JPS62254682A - コイル可動形リニア直流モ−タ - Google Patents

コイル可動形リニア直流モ−タ

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JPS62254682A
JPS62254682A JP61094521A JP9452186A JPS62254682A JP S62254682 A JPS62254682 A JP S62254682A JP 61094521 A JP61094521 A JP 61094521A JP 9452186 A JP9452186 A JP 9452186A JP S62254682 A JPS62254682 A JP S62254682A
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coil
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motor
movable
linear
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Takashi Yamaguchi
高司 山口
Hirotake Hirai
洋武 平井
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明はコイル可動形リニア直流モータに係り、特に可
動範囲が比較的長くしかも位置決め精度の厳しく要求さ
れる位置決め装置の駆動機構に好適なコイル可動形リニ
ア直流モータに関する。 〔従来の技術〕 従来のコイル可動形リニア直流モータはたとえば特公昭
58−400119号公報に開示されているように1組
のコイル及びアンプからなっており、コイルが分割され
ているのはモータの力定数を全ストロークにわたって均
一にさせるためであった。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は比較的長いストロークを高速移動し、し
かもストローク中の任意の位置に高精度に位置決めを行
うには下記の点について不十分であった、たとえば、位
置決め範囲10個、位置決め精度0.1μmの位置決め
装置を考えた場合。 このときの位置決め精度に対する位置決め範囲のレンジ
は10”となる、このような位置決め装置にサーボ系を
構成して位置決めを行う場合、位置決め制御性(位置決
め精度や位置決め時間)を向上するためには、サーボ系
の剛性(モータ推力(N)/偏差量(m))を安定な範
囲内で大きくすればよい、ところが、微小な偏差量で十
分な推力を発生して剛性を確保しようとすると、上記の
例のような広いレンジを有する装置においては、アンプ
の電圧飽和やモータの電流制限を考慮すると、最大推力
が十分にとれないという問題がある。又。 逆に最大推力を設定すると、*小駆動時の剛性が十分で
なくなるという問題がある。 本発明の目的は、前述の事柄にもとづいてなされたもの
で、移動距離が長く、しかも位置決め精度が高い位置決
め装置に適したコイル可動形リニア直流モータを提供す
ることにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の上記の目的は、コイル可動形リニア直流モータ
を構成する可動コイルを高速移動用と微小位置決め用と
のコイルに分けて、それぞれを同一の可動子(ボビン)
に固着し、これらのコイルに目標値と変位値との、偏差
量にもとづいてコイルの電流供給量を制御する制御回路
を接続することにより達成される。 〔作用〕 まず高速高精度位置決めを行せる場合には、目標値と現
在値の偏差量を判定して、ある値より大きい場合は、高
速移動用コイルに通電し、大きな推力で高速に目標値ま
で近づける。偏差量がある値より小さくなると、微小位
置決め用コイルに切換え、サーボ剛性を高めて、短時間
で目標値に整定させる。 (発明の実施例〕 以下1本発明の実施例を第1図により説明する。 第1図は本発明のコイル可動形リニア直流モータの一実
施例を示したものでこの図において1はアウタヨーク、
2はセンタヨーク、3はサイドヨーり、4はアウタヨー
ク1の内側に設けた永久磁石、5はセンタヨークに沿っ
て移動するコイル及びボビンからなる可動部で、この可
動部は3個の高速移動用コイル51a、51b、5cを
3組備えたものと、3個の微小位置決め用コイル528
゜52b、52cの1組とで構成され、各高速移動用コ
イルおよび微小位置決め用コイルの符号の添字Pk 、
h @ cは3相コイルの各相を表わしている。 6は微小位置決め用コイル52 a〜5oに設けたコイ
ル切換用の界磁センサ、7は界磁センサ検出回路、8は
高速移動用の3相コイル切換回路、9はスイッチング増
幅器、10は微小位置決め用の3相コイル切換回路、1
1はリニア増幅器、12は高速移動用コイルと微小位置
決め用コイルとの切換回路、13は制御回路14は偏差
信号発生回路、15は目標値発生l路、16は位置検出
器(図示せず)からの信号の検出回路である。 次に上述した本発明のりニアモータの一実施例の動作を
説明する。 目標値発生回路15と位置検出の回路16との偏差eが
偏差信号発生回路14より求められ、制御回路13によ
って安定化がはかられる。又、切換回路12によって偏
差の大きさに従って電流を供給するコイルの選定が行わ
れ、制御回路13の出力が高速移動用の3相コイル切換
回路8.又は微小位置決め川の3相コイル切換回路10
のいずれかに供給される。偏差0がある設定値より、大
きいときは、高速移動用の3相コイル切換回路8に信号
が供給される。この回路8では、コイル切換用の界磁セ
ンサ6の出力が界磁センサ検出回路7を通して、回路8
に入力され、コイルの位置に従って3相コイルのうち通
電すべきコイルが選択される0次に回路8の出力信号が
スイッチング増幅器9によって電流増幅された後、コイ
ル51a〜51cに電流供給される。コイル5】8〜5
Loは、永久磁石4とアウタ1−り
【及びセンタヨーク
2からなる磁気回路中のギャップに挿入されており、磁
束とコイルに通電される電流の相互作用により、長手方
向に推力が発生し可動部5が駆動される。 次に、コイルを含む可動部5が移動して偏差eがある設
定値より小さくなると、コイル切換回路12により、微
小位置決め用の3相コイル切換回路10に信号が供給さ
れ、リニア増幅器11によって電流増幅された後、微小
位置決め川のコイル52a□”52cに電流が供給され
る。すなわち、この実施例によれば、偏差0に従って高
速移動用のコイル51a〜51cと微小位置決め用のコ
イル52a〜52cのいずれかが選択され、それぞれに
対応した駆動回路に信号が供給される。このことにより
、偏差eが大きいときは大きな推力を得ることにより高
速移動が可能になり、偏差0が小さくなると、推力は小
さくてよいがサーボ剛性(推力/偏差量)の高い駆動が
実現でき、目標値にすばやくかつ精密に整定することが
できる。 第2図は本発明ま他の実施例を示すもので、この図にお
いて第1図と同符号のものは同一部分である。この第2
図において、17は高速移動用制御回路、18は微小位
置決め用制御回路、19は高速移動および微小位置決め
用の切換回路である。 この本実施例では、コイルに対応した制御回路を別に設
けるものやあり、高速移動用制御回路17は、たとえば
最短時間制御則にのっとった制御回路であり、微小位置
決め用制御回路18は、たとえば状態フィードバックを
有する位置制御系である。この本実施例によれば、制御
回路も切換えることにより、より制御性を高めることが
できる。 なお、上述の実施例においては3相コイルを用いたが、
この代わりに2相コイルを用いることもできる。 第3図は本発明のコイル可動形リニア直流モータを用い
た直角座標形位置決めユニットの一実施例である。同図
において101a、101bはX軸すニア直流モータ、
102はY軸すニア直流モータ、103はX軸方向の位
置を検出するX軸すニアスケール、104はY軸方向の
位置を検出するY軸すニアスケール、105a、105
bはX軸案内機構で本図では円筒形状の固幸部上にこれ
を取り囲んでいる可動部が静圧で支持されている構造と
なっている。又、106はY軸案内機構で2本の円筒形
状固定部上にこれを取り囲んでいる可動部が静圧で支持
されている構造となっている。 107はY軸案内機構106の固定部に沿ってY軸方向
に自在に動くYキャリッジであり、108はX軸案内機
構105の固定部に沿ってX軸方向に自在に動くxキャ
リッジでX軸案内機構105゜Y軸すニア直流モータ1
02.Y軸すニアスケール104及びXキャリッジ10
7からなる。ここでX軸すニア直流モータ10.1.Y
軸すニア直流モータ102は本発明のコイル可動形リニ
ア直流モータであり、その構造は本発明の第1の実施例
として第1図に示されている構造と同一である。 第1図におけるコイル及びボビンからなる可動部5が、
X軸すニア直流モータ101の場合はX軸案内機構10
5に直結され、同コイルに通電することによりXキャリ
ッジ108を駆動する。一方、Y軸すニア直流モータ1
02の場合はY軸案内機構106に直結され同コイルに
通電することによりYキャリッジ107を駆動する。 さて、第3図に示した直角座標形位置決め二ニットは、
リニア直流モータによる非接触直接駆動、静圧案内によ
る非接触案内の構造となっているため、位置決め精度が
高く、しかも位置決め時間の短い動作が可能である。こ
のため、本ユニットは、電子チップ部品の基板への搭載
、組付けや光ファイバの部品の組立等ミクロンオーダの
位置決め装置として用いられる0本ユニットの動作は、
部品を部品供給ツールにより取り出して組み付は対象物
まで移動する動作】と部品を精密に組み付ける動作2よ
りなる。ここで動作1は移動距離が長く、しかもタクト
タイムの短縮のため高速移動が要求されている。又、動
作2はミクロンオーダの精密位置決めが要求されている
。このように本ユニットは高速移動や精密位置決めの2
つの動作が必要とされる。そこで本ユニットの駆動機構
に本発明のコイル可動形リニア直流モータを用いること
により上述の2つの動作を複数のコイル及び制御回路に
それぞれ分担させることができ、各動作共最適に行うこ
とができるという効果がある。 なお、本発明のコイル可動形リニア直流モータは、第3
図の構造の一軸分のみで構成される位置決めユニットに
対しても適用でき、同様な効果がある。 〔発明の効果〕 本発明によれば、1つのリニア直流モータでたとえば高
速移動と縮小位置決めとの2つの機能を合わせもつこと
ができる。このことにより、本発明のコイル可動形リニ
ア直流モータはモータの木きさを変えることなく1位置
決めの高速化、高精度化がはかれ、位置決めの性能が向
上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のりニアモータの一実施例の構成を示す
図、第2図は本発明のりニアモータの他の実施例の構成
を示す図、第3図は本発明のりニアモータ装置の実施例
の構造である。 1・・・アウタヨーク、2・・・センタヨーク、3・・
・サイドヨーク、4・・・永久磁石、5・・・可動部、
51a〜51o・・・高速移動用コイル、52a〜52
c・・・微小位置決め用コイル、6・・・コイル切換用
の界磁センサ、7・・・界磁センサ検出回路、8・・・
高速移り1用の3相コイル切換回路、9・・・スイッチ
ング増幅器。 10・・・微小位置決め用の3相コイル切換回路、11
・・・リニア増幅器、12・・・高速移動用コイルと微
小位置決め用のコイル切換回路、17・・・高速移動用
制御回路、18・・・微小位置決め用制御回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、永久磁石と、前記永久磁石を固着せしめている磁性
    部材と、前記永久磁石と間隔をあけて設けられた磁性部
    材と、前記磁性部材と前 記磁性部材を接続する磁性部材からなる固 定部と、前記永久磁石と前記磁性部材との間の空隙に長
    手方向に自在に移動できるボビンと前記ボビンに巻かれ
    ているコイルからなる可動部とによつて構成されるコイ
    ル可動形リニア直流モータにおいて、前記可動部のコイ
    ルは互いに独立した高速移動用のコイルと微小位置決め
    用のコイルとの組からなり、可動部の目標値と変位値と
    の偏差に応じて前記コイルへの電流供給を制御する手段
    とを備えたことを特徴とするコイル可動形リニア直流モ
    ータ。 2、前記コイルは3相コイルで構成したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のコイル可動形リニア直流
    モータ。 3、前記コイルは2相コイルで構成したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のコイル可動形リニア直流
    モータ。
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JP2005057992A (ja) * 2003-07-22 2005-03-03 Neomax Co Ltd 可動コイル型リニアモータ及びその制御方法

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