JPWO2012056842A1 - 離散配置リニアモータシステム - Google Patents
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Abstract
Description
この発明の離散配置リニアモータシステムは、リニアモータ(1)と、このリニアモータ(1)を制御するモータ制御装置(2)とでなるリニアモータシステムであって、前記リニアモータ(1)は、それぞれが、各相のコイルが直線方向に並び独立した1台のリニアモータの一次側の電機子として機能可能な複数の個別モータ(3)を、可動子(4)の移動経路に沿って間隔を開けて配置し、前記可動子(4)を永久磁石で構成した離散配置リニアモータであり、かつ各個別モータ(3)毎に、可動子(4)の位置を検出するリニアスケールからなるセンサ(15)を、コイル並び方向となる前記直線方向に沿って配置してなる。前記モータ制御装置(2)は、各前記個別モータ(3)およびセンサ(15)と組(3A)として配置されてその組(3A)の個別モータ(3)を制御する複数の個別モータ制御手段(6)と、これら複数の個別モータ制御手段(6)に位置指令を与える統括制御手段(7)とを備える。
s:センサ出力値、
xoffset i:i番目の個別モータの磁極合わせ時の位置、
tp:磁極ピッチ、
c(x):補正項、
n:センサ拡大率(前記曲線経路の曲率中心に対する経路中心線の位置までの距離とセンサまでとの距離の比)である。
di(x):モータピッチ
xi:個別モータ制御手段iからの位置フィードバック
k :変換係数(センサ仕様による)である。
補正項c(x)は、可動子の位置による関数であり、適宜に定めれば良い。例えば、補正項c(x)は、個別モータ3のスキュー角度を考慮した際に、位置(x)に応じて0〜2πの値をとる。
離散配置リニアモータ1における指令値生成は、統合座標から各個別モータ3への指令値分解を基本としている。従来手法では、センサフィードバックが十分に線形性を持つと仮定し、xoffsetiを固定値として扱っていた。そのため、図11(B)のようにセンサフィードバックの非線形性が強くなると、急激な偏差の増大等を招き、可動子4の挙動に振動等などの大きな影響をもたらした。この実施形態の手法では、センサフィードバックの非線形性を考慮して、xoffsetiを運転中に計測し、図11(A)に示すように、即座に指令値に反映させることにした。これによって、リニアモータ1を統括する統括制御手段7または個別モータ制御手段6は、事前にセンサフィードバックの非線形性に関係する情報無しに、簡単な演算によってリニアモータ1の非線形性を補償できる。そのため、可動子4を滑らかに運転することが可能となる。
2 制御装置
3 個別モータ
3A 個別モータ組
4 可動子
5 フレーム
6 個別モータ制御手段
7 統括制御手段
8 フィードバック制御部
9 曲線対応補正手段
10 指令生成手段
10a モータピッチ測定部
10b 指令生成部
13 電流制御部
15 センサ
15a センサ素子
di(x) モータピッチ
L 移動経路
La 直線経路部
Lb 曲線経路部
tp 磁極ピッチ
Claims (4)
- リニアモータと、このリニアモータを制御するモータ制御装置とでなるリニアモータシステムであって、
前記リニアモータは、それぞれが、各相のコイルが直線方向に並び独立した1台のリニアモータの一次側の電機子として機能可能な複数の個別モータを、可動子の移動経路に沿って間隔を開けて配置し、前記可動子を永久磁石で構成した離散配置リニアモータであり、かつ各個別モータ毎に、可動子の位置を検出するリニアスケールからなるセンサを、コイル並び方向となる前記直線方向に沿って配置してなり、
前記モータ制御装置は、各前記個別モータおよびセンサと組として配置されてその組の個別モータを制御する複数の個別モータ制御手段と、これら複数の個別モータ制御手段に位置指令を与える統括制御手段とを備える離散配置リニアモータシステム。 - 前記可動子の移動経路は曲線経路部を含み、この曲線経路部に配置された個別モータを制御する個別モータ制御手段に、前記センサの出力から得た検出値を曲線経路部の曲線と前記センサの位置との関係に対応して補正し、補正された検出値を個別モータの制御に用いる曲線対応補正手段を設けた請求項1記載の離散配置リニアモータシステム。
- 前記個別モータ制御手段は、可動子の磁極位置に対応して電流制御を行う電流制御部を有し、前記曲線対応制御手段は、前記センサの出力を用いて定められた計算式に従い前記可動子の磁極位置を求めて前記電流制御部に入力するものとし、
前記の定められた計算式として、次式(1)を用いる請求項2記載の離散配置リニアモータシステム。
- 前記統括制御手段は、入力された位置指令から、各個別モータを動作させる位置指令を生成する指令生成手段を有し、
この指令生成手段は、個別モータのピッチであるモータピッチを前記センサの出力を用いて測定するモータピッチ測定部と、この測定されたモータピッチを用いて定められた式に従い、前記個別モータを動作させる位置指令を生成する指令生成部とを有し、
この定められた式として、次式(2),(3)を用いる請求項2または請求項3に記載の離散配置リニアモータシステム。
di(x):モータピッチ
xi:個別モータ制御手段iからの位置フィードバック
k:変換係数(センサ仕様による)
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