TWI526341B - Handling system - Google Patents

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TWI526341B
TWI526341B TW100137905A TW100137905A TWI526341B TW I526341 B TWI526341 B TW I526341B TW 100137905 A TW100137905 A TW 100137905A TW 100137905 A TW100137905 A TW 100137905A TW I526341 B TWI526341 B TW I526341B
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traveling
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armature
curved portion
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TW100137905A
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TW201233613A (en
Inventor
Noboru Watanabe
Kenji Kadoguchi
Original Assignee
Murata Machinery Ltd
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Publication of TWI526341B publication Critical patent/TWI526341B/zh

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/03Electric propulsion by linear motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Description

搬運系統 關聯申請案
本申請案是主張2010年10月26日申請之日本特願2010-239453的優先權者,藉由參照其全體來作為本案的一部分引用。
本發明是有關適用於工作機械的裝載機(Loader)或產業機械、物流機械的物品的搬運之搬運系統,特別是有關在行走路徑包含曲線部的搬運系統。
線性馬達(Linear Motor)是在成為物流裝置的搬運台車或工作機械的裝載機之搬運裝置等中,被廣泛使用於其行走驅動等(例如專利文獻1)。線性馬達是有:線性感應馬達(LIM)、線性同步馬達(LSM)、及線性直流馬達等,但主要作為長距離的行走系統使用的是線性感應馬達。線性同步馬達是在地上側配置磁石來移動線圈側的方式佔了大部分。另外,在線性同步馬達中,有部分地在地上側離散配置1次線圈的例子(例如專利文獻2),但線性同步馬達為曲線部之輔助性的使用,主要使用於直線驅動用系統。當行走路徑為曲線部時,線性感應馬達會被使用。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1:特開昭63-114887號公報
專利文獻2:特開2007-82307號公報
線性感應馬達因為推力低,所以難以取得充分的行走性能。以往的線性同步馬達是在地上側配置磁石來移動線圈側的方式佔了大部分。但,為了使線圈側移動,需要對轉子給電,由於配線至轉子的關係,在無端路徑的行走是不可能的,所以行走路徑受限,或給電系統複雜化。
作為解除如此的課題之同步型線性馬達,可考慮離散配置的線性同步馬達,其係於轉子的移動方向取間隔配列由可作為分別獨立的1台線性馬達的一次側的電樞之機能的電樞所構成的複數的個別馬達。但,就此離散配置的線性同步馬達而言,轉子會轉乘移動於取間隔而配置的各個別馬達。因此,會使對轉子產生頓轉力(cogging force)、拉入力,難以使轉子安定移動,或提高轉子的定位精度。具體而言,會有以下那樣的問題。
.若將個別馬達予以固定起來,則轉子會在拉入力的反作用下被拉入。
.拉入力是藉由個別馬達與轉子的位置關係所產生的力,與頓轉力同樣成為干擾。
.若未完全對向於轉子的馬達有2台,則作用於轉子的拉入力是成為各拉入力的差。
上述頓轉力是意指作用於與和個別馬達完全對向的轉子之間的磁氣吸引力的變化所產生的力。另外,所謂和上述個別馬達完全對向的轉子是意指轉子完全對向於個別馬達時或個別馬達完全對向於轉子時之轉子與個別馬達的相對的配置關係。上述拉入力是意指轉子未完全對向於個別馬達時,轉子增加對向面積而拉入個別馬達的力。此拉入力比起頓轉力相當大(亦有形成數10倍的情況)。
本發明的目的是在於提供一種一面採用在線圈使用量的削減或給電形式上成為有利的個別馬達的離散配置形式的線性馬達作為驅動源,一面縮小作用於轉子的拉入力,可抑制行走體的推力的偏差之搬運系統。
本發明的搬運系統,係沿著行走引導裝置來行走自如地設置用以搬運物品的行走體之搬運系統,其特徵為:將上述行走體予以行走驅動的驅動源為線性馬達,此線性馬達係以分別獨立的複數的一次側的電樞及二次側的轉子所構成,該複數的一次側的電樞係沿著行走引導裝置而配列,該二次側的轉子係設置於上述行走體,且設置強磁性體,其係於相鄰的電樞間連續被配置而成為上述電樞的磁通所通過的路徑。
若根據此構成,則由於使用所謂的同步型的線性馬達 ,因此相較於感應形的線性馬達,容易取得大的推力,行走體的行走性能會提升。雖為同步型的線性馬達,但由於在固定側配置一次側的電樞,在行走體設置二次側的轉子,因此不需要對行走體供給行走驅動用的電流,在行走驅動用的給電的情況上不會有行走路徑被限制的情形,可形成複雜的行走路徑,例如環狀地配置行走路徑,或具有彎曲部分的路徑等。因此,可形成泛用性高的搬運系統。
並且,設置強磁性體,其係於相鄰的電樞間連續被配置而成為上述個別馬達的磁通所通過的路徑,且以電樞與轉子的對向面積能夠形成一定或對向面積的變化小的方式配置,藉此轉子轉乘於電樞間時的拉入力會變小,可抑制行走體的推力的偏差。因此,行走體的行走安定。
在本發明中,上述強磁性體為上述行走引導裝置所構成者。此情況,可謀求既存的行走引導裝置與強磁性體的零件的共通化,使搬運系統的構成簡略化。藉此,可謀求製造成本的降低。
在本發明中,上述行走引導裝置亦可為具有行走體的行走路徑成為曲線的曲線部,沿著上述曲線部來取間隔而配列複數的電樞,且當上述轉子橫跨上述曲線部的複數的電樞之中相鄰的複數的電樞而對向狀地轉乘移動時,將在上述轉子的移動方向前端,在各電樞與上述轉子之間增加的對向面積的增加量、及在上述轉子的移動方向後端,在各電樞與上述轉子之間減少的對向面積的減少量的差規定於所被定的值以下者。上述所被定的值係上述行走體前進 10mm時的上述對向面積的增加量與減少量的差可為180mm2
例如,當各電樞為以3相交流電流所驅動者時,在曲線部中等間隔配列複數的電樞,且以使各電樞的鐵芯(armature core)的排列方向能夠形成與曲線部之各電樞位置的切線方向平行的方式配置電樞為一般性的考量。此情況,在行走體沿著曲線部行走時,當轉子對向狀地轉乘移動至等間隔配置的各電樞時,會使對轉子產生頓轉力、拉入力。
就此構成而言,當上述轉子橫跨上述曲線部的複數的電樞之中相鄰的複數的電樞而對向狀地轉乘移動時,將在上述轉子的移動方向前端,在各電樞與上述轉子之間增加的對向面積的增加量、及在上述轉子的移動方向後端,在各電樞與上述轉子之間減少的對向面積的減少量的差規定於所被定的值以下。藉此,當轉子對向狀地轉乘移動至取間隔而配置的各電樞時,可更縮小對轉子之磁阻的變化。
具體而言,因為將上述對向面積的增加量與減少量的差形成所被定的值以下,所以使複數的電樞的間隔、及各電樞的鐵芯的排列方向的角度最適化。藉此,可更縮小對轉子之磁阻的變化,可比上述的情況更縮小對轉子的拉入力。換言之,可使拉入力對轉子的影響降低。因此,在曲線部中,可抑制行走體的推力的偏差,所以可使轉子安定移動,進而可提高轉子的定位精度。
在將上述對向面積的增加量與減少量的差規定於所被 定的值以下時,上述行走引導裝置更具有行走體的行走路徑成為直線的直線部,將沿著上述曲線部而配列的各電樞的鐵芯的排列方向、及在上述直線部的曲線部附近的各電樞的鐵芯的排列方向設為相對於各直線部的行走方向、曲線部之各電樞位置的切線方向,沿著各個的電樞的配列來持有角度而使變化的位置為佳。藉此,各電樞的鐵芯的排列方向的角度會被最適化。
此情況,在上述曲線部之上游側的電樞的鐵芯的排列方向的角度、及在上述曲線部之下游側的電樞的鐵芯的排列方向的角度,係相對於各電樞位置的切線方向變化成互相反轉為佳。藉此,可使各電樞的鐵芯的排列方向的角度更最適化。
而且,有關上述直線部之中上述曲線部附近的兩側2個的電樞,亦可使鐵芯的排列方向相對於上述直線部的行走方向持有角度而變化。藉此,各電樞的各鐵芯的排列方向的角度會更被最適化。
此外,在上游側的上述直線部的電樞之鐵芯的排列方向的角度、及在下游側的上述直線部的電樞之鐵芯的排列方向的角度,亦可相對於上述直線部的行走方向變化成彼此逆轉。藉此,可使各電樞的各鐵芯的排列方向的角度更加最適化。
在本發明中,上述行走引導裝置亦可為具有行走體的行走路徑成為直線的直線部,沿著上述直線部來取間隔而配列複數的電樞,且將上述直線部的複數的電樞的設置間 隔SP與上述轉子的移動方向的長度B設為B=SP.n的關係(n為整數)者。因為形成如此B=SP.n的關係,所以在直線部中,可使電樞與轉子的對向面積形成一定。藉此,可縮小作用於轉子的拉入力,抑制行走體的推力的偏差。因此,可使轉子安定移動,提高轉子的定位精度。
申請專利範圍及/或說明書及/或圖面所揭示的至少2個構成的怎樣的組合皆含於本發明。特別是申請專利範圍的各請求項的2個以上的怎樣的組合皆含於本發明。
圖1~圖13一同說明本發明的第1實施形態。圖1是以成為此搬運系統的主要的搬運裝置1、工作機械2及移載台71,72所構成的加工設備的正面圖。就此例而言,工作機械2是對於裝載機系統1設置2台。搬運裝置1是使搬運物品的行走體3沿著行走引導裝置4來行走自如地設置者,行走引導裝置4是具有直線部4A及曲線部4B。一個的移載台71是位於曲線部4B而配置。此移載台71是例如對於此搬運系統的外部交接素材或成為製品的工件W的台,藉由行走體3來進行工件W的搬入、或搬出。
如圖2所示,去掉搬運裝置1的行走體3的部分之搬運裝置本體是單元化分割成分別具備行走引導裝置4的直線部4A及曲線部4B的直線部行走引導裝置單元1A及曲線部行走引導裝置單元1B,依序連結任意的單元而構成。
如圖3所示,工作機械2在圖示的例子是由車床所構成 ,在床51上設置有:由主軸所構成之支撐工件支撐手段52的主軸台53、及作為加工手段的角塔型(Turret)的刀具台54。此工作機械2是在前後(Z方向)及左右(X方向)移動自如地設置主軸台53的主軸移動型的車床。另外,亦可為將主軸台53固定於床51,使刀具台54移動於前後、左右的刀具台移動型。
如同圖所示,搬運裝置1是將搬運工件W的行走體3予以行走自如地設置於行走引導裝置4者,對於工作機械2的工件支撐手段52進行工件W的交接。行走引導裝置4是在藉由支柱11來架設的水平的框架12上沿著長度方向而設。
在行走體3是設有:把持所要搬運的物品(工件W)之作為把持手段的夾頭(chuck)19、及使此夾頭19移動的移動機構20。移動機構20是具有:被搭載於行走體3而進退於與行走方向(X方向)正交的前後方向(Z方向)的前後移動台16、及昇降自如地設置於此前後移動台16的棒狀的昇降體17、及設於此昇降體17的下端的工件保持頭18。在此工件保持頭18設有2個上述夾頭19。2個的夾頭19是在向下與向正面之間,可藉由工件保持頭18內的夾頭方向變換機構(未圖示)來替換。
前後移動台16是藉由被設置於行走體3的馬達等的電動式的驅動源16a來使前後移動,昇降體17是藉由設置於前後移動台16的馬達等的電動式的驅動源17a來昇降驅動。夾頭19是具有以螺線管(Solenoid)等的電動式的驅動源19a來開閉驅動而保持被搬運物W的夾頭爪(未圖示) 。上述2個的夾頭19,19的替換動作是藉由馬達等的替換用的驅動源(未圖示)來進行。
如圖4所示,行走體3是以行走體本體3A及移動機構搭載台3B所構成,該行走體本體3A是具有行走車輪21(21i,21o),該移動機構搭載台3B是被安裝於此行走體本體3A的下面而設置前後移動台16等的移動機構20。
如圖5的平面圖所示,行走引導裝置4是以彼此配置成直角的2個直線部4A,4A、及連接該等2個直線部4A間的圓弧狀的曲線部4B所構成。橫跨該等直線部4A及圓弧狀的曲線部4B來連續設有分別位於曲線部4B的外徑側及內徑側之互相平行的向內及向外的外徑側引導面4o及內徑側引導面4i、及朝上下方向的一對的車輪引導面4u。車輪引導面4u是沿著外徑側引導面4o及內徑側引導面4i來分別設置。
如圖6的剖面圖所示,就圖示的例子而言,外徑側引導面4o及內徑側引導面4i是位於比走在車輪引導面4u上的行走車輪21更上方。在行走體3的行走體本體3A除了行走車輪21以外,被外徑側引導面4o引導的外徑側滾子23、及被內徑側引導面4i引導的內徑側滾子24會繞著垂直軸心旋轉自如地設置。
如圖5所示,行走體3的外徑側滾子23及內徑側滾子24是排列於行走方向的前後分別設置3個以上。複數個的外徑側滾子23是沿著成為外徑側引導面4o的上述曲線部4B的部分的圓弧形狀來圓弧狀地取適當的間隔配置。複數個的 內徑側滾子24是沿著成為內徑側引導面4i的直線部4A的部分來直線狀地取適當的間隔配置。
如圖6所示,行走體本體3A的行走車輪21i,21o是以能夠分別走在兩側2條的車輪引導面4u上的方式分別設於寬度方向的兩側。外徑側的行走車輪21o是旋轉自如地設置於可動車輪支撐體28,該可動車輪支撐體28是對於行走體本體3A可繞者垂直軸心O來方向轉換自如地予以支撐。在該等各可動車輪支撐體28設有突出至外徑側的桿狀的方向操作子25,且在方向操作子25的前端設有凸輪從動件25a,該凸輪從動件25a是由可繞著垂直軸心旋轉自如的滾子所構成。引導該等方向操作子25的前端的凸輪從動件25a的凸輪面26是在行走引導裝置4沿著行走方向來橫跨於全長設置。此凸輪面26是設成在行走體3進入曲線部4B(圖5)之處,使行走車輪21o的方向強制轉換。
在圖3中,行走體3的行走驅動是以同步型的線性馬達5來進行。線性馬達5是以設置於框架12的複數的個別馬達6及1個的轉子7所構成的離散形線性馬達。各個別馬達6是分別可作為獨立的1台線性馬達的一次側的電樞之機能者,橫跨行走體3的行走領域的全域,沿著行走引導裝置4來取間隔而配列。轉子7是由永久磁石所構成,被設置於行走體3。在相鄰的個別馬達6間連續配置有成為上述個別馬達6的磁通所通過的路徑的強磁性體4K。此強磁性體4K是由上述行走引導裝置4所構成。驅動線性馬達5的馬達驅動裝置是以分別驅動各個別馬達6的複數的個別馬達驅動裝 置8及給予該等複數的個別馬達驅動裝置8位置指令等之圖示外的總括控制手段所構成。
各個別馬達驅動裝置8是每2台匯集成為一個的馬達驅動電路部9,各馬達驅動電路部9是被配置於框架12上。上述總括控制手段是回應由上位控制手段所給予的位置指令,將使各個別馬達6驅動的位置指令給予各個別馬達驅動裝置8。亦即總括控制手段是將座標變換成各個的個別馬達6的座標系的位置指令給予所應驅動的個別馬達6的個別馬達驅動裝置8。上述統括控制手段是藉由微電腦或個人電腦等的電腦及其程式、電路元件等所構成。
如圖9,圖10所示,各個別馬達6是以3相交流電流所驅動者,成為按各相(U,V,W相)設置一個電極6U,6V,6W的3極的電樞。該等電極6U,6V,6W的排列方向是成為轉子7的移動方向X。各電極6U,6V,6W是分別以鐵芯6Ua,6Va,6Wa、及線圈6Ub,6Vb,6Wb所構成。鐵芯6Ua,6Va,6Wa是從共通的鐵芯基台部6d突出成梳齒狀者。被複數配列的各個別馬達6是彼此同構成者,因此轉子行走方向的長度A皆成為同長度。另外,在此例是將個別馬達6的極數設為3,但並非限於3,亦可為3的整數倍,例如9極。轉子7是在轉子基體7a使複數個由永久磁石所構成的N,S的磁極排列設於移動方向X者。N,S的磁極對的數量是任意設計即可。轉子7的移動方向X的長度B是橫跨複數的個別馬達6的長度。圖8是以平面圖來顯示個別馬達6及轉子7。
在圖9的直線部4A所被配列的複數的個別馬達6的設置間隔SP與轉子7的移動方向的長度B是具有B=SP.n的關係(n為整數)。設置間隔SP是意指直線部4A的任意的個別馬達6之中轉子移動方向X的中央部與和個別馬達6相鄰的個別馬達6的轉子移動方向X的中央部的間隔。在此實施形態是成為B=2×SP(n=2)。
在此,圖11~圖13是表示各個別馬達6與行走體3的關係的平面圖。本實施形態的搬運系統是將配列於行走引導裝置4之中曲線部4B及此曲線部4B附近的直線部4A的各個別馬達6及轉子7的對向面積的增加量與減少量的差規定於所被定的值以下。亦即,當轉子7橫跨曲線部4B的複數(在此例是4個)的個別馬達6之中相鄰於圓周方向的複數的個別馬達6而對向狀地轉乘移動時,將在上述轉子7的移動方向前端,在各個別馬達6與轉子7之間增加的對向面積的增加量、及在轉子7的移動方向後端,在各個別馬達6與轉子7之間減少的對向面積的減少量的差規定於所被定的值以下。
例如在圖11所示的轉子7的移動位置,轉子7的移動方向前端的對向面積的增加量為780mm2,轉子7的移動方向後端的對向面積的減少量為900mm2,該等的差亦即對向面積的變化量為120mm2。另外,轉子7的移動方向前端的對向面積的增加量及轉子7的移動方向後端的對向面積的減少量是隨著轉子7的移動而時時刻刻變化,圖11~圖13的例子是顯示轉子7的任意的移動位置的對向面積的各變 化量者。亦即,在圖12,轉子7的移動方向前端的對向面積的增加量為420mm2,轉子7的移動方向後端的對向面積的減少量為469mm2,對向面積的變化量是成為49mm2,在圖13,轉子7的移動方向前端的對向面積的增加量為486mm2,轉子7的移動方向後端的對向面積的減少量為511mm2,對向面積的變化量是成為25mm2
具體而言,為了使上述對向面積的增加量與減少量的差形成所被定的值以下,如圖11所示,在曲線部4B是將複數(在此例是4個)的個別馬達6予以非等間隔配列成所被定的間隔。亦即在曲線部4B中,使在圓周方向相鄰的個別馬達6間的角度沿著行走體3的行走方向依序設為α1、α2、α3。例如α1、α2、α3是分別設為22.2°、21.4°、22.2°。
而且,將各個別馬達6的鐵芯6Ua,6Va,6Wa的排列方向L6、及直線部4A之曲線部附近的各個別馬達6的各鐵芯的排列方向L6設為相相對於各直線部4A的行走方向、曲線部4B之各個別馬達位置的切線方向L1,沿著各個的個別馬達6的配列來使變化角度β1,β2,β3,β4,β5,β6的位置。該等的角度β1,β2,β3,β4,β5,β6之中,亦可將所選擇的2個以上的角度形成同一角度,或將全部的角度形成同一角度。該等的角度β1,β2,β3,β4,β5,β6亦可為彼此相異。
並且在圖11所示的例子是針對曲線部4B的上游側的2個的個別馬達6,使各個別馬達6的各鐵芯的排列方向L6的角度β2,β3相對於各個別馬達位置的切線方向L1同圖的平 面視順時針變化。相反的,有關曲線部4B的下游側的2個的個別馬達6是使各個別馬達6的各鐵芯的排列方向L6的角度β4,β5相對於各個別馬達位置的切線方向L1同圖的平面視逆時針變化。如此使各個別馬達6的各鐵芯的排列方向L6的角度β2~β5最適化。此例是將上述角度β2~β5例如設為5°。另外,角度α1、α2、α3及角度β2~β5並非限於上述的角度。
有關直線部4A之中曲線部4B附近的兩側2個的個別馬達6是設為使各鐵芯的排列方向L6相對於直線部4A的行走方向變化角度β1,β6的位置。在圖11所示的例子是針對上游側的直線部4A的個別馬達6,使此個別馬達6的各鐵芯的排列方向L6的角度β1相對於此直線部4A的行走方向同圖的平面視順時針變化。相對的,有關下游側的直線部4A的個別馬達6是使此個別馬達6的各鐵芯的排列方向L6的角度β6相對於此直線部4A的行走方向同圖的平面視逆時針變化。如此使各個別馬達6的各鐵芯的排列方向L6的角度β1,β6最適化。此例是藉由模擬及實驗來將行走體3前進10mm時的對向面積的增加量與減少量的差定為180mm2以下。
圖14~圖16是作為參考提案例,表示各個別馬達6與行走體3的關係的平面圖。此例是在曲線部4B中,等間隔配列相鄰於圓周方向的個別馬達6,且以使各個別馬達6的各鐵芯的排列方向L6能夠形成平行於曲線部4B之各個別馬達位置的切線方向L1的方式配置個別馬達6。此情況, 在圖14是對向面積的變化量為230mm2,在圖15是對向面積的變化量為249mm2,在圖16是對向面積的變化量為210mm2,各個別馬達6與轉子7的對向面積的增加量與減少量的差超過200mm2。於是,在行走體3沿著曲線部4B行走時,當轉子7對向狀地轉乘移動至等間隔配置的各個別馬達6時,使對轉子7產生頓轉力、拉入力。
如圖4所示,在行走體3,如前述般,搭載:成為工件W的把持手段的夾頭19、及使該夾頭19移動於成為與行走體3的行走方向不同的方向之前後方向及上下方向的移動機構20。此移動機構20及夾頭19的各驅動源16a,17a,19a(圖3)是電動式,對該等驅動源的給電是如擴大圖4的一部分之圖7所示,藉由非接觸給電裝置41來進行。
如圖4所示,在行走體3搭載有無線通訊手段47,且根據藉由此無線通訊手段47所通訊的訊號來進行上述夾頭19或移動機構20的各電動式的驅動源16a,17a,19a的控制之指令傳達手段48會被搭載於行走體3。指令傳達手段48亦可為只在無線通訊手段47與驅動源16a,17a,19a之間進行訊號的傳達的配線。並且,指令傳達手段48包括:除了驅動的指令外,將設於行走體3的各種感測器類(未圖示)的訊號傳送至上述無線通訊手段47的配線。行走體3上的無線通訊手段47是在與設於控制此搬運系統的全體的控制裝置49的無線通訊手段49a之間通訊。另外,搭載於行走體3的各驅動源全部設為電動式,連接各驅動源與地上側的配線,配管類全無。
若根據以上說明的搬運系統,則由於使用所謂的同步型的線性馬達5,因此相較於感應形的線性馬達,容易取得大的推力,行走體3的行走性能會提升。雖為同步型的線性馬達5,但因為在固定側配置可作為一次側的電樞之機能的個別馬達6,且在行走體設置二次側的轉子7,所以不需要對行走體3供給行走驅動用的電流。如上述般,只要使用非接觸給電裝置41,即使移動體有馬達,還是可實現搬運系統。但,在移動體設置馬達時,由於會有給電的容量變大的問題,因此有在地上側配置個別馬達6的優點。
並且,設置強磁性體4K,其係於相鄰的個別馬達6間連續被配置而成為上述個別馬達6的磁通所通過的路徑,且以個別馬達6與轉子7的對向面積的變化能夠變小的方式配置,藉此轉子7轉乘於個別馬達6間時的拉入力會變小,可抑制行走體3的推力的偏差。因此,行走體3的行走會安定。由於強磁性體4K是由上述行走引導裝置4所構成,因此不需要與其他的零件另外設置強磁性體4K,可謀求既存的行走引導裝置4與強磁性體4K的零件的共通化,使搬運系統的構成簡略化。藉此,可謀求製造成本的降低。
當轉子7橫跨曲線部4B的複數(在此例是4個)的個別馬達6之中相鄰於圓周方向的複數的個別馬達6而對向狀地轉乘移動時,將在上述轉子7的移動方向前端,在各個別馬達6與轉子7之間增加的對向面積的增加量、及在轉子7的移動方向後端,在各個別馬達6與轉子7之間減少的對向 面積的減少量的差規定於所被定的值以下。具體而言,在曲線部4B中,將相鄰於圓周方向的個別馬達6間的角度設為所被定的角度,且將各個別馬達6的各鐵芯的排列方向L6設為使相對於曲線部4B之各個別馬達位置的切線方向L1變化角度β的位置。
此情況,當轉子7對向狀地轉乘移動至取間隔配置的各個別馬達6時,可更縮小磁阻對轉子7的變化。藉此,可比圖14~圖16的情況更縮小對轉子7的拉入力。換言之,可使拉入力對轉子7的影響降低。因此,在曲線部4B中,可抑制行走體3的推力的偏差,所以可使轉子7安定移動,進而可提高轉子7的定位精度。
如上述般,若在直線部4A中形成B=SP.n的關係,則在直線部4A中,可使個別馬達6與轉子7的對向面積形成一定。藉此,縮小作用於轉子7的拉入力,可抑制行走體3的推力的偏差。如此設置強磁性體4K,其係於相鄰的個別馬達6間連續被配置而成為上述個別馬達6的磁通所通過的路徑,且使個別馬達6與轉子7的對向面積形成一定之下,可縮小作用於轉子7的拉入力,進而可使轉子7安定移動,提高轉子7的定位精度。
另外,一旦個別馬達6與轉子7的對向面積變化,則磁阻會變化,磁氣能量會變動。因為轉子7所欲停止磁氣能量安定的位置,所以從該位置移動轉子7需要大的力量。如上述般,若在使個別馬達6與轉子7的對向面積形成一定之下,在個別馬達6間設置強磁性體4K的磁路,則磁通會 橫跨個別馬達6、轉子7、旁邊的個別馬達6、強磁性體4K順利地流動。因此,作用於轉子7的拉入力會變小。在個別馬達6間不設強磁性體4K的構成,因為無流動於強磁性體4K的磁路,所以磁通會被放出至空氣中。空氣中因為磁阻大,所以磁阻會變大,磁通的量會減少。
如以上般,一邊參照圖面,一邊說明本發明的較佳實施形態,但可在不脫離本發明的主旨範圍內實施各種的追加、變更或削除。因此,該等亦含於本發明的範圍內。
3‧‧‧行走體
4‧‧‧行走引導裝置
4A‧‧‧直線部
4B‧‧‧曲線部
4K‧‧‧強磁性體
5‧‧‧線性馬達
6‧‧‧個別馬達
7‧‧‧轉子
本發明可由參考附圖之以下的較佳實施形態的說明來明瞭地理解。但,實施形態及圖面只是為了圖示及說明用者,並非是為了決定本發明的範圍而應被利用者。本發明的範圍是依據附上的申請專利範圍而定。在附圖中,複數的圖面之同一零件號碼是顯示同一部分。
[圖1是組合本發明的第1實施形態的搬運系統與工作機械的加工設備的立體圖。
圖2是構成同搬運系統的行走引導裝置的各單元的立體圖。
圖3是同加工設備的部分省略正面圖。
圖4是同加工設備的搬運系統的剖斷側面圖。
圖5是表示同搬運系統的行走引導裝置與行走體的關係的平面圖。
圖6是表示同搬運系統的行走引導裝置與行走體本體 的橫面圖。
圖7是擴大圖4的一部分而顯示的剖面圖。
圖8是表示同搬運系統的行走引導裝置與線性馬達、行走體的關係的平面圖。
圖9是同行走體的驅動源之線性馬達的部分剖面圖。
圖10是同線性馬達的個別馬達的平面圖。
圖11是概略顯示各個別馬達與行走體的關係的平面圖。
圖12是使行走體由圖11的狀態移動時的平面圖。
圖13是使行走體由圖12的狀態移動時的平面圖。
圖14是作為參考提案例,概略顯示各個別馬達與行走體的關係的平面圖。
圖15是使行走體由圖14的狀態移動時的平面圖。
圖16是使行走體由圖15的狀態移動時的平面圖。
L1‧‧‧馬達位置的切線方向
3‧‧‧行走體
4‧‧‧行走引導裝置
4A‧‧‧直線部
4B‧‧‧曲線部
4K‧‧‧強磁性體
6‧‧‧個別馬達
6Va、6Wa、6Ua‧‧‧鐵芯
L6‧‧‧鐵芯的排列方向
7‧‧‧轉子
β1,β2,β3,β4,β5,β6‧‧‧角度
α1、α2、α3‧‧‧個別馬達間的角度

Claims (7)

  1. 一種搬運系統,係沿著行走引導裝置來行走自如地設置用以搬運物品的行走體之搬運系統,將上述行走體予以行走驅動的驅動源為線性馬達,此線性馬達係以分別獨立的複數的一次側的電樞及二次側的轉子所構成,該複數的一次側的電樞係沿著行走引導裝置而配列,該二次側的轉子係設置於上述行走體,且設置強磁性體,其係於相鄰的電樞間連續被配置而成為上述電樞的磁通所通過的路徑,上述行走引導裝置係具有行走體的行走路徑成為曲線的曲線部,沿著上述曲線部來取間隔而配列複數的電樞,且當上述轉子橫跨上述曲線部的複數的電樞之中相鄰的複數的電樞而對向狀地轉乘移動時,將在上述轉子的移動方向前端,在各電樞與上述轉子之間增加的對向面積的增加量、及在上述轉子的移動方向後端,在各電樞與上述轉子之間減少的對向面積的減少量的差規定於所被定的值以下,上述行走引導裝置更具有行走體的行走路徑成為直線的直線部,將沿著上述曲線部而配列的各電樞的鐵芯的排列方向、及在上述直線部的曲線部附近的各電樞的鐵芯的排列方向設為相對於各直線部的行走方向、曲線部之各電樞位置的切線方向,沿著各個的電樞的配列來持有角度而使變化的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之搬運系統,其中,上述強 磁性體係由上述行走引導裝置所構成。
  3. 如申請專利範圍第1項之搬運系統,其中,上述所被定的值係上述行走體前進10mm時的上述對向面積的增加量與減少量的差為180mm2
  4. 如申請專利範圍第1項之搬運系統,其中,在上述曲線部之上游側的電樞的鐵芯的排列方向的角度、及在上述曲線部之下游側的電樞的鐵芯的排列方向的角度,係相對於各電樞位置的切線方向變化成彼此逆轉。
  5. 如申請專利範圍第4項之搬運系統,其中,有關上述直線部之中上述曲線部附近的兩側2個的電樞係設為使鐵芯的排列方向相對於上述直線部的行走方向持有角度而變化的位置。
  6. 如申請專利範圍第5項之搬運系統,其中,在上游側的上述直線部的電樞之鐵芯的排列方向的角度、及在下游側的上述直線部的電樞之鐵芯的排列方向的角度,係相對於上述直線部的行走方向變化成彼此逆轉。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之搬運系統,其中,上述行走引導裝置係具有行走體的行走路徑成為直線的直線部,沿著上述直線部來取間隔而配列複數的電樞,且將上述直線部的複數的電樞的設置間隔SP與上述轉子的移動方向的長度B設為B=SP.n的關係(n為整數)。
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