CN110829781A - 运输系统、动子、控制设备及控制方法 - Google Patents

运输系统、动子、控制设备及控制方法 Download PDF

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Abstract

运输系统、动子、控制设备及控制方法。运输系统包括：动子，其具有平行于第一方向布置的第一磁体组以及平行于与第一方向相交的第二方向布置的第二磁体组；和多个线圈，其以能够面向第一磁体组和第二磁体组的方式平行于第一方向布置，且动子能够通过由第一磁体组从多个线圈接收的电磁力而沿着多个线圈在第一方向上移动，同时动子的姿态通过由第一磁体组或第二磁体组从多个线圈接收的电磁力控制。

Description

运输系统、动子、控制设备及控制方法
技术领域
本发明涉及一种运输系统、动子、控制设备及控制方法。
背景技术
一般地，运输系统在用于组装工业产品的生产线、半导体曝光设备等中使用。具体地说，生产线中的运输系统在生产线内的多个站之间或工厂自动化的生产线之间运输例如组件的工件，或可用作处理设备中的运输设备。作为运输系统，已提议一种具有可移动磁体类型的线性马达的运输系统。
通过使用例如包括机械接触的线性导引件的导引设备形成具有可移动磁体类型的线性马达的运输系统。然而，在使用例如线性导引件的导引设备的运输系统中，存在以下问题：由从线性导引件的滑动部分排出的污染物质导致生产力退化，例如导轨或轴承的磨损屑、润滑油、其挥发组分等。此外，存在以下问题：在高速运输期间滑动部分的摩擦增加，这降低了线性导引件的寿命。
因此，日本专利申请特开2015-230927和日本专利申请特开2016-532308公开了非接触式磁悬浮类型运动设备或没有作为导引件的滑动部分的运输设备。在日本专利申请特开2015-230927中所公开的运动设备中，安装七列线性马达以用于控制动子的运输和姿态。此外，在日本专利申请特开2016-532308中所公开的运输设备中，安装六列悬浮电磁体、导引电磁体以及推进电磁体。
然而，在日本专利申请特开2015-230927和日本专利申请特开2016-532308中所公开的设备中，所安装的很多列的线性马达或电磁体使得难以避免系统尺寸增加。
发明内容
本发明意图提供一种运输系统、动子、控制设备以及控制方法，可在控制动子的姿态的同时非接触式地运输动子，而不会涉及系统构造的尺寸增加。
根据本发明的一个方面，提供一种运输系统，其包括：动子，所述动子具有平行于第一方向布置的第一磁体组以及平行于与第一方向相交的第二方向布置的第二磁体组；和多个线圈，所述多个线圈以能够面向第一磁体组和第二磁体组的方式平行于第一方向布置，且所述动子能够通过由第一磁体组从多个线圈接收的电磁力而沿着多个线圈在第一方向上移动，同时动子的姿态通过由第一磁体组或第二磁体组从多个线圈接收的电磁力控制。
根据本发明的另一方面，提供一种动子，其包括：平行于第一方向布置的第一磁体组；和平行于与第一方向相交的方向布置的第二磁体组，且所述动子能够通过由第一磁体组从多个线圈接收的电磁力而沿着多个线圈在第一方向上移动，同时动子的姿态通过由第一磁体组或第二磁体组从多个线圈接收的电磁力控制，且所述多个线圈以能够面向第一磁体组和第二磁体组的方式平行于第一方向布置。
根据本发明的又一方面，提供一种控制动子的控制设备，所述动子具有平行于第一方向布置的第一磁体组以及平行于与第一方向相交的方向布置的第二磁体组，其中所述动子能够通过由第一磁体组从多个线圈接收的电磁力而沿着多个线圈在第一方向上移动，同时动子的姿态通过由第一磁体组或第二磁体组从多个线圈接收的电磁力控制，且所述多个线圈以能够面向第一磁体组和第二磁体组的方式平行于第一方向布置。控制设备包括：运输控制单元，其通过控制由第一磁体组从多个线圈接收的电磁力而控制动子在第一方向上的运输；和姿态控制单元，其通过控制由第一磁体组或第二磁体组从多个线圈接收的电磁力而控制动子的姿态。
根据本发明的再一方面，提供一种控制动子的控制方法，所述动子具有平行于第一方向布置的第一磁体组以及平行于与第一方向相交的方向布置的第二磁体组，其中所述动子能够通过由第一磁体组从多个线圈接收的电磁力而沿着多个线圈在第一方向上移动，同时动子的姿态通过由第一磁体组或第二磁体组从多个线圈接收的电磁力控制，且所述多个线圈以能够面向第一磁体组和第二磁体组的方式平行于第一方向布置。控制方法包括：通过控制由第一磁体组从多个线圈接收的电磁力而控制动子在第一方向上的运输；以及通过控制由第一磁体组或第二磁体组从多个线圈接收的电磁力而控制动子的姿态。
参考附图，根据示范性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得显而易见。
附图图示
图1A是图示根据第一实施例的包括动子和定子的运输系统的整个构造的示意图。
图1B是图示根据第一实施例的运输系统的整个构造的示意图。
图2是图示根据第一实施例的运输系统中的动子和定子的示意图。
图3是图示根据第一实施例的运输系统中的定子的线圈的示意图。
图4是图示根据第一实施例的控制运输系统的控制系统的示意图。
图5是图示根据第一实施例的运输系统中的动子的姿态控制方法的示意图。
图6是图示根据第一实施例的通过使用运输系统中的动子位置计算函数的处理的示意图。
图7是图示根据第一实施例的通过使用运输系统中的动子姿态计算函数的处理的示意图。
图8A是图示根据第一实施例的通过使用运输系统中的动子姿态计算函数的处理的示意图。
图8B是图示根据第一实施例的通过使用运输系统中的动子姿态计算函数的处理的示意图。
图9是图示根据第一实施例的独立地在X方向和Y方向上向运输系统中的动子的永磁体施加力的方法的示意图。
图10是图示根据第二实施例的运输系统中的动子的示意图。
图11是图示根据第二实施例的运输系统中的动子和定子的示意图。
图12是图示根据第三实施例的运输系统中的动子和定子的示意图。
图13是图示根据第三实施例的运输系统中的动子的示意图。
图14A是图示根据第三实施例的第一经修改实例的运输系统中的动子的示意图。
图14B是图示根据第三实施例的第二经修改实例的运输系统中的动子的示意图。
图14C是图示根据第三实施例的第三经修改实例的运输系统中的动子的示意图。
图14D是图示根据第三实施例的第四经修改实例的运输系统中的动子的示意图。
图15是图示根据第四实施例的运输系统中的动子和定子的示意图。
图16是图示根据第四实施例的运输系统中的动子和定子的示意图。
具体实施方式
第一实施例
以下将参考附图、即通过使用图1A到图9描述本发明的第一实施例。
首先，将通过使用图1A和图1B描述根据本实施例的运输系统的整个构造。图1A和图1B是图示根据本实施例的包括动子101和定子201的运输系统的整个构造的示意图。应注意，图1A和图1B图示动子101和定子201的被取出的主要部分。此外，图1A是当从稍后描述的Z方向观察时动子101的图，且图1B是当从稍后描述的Y方向观察时动子101的图。
如图1A和图1B所图示，根据本实施例的运输系统1具有形成移动车、滑块或托架的动子101以及形成运输路径的定子201。运输系统1是具有可移动磁体类型的线性马达(移动永磁体类型的线性马达、可移动场磁体类型的线性马达)的运输系统。此外，运输系统1被构造作为磁悬浮类型的运输系统，其没有例如线性导引件的导引设备且在定子201上方非接触式地运输动子101。
运输系统1将动子101上的工件102运输到处理设备，所述处理设备通过例如由定子201运输动子101而对工件102执行处理操作。应注意，虽然图1A和图1B图示用于定子201的单个动子101，但是动子101的数目不限于此。在运输系统1中，多个动子101可在定子201上方运输。
这里，定义在以下描述中使用的坐标轴、方向等。首先，X轴沿着作为动子101的运输方向的水平方向截取，且动子101的运输方向被定义作为X方向。此外，Z轴沿着作为垂直于X方向的方向的竖直方向截取，且竖直方向被定义作为Z方向。此外，Y轴沿着垂直于X方向和Z方向的方向截取，且垂直于X方向和Z方向的方向被定义作为Y方向。此外，围绕X轴的旋转被表示为Wx，围绕Y轴的旋转被表示为Wy，且围绕Z轴的旋转被表示为Wz。此外，符号“*”用作乘法符号。此外，动子101的中心被表示为原点O，Y轴的正(+)侧被表示为R侧，且Y轴的负(-)侧被表示为L侧。应注意，虽然动子101的运输方向不必须为水平方向，但是同样在这种情况下，运输方向可被定义作为X方向，且Y方向和Z方向可以类似方式定义。
接下来，将通过使用图1A、图1B和图2描述根据本实施例的作为运输系统1中的运输对象的动子101。图2是图示根据本实施例的运输系统1中的动子101和定子201的示意图。应注意，图2是当从X方向上观察时动子101和定子201的图。此外，图2的左半部图示沿着图1B的线(A)-(A)截取的截面(A)。此外，图2的右半部图示沿着图1B的线(B)-(B)截取的截面(B)。
如图1A、图1B和图2所图示，动子101具有永磁体103aR、103bR、103cR、103dR、103aL、103bL、103cL和103dL作为永磁体103。
永磁体103被布置和附接到动子101的平行于X方向的两个侧面。确切地说，永磁体103aR、103bR、103cR和103dR附接在动子101的R侧上的侧面上。此外，永磁体103aL、103bL、103cL和103dL附接在动子101的L侧上的侧面上。应注意，在下文中，动子101的永磁体简单地表示为“永磁体103”，只要其无需特别区分即可。此外，当每个永磁体103需要独立地识别、同时R侧和L侧无需区分时，通过使用从对应于每个永磁体103的参考标记的尾部去除R或L的参考标记并留下直到作为标识符的小写字母的参考字符来独立地识别每个永磁体103。在此情况下，“永磁体103a”、“永磁体103b”、“永磁体103c”、或“永磁体103d”被表示以独立地识别每个永磁体103。
永磁体103aR和103dR在X方向上附接到R侧上的平行于动子101的X方向的侧面上的一端和另一端。永磁体103bR和103cR附接在动子101的R侧上的侧面上的永磁体103aR与103dR之间。永磁体103aR、103bR、103cR和103dR例如在X方向上以相等间距布置。此外，例如，永磁体103aR、103bR、103cR和103dR被布置成使得其相应的中心对准在平行于X方向且通过动子101的R侧上的侧面的中心的直线上。
永磁体103aL和103dL在X方向上附接到L侧上的平行于动子101的X方向的侧面上的一端和另一端。永磁体103bL和103cL附接在动子101的L侧上的侧面上的永磁体103aL与103dL之间。永磁体103aL、103bL、103cL和103dL以相等间距布置在例如X方向上。此外，例如，永磁体103aL、103bL、103cL和103dL被布置成使得其相应的中心对准在平行于X方向且通过动子101的L侧上的侧面的中心的直线上。此外，永磁体103aL、103bL、103cL和103dL在X方向上被布置到分别与永磁体103aR、103bR、103cR和103dR相同的位置。
永磁体103a和103d分别附接到在X方向上在一侧和另一侧上与作为动子101的中心的原点O相距距离ry的位置处。永磁体103a、103b、103c和103d分别附接到在Y方向上与原点O相距距离rx的位置处。永磁体103c和103b分别附接到在X方向上在一侧和另一侧上与原点O在相距距离rz的位置。
永磁体103aR、103dR、103aL和103dL中的每一个是平行于Z方向布置的两个永磁体的集合。永磁体103a和103d分别形成为使得两个永磁体平行于Z方向排列，使得面向定子201侧的外磁极的极性交替地不同。应注意，平行于Z方向布置的形成永磁体103a和103d的永磁体的数目不限于两个，只要其是多个即可。此外，形成永磁体103a和103d的永磁体的布置方向未必需要为与X方向(其为运输方向)正交的Z方向，而可为与X方向交叉的方向。即，永磁体103a和103d可为由多个永磁体形成的任何磁体组，所述多个永磁体平行于与X方向交叉的方向布置，使得各磁极的极性交替。
另一方面，永磁体103bR、103cR、103bL和103cL中的每一个是分别沿着Y方向布置的三个永磁体的集合。永磁体103b和103c分别形成为使得三个永磁体平行于X方向排列，使得面向定子201侧的外磁极的极性交替不同。应注意，平行于X方向布置的形成永磁体103b和103c的永磁体的数目不限于三个，只要其是多个即可。即，永磁体103b和103c可为由多个永磁体形成的任何磁体组，所述多个永磁体平行于X方向布置，使得各磁极的极性交替。
各永磁体103附接到磁轭107，所述磁轭107设置在动子101的R侧和L侧上的侧面上。磁轭107由具有大的磁导率的物质制成，所述物质例如铁。
以此方式，多个永磁体103以沿着动子101的X轴的中心轴线为对称轴在R侧和L侧上的侧面上对称地布置到动子101上。其上布置永磁体103的动子101被构造成能够移动同时姿态通过由永磁体103从定子201的多个线圈202所接收的电磁力而经受六轴控制，如稍后所描述。
动子101可沿着在平行于X方向的两列上布置的多个线圈202在X方向上移动。动子101与被置于其上面上的有待运输的工件102一起运输。动子101可具有保持工件102的保持机构，例如像动子101上的工件保持器。
接下来，将通过使用图1A、图2和图3描述根据本实施例的运输系统1中的定子201。图3是图示定子201的线圈202的示意图。应注意，图3是当从Y方向上观察时线圈202的图。
定子201具有在平行于作为动子101的运输方向的X方向的两列上布置的多个线圈202。所述多个线圈202附接到定子201，以便分别从R侧和L侧面向动子101。定子201在X方向(其为运输方向)上延伸，且形成动子101的运输路径。
在定子201上运输的动子101具有线性标度104、Y目标105以及Z目标106。线性标度104、Y目标105以及Z目标106平行于X方向分别附接到例如动子101的底部。Z目标106分别附接在线性标度104和Y目标105的两侧上。
如图2所图示，定子201具有多个线圈202、多个线性编码器204、多个Y传感器205以及多个Z传感器206。
多个线圈202在平行于X方向的两列上布置且附接到定子201，以便能够面向动子101的R侧和L侧上的侧面上的永磁体103。在R侧上布置在一列上的多个线圈202平行于X方向布置，以便能够面向动子101的R侧上的永磁体103aR、103bR、103cR和103dR。此外，在L侧上布置在一列上的多个线圈202平行于X方向布置，以便能够面向动子101的L侧上的永磁体103aL、103bL、103cL和103dL。
在本实施例中，动子101的R侧和L侧上的线圈202列被布置成能够分别面向永磁体103a和103d以及永磁体103b和103c，其中多个永磁体的布置方向在永磁体103a和103d与永磁体103b和103c之间不同。因此，可通过使用如稍后描述的更少列的线圈202向动子101施加在运输方向上的力和在不同于运输方向的方向上的力，且因此可实现动子101的运输控制和动子101的姿态控制。
以这种方式，多个线圈202沿着运输动子101的方向附接。多个线圈202以预定间隔在X方向上排列。此外，线圈202中的每一个被附接成使得其中心轴线在Y方向上定向。应注意，线圈202可为具有芯的线圈或可为无芯线圈。
多个线圈202被构造成例如在三个线圈的单元中被电流控制。其中对线圈202执行导电控制的单元被称为“线圈单元203”。当电流被传导时，线圈202可相对于动子101的永磁体103生成电磁力且向动子101施加力。
在图1A和图1B中，永磁体103a和103d均由两个永磁体在Z方向上排列的磁体组形成。相比之下，每个线圈202被布置成使得在永磁体103a和103d的两个永磁体的Z方向上的中心匹配在线圈202的Z方向上的中心。面向永磁体103a和103d的线圈202中的电流传导在Z方向上向永磁体103a和103d生成力。
此外，永磁体103b和103c由三个永磁体在X方向上排列的磁体组形成。相比之下，面向永磁体103b和103c的线圈202中的电流传导在X方向和Y方向上向永磁体103b和103c生成力。
多个线性编码器204平行于X方向附接到定子201以便能够分别面向动子101的线性标度104。线性编码器204中的每一个可通过读取附接到动子101的线性标度104而检测和输出相对于动子101的线性编码器204的相对位置。
多个Y传感器205平行于X方向附接到定子201以便能够分别面向动子101的Y目标105。Y传感器205中的每一个可检测和输出Y传感器205与附接到动子101的Y目标105之间在Y方向上的相对距离。
多个Z传感器206以平行于X方向的两列附接到定子201以便能够分别面向动子101的Z目标106。Z传感器206中的每一个可检测和输出Z传感器206与附接到动子101的Z目标106之间在Z方向上的相对距离。
接下来，将通过使用图4进一步描述根据本实施例的控制运输系统1的控制系统。图4是图示根据本实施例的控制运输系统1的控制系统3的示意图。
如图4所图示，控制系统3具有集成控制器301、线圈控制器302、以及传感器控制器304，且充当控制包括动子101和定子201的运输系统1的控制设备。线圈控制器302可通信地连接到集成控制器301。此外，传感器控制器304可通信地连接到集成控制器301。
多个电流控制器303可通信地连接到线圈控制器302。每个线圈控制器302和连接该线圈控制器302的多个电流控制器303被提供给线圈202的两列中的对应列。线圈单元203连接到电流控制器303中的每一个。电流控制器303可控制被连接的线圈单元203的线圈202中的每一个线圈的电流值。
线圈控制器302向被连接的电流控制器303中的每一个指示目标电流值。电流控制器303控制被连接的线圈202的电流量。
线圈202和电流控制器303在动子101被运输的X方向上附接在两侧上。
多个线性编码器204、多个Y传感器205、以及多个Z传感器206可通信地连接到传感器控制器304。
多个线性编码器204以线性编码器204中的一个线性编码器在动子101的运输期间可以确实测量一个动子101的位置的间隔而附接到定子201。此外，多个Y传感器205以Y传感器205中的两个Y传感器可以确实测量一个动子101的Y目标105的间隔而附接到定子201。此外，多个Z传感器206以两列上的Z传感器206中的三个Z传感器可以确实测量一个动子101的Z目标106的间隔而附接到定子201。
集成控制器301基于来自线性编码器204、Y传感器205以及Z传感器206的输出确定施加到多个线圈202的电流指令值，且将确定的电流指令值传输到线圈控制器302。线圈控制器302基于来自集成控制器301的电流指令值给电流控制器303指示如上所述的电流值。由此，集成控制器301充当控制设备，使动子101在定子201上方非接触式地运输，且控制被运输的动子101相对于六条轴线的姿态。
以下将通过使用图5描述由集成控制器301执行的动子101的姿态控制方法。图5是图示根据本实施例的运输系统1中的动子101的姿态控制方法的示意图。图5图示动子101的姿态控制方法的概要，主要聚焦于其数据流。集成控制器301使用动子位置计算函数401、动子姿态计算函数402、动子姿态控制函数403以及线圈电流计算函数404执行处理，如下所述。由此，集成控制器301控制动子101的运输，同时控制动子101相对于六条轴线的姿态。应注意，作为集成控制器301的替代，线圈控制器302可被构造成执行与由集成控制器301执行的处理相同的处理。
首先，动子位置计算函数401根据来自多个线性编码器204的测量值以及关于其附接位置的信息来计算形成运输路径的定子201上方的动子101的位置和数目。由此，动子位置计算函数401更新动子信息406(其作为关于动子101的信息)中的动子位置信息(X)和数目信息。动子位置信息(X)表示在X方向上的位置，所述X方向为定子201上方的动子101的运输方向。为定子201上方的每个动子101准备动子信息406，如例如图5中的POS-1、POS-2…所图示。
接下来，动子姿态计算函数402根据由动子位置计算函数401更新的动子信息406中的动子位置信息(X)而识别可测量动子101中的每一个动子的Y传感器205和Z传感器206。接下来，动子姿态计算函数402基于从被识别的Y传感器205和Z传感器206输出的值计算姿态信息(Y、Z、Wx、Wy、Wz)(其为关于动子101中的每一个动子的姿态的信息)且更新动子信息406。由动子姿态计算函数402更新的动子信息406包括动子位置信息(X)和姿态信息(Y、Z、Wx、Wy、Wz)。
接下来，动子姿态控制函数403根据当前动子信息406和姿态目标值计算动子101中的每一个动子的施加力信息408，所述当前动子信息406包括动子位置信息(X)和姿态信息(Y、Z、Wx、Wy、Wz)。施加力信息408是关于有待施加到动子101中的每一个动子的力的大小的信息。施加力信息408包括关于稍后描述的有待施加的三轴力分量(Tx、Ty、Tz)和三轴力矩分量(Twx、Twy、Twz)的信息。为定子201上方的每个动子101准备施加力信息408，如例如图5中的TRQ-1、TRQ-2…所图示。
接下来，线圈电流计算函数404基于施加力信息408和动子信息406确定施加到每个线圈202的电流指令值409。
以这种方式，集成控制器301通过使用动子位置计算函数401、动子姿态计算函数402、动子姿态控制函数403以及线圈电流计算函数404执行处理而确定电流指令值409。集成控制器301将被确定的电流指令值409传输到线圈控制器302。
现在将通过使用图6描述由动子位置计算函数401执行的处理。图6是图示根据动子位置计算函数的处理的示意图。
在图6中，基准点Oe是线性编码器204所附接的定子201的位置基准。此外，基准点Os是附接到动子101的线性标度104的位置基准。图6图示以下情况：两个动子101a和101b作为动子101被运输且三个线性编码器204a、204b和204c被布置作为线性编码器204。应注意，线性标度104平行于X方向附接在与动子101a和101b中的每一个动子相同的位置处。
例如，一个线性编码器204c面向图6所图示的动子101b的线性标度104。线性编码器204c读取动子101b的线性标度104且输出距离Pc。此外，原点为基准点Oe的X轴上的线性编码器204c的位置被表示为Sc。因此，动子101b的位置Pos(101b)可由以下方程式(1)计算。
Pos(101b)＝Sc–Pc…方程式(1)
例如，两个线性编码器204a和204b面向图6所图示的动子101a的线性标度104。线性编码器204a读取动子101a的线性标度104且输出距离Pa。此外，原点为基准点Oe的X轴上的线性编码器204a的位置被表示为Sa。因此，基于线性编码器204a的输出，动子101a在X轴上的位置Pos(101a)可由以下方程式(2)计算。
Pos(101a)＝Sa–Pa…方程式(2)
此外，线性编码器204b读取动子101b的线性标度104且输出距离Pb。此外，原点为基准点Oe的X轴上的线性编码器204b的位置被表示为Sb。因此，基于线性编码器204b的输出，动子101a在X轴上的位置Pos(101a)′可由以下方程式(3)计算。
Pos(101a)′＝Sb–Pb…方程式(3)
这里，由于已提前精确地测量了线性编码器204a和204b的位置中的每一个位置，因此两个值Pos(101a)与Pos(101a)′之间的差充分小。当基于两个线性编码器204的输出的动子101在X轴上的位置差以这种方式充分小时，这两个线性编码器204可确定观察到相同动子101的线性标度104。
应注意，当多个线性编码器204面向相同动子101时，可通过基于多个线性编码器204的输出等计算位置的平均值而唯一地确定被观察的动子101的位置。
动子位置计算函数401基于如上所述的线性编码器204的输出计算和确定动子101在X方向上的位置X作为动子位置信息。
接下来，将通过使用图7、图8A和图8B描述通过动子姿态计算函数402进行的处理。
图7图示以下情况：动子101c作为动子101被运输且Y传感器205a和205b作为Y传感器205被布置。所述两个Y传感器205a和205b面向图7所图示的动子101c的Y目标105。当由所述两个Y传感器205a和205b输出的相对距离值被分别表示为Ya和Yb、且Y传感器205a与205b之间的间隔被表示为Ly时，围绕动子101c的Z轴的旋转量Wz通过以下方程式(4)计算。
Wz＝(Ya–Yb)/Ly…方程式(4)
应注意，对于动子101的特定位置，三个或多于三个Y传感器205可面向Y目标105。在这种情况下，Y目标105的倾斜量即围绕Z轴的旋转量Wz可通过使用最小二乘法来计算。
此外，在图8A和图8B中图示以下情况：动子101d作为动子101被运输且Z传感器206a、206b和206c被布置作为Z传感器206。三个Z传感器206a、206b和206c面向图8A和图8B所图示的动子101d的Z目标106。这里，由三个Z传感器206a、206b和206c输出的相对距离值被分别表示为Za、Zb和Zc。此外，传感器在X方向上的距离(即Z传感器206a与206b之间的距离)被表示为Lz1。此外，传感器在Y方向上的距离(即Z传感器206a与206c之间的距离)被表示为Lz2。接着，围绕Y轴的旋转量Wy和围绕X轴的旋转量Wx可分别通过方程式(5a)和(5b)来计算。
Wy＝(Zb–Za)/Lz1…方程式(5a)
Wx＝(Zc–Za)/Lz2…方程式(5b)
动子姿态计算函数402可计算围绕相应轴的旋转量Wx、Wy和Wz作为如上所述的关于动子101的姿态信息。
此外，动子姿态计算函数402可用以下方式计算动子101在Y方向上的位置Y和在Z方向上的位置Z作为关于动子101的姿态信息。
首先，将通过使用图7描述动子101在Y方向上的位置Y的计算。在图7中，由动子101c覆盖的两个Y传感器205分别为Y传感器205a和205b。此外，Y传感器205a和205b的测量值被分别表示为Ya和Yb。此外，Y传感器205a的位置和Y传感器205b的位置的中点被表示为Oe′。此外，由方程式(1)到(3)获得的动子101c的位置被表示为Os′，且从Oe′到Os′的距离被表示为dX′。此时，动子101c在Y方向上的位置Y可通过使用以下方程式通过近似进行计算。
Y＝(Ya+Yb)/2–Wz*dX′
接下来，将通过使用图8A和图8B描述动子101在Z方向上的位置Z的计算。由动子101d覆盖的三个Z传感器206被分别表示为Z传感器206a、206b和206c。此外，Z传感器206a、206b和206c的测量值被分别表示为Za、Zb和Zc。此外，Z传感器206a的X坐标和Z传感器206c的X坐标相同。此外，线性编码器204位于Z传感器206a和Z传感器206c的中间。此外，Z传感器206a和Z传感器206c的位置X被表示为Oe″。此外，从Oe″到动子101的中心Os″的距离被表示为dX″。此时，动子101在Z方向上的位置Z可使用以下方程式通过近似进行计算。
Z＝(Za+Zb)/2–Wy*dX″
应注意，当位置Y和位置Z两者分别具有大的旋转量Wz和Wy时，对于计算，近似的精度可进一步增加。
接下来，将通过使用图1A和图1B描述线圈电流计算函数404进行的处理。应注意，在图1A和图1B中，在以下使用的力的符号中，方向(在X方向上的力、在Y方向上的力以及在Z方向上的力)被分别表示为x、y和z，作为正(+)Y侧的R侧被表示为R，作为负(–)Y侧的L侧被表示为L，正(+)X侧被表示为f，且负(–)X方向被表示为b。
作用于图1A和图1B中的R侧和L侧上的永磁体103上的力分量分别表达如下。作用在每个永磁体103上的力是由永磁体103从电流施加到的多个线圈202接收的电磁力。永磁体103从电流施加到的多个线圈202接收在作为动子101的运输方向的X方向上的电磁力、以及另外在不同于X方向的Y方向和Z方向上的电磁力。
作用在R侧上的永磁体103上的每个力如下。
FzfR：在R侧上的永磁体103aR的Z方向上作用的力
FxfR：在R侧上的永磁体103bR的X方向上作用的力
FyfR：在R侧上的永磁体103bR的Y方向上作用的力
FxbR：在R侧上的永磁体103cR的X方向上作用的力
FybR：在R侧上的永磁体103cR的Y方向上作用的力
FzbR：在R侧上的永磁体103dR的Z方向上作用的力
作用在L侧上的永磁体103上的每个力如下。
FzfL：在L侧上的永磁体103aL的Z方向上作用的力
FxfL：在L侧上的永磁体103bL的X方向上作用的力
FyfL：在L侧上的永磁体103bL的Y方向上作用的力
FxbL：在L侧上的永磁体103cL的X方向上作用的力
FybL：在L侧上的永磁体103cL的Y方向上作用的力
FzbL：在L侧上的永磁体103dL的Z方向上作用的力
此外，施加到动子101的力T由以下方程式(6)表达。应注意，值Tx、Ty和Tz是三轴力分量，其分别为力的X方向分量、Y方向分量、以及Z方向分量。此外，值Twx、Twy和Twz是三轴力矩分量，其分别为力矩的围绕X轴的分量、围绕Y轴的分量、以及围绕Z轴的分量。根据本实施例的运输系统1控制动子101的运输，同时通过控制力T的这些六轴分量(Tx、Ty、Tz、Twx、Twy、Twz)而控制动子101相对于六条轴线的姿态。
T＝(Tx,Ty,Tz,Twx,Twy,Twz)…方程式(6)
因此，值Tx、Ty、Tz、Twx、Twy和Twz分别由下面的方程式(7a)、(7b)、(7c)、(7d)、(7e)和(7f)计算。
Tx＝FxfR+FxbR+FxfL+FxbL…方程式(7a)
Ty＝FyfL+FyfR+FybL+FybR…方程式(7b)
Tz＝FzbR+FzbL+FzfR+FzfL…方程式(7c)
Twx＝{(FzfL+FzbL)–(FzfR+FzbR)}*rx…方程式(7d)
Twy＝{(FzfL+FzfR)–(FzbL+FzbR)}*ry…方程式(7e)
Twz＝{(FyfL+FyfR)–(FybL+FybR)}*rz…方程式(7f)
此时，对于作用于永磁体103的力可以引入由以下方程式(7g)、(7h)、(7i)和(7j)表达的限制。通过引入这些限制，可以唯一地确定作用于相应永磁体103的力分量的组合以获得具有预定六轴分量的力T。
FxfR＝FxbR＝FxfL＝FxbL…方程式(7g)
FyfL＝FyfR…方程式(7h)
FybL＝FybR…方程式(7i)
FzbR＝FzbL…方程式(7j)
接下来，将描述一种方法，线圈电流计算函数404通过所述方法根据作用于每个永磁体103的力确定施加到每个线圈202的电流量。
首先，将描述以下情况：在Z方向上的力被施加到永磁体103a和103d，其中N极和S极的极性在Z方向上交替排列。应注意，线圈202被布置成使得其在Z方向上的中心位于在永磁体103a和103d在Z方向上的中心。这使得基本上没有力在X方向和Y方向上作用于永磁体103a和103d。
值X表示动子101的位置，值j表示成一列排列的线圈202中的一个线圈的编号，每单位电流在线圈202(j)的Z方向上作用的力的大小被表示为Fz(j,X)，且施加到线圈202(j)的电流被表示为i(j)。应注意，线圈202(j)是第j个线圈202。在此情况下，电流i(j)可被确定成满足以下方程式(8)。应注意，以下方程式(8)是针对永磁体103dR的方程式。针对其它永磁体103aR、103aL和103dL，可以以相同方式确定有待施加到线圈202的每个电流。
∑Fz(j,X)*i(j)＝FzbR…方程式(8)
线圈电流计算函数404可如上所述地确定有待施加到线圈202(j)的电流指令值。动子101获得悬浮力以在Z方向上悬浮，且其姿态根据以这种方式确定的电流指令值由在Z方向上的施加到动子101的力来控制。
应注意，当多个线圈202向永磁体103施加力时，电流根据由每个线圈202施加的力相对于每单位电流的力的大小分配，由此可唯一地确定作用于永磁体103的力。
此外，如图1A所图示，永磁体103对称地布置在动子101的L侧和R侧上。借助永磁体103的这种对称布置，可以使用L侧和R侧上的力来抵消作用于永磁体103上的多个力分量，例如，作用于永磁体103a和103d的Wx力，即，围绕X轴的力矩分量。因此，这使得能够更精确地控制动子101的姿态。
接下来，将描述在X方向和Y方向上独立地向永磁体103b施加力的方法，所述永磁体103b的N极、S极和N极的极性在X方向上交替排列。图9是图示在X方向和Y方向上独立地向永磁体103b施加力的方法的示意图。线圈电流计算函数404确定施加到线圈202的电流指令值以便如下地在X方向和Y方向上独立地向永磁体103b施加力。应注意，也可以以与对永磁体103b相同的方式在X方向和Y方向上独立地向永磁体103c施加力。
值X表示动子101的位置，值j表示成一列排列的线圈202中的一个线圈的编号，且每单位电流在线圈202(j)的X方向和Y方向上作用的力的大小被分别表示为Fx(j,X)和Fy(j,X)。此外，在线圈202(j)中传导的电流值被表示为i(j)。应注意，线圈202(j)是第j个线圈202。
图9的上部部分中的图是这样视图，在该视图中，X轴被水平限定，Y轴被竖直限定，且挑选面向永磁体103bR的六个线圈202以便图示。图9的中间部分中的图是当从Z方向观察图9的上部部分中的图时的视图。1与6之间的数字j以在X方向上排列的次序被提供给线圈202，且以下通过例如将一个线圈表示为线圈202(1)而标识线圈202中的每一个线圈。
如图9的上部部分和中部部分中的图所图示，线圈202以距离L的间距布置。另一方面，动子101的永磁体103以距离3/2*L的间距布置。
图9的下部部分中的图是示意性地图示当单位电流被施加到图9的上部部分和中部部分中的图所图示的线圈202中的每一个线圈时产生的在X方向上的力Fx和在Y方向上的力Fy的大小。
为了简化图示，在图9中，线圈202在X方向上的位置的原点Oc被定义作为线圈202(3)和线圈202(4)的中点，且永磁体103bR在X方向上的中心Om被定义作为原点。因此，图9图示Oc匹配Om的情况，即，X＝0的情况。
此时，例如，作用于线圈202(4)的每单位电流的力对应于在X方向上的Fx(4,0)和在Y方向上的Fy(4,0)的大小。此外，作用于线圈202(5)的每单位电流的力对应于在X方向上的Fx(5,0)和在Y方向上的Fy(5,0)的大小。
这里，施加到线圈202(1)到202(6)的电流值被分别假设为i(1)到i(6)。接着，在X方向上作用于永磁体103bR的力的大小FxfR和在Y方向上作用于永磁体103bR的力的大小FyfR一般分别由以下方程式(9)和(10)表达。
FxfR＝Fx(1,X)*i(1)+Fx(2,X)*i(2)+Fx(3,X)*i(3)+Fx(4,X)*i(4)+Fx(5,X)*i(5)+Fx(6,X)*i(6)…方程式(9)
FyfR＝Fy(1,X)*i(1)+Fy(2,X)*i(2)+Fy(3,X)*i(3)+Fy(4,X)*i(4)+Fy(5,X)*i(5)+Fy(6,X)*i(6)…方程式(10)
通过确定电流指令值，使得满足上述方程式(9)和(10)的电流值i(1)到i(6)被分别施加到线圈202(1)到202(6)，可以在X方向和Y方向上独立地向永磁体103bR施加力。线圈电流计算函数404可如上所述地确定施加到线圈202(j)的电流指令值以便在X方向和Y方向上独立地向永磁体103施加力。
为了更加简化图示，在图9所图示的情况下，所考虑的实例是以下情况：线圈202(1)到202(6)当中仅线圈202(3)、202(4)和202(5)用于永磁体103bR且此外这三个线圈的电流值被控制成使得其总和变为零。在此实例的情况下，在X方向上作用于永磁体103bR的力FxfR和在Y方向上作用于永磁体103bR的力FyfR分别由以下方程式(11)和(12)表示。
FxfR＝Fx(3,X)*i(3)+Fx(4,X)*i(4)+Fx(5,X)*i(5)…方程式(11)
FyfR＝Fy(3,X)*i(3)+Fy(4,X)*i(4)+Fy(5,X)*i(5)…方程式(12)
此外，线圈202(1)到202(6)的电流值被设定成以便满足以下方程式(13)和(14)。
i(3)+i(4)+i(5)＝0…方程式(13)
i(1)＝i(2)＝i(6)＝0…方程式(14)
因此，当永磁体103bR所需的力(FxfR,FyfR)的大小被确定时，电流值i(1)、i(2)、i(3)、i(4)、i(5)和i(6)被唯一地确定。根据以这种方式确定的电流指令值，力在X方向和Y方向上施加到动子101。通过接收在X方向上施加到动子101的力，动子101获得在X方向上的运动的推进力且在X方向上移动。此外，根据以这种方式确定的电流指令值，动子101的姿态由在X方向和Y方向上施加到动子101的力控制。
以这种方式，集成控制器301通过控制施加到多个线圈202的电流而控制施加到动子101的力的相应六轴分量。
应注意，当线圈202的中心Oc由于动子101的运输相对于永磁体103bR的中心Om移动时，即，当X≠0时，对应于运动之后的位置的线圈202可被选定。此外，可基于在线圈202中产生的每单位电流的力执行如上所述的相同计算。
如上所述，集成控制器301控制定子201上方的动子101的非接触式运输，同时通过控制、确定施加到多个线圈202的电流的电流指令值而控制定子201上方的动子101相对于六条轴线的姿态。即，集成控制器301充当运输控制单元，所述运输控制单元控制动子101的运输且通过控制由永磁体103从多个线圈202接收的电磁力而控制定子201上方的动子101的非接触式运输。此外，集成控制器301充当姿态控制单元，所述姿态控制单元控制动子101的姿态且控制定子201上方的动子101相对于六条轴线的姿态。应注意，作为控制设备的集成控制器301的功能中的所有或部分功能可用线圈控制器302或其它控制设备替换。
如上所论述，根据本实施例，三轴力分量(Tx、Ty、Tz)和三轴力矩分量(Twx、Twy、Twz)的六轴力可通过使用以两列布置的多个线圈202而施加到动子101。由此，可以控制动子101的运输，同时控制动子101相对于六条轴线的姿态。根据本实施例，通过使用列的数目小于作为有待控制的变量的力的六轴分量的数目的以两列布置的线圈202，可以控制动子101的运输，同时控制动子101相对于六条轴线的姿态。
因此，根据本实施例，由于线圈202的列的数目可以更小，因此动子101可被非接触式地运输，同时动子101的姿态被控制，而不会引起系统的尺寸增加或复杂性增加。此外，根据本实施例，由于线圈202的列的数目可以更小，因此可构造廉价和紧凑磁悬浮类型的运输系统。
此外，根据本实施例，由于永磁体103布置在动子101的侧面上，因此可实现对工件102的良好接近。由此，可以通过使用灵活性大的处理设备对动子101上的工件102执行处理操作。
第二实施例
将通过使用图10和图11描述本发明的第二实施例。图10是图示根据本实施例的动子101的示意图。图11是图示根据本实施例的动子101和定子201的示意图。应注意，类似于上述第一实施例中的部件的部件被标记有相同附图标记，且其描述将被省略或简化。
根据本实施例的动子101的基本构造与根据第一实施例的构造基本上相同。根据本实施例的动子101在永磁体103的附接形式上不同于根据第一实施例的构造。
图10是当从Y方向上观察时根据本实施例的动子101的图。图10图示根据本实施例的动子101的R侧上的侧面上的永磁体103的布置。
如图10所图示，不同于图1B所图示的第一实施例，永磁体103bR和103cR分别在Z方向上与动子101的中心相距距离rx2的位置处附接到根据本实施例的动子101。永磁体103b在动子101的底侧上附接在与动子101的中心相距距离rx2的位置处。另一方面，永磁体103c在动子101的顶侧上附接在与动子101的中心相距距离rx2的位置处。
图11是当从X方向上观察时根据本实施例的动子101和定子201的图。图11的左半部表示沿着图10的线(A)-(A)截取的截面(A)。图11的右半部表示沿着图10的线(B)-(B)截取的截面(B)。
如图11所图示，在根据本实施例的动子101中，永磁体103附接到一个侧面，确切地说，仅附接到动子101的R侧上的侧面，不同于图2所图示的第一实施例的情况。
不同于多个线圈202以两列排列的第一实施例的情况，与永磁体103仅附接在动子101的一个侧面上的布置相关联，多个线圈202在根据本实施例的定子201中以平行于X方向的一列排列。即，根据本实施例的定子201中的多个线圈202被布置和附接到平行于X方向的一列，以便能够面向在R侧上的侧面(即动子101的一侧)上的永磁体103aR、103bR、103cR和103dR。
在根据本实施例的动子101的情况下，施加到动子101的力T的方程式(6)中所指示的相应分量由以下方程式(15a)、(15b)、(15c)、(15d)、(15e)和(15f)表达。
Tx＝FxfR+FxbR…方程式(15a)
Ty＝FyfR+FybR…方程式(15b)
Tz＝FzbR+FzfR…方程式(15c)
Twx＝(FybR–FyfR)*rx2…方程式(15d)
Twy＝(FzfR–FzbR)*ry…方程式(15e)
Twz＝(FyfR–FybR)*rz…方程式(15f)
因此，即使当永磁体103布置在R侧即仅一侧上时，三轴力分量(Tx、Ty、Tz)和三轴力矩分量(Twx、Twy、Twz)的六轴力可通过使用布置在一列上的多个线圈202而施加到动子101。
如上所述，根据本实施例，三轴力分量(Tx、Ty、Tz)和三轴力矩分量(Twx、Twy、Twz)的六轴力可通过使用布置在单列上的多个线圈202而施加到动子101。由此，可以控制动子101的运输，同时控制动子101相对于六条轴线的姿态。根据本实施例，通过使用列的数目小于作为有待控制的变量的力的六轴分量的数目的单列线圈202，可以控制动子101的运输，同时控制动子101相对于六条轴线的姿态。
因此，根据本实施例，由于线圈202的列数可能更小，因此动子101可被非接触式地运输，同时动子101的姿态被控制，而不会引起系统的尺寸增加或复杂性增加。此外，根据本实施例，由于线圈202的列数可能更小，因此可构造更加廉价和紧凑磁悬浮类型的运输系统。
应注意，虽然上面已经描述了永磁体103布置在R侧上(即R侧和L侧上的侧面中的仅一侧上)的情况，但是本发明不限于此。与上述情况相反，永磁体103可布置在L侧上(即R侧和L侧上的侧面中的仅一侧上)。
第三实施例
将通过使用图12和图13描述本发明的第三实施例。图12是图示根据本实施例的动子101和定子201的示意图。图13是图示根据本实施例的动子101的示意图。应注意，类似于上述第一和第二实施例中的部件的部件被标记有相同附图标记，且其描述将被省略或简化。
根据本实施例的动子101的基本构造与根据第一实施例的构造基本上相同。根据本实施例的动子101在永磁体103的附接形式上不同于根据第一和第二实施例的构造。
图12是当从X方向上观察时根据本实施例的动子101和定子201的图。如图12所图示，不同于图2所图示的实施例，永磁体103被平行于本实施例中的动子101的X方向布置和附接在顶面上。永磁体103附接到设置在动子101的顶面上的磁轭107。
图13是当从Z方向上观察时根据本实施例的动子101的图。图13图示根据本实施例的动子101的俯视图上的永磁体103的布置。
如图13所图示，永磁体103aR、103bR、103cR和103dR布置在动子101的顶面上的R侧上的多个部分中。永磁体103aR、103bR、103cR和103dR分别布置在与作为动子101的中心的原点O在Y方向上在R侧上相距距离rx3的多个位置处。
此外，永磁体103aL、103bL、103cL和103dL布置在动子101的顶面上的L侧上的多个部分中。永磁体103aL、103bL、103cL和103dL布置在与原点O在Y方向上在L侧上相距距离rx3的多个位置处。
永磁体103aR、103bR、103cR和103dR以与根据第一实施例的动子101的R侧上的侧面上的布置基本上相同的方式布置在动子101的顶面上的R侧上的多个部分处。此外，永磁体103aL、103bL、103cL和103dL以与根据第一实施例的动子101的L侧上的侧面上的布置基本上相同的方式布置在动子101的顶面上的L侧上的多个部分中。
永磁体103a和103d分别附接在与原点O在X方向上在一侧和另一侧上相距距离rz3的多个位置处。永磁体103c和103b分别附接在与原点O在X方向上在一侧和另一侧上相距距离ry3的多个位置处。
在动子101的顶面上，如上所述地布置永磁体103的R侧部分与L侧部分之间的中心部分充当其上放置有待运输的工件102的部分。
另一方面，如图12所图示，多个线圈202附接到定子201以便位于动子101的顶面上方。多个线圈202以平行于X方向的两列布置以便能够向下面向动子101的顶面上的R侧和L侧两者上的永磁体103且附接到定子201。R侧上的多个线圈202平行于X方向排列成一列以便能够向下面向动子101的R侧上的永磁体103aR、103bR、103cR和103dR。L侧上的多个线圈202平行于X方向以一列布置以便能够向下面向动子101的L侧上的永磁体103aL、103bL、103cL和103dL。
当根据本实施例的动子101时，施加到动子101的力T的方程式(6)中所指示的相应分量由以下方程式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)和(16f)表达。
Tx＝FxfR+FxbR+FxfL+FxbL…方程式(16a)
Ty＝FyfL+FyfR+FybL+FybR…方程式(16b)
Tz＝FzbR+FzbL+FzfR+FzfL…方程式(16c)
Twx＝{(FzfL+FzbL)–(FzfR+FzbR)}*rx3…方程式(16d)
Twy＝{(FzfL+FzfR)–(FzbL+FzbR)}*ry3…方程式(16e)
Twz＝{(FybL+FybR)–(FyfL+FyfR)}*rz3…方程式(16f)
此时，对于作用于永磁体103的力，可以引入由以下方程式(16g)、(16h)、(16i)和(16j)表达的限制。通过引入这些限制，可以唯一地确定作用于相应永磁体103的力分量的组合以获得具有预定六轴分量的力T。
FxfR＝FxbR＝FxfL＝FxbL…方程式(16g)
FyfL＝FyfR…方程式(16h)
FybL＝FybR…方程式(16i)
FzbR＝FzbL…方程式(16j)
因此，即使当永磁体103布置在顶面上时，三轴力分量(Tx、Ty、Tz)和三轴力矩分量(Twx、Twy、Twz)的六轴力可通过使用以两列布置的多个线圈202而施加到动子101。
如上所述，根据本实施例，三轴力分量(Tx、Ty、Tz)和三轴力矩分量(Twx、Twy、Twz)的六轴力可通过使用以两列布置的多个线圈202而施加到动子101。由此，可以控制动子101的运输，同时控制动子101相对于六条轴线的姿态。根据本实施例，可以通过使用列的数目小于作为有待控制的变量的力的六轴分量的数目的两列线圈202控制动子101的运输同时控制动子101相对于六条轴线的姿态。
因此，根据本实施例，由于线圈202的列数可能更小，因此动子101可被非接触式地运输，同时动子101的姿态被控制，而不会引起系统的尺寸增加或复杂性增加。
此外，在本实施例中，线圈202可被进一步形成为在其中包括铁芯。这使强效吸力在线圈202的铁芯与永磁体103之间作用且因此有助于使动子101悬浮。具体地说，包括铁芯的线圈202在动子101或置于动子101上的工件102的重量大时是优选的。应注意，线圈202的铁芯可为任何铁芯，只要其相对于永磁体103a、103b、103c和103d中的至少一个永磁体导致引力即可。
应注意，对于根据上述第三实施例的动子101可以采用各种经修改实例。以下将描述根据上述第三实施例的第一到第四经修改实例的动子101。
第一经修改实例
将通过使用图14A描述根据第一经修改实例的动子101。图14A是图示根据本经修改实例的动子101的示意图。
根据本经修改实例的动子101的基本构造与上述图12和图13所图示的第三实施例的基本构造基本上相同。根据本经修改实例的动子101在永磁体103的附接形式上不同于根据第三实施例的构造。
图14A是当从Z方向上观察时根据本经修改实例的动子101的图。图14A图示根据本经修改实例的动子101的顶面上的永磁体103的布置。
如图14A所图示，永磁体103bR、103cR和103eR布置在动子101的顶面上的R侧上的多个部分中。永磁体103bR、103cR和103eR分别布置在与在X方向上延伸通过原点O的中心线在Y方向上在R侧上相距距离rx3的多个位置处，所述原点O为动子101的中心。
此外，永磁体103bL、103cL和103eL布置在动子101的顶面上的L侧上的多个部分中。永磁体103bL、103cL和103eL分别布置在与在X方向上延伸通过原点O的中心线在Y方向上在L侧上相距距离rx3的多个位置处。
永磁体103bR和103cR以与根据图13所图示的第三实施例的动子101的R侧上的顶面上的布置基本上相同的方式布置在动子101的顶面上的R侧上的多个部分中。此外，永磁体103bL和103cL以与根据图13所图示的第三实施例的动子101的L侧上的顶面上的布置基本上相同的方式布置在动子101的顶面上的L侧上的多个部分中。
在本经修改实例中，不布置图13所图示的永磁体103aR、103dR、103aL和103dL，作为替代，永磁体103eR布置在永磁体103bR与103cR之间。此外，在本经修改实例中，永磁体103eL布置在永磁体103bL与103cL之间。这些特征使得本经修改实例不同于图13所图示的第三实施例。永磁体103eR和103eL的磁体的布置分别类似于永磁体103aR和103aL的磁体的布置。
当根据本经修改实例的动子101时，施加到动子101的力T的方程式(6)中所指示的相应分量由以下方程式(17a)、(17b)、(17c)、(17d)、(17e)和(17f)表达。
Tx＝FxfL+FxbL+FxfR+FxbR…方程式(17a)
Ty＝FycL+FycR…方程式(17b)
Tz＝FzfL+FzbL+FzfR+FzbR…方程式(17c)
Twx＝{(FzfL+FzbL)–(FzfR+FzbR)}*rx3…方程式(17d)
Twy＝{(FzfL+FzfR)–(FzbL+FzbR)}*ry3…方程式(17e)
Twz＝{(FxfR+FxbR)–(FxfL+FxbL)}*rx3…方程式(17f)
根据本经修改实例，布置在动子101上的永磁体103的数目可减少。应注意，虽然在Z方向上的力无法在图14A所图示的永磁体103eR和103eL中控制，但是可以通过增加在X方向上排列和布置的永磁体的数目而改进朝向Z方向的可控制性。
第二经修改实例
将通过使用图14B描述根据第二经修改实例的动子101。图14B是图示根据本经修改实例的动子101的示意图。
根据本经修改实例的动子101的基本构造与根据上述图14A所图示的第一经修改实例的动子101的构造基本上相同。根据本经修改实例的动子101与第一经修改实例的构造的不同之处在于未布置永磁体103eR和103eL中的一个永磁体。
图14B是当从Z方向上观察时根据本经修改实例的动子101的图。图14B图示根据本经修改实例的动子101的顶面上的永磁体103的布置。
如图14B所图示，在本经修改实例中，永磁体103eL以与第一经修改实例相同的方式布置在永磁体103bL与103cL之间。另一方面，在本经修改实例中，不同于第一经修改实例，永磁体103eR未布置在永磁体103bR与103cR之间。
如上所论述，在本经修改实例中，仅根据第一经修改实例的永磁体103eR和103eL中的永磁体103eL被布置。应注意，不同于图14B所图示的情况，可以永磁体103eR和103eL中的仅永磁体103eR被布置。
当根据本经修改实例的动子101时，除了Y方向力分量Ty外，施加到动子101的力T的方程式(6)中所指示的相应分量由上述方程式(17a)、(17c)、(17d)、(17e)和(17f)表达。在本经修改实例的情况中，Y方向力分量Ty由以下方程式(18b)表达。
Ty＝FycL…方程式(18b)
根据本经修改实例，与第一经修改实例相比，布置在动子101上的永磁体103的数目可进一步减少。同样在本经修改实例中，通过控制Ty和Twz，可以控制包括Y方向的力的六轴分量。
第三经修改实例
将通过使用图14C描述根据第三经修改实例的动子101。图14C是图示根据本经修改实例的动子101的示意图。
根据本经修改实例的动子101的基本构造与上述图12和图13所图示的第三实施例的基本构造基本上相同。根据本经修改实例的动子101在永磁体103的附接形式上不同于根据第三实施例的构造。
图14C是当从Z方向上观察时根据本经修改实例的动子101的图。图14C图示根据本经修改实例的动子101的顶面上的永磁体103的布置。
如图14C所图示，永磁体103bR、103cR和103dR布置在动子101的顶面上的R侧上的多个部分中。永磁体103bR、103cR和103dR分别布置在与在X方向上延伸通过原点O的中心线在Y方向上在R侧上相距距离rx3的多个位置处，所述原点O为动子101的中心。
此外，永磁体103aL、103bL和103cL布置在动子101的顶面上的L侧上的多个部分中。永磁体103aL、103bL和103cL分别布置与在X方向上延伸通过原点O的中心线在在Y方向上在L侧上相距距离rx3的多个位置处。
永磁体103bR、103cR和103dR以与根据图13所图示的第三实施例的动子101的R侧上的顶面上的布置基本上相同的方式布置在动子101的顶面上的R侧上的多个部分中。在本经修改实例中，不同于图13所图示的第三实施例，未布置永磁体103aR。
此外，永磁体103aL、103bL和103cL以与根据图13所图示的第三实施例的动子101的L侧上的顶面上的布置基本上相同的方式布置在动子101的顶面上的L侧上的多个部分中。在本经修改实例中，不同于图13所图示的第三实施例，未布置永磁体103dL。
应注意，与本经修改实例相比，可以布置永磁体103aR和103dL，且可以不布置永磁体103dR和103aL。
在上述第二经修改实例中，当动子101经过可能未布置面向永磁体103eL的线圈202的区域时，可能会发生Y方向力分量Ty无法被施加的情形。相比之下，在本经修改实例中，在线圈202被布置以便面向永磁体103dR和103aL中的至少任一个永磁体的情况下，Y方向力分量Ty可被施加。由此，在本经修改实例中，可以比在第二经修改实例中更可靠地控制包括Y方向的力的六轴分量。即，本经修改实例可抗逆在第二经修改实例中在Y方向无力可施加的情况。
当根据本经修改实例的动子101时，除了Y方向力分量Ty以及围绕Z轴的力矩分量Twz外，施加到动子101的力T的方程式(6)中所指示的相应分量由上述方程式(17a)、(17c)、(17d)和(17e)表达。在本经修改实例的情况中，Y方向力分量Ty和围绕Z轴的力矩分量Twz根据永磁体103dR或103aL中的哪一个面向线圈202而由以下方程式(19b-1)和(19f-1)或方程式(19b-2)和(19f-2)表达。
首先，当永磁体103dR不面向线圈202且永磁体103aL面向线圈202时，Y方向力分量Ty和围绕Z轴的力矩分量Twz由以下方程式(19b-1)和(19f-1)表达。
Ty＝FyfL…方程式(19b-1)
Twz＝{(FxfR+FxbR)–(FxfL+FxbL)}*rx3–FyfL*rz3…方程式(19f-1)
另一方面，当永磁体103aL不面向线圈202且永磁体103dR面向线圈202时，Y方向力分量Ty和围绕Z轴的力矩分量Twz由以下方程式(19b-2)和(19f-2)表达。
Ty＝FybR…方程式(19b-2)
Twz＝{(FxfR+FxbR)–(FxfL+FxbL)}*rx3+FybR*rz3…方程式(19f-2)
应注意，当永磁体103aL和103dR面向线圈202时，Y方向力分量Ty和围绕Z轴的力矩分量Twz由以下方程式(19b-3)和(19f-3)表达。
Ty＝FyfL+FybR…方程式(19b-3)
Twz＝{(FxfR+FxbR)–(FxfL+FxbL)}*rx3+(FybR–FyfL)*rz3…方程式(19f-3)
第四经修改实例
将通过使用图14D描述根据第四经修改实例的动子101。图14D是图示根据本经修改实例的动子101的示意图。
根据本经修改实例的动子101的基本构造与上述图12和图13所图示的第三实施例的基本构造基本上相同。根据本经修改实例的动子101在永磁体103的附接形式上不同于根据第三实施例的构造。
图14D是当从Z方向上观察时根据本经修改实例的动子101的图。图14D图示根据本经修改实例的动子101的顶面上的永磁体103的布置。
如图14D所图示，永磁体103bR和103cR布置在动子101的顶面上的R侧上的多个部分中。永磁体103bR和103cR分别布置在与在X方向上延伸通过原点O的中心线在Y方向上在R侧上相距距离rx3的多个位置处，所述原点O是动子101的中心。
在本经修改实施例中，类似于永磁体103aR的多个永磁体103giR(其中i＝1、2、3、4、5)在永磁体103bR和103cR外在X方向上以恒定间隔排列和布置在动子101的顶面上的R侧上的多个部分中。多个永磁体103giR附接到的磁轭107与永磁体103bR和103cR附接到的磁轭107分离。多个永磁体103giR不限于图14D所图示的五个，且永磁体103giR的数目可为任何数目，只要其是多个即可。
此外，永磁体103bL和103cL布置在动子101的顶面上的L侧上的多个部分中。永磁体103bL和103cL分别布置在与在X方向上延伸通过原点O的中心线在Y方向上在L侧上相距距离rx3的多个位置处。
在本经修改实施例中，类似于永磁体103aL的多个永磁体103giL(其中i＝1、2、3、4、5)在永磁体103bL和103cL外在X方向上以恒定间隔排列和布置在动子101的顶面上的L侧上的多个部分中。多个永磁体103giL附接到的磁轭107与永磁体103bL和103cL附接到的磁轭107分离。多个永磁体103giL不限于图14D所图示的五个，且永磁体103giL的数目可为任何数目，只要其是多个即可。
如上所论述，由永磁体在Y方向上排列的磁体组形成的永磁体103a和103d附接到的磁轭107与由永磁体在X方向上排列的磁体组形成的永磁体103b和103c附接到的磁轭107分离。由此，可减少或防止磁通量的不必要的干扰，且可改善可控制性。然而，磁轭107可一体地形成而不是分离。在这种情况下，与磁轭107分离的情况相比，动子101可以以低成本构造。
应注意，同样在图13所图示的第三实施例的情况中，由永磁体在彼此不同的方向上排列的磁体组形成的永磁体103附接到的各磁轭107可以与在本经修改实例中相同的方式彼此分离。在这种情况下，由永磁体在Y方向上排列的磁体组形成的永磁体103a和103d附接到的磁轭107可与由永磁体在X方向上排列的磁体组形成的永磁体103b和103c附接到的磁轭107分离。
此外，同样在图1B所图示的第一实施例、图10所图示的第二实施例以及图15所图示的第四实施例中，由永磁体在彼此不同的方向上排列的磁体组形成的永磁体103附接到的各磁轭107可以与在本经修改实例中相同的方式彼此分离。在这种情况下，由其永磁体在Z方向上排列的磁体组形成的永磁体103a和103d附接到的磁轭107可与由永磁体在X方向上排列的磁体组形成的永磁体103b和103c附接到的磁轭107分离。
在本经修改实例中，在永磁体103giR的Y方向上作用的力被表示为FyiR，在永磁体103giL的Y方向上作用的力被表示为FyiL，则Y方向力分量Ty对应于作用在相应永磁体103giR和103giL上的力分量的和。即，在根据本经修改实例的动子101的情况中，Y方向力分量Ty由以下方程式(20b)表达。
Ty＝∑FyiR+∑FyiL…方程式(20b)
根据本经修改实例，通过调节有待布置的永磁体103giR和103giL的数目，可以增大或减小Y方向力分量Ty。
其它经修改实例
对于根据上述第三实施例的动子101，进一步其它经修改实例是可能的。例如，为了进一步增强在X轴方向上的运输能力，永磁体的数目可大于四组永磁体103bR、103cR、103bL和103cL的磁体的数目。确切地说，类似于永磁体103bR的许多永磁体可以在动子101的顶面上在R侧上的多个部分以一列或多列水平地排列。类似地，类似于永磁体103bL的许多永磁体可以在动子101的顶面上的L侧上的多个部分以一列或多列水平排列。
第四实施例
将通过使用图15和图16描述本发明的第四实施例。图15和图16是图示根据本实施例的动子101和定子201的示意图。应注意，类似于上述第一到第三实施例中的部件的部件被标记相同的附图标记，且其描述将被省略或简化。
根据本实施例的动子101的基本构造与根据第一实施例的构造基本上相同。根据本实施例的动子101在永磁体103的附接形式上不同于根据第一到第三实施例的构造。
图15的上部部分中的图是当在Z方向上从Z+侧观察时根据本实施例的动子101和定子201的视图。应注意，为了简化图示，工件102在图15中未图示。图15的中间部分中的图是当在Y方向上从R侧观察时根据本实施例的动子101的R侧上的侧面的视图。图15的下部部分中的图是当在Y方向上从L侧观察时根据本实施例的动子101的L侧上的侧面的视图。应注意，图15的下部部分中的图图示动子101的L侧上的侧面上的颠倒视图以便于更好表示。
此外，图16是当从X方向上观察时根据本实施例的动子101和定子201的图。图16的左边部分图示沿着图15的中间部分中的图的线(A)-(A)截取的截面视图(A)。此外，图16的右边部分图示沿着图15的中间部分中的图的线(B)-(B)截取的截面视图(B)。
如图15所图示，不同于第一实施例，永磁体103cR和103dR附接到动子101的R侧上的侧面。即，在本实施例中，永磁体103aR和103bR并不附接到动子101的R侧上的侧面。
永磁体103cR和103dR分别附接到在Y方向上与原点O相距ry1的位置，所述原点O是动子101的中心。此外，永磁体103dR附接到在X方向上在另一侧上与原点O相距rx1的位置。此外，永磁体103cR附接到在X方向上在另一侧上与原点O相距rx2的位置。
此外，不同于第一实施例，永磁体103aL和103bL附接到动子101的L侧上的侧面。即，在本实施例中，永磁体103cL和103dL并不附接到动子101的L侧上的侧面。
永磁体103aL和103bL分别附接到在Y方向上与原点O相距ry1的位置。此外，永磁体103aL附接到在X方向上在一侧上与原点O相距rx1的位置。此外，永磁体103bL附接到在X方向上在一侧上与原点O相距rx2的位置。
此外，永磁体103cR和103dR以及永磁体103aL和103bL附接到动子101，从而使得在Z方向上的位置在Z方向上移位且被布置成使得彼此不同。即，永磁体103cR和103dR分别附接到与原点O在Z方向上在动子101的上侧上相距距离rz1的位置处。另一方面，此外，永磁体103aL和103bL分别附接到与原点O在Z方向上在动子101的底侧上相距距离rz1的位置处。
以这种方式，在本实施例中，永磁体103附接到动子101，使得永磁体103在R侧和L侧上的侧面上在Z方向上非对称地移位和布置。
线圈202的各列在Z方向上的位置对于如图16所图示的定子201中的R侧和L侧不同，这与以下事实相关联：永磁体103在Z方向上的位置在如上所述的动子101的R侧和L侧上的侧面中彼此不同。即，作为R侧上的线圈202的线圈202R的列平行于X方向布置，以便能够面向动子101的R侧上的侧面上的永磁体103cR和103dR。另一方面，作为L侧上的线圈202的线圈202L的列平行于X方向布置，以便能够面向动子101的L侧上的侧面上的永磁体103aL和103bL。
在根据本实施例的动子101的情况中，施加到动子101的力T的方程式(6)中所指示的相应分量由以下方程式(21a)、(21b)、(21c)、(21d)、(21e)和(21f)表达。
Tx＝FxbR+FxfL…方程式(21a)
Ty＝FyfL+FybR…方程式(21b)
Tz＝FzbR+FzfL…方程式(21c)
Twx＝(FzfL–FzbR)*ry1+(FybR–FyfL)*rz1…方程式(21d)
Twy＝(FzfL–FzbR)*rx1…方程式(21e)
Twz＝(FybR–FyfL)*rx2…方程式(21f)
因此，即使当永磁体103非对称地布置时，三轴力分量(Tx、Ty、Tz)和三轴力矩分量(Twx、Twy、Twz)的六轴力可通过使用以两列布置的多个线圈202而施加到动子101。
如上所述，根据本实施例，三轴力分量(Tx、Ty、Tz)和三轴力分量(Twx、Twy、Twz)的六轴力可通过使用以两列布置的多个线圈202而施加到动子101。由此，可以控制动子101的运输，同时控制动子101相对于六条轴线的姿态。根据本实施例，通过使用在列的数目小于作为有待控制的变量的力的六轴分量的数目的两列中布置的线圈202，可以控制动子101的运输，同时控制动子101相对于六条轴线的姿态。
因此，根据本实施例，由于线圈202的列数可能更小，因此可以非接触式地运输动子101，同时控制动子101的姿态，而不会导致系统的尺寸增加或复杂性增加。
此外，在永磁体103正如本实施例一样对称地布置在动子101上的情况下，动子101的姿态的六轴控制以及动子101的运输控制可通过使用比第一实施例中更少数目的永磁体103而实现。因此，根据本实施例，由于不仅线圈202的列数而且永磁体103的数目可能减少，因此可构造更加廉价和紧凑磁悬浮类型的运输系统。
其它实施例
本发明不限于上述实施例，且各种修改是可能的。
例如，在用于真空环境或水下环境中的情况中，有机物等很可能从构件(例如围绕线圈202或芯材料中使用的塑料)飞散或流出。此外，用于绝缘的粘合剂很可能部分流出或以相同方式进一步劣化。
因此，具体地说，在真空环境或水下环境中或在灰尘较少的环境(例如洁净室)中，优选的是利用某组件覆盖线圈或围绕线圈的组件以使其与周围环境绝缘。存在一些绝缘方法，且优选的是利用金属盒覆盖一个或多个线圈且例如在其中引入空气。
此外，为了将从线圈生成的热量消散或发出到外部，气体优选地为具有大导热性的气体，优选地例如氦气，或可为氢气。然而，氮气、二氧化碳气体或空气也可提供充分组件保护性能。
此外，一个或多个线圈可共同排列和封闭成盒状形状以形成线圈盒单元，且线圈列可通过使多个线圈盒单元排列而形成。优选的是向每个线圈盒单元的外部提供高度参考或位置参考以实现更容易操作，从而调节高度或位置至相同高度或位置以便排列盒单元。
此外，虽然由永磁体103从线圈202接收的仅电磁力被用作悬浮力以使动子101悬浮的情况在以上实施例中被描述作为实例，但是本发明不限于此。例如，当动子101的重量或置于动子101上的工件102的重量较大且有待在竖直方向上施加的悬浮力较大时，例如空气的流体的静态压力可单独地用于悬浮以有助于悬浮力。
此外，虽然在以上实施例中作为实例已经描述了多个线圈202以两列或一列布置的情况，但是本发明不限于此。根据布置在动子101上的多个永磁体103，多个线圈202还可以以例如三列、四列和五列中的任一种布置。根据本发明，动子101的姿态的六轴控制可通过使用列的数目小于六(六作为动子101的姿态的六轴控制中的变量的数目)的多列线圈202实现。
此外，根据本发明的运输系统可用作运输系统，所述运输系统将工件连同动子运输到每个处理设备的加工区域，所述处理设备例如是对工件执行每个加工处理的机器工具，所述工件将作为制造例如电子组件的制品的制造系统中的制品。执行加工处理的处理设备可以是任何设备，例如工件上的组件的组装的设备、执行涂布或喷涂等。此外，有待制造的制品并未特别限制，可以制造任何制品。
如上所述，制品可通过以下方式而制造：使用根据本发明的运输系统以将工件运输到加工区域且对在加工区域中运输的工件执行加工处理。如上所述，根据本发明的运输系统既不涉及系统的尺寸增加也不涉及系统的复杂性增加。因此，采用根据本发明的运输系统以用于工件运输的制品制造系统也可提供执行相应加工处理的设备的明显灵活的布局，而不引起系统的尺寸增加或复杂性增加。根据本发明，可以非接触式地运输动子，同时控制动子的姿态，而不会引起系统布置的尺寸增加。
虽然已经参考示范性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的示范性实施例。以下权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以便涵盖所有此类修改和等同的结构和功能。

Claims (14)

1.一种运输系统，包括：
动子，其具有平行于第一方向布置的第一磁体组以及平行于与所述第一方向相交的第二方向布置的第二磁体组；和
多个线圈，其以能够面向所述第一磁体组和所述第二磁体组的方式平行于所述第一方向布置，
其中所述动子能够通过由所述第一磁体组从所述多个线圈接收的电磁力而沿着所述多个线圈在所述第一方向上移动，同时所述动子的姿态由通过所述第一磁体组或所述第二磁体组从所述多个线圈所接收的电磁力控制。
2.根据权利要求1所述的运输系统，其中所述第一磁体组或所述第二磁体组从所述多个线圈接收在不同于所述第一方向的方向上的电磁力。
3.根据权利要求1或2所述的运输系统，
其中所述动子具有平行于所述第一方向的侧面或顶面，且
其中所述第一磁体组和所述第二磁体组布置在所述侧面或所述顶面上。
4.根据权利要求3所述的运输系统，
其中所述动子具有平行于所述第一方向的所述侧面中的一个侧面和所述侧面中的另一个侧面，且
其中所述第一磁体组和所述第二磁体组分别布置在所述侧面中的所述一个侧面和所述侧面中的所述另一个侧面上。
5.根据权利要求4所述的运输系统，其中布置在所述侧面中的所述一个侧面上的所述第一磁体组和所述第二磁体组以及布置在所述侧面中的所述另一个侧面上的所述第一磁体组和所述第二磁体组围绕平行于所述第一方向的作为对称轴的轴线对称地布置。
6.根据权利要求4所述的运输系统，其中布置在所述侧面中的所述一个侧面上的所述第一磁体组和所述第二磁体组以及布置在所述侧面中的所述另一个侧面上的所述第一磁体组和所述第二磁体组被非对称地布置。
7.根据权利要求4所述的运输系统，
其中所述动子具有平行于所述第一方向的所述侧面中的一个侧面和所述侧面中的另一个侧面，且
其中所述第一磁体组和所述第二磁体组布置在所述侧面中的所述一个侧面和所述侧面中的所述另一个侧面中的所述一个侧面上。
8.根据权利要求7所述的运输系统，其中所述第一磁体组包括布置成在所述第二方向上彼此移位的所述第一磁体组的一个部分和所述第一磁体组的另一部分。
9.根据权利要求3所述的运输系统，
其中所述第一磁体组和所述第二磁体组布置在顶面上，且
其中所述多个线圈中的每一个线圈具有铁芯，所述铁芯被构造成利用所述第一磁体组或所述第二磁体组产生引力，且所述多个线圈中的每一个线圈被布置成能够向下面向所述第一磁体组和所述第二磁体组。
10.根据权利要求1或2所述的运输系统，
其中所述多个线圈形成至少一个线圈盒单元，在线圈盒单元中，所述多个线圈中的一个或多个线圈封闭成盒状形状，且
其中多个所述线圈盒单元被排列。
11.根据权利要求1或2所述的运输系统，
其中所述动子包括
第一磁轭，所述第一磁体组附接到所述第一磁轭，和
第二磁轭，所述第二磁体组附接到所述第二磁轭，
其中所述第一磁轭和所述第二磁轭彼此分离。
12.一种动子，包括：
平行于第一方向布置的第一磁体组；和
平行于与所述第一方向相交的方向布置的第二磁体组，
其中所述动子能够通过由所述第一磁体组从所述多个线圈接收的电磁力而沿着多个线圈在所述第一方向上移动，同时所述动子的姿态通过由所述第一磁体组或所述第二磁体组从所述多个线圈接收的电磁力控制，所述多个线圈以能够面向所述第一磁体组和所述第二磁体组的方式平行于所述第一方向布置。
13.一种控制动子的控制设备，所述动子具有平行于第一方向布置的第一磁体组以及平行于与所述第一方向相交的方向布置的第二磁体组，其中所述动子能够通过由所述第一磁体组从多个线圈接收的电磁力沿着所述多个线圈在所述第一方向上移动，同时所述动子的姿态通过由所述第一磁体组或所述第二磁体组从所述多个线圈接收的电磁力控制，所述多个线圈以能够面向所述第一磁体组和所述第二磁体组的方式平行于所述第一方向布置，
所述控制设备包括：
运输控制单元，其通过控制由所述第一磁体组从所述多个线圈接收的电磁力而控制所述动子在所述第一方向上的运输；和
姿态控制单元，其通过控制由所述第一磁体组或所述第二磁体组从所述多个线圈接收的电磁力而控制所述动子的姿态。
14.一种控制动子的控制方法，所述动子具有平行于第一方向布置的第一磁体组以及平行于与所述第一方向相交的方向布置的第二磁体组，其中所述动子能够通过由所述第一磁体组从多个线圈接收的电磁力而沿着所述多个线圈在所述第一方向上移动，同时所述动子的姿态通过由所述第一磁体组或所述第二磁体组从所述多个线圈接收的电磁力控制，所述多个线圈以能够面向所述第一磁体组和所述第二磁体组的方式平行于所述第一方向布置，
所述控制方法包括：
通过控制由所述第一磁体组从所述多个线圈接收的电磁力而控制所述动子在所述第一方向上的运输；且
通过控制由所述第一磁体组或所述第二磁体组从所述多个线圈接收的电磁力而控制所述动子的姿态。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112928887A (zh) * 2021-02-03 2021-06-08 复旦大学 位移装置
CN114435965A (zh) * 2020-10-30 2022-05-06 佳能株式会社 输送系统以及输送系统的控制方法
CN114531002A (zh) * 2022-02-21 2022-05-24 南京航空航天大学 一种初级错齿磁悬浮永磁直线同步电机

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112019007252T5 (de) * 2019-04-23 2021-12-30 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Linearfördersystem, Steuerverfahren für ein Linearfördersystem, Steuerprogramm für ein Linearfördersystem und Aufzeichnungsmedium
JP7479835B2 (ja) * 2019-12-24 2024-05-09 キヤノン株式会社 搬送装置及び物品の製造方法
JP7483397B2 (ja) 2020-02-07 2024-05-15 キヤノン株式会社 搬送システム
EP3955436B1 (de) * 2020-08-14 2024-01-17 Schneider Electric Industries SAS Linearmotorsystem und betriebsverfahren für ein solches
JP2023019092A (ja) * 2021-07-28 2023-02-09 キヤノン株式会社 搬送システム、搬送システムの制御方法、加工システム、物品の製造方法及びモータ

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006075575A1 (ja) * 2005-01-11 2006-07-20 Nikon Corporation ステージ装置及び露光装置
JP2007053825A (ja) * 2005-08-15 2007-03-01 Nikon Corp ステージ製造方法及び露光装置製造方法
CN101098100A (zh) * 2006-06-26 2008-01-02 株式会社日立制作所 圆筒直线电动机以及使用了该电动机的车辆
JP2008199727A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Jtekt Corp リニアモータおよびそれを備えた工具移動装置
CN102210082A (zh) * 2008-11-11 2011-10-05 钱蒂·森格钱 电机
CN102480210A (zh) * 2010-11-24 2012-05-30 南京理工大学 模块化、长行程电磁直线执行器及其电流换相技术
JP2013099039A (ja) * 2011-10-28 2013-05-20 Sanyo Denki Co Ltd 電気機械
KR20150044107A (ko) * 2013-10-16 2015-04-24 한국전기연구원 자기 부상 이송 장치
JP2015230927A (ja) * 2014-06-03 2015-12-21 キヤノン株式会社 移動装置、荷電粒子線描画装置
CN105452812A (zh) * 2013-08-06 2016-03-30 不列颠哥伦比亚大学 移位装置以及用于检测和估计与其相关联的运动的方法和设备
CN105703600A (zh) * 2014-12-11 2016-06-22 西门子公司 具有模板的次级部分
CN107005138A (zh) * 2014-12-08 2017-08-01 罗伯特·博世有限公司 用于使运输体运动的设备的安全系统

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5032975A (en) 1987-08-07 1991-07-16 Canon Kabushiki Kaisha Controller for automatic assembling apparatus
JP3115297B2 (ja) 1989-10-09 2000-12-04 キヤノン株式会社 自動装置の制御装置
CA2179971C (en) 1995-06-30 2001-10-30 Takahisa Yamamoto An adaptable communication apparatus and an adaptable communication system
US6462491B1 (en) * 1999-01-27 2002-10-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Position sensorless motor control apparatus
JP4532712B2 (ja) 2000-09-29 2010-08-25 キヤノン株式会社 電子機器
JP3826039B2 (ja) 2002-01-22 2006-09-27 キヤノン株式会社 信号処理装置
JP4109902B2 (ja) 2002-05-27 2008-07-02 キヤノン株式会社 表示装置
KR20050084304A (ko) * 2002-12-16 2005-08-26 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 높은 위치 정밀도로 물체를 처리하는 장치
US7557529B2 (en) * 2005-01-11 2009-07-07 Nikon Corporation Stage unit and exposure apparatus
US7898204B2 (en) * 2007-01-05 2011-03-01 Active Precision, Inc. High-speed substrate manipulator
JP6335603B2 (ja) 2014-04-15 2018-05-30 キヤノン株式会社 台車搬送システム
JP6521772B2 (ja) 2015-07-07 2019-05-29 キヤノン株式会社 搬送システム及びその制御方法、並びに台車及びその制御方法
JP6704705B2 (ja) 2015-10-22 2020-06-03 キヤノン株式会社 可動磁石型リニアモータ制御システム及びその制御方法
JP7066333B2 (ja) 2017-05-17 2022-05-13 キヤノン株式会社 搬送システム、加工システム、物品の製造方法、搬送システムの制御方法及び可動機構
US10965201B2 (en) 2017-09-25 2021-03-30 Canon Kabushiki Kaisha Transport system, processing system and manufacturing method of article
JP7137300B2 (ja) 2017-09-25 2022-09-14 キヤノン株式会社 搬送装置、搬送システム、搬送システムの制御方法、加工システム及び物品の製造方法
US10889449B2 (en) 2017-09-25 2021-01-12 Canon Kabushiki Kaisha Transport system and manufacturing method of article
JP7179488B2 (ja) 2018-05-11 2022-11-29 キヤノン株式会社 搬送システムおよびその制御方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006075575A1 (ja) * 2005-01-11 2006-07-20 Nikon Corporation ステージ装置及び露光装置
EP1850370A1 (en) * 2005-01-11 2007-10-31 Nikon Corporation Stage apparatus and exposure apparatus
JP2007053825A (ja) * 2005-08-15 2007-03-01 Nikon Corp ステージ製造方法及び露光装置製造方法
CN101098100A (zh) * 2006-06-26 2008-01-02 株式会社日立制作所 圆筒直线电动机以及使用了该电动机的车辆
JP2008199727A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Jtekt Corp リニアモータおよびそれを備えた工具移動装置
CN102210082A (zh) * 2008-11-11 2011-10-05 钱蒂·森格钱 电机
CN102480210A (zh) * 2010-11-24 2012-05-30 南京理工大学 模块化、长行程电磁直线执行器及其电流换相技术
JP2013099039A (ja) * 2011-10-28 2013-05-20 Sanyo Denki Co Ltd 電気機械
CN105452812A (zh) * 2013-08-06 2016-03-30 不列颠哥伦比亚大学 移位装置以及用于检测和估计与其相关联的运动的方法和设备
KR20150044107A (ko) * 2013-10-16 2015-04-24 한국전기연구원 자기 부상 이송 장치
JP2015230927A (ja) * 2014-06-03 2015-12-21 キヤノン株式会社 移動装置、荷電粒子線描画装置
CN107005138A (zh) * 2014-12-08 2017-08-01 罗伯特·博世有限公司 用于使运输体运动的设备的安全系统
CN105703600A (zh) * 2014-12-11 2016-06-22 西门子公司 具有模板的次级部分

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张美玉等: "永磁直线同步电机矢量控制系统研究", 《浙江工业大学学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114435965A (zh) * 2020-10-30 2022-05-06 佳能株式会社 输送系统以及输送系统的控制方法
CN112928887A (zh) * 2021-02-03 2021-06-08 复旦大学 位移装置
CN114531002A (zh) * 2022-02-21 2022-05-24 南京航空航天大学 一种初级错齿磁悬浮永磁直线同步电机
CN114531002B (zh) * 2022-02-21 2023-03-10 南京航空航天大学 一种初级错齿磁悬浮永磁直线同步电机

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Publication number Publication date
CN110829781B (zh) 2022-07-26
US20210159769A1 (en) 2021-05-27
US10944314B2 (en) 2021-03-09
US20200052568A1 (en) 2020-02-13
US11374479B2 (en) 2022-06-28

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