JP2669696B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、生産ライン等において被搬送物を搬送する
搬送装置に関し、特に、リニアモータを用いたものに関
する。

（従来の技術） 最近、生産工場の生産ラインでは、被搬送物を速やか
にかつ静かに搬送することが生産の効率アップ化を図っ
たり、あるいは作業環境を良くする観点等から望まれて
おり、このような搬送装置として、例えば特開昭63−61
689号公報に開示されるように、リニアモータを用いた
ものが知られている。このリニアモータを用いた搬送装
置は、例えば第９図に示すように、リニアモータａを構
成するリニアモータコイルb,b,…およびリアクション部
材ｃのうちの一方（図ではリニアモータコイルb,b,…）
を固定子として複数のローラd,d,…からなるローラコン
ベアｅに沿って配置するとともに、他方（図ではリアク
ション部材ｃ）を可動子として被搬送物たるパレットｆ
に取付部材ｇを介して取り付け、このリニアモータコイ
ルb,b,…とリアクション部材ｃとの間の電磁作用によっ
て可動子（リアクション部材ｃ）に生ずる推力Ｆによ
り、該可動子（リアクション部材ｃ）を介して上記パレ
ットｆおよびその上に載置されたものを搬送するように
構成されている。

尚、特開昭55−86307号公報には、リニアモータを用
いた搬送装置において、被搬送物を各ステーションの所
定位置に正確に停止させるために、補助駆動装置として
直流式サーボモータを装備し、被搬送物が各ステーショ
ンに近づいたとき、リニアモータの駆動を停止し、上記
サーボモータの駆動に切り替えて被搬送物を各ステーシ
ョンの停止位置にまで搬送することが開示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記リニアモータと回転式モータたるサー
ボモータとについての推力−速度特性を比較すると、第
10図に示すように、リニアモータは始動時等の低速領域
で大きな推力を発生する一方、サーボモータは高速領域
で大きな推力を発生する。このことから、搬送装置の駆
動手段としては、低速領域ではリニアモータを、高速領
域でサーボモータをそれぞれ用いることが望ましい。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、リニアモータとサーボモータとを
効率良く併用し、搬送の高速化および安定化等を図り得
る搬送装置を提供せんとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、請求項１の発明の解決手段
は、搬送装置として、複数のステーションを有するライ
ンの各ステーションにそれぞれリニアモータユニットと
サーボモータユニットとが設けるとともに、相隣るステ
ーション間で被搬送物を搬送する際その搬送初期の加速
時および搬送終期の減速時には上記リニアモータユニッ
トの駆動により、搬送中期の高速搬送時には上記サーボ
モータユニットの駆動により被搬送物を搬送するように
リニアモータユニットおよびリニアモータユニットの作
動を制御する制御手段を備える構成とするものである。

ここで、請求項２の発明では、上記請求項１における
搬送初期の加速時及び搬送終期の減速時の制御は、搬送
開始からの経過時間に基づいて行われるものとする。ま
た、請求項３の発明では、上記請求項１におけるサーボ
モータユニットは、ステーションに配置されたサーボモ
ータと、被搬送物に設けられ搬送方向に延びるラック部
材と、上記サーボモータの回転軸に設けられ上記ラック
部材に噛合するピニオン部材とを備え、上記サーボモー
タの回転力をピニオン部材とラック部材とに直線駆動力
に変換して被搬送物を搬送するように構成されているも
のとする。更に、請求項４の発明では、上記請求項１に
おけるリニアモータユニットの可動子には、被搬送物に
設けられた係合部材に係脱可能な係合部を有するロッド
と、該ロッドをスプリングを介して弾性支持するととも
に上記係合部を係合部材に対して係脱させる方向に回動
可能な係合ブロックと、該係合ブロックを回動させて上
記係合部を係合部材に係脱させるシリンダ部材とが設け
られているものとする。

（作用） 上記の構成により、請求項１〜４の発明の搬送装置で
は、相隣るステーション間で被搬送物を搬送する場合、
制御手段の制御の下に、搬送初期の加速時および搬送終
期の減速時にはリニアモータユニットの駆動によって搬
送が行われ、搬送中期の高速搬送時にはサーボモータユ
ニットの駆動によって搬送が行われ、これにより、高出
力のモータを用いることなく搬送の高速化を図ることが
できることになる。さらに、請求項４の発明では、被搬
送物の変動がスプリングによって吸収されて可動子に変
動が生じないので、ステーションへの乗入れ性が向上す
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例として搬送装
置Ａを車両組立ラインに適用した場合を示し、この搬送
装置Ａは、被搬送物としてのパレットＰを、その上にボ
ディＢを載置した状態で相隣る作業ステーション間を一
定時間内で搬送するものである。上記パレットＰは、搬
送ライン両側の支持部材1,1に回動可能に取り付けられ
た多数のローラ2,2,…からなるローラコンベア３上に上
載され、該ローラコンベア３上を摺動しながら搬送され
るようになっている。

上記両支持部材1,1の内側には、例えば櫛歯状の鉄芯
に励起コイルを巻回してなる固定子としての多数のリニ
アモータコイル10,10,…からなる二つの固定子列11,11
が並設されている。上記各固定子列11の両側には、搬送
方向に延びる２条のガイドレール12,12が配置され、後
述するリアクション部材14を上記各固定子列11に沿って
ガイドするようになっている。

また、上記各固定子列11両側のガイドレール12,12に
は、第１プレート13が移動可能に係合せしめられて配置
され、該第１プレート13の下面には、例えば鉄とアルミ
ニウムをプレート状に積層してなる可動子としてのリア
クション部材14が一体的に取り付けられている。また、
上記第１プレート13の上面には、上方に延びる第２プレ
ート15が一体的に取り付けられ、該第２プレート15に
は、搬送方向下流側（第１図の左側）に延びるピストン
ロッド16aを有する前後シリンダ16が配置され、該前後
シリンダ16のピストンロッド16a先端には筒部材17が連
結されている。該筒部材17は、上記第２プレート15に支
軸18回りに回動可能に支持され、かつ筒部材17の内部に
は、上記パレットＰの裏面に設けられた係合突起部材19
に係合可能な係合ブロック20を先端に有するロッド21の
基端部が嵌挿支持されており、該ロッド21にはコイルス
プリング22が外嵌されている。そして、上記各固定子列
11に設けられたリアクション部材14は、各固定子列11の
各リニアモータコイル10との間の電極作用によって生ぜ
しめられた推力により、上記各固定子列11に沿って搬送
方向下流側に移動させられ、これにより、上記パレット
Ｐを上記係合突起部材19に係合ブロック20を係合させた
状態でパレットＰ上のホディＢを相隣る作業ステーショ
ン間を一定時間内で順送りに搬送するようになってい
る。よって、上記リニアモータコイル10とリアクション
部材14とでリニアモータユニット23が構成されており、
このリニアモータユニット23は、各作業ステーション毎
に一つの割合で設けられている。

搬送装置Ａは、その駆動手段として上記リニアモータ
ユニット23とは別に各作業ステーションにサーボモータ
ユニット31を備えている。該サーボモータユニット31
は、第４図および第５図に詳示するように、回転軸32a
を上方に向けた状態で二つの固定子列11,11間に支持台3
8により支持されて配置されたサーボモータ32と、該サ
ーボモータ32に対向してパレットＰの下面にその長手方
向（搬送方向）に延びて設けられ、両側面に各々歯部を
有するラック部材33と、上記サーボモータ32の回転軸32
aに装着された第１ピニオン34と、該第１ピニオン34と
上記ラック部材33の一方の側面の歯部とに噛合する第２
ピニオン35と、該第２ピニオン34とは反対側の位置で上
記第１ピニオン34と噛合する第３ピニオン36と、該第３
ピニオン36と上記ラック部材33の他方の側面の歯部とに
噛合する第４ピニオン37とを備え、上記サーボモータ32
の回転力を一連のピニオン34〜37とラック部材33とによ
り直線駆動力に変換してパレットＰを搬送するように構
成されている。尚、ピニオン34〜37は支持台38上に設け
られたギヤボックス39により覆われている。

ここで、被搬送物たるパレットＰを下流側の作業ステ
ーションに搬送した後は、前後シリンダ16の伸張作動に
よってロッド21を支軸18回りに第１図時計方向に回動さ
せることにより、係合突起部材19に対する係合ブロック
20の係合状態を解除して斜め下方に退避させ、この状態
で、下流側の作業ステーションに移動しているリアクシ
ョン部材14を上流側の作業ステーションへ移動させるよ
うになっている。また、パレットＰがリニアモータ23の
作動によりローラコンベア３の各ローラ２を乗り移ると
きなどに上下方向の変動が生ずるが、この変動はロッド
21に外嵌されたコイルスプリング22によって吸収され、
これによりリアクション部材14に上下方向の変動が生じ
ないようになっている。

第６図は搬送装置Ａの制御部のブロック構成を示す。
同図中、41は各作業ステーションのリニアモータユニッ
ト23およびサーボモータユニット31の作動を制御する制
御手段としてのステーションコントローラであって、該
ステーションコントローラ41は、リニアモータユニット
23の作動（詳しくはリニアモータコイル10の励磁）を制
御するリニアモータコントローラ42と、サーボモータユ
ニット31の作動（詳しくはサーボモータ32の回転）を制
御するサーボモータユニット43と、上記リニアモータコ
ントローラ42およびサーボモータコントローラ43に対し
制御のオンオフ切換えを指令する切換回路44と、ホスト
コンピュータ45から入力された車種情報等を上記リニア
モータコントローラ42、サーボモータコントローラ43お
よび切換回路44に適宜出力する全体制御部46とからな
る。

また、47は相隣る作業ステーション間でのパレットＰ
の搬送速度を検出する速度センサであり、該速度センサ
47からの信号つまり速度情報は上記リニアモータコント
ローラ42、サーボモータコントローラ43および切換回路
44に入力され、これらの制御に供される。48はサーボモ
ータ32の回転数を検出するエンコーダであり、該エンコ
ーダ48からの信号つまり回転情報はサーボモータコント
ローラ43に入力され、該サーボモータコントローラ43に
よるフィードバック制御に供される。尚、49はリニアモ
ータコントローラ42およびサーボモータコントローラ43
の各出力部に設けられた増幅器であり、リニアモータコ
ントローラ42に接続された増幅器49は、具体的には位相
制御を行う例えばサイリスタ回路からなる。

次に、上記ステーションコントローラ41によるリニア
モータユニット23およびサーボモータユニット31の作動
制御ひいてはパレットＰの搬送制御を、第７図および第
８図を用いて説明する。第７図は制御フローを示し、第
８図は搬送の速度変化を示す。尚、相隣る作業ステーシ
ョン間でパレットＰを搬送する場合、搬送の前半部は搬
送方向上流側の作業ステーションに対応するステーショ
ンコントローラ41により、搬送の後半部は搬送方向下流
側の作業ステーションに対応するステーションコントロ
ーラ41により各々パレットＰの搬送（リニアモータユニ
ット23およびサーボモータユニット31の作動）が制御さ
れるが、第７図に示す制御フローは、便宜上、この一対
のステーションコントローラ41（第６図では一方のみを
図示する）によりパレットＰを相隣る作業ステーション
間で搬送する制御を一連の制御として示す。

第７図において、先ず、ステップS1で車種情報を受信
し、ステップS2でその車種（ひいてはボディＢ等の載置
物の重量を含むパレット重量）に応じて速度制御パター
ンを選択する。しかる後、ステップS3でこの選択した速
度制御パターンに従って、リニアモータユニット23を作
動させて加速を開始し、また、その加速開始時点からの
経過時間ｔを計測する。

そして、ステップS4で経過時間ｔが加速搬送中の所定
時点t1（第８図参照）よりも小さいか否かを判定し、そ
の判定がNOのときつまり所定時点t1を経過したとき、ス
テップS5でサーボモータコントローラ43の制御をONして
サーボモータユニット31の作動を開始する。その後、ス
テップS6で経過時間ｔが定速搬送開始時点taよりも小さ
いか否かを判定し、その判定がNOのときつまり定速搬送
開始時点taを経過したとき、ステップS7でリニアモータ
ユニット23およびサーボモータユニット31を共に定速搬
送に移行させる。

続いて、ステップS8で経過時間ｔが定速搬送途中の所
定時点t2よりも小さいか否かを判定し、その判定がNOの
ときつまり所定時点t2を経過したとき、ステップS9でリ
ニアモータコントローラ42の制御をOFFしてリニアモー
タユニット23の作動を停止し、サーボモータユニット31
の駆動のみによってパレットＰを搬送する。尚、加速搬
送中の所定時点t1と定速搬送中の所定時点t2との間は、
リニアモータユニット23の駆動とサーボモータユニット
23の駆動とを同期させるための同期期間としての意義を
有する。

その後、ステップS10で経過時間ｔが定速搬送開始中
の所定時点t3よりも小さいか否かを判定し、その判定が
NOで所定時点t3を経過したとき、ステップS11でリニア
モータコントローラ42の制御をONしてリニアモータユニ
ット31の作動を開始する。続いて、ステップS12で経過
時間ｔが減速搬送開始時点tcよりも小さいか否かを判定
し、その判定がNOで減速搬送開始時点tcを経過したと
き、ステップS13でリニアモータユニット23およびサー
ボモータユニット31による制動を働かせて減速を開始す
る。

更に続いて、ステップS14で経過時間ｔが減速搬送中
の所定時点t4よりも小さいか否かを判定し、その判定が
NOで所定時点t4を経過したとき、ステップS15でサーボ
モータコントローラ43の制御をOFFしてサーボモータユ
ニット31の作動を停止し、リニアモータユニット23の駆
動のみによってパレットＰを搬送する。その後、ステッ
プS16で経過時間ｔが停止時点tdよりも小さいか否かを
判定し、その判定がNOで停止時点tdを経過したとき、ス
テップS17でリニアモータユニット23の作動を停止す
る。以上によって、相隣る作業ステーションでのパレッ
トＰの搬送が終了する。

したがって、上記実施例においては、相隣る作業ステ
ーション間でボディＢを載置したパレットＰを搬送する
場合、ステーションコントローラ41の制御の下に、搬送
初期の加速時および搬送終期の減速時にはリニアモータ
ユニット23の駆動による大きな推力でもって搬送が行わ
れ、搬送中期の定高速搬送時にはサーボモータユニット
の駆動による大きな推力でもって搬送が行われるので、
高出力のモータを用いることなく搬送の高速化を効果的
に図ることができる。

しかも、駆動手段として位置決め精度の高いサーボモ
ータ32をリニアモータ（リニアモータユニット23）と共
に用いているため、リニアモータのみを用いて搬送する
場合に比べて停止位置精度を高めることができるととも
に、減速時のリニアモータによる制御を安定化させるこ
とができる。

尚、上記実施例では、搬送装置Ａを車両組立ラインに
適用した場合を示したが、本発明はこれに限らず、他の
被搬送物を搬送する場合にも適用することができるのは
勿論である。

（発明の効果） 以上の如く、請求項１〜４の発明の搬送装置によれ
ば、リニアモータとサーボモータとが共に推力の高い領
域で搬送の動力として用いられるので、高出力のモータ
を用いずに搬送の高速化を図ることができる。また、サ
ーボモータは位置決め精度が高いものであるので、搬送
の安定化および停止位置精度の向上をも図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の実施例を示すもので、第
１図は搬送装置の側面図、第２図は同平面図、第３図は
第１図のIII−III線における断面図、第４図はサーボモ
ータユニットの構成をギヤボックスを切り開いて見た正
面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線における断面図、第６
図は搬送装置の制御部のブロック構成図、第７図は制御
フローを示すフローチャート図、第８図は搬送の速度変
化を示す特性図である。第９図は従来例を示す第１図相
当図、第10図はリニアモータとサーボモータとの推力−
速度特性を示す特性図である。 Ａ……搬送装置 Ｐ……パレット（被搬送物） 23……リニアモータユニット 31……サーボモータユニット 33……ステーションコントローラ（制御手段）

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のステーションを有するラインの各ス
   テーションにそれぞれリニアモータユニットとサーボモ
   ータユニットとが設けられており、相隣るステーション
   間で被搬送物を搬送する際その搬送初期の加速時および
   搬送終期の減速時には上記リニアモータユニットの駆動
   により、搬送中期の高速搬送時には上記サーボモータユ
   ニットの駆動により被搬送物を搬送するようにリニアモ
   ータユニットおよびサーボモータユニットの作動を制御
   する制御手段を備えたことを特徴とする搬送装置。
2. 【請求項２】搬送初期の加速時及び搬送終期の減速時の
   制御は、搬送開始からの経過時間に基づいて行われるこ
   とを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
3. 【請求項３】サーボモータユニットは、ステーションに
   配置されたサーボモータと、被搬送物に設けられ搬送方
   向に延びるラック部材と、上記サーボモータの回転軸に
   設けられ上記ラック部材に噛合するピニオン部材とを備
   え、上記サーボモータの回転力をピニオン部材とラック
   部材とに直線駆動力に変換して被搬送物を搬送するよう
   に構成されていることを特徴とする請求項１記載の搬送
   装置。
4. 【請求項４】リニアモータユニットの可動子には、被搬
   送物に設けられた係合部材に係脱可能な係合部を有する
   ロッドと、該ロッドをスプリングを介して弾性支持する
   とともに上記係合部を係合部材に対して係脱させる方向
   に回動可能な係合ブロックと、該係合ブロックを回動さ
   せて上記係合部を係合部材に係脱させるシリンダ部材と
   が設けられていることを特徴とする請求項１記載の搬送
   装置。