JPH0667169B2 - Non-contact double acting transfer device - Google Patents

Non-contact double acting transfer device

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JPH0667169B2
JPH0667169B2 JP28117785A JP28117785A JPH0667169B2 JP H0667169 B2 JPH0667169 B2 JP H0667169B2 JP 28117785 A JP28117785 A JP 28117785A JP 28117785 A JP28117785 A JP 28117785A JP H0667169 B2 JPH0667169 B2 JP H0667169B2
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magnetic pole
drive
transfer device
motor
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俊郎 樋口
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、塵埃をきらう半導体やバイオテクノロジー関
連の工場などに用いて好適な非接触複動型移載装置に関
する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-contact double-acting type transfer device suitable for use in semiconductors that are resistant to dust, biotechnology-related factories, and the like.

(従来の技術) 従来、回転体を非接触状態に支持する方法として磁気軸
受が用いられている。この磁気軸受は磁気吸引或いは反
発力を利用して、軸の支持作用力を得るものである。
(Prior Art) Conventionally, a magnetic bearing has been used as a method of supporting a rotating body in a non-contact state. This magnetic bearing uses a magnetic attraction or repulsive force to obtain a supporting force for the shaft.

第15図はかかる磁気軸受型モータの断面図である。こ
の図に示されるように、基台101上に振動を吸収する
バッファ102を介して、磁気軸受を有する高周波モー
タ103が据え付けられている。磁気軸受は、高周波モ
ータ103の両側にラジアル軸受ユニット104,10
4を設けると共に回転子106の一端にスラスト軸受ユ
ニット105を配置し、これらのユニットは電磁力によ
って回転子106を磁気浮上させるようになっており、
外枠109と回転子106との間には非常用ベアリング
110を具備するようになっている。
FIG. 15 is a sectional view of such a magnetic bearing type motor. As shown in this figure, a high frequency motor 103 having a magnetic bearing is installed on a base 101 via a buffer 102 that absorbs vibrations. The magnetic bearings include radial bearing units 104, 10 on both sides of the high frequency motor 103.
4, the thrust bearing unit 105 is arranged at one end of the rotor 106, and these units magnetically levitate the rotor 106 by electromagnetic force.
An emergency bearing 110 is provided between the outer frame 109 and the rotor 106.

また、回転子106のラジアル方向の変位はラジアルセ
ンサ107、スラスト方向の変位はスラストセンサ10
8によって検出され、磁気軸受の電磁石の吸引力が調整
されることにより、回転子106の位置が所定の位置に
制御される。
Further, the radial displacement of the rotor 106 is the radial sensor 107, and the displacement in the thrust direction is the thrust sensor 10.
8, the position of the rotor 106 is controlled to a predetermined position by adjusting the attraction force of the electromagnet of the magnetic bearing.

なお、この種の磁気軸受に関する先行技術としては、例
えば、特開昭59−89820号公報が挙げられる。
As a prior art relating to this type of magnetic bearing, for example, there is JP-A-59-89820.

一方、リニアパルスモータ(以下、LPMという)を使
用した直接駆動方式の搬送装置が開発されてきている。
この種の先行技術は、例えば、編集者兼発行者「電気学
会」『リニアモータとその応用』124〜127頁に記
載されている。
On the other hand, a direct drive type conveyance device using a linear pulse motor (hereinafter referred to as LPM) has been developed.
This type of prior art is described, for example, in Editors and Publishers "The Institute of Electrical Engineers", "Linear Motors and Their Applications," pages 124-127.

しかし、この搬送装置においてはワークを含めた搬送部
は、LPMと切り離して機械的な直線軸受で支持される
ようになっている。つまり、LPMは搬送部の移動に必
要な推力のみを与える機械構造を採用している。
However, in this transfer device, the transfer part including the work is separated from the LPM and supported by a mechanical linear bearing. That is, the LPM employs a mechanical structure that gives only the thrust required to move the transport unit.

(発明が解決しようとする問題点) このように、従来の磁気軸受においては、回転子を完全
に非接触状態で支持するためには、少なくとも1自由度
以上の変位、或いは傾きの能動制御を行う必要がある。
つまり、回転子と固定子とのギャップを検出し、これを
一定に保つように電磁石の吸引力を制御する必要があ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional magnetic bearing, in order to support the rotor in a completely non-contact state, at least one degree of freedom of displacement or inclination is actively controlled. There is a need to do.
That is, it is necessary to detect the gap between the rotor and the stator and control the attraction force of the electromagnet so as to keep it constant.

一方、回転子の回転運動の制御は、非接触支持の磁気軸
受機構とは全く独立してなされている。例えば、第15
図に示されるように、モータ103で駆動されることが
多く、通常モータとしては高周波インダクション型モー
タ103が用いられている。また継手等を介して外部の
回転をカップリングにて伝達して回転動力を得る場合が
あるが、いずれにしても磁気軸受機構と回転駆動機構と
は分離可能であり、機械的に一体化されているにすぎな
い。換言すれば、機械としては一体となっているが、磁
気軸受部と回転駆動部は明確に分離できる。
On the other hand, the control of the rotary motion of the rotor is performed completely independently of the non-contact supported magnetic bearing mechanism. For example, the fifteenth
As shown in the figure, it is often driven by a motor 103, and a high frequency induction type motor 103 is usually used as a motor. In addition, external rotation may be transmitted through a coupling through a coupling or the like to obtain rotational power, but in any case, the magnetic bearing mechanism and the rotary drive mechanism can be separated and are mechanically integrated. It ’s just that. In other words, the magnetic bearing unit and the rotary drive unit can be clearly separated although they are integrated as a machine.

また、一対のラジアル磁気軸受ユニット104、104
によって支持されるロータ106を駆動するには、イン
ダクション型モータ103が用いられることがほとんど
であり、このモータは高速回転や一定速度での回転を行
うために使用されている。つまり、回転子の制御は専ら
回転速度の制御を行うものであり、回転角度の位置決め
制御に用いられてはいなかった。
In addition, the pair of radial magnetic bearing units 104, 104
In most cases, the induction type motor 103 is used to drive the rotor 106 supported by, and this motor is used to rotate at a high speed or at a constant speed. That is, the control of the rotor exclusively controls the rotational speed and has not been used for the rotational angle positioning control.

上記したように磁気軸受型モータは、回転位置決めに用
いられてはいないが、仮に、このインダクション型モー
タによって回転位置決めを行おうとすると、それ自身に
回転位置決めの機能を有していないために、回転角を検
出する何らかのセンサを付加し、複雑な制御を行わざる
を得ない。
As described above, the magnetic bearing type motor is not used for rotational positioning.However, if rotational induction positioning is attempted by this induction type motor, it does not have a rotational positioning function by itself. There is no choice but to perform some kind of complicated control by adding some kind of sensor that detects the corners.

一方、LPMを用いた搬送装置においては機械的な軸受
を有するために、次のような問題点を内在している。
On the other hand, the transport apparatus using the LPM has the following problems since it has a mechanical bearing.

(1)機械的な摩擦接触をさけることができず、この摩
擦接触部から塵埃が発生する。
(1) Mechanical frictional contact cannot be avoided, and dust is generated from this frictional contact portion.

(2)真空状態においては潤滑油は蒸発し、雰囲気を汚
すと共に軸受の焼損を招く。
(2) In a vacuum state, the lubricating oil evaporates, polluting the atmosphere and burning the bearing.

(3)摩擦接触部から騒音や振動が発生する。(3) Noise and vibration are generated from the friction contact portion.

(4)機械的な接触部を有するため、高精度の位置決め
が難しい。
(4) Since it has a mechanical contact portion, high-precision positioning is difficult.

そして、近年、塵埃をきらう半導体やバイオテクノロジ
ー関連の工場などにおいて、塵埃を発生しないコンパク
トな搬送物の移載装置が望まれているが、いまだ、これ
に十分に応え得るものが開発されていないのが現状であ
る。
In recent years, in semiconductors and biotechnology-related factories that are resistant to dust, a compact transfer device for transported goods that does not generate dust is desired, but a device that can sufficiently respond to this has not yet been developed. is the current situation.

本発明は、上記の状況に鑑みて、可動体間の磁気的保持
と回転軸方向と回転方向の駆動を、コンパクトに構成さ
れた固定子と可動体間の磁気力により行い、回転軸方向
と回転方向に搬送物を移載するアームを具備し、高精度
に直接駆動される非接触複動型移載装置を提供すること
を目的とする。
In view of the above situation, the present invention performs magnetic holding between movable bodies and driving in a rotation axis direction and a rotation direction by a magnetic force between a compact stator and a movable body, and An object of the present invention is to provide a non-contact double-acting type transfer device that includes an arm that transfers a conveyed object in the rotational direction and that is directly driven with high accuracy.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、非接触複動型移
載装置であって、複数の極片を有する芯部材を有し、該
極片上に巻回される駆動用コイルによって励磁される駆
動用磁極と、該駆動用磁極に隣接して前記芯部材上に巻
回される吸引用コイルによって励磁される吸引用磁極と
を一体化した第1及び第2のモータ磁極を設け該第1及
び第2のモータ磁極の極片の配列方向が互いに直交する
ように配設した固定子と、前記第1のモータ磁極の各極
片に対向し、回転軸と平行な方向に、一体のピッチを有
して整列した第1の歯列と前記第2のモータ磁極の各極
片に対向し、回転軸の周方向に、一定のピッチを有して
整列した第2の歯列が設られ、かつその上部にアームを
有する可動体と、前記固定子と前記可動体間の相対変位
を検出する変位検出手段と、該変位検出手段からの検出
値に基づいて前記固定子と前記可動体間の間隙を調整
し、かつ前記可動体の磁気的保持状態での回転軸方向及
び又は回転方向のステップ駆動を行う制御手段とを設け
るようにしたものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a non-contact double-acting type transfer apparatus, which has a core member having a plurality of pole pieces, and is provided on the pole pieces. A first magnetic pole integrated with a drive magnetic pole excited by a wound drive coil and an attraction magnetic pole excited by a suction coil wound on the core member adjacent to the drive magnetic pole. And a stator provided with a second motor magnetic pole and arranged so that the arrangement directions of the pole pieces of the first and second motor magnetic poles are orthogonal to each other, and facing the respective pole pieces of the first motor magnetic pole, Opposed to the first tooth row and the pole pieces of the second motor magnetic pole aligned with a unitary pitch in a direction parallel to the rotation axis, and having a constant pitch in the circumferential direction of the rotation axis. A movable body having a second row of teeth aligned with each other and having an arm on an upper portion thereof, the stator and the movable body. Displacement detecting means for detecting relative displacement between bodies, adjusting a gap between the stator and the movable body based on a detection value from the displacement detecting means, and rotating the movable body in a magnetically held state. A control means for performing step driving in the axial direction and / or the rotation direction is provided.

(作用) 本発明によれば、上記した第1及び第2のモータ磁極中
の吸引用磁極の磁気力により、可動体は非接触状態に保
持され、この吸引用磁極に近接して設けられた第1のモ
ータ磁極中の駆動用磁極の磁気力により、搬送物を移載
するためのアームを有する可動体は軸方向に駆動され、
同じく吸引用磁極に近接して設けられた第2のモータ磁
極中の駆動用磁極の磁気力により、上記可動体は回転方
向にステップ駆動される。
(Operation) According to the present invention, the movable body is held in a non-contact state by the magnetic force of the attraction magnetic poles in the first and second motor magnetic poles, and is provided close to the attraction magnetic pole. By the magnetic force of the driving magnetic pole in the first motor magnetic pole, the movable body having the arm for transferring the transported object is axially driven,
The movable body is step-driven in the rotational direction by the magnetic force of the driving magnetic pole in the second motor magnetic pole, which is also provided close to the attraction magnetic pole.

従って、複雑な動作を行うことができる上に、駆動源か
ら塵埃を発生することもないので、特に、塵埃をきらう
半導体やバイオテクノロジー関連の工場における搬送物
の移載を行うのに適している。
Therefore, since it is possible to perform a complicated operation and does not generate dust from the driving source, it is particularly suitable for transferring a transported object in a semiconductor or a biotechnology-related factory that rejects dust. .

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図乃至第3図において、1は円筒状の固定部であ
り、この固定部の下部において内部に向かって設けられ
る第1のモータ磁極2及び第2のモータ磁極3を有す
る。第1のモータ磁極2は、同心円状に4箇所、つま
り、円周上に90度間隔に設けられる。ただし、最小構
成としては3個所に設けるをもって足る。このモータ磁
極の先端部の極片は、回転軸と垂直に一定のピッチを有
するように設けられる。また、第2のモータ磁極3は第
1のモータ磁極2の上部に、第1のモータ磁極2と同様
に同心円状に4箇所設ける。この第2のモータ磁極3の
先端部の極片は、回転軸と平行に一定のピッチを有する
ように設ける。ただし、最小構成としては3個所に設け
るをもって足る。
In FIGS. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a cylindrical fixing portion, which has a first motor magnetic pole 2 and a second motor magnetic pole 3 which are provided inward at a lower portion of the fixing portion. The first motor magnetic poles 2 are provided in four concentric circles, that is, at intervals of 90 degrees on the circumference. However, it is sufficient to provide it in three places as the minimum configuration. The pole piece at the tip of the motor magnetic pole is provided so as to have a constant pitch perpendicular to the rotation axis. Further, the second motor magnetic poles 3 are provided on the first motor magnetic poles 2 in four concentric circles like the first motor magnetic poles 2. The pole piece at the tip of the second motor magnetic pole 3 is provided so as to have a constant pitch in parallel with the rotation axis. However, it is sufficient to provide it in three places as the minimum configuration.

一方、これらの第2のモータ磁極3の先端部の極片に対
向して、可動体4が配置される。この可動体が第1のモ
ータ磁極2と対向する部分には、第1の歯列4aを設け
る。この歯列は回転軸と垂直に一定のピッチを有するよ
うに設ける。また、この可動体4が第2のモータ磁極3
と対向する部分には第2の歯列4bを設ける。この歯列
は回転軸と平行に一定のピッチを有するように設ける。
更に、この可動体4の上部にはホーク状アーム4cが取
り付けられる。そして、前記第1のモータ磁極2の極片
の励磁によって、可動体4は磁気吸引力を受けると共
に、回転軸(Z軸)方向に駆動される。一方、前記第2
のモータ磁極3の極片の励磁によって、可動体4は磁気
吸引力を受けると共に、回転方向に駆動される。つま
り、上記した可動体4は第1のモータ磁極2及び第2の
モータ磁極3によって、保持されつつ、回転軸方向と回
転方向に駆動される。通常は上下方向と回転方向に駆動
されるが、回転軸の設置方向如何では、水平方向と回転
方向へ駆動することも可能である。
On the other hand, the movable body 4 is arranged so as to face the pole piece at the tip of the second motor magnetic pole 3. A first tooth row 4a is provided at a portion where the movable body faces the first motor magnetic pole 2. The tooth row is provided so as to have a constant pitch perpendicular to the rotation axis. In addition, the movable body 4 is connected to the second motor magnetic pole 3
A second tooth row 4b is provided in a portion facing to. The tooth row is provided so as to have a constant pitch in parallel with the rotation axis.
Further, a hawk-shaped arm 4c is attached to the upper part of the movable body 4. Then, due to the excitation of the pole pieces of the first motor magnetic pole 2, the movable body 4 receives a magnetic attraction force and is driven in the rotation axis (Z axis) direction. On the other hand, the second
By the excitation of the pole piece of the motor magnetic pole 3, the movable body 4 receives a magnetic attraction force and is driven in the rotation direction. That is, the above-mentioned movable body 4 is driven in the rotation axis direction and the rotation direction while being held by the first motor magnetic pole 2 and the second motor magnetic pole 3. Normally, it is driven in the vertical direction and the rotation direction, but it can be driven in the horizontal direction and the rotation direction depending on the installation direction of the rotary shaft.

ここで、モータ磁極の構造と動作を第1のモータ磁極を
例にとって詳細に説明する。
Here, the structure and operation of the motor magnetic pole will be described in detail by taking the first motor magnetic pole as an example.

第5図に示されるように、第1図のモータ磁極2には芯
部材21の基部に可動体4の吸引用コイル、先端部に駆
動(回転軸方向に駆動)用コイルが巻装される。即ち、
可動体4を磁気的に吸引して非接触支持を行う吸引用磁
極と可動体4を、磁気的に回転軸方向に駆動する駆動用
磁極が一体化されている。即ち、凹形を持つ連接した形
状に打ち抜かれた電磁鋼板等の強磁性材料を積み重ねて
構成され、この芯部材21の各々凹部の外周には吸引用
コイル26及び27を互いに逆極性〔第5図(a)参照〕
になるように巻装している。この芯部材21の各先端部
は第1極片、第2極片、第3極片、第4極片よりなり、
各極片にはそれぞれ駆動用コイル28,29,30,3
1が巻装され、第1磁極22、第2磁極23、第3磁極
24、第4磁極25〔第5図(a)参照〕を形成してい
る。
As shown in FIG. 5, the motor magnetic pole 2 shown in FIG. 1 is wound with a suction coil of the movable body 4 at the base of the core member 21 and a driving (driving in the rotational axis direction) coil at the tip. . That is,
An attraction magnetic pole for magnetically attracting the movable body 4 for non-contact support and a driving magnetic pole for magnetically driving the movable body 4 in the rotation axis direction are integrated. That is, it is constructed by stacking ferromagnetic materials such as electromagnetic steel plates punched into a concatenated shape having a concave shape, and suction coils 26 and 27 are provided on the outer periphery of each concave portion of the core member 21 with opposite polarities [fifth]. (See Figure (a))
It is wrapped so that it becomes. Each tip of the core member 21 is composed of a first pole piece, a second pole piece, a third pole piece, and a fourth pole piece,
Each pole piece has a drive coil 28, 29, 30, 3 respectively.
1 is wound to form a first magnetic pole 22, a second magnetic pole 23, a third magnetic pole 24, and a fourth magnetic pole 25 [see FIG. 5 (a)].

これらの磁極22,23,24,25に設けられた歯の
ピッチは、可動体4の歯のピッチと同一にするが、磁極
の歯のピッチはずれており、第1磁極22を基準にする
と、これに対して第2磁極23は1/2ピッチ、第3磁
極24は1/4ピッチ、また、第4磁極25は3/4ピ
ッチだけ可動体4の歯のピッチに対して相対的にずらす
ように配設する。
The pitch of the teeth provided on these magnetic poles 22, 23, 24, 25 is the same as the pitch of the teeth of the movable body 4, but the pitch of the teeth of the magnetic poles is deviated, and when the first magnetic pole 22 is used as a reference, On the other hand, the second magnetic pole 23 is displaced by 1/2 pitch, the third magnetic pole 24 is displaced by 1/4 pitch, and the fourth magnetic pole 25 is displaced by 3/4 pitch relative to the tooth pitch of the movable body 4. It is arranged as follows.

次に、このモータ磁極の動作について第5図を用いて説
明する。
Next, the operation of this motor magnetic pole will be described with reference to FIG.

(1)吸引用コイル26,27のみに図示の矢印方向
(正方向とする)の電流を流すと、起磁力を生じ、第5
図(a)に示されるように磁束が流れる。
(1) When an electric current in the direction of the arrow shown in the drawing (which is the positive direction) is passed only through the suction coils 26 and 27, a magnetomotive force is generated and
Magnetic flux flows as shown in FIG.

(2)第1磁極及び第2磁極を励磁する駆動用コイル2
8,29のみに電流を流すと、起磁力を生じ、第5図
(b)に示されるように磁束が流れる。また、負の方向
に電流を流すと、起磁力の方向は逆になり、磁束も逆の
方向に流れる。第3磁極及び第4磁極を励磁する駆動用
コイル30,31についても同様のことが言える。
(2) Drive coil 2 for exciting the first magnetic pole and the second magnetic pole
When a current is passed through only 8 and 29, a magnetomotive force is generated and a magnetic flux flows as shown in FIG. 5 (b). When a current is passed in the negative direction, the direction of magnetomotive force is reversed, and the magnetic flux also flows in the opposite direction. The same applies to the drive coils 30 and 31 that excite the third magnetic pole and the fourth magnetic pole.

ここで、吸引用コイル26,27に、ある一定電流Ic
を流しておく。つまり、第5図(a)に示される起磁力
を発生させて磁束を流しておき、同時に駆動用コイル2
8,29に正の電流Iaを流すと、第1磁極22では電
流Icと電流Iaの起磁力が強め合い、一方、第2磁極
23では電流Icと電流Iaの起磁力が打ち消し合い、
可動体4は第5図(b)の位置に安定するような復元力
を発生する。つまり、第1磁極22の歯の凸部と可動体
4の歯の凸部が一致するような位置に安定しようとす
る。
Here, a certain constant current Ic is applied to the suction coils 26 and 27.
Discharge. That is, the magnetomotive force shown in FIG. 5 (a) is generated to flow the magnetic flux, and at the same time, the driving coil 2
When a positive current Ia is flown to Nos. 8 and 29, the magnetomotive forces of the current Ic and the current Ia are strengthened in the first magnetic pole 22, while the magnetomotive forces of the current Ic and the current Ia are canceled in the second magnetic pole 23.
The movable body 4 generates a restoring force that stabilizes at the position shown in FIG. 5 (b). That is, the protrusions of the teeth of the first magnetic pole 22 and the protrusions of the teeth of the movable body 4 try to stabilize at a position where they coincide with each other.

次に、電流Iaを零にし電流Ibを正にすると、第3磁
極24に磁束が流れようとし、第5図(c)に示す位置
に安定するように可動体4に推進力が発生し、可動体4
は1/4ピッチだけ推進する。
Next, when the current Ia is set to zero and the current Ib is set to positive, the magnetic flux tends to flow in the third magnetic pole 24, and a propulsive force is generated in the movable body 4 so as to stabilize at the position shown in FIG. 5 (c), Movable body 4
Promotes only 1/4 pitch.

次に電流Ibを零にし、電流Iaを負にすると、第2磁
極23に対する起磁力が強め合い磁束が流れるため、さ
らに、1/4ピッチ推進する。このようにして、Ia
(正)→Ib(正)→Ia(負)→Ib(負)という様
に駆動用コイル28,29及び30,31の電流を切り
換えることによって、1/4ピッチ毎に可動体4が回転
することになる。
Next, when the current Ib is set to zero and the current Ia is set to negative, the magnetomotive force with respect to the second magnetic pole 23 is strengthened and a magnetic flux flows, so that a further 1/4 pitch is propelled. In this way, Ia
By switching the currents of the drive coils 28, 29 and 30, 31 in the order of (positive) → Ib (positive) → Ia (negative) → Ib (negative), the movable body 4 rotates at every ¼ pitch. It will be.

このように構成することにより、可動体の非接触支持と
可動体の駆動を、コンパクトなモータ磁極によって達成
することができる。
With this configuration, non-contact support of the movable body and driving of the movable body can be achieved by a compact motor magnetic pole.

また、第2のモータ磁極は第1のモータ磁極と同様に、
吸引用磁極と駆動用磁極を有し、その極片の歯列の方向
が、第1のモータ磁極の極片の歯列の方向と直行してお
り、吸引用コイルの励磁により、吸引用磁極が可動体を
外方に吸引し、駆動用コイルの励磁により、駆動用磁極
が可動体を回転駆動する構成となっている。
Also, the second motor pole is similar to the first motor pole,
It has a magnetic pole for attraction and a magnetic pole for driving, and the direction of the tooth row of the pole piece is perpendicular to the direction of the tooth row of the pole piece of the first motor magnetic pole, and the attraction magnetic pole is excited by the excitation of the attraction coil. Attracts the movable body to the outside, and the driving magnetic pole rotates the movable body by exciting the driving coil.

次に、この非接触複動型移載装置の全体構成を第4図を
用いて説明する。
Next, the overall configuration of this non-contact double-acting type transfer device will be described with reference to FIG.

第1のモータ磁極2a〜2d及び第2のモータ磁極3a
〜3d、つまり、その吸引用コイル及び駆動用コイルへ
の電力の供給は、電源10から駆動回路9を介して行わ
れ、可動体4が駆動される。この可動体4の状態はギャ
ップ検出器5a〜5d(第6図を用いて後述)からの出
力信号を、制御装置8に取り込むことによってモニタさ
れ、制御装置8からの出力信号によって駆動回路9にお
いて可動体4は所望の状態に制御される。
First motor magnetic poles 2a to 2d and second motor magnetic pole 3a
3d, that is, the supply of electric power to the suction coil and the driving coil is performed from the power source 10 via the driving circuit 9, and the movable body 4 is driven. The state of the movable body 4 is monitored by taking the output signals from the gap detectors 5a to 5d (described later with reference to FIG. 6) into the control device 8, and the drive circuit 9 is driven by the output signal from the control device 8. The movable body 4 is controlled to a desired state.

次に、可動体の姿勢制御について説明する。Next, the attitude control of the movable body will be described.

4自由度の独立した変位を検出するためには、最低4個
のギャップ検出器の内の3個のギャップ検出器の検出方
向が一平面上になければ、非接触なギャップ検出器の必
要最小構成は4個となる。この4個のギャップ検出値は
互いに干渉があっても、その配置関係から求まる交換行
列によって、互いに独立な4自由度の変位を求めること
ができる。
In order to detect independent displacements with 4 degrees of freedom, the minimum required contactless gap detector is required unless the detection directions of at least 3 of the 4 gap detectors are on one plane. There are four components. Even if the four gap detection values interfere with each other, it is possible to obtain mutually independent displacements of four degrees of freedom by the exchange matrix obtained from the arrangement relationship.

なお、4自由度の変位を求める際に最小構成よりも多い
場合には、各ギャップ検出器の出力に重みを掛けたり、
平均化することにより位置精度の向上、位置直線性を向
上させることができる。
In addition, when there are more than the minimum configuration when obtaining the displacement of 4 degrees of freedom, the output of each gap detector is weighted,
By averaging, position accuracy and position linearity can be improved.

普通、4個のギャップ検出器の配置は前記の独立な条件
に注意し、干渉のないように配置する。
Usually, the arrangement of the four gap detectors should be made so as not to interfere with each other, paying attention to the above-mentioned independent conditions.

そこで、第6図に示されるように、ギャップ検出器の取
り付け個数が最小4個の場合について説明する。
Therefore, as shown in FIG. 6, a case where the number of the gap detectors attached is at least 4 will be described.

可動体Mは座標軸のZ軸方向とψ軸方向に可動できる。
5a〜5dはギャップ検出器であり、例えば、過電流
式、静電容量式、光電式などがある。
The movable body M can be moved in the Z-axis direction and the ψ-axis direction of the coordinate axes.
Reference numerals 5a to 5d denote gap detectors, which include, for example, an overcurrent type, a capacitance type, and a photoelectric type.

4自由度X,Y,θ,φの変位の検出は、ギャップ検出
器5aと5bの中点と、ギャップ検出器5cと5dの中
点とを通る回転軸に、垂直な平面の回転中心を座標軸原
点とすると、 Yの変位……5aと5bの検出値の平均 Xの変位……5cと5dの検出値の平均 θの角度変位……5aと5bの検出値の差を 5aと5bの距離で割った値 θの角
度変位……5cと5dの検出値の差を 5cと5dの距離で割った値とによっ
て計算できる。
The displacement of the four degrees of freedom X, Y, θ, and φ is detected by setting the rotation center of a plane perpendicular to the rotation axis passing through the midpoints of the gap detectors 5a and 5b and the midpoints of the gap detectors 5c and 5d. Assuming the origin of the coordinate axis, the displacement of Y is the average of the detected values of 5a and 5b. The displacement of X is the average of the detected values of 5c and 5d. The angular displacement of θ is the difference of the detected values of 5a and 5b. Value divided by distance Angular displacement of .theta .... Calculated by the difference between the detected values of 5c and 5d divided by the distance of 5c and 5d.

各モータ磁極が可動体に対して働く吸引力を各座標軸毎
に分離し、ギャップ検出器からの検出値から得られた各
座標軸の変位を座標軸毎の制御回路を通して各モータ磁
極の駆動アンプで励磁する。
The attraction force acting on the movable body by each motor pole is separated for each coordinate axis, and the displacement of each coordinate axis obtained from the detection value from the gap detector is excited by the drive amplifier of each motor pole through the control circuit for each coordinate axis. To do.

次に、この可動体の姿勢制御システムを第7図を用いて
説明する。
Next, this attitude control system for the movable body will be described with reference to FIG.

図中、6は各ギャップ検出器によって検出されるターゲ
ット(ギャップ検出用基準面)、11は座標軸変位分離
部、12は各座標軸制御部、13は分配部、14は励磁
コイル駆動部、15はモータ磁極の吸引用コイルであ
る。
In the figure, 6 is a target (gap detection reference plane) detected by each gap detector, 11 is a coordinate axis displacement separating unit, 12 is each coordinate axis control unit, 13 is a distributing unit, 14 is an exciting coil driving unit, and 15 is It is a coil for attracting the motor magnetic pole.

ここで、各ギャップ検出器からの出力信号は、座標軸変
位分離部11でX,Y,θ,φの信号に変換され、座標
軸ごとの座標軸制御部12、つまり、X座標軸制御部1
2−1、Y座標軸制御部12−2、θ座標軸制御部12
−3、θ座標軸制御部12−4を通して、分配部13に
よって磁極ごとのコイル電流指令値となり、励磁コイル
駆動部14はコイル電流がコイル電流指令値と一致する
ように制御する。
Here, the output signal from each gap detector is converted into X, Y, θ, and φ signals by the coordinate axis displacement separation unit 11, and the coordinate axis control unit 12 for each coordinate axis, that is, the X coordinate axis control unit 1
2-1, Y coordinate axis control unit 12-2, θ coordinate axis control unit 12
-3, through the θ coordinate axis control unit 12-4, the distribution unit 13 provides a coil current command value for each magnetic pole, and the excitation coil driving unit 14 controls the coil current to match the coil current command value.

なお、ここではギャップ検出器は可動体Mの外面にター
ゲットを設けて検出するようにしているが、可動体Mを
中空円筒にし、その内面にターゲットを設けて、その内
面に設けられるギャップ検出器で検出するようにする
と、第6図に示されるように、スロトークに対して可動
体Mの高さを高くとる必要はなくなる。
Although the gap detector is provided with a target on the outer surface of the movable body M for detection here, the movable body M is a hollow cylinder, and the target is provided on the inner surface of the movable body M, and the gap detector provided on the inner surface of the hollow body is detected. When the detection is performed by (1), it is not necessary to increase the height of the movable body M with respect to the slot talk, as shown in FIG.

また、駆動用コイルはマイクロステップ状の電圧(後に
後述)を加える。そして、可動体4の位置は予め原点位
置を記憶しておき、この位置からモータ磁極の駆動コイ
ルに加えられるパルス数によって、その変位量、例え
ば、第2のモータ磁極の場合は、回転角度が決まり、可
動体4の位置を制御することができる。
Further, the driving coil applies a microstep voltage (which will be described later). The position of the movable body 4 is stored in advance as the origin position, and the displacement amount, for example, in the case of the second motor magnetic pole, the rotation angle is determined by the number of pulses applied to the drive coil of the motor magnetic pole from this position. Therefore, the position of the movable body 4 can be controlled.

ここで、マイクロステップの分割数をmとすると、可動
体は2π/N・m(rad)毎の微小角の位置決めができ
る。
Here, when the number of divisions of the micro step is m, the movable body can be positioned at a minute angle of 2π / N · m (rad).

更に、可動体の制御は次のようにして行うこともでき
る。
Furthermore, the control of the movable body can be performed as follows.

まず、可動体4の原点位置をフォトセンサ、ドグスイッ
チなどによって定め、この位置で可動体4の非接触支持
を行う。つまり、モータ磁極に第4図に示されるよう
に、予め駆動回路9を介して励磁電流を流して、可動体
4を非接触状態にする。
First, the origin position of the movable body 4 is determined by a photo sensor, a dog switch, etc., and the movable body 4 is supported in a non-contact manner at this position. That is, as shown in FIG. 4, an exciting current is supplied to the magnetic poles of the motor in advance through the drive circuit 9 to bring the movable body 4 into a non-contact state.

次に、その非接触状態において、各ギャップ検出器から
の検出値を制御装置8に取り込み、その取り込まれた値
と各ギャップ検出器の基準値(基準となる空隙値)とが
比較され、偏差が零になるような出力信号を駆動回路9
に送り、この駆動回路9において各モータ磁極中の吸引
用コイルの励磁電流値を調整する。
Next, in the non-contact state, the detection value from each gap detector is taken into the control device 8, and the taken value is compared with the reference value (reference air gap value) of each gap detector to obtain the deviation. Drive circuit 9 outputs an output signal
The drive circuit 9 adjusts the exciting current value of the suction coil in each motor magnetic pole.

このように、フィードバック制御を行うことにより、円
滑な可動体の姿勢制御を行うことができる。
Thus, by performing the feedback control, it is possible to smoothly perform the attitude control of the movable body.

次に、可動体のマイクロステップ駆動について説明す
る。
Next, the micro step drive of the movable body will be described.

ここで、マイクロステップ駆動とは、モータ磁極の2つ
の巻線に90度位相のずれた二相電流を流し、同期モー
タとして駆動する方法であり、例えば、可動体の駆動用
電流IaとIbとして第8図に示されるような波形を供
給する。
Here, the micro-step drive is a method in which a two-phase current having a phase difference of 90 degrees is applied to two windings of a motor magnetic pole to drive the motor as a synchronous motor. For example, the drive currents Ia and Ib for the movable body are A waveform as shown in FIG. 8 is provided.

第9図は、マイクロステップ駆動システム構成図であ
り、図中、41はリングカウンタ、42,43はRO
M、44,45はD/Aコンバータ、46,47は駆動
アンプであり、この駆動アンプ46,47以降に、第2
のモータ磁極3が接続される。なお、ここでは吸引用コ
イル26,27への駆動回路は省略されている。
FIG. 9 is a block diagram of a micro-step drive system, in which 41 is a ring counter and 42 and 43 are ROs.
M, 44 and 45 are D / A converters, and 46 and 47 are drive amplifiers.
Motor pole 3 is connected. The drive circuit for the suction coils 26 and 27 is omitted here.

この図に示されるように、リングカウンタ41に移動指
令値が入力されると、ROM42,43に記憶されてい
る波形データ、つまり、正弦、余弦値が読み出され、D
/Aコンバータ44,45を介して、アナログ量が駆動
アンプ46,47に入力され、増幅されて駆動用コイル
28,29,30,31に加えられる。
As shown in this figure, when the movement command value is input to the ring counter 41, the waveform data stored in the ROMs 42 and 43, that is, the sine and cosine values are read out, and D
The analog amount is input to the drive amplifiers 46, 47 via the / A converters 44, 45, amplified, and added to the drive coils 28, 29, 30, 31.

波形はA相とB相の比率が電気角位置(時間)によって
決められており、それを電気角位置に応じて出力して可
動体4を移動させる。なお、駆動アンプとして電圧アン
プを用いる場合は、受動的なダンピングを期待できる。
このように構成することによって、可動体4は滑らかに
移動し、また微小距離の位置決めが可能となる。
In the waveform, the ratio of the A phase and the B phase is determined by the electrical angle position (time), which is output according to the electrical angle position to move the movable body 4. If a voltage amplifier is used as the drive amplifier, passive damping can be expected.
With this configuration, the movable body 4 can move smoothly and can be positioned at a minute distance.

ところで、この非接触複動型移載装置は可動体を非接触
状態にして駆動させるために、可動体の動きに対する機
械的ダンピングが非常に小さい。従って、マイクロステ
ップ駆動を行っても若干の振動を伴う。この振動を抑制
するには、次のように構成する。
By the way, in this non-contact double-acting type transfer device, since the movable body is driven in a non-contact state, the mechanical damping against the movement of the movable body is very small. Therefore, even if the micro step drive is performed, some vibration is accompanied. In order to suppress this vibration, it is configured as follows.

第2図のように、各モータ磁極の中心が同心円状の位置
に90度おきに合計4個配設される第2のモータ磁極3
を例にとって説明する。
As shown in FIG. 2, the second motor magnetic poles 3 are arranged such that the center of each motor magnetic pole is concentrically arranged at 90 ° intervals and a total of four motor magnetic poles are arranged.
Will be described as an example.

ここでは回転方向に配設される複数のモータ磁極間の可
動体4の歯に対する位相を、互いにπ/4ずらすように
する。つまり、ある時点において第2のモータ磁極3
a、3cの回転駆動用コイルにおいては、第10図
(a)に示されるような起磁力を生じるように、一方、
第2のモータ磁極3b、3dの回転駆動用コイルにおい
ては第10図(b)に示されるような起磁力を生じるよ
うに、それぞれのモータ磁極を配置する。
Here, the phases of the plurality of motor magnetic poles arranged in the rotation direction with respect to the teeth of the movable body 4 are shifted from each other by π / 4. That is, at a certain point, the second motor magnetic pole 3
In the rotational driving coils a, 3c, in order to generate a magnetomotive force as shown in FIG.
In the rotation driving coils of the second motor magnetic poles 3b and 3d, the respective motor magnetic poles are arranged so as to generate a magnetomotive force as shown in FIG. 10 (b).

このようにモータ磁極の位置を、電気角でπ/4ずらし
た場合、回転トルク特性は均一化され、同位相の配置に
した場合に比して、よりダンピングが大きくなり、円滑
な駆動が可能となる。つまり、分解能向上と低振動化を
図ることができる。
In this way, when the position of the motor magnetic pole is shifted by π / 4 in electrical angle, the rotational torque characteristics are made uniform, and damping is greater than in the case of the in-phase arrangement, enabling smooth driving. Becomes That is, it is possible to improve the resolution and reduce the vibration.

なお、上記ではマイクロステップ駆動の場合について説
明したが、通常のステップモータの場合は、第11図の
ようなパターンとなる。つまり、モータ磁極I(第2の
モータ磁極3a或いは3c)が1相励磁の時はモータ磁
極II(第2のモータ磁極3b或いは3d)は2相励磁と
なり、逆の場合は逆となる。ここで表のプラスマイナス
はステップモータのバイポーラ駆動の時のコイル電圧
(或いは電流)の極性である。
In the above, the case of the micro step drive has been described, but in the case of a normal step motor, the pattern is as shown in FIG. That is, when the motor magnetic pole I (second motor magnetic pole 3a or 3c) is one-phase excited, the motor magnetic pole II (second motor magnetic pole 3b or 3d) is two-phase excited, and vice versa. Here, plus and minus in the table are polarities of the coil voltage (or current) at the time of bipolar driving of the step motor.

このように、マイクロステップ駆動時だけでなく、通常
のステップモータの場合も、励磁位相をずらすことによ
りダンピングを行わせることができる。
As described above, damping can be performed by shifting the excitation phase not only in the micro step drive but also in the case of a normal step motor.

なお、上記実施例によれば、第2のモータ磁極3b、3
dの位相が、第2のモータ磁極3a、3cに対して、π
/4進んでいる場合について説明したが、逆に第2のモ
ータ磁極3a、3cに対して、第2のモータ磁極3b、
3dがπ/4遅れるようにしてもよい。この場合は、可
動体の回転方向が変わったのと同じである。更に、n×
π/4(n=1,3,5,7)進んでいても、遅れるよ
うにしても上記の作用効果を奏することができる。つま
り、片一方が2相励磁の場合、もう一方が1相励磁にな
るようにするとよい。
According to the above embodiment, the second motor magnetic poles 3b, 3
The phase of d is π with respect to the second motor magnetic poles 3a and 3c.
/ 4 has been described, but conversely, for the second motor magnetic poles 3a, 3c, the second motor magnetic pole 3b,
3d may be delayed by π / 4. In this case, it is the same as when the rotating direction of the movable body is changed. Furthermore, n ×
Even if it is advanced by π / 4 (n = 1, 3, 5, 7) or delayed, the above-described effects can be obtained. That is, when one of the two is two-phase excitation, the other one is preferably one-phase excitation.

次に、本発明の非接触複動型移載装置の適用例について
第12図及び第13図を用いて説明する。
Next, an application example of the non-contact double-acting type transfer device of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13.

第12図に示されるように、無端ベルト51によって搬
送物52が搬送されてきてAの箇所に位置決めされる。
すると、その下部に待機していたホーク状アーム4c
が、第1のモータ磁極2の駆動用コイルの励磁により上
昇し、その搬送物52を掬い上げて上昇した後、第2の
モータ磁極3の駆動用コイルの励磁によりホーク状アー
ム4cは回転し、載置台53の上に位置決めされる。次
に、第1のモータ磁極2の駆動用コイルの逆方向の励磁
により、ホーク状アーム4cは下降し、載置台53上に
搬送物52を移載することができる。この移載装置は非
接触型であるので、塵埃をきらう半導体工場やバイオテ
クノロジー関連の工場での使用に適していることは明ら
かである。
As shown in FIG. 12, the conveyed product 52 is conveyed by the endless belt 51 and positioned at the position A.
Then, the hawk-shaped arm 4c waiting at the bottom
Rises due to the excitation of the drive coil of the first motor magnetic pole 2 and scoops up the conveyed object 52 to rise, and then the excitation of the drive coil of the second motor magnetic pole 3 causes the hawk-shaped arm 4c to rotate. , And is positioned on the mounting table 53. Next, by exciting the driving coil of the first motor magnetic pole 2 in the opposite direction, the hawk-shaped arm 4c descends, and the transported object 52 can be transferred onto the mounting table 53. Since this transfer device is a non-contact type, it is obvious that it is suitable for use in a dust-proof semiconductor factory or a biotechnology-related factory.

また、コンパクトな直動型であり、占有面積を低減する
ことができる。
Further, since it is a compact direct-acting type, the occupied area can be reduced.

また、本発明の非接触複動型移載装置は、第14図に示
されるように、固定部61の下部に第1のモータ磁極6
2を設け、その上部に第2のモータ磁極63を配設した
固定子を設け、この固定子を覆うようにカップ状の可動
体64を設け、更に、この可動体の上部にホーク状アー
ム64cを取り付けるようにしてもよい。このように構
成すると、駆動機構部がシンプルになると共に、防塵,
防水効果を高めることができる。
Further, in the non-contact double-acting type transfer device of the present invention, as shown in FIG. 14, the first motor magnetic pole 6 is provided below the fixed portion 61.
2 is provided, a stator having the second motor magnetic pole 63 disposed thereon is provided, a cup-shaped movable body 64 is provided so as to cover the stator, and a hawk-shaped arm 64c is provided above the movable body. May be attached. With this configuration, the drive mechanism section becomes simple and dustproof,
The waterproof effect can be enhanced.

本発明の非接触複動型移載装置の構造は、予定される可
動体の重量、形状或いはホーク状アームに載置される物
の重量などに応じて種々の変形を行うことができる。
The structure of the non-contact double-acting type transfer device of the present invention can be modified in various ways depending on the weight and shape of the movable body, the weight of the object placed on the hawk-shaped arm, and the like.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
The present invention is not limited to the above embodiment,
Various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、非接触複
動型移載装置であって、複数の極片を有する芯部材を有
し、該極片上に巻回される駆動用コイルによって励磁さ
れる駆動用磁極と、該駆動用磁極に隣接して前記芯部材
上に巻回される吸引用コイルによって励磁される吸引用
磁極とを一体化した第1及び第2のモータ磁極を設け該
第1及び第2のモータ磁極の極片の配列方向が互いに直
交するように配設した固定子と、前記第1のモータ磁極
の各極片に対向し、回転軸と平行な方向に、一定のピッ
チを有して整列した第1の歯列と前記第2のモータ磁極
の各極片に対向し、回転軸の周方向に、一定のピッチを
有して整列した第2の歯列が設られ、かつその上部にア
ームを有する可動体と、前記固定子と前記可動体間の相
対変位を検出する変位検出手段と、該変位検出手段から
の検出値に基づいて前記固定子と前記可動体間の間隙を
調整し、かつ前記可動体の磁気的保持状態での回転軸方
向及び又は回転方向のステップ駆動を行う制御手段とを
設けるようにしたので、 (1)可動体は非接触状態で回転軸方向及び又は回転方
向に駆動可能であり、可動体の高精度の位置決めを行う
ことができ、可動体の上部に設けられるアームによって
搬送物の的確な移載が可能な極めてコンパクトな直接駆
動型移載装置を提供できる。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, a non-contact double-acting type transfer device, which has a core member having a plurality of pole pieces and is wound on the pole pieces. Driving magnetic poles that are excited by a driving coil and a suction magnetic pole that is excited by a suction coil that is wound on the core member adjacent to the driving magnetic poles are integrated. A magnetic pole of the first and second motor magnetic poles, the stator arranged so that the arrangement directions of the pole pieces of the first and second motor magnetic poles are orthogonal to each other; The first tooth row and the pole pieces of the second motor magnetic pole, which are aligned at a constant pitch in a parallel direction, face each other and are aligned at a constant pitch in the circumferential direction of the rotation shaft. A movable body having a second tooth row and having an arm on an upper portion thereof, and a relative position between the stator and the movable body. Displacement detecting means for detecting displacement, adjusting a gap between the stator and the movable body on the basis of a detection value from the displacement detecting means, and a rotation axis direction in a magnetically held state of the movable body and / or Since the control means for performing step driving in the rotation direction is provided, (1) the movable body can be driven in the rotation axis direction and / or the rotation direction in a non-contact state, and the movable body can be positioned with high accuracy. Therefore, it is possible to provide an extremely compact direct drive type transfer device capable of accurately transferring the transferred object by the arm provided on the upper part of the movable body.

(2)可動体に電気を供給するためのワイヤを接続する
必要がなく、可動体の動きが早く、即応性が高く、しか
も高精度の位置決めができる。
(2) Since it is not necessary to connect a wire for supplying electricity to the movable body, the movable body moves quickly, has high responsiveness, and can perform highly accurate positioning.

(3)駆動のためには可動体には歯列を設けるだけでよ
く、駆動用コイル及び吸引用コイルは固定子側に設けら
れているので、コイルの発熱は固定子の熱伝導により有
効に吸収でき、可動体の温度上昇をもたらすことが少な
い。
(3) For driving, it is only necessary to provide the movable member with a tooth row, and since the driving coil and the suction coil are provided on the stator side, heat generation of the coil is effectively performed by heat conduction of the stator. It can be absorbed, and the temperature rise of the movable body is less likely to occur.

(4)機械的な軸受を必要としないため、 塵埃が発生しない。(4) No dust is generated because no mechanical bearing is required.

真空中においても使用できる。It can also be used in vacuum.

駆動源からの騒音や振動が可動体に伝わらない。Noise and vibration from the drive source are not transmitted to the movable body.

摩擦損失がないので、高精度の位置決めができる。Since there is no friction loss, highly accurate positioning is possible.

給油などのメンテナンスが不要である。No maintenance such as refueling is required.

このように、本発明によれば、種々の利点を有し、特
に、塵埃をきらう半導体工場やバイオテクノロジー関連
工場、或いは宇宙工場などの高真空雰囲気などの厳しい
環境下で使用できる非接触複動型移載装置を得ることが
できる。
As described above, according to the present invention, there are various advantages, and in particular, non-contact double-action which can be used in a harsh environment such as a high vacuum atmosphere such as a dust-proof semiconductor factory, a biotechnology-related factory, or a space factory. A mold transfer device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す非接触複動型移載装置
の一部破断斜視図、第2図は同非接触複動型移載装置の
一部破断平面図、第3図は同非接触複動型移載装置の一
部破断側面図、第4図は同非接触複動型移載装置の全体
構成図、第5図はモータ磁極の動作説明図、第6図は可
動体の姿勢制御説明図、第7図は可動体の姿勢制御シス
テム構成図、第8図及び第10図はマイクロステップ駆
動電流波形図、第9図はマイクロステップ駆動システム
構成図、第11図は励磁シーケンス図、第12図及び第
13図は本発明の非接触複動型移載装置の適用例を示す
一部破断斜視図、第14図は本発明の他の実施例を示す
非接触複動型移載装置の一部破断斜視図、第15図は従
来の磁気軸受型モータの断面図である。 1,61…固定部 2,2a〜2d,62…第1のモータ磁極、 3,3a〜3d,63…第2のモータ磁極、 4,64c,M…可動体 4a…第1の歯列 4b…第2の歯列 4c,64c…ホーク状アーム 5a〜5d…ギャップ検出器 6…ギャップ検出用基準面 8…制御装置 9…駆動回路 10…電源 21…芯部材 22…第1磁極 23…第2磁極 24…第3磁極 25…第4磁極 26,27…吸引用コイル 28〜31…駆動用コイル
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a non-contact double-action transfer device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially cut-away plan view of the same non-contact double-action transfer device, and FIG. Is a partially cutaway side view of the non-contact double-acting type transfer device, FIG. 4 is an overall configuration diagram of the non-contact double-acting type transfer device, FIG. 5 is an operation explanatory diagram of a motor magnetic pole, and FIG. Posture control explanatory diagram of the movable body, FIG. 7 is a posture control system configuration diagram of the movable body, FIGS. 8 and 10 are microstep drive current waveform diagrams, FIG. 9 is a microstep drive system configuration diagram, and FIG. Is an excitation sequence diagram, FIGS. 12 and 13 are partially cutaway perspective views showing an application example of the non-contact double-acting type transfer device of the present invention, and FIG. 14 is a non-contact view of another embodiment of the present invention. FIG. 15 is a partially broken perspective view of the double-acting type transfer device, and FIG. 15 is a sectional view of a conventional magnetic bearing type motor. 1, 61 ... Fixed part 2, 2a-2d, 62 ... 1st motor magnetic pole, 3, 3a-3d, 63 ... 2nd motor magnetic pole, 4, 64c, M ... Movable body 4a ... 1st tooth row 4b ... 2nd tooth row 4c, 64c ... Hawk-shaped arm 5a-5d ... Gap detector 6 ... Gap detection reference plane 8 ... Control device 9 ... Drive circuit 10 ... Power supply 21 ... Core member 22 ... 1st magnetic pole 23 ... 2 magnetic pole 24 ... 3rd magnetic pole 25 ... 4th magnetic pole 26, 27 ... Suction coil 28-31 ... Driving coil

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)複数の極片を有する芯部材を有し、
該極片上に巻回される駆動用コイルによって励磁される
駆動用磁極と、該駆動用磁極に隣接して前記芯部材上に
巻回される吸引用コイルによって励磁される吸引用磁極
とを一体化した第1及び第2のモータ磁極を設け該第1
及び第2のモータ磁極の極片の配列方向が互いに直交す
るように配設した固定子と、 (b)前記第1のモータ磁極の各極片に対向し、回転軸
と平行な方向に、一定のピッチを有して整列した第1の
歯列と前記第2のモータ磁極の各極片に対向し、回転軸
の周方向に、一定のピッチを有して整列した第2の歯列
が設られ、かつその上部にアームを有する可動体と、 (c)前記固定子と前記可動体間の相対変位を検出する
変位検出手段と、 (d)該変位検出手段からの検出値に基づいて前記固定
子と前記可動体間の間隙を調整し、かつ前記可動体の磁
気的保持状態での回転軸方向及び又は回転方向のステッ
プ駆動を行う制御手段とを具備することを特徴とする非
接触複動型移載装置。
1. A core member having a plurality of pole pieces,
A drive magnetic pole excited by a drive coil wound on the pole piece and an attraction magnetic pole excited by an attraction coil wound on the core member adjacent to the drive magnetic pole are integrated. The first and second motor magnetic poles are provided.
And a stator arranged so that the arrangement directions of the pole pieces of the second motor magnetic pole are orthogonal to each other; A first tooth row aligned with a constant pitch and a second tooth row facing each pole piece of the second motor magnetic pole and aligned with a constant pitch in the circumferential direction of the rotating shaft. A movable body having an arm on the top thereof, (c) a displacement detecting means for detecting relative displacement between the stator and the movable body, and (d) based on a detection value from the displacement detecting means. Control means for adjusting a gap between the stator and the movable body and performing step driving in the rotation axis direction and / or the rotation direction in the magnetically held state of the movable body. Contact double-acting transfer device.
【請求項2】前記制御手段は変位検出手段からの検出値
に基づいて前記吸引用コイルの励磁電流を変化させ前記
固定子と前記可動体間の間隙を調整するギャップ制御手
段と、前記駆動コイルの電流を変化させ前記可動体の磁
気的保持状態での回転軸方向及び又は回転方向の駆動を
行う駆動制御手段とを具備することを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の非接触複動型移載装置。
2. The gap control means for adjusting the gap between the stator and the movable body by changing the exciting current of the suction coil based on the detection value from the displacement detection means, and the drive coil. 3. The non-contact compound according to claim 1, further comprising: drive control means for changing the current of the movable body to drive the movable body in a rotation axis direction and / or a rotation direction in a magnetically held state. Dynamic transfer device.
【請求項3】前記アームはホーク状であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の非接触複動型移載装
置。
3. The non-contact double-acting type transfer device according to claim 1, wherein the arm has a hawk shape.
【請求項4】前記第1及び第2のモータ磁極は各々少な
くも3個配設されることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の非接触複動型移載装置。
4. The non-contact double-acting type transfer device according to claim 1, wherein at least three magnetic poles for each of the first and second motors are provided.
【請求項5】円筒状の固定部の内部に同心円状で、か
つ、その上下に前記第1のモータ磁極と第2のモータ磁
極を配設してなり、その中心部に円筒状の前記可動体を
具備することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
非接触複動型移載装置。
5. A cylindrical fixed portion is concentrically formed inside, and the first motor magnetic pole and the second motor magnetic pole are arranged above and below the fixed portion, and the cylindrical movable portion is provided at the center thereof. The non-contact double-acting type transfer device according to claim 1, further comprising a body.
【請求項6】前記第1のモータ磁極及び第2のモータ磁
極を内側に配設し、該モータ磁極を覆う形状の可動体を
配置したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
非接触複動型移載装置。
6. The first magnetic pole and the second motor magnetic pole are arranged inside, and a movable body having a shape covering the motor magnetic pole is arranged. Non-contact double-acting transfer device.
【請求項7】前記駆動制御手段は駆動用コイルに正弦波
状と余弦波状の電流を供給し、これらの駆動用コイルの
各相に流れる電流によりマイクロステップ駆動を行う手
段を具備することを特徴とする特許請求の範囲第2項記
載の非接触複動型移載装置。
7. The drive control means comprises means for supplying sine-wave and cosine-wave currents to the drive coil, and performing microstep drive by the currents flowing in the respective phases of these drive coils. The non-contact double-acting type transfer device according to claim 2.
【請求項8】前記可動体の駆動方向に配設される複数の
モータ磁極は各磁極間の各励磁位相がπ/4ずれるよう
に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の非接触複動型移載装置。
8. A plurality of motor magnetic poles arranged in the drive direction of the movable body are arranged such that the excitation phases of the magnetic poles are deviated from each other by π / 4. Non-contact double-acting type transfer device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220160234A (en) * 2021-05-27 2022-12-06 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) Apparatus for monitoring gap for exciter of generator

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