[发明专利]用于受控地相对定子输送运输体的具有定子的输送装置

说明书

本发明涉及一种输送装置（10），其具有定子（100）和至少一个运输体（200），其中，输送装置（10）设置用于，以受控的方式相对定子（100）输送至少一个运输体（200），其中定子或至少一个运输体具有多个能运动地布置的调整磁体（26），调整磁体分别经由调整元件（114）与定子（100）或运输体连接，其中，调整元件（114）设置用于，以受控的方式改变与之连接的调整磁体（26）相对定子（100）或运输体的位置和/或定向。在此，另一个部分，这就是说运输体（200）或定子具有至少两个固定式磁体（22），固定式磁体以不能运动的方式与运输体或定子连接。此外，定子（100）和至少一个运输体（200）借助固定式磁体（22）和调整磁体（26）磁联接，并且输送装置（10）设置用于，通过对调整磁体（26）借助调整元件（114）的受控的定位和/或定向来相对定子（100）输送至少一个运输体（200）。

技术领域

本发明涉及用于受控地相对定子输送运输体的具有定子的输送装置和用于运行该输送装置的方法。本发明优选可以在磁悬浮的范畴内用于悬浮地运输物体和用于物体的定位和/或定向。本发明在此可以优选应用在制造技术的领域内、机械制造和基建中、物流或人员运输中。

背景技术

在技术制造的范畴内，必须经常运输或定位诸如材料、工件、工具或成品这样的物体。为此使用与待输送的物体处于直接的机械接触的传统的接触式系统，如带式运输机、牵引式进料机构、圆工作台或用于运输工件的移动式机器人、轴系统或用于定位工件或工具的工业机器人、用于加工和检验工艺的特种装置。

无接触的输送系统也是公知的，其例如应用在机械制造和基建中，例如用于在包装机中运输货物、用于对机械元件定位或用于使工具尽可能精确地对准工件、例如用于激光加工或者在半导体工业中用于曝光光刻机中的基底。在此，可以使用用于使物体悬浮的系统。

磁悬浮中的一个挑战在于，建立稳定地在磁场中悬浮的结构。另一个挑战在于，对应目标规定自动地沿全部六个自由度（沿平移和旋转各三个自由度）对悬浮的结构定位和/或使悬浮的结构运动，这也被称为完全的磁悬浮。

为此可以使用简化的系统，在所述系统中，例如通过机械的支撑支承件机械接触地导引磁悬浮结构的一个或多个自由度，因而仅还须磁性导引五个或更少的自由度。因此这不是完全的磁悬浮。

US 8 803 646 A中公开了另一个系统。在此，以如下方式将一个磁陀螺保持在悬浮状态中，即，不是通过磁力、而是通过惯性力无接触地稳定化一个自由度，亦即陀螺的旋转轴。这也不是完全的磁悬浮。

此外，文献CA 2 905 783 A公开了一种由在有传导能力的基底上方的平台中的旋转的永磁体构成的装置。所述平台在有传导能力的基底上感受到浮力，因为旋转的磁体引起了在有传导能力的基底中的涡流，涡流的磁场又排斥永磁体。在此，多个自由度是不受控的，因此在此也不涉及完全的磁悬浮。

空气支承的平面马达也是可能的。在此，运输体无接触地在定子上方运动。悬浮通过吸引力和排斥力的均衡达到，其中，吸引以在运输体中的电磁线圈和定子中的结构化的铁磁板之间的磁力为基础，排斥则通常通过气动的空气支承件，也就是说在运输体和定子之间的空气垫产生。悬浮间距典型地明显小于1 mm并且运动大多局限于一个平面并且因此局限于少于六个自由度。此外，运输体经常与定子电连接，因而基于馈电传导可能强烈地限制所述运动自由度，特别是在一个定子上存在多个运输体时。因为使用空气支承件并且不能对运输体的全部六个自由度定位，所以该系统也无法提供完全的磁悬浮。

例如由文献WO 2015/017933 A公知有六个自由度和具有没有电缆连接的运输体的磁悬浮系统。这种系统经常以装备有永久磁体的运输体在装备有大量无铁的电磁线圈的定子磁场中的磁性排斥为基础。运输体的位置由传感器检测并且通过线圈电流的变化加以调节。这种系统实现了完全的磁悬浮，但是它们对多种应用的适用性仅是有限的。这种系统尤其经常具有在一些自由度中、首先在垂直于定子平面或作用面或输送面的维度中强烈受限的运动区域，因而例如Z升程、俯仰和/或滚动仅极为有限地可行。