DE2441588A1

DE2441588A1 - Impulsgesteuerter zweiachsiger linearmotor

Info

Publication number: DE2441588A1
Application number: DE2441588A
Authority: DE
Inventors: Hiromichi Shichida; Kenichi Toyoda
Original assignee: Fujitsu Fanuc Ltd
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1973-08-31
Filing date: 1974-08-30
Publication date: 1975-04-03
Also published as: FR2242803B1; JPS5047116A; DE2441588C2; US3904900A; GB1477741A; FR2242803A1

Description

BLUMBACH - WESER ■ BERQEN & KRAMER

PATENTANWÄLTE IN WIESBADEN UND MÖNCHEN O / / A F O Q

DIPL.-ING.P.G BLUWBACH DIPL-PHYS. DR W.WESER-DiPL-ING. DR.JUR.P.BERGEN DIPL-ING. R.KRAMER

62 WIESBADEN 8 MÜNCHEN 60, FLOSSMANNSTRASSE M

TELEFON(039; 883603/833C04

74/8730

FUJITSU FMl)G LIMITED 6-1, ilarunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

Impulsgesteuerter zweiachsiger Linearmotor

Die Erfindung betrifft einen impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotor bestehend aus impulsgesteuerten Linearmotoren mit einem ersten Teil, das eine erste Oberfläche besitzt, einem zweiten Teil, dessen Boden eine zweite und dessen Oberteil eine dritte Oberfläche bilden und das in Bezug auf das erste Teil unter Erhaltung eines kleinen Luftspaltes zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche in einer ersten Sichtung beweglich ist, und mit einem dritten Teil, das eine vierte Oberfläche besitzt und das in Bezug auf das zweite Teil unter Erhaltung eines kleinen Luftspaltes zwischen der dritten und der vierten Oberfläche in einer zweiten Hichtung beweglich ist, welche die erste Eichtung kreuzt.

Allgemein bezieht sich die Erfindung .auf eine zweiachsige magnetische Jrositionierungseinrichtung, mittels derer ein Objekt in einer ersten Eichtung, in einer zweiten Richtung, die zur

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PATENTANWÄLTE BLUMBACH, WESER, BERQEN & KRAMER, «3 MÜNCHEN 6O₁ Fi-OSSMANNSTR. 1β

ersten Richtung nicht parallel verläuft, oder in jeglicher Richtung zwischen der ersten und der zweiten Richtung in einer horizontalen Ebene transportiert werden kann. Spezieller betrifft die Erfindung eine zweiachsige magnetische Positionierungseinrichtung, die aus zwei herkömmlichen impulsgesteuerten Linearmotoren zusammengesetzt ist. Jeder der beiden herkömmlichen impulsgesteuerten Linearmotoren besitzt ein plattenähnliches Gleitstück und einen plattenähnlichen Stator. Einer der beiden impulsgesteuerten Linearmotoren ist so angeordnet, daß er eine Bewegung in einer ersten Richtung hervorruft, während der andere der beiden impulsgesteuerten Linearmotoren so angeordnet ist, daß er eine Bewegung in einer zweiten, zur ersten Richtung senkrechten Richtung hervorruft. Ein erster impulsgesteuerter Linearmotor der beiden impulsgesteuerten Linearmotoren kann den zweiten impulsgesteuerten Linearmotor in konstanten kleinen Schritten nur in der ersten Richtung transportieren, während der z.weite impulsgesteuerte Linearmotor ein auf ihm angeordnetes Objekt in konstanten kleinen Schritten nur in der zweiten Richtung transportieren kann. Auf diese Weise kann das Objekt in einer horizontalen Ebene in jegliche gewünschte Stellung bewegt werden, indem entweder der erste oder der zweite impulsgesteuerte Linearmotor oder beide gleichzeitig entsprechend einer vorbestimmten Antriebsfolge angetrieben werden.

"Verschiedene Typen zweiachsiger magnetischer Positionierungseinrichtungen sind vorgeschlagen worden, von denen die oben beschriebene Einrichtung zu einem Typ gehört, der im Grunde aus einem.sog.

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impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotor besteht. Die vorliegende Erfindung enthält eine Verbesserung des von der Anmelderin kürzlich vorgeschlagenen impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotors. Jener vorgeschlagene impulsgesteuerte zweiachsige Linearmotor besteht aus einem ersten Teil mit einer ersten Oberfläche ; einem zweiten Teil mit einer zweiten und einer dritten Oberfläche, das unter Erhaltung eines kleinen Luftspaltes zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche in Bezug auf das erste Teil in eine erste Richtung beweglich ist; und aus einem dritten Teil mit einer vierten Oberfläche, das- unter Aufrechterhaltung eines kleinen Luftspaltes zwischen der dritten Oberfläche und der vierten Oberfläche in Bezug auf das zweite Teil in einer zweiten Richtung beweglich ist.

Die obenerwähnte erste Oberfläche ist aus einer Vielzahl erster Zähne aus magnetischem Material zusammengesetzt, die in der ersten Richtung mit konstanter Teilung P angeordnet sind, und von denen sich Jeder erste Zahn in der zweiten Richtung erstreckt. Die zweite Oberfläche enthält eine Vielzahl erster elektromagnetischer Erregereinrichtungen, die das zweite Teil infolge elektromagnetischen Zusammenwirkens mit den ersten Zähnen in Bezug auf das erste Teil in der ersten Richtung antreiben, wobei jede erste elektromagnetische Erregereinrichtung eine Vielzahl erster Antriebszähne besitzt, welche von Erregerspulen umgeben sind. Die vierte Oberfläche besitzt eine Vielzähl zweiter Zähne aus magnetischem Material, die mit konstanter Teilung P' in der zweiten Richtung angeordnet sind

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~⁴~ 244158g

und von denen sich jeder zweite Zahn in der ersten Richtung erstreckt. Die'dritte Oberfläche besitzt eine Vielzahl zweiter elektromagnetischer Erregereinrichtungen, die das dritte Teil infolge elektromagnetischen Zusammenwirkens mit den zweiten Zähnen in Bezug auf das zweite Teil in der zweiten Richtung antreiben, wobei jede zweite elektromagnetische Erregereinrichtung eine Vielzahl, zweiter Antriebszähne besitzt, welche von Erregerspulen umgeben sind.

Der obenbeschriebene vorgeschlagene impulsgesteuerte zweiachsige Linearmotor besitzt jedoch die folgenden Li acht eile. Wenn die Erregerspulen, die ausgewählte erste Antriebszähne umgeben, von Befehlsimpulsen aus einer Steuerschaltung erregt werden, tritt zwischen den ersten Antriebszähnen des zweiten Teiles und den korrespondierenden ersten Zähnen des ersten Teiles eine starke Anziehungskraft auf. Während des Betriebes tritt diese starke Anziehungskraft abwechselnd der Reihe nach zwischen ausgewählten ersten Antriebszähnen und den korrespondierenden ersten Zähnen und dann zwischen anderen ausgewählten ersten Antriebszähnen, welche den zunächst ausgewählten ersten Antriebszähnen benachbart, sind, und entsprechenden benachbarten ersten Zähnen entlang der ersten Richtung mit hoher Geschwindigkeit auf. Auf diese V/eise wird eine Bewegung der Antriebskraft mit hoher Geschwindigkeit erzeugt. Wenn die Erregerspulen, die.ausgewählte zweite Antriebszähne umgeben, von Befehlsimpulsen aus den Steuerschaltungen erregt werden, dann tritt in gleicher Weise eine starke Anziehungs-

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kraft zwischen den zweiten Antriebszähnen der. zweiten 'feiles und den entspreeilenden zweiten Zähnen des dritten 'feiler auf, auf welchem das zu bearbeitende Werkstück befestigt ist. Während des Betriebes wird die obenerwähnte Bewegung hoher Geschwindigkeit der Antriebskraft auch zwischen dem zweiten Teil und dem dritten Teil erzeugt, jjiese Bewegung tritt entlang-der zweiten Sichtung in kleinen Schritten auf.

Die obenerwähnte Bewegung der Antriebskraft hat einen nachteiligen Einfluß auf den impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotor. Zunächst einmal wird eine unerwünschte Vibration,erzeugt, wenn die !Frequenz, mit der die Bewegung auftritt, mit der natürlichen Schwingung des impulsgesteuerterj zweiachsigen Linearmotors zusammenfällt; außerdem ergeben sich Schwierigkeiten ,bei der Herstellung eines Werkstücke ε, dem mit hoher Genauigkeit eine-bestimmte i'orm gegeben worden soll.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotor zu schaffen, der keine unerwünschte Vibration erzeugt und die sehr genaue-Herstellung einec ".-,erkstücks in einer gewünschten i'orm ermöglicht.

Liece Aufgabe wird erfindunpsyeinäß durch einen impul?.gesteuerten zweiachsigen .uiriearmotor mit den Merkmalen des- iA-teritanspruchs 1 gelöst. Die unteranspräche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen dieser Lösung.

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BAD ORIGINAt

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Die erfindungsgemäße Lösung liefert eine Anordnung der ersten und der zweiten Antriebs zähne, bei der sich, keine Bewegungen der Positionen ergeben, an welchen die Anziehungskräfte angreifen.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den beiliegenden Figuren. Es zeigen:

Figur'1 eine perspektivische Ansicht, teilweise weggeschnitten, einer Ausführungsform des impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotors gemäß der vorliegenden Erfindung, Figur 2 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Figur 5 die Anordnung der ersten elektromagnetischen Srregereinrichtung des bereits vorgeschlagenen impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotors,

Figur 4 die Anordnung der ersten elektromagnetischen Erregereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, Figur 5 eine Schnittansicht eines impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotors gemäß der vorliegenden Erfindung entlang der Linie 5-5 iⁿ Figur 1,

Figur 6 eine schematiscne, perspektivische Ansicht von ersten zähnen, ersten Antriebszähnen und ersten elektromagnetischen Elementen,

Figur 7 die Anordnung einer zweiten elektromagnetischen Erregereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

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Figur 8 die Anordnung einer anderen .Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, ■ . · ■ ■ Figur 9 eine perspektivische Ansicht.eines impulsgesteuerten■ zweiachsigen Linearmotors gemäß der vorliegenden Erfindung, verwendet für ein Herstellungssystem,

Figur 10-A eine schematische Ansicht des ersten und des zx\>eiten Teiles des bereits vorgeschlagenen Linearmotors, wie sie "bei. 'Tests zum Erhalt der in den Figuren 10-B und 10-C dargestellten Kurven verwendet wurden,

Figur 10-B und 10-C Kurven, die die Ergebnisse zeigen, die bei einem Test unter Verwendung der in Figur.10-A gezeigten Teile beobachtet wurden,

Figur 11-A eine schematische Ansicht des ersten und des zweiten Teiles gemäß der vorliegenden Erfindung, die bei Tests benutzt wurden, um die in den Figuren 11-B und 11-C gezeigten Kurven zu erhalten, und "..-.-

Figuren 11-B und 11-C Kurven, die die Ergebnisse zeigen, welche bei einem Test unter Verwendung der in Figur 11-A gezeigten Teile beobachtet wurden. -

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht, teilweise weggeschnitten, einer Ausführungsform des impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotors gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur bezeichnet die Bezugszahl 1 ein erstes Teil. Das erste Teil 1 besitzt eine Vielzahl erster Zähne auf einer ersten Oberfläche 10. Die ersten Zähne 11, die als Skala dienen, welche die Länge eines Schrittes

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definiert, sind in einer ersten !Richtung, d.h. entlang- der X-Achse mit vorbestiiamter konstanter Teilung Jr angeordnet. Jeder erste Lahn 11 erstreckt sich in einer zweiten Richtung, d.h. entlang der Y-Achse, die senkrecht auf der X-Achse steht. Mt der Bezugszahl 2 ist ein zweites Teil bezeichnet, das sich über der ersten Oberfläche 10, d.h. über den oberen Oberflächen der ersten Zähne 11 befindet. Das zweite Teil 2 kann sich mittels Pollen 5o in der ersten Richtung bewegen. Dae zweite Teil 2 besitzt erste Antriebszähne 21 (in der Figur 1 nicht gezeigt) an seiner unteren Oberfläche und zweite Antriebszähne J>2 an seiner oberen Oberfläche. Die Rollen 50, die auf einer dchiene 5I auf der ersten Oberfläche 10 des ersten Teiles 1 laufen, halten zusammen'mit dem zweiten Teil 2 einen konstanten kleinen Luftspalt zwischen den ersten Zähnen 11 und den ersten Antriebszähnen 21, die in Figur 1 nicht gezeigt sind, d.h. der unteren Oberfläche des zweiten Teiles 2 aufrecht. Eine Vielzahl erster elektromagnetischer Erregereinrichtungen ist auf der zweiten Oberfläche 20 angeordnet. Jede der ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen besteht aus ersten Antriebszähnen 21 und Erregerspulen 2$, die in Figur 1 nicht gezeigt sind. Die ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen wirken mit den ersten Zähnen 11 elektromagnetisch zusammen und bewegen das zweite Teil 2 in der ersten Richtung X in konstanten ^kleinen Schritten entsprechend leistungsverstärkten Befehlsimpulsen aus einer Steuerschaltung CC, die durch eine Leitung F.L. zugeführt werden.

- 9 -5 0 9 8 1 A / 0 7 4 2 * SAD

Lie elektrische Verbindung zwischen der Steuerschaltung G.G. und den Erreger spul en 23 ist in i'ig. 2 gezeigt. Die Erregerspulen 23 der ersten elektromagnetischen Erregereinriciitungen erregen entsprechende erste Antriebs zähne 21 in 'Übereinstimmung mit der Steuerung der Steuerschaltung G.G. Die ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen sind in i'ig. 2 durch (X/,, X„)-_;

, (XV., X )', (X₇₁, Xj-) bzw. (X-, X )■ symbolisiert·, oc j ο. λ e -

äß ii'ig. 2 werden einem'Erregungssteuergerät E.G. Befehlsimpulse durch einen Eingangs anschlu.3 l·.I. i'ür Vorwärtsberrieb zugeführt. Las Erregungssteuergerät E.C. gibt die xieiheni'olge ■ der Erregung ί,Δ, B, C, D und E) der Erregerspulen 25 vor, und seine Aucgar.gssignc.le erregen die ausgewählten Erreger spulen über Verstärker 2;U., 2?b,..., 2;Έ entsprechend der Erregungfcreilier.iolge. w't/in eire unnrekeL'rte Erregungsreihenfoige erforder lich ist, i.'erden die nefehlsimpulse dem Eingangsannchluß .ti.l. für riückwärtrbetricb zugeführt.

ύ-emäxo j?'ig. 1 besitzt ein drittes -feil ~> eine Vielzahl zweiter zähne 42 auf einer vielsten Oberfläche 40. Die zweiten Zähne 42 wirken als eine bkala, die die Länge eines Schrittes definiert, und sind mit vorbestimmter Teilung r' in der zweiten liichtung Ci) angeordnet; jeder zweite ZaLm 42 erstreckt sich in der ersten liichtung (X). Das dritte feil 3 ist oberhalb der. dritten Oberfläche Jü des zweiten 'feiles 2, d.h. über den oberen überflächen der zweiten Antriebszähne 32 angeordnet. Das dritte feil 3 ist mittelG .wollen 60 entlang der Y-Achse in der zweiten

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- 10 -

■- 10 -

ixiclitung beweglich. Eine in Pig. 1 nicht gezeigte öchiene 61 ist auf einer vierten Oberfläche 40, d.h. auf der unteren Oberfläche des dritten Teiles 3 angeordnet und läuft auf den Hollen 60. Die Hollen 60 halten einen kleinen Luftspalt zwischen den aweiten Antriebszahnen 32 und den zweiten Zähnen 42 aufrecht. Las dritte Teil 3 dient beispielsweise als Maschinentisch, der mittels T-fö'rmiger Befestigungsnuten 43 ein zu bearbeitendes ■Werkstück auf seiner oberen Oberfläche 41 festhält. Die zweiten elektromagnetischen Erregereinrichtungen, von denen jede zweite Antrieb s ζ ahne 52 und Erreger spul en 3? (in E¹Ig. 1 nicht gezeigt) aufweist, sind auf der dritten Oberfläche 30 des zweiten Teiles 2 angeordnet. Die zweiten elektromagnetischen Erregereinrichtungen wirken elektromagnetisch mit den zweiten Zähnen 32 zusammen und bewegen das dritte Teil 3 in konstanten kleinen Schritten in die zweite .Richtung (Y) entsprechend den leistungsverstärkten Befehlsimpulsen aus einer anderen Steuerschaltung CG.', die über eine Leitung i"'.L. ' zugeführt werden. Die Verbindung zwischen der Steuerschaltung CC.' und den Erregerspulen 33 ist die gleiche, wie sie in der Blockschaltung von JIg. 2 für die Erregerspulen 23 und die Steuerschaltung CC. dargestellt ist. Dabei müssen Jedoch die Bezügszahlen bzw. Symbole 23A, 23B, .... 23E für die Verstärker, 23 für die Jsrregerspulen, (X^, X_&)₅ (Xg₅ -^b )' ^^XC Z ), (X₇,, X,) und (X₁₅,, X) für die ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen, ersetzt werden durch 33A' bis 33E, 33 bzw. Ü_A, i_a;, (I , J ), (I₀, I₀), (Y_D, Y_d) und (I_E, i_e), welche

3 b ""

die zweiten elektromagnetischen Erregereinrichtungen kennzeichnen.

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Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist das zweite Teil

2 während des Betriebes auf eine Bewegung allein in der ersten Richtung (X) beschränkt; diese Beschränkung wird durch ein Kugellager 70 hervorgerufen, das auf einer Seite des zweiten Teiles 2 befestigt ist. Das Kugellager 70 ist gleitbar mit einer Führungsstange 71 verbunden, welche ihrerseits an der ersten Oberfläche 10 befestigt ist und sich in. der ersten Richtung X erstreckt. In ähnlicher Weise is;t das· dritte Teil

3 während des Betriebes auf eine Bewegung allein in der. zweiten Richtung Y beschränkt; diese Beschränkung wird durch ein Kugellager 75 erzielt, das an einer anderen Seite des zweiten Teiles 2 befestigt ist. Das Kugellager 75 ist gleitbar mit einer Führungsstange 76 verbunden, welche ihrerseits an der vierten Oberfläche 4-0, d.h. der"unteren Oberfläche des dritten Gliedes 3 befestigt ist.

Die Anordnung der ersten und zweiten elektromagnetischen Erregereinrichtungen wird im folgenden beschrieben. Da jedoch die Anordnung der ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen grundsätzlich die gleiche ist wie jene der zweiten elektromagnetischen Erregereinrichtungen, wird nur die Anordnung der ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen erläutert.

Fig. 3 zeigt die Anordnung erster elektromagnetischer Erregereinrichtungen (X^', X '), (Xg¹, Χ,¹).... CIg¹J-^₈-') äes bereits vorgeschlagenen impulsgesteuerten Linearmotors, für den Fall,

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daß dieser mit einer fünf phasigen Ve ch.se !erregung betrieben wird. i'ig. 3 stellt eine Draufsicht auf den Boden des aweiten Teiles 2' des "bereits vorgeschlagenen Linearmotors dar. Gemäß Pig. 3 bestehen die ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen aus fünf Paaren erster elektromagnetischer Erregerelemente, die mit (X_A·, X_a·), (X_B·, X^'), (X₀', X_Q ·), (I₀', I_d') bzw. (Xt;,¹, X ') bezeichnet sind. Jedes der ersten elektromagnetischen Erregerelemente X,¹, X-g' ? Xq¹? Xp¹ und X-g¹ wirkt als Hordpol, wenn die entsprechenden Erregerspulen 23' erregt werden. Jedes der ersten elektromagnetischen Erregerelemente X, ', Xu'» X '? X,¹ und X ' wirkt als Südpol, wenn die entsprechenden Erregerspulen 23' erregt werden. Beide ersten elektromagnetischen Erregerelemente X.' und X ' zusammen bilden einen Elektromagneten. Diese Anordnung ist die gleiche in bezug auf die anderen ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen (X-d ' ? ), (X₀ ¹, X_c'), (I₀', X_d') und (X_E·, X_e').

Der vorher erwähnte Nachteil des bereits vorgeschlagenen impulsgesteuerten Linearmotors ergibt sich aus der Anordnung der ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn die ersten elektromagnetischen Erregerexnrichtungen in der folgenden -Zweiphasen-Dreiphasen Wechselerregungsfolge erregt werden

_A-, x_a'),'(x_B·, V)}—^>

x_c·), (I₀', x_d')j—♦ ((X₀', x_c·),

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"¹⁵~~ 244158

_n-, x_d'), (χ_Ε·, V)M(V, V>> <V»Λ¹)' Λ¹» V . x_e·), (χ_Α·, x_a')]_>f(x_E·, x_e-), <x_A', x_a·), (Z₃-, χ,

dann bewegt sich die Anziehungskraft zwischen den ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen und den ersten Zähnen entsprechend der obigen Folge entlang der Y-Achse hin und her. Diese Bewegung der starken Anziehungskraft erzeugt zum einen eine unerwünschte Vibration und bewirkt zum anderen, daß der impulsgesteuerte zweiachsige Linearmotor ein Werkstück mit geringer Genauigkeit transportiert, wie dies bereits vorher erwähnt wurde. Die Fig. 10-A, 10-B und 10-C mögen dazu dienen, um die Urzeugung unerwünschter Vibration und die Schwierigkeit der Herstellung eines Werkstücks mit großer Genauigkeit klarer zu verdeutlichen. Fig. 10-A ist eine schematische Ansicht des ersten I'eiles 1' und des zweiten !Teiles 2¹ des bereits vorgeschlagenen Linearmotors, wie sie verwendet wurden, um die in den Fig. 10-B und 10-C gezeigten Ergebnisse zu erhalten. Die Kurve in Fig. 10-B zeigt die vertikale Abweichung & d, die in dem von X« und X.' definierten Bereich während des Betriebes in bezug auf den normalen Spaltabstand D gemessen wurde (X^' ist in der Fig. nicht gezeigt, aber neben X^ hinter der Zeichenebene angeordnet). Diese Abweichung beweist die Erzeugung der unerwünschten Vibration. Die Teile'1 ' und 2' wurden entsprechend der oben erwähnten Erregungsreihenfolge betrieben. In Fig. 10-B stellt die Abszisse die Reihenfolge der Erregung dar, wobei{ 1 f bis ■' 11 ' entsprechen:

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BAD ORIGINAL '

·, x_a·), (χ_Β·, σ»,'), (χ_ο·, x_c')}, f(x_B· ), (X₀-, x_c·), (x_D', x_d.)j, ((X₀., x_c), (X₀-, x_d

x_c·), (X₀-, x_d·), (Xe', x_e')J, ((X₀', x_d'), (Xe', x_e')j,· x_d·) (Xg-, X₆-) (x_A·, x_a-)J, ((X₁,', χ_Θ·), (x_A-, x;-

X_e·) (X_A·, X_a') (X_B·, X,')], [(X_A·, X_a'), (X₈ bzw. f(X_A', X_a'), (X_B', X₁₃'), (X₀', X₀') i die Ordinate stellt die vertikale Abweichung in μ dar. Die Kurve in Fig. 10-0 zeigt die horizontale Abweichung Δ h entlang der Bewegungsrichtung E (in Fig. 10-A gezeigt) in bezug auf die normalerweise erwünschte Positionierung S während des Betriebes; diese Abweichung ist Beweis für die Schwierigkeit der Herstellung eines Werkstückes mit großer Genauigkeit. Die normalerweise erwünschte Position wird erreicht, wenn keine Vertikalabweichung des Teiles 2' in bezug auf das Teil 1' auftritt. In Fig. 10-0 ist die Abszisse dieselbe wie in Fig. 10-B, während die Ordinate die Horizontalabweichung in p. darstellt.

Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Anordnung der ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der sich keinerlei Vibration während des Betriebes ergibt. Fig. 4 ist eine Draufsicht auf den Boden des zweiten Teilen 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Gemäß Fig. 4 setzen sich die ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen aus fünf Paaren erster elektromagnetischer Erregerelemente zusammen, die als (X_A, X_a), (X_ß, X^), (X₀, X_ß), (X^, X_d) bzw. (Xg, X_ß)

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bezeichnet sind. Jedes der ersten elektromagnetischen Erregerelemente X., Xg, X^, X-p, und X-g wirkt als Nordpol, wenn die entsprechenden Erregerspulen 23 erregt werden. Jedes der ersten elektromagnetischen Erreger elemente X. X,, Χ_Λ, X-, und X_Q wirkt

cL D C CL Θ

als Südpol, wenn die entsprechenden Erregerspulen 23 erregt werden. Die ersten elektromagnetischen Erreger elemente X,, und X„ bilden einen Elektromagneten. Das gleiche gilt für die anderen

ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen (Xp₅ ^h)' (X_c, 2.), (X_d, X^) und (X-g, Xg)· Der Unterschied zwischen der Anordnung gemäß dem oben beschriebenen bereits vorgeschlagenen Linearmotor und der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt sich klar aus dem folgenden Vergleich der Fig. 3 und 4.

Gemäß Fig. 3 besteht die erste elektromagnetische Erregereinheit A¹, d.h. ein Elektromagnet, aus den ersten elektromagnetischen Erregerelementen X.' und X ', die miteinander verbunden sind.

a a

In gleicher Weise sind die ersten elektromagnetischen Erregerelemente X-g¹ mit X₁₃ ¹, X₀ ¹ mit X_c', X^' mit X_d' und X_E' mit X ', welche die ersten elektromagnetischen Erregereinheiten B', C, D¹ bzw. E¹ bilden, miteinander verbunden. Es sei darauf hingewiesen, daß bei Fig. 3 G^e(ler der ersten Antriebszähne 21' der ersten elektromagnetischen Erregereinheiten A¹, B¹, G¹, D¹ und E¹ in bezug auf die ersten Zähne entlang der X-Achse in derselben Phase angeordnet und um 1/5 P verschoben ist. P ist die Teilung, mit der, wie vorher erwähnt, die ersten Zähne 11' und ebenfalls die ersten Antriebszähne 21'

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in der ersten Richtung X angeordnet sind. Die Anordnung der ersten elektromagnetischen Erregerelemente (X^, X ), (X_B, X, ), ..., (X_E,X_e) gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, unterscheidet sich in folgender Weise von der oben erwähnten Anordnung gemäß Fig. 3. Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 sind die ersten elektromagnetischen Erregerelemente X* und X , die die erste elektromagnetische Erregereinheit A bilden, nicht miteinander verbunden, sondern in bezug auf den Mittelpunkt 0 der zweiten Oberfläche 20 symmetrisch getrennt. In gleicher Weise sind die ersten elektromagnetischen Erregerelemente X-n und X,, X_Q und X , X-n, und X^, bzw. X-g und X , welche die ersten elektromagnetischen Erregereinheiten, d.h. die Elektromagnete B, C, D bzw. E bilden, voneinander getrennt und in bezug auf den Mittelpunkt 0 symmetrisch angeordnet. Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 ist jeder erste Antriebszahn 21 der ersten elektromagnetischen Erreger elemente Χλ, X-n, Xq, X-q und X™ in bezug auf die Antriebszähne 21 benachbarter Elemente um 1/5 P verschoben; außerdem ist jeder der ersten Antriebszähne 21 der ersten elektromagnetischen Erregerelemente X , X,, X , X·, und X in bezug auf die Antriebszähne 21 benachbarter Elemente um 1/5 P verschoben. Darüber hinaus sind die ersten Antriebszähne 21 der ersten elektromagnetischen Erregerelemente X^ und X_& in bezug auf die ersten Zähne in derselben Phase und mit konstanter Teilung P in der ersten Richtung X angeordnet. In gleicher Weise sind die ersten Antriebszähne 21 der ersten elektromagnetischen Erregereiemente X-g und Xj₃, X_ß und X , X^ und X.,

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bzw. X-g und X jeweils in bezug auf die ersten Zähne in derselben Phase und mit konstanter Teilung P in der ersten Richtung X angeordnet.

Der Grund dafür, daß mit der Anordnung der ersten elektromagnetischen Erregerelemente gemäß der vorliegenden Erfindung, so wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, der erwähnte Nachteil überwunden werden kann, wird unter Bezug auf Fig. 5 erläutert. Fig. 5 stellt eine Schnittansicht einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung entlang der Linie 5-5 eier Fig. 1 dar. Wenn bei der Anordnung von Fig. 5 beispielsweise die Erregerspulen 23 der ersten elektromagnetischen Erregerelemente X-^ und Χ-,, welche die erste elektromagnetische Erregereinheit D von Fig. 4 bilden, erregt werden, ergibt sich die Bahn eines Magnetflusses, die durch die ötrichpunktlinie F-^ in Fig. 5 angedeutet ist. Anziehungskräfte treten dann zwischen den ersten Antriebszähnen 21 des ersten elektromagnetischen Erregerelementes Χη und den entsprechenden ersten Zähnen 11 soxvie zwischen den ersten Antriebszahnen 21 des ersten elektromagnetischen Erregerelementes X-, und den entsprechenden ersten Zähnen 11 auf. Die äquivalente Transformation der Addition dieser Anziehungskräfte tritt folglich zwischen dem Mittelpunkt 0 und dem ersten Teil 1 auf. Wenn die Erregerspulen 23 der ersten elektromagnetischen Erregerelemente X_A und X . X-o und X, , X_r

X , und X,. und X der ersten elektromagnetischen Erregereinheiten

C -Cj θ

A, B, C bzw. £ erregt werden, ergeben sich in gleicher Weise

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Magnetflußbahnen, wie sie in Jig. 5 durch die Strichpunktlinie i'jj angedeutet ist. Anziehungskräfte treten dann zwischen den ersten Antriebszahnen 21 der ersten elektromagnetischen Erreger-

eleiaente X , X, , X , bzw. X^ und den jeweils entsprechenden a D c e

ersten Zähnen auf. Folglich wird jede Addition dieser Anzugskräfte in eine äquivalente Anzugskraft transformiert, die zwischen dem Mittelpunkt 0 und dem ersten Teil 1 auftritt.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, ist keine Bewegung des Ortes auf der zweiten Oberfläche 20 vorhanden, an dem die starke Anziehungskraft angreift, da die äquivalente starke Anziehungskraft jederzeit nur auf den Mittelpunkt O wirkt. Die Ergebnisse bzw. die Funktionsfähigkeit des bereits vorgeschlagenen Linearmotors gemäß den Fig. 10-B und 10-C werden daher durch die vorliegende Erfindung verbessert. Diese Verbesserung soll durch einen Vergleich der Fig. 11-B und 11-C mit den Fig. 10-B bzw. 10-C verdeutlicht werden. Fig. 11-A ist eine schematische Ansicht des ersten Teiles 1 und des zweiten Teiles 2 der vorliegenden Erfindung, deren Leistungsfähigkeit bzw. Funktion in den Fig. 11-B und 11-C gezeigt ist. In den Fig. 11-B und 11-C ist auf der Abszisse jeweils die gleiche Erregungsreihenfolge aufgetragen, wobei (J)bis entsprechen: ^(X₁, X_&), (X_B, X^, (X_Q, X_C)J , ^(X_B, (x_c, x_c)j , j\x_B, x^), (X₀, x_c), (X₃J, x_d)J, ^x₀, x_c), (x_D, x_d)j, [(X₀, x_c), (x_D, x_d), (x_E, X₆)J, ((X₁₁, x_d),

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(x_E, x_e)j , £(x_D, x_d), (x_E, x_e), (x_A, x_a)j , £(x_E, x_e),

(X_B, X₁₃)] bzw. ^'(X_A, X_a), (X_B, X₅), (X₀, X_c)j. Me Ordinaten der Fig. 11-B und 11-0 sind die gleichen wie in Pig. 10-B bzw. 10-C.

Die Wirkung der Bewegung des impulsgesteuerten Oberflächenmotors gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die Fig. 6 erläutert. Fig. 6 stellt eine schematische perspektivische Ansicht der ersten Zähne 11, der ersten Antriebszahne 21 und der ersten elektromagnetischen Erregerelemente X., Xg«·· X_E und X„? Xj₃-..-X dar.

Zusätzlich zeigt Fig. 6 zwei Erregungszustande A und B-, wobei der impulsgesteuerte Linearmotor in Zweiphasen-Dreiphasen-Wechselerregung betrieben wird. Bei der Zweiphasen-Dreiphasen-Wechselerregung werden die ersten elektromagnetischen Erreg'erelemente (X^, ^x _a)» (^g, Xu) ... (X_E, X) in der folgenden zyklischen Reihenfolge erregt: 4 (X/p ^-q)? (^XB' ^))'—Y ■ ((X_A, x_a), (X_B, X₅), (X₀, x_c))->((X_B, X₅), (X₀, X ((X₃, X₅), (X₀, X_c), (XJj₁ X_d))-^((X₀, X_c), (X_d, ((X₀, X_c), (X₃J, X_d), (X_E, X_e))^((X_D, X_d), (X_E, X ₃J₁ x_d), (x_E, x_e), (x_A, x_a)3-^{(x_E, x_e), (x_A, x

_E, X_e), (X_A, X_a), (X_B, X₅)J, wobei das zweite Teil 2 mit der Teilung 1/10 P in bezug auf das erste Teil 1 in der ersten Richtung schrittweise fortbewegt wird.

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Fig. 6-A zeigt einen Erregungszustand, bei dem /(Xa, X ), (X-g, Xj₃₁), (Xq, ^x _c) ) erregt sind, während Fig. 6-B einen anderen Erregungszustand darstellt, der auf denjenigen von Fig. 6-A folgt und bei dem i(X_B, \) ·> (^xq> ^Xc^ e^egt sind. Wenn die Erregerspulen 23 der ersten elektromagnetischen Erregerelemente (X^, X_&), (Xg, X^) und (Xq, X_c) erregt sind, werden die ersten elektromagnetischen Elemente und entsprechend das zweite Teil 2 in die Stellung gezogen, in der die Mittelteile der ersten Antriebszähne 21■der ersten elektromagnetischen Erregerelemente X-n und X, mit den Mittelteilen der angrenzenden ersten Zähne 11 fluchten. Die Anziehungskraft ist durch parallele Linien A.F. in den Fig. 6-A und 6-B dargestellt, lach der oben erwähnten Erregungsreihenfolge der Erregerspulen 23 der ersten elektromagnetischen Erregerelemente werden als nächstes (Xg₅ und (Xq, X ) erregt, worauf das zweite Teil 2 um einen Schritt 1/10 P in die Stellung bewegt wird, in der der Mittelpunkt zwischen den Mittelteilen der ersten elektromagnetischen Erregerelemente (Xg₅ Xu) und Xq, X ) mit dem Mittelteil der angrenzenden ersten Zähne 11 fluchtet. Das liegt daran, daß die ersten Antriebszähne 21 der ersten elektromagnetischen Erregerelemente X, · -, X in bezug auf die ersten Antriebszähne 21 der Elemente X-n und X. in der ersten Richtung um 1/5 P verschoben sind, und daß ferner die ersten Antriebszähne 21 der Elemente X-g und X^ in bezug auf die ersten Antriebszähne 21 der Elemente X_Q und X um 1/5 P verschoben sind und so weiter. Die oben erwähnte Erregungsreihenfolge ist nicht auf die Zweiphasen-Dreiphasen-Wechselerregungsfolge beschränkt. Vielmehr könnten auch

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" ²¹ " 244158

.Reihenfolgen wie die folgende verwendet werden:

(x_c, x_c)^((x_c, x_c)]-?((x_c, x_c), (x_D, x_d)J^f(x_D, x_d)j

(x_E, x_e)j^((x_E,.x_e)J^ (Cx_E, x_e),

Die obige Erläuterung bezieht sich nur auf die Anordnung der ersten elektromagnetischen Erregereinrichtungen·; die Anordnung der zweiten elektromagnetischen Erregereinriclitungen gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch genau die gleiche wie die der ersten elektromagnetischen Erregereinriclitungen. Die Anordnung der zweiten elektromagnetischen Erregereinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in 5\ig. 7 gezeigt ist, kann in gleicher Weise den Nachteil der Bewegung der An- . ziehungskraft beseitigen, der, wie erwähnt, bei dem bereits vorgeschlagenen impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotor zwischen dem zweiten Teil 2' und dem dritten Teil 3¹ auftritt. !'ig. 7 ist eine Draufsicht auf das Oberteil des zweiten Teiles 2, wobei jedes der zweiten elektromagnetischen Erregerelemente Y_n und Y, , Υ,, und Y-, , J_n und Y , Y_n und Y. und Y,-,,und Y_Q getrennt und in bezug auf den Hittelpunkt O¹ der dritten Überfläche symmetrisch angeordnet ist.

?ig. 8 ist eine Draufsicht auf eine andere Anordnung der ersten und/oder zweiten elektromagnetischen Erregerelemente gemäß der vorliegenden Erfindung; dabei ist die geänderte Anordnung dieser

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BAD

i'ig. jedoch nur im Hinblick auf die ersten elektromagnetischen Erreger elemente dargestellt. Bei der Anordnung von Fig. 8 "bilden die ersten elektromagnetischen Erregerelemente X,, und X ^ einen Elektromagneten A1. In gleicher Weise bilden die ersten elektromagnetischen Er reger elemente X-^ und X^ , Xq^ und X ^,, Xj,,, und X^ und X^v, und X . Elektromagnete B1, C1, D1 bzw. E1. Darüber hinaas bilden die elektromagnetischen Erregerelemente X,p und X

p» 3Cg? ^un(^ ^h'"' ^"C? ^un(^ ^" 2' ^HP ^un^" ^cL 2 ^unc^ ^"E2 ^un^" ^" 2 Elektromagnete A2, B2, C2, D2 bzw. E2. Beim Betrieb des Motors wird jedes Paar von Elektromagneten (A1, A2), (B1, B2), (C1, 02), (D1, J;2) und (E1, E2) gleichzeitig erregt. Wenn beispielsweise das Elektromagnetenpaar (D1, 12) erregt wird, dann ergibt sich die äquivalente Anziehungskraft am Mittelpunkt 0. Die in Fig. 8 dargestellte Anordnung vermeidet ebenfalls die zuvor erwähnten Nachteile. Jeder der ersten Antriebszähne 21 der Elektromagneten (Al, A2), (B1, B2), (01, 02), (D1, D2) und (E1, E2) ist in bezug auf die ersten Zähne entlang der X-Achse in derselben Phase angeordnet .

Pig. 9 ist eine perspektivische Ansicht des impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotors gemäß der vorliegenden Erfindung, der in einer Ausführung gezeigt ist, die bei einem numerisch gesteuerten Herstellungssystem verwendet werden könnte. Alle in I'ig. 9 bezeichneten Elemente entsprechen den Elementen, die in I'ig. 1 mit denselben Zahlen .oder Symbolen gekennzeichnet sind. Normalerweise ist ein Werkstück, das bearbeitet werden·

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soll und auf die obere Oberfläche 41 des dritten Teiles 3 aufgesetzt .-wird, schwer. Beim Betrieb des Motors bewirken das Gewicht des schweren Werkstücks, das auf dem dritten Glied 3 angeordnet ist, das Gewicht des zweiten und des dritten Teiles und die Anziehungskraft zwischen der ersten Oberfläche 10 und der zweiten Oberfläche 20 eine große nach unten gerichtete Kraft auf die Rollen 50, die in Fig. 1 gezeigt sind. Darüber hinaus bewirken das Gewicht des schweren Werkstücks, das Gewicht des dritten Teiles und die Anziehungskraft zwischen der dritten Oberfläche 30 und der vierten Oberfläche 4-0 eine große nach unten gerichtete Kraft auf die Rollen 60, die ebenfalls in Fig. 1 gezeigt sind. Deshalb sollte die große abwärts gerichtete Kraft nicht konzentriert, sondern auf eine Gruppe flacher Rollen bzw. Rollenführungen aufgeteilt werden. Diese Gruppen flacher Rollenführungen sind in Fig. 9 mit 81, 82, 83 und 84 bezeichnet, wobei die letztere Zahlzwar in der Zeichnung vorhanden, der Gegenstand aber nicht gezeichnet ist} die Gruppe der flachen Rollenführungen 81 und 83 bilden V-förmige Führungsschienen, während die Gruppe der flachen Rollenführungen 82 und 84 U-förmige Führungskanäle oder Rinnen bilden. Jede der "V-förmigen Führungsschienen und der U-förmigen Führungskanäle besteht aus einer Vielzahl von Nadellagern 85- V-förmige Führungskanäle bzw. Rinnen 86 und 87 sind gleitbar mit den V-förmigen Führungsschienen 81 bzw. 83 verbunden. U-förmige Vorsprünge 88 und 89» von denen der letztere zwar gekennzeichnet, aber nicht dargestellt ist, sind ebenso gleitbar mit den U-förmigen Führungskanälen

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bzw. 84 verbunden.

Beim Betrieb des Motors sammelt sich eine große Menge von Metallstaub und Metallteilen von der Arbeit des Maschinenwerkzeugs auf dem dritten Teil 3 und dem ersten Teil 1. Besonders sammelt sich meistens auf der ersten Oberfläche 10 eine große Menge Metallstaub und Metallteile, die Schwierigkeiten beim normalen Betrieb des impulsgesteuerten Oberflächenmotors hervorrufen. In Pig. 9 bezeichnet 90 eine Abdeckung, die das Ansammeln von Metallstaub und Metallpartikeln auf der ersten Oberfläche 10 verhindert. Die Abdeckung 90 besteht aus Balgen und hindert dementsprechend nicht die Bewegung des zweiten Teiles 2 in der ersten Richtung. Mit 91 ist ebenfalls eine Abdeckung bezeichnet. Die Abdeckung 91 verhindert die besagte Ansammlung auf der dritten Oberfläche 30 des zweiten Teiles 2.

Wie zuvor erwähnt, können die Nachteile der Erzeugung einer unerwünschten Vibration beim impulsgesteuerten zweiachsigen Linearmotor und die Schwierigkeit bei der sehr genauen Herstellung eines Werkstücks mit Hilfe der vorliegenden Erfindung vermieden werden. Die vorliegende Erfindung hat darüber hinaus die folgenden Vorteile.

1. Der Wirkungsgrad der Umwandlung von elektrischer Eingangsenergie in eine Energie für den Transport des zweiten Teiles 2 in der ersten Richtung und der Wirkungsgrad für die Umwandlung

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einer elektrischen Eingangsenergie in eine Energie für den Transport des dritten Teiles 3 in der zweiten Richtung werden im Vergleich zum Stand der Technik beispielsweise gemäß der US-PSRe 27 436 (Reissue Patent) erhöht. Dies liegt daran, daß eine Vielzahl erster Zähne 11 und eine mit ihnen zusammenwirkende Vielzahl erster elektromagnetischer Erregereinrichtungen in einer horizontalen Ebene angeordnet sind, und ein auf das dritte Teil gesetztes Objekt in der ersten Richtung bewegen. Eine Vielzahl zweiter Zähne 42 und eine mit ihnen zusammenwirkende Vielzahl zweiter elektromagnetischer Erregereinrichtungen sind in einer anderen horizontalen Ebene angeordnet und bewegen das Objekt in der zweiten Richtung.

2. Der Aufbau des impulsgesteuerten Motors gemäß der vorliegenden IJr f in dun t; ipt oinfac'·. und kann leicht hergestellt werden. Dies liegt daran, daß mechanische Antriebseinheiten, die beispielsweise die Rollen 50 und 60 verwenden, sowie elektromagnetische Erregereinrichtungen, die beispielsweise Erregerspulen 23 und 33 und die ersten und zweiten Antriebszähne 21 und 32 aufweisen und die bei der Herstellung eine große Erfahrung und eine genaue Bearbeitung verlangen, allein auf das zweite Teil 2 konzentriert sind. Auf der anderen Seite können andere Teile, d.h. das erste Teil 1 und das dritte Teil 3 leicht hergestellt werden, da diese Teile nur mit einfachen ersten Zähnen 11 und einfachen zweiten Zähnen 42 ausgerüstet sind.

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3. Schließlich sind der Hub der Bewegung des zweiten Teiles 2 in die erste Sichtung in "bezug auf das erste Teil 1 und der Hub der Bewegung des dritten Teiles 3 in bezug auf das zweite Teil 2 in die zweite Richtung relativ groß. Dies liegt daran, daß die erste elektromagnetische Erregereinrichtung rechteckförmig und so angeordnet ist, daß die längere Seite parallel zur zweiten Richtung Y verläuft (siehe Fig. 4), und daß die zweite elektromagnetische Erregereinrichtung rechteckförmig und so angeordnet ist, daß die längere Seite parallel zur ersten Richtung X verläuft (siehe Fig. 7)·

Die Bezugszeichen XA, Xa-XE, Xe und YA, Ya-YE, Ye in den

Ansprüchen sind mit den entsprechenden Bezugszeichen

Χ_Λ, X-X₁-,, X_-, und Y_A, Y₀-Y₁;,, Y_Q in der Beschreibung identisch.

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Claims

BLUMBACH ■ WESER ■ BERGEN & KRAMER

PATENTANWÄLTE IN WIESBADEN UND MÖNCHEN

piPL.-ING.P.G.BLUMBACH DIPL.-PHYS.DR.W.WESER·DIPL-ING.DRJUR.P.BERGEN DIPL.-ING.R.KRAMER

62WIESBADEN 8 MÜNCHEN6O₁FLOSSMANNSTRASSEiB

TELEFON (089) 883603/883504

-Ov

74/8730

FUJITSU FANUC LIMITED

Patentansprüche *

.'" 1. Impulsgesteuerter zweiachsiger Linearmotor bestehend aus impulsgesteuerten Linearmotoren mit einem ersten Teil, das eine erste Oberfläche besitzt, einem zweiten Teil, dessen Boden eine zweite und dessen Oberteil eine dritte Oberfläche bilden und das in Bezug auf das erste Teil unter Erhaltung eines kleinen Luftspaltes zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche in einer ersten Richtung beweglich ist, und mit einem dritten Teil, das eine vierte Oberfläche besitzt unddas in Bezug auf das zweite Teil unter Erhaltung eines kleinen Luftspaltes zwischen der dritten und der vierten Oberfläche in einer zweiten Richtung beweglich ist, welche die erste Richtung kreuzt, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Oberfläche (10) aus einer Vielzahl erster Zähne (11) aus magnetischem Material besteht, welche mit konstanter Teilung (F) in der ersten Richtung (X) angeordnet sind und von denen sich jeder erste Zahn in der zweiten Richtung (Y) erstreckt;

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daß die zweite Oberfläche (20) eine Anzahl N (N ist eine vorbestimmte positive ganze Zahl) erster elektromagnetischer Erregereinheiten (A - E) aufweist, welche das zweite Teil (2) in Bezug auf das erste Teil (1) infolge elektromagnetischen Zusammenwirkens mit den ersten Zähnen in der ersten Eichtung antreiben, wobei jede erste elektromagnetische Erregereinheit ein Paar erster elektromagnetischer Elemente (XA, Xa - XE, Xe) bestehend aus ersten Antriebszähnen (21) besitzt, welche von Erregerspulen (2J) umgeben und in der ersten .Richtung mit der konstanten Teilung (P) angeordnet sind, wobei sich jeder der ersten Antriebszähne in der zweiten Richtung erstreckt, und wobei ferner jeder der ersten Antriebszähne einer der ersten elektromagnetischen Erregereinheiten in Bezug auf jeden der ersten Antriebszähne benachbarter Glieder der ersten elektromagnetischen Einheiten um (l/N)·P verschoben ist; daß die vierte Oberfläche (40) eine Vielzahl zweiter Zähne (42) aus magnetischem Material aufweist, welche mit konstanter Teilung (P') in der zweiten Richtung angeordnet sind und von denen sich jeder zweite Zahn in der ersten Richtung erstreckt;

daß die dritte Oberfläche (30) eine Anzahl N¹ (N¹ ist eine vorbestimmte positive ganze Zahl) zweiter elektromagnetischer Erregereinheiten aufweist, welche das dritte Teil (3) in Bezug auf das zweite Teil infolge elektromagnetischen Zusammenwirkens mit den zweiten Zähnen in der zweiten Richtung antreiben, wobei jede zweite elektromagnetische Erregereinheit ein Paar zweiter elektromagnetischer Elemente (IA, Ia - ΪΕ, Ye) bestehend aus

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zweiten Antriebszähnen (32) besitzt, welche von Erregerspulen (55) umgeben und mit konstanter Teilung (P¹)' in der zweiten, lüchtung angeordnet sind, wobei sich jeder der zweiten Antriebszähne in der ersten Richtung erstreckt und wobei ferner jeder der zweiten Antriebszähne einer der zweiten elektromagnetischen Erregereinheiten in Bezug auf jeden der zweiten Antriebszähne benachbarter Glieder der zweiten elektromagnetischen Srregereinheiten um (1/Ι\ι')·Ρ' verschoben ist;

daß zwei erste elektromagnetische Erregerelemente jeder der ersten elektromagnetischen Erregereinheiten hinsichtlich eines vorbestimmten riittelpunktes (ü) der zweiten Oberfläche symmetrisch zueinander angeordnet sind und daß zwei zweite elektromagnetische Erregerelemente jeder der zweiten elektromagnetischen Erregereinheiten hinsichtlich eines vorbestimmten Mttelpunktes (Ü'j symmetrisch zueinander angeordnet sind. .

Impulr-'igesteuerter zweiachsiger Linearmotor nach Anspruch 1, d a d u r c n. gekennzeichnet, da3 die zweite Oberfläche (20) eine Vielzahl von Paaren der ersten elektromagnetischen Erregereinheiten (XA1, Xa1 - XA2, Xä2 bis JSA, XeT-XE2, Xe2) und die dritte Oberfläche (20) eine Vielzaxil von Paaren der zweiten elektromagnetischen Erregereinheiten aufweisen, wobei zwei Paare der ersten elektromagnetischen Lrregereinheiten jeder Vielzahl von Paaren der ersten elektromagnetischen jirregereinheiten im Hinblick auf einen vorbestimmten Mittelpunkt der zweiten Oberfläche symmetrisch zueinander angeordnet sind

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BAD" ORIGINAL

und wobei ferner -zwei Paare der zweiten elektromagnetischen
Lrregereinheiten jeder Viel ζ aiii von Paaren der zweiten elektromagnetischen Erregereinheiten im Hinblick auf einen vorbestimmten Mittelpunkt der dritten Oberfläche symmetrisch
zueinander angeordnet sind (Fig. 8).

'$. Impulsgesteuerter zweiachsiger Linearmotor nach einem der

Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der kleinen Luftspalte zwischen der ersten Oberfläche (10) und der zweiten Oberfläche (20) bzw. der dritten Oberfläche (30) und der vierten Oberfläche (40)" mittels V-förmiger Führungsschienen (81, 85) bestehend aus einer Vielzahl von
Nadellagern (85) und einer V-förmigen Führungsnut bzw. -rinne (86,87), welche gleitbar auf der V-förmigen Führungsschiene
angeordnet ist, und mittels einer U-förmigen Führungsnut bzw. -rinne (82, 84) bestehend aus einer Vielzahl von 1Jadellagern (85) und einem U-förmigen Vorsprung (88, 89), welcher gleitbar mit der U-förmigen Führungsnut verbunden ist, gebildet wird.

4. Impulsgesteuerter· zweiachsiger Linearmotor nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Oberfläche von balgartigen Abdeckungen (90) bedeckt" ist.

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5· Impulsgesteuerter zweiachsiger Linearmotor nach. Anspruch /1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnteilungen (P, P¹) übereinstimmen.

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