JP2022187975A - 搬送システム及び搬送システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの加工時に可動子に加わる外力の大きさによらず可動子の位置を安定させることができる浮上型の搬送システム及び可動子の制御方法を提供する。【解決手段】搬送システムは、ワークを搭載し、第１の方向に沿って移動可能な可動子と、第１の方向に沿って配置された複数のコイルを有し、電流が印加された複数のコイルにより、第１の方向と交差する第２の方向に浮上させつつ第１の方向に前記可動子を搬送する力を可動子に力を印加する固定子と、第２の方向に浮上しつつ第１の方向に沿って移動する可動子の位置及び姿勢を取得し、取得した位置及び姿勢に基づき、複数のコイルに印加する電流値を制御して可動子の動作を制御する制御部と、可動子の移動を規制する位置決め部とを有し、位置決め部は、ワークに加わる外力の方向における可動子の移動を規制する第１の位置決め部を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、搬送システム及び搬送システムの制御方法に関する。

一般に、工業製品を組み立てるための生産ラインや半導体露光装置等では、搬送システムが用いられている。特に、生産ラインにおける搬送システムは、ファクトリーオートメーション化された生産ライン内又は生産ラインの間の複数のステーションの間で、複数の可動子が部品等のワークを搬送する。また、プロセス装置中の搬送装置として使われる場合もある。搬送システムとしては、非接触の磁気浮上型のリニアモータによる搬送システムが既に提案されている。

非接触の磁気浮上型のリニアモータによる搬送システムでは、複数の可動子が部品等のワークの搬送を行う。生産ラインの各工程では、ワークに対して加工作業が施される。特許文献１には、可動子の側面に永久磁石を配置し、ワークに対する良好なアクセスを実現し、可動子上のワークに対して、高い自由度で工程装置により加工作業を施す方法が記載されている。

特開２０２０－２８２１２号公報

生産ラインの各工程において安定した加工を実現するためには、加工時の外力に対して、ワークを搬送する可動子が安定した位置を維持し、精度良くワークが位置決めされている必要がある。
この点、特許文献１に記載の方法は、工程から可動子に加わる外力に対して、制御剛性で受けることで、可動子を安定した位置に維持している。すなわち、特許文献１に記載の方法は、可動子に力を加えるためのコイルに流す電流を制御することで、可動子を安定した位置を維持している。

一方、コイルに印加できる電流には上限があるため、可動子を安定した位置に維持するための力には上限がある。このため、工程から可動子に加わる外力は、可動子を安定した位置を維持するための力の上限よりも小さくする必要がある。
したがって、加工時の大きな外力に対しては、可動子が安定した位置を維持することができないことがある。精度良くワークを位置決めするためには、ワークの加工時に可動子に加わる外力の大きさによらず可動子が安定した位置を維持する必要がある。

本発明は、ワークの加工時に可動子に加わる外力の大きさによらず可動子の位置を安定させることができる浮上型の搬送システム及び搬送システムの制御方法を提供することを目的としている。

本発明の一観点によれば、ワークを搭載し、第１の方向に沿って移動可能な可動子と、前記第１の方向に沿って配置された複数のコイルを有し、電流が印加された前記複数のコイルにより、前記第１の方向と交差する第２の方向に浮上させつつ前記第１の方向に前記可動子を搬送する力を前記可動子に力を印加する固定子と、前記第２の方向に浮上しつつ前記第１の方向に沿って移動する前記可動子の位置及び姿勢を取得し、取得した前記位置及び前記姿勢に基づき、前記複数のコイルに印加する電流値を制御して前記可動子の動作を制御する制御部と、前記可動子の移動を規制する位置決め部とを有し、前記位置決め部は、前記ワークに加わる外力の方向における前記可動子の移動を規制する第１の位置決め部を含むことを特徴とする搬送システムが提供される。

本発明の他の観点によれば、ワークを搭載し、第１の方向に沿って移動可能な可動子と、前記第１の方向に沿って配置された複数のコイルを有し、電流が印加された前記複数のコイルにより、前記第１の方向と交差する第２の方向に浮上させつつ前記第１の方向に前記可動子を搬送する力を前記可動子に力を印加する固定子と、前記可動子の移動を規制する位置決め部とを有し、前記位置決め部は、前記ワークの加工時に前記可動子に加わる外力の方向における前記可動子の移動を規制する第１の位置決め部を含む搬送システムの制御方法であって、前記第２の方向に浮上しつつ前記第１の方向に沿って移動する前記可動子の位置及び姿勢を取得し、取得した前記位置及び前記姿勢に基づき、前記複数のコイルに印加する電流値を制御して前記可動子の動作を制御し、前記可動子を前記外力の方向に着地させ、前記第１の位置決め部により前記可動子の移動が規制されるように前記可動子を押し付ける押し付け制御を行うことを特徴とする制御方法が提供される。

本発明によれば、浮上型の搬送システムにおいて、ワークの加工時に可動子に加わる外力の大きさによらず可動子の位置を安定させることができる。

本発明の第１実施形態による搬送システムの構成を示す概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムの構成を示す概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムの構成を示す概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムにおけるコイル及びコイルに関連する構成を示す概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムを制御する制御システムを示す概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムにおける可動子の姿勢制御方法を示す概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムにおいて可動子の位置及び姿勢を制御するための制御ブロックの一例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態よる搬送システムにおける可動子位置算出関数による処理を説明する概略図である。 本発明の第１実施形態よる搬送システムにおける可動子位置算出関数による処理を説明する概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムにおける可動子姿勢算出関数による処理を説明する概略図である。 本発明の第１実施形態よる搬送システムにおける可動子姿勢算出関数による処理を説明する概略図である。 本発明の第１実施形態よる搬送システムにおける可動子姿勢算出関数による処理を説明する概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムにおける可動子に取り付けられたヨーク板に働く力と可動子に働く力成分及びトルク成分との関係を示す概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムにおけるＺ方向の推力定数プロファイルを模式的に示すグラフである。 本発明の第１実施形態による搬送システムにおける固定子のコイルを示す概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムにおける固定子のコイルを示す概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムにおいて、コイルに印加する電流量と、コイルとヨーク板との間に働く吸引力の大きさとの関係を模式的に示すグラフである。 本発明の第１実施形態による搬送システムにおける可動子をＺ方向に沿って上から下に見た概略図である。 本発明の第１実施形態による搬送システムにおけるＹ方向の吸引力プロファイルを模式的に示すグラフである。 本発明の第１実施形態による搬送システムの制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態による搬送システムの構成を示す概略図である。 本発明の第２実施形態による搬送システムの構成を示す概略図である。 本発明の第２実施形態による搬送システムの制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態による搬送システムの構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態による搬送システムの構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態による搬送システムの別の構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態による搬送システムの別の構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態による搬送システムの別の構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態による搬送システムの別の構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態による搬送システムの制御方法を示すフローチャートである。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図１乃至図１６を用いて説明する。
まず、本実施形態による搬送システム１の構成について図１乃至図３を用いて説明する。図１及至図２Ｂは、本実施形態による可動子１０１及び固定子２０１を含む搬送システム１の構成を示す概略図である。なお、図１及び図２Ａは、それぞれ可動子１０１及び固定子２０１の主要部分を抜き出して示したものである。図２Ｂは、可動子１０１、固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５及び可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６を抜き出して示したものである。また、図１及び図２Ｂは可動子１０１を斜め上方から見た図、図２Ａは可動子１０１及び固定子２０１をＸ方向から見た図である。図３は、搬送システム１におけるコイル２０２、２０７、２０８及びコイル２０２、２０７、２０８に関連する構成を示す概略図である。

図１及至図２Ｂに示すように、本実施形態による搬送システム１は、キャリア、台車又はスライダを構成する可動子１０１と、搬送路を構成する固定子２０１とを有している。
また、搬送システム１は、統合コントローラ３０１と、コイルコントローラ３０２と、コイルユニットコントローラ３０３と、センサコントローラ３０４とを有している。なお、図１では、可動子１０１として３つの可動子１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、固定子２０１として２つの固定子２０１ａ、２０１ｂを示している。以後、可動子１０１、固定子２０１等の複数存在しうる構成要素について特に区別する必要がない場合には共通の数字のみの符号を用い、必要に応じて数字の符号の後に小文字のアルファベットを付して個々を区別する。また、可動子１０１のＲ側の構成要素とＬ側の構成要素とを区別する場合には、小文字のアルファベットの後にＲ側を示すＲ又はＬ側を示すＬを付す。

本実施形態による搬送システム１は、固定子２０１のコイル２０７と可動子１０１の導電板１０７との間で電磁力を発生させＸ方向の推力を可動子１０１に印加する誘導型リニアモータによる搬送システムである。また、本実施形態による搬送システム１は、可動子１０１を浮上させて非接触で搬送する磁気浮上型の搬送システムである。本実施形態による搬送システム１は、可動子１０１により搬送されたワーク１０２に対して加工を施す工程装置をも有する加工システムの一部を構成している。

搬送システム１は、例えば、固定子２０１により可動子１０１を搬送することにより、可動子１０１に保持されたワーク１０２を、ワーク１０２に対して加工作業を施す工程装置に搬送する。工程装置は、特に限定されるものではないが、例えば、ワーク１０２に部品等の組付けを行う組立装置７０１である。なお、図１では、２台の固定子２０１に対して３台の可動子１０１を示しているが、これらに限定されるものではない。搬送システム１においては、１台又は複数台の可動子１０１が１台又は複数台の固定子２０１上を搬送されうる。

ここで、以下の説明において用いる座標軸、方向等を定義する。まず、可動子１０１の搬送方向である水平方向に沿ってＸ軸をとり、可動子１０１の搬送方向をＸ方向とする。Ｘ方向のうち、可動子１０１が進行する方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向とは逆方向を－Ｘ方向とする。また、Ｘ方向と直交する方向である鉛直方向に沿ってＺ軸をとり、鉛直方向をＺ方向とする。鉛直方向は、重力の方向（ｍｇ方向）である。Ｚ方向のうち、上から下に重力が作用するｍｇ方向を－Ｚ方向、－Ｚ方向とは逆方向を＋Ｚ方向とする。また、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向に沿ってＹ軸をとり、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。Ｙ方向のうち、＋Ｘ方向に対して左から右に向かう方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向とは逆方向を－Ｙ方向とする。さらに、Ｘ軸周りの回転方向をＷｘ方向、Ｙ軸周りの回転方向をＷｙ方向、Ｚ軸周りの回転方向をＷｚ方向とする。また、乗算の記号として”＊”を使用する。また、可動子１０１の中心を原点Ｏｃとし、Ｙ＋側をＲ側、Ｙ－側をＬ側として記載する。なお、可動子１０１の搬送方向は必ずしも水平方向である必要はないが、その場合も搬送方向をＸ方向として同様にＹ方向及びＺ方向を定めることができる。なお、Ｘ方向、Ｙ方向及びＸ方向は、必ずしも互いに直交する方向に限定されるものではなく、互いに交差する方向として定義することもできる。また、搬送方向の変位を位置とし、それ以外の方向の変位を姿勢、位置と姿勢とを合わせて状態と定義する。

また、以下の説明において用いる記号は、次のとおりである。なお、記号は、コイル２０２、２０７、２０８の各場合について重複して用いられる。

Ｏｃ：可動子１０１の原点
Ｏｓ：リニアスケール１０４の原点
Ｏｅ：固定子２０１の原点

ｊ：コイルを特定するための指標
（ただし、ｊは、Ｎを２以上の整数として１≦ｊ≦Ｎを満たす整数である。）
Ｎ：コイルの設置数
Ｉｊ：ｊ番目のコイルに印加される電流量

Ｐ：可動子１０１の位置及び姿勢を含む状態（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗｘ，Ｗｙ，Ｗｚ）
Ｘ（ｊ，Ｐ）：状態Ｐの可動子１０１の中心から見たｊ番目のコイルのＸ座標
Ｙ（ｊ，Ｐ）：状態Ｐの可動子１０１の中心から見たｊ番目のコイルのＹ座標
Ｚ（ｊ，Ｐ）：状態Ｐの可動子１０１の中心から見たｊ番目のコイルのＺ座標

Ｔ：可動子１０１に印加する力
Ｔｘ：力ＴのＸ方向の力成分
Ｔｙ：力ＴのＹ方向の力成分
Ｔｚ：力ＴのＺ方向の力成分
Ｔｗｘ：力ＴのＷｘ方向のトルク成分
Ｔｗｙ：力ＴのＷｙ方向のトルク成分
Ｔｗｚ：力ＴのＷｚ方向のトルク成分

Ｅｘ（ｊ，Ｐ）：ｊ番目のコイルに単位電流を印加した際に状態Ｐの可動子１０１に対して働くＸ方向の力
Ｅｙ（ｊ，Ｐ）：ｊ番目のコイルに単位電流を印加した際に状態Ｐの可動子１０１に対して働くＹ方向の力
Ｅｚ（ｊ，Ｐ）：ｊ番目のコイルに単位電流を印加した際に状態Ｐの可動子１０１に対して働くＺ方向の力

Σ：指標ｊを１からＮまで変化させた場合の合計
＊：行列、ベクトルの積
Ｍ：トルク寄与行列
Ｋ：疑電流ベクトル（列ベクトル）
Ｔｑ：トルクベクトル（列ベクトル）
Ｉｓ：コイル電流ベクトル（列ベクトル）
Ｆｓ：コイル力ベクトル（列ベクトル）
Ｍ（ａ，ｂ）：行列Ｍのａ行ｂ列の要素

Ｉｎｖ（）：逆行列
Ｔｒ（）：転置行列
Ｔｒ（要素１，要素２，…）：要素１、要素２、…を要素とする列ベクトル

図１中の矢印で示すように、可動子１０１は、搬送方向であるＸ方向に沿って移動可能に構成されている。可動子１０１は、ヨーク板１０３と、導電板１０７とを有している。また、可動子１０１は、リニアスケール１０４と、Ｙターゲット１０５と、Ｚターゲット１０６とを有している。また、可動子１０１は、Ｚ軸位置決め部７０６を有している。さらに、可動子１０１は、それぞれの可動子１０１を識別するための識別情報が登録された情報媒体であるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ５１２を有している。

ヨーク板１０３は、可動子１０１の複数箇所に複数取り付けられて設置されている。具体的には、ヨーク板１０３は、可動子１０１の上面において、Ｒ側及びＬ側それぞれの端部にＸ方向に沿って取り付けられて設置されている。また、ヨーク板１０３は、可動子１０１のＲ側及びＬ側それぞれの側面にＸ方向に沿って取り付けられて設置されている。各ヨーク板１０３は、透磁率の大きな物質、例えば鉄で構成された鉄板である。

導電板１０７は、可動子１０１の上面において中央部にＸ方向に沿って取り付けられて設置されている。導電板１０７は、導電性を有する金属板等の導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、電気抵抗の小さいアルミニウム板等が好適である。

なお、ヨーク板１０３及び導電板１０７の設置場所及び設置数は、上記の場合に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

リニアスケール１０４、Ｙターゲット１０５及びＺターゲット１０６は、可動子１０１において、それぞれ固定子２０１に設置されたリニアエンコーダ２０４、Ｙセンサ２０５及びＺセンサ２０６により読み取り可能な位置に取り付けられて設置されている。

ＲＦＩＤタグ５１２は、可動子１０１において、ＲＦＩＤリーダー５１３により読み取り可能な位置に取り付けられて設置されている。ＲＦＩＤリーダー５１３は、搬送システム１における可動子１０１の搬送路の特定の位置に設置されている。ＲＦＩＤタグ５１２には、当該ＲＦＩＤタグ５１２が取り付けられた可動子１０１を識別できるように識別情報である個別ＩＤ（Identification）が登録されている。なお、可動子１０１には、ＲＦＩＤタグ５１２に代えて可動子１０１の個別ＩＤを示すＱＲコード（登録商標）等の情報媒体が設けられていてもよい。この場合、ＲＦＩＤリーダー５１３に代えて、情報媒体に応じて当該情報媒体から個別ＩＤを読み取るスキャナ等のリーダーを用いることができる。

可動子１０１は、例えば、その上又は下にワーク１０２が取り付けられ又は保持されて搬送されるようになっている。なお、図２Ａでは、ワーク１０２が可動子１０１の上に取り付けられて可動子１０１に搭載された状態を示している。なお、ワーク１０２を可動子１０１に取り付け又は保持するための機構は、特に限定されるものではないが、機械的なフック、静電チャック等の一般的な取り付け機構、保持機構等を用いることができる。

固定子２０１は、コイル２０２、２０７、２０８と、リニアエンコーダ２０４と、Ｙセンサ２０５と、Ｚセンサ２０６とを有している。また、固定子２０１は、Ｚ軸位置決め部７０５を有している。

図２Ａにおいて、コイル２０２は、可動子１０１の上面に設置されたヨーク板１０３にＺ方向に対向可能なように固定子２０１にＸ方向に沿って複数取り付けられて設置されている。具体的には、複数のコイル２０２は、可動子１０１の上面におけるＲ側及びＬ側それぞれの端部に設置された２つのヨーク板１０３にＺ方向に沿って上方から対向可能なようにＸ方向に沿って２列に配置されて設置されている。

コイル２０８は、可動子１０１の側面に設置されたヨーク板１０３にＹ方向に対向可能なように固定子２０１にＸ方向に沿って複数取り付けられて設置されている。具体的には、複数のコイル２０８は、可動子１０１のＲ側及びＬ側それぞれの側面に設置された２つのヨーク板１０３にＹ方向に沿って側方から対向可能なようにＸ方向に沿って２列に配置されて設置されている。

コイル２０７は、可動子１０１の上面に設置された導電板１０７にＺ方向に対向可能なように固定子２０１にＸ方向に沿って複数取り付けられて設置されている。具体的には、複数のコイル２０７は、可動子１０１の上面における中央部に設置された導電板１０７にＺ方向に沿って上方から対向可能なようにＸ方向に沿って１列に配置されて設置されている。

固定子２０１は、電流が印加された各コイル２０２、２０７、２０８により、搬送方向に沿って移動可能な可動子１０１に力を印加する。これにより、可動子１０１は、位置及び姿勢が制御されつつ搬送方向に沿って搬送される。

なお、コイル２０２、２０７、２０８の設置場所は、上記の場合に限定されるものではなく、適宜変更することができる。また、コイル２０２、２０７、２０８の設置数は、適宜変更することができる。

リニアエンコーダ２０４、Ｙセンサ２０５及びＺセンサ２０６は、搬送方向に沿って移動する可動子１０１の位置及び姿勢を検出する検出部として機能する。

リニアエンコーダ２０４は、可動子１０１に設置されたリニアスケール１０４を読み取り可能なように固定子２０１に取り付けられて設置されている。リニアエンコーダ２０４は、リニアスケール１０４を読み取ることにより可動子１０１のリニアエンコーダ２０４に対する相対的な位置を検出する。

Ｙセンサ２０５は、可動子１０１に設置されたＹターゲット１０５との間のＹ方向の距離を検出可能なように固定子２０１に取り付けられて設置されている。Ｚセンサ２０６は、可動子１０１に設置されたＺターゲット１０６との間のＺ方向の距離を検出可能なように固定子２０１に取り付けられて設置されている。

また、図１は、固定子２０１ａと固定子２０１ｂとの間に、例えば工程と工程を結合する構造物１００が存在している場所を含む領域を示している。構造物１００が存在する場所は、生産ライン内又は生産ラインの間の複数のステーションの間で、連続して電磁石やコイルを配置することができない場所になっている。

また、搬送システム１は、Ｚ方向において可動子１０１の位置決めを行うための位置決め部として、固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５と、可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６とを有している。Ｚ軸位置決め部７０５、７０６は、ワーク１０２の加工時にワーク１０２及び可動子１０１に加わる後述の外力７０４Ｆの方向であるＺ方向における可動子１０１の移動を規制する部材である。

すなわち、固定子２０１は、複数のＺ軸位置決め部７０５を有している。Ｚ軸位置決め部７０５は、Ｚ方向を向く面の面精度が出ており、Ｚ方向の位置決め基準とすることができる。また、可動子１０１は、複数のＺ軸位置決め部７０５に対応する複数のＺ軸位置決め部７０６を有している。Ｚ軸位置決め部７０６は、Ｚ方向を向く面の面精度が出ており、Ｚ方向の位置決め基準とすることができる。

固定子２０１において、複数のＺ軸位置決め部７０５は、可動子１０１が着地する領域の床面に設置されている。可動子１０１が着地する領域は、組立装置７０１により可動子１０１の上のワーク１０２への部品７０４の組み付けが行われる作業領域７０７である。

複数のＺ軸位置決め部７０５は、それぞれ＋Ｚ方向を向くＸＹ平面に平行な上面を有する柱状部材である。複数のＺ軸位置決め部７０５の上面は、Ｚ方向の位置が互いに同じになっている。複数のＺ軸位置決め部７０５は、固定子２０１の底面である床面に設けられている。複数のＺ軸位置決め部７０５の材質は、固定子２０１の材質と同じであってもよい。その場合、複数のＺ軸位置決め部７０５は、固定子２０１と一体に形成される。また、複数のＺ軸位置決め部７０５と、固定子２０１の床面の間には不図示のゴムなどの弾性体が設けられていてもよい。

可動子１０１において、複数のＺ軸位置決め部７０６は、固定子２０１のＺ軸位置決め部７０５が設置された床面の側を向く下面に設置されている。複数のＺ軸位置決め部７０６は、それぞれ－Ｚ方向を向くＸＹ平面に平行な下面を有する柱状部材である。複数のＺ軸位置決め部７０６の下面は、Ｚ方向の位置が互いに同じになっている。複数のＺ軸位置決め部７０６は、対応するＺ軸位置決め部７０５に対向可能な位置に配置されている。

後述するように＋Ｚ方向に浮上させられつつＸ方向に搬送された可動子１０１は、作業領域７０７において、各Ｚ軸位置決め部７０６の下面が、対応するＺ軸位置決め部７０５の上面に接触するようにＺ方向において着地する。着地した可動子１０１は、再び浮上して搬送されうる。

可動子１０１がＺ方向に着地した後、再び浮上するためには、可動子１０１が＋Ｚ方向に動作することができる必要がある。そのため、固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５及び可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６は、可動子１０１が＋Ｚ方向に動作できる範囲内に設置されている。すなわち、Ｚ軸位置決め部７０５、７０６は、可動子１０１のＺ方向における可動範囲の内部に設置されている。

すなわち、可動子１０１がＺ方向に着地した際、可動子１０１へ働く－Ｚ方向の重力よりもコイル２０２が発生することができる＋Ｚ方向の浮上力が大きくないと、可動子１０１は＋Ｚ方向に動作することができない。コイル２０２が発生することができる＋Ｚ方向の最大浮上力は、コイル２０２とヨーク板１０３との間の間隔で決定される。コイル２０２とヨーク板１０３との間の間隔が大きいと、最大浮上力が小さくなる。そのため、固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５及び可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６は、Ｚ軸位置決め部７０５とＺ軸位置決め部７０６との間の間隔が、可動子１０１が＋Ｚ方向に動作することができる範囲内の間隔となるように設置されている。

可動子１０１及び固定子２０１に対しては、可動子１０１により搬送されるワーク１０２に対して加工作業を施す工程装置が設置されている。図２Ａには、ワーク１０２に対して加工作業を施す工程装置の例である組立装置７０１内に可動子１０１及び固定子２０１が組み込まれている場合を示している。

組立装置７０１は、可動子１０１に取り付けられたワーク１０２に対して組立作業を行う組立ロボット７０３を有している。組立作業は、ワーク１０２に対して部品７０４を組み付けて組立を行うものである。組立ロボット７０３は、可動子１０１の上部に取り付けられたワーク１０２に対して組立作業を実行可能なように組立装置７０１に設置されている。組立ロボット７０３の設置場所の前の作業領域７０７に搬送された可動子１０１の上部に取り付けられたワーク１０２に対して、組立ロボット７０３によりＺ方向から部品７０４が組み付けられる。

搬送システム１に対しては、これを制御する制御システム３が設けられている。なお、制御システム３は、搬送システム１の一部を構成しうる。制御システム３は、統合コントローラ３０１と、コイルコントローラ３０２と、コイルユニットコントローラ３０３と、センサコントローラ３０４とを有している。統合コントローラ３０１には、コイルコントローラ３０２及びセンサコントローラ３０４が通信可能に接続されている。コイルコントローラ３０２には、複数のコイルユニットコントローラ３０３が通信可能に接続されている。センサコントローラ３０４には、複数のリニアエンコーダ２０４、複数のＹセンサ２０５、複数のＺセンサ２０６が通信可能に接続されている。各コイルユニットコントローラ３０３には、コイル２０２、２０７、２０８が接続されている（図３参照）。

統合コントローラ３０１は、センサコントローラ３０４から送信されるリニアエンコーダ２０４、Ｙセンサ２０５及びＺセンサ２０６からの出力に基づき、複数のコイル２０２、２０７、２０８に印加する電流指令値を決定する。統合コントローラ３０１は、決定した電流指令値をコイルコントローラ３０２に送信する。コイルコントローラ３０２は、統合コントローラ３０１から受信した電流指令値を各コイルユニットコントローラ３０３に送信する。コイルユニットコントローラ３０３は、コイルコントローラ３０２から受信した電流指令値に基づき、接続されたコイル２０２、２０７、２０８の電流量を制御する。

また、統合コントローラ３０１には、ＲＦＩＤリーダー５１３が通信可能に接続されている。ＲＦＩＤリーダー５１３は、可動子１０１のＲＦＩＤタグ５１２を読み取ることにより当該可動子１０１の個別ＩＤを取得する。ＲＦＩＤリーダー５１３は、取得した個別ＩＤを統合コントローラ３０１に送信する。統合コントローラ３０１は、ＲＦＩＤリーダー５１３から送信される可動子１０１の個別ＩＤを受信して認識し、可動子１０１を識別することができる。ＲＦＩＤリーダー５１３は、固定子２０１により構成される搬送路において一又は複数の位置に設置されている。

図３に示すように、コイルユニットコントローラ３０３には、１個又は複数個のコイル２０２、２０７、２０８が接続されている。コイル２０２、２０７、２０８には、各々電流センサ３１２及び電流コントローラ３１３が接続されている。電流センサ３１２は、接続されたコイル２０２、２０７、２０８に流れる電流値を検出する。電流コントローラ３１３は、接続されたコイル２０２、２０７、２０８に流れる電流量を制御する。

コイルユニットコントローラ３０３は、コイルコントローラ３０２から受信した電流指令値に基づき、電流コントローラ３１３に所望の電流量を指令する。電流コントローラ３１３は、電流センサ３１２により検出された電流値を検出して個々のコイル２０２、２０７、２０８に対して所望の電流量の電流が流れるように電流量を制御する。

次に、本実施形態による搬送システム１を制御する制御システム３についてさらに図４を用いて説明する。図４は、本実施形態による搬送システム１を制御する制御システム３を示す概略図である。

図４に示すように、制御システム３は、統合コントローラ３０１と、コイルコントローラ３０２と、コイルユニットコントローラ３０３と、センサコントローラ３０４とを有している。制御システム３は、可動子１０１と固定子２０１とを含む搬送システム１を制御する制御部として機能する。統合コントローラ３０１には、コイルコントローラ３０２、センサコントローラ３０４及びＲＦＩＤリーダー５１３が通信可能に接続されている。

コイルコントローラ３０２には、複数のコイルユニットコントローラ３０３が通信可能に接続されている。コイルコントローラ３０２及びこれに接続された複数のコイルユニットコントローラ３０３は、コイル２０２、２０７、２０８のそれぞれの列に対応して設けられている。各コイルユニットコントローラ３０３には、コイル２０２、２０７、２０８が接続されている。コイルユニットコントローラ３０３は、接続されたコイル２０２、２０７、２０８の電流の大きさを制御することができる。

コイルコントローラ３０２は、接続された各々のコイルユニットコントローラ３０３に対して目標となる電流値を指令する。コイルユニットコントローラ３０３は、接続されたコイル２０２、２０７、２０８の電流量を制御する。

センサコントローラ３０４には、複数のリニアエンコーダ２０４、複数のＹセンサ２０５及び複数のＺセンサ２０６が通信可能に接続されている。

複数のリニアエンコーダ２０４は、可動子１０１の搬送中もそのうちの１つが必ず１台の可動子１０１の位置を測定できるような間隔で固定子２０１に取り付けられている。また、複数のＹセンサ２０５は、そのうちの２つが必ず１台の可動子１０１のＹターゲット１０５を測定できるような間隔で固定子２０１に取り付けられている。また、複数のＺセンサ２０６は、その２列のうちの３つが必ず１台の可動子１０１のＺターゲット１０６を測定できるような間隔でかつ面をなすように固定子２０１に取り付けられている。

統合コントローラ３０１は、リニアエンコーダ２０４、Ｙセンサ２０５及びＺセンサ２０６からの出力に基づき、複数のコイル２０２に印加する電流指令値を決定して、コイルコントローラ３０２に送信する。コイルコントローラ３０２は、統合コントローラ３０１からの電流指令値に基づき、上述のようにコイルユニットコントローラ３０３に対して電流値を指令する。これにより、統合コントローラ３０１は、制御部として機能し、固定子２０１に沿って可動子１０１を非接触で搬送するとともに、搬送する可動子１０１の姿勢を６軸で制御する。

統合コントローラ３０１は、可動子１０１に取付けられているＲＦＩＤタグ５１２を読み取ったＲＦＩＤリーダー５１３から受信した可動子１０１の個別ＩＤにより可動子１０１を識別することができる。これにより、統合コントローラ３０１は、それぞれの可動子１０１に対して個別のパラメータを適用して可動子１０１の動作を制御することができる。

次に、統合コントローラ３０１により実行される可動子１０１の姿勢制御方法について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態による搬送システム１における可動子１０１の姿勢制御方法を示す概略図である。図５は、可動子１０１の姿勢制御方法の概略について主にそのデータの流れに着目して示している。統合コントローラ３０１は、以下に説明するように、可動子位置算出関数４０１、可動子姿勢算出関数４０２、可動子姿勢制御関数４０３及びコイル電流算出関数４０４を用いた処理を実行する。これにより、統合コントローラ３０１は、可動子１０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子１０１の搬送を制御する。なお、統合コントローラ３０１に代えて、コイルコントローラ３０２が統合コントローラ３０１と同様の処理を実行するように構成することもできる。

まず、可動子位置算出関数４０１は、複数のリニアエンコーダ２０４からの測定値、その取り付け位置の情報から、搬送路を構成する固定子２０１上にある可動子１０１の台数及び位置を計算する。

上記の計算により、可動子位置算出関数４０１は、可動子１０１に関する情報である可動子情報４０６の可動子位置情報（Ｘ）及び台数情報を更新する。可動子位置情報（Ｘ）は、固定子２０１上の可動子１０１の搬送方向であるＸ方向における位置を示している。可動子情報４０６は、例えば図５中にＰＯＳ－１、ＰＯＳ－２、…と示すように固定子２０１上の可動子１０１ごとに用意される。

次いで、可動子姿勢算出関数４０２は、可動子位置算出関数４０１により更新された可動子情報４０６の可動子位置情報（Ｘ）から、各々の可動子１０１を測定可能なＹセンサ２０５及びＺセンサ２０６を特定する。

次いで、可動子姿勢算出関数４０２は、各々の可動子１０１の姿勢に関する情報である姿勢情報（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を算出して可動子情報４０６を更新する。可動子姿勢算出関数４０２は、特定されたＹセンサ２０５及びＺセンサ２０６から出力される値に基づき、姿勢情報（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を算出する。可動子姿勢算出関数４０２により更新された可動子情報４０６は、可動子位置情報（Ｘ）及び姿勢情報（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を含んでいる。

次いで、可動子姿勢制御関数４０３は、可動子位置情報（Ｘ）及び姿勢情報（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を含む現在の可動子情報４０６及び姿勢目標値から、各々の可動子１０１について印加力情報４０８を算出する。印加力情報４０８は、各々の可動子１０１に印加すべき力の大きさに関する情報である。印加力情報４０８は、印加すべき力Ｔの力の３軸成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）及びトルクの３軸成分（Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）に関する情報を含んでいる。印加力情報４０８は、例えば図５中にＴＲＱ－１、ＴＲＱ－２、…と示すように固定子２０１上の可動子１０１ごとに用意される。

ここで、力の３軸成分であるＴｘ、Ｔｙ、Ｔｚは、それぞれ力のＸ方向成分、Ｙ方向成分及びＺ方向成分である。また、トルクの３軸成分であるＴｗｘ、Ｔｗｙ、Ｔｗｚは、それぞれトルクのＸ軸周り成分、Ｙ軸周り成分及びＺ軸周り成分である。本実施形態による搬送システム１は、これら力Ｔの６軸成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）を制御することにより、可動子１０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子１０１の搬送を制御する。

次いで、コイル電流算出関数４０４は、印加力情報４０８及び可動子情報４０６に基づき、各コイル２０２に印加する電流指令値４０９を決定する。

こうして、統合コントローラ３０１は、可動子位置算出関数４０１、可動子姿勢算出関数４０２、可動子姿勢制御関数４０３及びコイル電流算出関数４０４を用いた処理を実行することにより、電流指令値４０９を決定する。統合コントローラ３０１は、決定した電流指令値４０９をコイルコントローラ３０２に送信する。

可動子１０１の位置及び姿勢の制御についてさらに図６を用いて詳細に説明する。図６は可動子１０１の位置及び姿勢を制御するための制御ブロックの一例を示す概略図である。

図６において、Ｐは、可動子１０１の位置及び姿勢（位置姿勢又は状態ともいう）であり、（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を成分とする。ｒｅｆは、（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）の目標値である。ｅｒｒは、目標値ｒｅｆと位置及び姿勢Ｐとの間の偏差である。

可動子姿勢制御関数４０３は、偏差ｅｒｒの大きさ、偏差ｅｒｒの変化、偏差ｅｒｒの積算値等に基づき、目標値ｒｅｆを実現するために可動子１０１に印加すべき力Ｔを算出する。

コイル電流算出関数４０４は、印加すべき力Ｔ並びに位置及び姿勢Ｐに基づき、可動子１０１に力Ｔを印加するためにコイル２０２、２０７、２０８に印加すべきコイル電流Ｉを算出する。こうして算出されたコイル電流Ｉがコイル２０２、２０７、２０８に印加されることにより、力Ｔが可動子１０１に作用して位置及び姿勢Ｐが目標値ｒｅｆに変化する。

このように制御ブロックを構成することにより、可動子１０１の位置及び姿勢Ｐを所望の目標値ｒｅｆに制御することが可能になる。

ここで、可動子位置算出関数４０１による処理について図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、可動子位置算出関数による処理を説明する概略図である。

図７Ａにおいて、基準点Ｏｅは、リニアエンコーダ２０４が取り付けられている固定子２０１の位置基準である。また、基準点Ｏｓは、可動子１０１に取り付けられているリニアスケール１０４の位置基準である。図７Ａでは、可動子１０１として２台の可動子１０１ａ、１０１ｂが搬送され、リニアエンコーダ２０４として３つのリニアエンコーダ２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃが配置されている場合を示している。なお、リニアスケール１０４は、各可動子１０１ａ、１０１ｂの同じ位置にＸ方向に沿って取り付けられている。

例えば、図７Ａに示す可動子１０１ｂのリニアスケール１０４には、１つのリニアエンコーダ２０４ｃが対向している。リニアエンコーダ２０４ｃは、可動子１０１ｂのリニアスケール１０４を読み取って距離Ｐｃを出力する。また、リニアエンコーダ２０４ｃの基準点Ｏｅを原点とするＸ軸上の位置はＳｃである。したがって、可動子１０１ｂの位置Ｐｏｓ（１０１ｂ）は次式（１）により算出することができる。
Ｐｏｓ（１０１ｂ）＝Ｓｃ－Ｐｃ …式（１）

例えば、図７Ａに示す可動子１０１ａのリニアスケール１０４には、２つのリニアエンコーダ２０４ａ、２０４ｂが対向している。リニアエンコーダ２０４ａは、可動子１０１ａのリニアスケール１０４を読み取って距離Ｐａを出力する。また、リニアエンコーダ２０４ａの基準点Ｏｅを原点とするＸ軸上の位置はＳａである。したがって、リニアエンコーダ２０４ａの出力に基づく可動子１０１ａのＸ軸上の位置Ｐｏｓ（１０１ａ）は、次式（２）で算出することができる。
Ｐｏｓ（１０１ａ）＝Ｓａ－Ｐａ …式（２）

また、リニアエンコーダ２０４ｂは、可動子１０１ａのリニアスケール１０４を読み取って距離Ｐｂを出力する。また、リニアエンコーダ２０４ｂの基準点Ｏｅを原点とするＸ軸上の位置はＳｂである。したがって、リニアエンコーダ２０４ｂの出力に基づく可動子１０１ａのＸ軸上の位置Ｐｏｓ（１０１ａ）′は、次式（３）により算出することができる。
Ｐｏｓ（１０１ａ）′＝Ｓｂ－Ｐｂ …式（３）

ここで、各々のリニアエンコーダ２０４ａ、２０４ｂの位置は予め正確に測定されているため、２つの値Ｐｏｓ（１０１ａ）、Ｐｏｓ（１０１ａ）′の差は十分に小さい。このように２つのリニアエンコーダ２０４の出力に基づく可動子１０１のＸ軸上の位置の差が十分小さい場合は、それら２つのリニアエンコーダ２０４は、同一の可動子１０１のリニアスケール１０４を観測していると判定することができる。

なお、複数のリニアエンコーダ２０４が同一の可動子１０１と対向する場合は、複数のリニアエンコーダ２０４の出力に基づく位置の平均値を算出する等して、観測された可動子１０１の位置を一意に決定することができる。

また、可動子１０１は、Ｚ軸周りに回転量Ｗｚで回転しうる。この回転量Ｗｚの変位による可動子１０１の位置の補正が必要な場合について図７Ｂで説明する。図７Ｂは、可動子１０１ｂのＹ方向の側面における一方の側面にリニアスケール１０４が取り付けられている場合について説明している。Ｏｓはリニアスケール１０４の原点、Ｏｃは可動子１０１ｂの原点である。可動子１０１ｂの中心Ｏｃからリニアスケール１０４までの距離をＤとすれば、可動子１０１ｂの位置Ｐｏｓ（１０１ｂ）は、次式（１ｂ）を用いて計算することにより、より正確な可動子１０１ｂの位置を得ることができる。
Ｐｏｓ（１０１ｂ）＝Ｓｃ－Ｐｃ－Ｗｚ＊Ｄ …式（１ｂ）

可動子位置算出関数４０１は、上述のようにしてリニアエンコーダ２０４の出力に基づき、可動子位置情報として可動子１０１のＸ方向における位置Ｘを算出して決定する。

次に、可動子姿勢算出関数４０２による処理について図８、図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。

図８では、可動子１０１として可動子１０１ｃが搬送され、Ｙセンサ２０５としてＹセンサ２０５ａ、２０５ｂが配置されている場合を示している。図８に示す可動子１０１ｃのＹターゲット１０５には、２つのＹセンサ２０５ａ、２０５ｂが対向している。２つのＹセンサ２０５ａ、２０５ｂが出力する相対距離の値をそれぞれＹａ、Ｙｂとし、Ｙセンサ２０５ａ、２０５ｂ間の間隔がＬｙの場合、可動子１０１ｃのＺ軸周りの回転量Ｗｚは、次式（４）により算出される。
Ｗｚ＝（Ｙａ－Ｙｂ）／Ｌｙ …式（４）

なお、可動子１０１の位置によっては３つ以上のＹセンサ２０５が対向する場合もありうる。その場合、最小二乗法等を使ってＹターゲット１０５の傾き、すなわちＺ軸周りの回転量Ｗｚを算出することができる。

また、図９Ａ及び図９Ｂでは、可動子１０１として可動子１０１ｄが搬送され、Ｚセンサ２０６としてＺセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃが配置されている場合を示している。図９Ａ及び図９Ｂに示す可動子１０１ｄのＺターゲット１０６には、３つのＺセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃが対向している。ここで、３つのＺセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃが出力する相対距離の値をそれぞれＺａ、Ｚｂ、Ｚｃとする。また、Ｘ方向のセンサ間距離、すなわちＺセンサ２０６ａ、２０６ｂ間の距離をＬｚ１とする。また、Ｙ方向のセンサ間距離、すなわちＺセンサ２０６ａ、２０６ｃ間の距離をＬｚ２とする。すると、Ｙ軸周りの回転量Ｗｙ及びＸ軸周りの回転量Ｗｘは、それぞれ次式（５ａ）及び（５ｂ）により算出することができる。
Ｗｙ＝（Ｚｂ－Ｚａ）／Ｌｚ１ …式（５ａ）
Ｗｘ＝（Ｚｃ－Ｚａ）／Ｌｚ２ …式（５ｂ）

可動子姿勢算出関数４０２は、上述のようにして、可動子１０１の姿勢情報として各軸周りの回転量Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚを算出することができる。

また、可動子姿勢算出関数４０２は、次のようにして可動子１０１の姿勢情報として可動子１０１のＹ方向の位置Ｙ及びＺ方向の位置Ｚを算出することができる。

まず、可動子１０１のＹ方向の位置Ｙの算出について図８を用いて説明する。図８において、可動子１０１ｃがかかる２つのＹセンサ２０５をそれぞれＹセンサ２０５ａ、２０５ｂとする。また、Ｙセンサ２０５ａ、２０５ｂの測定値をそれぞれＹａ、Ｙｂとする。また、Ｙセンサ２０５ａの位置とＹセンサ２０５ｂの位置との中点をＯｅ′とする。さらに、式（１）～（３）で得られた可動子１０１ｃの位置をＯｓ′とし、Ｏｅ′からＯｓ′までの距離をｄＸ′とする。このとき、可動子１０１ｃのＹ方向の位置Ｙは、次式により近似的に計算して算出することができる。
Ｙ＝（Ｙａ＋Ｙｂ）／２－Ｗｚ＊ｄＸ′ …式（６）

次に、可動子１０１のＺ方向の位置Ｚの算出について図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。可動子１０１ｄがかかる３つのＺセンサ２０６をそれぞれＺセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃとする。また、Ｚセンサ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃの測定値をそれぞれＺａ、Ｚｂ、Ｚｃとする。また、Ｚセンサ２０６ａのＸ座標とＺセンサ２０６ｃのＸ座標とは同一である。また、リニアエンコーダ２０４は、Ｚセンサ２０６ａとＺセンサ２０６ｃとの中間の位置にあるものとする。また、Ｚセンサ２０６ａ及びＺセンサ２０６ｃの位置ＸをＯｅ″とする。さらに、Ｏｅ″から可動子１０１ｄの中心Ｏｓ″までの距離をｄＸ″とする。このとき、可動子１０１ｄのＺ方向の位置Ｚは、次式により近似的に計算して算出することができる。
Ｚ＝（Ｚａ＋Ｚｂ）／２＋Ｗｙ＊ｄＸ″ …式（７）

なお、位置Ｙ及び位置ＺともにそれぞれＷｚ、Ｗｙの回転量が大きい場合には、さらに近似の精度を高めて算出することができる。

こうして、統合コントローラ３０１は、可動子位置算出関数４０１及び可動子姿勢算出関数４０２を用いた処理を実行することにより、可動子１０１の位置及び姿勢を取得する取得部として機能する。

次に、可動子１０１に所望の力Ｔを印加するためのコイル２０２、２０７、２０８に印加する電流値の決定方法について説明する。可動子１０１に印加する力Ｔは、上述のように、力の３軸成分であるＴｘ、Ｔｙ、Ｔｚ及びトルクの３軸成分であるＴｗｘ、Ｔｗｙ、Ｔｗｚを有するものである。コイル電流算出関数４０４を用いた処理を実行する統合コントローラ３０１は、以下に説明する電流値の決定方法に従ってコイル２０２、２０７、２０８に印加する電流値を決定することができる。

なお、コイル２０２、２０７、２０８が印加する力及びトルクのうち、１つの力又はトルクが他の力又はトルクに与える影響を十分無視できる場合がある。コイル２０２、２０７、２０８が印加する力及びトルクは、具体的には、コイル２０７が印加するＸ方向の力、コイル２０８が印加するＹ方向の力及びＷｚ方向のトルク、並びにコイル２０２が印加するＺ方向の力、Ｗｘ方向のトルク及びＷｙ方向のトルクである。コイル２０８が印加するＹ方向の力及びＷｚ方向のトルクは、水平方向において作用するものである。コイル２０２が印加するＺ方向の力、Ｗｘ方向のトルク及びＷｙ方向のトルクは、浮上方向において作用するものである。影響を十分無視できる場合、コイル２０７についてはＸ方向の力だけを、コイル２０８についてはＹ方向の力及びＷｚ方向のトルクだけを、コイル２０２についてはＺ方向の力、Ｗｘ方向のトルク及びＷｙ方向のトルクだけを考慮して電流値を計算すればよい。以下、影響を十分に無視できる場合について説明する。

まず、Ｚ方向の力成分Ｔｚ、Ｗｘ方向のトルク成分Ｔｗｘ及びＷｙ方向のトルク成分Ｔｗｙを可動子１０１に印加するために各コイル２０２に印加する電流について図１０乃至図１２Ｂを用いて説明する。

図１０は、可動子１０１上に取り付けられたヨーク板１０３に働く力と可動子１０１に働く力成分Ｔｚ及びトルク成分Ｔｗｘ、Ｔｗｙとの関係を示す概略図である。

図１０において、Ｆｚｊは、ｊ番目のコイル２０２がヨーク板１０３に印加する力である。ただし、コイル２０２の設置数Ｎを２以上の整数として、ｊは１≦ｊ≦Ｎを満たす整数である。各力Ｆｚｊが印加するトルクは、トルク成分Ｔｗｘ、Ｔｗｙに寄与する。各力Ｆｚｊが印加するトルクは、その力Ｆｚｊ及びその作用点と可動子１０１の中心Ｏｃとの距離に応じて決定される。

図１１は、Ｚ方向の推力定数プロファイル６０１を模式的に示すグラフである。推力定数プロファイル６０１は、ヨーク板１０３に対向する浮上用のコイル２０２に単位電流を印加した際にヨーク板１０３に働く吸引力を模式的に示している。その吸引力の大きさは、Ｘ方向の移動に対して連続的に変化する。

ここで、コイル２０２の構成の例について図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて説明する。図１２Ａ及び図１２Ｂは、コイル２０２を示す概略図である。図１２Ａはコイル２０２をＺ方向から見た図、図１２Ｂはコイル２０２をＸ方向から見た図である。

図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、コイル２０２は、巻き線２１０とコア２１１とを有している。巻き線２１０には、電流コントローラ３１３により電流が印加される。巻き線２１０に電流が印加されると、磁束の経路である磁路２１２が形成される。こうして形成された磁路２１２中の磁束により、コイル２０２とヨーク板１０３の間に吸引力が働く。

コイル２０２に印加する電流とコイル２０２と、ヨーク板１０３との間に働く力の大きさとの関係について図１２Ａ乃至図１３を用いてさらに詳しく説明する。図１３は、コイル２０２に印加する電流と、コイル２０２とヨーク板１０３との間に働く吸引力の大きさとの関係を模式的に示すグラフである。図１３に示すグラフにおいて、横軸はコイル２０２に印加する電流量Ｉ、縦軸はコイル２０２とヨーク板１０３との間に働く吸引力の大きさＦｚを示している。図１３に示すグラフには、電流量Ｉに対する吸引力の大きさＦｚを示す吸引力プロファイル６０４が示されている。

コイル２０２とヨーク板１０３との間のＺ方向の間隔が一定の場合、吸引力Ｆｚは、電流量Ｉの二乗に概ね比例する。ここで、図１３に示すグラフ中、Ｆ０は、可動子１０１に働く重力ｍｇを補償するために必要な各コイルに平均的に働く力の大きさである。

ここで、次のように数値及び記号を設定する。
１個のコイル２０２のコア２１１の底面積：Ｓ＝０．０１［ｍ^２］
１個のコイル２０２が補償する可動子１０１の質量の一部：Ｆ０＝１００［Ｎ］（約１０［ｋｇ］）
真空の透磁率：μ０＝４π×１０^－７
空気ギャップ：ｇａｐ［ｍ］
コイル巻き数：ｎ［回］
コイル電流：Ｉ［Ａ］
コア２１１とヨーク板１０３との間の磁束密度：Ｂ［Ｔ］

コア２１１及びヨーク板１０３の透磁率が真空の透磁率に対して十分大きいとすると、Ｆｚ及びＢは、それぞれ次式（８ａ）及び（８ｂ）により近似的に計算することができる。
Ｆｚ＝Ｓ＊Ｂ^２／（２＊μ０） …式（８ａ）
Ｂ＝ｎ＊Ｉ＊μ０／（２＊ｇａｐ） …式（８ｂ）

ここで、巻き数Ｎが５００［回］、コイル電流Ｉ０が１．０［Ａ］のとき、空気ギャップｇａｐは、式（８ａ）及び（８ｂ）により０．００６２６６［ｍ］と計算することができる。

ここで、吸引力プロファイル６０４において、Ｆｚ＝Ｆ０となるＩ＝Ｉ０の点をＱとする。この点Ｑの周りについて説明する。

仮に、ｇａｐが０．００６２６６［ｍ］から０．２５ｍｍだけ大きい方向に変化した場合、拡大するｇａｐを補償するため、コイル２０２にはより大きな起磁力を発生させる必要がある。ｇａｐを０．００６５１６［ｍ］として式（８ａ）及び（８ｂ）を同じＦｚを発生するようにして計算すれば、コイル電流Ｉは、１．０３９９［Ａ］と計算される。この程度の電流値であるから、可動子１０１の搬送中におけるコイル電流の電流値の変動は、基準となるコイル電流Ｉ０に比べて十分小さい。

したがって、点Ｑの周りでは、電流Ｉ０に対して追加で印加する電流ｄＩと、電流ｄＩの印加によりＺ方向に追加して発生する力の大きさｄＦとの間には、次式（８ｃ）で示される関係が成り立つ。なお、原点Ｏの周りでは、式（８ｃ）で示される関係は成立しない。
ｄＦ ∝ ｄＩ …式（８ｃ）

ここでｄＦとｄＩの比を次式（８ｄ）により定義する。
ｄＦ／ｄＩ＝Ｅｚ …式（８ｄ）

図１１に示す推力定数プロファイル６０１において、Ｅｚ（ｊ，Ｐ）が示されている。Ｅｚ（ｊ，Ｐ）は、式（８ｄ）に示す比になっている。すなわち、Ｅｚ（ｊ，Ｐ）は、可動子１０１が位置姿勢Ｐにあるときにｊ番目のコイル２０２に平均的に印加している電流Ｉ０に対して追加で電流ｄＩを印加した際における、電流ｄＩに対するＺ方向に追加して発生する力の大きさｄＦの比である。

ｊをコイル２０２を特定する指標として上記表記方法に従って図１０を参照して説明する。以下、簡単のため、Ｚ方向の追加の力ｄＦｚｊを単にＦｚｊと表記し、追加の電流ｄＩｊをＩｊと表記する。

ｊ番目のコイル２０２が発生するＺ方向の追加の力Ｆｚｊは、Ｉｊをｊ番目のコイル２０２に印加する追加の電流とすれば、次式（９ａ）により表される。
Ｆｚｊ＝Ｅｚ（ｊ，Ｐ）＊Ｉｊ …式（９ａ）

さらにＸ（ｊ，Ｐ）をｊ番目のコイル２０２の可動子１０１の中心Ｏｃから見たＸ方向の相対位置、Ｙ（ｊ，Ｐ）をｊ番目のコイル２０２の可動子１０１の中心Ｏｃから見たＹ方向の相対位置とする。すると、Ｚ方向の力成分Ｔｚ、Ｗｘ方向のトルク成分Ｔｗｘ及びＷｙ方向のトルク成分Ｔｗｙは、それぞれ次式（９ｂ）、（９ｃ）及び（９ｄ）により表される。
Ｔｚ＝Σ（Ｅｚ（ｊ，Ｐ）＊Ｉｊ） …式（９ｂ）
Ｔｗｘ＝Σ（－Ｅｚ（ｊ，Ｐ）＊Ｙ（ｊ，Ｐ）＊Ｉｊ） …式（９ｃ）
Ｔｗｙ＝Σ（Ｅｚ（ｊ，Ｐ）＊Ｘ（ｊ，Ｐ）＊Ｉｊ） …式（９ｄ）

上式（９ｂ）、（９ｃ）及び（９ｄ）を満足する電流Ｉｊを各コイル２０２に印加すれば、所望の力成分及びトルク成分（Ｔｚ、Ｔｗｘ、Ｔｗｙ）を得ることができる。

ここで、トルク寄与行列Ｍを定義する。トルク寄与行列Ｍは、可動子１０１が位置姿勢Ｐにある場合に１～ｊ番目のコイル２０２の各々に対して単位電流を印加した場合の各力成分及びトルク成分（Ｔｚ、Ｔｗｘ、Ｔｗｙ）への寄与の大きさを示す行列である。このように、トルク寄与行列Ｍを用いて、各コイル２０２に印加される単位電流による力成分及びトルク成分（Ｔｚ、Ｔｗｘ、Ｔｗｙ）の各成分に対する寄与に関する情報を用いて、各コイル２０２に印加される電流値を決定する。

トルク寄与行列Ｍでは、その１行目をＺ方向、２行目をＷｘ方向、３行目をＷｙ方向に対応させる。すると、トルク寄与行列Ｍの１行ｊ列、２行ｊ列及び３行ｊ列の各要素Ｍ（１，ｊ）、Ｍ（２，ｊ）及びＭ（３，ｊ）は、それぞれ次式（１０ａ）、（１０ｂ）及び（１０ｃ）により表される。トルク寄与行列Ｍは、３行Ｎ列の行列である。なお、トルク寄与行列Ｍの各行は、互いに線形独立である。
Ｍ（１，ｊ）＝Ｅｚ（ｊ，Ｐ） …式（１０ａ）
Ｍ（２，ｊ）＝－Ｅｚ（ｊ，Ｐ）＊Ｙ（ｊ，Ｐ） …式（１０ｂ）
Ｍ（３，ｊ）＝Ｅｚ（ｊ，Ｐ）＊Ｘ（ｊ，Ｐ） …式（１０ｃ）

一方、コイル電流ベクトルＩｓとして、１～Ｎ番目のコイル２０２に印加する電流量Ｉ１～ＩＮを要素とする列ベクトルを導入する。コイル電流ベクトルＩｓは、次式（１０ｄ）により表されるＮ行１列の列ベクトルである。
Ｉｓ＝Ｔｒ（Ｉ１，Ｉ２，…，Ｉｊ，…，ＩＮ） …式（１０ｄ）

ここでトルクベクトルＴｑを次式（１１）により定義する。
Ｔｑ＝Ｔｒ（Ｔｚ，Ｔｗｘ，Ｔｗｙ） …式（１１）

すると、式（９ｂ）～（９ｄ）、（１０ａ）～（１０ｄ）及び（１１）から次式（１２）が得られる。
Ｔｑ＝Ｍ＊Ｉｓ …式（１２）

ここで、疑電流ベクトルＫを導入する。疑電流ベクトルＫは、３行１列の列ベクトルであり、Ｔｒ（Ｍ）をトルク寄与行列Ｍの転置行列とすれば、次式（１３）を満足するベクトルである。
Ｔｒ（Ｍ）＊Ｋ＝Ｉｓ …式（１３）

コイル電流ベクトルＩｓを式（１３）により表されるものとすることで、Ｔｚ、Ｔｗｘ、Ｔｗｙへの寄与の大きいコイル２０２により多くの電流値を印加することができるため、効率的に電流を印加することができる。

式（１２）は、式（１３）を用いて次式（１４）に変形することができる。
Ｔｑ＝Ｍ＊Ｔｒ（Ｍ）＊Ｋ …式（１４）

式（１４）において、Ｍ＊Ｔｒ（Ｍ）は、３行Ｎ列の行列とＮ行３列の行列との積であるから３行３列の正方行列である。また、トルク寄与行列Ｍの各行は、互いに線形独立である。したがって、Ｍ＊Ｔｒ（Ｍ）は、逆行列を常に得ることができる。そのため、式（１４）は、次式（１５）に変形することができる。
Ｋ＝Ｉｎｖ（Ｍ＊Ｔｒ（Ｍ））＊Ｔｑ …式（１５）

式（１３）及び（１５）から、最終的には次式（１６）で表されるコイル電流ベクトルＩｓを得る。こうして、コイル電流ベクトルＩｓを一意に求めることができる。
Ｔｒ（Ｍ）＊Ｉｎｖ（Ｍ＊Ｔｒ（Ｍ））＊Ｔｑ＝Ｉｓ …式（１６）

以上のようにしてコイル電流ベクトルＩｓを計算することにより、各コイル２０２に印加する電流を決定することができる。これにより、可動子１０１に対してＺ方向の力成分Ｔｚ、Ｗｘ方向のトルク成分Ｔｗｘ及びＷｙ方向のトルク成分Ｔｗｙを独立して印加することができるので、Ｚ方向、Ｗｘ方向及びＷｙ方向において可動子１０１の姿勢を安定させることができる。

次に、Ｙ方向の力成分Ｔｙ及びＷｚ方向のトルク成分Ｔｗｚを可動子１０１に印加するためにコイル２０８に印加する電流について図１４及び図１５を用いて説明する。力成分Ｔｙ及びトルク成分Ｔｗｚは、それぞれ水平方向において作用するものである。図１４は可動子１０１をＺ方向に沿って上から下に見た概略図である。図１５は、Ｙ方向の吸引力プロファイル６０５を模式的に示すグラフである。図１５に示すグラフにおいて、横軸はコイル２０８に印加する電流、縦軸は可動子１０１に働く力を示している。

なお、簡単のため、図１４には、固定子２０１に設置されたコイル２０８として、４個のコイル２０８ａＲ、２０８ｂＲ、２０８ａＬ、２０８ｂＬが可動子１０１に対向している場合を示している。また、コイル２０８ａＬとコイル２０８ａＲとは、一対となって１個のコイル２０８ａとして動作する。また、コイル２０８ｂＬとコイル２０８ｂＲとは、一対となって１個のコイル２０８ｂとして動作する。このように、ｊ番目の対のコイル２０８ｊＲとコイル２０８ｊＬとは、一対となって１個のコイル２０８ｊとして動作するものとする。

図１５において、吸引力プロファイル６０５は、ｊ番目の１対のコイル２０８ｊに印加する電流の大きさＩＬ、ＩＲと可動子１０１に働く力Ｆｙの大きさとの関係を示している。コイル２０８とヨーク板１０３の間には、反発力は働かず吸引力のみが働く。このため、可動子１０１に対してＹ＋方向に力を印加する場合には、吸引力プロファイル６０５の範囲６０５ａにおいて、Ｒ側のコイル２０８ｊＲに電流を印加する。また、可動子１０１に対してＹ－方向に力を印加する場合には、吸引力プロファイル６０５の範囲６０５ｂにおいて、Ｌ側のコイル２０８ｊＬに電流を印加する。

例えば、Ｙ＋方向の力Ｆａを印加する場合には、Ｒ側のコイル２０８ｊＲに電流Ｉａを印加することができる。また、例えば、Ｙ－方向の力Ｆｂを印加する場合には、Ｌ側のコイル２０８ｊＬに電流Ｉｂを印加することができる。

ｊを一対のコイル２０８を特定する指標とする。また、Ｘ（ｊ，Ｐ）をｊ番目の一対のコイル２０８の可動子１０１の中心Ｏｃから見たＸ方向の相対位置とする。また、ｊ番目の一対のコイル２０８が印加するＹ方向の力をＦｙｊとする。すると、水平方向のＹ方向の力成分Ｔｙ及びＷｚ方向のトルク成分Ｔｗｚは、それぞれ次式（１７ａ）及び（１７ｂ）により表される。
Ｔｙ＝ΣＦｙｊ …式（１７ａ）
Ｔｗｚ＝Σ（－Ｆｙｊ＊Ｘ（ｊ，Ｐ）） …式（１７ｂ）

ここで、１～Ｎ番目のコイル２０８が印加するＹ方向の力Ｆｙ１、Ｆｙ２、…、ＦｙＮを要素とするＹ方向力ベクトルＦｙｓを次式（１７ｃ）により定義する。
Ｆｙｓ＝Ｔｒ（Ｆｙ１，Ｆｙ２，…，Ｆｙｊ，…，ＦｙＮ） …式（１７ｃ）

さらに、トルクベクトルＴｑを次式（１７ｄ）により定義する。
Ｔｑ＝Ｔｒ（Ｔｙ，Ｔｗｚ） …式（１７ｄ）

トルク寄与行列Ｍでは、１行目をＹ方向、２行目をＷｚ方向に対応させる。すると、トルク寄与行列Ｍの１行ｊ列及び２行ｊ列の各要素Ｍ（１，ｊ）及びＭ（２，ｊ）は、それぞれ次式（１７ｅ）及び（１７ｆ）により表される。
Ｍ（１，ｊ）＝１ …式（１７ｅ）
Ｍ（２，ｊ）＝Ｘ（ｊ，Ｐ） …式（１７ｆ）

コイル２０８に印加する電流を算出するため、まず、次式（１７ｇ）を満足するＹ方向力ベクトルＦｙｓを決定する。
Ｔｑ＝Ｍ＊Ｆｙｓ …式（１７ｇ）

Ｔｑは２行１列のベクトル、Ｍは２行Ｎ列の行列であるから、式（１７ｇ）を満足するＹ方向力ベクトルＦｙｓの要素の組み合わせは無数にあるが、以下の方法に従って一意に計算することができる。

ここで、２行１列の疑電流ベクトルＫを導入する。疑電流ベクトルＫは、Ｔｒ（Ｍ）をトルク寄与行列Ｍの転置行列とすれば、次式（１７ｈ）を満足するベクトルである。
Ｔｒ（Ｍ）＊Ｋ＝Ｆｙｓ …式（１７ｈ）

式（１７ｇ）は、式（１７ｈ）を用いて次式（１７ｉ）に変形することができる。
Ｔｑ＝Ｍ＊Ｔｒ（Ｍ）＊Ｋ …式（１７ｉ）

Ｍ＊Ｔｒ（Ｍ）は、２行Ｎ列の行列とＮ行２列の行列との積であるから２行２列の正方行列である。また、トルク寄与行列Ｍの各行は、互いに線形独立である。したがって、Ｍ＊Ｔｒ（Ｍ）は、逆行列を常に得ることができる。そのため、式（１７ｉ）は、次式（１７ｊ）に変形することができる。
Ｋ＝Ｉｎｖ（Ｍ＊Ｔｒ（Ｍ））＊Ｔｑ …式（１７ｊ）

式（１７ｈ）及び（１７ｊ）から、最終的に次式（１７ｋ）で表されるＹ方向力ベクトルＦｙｓを得る。これにより、Ｙ方向力ベクトルＦｙｓを一意に計算することができる。
Ｔｒ（Ｍ）＊Ｉｎｖ（Ｍ＊Ｔｒ（Ｍ））＊Ｔｑ＝Ｆｙｓ …式（１７ｋ）

Ｙ方向力ベクトルＦｙｓが得られた後は、予め計算又は測定されている吸引力プロファイル６０５から逆算して各コイル２０８に印加する電流を算出することができる。

以上のようにして、各コイル２０８に印加する電流を決定することができる。これにより、可動子１０１に対してＹ方向の力成分Ｔｙ及びＷｚ方向のトルク成分Ｔｗｚを独立して印加することができるので、Ｙ方向及びＷｚ方向において可動子１０１の姿勢を安定させることができる。例えば、コイル２０８に対しては、Ｗｚ方向のトルクが常に０となるように電流を印加することができる。

このように、本実施形態では、複数のコイル２０２、２０８に印加する電流値を制御する。これにより、目標の姿勢（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）になるように可動子１０１の動作を制御する。

次に、搬送方向であるＸ方向の推力を可動子１０１に印加するコイル２０７の制御方法について説明する。本実施形態による搬送システム１は、誘導型リニアモータによる搬送システムである。コイル２０７は、可動子１０１の導電板１０７との間で電磁力を発生させてＸ方向の推力、すなわちＸ方向の力成分Ｔｘを可動子１０１に印加する。導電板１０７としては、特に限定されるものではないが、電気抵抗が比較的小さい例えばアルミニウム製の板が用いられている。

各コイル２０７は、電流が印加されることにより搬送方向であるＸ方向に移動磁界を発生させてコイル２０７と導電板１０７との間に電磁力を発生させる。これにより、各コイル２０７は、可動子１０１に搬送方向であるＸ方向の推力として力成分Ｔｘを発生させる。可動子１０１の速度が不足する場合は、各コイル２０７に印加する電流を増加したり、移動磁界が移動する速度が大きくなるように各コイル２０７に印加する電流のタイミングを変更したりすることができる。

上述のようにして、統合コントローラ３０１は、各コイル２０２、２０７、２０８に印加する電流の電流指令値を決定して制御する。これにより、統合コントローラ３０１は、固定子２０１により搬送される可動子１０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子１０１の非接触での固定子２０１上の搬送を制御する。なお、制御装置としての統合コントローラ３０１の機能の全部又は一部は、コイルコントローラ３０２その他の制御装置により代替されうる。

なお、本実施形態では、コイル２０７もコイル２０２、コイル２０８と同様に電流が制御される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、より簡単に、誘導モーターコントローラを統合コントローラ３０１に接続して、誘導モーターコントローラにより一定の移動磁界が発生するように各コイル２０７の電流を制御するように構成することもできる。

以上のとおり、本実施形態によれば、可動子１０１に対して６軸の力成分及びトルク成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）を独立して印加することができる。このため、本実施形態によれば、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｗｘ方向、Ｗｙ方向及びＷｚ方向において可動子１０１の姿勢を安定させつつＸ方向に安定して可動子１０１を非接触状態で搬送することができる。

本実施形態による搬送システム１は、上述のように可動子１０１の姿勢を制御しつつ可動子１０１を組立装置７０１の作業領域７０７に搬送し、作業領域７０７において可動子１０１をＺ方向に着地させて停止させることができる。搬送システム１は、可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６のそれぞれが、対応する固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５と接触するように可動子１０１の停止位置を調整して可動子１０１を作業領域７０７に着地させて停止させることができる。

組立装置７０１の組立ロボット７０３は、作業領域７０７に搬送された可動子１０１に取り付けられ又は保持されて可動子１０１に搭載されたワーク１０２に対して、部品７０４を組み付ける作業等の加工作業を行う。具体的には、組立ロボット７０３は、可動子１０１に搭載されたワーク１０２に対してＺ方向に部品７０４を組み付ける。加工作業の際、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ワーク１０２及び可動子１０１に対して、Ｚ方向に部品７０４を組み付ける組立ロボット７０３による加工時の外力７０４Ｆが－Ｚ方向に加わる。

一方、このようにＺ方向に部品７０４を組み付ける際に、本実施形態では、固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５と可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６とが接触している。これにより、加工時の外力７０４Ｆを、互いに接触するＺ軸位置決め部７０５及びＺ軸位置決め部７０６で受けることができる。このとき、Ｚ軸位置決め部７０５、７０６は、可動子１０１のＺ方向における可動範囲を制限するストッパーとして機能する。こうして、本実施形態では、加工時の外力７０４Ｆに対して、可動子１０１が安定した位置を維持することができ、精度良くワーク１０２の位置決めを行うことができる。なお、Ｚ軸位置決め部７０５、７０６は、外力７０４Ｆが加わった際に、外力７０４Ｆが加わる－Ｚ方向に移動可能に構成されていても良い。

また、図２Ｂに示すように、互いに接触するＺ軸位置決め部７０５及びＺ軸位置決め部７０６は、Ｚ方向に着地した可動子１０１を支持する支持構造７０８を構成する。支持構造７０８は、互いに接触するＺ軸位置決め部７０５及びＺ軸位置決め部７０６が、多角形の複数の頂点のうちの全部又は一部に配置されて構成される。また、支持構造７０８は、１組又は２組の互いに接触するＺ軸位置決め部７０５及びＺ軸位置決め部７０６で構成されてもよい。

支持構造７０８を構成するＺ軸位置決め部７０５、７０６は、加工時の外力７０４Ｆの方向ベクトルが、Ｚ軸位置決め部７０５、７０６で構成される支持構造７０８の内側に入るように配置されている。これにより、加工時の外力７０４Ｆによりワーク１０２及び可動子１０１に働く回転力を低減し、さらにはかかる回転力の発生を防止することができる。こうして、本実施形態では、ワーク１０２の加工時に可動子１０１に加わるＺ方向の外力７０４Ｆの大きさによらず、特に加工時の大きな外力７０４Ｆに対しても、可動子１０１の位置を安定させることができる。また、本実施形態では、可動子１０１の位置を安定させることにより、精度良くワーク１０２を位置決めすることができる。

次に、固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５と可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６とを用いて可動子１０１の位置決めを行うための搬送システム１の制御方法について図１６を用いて説明する。図１６は、本実施形態による可動子１０１の位置決めを行うための搬送システム１の制御方法を示すフローチャートである。統合コントローラ３０１として機能するコンピュータは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体から図１６に示す制御方法を実行するためのプログラムを読み取って当該プログラムを実行することにより、図１６に示す制御方法を実行することができる。

まず、統合コントローラ３０１は、各コイル２０２、２０７、２０８に印加する電流の電流指令値を制御することにより、ワーク１０２を含む可動子１０１の浮上搬送を制御する。これにより、統合コントローラ３０１は、作業領域７０７における固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５の上空まで可動子１０１を＋Ｚ方向に浮上させつつＸ方向に搬送する。その後、統合コントローラ３０１は、図１６に示すフローチャートの処理に従って、組立装置７０１の組立ロボット７０３による加工時における可動子１０１の位置決めを行う。

最初に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ１００を実行し、加工軸方向であるＺ方向において可動子１０１の着地を行う。加工軸方向は、組立ロボット７０３により加工が行われる方向である。可動子１０１のＺ方向の着地に際し、統合コントローラ３０１は、可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６が、対応する固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５に接触するように、各コイル２０２、２０７、２０８に印加する電流の電流指令値を制御する。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ１０１を実行し、Ｚ方向に可動子１０１を押し付ける押し付け制御を行う。Ｚ方向への押し付け制御において、統合コントローラ３０１は、各コイル２０２に印加する電流の電流指令値を制御して可動子１０１に働くＺ方向の力成分Ｔｚを制御することにより、可動子１０１を－Ｚ方向に押し付ける。これにより、統合コントローラ３０１は、可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６を、固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５に押し付ける。Ｚ軸位置決め部７０６がＺ軸位置決め部７０５に押し付けられることにより、互いに接触するＺ軸位置決め部７０５とＺ軸位置決め部７０６との間において、Ｘ方向の静止摩擦力及びＹ方向の静止摩擦力がそれぞれ増加する。そのため、組立ロボット７０３によりＺ方向からワーク１０２が加工された際に、可動子１０１のＺ方向の移動が規制されるとともに、可動子１０１の位置がＸ方向及びＹ方向にずれにくくなる。こうして、統合コントローラ３０１は、可動子１０１を外力７０４Ｆの方向であるＺ方向に着地させ、Ｚ軸位置決め部７０５、７０６により可動子１０１のＺ方向における移動が規制されるように可動子１０１を押し付ける押し付け制御を行う。

上述のようにして、統合コントローラ３０１は、組立ロボット７０３によりワーク１０２の加工が行われる間、可動子１０１の位置決めを行う制御を実行する。加工完了後、統合コントローラ３０１は、位置決めを行う制御を終了して可動子１０１の浮上搬送を再び実行することができる。

このように、本実施形態では、可動子１０１とともにワーク１０２を搬送した後、Ｚ軸位置決め部７０５、７０６を用いて可動子１０１の位置決めを行う。これにより、ワーク１０２の加工時にワーク１０２に加わる大きな外力に対して、可動子１０１が安定した位置を維持することができる。この結果、精度良くワーク１０２の位置決めが行われ、ワーク１０２に対して工程装置により精度良く加工が施されて物品が製造される。

以上より、本実施形態によれば、ワーク１０２の加工時に可動子１０１に加わる外力の大きさによらず可動子１０１の位置を安定させることができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について図１７Ａ乃至図１８を用いて説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

まず、本実施形態による搬送システム１の構成について図１７Ａ及び図１７Ｂを用いて説明する。図１７Ａ及び図１７Ｂは、本実施形態による可動子１０１及び固定子２０１を含む搬送システム１の構成を示す概略図である。なお、図１７Ａは、可動子１０１及び固定子２０１の主要部分を抜き出して示したものである。図１７Ｂは、可動子１０１、固定子２０１側のＹ軸位置決め部１７０５及び可動子１０１側のＹ軸位置決め部１７０６を抜き出して示したものである。図１７Ａは可動子１０１及び固定子２０１をＸ方向から見た図、図１７Ｂは可動子１０１を斜め上方から見た図である。

本実施形態による搬送システム１の基本的構成は、第１実施形態の構成と同様である。本実施形態による搬送システム１は、第１実施形態の構成に加えて、Ｙ方向において可動子１０１の位置決めを行うための位置決め部として、固定子２０１側のＹ軸位置決め部１７０５と、可動子１０１側のＹ軸位置決め部１７０６とを有している。Ｙ軸位置決め部１７０５、１７０６は、ワーク１０２の加工時にワーク１０２及び可動子１０１に加わる後述の外力１７０４Ｆの方向であるＹ方向における可動子１０１の移動を規制する部材である。

可動子１０１は、例えば、その上又は下にワーク１１０２が取り付けられ又は保持されて搬送されるようになっている。なお、図１７Ａでは、ワーク１１０２が可動子１０１の上に取り付けられて可動子１０１に搭載された状態を示している。なお、ワーク１１０２を可動子１０１に取り付け又は保持するための機構は、特に限定されるものではないが、機械的なフック、静電チャック等の一般的な取り付け機構、保持機構等を用いることができる。

固定子２０１は、複数のＹ軸位置決め部１７０５を有している。Ｙ軸位置決め部１７０５は、Ｙ方向を向く面の面精度が出ており、Ｙ方向の位置決め基準とすることができる。また、可動子１０１は、複数のＹ軸位置決め部１７０５に対応する複数のＹ軸位置決め部１７０６を有している。Ｙ軸位置決め部１７０６は、Ｙ方向を向く面の面精度が出ており、Ｙ方向の位置決め基準とすることができる。

固定子２０１において、複数のＹ軸位置決め部１７０５は、可動子１０１が着地する領域の側面に設置されている。可動子１０１が着地する領域は、組立装置７０１により可動子１０１の上のワーク１１０２への部品１７０４の組み付けが行われる作業領域１７０７である。複数のＹ軸位置決め部１７０５は、それぞれ－Ｙ方向を向くＸＺ平面に平行な側面を有する柱状部材である。複数のＹ軸位置決め部１７０５の側面は、Ｙ方向の位置が互いに同じになっている。複数のＹ軸位置決め部１７０５は、固定子２０１の内壁面である側面に設けられている。複数のＹ軸位置決め部１７０５の材質は、固定子２０１の材質と同じであってもよい。その場合、複数のＹ軸位置決め部１７０５は、固定子２０１と一体に形成される。また、複数のＹ軸位置決め部１７０５と、固定子２０１の側面の間には不図示のゴムなどの弾性体が設けられていてもよい。作業領域１７０７の床面には、第１実施形態と同様にＺ軸位置決め部７０５が設置されている。なお、Ｚ軸位置決め部７０５は、必ずしも設置されている必要はない。

可動子１０１において、複数のＹ軸位置決め部１７０６は、固定子２０１のＹ軸位置決め部１７０５が設置された側面の側を向く側面に設置されている。複数のＹ軸位置決め部１７０６は、それぞれ＋Ｙ方向を向くＸＺ平面に平行な側面を有する柱状部材である。複数のＹ軸位置決め部１７０６の側面は、Ｙ方向の位置が互いに同じになっている。複数のＹ軸位置決め部１７０６は、対応するＹ軸位置決め部１７０５に対向可能な位置に配置されている。可動子１０１の下面には、第１実施形態と同様にＺ軸位置決め部７０６が設置されている。なお、Ｚ軸位置決め部７０６は、必ずしも設置されている必要はない。

後述するように＋Ｚ方向に浮上させられつつＸ方向に搬送された可動子１０１は、作業領域１７０７において、各Ｙ軸位置決め部１７０６の側面が、対応するＹ軸位置決め部１７０５の側面に接触するようにＹ方向において着地する。着地した可動子１０１は、Ｙ方向に再び浮上して搬送されうる。可動子１０１がＹ方向に再び浮上することができるように、Ｙ軸位置決め部１７０５、１７０６は、可動子１０１のＹ方向における可動範囲の内部に設置されている。

可動子１０１及び固定子２０１に対しては、可動子１０１により搬送されるワーク１１０２に対して加工作業を施す工程装置が設置されている。図１７Ａには、ワーク１１０２に対して加工作業を施す工程装置の例である組立装置７０１内に可動子１０１及び固定子２０１が組み込まれている場合を示している。

組立装置７０１は、可動子１０１に取り付けられたワーク１１０２に対して組立作業を行う組立ロボット７０３を有している。組立作業は、ワーク１１０２に対して部品１７０４を組み付けて組立を行うものである。組立ロボット７０３は、可動子１０１の上部に取り付けられたワーク１１０２に対して組立作業を実行可能なように組立装置７０１に設置されている。組立ロボット７０３の設置場所の前の作業領域１７０７に搬送された可動子１０１の上部に取り付けられたワーク１１０２に対して、組立ロボット７０３によりＹ方向から部品１７０４が組付けられる。

本実施形態による搬送システム１は、第１実施形態と同様にして可動子１０１の姿勢を制御しつつ可動子１０１を組立装置７０１の作業領域１７０７に搬送し、作業領域１７０７において可動子１０１をＹ方向に着地させて停止させることができる。搬送システム１は、可動子１０１側のＹ軸位置決め部１７０６のそれぞれが、対応する固定子２０１側のＹ軸位置決め部１７０５と接触するように可動子１０１の停止位置を調整して可動子１０１を作業領域１７０７に着地させて停止させることができる。なお、本実施形態による搬送システム１は、可動子１０１をＹ方向に着地させるとともに、第１実施形態と同様にして可動子１０１をＺ方向に着地させることができる。

組立装置７０１の組立ロボット７０３は、作業領域１７０７に搬送された可動子１０１に取り付けられ又は保持されたワーク１１０２に対して、部品１７０４を組み付ける作業等の加工作業を行う。具体的には、組立ロボット７０３は、ワーク１１０２に対してＹ方向に部品１７０４を組み付ける。組立装置７０１による加工作業の際、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、ワーク１１０２及び可動子１０１に対して、Ｙ方向に部品１７０４を組み付ける組立ロボット７０３による加工時の外力１７０４Ｆが＋Ｙ方向に加わる。

一方、このようにＹ方向に部品１７０４を組み付ける際に、本実施形態では、固定子２０１側のＹ軸位置決め部１７０５と可動子１０１側のＹ軸位置決め部１７０６とが接触している。これにより、加工時の外力１７０４ＦをＹ軸位置決め部１７０５及びＹ軸位置決め部１７０６で受けることができる。このとき、Ｙ軸位置決め部１７０５、１７０６は、可動子１０１のＹ方向における可動範囲を制限するストッパーとして機能する。こうして、本実施形態では、加工時の外力１７０４Ｆに対して、可動子１０１が安定した位置を維持することができ、精度良くワーク１０２の位置決めを行うことができる。なお、Ｙ軸位置決め部１７０５、１７０６は、外力１７０４Ｆが加わった際に、外力１７０４Ｆが加わる－Ｙ方向に移動可能に構成されていても良い。

また、図１７Ｂに示すように、互いに接触するＹ軸位置決め部１７０５及びＹ軸位置決め部１７０６は、Ｙ方向に着地した可動子１０１を支持する支持構造１７０８を構成する。支持構造１７０８は、互いに接触するＹ軸位置決め部１７０５及びＹ軸位置決め部１７０６が、多角形の複数の頂点のうちの全部又は一部に配置されて構成される。また、支持構造１７０８は、１組又は２組の互いに接触するＹ軸位置決め部１７０５及びＹ軸位置決め部１７０６で構成されてもよい。なお、図１７Ｂでは、２組の互いに接触するＹ軸位置決め部１７０５及びＹ軸位置決め部１７０６で構成された支持構造１７０８を示している。

図１７Ｂでは、加工時の外力１７０４Ｆの方向ベクトルが、Ｙ軸位置決め部１７０５及びＹ軸位置決め部１７０６で構成される支持構造１７０８の内側に位置していないため、加工時の外力１７０４Ｆにより可動子１０１にＸ軸周りの回転力が発生する。そのため、可動子１０１の位置を安定させる観点から、加工時の外力１７０４ＦによりＸ軸周りに可動子１０１に発生する回転力を低減し、又はかかる回転力の発生を防止する必要がある。

まず、加工時の外力１７０４Ｆの方向ベクトルが、Ｙ軸位置決め部１７０５及びＹ軸位置決め部１７０６で構成される支持構造１７０８の内側に入るように、Ｙ軸位置決め部１７０５及びＹ軸位置決め部１７０６を配置することができる。この場合、加工時の外力１７０４ＦによるＸ軸周りの回転力の発生を防止することができる。

また、加工時の外力１７０４ＦによりＸ軸周りに発生する回転力を低減するためには、加工時の外力１７０４Ｆの作用点と、Ｙ軸位置決め部１７０５及びＹ軸位置決め部１７０６で構成される支持構造１７０８との間の距離を小さくすればよい。この場合、加工時の外力１７０４ＦによりＸ軸周りに可動子１０１に発生する回転力と比較して、可動子１０１に働くＸ軸周りのトルク成分Ｔｗｘは十分大きい。こうして、本実施形態では、ワーク１１０２の加工時に可動子１０１に加わるＹ方向の外力１７０４Ｆの大きさによらず、特に加工時の大きな外力１７０４Ｆに対しても、可動子１０１の位置を安定させることができる。また、本実施形態では、可動子１０１の位置を安定させることにより、精度良くワーク１１０２を位置決めすることができる。

さらに、本実施形態でも、ワーク１１０２の加工時において、第１実施形態と同様に固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５と可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６とをも接触させておくことができる。これにより、加工時における可動子１０１のＺ方向の位置ずれをも低減又は防止することができる。

次に、固定子２０１側のＹ軸位置決め部１７０５と可動子１０１側のＹ軸位置決め部１７０６とを用いて可動子１０１の位置決めを行うための搬送システム１の制御方法について図１８を用いて説明する。図１８は、本実施形態による可動子１０１の位置決めを行うための搬送システム１の制御方法を示すフローチャートである。統合コントローラ３０１として機能するコンピュータは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体から図１８に示す制御方法を実行するためのプログラムを読み取って当該プログラムを実行することにより、図１８に示す制御方法を実行することができる。

まず、統合コントローラ３０１は、第１実施形態と同様にして、ワーク１１０２を含む可動子１０１の浮上搬送を制御する。これにより、統合コントローラ３０１は、作業領域１７０７における固定子２０１側のＹ軸位置決め部１７０５の側方まで可動子１０１を＋Ｚ方向に浮上させつつＸ方向に搬送する。その後、統合コントローラ３０１は、図１８に示すフローチャートの処理に従って、組立装置７０１の組立ロボット７０３による加工時における可動子１０１の位置決めを行う。

最初に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ２００を実行し、Ｙ方向において可動子１０１の着地を行う。可動子１０１のＹ方向の着地に際し、統合コントローラ３０１は、可動子１０１側のＹ軸位置決め部１７０６が、対応する固定子２０１側のＹ軸位置決め部１７０５に接触するように、各コイル２０２、２０７、２０８に印加する電流の電流指令値を制御する。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ２０１を実行し、Ｙ方向への可動子１０１の制御を停止する。統合コントローラ３０１は、６軸の力成分及びトルク成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）のうちＴｙ＝０とすることでＹ方向への制御を停止することができる。統合コントローラ３０１は、各コイル２０８に印加する電流の電流指令値を制御することにより、Ｔｙ＝０とすることができる。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ２０２を実行し、Ｚ方向において可動子１０１の着地を行う。可動子１０１のＺ方向の着地に際し、統合コントローラ３０１は、可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６が、対応する固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５に接触するように、各コイル２０２、２０７、２０８に印加する電流の電流指令値を制御する。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ２０３を実行し、Ｚ方向への可動子１０１の制御を停止する。統合コントローラ３０１は、６軸の力成分及びトルク成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）のうち、Ｔｚ＝０とすることでＺ方向への制御を停止することができる。統合コントローラ３０１は、各コイル２０２に印加する電流の電流指令値を制御することにより、Ｔｚ＝０とすることができる。なお、統合コントローラ３０１は、ステップＳ２０３を省略して、ステップＳ２０２に続いて次のステップＳ２０４を実行することもできる。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ２０４を実行し、Ｚ方向に可動子１０１を押し付ける押し付け制御を行う。Ｚ方向への押し付け制御において、統合コントローラ３０１は、第１実施形態と同様にして可動子１０１を－Ｚ方向に押し付けて、可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６を、固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５に押し付ける。これにより、Ｙ方向からワーク１１０２が加工された際の可動子１０１のＺ方向への位置ずれを低減又は防止することができる。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ２０５を実行し、Ｙ方向に可動子１０１を押し付ける押し付け制御を行う。Ｙ方向への押し付け制御において、統合コントローラ３０１は、各コイル２０８に印加する電流の電流指令値を制御して可動子１０１に働くＹ方向の力成分Ｔｙを制御することにより、可動子１０１を＋Ｙ方向に押し付ける。これにより、統合コントローラ３０１は、可動子１０１側のＹ軸位置決め部１７０６を、固定子２０１側のＹ軸位置決め部１７０５に押し付ける。Ｙ軸位置決め部１７０６がＹ軸位置決め部１７０５に押し付けられることにより、互いに接触するＹ軸位置決め部１７０５とＹ軸位置決め部１７０６との間において、Ｘ方向の静止摩擦力が増加する。そのため、組立ロボット７０３によりＹ方向からワーク１１０２が加工された際に、可動子１０１のＹ方向の移動が規制されるとともに、可動子１０１の位置がＸ方向にずれにくくなる。

こうして、統合コントローラ３０１は、可動子１０１を外力１７０４Ｆの方向であるＹ方向に着地させ、Ｙ軸位置決め部１７０５、１７０６により可動子１０１のＹ方向における移動が規制されるように可動子１０１を押し付ける押し付け制御を行う。また、統合コントローラ３０１は、可動子１０１をＺ方向にも着地させ、Ｚ軸位置決め部７０５、７０６により可動子１０１のＺ方向における移動が規制されるように可動子１０１を押し付ける押し付け制御を行う。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ２０６を実行し、Ｙ方向及びＺの方向への押し付け制御により可動子１０１に発生するＸ軸周りの回転力を相殺するように、Ｘ軸周りに回転力としてＷｘ方向のトルク成分Ｔｗｘを発生させる。統合コントローラ３０１は、各コイル２０２に印加する電流の電流指令値を制御して可動子１０１に働くＷｘ方向のトルク成分Ｔｗｘを制御する。押し付け制御による回転力を相殺することにより、可動子１０１の位置をさらに安定させることができる。

上述のようにして、統合コントローラ３０１は、組立ロボット７０３によりワーク１１０２の加工が行われる間、可動子１０１の位置決めを行う制御を実行する。加工完了後、統合コントローラ３０１は、位置決めを行う制御を終了して可動子１０１の浮上搬送を再び実行することができる。

このように、本実施形態では、可動子１０１とともにワーク１１０２を搬送した後、Ｙ軸位置決め部１７０５、１７０６及びＺ軸位置決め部７０５、７０６を用いて可動子１０１の位置決めを行う。これにより、加工時にワーク１１０２に加わる大きな外力に対して、可動子１０１が安定した位置を維持することができる。これにより、精度良くワーク１１０２の位置決めが行われ、ワーク１１０２に対して工程装置により精度良く加工が施されて物品が製造される。

以上より、本実施形態によれば、ワーク１１０２の加工時に可動子１０１に加わる外力の大きさによらず可動子１０１の位置を安定させることができる。

なお、上記では、Ｙ軸位置決め部１７０５、１７０６及びＺ軸位置決め部７０５、７０６が設置された構成について説明したが、これに限定されるものではない。Ｚ軸位置決め部７０５、７０６は、必ずしも設置されていなくてもよい。この場合、統合コントローラ３０１は、各コイル２０７に印加する電流の電流指令値を制御して可動子１０１に働くＺ方向の力成分Ｔｚ等を制御することにより、Ｚ方向において可動子１０１の位置決めを行うことができる。

また、上記ステップＳ２００からステップＳ２０６までの各ステップの順序は、図１８に示す場合に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、ステップＳ２００及びこれに続くステップＳ２０１と、ステップＳ２０２及びこれに続くステップＳ２０２とは、先後を入れ替えて実行してもよいし、並行して実行してもよい。また、例えば、ステップＳ２０４とステップＳ２０５とは、先後を入れ替えて実行してもよいし、並行して実行してもよい。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について図１９Ａ及至図２２を用いて説明する。なお、上記第１及び第２実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。

まず、本実施形態による搬送システム１の構成について図１９Ａ及び図１９Ｂを用いて説明する。図１９Ａ及び図１９Ｂは、本実施形態による可動子１０１及び固定子２０１を含む搬送システム１の構成を示す概略図である。なお、図１９Ａは、可動子１０１及び固定子２０１の主要部分を抜き出して示したものである。図１９Ｂは、可動子１０１、固定子２０１側のＸ軸位置決め部２７０５及び可動子１０１側のＸ軸位置決め部２７０６を抜き出して示したものである。図１９Ａは可動子１０１及び固定子２０１をＸ方向から見た図、図１９Ｂは可動子１０１を斜め上方から見た図である。

本実施形態による搬送システム１の基本的構成は、第２実施形態の構成と同様である。本実施形態による搬送システム１は、第２実施形態の構成に加えて、Ｘ方向において可動子１０１の位置決めを行うための位置決め部として、固定子２０１側のＸ軸位置決め部２７０５と、可動子１０１側のＸ軸位置決め部２７０６とを有している。Ｘ軸位置決め部２７０５、２７０６は、ワーク１０２の加工時にＸ方向における可動子１０１の移動を規制する部材である。

可動子１０１は、例えば、その上又は下にワーク１０２が取り付けられ又は保持されて搬送されるようになっている。なお、図１９Ａでは、ワーク１０２が可動子１０１の上に取り付けられて可動子１０１に搭載された状態を示している。なお、ワーク１０２を可動子１０１に取り付け又は保持するための機構は、特に限定されるものではないが、機械的なフック、静電チャック等の一般的な取り付け機構、保持機構等を用いることができる。

固定子２０１は、Ｘ軸位置決め部２７０５を有している。Ｘ軸位置決め部２７０５は、Ｘ方向を向く面の面精度が出ており、Ｘ方向の位置決め基準とすることができる。Ｘ軸位置決め部２７０５は、可動子１０１の位置決めに際して、可動子１０１の搬送方向（Ｘ方向）を塞ぐ形で配置される。そのため、Ｘ軸位置決め部２７０５は、可動子１０１の位置決めを行う際に、搬送路、すなわち可動子１０１のＸ方向における可動範囲に進出するように構成された可動式になっている。

なお、Ｘ軸位置決め部２７０５は、必ずしも可動式のものである必要はなく、搬送路の所定の位置に固定された固定式のものとすることもできる。この場合、可動子１０１がＸ軸位置決め部２７０５を避けて搬送されるように、可動子１０１の形状、搬送位置等を調整することができる。

また、可動子１０１は、Ｘ軸位置決め部２７０５に対応するＸ軸位置決め部２７０６を有している。Ｘ軸位置決め部２７０６は、Ｘ方向を向く面の面精度が出ており、Ｘ方向の位置決め基準とすることができる。

固定子２０１において、Ｘ軸位置決め部２７０５は、可動子１０１が着地する領域に進出可能に設置されている。可動子１０１が着地する領域は、組立装置７０１により可動子１０１の上のワーク１０２への部品７０４の組み付けが行われる作業領域２７０７である。Ｘ軸位置決め部２７０５は、－Ｘ方向を向くＹＺ平面に平行な側面を有する柱状部材である。作業領域２７０７の床面及び側面には、それぞれ第２実施形態と同様にＺ軸位置決め部７０５及びＹ軸位置決め部１７０５が設置されている。なお、Ｚ軸位置決め部７０５及びＹ軸位置決め部１７０５は、必ずしも設置されている必要はない。

可動子１０１において、Ｘ軸位置決め部２７０６は、可動子１０１の進行方向を向く側面に設置されている。Ｘ軸位置決め部２７０６は、＋Ｘ方向を向くＹＺ平面に平行な側面を有する柱状部材である。Ｘ軸位置決め部２７０６は、対応するＸ軸位置決め部２７０５に対向可能な位置に配置されている。可動子１０１の下面及び側面には、第２実施形態と同様にＺ軸位置決め部７０６及びＹ軸位置決め部１７０６が設置されている。なお、Ｚ軸位置決め部７０６及びＹ軸位置決め部１７０６は、必ずしも設置されている必要はない。

後述するように＋Ｚ方向に浮上させられつつＸ方向に搬送された可動子１０１は、作業領域２７０７において、Ｘ軸位置決め部２７０６の側面が、対応するＸ軸位置決め部２７０５の側面に接触するようにＸ方向において着地する。着地した可動子１０１は、再び浮上して搬送されうる。

可動子１０１及び固定子２０１に対しては、可動子１０１により搬送されるワーク１０２に対して加工作業を施す工程装置が設置されている。図１９Ａには、ワーク１０２に対して加工作業を施す工程装置の例である組立装置７０１内に可動子１０１及び固定子２０１が組み込まれている場合を示している。

組立装置７０１は、組立ロボット７０３を含む第１実施形態と同様の構成を有している。組立ロボット７０３の設置場所の前の作業領域２７０７に搬送された可動子１０１の上部に取り付けられたワーク１０２に対して、組立ロボット７０３によりＺ方向から部品７０４が組み付けられる。

本実施形態による搬送システム１は、第１実施形態と同様にして可動子１０１の姿勢を制御しつつ可動子１０１を組立装置７０１の作業領域２７０７に搬送し、作業領域２７０７において可動子１０１をＸ方向に着地させて停止させることができる。搬送システム１は、可動子１０１側のＸ軸位置決め部２７０６が、対応する固定子２０１側のＸ軸位置決め部２７０５と接触するように可動子１０１の停止位置を調整して可動子１０１を作業領域２７０７に着地させて停止させることができる。なお、本実施形態による搬送システム１は、可動子１０１をＸ方向に着地させるとともに、第２実施形態と同様にして可動子１０１をＹ方向及びＺ方向に着地させることができる。

組立装置７０１の組立ロボット７０３は、作業領域２７０７に搬送された可動子１０１に取り付けられ又は保持されたワーク１０２に対して、第１実施形態と同様にＺ方向に部品１７０４を組み付ける。組立装置７０１による加工作業の際、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、ワーク１０２及び可動子１０１に対して、第１実施形態と同様に加工時の外力７０４Ｆが－Ｚ方向に加わる。

一方、このようにＺ方向に部品７０４を組み付ける際に、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５と可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６とが接触している。これにより、加工時の外力をＺ軸位置決め部７０５及びＺ軸位置決め部７０６で受けることができる。こうして、本実施形態でも、加工時の大きな外力７０４Ｆに対して、可動子１０１が安定した位置を維持することができ、精度良くワーク１０２の位置決めを行うことができる。

また、本実施形態でも、部品７０４を組み付ける際に第２実施形態と同様に固定子２０１側のＹ軸位置決め部１７０５と可動子１０１側のＹ軸位置決め部１７０６とを接触させることができる。これにより、加工時に発生する可動子１０１のＹ方向における位置ずれを低減又は防止することができる。

さらに、本実施形態では、部品７０４を組み付ける際に、固定子２０１側のＸ軸位置決め部２７０５と可動子１０１側のＸ軸位置決め部２７０６とを接触している。このとき、Ｘ軸位置決め部２７０５、２７０６は、可動子１０１のＸ方向における可動範囲を制限するストッパーとして機能する。これにより、加工時に発生する可動子１０１のＸ方向における位置ずれをも低減又は防止することができる。なお、Ｘ軸位置決め部２７０５、２７０６は、可動子１０１の進行方向である＋Ｘ方向、後退方向である－Ｘ方向に対してそれぞれ移動可能に構成されていても良い。

なお、可動子１０１側のＸ軸位置決め部２７０６及び固定子２０１側のＸ軸位置決め部２７０５は、図２０Ａ乃至図２１Ｂに示すように、図１９Ａ及び図１９Ｂに示す構成とは別の構成をとることもできる。

図２０Ａは、可動子１０１側のＸ軸位置決め部２７０６の別の構成として可動子１０１側のＸ軸位置決め部３７０６を示し、固定子２０１側のＸ軸位置決め部２７０５の別の構成として固定子２０１側のＸ軸位置決め部３７０５を示している。

図２０Ａに示すように、固定子２０１側のＸ軸位置決め部３７０５は、可動式であり、位置決めが必要な際に＋Ｚ方向に移動して、可動子１０１の位置決めに使用される。位置決めに際して、可動子１０１が＋Ｘ方向に移動する。これにより、可動子１０１側のＸ軸位置決め部３７０６と＋Ｚ方向に移動した固定子２０１側のＸ軸位置決め部３７０５とが接触して位置決めが実現される。図２０Ａにおいて、ワーク１０２への加工が終わり、可動子１０１の浮上搬送が再び行われる場合、固定子２０１側のＸ軸位置決め部３７０５は、－Ｚ方向に移動して可動子１０１の搬送路を確保する。このように、Ｘ軸位置決め部３７０５は、可動子１０１の搬送路を確保するように移動可能に構成されている。

一方、図２０Ｂは、固定子２０１側のＸ軸位置決め部３７０５及び可動子１０１側のＸ軸位置決め部３７０６が図２０Ａに示す場合とは動作が異なる場合を示している。すなわち、図２０Ｂでは、固定子２０１側のＸ軸位置決め部３７０５が固定されているのに対して、位置決めに際して、可動子１０１が－Ｚ方向に下降し、＋Ｘ方向に移動する。これにより、可動子１０１側のＸ軸位置決め部３７０６と固定子２０１側のＸ軸位置決め部３７０５とが接触して位置決めが実現される。図２０Ｂにおいて、ワーク１０２への加工が終わり、可動子１０１の浮上搬送が再び行われる場合、可動子１０１は、固定子２０１側のＸ軸位置決め部３７０５と干渉しない高さまで＋Ｚ方向に浮上して可動子１０１の搬送路を確保する。

図２１Ａは、可動子１０１側のＸ軸位置決め部２７０６の別の構成として可動子１０１側のＸ軸位置決め部４７０６を示し、固定子２０１側のＸ軸位置決め部２７０５の別の構成として固定子２０１側のＸ軸位置決め部４７０５を示している。

図２１Ａに示すように、固定子２０１側のＸ軸位置決め部４７０５は、可動式であり、位置決めが必要な際に－Ｙ方向に移動して可動子１０１の位置決めに使用される。位置決めに際して、可動子１０１が＋Ｘ方向に移動する。これにより、可動子１０１側のＸ軸位置決め部４７０６と－Ｙ方向に移動した固定子２０１側のＸ軸位置決め部４７０５とが接触して位置決めが実現される。図２１Ａにおいて、ワーク１０２への加工が終わり、可動子１０１の浮上搬送が再び行われる場合、固定子２０１側のＸ軸位置決め部４７０５は＋Ｙ方向に移動して可動子１０１の搬送路を確保する。このように、Ｘ軸位置決め部４７０５は、可動子１０１の搬送路を確保するように移動可能に構成されている。

一方、図２１Ｂは、固定子２０１側のＸ軸位置決め部４７０５及び可動子１０１側のＸ軸位置決め部４７０６が図２１Ａに示す場合とは動作が異なる場合を示している。すなわち、図２０Ｂでは、固定子２０１側のＸ軸位置決め部４７０５が固定されているのに対して、位置決めに際して、可動子１０１が＋Ｙ方向に移動し、＋Ｘ方向に移動する。これにより、可動子１０１側のＸ軸位置決め部４７０６と固定子２０１側のＸ軸位置決め部４７０５とが接触して位置決めが実現される。図２１Ｂにおいて、ワーク１０２への加工が終わり、可動子１０１の浮上搬送が再び行われる場合、可動子１０１は、固定子２０１側のＸ軸位置決め部４７０５と干渉しないように－Ｙ方向に移動して可動子１０１の搬送路を確保する。

次に、固定子２０１側のＸ軸位置決め部２７０５と可動子１０１側のＸ軸位置決め部２７０６とを用いて可動子１０１の位置決めを行うための搬送システム１の制御方法について図２２を用いて説明する。図２２は、本実施形態による可動子１０１の位置決めを行うための搬送システム１の制御方法を示すフローチャートである。統合コントローラ３０１として機能するコンピュータは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体から図２２に示す制御方法を実行するためのプログラムを読み取って当該プログラムを実行することにより、図２２に示す制御方法を実行することができる。

まず、統合コントローラ３０１は、第１実施形態と同様にして、ワーク１０２を含む可動子１０１の浮上搬送を制御する。これにより、統合コントローラ３０１は、作業領域２７０７における固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５の上空まで可動子１０１を＋Ｚ方向に浮上させつつＸ方向に搬送する。その後、統合コントローラ３０１は、図２２に示すフローチャートでの処理に従って、組立装置７０１の組立ロボット７０３による加工時における可動子１０１の位置決めを行う。

最初に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ３００を実行し、組立ロボット７０３による加工の加工軸方向であるＺ方向において可動子１０１の着地を行う。可動子１０１のＺ方向の着地に際し、統合コントローラ３０１は、可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６が、対応する固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５に接触するように、各コイル２０２、２０７、２０８に印加する電流の電流指令値を制御する。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ３０１を実行し、Ｚ方向への可動子１０１の制御を停止する。統合コントローラ３０１は、６軸の力成分及びトルク成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）のうち、Ｔｚ＝０とすることでＺ方向への制御を停止することができる。統合コントローラ３０１は、各コイル２０２に印加する電流の電流指令値を制御することにより、Ｔｚ＝０とすることができる。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ３０２を実行し、Ｙ方向において可動子１０１の着地を行う。可動子１０１のＹ方向の着地に際し、統合コントローラ３０１は、可動子１０１側のＹ軸位置決め部１７０６が、対応する固定子２０１側のＹ軸位置決め部１７０５に接触するように、各コイル２０２、２０７、２０８に印加する電流の電流指令値を制御する。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ３０３を実行し、Ｙ方向への可動子１０１の制御を停止する。統合コントローラ３０１は、６軸の力成分及びトルク成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）のうち、Ｔｙ＝０とすることでＹ方向への制御を停止することができる。統合コントローラ３０１は、各コイル２０８に印加する電流の電流指令値を制御することにより、Ｔｙ＝０とすることができる。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ３０４を実行し、Ｘ方向において可動子１０１の着地を行う。可動子１０１のＸ方向の着地に際し、統合コントローラ３０１は、可動子１０１側のＸ軸位置決め部２７０６が、対応する固定子２０１側のＸ軸位置決め部２７０５に接触するように、各コイル２０２、２０７、２０８に印加する電流の電流指令値を制御する。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ３０５を実行し、Ｘ方向への可動子１０１の制御を停止する。統合コントローラ３０１は、６軸の力成分及びトルク成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）のうち、Ｔｘ＝０とすることでＸ方向への制御を停止することができる。統合コントローラ３０１は、各コイル２０７に印加する電流の電流指令値を制御することにより、Ｔｘ＝０とすることができる。なお、統合コントローラ３０１は、ステップＳ３０５を省略して、ステップＳ３０４に続いて次のステップＳ３０６を実行することもできる。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ３０６を実行し、Ｘ方向に可動子１０１を押し付ける押し付け制御を行う。Ｘ方向への押し付け制御において、統合コントローラ３０１は、各コイル２０７に印加する電流の電流指令値を制御して可動子１０１に働くＸ方向の力成分Ｔｘを制御することにより、可動子１０１を＋Ｘ方向に押し付ける。これにより、統合コントローラ３０１は、可動子１０１側のＸ軸位置決め部２７０６を、固定子２０１側のＸ軸位置決め部２７０５に押し付ける。これにより、組立ロボット７０３によりＺ方向からワーク１０２が加工された際に、可動子１０１のＸ方向への位置ずれを低減し又は防止することができる。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ３０７を実行し、Ｙ方向に可動子１０１を押し付ける押し付け制御を行う。Ｙ方向への押し付け制御において、統合コントローラ３０１は、各コイル２０８に印加する電流の電流指令値を制御して可動子１０１に働くＹ方向の力成分Ｔｙを制御することにより、可動子１０１を＋Ｙ方向に押し付ける。これにより、統合コントローラ３０１は、可動子１０１側のＹ軸位置決め部１７０６を、固定子２０１側のＹ軸位置決め部１７０５に押し付ける。これにより、組立ロボット７０３によりＺ方向からワーク１０２が加工された際に、可動子１０１のＹ方向への位置ずれを低減し又は防止することができる。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ３０８を実行し、Ｚ方向に可動子１０１を押し付ける押し付け制御を行う。Ｚ方向への押し付け制御において、統合コントローラ３０１は、各コイル２０２に印加する電流の電流指令値を制御して可動子１０１に働くＺ方向の力成分Ｔｚを制御することにより、可動子１０１を－Ｚ方向に押し付ける。これにより、統合コントローラ３０１は、可動子１０１側のＺ軸位置決め部７０６を、固定子２０１側のＺ軸位置決め部７０５に押し付ける。これにより、組立ロボット７０３によりＺ方向からワーク１０２が加工された際に、可動子１０１のＺ方向への位置ずれを低減し又は防止することができる。

次に、統合コントローラ３０１は、ステップＳ３０９を実行し、Ｘ方向への押し付け制御により可動子１０１に発生するＹ軸周りやＺ軸周りの回転力を相殺するように、Ｙ軸周りやＺ軸周りに回転力を発生させる。すなわち、統合コントローラ３０１は、Ｙ軸周りやＺ軸周りに回転力としてＷｙ方向のトルク成分ＴｗｙやＷｚ方向のトルク成分Ｔｗｚを発生させる。統合コントローラ３０１は、各コイル２０２に印加する電流の電流指令値を制御して可動子１０１に働くＷｙ方向のトルク成分Ｔｗｙを制御する。また、統合コントローラ３０１は、各コイル２０８に印加する電流の電流指令値を制御して可動子１０１に働くＷｚ方向のトルク成分Ｔｗｚを制御する。押し付け制御による回転力を相殺することにより、可動子１０１の位置をさらに安定させることができる。

上述のようにして、統合コントローラ３０１は、組立ロボット７０３によりワーク１０２の加工が行われる間、可動子１０１の位置決めを行う制御を実行する。加工完了後、統合コントローラ３０１は、位置決めを行う制御を終了して可動子１０１の浮上搬送を再び実行することができる。

このように、本実施形態では、可動子１０１とともにワーク１０２を搬送した後、Ｘ軸位置決め部２７０５、２７０６、Ｙ軸位置決め部１７０５、１７０６及びＺ軸位置決め部７０５、７０６を用いて可動子１０１の位置決めを行う。これにより、加工時にワーク１０２に加わる大きな外力に対して、可動子１０１が安定した位置を維持することができる。これにより、精度良くワーク１０２の位置決めが行われ、ワーク１０２に対して工程装置により精度良く加工が施されて物品が製造される。

以上より、本実施形態によれば、ワーク１０２の加工時に可動子１０１に加わる外力の大きさによらず可動子１０１の位置を安定させることができる。

なお、上記では、Ｘ軸位置決め部２７０５、２７０６、Ｙ軸位置決め部１７０５、１７０６及びＺ軸位置決め部７０５、７０６が設置された構成について説明したが、これに限定されるものではない。Ｙ軸位置決め部１７０５、１７０６は、必ずしも設置されていなくてもよい。この場合、統合コントローラ３０１は、各コイル２０８に印加する電流の電流指令値を制御して可動子１０１に働くＹ方向の力成分Ｔｙ等を制御することにより、Ｙ方向において可動子１０１の位置決めを行うことができる。また、Ｚ軸位置決め部７０５、７０６も、必ずしも設置されていなくてもよい。この場合、統合コントローラ３０１は、各コイル２０７に印加する電流の電流指令値を制御して可動子１０１に働くＺ方向の力成分Ｔｚ等を制御することにより、Ｚ方向において可動子１０１の位置決めを行うことができる。

［変形実施形態］
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
固定子２０１のＸ軸位置決め部２７０５が可動式になっている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。固定子２０１のＺ軸位置決め部７０５およびＹ軸位置決め部１７０５の少なくとも１つを可動式にすることができる。
複数のコイル２０２、２０７、２０８が所定の列数で配置されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。可動子１０１に配置されたヨーク板１０３、導電板１０７に応じて、各コイルを所定の列数で配置することができる。

また、上記実施形態では、可動子１０１にヨーク板１０３及び導電板１０７が設けられている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。可動子１０１は、ヨーク板１０３及び導電板１０７に代えて、複数の永久磁石を含む磁石群を有していてもよい。
磁石群は、例えば、Ｘ方向に沿って配置された複数の永久磁石を含むものとすることができる。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１ 搬送システム
３ 制御システム
１０１ 可動子
１０２ ワーク
１０３ ヨーク板
１０４ リニアスケール
１０５ Ｙターゲット
１０６ Ｚターゲット
１０７ 導電板
２０１ 固定子
２０２ コイル
２０４ Ｘセンサ
２０６ Ｚセンサ
２０７ コイル
２０８ コイル
２１０ 巻き線
２１１ コア
３０１ 統合コントローラ
３０２ コイルコントローラ
３０３ コイルユニットコントローラ
３０４ センサコントローラ
３１２ 電流センサ
３１３ 電流コントローラ
５１２ ＲＦＩＤタグ
５１３ ＲＦＩＤリーダー
７０１ 組立装置
７０３ 組立ロボット
７０４ 部品
７０５ Ｚ軸位置決め部
７０６ Ｚ軸位置決め部
７０８ 支持構造
１１０２ ワーク
１７０４ 部品
１７０５ Ｙ軸位置決め部
１７０６ Ｙ軸位置決め部
１７０８ 支持構造
２７０５ Ｘ軸位置決め部
２７０６ Ｘ軸位置決め部
３７０５ Ｘ軸位置決め部
３７０６ Ｘ軸位置決め部
４７０５ Ｘ軸位置決め部
４７０６ Ｘ軸位置決め部

Claims (19)

1. ワークを搭載し、第１の方向に沿って移動可能な可動子と、
   前記第１の方向に沿って配置された複数のコイルを有し、電流が印加された前記複数のコイルにより、前記第１の方向と交差する第２の方向に浮上させつつ前記第１の方向に前記可動子を搬送する力を前記可動子に力を印加する固定子と、
   前記第２の方向に浮上しつつ前記第１の方向に沿って移動する前記可動子の位置及び姿勢を取得し、取得した前記位置及び前記姿勢に基づき、前記複数のコイルに印加する電流値を制御して前記可動子の動作を制御する制御部と、
   前記可動子の移動を規制する位置決め部と
   を有し、
   前記位置決め部は、前記ワークに加わる外力の方向における前記可動子の移動を規制する第１の位置決め部を含む
   ことを特徴とする搬送システム。
2. 前記外力の方向は、前記第２の方向、又は前記第１の方向及び前記第２の方向と交差する第３の方向である
   ことを特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
3. 前記制御部は、前記可動子を前記外力の方向に着地させ、前記第１の位置決め部により前記可動子の移動が規制されるように前記可動子を押し付ける押し付け制御を行う
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送システム。
4. 前記位置決め部は、前記第１の方向及び前記外力の方向と交差する方向における前記可動子の移動を規制する第２の位置決め部を含む
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の搬送システム。
5. 前記制御部は、前記可動子を前記外力の方向及び前記第１の方向と交差する方向に着地させ、前記第２の位置決め部により前記可動子の移動が規制されるように前記可動子を押し付ける押し付け制御を行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の搬送システム。
6. 前記位置決め部は、前記第１の方向における前記可動子の移動を規制する第３の位置決め部を含む
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の搬送システム。
7. 前記制御部は、前記可動子を前記第１の方向に着地させ、前記第３の位置決め部により前記可動子の移動が規制されるように前記可動子を押し付ける押し付け制御を行う
   ことを特徴とする請求項６に記載の搬送システム。
8. 前記位置決め部は、前記第１の方向における前記可動子の搬送路を確保するように移動可能な可動式である
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の搬送システム。
9. 前記制御部は、前記押し付け制御により前記可動子に発生する回転力を相殺する回転力を発生させる制御を行う
   ことを特徴とする請求項３、５及び７のいずれか１項に記載の搬送システム。
10. 前記位置決め部は、前記可動子の可動範囲を制限するストッパーである
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の搬送システム。
11. 前記位置決め部は、前記可動範囲の内部に設置されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の搬送システム。
12. ワークを搭載し、第１の方向に沿って移動可能な可動子と、
    前記第１の方向に沿って配置された複数のコイルを有し、電流が印加された前記複数のコイルにより、前記第１の方向と交差する第２の方向に浮上させつつ前記第１の方向に前記可動子を搬送する力を前記可動子に力を印加する固定子と、
    前記可動子の移動を規制する位置決め部と
    を有し、
    前記位置決め部は、前記ワークの加工時に前記可動子に加わる外力の方向における前記可動子の移動を規制する第１の位置決め部を含む搬送システムの制御方法であって、
    前記第２の方向に浮上しつつ前記第１の方向に沿って移動する前記可動子の位置及び姿勢を取得し、取得した前記位置及び前記姿勢に基づき、前記複数のコイルに印加する電流値を制御して前記可動子の動作を制御し、
    前記可動子を前記外力の方向に着地させ、前記第１の位置決め部により前記可動子の移動が規制されるように前記可動子を押し付ける押し付け制御を行う
    ことを特徴とする制御方法。
13. 前記位置決め部は、前記外力の方向及び前記第１の方向と交差する方向における前記可動子の移動を規制する第２の位置決め部を含み、
    前記可動子を前記外力の方向及び前記第１の方向と交差する方向に着地させ、前記第２の位置決め部により前記可動子の移動が規制されるように前記可動子を押し付ける押し付け制御を行う
    ことを特徴とする請求項１２に記載の制御方法。
14. 前記位置決め部は、前記第１の方向における前記可動子の移動を規制する第３の位置決め部を含み、
    前記可動子を前記第１の方向に着地させ、前記第３の位置決め部により前記可動子の移動が規制されるように前記可動子を押し付ける押し付け制御を行う
    ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の制御方法。
15. 前記押し付け制御により前記可動子に発生する回転力を相殺する回転力を発生させる制御を行う
    ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の制御方法。
16. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載された搬送システムと、
    前記可動子により搬送される前記ワークに対して加工を施す工程装置と
    を有することを特徴とする加工システム。
17. 請求項１６に記載の加工システムを用いて物品を製造する物品の製造方法であって、
    前記可動子により前記ワークを搬送する工程と、
    前記可動子により搬送された前記ワークに対して、前記工程装置により前記加工を施す工程と
    を有することを特徴とする物品の製造方法。
18. コンピュータに、請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の制御方法を実行させることを特徴とするプログラム。
19. 請求項１８に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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