JP2012100496A - リニアモータの制御判断方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動子を曲線状にも移動させるリニアモータにおける、制御可能性を判断する。
【課題手段】可動子の位置、および、移動の向きを示す位相差のある第１および第２の信号を出力する位置検出センサの読みを用いて、（１）第１の信号の２乗と第２の信号の２乗との和を算出し、（２）２乗和が所定の値以上にあるとき、リニアモータが制御可能であると判断して、リニアモータの制御を行う。
【選択図】図９

Description

本発明は、リニアモータに関する。
本発明は特に、曲線状の部分を含む固定子に対しても可動子を移動可能とするリニアモータに関する。
特定的には、本発明は、曲線状の部分を含む固定子に対しても可動子を移動させるリニアモータの制御判断方法および制御装置に関する。

リニアモータは、通常、直線状に形成された固定子に対して可動子が直線的に移動可能に構成されている。

マグネット可動型リニアモータは、固定子と可動子とを有する。たとえば、特許文献１に記載のとおり、固定子は、たとえば、１２０度づつ位相がずれた電流が印加される複数の電磁コイルの組を長手方向に複数配設して形成されており、可動子は、固定子に対向する位置に移動可能に配設され、異なる磁極（Ｎ極とＳ極）の永久磁石（マグネット）を交互に少なくとも１組配設して構成されている。
その動作は、複数の電磁コイルに、たとえば、１２０度づつ位相がずれた電流を印加することにより、複数の電磁コイルに発生する１２０度づつ位相が異なる交番磁力によって可動子が固定子に対して移動させられる。

電磁コイルに印加する電流の位相を、順方向または逆方向に変化させることにより、可動子を固定子に対して往復移動させることもできる。
マグネット可動型リニアモータには、固定子に対する可動子の位置を検出する位置検出センサが設けられ、位置検出センサの検出結果をもとに、固定子に対する可動子の位置を制御し、さらに、可動子が所定の固定子の可動範囲を逸脱しないように制御する。

他方、マグネット可動型リニアモータとは逆に、可動子に複数組の電磁コイルを配設し、固定子に複数組の永久磁石を長手方向に配設した、電磁コイル可動型リニアモータも知られている。
電磁コイル可動型リニアモータにおいては、可動子として電磁コイルが移動する。電磁コイル可動型リニアモータにおいても、制御装置と位置検出センサを設けて、制御装置で位置検出センサの検出結果をもとに、可動子の位置を制御し、さらに、可動子が所定の固定子の可動範囲を逸脱しないように制御する。

特許第２８１５６５５号公報

リニアモータとは、たとえば、図１に図解のごとく、可動子を備えた搬送体Ｃが、直線状の固定子２００Ａに対して直線状（リニア）に移動するモータである。
このリニアモータの利点を活用して、可動子を直線状に移動させるだけでなく、曲線状にも移動させたいという要望がでている。

図２（Ａ）を参照してその用途の１例を述べる。
図２（Ａ）は、リニアモータを搬送装置に適用した例を示す。
図２（Ａ）に図解のリニアモータ装置１００は、それぞれが直線状に構成された直線状固定子２０１、２０２、２０３、２０４を矩形状に配置し、隣接する直線状固定子をそれぞれ曲率Ｒの曲線状固定子２０５、２０６、２０７、２０８で結合した巡回状の固定子２００を有する。固定子には電磁コイルが配設されている。
搬送装置に適用したリニアモータ装置１００において、巡回状の固定子２００を、それぞれが可動子によって搬送される複数の搬送体Ｃ１〜Ｃ１０が巡回して移動可能に配設されている。各可動子にはマグネット（永久磁石）が固定されている。
各搬送体Ｃに１個の可動子が装着されており、その可動子が固定子に対して移動することにより、搬送体Ｃが固定子に対して移動する。搬送体Ｃ１〜Ｃ１０にはそれぞれワークが搭載されており、巡回状の固定子２００の所定の位置において、ワークに対して所定の処理が行われる。

図２（Ａ）に図解したリニアモータ装置１００において、直線状固定子２０１、２０２、２０３、２０４の部分を、搬送体Ｃ１〜Ｃ１０の可動子が移動することには、問題がない。しかしながら、たとえば、曲線状固定子２０５の部分を、搬送体Ｃ１〜Ｃ１０（以下、代表して搬送体Ｃ）の可動子が移動する場合には問題が起こる場合がある。

図２（Ｂ）に、図２（Ａ）に図解した、たとえば、曲線状の固定子２０５と、その両側に位置する直線状固定子２０１、２０２の拡大図を示す。
図２（Ｂ）の図解のように、搬送体Ｃを移動させる可動子（図示なし）が移動する軌跡に沿って、曲線状固定子２０５およびその両側の直線状固定子２０１、２０２に、複数組の電磁コイルと各組の電磁コイルに（図示なし）隣接して配設し、可動子の位置検出のために複数の位置検出センサを配設している。

各位置検出センサは、１対のマグネット（Ｎ極、Ｓ極のマグネット）に対して、９０度位相が異なる２つの検出値、すなわち、Ａ相検出値、Ｂ相検出値を出力する。
位置検出センサは可動子の位置を検出するために使用するが、９０度位相が異なるＡ相検出値、Ｂ相検出値を出力して、可動子の進行方向を検出可能としている。たとえば、Ａ相検出値がＢ相検出値より早く検出値を示す場合は、可動子は右側に移動しており、逆に、Ｂ相検出値がＡ相検出値より早く検出値を示す場合は、可動子は左側に移動していることを示している。

このような電磁コイル可動型リニアモータを制御する、制御装置で複数の位置検出センサで検出した検出値を読み取った結果を図３に示す。横軸は位置を示し、縦軸は位置検出センサの検出値の振幅を示している。
図３に図解の例は、Ａ相の検出値（Ｘデータ）が、Ｂ相の検出値（Ｙデータ）より先に検出されている。

図３を参照すると、可動子が位置検出センサの上にさしかかった直後、および、可動子が位置検出センサから離れる際に、位置検出センサの振幅が小さい。さらに、位相差が９０度に保持されるべきＡ相検出信号とＢ相検出信号との位相差が９０度でなくなっている。
また、図３を参照すると、曲線状固定子の部分では、可動子が位置検出センサ上を移動している場合でも、Ａ相検出信号とＢ相検出信号との振幅が一定していない。

このような現象が発生する理由は、たとえば、下記に起因する。
リニアモータ装置１００には、種々の搬送体Ｃ１〜Ｃ１０がそれぞれ可動子によって搬送される。種々の搬送体Ｃ１〜Ｃ１０は寸法および／または重量が異なる。
同じ搬送体Ｃでも、搭載されるワークの有無によっても重量が変化する。
可動子と固定子との離間距離が変化することがある。
搬送体Ｃが安定した速度で搬送されている場合と、一端停止して再始動され加速がかかる場合とがある。
上記例示した条件の相違に起因して、たとえば曲線状の固定子２０５、もしくは、曲線状の固定子２０６、２０７、２０８の部分で、位置検出センサの検出信号が正常な値を示さなくなることがある。このような状態に陥ると、制御装置は、搬送体Ｃを正確かつ安定に搬送することが困難となる。
このように、本願発明の発明者は、上述した位置検出センサの検出値をそのまま用いると、可動子を曲線状固定子の部分を安定して移動させることが難しいという問題を見いだした。

本発明は、可動子を直線状固定子だけでなく曲線状固定子部分にも移動させるリニアモータの制御判断方法および制御装置を提供することを目的とする。

本願発明の発明者は、可動子を曲線状固定子の部分にも移動させるリニアモータ装置について、特に、曲線状固定子の部分について、位置検出センサのＡ相検出信号の２乗と、Ａ相検出信号と９０度位相差があるＢ相検出信号の２乗との和を判断することにより、リニアモータ装置の可動子が正常に制御可能か否かを判断できることを見いだした。
本願発明は係る知見に基づく。

本発明によれば、固定子と、当該固定子に対向して配設され、前記固定子に対して移動可能な可動子と、当該可動子の位置、および、移動の向きを示す位相差のある第１および第２の信号を出力する位置検出センサと、を有するリニアモータの制御判断方法であって、
前記第１の信号の２乗と前記第２の信号の２乗との和を算出し、
前記２乗和が所定の値以上にあるとき、前記リニアモータが制御可能であると判断する
リニアモータの制御判断方法が提供される。

また本発明によれば、固定子と、当該固定子に対向して配設され、前記固定子に対して移動可能な可動子と、当該可動子の位置、および、移動の向きを示す位相差のある第１および第２の信号を出力する位置検出センサと、を有するリニアモータを制御する制御装置であって、
前記第１の信号の２乗と前記第２の信号の２乗との和を算出する手段と、
前記２乗和が所定の値以上にあるとき、前記リニアモータが制御可能であると判断する、判断手段と
を有する、リニアモータの制御装置が提供される。

上記リニアモータに使用するリニアモータとしては、マグネット可動型リニアモータまたは電磁コイル可動型リニアモータのいずれでもよい。

本発明によれば、可動子を曲線状固定子の部分にも移動可能とするリニアモータの種々の状態または条件について、制御可能か否かを判断することができる。

図１は可動子が直線状の固定子に対して移動させる場合を示す図である。 図２（Ａ）は直線状固定子と曲線状固定子とで矩形に構成された巡回形の固定子と、この巡回形の固定子の上を移動して搬送体Ｃ１〜Ｃ１０を移動させる可動子を示す図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）における曲線状固定子の部分を拡大した図である。 図３は、図２（Ｂ）に図解した曲線状固定子の部分を可動子が移動したときの位置検出センサの検出値の例を示す図である。 図４は可動子が直線状固定子の部分移動する場合の、リニアモータの構成を示す図であり、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）〜（Ｄ）は断面電磁コイルである。 図５は図４における位置検出センサと可動子に配設されたマグネットとの位置関係と位置検出を示す図である。 図６は、図４に図解したリニアモータにおける位置検出センサの検出信号の波形を示す図である。 図７は、位置検出センサＰＳ、電磁コイルなどの配置が不適切な場合の位置検出センサのＡ相検出信号の２乗とＢ相検出信号の２乗との和（２乗和）を時系列にプロットした図である。 図８は、可動子が移動した時の位置検出センサのＡ相検出信号の２乗とＢ相検出信号の２乗との和（２乗和）を時系列にプロットした図である。 図９は、図４に図解したサーボアンプ群における制御条件を判断する処理を示すフローチャートである。 図１０は本発明の他の実施の形態として、リニアモータを用いた他の搬送装置の概略構成を示す図である。

本発明のリニアモータの制御判断方法および制御装置の実施の形態について述べる。

第１実施の形態
本発明のリニアモータの第１の実施の形態として、マグネット可動型リニアモータを搬送装置に適用した例を例示する。
図４は、本発明の実施の形態としてマグネット可動型リニアモータを用いた搬送装置における、可動子が固定子に対して直線状に移動する部分の構造を図解した図である。
図４（Ａ）は平面図を示し、図４（Ｂ）〜（Ｄ）は断面図を示す。

図４において、搬送装置に適用したマグネット可動型リニアモータ１は、固定子１０と、固定子１０に対向して位置し固定子１０に対して移動可能な可動子２０と、サーボアンプ群３０とを有する。
図４に図解したマグネット可動型リニアモータ１は、複数のサーボアンプ（ＳＡ）を用いて、１個または複数の可動子２０の移動位置を制御して可動子２０を固定子１０に対して移動させる構成のリニアモータである。
このマグネット可動型リニアモータ１を制御するため、マグネット可動型リニアモータ１の他に制御装置４０が設けられている。
なお、サーボアンプ群３０を、マグネット可動型リニアモータ１に含めるか、制御装置４０と同様、マグネット可動型リニアモータ１には含めないことにすることもできる。

固定子１０は固定部１１を有する。
固定部１１には、隣接して配設された複数、この例示では、３個の電磁コイル組が配設されている。各電磁コイル組は、Ｕ相電磁コイル、Ｖ相電磁コイル、Ｗ相電磁コイルを１組として構成されている。各電磁コイル組（グループ）が、所定ピッチＰずつ隔てて複数組、固定部１１の長手方向に配設されている。
各組の３個のＵ相電磁コイル、Ｖ相電磁コイル、Ｗ相電磁コイルには、サーボアンプ群３０の対応するサーボアンプから動力線３１を介して、それぞれ、１２０度位相がずれた交流電流が印加される。
固定部１１には、可動子２０の位置を検出するため、各電磁コイル組に隣接して位置検出センサＰＳがそれぞれ配設されている。

固定子１０に対して相対的に移動する可動子２０は、支持部２１を有する。支持部２１にはワークが搭載される。本実施の形態において、可動子２０と支持部２１とを総称して搬送体Ｃと呼ぶ。
支持部２１には、固定子１０の電磁コイル組に対向する側にＮ極を示すＮ極マグネットと、電磁コイル組に対向する側に固定子１０に対してＳ極を示すＳ極マグネットとが隣接して配設され、これらＮ極、Ｓ極マグネットを１対とした、マグネットの対が複数組、図解の実施の形態では４組、隣接して配設されている。
図４に図解の例示においては、１対のマグネットとして、たとえば、Ｎ１とＳ１、Ｎ２とＳ２として、図解したが、磁極の異なる隣接するマグネットとしては、上述した対の関係に限らず、たとえば、Ｓ１とＮ２、Ｎ２とＳ３との関係のように、異なる磁極のマグネットが隣接している関係をも意味する。

サーボアンプ群３０の各サーボアンプ（ＳＡ）から、動力線３１を介して対応する電磁コイル組のＵ相電磁コイル、Ｖ相電磁コイル、Ｗ相電磁コイルに、それぞれ、１２０度位相がずれた交流電流が印加される。これにより、１サイクル、３６０度について、１２０度位相がずれた磁力がこの電磁コイル、Ｕ相電磁コイル、Ｖ相電磁コイル、Ｗ相電磁コイルから発生されて、近接した位置にある可動子２０のマグネットに作用して、可動子２０を移動させる。

サーボアンプ群３０の各サーボアンプ（ＳＡ）に接続されたセンサ線３２を介して対応する位置検出センサＰＳからの検出信号がサーボアンプ（ＳＡ）を介して制御装置４０に入力される。

Ｕ相電磁コイル、Ｖ相電磁コイル、Ｗ相電磁コイルを１組とする電磁コイル組Ａと、近接して配設されたＵ相電磁コイル、Ｖ相電磁コイル、Ｗ相電磁コイルを１組とする電磁コイル組ＢとはピッチＰだけ離間して配設されている。他の近接する電磁コイル組との配置関係も同様である。
このピッチＰの間に、３個の電磁コイル、すなわち、Ｕ相電磁コイル、Ｖ相電磁コイル、Ｗ相電磁コイルが近接して配置されている。３個の電磁コイルの幅は、ピッチＰ１である。
各電磁コイル組内のＷ相電磁コイルに隣接して、それぞれ、位置検出センサＰＳが配設されている。位置検出センサＰＳの幅はピッチＰ２である。

マグネットと電磁コイルとの関係は、基本的には、１個の電磁コイルで１個のマグネットを移動可能とする。
好ましくは、２対のマグネット、すなわち、４個のマグネット、たとえば、Ｎ１：Ｓ１，Ｎ２：Ｓ２（なお、Ｓ１：Ｎ２，Ｓ２：Ｎ３でもよい）の配設幅が、３個の隣接して配設された電磁コイルの配設幅であるピッチＰ１に等しい（マグネット４に対して電磁コイル３の配設関係、４：３）。
また好ましくは、１対のマグネット（Ｎ：Ｓ）の配設幅が位置検出センサＰＳの幅であるピッチＰ２に等しい。
好ましくは、３対のマグネット、たとえば、Ｎ１：Ｓ１，Ｎ２：Ｓ２，Ｎ３：Ｓ３のマグネットの配設幅が、３個の電磁コイルの配設幅であるピッチＰ１と、位置検出センサＰＳの幅であるピッチＰ２との和、（Ｐ１＋Ｐ２）にほぼ等しい。
なお、好ましくは、４対のマグネット、たとえば、Ｎ１：Ｓ１，Ｎ２：Ｓ２，Ｎ３：Ｓ３，Ｎ４：Ｓ４のマグネット対の配設幅（配設長さ）Ｌは、（Ｐ１＋Ｐ２）より長い。
また、3対のマグネットの配設幅と上記ピッチＰ１ピッチＰ２の和にほぼ等しければ、Ｕ相電磁コイル、Ｖ相電磁コイル、Ｗ相電磁コイルを１組とする近接する電磁コイル組は上記の如く離間させるだけでなく、近接させてもよい。

複数対、たとえば、４対のマグネット、たとえば、Ｎ１：Ｓ１，Ｎ２：Ｓ２，Ｎ３：Ｓ３，Ｎ４：Ｓ４のマグネット対の配設幅（配設長さ）Ｌが、図４（Ｂ）〜（Ｄ）に図解のように、４対のマグネットのいずれか１対、または、近接する異なる磁極のマグネット、たとえば、Ｓ３：Ｎ４のマグネット対が位置検出センサＰＳの上に位置するように、マグネット対の数が規定されている。なお、本実施の形態では、マグネット対の数は、４対である。このことは、可動子２０がいずれの位置においても、位置検出センサＰＳによって搬送体Ｃの位置を検出可能な条件である。

可動子２０が電磁コイルの交番磁力に応じて移動可能であるためには、下記の条件が満足されることが好ましい。
（ａ）図４（Ｂ）に図解したように、４個、２対のマグネットが電磁コイル組Ａの３個の電磁コイルの電磁力の影響を受けるか、
（ｂ）図４（Ｄ）に図解のごとく、４個、２対のマグネットが電磁コイル組Ｂの３個の電磁コイルの電磁力の影響を受けるように、
マグネットの個数を設ける。

好ましくは、可動子２０の移動を円滑にするため、可動子２０の位置に依存せずに電磁コイルから同じ電磁力を受けるためには、３個の電磁コイルの電磁力の作用を、常に所定個数、たとえば、本実施の形態では、４個のマグネットが受けるように構成することもできる。
たとえば、同じ電磁コイル組内の３個の電磁コイル、または、隣接する２つの電磁コイル組の隣接する３個の電磁コイル、たとえば、電磁コイル組ＡのＷ相電磁コイルと電磁コイル組ＢのＵ相電磁コイルとＶ相電磁コイルとの３個の電磁コイルの電磁力の作用を、４個のマグネットが受ける、または、電磁コイル組ＡのＶ相電磁コイルとＷ相電磁コイルと、電磁コイル組ＢのＵ相電磁コイルとの３個の電磁コイルの電磁力の作用を、４個のマグネットが受けるように構成されていることが望ましい。
この場合、可動子２０の支持部２１には、たとえば、１０個のマグネット、すなわち、５対のマグネットを設ける。

図５は、位置検出センサＰＳと、可動子２０の支持部２１に配設されたマグネットとの位置関係を示す。
図５は、概念的に、可動子２０が移動していく場合に、それぞれ、ある１つの位置検出センサＰＳがその位置を検出する状態を示している。
各位置検出センサＰＳは、Ａ相検出信号を生成する第１のセンサＡと、Ｂ相検出信号を生成する第２のセンサＢとを有する。第１のセンサＡと第２のセンサＢとは、９０度位相差のある位置検出信号を生成するように、隣接するマグネットとのピッチを考慮して、たとえば、離間して配置されている。
第１のセンサＡと第２のセンサＢは、たとえば、ホール（Ｈｏｌｅ）効果に基づくセンサであり、マグネットの磁界に応じた検出信号を出力する。

図６は、図４に図解したマグネット可動型リニアモータ１における、可動子２０が移動した場合の複数の位置検出センサＰＳの検出信号、すなわち、Ａ相検出信号とＢ相検出信号とを示すグラフである。横軸は位置を示し、縦軸は振幅を示す。
位置検出センサＰＳ内の第１のセンサＡと第２のセンサＢは、それぞれ、マグネットの磁界に応じた振幅（電圧）の信号を出力する。たとえば、マグネットが位置検出センサＰＳに接近すれば、大きな振幅の信号、マグネットが位置検出センサＰＳから離れると小さな振幅の信号を出力する。
ワークを搭載可能な搬送体Ｃを構成する可動子２０は所定のスピードで固定子１０の上を移動するので、第１のセンサＡおよび第２のセンサＢの検出信号、すなわち、Ａ相検出信号およびＢ相検出信号は、正弦波状（または余弦波状）となる。

図６に図解したＡ相検出信号およびＢ相検出信号は、可動子２０が直線状の固定子１０に対して移動する場合なので、位相差が９０度に維持されており、それぞれの振幅も一定に安定している。

可動子２０が位置検出センサＰＳの上を移動すると、たとえば、図６に図解した、正弦波のＡ相検出信号およびＢ相検出信号が得られる。
可動子２０の位置をＸとすると、下記の関係が得られる。

Ｘ＝ｔａｎ^-1（Ｂ／Ａ） …（１）
ただし、ＡはＡ相検出信号であり、
ＢはＢ相検出信号である。

このとき、位置検出センサのＡ相検出信号ＡとＢ相検出信号Ｂとの２乗の和は一定値Ｃとなる。

Ａ² ＋Ｂ² ＝Ｃ …（２）

このような状態において、サーボアンプ（ＳＡ）が、後述するように、搬送体Ｃが制御可能か否かを判断し、制御装置４０は、サーボアンプＳＡを介して入力される位置検出センサＰＳからの複数の位置データに基づいて、搬送体Ｃを構成する可動子２０の位置を検出して、位置制御を行う。
たとえば、制御装置４０は、位置検出センサＰＳからの位置検出値、すなわち、Ａ相検出信号およびＢ相検出信号に基づいて、搬送体Ｃを構成する可動子２０の移動量、および／または、可動子２０を移動させる速度に応じて、サーボアンプＳＡを介して対応する各電磁コイルに印加する電流の値を決定する。
対応するサーボアンプＳＡは、駆動電流を対応する電磁コイルに印加する。

以上、図４を参照して、搬送体Ｃを構成する可動子２０が、直線状固定子１０を移動する場合を述べたが、本実施の形態においては、図２（Ａ）、（Ｂ）に図解したように、直線状固定子２０１、曲線状固定子２０５、直線状固定子２０２、曲線状固定子２０６、固定子２０３、曲線状固定子２０７、直線状固定子２０４、曲線状固定子２０８、直線状固定子２０１と巡回状の固定子２００に対して移動する。
この固定子２００にも、固定子１０と同様、電磁コイル組と位置検出センサＰＳとが所定ピッチＰで配設されている。
制御装置４０の制御のもとで、図４に図解した搬送体Ｃを構成する可動子２０が、この固定子２００の上を移動していく。したがって、各搬送体Ｃを構成する各可動子２０は固定子２００の上を巡回することも可能である。

可動子２０が、直線状固定子２０１、２０２、２０３、２０４の上を移動するときは、複数の位置検出センサＰＳによって可動子２０の位置および移動方向（向き）を正確に検出することができる。
他方、可動子２０が曲線状固定子２０５、２０６、２０７、２０８の上を移動するときは、図４（Ｂ）を参照して上述したように、位置検出センサＰＳとマグネットとの接近と離間関係に応じた振幅の低下、Ａ相検出信号とＢ相検出信号と位相差の変化、さらに、Ａ相検出信号とＢ相検出信号の不安定が起こる場合がある。

その不安定さの１つとして、曲線状固定子の部分の位置検出センサＰＳの範囲と、電磁コイルの配置が不適切な場合、可動子２０の移動の不安定さが起こる。このような場合、位置検出センサＰＳのＡ相検出信号ＡとＢ相検出信号Ｂについて、式（２）に従って演算した結果（Ａ² ＋Ｂ² ）が、図７に例示したように、一定にならないことが起こることが判った。
図７において、横軸は時間経過、すなわち、可動子２０の移動を示し、縦軸は（Ａ² ＋Ｂ² ）を示す。
２乗和（Ａ² ＋Ｂ² ）は、サーボアンプ群３０において演算した。
このような結果が得られた場合には、リニアモータ装置１００の設計変更が必要なことが判る。換言すれば、２乗和（Ａ² ＋Ｂ² ）によって、可動子２０の移動の安定さを自動的に判断することができる。

その他の不安定さとしては、たとえば、上述したように、（ａ）リニアモータ装置１００には、種々の搬送体Ｃ１〜Ｃ１０がそれぞれ可動子によって搬送されるが、種々の搬送体Ｃ１〜Ｃ１０は寸法および／または重量が異なる、（ｂ）同じ搬送体Ｃでも、搭載されるワークの有無によっても重量が変化して動作条件が変化する、（ｃ）可動子と固定子との距離の変化、（ｄ）搬送体Ｃが安定した速度で搬送されている場合と、一旦停止して再始動され加速がかかる場合とがあるなどによる。
したがって、たとえば、同じ搬送体Ｃでも、ワークが搭載されているか否か、移動速度が速いか遅いかなどにより、安定な移動が可能であったり、不安定な移動になることが起こる。

図８は、可動子２０が直線状固定子２０１と隣接する曲線状固定子２０８、２０５の部分を移動した場合の、式（２）で規定した（Ａ² ＋Ｂ² ）の値を曲線ＣＶで示すグラフである。
図８において、横軸は時間経過、すなわち、可動子２０の移動を示し、縦軸は（Ａ² ＋Ｂ² ）を示す。
本実施の形態においては、２乗和（Ａ² ＋Ｂ² ）は、サーボアンプ群３０において演算した。

（Ａ² ＋Ｂ² ）が一定またはほぼ一定の場合、式（１）が成立して、制御装置４０において、固定子２００に対する可動子２０の位置を特定することができる。
しかしながら、（Ａ² ＋Ｂ² ）が大きく変動したり、（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が大きすぎたり、低すぎると、式（１）が成立せず、サーボアンプＳＡにおいて、可動子２０の位置を特定することが困難となる。

図８において、（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が下限値ＬＬより小さい場合、たとえば、センサ線３２の断線により、信号が得られないと仮定する。この状態では、たとえば、制御装置４０は可動子２０の移動制御を行わない。
（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が下限値ＬＬを越え、制御開始点レベルＣＬを越えた時点ｔ１からサーボアンプＳＡまたは制御装置４０が、可動子２０の移動制御を開始する。
サーボアンプＳＡまたは制御装置４０は、位置検出センサＰＳのＡ相検出信号ＡまたはＢ相検出信号Ｂが制御開始点レベルＣＬを超えた時間を計数しており、線ＣＴＲはその計数値（カウント値）、すなわち、可動子２０の位置を示す。
サーボアンプＳＡまたは制御装置４０は、カウント値ＣＴＲが所定の値に到達した時点ｔ２で可動子２０の移動制御を停止する。
時点ｔ１〜ｔ２の期間Ｔ、すなわち、（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が所定の範囲内にある期間Ｔにおいて、制御装置４０は、位置検出センサＰＳの読みを参照して可動子２０の移動制御を行う。

図９はサーボアンプＳＡにおける上記判断処理を示すフローチャートである。
サーボアンプＳＡは、位置検出センサＰＳからのＡ相検出信号およびＢ相検出信号について（Ａ² ＋Ｂ² ）の値を演算して、下記の判断を行う。

ステップ０１、サーボアンプＳＡは、（Ａ² ＋Ｂ² ）の値を演算して所定値以上、すなわち下限値ＬＬ以上か否か、制御開始レベルＣＬ以上か否かをチェックする。
（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が下限値ＬＬ未満か、制御開始レベルＣＬ未満で所定の範囲内にない場合、サーボアンプＳＡはステップ０２へと移行する。
また、（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が下限値ＬＬ以上で、かつ、制御開始レベルＣＬ以上の場合、サーボアンプＳＡは、制御可能であると判断して、位置検出センサＰＳからのＡ相検出信号およびＢ相検出信号を参照して、可動子２０の制御を開始するとともに、ステップ０４の処理に移行する。

ステップ０２、ステップ０１で演算した（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が下限値ＬＬ未満か、制御開始レベルＣＬ未満で所定の範囲内にない場合、サーボアンプＳＡは引き続き（Ａ² ＋Ｂ² ）の値を演算し、（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が図８に図解した下限値ＬＬ以上か否かをチェックする。
（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が下限値ＬＬ未満の場合、サーボアンプＳＡは、この状態は制御対象外として、たとえば、制御装置４０を介してそのメッセージを出力するか、および／または、警告表示をして（第１アラーム）、可動子２０の制御を行わない。
また、（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が下限値ＬＬ以上の場合、サーボアンプＳＡはステップ０３の処理に移行する。

ステップ０３、サーボアンプＳＡはステップ０２で演算した（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が、図８に図解した下限値ＬＬ以上の場合、サーボアンプＳＡは、（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が制御開始レベルＣＬ以上か否かをチェックする。
（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が制御開始レベルＣＬ未満の場合、サーボアンプＳＡは、この状態は制御対象外として、たとえば、制御装置４０を介してそのメッセージを出力するか、および／または、警告表示をして（第２アラーム）、可動子２０の制御を行わない。
また、（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が制御開始レベルＣＬ以上の場合、サーボアンプＳＡは、制御可能であると判断して、位置検出センサＰＳからのＡ相検出信号およびＢ相検出信号を参照して、可動子２０の制御を開始する。

ステップ０４、ステップ０１で演算した（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が下限値ＬＬ以上で、かつ、制御開始レベルＣＬ以上の場合、サーボアンプＳＡは引き続き（Ａ²＋Ｂ² ）の値を演算し、（Ａ²＋Ｂ² ）の値が図８に図解した下限値ＬＬ以下にならないかをチェックする。
（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が下限値ＬＬ以上の場合、サーボアンプＳＡは、制御可能と判断して、可動子２０の制御を継続する。
また、（Ａ² ＋Ｂ² ）の値が下限値ＬＬ未満の場合、サーボアンプＳＡは制御対象外と判断して、可動子２０の制御を停止する。

以上述べたように、サーボアンプＳＡは、位置検出センサＰＳのＡ相検出信号ＡおよびＢ相検出信号Ｂについて、（Ａ² ＋Ｂ² ）を演算し、演算結果（Ａ² ＋Ｂ² ）に基づいて、可動子２０の移動制御が可能か否かを判断することができる。

本実施の形態による、判断方法は、サーボアンプＳＡにおける（Ａ² ＋Ｂ² ）という簡単な演算と、上述した簡単な判断処理で行うことができるので、マグネット可動型リニアモータの動作中において、実時間で判断することができる。

第２実施の形態
第１実施の形態は、リニアモータ装置１００に適用するリニアモータとして、マグネット可動型リニアモータを例示して述べた。しかしながら、上述した本願発明は、マグネット可動型リニアモータに限らず、電磁コイル可動型リニアモータについても適用することができる。
リニアモータとして電磁コイル可動型リニアモータを用いる場合、可動子に複数組の電磁コイルと位置検出センサＰＳとを配設し、固定子に複数組の永久磁石を長手方向に配設する。電磁コイル可動型リニアモータにおいては可動子として電磁コイルが移動する。
電磁コイル可動型リニアモータにおいても、制御装置で位置検出センサの検出結果をもとに、可動子の位置を制御し、さらに、可動子が所定の可動範囲を逸脱しないように制御する。

本発明の実施に際しては上述した実施の形態に限らず、種々の変形態様をとることができる。
なお、上述した電磁コイル組の数、可動子２０に搭載されたマグネットの数などは例示であり、本発明は、これらの数に限定されない。
基本的には、１個の可動子２０のマグネットに磁気的影響を与えるのは、１個のサーボアンプＳＡで制御している電機コイルである。なお、可動子２０の位置によっては、３個の電磁コイルのうち、２つの電磁コイルだけで可動子２０を駆動することがある。

また、図４を参照して例示したが、隣接する電磁コイル組の間隔（ピッチ）は常に一定である必要はない。電磁コイルによって可動子を移動可能に構成されており、位置検出センサＰＳによって可動子の位置を検出することができ、位置検出センサＰＳからＡ相検出信号ＡとＢ相検出信号Ｂとが正常に検出可能であればよい。

以上、本実施の形態として、図２を参照して搬送装置にリニアモータを適用した場合を例示したが、本発明のリニアモータ装置１００は、搬送装置への適用に限定されず、種々の用途に適用可能である。
固定子２００としては、図２に例示した構成に限らず、たとえば、図１０に図解した競技場のトラックのように、直線状固定子２０１Ａ、２０３Ａ、半径Ｒの半円状固定子２０２Ａ、２０４Ａとで構成したものでもよい。半円状固定子２０２Ａ、２０４Ａを可動子２０が移動するとき、上述した判断を行うことができる。

１…マグネット可動型リニアモータ
１０、１００…固定子、１１…固定部
２０…可動子、２１…支持部
３０…サーボアンプ群、３１…動力線、３２…センサ線
４０…制御装置
２００…固定子、２０１、２０２、２０３、２０４…直線状固定子、２０５、２０６、２０７、２０８…曲線状固定子

Claims (8)

1. 固定子と、当該固定子に対向して配設され、前記固定子に対して移動可能な可動子と、当該可動子の位置、および、移動の向きを示す位相差のある第１および第２の信号を出力する、位置検出センサとを有するリニアモータの制御判断方法であって、
   前記第１の信号の２乗と、前記第２の信号の２乗との和を算出し、
   前記２乗和が所定の値以上にあるとき、前記リニアモータが制御可能であると判断する、
   リニアモータの制御判断方法。
2. 前記固定子は、直線状固定子と、曲線状固定子とを有することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータの制御判断方法。
3. 前記固定子には、複数の電磁コイルが近接して配設された電磁コイル組と当該電磁コイル組に併設して配設された位置検出センサとの組が、所定の幅を隔てて複数配設されており、
   前記可動子には、前記電磁コイルに対向して、磁極の異なるマグネットが交互に複数配設されており、
   前記可動子に配設されたマグネットの配設幅は、前記複数の電磁コイルが近接して配設された電磁コイル組と当該電磁コイル組に併設して配設された位置検出センサとの組の配設幅より長いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリニアモータの制御判断方法。
4. 前記固定子には、磁極の異なるマグネットが交互に複数配設されており、
   前記可動子には、前記複数のマグネットに対向して、複数の電磁コイルが近接して配設された電磁コイル組と当該電磁コイル組に併設して配設された位置検出センサとの組が、所定の幅を隔てて複数配設されており、
   前記固定子に配設されたマグネットの配設幅は、前記複数の電磁コイルが近接して配設された電磁コイル組と当該電磁コイル組に併設して配設された位置検出センサとの組の配設幅より長いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリニアモータの制御判断方法。
5. 固定子と、当該固定子に対向して配設され、前記固定子に対して移動可能な可動子と、当該可動子の位置、および、移動の向きを示す位相差のある第１および第２の信号を出力する、位置検出センサとを有するリニアモータを制御する制御装置であって、
   前記第１の信号の２乗と、前記第２の信号の２乗との和を算出する手段と、
   前記２乗和が所定の値以上にあるとき、前記リニアモータが制御可能であると判断する判断手段と、
   を有するリニアモータの制御装置。
6. 前記固定子は、直線状固定子と、曲線状固定子とを有することを特徴とする請求項５に記載のリニアモータの制御装置。
7. 前記固定子には、複数の電磁コイルが近接して配設された電磁コイル組と当該電磁コイル組に併設して配設された位置検出センサとの組が、所定の幅を隔てて複数配設されており、
   前記可動子には、前記電磁コイルに対向して、磁極の異なるマグネットが交互に複数配設されており、
   前記可動子に配設されたマグネットの配設幅は、前記複数の電磁コイルが近接して配設された電磁コイル組と当該電磁コイル組に併設して配設された位置検出センサとの組の配設幅より長い
   ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のリニアモータの制御装置。
8. 前記固定子には、磁極の異なるマグネットが交互に複数配設されており、
   前記可動子には、前記複数のマグネットに対向して、複数の電磁コイルが近接して配設された電磁コイル組と当該電磁コイル組に併設して配設された位置検出センサとの組が、所定の幅を隔てて複数配設されており、
   前記固定子に配設されたマグネットの配設幅は、前記複数の電磁コイルが近接して配設された電磁コイル組と当該電磁コイル組に併設して配設された位置検出センサとの組の配設幅より長いことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のリニアモータの制御装置。

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