CN103181073B - 离散配置线性电动机 - Google Patents

Abstract

本发明的离散配置线性电动机系统，采用沿可动件（4）的移动路径隔开间隔配置了分别能够起独立的1台线性电动机的初级侧电枢作用的多台单独电动机（3）的离散配置线性电动机（1）。按每个单独电动机（3）设置检测可动件（4）的位置的由线性标尺构成的传感器（15）。电动机控制单元（2）具备多个单独电动机控制单元（6）和总括它们的综合控制单元（7）。在控制配置在曲线路径部的单独电动机（3）的单独电动机控制单元（6）中设置有与路径的曲线与传感器（15）的位置关系相对应地修正从传感器（15）的输出获得的检测值的曲线对应修正单元（9）。

Description

离散配置线性电动机

本申请主张2010年10月26日申请的日本特愿2010-239600号的优先权，将其全部通过参照作为构成本申请的一部分的内容来引用。

技术领域

本发明涉及用于机床或工业机械中的搬送装置的行驶驱动或其他各种设备的驱动的离散配置线性电动机系统。

背景技术

线性电动机在物流装置的搬送台车或成为机床的装载器的搬送装置等中被广泛应用于其行驶驱动等(例如专利文献1)。线性电动机有线性感应电动机(LIM)、线性同步电动机(LSM)、线性直流电动机等，但作为长距离行驶系统主要使用的是线性感应电动机。线性同步电动机在地面侧配置磁铁而使线圈侧移动的方式占大部分。另外，在线性同步电动机中，有局部地在地面侧离散配置了初级线圈的例子(例如专利文献2)，但线性同步电动机是在曲线路径中辅助性使用的，基本上是使用线性感应电动机。并且，检测可动件的位置的传感器仅对部分初级线圈设置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-114887号公报

专利文献2：日本特开2007-82307号公报

由于线性感应电动机推力低、提高行驶性能困难，因此在向成为机床的装载器的搬送装置等的应用中尝试了采用线性同步电动机。以往的线性同步电动机在地面侧配置磁铁使线圈侧移动的方式占大部分。但是，为了使线圈侧移动，有必要给可动件供电，由于向可动件的配线的原因，在环形路径上的行驶不可能等行驶路径受限制或供电系统复杂化了。因此在线性同步电动机中尝试了在地面侧配置初级线圈。但是，在地面侧配置初级线圈的情况下，由于像以往的线性电动机那样遍及移动路径的全长地连续配置线圈，因而线圈的使用量增加、成本增大。

作为消除这样的问题的同步型线性电动机，考虑过将由分别能够起独立的1台线性电动机的初级侧电枢作用的电枢构成的多台单独电动机沿可动件的移动方向隔开间隔排列的离散配置的线性同步电动机。但是，对于其控制或传感器的使用方法还没有解决。

并且，以往的一般的线性电动机中需要有用来在曲线路径控制位置、速度的专用装置，不能够与用来在直线路径上行驶的装置兼用。因此，具有曲线路径的线性电动机存在成本增大这样的问题。并且，不能够进行曲线路径中的高精度的磁极位置检测，因此在曲线路径不能够进行精度良好的定位和速度控制。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种通过初级侧线圈的离散配置谋求线圈使用量的削减和供电系统的简化、并且路径各部分的结构部件能够通用化、谋求成本低下的离散配置线性电动机系统。

用于解决课题的手段

附加实施形态中使用的附图标记说明本发明的离散配置线性电动机系统。

本发明的离散配置线性电动机系统为由线性电动机(1)和控制该线性电动机(1)的电动机控制单元(2)构成的线性电动机系统，上述线性电动机(1)为沿可动件(4)的移动路径隔开间隔配置分别能够起各相的线圈沿直线方向排列的独立的1台线性电动机的初级侧电枢作用的多个单独电动机(3)、用永久磁铁构成了上述可动件(4)的离散配置线性电动机，并且为按每台单独电动机(3)沿成为线圈排列方向的上述直线方向配置检测可动件(4)的位置的由线性标尺构成的传感器(15)构成。上述电动机控制单元(2)具备将各上述单独电动机(3)和传感器(15)作为组(3A)配置、控制该组(3A)的单独电动机(3)的多个单独电动机控制单元(6)，以及给这些多个单独电动机控制单元(6)付与位置指令的综合控制单元(7)。

根据该结构，由于作为固定侧离散配置了由初级侧的电枢构成的单独电动机(3)，因此线圈使用量少即可，并且与给移动侧供电的情况相比供电系统能够简化。并且，将由初级侧电枢构成的多个单独电动机(3)、传感器(15)和控制各单独电动机(3)的单独电动机控制单元(6)作为组(3A)而设置，使该单独电动机(3)、传感器(15)和单独电动机控制单元(6)沿线圈的排列方向排列，因此路径各部分的部件能够通用化，能够谋求成本降低。

在本发明中，上述可动件(4)的移动路径(L)包含曲线路径部(Lb)，在控制配置在该曲线路径部(Lb)的单独电动机(3)的单独电动机控制单元(6)中，也可以设置与曲线路径部(Lb)的曲线与上述传感器(15)的位置的关系相对应修正从上述传感器(15)的输出获得的检测值、将修正后的检测值用于单独电动机(3)的控制的曲线对应修正单元(9)。在该结构的情况下，只要将与成为直线路径部(La)的结构部件的单独电动机(3)、传感器(15)和单独电动机控制单元(6)的组(3A)相同的组用于曲线路径部(Lb)，于曲线路径部(Lb)在单独电动机控制单元(6)中设置由程序等生成的曲线对应修正单元(9)，就能够精度良好地进行曲线路径部(Lb)中的位置、速度控制。

在这种情况下，上述单独电动机控制单元(6)采用具有与可动件(4)的磁极位置相对应地进行电流控制的电流控制部(13)，上述曲线对应修正单元(9)使用上述传感器(15)的输出按拟定的计算式求出上述可动件(4)的磁极位置，输入上述电流控制部(13)的装置；作为上述拟定的计算式，可以使用下式(1)。

${\mathrm{\χ}}_{\mathrm{mi}}=\frac{\mathrm{n\π}(s-{\mathrm{\χ}}_{\mathrm{offset\; i}})}{t_P}+c\left(\mathrm{\χ}\right)---\left(1\right)$

其中，x_mi为第i(i为自然数)个单独电动机中的磁极位置(rad)，s为传感器输出值，x_offseti为第i个单独电动机的磁极一致时的位置，t_p为磁极间距，c(x)为修正项，n为传感器放大倍率(上述曲线路径的曲率中心到路径中心线的位置的距离与到传感器的距离之比)。

由此，能够精度良好地进行曲线路径部(Lb)中的磁极位置检测，能够进行曲线路径部(Lb)中的精度良好的位置、速度控制。同步型电动机中由于由永久磁铁构成的可动件向单独电动机(3)突入时线圈电感、交链磁通在位置上变化，因此为了进行精度良好的位置或速度控制，与磁极位置相对应的电流控制变得重要。虽然与该磁极位置相对应的电流控制中必须精度良好地检测磁极位置，但在使用由线性标尺构成的传感器(15)的情况下，在曲线路径部(Lb)磁极位置的检测困难。该问题通过上述计算式的方法能够消除。

在本发明中，上述综合控制单元(7)具有从输入的位置指令生成使各单独电动机(3)动作的位置指令的指令生成单元(10)，该指令生成单元(10)具有使用上述传感器(15)的输出测定单独电动机(3)的间距即电动机间距的电动机间距测定部(10a)和使用该测定了的电动机间距按拟定的公式生成使上述单独电动机动作的位置指令的指令生成部(10b)，作为该拟定的公式，可以使用下式(2)、(3)。

$\left\{\begin{array}{c}\stackrel{*}{\mathrm{xi}}=\stackrel{*}{x}-\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_j\left(x\right)---\left(2\right)\\ d_i\left(x\right)=\frac{x_{i+1}-x_i}{k}---\left(3\right)\end{array}\right.$

其中，x_i*为对单独电动机i的位置指令，d_i(x)为电动机间距，x_i为来自单独电动机控制单元i的位置反馈，k为变换系数(根据传感器规格而不同)。修正项c(x)为可动件的位置函数，适当地确定就可以。例如，修正项c(x)在考虑了单独电动机(3)的偏斜角度时，与位置(x)相对应取0～2π的值。

这样，通过使用磁极位置、传感器与路径的位置关系、对传感器输出的补偿值等生成向单独电动机(3)的位置指令，虽然采用离散配置线性电动机，但也能够良好地补偿传感器(15)输出的非线性。

权利要求范围和/或说明书和/或附图中公开的至少2个结构中的任何组合都包含在本发明中。尤其权利要求范围的各请求项的2个以上的任何组合都包含的本发明中。

附图说明

本发明从将添加的附图作为参考的以下的优选实施形态的说明应能更明了地理解。但是，实施形态和附图只是图示和说明，并非是为了限定本发明的范围而利用的。本发明的范围由添加的权利要求的范围确定。在添加的附图中，多个附图中的同一部件的编号表示同一部分。

图1为表示本发明的一个实施形态的离散配置线性电动机系统的概念结构的方框图；

图2为表示上述线性电动机的单独电动机和传感器的配置的布置例的俯视图；

图3(A)为上述线性电动机中的单独电动机的一例的图，(B)为上述图(A)的Ⅲ-Ⅲ线剖视图；

图4为表示上述控制装置的反馈控制部和曲线对应修正单元的方框图；

图5为将上述离散配置线性电动机的移动范围划分给每个单独电动机的责任范围的说明图；

图6为上述线性电动机的单独电动机的间距的说明图；

图7为各单独电动机的传感器的输出的说明图；

图8(A)和(B)为表示传感器输出和电动机间距的关系的说明图；

图9为磁极位置的说明图；

图10为传感器的放大倍率的说明图；

图11(A)为表示实施形态的方法带来的指令值变化与传感器输出的关系的曲线图；(B)为现有方法带来的指令值变化与传感器输出的关系的曲线图；

图12为与传感器反馈的非线性相对应的X_offseti的说明图；

图13为表示使用了上述离散配置线性电动机系统的搬送装置的一例的主视图；

图14为上述搬送装置的横截剖视图。

具体实施方式

与图1至图12一起说明本发明的一个实施形态。在图1中，该离散配置线性电动机系统由线性电动机1和控制该线性电动机1的控制单元2构成。线性电动机1为线性同步电动机(LSM)，为将分别能够起独立的1台线性电动机的初级侧电枢作用的电枢构成的多个单独电动机3，沿可动件4的移动方向X隔开间隔设置了的离散配置线性电动机。各单独电动机3设置在具有可动件4的轨道(未图示)的共同的框体5上。框体5上除此以外还为每个单独电动机3设置成为检测可动件4的位置的位置检测器的传感器15。传感器15虽然在图1中为了便于图示表示在单独电动机3之间，但实际上在可动件移动方向(X方向)上配置在与单独电动机3相同的位置上。

可动件4为在可动件基体4a上沿移动方向X排列设置有多个由永久磁铁构成的N、S磁极的部件，由设置在上述框体5上的轨道(未图示)进退自由地引导。可动件4的各磁极N、S的间距是均等的。

各单独电动机3例如图3(A)和(B)所示为沿成为上述移动方向X的直线方向排列设置成为各层的磁极的多个线圈3a和磁芯3b的电动机。各磁芯3b由从共同的主体部突出成梳齿状的部分构成。该例中采用3相交流电流驱动的电动机，采用了按每一相(U、V、W相)设置一个磁极的3极的初级侧电枢。另外，单独电动机3也可以采用按每一相(U、V、W相)设置多个磁极、具有相数的整数倍的磁极的电枢。

如图2所示，传感器15为线性标尺，沿成为单独电动机3的线圈排列方向的直线方向设置，能够在比单独电动机3稍微长的范围内进行位置检测。传感器15具体如图9所示，为在长度方向上排列配置了多个传感元件15a的器件，各传感元件15a由检测可动件4的磁力的磁性传感元件构成。传感器15根据各传感元件15a的输出来输出检测可动件4的位置的一个位置检测值，但也可以采用特定的一个——例如与单独电动机3的中心位置相对应的传感元件15a的输出。

在图1中，控制单元2具备分别控制各单独电动机3的多个单独电动机控制单元6和给这些多个单独电动机控制单元6付与位置指令的一个综合控制单元7。用上述单独电动机3、单独电动机控制单元6和传感器15构成一组单独电动机组3A。

该单独电动机组3A例如图2俯视图所示，沿可动件4的移动路径L配置。该图的移动路径L包括排列成直角的2个直线路径部La和位于这些直线路径部La之间的一个曲线路径部Lb。曲线路径部Lb构成圆弧曲线。在各直线路径部La配置多个单独电动机组3A，并且在曲线路径部Lb也配置多个(图示例为3个)单独电动机组3A。各单独电动机组3A为互相相同的结构(其中在单独电动机控制单元6(图1)中程序或设定数据等的一部分不同)，在直线路径部La和曲线路径部Lb中设置有相同结构的单独电动机组3A。在各单独电动机组3A中单独电动机3和构成单独电动机控制单元6的电路板采用互相上下重叠的配置，由线性传感器构成的传感器15相对于单独电动机3配置在移动路径L的侧边。图2的移动路径L为一个例子，移动路径L也可以是例如连续成环状的形状或S字状的形状、自由曲线等自由的形状。

在图1中，综合控制单元7由弱电系的电路元件和计算机及其程序的一部分等构成。综合控制单元7像图5那样具有将线性电动机整个的移动范围M按每台单独电动机3划分的责任范围M_i(i为任意的自然数)的信息。由于单独电动机3离散配置，因此责任范围M_i为比单独电动机3长的范围，并且为了确保离开单独电动机3某种程度的位置处的驱动力，相邻的责任范围M_i使部分重叠，例如在单独电动机3之间用2台单独电动机3进行驱动。综合控制单元7用指令生成单元10根据从上位控制单元(未图示)输出的位置指令x*生成使各单独电动机3动作的位置指令x_i*。

各单独电动机控制单元6由使电动机电流流过单独电动机3的强电系电动机驱动电路(未图示)和控制该电动机驱动电路的弱电系控制部(未图示)构成，为将各电路元件安装到基板上的装置。强电系电动机驱动电路由设置了多个开关元件的逆变器等构成，被连接在驱动用的直流电源(未图示)上。单独电动机控制单元6的上述弱电系的控制部由微型计算机及其程序和电路元件等构成。

各单独电动机控制单元6中的上述弱电系控制部具有电动机切换应答部6a和反馈控制部8。在设置于上述曲线路径部Lb的单独电动机3的单独电动机控制单元6中除上述部分以外，还设置曲线对应修正单元9。电动机切换应答部6a应答从综合控制单元7付与的位置指令，将输入的位置指令向反馈控制部8传送。

反馈控制部8如在图4中表示一例的那样，分别具有进行位置、速度和电流的反馈控制的位置控制部11、速度控制部12和电流控制部13。即，反馈控制部8进行具有位置环路、速度环路和电流环路的级联控制。

位置控制部11根据检测相对于单独电动机3的可动件4的当前位置的上述传感器15的检测值与位置指令的指令值的偏差，进行拟定的位置环路增益的反馈控制。位置控制部11作为其输出而输出速度指令值。速度控制部12根据从传感器15的位置检测值经由检测速度的微分机构等速度检测机构16而获得的速度检测值与速度指令值的偏差，进行拟定的速度环路增益的反馈控制。速度控制部12作为其输出而输出电流指令值。电流控制部13用电流检测器等电流检测单元14检测施加给单独电动机3的驱动电流，用拟定的电流环路增益生成与电流检测值与电流指令值的偏差相对应的电流指令值，控制电动机驱动电流。该电流控制部13为用矢量控制等控制的部分，具有与可动件4的磁极位置相对应地进行电流控制的功能。

上述曲线对应修正单元9为与曲线路径部Lb的曲线与上述传感器15的位置的关系相对应地修正从上述传感器15的输出获得的检测值，将修正后的检测值用于单独电动机3的控制的单元。

曲线对应修正单元9具体为用上述传感器15的输出按拟定的计算式求出上述可动件4的磁极位置，并输入上述电流控制部13(图4)的单元。作为上述拟定的计算式，使用下式(1)。

${\mathrm{\χ}}_{\mathrm{mi}}=\frac{\mathrm{n\π}(s-{\mathrm{\χ}}_{\mathrm{offset\; i}})}{t_P}+c\left(\mathrm{\χ}\right)---\left(1\right)$

但是，x_mi为第i(i为自然数)个单独电动机中的磁极位置(rad)，s为传感器输出值，x_offseti为第i个单独电动机的磁极一致时的位置，t_p为磁极间距，c(x)为修正项，n为传感器放大倍率(上述曲线路径的曲率中心到路径中心线位置的距离与到传感器的距离之比)。

上述磁极位置如图9所示是指相对于单独电动机3的可动件移动方向的中心位置O₃的由可动件4的任意的由N、S极构成的磁极对(图中表示第2个磁极对)4p内拟定的特定位置。该拟定的特定位置在图示的例中采用S极中磁力变最大的位置。单位为(rad)。x_mi表示该磁极位置为第i个单独电动机中的位置。各磁极对为等间距。

传感器输出值s为构成传感器15的磁性传感器即各传感元件15a中位于上述中心位置O₃的传感元件15a的输出，以电压值等输出检测到的磁力(磁场强度)。

x_offseti为第i个单独电动机3的例如磁极一致时的位置。传感元件15a如果使磁场一定的话，则不管X方向(移动方向)的位置如何输出都具有线性地进行设置是理想的，但由于设置的原因输出上产生了偏差。因此，测定拟定的特定位置处的传感器的输出值，作为补偿值(x_offset)保存，从传感器输出中减去。x_offseti为例如图12所示的值。该值根据系统的规格、传感器规格而变化。作为一例举磁极一致时的位置为基准的例，但在这种情况下为使磁极一致时的位置为0地进行调整的值。另外，x_offseti为初始设定的值，不变化。在该实施形态的系统中，系统开始时进行磁极一致作业，学习各单独电动机控制单元6所具有的伺服驱动(仅在开始时一次)。

作为关联信息，举图6所示的d_i(x)。d_i(x)定义为因可动件4的位置而变化的值。图12中表示了该值(图为4台单独电动机3的情况)。在传感器反馈具有非线性的情况下，通过边计测d_i(x)边运行，能够生成考虑了传感器反馈的非线性的各电动机指令值。

说明位置指令值生成带来的传感器反馈的非线性补偿。

离散配置线性电动机1中的指令值生成以从综合座标向各单独电动机3的指令值分解为基础。以往的方法中假定传感器反馈具有足够的线性，将x_offseti作为固定值处理。因此，如果像图11(B)那样传感器反馈的非线性变强的话，则会招致偏差急剧的增大等，给可动件4的举动造成了振动等大的影响。该实施形态的方法中考虑传感器的非线性，在运行中计测x_offseti，并像图11(A)所示那样使其立即反映到指令值中。由此，总括线性电动机1的综合控制单元7或者单独电动机控制单元6能够事先没有传感器反馈的非线性有关的信息地通过简单的运算补偿线性电动机1的非线性。因此，能够使可动件4顺畅地运转。

磁极间距t_p为可动件4的中N、S极的磁极对配置的间距。修正项c(x)为传感器15自身或其配置引起的必要的修正值，任意地设定就可以，由事先的测定等求出适当的值而确定。修正项c(x)定为移动方向上的位置x的函数。如前所述，修正项c(x)为可动件的位置的函数，适当地确定就可以。例如，修正项c(x)在考虑了单独电动机3的偏斜角度时，与位置(x)相对应取0～2π的值。传感器放大倍率n例如图10所示，为上述曲线路径部Lb的用于检测的传感元件15a所处的位置的从曲率中心O到路径中心线Lb₀的位置的距离A与到传感器的距离B之比B/A。路径中心线Lb₀为可动件4移动的运动中心的轨迹。另外，传感器放大倍率n为因传感器的设置状况、可动件4的轨道结构等改变的值，考虑这些适当地设定。

通过上述公式(1)，即使在曲线路径部Lb中也能够精度良好地进行磁极位置x_mi的检测。通过将该检测到的磁极位置x_mi用于电流控制，能够进行曲线路径部Lb中的精度良好的位置、速度控制。同步型线性电动机中在由永久磁铁构成的可动件4突入单独电动机3时由于线圈电感或交链磁通在位置上变化，因此为了进行精度良好的位置或速度控制，与磁极位置x_mi相对应的电流控制变得重要。虽然与该磁极位置x_mi相对应的电流控制需要精度良好地检测磁极位置x_mi，但在使用由线性标尺构成的传感器15的情况下，在曲线路径部Lb磁极位置x_mi的检测困难。能够用上述计算式(1)的方法消除该问题。

在图1中，上述综合控制单元7的指令生成单元10具有电动机间距测定部10a和指令生成部10b。电动机间距测定部10a使用用于可动件4的位置检测的上述传感器15的输出测定单独电动机3的间距即电动机间距d_i(x)。传感器15的输出从单独电动机控制单元6向综合控制单元7发送，将这些发送的值用于电动机间距的测定。电动机间距测定部10a进行的测定按照可动件4的每次行驶来进行。指令生成部10b对从上位控制单元输入的位置指令x*使用用电动机间距测定部10a测定的电动机间距d_i(x)按拟定的公式生成使各单独电动机3动作的位置指令xi*。

作为这些拟定的公式，使用下式(2)、(3)。

$\left\{\begin{array}{c}\stackrel{*}{\mathrm{xi}}=\stackrel{*}{x}-\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_j\left(x\right)---\left(2\right)\\ d_i\left(x\right)=\frac{x_{i+1}-x_i}{k}---\left(3\right)\end{array}\right.$

其中，x_i*为对第i个单独电动机3的位置指令，d_i(x)为电动机间距，xi为从第i个单独电动机3的单独电动机控制单元6发送的位置反馈值，k为由传感器规格而任意地拟定的变换系数。

用图7、图8(A)和(B)说明综合控制单元7的指令生成单元10进行的位置指令x_i*的生成。指令生成单元10对从上位控制单元输入的位置指令x*作为座标变换成每个单独电动机3的值后的指令而分配给将该位置指令x*的移动范围作为责任范围Mi(图5)包含的各单独电动机3。即，作为整个线性电动机1的位置为端部的单独电动机3的原点位置，但由于各个单独电动机3被以该单独电动机3所具有的原点位置的座标驱动，因此从整个线性电动机1的座标位置减去到想要使其动作的单独电动机3的原点位置的值的差值作为对该想要使其动作的单独电动机3的位置指令x_i*。因此，各单独电动机3的传感器15的检测值变成像图7那样。如图8(B)所示，将各传感器15的检测值除去重复范围以外相加的值表示作为整个线性电动机1的位置。

关于上述进行从整个线性电动机1的座标位置减去到想要使其动作的单独电动机3的原点位置的值的计算，各单独电动机3之间的电动机间距d_i(x)的值是必要的。电动机间距d_i(x)在直线路径部La能够作为已知的值拟定，但在曲线路径部Lb难以作为已知的值精度良好地拟定。因此该实施形态中使用用于可动件4的位置检测的传感器15的输出来测定电动机间距d_i(x)，用上述公式(2)、(3)求出。

在公式(3)中，[(x_i+1－x_i)/k]由于如果仅从第i+1个单独电动机3的位置的检测值x_i+1减去第i个单独电动机3的位置的检测值x_i，产生由传感器规格引起的误差，因此为了消除该误差，拟定适当的由传感器规格确定的变换系数k，与系数进行除算。

在公式(2)中，右边表示从上位控制单元付与的位置指令x*减去电动机间距d_i(x)的值。另外，这里减去的电动机间距d_i(x)在从线性电动机1的始端开始移动的情况下，为将从始端的单独电动机3到想要使其动作的范围内终端的单独电动机3的所有的单独电动机3之间的电动机间距相加的值。

这样，通过使用用于可动件4的位置检测的上述传感器15的输出测定电动机间距d_i(x)进行上述公式(2)、(3)的计算，即使在曲线路径部Lb也能够补偿传感器15的非线性，能够对各单独电动机3的单独电动机控制装置6精度良好付与位置指令x_i*。

根据上述结构的离散配置线性电动机，由于这样离散配置作为固定侧的由初级侧电枢构成的单独电动机3，因此线圈的使用量少即可，并且与给移动侧供电的情况相比供电系统能够简单化。并且，由于将成为初级侧电枢的多个单独电动机3、位置检测用的传感器15和控制各单独电动机3的单独电动机控制单元6作为组来设置，使该单独电动机3、传感器15和单独电动机控制单元6排列，因此路径各部的结构部件能够通用化，能够谋求成本降低。

并且，由于在单独电动机控制单元6中设置与曲线路径部的曲线与上述传感器的位置的关系相对应的修正从上述传感器15的输出获得的检测值、将修正后的检测值用于单独电动机3的控制的曲线对应修正单元9，因此只要将与成为直线路径部La的构成部件的单独电动机3、传感器15和单独电动机控制单元6的组相同的组合用于曲线路径部Lb，在曲线路径部Lb在单独电动机控制单元6中设置由程序等构成的曲线对应修正单元9，就能够精度良好地进行曲线路径部Lb中的位置、速度控制。由于该曲线对应修正单元9具体用上述公式(1)求出磁极位置x_mi，用于反馈控制部8的电流控制部13进行的电流控制，因此能够良好地进行曲线路径部Lb中的位置、速度控制。

并且，由于在综合控制单元7中像上述那样设置具有电动机间距测定部10a和指令生成部10b的指令生成单元10，通过上述公式(2)、(3)使用磁极位置、传感器15和路径的位置关系、对传感器输出的补偿值生成向单独电动机3的位置指令，因此虽然采用离散配置线性电动机1，也能够良好地补偿传感器15输出的非线性。

图13、图14表示使用了该离散配置线性电动机系统的搬送装置21的一例。如图13所示，该搬送装置为成为对由车床等构成的机床20进行工件的搬进搬出的龙门型装载器的装置。该搬送装置21在沿长度方向设置在水平的框体22上的轨道上行驶自由地设置行驶体23，在行驶体23上沿与行驶方向(X方向)正交的方向即前后方向(Z方向)移动自由地搭载有前后移动台24。在前后移动台24上升降自由地设置杆状的升降体25，在升降体25的下端设置有具有能够把持工件的卡盘26的装载头27。在卡盘26与机床20的主轴20a之间进行工件的移交。

作为上述行驶体23的行驶驱动源，设置有离散配置线性电动机1。离散配置线性电动机1中其各单独电动机3沿长度方向排列在框体22上，在行驶体23上设置上述可动件4。如图14所示，行驶体23通过车轮29而行驶自由地设置在上述框体22上设置的轨道28上。另外，该例中可动件4相对置地位于单独电动机3的下侧。该实施形态中的离散配置线性电动机1及其电动机控制单元2除特别说明的事项外，与同图1～图12一起前述过的一样。

如上所述，虽然参照附图说明了本发明的优选实施形态，但在不脱离本发明的旨意的范围内种种追加、变更或删除是可能的。因此，这样的形态也包含在本发明的范围内。

附图标记说明

1.线性电动机；2.控制单元；3.单独电动机；3A.单独电动机组；4.可动件；5.框体；6.单独电动机控制单元；7.综合控制单元；8.反馈控制部；9.曲线对应修正单元；10.指令生成单元；10a.电动机间距测定部；10b.指令生成部；13.电流控制部；15.传感器；15a.传感元件；d_i(x).电动机间距；L.移动路径；La.直线路径部；Lb.曲线路径部；t_p.磁极间距

Claims (4)

1.一种离散配置线性电动机系统，由线性电动机和控制该线性电动机的电动机控制装置构成，

上述线性电动机为沿可动件的移动路径隔开间隔地配置多个单独电动机、用永久磁铁构成了上述可动件的离散配置线性电动机，该多个单独电动机分别能够起各相的线圈沿直线方向排列、独立的1台线性电动机的初级侧电枢的作用；并且，按每台单独电动机沿成为线圈排列方向的上述直线方向配置有检测可动件的位置的由线性标尺构成的传感器；

上述电动机控制装置具备：将各上述单独电动机和传感器作为组配置、控制该组的单独电动机的多个单独电动机控制单元，以及给这些多个单独电动机控制单元付与位置指令的综合控制单元；

上述综合控制单元具有将上述线性电动机整个的移动范围按上述各单独电动机划分的责任范围的信息，上述责任范围为比上述单独电动机长的范围，相邻的上述责任范围的一部分在相邻的上述单独电动机之间重叠。

2.如权利要求1所述的离散配置线性电动机系统，上述可动件的移动路径包含曲线路径部，在控制配置在该曲线路径部上的单独电动机的单独电动机控制单元中，设置有曲线对应修正单元，该曲线对应修正单元与曲线路径部的曲线和上述传感器的位置的关系相对应地修正从上述传感器的输出获得的检测值，将修正后的检测值用于单独电动机的控制。

3.如权利要求2所述的离散配置线性电动机系统，上述单独电动机控制单元具有与可动件的磁极位置相对应地进行电流控制的电流控制部，上述曲线对应修正单元采用使用上述传感器的输出按拟定的计算式求出上述可动件的磁极位置并输入到上述电流控制部的结构：

作为上述拟定的计算式，使用下式(1)：

${\mathrm{\χ}}_{mi}=\frac{n\mathrm{\π}(S-{\mathrm{\χ}}_{offseti})}{t_P}+c\left(\mathrm{\χ}\right)---\left(1\right)$

其中，x_mi为第i(i为1以上的自然数)个单独电动机中的磁极位置(rad)，s为传感器输出值，x_offseti为第i个单独电动机的磁极一致时的位置，t_p为磁极间距，c(x)为修正项，n为作为上述曲线路径的曲率中心到路径中心线位置的距离与到传感器的距离之比的传感器放大倍率。

4.如权利要求2或3所述的离散配置线性电动机系统，上述综合控制单元具有从输入了的位置指令生成使各单独电动机动作的位置指令的指令生成单元；

该指令生成单元具有使用上述传感器的输出测定单独电动机的间距即电动机间距的电动机间距测定部，和使用该测定的电动机间距按拟定的公式生成使上述单独电动机动作的位置指令的指令生成部；

作为该拟定的公式，可以使用下式(2)、(3)：

$\left\{\begin{array}{c}\stackrel{*}{x_i}=\stackrel{*}{x}-\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_j\left(x\right)---\left(2\right)\\ d_i\left(x\right)=\frac{x_{i+1}-x_i}{k}---\left(3\right)\end{array}\right.$

x_i*为对单独电动机i的位置指令，d_i(x)为电动机间距，x_i为来自单独电动机控制单元i的位置反馈，k为根据传感器规格而不同的变换系数；

x*为由上位控制单元付与的位置指令，∑d_j(x)为将从始端(j＝1)的单独电动机到想要使其动作的范围内终端(j＝i－1)的单独电动机的所有的单独电动机之间的电动机间距相加的值。