JP2547489B2 - 磁気浮上搬送装置の制御方法 - Google Patents

磁気浮上搬送装置の制御方法

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JP2547489B2
JP2547489B2 JP3217762A JP21776291A JP2547489B2 JP 2547489 B2 JP2547489 B2 JP 2547489B2 JP 3217762 A JP3217762 A JP 3217762A JP 21776291 A JP21776291 A JP 21776291A JP 2547489 B2 JP2547489 B2 JP 2547489B2
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magnetic
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  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気浮上に用いる変位
センサを少なくとも軌道側に固設し、該変位センサの配
置箇所に浮上用電磁石の磁極を固設し、浮上用電磁石に
より可動体を軌道に対して非接触状態で該軌道に沿って
移動せしめる磁気浮上搬送装置の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】かかる磁気浮上搬送装置としては、例え
ば特開昭61−139201号公報に示されている磁気
浮上式直線スライダがある。この磁気浮上式直線スライ
ダによれば、可動部材は常に4個の磁気軸受により非接
触に保持され、且つ3個のギャップセンサにより間隔が
測定され、該測定された間隔に基づいて磁気軸受に供給
される電流が制御されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の磁気浮上式直線スライダによれば、スライダが直線移
動することにより該スライダを非接触浮上せしめる磁気
軸受及び間隔測定用のギャップセンサが次々に変更する
が、その変更に際して磁気軸受及びギャップセンサを切
り替える度毎に振動その他の好ましくない動きが生ずる
という問題が存在する。そして、振動その他の好ましく
ない動きは、特に半導体製造設備においてウエハの搬送
に磁気浮上搬送装置を使用する場合には、ウエハの破損
等の深刻な事態の要因となり得る。
【0004】その他の従来技術としては、特開平3−3
2306号公報には、可動体が常時4個の変位センサと
4個の磁極と重なる態様で変位センサ及び磁極を配置し
た磁気浮上搬送装置の制御方法が記載されており、特開
平3−190507号公報には、可動体が6個の磁極と
重なる態様の構成が示されている。しかし、これ等の従
来技術では、磁極及び変位センサを切り替える際に生じ
る振動その他の好ましくない動きは十分に防止されてい
ない。すなわち、上述した従来技術と同様な問題を有し
ている。本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもの
で、振動その他の好ましくない動きを生ずることなく、
可動体を滑らかに移動することが出来る磁気浮上搬送装
置の制御方法を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気浮上搬送装
置の制御方法は、磁気浮上に用いる変位センサを少なく
とも軌道側に固設し、該変位センサの配置箇所に浮上用
電磁石の磁極を固設し、浮上用電磁石により可動体を軌
道に対して非接触状態で該軌道に沿って移動せしめる磁
気浮上搬送装置の制御方法において、可動体が常時3個
の変位センサ及び6個の磁極と重なる様に前記変位セン
サ及び磁極は配置されており、該3個の変位センサによ
り対向する可動体表面との垂直方向距離を計測して演算
制御ユニットへ出力する工程と、可動体進行方向及び該
進行方向に直交する方向についての各センサの座標と計
測された垂直方向距離とから演算により可動体表面を特
定する工程と、特定された可動体表面の位置に基づいて
前記演算制御ユニットが所定の磁極に供給する電流を制
御する工程と、該可動体が軌道に沿って移動する際に重
なり合う1個の変位センサ及び2個の磁極が変更する度
に前記演算制御ユニットと接続される変位センサ及び磁
極を切り替える工程、とを含んでいる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気浮上搬送装
置の制御方法は、磁気浮上に用いる変位センサを少なく
とも軌道側に固設し、該変位センサの配置箇所に浮上用
電磁石の磁極を固設し、浮上用電磁石により可動体を軌
道に対して非接触状態で該軌道に沿って移動せしめる磁
気浮上搬送装置の制御方法において、可動体が常時3個
の変位センサ及び6個の磁極と重なる様に前記変位セン
サ及び磁極は配置されており、該3個の変位センサによ
り対向する可動体表面との垂直方向距離を計測して演算
制御ユニットへ出力する工程と、可動体進行方向及び該
進行方向に直交する方向についての各センサの座標と計
測された垂直方向距離とから演算により可動体表面の3
次元空間上の座標を特定する工程と、特定された可動体
表面の3次元空間上の座標に基づいて前記演算制御ユニ
ットが所定の磁極に供給する電流を制御する工程と、可
動体が常時3個の変位センサ及び6個の磁極と重なる様
に、該可動体が軌道に沿って移動するに連れて該可動体
と重なり合う変位センサ及び磁極が変更する度に、前記
演算制御ユニット及び切替手段により作動している変位
センサ1個を切り替えると共に電流が供給されている磁
極2個を切り替える工程、とを含んでいる。
【0007】
【作用】上記のように構成された磁気浮上搬送装置の制
御方法においては、可動体と重なり合う3個の変位セン
サ及び6個の磁極のうち、1個の変位センサ及び2個の
磁極ずつが切り替えられ、可動体は常時3個の変位セン
サ及び6個の磁極と重なるため、切り替え時に振動その
他の好ましくない動きが生じることがない。
【0008】また、可動体と重なり合うセンサについて
は、可動体進行方向の座標と、該進行方向に直交する方
向について座標とが特定される。これ等の座標と、セン
サにより計測された対向する可動体表面との垂直方向距
離とは、該可動体表面を含む平面を演算により特定する
際のデータとして十分である。換言すれば、可動体進行
方向の座標と、該進行方向に直交する方向について座標
と、センサにより計測された対向する可動体表面との垂
直方向距離とは、可動体表面の3次元空間上の座標を特
定するのである。該可動体表面の3次元空間上の座標を
特定することにより、該可動体が軌道と接触せず、水平
状態を維持して移動或いは走行するのに必要な精度の高
い制御が可能となる。すなわち、可動体表面を含む平面
の3次元空間上の座標を特定することにより平面が水平
状態に維持されているか否かが判別し、もしも傾いてい
る場合には、適当な磁極に供給される電流を増大又は減
少し磁気的な吸引力を調節して、該平面及び可動体表面
を水平状態に戻すことが出来る。これに加えて、磁気的
な吸引力を適宜調節して、可動体の浮上量を調整するこ
とも可能である。
【0009】さらに本発明によれば、搬送台に重なる変
位センサの数は常時3個である。従って、常時4個の変
位センサが搬送台に重なる従来技術(例えば特開平3−
32306号公報)に比較して、比較的高価な変位セン
サの使用品数を激減させることが出来る。その結果とし
て、製造コストを低減することが可能である。
【0010】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
【0011】図1において全体を符号10で示す磁気浮
上搬送装置は、符号12で示す軌道と、符号14で示す
搬送台すなわち可動体と、軌道12に固設された複数の
磁極16−a、16−b、16−c・・・と、可動体1
4との垂直方向距離を計測するためのセンサ18−a、
18−d、18−e・・・とを含んでいる。ここで、図
1から明らかな様に、センサ18−a、18−d、18
−e・・・は互い違いに配置されており、且つ磁極16
−a、16−d、16−e・・・と同一位置に配置され
ている。
【0012】センサ18−a、18−d、18−e・・
・の出力は第1の切替手段20に入力されており、該切
替手段20は演算制御ユニット22に接続されている。
この演算制御ユニット22は第2の切替手段24と接続
され、該切替手段24は磁極16−b、16−c、16
−f・・・に制御信号或いは電流を供給している。ここ
で、第2の切替手段24を全ての磁極16−a、16−
b、16−cに接続することも出来る。
【0013】第1の切替手段20は、演算制御ユニット
22によりセンサ18−a、18−d、18−e・・・
から3個のセンサを選択して(切り替えて)、その出力
すなわち可動体14との垂直方向距離の計測値を演算制
御ユニット22へ入力する様になっている。一方、第2
の切替手段24は演算制御ユニット22からの制御信号
を受けて、該ユニット22からの制御のための出力を所
定の磁極に対して選択的に供給する。
【0014】なお、図1において符号A〜Jは、可動体
14において磁極16−a、16−b、16−c・・・
に対応する箇所(点)を表示するものである。
【0015】次に図1〜3を参照して、この実施例の作
用について説明する。
【0016】図1において、実線で示す位置に存在する
可動体14は、磁極16−a、16−b、16−c、1
6−d、16−e、16−f及びセンサ18−a、18
−d、18−eに重なっている。そして、可動体14に
おける磁極16−a〜fに対応する箇所(点)A〜Fが
図2において直交座標系に示されている。
【0017】AE間のy方向距離すなわちセンサ16−
aと16−eとのy方向距離を2Wとして、AD間のx
方向距離すなわちセンサ16−aと16−bとのx方向
距離をSとする。そして、センサ18−a、18−d、
18−eにより計測された箇所A、E、Dへのz方向距
離をそれぞれz1 、z2 、z3 とする。これ等の数値と
計測されたz方向距離z1 、z2 、z3 とを参照し、図
2で示す位置に原点Oを設定すると、点Aの座標は
(0,0,z1 )となり、点Dの座標は(S、W、
3 )となり、点Eの座標は(0,2W,z2 )とな
る。
【0018】点A〜Fを含む可動体表面を包含する平面
の座標は、 Lx+My+Nz=P・・・(1) なる式で表現される。この(1)式において、変数x、
y、zにそれぞれ点A、D、Eの座標を代入すれば、
(1)式におけるL、M、Nが決定される。すなわち、
(1)式に点Aの座標を代入すれば、Nz1 =Pとな
り、 N=P/z1 ・・・(2) が導かれる。次に、点Eの座標及び上式(2)を式
(1)に代入すればMが求まる。
【0019】 M=P(z1 −z2 )/2Wz1 ・・・(3) さらに、点Dの座標と上式(2)及び(3)を式(1)
に代入すればNが求まる。
【0020】 L=P(z1 +z2 −2z3 )/2Sz1・・・(4) そして、L、M、Nが求まれば、式(1)すなわち点A
〜Fを含む平面が特定されるのである。
【0021】特定された式(1)から、点B、C、Fの
z方向座標(z方向距離)z4 、z6 、z5 が演算され
る。そして、点B、Fに対応する磁極16−b、16−
fに供給するべき電流が演算され、演算制御ユニット2
2から第2の切替手段24を介して、該磁極16−b、
16−fに供給される。換言するとz方向距離z4 、z
5 がz1 、z2 と等しくなり、x方向については傾斜が
生じない様に、磁極16−b、16−fが磁気吸引力を
発生する。図1において、演算制御ユニット22からの
出力は、第2の切替手段24を介して該磁極16−b、
16−c、16−fにのみ供給されるが、少なくとも可
動体14の4隅部に対応する磁極16−a、16−b、
16−e、16−fに出力して、これ等におけるz方向
の座標z1 、z2 、z4 、z5 を適当に調節することが
出来るのである。
【0022】ここで、図1において示されている様に、
可動体14が実線で示す位置から1点鎖線で示す位置1
4−1、2点鎖線で示す位置14−2に移動しても、常
に3個の変位センサ及び6個の磁極と重なっている。そ
して、第1の切替部材20は常に3個の変位センサの出
力を選択して演算制御ユニット22へ送出し、第2の切
替手段24は演算制御ユニット22の制御信号を所定の
磁極(図1において可動部材14が実線位置にある場合
は磁極16−b、16−f:但し16−a、16−b、
16−e、16−fに出力する場合、その他の場合があ
る)へ供給するのである。
【0023】次に、上記の作用を図3のフローチャート
を参照しつつ説明する。
【0024】まず、可動体14とのz方向距離を計測し
ている3つの変位センサの出力を選択して、第1の切替
手段20を介して演算制御ユニット22へ送出する(ス
テップS1)。そして、該3つの変位センサの出力に基
づいて、図2で説明した様な態様にて演算制御ユニット
22は可動体表面を特定する(ステップS2)。
【0025】可動体表面が特定されれば、可動体の水平
状態を維持するためにはどの磁極にどの程度の電流を供
給すれば良いのかが求まるので(ステップS3)、第2
の切替手段24を介して演算制御ユニット22から所定
の制御電流(制御出力)が所定の磁極に対して送出され
る(ステップS4)。
【0026】その後、可動体14の移動につれて(ステ
ップS5がNO)、可動体14とのz方向距離を計測し
ている3つの変位センサが交替するが、常に可動体14
とのz方向距離の計測出力が演算制御ユニット22に送
られて、可動体の水平状態が維持される。一方、磁気浮
上搬送装置の運転を停止し、可動体14が停止する場合
には(ステップS5がYES)、磁極への電流供給が停
止される(ステップS6)。
【0027】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、可動体と重なり合う3個の変位センサ及び
6個の磁極のうち、1個の変位センサ及び2個の磁極ず
つが切り替えられ、可動体は常時3個の変位センサ及び
6個の磁極と重なるため、切り替え時に振動その他の好
ましくない動きが生じることがない。
【0028】また、可動体と重なり合うセンサが計測し
た距離及び該センサの座標に基づいて可動体表面を含む
平面を演算により特定することにより、該可動体が軌道
と接触せず、水平状態を維持して移動或いは走行するの
に必要な精度の高い制御が達成される。
【0029】これに加えて、磁気的な吸引力を適宜調節
して、可動体の浮上量を調整することも出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図2】可動体表面の特定の態様を説明するための直交
座標系を示す図。
【図3】フローチャートを示す図。
【符号の説明】
10・・・磁気浮上搬送装置 12・・・軌道 14・・・可動体 16−a・・・16−n・・・磁極 18−a・・・18−n・・・変位センサ 20、24・・・切替手段 22・・・演算制御ユニット A〜F・・・可動体表面の磁極に対応する箇所(或いは
点)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気浮上に用いる変位センサを少なくと
    も軌道側に固設し、該変位センサの配置箇所に浮上用電
    磁石の磁極を固設し、浮上用電磁石により可動体を軌道
    に対して非接触状態で該軌道に沿って移動せしめる磁気
    浮上搬送装置の制御方法において、可動体が常時3個の
    変位センサ及び6個の磁極と重なる様に前記変位センサ
    及び磁極は配置されており、該3個の変位センサにより
    対向する可動体表面との垂直方向距離を計測して演算制
    御ユニットへ出力する工程と、可動体進行方向及び該進
    行方向に直交する方向についての各センサの座標と計測
    された垂直方向距離とから演算により可動体表面の3次
    元空間上の座標を特定する工程と、特定された可動体表
    面の3次元空間上の座標に基づいて前記演算制御ユニッ
    トが所定の磁極に供給する電流を制御する工程と、可動
    体が常時3個の変位センサ及び6個の磁極と重なる様
    に、該可動体が軌道に沿って移動するに連れて該可動体
    と重なり合う変位センサ及び磁極が変更する度に、前記
    演算制御ユニット及び切替手段により作動している変位
    センサ1個を切り替えると共に電流が供給されている磁
    極2個を切り替える工程、とを含むことを特徴とする磁
    気浮上搬送装置の制御方法。
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