SU1083305A1 - Two-coordinate step motor - Google Patents

Two-coordinate step motor Download PDF

Info

Publication number
SU1083305A1
SU1083305A1 SU807771463A SU7771463A SU1083305A1 SU 1083305 A1 SU1083305 A1 SU 1083305A1 SU 807771463 A SU807771463 A SU 807771463A SU 7771463 A SU7771463 A SU 7771463A SU 1083305 A1 SU1083305 A1 SU 1083305A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coordinate
magnetized
plate
movement
ferromagnetic
Prior art date
Application number
SU807771463A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Фурхерт Ханс-Юрген
Original Assignee
Феб Карл Цейсс Йена (Инопредприятие)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Феб Карл Цейсс Йена (Инопредприятие) filed Critical Феб Карл Цейсс Йена (Инопредприятие)
Priority to SU807771463A priority Critical patent/SU1083305A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1083305A1 publication Critical patent/SU1083305A1/en

Links

Landscapes

  • Linear Motors (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий располбженную над неподвижными катушками и несущую посто нные магниты подвижную плиту, на которой закреплены элементы импульсного датчика положени , отличающийс  тем, что на подвижной крестообразной плите 3 дл  каждой координаты движени  X, V установлено минимально два противоположно намагниченных посто нных магнита 6, а пр моугольные катушки 5 с минимальной длиной ( I неподвижно закреплены на ферромагнитной опорной плите 1, соединенной с имеющей специальные ферромагнитные перемычки 10 ферромагнитной крышкой 7, в котооой выполнены распределительные каналы 15 дл  подвода сжатого воздуха и на внутренней поверхности которой имеетс  пластмассовое покрытие 4, причем минимальна  ширина, перемычки крестообразной плиты ( 7,2 равна или больше ширины полости дл  подвода сжатого воздуха. а A TWO-COORDINATED STEP-UP MOTOR, containing a movable plate disposed above the fixed coils and a carrier of permanent magnets, on which the elements of the pulse position sensor are fixed, characterized by the fact that for each coordinate of movement X, V, there are minimally two opposed magnetized plates at the opposite level of the magnetized X-shaped plate 3 for each coordinate of movement X, V, there are minimally two opposed magnetized positioning plates 3 for each coordinate of movement X, V, there are only two oppositely magnetized magnetized plates for each coordinate of movement X, V, there are at least two opposite magnetized magnetized plates for each moving coordinate X, V, there are only two oppo- and rectangular coils 5 with a minimum length (I are fixedly mounted on a ferromagnetic base plate 1 connected to a special ferromagnetic plate Jumpers 10 are provided with a ferromagnetic cover 7, in which distribution channels 15 are made for supplying compressed air and on the inner surface of which there is a plastic cover 4, with a minimum width, crosspieces of the cruciform plate (7.2 equal to or greater than the width of the cavity for supplying compressed air.

Description

СХ) 00 00 Изобретение относитс  к двухкоор динатному шаговому-электродвигателю в частности дл  быстрого и точного позиционировани  пространственных и плоских объектов в приборной технике дл  распознавани  или изменени  местной структуры. Такие приводы особенно подход т дл  подключени  к электронным системам, создающим циф ровые сигналы. Известны двухкоординатные устрой ства движени , при которых координатные столики привод тс  вращатель но работающими шаговыми электродвигател ми через систему ходовых винтов при помощи карданных валов, под вижных в продольном направлении, че рез канатные т ги особенно в коорди натных самописцах или пр мо через беззазорное управл ющее устройство, св занное пружиной, и передвижное в поперечном направлении. В качестве привода примен ют и непрерывно рабо тающие ротационные двигатели с муфтами и тормоз щими устройствами, св занными с импульсными датчиками и регулирующими устройствами. Дл  привода координатных столиков приме н ют и электродвигатели с пр молинейным полем. Однако координатные столики имеют большую массу дл  устройства дви жени  во второй координате, если не обхс.„;има высока  точность позициони ровани , и поэтому они имеют невыгодную динамическую характеристику. Кроме того, существуют двухкоординатные шаговые электродвигатели, построенные по принципу релюктации, и пол ризованные двухкоординатные шаговые электродвигатели, например, в SU-t 483741 с разрешающей способностью , ограниченной возможност ми изготовлени  структур зубьев и полюсов . В DD-PS 129 948 описано устройство , при котором между первой и вт рой част ми, между которыми замыкаетс  магнитный поток, находитс  тре ть  часть, расположенна  так, чтобы между третьей частью и по меньшей мере одной из первый обеих частей было возможно относительное движение . Дл  шагового перемещени  в некоторых координатных направлени х установлены тсзковедущие дорожки и зубцы дл  перемещени  вдоль отдельных координат таким образом, чтобы досточна  длина провода токоведущих дорожек, расположенных в шахматном пор дке без скрещивани , всегда находилась в соответствующем магнитном поле. Известным Устройствам присущи три существенных недостатка, заключающихс  в рченб малой созданной силе в случае малых величин шага вследствие незначительной допустимой токовой нагрузки серий тонких проводов, только относительно большой величине шага вследствие технологически ограниченных возможностей изготовлени  наименьших ширин зубца и в низкой точности шага в случае тонких шагов зубцов и токоведущих дорожек. В US-W 3745433 линейное и вращательное движение опертого валка осуществл етс  специальными расположени ми катушек и магнитов. Цель изобретени  - создание двухкоординатного шагового электродвигател , при помощи которого можно реализовать квазисвободные от момента вращени  силы и у которого арретирование стола обеспечиваетс  давлением сжатого воздуха. В основу изобретени  положена задача создать двухкоординатный шаговый электродвигатель, который имеет выгодную динамическую характеристику и осуществл ет наименьшие шаговые перемещени  ниже 1 мкм, а также арретирование ротора в каждом положении. Во избежание эксцентрически действующих на стол сил катушки прикрепл ютс  на ферромагнитной опорной плите пригнанной восьмиугольной формы. Крышка магнитопровода соедин етс  с опорной плитой так, чтобы осталс  воздушный зазор над катушками. В этом воздушном зазоре расположена немагнитна  подвижна  плита стола, в которой располагаютс  преимущественно несколько пар посто нных магнитов с. противоположно намагниченными магнитами над неподвижными катушками дл  каждого из направлени  X, V . Крышка имеет подводы сжатого воздуха над плитой стола в цел х устранени  слипани  ее со столом. В случае преимущественно крестообразной формы плиты стола минимальна  ширина bg.- перекрестных перемычек стола определ етс  шириной Ь«р по- . верхности подвода сжатого воздуха по отношению чтобы стол не выходил из области действи  воздушной струи. Длина магнитного полюса определ етс  величиной хода ЗУ и шириной ветви обмотки Ъд . . Длина катушки дл  исключени  сил, перпендикул рных направлению движени , вызываемых потоками рассе ни , действующими на лобовой части катушки , выбираетс  больше суммы ширины магнитного полюса, хода стола 5 yj, в направлении, перпендикул рном направлению действи  сил соответствующей координаты, ДВОЙНОЙ ширины 2Ъс ветви катушки и двойной высоты 2Ь магнита согласно отношению S«vHH V 4 2b . Направленна  к магнитам сторона крышки магнитопровода имеет пластмассовое покрытие, предпочтительно РТРЕ, дл  уменьшени  сил .прит жени  и износа при отключении джатого воздуха . Отключение сжатого воздуха позвол ет обеспечить одновременно магнитный зажим плиты стола как арретирование против действующих снаружи на плиту стола сил во врем  сос то ний просто . Крышка обратного замыкани  имеет кроме своих четырех крепежных перемычек на сторонах еще два участка направлени  потока дл  лежащих близко к середине стола магнитов , чтобы не возникали направленные друг против друга магнитные пото ки из-за противоположно пЬл рйзованных магнитов в одинаковых пут х пото ка. Растровые пластинки дл  получени  оптоэлектрических сигналов (элементы импульсного датчика ) расположе ны симметрично к этим дополнительнь1М участкам направлени  потока. В середине крышки магнитопровода стола и опорной плиты наход тс  лучепропускающие отверсти , причем в середине стола находитс  объектодержатель, на пример, из стекла. С помощью растровых пластин, осве щенных источниками света и сканированных оптоэлектронными приемниками, при движении получаютс  местные сигНсшы приращени  дл  включенного регу л тора положени , сравнивающе.го мест ные сигналы с подведенными управл ющими сигналами в соответствии с необ ходимыми движени ми дл  достижени  заданной позиции, включающего соответствующие катушки к имеющим источникам посто нного напр жени  соответ ствующей пол рности эквивалентно воз никающего отклонени  регулировани  со времени действи  импульсов различной длины. Информацию о положении можно получать и через вообще извест ную систему измерени  перемещени  лазерным лучом или другими датчиками приращени , причем тогда на плите стола располагаетс  только зеркало азерного интерферометра или другие плиты датчика приращени , а обработка измер емых величин происходит вне стола и нагрузка массой не получаетс . На фиг. 1 изображен двухкоординатный шаговый электродвигатель ( разрез А-А на фиг. 2 с четырьм  посто нными магнитами в каждом координат-, ном направлении х , : на плите стола J; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг.1. Двухкоординатный шаговый электродвигатель содержит две пр моугольные катушки 5, укрепленные на ферромагнитной опорной плите 1 пригнанной восьмиугольной формы. С опорной плитой 1 соединена крышка магнитопровода 7, оставл юща  над катушками 5 воздушный зазор, в котором установлена крестообразна  плита стола 3, имеюща  в каждой перекрестной перемычке над пр моугольными катушками 5 пару противоположно пол ризованных посто нных магнитов бив середине стола находитс  объектодержатель 9. Катушка магнитопровода 7, кроме четырех крепежных перемычек относйтельно опорной плиты 1, еще две специальные перемычки 10 дл  направлени  потоков посто нных магнитов- разных координат, располо-женных вблизи от середины стола. На нижнюю сторону крышки магнитопровода 7 нанесено пластмассовое покрытие 4, например FTFE, и на верхней стороне имеютс  подводы сжатого воздуха 8, направл ющие сжатый воздух к распределительным каналам 15 в крышке магнитопровода 7. Между катушками 5 на ферромагнитной опорной плите 1 наход тс  диамагнитные детали 2. Э двух углах плиты стола 3 укреплены растровые пластины 11 и 12, освещаемые источниками света 13 и сканируемые фотоприемниками 14. Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.CX) 00 00 The invention relates to a two-axis stepper motor, in particular, for quickly and accurately positioning spatial and flat objects in instrumentation for recognizing or changing the local structure. Such drives are particularly suitable for connecting to electronic systems that generate digital signals. Two-coordinate motion devices are known, in which the coordinate tables are driven by rotary working stepper motors through a system of running screws with the help of cardan shafts, slid in the longitudinal direction, especially in coordinate recorders or directly through the backlash-free control. device connected by a spring, and movable in the transverse direction. Continuously operating rotary motors with couplings and braking devices associated with impulse sensors and regulating devices are also used as actuators. Electric motors with a rectilinear field are also used to drive the coordinate tables. However, the coordinate tables have a large mass for the movement of the device in the second coordinate, if not obx, the positioning accuracy is high, and therefore they have an unfavorable dynamic characteristic. In addition, there are two-coordinate stepper motors, built on the principle of rejection, and polarized two-coordinate stepper motors, for example, in SU-t 483741 with a resolution limited by the possibilities of making the structures of the teeth and poles. DD-PS 129 948 describes a device in which between the first and second parts, between which the magnetic flux is closed, there is a part that is positioned so that between the third part and at least one of the first two parts relative movement is possible. . For step-by-step movement, some leading tracks and teeth are set in some coordinate directions for moving along individual coordinates so that the sufficient wire length of current-carrying tracks located in staggered order without crossing is always in the corresponding magnetic field. The known devices have three significant drawbacks consisting in a small created force in the case of small steps due to the insignificant allowable current load of a series of thin wires, only a relatively large step size due to the technologically limited manufacturing power of the smallest tooth widths and a low precision of the step in the case of thin teeth steps and current paths. In U.S. Pat. No. 3,745,433, the linear and rotational movement of the supported roller is carried out by special arrangements of coils and magnets. The purpose of the invention is the creation of a two-coordinate stepper motor, with which it is possible to realize quasi-free forces from the moment of rotation and in which the table locking is provided with compressed air pressure. The invention is based on the task of creating a two-coordinate stepping electric motor, which has an advantageous dynamic characteristic and performs the smallest stepping movements below 1 µm, as well as arresting the rotor in each position. To avoid eccentrically acting on the table, the coil forces are attached to a ferromagnetic base plate of a fitting octagonal shape. The cover of the magnetic circuit is connected to the base plate so that an air gap remains above the coils. In this air gap there is a non-magnetic movable plate of the table, in which mainly several pairs of permanent magnets are located. opposite magnetized magnets over fixed coils for each of the X, V directions. The cover has inlets of compressed air over the tabletop in order to eliminate its sticking with the table. In the case of a predominantly cross-shaped tabletop, the minimum width bg.-of the cross-webs of the table is determined by the width bf. compressed air supply surfaces with respect to the table not going out of the area of the air jet action. The length of the magnetic pole is determined by the size of the storage path and the width of the branch of the winding b. . The length of the coil to eliminate the forces perpendicular to the direction of movement caused by the scattering currents acting on the frontal part of the coil is chosen greater than the sum of the width of the magnetic pole, the table travel 5 yj, in the direction perpendicular to the direction of the forces of the corresponding coordinate, DOUBLE width 2c of the coil branch and a double height 2b of the magnet according to the relation S v vHH V 4 2b. The side of the cover of the magnetic conductor directed toward the magnets has a plastic coating, preferably PTFE, to reduce the force of wear and wear when the air is turned off. Turning off compressed air at the same time ensures that the magnetic clamping of the tabletop as arresting forces against the forces exerted on the tabletop during the process is simple. In addition to its four mounting bridges on the sides, the reverse closure cap has two more flow direction sections for magnets lying close to the table center so that magnetic fluxes directed against each other due to opposite magnets in the same flow paths do not occur. The raster plates for receiving optoelectrical signals (elements of a pulse sensor) are located symmetrically to these additional 1M flow paths. In the middle of the cover of the magnetic circuit of the table and the base plate are radiopathic holes, and in the middle of the table is the object holder, for example, made of glass. Using raster plates illuminated with light sources and scanned by optoelectronic receivers, during movement, local signal increments are obtained for the included position controller, comparing the local signals with the supplied control signals in accordance with the required movements to achieve a given position, including the corresponding coils to having constant voltage sources of the corresponding polarity is equivalent to the arising deviation of the regulation from the time of the pulses azlichnoy length. Position information can also be obtained through a generally known system for measuring the displacement with a laser beam or other incremental sensors, in which case only the mirror of the laser interferometer or other incremental sensor plates are located on the table plate, and the measured values are processed outside the table and the mass is not received. FIG. 1 shows a two-axis stepper motor (section A-A in Fig. 2 with four permanent magnets in each coordinate x direction: on the plate of table J; in Fig. 2, section BB in Fig. 1. Two-axis stepper The electric motor contains two rectangular coils 5 mounted on a ferromagnetic base plate 1 of a fitting octagonal shape. A cover of the magnetic circuit 7 is connected to the base plate 1, leaving an air gap in which the cross-shaped plate of the table 3 is installed, having in each cross Above the rectangular coils 5, a pair of oppositely polarized permanent magnets in the middle of the table is an object holder 9. The magnetic coil 7, except for four fixing bridges relative to the base plate 1, has two more special bridges 10 for directing the fluxes of permanent magnetically different coordinates located close to the middle of the table. On the lower side of the cover of the magnetic core 7 there is a plastic coating 4, for example, FTFE, and on the upper side there are supplies of compressed air 8 that guide the compressed air Ear to the distribution channels 15 in the cover of the magnetic circuit 7. Between the coils 5 on the ferromagnetic base plate 1 are diamagnetic parts 2. These two corners of the table top 3 are fixed raster plates 11 and 12, illuminated by light sources 13 and scanned by photodetectors 14. Recognized by the invention expertise carried out by the Office for the invention of the German Democratic Republic.

Claims (1)

ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий расположенную над неподвижными катушками и несущую постоянные магниты подвижную плиту, на которой закреплены . элементы импульсного датчика положения, отличающийся тем, что на подвижной крестообразной плите 3 для каждой координаты движения х, У установлено минимально два противоположно намагниченных постоянных магнита 6, а прямоугольные катушки 5 с минимальной длиной () неподвижно закреплены на ферромагнитной опорной плите 1, соединенной с имеющей специальные ферромагнитные перемычки 10 ферромагнитной крышкой 7, в которой выполнены распределительные каналы 15 для подвода сжатого воздуха и на внутренней поверхности которой имеется пластмассовое покрытие 4, причем минимальная ширина, перемычки крестообразной плиты (bST7z 7/2¾ F ) равна или больше ширины полости для подвода сжатого воздуха.TWO-ORDER STEP-BY-STEP MOTOR containing a movable plate located above the fixed coils and carrying permanent magnets, on which are fixed. elements of a pulse position sensor, characterized in that at least two oppositely magnetized permanent magnets 6 are installed on a movable cruciform plate 3 for each coordinate x, Y, and rectangular coils 5 with a minimum length () are fixedly mounted on a ferromagnetic base plate 1 connected to special ferromagnetic jumpers 10 with a ferromagnetic cover 7 in which distribution channels 15 are made for supplying compressed air and on the inner surface of which there is a plastic covering of 4, the minimum width of the cruciate bridge plate (b ST 7 z 7 / 2¾ F) is equal to or greater than the width of the cavity to a compressed air supply. ωω GOGO
SU807771463A 1980-11-10 1980-11-10 Two-coordinate step motor SU1083305A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU807771463A SU1083305A1 (en) 1980-11-10 1980-11-10 Two-coordinate step motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU807771463A SU1083305A1 (en) 1980-11-10 1980-11-10 Two-coordinate step motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1083305A1 true SU1083305A1 (en) 1984-03-30

Family

ID=21616366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU807771463A SU1083305A1 (en) 1980-11-10 1980-11-10 Two-coordinate step motor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1083305A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3037648C2 (en)
US5126648A (en) High resolution piggyback linear motor design for placement systems and the like
DE69634768T2 (en) Apparatus for controlling the position of a support table, and support table apparatus, exposure apparatus and manufacturing method using the same
US5434504A (en) Position sensors for linear motors including plural symmetrical fluxes generated by a planar drive coil and received by planar sense coils being colinear along an axis of motion
US4626749A (en) Two-dimensional positioning device
US6917126B2 (en) Sliding means with built-in moving-magnet linear motor
US3376578A (en) Magnetic positioning device
KR20030051770A (en) Xyz-axes table
US5955798A (en) Linear motor
JP2005168154A (en) Plane motor
DE69501106D1 (en) Linear motor for extended movement
KR20200056809A (en) Linear motor and controlling system of the same
RU2037944C1 (en) Linear motor and positioning device incorporating at least one linear motor
US4733143A (en) Linear motor
US6025658A (en) Linear motor, and stage apparatus and exposure apparatus using the same
US6888289B2 (en) Multi-axes, sub-micron positioner
JP3125230B2 (en) Method of forming linear magnetic encoder into linear DC motor
SU1083305A1 (en) Two-coordinate step motor
CN1305209C (en) Linear motor
US4656408A (en) Xy-surface drive having limited φ-rotation and z-movement
KR20040071575A (en) Straight-line driving apparatus, controlling method thereof and xy table
JP3395142B2 (en) Optical system drive
RU1823095C (en) Electric drive
SU1096739A1 (en) Flat two-coordinate motor
RU1831753C (en) Line motor