CN113224928A - 运送系统、处理系统以及物品制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及运送系统、处理系统以及物品制造方法。一种运送系统，包括：定子，具有多个线圈，每个线圈包括绕组和铁芯；以及动子，具有多个磁体，动子通过在所述多个线圈和磁体之间产生的电磁力沿运送方向运动；定子和动子分别具有第一和第二运送构件中的一个和另一个，它们引导动子沿着运送方向运动，第一运送构件包括上侧运送构件和下侧运送构件，动子的运送位置被调整成使得至少一个磁体的顶面位于平衡位置的下方或上方，在该平衡位置处在铁芯和磁体之间产生的磁吸引力与动子上的重力彼此平衡，并且根据运送位置在第二运送构件与下侧运送构件或上侧运送构件接触的状态下运送动子。

Description

运送系统、处理系统以及物品制造方法
技术领域
本发明涉及运送系统、处理系统和物品制造方法。
背景技术
通常，在用于组装工业产品的生产线、半导体曝光设备等中使用运送系统。特别是，生产线中的运送系统在工厂自动化生产线内的多个工位之间或在各工厂自动化生产线之间运送工件，例如零部件。此外，这样的运送系统可以用作处理设备内的运送设备。作为运送系统，已经提出了具有可移动磁体型线性电机的运送系统。
在具有可动磁体型线性电机的运送系统中，使用涉及机械接触的引导装置(例如线性引导件)来构造运送系统。然而，在使用诸如线性引导件之类引导装置的运送系统中，存在的问题是由线性引导件的滑动部产生的污染物(例如，轨道或轴承的磨损件或润滑油、挥发物等)所导致的生产率降低。此外，还存在的问题是由于在高速运送时滑动部摩擦增大导致线性引导件使用寿命缩短。
因此，日本专利第5439762号和日本专利申请特开第2000-24816号公开了一种设备，可消除施加在可动部或移动构件上的自重。日本专利第5349762号中公开的设备具有辅助机构，该辅助机构与支撑可动部并且引导可动部运动的引导机构一起在沿消除作用在引导机构上的可动部自重的方向上向可动部施加磁力。此外，在日本专利申请特开第2000-24816号中公开的设备具有引导单元，该引导单元引导皮带，该皮带在一端连接并悬吊沿线性行进引导件上下移动的移动构件并且在另一端连接并悬吊与移动构件重量相同的配重。
发明内容
根据本发明的一方面提供一种运送系统，包括：定子，具有沿运送方向布置的多个线圈，其中，所述多个线圈中的每一个线圈均包括绕组和铁芯；和动子，具有布置成面对所述多个线圈的多个磁体，并且配置成通过在所述多个线圈和磁体之间产生的电磁力而沿运送方向移动。定子具有第一运送构件和第二运送构件中的一个，第一运送构件和第二运送构件在运送方向上引导移动的动子。第一运送构件包括上侧运送构件和下侧运送构件，上侧运送构件和下侧运送构件分别安装成位于第二运送构件的上方和下方。动子具有第一运送构件和第二运送构件中的另一个，并且动子的运送位置被调整为使得至少一个磁体的顶面位于平衡位置的下方或上方，在平衡位置中，铁芯和磁体之间产生的磁吸引力和作用在动子上的重力相互平衡。根据运送位置在第二运送构件接触下侧运送构件或上侧运送构件的状态下运送动子。
根据本发明另一方面提供一种运送系统，包括：定子，具有沿运送方向布置的多个线圈；和动子，具有布置成面对所述多个线圈的多个磁体。定子具有第一运送构件和第二运送构件中的一个，第一运送构件和第二运送构件在运送方向上引导移动的动子。第一运送构件包括上侧运送构件和下侧运送构件，上侧运送构件和下侧运送构件分别安装成位于第二运送构件的上方和下方。动子具有第一运送构件和第二运送构件中的另一个。运送系统还包括控制设备，控制设备向线圈供应电流，在消除作用在动子上的重力的方向上产生力，使第二运送构件压靠下侧运送构件或上侧运送构件，并在运送方向上移动动子。
通过以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得明显。
附图说明
图1是示出从Z方向观察时根据本发明第一实施例包括托架和定子的运送系统的整体构造的示意图。
图2是示出从Y方向观察根据本发明第一实施例包括托架和定子的运送系统的整体结构的示意图。
图3A是示出根据本发明第一实施例的运送系统中的控制系统的示意图。
图3B是示出根据本发明第一实施例的运送系统中的控制系统的示意图。
图4A是示出当从X方向观察时根据本发明第一实施例的运送系统中包括托架和定子的构造的示意图。
图4B是示出当从X方向观察时根据本发明第一实施例的运送系统中包括托架和定子的结构的示意图。
图5A是示出当从X方向观察时根据本发明第一实施例的运送系统中托架和定子之间位置关系的示意图。
图5B是示出当从X方向观察时根据本发明第一实施例的运送系统中托架与定子之间位置关系的示意图。
图5C是示出当从X方向观察时根据本发明第一实施例的运送系统中托架与定子之间位置关系的示意图。
图6A是示出当从X方向观察时根据本发明第二实施例的运送系统中包括托架和定子的构造的示意图。
图6B是示出当从X方向观察时根据本发明第二实施例的运送系统中包括托架和定子的构造的示意图。
图7是示出当从X方向观察时根据本发明第四实施例的运送系统中包括托架和定子的结构的示意图。
具体实施例
在传统的运送系统中，难以在不增大设备尺寸或增大设备复杂性的情况下减少从动子或定子的滑动部产生的污染物。
例如，在日本专利第5439762号中公开的设备除了具有线性致动器以外还具有辅助机构，该辅助机构向可动部施加磁力以用于消除自重。由于还单独地包括辅助机构，因此在日本专利第5349762号中公开的设备中难以避免设备尺寸增大。
此外，在日本专利申请特开第2000-24816号中公开的设备中，经由滑动带连接到配重的移动构件在与由与移动构件自重相同重量的配重引起的从滑动带施加的张力平衡的状态下停止，并响应于轻微的外力而沿垂直方向移动。在日本专利申请特开第2000-24816号中公开的设备中，虽然由于借助气体引导滑动带可以在小摩擦力情况下使移动构件移动，但是因滑动带引起的限制而难以使移动构件沿着除垂直方向之外的其他方向移动。
第一实施例
下面将参考附图描述本发明的第一实施例。
首先，将参照图1至图3B描述根据本实施例的运送系统的整体构造。图1是示出当从稍后描述的Z方向观察时根据本实施例的包括托架和定子的运送系统的整体构造的示意图。图2是示出当从后述的Y方向观察时根据本实施例的包括托架和定子的运送系统的整体构造的示意图。图3A和图3B是示出根据本实施例的运送系统中的控制系统的示意图。注意，图1是从Z方向下侧观察时托架101和定子201的透视图，图2是从Y方向观察时托架101和定子201的剖视图。
如图1和图2所示，根据本实施例的运送系统1具有作为动子的托架101和构成运送路径的定子201。运送系统1是由可动磁体型线性电机(可动永磁体型线性电机、可动场磁体型线性电机)形成的运送系统。运送系统1构成处理系统的一部分，该处理系统还具有对由托架101运送的工件102进行处理的处理设备。
例如，运送系统1将保持在托架101上的工件102运送至处理设备，在该处理设备中，通过由定子201运送托架101来对工件102进行处理。处理设备不受特别限制，例如可为成膜设备(例如气相沉积设备或溅射设备)，以在作为工件102的玻璃基板上形成膜。注意的是，在图1和图2中，尽管相对于定子201示出了单个托架101，但是实施例不限于此。在运送系统1中，可以在定子201上运送多个托架101。
这里，将定义在以下描述中使用的坐标轴和方向。在图1和图2中，沿着作为托架101运送方向的水平方向取X轴，并且将托架101运送方向定义为X方向。此外，沿着与X方向垂直的方向即垂直方向取Z轴，将垂直方向定义为Z方向。此外，沿与X方向和Z方向垂直的方向取Y轴，并且将Y方向定义为与X方向和Z方向垂直的方向。注意，虽然不是必须要求托架101运送方向是水平方向，但是在这种情况下，也可以在运送方向定义为X方向的情况下类似地定义Y方向和Z方向。此外，采用相同的坐标轴和相同的方向描述图4A至图7。
作为在X方向上可移动的动子的托架101具有至少一个作为永磁体的磁体103、至少一个标尺104、至少一个磁轭107和至少一个作为运送构件的旋转构件108。另一方面，定子201具有至少一个线圈202、至少一个编码器204和至少一个作为运送构件的辅助构件205。磁体103不必一定是永磁体，而是可以是任何磁体。换句话说，磁体103包括由多个磁体形成的一组磁体。
多个磁体103经由磁轭107而附接并安装在托架101的顶部上。磁轭107由具有大磁导率的材料(例如铁)形成。多个磁体103安装成在托架101顶部上在平行于X方向的两侧上布置成两行。每行上的磁体103在X方向上排列，使得面对定子201侧的外磁极的极性交替不同。以这种方式，多个磁体103布置为能够面对定子201的多个线圈202。
每个旋转构件108是在托架101侧的用于运送托架101的运送构件，具体而言是用于使托架101在X方向上在定子201上移动的轮。多个旋转构件108附接并安装在托架101的与X方向平行的两侧部分上。当托架101在X方向上行进时，旋转构件108在与作为定子201侧运送构件的辅助构件205接触的情况下旋转。
标尺104沿着X方向固定并安装在能够被定子201的编码器204读取的位置。
如上所述，安装有磁体103和旋转构件108的托架101配置成响应于从定子201的线圈202施加到磁体103的电磁力而在X方向上移动和运送。例如，托架101配置成使得工件102附接到托架101的上侧或下侧或被托架101的上侧或下侧保持和运送。注意的是，图1、图4A至图5C示出了将工件102附接在托架101下方的状态。注意的是，用于将工件102附接或保持在托架101上的机构没有特别限制，可以使用普通附接机构、普通保持机构等，例如机械挂钩或静电夹盘。
在定子201中，每个编码器204均附接和安装成能够读取托架101的标尺104。编码器204可以通过读取托架101的标尺104而检测托架101相对于编码器204的相对位置。沿着X方向安装多个编码器204。多个编码器204以一定间隔安装，在此间隔的情况下，即使在运送托架101时，也可以通过任一编码器204始终检测一个托架101的位置。每个编码器204输出用于指示托架101相对于编码器204的相对位置的位置信息。
多个线圈202附接并安装在定子201上，以便能够面对托架101的磁体103。多个线圈202布置成能够从顶部面对托架101的磁体103。多个线圈202中的每一个均具有绕组202a和铁芯202b，绕组202a缠绕在铁芯202b上。多个线圈202安装成在平行于X方向的两侧上布置成两行，使得线圈202可以沿着Z方向从顶部分别面对托架101的两行上的磁体103。在每行线圈202上，安装多个线圈202，使得U相、V相和W相的三个线圈202在X方向上以此顺序排列成的线圈单元210沿着X方向排列。当将线圈单元210定义为一个单元时，以单元为基础控制多个线圈202。当施加电流时，线圈202相对于托架101的磁体103产生由电磁力引起的吸引力或排斥力，从而可以将力施加至托架101。这样，在定子201中，构成了运送路径，在该运送路径上，能够对托架101施加力的线圈单元210沿着作为托架101运送方向的X方向排列。
每个辅助构件205是用于运送托架101的定子201侧运送构件，具体地是轨道式构件，托架101的旋转构件108在轨道式构件上与其接触地行进。辅助构件205附接并且安装到定子201上位于与X方向平行的托架101两侧，使得托架101两侧部分的旋转构件108能够行进。辅助构件205和旋转构件108是在X方向上引导移动托架101的构件。
辅助构件205具有作为上侧运送构件的上侧辅助构件205a和作为下侧运送构件的下侧辅助构件205b(参见图4A和图4B)。上侧辅助构件205a和下侧辅助构件205b是位于在竖直方向上彼此不同的安装位置处的轨道式构件。上侧辅助构件205a和下侧辅助构件205b安装成分别位于托架101的旋转构件108的上方和下方。如后面要描述的，托架101的多个旋转构件108中的全部或一些与作为上侧辅助构件205a和下侧辅助构件205b之一的下侧辅助构件205b接触地在上侧辅助构件205a和下侧辅助构件205b之间行进。
注意的是，在本实施例以及后述的第二实施例至第四实施例中，尽管描述了相对于运送方向在两侧对称布置成两行的线圈单元210、磁体103、磁轭107、旋转构件108以及辅助构件205，但是实施例不限于此。线圈单元210的行数、磁体103的行数、磁轭107的行数、旋转构件108的行数以及辅助构件205的行数可以是一个或多个。例如，可以根据托架101、工件102等的尺寸、质量等来设定每个单元的行数。
如图3A所示，根据本实施例的运送系统1具有控制系统2。控制系统2具有集成控制器301和线圈控制器302。为每个线圈单元210提供每个线圈控制器302。线圈控制器302以通信方式连接至集成控制器301。注意的是，集成控制器301和线圈控制器302之间的通信规范不受特别限制，可以使用一般规范。例如，通信规范可以是控制器局域网(CAN)、以太网(注册商标)、用于控制自动化技术的以太网(EtherCAT)等。
对应的线圈单元210连接到每个线圈控制器302。注意的是，图3A示出了作为示例将线圈单元210的每个相位的线圈202逐个地连接到线圈控制器302的情况，线圈单元210形成为使得将U相、V相和W相的三个线圈202组成一个单元。此外，编码器204连接到线圈控制器302。
从编码器204输出的与托架101有关的位置信息通过线圈控制器302发送到集成控制器301。集成控制器301根据从编码器204获得的位置信息来计算托架101在定子201中的运送路径上的位置并控制托架101的运送。集成控制器301将用于指示托架101位置的计算位置信息发送到线圈控制器302。
每个线圈控制器302检测在连接的线圈单元210的每个线圈202中流动的每个电流的水平并控制每个电流。线圈控制器302根据用于指示托架101位置的位置信息来计算用于指示目标电流值的电流值指令，并控制在连接的线圈单元210的每个线圈202中流动的电流的电流值。
如图3B所示，线圈控制器302具有均构造为检测线圈202的电流的电流检测单元303、均构造为控制线圈202的电流的电流控制单元304以及均构造为计算线圈202的电流的电流计算单元305。电流检测单元303设置在电流控制单元304和线圈202之间。电流控制单元304连接到电流计算单元305。
电流检测单元303检测在电流控制单元304和线圈202之间流动的电流。电流检测单元303可以将在从电流控制单元304到线圈202的方向上流动的电流检测为正电流。电流检测单元303将与检测到的电流有关的信息输入到电流计算单元305。
电流计算单元305根据从集成控制器301发送的位置信息和与从电流检测单元303输入的电流相关的信息来计算流过线圈单元210的每个线圈202的电流值。电流计算单元305将计算电流值输入到电流控制单元304。
电流控制单元304根据从电流计算单元305输入的电流值来控制在每个线圈202中流动的电流。这里，当将在U相，V相和W相的各个线圈202中流动的电流值分别表示为Iu，Iv和Iw时，电流Iu，Iv和Iw由电流控制单元304控制，使得满足以下等式(1)的关系。
Iu+Iv+Iw＝0...(1)
注意的是，尽管图3B示出了线圈202分别地连接到线圈控制器302的情况，但是可以通过在普通三相电机中使用的星形连接等将线圈202连接到线圈控制器302。
接下来，将参照图4A至图5C进一步描述在根据本实施例的运送系统1中运送的托架101在Z方向上的位置。图4A和图4B是示出当从X方向观察时根据本实施例的运送系统1中的包括托架101和定子201的构造的示意图。图5A至图5C是示出当从X方向观察时根据本实施例的运送系统1中托架101和定子201的位置关系的示意图。
图4A是示出作为在运送托架101之前调整的托架101在Z方向上位置的调整位置的剖视图。另一方面，图4B是示出作为在沿X方向运送托架101时托架101在Z方向上位置的运送位置的剖视图。
如图4A和图4B所示，定子201的辅助构件205安装成分别位于托架101的两侧。每个辅助构件205具有位于上侧的作为上侧运送构件的上侧辅助构件205a和位于上侧辅助构件205a下方的作为下侧运送构件的下侧辅助构件205b。
安装在托架101两侧部分中的旋转构件108分别位于同侧辅助构件205中的上侧辅助构件205a和下侧辅助构件205b之间。如后面要描述的，在调整托架101的Z方向位置的状态下运送托架101。
注意，图4A和图4B示出了托架101和定子201嵌入在气相沉积设备401的腔室中的情况，气相沉积设备401是用于对工件102执行处理操作的处理设备的示例。在气相沉积设备401的腔室的下部分中安装了气相沉积源402。工件102附接在托架101的下部部分上，托架101运送至气相沉积源402的安装位置，通过气相沉积源402的气相沉积来在作为工件102的基板上形成薄膜(例如金属或氧化物等)。如上所述，运送托架101和工件102，处理设备对所运送的工件102进行处理，并且制造物品。
托架101在Z方向上的位置根据在磁体103和铁芯202b之间产生的磁吸引力与作用在托架101上的重力之间的关系而不同。图5A至图5C是示出当从X方向观察时托架101和定子201在Z方向上的位置关系的剖视图。如图5A至图5C所示，在线圈202的铁芯202b与磁体103之间，即，在线圈202的铁芯202b与磁体103之间，在垂直方向上产生磁吸引力Fm。此外，重力Fg在垂直方向上作用在托架101上。
图5A示出了将托架101布置在磁吸引力Fm和重力Fg彼此平衡的位置处的状态。在图5A中，作为基准，以虚线表示线圈202在托架101侧的表面即铁芯202b在托架101侧的表面在Z方向的位置P2。另外，用点划线将磁吸引力Fm与重力Fg平衡时磁体103的顶面在Z方向上的位置表示为平衡位置P1。注意的是，图4A和图4B以相同的方式示出了平衡位置P1和位置P2。
图5B示出了磁体103顶面在Z方向上的位置P3在垂直方向上低于平衡位置P1并且重力Fg大于磁吸引力Fm的状态。在这种情况下，在Z方向上，相对于平衡位置P1而言在线圈202的相对侧上形成有位于平衡位置P1与磁体103顶面位置P3之间的间隙G3。注意，在图5B和图5C中，位置P3由双点划线表示。图4A和图4B以相同方式示出位置P3。
图5C示出了磁体103顶面在Z方向上的位置P3在垂直方向上位于平衡位置P1上方并且重力Fg小于磁吸引力Fm的状态。在这种情况下，在Z方向上，相对于平衡位置P1而言在线圈202侧形成有平衡位置P1与磁体103顶面位置P3之间的间隙G3。
通常，如果可以增大在线圈202和磁体103之间产生的磁吸引力和排斥力，则可以增大运送托架101的线性电机的推力。由于磁吸引力和排斥力根据线圈202和磁体103之间间隙中磁通密度大小而变化，因此磁通密度增大会增大磁吸引力。为了增大间隙中的磁通密度，考虑选择诸如钕磁体和钐钴磁体之类的强磁体作为磁体103。此外，磁体103的体积增大可以增大间隙中的磁通量。此外，在线圈202中，当具有高磁导率的铁芯202b布置在绕组202a的中心时，这可以增大磁通密度。磁导率高的铁芯202b的磁阻小并且容易通过磁通。通过将铁芯202b布置在绕组中，由于这促进了从磁体103产生的磁通量通过线圈202，因此可以增大间隙中的磁通密度。此外，通过将磁体103和铁芯202b布置成使得各自的中心在Z方向上基本相同，这有利于磁通通过，结果可以在线圈202与磁体103之间有效地产生力。
另一方面，当在磁体103的周围存在具有高导磁率的构件时，则在磁体103与具有高导磁率的构件之间产生吸引力。即，磁体103的吸引力也作用在布置在磁体103附近的线圈202的铁芯202b上。例如，在铁芯202b和磁体103彼此靠近的构造的情况下，吸引力起作用，并且大的力施加到旋转构件108或辅助构件205。在铁芯202b和磁体103两者彼此靠近的构造中，需要旋转构件108或辅助构件205具有的强度足以避免由于吸引力而变形或断裂。在铁芯202b和磁体103彼此分开的构造中，特别是当托架101具有较大的重量时，要求支撑托架101的旋转构件108或辅助构件205具有足够的强度以避免因重力而变形或断裂。
作为示例，在磁体103的材料是钕磁体、磁体103的尺寸为50×40×10mm且磁体103附接到磁轭107的情况下当铁芯202b与磁体103之间的间隙为1mm时的吸引力为几百牛顿。此外，当将多个磁体103布置在托架101上时，通过将上述吸引力乘以磁体103的数量而获得的吸引力将施加到托架101。
当旋转构件108或辅助构件205的强度不足时，托架101或定子201由于吸引力或重力而变形，并且在变形之后在托架101和周边构件之间发生接触或摩擦。此外，试图确保旋转构件108或辅助构件205的强度会增大每个部件的尺寸，从而会增大整个运送系统1的尺寸。即使确保了强度，在运送托架101时，也会由于对支撑托架101的旋转构件108或辅助构件205施加大的力而导致在它们的滑动部中发生污染物即废屑量增多的问题。
在本实施例中，如图5A所示，找到了平衡位置P1，在该平衡位置P1中，在线圈202的铁芯202b与磁体103之间产生的磁吸引力Fm与作用在托架101上的重力Fg相互平衡，并且通过以平衡位置P1为基准来确定托架101的运送位置。
平衡位置P1是在由彼此面对的铁芯202b和磁体103产生的磁吸引力Fm与重力Fg彼此平衡的状态下磁体103的顶面位置。平衡位置P1反映了铁芯202b和磁体103彼此面对的各个面之间在垂直方向(Z方向)上的相对位置关系。注意，磁吸引力Fm是在多个铁芯202b和多个磁体103之间产生的磁吸引力的总和。通过以铁芯202b的底面的位置P2为基准，平衡位置P1是当作用在托架101上的磁吸引力Fm和重力Fg相互平衡时到磁体103顶面的位置。
将描述找到平衡位置P1的程序的示例，该平衡位置P1是用于确定托架101运送位置的基准。
首先，在图4A所示的状态下，在磁体103与铁芯202b之间预先布置适度充气的空气千斤顶。此外，预先从定子201拆卸上侧辅助构件205a。此时托架101的位置是重力Fg大于磁吸引力Fm的位置，即，磁体103的顶面位置P3低于平衡位置P1的位置。
接下来，将托架101沿Z方向提升到铁芯202b侧。当提起托架101以使磁体103的顶面位于平衡位置P1上方时，磁吸引力在铁芯202b和磁体103之间起作用，并且托架101由于磁吸引力而被吸引到铁芯202b侧。
当托架101被吸引到铁芯202b侧时，由于通过空气千斤顶在铁芯202b和磁体103之间产生了空间，因此在该空间中布置有间隔件。间隔件可以由没有磁性的任何材料制成，例如树脂。这里，诸如测力计或负荷传感器之类的力传感器预先安装在间隔件上。力传感器布置成能够测量垂直方向(Z方向)上的力。力传感器测量作用在托架101上的重力Fg和在铁芯202b与磁体103之间产生的磁吸引力之和。
如上所述，在布置有包括力传感器的空间的状态下把空气千斤顶放气。然后，由于在将间隔件和力传感器夹在中间的同时托架101被吸引到铁芯202b侧，因此可以通过力传感器测量重力Fg和磁吸引力Fm之和。以这种方式，沿着Z方向临时定位托架101，并且测量重力Fg和磁吸引力Fm之和。
在按照从靠近铁芯202b的位置到远离铁芯202b的位置的顺序改变托架101的位置的情况下，通过力传感器在每个位置执行测量以搜索平衡位置P1的位置。在靠近铁芯202b的位置处，由于铁芯202b与磁体103之间的距离小，因此测得磁吸引力Fm较大。随着间隔件厚度逐渐增大和重复上述过程以通过使用力传感器在每个位置处进行测量，力传感器的测量值逐渐接近0牛顿。当力传感器的测量值变为0牛顿时磁体103的顶面位置定义为平衡位置P1。这样，可以找到平衡位置P1。
注意的是，即使在铁芯202b和磁体103之间插入其他构件时，也可以找到平衡位置P1。例如，考虑将一些线圈202存储在一个盒子中并集中布置以提高工作效率。在这种情况下，将存储有线圈202的盒子的一部分插入到铁芯202b与磁体103之间。此外，例如，考虑将磁体103布置在托架101内部的情况。在这种情况下，托架101的壳体的一部分存在于铁芯202b和磁体103之间。即使在这些情况下，只要通过上述程序在包括铁芯202b的构件和包括磁体103的托架101之间寻找平衡位置P1并从中减去从其他构件到铁芯202b或磁体103的距离，就可以采用相同的考虑。
此外，尽管在以上描述中使用空气千斤顶、间隔件和力传感器的示例作为寻找平衡位置Pl的程序进行了说明，但是程序不限于此。可以使用各种程序，只要通过程序能够找到磁吸引力Fm与重力Fg之和为0牛顿的Z方向平衡位置P1即可。
相对于上述平衡位置P1，以下位置被认为是运送托架101的运送位置。即，托架101的运送位置可以是磁体103顶面在Z方向上的位置P3是较之平衡位置P1而言更靠近铁芯202b的位置、是位置P3与平衡位置P1一致的位置、或者是较之铁芯202b而言位置P3距离平衡位置P1更远的位置。
例如，当在位置P3较之平衡位置Pl而言更靠近铁芯202b的位置处运送托架101时，托架101倾斜以越过台阶差，托架101的一部分由于磁吸引力会过分靠近铁芯202b并随后附接到铁芯202b。在这种情况下，如果此时运送托架101，则磁体103会由于附接时的冲击而损坏。此外，线圈202会由于线圈202与托架101附接在一起并由于强磁吸引力不能移动而在线圈202中产生大电流连续流动导致损坏。
此外，如上所述，在磁体103与铁芯202b之间产生的磁吸引力非常大。特别地，当运送大托架101时，磁体103的数量增加，以获得在运送方向上所需的推力。大量的磁体103使得在附接状态下从铁芯202b移除托架101更加困难。
此外，如果在位置P3与平衡位置P1相一致的位置处运送托架101，则由于部件变化或部件组装件变化等导致沿Z方向施加到托架101的力的方向发生变化。结果，托架101的位置变得不稳定。由于位置变得不稳定，因此在运送托架101的过程中引起不稳定。
另一方面，当磁体103的顶面位置P3从平衡位置P1下降时，这会使利用磁吸引力Fm减小托架101自重的效果减小。另外，来自线圈202的磁通不易作用在磁体103上，结果沿运送方向的推力将减小。
因此，根据本实施例的运送系统1采用具有安装在托架101上的旋转构件108和在定子201侧接收旋转构件108的辅助构件205的构造。此外，在本实施例中，如图4A所示，在Z方向上，在旋转构件108的底部108b与下侧辅助构件205b之间形成的最大间隙G2设定为小于在铁芯202b和磁体103之间形成的间隙G1。即，相对于铁芯202b调整包括旋转构件108的托架101的位置和辅助构件205的位置，使得最大间隙G2小于间隙G1。最大间隙G2是当旋转构件108的顶部108a与上侧辅助构件205a接触时位于旋转构件108的底部108b与下侧辅助构件205b之间的间隙，上侧辅助构件205a限制旋转构件108的顶部108a向线圈202侧的运动。由于最大间隙G2小于间隙G1，因此被运送的托架101的磁体103将不会吸附到线圈202的铁芯202b。
此外，在本实施例中，相对于铁芯202b调整包括旋转构件108的托架101的位置和辅助构件205的位置，使得即使在托架101最靠近铁芯202b的位置处磁体103的顶面位置P3也低于平衡位置P1。托架101最靠近铁芯202b的位置是旋转构件108的顶部108a与上侧辅助构件205a接触的位置。
在本实施例中，由于重力Fg大于磁吸引力Fm，因此在运送托架101的过程中托架101的旋转构件108的底部108b与下侧辅助构件205b接触。由于线圈202和磁体103之间的电磁力作用，因此在旋转构件108的底部108b与下侧辅助构件205b接触的同时托架101被运送沿X方向行进。
以这种方式，在本实施例中，调整托架101的运送位置，使得磁体103的顶面位于平衡位置P1下方。
在具有上述构造的根据本实施例的运送系统1中，由于作用在托架101上的磁吸引力Fm总是相对于作用在托架101上的重力Fg沿相反方向作用，因此能够减小托架101的自重。由于利用在铁芯202b和磁体103之间产生的磁吸引力Fm，因此能够减小托架101的自重而同时又不会增大设备尺寸或复杂性。由于减小了托架101的自重并且因此可以减小施加到旋转构件108和辅助构件205上的力，因此可以减少从旋转构件108和辅助构件205之间滑动部产生的诸如污染物的废屑。
在本实施例中，由于使用与用于运送托架101的线圈相同的线圈202来减小托架101的自重，因此不会为了减小托架101的自重而增大设备尺寸也不会增大设备的复杂性。此外，在本实施例中，在与托架101运送方向垂直的方向和与托架101运送方向交叉的另一方向上，没有与其他构件接触的构件，例如悬吊托架101的皮带。因此，在本实施例中，可以容易地在作为运送方向的X方向上移动托架101。
此外，由于供旋转构件108在其上行进的辅助构件205上的接头等会存在台阶差。在本实施例中，由于减小了托架101的自重，因此即使在辅助构件205上存在台阶差时，也可以减小在旋转构件108经过该台阶差时对托架101的冲击。
另外，在本实施例中，由于旋转构件108向线圈202侧的运动受到上侧辅助构件205a的限制，因此即使在托架101的任何状态下也能够确保在铁芯202b和磁体103之间间隔开一定距离的状态。例如，即使在安装有多个磁体103的大型托架101接近铁芯202b侧的情况下，由于能够确保一定距离的状态，因此磁吸引力也不会变得很大。以这种方式，在本实施例中，确保了在铁芯202b和磁体103之间间隔一定距离的状态，因此在铁芯202b和磁体103之间产生的磁吸引力不会变得非常大。因此，根据本实施例，能够容易地实施对包括托架101和定子201的运送系统1的维护。
此外，为了提高托架101的行驶性能，可以在托架101中安装多个旋转构件108。在本实施例中，在运送期间旋转构件108中的全部或一些与辅助构件205接触。即，托架101的多个旋转构件108中的全部或一些在与上侧辅助构件205a和下侧辅助构件205b之一的每个下侧辅助构件205b接触的同时在上侧辅助构件205a和下侧辅助构件205b之间行进。因此，在本实施例中，在控制中不易发生振荡，结果可以通过增大增益来改善响应。
如上所述，根据本实施例，能够减少从托架101或定子201的滑动部产生的污染物，而同时又无需增大设备的尺寸或复杂性。
第二实施例
将参照图6A和图6B描述本发明的第二实施例。图6A和图6B是示出当从X方向观察时根据本实施例的运送系统1中的包括托架101和定子201的构造的示意图。注意的是，与上述第一实施例中的部件相同的部件用相同的附图标记标识，并且将省略或简化描述。
根据本实施例的运送系统1的基本构造与根据图1至图4B所示第一实施例的运送系统1的构造相同。根据本实施例的运送系统1与根据第一实施例的运送系统1的不同之处在于待运送的托架101在Z方向上的位置。
图6A是示出在本实施例中作为在运送托架101之前调整的托架101在Z方向位置的调整位置的剖视图。另一方面，图6B是示出本实施例中作为在沿X方向运送托架101时托架101在Z方向位置的运送位置的剖视图。
首先，将描述在本实施例中找到平衡位置P1的程序的示例。首先，在图6A所示的状态下，在磁体103与铁芯202b之间预先布置适度充气的空气千斤顶。此时托架101的位置是磁性吸引力Fm大于重力Fg的位置，即，磁体103顶面位置P3在平衡位置P1上方的位置。
接下来，在将托架101沿Z方向提升并吸引到铁芯202b侧之后，移除下侧辅助构件205b。这里，可以在下侧辅助构件205b上设置垂直方向(Z方向)位置调整机构，并且托架101可以准备移动，使得磁体103的顶面位置P3位于平衡位置P1下方。根据这种位置调整机构，可以防止磁体103的顶面位置低于平衡位置P1的位置，从而防止托架101在调整期间掉落。
接下来，以与第一实施例相同的方式，在使用空气千斤顶和间隔件进行临时定位的同时，使用诸如测力计之类的力传感器来测量沿着垂直方向作用在托架101上的重力Fg和在铁芯202b和磁体103之间产生的磁吸引力Fm之和。随着间隔件厚度逐渐增加并且重复上述程序以使用力传感器在每个位置处进行测量，力传感器的测量值逐渐接近0牛顿。当力传感器的测量值变为0牛顿时磁体103的顶面位置定义为平衡位置P1。以这种方式，在本实施例中也可以找到平衡位置P1。
注意的是，当在铁芯202b和磁体103之间插入其他构件时，与第一实施例相同的考虑也可以适用于本实施例。
另外，尽管在本实施例中也以使用空气千斤顶、间隔件和力传感器的示例作为找到平衡位置Pl的程序，但也可以以与第一实施例中相同的方式采用各种程序。
例如，当在离铁芯202b较远的位置处运送时，由于缺乏推力，托架101有时无法跨过小的台阶差。如果此时运送托架101，则用于允许托架101跨过台阶差的线圈202中大电流连续流动会损坏线圈202。
因此，根据本实施例的运送系统1采用这样的构造，与第一实施例中的方式相同，该构造具有安装到托架101的旋转构件108和在定子201侧接收旋转构件108的辅助构件205。此外，在本实施例中，如图6A所示，在Z方向上，在旋转构件的顶部108a与上侧辅助构件205a之间形成的最大间隙G4设定为小于在铁芯202b和磁体103之间形成的间隙G1。即，包括旋转构件108的托架101的位置和辅助构件205的位置相对于铁芯202b被调整成使得最大间隙G4小于间隙G1。最大间隙G4是当旋转构件108的底部108b与下侧辅助构件205b接触时旋转构件108的顶部108a和上侧辅助构架205a之间的间隙，旋转构件108向线圈202的相反侧的运动受到下侧辅助构件205b的限制。由于最大间隙G4小于间隙G1，因此被运送的托架101的磁体103将不会吸附到线圈202的铁芯202b。
此外，在本实施例中，包括旋转构件108的托架101的位置和辅助构件205的位置相对于铁芯202b被调整成使得即使在托架101离铁芯202b最远的位置处磁体103的顶面位置P3也位于平衡位置P1上方。托架101离铁芯202b最远的位置是旋转构件108的底部108b与下侧辅助构件205b接触的位置。
在本实施例中，由于磁吸引力Fm大于重力Fg，因此在运送托架101的过程中托架101的旋转构件108的顶部108a与上侧辅助构件205a接触。由于线圈202和磁体103之间的电磁力作用，因此在旋转构件108的顶部108a与上侧辅助构件205a接触的同时托架101被运送沿X方向移动。
以这种方式，在本实施例中，调整托架101的运送位置使得磁体103的顶面位于平衡位置P1上方。
在具有上述构造的根据本实施例的运送系统1中，作用在托架101上的磁吸引力Fm总是相对于作用在托架101上的重力Fg在相反方向上作用。此外，在本实施例中，磁吸引力Fm大于重力Fg。因此，在本实施例中，可以消除托架101的自重。同样在本实施例中，由于以与第一实施例相同的方式利用在铁芯202b和磁体103之间产生的磁吸引力Fm，因此可以在不增大设备尺寸或复杂性的条件下消除托架101的自重。由于消除了托架101的自重并且可以减小施加到旋转构件108和辅助构件205上的力，因此可以减少作为由旋转构件108和辅助构件205之间滑动部产生的污染物的废屑。
此外，在本实施例中，由于消除了托架101的自重，因此即使在辅助构件205上存在台阶差的情况下也能够以与第一实施例相同的方式减少在旋转构件108经过该台阶差时对托架101的冲击。
另外，在本实施例中，也以与第一实施例相同的方式确保了通过上侧辅助构件205a在铁芯202b和磁体103之间确保一定距离的状态。因此，由于在铁芯202b和磁体103之间产生的磁吸引力不会变得非常大，因此可以容易地进行对包括托架101和定子201的运送系统1的维护。
此外，在本实施例中，由于旋转构件108向线圈202的相反侧的运动受到下侧辅助构件205b的限制，因此即使当托架101远离铁芯202b移动时，托架101的位置也在距线圈202一定距离的范围内。因此，在本实施例中，在托架101的运送方向上不存在推力不足。
另外，在本实施例中，也以与第一实施例相同的方式，在将多个旋转构件108安装于托架101的情况下，在运送期间旋转构件108的全部或一些与辅助构件205接触。即，托架101的多个旋转构件108中的全部或一些在与上侧辅助构件205a和下侧辅助构件205b中另一者即每个上侧辅助构件205a接触的同时在上侧辅助构件205a和下侧辅助构件205b之间行进。因此，根据本实施例，可以通过增大增益来改善响应。
如上所述，根据本实施例，可以减少从托架101与定子201之间的滑动部产生的污染物，而同时又不会导致设备尺寸的增大或设备复杂性的增大。
第三实施例
将描述本发明的第三实施例。注意的是，与上述第一和第二实施例中部件相同的部件用相同的附图标记标识，将省略或简化描述。
根据本实施例的运送系统1的基本构造与根据图1至图6B所示的第一或第二实施例的运送系统1的构造相同。
在本实施例中，将描述在第一或第二实施例的构造中通过使用线圈单元210的多个线圈202将沿着X方向和Z方向的力施加在托架103上的磁体103上来运送托架101的情况。通过使用线圈单元210的多个线圈202施加在磁体103上的在X方向和Z方向上的力分别是通过在线圈202中流动的电流与由磁体103产生的磁场的相互作用而产生的电磁力。
在此定义在以下描述中使用的符号。符号Iu表示在线圈单元210中流动的U相电流。符号Iv表示在线圈单元210中流动的V相电流。符号Iw表示在线圈单元210中流动的W相电流。符号Q表示托架101沿着X方向的位置。符号(Iu，Iv，Iw)表示具有Iu，Iv和Iw要素的电流矢量。符号“·”表示乘法符号。
如图2所示，将托架101的X轴方向上的中心Os定义为原点。此外，在X方向上按顺序排列的三个磁体103通过根据需要表示为“磁体103c”，“磁体103a”和“磁体103b”来区分。磁体103a的中心位于原点(中心)Os。磁体103b的中心和磁体103c的中心之间在X方向上的距离表示为λ。磁体103b在X方向上的中心相对于作为在X方向上基准的原点Os位于+λ/2处。磁体103c在X方向上的中心相对于作为在X方向上基准的原点Os位于-λ/2处。
此外，当将定子201的运送路径的原点表示为O时，原点O位于线圈202的中心。图2示意性地示出了托架101的中心Os与运送路径的原点O一致的状态。
此外，这里将定义在以下描述中使用的符号。符号Iq表示q轴电流，该q轴电流是在线圈202中流动电流中有助于产生在X方向上施加到托架101的力的电流。符号Id表示d轴电流，该d轴电流是在线圈202中流动电流中有助于产生在Z方向上施加到托架101的力的电流。符号Fq表示在X方向上施加到托架101和磁体103的力的大小。符号Fd表示在Z方向上施加到托架101和磁体103的力的大小。符号Cq表示每单位q轴电流产生的X方向上的力的大小。符号Cd表示每单位d轴电流产生的在Z方向上力的大小。符号Cq是在X方向上的推力常数。符号Cd是在Z方向上的推力常数。此外，定义以下等式(2)，其中，相位是θ：
θ＝360·Q/λ…(2)
然后，Iq和Id分别由以下等式(3)和(4)表示。
Iq＝Iu·sin(θ)+Iv·sin(θ+120°)+Iw·sin(θ+240°)…(3)
Id＝Iu·cos(θ)+Iv·cos(θ+120°)+Iw·cos(θ+240°)…(4)
此外，Fq和Fd分别由以下等式(5)和(6)表示。Fq和Fd是由线圈单元210的线圈202施加到磁体103的电磁力。
Cq·Iq＝Fq…(5)
Cd·Id＝Fd…(6)
例如，如图2所示，当运送路径的原点O和托架101的中心Os一致时，如以下等式(7)所示，Q和θ分别为0。
Q＝θ＝0…(7)
以原点O和中心Os一致的情况为例，在这种情况下，可以将等式(3)和(4)修改为以下等式(3-1)和(4-1)。
Iq＝Iu·0+Iv·√3/2+Iw·(-√3/2)…(3-1)
Id＝Iu·1+Iv·(-1/2)+Iw·(-1/2)…(4-1)
在以上示例中，考虑了将以下等式(8)表示的电流矢量作为电流矢量(Iu，Iv，Iw)施加到线圈单元210的情况。
(Iu，Iv，Iw)＝(-1.0[A]，0.5[A]，0.5[A])…(8)
在这种情况下，分别根据以下等式(3-2)和(4-2)来计算Iq和Id。
Iq＝-1.0·0+0.5·√3/2+0.5·(-√3/2)＝0[A]…(3-2)
Id＝-1.0·1+0.5·(-1/2)+0.5·(-1/2)＝-3/2[A]…(4-2)
这里，当Cq为20√3[N/A]且Cd为20[N/A]时，(Fq，Fd)如下式(9)所示。
(Fq，Fd)＝(0[N]，-30[N])…(9)
当以Z方向为基准时，在与重力相同的方向上产生Fd。
接下来，考虑将由以下等式(10)表示的相位偏移了90度的电流矢量施加到线圈单元210的情况。
(Iu,Iv,Iw)＝(0[A],√3/2[A],-√3/2[A])…(10)
然后，分别根据以下等式(3-3)和(4-3)来计算Iq和Id。
Iq＝0·1+(√3/2)·(√3/2)+(-√3/2)·(-√3/2)＝3/2[A]…(3-3)
Id＝0·1+(√3/2)·(-1/2)+(-√3/2)·(-1/2)＝0[A]…(4-3)
这里，当Cq为20√3[N/A]且Cd为20[N/A]时，(Fq，Fd)如下式(11)所示。
(Fq,Fd)＝(30√3[N],0[N])…(11)
当以X方向为基准时，在运送方向上生成Fq。即，即使在托架101的相同位置的情况下，也可以通过改变所施加电流的相位来控制X方向上的力Fq和Z方向上的力Fd。作为控制设备的线圈控制器302可以通过改变施加到线圈单元210的电流的值和相位来控制作用在托架101上的X方向上的力Fq和Z方向上的力Fd。
在使用了图1至图4B所示线性电机的运送系统1中，通过提供q轴电流Iq来增大沿运送方向(X方向)的力Fq，并且通过提供d轴电流Id来增大沿Z方向(即与线圈202垂直的方向)的力Fd。
在本实施例中，可以根据运送托架101的方式来控制施加在托架101上的Z方向上的力Fd的取向。即，可以分别针对与第一实施例一样运送托架101的情况和与第二实施例一样运送托架101的情况改变Z方向上的力Fd的取向。
首先，当如第一实施例那样在磁体103的顶面位于平衡位置P1下方的情况下运送托架101时，提供d轴电流以将力Fd沿着与重力相同的方向施加到托架101以实施运送。通过利用这种控制实施运送，由于托架101的旋转构件108的底部108b被推靠在下侧辅助构件205b上，因此托架101的位置得以稳定。在稳定的位置的情况下，由于旋转构件108和辅助构件205之间的间隙G2在初始调整时可以较小，因此托架101可以在平衡位置P1附近运送。通过在磁吸引力Fm和重力Fg彼此平衡的平衡位置P1附近运送托架101，能够减小施加到旋转构件108或辅助构件205上的力，并且能够减少产生作为在它们滑动部中污染物的碎屑。此外，由于持续在Z方向上施加力Fd，因此托架101的位置得以稳定，结果可以高精度地处理工件102。
另一方面，当如第二实施例那样在磁体103的顶面位于平衡位置P1上方的位置的状态下运送托架101时，将d轴电流Id的符号变更为与第一实施例运送情况相反。这使得力Fd总是施加到托架101的方向与重力相反。通过利用这样的控制进行运送，由于托架101的旋转构件108的顶部108a被推靠在上侧辅助构件205a上，因此能够得到与上述相同的有利效果。
注意，关于d轴电流Id和q轴电流Iq，通常分别预先确定可以由线圈控制器302提供的最大电流。因此，线圈控制器302可以通过改变电流的相位来控制所产生的力的方向。即，通过改变电流的相位，线圈控制器302可以根据在Z方向上控制的力和在X方向上控制的力来改变分流电流量的比例。
例如，当在运送方向上需要的推力较小时，由于小的q轴电流就足够了，因此可以增大划分为d轴电流Id的量的比例，并在将旋转构件108推抵在辅助构件205上的同时进行运送。如果可以在沿着一个方向推动的条件下实施运送，则托架101可以与平衡位置P1重叠。
此外，在本实施例中，当托架101的重量改变时，可以通过控制d轴电流来执行托架101的稳定运送。例如，当在没有装载工件102的情况下执行空转驱动操作时，或者当在运送多个托架101时仅修改托架101中的一些时，具有不同重量的托架101可以混存。
例如，考虑混存有在运送多个托架101期间减轻了重量的托架101的情况。由于减重的托架101的重量较小，因此磁吸引力Fm和重力Fg彼此平衡的平衡位置P1移动到在减重托架101中比在未减重托架101中更低的位置。在图4A中，进行调整以使得磁体103的顶面位置P3低于平衡位置P1。然而，在减重的托架101中，由于平衡位置P1移动至更低位置，因此磁体103的顶面位置P3可以更高。由于磁体103的顶面位置P3高于平衡位置P1，因此在极端情况下重托架101将在图4B的位置处运送，而轻托架101将在图4A的位置处运送。以这种方式，对于所运送的各托架101，在运送期间的高度会不同。运送不同高度的各托架101将导致从外部设备对工件102施加的处理所需的时间段不同，这会导致诸如无法保持一定品质之类的失常。此外，在托架101的重量稍轻的情况下，托架101在间隙G2中在Z方向上的位置会不稳定，并且会不稳定地行进。
在这些情况下，如上所述，可以通过控制流动的d轴电流以在重力方向或磁吸引力方向上推动托架101来稳定地运送托架101。即，根据本实施例，即使重量互不相同的多个托架101混存，也能够在一定高度条件下更稳定地运送每个托架101。
如上所述，根据本实施例，能够减少从托架101或定子201的滑动部产生的污染物，而无需增大设备的尺寸或增大设备的复杂性，并且还能稳定地运送托架101。
第四实施例
将参考图7描述本发明的第四实施例。图7是表示从X方向观察时根据本实施例的运送系统1中包括托架101和定子201的构造的示意图。注意的是，与上述第一至第三实施例中部件相同的部件用相同的附图标记标识，将省略或简化描述。
根据本实施例的运送系统1的基本构造与根据图1至图6B所示第一或第二实施例的运送系统1的构造相同。根据本实施例的运送系统1通过利用根据第三实施例将沿着Z方向的力Fd施加到托架101时从传感器检测托架101在Z方向上位置的结果来控制用于在Z方向上施加力Fd的d轴电流Id。除了根据第一或第二实施例的运送系统1的构造以外，根据本实施例的运送系统1还具有传感器206，该传感器206检测托架101在Z方向上的位置。
如图7所示，在根据本实施例的运送系统1中，传感器206附接并安装到定子201上。传感器206用作检测单元，检测托架101在Z方向上的位置，即托架101的高度。具体地，例如，传感器206是诸如光电开关、磁性开关等的开关，检测托架101在Z方向上位置即托架101的高度是否小于或等于预定阈值或超过阈值。此外，例如，传感器206可以是诸如光传感器、磁传感器、涡流传感器等的位置传感器，例如连续地检测托架101在Z方向上的位置。
传感器206将指示关于托架101在Z方向上位置的检测结果的检测信号发送到线圈控制器302。每个线圈控制器302根据从传感器206接收到的检测信号(该检测信号是来自传感器206的检测结果)来控制用于将Z方向上的力施加到托架101的d轴电流Id。注意，根据检测信号对d轴电流Id的控制可以由诸如集成控制器301、专用控制器等的其他控制设备代替线圈控制器302来执行。
在本实施例中，可以根据运送托架101的方式来控制用于将Z方向的力Fd施加到托架101的d轴电流Id。即，能够在如第一实施例那样运送托架101的情况和如第二实施例那样运送托架101的情况之间改变对d轴电流的控制。
首先，在第一实施例中，在磁体103的顶面低于平衡位置P1的情况下运送托架101。这里，如上所述的开关被安装作为传感器206。在这种情况下，响应于来自传感器206的指示托架101高度超过阈值的检测信号，线圈控制器302提供d轴电流Id以控制Z方向上的力Fd，并执行沿重力Fg方向推动托架101的控制。即，线圈控制器302控制d轴电流Id，以将旋转构件108的底部108b推抵在下侧辅助构件205b上。
另一方面，在第二实施例中，在磁体103的顶面高于平衡位置P1的情况下运送托架101。这里，如上所述的开关被安装作为传感器206。在这种情况下，响应于来自传感器206的指示托架101高度小于或等于特定阈值的检测信号，线圈控制器302提供d轴电流以控制Z方向上的力，并执行沿磁吸引力Fm的方向推动托架101的控制。即，线圈控制器302控制d轴电流Id以将旋转构件108的顶部108a推抵在上侧辅助构件205a上。
以这种方式，线圈控制器302根据传感器206检测到的托架101的高度来控制d轴电流Id，以将托架101的旋转构件108推抵在下侧辅助构件205b或上侧辅助构件205a上。在本实施例中，在上述的两种运送方式中，通过根据托架的Z方向的位置在推动托架101的同时运送托架101能够实现减小了Z方向上不稳定运动的稳定运送。
此外，当将如上所述的诸如光传感器、涡流传感器之类的位置传感器安装作为传感器206时，线圈控制器302可以根据托架101在Z方向上位置的连续检测值来控制d轴电流Id。因此，线圈控制器302可以高精度地控制d轴电流Id，因此在运送托架101期间在必要时可以提供d轴电流Id。在这种情况下，由于不再需要一直持续提供d轴电流，因此可以提高能量效率。因此，可以减少线圈202或线圈控制器302的发热。
如上所述，根据本实施例，能够减少从托架101或定子201的滑动部产生的污染物，而同时又不会导致设备的尺寸或复杂性增大，并且还能稳定地运送托架101。
变型实施例
本发明不限于上述各实施例，各种变型也是可以的。例如，尽管在上述各实施例中已经以旋转构件108安装在托架101侧并且辅助构件205安装在定子201侧的结构为例进行了说明，但是本发明不限于此。与上述各实施例的构造相比，即使当辅助构件205安装在托架101侧而旋转构件108安装在定子201侧时也可以获得如上所述的相同有益效果。在这种情况下，多个旋转构件108可以安装成沿着定子201侧的运送路径对准。如上所述，托架101具有旋转构件108和辅助构件205中的一者，并且定子201具有旋转构件108和辅助构件205中的另一者。
另外，在上述各实施例中，以由定子201形成沿着一个方向运送托架101的运送路径的情况为例进行了说明，但本发明不限于此。作为运送托架101的运送路径，可以由定子201形成其他类型的运送路径，例如，托架101往复运动的运送路径、托架101环行的运送路径等。
此外，尽管在上述各实施例中以将单个线圈控制器302连接到每个线圈单元210的情况为例进行了说明，但是本发明不限于此。可以适当地改变线圈控制器302和线圈单元210之间的连接，使得单个线圈控制器302可以控制多个线圈单元210。
此外，尽管在上述各实施例中以每个线圈单元210由一组三个线圈202形成的情况为例进行了描述，但是本发明不限于此。可以适当地改变形成线圈单元210的线圈202的数量。
此外，尽管在上述各实施例中，以与线圈控制器302分开设置集成控制器301的情况为例进行了说明，但是本发明不限于此。线圈控制器302可以具有集成控制器301的全部或部分功能，也可以具有控制整个运送系统1的功能。集成控制器301和线圈控制器302的功能可以由一个或多个控制设备实现。
此外，尽管在上述各实施例中以编码器204连接到线圈控制器302的情况为例进行了说明，但是本发明不限于此。编码器204可以连接到与编码器204分开地提供且编码器204专用的控制器并由其控制。
其他实施例
本发明的实施例还可以通过系统或设备的计算机来实现，计算机读取并执行记录在存储介质(也可以例如更完整地称作“非暂时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)来执行上述一个或多个实施例的功能，和/或计算机包括一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))以用于执行上述一个或多个实施例的功能；本发明的实施例还可以通过由系统或设备的计算机执行的方法来实现，例如，从存储介质读取并执行计算机可执行指令以执行上述一个或多个实施例的功能和/或控制一个或多个电路以执行上述一个或多个实施例的功能。计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)，微处理单元(MPU))，并且可以包括由分离计算机或分离处理器组成的网络，以读取并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如紧凑光盘(CD)、数字多功能光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)TM)、闪存设备、存储卡等中的一种或多种。
尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以涵盖所有变型以及等同的结构和功能。

Claims (21)

1.一种运送系统，包括：
定子，具有沿运送方向布置的多个线圈，其中，所述多个线圈中的每一个线圈均包括绕组和铁芯；和
动子，具有布置成面对所述多个线圈的多个磁体，并且配置成通过在所述多个线圈和磁体之间产生的电磁力而沿运送方向移动，
其中，定子具有第一运送构件和第二运送构件中的一个，第一运送构件和第二运送构件在运送方向上引导移动的动子，
其中，第一运送构件包括上侧运送构件和下侧运送构件，上侧运送构件和下侧运送构件分别安装成位于第二运送构件的上方和下方。
其中，动子具有第一运送构件和第二运送构件中的另一个，并且动子的运送位置被调整为使得至少一个磁体的顶面位于平衡位置的下方或上方，在平衡位置中，铁芯和磁体之间产生的磁吸引力和作用在动子上的重力相互平衡，并且
其中，根据运送位置在第二运送构件接触下侧运送构件或上侧运送构件的状态下运送动子。
2.根据权利要求1所述的运送系统，
其中，定子具有第一运送构件，
其中，动子具有第二运送构件，
其中，动子的运送位置被调整成使得磁体的顶面位于平衡位置的下方，并且
其中，在第二运送构件与下侧运送构件接触的状态下运送动子。
3.根据权利要求2所述的运送系统，其中，在第二运送构件的底部与下侧运送构件之间形成的第一间隙小于在铁芯与磁体之间形成的第二间隙。
4.根据权利要求1所述的运送系统，
其中，定子具有第一运送构件，
其中，动子具有第二运送构件，
其中，动子的运送位置被调整成使得磁体的顶面位于平衡位置的上方，并且
其中，在第二运送构件与上侧运送构件接触的状态下运送动子。
5.根据权利要求4所述的运送系统，其中，在第二运送构件的上部与上侧运送构件之间形成的第一间隙小于在铁芯与磁体之间形成的第二间隙。
6.根据权利要求1所述的运送系统，其中，所述多个线圈布置在磁体上方并且布置成能够面对磁体。
7.根据权利要求1所述的运送系统，
其中，第一运送构件是轨道式构件，并且
其中，第二运送构件是在与第一运送构件接触的同时旋转的旋转构件。
8.根据权利要求1所述的运送系统，
其中，第二运送构件包括多个第二运送构件，并且
其中，所述多个第二运送构件中的全部或一些与下侧运送构件或上侧运送构件接触。
9.根据权利要求1所述的运送系统，还包括控制设备，控制设备向线圈供给电流以在消除作用在动子上的重力的方向上产生力，使第二运送构件压靠在下侧运送构件上或上侧运送构件上，并且使动子沿运送方向移动。
10.根据权利要求9所述的运送系统，还包括检测单元，检测单元检测动子的高度，
其中，控制设备根据来自检测单元的检测结果来控制电流。
11.一种运送系统，包括：
定子，具有沿运送方向布置的多个线圈；和
动子，具有布置成面对所述多个线圈的多个磁体；
其中，定子具有第一运送构件和第二运送构件中的一个，第一运送构件和第二运送构件在运送方向上引导移动的动子，
其中，第一运送构件包括上侧运送构件和下侧运送构件，上侧运送构件和下侧运送构件分别安装成位于第二运送构件的上方和下方。
其中，动子具有第一运送构件和第二运送构件中的另一个，并且
运送系统还包括控制设备，控制设备向线圈供应电流，在消除作用在动子上的重力的方向上产生力，使第二运送构件压靠下侧运送构件或上侧运送构件，并在运送方向上移动动子。
12.根据权利要求11所述的运送系统，
其中，定子具有第一运送构件，
其中，动子具有第二运送构件，
其中，动子的运送位置被调整成使得磁体的顶面位于平衡位置的下方，并且
其中，在第二运送构件与下侧运送构件接触的状态下运送动子。
13.根据权利要求12所述的运送系统，其中，在第二运送构件的底部与下侧运送构件之间形成的第一间隙小于在铁芯与磁体之间形成的第二间隙。
14.根据权利要求11所述的运送系统，
其中，定子具有第一运送构件，
其中，动子具有第二运送构件，
其中，动子的运送位置被调整成使得磁体的顶面位于平衡位置的上方，并且
其中，在第二运送构件与上侧运送构件接触的状态下运送动子。
15.根据权利要求14所述的运送系统，其中，在第二运送构件的上部与上侧运送构件之间形成的第一间隙小于在铁芯与磁体之间形成的第二间隙。
16.根据权利要求11所述的运送系统，其中，所述多个线圈布置在磁体上方并且布置成能够面对磁体。
17.根据权利要求11所述的运送系统，
其中，第一运送构件是轨道式构件，并且
其中，第二运送构件是在与第一运送构件接触的同时旋转的旋转构件。
18.根据权利要求11所述的运送系统，
其中，第二运送构件包括多个第二运送构件，并且
其中，所述多个第二运送构件中的全部或一些与下侧运送构件或上侧运送构件接触。
19.根据权利要求11所述的运送系统，还包括检测单元，检测单元检测动子的高度，
其中，控制设备根据来自检测单元的检测结果来控制电流。
20.一种处理系统，包括：
根据权利要求1至19中任一项所述的运送系统；和
处理设备，对由动子运送的工件进行处理。
21.一种物品制造方法，用于通过使用根据权利要求20所述的处理系统来制造物品，物品制造方法包括以下步骤：
用动子运送工件；和
用处理设备对由动子运送的工件进行处理。
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