JP2023087446A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクリメンタル式のエンコーダを用いた場合に可動子の位置及び／又は姿勢の検出を広範囲かつ高精度に行うことができる搬送装置を提供する。【解決手段】搬送装置は、固定子と、第１のスケールを有し、固定子に沿って第１の方向に対して移動可能な可動子と、第１のスケールに対向可能に設置され、可動子の第１の方向に交差する第２の方向の位置を検出する複数の第１の検出器と、可動子の位置及び／又は姿勢を制御する制御部と、を有し、第１のスケール及び第１の検出器は、インクリメンタル式のエンコーダを構成し、複数の第１の検出器は、固定子において第１の方向に沿って所定の間隔を空けて配置され、制御部は、一の第１の検出器の検出値による可動子の位置情報を、他の第１の検出器の検出値による可動子の位置情報に基づいて補正する。【選択図】図８Ｂ

Description

本発明は、搬送装置に関する。

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の生産システムでは、搬送装置が用いられている。特に、生産ラインにおける搬送装置は、自動化された生産ライン内又は生産ライン間の複数のステーションの間で、部品等のワークを搬送する。また、生産装置（プロセス装置）中の搬送装置として使われる場合もある。搬送装置としては、可動磁石型リニアモータによる搬送装置が既に提案されている。

可動磁石型リニアモータによる搬送装置では、可動子に永久磁石が配置され、永久磁石に対向するように固定子がフレームに設置される。さらに、搬送装置は、固定子が設置されたフレームに可動子を検出するセンサを備える。このセンサの検出データに基づき可動子の位置及び姿勢を算出し、その位置及び姿勢に基づきリニアモータの駆動制御が行われる。

一般に、可動子を検出するセンサには、渦電流センサ、レーザ変位計、磁気センサ等の測距センサが用いられる。例えば、特許文献１には、磁気センサであるホール素子を使用して可動子を検出し、制御している。

特許第６５３８７１０号公報

特許文献１に記載の搬送装置において、ホール素子を用いた可動子の位置検出手法では、センサの検出範囲が狭く、可動子の可動域を広く確保することが難しい。また、渦電流センサやレーザ変位計では、可動子の検出範囲を大きくしようとした場合、センササイズが大きくなったり、分解能が低下したりする課題がある。

一方、インクリメンタル式のエンコーダにより可動子の位置や姿勢を検出することが考えられる。しかしながら、この場合、可動子のスケールを検出するエンコーダの検出器が切り替わる際にエンコーダの初期値が不定となって可動子の位置や姿勢の検出精度が低下したり、検出が困難になったりするおそれがある。

本発明は、インクリメンタル式のエンコーダを用いた場合に可動子の位置及び／又は姿勢の検出を広範囲かつ高精度に行うことができる搬送装置を提供することである。

本発明の一観点によれば、固定子と、第１のスケールを有し、前記固定子に沿って第１の方向に対して移動可能な可動子と、前記第１のスケールに対向可能に設置され、前記可動子の前記第１の方向に交差する第２の方向の位置を検出する複数の第１の検出器と、前記可動子の位置及び／又は姿勢を制御する制御部と、を有し、前記第１のスケール及び前記第１の検出器は、インクリメンタル式のエンコーダを構成し、前記複数の第１の検出器は、前記固定子において前記第１の方向に沿って所定の間隔を空けて配置され、前記制御部は、一の前記第１の検出器の検出値による前記可動子の位置情報を、他の前記第１の検出器の検出値による前記可動子の位置情報に基づいて補正することを特徴とする搬送装置が提供される。

本発明によれば、インクリメンタル式のエンコーダを用いた場合に可動子の位置及び／又は姿勢の検出を広範囲かつ高精度に行うことができる。

本発明の一実施形態による搬送装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置を制御する制御部を示す概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置における可動子の位置制御方法を示す概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置における搬送方向の位置検出を説明する概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置における搬送方向に直交した方向の可動子補正処理を説明する概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置における搬送方向に直交した図６と異なる方向の可動子補正処理を説明する概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置における搬送方向に直交した方向のセンサの検出値を可動子との相対距離に換算する補正値の取得を説明する概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置における搬送方向に直交した方向のセンサの検出値を可動子との相対距離に換算する補正値の取得を説明する概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置における搬送方向に直交した方向のセンサの検出値を可動子との相対距離に換算する補正値の取得を説明する概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置における搬送方向に直交した方向のセンサの検出値を可動子との相対距離に換算する補正値の取得を説明する概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置における搬送方向に直交した図８Ａ乃至図８Ｄと異なる方向のセンサの検出値を可動子との相対距離に換算する補正値の取得を説明する概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置における搬送方向に直交した図８Ａ乃至図８Ｄと異なる方向のセンサの検出値を可動子との相対距離に換算する補正値の取得を説明する概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置における搬送方向に直交した図８Ａ乃至図８Ｄと異なる方向のセンサの検出値を可動子との相対距離に換算する補正値の取得を説明する概略図である。 本発明の一実施形態の搬送方向に直交した方向の可動子姿勢算出処理を説明する概略図である。 本発明の一実施形態の搬送方向に直交した図１０と異なる方向の可動子姿勢算出処理を説明する概略図である。 本発明の一実施形態の搬送方向に直交した図１０と異なる方向の可動子姿勢算出処理を説明する概略図である。 本発明の一実施形態による搬送装置において永久磁石に対してＸ方向及びＺ方向に独立に力を印加する方法を説明する概略図である。

［一実施形態］
本発明の一実施形態による搬送装置について図１乃至図１２を参照して説明する。

まず、本実施形態による搬送装置の構成について図１、図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明する。図１、図２Ａ及び図２Ｂは、本実施形態による搬送装置を示す概略図である。図１は、本実施形態による固定子２０１及び可動子３０１をＹ方向から見た概略図である。図２Ａは、本実施形態による固定子２０１及び可動子３０１を－Ｘ方向から見た概略図である。図２Ｂは、可動子３０１の上面における永久磁石３０３の配置を示す概略図である。図２Ａの左半分は、図２Ｂの（Ａ）－（Ａ）線に沿った断面（Ａ）を示している。また、図２Ａの右半分は、図２Ｂの（Ｂ）－（Ｂ）線に沿った断面（Ｂ）を示している。

図１、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本実施形態による搬送装置１は、搬送路を構成する固定子２０１と、台車、スライダ又はキャリッジを構成する可動子３０１とを有している。なお、図１、図２Ａ及び図２Ｂでは、固定子２０１に対して１台の可動子３０１を示しているが、これに限定されるものではない。搬送装置１においては、複数台の可動子３０１が固定子２０１に沿って固定子２０１上を搬送され得る。

本実施形態による搬送装置１は、固定子２０１により可動子３０１を搬送することにより、可動子３０１に保持されたワーク３０２を生産装置３に搬送するために用いることができる。また、本実施形態による搬送装置１は、生産装置（プロセス装置）中の搬送装置として用いることもできる。本実施形態による搬送装置１によって搬送される可動子３０１に保持されたワーク３０２に加工作業、検査作業等の作業（工程作業）を施すことにより、高精度に物品を製造することができる。

なお、実施形態による搬送装置１と生産装置３とが含まれるシステムを、本明細書において生産システムと称する場合がある。本明細書における生産装置３とは、ワーク３０２に対して加工作業、検査作業等の作業を施すための装置のことをいい、例えば、検査装置、組み立て装置、半導体露光装置、蒸着装置等が挙げられる。本実施形態による生産システムは、複数の生産装置３を有していてもよく、複数の生産装置３は、ワーク３０２に対して同じ作業を施すための生産装置であってもよいし、別の作業を施すための生産装置であってもよい。

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３０１の搬送方向である水平方向に沿ってＸ軸をとり、可動子３０１の搬送方向を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。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。さらに、Ｘ軸周りの回転をＷｘ、Ｙ軸周りの回転を各々Ｗｙ、Ｚ軸周りの回転をＷｚとする。また、乗算の記号として”＊”を、冪乗の記号として”＾”を使用する。また、可動子３０１のＹ－側をＲ側、Ｙ＋側をＬ側として記載する。なお、可動子３０１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。また、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ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。

本実施形態では、搬送装置１が可動磁石型リニアモータ（ムービング永久磁石型リニアモータ、可動界磁型リニアモータ）による搬送装置である場合を例示するが、これに限定されるものではない。搬送装置１は、可動コイル型リニアモータ（ムービングコイル型リニアモータ、固定界磁型リニアモータ）による搬送装置であってもよい。さらに、搬送装置１は、リニアガイド等の案内装置を持たず、固定子２０１上において非接触で可動子３０１を搬送する磁気浮上型の搬送装置として構成されている。

図２Ｂに示すように、可動子３０１は、永久磁石３０３として、永久磁石３０３ａＲ、３０３ｂＲ、３０３ｃＲ、３０３ｄＲ、３０３ａＬ、３０３ｂＬ、３０３ｃＬ、３０３ｄＬを有している。永久磁石３０３は、可動子３０１の上面に取り付けられて設置されている。

具体的には、可動子３０１のＲ側の上面に、永久磁石３０３ａＲ、３０３ｂＲ、３０３ｃＲ、３０３ｄＲが取り付けられている。また、可動子３０１のＬ側の上面に、永久磁石３０３ａＬ、３０３ｂＬ、３０３ｃＬ、３０３ｄＬが取り付けられている。なお、以下では、特に区別する必要がないかぎり、可動子３０１の永久磁石を単に「永久磁石３０３」と表記する。また、Ｒ側とＬ側とを区別する必要まではないが、各永久磁石３０３を個別に特定する必要がある場合、各永久磁石３０３に対する符号の末尾からＲ又はＬを除いた識別子としての小文字のアルファベットまでの符号を用いて各永久磁石３０３を個別に特定する。この場合、「永久磁石３０３ａ」、「永久磁石３０３ｂ」、「永久磁石３０３ｃ」又は「永久磁石３０３ｄ」と表記して、各永久磁石３０３を個別に特定する。

永久磁石３０３ａＲ、３０３ｄＲは、可動子３０１のＸ方向に沿ったＲ側の上面におけるＸ方向の一方の端部及び他方の端部に取り付けられている。永久磁石３０３ｂＲ、３０３ｃＲは、可動子３０１のＲ側の上面の永久磁石３０３ａＲ、３０３ｄＲ間に取り付けられている。永久磁石３０３ａＲ、３０３ｂＲ、３０３ｃＲ、３０３ｄＲは、例えば、Ｘ方向に等ピッチに配置されている。また、永久磁石３０３ａＲ、３０３ｂＲ、３０３ｃＲ、３０３ｄＲは、それぞれの中心が、例えば可動子３０１のＲ側の上面中心を通過するＸ方向に沿った直線上に並ぶように配置されている。

永久磁石３０３ａＬ、３０３ｄＬは、可動子３０１のＸ方向に沿ったＬ側の上面におけるＸ方向の一方の端部及び他方の端部に取り付けられている。永久磁石３０３ｂＬ、３０３ｃＬは、可動子３０１のＬ側の上面の永久磁石３０３ａＬ、３０３ｄＬ間に取り付けられている。永久磁石３０３ａＬ、３０３ｂＬ、３０３ｃＬ、３０３ｄＬは、例えば、Ｘ方向に等ピッチに配置されている。また、永久磁石３０３ａＬ、３０３ｂＬ、３０３ｃＬ、３０３ｄＬは、それぞれの中心が、例えば可動子３０１のＬ側の上面中心を通過するＸ方向に沿った直線上に並ぶように配置されている。さらに、永久磁石３０３ａＬ、３０３ｂＬ、３０３ｃＬ、３０３ｄＬは、Ｘ方向においてそれぞれ永久磁石３０３ａＲ、３０３ｂＲ、３０３ｃＲ、３０３ｄＲと同位置に配置されている。永久磁石３０３ａは複数の第１永久磁石よりなる第１永久磁石群である。永久磁石３０３ｄは複数の第１永久磁石よりなる第１永久磁石群である。

なお、本実施形態では可動子３０１の上面に磁石群が設置された場合を例示したが、可動子３０１の側面に磁石群が設置されていてもよい。

可動子３０１の上面におけるＲ側の部分に配置されている永久磁石３０３ａＲ、３０３ｂＲ、３０３ｃＲ、３０３ｄＲは、それぞれ可動子３０１の中心である原点ＯからＹ方向のＲ側に距離ｒｘ３だけ離れた位置に配置されている。

また、可動子３０１の上面におけるＬ側の部分に配置されている永久磁石３０３ａＬ、３０３ｂＬ、３０３ｃＬ、３０３ｄＬは、原点ＯからＹ方向のＬ側に距離ｒｘ３だけ離れた位置に配置されている。

永久磁石３０３ａ、３０３ｄは、それぞれ原点ＯからＸ方向の一方及び他方の側に距離ｒｚ３だけ離れた位置に取り付けられている。永久磁石３０３ｃ、３０３ｂは、それぞれ原点ＯからＸ方向の一方及び他方の側に距離ｒｙ３だけ離れた位置に取り付けられている。
可動子３０１の上面において、上述のように永久磁石３０３が配置されたＲ側の部分とＬ側の部分との間の中央部分は、搬送すべきワーク３０２が載せられる部分になっている。

永久磁石３０３ａＲ、３０３ｄＲ、３０３ａＬ、３０３ｄＬは、それぞれＹ方向に沿って配置された２個の永久磁石のセットである。永久磁石３０３ａ、３０３ｄは、それぞれ、固定子２０１側を向く外側の磁極の極性が交互に異なるように２個の永久磁石がＹ方向に沿って並べられて構成されたものである。なお、永久磁石３０３ａ、３０３ｄを構成するＹ方向に沿って配置された永久磁石の数は、２個に限定されるものではなく、複数個であればよい。また、永久磁石３０３ａ、３０３ｄを構成する永久磁石が配置される方向は、必ずしも搬送方向であるＸ方向と直交するＹ方向である必要はなく、Ｘ方向（第１の方向）と交差する方向（第２の方向）であればよい。すなわち、永久磁石３０３ａ、３０３ｄは、それぞれ磁極の極性が交互になるようにＸ方向と交差する方向（第２の方向）に沿って配置された複数の永久磁石からなる磁石群であればよい。

一方、永久磁石３０３ｂＲ、３０３ｃＲ、３０３ｂＬ、３０３ｃＬは、それぞれＸ方向に沿って配置された３個の永久磁石のセットである。永久磁石３０３ｂ、３０３ｃは、それぞれ、固定子２０１側を向く外側の磁極の極性が交互に異なるように３個の永久磁石がＸ方向に沿って並べられて構成されている。なお、永久磁石３０３ｂ、３０３ｃを構成するＸ方向に沿って配置された永久磁石の数は、３個に限定されるものではなく、複数個であればよい。すなわち、永久磁石３０３ｂ、３０３ｃは、磁極の極性が交互になるようにＸ方向に沿って配置された複数の永久磁石からなる磁石群であればよい。永久磁石３０３ｂは複数の第２永久磁石よりなる第２永久磁石群である。永久磁石３０３ｃは複数の第２永久磁石よりなる第２永久磁石群である。

各永久磁石３０３は、可動子３０１のＲ側及びＬ側の上面に設けられたヨーク３０７に取り付けられている。ヨーク３０７は、透磁率の大きな物質、例えば鉄で構成されている。本明細書において透磁率の大きな物質とは、透磁率が５０００以上の物質のことをいう。

こうして、永久磁石３０３が配置された可動子３０１は、固定子２０１の複数のコイル２０２により後述するように永久磁石３０３が受ける電磁力により姿勢が６軸制御されつつ移動制御されて固定子２０１に沿って移動する。

可動子３０１は、以下に述べる固定子２０１において２列に配置された複数のコイル２０２に沿ってＸ方向に移動可能である。可動子３０１は、その上面に搬送すべきワーク３０２を載せた状態で搬送されうる。可動子３０１は、例えば、ワークホルダ等のワーク３０２を可動子３０１上に保持する保持機構を有していてもよい。

固定子２０１に沿って固定子２０１上を搬送される可動子３０１は、Ｘリニアスケール３０４と、Ｙリニアスケール３０５と、Ｚリニアスケール３０６Ｌ、３０６Ｒとを有している。Ｘリニアスケール３０４、Ｙリニアスケール３０５及びＺリニアスケール３０６Ｌ、３０６Ｒは、それぞれ例えば可動子３０１の底部にＸ方向に沿って取り付けられている。Ｚリニアスケール３０６Ｌ、３０６Ｒは、Ｘリニアスケール３０４及びＹリニアスケール３０５の両側にそれぞれ取り付けられている。Ｘ方向を向いた可動子３０１において、Ｘリニアスケール３０４、Ｙリニアスケール３０５及びＺリニアスケール３０６Ｌ、３０６Ｒには、それぞれＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に所定の間隔の目盛が形成されている。Ｘリニアスケール３０４は、後述のＸセンサ１０１とともに可動子３０１のＸ方向の変位を検出するインクリメンタル式のリニアエンコーダを構成する。Ｙリニアスケール３０５は、後述のＹセンサ１０２とともに可動子３０１のＹ方向の変位を検出するインクリメンタル式のリニアエンコーダを構成する。Ｚリニアスケール３０６Ｌ、３０６Ｒは、それぞれ後述のＺセンサ１０３Ｌ、１０３Ｒとともに可動子３０１のＺ方向の変位を検出するインクリメンタル式のリニアエンコーダを構成する。

固定子２０１は、可動子３０１の搬送方向であるＸ方向に沿って２列に配置された複数のコイル２０２を有している。固定子２０１において、複数のコイル２０２は、可動子３０１の上面の上方に位置してそれぞれ可動子３０１に対向するように取り付けられている。固定子２０１は、搬送方向であるＸ方向に延在して可動子３０１が搬送する空間である搬送路を形成する。

複数のコイル２０２は、可動子３０１のＲ側及びＬ側の永久磁石３０３と対向可能なように、Ｘ方向に沿って２列に配置されて固定子２０１に取り付けられている。Ｒ側において１列に配置された複数のコイル２０２は、可動子３０１のＲ側の永久磁石３０３ａＲ、３０３ｂＲ、３０３ｃＲ、３０３ｄＲと対向可能にＸ方向に沿って配置されている。また、Ｌ側において１列に配置された複数のコイル２０２は、可動子３０１のＬ側の永久磁石３０３ａＬ、３０３ｂＬ、３０３ｃＬ、３０３ｄＬと対向可能にＸ方向に沿って配置されている。

本実施形態では、可動子３０１のＲ側及びＬ側のコイル２０２の列が、それぞれ、互いに構成する複数の永久磁石の配置方向が異なる永久磁石３０３ａ、３０３ｄ及び永久磁石３０３ｂ、３０３ｃに対向可能に配置されている。このため、少ない列数のコイル２０２で、後述するように可動子３０１に対して搬送方向及び搬送方向とは異なる力を印加することができ、よって可動子３０１の搬送制御及び姿勢制御を実現することができる。

複数のコイル２０２は、Ｘ方向に所定の間隔で並べられている。また、各コイル２０２は、その中心軸がＺ方向を向くように取り付けられている。なお、コイル２０２は、コア有のコイルでもよいし、コアレス型のコイルでもよい。

複数のコイル２０２は、例えば３個ずつの単位で電流制御されるようになっている。そのコイル２０２の通電制御される単位を「コイルユニット２０３」と記載する。コイル２０２は、通電されることにより、可動子３０１の永久磁石３０３との間で電磁力を発生して可動子３０１に対して力を印加することができる。

図２Ｂにおいて、永久磁石３０３ａ、３０３ｄは、それぞれＹ方向に２個の永久磁石が並べられた磁石群により構成されている。これに対して、各コイル２０２は、永久磁石３０３ａ、３０３ｄの２個の永久磁石のＹ方向の中心がコイル２０２のＹ方向の中心と合致するように配置されている。永久磁石３０３ａ、３０３ｄに対向するコイル２０２に通電することで、永久磁石３０３ａ、３０３ｄに対してＹ方向に力を発生する。

また、永久磁石３０３ｂ、３０３ｃは、Ｘ方向に３個の永久磁石が並べられた磁石群により構成されている。これに対して、永久磁石３０３ｂ、３０３ｃに対向するコイル２０２に通電することで、永久磁石３０３ｂ、３０３ｃに対してＸ方向及びＺ方向に力を発生する。

図２Ａに示すように、固定子２０１は、Ｘセンサ１０１と、Ｙセンサ１０２と、Ｚセンサ１０３Ｌ、１０３Ｒとを有している。Ｘセンサ１０１、Ｙセンサ１０２及びＺセンサ１０３Ｌ、１０３Ｒは、それぞれ可動子３０１のＸリニアスケール３０４、Ｙリニアスケール３０５及びＺリニアスケール３０６Ｌ、３０６Ｒに対向可能に固定子２０１の底部に複数設置されている。

Ｘセンサ１０１は、例えば、可動子３０１に取り付けられたＸリニアスケール３０４を検出して可動子３０１の搬送方向の位置を特定するリニアエンコーダの検出器であるエンコーダヘッドである。Ｘセンサ１０１は、可動子３０１に取り付けられたＸリニアスケール３０４とともに、可動子３０１の変位を検出するインクリメンタル式のリニアエンコーダを構成する。複数のＸセンサ１０１は、固定子２０１においてＸ方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。複数のＸセンサ１０１がＸ方向に配置される所定の間隔は、複数のＸセンサ１０１が同時にＸリニアスケール３０４を検出するように、Ｘリニアスケール３０４のＸ方向に沿った長さ以下であることが好ましい。なお、Ｘセンサ１０１について、レーザ干渉計等のリニアエンコーダ以外とする構成も可能である。

Ｙセンサ１０２は、可動子３０１に取り付けられたＹリニアスケール３０５を検出して可動子３０１とのＹ方向の距離を検出するリニアエンコーダの検出器であるエンコーダヘッドである。Ｙセンサ１０２は、可動子３０１に取り付けられたＹリニアスケール３０５とともに、可動子３０１の変位を検出するインクリメンタル式のリニアエンコーダを構成する。複数のＹセンサ１０２は、固定子２０１においてＸ方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。複数のＹセンサ１０２がＸ方向に配置される所定の間隔は、複数のＹセンサ１０２が同時にＹリニアスケール３０５を検出するように、Ｙリニアスケール３０５のＸ方向に沿った長さ以下であることが好ましい。

Ｚセンサ１０３Ｌ、１０３Ｒは、それぞれ可動子３０１に取り付けられたＺリニアスケール３０６Ｌ、３０６Ｒを検出して可動子３０１とのＺ方向の距離を検出するリニアエンコーダの検出器であるエンコーダヘッドである。Ｚセンサ１０３Ｌ、１０３Ｒは、それぞれ可動子３０１に取り付けられたＺリニアスケール３０６Ｌ、３０６Ｒとともに、可動子３０１の変位を検出するインクリメンタル式のリニアエンコーダを構成する。複数のＺセンサ１０３Ｌ、１０３Ｒは、それぞれ固定子２０１においてＸ方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。複数のＺセンサ１０３Ｌ、１０３ＲがＸ方向に配置される所定の間隔は、複数のＺセンサ１０３Ｌ、１０３Ｒが同時にＺリニアスケール３０６Ｌ、３０６Ｒを検出するように、Ｚリニアスケール３０５Ｌ、３０５ＲのＸ方向に沿った長さ以下であることが好ましい。

複数のＸセンサ１０１は、それぞれ可動子３０１のＸリニアスケール３０４と対向可能なようにＸ方向（第１の方向）に沿って固定子２０１に取り付けられている。各Ｘセンサ１０１は、可動子３０１に取り付けられたＸリニアスケール３０４を読み取ることで、可動子３０１のＸセンサ１０１に対する相対的な位置を検出してその検出値を出力することができる。

複数のＹセンサ１０２は、それぞれ可動子３０１のＹリニアスケール３０５と対向可能なようにＸ方向（第１の方向）に沿って固定子２０１に取り付けられている。各Ｙセンサ１０２は、可動子３０１に取り付けられたＹリニアスケール３０５を読み取りＹ方向の変位を検出してその検出値を出力することができる。これにより、可動子３０１のＹ方向の姿勢を検出することが可能となる。なお、Ｙセンサ１０２は、必ずしも搬送方向であるＸ方向と直交するＹ方向の相対距離を検出する必要はなく、Ｘ方向（第１の方向）と交差する方向（第２の方向）であればよい。

複数のＺセンサ１０３は、それぞれ可動子３０１のＺリニアスケール３０６と対向可能なようにＸ方向に沿って固定子２０１に２列に取り付けられている。各Ｚセンサ１０３は、可動子３０１に取り付けられたＺリニアスケール３０６との間のＺ方向の変位を検出して出力することができる。これにより可動子３０１の鉛直方向であるＺ方向の姿勢を検出することが可能となる。なお、Ｚセンサ１０３は、必ずしも搬送方向であるＸ方向と直交するＺ方向の相対距離を検出する必要はなく、Ｘ方向（第１の方向）及びＹ方向（第２の方向）と交差する方向（第３の方向）であればよい。

なお、本実施形態では、Ｘセンサ１０１、Ｙセンサ１０２及びＺセンサ１０３が固定子２０１の底部に設置され、Ｘリニアスケール３０４、Ｙリニアスケール３０５及びＺリニアスケール３０６が可動子３０１の底面に設置された場合を例示した。しかしながら、各センサ及び各スケールの設置位置は、この例示の場合に限定されるものではない。Ｘリニアスケール３０４、Ｙリニアスケール３０５及びＺリニアスケール３０６は、可動子３０１のいずれの位置に設置されていてもよい。Ｘセンサ１０１、Ｙセンサ１０２及びＺセンサ１０３は、それぞれＸリニアスケール３０４、Ｙリニアスケール３０５及びＺリニアスケール３０６に対向可能な一であれば、固定子２０１のいずれの位置に設置されていてもよい。

また、Ｙセンサ１０２及びＺセンサ１０３のうちの両方が固定子２０１に設置されている必要はなく、いずれか一方だけが設置されていてもよい。この場合であっても、本発明の効果を発揮することができる。例えば、Ｙセンサ１０２が設置されていなくても、磁石の吸引力のみで可動子３０１のＹ方向の制御を行わない構成とすることもできる。また、Ｚセンサ１０３が設置されていなくても、磁石の吸引力のみで可動子３０１のＺ方向の制御を行わない構成とすることもできる。あるいは、エア等の別の方法でＺ方向に浮上させる構成とすることもできる。さらに、Ｚ方向の浮上制御を実施しないＸＹステージ等に本発明を適用することもできる。

次に、本実施形態による搬送装置１を制御する制御部についてさらに図３を用いて説明する。図３は、本実施形態による搬送装置１を制御する制御部４を示す概略図である。制御部４は、搬送装置１の一部を構成する。

図３に示すように、制御部４は、統合コントローラ４０１と、コイルコントローラ４０２と、センサコントローラ４０４とを有し、可動子３０１と固定子２０１とを含む搬送装置１を制御する制御部として機能する。統合コントローラ４０１には、コイルコントローラ４０２が通信可能に接続されている。また、統合コントローラ４０１には、センサコントローラ４０４が通信可能に接続されている。

コイルコントローラ４０２には、複数の電流コントローラ４０３が通信可能に接続されている。コイルコントローラ４０２及びこれに接続された複数の電流コントローラ４０３は、２列のコイル２０２のそれぞれの列に対応して設けられている。各電流コントローラ４０３には、コイルユニット２０３が接続されている。電流コントローラ４０３は、接続されたコイルユニット２０３の各々のコイル２０２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４０２は、接続された各々の電流コントローラ４０３に対して目標となる電流値を指令する。電流コントローラ４０３は接続されたコイル２０２の電流量を制御する。

センサコントローラ４０４には、複数のＸセンサ１０１、複数のＹセンサ１０２及び複数のＺセンサ１０３が通信可能に接続されている。

複数のＸセンサ１０１は、可動子３０１が搬送中もそのうちの１つが必ず１台の可動子３０１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１０２は、そのうちの２つが必ず１台の可動子３０１のＹリニアスケール３０５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１０３は、その２列のうちの３つが必ず１台の可動子３０１のＺリニアスケール３０６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。

統合コントローラ４０１は、Ｘセンサ１０１、Ｙセンサ１０２及びＺセンサ１０３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４０２に送信する。コイルコントローラ４０２は、統合コントローラ４０１からの電流指令値に基づき、上述のように電流コントローラ４０３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４０１は、制御部として機能し、固定子２０１に沿って可動子３０１を非接触で搬送するとともに、搬送する可動子３０１の姿勢を６軸で制御する。

以下、統合コントローラ４０１により実行される可動子３０１の姿勢制御方法について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態による搬送装置１における可動子３０１の姿勢制御方法を示す概略図である。図４は、可動子３０１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４０１は、以下に説明するように、可動子位置算出関数５０１、可動子補正処理関数５０２、可動子姿勢算出関数５０３、可動子姿勢制御関数５０４及びコイル電流算出関数５０５を用いた処理を実行する。これにより、統合コントローラ４０１は、可動子３０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子３０１の搬送を制御する。なお、統合コントローラ４０１に代えて、コイルコントローラ４０２が統合コントローラ４０１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５０１は、複数のＸセンサ１０１からの測定値及び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３０１の台数及び位置を計算する。これにより、可動子位置算出関数５０１は、可動子３０１に関する情報である可動子情報５０６ａ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３０１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５０６ａは、例えば図４中にＰＯＳ－１、ＰＯＳ－２、…と示すように固定子２０１上の可動子３０１ごとに用意される。

次いで、可動子補正処理関数５０２は、可動子位置算出関数５０１により更新された可動子情報５０６ａの可動子位置情報（Ｘ）から、各々の可動子３０１を測定可能なＹセンサ１０２及びＺセンサ１０３を特定する。この際、可動子補正処理関数５０２において、特定されたＹセンサ１０２及びＺセンサ１０３の固定子２０１上のセンサ設置位置情報５０７と可動子位置情報（Ｘ）に基づいて、検出値を可動子との相対距離に換算するための補正値（Ｏｆｆｓｅｔ値）５０８を算出する。さらに、可動子補正処理関数５０２は、算出した補正値を検出値に加算して相対距離に換算する。

可動子姿勢算出関数５０３は、特定されたＹセンサ１０２及びＺセンサ１０３から出力される検出値と、可動子補正処理関数５０２で算出された補正値に基づき、姿勢情報（Ｙ，Ｚ，Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚ）を算出して可動子情報５０６を更新して可動子情報５０６ｃとする。可動子姿勢算出関数５０３により更新された可動子情報５０６ｃ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５０４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５０６ｃ及び姿勢目標値から、各々の可動子３０１について印加力情報５０９を算出する。印加力情報５０９は、各々の可動子３０１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５０９は、後述する印加すべき力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５０９は、例えば図４中にＴＲＱ－１、ＴＲＱ－２、…と示すように固定子２０１上の可動子３０１ごとに用意される。

次いで、コイル電流算出関数５０５は、印加力情報５０９及び可動子情報５０６ｃに基づき、各コイル２０２に印加する電流指令値５１０を決定する。

こうして、統合コントローラ４０１は、可動子位置算出関数５０１、可動子補正処理関数５０２、可動子姿勢算出関数５０３、可動子姿勢制御関数５０４及びコイル電流算出関数５０５を用いた処理を実行することにより、電流指令値５１０を決定する。統合コントローラ４０１は、決定した電流指令値５１０をコイルコントローラ４０２に送信する。

ここで、可動子位置算出関数５０１による処理について図５を用いて説明する。図５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。また、図５は、－Ｚ方向から可動子３０１ａ、３０１ｂを見たときの可動子３０１ａ、３０１ｂの底面におけるＸリニアスケール３０４ａ、３０４ｂ及びＸセンサ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの位置関係を示した図である。

図５において、基準点Ｏｅは、Ｘセンサ１０１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３０１に取り付けられているＸリニアスケール３０４の位置基準である。図５では、可動子３０１として２台の可動子３０１ａ、３０１ｂが搬送され、Ｘセンサ１０１として３つのＸセンサ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが配置されている場合を示している。なお、Ｘリニアスケール３０４ａ、３０４ｂは、各可動子３０１ａ、３０１ｂ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５に示す可動子３０１ｂのＸリニアスケール３０４ｂには、１つのＸセンサ１０１ｃが対向している。Ｘセンサ１０１ｃは、可動子３０１ｂのリニアスケール３０４ｂを読み取って距離Ｐｃを出力する。また、Ｘセンサ１０１ｃ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３０１ｂの位置Ｐｏｓ（３０１ｂ）は次式（１）により算出することができる。
Ｐｏｓ（３０１ｂ）＝Ｓｃ－Ｐｃ …式（１）

例えば、図５に示す可動子３０１ａのＸリニアスケール３０４ａには、２つのＸセンサ１０１ａ、１０１ｂが対向している。Ｘセンサ１０１ａは、可動子３０１ａのＸリニアスケール３０４ａを読み取って距離Ｐａを出力する。また、Ｘセンサ１０１ａ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、Ｘセンサ１０１ａの検出値の出力に基づく可動子３０１ａのＸ軸上の位置Ｐｏｓ（３０１ａ）は、次式（２）で算出することができる。
Ｐｏｓ（３０１ａ）＝Ｓａ－Ｐａ …式（２）

また、Ｘセンサ１０１ｂは、可動子３０１ａのＸリニアスケール３０４ａを読み取って距離Ｐｂを出力する。また、Ｘセンサ１０１ｂ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、Ｘセンサ１０１ｂの検出値の出力に基づく可動子３０１ａのＸ軸上の位置Ｐｏｓ（３０１ａ）′は、次式（３）により算出することができる。
Ｐｏｓ（３０１ａ）′＝Ｓｂ－Ｐｂ …式（３）

ここで、各々のＸセンサ１０１ａ、１０１ｂの設置位置は予め正確に測定されているため、２つの値Ｐｏｓ（３０１ａ）、Ｐｏｓ（３０１ａ）′の差は十分に小さい。このように２つのＸセンサ１０１の出力に基づく可動子３０１のＸ軸上の位置の差が十分小さい場合は、それら２つのＸセンサ１０１は、同一の可動子３０１のＸリニアスケール３０４を観測していると判定することができる。

なお、複数のＸセンサ１０１が同一の可動子３０１と対向する場合は、たとえば、複数のＸセンサ１０１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３０１の位置を一意に決定することができる。あるいは、いずれかのＸセンサ１０１の検出値の出力に基づく位置を可動子３０１の位置と決定してもよい。

可動子位置算出関数５０１は、上述のようにしてＸセンサ１０１の出力に基づき、可動子位置情報として可動子３０１のＸ方向における位置Ｘを算出して決定する。可動子補正処理関数５０２は、可動子位置算出関数５０１により更新された可動子情報５０６ａの可動子位置情報（Ｘ）から各々の可動子３０１を測定可能なＹセンサ１０２及びＺセンサ１０３を特定する。

次に、可動子補正処理関数５０２による処理について図６を用いて説明する。図６は、－Ｚ方向から可動子３０１を見たときの可動子３０１ａの底面におけるＹリニアスケール３０５及びＹセンサ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの位置関係を示した図である。

例えば、図６に示す可動子３０１ａは、可動子位置情報（Ｘ）がＰｏｓＸａと算出されている。可動子補正処理関数５０２は、ＰｏｓＸａと、Ｙセンサ１０２ａ、１０２ｂ各々の設置位置を示すセンサ設置位置情報５０７のＳａ、Ｓｂとの関係から、２つのＹセンサ１０２ａ、１０２ｂを、可動子３０１ａを測定可能なＹセンサとして特定する。また、可動子補正処理関数５０２は、ＰｏｓＸａと、Ｙセンサ１０２ｃの設置位置を示すセンサ設置位置情報５０７であるＳｃとの関係から、Ｙセンサ１０２ｃを、可動子３０１ａを測定可能となるＹセンサとして特定する。ここで、測定可能となるＹセンサ１０２ｃとは、可動子３０１ａが例えば＋Ｘ方向に搬送される際に可動子３０１ａを測定可能になるＹセンサである。

可動子補正処理関数５０２は、上述のように特定した２つの測定可能なＹセンサ１０２ａ、１０２ｂ、及び測定可能となるＹセンサ１０２ｃのＹリニアスケール３０５の検出値を、それぞれＹ方向における可動子３０１ａとの相対距離に換算する。可動子補正処理関数５０２は、各Ｙセンサ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの検出値をそれぞれ換算したＹ方向における可動子３０１ａとの相対距離を含む可動子補正５０８を出力する。

可動子補正処理関数５０２は、Ｚセンサ１０３に関しても同様の処理を実施する。なお、以下ではＲ側のＺセンサ１０３を例に説明するが、Ｌ側のＺセンサ１０３についても同様の処理を実行することができる。図７は、－Ｙ方向から可動子３０１ａを見たときの可動子３０１ａの底面のＺリニアスケール３０６Ｒ及びＺセンサ１０３Ｒａ、１０３Ｒｂ、１０３Ｒｃの位置関係を示した図である。

例えば、図７に示す可動子３０１ａは、可動子位置情報（Ｘ）がＰｏｓＸａと算出されている。可動子補正処理関数５０２は、ＰｏｓＸａと、Ｚセンサ１０３Ｒａ、１０３Ｒｂ各々の設置位置を示すセンサ設置位置情報５０７のＳＲａ、ＳＲｂとの関係から、２つのＺセンサ１０３Ｒａ、１０３Ｒｂを、可動子３０１ａを測定可能なＺセンサとして特定する。

また、可動子補正処理関数５０２は、ＰｏｓＸａと、Ｚセンサ１０３Ｒｃの設置位置を示すセンサ設置位置情報５０７であるＳＲｃとの関係から、Ｚセンサ１０３Ｒｃを可動子３０１ａを測定可能となるＺセンサとして特定する。ここで、測定可能となるＺセンサ１０３Ｒｃとは、可動子３０１ａが例えば＋Ｘ方向に搬送される際に可動子３０１ａを測定可能となるＺセンサである。

可動子補正処理関数５０２は、上述のように特定した２つの測定可能なＺセンサ１０３Ｒａ、１０３Ｒｂ、及び測定可能となるＺセンサ１０３ＲｃのＺリニアスケール３０６Ｒの検出値を、それぞれＺ方向における可動子３０１ａとの相対距離に換算する。可動子補正処理関数５０２は、各Ｚセンサ１０３Ｒａ、１０３Ｒ、１０２Ｒｃの検出値をそれぞれ換算したＺ方向における可動子３０１ａとの相対距離を含む可動子補正５０８を出力する。

上述の可動子補正処理関数５０２において算出される各センサの可動子３０１との相対距離は、可動子姿勢算出関数５０３において可動子３０１の姿勢情報の算出に用いられる。これにより、可動子３０１の搬送により可動子情報５０６の算出に用いられるセンサが切り替わる際にも連続的に可動子３０１の位置及び姿勢を含む可動子情報５０６の算出が可能となる。

なお、Ｙセンサ１０２は、Ｘ方向への可動子３０１の搬送に伴って、これまで検出していなかった可動子３０１のＹリニアスケール３０５を検出し始める。Ｙリニアスケール３０５を検出し始めるＹセンサ１０２の検出値は、補正値を用いて可動子３０１との相対距離に換算することができる。この換算に用いる補正値は、Ｙリニアスケール３０５を検出可能な複数のＹセンサ１０２の検出値から算出された可動子３０１との相対距離に基づき設定することができる。以下、Ｙセンサ１０２の検出値を可動子３０１との相対距離に換算するために用いる補正値の取得方法について図８Ａ乃至図８Ｄを用いて説明する。図８Ａ乃至図８Ｄは、可動子３０１のＹリニアスケール３０５、Ｙセンサ１０２等を示している。図８Ａ及び図８Ｂでは、可動子３０１の本体を省略している。

例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、複数のＹセンサ１０２のうちのＹセンサ１０２ｂ、１０２ｅは、Ｘ方向への可動子３０１の搬送に伴ってその可動子３０１のＹリニアスケール３０５を検出し始める。Ｙセンサ１０２ｂは、Ｙセンサ１０２ａがＹリニアスケール３０５を検出している際にＹリニアスケール３０５を検出し始める。Ｙセンサ１０２ｅは、Ｙセンサ１０２ｃ、１０２ｄがＹリニアスケール３０５を検出している際にＹリニアスケール３０５を検出し始める。このようなＹセンサ１０２ｂ、１０２ｅの検出値は、Ｙリニアスケール３０５を検出可能な複数のＹセンサ１０２の検出値から算出される可動子３０１との相対距離を基に設定された補正値を用いて、それぞれ可動子３０１との相対距離に換算することができる。

図８Ａ及び図８Ｂに示す例では、搬送方向であるＸ方向に沿って可動子３０１が搬送されるに伴って、その可動子３０１のＹリニアスケール３０５が移動される。このとき、Ｙセンサ１０２ａ～１０２ｅの各検出値Ｄａ～Ｄｅは、Ｙセンサ１０２ａ～１０２ｅの設置のばらつき、Ｙリニアスケール３０５を検出し始める際のノイズ等の影響でばらつく。

まず、Ｙセンサ１０２の補正値の初期値設定の方法について図８Ｃを用いて説明する。補正値の初期値は次のようにして各Ｙセンサ１０２について設定することができる。

例えば、図８Ｃに示すように、補正値の初期値を設定すべきＹセンサ１０２ｆ、１０２ｇがＹリニアスケール３０５を検出可能な所定の位置に可動子３０１を配置して、突き当て２１０により可動子３０１をＹ方向に規制する。このとき、Ｙセンサ１０２ｆ、１０２ｇの可動子３０１との相対距離が既知の値として例えばゼロになるように可動子３０１をＹ方向に規制することができる。この状態で、Ｙセンサ１０２ｆ、１０２ｇによりＹリニアスケール３０５を検出する。あるいは、Ｙ方向への規制下での検出に代えて、Ｙセンサ１０２ｆ、１０２ｇによりＹリニアスケール３０５を検出するとともに、渦電流センサ等の距離の絶対値が計測可能な他のＹセンサで別途所定の位置での可動子３０１を計測することもできる。こうして得られたＹセンサ１０２ｆ、１０２ｇの検出値Ｄｆ、Ｄｇと相対距離の既知の値又は他のＹセンサの計測値とから、各検出値Ｄｆ、Ｄｇを可動子３０１との相対距離Ｖｆ、Ｖｇに換算する補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ｆ、Ｏｆｆｓｅｔ_ｇを得ることができる。なお、他のＹセンサ１０２ａ、１０２ｂ等についても、同様にそれらの検出値Ｄａ、Ｄｂ等をそれぞれ相対距離Ｖａ、Ｖｂ等に変換する補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ａ、Ｏｆｆｓｅｔ_ｂ等を得ることができる。

例えば、図８Ｃに示す突き当て２１０により可動子３０１をＹ方向に規制する方法では、前記所定の突き当て位置での検出値Ｄｆ、Ｄｇを用いて、次のように前記相対距離Ｖｆ、Ｖｇへ換算する補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ｆ、Ｏｆｆｓｅｔ_ｇを得ることができる。
Ｏｆｆｓｅｔ_ｆ＝－Ｄｆ
Ｏｆｆｓｅｔ_ｇ＝－Ｄｇ

なお、上記では、２つのＹセンサ１０２ｆ、１０２ｇが所定の位置でＹリニアスケール３０５を検出する場合で、かつ前記突き当て位置において相対距離をゼロとする例を示したが、これに限定されるものではない。突き当て位置において所望の相対距離を出力するように補正値を設定することも可能である。また、前記所定の位置でのＹセンサ１０２の検出位置、前記突き当て位置での可動子３０１のＺ軸回りの回転量である姿勢θ（前記突き当て位置での角度ずれ）等を考慮して補正値を算出してもよい。

次に、Ｘ方向に沿った可動子３０１の搬送に伴って移動するＹリニアスケール３０５をＹセンサ１０２ｂ、１０２ｅが検出し始める際の補正値の設定を含む処理について図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。

図８Ａに、Ｘ方向に沿った可動子３０１の搬送に伴ってＹリニアスケール３０５が搬送方向であるＸ方向に沿って移動する場合又は可動子３０１の搬送時の可動子３０１又はＹリニアスケール３０５の傾きを考慮しない場合の例を示す。図８Ａにおいて、Ｙセンサ１０２ａ、１０２ｂは、それぞれＸ方向の位置Ｓａ、Ｓｂに設置されている。

図８Ａに示す場合、Ｙセンサ１０２ａの検出値Ｄａは、補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ａを用いて、可動子３０１との相対距離Ｖａに換算される。可動子３０１のＹ方向の位置Ｙは、相対距離Ｖａに基づいて、Ｐｏｓ_Ｙ＝Ｖａと算出される。可動子３０１のＸ方向への搬送に伴い、Ｙセンサ１０２ｂがＹリニアスケール３０５を検出可能になる際、Ｙセンサ１０２ｂの補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ｂは、可動子３０１の位置ＹであるＰｏｓ_Ｙに基づいて、例えば次のように設定することができる。
Ｏｆｆｓｅｔ_ｂ＝Ｐｏｓ_Ｙ－Ｄｂ

このように補正値を設定することで、Ｙセンサ１０２ｂにおいても、可動子３０１との相対距離Ｖｂが算出可能となる。

こうして、Ｙセンサ１０２ｂの検出値Ｄｂによる可動子３０１の位置情報である相対距離Ｖｂは、他のＹセンサ１０２ａの検出値Ｄａによる可動子３０１の位置情報である相対距離Ｖａに基づき補正される。したがって、本実施形態では、Ｙリニアスケール３０５を検出するＹセンサ１０２が切り替わる際にエンコーダの初期値が不定となることはなく、可動子３０１の位置及び姿勢を広範囲かつ高精度に検出することができる。

また、Ｙセンサ１０２は、Ｙリニアスケール３０５の長さよりも狭い間隔で配置することができないこともある。図８Ｄには、Ｙリニアスケール３０５の長さより短い間隔でＹセンサ１０２を配置できない例を示す。図８Ｄでは、互いにＸ方向に隣接するＹセンサ１０２ｈ、１０２ｊが、Ｙリニアスケール３０５の長さよりも広い間隔で配置されている。

図８Ｄに示す場合、Ｙセンサ１０２ｈがＹリニアスケール３０５を検出しなくなる可動子３０１の位置ＰｏｓＸｈからＹセンサ１０２ｊがＹリニアスケール３０５を検出し始める位置ＰｏｓＸｊまでの区間において、可動子３０１をＹ方向に規制する。具体的には、例えば、可動子３０１のＹ方向の位置を規制する位置決め機構２１１により可動子３０１をＹ方向に規制する。これにより、ＰｏｓＸｈからＰｏｓＸｊまでの区間における可動子３０１のＹ方向の位置を保証することができる。

Ｙ方向の位置を保証することにより、可動子３０１のＸ方向の位置ＰｏｓＸｈにおいて、Ｙセンサ１０２ｈの検出値Ｄｈから可動子３０１との相対距離Ｖｈを得て、可動子３０１のＹ方向の位置Ｐｏｓ_Ｙ（＝Ｖｈ）が算出される。すると、Ｙリニアスケール３０５を検出し始めるＹセンサ１０２ｊでは、Ｙセンサ１０２ｊの検出値Ｄｊを用いて、Ｙセンサ１０２ｊの補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ｊを例えば次のように設定することができる。

Ｏｆｆｓｅｔ_ｊ＝Ｐｏｓ_Ｙ－Ｄｊ
これにより、可動子３０１のＸ方向の位置ＰｏｓＸｊにおいても、可動子３０１との相対距離Ｖｊが算出可能となる。

なお、図８Ｄに示す場合では、位置決め機構２１１によるＹ方向の規制の例を示したが、可動子３０１のＹ方向の位置を別のセンサを配置して検出して制御することで、ＰｏｓＸｈからＰｏｓＸｊまでの区間の可動子３０１のＹ方向の位置を保証してもよい。

図８Ｂに、可動子３０１の搬送に伴ってＸ方向に対してＹリニアスケール３０５がＰｏｓ_θ傾いて移動する例を示す。図８Ｂにおいて、Ｙセンサ１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅは、それぞれＸ方向の位置Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｅに設置されている。

図８Ｂに示す場合、Ｙセンサ１０２ｃ、１０２ｄの検出値Ｄｃ、Ｄｄからそれぞれ算出される可動子３０１との相対距離Ｖｃ、Ｖｄに基づいて、可動子３０１のＹ方向の位置がＰｏｓ_Ｙ、姿勢θがＰｏｓ_θと算出される。また、可動子３０１のＸ方向の位置は、Ｘセンサ１０１の出力によりＰｏｓ_Ｘと算出される。可動子３０１の搬送に伴い、Ｙセンサ１０２ｅがＹリニアスケール３０５を検出可能となる際に、前記位置Ｐｏｓ_Ｙ、及び姿勢Ｐｏｓ_θに基づいて、Ｙセンサ１０２ｅの補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ｅ＝を次のように設定することができる。
Ｏｆｆｓｅｔ_ｅ＝Ｐｏｓ_Ｙ＋Ｐｏｓ_θ＊（Ｓｅ－Ｐｏｓ_Ｘ）－Ｄｅ

これにより、Ｙセンサ１０２ｅにおいても、可動子３０１との相対距離Ｖｅが算出可能となる。

こうして、Ｙセンサ１０２ｅの検出値Ｄｅによる可動子３０１の位置情報である相対距離Ｖｅは、他のＹセンサ１０２ｃ、１０２ｄの検出値Ｄｃ、Ｄｄによる可動子３０１の位置情報である相対距離Ｖｃ、Ｖｄに基づき補正される。したがって、本実施形態では、Ｙリニアスケール３０５を検出するＹセンサ１０２が切り替わる際にエンコーダの初期値が不定となることはなく、可動子３０１の位置及び姿勢を広範囲かつ高精度に検出することができる。

Ｚセンサ１０３についても、Ｙセンサ１０２と同様にその検出値を可動子３０１との相対距離に換算するために用いる補正値を設定することができる。以下、Ｚセンサ１０３の検出値を可動子３０１との相対距離に換算するために用いる補正値の取得方法について図９Ａ乃至図９Ｃを用いて説明する。図９Ａ乃至図９Ｃは、可動子３０１のＺリニアスケール３０６、Ｚセンサ１０３等を示している。図９Ａ及び図９Ｂでは、可動子３０１の本体を省略している。

図９Ａ乃至図９Ｃには、可動子３０１が搬送されるＸ方向に沿ってＺリニアスケール３０６Ｒ、３０６Ｌが移動する例を示す。図９Ａは、可動子３０１の＋Ｙ側に設置されたＺリニアスケール３０６ＬをＺセンサ１０３ａ、１０３ｂで検出している場合を示している。図９Ｂは、可動子３０１の－Ｙ側に設置されたＺリニアスケール３０６ＲをＺセンサ１０３ｃ、１０３ｄで検出している場合を示している。図９Ｃは、突き当て位置で可動子３０１をＺ方向に規制している場合を示している。このとき、Ｚセンサ１０３ａ～１０３ｆの各検出値Ｄａ～Ｄｆは、Ｚセンサ１０３ａ～１０３ｆの設置位置のばらつき、Ｚリニアスケール３０６を検出し始める際のノイズ等の影響でばらつく。

まず、Ｚセンサ１０３の補正値の初期値設定の方法について図９Ｃを用いて説明する。補正値の初期値は次のようにして各Ｚセンサ１０３について設定することができる。

例えば、図９Ｃに示すように、補正値の初期値を設定すべきＺセンサ１０３ｅ、１０３ｆがＺリニアスケール３０６Ｒを検出可能な所定の位置に可動子３０１を配置して、突き当て２１２により可動子３０１をＺ方向に規制する。このとき、Ｚセンサ１０３ｅ、１０３ｆの可動子３０１との相対距離が既知の値として例えばゼロになるように可動子３０１をＺ方向に規制することができる。この状態で、Ｚセンサ１０３ｅ、１０３ｆによりＺリニアスケール３０６Ｒを検出する。あるいは、渦電流センサ等の距離の絶対値が計測可能な他のＺセンサで別途所定の位置での可動子３０１を計測することもできる。

こうして得られたＺセンサ１０３ｅ、１０３ｆの検出値Ｄｅ、Ｄｆと相対距離の既知の値又は他のＺセンサの計測値とから、各検出値Ｄｅ、Ｄｆを可動子３０１との相対距離Ｖｅ、Ｖｆに換算する補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ｅ、Ｏｆｆｓｅｔ_ｆを得ることができる。なお、他のＺセンサ１０３ａ、１０３ｂ等についても、同様にそれらの検出値Ｄａ、Ｄｂ等をそれぞれ相対距離Ｖａ、Ｖｂ等に変換する補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ａ、Ｏｆｆｓｅｔ_ｂ等を得ることができる。また、Ｌ側のＺリニアスケール３０６Ｌを検出するＺセンサ１０３の補正値もＲ側のセンサ１０３と同様の手法で得ることができる。

例えば、図９Ｃに示す突き当て２１２により可動子３０１をＺ方向に規制する方法では、前記所定の突き当て位置での検出値Ｄｅ、Ｄｆを用いて、前記相対距離Ｖｅ、Ｖｇへ換算する補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ｅ、Ｏｆｆｓｅｔ_ｆを得ることができる。
Ｏｆｆｓｅｔ_ｅ＝－Ｄｅ
Ｏｆｆｓｅｔ_ｆ＝－Ｄｆ

なお、上記では、Ｚセンサ１０３ｅ、１０３ｆが所定の位置でＺリニアスケール３０６Ｒを検出する場合で、かつ前記突き当て位置において相対距離をゼロとする例を示したが、これに限定されるものではない。突き当て位置において所望の相対距離を出力するように補正値を設定することも可能である。また、前記所定の位置でのＺセンサ１０３の検出位置と、前記突き当て位置での可動子３０１のＸ軸周り及びＹ軸周りの回転量である姿勢Ｐｏｓ_ｗｘ、Ｐｏｓ_ｗｙ（前記突き当て位置での水平度のばらつき）等を考慮して補正値を算出してもよい。

次に、Ｘ方向に沿った可動子３０１の搬送に伴って移動するＺリニアスケール３０６ＲをＺセンサ１０３ｄが検出し始める際の補正値の設定を含む処理について図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。図９Ａ及び図９Ｂにおいて、Ｚセンサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄは、それぞれＸ方向の位置Ｓｘａ、Ｓｘｂ、Ｓｘｃ、Ｓｘｄに設置されている。Ｚセンサ１０３ｄは、Ｚセンサ１０３ａ、１０３ｂがＺリニアスケール３０６Ｌを検出し、Ｚセンサ１０３ｃがＺリニアスケール３０６Ｒを検出している際にＺリニアスケール３０６Ｒを検出し始める。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、Ｚセンサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃの検出値Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃは、それぞれの補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ａ、Ｏｆｆｓｅｔ_ｂ、Ｏｆｆｓｅｔ_ｃを用いて、それぞれ可動子３０１との相対距離Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃに変換される。相対距離Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃに基づいて、可動子３０１のＺ方向の位置Ｚ並びにＸ軸周り及びＹ軸周りの回転量である姿勢θｘ、θｙは、それぞれＰｏｓ_ｚ、Ｐｏｓ_ｗｘ、Ｐｏｓ_ｗｙと算出される。

可動子３０１の搬送に伴い、Ｚセンサ１０３ｄがＺリニアスケール３０６Ｒを検出可能になる際、Ｚセンサ１０３ｄの補正値Ｏｆｆｓｅｔ_ｄは、可動子３０１の位置及び姿勢Ｐｏｓ_ｚ、Ｐｏｓ_ｗｘ、Ｐｏｓ_ｗｙに基づいて例えば次のように設定することができる。
Ｏｆｆｓｅｔ_ｄ＝Ｐｏｓ_Ｚ＋Ｐｏｓ_ｗｘ＊（Ｓｘｄ－Ｐｏｓ_Ｘ）＋Ｐｏｓ_ｗｙ＊（Ｓｙｄ－Ｐｏｓ_Ｙ）－Ｄｄ

このように補正値を設定することで、Ｚセンサ１０３ｄにおいても、可動子３０１との相対距離Ｖｄが算出可能となる。ここで、ＳｘｄはＺセンサ１０３ｄのＸ方向の設置位置、ＳｙｄはＺセンサ１０３ｄのＹ方向の設置位置である。また、Ｐｏｓ_Ｘは可動子３０１のＸ方向の位置である。

こうして、Ｚセンサ１０３ｄの検出値Ｄｄによる可動子３０１の位置情報である相対距離Ｖｄは、他のＺセンサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃの検出値Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃによる可動子３０１の位置情報である相対距離Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃに基づき補正される。したがって、本実施形態では、Ｚリニアスケール３０６を検出するＺセンサ１０３が切り替わる際にエンコーダの初期値が不定となることはなく、可動子３０１の位置及び姿勢を広範囲かつ高精度に検出することができる。

なお、上記の例では、Ｚセンサ１０３ｄの検出値が、Ｚセンサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃで検出された相対距離から算出される回帰平面上の値に変換されるようにＺセンサ１０３ｄの補正値を設定したが、これに限定されるものではない。例えば、Ｚリニアスケール３０６Ｒ、３０６Ｌのいずれか一方のみを検出するＺセンサ１０３の相対距離から算出される回帰直線上の値に検出値が変換されるように補正値を設定してもよい。このとき、可動子３０１の傾きも考慮する場合は、片側のＺリニアスケール３０６は少なくとも２個のＺセンサ１０３で検出されていることが望ましい。

また、上記では、Ｒ側のＺリニアスケール３０６Ｒを新たにＺセンサ１０３ｄのみが検出し始める例で説明したが、これに限定されるものではない。Ｌ側のＺリニアスケール３０６Ｌを新たに別のＺセンサ１０３が検出し始める場合や、Ｒ側及びＬ側のそれぞれにおいて複数のＺセンサ１０３がＺリニアスケール３０６Ｒ、３０６Ｌを同時に検出し始める場合も、同様に補正値を得ることができる。これにより、これらの場合も、Ｚセンサ１０３の可動子３０１との相対距離が算出可能である。

可動子補正処理関数５０２は、上述のようにＹセンサ１０２及びＺセンサ１０３について設定した補正値を用いてＹセンサ１０２及びＺセンサ１０３の検出値を可動子３０１との相対距離に変換することができる。なお、可動子補正処理関数５０２は、必要に応じてＹセンサ１０２及びＺセンサ１０３のいずれか一方に補正値を設定してその検出値を相対距離に変換することもできる。

次に、可動子姿勢算出関数５０３による処理について図１０乃至図１１Ｂを用いて説明する。図１０乃至図１１Ｂは、可動子姿勢算出関数５０３による処理を説明する概略図である。可動子姿勢算出関数５０３は、上述のように得られた可動子３０１のＸ方向の位置Ｘ、並びにＹセンサ１０２及びＺセンサ１０３の可動子３０１との相対距離を用いて可動子３０１の位置及び姿勢を算出する。

図１０には、可動子３０１として可動子３０１ｃが搬送され、Ｙセンサ１０２としてＹセンサ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが配置されている場合を示している。可動子３０１ｃのＹリニアスケール３０５ｃには、３つのＹセンサ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが対向している。ここで、３つのＹセンサ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが出力する検出値をそれぞれＹａ、Ｙｂ、Ｙｃとする。また、図中黒丸でＹセンサ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの検出値を換算した可動子３０１ｃとの相対距離を示す。すると、可動子３０１ｃのＹ方向の位置Ｙ及びＺ軸周りの回転量Ｗｚは、回帰直線の切片及び傾きと考えることができる。

可動子位置情報（Ｙ，Ｗｚ）を示す回帰直線Ｙ＝ａ＊Ｘ＋ｂの各パラメータａ、ｂは、例えば、最小二乗法を用いて、次式（４）に示す荷重有りの二乗誤差Ｅ１を最小化するａ，ｂとして算出することができる。この場合、回帰直線の傾きａがｔａｎ（Ｗｚ）、切片ｂが位置Ｙとなる。式（４）中、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃは、それぞれＸ方向の位置ＰｏｓＸｃに位置する可動子３０１ｃの中心から見たＹセンサ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのＸ方向の位置である。
Ｅ１＝（Ｙａ－（ａ＊Ｐａ＋ｂ））＾２＋（Ｙｂ－（ａ＊Ｐｂ＋ｂ））＾２＋（Ｙｃ－（ａ＊Ｐｃ＋ｂ））＾２ …式（４）

なお、少なくとも２つのＹセンサ１０２がＹリニアスケール３０５に対向すれば可動子３０１の可動子位置情報（Ｙ、Ｗｚ）は算出できるが、上述のように可動子３０１の位置によっては３つ以上のＹセンサ１０２が対向する場合もありうる。その場合も、同様に最小二乗法等を使ってＹリニアスケール３０５の傾き、すなわち可動子３０１のＺ軸周りの回転量Ｗｚと、可動子３０１のＹ方向の位置Ｙとを算出することができる。

また、図１１Ａ及び図１１Ｂには、可動子３０１として可動子３０１ｄが搬送され、Ｚセンサ１０３としてＺセンサ１０３ｄ、１０３ｅ、１０３ｆが配置されている場合を示している。可動子３０１ｄのＺリニアスケール３０６には、３つのＺセンサ１０３ｄ、１０３ｅ、１０３ｆが対向している。すなわち、Ｚセンサ１０３ｄ、１０３ｅはＲ側のＺリニアスケール３０６Ｒに対向し、Ｚセンサ１０３ｆはＬ側のＺリニアスケール３０６Ｌに対向している。ここで、３つのＺセンサ１０６ｄ、１０６ｅ、１０６ｆが出力する検出値をそれぞれＺｄ、Ｚｅ、Ｚｆとする。また、図中黒丸でＺセンサ１０６ｄ、１０６ｅ、１０６ｆの検出値を換算した可動子３０１ｄとの相対距離を示す。すると、可動子３０１のＺ方向の位置Ｚ、Ｙ軸周りの回転量Ｗｙ及びＸ軸周りの回転量Ｗｘは、それぞれ回帰平面の各パラメータとして求めることができる。

可動子位置情報（Ｚ，Ｗｘ，Ｗｙ）を示す回帰平面Ｚ＝ｄ＊Ｘ＋ｅ＊Ｙ＋ｆの各パラメータｄ，ｅ，ｆは、例えば、最小二乗法を用いて、次式（５）に示す荷重有りの二乗誤差Ｅ２を最小化するｄ，ｅ，ｆとして算出することができる。この場合、ｄがｔａｎ（Ｗｙ）、ｅがｔａｎ（Ｗｘ）、ｆが位置Ｚとなる。式（５）中、ＰｄＸ、ＰｅＸは、それぞれＸ方向の位置ＰｏｓＸｄに位置する可動子３０１ｄの中心から見たＺセンサ１０３ｄ、１０３ｅのＸ方向の位置である。また、ＰｄＹ、ＰｆＹは、それぞれＹ方向の位置ＰｏｓＹｄに位置する可動子３０１ｄの中心から見たＺセンサ１０３ｄ、１０３ｆのＹ方向の位置である。
Ｅ２＝（Ｚｄ－（ｄ＊ＰｄＸ＋ｅ＊ＰｄＹ＋ｆ））＾２＋（Ｚｅ－（ｄ＊ＰｅＸ＋ｅ＊ＰｅＹ＋ｆ））＾２＋（Ｚｆ－（ｄ＊ＰｆＸ＋ｅ＊ＰｆＹ＋ｆ））＾２ …式（５）

なお、可動子３０１の位置によっては４つ以上のＺセンサ１０３がＺリニアスケール３０６に対向する場合もありうる。その場合も、同様に最小二乗法等を使ってＺリニアスケール３０６の傾き、すなわちＸ軸周りの回転量Ｗｘ及びＹ軸周りの回転量Ｗｙと、可動子３０１のＺ方向の位置Ｚとを算出することができる。

また、Ｚセンサ１０３は、可動子３０１の姿勢検出精度の観点から、少なくともＲ側及びＬ側の一方には１個、他方には２個、搬送方向であるＸ方向に沿ってＺリニアスケール３０６を検出可能に設置されていることが望ましい。本実施形態では、Ｚセンサ１０３がＲ側に少なくとも２個、Ｌ側に少なくとも１個設置されている例を示したが、Ｚセンサ１０３がＬ側に少なくとも２個、Ｒ側に少なくとも１個設置されていてもよい。

可動子姿勢算出関数５０３は、上述のようにして、可動子３０１の姿勢情報としてＹ方向の位置Ｙ及びＺ方向の位置Ｚ、並びに各軸周りの回転量Ｗｘ、Ｗｙ，Ｗｚを算出することができる。

上述で算出された可動子情報５０６を用いて、可動子姿勢制御関数５０４は、可動子３０１に印加する力Ｔを算出する。コイル電流算出関数５０５は、可動子３０１に力Ｔを印加する際に各永久磁石３０３に働く力から、各コイル２０２に印加する電流量を決定する。

次に、コイル電流算出関数５０５による処理について図２Ｂを用いて説明する。なお、以下で用いる力の表記において、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の力が働く方向をそれぞれｘ、ｙ、ｚで示し、図２ＢにおけるＹ－側であるＲ側をＲ、Ｙ＋側であるＬ側をＬ、Ｘ＋側をｆ、Ｘ－側をｂで示す。

図２ＢにおいてＲ側及びＬ側の各永久磁石３０３に働く力をそれぞれ次のように表記する。各永久磁石３０３に働く力は、電流が印加された複数のコイル２０２により永久磁石３０３が受ける電磁力である。永久磁石３０３は、電流が印加された複数のコイル２０２により、可動子３０１の搬送方向であるＸ方向の電磁力のほか、Ｘ方向とは異なる方向であるＹ方向及びＺ方向の電磁力を受ける。

Ｒ側の永久磁石３０３に働く力の表記は、それぞれ次のとおりである。
ＦｚｆＲ：Ｒ側の永久磁石３０３ｂＲのＺ方向に働く力
ＦｘｆＲ：Ｒ側の永久磁石３０３ｂＲのＸ方向に働く力
ＦｙｆＲ：Ｒ側の永久磁石３０３ａＲのＹ方向に働く力
ＦｘｂＲ：Ｒ側の永久磁石３０３ｃＲのＸ方向に働く力
ＦｙｂＲ：Ｒ側の永久磁石３０３ｄＲのＹ方向に働く力
ＦｚｂＲ：Ｒ側の永久磁石３０３ｃＲのＺ方向に働く力

Ｌ側の永久磁石３０３に働く力の表記は、それぞれ次のとおりである。
ＦｚｆＬ：Ｌ側の永久磁石３０３ｂＬのＺ方向に働く力
ＦｘｆＬ：Ｌ側の永久磁石３０３ｂＬのＸ方向に働く力
ＦｙｆＬ：Ｌ側の永久磁石３０３ａＬのＹ方向に働く力
ＦｘｂＬ：Ｌ側の永久磁石３０３ｃＬのＸ方向に働く力
ＦｙｂＬ：Ｌ側の永久磁石３０３ｄＬのＹ方向に働く力
ＦｚｂＬ：Ｌ側の永久磁石３０３ｃＬのＺ方向に働く力

また、可動子３０１に対して印加される力Ｔを次式（６）により表記する。なお、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚは、力の３軸成分であり、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、Ｔｗｘ，Ｔｗｙ、Ｔｗｚは、モーメントの３軸成分であり、それぞれモーメントの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装置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３０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子３０１の搬送を制御する。
Ｔ＝（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）…式（６）

すると、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚ、Ｔｗｘ、Ｔｗｙ、Ｔｗｚは、それぞれ次式（７ａ）、（７ｂ）、（７ｃ）、（７ｄ）、（７ｅ）及び（７ｆ）により算出される。
Ｔｘ＝ＦｘｆＲ＋ＦｘｂＲ＋ＦｘｆＬ＋ＦｘｂＬ …式（７ａ）
Ｔｙ＝ＦｙｆＬ＋ＦｙｆＲ＋ＦｙｂＬ＋ＦｙｂＲ …式（７ｂ）
Ｔｚ＝ＦｚｂＲ＋ＦｚｂＬ＋ＦｚｆＲ＋ＦｚｆＬ …式（７ｃ）
Ｔｗｘ＝｛（ＦｚｆＬ＋ＦｚｂＬ）－（ＦｚｆＲ＋ＦｚｂＲ）｝＊ｒｘ３ …式（７ｄ）
Ｔｗｙ＝｛（ＦｚｆＬ＋ＦｚｆＲ）－（ＦｚｂＬ＋ＦｚｂＲ）｝＊ｒｙ３ …式（７ｅ）
Ｔｗｚ＝｛（ＦｙｆＬ＋ＦｙｆＲ）－（ＦｙｂＬ＋ＦｙｂＲ）｝＊ｒｚ３ …式（７ｆ）

このとき、永久磁石３０３に働く力については、次式（７ｇ）、（７ｈ）、（７ｉ）及び（７ｊ）により表される制限を導入することができる。これらの制限を導入することにより、所定の６軸成分を有する力Ｔを得るための各永久磁石３０３に働く力の組み合わせを一意に決定することができる。
ＦｘｆＲ＝ＦｘｂＲ＝ＦｘｆＬ＝ＦｘｂＬ …式（７ｇ）
ＦｙｆＬ＝ＦｙｆＲ …式（７ｈ）
ＦｙｂＬ＝ＦｙｂＲ …式（７ｉ）
ＦｚｂＲ＝ＦｚｂＬ …式（７ｊ）

次に、コイル電流算出関数５０５が、各永久磁石３０３に働く力から各コイル２０２に印加する電流量を決定する方法について説明する。

まず、Ｎ極及びＳ極の極性がＹ方向に交互に並んだ永久磁石３０３ａ、３０３ｄにＺ方向の力を印加する場合について説明する。なお、コイル２０２は、そのＺ方向の中心が永久磁石３０３ａ、３０３ｄのＹ方向の中心に位置するように配置されている。これにより、永久磁石３０３ａ、３０３ｄに対してＸ方向及びＺ方向に働く力は、殆ど発生しないようになっている。

Ｘを可動子３０１の位置、ｊを列に並んだコイル２０２の番号として、単位電流当たりのコイル２０２（ｊ）のＹ方向に働く力の大きさをＦｙ（ｊ、Ｘ）とし、コイル２０２（ｊ）に印加する電流をｉ（ｊ）とする。なお、コイル２０２（ｊ）は、ｊ番目のコイル２０２である。この場合、電流ｉ（ｊ）は、次式（８）を満足するように決定することができる。なお、次式（８）は、永久磁石３０３ｄＲについての式である。他の永久磁石３０３ａＲ、３０３ａＬ、３０３ｄＬについても同様にしてコイル２０２に印加する電流を決定することができる。
ΣＦｙ（ｊ、Ｘ）＊ｉ（ｊ）＝ＦｙｂＲ …式（８）

なお、複数のコイル２０２が永久磁石３０３に力を及ぼす場合には、各コイル２０２が及ぼす力に応じて単位電流当たりの力の大きさで電流を按分することにより、永久磁石３０３に働く力を一意に決定することができる。

また、図２Ｂに示すように、永久磁石３０３は、可動子３０１のＬ側及びＲ側に対称に配置されている。このような永久磁石３０３の対称配置により、永久磁石３０３に働く多成分の力、例えば永久磁石３０３ａ、３０３ｄに働くＷｘの力、すなわちＸ軸周りのモーメント成分をＬ側及びＲ側の力で相殺することが可能になる。この結果、より高精度な可動子３０１の姿勢の制御が可能になる。

次に、Ｎ極、Ｓ極及びＮ極の極性がＸ方向に交互に並んだ永久磁石３０３ｂに対してＸ方向及びＺ方向に対して独立に力を印加する方法について説明する。図１２は、永久磁石３０３ｂに対してＸ方向及びＺ方向に独立に力を印加する方法を説明する概略図である。コイル電流算出関数５０５は、以下に従って、永久磁石３０３ｂに対してＸ方向及びＺ方向に対して独立に力を印加するためにコイル２０２に印加する電流指令値を決定する。なお、永久磁石３０３ｃについても、永久磁石３０３ｂと同様にＸ方向及びＺ方向に対して独立に力を印加することができる。

Ｘを可動子３０１の位置、ｊを列に並んだコイル２０２の番号として、単位電流当たりのコイル２０２（ｊ）のＸ方向及びＺ方向に働く力の大きさを、それぞれＦｘ（ｊ、Ｘ）及びＦｚ（ｊ、Ｘ）とする。また、コイル２０２（ｊ）の電流の大きさをｉ（ｊ）とする。なおコイル２０２（ｊ）は、ｊ番目のコイル２０２である。

図１２中の上段の図は、横にＸ軸、縦にＹ軸を取り、永久磁石３０３ｂＲに対向する６個のコイル２０２を抜き出して示す図である。図１２中の中段の図は、図１２中の上段の図をＹ方向から見た図である。コイル２０２には、Ｘ方向に並んだ順に１から６までの番号ｊを付与し、以下では例えばコイル２０２（１）のように表記して各コイル２０２を特定する。

図１２中の上段及び中段の図に示すように、コイル２０２は、距離Ｌのピッチでされている。一方、可動子３０１の永久磁石３０３は、距離３／２＊Ｌのピッチで配置されている。

図１２中の下段のグラフは、図１２中の上段及び中段の図に示す各々のコイル２０２に対して単位電流を印加した際に発生するＸ方向の力Ｆｘ及びＺ方向の力Ｆｚの大きさを模式的に示したグラフである。

簡単のため、図１２では、コイル２０２のＸ方向の位置の原点Ｏｃをコイル２０２（３）とコイル２０２（４）の中間とし、永久磁石３０３ｂＲのＸ方向の中心Ｏｍを原点としている。このため、図１２は、ＯｃとＯｍとが合致した場合、すなわちＸ＝０の場合を示している。

このとき、例えばコイル２０２（４）に対して働く単位電流当たりの力は、Ｘ方向にＦｘ（４，０）、Ｚ方向にＦｚ（４，０）の大きさである。また、コイル２０２（５）に対して働く単位電流当たりの力は、Ｘ方向にＦｘ（５，０）、Ｚ方向にＦｚ（５，０）の大きさである。

ここで、コイル２０２（１）～２０２（６）に印加する電流値をそれぞれｉ（１）～ｉ（６）とする。すると、永久磁石３０３ｂＲに対して、Ｘ方向に働く力の大きさＦｘｆＲ及びＹ方向に働く力の大きさＦｚｆＲは、それぞれ一般的に次式（９）及び（１０）で表される。
ＦｘｆＲ＝Ｆｘ（１，Ｘ）＊ｉ（１）＋Ｆｘ（２，Ｘ）＊ｉ（２）＋Ｆｘ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｘ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｘ（５，Ｘ）＊ｉ（５）＋Ｆｘ（６，Ｘ）＊ｉ（６） …式（９）
ＦｚｆＲ＝Ｆｚ（１，Ｘ）＊ｉ（１）＋Ｆｚ（２，Ｘ）＊ｉ（２）＋Ｆｚ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｚ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｚ（５，Ｘ）＊ｉ（５）＋Ｆｚ（６，Ｘ）＊ｉ（６） …式（１０）

上記式（９）及び（１０）を満足する電流値ｉ（１）～ｉ（６）をそれぞれコイル２０２（１）～２０２（６）に印加されるように電流指令値を決定することにより、永久磁石３０３ｂＲに対してＸ方向及びＺ方向に独立に力を印加することができる。コイル電流算出関数５０５は、永久磁石３０３に対してＸ方向及びＺ方向に独立に力を印加するために、上述のようにしてコイル２０２（ｊ）に印加する電流指令値を決定することができる。

より簡単のため、図１２の場合において、永久磁石３０３ｂＲに対してコイル２０２（１）～２０２（６）のうちのコイル２０２（３）、２０２（４）、２０２（５）だけを使い、さらにこれら３つの電流値の総和が０となるように制御する場合を例に考える。この例の場合、永久磁石３０３ｂＲに対してＸ方向に働く力ＦｘｆＲ及びＺ方向に働く力ＦｚｆＲは、それぞれ次式（１１）及び（１２）により表される。
ＦｘｆＲ＝Ｆｘ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｘ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｘ（５，Ｘ）＊ｉ（５） …式（１１）
ＦｚｆＲ＝Ｆｚ（３，Ｘ）＊ｉ（３）＋Ｆｚ（４，Ｘ）＊ｉ（４）＋Ｆｚ（５，Ｘ）＊ｉ（５） …式（１２）

また、コイル２０２（１）～２０２（６）の電流値は、次式（１３）及び（１４）を満足するように設定することができる。
ｉ（３）＋ｉ（４）＋ｉ（５）＝０ …式（１３）
ｉ（１）＝ｉ（２）＝ｉ（６）＝０ …式（１４）

したがって、永久磁石３０３ｂＲに対して必要な力の大きさ（ＦｘｆＲ、ＦｚｆＲ）が決定された場合、電流値ｉ（１）、ｉ（２）、ｉ（３）、ｉ（４）、ｉ（５）及びｉ（６）を一意に決定することができる。こうして決定される電流指令値により可動子３０１にＸ方向及びＺ方向に力が印加される。可動子３０１に印加されるＸ方向の力により、可動子３０１は、Ｘ方向に移動する推進力を得てＸ方向に移動する。また、こうして決定される電流指令値により可動子３０１に印加されるＸ方向及びＺ方向の力により、可動子３０１はその姿勢が制御される。

こうして、統合コントローラ４０１は、複数のコイル２０２に印加する電流を制御することにより、可動子３０１に印加する力の６軸成分のそれぞれを制御する。

なお、可動子３０１の搬送により永久磁石３０３ｂＲの中心Ｏｍに対してコイル２０２の中心Ｏｃが移動した場合、すなわちＸ≠０の場合は、移動した位置に応じたコイル２０２を選択することができる。さらに、コイル２０２に発生する単位電流当たりの力に基づいて、上記と同様の計算を実行することができる。

上述のようにして、統合コントローラ４０１は、複数のコイル２０２に印加する電流の電流指令値を決定して制御することにより、固定子２０１上での可動子３０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子３０１の非接触での固定子２０１上の搬送を制御する。すなわち、統合コントローラ４０１は、可動子３０１の搬送を制御する搬送制御手段として機能し、複数のコイル２０２により永久磁石３０３が受ける電磁力を制御することにより、固定子２０１上における可動子３０１の非接触での搬送を制御する。また、統合コントローラ４０１は、可動子３０１の姿勢を制御する姿勢制御手段として機能し、固定子２０１上における可動子３０１の姿勢を６軸で制御する。なお、制御装置としての統合コントローラ４０１の機能の全部又は一部は、コイルコントローラ４０２その他の制御装置により代替されうる。

このように、本実施形態によれば、２列に配置された複数のコイル２０２により、可動子３０１に対して、３軸の力成分（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）及び３軸のモーメント成分（Ｔｗｘ，Ｔｗｙ，Ｔｗｚ）の６軸の力を印加することができる。これにより、可動子３０１の姿勢を６軸で制御しつつ、可動子３０１の搬送を制御することができる。本実施形態によれば、制御すべき変数である力の６軸成分の数よりも少ない列数である２列のコイル２０２により、可動子３０１の姿勢の６軸制御しつつ、可動子３０１の搬送を制御することができる。

したがって、本実施形態によれば、コイル２０２の列数を少なく構成することができるため、システムの大型化や複雑化を伴うことなく、可動子３０１の姿勢を制御しつつ、可動子３０１を非接触で搬送することができる。さらに、本実施形態によれば、コイル２０２の列数を少なく構成することができるため、安価に小型の磁気浮上型の搬送装置を構成することができる。

また、本実施形態によれば、可動子３０１の搬送に伴ってＹセンサ１０２及びＺセンサ１０３を切り替える構成であっても、搬送方向に交差する方向における可動子３０１の位置及び姿勢を広範囲かつ高精度に検出可能となる。また、その検出範囲もリニアスケールの検出幅を広げるだけで分解能を下げることなく容易に広げることが可能である。

［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。
例えば、上記実施形態では、可動子３０１に永久磁石３０３、固定子２０１にコイル２０２のムービングマグネット型のリニアモータにより搬送装置１を構成した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。搬送装置１は、固定子２０１に永久磁石３０３、可動子３０１にコイル２０２を配置したムービングコイル型のリニアモータにより構成することもできる。

また、本発明による搬送装置は、電子機器等の物品を製造する製造システムにおいて、物品となるワークに対して各作業工程を実施する工作機械等の各工程装置の作業領域にワークを可動子とともに搬送する搬送装置として利用することができる。作業工程を実施する工程装置は、ワークに対して部品の組み付けを実施する装置、塗装を実施する装置等、あらゆる装置であってよい。また、製造される物品も特定のものに限定されるものではなく、あらゆる部品であってよい。

１ 搬送装置
３ 生産装置
４ 制御部
１０１ Ｘセンサ
１０２ Ｙセンサ
１０３ Ｚセンサ
２０１ 固定子
２０２ コイル
３０１ 可動子
３０２ ワーク
３０３ 永久磁石
３０４ Ｘリニアスケール
３０５ Ｙリニアスケール
３０６ Ｚリニアスケール
４０１ 統合コントローラ
４０２ コイルコントローラ
４０３ コイルユニットコントローラ
４０４ センサコントローラ

Claims (11)

1. 固定子と、
   第１のスケールを有し、前記固定子に沿って第１の方向に対して移動可能な可動子と、
   前記第１のスケールに対向可能に設置され、前記可動子の前記第１の方向に交差する第２の方向の位置を検出する複数の第１の検出器と、
   前記可動子の位置及び／又は姿勢を制御する制御部と、を有し、
   前記第１のスケール及び前記第１の検出器は、インクリメンタル式のエンコーダを構成し、
   前記複数の第１の検出器は、前記固定子において前記第１の方向に沿って所定の間隔を空けて配置され、
   前記制御部は、一の前記第１の検出器の検出値による前記可動子の位置情報を、他の前記第１の検出器の検出値による前記可動子の位置情報に基づいて補正する
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 前記複数の第１の検出器は、前記第１のスケールを検出可能な第２の検出器と、前記第２の検出器が前記第１のスケールを検出している際に前記第１のスケールを検出し始める第３の検出器と、を含み、
   前記制御部は、前記第２の検出器の検出値による前記可動子の位置情報に基づいて、前記第３の検出器の検出値による前記可動子の位置情報を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記複数の第１の検出器は、前記第１のスケールを検出可能な第４の検出器を含み、
   前記第３の検出器は、前記第４の検出器が前記第１のスケールを検出している際に前記第１のスケールを検出し始めるものであり、
   前記制御部は、前記第２の検出器の検出値による前記可動子の位置情報及び前記第４の検出器の検出値による前記可動子の位置情報に基づいて、前記第３の検出器の検出値による前記可動子の位置情報を補正する
   ことを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記可動子は、第２のスケールを有し、
   前記搬送装置は、前記第２のスケールに対向可能に設置され、前記可動子の前記第１の方向と前記第２の方向とに交差する第３の方向の位置を検出する複数の第５の検出器を有し、
   前記第２のスケール及び前記第５の検出器は、インクリメンタル式のエンコーダを構成し、
   前記複数の第５の検出器は、前記固定子において前記第１の方向に沿って所定の間隔を空けて配置され、
   前記制御部は、一の前記第５の検出器の検出値による前記可動子の位置情報を、他の前記第５の検出器の検出値による前記可動子の位置情報に基づいて補正する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の搬送装置。
5. 前記制御部は、前記複数の第１の検出器の少なくとも一つの検出値に基づく前記可動子の位置情報に基づき、前記可動子の姿勢を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の搬送装置。
6. 前記複数の第１の検出器が前記第１の方向に沿って配置された前記所定の間隔は、前記第１のスケールの前記第１の方向に沿った長さ以下である
   ことを特徴とする前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の搬送装置。
7. 前記可動子は複数の永久磁石を有し、
   前記固定子は複数のコイルを有し、
   前記制御部は、前記複数の永久磁石と前記複数のコイルとの間に働く力を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の搬送装置。
8. 前記可動子は複数のコイルを有し、
   前記固定子は複数の永久磁石を有し、
   前記制御部は、前記複数の永久磁石と前記複数のコイルとの間に働く力を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の搬送装置。
9. 固定子と、第１のスケールを有し、前記固定子に沿って第１の方向に対して移動可能な可動子と、前記第１のスケールに対向可能に設置され、前記可動子の前記第１の方向に交差する第２の方向の位置を検出する複数の第１の検出器と、を有し、前記第１のスケール及び前記第１の検出器は、インクリメンタル式のエンコーダを構成し、前記複数の第１の検出器は、前記固定子において前記第１の方向に沿って所定の間隔を空けて配置された搬送装置の制御方法であって、
   一の前記第１の検出器の検出値による前記可動子の位置情報を、他の前記第１の検出器の検出値による前記可動子の位置情報に基づいて補正する
   ことを特徴とする搬送装置の制御方法。
10. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載された搬送装置と、
    前記可動子により搬送されるワークに対して作業を施す生産装置と
    を有することを特徴とする生産システム。
11. 請求項１０に記載の生産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、前記生産装置により前記作業を施す工程と
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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