DE69024032T2

DE69024032T2 - Reibungsausgleichsmassengeschwindigkeitssteuerung.

Info

Publication number: DE69024032T2
Application number: DE69024032T
Authority: DE
Inventors: Edward F Burke
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1989-12-04
Filing date: 1990-09-19
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH03178586A; DE69024032D1; EP0431731A3; EP0431731B1; EP0431731A2; US4939440A

Description

BEREICH DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine Motorsteuerung zur Hin- und Herbewegung einer Masse, beispielsweise den Schlitten eines Druckers, auf einer vorbestimmten Bahn, und insbesondere eine derartige Steuerung zur Steuerung eines Antriebsmotors auf eine Art und Weise, bei der Reibungsverluste während der Umkehr der Bewegungsrichtung der Masse kompensiert werden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist insbesondere auf ein System zur Hin- und Herbewegung eines Tintenstrahldruckers entlang einer Führungsschiene zum Abtasten eines Druckmediums, auf das ein Bild aufgedruckt wird, gerichtet. Allgemein gesagt, läßt sich die vorliegende Erfindung auf ein System zur Hin- und Herbewegung einer Masse entlang einer vorbestimmten Oberfläche verwenden. Es versteht sich bezüglich der nachfolgenden Beschreibung, daß, obgleich darin auf die Tintenstrahldruckerumgebung Bezug genommen wird, die Erfindung nicht auf diese Anwendung begrenzt ist.
Eine Bewegungssteuerung für einen Schlitten ist im allgemeinen ein Gerät mit vier Zuständen. Ein Zustand ist die nach links gerichtete Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit. Ein zweiter Zustand ist die Umkehr links, bei der die Geschwindigkeit des Schlittens umgekehrt wird. Ein dritter Zustand ist die nach rechts gerichtete Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit. Der vierte Zustand ist die Umkehr rechts, bei der die Geschwindigkeit des Schlittens wieder umgekehrt wird. Verschiedene herkömmliche Schemata zur Steuerung sind unter dem Titel "Closed Loop Operation of Step Motors" in "Warner Electric's Guide to Selecting and Controlling Step Motors", 1979, auf den Seiten V-1 bis V-21; in Regnier et al., "Starting Brushless DC Motors Utilizing Velocity Sensors", in "Incremental Motion Control Systems and Devices", 14. jährliches Symposium der Incremental Motion Control Systems Society, Juni 1985, Seiten 99-107; und in Petrick, "Microprocessor Stepper Motor Drive", U.S.-Patentschrift Nr. 4,648,026, erteilt am 3. März 1987 beschrieben.
Die Zustände konstanter Geschwindigkeit werden durch Steuerung eines Antriebsmotors mit einer Geschwindigkeits-Servoeinrichtung aufrechterhalten. Während der Umkehr wird der Antriebsmotor von einer konstanten Stromquelle angetrieben. Bei einem Gleichstromantriebsmotor stellt sich bei konstanter Stromzufuhr ein konstantes Drehmoment ein, was im Idealfall zu einer konstanten Verzögerung und Beschleunigung führt. Im nachfolgenden ist der Begriff Verzögerung als negative Beschleunigung aufzufassen, wobei Beschleunigung ein allgemeiner Begriff ist, der sowohl positive als auch negative Werte umfaßt.
Bei diesem Schema werden die Auswirkungen von Reibungskräften auf den Druckerschlitten nicht kompensiert. Die Reibung unterstützt eine Verzögerung, behindert jedoch eine Beschleunigung. Somit erfüllt sich die theoretische Erwartung, daß sich während der Geschwindigkeitsumkehr über gleiche Bewegungsstrecken des Schlittens eine Verzögerung und Beschleunigung ergibt, nicht. In einer Anwendung wurde zum Beispiel festgestellt, daß der Schlitten über eine Strecke von ca. 19,05 cm auf eine Geschwindigkeit von Null verzögert wird. Der Schlitten beschleunigt auf die Auslegungsgeschwindigkeit von 846,6 cm pro Sekunde über eine Strecke von ca. 31,75 cm. Dazu muß 1er Schlitten breit genug sein, um die längere Strecke an jedem Ende der Abtastung des Druckerschlittens bewältigen zu können, damit er seine Auslegungsgeschwindigkeit erreicht, bevor der Druckvorgang beginnt.
Ein schmalerer Drucker ist daher wünschenswert, um die Gesamtgröße sowie die Kosten zu verringern. Insbesondere ist es wünschenswert, den Schlitten mit einem tatsächlichen Maß zu beschleunigen, das dem tatsächlichen Maß der Verzögerung entspricht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß vorliegender Erfindung wird ein System zur Verfügung gestellt, wie es in Anspruch 1 angegeben ist, sowie ein Verfahren, wie es in Anspruch 5 angegeben ist.
Durch die vorliegende Erfindung lassen sich die Nachteile des Standes der Technik überwinden. Im allgemeinen stellt die vorliegende Erfindung eine Bewegungssteuerung für eine Masse zur Verfügung, die ein Drehmoment an die Masse legt, welches während der Beschleunigung größer ist als während der Verzögerung. Somit können Drehmomentwerte gewählt werden, die Reibungsverluste der Masse auf der Oberfläche, auf der sie sich bewegt, kompensieren. Als Ergebnis kann die Masse über dieselbe Strecke hinweg beschleunigt werden, über die die Verzögerung stattfindet.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Bewegungssignal sechs Zustände, umfassend einen ersten Zustand, der eine Zielgeschwindigkeit in einer ersten Richtung darstellt, einen zweiten Zustand, der eine Verzögerung in der ersten Richtung darstellt, einen dritten Zustand, der eine Beschleunigung in der Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung darstellt, einen vierten Zustand, der eine Zielgeschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung darstellt, einen fünften Zustand, der eine Verzögerung in der entgegengesetzten Richtung darstellt, und einen sechsten Zustand, der eine Beschleunigung in der ersten Richtung darstellt. Die Motorsteuerung erzeugt das Motorsteuersignal mit einem Zustand, der mit jedem Zustand des Bewegungssignals korrespondiert. Der erste und der vierte Zustand sind Signale konstanter Geschwindigkeit, die mit einer Servosteuerung assoziiert sind, der zweite und fünfte Zustand sind Signale konstanten Stromes einer ersten vorbestimmten Amplitude zur Verzögerung der Masse. Der dritte und sechste Zustand sind Signale konstanten Stroms einer zweiten vorbestimmten Amplitude zum Beschleunigen der Masse. Die erste vorbestimmte Amplitude ist ausreichend geringer als die zweite vorbestimmte Amplitude, um im wesentlichen die Reibung zwischen der Masse und der Oberfläche zu kompensieren, wodurch eine Verzögerung und Beschleunigung der Masse über im wesentlichen gleiche Strecken der Oberfläche erfolgt.
Es ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung eine Steuerung zur Verfügung stellt, die eine Möglichkeit zur getrennten Steuerung von Beschleunigung und Verzögerung bereitstellt. Hierdurch kann das während der Beschleunigung angelegte Drehmoment zur Kompensation von Reibung erhöht werden. Allgemeiner ausgedrückt können Beschleunigung und Verzögerung so ausgelegt werden, daß sie über eine vorbestimmte Strecke bzw. Strecken erfolgen. Somit läßt sich ein schmalerer und daher kostengünstigerer Drucker herstellen. Folglich trägt dies auch zu einer Verringerung der für einen Druckzyklus erforderlichen Zeit bei.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Studium der nachstehenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform, in der auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer gemäß vorliegender Erfindung hergestellten Schlittenbewegungssteuerung.
Fig. 2 zeigt ein allgemeines Schema eines Steuersignalgenerators, der in der Steuerung gemäß Fig. 1 enthalten ist, zur Umwandlung eines Bewegungssignals in ein Beschleunigungssteuersignal mit zwei Zuständen.
Fig. 3 zeigt ein allgemeines Diagramm der Zustandsmaschine mit sechs Zuständen gemäß Fig. 2.
Fig. 4 zeigt vier Wellenformen theoretischer und wirklicher Beschleunigung und Geschwindigkeit einer sich auf einer Reibungsoberfläche hin- und herbewegenden Masse.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Es wird zunächst auf die Figur 1 Bezug genommen. Wie darin zu sehen ist, treibt eine Motorsteuervorrichtung 10, die zum Teil eine Geschwindigkeits-Servoeinrichtung bildet und gemäß vorliegender Erfindung hergestellt ist, einen Gleichstrommotor 11, der mit einem Druckerschlitten 12 gekoppelt ist, welcher sich entlang einer (nicht dargestellten) Führungsschiene hinund herbewegt. Eine komplexere Steuerung ist in der ebenfalls anhängigen U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/297,202 "Mass Velocity Controller" desselben Erfinders beschrieben, die am 17. Januar 1989 angemeldet wurde. Die Vorrichtung 10 umfaßt einen Steuersignalgenerator 13, der als Reaktion auf eine Soll- oder Ist- Bewegung des Schlittens ein Steuer- oder Bewegungssignal ausgibt. Wellenform B in Fig. 4 stellt ein ideales Geschwindigkeitsprofil dar. Während Bereichen konstanter Geschwindigkeit, beispielsweise dem Bereich 18, wird das Geschwindigkeitssignal in einem Schaltnetzwerk 14 mit dem Kehrwert eines Rückkoppelsignals kombiniert. Das hierbei erhaltene Fehlersignal wird über einen Leistungsverstärker 15 an den Motor 11 angelegt. Das Antwortverhalten des Motors wird von einem Kodierer 16 erfaßt. Der Kodierer erzeugt ein Rückkoppelsignal, das von einem Rückkoppelkompensator 17 eingestellt wird, bevor es im Schaltnetzwerk 14 mit dem Steuersignal kombiniert wird.
Wellenform B in Fig. 4 enthält einen Abschnitt 18 konstanter Geschwindigkeit, der einer Bewegung des Schlittens in eine Richtung entspricht, beispielsweise nach rechts, um dieser Beschreibung einen allgemeinen Bezug zu geben. Das Signal bewirkt dann eine Richtungsumkehr in einem Abschnitt 19, der eine konstante Steigung bis zu einem Abschnitt 20 konstanter Geschwindigkeit zeigt, der in die entgegengesetzte Richtung bzw. nach links geht. Die konstante Steigung des Abschnittes 19 der Richtungsumkehr zeigt an, daß eine konstante Beschleunigungskraft auf den Schlitten wirkt, die geeignet ist, eine Richtungsumkehr der Bewegung des Schlittens zu bewirken.
Abschnitt 19 enthält somit einen Abschnitt 22 einer Verzögerung oder einer negativen Beschleunigung, der vorherrscht, bis der Schlitten eine Geschwindigkeit von Null erreicht. Ein Abschnitt 24 einer positiven Beschleunigung verläuft von Geschwindigkeit Null bis zu einem Abschnitt 20 konstanter Geschwindigkeit. An das Ende von Abschnitt 20 schließt sich ein entsprechender Abschnitt 26 einer Geschwindigkeitsumkehr an. Diese idealisierten Beschleunigungsabschnitte sind in Wellenform A dargestellt. Abschnitte mit einer Beschleunigung von Null, die durch Abschnitt 28 dargestellt sind, liegen während konstanter Schlittengeschwindigkeit vor. Eine Beschleunigung in einer relativen positiven Richtung, wie es durch den Abschnitt 30 konstanter Beschleunigung gezeigt ist, entspricht einem Abschnitt 19 einer Geschwindigkeitsumkehr. Ähnlich entspricht der Abschnitt 32 konstanter Beschleunigung dem Abschnitt 26 der Geschwindigkeitsumkehr.
Die in Fig. 4 gezeigte Wellenform B ist die ideale Wellenform zum Treiben einer idealen Schlittenanordnung. Wie bereits beschrieben, wirkt jedoch die Reibung der Bewegung des Schlittens entgegen. Dies wird in den Abschnitten mit konstanter Geschwindigkeit der Schlittenbewegung durch die Geschwindigkeits-Servoeinrichtung kompensiert. Während einer Richtungsumkehr wird die Geschwindigkeits-Servoeinrichtung an den Schaltern 14 durch Steuersignale vom Generator 13 deaktiviert und ein konstanter Strom an den Motor 11 angelegt. Die Spannungsreferenzen V&sub1; und V&sub2; korrespondieren mit zugeordneten resultierenden Motorstrompegeln während einer Verzögerung bzw. Beschleunigung.
Die Wellenformen C und D aus Fig. 4 zeigen die tatsächlichen Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsprofile, die als Ergebnis des Einflusses von Reibung und der Anwendung des Zielgeschwindigkeitsprofils vorliegen, welches als Wellenform B für eine Vier-Zustands-Steuerung konventioneller Bauart dargestellt ist. Die Verzögerung (A&sub1;) wird erhöht, da die Reibung zu einer Abbremsung der Schlittenbewegung beiträgt. Die Beschleunigung (A&sub2;) dauert länger, da sie verzögert wird. Wie bereits erwähnt, erfolgte in einer Anwendung dieses Prinzips die Verzögerung über eine Strecke von 19,05 cm und die Beschleunigung benötigte 31,75 cm, um die Zielgeschwindigkeit zu erreichen.
Fig. 2 zeigt ein Teil-Blockschaltbild des Generators 13. Die tatsächliche Schlittengeschwindigkeit wird von einem Generator 42 in ein Signal umgewandelt. Dieses Spannungssignal ist in idealisierter Form durch Wellenform B dargestellt. Es bewirkt dann dessen Gleichrichtung über die gesamte Welle hinweg, um ein Signal 44 einer einzigen Polarität zu erzeugen. Dieses Signal ist als das Signal unterhalb der Null-Geschwindigkeits- Linie, die der Wellenform B zugeordnet ist, dargestellt und enthält das gestrichelt eingezeichnete Signal.
Das Signal 44, das den Absolutwert des Geschwindigkeitssignals darstellt, wird an einen Pufferverstärker 46 angelegt. Dadurch wird das Signal zur Eingabe in eine Differenzierschaltung 48 aufbereitet, die die Steigung des Geschwindigkeitssignals erfaßt. Dies ist der Schlüssel zur Einrichtung der Trennung zwischen Verzögerung und Beschleunigung. Der Verzögerungsabschnitt des Signals 44 hat eine positive Steigung, und der Beschleunigungsabschnitt eine negative Steigung. Der Übergang von Verzögerung zu Beschleunigung erfolgt an dem Punkt, an dem die Geschwindigkeit des Schlittens Null ist.
Das Ausgangssignal der Differenzierschaltung 48 wird einem Komparator 50 eingegeben, um das Signal in ein gepulstes Ausgangs- (Digital-) Signal mit Impulsen unterschiedlicher Spannungspegel umzuwandeln, die die Verzögerungs- und Beschleunigungsperioden darstellen. Das Ausgangssignal des Komparators 50 wird als eines der Eingangssignale einer Zustandsmaschine 52 mit sechs Zuständen eingegeben. Andere (nicht dargestellte) Eingangssignale sind Signale, die anzeigen, wann die Verzögerung beginnen soll, beispielsweise über die Schlittenposition, und wann der Pegel konstanter Geschwindigkeit erreicht ist, beispielsweise über die Schlittengeschwindigkeit.
Das Ausgangssignal der Zustandsmaschine steuert den Betrieb von Motor 12. In Fig. 6 ist das zyklische Durchlaufen der Zustandsmaschine durch die sechs Betriebszustände von Motor 12 dargestellt. In den Zuständen eins und vier wird eine konstante Geschwindigkeit aufrechterhalten. Während der Zustände zwei und fünf wird ein erster konstanter Strom angelegt, um eine Verzögerung zu bewirken, bis eine Geschwindigkeit von Null erreicht ist. Während der Zustände drei und sechs wird ein zweiter konstanter Strom angelegt, um eine Beschleunigung von einer Geschwindigkeit gleich Null auf die Zielgeschwindigkeit zu erzielen. Ein geringerer Strom, beispielsweise 2,5 Ampere (der durch V&sub1; an den Schaltern 14 bestimmt wird) wird während der Verzögerung an den Motor angelegt, und ein höherer Strom, beispielsweise 4,0 Ampere (der durch V&sub2; bestimmt wird), wird während der Beschleunigung angelegt. Hierdurch werden die Auswirkungen der Reibung neutralisiert und es ergeben sich gleichmäßige und daher symmetrische Verzögerungs- und Beschleunigungsstrecken.
Als Ergebnis können diese Strecken so ausgelegt werden, daß sie unabhängig ausgewählte Werte haben. Dadurch kann ein Drucker schmaler gebaut werden (und daher schneller sein), wenn wirtschaftliche oder andere Gesichtspunkte entscheidungserheblich sind. Wenn besondere Umstände eine Einstellung der Verzögerung und Beschleunigungen auf andere vorgegebene Strecken vorschreiben, läßt sich dies durch die vorliegende Erfindung problemlos durchführen, da diese Strecken individuell gesteuert werden.
Es versteht sich daher, daß, wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf die voranstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, Änderungen am Aufbau oder an der Auslegung der Vorrichtung vorgenommen werden können, ohne hierbei vom Umfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen beschrieben ist, abzuweichen.

Claims

1. System (10) zum Steuern der Hin- und Herbewegung einer Masse (12) auf einer vorbestimmten Oberfläche durch einen mit der Masse verbundenen Motor (11), der auf ein Steuersignal anspricht, mit:

einer Vorrichtung (42) zum Erzeugen eines Bewegungssignals (44), das die Bewegung der Masse auf der Oberfläche darstellt; und

einer Motorsteuervorrichtung (52), die auf das Bewegungssignal (44) anspricht und mit dem Motor (11) verbunden werden kann, um ein Motorsteuersignal zu erzeugen, das das Bewegungssignal (44) darstellt, wobei das Motorsteuersignal einen Verzögerungsteil und einen Beschleunigungsteil hat;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Bewegungssignal einen Verzögerungsteil (22) und einen Beschleunigungsteil (24) hat, die eine Richtungsumkehr der Masse auf der Oberfläche darstellen; und

der Verzögerungsteil und der Beschleunigungsteil des Motorsteuersignais jeweils mit dem Verzögerungsteil (22) bzw. dem Beschleunigungsteil (24) des Bewegungssignals (44) korrespondieren, wobei der Verzögerungsteil die Ausgabe eines geringeren Drehmoments des Motors (11) erzeugt als der Beschleunigungsteil.

2. System nach Anspruch 1, bei dem Reibung zwischen der Masse (12) und der Oberfläche vorhanden ist, wobei die Vorrichtung (52) zur Erzeugung des Steuersignals den Verzögerungs- oder Beschleunigungsteil des Steuersignals erzeugt, die zur Kompensation von Reibung zwischen der Masse (12) und der Oberfläche geeignet sind.

3. System nach Anspruch 1, bei dem die Verzögerungs- und Beschleunigungsteile des Steuersignals dafür geeignet sind, die Entfernungen, die die Masse (12) auf der Oberfläche während einer Verzögerung bzw. Beschleunigung zurücklegt, im wesentlichen auszugleichen.

4. System nach Anspruch 1, bei dem:

das Bewegungssignal (44) sechs Zustände hat, d.h. einen ersten Zustand, der eine Zielgeschwindigkeit in einer ersten Richtung darstellt, einen zweiten Zustand, der eine Verzögerung in der ersten Richtung darstellt, einen dritten Zustand, der eine Beschleunigung in der Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung darstellt, einen vierten Zustand, der eine Zielgeschwindigkeit in der Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung darstellt, einen fünften Zustand, der eine Verzögerung in der Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung darstellt, und einen sechsten Zustand, der eine Beschleunigung in der ersten Richtung darstellt; und

das Motorsteuersignal einen Zustand für jeden Zustand des Bewegungssignals hat, wobei der erste (1) und der vierte (4) Zustand Signale konstanter Geschwindigkeit sind, der zweite (2) und fünfte (5) Zustand Signale konstanten Stromes einer ersten vorbestimmten Amplitude zur Verzögerung der Masse sind, und der dritte (3) und sechste (6) Zustand Signale konstanten Stroms einer zweiten vorbestimmten Amplitude zum Beschleunigen der Masse sind, wobei die erste vorbestimmte Amplitude ausreichend geringer als die zweite vorbestimmte Amplitude ist, um im wesentlichen die Reibung zwischen der Masse (12) und der Oberfläche zu kompensieren, wodurch eine Verzögerung und Beschleunigung der Masse (12) über im wesentlichen gleiche Strecken der Oberfläche erfolgt.

5. Verfahren zum Steuern der Hin- und Herbewegung einer Masse (12) auf einer vorbestimmten Oberfläche durch einen an die Masse angeschlossenen Motor (11), der auf ein Steuersignal anspricht, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Erzeugen (42) eines Bewegungssignals (44), das die Bewegung der Masse (12) auf der Oberfläche darstellt; und

Erzeugen (52) eines Motorsteuersignals, das das Bewegungssignal (44) darstellt, wobei das Motorsteuersignal einen Verzögerungsteil und einen Beschleunigungsteil um-

dadurch gekennzeichnet, daß

das Bewegungssignal (44) einen Verzögerungsteil (22) und einen Beschleunigungsteil (24) umfaßt, die in Kombination eine Richtungsumkehr der Masse auf der Oberfläche darstellen; und

der Verzögerungsteil und der Beschleunigungsteil des Motorsteuersignals mit dem Verzögerungsteil (22) bzw. dem Beschleunigungsteil (24) des Bewegungssignals korrespondieren, wobei der Verzögerungsteil die Ausgabe eines geringeren Drehmoments des Motors (11) erzeugt als der Beschleunigungsteil.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem bei Vorhandensein von Reibung zwischen der Masse (12) und der Oberfläche der Schritt des Erzeugens (52) des Steuersignals das Erzeugen des Verzögerungsteils und des Beschleunigungsteils des Steuersignals passend zur Kompensation von Reibung zwischen der Masse (12) und der Oberfläche umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Verzögerungsteil und der Beschleunigungsteil des Steuersignais dazu geeignet sind, die Strecken, die die Masse (12) auf der Oberfläche während der Verzögerung bzw. der Beschleunigung zurücklegt, im wesentlichen auszugleichen.

8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Bewegungssignal sechs Zustände hat, d.h. einen ersten Zustand, der eine Zielgeschwindigkeit in einer ersten Richtung darstellt, einen zweiten Zustand, der eine Verzögerung in der ersten Richtung darstellt, einen dritten Zustand, der eine Beschleunigung in der Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung darstellt, einen vierten Zustand, der eine Zielgeschwindigkeit in der Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung darstellt, einen fünften Zustand, der eine Verzögerung in der Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung darstellt, und einen sechsten Zustand, der eine Beschleunigung in der ersten Richtung darstellt; und

das Motorsteuersignal einen Zustand für jeden Zustand des Bewegungssignals hat, wobei der erste (1) und der vierte (4) Zustand Signale konstanter Geschwindigkeit sind; der zweite (2) und der fünfte (5) Zustand Signale konstanten Stroms einer ersten vorbestimmten Amplitude zur Verzögerung der Masse sind, und der dritte (3) und sechste (6) Zustand Signale konstanten Stroms einer zweiten vorbestimmten Amplitude zum Beschleunigen der Masse (12) sind, wobei die erste vorbestimmte Amplitude im wesentlichen geringer als die zweite vorbestimmte Amplitude ist, um im wesentlichen die Reibung zwischen der Masse (12) und der Oberfläche zu kompensieren, wodurch eine Verzögerung und Beschleunigung der Masse über im wesentlichen gleiche Strecken der Oberfläche erfolgt.