用平面驱动系统加工物体技术方案

本发明专利技术涉及一种用平面驱动系统

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用平面驱动系统加工物体


[0001]本专利技术涉及一种用平面驱动系统加工物体的方法
。
本专利技术还涉及一种用于实施该方法的平面驱动系统的控制单元涉及一种具有这种控制单元的平面驱动系统
。
[0002]本专利申请要求享有
2021
年4月
12
日的德国专利申请
DE 102021 108 987.5
的优先权，该申请的公开内容引入本文以供参考
。

技术介绍

[0003]平面驱动系统可用于自动化技术，特别是制造技术
、
搬运技术和工艺工程
。
平面驱动系统可用于在至少两个线性独立的方向上移动或定位设备或机器的可动元件，例如转子
。
平面驱动系统可包括永久激励电磁平面马达，该平面马达具有平面定子和可在定子上沿至少两个方向运动的转子
。
[0004]在永久激励电磁平面马达中，定子单元的通电线圈组与转子的多个磁体配置的驱动磁体发生磁性相互作用，从而对转子施加驱动力
。
[0005]现有技术中已知的平面驱动系统具有细长的矩形线圈组和细长的矩形转子磁体单元
。
例如，专利申请公开案
DE 10 2017 131 304 A1
中就描述了这种平面驱动系统
。
有了这样的平面驱动系统，转子就可以进行线性平移运动
。
这意味着，通过这种平面驱动系统，转子可以在定子面上方
(
细长的矩形线圈组布置在该定子面下方
)
平行于定子面自由运动，以及至少在距离定子面不同的距离上可垂直于定子面进行运动
。
此外，这种平面驱动系统还能使转子倾斜几度和旋转几度
。
后两种运动可以在定子面的任意点上方进行
。
特别是，转子可以从正常位置转出
20
°
。
转子不可能在定子面的任意点上方进行完整旋转
。
[0006]具有圆形线圈组的平面驱动系统是现有技术中已知的，参见
2008 年
10
月
20
‑
22
日在美国密歇根州安阿伯市举行的
2008 ASME
动态系统与控制会议
DSCC2008
论文集
。
圆形线圈组对于转子的旋转是有利的，但对于转子的线性平移运动却有相当大的缺点，可能导致不稳定的
、
忽动忽停的移行运动
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种用平面驱动系统加工物体的方法，该方法对转子旋转加以利用
。
本专利技术的另一个目的是提供一种用于平面驱动系统的控制单元，通过该平面驱动系统可以控制该方法
。
本专利技术的另一个目的是提供一种具有这种控制单元的平面驱动系统
。
[0008]这些目的通过独立权利要求中的物体加工方法
、
控制单元和平面驱动系统而达成
。
从属权利要求中指出了有利的技术方案
。
[0009]一种平面驱动系统，具有：至少一个定子单元，该定子单元具有多个用于产生定子磁场的线圈组；定子单元上方的定子面；以及至少一个转子，该转子具有多个用于产生转子磁场的磁体单元
。
线圈组可被设计成细长的矩形线圈组
。
至少一个定子单元可被设计成多个线圈组具有两个不同的互成直角的主要延伸方向，转子的磁体单元也互成直角
。
通过为
线圈组通电，转子可以沿着两个主要延伸方向在定子面上方运动
。
此外，还可以将两个运动进行矢量叠加，从而实现转子在定子面上方的自由定位
。
就像在申请人以
XPlanar
名称销售的平面驱动系统中那样，定子面可由多个定子模块的顶面组成，每个定子模块中设有四个定子单元
。
平面驱动系统进一步具有位于定子面上方的加工元件
。
此外，平面驱动系统还具有至少一个旋转位置，其中转子可在旋转位置上围绕垂直于定子面的旋转轴旋转
。
加工元件的空间布置由旋转位置规定
。
用这种平面驱动系统加工物体的方法包括以下步骤：
[0010]‑
为线圈组通电，使转子带着布置在转子上的物体运动到旋转位置；
[0011]‑
为线圈组通电，使转子旋转；
[0012]‑
通过转子的旋转来加工物体，其中加工元件作用于物体
。
[0013]由于旋转位置规定了加工元件的空间布置，因此可以利用物体与加工元件之间在转子旋转过程中的相互作用来加工物体
。
换言之，这意味着加工元件的空间布置是根据旋转位置来选择的
。
特别是，可以在定子面上方提供多个旋转位置，其中加工元件的空间布置由其中一个旋转位置规定
。
在此情况下可设置成：加工元件执行进一步的运动
。
特别是，加工元件可以平行于定子面或垂直于定子面运动
。
如果需要加工元件和物体在加工过程中相对旋转，则可以设置成：仅通过转子的旋转来实现这一旋转
。
[0014]亦即，这种方法能够将待加工物体放置在转子上，并且由转子旋转触发，用加工元件对物体进行加工
。
这种方法可以灵活地对物体进行加工，因为加工步骤不一定由每个带有物体的转子执行，而是可以只由个别转子执行
。
总之，利用转子旋转和加工元件对物体进行加工的方法为实现灵活的自动化系统提供了进一步的可能性，在该自动化系统中，带有在定子面上方运动的转子的平面驱动系统被用来运输物体
。
在此情况下，转子既可用于运输，又可用于通过旋转进行加工，从而实现这样一种灵活的自动化系统：只需以可能的最低频度将物体移到转子上或从转子上取下，因为可以在物体放置在转子上的情况下执行尽可能多的加工步骤
。
[0015]在所述方法的一种实施方式中，根据四个定子单元的接触点确定旋转位置
。
如果转子也包括四个磁体单元，并且四个定子单元和转子的四个磁体单元可以相互作用，使得位于转子中心点处的转子对称中心位于四个定子单元的接触点上方，则情况尤为如此
。
其中，定子单元可布置在一个或多个可共同形成定子面的定子模块内
。
举例而言，如果四个定子单元布置在一个定子模块内，则旋转位置可由该定子模块内的四个定子单元的接触点规定，但也可由相邻定子模块的定子单元的接触点规定，即，例如位于定子模块外缘的中心或定子模块的一角
。
[0016]也就是说，加工元件的位置不能自由选择，而是取决于定子单元的位置和设计
。
不过，由于转子可以在四个定子单元相互接触的所有旋转位置上旋转，因此总体上可以实现平面驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用平面驱动系统
(1)
加工物体
(20)
的方法，其中所述平面驱动系统
(1)
具有：至少一个定子单元
(3)
，所述定子单元各自具有多个用于产生定子磁场的线圈组
(4)
；所述定子单元
(3)
上方的定子面
(5)
；以及至少一个转子
(10)
，所述转子具有多个用于产生转子磁场的磁体单元
(11)
，其中在所述定子面
(5)
上方设有加工元件
(100)
，其中所述平面驱动系统
(1)
具有至少一个旋转位置
(7)
，其中所述转子
(10)
可在所述旋转位置
(7)
上围绕垂直于所述定子面
(5)
的旋转轴
(13)
旋转，其中所述加工元件
(100)
的空间布置由所述旋转位置
(7)
规定，所述方法包括以下步骤：为所述线圈组
(4)
通电，使所述转子
(10)
带着布置在所述转子
(10)
上的所述物体
(20)
运动到所述旋转位置
(7)
；为所述线圈组
(4)
通电，使所述转子
(20)
旋转；通过所述转子的旋转来加工所述物体
(20)
，其中所述加工元件
(100)
作用于所述物体
(20)。2.
根据权利要求1所述的方法，其中根据四个定子单元
(3)
的接触点确定所述旋转位置
(7)。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其中所述加工元件
(100)
和所述转子
(10)
在转子旋转过程中平行于所述旋转轴
(13)
地进行相对运动
。4.
根据权利要求3所述的方法，其中以某种方式转动所述转子
(10)
，并且以某种方式执行所述加工元件
(100)
和所述转子
(10)
平行于所述旋转轴
(13)
的所述相对运动，使得对于布置在所述转子
(10)
上的所述物体
(20)
以及所述加工元件
(100)
而言，第一运动和第二运动相对叠加
。5.
根据权利要求4所述的方法，其中所述加工元件
(100)
将用于所述物体
(20)
的盖子
(22)
保持住，并且通过所述叠加的第一运动和第二运动将所述盖子
(22)
拧到所述物体
(20)
上
。6.
根据权利要求4或5所述的方法，其中所述加工元件
(100)
被布置成使得所述盖子
(22)
的中心点位于所述旋转位置
(7)
上方
。7.
根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中所述转子
(10)
旋转，并且所述加工元件
(100)
朝所述转子
(10)
运动
。8.
根据权利要求4所述的方法，其中所述转子
(10)
具有螺钉保持器
(30)
，其中所述物体
(20)
是螺钉
(31)
，其中所述螺钉保持器
(30)
将所述螺钉
(31)
保持住，并通过所述叠加的第一运动和第二运动将所述螺钉拧入由所述加工元件
(100)
保持的其他物体
(32)
中
。9.
根据权利要求8所述的方法，其中所述转子
(10)
在旋转运动过程中沿所述旋转轴
(13)
远离所述定子面
(5)
，其中所述转子
(10)
每转一圈的距离变化取决于所述螺钉
(31)
的螺距
。10.

【专利技术属性】
技术研发人员：费利克斯，
申请(专利权)人：倍福自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：