DE19511973A1

DE19511973A1 - Feldgeführter planarer Präzisionsantrieb

Info

Publication number: DE19511973A1
Application number: DE1995111973
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl Ing Schaeffel
Original assignee: Technische Universitaet Ilmenau
Current assignee: Technische Universitaet Ilmenau
Priority date: 1995-04-02
Filing date: 1995-04-02
Publication date: 1996-12-05

Description

Die Erfindung betrifft einen feldgeführten planaren Präzisionsantrieb, wie er insbesondere zur Positionierung und Bahnbewegung im Submikrometerbereich angewendet wird.

Im Stand der Technik ist es bekannt, daß in der Patentschrift DE 30 37 648 C2 ein Zweikoor dinatenmotor dargestellt ist, der in jeder Bewegungskoordinate (x, y) mindestens zwei entge gengesetzt polarisierte Dauermagneten auf einer ferromagnetischen Grundplatte und jeweils über den entgegengesetzt polarisierten Dauermagneten ein ferromagnetisches Rückschlußteil enthält und der in dem Luftspalt zwischen Dauermagneten und Rückschlußteil mindestens ei ne mit einer Tischplatte verbundene Spule mit zwei den entgegengesetzt polarisierten Dauer magneten zugeordneten, kraftwirksamen Spulenseiten und mit weit über die Magnetpolbreite ragenden Spulenköpfen besitzt und der in dieser Tischplatte Aussparungen für das Rück schlußteil und in der Tischmitte einen Objektträger aus strahlungsdurchlässigem Werkstoff besitzt.

Nach den Ansprüchen 2-6 und 9-11 der Patentschrift DE 30 37 648 C2 ist weiterhin bekannt, daß Magnetkreis- und Spulenanordnungen realisiert werden können, deren im Tisch bzw. Läufer der Anordnung bewegte Spulen einzeln oder mehrfach für jede Koordinate (x, y) mit den kraftwirksamen oder kraftunwirksamen Spulensträngen der rechteckigen Flachspulen zur Tischmitte gerichtet sind. Weiterhin ist nach den Ansprüchen 5-7 der Patentschrift DE 30 37 648 C2 bekannt, daß der Läufer der Anordnung eine rechteck- oder kreisförmige Flachspule tragen kann, auf die mit Hilfe von im Stator befindlichen Gleichstrommagneten (einfach oder mehrfach für jede Koor dinate x, y) in beiden Koordinaten (x, y) eine Kraftwirkung erzielt werden kann.

Weiterhin ist nach Anspruch 8 der Patentschrift DE 30 37 648 C2 bekannt, daß die im Läufer der Anordnung bewegten kraftwirksamen Spulenstränge Krümmungsradien besitzen können, die jeweils durch den Abstand von der Tischplattenmitte zur Spulenlage bestimmt sind. Nach Anspruch 10 der Patentschrift DE 30 37 648 C2 ist weiterhin bekannt, daß ein Zwei koordinatenmotor aus einer kreuzförmigen Tischplatte und einem über die gesamte Magnet polflache, Teile der Tischplattenflache und dem vorgesehenen Verfahrweg ragenden, zwei besondere Flußleitstücke und in der Mitte eine Aussparung besitzenden Rückschlußdeckel be stehen kann, an dessen Unterseite eine Kunststoffschicht, . . . sowie im Rückschlußdeckel für die Zuführung der Druckluft Verteilungskanäle für die Druckluft vorhanden sind.

Fast allen genannten Anordnungen der Patentschrift DE 30 37 648 C2 ist gemein, daß die Spulenanordnungen im Läufer bewegt werden, wodurch elektrische Zuleitungen zum Läufer zu deren Energieversorgung notwendig sind. Durch die Anordnung der Spulen im Läufer kommt es bei Betrieb zu einer Erwärmung der Tischplatte und der darauf befindlichen Objek te. Dies ist bei sehr vielen Anwendungen nicht erwünscht.

Für Anordnungen mit Gleichstrommagneten gilt dies in ganz besonderer Weise, da hierbei ei ne zusätzliche Erwärmung des Stators erfolgt. Desweiteren sind, verglichen mit dem Einsatz moderner Seltenerdenmagneten, für die Erzielung der gleichen Durchflutung sehr große (wärmeproduzierende) Gleichstrommagneten erforderlich.

Bei den in DE 30 37 648 C2 beschriebenen Varianten mit im Läufer bewegten Dauermagne ten (Ansprüche 10, 11) wird der magnetische Fluß über feststehende ferromagnetische Stator teile ober- und unterhalb der Magnete geleitet. Dadurch entstehen zusätzliche parasitäre ma gnetische Luftspalte, die nicht zur Krafterzeugung in Richtung der Arbeitskoordinaten (x, y) beitragen. Desweiteren bestehen aufgrund des sehr geringen (parasitären) Luftspaltes ober halb des Läufers extrem hohe Normalkräfte zwischen Läufer und Stator, die zum einen von der Führung aufgenommen werden müssen und zum anderen eine hohe Steifigkeit der Bau teile erfordern.

Allen beschriebenen Varianten ist damit gemein, daß das bewegte Teil (in einem Rahmen ge faßte Spulen- oder Magnetanordnungen) orthogonal zur Bewegungsebene schwer zugänglich ist, d. h. es müssen Läuferteile konstruiert werden, die um die feststehenden Spulenanordnun gen oder ferromagnetischen Rückschlüssen der Magnetkreise herumreichen. Damit entstehen i. allg. komplizierte und schwere Läuferkonstruktionen, die nur eine schlechte Dynamik des Motors gestatten und i. allg. leicht schwingungsfähige Gebilde darstellen.

Allen in DE 30 37 648 C2 beschriebenen Varianten ist gemein, daß das benötigte Magnetvo lumen pro Koordinate sehr hoch ist und sehr schlecht ausgenutzt wird, d. h. das zur Krafter zeugung im Eingriff stehende Magnetvolumen der Anordnung ist im Verhältnis zum Gesamt magnetvolumen sehr gering. Mit zunehmendem Verfahrweg pro Koordinate (x, y) wird die ses Verhältnis noch ungünstiger. Die hohen Magnetvolumina bedingen hohe Normalkräfte (senkrecht zur Bewegungsebene x-y), die entweder von der Statorkonstruktion (im Stator feststehende Magnete) oder von den eingesetzten Führungen (im Läufer bewegte Magnete) aufgenommen werden müssen.

Die in DE 30 37 648 C2 beschriebenen Motorvarianten sind für Bewegungen in den transla torischen Koordinaten x, y ausgelegt. Zur Verhinderung der Rotation des Läufers um die zur Bewegungsebene senkrechte z-Achse werden daher z. B. Kreuzschubführungen oder Parallel kurbelgetriebe benötigt. Diese verkomplizieren den Aufbau, erhöhen die Läufermasse und begrenzen durch das ihnen eigene Spiel und die Elastizitäten in den Koppelstellen die erreich bare Genauigkeit und Dynamik der beschriebenen Antriebsprinzipien.

Der Verzicht auf derartige mechanische Führungselemente kann erst dann erfolgen, wenn je de der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

1. Die Anordnung von Spulen und Magneten in Läufer und Stator erfolgt so, daß neben den Kräften in den tanslatorischen Koordinaten (x, y) wenigstens von einigen, besser von al len Motorelementen, bestehend aus der Kombination je einer Flachspule und einem wechsel seitig polarisierten Dauermagnetpaar für jede Lage des Läufers im vorgesehenen Verfahrbe reich auch ein Moment bezüglich des Massenschwerpunktes des Läufers erzeugt werden kann und
2. ein geeignetes Meßsystem die Koordinaten x, y und Δϕ zu erfassen gestattet und die Abtasteinheiten (Meßeinheiten) für die translatorischen Koordinaten (x, y) bis zu einem ge wissen Grenzwinkel ϕ_max, der sich aus dem generierbaren Antriebsmoment, dem Massenträg heitsmoment des Läufers sowie der Abtastzeit und Steilheit der implementierten Steuerung ergibt, unempfindlich gegenüber der Verdrehung sind.

Die in DE 30 37 648 C2 beschriebenen Motorvarianten sind dadurch nachteilbehaftet, daß ih re Bauhöhe mit zunehmendem Bewegungsbereich annähernd linear zunimmt, da jeweils nur ein entgegengesetzt polarisiertes Dauermagnetpaar und eine Flachspule für die Erzeugung ei nes bestimmten Verfahrweges genutzt wird und die Eisenrückschlüsse mit zunehmendem Verfahrweg entsprechend dicker und damit auch schwerer ausgelegt werden müssen.

Weiterhin ist bekannt, daß zu Vermessung oder Positionierung entlang einer Geraden oder in der Ebene inkrementale Meßsysteme eingesetzt werden. Diese können für eine (DE 33 22 738) oder für mehrere Koordinaten gleichzeitig (DD 2 15 645) ausgelegt sein. Desweiteren zeigen DE 34 27 067 sowie DE 39 09 855 die Möglichkeit einer Absolutkodierung für ein achsige oder DE 42 12 990 A1 für mehrachsige Maßstäbe. Die genannten inkrementalen Meßsysteme gestatten nicht eine Verdrehung bis zu einem relativ großen Grenzwinkel von z. B. ±3°. Gewöhnliche inkrementale Meßsysteme verlieren schon bei Verdrehungen um we nige Winkelminuten die Information über die Position, da die Signalamplituden zu Null werden.

Die Erfindung verfolgt das Ziel, einen feldgeführten planaren Präzisionsantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Mängel des Standes der Technik mindert und beseitigt, ei nen einfachen Aufbau und eine flache Bauweise besitzt, einen geringen Materialaufwand be nötigt und deshalb eine sehr hohe Dynamik zur Erzielung von Bewegungen in den Koordi naten x, y und dem Winkel ϕ_z bei einer sehr hohen Auflösung im Submikrometer- und Se kundenbereich ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen feldgeführten planaren Präzisionsantrieb zur Erzielung von genauen Bewegungen in den translatorischen Koordinaten x, y und in ei nem Winkelbereich Δϕ der rotatorischen Koordinate ϕ_z zu schaffen, der eine hohe Dynamik aufweist, das eingebaute Magnetvolumen gut ausnutzt, dessen resultierende translatorische Motorkräfte immer im Schwerpunkt des Läufers angreifen, der ohne mechanische Verdreh sperre bezüglich der Rotation um die senkrechte z-Achse arbeitet, sich durch eine flache Bau weise auszeichnet und aus einfachen Einzelelementen zu einer Gesamtkonfiguration zusam mengefügt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Planarantrieb aufgebaut wird aus Antriebsgrundelementen bestehend aus zwei entgegen gesetzt polarisierten Magneten (18), (20) die über ferromagnetische Joche (19) und einen fer romagnetischen Stator (2) einen kurzen Magnetkreis bilden, wodurch relativ dünne und damit massearme ferromagnetische Joche (19) verwendet werden können, die im Läufer mitbewegt werden können, und daß die Realisierung eines großen Verfahrbereiches mit Hilfe einer Kaskadierung von Antriebsgrundelementen und vorzugsweise einer elektronischen Kommutierung erreicht wird.

Für die Bewegung des Läufers (3) in eine Koordinate (x, y) werden jeweils 2n gegenüberlie gende Paare (mit n = 2, 3, 4 . . . ) von rechteckförmigen Flachspulen so angeordnet, daß deren nichtkraftwirksamen Spulenköpfe zur Statormitte zeigen und jedes der Antriebsgrundelemen te auch ein Moment um den Schwerpunkt des Läufers erzeugen kann. Eine gegenphasige Be stromung jeweils gegenüberliegender Spulen (15), (16) und (13), (14) gestatten die Erzeu gung eines Antriebsmomentes bezüglich des Massenschwerpunktes des Läufers (3).

Der Läufer der Anordnung ist mittels aerostatischer Führungselemente (6) an vier Aufnahme punkten (12) auf insgesamt vier Lagerflächen (5) in z-Richtung abgestützt.

Der Läufer trägt weiterhin 2n Dauermagnetkreise (17) (mit n = 2, 3, 4 . . . ) jeweils paarweise symmetrisch gegenüberliegend angeordnet für jede Koordinate (x, y).

Der Antrieb besitzt neben den flächenförmigen Luftführungen (5), (6), die Bewegungen in ei ner translatorischen (z) und zwei rotatorischen (ϕ_x, ϕ_y) Freiheiten sperren, keine mechani schen Führungselemente. Er wird in den Koordinaten x, y und ϕ_z mittels elektromagnetischer Feldkräfte geführt.

In seinem Zentrum enthält der Läufer (3) einen Meßsystemdurchbruch (11) für die Aufnah me einer Flächenmaßverkörperung (22), die auf einer Justiereinrichtung (21) aufgebracht ist. Direkt unterhalb der Maßverkörperung (22) befindet sich im Zentrum des Stators (2) die Ab tasteinheit (51) deren Abtastrasterplatten (23) im Abtastabstand (32) die Maßverkörperung (22) abtasten. Jede der Abtastgruppen y₁, x, y₂ (24, 25, 26) besteht aus jeweils vier Abtastfen stern die untereinander um 1/4 der Rasterperiode ortsphasenverschoben sind. Jedes der Ab tastfenster wird bestrahlt von einem Sender (28) dessen Strahlung in einem Öffnungswinkel 2u (34) durch je eine Kondensorlinse (30) und durch das Abtastgitter (23) hindurchfällt, an der Maßverkörperung (22) zum Teil reflektiert, d. h. in Abhängigkeit der Relativlage der Ra ster in seiner Stärke moduliert wird und im Empfängeröffnungswinkel 2u (33) zum Empfän ger (27) gelangt. Sender (28) und Empfänger (27) sind im Winkel (35), (36) zur optischen Achse der Kondensorlinse (30) geneigt und im Abstand r (37) von dieser gegenüberliegend angeordnet. Der Abstand L (31) zwischen Empfänger/Sender (27, 28) und Maßverkörperung (22) ergibt sich aus der Brennweite der verwendeten Kondensorlinse (30) und dem Abtastab stand k (32) zwischen den Rastern.

Eine Trägerplatte (29) nimmt die Sender- (28) und Empfängerbauelemente (27) auf und ist ihrerseits gemeinsam mit den Abtastrastern (23) sowie den Kondensorlinsen (30) in einem nicht näher bezeichneten Meßkopfgehäuse gefaßt. Der Läufer der Anordnung ist frei von elektrischen Zuleitungen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen wird gezeigt:

Fig. 1 Feldgeführter Planarantrieb in teilweise aufgebrochener Darstellung

Fig. 2 Explosivbild eines feldgeführten Planarantriebes

Fig. 3 Seitenansicht eines feldgeführten Planarantriebes

Fig. 4 Draufsicht zu Fig. 3

Fig. 5 Prinzipbild eines inkrementalen x-y-Δϕ-Meßsystems mit der Möglichkeit der fein fühligen Winkelerfassung über eine Doppelanordnung der y-Abtasteinheit (24), (26) in einem bestimmten Basisabstand B

Fig. 6 optisches Modell einer Abtasteinheit bestehend aus Sender (28), Empfänger (27), Kondensorlinse (30), Abtastrasterplatte (23) und Maßverkörperung (22)

Fig. 7 Ein Abtastfenster der Abmessungen b × h (54, 55) einer Abtastgruppe mit zugehöri ger Kreuzrastermaßverkörperung (22) der Gitterkonstante g (52, 53) in unverdrehtem Zustand

Fig. 8 Ein Abtastfenster der Abmessungen b × h (54, 55) einer Abtastgruppe mit zugehöri ger Kreuzrastermaßverkörperung (22) der Gitterkonstante g (52) verdreht um einen Winkel (57)

Fig. 9 Prinzipanordnung von zwei y-Abtastgruppen in einem Basisabstand B und einer x-Abtastgruppe im Zentrum zwischen den y-Einheiten. Jede der Abtastgruppen besteht aus vier der dargestellten Abtastfenster (siehe Fig. 5).

Fig. 10 prinzipieller Verlauf eines Meßsignals einer Abtasteinheit nach Fig. 6 bei Verdre hung der Maßverkörperung (22). Bei einer Verdrehung von ca. =3.7° wird die Am plitude der Primärsignale zu Null. Die maximal zulässige Verdrehung für das Meßsy stem ist demzufolge ϕ_max<3.7°.

Fig. 11 mögliche Zuordnung und Verschaltung der Antriebsspulen eines feldgeführten Planarantriebes

Fig. 12 Schnitt durch zwei Antriebsgrundelemente, verdeutlicht die Art der Zuordnung der Magnetkreise und Flachspulen für eine Kaskadierung

Fig. 13 verdeutlicht die Art der Kommutierung der Antriebsspulen für einen Antrieb nach Fig. 3 und Fig. 4

Fig. 14 verdeutlicht die Geschlossenheit der permanentmagnetisch erregten Kreise (17) über die ferromagnetische Statorplatte Es wird sehr wenig parasitärer Streufluß in der Umgebung erzeugt.

Fig. 15 verdeutlicht den Verlauf der Kraft-Weg-Kennlinie bei einer Kaskadierung von An triebselementen, insbesondere die Möglichkeit der Verringerung der Welligkeit (73) der Kennlinie durch eine geeignete Wahl der Verhältnisse Magnetbreite/Teilung und Spulenstrangbreite/Teilung.

Fig. 16 zeigt beispielhaft Varianten für einen Antrieb mit 100×100mm² Verfahrbereich, wo bei durch Änderung der Teilungsbreite (71) verschiedene Konfigurationen bezüglich der Magnetzahl, Spulenzahl, der äußeren Abmessungen und der Normalkraft zwi schen Läufer und Stator gebildet werden.

Bezugszeichenliste

1 Gesamtanordnung
2 Stator
3 Läufer
4 Luftlager
5 Lagerfläche
6 Luftlagerdüse
7 x-Spule
8 y-Spule
9 Läuferrahmen
10 Meßsystemanordnung
11 Meßsystemdurchbruch
12 Luftlagerbefestigung
13 rechte y- Spulen
14 linke y-Spulen
15 vordere x-Spulen
16 hintere x-Spulen
17 permanentmagnetisch erregter Kreis
18 rechter Magnet
19 Rückschlußjoch
20 linker Magnet
21 Justiereinrichtung
22 Maßverkörperung
23 Abtastrasterplatte
24 y1-System
25 x-System
26 y2-System
27 Empfänger
28 Sender
29 Trägerplatte
30 Kondensorlinse
31 Abstand
32 Abtastabstand
33 Öffnungswinkel des Empfängers
34 Öffnungswinkel des Senders
35 Neigungswinkel des Empfängers
36 Neigungswinkel des Senders
37 Abstand von Empfänger und Sender von der optischen Achse
38 Blendenquerschnitt einer Abtasteinheit
39 Grundkörper
40 Meßsystemaufnahme
41 Rastermuster
42 Einzelfläche
43 Abtastrasterdurchbruch
44 y1-Abtastrastergruppe
45 x-Abtastrastergruppe
46 y2-Abtastrastergruppe
47 Empfängermittenstrahl
48 Sendermittenstrahl
49 Empfängereintrittsebene
50 Sendereintriftsebene
51 Abtasteinheit
52 x-Teilungsabstand
53 y-Teilungsabstand
54 Rasterplattenbreite
55 Rasterplattenlänge
56 Freifläche
57 Verdrehwinkel
58 Mittelpunkt
59 optische Achse der Kondensorlinse
60 Rahmensteg
61 Rahmenaufnahme
62 Magnetbreite
63 Magnetmittellinie
64 Spulenstrangmittellinie
65 doppelte Teilungsbreite
66 linke Spule
67 rechte Spule
68 linker permanentmagnetisch erregter Kreis
69 rechter permanentmagnetisch erregter Kreis
70 Abtastrasterdurchbruchbreite
71 Teilungsbreite
72 Breite der kraftwirksamen Spulenstränge
73 Welligkeit der Kraft-Weg-Kennlinie
74 Maximalkraft
75 dreifache Teilungsbreite

Claims

1. Feldgeführter planarer Präzisionsantrieb für x-y-ϕ-Bewegungen dadurch gekennzeich net, daß eine Gesamtanordnung (1) aus einem Stator (2), einem Läufer (3), einer Meßsyste manordnung (10) sowie Luftlagern (4) gebildet ist und daß der Stator (2) aus einem nahezu quadratischen Grundkörper (39) besteht, der in den Wirkungsbereichen der permanentmagne tisch erregten Kreise (17) aus ferromagnetischem Material ausreichender Dicke besteht und daß auf dem Grundkörper (39) jeweils in den Eckbereichen vier Lagerflächen (5) die zusam men mit den jeweils zugeordneten vier Luftlagerdüsen (6) des Läufers (3) vier Luftlager bil den, angeordnet sind und daß auf dem Grundkörper (39) jeweils paarig gegenüberliegend 2n x-Spulen (7) (mit n = 2, 3, 4 . . . ) und jeweils paarig gegenüberliegend 2n y-Spulen (8) (mit n = 2, 3, 4 . . . ) aufgebracht und befestigt sind und daß damit die x-Spulen (7) jeweils in vordere x-Spulen (15) und hintere x-Spulen (16) sowie die y-Spulen (8) jeweils in rechte y-Spulen (13) und linke y-Spulen (14) aufgeteilt sind und daß der Läufer aus einem Läuferrahmen (9) besteht und im Zentrum des Antriebes eine Meßsystemanordnung (10) vorgesehen ist, wobei die Meßsystemanordnung (10) im Meßsystemdurchbruch (11) des Läuferrahmens (9) und ei ner Meßsystemaufnahme (40) im Stator (2) eingebracht ist und daß die Meßsystemanordnung (10) aus der im Meßsystemdurchbruch (11) aufgenommenen Justiereinrichtung (21) mit an gelenkter Maßverkörperung (22) und aus der in der Meßsystemaufnahme (40) installierten Abtasteinheit (51) besteht, und daß der Läuferrahmen (9) an seinen vier Ecken jeweils eine Luftlagerbefestigung (12) aufweist, die jeweils eine Luftlagerdüse (6) aufnimmt und daß der Läuferrahmen (9) zwischen den Luftlagerbefestigungen (12) Rahmenstege (60) besitzt, die ihrerseits jeweils n Rahmenaufnahmen (61) beinhalten (mit n = 2, 3, 4 . . . ) in denen jeweils ein permanentmagnetisch erregter Kreis (17) aufgenommen ist und daß der permanentmagne tisch erregte Kreis (17) aus einem rechten Magneten (18), einem Rückschlußjoch (19) und ei nem linken Magneten (20) gebildet ist und daß die permanentmagnetisch erregten Kreise (17) oberhalb der x-Spulen (7) und der y-Spulen (8) angeordnet sind und daß der rechte Magnet (18) und der linke Magnet (20) eine Magnetbreite (62) und eine Magnetmittellinie (63) auf weisen und daß die kraftwirksamen Spulenstränge der x-Spule (7) und der y-Spule (8) eine Spulenstrangbreite (72) und eine Spulenstrangmittellinie (64) besitzen und daß die benach barten Magnete (z. B. 18 und 20) in einem Abstand der doppelten Teilungsbreite (65) der Ma gnetmittellinien (63) angeordnet sind und daß jede der Spulen (7 und 8) zwischen ihren Spu lenstrangmittellinien (64) einen Abstand einer doppelten Teilungsbreite (65) aufweist und daß zwischen der rechten Magnetmittellinie (63) eines permanentmagnetisch erregten Kreises (68) und der linken Magnetmittellinie (63) eines benachbarten rechten permanentmagnetisch erregten Kreises (69) ein Abstand einer doppelten Teilungsbreite (65) vorliegt und daß zwi schen der rechten Spulenstrangmittellinie (64) einer Spule (66) und der linken Spulenstrang mittellinie (64) einer benachbarten rechten Spule (67) der Abstand einer Teilungsbreite (71) vorliegt und daß die Magnetbreite (62) und die Spulenstrangbreite (72) so gewählt werden, daß die Welligkeit (73) der zugehörigen Kraft-Weg-Kennlinie bezogen auf die Maximalkraft (74) vorzugsweise minimal wird.

2. Feldgeführter planarer Präzisionsantrieb für x-y-ϕ-Bewegungen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Maßverkörperung (22) ein Rastermuster (41) mit genauen rechtek kigen Einzelflächen (42) mit Freiflächen (56) besitzt und daß ein hochgenauer x-Teilungsabstand (52) und ein gleicher hochgenauer y-Teilungsabstand (53) durch jeweils eine Einzelfläche (42) und eine Freifläche (56) gebildet ist, wobei die Einzelflächen (42) und die Freiflächen (56) vorzugsweise gleich groß sind und daß die Abtasteinheit (51) aus Abtastra sterplatten (23) sowie Sendern (28) und Empfängern (27), die durch eine Trägerplatte (29) gehaltert sind, besteht und daß die Trägerplatte (29) über ein nicht näher bezeichnetes Gestell mit den Abtastrasterplatten (23) starr verbunden ist und daß insgesamt drei Abtastrasterplat ten nämlich eine y1-Abtastrasterplatte (44), eine x-Abtastrasterplatte (45) und in einem Basi sabstand B zur y1-Platte eine y2-Abtastrasterplatte (46) vorgesehen sind und daß die Abtas trasterplatten (23) jeweils Abtastrasterdurchbrüche (43) aufweisen, die eine Durchbruchbreite (70) aufweisen und daß der y1-Abtastrasterplatte (44) ein y1-System (24), das aus vier Emp fängern (27) und vier Sendern (28) gebildet ist, zugeordnet ist und daß der x-Abtastrasterplatte (45) ein x-System (25), das aus vier Empfängern (27) und vier Sendern (28) gebildet ist, zugeordnet ist und daß der y2-Abtastrasterplatte (46) ein y2-System (26) das aus vier Empfängern (27) und vier Sendern (28) gebildet ist, zugeordnet ist und daß bei der Abtasteinheit (51) die Maßverkörperung (22), mit einem Rastermuster (41) und Einzelflächen (42), die Abtastrasterplatten (23) mit einem Abtastabstand (32), die Kondensorlinse (30), so wie der Empfänger (27) und der Sender (28) mit einem Abstand (31) zur Ebene der Maßver körperung (22) übereinander angeordnet sind und daß der Empfänger (27) einen Öffnungs winkel (33) besitzt und daß der Sender (28) einen Öffnungswinkel (34) besitzt, wobei ein winkelhalbierender Sendermittenstrahl (48) senkrecht aus der Senderaustrittsebene (50) tritt und auf den Mittelpunkt (58) trifft und aus dem Mittelpunkt (58) heraus nach dem Projekti onsgesetz ein Empfängermittenstrahl (47) als Winkelhalbierende des Öffnungswinkels (33) senkrecht auf die Empfängereintrittsebene (47) trifft und daß der Empfänger (27) einen Neigungswinkel (35), der zwischen Empfängermittenstrahl (47) und der optischen Achse (59) liegt, besitzt und daß der Sender (28) einen Neigungswinkel (36) besitzt der zwischen dem Sendermittenstrahl (48) und der optischen Achse (59) liegt wobei der Neigungswinkel (35) und der Neigungswinkel (36) gleich sind und daß die Abtasteinheit (51) einen Blendenquer schnitt (38) aufweist.

3. Feldgeführter planarer Präzisionsantrieb für x-y-ϕ-Bewegungen nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß zur Variation des Verfahrweges und der Motorkraft die Anzahl der Spulen und Magnete pro Bewegungskoordinate angepaßt wird, wobei der Abstand zweier benachbarter Magnetmittellinien (63) für jede Koordinate immer einer doppelten Teilungs breite (65) entspricht und der Abstand der Mittelinien (64) zweier unmittelbar benachbarter kraftwirksamer Spulenstränge zweier Spulen einer Teilungsbreite (71) entspricht oder die Spulen paarweise nebeneinander angeordnet werden, wobei die Spulen jedes Paares im Ab stand wie oben beschrieben angeordnet sind und der Abstand zwischen zwei unmittelbar be nachbarten kraftwirksamen Spulenstränge zweier Paare einer dreifachen Teilungsbreite (75) entspricht.