TWI437398B - Mobile system - Google Patents

Description

移動體系統

本發明是關於使用線性馬達的移動體系統，特別是關於求出移動體對行走路線(route)的座標。

為了在清淨室等進行物品的搬運，利用以地上側為1次側、以機上側為2次側的線性馬達來讓移動體移動的系統是已知的。線性馬達的種類例如為LSM(線性同步馬達)，是在地上側設置線圈，在機上側設置磁鐵等的2次側構件。大規模的系統，由於行走路線長且具備複數個環路(loop)以及環路間的橫渡部等，故將行走路線分割成複數區域，並用各區域的區域控制器來控制線性馬達。

藉由設置於線性馬達的1次側線圈的線性刻度(linear scale)等，區域控制器可認識以線性刻度為基準的移動體座標。但並不知道將該座標互相連接，以求出移動體對行走路線的座標。在此，區域控制器是利用以各個線性刻度為基準的座標來管理移動體的位置，因此要在1個區域配置複數個移動體會有困難。其原因在於，移動體的位置，並不是根據行走路線上的位置，而是根據其相對於線圈的位置來進行管理，因此要管理移動體間的距離等會有困難。

單位區域的移動體數目代表系統的搬運能力。於是，本申請案的發明人考慮到，不是依據線性刻度基準的座標，而是利用能直接表現行走路線上的位置之座標系來表現移動體的位置，藉此來增加搬運能力。相關習知技術的專利文獻1(日本特開2002-337037號)，係使用線性刻度來檢測移動體的位置。

[專利文獻1]日本特開2002-337037號

本發明的課題在於，用既有的感測器來求出移動體對行走路線的座標，藉此在各區域讓複數台的移動體行走。

本發明的移動體系統，係沿著行走路線配置線性馬達的1次側線圈，並在移動體設置線性馬達的2次側，將前述行走路線分割成複數個區域，藉由各區域的區域控制器來控制區域內的線性馬達的線圈之移動體系統，其特徵在於：在區域控制器設置座標算出手段，以將來自前述線圈的線性刻度之以線性刻度為基準的移動體的座標，轉換成以行走路線為基準的座標。

較佳為設置：利用前述座標算出手段所求出的座標來求出移動體間的距離的手段，以在1個區域內讓複數台的移動體能行走自如。更佳為，在移動體設置ID，並在各區域設置至少1台的ID讀取器，以讀取區域內的移動體的ID。特佳為，以前述行走路線為基準的座標，是由：將行走路線分割後的次路線的ID、以及次路線內的座標所構成。

在本發明，藉由將線性刻度基準的座標轉換成以行走路線為基準的座標，可求出移動體的客觀位置。因此可求出移動體間的車間距離，而在1個區域能讓複數台的移動體行走。

在此，若將區域內的移動體的ID用ID讀取器予以讀取，在移動體進行新的區域時，可界定出是哪個移動體進入，而容易追蹤移動體的移動。又在從停電等復原時，可確認哪個移動體是存在於哪個區域。因此，即使作業員不沿著行走路線巡迴來對移動體的配置進行確認，也能讓系統復原。再者，若將以行走路線為基準的座標，用次路線的ID和次路線內的座標來表現，即可將移動體的位置予以無歧異的表現。又藉由參照包含次路線間的連接關係的資料，很容易求出到目的地的行走距離。

以下顯示實施本發明的最佳實施例。

[實施例]

第1圖至第7圖顯示實施例的移動體系統。第1圖顯示實施例的基本概念。行走路線是分割成區域1~區域6之複數個區域，其中的區域1~4為圈際路線(interbay route)，區域5和區域6為圈內路線(intrabay route)。圈際路線為構成基幹(母)的次路線，圈內路線為構成枝幹(子)的次路線。各次路線原則上為環狀，路線和路線之間是用橫渡線24來連接。

在各區域分別設置區域控制器C1~C6，其等是被用來控制系統整體的控制器30予以控制。第1圖的下側是將區域1的行走路線的一部分放大顯示。沿著行走路線，將線性同步馬達的1次側線圈42例如隔既定的節距來排列。以讓具備該等線性馬達的2次側的磁鐵的移動體進行移動。各線圈42，係具備線性刻度43並對移動體44的磁鐵45等進行磁檢測，或是讀取設於移動體44的光學式刻度等，藉此輸出以線性刻度43的設置位置為基準之移動體44的座標。

控制器C1等，是儲存著次路線單位的座標系的在各行走路線的線圈42的偏移量，並將偏移量和來自線性刻度的座標相加，而求出次路線內的座標。區域控制器C1等是如此般，求出在次路線的移動體的位置，並轉換成附加上次路線的ID和種別的絕對座標，而輸出至周圍的區域控制器及控制器30。在此較佳為，將線圈42、42的排列節距設定成，比依移動體44和線性刻度43的組合來決定的測量量程(span)短，俾以無間隙且連續的方式來測定移動體的座標。

第2圖係顯示移動體系統的佈局。其中和第1圖相同的符號代表相同的構件，由區域1~區域4、區域8~區域9來構成2車線的基幹環路20。又由區域14、15來構成1車線的基幹環路21。藉由區域12、13來構成圈內環路22、22。圖中的1點鏈線代表區域的邊界，24代表橫渡線，用來將圈內環路22、22和基幹環路20、21連接，又用2車線的基幹環路20來將車線間連接。26代表捷徑，用來以更短的時間走過環路20、21。

區域控制器C1~C15是管理其所對應的區域，在各區域至少設置1台的ID讀取器I1~I45，以讀取移動體的ID。在此，ID讀取器I1~I45雖是設於區域的入口側和分支部的上游側，但也能設置於各線性馬達的線圈。第2圖的箭頭代表移動體的行走方向。

第3圖，係以區域1為例，而顯示ID讀取器的配置及橫渡線24的配置。ID讀取器係配置於區域的入口和分支部的前方。藉此，當移動體進入區域1內時，可讀取其ID，又在分支點前讀取ID，以進行直線前進或分支的控制。在實施例，移動體雖是藉由機械機構來進行分支及合流，但也能藉由線性馬達來控制分支及合流，D1~D4代表分支裝置，M1~M3代表合流裝置，其等是設於第2圖的各分支部及各合流部。

32代表匯流排，係用來連接控制器30和各區域控制器C1等，控制器30係將搬運指令傳送至區域控制器C1等，區域控制器C1等是對控制器30報告依絕對座標之移動體的現在位置和速度。又區域控制器C1等，係將區域邊界的限制速度通知上游側的區域控制器，上游側的區域控制器是考慮在區域邊界的限制速度，而限制移動體的速度。

第4圖係顯示線性刻度43的配置和區域控制器的構造。移動體44係具備永久磁鐵等的磁鐵45，其和來自線圈42的移動磁場同步行走，並藉由未圖示的車輪等來支承其重力。線性刻度43和磁極感測器47是例如和線圈42設成一體，利用磁極感測器47來計算磁鐵45的磁極數目。線性刻度43，係檢測出磁鐵45對線性刻度43的相位等，並和磁極感測器47的訊號組合，來求出以線性刻度43為基準之移動體44的位置。移動體44係具備RFID或條碼等的ID46，並用ID讀取器11等來進行讀取。40代表電源線，41代表訊號線，區域控制器C1等係由訊號線41進行線圈42的控制，並接收來自線性刻度43及ID讀取器的資料。又電源線40是對線圈42供應電流。區域控制器C1等，除此以外，係控制設於站之移載裝置50等，並控制分支裝置D1及合流裝置M1等。

區域控制器C1等分別具備絕對座標算出部51。來自線性刻度43的訊號，係包含線圈42的ID，絕對座標算出部51所具備的轉換表(table)，可將線圈的ID轉換成：線圈所屬的次路線的ID、以該次路線的原點為基準的偏移量。於是，在根據線性刻度43的座標加上偏移量，並附加線性刻度所屬的次路線的ID及種別，即可無歧異的界定出整個行走路線之移動體44的位置(獲得絕對座標)。行走路線的種類，例如包括：大規模基幹環路、中規模基幹環路、圈內路線、橫渡線等等。

目標速度設定部52，係設定移動體44的目標速度，據此來控制線圈42。例如在尺寸對應於線圈42的排列節距等的節段(segment)各個，規定行走速度的上限。接著根據移動體44間的距離，來決定為了防止干涉的限制速度。在此的限制速度是指，當先發的移動體以最大速度減速時，後發的移動體以最大速度減速時可避免產生干涉的速度。又各區域控制器，是對上游側的區域控制器通知在區域邊界的限制速度。在區域邊界的限制速度是指：以不和下游側的區域內的移動體44干涉且能在限制速度內通過下游側區域的出口的方式，使移動體從上游側的區域進入之最大速度。若通知在區域邊界的限制速度，上游側的區域控制器，不須考慮在下游側的區域的移動體的位置及速度，只要考慮區域邊界的限制速度即可。因此在上游側的區域控制器進行的處理變容易。

馬達控制部53，係控制線性馬達的1次線圈(線圈42)。移載控制部54，是控制移載裝置50對停止於站的移動體44進行的動作。分支控制部55是控制分支裝置D1及合流裝置M1等，藉此控制移動體44的分支及合流。

區域控制器C1等係具備通訊部56，透過匯流排32來和其他的區域控制器C2以及控制器30之間進行通訊。區域控制器間的通訊包括：對上游側的區域控制器通知限制速度、對下游側的區域控制器通知要進入的移動體的ID及目的地等的資料。又在控制器30和區域控制器C1等之間，是從區域控制器側對控制器30通知移動體的絕對座標及速度。控制器30則對區域控制器C1等通知移動體的ID及行走指令。行走指令是包括：移動體的ID及目的地、到目的地為止所須通過的次路線的名單(list)。

第5圖顯示絕對座標資料60~62。資料60是大規模基幹環路用的資料，作為種別是在前頭1位元填入例如0，並記載路線的ID和路線內的座標。資料61是中規模基幹環路用，作為種別資料例如用2位元的10來代表，並記載路線的ID和路線內的座標。資料62是圈內路線及橫渡線用，作為種別是用2位元的11代表，並記載路線的ID和路線內的座標。資料60~62的資料長度是共通的。又在相同次路線內，只要知道現在的位置即可判斷到前方位置的距離。又只要知道路線的全長，即可判斷在相同路線內與後方位置的距離間隔。

64代表路線表，例如儲存於控制器30，除此外也能儲存於區域控制器C1~C15。第6圖顯示1次路線份的路線表64。在路線表64，記載著路線的ID、種別以及路線全長。1個次路線，一般具備1~複數個連接源頭路線、連接對象路線。連接源頭代表上游側，連接對象代表下游側。於是對於連接源頭及連接對象的各路線，在連接源頭和連接對象雙方都記載路線ID及連接位置的座標。如此，即可判斷整個行走路線上的位意位置和位意位置之間的距離。

第7圖係顯示，移動體從上游側的區域移動至下游側的區域時的演算法。下游側的區域控制器是對上游側的區域控制器，例如隔既定的時間間隔通知在區域邊界的限制速度。藉此在上游側的區域控制器會將速度限制成，可防止在移動體進入下游側時和先發的移動體發生干涉等的事態。又在有要朝下游側區域移動的移動體存在的情形，上游側的區域控制器會通知移動體的ID及目的地(到目的地為止之所須行走的路線的名單)。藉此可讓下游側的區域控制器針對移動體的到達進行預先處理，若在區域入口的ID讀取器檢測出移動體的ID，就對上游側的區域控制器通知移動體已到達及其ID。藉此，可從上游側的區域控制器的管理對象中將移動至下游側的移動體刪除，並將其追加至下游側的區域控制器的管理對象。

在實施例雖是顯示物品搬運用的移動體，但移動體的種類可以是任意的。又所使用的線性馬達的種類並不限於線性同步馬達。

實施例可獲得以下的效果。(1)使用線圈的線性刻度，可無歧異的界定出移動體對整個行走路線的位置。(2)因此，容易在1個區域內讓複數台的移動體行走，而能提昇移動體系統的效率。(3)藉由設置於區域的ID讀取器，容易追蹤哪個移動體通過哪個區域，因此移動體通過區域間的邊界時的處理變容易。又即使是讓系統從停電等復原的情形，只要讓區域內的移動體低速行走，並用ID讀取器來檢測其ID，即可判斷系統的狀態。(4)利用絕對座標，可無歧異的界定出移動體對行走路線全體的位置。

1~15．．．區域

20、21．．．基幹環路

22．．．圈內環路

24．．．橫渡線

26．．．捷徑

30．．．控制器

32．．．匯流排

40．．．電源線

41．．．訊號線

42．．．線圈

43．．．線性刻度

44．．．移動體

45．．．磁鐵

46．．．ID

47．．．磁極感測器

50．．．移載裝置

51．．．絕對座標算出部

52．．．目標速度設定部

53．．．馬達控制部

54．．．移載控制部

55．．．分支控制部

56．．．通訊部

60~62．．．絕對座標資料

64．．．路線表

C1~C15．．．區域控制器

I1~I45．．．ID讀取器

D1~D4．．．分支裝置

M1~M3．．．合流裝置

第1圖係顯示實施例的移動體系統的主要部分的俯視圖。

第2圖係顯示實施例的移動體系統的佈局的俯視圖。

第3圖係顯示實施例的區域控制器的控制範圍的示意圖。

第4圖係顯示實施例的區域控制器的構造的方塊圖。

第5圖係顯示實施例的絕對座標的資料構造。

第6圖係顯示實施例的次路線的資料的1路線份。

第7圖係顯示，在實施例，移動體通過區域控制器間的邊界時的控制。

1~6．．．區域

24．．．橫渡線

30．．．控制器

42．．．線圈

43．．．線性刻度

44．．．移動體

C1~C6．．．區域控制器

Claims (4)

1. 一種移動體系統，係沿著行走路線配置線性馬達的1次側線圈，並在移動體設置線性馬達的2次側，將前述行走路線分割成複數個區域，藉由各區域的區域控制器來控制區域內的線性馬達的線圈之移動體系統，其特徵在於：前述線圈係具備：輸出移動體的座標之線性刻度，在區域控制器設置座標算出手段，該座標算出手段是儲存前述線圈的偏移量，並在來自前述線性刻度之以線性刻度為基準的移動體的座標加上前述線圈的偏移量，藉此轉換成以行走路線為基準的座標。
2. 如申請專利範圍第1項記載的移動體系統，其中設置：利用前述座標算出手段所求出的座標來求出移動體間的距離的手段，以在1個區域內讓複數台的移動體能行走自如。
3. 如申請專利範圍第2項記載的移動體系統，其中，在移動體設置ID，並在各區域設置至少1台的ID讀取器，以讀取區域內的移動體的ID。
4. 如申請專利範圍第3項記載的移動體系統，其中，前述行走路線被分割成複數個次路線，在以線性刻度為基準的移動體的座標加上前述線圈的偏移量後之座標是次路線內的座標，以前述行走路線為基準的座標，是由次路線的ID、以及次路線內的座標所表示。