KR100720942B1 - Linear motor of delivery system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이송 시스템의 선형 전동기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 최소의 위치센서와 홀센서를 사용하여 이송 시스템에서 사용할 수 있는 선형 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor of a transfer system, and more particularly, to a linear motor that can be used in a transfer system using a minimum position sensor and a hall sensor.

본 발명의 이송 시스템의 선형 전동기는 영구자석이 부착된 이동자부와 고정자부를 가진 이송 시스템의 선형 전동기에 있어서, 상기 고정자부 상부에 위치하고 자기의 극성에 따라 발생된 자속을 검출하여 소정의 상 신호를 하이/로우로 출력하는 복수의 홀센서; 상기 홀센서를 고정자부에 장착하기 위한 PCB 기판; 상기 홀센서의 상 신호만을 받아 컨트롤러에 전달하는 위치센서; 상기 위치센서와 홀센서의 상 신호를 받아 구동신호를 발생시키기 위한 컨트롤러; 및 상기 복수의 홀센서 중 어느 하나의 상 신호를 선택하여 상기 컨트롤러로 출력하기 위한 선택기로 구성됨에 기술적 특징이 있다.In the linear motor of the transfer system of the present invention, a linear motor of a transfer system having a stator part and a moving part attached to a permanent magnet, the linear motor is located above the stator part and detects a magnetic flux generated according to the polarity of the magnet. A plurality of Hall sensors outputting high / low; A PCB substrate for mounting the hall sensor to a stator; A position sensor which receives only the phase signal of the hall sensor and transmits the signal to the controller; A controller for receiving a phase signal from the position sensor and the hall sensor to generate a driving signal; And a selector for selecting one phase signal from the plurality of hall sensors and outputting the selected phase signal to the controller.

따라서, 본 발명의 이송 시스템의 선형 전동기는 최소 및 최적의 위치센서와 홀센서를 부착하여 실제 이동자부가 위치하는 부분의 상 신호만을 입력함으로써, 적은 수의 컨트롤러를 사용하고, 이로인하여 컨트롤러의 효율과 정확성을 증대할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the linear motor of the transfer system of the present invention uses a small number of controllers by attaching a minimum and optimal position sensor and a hall sensor and inputs only phase signals of a portion where the actual moving part is located, thereby reducing the efficiency of the controller. It has the effect of increasing the accuracy and accuracy.

선형 전동기, 선택기, 위치센서, 홀센서, 컨트롤러 Linear Motor, Selector, Position Sensor, Hall Sensor, Controller

Description

이송 시스템의 선형 전동기{Linear motor of delivery system}Linear motor of delivery system

도 1은 종래의 선형 전동기를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a conventional linear electric motor.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 선형 전동기에 위치센서와 홀센서를 부착한 도면이다.2 and 3 are views attached to the position sensor and the Hall sensor to the linear motor according to the present invention.

도 4는 본 발명의 선형 전동기를 적용한 전체 회로 구성도이다.4 is an overall circuit configuration to which the linear motor of the present invention is applied.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>   <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 이동자부 110 : 고정자부      100: moving part 110: stator part

120 : 영구자석 130 : 레일     120: permanent magnet 130: rail

140 : 위치센서 150 : 홀센서     140: position sensor 150: Hall sensor

160 : PCB 기판 170 : 레일     160: PCB substrate 170: rail

본 발명은 이송 시스템의 선형 전동기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 최소 의 위치센서와 홀센서를 사용하여 이송 시스템에서 사용할 수 있는 선형 전동기에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor of a transfer system, and more particularly, to a linear motor that can be used in a transfer system using a minimum position sensor and a hall sensor.

일반적으로 영구자석을 갖는 선형 전동기(Linear Motor)는 칩 마운터(Chip Mounter), 와이어 본더(Wire Bonder) 등의 반도체 전용장비와 물류시스템과 같은 빈번한 직선운동을 하는 이송장치 등의 엑추에이터(Actuator)로 사용되고 있다.In general, a linear motor having a permanent magnet is an actuator such as a semiconductor device such as a chip mounter, a wire bonder, and a transfer device that performs frequent linear motions such as a logistics system. It is used.

선형 전동기는 구조적으로 길이 방향에 대한 추력 특성이 좋고, 그 구조가 간단하여 제작이 용이하다. 여기에서 추력이란 회전 모터의 토크(Torque)에 해당하며, 길이 방향으로 작용하게 된다.The linear motor has structurally good thrust characteristics in the longitudinal direction, and its structure is simple and easy to manufacture. The thrust here corresponds to the torque of the rotating motor, and acts in the longitudinal direction.

또한 영구자석을 갖는 선형 전동기는 공압을 전혀 사용하지 않기 때문에 인덕터(Inductor) 쪽의 공압노즐 설계가 용이하고, 공압유도로를 설치하지 않아서 그 구조가 공압 사용시 보다 대폭 축소되며, 공기 베어링(Bearing)을 쓸 때 보다도 공극 자속이 균일하게 분포되어 자속왜곡을 개선할 수 있어 정지제어와 순간가속 및 정지 특성이 개선된다.In addition, since a linear motor with permanent magnets does not use any pneumatics, it is easy to design a pneumatic nozzle on the inductor side, and the structure is greatly reduced than pneumatic use because air pressure induction is not installed. It is possible to improve the magnetic flux distortion by uniformly distributing the air gap magnetic flux more than when using. Therefore, the stop control and the acceleration and stop characteristics are improved.

도 1은 종래의 선형 전동기를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 선형 전동기는 고정된 가이드 이음부(12) 중간에 서로 극을 달리하는 영구자석(11)이 일렬로 배열되어 있으며, 양 끝단에 롤러(Roller)가 지나가도록 레일(Rail)(13)이 설치되어 있는 고정자부(10)와, 외부에서 권선인출부(21)를 통해서 3상 교류전원이 공급되고, 공급된 3상전원이 120°씩 위상차를 가지며 교번하는 3개의 코일권선(22,23,24)을 가지며, 각 코일권선의 내부에 위치센서(25)가 위치하여 각 위치를 감지하고, 상기의 고정자부(10)의 레일(13)을 지나는 4개의 롤러(26)가 있고, 상기 의 롤러(26)를 지지해 주는 이동자 이음부(27)를 가지며, 상기의 고정자부(10)의 상부를 움직이는 이동자부(20)로 구성되어 있다.1 is a view showing a conventional linear electric motor. Referring to Figure 1, the conventional linear motor is arranged in a row of permanent magnets 11 that are different from each other in the middle of the fixed guide joint 12 in a row, the rail (Roller) to pass through both ends of the rail ( Three-phase AC power is supplied through the stator part 10 having the rail 13 installed thereon and the winding lead-out part 21 from the outside, and the three-phase power supplied alternates three phases by 120 °. Four rollers having coil windings 22, 23, and 24, and each position sensor 25 is positioned inside each coil winding to detect each position and pass through the rail 13 of the stator part 10. 26, which has a mover joint portion 27 for supporting the roller 26, and is composed of a mover portion 20 for moving the upper portion of the stator portion 10 above.

상기와 같은 종래의 선형 전동기는 센서의 수가 많아지면 센서로부터의 신호를 모두 받기 위하여 입출력 단자가 충분히 많은 컨트롤러를 사용해야 하는 문제점이 있었다.The conventional linear motor as described above has a problem in that, when the number of sensors increases, a controller having enough input / output terminals must be used to receive all signals from the sensors.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 최소 및 최적의 위치센서를 구간별로 배치하고, 홀센서를 고정자부에 부착하여 실제 이동자부가 위치하는 부분의 상 신호만을 상기 홀센서가 입력하기 때문에 적은 수의 컨트롤러로 정확성을 높일 수 있는 선형 전동기를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages and problems of the prior art, the minimum and optimal position sensors are arranged in each section, the Hall sensor is attached to the stator to the image of the actual position of the moving part is located An object of the present invention is to provide a linear motor that can increase the accuracy with a small number of controllers because only the signal is input by the Hall sensor.

본 발명의 상기 목적은 영구자석이 부착된 이동자부와 고정자부를 가진 이송 시스템의 선형 전동기에 있어서, 상기 고정자부 상부에 위치하고 자기의 극성에 따라 발생된 자속을 검출하여 소정의 상 신호를 하이/로우로 출력하는 복수의 홀센서; 상기 홀센서를 고정자부에 장착하기 위한 PCB 기판; 상기 홀센서의 상 신호만을 받아 컨트롤러에 전달하는 위치센서; 상기 위치센서와 홀센서의 상 신호를 받아 구동신호를 발생시키기 위한 컨트롤러; 및 상기 복수의 홀센서 중 어느 하나의 상 신호를 선택하여 상기 컨트롤러로 출력하기 위한 선택기를 포함하여 구성된 이송 시스템의 선형 전동기에 의해 달성된다.The above object of the present invention is a linear motor of a transfer system having a stator part and a moving part having a permanent magnet, wherein the magnetic flux generated according to the polarity of the stator part is detected and a predetermined phase signal is high. A plurality of Hall sensors outputting low; A PCB substrate for mounting the hall sensor to a stator; A position sensor which receives only the phase signal of the hall sensor and transmits the signal to the controller; A controller for receiving a phase signal from the position sensor and the hall sensor to generate a driving signal; And a selector for selecting one phase signal of the plurality of Hall sensors and outputting the phase signal to the controller.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above object and technical configuration of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 선형 전동기에 위치센서와 홀센서를 부착한 도면이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선형 전동기는 크게 고정자부(110)와 이동자부(100)로 구성되어 있다.2 and 3 are views attached to the position sensor and the Hall sensor to the linear motor according to the present invention. As shown in Figures 2 and 3, the linear motor of the present invention is largely composed of a stator 110 and a mover 100.

상기 고정자부(110)는 위치센서(140), 홀센서(150), PCB 기판(160) 및 레일(170)로 구성되어 있고, 상기 이동자부(100)는 영구자석(120)과 롤러(130)로 구성되어 있다.The stator 110 includes a position sensor 140, a hall sensor 150, a PCB board 160, and a rail 170. The mover 100 includes a permanent magnet 120 and a roller 130. It consists of).

이동자부(100)에 영구자석(120)이 부착되기 때문에 홀센서(150)는 고정자부(110)에 부착된다. 상기 홀센서(150)는 선형 전동기의 길이만큼 여러 세트(Set)가 필요하게 되어 위치센서(140)가 이동자부(100)의 위치를 파악하고 선택기(미도시)를 사용하여 상기 위치에 해당하는 홀센서(150)의 신호만을 컨트롤러(미도시)에 인가하게 된다. Since the permanent magnet 120 is attached to the moving part 100, the hall sensor 150 is attached to the stator part 110. The Hall sensor 150 needs several sets as the length of the linear motor so that the position sensor 140 detects the position of the mover unit 100 and corresponds to the position using a selector (not shown). Only the signal of the Hall sensor 150 is applied to the controller (not shown).

이를 위해 위치센서(140)는 바람직하게 이동자부(100)의 길이(A) 마다 1개씩 배치하고, 홀센서(150)도 상기 이동자부(100)의 길이 이하로 설정하는데, 바람직하게는 3개를 1 세트로 PCB 기판(160)에 배치하여 고정자부(110)에 배치한다.To this end, one position sensor 140 is preferably arranged for each length A of the mover unit 100, and the hall sensor 150 is also set to be less than or equal to the length of the mover unit 100. 1 is placed in the stator unit 110 by placing it on the PCB substrate 160 as a set.

상기 위치센서(140)는 포토센서, 리미트센서, 근접센서 등을 이용하고, 이동자부(110)가 선형 전동기에서 어떤 위치에 있는지를 파악하여 컨트롤러에 전달해 주고 고정자부(110)의 위치에 있는 홀센서(150)의 신호만을 받아들인다.The position sensor 140 uses a photo sensor, a limit sensor, a proximity sensor, and the like, and detects the position of the mover unit 110 in the linear motor and transmits it to the controller, and the hole at the position of the stator unit 110. Only the signal of the sensor 150 is received.

상기 홀센서(150)는 자기의 극성에 따라 발생된 자속을 검출하여 소정의 상 신호를 하이/로우로 출력하는데, 이를 이용하여 이동자부(100)의 영구자석(120)의 전기각과 고정자부(110) 권선(미도시)의 전기각의 120°마다 권선에 서로 다른 상에 전류를 투입하여 전류와 자속에 의한 힘으로 선형 전동기를 움직이게 한다. 상기 권선은 영구자석(120)에 대응하기 위한 것으로 외부의 전원을 공급받는 장치이다.The hall sensor 150 detects the magnetic flux generated according to the polarity of the magnetic field and outputs a predetermined phase signal in a high / low state, by using the electric angle and the stator portion of the permanent magnet 120 of the moving part 100. 110) Every 120 ° of the electrical angle of the winding (not shown), a current is put into the windings in different phases to move the linear motor with the force of current and magnetic flux. The winding corresponds to the permanent magnet 120 and is a device that receives external power.

PCB 기판(160)은 홀센서(150)를 고정자부(110)에 장착하기 위한 기판이고, 레일(170)은 이동자부(100)의 롤러(130)가 지나가도록 하기 위한 장치이다.The PCB board 160 is a board for mounting the hall sensor 150 to the stator part 110, and the rail 170 is a device for passing the roller 130 of the mover part 100.

도 4는 본 발명의 선형 전동기를 적용한 전체 회로 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이동자부의 현재 위치를 복수개의 위치센서(141,142,143,144)가 센싱하여 상기 이동자부의 위치 정보를 컨트롤러(180)에 준다. 4 is an overall circuit configuration to which the linear motor of the present invention is applied. As shown in FIG. 4, the plurality of position sensors 141, 142, 143, and 144 sense the current position of the moving part to give the controller 180 position information.

이때, 상기 컨트롤러(180)는 이동자부의 현재 위치를 파악하여 이동자부 아래의 1 세트로 형성된 복수개의 홀센서(151,152,153,154) 중 하나의 상 신호만을 입력할 수 있게 선택기(190)를 인에블(ENABLE)시켜 이동자부의 현재 위치에 맞는 홀센서 1 세트의 신호만 입력한다. 상기 선택기(190)는 PLC, 마이크로 프로세서 등을 이용하여 복수개의 홀센서(151,152,153,154) 중 어느 하나의 상 신호만을 입력하고, 상기 컨트롤러(180)는 위치센서의 신호를 받아 권선을 구동시킨다.At this time, the controller 180 detects the current position of the moving part and enables the selector 190 to input only one phase signal of the plurality of hall sensors 151, 152, 153 and 154 formed as one set below the moving part. ENABLE) to input only one set of Hall sensors that match the current position of the moving part. The selector 190 inputs only one phase signal of a plurality of hall sensors 151, 152, 153, and 154 using a PLC, a microprocessor, and the like, and the controller 180 receives a signal from a position sensor to drive a winding.

그러면 상기 1 세트의 홀센서(151,152,153,154)의 신호에 의해 컨트롤러 (180)는 드라이버에 게이트 신호를 인가하게 되어 선형 전동기(200)를 구동시키게 된다. Then, the controller 180 applies the gate signal to the driver by the signals of the set of hall sensors 151, 152, 153 and 154 to drive the linear motor 200.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments as described above, it is not limited to the above embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible.

따라서, 본 발명의 이송 시스템의 선형 전동기는 최소 및 최적의 위치센서와 홀센서를 부착하여 실제 이동자부가 위치하는 부분의 상 신호만을 입력함으로써, 적은 수의 컨트롤러를 사용하고, 이로인하여 컨트롤러의 효율과 정확성을 증대할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the linear motor of the transfer system of the present invention uses a small number of controllers by attaching a minimum and optimal position sensor and a hall sensor and inputs only phase signals of a portion where the actual moving part is located, thereby reducing the efficiency of the controller. It has the effect of increasing the accuracy and accuracy.

Claims (4)

영구자석이 부착된 이동자부와 고정자부를 가진 이송 시스템의 선형 전동기에 있어서,In a linear motor of a transfer system having a moving part and a stator part with permanent magnets attached, 상기 고정자부 상부에 위치하고 자기의 극성에 따라 발생된 자속을 검출하여 소정의 상 신호를 하이/로우로 출력하는 복수의 홀센서;A plurality of hall sensors positioned above the stator part and detecting a magnetic flux generated according to the polarity of the magnetic body and outputting a predetermined phase signal in a high / low state; 상기 홀센서를 고정자부에 장착하기 위한 PCB 기판;A PCB substrate for mounting the hall sensor to a stator; 상기 홀센서의 상 신호만을 받아 컨트롤러에 전달하는 위치센서;A position sensor which receives only the phase signal of the hall sensor and transmits the signal to the controller; 상기 위치센서와 홀센서의 상 신호를 받아 구동신호를 발생시키기 위한 컨트롤러; 및A controller for receiving a phase signal from the position sensor and the hall sensor to generate a driving signal; And 상기 복수의 홀센서 중 어느 하나의 상 신호를 선택하여 상기 컨트롤러로 출력하기 위한 선택기Selector for selecting any one of the plurality of Hall sensors to output the signal to the controller 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이송 시스템의 선형 전동기.Linear motor of the transfer system, characterized in that comprises a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위치센서는 포토센서, 리미트센서 및 근접센서 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템의 선형 전동기.The position sensor is a linear motor of the transfer system, characterized in that using any one of the photosensor, limit sensor and proximity sensor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위치센서는 이동자부의 길이마다 1개씩 배치하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템의 선형 전동기.The position sensor is a linear motor of the transfer system, characterized in that arranged one for each length of the moving part. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PCB 기판에는 홀센서 3개를 1 세트로 구성하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템의 선형 전동기.The PCB motor linear motor of the transfer system, characterized in that consisting of one set of three Hall sensors.
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