KR20080014584A

KR20080014584A - 이동체 시스템

Info

Publication number: KR20080014584A
Application number: KR1020070015954A
Authority: KR
Inventors: 히데키 쿠보; 히로키 소네; 아츠오 나가사와
Original assignee: 무라타 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2008-02-14
Also published as: JP2008045873A; HK1112757A1; TWI414920B; CN101122470A; JP4214533B2; CN101122470B; KR101087600B1; TW200811628A

Abstract

이동체(2)의 주행방향으로 평행하게 2열로 자기 마크(21, 22)를 배치하고, 2개의 리니어 센서(16, 17)에 의해 각 자기 마크(21, 22)를 기준으로 하는 절대위치를 구한다. 각 자기 마크(21, 22)의 중심의 원점 기준의 절대위치를 기억하여, 검출되는 자기 마크를 전환하면서 이동체(2)의 절대위치를 구한다.

이산적으로 배치한 자기 마크에 의해, 이동체의 절대위치를 연속적으로 검출할 수 있다.

Description

이동체 시스템{SYSTEM FOR MOVING BODY}

도 1은 실시예의 이동체 시스템의 주요부 평면도이다.

도 2는 실시예의 이동체 시스템의 주요부 측면도이다.

도 3은 실시예에서의 마스트로의 자기 마크의 배치를 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 4는 실시예에서의 턴테이블로의 자기 마크의 배치를 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 5는 실시예에서의 리니어 센서의 블록도이다.

도 6은 실시예에서의 좌표 산출부의 블록도이다.

도 7은 실시예에서의, 리니어 스케일의 전환을 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 8은 실시예에서의, 리니어 스케일의 전환과 오프셋 보정을 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 9는 실시예에서의 리니어 스케일의 오프셋 LSCi0의 취득 알고리즘을 나타내는 플로우차트이다.

도 10은 실시예에서의 리니어 스케일의 전환 알고리즘을 나타내는 플로우차트이다.

도 11은 실시예에서의 리니어 스케일 내 이동 알고리즘을 나타내는 플로우차트이다.

도 12는 실시예에서의 리셋 알고리즘을 나타내는 플로우차트이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 이동체 4 : 대차

6 : 승강대 8, 9 : 마스트

10, 11 : 주행 모터 12, 13 : 승강 모터

14 : 슬라이드 포크 16, 17 : 리니어 센서

18, 19 : 리니어 센서 20 : 주행 레일

21, 22 : 자기 마크 31, 32 : 자기 마크

40 : 턴테이블 41 : 구동축

42 : 구동 모터 43, 44 : 리니어 센서

45, 46 : 자기 마크 50 : 교류전원

51 : 코일 52 : 신호처리부

53, 54 : 연산부 60 : 절대위치 산출부

61 : 입출력 62 : 리니어 스케일 전환부

63 : 리니어 스케일 데이터 기억부 64 : 오프셋 기억부

65, 66 : 입출력 67 : 오프셋 취득부

68 : 정당성 검사부 70 : 백업 메모리

71 : 인코더 72 : 인코더 백업 메모리

본 발명은 스태커 크레인이나 천정주행차, 유궤도대차, 턴테이블 그 외의 이동체의 시스템에 관한 것이고, 특히 그 절대위치의 검출에 관한 것이다.

이동체 시스템에서는, 이동체의 절대위치의 검출이 중요하다. 이 점에 관하여, 구동용 모터의 인코더값을 그대로 절대위치로 환산하면, 차륜의 미끄러짐에 의한 오차가 생긴다. 그래서 이동경로가 고정일 경우, 이동경로를 따라 빗살형상 등의 마크를 형성해서 카운트하는 것이 고려되지만, 빗살형상의 분해능만큼의 오차가 생기고, 정지 후에 백래시가 생긴다는 오차로 된다. 이 점에 대하여, 특허문헌1은 정지위치 부근에 리니어 센서의 피검출 마크를 형성하고, 이동체의 센서를 설치해서, 각 정지위치를 기준으로 하는 절대위치를 검출하는 것을 제안하고 있다. 이 방법에서는 목표 정지위치로 접근하면 감속을 개시하고, 마크를 검출하면, 제어 상의 남은 거리를 인코더 등으로 구한 것으로부터 리니어 스케일을 사용하여 구한 것으로 전환한다. 남은 거리를 리니어 스케일을 사용한 것으로 전환하면, 제어 상은 인코더의 오차에 상당하는 오차가 돌연 발생한 것으로 되고, 이것에 대하여 강한 제어를 실시하면 진동의 원인으로 된다. 그래서 인코더로부터 리니어 스케일로 전환될 때까지 충분히 감속해서, 작은 제어 게인으로 정지할 수 있도록 할 필요가 있다. 검출 에리어가 넓은 리니어 스케일을 설치하면 이러한 문제는 해소되지만, 검출 에리어가 넓은 리니어 스케일을 설치하는 것은 어렵다.

[특허문헌1]일본 특허공개 2005-202464호

본 발명의 과제는, 각각의 리니어 센서의 검출 스케일보다 넓은 범위에서 이동체의 절대위치를 구할 수 있도록 하는데 있다.

청구항 2의 발명에서의 추가된 과제는, 이동체의 절대위치가 요동해도 리니어 센서를 전환할 필요가 없도록 하는데 있다.

청구항 3의 발명에서의 추가된 과제는, 이동경로의 전역에 걸쳐 이동체의 절대위치를 구할 수 있도록 하는데 있다.

청구항 4의 발명에서의 추가된 과제는, 피검출 마크의 번호를 리니어 센서의 신호로부터 구할 수 있도록 하는데 있다.

청구항 5의 발명에서의 추가된 과제는, 정전이나 고장 등으로부터의 복구시에, 검출대상인 피검출 마크의 번호의 타당성을 간단히 검사할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 이동체 시스템은, 이동체의 이동방향에 평행한 피검출 마크의 열을 적어도 2열 설치해서 각 열에 피검출 마크를 이산적으로 배치하고, 상기 적어도 2열의 피검출 마크에 대응해서, 상기 이동방향에 직교하는 방향에서의 위치가 다른 리니어 센서를 적어도 2개 상기 이동체에 설치하며, 상기 적어도 2개의 리니어 센서의 사이에서 상기 검출 에리어의 끝부마다, 사용되는 리니어 센서를 전환하기 위한 수단과, 사용되는 리니어 센서의 신호로부터 이동체의 절대위치를 검출하기 위 한 수단을 설치한 것이다.

바람직하게는, 피검출 마크에 대한 상기 적어도 2개의 리니어 센서에서의 검출 에리어가 서로 겹치도록 상기 적어도 2열의 피검출 마크를 배치한다.

특히 바람직하게는, 이동체 이동경로의 전역에 걸쳐 상기 적어도 2열의 피검출 마크를 배치한다.

또한 바람직하게는, 사용되는 리니어 센서를 전환할 때마다, 검출대상인 피검출 마크의 번호를 카운트 업 혹은 카운트 다운하기 위한 수단을 더 설치한다.

보다 바람직하게는, 검출대상인 피검출 마크의 번호를 이동체의 트러블시에도 기억하기 위한 기억수단과, 이동체를 트러블로부터 회복시켰을 때에, 적어도, 기억된 검출대상인 피검출 마크의 번호를 어떤 리니어 센서가 피검출 마크를 검출하고 있는지에 의해, 기억된 검출대상인 피검출 마크의 번호의 타당성을 검사하기 위한 검사수단을 더 설치하여, 검사수단의 검사결과가 타당할 때에 상기 기억된 피검출 마크의 번호를 사용하여 이동체의 절대위치의 초기값을 구한다.

이하에 본 발명을 실시하기 위한 최적의 실시예를 나타낸다.

[실시예]

도 1~도 12에, 실시예의 이동체 시스템을 나타낸다. 각 도면에 있어서, 부호 2는 이동체로 여기서는 스태커 크레인이고, 천정주행차나 유궤도대차, 턴테이블 혹은 그 외의 이동체여도 된다. 또, 이동체(2)는 주행경로가 정해져 있다. 부호 4는 대차, 6은 승강대, 8, 9는 전후의 마스트이고, 10, 11은 주행 모터이다. 부호 12, 13은 승강 모터이고, 도시생략된 드럼이나 풀리, 기어 등을 통해서 벨트나 와이어, 로프 등의 매달림지지재에 의해 승강대(6)를 승강시킨다. 또, 주행 모터(10, 11)나 승강 모터(12, 13)의 대수나, 배치 등은 임의적이다. 승강대(6)에는 슬라이드 포크(14) 등의 이송장치를 설치하고, 이송장치와 승강대(6) 사이에 턴테이블 등을 탑재해도 된다. 또, 대차(4)에는 적어도 좌우 1쌍의 리니어 센서(16, 17)를 설치하고, 또한 승강대(6)에는 마스트(8)를 따라 적어도 좌우 1쌍의 리니어 센서(18, 19)를 설치한다.

부호 20은 주행 레일이고, 그 좌우에 예를 들면 적어도 2열로 자기 마크(21, 22)를 설치하고, 또 도 3에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 마스트(8)의 좌우에 자기 마크(31, 32)를 적어도 2열로 배치한다. 실시예에서는 리니어 센서(16, 17)의 주행방향 위치를 갖게 하고, 자기 마크(21, 22)를 같은 피치로 서로 다르게 배치한다. 리니어 센서(16, 17)의 주행방향 위치를 다르게 할 경우, 자기 마크(21)로부터 자기 마크(22)로의 피치와, 자기 마크(22)로부터 자기 마크(21)로의 피치도 다르게 한다. 자기 마크(31, 32)는 마스트(8)에 2열로 배치하지만, 마스트(8)측과 마스트(9)측에 각 1열 배치해도 된다. 단 이 경우, 승강대(6)가 이동체(2)의 이동방향으로 경사지면, 리니어 센서(18, 19)의 출력이 검출 에리어의 중복부에서 일치하지 않게 되어 보정이 필요하게 된다. 실시예에서는, 자기 마크(21, 22)를 2열로 배치했지만, 3열이상으로 배치해도 되고, 마찬가지로 자기 마크(31, 32)도 3열이상으로 배치해도 된다. 또, 자기 마크(21, 22) 등은 리니어 센서(16, 17) 등과의 전자결합에 의해 검출되고, 자기 마크 대신에 강유전체 등의 마크를 사용해도 된다. 자기 마크(21, 22) 등은 예를 들면 봉형상이고, 실시예에서는 봉형상의 자석을 사용하지 만, 자성체나 반(反)자성체를 사용해도 된다. 주행 레일(20)의 일단에 주행 원점이 있고, 타단에 반(反)원점이 있다.

도 4에 턴테이블(40)로의 응용예를 나타내고, 부호 41은 턴테이블(40)의 구동축이며, 42는 구동 모터이다. 턴테이블(40) 주위의 고정부측에는 자기 마크(45, 46)를 드문드문, 또한 동심원 상에 적어도 2열로 배치하고, 턴테이블(40)측에는 자기 마크(45, 46)를 배치한 2개의 원에 대응해서, 리니어 센서(43, 44)를 배치한다. 도 1~도 4의 각 경우에 있어서, 자기 마크(21, 22) 등을 고정측에, 리니어 센서(16, 17) 등을 이동측에 설치한다.

도 5에 리니어 센서(16)와 자기 마크(21)를 예로, 리니어 스케일의 구성을 나타내고, 다른 리니어 센서(17) 등이나 자기 마크(22) 등의 경우도 동일하다. 부호 50은 교류전원으로, sinωt에 비례하는 교류전원을 출력하고, 복수개의 코일(51)이 예를 들면 직렬로 배치되어 있다. 각 코일에 가하는 전압은 신호처리부(52)에 입력되고, 연산부(53)에서 sinθ·sinωt와 cosθ·cosωt로 변환된다. 여기서, θ는 리니어 센서(16)에 대한 자기 마크(21)의 위상이고, 연산부(54)는 연산부(53)의 출력을 1개의 리니어 스케일 내에서의 좌표, 즉 리니어 스케일 좌표(LSC)로 변환한다. 또, 리니어 스케일 내의 원점, 통상은 리니어 스케일의 중심의 절대좌표를 LSC0으로 나타내고, 리니어 스케일 좌표의 상단(검출 에리어의 반원점측의 끝부)을 +A로, 하단(검출 에리어의 원점측의 끝부)을 -A로 나타낸다.

도 6에 리니어 센서(16, 17)로부터의 신호의 처리를 예로, 절대위치 산출부(60)의 구성을 나타낸다. 리니어 센서(18, 19)나 리니어 센서(43, 44)에 대해서 도 같은 절대위치 산출부(60)를 설치해서, 승강방향의 절대위치나 회전각의 절대값을 산출한다. 입출력(61)으로 2개의 리니어 센서(16, 17)로부터의 리니어 스케일 좌표(LSC1, LSC2)가 교대로 입력된다. 자기 마크에 접해서 리니어 스케일 좌표를 출력하고 있는 리니어 센서를 유효한 리니어 센서라고 한다. 리니어 스케일 전환부(62)는 각 리니어 스케일의 검출 에리어의 끝부이고, 이동체의 이동방향에 따라, 사용되는 리니어 스케일을 전환한다. 또, 이동방향은 구동 모터의 회전방향에서 본 이동방향이고, 백래시 등에 의한 이동은 포함되지 않는다. 리니어 스케일 데이터 기억부(63)는, 현재의 리니어 스케일 좌표(LSC) 및 현재의 리니어 스케일 번호(LSC NO.) 및 현재의 절대좌표를 기억한다. 여기서 현재의 리니어 스케일 번호는 첨자i로 나타내고, 그 최하위 비트인 0 또는 1은 자기 마크(21, 22)의 열을 나타낸다. 절대좌표는 이동체의 주행원점으로부터의 좌표이고, 이동체가 반원점측으로 이동하면 절대좌표가 늘어난다. 오프셋 기억부(64)는 각 리니어 스케일에 대해서 그 원점좌표 즉 LSCi0(오프셋)을 기억한다. 표 1에 실시예에서의 용어를 나타낸다.

<표 1>

* LS : 리니어 스케일 : 자기 마크와 리니어 센서의 조합으로 실현되는 스케일 ; 스케일 번호를 첨자i로 나타내고, 리니어 스케일 내의 원점(중심)으로부터의 리니어 스케일 내 좌표를 LSCi로, 그 상한은 +A로, 하한을 -A로 나타내며, 리니어 스케일을 전환하는 점을 A로 나타낸다. 리니어 스케일의 유효범위를 검출 에리어라고 한다.

* LSC : 리니어 스케일 내 좌표

* LSCNo. : 리니어 스케일의 번호(첨자i)이고 구체적으로는 자기 마크의 번호 : 이동체의 원점이 있는 리니어 스케일로, i=1, 반원점측을 향해 번호가 증가하고, 번호의 짝수/홀수성은 2열 중 어떤 열인지를 나타낸다.

* LSCi0 : 리니어 스케일 내 원점의 절대좌표 : 오프셋이라고 하는 경우가 있다.

* a : 리니어 스케일의 겹쳐짐을 나타내는 파라미터로, 리니어 스케일 끝부에서의 인접하는 리니어 스케일과의 겹쳐짐의 약 1/2의 거리가 a : LSC의 상한 혹은 하한으로부터 마진(a)으로, 리니어 스케일을 전환한다.

* t : 이동체의 원점을 기준으로 하는 절대좌표 : 절대좌표와 절대위치는 동의어이고, 모두 원점기준의 좌표나 위치를 나타낸다.

도 6의 부호 65, 66은 입출력이다. 부호 67은 각 리니어 스케일의 원점 좌표(LSCi0)에 대한 절대 좌표(오프셋)를 취득하기 위한 오프셋 취득부이다. 정당성 검사부(68)는 정전이나 이동체(2)의 트러블로부터의 복구시에 백업 메모리(70)에 기억된 리니어 스케일 번호의 타당성 등을 검사한다. 백업 메모리(70)는 리니어 스케일 데이터 기억부(63) 및 오프셋 기억부(64)의 데이터를 전지 혹은 무정전 전원 등에 의해 기억하여, 이동체(2)의 전원을 오프해도 기억을 유지한다. 이동체(2)의 전원이 오프되면, 백업 메모리(70)의 데이터는 갱신되지 않고, 또한 리니어 센서(16, 17) 등도 동작을 정지한다. 인코더(71)는 주행 모터의 회전수의 적산값 등을 기억 및 출력하고, 전지나 무정전 전원 등에 의해 동작되어서, 이동체의 전원이 오프되어 있을 때에도 동작을 속행한다. 인코더 백업 메모리(72)는 인코더(71)의 데이터를 백업하는 메모리이고, 이동체의 전원을 오프하면, 기억값이 갱신되지 않게 되므로 전원을 오프하기 직전의 인코더의 출력을 기억한다.

도 7에 리니어 스케일(LSi)과 다음의 리니어 스케일(LSi+1) 사이의, 리니어 센서의 전환을 나타낸다. 각 자기 마크는 길이가 예를 들면 수10㎜정도이고, 각 리니어 센서는 그 검출범위가 예를 들면 수100㎜~1000㎜정도이다. 리니어 스케일의 폭은 수100㎜~1000㎜정도이고, 인접하는 리니어 스케일 사이에서 검출 에리어가 예를 들면 수10㎜정도 겹쳐지게 한다. 그리고 겹쳐짐의 목표값의 1/2을 마진으로 하고, 리니어 스케일(LSi)로부터 리니어 스케일(LSi+1)로 전환될 때에는, 리니어 스케일(LSi)의 상한값(+A)보다 마진만큼 작은 전환점(A)에서 리니어 스케일(LSi+1)로 전환된다. 리니어 스케일(LSi+1)로부터 리니어 스케일(LSi)로 전환될 때에는, 리니어 스케일(LSi+1)의 검출 에리어의 하한(-A)보다 마진(a)만큼 리니어 스케일 좌표가 큰 점에서 전환을 행한다.

자기 마크 등이 이상적으로 설치되어 있을 경우, 2개의 전환점은 일치하지만, 이들은 특별히 일치시킬 필요는 없다. 리니어 스케일의 전환은 주행 모터나 승강 모터 등에 의한 구동의 방향에 맞추어서 행한다. 예를 들면 도 7의 왼쪽부터 오른쪽으로 이동체가 구동되어서 전환점(A)을 통과하면, 리니어 스케일을 전환한다. 이 직후에 이동체가 정지하고, 백래시 등에 의해 이동체가 도 7의 좌측으로 역이동해서 전환점을 다시 통과했다고 해도, 리니어 스케일의 전환은 행하지 않는다. 자기 마크는 예를 들면 2열로 배치되어 있으므로, 이동체에 비틀어짐이 있으면, 한쪽의 자기 마크를 기준으로 하는 전환점과, 다른 쪽의 자기 마크를 기준으로 하는 전 환점이 다른 경우가 있다. 이 때문에 한쪽의 자기 마크의 전환점을 통과하고 있어도, 다른 쪽의 자기 마크의 전환점을 통과하고 있지 않는 경우도 있다. 이러한 경우도, 리니어 스케일을 다시 전환하는 일은 하지 않는다. 이들의 결과, 리니어 스케일을 빈번하게 전환하는 일을 방지할 수 있다.

도 8에 2열의 리니어 스케일을 사용한 절대 위치의 산출을 나타낸다. 리니어 스케일(LS1)은 이동체의 주행 원점 부근에 설치되고, 그 원점 좌표(LSC10)는 주행 원점이며, 절대 좌표는 O이다. 각 리니어 스케일에 대하여 그 원점 좌표(LSCi0)가 오프셋 기억부(64)에 기억되고, 각 리니어 스케일(LSi) 내의 원점을 기준으로 하는 리니어 스케일 좌표가, 리니어 스케일 좌표(LSCi)로서 출력된다. 그래서 현재 사용되고 있는 리니어 스케일의 번호(첨자i)가 판명되고, 이것에 대한 오프셋이 판명되면, 리니어 스케일 좌표(LSCi)를 오프셋 LSCi0에 가산함으로써 현재의 절대 좌표가 판명된다.

도 9에 리니어 스케일의 원점 좌표(LSCi0)의 취득 알고리즘을 나타낸다. 이동체를 주행원점측으로부터 반원점측으로 스타트시킨다. 또, 주행원점 위치는 예를 들면 최초의 리니어 스케일의 원점위치(중심위치)로 하고, 최초의 리니어 스케일(LSNo.=1)의 원점위치를 검출하면, 그 위치에서 절대 좌표(t)를 0으로 한다. 대차를 이동시키고, 다음의 리니어 스케일을 검출하면, 전환점에서의 절대 좌표(tAi)를 기억하고, 전환된 새로운 리니어 스케일(LSi+1)에서의 리니어 스케일 좌표(LSCi+1)를 기억하며, 리니어 스케일 번호(i)를 1 가산한다. 리니어 스케일 번호(i)는 이미 1 가산이 완료되었으므로, 새로운 리니어 스케일(LSCi+1)에서의 리니 어 스케일 내 원점을 검출하면, 전환점(A)으로부터의 리니어 스케일 좌표의 변화분을, 기억이 완료된 절대 좌표(tAi)에 더하여 리니어 스케일 내 원점의 절대 좌표로서 기억한다. 여기서 리니어 스케일을 전환했을 때에 구한 리니어 스케일 좌표(LSCi+1)를, 전환점(A)으로부터 리니어 스케일(LSi+1)의 리니어 스케일 내 원점까지의 거리로 환산하여, 즉시 리니어 스케일(LSi+1)의 리니어 스케일 내 원점의 절대 좌표를 구해도 된다.

이상의 루프를 최후의 리니어 스케일까지 반복하여, 모든 리니어 스케일에 대해 리니어 스케일 내 원점 좌표의 절대값을 구해서 기억한다. 또, 리니어 스케일을 설계 데이터 등에 기초하여 기억하고, 이동체를 이동시키는 것 이외의 방법으로 리니어 스케일 내 원점 좌표의 절대값을 구해도 된다.

도 10의 리니어 스케일의 전환 알고리즘을 나타낸다. 인접한 리니어 스케일에는 검출 에리어의 겹쳐짐이 있으므로, 이 부분에서 좌우의 리니어 스케일이 모두 유효하게 된다. 다음에 현재 사용 중인 리니어 스케일이 왼쪽 혹은 오른쪽 중 어느 쪽인지를 구한다. 사용 중인 리니어 스케일이 예를 들면 왼쪽일 경우, 구동 모터의 회전방향이 (+)방향이고, 리니어 스케일 좌표가 (+)측에 있으며, 또한 검출 에리어의 끝부의 마진(a)을 이동체가 넘은 경우에, 다음의 우측의 리니어 스케일을 유효하게 하고 리니어 스케일 번호를 1 가산한다. 이것과는 반대로, 모터의 구동방향이 (-)측이고, 리니어 스케일 좌표가 (-)이며, 또한 (-)측의 마진을 넘은 경우, 리니어 스케일 번호를 1 감산해서, 유효한 리니어 스케일을 우측의 리니어 스케일로 변경한다. 이것 이외의 경우는, 구동 모터의 동작과 동기한 변화는 아니므로 리니어 스케일의 전환은 행하지 않는다.

우측의 리니어 스케일을 현재 사용 중일 경우, 모터의 구동방향이 (+)이고, 리니어 스케일 좌표가 (+)이며, 또한 (+)측에서 리니어 스케일 좌표가 마진(a)을 넘어 있을 경우, 리니어 스케일 번호를 1 가산한다. 모터의 회전방향이 (-)이고, 리니어 스케일 좌표가 (-)이며, (-)측에서 리니어 스케일 좌표가 마진(a)을 넘은 경우, 리니어 스케일 번호를 1 감산한다. 이것 이외의 경우는 리니어 스케일 번호를 유지한다. 이상에 의해 사용되는 리니어 스케일을 전환한다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 1개의 리니어 스케일의 검출 에리어 내의 이동에서는, 현재의 리니어 스케일 번호와, 리니어 스케일 내 원점의 절대 좌표(LSCi0)를 사용한다. 리니어 스케일 좌표의 현재 위치(LSCi)를 이용하여, 절대 좌표(t)를 t=LSCi0+LSCi에 의해 구한다.

도 12에 정전이나 이동체의 트러블 등으로부터의 복구시의 리셋 처리를 나타낸다. 백업 데이터로부터 리니어 스케일 번호(i)와 백업한 리니어 스케일 좌표(LSC)를 취득한다. 마찬가지로 인코더용 백업 데이터로부터 모터의 인코더값을 취득한다. 다음에 전원을 온하면, 리니어 스케일은 동작을 개시하고, 좌우의 리니어 스케일 중, 적어도 한쪽이 유효하며, 이것으로부터 리니어 스케일 번호의 최하위 비트가 판명된다. 이동체가 트러블시나 정전시에 리니어 스케일 2개분 이상 이동하고 있지 않으면, 백업한 리니어 스케일 번호의 최하위 비트와, 현재 유효한 리니어 스케일이 좌측인지 우측인지의 데이터로부터, 이동체가 같은 리니어 스케일 상에 머물러 있는지, 트러블 등의 동안에 다른 리니어 스케일로 이동했는지가 판명 된다. 또, 좌우의 리니어 스케일이 모두 유효할 경우, 백업 데이터로부터 구한 리니어 스케일 번호의 최하위 비트에 대응하는 리니어 스케일이 유효할 것이다. 다음에 리니어 스케일 좌표 자체를 백업하고 있을 경우, 리셋시에 새롭게 측정한 리니어 스케일 좌표와 비교하여, 오차가 허용범위 내인지의 여부를 체크한다. 또, 백업 메모리의 인코더값과 실제의 인코더값의 오차가 허용범위 내인지의 여부를 체크한다. 또한, 인코더는 전지나 무정전 전원 등에 의해 동작되고 있으므로, 이동체의 전원이 차단되어 있는 동안도, 구동축이 회전되면 인코더값이 갱신된다. 또, 리니어 스케일 좌표(LSC)는 백업해 두지 않아도 된다.

리니어 스케일 번호가 타당하고, 리니어 스케일 좌표가 타당하며, 인코더값이 타당할 경우, 이동체의 전원이 차단된 후의 이동량은 허용범위 내이다. 그래서 이 경우, 현재의 리니어 스케일 좌표와 리니어 스케일 번호를 바탕으로 절대 좌표를 복원하여 이동체를 재동작시킨다. 상기 중 어느 하나의 데이터에 타당성이 없을 경우, 예를 들면 이동체를 원점으로 이동시켜 정확한 절대 좌표를 다시 취득한다. 또, 백업한 데이터에 신뢰성이 없을 경우, 이동체를 일률적으로 원점으로 이동시킬 필요는 없고, 백업한 데이터의 신뢰성에 맞춘 복구처리를 다종류 실행해도 된다.

실시예에서는 이하의 효과가 얻어진다.

(1) 이동체 이동경로의 전역에 걸쳐, 절대위치를 구할 수 있다.

(2) 이동체 이동경로의 전역에 걸치는 리니어 센서를 설치하는 것은 실질상 불가능하지만, 실시예에서는 2개의 리니어 센서를 교대로 전환하면 되고, 장대한 리니어 센서를 설치할 필요가 없다.

(3) 이동체의 이동이나 승강, 회전 등 임의의 종류의 동작에 대하여, 절대 좌표를 구할 수 있다.

(4) 리니어 스케일의 검출 에리어의 끝부에 겹쳐짐을 갖게 하므로, 이동체의 백래시나 2열의 자기 마크 사이에서의 이동체의 비틀림 등에 의해, 리니어 스케일을 빈번하게 전환할 필요가 없다.

(5) 각 리니어 스케일 내의 원점의 절대 좌표를 자동적으로 취득할 수 있다.

(6) 어떤 리니어 스케일이 사용 중인지를, 리니어 센서 자체의 신호에 의해 구할 수 있다.

(7) 이동체를 리셋할 때에, 백업한 리니어 스케일 번호 등이 타당하면, 이동체를 원점까지 재이동시키지 않고 리셋할 수 있다.

실시예에서는 자기 마크를 2열로 배치했지만 3열이상으로 배치해도 되고, 이 경우 자기 마크의 열의 수만큼의 리니어 센서를 이동체에 설치한다. 또, 실시예에서는 리니어 스케일 좌표와 인코더값 양쪽을 백업했지만, 예를 들면 그 한쪽만을 백업해도 된다. 사용하는 이동체의 종류는 스태커 크레인에 한정되지 않고, 천정주행차나 유궤도대차, 턴테이블, 컨베이어, 순환선반 등 임의적이다. 검출 에리어의 중복부의 전환점에서 100% 리니어 센서를 전환하는 대신에, 중복부에서는 좌우의 리니어 센서로 구한 절대위치를 중량 평균해서 절대위치로 환산하고, 그 중량을 중복부 내에서 서서히 변화시켜도 된다.

본 발명에서는 피검출 마크를 적어도 2열 배치하고, 각 열마다 리니어 센서 를 설치하여, 검출되는 마크와 리니어 센서를 전환하면서 이동체의 절대위치를 구한다. 이 때문에, 이동방향을 따른 절대위치를 연속적으로 검출할 수 있고, 또 장대한 피검출 마크나 장대한 리니어 센서를 설치할 필요가 없다. 절대위치를 연속적으로 검출할 수 있으므로, 인코더나 빗살형상 센서, 레이저 거리계 등의 보조적인 센서로 절대위치를 보간(補間)할 필요가 없다.

여기서 적어도 2개의 리니어 센서의 검출 에리어가 서로 겹치도록 하면, 한쪽의 리니어 센서로부터 다른 쪽의 리니어 센서로 전환되었을 때에 백래시 등이 생겨서, 원래의 리니어 센서의 검출 에리어로 이동체가 되돌아가도 리니어 센서를 전환할 필요가 없다. 또, 2열의 피검출 마크의 사이에서 이동체가 비틀어지면, 2개의 리니어 센서의 검출 에리어가 겹치지 않을 경우, 어떤 리니어 센서도 검출할 수 없는 에리어가 생긴다. 이것에 대하여 적어도 2개의 리니어 센서의 검출 에리어가 서로 겹치도록 하면, 리니어 센서를 빈번하게 전환하거나 할 필요가 없다.

이동체 이동경로의 전역에 걸쳐 피검출 마크의 열을 배치하면, 이동경로 상의 어떤 위치에서도 절대위치를 리니어 센서로 구할 수 있어, 다른 보조적인 센서로 절대위치를 추정해야 할 위치가 생기지 않는다.

피검출 마크의 열을 복수 설치하면, 어떤 마크를 검출하고 있는지를 인식할 필요가 있다. 그래서 피검출 마크의 부근에 그 ID를 나타내는 RFID 등의 마크를 설치해서 피검출 마크와는 별도로 ID용 마크를 판독해도 된다. 그러나 이동체의 이동방향에 따라서, 검출된 피검출 마크를 카운트 업 혹은 카운트 다운하면, 리니어 센서의 신호 자체로부터 피검출 마크의 번호가 판명된다.

이동체가 정전이나 그 외의 트러블로 정지되는 일이 있다. 피검출 마크를 리니어 센서로 카운트해서 어떤 피검출 마크를 사용하고 있는지를 자율적으로 판단하면, 트러블 등으로부터 복구되었을 때에 이동체의 위치가 불명확하게 된다. 그래서 검출대상인 피검출 마크의 번호를 이동체의 트러블시에도 기억하기 위한 기억수단을 설치하면, 트러블이 발생하기 전에 사용하고 있었던 피검출 마크의 번호가 판명된다. 문제는 이 번호가 바른지의 여부이지만, 피검출 마크를 복수 열로 배치하여 각 열마다 리니어 센서를 설치하면, 어떤 열의 리니어 센서가 피검출 마크를 검출하고 있는지로부터, 기억된 피검출 마크의 번호를 마크의 열의 단위까지 확인할 수 있다. 트러블 등의 동안에 이동체가 피검출 마크 2개분이상을 이동하는 것은 생각하기 어려우므로, 마크의 열의 단위까지 타당성을 검사할 수 있으면, 피검출 마크의 기억값이 바른 것으로서 이동체를 복구할 수 있다. 이 때문에 트러블의 정도, 원점 등의 절대위치를 확인할 수 있는 점까지 이동체를 이동시킬 필요가 없고, 정지되어 있었던 그 곳에서부터 작업을 재개할 수 있다.

Claims

이동체의 이동방향에 평행한 피검출 마크의 열을 2열이상 형성해서, 각 열에 피검출 마크를 이산적으로 배치하고, 상기 2열이상의 피검출 마크에 대응하여 상기 이동방향에 직교하는 방향에서의 위치가 다른 리니어 센서를 2개이상 상기 이동체에 설치하며, 상기 2개이상의 리니어 센서에서의 피검출 마크에 대한 검출 에리어를 연속시킴과 아울러,

상기 2개이상의 리니어 센서의 사이에서 상기 검출 에리어의 끝부마다, 사용되는 리니어 센서를 전환하기 위한 수단과,

사용되는 리니어 센서의 신호로부터 이동체의 절대위치를 검출하기 위한 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이동체 시스템.
제1항에 있어서, 피검출 마크에 대한 상기 2개이상의 리니어 센서에서의 검출 에리어가 서로 겹치도록, 상기 2열이상의 피검출 마크를 배치한 것을 특징으로 하는 이동체 시스템.
제2항에 있어서, 이동체 이동경로의 전역에 걸쳐 상기 2열이상의 피검출 마크를 배치한 것을 특징으로 하는 이동체 시스템.
제1항에 있어서, 사용되는 리니어 센서를 전환할 때마다, 검출대상인 피검출 마크의 번호를 카운트 업 혹은 카운트 다운하기 위한 수단을 더 설치한 것을 특징으로 하는 이동체 시스템.
제4항에 있어서, 검출대상인 피검출 마크의 번호를 이동체의 트러블시에도 기억하기 위한 기억수단과,

이동체를 트러블로부터 회복시켰을 때에, 적어도, 기억된 검출대상인 피검출 마크의 번호를 어떤 리니어 센서가 피검출 마크를 검출하고 있는지에 의해, 기억된 검출대상인 피검출 마크의 번호의 타당성을 검사하기 위한 검사수단을 더 설치하고,

검사수단의 검사결과가 타당할 때에, 상기 기억된 피검출 마크의 번호를 사용하여 이동체의 절대위치의 초기값을 구하도록 한 것을 특징으로 하는 이동체 시스템.