DE10128175A1

DE10128175A1 - Device for precise positioning of a magnetic structure, comprises number of drive units linked to magnetic structure

Info

Publication number: DE10128175A1
Application number: DE2001128175
Authority: DE
Inventors: Heinz-Herbert Radszuweit
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2021-06-12
Also published as: DE10128175B4

Abstract

Zu einer Vorrichtung zur hochgenauen Verstellung und Positionierung einer Magnetstruktur (1) gehört eine Antriebseinrichtung (2), mittels der die Magnetstruktur (1) verstell- und positionierbar ist. Um die Magnetstruktur hochgenau zu verstellen und positionieren zu können, wobei eine Positionsgenauigkeit erreichbar sein soll, die Abweichungen von weniger als 1 mum aufweist, wobei während des Verstellvorgangs Maximalabweichungen von 10 mum erlaubt sein sollen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Antriebseinrichtung (2) mehrere Antriebseinheiten (3, 4, 5, 6) aufweist, die mechanisch voneinander getrennt und mit der Magnetstruktur (1) verbunden sind und die jeweils einzeln und in Abhängigkeit voneinander geregelt - und somit quasi durch eine elektrische Welle verbunden - auf einen vorgebbaren Sollwert verfahrbar sind.A device for high-precision adjustment and positioning of a magnetic structure (1) includes a drive device (2) by means of which the magnetic structure (1) can be adjusted and positioned. In order to be able to adjust and position the magnetic structure with high precision, it being possible to achieve a positional accuracy that has deviations of less than 1 mum, and maximum deviations of 10 mum should be allowed during the adjustment process, according to the invention that the drive device (2) has several Has drive units (3, 4, 5, 6) which are mechanically separated from one another and connected to the magnetic structure (1) and which are each individually and in dependence on one another regulated - and thus quasi connected by an electrical shaft - to a predetermined setpoint ,

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur hochge nauen Verstellung und Positionierung einer Magnetstruktur mit einer Antriebseinrichtung, mittels der die Magnetstruktur verstell- und positionierbar ist.The invention relates to a device for hochge precise adjustment and positioning of a magnetic structure with a drive device by means of which the magnetic structure is adjustable and positionable.

Bei bekannten derartigen Vorrichtungen gehören zur Antriebs einrichtung eine Vielzahl von Stellgliedern, die mittels Wel len und Umlenkgetrieben mit einer Motoreinheit verbunden sind, so daß bei einer Verstellung bzw. bei einer Positionie rung einer Magnetstruktur nur vergleichsweise geringe Genau igkeiten erreichbar waren, wobei darüber hinaus aufgrund der bei der Fertigung der mechanischen Komponenten vorhandenen Toleranzen vergleichsweise große maximale Abweichungen wäh rend des Verstellvorgangs der Magnetstruktur auftreten.In known such devices belong to the drive setting up a large number of actuators, which by means of Wel len and deflection gear connected to a motor unit are, so that with an adjustment or with a position Magnetic structure is only comparatively low were attainable, but also due to the existing in the manufacture of mechanical components Tolerances comparatively large maximum deviations occur during the adjustment process of the magnetic structure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur hochgenauen Verstellung und Positionierung einer Magnet struktur zu schaffen, bei der die Abweichungen von der ge wünschten hochgenauen Positionierung niedriger als 1 µm liegen und bei der darüber hinaus während des Verstellvorgangs maxi male Abweichungen von 10 µm auftreten.The invention has for its object a device for high-precision adjustment and positioning of a magnet create structure in which the deviations from the ge desired high-precision positioning should be less than 1 µm and with the maxi during the adjustment process Male deviations of 10 µm occur.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebseinrichtung mehrere Antriebseinheiten aufweist, die mechanisch voneinander getrennt und mit der Magnetstruktur verbunden sind, und die jeweils einzeln und in Abhängigkeit voneinander geregelt auf einen vorgebbaren Sollwert verfahr bar sind. Die beim Stand der Technik vorhandenen mechanischen Verbindungen zwischen den einzelnen Stellgliedern werden im Falle der erfindungsgemäßen Vorrichtung quasi durch eine elektrische Welle ersetzt, welche mechanische Verbindungsele mente überflüssig macht und darüber hinaus eine höhere Genau igkeit und Exaktheit der Verstellbewegungen und damit der Po sitionierung der Magnetstruktur sichert.This object is achieved in that the Drive device has a plurality of drive units, the mechanically separated from each other and with the magnetic structure are connected, and each individually and depending traversed from each other to a specifiable setpoint are cash. The mechanical existing in the prior art Connections between the individual actuators are in the Case of the device according to the invention by a electric shaft which replaced mechanical connecting ele makes elements superfluous and moreover a higher accuracy accuracy and exactness of the adjustment movements and thus the bottom the magnetic structure is secured.

Eine reproduzierbare Regelgröße für den Verstell- bzw. den Positioniervorgang wird in einfacher Weise dadurch zur Verfü gung gestellt, daß jeder Antriebseinheit der Antriebseinrich tung ein Längenmeßgerät zugeordnet ist, mittels dem die je weilige Position der Magnetstruktur erfassbar ist, die ent sprechend als reproduzierbare Regelgröße für den Betrieb der dem jeweiligen Längenmeßgerät zugeordneten Antriebseinheit fungiert. Als Längenmeßgerät können beispielsweise hochgenaue Längenmeßgeräte der Firma Heidenhain eingesetzt werden.A reproducible control variable for the adjustment or Positioning is thus easily available Provided that each drive unit of the drive unit device is assigned a length measuring device, by means of which each because the position of the magnetic structure is detectable, the ent speaking as a reproducible control variable for the operation of the the drive unit assigned to the respective length measuring device acts. As a length measuring device, for example, highly accurate Length measuring devices from Heidenhain are used.

Der geforderte dynamische Gleichlauf bei der Verstellung bzw. der Positionierung der Magnetstruktur läßt sich in wenig auf wendiger Weise erreichen, wenn eine Antriebseinheit der An triebseinrichtung und das dieser Antriebseinheit zugeordnete Längenmeßgerät an eine Dispatcher-Einheit angeschlossen sind, die ihrerseits mittels eines getakteten Bussystems mit einer Steuervorrichtung verbunden ist, die übrigen Antriebseinhei ten der Antriebseinrichtung und die ihnen zugeordneten Län genmeßgeräte an jeweils eine Transceiver-Einheit angeschlos sen sind, die ihrerseits mittels eines Profibus mit der Steu ervorrichtung verbunden sind und die Dispatcher-Einheit mit tels eines weiteren betakteten Bussystems mit den Transcei ver-Einheiten verbunden ist.The required dynamic synchronism when adjusting or the positioning of the magnetic structure can be done in little maneuverably reach when a drive unit of the An drive device and that assigned to this drive unit Length measuring device are connected to a dispatcher unit, which in turn by means of a clocked bus system with a Control device is connected, the remaining drive unit ten of the drive device and the associated countries Genmeßgeräte each connected to a transceiver unit sen, who in turn are using a Profibus with the tax are connected and the dispatcher unit with another clocked bus system with the Transcei ver units is connected.

Das die Dispatcher-Einheit an die Steuervorrichtung anschlie ßende getaktete Bussystem ist vorteilhaft als Profibus-CBP2-FO ausgebildet.That connects the dispatcher unit to the control device The clocked bus system is advantageous as Profibus-CBP2-FO educated.

Des weiteren ist das die Dispatcher-Einheit mit den Transcei ver-Einheiten verbindende getaktete Bussystem als SIMOLINK ausgebildet. Furthermore, this is the dispatcher unit with the transcei clocked bus system connecting SIM units as SIMOLINK educated.

Als geeignete Steuervorrichtung hat sich eine solche der Bauart SIMATIC S7-400 erwiesen.As a suitable control device has such Type SIMATIC S7-400 proven.

Die Steuervorrichtung ist zweckmäßigerweise über einen Server-PC an ein Bedien- und Beobachtungsterminal angeschlos sen, mittels dem Sollwerte für die Verstellung der Magnet struktur vorgebbar sind.The control device is advantageously via a Server PC connected to an operator control and monitoring terminal sen, by means of the setpoints for the adjustment of the magnet structure can be specified.

Mittels einer Steuervorrichtung kann eine Vielzahl An triebseinrichtungen gesteuert und damit eine entsprechende Vielzahl Magnetstrukturen geregelt verstellt bzw. positio niert werden.A multiplicity of An drive devices controlled and thus a corresponding Numerous magnetic structures adjusted or positio be kidneyed.

Zweckmäßigerweise weist jede Antriebseinrichtung vier An triebseinheiten auf.Each drive device expediently has four types drive units.

Die Längenmeßgeräte können jeweils einen Glasmaßstab mit vor zugsweise sieben Spuren unterschiedlicher Teilungsperiode aufweisen, mittels dem ein Absolutwert aus vorzugsweise sie ben Inkrementalspuren bildbar ist, wobei aus Abtastsignalen aller vorzugsweise sieben Spuren eine Position im Meßbereich eindeutig kennzeichenbar ist.The length measuring devices can each have a glass scale with preferably seven traces of different division period have, by means of which an absolute value, preferably from them ben incremental tracks can be formed, with scanning signals a position in the measuring range of all preferably seven tracks is clearly identifiable.

Erfindungsgemäß wird durch die Verwendung getakteter Daten busse bzw. getakteter Bussysteme eine geregelte Positionie rung einer Magnetstruktur herbeigeführt, wobei mechanische Toleranzen eliminiert werden und gleichzeitig jedwede Anfor derungen an den Gleichlauf mehrerer einer Magnetstruktur zu geordneter Antriebseinheiten erfüllt werden.According to the invention, the use of clocked data buses or clocked bus systems a regulated position tion of a magnetic structure, whereby mechanical Tolerances are eliminated and at the same time any request changes to the synchronism of several of a magnetic structure orderly drive units are met.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In the following, the invention is illustrated by an embodiment explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur hoch genauen Verstellung und Positionierung von Magnet strukturen in einer erfindungsgemäßen Ausführungs form; Figure 1 is a schematic diagram of a device for highly accurate adjustment and positioning of magnetic structures in an embodiment according to the invention.

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Magnetstruk tur, die mittels einer erfindungsgemäßen Vorrich tung zur hochgenauen Verstellung und Positionierung verstellbar ist; und Fig. 2 is a perspective view of a magnetic structure that is adjustable by means of a device according to the invention for highly precise adjustment and positioning; and

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Längenmeßgeräts der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 3 is a schematic diagram of a length measuring device of the device according to the invention.

Eine in Fig. 1 prinzipiell dargestellte erfindungsgemäße Vor richtung zur hochgenauen Verstellung und Positionierung von Magnetstrukturen 1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß mittels ihr eine Vielzahl von in Fig. 1 lediglich angedeuteten Magnetstrukturen 1 verstellt und posi tioniert werden kann. Hierbei ist eine exakte Positionierung der Magnetstrukturen 1 möglich, wobei die Abweichungen von der angestrebten Positionierung kleiner als 1 µm sind. Wäh rend des Verstell- bzw. Positioniervorgangs treten maximale Abweichungen von 10 µm auf.An inventive principle shown in Fig. 1 Before direction for high-precision adjustment and positioning of magnetic structures 1 is formed in the illustrated embodiment so that a plurality of magnetic structures 1 only indicated in Fig. 1 can be adjusted and posi tioned. An exact positioning of the magnetic structures 1 is possible here, the deviations from the desired positioning being less than 1 μm. Maximum deviations of 10 µm occur during the adjustment or positioning process.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jeder Magnetstruktur 1, wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, eine Antriebseinrichtung 2 zugeordnet, die vier Antriebseinheiten 3, 4, 5, 6 aufweist. Die Antriebsein heiten 3, 4, 5, 6 sind nicht über Wellen, Umlenkgetriebe od. dgl. mechanisch miteinander verbunden; dahingegen ist jede Antriebseinheit 3, 4, 5, 6 über eine mechanische Kopplung, beispielsweise einen Spindeltrieb od. dgl., der in den FIGUREN nicht dargestellt ist, mit der Magnetstruktur 1 verbunden.In the illustrated embodiment of the device according to the invention, each magnetic structure 1 , as can be seen from FIGS. 1 and 2, is assigned a drive device 2 which has four drive units 3 , 4 , 5 , 6 . The Antriebsein units 3 , 4 , 5 , 6 are not mechanically connected to each other via shafts, reversing gear or the like. in contrast, each drive unit 3 , 4 , 5 , 6 is connected to the magnetic structure 1 via a mechanical coupling, for example a spindle drive or the like, which is not shown in the FIGURES.

Die Verbindung zwischen den vier Antriebseinheiten 3, 4, 5, 6 jeder Antriebseinrichtung 2 erfolgt quasi mittels einer elektrischen Welle, durch die mechanische Bauteile ersetzt sind. Diese quasi elektrische Welle wird im folgenden hin sichtlich ihrer Ausgestaltung und ihrer Funktion näher erläu tert.The connection between the four drive units 3 , 4 , 5 , 6 of each drive device 2 is made, so to speak, by means of an electrical shaft, by means of which mechanical components are replaced. This quasi-electric wave will be explained in more detail below in terms of its design and function.

Die Antriebseinheit 3 der Antriebseinrichtung 2 ist an eine Dispatcher-Einheit 7 angeschlossen. Des weiteren ist an diese Dispatcher-Einheit 7 ein der Antriebseinheit 3 zugeordnetes Längenmeßgerät 8 angeschlossen, mittels dem die durch die An triebseinheit 3 bewirkte Verstellung bzw. Positionierung der Magnetstruktur 1 erfaßbar ist.The drive unit 3 of the drive device 2 is connected to a dispatcher unit 7 . Furthermore dispatcher unit 7 is connected a drive unit 3 of the associated length measuring 8 to this, by means of which the drive unit is determined by the at 3 caused adjustment or positioning of the magnetic structure 1 can be detected.

Die Dispatcher-Einheit 7 ist über ein optisches Verbindungs modul OLM 9 an ein als Profibus-CBP2-FO ausgebildetes getak tetes Bussystem 10 und damit an eine vorzugsweise als SIMATIC S7-400 ausgebildete Steuervorrichtung 11 angeschlossen. Diese Steuervorrichtung 11 wiederum ist über einen Server-PC 12 mit einem Bedien- und Beobachtungsterminal 13 verbunden, über den eine Bedienungsperson Sollwerte für die Verstellung der je weiligen Magnetstruktur 1 in die Steuervorrichtung 11 einge ben kann. Die Dispatcher-Einheit 7 formt aus den vorgegebenen Sollwertsprüngen zeitlich kontinuierlich sich verändernde Sollwerte für den Antrieb 3.The dispatcher unit 7 is connected via an optical connection module OLM 9 to a clocked bus system 10 designed as a Profibus-CBP2-FO and thus to a control device 11 which is preferably designed as a SIMATIC S7-400. This control device 11 is in turn connected via a server PC 12 to an operator control and monitoring terminal 13 , via which an operator can enter target values for the adjustment of the respective magnetic structure 1 into the control device 11 . The dispatcher unit 7 forms setpoint values for the drive 3 that change continuously over time from the predetermined setpoint value jumps.

Die anderen drei Antriebseinheiten 4, 5, 6 der Antriebsein richtung 2 sind jeweils an eine Transceiver-Einheit 14, 15, 16 angeschlossen; des weiteren ist jeder dieser drei An triebseinheiten 4, 5, 6 ein Längenmeßgerät 17, 18, 19 zuge ordnet, das ebenfalls mit der jeweiligen Transceiver-Einheit 14, 15, 16 verbunden ist. Die Transceiver-Einheiten 14, 15, 16 sind über optische Verbindungsmodule OLM 20 an einen Pro fibus 21, der vorzugsweise als Profibus-DP ausgebildet ist, und damit an die als SIMATIC S7-400 ausgebildete Steuervor richtung 11 angeschlossen. Hierdurch können Meldungen, Meß werte, Parameter etc. zur Steuervorrichtung 11 übertragen werden. The other three drive units 4 , 5 , 6 of the Antriebsein device 2 are each connected to a transceiver unit 14 , 15 , 16 ; Furthermore, each of these three drive units 4 , 5 , 6 is assigned a length measuring device 17 , 18 , 19 , which is also connected to the respective transceiver unit 14 , 15 , 16 . The transceiver units 14 , 15 , 16 are connected via optical connection modules OLM 20 to a pro fiber 21 , which is preferably designed as a Profibus-DP, and thus connected to the control device 11 designed as a SIMATIC S7-400. As a result, messages, measured values, parameters etc. can be transmitted to the control device 11 .

Die Dispatcher-Einheit 7 ist mittels eines weiteren getakte ten Bussystems 22, das vorzugsweise als SIMOLINK ausgebildet ist, mit den drei Transceiver-Einheiten 14, 15, 16, die den Antriebseinheiten 4, 5, 6 der Antriebseinrichtung 2 zugeord net sind, verbunden. Über dieses Bussystem 22 werden die kon tinuierlichen Sollwertänderungen von der Dispatcher-Einheit 7 an die Transceiver-Einheiten 14, 15, 16 weitergegeben. Das als SIMOLINK ausgebildete getaktete Bussystem 22 wirkt auf diese Weise wie eine "elektrische Welle".The dispatcher unit 7 is connected by means of a further clocked bus system 22 , which is preferably designed as SIMOLINK, to the three transceiver units 14 , 15 , 16 , which are assigned to the drive units 4 , 5 , 6 of the drive device 2 . Via this bus system 22 , the continuous setpoint changes are passed on from the dispatcher unit 7 to the transceiver units 14 , 15 , 16 . The clocked bus system 22 designed as SIMOLINK acts in this way like an "electrical wave".

Die je Magnetstruktur 1 vorgesehenen vier Antriebseinheiten 3, 4, 5, 6 sind - geregelt durch die Steuervorrichtung 11 und die Dispatcher-Einheit 7 bzw. die Transceiver-Einheiten 14, 15, 16 - auf die vorgegebenen Sollwerte verfahrbar. Der ge forderte dynamische Gleichlauf beim Verstellvorgang, bei dem eine maximale Abweichung von 10 µm erlaubt ist, wird durch die beiden getakteten Bussysteme 10, 22 erreicht. Als repro duzierbare Regelgröße bei der Verstellung bzw. der Positio nierung der Magnetstruktur 1 dienen die von den Längenmeßge räten 8, 17, 18, 19 erfaßten Verstellwege.The four drive units 3 , 4 , 5 , 6 provided for each magnetic structure 1 can - controlled by the control device 11 and the dispatcher unit 7 or the transceiver units 14 , 15 , 16 - be moved to the predetermined target values. The required dynamic synchronism during the adjustment process, in which a maximum deviation of 10 µm is allowed, is achieved by the two clocked bus systems 10 , 22 . As a reproducible control variable in the adjustment or the positioning of the magnetic structure 1 serve the devices 8 , 17 , 18 , 19 detected by the Längenmeßge adjustment paths.

Bei jedem Längenmeßgerät 8, 17, 18, 19 handelt es sich um ein hochgenaues Längenmeßsystem, z. B. der Firma Heidenhain, das, wie in Fig. 3 dargestellt, einen Glasmaßstab 23 mit vorzugs weise sieben Spuren unterschiedlicher Teilungsperiode auf weist. Dieses Längenmeßgerät 8, 17, 18, 19 bildet aus den Ab tastsignalen der sieben Spuren einen Absolutwert, der einer Position innerhalb der Meßlänge des jeweiligen Längenmeßge räts 8, 17, 18, 19 entspricht.Each length measuring device 8 , 17 , 18 , 19 is a highly accurate length measuring system, e.g. B. the company Heidenhain, which, as shown in Fig. 3, has a glass scale 23 with preferably seven tracks of different graduation period. This length measuring device 8 , 17 , 18 , 19 forms from the scanning signals from the seven tracks an absolute value which corresponds to a position within the measuring length of the respective length measuring device 8 , 17 , 18 , 19 .

Beispielsweise kann die feinste Spur eine Teilungsperiode von 16 µm aufweisen, so daß sich über eine Meßlänge von 3 m ein Absolutwert mit einer Auflösung von 0,1 µm und kleiner reali sieren läßt. For example, the finest track can have a division period of 16 µm, so that there is a measuring length of 3 m Absolute value with a resolution of 0.1 µm and less real sieren.

Die Übertragung des Absolutwertes vom Längenmeßgerät 8, 17, 18, 19 zur Steuervorrichtung 11 kann seriell über ein EnDat- Interface erfolgen.The absolute value can be transmitted from the length measuring device 8 , 17 , 18 , 19 to the control device 11 in series via an EnDat interface.

Mittels der Längenmeßgeräte 8, 17, 18, 19 sind - bei entspre chenden Anforderungen - zur absoluten Positionsinformation sinusförmige Inkrementalsignale mit einer Signalperiode von 16 µm und Pegeln von 1 Vss lieferbar.By means of the length measuring devices 8 , 17 , 18 , 19 sinusoidal incremental signals with a signal period of 16 µm and levels of 1 Vpp can be supplied for absolute position information, if the requirements are appropriate.

Claims

1. Device for high-precision adjustment and positioning of a magnetic structure ( 1 ), with a drive device ( 2 ), by means of which the magnetic structure ( 1 ) is adjustable and positionable, characterized in that the drive device ( 2 ) has a plurality of drive units ( 3 , 4 , 5 , 6 ), which are mechanically separated from one another and connected to the magnetic structure ( 1 ), and which can be moved individually and in dependence on one another in a controlled manner to a predefinable setpoint.

2. Device according to claim 1, in which each drive unit ( 3 , 4 , 5 , 6 ) of the drive device ( 2 ) is assigned a length measuring device ( 8 , 17 , 18 , 19 ) by means of which the respective position of the magnetic structure ( 1 ) can be detected, which functions as a reproducible control variable for the operation of the drive unit ( 3 , 4 , 5 , 6 ) assigned to the respective length measuring device ( 8 , 17 , 18 , 19 ).

3. Apparatus according to claim 2, in which a Antriebsein unit ( 3 ) of the drive device ( 2 ) and this drive unit ( 3 ) associated length measuring device ( 8 ) are connected to a Dispat cher unit ( 7 ), which in turn by means of a clocked Bus system ( 10 ) is connected to a control device ( 11 ), in which the other drive units ( 4 , 5 , 6 ) of the drive device ( 2 ) and the length measuring devices ( 17 , 18 , 19 ) assigned to them are each connected to a transceiver unit ( 14 , 15 , 16 ) are connected, which in turn are connected to the control device ( 11 ) by means of a Profibus ( 21 ), and in which the dispatcher unit ( 7 ) is connected to the transceivers by means of a further clocked bus system ( 22 ). Units ( 14 , 15 , 16 ) is connected.

4. The device according to claim 3, wherein the dispatcher unit ( 7 ) to the control device ( 11 ) connecting ge clocked bus system ( 10 ) is designed as Profibus-CBP2-FO.

5. The device of claim 3 or 4, wherein the dispatcher unit ( 7 ) with the transceiver units ( 14 , 15 , 16 ) connecting clocked bus system ( 22 ) is formed as SIMOLINK.

6. Device according to one of claims 3 to 5, wherein the control device ( 11 ) is designed as a SIMATIC S7-400.

7. Device according to one of claims 3 to 6, wherein the control device ( 11 ) via a server PC ( 12 ) is connected to an operating and monitoring terminal ( 13 ).

8. Device according to one of claims 3 to 7, wherein the control device ( 11 ) controls a plurality of drive devices ( 2 ).

9. Device according to one of claims 1 to 8, wherein each drive device ( 2 ) has four drive units ( 3 , 4 , 5 , 6 ).

10. Device according to one of claims 2 to 9, wherein the length measuring devices ( 8 , 17 , 18 , 19 ) each have a glass scale ( 23 ) with preferably seven tracks of different division period, by means of which an absolute value can be formed from preferably seven incremental tracks A position in the measuring range can be clearly identified from scanning signals from all preferably seven tracks.