JP2021160842A - リニアモータ搬送システムおよびその運用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のキャリアの大半を共通にしつつも複数のキャリアのそれぞれを識別できる技術を提供する。【解決手段】複数のキャリア１０と、複数のキャリア１０を駆動するリニアモータ１２と、リニアモータ１２を制御し、複数のキャリア１０を所定の経路Ｐに沿って移動させる制御装置１４と、複数のキャリア１０のうちの或る１つの特定のキャリアを検出可能な検出部２６と、を備える。制御装置１４は、検出部２６によって検出される特定のキャリア１０を基準として複数のキャリア１０のそれぞれに識別情報を付与する。【選択図】図１

Description

本発明は、リニアモータ搬送システムおよびその運用方法に関する。

従来、物品を搬送する搬送システムとして、リニアモータを駆動源として複数のキャリアを走行させ、キャリアによって物品の搬送を行うリニアモータ搬送システムが知られている。リニアモータ搬送システムは、リニアモータにより駆動されるキャリアと、リニアモータを制御し、キャリアを所定の経路に沿って移動させる制御装置と、を備え、キャリアが当該経路に沿って走行することにより、キャリアに保持された物品が搬送される。

従来のコンベアは、一定速度で同一方向に搬送物である物品を流すのに対し、リニアモータ搬送システムは一般に、物品を保持する複数のキャリアの移動を個別に制御できる。また、キャリアを必要な場所に正確に止めたり、速度を変更したり、１つのキャリアだけを反対向きに移動させるといった柔軟な制御もできる。

そのため、リニアモータ搬送システムの用途は多岐にわたる。例えば、工程間搬送や、搬送経路上で精密加工を行う加工ラインに用いられる。

国際公開第２０１８／０５５７５５号

リニアモータ搬送システムにおいて、複数のキャリアの移動を個別に制御するには複数のキャリアを個々に区別できることが当然必要であるが、複数のキャリアを個々に識別できることを求められる場合もある。たとえば、複数のキャリアに別々のジグが取り付けられている場合、それら複数のキャリアを個々に識別する必要がある。

一方で、リニアモータ搬送システムは、定期または不定期に停止、起動される。例えば、工場によっては、安全のために、就業時間の終了とともに停止し、就業時間の開始とともに起動する。また例えば、複数の加工ラインのそれぞれにリニアモータ搬送システムが用いられている場合において、製品の発注数の増減にともなって稼働させる加工ラインの数が増減し、したがってリニアモータ搬送システムを停止、起動することがある。

リニアモータ搬送システムが停止すると、制御装置が保持するキャリアの識別情報、具体的にはキャリアの位置と識別情報とを対応づけた情報は、消失する。制御装置が当該情報を保持しておくことも考えられるが、リニアモータ搬送システムの停止中にキャリアが移動されない保証はない。したがって、リニアモータ搬送システムを起動した際に、識別情報を特定する必要がある。

特許文献１に記載されるリニアモータ搬送システムでは、複数のキャリアのそれぞれに異なる特徴を持たせ、異なる特徴を検出部によって検出することで、複数のキャリアのそれぞれを識別している。しかしながら、複数のキャリアのそれぞれに異なる特徴を持たせる必要があるため、制作が煩雑であり、コストの上昇を招く。また、特徴の持たせ方によっては、キャリアが多数の場合に互いに異なる特徴を持たせるのが困難となる。すなわちキャリア数に事実上の制限がかかる。

本発明はこうした状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、複数のキャリアの大半を共通にしつつも複数のキャリアのそれぞれを識別できる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のリニアモータ搬送システムは、リニアモータにより駆動される複数のキャリアと、リニアモータを制御し、複数のキャリアを所定の経路に沿って移動させる制御部と、複数のキャリアのうちの或る１つの特定のキャリアを検出可能な検出部と、を備える。制御部は、初期処理として複数のキャリアを移動させ、検出部によって検出された特定のキャリアを基準として複数のキャリアのそれぞれに識別情報を付与する。

本発明の別の態様は、リニアモータ搬送システムの運用方法である。この方法は、リニアモータにより駆動される複数のキャリアと、リニアモータを制御し、複数のキャリアを所定の経路に沿って移動させる制御部と、複数のキャリアのうちの或る１つの特定のキャリアを検出可能な検出部と、を備えるリニアモータ搬送システムの運用方法であって、初期処理として複数のキャリアを移動させるステップと、検出部によって検出された特定のキャリアを基準として複数のキャリアのそれぞれに識別情報を付与するステップと、を含む。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、複数のキャリアの大半を共通にしつつも複数のキャリアのそれぞれを識別できる。

実施の形態に係るリニアモータ搬送システムの平面図である。 特定キャリアの検出方法の一例を説明する図である。 特定キャリアの検出方法の別の例を説明する図である。 リニアモータ搬送システムの初期処理における動作を説明する図である。 変形例に係るリニアモータ搬送システムの平面図である。 別の変形例に係るリニアモータ搬送システムの平面図である。

本発明者は、リニアモータによって複数のキャリアを所定の経路に沿って移動させるリニアモータ搬送システムについて検討し、以下の知見を得た。
キャリアの数を増減させたり経路上に並ぶキャリアの順序を入れ替えたりしない限りは、複数のキャリアのうちの或る１つの特定のキャリアを検出し、当該特定のキャリアを基準として複数のキャリアのそれぞれに一意の識別情報を付与すれば、複数のキャリアのそれぞれに毎回同じ一意の識別情報を付与できる。つまり、実質的に、複数のキャリアの１０のそれぞれを識別できる。この場合、複数のキャリアのうちの大半（たとえば特定のキャリア以外のすべてのキャリア）を共通にできるため、コストを低減できる。

そこで本実施の形態では、リニアモータ搬送システムが起動されると、初期処理として、特定のキャリアを検出し、検出された特定のキャリアを基準として複数のキャリアのそれぞれに識別情報を付与する。以下、具体的に説明する。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。

図１は、実施の形態に係るリニアモータ搬送システム１００の平面図である。リニアモータ搬送システム１００の用途は多岐にわたるが、一例としては、或る製品の一製造工程においてワークの搬送に用いられる。たとえば、リニアモータ搬送システム１００の各キャリアが単体でワークを保持して搬送する。あるいはまた、隣接する２つのキャリアが協働してワークを保持して搬送する。

リニアモータ搬送システム１００は、複数のキャリア１０と、複数のキャリア１０を駆動するリニアモータ１２と、リニアモータ１２を制御し、複数のキャリア１０を経路Ｐに沿って移動させる制御装置１４と、検出部２６と、を備える。なお、キャリア１０の数は特に限定されない。

リニアモータ１２は、固定子２０と、キャリア１０と同数の可動子２２と、を備える。

固定子２０は、その限りではないが、複数の固定子モジュールを含む。固定子２０は、この例では、第１固定子モジュール２１ａ、第２固定子モジュール２１ｂ、第３固定子モジュール２１ｃ、第４固定子モジュール２１ｄ、第５固定子モジュール２１ｅ、第６固定子モジュール２１ｆ（以下、特に区別しない場合やまとめていう場合には「固定子モジュール２１」とよぶ）を含み、この順に閉ループ状に接続されている。固定子２０は、この例では、平面視で長円状を呈する。

第１固定子モジュール２１ａ、第２固定子モジュール２１ｂ、第４固定子モジュール２１ｄおよび第５固定子モジュール２１ｅは平面視で直線状であり、第３固定子モジュール２１ｃおよび第６固定子モジュール２１ｆは曲線状（円弧状）である。

固定子モジュール２１は、その延在方向に沿って並ぶ複数の電磁石（コイルユニット）２４を含む。図１には、一部の電磁石２４のみが例として表示されている。複数の電磁石２４には、個別に電流を供給できる。複数の電磁石２４の並びは経路Ｐを規定する。この例では経路Ｐは長円状である。しかしながら、経路Ｐの形状は、これに限定されず、直線状および曲線状の固定子モジュール２１を任意に組み合わせることで、使用目的や設置スペースの制約に応じた任意の形状とすることができる。

複数のキャリア１０にはそれぞれ、電磁石２４と上下で対向するように可動子２２が取り付けられる。可動子２２は磁石を含んで構成される。電磁石２４により生じる磁界と可動子２２の磁石の磁界との相互作用により、可動子２２は経路Ｐに沿って移動する。

固定子モジュール２１には、可動子２２あるいはキャリア１０の移動を案内するリニアガイドが設けられてもよい。あるいは、リニアガイドを設けずに、可動子２２を固定子モジュール２１上に磁気浮上させてもよい。

検出部２６は、複数のキャリア１０のうちの或る１つの特定のキャリア１０（以下、「特定キャリア」ともよぶ）を検出可能に構成される。

図２（ａ）、（ｂ）は、特定キャリアの検出方法の一例を説明する図である。図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、検出部２６とその周辺を示す平面図、側面図である。ここでは、特定キャリアにはハッチングを付している。

この例では、特定キャリアは、その他の複数のキャリア１０（以下、「通常キャリア」ともよぶ）が有しない凸部１０ａを有する。複数の通常キャリア（図２（ａ）、（ｂ）では１つのみ表示されている）は、特に限定しないが、共通（つまり、形状および大きさが設計上同じ）の部材である。複数の通常キャリアを共通にすることにより、互いに別々にする場合と比べ、コストを低減できる。通常キャリアの数が多くなるほど、この効果は顕著となる。

検出部２６は、投光部および受光部（いずれも不図示）を含み、投光部からの光Ｌが凸部１０ａに当たって反射した光を受光部が受信することで、特定キャリアを検出する。凸部１０ａを有しない通常キャリアは、投光部からの光Ｌを反射しないため、検出されない。

図３（ａ）、（ｂ）は、特定キャリアの検出方法の別の例を説明する図である。この例では、特定キャリアには、他のキャリアには取り付けられていない磁石１０ｂが取り付けられている。特定キャリアおよび他のキャリアは、特に限定しないが、磁石の有無を除けば共通の部材である。

検出部２６は、磁場の大きさを検出可能に構成され、磁石１０ｂが取り付けられている特定キャリアが近接すると検出値が上がるため、特定キャリアを検出できる。磁石１０ｂが取り付けられていない通常キャリアが近接しても検出値は上がらないため、通常キャリアは検出されない。

いずれにせよ、検出部２６は、通常キャリアとは異なる特徴を有する特定キャリアを、「特定キャリア」として、すなわち通常キャリアではないキャリア１０として検出できればよい。

図１に戻り、制御装置１４は、メインコントローラ３０と、第１サブコントローラ３２ａ〜第６サブコントローラ３２ｆ（以下、特に区別しない場合やまとめていう場合には「サブコントローラ３２」とよぶ）と、を含む。

メインコントローラ３０は、リニアモータ搬送システム１００を統括的に制御する。

たとえば、メインコントローラ３０は、リニアモータ搬送システム１００が起動されると、初期処理を実行する。具体的には、すべてのキャリア１０をたとえば同じ速度で一方向（例えば時計回り方向）に移動させる指令を生成し、各サブコントローラ３２に送信する。メインコントローラ３０は、検出部２６によって検出されたキャリア１０（すなわち特定キャリア）を基準として、複数のキャリア１０のそれぞれに一意の識別情報を付与する。なお、リニアモータ搬送システム１００を起動するたびに実施される初期処理において、複数のキャリア１０のそれぞれには毎回同じ識別情報を付与する。

より詳しくは、メインコントローラ３０は、特定キャリアには或る特定の識別情報を付与し、他のキャリア１０には、特定キャリアとの位置関係（すなわち特定キャリアから数えて何番目のキャリア１０であるか）に基づいて識別情報を付与する。たとえば、特定キャリアから反時計回りに昇順または降順に並ぶ識別情報を付与する。

また、メインコントローラ３０は、上述のようにして識別情報が付与された複数のキャリア１０のそれぞれに対する移動指令を生成し、各サブコントローラ３２に送信する。

第１サブコントローラ３２ａ、第２サブコントローラ３２ｂ、第３サブコントローラ３２ｃ、第４サブコントローラ３２ｄ、第５サブコントローラ３２ｅ、第６サブコントローラ３２ｆはそれぞれ、第１固定子モジュール２１ａ、第２固定子モジュール２１ｂ、第３固定子モジュール２１ｃ、第４固定子モジュール２１ｄ、第５固定子モジュール２１ｅ、第６固定子モジュール２１ｆにおけるキャリア１０の移動を制御する。

詳しくは、サブコントローラ３２は、キャリア１０の位置情報をフィードバックしながら、対応する固定子モジュール２１の電磁石２４への電流の供給を制御し、メインコントローラ３０からの指令通りにキャリア１０を移動させる。なお、サブコントローラ３２は、対応する固定子モジュール２１上に複数のキャリア１０が存在する場合、当該複数のキャリア１０の移動を個別に制御できる。

また、サブコントローラ３２同士でキャリア１０の情報のやりとりをしてもよい。たとえば、第１固定子モジュール２１ａ上から第２固定子モジュール２１ｂ上に向かってキャリア１０が移動している場合、その旨を第１サブコントローラ３２ａから第２サブコントローラ３２ｂに送受信してもよい。また、キャリア１０が第１固定子モジュール２１ａ上から第２固定子モジュール２１ｂ上に移動する場合、第１サブコントローラ３２ａから第２サブコントローラ３２ｂにキャリア１０の識別情報を送受信してもよい。

以上がリニアモータ搬送システム１００の構成である。続いてその動作について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、リニアモータ搬送システム１００の初期処理における動作を説明する図である。図４（ａ）〜（ｃ）では、リニアモータ搬送システム１００の動作が時系列で示される。図４（ａ）〜（ｃ）では、特定キャリアにはハッチングを付している。

図４（ａ）に示すように、リニアモータ搬送システム１００が起動されると、すべてのキャリア１０を移動させる。一例としては、すべてのキャリア１０を一方向（図示の例では時計回り方向）に移動させる。

図４（ｂ）では、特定キャリアが検出部２６の前を通過しようとすると、検出部２６は当該特定キャリアを検出する。

図４（ｃ）に示すように、特定キャリアは検出部２６の前を通過した直後に停止される。複数の通常キャリアは、特定キャリアの後ろにたとえば一定の間隔で整列した状態で停止させる。複数のキャリア１０のそれぞれには、特定キャリアから反時計回りに昇順に並ぶ識別情報ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５が付与される。

つづいて、実施の形態の効果を説明する。特定キャリアは、通常キャリアとは異なる特徴を有し、検出部２６によって検出される。リニアモータ搬送システム１００の起動のたびに実施される初期処理において、検出された特定キャリアを基準として、複数のキャリアのそれぞれには、毎回同じ識別情報が付与される。つまり、通常キャリアは共通の部材としてコストを低減しつつも、複数のキャリア１０のそれぞれを識別できる。

以上、実施の形態にステージ装置について説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下変形例を示す。

（変形例１）
実施の形態とは異なり、検出部２６は、経路Ｐの周りを移動可能に構成され、経路Ｐの周りをまわりながら特定キャリアを検出してもよい。この場合、複数のキャリア１０を停止させたままにすることができる。検出部２６は、特定キャリアを検出したら、停止すればよい。

（変形例２）
図５は、変形例に係るリニアモータ搬送システム１００の平面図である。図５は図１に対応する。本変形例では、リニアモータ搬送システム１００は、経路Ｐに沿ってたとえば等間隔に配置される複数（この例では４つ）の検出部２６を備える。

制御装置１４は、複数の検出部２６のうちのいずれかの検出部２６が特定キャリアを検出すると、特定した特定キャリアを基準として複数のキャリア１０のそれぞれに識別情報を付与する。

本変形例によれば、特定キャリアが検出されるまでの時間、したがって初期処理に要する時間を短くできる。

（変形例３）
図６（ａ）、（ｂ）は、別の変形例に係るリニアモータ搬送システムを示す図である。図６（ａ）、（ｂ）は図２（ａ）、（ｂ）に対応する。本変形例では、リニアモータ搬送システム１００は、特定キャリアも通常キャリアも検出可能に構成された検出部２７をさらに備える。検出部２７は、検出部２６の近傍に配置される。たとえば検出部２７は、検出部２６の下方に配置される。

制御装置１４は、初期処理として、複数のキャリア１０を一方向（たとえば平面視で時計回り方向）に移動させる。制御装置１４は、検出部２６が特定キャリアを２回検出すると、複数のキャリア１０を停止させる。

制御装置１４は、特定キャリアが検出部２６に２度検出される間に検出部２７がキャリアを検出した回数に基づいて、キャリアの数を特定する。たとえば、検出部２６および検出部２７が実質的に同時に特定キャリアを検出するように設けられている場合は、特定キャリアが検出部２６に２度検出される間に、特定キャリアは検出部２７にも２度検出されるため、検出部２７によってキャリア１０が検出された回数から１を引いた数がキャリア数として特定される。

（変形例４）
実施の形態および上述の変形例では、固定子２０に複数の電磁石２４が配置され、可動子２２に磁石が配置されるいわゆるムービングマグネット式のリニアモータ搬送システムについて説明したが、これに限られず、実施の形態および上述の変形例の技術思想は、固定子２０に複数の磁石が配置され、可動子２２に電磁石が配置されるいわゆるムービングコイル式のリニアモータ搬送システムにも適用できる。

上述した実施の形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

１０ キャリア、 １２ リニアモータ、 １４ 制御装置、 ２６ 検出部、 １００ リニアモータ搬送システム。

Claims (5)

1. リニアモータにより駆動される複数のキャリアと、
   前記リニアモータを制御し、前記複数のキャリアを所定の経路に沿って移動させる制御装置と、
   前記複数のキャリアのうちの或る１つの特定のキャリアを検出可能な検出部と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記検出部によって検出される前記特定のキャリアを基準として前記複数のキャリアのそれぞれに識別情報を付与することを特徴とするリニアモータ搬送システム。
2. 前記制御装置は、前記特定のキャリアとの位置関係に基づいて、他のキャリアに識別情報を付与することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ搬送システム。
3. 前記制御装置は、前記複数のキャリアに、経路に沿って昇順または降順に並ぶ識別情報を付与することを特徴とする請求項１または２に記載のリニアモータ搬送システム。
4. 複数の前記検出部を備え、
   前記制御装置は、複数の前記検出部のうちのいずれかの検出部によって前記特定のキャリアが検出されると、当該特定のキャリアを基準として前記複数のキャリアのそれぞれに識別情報を付与することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のリニアモータ搬送システム。
5. リニアモータにより駆動される複数のキャリアと、前記リニアモータを制御し、前記複数のキャリアを所定の経路に沿って移動させる制御装置と、前記複数のキャリアのうちの或る１つの特定のキャリアを検出可能な検出部と、を備えるリニアモータ搬送システムの運用方法であって、
   前記複数のキャリアを前記検出部に対して相対移動させるステップと、
   前記検出部によって検出される前記特定のキャリアを基準として前記複数のキャリアのそれぞれに識別情報を付与するステップと、
   を含むことを特徴とするリニアモータ搬送システムの運用方法。

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