JPS62141951A - Noncontact double-acting type transferring device - Google Patents

Noncontact double-acting type transferring device

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JPS62141951A
JPS62141951A JP28117785A JP28117785A JPS62141951A JP S62141951 A JPS62141951 A JP S62141951A JP 28117785 A JP28117785 A JP 28117785A JP 28117785 A JP28117785 A JP 28117785A JP S62141951 A JPS62141951 A JP S62141951A
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motor magnetic
pole
motor
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俊郎 樋口
Atsushi Horikoshi
敦 堀越
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Abstract

PURPOSE:To drive a movable unit axially and rotatably with a compact structure by providing attracting pole and driving pole in first and second motor poles. motor poles. CONSTITUTION:Attracting and driving poles are provided in first and second motor poles 2, 3. A movable unit which has first and second tooth trains 4a, 4b and a forklike arm 4c for transferring an article to be conveyed is held in a noncontacting state by the magnetic force of the attracting pole. The unit is axially driven by the magnetic force of the driving pole of the motor pole 2, and the unit is rotatably driven by the magnetic force of the driving pole of the motor pole 3.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a non-contact double-acting transfer device suitable for use in semiconductor and biotechnology related factories where dust is avoided.

(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) Magnetic bearings have conventionally been used as a method of supporting a rotating body in a non-contact manner. This magnetic bearing uses magnetic attraction or repulsion 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 and 10 on both sides of the high frequency motor 103.
4 and a 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10fliの位置が所定の位
置に制御される。
Further, the displacement of the rotor 106 in the radial direction is measured by a radial sensor 107, and the displacement of the rotor 106 in the thrust direction is measured by a thrust sensor 107.
8, and by adjusting the attractive force of the electromagnet of the magnetic bearing, the position of the rotor 10fli is controlled to a predetermined position.

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。
Incidentally, as a prior art related to this type of magnetic bearing, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 89820/1982 can be cited.

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。
On the other hand, a direct drive type conveyance device using a linear pulse motor (hereinafter referred to as LPM) has been developed.

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。
This kind of prior art is described, for example, in "Linear Motors and Their Applications", edited by the editor and publisher, "IEEJ", 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1.、 P M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 transport device, the transport section including the work is 1. , PM It is designed to be separated from the PM and supported by mechanical linear bearings. In other words, the LPM employs a mechanical structure that provides only the thrust necessary to move the transport section.

(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ヤノブを検出し、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 conventional magnetic bearings, in order to support the rotor in a completely non-contact state, active control of displacement or inclination of at least one degree of freedom is required. There is a need. In other words, it is necessary to detect the gear knobs of the rotor and stator and control the attraction force of the electromagnet to keep this 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1
03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もある
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。
On the other hand, the rotational movement of the rotor is controlled completely independently of the non-contact supporting magnetic bearing mechanism. For example, as shown in FIG. 15, it is often driven by a motor 103, and the motor is usually a high frequency induction motor 1.
03 is used. Rotational power may also be obtained by transmitting external rotation through a coupling, etc., but in any case, the magnetic bearing mechanism and rotational drive mechanism can be separated and are not mechanically integrated. It's just that.

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。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 other words, although the machine is integrated, the magnetic bearing section and the rotational drive section can be clearly separated. In most cases, an induction motor 103 is used to drive the rotor 106 supported by a pair of radial magnetic bearing units 104, 104, and this motor is used to rotate at high speed or at a constant speed. It is used. In other words, rotor control is limited to controlling the rotational speed, and is not used to control the positioning of the rotational angle.

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なおうとすると、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 mentioned above, magnetic bearing type motors are not used for rotational positioning, but if an attempt was made to perform rotational positioning with this induction type motor, since it does not have a rotational positioning function itself, the rotation angle It is necessary to add some kind of sensor to detect this and perform complicated control.

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, since a conveyance device using LPM has a mechanical bearing, it has the following problems.

(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
すと共に軸受の焼頃を招く。
(2) In a vacuum state, lubricating oil evaporates, polluting the atmosphere and causing the bearing to wear out.

(3) 19擦接触部から騒音や振動が発生する。(3) 19 Noise and vibration are generated from the friction contact area.

(4)機械的な接触部を有うするため高精度の位置決め
が難しい。
(4) High precision positioning is difficult because there are mechanical contact parts.

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i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, there has been a demand for a compact transfer device that does not generate dust in semiconductor or biotechnology-related factories, which are sensitive to dust, but no device has yet been developed that can fully meet this demand. is the current situation.

本発明は、上記の状況に鑑みて、可動体の磁気的保持と
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 circumstances, the present invention magnetically holds the movable body and drives it in the direction of the rotational axis and rotational direction using magnetic force between a compactly configured stator and the movable body. It is an object of the present invention to provide a non-contact double-acting type transfer device which is equipped with an arm for transferring a conveyed object and is directly driven with high precision.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記の問題点を解決するために、(a)複数
の極片を有する芯部材の前記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
の向きが互いに直行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、回転軸と垂
直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、回転軸と平行に一定
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iJl整し前記可動体の磁気
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 solve the above problems, the present invention provides (a) a core member having a plurality of pole pieces, which is excited by a driving coil wound around the pole pieces; first and second magnetic poles that integrate a driving magnetic pole and an attraction magnetic pole that is excited by an attraction coil that is wound on the core member adjacent to the driving magnetic pole;
a stator having motor magnetic poles arranged such that the polar pieces of the first and second motor magnetic poles are orthogonal to each other;
) a first row of teeth facing each pole piece of the first motor magnetic pole and aligned with a constant pitch perpendicular to the rotation axis; a movable body provided with a second row of teeth aligned at a constant pitch parallel to the axis and having an arm above the movable body; (c) detecting relative displacement between the stator and the movable body; (d) adjusting the gap between the stator and the movable body based on the detected value from the displacement detection means, and adjusting the rotation axis direction and/or the rotation direction in the magnetically held state of the movable body; A control means for driving 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
に駆動される。
(Function) According to the present invention, the movable body is held in a non-contact state by the magnetic force of the attracting magnetic poles among the first and second motor magnetic poles, and the movable body is held in a non-contact state. A movable body having an arm for transferring an object is driven in the axial direction by the magnetic force of the driving magnetic pole in the first motor magnetic pole, and the second motor magnetic pole is also provided close to the attraction magnetic pole. The movable body is driven in the rotational direction by the magnetic force of the drive magnetic pole inside.

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
移載を行うようのに適している。
Therefore, it is possible to perform complex operations and does not generate dust from the drive source, making it particularly suitable for transferring objects in semiconductor and biotechnology-related factories where dust is a concern. .

(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は円筒状の固定子であり
、この固定子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、同心円状に四箇所、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
は三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
磁極中 心円状に四箇所設ける。このモータ磁極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、最小構成としては三個所に設けるをもって足
る。一方、これらのモータ磁極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。
In FIGS. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a cylindrical stator, which has a first motor magnetic pole 2 and a second motor magnetic pole 3 provided toward the inside at the lower part of the stator. The first motor magnetic poles 2 are provided concentrically at four locations, that is, at intervals of 90 degrees on the circumference. However, as a minimum configuration, it is sufficient to provide three locations. The pole pieces at the tips of the motor magnetic poles are provided at a constant pitch perpendicular to the rotation axis. Further, the second motor magnetic poles 3 are provided at four locations around the center of the first motor magnetic pole. The pole pieces at the tips of the motor magnetic poles 3 are provided parallel to the rotation axis at a constant pitch. However, as a minimum configuration, it is sufficient to provide three locations. On the other hand, a movable body 4 is arranged opposite to the pole pieces at the tips of these motor magnetic poles 3. A first tooth row 4a is provided in a portion of the movable body that faces the first motor magnetic pole 2.

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、
この可動体の上部にはホーク状のアーム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
軸の設置方向いかんでは水平方向と回転方向へ駆動する
ことも可能である。
This tooth row is provided at a constant pitch perpendicular to the rotation axis. Further, a second tooth row 4b is provided at a portion of the movable body that faces the second motor magnetic pole 3. This tooth row is arranged parallel to the rotation axis and has a constant pitch. Furthermore,
A hawk-shaped arm 4c is attached to the upper part of this movable body. By excitation of the pole piece of the first motor magnetic pole, the movable body 4 receives a magnetic attraction force and is driven in the direction of the rotation axis (Z-axis). On the other hand, due to the excitation of the pole piece of the second motor magnetic pole, the movable body 4 receives a magnetic attraction force and is driven in the rotational direction. That is, the movable body 4 described above is held by the first motor magnetic pole 2 and the second motor magnetic pole 3 and is driven in the direction of the rotation axis and the rotation direction. Usually, it is driven in the vertical direction and rotational direction, but depending on the installation direction of the rotating shaft, it is also possible to drive it in the horizontal direction and rotational direction.

ここで、モータ磁極の構造と動作を第1のモータfff
t(iを例にとって詳細に説明する。
Here, the structure and operation of the motor magnetic poles are as follows:
This will be explained in detail by taking t(i as an example).

第5図に示されるように、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。
As shown in FIG. 5, a core member 21 is attached to the motor magnetic pole 2.
A suction coil for the movable body 4 is wound around the base of the movable body 4, and a driving coil (driving in the direction of the rotation axis) is wound around the tip of the movable body 4. That is, the movable body 4
An attraction magnetic pole that magnetically attracts and supports the movable body 4 in a non-contact manner and a drive magnetic pole that magnetically drives the movable body 4 in the rotation axis direction are integrated.

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。
That is, it is constructed by stacking ferromagnetic materials such as electromagnetic steel plates punched into continuous concave shapes, and on the outer periphery of each concave part of this core member, attraction coils 26 and 27 are arranged with opposite polarities [Fig. (see (a))].

この芯部材の各先端部は第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
28.29.30.31が巻装され、第1磁掻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。これらの磁極22.23.2
4.25に設けられた歯のピッチは、可動体の歯のピッ
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ピツチ、第3[極24は1/4ピフチ、また、
第4磁極25は3/4ピツチだけ可動体の歯のピッチに
対して相対的にずらすように配設する。
Each tip of this core member consists of a first pole piece, a second pole piece, a third pole piece, and a fourth pole piece, and each pole piece is wound with a driving coil 28, 29, 30, 31, respectively. , the first magnetic pole 22, the second magnetic pole 23, the third magnetic pole 24, the fourth magnetic pole 25 [Fig.
). These magnetic poles 22.23.2
The pitch of the teeth provided at 4.25 is the same as the pitch of the teeth of the movable body, but the pitch of the teeth of the magnetic pole is different.
is 1/2 pitch, the third pole 24 is 1/4 pitch, and
The fourth magnetic pole 25 is arranged so as to be shifted by 3/4 pitch relative to the pitch of the teeth of the movable body.

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 explained using FIG. 5.

(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) Only the suction coils 26 and 27 should be moved in the direction of the arrow shown (
When a current is passed in the positive direction, a magnetomotive force is generated, and a magnetic flux flows as shown in FIG. 5(a).

(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磁掻及び第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 that excites the first magnetic pole and the second magnetic pole
8. When a current is passed only through 29, a magnetomotive force is generated, and as shown in Fig. 5 (
Magnetic flux flows as shown in b). Furthermore, when current flows in the negative direction, the direction of the magnetomotive force is reversed, and the magnetic flux also flows in the opposite direction. The same can be said of the drive coils 30 and 31 that excite the third magnetic pole and the fourth magnetic pole.

ここで、吸引用コイルに、ある一定電流1c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28.29に
正の電流1aを流すと、第1 !ff掻22では電流I
cと電流1aの起磁力が強め合い、一方、第2磁掻23
では電’a、 I cと電流1a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 1c is caused to flow through the attraction coil. That is, if the magnetomotive force shown in FIG. 5(a) is generated and a magnetic flux is caused to flow, and at the same time a positive current 1a is caused to flow through the drive coils 28 and 29, the first! In ff scratch 22, the current I
The magnetomotive force of the current 1a and the magnetomotive force of the current 1a strengthen each other, while the second magnetic scraper 23
Then, the magnetomotive forces of the electric currents a and Ic and the current 1a cancel each other out, and a restoring force is generated that stabilizes the movable body 4 at the position shown in FIG. 5(b). In other words, the movable body 4 tries to stabilize at a position where the protrusions of the teeth of the first magnetic pole 22 and the protrusions of the teeth of the movable body 4 coincide.

次に、電流Iaを雰にし電流1bを正にすると、第3磁
捲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 changed to positive and the current 1b is made positive, magnetic flux tends to flow through the third magnetic winding 24, and a propulsive force is generated in the movable body 4 so that it is stabilized at the position shown in FIG. 5(c). , movable body 4
propels only 1/4 pitch.

次に電流1bを零にし、電流1a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ピツチ推進する。このようにして、Ia(
正)−Ib(正)−1a(負)−1b(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 1b is made zero and the current 1a is made negative, the magnetomotive force against the second magnetic pole 23 is strengthened and magnetic flux flows, so that it is further propelled by 1/4 pitch. In this way, Ia(
By switching the current of the drive coils 28, 29, 30, and 31 as follows: positive) - Ib (positive) - 1a (negative) - 1b (negative), the movable body 4 can rotate every 1/4 pitch. become.

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 drive of the movable body can be achieved using compact motor magnetic poles.

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。
Further, the second motor magnetic pole has an attraction magnetic pole and a driving magnetic pole similarly to the first motor magnetic pole, and the direction of the tooth row of the pole piece is the same as the direction of the tooth row of the pole piece of the first motor magnetic pole. It goes directly,
The structure is such that the attraction magnetic pole attracts the movable body outward by excitation of the attraction coil, and the drive magnetic pole rotationally drives the movable body by excitation of the drive 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 transfer device will be explained using FIG. 4.

第1のモータ磁Ji2a〜2d及び第2のモータ磁極3
a〜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 pole Ji2a to 2d and second motor magnetic pole 3
a to 3d, that is, power is supplied to the attraction coil and the drive coil from the power source 10 via the drive circuit 9, and the movable body 4 is driven. The state of the movable body 4 is monitored by inputting output signals from gap detectors 5a to 5d (described later with reference to FIG. 6) into the control device 8, and the movable body 4 is monitored by the drive circuit 9 based on the output signal from the control device 8. The 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, posture control of the movable body will be explained.

四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
要最小構成は四個となる。
In order to detect independent displacements in four degrees of freedom, the detection directions of three of the four gap detectors must be on one plane. The composition is four.

この四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。
Even if these four gap detection values interfere with each other, displacements with four degrees of freedom that are independent of each other can be determined by the exchange matrix determined 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 calculating the displacement of 4 degrees of freedom, if there are more than the minimum configuration, it is possible to improve the position accuracy and position linearity by weighting or averaging the output of each gap detector. .

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 four gap detectors are arranged so that they do not interfere, 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
り付は個数が最小4個の場合について説明する。
Therefore, as shown in FIG. 6, the installation of the gap detectors will be described for the case where the number of gap detectors is at least four.

可動体Mは座標軸のZ軸方向とψ軸方向に可動できる。The movable body M can move in the Z-axis direction and the ψ-axis direction of the coordinate axes.

5a〜5dはギャップ検出器であり、例えば、渦電流式
、静電容量式、光電式などがある。
5a to 5d are gap detectors, such as eddy current type, capacitance type, photoelectric type, etc.

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j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 φの角度変位・・・・・・5Cと5dの検出値の差を5
0と5dの距離で割った値 とによって計算できる“。
Detection of displacements in the four degrees of freedom x, y, θ, and φ is performed by using the coordinate axis as the rotation center of a plane perpendicular to the rotation axis passing through the midpoint of gap detectors 5a and 5b, the midpoint of gap detectors 5C and 5d, and j. Assuming the origin, 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 average of the detected values of 5a and 5d. Angular displacement of φ, which is the difference between the detected values of 5b divided by the distance between 5a and 5b...The difference between the detected values of 5C and 5d is 5
It can be calculated by dividing by the distance of 0 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 attractive force that each motor magnetic pole exerts on the movable object is separated for each coordinate axis, and the displacement of each coordinate axis obtained from the detection value from the gap detector is passed through the control circuit for each coordinate axis and excited by the drive amplifier of each motor magnetic pole. 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, the attitude control system for this movable body will be explained using FIG. 7.

図中、6は各ギヤツブ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 detected by each gear detector (reference surface for gap detection), 11 is a coordinate axis displacement separation section, 12 is each coordinate axis control section, 13 is a distribution section, 14 is an exciting coil drive section, and 15 is a This is a coil for attracting the motor magnetic poles.

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、  θ2 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軸制御部
12−1、Y軸制御部12−2、θ軸制御部12−3、
φ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, θ2 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-axis control unit 12-1, the Y-axis control section 12-2, θ-axis control section 12-3,
Through the φ-axis control unit 12-4, the distribution unit 13 provides a coil current command value for each magnetic pole, and the excitation coil drive unit 14
controls the coil current so that it matches 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、ストロークに対して可動体
Mの高さを高くとる必要はな(なる。
Note that here, the gap detector is configured to detect by providing a target on the outer surface of the movable body M, but it is also possible to make the movable body M into a hollow cylinder, provide a target on the inner surface, and detect the gap detector provided on the inner surface. If it is detected by , as shown in FIG. 6, there is no need to increase the height of the movable body M relative to the stroke.

また、駆動用コイルに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, a microstep voltage (described later) is applied to the drive coil. As for the position of the movable body 4, the origin position is memorized in advance, and the amount of displacement (for example, the rotation angle in the case of the second motor magnetic pole) is determined by the number of pulses applied to the drive coil of the motor magnetic pole from this position. , 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, if the number of microstep divisions is m, the movable body can be positioned by minute angles every 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 movable body can also be controlled 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 excitation current is previously applied to the motor magnetic poles via 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 detected values from each gap detector are imported into the control device 8, and the imported values are compared with the reference value (reference gap value) of each gap detector, and the deviation The drive circuit 9 outputs an output signal such that
The drive circuit 9 adjusts the excitation current value of the attraction 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。
By performing feedback control in this manner, smooth attitude control of the movable body can be performed.

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, microstep driving of the movable body will be explained.

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1a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 microstep drive is a method in which two-phase currents with a phase difference of 90 degrees are passed through the two windings of the motor magnetic poles to drive the motor as a synchronous motor. 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ROM、
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2
6.27への駆動回路は省略されている。
FIG. 9 is a configuration diagram of the microstep drive system, in which 41 is a ring counter, 42, 43 is a ROM,
44.45 is a D/A converter, 46.47 is a drive amplifier, and the second motor magnetic pole 3 is connected after this drive amplifier 46.47. In addition, here, the suction coil 2
The drive circuit to 6.27 is omitted.

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2
8.29.30.31に加えられる。
As shown in this figure, when a movement command value is input to the ring counter 41, the waveform data stored in the ROM 42.43, that is, the sine and cosine values are read out, and the D
/A converter 44.45, the analog quantity is input to drive amplifier 46.47, amplified and sent to drive coil 2.
Added on 8.29.30.31.

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。
The ratio of the A phase and B phase of the waveform is determined by the electrical angle position (time), and the movable body 4 is moved by outputting it according to the electrical angle position. Note that when a voltage amplifier is used as a drive amplifier, passive damping can be expected. With this configuration, the movable body 4 can move smoothly and can be positioned over a minute distance.

ところで、この非接触複動型移i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。
By the way, since this non-contact double-acting transfer device drives the movable body in a non-contact state, the mechanical damping against the movement of the movable body is very small.

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。
Therefore, even if microstep driving is performed, some vibrations occur. In order to suppress this vibration, the following configuration is adopted.

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度おきに合計四個配設される第2のモータ磁極3
を例にとって説明する。
As shown in Fig. 2, a total of four second motor magnetic poles 3 are arranged at 90 degree intervals with the centers of each motor magnetic pole concentrically arranged.
will be explained using 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ずらずようにす
る。つまり、ある時点においてモータ磁極3a、3Cの
回転駆動用コイルにおいては、第1O図(a)に示され
るような起磁力を生しるように、一方、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 with respect to the teeth of the movable body 4 between a plurality of motor magnetic poles arranged in the rotation direction are shifted by π/4 from each other. In other words, at a certain point in time, the rotation drive coils of the motor magnetic poles 3a and 3C generate a magnetomotive force as shown in FIG.
, 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。
When the position of the motor magnetic poles is shifted by π/4 in electrical angle in this way, the rotational torque characteristics are made uniform, and compared to when they are arranged in the same phase, damping becomes larger and smoother driving becomes possible. Become. In other words, it is possible to improve resolution and reduce 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、通常のステンプモータの場合は、第11図の
ようなパターンとなる。つまり、モータ磁極■ (モー
タ磁極3a或いは3C)が1相励磁の時はモータ磁極■
 (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。
Note that although the case of microstep drive has been described above, in the case of a normal step motor, the pattern is as shown in FIG. 11. In other words, when the motor magnetic pole ■ (motor magnetic pole 3a or 3C) is 1-phase excitation, the motor magnetic pole ■
(Motor magnetic pole 3b or 3d) becomes two-phase excitation, and vice versa.

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。
Here, the plus/minus in the table is the polarity of the coil voltage (or current) during bipolar drive 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。
In this way, damping can be performed by shifting the excitation phase not only during microstep driving but also when using a normal step motor.

なお、上記実施例によれば、モータ磁極3b、3dの位
相が、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、逆にモータ磁極3a、3C
に対して、モータ磁8i3 b。
In addition, according to the above embodiment, the case where the motor magnetic poles 3b and 3d lead the motor magnetic poles 3a and 3c by π/4 in phase has been described, but conversely, the motor magnetic poles 3a and 3C
For motor magnetic 8i3 b.

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。
3d may be delayed by π/4. In this case, it is the same as changing the direction of rotation of the movable body.

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。
Furthermore, the above effects can be achieved even if the speed is advanced or delayed by n×π/4 (n=1.3, 5.7). In other words, if one side is 2-phase excitation, the other side is 1-phase excitation.
It is better to use 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 transfer device of the present invention will be explained using 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。
As shown in FIG. 12, an object 52 is conveyed by the endless belt 51 and positioned at a location A.

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4
Cは回転し、載置台53の上に位置決めされる0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。
Then, the hawk-like arm 4C waiting at the bottom rises due to the excitation of the driving coil of the first motor magnetic pole 2, scoops up the conveyed object 52 and rises, and then starts driving the second motor magnetic pole 3. The hawk-shaped arm 4 is activated by excitation of the coil for
C rotates and is positioned on the mounting table 53 at the 0th order,
By excitation of the drive coil of the first motor magnetic pole 2 in the opposite direction, the hawk-shaped arm 4C is lowered, and the object 52 can be transferred onto the mounting table 53.

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。
Since this transfer device is non-contact, it is clearly suitable for use in semiconductor factories and biotechnology-related factories where dust is a concern.

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。
In addition, it is a compact direct-acting type, which can reduce the occupied area.

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, the non-contact double-acting transfer device of the present invention has a first motor magnetic pole 6 at the lower part of the fixed part 61, as shown in FIG.
2, a stator with a second motor magnetic pole 63 arranged thereon, a cup-shaped movable body 64 covering the stator, and a hawk-shaped arm 64c on the top of the movable body. You may also attach it. With this configuration, the drive mechanism becomes simple, and dustproof and
It can enhance the waterproof effect.

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
重量などに応じてに種々の変形を行うことができる。
The structure of the non-contact double-acting transfer device of the present invention can be modified in various ways depending on the weight and shape of the intended movable body, the weight of objects to be placed on the hawk-shaped arm, etc.

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。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments,
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、(a)複
数の極片を有する芯部材の前記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
片の向きが互いに直行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
垂直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、回転軸と平行に一
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) 8g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) a driving magnetic pole excited by a driving coil wound on the pole pieces of a core member having a plurality of pole pieces; , first and second motor magnetic poles are provided, which are integrated with an attraction magnetic pole excited by an attraction coil wound on the core member adjacent to the drive magnetic pole; A stator arranged so that the directions of the motor magnetic pole pieces are perpendicular to each other,
b) a first row of teeth facing each pole piece of the first motor magnetic pole and aligned with a constant pitch perpendicular to the rotation axis and facing each pole piece of the second motor magnetic pole; a movable body having a second row of teeth aligned at a constant pitch parallel to the rotation axis and having an arm above the movable body; (c) detecting relative displacement between the stator and the movable body; (d) adjusting the gap between the stator and the movable body based on the detected value from the 8g displacement detection means, and adjusting the rotation axis direction and/or the rotation direction when the movable body is in a magnetically held state; (1) The movable body can be rotated in the direction of the rotation axis and/or in a non-contact state, and the movable body can be positioned with high precision. It is possible to provide an extremely compact direct drive type transfer device that can accurately transfer objects using the arm provided on the upper part.

(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) There is no need to connect a wire for supplying electricity to the movable body, and the movable body moves quickly, has high responsiveness, and can be positioned with high precision.

(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
れているからコイルの発熱は固定子側の熱伝導により有
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 a tooth row on the movable body, and since the driving coil and suction coil are provided on the stator side, the heat generated by the coil is effectively transferred through heat conduction on the stator side. It can be absorbed and rarely causes a rise in the temperature of the movable body.

(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 mechanical bearings are required, so no dust is generated.

■真空中においても使用できる。■Can be used even 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.

■摩擦損失がないから高精度の位置決めができる。■Highly accurate positioning is possible because there is no friction loss.

■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チクノロジル関連工
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, the present invention has various advantages, and in particular, it is a non-contact system that can be used in harsh environments such as semiconductor factories where dust is averse, biotinology-related factories, and high vacuum atmospheres such as space factories. A double-acting transfer device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation 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
来の磁気軸受型上−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、3.3
a〜3d、63・・・第2のモータ磁極、4、64. 
M・・・可動体 4a・・・第1の歯列 4b・・・第2の歯列 5.5a〜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磁掻 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-acting transfer device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially cut-away plan view of the same non-contact double-acting transfer device, and FIG. 3 is a partially cutaway side view of the non-contact double-acting transfer device, FIG. 4 is an overall configuration diagram of the non-contact double-acting transfer device, FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the motor magnetic poles, and FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the motor magnetic poles. Figure 7 is a configuration diagram of the attitude control system for the movable body, Figures 8 and 10 are microstep drive current waveform diagrams, Figure 9 is a configuration diagram of the microstep drive system, and Figure 11. is an excitation sequence diagram, FIGS. 12 and 13 are partially cutaway perspective views showing an application example of the non-contact double-acting transfer device of the present invention, and FIG. 14 is a non-contact diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 15 is a partially cutaway perspective view of a double-acting transfer device, and a cross-sectional view of a conventional magnetic bearing type upper transfer device. 1.61... Fixed parts 2.2a to 2d, 62... First motor magnetic pole, 3.3
a to 3d, 63... second motor magnetic pole, 4, 64.
M...Movable body 4a...First tooth row 4b...Second tooth row 5.5a to 5d...Gap detector 6...Gap detection reference surface 8...Control device 9... Drive circuit 10... Power supply 21... Core member 22... First magnetic pole 23... Second magnetic pole 24... Third magnetic pole 25... Fourth magnetic pole 26, 27...・・Suction coils 28 to 31 ・・Drive coils

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) (a)複数の極片を有する芯部材の前記極片上に巻回さ
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
磁極の極片の向きが互いに直行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、
回転軸と垂直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、回転軸と
平行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) A driving magnetic pole that is excited by a driving coil wound on the pole piece of a core member having a plurality of pole pieces, and a driving magnetic pole that is wound on the core member adjacent to the driving magnetic pole. first and second motor magnetic poles are integrated with an attraction magnetic pole excited by an attraction coil, and the pole pieces of the first and second motor magnetic poles are arranged so that the directions of the pole pieces are perpendicular to each other. a stator; (b) opposing each pole piece of the first motor magnetic pole;
A first row of teeth aligned at a constant pitch perpendicular to the rotation axis, and a second row of teeth facing each pole piece of the second motor magnetic pole and aligned at a constant pitch parallel to the rotation axis. (c) displacement detection means for detecting relative displacement between the stator and the movable body; (d) detection from the displacement detection means; A control means for adjusting a gap between the stator and the movable body based on the value and driving the movable body in the rotational axis direction and/or rotational direction in a magnetically held state. Contact double-acting transfer device.
(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) gap control means for adjusting the gap between the stator and the movable body by changing the excitation current of the attraction coil based on the detected value from the displacement detection means;
Claim 1, further comprising a drive control means for changing the current of the drive coil to drive the movable body in the rotational axis direction and/or rotational direction while the movable body is in a magnetically held state. Non-contact double-acting transfer device.
(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-action type transfer device according to claim 1, wherein the arm is in the shape of a fork.
(4)前記第1及び第2のモータ磁極は各々少なくとも
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 transfer device according to claim 1, wherein at least three of the first and second motor magnetic poles are each provided.
(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) The first motor magnetic pole and the second motor magnetic pole are disposed concentrically inside a cylindrical fixed part above and below the fixed part, and the cylindrical movable body is provided at the center of the first motor magnetic pole and the second motor magnetic pole. A non-contact double-action transfer device according to claim 1, characterized in that:
(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 non-contact according to claim 1, characterized in that the first motor magnetic pole and the second motor magnetic pole are disposed inside, and a movable body having a shape that covers the motor magnetic pole is disposed. Double-acting transfer device.
(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) A patent characterized in that the drive control means includes means for supplying sine wave and cosine wave currents to the drive coils and performing microstep drive using the currents flowing through each phase of these drive coils. A non-contact double-acting transfer device according to claim 2.
(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 driving direction of the movable body are arranged so that excitation phases between the respective magnetic poles are shifted by π/4. Contact double-acting transfer device.
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