DD217071A1

DD217071A1 - Verfahren zum ansteuern eines elektromagnetischen antriebes

Info

Publication number: DD217071A1
Application number: DD25347083A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Riessland; Wolfgang Wagner; Guenther Opitz
Original assignee: Mikroelektronik Zt Forsch Tech
Priority date: 1983-07-28
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1985-01-02

Abstract

DIE ERFINDUNG WIRD IN MECHANISCH EMPFINDLICHEN SYSTEMEN ZUM ANSTEUERN VON ELEKTROMAGNETISCHEN ANTRIEBEN EINGESETZT. ZIEL UND AUFGABE DER ERFINDUNG IST ES, DIE ZEIT ZUR HOEHENPOSITIONIERUNG DER HALBLEITERSCHEIBE DURCH DEN VIELFACHSONDENTASTER ZU VERKUERZEN. DIE ANTRIEBS- UND BREMSKRAEFTE SIND SO ZU BEMESSEN, DASS UEBER DEN GESAMTEN POSITIONIERWEG EINE ANNAEHERND KONSTANTE GESCHWINDIGKEIT ERREICHT WIRD. DES WEITEREN SOLLEN MECHANISCHE SCHWINGUNGEN AUF DEN WAFERPROBER VERRINGERT WERDEN. DAS VERFAHREN ZUM ANSTEUERN EINES ELEKTROMAGNETISCHEN ANTRIEBES BESTEHT DARIN, DASS NACH ABKLINGEN EINES BESCHLEUNIGUNGSIMPULSES AUF DEN ELEKTROMAGNETISCHEN ANTRIEB EIN ELEKTRISCHER BREMSIMPULS ENTGEGENGESETZTER RICHTUNG EINGELEITET WIRD. DABEI KOENNEN BEIDE IMPULSE ENTWEDER AUF DIE GLEICHE STEUERWICKLUNG WIRKEN UND DIE ELEKTRISCHE POLARITAET ENTGEGENGESETZT IST ODER DIE POLARITAET GLEICH IST UND DIE IMPULSE AUF GETRENNTE STEUERWICKLUNGEN WIRKEN. DIE ERFINDUNG WIRD VORWIEGEND IN AUTOMATISCHEN VIELFACHSONDENTASTEN ANGEWENDET, BEI DENEN EINE SCHNELLE UND PRELLFREIE HUBBEWEGUNG ERFORDERLICH IST.

Description

yerfahren zum Ansteuern eines _/ elektromagnetischen Antriebes. -

Anwendungsgebiet der Erfindung · ' .

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ansteuern eines elektromagnetischen Antriebes mit pneumatischer Dämpfung. Die Erfindung wird in mechanisch empfindlichen Systemen, vorzugsweise in automatischen .·' "Vielfachsondentastern angewendet, bei denen eiiie ' schnelle und .prellfreie Hubbewegung erreicht werden soll.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In dem DD - WP 137, 037 ist eine Hubeinrichtung zum schnellen und prellfreien Kontaktieren beschrieben, bei der ein bistabiles elektromagnetisches Antriebssystem durch einen Stromimpuls geeigneter Polarität und Grö.ße in die jeweils entgegengesetzte Stellung umgeschaltet wird, wobei eine Abbremsung der Bewegung durch pneumatische Wirkung erfolgt. Diese A_rt der .Abbremsung ist besonders effektiv bei kleinen Abständen von der Sollposition, d.h..kurz vor Beendigung des Bewegungsvorganges, da dann eine große Kompression des entsprechenden Luftvolumens erreicht . wird.

nachteilige ist, daß die erzielbaren Bremskräfte unter den gegebenen konstruktiven Bedingungen nicht beliebig

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groß gemacht werden können und so auch, die Antriebskräfte, beschränkt sind,· .wenn ein prellfreies Bremsen erreicht werden soll.. Insbesondere ist nachteilig, daß, bedingt durch den bistabilen Wirkungsmechanismus nach Zurücklegung des halben Positionierweges eine fortwährende Beschleunigung des angetriebenen Teils eintritt, was dazu führt, daß bei Beginn des Wirkens der pneumatischen. Bremsung eine maximale Geschwindigkeit vorhanden ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der>Erfindung besteht darin, ein Verfahren · zum Aasfeuern für einen elektromagnetischen Antrieb mit pneumatischer Dämpfung zu entwickeln, bei dem die Zeit zur Höhenpositionierung der Halbleiterscheibe durch den Yielfachsondentaster verkürzt und störende mechanische Schwingungen auf diesen abgebaut werden. , . ,

Darlegung des Wesens der.Erfindung :

-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ansteuern eines elektromagnetischen Antriebes zu-entwickeln, mit dem der Bewegungsablauf zum Positionieren der.Halbleiterscheibe so beeinflußt wird, daß über den gesamten Positionierweg eine näherungsweise konstante Geschwindigkeit erreicht wird, wobei sowohl die Antriebskräfte als auch die Bremskräfte vergrößert werden sollen.

Zur Lösung der Aufgabe wird von einer prellfreien •Hubeinrichtung ausgegangen, bei der der bewegliche Anker eines Doppelelektromagneten durch einen elektrischen Beschleunigungsimpuls erregt und pneumatisch gedämpft wird.

Erfindungsgemäß besteht das Verfahren zum Ansteuern. 'eines elektromagnetischen Antriebes mit pneumatischer Dämpfung darin, daß nach Abklingen des Beschleunigungsimpuls es dem elektromagnetischen Antrieb ein elektrischer Bremsimpuls zugeführt wird. Dieser ist dem Beschleunigungsimpuls entgegengerichtet. Die Erfindung kann wie folgt zweckmäßig ausgestaltet sein:

Der Beschleunigungs- und Bremsimpuls .wirken auf die / gleiche Steuerwicklung, wobei die elektrische Polarität von beiden Impulsen entgegengesetzt ist, Ss ist auch möglich, voneinander getrennte Steuerwicklungen zu beaufschlagen und damit den Beschleunigungs- und Bremsimpuls auszulösen. In diesem Pail ist die Polarität der Impulse gleich. Desweiteren kann der Beschleunigungsimpuls der ersten Bewegungsrichtung und der Bremsimpuls der zweiten Bewegungsrichtung auf ,die erste Steuerwicklung wirken. Auf die zweite Steuerwicklung, die zur ersten Steuerwicklung einen entgegengesetzten Wickelsinn aufweist, wirken der Beschleunigungsimpuls der zweiten Bewegungsrichtung sowie der Bremsimpuls der ersten Bewegungsrichtung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

'In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein bistabiles Magnetsystem;

Pig. 2 den elektronischen Ansteuerteil für das Magnetsystemj ,

Fig. 3 die Ansteuer-Impulsfolge für die Aufwärtsbewegung; und ,

Fig. 4 Die Änsteuer-Impulsfolge für die Abwärtsbewegung. . . . . '

Der in Fig. 1 ..dargestellte bekannte Doppelelektromagnet mit Luftlagerung ist rotationssymmetrisch aufgebaut und besteht .aus einem feststehenden Teil 1 und einem beweglichen Anker 2. Auf dem feststehenden Teil 1 sind zwei Steuerwicklungen 3 und 4 angeordnet, die in Reihe geschaltet sind. Der feststehende Teil 1 weist zwischen den' Steuerwicklungen 3 und 4 einen ¹ Rückschlußpol 5 auf, dem' zwei Magnetkreise 6 und 7 gemeinsam zugeordnet sind, wobei, der Magnetkreis 6 mit der Steuerwicklung 3 und der Magnetkreis 7 mit der Steuerwicklung 4 verknpüft sind. Der feststehende Teil 1 trägt auf einer 'ersten'Schulter 8 eine obere Anschlagfläche 9 und auf einer zweiten Schulter 10

; eine untere Anschlagfläche 1i . Der' oberen Anschlagfläche 9 ist eine "erste Anschlagfläche 12 des beweglichen Ankers .2 und der unteren Anschlagfläche 1.1 eine zweite Anschlagfläche Ϊ3 des beweglichen Ankers 2 zugeordnet. In dem feststehenden Teil 1 ist ein Kanal 15 vorhanden, der mit.Bohrungen 16-verbunden ist, die in Austrittsdüsen 17 in der oberen und 'unteren Anschlagfläche 9 und 11 münden. Die Austritts-

-'. düsen 17 sind gleichmäßig auf den kreisringförmigen Anschlagflächen 9 und 11 verteilt. Weiterhin sind Austrittsdüsen 17 auf dem feststehenden Pührungsteil 18 angeordnet. Durch die Austrittsdüsen 17 strömt ein unter Druck stehendes gasförmiges Medium. · . .' Die Steuerwicklungen 3 und 4 werden von der in Fig. dargestellten Ansteuerschaltung beaufschlagt. Sie sind über Leistungsverstärker 21 und 22 mit der po-

. sitiven Leistung'sspannung + U^ b'zw. mit der negativen Leistungsspannung,- U, verbunden. Die. Eingänge 23 und 24 der Leistungsverstärker 21 und 22 sind mit

.- 5 -

ODER - Gattern 25, 26 verbunden, die eingangsseitig rait ,.Ul-TD - Gattern 27, 28, 29, 30 verbunden sind,. Die ' .Eingänge 31 des UIiD - Gatters 27 und 32 des UIiD - Gatters 30 sind mit dem Steuerschalter 35 für die Aufwärtsbewegung, die Eingänge 33 des UM) - Gatters 28 und 34· des UIiD - Gatters 29 mit .dem Steuerschalter 36 für die Abwärtsbewegung verbunden.

Weiterhin ist ein Zeitbaustein 37 mit den Eingängen 38 und 39, die mit den Steuerschaltern 35 und 36 νerban- . den sind und in den Auagängen 40 und 41 , die mit den UIiD- Gattern 27, 28, 29, 30 gekoppelt sind, vorhanden. Pig. 3 zeigt die Impulsfolge für die Aufwärtsbewegung. Der bei geschlossenem Steuerschalter 35 auftretende positive Impuls 42 mit der Zeitdauer C^ gelangt über das UHD - Gatter, das ODSH - Gatter.25 und den Leistungsverstärker 21 auf die Steuerwicklungen 3 und 4,, so daß die .Aufwärtsbewegung des beweglichen Ankers 2 erfolgt. Vor Erreichen der oberen End3tellung wird nach Ablauf einer Imoulspause von der Zeitdauer L _o : der negative Impuls 43 mit der Zeitdauer C , ausgelöst, der auf den beweglichen Anker 2 eine der Bewegung entgegen wirkende Kraft ausübt und diesen abbremst. In Pig.-4- ist die Impulsfolge für die Abwärtsbewegung des beweglichen Ankers 2 eines elektromagnetischen Antriebes dargestellt, die sinngemäß der für die Auf-' wärtsbewegung entspricht. '

Weitere Ausführungsbeispiele zum erfindungsgemäßen Verfahren bestehen darin, daß für Beschleunigungsund. Bremsimpuls getrennte Steuerspulen unterschiedlichen Wickelsinns vorhanden sind, so daß beide Impulse gleiche elektrische Polarität" aufweisen können, sowie darin,· daß auch für die beiden Bewegungsrichtungen getrennte Steuerspulen vorhanden sind,, die. somit für beide Bewegungsrichtungen Impulse gleicher Polarität ermöglichen. ·

Claims

Erfindungsanspruch , ,

1. Verfahren zum· Ansteuern ein es "elektromagnetischen ·. Antriebes mit pneumatischer Dämpfung, bei dem der bewegliche Anker eines mit Steuerwicklungen versehenen Doppelelektromagneten durch einen elektrischen Beschleunigungsimpuls erregt wird, gekennzeichnet dadurch, daß-nach Abklingen des Beschieuhigungsimpulses'dem elektromagnetischen'Antrieb ein elektrischer Bremsimpuls zugeführt wird, dessen Wirkung der des Beschleunigungsimpulses entgegengerichtet
2. Verfahren nach Punkt 1 , gekennzeichnet dadurch, daß der Beschleunigungsimpuls und der Bremsimpuls, auf die gleiche Steuerwicklung wirken.und die elektrische Polarität von beiden Impulsen entgegengesetzt..

ist. .. -. ·
3. Verfahren nach Punkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß Beschleunigungsimpuls und Bremsimpuls auf vonein-

'ander getrennte Steuerwicklungen wirken und die. elektrische Polarität von beiden Impulsen gleich ist. ' -. -
4. Verfahren ;nach Punkt-1, gekennzeichnet dadurch, daß· der Beschleunigungsimpuls der ersten Bewegungsrichtung sowie der Bremsimpuls der zweiten Bewegungsrichtung auf eine erste Steuerwicklung wirken und der Beschleunigungsimpuls der zweiten Bewegungsrichtung .sowie der Bremsimpuls der ersten Bewegungsrichtung auf eine zweite Steuerwicklung wirken, die gegenüber der ersten Steuerwicklung mit entgegengesetztem Wickelsinn ausgeführt ist. :

- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -