KR20180024007A - 이동체 - Google Patents

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KR20180024007A
KR20180024007A KR1020187003260A KR20187003260A KR20180024007A KR 20180024007 A KR20180024007 A KR 20180024007A KR 1020187003260 A KR1020187003260 A KR 1020187003260A KR 20187003260 A KR20187003260 A KR 20187003260A KR 20180024007 A KR20180024007 A KR 20180024007A
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KR
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electric angle
detecting sensor
section
linear motor
sensor
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KR1020187003260A
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사토시 하나카
야스타케 야마다
Original Assignee
무라다기카이가부시끼가이샤
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Abstract

이동체는 자극 구간과 자극 결손 구간을 갖는 자극 경로를 따라 이동한다. 이동체는 자극 경로의 자속과의 자기 상호작용에 의해 구동하는 제 1 리니어 모터를 포함하는 복수의 리니어 모터와, 이동체의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 센서와, 자극 경로의 경로 방향에 있어서 위치 검출 센서와는 다른 위치에 배치되고, 제 1 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 제 1 전기각 검출 센서와, 위치 검출 센서 및 제 1 전기각 검출 센서 중 일방의 센서가 자극 결손 구간에 위치하는 경우에 이동체의 위치 검출 및 제 1 리니어 모터의 전기각 검출을 행하기 위해서 타방의 센서를 겸용하는 제어부를 구비한다.

Description

이동체
본 발명은 리니어 모터를 이용하여 N극과 S극으로 이루어지는 한 쌍의 자극이 복수 배열된 자극 경로를 따라 이동하는 이동체에 관한 것이다.
N극과 S극으로 이루어지는 한 쌍의 자극이 복수 배열된 자극 경로와, 리니어 모터를 갖는 이동체를 구비하는 이동체 시스템이 알려져 있다. 이 종류의 이동체 시스템에서는 자극 경로의 자속과의 자기 상호작용에 의해 리니어 모터가 구동됨으로써, 자극 경로를 따라 이동체가 이동한다. 특허문헌 1에는 이 종류의 이동체 시스템이 개시되어 있다.
이 종류의 이동체 시스템에서는 자극 경로 중에 자극이 결손되어 있는 자극 결손 구간이 존재하는 경우가 있다.
이 점에 관해서, 특허문헌 1에 기재된 이동체 시스템에서는 이동체는 2개의 리니어 모터와, 2개의 리니어 모터에 각각 대응하는 2개의 자석 무검출 센서(예를 들면, 포토 센서)와, 2개의 리니어 모터에 각각 대응하는 2개의 위치 검출 센서(예를 들면, 홀 소자)를 구비한다. 이 이동체는 일방의 자석 무검출 센서에 의해 일방의 리니어 모터가 자극 결손 구간에 위치하고 있는 것을 검출했을 경우에는 타방의 리니어 모터로 스위칭함으로써 연속 구동을 가능하게 한다. 또한, 이 이동체는 일방의 위치 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하고 있는 것을 검출했을 경우에는 타방의 위치 검출 센서로 스위칭함으로써 이동체의 위치 검출을 계속하는 것을 가능하게 한다.
일본 특허공개 2014-217077호 공보
그런데, 본원 발명자들은 이동체의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 센서를 1개만 구비하고, 또한 리니어 모터의 구동 제어를 위한 전기각을 검출하기 위한 전기각 검출 센서를 각 리니어 모터에 대해서 1개씩 구비하는 이동체를 고안하여 있다. 이 이동체에서는 위치 검출 센서 및 전기각 검출 센서 중 어느 하나의 센서가 자극 결손 구간에 위치하는 경우에 이동체의 위치 또는 대응 리니어 모터의 전기각을 검출할 수 없다.
그래서, 본 발명의 각종 측면은 위치 검출 센서 및 전기각 검출 센서 중 어느 하나의 센서가 자극 결손 구간에 위치하는 경우에도, 이동체의 위치 또는 대응 리니어 모터의 전기각을 검출하는 것이 가능한 이동체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 관한 이동체는 N극과 S극으로 이루어지는 한 쌍의 자극이 복수 배열된 자극 구간과, 자극이 결손된 자극 결손 구간을 갖는 자극 경로를 따라 이동하는 이동체로서, 자극 경로의 자속과의 자기 상호작용에 의해 구동하는 제 1 리니어 모터를 포함하는 복수의 리니어 모터와, 이동체의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 센서와, 자극 경로의 경로 방향에 있어서 위치 검출 센서와는 다른 위치에 배치되고, 제 1 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 제 1 전기각 검출 센서와, 위치 검출 센서 및 제 1 전기각 검출 센서 중 일방의 센서가 자극 결손 구간에 위치하는 경우에 이동체의 위치 검출 및 제 1 리니어 모터의 전기각 검출을 행하기 위해서 타방의 센서를 겸용하는 제어부를 구비한다.
이 이동체에 의하면, 위치 검출 센서와 전기각 검출 센서로 이동체의 위치 검출과 리니어 모터의 전기각 검출의 역할을 분담시키는 구성에 있어서, 자극 결손 구간에 위치 검출 센서 및 전기각 검출 센서 중 일방의 센서가 자극 결손 구간에 위치해도 타방의 센서에 의해 일방의 센서에 의한 이동체의 위치 검출 또는 리니어 모터의 전기각 검출이라는 역할을 보간할 수 있다. 또한, 자극 결손 구간 중의 검출을 위해서 별도로 대체 센서를 준비할 필요가 없다.
상기한 복수의 리니어 모터는 자극 경로의 경로 방향에 있어서 제 1 리니어 모터와는 다른 위치에 배치되는 제 2 리니어 모터를 포함하고, 이동체는 경로 방향에 있어서 제 1 전기각 검출 센서와 함께 위치 검출 센서를 사이에 두도록 배치되고, 제 2 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 제 2 전기각 검출 센서를 더 포함하고, 제어부는 위치 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하는 경우에 위치 검출 센서로부터 제 1 전기각 검출 센서 및 제 2 전기각 검출 센서 중 어느 하나로 스위칭함으로써, 스위칭된 센서를 이동체의 위치 검출 및 제 1 리니어 모터의 전기각 검출을 행하기 위해서 겸용하는 형태이어도 좋다.
이것에 의하면, 자극 경로의 형상 또는 이동체의 상태에 따라 유연하게 적절한 쪽의 센서로 스위칭할 수 있다.
또한, 상기한 자극 경로는 직선 경로와 커브 경로를 포함하고, 자극 결손 구간이 직선 경로와 커브 경로의 연결부의 근방에 배치되어 있고, 이동체가 직선 경로로부터 커브 경로를 향해서 이동할 때에, 위치 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하는 경우에 제어부는 제 1 전기각 검출 센서 및 제 2 전기각 검출 센서 중에서 이동체의 이동 방향의 후방측에 위치하는 센서로 스위칭하는 형태이어도 좋다.
직선 경로와 커브 경로의 연결부 부근에서 자극 결손 구간을 설치하여 전체의 레일 길이와 자극 피치의 피치 길이의 조정을 도모하는 경우가 많다. 이 경우에 있어서는, 커브 경로의 입구 앞에서 자극 결손 구간을 이동체가 타고 넘을 때에, 직선 경로에 있는 후방측의 센서를 사용함으로써 커브 경로에 있는 전방측의 센서를 사용하는 것보다 정확하게 검출을 한다.
상기한 이동체는 위치 검출 센서 및 제 1 전기각 검출 센서 중 일방의 센서가 자극 결손 구간에 위치하고 있는 사이의 이동체의 이동 거리에 의거하여 자극 결손 구간의 구간 길이를 추정하는 구간 길이 추정부를 더 구비해도 좋다.
상기한 이동체는 위치 검출 센서 및 제 1 전기각 검출 센서의 타방의 센서의 출력으로부터 이동체의 이동 거리를 계측하는 이동 거리 계측부를 더 구비하고, 구간 길이 추정부는 이동 거리 계측부가 계측한 이동 거리에 의거하여 자극 결손 구간의 구간 길이를 추정하는 형태이어도 좋다.
상기한 제 1 전기각 검출 센서, 제 1 리니어 모터, 및 위치 검출 센서가 이동체의 이동 방향의 전측으로부터 순차로 배치되고, 이동체는 제 1 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치할 때에, 제어부가 제 1 전기각 검출 센서로부터 위치 검출 센서로 스위칭된 후, 위치 검출 센서의 출력으로부터 이동체의 이동 거리를 계측하는 이동 거리 계측부와, 이동 거리 계측부가 계측한 이동 거리가 소정 거리에 도달하는 경우에 제 1 리니어 모터의 구동을 정지하는 구동 제어부를 더 구비하는 형태이어도 좋다.
제 1 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간에 들어가서, 제어부가 위치 검출 센서로 스위칭되었을 때에, 리니어 모터의 구동을 OFF로 하는 것이 아니고, 거기에서 더욱 일정 거리 이동한 후에 리니어 모터의 구동을 OFF로 한다. 그 때문에, 리니어 모터의 추력 저하를 최대한 억제할 수 있다.
상기한 제 1 전기각 검출 센서, 제 1 리니어 모터, 및 위치 검출 센서가 이동체의 이동 방향의 후측으로부터 순차로 배치되고, 이동체는 제 1 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간으로부터 빠져나왔을 때에, 위치 검출 센서의 출력과 제 1 전기각 검출 센서의 출력을 합성하면서 위치 검출 센서의 출력에 대한 상기 제 1 전기각 검출 센서의 출력의 합성 비율을 점차로 향상시키는 스무딩부를 더 구비하고, 제어부는 제 1 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간으로부터 빠져나왔을 때에, 스무딩부로 스위칭함으로써 위치 검출 센서로부터 제 1 전기각 검출 센서로 점차로 스위칭하는 형태이어도 좋다.
상기한 복수의 리니어 모터는 자극 경로의 경로 방향에 있어서 제 1 리니어 모터와는 다른 위치에 배치되는 제 2 리니어 모터를 포함하고, 이동체는 제 2 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 제 2 전기각 검출 센서를 더 포함하고, 제 1 전기각 검출 센서, 제 1 리니어 모터, 위치 검출 센서, 제 2 리니어 모터, 및 제 2 전기각 검출 센서가 경로 방향에 있어서 순차로 배치되는 형태이어도 좋다.
상기한 위치 검출 센서는 자극 경로의 자속에 따른 위상각을 출력하는 자극 센서로 구성되고, 제 1 전기각 검출 센서는 자극 경로의 자속에 따른 위상각을 출력하는 자극 센서로 구성되고, 이동체는 제 1 전기각 검출 센서가 출력한 위상각에 제 1 리니어 모터와 제 1 전기각 검출 센서의 거리에 따른 오프셋각을 가산하여, 제 1 리니어 모터의 전기각으로 하는 변환부를 더 포함하는 형태이어도 좋다.
상기한 이동체는 자극 결손 구간을 검출하는 자극 결손 구간 검출부를 더 포함해도 좋다.
본 발명의 일측면에 의하면, 위치 검출 센서 및 전기각 검출 센서 중 어느 하나의 센서가 자극 결손 구간에 위치하는 경우에도 이동체의 위치 또는 대응 리니어 모터의 전기각을 검출할 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 따른 이동체 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타내는 이동체 시스템에 있어서의 이동체를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타내는 자극 컨버터(변환부, 제어부, 스무딩부)의 동작으로서, 제 1 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하고 있지 않을 때의 자극 컨버터의 동작을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 2에 나타내는 자극 컨버터(변환부, 제어부, 스무딩부)의 동작으로서, 제 1 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하고 있을 때의 자극 컨버터의 동작을 도시하는 도면이다.
도 5는 도 2에 나타내는 위치 컨버터(변환부, 제어부)의 동작으로서, 위치 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하고 있지 않을 때의 위치 컨버터의 동작을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 2에 나타내는 위치 컨버터(변환부, 제어부)의 동작으로서, 위치 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하고 있을 때의 위치 컨버터의 동작을 도시하는 도면이다.
도 7은 제 1 전기각 검출 센서로부터 자극 결손 구간으로 침입하는 경우의 전기각 보간 처리를 도시하는 도면이다.
도 8은 위치 검출 센서로부터 자극 결손 구간으로 침입하는 경우의 전기각 보간 처리를 도시하는 도면이다.
도 9는 변형예에 관한 이동체 시스템의 주요부를 도시하는 도면이다.
도 10은 도 9에 나타내는 자극 결손 구간 검출부에 있어서의 포토 센서의 타이밍 차트를 도시하는 도면이다.
도 11은 변형예에 관한 이동체 시스템의 주요부를 도시하는 도면이다.
도 12는 도 11에 나타내는 자극 결손 구간 검출부에 있어서의 포토 센서의 타이밍 차트를 도시하는 도면이다.
도 13은 변형예에 관한 이동체 시스템의 주요부를 도시하는 도면이다.
도 14는 변형예에 관한 이동체 시스템의 주요부를 도시하는 도면이다.
도 15는 도 14에 나타내는 연결기의 주변 구조를 확대해서 도시하는 도면이다.
도면을 참조해서 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당의 부분에 대해서는 동일한 부호를 첨부하는 것으로 한다.
도 1은 일 실시형태에 관한 이동체 시스템 및 일 실시형태에 관한 이동체를 도시하는 도면이다. 도 1에 나타내는 이동체 시스템(1)은 이동체(100)와 자극 경로(200)를 구비한다.
자극 경로(200)에는 N극의 자석(211)과 S극의 자석(212)이 교대로 소정의 피치(예를 들면, 33mm)로 일렬로 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 자극 경로(200)에는 N극과 S극으로 이루어지는 한 쌍의 자극(213)이 복수 배열되어 있다. 이동체(100)는 리니어 모터를 이용함으로써 자극 경로(200)를 따라 이동한다.
이동체 시스템(1)의 일례로서는 천장에 설치된 궤도(자극 경로)(200)를 따라 반송 대차(이동체)(100)가 주행하는 천장 주행차의 시스템이 있다. 이 종류의 이동체 시스템(1)에서는 궤도(200)가 수 km이며, 반송 대차(100)가 300대∼400대인 것이 있다. 또한, 이동체는 지상을 주행하는 반송 대차이어도 좋고, 또는 반송 대차가 아니어도 좋다. 예를 들면, 이동체는 반송 대차 이외의 다른 대차나 로보트암 등이어도 좋다.
이 종류의 이동체 시스템에서는 자극 경로의 길이는, 예를 들면 공장의 레이아웃에 따라서 다양하게 변화되어, 상기한 소정의 피치(예를 들면, 33mm)의 정수배라고는 할 수 없다. 또한, 자극 경로에 있어서의 직선 경로와 커브 경로의 연결부에서는 상기한 소정의 피치(예를 들면, 33mm)로 자석을 배열하는 것이 곤란하다. 이러한 이유에 의해, 도 3∼도 6에 나타나 있는 바와 같이, 자극 경로(200)는 한 쌍의 자극(213)이 소정의 피치(예를 들면, 66mm)로 복수 배열된 자극 구간(210)과 자극이 결손된 자극 결손 구간(220)을 갖는다.
도 2는 도 1에 나타내는 이동체 시스템에 있어서의 이동체를 도시하는 도면이다. 도 1 및 도 2에 나타내는 이동체(100)는 제 1 및 제 2 리니어 모터(11, 12)와, 제 1 및 제 2 전기각 검출 센서(21, 23)와, 위치 검출 센서(22)와, 센서 인터페이스(30)와, 컨트롤러(40)와, 제 1 및 제 2 서보 증폭기(50, 60)를 구비한다. 본 실시형태에서는 이동체의 이동 방향(X)의 전측으로부터 순차로 제 1 전기각 검출 센서(21), 제 1 리니어 모터(11), 위치 검출 센서(22), 제 2 리니어 모터(12), 및 제 2 전기각 검출 센서(23)가 배치되어 있다.
제 1 및 제 2 리니어 모터(11, 12)는, 예를 들면 3상 리니어 모터이며, 자극 경로(200)의 자속과의 자기 상호작용에 의해 구동한다. 제 1 리니어 모터(11)의 자계는 제 1 서보 증폭기(50)로부터의 교류의 구동 전류에 의해 제어된다. 제 2 리니어 모터(12)의 자계는 제 2 서보 증폭기(60)로부터의 교류의 구동 전류에 의해 제어된다. 제 1 리니어 모터(11)와 제 2 리니어 모터(12)는 이동체(100)의 이동 방향(자극 경로(200)의 경로 방향)(X)에 있어서 다른 위치에 배치되어 있다.
제 1 전기각 검출 센서(21)는 자극 경로(200)의 자극을 검출하는 자극 센서(Magnetic Pole Sensor: MPS)이며, 예를 들면 홀 소자를 포함한다. 이러한 구성에 의해, 제 1 전기각 검출 센서(21)는 N극과 S극으로 이루어지는 한 쌍의 자극(213)을 1주기로 하는 자극 경로(200)의 자속에 따른 위상각을 출력한다. 또한, 후술하는 바와 같이, 이 자극 센서가 출력하는 위상각은 주로 제 1 리니어 모터(11)의 전기각을 위해서 사용되기 때문에, 이 자극 센서를 제 1 전기각 검출 센서라고 칭한다.
마찬가지로, 제 2 전기각 검출 센서(23)는 자극 경로(200)의 자극을 검출하는 자극 센서(Magnetic Pole Sensor: MPS)이며, 예를 들면 홀 소자를 포함한다. 이러한 구성에 의해, 제 2 전기각 검출 센서(23)는 N극과 S극으로 이루어지는 한 쌍의 자극(213)을 1주기로 하는 자극 경로(200)의 자속에 따른 위상각을 출력한다. 또한, 후술하는 바와 같이, 이 자극 센서가 출력하는 위상각은 주로 제 2 리니어 모터(12)의 전기각을 위해서 사용되기 때문에, 이 자극 센서를 제 2 전기각 검출 센서라고 칭한다.
위치 검출 센서(22)는 자극 경로(200)의 자극을 검출하는 자극 센서(Magnetic Pole Sensor: MPS)이며, 예를 들면 홀 소자를 포함한다. 이러한 구성에 의해, 위치 검출 센서(22)는 N극과 S극으로 이루어지는 한 쌍의 자극(213)을 1주기로 하는 자극 경로(200)의 자속에 따른 위상각을 출력한다. 또한, 후술하는 바와 같이, 이 자극 센서가 출력하는 위상각은 주로 이동체(100)의 위치 검출을 위해서 사용되기 때문에, 이 자극 센서를 위치 검출 센서라고 칭한다.
제 1 및 제 2 전기각 검출 센서(21, 23) 및 위치 검출 센서(22)는 검출하는 자극 경로(200)의 자속에 의거하여 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있는지의 여부의 판정을 행하는 기능을 갖고 있다. 제 1 및 제 2 전기각 검출 센서(21, 23), 및 위치 검출 센서(22)는 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있지 않을 때에는 출력이 유효 상태인 것을 나타내는 신호(Validation)를 출력하고, 자극 결손 구간에 위치하고 있을 때에는 출력이 무효 상태인 것을 나타내는 신호(Validation)를 출력한다.
제 1 전기각 검출 센서(21)와 위치 검출 센서(22)와 제 2 전기각 검출 센서(23)는 이동체(100)의 이동 방향(자극 경로(200)의 경로 방향)(X)에 있어서 다른 위치에 배치되어 있다. 제 1 전기각 검출 센서(21)와 제 2 전기각 검출 센서(23)는 협동하여 이동체(100)의 이동 방향(자극 경로(200)의 경로 방향)(X)에 있어서 위치 검출 센서(22)를 사이에 두도록 배치된다. 환언하면, 제 2 전기각 검출 센서(23)는 이동체(100)의 이동 방향(X)에 있어서 제 1 전기각 검출 센서(21)와 함께 위치 검출 센서(22)를 사이에 두도록 배치된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 센서가 1개의 리니어 모터에 대해서 1개씩 설치되어 있고, 이동체의 위치를 검출하기 위한 센서가 이동체에 대해서 1개 설치되어 있다.
센서 인터페이스(30)는 자극 컨버터(31)와, 위치 컨버터(Position Converter)(32)와, 이동 거리 계측부(34)와, 구간 길이 추정부(35)를 갖는다. 또한, 자극 컨버터(31) 및 위치 컨버터(32)가 청구범위에 기재된 변환부 및 제어부로서 기능한다. 자극 컨버터(31)가 청구범위에 기재된 스무딩부로서 기능한다.
도 3은 도 2에 나타내는 자극 컨버터(변환부, 제어부, 스무딩부)의 동작으로서, 제 1 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하고 있지 않을 때의 자극 컨버터의 동작을 도시하는 도면이다. 도 4는 도 2에 나타내는 자극 컨버터(변환부, 제어부, 스무딩부)의 동작으로서, 제 1 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하고 있을 때의 자극 컨버터의 동작을 도시하는 도면이다.
자극 컨버터(31)는 이하에 나타낸 바와 같이 변환부로서 기능한다. 도 3(a)에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 전기각 검출 센서(21)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있지 않을 경우, 자극 컨버터(31)는 제 1 전기각 검출 센서(21)로부터 유효 상태 신호(Validation)를 받고, 도 3(b)에 나타나 있는 바와 같이 제 1 전기각 검출 센서(21)가 출력하는 위상각에 의거하여 자기 상호작용에 의해 추력을 얻기 위한 제 1 리니어 모터(11)의 자계의 전기각(Magnetic Pole), 즉 제 1 리니어 모터(11)의 구동 전류의 전기각을 도출한다. 구체적으로는, 자극 컨버터(31)는 제 1 전기각 검출 센서(21)가 출력하는 위상각에 제 1 리니어 모터(11)와 제 1 전기각 검출 센서(21)의 거리에 따른 오프셋각을 가산하여 제 1 리니어 모터(11)의 전기각으로 한다. 자극 컨버터(31)는 도출한 제 1 리니어 모터(11)의 전기각(Magnetic Pole)을 제 1 서보 증폭기(50)에 공급한다.
자극 컨버터(31)는 이하에 나타낸 바와 같이 제어부(셀렉터)로서 기능한다. 도 4(a)에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 전기각 검출 센서(21)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있을 경우, 자극 컨버터(31)는 제 1 전기각 검출 센서(21)로부터 무효 상태 신호(Validation)를 받고, 도 4(b)에 나타나 있는 바와 같이 제 1 전기각 검출 센서(21)의 출력으로부터 위치 검출 센서(22)의 출력으로 스위칭하여, 제 1 리니어 모터(11)의 전기각의 보간을 행한다. 본 실시형태에서는 자극 컨버터(31)는 이하에 나타낸 바와 같이 2종의 전기각 보간 처리를 행한다.
(제 1 전기각 보간 처리)
자극 컨버터(31)는 정기적으로 전기각 검출 센서로부터 위상각을 도입하여 리니어 모터의 전기각을 도출한다. 그 때문에, 제 1 전기각 보간 처리에서는 스위칭 전의 전기각(제 1 전기각 검출 센서(21)가 검출한 위상각에 의거해서 도출되는 전기각)에 스위칭 후의 위치 검출 센서(22)가 검출하는 위상각의 변위량을 가산함으로써, 제 1 리니어 모터(11)의 현재의 전기각으로 한다. 이 제 1 전기각 보간 처리는 리니어 모터와 그 전기각 검출 센서 중 전기각 검출 센서로부터 자극 결손 구간으로 침입하는 경우, 바꾸어 말하면 리니어 모터가 구동하고 있을 때에, 그 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간으로 침입하는 경우에 사용된다.
(제 2 전기각 보간 처리)
제 2 전기각 보간 처리에서는 위치 검출 센서(22)가 출력하는 위상각에 의거하여 제 1 리니어 모터(11)의 전기각을 직접 도출한다. 구체적으로는, 자극 컨버터(31)는 위치 검출 센서(22)가 출력하는 위상각에 위치 검출 센서(22)와 제 1 리니어 모터(11)의 거리에 따른 오프셋각을 가산하여 제 1 리니어 모터(11)의 전기각을 도출한다. 이 제 2 전기각 보간 처리는 리니어 모터와 그 전기각 검출 센서 중 리니어 모터로부터 자극 결손 구간으로 침입하는 경우, 바꾸어 말하면 리니어 모터가 구동 정지한 후에 그 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간으로 침입하는 경우에 사용된다.
자극 컨버터(31)는 스무딩부로서 기능하고, 제 1 전기각 검출 센서(21)가 자극 결손 구간(220)으로부터 빠져나올 때에, 위치 검출 센서(22)의 출력에 대한 제 1 전기각 검출 센서(21)의 출력의 합성 비율을 점차로 높이도록 위치 검출 센서(22)의 출력과 제 1 전기각 검출 센서(21)의 출력을 합성한다. 이 스무딩 처리는, 후술하는 바와 같이, 제 1 전기각 검출 센서(21)가 무효 상태로부터 유효 상태로 복귀한 직후에 제 1 전기각 검출 센서(21)의 출력을 사용하는 경우에 사용되고, 제 2 전기각 보간 처리와 조합시켜서 사용된다.
마찬가지로, 자극 컨버터(31)는 변환부로서 기능하고, 도 3(a)에 나타나 있는 바와 같이 제 2 전기각 검출 센서(23)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있지 않을 경우, 제 2 전기각 검출 센서(23)로부터 유효 상태 신호(Validation)를 받고, 도 3(c)에 나타나 있는 바와 같이 제 2 전기각 검출 센서(23)가 출력하는 위상각에 의거하여 자기 상호작용에 의해 추력을 얻기 위한 제 2 리니어 모터(12)의 자계의 전기각(Magnetic Pole), 즉 제 2 리니어 모터(12)의 구동 전류의 전기각을 도출한다. 구체적으로는, 자극 컨버터(31)는 제 2 전기각 검출 센서(23)가 출력하는 위상각에 제 2 리니어 모터(12)와 제 2 전기각 검출 센서(23)의 거리에 따른 오프셋각을 가산하여 제 2 리니어 모터(12)의 전기각으로 한다. 자극 컨버터(31)는 도출한 제 2 리니어 모터(12)의 전기각(Magnetic Pole)을 제 2 서보 증폭기(60)에 공급한다.
자극 컨버터(31)는 제어부(셀렉터)로서 기능하고, 제 2 전기각 검출 센서(23)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있을 경우, 제 2 전기각 검출 센서(23)로부터 무효 상태 신호(Validation)를 받고, 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력으로부터 위치 검출 센서(22)의 출력으로 스위칭하여, 제 2 리니어 모터(12)의 전기각의 보간을 행한다. 본 실시형태에서는 자극 컨버터(31)는 이하에 나타낸 바와 같이 2종의 전기각 보간 처리를 행한다.
(제 1 전기각 보간 처리)
자극 컨버터(31)는 정기적으로 전기각 검출 센서로부터 위상각을 도입하여 리니어 모터의 전기각을 도출한다. 그 때문에, 제 1 전기각 보간 처리에서는 스위칭 전의 전기각(제 2 전기각 검출 센서(23)가 검출한 위상각에 의거해서 도출되는 전기각)에, 스위칭 후의 위치 검출 센서(22)가 검출하는 위상각의 변위량을 가산함으로써, 제 2 리니어 모터(12)의 현재의 전기각으로 한다. 이 제 1 전기각 보간 처리는 리니어 모터와 그 전기각 검출 센서 중 전기각 검출 센서로부터 자극 결손 구간으로 침입하는 경우, 바꾸어 말하면 리니어 모터가 구동하고 있을 때에 그 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간으로 침입하는 경우에 사용된다.
(제 2 전기각 보간 처리)
제 2 전기각 보간 처리에서는, 위치 검출 센서(22)이 출력하는 위상각에 의거하여 제 2 리니어 모터(12)의 전기각을 직접 도출한다. 구체적으로는, 자극 컨버터(31)는 위치 검출 센서(22)이 출력하는 위상각에 위치 검출 센서(22)와 제 2 리니어 모터(12)의 거리에 따른 오프셋각을 가산하여, 제 2 리니어 모터(12)의 전기각을 도출한다. 이 제 2 전기각 보간 처리는 리니어 모터와 그 전기각 검출 센서 중 리니어 모터로부터 자극 결손 구간으로 침입하는 경우, 바꾸어 말하면 리니어 모터가 구동 정지한 후에, 그 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간으로 침입하는 경우에 사용된다.
자극 컨버터(31)는 스무딩부로서 기능하고, 제 2 전기각 검출 센서(23)가 자극 결손 구간(220)으로부터 빠져나올 때에, 위치 검출 센서(22)의 출력에 대한 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력의 합성 비율을 점차로 높이도록 위치 검출 센서(22)의 출력과 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력을 합성한다. 이 스무딩 처리는 후술하는 바와 같이 제 2 전기각 검출 센서(23)가 무효 상태로부터 유효 상태로 복귀한 직후에 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력을 사용하는 경우에 사용되고, 제 2 전기각 보간 처리와 조합시켜서 사용된다.
이와 같이, 자극 컨버터(31)는 제어부로서 기능하고, 위치 검출 센서(22)를 후술하는 이동체(100)의 위치 검출과 제 1 또는 제 2 리니어 모터(11, 12)의 전기각 검출을 행하기 위해서 겸용한다. 이것에 의해, 제 1 또는 제 2 전기각 검출 센서(21, 23)가 자극 결손 구간(220)에 위치해서 무효인 상태에서도 위치 검출 센서(22)에 의해 전기각을 보간하고, 대응의 제 1 또는 제 2 리니어 모터의 구동을 계속하는 것이 가능해진다.
도 5는 도 2에 나타내는 위치 컨버터(변환부, 제어부)의 동작으로서, 위치 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하고 있지 않을 때의 위치 컨버터의 동작을 도시하는 도면이다. 도 6은 도 2에 나타내는 위치 컨버터(변환부, 제어부)의 동작으로서, 위치 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하고 있을 때의 위치 컨버터의 동작을 도시하는 도면이다.
위치 컨버터(32)는 이하에 나타낸 바와 같이 변환부로서 기능한다. 도 5(a)에 나타나 있는 바와 같이, 위치 검출 센서(22)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있지 않을 경우, 위치 컨버터(32)는 위치 검출 센서(22)로부터 유효 상태 신호(Validation)를 받고, 도 5(b)에 나타나 있는 바와 같이 위치 검출 센서(22)가 출력하는 위상각과 한 쌍의 자극(213)의 소정의 피치 길이(예를 들면, 66mm)에 의거하여 이동체(100)의 위치(Position)를 도출한다. 위치 컨버터(32)는 도출한 이동체(100)의 위치(Position)를 컨트롤러(40), 제 1 및 제 2 서보 증폭기(50, 60)에 공급한다. 위치 컨버터(32)는 제 1 및 제 2 전기각 검출 센서(21, 23) 및 위치 검출 센서(22)로부터의 유효 상태/무효 상태를 나타내는 신호(Validation)를 컨트롤러(40)에 공급한다.
위치 컨버터(32)는 이하에 나타낸 바와 같이 제어부(셀렉터)로서 기능한다. 도 6(a)에 나타나 있는 바와 같이, 위치 검출 센서(22)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있을 경우, 위치 컨버터(32)는 위치 검출 센서(22)로부터 무효 상태 신호(Validation)를 받고, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 위치 검출 센서(22)의 출력으로부터 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력으로 스위칭하여 이동체(100)의 위치(Position)의 보간을 행한다. 이 위치 보간 처리에서는 제 2 전기각 검출 센서(23)가 출력하는 위상각에 의거하여 이동체(100)의 위치를 직접 도출한다. 구체적으로는, 위치 컨버터(32)는 제 2 전기각 검출 센서(23)가 출력하는 위상각과, 한 쌍의 자극(213)의 소정의 피치 길이(예를 들면, 66mm)에 추가하여, 위치 검출 센서(22)와 제 2 전기각 검출 센서(23)의 거리에 따른 오프셋각에 의거하여 이동체(100)의 위치를 도출한다.
또한, 위치 컨버터(32)는 스위칭 전의 위치 정보(위치 검출 센서에 의해 검출한 위상각의 변위량)에 스위칭 후의 전기각 검출 센서가 검출하는 위상각의 변위량을 가산하여 현재의 위치 정보로 해도 좋다. 이것에 의하면, 센서의 스위칭이 있어도 보다 연속성이 높은 위치를 도출할 수 있다.
이와 같이, 위치 컨버터(32)는 제어부로서 기능하고, 제 1 또는 제 2 전기각 검출 센서(21, 23)를 제 1 또는 제 2 리니어 모터(11, 12)의 전기각 검출과 이동체(100)의 위치 검출을 행하기 위해서 겸용한다. 이로부터, 위치 검출 센서(22)가 자극 결손 구간(220)에 위치해서 무효인 상태에서도 제 1 또는 제 2 전기각 검출 센서(21, 23)에 의해 위치를 보간하여, 위치 정보를 도중에 끊어짐 없이 출력하는 것이 가능해진다.
여기에서, 자극 경로에는 직선 경로와 커브 경로가 존재하고, 자극 결손 구간은 직선 경로와 커브 경로의 연결부의 근방(연결부의 주변 또는 연결부에 근접한 위치)에 배치되는 경우가 있다. 이 형태에서는, 이동체(100)가 직선 경로로부터 커브 경로를 향해서 이동할 때에, 위치 검출 센서(22)가 자극 결손 구간(220)에 위치하는 경우, 이동체(100)의 이동 방향(X)의 후방측에 위치하는 제 2 전기각 검출 센서(23), 즉 직선 경로 상에 위치하는 제 2 전기각 검출 센서(23)에 의해 위치를 보간해도 좋다. 또한, 리니어 모터의 구동 방법, 이동체 구조의 특성에 따라서는 제 1 전기각 검출 센서(21)에 의해 위치를 보간해도 좋다.
이동 거리 계측부(34)는 제 1 전기각 검출 센서(21)가 자극 결손 구간(220)에 위치할 때, 즉 제 1 전기각 검출 센서(21)로부터 무효 상태 신호(Validation)를 받을 때에, 더욱 바꿔 말하면 자극 컨버터(제어부)(31)가 제 1 전기각 검출 센서(21)로부터 위치 검출 센서(22)로 스위칭한 후, 위치 검출 센서(22)의 출력(위상각)에 의거하여 이동체(100)의 이동 거리의 계측을 개시하고, 계측한 이동체(100)의 이동 거리를 구간 길이 추정부(35) 및 컨트롤러(40)에 공급한다.
마찬가지로, 이동 거리 계측부(34)는 제 2 전기각 검출 센서(23)가 자극 결손 구간(220)에 위치할 때, 즉 제 2 전기각 검출 센서(23)로부터 무효 상태 신호(Validation)를 받을 때에, 더욱 바꿔 말하면 자극 컨버터(제어부)(31)가 제 2 전기각 검출 센서(23)로부터 위치 검출 센서(22)로 스위칭한 후, 위치 검출 센서(22)의 출력(위상각)에 의거하여 이동체(100)의 이동 거리의 계측을 개시하고, 계측한 이동체(100)의 이동 거리를 구간 길이 추정부(35) 및 컨트롤러(40)에 공급한다.
위치 검출 센서(22)가 자극 결손 구간(220)에 위치할 때, 즉 위치 검출 센서(22)로부터 무효 상태 신호(Validation)를 받을 때에, 위치 컨버터(제어부)(32)에 의해 위치 검출 센서(22)로부터 제 2 전기각 검출 센서(23)로 스위칭한 후, 이동 거리 계측부(34)는 제 1 또는 제 2 전기각 검출 센서(21, 23)의 출력(위상각)에 의거하여 이동체(100)의 이동 거리의 계측을 개시하고, 계측한 이동체(100)의 이동 거리를 구간 길이 추정부(35) 및 컨트롤러(40)에 공급한다.
구간 길이 추정부(35)는 이동 거리 계측부(34)에 의해 계측한 이동체(100)의 이동 거리에 의거하여 자극 결손 구간의 구간 길이를 추정한다. 구체적으로는, 제 1 및 제 2 전기각 검출 센서(21, 23) 및 위치 검출 센서(22)로부터 무효 상태 신호(Validation)를 받고 나서 유효 상태 신호(Validation)를 받을 때까지의, 즉 제 1 및 제 2 전기각 검출 센서(21, 23) 및 위치 검출 센서(22)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있는 사이의 이동체(100)의 이동 거리에 의거하여 자극 결손 구간의 구간 길이를 추정한다. 또한, 구간 길이 추정부(35)는 이동 거리 계측부(34)에 의해 계측한 이동체의 이동 거리를 그대로 자극 결손 구간의 구간 길이 로 해도 좋다.
컨트롤러(40)는 비히클 컨트롤러(Vehicle Controller)(41)와, 모션 컨트롤러(Motion Controller)(43)를 갖는다.
비히클 컨트롤러(41)는 목표 위치(Target Position), 목표 속도(Target Velocity), 목표 정지 거리(Target Stop-distance) 등의 이동체의 구동 제어 정보를 상위 컨트롤러(도시하지 않음)로부터 취득하여, 미리 기억하고 있다. 비히클 컨트롤러(41)는 이들 정보를 모션 컨트롤러(43)에 공급한다.
모션 컨트롤러(43)는 위치 컨버터(32)로부터 제 1 전기각 검출 센서(21)의 유효 상태 신호(Validation)를 받으면, 위치 컨버터(32)로부터의 현재 위치 정보(Position)에 의거하여 지령 위치에 도달하기 위한 위치 지령(Command Position)을 제 1 서보 증폭기(50)에 공급한다. 한편, 위치 컨버터(32)로부터 제 1 전기각 검출 센서(21)의 무효 상태 신호(Validation)를 받으면, 모션 컨트롤러(43)는 제 1 리니어 모터(11)가 자극 결손 구간(220)에 위치할 때까지, 구체적으로는 예를 들면 이동 거리 계측부(34)에 의해 계측한 이동 거리가 소정 거리에 도달할 때까지(일정 시간 경과할 때까지), 위치 컨버터(32)로부터의 현재 위치 정보(Position)에 의거하여 지령 위치에 도달하기 위한 위치 지령(Command Position)을 제 1 서보 증폭기(50)에 계속해서 공급한다. 그리고, 제 1 리니어 모터(11)가 자극 결손 구간(220)에 위치하면, 구체적으로는 예를 들면 이동 거리 계측부(34)에 의해 계측한 이동 거리가 소정 거리에 도달하면(일정 시간 경과 후), 모션 컨트롤러(43)는 위치 지령(Command Position)을 제 1 서보 증폭기(50)에 공급하는 것을 정지한다. 또한, 상기 소정 거리(일정 시간)는 제 1 전기각 검출 센서(21)와 제 1 리니어 모터(11)의 거리에 의거하여 미리 설정되면 좋다.
마찬가지로, 모션 컨트롤러(43)는 위치 컨버터(32)로부터 제 2 전기각 검출 센서(23)의 유효 상태 신호(Validation)를 받으면, 위치 컨버터(32)로부터의 현재 위치 정보(Position)에 의거하여 지령 위치에 도달하기 위한 위치 지령(Command Position)을 제 2 서보 증폭기(60)에 공급한다. 한편, 위치 컨버터(32)로부터 제 2 전기각 검출 센서(23)의 무효 상태 신호(Validation)를 받으면, 모션 컨트롤러(43)는 제 2 리니어 모터(12)가 자극 결손 구간(220)에 위치할 때까지, 구체적으로는 예를 들면 이동 거리 계측부(34)에 의해 계측한 이동 거리가 소정 거리에 도달할 때까지(일정 시간 경과할 때까지), 위치 컨버터(32)로부터의 현재 위치 정보(Position)에 의거하여 지령 위치에 도달하기 위한 위치 지령(Command Position)을 제 2 서보 증폭기(60)에 계속해서 공급한다. 그리고, 제 2 리니어 모터(12)가 자극 결손 구간(220)에 위치하면, 구체적으로는 예를 들면 이동 거리 계측부(34)에 의해 계측한 이동 거리가 소정 거리에 도달하면(일정 시간 경과 후), 모션 컨트롤러(43)는 위치 지령(Command Position)을 제 2 서보 증폭기(60)에 공급하는 것을 정지한다. 또한, 상기 소정 거리(일정 시간)는 제 2 전기각 검출 센서(23)와 제 2 리니어 모터(12)의 거리에 의거하여 미리 설정되면 좋다.
제 1 서보 증폭기(구동 제어부)(50)는 위치 컨트롤러(Position Controller)(51)와, 속도 컨트롤러(Velocity Controller)(52)와, 전류 컨트롤러(Current Controller)(53)와, 감산기(54A, 54B, 54C)와, 미분기(55)와, 인버터(Inverter)(56)와, 전류 센서(57)를 갖는다.
위치 컨트롤러(51)에는 감산기(54A)에 의해 모션 컨트롤러(43)로부터의 위치 지령이 나타내는 목표 위치와 위치 컨버터(32)로부터의 위치 정보가 나타내는 현재 위치의 차분을 구한 데이터(차분 위치 데이터)가 입력된다. 위치 컨트롤러(51)는 이 차분 위치 데이터에 따른 속도 데이터를 출력한다.
속도 컨트롤러(52)에는 미분기(55)에 의해 위치 컨버터(32)로부터의 위치 정보를 미분하고, 감산기(54B)에 의해 이 미분 데이터와 위치 컨트롤러(51)로부터의 속도 데이터의 차분을 구한 데이터(차분 속도 데이터)가 입력된다. 속도 컨트롤러(52)는 이 차분 속도 데이터에 따른 전류치 데이터를 출력한다.
전류 컨트롤러(53)에는 전류 센서(57)에 의해 제 1 리니어 모터(11)의 현재의 전류치를 검출하고, 감산기(54C)에 의해 속도 컨트롤러(52)로부터의 전류치 데이터와 전류 센서(57)로부터의 현재의 전류치(실전류치)에 따른 피드백 데이터의 차분을 구한 데이터(차분 전류치 데이터)가 입력된다. 전류 컨트롤러(53)는 이 차분 전류치 데이터에 따른 직류의 구동 전류를 출력한다.
인버터(56)는 자극 컨버터(31)로부터의 제 1 리니어 모터(11)의 전기각에 의거하여 전류 컨트롤러(53)로부터의 직류의 구동 전류를 교류의 구동 전류로 변환하여, 제 1 리니어 모터(11)를 구동하기 위한 구동 전류를 생성한다. 인버터(56)의 일례는 IPM(Intelligent Power Module)을 사용하는 3상 인버터이다.
마찬가지로, 제 2 서보 증폭기(구동 제어부)(60)는 위치 컨트롤러(Position Controller)(61)와, 속도 컨트롤러(Velocity Controller)(62)와, 전류 컨트롤러(Current Controller)(63)와, 감산기(64A, 64B, 64C)와, 미분기(65)와, 인버터(Inverter)(66)와, 전류 센서(67)를 갖는다.
위치 컨트롤러(61)에는 감산기(64A)에 의해 모션 컨트롤러(43)로부터의 위치 지령이 나타내는 목표 위치와 위치 컨버터(32)로부터의 위치 정보가 나타내는 현재 위치의 차분을 구한 데이터(차분 위치 데이터)가 입력된다. 위치 컨트롤러(61)는 이 차분 위치 데이터에 따른 속도 데이터를 출력한다.
속도 컨트롤러(62)에는 미분기(65)에 의해 위치 컨버터(32)로부터의 위치 정보를 미분하고, 감산기(64B)에 의해 이 미분 데이터와 위치 컨트롤러(61)로부터의 속도 데이터의 차분을 구한 데이터(차분 속도 데이터)가 입력된다. 속도 컨트롤러(62)는 이 차분 속도 데이터에 따른 전류치 데이터를 출력한다.
전류 컨트롤러(63)에는 전류 센서(67)에 의해 제 2 리니어 모터(12)의 현재의 전류치를 검출하고, 감산기(64C)에 의해 속도 컨트롤러(62)로부터의 전류치 데이터와 전류 센서(67)로부터의 현재의 전류치(실전류치)에 따른 피드백 데이터의 차분을 구한 데이터(차분 전류치 데이터)가 입력된다. 전류 컨트롤러(63)는 이 차분 전류치 데이터에 따른 직류의 구동 전류를 출력한다.
인버터(66)는 자극 컨버터(31)로부터의 제 2 리니어 모터(12)의 전기각에 의거하여 전류 컨트롤러(63)로부터의 직류의 구동 전류를 교류의 구동 전류로 변환하여 제 2 리니어 모터(12)를 구동하기 위한 구동 전류를 생성한다. 인버터(66)의 일례는 IPM(Intelligent Power Module)을 사용하는 3상 인버터이다.
다음에, 본 실시형태의 이동체(100)의 동작에 관하여 설명한다. 도 7은 제 1 전기각 검출 센서로부터 자극 결손 구간으로 침입하는 경우의 전기각 보간 처리를 도시하는 도면이다. 도 8은 위치 검출 센서로부터 자극 결손 구간으로 침입하는 경우의 전기각 보간 처리를 도시하는 도면이다. 또한, 이동체(100)는 제 1 리니어 모터(11) 및 제 2 리니어 모터(12)의 2모터 구동으로 이동하는 것을 전제로 하고, 제 1 리니어 모터(11) 및 제 2 리니어 모터(12) 중 일방의 리니어 모터가 자극 결손 구간에 위치하는 경우에 타방의 리니어 모터만 구동하여 자극 경로(200)를 따라 이동한다.
(1) 제 1 전기각 검출 센서(21)로부터 자극 결손 구간(220)으로 침입하는 경우
우선, 도 7(a)에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 전기각 검출 센서(21) 및 위치 검출 센서(22)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있지 않고, 제 1 전기각 검출 센서(21) 및 위치 검출 센서(22)가 유효 상태 신호(Validation)를 출력하는 경우, 자극 컨버터(31)가 제 1 전기각 검출 센서(21)로부터의 위상각에 의거하여 제 1 리니어 모터(11)의 전기각을 도출하고, 위치 컨버터(32)가 위치 검출 센서(22)로부터의 위상각에 의거하여 이동체(100)의 위치(Position)를 도출한다. 그러면, 모션 컨트롤러(43) 및 제 1 서보 증폭기(50)에 의해 제 1 리니어 모터(11)가 구동된다.
그 후, 도 7(b)에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 전기각 검출 센서(21)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고, 제 1 전기각 검출 센서(21)가 무효 상태 신호(Validation)를 출력하면, 자극 컨버터(31)에 의한 상기 제 1 전기각 보간 처리에 의해 전회 도출한 전기각에 전회부터 금회까지의 위치 검출 센서(22)로부터의 위상각의 변위량(이동량)을 가산하여, 제 1 리니어 모터(11)의 전기각을 보간한다. 이때, 모션 컨트롤러(43) 및 제 1 서보 증폭기(50)에 의해 제 1 리니어 모터(11)의 구동이 계속된다.
이동 거리 계측부(34)에 의해 제 1 전기각 검출 센서(21)로부터 무효 상태 신호(Validation)를 받고 나서의 이동체의 이동 거리를 위치 검출 센서(22)의 출력에 의거하여 계측한다. 계측한 이동 거리가 미리 기억한 소정 거리(제 1 전기각 검출 센서(21)와 제 1 리니어 모터(11)의 간격에 상당하는 이동량)가 되면(일정 시간 경과 후), 도 7(c)에 나타낸 바와 같이 제 1 리니어 모터(11)가 자극 결손 구간(220)에 위치하기 때문에, 모션 컨트롤러(43) 및 제 1 서보 증폭기(50)에 의해 제 1 리니어 모터(11)의 구동이 정지된다. 이때에는, 제 2 리니어 모터(12)는 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있지 않고, 모션 컨트롤러(43) 및 제 2 서보 증폭기(60)에 의해 자극 컨버터(31)가 도출한 전기각에 의거해서 구동을 계속하고 있다. 상기 전기각은 제 2 전기각 검출 센서(23)가 검출하는 위상각에 의거해서 자극 컨버터(31)에 의해 도출된다. 또한, 제 1 전기각 검출 센서(21)는 자극 결손 구간(220)을 빠져 나와 있기 때문에 유효 상태로 복귀하여 있다.
제 1 전기각 검출 센서(21)로부터 무효 상태 신호(Validation)를 받고 나서 유효 상태 신호(Validation)를 받을 때까지의 이동 거리 계측부(34)에 의해 계측한 이동 거리에 의거하여 구간 길이 추정부(35)에 의해 자극 결손 구간(220)의 거리를 산출한다(자극 결손 구간 길이의 산출).
그 후, 이동 거리 계측부(34)에 의해 계측한 이동 거리가 미리 기억한 소정 거리(제 1 리니어 모터(11)의 모터 길이에 상당하는 이동량)에 도달하면(일정 시간경과 후), 도 7(d)에 나타낸 바와 같이 제 1 리니어 모터(11)가 자극 결손 구간(220)으로부터 빠져나오기 때문에, 자극 컨버터(31)가 도출하는 전기각에 의거하여 모션 컨트롤러(43) 및 제 1 서보 증폭기(50)에 의해 제 1 리니어 모터(11)의 구동이 재개된다. 이때, 자극 컨버터(31)는 위치 검출 센서(22)로부터 제 1 전기각 검출 센서(21)로 스위칭하고, 제 1 전기각 검출 센서(21)가 검출하는 위상각에 의거하여 제 1 리니어 모터(11)의 전기각을 도출한다.
도 7(d)에 나타나 있는 바와 같이, 위치 검출 센서(22)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고, 위치 검출 센서(22)가 무효 상태 신호(Validation)를 출력하면, 위치 컨버터(32)에 의한 위치 보간 처리에 의해 위치 검출 센서(22)의 출력(위상각)으로부터 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력(위상각)으로 스위칭하여, 이동체(100)의 위치를 보간한다.
그 후, 도 7(e)에 나타나 있는 바와 같이, 위치 검출 센서(22)가 자극 결손 구간(220)으로부터 빠져나오고, 위치 검출 센서(22)가 유효 상태 신호(Validation)를 출력하면, 위치 컨버터(32)가 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력(위상각)으로부터 위치 검출 센서(22)의 출력(위상각)으로 스위칭하여, 이동체(100)의 위치를 도출한다.
이상, 제 1 리니어 모터(11)에 의한 구동으로 이동체(100)의 이동 방향(X)으로 전진할 때에 제 1 전기각 검출 센서(21)로부터 자극 결손 구간(220)으로 침입하는 경우, 즉 제 1 리니어 모터(11)와 그 전기각 검출용의 제 1 전기각 검출 센서(21) 중 제 1 전기각 검출 센서(21)로부터 자극 결손 구간(220)으로 침입하는 경우의 동작을 설명했지만, 제 2 리니어 모터(12)에 의한 구동으로 이동체(100)의 이동 방향(X)으로 후진할 때(이동 방향(X)의 역방향으로 이동할 때)에 제 2 전기각 검출 센서(23)로부터 자극 결손 구간(220)으로 침입하는 경우, 즉 제 2 리니어 모터(12)와 그 전기각 검출용의 제 2 전기각 검출 센서(23) 중 제 2 전기각 검출 센서(23)로부터 자극 결손 구간(220)으로 침입하는 경우의 동작도 같다.
(2) 위치 검출 센서(22)로부터 자극 결손 구간(220)으로 침입하는 경우
우선, 도 8(a)에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 리니어 모터(11)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고, 위치 검출 센서(22) 및 제 2 전기각 검출 센서(23)가 유효 상태 신호(Validation)를 출력하는 경우, 자극 컨버터(31)가 제 2 전기각 검출 센서(23)로부터의 위상각에 의거하여 제 2 리니어 모터(12)의 전기각을 도출하고, 위치 컨버터(32)가 위치 검출 센서(22)로부터의 위상각에 의거하여 이동체(100)의 위치(Position)를 도출한다. 그러면, 모션 컨트롤러(43) 및 제 2 서보 증폭기(60)에 의해 제 2 리니어 모터(12)가 구동된다.
그 후, 도 8(b)에 나타나 있는 바와 같이, 위치 검출 센서(22)가 자극 결손 구간(220)에 위치하고, 위치 검출 센서(22)가 무효 상태 신호(Validation)를 출력하면, 위치 컨버터(32)에 의한 위치 보간 처리에 의해 위치 검출 센서(22)의 출력(위상각)으로부터 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력(위상각)으로 스위칭하여, 이동체(100)의 위치를 보간한다.
이동 거리 계측부(34)에 의해 위치 검출 센서(22)로부터 무효 상태 신호(Validation)를 받고 나서 이동체의 이동 거리를 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력에 의거하여 계측한다. 계측한 이동 거리가 미리 기억한 소정 거리(위치 검출 센서(22)와 제 2 리니어 모터(12)의 간격에 상당하는 이동량)가 되면(일정 시간 경과 후), 도 8(c)에 나타낸 바와 같이 제 2 리니어 모터(12)가 자극 결손 구간(220)에 위치하기 때문에, 모션 컨트롤러(43) 및 제 2 서보 증폭기(60)에 의해 제 2 리니어 모터(12)의 구동이 정지된다. 이때에는, 제 1 리니어 모터(11)는 자극 결손 구간(220)에 위치하고 있지 않아서, 모션 컨트롤러(43) 및 제 1 서보 증폭기(50)에 의해 자극 컨버터(31)가 도출한 전기각에 의거해서 구동을 계속하고 있다. 상기 전기각은 제 1 전기각 검출 센서(21)가 검출하는 위상각에 의거해서 자극 컨버터(31)에 의해 도출된다. 또한, 이때에는 위치 검출 센서(22)는 자극 결손 구간(220)을 빠져나와 있기 때문에 유효 상태로 복귀하여 있고, 위치 컨버터(32)에 의해 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력(위상각)으로부터 위치 검출 센서(22)의 출력(위상각)으로 스위칭하여 복귀하고, 이동체(100)의 위치를 도출한다.
위치 검출 센서(22)로부터 무효 상태 신호(Validation)를 받고 나서 유효 상태 신호(Validation)를 받을 때까지의 이동 거리 계측부(34)에 의해 계측한 이동 거리에 의거하여 구간 길이 추정부(35)에 의해 자극 결손 구간(220)의 거리를 산출한다(자극 결손 구간 길이의 산출).
그 후, 이동 거리 계측부(34)에 의해 계측한 이동 거리가 미리 기억한 소정 거리(제 2 리니어 모터(12)의 모터 길이, 및 제 2 리니어 모터(12)와 제 2 전기각 검출 센서(23)의 간격에 상당하는 이동량)에 도달하면(일정 시간 경과 후), 도 8(d)에 나타낸 바와 같이 제 2 리니어 모터(12)가 자극 결손 구간(220)으로부터 빠져나오고, 제 2 전기각 검출 센서(23)가 자극 결손 구간(220)에 위치한다. 따라서, 제 2 전기각 검출 센서(23)가 무효 상태 신호(Validation)를 출력하기 때문에, 자극 컨버터(31)에 의한 상기 제 2 전기각 보간 처리에 의해 위치 검출 센서(22)가 출력하는 위상각에 의거하여 제 2 리니어 모터(12)의 전기각을 직접 도출하여, 제 2 리니어 모터(12)의 전기각을 보간한다. 이때, 모션 컨트롤러(43) 및 제 2 서보 증폭기(60)에 의해 제 2 리니어 모터의 구동이 재개된다.
그 후, 도 8(e)에 나타나 있는 바와 같이, 제 2 전기각 검출 센서(23)가 자극 결손 구간(220)으로부터 빠져나오고, 제 2 전기각 검출 센서(23)가 유효 상태 신호(Validation)를 출력하면, 자극 컨버터(31)에 의한 스무딩 기능에 의해 위치 검출 센서(22)의 출력에 대한 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력의 합성 비율을 점차로 높이도록, 위치 검출 센서(22)의 출력과 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력을 합성한다. 이렇게 하여, 예를 들면 한 쌍의 자극의 피치 길이(66mm)의 범위에서 이동 거리에 따라 위치 검출 센서(22)의 출력으로부터 복귀 직후의 제 2 전기각 검출 센서(23)의 출력으로 점차로 스위칭한다. 이것에 의해, 위치 검출 센서(22) 및 제 2 전기각 검출 센서(23)의 검출점은 서로 다르기 때문에, 위치 검출 센서(22)로부터 제 2 전기각 검출 센서(23)로 갑자기 스위칭함으로써 전기각이 불연속으로 되어버리는 문제를 억제하여, 스위칭 전후에 있어서도 스무드한 전기각 검출을 행한다.
이상, 제 2 리니어 모터(12)에 의한 구동으로 이동체의 이동 방향(X)으로 전진할 때에 위치 검출 센서(22)로부터 자극 결손 구간(220)으로 침입하는 경우, 즉 제 2 리니어 모터(12)와 그 전기각 검출용의 제 2 전기각 검출 센서(23) 중 제 2 리니어 모터(12)로부터 자극 결손 구간(220)으로 침입하는 경우의 동작을 설명했지만, 제 1 리니어 모터(11)에 의한 구동으로 이동체의 이동 방향(X)으로 후진할 때에 위치 검출 센서(22)로부터 자극 결손 구간(220)으로 침입하는 경우, 즉 제 1 리니어 모터(11)와 그 전기각 검출용의 제 1 전기각 검출 센서(21) 중 제 1 전기각 검출 센서(21)로부터 자극 결손 구간(220)으로 침입하는 경우의 동작도 같다. 또한, 이 형태가 청구항 7에 기재된 형태에 상당한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 이동체(100)에 의하면, 위치 검출 센서와 전기각 검출 센서로 이동체의 위치 검출과 리니어 모터의 전기각 검출의 역할을 분담시키는 구성에 있어서, 자극 결손 구간에 위치 검출 센서 및 전기각 검출 센서 중 일방의 센서가 자극 결손 구간에 위치해도, 타방의 센서에 의해 일방의 센서에 의한 이동체의 위치 검출 또는 리니어 모터의 전기각 검출의 역할을 보간할 수 있다. 또한, 자극 결손 구간 중의 검출을 위해서, 별도로 대체 센서를 준비할 필요가 없다.
본 실시형태의 이동체(100)에 의하면, 전기각 검출 센서가 자극 결손 구간에 들어가고, 제어부가 위치 검출 센서로 스위칭되었을 때에, 리니어 모터의 구동을 OFF로 하는 것이 아니라, 거기에서 일정 거리 더 이동한 후에 리니어 모터의 구동을 OFF로 한다. 그 때문에 리니어 모터의 추력 저하를 최대한 억제할 수 있다.
본 발명은 상기한 본 실시형태에 한정되지 않고 각종 변형이 가능하다. 예를 들면, 본 실시형태에서는 자극 센서(제 1 및 제 2 전기각 검출 센서 및 위치 검출 센서)에 의해 검출한 위상각을 위치 정보(Position)로 했지만, 자극 센서에 의해 검출한 위상각의 변위량을 위치 정보(Position)로 해도 좋다. 예를 들면, 임의의 기준 위치로부터의 위상각의 변위량, 즉 이동량을 위치 정보(Position)로 해도 좋다. 보다 구체적으로는, 위치 컨버터(32)에 의해 위치 검출 센서(보간시는 전기각 검출 센서)가 검출한 위상각을 정기적으로 취득해서 위상각의 변위량을 구하고, 이것을 위치 정보로서 컨트롤러(40) 및 서보 증폭기(50, 60)에 출력해도 좋다. 또한, 기준 위치는 이동체의 이동 개시 위치이어도 좋고, 또는 레일에 이산적으로 배치한 바코드를 이동체에 설치된 리더에 의해 판독함으로써 취득한 좌표 정보이어도 좋다.
이 경우, 컨트롤러(40) 및 서보 증폭기(50, 60)는 현재 위치 정보(Position)로서, 임의의 기준 위치로부터의 위상각의 변위량, 즉 이동량을 이용한다. 구체적으로는, 모션 컨트롤러(43)는 위치 지령(Command Position)으로서 이동량을 나타내는 정보를 서보 증폭기(50, 60)에 공급한다. 서보 증폭기(50, 60)는 모션 컨트롤러(43)로부터의 위치 지령이 나타내는 목표 위치, 위치 컨버터(32)로부터의 위치 정보로서의 이동량이 나타내는 현재 위치, 및 전류 센서에 의해 검출한 리니어 모터의 실전류치에 따른 피드백 데이터로부터 리니어 모터를 구동하기 위한 구동 전류를 생성한다.
본 실시형태의 구성에 추가해서, 이하와 같은 구성(도 9, 도 11)을 더 구비해도 좋다.
도 9는 본 실시형태의 변형예에 관한 이동체 시스템의 주요부를 도시하는 도면이다. 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 이동체(100A)는 이동체(100)에 있어서 자극 결손 구간 검출부(71, 72)를 더 구비한다. 자극 경로(200A)의 자극 결손 구간(220)에는 반사 억제 테이프(230)가 부착되어 있어도 좋다.
자극 결손 구간 검출부(71)는 제 1 리니어 모터(11)의 횡에 있어서 이동 방향으로 배열된 9개의 반사형 포토 센서를 포함한다. 반사형 포토 센서는, 예를 들면 투광부와 수광부를 갖고, 레일, 자석 플레이트의 백 요크 또는 자석 커버 등의 금속성의 반사 강도가 높은 부분에 광을 투광하고, 그 반사광을 수광하는 반사형 포토 센서이다. 이들 포토 센서는 자극 구간(210)에서는 반사 강도가 높은 금속성 자석 플레이트의 백 요크로부터의 반사광을 수광해서 ON 상태가 되고, 자극 결손 구간(220)에서는 반사 억제 테이프(230)로부터의 비교적 약한 반사광을 수광해서 OFF 상태가 된다.
도 10에 이들 포토 센서의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 10에서는 이동 방향의 전측으로부터 순차로 포토 센서(1∼9)라고 하고 있다. 또한, 자극 유닛의 이음매 등에서 반사광이 없는 상태를 검출해버리는 것을 회피하기 위해서, 예를 들면 2개 이상의 포토 센서가 OFF 상태일 때에, 자극 결손 구간 검출부(71)가 자극 결손 구간(220) 상에 위치하는 것을 판정하도록 해도 좋다.
도 11은 본 실시형태의 다른 변형예에 관한 이동체 시스템의 주요부를 도시하는 도면이다. 도 11에 나타나 있는 바와 같이, 자극 경로의 자극 결손 구간 대신에, 자극 경로(200B)의 자극 결손 구간(220)의 전후에 반사 억제 테이프(230)가 부착되어 있어도 좋다.
도 12에 포토 센서의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 12에서도 이동 방향의 전측으로부터 순차로 포토 센서(1∼9)라고 하고 있다. 또한, 자극 경로에 있어서의 잠금쇠의 나사에서의 광의 난반사, 또는 분기 또는 커브 궤도에서 자석 커버 위를 통과할 때의 오염 또는 요철에 기인해서 오검출되는 것을 회피하기 위해서, 이하의 패턴을 제외한 나머지의 패턴을 검출했을 때에, 자극 결손 구간 검출부(71)가 자극 결손 구간(220) 상에 위치하는 것을 판정하도록 해도 좋다.
포토 센서(1) OFF, 및 포토 센서(2) OFF
포토 센서(1) OFF, 및 포토 센서(2) OFF, 및 포토 센서(3) OFF
포토 센서(1) OFF, 및 포토 센서(2) OFF, 및 포토 센서(3) OFF, 및 포토 센서(4) OFF
포토 센서(6) OFF, 및 포토 센서(7) OFF, 및 포토 센서(8) OFF, 및 포토 센서(9) OFF
포토 센서(7) OFF, 및 포토 센서(8) OFF, 및 포토 센서(9) OFF
포토 센서(8) OFF, 및 포토 센서(9) OFF
여기에서, 예를 들면 한 쌍의 자극을 4개 배열하는 자극 유닛 단위로 공장 등의 자극 경로에 시공할 경우, 이들 자극 유닛의 사이에 자극 결손 구간이 존재한다. 도 9와 같이 자극 결손 구간에 반사 억제 테이프를 부착할 경우 시공 후에 테이프를 부착하는 것에 대해서, 도 11에 나타낸 바와 같이 자극 결손 구간의 전후에 반사 억제 테이프를 부착할 경우 시공 전의 자극 유닛 단위에서 테이프를 부착할 수 있어서, 공사의 작업성이 비교적으로 좋다고 하는 이점을 갖는다. 한편, 도 11에 나타낸 바와 같이, 자극 결손 구간의 전후에 반사 억제 테이프를 부착할 경우 테이프 부착 개소가 2개소 것에 대해서, 도 9에 나타낸 바와 같이 자극 결손 구간에 반사 억제 테이프를 부착할 경우 테이프 부착 개소가 1개소이어서, 테이프의 길이를 짧게 할 수 있다.
상기한 변형예에서는 자극 경로의 자극 결손 구간 또는 자극 결손 구간의 전후에 반사 억제 테이프를 부착했지만, 반사 억제 테이프 대신에 반사 테이프가 부착되어도 좋다.
상기한 변형예에서는 자극 결손 구간 검출부로서 복수의 반사형 포토 센서를 사용했지만, 복수의 반사형 포토 센서 대신에 복수의 홀 소자를 사용해도 좋다. 이 경우, 복수의 홀 소자는 리니어 모터 내부에 배치되어도 좋다. 자극 센서 내부에 자극 결손 구간 검출부로서 홀 소자를 별도 설치해도 좋다.
본 실시형태에서는 제 1 및 제 2 전기각 검출 센서의 분해능과 위치 검출 센서의 분해능이 동일한 경우를 상정했지만, 제 1 및 제 2 전기각 검출 센서의 분해능과 위치 검출 센서의 분해능이 다른 경우, 즉 분해능이 다른 센서 사이에서 보간을 행할 경우, 보간하는 측의 센서의 출력을 보간되는 측의 센서의 분해능에 맞추는 보정을 행하면 좋다.
또한, 본 실시형태에서는 위치 검출 센서(22)로서 홀 소자를 예시했지만, 도 13에 나타나 있는 바와 같이 위치 검출 센서로서 로터리 엔코더(22A)를 사용해도 좋다. 이 경우, 로터리 엔코더의 1회전을 전기각 검출용의 홀 소자의 1주기와 대응시키면 좋다.
본 실시형태에서는 2개의 리니어 모터를 갖는 이동체를 예시했지만, 이동체는 3개 이상의 리니어 모터를 구비해도 좋다.
본 실시형태는 이하와 같은 구성(도 14 및 도 15 참조)을 더 구비해도 좋다.
도 14는 변형예에 관한 이동체 시스템의 주요부를 도시하는 도면이다. 도 14는 천장에 부설된 궤도(자극 경로)(200)를 하방으로부터 보았을 경우에 있어서의 이동체(100)의 개략도이다. 도 14(a)는 이동체(100)가 직선 경로(201)를 주행하는 직선 경로 주행시를 나타낸다. 도 14(b)는 이동체(100)가 커브 경로(202)를 주행하는 커브 경로 주행시를 나타낸다. 도 15는 도 14에 나타내는 연결기(86)의 주변 구조를 확대해서 도시하는 도면이다.
도 14(a) 및 도 14(b)에 나타나 있는 바와 같이, 이동체(100)는 2대의 보기 대차(제 1 보기 대차 및 제 2 보기 대차)(81)와, 이들 보기 대차(81) 사이에 위치하는 중간체(82)를 구비하고 있다. 각 보기 대차(81)는 보기 중심축(83)을 통해서 회전 가능하게 구성되어 있다. 각 보기 대차(81)와 중간체(82)는 연결기(86)를 통해서 연결되어 있다.
연결기(86)는 각 보기 대차(81)의 차체에 있어서의 이동 방향의 일단부에 접속된 링크(84)와, 중간체(82)의 차체에 있어서의 이동 방향의 양단부에 접속된 링크(85)와, 각 보기 대차(81)의 링크(84)에 설치된 베어링(87)을 포함한다. 도 15에 나타나 있는 바와 같이, 중간체(82)의 링크(85)에는 그 연장 방향을 길이 방향으로 하는 장공(88)이 형성되어 있다. 연결기(86)에서는 링크(85)의 장공(88)에 링크(84)의 베어링(87)이 삽입됨으로써 링크(84)와 링크(85)가 연결된다.
이러한 연결기(86)는 각 보기 대차(81)와 중간체(82)를 연결하여 각 보기 대차(81)와 중간체(82)를 일체로서 구성한다. 연결기(86)는 링크(84)와 링크(85)를 회전 가능 또한 직동 가능하게 연결한다. 환언하면, 연결기(86)에서는 장공(88) 내의 베어링(87)을 기점으로 링크(84)와 링크(85)를 상대적으로 회전 가능 또한 직동 가능하게 한다.
2대의 보기 대차(81)의 일방에는 상기 제 1 리니어 모터(11) 및 상기 제 1 전기각 검출 센서(21)가 설치되어 있다. 2대의 보기 대차(81)의 타방에는 상기 제 2 리니어 모터(12) 및 상기 제 2 전기각 검출 센서(23)가 설치되어 있다. 중간체(82)에는 상기 위치 검출 센서(22)가 설치되어 있다.
이상, 이동체(100)에 있어서, 위치 검출 센서(22)는 2대의 보기 대차(81) 사이에 연결기(86)를 통해서 회전 가능 또한 직동 가능하게 배치되는 중간체(82)에 설치된다. 따라서, 직선 경로(201)의 주행시(도 14(a) 참조)뿐만 아니라 커브 경로(202)의 주행시(도 14(b) 참조)에서도, 이동체(100)의 각 차체의 자세 변화에 추종해서 링크(84) 및 링크(85) 사이가 회전 또한 직동하고, 자극 경로(200)의 중심(자극 경로(200)의 폭방향의 중심)을 유지하여, 위치 검출 센서(22)가 이동체(100)의 위치를 정밀도 좋게 검출할 수 있다. 또한, 각 보기 대차(81)에는 리니어 모터와 전기각 센서가 쌍으로서 각각 배치된다. 그 때문에, 이동체(100)에서는 보기 대차(81)마다 독립하여 구동할 수 있어서, 리니어 모터의 전기각의 검출에도 지장이 없다.
또한, 이동체(100)가 반송 대차일 경우, 반송 대상인 물품을 지지하는 지지부(도시하지 않음)를 위치 검출 센서(22)와 마찬가지로 중간체(82)에 설치해도 좋다. 이것에 의해, 상기 반송 대차에 있어서, 위치 검출 센서(22)의 위치와 상기 지지부(반송 대상의 물품)의 위치가 대응한다(예를 들면, 동일 또는 근접 위치가 된다). 그 때문에, 반송 대상의 물품을 안정하게 반송 제어할 수 있다. 특히, 반도체 웨이퍼 등의 델리케이트한 물품을 반송할 경우에는(예를 들면, 상기 반송 대차가 반도체 반송 대차일 경우에는), 중간체(82)에 위치 검출 센서(22) 및 상기 지지부를 배치하는 구성이 유효하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 이동체는 다음과 같이 구성되어 있어도 좋다. 즉, N극 및 S극으로 이루어지는 한 쌍의 자극이 복수 배열된 자극 구간과 자극이 결손된 자극 결손 구간을 갖는 자극 경로로서 직선 경로와 커브 경로를 갖는 상기 자극 경로를 따라 이동하는 이동체에 있어서, 상기 자극 경로의 자속과의 자기 상호작용에 의해 구동하는 제 1 리니어 모터와, 상기 자극 경로의 자속과의 자기 상호작용에 의해 구동하는 제 2 리니어 모터와, 상기 이동체의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 센서와, 상기 제 1 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 제 1 전기각 검출 센서와, 상기 제 2 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 제 2 전기각 검출 센서와, 상기 제 1 리니어 모터 및 상기 제 1 전기각 검출 센서가 설치되는 제 1 보기 대차와, 상기 제 2 리니어 모터 및 상기 제 2 전기각 검출 센서가 설치되는 제 2 보기 대차와, 상기 제 1 보기 대차와 상기 제 2 보기 대차 사이에 연결 부재를 통해서 배치됨과 아울러, 상기 위치 검출 센서가 설치되는 중간체를 포함하고 있어도 좋다.
이동체는 N극과 S극으로 이루어지는 한 쌍의 자극이 복수 배열된 자극 구간과, 자극이 결손된 자극 결손 구간을 갖는 자극 경로를 따라 이동하는 이동체로서, 자극 경로의 자속과의 자기 상호작용에 의해 구동하는 제 1 리니어 모터를 포함하는 복수의 리니어 모터와, 이동체의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 센서와, 자극 경로의 경로 방향에 있어서 위치 검출 센서와는 다른 위치에 배치되고 제 1 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 제 1 전기각 검출 센서와, 위치 검출 센서 및 제 1 전기각 검출 센서 중 일방의 센서가 자극 결손 구간에 위치하는 경우에 이동체의 위치 검출 및 제 1 리니어 모터의 전기각 검출을 타방의 센서에 겸용시키는 제어부를 구비하고 있어도 좋다.
이동체는 복수의 리니어 모터가 자극 경로의 경로 방향에 있어서 제 1 리니어 모터와는 다른 위치에 배치되는 제 2 리니어 모터를 포함하고, 이동체는 경로 방향에 있어서 제 1 전기각 검출 센서와 협동해서 위치 검출 센서를 사이에 두도록 배치되고, 제 2 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 제 2 전기각 검출 센서를 더 포함하고, 제어부는 위치 검출 센서가 자극 결손 구간에 위치하는 경우에 위치 검출 센서로부터 제 1 전기각 검출 센서 및 제 2 전기각 검출 센서 중 어느 하나로 스위칭함으로써, 스위칭된 센서에 이동체의 위치 검출 및 제 1 리니어 모터의 전기각 검출을 겸용시켜도 좋다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 일측면에 의하면, 위치 검출 센서 및 전기각 검출 센서 중 어느 하나의 센서가 자극 결손 구간에 위치하는 경우에도, 이동체의 위치 또는 대응 리니어 모터의 전기각을 검출할 수 있다.
1…이동체 시스템 11…제 1 리니어 모터
12…제 2 리니어 모터 21…제 1 전기각 검출 센서
22…위치 검출 센서 22A…로터리 엔코더(위치 검출 센서)
23…제 2 전기각 검출 센서 30…센서 인터페이스
31…자극 컨버터 32…위치 컨버터
34…이동 거리 계측부 35…구간 길이 추정부
40…컨트롤러 41…비히클 컨트롤러
43…모션 컨트롤러 50…제 1 서보 증폭기
51…위치 컨트롤러 52…속도 컨트롤러
53…전류 컨트롤러 54A, 54B, 54C…감산기
55…미분기 56…인버터
57…전류 센서 60…제 2 서보 증폭기
61…위치 컨트롤러 62…속도 컨트롤러
63…전류 컨트롤러 64A, 64B, 64C…감산기
65…미분기 66…인버터
67…전류 센서 71, 72…자극 결손 구간 검출부
81…보기 대차(제 1 보기 대차 및 제 2 보기 대차)
82…중간체 84…링크
85…링크 86…연결기(연결 부재)
100, 100A…이동체 200, 200A, 200B…자극 경로
210…자극 구간 211…N극의 자석
212…S극의 자석 213…한 쌍의 자극
220…자극 결손 구간 230…반사 억제 테이프

Claims (10)

  1. N극과 S극으로 이루어지는 한 쌍의 자극이 복수 배열된 자극 구간과, 자극이 결손된 자극 결손 구간을 갖는 자극 경로를 따라 이동하는 이동체로서,
    상기 자극 경로의 자속과의 자기 상호작용에 의해 구동하는 제 1 리니어 모터를 포함하는 복수의 리니어 모터와,
    상기 이동체의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 센서와,
    상기 자극 경로의 경로 방향에 있어서 상기 위치 검출 센서와는 다른 위치에 배치되고, 상기 제 1 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 제 1 전기각 검출 센서와,
    상기 위치 검출 센서 및 상기 제 1 전기각 검출 센서 중 일방의 센서가 상기 자극 결손 구간에 위치하는 경우에 상기 이동체의 위치 검출 및 상기 제 1 리니어 모터의 전기각 검출을 행하기 위해서 타방의 센서를 겸용하는 제어부를 구비하는 이동체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 리니어 모터는 상기 자극 경로의 경로 방향에 있어서 상기 제 1 리니어 모터와는 다른 위치에 배치되는 제 2 리니어 모터를 포함하고,
    상기 이동체는 상기 경로 방향에 있어서 상기 제 1 전기각 검출 센서와 함께 상기 위치 검출 센서를 사이에 두도록 배치되고, 상기 제 2 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 제 2 전기각 검출 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 위치 검출 센서가 상기 자극 결손 구간에 위치하는 경우에 상기 위치 검출 센서로부터 상기 제 1 전기각 검출 센서 및 상기 제 2 전기각 검출 센서 중 어느 하나로 스위칭함으로써, 스위칭된 센서를 상기 이동체의 위치 검출 및 상기 제 1 리니어 모터의 전기각 검출을 행하기 위해서 겸용하는 이동체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자극 경로는 직선 경로와 커브 경로를 포함하고,
    상기 자극 결손 구간이 상기 직선 경로와 상기 커브 경로의 연결부의 근방에 배치되어 있고,
    상기 이동체가 상기 직선 경로로부터 상기 커브 경로를 향해서 이동할 때에, 상기 위치 검출 센서가 상기 자극 결손 구간에 위치하는 경우에 상기 제어부는 상기 제 1 전기각 검출 센서 및 상기 제 2 전기각 검출 센서 중에서 상기 이동체의 이동 방향의 후방측에 위치하는 센서로 스위칭하는 이동체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 검출 센서 및 상기 제 1 전기각 검출 센서 중 상기 일방의 센서가 상기 자극 결손 구간에 위치하고 있는 사이의 상기 이동체의 이동 거리에 의거하여 상기 자극 결손 구간의 구간 길이를 추정하는 구간 길이 추정부를 더 구비하는 이동체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 위치 검출 센서 및 상기 제 1 전기각 검출 센서 중 상기 타방의 센서의 출력으로부터 상기 이동체의 상기 이동 거리를 계측하는 이동 거리 계측부를 더 구비하고,
    상기 구간 길이 추정부는 상기 이동 거리 계측부가 계측한 상기 이동 거리에 의거하여 상기 자극 결손 구간의 구간 길이를 추정하는 이동체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전기각 검출 센서, 상기 제 1 리니어 모터, 및 상기 위치 검출 센서가 상기 이동체의 이동 방향의 전측으로부터 순차로 배치되고,
    상기 제 1 전기각 검출 센서가 상기 자극 결손 구간에 위치할 때에, 상기 제어부가 상기 제 1 전기각 검출 센서로부터 상기 위치 검출 센서로 스위칭한 후, 상기 위치 검출 센서의 출력으로부터 상기 이동체의 이동 거리를 계측하는 이동 거리 계측부와,
    상기 이동 거리 계측부가 계측한 이동 거리가 소정 거리에 도달하는 경우에 상기 제 1 리니어 모터의 구동을 정지하는 구동 제어부를 더 구비하는 이동체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전기각 검출 센서, 상기 제 1 리니어 모터, 및 상기 위치 검출 센서가 상기 이동체의 이동 방향의 후측으로부터 순차로 배치되고,
    상기 이동체는 상기 제 1 전기각 검출 센서가 상기 자극 결손 구간으로부터 빠져나왔을 때, 상기 위치 검출 센서의 출력과 상기 제 1 전기각 검출 센서의 출력을 합성하면서 상기 위치 검출 센서의 출력에 대한 상기 제 1 전기각 검출 센서의 출력의 합성 비율을 점차로 높이는 스무딩부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 제 1 전기각 검출 센서가 상기 자극 결손 구간으로부터 빠져나왔을 때 상기 스무딩부로 스위칭함으로써, 상기 위치 검출 센서로부터 상기 제 1 전기각 검출 센서로 점차로 스위칭하는 이동체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 리니어 모터는 상기 자극 경로의 경로 방향에 있어서 상기 제 1 리니어 모터와는 다른 위치에 배치되는 제 2 리니어 모터를 포함하고,
    상기 이동체는 상기 제 2 리니어 모터의 전기각을 검출하기 위한 제 2 전기각 검출 센서를 더 포함하고,
    상기 제 1 전기각 검출 센서, 상기 제 1 리니어 모터, 상기 위치 검출 센서, 상기 제 2 리니어 모터, 및 상기 제 2 전기각 검출 센서가 상기 경로 방향에 있어서 순차로 배치되는 이동체.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 검출 센서는 상기 자극 경로의 자속에 따른 위상각을 출력하는 자극 센서로 구성되고,
    상기 제 1 전기각 검출 센서는 상기 자극 경로의 자속에 따른 위상각을 출력하는 자극 센서로 구성되고,
    상기 제 1 전기각 검출 센서가 출력한 위상각에 상기 제 1 리니어 모터와 상기 제 1 전기각 검출 센서의 거리에 따른 오프셋각을 가산하여 상기 제 1 리니어 모터의 전기각으로 하는 변환부를 더 포함하는 이동체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자극 결손 구간을 검출하는 자극 결손 구간 검출부를 더 포함하는 이동체.
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