CN117529421A - 运输装置和用于运行运输装置的方法 - Google Patents

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Abstract

为了在具有至少一个运输区段(TS)的运输装置(1)中与在运输装置(1)运行期间的热量输入无关地尽可能精确地确定运输单元(TE1，TE2)的位置，其中至少一个运输单元(TE1，TE2)沿着运输区段一维移动并且在运输区段处设有多个在移动方向上彼此间隔开的位置传感器，根据本发明提出：设有在移动方向上彼此间隔开的多个温度传感器，以分别检测运输区段(TS)的局部区段温度，和/或在控制单元(6)中存储用于计算局部区段温度的温度模型，并且控制单元(6)被设计用于基于所确定的局部区段温度借助于预设的校正模型来矫正运输单元位置，以便考虑运输区段(TS)的热膨胀。

Description

运输装置和用于运行运输装置的方法
技术领域
本发明涉及一种运输装置，运输装置具有至少一个运输区段，至少一个运输单元能够沿着至少一个运输区段至少一维地移动，其中在运输区段处设有在移动方向上彼此间隔开的多个位置传感器，以便当运输单元处于相应的位置传感器的传感器区域中时，分别产生传感器信号，其中在运输装置中设有控制单元，控制单元被设计用于：根据接收到的位置传感器的传感器信号来确定运输单元相对于运输装置的规定参考点的运输单元位置。本发明还涉及一种用于运行具有至少一个运输区段的运输装置的方法，至少一个运输单元沿着至少一个运输区段至少一维地移动，其中在运输区段处设有在移动方向上彼此间隔开的多个位置传感器，其中当运输单元移动到相应的位置传感器的传感器区域中时，位置传感器分别产生传感器信号，其中控制单元基于所获得的位置传感器的传感器信号来确定运输单元相对于运输装置的规定参考点的运输单元位置。
背景技术
在线性马达中，设有初级部分(定子)和次级部分(转子)，其中次级部分可相对于初级部分移动。驱动线圈布置在初级部分处并且驱动磁体布置在次级部分处，或者反之亦然。驱动磁体是永磁体、电线圈或短路绕组。驱动线圈是通过施加线圈电压来通电以产生电磁场的电线圈。通过驱动磁体和驱动线圈的(电)磁场的共同作用，力作用于次级部分上，所述力使次级部分相对于初级部分移动。线性马达例如可以构成为同步机或异步机。线性马达的驱动线圈或者在移动方向上依次布置或者布置在一个移动平面中。次级部分可以沿着这一个移动方向移动或者可以在移动平面中在两个移动方向上至少二维地移动。在短定子线性马达和长定子线性马达之间也可以进行区分，其中在长定子线性马达中，次级部分比初级部分短或小，而在短定子线性马达中，初级部分比次级部分短或小。
长定子线性马达可以理解为具有次级部分在一个移动方向上一维移动的线性的长定子线性马达，也可以理解为具有次级部分在一个移动平面中至少二维移动的平面的长定子线性马达，通常也称作为平面马达。在长定子线性马达中，通常多个次级部分同时地且彼此独立地沿着初级部分(在一个移动方向或在一个移动平面中)移动。因此，长定子线性马达通常在电磁运输系统中使用，其中多个运输单元(次级部分)同时移动以执行运输任务。在此，初级部分(定子)构成运输单元可以沿着其移动的运输路线或运输平面。
在此，还已经已知以模块化方式构造长定子线性马达。在此，可以将运输路线或运输平面(触及部分)分成多个单独的元件，这些元件在下面也被称为运输区段。因此，每个运输区段构成初级部分的一部分，其中可以将特定数量的驱动线圈布置在每个运输区段处。然后可以将各个优选标准化的运输区段拼接成期望长度和/或形状的运输路线或运输平面。例如，WO 2015/042409 A1示出这样模块化构建的线性长定子线性马达。US 9,202,719B1示出具有定子模块的平面马达形式的长定子线性马达。
为了对驱动线圈通电，通常设有供功率电子器件，功率电子器件实施驱动线圈的所需的电控制变量、例如线圈电压、线圈电流或磁通量。在功率电子器件中构建电气构件，电气构件在运行中受负荷，例如通过流过它们的电流而被负荷。但是，允许的电流受到功率电子器件的构建和/或电气配置的限制。通过因施加线圈电压来对驱动线圈通电，在运输区段处也产生热量，由此运输区段的温度会增加。因此，也已经已知冷却线性马达的定子。例如，US 5,783,877 A或US 7,282,821B2示出线性电动机的定子的冷却，其中将线路布置在定子中或布置在贴靠定子的构建中，冷却剂通过所述线路穿引。因此，冷却剂从定子吸收热量并将其导出。然而，对可以在大长度上延伸的长定子线性马达的定子进行冷却在结构上是耗费的，并且还增加了成本，尤其是在定子长度较长时，例如在用作运输装置时是如此。因此通常不设有冷却。
各个运输单元的移动通常经由运输装置的一个或多个合适的控制单元来进行。在此，例如在控制单元中可以实施固定预设的移动曲线，例如特定的距离-时间曲线或速度-时间曲线，或者由上级的设施控制单元来预设。控制单元从中计算出适合于驱动线圈的操纵变量，例如电流、电压，并且经由功率电子器件相应地操控驱动线圈，以便设定、特别是调准相应的移动曲线。在此，还可以设有一个或多个合适的调节器，以便调准特定的目标变量，例如运输单元沿运输路线或运输平面的目标位置。为了提供对于调节所需的实际变量，通常也沿运输路线或运输平面设有一个或多个传感器。
例如，通常设有合适的位置传感器，例如呈已知的磁性位置传感器的形式，特别是各向异性磁阻传感器，也称为AMR传感器，或者隧道磁阻传感器，也称为TMR传感器。借助所述传感器，如果运输单元或其一部分位于传感器区域中，则可以无接触地检测运输单元的存在，特别是由运输单元的驱动磁体产生的磁场。由于传感器相对于运输装置的限定的参考点的装入位置通常是已知的，所以运输单元的位置可以单义地与运输装置的参考点相关联或与另一已知的参考点相关联。
在运输装置的运行中，通过所提出的热输入可能造成运输装置的各个部件(特别是运输区段)的不同热膨胀。在某些情况下，这会导致由控制单元借助于位置传感器所确定的运输单元位置偏离实际位置。这例如会在运输过程中造成问题，在运输过程中运输单元的移动与一个或多个外部装置的移动同步。例如可以提出：借助运输单元运输的物体应在预设位置由诸如工业机器人的操作装置接收，或者应将物体放置在运输单元上，或者移动的运输单元上的物体将应在移动期间被加工。如果运输单元的位置确定、进而位置调节不正确，则由于位置偏差会导致在放置或接受或加工时的问题，这当然是不期望的。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种运输装置以及一种用于运行运输装置的方法，其与在运输装置运行期间的热量输入无关地实现尽可能准确地确定运输单元的位置。
根据本发明，该目的借助开头提到的运输装置通过以下方式来实现，即在运输装置中、优选地在运输区段处设有在移动方向上彼此间隔开的多个温度传感器，以分别检测运输区段的局部区段温度，和/或在控制单元中存储用于计算局部区段温度的温度模型，并且控制单元被设计用于：基于所确定的局部区段温度借助于预设的校正模型来校正运输单元位置，以便考虑运输区段的热膨胀。由此，在运行期间，可以根据运输区段的局部热膨胀来校正运输单元的位置，热膨胀例如从驱动线圈的热输入中产生。由此，可以考虑运输区段的局部不同的热输入进而局部不同的热膨胀，由此实现更精确的位置校正。例如，如果驱动线圈单独操控并承受不同负荷，则会形成局部不同的热输入。由此可以以有利的方式考虑在运输区段的不同部位处的不同热膨胀。
例如，在最简单的情况下，可以将特性曲线存储在控制单元中，在特性曲线中描述经校正的运输单元位置作为区段温度的函数。但是，还可以存储特性曲线族，在特性曲线族中描述经校正的运输单元位置作为区段温度和一个或多个其他参数的函数。例如，温度传感器可以直接布置在运输区段处。然而，也可以使用例如温度传感器，温度传感器与运输区段间隔开地布置并且适合于远距离检测温度，例如红外传感器。
校正模型优选地包含运输区段的与温度相关的校正系数，并且控制单元被设计用于：将所确定的运输单元位置乘以与温度相关的校正系数，以校正运输单元位置。由此，以简单的方式通过例如可以以实验方式确定的系数来考虑热膨胀。
根据一个有利的设计方案提出：对于多个位置传感器分别确定对于预设的参考温度的传感器位置，校正模型包含基于运输单元的预设的膨胀系数、所确定的局部区段温度和参考温度来确定每个位置传感器的传感器偏移，并且控制单元被设计用于：基于所确定的传感器偏移确定每个位置传感器的经校正的传感器位置并且基于经校正的传感器位置来校正运输单元位置。由此，可以将与温度差相关和与膨胀系数相关的热膨胀的物理关联用于校正运输单元位置。在最简单的情况下，可以使用经验系数或实验确定的系数作为膨胀系数。
优选地，温度传感器中的至少一个温度传感器被布置在与运输区段处的位置传感器中的一个位置传感器相同的位置处，和/或位置传感器中的至少一个位置传感器和温度传感器中的至少一个温度传感器在结构上是统一的。由此，一方面可以以有利的方式直接在位置测量部位处进行温度测量，另一方面，需要更少的传感器，由此简化了结构。
有利地，运输区段具有区段载体，区段载体优选地在移动方向上居中地、借助固定支承件以相对于运输装置的规定参考点的已知的固定位置被固定在运输装置的位置固定的引导装置处，其中多个位置传感器被布置在区段载体上，并且控制单元被设计用于：始于固定位置来校正运输单元位置，特别地始于固定位置来确定位置传感器的传感器偏移。由此，实现在移动方向上基本上自由热膨胀，由此将热引起的应力保持低。通过热膨胀始于已知点，可以在两个方向上执行简单的位置校正。
优选地，在运输区段处、优选地在区段载体处设有至少一个定子单元，多个驱动线圈在至少一个限定运输单元的移动方向的布置方向上依次被布置在定子单元处，其中驱动线圈能够由控制单元操控，以便与运输单元以电磁方式共同作用，以产生用于将运输单元沿移动方向至少一维移动的驱动力，或者在运输区段处、优选在区段载体处设有定子单元，多个驱动线圈在至少两个不同的、分别限定运输单元的移动方向的布置方向上依次被布置在所述定子单元处，其中驱动线圈能够由控制单元操控，以便与运输单元以电磁方式共同作用，以产生用于将运输单元沿两个移动方向至少二维移动的驱动力。由此，可以在具有运输单元的一维移动方向的长定子线性马达中使用位置校正，也可以在具有多维移动方向的平面马达中使用位置校正。
优选地，多个位置传感器和/或多个温度传感器被布置在在移动方向上平行于运输区段、特别是平行于定子单元伸展的传感器板上，其中传感器板优选地被布置在区段载体处。由此，简化了载体区段的结构和安装。
优选地，定子单元由具有已知膨胀系数的含铁材料构成，和/或区段载体由具有已知膨胀系数的材料、优选含铝材料构成，并且在校正模型中考虑定子单元的膨胀系数和/或区段载体的膨胀系数。由此，可以实现运输装置的模块化结构，其中对于每个部件能够使用有利的材料，可以在位置校正中考虑所述材料的热膨胀特性。
根据另一有利的设计方案，校正模型包含基于传感器板的温度、传感器板的位移系数和参考温度确定传感器板的位移，并且控制单元被设计用于：从传感器板的位移和所确定的传感器偏移中确定至少一个位置传感器的总传感器偏移，并且将总传感器偏移用于确定经校正的传感器位置。由此，在计算经校正的运输单元位置时，可以考虑整个传感器板的位移，所述位移对于每个位置传感器相同大。
此外，该目的通过在开头提到的方法通过以下方式来实现：借助于在移动方向上彼此间隔开的多个温度传感器分别检测运输区段的局部区段温度，和/或借助于在控制单元中实施的运输区段的温度模型来确定运输区段的局部区段温度，并且控制单元基于所确定的局部区段温度借助于预设的校正模型来校正运输单元位置，以便考虑运输区段的热膨胀。
该方法的有利的设计方案在从属权利要求11至16中说明。
附图说明
下面参照图1至图2更详细地解释本发明，所述附图示出本发明的示例性、示意性且非限制性有利的设计方案。其中：
图1示出呈长定子线性马达形式的运输装置的一个优选的实施方式，
图2示出运输装置的运输区段的俯视图和侧视图。
具体实施方式
在图1中，以从上方的视图示意性地示出呈长定子线性马达(以下称为LLM)形式的运输装置1。LLM的结构和功能是众所周知的，因此仅深入讨论对于本发明实质性的点。运输装置1具有运输路线2，运输路线由多个运输区段TS模块化地构成。沿着运输路线2，一个或多个运输单元TE可以以已知方式通过电磁力形成来移动。为此，多个驱动线圈4以已知方式在构成运输单元TE的移动方向的布置方向上依次被布置在运输路线2处。在运输单元TE处，分别沿移动方向依次布置不同磁极性的多个驱动磁体5。驱动磁体5朝向运输路线2的驱动线圈4并且与驱动线圈4磁性共同作用以产生驱动力，通过该驱动力可以沿着运输路线2移动运输单元TE。例如，可以设有多个不同磁极性的永磁体作为驱动磁体5。
通常，在驱动磁体5和驱动线圈4之间设有气隙，在气隙中构成磁路。除了驱动力之外，还可以产生保持力，通过保持力将运输单元TE保持在运输路线2处。在LLM构成为平面马达的情况下，除了保持力之外，还可以产生反向悬浮力，通过反向悬浮力，运输单元TE保持悬浮，以维持气隙。还可以在运输路线2处设有合适的引导装置8(参见图2)，引导装置与运输单元TE的合适的引导元件、例如可转动地支承的轮9共同作用。由此，一方面，可以确保运输单元TE不会以不期望的方式例如由于转弯力而从运输路线2脱离。另一方面，气隙也可以保持基本恒定，这改善了控制。
在所示的示例中，移动方向通过运输路线2的结构或形状预设，使得运输单元TE可以沿预设移动方向一维移动。当然，所示的“一维”实施方式仅被理解为是示例性的，因为如开始时提到的那样，LLM当然也可以被设计为所谓的平面马达，其中一个或多个运输区段TS构成运输平面，在运输平面中一个或多个运输单元TE至少可以二维地在多个方向上移动。因此，在平面马达中，驱动线圈不仅沿一个一维布置方向依次布置，而且沿多个布置方向布置。
例如，第一组驱动线圈4可以在第一布置方向上依次布置，并且第二组驱动线圈4可以在与第一布置方向不同的第二布置方向上依次布置。第一组驱动线圈4例如可以布置在第一平面中，并且第二组驱动线圈4可以布置在位于第一平面上方或下方的第二平面中。但是，在相同平面中的布置也会是可行的。两个布置方向例如可以彼此正交或彼此成不同的角度。下面示例性地根据所示的一维运输装置1来描述本发明。但是，当然本发明还包括平面马达形式的多维的运输装置。
在此，运输路线2具有两个分开的运输路线部段2a、2b，所述运输路线部段分别由多个运输区段TS构成。但是当然也可以设有更多或更少的运输路线部段2i。在最简单的情况下，也可以仅设有唯一的运输区段TS，所述运输区段构成运输路线2。运输区段TS可以固定在合适的固定的保持设备3处，保持设备又例如位置固定地布置在底部处。在所示的示例中，保持设备3通过(图1中未示出的)引导装置8连接。保持设备3和引导装置8一起构成位置固定的结构，在所述结构处保持各个运输区段。
两个运输路线部段2a、2b重叠的区域是所谓的转移位置，在所述转移位置处可以在运输路线部段2a、2b之间转移合适的运输单元TE。在此，可加工合适的运输单元TE理解如下运输单元TE，所述运输单元在相对置的侧处具有驱动磁体5a、5b，例如根据运输单元TE2所示。因此，通过第一运输路线部段2a的驱动线圈4与驱动磁体5a共同作用的方式，运输单元TE2能够沿着闭合的第一运输路线部段2a移动，如通过移动路径B1所表明。但是，运输单元TE2也可以转移到在此开放的第二运输路线部段2b上，并且通过第二运输路线部段2a的驱动线圈4与驱动磁体5b共同作用而沿着第二运输路线部段2a移动。
运输单元TE的移动经由合适的控制单元6来控制，控制单元例如可以被设计为合适的硬件和/或软件。控制单元6可以例如又与(未示出的)上级的设施控制单元通信，以便例如使运输单元TE的移动与外部装置(例如操作装置，如工业机器人)的移动同步。还可以在控制单元6中实施合适的调节器，借助所述调节器可以调准运输单元TE的特定的移动变量，例如位置、速度等。例如，还可以设有另外的下级的调节单元，所述调节单元由控制单元6操控。
例如，对各运输区段TS可以设有自身的区段调节单元7，以便操控相应的运输区段TS的驱动线圈4。在图1中，这仅代表两个运输区段TS示出。通常，也将(未示出的)功率电子器件设置在运输区段TS处，功率电子器件以合适的方式为驱动线圈4提供所需的电变量(电流、电压)。根据运输单元TE的期望的移动曲线，控制单元6相应地操控驱动线圈4，以便在移动方向上产生移动的磁场，通过所述磁场，运输单元以期望的方式移动。优选地，每个驱动线圈4可以单独地且独立于其他驱动线圈4来操控。
在图2中，在左侧在没有运输单元TE的情况下从前部(正交于移动方向)的视图示出运输区段TS的区域中的运输路线2的一部分。图2在右侧示出具有运输单元TE的侧视图(沿移动方向)。如根据图1所描述的那样，运输区段TS可以固定在一个或多个合适的位置固定的保持设备3处，其中在图2中仅示出一个保持设备3。在保持设备3处设有引导装置8。引导装置8优选地沿着整个运输路线2连续地、即不间断地延伸。引导装置8可以例如固定地与保持设备3连接，例如旋接。在所示的示例中，引导装置8具有上引导轨道和下引导轨道。与引导装置8共同作用的可转动的辊或轮9可以被布置在运输单元TE处。例如，运输单元TE可以具有基体10，驱动磁体5布置在基体10的一侧(或相对置的侧)处。轮9可转动支承地布置在基体10的侧向。在所示的示例中，上引导轨道8具有槽，一个或多个轮9在所述槽中滚动。由此可以侧向地、即横向于移动方向来引导运输单元TE。
在所示的示例中，运输区段TS固定在引导装置8处。在此，优选地以如下方式进行固定，即运输区段TS可以在移动方向上热膨胀，使得其不造成不期望的机械应力和可能的变形。在所示的示例中，运输区段TS固定在运输区段TS的纵向方向上居中布置的固定支承件12处，并且两个分别设置在端部区域中的浮动支承件13固定在引导装置8处。支承件12、13仅在图2中示意性地示出并且在结构上可以以合适的方式构成。因此，在固定支承件12处，运输区段TS牢固地与引导装置8连接，使得在运输区段TS热膨胀时不发生相对移动。热膨胀由浮动支承件13吸收，使得运输区段TS可以从固定支承件12开始沿相反方向绕中心基本对称地膨胀。因此，在移动方向上观察，彼此相随的运输区段TS优选地以区段距离s彼此间隔开地布置在引导装置8处，如在图2中示例性地根据运输区段TSi、TSi+1、TSi-1表明。
在所示的示例中，运输区段TS具有区段载体14以及布置在区段载体处的定子单元15。区段载体14可以例如由铝或含铝材料构成。定子单元15优选地由铁或合适的含铁材料制成。驱动线圈4以适当的方式固定在定子单元15处。因此，定子单元15有利地构成用于驱动线圈4的铁芯。在运输区段TS的朝向运输单元TE的一侧处，还可以设有由合适的金属材料构成的区段覆盖件16，以便至少屏蔽驱动线圈4并且形成基本上闭合的面。以合适的方式与驱动线圈4电连接的功率电子器件17可以布置在运输区段TS的与驱动线圈4相对置的后侧处。功率电子器件17例如可以以一个或多个已知的印刷电路板或者电路板的形式构成，在印刷电路板或者电路板上设有对应的电子器件。
此外，在运输区段TS处，在移动方向上彼此间隔开的数量i个位置传感器18i分别设有所确定的传感器位置Xi。当运输单元TE、特别是由驱动磁体5产生的磁场位于相应的位置传感器18的传感器区域中时，位置传感器18i分别产生传感器信号。位置传感器18i在此优选地布置在运输区段TS处的所确定的传感器位置Xi处，其中传感器位置Xi可以例如相对于运输装置1的位置固定的参考点PB确定，所述位置固定的参考点例如可以贴靠引导装置8或贴靠任何其他部位(图1)。在此，优选地对于预设的参考温度确定位置传感器18i的传感器位置Xi，例如对20℃至30℃范围内的平均环境温度。
在此，位置传感器18i以固定的且优选地恒定的传感器间距L＝常数在移动方向上彼此间隔开地布置，如图2所示。但是，也可以设有不规则的间距L≠常数。传感器距离L例如可以分别从两个相邻位置传感器18i的中心确定尺寸，并且可以例如在5至30mm的范围内。例如，所有位置传感器18i可以除了运输区段TS的两个端部处的两个位置传感器18i之外以恒定间距间隔开。端部处的两个位置传感器18i例如可以距分别位于其前方的传感器具有较小的间距，使得设有距相应的驱动端部足够大的间距。另外，必要时可以在两个运输区段TSi-1、TS、TSi+1之间的过渡区域中设有附加的(未示出的)位置传感器18，以特别考虑两个运输区段TSi-1、TS、TSi+1之间的过渡区域中的关系。
例如，为数量i个位置传感器18i所确定的传感器位置Xi又可以与运输装置1的位置固定的参考点PB(图1)相关。由位置传感器18i检测到的传感器信号传输给控制单元，例如运输装置1的控制单元6(图1)。然后，控制单元6根据所获得的位置传感器18i的传感器信号来确定运输单元TE相对于运输装置1的参考点BP的运输单元位置。基于参考点PB，运输单元位置可以例如与诸如工业机器人的操作装置同步。
位置传感器18i例如可以布置在传感器板20上，传感器板在移动方向上平行于定子单元15伸展。在所示的示例中，例如，设有两个分开的传感器板20，传感器板布置在引导装置8的上引导轨道和区段载体14处的定子单元15之间。但是，当然，也可以使用更多或更少的传感器板20，并且传感器板20的布置也可以位于运输区段TS处的不同部位处。在任何情况下，至少一个传感器板20布置成，使得位于其上的位置传感器18i能够识别运输单元TE在传感器区域中的存在。类似于功率电子器件17，传感器板20可以例如被设计为已知的印刷电路板或电路板，并且一个或多个位置传感器18可以以已知的AMR传感器或TMR传感器的形式构成。
如开头所提到的那样，在运输装置1的运行中，通常在运输区段TS处形成热量，特别是在驱动线圈4和功率电子器件17的区域中形成热量。这导致运输区段TS的区段温度的提高，这随后导致运输区段TS在移动方向上的热膨胀。热膨胀的大小例如与参考温度区段温度以及运输区段TS的部件的所使用的材料相关。
在所示的示例中，区段载体14由具有相应膨胀系数αAL的铝制成，定子单元15由具有相应膨胀系数αFE的铁构成，并且传感器板20由具有相应膨胀系数αKU的合适塑料构成。在此适用的是αAL>αFE>αKU，其中αKU基本上可以忽略不计。从中可见，与定子单元15和区段载体14相比，传感器板20经受可忽略不计小的热膨胀。因此，在温度升高时，定子单元15和区段载体14不同地膨胀，然而位置传感器18i或传感器板20仅非常小地膨胀。附加地，整个传感器板20会由于出现的机械应力而发生位移。现在，所述效应引起：沿移动方向观察，在温度升高时，产生位置传感器18i相对于各已知的传感器位置Xi的一定的传感器偏移ΔXi，使得由控制单元6确定的运输单元位置不再正确。
根据本发明，因此在运输装置1中、特别是在运输区段TS处设有在移动方向上彼此间隔开的数量i个温度传感器19i，以分别检测运输区段TS的局部区段温度替代地或附加地，用于确定运输区段TS的局部区段温度的温度模型可以被存储在控制单元6中。控制单元6被设计用于：基于所确定的局部区段温度借助于预设的校正模型来校正运输单元位置，以便考虑运输区段TS的热膨胀。在此，温度传感器19i可以例如直接布置在运输区段TS处，优选地布置在传感器板20处，以便直接检测运输区段TS的局部区段温度如图2所示。但是原则上，合适的传感器也可以用作温度传感器19i，该传感器可以从远处检测运输区段TS的局部区段温度例如红外传感器。因此，这种传感器不一定必须直接布置在运输区段TS处，而是也可以例如与运输区段TS间隔开地布置，例如布置在合适的(未示出的)位置固定的结构上。
在最简单的情况下，例如可以使用特性曲线作为校正模型，在所述特性曲线中经校正的运输单元位置被描述为局部区段温度的函数。但是，特性曲线族也可以用作校正模型，在所述特性曲线族中经校正的运输单元位置被描绘为局部区段温度和至少一个另外的参数的函数。例如，通过一个或多个另外的参数可以考虑影响运输区段TS的热膨胀的其他的影响变量，例如运输区段TS的设计结构、所使用的材料或参考温度在所述参考温度下确定传感器位置Xi。校正模型(特别是特性曲线或特性曲线族)可以例如作为已知的查找表存储在控制单元6中或者存储在控制单元6与其通信的上级的(设施)控制单元中。根据所检测或所确定的局部区段温度控制单元6可以在运输装置1的运行中从校正模型中确定经校正的运输单元位置。
校正模型例如可以包含运输区段TS的与温度相关的校正系数，并且控制单元6可以被设计用于：将所确定的运输单元位置乘以与温度相关的校正系数，以校正运输单元位置，从而确定经校正的运输单元位置。一般地校正模型和特别地校正系数可以例如以通过测试以实验方式确定或者也可以基于物理关联。例如，可以在不同温度下测量运输单元位置，并且可以将测量到的运输单元位置存储在校正模型中，作为经校正的运输单元位置作为局部区段温度的函数。
有利地，运输区段TS处的位置传感器18i的传感器位置Xi对于例如20-30℃的预设的参考温度固定，并且校正模型包含基于(通过温度传感器19i和/或温度模型)所确定的局部区段温度参考温度和运输区段TS的预设的膨胀系数K对每个位置传感器18i(沿移动方向观察)确定传感器偏移ΔXi。然后，控制单元6可以基于分别确定的传感器偏移ΔXi来确定位置传感器18i的经校正的传感器位置Xicorr，并且基于经校正的传感器位置Xicorr来校正运输单元位置。
为了确定传感器偏移ΔXi，例如可以在控制单元6中又存储特性曲线或特性曲线族(例如作为查找表)，在存储的特性曲线或特性曲线族中至少根据区段温度来描绘传感器偏移ΔXi或经校正的传感器位置Xicorr。由此，例如可以将热膨胀的抑制的物理关系用于确定传感器偏移ΔXi或直接用于确定位置传感器18i的经校正的传感器位置Xicorr，所述物理关联考虑在局部区段温度和参考温度(例如平均环境温度)之间的温度差以及膨胀系数K。
膨胀系数K本质上与所使用的材料以及运输区段TS的结构设计和装入情况相关,并且可以被视为是已知的。例如，经验值可以用作膨胀系数K，或者膨胀系数K例如也可以以实验的方式来确定，例如通过测量不同温度下的热膨胀。但是，例如，膨胀系数K也可以以分析的方式来确定。如果运输区段TS、特别是区段载体14，如所示的示例中借助具有相对于运输装置1的规定参考点PB已知的固定位置的中央的固定支承件12固定在运输装置1的位置固定的结构(引导装置8+保持设备3)处，则控制单元6可以始于固定支承件12的固定位置来确定位置传感器18i的传感器偏移ΔXi。因此，得到正传感器偏移ΔX+和负传感器偏移ΔX-，如图2所示。
确定局部区段温度有利于能够考虑局部不同的温度进而局部不同的热膨胀。例如可以是如下情况：不同的驱动线圈4在移动方向上观察例如由于特定的预设的运输过程而受到不同的负载，使得所述运输过程产生不同的热输入。
优选地，温度传感器19i中的至少一个温度传感器被布置在与位置传感器18i中的一个位置传感器相同的位置处，或者位置传感器18i中的至少一个位置传感器与温度传感器19i中的一个温度传感器在结构上是统一的。例如，在所示的示例中，每第二个位置传感器18i也被设计为温度传感器19i，以检测相应温度传感器19i的区域中的局部区段温度如通过阴影框符号表示。例如，所提到的AMR传感器可以用作用于检测位置和温度的组合传感器。在此，位于两个温度传感器19i之间的位置传感器18i的区域中的局部区段温度可以从相邻的温度传感器19i的局部区段温度中取平均，其中在所述位置传感器18i处不进行温度测量。一个或多个温度传感器19i例如可以类似于位置传感器18i布置在传感器板20上，所述传感器板在移动方向上平行于定子单元15伸展。在所示的示例中，例如，设有两个分开的传感器板20。但是，当然也可以使用更多或更少的传感器板20。
定子单元15优选地构成用于驱动线圈4的铁芯，进而可以如所提到的那样由具有已知膨胀系数αFE的含铁材料构成。然后，在确定传感器偏移ΔXi或经校正的传感器位置Xicorr时，控制单元6在用于校正运输单元位置的校正模型中可以考虑定子单元15的膨胀系数αFE，例如在如下膨胀系数K中考虑。如上所述，区段载体14优选地由具有相应的已知的膨胀系数αAL的铝构成。因此，控制单元6必要时还可以在用于校正运输单元位置的校正模型中考虑区段载体14的膨胀系数αAL，例如又在确定位置传感器18i的传感器偏移ΔXi时在校正模型的膨胀系数K中考虑。
沿移动方向观察，运输区段TS例如可以被分成数量j个膨胀区nj，并且可以针对每个膨胀区nj计算膨胀ΔLnj。然后，可以从膨胀区nj的各个膨胀ΔLnj的总和或积分中来确定特定的位置传感器18i的传感器偏移ΔXi。例如，膨胀区nj的长度可以对应于传感器间距L，使得为每个膨胀区nj设有位置传感器18i，如图2中表明。在这种情况下，膨胀区域nj的数量j对应于位置传感器18i的数量i。但是，原则上，多个位置传感器18i也可以布置在膨胀区nj中。在这种情况下，对于一个膨胀区nj的所有位置传感器18i确定相同的传感器偏移ΔXi。
如果膨胀区nj的位置传感器18i同时是温度传感器19i，则可以直接检测相应的膨胀区nj的局部区段温度即对于没有温度传感器19i的膨胀区nj，可以例如从相邻膨胀区nj+1、nj-1的检测到的局部区段温度中平均相应的局部区段温度当根据图12固定运输区段TS时，运输区段TS始于固定支承件12沿两个方向膨胀，在运输区段TS均匀加热时例如围绕固定支承件12基本上对称地膨胀。从中得出，布置在固定支承件12的区域中的位置传感器18i具有比更远离固定支承件12布置的位置传感器18i(例如在浮动支承件13的区域中)更小的传感器偏移ΔXi。膨胀区nj的膨胀ΔLnj可以通过以下关系来确定。
其具有膨胀系数Knj和相应的膨胀区nj的(局部)区段温度并且具有例如20-30℃的参考温度如果膨胀区nj的长度对应于传感器间距L，则如图所示的那样可以将由温度传感器19i分别检测到的局部区段温度用作膨胀区nj的局部区段温度但是，例如所有膨胀区域nj可以使用相同的膨胀系数Knj＝K。上述关系则简化为：然后，可以从固定支承件12开始在两个方向上将各个膨胀ΔLni相加，以获得相应的位置传感器18i的传感器偏移ΔXi。
附加地，根据下面的关系，可以在校正模型中也考虑整个传感器板20的位移。因此，对于传感器板20上的每个位置传感器18i，整个传感器板20的位移是相同大的。
在此，Xoffset是整个传感器板20的位移，KP是位移系数，并且是传感器板20的温度，所述温度例如可以对应于测量的或建模的局部区段温度(或平均的局部区段温度)。又是参考温度。
下面再次简要总结优选的位置校正的流程。从可用位置传感器18i的检测到的传感器信号和相对于运输装置1的参考点PB的已知的传感器位置Xi中确定运输单元TE的运输单元位置。借助于对每个膨胀区nj检测到的或建模的局部区段温度现在可以确定每个位置传感器18i的与温度相关的传感器偏移ΔXi，优选地关于限定的参考温度(例如：)。
运输区段TS例如具有数量j个相同大的膨胀区nj，所述膨胀区具有特定长度，所述特定长度例如对应于传感器间距L(从传感器中心到传感器中心)。因此，位置传感器18i与每个膨胀区nj相关联。附加地，可以为区段端部设有具有较小长度的两个膨胀区nj(例如，分别为L减去特定的传感器边缘间距LR<L)。所有可用的温度传感器19i(例如，每第二个、同时为位置传感器18和温度传感器19的传感器)被控制单元6读取。布置有温度传感器19i的膨胀区nj的局部区段温度可以由相应的温度传感器19i直接检测，即没有自身的温度传感器19i的膨胀区nj的局部区段温度可以从相邻温度传感器19i+1、19i-1中求平均。例如，分别位于其前方的温度传感器19i的测量到的温度可以用作区段端部处的两个膨胀区nj的区段温度
可以通过以下方式确定位置传感器18i的每个传感器偏移ΔXi+、ΔXi-：即根据上述关系从固定支承件12开始对相应的传感器位置Xi沿两个方向将每个膨胀区nj的长度变化ΔLnj相加。对于前半部分(图2左侧)适用：并且对于另一半部分(例如图2右侧)适用：
附加地，根据上述关系可以考虑整个传感器板20的位移Xoffset。然后可以如下将传感器板20的位移Xoffset添加到所确定的传感器偏移ΔXi以形成总传感器偏移ΔXi_gesamt：ΔXi_gesamt＝Xoffset+ΔXi。然后，可以根据以下关系将以此方式确定的总传感器偏移ΔXi_gesamt添加到在参考温度下已知的传感器位置Xi，以便获得位置传感器18i的感兴趣的经校正的传感器位置Xi_corr。
Xi_corr＝Xi+ΔXi_gesamt。
如开头所述，附加地还可以设有(未示出的)冷却装置来冷却运输区段TS。为此，例如可以在驱动线圈4和功率电子器件17之间设有合适的热沉，以便从运输装置TS导出在运输装置1的运行中(例如由驱动线圈4和/或功率电子器件17)产生的热量。例如可以将由冷却介质穿流的合适的热交换器设为热沉。必要时，同样可以经由运输装置1的控制单元6来控制冷却装置。例如，由温度传感器19i检测到的(局部)(实际)区段温度也可以在冷却装置中用作用于调节到期望的预设的(目标)区段温度的实际值。

Claims (16)

1.一种运输装置(1)，所述运输装置具有至少一个运输区段(TS)，至少一个运输单元(TE)能够沿着所述至少一个运输区段(TS)至少一维地移动，其中在所述运输区段(TS)处设有在移动方向上彼此间隔开的多个(i)位置传感器(18i)，以便当所述运输单元(TE)处于相应的所述位置传感器(18i)的传感器区域中时，分别产生传感器信号，其中在所述运输装置(1)中设有控制单元(6)，所述控制单元被设计用于：根据接收到的所述位置传感器(18i)的传感器信号来确定所述运输单元(TE)相对于所述运输装置(1)的规定参考点(PB)的运输单元位置，
其特征在于，
在所述运输装置(1)中、优选地在所述运输区段(TS)处设有在移动方向上彼此间隔开的多个(i)温度传感器(19i)，以分别检测所述运输区段(TS)的局部区段温度(θSi)，和/或在所述控制单元(6)中存储用于计算所述局部区段温度(θSi)的温度模型，并且
所述控制单元(6)被设计用于：基于所确定的所述局部区段温度(θSi)借助于预设的校正模型来校正所述运输单元位置，以便考虑所述运输区段(TS)的热膨胀。
2.根据权利要求1所述的运输装置(1)，其特征在于，所述校正模型包含所述运输区段(TS)的与温度相关的校正系数，并且所述控制单元(6)被设计用于：将所确定的所述运输单元位置乘以所述与温度相关的校正系数，以校正所述运输单元位置。
3.根据权利要求1所述的运输装置(1)，其特征在于，对于所述多个(i)位置传感器(18i)分别确定对于预设的参考温度(θB)的传感器位置(Xi)，所述校正模型包含基于所确定的所述局部区段温度(θSi)、所述参考温度(θB)和所述运输单元(TS)的预设的膨胀系数(K)确定所述位置传感器(18i)中的每个位置传感器的传感器偏移(ΔXi)，并且所述控制单元(6)被设计用于：基于所确定的传感器偏移(ΔXi)确定每个位置传感器(18i)的经校正的传感器位置(Xi_corr)并且基于所述经校正的传感器位置(Xi_corr)来校正所述运输单元位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的运输装置(1)，其特征在于，所述温度传感器(19i)中的至少一个温度传感器被布置在与所述运输区段(TS)处的所述位置传感器(18i)中的一个位置传感器相同的位置处，和/或所述位置传感器(18i)中的至少一个位置传感器和所述温度传感器(19i)中的至少一个温度传感器在结构上是统一的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的运输装置(1)，其特征在于，所述运输区段(TS)具有区段载体(14)，所述区段载体(14)优选地在移动方向上居中地、借助固定支承件(12)以相对于所述运输装置(1)的所述规定参考点(PB)的已知的固定位置被固定在所述运输装置(1)的位置固定的引导装置(8)处，其中所述多个(i)位置传感器(18i)被布置在所述区段载体(14)上，并且所述控制单元(6)被设计用于：始于所述固定位置来校正所述运输单元位置，特别地始于所述固定位置来确定所述位置传感器(18i)的传感器偏移(ΔXi+，ΔXi-)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的运输装置(1)，其特征在于，
在所述运输区段(TS)处、优选地在所述区段载体(14)处设有至少一个定子单元(15)，多个驱动线圈(4)在至少一个限定所述运输单元(TE)的移动方向的布置方向上依次被布置在所述定子单元处，其中所述驱动线圈(4)能够由所述控制单元(6)操控，以便与所述运输单元(TE)以电磁方式共同作用，以产生用于将所述运输单元(TE)沿所述移动方向至少一维移动的驱动力，或者
在所述运输区段(TS)处、优选地在所述区段载体(14)处设有定子单元(15)，多个驱动线圈(4)在至少两个不同的、分别限定所述运输单元(TE)的移动方向的布置方向上依次被布置在所述定子单元处，其中所述驱动线圈(4)能够由所述控制单元(6)操控，以便与所述运输单元(TE)以电磁方式共同作用，以产生用于将所述运输单元(TE)沿两个所述移动方向至少二维移动的驱动力。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的运输装置(1)，其特征在于，所述多个(i)位置传感器(18i)和/或所述多个(i)温度传感器(19i)被布置在在移动方向上平行于所述运输区段(TS)、特别是平行于所述定子单元(15)伸展的传感器板(20)上，其中所述传感器板(20)优选地被布置在所述区段载体(14)处。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的运输装置(1)，其特征在于，所述定子单元(15)由具有已知膨胀系数(αFE)的含铁材料构成，和/或所述区段载体(14)由具有已知膨胀系数(αAL)的材料、优选含铝材料构成，并且在所述校正模型中考虑所述定子单元(15)的膨胀系数(αFE)和/或所述区段载体(14)的膨胀系数(αAL)。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的运输装置(1)，其特征在于，所述校正模型包含基于所述传感器板(20)的温度(θP)、所述传感器板(20)的位移系数(KP)和所述参考温度(θB)确定所述传感器板(20)的位移(Xoffset)，并且所述控制单元(6)被设计用于：从所述传感器板(20)的位移(Xoffset)和所确定的所述传感器偏移(ΔX)中确定所述至少一个位置传感器(18)的总传感器偏移(ΔX_gesamt)，并且将所述总传感器偏移(ΔX_gesamt)用于确定所述经校正的传感器位置(Xcorr)。
10.一种用于运行具有至少一个运输区段(TS)的运输装置(1)的方法，至少一个运输单元(TE)沿着所述至少一个运输区段(TS)至少一维地移动，其中在所述运输区段(TS)处设有在移动方向上彼此间隔开的多个(i)位置传感器(18i)，其中当运输单元(TE)被移动到相应的所述位置传感器(18i)的传感器区域中时，所述位置传感器(18i)分别产生传感器信号，其中控制单元(6)基于所获得的所述位置传感器(18i)的传感器信号来确定所述运输单元(TE)相对于所述运输装置(1)的规定参考点(PB)的运输单元位置，
其特征在于，
借助于在移动方向上彼此间隔开的多个(i)温度传感器(19i)分别检测所述运输区段(TS)的局部区段温度(θSi)，和/或借助于在所述控制单元(6)中实施的所述运输区段(TS)的温度模型来确定所述运输区段(TS)的局部区段温度(θSi)，并且
所述控制单元(6)基于所确定的所述局部区段温度(θSi)借助于预设的校正模型来校正所述运输单元位置，以便考虑所述运输区段(TS)的热膨胀。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述校正模型包含所述运输区段(TS)的与温度相关的校正系数，并且所述控制单元(6)将所确定的所述运输单元位置乘以所述与温度相关的校正系数，以校正所述运输单元位置。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对于所述多个(i)位置传感器(18i)分别确定对于预设的参考温度(θB)的传感器位置(Xi)，所述校正模型包含基于所确定的所述局部区段温度(θSi)、所述参考温度(θB)和所述运输单元(TS)的预设的膨胀系数(K)确定所述位置传感器(18i)中的每个位置传感器的传感器偏移(ΔXi)，并且所述控制单元(6)基于所确定的传感器偏移(ΔXi)确定每个位置传感器(18i)的经校正的传感器位置(Xi_corr)并且基于所述经校正的传感器位置(Xi_corr)来校正所述运输单元位置。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述温度传感器(19i)中的至少一个温度传感器被布置在与所述位置传感器(18i)中的一个位置传感器相同的位置处，和/或使用结构上统一的至少一个位置传感器(18)和温度传感器(19i)。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述运输区段(TS)具有区段载体(14)，所述区段载体优选地在移动方向上居中地、借助固定支承件(12)以相对于所述运输装置(1)的所述规定参考点(PB)的已知的固定位置被固定在所述运输装置(1)的位置固定的引导装置(8)处，其中所述多个(i)位置传感器(18i)被布置在所述区段载体(14)上，并且所述控制单元(6)始于所述固定位置来校正所述运输单元位置，特别地始于所述固定位置来确定所述位置传感器(18i)的传感器偏移(ΔXi+，ΔXi-)。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，
在所述运输区段(TS)处、优选地在所述区段载体(14)处设有定子单元(15)，多个驱动线圈(4)在至少一个限定所述运输单元(TE)的移动方向的布置方向上依次被布置在所述定子单元处，其中所述驱动线圈(4)能够由所述控制单元(6)操控，以便与所述运输单元(TE)以电磁方式共同作用以产生驱动力，通过所述驱动力沿所述移动方向至少一维移动所述运输单元(TE)，或者
在所述运输区段(TS)处、优选地在所述区段载体(14)处设有定子单元(15)，多个驱动线圈在至少两个不同的、分别限定所述运输单元(TE)的移动方向的布置方向上依次被布置在所述定子单元处，其中所述驱动线圈(4)能够由所述控制单元(6)操控，以便与所述运输单元(TE)以电磁方式共同作用以产生驱动力，通过所述驱动力沿两个所述移动方向至少二维移动所述运输单元(TE)。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述多个(i)位置传感器(18i)和/或所述多个(i)温度传感器(19i)被布置在在移动方向上平行于所述运输区段(TS)、特别是平行于所述定子单元(15)伸展的传感器板(20)上，其中所述定子单元(15)和/或所述传感器板(20)优选地被布置在所述区段载体(14)处。
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