DE102022205059A1

DE102022205059A1 - Transportsystem und steuerverfahren eines transportsystems

Info

Publication number: DE102022205059A1
Application number: DE102022205059.2A
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Fujii; Satoshi Nukushina
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2021-06-08
Filing date: 2022-05-20
Publication date: 2022-12-08
Also published as: US20220388786A1; CN115447978A

Abstract

Ein Transportsystem enthält: eine Bewegungseinrichtung, auf der ein Werkstück angebracht ist und die in einer ersten Richtung beweglich ist; einen Stator, der mehrere in der ersten Richtung angeordnete Spulen aufweist, und eine Kraft auf die Bewegungseinrichtung unter Verwendung der mehreren Spulen ausübt, wobei die Kraft die Bewegungseinrichtung in der ersten Richtung transportiert, während sie die Bewegungseinrichtung in einer zweiten Richtung schweben lässt, welche die erste Richtung schneidet; eine Steuereinheit, die eine Position und eine Lage der Bewegungseinrichtung erfasst, die sich in der ersten Richtung bewegt, während sie in der zweiten Richtung schwebt, und den an die mehreren Spulen angelegten Strom steuert, um den Betrieb der Bewegungseinrichtung basierend auf der erfassten Position und Lage zu steuern; und einen Positionierungsabschnitt, der die Bewegung der Bewegungseinrichtung begrenzt, wobei der Positionierungsabschnitt einen ersten Positionierungsabschnitt enthält, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung in einer Richtung einer auf das Werkstück ausgeübten externen Kraft begrenzt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transportsystem und ein Steuersystem des Transportsystems.
Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen wird ein Transportsystem in einer Fertigungsstraße zum Zusammenbauen von Industrieprodukten, einer Halbleiterbelichtungsvorrichtung oder dergleichen verwendet. Insbesondere transportiert ein Transportsystem in einer Fertigungsstraße Werkstücke, wie etwa Komponenten, zwischen mehreren Stationen innerhalb einer fabrikautomatisierten Fertigungsstraße oder zwischen fabrikautomatisierten Fertigungsstraßen. Ferner kann ein solches Transportsystem als eine Transportvorrichtung innerhalb einer Bearbeitungsvorrichtung verwendet werden. Als ein Transportsystem ist bereits ein Transportsystem mit einem kontaktlos beweglichen Linearmotor vom Magnettyp vorgeschlagen worden.
Im Transportsystem mit einem kontaktlos beweglichen Linearmotor vom Magnettyp transportieren mehrere Bewegungseinrichtungen Werkstücke wie etwa eine Komponente. In jedem Prozess der Fertigungsstraße wird eine Bearbeitungsoperation am Werkstück durchgeführt. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2020-28212 offenbart ein Verfahren, bei dem ein Permanentmagnet auf der Seitenfläche einer Bewegungseinrichtung angeordnet wird, um einen guten Zugang zu einem Werkstück zu erzielen, und eine Bearbeitungsoperation am Werkstück auf der Bewegungseinrichtung durch eine Bearbeitungsvorrichtung mit einem hohen Freiheitsgrad durchgeführt wird.
Um eine stabile Bearbeitung in jedem Prozess der Fertigungsstraße zu verwirklichen, ist es notwendig, dass die das Werkstück transportierende Bewegungseinrichtung während der Bearbeitung eine stabile Position gegen eine externe Kraft aufrechterhält und das Werkstück genau positioniert wird.
In dieser Hinsicht hält das in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-28212 offenbarte Verfahren die Bewegungseinrichtung in einer stabilen Position, indem eine externe Kraft, die auf die Bewegungseinrichtung ausgeübt wird, vom Prozess mit einer Steuersteifigkeit empfangen wird. Das heißt, das in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-28212 offenbarte Verfahren hält eine stabile Position der Bewegungseinrichtung aufrecht, indem der Strom, der durch die Spule zum Ausüben einer Kraft auf die Bewegungseinrichtung fließt, gesteuert wird.
Da es andererseits eine Obergrenze für den Strom gibt, welcher an der Spule angelegt werden kann, gibt es eine Obergrenze für die Kraft, die erforderlich ist, um die Bewegungseinrichtung in einer stabilen Position zu halten. Daher muss die externe Kraft, die auf die Bewegungseinrichtung vom Prozess ausgeübt wird, kleiner als die Obergrenze der Kraft zum Aufrechterhalten der stabilen Position der Bewegungseinrichtung sein.
Daher ist die Bewegungseinrichtung möglicherweise nicht in der Lage, während der Bearbeitung eine stabile Position gegen eine große externe Kraft aufrechtzuerhalten. Um das Werkstück genau zu positionieren, ist es notwendig, eine stabile Position der Bewegungseinrichtung ungeachtet der Größe der externen Kraft, die auf die Bewegungseinrichtung während der Bearbeitung des Werkstücks ausgeübt wird, aufrechtzuerhalten.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein System mit schwebendem Transport und ein Steuerverfahren des Transportsystems bereitzustellen, das in der Lage ist, die Position einer Bewegungseinrichtung ungeachtet der Größe einer externen Kraft, die auf die Bewegungseinrichtung während der Bearbeitung eines Werkstücks ausgeübt wird, zu stabilisieren.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Transportsystem bereitgestellt, das enthält: eine Bewegungseinrichtung, auf der ein Werkstück angebracht ist und die in einer ersten Richtung beweglich ist; einen Stator, der mehrere Spulen aufweist, die in der ersten Richtung angeordnet sind, und eine Kraft auf die Bewegungseinrichtung unter Verwendung der mehreren Spulen ausübt, an denen Strom angelegt wird, wobei die Kraft die Bewegungseinrichtung in der ersten Richtung transportiert, während sie die Bewegungseinrichtung in einer zweiten Richtung schweben lässt, welche die erste Richtung schneidet; eine Steuereinheit, die eine Position und eine Lage der Bewegungseinrichtung erfasst, die sich in der ersten Richtung bewegt, während sie in der zweiten Richtung schwebt, und den an den mehreren Spulen angelegten Strom steuert, um den Betrieb der Bewegungseinrichtung basierend auf der erfassten Position und der erfassten Lage zu steuern; und einen Positionierungsabschnitt, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung begrenzt, wobei der Positionierungsabschnitt einen ersten Positionierungsabschnitt enthält, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung in einer Richtung einer auf das Werkstück ausgeübten externen Kraft begrenzt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerverfahren eines Transportsystems bereitgestellt, wobei das Transportsystem enthält: eine Bewegungseinrichtung, auf der ein Werkstück angebracht ist und die in einer ersten Richtung beweglich ist; einen Stator, der mehrere Spulen aufweist, die in der ersten Richtung angeordnet sind, und eine Kraft auf die Bewegungseinrichtung unter Verwendung der mehreren Spulen ausübt, an denen ein Strom angelegt wird, wobei die Kraft die Bewegungseinrichtung in der ersten Richtung transportiert, während sie die Bewegungseinrichtung in einer zweiten Richtung schweben lässt, welche die erste Richtung kreuzt; und einen Positionierungsabschnitt, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung begrenzt, wobei der Positionierungsabschnitt einen ersten Positionierungsabschnitt enthält, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung in einer Richtung einer auf die Bewegungseinrichtung während der Bearbeitung des Werkstücks ausgeübten externen Kraft begrenzt, wobei das Steuerverfahren umfasst: Erfassen einer Position und einer Lage der Bewegungseinrichtung, die sich in der ersten Richtung bewegt, während sie in der zweiten Richtung schwebt, und Steuern des an den mehreren Spulen angelegten Stroms, um den Betrieb der Bewegungseinrichtung basierend auf der erfassten Position und der erfassten Lage zu steuern; und Absetzen der Bewegungseinrichtung in der Richtung der externen Kraft und Durchführen einer Drucksteuerung, um die Bewegungseinrichtung so zu drücken, dass die Bewegung der Bewegungseinrichtung durch den ersten Positionierungsabschnitt begrenzt wird.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines Transportsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2A ist ein schematisches Diagramm, welches die Konfiguration des Transportsystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2B ist ein schematisches Diagramm, welches die Konfiguration des Transportsystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
3 ist ein schematisches Diagramm, das Spulen und eine Konfiguration im Zusammenhang mit den Spulen im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Steuersystem veranschaulicht, welches das Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert.
5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Lagesteuerverfahren einer Bewegungseinrichtung im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Steuerblocks veranschaulicht, der zum Steuern der Position und Lage der Bewegungseinrichtung im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
7A ist ein schematisches Diagramm, das einen Prozess unter Verwendung einer Bewegungseinrichtungsposition-Berechnungsfunktion im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
7B ist ein schematisches Diagramm, das einen Prozess unter Verwendung einer Bewegungseinrichtungsposition-Berechnungsfunktion im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 ist ein schematisches Diagramm, das einen Prozess unter Verwendung einer Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9A ist ein schematisches Diagramm, das einen Prozess unter Verwendung einer Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9B ist ein schematisches Diagramm, das einen Prozess unter Verwendung einer Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
10 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Kraft, die auf eine an der Bewegungseinrichtung angebrachte Jochplatte wirkt, und der Kraftkomponente und der Drehmomentkomponente, die auf die Bewegungseinrichtung im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wirkt, veranschaulicht.
11 ist ein Diagramm, das ein Schubkonstantenprofil in der Z-Richtung im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht.
12A ist ein schematisches Diagramm, das eine Spule eines Stators im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
12B ist ein schematisches Diagramm, das die Spule des Stators im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
13 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Strommenge, die an eine Spule angelegt wird, und der Größe der Anziehungskraft, die zwischen der Spule und der Jochplatte im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wirkt, schematisch veranschaulicht.
14 ist eine schematische Ansicht der Bewegungseinrichtung im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn sie von oben nach unten in der Z-Richtung betrachtet wird.
15 ist ein Diagramm, das ein Anziehungskraftprofil in der Y-Richtung im Transportsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht.
16 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern des Transportsystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
17A ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines Transportsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
17B ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration des Transportsystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
18 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern des Transportsystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
19A ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines Transportsystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
19B ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration des Transportsystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
20A ist ein schematisches Diagramm, das eine weitere Konfiguration des Transportsystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
20B ist ein schematisches Diagramm, das eine weitere Konfiguration des Transportsystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
21A ist ein schematisches Diagramm, das eine weitere Konfiguration des Transportsystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
21B ist ein schematisches Diagramm, das eine weitere Konfiguration des Transportsystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
22 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern des Transportsystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 bis 16 beschrieben.
Zunächst wird eine Konfiguration eines Transportsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben. 1 und 2B sind schematische Diagramme, welche die Konfiguration des Transportsystems 1 einschließlich Bewegungseinrichtungen 101 und Statoren 201 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulichen. Es ist zu beachten, dass 1 und 2A Ansichten von extrahierten Hauptabschnitten einer jeweiligen Bewegungseinrichtung 101 bzw. eines jeweiligen Stators 201 sind. Ferner veranschaulicht 2B die Bewegungseinrichtung 101, Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 auf der Seite des Stators 201 und Z-Achse-Positionierungsabschnitte 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101. 1 und 2B sind Ansichten der von schräg oben betrachteten Bewegungseinrichtung 101 und 2A ist eine Ansicht der Bewegungseinrichtung 101 und des Stators 201, die von der X-Richtung betrachtet werden. 3 ist ein schematisches Diagramm, das Spulen 202, 207 und 208 und eine Konfiguration im Zusammenhang mit den Spulen 202, 207 und 208 im Transportsystem 1 veranschaulicht.
Wie in 1 und 2B veranschaulicht, beinhaltet das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bewegungseinrichtung 101, die einen Träger, einen Schlitten oder einen Schieber bildet, und den Stator 201, der einen Transportweg bildet.
Ferner weist das Transportsystem 1 eine Integrationssteuerung 301, eine Spulensteuerung 302, eine Spuleneinheitssteuerung 303 und eine Sensorsteuerung 304 auf. Es ist zu beachten, dass 1 drei Bewegungseinrichtungen 101a, 101b und 101c als die Bewegungseinrichtung 101 und zwei Statoren 201a und 201b als den Stator 201 veranschaulicht.
In der folgenden Beschreibung wird eine Referenz, die das Anderen gemeinsame Bezugszeichen beinhaltet, verwendet, wenn es nicht im Besonderen erforderlich ist, Komponenten zu unterscheiden, die als mehrere Komponenten vorhanden sein können, wie etwa die Bewegungseinrichtung 101 und der Stator 201, und ein Kleinbuchstaben-Alphabet wird an eine Bezugszeichenreferenz angehängt, um die individuellen Komponenten zu unterscheiden, falls erforderlich. Wenn ferner eine Komponente der Bewegungseinrichtung 101 auf der R-Seite und eine Komponente auf der L-Seite der Bewegungseinrichtung 101 voneinander unterschieden werden, wird ein die R-Seite anzeigendes „R“ oder ein die L-Seite anzeigendes „L“ an das Kleinbuchstaben-Alphabet angehängt.
Das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Transportsystem mit einem induktiven Linearmotor, der elektromagnetische Kraft zwischen der Spule 207 des Stators 201 und einer leitfähigen Platte 107 der Bewegungseinrichtung 101 erzeugt und den Schub in der X-Richtung auf die Bewegungseinrichtung 101 ausübt. Ferner ist das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein System mit magnetischem, schwebendem Transport, das bewirkt, dass die Bewegungseinrichtung 101 schwebt, und das die Bewegungseinrichtung 101 auf kontaktlose Weise transportiert. Das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bildet einen Teil eines Bearbeitungssystems, das eine Bearbeitungsvorrichtung aufweist, die eine Bearbeitung an einem Werkstück 102 durchführt, das durch die Bewegungseinrichtung 101 transportiert wird.
Das Transportsystem 1 transportiert das durch die Bewegungseinrichtung 101 gehaltene Werkstück 102 zu einer Bearbeitungsvorrichtung, die eine Bearbeitungsoperation am Werkstück 102 durchführt, indem die Bewegungseinrichtung 101 beispielsweise durch den Stator 201 transportiert wird. Die Bearbeitungsvorrichtung ist nicht im Besonderen beschränkt und kann beispielsweise eine Montagevorrichtung 701 sein, die ein Teil, eine Komponente oder dergleichen am Werkstück 102 montiert. In 1 sind die drei Bewegungseinrichtungen 101 in Bezug auf die zwei Statoren 201 gezeigt, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt. Im Transportsystem 1 können eine oder mehrere Bewegungseinrichtungen 101 auf einem oder mehreren Statoren 201 transportiert werden.
Hier werden Koordinatenachsen, Richtungen und dergleichen, die in der folgenden Beschreibung verwendet werden, definiert. Zuerst wird die X-Achse entlang der horizontalen Richtung, bei der es sich um die Transportrichtung der Bewegungseinrichtung 101 handelt, genommen, und die Transportrichtung der Bewegungseinrichtung 101 wird als die X-Richtung definiert. Innerhalb der X-Richtung wird die Richtung, in der sich die Bewegungseinrichtung 101 vorwärts bewegt, als +X-Richtung definiert, und die Richtung entgegengesetzt zur +X-Richtung wird als -X-Richtung definiert. Ferner wird eine Z-Achse entlang der senkrechten Richtung, bei der es sich um eine Richtung orthogonal zur X-Richtung handelt, genommen, und die senkrechte Richtung wird als Z-Richtung definiert. Die senkrechte Richtung entspricht einer Richtung der Schwerkraft (mg-Richtung). Innerhalb der Z-Richtung wird die mg-Richtung, in welcher die Schwerkraft von oben nach unten wirkt, als -Z-Richtung definiert, und die Richtung entgegengesetzt zur -Z-Richtung wird als +Z-Richtung definiert. Ferner wird eine Y-Achse entlang einer Richtung orthogonal zur X-Richtung und zur Z-Richtung genommen, und die Richtung orthogonal zur X-Richtung und zur Z-Richtung wird als Y-Richtung definiert. Innerhalb der Y-Richtung wird die Richtung von links nach rechts in Bezug auf die +X-Richtung als +Y-Richtung definiert, und die Richtung entgegengesetzt zur +Y-Richtung wird als -Y-Richtung definiert. Ferner wird eine Drehrichtung um die X-Achse als Wx-Richtung definiert, eine Drehrichtung um die Y-Achse wird als Wy-Richtung definiert, und eine Drehrichtung um die Z-Achse wird als Wz-Richtung definiert. Ferner wird „*“ als Multiplikationssymbol verwendet. Ferner wird das Zentrum der Bewegungseinrichtung 101 als Ursprung Oc definiert, die Y +-Seite wird als R-Seite bezeichnet, und die Y-Seite wird als L-Seite bezeichnet. Es ist zu beachten, dass, obwohl die Transportrichtung der Bewegungseinrichtung 101 nicht notwendigerweise eine horizontale Richtung sein muss, die Y-Richtung und die Z-Richtung auch in einem solchen Fall ähnlich definiert werden können, wobei die Transportrichtung als X-Richtung definiert wird. Es ist zu beachten, dass die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung nicht notwendigerweise auf zueinander orthogonale Richtungen beschränkt sind und als Richtungen definiert werden können, die einander schneiden. Ferner wird eine Verschiebung in der Transportrichtung als eine Position definiert, eine Verschiebung in anderen Richtungen wird als eine Lage definiert, und die Position und die Lage zusammen werden als ein Zustand definiert.
Ferner sind Symbole, die in der folgenden Beschreibung verwendet werden, wie folgt. Es ist zu beachten, dass jedes Symbol für jeweilige Fälle der Spulen 202, 207 und 208 in einer duplizierten Weise verwendet wird.

Oc: der Ursprung der Bewegungseinrichtung 101
Os: der Ursprung der linearen Skala 104
Oe: der Ursprung von Stator 201

j: Index zum Identifizieren einer Spule (Es ist zu beachten, dass j eine ganze Zahl ist, die 1 ≤ j ≤ N erfüllt, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich zwei ist.)
N: die Anzahl der installierten Spulen
Ij: Strommenge, die an der j-ten Spule angelegt wird

P: Zustand, welcher die Position und die Lage der Bewegungseinrichtung 101 (X, Y, Z, Wx, Wy, Wz) beinhaltet
X (j, P): X-Koordinate der j-ten Spule bei Betrachtung vom Zentrum der Bewegungseinrichtung 101 in einem Zustand P
Y (j, P): Y-Koordinate der j-ten Spule bei Betrachtung vom Zentrum der Bewegungseinrichtung 101 in einem Zustand P
Z (j, P): Z-Koordinate der j-ten Spule bei Betrachtung vom Zentrum der Bewegungseinrichtung 101 in einem Zustand P

T: Kraft, die auf die Bewegungseinrichtung 101 ausgeübt wird
Tx: Kraftkomponente in der X-Richtung der Kraft T
Ty: Kraftkomponente in der Y-Richtung der Kraft T
Tz: Kraftkomponente in der Z-Richtung der Kraft T
Twx: Drehmomentkomponente in der Wx-Richtung der Kraft T
Twy: Drehmomentkomponente in der Wy-Richtung der Kraft T
Twz: Drehmomentkomponente in der Wz-Richtung der Kraft T

Ex (j, P): Kraft in der X-Richtung, die auf die Bewegungseinrichtung 101 im Zustand P wirkt, wenn ein Einheitsstrom an die j-te Spule angelegt wird
Ey (j, P): Kraft in der Y-Richtung, die auf die Bewegungseinrichtung 101 im Zustand P wirkt, wenn ein Einheitsstrom an die j-te Spule angelegt wird
Ez (j, P): Kraft in der Z-Richtung, die auf die Bewegungseinrichtung 101 im Zustand P wirkt, wenn ein Einheitsstrom an die j-te Spule angelegt wird

Σ: Summe, wenn der Index j von 1 zu N geändert wird
*: Produkt aus Matrizen, Vektoren oder Matrix und Vektor
M: Drehmomentbeitragsmatrix
K: Pseudostromvektor (Spaltenvektor)
Tq: Drehmomentvektor (Spaltenvektor)
Is: Spulenstromvektor (Spaltenvektor)
Fs: Spulenkraftvektor (Spaltenvektor)
M (a, b): Element auf der a-ten Zeile und auf der b-ten Spalte der Matrix M

Inv (): Umkehrmatrix
Tr (): Transponiermatrix
Tr (Element 1, Element 2, ...): Spaltenvektor, dessen Elemente Element 1, Element 2, ... sind

Wie durch Pfeile in 1 angegeben, ist die Bewegungseinrichtung 101 so konfiguriert, dass sie in der X-Richtung, bei der es sich um die Transportrichtung handelt, beweglich ist. Die Bewegungseinrichtung 101 weist Jochplatten 103 und die leitfähige Platte 107 auf. Ferner weist die Bewegungseinrichtung 101 eine lineare Skala 104, ein Y-Ziel 105 und Z-Ziele 106 auf. Die Bewegungseinrichtung 101 weist Z-Achse-Positionierungsabschnitte 706 auf. Ferner weist eine jeweilige Bewegungseinrichtung 101 ein RFID-(Radio Frequency Identification)-Etikett 512 auf, bei dem es sich um ein Informationsmedium handelt, in dem Identifikationsinformation zum Identifizieren einer jeweiligen Bewegungseinrichtung 101 registriert ist.
Mehrere Jochplatten 103 sind an mehreren Abschnitten der Bewegungseinrichtung 101 angebracht und installiert. Insbesondere sind die Jochplatten 103 entlang der X-Richtung an jeweiligen Enden auf der R-Seite und der L-Seite auf der oberen Fläche der Bewegungseinrichtung 101 angebracht und installiert. Ferner sind die Jochplatten 103 entlang der X-Richtung an jeweiligen Seitenflächen auf der R-Seite und der L-Seite der Bewegungseinrichtung 101 angebracht und installiert. Bei einer jeweiligen Jochplatte 103 handelt es sich um eine Eisenplatte aus einer Substanz mit einer großen magnetischen Permeabilität, beispielsweise Eisen.
Die leitfähige Platte 107 ist entlang der X-Richtung am Mittelteil auf der oberen Fläche der Bewegungseinrichtung 101 angebracht und installiert. Die leitfähige Platte 107 ist nicht im Besonderen beschränkt, solange sie Leitfähigkeit aufweist, wie etwa eine leitfähige Metallplatte, und eine Aluminiumplatte oder dergleichen mit einem kleinen elektrischen Widerstand wird bevorzugt.
Es sei angemerkt, dass die Installationsorte der Jochplatten 103 und der leitfähigen Platten 107 sowie deren Anzahl nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt sind und gegebenenfalls geändert werden können.
Die lineare Skala 104, das Y-Ziel 105 und das Z-Ziel 106 sind in der Bewegungseinrichtung 101 an Positionen angebracht und installiert, die jeweils durch den linearen Codierer 204, den Y-Sensor 205 und den Z-Sensor 206, die am Stator 201 installiert sind, gelesen werden können.
Das RFID-Etikett 512 ist in der Bewegungseinrichtung 101 an einer Position angebracht und installiert, die durch einen RFID-Leser 513 gelesen werden kann. Der RFID-Leser 513 ist an einer spezifischen Position auf dem Transportweg der Bewegungseinrichtung 101 im Transportsystem 1 installiert. Eine individuelle ID (Identifikation), bei der es sich um Identifikationsinformation handelt, ist im RFID-Etikett 512 registriert, um die Bewegungseinrichtung 101 zu identifizieren, an welcher das RFID-Etikett 512 angebracht ist. Es ist zu beachten, dass die Bewegungseinrichtung 101 mit einem Informationsmedium wie etwa einem QR-Code (eingetragene Marke) versehen sein kann, der eine individuelle ID der Bewegungseinrichtung 101 anstelle des RFID-Etiketts 512 angibt. In diesem Fall kann anstelle des RFID-Lesers 513 ein Leser wie etwa ein Scanner verwendet werden, welcher die individuelle ID aus dem Informationsmedium gemäß dem Informationsmedium liest.
Die Bewegungseinrichtung 101 ist so konfiguriert, dass sie transportiert wird, wobei ein Werkstück 102 beispielsweise auf oder unter der Bewegungseinrichtung 101 angebracht oder gehalten wird. 2A stellt einen Zustand dar, in dem das Werkstück 102 an der Bewegungseinrichtung 101 so angebracht ist, dass es auf der Bewegungseinrichtung 101 befestigt ist. Es ist zu beachten, dass der Mechanismus zum Anbringen oder Halten des Werkstücks 102 auf oder unter der Bewegungseinrichtung 101 nicht im Besonderen beschränkt ist, jedoch ein allgemeiner Anbringungsmechanismus, ein Haltemechanismus oder dergleichen wie etwa ein mechanischer Haken, eine elektrostatische Spannvorrichtung oder dergleichen verwendet werden kann.
Der Stator 201 weist die Spulen 202, 207 und 208, den linearen Codierer 204, den Y-Sensor 205 und die Z-Sensoren 206 auf. Ferner weist der Stator 201 Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 auf.
In 2A sind mehrere Spulen 202 entlang der X-Richtung am Stator 201 so angebracht und installiert, dass sie in der Lage sind, entlang der Z-Richtung der Jochplatte 103 zugewandt zu sein, die auf der oberen Fläche der Bewegungseinrichtung 101 installiert ist. Insbesondere sind die mehreren Spulen 202 in zwei Reihen parallel zur X-Richtung so angeordnet und installiert, dass sie in der Lage sind, von oben in der Z-Richtung den zwei Jochplatten 103 zugewandt zu sein, die an jeweiligen Enden auf der R-Seite und der L-Seite auf der oberen Fläche der Bewegungseinrichtung 101 installiert sind.
Mehrere Spulen 208 sind entlang der X-Richtung am Stator 201 so angebracht und installiert, dass sie in der Lage sind, entlang der Y-Richtung der Jochplatte 103 zugewandt zu sein, die auf der Seitenfläche der Bewegungseinrichtung 101 installiert ist. Insbesondere sind die mehreren Spulen 208 in zwei Reihen parallel zur X-Richtung so angeordnet und installiert, dass sie in der Lage sind, von der Seite in der Y-Richtung den zwei Jochplatten 103 zugewandt zu sein, die auf jeweiligen Seitenflächen auf der R-Seite und der L-Seite der Bewegungseinrichtung 101 installiert sind.
Mehrere Spulen 207 sind entlang der X-Richtung am Stator 201 so angebracht und installiert, dass sie in der Lage sind, entlang der Z-Richtung der leitfähigen Platte 107 zugewandt zu sein, die auf der oberen Fläche der Bewegungseinrichtung 101 installiert ist. Insbesondere sind die mehreren Spulen 207 in einer einzigen Reihe parallel zur X-Richtung so angeordnet und installiert, dass sie in der Lage sind, von oben in der Z-Richtung den leitfähigen Platten 107 zugewandt zu sein, die am Mittelteil auf der oberen Fläche der Bewegungseinrichtung 101 installiert sind.
Der Stator 201 übt eine Kraft auf die in der Transportrichtung bewegliche Bewegungseinrichtung 101 durch jeweilige Spulen 202, 207 und 208 aus, an die ein Strom angelegt wird. Dadurch wird die Bewegungseinrichtung 101 in der Transportrichtung transportiert, während ihre Position und Lage gesteuert werden.
Es sei angemerkt, dass die Installationsorte der Spulen 202, 207 und 208 nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt sind und gegebenenfalls geändert werden können. Ferner kann die Anzahl der installierten Spulen 202, 207 und 208 gegebenenfalls geändert werden.
Der lineare Codierer 204, der Y-Sensor 205 und der Z-Sensor 206 fungieren als eine Detektionseinheit, welche die Position und die Lage der Bewegungseinrichtung 101, die sich in der Transportrichtung bewegt, detektiert.
Der lineare Codierer 204 ist am Stator 201 so angebracht und installiert, dass er in der Lage ist, die lineare Skala 104 zu lesen, die an der Bewegungseinrichtung 101 installiert ist. Der lineare Codierer 204 detektiert die relative Position der Bewegungseinrichtung 101 zum linearen Codierer 204 durch Lesen der linearen Skala 104.
Der Y-Sensor 205 ist am Stator 201 so angebracht und installiert, dass er in der Lage ist, den Abstand in der Y-Richtung zum Y-Ziel 105, das an der Bewegungseinrichtung 101 installiert ist, zu detektieren. Der Z-Sensor 206 ist am Stator 201 so angebracht und installiert, dass er in der Lage ist, den Abstand in der Z-Richtung zum Z-Ziel 106, das an der Bewegungseinrichtung 101 installiert ist, zu detektieren.
1 veranschaulicht auch ein Gebiet zwischen dem Stator 201a und dem Stator 201b, einschließlich beispielsweise eines Ortes, an dem sich eine Struktur 100 befindet, die den Prozess und den Prozess verbindet. Der Ort der Struktur 100 ist so, dass es nicht möglich ist, Elektromagneten oder Spulen kontinuierlich zwischen mehreren Stationen innerhalb der Fertigungsstraße oder zwischen den Fertigungsstraßen zu platzieren.
Das Transportsystem 1 beinhaltet den Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201 und den Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 als Positionierungsabschnitte zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung. Die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 sind Elemente, welche die Bewegung der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung begrenzen, bei der es sich um die Richtung einer bei Bearbeitung des Werkstücks 102 auf das Werkstück 102 und die Bewegungseinrichtung 101 auszuübenden externen Kraft 704F handelt, die später beschrieben wird.
Das heißt, der Stator 201 weist mehrere Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 auf. Der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 weist eine Oberflächengenauigkeit einer Oberfläche auf, welche der Z-Richtung zugewandt ist, und kann als Positionierungsreferenz in der Z-Richtung verwendet werden. Die Bewegungseinrichtung 101 weist mehrere Z-Achse-Positionierungsabschnitte 706 auf, die den mehreren Z-Achse-Positionierungsabschnitten 705 entsprechen. Der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 weist eine Oberflächengenauigkeit einer Oberfläche auf, welche der Z-Richtung zugewandt ist, und kann als Positionierungsreferenz in der Z-Richtung verwendet werden.
Im Stator 201 sind mehrere Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 auf einer Bodenfläche eines Gebiets installiert, in dem sich die Bewegungseinrichtung 101 absetzt. Das Gebiet, in dem sich die Bewegungseinrichtung 101 absetzt, ist ein Arbeitsbereich 707, in dem die Montagevorrichtung 701 eine Komponente 704 an das Werkstück 102 auf der Bewegungseinrichtung 101 montiert.
Eine jeweilige der mehreren Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 ist ein säulenartiges Element mit einer zur XY-Ebene parallelen oberen Fläche, welche der +Z-Richtung zugewandt ist. Die oberen Flächen der mehreren Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 weisen die gleichen Positionen in der Z-Richtung auf. Die mehreren Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 sind auf der Bodenfläche vorgesehen, bei der es sich um die Bodenfläche des Stators 201 handelt. Das Material der mehreren Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 kann das gleiche wie das des Stators 201 sein. In diesem Fall sind die mehreren Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 integral mit dem Stator 201 ausgebildet. Elastische Körper oder Körper, wie z. B. Gummi (nicht gezeigt), können zwischen den mehreren Z-Achse-Positionierungsabschnitten 705 und der Bodenfläche des Stators 201 vorgesehen sein.
In der Bewegungseinrichtung 101 sind die mehreren Z-Achse-Positionierungsabschnitte 706 auf der unteren Fläche installiert, welche der Bodenfläche zugewandt ist, auf der die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 des Stators 201 installiert sind. Eine jeweilige der mehreren Z-Achse-Positionierungsabschnitte 706 ist ein säulenartiges Element mit einer zur XY-Ebene parallelen unteren Fläche, welche der -Z-Richtung zugewandt ist. Die unteren Flächen der mehreren Z-Achse-Positionierungsabschnitte 706 weisen die gleichen Positionen in der Z-Richtung auf. Die mehreren Z-Achse-Positionierungsabschnitte 706 sind an Positionen angeordnet, welche den entsprechenden Z-Achse-Positionierungsabschnitten 705 zugewandt sein können.
Wie später beschrieben wird, setzt sich die in der +Z-Richtung schwebende und in der X-Richtung transportierte Bewegungseinrichtung 101 so in der Z-Richtung ab, dass die untere Fläche eines jeweiligen Z-Achse-Positionierungsabschnitts 706 mit der oberen Fläche des entsprechenden Z-Achse-Positionierungsabschnitts 705 im Arbeitsbereich 707 in Kontakt kommt. Die sich absetzende Bewegungseinrichtung 101 kann wieder schweben, um transportiert zu werden.
Damit die Bewegungseinrichtung 101 nach dem Absetzen in der Z-Richtung wieder schweben kann, muss die Bewegungseinrichtung 101 in der Lage sein, sich in der +Z-Richtung zu bewegen. Daher sind der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201 und der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 innerhalb eines Bereichs vorgesehen, in dem sich die Bewegungseinrichtung 101 in der +Z-Richtung bewegen kann. Das heißt, die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 sind innerhalb des Bewegungsbereichs in der Z-Richtung der Bewegungseinrichtung 101 vorgesehen.
Das heißt, wenn sich die Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung absetzt, kann sich die Bewegungseinrichtung 101 nicht in der +Z-Richtung bewegen, es sei denn, die Schwebekraft in der +Z-Richtung, welche die Spule 202 erzeugen kann, ist größer als die Schwerkraft in der -Z-Richtung, welche auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkt. Die maximale Schwebekraft in der +Z-Richtung, welche die Spule 202 erzeugen kann, wird durch den Abstand zwischen der Spule 202 und der Jochplatte 103 bestimmt. Wenn das Intervall zwischen der Spule 202 und der Jochplatte 103 groß ist, wird die maximale Schwebekraft klein. Daher sind der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201 und der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 so vorgesehen, dass der Abstand zwischen dem Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 und dem Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 innerhalb eines Bereichs liegt, in dem sich die Bewegungseinrichtung 101 in der +Z-Richtung bewegen kann.
Die Bewegungseinrichtung 101 und der Stator 201 sind mit einer Bearbeitungsvorrichtung versehen, die eine Bearbeitungsoperation am durch die Bewegungseinrichtung 101 transportierten Werkstück 102 durchführt. 2A stellt einen Fall dar, in welchem die Bewegungseinrichtung 101 und der Stator 201 in die Montagevorrichtung 701 integriert sind, bei der es sich um ein Beispiel für eine Bearbeitungsvorrichtung zum Durchführen einer Bearbeitungsoperation am Werkstück 102 handelt.
Die Montagevorrichtung 701 hat einen Montageroboter 703, der eine Montageoperation am an einer Bewegungseinrichtung 101 angebrachten Werkstück 102 durchführt. In der Montageoperation wird die Komponente 704 am Werkstück 102 montiert. Der Montageroboter 703 ist so in der Montagevorrichtung 701 installiert, dass er in der Lage ist, die Montageoperation in Bezug auf das am oberen Abschnitt der Bewegungseinrichtung 101 angebrachte Werkstück 102 auszuführen. Der Montageroboter 703 montiert die Komponente 704 aus der Z-Richtung am Werkstück 102, das am oberen Abschnitt der Bewegungseinrichtung 101 angebracht ist, die zum Arbeitsbereich 707 vor dem Installationsort des Montageroboters 703 transportiert wird.
Ein Steuersystem 3, welches das Transportsystem 1 steuert, ist im Transportsystem 1 vorgesehen. Es ist zu beachten, dass das Steuersystem 3 einen Teil des Transportsystems 1 bilden kann. Das Steuersystem 3 weist die Integrationssteuerung 301, die Spulensteuerungen 302, die Spuleneinheitssteuerungen 303 und die Sensorsteuerung 304 auf. Die Spulensteuerungen 302 und die Sensorsteuerung 304 sind mit der Integrationssteuerung 301 in einer kommunizierbaren Weise verbunden. Die mehreren Spuleneinheitssteuerungen 303 sind mit der Spulensteuerung 302 in einer kommunizierbaren Weise verbunden. Die mehreren linearen Codierer 204, die mehreren Y-Sensoren 205 und die mehreren Z-Sensoren 206 sind mit der Sensorsteuerung 304 in einer kommunizierbaren Weise verbunden. Die Spulen 202, 207 und 208 sind mit einer jeweiligen Spuleneinheitssteuerung 303 verbunden (siehe 3).
Die Integrationssteuerung 301 bestimmt Stromanweisungswerte, die an den mehreren Spulen 202, 207 und 208 angelegt werden sollen, basierend auf der Ausgabe vom linearen Codierer 204, dem Y-Sensor 205 und dem Z-Sensor 206, die von der Sensorsteuerung 304 übertragen werden. Die Integrationssteuerung 301 überträgt die bestimmten Stromanweisungswerte an die Spulensteuerungen 302. Die Spulensteuerung 302 überträgt die von der Integrationssteuerung 301 empfangenen Stromanweisungswerte an jeweilige Spuleneinheitssteuerungen 303. Die Spuleneinheitssteuerung 303 steuert die Strommengen der verbundenen Spulen 202, 207 und 208 basierend auf den von der Spulensteuerung 302 empfangenen Stromanweisungswerten.
Ferner ist der RFID-Leser 513 kommunikativ mit der Integrationssteuerung 301 verbunden. Der RFID-Leser 513 erfasst die individuelle ID der Bewegungseinrichtung 101 durch Lesen des RFID-Etiketts 512 der Bewegungseinrichtung 101. Der RFID-Leser 513 überträgt die erfasste individuelle ID an die Integrationssteuerung 301. Die Integrationssteuerung 301 kann empfangen, um die individuelle ID der Bewegungseinrichtung 101 zu erkennen, die vom RFID-Leser 513 übertragen wird, und die Bewegungseinrichtung 101 identifizieren. Der RFID-Leser 513 ist an einer oder mehreren Positionen im Transportweg installiert, der durch den Stator 201 gebildet wird.
Wie in 3 veranschaulicht, sind eine oder mehrere Spulen 202, 207 und 208 mit einer jeweiligen Spuleneinheitssteuerung 303 verbunden. Ein Stromsensor 312 und eine Stromsteuerung 313 sind mit einer jeweiligen der Spulen 202, 207 und 208 verbunden. Der Stromsensor 312 detektiert den in den verbundenen Spulen 202, 207 und 208 fließenden Stromwert. Die Stromsteuerung 313 steuert die in den verbundenen Spulen 202, 207 und 208 fließende Strommenge.
Die Spuleneinheitssteuerung 303 weist die Stromsteuerung 313 für eine gewünschte Strommenge basierend auf dem von der Spulensteuerung 302 empfangenen Stromanweisungswert an. Die Stromsteuerung 313 detektiert den durch den Stromsensor 312 detektierten Stromwert und steuert die Strommenge, so dass Strom einer gewünschten Strommenge in individuellen Spulen 202, 207 und 208 fließt.
Als Nächstes wird das Steuersystem 3, welches das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform steuert, unter Bezugnahme auf 4 weiter beschrieben. 4 ist ein schematisches Diagramm, welches das Steuersystem 3 veranschaulicht, welches das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform steuert.
Wie in 4 veranschaulicht, weist das Steuersystem 3 die Integrationssteuerung 301, die Spulensteuerung 302, die Spuleneinheitssteuerungen 303 und die Sensorsteuerung 304 auf. Das Steuersystem 3 fungiert als eine Steuereinheit, welche das Transportsystem 1 einschließlich der Bewegungseinrichtung 101 und des Stators 201 steuert. Die Spulensteuerung 302, die Sensorsteuerung 304 und der RFID-Leser 513 sind mit der Integrationssteuerung 301 in einer kommunizierbaren Weise verbunden.
Die mehreren Spuleneinheitssteuerungen 303 sind mit der Spulensteuerung 302 in einer kommunizierbaren Weise verbunden. Die Spulensteuerung 302 und die mehreren damit verbundenen Spuleneinheitssteuerungen 303 sind in Verbindung mit jeweiligen Spalten der Spulen 202, 207 und 208 bereitgestellt. Die Spulen 202, 207 und 208 sind mit einer jeweiligen Spuleneinheitssteuerung 303 verbunden. Die Spuleneinheitssteuerung 303 kann den Pegel des Stroms der verbundenen Spulen 202, 207 und 208 steuern.
Die Spulensteuerung 302 weist Sollstromwerte an eine jeweilige der verbundenen Spuleneinheitssteuerungen 303 an. Die Spuleneinheitssteuerung 303 steuert die Strommenge der verbundenen Spulen 202, 207 und 208.
Die mehreren linearen Codierer 204, die mehreren Y-Sensoren 205 und die mehreren Z-Sensoren 206 sind mit der Sensorsteuerung 304 in einer kommunizierbaren Weise verbunden.
Die mehreren linearen Codierer 204 sind am Stator 201 in Intervallen so angebracht, dass einer der linearen Codierer 204 immer die Position einer Bewegungseinrichtung 101 selbst während des Transports der Bewegungseinrichtung 101 messen kann. Ferner sind die mehreren Y-Sensoren 205 am Stator 201 in Intervallen so angebracht, dass zwei der Y-Sensoren 205 immer das Y-Ziel 105 einer Bewegungseinrichtung 101 messen können. Ferner sind die mehreren Z-Sensoren 206 am Stator 201 in Intervallen so angebracht, dass drei der zwei Reihen von Z-Sensoren 206 immer das Z-Ziel 106 einer Bewegungseinrichtung 101 messen können, und so, dass sie eine Ebene bilden.
Die Integrationssteuerung 301 bestimmt Stromanweisungswerte, die an die mehreren Spulen 202 angelegt werden sollen, basierend auf der Ausgabe von den linearen Codierern 204, den Y-Sensoren 205 und den Z-Sensoren 206 und überträgt die Stromanweisungswerte an die Spulensteuerungen 302. Die Spulensteuerung 302 weist die Spuleneinheitssteuerungen 303 für die Stromwerte basierend auf den Stromanweisungswerten von der Integrationssteuerung 301 wie oben beschrieben an. Dementsprechend fungiert die Integrationssteuerung 301 als eine Steuereinheit, um die Bewegungseinrichtung 101 auf kontaktlose Weise entlang des Stators 201 zu transportieren und die Lage der transportierten Bewegungseinrichtung 101 in sechs Achsen zu steuern.
Die Integrationssteuerung 301 kann die Bewegungseinrichtung 101 durch die individuelle ID identifizieren, welche die Integrationssteuerung 301 vom RFID-Leser 513 empfangen hat, welcher das an der Bewegungseinrichtung 101 angebrachte RFID-Etikett 512 gelesen hat. Dies ermöglicht der Integrationssteuerung 301, individuelle Parameter auf eine jeweilige Bewegungseinrichtung 101 anzuwenden, um den Betrieb der Bewegungseinrichtung 101 zu steuern.
Als Nächstes wird das durch die Integrationssteuerung 301 durchgeführte Lagesteuerverfahren der Bewegungseinrichtung 101 im Folgenden unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 ist ein schematisches Diagramm, welches das Lagesteuerverfahren der Bewegungseinrichtung 101 im Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. 5 veranschaulicht den Überblick über das Lagesteuerverfahren der Bewegungseinrichtung 101 durch hauptsächliches Fokussieren auf den Datenfluss. Die Integrationssteuerung 301 führt einen Prozess unter Verwendung einer Bewegungseinrichtungsposition-Berechnungsfunktion 401, einer Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion 402, einer Bewegungseinrichtungslage-Steuerfunktion 403 und einer SpulenstromBerechnungsfunktion 404, wie im Folgenden beschrieben, durch. Dementsprechend steuert die Integrationssteuerung 301 den Transport der Bewegungseinrichtung 101, während sie die Lage der Bewegungseinrichtung 101 in sechs Achsen steuert. Es ist zu beachten, dass anstelle der Integrationssteuerung 301 die Spulensteuerung 302 den gleichen Prozess wie die Integrationssteuerung 301 durchführen kann.
Zunächst wird die Bewegungseinrichtungsposition-Berechnungsfunktion 401 verwendet, um die Anzahl und die Positionen der Bewegungseinrichtungen 101 auf dem einen Transportweg bildenden Stator 201 gemäß den Messwerten von den mehreren linearen Codierern 204 und Information über deren Anbringungsposition zu berechnen.
Mit der obigen Berechnung aktualisiert die Bewegungseinrichtungsposition-Berechnungsfunktion 401 Bewegungseinrichtungspositionsinformation (X) und Anzahlinformation in Bewegungseinrichtungsinformation 406, bei der es sich um Information über die Bewegungseinrichtung 101 handelt. Die Bewegungseinrichtungspositionsinformation (X) veranschaulicht die Position in der X-Richtung, bei der es sich um die Transportrichtung der Bewegungseinrichtung 101 auf dem Stator 201 handelt. Die Bewegungseinrichtungsinformation 406 wird für eine jeweilige Bewegungseinrichtung 101 auf dem Stator 201 vorbereitet, wie zum Beispiel als POS-1, POS-2,... in 5 angegeben.
Als Nächstes wird die Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion 402 verwendet, um den Y-Sensor 205 und den Z-Sensor 206 zu bestimmen, die jeweilige Bewegungseinrichtungen 101 aus der Bewegungseinrichtungspositionsinformation (X) in der durch die Bewegungseinrichtungsposition-Berechnungsfunktion 401 aktualisierten Bewegungseinrichtungsinformation 406 messen können.
Als Nächstes berechnet die Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion 402 Lageinformation (Y, Z, Wx, Wy, Wz), bei der es sich um Information über die Lage einer jeweiligen Bewegungseinrichtung 101 handelt, und aktualisiert die Bewegungseinrichtungsinformation 406. Die Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion 402 berechnet die Lageinformation (Y, Z, Wx, Wy, Wz) basierend auf den Werten, die vom bestimmten Y-Sensor 205 und vom bestimmten Z-Sensor 206 ausgegeben werden. Die durch die Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion 402 aktualisierte Bewegungseinrichtungsinformation 406 beinhaltet die Bewegungseinrichtungspositionsinformation (X) und die Lageinformation (Y, Z, Wx, Wy, Wz).
Als Nächstes wird die Bewegungseinrichtungslage-Steuerungsfunktion 403 verwendet, um eine Anwendungskraftinformation 408 für eine jeweilige Bewegungseinrichtung 101 aus der aktuellen Bewegungseinrichtungsinformation 406 zu berechnen, welche die Bewegungseinrichtungspositionsinformation (X) und die Lageinformation (Y, Z, Wx, Wy, Wz) und einen Lagezielwert beinhaltet. Die Anwendungskraftinformation 408 ist eine Information, die sich auf die Größe der Kraft bezieht, die auf eine jeweilige Bewegungseinrichtung 101 ausgeübt werden soll. Die Anwendungskraftinformation 408 beinhaltet Information, die sich auf Dreiachsenkomponenten der Kraft T (Tx, Ty, Tz) und Dreiachsenkomponenten des Drehmoments (Twx, Twy, Twz) bezieht, die ausgeübt werden sollen. Die Anwendungskraftinformation 408 wird für eine jeweilige Bewegungseinrichtung 101 auf dem Stator 201 vorbereitet, wie zum Beispiel als TRQ-1, TRQ-2,... in 5 angegeben.
Hier sind Tx, Ty und Tz, bei denen es sich um Dreiachsenkomponenten einer Kraft handelt, eine X-Richtung-Komponente, eine Y-Richtung-Komponente bzw. eine Z-Richtung-Komponente einer Kraft. Ferner sind Twx, Twy und Twz, bei denen es sich um Dreiachsenkomponenten eines Drehmoments handelt, eine Komponente um die X-Achse, eine Komponente um die Y-Achse bzw. eine Komponente um die Z-Achse eines Drehmoments. Das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform steuert den Transport der Bewegungseinrichtung 101, während es die Lage der Bewegungseinrichtung 101 in sechs Achsen steuert, indem es diese Sechsachsenkomponenten (Tx, Ty, Tz, Twx, Twy, Twz) einer Kraft T steuert.
Als Nächstes wird die Spulenstromberechnungsfunktion 404 verwendet, um einen Stromanweisungswert 409, der an jeweilige Spulen 202, 207 und 208 angelegt wird, basierend auf der Anwendungskraftinformation 408 und der Bewegungseinrichtungsinformation 406 zu bestimmen.
Auf eine solche Weise bestimmt die Integrationssteuerung 301 den Stromanweisungswert 409 durch Durchführen eines Prozesses unter Verwendung der Bewegungseinrichtungsposition-Berechnungsfunktion 401, der Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion 402, der Bewegungseinrichtungslage-Steuerungsfunktion 403 und der Spulenstromberechnungsfunktion 404. Die Integrationssteuerung 301 überträgt den bestimmten Stromanweisungswert 409 an die Spulensteuerung 302.
Die Steuerung der Position und der Lage der Bewegungseinrichtung 101 wird im Detail unter Bezugnahme auf 6 weiter beschrieben. 6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Steuerblocks veranschaulicht, der zum Steuern der Position und der Lage der Bewegungseinrichtung 101 verwendet wird.
In 6 bezeichnet das Symbol P die Position und die Lage (auch als eine Position und Lage oder ein Zustand bezeichnet) der Bewegungseinrichtung 101 und weist Komponenten (X, Y, Z, Wx, Wy, Wz) auf. Das Symbol ref bezeichnet einen Zielwert von (X, Y, Z, Wx, Wy, Wz). Das Symbol err bezeichnet eine Abweichung zwischen dem Zielwert ref und der Position und der Lage P.
Die Bewegungseinrichtungslage-Steuerungsfunktion 403 wird verwendet, um eine Kraft T basierend auf dem Pegel der Abweichung err, der Änderung der Abweichung err, einem Akkumulationswert der Abweichung err oder dergleichen zu berechnen, die auf die Bewegungseinrichtung 101 ausgeübt werden soll, um den Zielwert ref zu erreichen.
Die Spulenstromberechnungsfunktion 404 wird verwendet, um einen Spulenstrom I, der an die Spulen 202, 207 und 208 zum Ausüben der Kraft T auf die Bewegungseinrichtung 101 angelegt werden soll, basierend auf der auszuübenden Kraft T und der Position und der Lage P zu berechnen. Der auf solche Weise berechnete Spulenstrom I wird an die Spulen 202, 207 und 208 angelegt, und dadurch wirkt die Kraft T auf die Bewegungseinrichtung 101 und die Position und die Lage P ändert sich auf den Zielwert ref.
Durch Konfigurieren des Steuerblocks auf eine solche Weise ist es möglich, die Position und die Lage P der Bewegungseinrichtung 101 auf einen gewünschten Zielwert ref zu steuern.
Der Prozess gemäß der Bewegungseinrichtungsposition-Berechnungsfunktion 401 wird nun unter Bezugnahme auf 7A und 7B beschrieben. 7A und 7B sind schematische Diagramme, die einen Prozess gemäß der Bewegungseinrichtungsposition-Berechnungsfunktion veranschaulichen.
In 7A entspricht der Referenzpunkt Oe einer Positionsreferenz des Stators 201, an dem der lineare Codierer 204 angebracht ist. Ferner entspricht der Referenzpunkt Os einer Positionsreferenz der linearen Skala 104, die an der Bewegungseinrichtung 101 angebracht ist. 7A veranschaulicht einen Fall, in dem zwei Bewegungseinrichtungen 101a und 101b als die Bewegungseinrichtung 101 transportiert werden, und drei lineare Codierer 204a, 204b und 204c als der lineare Codierer 204 angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass die linearen Skalen 104 an denselben Positionen jeweiliger Bewegungseinrichtungen 101a und 101b entlang der X-Richtung angebracht sind.
Beispielsweise ist der einzelne lineare Codierer 204c der linearen Skala 104 der Bewegungseinrichtung 101b zugewandt, die in 7A veranschaulicht ist. Der lineare Codierer 204c liest die lineare Skala 104 der Bewegungseinrichtung 101b und gibt einen Abstand Pc aus. Ferner ist die Position des linearen Codierers 204c auf der X-Achse, deren Ursprung der Referenzpunkt Oe ist, Sc. Daher kann die Position Pos(101b) der Bewegungseinrichtung 101b durch die folgende Gleichung (1) berechnet werden. $Pos (101b) = Sc - Pc$
Beispielsweise sind zwei lineare Codierer 204a und 204b der linearen Skala 104 der Bewegungseinrichtung 101a zugewandt, die in 7A veranschaulicht ist. Der lineare Codierer 204a liest die lineare Skala 104 der Bewegungseinrichtung 101a und gibt den Abstand Pa aus. Ferner ist die Position des linearen Codierers 204a auf der X-Achse, deren Ursprung der Referenzpunkt Oe ist, Sa. Daher kann die Position Pos(101a) auf der X-Achse der Bewegungseinrichtung 101a basierend auf der Ausgabe des linearen Codierers 204a durch die folgende Gleichung (2) berechnet werden. $Pos (101a) = Sa - Pa$
Ferner liest der lineare Codierer 204b die lineare Skala 104 der Bewegungseinrichtung 101a und gibt den Abstand Pb aus. Ferner ist die Position des linearen Codierers 204b auf der X-Achse, deren Ursprung der Referenzpunkt Oe ist, Sb. Daher kann die Position Pos(101a)' auf der X-Achse der Bewegungseinrichtung 101a basierend auf der Ausgabe des linearen Codierers 204b durch die folgende Gleichung (3) berechnet werden. $Pos (101a)' = Sb - Pb$
Hier ist, da jeweilige Positionen der linearen Codierer 204a und 204b vorab genau gemessen worden sind, die Differenz von zwei Werten Pos(101a) und Pos(101a)' ausreichend klein. Wenn die Differenz der Positionen der Bewegungseinrichtung 101 auf der X-Achse basierend auf der Ausgabe der zwei linearen Codierer 204 auf eine solche Weise ausreichend klein ist, kann bestimmt werden, dass diese zwei linearen Codierer 204 die lineare Skala 104 derselben Bewegungseinrichtung 101 beobachten.
Es ist zu beachten, dass es, wenn mehrere lineare Codierer 204 der gleichen Bewegungseinrichtung 101 zugewandt sind, möglich ist, die Position der beobachteten Bewegungseinrichtung 101 durch Berechnen des Durchschnittswerts der Positionen basierend auf der Ausgabe der mehreren linearen Codierer 204 oder dergleichen eindeutig zu bestimmen.
Ferner kann sich die Bewegungseinrichtung 101 um die Z-Achse um einen Drehbetrag Wz drehen. Ein Fall, in dem eine Korrektur der Position der Bewegungseinrichtung 101 unter Verwendung der Verschiebung dieses Drehbetrags Wz erforderlich ist, wird mit 7B beschrieben. 7B veranschaulicht einen Fall, in dem die lineare Skala 104 an einer der Seitenflächen in der Y-Richtung der Bewegungseinrichtung 101b angebracht ist. Die Position Os ist der Ursprung der linearen Skala 104, und die Position Oc ist der Ursprung der Bewegungseinrichtung 101b. Wenn der Abstand vom Zentrum Oc der Bewegungseinrichtung 101 zur linearen Skala 104 D ist, kann eine genauere Position der Bewegungseinrichtung 101b durch Berechnen der Position Pos(101b) der Bewegungseinrichtung 101b unter Verwendung der folgenden Gleichung (1b) erhalten werden. $Pos (101 b) = Sc - Pc - Wz * D$
Die Bewegungseinrichtungsposition-Berechnungsfunktion 401 wird verwendet, um die Position X in der X-Richtung der Bewegungseinrichtung 101 als die Bewegungseinrichtungspositionsinformation basierend auf der Ausgabe des linearen Codierers 204, wie oben beschrieben, zu berechnen und zu bestimmen.
Als Nächstes wird der Prozess unter Verwendung der Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion 402 unter Bezugnahme auf 8, 9A und 9B beschrieben.
8 veranschaulicht einen Fall, in dem eine Bewegungseinrichtung 101c als die Bewegungseinrichtung 101 transportiert wird, und Y-Sensoren 205a und 205b als der Y-Sensor 205 angeordnet sind. Die zwei Y-Sensoren 205a und 205b sind dem Y-Ziel 105 der Bewegungseinrichtung 101c zugewandt, die in 8 veranschaulicht ist. Der Drehbetrag Wz um die Z-Achse der Bewegungseinrichtung 101c wird durch die folgende Gleichung (4) berechnet, wobei die Werte der relativen Abstände, die durch die zwei Y-Sensoren 205a und 205b ausgegeben werden, Ya bzw. Yb sind, und der Abstand zwischen den Y-Sensoren 205a und 205b Ly ist. $Wz = (Ya - Yb) /Ly$
Es ist zu beachten, dass drei oder mehr Y-Sensoren 205 dem Y-Ziel 105 für eine bestimmte Position der Bewegungseinrichtung 101 zugewandt sein können. In einem derartigen Fall kann die Neigung des Y-Ziels 105, das heißt, der Drehbetrag Wz um die Z-Achse, unter Verwendung einer Methode der kleinsten Quadrate oder dergleichen berechnet werden.
Ferner veranschaulichen 9A und 9B einen Fall, in dem eine Bewegungseinrichtung 101d als die Bewegungseinrichtung 101 transportiert wird, und Z-Sensoren 206a, 206b und 206c als der Z-Sensor 206 angeordnet sind. Die drei Z-Sensoren 206a, 206 und 206c sind dem Z-Ziel 106 der Bewegungseinrichtung 101d zugewandt, die in 9A und 9B veranschaulicht ist. Hier sind die Werte der relativen Abstände, die durch die drei Z-Sensoren 206a, 206b und 206c ausgegeben werden, Za, Zb bzw. Zc. Ferner ist der Abstand zwischen Sensoren in der X-Richtung, das heißt, der Abstand zwischen den Z-Sensoren 206a und 206b Lz1. Ferner ist der Abstand zwischen Sensoren in der Y-Richtung, das heißt, der Abstand zwischen den Z-Sensoren 206a und 206c Lz2. Dann können der Drehbetrag Wy um die Y-Achse und der Drehbetrag Wx um die X-Achse durch die folgenden Gleichungen (5a) bzw. (5b) berechnet werden. $Wy = (Zb - Za) /Lz 1$
$Wx = (Zc - Za) /Lz 2$
Mit der Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion 402 ist es möglich, die Drehbeträge Wx, Wy und Wz um jeweilige Achsen als Lageinformation über die Bewegungseinrichtung 101, wie oben beschrieben, zu berechnen.
Ferner ist es mit der Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion 402 möglich, die Position Y in der Y-Richtung und die Position Z in der Z-Richtung der Bewegungseinrichtung 101 als Lageinformation über die Bewegungseinrichtung 101, wie folgt zu berechnen.
Als Erstes wird die Berechnung der Position Y in der Y-Richtung der Bewegungseinrichtung 101 unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. In 8 sind zwei Y-Sensoren 205, denen die Bewegungseinrichtung 101c zugewandt ist, Y-Sensoren 205a bzw. 205b. Ferner sind die gemessenen Werte der Y-Sensoren 205a und 205b Ya bzw. Yb. Ferner ist der Mittelpunkt der Position des Y-Sensors 205a und der Position des Y-Sensors 205b als Oe' bezeichnet. Ferner ist die Position der Bewegungseinrichtung 101c, die durch die Gleichungen (1) bis (3) erhalten wird, als Os' bezeichnet, und der Abstand von Oe' zu Os' ist als dX' bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt kann die Position Y in der Y-Richtung der Bewegungseinrichtung 101c durch ungefähre Berechnung mit der folgenden Gleichung (6) berechnet werden. $Y = (Ya + Yb) / 2 - Wz * dX'$
Als Nächstes wird die Berechnung der Position Z in der Z-Richtung der Bewegungseinrichtung 101 unter Bezugnahme auf 9A und 9B beschrieben. Drei Z-Sensoren 206, denen die Bewegungseinrichtung 101d zugewandt ist, sind Z-Sensoren 206a, 206b bzw. 206c. Ferner sind die gemessenen Werte der Z-Sensoren 206a, 206b und 206c Za, Zb bzw. Zc. Ferner sind die X-Koordinate des Z-Sensors 206a und die X-Koordinate des Z-Sensors 206c dieselbe. Ferner befindet sich der lineare Codierer 204 in einer Position, die zwischen dem Z-Sensor 206a und dem Z-Sensor 206c liegt. Ferner ist die Position X des Z-Sensors 206a und des Z-Sensors 206c als Oe" bezeichnet. Ferner ist der Abstand von Oe" zum Zentrum Os" der Bewegungseinrichtung 101 als dX" bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt kann die Position Z in der Z-Richtung der Bewegungseinrichtung 101 durch ungefähre Berechnung mit der folgenden Gleichung (7) berechnet werden. $Z = (Za + Zb) / 2 + Wy * dX''$
Es ist zu beachten, dass, wenn sowohl der Drehbetrag von Wz als auch der von Wy für die Position Y und die Position Z groß sind, eine Berechnung mit einer höheren Annäherungsgenauigkeit durchgeführt werden kann.
Auf eine solche Weise fungiert die Integrationssteuerung 301 als eine Erfassungseinheit, welche die Position und die Lage (X, Y, Z, Wx, Wy, Wz) der Bewegungseinrichtung 101 durch Durchführen des Prozesses unter Verwendung der Bewegungseinrichtungsposition-Berechnungsfunktion 401 und der Bewegungseinrichtungslage-Berechnungsfunktion 402 erfasst.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Bestimmen von Stromwerten, die an die Spulen 202, 207 und 208 anzulegen sind, welche zum Ausüben einer gewünschten Kraft T auf die Bewegungseinrichtung 101 verwendet werden, beschrieben. Die auf die Bewegungseinrichtung 101 ausgeübte Kraft T beinhaltet Tx, Ty und Tz, bei denen es sich um Dreiachsenkomponenten einer Kraft handelt, und Twx, Twy und Twz, bei denen es sich um Dreiachsenkomponenten eines Drehmoments handelt, wie oben beschrieben. Die Integrationssteuerung 301, die einen Prozess unter Verwendung der Spulenstromberechnungsfunktion 404 durchführt, kann an die Spulen 202, 207 und 208 anzulegende Stromwerte gemäß dem im Folgenden beschriebenen Verfahren zum Bestimmen von Stromwerten bestimmen.
Es ist zu beachten, dass unter den Kraftkomponenten und den Drehmomentkomponenten, die durch die Spulen 202, 207 und 208 ausgeübt werden, ein Einfluss von einer Kraftkomponente oder Drehmomentkomponente, der auf die anderen Kraftkomponenten oder Drehmomentkomponenten ausgeübt wird, für einige Fälle ausreichend vernachlässigbar sein kann. Insbesondere werden die Kraft und das Drehmoment, die durch die Spulen 202, 207 und 208 ausgeübt werden, aus der durch die Spule 207 ausgeübten Kraft in X-Richtung, der Kraft in Y-Richtung und dem Drehmoment in der Wz-Richtung, die durch die Spule 208 ausgeübt werden, und der Kraft in Z-Richtung, dem Drehmoment in der Wx-Richtung und dem Drehmoment in der Wy-Richtung, die durch die Spule 202 ausgeübt werden, gebildet. Die Kraft in der Y-Richtung und das Drehmoment in der Wz-Richtung, die durch die Spule 208 ausgeübt werden, wirken in der horizontalen Richtung. Die Kraft in der Z-Richtung, das Drehmoment in der Wx-Richtung und das Drehmoment in der Wy-Richtung, die durch die Spule 202 ausgeübt werden, wirken in der Schwebrichtung. Wenn der Einfluss ausreichend vernachlässigbar ist, können die Stromwerte unter Berücksichtigung von nur der Kraft in der X-Richtung für die Spule 207, der Kraft in der Y-Richtung und dem Drehmoment in der Wz-Richtung für die Spule 208 und der Kraft in der Z-Richtung, dem Drehmoment in der Wx-Richtung und dem Drehmoment in der Wy-Richtung für die Spule 202 berechnet werden. Ein Fall, in dem der Einfluss ausreichend vernachlässigt werden kann, wird im Folgenden beschrieben.
Zuerst wird Strom, der an eine jeweilige Spule 202 angelegt wird, um die Kraftkomponente Tz in der Z-Richtung, die Drehmomentkomponente Twx in der Wx-Richtung und die Drehmomentkomponente Twy in der Wy-Richtung auf die Bewegungseinrichtung 101 auszuüben, unter Bezugnahme auf 10 bis 12B beschrieben.
10 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen der auf die an der Bewegungseinrichtung 101 angebrachte Jochplatte 103 wirkende Kraft und der Kraftkomponente Tz und den Drehmomentkomponenten Twx und Twy, die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirken, veranschaulicht.
In 10 bezeichnet Fzj Kraft, die durch die j-te Spule 202 auf die Jochplatte 103 ausgeübt wird. Es ist zu beachten, dass j eine ganze Zahl ist, die 1 ≤ j ≤ N erfüllt, wobei die Anzahl N der installierten Spulen 202 eine ganze Zahl größer oder gleich zwei ist. Das durch jede Kraft Fzj ausgeübte Drehmoment trägt zu den Drehmomentkomponenten Twx und Twy bei. Das durch jede Kraft Fzj ausgeübte Drehmoment wird gemäß der Kraft Fzj und dem Abstand zwischen dem Angriffspunkt und dem Zentrum Oc der Bewegungseinrichtung 101 bestimmt.
11 ist ein Diagramm, das ein Schubkonstantenprofil 601 in der Z-Richtung schematisch veranschaulicht. Das Schubkonstantenprofil 601 veranschaulicht eine Anziehungskraft, die an der Jochplatte 103 wirkt, wenn ein Einheitsstrom an die der Jochplatte 103 zugewandte Spule 202 angelegt wird, die zum Schweben verwendet wird. Die Größe der Anziehungskraft ändert sich kontinuierlich in Bezug auf die Bewegung in der X-Richtung.
Ein Beispiel für eine Konfiguration der Spule 202 wird nun unter Bezugnahme auf 12A und 12B beschrieben. 12A und 12B sind schematische Diagramme, welche die Spule 202 veranschaulichen. 12A ist ein Diagramm der Spule 202 bei Betrachtung aus der Richtung der Z-Achse, und 12B ist ein Diagramm der Spule 202 bei Betrachtung aus der Richtung der X-Achse.
Wie in 12A und 12B veranschaulicht, weist die Spule 202 eine Wicklung 210 und einen Kern 211 auf. Strom wird durch die Stromsteuerung 313 an die Wicklung 210 angelegt. Als Reaktion auf das Anlegen von Strom an die Wicklung 210 wird ein Magnetweg 212 gebildet, bei dem es sich um einen Weg eines Magnetflusses handelt. Zwischen der Spule 202 und der Jochplatte 103 wirkt aufgrund des derart gebildeten Magnetflusses im Magnetweg 212 eine Anziehungskraft.
Die Beziehung zwischen dem an die Spule 202 angelegten Strom und der Größe der Anziehungskraft, die zwischen der Spule 202 und der Jochplatte 103 wirkt, wird unter Bezugnahme auf 12A bis 13 ausführlicher beschrieben. 13 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem an die Spule 202 angelegten Strom und der Größe der Anziehungskraft, die zwischen der Spule 202 und der Jochplatte 103 wirkt, schematisch veranschaulicht. Im in 13 veranschaulichten Diagramm repräsentiert die horizontale Achse die Strommenge I, die an die Spule 202 angelegt wird, und die vertikale Achse repräsentiert die Größe der Anziehungskraft Fz, die zwischen der Spule 202 und der Jochplatte 103 wirkt. Das in 13 veranschaulichte Diagramm gibt ein Anziehungskraftprofil 604 an, welches die Größe der Anziehungskraft Fz zur die Strommenge I angibt.
Wenn der Abstand in der Z-Richtung zwischen der Spule 202 und der Jochplatte 103 konstant ist, ist die Anziehungskraft Fz ungefähr proportional zum Quadrat der Strommenge I. Hier repräsentiert F0 im in 13 veranschaulichten Diagramm eine durchschnittliche Größe der Kraft, die an einer jeweiligen Spule 202 wirkt, die zum Kompensieren der auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkenden Schwerkraft mg erforderlich ist.
Hier werden numerische Werte und Symbole wie folgt festgelegt.

Bodenfläche des Kerns 211 einer Spule 202: S = 0,01 [m²]
Ein Teil der Masse der Bewegungseinrichtung 101, die durch eine Spule 202 kompensiert wird: F0 = 100 [N] (etwa 10 [kg])
Magnetische Permeabilität des Vakuums: µ0 = 4π × 10^-7
Luftspalt: Spalt [m]
Anzahl der Windungen der Wicklung 210 der Spule 202: n [Windung]
Spulenstrom: I [A]
Magnetische Flussdichte zwischen dem Kern 211 und der Jochplatte 103: B [T]

Falls die magnetische Permeabilität des Kerns 211 und der Jochplatte 103 relativ zur magnetischen Permeabilität des Vakuums ausreichend groß ist, können Fz und B durch die folgende Gleichung (8a) bzw. (8b) ungefähr berechnet werden. $Fz = S * B^{2} / (2 * μ 0)$
$B = N * I * μ 0 / (2 * Spalt)$
Hier kann, wenn die Anzahl der Windungen 500 [Windung] beträgt und der Spulenstrom IO 1,0 [A] beträgt, der Luftspalt „Spalt“ durch Gleichung (8a) und Gleichung (8b) als 0,006266 [m] berechnet werden.
Hier ist im Anziehungskraftprofil 604 ein Punkt, an dem I = 10, der zu Fz = F0 führt, Q. Ein Teil um diesen Punkt Q wird beschrieben.
Falls sich der „Spalt“ in der Ausdehnungsrichtung um 0,25 [mm] von 0,006266 [m] ändert, ist es notwendig, eine größere magnetomotorische Kraft in der Spule 202 zu erzeugen, um den sich ausdehnenden „Spalt“ zu kompensieren. Falls der „Spalt“ 0,006516 [m] beträgt und die Gleichungen (8a) und (8b) so berechnet werden, dass sie die gleiche Fz erzeugen, wird der Spulenstrom I als 1,0399 [A] berechnet. Aufgrund eines solchen Pegels des Stromwerts ist die Variation des Stromwerts des Spulenstroms während des Transports der Bewegungseinrichtung 101 im Vergleich zu dem Spulenstrom 10, bei dem es sich um eine Referenz handelt, ausreichend klein.
Daher wird um den Punkt Q die in der folgenden Gleichung (8c) ausgedrückte Beziehung zwischen dem Strom dl, der zusätzlich zum Strom IO angelegt wird, und der Größe der Kraft dF, die zusätzlich in der Richtung der Z-Achse durch die Anwendung des Stroms dl erzeugt wird, erfüllt. Es ist zu beachten, dass die durch Gleichung (8c) ausgedrückte Beziehung nicht um den Ursprung O erfüllt wird. $dF \propto dl$
Hier wird das Verhältnis von dF und dl durch die folgende Gleichung (8d) definiert. $dF/dl = Ez$
Im Schubkonstantenprofil 601, das in 11 veranschaulicht ist, ist Ez(j, P) angegeben. Ez(j, P) weist ein Verhältnis auf, das durch Gleichung (8d) angegeben ist. Das heißt, Ez(j, P) repräsentiert das Verhältnis der Größe der Kraft dF, die zusätzlich in der Richtung der Z-Achse erzeugt wird, zum Strom Id, wenn der zusätzliche Strom dl an den Strom IO angelegt wird, der durchschnittlich an die j-te Spule 202 angelegt wird, wenn sich die Bewegungseinrichtung 101 in der Position und Lage P befindet.
Die Beschreibung wird unter Bezugnahme auf 10 gemäß der oben beschriebenen Bezeichnung bereitgestellt, wobei j der Index ist, welche die Spule 202 identifiziert. Im Folgenden ist zur vereinfachten Veranschaulichung die zusätzliche Kraft dFzj in der Z-Richtung einfach als Fzj bezeichnet, und der zusätzliche Strom dlj ist als Ij bezeichnet.
Die zusätzliche Kraft Fzj, die in der Z-Richtung durch die j-te Spule 202 erzeugt wird, wird durch die folgende Gleichung (9a) ausgedrückt, wobei Ij zusätzlichen Strom repräsentiert, der an die j-te Spule 202 angelegt wird. $Fzj = Ez (j, P) * lj$
Ferner wird X(j, P) als die relative Position der j-ten Spule 202 in der X-Richtung bei Betrachtung vom Ursprung Oc der Bewegungseinrichtung 101 definiert, und Y(j, P) wird als die relative Position der j-ten Spule 202 in der Y-Richtung bei Betrachtung vom Ursprung Oc der Bewegungseinrichtung 101 definiert. Dann werden die Kraftkomponente Tz in der Z-Richtung, die Drehmomentkomponente Twx in der Wx-Richtung und die Drehmomentkomponente Twy in der Wy-Richtung durch die folgenden Gleichungen (9b), (9c) bzw. (9d) ausgedrückt. $Tz = \sum (Ez (j, P) * lj)$
$Twx = \sum (- Ez (j, P) * Y (j, P) * lj)$
$Twy = \sum (Ez (j, P) * X (j, P) * lj)$
Falls der die obigen Gleichungen (9b), (9c) und (9d) erfüllende Strom Ij an eine jeweilige Spule 202 angelegt wird, können die gewünschte Kraftkomponente und Drehmomentkomponente (Tz, Twx, Twy) erhalten werden.
Die Drehmomentbeitragsmatrix M ist hier definiert. Die Drehmomentbeitragsmatrix M ist eine Matrix, welche die Größe des Beitrags zu einer jeweiligen Kraftkomponente und Drehmomentkomponente (Tz, Twx, Twy) angibt, wenn ein Einheitsstrom an eine jeweilige der ersten bis j-ten Spulen 202 angelegt wird, wenn sich die Bewegungseinrichtung 101 in der Position und Lage P befindet. Auf diese Weise wird die Drehmomentbeitragsmatrix M verwendet und Information, die sich auf den Beitrag zu einer jeweiligen Komponente der Kraftkomponente und der Drehmomentkomponente (Tz, Twx, Twy) bezieht, die durch einen an eine jeweilige Spule 202 angelegten Einheitsstrom verursacht werden, wird verwendet, um den Stromwert zu bestimmen, der an eine jeweilige Spule 202 angelegt wird.
In der Drehmomentbeitragsmatrix M ist die erste Zeile der Z-Richtung zugeordnet, die zweite Zeile ist der Wx-Richtung zugeordnet und die dritte Zeile ist der Wy-Richtung zugeordnet. Dann werden jeweilige Elemente M(1, j), M(2, j) und M(3, j) in der ersten Zeile in der j-ten Spalte, der zweiten Zeile in der j-ten Spalte und der dritten Zeile in der j-ten Spalte der Drehmomentbeitragsmatrix M durch die folgenden Gleichungen (10a), (10b) bzw. (10c) ausgedrückt. Die Drehmomentbeitragsmatrix M ist eine Matrix von drei Zeilen mal N Spalten. Es sei angemerkt, dass jeweilige Zeilen der Drehmomentbeitragsmatrix M linear unabhängig voneinander sind. $M (1, j) = Ez (j, P)$
$M (2, j) = - Ez (j, P) * Y (j, P)$
$M (3, j) = Ez (j, P) * X (j, P)$
Andererseits wird ein Spaltenvektor, dessen Elemente Strommengen I1 bis IN sind, die an der ersten bis N-ten Spule 202 anzulegen sind, mit einem Spulenstromvektor Is eingeführt. Der Spulenstromvektor Is ist ein Spaltenvektor in der N-ten Zeile in der ersten Spalte, der durch die folgende Gleichung (10d) ausgedrückt wird. $Is = Tr (I 1, I 2, \dots, lj, \dots, IN)$
Der Drehmomentvektor Tq ist hier als die folgende Gleichung (11) definiert. $Tq = Tr (Tz, Twx, Twy)$
Dann wird die folgende Gleichung (12) aus den Gleichungen (9b) bis (9d), (10a) bis (10d) und (11) erhalten. $Tq = M * Is$
Der Pseudostromvektor K wird hier eingeführt. Der Pseudostromvektor K ist ein Spaltenvektor mit drei Zeilen mal einer Spalte und ist ein Vektor, welcher die folgende Gleichung (13) erfüllt, wenn Tr(M) eine Transponiermatrix der Drehmomentbeitragsmatrix M ist. $Tr (M) * K = Is$
Da es möglich ist, einen größeren Stromwert an die Spule 202 anzulegen, welcher mehr zu Tz, Twx und Twy beiträgt, indem der Spulenstromvektor Is als ein Vektor definiert wird, der durch Gleichung (13) ausgedrückt wird, ist es möglich, Strom effizient anzulegen.
Gleichung (12) kann unter Verwendung von Gleichung (13) in die folgende Gleichung (14) transformiert werden. $Tq = M * Tr (M) * K$
In Gleichung (14) ist M*Tr(M) ein Produkt einer Matrix von drei Zeilen mal N Spalten und einer Matrix von N Zeilen mal drei Spalten und ist somit eine quadratische Matrix von drei Zeilen mal drei Spalten. Ferner sind jeweilige Zeilen der Drehmomentbeitragsmatrix M linear unabhängig voneinander. Daher kann in beliebigen Fällen eine Umkehrmatrix aus M*Tr(M) erhalten werden. Somit kann Gleichung (14) in die folgende Gleichung (15) transformiert werden. $K = Inv (M * Tr (M)) * Tq$
Der Spulenstromvektor Is, der durch die folgende Gleichung (16) ausgedrückt wird, wird schließlich aus den Gleichungen (13) und (15) erhalten. Auf eine solche Weise kann der Spulenstromvektor Is eindeutig gefunden werden. $Tr (M) * Inv (M * Tr (M)) * Tq = Is$
Durch Berechnen des Spulenstromvektors Is wie oben beschrieben, ist es möglich, Strom zu bestimmen, der an eine jeweilige Spule 202 anzulegen ist. Dementsprechend ist es möglich, da es möglich ist, die Kraftkomponente Tz in der Z-Richtung, die Drehmomentkomponente Twx in der Wx-Richtung und die Drehmomentkomponente Twy in der Wy-Richtung unabhängig auf die Bewegungseinrichtung 101 auszuüben, die Lage der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung, der Wx-Richtung und der Wy-Richtung zu stabilisieren.
Als Nächstes wird Strom, der an die Spule 208 zum Ausüben der Kraftkomponente Ty in der Y-Richtung und der Drehmomentkomponente Twz in der Wz-Richtung auf die Bewegungseinrichtung 101 angelegt wird, unter Bezugnahme auf 14 und 15 beschrieben. Die Kraftkomponente Ty und die Drehmomentkomponente Twz wirken jeweils in der horizontalen Richtung. 14 ist ein schematisches Diagramm der Bewegungseinrichtung 101, wenn sie von oben nach unten in der Z-Richtung betrachtet wird. 15 ist ein Diagramm, das ein Anziehungskraftprofil 605 in der Y-Richtung schematisch veranschaulicht. Im in 15 veranschaulichten Diagramm repräsentiert die horizontale Achse Strom, der an die Spule 208 angelegt wird, und die vertikale Achse repräsentiert Kraft, die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkt.
Es ist zu beachten, dass zur vereinfachten Veranschaulichung 14 einen Fall veranschaulicht, in dem als die auf dem Stator 201 installierte Spulen 208 vier Spulen 208aR, 208bR, 208aL und 208bL der Bewegungseinrichtung 101 zugewandt sind. Ferner sind die Spule 208aL und die Spule 208aR gepaart, um als eine Spule 208a zu arbeiten. Ferner sind die Spule 208bL und die Spule 208bR gepaart, um als eine Spule 208b zu arbeiten. Auf eine solche Weise sind die j-te gepaarte Spule 208jR und Spule 208jL gepaart, um als eine Spule 208j zu arbeiten.
Das in 15 veranschaulichte Anziehungskraftprofil 605 gibt die Beziehung zwischen dem Pegel des an das j-te Paar von Spulen 208j angelegten Stroms IL und IR und der Größe der Kraft Fy, die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkt, an. Es wirkt keine Abstoßungskraft und nur die Anziehungskraft wirkt zwischen der Spule 208 und der Jochplatte 103. Somit wird, wenn Kraft in der Y +-Richtung auf die Bewegungseinrichtung 101 ausgeübt wird, Strom an die Spule 208jR auf der R-Seite in einem Bereich 605a des Anziehungskraftprofils 605 angelegt. Ferner wird, wenn Kraft in der Y-Richtung auf die Bewegungseinrichtung 101 ausgeübt wird, Strom an die Spule 208jL auf der L-Seite in einem Bereich 605b des Anziehungskraftprofils 605 angelegt.
Zum Beispiel kann, wenn Kraft Fa in der Y +-Richtung ausgeübt wird, Strom Ia an die Spule 208jR auf der R-Seite angelegt werden. Ferner kann zum Beispiel, wenn Kraft Fb in der Y-Richtung ausgeübt wird, Strom Ib an die Spule 208jL auf der L-Seite angelegt werden.
Der Index j ist als ein Index definiert, der ein Paar Spulen 208 identifiziert. Ferner wird X(j, P) als die relative Position des j-ten Paars Spulen 208 in der X-Richtung bei Betrachtung vom Ursprung Oc der Bewegungseinrichtung 101 definiert. Ferner wird Kraft in der Y-Richtung, die durch das j-te Paar Spulen 208 ausgeübt wird, als Fyj bezeichnet. Dann werden die Kraftkomponente Ty in der Y-Richtung und die Drehmomentkomponente Twz in der Wz-Richtung, welche der horizontalen Richtung entsprechen, durch die folgenden Gleichungen (17a) bzw. (17b) ausgedrückt. $Ty = \sum Fyj$
$Twz = \sum (- Fyj * X (j, P))$
Ein Y-Richtung-Kraftvektor Fys mit Elementen der Kraft Fy1, Fy2,..., FyN in der Y-Richtung, die durch die erste bis N-te Spule 208 ausgeübt wird, wird hier durch die folgende Gleichung (17c) definiert. $Fys = Tr (Fy 1, Fy 2, \dots, Fyj, \dots, FyN)$
Ferner wird der Drehmomentvektor Tq durch die folgende Gleichung (17d) definiert. $Tq = Tr (Ty, Twz)$
In der Drehmomentbeitragsmatrix M ist die erste Zeile der Y-Richtung zugeordnet und die zweite Zeile ist der Wz-Richtung zugeordnet. Dann werden jeweilige Elemente M(1, j) und M(2, j) in der ersten Zeile in der j-ten Spalte und der zweiten Zeile in der j-ten Spalte der Drehmomentbeitragsmatrix M durch die folgenden Gleichungen (17e) bzw. (17f) ausgedrückt. $M (1, j) = 1$
$M (2, j) = X (j, P)$
Um an die Spule 208 anzulegenden Strom zu berechnen wird zuerst der Y-Richtung-Kraftvektor Fys bestimmt, welcher die folgende Gleichung (17g) erfüllt. $Tq = M * Fys$
Da Tq ein Vektor von zwei Zeilen mal einer Spalte ist und M eine Matrix von zwei Zeilen mal N Spalten ist, gibt es unzählige Kombinationen von Elementen des Y-Richtung-Kraftvektors Fys, welche die Gleichung (17g) erfüllen, jedoch kann die Kombination eindeutig gemäß dem folgenden Verfahren berechnet werden.
Hier wird der Pseudostromvektor K von zwei Zeilen mal einer Spalte eingeführt. Der Pseudostromvektor K ist ein Vektor, welcher die folgende Gleichung (17h) erfüllt, wobei Tr(M) eine Transponiermatrix der Drehmomentbeitragsmatrix M ist. $Tr (M) * K = Fys$
Gleichung (17g) kann unter Verwendung von Gleichung (17h) in die folgende Gleichung (17i) transformiert werden. $Tq = M * Tr (M) * K$
Das Element M*Tr(M) ist ein Produkt einer Matrix von zwei Zeilen mal N Spalten und einer Matrix von N Zeilen mal zwei Spalten und ist somit eine quadratische Matrix von zwei Zeilen mal zwei Spalten. Ferner sind jeweilige Zeilen der Drehmomentbeitragsmatrix M linear unabhängig voneinander. Daher kann in beliebigen Fällen eine Umkehrmatrix aus M*Tr(M) erhalten werden. Somit kann Gleichung (17i) in die folgende Gleichung (17j) transformiert werden. $K = Inv (M * Tr (M)) * Tq$
Der durch die folgende Gleichung (17k) ausgedrückte Y-Richtung-Kraftvektor Fys wird schließlich aus den Gleichungen (17h) und (17j) erhalten. Dementsprechend kann der Y-Richtung-Kraftvektor Fys eindeutig berechnet werden. $Tr (M) * Inv (M * Tr (M)) * Tq = Fys$
Nachdem der Y-Richtung-Kraftvektor Fys erhalten worden ist, kann an eine jeweilige Spule 208 anzulegender Strom durch Rückwärtszählen aus dem Anziehungskraftprofil 605, das vorab berechnet oder gemessen wurde, berechnet werden.
Wie oben beschrieben, kann der an eine jeweilige Spule 208 anzulegende Strom bestimmt werden. Dementsprechend kann, da die Kraftkomponente Ty in der Y-Richtung und die Drehmomentkomponente Twz in der Wz-Richtung unabhängig auf die Bewegungseinrichtung 101 ausgeübt werden können, die Lage der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung und der Wz-Richtung stabilisiert werden. Beispielsweise kann Strom an die Spule 208 angelegt werden, so dass das Drehmoment in der Wz-Richtung immer 0 ist.
Wie oben beschrieben, werden in der vorliegenden Ausführungsform die an die mehreren Spulen 202 und 208 angelegten Stromwerte gesteuert.
Als Nächstes wird ein Steuerverfahren der Spule 207 beschrieben, die Schub in der die Transportrichtung darstellenden X-Richtung auf die Bewegungseinrichtung 101 ausübt. Das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Transportsystem mit einem Induktionstyp-Linearmotor. Die Spule 207 erzeugt elektromagnetische Kraft zwischen der Spule 207 und der leitfähigen Platte 107 der Bewegungseinrichtung 101 und übt Schub in der X-Richtung aus, das heißt, die Kraftkomponente Tx in der X-Richtung auf die Bewegungseinrichtung 101 aus. Die leitfähige Platte 107 ist nicht im Besonderen beschränkt, und eine Platte, deren elektrischer Widerstand relativ klein ist, beispielsweise eine Aluminiumplatte, wird verwendet.
Wenn Strom angelegt wird, erzeugt eine jeweilige Spule 207 ein sich bewegendes Magnetfeld in der die Transportrichtung darstellenden X-Richtung, um elektromagnetische Kraft zwischen der Spule 207 und der leitfähigen Platte 107 zu erzeugen. Dadurch bewirkt eine jeweilige Spule 207, dass die Bewegungseinrichtung 101 die Kraftkomponente Tx als den Schub in der die Transportrichtung darstellenden X-Richtung erzeugt. Wenn die Geschwindigkeit der Bewegungseinrichtung 101 unzureichend ist, ist es möglich, den an eine jeweilige Spule 207 anzulegenden Strom zu erhöhen oder die Zeitsteuerung der Strombeaufschlagung einer jeweiligen Spule 207 zu ändern, so dass die Geschwindigkeit, mit der sich das sich bewegende Magnetfeld bewegt, höher wird.
Wie oben beschrieben, bestimmt und steuert die Integrationssteuerung 301 die Stromanweisungswerte von Strom, der an jeweilige Spulen 202, 207 und 208 anzulegen ist. Dementsprechend steuert die Integrationssteuerung 301 den Transport der Bewegungseinrichtung 101 auf dem Stator 201 auf kontaktlose Weise, während sie in sechs Achsen die Lage der durch den Stator 201 transportierten Bewegungseinrichtung 101 steuert. Es sei angemerkt, dass die gesamte oder ein Teil der Funktion der Integrationssteuerung 301 als die Steuervorrichtung durch die Spulensteuerung 302 sowie andere Steuervorrichtungen ersetzt werden kann.
Es ist zu beachten, dass, obwohl der Fall, in dem der Strom der Spule 207 auf die gleiche Weise wie der Strom der Spule 202 und der Spule 208 gesteuert wird, in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben worden ist, die Ausführungsform nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise kann in einer einfacheren Konfiguration eine Induktionsmotorsteuerung mit der Integrationssteuerung 301 verbunden sein, und der Strom einer jeweiligen Spule 207 kann durch die Induktionsmotorsteuerung gesteuert werden, so dass ein sich konstant bewegendes Magnetfeld erzeugt wird.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Kraftkomponente und die Drehmomentkomponente in den sechs Achsen (Tx, Ty, Tz, Twx, Twy, Twz) unabhängig auf die Bewegungseinrichtung 101 auszuüben. Somit ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Bewegungseinrichtung 101 auf kontaktlose Weise stabil in der X-Richtung zu transportieren, während die Lage der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung, der Z-Richtung, der Wx-Richtung, der Wy-Richtung und der Wz-Richtung stabilisiert wird.
Das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Bewegungseinrichtung 101 zum Arbeitsbereich 707 der Montagevorrichtung 701 transportieren, während die Lage der Bewegungseinrichtung 101 wie oben beschrieben gesteuert wird, und die Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung im Arbeitsbereich 707 absetzen, um die Bewegungseinrichtung 101 anzuhalten. Das Transportsystem 1 kann die Bewegungseinrichtung 101 durch Absetzen der Bewegungseinrichtung 101 im Arbeitsbereich 707 durch Einstellen der Anschlag-Position der Bewegungseinrichtung 101 anhalten, so dass ein jeweiliger der Z-Achse-Positionierungsabschnitte 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 mit dem entsprechenden Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201 in Kontakt kommt.
Der Montageroboter 703 der Montagevorrichtung 701 führt eine Bearbeitungsoperation durch, wie beispielsweise eine Montageoperation einer Komponente 704 an einem Werkstück 102, das an einer Bewegungseinrichtung 101 angebracht ist oder durch diese gehalten wird, das an der Bewegungseinrichtung 101 befestigt werden soll, die in einem Arbeitsbereich 707 getragen wird. Insbesondere montiert der Montageroboter 703 die Komponente 704 in der Z-Richtung in Bezug auf das Werkstück 102, das an der Bewegungseinrichtung 101 angebracht ist. Während der Bearbeitungsoperation wird, wie in 2A und 2B dargestellt, eine externe Kraft 704F auf das Werkstück 102 und die Bewegungseinrichtung 101 in der -Z-Richtung während der Bearbeitung durch den Montageroboter 703 ausgeübt, der die Komponente 704 in der Z-Richtung montiert.
Andererseits sind in der vorliegenden Ausführungsform der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201 und der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 miteinander in Kontakt, wenn die Komponente 704 auf diese Weise in der Z-Richtung montiert wird. Somit kann die externe Kraft 704F während der Bearbeitung durch den Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 und den Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706, die sich in Kontakt miteinander befinden, empfangen werden. Zu diesem Zeitpunkt fungieren die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 als Anschläge, welche den Bewegungsbereich der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung begrenzen. Somit kann in der vorliegenden Ausführungsform die Bewegungseinrichtung 101 während der Bearbeitung eine stabile Position in Bezug auf die externe Kraft 704F aufrechterhalten und das Werkstück 102 kann genau positioniert werden. Es ist zu beachten, dass die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 so konfiguriert sein können, dass sie in der -Z-Richtung beweglich sind, in welcher die externe Kraft 704F ausgeübt wird, wenn die externe Kraft 704F ausgeübt wird.
Ferner bildet, wie in 2B veranschaulicht, jeder Satz des Z-Achse-Positionierungsabschnitts 705 und des Z-Achse-Positionierungsabschnitts 706, die sich in Kontakt miteinander befinden, eine Stützstruktur 708, welche die in der Z-Richtung abgesetzte Bewegungseinrichtung 101 stützt. Die Stützstruktur 708 wird gebildet, indem der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 und der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 an allen oder einem Teil von mehreren Scheitelpunkten eines Polygons in Kontakt miteinander angeordnet werden. Die Stützstruktur 708 kann einen oder zwei Sätze des Z-Achse-Positionierungsabschnitts 705 und des Z-Achse-Positionierungsabschnitts 706 umfassen, die sich in Kontakt miteinander befinden.
Die die Stützstruktur 708 bildenden Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 sind so angeordnet, dass der Richtungsvektor der externen Kraft 704F während der Bearbeitung innerhalb der Stützstruktur 708 liegt, die aus den Z-Achse-Positionierungsabschnitten 705 und 706 gebildet wird. Somit kann die Drehkraft, die durch die externe Kraft 704F zum Zeitpunkt der Bearbeitung auf das Werkstück 102 und die Bewegungseinrichtung 101 wirkt, reduziert werden, und ferner kann die Erzeugung einer solchen Drehkraft verhindert werden. Somit kann in der vorliegenden Ausführungsform die Position der Bewegungseinrichtung 101 ungeachtet der Größe der externen Kraft 704F in der Z-Richtung, die auf die Bewegungseinrichtung 101 während der Bearbeitung des Werkstücks 102 ausgeübt wird, insbesondere selbst gegen die große externe Kraft 704F während der Bearbeitung, stabilisiert werden. Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform durch Stabilisieren der Position der Bewegungseinrichtung 101 das Werkstück 102 mit hoher Genauigkeit positioniert werden.
Als Nächstes wird ein Steuerverfahren des Transportsystems 1 zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 unter Verwendung des Z-Achse-Positionierungsabschnitts 705 auf der Seite des Stators 201 und des Z-Achse-Positionierungsabschnitts 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. 16 ist ein Flussdiagramm, welches das Steuerverfahren des Transportsystems 1 zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Ein Computer, der als die Integrationssteuerung 301 fungiert, kann das in 16 veranschaulichte Steuerverfahren ausführen, indem er ein Programm zum Ausführen des in 16 veranschaulichten Steuerverfahrens aus einem computerlesbaren Speichermedium liest und das Programm ausführt.
Zuerst steuert die Integrationssteuerung 301 den schwebenden Transport der Bewegungseinrichtung 101 einschließlich des Werkstücks 102 durch Steuern der Strombefehlswerte der Ströme, die an die Spulen 202, 207 und 208 angelegt werden. Somit transportiert die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung, während sie die Bewegungseinrichtung 101 in der +Z-Richtung zur oberen Seite der Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 auf der Seite des Stators 201 im Arbeitsbereich 707 schweben lässt. Danach positioniert die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 während der Bearbeitung durch den Montageroboter 703 der Montagevorrichtung 701 gemäß dem Prozess des in 16 veranschaulichten Flussdiagramms.
Zuerst führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S100 aus, um die Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung, bei der es sich um die Bearbeitungsachsenrichtung handelt, abzusetzen. Bei der Bearbeitungsachsenrichtung handelt es sich um eine Richtung, in der die Bearbeitung durch den Montageroboter 703 durchgeführt wird. Wenn sich die Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung absetzt, steuert die Integrationssteuerung 301 den Strombefehlswert von Strom, der an eine jeweilige Spule 202, 207 und 208 angelegt wird, so dass ein jeweiliger Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 mit dem entsprechenden Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201 in Kontakt kommt.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S101 aus, um eine Drucksteuerung zum Drücken der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung durchzuführen. Bei der Drucksteuerung in der Z-Richtung drückt die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 in der -Z-Richtung, indem sie den Strombefehlswert des Stroms, der an eine jeweilige Spule 202 angelegt wird, steuert, um die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkende Kraftkomponente Tz in der Z-Richtung zu steuern. Somit drückt die Integrationssteuerung 301 den Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 zum Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201. Wenn der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 gegen den Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 gedrückt wird, werden die statische Reibungskraft in der X-Richtung und die statische Reibungskraft in der Y-Richtung zwischen dem Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 und dem Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706, die sich in Kontakt miteinander befinden, erhöht. Daher wird die Bewegung der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung begrenzt und die Position der Bewegungseinrichtung 101 wird in der X-Richtung und der Y-Richtung kaum verschoben, wenn das Werkstück 102 durch den Montageroboter 703 aus der Z-Richtung bearbeitet wird. Somit lässt die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 sich in der Z-Richtung absetzen, welche die Richtung der externen Kraft 704F ist, und führt die Drucksteuerung durch, um die Bewegungseinrichtung 101 so zu drücken, dass die Bewegung der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung durch die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 begrenzt wird.
Wie oben beschrieben, führt die Integrationssteuerung 301 die Steuerung zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 durch, während der Montageroboter 703 das Werkstück 102 bearbeitet. Nach dem Abschluss der Bearbeitung kann die Integrationssteuerung 301 die Steuerung zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 beenden und den schwebenden Transport der Bewegungseinrichtung 101 wieder durchführen.
Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform, nachdem das Werkstück 102 zusammen mit der Bewegungseinrichtung 101 transportiert wird, die Bewegungseinrichtung 101 unter Verwendung der Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 positioniert. Somit kann die Bewegungseinrichtung 101 eine stabile Position gegen eine große externe Kraft, die bei Bearbeitung des Werkstücks auf das Werkstück 102 ausgeübt wird, aufrechterhalten. Infolgedessen wird das Werkstück 102 genau positioniert und das Werkstück 102 wird durch die Bearbeitungsvorrichtung genau bearbeitet, um einen Artikel herzustellen.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Position der Bewegungseinrichtung 101 ungeachtet der Größe der externen Kraft, die auf die Bewegungseinrichtung 101 während der Bearbeitung des Werkstücks 102 ausgeübt wird, stabilisiert werden.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 17A bis 18 beschrieben. Es ist zu beachten, dass die gleichen Komponenten wie diejenigen in der obigen ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und dass ihre Beschreibung weggelassen oder vereinfacht wird.
Zunächst wird die Konfiguration des Transportsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 17A und 17B beschrieben. 17A und 17B sind schematische Ansichten, welche die Konfiguration des Transportsystems 1 einschließlich der Bewegungseinrichtung 101 und des Stators 201 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulichen. Es ist zu beachten, dass 17A die Hauptabschnitte der Bewegungseinrichtung 101 und des Stators 201 veranschaulicht. 17B veranschaulicht die Bewegungseinrichtung 101, Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 auf der Seite des Stators 201 und Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101. 17A ist eine Ansicht der Bewegungseinrichtung 101 und des Stators 201, die von der X-Richtung betrachtet werden, und 17B ist eine Ansicht der Bewegungseinrichtung 101, die von schräg oben betrachtet wird.
Die Grundkonfiguration des Transportsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform. Zusätzlich zur Konfiguration der ersten Ausführungsform beinhaltet das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 auf der Seite des Stators 201 und Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 als Positionierungsabschnitte zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung. Die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und 1706 sind Elemente, welche die Bewegung der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung begrenzen, bei der es sich um die Richtung einer auf das Werkstück 102 und die Bewegungseinrichtung 101 auszuübenden externen Kraft 1704F handelt, die später beschrieben wird, wenn das Werkstück 102 bearbeitet wird.
Die Bewegungseinrichtung 101 ist so konfiguriert, dass sie mit einem Werkstück 1102 transportiert wird, das beispielsweise auf oder unter der Bewegungseinrichtung 101 angebracht oder gehalten wird. 17A stellt einen Zustand dar, in dem das Werkstück 1102 an der Bewegungseinrichtung 101 so angebracht ist, dass es auf der Bewegungseinrichtung 101 befestigt ist. Der Mechanismus zum Anbringen oder Halten des Werkstücks 1102 auf der Bewegungseinrichtung 101 ist nicht im Besonderen beschränkt, jedoch kann ein allgemeiner Anbringungsmechanismus, ein Haltemechanismus oder dergleichen wie etwa ein mechanischer Haken, eine elektrostatische Spannvorrichtung oder dergleichen verwendet werden.
Der Stator 201 weist mehrere Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 auf. Der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 weist eine Oberflächengenauigkeit einer Oberfläche auf, welche der Y-Richtung zugewandt ist, und kann als Positionierungsreferenz in der Y-Richtung verwendet werden. Die Bewegungseinrichtung 101 weist mehrere Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 auf, die den mehreren Y-Achse-Positionierungsabschnitten 1705 entsprechen. Der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 weist eine Oberflächengenauigkeit einer Oberfläche auf, welche der Y-Richtung zugewandt ist, und kann als Positionierungsreferenz in der Y-Richtung verwendet werden.
Im Stator 201 sind die mehreren Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 auf der Seitenfläche des Gebiets installiert, in dem sich die Bewegungseinrichtung 101 absetzt. Das Gebiet, in dem sich die Bewegungseinrichtung 101 absetzt, ist ein Arbeitsbereich 1707, in dem die Montagevorrichtung 701 eine Komponente 1704 am Werkstück 1102 auf der Bewegungseinrichtung 101 montiert. Die mehreren Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 sind säulenartige Elemente mit Seitenflächen parallel zur XZ-Ebene, welche der -Y-Richtung zugewandt ist. Die Seitenflächen der mehreren Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 sind an der gleichen Position in der Y-Richtung positioniert. Die mehreren Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 sind auf einer Seitenfläche vorgesehen, bei der es sich um eine Innenwandfläche des Stators 201 handelt. Das Material der Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 kann das gleiche wie das des Stators 201 sein. In diesem Fall sind die mehreren Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 integral mit dem Stator 201 ausgebildet. Elastische Körper oder ein Körper, wie z. B. Gummi (nicht gezeigt), können zwischen den mehreren Y-Achse-Positionierungsabschnitten 1705 und den Seitenflächen des Stators 201 vorgesehen sein. Die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 sind auf der Bodenfläche des Arbeitsbereichs 1707 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform vorgesehen. Es sei angemerkt, dass die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 nicht notwendigerweise vorgesehen sein müssen.
In der Bewegungseinrichtung 101 sind die mehreren Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 auf der Seitenfläche vorgesehen, welche der Seitenfläche zugewandt ist, auf welcher die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 des Stators 201 vorgesehen sind. Die mehreren Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 sind säulenartige Elemente mit Seitenflächen parallel zur XZ-Ebene, welche der + Y-Richtung zugewandt ist. Die Seitenflächen der mehreren Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 sind an der gleichen Position in der Y-Richtung positioniert. Die mehreren Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 sind an Positionen angeordnet, welche den entsprechenden Y-Achse-Positionierungsabschnitten 1705 zugewandt sein können. Auf der unteren Fläche der Bewegungseinrichtung 101 sind die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 706 wie in der ersten Ausführungsform vorgesehen. Es sei angemerkt, dass der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 nicht notwendigerweise installiert sein muss.
Wie später beschrieben wird, setzt sich die in der + Z-Richtung schwebende und in der X-Richtung transportierte Bewegungseinrichtung 101 so in der Y-Richtung ab, dass die Seitenfläche eines jeweiligen Y-Achse-Positionierungsabschnitts 1706 mit der Seitenfläche des entsprechenden Y-Achse-Positionierungsabschnitts 1705 im Arbeitsbereich 1707 in Kontakt kommt. Die sich absetzende Bewegungseinrichtung 101 schwebt wieder in der Y-Richtung und kann transportiert werden. Die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und 1706 sind innerhalb des Bewegungsbereichs in der Y-Richtung der Bewegungseinrichtung 101 vorgesehen, so dass die Bewegungseinrichtung 101 wieder in der Y-Richtung schweben kann.
Die Bewegungseinrichtung 101 und der Stator 201 sind mit einer Bearbeitungsvorrichtung versehen, um eine Bearbeitungsoperation am Werkstück 1102, das durch die Bewegungseinrichtung 101 transportiert wird, durchzuführen. 17A ist ein Fall, bei dem die Bewegungseinrichtung 101 und der Stator 201 in die Montagevorrichtung 701 integriert sind, bei der es sich um ein Beispiel für eine Bearbeitungsvorrichtung zum Durchführen einer Bearbeitungsoperation am Werkstück 1102 handelt.
Die Montagevorrichtung 701 hat einen Montageroboter 703, welcher die Montageoperation am Werkstück 1102 durchführt, das an einer Bewegungseinrichtung 101 angebracht ist. In der Montageoperation wird eine Komponente 1704 am Werkstück 1102 montiert. Der Montageroboter 703 ist so in der Montagevorrichtung 701 installiert, dass er in der Lage ist, die Montageoperation in Bezug auf das Werkstück 1102, das am oberen Abschnitt der Bewegungseinrichtung 101 angebracht ist, auszuführen. Der Montageroboter 703 montiert die Komponente 1704 aus der Y-Richtung am Werkstück 1102, das am oberen Abschnitt der Bewegungseinrichtung 101 angebracht ist, die zum Arbeitsbereich 1707 vor dem Installationsort des Montageroboters 703 transportiert wird.
Das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Bewegungseinrichtung 101 zum Arbeitsbereich 1707 der Montagevorrichtung 701 transportieren, während die Lage der Bewegungseinrichtung 101 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform gesteuert wird, und die Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung im Arbeitsbereich 1707 absetzen und die Bewegungseinrichtung 101 anhalten. Das Transportsystem 1 kann die Bewegungseinrichtung 101 durch Absetzen der Bewegungseinrichtung 101 auf dem Arbeitsbereich 1707 durch Einstellen der Anschlag-Position der Bewegungseinrichtung 101 anhalten, so dass ein jeweiliger der Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 mit dem entsprechenden Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 auf der Seite des Stators 201 in Kontakt kommt. Das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung absetzen, während das Transportsystem 1 die Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform absetzen kann.
Der Montageroboter 703 der Montagevorrichtung 701 führt die Bearbeitungsoperation durch, wie beispielsweise ein Montieren der Komponente 1704 an das Werkstück 1102, das an einer Bewegungseinrichtung 101 angebracht ist oder durch diese gehalten wird, die zum Arbeitsbereich 1707 transportiert wird. Insbesondere montiert der Montageroboter 703 die Komponente 1704 in der Y-Richtung in Bezug auf das Werkstück 1102. In der Bearbeitungsoperation durch die Montagevorrichtung 701 wird, wie in 17A und 17B dargestellt, eine externe Kraft 1704F in der + Y-Richtung auf das Werkstück 1102 und die Bewegungseinrichtung 101 während der Bearbeitungsoperation durch den Montageroboter 703 zum Montieren der Komponente 1704 in der Y-Richtung ausgeübt.
Wenn die Komponente 1704 auf diese Weise in der Y-Richtung montiert wird, befinden sich der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 auf der Seite des Stators 201 und der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 in der vorliegenden Ausführungsform miteinander in Kontakt. Somit kann die externe Kraft 1704F während der Bearbeitung durch den Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 und den Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 empfangen werden. Zu diesem Zeitpunkt fungieren die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und 1706 als Anschläge, welche den Bewegungsbereich der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung begrenzen. Dementsprechend kann in der vorliegenden Ausführungsform die Bewegungseinrichtung 101 eine stabile Position in Bezug auf die externe Kraft 1704F während der Bearbeitung aufrechterhalten und das Werkstück 102 kann genau positioniert werden. Die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und 1706 können so konfiguriert sein, dass sie in der -Y-Richtung beweglich sind, in welcher die externe Kraft 1704F ausgeübt wird, wenn die externe Kraft 1704F ausgeübt wird.
Ferner bilden, wie in 17B veranschaulicht, der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 und der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706, die sich in Kontakt miteinander befinden, eine Stützstruktur 1708, welche die in der Y-Richtung abgesetzte Bewegungseinrichtung 101 stützt. Die Stützstruktur 1708 wird gebildet, indem der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 und der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 an allen oder einem Teil von mehreren Scheitelpunkten eines Polygons in Kontakt miteinander angeordnet werden. Die Stützstruktur 1708 kann aus einem oder zwei Sätzen der sich miteinander in Kontakt befindlichen Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 zusammengesetzt sein. 17B veranschaulicht die Stützstruktur 1708, die aus zwei Sätzen der sich miteinander in Kontakt befindlichen Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 zusammengesetzt ist.
In 17B erzeugt die externe Kraft 1704F zum Zeitpunkt der Bearbeitung eine Drehkraft um die X-Achse in der Bewegungseinrichtung 101, da der Richtungsvektor der externen Kraft 1704F zum Zeitpunkt der Bearbeitung nicht innerhalb der Stützstruktur 1708 positioniert ist, die aus dem Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 und dem Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 zusammengesetzt ist. Daher ist es vom Standpunkt aus, die Position der Bewegungseinrichtung 101 zu stabilisieren, notwendig, die Drehkraft, die in der Bewegungseinrichtung 101 um die X-Achse durch die externe Kraft 1704F während der Bearbeitung erzeugt wird, zu reduzieren oder die Erzeugung einer solchen Drehkraft zu verhindern.
Zuerst können der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 und der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 so vorgesehen werden, dass der Richtungsvektor der externen Kraft 1704F während der Bearbeitung in das Innere der Stützstruktur 1708 eintritt, die aus dem Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 und dem Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 zusammengesetzt ist. In diesem Fall kann die Erzeugung der Drehkraft um die X-Achse aufgrund der externen Kraft 1704F während der Bearbeitung verhindert werden.
Um die Drehkraft, die um die X-Achse durch die externe Kraft 1704F während der Bearbeitung erzeugt wird, zu reduzieren, kann der Abstand zwischen dem Arbeitspunkt der externen Kraft 1704F während der Bearbeitung und der Stützstruktur 1708, die aus dem Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 und dem Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 zusammengesetzt ist, reduziert werden. In diesem Fall ist die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkende Drehmomentkomponente Twx um die X-Achse ausreichend größer als die Drehkraft, die auf die Bewegungseinrichtung 101 um die X-Achse durch die externe Kraft 1704F während der Bearbeitung erzeugt wird. Somit kann in der vorliegenden Ausführungsform die Position der Bewegungseinrichtung 101 ungeachtet der Größe der externen Kraft 1704F in der Y-Richtung, die auf die Bewegungseinrichtung 101 während der Bearbeitung des Werkstücks 1102 ausgeübt wird, insbesondere selbst gegen die große externe Kraft 1704F während der Bearbeitung, stabilisiert werden. Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform durch Stabilisieren der Position der Bewegungseinrichtung 101 das Werkstück 1102 mit hoher Genauigkeit positioniert werden.
Ferner können in der vorliegenden Ausführungsform ebenso der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201 und der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 zum Zeitpunkt der Bearbeitung des Werkstücks 1102 wie in der ersten Ausführungsform miteinander in Kontakt gebracht werden. Somit kann die Positionsabweichung der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung während der Bearbeitung ebenfalls reduziert oder verhindert werden.
Als Nächstes wird ein Steuerverfahren des Transportsystems 1 zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 unter Verwendung des Y-Achse-Positionierungsabschnitts 1705 auf der Seite des Stators 201 und des Y-Achse-Positionierungsabschnitts 1706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 unter Bezugnahme auf 18 beschrieben. 18 ist ein Flussdiagramm, welches das Steuerverfahren des Transportsystems 1 zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Ein als die Integrationssteuerung 301 fungierender Computer kann das in 18 veranschaulichte Steuerverfahren ausführen, indem er ein Programm zum Ausführen des in 18 veranschaulichten Steuerverfahrens aus einem computerlesbaren Speichermedium liest und das Programm ausführt.
Zuerst steuert die Integrationssteuerung 301 den schwebenden Transport der Bewegungseinrichtung 101 einschließlich des Werkstücks 1102 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform. Somit transportiert die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung, während sie die Bewegungseinrichtung 101 in der + Z-Richtung zur Seite des Y-Achse-Positionierungsabschnitts 1705 auf der Seite des Stators 201 im Arbeitsbereich 1707 schweben lässt. Danach positioniert die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 während der Bearbeitung durch den Montageroboter 703 der Montagevorrichtung 701 gemäß dem Prozess des in 18 veranschaulichten Flussdiagramms.
Zuerst führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S200 aus, um die Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung abzusetzen. Wenn sich die Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung absetzt, steuert die Integrationssteuerung 301 Strombefehlswerte von an eine jeweilige Spule 202, 207 und 208 angelegten Strömen, so dass der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 mit dem entsprechenden Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 auf der Seite des Stators 201 in Kontakt kommt.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S201 aus, um die Steuerung der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung anzuhalten. Die Integrationssteuerung 301 kann die Steuerung in der Y-Richtung anhalten, indem Ty = 0 aus den Kraftkomponenten und den Drehmomentkomponenten (Tx, Ty, Tz, Twx, Twy, Twz) der sechs Achsen gesetzt wird. Die Integrationssteuerung 301 kann Ty = 0 setzen, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 208 angelegten Stroms steuert.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S202 aus, um die Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung abzusetzen. Wenn sich die Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung absetzt, steuert die Integrationssteuerung 301 den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 202, 207 und 208 angelegten Stroms, so dass der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 mit dem entsprechenden Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201 in Kontakt kommt.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S203 aus, um die Steuerung der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung anzuhalten. Die Integrationssteuerung 301 kann die Steuerung in der Z-Richtung anhalten, indem Tz = 0 aus den Kraftkomponenten und den Drehmomentkomponenten (Tx, Ty, Tz, Twx, Twy, Twz) der sechs Achsen gesetzt wird. Die Integrationssteuerung 301 kann Tz = 0 setzen, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 202 angelegten Stroms steuert. Es sei angemerkt, dass die Integrationssteuerung 301 Schritt S203 auslassen und Schritt S204 im Anschluss an Schritt S202 ausführen kann.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S204 aus, um eine Drucksteuerung zum Drücken der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung durchzuführen. In der Drucksteuerung in der Z-Richtung drückt die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 in der -Z-Richtung in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform, um den Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 gegen den Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201 zu drücken. Somit kann die Positionsabweichung der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung, wenn das Werkstück 1102 aus der Y-Richtung bearbeitet wird, reduziert oder verhindert werden.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S205 aus, um eine Drucksteuerung zum Drücken der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung durchzuführen. Bei der Drucksteuerung in der Y-Richtung drückt die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 in der +Y-Richtung, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 208 angelegten Stroms steuert, um die Kraftkomponente Ty in der Y-Richtung, die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkt, zu steuern. Somit drückt die Integrationssteuerung 301 den Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 zum Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 auf der Seite des Stators 201. Wenn der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 gegen den Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 gedrückt wird, nimmt die statische Reibungskraft in der X-Richtung zwischen dem Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 und dem Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706, die sich in Kontakt miteinander befinden, zu. Daher wird die Bewegung der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung begrenzt und die Position der Bewegungseinrichtung 101 wird in der X-Richtung kaum verschoben, wenn das Werkstück 1102 durch den Montageroboter 703 aus der Y-Richtung bearbeitet wird.
Somit lässt die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung absetzen, bei der es sich um die Richtung der externen Kraft 1704F handelt, und führt die Drucksteuerung durch, um die Bewegungseinrichtung 101 so zu drücken, dass die Bewegung der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung durch die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und 1706 begrenzt wird. Zusätzlich setzt die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 ebenfalls in der Z-Richtung ab und führt die Drucksteuerung durch, um die Bewegungseinrichtung 101 so zu drücken, dass die Bewegung der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung durch die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 begrenzt wird.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S206 aus, um die Drehmomentkomponente Twx in der Wx-Richtung als eine Drehkraft um die X-Achse zu erzeugen, um die Drehkraft um die X-Achse aufzuheben, die in der Bewegungseinrichtung 101 durch die Drucksteuerung in der Y-Richtung und der Z-Richtung erzeugt wird. Die Integrationssteuerung 301 steuert die Drehmomentkomponente Twx in der Wx-Richtung, die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkt, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 202 angelegten Stroms steuert. Durch Aufheben der Drehkraft aufgrund der Drucksteuerung kann die Position der Bewegungseinrichtung 101 weiter stabilisiert werden.
Wie oben beschrieben, führt die Integrationssteuerung 301 die Steuerung zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 durch, während der Montageroboter 703 das Werkstück 1102 bearbeitet. Nach dem Abschluss der Bearbeitung kann die Integrationssteuerung 301 die Steuerung zum Positionieren beenden und den schwebenden Transport der Bewegungseinrichtung 101 wieder durchführen.
Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform, nachdem das Werkstück 1102 zusammen mit der Bewegungseinrichtung 101 transportiert wird, die Bewegungseinrichtung 101 unter Verwendung der Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und 1706 und der Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 positioniert. Somit kann die Bewegungseinrichtung 101 eine stabile Position gegen eine große externe Kraft, die auf das Werkstück 1102 während der Bearbeitung ausgeübt wird, aufrechterhalten. Dadurch wird das Werkstück 1102 genau positioniert und das Werkstück 1102 wird durch die Bearbeitungsvorrichtung genau bearbeitet, um einen Artikel herzustellen.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Position der Bewegungseinrichtung 101 ungeachtet der Größe der externen Kraft, die auf die Bewegungseinrichtung 101 während der Bearbeitung des Werkstücks 1102 ausgeübt wird, stabilisiert werden.
Obwohl die Konfiguration, in welcher die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und 1706 und die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 bereitgestellt sind, oben beschrieben worden ist, ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 brauchen nicht notwendigerweise vorgesehen zu sein. In diesem Fall steuert die Integrationssteuerung 301 den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 207 angelegten Stroms, um die Kraftkomponente Tz oder dergleichen in der Z-Richtung, welche auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkt, zu steuern, wodurch die Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung positioniert wird.
Die Reihenfolge der Schritte von Schritt S200 bis Schritt S206 ist nicht auf den in 18 dargestellten Fall beschränkt und kann gegebenenfalls geändert werden. Beispielsweise können Schritt S200 und nachfolgender Schritt S201 sowie Schritt S202 und nachfolgender Schritt S202 ausgeführt werden, während die vorhergehenden und die nächsten Schritte getauscht werden, oder können parallel ausgeführt werden. Ferner können beispielsweise Schritt S204 und S205 ausgeführt werden, während die vorhergehenden und die nächsten Schritte getauscht werden, oder können parallel ausgeführt werden.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 19A bis 22 beschrieben. Es ist zu beachten, dass die gleichen Komponenten wie diejenigen in der obigen ersten und zweiten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und dass ihre Beschreibung weggelassen oder vereinfacht wird.
Zunächst wird die Konfiguration des Transportsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 19A und 19B beschrieben. 19A und 19B sind schematische Ansichten, welche die Konfiguration des Transportsystems 1 einschließlich der Bewegungseinrichtung 101 und des Stators 201 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulichen. Es ist zu beachten, dass 19A die Hauptabschnitte der Bewegungseinrichtung 101 und des Stators 201 veranschaulicht. 19B veranschaulicht die Bewegungseinrichtung 101, X-Achse-Positionierungsabschnitte 2705 auf der Seite des Stators 201 und X-Achse-Positionierungsabschnitte 2706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101. 19A ist eine Ansicht der Bewegungseinrichtung 101 und des Stators 201, die von der X-Richtung betrachtet werden, und 19B ist eine Ansicht der Bewegungseinrichtung 101, die von schräg oben betrachtet wird.
Die Grundkonfiguration des Transportsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die der zweiten Ausführungsform. Zusätzlich zur Konfiguration der zweiten Ausführungsform beinhaltet das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform X-Achse-Positionierungsabschnitte 2705 auf der Seite des Stators 201 und X-Achse-Positionierungsabschnitte 2706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 als Positionierungsabschnitte zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung. Die X-Achse-Positionierungsabschnitte 2705 und 2706 sind Elemente, welche die Bewegung der Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung begrenzen, wenn das Werkstück 102 bearbeitet wird.
Die Bewegungseinrichtung 101 ist so konfiguriert, dass sie mit einem Werkstück 102 transportiert wird, das beispielsweise auf oder unter der Bewegungseinrichtung 101 angebracht oder gehalten wird. 19A stellt einen Zustand dar, in welchem das Werkstück 102 an der Bewegungseinrichtung 101 so angebracht ist, dass es auf der Bewegungseinrichtung 101 befestigt ist. Der Mechanismus zum Anbringen oder Halten des Werkstücks 102 auf der Bewegungseinrichtung 101 ist nicht im Besonderen beschränkt, jedoch kann ein allgemeiner Anbringungsmechanismus, ein Haltemechanismus oder dergleichen wie etwa ein mechanischer Haken, eine elektrostatische Spannvorrichtung oder dergleichen verwendet werden.
Der Stator 201 weist die X-Achse-Positionierungsabschnitte 2705 auf. Der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 weist eine Oberflächengenauigkeit einer Oberfläche auf, welche der X-Richtung zugewandt ist, und kann als Positionierungsreferenz in der X-Richtung verwendet werden. Der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 ist so vorgesehen, dass er die Transportrichtung (X-Richtung) der Bewegungseinrichtung 101 blockiert, wenn die Bewegungseinrichtung 101 positioniert ist. Daher ist der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 beweglich und so konfiguriert, dass er sich in den Transportweg vorwärts bewegt, das heißt, den Bewegungsbereich in der X-Richtung der Bewegungseinrichtung 101, wenn die Bewegungseinrichtung 101 positioniert ist.
Es sei angemerkt, dass der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 nicht notwendigerweise beweglich sein muss und an einer vorbestimmten Position des Transportwegs fixiert sein kann. In diesem Fall kann die Form der Bewegungseinrichtung 101, die Transportposition und dergleichen so eingestellt werden, dass die Bewegungseinrichtung 101 transportiert wird, während der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 vermieden wird.
Die Bewegungseinrichtung 101 weist die X-Achse-Positionierungsabschnitte 2706 auf, welche den X-Achse-Positionierungsabschnitten 2705 entsprechen. Der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2706 weist eine Oberflächengenauigkeit einer Oberfläche auf, welche der X-Richtung zugewandt ist, und kann als Positionierungsreferenz in der X-Richtung verwendet werden.
Im Stator 201 sind die X-Achse-Positionierungsabschnitte 2705 so installiert, dass sie in der Lage sind, sich in ein Gebiet vorwärts zu bewegen, in dem sich die Bewegungseinrichtung 101 absetzt. Das Gebiet, in dem sich die Bewegungseinrichtung 101 absetzt, ist ein Arbeitsbereich 2707, in dem die Montagevorrichtung 701 eine Komponente 704 am Werkstück 102 auf der Bewegungseinrichtung 101 montiert. Der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 ist ein säulenartiges Element mit einer zur YZ-Ebene parallelen Seitenfläche, welche der -X-Richtung zugewandt ist. Die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 sind auf der Bodenfläche bzw. der Seitenfläche des Arbeitsbereichs 2707 wie in der zweiten Ausführungsform vorgesehen. Es sei angemerkt, dass die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 nicht notwendigerweise installiert sein müssen.
In der Bewegungseinrichtung 101 sind die X-Achse-Positionierungsabschnitte 2706 auf einer Seitenfläche installiert, welche der Vorwärtsbewegungsrichtung der Bewegungseinrichtung 101 zugewandt ist. Der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2706 ist ein säulenartiges Element mit einer zur YZ-Ebene parallelen Seitenfläche, welche der + X-Richtung zugewandt ist. Der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2706 ist an einer Position vorgesehen, die in der Lage ist, dem entsprechenden X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 gegenüberzuliegen. Die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 706 und die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 sind wie in der zweiten Ausführungsform auf der unteren Fläche und der Seitenfläche der Bewegungseinrichtung 101 vorgesehen. Es sei angemerkt, dass die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 706 und die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1706 nicht notwendigerweise installiert sein müssen.
Wie später beschrieben wird, setzt sich die Bewegungseinrichtung 101, welche in der + Z-Richtung schwebt und in der X-Richtung transportiert wird, so in der X-Richtung ab, dass die Seitenfläche des X-Achse-Positionierungsabschnitts 2706 mit der Seitenfläche des entsprechenden X-Achse-Positionierungsabschnitts 2705 im Arbeitsbereich 2707 in Kontakt kommt. Die sich absetzende Bewegungseinrichtung 101 kann wieder schweben und transportiert werden.
Die Bewegungseinrichtung 101 und der Stator 201 sind mit einer Bearbeitungsvorrichtung zum Durchführen einer Bearbeitungsoperation am Werkstück 102, das durch die Bewegungseinrichtung 101 transportiert wird, versehen. 19A stellt einen Fall dar, in dem die Bewegungseinrichtung 101 und der Stator 201 in die Montagevorrichtung 701 integriert sind, bei der es sich um ein Beispiel für eine Bearbeitungsvorrichtung zum Durchführen einer Bearbeitungsoperation am Werkstück 102 handelt.
Die Montagevorrichtung 701 hat die gleiche Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform einschließlich des Montageroboters 703. Der Montageroboter 703 montiert die Komponente 704 aus der Z-Richtung am Werkstück 102, das am oberen Abschnitt der Bewegungseinrichtung 101 angebracht ist, die zum Arbeitsbereich 2707 vor dem Installationsort des Montageroboters 703 transportiert wird.
Das Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Bewegungseinrichtung 101 zum Arbeitsbereich 2707 der Montagevorrichtung 701 transportieren, während die Lage der Bewegungseinrichtung 101 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform gesteuert wird, und kann die Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung im Arbeitsbereich 2707 absetzen und die Bewegungseinrichtung 101 anhalten. Das Transportsystem 1 kann die Bewegungseinrichtung 101 durch Absetzen der Bewegungseinrichtung 101 auf dem Arbeitsbereich 2707 durch Einstellen der Anschlag-Position der Bewegungseinrichtung 101 anhalten, so dass der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 mit dem entsprechenden X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 auf der Seite des Stators 201 in Kontakt kommt. Im Transportsystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann sich die Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung absetzen, während die sich Bewegungseinrichtung 101 in der Y- und Z-Richtung in der gleichen Weise wie in der zweiten Ausführungsform absetzen kann.
Der Montageroboter 703 der Montagevorrichtung 701 montiert die Komponente 1704 in der Z-Richtung in Bezug auf das Werkstück 102, das an der zum Arbeitsbereich 2707 transportierten Bewegungseinrichtung 101 angebracht ist oder durch diese gehalten wird, in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform. Wie in 19A und 19B veranschaulicht, wird die externe Kraft 704F auf das Werkstück 102 und die Bewegungseinrichtung 101 in der -Z-Richtung während der Bearbeitung durch die Montagevorrichtung 701 ausgeübt, wie in der ersten Ausführungsform.
Wenn die Komponente 704 auf diese Weise in der Z-Richtung montiert wird, befinden sich der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201 und der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 in der vorliegenden Ausführungsform wie in der ersten Ausführungsform miteinander in Kontakt. Somit kann die externe Kraft während der Bearbeitung durch den Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 und den Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 empfangen werden. Dementsprechend kann selbst in der vorliegenden Ausführungsform die Bewegungseinrichtung 101 eine stabile Position in Bezug auf die große externe Kraft 704F während der Bearbeitung aufrechterhalten und das Werkstück 102 kann genau positioniert werden.
Ebenso kann in der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Komponente 704 montiert wird, der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 auf der Seite des Stators 201 wie in der zweiten Ausführungsform mit dem Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 in Kontakt gebracht werden. Somit kann die Positionsabweichung der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung, die während der Bearbeitung auftritt, reduziert oder verhindert werden.
Ferner befindet sich in der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Komponente 704 montiert wird, der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 auf der Seite des Stators 201 mit dem X-Achse-Positionierungsabschnitt 2706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 in Kontakt. Zu diesem Zeitpunkt fungieren die X-Achse-Positionierungsabschnitte 2705 und 2706 als Anschläge, welche den Bewegungsbereich der Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung begrenzen. Somit ist es möglich, die Positionsabweichung der Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung, die während der Bearbeitung auftritt, zu reduzieren oder zu verhindern. Die X-Achse-Positionierungsabschnitte 2705 und 2706 können in der +X-Richtung, bei der es sich um die Vorwärtsbewegungsrichtung der Bewegungseinrichtung 101 handelt, und in der -X-Richtung, welche die Rückzugsrichtung ist, beweglich sein.
Es ist zu beachten, dass, wie in 20A bis 21B veranschaulicht, der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 und der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 auf der Seite des Stators 201 andere Konfigurationen aufweisen können als diejenigen, die in 19A und 19B veranschaulicht sind.
20A veranschaulicht einen X-Achse-Positionierungsabschnitt 3706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 als eine weitere Konfiguration des X-Achse-Positionierungsabschnitts 2706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 und veranschaulicht einen X-Achse-Positionierungsabschnitt 3705 auf der Seite des Stators 201 als eine weitere Konfiguration des X-Achse-Positionierungsabschnitts 2705 auf der Seite des Stators 201.
Wie in 20A veranschaulicht, ist der X-Achse-Positionierungsabschnitt 3705 auf der Seite des Stators 201 beweglich, bewegt sich in der +Z-Richtung, wenn eine Positionierung erforderlich ist, und wird zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 verwendet. Bei der Positionierung bewegt sich die Bewegungseinrichtung 101 in der +X-Richtung. Somit kommen der X-Achse-Positionierungsabschnitt 3706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 und der in der +Z-Richtung bewegte X-Achse-Positionierungsabschnitt 3705 auf der Seite des Stators 201 miteinander in Kontakt, um die Positionierung zu verwirklichen. In 20A bewegt sich der X-Achse-Positionierungsabschnitt 3705 auf der Seite des Stators 201 in der -Z-Richtung, um den Transportweg der Bewegungseinrichtung 101 zu sichern, wenn die Bearbeitung am Werkstück 102 abgeschlossen ist und der schwebende Transport der Bewegungseinrichtung 101 wieder durchgeführt wird. Wie oben beschrieben, ist der X-Achse-Positionierungsabschnitt 3705 so konfiguriert, dass er beweglich ist, um den Transportweg der Bewegungseinrichtung 101 zu sichern.
Andererseits veranschaulicht 20B einen Fall, in welchem der X-Achse-Positionierungsabschnitt 3705 auf der Seite des Stators 201 und der X-Achse-Positionierungsabschnitt 3706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 anders arbeiten als der in 20A veranschaulichte Fall. Das heißt, in 20B fällt bei der Positionierung die Bewegungseinrichtung 101 in der -Z-Richtung ab und bewegt sich in der +X-Richtung, während der X-Achse-Positionierungsabschnitt 3705 auf der Seite des Stators 201 fixiert ist. Somit kommen der X-Achse-Positionierungsabschnitt 3706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 und der X-Achse-Positionierungsabschnitt 3705 auf der Seite des Stators 201 miteinander in Kontakt, um die Positionierung zu verwirklichen. In 20B schwebt die Bewegungseinrichtung 101 in der + Z-Richtung auf eine Höhe, welche den X-Achse-Positionierungsabschnitt 3705 auf der Seite des Stators 201 nicht stört, um den Transportweg der Bewegungseinrichtung 101 zu sichern, wenn die Bearbeitung am Werkstück 102 abgeschlossen ist und die Bewegungseinrichtung 101 wieder schwebt und transportiert wird.
21A veranschaulicht einen X-Achse-Positionierungsabschnitt 4706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 als eine weitere Konfiguration des X-Achse-Positionierungsabschnitts 2706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 und veranschaulicht einen X-Achse-Positionierungsabschnitt 4705 auf der Seite des Stators 201 als eine weitere Konfiguration des X-Achse-Positionierungsabschnitts 2705 auf der Seite des Stators 201.
Wie in 21A veranschaulicht, ist der X-Achse-Positionierungsabschnitt 4705 auf der Seite des Stators 201 beweglich und bewegt sich in der -Y-Richtung, um zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 verwendet zu werden, wenn eine Positionierung erforderlich ist. Bei der Positionierung bewegt sich die Bewegungseinrichtung 101 in der +X-Richtung. Somit kommen der X-Achse-Positionierungsabschnitt 4706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 und der in der -Y-Richtung bewegte X-Achse-Positionierungsabschnitt 4705 auf der Seite des Stators 201 miteinander in Kontakt, um die Positionierung zu verwirklichen. In 21A bewegt sich der X-Achse-Positionierungsabschnitt 4705 auf der Seite des Stators 201 in der +Y-Richtung, um den Transportweg der Bewegungseinrichtung 101 zu sichern, wenn die Bearbeitung am Werkstück 102 abgeschlossen ist und die Bewegungseinrichtung 101 wieder schwebt und transportiert wird. Wie oben beschrieben, ist der X-Achse-Positionierungsabschnitt 4705 so konfiguriert, dass er beweglich ist, um den Transportweg der Bewegungseinrichtung 101 zu sichern.
Andererseits veranschaulicht 21B einen Fall, in welchem der X-Achse-Positionierungsabschnitt 4705 auf der Seite des Stators 201 und der X-Achse-Positionierungsabschnitt 4706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 anders arbeiten als der in 21A veranschaulichte Fall. Das heißt, in 20B bewegt sich bei der Positionierung die Bewegungseinrichtung 101 in der + Y-Richtung und in der +X-Richtung, während der X-Achse-Positionierungsabschnitt 4705 auf der Seite des Stators 201 fixiert ist. Somit kommen der X-Achse-Positionierungsabschnitt 4706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 und der X-Achse-Positionierungsabschnitt 4705 auf der Seite des Stators 201 miteinander in Kontakt, um die Positionierung zu verwirklichen. In 21B bewegt sich die Bewegungseinrichtung 101 in der -Y-Richtung, um den X-Achse-Positionierungsabschnitt 4705 auf der Seite des Stators 201 nicht zu stören, um den Transportweg der Bewegungseinrichtung 101 zu sichern, wenn die Bearbeitung am Werkstück 102 abgeschlossen ist und der schwebende Transport der Bewegungseinrichtung 101 wieder durchgeführt wird.
Als Nächstes wird ein Steuerverfahren des Transportsystems 1 zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 unter Verwendung des X-Achse-Positionierungsabschnitts 2705 auf der Seite des Stators 201 und des X-Achse-Positionierungsabschnitts 2706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 unter Bezugnahme auf 22 beschrieben. 22 ist ein Flussdiagramm, welches das Steuerverfahren des Transportsystems 1 zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Ein als die Integrationssteuerung 301 fungierender Computer kann das in 22 veranschaulichte Steuerverfahren ausführen, indem er ein Programm zum Ausführen des in 22 veranschaulichten Steuerverfahrens aus einem computerlesbaren Speichermedium liest und das Programm ausführt.
Zuerst steuert die Integrationssteuerung 301 den schwebenden Transport der Bewegungseinrichtung 101 einschließlich des Werkstücks 102 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform. Somit transportiert die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung in der X-Richtung, während sie die Bewegungseinrichtung 101 in der +Z-Richtung zur oberen Seite des Z-Achse-Positionierungsabschnitts 705 auf der Seite des Stators 201 im Arbeitsbereich 2707 schweben lässt. Danach positioniert die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 während der Bearbeitung durch den Montageroboter 703 der Montagevorrichtung 701 gemäß der Bearbeitung im in 22 veranschaulichten Flussdiagramm.
Zuerst führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S300 aus, um die Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung, bei der es sich um die Bearbeitungsachsenrichtung der Bearbeitung durch den Montageroboter 703 handelt, abzusetzen. Wenn sich die Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung absetzt, steuert die Integrationssteuerung 301 Strombefehlswerte von an eine jeweilige Spule 202, 207 und 208 angelegten Strömen, so dass der Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 mit dem entsprechenden Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201 in Kontakt kommt.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S301 aus, um die Steuerung der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung anzuhalten. Die Integrationssteuerung 301 kann die Steuerung in der Z-Richtung anhalten, indem Tz = 0 aus den Kraftkomponenten und den Drehmomentkomponenten (Tx, Ty, Tz, Twx, Twy, Twz) der sechs Achsen gesetzt wird. Die Integrationssteuerung 301 kann Tz = 0 setzen, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 202 angelegten Stroms steuert.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S302 aus, um die Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung abzusetzen. Wenn sich die Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung absetzt, steuert die Integrationssteuerung 301 den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 202, 207 und 208 angelegten Stroms, so dass der Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 mit dem entsprechenden Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 auf der Seite des Stators 201 in Kontakt kommt.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S303 aus, um die Steuerung der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung anzuhalten. Die Integrationssteuerung 301 kann die Steuerung in der Y-Richtung anhalten, indem Ty = 0 aus den Kraftkomponenten und den Drehmomentkomponenten (Tx, Ty, Tz, Twx, Twy, Twz) der sechs Achsen gesetzt wird. Die Integrationssteuerung 301 kann Ty = 0 setzen, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 208 angelegten Stroms steuert.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S304 aus, um die Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung abzusetzen. Wenn sich die Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung absetzt, steuert die Integrationssteuerung 301 den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 202, 207 und 208 angelegten Stroms, so dass der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 mit dem entsprechenden X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 auf der Seite des Stators 201 in Kontakt kommt.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S305 aus, um die Steuerung der Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung anzuhalten. Die Integrationssteuerung 301 kann die Steuerung in der X-Richtung anhalten, indem Tx = 0 aus den Kraftkomponenten und den Drehmomentkomponenten (Tx, Ty, Tz, Twx, Twy, Twz) der sechs Achsen gesetzt wird. Die Integrationssteuerung 301 kann Tx = 0 setzen, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 207 angelegten Stroms steuert. Es ist zu beachten, dass die Integrationssteuerung 301 Schritt S305 auslassen und Schritt S306 im Anschluss an Schritt S304 ausführen kann.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S306 aus, um eine Drucksteuerung zum Drücken der Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung durchzuführen. Bei der Drucksteuerung in der X-Richtung drückt die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 in der +X-Richtung, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 207 angelegten Stroms steuert, um die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkende Kraftkomponente Tx in der X-Richtung zu steuern. Somit drückt die Integrationssteuerung 301 den X-Achse-Positionierungsabschnitt 2706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 zum X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 auf der Seite des Stators 201. Wenn das Werkstück 102 durch den Montageroboter 703 aus der Z-Richtung bearbeitet wird, kann somit die Positionsabweichung der Bewegungseinrichtung 101 in der X-Richtung reduziert oder verhindert werden.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S307 aus, um eine Drucksteuerung zum Drücken der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung durchzuführen. Bei der Drucksteuerung in der Y-Richtung drückt die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 in der +Y-Richtung, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 208 angelegten Stroms steuert, um die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkende Kraftkomponente Ty in der Y-Richtung zu steuern. Somit drückt die Integrationssteuerung 301 den Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 zum Y-Achse-Positionierungsabschnitt 1705 auf der Seite des Stators 201. Wenn das Werkstück 102 durch den Montageroboter 703 aus der Z-Richtung bearbeitet wird, kann somit die Positionsabweichung der Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung reduziert oder verhindert werden.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S308 aus, um eine Drucksteuerung zum Drücken der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung durchzuführen. Bei der Drucksteuerung in der Z-Richtung drückt die Integrationssteuerung 301 die Bewegungseinrichtung 101 in der -Z-Richtung, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 202 angelegten Stroms steuert, um die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkende Kraftkomponente Tz in der Z-Richtung zu steuern. Somit drückt die Integrationssteuerung 301 den Z-Achse-Positionierungsabschnitt 706 auf der Seite der Bewegungseinrichtung 101 zum Z-Achse-Positionierungsabschnitt 705 auf der Seite des Stators 201. Wenn das Werkstück 102 durch den Montageroboter 703 aus der Z-Richtung bearbeitet wird, kann somit die Positionsabweichung der Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung reduziert oder verhindert werden.
Als Nächstes führt die Integrationssteuerung 301 Schritt S309 aus, um eine Drehkraft um die Y-Achse oder die Z-Achse zu erzeugen, um die Drehkraft um die Y-Achse oder die Z-Achse aufzuheben, die in der Bewegungseinrichtung 101 durch die Drucksteuerung in der X-Richtung erzeugt wird. Das heißt, die Integrationssteuerung 301 erzeugt die Drehmomentkomponente Twy in der Wy-Richtung und die Drehmomentkomponente Twz in der Wz-Richtung als Drehkräfte um die Y-Achse und die Z-Achse. Die Integrationssteuerung 301 steuert die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkende Drehmomentkomponente Twy in der Wy-Richtung, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 202 angelegten Stroms steuert. Die Integrationssteuerung 301 steuert die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkende Drehmomentkomponente Twz in der Wz-Richtung, indem sie den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 208 angelegten Stroms steuert. Durch Aufheben der Drehkräfte aufgrund der Drucksteuerung kann die Position der Bewegungseinrichtung 101 weiter stabilisiert werden.
Wie oben beschrieben, führt die Integrationssteuerung 301 die Steuerung zum Positionieren der Bewegungseinrichtung 101 durch, während der Montageroboter 703 das Werkstück 102 bearbeitet. Nach dem Abschluss der Bearbeitung kann die Integrationssteuerung 301 die Steuerung zum Positionieren beenden und den schwebenden Transport der Bewegungseinrichtung 101 wieder durchführen.
Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform, nachdem das Werkstück 102 zusammen mit der Bewegungseinrichtung 101 transportiert wird, die Bewegungseinrichtung 101 unter Verwendung der X-Achse-Positionierungsabschnitte 2705 und 2706, der Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und 1706 und der Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 positioniert. Somit kann die Bewegungseinrichtung 101 eine stabile Position gegen eine große externe Kraft, die auf das Werkstück 102 während der Bearbeitung ausgeübt wird, aufrechterhalten. Dadurch wird das Werkstück 102 genau positioniert und das Werkstück 102 wird durch die Bearbeitungsvorrichtung genau bearbeitet, um einen Artikel herzustellen.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Position der Bewegungseinrichtung 101 ungeachtet der Größe der externen Kraft, die auf die Bewegungseinrichtung 101 während der Bearbeitung des Werkstücks 102 ausgeübt wird, stabilisiert werden.
Obwohl die Konfiguration, in welcher die X-Achse-Positionierungsabschnitte 2705 und 2706, die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und 1706 und die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 bereitgestellt sind, oben beschrieben worden ist, ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Die Y-Achse-Positionierungsabschnitte 1705 und 1706 brauchen nicht notwendigerweise vorgesehen zu sein. In diesem Fall steuert die Integrationssteuerung 301 den Strombefehlswert eines an eine jeweilige Spule 208 angelegten Stroms, um die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkende Kraftkomponente Ty oder dergleichen in der Y-Richtung zu steuern, wodurch die Bewegungseinrichtung 101 in der Y-Richtung positioniert wird. Auch brauchen die Z-Achse-Positionierungsabschnitte 705 und 706 nicht notwendigerweise vorgesehen zu sein. In diesem Fall steuert die Integrationssteuerung 301 den Strombefehlswert des an eine jeweilige Spule 207 angelegten Stroms, um die auf die Bewegungseinrichtung 101 wirkende Kraftkomponente Tz oder dergleichen in der Z-Richtung zu steuern, wodurch die Bewegungseinrichtung 101 in der Z-Richtung positioniert wird.
Modifizierte Ausführungsform
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Modifikationen sind möglich.
In der obigen Ausführungsform ist der Fall, in dem der X-Achse-Positionierungsabschnitt 2705 des Stators 201 beweglich ist, als Beispiel beschrieben worden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Mindestens einer des Z-Achse-Positionierungsabschnitts 705 und des Y-Achse-Positionierungsabschnitts 1705 des Stators 201 kann beweglich gemacht werden.
In der obigen Ausführungsform ist der Fall, in dem mehrere Spulen 202, 207 und 208 in einer vorbestimmten Anzahl von Reihen angeordnet sind, als Beispiel beschrieben worden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Jede Spule kann in einer vorgeschriebenen Anzahl von Reihen entsprechend der Jochplatte 103 und der leitfähigen Platte 107, die auf der Bewegungseinrichtung 101 angeordnet sind, angeordnet sein.
In der obigen Ausführungsform ist der Fall, in dem die Bewegungseinrichtung 101 mit der Jochplatte 103 und der leitfähigen Platte 107 versehen ist, als Beispiel beschrieben worden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Bewegungseinrichtung 101 kann eine Magnetgruppe aufweisen, die mehrere Permanentmagnete anstelle der Jochplatte 103 und der leitfähigen Platte 107 enthält. Die Magnetgruppe kann zum Beispiel mehrere Permanentmagnete enthalten, die entlang der X-Richtung angeordnet sind.
Andere Ausführungsformen
Ausführungsform(en) der vorliegenden Erfindung können auch durch einen Computer eines Systems oder einer Vorrichtung verwirklicht werden, der computerausführbare Anweisungen (z. B. ein oder mehrere Programme) ausliest und ausführt, die auf einem Speichermedium aufgezeichnet sind (das auch vollständiger als ein „nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium“ bezeichnet werden kann), um die Funktionen von einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsform(en) durchzuführen, und/oder der eine oder mehrere Schaltungen (z. B. anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC)) zum Durchführen der Funktionen von einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsform(en) enthält, und durch ein Verfahren, das durch den Computer des Systems oder der Vorrichtung durchgeführt wird, indem zum Beispiel die computerausführbaren Anweisungen aus dem Speichermedium ausgelesen und ausgeführt werden, um die Funktionen von einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsform(en) durchzuführen, und/oder indem die eine oder mehreren Schaltungen gesteuert werden, um die Funktionen von einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsform(en) durchzuführen. Der Computer kann einen oder mehrere Prozessoren (z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU)) umfassen und kann ein Netz von separaten Computern oder separaten Prozessoren enthalten, um die computerausführbaren Anweisungen auszulesen und auszuführen. Die computerausführbaren Anweisungen können dem Computer beispielsweise von einem Netz oder dem Speichermedium bereitgestellt werden. Das Speichermedium kann beispielsweise eines oder mehrere von einer Festplatte, einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher von verteilten Rechensystemen, einer optischen Platte (wie etwa einer Compact Disc (CD), einer Digital Versatile Disc (DVD) oder einer Blu-ray Disc (BD)™), einer Flash-Speichervorrichtung, einer Speicherkarte und dergleichen enthalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann im System mit schwebendem Transport die Position der Bewegungseinrichtung ungeachtet der Größe der externen Kraft, die auf die Bewegungseinrichtung während der Bearbeitung des Werkstücks ausgeübt wird, stabilisiert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist. Dem Umfang der folgenden Ansprüche ist die breiteste Interpretation zuzugestehen, um alle derartigen Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen zu umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020028212 [0003, 0005]

Claims

Transportsystem, umfassend: eine Bewegungseinrichtung, auf der ein Werkstück angebracht ist und die in einer ersten Richtung beweglich ist; einen Stator, der mehrere Spulen aufweist, die in der ersten Richtung angeordnet sind, und eine Kraft auf die Bewegungseinrichtung unter Verwendung der mehreren Spulen ausübt, an die ein Strom angelegt wird, wobei die Kraft die Bewegungseinrichtung in der ersten Richtung transportiert, während sie die Bewegungseinrichtung in einer zweiten Richtung schweben lässt, welche die erste Richtung schneidet; eine Steuereinheit, die eine Position und eine Lage der Bewegungseinrichtung erfasst, die sich in der ersten Richtung bewegt, während sie in der zweiten Richtung schwebt, und den an den mehreren Spulen angelegten Strom steuert, um den Betrieb der Bewegungseinrichtung basierend auf der erfassten Position und der erfassten Lage zu steuern; und einen Positionierungsabschnitt, der die Bewegung der Bewegungseinrichtung begrenzt, wobei der Positionierungsabschnitt einen ersten Positionierungsabschnitt umfasst, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung in einer Richtung einer auf das Werkstück ausgeübten externen Kraft begrenzt.
Transportsystem nach Anspruch 1, wobei die Richtung der externen Kraft die zweite Richtung oder eine dritte Richtung ist, welche die erste Richtung und die zweite Richtung schneidet.
Transportsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit die Bewegungseinrichtung in der Richtung der externen Kraft absetzt und eine Drucksteuerung durchführt, um die Bewegungseinrichtung so zu drücken, dass die Bewegung der Bewegungseinrichtung durch den ersten Positionierungsabschnitt begrenzt wird.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Positionierungsabschnitt einen zweiten Positionierungsabschnitt enthält, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung in einer Richtung begrenzt, welche die erste Richtung und die Richtung der externen Kraft schneidet.
Transportsystem nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit die Bewegungseinrichtung in der Richtung absetzt, welche die Richtung der externen Kraft und die erste Richtung schneidet, und eine Drucksteuerung durchführt, um die Bewegungseinrichtung so zu drücken, dass die Bewegung der Bewegungseinrichtung durch den zweiten Positionierungsabschnitt begrenzt wird.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Positionierungsabschnitt einen dritten Positionierungsabschnitt enthält, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung in der ersten Richtung begrenzt.
Transportsystem nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit die Bewegungseinrichtung in der ersten Richtung absetzt und eine Drucksteuerung durchführt, um die Bewegungseinrichtung so zu drücken, dass die Bewegung der Bewegungseinrichtung durch den dritten Positionierungsabschnitt begrenzt wird.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Positionierungsabschnitt so konfiguriert ist, dass er beweglich ist, um einen Transportweg der Bewegungseinrichtung zu sichern.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 3, 5 und 7, wobei die Steuereinheit eine Steuerung durchführt, um eine Drehkraft zu erzeugen, die eine Drehkraft aufhebt, die durch die Drucksteuerung auf die Bewegungseinrichtung wirkt.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Positionierungsabschnitt ein Anschlag ist, der einen Bewegungsbereich der Bewegungseinrichtung begrenzt.
Transportsystem nach Anspruch 10, wobei der Positionierungsabschnitt im Bewegungsbereich vorgesehen ist.
Steuerverfahren eines Transportsystems, wobei das Transportsystem umfasst: eine Bewegungseinrichtung, auf der ein Werkstück angebracht ist und die in einer ersten Richtung beweglich ist; einen Stator, der mehrere Spulen aufweist, die in der ersten Richtung angeordnet sind, und eine Kraft auf die Bewegungseinrichtung unter Verwendung der mehreren Spulen ausübt, an die ein Strom angelegt wird, wobei die Kraft die Bewegungseinrichtung in der ersten Richtung transportiert, während sie die Bewegungseinrichtung in einer zweiten Richtung schweben lässt, welche die erste Richtung schneidet; und einen Positionierungsabschnitt, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung begrenzt, wobei der Positionierungsabschnitt einen ersten Positionierungsabschnitt enthält, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung in einer Richtung einer auf die Bewegungseinrichtung während der Bearbeitung des Werkstücks ausgeübten externen Kraft begrenzt, wobei das Steuerverfahren umfasst: Erfassen einer Position und einer Lage der Bewegungseinrichtung, die sich in der ersten Richtung bewegt, während sie in der zweiten Richtung schwebt, und Steuern des an die mehreren Spulen angelegten Stroms, um den Betrieb der Bewegungseinrichtung basierend auf der erfassten Position und der erfassten Lage zu steuern; und Absetzen der Bewegungseinrichtung in der Richtung der externen Kraft und Durchführen einer Drucksteuerung, um die Bewegungseinrichtung so zu drücken, dass die Bewegung der Bewegungseinrichtung durch den ersten Positionierungsabschnitt begrenzt wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 12, wobei der Positionierungsabschnitt einen zweiten Positionierungsabschnitt enthält, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung in einer Richtung begrenzt, welche die Richtung der externen Kraft und die erste Richtung schneidet, und wobei das Steuerverfahren das Absetzen der Bewegungseinrichtung in der Richtung, welche die Richtung der externen Kraft und die erste Richtung schneidet, und das Durchführen einer Drucksteuerung umfasst, um die Bewegungseinrichtung so zu drücken, dass die Bewegung der Bewegungseinrichtung durch den zweiten Positionierungsabschnitt begrenzt wird.
Steuerverfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Positionierungsabschnitt einen dritten Positionierungsabschnitt enthält, welcher die Bewegung der Bewegungseinrichtung in der ersten Richtung begrenzt, und wobei das Steuerverfahren das Absetzen der Bewegungseinrichtung in der ersten Richtung und das Durchführen einer Drucksteuerung umfasst, um die Bewegungseinrichtung so zu drücken, dass die Bewegung der Bewegungseinrichtung durch den dritten Positionierungsabschnitt begrenzt wird.
Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Steuerverfahren das Durchführen einer Steuerung umfasst, um eine Drehkraft zu erzeugen, die eine Drehkraft aufhebt, die durch die Drucksteuerung auf die Bewegungseinrichtung wirkt.
Bearbeitungssystem, umfassend: das Transportsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11; und eine Bearbeitungsvorrichtung, die eine Bearbeitung am Werkstück durchführt, das durch die Bewegungseinrichtung transportiert wird.
Artikelherstellungsverfahren zum Herstellen eines Artikels unter Verwendung des Bearbeitungssystems nach Anspruch 16, wobei das Artikelherstellungsverfahren die folgenden Schritte umfasst: Transportieren des Werkstücks unter Verwendung der Bewegungseinrichtung; und Durchführen, unter Verwendung der Bearbeitungsvorrichtung, der Bearbeitung am Werkstück, das durch die Bewegungseinrichtung transportiert wird.
Programm, das bewirkt, dass ein Computer das Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15 ausführt.
Ein computerlesbares Speichermedium, welches das Programm nach Anspruch 18 speichert.