JP2009120318A - 作業用搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リニアブロックの数を増減させることにより走行路を容易に変更可能で且つ走行体の走行駆動制御手段の変更を抑制できる作業用搬送装置を提供する。
【解決手段】複数のリニアブロック１と、ガイドレール上を摺動案内される複数の走行体と、ガイドレール延設方向に並列配置された複数の固定電磁石及び走行体側に設けられた可動永久磁石等により構成されるリニアモータと、走行体を走行駆動させる制御部とを備え、単一の走行路３に沿って走行体により搬送される被処理物の流れ作業を行うことが可能な作業用搬送装置において、走行路３を複数のポイントＰに区画し、走行体がどのポイントＰにいるかを検出する位置検出手段を設け、制御部が走行体の現ポイントＰでの作業が完了したこと又は作業が不必要であることを判断するとともに次ポイントＰに他の走行体がいないことを検出することにより該走行体を次ポイントＰに変位させる。
【選択図】図３

Description

この発明は、作業用搬送装置に関する。

ガイドレール上を摺動案内される走行体をリニアモータによって走行駆動させることにより、走行体上に載置された被処理物の流れ作業を行うことが可能な作業用搬送装置が従来公知である。このような作業用搬送装置は、ガイドレールによって形成される走行路が画一的に定まっており、作業機等の配置が変更された際に、これに合せて走行路を変更することが困難であり、汎用性が低いという欠点を有していた。

上記欠点を改善するものとして、ベース部に直線状のガイドレールが延設される複数のリニアブロックと、前記ガイドレール上を摺動案内される走行体と、リニアブロック側のガイドレール延設方向に並列配置された複数の固定磁石及び走行体側に設けられた可動磁石等により構成されるリニアモータと、該リニアモータの出力を制御して走行体をガイドレールに沿って走行駆動させる制御部とを備え、前記複数のリニアブロックを連結することにより形成される単一の走行路に沿って走行体上に載置された被処理物の流れ作業を行うことが可能な特許文献１に示す作業用搬送装置が公知となっている。
特表２００７−５００４９５号公報

上記文献の作業用搬送装置は、連結させるリニアブロックの数を増減させることにより、容易に走行路の変更ができるというメリットがある一方で、連結したリニアブロック間を走行する複数の走行体の走行駆動制御をどのように行うのかが課題となる。例えば、走行路を走行する複数の走行体を、互いに衝突することなく効率良く流れ作業が行えるように制御することが好ましいが、走行路を変更する度に走行体の走行駆動制御手段を変更する必要があると、利便性が低下する。
本発明は、上記課題を解決し、リニアブロックの数を増減させることにより走行路を容易に変更可能で且つ走行路を変更することによる走行体の走行駆動制御手段の変更を最小限に抑制できる作業用搬送装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明の作業用搬送装置は、第１に、ベース部７に直線状のガイドレール８が延設される複数のリニアブロック１と、前記ガイドレール８上を摺動案内される複数の走行体４と、リニアブロック１側のガイドレール８延設方向に並列配置された複数の固定電磁石９及び走行体４側に設けられた可動永久磁石１４等により構成されるリニアモータ１８と、該リニアモータ１８の出力を制御して走行体４をガイドレール８に沿って走行駆動させる制御部２８とを備え、前記複数のリニアブロック１を連結することにより形成される単一の走行路３に沿って走行体４により搬送される被処理物６の流れ作業を行うことが可能な作業用搬送装置において、リニアブロック１により形成される走行路３を複数のポイントＰに区画し、走行体４がどのポイントＰにいるかを検出する位置検出手段１９を設け、制御部２８が走行体４の現ポイントＰでの作業が完了したこと又は作業が不必要であることを判断するとともに次ポイントＰに他の走行体４がいないことを検出することにより該走行体４を次ポイントＰに変位させることを特徴としている。

第２に、ベース部２４にガイドレール２３が延設されるとともに走行体４を移送する移送機構２６が設けられた移送ブロック２を前記リニアブロック１に連結して単一の走行路３を形成すること特徴としている。

第３に、ガイドレール２３をカーブ状に形成した複数の移送ブロック２をリニアブロック１に連結することにより環状の走行路３を形成したことを特徴としている。

第４に、ガイドレール２３を直線状に形成した移送ブロック２を介して２つのリニアブロック１を連結したことを特徴としている。

第５に、移送ブロック２上を搬送されている被処理物６に対して作業を行わないことを特徴としている。

第６に、ブロック１，２毎に制御部２８，２９を設けたことを特徴としている。

以上のように構成される本発明の作業用搬送装置によれば、走行体の現ポイントと次ポイントとの間の走行駆動制御をリニアブロックにより形成される走行路の全領域で同様に行うことができるため、リニアブロックの数を増減させることにより走行路を容易に変更可能で且つ走行路を変更することによる走行体の走行駆動制御手段の変更を最小限に抑制できるという効果がある。

また、リニアブロックと移送ブロックとにより環状の走行路を形成することにより、走行体が一方向に走行し続けることが可能になり、走行体を往復走行させる必要がなくなるため、制御構造をよりシンプルにすることが可能になるという効果がある。

また、移送ブロック上を搬送されている被処理物に対して作業を行わないことにより、移送ブロックの搬送下流側で作業遅れが生じていたとしても、移送ブロックで走行体を待機させることが可能であるため、上記作業遅れを是正できるという効果がある。

さらに、ブロック毎に制御部を設けることにより、リニアブロック又は移送ブロックを増減させることがさらに容易になり、汎用性が一層向上するという効果がある。

図１は本発明を適用した搬送装置の斜視図であり、図２はリニアブロック、走行体及びリニアモータの部分断面斜視図である。搬送装置は、複数のリニアブロック１と、複数の移送ブロック２と、複数のリニアブロック１及び移送ブロック２により形成される単一且つ環状の走行路３上を走行する複数の走行体４とを備え、走行路３の周辺に設置された作業機２７（図３参照）により、走行体４によって走行路上３を搬送されていくワーク６（被処理物）の流れ作業を行うことが可能なように構成されている。

上記リニアブロック１は、平面視長方形状に形成された板状のベース部７と、ベース部７の２つの長辺に沿ってそれぞれ延設された直線状のガイドレール８（リニアブロック側ガイドレール）と、ベース部７上の上記２つのガイドレール８，８に挟まれた位置に配置固定された複数のコイル体９（固定電磁石，固定磁石，固定子）と、コイル体９の上方をカバーするカバー体１１とを備えている。複数のコイル体９は、ガイドレール８の延設方向に向かって並列配置されており、コイル体９に電流を流すことによりコイル体９上方（カバー体１１上方）の磁場を変化させる。

上記走行体４は、上記ガイドレール８上に摺動自在に係合されるスライダー１２をガイドレール８毎に２つで計４つ備え、この４つのスライダー１２上に可動テーブル１３が載置固定されている。この可動テーブル１３の下面（リニアブロック１との対向面）にはプレート状のマグネット１４（可動永久磁石，可動磁石，可動子）が複数固設され、上面には支持体１６を介して載置テーブル１７が支持されており、この載置テーブル１７にワーク６を載置する。

上記複数のマグネット１４は、表裏にＮ極とＳ極が形成され、隣接するマグネット１４の表裏が逆になるように上記コイル体９の並列方向と同一の方向に並列配置されている。そして、可動テーブル１３をコイル体９の上方に位置させた状態では、マグネット１４がコイル体９と近接状態で対向するように構成されている。

上記複数のコイル体９、複数のマグネット１４等によりリニアモータ１８を構成している。具体的にはコイル体９に流す電流を制御することにより、磁場を変化させ、この磁場によってマグネット１４及びマグネット１４が固定された走行体４をガイドレール８に沿って所定の方向に走行駆動させる。

また、リニアブロック１のガイドレール８上における走行体４の位置検出は位置検出手段であるリニアエンコーダ１９（光学式リニアエンコーダ，エンコーダ）によって行う。リニアエンコーダ１９は、ガイドレール８に隣接した状態でベース部７に取付固定されたエンコーダヘッド２１（光学式センサ，センサ）と、走行体４の可動テーブル１３下面に取付固定されてガイドレール延設方向に延びるエンコーダ用スケール２２（スケール）とを備え、エンコーダ用スケール２２の移動をエンコーダヘッド２１で検出することにより、走行体４の位置検出を行う。ちなみに、エンコーダ用スケール２２には所定間隔毎に目盛（図示しない）が設けられ、この目盛をエンコーダヘッド２１で読取ることにより、エンコーダヘッド２１が走行体４の位置検出を行うように構成されている。

なお、リニアモータ１８のコイル体９及びリニアエンコーダ１９のエンコーダヘッド２１は、電気配線が必要であるが、これらをリニアブロック１側に集中配置するとともに電気配線が不要なマグネット１４及びエンコーダ用スケール２２を走行体４側に配置することにより、走行体４側の電気配線を不要し、走行体４の移動に起因した電気配線の故障を防止している。

上記移送ブロック２は、スライダー１２を介して前述した走行体４を摺動自在に支持する一対のガイドレール２３，２３（移送ブロック側ガイドレール）と、ガイドレール２３を支持するベース体２４（ベース部）と、ベース体２４に設置された移送機構２６とを備えている。移送機構２６は後述する移送モータ３７（図４参照）によって回転駆動され、ガイドレール２３上の走行体４を順次所定方向移送していく。

本搬送装置は、２つのリニアブロック１をガイドレール８の延設方向に直列的に連結したものを２つ用意し、これらを同一の水平面上に平行に並べて、互いの始端と終端を半円形状にカーブしたガイドレールを有する２つの移送ブロック３，３でそれぞれ連結することにより、各ブロック１，２のガイドレール８，２３が接続され、単一且つ環状の走行路３を形成している。そして、図２における時計回り（図３の矢印方向）に走行体４を順次変位させていく。

図３は、本搬送装置の概略図である。本搬送装置は、走行路をブロック１，２毎に複数の走行ポイントＰ（ポイント）に区画している。図示する例では、各リニアブロック１が２つの走行ポイントＰに区画される一方で、各移送ブロック２が５つの走行ポイントＰに区画されており、全走行路３で１８の走行ポイントＰに区画されている。この各走行ポイントＰに走行路３上の複数の走行体４が順次位置決めされていく。

各リニアブロック１の走行ポイントＰには、必要に応じて作業機２７が設置され、対応する走行ポイントＰで、ワーク６の処理作業を行う。一方、各移送ブロック２の走行ポイントＰには作業機２７を配置せず、この走行ポイントＰでの作業も行われない。なお、リニアブロック１の走行ポイントＰであっても、作業機２７を設置していない走行ポイントＰがある。

また、各走行ポイントＰにおいて作業機２７による作業を行う際、リニアモータ１８を介してその走行ポイントＰ内における走行体４の位置を適宜調整し、効率の良い作業を行わせることが可能である。その際、ガイドレール８上を摺動案内される走行体４の位置検出には前述したリニアエンコーダ１９を用いる。

各ブロック１，２及び各作業機２７は、各別の制御部２８，２９，３１によって、制御される。

図４（Ａ）はリニアブロックの制御ブロック図であり、（Ｂ）は移送ブロックの制御ブロック図であり、（Ｃ）は作業機の制御ブロック図である。リニアブロック１の制御部であるリニアブロック用制御部２８は、他のブロック１，２及び対応する作業機３１との情報のやり取りを行うための通信手段３２を有し、入力側に前述したリニアエンコータ１９が接続され、出力側にリニアモータ１８を作動させるモータドライバ３３が接続されている。リニアブロック用制御部２８は、上記リニアエンコーダ１８を介して、リニアブロック１のどの走行ポイントＰに走行体４がいるかを識別するように構成されている。

移送ブロック２の制御部である移送ブロック用制御部２９は、他のブロック１，２との情報のやり取りを行うための通信手段３４を有し、入力側に移送ブロック２のどの走行ポイントＰに走行体４がいるのかを検出する位置検出手段３６（位置検出センサ）が接続され、出力側に移送モータ３７（移送機構駆動手段）が接続されている。

作業機２７の制御部である作業機用制御部３１は、リニアブロック１との情報のやり取りを行うための通信手段３８を有し、出力側に作業機アクチュエータ３９が接続されている。そして、要求に応じて、対応する走行ポイントＰにおける作業情報（例えば、作業開始前、作業中、作業完了等）等をリニアブロック１側に送信する。

図５は、リニアブロック用制御部の処理フロー図である。各リニアブロック用制御部２８は、対応するリニアブロック１（リニアブロック用制御部２８が制御を担当するリニアブロック１）内の走行ポイントＰに走行体４がいることを検出する度に処理を開始し、ステップＳ１に進む。ステップＳ１では、走行体４がいる走行ポイントＰが対応するリニアブロック１の終端の走行ポイントＰであるか否かを識別し、終端の走行ポイントでなければ、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、リニアエンコーダ１９を介して、次走行ポイントＰ情報の読込処理を行いステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ステップＳ３で読込んだ情報に基づいて、次走行ポイントＰに別の走行体４があるか否かを識別（検出）し、次走行ポイントＰに別の走行体４がある場合には処理を終了し、別の走行体４がない場合にはステップＳ４に処理を進める。

ステップＳ４では、通信手段３２を介して、対応する作業機２７（現走行ポイントＰで作業を行う作業機２７）の情報を取得し、ステップＳ５に進む。なお、対応する作業機２７が無い場合には、作業が不必要である旨の情報を取得して、ステップＳ５に進む。ステプＳ５では、ステップＳ５で取得した情報に基づいて、現走行ポイントＰでの作業が完了したこと又は現走行ポイントＰでの作業が不必要であることが識別（判断）されると、ステップＳ６に進み、それ以外の場合には処理を終了させる。

ステップＳ６では、リニアモータ１８を制御して、走行体４を次走行ポイントＰに変位させて処理を終了させる。

ステップＳ１において、走行体４がいる走行ポイントＰが対応するリニアブロック１の終端の走行ポイントＰであることが識別されると、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、通信手段３２を介して次ブロック１，２（搬送方向下流側に直に連結されたブロック１，２）の情報を取得し、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、ステップＳ７で取得した情報に基づいて、次ブロック１，２がリニアブロック１であるか移送ブロック２であるかの識別を行い、リニアブロック１であればステップＳ９に進み、移送ブロック２であればステップＳ１０に進む。

ステップＳ９では、ステップＳ７で取得した情報に基づいて、次走行ポイントＰ（次リニアブロック１の始端の走行ポイントＰ）に別の走行体４があるか否かの識別（検出）を行い、次走行ポイントＰに別の走行体４が無い場合はステップＳ４に進み、状況に応じてステップＳ５→ステップＳ６と処理が進行し、次走行ポイントＰに走行体４を変位させる。一方、ステップＳ９において、次走行ポイントＰに走行体４があることが識別された場合には、処理を終了させる。

ステップＳ１０では、ステップＳ７で取得した情報に基づいて、次移送ブロック２の走行ポイントＰに空きスペースがあるか否か（次移送ブロック２の走行ポイントＰの何れかに走行体４が無い状態であるか否か）の識別（検出）を行い、空きスペースがある場合には次移送ブロック２に走行体４を収容するスペースが残されているため、ステップＳ４に進み、状況に応じてステップＳ５→ステップＳ６と処理が進行し、次走行ポイントＰ（次移送ブロック２の始端の走行ポイントＰ）に走行体４を変位させる。一方、ステップＳ１０において、空きスペースが無いことが識別された場合には、処理を終了させる。

図６は、移送ブロック用制御部の処理フロー図である。移送ブロック用制御部２９の処理が開始されると、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、通信手段３４を介して次ブロック１，２（搬送方向下流側に直に連結されたブロック１，２）の情報を取得し、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、ステップＳ２１で取得した情報に基づいて、次ブロック１，２の始端ポイントに別の走行体４があるか否かの識別（検出）を行い、走行体４が無い場合はステップＳ２３に進み、ある場合はステップＳ２４に進む。ステップＳ２３では、次ブロック１，２に走行体４を移送できる状態であるため、移送モータ３７を介して移送機構２６を駆動させ、移送モータ３７下流側に順次、走行体４を送り出す（押し出す）状態にして、ステップＳ２１に処理を戻す。一方、ステップＳ２４では、次ブロック１，２に走行体４を移送できない状態であるため、移送機構２６の駆動を停止させ、ステップＳ２１に処理を戻す。

以上、図４、５及び６に示すアルゴリズムによって、走行路３を変更した場合でも、所定条件を満たすことにより、走行体４の走行駆動制御手段を変更することなく対応することが可能になる。具体的には、走行路３を変更した場合、各制御部２８，２９，３１間の通信が必要最小限で確保できれば、走行体４の走行駆動制御手段を変更する必要が無い。

図７は、本発明の他の実施例を示す搬送装置の概略図である。以下、図１乃至６に示す実施形態と異なる部分について説明する。図７に示す例では、２つのリニアブロック１，１をガイドレール８延設方向に直列的且つ直線状に連結する際、直線状のガイドレール２３を有する移送ブロック２６を介して上記２つのリニアブロック１，１を連結している。

また、同図の例では、４つのリニアブロック１と、直線状のガイドレール２３を有する２つの移送ブロック２と、半円形状にカーブしたガイドレール２３を有する２つの移送ブロック２とにより単一且つ環状の走行路３を形成しており、上記４つの移送ブロック２の走行ポイントＰ毎に移送機構２６が設けられている。

以上のように構成することにより、リニアブロック用制御部２８及び移送ブロック用制御部２９の処理フローを図５に示す処理フローからステップＳ１，Ｓ７〜Ｓ１０を省いた処理フローで共通化できる。このため、アルゴリズムがより単純化される。ちなみに、図５及び６の処理フローをそのまま適用することも可能である。

なお、上記した例では、平面視環状の走行路を形成したが、移動機構２６をエレベータにより構成して走行体４を上下方向に移送できるようにし、走行路３を側面視で環状に形成することも可能である。くわえて、移送機構２６として搬送ベルト等を用いてもよい。

また、上記した例では、リニアブロック１のガイドレール８，８及び移送ブロック２のガイドレール２３，２３として一対になっているものを用いたが、１本のものを用いてもよい。

また、上記した例では、リニアエンコーダ１９として光学式のものを用いたが、磁気式のものを用いてもよい。

さらに、上記した例では、２つのリニアブロック１，１を１つの移送ブロック２によって連結しているが、２つのリニアブロック１，１を複数の移送ブロック２を介して連結してもよい。その際には、ガイドレール２３が直線状になっている移送ブロック２を用いてもよいし、ガイドレール２３がカーブ状になっている移送ブロック２を用いてもよいし、これらを組合せてもよい。

本発明を適用した搬送装置の斜視図である。 リニアブロック、走行体及びリニアモータの部分断面斜視図である。 本搬送装置の概略図である。 （Ａ）はリニアブロックの制御ブロック図であり、（Ｂ）は移送ブロックの制御ブロック図であり、（Ｃ）は作業機の制御ブロック図である。 リニアブロック用制御部の処理フロー図である。 移送ブロック用制御部の処理フロー図である。 本発明の他の実施例を示す搬送装置の概略図である。

符号の説明

１ リニアブロック（ブロック）
２ 移送ブロック（ブロック）
３ 走行路
４ 走行体
６ ワーク（被処理物）
７ ベース部
８ ガイドレール（リニアブロック側ガイドレール）
９ コイル体（固定電磁石，固定磁石，固定子）
１４ マグネット（可動永久磁石，可動磁石，可動子）
１８ リニアモータ
１９ リニアエンコーダ（位置検出手段，光学式リニアエンコーダ，エンコーダ）
２３ ガイドレール（移送ブロック側ガイドレール）
２４ ベース体（ベース部）
２６ 移送機構
２８ リニアブロック用制御部（制御部）
２９ 移送ブロック用制御部（制御部）
Ｐ 走行ポイント（ポイント）

Claims (6)

1. ベース部（７）に直線状のガイドレール（８）が延設される複数のリニアブロック（１）と、前記ガイドレール（８）上を摺動案内される複数の走行体（４）と、リニアブロック（１）側のガイドレール（８）延設方向に並列配置された複数の固定電磁石（９）及び走行体（４）側に設けられた可動永久磁石（１４）等により構成されるリニアモータ（１８）と、該リニアモータ（１８）の出力を制御して走行体（４）をガイドレール（８）に沿って走行駆動させる制御部（２８）とを備え、前記複数のリニアブロック（１）を連結することにより形成される単一の走行路（３）に沿って走行体（４）により搬送される被処理物（６）の流れ作業を行うことが可能な作業用搬送装置において、リニアブロック（１）により形成される走行路（３）を複数のポイント（Ｐ）に区画し、走行体（４）がどのポイント（Ｐ）にいるかを検出する位置検出手段（１９）を設け、制御部（２８）が走行体（４）の現ポイント（Ｐ）での作業が完了したこと又は作業が不必要であることを判断するとともに次ポイント（Ｐ）に他の走行体（４）がいないことを検出することにより該走行体（４）を次ポイント（Ｐ）に変位させる作業用搬送装置。
2. ベース部（２４）にガイドレール（２３）が延設されるとともに走行体（４）を移送する移送機構（２６）が設けられた移送ブロック（２）を前記リニアブロック（１）に連結して単一の走行路（３）を形成する請求項１の作業用搬送装置。
3. ガイドレール（２３）をカーブ状に形成した複数の移送ブロック（２）をリニアブロック（１）に連結することにより環状の走行路（３）を形成した請求項２の作業用搬送装置。
4. ガイドレール（２３）を直線状に形成した移送ブロック（２）を介して２つのリニアブロック（１）を連結した請求項２又は３の作業用搬送装置。
5. 移送ブロック（２）上を搬送されている被処理物（６）に対して作業を行わない請求項２，３又は４の作業用搬送装置。
6. ブロック（１），（２）毎に制御部（２８），（２９）を設けた請求項１，２，３，４又は５の作業用搬送装置。

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