JPH088790B2 - リニアステツプモ−タの停止制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はリニアステップモータの可動子を所定位置に
停止させる制御方法に関し、更に詳述すれば迅速に、ま
た低加速度で停止せしめ得る制御方法を提案するもので
ある。

〔従来技術〕

リニアステップモータを用いた搬送システムが特公昭
60−51354号にて公知である。

このシステムは複数のステーションを軌道で結び、ス
テーション部にリニアステップモータの固定子を配し、
また軌道上を走行し得る台車に同可動子を配し、ステー
ションにてリニアステップモータの固定子を励磁してそ
の可動子又は台車に駆動力を付与し、ステーション間を
惰力にて移動させるようにしたものである。そして搬送
に用いるには台車又は可動子をステーションの所定位置
に正しく停止させる必要がある。リニアステップモータ
では停止位置は固定子の励磁位相によって所望どおりに
定めることができるか、惰力の存在により励磁位相にて
定まる位置を中心に前後進の振動を反復した後停止す
る。

従って完全停止までに長時間を要する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような振動を抑制する方法として、台車位置と停
止位置との距離（又はステップ数）を検知し、これに応
じた励磁相を決定して減速を行う方法が知られている。
しかしこの方法でも振動が０になることはない。またこ
の方法、或いは前述の方法のいずれにおいても停止制御
時の加速度が大きく、加速度を要求される半導体ウェハ
ーの搬送装置にこの搬送システムを適用することはでき
なかった。

本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもの
であり、可動子に上述の振動を生ぜしめることなく迅速
に停止させ得、また極めて低加速度で停止させ得るリニ
アステップモータの停止制御方法を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るリニアステップモータの停止制御方法
は、固定子の複数相の磁極を順次的に励磁して可動子を
駆動するリニアステップモータの可動子を所定位置に停
止させる制御方法において、可動子を減速すべくその移
動方向と反対の方向への駆動力を与える順次的励磁を行
う過程と、可動子の移動速度を検出し、これが所定値以
下となった場合に前記順次的励磁を停止する過程と、前
記所定位置からの距離が所定値になった後、可動子の移
動方向へミニステップ駆動をする過程とを含むことを特
徴とする。

〔作用〕

可動子は先ず後方への駆動力を与えられて減速する。
そして移動速度が所定値以下の低速になった後、所要停
止位置までの所定距離をミニステップ駆動される。ミニ
ステップ駆動はきわめて僅かな駆動力を与えるだけであ
るので、実質的に可動子の惰力は０であり振動なしに所
要位置に停止する。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。

第１図は本発明に係る搬送システムを示す模式図であ
り、ステーションA,B,C…に亘って敷設した軌道１上に
は台車２が載置され、車輪21（第２図参照）が軌道１上
を転動するようになっている。ステーションにはリニア
ステップモータ３の固定子31が軌道１と平行的にに敷設
してあり、台車２の下面に設けた可動子32（第２図参
照）がこれに対面している。

第２図は軌道1,台車２及びリニアステップモータ３の
正面図、第３図は台車２の部分破断平面図である。台車
２の底面の一方の軌道１側には軌道１の両側面に転接す
る側輪22,22が設けられており、車輪21の軌道からの脱
輪を防いでいる。

固定子31は床面に固定されたヨーク311上に左右対を
なす磁極歯312,312をその長手方向に多数設けたもので
ある。

可動子32は上記磁極歯312,312と対面するように設け
た磁極歯321,321の対を固定子31の延設方向に多数形成
したものであり、磁極歯312,312と磁極歯321,321とのピ
ッチは少し異なっている。磁極歯312,312にはコイル31
3,313が巻回してあり、これに選択的に通電すると、至
近する可動子32の磁極歯321,321を磁着する方向に可動
子32に駆動力を与える。

各ステーションA,B,Cの軌道延設方向の略中央位置に
はフォトセンサからなる速度センサ４及び位置センサ５
が設けられている。台車２底面には適宜ピッチでスリッ
トを開設した遮光板24が台車２の略全長に亘って設けら
れており、遮光板24が速度センサ４の発受広素子間を通
過する。従って所定時間当たりの速度センサ４の出力パ
ルスは台車２の移動速度を示すことになる。

台車２の底面には同様にスリットを開設したもう１つ
の遮光板25が設けられており、これが位置センサ５の発
受光素子間を通過する。位置センサ５は複数（この例で
は４つ）のフォトセンサを軌道延設方向に並設してなる
ものであり、その並設ピッチ及び遮光板25のスリットの
ピッチはリニアステップモータ３の固定子31及び可動子
32の各磁極歯ピッチに関連づけて定められている。実施
例のリニアステップモータ３は４相のものであり、ある
相の励磁状態と、この相及びこれに続く相との複合励磁
状態との間の移動ピッチ（以下単位ピッチという）を位
置センサ５のフォトセンサ並設ピッチとしてある。従っ
て位置センサ５出力は、その全受光素子が受光状態にあ
る場合には台車がステーション中央に迄達していないこ
とを示し、爾後は受光，遮光の組合せによりなる４ビッ
トの出力データが変じる都度単位ピッチの移動があった
ことを示すことになる。

第４図は本発明の方法を実施するための制御回路のブ
ロック図である。速度センサ4,位置センサ５の出力はイ
ンターフェース６を介してCPU（中央処理装置）７に入
力される。CPU7はメモリ８に収納してある制御プログラ
ムに従い、以下に説明する制御を行う。CUP7は出力用の
インターフェース９を介して励磁すべき相を指定する相
励磁信号及びこの相に通電すべき電流値を指示する電流
信号を駆動回路10へ発する。駆動回路10はこれらの入力
信号に応じてリニアステップモータ３の固定子31のコイ
ル313に通電する。

第５図はCPU7の制御内容要部を示すフローチャート、
第６図は加減速の制御のタイムチャートである。ステー
ションＡからＢへ移動する場合、CPU7はステーションＡ
にてこれをステーションＢ方向へ加速すべきリニアステ
ップモータ３の励磁制御を行い、ステーションＡの位置
センサ５の出力により台車２がステーションＡから脱し
たことを検知すると励磁を停止する。台車２はステーシ
ョンA,B間を楕走することになる。

而してCPU7はステーションＢの位置センサ５出力によ
り台車２がステーションへへ進入したことを検出する。
そうするとCPU7は減速制御のサブルーチンに入る。この
サブルーチンは位置センサ５からの台車位置情報と、速
度センサ４からの台車２の移動速度情報と、別途与えら
れている所要の停止位置情報とに基づき励磁相と各相の
電流値を算出し算出結果を駆動回路10へ出力するもので
ある。この励磁相は台車２又は可動子を減速すべく、そ
の移動方向とは逆方向へ駆動力を付与する相が算出され
る。

そして台車速度が楕走速度よりも十分低いv₁になった
か否かを調べ、これに達するまで減速制御のサブルーチ
ンを実行する。而して台車速度はやがてv₁に達するの
で、次には減速のための励磁を停止する。台車２又は可
動子32はこれにより暫時楕走する。

次にCPU7は位置センサ５出力により現在位置と停止位
置との距離を算出し、この算出距離と所定値Ｓとを比較
する。現在位置が停止位置からＳの範囲に入ったとき、
速ち上記算出距離がＳ以下となったときにミニステップ
駆動に入る。

ミニステップ駆動はこれ自体はストロークが極めて短
いリニアステップモータにて従来適用されていた駆動方
法であって、第７図に示すように例えば第１相の駆動電
流を段階状に減少する過程で第２相の駆動電流を段階状
に増していきついで第１相の駆動電流が０となった後第
２相の駆動電流を段階状に減少していき、この間第３相
の駆動電流を段階状に増加していくという過程を反復す
るものであり、パルス的に駆動位相を変えず徐々に電流
値、位相を変じることによって極めて緩やかに駆動を行
う方法である。

このようなミニステップ駆動を行なって現在位置が停
止位置になった時にその励磁相への通電電流を一定にし
て台車２の走行又は可動子32の移動を停止させる。

以上は台車の数が少ない場合の例であり、台車の移動
に応じCPU7を切替えて制御する方法で説明したが、複数
台車の場合は各ステーションに第４図に示す制御部を設
ければ、各ステーションへ同時に台車が入ってきても制
御可能なのは勿論のことである。

〔効果〕

本発明では楕走期間の開始，終了又はミニステップ駆
動への移行を速度と位置との両条件で定めている。速ち
楕走の開始条件として速度がv₁以下となる必要がある。
そして現在位置と所要停止位置との差がＳより小さくな
ったところでミニステップ駆動をしている。従って減速
から楕走に移る際の加速度による衝撃を所要値になすこ
とが容易である。また、ミニステップ駆動される距離は
略々一定であり、停止精度が極めて高い。また速度は楕
走開始時のv₁より更に低速になっている。またミニステ
ップ駆動開始から停止までの距離が一定であることによ
り、ミニステップ駆動の際の加速度を仕様の要求に合わ
せて低い値に設計することが可能となり、半導体ウェハ
ー搬送用に好適の搬送装置が実現できる等の優れた効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る搬送システムの全体模式図、第２
図は同じくリニアステップモータの正面図、第３図は同
じく部分破断平面図、第４図は本発明に係るリニアステ
ップモータの制御回路図、第５図はCPUの制御内容を示
すフローチャート、第６図は加減速の制御のタイムチャ
ート、第７図はミニステップの駆動の説明図である。 １……軌道、２……台車、３……リニアステップモー
タ、４……速度センサ、５……位置センサ、７……CP
U、31……固定子、32……可動子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 潤 大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番88号 株式会社椿本チエイン内 (72)発明者 植平 眞 大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番88号 株式会社椿本チエイン内 (56)参考文献 特開 昭54−113818（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−123495（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−83195（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定子の複数相の磁極を順次的に励磁して
   可動子を駆動するリニアステップモータの可動子を所定
   位置に停止させる制御方法において、可動子を減速すべ
   くその移動方向と反対の方向への駆動力を与える順次的
   励磁を行う過程と、可動子の移動速度を検出し、これが
   所定値以下となった場合に前記順次的励磁を停止する過
   程と、前記所定位置からの距離が所定値になった後、可
   動子の移動方向へミニステップ駆動をする過程とを含む
   ことを特徴とするリニアステップモータの停止制御方
   法。