TWI669899B - 線性馬達裝置及控制方法 - Google Patents

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TWI669899B
TWI669899B TW104124146A TW104124146A TWI669899B TW I669899 B TWI669899 B TW I669899B TW 104124146 A TW104124146 A TW 104124146A TW 104124146 A TW104124146 A TW 104124146A TW I669899 B TWI669899 B TW I669899B
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山中修平
野村祐樹
印田剛
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日商Thk股份有限公司
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Abstract

本發明之線性馬達裝置包含:第1線性馬達及第2線性馬達,其等轉子連動地朝相同方向運動;第1控制部,其使上述第1線性馬達產生推力而經由上述轉子對加壓對象物施加負荷;及第2控制部,其控制使上述第2線性馬達產生之推力;且上述第2控制部係於上述第1控制部使負荷施加於上述加壓對象物之情形時,使上述第2線性馬達產生將相對於上述轉子而產生之外力抵消之推力。

Description

線性馬達裝置及控制方法
本發明係關於線性馬達裝置及控制方法。
本申請案係根據在2014年7月25日於日本申請之日本專利特願2014-151819號、及於2015年6月24日在日本申請之日本專利特願2015-126447號並主張其優先權,該等申請案之全部內容作為參照而援用於本申請案中。
於將電子零件等工件安裝於基板之安裝裝置,或對被加工對象之工件進行加工之加工裝置等中,使用線性馬達作為於鉛直方向驅動接觸或接近於工件之頭部分之機構。於此種安裝裝置或加工裝置中,藉由使線性馬達所產生之推力增減而控制將頭部分按壓至工件時對工件所施加之負荷。由於對沿鉛直方向運行之頭部分作用由重力所致之鉛直向下之外力,故於控制線性馬達之推力時,必需考慮到頭部分之重量之控制。為容易進行考慮到頭部分之重量之控制,有時使用與頭部分之重量對應之平衡用平衡塊(專利文獻1)。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平08-309620號公報
然而,於如專利文獻1所記載之技術般使用平衡用平衡塊之情形 時,由於沿鉛直方向驅動頭部分之線性馬達之推力產生損失,故而存在使頭部分移動時之速度受限制之問題。
本發明之態樣係為解決上述問題而完成者,其目的在於提供一種可一面控制驅動之線性馬達之推力損失,一面容易地控制推力之線性馬達裝置及控制方法。
本發明之第一態樣之線性馬達裝置係如下之線性馬達裝置,其包含:第1線性馬達及第2線性馬達,其等轉子連動地朝相同方向運動;第1控制部,其使上述第1線性馬達產生推力而經由上述轉子對加壓對象物施加負荷;及第2控制部,其控制使上述第2線性馬達產生之推力;且上述第2控制部係於上述第1控制部使負荷施加至上述加壓對象物之情形時,使上述第2線性馬達產生將相對於上述轉子而產生之外力抵消之推力。
又,本發明之第二態樣之控制方法係線性馬達裝置之控制方法,該線性馬達裝置包含:第1線性馬達及第2線性馬達,其等轉子連動地朝相同方向運動;第1控制部,其使上述第1線性馬達產生推力而經由上述轉子對加壓對象物施加負荷;及第2控制部,其控制使上述第2線性馬達產生之推力;且該控制方法具有第1步驟,即上述第2控制部於上述第1控制部使負荷施加至上述加壓對象物之情形時,使上述第2線性馬達產生將相對於上述轉子而產生之外力抵消之推力。
根據本發明之態樣,於使第1線性馬達產生對加壓對象物施加負荷之推力時,使第2線性馬達產生將作用於可動部分之外力消除之推力,藉此於對第1線性馬達之控制中無需考慮作用於可動部分之外力,從而可容易地進行對第1線性馬達之控制。又,於未對加壓對象物施加負荷之情形時,使第2線性馬達產生與第1線性馬達所產生之推 力相同方向之推力,從而可抑制未對加壓對象物施加負荷時之第1線性馬達之推力損失。
1‧‧‧第1線性馬達
2‧‧‧線性馬達
10‧‧‧線性馬達
10A‧‧‧線性馬達
10B‧‧‧線性馬達
10C‧‧‧線性馬達
11‧‧‧加壓體
12‧‧‧連結板
13‧‧‧基板
20‧‧‧主控制部
31‧‧‧印刷配線基板
32‧‧‧接著劑
33‧‧‧工件
40‧‧‧輔助控制部
50‧‧‧線性馬達
51A‧‧‧線性馬達
51B‧‧‧線性馬達
101‧‧‧連桿
102‧‧‧收容盒
102a‧‧‧散熱片
103‧‧‧磁鐵
104‧‧‧線圈
104a‧‧‧端部
105‧‧‧固持器
105a‧‧‧樹脂製間隔件
106‧‧‧印刷基板
107‧‧‧極靴
108‧‧‧套筒
109‧‧‧終端盒
112‧‧‧磁力感測器
201‧‧‧位置控制部
202‧‧‧開關部
203‧‧‧速度控制部
204‧‧‧開關部
205‧‧‧電流控制部
206‧‧‧電力轉換器
207‧‧‧變流器
208‧‧‧速度運算部
209‧‧‧位置運算部
210‧‧‧速度切換位置決定部
211‧‧‧位置判定部
212‧‧‧完成信號產生部
213‧‧‧電角度修正部
214‧‧‧電流指示產生部
401‧‧‧電流指令產生部
402‧‧‧電流控制部
403‧‧‧電力轉換器
404‧‧‧變流器
405‧‧‧位置運算部
406‧‧‧電角度運算部
S101~S122‧‧‧步驟
S201~S217‧‧‧步驟
S301~S313‧‧‧步驟
圖1係表示應用本實施形態之線性馬達裝置之加工裝置之構成的方塊圖。
圖2係本實施形態之線性馬達之立體圖(局部剖視圖)。
圖3係表示本實施形態之保持於線圈固持器之線圈單元之立體圖。
圖4係表示本實施形態之各線性馬達之磁鐵與線圈之位置關係之圖。
圖5係表示本實施形態之主控制部之構成之方塊圖。
圖6係表示本實施形態之加工裝置1最初按壓工件時之主控制部所進行之控制之流程圖。
圖7係表示本實施形態之主控制部使用更新後之FL模式開始位置進行之控制之流程圖。
圖8係表示本實施形態之輔助控制部之構成之方塊圖。
圖9係表示本實施形態之加工裝置按壓工件時之輔助控制部所進行控制之流程圖。
圖10係表示圖7所示之主控制部所進行之自步驟S202至步驟S209之處理之速度、電流、及動作完成信號變化之波形圖。
圖11係表示圖7所示之主控制部所進行之自步驟S212至步驟S217之處理之速度、電流、及動作完成信號變化之波形圖。
圖12係表示利用主控制部與輔助控制部之電流分辨率之差之推力控制之一例的圖。
圖13係表示應用第2實施形態之線性馬達裝置之加工裝置之構成的方塊圖。
圖14係表示將2個線性馬達之各者之線圈交替配置之一例之圖。
(第1實施形態)
以下,參照圖式對本發明之各實施形態之線性馬達裝置及控制方法進行說明。圖1係表示應用第1實施形態之線性馬達裝置之加工裝置1之構成的方塊圖。加工裝置1包含:複數個線性馬達10,其等包含作為第1線性馬達之線性馬達10A及10B、及作為第2線性馬達之線性馬達10C;連結板12,其連結各線性馬達10之轉子即連桿101;加壓體11,其安裝於連結板12;基板13,其供安裝各線性馬達10;主控制部20,其作為第1控制部而控制線性馬達10A及10B之驅動;及輔助控制部40,其作為第2控制部而控制線性馬達10C之驅動。各線性馬達10之連桿101藉由固定於連結板而連動動作,從而各線性馬達10之連桿101同時朝相同方向移動相同距離。
加工裝置1驅動各線性馬達10而使安裝於連結板12之加壓體11於鉛直方向移動,將作為加壓對象物之工件33(例如電子零件)按壓於印刷配線基板31。藉此,加工裝置1將工件33經由接著劑32而安裝於印刷配線基板31之特定部位。
圖2係第1實施形態之線性馬達之立體圖(局部剖視圖)。各線性馬達10係連桿101相對於線圈收容盒102於軸線方向移動。
於線圈收容盒102內積層(排列)有被保持於線圈固持器105之複數個線圈104。於線圈收容盒102之兩端面分別安裝有終端盒109。於終端盒109安裝有引導連桿101之直線運動之軸承即套筒108。
連桿101例如包含不鏽鋼等非磁性材料,且如導管般具有空心之空間。於連桿101之空心空間中使同極互相對向而積層有圓柱狀之複數個磁鐵103(扇形磁鐵)。亦即,各磁鐵103係與鄰接之磁鐵103之一者使N極彼此對向,且與鄰接之磁鐵103之另一者使S極彼此對向而積 層。於磁鐵103之間介隔有例如包含鐵等磁性體之極靴107(磁極塊)。連桿101貫穿所積層之線圈104內,並且可於軸線方向移動地被支持於線圈收容盒102。
圖3係表示第1實施形態之保持於線圈固持器105之線圈單元之立體圖。如該圖所示,線圈104係將銅線捲成螺旋狀而成者,且保持於線圈固持器105。亦即,複數個線圈104係以連桿101之磁體103排列之方向為中心沿連桿101之外周捲繞銅線而成者,各線圈104排列於與磁鐵103排列之方向相同之方向。因必須使鄰接之線圈104絕緣,故於線圈104間介隔有環狀之樹脂製間隔件105a。於線圈固持器105上設置有印刷基板106。線圈104之繞組之端部104a連接於印刷基板106。
於第1實施形態中,藉由將線圈104及線圈固持器105放置於金屬模具,且將已熔融之樹脂或特殊陶瓷注入至金屬模具內之嵌入成形法,而使線圈收容盒102與線圈104成形為一體。如圖2所示般,於線圈收容盒102形成有複數個散熱片102a以提高線圈104之散熱性。再者,亦可將保持於線圈固持器105之線圈104收納於鋁製線圈收容盒102中,且以接著劑填埋線圈104與線圈收容盒102之間的縫隙,而將線圈104及線圈固持器105固定於線圈收容盒102。
圖4係表示第1實施形態之各線性馬達10之磁鐵103與線圈104之位置關係之圖。於連桿101內之空心空間中,以同極互相對向之方式配置有圓柱狀之複數個磁鐵103(扇形磁鐵)。線圈104成為3個為包含U.V.W相之一組之三相線圈。將一組之三相線圈組合複數個而構成線圈單元。若於分為U.V.W相之三相之複數個線圈104流動相位各相差120°之三相電流,則會產生於線圈104之軸線方向移動之移動磁場。連桿101藉由作為驅動用磁鐵之各磁鐵103所產生之磁場與移動磁場之作用而獲得推力,與移動磁場之速度同步地相對於線圈104相對性地進行直線運動。
如圖2所示般,於磁力感測器收容盒即終端盒109之一者安裝有用於檢測連桿101之位置之磁力感測器112。磁力感測器112係自連桿101隔開特定間隙而配置,檢測藉由連桿101之直線運動而產生之積層於連桿101內的各磁鐵103所產生之磁場之方向(磁場矢量之方向)之變化。再者,於第1實施形態中,對複數個線性馬達10A、10B及10C中線性馬達10C具有磁力感測器112,且線性馬達10A、10B不具有磁力感測器之情形進行說明。磁力感測器112根據所檢測到之磁場方向而輸出相位相差90度之正弦波狀之2個信號(正弦波信號及餘弦波信號)。磁力感測器112係作為輸出與連桿101之移動量對應之2個信號之增量編碼器而發揮作用。
圖5係表示第1實施形態之主控制部20之構成之方塊圖。主控制部20控制線性馬達10A及10B。又,主控制部20經由輔助控制部40而輸入線性馬達10C之磁性感測器112所輸出之信號。主控制部20包含位置控制部201、開關部202、速度控制部203、開關部204、電流控制部205、電力轉換器206、變流器(Current Transformer;CT)207、速度運算部208、位置運算部209、速度切換位置決定部210、位置判定部211、完成信號產生部212、電角度修正部213及電流指示產生部214。以下,針對將使連桿101移動至最上側時之加壓體11之位置設為成為加壓體11之基準位置之原點的情形進行說明。又,線性馬達10A、10B、及10C之各者之電角度始終保持一致且同步地變化。
位置控制部201根據自外部輸入之位置指令、及表示線性馬達10A及10B之連桿101之位置之資訊而算出速度指令。表示線性馬達10A及10B之連桿101之位置之資訊係由位置運算部209算出。位置控制部201預先記憶有第1速度(FL1SPD)、第2速度(FL2SPD)、第3速度(FL3SPD)及第4速度(FL4SPD)。位置控制部201輸出根據第1速度~第4速度之4個速度指令(第1速度指令、第2速度指令、第3速度指令、第 4速度指令)。開關部202根據位置判定部211之控制而選擇位置控制部201所輸出之4個速度指令中之任一者。開關部202將所選擇之速度指令輸出至速度控制部203。
第1速度指令係表示安裝於連桿101之一端之加壓體11自連桿101預先設定之原點移動至工件33附近(FL(Force Limit,強制限制)模式開始位置)時的連桿101移動之速度之指令。於第1速度指令中,使連桿101移動之速度之上限值預先設定為第1速度(FL1SPD)。例如,將線性馬達10A及10B使連桿101移動時之最高速度設為第1速度(FL1SPD)。
第2速度指令係表示加壓體11自工件33附近移動至接觸於工件33為止時之連桿101移動之速度的指令。於第2速度指令中,使連桿101移動之速度預先設定為第2速度(FL2SPD)。第2速度(FL2SPD)係較第1速度(FL1SPD)慢之速度,且設定為於加壓體11接觸於工件33時對工件33施加固定以下之壓力之速度。
第3速度指令係表示於將加壓體11按壓於工件33而將工件33安裝於印刷配線基板31後,使連桿101及加壓體11朝遠離工件33之方向移動時之速度之指令。於第3速度指令中,使連桿101移動之速度預先設定為第3速度(FL3SPD)。亦即,第3速度指令係使連桿101及加壓體11朝原點移動時所使用之指令。
第4速度指令係於將加壓體11按壓於工件33而將工件33安裝於印刷配線基板31後使連桿101朝原點移動時之速度之指令。於第4速度指令中,使連桿101移動之速度之上限值預先設定為第4速度(FL4SPD)。
又,第4速度(FL4SPD)設定為較第3速度(FL3SPD)快之速度。例如,與第1速度(FL1SPD)相同地,將第4速度(FL4SPD)設為線性馬達10A及10B使連桿101移動時之最高速度。
對速度控制部203輸入開關部202所選擇之速度指令、及表示線性馬達10A及10B之連桿101移動之速度之速度資訊。速度資訊係由速度運算部208算出。速度控制部203根據速度指令所表示之速度與速度資訊所表示之速度之偏差,而算出用於使連桿101移動之速度為速度指令所表示之速度之電流值。
又,速度控制部203將算出之電流值作為非限制電流指令而輸出,並且輸出使預先設定之電流限制值(FL2I)為上限值之電流指令即限制電流指令。於算出之電流值小於電流限制值(FL2I)之情形時,非限制電流指令與限制電流指令表示相同之電流值。另一方面,於算出之電流值為電流限制值(FL2I)以上之情形時,非限制電流指令表示所算出之電流值,限制電流指令表示電流限制值(FL2I)。電流限制值(FL2I)係根據各線性馬達10之推力、及將工件33安裝於印刷配線基板31時按壓工件33之力而預先設定。開關部204根據位置判定部211之控制,而選擇速度控制部203所輸出之限制電流指令與非限制電流指令之任一電流指令。開關部204將所選擇之電流指令輸出至電流控制部205及電流指示產生部214。
電流控制部205根據開關部204所選擇之電流指令及變流器207所測定之流過線性馬達10A及10B之電流值,而算出使所選擇之電流指令與所測定之電流值之偏差變小之電壓指令。電力轉換器206根據自電角度修正部213輸入之電角度、及電流控制部205所算出之電壓指令,而對線性馬達10A及10B之U、V及W相之各線圈104施加電壓。電力轉換器206以可於所輸入之電角度獲得最大推力之方式對U、V及W相之各線圈104施加電壓。變流器207安裝於連接電力轉換器206與線性馬達10A及10B之電力線上。變流器207測定流過該電力線之電流值。變流器207將表示所測定之電流值之信號輸出至電流控制部205、速度切換位置決定部210、及完成信號產生部212。
速度運算部208根據自安裝於線性馬達10C之磁力感測器112所輸出之正弦波信號及餘弦波信號之變化量,而算出線性馬達10A及10B中具備之連桿101之移動速度。位置輸出部209根據自磁力感測器112所輸出之2個信號(正弦波信號及餘弦波信號)之變化量,而算出連桿101之自原點101之移動量。位置運算部209將表示連桿101之位置之位置資訊輸出至位置控制部201、速度切換位置決定部210、及位置判定部211。
速度切換位置決定部210將表示FL模式開始位置之信號輸出至位置判定部211。FL模式開始位置係於連桿101及加壓體11朝工件33及印刷配線基板31移動時,將速度指令自第1速度指令切換至第2速度指令之位置。又,速度切換位置決定部210將表示速度切換位置(FL3POS)之信號輸出至位置判定部211。速度切換位置係於將工件33按壓至印刷配線基板31後使連桿101朝原點移動時,將速度指令自第3速度指令切換至第4速度指令之位置。
又,速度切換位置決定部210係於最初進行按壓工件33之處理時,將預先記憶之初始切換位置(FL2POSSUB)作為FL模式開始位置而輸出至位置判定部211。速度切換位置決定部210根據最初按壓工件33時之連桿101移動之速度與位置、及流通於線性馬達10A與10B之電流,以縮短按壓工件33而將工件33安裝於印刷配線基板31之步驟所需之時間的方式,更新FL模式開始位置。其後,速度切換位置決定部210將已更新之FL模式開始位置輸出至位置判定部211。初始切換位置係根據工件33之高度而預先設定之位置,且係以不於使加壓體11接觸於工件33時對工件33施加過度衝擊之方式,使加壓體11(各線性馬達10之連桿101)開始減速的位置。速度切換位置(FL3POS)預先設定為例如與初始切換位置(FL2POSSUB)相同之位置。
位置判定部211根據自外部輸入之位置指令、動作開始信號、及 位置運算部209所輸出之位置資訊,而進行使開關部202自位置控制部201所輸出之4個速度指令中選擇任一者之控制。又,位置判定部211根據位置指令、動作開始信號及位置資訊,而進行使開關部204自速度控制部203所輸出之2個電流指令中選擇任一者之控制。又,位置判定部211於原點復位處理中向輔助控制部40輸出原點復位指示。
完成信號產生部212係若於加壓體11對工件33加壓時變流器207所測定之電流值大於預先設定之電流限制值(FL2I),則將動作完成信號(UO2)輸出至外部。
電角度修正部213根據磁力感測器112所輸出之正弦波信號及餘弦波信號而算出電角度。又,電角度修正部213根據位置判定部211之控制,而將算出之電角度、或對算出之電角度進行修正而得之電角度中之任一電角度輸出至電力轉換器206。
電流指示產生部214產生將開關部204所選擇之電流指令轉換為可於主控制部20與輔助控制部40之間接收發送之信號(例如,數位信號)之電流指示。電流指示產生部214將所產生之電流指示輸出至輔助控制部40。
其次,對加工裝置1將工件33按壓至印刷配線基板31時之主控制部20所進行之控制進行說明。圖6係表示第1實施形態之加工裝置1最初按壓工件33時之主控制部20所進行之控制之流程圖。
此處,將加壓體11靠近工件33及印刷配線基版31之方向設為CW方向,且將加壓體11遠離工件33及印刷配線基版31之方向設為CCW方向。
主控制部20係當自外部輸入基於工件33之位置之位置指令時,開始線性馬達10A及10B之驅動而進行使加壓體11移動至原點之原點復位處理(步驟S101)。原點復位處理係如下處理,即於線性馬達10A及10B藉由直流激磁而將連桿101引入至特定之磁極位置,以與該磁 極之位置對應之電角度為基準使連桿101移動至可動範圍之上側之端(原點)。
位置判定部211係當檢測出連桿101已移動至可動範圍之上側之端時,向輔助控制部40輸出原點復位指示。檢測連桿101移動至可動範圍之上側之端係藉由例如於檢測出連桿101向上側移動後,檢測出連桿101到達可動範圍之上側之端並停止而進行。
又,於原點復位處理中,於自位置判定部211向控制部40輸出原點復位指示後至輔助控制部40完成保持電流之檢測為止之期間,電流控制部205使向線性馬達10A及10B之通電暫時停止。該通電之暫時停止係於預先設定之時序進行。
位置判定部211係當原點復位處理完成時,判定來自外部之動作開始信號(UI2)是否接通(步驟S102),且於動作開始信號成為接通之前待機(步驟S102:否)。當動作開始信號成為接通(步驟S102:是)時,位置判定部211使開關部202選擇第1速度指令,並且使開關部204選擇非限制電流指令(步驟S103),使線性馬達10A及10B之各者之連桿101朝工件33(向CW方向)移動(步驟S104)。
位置判定部211判定加壓體11之位置是否到達初始切換位置(FL2POSSUB)(步驟S105),且使用第1速度指令使線性馬達10A及10B驅動直至加壓體11到達初始切換位置(FL2POSSUB)為止(步驟S105:否)。當加壓體11到達初始切換位置(FL2POSSUB)(步驟S105:是)時,位置判定部211使開關部202選擇第2速度指令,並且使開關部204選擇限制電流指令(步驟S106),使各連桿101之移動速度減速。
速度切換位置決定部210於選擇第2速度指令後,判定連桿101之移動速度是否為第2速度(FL2SPD)以下(步驟S107),且反覆進行判定直至連桿101之移動速度成為第2速度(FL2SPD)以下為止(步驟S107:否)。若連桿101之移動速度成為第2速度(FL2SPD)以下(步驟S107: 是),則速度切換位置決定部210算出當前加壓體11之位置與初始切換位置(FL2POSSUB)之間之差分(FL2POSMAIN1),且記憶所算出之差分(FL2POSMAIN1)(步驟S108)。
電角度修正部213算出「推力限制值」相對於線性馬達10A及10B之最大推力之比X(=「推力限制值」/「最大推力」)(步驟S109)。此處,所謂推力限制值係指與可施加於工件33及印刷配線基板31之負荷之最大值對應。電角度修正部213使用下式(1)算出與步驟S109中所算出之推力之比X對應之相位角度Y(步驟S110)。
Y=cos-1(X)…(1)
再者,式(1)中之cos-1(‧)係反餘弦函數。
電角度修正部213將對電角度加上相位角度Y進行修正而得之修正電角度代替自磁力感測器112所輸出之正弦波信號及餘弦波信號而算出之電角度輸出至電力轉換器206(步驟S111)。其後,於電角度修正部213輸出修正電角度之期間,電力轉換器206將相對於連桿101之磁極位置前進相位角度Y量之相位之電壓施加至U、V及W相之線圈104。再者,使用有相位角度Y之修正,亦可藉由對電角度減去相位角度Y而進行。於該情形時,電力轉換器206將相對於連桿101之磁極位置延遲相位角度Y量之相位之電壓施加至U、V及W相之線圈104。
速度切換位置決定部210判定變流器207所測定之電流值是否大於電流限定值(FL2I)(步驟S112),且於所測定之電流值大於電流限制值(FL2I)之前待機(步驟S112:否)。若變流器207所測定之電流值達到電流限制值(FL2I),且判定所測定之電流值大於電流限制值(FL2I)(步驟S112:是),速度切換位置決定部210將自當前之加壓體11之位置減去步驟S108中所算出之差分(FL2POSMAIN1)而得之位置作為新FL模式開始位置(FL2POSMAIN2)而記憶(步驟S113)。此時,完成信號產生部212將動作完成信號(UO2)接通而輸出至外部(步驟S114)。
再者,於步驟S114中,於算出新FL模式開始位置(FL2POSMAIN2)時,亦可將特定距離△d設為範圍。具體而言,可將自當前之加壓體11之位置減去差分(FL2POSMAIN1)與距離△d而得之位置設為新FL模式開始位置(FL2POSMAIN2)。
位置判定部211判定自外部輸入之動作開始信號是否為斷開(步驟S115),且於動作開始信號成為斷開之前待機(步驟S115:否)。若動作開始信號成為斷開(步驟S115:是),則位置控制部201根據將原點作為移動目的地之位置指令而算出速度指令。電角度修正部213將自磁力感測器112所輸出之2個信號算出之電角度代替修正電角度而輸出至電力轉換器206(步驟S116)。亦即,結束使用修正電角度之線性馬達10A及10B之驅動。
位置判定部211使開關部202選擇第3速度指令,並且使開關部204選擇限制電流指令(步驟S117)而使連桿101朝原點(向CCW方向)移動(步驟S118)。
位置判定部211判定加壓體11是否到達速度切換位置(FL3POS)(步驟S119),且於加壓體11到達速度切換位置(FL3POS)之前待機(步驟S119:否)。當加壓體11到達速度切換位置(FL3POS)(步驟S119:是)時,位置判定部211使開關部202選擇第4速度指令(步驟S120)。
位置判定部211判定加壓體11是否到達原點(步驟S121),且於加壓體11到達原點之前待機(步驟S121:否)。當加壓體11到達原點時(步驟S121:是),位置判定部211將表示加壓體11到達原點之信號輸出至完成信號產生部212。完成信號產生部212根據自位置判定部211所輸出之信號而使動作完成信號斷開(步驟S122),結束最初將工件33按壓至印刷配線基板31之動作。
圖7係表示使用第1實施形態之主控制部20更新後之FL模式開始位置進行之控制之流程圖。主控制部20係當自外部輸入有安裝工件33 之印刷配線基板31之位置、或基於工件33之位置之位置指令時,開始線性馬達10A及10B之驅動,進行使加壓體11恢復至原點之原點復位處理(步驟S201)。於步驟S201中所進行之原點復位處理係與步驟S101之原點復位處理相同之處理。
位置判定部211係若原點復位處理結束,則判定來自外部之動作開始信號(UI2)是否接通(步驟S202),且於動作開始信號成為接通之前待機(步驟S202:否)。若動作開始信號成為接通(步驟S202:是),則位置判定部211使開關部202選擇第1速度指令,並且使開關部204選擇非限制電流指令(步驟S203),使線性馬達10A及10B之各者之連桿101朝工件33(CW方向)移動(步驟S204)。
位置判定部211判定加壓ATI11之位置是否到達FL模式開始位置(FL2POSMAIN2)(步驟S205),且使用第1速度指令使線性馬達10A及10B驅動直至加壓體11到達FL模式開始位置(FL2POSMAIN2)為止(步驟S205:否)。若加壓體11到達FL模式開始位置(FL2POSMAIN2)(步驟S205:是),則位置判定部211使開關部202選擇第2速度指令,並且使開關部204選擇限制電流指令(步驟S206)而使連桿101之移動速度減速。
電角度修正部213係若連桿之移動速度成為第2速度以下,則將對電角度加上相位角度Y進行修正而得之修正電角度代替自磁力感測器112所輸出之正弦波信號及餘弦波信號算出之電角度而輸出至電力變換器206(步驟S207)。
速度切換位置決定部210判定變流器207所測定之電流值是否大於電流限制值(FL2I)(步驟S208),且於所測定之電流值大於電流限制值(FL2I)之前待機(步驟S208:否)。若變流器207所測定之電流值達到電流值限制值(FL2I),且判定所測定之電流值大於電流限制值(FL2I)(步驟S208:是),則速度切換位置決定部210經由位置判定部 211而將表示電流值大於電流限制值(FL2I)之信號輸出至完成信號產生部212。完成信號產生部212將動作完成信號(UO2)設為接通而輸出至外部(步驟S209)。
位置判定部211判定自外部輸入之動作完成信號是否斷開(步驟S210),且於動作開始信號成為斷開之前待機(步驟S210:否)。若動作開始信號成為斷開(步驟S210:是),則位置控制部201根據將原點設為移動目的地之位置指令而算出速度指令。電角度修正部213將自磁力感測器112所輸出之正弦波信號及餘弦波信號而算出之電角度代替修正電角度而輸出至電力變換器206(步驟S211)。亦即,結束使用修正電角度之線性馬達10A及10B之驅動。
位置判定部211使開關部202選擇第3速度指令,並且使開關部204選擇非限制電流指令(步驟S212)而使連桿101朝原點(向CCW方向)移動(步驟S213)。
位置判定部211判定加壓體11是否到達速度切換位置(FL3POS)(步驟S214),且於加壓體11到達速度切換位置(FL3POS)之前待機(步驟S214:否)。若加壓體11到達速度切換位置(FL3POS)(步驟S214:是),則位置判定部211使開關部202選擇第4速度指令(步驟S215)。
位置判定部211判定加壓體11是否到達原點(步驟S216),且於加壓體11到達原點之前待機(步驟S216:否)。若加壓體11到達原點(步驟S216:是),則位置判定部211將表示加壓體到達原點之信號輸出至完成信號產生部212,完成信號產生部212使動作完成信號(UO2)斷開(步驟S217),結束將工件33按壓至印刷配線基板31之動作。
圖8係表示第1實施形態之輔助控制部40之構成之方塊圖。
輔助控制部40包含電流指令產生部401、電流控制部402、電力轉換器403、變流器404、位置運算部405及電角度運算部406。
電流指令產生部401根據從主控制部20輸入之電流指示而產生追 隨於主控制部20之電流指令之電流指令。例如,於電流指令為數位信號之情形時,產生將主控制部20之電流指令量化而得之呈階梯狀變化之離散式的電流指令。電流指令產生部401將所產生之電流指令輸出至電流控制部402。
電流控制部402根據電流指令產生部401所產生之電流指令及變流器404所測定之流過線性馬達10C之電流值,而算出使電流指令與所測定之電流值之間之偏差變小之電壓指令。再者,電流控制部402於連桿101及加壓體11之位置位於較FL模式開始位置(FL2POSMAIN2或FL2POSSUB)更靠近工件33之位置之情形時,輸出與保持電流對應之電壓指令。電流控制部402從主控制部20之位置判定部211取得FL模式開始位置並加以記憶。
此處,保持電流係指於線性馬達10A及10B未產生推力時產生支持各線性馬達10之連桿101、連結板12、及加壓體11之重量之推力的電流值。亦即,於線性馬達10A及10B未產生推力時,藉由電流控制部402將與保持電流對應之電壓指令輸出至電力轉換器403,而使線性馬達10C產生與作用於各線性馬達10之連桿101、連結板12、及加壓體11之重力相反的推力,從而阻止加壓體11之落下而使其保持靜止。
電力轉換器403根據自電角度運算部406輸入之電角度及電流控制部205所算出之電壓指令,而對線性馬達10C之U、V及W相之各線圈104施加電壓。電力轉換器403係以於所輸入之電角度可獲得最大推力之方式,對U、V及W相之各線圈104施加電壓。變流器404安裝於連接電力轉換器403與線性馬達10C之電力線上。變流器404測定流通於該電力線之電流值。變流器404將表示測定到\之電流值之信號輸出至電流控制部402。
位置運算部405根據自安裝於線性馬達10C之磁力感測器112輸出之正弦波信號及餘弦波信號之變化量,而算出線性馬達10C所具備之 連桿101之自原點之移動量。位置運算部405將表示連桿101之位置之位置資訊輸出至電流控制部402。位置運算部405當從主控制部20被輸入原點復位指示時,將被輸入原點復位指示時之線性馬達10C之連桿101及加壓體11之位置設定為原點(基準位置)。
電角度運算部406根據磁力感測器112所輸出之正弦波信號及餘弦波信號而算出電角度。又,電角度運算部406若從主控制部20被輸入原點復位指示,則將預先設定之初始電角度設為當前之電角度。電角度運算部406將算出之電角度輸出至電力轉換器403。初始電角度係連桿101處於可動範圍之上側之端之位置時的電角度。
圖9係表示第1實施形態之加工裝置1按壓工件33時之輔助控制部40所進行之控制之流程圖。於輔助控制部40中,若從主控制部20被輸入原點復位指示(步驟S301),則電角度運算部406將初始電角度設定為當前之電角度(步驟S302)。
電流控制部402係若進行電角度之設定,則進行保持電流之檢測(步驟S303)。於保持電流之檢測中,電流控制部402例如於將使線性馬達10C產生朝上之最大推力之電壓指令輸出至電力轉換器403後,使電壓指令慢慢變小而使線性馬達10C所產生之推力慢慢減小。電流控制部402係每當變更電壓指令時,判定連桿101之位置是否變化,且將與連桿101之位置即將變化之前之電壓指令對應之電流值作為保持電流而記憶。保持電流之檢測係於電流控制部205暫時停止向線性馬達10A及10B之通電之期間進行。
電流控制部402係若檢測出保持電流,則將對線性馬達10C通入保持電流之電壓指令輸出至電力轉換器403,而開始保持電流之通電(步驟S304)。
電流控制部402係若開始保持電流之通電,則判定來自外部之動作開始信號是否成為接通(步驟S305),且於動作開始信號成為接通之 前待機(步驟S305:否)。若動作開始信號成為接通(步驟S305:是),則電流控制部402將與電流指令產生部401所產生之電流指令對應之電壓指令輸出至電力轉換器403,開始藉由電流指示之通電(步驟S306)。
電流控制部402判定加壓體11之位置是否到達FL模式開始位置(FL2POSMAIN2)(步驟S307),且於加壓體11之位置到達FL模式開始位置(FL2POSMAIN2)之前進行藉由電流指令之通電(步驟S307:否)。若加壓體11之位置到達FL模式開始位置(FL2POSMAIN2)(步驟S307:是),則電流控制部402將與保持電流對應之電壓指令輸出至電力轉換器403,開始藉由保持電流之通電(步驟S308)。
電流控制部402係若開始藉由保持電流之通電,則判定動作開始信號是否斷開(步驟S309),且於動作開始信號成為斷開之前待機(步驟S309:否)。若動作開始信號成為斷開(步驟S309:是),則電流控制部402將與電流指令產生部401所產生之電流指令對應之電壓指令輸出至電力轉換器403,開始藉由電流指示之通電(步驟S310)。
電流控制部402若開始藉由電流指示之通電,則判定加壓體11是否到達速度切換位置(FL3POS)(步驟S311),且於加壓體11到達速度切換位置(FL3POS)之前待機(步驟S311:否)。若加壓體11到達速度切換位置(步驟S311:是),則電流控制部402判定位置指令之輸入是否停止(步驟S312),且於位置指令之輸入停止之前待機(步驟S312:否)。
若位置指令之輸入停止(步驟S312:是),則電流控制部402將與保持電流對應之電壓指令輸出至電力轉換器403,且開始藉由保持電流之通電(步驟S313),結束將工件33按壓至印刷配線基板31時之動作。
圖10係表示圖7所示之主控制部20所進行之自步驟S202至步驟S209為止之處理之速度、電流、及動作完成信號之變化之波形圖。於 該圖中,縱軸表示加壓體11之位置。
主控制部20係若動作開始信號成為接通,則驅動線性馬達10A及10B而使加壓體11以第1速度(FL1POS)朝工件33移動。主控制部20係若加壓體11到達FL模式開始位置(FL2POSMAIN2),則使加壓體11自第1速度(FL1SPD)減速至第2速度(FL2SPD)為止。此時,輔助控制部40藉由追隨於主控制部20之電流指令使線性馬達10C驅動,而縮短自停止狀態至到達第1速度為止之所需時間。
主控制部20係使加壓體11以第2速度(FL2PD)朝工件33移動,而將工件33朝印刷配線基板31按壓。此時,主控制部20係若將加壓體11按壓至工件33之力大於與電流限制值(FL2I)對應之力,則使動作完成信號接通。此時,輔助控制部40進行保持電流之通電,使線性馬達10C支持線性馬達10A、10B及10C之各者之連桿101、連結板12、及加壓體11之重量。
圖11係表示圖7所示之主控制部20所進行之自步驟S212至步驟S217為止之處理之速度、電流、及動作完成信號之變化之波形圖。於該圖中,縱軸表示加壓體11之位置。
主控制部20係於將加壓體11按壓至工件33後,以第3速度(FL3SPD)使加壓體11朝原點移動、上升。主控制部20係若加壓體11到達速度切換位置,則以較第3速度(FL3SPD)更快之第4速度(FL4SPD)使加壓體11朝原點移動。主控制部20當加壓體11靠近原點時,以於原點加壓體11之速度成為零之方式使線性馬達10之連桿101之移動速度減速,當加壓體11到達原點時,使動作完成信號斷開。此時,輔助控制部40藉由追隨於主控制部20之電流指令使線性馬達10C驅動,而縮短使加壓體11朝原點移動時所需之時間。
如上所述,主控制部20進行對於將工件33按壓於印刷配線基板31時之線性馬達10A及10B之控制時,輔助控制部40進行使線性馬達 10C產生與重力相反方向之推力之控制。藉此,由線性馬達10C支持各線性馬達10之連桿101、連結板12、加壓體11之自重,能夠進行以自重以下之負荷按壓工件33之線性馬達10A及10B之推力控制。
又,於使加壓體11自原點朝FL模式開始位置移動時,及於對工件33按壓完成後使加壓體11朝原點移動時,輔助控制部40追隨於對於線性馬達10A及10B之控制而控制線性馬達10C。藉由使線性馬達10C追隨於線性馬達10A及10B並驅動,而可於加壓體11之加減速中取得較大推力。
藉由主控制部20與輔助控制部40之協同控制,而無需使用用於抵消重力等作用於加壓體11之力之平衡用平衡塊,故而不會使線性馬達10A及10B之推力損失。又,主控制部20無需考慮作用於加壓體11之重力等之影響而可容易地進行線性馬達10A及10B之推力控制。
如圖1所示,線性馬達10C之連桿101固定於連結板12之位置成為夾於線性馬達10A及線性馬達10B各者之連桿101固定於連結板12之位置的位置,故而可抑制於線性馬達10C由保持電流控制而產生向上之推力,且線性馬達10A及線性馬達10B產生向下之推力時,因對連結板12作用不同方向之力所致的扭曲之產生。又,自與線性馬達10C之連桿101固定於連結板12之面垂直之方向觀察時,藉由以固定之位置與加壓體11安裝於連結板12之位置重疊之方式安裝加壓體11,可隔著連結板12而平衡性佳地對加壓體11施加負荷。
(變化例)
對利用控制流過線性馬達10A及10B之電流時之主控制部20之控制之電流分辨率、與控制流過線性馬達10C之電流時之輔助控制部40之控制之電流分辨率之差的推力控制進行說明。此處,對線性馬達10A、10B及10C之於每1[A]電流之推力相同之情形進行說明。此處,所謂電流分辨率係指於向線性馬達10之通電中使電流變化時之最小單 位。
圖12係表示利用主控制部20與輔助控制部40之間之電流分辨率之差之推力控制之一例之圖。於圖12所示之例中,主控制部20之電流分辨率Rm為2[A],輔助控制部40之電流分辨率Ra為0.4[A]。又,支持各線性馬達10之連桿101、連結板12、及加壓體11之自重之保持電流H為-4[A]。再者,各電流值中,正電流值為產生鉛直向下之推力之電流值,負電流值為產生鉛直向上之推力之電流值。
此處,於賦予在按壓工件33時流過線性馬達10A及10B之電流之指令值即按壓電流指令U之情形時,如以下般算出主控制部20之按壓電流值(限制電流指令)與輔助控制部40之輔助電流值(保持電流)。首先,根據按壓電流指令U而使用下式(2)及下式(3)算出主控制部20之按壓電流值Am。式(2)之函數ceil(x)係相對於實數x取得x以上之最小之整數之上取整函數。
A=ceil(U/Rm)…(2)
Am=Rm×A…(3)
輔助控制部40之按壓電流值Aa係使用下式(4)~下式(6)而算出。式(5)中之函數floor(x)係相對於實數x取得x以下之最大之整數之下取整函數。
B=U-Am…(4)
B'=floor(B/Ra)…(5)
Aa=H+Ra×B'…(6)
如圖12所示般,於按壓電流指令U為1[A]、11[A]、13[A]、15.1[A]及18.7[A]之各者之情形時,若對線性馬達10C僅進行藉由保持電流之通電,則相對於線性馬達10A及10B之按壓電流指令Am成為2[A]、12[A]、14[A]、16[A]及20[A]。於該等情形中,於工件33之按壓中所產生之誤差為1[A]、1[A]、1[A]、0.9[A]及1.3[A]。
另一方面,於使用上述式(2)~式(6)之情形時,於按壓電流指令為1[A]、11[A]、13[A]、15.1[A]及18.7[A]之各者之情形時,於產生工件33之按壓負荷之電流值Atotal所產生之誤差為0.2[A]、0.2[A]、0.2[A]、-0.1[A]、及-0.1[A],從而可取得精度較高之按壓負荷。
變化例之限制電流指令與保持電流之修正係於輔助控制部40進行保持電流之檢測之後進行。例如,將於輔助控制部40所檢測出之保持電流及輔助控制部40之電流分辨率通知至主控制部20之速度控制部203,根據自上位之裝置輸入之按壓電流指令,而由速度運算部203算出主控制部20之按壓電流值(修正後之限制電流指令)與輔助控制部40之輔助電流值(修正後之保持電流)。速度控制部203使用已算出之按壓電流值來代替預先設定之電流限制值(FL2I)而動作。輔助控制部40之電流控制部402取得速度控制部203所算出之輔助電流值,且使用輔助電流值來代替保持電流而動作。
如以上般,藉由對按壓工件33時之主控制部20之限制電流指令與輔助控制部40之保持電流進行修正,與輔助控制部40僅將支持自重之保持電流通入線性馬達10C之情形相比,可取得精度較高之按壓負荷。
再者,於第1實施形態之加工裝置1中,對主控制部20控制2個線性馬達10A及10B之構成進行了說明。然而,並非限定於該構成,主控制部20既可控制1個線性馬達10,亦可控制3個以上之線性馬達。再者,於主控制部20控制3個以上之線性馬達10之情形時,亦可將線性馬達10C之連桿101固定於該等線性馬達10之連桿101固定於連接板12之位置的重心。
又,於第1實施形態之加工裝置1中,對輔助控制部40控制1個線性馬達10C之構成進行了說明。然而,並非限定於該構成,輔助控制部40亦可控制2個以上之線性馬達10。此時,將輔助控制部40控制之 線性馬達10之連桿101固定於連結板12之位置,亦可設為該位置之重心與主控制部20所控制之線性馬達10的連桿101固定於連結板12之位置之重心一致。
又,於第1實施形態之加工裝置1中,對使用連桿型之線性馬達10之構成進行了說明。然而,並非限定於該構成,亦可使用滑塊型線性馬達。
(第2實施形態)
圖13係表示應用第2實施形態之線性馬達裝置之加工裝置2之構成之方塊圖。再者,對與第1實施形態之加工裝置1所具備之構成元件相同之構成元件附加相同符號,且省略重複之說明。加工裝置2包含:線性馬達50,其包含線性馬達51A及線性馬達51B而構成;加壓體11,其安裝於線性馬達51A及線性馬達51B之轉子即連桿101;主控制部20,其係作為控制線性馬達51A之驅動之第1控制部;輔助控制部40,其係作為控制線性馬達51B之驅動之第2控制部。線性馬達51A及線性馬達51B之轉子係形成為1個連桿101,連桿101根據將線性馬達51A及線性馬達51B之轉子之各者所產生之推力合成所得之合力而移動。
線性馬達50以包含線性馬達51A及線性馬達51B之方式構成為1個馬達。具體而言,線性馬達51A之複數個線圈及線性馬達51B之複數個線圈配置於同一軸上,且以貫通各線圈內之方式配置連桿10。於圖13所示之構成中,於鉛直方向之上側配置有複數個線性馬達51A,於線性馬達51A之複數個線圈之下側配置有線性馬達51B之線圈。於線性馬達50中,於線性馬達51A之上側配置有磁力感測器121。線性馬達51A及線性馬達51B係與第1實施形態中所示之線性馬達10同樣地包含複數個線圈。U相、V相及W相之任一者分配於各線圈,將U.V.W相之3個線圈作為一組而形成三相線圈。線性馬達51A及線性馬達 51B之各者包含複數個三相線圈。
於第2實施形態之加工裝置2中,主控制部20控制線性馬達51A,輔助控制部40控制線性馬達51B。於線性馬達51A產生推力而將工件33按壓於印刷配線基板31時,輔助控制部40進行使線性馬達51B產生與重力為相反方向之推力。藉此,線性馬達51B可支持連桿101與加壓體11之自重,從而能夠進行以自重以下之負荷按壓工件33之線性馬達51A之推力控制。
又,藉由將主控制部20控制之線性馬達51A設為較線性馬達51B更靠近磁力感測器之位置,可抑制因由使用加工裝置2之環境溫度所致之連桿101的膨脹或收縮而產生之位置檢測之誤差之影響。
再者,於圖13中,對將線性馬達51A之複數個線圈、與線性馬達51B之複數個線圈分開配置之構成進行了說明。然而,並非限定於圖13所示之構成,亦可將線性馬達51A之複數個線圈與線性馬達51B之複數個線圈於線性馬達50交替配置。例如,亦可如圖14所示般配置。圖14係表示將2個線性馬達51A、51B之各者之線圈交替配置之一例之圖。如圖14所示般,將U.V.W相之一組線圈於線性馬達51A之複數個線圈與線性馬達51B之線圈交替配置。藉由此種配置,線性馬達51A與線性馬達51B所接觸之部位增加,可於連桿101使線性馬達51A與51B所產生之不同方向之力施加之部位分散。藉此,可降低因不同方向之力作用於連桿101所產生之連桿101之變形或劣化。
又,即便於第2實施形態之加工裝置2中,亦如第1實施形態中所示般,可利用主控制部20與輔助控制部40之電流分辨率之差而提高按壓負荷之精度。
又,於圖13中已對線性馬達50包含2個線性馬達51A、51B之構成進行了說明,然而,亦可為線性馬達50包含設連桿101(轉子)為共通、且線圈中心配置於同一軸上之3個以上線性馬達之構成。
再者,於各實施形態中,表示線性馬達所具有之轉子之移動方向為鉛直方向,及輔助控制部40產生抵消作為外力之重力之推力的構成。然而,即便於除重力以外之外力作用於轉子等之情形時,藉由輔助控制部40控制線性馬達而產生抵消外力之推力,而主控制部20無需考慮作用於轉子之外力之影響即可控制線性馬達,從而可容易地進行控制。
上述主控制部及輔助控制部亦可於內部具有電腦系統。於該情形時,上述線性馬達之控制之處理過程係以程式之形式記憶於電腦可讀取之記錄媒體,藉由電腦讀取並執行該程式而進行上述處理。此處所謂電腦可讀取之記錄媒體係指磁碟、光碟、CD-ROM(compact disc read only memory,緊密光碟唯讀記憶體)、DVD-ROM(digital versatile disc-read only memory,數位多功能光碟唯讀記憶體)、半導體記憶體等。又,亦可藉由通信線路將該電腦程式發送至電腦,且由接收到該發送之電腦執行該程式。
[產業上之可利用性]
本發明亦可應用於一面抑制驅動之線性馬達之推力損失一面容易地進行推力控制之情況不可欠缺之用途。

Claims (9)

  1. 一種線性馬達裝置,其包含:第1線性馬達及第2線性馬達,其等轉子連動地朝相同方向運動;第1控制部,其使上述第1線性馬達產生推力而經由上述轉子對加壓對象物施加負荷;及第2控制部,其控制使上述第2線性馬達產生之推力;且上述第2控制部係:於上述第1控制部使負荷施加於上述加壓對象物之情形時,使上述第2線性馬達產生與對於上述轉子而由重力產生之力相反方向之推力;上述第1控制部係以上述線性馬達裝置之自重以下之負荷按壓上述加壓對象物。
  2. 如請求項1之線性馬達裝置,其中上述第2控制部於上述第1控制部未使負荷施加於加壓對象物之情形時,使第2線性馬達產生與第1線性馬達所產生之推力為相同方向之推力。
  3. 如請求項1或2之線性馬達裝置,其中包含連接上述第1線性馬達所具有之轉子與上述第2線性馬達所具有之轉子之連結板。
  4. 如請求項3之線性馬達裝置,其中於設置有複數個上述第1線性馬達之情形時,於被夾在上述第1線性馬達之轉子各者被固定於上述連結板的位置之間之位置,將上述第2線性馬達之轉子固定於上述連結板。
  5. 如請求項1或2之線性馬達裝置,其中上述第1線性馬達所具有之轉子與上述第2線性馬達所具有之轉子作為一體而形成於同一軸上。
  6. 如請求項5之線性馬達裝置,其中上述第1線性馬達中具備之複 數個線圈、與上述第2線性馬達中具備之複數個線圈係交替配置。
  7. 如請求項1或2之線性馬達裝置,其中上述第1線性馬達所具有之轉子與上述第2線性馬達所具有之轉子之移動方向係鉛直方向,上述第2控制部係於上述第1控制部使負荷施加於上述加壓對象物之情形時,使上述第2線性馬達產生支持上述轉子之重量之鉛直向上之推力。
  8. 如請求項1或2之線性馬達裝置,其中於上述第1控制部對於上述第1線性馬達之通電中的電流分辨率、與上述第2控制部對於上述第2線性馬達之通電中的電流分辨率不同之情形時,上述第2控制部使上述第2線性馬達產生較對於上述第1線性馬達及上述第2線性馬達各者之轉子而由重力產生之力更大的相反方向之推力。
  9. 一種控制方法,其係線性馬達裝置之控制方法,該線性馬達裝置包含:第1線性馬達及第2線性馬達,其等轉子連動地朝相同方向運動;第1控制部,其使上述第1線性馬達產生推力而經由上述轉子對加壓對象物施加負荷;及第2控制部,其控制使上述第2線性馬達產生之推力;且該控制方法具有:第1步驟,其中上述第2控制部於上述第1控制部使負荷施加於上述加壓對象物之情形時,使上述第2線性馬達產生與對於上述轉子而由重力產生之力相反方向之推力;第2步驟,其中上述第1控制部以上述線性馬達裝置之自重以下之負荷按壓上述加壓對象物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11698309B2 (en) 2020-03-05 2023-07-11 Delta Electronics, Inc. Linear actuator

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6699729B2 (ja) * 2016-06-16 2020-05-27 村田機械株式会社 位置決め制御装置及び型締装置
JP7188850B2 (ja) * 2018-08-01 2022-12-13 Thk株式会社 アクチュエータ
CN115459663A (zh) 2021-05-20 2022-12-09 台达电子工业股份有限公司 马达控制方法
TWI760228B (zh) * 2021-05-20 2022-04-01 台達電子工業股份有限公司 馬達控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000312992A (ja) * 1999-04-28 2000-11-14 Sodick Co Ltd プレス機械
JP2001225194A (ja) * 2000-02-14 2001-08-21 Sodick Co Ltd プレス装置及びプレス方法
JP2008093665A (ja) * 2006-10-05 2008-04-24 Hitachi Zosen Fukui Corp プレス装置
TW200849773A (en) * 2006-09-28 2008-12-16 Murata Machinery Ltd Linear motor device and machine tool having the same mounted thereon
CN102574189A (zh) * 2009-11-10 2012-07-11 通快机床两合公司 机床的压力机驱动装置和加工方法
CN103105743A (zh) * 2013-02-06 2013-05-15 清华大学 带平面衍射光栅测量的具有六自由度粗动台的掩膜台***

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3938088A1 (de) * 1989-11-16 1991-05-23 Bosch Gmbh Robert Bestueckkopf fuer elektronische bauelemente
JPH08309620A (ja) 1995-05-16 1996-11-26 Fanuc Ltd 形彫り放電加工機
US6590355B1 (en) * 1999-06-07 2003-07-08 Nikon Corporation Linear motor device, stage device, and exposure apparatus
JP4824424B2 (ja) * 2006-02-21 2011-11-30 オークマ株式会社 リニアモータ
AT510052B1 (de) * 2010-06-21 2013-07-15 Andritz Tech & Asset Man Gmbh Antriebseinheit für einen stanzautomat oder eine presse

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000312992A (ja) * 1999-04-28 2000-11-14 Sodick Co Ltd プレス機械
JP2001225194A (ja) * 2000-02-14 2001-08-21 Sodick Co Ltd プレス装置及びプレス方法
TW200849773A (en) * 2006-09-28 2008-12-16 Murata Machinery Ltd Linear motor device and machine tool having the same mounted thereon
JP2008093665A (ja) * 2006-10-05 2008-04-24 Hitachi Zosen Fukui Corp プレス装置
CN102574189A (zh) * 2009-11-10 2012-07-11 通快机床两合公司 机床的压力机驱动装置和加工方法
CN103105743A (zh) * 2013-02-06 2013-05-15 清华大学 带平面衍射光栅测量的具有六自由度粗动台的掩膜台***

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11698309B2 (en) 2020-03-05 2023-07-11 Delta Electronics, Inc. Linear actuator

Also Published As

Publication number Publication date
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CN106537762B (zh) 2018-05-11
WO2016013664A1 (ja) 2016-01-28
US20170207734A1 (en) 2017-07-20
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JP2016032427A (ja) 2016-03-07
US9948218B2 (en) 2018-04-17

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