TW201510925A - 輸送系統內之移動元件的追蹤系統與方法 - Google Patents

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Albert John Kleinikkink
John Leo Ditner
Graham Richard Knap
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Abstract

本發明係在具有一軌道之一輸送系統上追蹤一移動元件之定位與識別的一系統，該系統包括：一機器可讀媒體，裝置在該移動元件或該軌道的其中之一，其中，該機器可讀媒體設置至少兩頻道，該些頻道之間具有一預設的相位差；一偵測器，裝置在該移動元件或該軌道的另外一個，其中該偵測器設置以讀取該些至少二頻道；以及一控制器，設置以從該偵測器接收資料，並根據該相位差判定該軌道上之該軌道上之移動元件的一定位與識別。

Description

輸送系統內之移動元件的追蹤系統與方法
本發明係關於一輸送系統內之一移動元件的追蹤系統與方法。更明確來說，係關於線性馬達輸送系統與方法，其針對一製造環境中之移動元件、托盤、夾具、產品及類似物的定位及識別提供反饋信息。
在一製造過程中可能需要追蹤一特定產品或物件。例如，在製造過程中知道每個產品或物件的定位可能會有所幫助。
典型的方法是，將一獨特的識別符號指派給該特定物件或與該物件相關聯的一托盤/移動元件。根據此一獨特的識別符號，一製造系統可追蹤製程資料、效能數據、產品系譜等等。製造系統亦可執行通報狀態、決定路線規劃、挑選裝配選項及類似工作。現用於製造上之識別符號追蹤系統的例子包括，在受追蹤之物件上裝置RF標籤的固定RF讀寫磁頭，將條碼標籤固定在受追蹤之物件上的條碼掃描器，以及利用光學字元辨認(OCR)來讀取該物件上之一獨特識別碼的視攝影機。
傳統的輸送機識別追蹤系統有某些限制。首先，傳統的識別讀取器除了所讀取的識別之外通常並未提供物件的位置。其次，在某些傳統的識別追蹤系統中，識別只能在固定讀取器中讀取，而不能在沿著一物件移動之路徑的所有位置/時間中讀取。第三，傳統的識別讀取器可能造成系統延滯，因為在讀取識別時，該物件可能必須在讀取器前方減速或停止。第四，在傳統的識別系統中，讀取器可能需要實體接近一標籤或類似物才能讀取其中的訊息。而且，在系統中安裝該些讀取器通常會佔據實際空間。
再者，傳統的系統可能容易出差錯。若讀取器受到碰撞或移位，則可能因為對準偏移或間隙過大而導致故障。利用光學原理的讀取器可能容易因為髒垢或無法讀取模糊不清的標籤而失效。利用電池電源的標籤可能容易在電池的電量太低時失效。故在系統上可能需要做一些準備來 處理無效的讀取。在某些傳統的識別追蹤系統，則可能需要在該系統中併入額外的硬體。
傳統的定位反饋系統也同樣有某些限制。例如，為了在以線性馬達為基礎的一輸送機上控制與移動一托盤，需將每一個托盤的定位提供給一準確控制該托盤移動的控制器。此一定位反饋訊號可能有高鑑別度與高速度。現今使用於製造上之定位反饋系統的其中一個例子是磁性讀取器，用來讀取放置在該托盤或托架中之磁鐵的磁場，該些磁鐵的形狀為一磁條或類似形狀。
傳統定位反饋系統的限制可能是，只提供托盤或托架的定位以控制他們的移動。傳統的系統可使用即時定位反饋來控制複數個托盤，但通常在進行特定托盤或夾具編號的識別追蹤時，可能需要在系統上裝備額外的硬體。
對於一個可獨立運作的識別讀取器而言在知道物件的獨特識別之外，最好也知道其準確定位。物件的準確定位能提升操作或作業的效能。以一自動操作機在一製造單元中執行產品的組裝作業為例，有了一獨特的識別追蹤碼，系統能決定該自動操作機需要在該產品上進行何種操作。若除了該產品的識別追蹤碼之外也知道其定位，則該自動操作機就會準確知道該產品的位置，而能開始在該產品上進行操作。
至於線性馬達輸送機，通常所有托盤的定位都能得知，但在定位反饋之外，每一個托盤也都需要能具有一獨特的識別。
因此，有必要改良輸送系統的追蹤系統與方法。
本發明之系統與方法的實施例，其中之一目的在於克服或減輕先前系統的至少一缺點。在一特定的個案中，實施例的目的在於提供能結合識別追蹤與即時定位反饋的解決方法。
在第一面向，本發明提供一系統，用以在具有一軌道的一輸送系統上追蹤一移動元件的定位，該系統包括：裝備於該移動元件或該軌道其中之一的一機器可讀媒體，其中該機器可讀媒體配置至少二頻道，該些頻道之間具有一預設的相位差；裝備於該移動元件或該軌道之另外一個的一偵測器，其中該偵測器設置以讀取該些至少二頻道；以及一控制器， 其設置以從該偵測器接收資料，並根據該相位差來決定該軌道上之移動元件的一定位。
在一特定的個案中，該偵測器可設置在該軌道上，而該機器可讀媒體則可設置在該移動元件上。
在另一特定的個案中，該機器可讀媒體可以是一磁條，而該偵測器則可以是一磁性探測器。
在另一特定的個案中，該些至少二頻道可包括一第一頻道及一第二頻道，而該偵測器則可包括設置以讀取該第一頻道的一第一偵測器，以及設置以讀取該第二頻道的一第二偵測器。
在另一特定的個案中，該預設的相位差是一第一相位差，而該系統則另外包括：一識別媒體，裝置在具有該機器可讀媒體的移動元件或軌道上，其中，該識別媒體配置至少兩個頻道，該些頻道之間具有一預設的第二相位差，且其中該控制器從該偵測器接收資料，並根據該第二相位差來決定該移動元件的一識別。
在另一特定的個案中，該軌道可包括一線性馬達，而該移動元件則可包括與該線性馬達嚙合(engage with)的複數個磁性元件。
根據本發明的另一個面向，本發明提供一方法，用以在一輸送機的一軌道上追蹤一移動元件，其包括：從一機器可讀媒體之一第一頻道讀取第一資料；從一機器可讀媒體之一第二頻道讀取第二資料，其中，該第二頻道與該第一頻道具有一相位差；然後根據該第一資料與該第二資料決定該移動元件在該軌道上的定位。
在一特定的個案中，該方法可進一步包括：根據該第一資料與該第二資料之間的相位差來決定該移動元件的一識別。
在另一特定的個案中，該第一資料與該第二資料可由複數個偵測器讀取。
根據本發明的另一個面向，本發明提供一方法，用以在一輸送機的一軌道上追蹤一移動元件，其包括：從一機器可讀媒體的一第一部分讀取該移動元件的一識別；然後從該機器可讀媒體的一第二部分讀取該移動元件在該軌道上的定位。
根據本發明的另一個面向，本發明提供一系統，用以提供識 別給具有一軌道之一輸送系統上的一移動元件，該系統包括：裝備於該移動元件或該軌道其中之一的一機器可讀媒體，其中該機器可讀媒體配置一相位差；裝備於該移動元件或該軌道之另外一個的一偵測器，其中該偵測器設置以讀取該機器可讀媒體；以及一控制器，其設置以從該偵測器接收資料，並根據該相位差來決定該移動元件的一識別。
在一特定的個案中，該機器可讀媒體可包括至少二頻道，而該偵測器則設置以讀取該些至少二頻道。
根據本發明的另一個面向，本發明提供一機器可讀媒體給一輸送系統中的一移動元件，該機器可讀媒體包括至少一頻道，該頻道包括：一識別追蹤部分，用以辨識該移動元件；以及一定位反饋部分，用以決定該移動元件在該輸送系統中的定位。
在一特定的個案中，該機器可讀媒體可包括複數個頻道，其中該些複數頻道之間設置有相位差。
根據本發明的另一個面向，本發明提供一定位與識別追蹤系統，其包括：配置至少二頻道的一機器可讀媒體，該些頻道之間具有一預設的相位差；以及一偵測器，設置以讀取該些至少二頻道；其中，一定位與一識別根據該相位差而決定。
在一特定的個案中，該預設的相位差包括一第一預設相位差及一第二預設相位差，其中該定位取決於該第一預設相位差，而該識別則取決於該第二預設相位差。
在檢視以下特定實施例的說明與參考附圖之後，對於該技術領域之一般技藝人士而言，本發明的其他面向與特徵將會顯而易見。
100‧‧‧輸送系統
102‧‧‧軌道區段
104‧‧‧移動元件
106‧‧‧軌道
108‧‧‧框架
110‧‧‧線性驅動機構
112‧‧‧定子電樞
114‧‧‧線圈
118‧‧‧延伸部分
120‧‧‧機器可讀媒體
121‧‧‧定位感測系統
122、123‧‧‧偵測器
124‧‧‧元件
200‧‧‧控制器
300‧‧‧機器可讀媒體
301‧‧‧分區
302‧‧‧磁北極
304‧‧‧磁南極
400‧‧‧機器可讀媒體
401a‧‧‧第一分區
401b‧‧‧第二分區
402a、404a‧‧‧第一組磁極
402b、404b‧‧‧第二組磁極
406‧‧‧第一頻道
408‧‧‧第二頻道
410‧‧‧第一分區間距
412‧‧‧第二分區間距
500、510‧‧‧節段
502、512‧‧‧第一分區
504、514‧‧‧第二分區
600、610‧‧‧機器可讀媒體
602、612‧‧‧識別追蹤區段
604、614‧‧‧定位反饋區段
以下將參照附圖說明本發明之實施例，其僅做為範例之用。
圖1係根據一實施例，具有一移動元件之一輸送系統的一軌道區段；圖2A係圖1之軌道區段的一透視圖，其已移除一外蓋以呈現一線性驅動機構；圖2B係圖1之軌道區段之一線性驅動機構的一透視圖；圖2C係圖1之軌道區段的一透視圖，其已移除該線性驅 動機構；圖3係根據一實施例，具有一彎曲軌道區段之一輸送系統的一透視圖；圖4係在該輸送系統中使用之一範例控制結構的一方塊圖；圖5A係具有一機器可讀媒體之該移動元件的一後視圖；圖5B係該移動元件的一展開後視圖，其已移除該機器可讀媒體；圖6A係根據一實施例，具有一頻道的一機器可讀媒體；圖6B係根據另一實施例，具有二頻道的一機器可讀媒體；圖7A與7B係根據另一實施例，一機器可讀媒體的識別區段；圖8A與8B係根據另一實施例，具有一識別區段及一定位區段的機器可讀媒體；圖9係根據一實施例，用以追蹤一移動元件之一方法的一流程圖。
概括來說，本發明提供一方法與系統，用以結合識別追蹤(identification tracking)與即時定位反饋(real-time position feedback)。
通常在整個該系統的任何一個地方最好都能夠取得一移動元件(moving element)的一獨特識別，能不需減速就能即時讀取該識別，能具有高可靠度，且該些識別讀取器能與該系統組合為一整體，而不需外加硬體。現有之具備識別追蹤的輸送系統(conveyor system)，通常即會具有如上所述的外加硬體。
圖1說明具有一軌道區段102(track section)的一輸送系統100。該軌道區段102具有一或多個移動元件104(圖中只顯示一個)，其設置以沿著該軌道區段102的一軌道106前進或移動(r識別e or travel)。該軌道106包括一框架108(frame)，其設置以支撐該移動元件104。有關一類似軌道區段的一些操作原則，在Kleinikkink等人所取得之編號8,397,896的美國專利中有更詳細的說明，該專利在此併入本發明作為參考。
該輸送系統100可由複數個軌道區段102組成，其為機械性 獨立(mechanically self-contained)，而且能快速輕易地彼此分離，使其在本質上為模組式(modular)。在此模組式的案例中，該軌道區段102安裝在一支台(support)(圖中未顯示)上，使之彼此對齊並彼此鄰接，以形成一較長的軌道。為了模組化，每一軌道區段102內可放置獨立的電子電路(electronic circuitry)，以提供電力至該軌道區段102並控制之。該輸送系統100也可包括彎曲的(curvilinear)軌道區段102。
圖2A顯示該軌道區段102的一透視圖(perspective view)。圖2B與2C顯示該軌道區段102的一展開圖(exploded view)。該軌道區段102包括放置一線性驅動機構(linear drive mechanism)110的該框架108。該線性驅動機構110形成一定子電樞(stator armature)112，其包括複數個嵌入式的電樞線圈(embedded coils)114。該些嵌入式的電樞線圈114可個別激發，以便使該定子電樞112所產生之一電力誘發的感應磁通量(electrically-induced magnetic flux)，能鄰近需受控制的一特定移動元件104，順著法線方向朝之移動(in a direction normal thereto)，而不會影響鄰近的移動元件104。移動每一個移動元件104的原動力(motive force)，來自元件124所產生的磁動勢(magnetomotive[MMF]force)，例如永久磁鐵(permanent magnets)，該磁動勢提供給每一個移動元件104(顯示於圖5)以及該定子電樞112，亦即，利用該定子電樞112與移動元件104所提供之對應感應磁通量的對齊傾向。一控制器(以下說明)能沿著該軌道區段102的長度產生個別及獨立的移動磁動勢，提供給每一個移動元件104，以使每一個移動元件104可個別受控於大體上獨立於任何其他移動元件104的一軌跡面(trajectory profile)。在結構上，該軌道區段102因此可大致歸類為具有複數個移動元件104的一動磁式線性無刷馬達(moving-magnet type linear brushless motor)。
請再次參考圖1，每一個移動元件104包括裝備一機器可讀媒體120(顯示於圖5B)的一延伸部分118，該機器可讀媒體120可以是例如一磁條(magnetic strip)，一光傳導或反射條(optically transmissive or reflective strip)，其他形式的反饋系統或類似元件。該延伸部分118的設置使該機器可讀媒體120與裝備於軌道106的偵測器(sensor)122及123互相作用。該些偵測器122及123設置成以磁性、光學、或其他方式來讀取該機器 可讀媒體120。該機器可讀媒體120與偵測器122及123構成一定位感測系統(position sensing system)121。該定位感測系統121可安排成能使該定位感測系統121不受該軌道區段102上的流量、灰塵、以及其他碎屑干擾。該定位感測系統121設置在移動元件識別及定位偵測次系統(moving element 識別entification and position-detecting subsystem)中(進一步的細節以下說明之)。
在圖1的圖示中，該些偵測器122及123設置於該軌道區段102上，而該機器可讀媒體120則設置於該移動元件104上。在一選擇方案中，該些偵測器122及123可設置於移動元件104上，而該機器可讀媒體120則設置於該軌道區段102上。該些偵測器122及123設置以從該機器可讀媒體120讀取該移動元件104的一識別。同樣的該些偵測器122及123設置以從該機器可讀媒體120讀取該軌道區段102上之該移動元件104的一定位。
圖3說明根據一實施例，具有一彎曲面(curvilinear profile)之一輸送系統100。當該軌道區段102為彎曲時，該些偵測器122及123沿著該彎曲面設置，使該機器可讀媒體120可被該些偵測器122及123讀取，且透過使用線性單位，如微米，將曲面資料轉存成線性平面資料。以達成反饋控制之目的。接著該移動元件104的控制可在該線性面/該些線性單位中執行。
圖4係在該輸送系統100中使用之一範例控制結構的一方塊圖。控制器200控制該輸送系統100以及該些軌道區段102。該控制器200設置以監測移動元件104的定位，並根據該定位控制移動元件104的移動。該控制器200也可監測並通報移動元件的識別資料，使該移動元件識別在整個該輸送系統100皆可被得知並可被追蹤。因此，該控制器200可用於流程(亦即生產線)管控(process control)。該控制器200也可扮演一監督管理及診斷的角色，監控該些軌道區段102(例如，藉由進行一持續牽引或推進的過程)，以決定任何軌道區段102的現行狀態，以及是否有任何軌道區段102已經故障。相關人士會瞭解，在某些案例中，該控制器200可直接控制每一個軌道區段102。
該控制器200也可藉由輸入/輸出(input/output(I/O))或網路 模組(network modules)連接至其他裝置，例如可程式化邏輯控制器(programmable logic controller(PLCs))(圖中未顯示)。該些可程式化邏輯控制器可向該軌道區段102提供生產線站台管理指示(station-processing instructions)，例如指示一移動元件104沿著該軌道106移動到下一個目的地，或是針對一特定移動元件104提供特定站台移動的指示。
如圖所示，該控制器200連接至該些軌道區段102中的定子電樞112與電樞線圈114，並依據設置其中之每一個移動元件104的一獨立軌跡或「移動」指令來控制該電樞線圈114。
該控制器200同時也連接至位於該軌道區段102中的該些偵測器122及123。該控制器200設置以執行一閉迴路數位伺服控制系統(closed-loop digital servo control system)，藉由判定位於軌道區段102中之每一個移動元件104的即時定位，來控制該移動元件104的移動。該控制器200利用定位感測系統121獲取移動元件的識別資料與定位資料。當一特定移動元件104的機器可讀媒體120移動至一特定偵測器122，123上方時，移動元件的定位反饋訊號被傳送至該控制器200。該控制器200譯解該移動元件的定位反饋訊號，以決定該移動元件104的定位。
該控制器200可執行從該些偵測器122與123中取樣的程序作業，並判定位於相關軌道區段102內每一個移動元件104的定位。概括來說，該程序作業在任何時候將任一特定移動元件104的機器可讀媒體120，與已識別的偵測器122與123產生連結，以根據與之產生連結之偵測器122與123的一固定定位，以及該機器可讀媒體120相對於與之產生連結之偵測器122與123的一相對定位，來計算出該特定移動元件104的定位。此外，當該機器可讀媒體120同時與複數個偵測器122與123作用時，該程序作業將與該移動元件104的連結或該移動元件104的「所有權」(ownership)，從當前的偵測器122與123，轉移或傳遞至與其作用之一鄰近的偵測器122與123。以此方式，可持續追蹤一已識別之移動元件104的定位。
該技術領域之一般技藝人士會理解，該定位感測系統121可為磁性、光學、光色彩(colour optical)、電容性(capacitive)、或另一選擇系統。例如，該機器可讀媒體120可以是一磁條，而該偵測器122與123可以是對應的磁性探測器。此一實施例可提供極佳的鑑別度。在某些案例 中，該機器可讀媒體120可設置以提供至一微米或更好的鑑別度。該移動元件104定位的準確度只受限於該定位感測系統121的分辨。
使用光學機器可讀媒體時，訊號通常只在有動作時才會產生。該控制器200根據該移動元件104的移動方向而往上或往下計算。而無論該移動元件104是否移動，磁性機器可讀媒體都可讀取定位，因為磁性探測器可偵測該機器可讀媒體上之一磁場的強度。
圖5A與5B顯示從軌道106移除的一移動元件104。該移動元件104的延伸部分118上裝置該機器可讀媒體120。該機器可讀媒體120由該些偵測器122與123讀取，在該移動元件104沿著該軌道106移動時決定其定位。此定位反饋接著用來控制該移動元件104的移動。該移動元件104具有元件124，例如永久磁鐵，該些元件124與對應軌道區段102中的定子電樞112及線圈114相互作用，以沿著圖1中的方向126移動。
圖6A顯示一範例單頻道磁性機器可讀媒體300，其包括分區301。在此案例中，每一分區301具有一磁北極302與一磁南極304，產生一磁性正弦狀圖樣(magnetic sinuso識別al pattern)。例如，該分區301包含一2厘米的磁北極302與一2厘米的磁南極304，整個分區寬度為4厘米。該正弦狀圖樣可分辨成一「分區計數」值(zone count value)。在一範例中，該分區計數可以是0到4096之間的任何數值。然而，一個分區寬度內之分區計數值的數量會取決於該些偵測器與該機器可讀媒體的磁鑑別度(magnetic resolution)。該些偵測器122與123感測該分區301，以決定該機器可讀媒體300在一分區間距內(zone pitch)的定位。該分區間距是每一個分區301的間距(例如4厘米)。該分區計數可等於該分區內的一物理距離，使該分區計數與該分區的分辨(resolution)可提供一移動元件104相對於提供讀取之該些偵測器122與123的一物理定位，然後此定位可分辨成軌道上之該移動元件的一定位，如本發明所述。在一範例中，每一分區計數值可大約等於沿著該分區的一微米物理長度(one micron in physical length along the zone)。
在其他實施例中，該些分區可有其他配置，例如，他們可包含不同的一個磁極數量。例如，一分區可包含一磁北極，一磁南極，一磁北加磁南極，磁北-磁南-磁南極，磁南-磁北-磁南極，或是磁北-磁南-磁北- 磁南極，或類似之配置。
圖6B顯示一範例機器可讀媒體400，其具有一第一頻道406及一第二頻道408。該第一頻道406有第一分區401a，具有一第一組磁極402a與404a，其間距為一第一分區間距410(例如4.0厘米)，而該第二頻道408有一第二分區401b，具有一第二組磁極402b與404b，其間距為一第二分區間距412(例如3.9厘米)。該第一分區間距410與該第二分區間距412的大小差別使該第一頻道406的分區401a與該第二頻道408的分區401b之間產生一個相位差。此一雙頻道配置400，有具相位差之分區401a與401b、以及磁極402a與402b，磁極404a與404b，其作用在於提供該移動元件104的定位反饋與識別追蹤。一般來說，該雙頻道機器可讀媒體400可設置以提供比單頻道機器可讀媒體300更準確的定位資訊。
在一雙頻道機器可讀媒體系統中，該軌道區段102可包括該第一偵測器122與該第二偵測器123。該些第一與第二偵測器122及123偏離彼此，以使該第一偵測器122讀取一頻道而該第二偵測器123則讀取另一頻道。再者，該第二偵測器123的角度設置相對於該第一偵測器122，以處理該相位差。例如，該偵測器123的角度可設置成使該3.9厘米的間距讀起來像是一4厘米的間距。此種偏離設置的目的是使偵測器123與偵測器122相同。在一範例中，該偵測器123的角度可設置成使間距3.9厘米的該機器可讀媒體以及該偵測器123之間，形成一斜邊為4厘米的直角三角形。
在有兩頻道406與408的實施例中，在該些偵測器122與123讀取該機器可讀媒體時，該些偵測器122與123可以或不一定沿著圖1的方向126彼此對齊。若該些偵測器122與123並未實際上對齊，在決定該相位差時可併入偏離的設置。
定位反饋的提供來自於沿著軌道106設置以讀取雙頻道機器400可讀媒體之該些第一與第二頻道406及408的該些偵測器122與123。在任何特定的定位，該第一偵測器122從該第一頻道406讀取一數值(例如，在一4.0厘米的分區間距中，0到4095之間的數值)，而該第二偵測器123從該第二頻道408讀取一數值(例如，在一3.9厘米的分區間距中，0到4095之間的數值)。該些被讀取數值之間的差距除以該相位差(例如，0.1厘米)，以決定讀取之間的總相位位移(total phase shift)。該控制器200利用此相位 位移來判定，該些偵測器122與123所讀取的是該機器可讀媒體400的哪一個或哪些分區，進而判定該軌道區段102上之移動元件104的定位。該系統100也可結合同時從複數對偵測器122與123所讀取的數值，以提供比單一對偵測器122與123單獨可提供的一更精確數值。該輸送系統100也可將複數次讀取的數值平均，或執行類似動作，以提供比單一對偵測器122與123單獨可提供之一更高鑑別度的反饋。
該控制器200利用此相位差來判定該些偵測器122與123目前正在偵測的分區。一旦該控制器200得知該些偵測器122與123目前正在偵測的分區，則該控制器200便可判定該移動元件104相對於該些偵測器122與123的定位。一偵測器122與123提供一分區內的定位。該控制器200最初判定該移動元件104位於該機器可讀媒體的哪一個或哪些分區。例如，當該機器可讀媒體為一磁條時，該磁條可有36個分區，而該控制器200判定該偵測器122與123位於36個分區中之哪一個分區，以判定該移動元件104的定位。一旦該控制器200得知頻道406與408的分區，該控制器200便可接著追蹤該移動元件104。
當該機器可讀媒體400有兩頻道406與408，有具4厘米分區間距之分區401a的一第一頻道406，以及有具3.9厘米分區間距之分區401b的一第二頻道408時，若該機器可讀媒體400穿過一特定偵測器122與123移動2厘米，此移動會使讀取的數值隨著移動方向而增加或減少2,048計數(counts)。若偵測器122或123越過分區的一邊界，則定位的讀取會隨著在該分區邊界移動的方向降至0然後增加，或是跳到4095然後減少。
該控制器200可包括每一個偵測器122與123的校準值(calibration values)，以彌補系統偏差(variability)，包括允差累積(tolerance stack ups)所造成的偏差。在一範例中，該些偵測器122與123在每一分區讀取0到4095的分區計數值。在每一分區的邊緣可能出現間斷，該計數從0跳到4095，或從4095跳到0。該控制器200處理此一間斷，以在判定該些偵測器122與123在讀取哪一些分區時，避免得到假性結果。處理此一間斷的方法可包括，例如忽略接近每一分區邊緣時的讀取，在每一分區邊緣的任一面增加空間，或類似方法。得到假性結果的原因可能是來自例如校正誤差(calibration error)，熱膨脹(thermal expansion)，以及偵測器讀取中的 雜訊等因素的系統偏差。由於這些假性結果可能在機器可讀媒體400的末端較大，而在接近其中央較小，因此在判定該些偵測器122與123正在讀取的分區時，該偵測器可能會偏向讀取該機器可讀媒體400的中央。
在某些案例中，兩或更多對偵測器122與123可同時偵測該機器可讀媒體400的每一個頻道406與408。複數個偵測器同時偵測的作用在於判定定位時可增加該移動元件104的定位準確度。該控制器200在從每個頻道的複數個偵測器接收分區讀取資料後，可以任何適當的方式來利用該些讀取資料去判定該移動元件104的定位。在一範例中，可能使用最靠近該移動元件104中央的讀取資料。
圖7A顯示一雙頻道機器可讀媒體之一節段(segment)500的一範例，其設置以提供一獨特的識別。該節段500具有一第一分區502及一第二分區504。該第一分區502與該第二分區504不同相位。該些分區502與504之不同相位的總和，亦即相位差，在此實施例中用來代表每一移動元件104專有的識別。此識別可以是被讀取之該移動元件104的機器可讀媒體120的一個獨特識別識別號碼。此識別可選擇是一獨特識別識別號碼的參照。控制器200利用此參照來翻譯(call)或查詢(look up)該獨特的識別識別號碼。此識別由讀取該移動元件104之定位的相同偵測器122與123來讀取。該獨特的識別識別號碼可用來追蹤該移動元件104的識別，或用在該移動元件104上的托盤、夾具、以及產品。
圖7B顯示一雙頻道機器可讀媒體之一節段510的一範例，其設置以提供有別於圖7A之節段500的一獨特識別。該節段510有彼此異相之一第一分區512及一第二分區514，此相位差不同於502與504之間的相位差，以產生一不同的識別。
圖8A顯示一機器可讀媒體600，其具有一識別追蹤區段602(例如，關於圖7A的說明)，以及一定位反饋區段604(例如，關於圖6B的說明)。在一些實施例中，識別與定位可使用相同的偵測器122與123以及機器可讀媒體600配置。透過該機器可讀媒體600，該些偵測器122與123從該識別追蹤區段602讀取該識別，其速度相同於該些偵測器122與123從該定位反饋區段604讀取該移動元件104定位的速度。該識別可在該移動元件104正在移動時讀取，使得該移動元件104不需要在該些偵測器122與 123停下。此識別可在設置於整個輸送系統100的任何一偵測器122與123取得。
該控制器200判定所讀取的資料是來自該機器可讀媒體600的識別追蹤區段602，或來自其定位反饋區段604。一旦該輸送系統100初始化，該控制器200持續紀錄讀取資料來自該機器可讀碼的哪一個區段。在一些案例中，於初始化時，該移動元件104可能需要一輕微的移動，通常是1到2厘米的距離，以判定該些偵測器122與123正在讀取一識別追蹤區段602或一定位反饋區段604，排除任何不確定性。在另外的案例中，該輕微移動可同時或可選擇用來判定，是否一偵測器122與123正在一機器可讀媒體600的邊緣讀取一可能導致該次讀取無效的數值。
有了機器可讀媒體600，就無須額外的標籤(tag)或標誌(label)，因為識別內建於該定位系統中。也無須在移動元件104上裝設額外的機器可讀媒體，而用來追蹤定位的偵測器122與123，可同樣用來讀取該獨特識別，無須額外的硬體。
圖8B顯示一機器可讀媒體610，其具有一識別追蹤區段612，以及一定位反饋區段614。該機器可讀媒體600有一頻道。在此實施例中，由一偵測器122感測該定位反饋區段614來提供一般定位反饋，而該偵測器123則從該識別追蹤區段612感測一識別。該控制器200比較該定位反饋區段614與該識別追蹤區段612，以判定該識別。在一些案例中，在該輸送系統100初始化後，該控制器200紀錄一偵測器122與123正在讀取的是該定位反饋區段614或該識別追蹤區段612。當移動元件104在該定位反饋區段614之一已知定位時，該控制器200可從該識別追蹤區段612讀取該識別數值。該識別數值可根據該識別追蹤區段612相對於該定位反饋區段614的定位來設定。
在一些案例中，初始化時可能需要執行一區域追蹤方案(zone finding scheme)。在一基本例子中，該移動元件104可被移開，直到該些偵測器122與123通過該機器可讀媒體610的末端。該移動元件104可接著被移開，使該些偵測器122與123通過該機器可讀媒體610。該些偵測器122與123可接著偵測該機器可讀媒體610的邊緣。該控制器200可接著利用分區計數或類似方式，在操作過程中追蹤該移動元件104。在那時，該 定位反饋區段614可用來判定定位，而該識別追蹤區段612可用來判定識別。該技術領域之一般技藝人士會理解，尚有其他初始化的方法，包括需要該移動元件作較小動作的方法，例如進行讀取，然後預估後續的讀取資料，接著稍微移動以判定該預估的後續讀取資料是否正確，以及類似方法。
在一些案例中，該機器可讀媒體600與610可在其任一面或兩面包括額外空間，以考慮到假性讀取或類似結果。在一範例中，當該些識別追蹤區段602與612的分區長度為4厘米時，因為該些分區的邊緣包括一2厘米的緩衝區，因此該些識別追蹤區段602與612的分區長度可為6厘米。
圖9說明根據一實施例在一輸送系統中追蹤一移動元件的一方法800。一第一偵測器讀取802一機器可讀媒體的一第一頻道。一第二偵測器讀取804一機器可讀媒體的一第二頻道。一控制器判定805一相位差。
該控制器從該相位差判定806一識別。從該識別判定808一獨特的辨識碼以及/或一獨特辨識碼的參照。該控制器取得更新810該移動元件的辨識碼。
該控制器從該相位差判定該對偵測器122與123正在讀取哪一個分區。該控制器根據該對偵測器122與123的已知定位以及該機器可讀媒體600與610，來判定812該移動元件104中央(或其他點)的定位。
該輸送系統控制器取得更新814該移動元件的定位。
該技術領域之一般技藝人士會理解，雖然該移動元件104被稱做一移動元件，但該移動元件104並不一定需要在移動中才能讓偵測器122與123讀取。更確切地說，所謂移動元件中的「移動」指的是該移動元件可在該軌道區段102移動的能力。
被用來控制該些移動元件104的該些偵測器122與123，在本發明中應為堅固耐用的。該輸送系統100可在獨特的識別上使用相同或類似的硬體，使之也能有類似的堅固耐用特性。當此處說明之輸送系統100被用在一組裝生產線運轉時，此堅固耐用的特性可帶來好處，因為該輸送系統100在本發明中應始終如一絲毫不犯錯的運轉。
此外，本發明書所述之定位與識別追蹤，除了一線性馬達輸送機，也可應用在任何適當類型的輸送機或運輸系統，例如一傳統的帶式 輸送機(belt-type conveyor)。例如，一帶式輸送機中的一托盤可裝置一機器可讀媒體600，610，且與該帶式輸送機相結合之一工作站可裝置一對偵測器122與123，使該托盤通過或靜止於該工作站時，該托盤相對於該工作站的定位以及該托盤的識別，可由偵測器讀取的資料來判定。
在前述說明中，為了達到解釋目的而列舉了許多細節，以使該些實施例能被徹底瞭解。然而，對該技術領域的一般技藝人士而言，顯然這些具體細節不一定是必須的。在其他範例中，熟知的結構與線路(circuit)以方塊圖的形式呈現，以免造成理解上的混淆。例如，關於本說明書中所敘述的該些實施例是被裝置成一軟體常式(software routine)，硬體線路(hardware circuit)，韌體(firmware)，抑或是以上這些形式的組合，本說明書則並未提供具體細節。
本說明書中的實施例可呈現為儲存於一機器可讀媒體中的一電腦程式產品(computer program product)(也可稱為一電腦可讀媒體computer-readable medium，一處理器可讀媒體processor-readable medium，或內含一電腦可讀程式碼的一電腦可用媒體computer usable medium)。該機器可讀媒體可以是任何適當的，有實體的，非暫態媒體，包括磁性，光學，或電子儲存媒體(包括一磁盤diskette，光碟唯讀記憶體CD-ROM，依電性或非依電性volatile or non-volatile的記憶體裝置memory device，或類似的儲存機構(storage mechanism)。該機器可讀媒體可包括好幾組指令，代碼序列(code sequences)，配置資訊(configuration information)，或其他資料，當被執行時，這些資料使一處理器根據本說明之一實施例執行一方法中的步驟。該技術領域的一般技藝人士會理解，在實施本說明書敘述之建置時所需要的其他指示與操作，也可儲存在該機器可讀媒體。儲存在該機器可讀媒體上的指示可由一處理器或其他適當的處理裝置來執行，且可與電路接合以執行所敘述的工作。
上述實施例僅只做為範例之用。舉凡該技術領域之一般技藝人士在該些特定之實施例所為的各種變更，修改，與異動，皆應包含於本案所附之權利範圍內。

Claims (16)

  1. 一種在具有一軌道之一輸送系統上追蹤一移動元件的定位之系統，包括：一機器可讀媒體，裝置在該移動元件或該軌道的其中之一，其中，該機器可讀媒體設置至少二頻道，該些頻道之間具有一預設的相位差；一偵測器，裝置在該移動元件或該軌道的另外一個，其中，該偵測器設置以讀取該些至少二頻道；以及一控制器，設置以從該偵測器接收資料，並根據該相位差判定該軌道上之該移動元件的一定位。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該偵測器位於該軌道上，而該機器可讀媒體則位於該移動元件上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該機器可讀媒體為一磁條，而該偵測器則為一磁性探測器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該些至少二頻道包括一第一頻道及一第二頻道，且其中該偵測器包括一第一偵測器設置以讀取該第一頻道，以及一第二偵測器設置以讀取該第二頻道。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該預設的相位差是一第一相位差，而該系統另外包括：一識別媒體，裝備在該移動元件或具有該機器可讀媒體之該軌道的其中之一，其中該識別媒體設置至少二頻道，該二頻道之間具有一第二預設相位差；以及其中該控制器從該偵測器接收資料，並根據該第二相位差判定該移動元件的一識別。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該軌道包括一線性馬達，而該移動元件包括與該線性馬達嚙合(engage)的複數個磁性元件。
  7. 一種在一輸送機的一軌道上追蹤一移動元件之方法，包括：從一機器可讀媒體的一第一頻道讀取第一資料；從一機器可讀媒體的一第二頻道讀取第二資料，其中該第二頻道與該第一頻道有一相位差；以及根據該第一資料及該第二資料判定在該軌道上之該移動元件的一定位。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，另外包括根據該第一資料及該第二資料之間的相位差判定該移動元件的一識別。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該第一資料及該第二資料由複數個偵測器讀取。
  10. 一種在一輸送機的一軌道上追蹤一移動元件之方法，包括：從一機器可讀媒體的一第一部分讀取該移動元件的一識別；以及從該機器可讀媒體的一第二部分讀取該軌道上之該移動元件的一定位。
  11. 一種系統，其提供識別給具有一軌道之一輸送系統上的一移動元件，該系統包括：一機器可讀媒體，裝置在該移動元件或該軌道的其中之一，其中該機器可讀媒體設置成具有一相位差；一偵測器，裝置在該移動元件或該軌道的另外一個，其中該偵測器設置以讀取該機器可讀媒體；以及一控制器，設置以從該偵測器接收資料，並根據該相位差判定該移動元件的一識別。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之系統，其中該機器可讀媒體包括至少二頻道，且該偵測器設置以讀取該些至少二頻道。
  13. 一種提供給一輸送系統內的一移動元件之機器可讀媒體，該機器可讀媒體包括至少一頻道，該頻道包括：一識別追蹤部分，以辨識該移動元件；以及一定位反饋部分，以判定該移動元件在該輸送系統中的定位。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之機器可讀媒體，其包括複數頻道，其中該複數個頻道設置成之間具有相位差。
  15. 一種定位與識別追蹤系統，包括：一機器可讀媒體，設置至少二頻道，該二頻道之間具有一預設的相位差；以及一偵測器，設置以讀取該些至少二頻道；其中一定位與一識別根據該相位差來判定。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該預設的相位差包括一第一預設相位差，以及一第二預設相位差，且其中該定位根據該第一預設相位差判定，而該識別則根據該第二預設相位差判定。
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