CN101504547B - 移动体系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动体系统，沿着行走路径排列线性电动机的一次侧线圈，并且在移动体上设置线性电动机的二次侧，将行走路径分割为多个区，通过各区的区控制器对区内的线性电动机的线圈进行控制，将来自于线圈的线性标度的、以线性标度为基准的移动体的坐标转换为以行走路径为基准的坐标。如果将移动体的位置以行走路径为基准来表现，则能够求出移动体间的距离，能够使多台移动体在一个区中行走。

Description

移动体系统

技术领域

本发明涉及使用了线性电动机的移动体系统，尤其涉及求出移动体的相对于行走路径的坐标。

背景技术

公知的有下述系统：在无尘室等中搬运物品时，借助地上一侧为一次、机器上一侧为二次的线性电动机来使移动体移动。线性电动机的种类例如是LSM(线性同步电动机)，在地上一侧设置线圈，在机器上一侧设置磁铁等二次侧部件。由于大规模的系统行走路径长、并且具有多个环路以及环路之间的连接部等，将行走路径分割成多个区，通过每个区的区控制器来控制线性电动机。

区控制器能够利用设于线性电动机的一次侧线圈上的线性标度等、识别以线性标度为基准的移动体的坐标。但是，将该坐标相互连接、以求出相对于行走路径的移动体的坐标并不是公知的。其中，由于区控制器利用以各个线性标度为基准的坐标来管理移动体的位置，因此，难以在一个区中配置多个移动体。这是因为，不是以行走路径上的位置、而是以相对于线圈的位置对移动体的位置进行管理，因此难以管理移动体间的距离等。

每一区的移动体的数量表示系统的搬运能力。于是，发明人探讨了以下方案，即，能够不利用线性标度基准的坐标、而利用直接表现行走路径上的位置的坐标系来表现移动体的位置，从而增加搬运能力。至于其中相关联的现有技术，专利文献1：特开2002-337037提出了使用线性标度来检测移动体的位置的方案。

【专利文献1】日本特开2002-337037号公报

发明内容

本发明的课题在于，通过以现有的传感器求出移动体相对于行走路径的坐标，从而能够使多台移动体在每一区中行走。

本发明中，移动体系统沿着行走路径排列线性电动机的一次侧线圈，并且在移动体上设置线性电动机的二次侧，将所述行走路径分割为多个区，通过各区的区控制器对区内的线性电动机的线圈进行控制，其特征在于，在区控制器上设有坐标计算机构，该坐标计算机构用于将来自于所述线圈的线性标度的、以线性标度为基准的移动体的坐标转换为以行走路径为基准的坐标。

优选设有用于通过由所述坐标计算机构求出的坐标求出移动体间的距离的机构，使多台移动体在一个区内的行走自由。更优选的是，在移动体上设有ID，并且，在各个区中设置至少一台ID读取器，来读取区内的移动体的ID。尤其优选的是，以所述行走路径为基准的坐标，由分割行走路径的副路径的ID以及副路径内的坐标构成。

在本发明中，通过将线性标度基准的坐标转换为以行走路径为基准的坐标，从而求出移动体的客观位置。因此，能够求出移动体之间的车间距离，能够使多台移动体在一个区中行走。

其中，如果利用ID读取器来读取区内的移动体的ID，则在移动体进入新的区时，能够确定是哪个移动体进入了该区，追踪移动体的移动变得容易。此外，在从停电等状态修复的情况下，能够确认哪个移动体存在于哪个区中。因此，即使作业人员不沿着行走路径巡视并确认移动体的配置，也能够修复系统。并且，如果利用副路径的ID和在副路径内的坐标来表现移动体在行走路径中的坐标，能够唯一地表现移动体的位置。此外，通过参照记载了副路径间的连接关系的数据，能够容易地求出直到目的地的行走距离。

附图说明

图1是实施例的移动体系统的主要部分俯视图。

图2是表示实施例的移动系统的布局的俯视图。

图3是示意性地表示实施例中的区控制器的控制范围的图。

图4是表示实施例中的区控制器的结构的方块图。

图5是表示实施例中的绝对坐标的数据构造的图。

图6是以一个路径表示实施例中的路径表的数据的图。

图7是表示实施例中、移动体通过区控制器之间的边界时的控制的图。

(附图标记说明)

1～15：区

20，21：基干环路

22：制程区内部环路(intrabay loop)

24：连接线

26：捷径

30：控制器

32：总线

40：电源线

41：信号线

42：线圈

43：线性标度

44：移动体

45：磁铁

46：ID

47：磁极传感器

50：移载装置

51：绝对坐标计算部

52：目标速度设定部

53：电动机控制部

54：移载控制部

55：分支控制部

56：通信部

60～62：绝对坐标数据

64：路径表

C1～C15：区控制器

11～145：ID读取器

D1～D4：分支装置

M1～M3：合流装置

具体实施方式

以下表示用于实施本发明的最佳实施例。

在图1～图7中表示实施例的移动体系统。图1表示实施例中的基本概念。行走路径被分割为区1至区6的多个区，其中，区1～区4是不同制程区间路径(interbay route)，区5、区6是制程区内部路径(intrabay route)。不同制程区间路径是作为基干或主路的副路径，制程区内部路径是作为分支或子路的副路径。此外，各副路径原则上是环状，路径与路径之间以连接线24连接。

在各区的每一个中设置区控制器C1～C6，由对系统整体进行控制的控制器30来控制这些区控制器。将区1的行走路径的一部分扩大表示在图1的下侧。沿着行走路径以例如规定的节距排列线性同步电动机的一次侧线圈42，具有这些线性电动机的二次侧磁铁的移动体44进行移动。各线圈42具有线性标度43，通过对移动体44的磁铁45等进行磁检测、或对设在移动体44上的光学式的标度进行读取等，由此输出以线性标度43的设置位置为基准的移动体44的坐标。

控制器C1等存储副路径单位中的坐标系中的各行走路径上的线圈42的偏移量，将偏移量和来自线性标度的坐标相加，求出其在副路径内的坐标。区控制器C1等如上所述，求出移动体在副路径中的位置，并将其转换成附加了副路径的ID以及类别的绝对坐标，再输出至周围的区控制器以及控制器30。另外，在此优选的是，使线圈42、42的排列节距比由移动体44与线性标度43的组合所确定的测量跨度小，从而无间隙地连续测量移动体的坐标。

图2表示移动体系统的布局。其中，与图1相同的附图标记表示相同的部分，以区1～区4和区8～区9构成双车道的基干环路20。此外，以区14、15构成单车道的基干环路21。通过区12、13构成制程区内部环路22、22。图中的单点划线表示区的边界，24是连接线，将制程区内部环路22、22与基干环路20、21连接，此外，以双车道的基干环路20将车道之间连接。26是捷径，能够以更短时间在环路20、21间行走。

区控制器C1～C15管理相对应的区，在各区上设置至少一台ID读取器I1～I45，读取移动体的ID。在此，ID读取器I1～I45设置在区的入口侧和分支的上游侧，但也可以按照线性电动机的每个线圈设置。另外，图2的箭头表示移动体的行走方向。

图3中以区1为例表示ID读取器的配置以及连接线24的配置。ID读取器配置在通向区的入口及分支的近前。这样，一旦移动体进入区1内，就能够读取ID，此外，在分支的近前读取ID，能够控制直行或分支。虽然在实施例中，移动体通过机械的机构进行分支和合流，但也可以通过线性电动机控制分支和合流，D1～D4是分支装置，M1～M3是合流装置，他们分别设置在图2的各分支部以及合流部的每一个上。

32是总线，连接控制器30和各区控制器C1等，控制器30向区控制器C1等发送搬运指令，区控制器C1等对控制器30报告绝对坐标中的移动体的当前位置和速度。此外，区控制器C1等向上游侧的区控制器通知区的边界处的限制速度，上游侧的区控制器结合区的边界处的限制速度，对移动体的速度进行限制。

图4中表示线性标度43的配置和区控制器的结构。移动体44具有永久磁铁等的磁铁45，与来自线圈42的移动磁场同步行走，通过未图示的车轮等支承重力。而且，线性标度43和磁极传感器47例如与线圈42设置成一体，通过磁极传感器47对磁铁45的磁极数进行计数。线性标度43检测磁铁45相对于线性标度43的相位等，将其与磁极传感器47的信号组合，求出以线性标度43为基准的移动体44的位置。移动体44具有RFID或条形码等的ID46，通过ID读取器I1等被读取。40是电源线，41是信号线，区控制器C1等从信号线41对线圈42进行控制，接收来自线性标度43和ID读取器的数据。而且，从电源线40向线圈42供给电流。除此之外，区控制器C1等还对设于工作站的移载装置50等进行控制，并控制分支装置D1以及合流装置M1等。

区控制器C1等分别具有绝对坐标计算部51。来自于线性标度43的信号包括线圈42的ID，绝对坐标计算部51具有将线圈的ID转换为线圈所属的副路径的ID、和以该副路径的原点为基准的偏移量的表。因此，如果对来自于线性标度43的坐标加上偏移量，并附加线性标度的所属副路径的ID以及类别，便能够得到绝对坐标，该绝对坐标能够唯一确定在整个行走路径范围内的移动体44的位置。行走路径的类别例如是大规模基干环路和中等规模基干环路、以及制程区内部路径或连接线等。

目标速度设定部52设定移动体44的目标速度，并依此控制线圈42。例如，在每个与线圈42的排列节距等相对应的尺寸的区段上规定了行走速度的上限。接着，通过移动体44间的距离，确定用于防止干涉的限制速度。在此，以先行的移动体以最大减速度减速时、若后行的移动体以最大减速度减速便能够避免干涉的速度为限制速度。此外，各区控制器将区的边界处的限制速度通知上游侧的区控制器。区边界处的限制速度，是为了不与下游侧的区内的移动体44产生干涉、或者能够在限制速度内通过下游侧的区的出口，而用于使移动体从上游侧的区进入的最大速度。如果通知区边界处的限制速度，则上游侧的区控制器无需考虑下游侧的区中的移动体的位置和速度，只要考虑区边界处的限制速度即可。因此，上游侧的区控制器中的处理变得容易。

电动机控制部53对作为线性电动机的一次线圈的线圈42进行控制。移载控制部54对移载装置50相对于在工作站中停止的移动体44的动作进行控制。分支控制部55控制分支装置D1以及合流装置M1等，控制移动体44的分支以及合流。

区控制器C1等具有通信部56，经由总线32在其他的区控制器C2、以及控制器30之间通信。区控制器间的通信是指针对上游侧的区控制器的限制速度的通知、以及针对下游侧的区控制器的进入的移动体的ID以及去向等数据的通知。此外，在控制器30与区控制器C1等之间，从区控制器侧向控制器30通知移动体的绝对坐标以及速度。控制器30向区控制器C1等通知移动体的ID和行走指令。行走指令中包括移动体的ID以及目的地、和到目的地所经过的副路径的列表。

图5表示绝对坐标数据60～62。数据60是用于大规模基干环路的数据，作为类别，对开头1个比特(bit)例如分配0，记载路径的ID和路径内的坐标。数据61用于中等规模基干环路，类别例如由2个比特的10表示，记载路径的ID和路径内的坐标。数据62用于制程区内部路径以及连接线，类别数据是11为2个比特，记载路径的ID和路径内的坐标。数据60～62的数据长相同。此外，在相同的副路径内，如果知道当前位置，便能够辨明到前方位置的距离。如果知道路径的全长，便能够辨明到相同路径内的后方位置的距离间隔。

64是路径表，例如存储在控制器30中，除此之外还可以存储在区控制器C1～C15中。将一个副路径部分的路径表64示于图6中。路径表64中记载了路径的ID和类别以及路径的全长。在一个副路径中，一般有一个～多个连接元路径和连接对象路径。所谓的连接元指的是上游侧，连接对象指的是下游侧。因此，相对于连接元以及连接对象的各路径，以连接元和连接对象这二者来记载路径的ID和连接位置的坐标。这样一来，便能够辨明整个行走路径上的任意位置与任意位置之间的距离。

图7中表示移动体从上游侧的区向下游侧的区移动时的运算法则。下游侧的区控制器以例如规定的时间间隔向上游侧区控制器通知区边界处的限制速度。由此，在上游侧的区控制器中，对速度进行限制，使得在移动体进入下游侧时不会与先行的移动体产生干涉等状况。在存在欲向下游侧的区移动的移动体的情况下，从上游侧的区控制器通知移动体的ID以及去向(直到目的地的行走路线的列表)。由此，下游侧的区控制器能够进行有备于移动体的到达的处理，如果以区的入口的ID读取器检测移动体的ID，则将移动体已到达的情况与ID一起通知给上游侧的区控制器。由此，将移动到下游侧的移动体从上游侧的区控制器的管理对象中删除，并追加到下游侧的区控制器的管理对象中。

虽然在实施例中示出了用于搬运物品的移动体，但移动体的种类是任意的。此外，采用的线性电动机的种类也不限于线性同步电动机。

在实施例中能够获得下述效果：(1)采用线圈的线性标度，能够唯一地确定移动体相对于整个行走路径的位置。(2)因此，使多台移动体在一个区内行走变得容易，提高了移动体系统的效率。(3)通过设在区中的ID读取器，使对哪个移动体通过了哪个区的追踪变得容易，使得移动体通过区间的边界时的处理变得容易。此外，在从停电等状态修复系统的情况下，也能够使区内的移动体以低速行走，利用ID读取器检测ID便能够辨明系统的状态。(4)能够通过绝对坐标唯一地确定移动体相对于行走路径整体的位置。

Claims (4)

1.一种移动体系统，沿着行走路径排列线性电动机的一次侧线圈，并且在移动体上设置线性电动机的二次侧，将所述行走路径分割为多个区，通过各区的区控制器对区内的线性电动机的线圈进行控制，其特征在于，在区控制器上设有坐标计算机构，该坐标计算机构用于将来自于所述线圈的线性标度的、以线性标度为基准的移动体的坐标转换为以行走路径为基准的坐标。

2.如权利要求1所述的移动体系统，其特征在于，设有用于通过所述以行走路径为基准的坐标求出移动体间的距离的机构，使多台移动体在一个区内的行走自由。

3.如权利要求2所述的移动体系统，其特征在于，在移动体上设有ID，并且，在各个区中设置至少一台ID读取器，来读取区内的移动体的ID。

4.如权利要求3所述的移动体系统，其特征在于，以所述行走路径为基准的坐标，由分割行走路径的副路径的ID、以及副路径内的坐标构成。

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