JP7102615B2 - リニアコンベアシステム、リニアモジュールおよびリニアモジュールの制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、リニアモジュールによりスライダーを駆動する技術に関する。

特許文献１では、リニアモーター方式によりスライダーを駆動するリニアモジュールが記載されている。つまり、スライダーは永久磁石を含む固定子を有し、リニアモジュールは電磁石を含む固定子を有する。そして、リニアモジュールは、電磁石に電流を供給することで生じる固定子と電磁石との間の磁気的な相互作用によりスライダーを駆動する。

特に特許文献１では、スライダーの駆動方向に並ぶ複数の領域が設定されており、リニアモジュールは、セクションコントローラーと固定子とでそれぞれ構成される複数のドライバーを有し、複数のドライバーはそれぞれ複数の領域に対応する。そして、各ドライバーは、担当する領域に存在するスライダーの駆動を実行する。

ＵＳＲＥ３９７４７Ｅ

このように複数のドライバーのそれぞれに複数の担当領域を設けたリニアモジュールによりスライダーを駆動するには、スライダーが存在する担当領域に対応するドライバーに当該スライダーの駆動を的確に実行させる必要がある。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数のドライバーのそれぞれに対応して複数の担当領域を設けたリニアモジュールにおいて、スライダーが存在する担当領域に対応するドライバーにスライダーの駆動を的確に実行させることを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係るリニアコンベアシステムは、永久磁石を含むリニアモーター可動子を有するスライダーと、スライダーの駆動方向に並ぶ複数の担当領域にそれぞれ対応して配置された複数のドライバーを有し、複数のドライバーのそれぞれが対応する担当領域に重複するスライダーの駆動方向への駆動を担当するリニアモジュールと、ドライバーに制御信号を送信するホスト制御装置とを備え、スライダーは、当該スライダーを識別するための識別子を記憶する記憶部を有し、制御信号は、スライダーに対する駆動指令と、スライダーの識別子とを対応付けて示し、ドライバーは、対応する担当領域内に配置されて電磁石を含むリニアモーター固定子と、対応する担当領域に重複するスライダーの記憶部から識別子を読み取る読取部と、リニアモーター固定子に電流を供給する駆動制御部とを有し、読取部により読み取った識別子に制御信号により対応付けられた駆動指令に応じた電流を、駆動制御部によりリニアモーター固定子に供給することで、対応する担当領域に重複するスライダーを駆動方向に駆動する。

本発明に係るリニアモジュールは、永久磁石を含むリニアモーター可動子を有するスライダーの駆動方向に並ぶ複数の担当領域にそれぞれ対応して配置された複数のドライバーを備え、複数のドライバーのそれぞれが対応する担当領域に重複するスライダーの駆動方向への駆動を担当し、ドライバーは、対応する担当領域内に配置されて電磁石を含むリニアモーター固定子と、対応する担当領域に重複するスライダーから当該スライダーを識別するための識別子を読み取る読取部と、リニアモーター固定子に電流を供給する駆動制御部と、スライダーに対する駆動指令とスライダーの識別子とを対応付けて示す制御信号を受信する通信処理部とを有し、読取部により読み取った識別子に制御信号により対応付けられた駆動指令に応じた電流を、駆動制御部によりリニアモーター固定子に供給することで、対応する担当領域に重複するスライダーを駆動方向に駆動する。

本発明に係るリニアモジュールの制御方法は、永久磁石を含むリニアモーター可動子を有するスライダーの駆動方向に並ぶ複数の担当領域にそれぞれ対応して配置された複数のドライバーを備え、ドライバーは、対応する担当領域内に配置されて電磁石を含むリニアモーター固定子を有するリニアモジュールの制御方法であって、ドライバーが、対応する担当領域に重複するスライダーから当該スライダーを識別するための識別子を読み取る工程と、スライダーに対する駆動指令と、スライダーの識別子とを対応付けて示す制御信号をドライバーに送信する工程と、ドライバーが、スライダーから読み取った識別子に制御信号により対応付けられた駆動指令に応じた電流を、リニアモーター固定子に供給することで、対応する担当領域に重複するスライダーを駆動方向に駆動する工程とを備える。

このように構成された本発明（リニアコンベアシステム、リニアモジュールおよびリニアモジュールの制御方法）では、スライダーを識別するための識別子が当該スライダーに与えられている。これに対して、複数のドライバーに送信される制御信号は、スライダーに対する駆動指令と、当該スライダーの識別子とを対応付けて示す。そして、ドライバーは、その担当領域に重複するスライダーから当該スライダーを識別するための識別子を読み取って、制御信号によりこの識別子に対応付けられた駆動指令に応じた電流をリニアモーター固定子に供給する。つまり、複数のドライバーのうち、スライダーが重複する担当範囲に対応するドライバーが、スライダーから識別子を読み取って、この識別子に対応付けられた駆動指令に応じてスライダーを駆動する。こうして、スライダーが存在する担当領域に対応するドライバーにスライダーの駆動を的確に実行させることが可能となっている。

また、ホスト制御装置は、複数のドライバーに同一の制御信号を送信するように、リニアコンベアシステムを構成してもよい。かかる構成では、ホスト制御装置は、制御の対象となるスライダーの識別子と駆動指令とを含む制御信号を生成して、この制御信号を複数のドライバーに送信するだけで、スライダーが存在する担当領域に対応するドライバーに当該スライダーを的確に駆動させることができる。つまり、複数のドライバーのうちから、スライダーの駆動を実行させるべきドライバーを特定して、これに駆動指令を送信するといった制御ではなく、複数のドライバーに制御信号を一斉に送信するといった簡単な制御により、スライダーを適切に駆動できる。

また、リニアモジュールは、複数のドライバーを用いて、複数のスライダーを駆動可能であり、記憶部は、複数のスライダーのそれぞれを識別するための識別子を記憶し、制御信号は、スライダーに対する駆動指令と、駆動指令の対象となるスライダーの識別子とを対応付けて、スライダー毎に示すように、リニアコンベアシステムを構成してもよい。かかる構成では、複数のスライダーのそれぞれについて、当該スライダーの駆動指令と識別子とを対応付けて示す制御信号を生成して複数のドライバーに送信することで、複数のスライダーのそれぞれを的確に駆動することができる。

また、ドライバーは、読取部による識別子の読み取りを所定の読取周期で試行し、読み取りに成功した識別子に制御信号により対応付けられた駆動指令に応じた電流を、駆動制御部によりリニアモーター固定子に供給するように、リニアコンベアシステムを構成してもよい。かかる構成では、各ドライバーは識別子の読み取りを所定の読取周期で試行するため、スライダーの移動に伴って、スライダーが重複する担当領域が変化した場合には、スライダーの移動先の担当領域に対応するドライバーがスライダーの駆動を実行する。こうして、スライダーの移動に応じて、スライダーの駆動を実行するドライバーを変更することができる。

また、制御装置は、制御信号を複数のドライバーに所定の送信周期で送信し、読取周期は送信周期より短いように、リニアコンベアシステムを構成してもよい。かかる構成では、スライダーの駆動を実行するドライバーの変更をスライダーの移動に的確に追従させることができる。

また、ドライバーは、読取部により識別子を読み取れない場合には、駆動制御部によるリニアモーター固定子への電流供給を行わないように、リニアコンベアシステムを構成してもよい。かかる構成では、スライダーが重複しない担当領域に対応するドライバーがリニアモーター固定子へ電流供給を実行したために、不要な誘導磁場が生じてスライダーの移動が乱されたり、無駄に電力が消費されたりするのと抑制できる。

本発明によれば、複数のドライバーのそれぞれに対応して複数の担当領域を設けたリニアモジュールにおいて、スライダーが存在する担当領域に対応するドライバーにスライダーの駆動を的確に実行させることが可能となる。

本発明に係るリニアコンベアシステムの一例を模式的に示す図。 本発明に係るリニアモジュールの一例を示す斜視図。 図２のリニアモジュールの内部を部分的に露出させて示す斜視図。 図２のリニアモジュールのＹ方向における部分断面図。 図２のリニアモジュールのＸ方向における部分断面図。 図１のリニアコンベアシステムが備える電気的構成を示すブロック図。 ホストコントローラーにより生成される制御信号を示す図。 リニアドライバーが実行する受信制御を示すフローチャート。 リニアドライバーが実行する駆動制御を示すフローチャート。

図１は本発明に係るリニアコンベアシステムの一例を模式的に示す図である。図１では、水平方向に平行なＸ方向、Ｘ方向に直交しつつ水平方向に平行なＹ方向および鉛直方向に平行なＺ方向を有するＸＹＺ直交座標軸が表記されている。さらに、Ｘ方向の一方側がＸ１側と表記され、Ｘ方向の一方側と逆の他方側がＸ２側と表記されている。同様の表記は、以下の図においても適宜用いられる。リニアコンベアシステム１は、４台のリニアモジュール２を備える。なお、同図では、４台のリニアモジュール２に対して互いに異なる符合２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが付されている。

リニアモジュール２ａ、２ｂはリニアコンベアシステム１の設置面に固定された固定リニアモジュールであり、リニアモジュール２ｃ、２ｄは設置面に対してＹ方向に動くことができる可動リニアモジュールである。固定リニアモジュール２ａ、２ｂと、可動リニアモジュール２ｃ、２ｄとは、Ｙ方向に同一の幅を有する一方、Ｘ方向において異なる長さを有する。ただし、これらは、Ｘ方向における長さを除いて、図２～図５を用いて後述する基本構成を共通に有する。

２個の固定リニアモジュール２ａ、２ｂは、Ｙ方向に間隔を空けつつＸ方向に平行に配置されている。こうしてＸ方向に並列に配置された固定リニアモジュール２ａ、２ｂは、Ｘ方向に同一の長さを有する。一方、可動リニアモジュール２ｃ、２ｄは、Ｘ方向において、固定リニアモジュール２ａ、２ｂよりも短い、同一の長さを有する。ただし、可動リニアモジュール２ｃ、２ｄおよび固定リニアモジュール２ａ、２ｂの寸法関係はここの例には限られない。

かかるリニアコンベアシステム１は、可動リニアモジュール２ｃ、２ｄをＹ方向に駆動する２個のアクチュエーター５ｃ、５ｄを有する。アクチュエーター５ｃは、固定リニアモジュール２ａ、２ｂのＸ方向のＸ１側で、Ｙ方向に平行に配置される。アクチュエーター５ｄは、固定リニアモジュール２ａ、２ｂのＸ方向のＸ２側で、Ｙ方向に平行に配置される。このように、２個のアクチュエーター５ｃ、５ｄは、Ｘ方向から２個の固定リニアモジュール２ａ、２ｂを挟むように配置されている。

アクチュエーター５ｃは、例えばＹ方向に平行なボールネジを備えた単軸ロボットであり、アクチュエーター５ｃのボールネジのナットに可動リニアモジュール２ｃが取り付けられている。このアクチュエーター５ｃは、可動域Ｒｃに沿ってＹ方向に可動リニアモジュール２ｃを駆動する。ここで、可動域Ｒｃは、Ｘ方向においてＸ１側から固定リニアモジュール２ａのＸ１側の端に対向する対向範囲Ｆｃａと、Ｘ方向においてＸ１側から固定リニアモジュール２ｂのＸ１側の端に対向する対向範囲Ｆｃｂとを含み、Ｙ方向に延びる領域である。

アクチュエーター５ｄは、例えばＹ方向に平行なボールネジを備えた単軸ロボットであり、アクチュエーター５ｄのボールネジのナットに可動リニアモジュール２ｄが取り付けられている。このアクチュエーター５ｄは、可動域Ｒｄに沿ってＹ方向に可動リニアモジュール２ｄを駆動する。ここで、可動域Ｒｄは、Ｘ方向においてＸ２側から固定リニアモジュール２ａのＸ２側の端に対向する対向範囲Ｆｄａと、Ｘ方向においてＸ２側から固定リニアモジュール２ｂのＸ２側の端に対向する対向範囲Ｆｄｂとを含み、Ｙ方向に延びる領域である。

また、このようなアクチュエーター５ｃ、５ｄを駆動するためのアクチュエータードライバー５０ｃ、５０ｄがリニアコンベアシステム１に具備されている。アクチュエータードライバー５０ｃは、アクチュエーター５ｃのモーターに電流を供給することで、リニアモジュール２ｃをＹ方向に駆動し、アクチュエータードライバー５０ｄは、アクチュエーター５ｄのモーターに電流を供給することで、リニアモジュール２ｄをＹ方向に駆動する。

このようなリニアコンベアシステム１では、スライダー４を循環的に駆動することができる。例えば可動リニアモジュール２ｃが対向範囲Ｆｃａ内に位置する状態で、固定リニアモジュール２ａがそれに係合するスライダー４をＸ方向のＸ１側に駆動することで、固定リニアモジュール２ａから可動リニアモジュール２ｃにスライダー４を移動させることができる。そして、アクチュエーター５ｃが対向範囲Ｆｃａから対向範囲Ｆｃｂに可動リニアモジュール２ｃを移動させてから、対向範囲Ｆｃｂ内に位置する可動リニアモジュール２ｃがそれに係合するスライダー４をＸ方向のＸ２側に駆動することで、可動リニアモジュール２ｃから固定リニアモジュール２ｂにスライダー４を移動させることができる。

さらに、可動リニアモジュール２ｄが対向範囲Ｆｄｂ内に位置する状態で、固定リニアモジュール２ｂがそれに係合するスライダー４をＸ方向のＸ２側に駆動することで、固定リニアモジュール２ｂから可動リニアモジュール２ｄにスライダー４を移動させることができる。そして、アクチュエーター５ｄが対向範囲Ｆｄｂから対向範囲Ｆｄａに可動リニアモジュール２ｄを移動させてから、対向範囲Ｆｄａ内に位置する可動リニアモジュール２ｄがそれに係合するスライダー４をＸ方向のＸ１側に駆動することで、可動リニアモジュール２ｄから固定リニアモジュール２ａにスライダー４を移動させることができる。

こうして、スライダー４を反時計回りに循環的に駆動することができる。また、上記と逆の動作を実行することで、スライダー４を時計回りに循環的に駆動することができる。なお、循環駆動は、リニアコンベアシステム１で実行可能なスライダー４の駆動態様の一例に過ぎず、他の種々の態様でスライダー４を駆動することができる。

また、リニアコンベアシステム１は、各リニアモジュール２（２ａ～２ｄ）やアクチュエーター５ｃ、５ｄの駆動を統括的に制御するホストコントローラー１０を備える。このホストコントローラー１０は、制御に必要な演算機能を備えたコンピューターである。

図２は本発明に係るリニアモジュールの一例を示す斜視図であり、図３は図２のリニアモジュールの内部を部分的に露出させて示す斜視図であり、図４は図２のリニアモジュールのＹ方向における部分断面図であり、図５は図２のリニアモジュールのＸ方向における部分断面図である。上述の通り、リニアモジュール２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄはＸ方向への長さを除いて、共通する基本構成を備える。そこで、図２～図５では、これらを特に区別せずに、リニアモジュール２と表している。

図２および図３では、Ｘ方向に延設されたリニアモジュール２と、リニアモジュール２を下側から支持するベース部材３と、リニアモジュール２に係合するスライダー４とが示されている。リニアモジュール２は、Ｘ方向に等間隔で並ぶ３個のベース部材３の上端に取り付けられている。かかるリニアモジュール２は、Ｘ方向において全長範囲Ｒａに渡って延設され（すなわち、全長範囲Ｒａの長さを有し）、リニアモジュール２に係合するスライダー４は、この全長範囲ＲａにおいてＸ方向に可動である。

リニアモジュール２は、Ｘ方向に延設された基板２１を有する。ここの例では、基板２１は、Ｘ方向に配列された２枚の分割基板２１１で構成される。２枚の分割基板２１１のうち、Ｘ１側の分割基板２１１は３個のベース部材３のうちＸ１側の端のベース部材３と中央のベース部材３との間に架設され、Ｘ２側の分割基板２１１は３個のベース部材３のうちＸ２側の端のベース部材３と中央のベース部材３との間に架設される。基板２１を構成するモジュールユニット２０の個数は、２個に限られず、１個あるいは３個以上でもよい。さらに言えば、基板２１を構成する分割基板２１１の枚数を変更することで、リニアモジュール２の長さ（全長範囲Ｒａ）を変えることができる。

かかる基板２１はＺ方向からの平面視で矩形状を有する。基板２１の上面には、Ｘ方向に平行な２本のガイドレール２２がＹ方向に間隔を空けて取り付けられるとともに、所定の配列ピッチＰ２３でＸ方向に一列に並ぶ複数のリニアモーター固定子２３が取り付けられている。Ｙ方向において、複数のリニアモーター固定子２３は、２本のガイドレール２２の間に配置されている。各リニアモーター固定子２３は、コイルと当該コイルに挿入されたコアとで構成された電磁石である。

さらに、基板２１には、所定の配列ピッチＰ２４でＸ方向に一列に並ぶ複数（８個）のサーボユニット２４が取り付けられている。Ｙ方向において、複数のサーボユニット２４は、複数のリニアモーター固定子２３と１本のガイドレール２２との間に配置されている。なお、サーボユニット２４の配列ピッチＰ２４はリニアモーター固定子２３の配列ピッチＰ２３よりも長く、１個のサーボユニット２４に対応して複数のリニアモーター固定子２３が設けられている。

複数のサーボユニット２４のそれぞれは、基板２１の上面に取り付けられた磁気センサー２５と、基板２１の下面に取り付けられたドライバー基板２６とを有する。磁気センサー２５は、スライダー４のＸ方向の位置を検出する位置センサーである。ドライバー基板２６は、磁気センサー２５の検出結果に応じた電流をリニアモーター固定子２３に供給するフィードバック制御を実行する電気回路を搭載する。

かかるリニアモジュール２では、全長範囲Ｒａがサーボユニット２４の個数でＸ方向において等分されて、サーボユニット２４の個数分の担当領域Ｒｂが設定されている。つまり、全長範囲Ｒａが複数の担当領域Ｒｂに分割され、各担当領域Ｒｂに１個のサーボユニット２４が配置される。また、各担当領域Ｒｂには、上記のように１個のサーボユニット２４に対応して設けられた複数のリニアモーター固定子２３が並ぶ。

このように、各担当領域Ｒｂでは、１個のサーボユニット２４（換言すれば、１個の磁気センサー２５と１個のドライバー基板２６）と、これに対応する複数のリニアモーター固定子２３とで構成される１個のリニアドライバーＤが配置されており、全長範囲Ｒａでは複数（８個）のリニアドライバーＤが等間隔でＸ方向に並ぶ。

また、リニアモジュール２は、ガイドレール２２とリニアドライバーＤを上側から覆う、平面視で矩形状のカバー部材２７を有する。カバー部材２７は、Ｙ方向の中央で下方に突出する支持脚２７１を有し、支持脚２７１が基板２１の上面に取り付けられる。Ｙ方向の両端において、カバー部材２７と基板２１との間には隙間２７２が形成されている。

スライダー４は、スライダー筐体４０を有する。このスライダー筐体４０は、リニアモジュール２のカバー部材２７を上側から覆う上板４０１と、上板４０１のＹ方向の端から下方に延設された側板４０２と、側板４０２の下端から隙間２７２を介してカバー部材２７と基板２１の間に入るフランジ４０３とを有する。フランジ４０３の下面には、係合部材４２が取り付けられ、この係合部材４２がリニアモーター固定子２３に係合する。これによって、スライダー４の移動がガイドレール２２によりＸ方向に案内される。

また、スライダー４は、リニアモーター固定子２３に対向するようにスライダー筐体４０に取り付けられたリニアモーター可動子４３を有する。このリニアモーター可動子４３は、永久磁石と当該永久磁石を保持するバックヨークで構成される。さらに、スライダー４は磁気センサー２５に対向するようにスライダー筐体４０に取り付けられた磁気スケール４５を有する。この磁気スケール４５は、スライダー４のＸ方向の位置を示す。

かかるスライダー４は、Ｘ方向においてリニアモジュール２の端からリニアモジュール２の中央側に進入して、リニアモジュール２のガイドレール２２に係合することができる。また、スライダー４は、Ｘ方向においてリニアモジュール２の端から外側に抜けて、リニアモジュール２のガイドレール２２から離脱することができる。

このように構成されたリニアモジュール２では、スライダー４の駆動を複数のリニアドライバーＤが分担して実行する。つまり、各リニアドライバーＤのリニアモーター固定子２３は、それが配置された担当領域Ｒｂに重複するスライダー４のリニアモーター可動子４３に対して磁気的な駆動力を付与できる一方、当該担当領域Ｒｂに重複しないスライダー４のリニアモーター可動子４３に対しては磁気的な駆動力を付与できない。そこで、複数のリニアドライバーＤは、全長範囲Ｒａのうち、それぞれが配置された担当領域Ｒｂに重複するスライダー４の駆動を担当する。続いては、リニアドライバーＤによるスライダー４の駆動について説明する。

図６は図１のリニアコンベアシステムが備える電気的構成を示すブロック図であり、図７はホストコントローラーにより生成される制御信号を示す図である。図６に示すように、ホストコントローラー１０は、初期処理部１１、プログラム処理部１２、命令処理部１３、モーション制御部１４、軸状態管理部１５および通信制御部１６を備える。これらのうち、機能部１１～１５は、ホストコントローラー１０が備えるＣＰＵ(Central Processing Unit)等のプロセッサーにより実現される。

初期処理部１１は、電源投入時にリニアコンベアシステム１の初期設定を実行する。この初期設定には、複数のスライダー４を識別するための識別子ＩＤの設定が含まれる。つまり、リニアコンベアシステム１に設けられた複数のスライダー４に対してはそれぞれ異なる識別子ＩＤが与えられており、これらスライダー４は識別子ＩＤにより識別される。そして、スライダー４の磁気スケール４５には、当該スライダー４を識別するための識別子ＩＤが記憶（着磁）されている。これに対して、初期処理部１１は、一の対象スライダー４が重複する担当領域Ｒｂに配置されたドライバーＤの磁気センサー２５により、対象スライダー４の磁気スケール４５から識別子ＩＤを読み出して、対象スライダー４と関連付けて管理する処理を、複数のスライダー４のうちで対象スライダー４を変更しながら、全スライダー４について実行する。こうして、スライダー４の識別子ＩＤの設定が実行される。なお、識別子ＩＤは、複数のスライダー４に順に付された軸番号と関連付けて管理される。

プログラム処理部１２は、各スライダー４の移動を規定するプログラムを保持する。このプログラムは、例えばＰＬＣ(Programmable Logic Controller)等を用いて、ユーザーにより生成されて、プログラム処理部１２にインストールされる。命令処理部１３は、プログラムが規定するようにスライダー４を移動させる移動命令を生成し、モーション制御部１４は命令処理部１３により生成された移動命令に応じたスライダー４の移動をリニアドライバーＤに実行させるための指令値（位置指令値Ｃｐ、速度指令値Ｃｖ）を生成する。

こうして、図７に示す制御信号Ｓｃが生成される。この制御信号Ｓｃは、スライダー４の識別子ＩＤと、当該スライダー４に対する位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖとを対応付けて、スライダー４毎に示す。つまり、制御信号Ｓｃは、識別子ＩＤにより識別させるスライダー４を、当該識別子ＩＤに対応付けられた位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖに従って駆動せよとの指令を、複数のスライダー４のそれぞれについて示す。なお、指令コードは、スライダー４に与えられる指令の種類を示すコードである。かかる制御信号Ｓｃは、識別子ＩＤ、指令コード、位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖからなるデータを、スライダー４の軸番号の順に並べた信号であり、リニアコンベアシステム１に具備された全リニアドライバーＤにシリアル通信により送信される。

軸状態管理部１５は、複数のスライダー４（軸）それぞれの状態を管理する。具体的には、軸状態管理部１５は、一の対象スライダー４が重複する担当領域Ｒｂに配置されたドライバーＤの磁気センサー２５により、対象スライダー４の磁気スケール４５からスライダー４の位置（軸状態）を読み出して、対象スライダー４と関連付けて管理する処理を、複数のスライダー４のうちで対象スライダー４を変更しながら、全スライダー４について実行する。

通信制御部１６は、ホストコントローラー１０と、リニアモジュール２のリニアドライバーＤとの通信を制御する。リニアドライバーＤへの制御信号Ｓｃの送信や、リニアドライバーＤからの軸状態の取得は、通信制御部１６により実行される。

これに対して、各リニアドライバーＤのドライバー基板２６は、初期処理部２６１、通信制御部２６２、軸状態管理部２６３およびサーボ制御部２６４を有する。初期処理部２６１は、電源投入時にリニアドライバーＤの初期設定を実行する。通信制御部２６２は、ホストコントローラー１０や他のリニアドライバーＤの通信制御部２６２との通信を制御する。

軸状態管理部２６３は、スライダー４（軸）の位置（状態）を管理する。具体的には、軸状態管理部２６３は、スライダー４の磁気スケール４５が示す識別子ＩＤと位置の読み取りを磁気センサー２５に周期的に試行させる。そして、読み取りが成功した場合には、スライダー４の識別子ＩＤと位置とを対応付けて保存するとともに、通信制御部２６２を介してこれらをホストコントローラー１０に送信する。そして、上述のようにホストコントローラー１０の軸状態管理部１５がこれらを管理する。

サーボ制御部２６４は、担当領域Ｒｂに重複するスライダー４の駆動に対してサーボ制御を実行する。つまり、サーボ制御部２６４は、ホストコントローラー１０から受信した位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖと、磁気センサー２５によって読み取ったスライダー４の位置および速度との偏差に基づき、リニアモーター固定子２３に供給する電流を制御するサーボ制御により、スライダー４を駆動する。

ところで、リニアコンベアシステム１に設けられた複数のリニアドライバーＤはシリアルに接続されている。具体的には、図１の破線で示すように、リニアモジュール２ｄ、リニアモジュール２ｂ、リニアモジュール２ａおよびリニアモジュール２ｃがこの順で配線Ｌｏによりシリアルに接続されている。また、各リニアモジュール２では、図５に示すように、配線Ｌｉにより各リニアドライバーＤがシリアルに接続されている。これに対して、ホストコントローラー１０は、個々のリニアドライバーＤを区別することなく、複数のリニアドライバーＤをシリアルに接続する配線経路Ｌｏ、Ｌｉに、各リニアドライバーＤに共通の制御信号Ｓｃ（図７）を送信する。これによって、制御信号Ｓｃは、複数のリニアドライバーＤを順番に通過する。一方、各リニアドライバーＤは、受信した制御信号Ｓｃに基づき、スライダー４の駆動を実行する。このような受信制御および駆動制御の詳細は次の通りである。

図８はリニアドライバーが実行する受信制御を示すフローチャートである。なお、複数のリニアドライバーＤのそれぞれは共通して図８のフローチャートを実行するため、ここでは一のリニアドライバーＤを代表に挙げて受信制御の説明を行う。

ステップＳ１０１では、通信制御部２６２は、ホストコントローラー１０の軸状態管理部１５から制御信号Ｓｃを受信したかを確認する。ホストコントローラー１０からの制御信号Ｓｃの送信は、所定の送信周期Ｔｓで実行される。そして、制御信号Ｓｃを受信すると（ステップＳ１０１で「ＹＥＳ」）、この制御信号Ｓｃがサーボ制御部２６４のメモリーに保存される（ステップＳ１０２）。これによって、制御信号Ｓｃが受信される度に、初期処理部２６１に保存される制御信号Ｓｃが更新される。

図９はリニアドライバーが実行する駆動制御を示すフローチャートである。なお、複数のリニアドライバーＤのそれぞれは共通して図９のフローチャートを実行するため、ここでは一のリニアドライバーＤを代表に挙げて駆動制御の説明を行う。

ステップＳ２０１では、軸状態管理部２６３は、所定の読取周期Ｔｒが経過したかを確認する。なお、読取周期Ｔｒは送信周期Ｔｓより短い。そして、読取周期Ｔｒが経過すると（ステップＳ２０１で「ＹＥＳ」）、軸状態管理部２６３は、スライダー４からの識別子ＩＤの読み取りを磁気センサー２５に試行させる（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０３では、軸状態管理部２６３は、識別子ＩＤの読み取りに成功したかを確認する。

いずれのスライダー４も該当のリニアドライバーＤが対応する担当領域Ｒｂに重複しない場合には、当該担当領域Ｒｂに配置された磁気センサー２５に対向する磁気スケール４５が存在しない。その結果、識別子ＩＤを読み取ることができず（ステップＳ２０３で「ＮＯ」）、ステップＳ２０１に戻る。一方、いずれかのスライダー４が該当のリニアドライバーＤが対応する担当領域Ｒｂに重複する場合には、当該担当領域Ｒｂに配置された磁気センサー２５に、このスライダー４の磁気スケール４５が対向する。その結果、このスライダー４からの識別子ＩＤの読み取りに成功する（ステップＳ２０３で「ＹＥＳ」）。

こうして識別子ＩＤの読み取りに成功すると、サーボ制御部２６４は、軸状態管理部２６３により読み取られた識別子ＩＤに対応する位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖを、ステップＳ１０２で保存した制御信号Ｓｃから読み出す（ステップＳ２０４）。そして、サーボ制御部２６４は、位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖと、磁気センサー２５によって読み取ったスライダー４の位置および速度との偏差に基づき、リニアモーター固定子２３に供給する電流をフィードバック制御（サーボ制御）により制御する（ステップＳ２０５）。これによって、位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖに応じたスライダー４の駆動が実行される。リニアドライバーＤでは、かかる処理が読取周期Ｔｒ毎に実行される。

以上に説明する実施形態では、スライダー４を識別するための識別子ＩＤが当該スライダー４に与えられている。これに対して、複数のリニアドライバーＤに送信される制御信号Ｓｃは、スライダー４に対する位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖと、当該スライダー４の識別子ＩＤとを対応付けて示す（図７）。そして、リニアドライバーＤは、その担当領域Ｒｂに重複するスライダー４から当該スライダー４を識別するための識別子ＩＤを読み取って（ステップＳ２０２、Ｓ２０３）、制御信号Ｓｃによりこの識別子ＩＤに対応付けられた位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖに応じた電流をリニアモーター固定子２３に供給する（ステップＳ２０４、Ｓ２０５）。つまり、複数のリニアドライバーＤのうち、スライダー４が重複する担当領域Ｒｂに対応するリニアドライバーＤが、スライダー４から識別子ＩＤを読み取って、この識別子ＩＤに対応付けられた位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖに応じてスライダー４を駆動する。こうして、スライダー４が存在する担当領域Ｒｂに対応するリニアドライバーＤにスライダー４の駆動を的確に実行させることが可能となっている。

このように、リニアドライバーＤは、スライダー４からの識別子ＩＤを読み取った場合には、自らがスライダー４の駆動を担当すると自律的に判断し、スライダー４に対してサーボ制御を実行する。したがって、ホストコントローラー１０は、複数のリニアドライバーＤのうち、いずれのリニアドライバーＤにスライダー４の駆動を制御させるかといった判断をする必要が無く、スライダー４に対する位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖを生成して送信するだけでよい。

また、ホストコントローラー１０は、複数のリニアドライバーＤに同一の制御信号Ｓｃ（図７）を送信する。かかる構成では、ホストコントローラー１０は、制御の対象となるスライダー４の識別子ＩＤと位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖとを含む制御信号Ｓｃを生成して、この制御信号Ｓｃを複数のリニアドライバーＤに送信するだけで、スライダー４が存在する担当領域Ｒｂに対応するリニアドライバーＤに当該スライダー４を的確に駆動させることができる。つまり、複数のリニアドライバーＤのうちから、スライダー４の駆動を実行させるべきリニアドライバーＤを特定して、これに位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖを送信するといった制御ではなく、複数のリニアドライバーＤに制御信号Ｓｃを一斉に送信するといった簡単な制御により、スライダー４を適切に駆動できる。

また、リニアコンベアシステム１では複数のリニアドライバーＤが具備されており、複数のリニアドライバーＤを用いて複数のスライダー４を個別に駆動可能である。また、各スライダー４の磁気スケール４５は、複数のスライダー４のそれぞれを識別するための識別子ＩＤを記憶する。そして、制御信号Ｓｃは、スライダー４に対する位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖと、これら指令値Ｃｐ、Ｃｖの対象となるスライダー４の識別子ＩＤとを対応付けて、スライダー４毎に示す（図７）。かかる構成では、複数のスライダー４のそれぞれについて、当該スライダー４の指令値Ｃｐ、Ｃｖと識別子ＩＤとを対応付けて示す制御信号Ｓｃを生成して複数のリニアドライバーＤに送信することで、複数のスライダー４のそれぞれを的確に駆動することができる。

また、リニアドライバーＤは、磁気センサー２５による識別子ＩＤの読み取りを所定の読取周期Ｔｒで試行する（ステップＳ２０１、Ｓ２０２）。そして、読み取りに成功した識別子ＩＤに制御信号Ｓｃにより対応付けられた位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖに応じた電流を、ドライバー基板２６によりリニアモーター固定子２３に供給する（ステップＳ２０４、Ｓ２０５）。かかる構成では、各リニアドライバーＤは識別子ＩＤの読み取りを所定の読取周期Ｔｒで試行するため、スライダー４の移動に伴って、スライダー４が重複する担当領域Ｒｂが変化した場合には、スライダー４の移動先の担当領域Ｒｂに対応するリニアドライバーＤがスライダー４の駆動を実行する。こうして、スライダー４の移動に応じて、スライダー４の駆動を実行するリニアドライバーＤを変更することができる。

また、ホストコントローラー１０が制御信号Ｓｃを複数のリニアドライバーＤに送信する送信周期Ｔｓよりも、読取周期Ｔｒが短い。かかる構成では、スライダー４の駆動を実行するリニアドライバーＤの変更をスライダー４の移動に的確に追従させることができる。

また、リニアドライバーＤは、磁気センサー２５により識別子ＩＤを読み取れない場合（ステップＳ２０３で「ＮＯ」の場合）には、ドライバー基板２６によるリニアモーター固定子２３への電流供給を行わない。かかる構成では、スライダー４が重複しない担当領域Ｒｂに対応するリニアドライバーＤがリニアモーター固定子２３へ電流供給を実行したために、不要な誘導磁場が生じてスライダー４の移動が乱されたり、無駄に電力が消費されたりするのと抑制できる。

このように本実施形態では、リニアコンベアシステム１が本発明の「リニアコンベアシステム」の一例に相当し、ホストコントローラー１０が本発明の「ホスト制御装置」の一例に相当し、リニアモジュール２が本発明の「リニアモジュール」の一例に相当し、リニアモーター固定子２３が本発明の「リニアモーター固定子」の一例に相当し、磁気センサー２５が本発明の「読取部」の一例に相当し、ドライバー基板２６が本発明の「駆動制御部」の一例に相当し、スライダー４が本発明の「スライダー」の一例に相当し、リニアモーター可動子４３が本発明の「リニアモーター可動子」の一例に相当し、磁気スケール４５が本発明の「記憶部」の一例に相当し、位置指令値Ｃｐおよび速度指令値Ｃｖが本発明の「駆動指令」の一例に相当し、リニアドライバーＤが本発明の「ドライバー」の一例に相当し、識別子ＩＤが本発明の「識別子」の一例に相当し、担当領域Ｒｂが本発明の「担当領域」の一例に相当し、制御信号Ｓｃが本発明の「制御信号」の一例に相当し、読取周期Ｔｒが本発明の「読取周期」の一例に相当し、送信周期Ｔｓが本発明の「送信周期」の一例に相当し、Ｘ方向が本発明の「駆動方向」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、各リニアドライバーＤは、制御信号Ｓｃを受信する度にこれを保存・更新する（図７）。しかしながら、各リニアドライバーＤは、その担当領域Ｒｂにスライダー４が重複している場合に制御信号Ｓｃを保存・更新する一方、その担当領域Ｒｂにスライダー４が重複していない場合には制御信号Ｓｃの保存・更新を行わなくてもよい。

また、リニアモジュール２の個数や配置を適宜変更してもよい。

また、リニアコンベアシステム１におけるスライダー４の駆動態様は、循環駆動に限られず、所定の方向に直線的にスライダー４を駆動する直動駆動でもよい。

リニアモジュール２やスライダー４の具体的な構成、例えば形状あるいは寸法等を変更してもよい。

また、スライダー４からの識別子ＩＤの読み取りは、磁気によらず、光あるいは電気によって行ってもよい。

１…リニアコンベアシステム
１０…ホストコントローラー（ホスト制御装置）
２…リニアモジュール
２３…リニアモーター固定子
２５…磁気センサー（読取部）
２６…ドライバー基板（駆動制御部）
４…スライダー
４３…リニアモーター可動子
４５…磁気スケール（記憶部）
Ｃｐ…位置指令値（駆動指令）
Ｃｖ…速度指令値（駆動指令）
Ｄ…リニアドライバー（ドライバー）
ＩＤ…識別子
Ｒｂ…担当領域
Ｓｃ…制御信号
Ｔｒ…読取周期
Ｔｓ…送信周期
Ｘ…Ｘ方向（駆動方向）

Claims (8)

1. 永久磁石を含むリニアモーター可動子を有するスライダーと、
   前記スライダーの駆動方向に並ぶ複数の担当領域にそれぞれ対応して配置された複数のドライバーを有し、前記複数のドライバーのそれぞれが対応する前記担当領域に重複する前記スライダーの前記駆動方向への駆動を担当するリニアモジュールと、
   前記ドライバーに制御信号を送信するホスト制御装置と
   を備え、
   前記スライダーは、当該スライダーを識別するための識別子を記憶する記憶部を有し、
   前記制御信号は、前記スライダーに対する駆動指令と、前記スライダーの前記識別子とを対応付けて示し、
   前記ドライバーは、対応する前記担当領域内に配置されて電磁石を含むリニアモーター固定子と、対応する前記担当領域に重複する前記スライダーの前記記憶部から前記識別子を読み取る読取部と、前記リニアモーター固定子に電流を供給する駆動制御部とを有し、前記読取部により読み取った前記識別子に前記制御信号により対応付けられた前記駆動指令に応じた電流を、前記駆動制御部により前記リニアモーター固定子に供給することで、対応する前記担当領域に重複する前記スライダーを前記駆動方向に駆動するリニアコンベアシステム。
2. 前記ホスト制御装置は、前記複数のドライバーに同一の前記制御信号を送信する請求項１に記載のリニアコンベアシステム。
3. 前記リニアモジュールは、前記複数のドライバーを用いて、複数のスライダーを駆動可能であり、
   前記記憶部は、前記複数のスライダーのそれぞれを識別するための前記識別子を記憶し、
   前記制御信号は、前記スライダーに対する前記駆動指令と、前記駆動指令の対象となる前記スライダーの前記識別子とを対応付けて、前記スライダー毎に示す請求項１または２に記載のリニアコンベアシステム。
4. 前記ドライバーは、前記読取部による前記識別子の読み取りを所定の読取周期で試行し、読み取りに成功した前記識別子に前記制御信号により対応付けられた前記駆動指令に応じた電流を、前記駆動制御部により前記リニアモーター固定子に供給する請求項１ないし３のいずれか一項に記載のリニアコンベアシステム。
5. 前記制御装置は、前記制御信号を前記複数のドライバーに所定の送信周期で送信し、前記読取周期は前記送信周期より短い請求項４に記載のリニアコンベアシステム。
6. 前記ドライバーは、前記読取部により前記識別子を読み取れない場合には、前記駆動制御部による前記リニアモーター固定子への電流供給を行わない請求項１ないし５のいずれか一項に記載のリニアコンベアシステム。
7. 永久磁石を含むリニアモーター可動子を有するスライダーの駆動方向に並ぶ複数の担当領域にそれぞれ対応して配置された複数のドライバーを備え、
   前記複数のドライバーのそれぞれが対応する前記担当領域に重複する前記スライダーの前記駆動方向への駆動を担当し、
   前記ドライバーは、対応する前記担当領域内に配置されて電磁石を含むリニアモーター固定子と、対応する前記担当領域に重複する前記スライダーから当該スライダーを識別するための識別子を読み取る読取部と、前記リニアモーター固定子に電流を供給する駆動制御部と、前記スライダーに対する駆動指令と前記スライダーの前記識別子とを対応付けて示す制御信号を受信する通信処理部とを有し、前記読取部により読み取った前記識別子に前記制御信号により対応付けられた前記駆動指令に応じた電流を、前記駆動制御部により前記リニアモーター固定子に供給することで、対応する前記担当領域に重複する前記スライダーを前記駆動方向に駆動するリニアモジュール。
8. 永久磁石を含むリニアモーター可動子を有するスライダーの駆動方向に並ぶ複数の担当領域にそれぞれ対応して配置された複数のドライバーを備え、前記ドライバーは、対応する前記担当領域内に配置されて電磁石を含むリニアモーター固定子を有するリニアモジュールの制御方法であって、
   前記ドライバーが、対応する前記担当領域に重複する前記スライダーから当該スライダーを識別するための識別子を読み取る工程と、
   前記スライダーに対する駆動指令と、前記スライダーの前記識別子とを対応付けて示す制御信号を前記ドライバーに送信する工程と、
   前記ドライバーが、前記スライダーから読み取った前記識別子に前記制御信号により対応付けられた前記駆動指令に応じた電流を、前記リニアモーター固定子に供給することで、対応する前記担当領域に重複する前記スライダーを前記駆動方向に駆動する工程と
   を備えるリニアモジュールの制御方法。
   

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