesehen ist. Die Stange 7 kann eine Rotationsbewegung und eine geradlinige Bewegung ausführen.
Ein Sauggreifer 8 ist an einer Spitze der Stange 7 als eine Applikationsvorrichtung angebracht. Zusätzlich kann anstelle des Sauggreifers 8 ein anderes Werkzeug an der Spitze der Stange 7 angebracht sein.
Zum Beispiel kann der Sauggreifer 8 ein Werkstück (Objekt) unter Verwendung eines in einer externen Vorrichtung erzeugten Unterdrucks ansaugen und das Werkstück unter Verwendung eines positiven Drucks, der in der Vorrichtung erzeugt wird, loslassen. Der Sauggreifer 8 wird durch die Linearbewegungsvorrichtung 2 in einer axialen Richtung entlang der Mittelachse der Stange 7 bewegt. Das heißt, in einem Fall, in dem sich die Stange 5 in einer axialen Richtung der Stange 5 durch die Linearbewegungsvorrichtung 2 bewegt, wird die Stange 7 zusammen mit der Stange 5 in der Achsenrichtung durch die Verbindungsplatte 6 bewegt und eine Position des Sauggreifers 8 ist in der Achsenrichtung der Stange 7 verschoben.
Die Bremsvorrichtung 4 stoppt die Bewegung der Stange 7 in der axialen Richtung. Die Bremsvorrichtung 4 der vorliegenden Ausführungsform ist an der Drehvorrichtung 3 angebracht. In der vorliegenden Ausführungsform sind die axiale Richtung der Stange 5 und die axiale Richtung der Stange 7 parallel und stimmen mit einer Richtung der Schwerkraft überein. Zum Beispiel wird der lineare Aktuator in der vorliegenden Ausführungsform in einer Chipmontagevorrichtung verwendet. In der Chipmontagevorrichtung wird der Sauggreifer 8 durch die Linearbewegungsvorrichtung 2 auf und ab bewegt und wiederholt dadurch einen Vorgang des Aufnehmens eines elektronischen Teils oder dergleichen als ein Werkstück und drückt das elektronische Teils in eine vorbestimmte Position auf einem Substrat. Der von dem Linearmotor der Linearbewegungsvorrichtung 2 erzeugte Schub wird auch beim Drücken des elektronischen Teils verwendet. Bevor das elektronische Teil zu der vorbestimmten Position auf dem Substrat gepresst wird, dreht die Drehvorrichtung 3 den Sauggreifer 8 in der axialen Richtung der Stange 7 gemäß einer Befestigungsrichtung des elektronischen Teils an das Substrat.
Die Steuervorrichtung 1 steuert den Linearmotor, der in der Linearbewegungsvorrichtung 2 enthalten ist, den Drehmotor, der in der Drehvorrichtung 3 enthalten ist, und die Bremsvorrichtung 4. Die Steuervorrichtung 1 erzeugt ein elektromagnetisches Feld, indem bewirkt wird, dass ein dreiphasiger Ankerstrom durch U-, V-W-Phasenspulen fließt, die an dem Linearmotor vorgesehen sind, und linear die Stange 5, die das bewegliche Element des Linearmotors ist, zu einem Stator bewegt. Die Steuervorrichtung 1 liefert den Dreiphasenankerstrom an den Linearmotor auf der Grundlage eines eingegebenen Betriebssignals. Zusätzlich bewegt die Steuervorrichtung 1 eine Drehposition der Stange 7 derart, dass ein Winkel der Drehposition in Bezug auf die Bezugsposition ein Winkel wird, der durch einen θ-Befehlswert durch Drehen des Drehmotors anhand des eingegebenen θ-Befehlswert angezeigt wird.
Die Steuervorrichtung 1 umfasst eine Steuereinheit 100, einen Vertikalachsentreiber 116, einen Dreahachsentreiber 126 und eine Energiequelle 150. Die Steuereinheit 100 berechnet einen Strombefehlswert auf der Grundlage eines Vertikalimpulssignals und eines Betriebssignals, das von einem an der Linearbewegungsvorrichtung 2 angebrachten Kodierer 21 ausgegeben wird. Die Steuereinheit 100 gibt den berechneten Strombefehlswert an den Vertikalachsentreiber 116 aus.
Der Vertikalachsentreiber 116 berechnet eine Stromabweichung, die eine Differenz zwischen dem von der Steuereinheit 100 eingegebenen Strombefehlswert und einem Stromwert eines durch den Linearmotor fließenden Stroms ist. Zum Beispiel wird der Stromwert des Stroms, der durch den Linearmotor fließt, unter Verwendung eines Stromtransformators gemessen, der in dem Vertikalachsentreiber 116 vorgesehen ist. Der Vertikalachsentreiber 116 berechnet einen Zielspannungswert, der durch die PI-Steuerung, die die berechnete Stromabweichung verwendet, an den Linearmotor angelegt wird. Der Vertikalachsentreiber 116 berechnet den Zielspannungswert durch Addieren eines Werts, der durch Multiplizieren eines Integralwerts der Stromabweichung mit einer Integralverstärkung Ki und einem Wert, der erhalten wird durch Multiplizieren der Stromabweichung mit einer Proportionalverstärkung Kp. Das heißt, der Vertikalachsentreiber 116 führt eine Rückkopplungssteuerung durch, die eine Kombination aus einer Proportionaloperation zum Ändern des Spannungswerts proportional zu der Stromabweichung und einer Integraloperation zum Ändern des Spannungswerts proportional zu dem Integralwert der Stromabweichung ist. Zusätzlich kann bei der Berechnung des Zielspannungswerts in dem Vertikalachsentreiber 116 eine PID-Steuerung verwendet werden, bei der ein Differenzierungsvorgang zum Ändern des Spannungswerts im Verhältnis zu einem differenzierten Wert der Stromabweichung ferner enthalten ist. Der Vertikalachsentreiber 116 wandelt eine von der Energiequelle 150 gelieferte Spannung in eine Spannung des berechneten Zielspannungswerts um und legt die Spannung an den Linearmotor an. Die Steuereinheit 100 treibt den Linearmotor durch Zuführen von Energie zu dem Linearmotor durch den Vertikalachsenantrieb 116 an und bewegt den Sauggreifer 8 auf und ab.
Zusätzlich berechnet die Steuereinheit 100 den Strombefehlswert auf der Basis des θ-Befehlswerts und ein Drehimpulssignal, das von einem Kodierer 31 ausgegeben wird, der an der Drehvorrichtung 3 angebracht ist. Die Steuereinheit 100 gibt den berechneten Strombefehlswert an den Dreahachsentreiber 126 aus. Der Dreahachsentreiber 126 wandelt eine gleichförmige Spannung, die von der Energiequelle 150 geliefert wird, auf der Grundlage des Strombefehlswerts um und legt die umgewandelte Spannung an den Drehmotor an. Die Steuereinheit 100 treibt den Drehmotor durch Zuführen von Energie zu dem Drehmotor durch den Drehachsentreiber 126 an und dreht die Stange 7 und den Sauggreifer 8.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Aufbaubeispiel der Steuereinheit 100 in der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Die Steuereinheit 100 umfasst eine Positionsbefehlsausgabeeinheit 111, eine Positionssteuereinheit 112, einen Geschwindigkeitsbegrenzer 113, eine Geschwindigkeitssteuereinheit 114, einen Strombegrenzer 115, eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit 117, eine Positionsberechnungseinheit 118 und eine Positionssteuereinheit 122, eine Geschwindigkeitssteuereinheit 124, eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit 127, eine Positionsberechnungseinheit 128 und eine Bremssteuereinheit 131.
Die Positionsbefehlsausgabeeinheit 111 gibt einen Positionsbefehlswert aus, der entweder eine Ursprungsposition oder eine Druckposition als eine Zielposition in Übereinstimmung mit dem Eingabebetriebssignal bestimmt. Zum Beispiel wird die Ursprungsposition als eine Position festgelegt, bei der die Stange 5 des Linearmotors auf eine oberste Position oder eine Position in der Nähe der obersten Position eingestellt ist. Die Druckposition wird auf eine Position der Stange 5 des Linearmotors eingestellt, wenn das Werkstück auf das Substrat in einem Zustand gedrückt wird, in dem der Sauggreifer 8 das Werkstück hält. Die Positionsbefehlsausgabeeinheit 111 gibt den Positionsbefehlswert aus, bei dem die Ursprungsposition die Zielposition ist, wenn das Betriebssignal eine Bewegung zu der Ursprungsposition anzeigt, und gibt den Positionsbefehlswert aus, in dem die Druckposition die Zielposition ist, wenn das Betätigungssignal eine Bewegung zu der Druckposition anzeigt. Wenn in der folgenden Beschreibung das Betriebssignal eine Bewegung zu der Ursprungsposition anzeigt, wird dies als das ausgeschaltete Betriebssignal beschrieben, und wenn das Betriebssignal die Bewegung zu der Andrückposition anzeigt, wird beschrieben, dass das Betriebssignal eingeschaltet ist.
Die Positionssteuereinheit 112 gibt eine Positionsabweichung ein. Die Positionsabweichung ist eine Differenz zwischen dem Positionsbefehlswert, der von der Positionsbefehlsausgabeeinheit 111 ausgegeben wird, und einer Position der Stange 5, die durch die Positionsberechnungseinheit 119 berechnet wird. Die Positionssteuereinheit 112 berechnet eine Zielgeschwindigkeit der Stange 5 durch eine PI-Steuerung oder eine PID-Steuerung, die die eingegebene Positionsabweichung verwenden. Die Positionssteuereinheit 112 gibt die berechnete Zielgeschwindigkeit als einen Geschwindigkeitsbefehlswert aus.
In einem Fall, in dem ein Absolutwert eines Geschwindigkeitsbefehlswert, der von der Positionssteuereinheit 112 berechnet wird, größer als ein vorbestimmter oberer Grenzwert ist, unterdrückt und gibt der Geschwindigkeitsbegrenzer 113 den Geschwindigkeitsbefehlswert aus. Der obere Grenzwert enthält zwei obere Grenzen, die eine erste obere Grenze und eine zweite obere Grenze sind. Der erste obere Grenzwert ist ein oberer Grenzwert, wenn sich die Stange 5 zwischen der Ursprungsposition und einer Schaltposition bewegt, und ist eine maximale Geschwindigkeit, mit der die Stange 5 des Linearmotors angetrieben werden kann. Der zweite obere Grenzwert ist ein oberer Grenzwert, wenn sich die Stange 5 zwischen der Schaltposition und der Druckposition bewegt, und ist eine Geschwindigkeit, bei der die auf das Werkstück ausgeübte Kraft gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wenn der Sauggreifer 8 mit dem Werkstück in Kontakt kommt und wenn das durch den Sauggreifer 8 gehaltene Werkstück mit dem Substrat in Kontakt kommt. Der Geschwindigkeitsbegrenzer 113 schaltet zwischen dem ersten oberen Grenzwert und dem zweiten oberen Grenzwert auf der Grundlage der Position der Stange 5 um, die von der Positionsberechnungseinheit 119 berechnet wird.
Die Schaltposition ist eine Position, bei der die Positionssteuerung und die Schubsteuerung zwischengeschaltet sind. Die Schaltposition ist eine vorbestimmte Position zwischen der Ursprungsposition und der Druckposition und ist entsprechend einer Entfernung eingestellt, die zum Reduzieren einer Geschwindigkeit der Stange 5 von der maximalen Geschwindigkeit auf die durch den zweiten oberen Grenzwert angezeigte Geschwindigkeit erforderlich ist. In der Positionssteuerung wird eine Steuerung basierend auf der Abweichung zwischen der Zielposition und der Position der Stange 5 durchgeführt. Bei der Schubsteuerung wird eine Steuerung begrenzt, die den in dem Linearmotor erzeugten Schub auf einen Schub gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ausübt. Durch Umschalten zwischen der Positionssteuerung und der Schubsteuerung ist es möglich, eine Taktzeit zu verkürzen und eine Kollision mit einer Arbeit oder dergleichen zu vermeiden. Außerdem kann sich die Schaltposition, wenn sich die Stange 5 nach oben bewegt, und die Schaltposition, wenn sich die Stange 5 nach unten bewegt, voneinander abweichen.
Die Geschwindigkeitssteuereinheit 114 gibt eine Geschwindigkeitsabweichung ein. Die Geschwindigkeitsabweichung ist eine Differenz zwischen dem Geschwindigkeitsbefehlswert, der von dem Geschwindigkeitsbegrenzer 113 ausgegeben wird, und der Geschwindigkeit der Stange 5, die durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 117 berechnet wird. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 114 berechnet den Zielstromwert für den Fluss durch den Linearmotor durch die PI-Steuerung oder die PID-Steuerung, die die Eingangsgeschwindigkeitsabweichung verwenden. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 114 gibt den berechneten Zielstromwert an den Strombegrenzer 115 aus.
In einem Fall, in dem der Absolutwert des durch die Geschwindigkeitssteuereinheit 114 berechneten Zielstromwerts größer ist als ein vorbestimmter Stromschwellenwert in der Schwellenwertsteuerung, gibt der Strombegrenzer 115 einen Strombefehlswert aus, in dem der Zielstromwert auf den aktuellen Schwellenwert unterdrückt wird. Ähnlich dem zweiten oberen Grenzwert für den Geschwindigkeitsbefehlswert wird der Stromschwellenwert auf einen Stromwert eingestellt, bei dem die auf das Werkstück ausgeübte Kraft gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wenn der Sauggreifer 8 in Kontakt mit dem Werkstück kommt und wenn das durch den Sauggreifer 8 gehaltene Werkstück in Kontakt mit dem Substrat kommt. In der Positionssteuerung gibt der Strombegrenzer 115 den Zielstromwert, der von der Geschwindigkeitssteuereinheit 114 berechnet wird, an den Vertikalachsentreiber 116 als den Strombefehlswert aus. Das heißt, der Strombegrenzer 115 wählt entweder den Grenzstrombefehlswert, der den Zielstromwert innerhalb eines durch den Stromschwellenwert festgelegten Bereichs unterdrückt, oder den Zielstromwert gemäß der Position der Stange 5, und gibt den ausgewählten Wert als den aktuellen Befehlswert an den Vertikalachsentreiber 116 aus.
Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 117 berechnet die Geschwindigkeit, mit der sich die Stange 5 bewegt, auf der Grundlage des Vertikalimpulssignals, das von dem an dem Linearmotor der Linearbewegungsvorrichtung 2 vorgesehenen Kodierer 21 ausgegeben wird. Die Positionsberechnungseinheit 118 berechnet die Position der Stange 5 auf der Grundlage des Vertikalimpulssignals. Der Kodierer 21 kann entweder einen inkrementellen Typ oder einen absoluten Typ verwenden. In einem Fall, in dem der Kodierer 21 vom inkrementellen Typ ist, wird eine Ursprungsrückkehr durchgeführt, die die Stange 5 zu einer vorbestimmten Ursprungsposition (Bezugsposition) bewegt, nachdem das Antreiben des Linearmotors begonnen hat.
Die Bremssteuereinheit 131 schaltet die Bremsvorrichtung 4 ein, um zu verhindern, dass sich die Stange 5 aufgrund der Schwerkraft zum tiefsten Punkt bewegt, oder um zu verhindern, dass sich die Stange 5 aufgrund äußerer Kraft bewegt, während eines Antriebs des Linearmotors vom Anhalten zum Starten. Wenn eine Servosteuerung basierend auf dem Positionsbefehlswert gestartet wird, schaltet die Bremssteuereinheit 131 die Bremsvorrichtung 4 aus.
Die Positionssteuereinheit 122 gibt eine Drehpositionsabweichung ein. Die Drehpositionsabweichung ist eine Differenz zwischen der Drehposition, die durch den eingegebenen θ-Befehl angezeigt wird und der Drehposition der Stange 7, die von der Positionsberechnungseinheit 129 berechnet wird. Die Positionssteuereinheit 122 berechnet eine Zieldrehzahl der Stange 7 durch die PI-Steuerung oder die PID-Steuerung unter Verwendung der eingegebenen Positionsabweichung. Die Positionssteuereinheit 122 gibt die berechnete Zieldrehzahl als den Geschwindigkeitsbefehlswert aus.
Die Geschwindigkeitssteuereinheit 124 gibt eine Drehzahlabweichung ein. Die Drehzahlabweichung ist eine Differenz zwischen dem von der Positionssteuereinheit 122 berechneten Geschwindigkeitsbefehlswert und einer von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 127 berechneten Drehzahl der Stange 7. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 124 berechnet den Zielstromwert durch die PI-Steuerung oder die PID-Steuerung unter Verwendung der Eingangsdrehzahlabweichung. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 124 gibt den berechneten Zielstromwert als den Strombefehlswert an den Dreahachsentreiber 126 aus.
Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 127 berechnet eine Drehgeschwindigkeit der Stange 7 auf der Grundlage des Drehimpulssignals, das von dem Kodierer 31 ausgegeben wird, der an dem Drehmotor der Drehvorrichtung 3 vorgesehen ist. Die Positionsberechnungseinheit 129 berechnet die Drehposition der Stange 7 auf der Grundlage des Drehimpulssignals. Der Kodierer 31 kann einen Inkrementaltyp oder einen Absoluttyp verwenden. In einem Fall, in dem der Kodierer 31 vom Inkrementaltyp ist, wird eine Ursprungsrückkehr, die die Stange 7 zu einer vorbestimmten Ursprungsposition (Referenzdrehposition) dreht, nach dem Antreiben des Linearmotors ausgeführt.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerung darstellt, wenn ein Vorgang des Aufnehmens des Werkstücks oder des Drückens des Werkstücks auf dem Substrat unter Verwendung des Linearaktuators durchgeführt wird. In einem Fall, in dem der Betrieb durch Zuführen von Strom zu dem Linearaktuator gestartet wird, wird in der Steuereinheit 100 der Servobetrieb basierend auf dem Vertikalimpulssignal und dem von den Kodierern 21 und 31 ausgegebenen Drehimpulssignal gestartet (Schritt S101). Die Positionsbefehlsausgabeeinheit 111 bestimmt, ob das Betriebssignal in einem Ein-Zustand ist oder nicht (Schritt S102) und wartet, bis das Betriebssignal in einem Ein-Zustand ist (Schritt S102: NEIN).
In einem Fall, in dem das Betriebssignal in dem Ein-Zustand ist (Schritt S102: JA), gibt die Positionsbefehlsausgabeeinheit 111 den Positionsbefehlswert aus, in dem die Druckposition die Zielposition ist, und startet den Vorgang des Bewegens der Stange 5 nach unten zu der Druckposition (Schritt S103). In einem Fall, in dem sich die Stange 5 nach unten über die Position zum Umschalten von der Positionssteuerung zu der Schubsteuerung hinaus bewegt, unterdrücken der Geschwindigkeitsbegrenzer 113 und der Strombegrenzer 115 den Geschwindigkeitsbefehlswert und den Strombefehlswert. Die Steuerung, bei der die Bewegungsgeschwindigkeit der Stange 5 und der auf die Stange 5 ausgeübte Schub begrenzt sind, wird durchgeführt, indem der Geschwindigkeitsbefehlswert und der Strombefehlswert unterdrückt werden (Schritt S104).
Der Vertikalachsentreiber 116 ändert die Proportionalverstärkung Kp in der Proportionaloperation von der ersten Proportionalverstärkung zu der zweiten Proportionalverstärkung in Übereinstimmung mit einem Umschalten von der Schubsteuerung (Schritt S105). Die erste Proportionalverstärkung ist ein Wert, der in der Positionssteuerung verwendet wird. Ein Wert, der zur Verkürzung der Zeit geeignet ist, die bei der Bewegung erforderlich ist, so dass die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Elements bei der Bewegung des beweglichen Elements von der Ursprungsposition zu der Schaltposition schnell auf die maximale Geschwindigkeit ansteigt und der Bewegung des beweglichen Elements von der Schaltposition zu der Ursprungsposition wird als die erste Proportionalverstärkung festgelegt.
Die zweite Proportionalverstärkung ist ein Wert, der größer als die erste Proportionalverstärkung ist. Die zweite Proportionalverstärkung ist ein Wert gleich oder kleiner als ein Wert, bei dem eine kontinuierliche Oszillation in dem Stromwert des Stroms auftritt, der durch den Linearmotor fließt.
Insbesondere wird die zweite Proportionalverstärkung auf der Basis eines Wertes |G₀(jω)| eingestellt, der gegeben ist durch eine Winkelgeschwindigkeit ω bei der ein Phasenwinkel ∠G₀(jω) gleich - n[rad] ist, wenn eine Übertragungsfunktion eines Rückkopplungssteuersystems in einem Rückkopplungssteuersystem gleich G₀(s) ist, das den Vertikalachsentreiber 116 und den Linearmotor enthält. Das heißt, die zweite Proportionalverstärkung ist ein Wert, bei dem der Strom instabil wird, indem die kontinuierliche Oszillation in dem durch den Linearmotor fließenden Strom auftritt, und es dauert eine ziemlich lange Zeit, bis der Stromwert zu dem Strombefehlswert konvergiert. Außerdem kann ein Wert, bei dem der Stromwert nicht mit dem Strombefehlswert konvergiert und der Stromwert schwingt und in einem instabilen Zustand ist, in der Zeit von der Position der Stange 5, die die Schaltposition bis zu dem Sauggreifer 8 erreicht, das in Kontakt mit dem Werkstück kommt, oder das Werkstück, das von dem Sauggreifer 8 gehalten wird, das mit dem Substrat in Kontakt kommt, als die zweite Proportionalverstärkung eingestellt werden. Das heißt, ein Wert, bei dem das oben beschriebene Regelungssystem eine Stabilitätsgrenze erreicht, kann als die zweite Proportionalverstärkung eingestellt werden.
In einem Fall, in dem sich die Stange 5 durch die Schubsteuerung nach unten bewegt, sich die Stange 7 und der Sauggreifer 8 zusammen mit der Stange 5 bewegen, und die Tatsache, dass der Sauggreifer 8 mit dem Werkstück in Kontakt kommt oder das Werkstück, das von dem Sauggreifer 8 gehalten wird, mit dem Substrat in Kontakt kommt, auf der Basis der Änderung des Stromwerts des durch den Linearmotor fließenden Stroms und der erfassten Bewegungsgeschwindigkeit und Position der Stange 5, wird ein Pressvorgang gestartet (Schritt S106)
Der Pressvorgang ist ein Vorgang des Pressens des Sauggreifers 8 auf das Werkstück oder Drücken des Werkstücks, das von dem Sauggreifer 8 auf dem Substrat gehalten wird, durch den Schub des Linearmotors. Zusätzlich kann die Steuervorrichtung 1 ein Signal ausgeben, das eine externe Vorrichtung über den Beginn des Pressvorgangs benachrichtigt.
Zusätzlich gibt in einem Fall, in dem die Tatsache, dass der Sauggreifer 8 in Kontakt mit dem Werkstück kommt oder das Werkstück, das durch den Sauggreifer 8 gehalten wird, in Kontakt mit dem Substrat kommt, auf der Basis einer Änderung des Stromwerts von des durch den Linearmotor fließenden Stroms und der Bewegungsgeschwindigkeit und der Position der Stange 5, der Vertikalachsentreiber 116 die Proportionalverstärkung Kp in der Proportionaloperation von der zweiten Proportionalverstärkung zu der ersten Proportionalverstärkung zurück (Schritt S107). Beispielsweise in einem Fall, in dem der Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms einen Druckstromwert erreicht und die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 117 berechnete Bewegungsgeschwindigkeit des Stabs 5 im Wesentlichen Null ist, kann der Vertikalachsenantrieb 116 bestimmen, dass der Sauggreifer 8 mit dem Werkstück in Kontakt gekommen ist, oder das durch den Sauggreifer 8 gehaltene Werkstück in Kontakt mit dem Substrat gekommen ist, das heißt, der Pressvorgang hat begonnen. Die Bewegungsgeschwindigkeit von im Wesentlichen Null bedeutet, dass ein Fall vorliegt, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit innerhalb eines Geschwindigkeitsbereichs liegt, der Null umfasst, in dem angenommen wird, dass die Stange 5 gestoppt hat.
Zusätzlich kann der Vertikalachsenantrieb 116 die Position der Stange 5 verwenden, die durch die Positionsberechnungseinheit 118 berechnet wird, um zu bestimmen, ob der Pressvorgang begonnen hat oder nicht.
In einem Fall, in dem eine vorbestimmte Zeit ab dem Beginn des Pressvorgangs verstreicht und der Pressvorgang abgeschlossen ist (Schritt S108), bestimmt die Positionsbefehlsausgabeeinheit 111, ob das Betriebssignal in dem Aus-Zustand ist oder nicht (Schritt S109) und wartet, bis das Betriebssignal im Aus-Zustand ist (Schritt S109: NEIN). Zusätzlich kann die seit dem Beginn des Pressvorgangs verstrichene Zeit gemessen werden, indem ein in der Steuereinheit 100 vorgesehener Timer verwendet wird. Alternativ kann der Beginn des Pressvorgangs der externen Vorrichtung mitgeteilt werden und die Zeit, die seit dem Start der Pressoperation verstrichen ist, kann von der externen Vorrichtung erlangt werden. Zusätzlich kann die Steuervorrichtung 1 ein Pressbeendigungssignal ausgeben, das anzeigt, dass der Pressvorgang nach außen abgeschlossen ist, wenn die vorbestimmte Zeit seit dem Start des Pressvorgangs verstrichen ist.
In einem Fall, in dem das Betriebssignal in dem Aus-Zustand ist (Schritt S109: JA), gibt die Positionsbefehlsausgabeeinheit 111 den Positionsbefehlswert aus, in dem die Ursprungsposition die Zielposition ist, und startet den Vorgang des Bewegens der Stange 5 nach oben (Schritt S110). In einem Fall, in dem sich die Stange 5 über die Position, die von der Schubsteuerung zu der Positionssteuerung umgeschaltet wird, nach oben bewegt, hören der Geschwindigkeitsbegrenzer 113 und der Strombegrenzer 115 auf, den Geschwindigkeitsbefehlswert und den Strombefehlswert zu begrenzen. Die Steuerung, bei der die Begrenzung der Bewegungsgeschwindigkeit der Stange 5 und des auf die Stange 5 ausgeübten Schubs aufgehoben wird, wird durchgeführt (Schritt S111).
In einem Fall, in dem der Wechsel von der Schubsteuerung zu der Positionssteuerung durchgeführt wird, bestimmt die Positionssteuereinheit 112, ob die Stange 5 die Ursprungsposition erreicht hat oder nicht (Schritt S112) und wartet, bis die Stange 5 eine Begrenzungsposition erreicht (Schritt S112: NEIN). In einem Fall, in dem die Stange 5 die Ursprungsposition erreicht (Schritt S112: JA), wird der Vorgang beendet. In einem Fall, in dem die Operation beendet ist, wird die Stange 5 durch die Servosteuerung durch die Steuereinheit 100 in der Ursprungsposition gehalten. Zusätzlich kann der Vertikalachsentreiber 116 die Proportionalverstärkung zu der zweiten Proportionalverstärkung vor Schritt S110 ändern und die Proportionalverstärkung zu der ersten Proportionalverstärkung nach Schritt S111 zurückführen.
In der Steuervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform erhöht zu dem Zeitpunkt, wenn die Steuerung für den Linearmotor auf die Schubsteuerung umgeschaltet wird, der Vertikalachsenantrieb 116 die Proportionalverstärkung durch Umschalten der Proportionalverstärkung von der ersten Proportionalverstärkung auf die zweite proportionale Proportionalverstärkung. Der Stromwert des Stroms, der durch den Linearmotor fließt, wird durch Erhöhen der Proportionalverstärkung in dem Vertikalachsentreiber 116 in Schwingung versetzt. Daher ist es möglich, den Linearmotor stabil zu betreiben, ohne die Bewegung zu hemmen, obwohl der Gleitwiderstand zeitweilig zunimmt und die Kraft, die die Bewegung der Stange 5 oder dergleichen hemmt, wirkt, wenn die Stange 5, die Stange 7 und der Sauggreifer 8 mit einem kleinen Schub bewegt werden, da der Schub, der größer als der Gleitwiderstand ist, augenblicklich auftritt. Obwohl der Gleitwiderstand variiert, ist es möglich, die Stange 5 ohne Anhalten zu bewegen, und es ist möglich, zu verhindern, dass die Zeit, die in dem Vorgang des Aufnehmens des Werkstücks oder des Pressens des Werkstücks auf dem Substrat erforderlich ist, zunimmt.
Zusätzlich bestimmt die Steuervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform auf der Basis des aktuellen Werts und der Bewegungsgeschwindigkeit, ob der Pressvorgang begonnen hat oder nicht. In einem Fall, in dem bestimmt wird, ob der Pressvorgang auf der Grundlage des Stromwerts gestartet wird oder nicht, der dem durch den Linearmotor erzeugten Schub entspricht, besteht die Möglichkeit, dass aufgrund der Oszillation des Stroms eine falsche Bestimmung auftritt, bei der der Pressvorgang gestartet wird, bevor der Druck durch den Sauggreifer 8 gestartet wird. Nicht nur der aktuelle Wert, sondern auch die Bewegungsgeschwindigkeit werden für die Bestimmung verwendet, und somit ist es möglich, die Bestimmungsgenauigkeit in Bezug auf den Beginn des Pressvorgangs zu verbessern. Zusätzlich kann der Vertikalachsenantrieb 116 in dem Pressvorgang bewirken, dass der Linearmotor einen stabilen Pressvorgang durchführt, indem er die Oszillation des Stroms verhindert.
Ein Betriebsbeispiel von dem Schalter zu der Schubsteuerung zu dem Abschluss des Pressvorgangs in dem Linearaktuator der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 4 bis 6 beschrieben. In 4 bis 6 zeigen Wellenformdiagramme, die den zeitlichen Verlauf jedes Stromwerts des durch den Linearmotor fließenden Stroms, die Geschwindigkeit, mit der sich die Stange 5 bewegt, eine Druckkraft, mit der der Sauggreifer 8 das Werkstück drückt, und das Pressbeendigungssignal, das die Beendigung des Pressens anzeigt. Die Druckkraft wird durch eine Kraftmesszelle gemessen, die an dem Sauggreifer 8 angebracht ist.
4 ist ein Diagramm, das ein Betriebsbeispiel des Linearaktuators in einem ersten Vergleichsbeispiel veranschaulicht. In einem Betrieb des ersten Vergleichsbeispiels wird die Proportionalverstärkung nicht wie der Vertikalachsentreiber 116 der vorliegenden Ausführungsform umgeschaltet, wenn der Wechsel von der Positionssteuerung zu der Schubsteuerung durchgeführt wird. Die Stange 5 beginnt sich in Übereinstimmung mit dem Betätigungssignal nach unten in Richtung auf die Druckposition zu bewegen. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Stange 5 ist aufgrund eines Beginns der Schubsteuerung in der Schalterposition reduziert, und die Stange 5 bewegt sich mit der begrenzten Geschwindigkeit. Bei der Bewegung der Stange 5 bei der Schubsteuerung wird als Folge davon, dass der Gleitwiderstand bei einer bestimmten Position vorübergehend erhöht wird, der Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms vorübergehend erhöht und erreicht den Druckstromwert, und eine fehlerhafte Bestimmung tritt auf, bei der der Sauggreifer 8 die Andrückposition erreicht.
Der Sauggreifer 8 erreicht jedoch die Druckposition zu dem Zeitpunkt, zu dem der Druckkraftwert danach zuzunehmen beginnt. In einem Fall, in dem der Gleitwiderstand größer als der Schub des begrenzten Linearmotors ist, kann die Stange 5 auf dem Weg anhalten. Wenn der Gleitwiderstand variiert, kann zu Beginn des Pressvorgangs eine fehlerhafte Bestimmung auftreten, und es besteht die Wahrscheinlichkeit, dass kein ausreichendes Drücken auf das Werkstück ausgeführt wird.
5 ist ein Diagramm, das das Betriebsbeispiel des Linearaktuators in einem zweiten Vergleichsbeispiel veranschaulicht. In einem Betrieb des zweiten Vergleichsbeispiels ändert in einem Fall, in dem die Schubsteuerung gestartet wird, der Vertikalachsenantrieb 116 die Proportionalverstärkung von der ersten Proportionalverstärkung zu der zweiten Proportionalverstärkung. Die Operation ist jedoch eine Operation, wenn der Vertikalachsentreiber 116 weiterhin die zweite Proportionalverstärkung verwendet, ohne die Proportionalverstärkung zu der ersten Proportionalverstärkung zurückzuführen, wenn die Druckoperation gestartet wird. In dem zweiten Vergleichsbeispiel ändert der Vertikalachsentreiber 116 die Proportionalverstärkung zu der zweiten Proportionalverstärkung in einem Fall, in dem die Schubsteuerung in der Schaltposition gestartet wird, um Wellen (Pulsation) in dem durch den Linearmotor fließenden Strom zu erzeugen auftreten.
Der Schub, der von dem Linearmotor erzeugt wird, ist ein Schub, der um den Schub oszilliert, der dem Strombefehlswert entspricht. Obwohl der Gleitwiderstand vorübergehend an einer bestimmten Position erhöht wird, wenn sich die Stange 5 bewegt, kann ein Schub, der größer ist als der Gleitwiderstand, erhalten werden, indem ein bestimmter Grad an Oszillation in dem Schub verursacht wird. Daher ist es möglich, die Stange 5 zu bewegen, ohne die Stange 5 anzuhalten. Da in dem zweiten Vergleichsbeispiel die zweite Proportionalverstärkung kontinuierlich verwendet wird, selbst nachdem der Pressvorgang gestartet wurde, treten die Welligkeiten in dem Strom auch in dem Pressvorgang auf. Da eine Abweichung in der Schubkraft auftritt, selbst wenn der Druck ausgeübt wird, ist daher eine Zeit zum Erhöhen der Druckkraft erforderlich.
6 ist ein Diagramm, das das Betriebsbeispiel des Linearstellglieds in der vorliegenden Ausführungsform darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform ändert, ähnlich zu dem zweiten Vergleichsbeispiel, der Vertikalachsentreiber 116 die Proportionalverstärkung zu der zweiten Proportionalverstärkung und somit tritt ein bestimmter Betrag von Welligkeiten in dem von dem Linearmotor erzeugten Schub auf. Obwohl der Gleitwiderstand an einer bestimmten Position vorübergehend erhöht wird, wenn sich die Stange 5 bewegt, kann daher ein Schub erhalten werden, der größer als der Gleitwiderstand ist, und somit ist es möglich, die Stange 5 zu bewegen, ohne die Stange 5 anzuhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, gibt der Vertikalachsentreiber 116 in einem Fall, in dem der Pressvorgang gestartet wird, die Proportionalverstärkung von der zweiten Proportionalverstärkung zu der ersten Proportionalverstärkung zurück und treibt den Linearmotor an. In einem Fall, in dem der Pressvorgang gestartet wird, werden die Welligkeiten des durch den Linearmotor fließenden Stroms gestoppt, indem die Proportionalverstärkung zu der ersten Proportionalverstärkung zurückgeführt wird und der Stromwert auf den Druckstromwert stabilisiert wird. Da der Stromwert stabilisiert ist und somit auch der vom Linearmotor erzeugte Schub stabilisiert wird, ist es möglich, die Druckkraft schnell zu starten.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Steuervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Linearmotor stabil zu betreiben, selbst in einem Fall, in dem eine Kraft, die die Bewegung wie den Gleitwiderstand eines beweglichen Abschnitts hemmt, wirkt, wenn der Linearmotor durch Unterdrücken des Schubs gesteuert wird. Zusätzlich ist es in dem Linearaktuator der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Linearmotor durch die Schubsteuerung stabil zu betreiben, um einen kleinen Schub selbst in einem Fall zu erzeugen, wenn der Gleitwiderstand in dem großen Linearmotor variiert, wenn ein großer Linearmotor verwendet wird, der einen Schub erzeugen kann, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Zusätzlich wurde in der vorliegenden Ausführungsform ein Fall beschrieben, in dem eine Richtung, in der sich das bewegliche Element des Linearmotors bewegt, der an der Linearbewegungsvorrichtung 2 vorgesehen ist, die vertikale Richtung ist. Die Richtung, in der sich das bewegliche Element des Linearmotors bewegt, ist jedoch nicht auf die vertikale Richtung beschränkt. Selbst in einem Fall, in dem die Richtung, in der sich das bewegbare Element des Linearmotors bewegt, eine andere Richtung als die vertikale Richtung ist und die Kraft, die die Bewegung wie den Gleitwiderstand des beweglichen Abschnitts hemmt, gemäß der Steuervorrichtung 1 wirkt, ist es möglich, den Linearmotor in der Steuerung zum Unterdrücken des Schubs stabil zu betreiben.
Zusätzlich kann die oben beschriebene Steuervorrichtung 1 einen Computer enthalten. In diesem Fall werden Prozeduren für Prozesse, die von bestimmten oder allen konstituierenden Elementen an der Steuerungsvorrichtung 1 durchgeführt werden, in einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium in Form von Programmen gespeichert, und Prozesse jeder Funktionseinheit werden durch den Computer ausgeführt, der das Programm liest und ausführt. Hier gibt es als das computerlesbare Aufzeichnungsmedium eine Magnetplatte, eine magneto-optische Platte, eine CD-ROM, eine DVD-ROM, einen Halbleiterspeicher und dergleichen. Zusätzlich kann das Computerprogramm über eine Kommunikationsleitung an den Computer verteilt werden und der Computer, der die Verteilung empfängt, kann das Programm ausführen.
Zusätzlich sind die oben beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichend und begrenzen nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung. Diese neuen Ausführungsformen können in verschiedenen anderen Formen realisiert werden, und verschiedene Auslassungen, Substitutionen und Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Die Ausführungsformen und Abwandlungen davon sind im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung und in den beigefügten Ansprüchen und deren Äquivalenten enthalten.
[Industrielle Anwendbarkeit]
Dies ist auf Anwendungen anwendbar, bei denen es unabdingbar ist, einen Linearmotor stabil zu betreiben, selbst wenn eine krafthemmende Bewegung wie ein Gleitwiderstand eines beweglichen Teils aufgrund der Steuerung des Linearmotors wirkt, während der Schub reduziert wird.
Bezugszeichenliste

1: Steuervorrichtung
2: Linearbewegungsvorrichtung (Linearmotor)
115: Strombegrenzer
116: Vertikalachsentreiber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016005321 [0002]

Claims

Steuervorrichtung für einen Linearmotor, die umfasst: einen Strombegrenzer, der konfiguriert ist zum Ausgeben eines Zielstromwert, der auf der Basis einer Position eines an dem Linearmotor vorgesehenen beweglichen Elements berechnet wird, und eines Strombefehlswertes zum Unterdrücken des Zielstromwerts, um innerhalb eines vorbestimmten Bereichs als ein Strombefehlswert zu sein, auf der Basis der Position des beweglichen Elements; einen Treiber, der konfiguriert ist zum Anlegen einer Spannung an den Linearmotor auf der Basis eines Werts, der durch Multiplizieren einer Differenz zwischen einem Stromwert eines durch den Linearmotor fließenden Stroms und dem Strombefehlswert durch eine erste Proportionalverstärkung in einem Fall erhalten wird, in dem der Zielstromwert als der Strombefehlswert ausgegeben wird, und zum Anlegen der Spannung an den Linearmotor auf der Grundlage eines Werts, der durch Multiplizieren einer Differenz zwischen dem Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms und dem Grenzstrombefehlswert mit einer zweiten Proportionalverstärkung erhalten wird, die größer ist als die erste Proportionalverstärkung in einem Fall, in dem der Grenzstrombefehlswert als der Strombefehlswert ausgegeben wird.
Steuervorrichtung für den Linearmotor nach Anspruch 1, wobei die zweite Proportionalverstärkung ein Wert gleich oder kleiner als ein Wert ist, bei dem eine kontinuierliche Oszillation in dem Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms auftritt.
Steuervorrichtung für den Linearmotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Proportionalverstärkung auf der Basis eines Wertes □G₀(jω) | eingestellt wird, gegeben durch eine Winkelgeschwindigkeit ω bei dem ein Phasenwinkel ∠G₀(jω) gleich - π[rad] ist, wenn eine Übertragungsfunktion eines Rückkopplungssteuersystems in einem Rückkopplungssteuersystem einschließlich des Treibers und des Linearmotors gleich G₀(s) ist.
Steuervorrichtung für den Linearmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Linearmotor zum Pressen eines Objekts verwendet wird, wobei in einem Fall, in dem der Grenzstrombefehlswert von dem Strombegrenzer ausgegeben wird, der Treiber basierend auf dem Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms und einer Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Elements bestimmt, ob der Druck des Objekts gestartet wird oder nicht, und wobei in einem Fall, in dem der Treiber bestimmt, dass der Druck des Objekts gestartet wird, der Treiber die Spannung anlegt, die durch Multiplizieren der Differenz zwischen dem Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms und dem Grenzstrombefehlswert durch die erste Proportionalverstärkung zu dem Linearmotor erhalten wird.
Steuerungsverfahren, das von einer Steuervorrichtung eines Linearmotors durchgeführt wird, wobei die Steuervorrichtung einen Strombegrenzer umfasst, der konfiguriert ist zum Ausgeben eines Zielstromwert, der auf der Basis einer Position eines an dem Linearmotor vorgesehenen beweglichen Elements berechnet wird, und eines Strombefehlswertes zum Unterdrücken des Zielstromwerts, um innerhalb eines vorbestimmten Bereichs als ein Strombefehlswert zu sein, auf der Basis der Position des beweglichen Elements, wobei das Steuerverfahren umfasst: einen Schritt zum Anlegen einer Spannung an den Linearmotor auf der Basis eines Werts, der durch Multiplizieren einer Differenz zwischen einem Stromwert eines durch den Linearmotor fließenden Stroms und dem Strombefehlswert durch eine erste Proportionalverstärkung in einem Fall erhalten wird, in dem der Zielstromwert als der Strombefehlswert ausgegeben wird, und Anlegen der Spannung an den Linearmotor auf der Grundlage eines Werts, der durch Multiplizieren einer Differenz zwischen dem Stromwert des durch den Linearmotor fließenden Stroms und dem Grenzstrombefehlswert mit einer zweiten Proportionalverstärkung erhalten wird, die größer ist als die erste Proportionalverstärkung in einem Fall, in dem der Grenzstrombefehlswert als der Strombefehlswert ausgegeben wird.