KR101345278B1

KR101345278B1 - 이동체 시스템 및 이동체의 제어 방법

Info

Publication number: KR101345278B1
Application number: KR1020100078858A
Authority: KR
Inventors: 토모키 사토
Original assignee: 무라다기카이가부시끼가이샤
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2010-08-16
Publication date: 2014-01-15
Also published as: JP2011059839A; TW201113208A; KR20110027563A; TWI454871B; EP2292461A3; US20110060490A1; CN102009832A; EP2292461A2; SG169940A1; JP4924995B2; CN102009832B

Abstract

리니어 모터의 2 차측 부재를 구비한 복수의 이동체와, 이동체의 이동 경로를 따라 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 복수 설치된 리니어 모터의 1 차측 부재를 설치한다. 이동체의 위치를 검출하는 센서를 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 설치하고, 센서로부터의 위치 신호에 따라 1 차측 부재를 제어하는 콘트롤러를 구비한다.

Description

이동체 시스템 및 이동체의 제어 방법{MOVING BODY SYSTEM AND MOVING BODY CONTROL METHOD}

본 발명은 이동체를 지상측의 제어에 의해 주행시키는 시스템에 관한 것이다.

발명자는 복수의 이동체를 지상 1차 리니어 모터를 이용하여 이동시키는 시스템에서, 이동체의 위치를 연속적으로 감시하고, 이동체를 리니어 모터에 의해 연속적으로 구동시키는 시스템을 검토하였다. 이러한 시스템을 얻을 수 있다면, 천장 주행차 등의 이동체의 위치를 실질적으로 상시 감시하면서, 주행 제어를 실시할 수 있다. 또한, 특허 문헌 1(일본특허공개공보 소62-152303)은 리니어 유도 모터의 1 차측 코일을 지상에, 2 차측 도체를 이동체 상에 설치하는 것과, 1 차측 코일을 2 차측 도체의 길이 이하의 피치로 배열하는 것을 제안하고 있다.

본 발명의 과제는 이동체의 위치를 연속적으로 감시하면서, 이동체를 구동시키는 리니어 모터의 1 차측을 연속적으로 제어하는 것에 있다.

본 발명의 추가 과제는 이동 경로의 전체 길이에 걸쳐, 이동체의 위치를 연속적으로 감시하여, 주행 제어에 피드백하는 것에 있다.

본 발명의 다른 추가 과제는 복수의 이동체를 동기(同期) 주행 제어하는 것에 있다.

본 발명은 리니어 모터의 2 차측 부재를 구비한 복수의 이동체와, 상기 복수의 이동체의 이동 경로를 따라 상기 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 복수 설치된 상기 리니어 모터의 1 차측 부재를 구비한 시스템으로서, 상기 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 복수 설치되고, 이동체의 위치를 검출하는 센서와, 상기 센서로부터의 위치 신호에 따라 상기 1 차측 부재를 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 리니어 모터의 1 차측 부재와 센서를 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 배치한 구간에서, 상시 이동체의 위치를 검출하여, 상시 리니어 모터의 1 차측 부재에 피드백 제어를 할 수 있다. 이 때문에, 복수의 이동체의 위치를 연속적으로 감시하여 연속적으로 제어할 수 있다. 또한, 상기 이동 경로는 직선 구간 외에 분기부, 합류부 및 커브 구간을 구비하고, 리니어 모터의 2 차측 부재를 상기 이동 경로를 따라 분기부, 합류부 및 커브 구간에서 굴곡 가능하게 구성함으로써, 상시 리니어 모터의 1 차측에 피드백을 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 리니어 모터는 리니어 동기 모터이고, 상기 2 차측 부재는 마그넷의 열(列)이며, 상기 센서는 절대 위치를 취득할 수 있는 센서이고, 상기 센서와 상기 1 차측 부재는 상기 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 배치되어 있다. 이와 같이 하면, 주행 경로의 전체 길이에 걸쳐 이동체의 위치를 연속적으로 감시하여, 주행을 피드백 제어할 수 있다.

바람직하게, 상기 센서는 상기 2 차측 부재의 마그넷의 열을 검출하는 센서이다. 이와 같이 하면, 리니어 모터의 2 차측 부재의 마그넷 열을 이용하여, 이동체의 위치를 검출할 수 있다.

또한, 바람직하게, 상기 제어부는 시스템 콘트롤러와, 시스템 콘트롤러의 하위 콘트롤러이고 시스템 콘트롤러로부터의 이동체마다의 위치 지령과 상기 센서로부터의 위치 신호에 따라 상기 1 차측 부재를 제어하는 복수의 존 콘트롤러로 이루어지며, 각 존 콘트롤러는 소정의 1 제어 주기마다 이동체의 위치를 시스템 콘트롤러로 보고하고, 상기 시스템 콘트롤러는 상기 1 제어 주기마다 각 존 콘트롤러로 위치 지령을 송출한다.

이와 같이 하면, 복수의 이동체의 위치를 시스템 콘트롤러에서 집중 감시하면서, 개개의 이동체를 시스템 콘트롤러로부터의 위치 지령에 따라 동기 주행하도록 제어할 수 있다.

특히, 바람직하게, 상기 제어부는 이동 경로를 따라 복수의 이동체를 등속으로 동기하여 주행시킨다. 이와 같이 하면, 다수의 이동체를 간섭 없이 효율적으로 이동시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 이동체의 제어 방법에서는, 구비한 복수의 이동체와, 상기 복수의 이동체의 이동 경로를 따라 상기 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 복수 설치된 상기 리니어 모터의 1 차측 부재를 구비한 시스템에서, 상기 복수의 이동체를 제어하기 위하여, a) 상기 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 복수 설치된 센서에 의해, 이동체의 위치를 연속적으로 검출하기 위한 단계와, b) 검출된 위치에 따라 상기 1 차측 부재를 제어하는 단계를 실행한다.

이 명세서에서, 이동체 시스템에 관한 기재는 그대로 이동체의 제어 방법에도 적용되고, 반대로 이동체의 제어 방법에 관한 기재는 그대로 이동체 시스템에도 적용된다.

도 1은 실시예에 따른 이동체 시스템의 레이아웃을 도시한 평면도이다.
도 2는 실시예에서의 리니어 모터의 2 차측을 설치한 이동체와, 지상측에 설치된 리니어 모터의 1 차측과 리니어 센서를 도시한 도면이다.
도 3은 굴곡 가능한 마그넷 어레이의 모델을 도시한 도면이다.
도 4는 리니아 모터의 2 차측과 리니어 센서와의 배치를 도시한 블록도이다.
도 5는 리니어 모터의 2 차측과 리니어 센서와의 위치 관계를 도시한 도면이다.
도 6은 리니어 모터의 2 차측과 리니어 센서와의 다른 위치 관계를 도시한 도면이다.
도 7은 도 2의 리니어 센서의 블록도이다.
도 8은 홀 소자를 이용한 센서의 블록도이다.
도 9는 도 8에서의 홀 소자의 출력에 대한 신호 처리를 도시한 파형도이다.
도 10은 실시예에서의 존 콘트롤러와 리니어 모터의 구동부와의 관계를 도시한 블록도이다.
도 11은 실시예에서의 장치 간의 동기 제어의 모델을 도시한 도면이다.
도 12는 실시예에서의 패킷 간의 타이밍과 지연 시간의 모델을 도시한 도면이다.
도 13은 실시예에서의 1) 존 콘트롤러로부터 시스템 콘트롤러로의 보고, 2) 시스템 콘트롤러로부터 존 콘트롤러로의 위치 지령과, 3) 존 콘트롤러로부터 리니어 모터의 구동부로의 속도 지령을 나타내는 파형도이다.
도 14는 존 콘트롤러와 시스템 콘트롤러 간의 통신 데이터를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 15는 실시예에서의 시스템 콘트롤러의 블록도이다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최적 실시예를 나타낸다. 실시예는 당해 분야의 공지 기술을 참조하여 적당하게 변경할 수 있으며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

도 1 내지 도 15에 실시예에 따른 이동체 시스템(2)과 그 변형을 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이동체(20)의 주행 경로에서는, 예를 들면 복수의 인트라 베이 루트(intra bay route)(4)가 인터 베이 루트(inter bay route)(6)를 개재하여 서로 접속되어 있다. 루트(4, 6)를 따라 복수의 스테이션(8)을 설치한다. 10은 루트(4, 6)에서의 직선 구간이고, 11은 커브 구간이며, 12는 분기 합류부이고, 분기부와 합류부를 총칭하여 분기 합류부라고 부른다. 또한, 도 1의 쇄선(鎖線)(13)은 존(zone) 경계를 나타낸다. 그리고, 이동체(20)는, 예를 들면 천장 주행차, 지상을 유궤도(有軌道)로 주행하는 유궤도 대차 혹은 스태커 크레인 등으로 하며, 여기에서는 천장 주행차로 한다. 실시예에서, 이동체(20)는 이동 재치 장치를 구비하고 있지 않으므로, 스테이션(8)에 이동체(20)와 동기(同期) 주행하는 이동 재치 장치를 설치하여, 이동체(20)와 이동 재치 장치를 등속으로 주행시키면서 반송 물품의 이동 재치를 행하다.

22는 존 콘트롤러(zone controller)이고, 개개의 인트라 베이 루트(4) 및 인터 베이 루트(6) 등이 존의 단위가 되며, 이보다 큰 단위로 존을 구성하거나 혹은 1개의 인트라 베이 루트(4)를 복수의 존으로 구분하고, 인터 베이 루트(6)를 복수의 존으로 구분해도 좋다. 24는 시스템 콘트롤러이고, 존 콘트롤러(22)를 개재하여 이동체 시스템(2) 전체를 제어하고, 특히 이동체(20)의 주행과 스테이션(8)에 설치된 이동 재치 장치를 제어한다. 그리고, 존 콘트롤러(22)와 시스템 콘트롤러(24)는 LAN(25)으로 접속되고, 존 콘트롤러(22)는 시스템 콘트롤러(24)로부터의 지령에 따라, 존 내의 이동체(20)와 스테이션(8)의 이동 재치 장치를 제어한다.

도 2에 이동체(20)의 구조를 도시한다. 이동체(20)의 상부에는 물품 접수대가, 저부에는 예를 들면 전후 한 쌍의 보기(bogie) 대차(26, 26)가 설치되고, 27은 보기 대차(26)가 회동하는 보기 축이다. 또한, 28은 바퀴이다. 보기 대차(26)의, 예를 들면 저부에 마그넷 어레이(30)가 설치되어, 보기 대차(26)가 회동했을 때 전후의 마그넷 어레이(30, 30)가 간섭하지 않도록 간극을 형성한다. 혹은, 간극 대신에 전후의 마그넷 어레이(30, 30)의 높이를 바꾸어, 이들이 서로 중첩되지 않도록 해도 좋다. 또한, 마그넷 어레이(30)를 보기 대차(26)가 아닌 이동체(20)의 고정된 저부에 설치해도 좋고, 이동체는 보기 대차를 구비하지 않아도 좋다. 이동체(20)에 비접촉 급전 장치 혹은 발전 장치 등을 설치하여, 센서류나 통신 기기, 이동 재치 장치 등을 탑재해도 좋다.

32는 리니어 동기 모터의 1 차측 코일이고, 전후의 마그넷 어레이(30, 30)의 합계 길이(L) 이하의 피치로 배치하고, 1 차측 코일(32)의 길이를 d라고 한다. 34는 구동부이고, 1 차측 코일(32)을 제어하여 리니어 동기 모터로서 동작시킨다. 36은 리니어 센서이고, 마그넷 어레이(30)를 검출함으로써 이동체(20)의 위치를 검출하며, 1 차측 코일(32, 32) 사이에 1 개씩 설치되고, 마그넷 어레이(30)의 합계 길이(L) 이하의 피치로 배치되어 있다. 여기에서, 「이하」는 동일한 경우를 포함하는 것으로 한다. g는 코일(32, 32) 간의 갭 길이이고, 리니어 센서(36)는 갭 부분에 배치되어 있다.

도 3에 마그넷 어레이(30)를 굴곡 가능하게 한 모델을 도시한다. 복수의 마그넷 어레이(30)를 형성하여, 보기 대차마다 설치하면, 마그넷 어레이(30, 30) 사이에 마디(31)를 형성한 것 같이 된다. 이 때문에, 커브 구간 등에서도 이동체의 가감속이 가능하다.

도 4에 지상측에서의 1 차측 코일(모터)(32)과 리니어 센서(36)의 배치를 도시한다. 도 5에 1 차측 코일(32)과 리니어 센서(36)를 동일 직선 형상으로 배치한 예를 도시하고, 도 6에 1 차측 코일(32)과 리니어 센서(36)를 평행한 2 직선 형상으로 배치한 예를 나타낸다. 38은 마이크로 컴퓨터, 디지털 시그널 프로세서 등으로 이루어진 신호 처리부이고, 리니어 센서(36)로부터의 신호를 처리하며, 이동체(20)의 절대 좌표로 이루어지는 위치를 존 콘트롤러(22)로 송출한다. 40은 존 LAN이고, 존 콘트롤러(22)와 구동부(34) 및 신호 처리부(38)를 접속시킨다. 존 콘트롤러(22)는 바람직하게 복수 개의 1 차측 코일(32)과 복수 개의 리니어 센서(36)마다 설치된다.

리니어 센서(36)는 동기 모터를 제어함에 있어서 필요 불가결한 자극(磁極) 위치를 직접 검출하여, 자극 위치의 정보를 처리함으로써, 이동체의 절대 좌표를 구한다. 도 7에 리니어 센서(36)와 그 신호 처리부(38)를 도시한다. 마그넷 어레이(30)에서는 소정의 피치로 마그넷(31)이 이동체의 이동 방향을 따라 배열되어 있다. 리니어 센서(36)에서는 검출용 코일(42)이 마그넷 어레이(30)와 동일 방향으로 1 열로, 예를 들면 짝수 개 배열되어 있다. 실시예에서는 코일(42)의 피치와 마그넷(31)의 피치를 동일하게 하지만, 코일(42)의 피치를 마그넷(31)의 피치의 정수배로 하거나, 혹은 마그넷(31)의 피치를 코일(42)의 피치의 정수배로 해도 좋다. 또한, 44는 홀 소자이고, 코일(42)의 열(列)의, 예를 들면 양단에 설치하지만, 그 외에 코일(42, 42) 간의 간극마다 홀 소자(44)를 설치해도 좋다. 홀 소자(44)는 마그넷 어레이(30)가 나타난 것과 마그넷(31, 31)의 경계가 나타난 것을 검출한다. 이에 의해, 마그넷(31)보다 긴 단위에서의 마그넷 어레이(30)의 위치를 홀 소자(44)에 의해 구할 수 있다.

신호 처리부(38)에서는 카운터(50)에 의해 위상 신호(ωt)를 생성하고, 정현파 전원(49)에서 위상이 ωt인 정현파(V1, V2)를 출력하며, 이 중 V1은 정위상이고 V2는 역위상이며, 이들 전압을, 예를 들면 한 쌍의 코일(42, 42)에 가한다. 즉, 짝수 개의 코일(42)을 중심으로 가까운 쪽에서부터 먼 쪽으로 좌우 1 쌍씩의 페어(pair)로 하여, 이들 페어의 일단에 전압(V1)을, 타단에 전압(V2)을 가한다. 처리 회로(46)는 코일(42)의 페어로부터의 신호, 예를 들면 1 쌍의 코일의 중점(中点)의 전압을 처리하여, 코일(42)의 길이보다 작은 단위로 마그넷 어레이(30)의 위치를 구한다. 예를 들면, 마그넷(31)의 피치와 코일(42)의 피치가 동일한 경우, 코일(42)로부터의 신호는 마그넷 어레이(30)가 마그넷(31)의 2 개분 이동할 때마다 주기적으로 반복된다. 따라서, 처리 회로(46)에서는 1개의 마그넷(31)의 길이 이하의 단위로 위치를 구한다. 다음으로, 홀 소자(44)에서 검출된 마그넷(31)의 수를 카운터(47)로 카운트하여, 이 값에 마그넷(31)의 1개 분의 길이를 곱하여, 코일(42)로부터 구한 위치에 가산함으로써, 마그넷 어레이(30)의 위치를 구한다. 또한, 오프셋 기억부(48)에 리니어 센서(36)의 원점 위치(예를 들면, 중심 위치)의 절대 좌표를 기억하고, 이 값에 구한 위치를 더함으로써, 마그넷 어레이(30)의 절대 좌표를 출력한다.

리니어 센서(36)는 모든 코일(42)이 마그넷 어레이(30)와 대향하고 있는 상태와 일부의 코일만이 대향하고 있는 상태를 구별할 수 있고, 또한 마그넷 어레이(30)와 대향하고 있는 코일과 대향하고 있지 않은 코일을 식별할 수 있다. 따라서, 홀 소자(44)로부터의 신호를 카운트 하지 않아도, 마그넷 어레이(30)의 위치를 검출할 수 있다.

응답 시간이 1 msec 미만, 바람직하게는 0. 1 msec 미만인 고속 응답의 홀 소자(52)를 이용하면, 리니어 센서(36)를 이용하지 않고, 마그넷 어레이(30)의 위치를 검출할 수 있다. 도 8 및 도 9에 이러한 변형예를 나타낸다. 예를 들면, 마그넷(31)의 2 피치 분의 간격을 두고 한 쌍의 홀 소자(52, 52)를 배치하고, 이들 신호를 입력 인터페이스(54)에서 처리하여, 좌우의 어느 홀 소자가 먼저 마그넷을 검출했는지를 감시한다. 파형 기억부(55)에서는 먼저 마그넷을 검출한 측의 홀 소자의 신호를 1 주기 분, 즉 마그넷(31)의 2 피치 분 기억하고, 비교부(56)에서는 늦게 마그넷(31)을 검출한 측의 홀 소자의 출력과 기억된 파형을 비교하여, 위상 산출부(57)에서 위상(θ)을 구한다. 또한, 위상 산출부(57)가 소정의 위상에 도달할 때마다, 카운터(58)의 값을 1씩, 예를 들면 증가시키고, 마그넷 어레이(30)에서의 몇 피치째의 마그넷(31)을 검출하고 있는지를 구한다. 이 변수를 n으로서 도 8에 나타낸다.

좌우 한 쌍의 홀 소자(52, 52)의 특성이 일치하고 있으면, 이들은 마그넷 어레이(30)에 대해서 같은 파형을 출력한다. 따라서, 상류측에서 검출된 파형을 기억하고, 이와 비교하여 위상을 검출하면, 홀 소자(52)와 마그넷(31)과의 간격이 변동하거나, 혹은 홀 소자(52)가 받는 자기장이 반드시 정현파 형상이 아니어도, 정확하게 위상을 구할 수 있다. 여기에서는 좌우 한 쌍의 홀 소자를 이용했지만, 검출용 홀 소자의 양측에, 예를 들면 마그넷(31)의 2 피치 분의 간격을 두고, 한 쌍의 비교용 홀 소자를 설치해도 좋다.

도 10에 존 콘트롤러(22)와 1 차측 코일(32), 리니어 센서(36) 등의 관계를 나타낸다. 존 콘트롤러(22)는 LAN(25)을 개재하여, 1 제어 주기마다 이동체의 위치 및 속도 그리고 그 외의 상태를 보고하고, 시스템 콘트롤러(24)는 제어 주기마다 위치 지령 등을 존 콘트롤러(22)에 송출한다. 제어 주기는, 예를 들면 1 msec ~ 100 msec, 보다 바람직하게는 1 msec ~ 10 msec로 하고, 여기에서는 시스템 콘트롤러(24)가 위치 및 속도의 보고를 받은 시점에서 다음의 1 제어 주기가 시작되는 것으로 한다.

존 콘트롤러(22)의 통신부(60)는 시스템 콘트롤러(24)와 통신하고, 멀티플렉서(61)는 센서 유닛(66)으로부터의 위치와 속도의 신호를 위치 지령 발생기(62)로 전달한다. 위치 지령 발생기(62)는 복수 개의 코일 유닛(68)에 대한 위치 지령을 발생시키므로, 멀티플렉서(61)는 어느 센서 유닛(66)으로부터의 데이터인지를 부가하거나, 혹은 이동체의 절대 좌표와 함께, 위치와 속도의 신호를 위치 지령 발생기(62)로 전달한다. 위치 지령 발생기(62)는 이동체마다 목표 위치와 목표 속도를 발생시켜, 해당하는 코일 유닛(68)을 제어한다. 알람부(63)는 목표 위치 혹은 목표 속도로부터 현저하게 이동체가 일탈하거나 혹은 과전압, 과전류, 소정치 이상의 전압 저하 등이 발생하면 알람 신호를 발생시키고, 시스템 콘트롤러가 유지하고 있는 전후의 대차 위치의 정보를 이용하여, 예를 들면 안전하게 충돌 없이 정지시킨다.

센서 유닛(66)은 상기의 리니어 센서(36)와 신호 처리부(38)로 이루어지고, 1 제어 주기보다 짧은 주기로, 예를 들면 1 제어 주기에 10 ~ 100 회 정도, 위치와 속도를 보고한다. 코일 유닛(68)은 상기의 1 차측 코일(32)과 그 구동부(34)로 이루어지고, 구동부(34)는 1 제어 주기에 위치 지령을 수신하여, 지령을 받은 위치로 이동하도록 1 차측 코일(32)에 가해지는 전류의 위상과 주파수를 제어한다.

도 10의 구성은 복수의 이동체(20)의 동기 주행의 모델로서 도 11 및 도 12와 같이 된다. 시스템 콘트롤러(24)는 시스템 전체의 기준이 되는 시계를 구비하고, 시스템 내의 각 콘트롤러는 시스템 콘트롤러(24)의 시계에 시각을 맞춘다. 시스템 콘트롤러(24)는 존 콘트롤러(22)에 대하여 동기하기 위한 동기 패킷(a)을 송신하고, 존 콘트롤러는 이를 수신하면 처리를 실시하고, 이에 의해, 시스템 콘트롤러(24)와 존 콘트롤러(22)가 동기된다. 존 콘트롤러(22)는 이와 동시에, 서보 앰프(1 차측 코일의 구동부(34)와 신호 처리부(38))에 대하여, 동기 패킷(b)을 송신하고, 서보 앰프는 이 패킷을 수신하면 센서 신호의 독출 처리(c), 이동체의 속도 제어(d) 및 이동체의 위치 제어(e)를 행하다. 이에 의해, 존 콘트롤러(22)와 서보 앰프가 동기되고, 시스템 전체가 도 12에 나타낸 지연 시간(△t) 내에서 동기되어 동작한다. 동기 제어에 의해, 복수 대의 이동체에 대하여 일괄적으로 위치 및 속도를 제어할 수 있고, 또한 리니어 모터의 1 차측 코일의 제어가 순조롭게 이루어진다.

시스템 내에서의 동기 제어에는 고속이고 대용량인 LAN(25)이 필요하며, 본 시스템에서는 지상측에 장치(콘트롤러와 서보 앰프)를 집중시키고 있기 때문에, 대규모 시스템에서도 장치 간의 동기를 취할 수 있다.

도 13에, 1) 존 콘트롤러로부터 시스템 콘트롤러로의 위치 등의 보고와, 2) 시스템 콘트롤러로부터 존 콘트롤러로의 위치 지령, 그리고 3) 존 콘트롤러로부터 코일 유닛으로의 속도 지령을 나타낸다. 시스템 콘트롤러(24)로의 보고는, 예를 들면 1 msec ~ 100 msec 등의 제어 주기마다 실시하고, 위치의 보고로부터 다음의 보고까지가 1 제어 주기이다. 그리고, 시스템 콘트롤러(24)는 제어 주기마다, 바람직하게는 제어 주기의 초기에 위치 지령을 존 콘트롤러로 송출한다. 존 콘트롤러는 1 제어 주기 사이에 복수 회 위치와 속도의 보고를 리니어 센서로부터 수신하여, 이것에 맞추어 속도 지령을 발생시키고, 코일 유닛(68)으로 피드백한다.

도 14에 존 콘트롤러로부터 시스템 콘트롤러로의 보고 패킷(80)과 시스템 콘트롤러로부터 존 콘트롤러로의 위치 지령의 패킷(82)을 나타낸다. 존 콘트롤러로부터의 보고 패킷(80)에서는 존 콘트롤러로부터의 보고인 것과, 존 콘트롤러의 ID를 기재한다. 다음으로, 존 콘트롤러의 관리 하에 있는 1대 ~ 복수 대의 이동체에 대하여, 각각의 위치와 속도, ID 및 그 외의 정보를 통지한다. 또는, 패킷(80)을 이동체마다 송출하고, 1 개의 패킷에 복수의 이동체의 정보를 포함하지 않도록 해도 좋다.

시스템 콘트롤러로부터의 패킷(82)은 시스템 콘트롤러로부터의 패킷인 것과, 수신처의 존 콘트롤러의 ID를 기재하여, 이동체마다 다음의 제어 주기에서의 목표 위치와 그 외의 정보를 부가한다. 패킷(82)도 이동체마다 다른 패킷으로 해도 좋다. 이동체의 속도를, 예를 들면 최대 매초 10 m로 하면, 제어 주기가 1 ~ 100 msec이므로, 이동체의 목표 위치는 현재 위치에 대하여 1 m ~ 10 mm 전방에 있다. 한편, 이동체를 가장 조밀하게 배치했을 경우에도 이동체의 차체 중심 간의 거리는, 예를 들면 1 m 이상이므로, 패킷(82)으로부터 존 콘트롤러는 어느 이동체로의 목표 위치인지를 판정할 수 있다. 또한, 제어 주기를 1 ~ 10 msec로 하면, 목표 위치는 현재 위치로부터 100 mm ~ 10 mm 전방에 있다.

도 15에 시스템 콘트롤러(24)의 구성을 나타낸다. 통신부(91)는 존 콘트롤러측의 통신부(60)와 통신하고, 배치 제어부(93)는 도시하지 않는 생산 콘트롤러 혹은 생산 콘트롤러와 시스템 콘트롤러(24)의 상위의 콘트롤러 등과 통신하여, 반송 요구를 접수하여 반송 결과를 보고한다. 위치 지령 발생기(90)는 개개의 이동체에 대한 위치 지령을 1 제어 주기마다 발생시키고, 상태 테이블(92)은 각 이동체의 주행 경로를 따르는 위치와 속도, 목적지, 목적지까지의 주행 루트, 주행의 우선도(優先度) 및 물품을 반송 중, 물품의 비재치, 고장 중 등의 상태를 기억한다. 상태 테이블(92)은 주행 경로를 따르는 이동체 상태를 기억하고, 1 제어 주기마다 갱신된다.

퇴피 제어부(94)는 상태 테이블(92)에서의 이동체의 주행 루트와 우선도 그리고 위치 등으로부터 퇴피의 필요성을 판정하고, 이에 따라 이동체의 주행 루트 및 목표 위치 등을 변경하여, 상태 테이블(92)에 기재된 주행 루트를 변경한다. 합류 제어부(95)는 분기 합류부에서 간섭할 가능성이 있는 이동체의 조합을 구하여, 위치 지령 발생기(90)로 통지한다. 간섭 서치부(96)는 분기 합류 부위 외에서의 이동체 간의 간섭을 방지하기 위하여 상태 테이블(92)의 데이터로부터 이동체의 위치와 속도를 독출하여, 간섭할 가능성이 있는 이동체의 조합을 구하여, 위치 지령 발생기(90)로 통지한다. 위치 지령 발생기(90)는 간섭을 회피하도록 속도를 제어한다.

실시예에서는 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 적어도 직선 구간에 대하여, 이동체(20)의 위치를 연속적으로 감시하고, 코일 유닛(68)으로 연속적으로 피드백 제어를 가할 수 있다.

(2) 시스템 콘트롤러(24)에 의해, 복수 대의 이동체(20)에 대하여 주행 경로의 전체 영역에서 절대 위치를 제어할 수 있다.

(3) 시스템 콘트롤러(24)에서 집중 제어하므로, 각 존 콘트롤러 단위로 위치 지령을 발생시키는 분산 제어와는 상이하여, 존 콘트롤러의 경계를 통과할 때의 처리가 간단해 진다.

(4) 시스템 콘트롤러(24)는 전체 영역에서 위치 제어를 행하므로, 각 시각에서의 모든 이동체(20)의 위치를 정확하게 관리할 수 있고, 전체 영역에서 이동체의 이동 제어 및 전후의 이동체 간의 대차 간 거리를 제어할 수 있다. 따라서, 최적인 배치가 가능하고, 정체(停滯)를 회피하기 위하여 최적인 퇴피가 가능하여, 간섭을 확실하게 방지할 수 있다.

(5) 이동체(20)를 조밀하게, 즉 짧은 차 간 거리로 주행시킬 수 있다. 실시예와 같이, 1 차측 코일(32)을 마그넷 어레이(30)의 길이 이하의 피치로 배치하면, 2 개의 1 차측 코일(32) 마다 최대 1 대의 이동체(20)를 배치할 수 있다. 특히, 시스템 콘트롤러(24)와 존 콘트롤러(22)의 제어 하에 복수의 이동체를 등속으로 동기하여 주행시킬 수 있다.

(6) 이동체(20)를 스테이션(8)에서 이동 재치 장치와 동기 주행시키는 것이 용이해 진다. 여기서 이동 재치를 위하여 이동체(20)를 감속하면, 후속의 이동체도 동기되어 감속 제어할 수 있다.

(7) 이동체(20)의 보기 대차(26, 26)에 마그넷 어레이(30, 30)를 설치했으므로, 커브 구간에서도 가속할 수 있다.

실시예에서는 리니어 동기 모터를 이용했지만, 리니어 유도 모터를 이용하여, 이동체(20)에 알루미늄 등의 2 차 도체를 설치해도 좋다. 이 경우, 이동체(20)에 2 차 도체와는 별도로 마그넷 등의 자기(磁氣) 마크를 설치하여, 리니어 센서(36)로 검출한다. 이동체의 분기 및 합류는 도시하지 않은 가이드 롤러와 가이드 레일 등에 의해 기계적으로 제어하거나, 보기 대차의 측부에 설치된 마그넷을 지상측의 코일로 흡인 및 반발함으로써, 전자기적으로 제어해도 좋다. 또한, 분기 합류의 제어는 시스템 콘트롤러가 존 콘트롤러를 개재하여 행한다.

2 이동체 시스템
4 인트라 베이 루트
6 인터 베이 루트
8 스테이션
10 직선 구간
11 커브 구간
12 분기 합류부
13 존 경계
20 이동체
22 존 콘트롤러
24 시스템 콘트롤러
25 LAN
26 보기 대차
27 보기 축
28 바퀴
30 마그넷 어레이
32 1 차측 코일
34 구동부
36 리니어 센서
38 신호 처리부
40 존 LAN
42 코일
44 홀 소자
46 처리 회로
47 카운터
48 오프셋 기억부
49 정현파 전원
50 카운터
52 홀 소자
54 입력 인터페이스
55 파형 기억부
56 비교부
57 위상 산출부
58 카운터
60, 91 통신부
61 멀티플렉서
62 위치 지령 발생기
63 알람부
66 센서 유닛
68 코일 유닛
80, 82 패킷
90 위치 지령 발생기
92 상태 테이블
93 배치 제어부
94 퇴피 제어부
95 합류 제어부
96 간섭 서치부
98 오차 검출부

Claims

리니어 모터의 2 차측 부재를 구비한 복수의 이동체와, 상기 복수의 이동체의 이동 경로를 따라 상기 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 복수 설치된 상기 리니어 모터의 1 차측 부재를 구비한 시스템으로서,
상기 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 복수 설치되고, 이동체의 위치를 검출하는 센서와,
상기 센서로부터의 위치 신호에 따라 상기 1 차측 부재를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 시스템 콘트롤러와, 시스템 콘트롤러의 하위 콘트롤러이고 시스템 콘트롤러로부터의 이동체마다의 위치 지령과 상기 센서로부터의 위치 신호에 따라 상기 1 차측 부재를 제어하는 복수의 존 콘트롤러를 포함하며,
상기 센서로부터의 위치 신호는 1 제어 주기 내에 복수 회에 걸쳐 상기 존 콘트롤러로 송출되고,
상기 존 콘트롤러는, 상기 1 제어 주기 마다 이동체의 위치를 시스템 콘트롤러로 보고하고,
상기 시스템 콘트롤러는, 상기 1 제어 주기 마다 각 존 콘트롤러로 위치 지령을 송출하고,
상기 존 콘트롤러는, 상기 센서로부터의 위치 신호에 기초하여 상기 1 제어 주기 내에 복수 회에 걸쳐 상기 1 차측 부재로 속도 지령을 송출하도록 하는 것을 특징으로 하는 이동체 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 이동 경로는 직선 구간 외에 분기부, 합류부 및 커브 구간을 구비하고, 상기 리니어 모터의 2 차측 부재를 상기 이동 경로를 따라 분기부, 합류부 및 커브 구간에서 굴곡 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 이동체 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 리니어 모터는 리니어 동기 모터이고, 상기 2 차측 부재는 마그넷의 열(列)이며, 상기 센서는 절대 위치를 검출하는 센서이고, 상기 센서와 상기 1 차측 부재는 상기 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이동체 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 센서는, 상기 2 차측 부재의 마그넷의 열을 검출하는 센서인 것을 특징으로 하는 이동체 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 이동 경로를 따라 복수의 이동체를 등속으로 동기하여 주행시키는 것을 특징으로 하는 이동체 시스템.
리니어 모터의 2 차측 부재를 구비한 복수의 이동체와, 상기 복수의 이동체의 이동 경로를 따라 상기 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 복수 설치된 상기 리니어 모터의 1 차측 부재와, 시스템 콘트롤러와 시스템 콘트롤러의 하위 콘트롤러이고 시스템 콘트롤러로부터의 이동체마다의 위치 지령과 센서로부터의 위치 신호에 따라 상기 1 차측 부재를 제어하는 복수의 존 콘트롤러를 포함하는 제어부를 구비한 시스템에서, 상기 복수의 이동체를 제어하기 위하여,
a) 상기 2 차측 부재의 길이 이하의 피치로 복수 설치된 센서에 의해, 이동체의 위치를 연속적으로 검출하기 위한 단계와,
b) 상기 센서로부터의 위치 신호를 1 제어 주기 내에 복수 회에 걸쳐 상기 존 콘트롤러로 송출하는 단계와,
c) 상기 존 콘트롤러에 의해, 상기 1 제어 주기 마다 이동체의 위치를 시스템 콘트롤러로 보고하는 단계와,
d) 상기 시스템 콘트롤러에 의해, 상기 1 제어 주기 마다 각 존 콘트롤러로 위치 지령을 송출하는 단계와,
e) 상기 존 콘트롤러에 의해, 상기 센서로부터의 위치 신호에 기초하여 상기 1 제어 주기 내에 복수 회에 걸쳐 상기 1 차측 부재로 속도 지령을 송출하는 단계를 실행하는 이동체의 제어 방법.