JPS6051354B2 - リニアステップモ−タを用いた搬送システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、加工組立ラインに用いられる、リニアステ
ップモータを用いた台車搬送システム、特に、加工組立
ステーションでの停止・位置決め、送り出しを同一のリ
ニアステップモータを用いて行うようにしたパレット台
車の搬送システムに関する。

従来、加工組立ラインにおける加工対象物の搬送には、
ベルトコンベアを用いる場合が最も多い。

ベルトコンベアは、設置は簡単であるが、１１方向の移
動しか出来ない。２ 常に一定の速度で全体が送られる
。

３ 加工対象物に停止および位置決めが困難である。

４ 加工対象物の多少にかかわらず、常時、コンベアを
動かさなければならないため、エネルギ消費が大きい。

等の欠点がある。一方、加工対象物をパレット台車に載
置し、リニアインダクシヨンモータによつて搬送するよ
うにしたものは、上記１、２、４の欠点はないが、・１
台車の減速、停止の制御が難しい。

２ リニアイングクシヨンモータだけでの台車の位置決
めは不可能である等の欠点がある。

加工対象物を加工ステーションにおいて精密に位置決め
が出来れば、加工対象物の位置検出機能を持たない廉価
なロボットを使用出来る可能性が生ずるため、加工組立
ラインへのロボットの導入の要求の増大に伴い、加工ス
テーション内での位置決めの可能な搬送システムが求め
られてきた。

この発明は、リニアステップモータを用いることにより
、ステーション内でのパレット台車の精密な位置決めを
可能にすると共に、同じリニアステップモータによつて
台車の減速・加速をも行うようにし、上記の各欠点を持
たない台車の搬送システムを得ようとするものである。
以下図面を参照して詳細に説明する。

この発明の搬送システムにおいては、加工対象物あるい
は組立て半製品はパレット台車に固定あるいは載置され
、加工組立てラインにわたつて配設された案内用の軌道
上を移動する。

加工や組立の作業を行うステーションでは、第１図に示
すように、横方向の案内１を有する軌道２間に、適宜の
数、例えば８ケのリニアステップモータの巻線部３が配
置される。

中央に巻線４を有する磁心５は軌道２と直角に配置され
る。パレット台車６は車７て軌道２上を走行するが、そ
の下面には、上記軸心４と対向する位置にリニアステッ
プモータの２次側となる等ピッチの溝部８が設けられる
。９は横方向の案内車である。

通常、リニアステップモータは、巻線側が移動する形式
が多いのに対し、この発明においては、逆に巻線部を軌
道側に固定することにより１台車側に給電する必要がな
くなり、台車の長距離移動が可能となる。

２台車を自由に軌道から取外せる等台車の取扱いが容易
となる。

３ライン上を走行する台車を自由に増減出来る等の利点
が生ずる。

もつとも、パレット台車の移動領域の全軌道にわたつて
巻線を設置しなければならないとすれば、設備費がかさ
むという欠点を生ずる。

しかし、加工組立ラインでは、ステーション間の間隔が
それ程大きくはないこと、ステーション間の軌道上にお
いて加工対象物の位置決めを行う必要がないこと等の事
情を利用し、第２図に示すように巻線部をステーション
部分にのみ設置し、ステーション間の移動は、ステーシ
ョン部分での加速によつて得られた運動エネルギーによ
つて行うことが出来る。周知のように、リニアステップ
モータは、励磁する巻線を順次切換えて行くことによつ
てこれに追従して台車が移動する。

この励磁相の切換えを予め定められたプログラムに従い
、外部の発信器あるいは計算機等からのパルスによるオ
ン、オフ指令によりいわゆる開ループ駆動によつて行な
えば、ステーション内において台車の位置決めを数値制
御によつて容易に行なうことが出来るので、台車を加工
組立用テーブルのように使用することが出来る。この場
合の位置決め精度は、リニアステップモータの構造、特
に溝部７のピッチおよび巻線の相数によつて定められる
。最も簡単には、励磁された磁心４に溝部７の１つの歯
が対向する位置て静止するため、台車の静止位置は磁心
５と溝部８のピッチに応じたとびとびの位置になるが、
必要に応じて隣接する磁心５の励磁電流のバランスを調
整して同時に励磁することによつて隣接する磁心４の中
間の任意の位置に位置決めすることが可能となる。この
ような磁心の励磁により、位置決めと同時に台車の設定
位置への保持力を得ることが出来る。

加エカ等、何らかの強い外力が加わる場合には、台車の
位置を検出して、これをフィードバック信号として用い
ることにより、台車の位置のずれを防ぐことが出来る。
台車を単にある設定位置に留めるというだけの目的に対
しては、上記のような保持力は必要とされない。

このような楊合には、検出装置で台車のずれを検知し、
設定位置から外れた場合にのみ巻線部を励磁し、台車が
設定位置の許容範囲に留まつている間は保持のための励
磁電流を切るようにして電力消費を節約することが出来
る。これらのリニアステップモータの励磁電流の制御方
式は周知の方式を用いることが出来る。

加工組立ステーションにおける進入台車の減速停止およ
び停止中の台車の加速送り出しは、前述のいわゆる開ル
ープ駆動制御によつて行なうことも可能ではあるが、台
車毎の加減速条件の相違、例えば台車に積載される加工
対象物の重量が設計値と異なつた場合等には、台車の加
速減速をスムーズにかつ効果的に行なうことは非常に困
難となる。このため、ステーション内の台車の位置を検
出し、この検出信号と減速・停止・加速等の台車運動指
令モードとによつて励磁すべき磁心５を選択する制御法
、いわゆる閉ループ駆動法を採用する必要がある。

この駆動法について第３図に示す駆動回路のブロック図
を参照して以下その駆動態様を説明する。先ず、搬送用
台車がステーション部から駆動力を与えられて加速され
る場合、センサーの出力にもとづきステーション部の磁
極歯と搬送用台車の磁極歯との相対位置を相対位置検出
装置て検出し、この検出信号を加速・送り出し回路に対
して、どの磁極歯が互いに現時点で対向しているかを示
す信号として供給する。

他方、該相対位置検出装置の検出信号は、更に計算機に
ステップ数信号として供給され、計算機はステップ数に
応じて速度指令装置に発生すべき速度指令信号の大きさ
を指示する。この結果、加速・送り出し回路は、相対位
置検出回路の信号と速度指令装置の信号にもとづき、次
段の励磁相決定回路に最適な励磁相を選択するように指
令する。そして、励磁回路は選択された相巻線に励磁電
流を供給する。即ち、いま、もし搬送用台車の積載荷重
が重いと、起動当初の加速が遅く、磁極歯の相対位置変
化に時間がかかるのて励磁相の切換えも遅くなり、現在
励磁相に充分な励磁電流が供給されることとなり、起動
トルクが充分発生される。そして速度指令もそれに応じ
て比較的緩やかなものとなる。その後だんだん加速され
ると速度指令信号も大きくなり、励磁相の切換も加速に
応じて適切なモードに選択されることとなる。勿論、こ
の動作中、励磁相と搬送用台車の磁極歯とは常に同期状
態が保たれる。又、搬送用台車の荷重が軽い場合は同期
状態を保ちつつ速やかに加速されることとなる。逆に、
前段のステーション部から移送された搬送用台車を次の
ステーション部がキヤッチアップし、減速、停止させる
場合、進入してきた搬送用台車の磁極歯とステーション
部の磁極歯の相対位置を検出し、減速、位置決め停止回
路に検出信号を供給し、更に計算機はステップ数に応じ
た減速指令を減速指令装置に指示する。その結果、減速
、位置決め停止回路は、最適なブレーキトルクを発生す
るような励磁相を選択するように次段の磁相決定回路に
指令する。そして励磁回路は選択された相巻線に励磁電
流を供給する。又計算機は搬送用台車が所望の停止位置
に到達したことを計算し、停止位置指令装置に停止信号
を発生するように指令する。その時点で励磁相の切換え
は停止し、搬送用台車の磁極歯を対向するステーション
部の磁極歯に保持することにより、搬送用台車を確実に
停止させる。ここで、相対位置検出装置としては、周知
の検出装置が使用可能てあるが、例えば、溝部８の凹凸
を電磁的・光学的に検出することにより代用するこてが
できる。このようなリニアステッピングモータを用いた
搬送システムは、これをユニット化して、多様な工程に
対応できるシステムとすることができる。

その例を第４図に示せば、ａは上述のステーション部で
あり、軌道２間に巻線部３を有するユニットである。ｂ
はステーション間をつなぐ軌道要素であり、横方向案内
１と軌道２とからなる。横方向案内１は、軌道２に沿つ
て設けられ、軌道上の搬送用台車の横揺れを防止する目
的て付設されるものであるが、搬送用台車の車輪が軌道
にしつかり係合するものであれば、必ずしも必要とする
ものではない。ｃは旋回ステーションで、巻線部３を有
するステーションが旋回可能に設けられ、複数の路線と
の間て受入れ、送り出しを可能にするほか、加工組立て
のためのθ−ｒテーブル、即ち回転用θの制御と直線距
離ｒの制御が同時にてきるテーブルとしての利用が可能
となるｄは平行移・動要素であり、平行する複数の路線
にわたり、これらの路線と直交する方向に移動自在な移
動台１０の上に、巻線部３を有するステーション部を設
けたものである。進入台車を停止させ、矢印方向に移動
台を移動させて隣の路線に台車を送り出す・ことが出来
る。なお、この要素は、ステーション部を持たない軌道
要素のみの部分を含んでもよいことは云うまでもない。
このようなユニットを組合せて台車の搬送システムを組
む場合、軌道が強くカーブする場合やスノテーシヨン間
の間隔が大きい場合等、必要に応じて台車の駆動にはリ
ニアステップモータによるだけでなく、人力、落差、そ
の他の任意の駆動方式による加速を組合せることが出来
る。

また、第２図において、ステーション間の軌道を少し高
くしてあるのは、台車が何らかの外乱によつてステーシ
ョン間の中途で停止してしまつた場合、制御が不可能と
なつてしまうことを防ぐためで、中央が若干高い軌道に
なつていれば、その傾斜によつて台車は必ずどちらかの
ステーションに落ち着くこととなる。

この場合、リニアステップモータが前後何れの方向から
進入する台車をも減速停止させる能力を持つことが有利
な条件となる。通常のそのような考慮を必要としない場
合には水平の軌道を用いることは云うまでもない。この
ように、本発明のリニアステップモータを用いた搬送シ
ステムは、搬送用台車の荷重の軽重にかかわらず、常に
同期をとりながら、適切な励磁モードを選択しつつ、搬
送用台車の加速及び減速・停止を円滑に行うことができ
るものである。なお、この実施例は加工組立ラインにお
ける台車の搬送システムとして説明したが、人や貨物の
輸送等、他の目的にも広く利用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の搬送システムのｌ実施例を示す１部
を切欠いた平面図及びＡ−Ａ断面図、第２図はこの発明
の搬送路の概念説明図、第３図は制御回路のブロック図
、第４図はシステム化した場合の各ユニットの概念図で
ある。 １：横方向案内、２：軌道、３：リニアステツプモータ
の巻線部、４：巻線、５：磁心、６：パレツト台車、８
：リニアステツプモータの二次側の溝部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 搬送用台車に駆動力を付与するために間隔を置いて
   配置された複数のステーション部と、該ステーション部
   同志を接続する軌道要素と、該搬送用台車の走行方行を
   規制する分岐要素とを有する搬送システムにおいて、該
   ステーション部と該搬送用台車でリニアステップモータ
   を形成し、該リニアステップモータの駆動巻線は該ステ
   ーション部の磁極歯を励磁するように巻回され、該搬送
   用台車には磁極歯のみを設けるような構成とし、該駆動
   巻線には、該搬送用台車の加速時においては、速度指令
   装置の出力信号と、ステーション部の磁極歯と搬送用台
   車の磁極歯との相対位置を検出する相対位置検出装置の
   出力信号とが入力され、適切な励磁相決定を行う励磁相
   決定回路の出力により励磁を行い、減速停止時において
   は、該相対位置検出装置の出力信号と減速指令装置の出
   力信号にもとづく該励磁相決定回路の出力により、励磁
   を行い、かつ所望位置では停止位置指令装置の出力で保
   持を行うことを特徴とするリニアステップモータを用い
   た搬送システム。 ２ 上記分岐要素は、回動あるいは摺動可能であり、か
   つ搬送用台車に駆動力を付与するためのステーション部
   で構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のリニアステップモータを用いた搬送システム。 ３ 間隔を置いて配置されたステーション部間の軌道の
   中間を高くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のリニアステップモータを用いた搬送システム。