JPH01268408A

JPH01268408A - 磁気浮上制御装置

Info

Publication number: JPH01268408A
Application number: JP9488688A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Ikeda; 池田　嘉隆; Tsunaichi Ito; 井藤　綱一; Noriyuki Kawada; 則幸川田; Hideo Tsukamoto; 英雄塚本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1988-04-18
Publication date: 1989-10-26
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: JPH082130B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はクリンルーム内の搬送機、走行機等、例えばフ
ィルム２軸延伸機におけるクリップの浮上走行に適用さ
れる磁気浮上走行制御装置に関する。

（従来の技術）磁力によりパレットのような搬送体を浮上走行させる装
置としては、電磁石地上設置型と電磁石可動側設置型の
２形式がある。

電磁石地上設置型の装置は、例えば地上に固定されたレ
ールに走行体浮上用の電磁石、走行体案内用の電磁石、
制御回路等が設置され、走行体には余分な部材が搭載さ
れない。

一方、電磁石可動側設置型の装置では、上記浮上用電磁
石案内用電磁石、制御回路等が全て走行体に搭載される
ものである。

従って、電磁石地上設置型の例えば磁気浮上パレットは
電磁石可動側設置のそれに比べて、（１）電池または受
電装置、電磁石、それらの制御回路をパレットに搭載す
る必要がな（、パレットが軽量に済むため可搬重量が大
きい。

（２）無接触給電の必要がなく、コンパクト化できる。

などの利点がある。

ｔ　ｉｆｆ石地上設置型の磁気浮上パレットを例にとっ
て、その構成を第５図及び第６図に基づいて説明すると
、ｌは地上に固定されたレール、２は走行体としてのパ
レットである。パレット２は第５図において紙面に垂直
方向にリニアモータ又はチェーン（図示せず）等により
駆動牽引される。またレール１の長手方向両側には多数
の浮上用電磁石３１〜３．１〜３，４１〜４１〜４と、
多数の案内用電磁石５１〜５７〜５，６１〜６７〜６が
設置されると共に、各電磁石とパレット２間のギャップ
量を検出するギャップセンサ、７、〜７ｎ〜７．８．〜
８７〜８．９Ｉ〜９７〜９゜１０、−１０．〜１０が設
置されている。レール１のパレット走行部下面に設置さ
れるセンサ７．８はレール１とパレット２の上下方向の
ギャップ量を検知し、レールｌの両側面に設置されるセ
ンサ９．１０はレール１とパレット２の水平方向のギャ
ップ量を検出する。このようにして電磁石とセンサが多
数設置されるので、図では電磁石とセンサの番号に右添
字をつけて区別し、両部材を代表する符号には添字を付
していない。

パレット２の走行時は、上下方向ギャップセンサ７．８
で検出したギャップ量と垂直方向目標ギャップ量を一致
させるように浮上用電磁石３゜４を制御し、水平方向ギ
ャップセンサ９．１０で検出したギャップ量と水平方向
目標ギャップ量を一致させるように案内用電磁石５，６
を制御すれば、パレット２はレール１や各磁石３，４，
５．６に接触することなく浮上する。これを図示せぬリ
ニアモータ又はチェーン等により浮上したままの状態で
牽引走行させる。

（発明が解決しようとする課題）しかるに、上述の走行体浮上制御装置では、例えば第８
図に示すようにセンサとパレット間のギャップ距離ｇが
一定であっても、センサ出力は第８図に示すようにパレ
ットと相対しているセンサの計測面の面積によって変化
する。なお第７図における領域（Ｉ）、（Ｉ［）　、（
Ｉ［ｒ）は第８図の（Ｉ）、（ＩＩ）　、（ＩＩＩ）に
対応しており、第７図に記載された符号αは比例定数で
ある。

センサがこのような特性を持っているため、パレットの
エツジ部では真のギャップ信号を得ることができない。

そのためパレットはエツジ部で予定外の磁力変化を受け
、丁度外乱を受けた場合と同様の状態になり、小さな揺
動を伴いながら浮上走行することになる。

そこで本発明の目的は、従来の装置では走行体が走行安
定性に欠けるという課題を解決しようとすることにある
。

（課題を解決するための手段）このため、本発明は第１請求項と第２請求項に記載した
技術的事項をそれぞれに構成とし、これを上記課題の解
決手段とするものである。

即ち、第１請求項ではギャップセンサとは別に電磁石毎
にパレット（走行体）のエツジを検出するエツジ検出セ
ンサを設置し、エツジ部ではギャップセンサからの信号
による制御を行わないようにする。

また、第２請求項では各電磁石毎にエツジ検出用センサ
を設置するのではなく、必要最小限のエツジ検出用セン
サからの信号をタイミング信号として用い、このタイミ
ング信号とパレットの長さ、速度よりパレットの現エツ
ジ位置を算出し、この算出に基づいて該当電磁石による
ギャップ制御の開始と停止の処理を行う。

（作用）（１１各電磁石毎にエッジセンサが設置され、個別に電
磁石を制御する場合、第２図に示すように電磁石毎にギャップセンサとエッジ
センサを並設する。同図はレールの１側面に設置された
電磁石５の場合についてのみ示しているが他の電磁石３
，４．６についても同様である。同図において２はパレ
ット、９はギャップセンサ、２０はエッジセンサである
。

以下、エッジセンサとして通常の変位センサを用いる場
合について説明する。パレット２が図の位置にあるとき
、パレット２の前方にある最も近いエッジセンサ２０ｎ
＋＋の出力は第７図の（ＤＩ）のようになっている。パ
レット２がもう少し進行し、エッジセンサ２Ｏｎ＋＋の
計測面の全体が完全にパレット２に相対するようになる
と、出力は第７図の（Ｉ）のようになる。従って、（Ｉ
［［）の出力レベルと（１）の出力レベルの間にスレッ
ショルド・レベルを設定しておき、出力が該レベルを通
過する方向も観測すれば、パレット２の前縁を検知する
ことができる。一方、パレット２が第２図の位置にある
とき、後縁部に近いエッジセンサ２０ｎ−２の出力は第
７図の（１）のようになっている。パレット２がもう少
し進行し、エッジセンサ２０ｎ−２の計測面の全体が完
全にパレット２と相対さなくなると出力は第７図の（Ｉ
［［）のようになる。従って、スレッショルド・レベル
を通過する方向は前縁検知とは逆になるが、上記前縁の
検知と同様に、パレ７）後縁の検知も可能である。

いま、あるエッジセンサがパレット２の前縁（後縁）を
検知した瞬間よりパレット２の速度情報を積分すれば、
該エッジセンサから前縁（後縁）までの距離を求めるこ
とができる。

従って、同エッジセンサが設置された電磁石を制御閉ル
ープ内に取り組む（制御ＯＮとする。）のを、その電磁
石のエッジセンサが前縁を検知してからχ、　ｍｍ後と
設定し、その電磁石を制御閉ループ内から除外する（制
御ＯＦＦとする。）のを、その電磁石のエッジセンサが
後縁を検知してからＸＴ　ｍｍ後と設定すれば、真のギ
ャップ信号が得られないエツジ部を除外して制御をする
ことになるため、パレットは揺動することなく安定して
浮上走行できるようになる。なお、ここでχ９．χ丁は
予め適当に定められた定数である。

（２）　　一部の電磁石にエッジセンサを設置し、計算
により全電磁石を制ｉする場合、第４図において、５はレールの一側面に設置される電磁
石、９ばギャップセンサ、２０はエッジセンサであり、
２はパレットである。

ここでは、同図に示すようにレール上の電磁石５が等ピ
ッチｐ０で設置されている場合で、かつ前項と同様にエ
ッジセンサとして通常の変位センサを用いる場合につい
て説明する。

またこの場合、エッジセンサ２０゜は理解し易いように
ｎ千２個の電磁石９゜〜９　ｎ＋＋の最初の一つに設置
しである。同エッジセンサ２０゜を用いて、前項と同様
にエッジセンサ２０゜とパレット２の前縁までの距離Ｉ
Ｈを求め、以下に示すようなアルゴリズムにより電磁石
のＯＮ、ＯＦＦのコントロールを行えば前項と同様な結
果を得ることができる。ｎ番目の電磁石５７に着目する
と、ら〆ｎＸｐ、・・−・−電磁石５７の仮想エッジセンサ
部にパレット２の前縁が未到達Ｉ　Ｈ＝　ｎ　Ｘ　ｐ　０−　・・−仮想エッジセンサ
部にパレット２の前縁が到達ら−ｎＸｐ０＋ｊ！、−・・−・仮想エッジセンサ部に
パレット２の後縁が到達であるから、電磁石５７の制御のＯＮ、ＯＦＦのアルゴ
リズムは次のようになる。

ここで、１６はパレット２の長さ、χＨはパレット２の
前縁到達後、制御ＯＮまでの距離、χ７はパレット２の
後縁到達後、制御ＯＦＦまでの距離である。

また仮想エッジセンサという語は、エツジセンサ２０゜
の電磁石５゜に対すると同様な位置関係を、それぞれ対
応する電磁石との間に持つような仮想的な点という意味
で用いられている。すなわち、前項の方法は各電磁石に
エッジセンサを持つが、本項の方法では、エッジセンサ
は１個で、残りの各電磁石は仮想的なエッジセンサを持
っているものとして計算により処理するものである。

なお、この説明では電磁石は等ピッチに配置されている
場合について述べたが、これに限るものではなく等ピッ
チに配置されていない場合についても同様な方法で本発
明の採用が可能である。

また、以上ではエッジセンサとして通常の変位センサを
用いる場合について示したが、エッジセンサはパレット
の有無を判定できれば良いのであるから、オン、オフタ
イプのセンサ、例えば光センサを採用することも可能で
ある。

（実施例）以下、本発明を図示実施例に基づいて更に詳細に説明す
る。

第１図は本発明の第１請求項に対応する代表的な一実施
例をブロック図で示したものである。

同図には電磁石５１に関するもののみを示しているが、
他の電磁石についても同様である。２０．ｌはエッジセ
ンサ、２１７はプロクシミタ、２２１Ｉはパレット２の
前縁検知回路、２３７はエッジセンサ２０ｆｉとパレッ
ト２の前縁間の距離χ、を、速度情報またはエンコーダ
等のパルス情報と前縁検知回路２２７の出力とを用いて
計算する距離計算回路、２４７は距離計算回路２３７で
計算した距離χ、が予めセントした距離χ□以上になる
とレベルＨを出力する比較器である。２５、は後縁検知
回路、２６．ｌはエッジセンサ２０１とパレット２の後
縁間の距離χ８を速度情報またはエンコーダ等のパルス
情報と、後縁検知回路２５７の出力とを用いて計算する
距離計算回路、２７□は距離計算回路２６、で計算した
距離χ３が予めセットした距離χ７以上比なるとレベル
Ｈを出力する比較器である。９．ｌはギャップセンサで
、３０ｎはプロクシミタ、３１．、は制御演算器で、目
標ギャップ量と実ギャップ！（３０ｎの出力）に演算処
理を施し、切換スイッチ３２７のＡ接点に出力する。３
４１は信号発生器であり、その出力は切換スイッチ３２
．ｌのＢ接点に接続されている。３３゜は電磁石を駆動
するための出力回路である。切換スイッチ３２７は比較
器２４７の出力がレベルＨのときＯＮとなりＡ接点に継
かり、比較器２７゜の出力がレベルＨのときＯＦＦとな
りＢ接点に継がるようになっている。

なお、前縁検知回路２２、で前縁を検知すると後縁側距
離計算回路２６．はりセットされる。また後縁検知回路
２５ｎで後縁を検知すると前縁側距離計算回路２３□は
リセットされる。

第３図は本発明の第２請求項に対応する代表的な実施例
であり、上記実施例と同様電磁石５に関するもののみを
示してあり、他の電磁石についても同様である。２０゜
はエッジセンサであり、２１゜はブロキシミタ、２２゜
は前縁検知回路である。２３゜はエッジセンサ２０゜と
パレット２の前縁間の距離ｌＨを、速度情報またはエン
コーダ等のパルス情報と前縁検知回路２２゜の出力とを
用いて計算する距離計算回路、２８はエッジセンサ２０
．とパレット２の前縁間の距離ＩＨより前述の（１）式
に基づいて電磁石５ｚ（ｉ＝ｏ−ｎ）の制御をＯＮする
かＯＦＦするかの制御信号Ｃ８（ｉ＝ｏ−ｗｎ）を出力
する切換ロジック回路である。９．ｌはギャップセンサ
であり、３０．、はプロクシミタ、３１７は制御演算器
で目標ギャップ量と実ギャップ量（プロクシミタ３０．
の出力）に演算処理を施し、切換スイッチ３２ｆｉのＡ
接点に出力する。３４ｎは信号発生器であり、その出力
は切換スイッチ３２ｆｉのＢ接点に接続されている。

３３゜は電磁石５゜を駆動するための出力回路である。

切換スイッチ３２７は切換ロジック回路２８の出力Ｃ？
、でコントロールされる。図では電磁石は５ｆｉしか示
してないが他の電磁石についても同様である。

（発明の効果）以上、詳細に説明した如く、従来の浮上走行体の浮上制
御にあってはレールと走行体間でギャップを単にギャッ
プセンサを配設して行っているに過ぎないため、走行体
である例えばパレットのエツジ部において真のギャップ
信号が得られず、そのためエツジ部の通過時に電磁石の
制御が乱されてパレットに揺動が発生していたが、本発
明ではエツジ部におけるパレットとレール間距離を正確
に検出するエッジセンサを設けると共にエツジ部ではギ
ヤツブ信号を用いた制御を行わないようにしているので
、揺動のない安定した走行体の浮上走行が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例である浮上制御系のブロ
ック図、第２図は同実施例のセンサと電磁石の配置図、
第３図は本発明の第２の実施例である制御ブロック図、
第４図は同実施例のセンサと電磁石の配置図、第５図は
従来の電磁石地上設置型の磁気浮上制御装置の正面図、
第６図は第５図のＡ−Ａ矢視図、第７図は変位センサの
対向面積に対する出力特性図、第８図はパレットと変位
センサの対向面積変化を示す説明図である。図の主要部分の説明１・・−レール２・−パレット（浮上体）３．４−・・浮上用電磁石５．６．−−一案内用電磁石７．８，９．１０・・・ギャップセンサ２０−・エッジ
センサ２Ｉ−プロクシミタ２２−・前縁検知回路２３−・−距離計算回路２４−・・比較器２５−後縁検知回路２６・・・距離計算回路２７−比較器２８・・・切換ロジック回路３２−切換スイッチ３３・・−出力回路３４−・信号発住器第１圓第２図１ＰＪＢ図第５図第６図第７図　　　　　　　　　　第８図

Claims

【特許請求の範囲】１、レールに沿って多数の電磁石を配設すると共に、各
電磁石毎にレールと走行体の間隔を検出するギャップセンサを配置し、同ギャップセンサからの検出信号に基づいて前記電磁石の磁力を制御する走行体の磁気浮上制御装置において、前記ギャップセンサとは別に電磁石毎に設置される走行体の前後縁を検出するエッジセンサと、同エッジセンサの信号から走行体の前後縁を検知する前後縁検知回路と、同検知回路からの信号によりエッジセンサと走行体の前縁及び後縁間の距離を算出する距離計算回路と、同距離計算回路で得られた距離と予め設定した値を比較して該当する電磁石のギャップ制御を開始するか停止するかを判断する比較器と、同比較器からの信号により前記制御をＯＮ、ＯＦＦに切換える切換スイッチとからなることを特徴とする磁気浮上制御装置。２、レールに沿って多数の電磁石を配置すると共に、各
電磁石毎にレールと走行体の間隔を検出するギャップセンサを設置し、同ギャップセンサからの検出信号に基づいて前記電磁石の磁力を制御する走行体の磁気浮上制御装置において、前記多数の電磁石のうち基準となる電磁石に対応して設置する走行体の前縁を検出するエッジセンサと、同エッジセンサからの信号により走行体の前縁を検知する前縁検知回路と、同前縁検知回路の出力をトリガしてエッジセンサと走行体前縁間の距離を算出する距離計算回路と、同距離計算回路により得た距離とエッジセンサから制御対象とする電磁石までの距離とから同電磁石によるギャップ制御の開始時期を判定する切換ロジック回路と、該切換ロジ
ック回路の出力により前記電磁石による制御を開始させる切換スイッチとからなることを特徴とする磁気浮上制御装置。