KR100746505B1 - 속도 센서를 구비한 선형 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

이동 시스템용 선형 액츄에이터에는 구동되는 구동 아암의 속도를 모니터링하기 위한 속도 센서가 마련되어 있다. 상기 선형 액츄에이터는 자기장과, 제1 코일을 통해 흐르는 전류를 조절함으로써 자기장 내에서 제어 가능하게 이동될 수 있어 구동 아암을 구동시키는 제1 코일과, 제1 코일과 함께 이동될 수 있고 속도에 비례하는 전압이 제2 코일에서 유도될 수 있도록 구성되는 제2 코일을 구비한다. 제2 코일에서 유도되는 전압을 지시하는 피드백을 수신하도록 컨트롤러 장치가 제2 코일에 연결되어 구동 아암의 속도가 결정될 수 있게 하고, 상기 컨트롤러 장치는 또한 제1 코일에 연결되고 구동 아암을 제어 가능하게 구동시키도록 상기 피드백을 기초로 하여 제1 코일에 흐르는 전류를 조절하도록 동작한다.
액츄에이터, 자기장, 제1 코일, 제2 코일, 컨트롤러 장치

Description

속도 센서를 구비한 선형 액츄에이터{LINEAR ACTUATOR COMPRISING VELOCITY SENSOR}
도 1은 종래 기술의 이젝터 시스템의 개략적인 측면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선형 액츄에이터를 구비한 이젝터 시스템의 등척도.
도 3은 도 2의 단면선 A-A를 따라 본 이젝터 시스템의 개략적인 횡단면도.
도 4는 도 2의 단면선 B-B를 따라 본 이젝터 시스템의 개략적인 횡단면도.
도 5는 선형 액츄에이터의 제어 시스템을 도시하는 개략적인 제어 다이어그램.
도 6은 도 2의 이젝터 시스템의 잼 검출 및 리드프레임 보호 프로세스의 그래프.
본 발명은 구동 아암을 구동하기 위한 이동 시스템의 선형 액츄에이터에 관 한 것으로, 특히 구동되는 구동 아암의 속도를 모니터링하는 속도 센서를 갖춘 선형 액츄에이터에 관한 것이다.
반도체 산업에서는 다양한 목적을 위해 이젝터 시스템(ejector system)이 사용되고 있다. 한 가지 용도로는 반도체 기판을 처리용 워크 홀더(work-holder) 상에 자동적으로 반송하는 영역에서의 사용이다. 예컨대, 그러한 이젝터 시스템은 기판을 그 컨테이너로부터 와이어 접착기를 향해 자동적으로 반송하는 데에 사용되는데, 상기 와이어 접착기는 기판에 접착된 전기 구성 요소와 기판 상의 전기 접속 패드 사이에 와이어 접속부를 만든다.
보다 구체적으로, 일반적인 와이어 접착기에 있어서, 이젝터 시스템은 기판[보통, 리드프레임(leadframe) 형태]을 매거진(magazine)으로부터 워크 홀더 채널로 이젝트하는 데에 사용된다. 기판은 워크 홀더로 한번에 하나씩 압박되어 클램핑 장치에 의해 적소에 유지된다. 그 후, 기판이 클램핑 장치에 의해 유지되는 동안 접착 툴이 워크 홀더 상의 기판에 와이어 접착을 수행한다. 클램핑 장치와 관련된 인덱싱 시스템으로 인해 기판을 정확하게 인덱싱하고 접착 툴로 공급한다. 접착 툴은 기판의 접속 패드(예컨대, 리드)와 기판에 장착된 반도체 장치의 접속 패드 사이에 상호 접속부를 만든다.
종래, 이젝터 시스템은 DC 모터를 이용한 견인 구동 장치에 의해 구동되는 이젝터 아암을 구비한다. 종래 기술의 이젝터 시스템(100)이 도 1에 도시되어 있다. 이젝터 시스템(100)은 리드프레임(104)을 워크 홀더 채널(도시 생략)로 압박하는 이젝터 아암(102)을 갖는다. 이젝터 아암(102)은 이젝터 아암(102) 상에 압 박하는 고무 롤러(106)로부터의 마찰력에 의해 리드프레임을 향해 구동된다. 고무 롤러(106)는 기어식 DC 모터(도시 생략)의 모터 샤프트(108) 상에 직접 장착된다. 이젝터 아암(102)의 이동 경로를 따라 깊은 홈형의 볼 베어링(11)이 위치되어 원활하고 정확한 선형 이동을 제공한다. 적어도 하나의 볼 베어링(110)은 프리로드 아암(pre-load arm;114) 상에 장착된다. 스프링(112)은 프리로드 아암(114)에 결합되어 프리로드 아암(114)과 적어도 하나의 볼 베어링(110)에 특정한 프리로드을 가하여 이젝터 아암(102)의 확고하고 안정적인 이동을 유지한다. 시스템 초기화 및 이동 제어는 이젝터 아암(110)에 인접하게 위치된 홈 센서(home sensor;116)와 제한 센서(118)를 통해 달성된다.
리드프레임(104)과 매거진 사이의 마찰 변동 또는 리드프레임(104)과 워크 홀더 채널 사이의 오정렬로 인해, 매거진 또는 워크 홀더 채널에서 리드프레임(104)의 잼잉(jamming)이 일어날 가능성이 있다. 따라서, 리드프레임(104) 바로 위에 잼 검출 센서(120)가 위치되어 리드프레임(104)의 잼잉 중에 발생하는 리드프레임(14)의 임의의 측방향 변형을 감지한다. 잼 검출은 반도체 기판이 일반적으로 깨지기 쉽고 망가지기 쉬워서 잼 중에 그 구성 요소 상에 작용하는 외력으로 인해 손상될 수 있기 때문에 중요하다.
종래의 설계에는 특정한 단점이 있다. 종래 기술은 견인 구동 기구를 채용하기 때문에, 그 신뢰성 및 수명이 조기 마모에 의해 제한된다. 또한, 추력은 일반적으로 상이한 타입의 리드프레임들에 대해 프로그램 및 제어될 수 없다. 따라서, 유사한 추력은 상이한 재료, 두께 및 폭을 갖는 리드프레임에 상이한 충격의 원인이 된다. 제조 공차 및 조립에 걸쳐 제어가 엄중하더라도, 힘의 일관성은 상기 이유를 위해 달성되기 어렵다. 또한, 잼 검출 및 보호 능력은 잼 검출 센서(120)의 감도에 따라 상당히 좌우된다. 특히 두꺼운 리드프레임의 경우, 리드프레임의 변형이 작아, 잼잉될 때 리드프레임의 변형을 감지하는 것을 매우 어렵게 한다. 최종적으로, 이 잼 감지 모듈은 심지어는 이젝터 시스템 자체의 비용보다 높은 상당한 추가 비용을 수반한다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 선형 액츄에이터 시스템의 단점 중 일부를 피하고 잼 검출을 가능하게 하는 보다 효율적이고 비용 효과적인 기구를 제공하는 것이다.
이에 따라, 본 발명은, 구동 아암을 구동시키기 위한 선형 액츄에이터로서, 자기장과, 제1 코일을 통해 흐르는 전류를 조절함으로써 자기장 내에서 제어 가능하게 이동될 수 있어 구동 아암을 구동시키는 제1 코일과, 제1 코일과 함께 이동될 수 있고 속도에 비례하는 전압이 제2 코일에서 유도될 수 있도록 구성되는 제2 코일과, 제2 코일에서 유도되는 전압을 지시하는 피드백을 수신하도록 제2 코일에 연결되어 구동 아암의 속도가 결정될 수 있게 하는 컨트롤러 장치를 구비하는 선형 액츄에이터를 제공하며, 상기 컨트롤러 장치는 또한 제1 코일에 연결되고 구동 아 암을 제어 가능하게 구동시키도록 상기 피드백을 기초로 하여 제1 코일에 흐르는 전류를 조절하도록 작동된다.
이하, 본 발명을 본 발명의 일실시예를 도시하는 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 도면 및 관련 설명의 특질은 청구범위에 한정된 본 발명의 광범위한 식별의 개요를 대신하는 것으로서 이해해서는 않된다.
이하, 이젝터 시스템에 통합된 본 발명에 따른 선형 액츄에이터의 바람직한 실시예의 일례를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명이 다른 액츄에이터 시스템에도 적용될 수 있다는 것은 명백하지만, 본 발명의 바람직한 실시예를 이젝터 시스템과 관련한 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선형 액츄에이터를 구비하는 이젝터 시스템(10)의 등척도이다. 도 3은 도 2의 단면선 A-A를 따라 본 이젝터 시스템의 개략적인 횡단면 측면도이다.
이젝터 시스템(10)은 리드프레임(14) 등의 물체를 압박하기 위한 이젝터 아암(12) 형태의 구동 아암을 포함한다. 이젝터 아암(12)은 하우징(16) 상에 장착되고 이 하우징에 대해 슬라이드 가능하도록 구성되어 있다. 하우징(16)은 이젝터 아암(12)을 구동하고 이젝터 아암(12)이 구동되는 속도를 감지하기 위한 구성 요소를 수용한다.
이젝터 아암(12)을 구동하기 위한 주 구성 요소는 보이스 코일 모터(VCM)로 이루어지고, 이 모터는 제1 코일, 예컨대 가동 모터 코일(30)과, 모터 코일(30)의 이동 방향에 평행하게 배향되는 중앙 요크(18) 근처에 배치된 자석을 포함한다. 자석(36)과 중앙 요크(18)는 모터 코일(30)을 통해 흐르는 전류를 조절함으로써 모터 코일(30)이 자기장 내에서 제어 가능하게 이동될 수 있도록 자기장을 생성한다. 이젝터 아암(12)은 브래킷(26)을 통해 가동 모터 코일(30)에 견고하게 접착되어 하우징(16)에 대해 이동하도록 모터 코일(28)의 이동이 이젝터 아암(12)을 구동시킨다.
모터 코일(30)과 브래킷(26)에는 또한 속도 센서가 결합된다. 속도 센서는 자석(36)과 전자기적으로 상호 작용하도록 배치된 적어도 하나의 제2 코일, 예컨대 센서 코일(28)과, 제3 코일, 예컨대 보상 코일(32)을 구비하는 것이 바람직하다. 센서 코일(28)은 모터 코일(30)과 함께 이동될 수 있고 그 속도에 명목상 비례하는 센서 코일(28)에 전압이 유도될 수 있도록 구성되어 있다. 센서 코일(28)은 전자기 상호 작용을 위해 모터 코일(30)과 동일한 자기장에 배치될 수 있지만, 또한 모터 코일(30)로부터 멀리 배치함으로써 별개의 자기장에 배치될 수 있다. 전자의 셋업시에, 센서 코일(28)은 본 실시예처럼 모터 코일(30)의 상단에 권취되는 것이 바람직하다.
모터 코일(30), 센서 코일(28) 및 브래킷(26)은 중앙 요크(18)에 대해 하나의 유닛으로서 이동될 수 있다. 중앙 요크(18)에 대한 이들 구성 요소들에 의한 이동을 용이하게 하기 위하여, 브래킷(26)은 2개의 샤프트(20, 22) 상에 장착되는 선형 베어링을 포함하는데, 상기 샤프트는 중앙 요크(18)에 평행한 방향으로, 이에 따라 모터 코일(30)의 이동 방향으로 연장하도록 배치되어 있다. 선형 베어링(24)은 브래킷(26)이 샤프트(20, 22)에 대해 슬라이드 가능하게 하여 브래킷(26)에 대 한 원활하고 정확한 선형 이동의 제공에 일조한다.
이젝터 아암(12)은 초기에 홈 또는 후퇴된 위치에 놓인다. 이젝터 아암은 작동되면 리드프레임(14)의 방향에서 하우징(16)으로부터 연장되어 리드프레임(14)을 예정된 연장 한계에 도달할 때까지 압박한다. 이젝터 아암(12)에 인접하게 배치된 홈 센서(34)와 제한 센서(35)는 이젝터 아암(12) 상에 형성된 기준 표시를 검출하여 이젝터 아암(12)의 위치를 결정하고, 특히 완전 후퇴된 위치와 완전 연장된 위치에 각각 도달된 때를 결정한다. 홈 센서 및 제한 센서(34, 35)는 시스템 초기화 및 이동 식별에 유용하다.
[모터 코일(30)과 자석(36)을 구비하는] VCM이 리드프레임(14)을 압박하도록 이젝터 아암(12)을 구동시키면, [센서 코일(28), 보상 코일(32) 및 자석(36)을 구비하는] 속도 센서는 이동 속도 및 방향을 감지한다. 이젝터 아암(12)의 이동 속도 및 방향에 관한 전자 신호는 연속적으로 모니터링되어 속도에 기반한 폐쇄 루프 제어를 달성함으로써 이젝터 시스템(10)이 미리 특정된 속도 프로파일을 추종하는 것을 보장한다. 속도 프로파일은 여러 리드프레임(14)에 적합하도록 자기장 프로그램될 수 있다. 이하에서 추가로 상세히 설명되는 바와 같이, 이동하는 리드프레임(14)에 대해 임의의 바람직하지 않는 교란으로 인해 모터 전류에 변화가 생길 수 있다. 전류가 예정된 임계값을 초과하면, 이젝터 시스템(10)은 이젝터 아암(12)의 이동이 방해되어 리드프레임의 잼이 조우된 것을 결정할 수 있다. 가속 및 감속 중에 예정된 임계값을 초과하는 임의의 전류는 가능한 한 작게 되도록 프로그램되어 리드프레임 잼이 있는지의 여부를 결정할 때 간단히 제외될 수 있다.
도 4는 도 2의 단면선 B-B에 따라 본 이젝터 시스템(10)의 개략적인 횡단면도이다. 단순화시키기 위해, 이젝터 시스템(10)의 하우징(16)은 도시하지 않았다. 도면은 본 용례의 최대 이동 요건에 관한 이유로 채용된 VCM 구성의 횡단면도를 도시하고 있다. VCM 구성은 상이한 이동 요건에 대해 변할 수 있다는 것을 알아야 한다.
도 4는 지시된 극성을 갖도록 배열된 후방 요크(38) 상에 장착된 한쌍의 장방형 박스 자석(36)을 도시한다. 후방 요크(38)는 자석(36)을 장착하기 위하여 중앙 요크(18)의 대향 측부 상에 대칭적으로 고정된다. 이 후방 요크(38)와 중앙 요크(18)의 배열은 각 자석(36)과 중앙 요크(18) 사이에 명목상 동일한 강도의 균일한 자기장(37)을 발생시킴으로써, 각 모터 코일(30)과 센서 코일(28)은 자기장 내에서 이동하는 동안 균일한 자기장을 경험한다.
VCM의 모터 코일(30)이 전류에 의해 여기되면, 전류의 크기에 직접적으로 비례하는 로렌쯔 힘이 중앙 요크(18)의 종축(19)에 명목상 평행하고 동축인 방향으로 발생된다. 모터 코일(30)의 전류 방향을 역전시키면 로렌쯔 힘의 방향이 역전된다.
속도 센서는 VCM과 동일한 자기장 뿐만 아니라 기계적 구성을 이용하는 것이 바람직하다. 센서 코일(28)은 모터 코일(30)의 상단에 직접 권취되어 모터 코일(30)과 함께 이동한다. 따라서, 모터 코일(30)의 이동이 VCM에 의해 구동될 때, 이동 속도에 직접적으로 비례하는 후방 EMF가 센서 코일(28) 내에 유도된다. 이것은 이젝터 아암(12)의 이동 속도가 결정될 수 있게 한다.
동시에, 특히 모터 코일(30)이 초핑 전류에 의해 여기되면, 모터 코일(30)과의 밀접한 자기 결합을 고려하여 센서 코일(28) 내에 바람직하지 않은 변압기 전압이 유도된다. 이에 따라, 본 발명의 바람직한 실시예에는 모터 코일(30)로부터의 전자기 교란을 최소화하기 위하여 보상 코일(32)이 통합된다. 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 보상 코일(32)은 고정적이고, 중앙 요크(18) 상에 권취되는 것이 바람직하다. 이 실시예에 있어서, 보상 코일(32)은 센서 코일(28) 및 모터 코일(30)과 동일한 자기장에 배치된다. 특히, 센서 코일(28)과 보상 코일(32) 양자에서 유도되는 변압기 전압이 서로 상쇄되도록 센서 코일(28)과 비직렬식으로 연결된다. 유도된 전압들의 완전 상쇄는 모터 코일(30)에 의해 유도된 자기장의 변동과 모터 코일(32)의 이동 경로 방향에서 중앙 요크(18)의 포화 수준으로 인해 달성되기 어렵다. 따라서, 스파이크를 억제하고 삭제되는 유용된 속도 정보만을 추출하기 위하여 저역 필터의 통합이 요망된다.
도 5는 선형 액츄에이터의 제어 시스템을 도시하는 개략적인 제어 다이어그램이다. 제어 시스템은 일반적으로 마이크로컨트롤러(40)와 비례 적분(PI) 컨트롤러(42)를 포함할 수 있는 컨트롤러 장치와, 보이스 코일 모터 모듈(44) 및 속도 센서 모듈(46)을 포함한다. 마이크로컨트롤러(40)에 의해 수신되는 입력은 트리거 입력(48), 홈 센서 입력(50), 제한 센서 입력(52), 속도 설정 입력(54) 및 잼 임계값 입력(56)을 포함한다. 마이크로컨트롤러(40)와 다른 장치들 사이에 통신을 달성하기 위하여 통신 포트(58)가 또한 포함될 수 있다.
컨트롤러 장치는 속도 센서 모듈(46)에 의해 나타낸 바와 같이 센서 코일 (28)에 연결되어 센서 코일(28)에 유도된 전압을 지시하는 피드백(V피드백)을 수신함으로써, 이젝터 아암(12)의 속도가 결정될 수 있다. 컨트롤러 장치는 또한 보이스 코일 모터 모듈(44)에 의해 나타낸 바와 같이 모터 코일(30)에 연결되어, 미리 설정된 예정된 기준 속도 프로파일에 따라 이젝터 아암(12)을 제어 가능하게 구동하도록 상기 피드백을 기초로 하여 전류 신호(Icmd(t))를 통해 모터 코일(30)에 흐르는 전류를 조절하도록 작동된다.
미리 설정된 속도 프로파일에 따르면, 속도 명령값(Vcmd(t))은 마이크로컨트롤러(40)에 의해 PI 컨트롤러(42)로 송신되고, 다시 전류 신호(Icmd(t))를 송신하여 VCM을 구동시키도록 보이스 코일 모터 모듈(44)을 시작한다. 이젝터 아암(12)이 구동됨에 따라, 속도 센서 모듈(46)은 이젝터 아암(12)이 이동하는 속도를 감지한다. 센서 코일(28)에서 유도된 전압의 형태로 속도 피드백(V피드백)을 마이크로컨트롤러(40)로 송신하는 속도 센서 모듈(46)에 의해 속도 루프가 촉진되어 기준 속도 명령값(Vcmd(t))을 추적하고 특정한 속도 프로파일을 유지한다. 감지된 모터 전류(I피드백)는 또한 잼 검출을 위해 마이크로컨트롤러(40)로 다시 공급된다. 속도 변동으로 인해 전류 신호(Icmd(t))에 급격한 변화가 생겨 속도 에러를 보정한다. 검출된 모터 전류(I피드백)가 특정값을 초과하면, 리드프레임 잼이 추정된다. 그러나, 전류 피드백 신호가 이젝터 아암(12)의 가속 및 감속 중에 예정된 임계값을 초과하기 때문에, 제어 시스템은 비교적 짧은 기간인 전류 증가를 비롯한 가속 및 감속 동안 잼 트리거를 자동적으로 미리 증폭시켜 제회시킨다. 예정된 기준 속도와 잼 임계값은 여러 상황에 영합하도록 프로그램될 수 있는 것이 바람직하다.
도 6은 도 2의 이젝터 시스템(10)의 잼 검출 및 리드프레임 보호 프로세스의 그래프이다. 그래프는 기준 속도 그래프(60), 속도 센서 출력 그래프(62) 및 검출된 모터 전류 그래프(64)를 포함한다. 도시된 값은 VCM에 의해 시작된 상대적인 구동 방향으로 인해 음이지만, 그 값은 또한 양일 수 있고, 주 기준은 절대값이다. 상대적인 구동 방향은 바람직한 실시예의 실시에 영향을 주지 않는다.
이젝터 시스템(10)은 모터 코일(30)을 통해 흐르는 전류의 컨트롤러 장치에 의한 제어를 통해 사다리꼴 기준 속도 프로파일을 갖는 제어된 속도 루프에서 동작하는 것이 바람직하고, 그 동작 중에 이 프로파일을 유지하려고 한다. 도 6a에서처럼 잼이 발생하지 않은 경우에, 이동하는 구성 요소는 일정한 속도의 이동 중에 마찰만을 극복할 필요가 있기 때문에, 순항 모터 전류는 작다(약 240 mA). 속도 그래프에서의 골은 이젝터 아암(12)이 리드프레임(14) 방향에서 일정한 속도로 이동하는 경우를 보여준다. 모터 전류 그래프(64)에서의 피크와 골은 이젝터 아암(12)을 가속 및 감속하는 전류 증가를 나타낸다.
도 6b는 시간 t1과 t2 사이의 잼 프로파일(66)을 도시한다. 이젝터 아암(12)의 이동에 대한 차단물이 존재하여 잼이 조우되면, 모터 전류 그래프(64)의 절대 전류가 (약 1.6A까지) 급속하게 증가하고, 이것은 사용시 리드프레임(14)의 특성에 따라 설정된 예정된 보호 임계값을 초과한다. 모터 전류는 기간(t2-t1) 동안 예정된 보호 임계값을 초과한다. 이 기간은 이젝터 아암(12)의 가속 및 감속 동안 예상되는 것보다 길다. 그 결과, 시스템은 리드프레임 잼이 있다고 결정한다. 따라서, 이젝터 시스템(10)을 중지하고 교정 동작을 취할 수 있다.
별법으로서, 센서 코일(28)에 의해 감지된 속도가 이젝터 아암(12)의 이동이 차단된 경우에 감소되기 때문에, 이젝터 아암(12)의 속도가 t1과 t2 사이의 속도 그래프(60)에 도시된 바와 같이, 특정 시간 동안 예정된 임계값 미만일 때를 컨트롤 장치가 검출하도록 구성되도록 이젝터 시스템(10)이 프로그램될 수 있다. 이렇게 되면, 또한 이젝터 아암(12)의 이동에 대한 차단을 지시하고 적절한 교정 작용을 취할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예에 설명된 바와 같이 내장형 속도 센서를 구비하는 선형 액츄에이터를 이용하는 리드프레임 이젝터 시스템(10)은 VCM과 속도 센서 양자가 유사한 자기적 및 기계적 구성 요소를 공유할 수 있게 한다. 자동적인 잼 검출 및 리드프레임 보호에 매우 중요한 속도 센서의 감지 품질을 향상시키도록 보상 설계가 또한 실행된다. 이 설계의 경우, 비용을 상당히 증가시키는 외부의 피드백 장치를 실행시킬 일 없이 자동적인 리드프레임 잼 검출이 달성될 수 있다. 전류 임계값이 소프트웨어 프로그램 가능하기 때문에, 시스템은 사용시 상이한 리드프레임에 영합될 수 있다.
전술한 실시예를 이용한 시험은 속도 센서의 우수한 속도 특성 뿐만 아니라 상이한 타입의 리드프레임에 대한 적절한 민감성 및 신뢰성 있는 잼 검출과 리드프레임 보호를 보여준다.
본 명세서에 설명한 본 발명은 구체적으로 설명한 것 외에 변형, 수정 및/또는 추가가 가능하고, 본 발명은 상기 설명의 사상 및 범위 내에 속하는 그러한 모든 변형, 수정 및/또는 추가를 포함한다는 것을 이해해야 한다.
본 발명에 따른 선형 액츄에이터은 종래 기술의 단점 중 일부를 피하고 잼 검출을 가능하게 하여 보다 효율적이고 비용이 절감되는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 구동 아암을 구동시키기 위한 선형 액츄에이터로서,
    자기장과;
    제1 코일을 통해 흐르는 전류를 조절함으로써 자기장 내에서 제어 가능하게 이동될 수 있어서 구동 아암을 구동시키는 제1 코일과;
    제1 코일과 함께 이동될 수 있고 속도에 비례하는 전압이 제2 코일에서 유도될 수 있도록 구성되는 제2 코일과;
    제2 코일에서 유도되는 전압을 지시하는 피드백을 수신하도록 제2 코일에 연결되어 구동 아암의 속도가 결정될 수 있게 하는 컨트롤러 장치를 구비하며,
    상기 컨트롤러 장치는 또한 제1 코일에 연결되고 구동 아암을 제어 가능하게 구동시키도록 상기 피드백을 기초로 하여 제1 코일에 흐르는 전류를 조절하도록 작동되는 선형 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서, 제1 코일의 이동 방향에 평행하게 배향된 중앙 요크와, 자기장을 생성시키도록 중앙 요크 주위에 배치된 자석을 더 구비하는 선형 액츄에이터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 자석을 장착시키도록 중앙 요크의 대향 측부에 대칭적으로 배치된 후방 요크를 포함하는 선형 액츄에이터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 코일은 전자기 상호 작용을 위해 동일한 자기장 내에 배치되는 선형 액츄에이터.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2 코일은 제1 코일의 상단에 권취되는 선형 액츄에이터.
  6. 제1항에 있어서, 적어도 제1 코일과 구동 아암을 장착하기 위한 선형 베어링을 구비하는 브래킷을 포함하고, 상기 선형 베어링은 제1 코일의 이동 방향에 평행하게 배치된 샤프트 상에 장착되는 선형 액츄에이터.
  7. 제1항에 있어서, 제1 코일이 전류를 운반할 때에 제2 코일에 유도되는 변압기 전압에 반대인 변압기 전압을 유도하도록 구성되는 제3 코일을 더 구비하는 선형 액츄에이터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제3 코일은 제2 코일에 비직렬식으로 전기적으로 접속되는 선형 액츄에이터.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제3 코일은 동일한 자기장 내에 배치되는 선형 액츄에이터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제3 코일은 선형 액츄에이터의 중앙 요크 상에 권취되는 선형 액츄에이터.
  11. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 장치는 제1 코일의 전류가 예정된 임계 한계값을 초과할 때를 검출하여 구동 아암의 이동에 대한 차단을 지시하도록 구성되는 선형 액츄에이터.
  12. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 장치는 구동 아암의 속도가 예정된 임계 한계값 미만일 때를 검출하여 구동 아암의 이동에 대한 차단을 지시하도록 구성되는 선형 액츄에이터.
  13. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 장치는 제1 코일의 이동이 예정된 속도 프로파일을 추적하도록 제1 코일에 흐르는 전류를 제어하도록 구성되는 선형 액츄에이터.
  14. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 장치는 마이크로컨트롤러와 비례 적분 컨트롤러를 구비하는 선형 액츄에이터.
  15. 제1항에 있어서, 상기 구동 아암은 이젝터 아암이 구동되는 경로를 따라 위 치되는 반도체 장치를 압박하도록 구성 및 배치된 이젝터 아암을 구비하는 선형 액츄에이터.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007000085A1 (de) * 2007-02-13 2008-08-14 Hilti Ag Verfahren zur Steuerung eines Linearmotors zum Antrieb eines Schlagwerks
WO2008154598A2 (en) 2007-06-11 2008-12-18 Snaptron, Inc. Methods and apparatus for determining deformation response
US7847442B2 (en) * 2008-04-22 2010-12-07 Nti Ag Linear motor
US8362660B2 (en) * 2009-11-09 2013-01-29 Nucleus Scientific, Inc. Electric generator
US8519575B2 (en) 2009-11-09 2013-08-27 Nucleus Scientific, Inc. Linear electric machine with linear-to-rotary converter
US8766493B2 (en) 2011-07-01 2014-07-01 Nucleus Scientific, Inc. Magnetic stator assembly
CN118117839A (zh) 2016-09-13 2024-05-31 核科学股份有限公司 多连杆电传动***
TWI721872B (zh) * 2020-04-23 2021-03-11 德律科技股份有限公司 適用於具有輸送帶的自動化機台的自動控制系統及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5870254A (en) 1997-06-24 1999-02-09 International Business Machines Corporation Transducer suspension system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56142608A (en) * 1980-04-07 1981-11-07 Sony Corp Plunger device
US4583212A (en) * 1982-08-13 1986-04-15 Ricoh Company, Ltd. Record/playback head positioning device for optical disc apparatus
JPS6348149A (ja) * 1986-08-12 1988-02-29 Alps Electric Co Ltd 送り装置
US5197104A (en) * 1991-04-18 1993-03-23 Josef Lakatos Electrodynamic loudspeaker with electromagnetic impedance sensor coil
JP4739635B2 (ja) * 2000-03-28 2011-08-03 カスタム・センサーズ・アンド・テクノロジーズ・インク 補償コイルを備えるリニアボイスコイルアクチュエータ
US6362586B1 (en) * 2000-09-15 2002-03-26 General Motors Corporation Method and device for optimal torque control of a permanent magnet synchronous motor over an extended speed range
SE0203429D0 (sv) * 2002-11-20 2002-11-20 Siemens Elema Ab Elektrodynamisk aktuator
US7101141B2 (en) * 2003-03-31 2006-09-05 Intel Corporation System for handling microelectronic dies having a compact die ejector

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5870254A (en) 1997-06-24 1999-02-09 International Business Machines Corporation Transducer suspension system

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Publication number Publication date
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