CN114062788A - 传送装置和控制方法 - Google Patents

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Abstract

公开了传送装置和控制方法。传送装置包括具有动子和线圈的电动机，以及控制电动机并包括测量单元和控制单元的控制设备。线圈通过向线圈中的每个施加电流来驱动动子。测量单元测量每个线圈的阻抗。控制单元基于第三电流命令值来控制流过线圈中的每个的电流，在该第三电流命令值中指示与指示施加到动子的推力的推力命令值对应的电流的第一电流命令值与指示用于测量阻抗的电流的第二电流命令值被叠加。当测量阻抗时，控制单元确定第二电流命令值使得由于流过每个线圈的电流中的与第二电流命令值对应的分量，动子不接收推力。

Description

传送装置和控制方法
技术领域
本公开涉及传送装置和控制方法。
背景技术
日本专利申请公开No.2011-137688公开了一种测量火线(hot line)状态下的三相电装置的阻抗而不影响其操作状态的方法。日本专利申请公开No.2011-137688中公开的阻抗测量装置具有三相电装置的中性点与三相感应元件的中性点通过零相位电源连接的电路配置，并且基于流过零相位电源的电流和施加到三相电装置的电压来测量阻抗。
为了执行日本专利申请公开No.2011-137688中公开的阻抗测量，需要三相电装置的中性点与三相感应元件的中性点通过零相位电源连接的特殊电路配置。
发明内容
本公开涉及提供一种能够在对电路配置的限制小的情况下测量电动机的阻抗的传送装置和控制方法。
根据本公开的一方面，一种传送装置包括：电动机，包括动子和多个线圈，多个线圈被配置为通过向多个线圈中的每个施加电流来驱动动子；以及控制设备，被配置为控制电动机，其中，控制设备包括被配置为测量多个线圈中的每个的阻抗的测量单元，并且包括被配置为基于第三电流命令值来控制流过多个线圈中的每个的电流的控制单元，在第三电流命令值中指示与指示施加到动子的推力的推力命令值对应的电流的第一电流命令值与指示用于测量阻抗的电流的第二电流命令值被叠加，其中，当测量阻抗时，控制单元被配置为确定第二电流命令值使得由于流过多个线圈中的每个的电流中的与第二电流命令值对应的分量，动子不接收推力。
根据以下参考附图对示例性实施例的描述，本公开的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1是图示根据本公开的第一实施例的传送装置的示意性配置的顶视图。
图2是图示根据本公开的第一实施例的传送装置的示意性配置的截面图。
图3是图示根据本公开的第一实施例的线圈、电流检测器和电压检测器之间的连接的电路图。
图4是图示根据本公开的第一实施例的传送装置的示意性配置的框图。
图5是示意性图示根据本公开的第一实施例的传送装置的操作的流程图。
图6是示意性图示根据本公开的第一实施例的传送装置中的电流计算的矢量图。
图7是图示根据本公开的第二实施例的传送装置的示意性配置的框图。
图8是示意性图示根据本公开的第二实施例的传送装置的操作的流程图。
图9是示意性图示根据本公开的第二实施例的传送装置中的电流计算的矢量图。
图10是图示根据本公开的第三实施例的传送装置的示意性配置的截面图。
图11是图示根据本公开的第三实施例的线圈、电流检测器和电压检测器之间的连接的电路图。
具体实施方式
现在将根据附图详细地描述本公开的优选实施例。在整个附图中，相同或对应的元件被用共同的附图标记表示，并且可以省略或简化其描述。可以通过在相同附图标记的末尾附带字母作为标识符来区分多个相同或对应的组件。在不需要单独说明相同组件的情况下，可以省略标识符，并且可以使用仅带有数字的附图标记。
[第一实施例]
首先，将参考图1至图3描述根据本实施例的传送装置的示意性配置。根据本实施例的传送装置是使用线性电动机的移动磁体(MM)型传送装置，其中磁体被安装在动子(mover)中并且线圈被安装在定子(stator)中。
图1是图示根据本实施例的传送装置的示意性配置的顶视图。图2是图示根据本实施例的传送装置的示意性配置的截面图。图1是从Z方向观察传送装置的顶视图。图2是从Y方向观察传送装置的XZ截面的截面图。图3是图示线圈、电流检测器和电压检测器之间的连接的电路图。
如图1至图3中示出的，根据本实施例的传送装置包括控制设备10、线圈21、位置检测器22、电流检测器23、电压检测器24、线性引导件31、动子32、标尺(scales)33和磁体34。传送装置是用于传送物品的装置。传送装置构成用于处理由动子32传送的工件的处理系统的一部分。
动子32用作传送装置的载体。动子32被配置为使得诸如工件之类的物品可以被放置或保持在其上表面上。动子32的数量不限于如图1和图2中所示的两个，而是可以是一个或者可以是三个或更多个。由动子32传送的工件被由处理装置(未示出)处理，以制造物品。
将描述作为图1和图2中示出的正交坐标系的XYZ坐标系。动子32移动的水平方向被定义为X轴。与X轴正交的方向中的垂直方向被定义为Z轴，并且与X轴和Z轴正交的方向被定义为Y轴。注意的是，动子32的移动方向不一定是水平的，但在这种情况下，在移动方向为X轴的情况下，Y轴和Z轴可以被适当地确定为与X轴正交。
多个磁体34被安装在动子32的下表面(Z轴的负侧的面)上，以便在X轴方向上对准。多个磁体34被安装为使得面向下(Z轴的负方向)的外磁极的极性交替不同，即，N极和S极交替地向下布置。多个磁体的数量不受特别限制，并且可以被适当地改变。磁体34通常可以是永磁体，但也可以是电磁体。在下面的描述中，磁体34中的每个被假定为永磁体。
多个线圈21中的每个在本实施例中是单相线圈，并且用作用于驱动动子32的电枢。多个线圈21沿着动子32的移动方向-即，X轴方向布置。多个线圈21和多个磁体34被安装为在Z轴方向上彼此面对。通过向多个线圈21中的每个施加电流，在多个线圈21和多个磁体34之间产生力。因此，推力作用在动子32上，并且动子32沿着线性引导件31在X轴方向上移动。以这种方式，多个线圈21和线性引导件31构成动子32的传送路径。
用于检测动子32的位置的多个位置检测器22被安装在多个线圈21和线性引导件31上方(在Z轴的正方向上)。例如，位置检测器22是线性编码器。位置检测器22通过读取附接到动子32的标尺33的图案来测量位置检测器22与动子32之间的相对距离。由于位置检测器22的位置是已知的，因此可以基于位置检测器22的位置以及测得的位置检测器22与动子32之间的相对距离来检测动子32的位置。位置检测器22和标尺33安装的位置不限于所示出的位置，并且如果可以检测动子32的位置，那就足够了。
如图3中所示，电流检测器23设置在连接多个线圈21中的每个的布线中，并检测流过多个线圈21中的每个的电流。电压检测器24设置在连接多个线圈21中的每个的布线中，并检测施加到多个线圈21中的每个的两端的电压。电压检测器24实际上可以测量施加到线圈21的两端的电压，或者可以获取在控制设备10内计算的命令电压。
控制设备10具有控制流过多个线圈21的电流的功能、控制位置检测器22、电流检测器23和电压检测器24的功能以及这些控制所需的算术运算的功能。因此，控制设备10执行用于将多个动子32移动到期望的位置的控制。控制设备10可以是单个控制器或包括诸如控制多个线圈21的线圈控制器、控制各种检测器的传感器控制器和控制整个传送装置的传送控制器之类的多个控制器的系统。
基于由位置检测器22获取的动子32的位置，控制设备10控制流过多个线圈21中的每个的电流，使得期望的推力作用在动子32上。如图2和图3中所示，控制设备10可以独立地控制流过多个线圈21的电流，使得即使当动子32的数量为多个时，也可以独立地控制多个动子32。
各自作用在多个动子32中的对应的一个上的推力被共同地称为推力矢量F，并且各自在面对多个动子32的多个线圈21中的对应的一个中流动的电流值被共同地称为电流矢量I。推力矢量F是具有多个动子32的元素数量(维度)的矢量，并且电流矢量I是具有多个线圈21的元素数量的矢量。此时，使用推力常数矩阵Kt通过下式(1)表示推力矢量F与电流矢量I之间的关系。
F＝Kt*I…(1)
这里，推力常数矩阵Kt的行数等于推力矢量F的元素数量，并且推力常数矩阵Kt的列数等于电流矢量I的元素数量。推力常数矩阵Kt的每个元素表示当单位电流流过与元素的列数对应的线圈21时作用在与元素的行数对应的动子32上的推力。推力常数矩阵Kt根据多个动子32中的每个的位置而改变。
接下来，将参考图4至图6来描述测量根据本实施例的传送装置中的线圈21的电阻的方法。根据本实施例的控制设备10具有测量多个线圈21中的每个的电阻的功能。在具体测量方法的描述之前，将简要描述测量电阻等的目的。
通常，安装在传送装置等上的电动机中包括的线圈绕组设置有诸如搪瓷之类的绝缘涂层。为了减少绝缘涂层的劣化，需要控制电动机，使得电动机的操作温度不超过绝缘涂层的耐热温度。已知的是，用于绕组的诸如铜之类的金属材料的电阻基本上取决于温度而变化，并可以通过测量线圈的电阻来估计线圈的温度。另外，由于诸如绕组的短路和断开之类的异常也引起电阻的变化，因此可以通过测量线圈的电阻来估计这些异常的发生。
由根据本实施例的控制设备10测得的电阻可以被用在以上应用中的至少一个中，但不限于这些应用。在本说明书中，测得的线圈21的“电阻”可以包括由于线圈21的电感等引起的电抗分量以及由直流电压和直流电流测得的纯电阻。另外，不仅可以测量线圈21的纯电阻，还可以测量电抗分量。因此，在下面的描述中，除了指示纯电阻的情况之外，使用更常见的术语“阻抗”而非“电阻”。
图4是图示了根据本实施例的传送装置的示意性配置的框图。如图4中所示，控制设备10包括位置命令值生成器11、推力命令值生成器12、第一电流命令值生成器13、第二电流命令值生成器14、电流控制器15和阻抗计16。注意的是，位置命令值生成器11、推力命令值生成器12、第一电流命令值生成器13、第二电流命令值生成器14和电流控制器15中的一些或全部可以被称为控制单元。阻抗计16也可以被称为测量单元。
图5是示意性图示了根据本实施例的传送装置的操作的流程图。参考图5的流程图，将概述由图4中示出的框中的每个执行的阻抗测量操作。
在步骤S11中，位置命令值生成器11基于来自用户的操作或预设操作来生成用于将动子32移动到期望的位置的位置命令值。
在步骤S12中，位置检测器22检测动子32的当前位置。由此获得的动子32的位置信息可以被供应到推力命令值生成器12、第一电流命令值生成器13、第二电流命令值生成器14和阻抗计16。步骤S11和S12的顺序可以颠倒，或者步骤S11和S12可以并行执行。
在步骤S13中，推力命令值生成器12基于由位置命令值生成器11生成的位置命令值以及由位置检测器22测得的动子32的位置来计算和生成指示作用在动子32上的推力的推力命令值。推力被确定以使得动子32从当前位置朝向由位置命令值指示的位置移动。例如，可以使用PID控制器来计算推力。
在步骤S14中，第一电流命令值生成器13基于由推力命令值生成器12生成的推力命令值和由位置检测器22测得的动子32的位置来确定指示要被供应到每个线圈21的电流的第一电流命令值。第一电流命令值被确定以使得动子32接收与推力命令值对应的推力。例如，下式(2)中示出的推力矢量F和电流矢量I之间的关系式可以被用于计算第一电流命令值。
I＝Kt<+＞*F…(2)
其中，Kt<+＞是推力常数矩阵Kt的伪逆矩阵。
在步骤S15中，第二电流命令值生成器14以动子32不接收推力这样的组合确定用于向线圈21供应阻抗测量电流的第二电流命令值。这样的电流组合是通过计算属于推力常数矩阵Kt的零空间并且是非零矢量的电流矢量ik并使电流矢量ik成为第二电流命令值来实现的。由于电流矢量ik属于推力常数矩阵Kt的零空间，因此由于与第二电流命令值对应的分量，动子32不接收任何推力。因此，即使电流矢量ik被叠加在用于生成与第一电流命令值对应的推力矢量F的驱动电流矢量I上，由多个线圈21施加到动子32的推力之和不受影响。
作为推力常数矩阵Kt的零空间中的非零矢量的电流矢量ik的存在的条件是生成预定推力矢量F的电流矢量I的多个解的存在。如图1和图2的传送装置中一样，当多个磁体34被附接到动子32并且可以独立地控制多个线圈21的电流时，该条件容易被满足。
作为计算电流矢量ik的方法的示例，存在使用例如通过使用元素数量等于I的任意非零矢量η、推力常数矩阵Kt、其伪逆矩阵Kt<+＞和单位矩阵E的下式(3)的方法。
ik＝(E-Kt<+＞*Kt)*η…(3)
通过根据需要对电流矢量ik的计算结果执行诸如归一化和常数乘法之类的运算，电流矢量ik的大小可以被适当地调整以便适合以下的阻抗测量。根据式(3)中η的任意性，这些运算之后的电流矢量也属于推力常数矩阵Kt的零空间。
在步骤S16中，电流控制器15基于通过将第一电流命令值与第二电流命令值叠加而获得的第三电流命令值来控制流过线圈21的电流。该处理例如可以控制电流，使得由式(2)和(3)之和给出的电流值流过线圈21。电流控制器15例如通过PI控制器确定要被施加到每个线圈21的电压，并执行控制，使得由第三电流命令值指示的每个线圈21的电流与由电流检测器23检测的电流彼此一致。
参考图6，将使用简化模型来描述基于式(2)和(3)的电流计算的示例。图6是示意性图示了根据本实施例的传送装置中的电流计算的矢量图。
图6示出了在二维平面上动子32的数量为1并且线圈21的数量为2的情况下的电流矢量的示例。此时，推力矢量F是元素数量为1的矢量，电流矢量I为元素数量为2的矢量，并且推力常数矩阵Kt是一行两列的矩阵。推力常数矩阵Kt的元素为Kt1和Kt2。注意的是，出于说明的目的，上述元素的数量是简化示例，并且在实际中可以比上述的大。如果满足了作为推力常数矩阵Kt的零空间中的非零矢量的电流矢量ik的存在-即，生成预定推力矢量F的电流矢量I的多个解的存在的上述条件，则元素的数量可以是其它组合。
图6示出了由O-I-ik指示的第一坐标系50以及由O-I1-I2指示的第二坐标系51。第一坐标系50是与作用在动子32上的推力矢量相关的坐标系。水平方向上的I轴对应于用于向动子32施加推力的电流。垂直方向上的ik轴对应于用于阻抗测量的电流。即，通过式(2)计算出的电流矢量I对应于图6中的矢量52，并且通过式(3)计算出的电流矢量ik对应于图6中的矢量53。
第二坐标系51是与流过每个线圈21的电流对应的坐标系。I1轴对应于流过两个线圈21中的第一线圈21的电流。I2轴对应于流过两个线圈21中的第二线圈21的电流。使用推力常数矩阵Kt的元素将O-I1相对于第一坐标系50的斜率表示为-Kt2/Kt1。
电流控制器15以基于第一电流命令值的矢量52和基于第二电流命令值的矢量53之和为基础来确定流过每个线圈21的电流，并执行控制。流过线圈21的电流分别对应于I1轴上的矢量54a和I2轴上的矢量54b。如从图6可以理解的，通过将矢量52和53之和投影到I1轴上而获得的分量是矢量54a，并且通过将该和投影到I2轴上而获得的分量是矢量54b。
在步骤S17中，电流检测器23测量流过多个线圈21中的每个的电流i，并且电压检测器24测量跨多个线圈21中的每个的电压v。阻抗计16获取动子32的速度w。获取速度w的方法可以基于例如动子32的位置的时间变化。具体地，阻抗计16多次获取由位置检测器22测得的动子32的位置，并基于该位置的时间变化来计算在面对多个线圈21中的每个的位置处的动子32的速度w。
在步骤S17中，阻抗计16基于多个线圈21中的每个的电流i、电压v、速度w和反电动势常数Kv来计算多个线圈21中的每个的阻抗。例如，当通过直流电流测量电阻R时，可通过下式(4)计算阻抗。式(4)不是矩阵或矢量的算术运算，而是对多个线圈21中的每个执行的每个元素的算术运算。
R＝(v-Kv*w)/i…(4)
当上述电压v和电流i具有交流电流分量时，作为式(4)的计算结果的电阻R不仅可以包括线圈21的电阻分量，还可以包括电感分量。通常，线圈21中的温度变化的时间常数比电时间常数长。电感分量的影响在低频区域中小，在高频区域中大。因此，式(4)的计算结果可以由诸如低通滤波器之类的滤波器处理，由此减小电感分量的影响。
注意的是，式(4)可以被修改以使得可以通过将由于电感分量而引起的感应电压的项添加到式(4)来与电感分量分开地计算电阻R。式(4)可以被修改以能够针对具有交流电流分量的电压v和电流i计算包括电阻分量和电抗分量的阻抗。
如果已知反电动势仅产生交流电流分量，则滤波器可以移除反电动势的影响以及电感分量的影响。因此，可以从式(4)中去除速度电动势的项Kv*w。在这种情况下，简化了计算。
如上所述，在本实施例中的电流控制中，指示用于阻抗测量的电流的第二电流命令值被叠加在指示驱动电流的第一电流命令值上，以控制流过线圈21的电流。即，通过在控制设备10中进行处理而不提供附加的电流供应电路，用于阻抗测量的电流可以被叠加在流过线圈21的电流上。因此，提供了能够在对电路配置的限制小的情况下测量电动机的阻抗的控制设备10和传送装置。
另外，通过叠加第一电流命令值和第二电流命令值并增加线圈21中的每个的电流量，可以提高阻抗测量精度。由于用于阻抗测量的电流流过线圈21中的每个，因此即使在驱动电流为零时，也可以实现阻抗测量。此时，用于阻抗测量的电流被计算为属于推力常数矩阵Kt的零空间，使得动子32不接收推力。因此，减小了流过线圈21中的每个的用于阻抗测量的电流对动子32的推力的影响。因此，例如，即使当在传送装置的操作期间执行阻抗测量时，阻抗测量电流对传送装置的操作的影响也减小。
另外，在根据本实施例的方法中，由于用于阻抗测量的电流可以被单独地供应到多个线圈21中的每个，因此可以单独地获取多个线圈21中的每个的阻抗。
基于第二电流命令值的电流矢量ik的电流波形可以在两个电流命令值叠加的时段的至少一部分中具有直流电流区间。如上所述，通过式(4)等计算出的阻抗的测量精度可能由于交流电流分量的影响而恶化。通过在电流矢量ik的波形中设置直流电流区间，交流电流分量的影响减小，并且阻抗的测量精度可以提高。具有直流电流区间的波形的示例包括直流电流波形、阶跃波形等。
将第二电流命令值叠加在第一电流命令值上的处理可以总是在线圈21的操作期间执行，但如果至少在阻抗的测量期间执行，则可以获得以上效果。例如，将第二电流命令值叠加在第一电流命令值上的处理可以仅在线圈21的操作期间执行阻抗测量的时段内执行。
仅当满足预定条件时，才可以执行将第二电流命令值叠加在第一电流命令值上的处理。可以基于第一电流命令值来确定预定条件。具体地，可以在驱动电流等于或小于阈值时执行上述的叠加处理，或者可以在驱动电流持续驱动电流等于或小于阈值的状态达阈值时间或更长时执行上述的叠加处理。当驱动电流足够大时，由于可以通过驱动电流来执行阻抗测量，因此可以通过不考虑如上所述的第二电流命令值来获得减小由于阻抗测量电流而引起的电力消耗和发热的效果。
当存在通过式(3)等的处理计算出的用于阻抗测量的电流的多个候选时，可以根据时段切换多个候选，以使电流流过线圈21。例如，在第一时段中，可以生成第二电流命令值以使得用于阻抗测量的电流流过线圈21的第一组，并且在第二时段中，可以生成第二电流命令值以使得用于阻抗测量的电流流过不同于第一组的线圈21的第二组。通过根据时段改变阻抗测量电流流过的线圈21的组，与用于阻抗测量的电流同时流过所有线圈21的情况相比较，对由动子32接收的推力的影响可以进一步减小。
[第二实施例]
将参考图7至图9描述根据第二实施例的传送装置。与根据第一实施例的传送装置的不同之处在于电流控制的处理过程。根据本实施例的传送装置的结构与第一实施例的结构相同，因此省略其描述。与根据第一实施例的传送装置的组件相同的组件被用相同的附图标记表示，可以省略或简化其描述。
在第一实施例中，属于推力常数矩阵Kt的零空间的用于阻抗测量的电流矢量ik被明确地获得，并且被叠加在用于驱动的电流矢量I上。另一方面，在本实施例中，在确定要被叠加有用于阻抗测量的电流的线圈21以及要被叠加的电流之后，计算剩余的驱动电流，以便根据推力命令值生成期望的推力。
图7是图示了根据本实施例的传送装置的示意性配置的框图。图7的框图中示出的框与图4的框类似。然而，与第一实施例的不同之处在于，从第二电流命令值生成器14输出的第二电流命令值也被输入到第一电流命令值生成器13。
图8是示意性图示了根据本实施例的传送装置的操作的流程图。参考图8的流程图，将概述由图7中示出的每个框执行的阻抗测量操作。由于图8中的步骤S11、S12、S13、S16和S17与第一实施例中的步骤基本上相同，因此省略或简化其描述。
在步骤S21中，第二电流命令值生成器14确定要被叠加有用于阻抗测量的电流的线圈21以及包括流过这些线圈21的用于阻抗测量电流的电流I1的第二电流命令值。
在步骤S22中，第一电流命令值生成器13基于所确定的用于阻抗测量的电流I1将推力常数矩阵Kt分解为推力常数矩阵Kta和推力常数矩阵Ktb中的两个。推力常数矩阵Kta是由与要被叠加有用于阻抗测量的电流的线圈21相关的列组成的矩阵。推力常数矩阵Ktb是至少包含用于所有剩余的线圈21的列的矩阵。为了获得根据位置命令值产生期望的推力矢量F的电流矢量的解，推力常数矩阵Kt2被选择以使得推力常数矩阵Kt2的列秩等于或高于期望的推力矢量F的行秩。此时，推力常数矩阵Kt2可以包括与要被叠加有用于阻抗测量的电流的线圈21相关的列。
在步骤S23中，第一电流命令值生成器13使用推力命令值、动子32的位置、推力常数矩阵Kta、Ktb的伪逆矩阵Ktb<+＞以及与第二电流命令值对应的电流矢量I1生成第一电流命令值。可以通过下式(5)计算用于基于第一电流命令值的驱动的电流矢量I2。
I2＝Ktb<+＞*(F-Kta*I1)…(5)
在步骤S16中，电流控制器15基于通过将第一电流命令值与第二电流命令值叠加而获得的第三电流命令值来控制流过线圈21的电流。该处理例如可以控制电流，使得通过用于电阻测量的电流矢量I1和用于驱动的电流矢量I2之和而给出的电流值流过线圈21。
这里，将使用简化模型参考图9描述基于式(5)的电流计算的示例。图9是示意性图示了根据本实施例的传送装置中的电流计算的矢量图。在图9中，诸如动子32和线圈21的数量、矢量元素的数量和矩阵元素的数量之类的前提条件与图6中的前提条件相同，因此将省略其描述。
图9示出了由O-I-ik指示的第一坐标系55以及由O-I1-I2指示的第二坐标系51。第一坐标系55是与作用在动子32上的推力矢量相关的坐标系。水平方向上的I轴对应于用于向动子32施加推力的电流。垂直方向上的ik轴对应于用于阻抗测量的电流。
第二坐标系51是与流过每个线圈21的电流对应的坐标系。I1轴对应于流过两个线圈21中的第一线圈21的电流。I2轴对应于流过两个线圈21中的第二线圈21的电流。使用推力常数矩阵Kt的元素将O-I1相对于第一坐标系55的斜率表示为-Kt2/Kt1。
第二电流命令值生成器14确定流向阻抗测量对象的线圈21的用于阻抗测量的电流矢量56。接下来，如式(5)中所示，第一电流命令值生成器13使用电流矢量57(图9中的矢量OA)与电流矢量58(图9中的矢量OB)之间的差来计算流过剩余的线圈21的电流矢量59。这里，电流矢量57是仅由电流矢量56中的与作用在动子32上的推力相关的分量组成的矢量。电流矢量58是指示向动子32施加期望的推力所需的电流的矢量。
如上所述，如在第一实施例中，也在本实施例中的电流控制中，指示用于阻抗测量的电流的第二电流命令值被叠加在指示驱动电流的第一电流命令值上，以控制流过线圈21的电流。因此，如在第一实施例中，提供了能够在对电路配置的限制小的情况下测量电动机的阻抗的控制设备10和传送装置。
在本实施例中，由于用于阻抗测量的电流流过线圈21中的每个，因此即使在驱动电流为零时，也可以实现阻抗测量。此时，流过线圈21中的每个的总电流被确定以使得在基于第一电流命令值和第二电流命令值的两个电流被叠加之后，产生与推力命令值对应的期望的推力。即，由于第一电流命令值被确定以使得线圈21不接收由于用于阻抗测量的电流而引起的额外推力，因此在本实施例中，也减小了由于用于阻抗测量的电流流向每个线圈21而引起的对动子32的推力的影响。
另外，与在第一实施例中一样，在本实施例中，由于用于阻抗测量的电流可以被单独地供应到多个线圈21中的每个，因此也可以单独地获取多个线圈21中的每个的阻抗。
基于第二电流命令值的电流矢量I1的电流波形可以在两个电流命令值叠加的时段的至少一部分中具有直流电流区间。出于与第一实施例中描述的相同的原因，交流电流分量的影响可以减小，并且阻抗的测量精度可以提高。
在第一时段中，可以生成第二电流命令值以使得用于阻抗测量的电流流过线圈21的第一组，并且在第二时段中，可以生成第二电流命令值以使得用于阻抗测量的电流流过不同于第一组的线圈21的第二组。通过根据时段改变阻抗测量电流流过的线圈21的组，与用于阻抗测量的电流同时流过所有线圈21的情况相比较，对由动子32接收的推力的影响可以进一步减小。
[第三实施例]
将参考图10至图11描述根据第三实施例的传送装置。与根据第一实施例的传送装置的不同之处在于，三相线圈被设置作为用于驱动的电枢。与根据第一实施例或第二实施例的传送装置的组件相同的组件被用相同的附图标记表示，可以省略或简化其描述。
图10是从Y方向观察传送装置的XZ截面的截面图。图11是图示了线圈、电流检测器和电压检测器的连接的电路图。从Z方向观察的传送装置的顶视图与图1中的顶视图相同，因此被省略。
如图10中所示，根据本实施例的传送装置包括多个三相线圈。三相线圈中的每个具有线圈21U、21V和21W。流过线圈21U、21V和21W中的每个的电流由控制设备10单独地控制。
如图10中所示，线圈21U、21V和21W以及动子32的尺寸被设计为使得两个或更多个线圈总是与一个动子32相对。因此，即使在设置了多个动子32的情况下，控制设备10也可以分别地控制作用在动子32中的每个上的推力。
如图11中所示，根据本实施例的传送装置包括与线圈21U、21V和21W对应的电压检测器24U、24V和24W以及电流检测器23U、23V和23W。电流检测器23U、23V和23W分别检测线圈21U、21V和21W的相电流。电压检测器24U、24V和24W分别检测线圈21U、21V和21W的相电压。
基于由电流检测器23U、23V和23W检测到的相电流，控制设备10向三相线圈的每个相施加电压，使得流过线圈21U、21V和21W的电流变为期望的值。电压检测器24U、24V和24W可以实际地测量相电压，或者获得在控制设备10内计算出的命令电压。如图11中所示，根据本实施例的三相线圈不具有与中性点的连接端。
当控制设备10执行与中性点没有连接端的三相线圈的电流控制时，可控的电流的自由度为2。因此，根据本实施例的控制设备10通过使用三相电流与两相电流之间的转换(例如，通过αβ轴转换或dq轴转换)来控制传送设备。另外，根据本实施例的控制设备10使用三相电流与两相电流之间的转换以与第一实施例或第二实施例中相同的方式来控制线圈21U、21V和21W的电流，以测量阻抗。
具体地，式(1)中的电流矢量I被设定为通过布置各个线圈的两相电流而获得的矢量。然后，通过使用式(3)或式(5)，可以计算用于向动子32施加期望的推力并将用于电阻测量的电流流向每个线圈的两相电流的电流命令值。
控制设备10可以通过将两相电流的电流命令值反向转换为三相电流的电流命令值来计算对应于每个线圈的电流命令值，并与第一实施例和第二实施例中一样，使用式(4)测量每个线圈的电阻。
如上所述，根据本实施例，即使用使用三相线圈的设备配置，也提供了可以获得与第一实施例或第二实施例的效果相同的效果的控制设备10和传送装置。
[其它实施例]
应该注意，以上实施例仅仅是本公开的实施例的示例，并且本公开的技术范围不应该以限制的方式被解释。即，本公开可以在不脱离技术思路或其基本特征的情况下以各种方式实践。例如，在另一实施例中添加任何一个(多个)实施例的配置中的一个或一些的任何实施例或任何一个(多个)实施例的配置中的一个或一些代替另一实施例的配置中的一个或一些的任何实施例还将被理解为可以应用本公开的实施例。
在上述实施例中，例示了磁体被安装在动子中并且线圈被安装在定子中的线性电动机，但电动机的配置不限于此。电动机可以是线圈被安装在动子中并且磁体被安装在定子中的线性电动机。电动机可以是旋转电动机而非线性电动机。
另外，在上述实施例中，通过传送装置例示了电动机的使用，但电动机的使用不限于此。通过适当地改变配置，根据以上实施例的控制设备10可以应用于除了传送装置之外的设备。
根据本公开，可以提供能够在对电路配置的限制小的情况下测量电动机的阻抗的传送装置、控制设备和控制方法。
本发明的(一个或多个)实施例还可以通过读出并执行记录在存储介质(也可以被更完整地称为“非瞬态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)以执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能和/或包括用于执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机来实现，以及通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述(一个或多个)实施例中的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)实施例中的一个或多个实施例的功能而通过由系统或装置的计算机执行的方法来实现。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))，并且可以包括单独计算机或单独处理器的网络，以读出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到计算机。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装置、光盘(诸如紧凑盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光盘(BD)TM)、闪存设备、存储卡等中的一个或多个。
其它实施例
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
虽然已参考示例性实施例描述了本公开，但要理解，本公开不限于所公开的示例性实施例。随附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (20)

1.一种传送装置，包括：
电动机，包括动子和多个线圈，所述多个线圈被配置为通过向所述多个线圈中的每个施加电流来驱动所述动子；以及
控制设备，被配置为控制电动机，其中，控制设备包括被配置为测量所述多个线圈中的每个的阻抗的测量单元，并且包括被配置为基于第三电流命令值来控制流过所述多个线圈中的每个的电流的控制单元，在第三电流命令值中指示与指示施加到所述动子的推力的推力命令值对应的电流的第一电流命令值与指示用于测量所述阻抗的电流的第二电流命令值被叠加，
其中，当测量所述阻抗时，控制单元被配置为确定第二电流命令值使得由于流过所述多个线圈中的每个的电流中的与第二电流命令值对应的分量，所述动子不接收推力。
2.根据权利要求1所述的传送装置，其中，第二电流命令值包括属于推力常数矩阵的零空间的非零矢量，所述推力常数矩阵示出由所述动子接收的推力与具有各自流过所述多个线圈中的每个的电流作为元素的矢量之间的关系。
3.根据权利要求1所述的传送装置，其中，测量单元被配置为基于施加到所述多个线圈中的每个的两端的电压和流过所述多个线圈中的每个的电流来测量所述阻抗。
4.根据权利要求3所述的传送装置，其中，测量单元进一步被配置为基于所述动子的速度来测量所述阻抗。
5.根据权利要求3所述的传送装置，其中，测量单元包括滤波器，所述滤波器被配置为减小所述阻抗的电感分量。
6.根据权利要求1所述的传送装置，其中，与第二电流命令值对应的分量的电流波形在第一电流命令值与第二电流命令值被叠加的时段的至少一部分中包括直流电流区间。
7.根据权利要求1所述的传送装置，其中，控制单元基于第一电流命令值来确定第一电流命令值与第二电流命令值是否叠加。
8.根据权利要求1所述的传送装置，其中，在生成电流命令值时，控制单元在第一时段中生成第二电流命令值，使得用于测量所述阻抗的电流在所述多个线圈的第一组中流动，并且在与第一时段不同的第二时段中生成第二电流命令值，使得用于测量所述阻抗的电流在与所述多个线圈的第一组不同的所述多个线圈的第二组中流动。
9.根据权利要求1所述的传送装置，
其中，所述多个线圈包括三相线圈，并且
其中，控制单元被配置为通过将第三电流命令值从两相转换为三相来确定三相线圈的每个相的电流。
10.根据权利要求1所述的传送装置，其中，电动机是线性电动机。
11.一种传送装置，包括：
电动机，包括动子和多个线圈，所述多个线圈被配置为通过向所述多个线圈中的每个施加电流来驱动所述动子；以及
控制设备，被配置为控制电动机，其中，控制设备包括被配置为测量所述多个线圈中的每个的阻抗的测量单元，并且包括被配置为基于第三电流命令值来控制流过所述多个线圈中的每个的电流的控制单元，在第三电流命令值中第一电流命令值和指示用于测量所述阻抗的电流的第二电流命令值被叠加，
其中，控制单元被配置为基于第二电流命令值和指示施加到所述动子的推力的推力命令值来确定第一电流命令值。
12.一种用于传送装置的方法，所述传送装置具有电动机，所述电动机包括动子和多个线圈，所述方法包括：
通过向所述多个线圈中的每个施加电流来使用电动机的所述多个线圈驱动所述动子；以及
控制电动机，其中，控制包括测量所述多个线圈中的每个的阻抗，以及基于第三电流命令值来控制流过所述多个线圈中的每个的电流，在第三电流命令值中指示与指示施加到所述动子的推力的推力命令值对应的电流的第一电流命令值与指示用于测量所述阻抗的电流的第二电流命令值被叠加，
其中，控制包括当测量所述阻抗时，确定第二电流命令值使得由于流过所述多个线圈中的每个的电流中的与第二电流命令值对应的分量，所述动子不接收推力。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，第二电流命令值包括属于推力常数矩阵的零空间的非零矢量，所述推力常数矩阵示出由所述动子接收的推力与具有各自流过所述多个线圈中的每个的电流作为元素的矢量之间的关系。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，测量包括基于施加到所述多个线圈中的每个的两端的电压和流过所述多个线圈中的每个的电流来测量所述阻抗。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，测量还包括基于所述动子的速度来测量所述阻抗。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，控制所述电流包括基于第一电流命令值来确定第一电流命令值与第二电流命令值是否叠加。
17.根据权利要求12所述的方法，
其中，在第一时段中，生成第二电流命令值，使得用于测量所述阻抗的电流在所述多个线圈的第一组中流动，并且
其中，在与第一时段不同的第二时段中，生成第二电流命令值，使得用于测量所述阻抗的电流在与所述多个线圈的第一组不同的所述多个线圈的第二组中流动。
18.根据权利要求12所述的方法，
其中，所述多个线圈包括三相线圈，并且
其中，通过将第三电流命令值从两相转换为三相来确定三相线圈的每个相的电流。
19.一种处理系统，包括：
根据权利要求1至11中任一项所述的传送装置；以及
处理装置，被配置为处理由所述动子传送的工件。
20.一种使用具有根据权利要求11所述的传送装置的处理系统以及被配置为处理由所述动子传送的工件的处理装置来制造物品的方法，所述方法包括：
通过所述动子来传送工件；以及
通过处理装置来处理由所述动子传送的工件。
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