Первоначально названные в честь Брюса Сойера, который запатентовал конструкцию в 1968 году, двигатели Sawyer представляют собой разновидность плоский двигатель, и иногда их называют “двухкоординатными линейными шаговыми двигателями”, поскольку они используют технологию шаговых двигателей и движущаяся часть может перемещаться как в направлении X, так и в направлении Y.

Как и другие конструкции плоских двигателей, двигатели для пиления состоят из движущейся части, обычно называемой приводом, и неподвижной части, называемой валиком. (Также существуют одноосевые версии двигателей для пильных станков, но эти конструкции по существу одноосные линейные шаговые двигатели.)

Форсунка обычно изготавливается из алюминия и содержит четыре катушки в сборе, причем каждая катушка в сборе состоит из обмоток двигателя (катушек) и постоянного магнита. Узлы катушек могут быть 2-фазный или 4-фазный, при этом 4-фазные конструкции обеспечивают примерно в два раза большее разрешение, чем 2-фазные конструкции. Активная (нижняя) поверхность форсунки имеет прорези в виде зубцов, которые концентрируют магнитный поток, создаваемый при подаче тока на катушки.

Два узла катушек установлены последовательно для обеспечения движения в направлении X, а два других узла катушек установлены ортогонально первым двум, обеспечивая движение в направлении Y. Форсунка также содержит пневматическую несущую систему для поддержания веса форсунки и приложенной нагрузки.

Валик обычно представляет собой отшлифованную стальную пластину, на которой также имеются прорези для образования зубьев. В результате получается структура, похожая на вафлю, а промежутки между зубьями заполняются эпоксидной смолой. Валик служит опорной поверхностью для воздуха, а сила притяжения между форсункой и валиком обеспечивает магнитное поле. предварительная нагрузка на пневматический подшипник система.

Поскольку в двигателях Sawyer используется технология шаговых двигателей, они предназначены для работы в системах с разомкнутым контуром, но работа в замкнутом контуре может быть обеспечена добавлением двух датчиков позиционирования энкодера — по одному для каждого направления движения — для обнаружения потерянных шагов. (Датчик положения действует как инкрементальный энкодер, но вместо использования линейной шкалы он работает совместно с валиком для определения положения.) Хотя возможна работа в режиме полного шага, большинство двухкоординатных линейных шаговых двигателей работают с микрошаговый переход управление для обеспечения высокого разрешения.

Как и в случае с другими конструкциями плоских двигателей, двигатели Sawyer могут использовать несколько независимых сил на одном валике для выполнения сложных, скоординированных движений. И благодаря конструкции форсунки, эти конструкции также могут обеспечивать вращательное (тета) движение на несколько градусов. Двигатели для пильных машин также могут устанавливаться на стене или в перевернутом виде (устанавливаться вверх ногами).

Основными преимуществами пильных двигателей являются их относительно низкая стоимость (даже при работе по замкнутому циклу) и простота использования, не требующая настройки сервопривода. Несмотря на свою относительную простоту, двигатели Sawyer, приводимые в действие микрошаговыми приводами, широко распространены в высокоточных системах обработки полупроводников, таких как шаговые устройства для изготовления пластин, пробоотборники пластин (для тестирования) и устройства для склеивания проволоки. Эти конструкции плоских шаговых двигателей также используются при сборке, подборе и размещении в производстве лекарственных средств и MEMS-системах.