TWI654818B - 具有動力曲線軌道區段的線性馬達系統 - Google Patents

具有動力曲線軌道區段的線性馬達系統

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TWI654818B
TWI654818B TW104117718A TW104117718A TWI654818B TW I654818 B TWI654818 B TW I654818B TW 104117718 A TW104117718 A TW 104117718A TW 104117718 A TW104117718 A TW 104117718A TW I654818 B TWI654818 B TW I654818B
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約翰 迪特納
唐 莫沃特
萊恩 史考特
格雷漢姆 克納普
萊恩 丘博
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加拿大商Ats自動模具系統股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種製造一曲線軌道區段的一方法,其包括:將一曲線軌道部分構成一適當的形狀;從該曲線軌道部分的一外部邊緣切割出一第一切孔組,其中,該第一切孔組的角度為一第一預設角度;從該曲線軌道部分外部邊緣切割出一第二切孔組,其中,該第二組切孔的角度為一第二預設角度;以及,將馬達單元插入該第一與第二切孔組。一曲線軌道區段,其具有:一曲線軌道部分;在該曲線軌道部分一外部邊緣構成的一第一切孔組,其中,該第一切孔組與該外部邊緣之間的相對角度為一預設角度;在該曲線軌道部分外部邊緣構成的一第二切孔組,其中,該第二切孔組的角度為一第二預設角度;以及插入第一與第二切孔組的馬達單元。

Description

具有動力曲線軌道區段的線性馬達系統
本申請案主張於2014年6月2日提出之美國臨時申請案第62/006,583號的優先權,該臨時申請案在此引用成為本申請案的一部份。
本發明係大體上關於線性馬達系統(linear motor system),尤其是關於具有動力曲線軌道區段(powered curvilinear track section)的一線性馬達系統。
傳統的線性馬達系統在軌道的曲線或彎曲區段上,可能會因為各種因素而受到限制(constrained)。例如,由於該彎曲區段彎曲的內部半徑比外部半徑小,因此傳統的線性馬達系統,以及尤其是線性馬達輸送機系統,在該彎曲中排列與設置馬達線圈(motor coil)時,可能會遇到問題。
此外,具有曲線或彎曲軌道區段的傳統線性馬達系統,可能會產生多餘的作用力,施加在穿過一彎曲軌道區段的一移動元件上。例如,在該移動元件通過該彎曲時,不合乎要求的加速度變化率(rate of change of acceleration)(通常稱為「猛推」,jerk),即可能會產生多餘的作用力。此一「猛推」可能會導致該移動元件以及該移動元件上的任何物體(例如一工作部件、夾具、或其他類似物)不穩定。
傳統的線性馬達系統也可能會在移動元件穿過一曲線或彎曲軌道區段,以及/或過渡到直線軌道區段時,難以追蹤該些移動元件。
因此,本發明的研究領域確實需要用於線性馬達系統的一改良式曲線軌道區段。
本發明的一個面向,是提供製造用於一線性馬達系統之一曲線軌道區段的一方法,該方法包括:將一曲線軌道部分構成一適當的形狀; 從該曲線軌道部分的一外部邊緣切割出一第一切孔組(slot grouping),其中,該第一切孔組與該曲線軌道部分外部邊緣之間的相對角度為一第一預設角度;從該曲線軌道部分外部邊緣切割出一第二切孔組,其中,該第二組切孔與該曲線軌道部分外部邊緣之間的相對角度為一第二預設角度;以及,將馬達單元插入該第一與第二切孔組。
在一特定實施例中,第一切孔組及第二切孔組可各自包括成對的切孔組,且這些成對的切孔組彼此交錯(interleave)。
在另一特定實施例中,該曲線軌道部分以及第一切孔組與第二切孔組,係設置成可為該曲線軌道區段上的移動元件提供一正弦曲線的角速度面(sinusoidal angular velocity profile)。
在另一特定實施例中,該曲線軌道部分可有至少一區域具有一迴旋曲線面(clothoid profile)。在某些實施例中,此一區域可以是一過渡區域。
在另一特定實施例中,第一組與第二組切孔可用壓切(stamping)、雷射切割(laser cutting)、或水工切割(water jet cutting)方式進行切割。
在另一特定實施例中,每一個切孔組當中的切孔,可以有不同的切孔深度。
在一特定實施例中,每一個切孔的深度可以取決於該切孔與該曲線軌道部分外部邊緣的相對角度。
在另一特定實施例中,切孔的深度可配置以接收一馬達單元。
在另一特定實施例中,第一切孔組一末端上的切孔深度,以及第一切孔組另一末端上的切孔深度,與該線性馬達系統中一直線區段的深度大約相同,而中間部分的切孔則較深。
本發明的另一個面向,是提供一線性馬達系統的一曲線軌道區段,其具有:具有一預設彎曲形狀的一曲線軌道部分;在該曲線軌道部分一外部邊緣構成的一第一切孔組,其中,該第一切孔組與該曲線軌道部分外部邊緣之間的相對角度為一預設角度;在該曲線軌道部分外部邊緣構 成的一第二切孔組,其中,該第二切孔組與該曲線軌道部分外部邊緣之間的相對角度為一第二預設角度;以及插入第一與第二切孔組的馬達單元。
在一特定實施例中,第一與第二切孔組可以各自包括成對的切孔組,且這些成對的切孔組彼此交錯。
在另一特定實施例中,該曲線軌道部分以及第一與第二切孔組,係設置成可為該曲線軌道區段上的移動元件提供一正弦曲線的角速度面。
在另一特定實施例中,該曲線軌道部分有至少一區域具有一迴旋曲線面。
在另一特定實施例中,每一個切孔組當中的切孔,可以有不同的切孔深度。
在一特定實施例中,該切孔的深度可以取決於該切孔與該曲線軌道部分外部邊緣的相對角度。
在另一特定實施例中,第一切孔組一末端上的切孔深度,以及第一切孔組另一末端上的切孔深度,與該線性馬達系統一直線區段的深度大約相同,而中間部分的切孔則較深。
在另一特定實施例中,該曲線軌道區段可包括設置在該曲線軌道區段上的複數感測器,其中,這些感測器的排列方向與移動方向垂直。
在一特定實施例中,該些複數感測器中的一第一感測器的校準,可根據在該曲線軌道區段前一個直線軌道部分上最後一個感測器的校準。
在另一特定實施例中,該曲線軌道區段可包括一控制器,配置以在一移動元件接近該曲線軌道區段的一頂點時,提供一增量給一被選擇的馬達單元。
本發明的另一個面向,是為一線性馬達系統提供一楔子對準器(wedge aligner),該楔子對準器包括:一固定的底座(fixed mount),配置以牢固連接到該線性馬達系統的一第一軌道區段,且彈性連接到一第二軌道區段;一楔子,配置以被插入到該固定底座的彈性連接部分以及該第二軌道區段之間;以及提供到該楔子的一調節器(adjustor),配置以沿著該 第一與第二軌道區段的縱軸來回移動該楔子,以補償公差疊加(stack-up tolerances)。
100‧‧‧裝飾方法
100‧‧‧輸送機系統
102‧‧‧軌道區段
104‧‧‧移動元件
106‧‧‧軌道
107‧‧‧第一導軌
108‧‧‧框架
109‧‧‧第二導軌
110‧‧‧線性驅動機構
112‧‧‧定子電樞
114‧‧‧電樞線圈
117‧‧‧架體
118‧‧‧延伸部分
120‧‧‧機器可讀媒體
122、123‧‧‧感測器
124‧‧‧元件
128‧‧‧第一組軸承
130‧‧‧第二組軸承
200‧‧‧區域控制器
201‧‧‧控制結構
600‧‧‧控制結構
602‧‧‧區域控制器
606‧‧‧輸入/輸出、網路模組、軟體模組、乙太網路、或其他方式
604‧‧‧可程式邏輯控制器
608a、608b‧‧‧馬達閘門
610‧‧‧左側網路
612‧‧‧右側網路
614a、614b‧‧‧馬達
616a、616b‧‧‧線圈驅動機
618a、618b‧‧‧位置感測器
700‧‧‧動力曲線軌道區段
702‧‧‧曲線軌道部分
704‧‧‧切孔
706a、706b‧‧‧切孔組
712a、712b‧‧‧馬達單元
708‧‧‧曲線疊片組
710‧‧‧疊層高度
714a、714b‧‧‧馬達線圈
716a、716b‧‧‧電樞
718a、718b‧‧‧上端部
720a、720b‧‧‧下端部
722a、722b‧‧‧第一側面
724a、724b‧‧‧第二側面
726a‧‧‧空隙
1000‧‧‧曲線軌道區段
1002‧‧‧第一導軌
1004‧‧‧第二導軌
1006‧‧‧馬達單元
1008a、1008b‧‧‧感測器
1010‧‧‧迴旋曲線輪廓區域
1012‧‧‧固定曲線區域
1014‧‧‧線性部分
1200‧‧‧楔子對準器
1202‧‧‧外殼
1204‧‧‧固定底座
1206‧‧‧楔子
1208‧‧‧調節器
1210‧‧‧扣件
1300‧‧‧楔子對準器
1302‧‧‧外殼
1304‧‧‧固定底座
1306‧‧‧楔子
1308‧‧‧調節器
1310‧‧‧扣件
1400‧‧‧製造一動力曲線軌道區段的方法
1402‧‧‧形成曲線疊片部分
1404‧‧‧切割具有預設角度與預設深度的切孔組1
1406‧‧‧切割具有預設角度與預設深度,與切孔組1有一預設距離的切孔組2
1408‧‧‧是否還有切孔組需切割
1410‧‧‧是否還有曲線疊片部分702需形成
1412‧‧‧堆疊曲線疊片組
1414‧‧‧將馬達單元插入切孔組
1500‧‧‧將感測器布置在一曲線軌道區段的方法
1502‧‧‧決定延伸部分的寬度
1504‧‧‧利用預設的感測器覆蓋範圍決定感測器的最初布置
1506‧‧‧測試延伸部分的感測器覆蓋範圍
1508‧‧‧是否已達到預設的感測器覆蓋範圍
1512‧‧‧調整感測器的布置
1510‧‧‧將感測器安裝在曲線軌道區段上
1600‧‧‧將一曲線軌道區段上的感測器線性化的方法
1602‧‧‧配置直線區段最後感測器與曲線區段第一個感測器的重疊區域
1604‧‧‧決定機器可讀媒體在重疊區域上方時的速度
1606‧‧‧判定直線區段感測器與曲線區段感測器之間的速度差異
1608‧‧‧調整曲線區段感測器的讀取,以符合直線區段感測器
1610‧‧‧調整其他曲線區段感測器的讀取
1700‧‧‧減少一曲線軌道區段上之磁間隙的方法
1702‧‧‧決定移動元件在曲線軌道區段頂點所經歷的磁間隙
1704‧‧‧決定克服磁間隙所需的增量
1706‧‧‧配置區域控制器,以在曲線軌道區段的頂點時施加最大增量,而在曲線軌道區段的末端施加最小增量
以下茲以具體實施例配合附圖以說明本發明,所舉之實施例僅做為範例之用:
圖1 係一線性馬達輸送機系統之一軌道區段的一透視圖;圖2A 係該軌道區段的一透視圖;圖2B 係該軌道區段之線圈的一分解圖;圖2C 係該軌道區段的一分解圖;圖3 係具有一曲線面之一軌道區段的一透視圖;圖4A 係一移動元件104的一透視圖;圖4B 係從一機器可讀媒體分開之一移動元件104的一透視圖;圖5 係根據一實施例,用於一輸送機系統之一控制結構(control architecture)的一示意圖;圖6 係根據另一實施例,用於一輸送機系統之一控制結構的一示意圖;圖7A 係根據一實施例,一動力曲線軌道區段的一俯視圖;圖7B 係圖7A之動力曲線軌道區段的一部份展開俯視圖;圖7C 係圖7A之動力曲線軌道區段的一部份展開俯視圖,其具有一馬達單元;圖8 係具有疊片組(stacked lamination)之動力曲線軌道區段的一透視圖;圖9A 係具有馬達線圈之動力曲線軌道區段的一透視圖;圖9B 係具有馬達線圈之動力曲線軌道區段的一俯視圖;圖10A 係根據一實施例,具有感測器之一曲線軌道區段的一俯視圖;圖10B 係具有感測器之一曲線軌道區段的一透視圖;圖11 係根據一實施例,具有迴旋曲線面之曲線軌道區段的 一俯視圖;圖12A與12B 係根據一實施例,以一楔子對準器接合之兩個相鄰直線軌道區段的一俯視圖;圖13A與13B 係根據一實施例,以一楔子對準器接合之一直線軌道區段與一曲線軌道區段的一俯視圖;圖14 係根據一實施例,一動力曲線軌道區段的一製造方法流程圖。
圖15 係根據一實施例,將感測器佈置在一曲線軌道區段上的一方法流程圖;圖16 係根據一實施例,將感測器線性化(linearize)在一曲線軌道區段上的一方法流程圖;以及圖17 係根據一實施例,減少一曲線軌道區段上之磁間隙(magnetic gap)的一方法流程圖。
大體來說,本發明提供用於線性馬達系統或輸送機動力曲線軌道區段的一系統與方法,目的是克服傳統線性馬達系統的至少某些限制。
圖1說明具有一軌道區段102的一輸送機系統100。該軌道區段102的特徵是一或多個移動元件104(圖中只顯示一個),配置以沿著該軌道區段102的一軌道106前進或移動。該移動元件104可以是任何適當的運輸結構,且可設置以運載、支承、或以其他方式運輸一支承體(support),例如一托盤、載台、托架、台架、移動床,或其他類似物。該軌道106包括一框架(frame)108,設置以支承該移動元件104。有關一類似軌道區段的一些操作原則,在Kleinikkink等人所取得的美國專利案第8,397,896號中有更多詳細說明,該案在此引用成為本申請案的一部份。
該輸送機系統100可由複數個軌道區段102組成,這些軌道區段102係機械性獨立(mechanically self-contained),且可快速輕易的彼此分離,使其在本質上為模組式。在本實施例中,該些軌道區段102係安裝在一支承體(圖中未顯示)上,彼此對準且鄰接,以形成一較長的軌道。為了模組化,每一個軌道區段102內可放置獨立的電子電路(electronic circuitry),以動力驅動且/或運作該些軌道區段102。該輸送機系統100可包括曲線軌道區段102。
圖2A顯示該軌道區段102的一透視圖。圖2B與2C顯示該軌道區段102的一分解圖。軌道區段102包括放置一線性驅動機構(linear drive mechanism)110的框架108。該線性驅動機構110形成一定子電樞(stator armature)112,其包括複數個埋入式的電樞線圈(embedded coils)114。該些埋入式的電樞線圈114可個別激發,以使定子電樞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),來自每一個移動元件104所產生的磁動勢(magnetomotive[MMF]force),以及定子電樞112,亦即,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可個別受控於大體而言獨立於任何其他移動元件104的一軌跡面(trajectory profile)。在結構上,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)。
圖2C顯示軌道102的一區段,其包括一第一導軌107與一第二導軌109,設置以支承該移動元件104。該第一與第二導軌107、109的設計,使得當一磁力被克服時,移動元件104可從軌道102鬆開。該磁力的克服,可經由例如一使用者將移動元件104從軌道106撬起。在一替代方案中,當磁力被反轉、減弱、或消除時,移動元件104可從軌道106鬆開。
第一導軌107在垂直與水平方向支承移動元件104。第一導軌107可有一V字型的輪廓,以在軌道102上支承並導引移動元件104。第二導軌109在水平方向支承移動元件104。第二導軌109可為具有一平坦輪廓的一平滑表面。
再次參考圖1,每一個移動元件104皆包括一架體(shelf)117,用以運載各種組件。移動元件104也具有一延伸部分(extension)118, 其上裝備有一機器可讀媒體120(標示於圖4),該機器可讀媒體120可以是例如一磁條(magnetic strip),一光感、光傳導、或光反射條(optically receptive,transmissive or reflective strip),電容條(capacitive strip),彩色條(color-coded strip),其他形式的反饋系統或類似元件。該延伸部分118係設置成使得機器可讀媒體120與裝備到該軌道106的感測器122、123交互作用。感測器122、123係設置以讀取該機器可讀媒體120,無論是透過磁力、光學、或其他方式。機器可讀媒體120與感測器122、123形成一個位置感測系統(position sensing system)。該位置感測系統的配置,可使該位置感測系統得以不受軌道區段102上的運輸工作,以及灰塵與其他碎屑影響。該位置感測系統係用在移動元件104的辨識與位置偵測子系統(identification and position-detecting subsystem)(以下進一步說明)。
感測器122、123位於軌道區段102上,而機器可讀媒體120則位於移動元件104上。在一替代方案中,感測器122、123可位於移動元件104上,而機器可讀媒體120則可位於軌道區段102上。感測器122、123可設置以從機器可讀媒體120讀取移動元件104的一識別符號。相同的感測器122、123可設置以收集資訊,以從機器可讀媒體120判定移動元件104在軌道區段102上的一相對位置。
圖3顯示根據另一實施例,具有一曲線面的一輸送機系統100。當軌道區段102為曲線時,感測器122、123沿著曲線面放置,使機器可讀媒體120可由感測器122、123讀取,而這些讀取可接著透過使用例如微米的線性單位,從該曲線面轉換成一線性面,以達到反饋控制的目的。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。軌道的曲線或彎曲區段將於以下進一步詳細說明。
圖4A與4B顯示從軌道106鬆開的一移動元件104。該移動元件104在延伸部分118上有機器可讀媒體120。該機器可讀媒體120由感測器122、123讀取,以提供資訊用來判定移動元件104沿著軌道106移動時的位置。此位置反饋接著被用來控制移動元件104的移動。移動元件104有元件124,例如永久磁鐵,其與相對應軌道區段102中的定子電樞112及線圈114交互作用,以沿著圖1的方向126移動。
移動元件104具有一第一組軸承(bearing)128與一第二組軸承130。在此實施例中,第一組軸承128位於第二組軸承130上方。第一組與第二組軸承128、130可為輪軸承(wheel bearing),繞著一軸桿(shaft)(圖中未顯示),可轉動式的與移動元件104連接。
第一組軸承128在第一導軌107上移動。第一組軸承128具有對應第一導軌107之輪廓的一邊緣輪廓。在一實施例中,第一組軸承128具有一V字形的輪廓,與第一導軌107的反V字形輪廓相配。第一組軸承128也可具有一U字形的輪廓,或其他適當形狀的輪廓,以沿著縱軸支承移動元件104。在某些實施例中,移動元件104可有一或多個軸承,做為第一組軸承12。
第二組軸承130在第二導軌109上移動。第二組軸承130具有對應第二導軌109之輪廓的一邊緣輪廓。在一實施例中,第二組軸承130具有一平面輪廓(亦即,一平面輪),與第二導軌109的平面輪廓相配。第二組軸承130可設置以在第二導軌109上略微往上或往下滾動,以適應與第一導軌107的任何不平行度(non-parallelism)。在某些實施例中,第二組軸承130包括一或多個軸承。
本發明的目的是利用磁力與第一組軸承128支承移動元件104,以沿著軌道的縱軸與橫軸控制移動元件104,包括其定位與轉動,以達到比傳統輸送機更高的準確度。在特定實施例中,第一組軸承128準確的沿著軌道的縱軸與橫軸限制移動元件104,並準確的限制俯仰角轉動(pitch rotation)與偏航角轉動(yaw rotation)。第一組軸承128沿著軌道的縱軸提供準確的移動與定位,而繞著縱軸的滾轉角轉動(roll rotation)則受到第二組軸承130的限制。
第二組軸承130的作用是限制移動元件104繞著軌道縱軸的轉動。在一特定實施例中,移動元件104有兩個V字形軸承128,以及兩個平面軸承130。該兩個V字形軸承128與兩個平面軸承130(總共四個軸承)的作用,是增加繞著軌道橫軸或縱軸轉動的穩定性。這可使裝載到移動元件104的有效負載,具有比三承軸配置更高的懸臂力矩(cantilever moment)。因為有四個軸承128、130,裝載到移動元件104的有效負載,重心也可被 轉離軌道102更遠。
圖5顯示用於輸送機系統100中的一控制結構201實施例的一方塊圖。區域控制器(zone controller)200控制輸送機系統100的一區域,用在輸送機系統100該區域的軌道102。一個區域可包括任何數量的線圈。這些線圈可聚集成為「馬達」(motors)。在一特定實施例中,一馬達可包括二十個彼此交錯的線圈。這些馬達的長度可等同於軌道區段102;然而,這並非是必須的,因為馬達可包括來自一個以上,或不到一個軌道區段102的線圈。區域控制器200可用來做為該系統的使用者介面(interface)。區域控制器200係設置以監控移動元件104的位置,及根據移動元件104的位置,控制移動元件104的移動,使其前往所要求的目的地。就此,區域控制器200可用於製程(亦即,製造線)控制。區域控制器200也可擔任監督偵錯的角色,監控軌道區段102(例如,進行持續拉或推的過程),以判定任何軌道區段102的當前狀況,以及是否有任何軌道區段102故障。在某些實施例中,區域控制器200可直接控制每一個軌道區段102,或每一個馬達。
區域控制器200也可連接到其他裝置,例如經由輸入/輸出(I/O)、網路模組(network modules)、軟體模組(software modules)、乙太網路、或其他方式連接到可程式邏輯控制器(PLC)(圖中未顯示)。該些程式邏輯控制器可提供製造線作業站處理指令到區域控制器200,例如沿著軌道102導引移動元件104的下一個目的地,或提供關於一特定移動元件104的站台特定動作指令。
如圖所示,區域控制器200有效連接(operatively connected)到軌道區段102的定子電樞112與線圈114,並依照每一個位於其中之移動元件104的一獨立軌道或「移動」命令,對線圈114進行控制。
區域控制器200也同樣有效連接到位於軌道區段102的感測器122。區域控制器200係用來執行一閉迴路數位伺服控制系統,以藉由分辨位於軌道區段102之每一個移動元件104的即時定位,控制移動元件104的移動。當一特定移動元件104的機器可讀媒體120移動至一特定感測器122上方時,移動元件104的定位回饋被傳送到區域控制器200。區域控制器200解碼移動元件104的定位回饋,以判定移動元件104的定位。
區域控制器200進行感測器122、123取樣,並分辨位於相關軌道區段102上每一個移動元件104的定位。概括來說,此程序在任何時候將任何特定移動元件104的機器可讀媒體120,與被識別出的感測器122、123產生關連,使得該特定移動元件104相對於軌道區段102的一位置,可根據與之產生關連之感測器122或123的一固定位置,以及相對於與之產生關連之感測器122或123的機器可讀媒體120的一相關位置,被計算出來。除此之外,當機器可讀媒體120同時接合複數感測器122、123時,此程序將移動元件104的關連或「所有權」,從當前的感測器122或123,轉移或傳遞給一鄰近接合的感測器122或123。如此,可連續追蹤一被識別出的移動元件104與軌道區段102的相對位置。
本技術領域之一般技藝人士會瞭解,此位置感測系統可為磁力、光學、彩色光學、電容式、或可為另一種替代系統。例如,機器可讀媒體可為一磁條,而感測器122、123則為對應的磁性偵測器。這樣的一個實施例可提供非常高的解析度(resolution)。在某些實施例中,機器可讀媒體可設置以提供一微米或更佳的解析度。移動元件104的定位準確度,只受限於位置感測系統的解析度。
圖6顯示用於一線性馬達輸送機之控制結構600的另一實施例。在此實施例中,控制結構600包括一區域控制器602。區域控制器602可連接到其他裝置,例如經由輸入/輸出、網路模組、軟體模組、乙太網路、或其他方式606連接到可程式邏輯控制器604。
區域控制器602接合(interface with)並控制一或多個馬達閘門(motor gateway)608。在此實施例中,如下所述,馬達閘門608a係位於馬達閘門的一左側網路610上,而馬達閘門608b則位於馬達閘門的一右側網路612上。每一個網路610、612可包括兩個獨立的溝通渠道(communication channel),一個「命令渠道」(command channel)以及一個「回應渠道」(response channel)。這些渠道可有雙向或單向的資料流,且可彼此獨立運作。命令渠道可負責將資料從區域控制器602傳送到馬達閘門608,而回應渠道可負責將資料從馬達閘門608傳送到區域控制器602。
每一個馬達閘門608透過電力電子迴路(power electronics circuits),控制聚集成為一「馬達」614的一些線圈,在本實施例中,該電力電子迴路為一線圈驅動機(coil driver)616。線圈驅動機616包含將電流推動至馬達614內之線圈的電路。此電力電子也可包括熱阻器(thermistor)(圖中未顯示),以進行溫度監控。馬達閘門608將線圈電流設定點資料(set point data)傳送到線圈驅動機616。馬達閘門608也從移動元件104的位置感測器618接收移動元件104的生定位資料(raw position data),並可將之傳到區域控制器602。
在某些實施例中,移動元件104的定位與推動,會僅發生在區域控制器602中。馬達閘門608會僅將生定位感測器資料轉達到區域控制器602。除此之外,馬達閘門608會從區域控制器602接收線圈電流設定點資料,以驅動線圈驅動機616。輸入生定位資料以允許輸出線圈電流設定點資料的過程,可集中在區域控制器602內。在某些實施例中,馬達閘門608可有一反饋控制結構,以確保馬達614中的線圈,不會太過偏離接收自區域控制器602的線圈電流設定點資料。
當一線性馬達輸送機系統中有曲線或彎曲軌道區段時,傳統的系統通常會受到限制。當彎曲區段的彎曲內部半徑比外部半徑小的時候,傳統的線性馬達輸送機系統通常會遇到問題。為了克服這半徑差異,某些傳統系統具有成扇形向彎曲外部散開的線圈,而這可能會造成磁流的不一致。其他傳統系統中,彎曲區段中每一環線圈的一角度,可與鄰近線圈環不同;這可能很難建造,且可能需要複雜的控制系統來驅動這些線圈。同樣的,因為線圈成扇形散開,或是角度不同,在建造與運作彼此交錯之線圈時,可能會很大的困難。
具有曲線或彎曲軌道區段的傳統線性馬達輸送機系統,可能會產生多餘的作用力,施加在穿過彎曲軌道區段的一移動元件上。這些多餘的作用力,可能來自不合乎要求的加速度變化率,以下稱為「猛推」。此一「猛推」可能會造成移動元件所攜帶之組件移動的不好結果。此一「猛推」可能在軌道的彎曲區段與直線區段之間的過渡點特別顯著。某些傳統的輸送機系統,在移動元件穿過彎曲軌道區段時,可能會限制移動元件的速度,以盡量將「猛推」降到最低。然而,限制速度可能會限制輸送機系 統的處理量。在某些其他的傳統輸送機系統,系統配置受到限制,使某些工作台或過程只在軌道的直線區段上完成,在移動元件穿過軌道的彎曲區段之前或之後完成。
傳統的線性馬達輸送機系統中,移動元件的不同軸承/輪軸,也可與該移動元件的其他軸承/輪軸承受不同的作用力,或以不同速度旋轉。這種效果可能在移動元件於一軌道的頂端面上移動時特別顯著。這種效果可能在軸承/輪軸上造成不想要的磨損,且可能需要以昂貴材料製造軸承/輪軸來抵抗磨損,或是需要在移動元件上設置複雜的差別性系統(differential system)。
在移動元件通過軌道的一曲線或彎曲區段時,傳統的線性馬達輸送機系統可能會難以追蹤該些移動元件。某些傳統的線性馬達輸送機系統,在彎曲軌道區段上會使用與直線軌道區段不同的感測器系統,這可能會增加輸送機系統的成本與複雜性。
請參見圖7A、7B、與7C,圖中顯示根據一實施例,一動力曲線軌道區段700的一俯視圖。圖7B與7C顯示圖7A中區段A的一分解圖。動力曲線軌道區段700包括一曲線軌道部分702,有時也稱為曲線疊片部分(curvilinear lamination portion),因為,在某些實施例中,軌道部分700形成有好幾個分層的一疊片。圖7A將曲線疊片部分702顯示為一單片疊片,但曲線疊片部分702可由多片疊片連接在一起而構成。曲線疊片部分702可由任何彈性結構的材質製成,並提供一適當的磁路徑;例如,一矽鋼或電氣鋼片,如AISI M19,或其他材質。
如圖7B與7C顯示的最清楚,曲線疊片部分702有複數切孔704,繞著曲線疊片部分702的外部設置。切孔704可聚集成為複數切孔組706。在圖7A到7C的實施例中,每一個切孔組706可包括八個切孔704;然而,切孔組706可包括任何數量的切孔704,以配合一伴隨之馬達單元712(將於以下說明之)中的線圈配置。一切孔組706中的切孔704可大致彼此平行。切孔704的角度設置可對應曲線疊片部分702的彎曲邊緣。切孔組可成對,如圖7B與7C中第一切孔組706a(切孔組1)與第二切孔組706b(切孔組2)所示。這些成對的切孔組706會大致平行,以允許馬達單元712的 直線線圈被直接插入曲線疊片組(curvilinear lamination stack);如圖7C所示,馬達單元712b被對準,以插入切孔組1(706a)與切孔組2(706b)。這對切孔組706可間隔設置,使得一切孔組706介於這對切孔組706之間,以容納彼此交錯的馬達單元,如下所述。切孔組706中的切孔704,可根據切孔組706與曲線疊片部分702彎曲邊緣的相對角度,而有不同深度。切孔704可有任何適當的深度,只要馬達單元可適當的插入切孔704中,不需要深到會顯著影響一疊片組的結構完整性(如下所述)。切孔704可有不同的深度,而不會大大影響移動元件104的控制,因為曲線疊片部分702係設置以提供一平坦的磁路徑,如此處所述。
這對切孔組706的角度可透過例如以下步驟決定:判定這對切孔組706之間的中點;判定在那個中點處,正切曲線疊片部分702外部邊緣之彎曲的切線;以及判定垂直於該切線的線;以及判定該垂直線與曲線疊片部分702外部邊緣的相對方向。此垂直線的方向,是在此對切孔組706中,所有切孔704與曲線疊片部分702外部邊緣的相對方向。
在另一實施例中,切孔704的深度可透過例如以下步驟決定:切孔組1(706a)最左邊的切孔704,以及切孔組2(706b)最右邊的切孔704,切割深度可與軌道一直線區段102的深度一樣。在最左邊與最右邊切孔704之間的切孔704則切割較深,以允許馬達單元712直接插入,其中,由於軌道區段700的曲線輪廓,最內部的切孔704可切割最深。
現在請參考圖8,其顯示動力曲線軌道區段700的一透視圖。動力曲線軌道區段700在圖中顯示為一曲線疊片組708。曲線疊片組708為一組曲線疊片部分702,對準且往上堆疊,直到達成一預設的疊層高度(stack height)710。曲線疊片部分702,利用一適當的黏結劑(glue)、環氧樹脂(epoxy)、或類似黏著劑彼此連接,以形成一曲線疊片組708。預設的疊層高度710選擇為大於或大致符合馬達單元712的高度,使馬達單元712可插入曲線疊片組708,如下所述。疊片組可幫助減少可能導致能量耗損並增加馬達溫度的渦電流(eddy current)。然而,在某些實施例中,軌道區段700可以一單塊馬達鐵芯構成,使用固態鐵磁性金屬,如鐵或類似金屬,或一鐵磁性化合物製成。
現在請參考圖9A與9B,分別顯示動力曲線軌道區段700的一透視圖與俯視圖。圖示中的曲線疊片組708具有插入切孔704中的成對馬達單元712,只有一對馬達單元712未被顯示為插入切孔704中,以做為說明。
在一實施例中,這對馬達單元712包括兩種馬達單元712:一內部馬達單元712a,以及一外部馬達單元712b。馬達單元712包括一電樞716,其具有一上端部718、一下端部720、一第一側面722、以及一第二側面724。馬達單元712也有一中央長方形空隙726。空隙726的寬度可比馬達單元712一側面722或724的寬度略大,以允許馬達單元712彼此交錯(如下所述);例如,空隙726的寬度可以為25mm。沿著電樞716是聚集成繞組(windings)的複數馬達線圈714。馬達線圈714可以例如銅、鋁、或類似材質製成。在此實施例中,總共有八個繞組;然而,可使用任何數量的繞組,只要繞組的配置與切孔組706的配置相配合。在第一側面722與第二側面724的馬達線圈714繞組,可捲繞成近乎直線與垂直。第一側面724的馬達線圈714繞組,與第二側面724的馬達線圈714繞組大致上平行。在另一實施例中,馬達線圈714的繞組可為一多層電路板中的蝕刻繞組。在某些實施例中,一馬達線圈714可指稱一馬達單元712。
內部馬達單元712a的馬達線圈714a,被插入曲線疊片組708的切孔704中。內部馬達單元712a每一側面722a或724a上的馬達線圈714a,係對準並插入一相關連的切孔組706。內部馬達單元712a係設置成使內部馬達單元712a的側面722與724之間有一切孔組706。外部馬達單元712b的馬達線圈714b,以與內部馬達單元712a交疊的方式,被插入曲線疊片組708的切孔704中。因此,這對馬達單元712的馬達線圈714彼此交錯。為了與馬達單元712交疊,外部馬達單元712b一側面722b或724b的馬達線圈714b,係對準並插入位於內部馬達單元712a側面之間的切孔組706。同時,外部馬達單元712b另一側面722b或724b的馬達線圈714b,係對準並插入位於內部馬達單元712a其中一側面722a、724a外部的切孔組706。內部馬達單元712a與外部馬達單元712b,以此方式沿著動力曲線軌道區段700的長度插入。
馬達單元712可用任何本領域習知的適當方式,接合到曲線疊片組708;例如,在插入馬達單元712之前先插入一絕緣體,再插入馬達單元712,接著在馬達單元712上提供一黏合劑。此黏合劑可為例如一環氧樹脂封膠(epoxy potting compound)。
內部馬達單元712a的上端部718a與下端部720a,以及在某些實施例中,外部馬達單元712b的上端部718b與下端部720b,可為彎曲的,以使內部馬達單元712a與外部馬達單元712b的平衡中心,偏向曲線疊片組708。在其他實施例中,只有內部馬達單元712a的上端部718a與下端部720a可為彎曲的。內部馬達單元712a的上端部718a與下端部720a,可有比外部馬達單元712b更小的一銳角,以確保兩個馬達單元712的馬達線圈714,可被完全插入切孔704中。由於內部馬達單元712a與外部馬達單元712b交疊,以構成一彼此交錯的配置,因此只需要兩種馬達單元712。此設置的目的是,可改良傳統系統的缺點,不再需要一彎曲區段,以有一數量的不同馬達單元形狀,以配合成扇形散開或成不同角度的傳統線圈配置。只有兩種馬達單元712的目的是,減少複雜度,增加彈性,並降低成本。
在其他實施例中,軌道區段可只使用一種馬達單元。在此實施例中,馬達單元插入切孔的方法,可使馬達單元彼此鄰接,而不彼此交錯,但切孔組可以預設角度切割,以產生此處所述的結果。
如上所述,一切孔組706的切孔704,可大致平行。如此,大致垂直的馬達線圈714可直接插入,不需進一步的配置。如此,馬達單元712可用在動力曲線軌道區段700以及動力線性軌道區段102。馬達單元712的雙重用途,可增加此系統的彈性,並減少成本與複雜度。
如上所述,切孔704的角度,可相對於曲線疊片部分702的彎曲邊緣設置。此一角度可設置以適合在曲線疊片部分702那一個特定地點插入的馬達線圈714。此角度的目的是要最完美配合曲線疊片部分702的彎曲輪廓,使動力曲線軌道區段700在一移動元件104穿過動力曲線軌道區段700時,可一致、平順、有效率、且/或強力控制該移動元件104。
馬達單元712的埋入線圈714可用線圈驅動機616個別激發,使馬達單元712產生之一電力誘發的感應磁通量,鄰接一需受控的特 定移動元件104,順著法線方向朝之移動,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,來自每一個移動元件104所產生的磁動勢,以及定子電樞716,亦即,定子電樞716與移動元件104所提供之對應感應磁通量的對齊傾向。一區域控制器602能沿著動力曲線軌道區段700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可個別受控於大體而言獨立於任何其他移動元件104的一軌跡面。在結構上,與上述之直線軌道區段102相同,動力曲線軌道區段700可因此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。
在具有彎曲軌道區段的傳統線性馬達輸送機系統中,彎曲軌道區段可產生多餘的作用力,施加在穿過該彎曲軌道區段的一移動元件上。這些多餘的作用力,可能來自不合乎要求的加速度變化率,以下稱為「猛推」。此一「猛推」可能會造成移動元件所攜帶之組件移動的不好結果。此一「猛推」可能在曲線軌道區段700與軌道的直線區段102之間的過渡點特別顯著。在具有彎曲軌道區段的傳統線性馬達輸送機系統,當一移動元件穿過彎曲軌道區段時,可能會達到離心力超過永久磁鐵吸持力(holding force)的速度,導致該移動元件脫離軌道。
此外,在傳統線性馬達輸送機系統中,磁間隙的突然改變,例如在兩個軌道區段之間的過渡點,可能對一移動元件造成「磁碰撞」(magnetic bump)。傳統的輸送機系統在有磁碰撞的區域通常難以保持平順移動,因為磁碰撞可能對移動元件所運送的組件造成不必要碰撞與偏移。傳統的輸送機系統在有磁碰撞的區域可能也難以停止與支承一移動元件。此外,當輸送機系統關掉電源,且閉迴路控制停止時,由於來自傳統輸送機系統永久磁鐵的殘餘磁力,因此跨越一磁碰撞的一移動元件,可能會有不必要的移動。
本發明預期達到的一項優點,是用於一曲線軌道區段的一軌道輪廓,其能將猛推降到最低,並允許高速通過彎曲,而離心力不會造成問題。本發明還有預期達到的一項優點,是將移動元件104穿過軌道1000的曲線區段時可能發生之磁間隙變化的影響降到最低。本發明預期達到的 另一項優點,是將軌道的直線與曲線區段之間的過渡區域中,所造成之磁間隙變化的影響降到最低。
如圖10A與10B的實施例所示,一曲線軌道區段1000可設置為具有一曲線輪廓,目的是在移動元件104穿過曲線軌道區段1000時,將施加在該移動元件104上的猛推降到最低。在某些實施例中,當移動元件104從直線軌道區段(圖中未顯示)轉移到曲線軌道區段1000,以及從曲線軌道區段1000轉移到直線區段時,此一猛推也同樣可以降到最低。
在某些實施例中,物理軌道輪廓係設置成可使移動元件104在曲線軌道區段1000的跨距上,會有正弦曲線狀的一角速度變化率。圖10A顯示具有一正弦曲線狀角速度軌道輪廓之一曲線軌道1000的一俯視圖。由於一正弦曲線狀角速度的軌道輪廓,因此以固定速度移動的一移動元件104,會以正弦曲線狀的一角速度變化率,移動通過180度的曲線軌道區段1000。
為了將多餘的作用力降到最低,移動元件104移動方向的任何改變,亦即,其角速度,都應該是平緩的。同樣的,曲線軌道區段1000與移動元件104之間磁耦合的任何變化,也應該是平緩的,以盡量減少多餘的作用力,例如「磁碰撞」。一正弦曲線狀角速度的軌道輪廓,已被發現可在移動元件104穿過曲線軌道區段1000時,盡量減少多餘的作用力,例如那些因為猛推及磁碰撞所造成的作用力。
一正弦曲線狀角速度的軌道輪廓,可設置以處理一移動元件104,使之從進入曲線軌道區段1000時大約零的一角速度,上升到在曲線軌道區段1000頂點時的一高峰角速度值,再於移動元件104離開曲線軌道區段1000時,回降到大約零。如此以一正弦曲線形狀,從初始大約零的一數值,過渡到某高峰值,然後回到大約零,在某些實施例中,此係近似簡單的諧波動作,其目的是將上述多餘的作用力減到最低。
此外,該正弦曲線狀角速度的軌道輪廓,也可允許移動元件以相對高速穿過曲線軌道區段,並攜帶相對重的組件,而不會超過移動元件104磁鐵的吸持力,造成移動元件104脫離曲線軌道區段1000。在圖10的實施例中,該正弦曲線狀角速度的軌道輪廓係用在一180°的曲線軌道區 段;然而,該正弦曲線狀角速度的軌道輪廓可用於軌道的任何彎曲,例如,30°、45°、90°、或類似角度的彎曲。該正弦曲線狀角速度的軌道輪廓也可用於內部(凹面)彎曲、立體彎曲、或類似的彎曲。
在某些實施例中,為了更進一步將多餘的作用力減到最低,例如由猛推所造成的作用力,可利用一過渡彎曲來將一直線軌道區段連接到一曲線軌道區段,例如,半徑固定的一軌道區段。一過渡彎曲也可用來將一曲線軌道區段連接到一直線軌道區段。
圖11顯示具有一過渡彎曲之一曲線軌道區段1000的一俯視圖。在此實施例中,曲線軌道區段1000的末端或接近末端處,有一迴旋曲線輪廓區域1010。曲線軌道區段1000的這些迴旋曲線輪廓區域1010之間,也有半徑固定的一固定曲線區域1012。在另外的實施例中,固定曲線區域1012可有另一適當輪廓,包括一迴旋曲線輪廓。在某些實施例中,曲線軌道區段1000的末端可包括一線性部分1014,如下所述。圖11的實施例顯示具有一180°彎曲的一曲線軌道區段1000;然而,任何適當的彎曲角度都可使用,例如30°、45°、90°、或類似角度的彎曲。在此實施例中,固定曲線區域1012具有大約147°的一角度,而固定曲線區域1012兩側面的迴旋曲線過渡區域1010,則具有大約16.5°的一角度。這三個區域的角度因此加總為180°,亦即曲線軌道區段1000的總角度和。迴旋曲線過渡區域1010的大小係可設置,而兩過渡區域不一定需要有相同的長度或角度。迴旋曲線過渡區域1010可用於軌道的任何彎曲,例如30°、45°、90°、或類似角度的彎曲。迴旋曲線過渡區域1010也可用於內部(凹面)彎曲、立體彎曲、或類似的彎曲。
具有迴旋曲線過渡區域1010的一曲線軌道區段1000,也可在一移動元件104移動通過曲線軌道區段1000的固定曲線區域1012時,減少作用在一移動元件104上的猛推。同樣的,本發明預期達到的一項優點,是在一半徑固定的區域1012中,使一輸送機站台可在一移動元件104攜帶的組件上加工,而不會有不當限制。
在某些實施例中,曲線軌道區段100在迴旋曲線過渡區域1010與一直線軌道區段(圖中未顯示)接合的區域中,可有一線性部分 1014。該線性部分1014的目的,是輕鬆過渡到該彎曲,並在進入彎曲時,容許適當的導軌對準。
在其他實施例中,可能需要一較大的轉彎。在此實施例中,可在轉彎的大約頂點處包括一小段直線軌道區段。該一小段直線軌道區段可用來例如提供或允許一教授點(teach point),以及在一站台進行沿著一直線的可程式調節,或達到其他目的。
由於一線性馬達輸送機可包括分離式的軌道區段或模組,因此鄰近的軌道區段可能需要精確對準,使移動元件可順暢穿越軌道區段的邊界。對準的方法為相關領域的習知技術,其可包括使用例如量規(gauge)、針盤量規(dial indicator)、量尺、或類似工具。當一直線軌道區段與一曲線軌道區段1000接合時,如果曲線軌道區段1000立即彎曲,就可能很難對準。困難的原因可能來自於例如,當嘗試在一曲線軌道上使用量規、針盤量規、或類似工具時所遭遇的困難。因此,曲線軌道區段1000曲線區域前的一線性部分1014,可允許曲線軌道區段1000適當而輕易的與其他軌道區段對準。在圖11的實施例中,曲線軌道區段1000的兩末端上各有一18mm的線性部分1014。這相對小段的線性部分1014提供導軌對準,因為比起嘗試對準一直線導軌與一彎曲導軌,對準兩條直線導軌可能比較直接。線性部分1014可以建造在疊片組中。
由於一線性馬達輸送機100可包括分離式的軌道區段或模組,因此鄰近的軌道區段可能需要精確對準,使移動元件104可順暢穿越軌道區段的邊界。如果在區段邊界上,軌道區段的表面未精確對準,則在移動元件104穿越這些邊界時,移動元件104的軸承128、130可能無法順利移轉。未對準下的移轉可能會造成耗損、震動、噪音、或其他問題。在一實施例中,具有圖1所示之軌道區段102的一線性馬達輸送機系統100,可能需要精確對準第一導軌107到大約+/-20微米之內,才能在穿越軌道區段102的接合點時,進行平順而精準的移動。
傳統上來講,當嘗試精確對準鄰近軌道區段的導軌(或移動表面)時,機械加工公差疊加(machining stack up tolerance)可能會造成問題。複數公差疊加可能出現在每一個軌道區段,影響軌道區段表面的位置。 一旦兩鄰近軌道區段的表面或導軌以本領域習知方法精確對準,軌道區段便需要在結構上結合在一起,以抵抗施加在軌道區段的作用力。而傳統的輸送機系統可能難以在結構上將兩鄰近區段結合在一起,並同時保持軌道區段表面的精確對準。傳統的輸送機系統通常需要昂貴且/或複雜的裝置。
現在請參見圖12A與12B,其顯示根據一實施例,以一楔子對準器1200接合之兩鄰近直線軌道區段102的一俯視圖。楔子對準器1200包括一外殼1202、一固定底座1204、一楔子1206、一調節器1208、以及扣件1210。固定底座1204可用扣件1210固定連接到其中一鄰近軌道區段102,在圖12的實施例中為右軌道區段102。固定底座1204以扣件1210彈性連接到另一個鄰近軌道區段102。一楔子1206設置在固定底座1204與另一個鄰近軌道區段102之間。在圖12的實施例中,楔子1206係一傾斜7°的平面;然而,可使用任何適當的角度或形狀。
楔子1206可用調節器1208沿著直線軌道區段102的縱軸來回移動。在圖12的實施例中,調節器1208係一可調整的螺桿;然而,任何適當裝置皆可用以來回移動楔子1206。楔子1206可限定穿過其正面的孔洞(圖中未顯示),以允許扣件1210穿過。這些孔洞的形狀,可設置成使楔子1206來回移動時,不會造成孔洞的側面緊貼扣件1210。
為了對準該兩個鄰近軌道區段102,導軌107、109可以本領域的習知方法精確對準。楔子1206可接著被插入固定底座1204與軌道區段102之間,以補償公差疊加。楔子1206使用調節器1208調節,以確保楔子1206牢固定位。扣件1210可接著縮緊,以將該兩個鄰近軌道區段102牢固接合在一起。即使在縮緊之後,楔子1206仍然維持在定位上,以補償機械加工公差。當楔子對準器1200縮緊時,導軌107、109會保持精確對準,因為楔子1206已被牢牢插入,以補償公差疊加。在另外的實施例中,調節器1208也可用來做為一調整工具,以精確對準軌道區段102的表面。在一實施例中,扣件1210在最後的準確對準位置上縮緊之前,調節器1208可提供大約+/-20微米的精密調整。在某些實施例中,楔子對準器1200的外部至少有一部分具有一外殼1202,以保護楔子對準器1200的組件。在軌道區段上有成型導軌(shaped guide rails)時,精確的對準調整可能會特別重要。
圖13A與13B顯示根據另一實施例,一楔子對準器1300的一俯視圖。在圖13的實施例中,楔子對準器1300接合一直線軌道區段102與一曲線軌道區段1000。在此實施例中,楔子對準器1300也包括一外殼1302、一固定底座1304、一楔子1306、一調節器1308、與扣件1310。在此實施例中,固定底座1304的角度,可同時固定連接其中一個軌道區段(在此實施例為曲線軌道區段1000),以及彈性連接另外一個軌道區段(在此實施例為直線軌道區段102)。在圖13的實施例中,彈性底座1304的角度大約90o;然而,任何適當角度都可用來與鄰近軌道區段連接。除此之外,楔子對準器1300的運作與圖12之實施例的楔子對準器1200相同。
在傳統具彎曲軌道區段的線性馬達輸送機中,一移動元件上的輪軸或軸承,在軌道的彎曲區段與直線區段上的滾動不同時,通常會遇到問題。在某些傳統輸送機系統中,輪軸或軸承可能在軌道的彎曲區段上打滑(skid),而這可能會導致磨損與/或需要昂貴的防滑或抗磨損材質。在某些其他傳統輸送機系統中,可能需要其他機械元件,以使移動元件在軌道的直線與彎曲區段上運作。此外,如果移動元件的輪軸或軸承在軌道彎曲區段上的運作不同時,則輸送機系統的效能可能會受限(例如,速度、加速度、或其他)。
現在請參見圖10A與10B,曲線軌道區段1000與移動元件104的軸承128、130,可設置成可減少軸承128、130的磨耗與損壞。與直線軌道區段102類似,曲線軌道區段1000可包括兩導軌:一第一導軌1002,其可位於曲線軌道區段1000的外部側面上端;以及一第二導軌1004,其可位於曲線軌道區段1000的外部側面底端。第一導軌1002與第二導軌1004可分別位於馬達單元1006的上端與底端。在某些實施例中,第一導軌1004可有一V字或U字型的輪廓,以支承並導引移動元件104,而第二導軌1004則可以是有一平坦輪廓的一平滑表面。第一導軌1002的頂點與第二導軌1004的表面,係大致對準為共平面(co-planar)。同時,第一導軌1002的頂點與第二導軌1004的表面,係設置成具有和彎曲大致相同的輪廓。
顯示於圖4A與4B的移動元件104,包括半徑大致相同的軸承128、130;其中,第一組軸承128的半徑,係從軸承128的軸桿到軸承 128鄰接第二導軌1004表面的部分;而第二組軸承130的半徑,則係從軸承130的軸桿到軸承130鄰接第一導軌1002頂點的部分。第一組軸承128軸桿之間的間隔,以及第二組軸承130軸桿之間的間隔,可大約相同。
當移動元件104沿著線性與曲線軌道區段的側面移動時,移動元件104軸承128或130的配置,與曲線軌道區段1000之導軌1002、1004的配置,目的是在移動元件104移動通過曲線軌道區段1000的整個過程中,可允許軸承128、130保持與導軌1002、1004大致上完全接觸,由於移動元件104的所有軸承128、130皆大致上與導軌1002、1004有同樣的接觸,因此,在移動元件104移動通過曲線軌道區段1000時,連接到移動元件104的一水平架體117可保持大致水平。此外,移動元件104的軸承128、130,以與其在直線軌道區段102上相同的方式,在曲線軌道區段1000轉動且保持接觸,使移動元件從直線軌道區段102過渡到曲線軌道區段1000時,可平順且前後一致的轉移。在傳統的線性馬達輸送機系統中,當一移動元件正在穿過一彎曲區段時,該移動元件上通常有某些軸承/輪軸移動的比其他軸承/輪軸遠。相較之下,目前的實施例可減少軸承128、130產生打滑、耗損、或類似問題,如此,軸承128、130可有較長的使用壽命且/或可用較不昂貴的材質製成。
如圖10A與10B所示,像直線軌道區段102的一曲線軌道區段1000,可沿著其上表面裝置感測器1008。感測器1008可偏置,使其分為內感測器1008a與外感測器1008b。本發明預期達到的一優點,是使相同的感測器1008、122、123可用於曲線軌道區段1000以及直線軌道區段102;使感測器1008、122、123可讀取安裝在移動元件104延伸部分118上的同一個機器可讀媒體120。本發明還有預期達到的一優點,是一高解析機器可讀媒體120可被用在曲線軌道區段1000上,且有與在直線軌道區段102上大致類似的效能(例如解析度與速度)。此外,本發明預期達到的另一優點,是形狀為一線性條狀物的一機器可讀媒體120,其可被用在曲線軌道區段1000與直線軌道區段102上。
感測器1008安裝在曲線軌道區段1000上,設置與移動方向垂直。以此方向設置,一線性條狀機器可讀媒體120可用在軌道102的直線 區段,以及軌道1000的曲線區段。線性條狀機器可讀媒體120在移動元件104穿過曲線軌道區段1000時會改變角度。感測器1008係設置以處理這種角度變化,且可提供可用的定位資訊。在其他實施例中,感測器1008可設計成足以忍受這種角度變化。線性條狀機器可讀媒體120的寬度,可設置成能通過安裝在曲線軌道區段1000所有點上的感測器上方,而且如此,該系統可能可以從安裝在曲線軌道區段1000任何定位上的感測器,接收有效的位置讀取。
圖10A顯示感測器1008的不同間隔排列,其中移動元件104在曲線軌道區段1000上。感測器1008的不同間隔排列,使得移動元件104穿過曲線軌道區段1000時,有足夠的感測器可與線性條狀機器可讀媒體120接合。延伸部分118的長度與寬度,以及感測器1008的安裝位置,可設置以使延伸部分118在任何特定時間都與至少兩個感測器1008重疊。此設置可允許在任何特定時間,感測器都能足以與線性條狀機器可讀媒體120接合。在其他實施例中,延伸部分118的長度與寬度,以及感測器1008的安裝位置,可設置以使兩個感測器1008能足以重疊,以從一感測器1008傳遞給另一個感測器1008。
直線軌道區段102可有用來校正的一共同線性參照標準(linear frame of reference)。在一實施例中,若兩感測器1008的預期間隔為62.500mm,但實際接收的資訊是間隔62.550mm,則該系統可進行0.050mm的偏移誤差校正,以補償實際的系統公差。然而,此校正程序可能不適用於曲線軌道區段上,因為接收自任何兩個感測器1008的生資料,並非採用相同的線性參照標準。尤其,校正資料可能因為以下原因偏離:曲線軌道區段1000的深度,感測器1008與移動元件104沿著導軌1002、1004的路徑在不同的彎曲角度上;在移動元件104移動通過曲線軌道區段1000時,移動元件104上的線性條狀機器可讀媒體120可能改變角度,可能提供的是非線性的讀取資料;以及/或在二維空間可能發生的某些製造公差。
在某些實施例中,在彎曲軌道區段上,可能很難將其中一個感測器校正到一已知絕對零度(known absolute zero),以做為其他感測器的校正參照標準。因此,曲線軌道區段1000的第一感測器1008,可能校正到 直線軌道區段102上的最後一個感測器122或123;因為直線軌道區段102上的感測器122或123,在校正之後有一已知絕對值。如果曲線軌道區段1000有一線性部分1014,則在曲線區域1010、1012的第一感測器1008,可校正到線性部分1014中的最後一個感測器,因為線性部分1014的感測器1008有一已知線性參照標準。
在一實施例中,當一移動元件104移動通過曲線軌道區段1000時,線性條狀機器可讀媒體120可設置成具有一長度,使得從一感測器1008轉移到下一個感測器1008時,永遠有一重疊區域。線性條狀機器可讀媒體120係在此重疊區域,而一共同變數是移動元件104的速度,此速度可取決於感測器1008讀取的變化率。同樣的,線性條狀機器可讀媒體120係在此重疊區域,而區域控制器200則自兩個感測器1008,同時從相同的移動元件104進行讀取。這兩次讀取得到的移動元件104速度,一定是相同的,因為兩次讀取測量的是同一個移動元件104。如此,可估算出移動元件104的準確速度。此實際的速度測量值,可接著被用來在移動元件104的實際移動,與感測器所報導的移動之間,建立一個相關性。在一實施例中,如果一校正後的感測器,例如來自線性軌道區段102的一感測器122或123,指出移動元件104以0.200m/sec的速度移動,則一預設的位置表可用在來自曲線軌道區段1000的第二感測器1008上,使來自第二感測器1008的讀取資料,被調節到符合0.200m/sec。感測器1008的校正,根據相配的速度,可接著在曲線軌道區段1000各處的每一個感測器1008上執行。
當移動元件104在接近感測器1008中央時,任何感測器1008通常都會讀取到相當準確的資料,因為在這個點,機器可讀媒體120的移動角度,幾乎與感測器1008對準。當分析複數感測器的輸出訊號時,這個事實可產生位置與/或速度的準確估算。速度可被使用,因為,雖然感測器1008設計的位置可為已知,但感測器1008的實際物理位置可能因為製造公差未能準確得知,而可能造成誤差。感測器1008係用來估算移動元件104的速度。
也可以有兩個裝置來減少速度測量上的干擾:將某些塊體(mass)連接到移動元件104,給予移動元件104某些物理惰性,並幫助移 動元件104保持不變的速度;並在測量值上應用一最佳化的數位濾波器(optimized digital filter)。
位置表可用來「線性化」來自軌道1000一曲線區段之感測器1008的輸出資訊。每一個感測器1008皆可有為其定義的一位置表。每一個位置表可包括一組規則排列(ordered)的數值對(value pair)(r,p),其中,「r」是感測器提供的讀取資訊,而「p」則是移動元件104沿著導軌,相對於感測器1008的實際位置。每一個位置表中數值範圍的定義,使其包含整個可用的移動範圍,其中,機器可讀媒體120可由感測器1008讀取。移動元件104沿著曲線軌道區段1000的導軌1002或1004與感測器1008的相對位置,可經由簡單插入位置表來計算。移動元件104在曲線軌道區段1000上的絕對位置,可接著由增加感測器1008校正過的位置來決定。
由於曲線軌道區段1000可能沒有一共同的線性參照標準,感測器1008可在與導軌不同的彎曲角度上。如此,當移動元件104移動通過曲線軌道區段1000時,移動元件104上的線性條狀機器可讀媒體120可改變角度;這可提供非線性的讀取資料,且某些製造公差可在二維空間發生。因此,生編碼值(raw encoder value)可解析為線性測量單位,例如,線性微米。
感測器1008產生一數值,指示沿著機器可讀媒體120的一距離。由於曲線軌道區段1000的彎曲,因此感測器1008所讀取的距離,以及移動元件104所移動通過的「沿著導軌的距離」,兩者之間的轉移是非無效的(non-trivial)。位置表上的數值係用來透過執行一位置表查詢,以及將之線性插入位置表中兩個鄰近點之間,以解析移動元件104的位置。
在某些實施例中,位置表可用來將一線性條狀機器可讀媒體120上的一系列區域邊界,轉換為沿著曲線軌道區段1000的一相對應線性距離。接著,當線性條狀機器可讀媒體120在區域邊界時,所接收的生資料可轉為一線性近似值(approximation)。此近似值可接著透過位置表被轉移為移動元件104沿著曲線軌道區段1000的線性測量值。
在一特定實施例中,一線性條狀機器可讀媒體120可被分隔為一數量的區域。這些區域可為4mm寬,且有一144mm的線性條狀機器 可讀媒體120,最多可分為36個區域。在某些實施例中,可在曲線軌道區段1000較緊密的部分有較少的可用區域。每一個4mm寬的區域邊界皆有一虛擬(theoretical)位置表;在此實施例中,位置表上有36個數字。該位置表將36個區域邊界轉換為一相對應的微米線性測量值。在此實施例中,移動元件104的中心沿著曲線軌道區段1000第二導軌1004表面移動的距離,由位置表上的數值定義。如此,該位置表將4mm寬的區域越界轉換成沿著彎曲移動、以微米計算的距離。在某些實施例中,該虛擬位置表可經由例如3D CAD的模擬軟體虛擬產生。在此模擬中,一移動元件104放置的位置,可在線性條狀機器可讀媒體120之內,在線性條狀機器可讀媒體120大致位於一特定4mm區域之一邊界上的區域。接下來是判定移動元件104的中心必須沿著第二導軌1004表面移動的距離。可估算出一數值,代表曲線軌道區段1000上托盤的此一線性位置。任何適當的近似值皆可使用;例如,一線性近似值、一最佳似合曲線(best fit curve)、間隔較密集的資料點、或類似近似值。此測量工作可為36個區域邊界的每一個,在每一個感測器上重複執行。有了所有這些測量,即可為曲線軌道區段1000上的每一個感測器產生一虛擬位置表。在另一個實施例中,虛擬模擬可以物理實驗進行。因為位置表可為虛擬,因此與實際的曲線軌道區段1000可能會有公差差異。以上所述的校正程序,根據相配的速度,可接著被用來為位置表上的數值提供更準確的近似值。之後,區域邊界可被準確轉換成沿著彎曲移動的距離。
本發明的一項預期優點,是在軌道102的直線區段以及軌道1000的曲線區段上,移動元件104的位置是一致的。在一實施例中,如果一曲線區段1000與一直線區段102皆為1000.000mm長,則一移動元件104沿著其中一種軌道區段的解析位置,在對線性馬達輸送機系統100進行教授、程式化、以及配置時,可看似相同。此非線性位置資訊係沿著第二導軌1004(或第一導軌1002的頂點),從軌道1000曲線區段的感測器1008解析至移動元件104的中心。由於移動元件104的中心被用來解析軌道直線區段102上的位置資訊,因此將之解析到此地區,可允許這些位置在軌道102的直線區段與直線區段的曲線區段都是一致的。在其他實施例中,位置 資訊可沿著馬達單元712的表面,從軌道1000曲線區段的感測器1008解析至移動元件104的中心。移動元件上任何適當的參照標準都可使用;例如,移動元件的左側或右側,或類似部分。此外沿著曲線軌道區段1000的任何適當參照標準都可使用;例如,第一導軌1002的頂點或底部、馬達單元714的表面、或類似部分。這些讀取與測量的參照點可依需要調整。
曲線軌道區段1000可有一額外的增加(gain)或「增量」(boost),施加在控制環(control loop)的輸出(output)上,以增加或減少線圈電流;例如用來適應整個曲線軌道區段1000磁耦合上的變異。在一特定實施例中,磁間隙可為移動元件104的磁鐵以及曲線軌道區段1000之間的距離。當移動元件104移動通過曲線軌道區段1000時,磁間隙可增加,直到磁間隙可能在彎曲頂部達到最大。同樣的,移動元件104與曲線疊片組708的磁耦合,可能在曲線軌道區段1000的頂部為最低。磁間隙通常與曲線軌道區段100的半徑有關。在半徑持續改變的一彎曲中,磁間隙也可能持續改變。由於磁間隙增加,在移動元件104接近並移動通過曲線軌道區段1000的頂部時,可增量馬達線圈714的電流,使更多推力施加在移動元件104上。在某些實施例中,此增量可為梯型增量(trapezoidal boost),在移動元件104進入曲線軌道區段1000時,此梯型增量可以單位增益(unity gain)的一比例因子(scale factor)為始。此增量可在移動元件104移動通過曲線軌道區段1000時增加,使得在移動元件104抵達曲線軌道區段1000的頂部時,該增量可達到大約二的一比例因子。該增量可接著減少,使得移動元件104離開曲線軌道區段1000時,該增量再次達到單位增益的一比例因子。任何適當的比例因子可用在該增量上,使得移動元件104與疊片組之間的磁間隙適當地減少。
圖14顯示根據一實施例,製造一動力曲線軌道區段700的一方法1400流程圖。在步驟1402,一曲線疊片部分702形成一適當形狀。在圖7的實施例中,曲線疊片部分702具有一U字型,使得其形成一180o的轉彎。在某些實施例中,曲線疊片部分702可由複數片的疊片形成。在另外的實施例中,曲線疊片部分702的形狀可有一正弦曲線的角速度軌道輪廓。在其他實施例中,曲線疊片部分702的形狀可有至少一區域具有迴 旋曲線輪廓1010,以及半徑固定的一區域1012。在其他實施例中,曲線疊片部分702的末端可有一線性部分1014。在此實施例中,曲線疊片部分702有一180o的轉彎;然而,該轉彎可以是例如45°、90°、或類似角度的轉彎。曲線疊片部分702的形狀,也可形成內部(凹面)彎曲、立體彎曲、或類似的彎曲。
在步驟1404,切孔組1(706a)係切割自曲線疊片部分702的外部邊緣。這些切孔可用一適當方法切割;例如,壓切、雷射切割、水工切割、或類似方式。在圖7的實施例中,一切孔組706包含八個切孔704;然而,一切孔組可包含任何適當數量的切孔。切孔704有相對於曲線疊片部分702外部邊緣的一預設角度。一切孔組706的所有切孔704都有同樣的角度。切孔組1(706a)的每一個切孔704可有一不同的深度。此深度會取決於切孔與曲線疊片部分702外部邊緣的相對角度,因為切孔704需要有足夠的深度,以使馬達單元712可被部分或完全插入切孔704。在一實施例中,切孔704的深度可由以下步驟決定:切孔組1(706a)最左邊的切孔704,以及切孔組2(706b)最右邊的切孔704,切割深度與軌道一直線區段102的深度一樣;且在最左邊與最右邊切孔704之間的切孔704切割較深,以允許馬達單元712直接插入,其中,由於軌道區段700的曲線輪廓,最內部的切孔704可切割最深。
在步驟1406,切孔組2(706b)係切割自曲線疊片部分702的外部邊緣。切孔組2(706b)的切孔704有與切孔組1(706a)一樣,相對於曲線疊片部分702外部邊緣的一預設角度。同樣的,切孔組2(706b)的每一個切孔704可有一不同的深度。切孔組2(706b)可與切孔組1(706a)可以一預設間隔分隔開來。該預設間隔可為一足夠距離,以允許另一個切孔組706可在切孔組1(706a)與切孔組2(706b)之間被切割出。這可允許馬達單元712彼此交錯。
在某些實施例中,這些切孔組可形成不同的預設角度,而馬達單元可以彼此交錯的方式,或是個別分開而鄰近的方式,插入這些切孔組。在其他實施例中,這些切孔組可為鄰近,且可設置以接收分開或彼此交錯的馬達單元。
在步驟1408,決定是否有還有切孔組706要切割自曲線疊片部分702的外部邊緣。在一特定實施例中,若曲線疊片部分702的外部邊緣,有區域沒有切割出切孔704,則還有切孔組706要切割。
如果還有切孔組706要切割,則在步驟1404切割一新的切孔組1(706a)。在一特定實施例中,此一新切孔組1(706a)可位於先前切割的切孔組1(706a)與切孔組2(706b)之間。接著在步驟1406,從先前切割的切孔組1(706a)或切孔組2(706b)的側面,切割出一新的切孔組2(706b)。
如果沒有還需要切割的切孔組706,在步驟1410,決定是否還有曲線疊片部分702需要形成。在一特定實施例中,如果已經形成的曲線疊片部分702,其總高度為一預設高度,則還需要形成曲線疊片部分702。在某些實施例中,該預設高度可等於或大於馬達單元712的高度。
如果還有曲線疊片部分702需要形成,則在步驟1402形成一曲線疊片部分702。此一新曲線疊片部分702會有大致相同的形狀,且切割出與先前形成之曲線疊片部分702相同的切孔組。
如果沒有還需要形成的曲線疊片部分702,則在步驟1412,將曲線疊片部分702堆疊成一曲線疊片組708。曲線疊片部分702係使用一適當的黏結劑、環氧樹脂、或類似黏著劑彼此連接,以形成曲線疊片組708。
在步驟1414,馬達單元712係直接插入切孔組706,使得馬達單元712的側面被插入一對切孔組706(切孔組1(706a)與切孔組2(706b))。
圖15顯示根據一實施例,將感測器布置在一曲線軌道區段的一方法1500流程圖。在步驟1502,決定移動元件104延伸部分118的長度與寬度。在某些實施例,此延伸部分118可與移動元件104有大致相同的寬度。
在步驟1504,以延伸部分118的寬度做為指引,決定感測器1008在曲線軌道區段1000上的最初布置。該延伸部分118可設定成在移動元件104移動通過曲線軌道區段1000時,於感測器上方有一預設的感測器覆蓋範圍。在一特定實施例中,此預設的感測器覆蓋範圍使得該延伸部 分118在一特定時間覆蓋至少兩個感測器1008。在此實施例中,兩個感測器1008之間的間隔應該小於延伸部分118的長度。在某些實施例中,可有兩排偏置的感測器1008b。在這些實施例中,延伸部分118可在一特定時間覆蓋來自兩排感測器中的兩個感測器1008。在其他實施例中,該預設的感測器覆蓋範圍,可設置成使得兩個感測器1008有足夠的重複區域,以從一感測器1008交接到另一個感測器1008。
在步驟1506,使一延伸部分118通過位於最初感測器布置中的感測器1008上方,以測試最初布置。步驟1508決定該測試是否已達到預設的感測器覆蓋範圍;例如,在移動元件104移動通過曲線軌道區段1000時,延伸部分118是否在適當時間內覆蓋至少兩個感測器1008。在某些實施例中,此測試可虛擬完成,例如,利用3D CAD模擬。
在步驟1510,假如該測試有達到預設的感測器覆蓋範圍,則將該感測器1008安裝在曲線軌道區段1000上。在步驟1512,若該測試沒有達到預設的感測器覆蓋範圍,則調整感測器1008的布置。在一實施例中,若延伸部分118在軌道上的某一點只覆蓋一個感測器1008,則縮短感測器1008的間隔,以確保延伸部分118可覆蓋兩個感測器1008。其他的感測器1008也可據此移動。也可依需要增加或移除感測器1008。接著,在步驟1506測試新的感測器1008布置。在其他實施例中,該預設的感測器覆蓋範圍,可設置成使得兩個感測器1008有足夠的重複區域,以從一感測器1008交接到另一個感測器1008。
圖16顯示根據一實施例,將一曲線軌道區段上的感測器線性化的一方法1600流程圖。在步驟1602,配置第一感測器1008在曲線軌道區段100上的位置,使得移動元件104的延伸部分118可同時相交第一感測器1008與軌道一鄰近直線區段102上的最後感測器122或123。延伸部分與感測器1008及122或123相交的區域,可稱為「重疊區域」。
在步驟1604,使有延伸部分118的一移動元件104通過該重疊區域。當該移動元件在該重疊區域內時,直線區段102上的最後感測器122或123,以及曲線軌道區段1000上的第一感測器1008,同時讀取一移動元件104的速度。在步驟1606,判定感測器1008、122、123的讀取差異。
在步驟1608,讀取差異被用來調整曲線軌道區段1000上第一感測器1008的感測器讀取。在調整曲線軌道區段1000上第一感測器1008的讀取時,可使用一預設的位置表。在一實施例中,直線區段102最後一個感測器122或123指示移動元件104正以0.200m/sec的速度移動,可將一預設的位置表用在曲線軌道區段1000上的第一感測器1008,使得來自曲線軌道區段1000上第一感測器1008的讀取,可調整到符合此0.200m/sec的速度。
在步驟1610,步驟1608決定的位置調整,可用來調整整個曲線軌道區段1000的其他感測器1008。同樣的,一預設的位置表可用來調整曲線軌道區段1000上其他感測器1008的讀取。
圖17顯示根據一實施例,減少一曲線軌道區段上之磁間隙的一方法1700流程圖。在移動元件104移動通過曲線軌道區段1000時,磁間隙可能會增加。該磁間隙是移動元件104的磁鐵與曲線軌道區段1000之間的距離。在移動元件104移動通過曲線軌道區段1000時,該磁間隙可持續增加,直到其可能在曲線軌道區段1000的頂點達到最大。一磁間隙可有不良影響,因為其可減少移動元件104與曲線疊片組708的磁耦合。
在步驟1702,決定磁間隙的大小。
由於這個間隙,當移動元件104接近並移動通過磁間隙最大的區域時,可施加一電流增量到馬達線圈714上,造成更多推力被施加在移動元件104上。此一電流增量以及所造成的推力,可增加移動元件114與曲線軌道區段1000之間的磁場強度,而減少該磁間隙。增量可依適當的電流比例因子施加,例如,1.5倍、2.0倍、或類似倍數。在步驟1704,決定適當的增量比例因子。適當的比例因子可至少部分克服磁間隙最大區域的磁間隙。
在步驟1706,區域控制器602係設置以在移動元件位於磁間隙最大區域時,通常是在移動元件104位於曲線軌道區段1000的頂點時,施加在步驟1704所決定的比例因子。區域控制器602也設置以在移動元件104位於曲線軌道區段1004的其中一末端時,提供最小的增量,或不提供增量。在曲線軌道區段1000的兩末端與頂點之間,區域控制器602可設置 以從曲線軌道區段1000末端的最小增量,進行一梯度逐漸增量(gradual gradient of boost),或一梯度分階增量(stepped gradient of boost),直到在曲線軌道區段1000頂點達到最大增量。
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,熟知的結構與電路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,硬體線路,韌體,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(也可稱為一電腦可讀媒體,一處理器可讀媒體,或內含一電腦可讀程式碼的一電腦可用媒體)。該機器可讀媒體可以是任何適當的,有實體的,非短暫性媒體,包括磁性、光學、或電子儲存媒體(包括一磁盤、光碟唯讀記憶體、依電性或非依電性v的記憶體裝置、或類似的儲存機構)。該機器可讀媒體可包括好幾組指令,代碼序列、配置資訊、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 (10)

  1. 一種線性馬達系統的一曲線軌道區段,其具有:具有一預設彎曲形狀的一曲線軌道部分;在該曲線軌道部分一外部邊緣構成的一第一切孔組,其中,該第一切孔組與該曲線軌道部分外部邊緣之間的相對角度為一預設角度;在該曲線軌道部分外部邊緣構成的一第二切孔組,其中,該第二切孔組與該曲線軌道部分外部邊緣之間的相對角度為一第二預設角度;以及插入第一與第二切孔組的馬達單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之曲線軌道區段,其中,第一與第二切孔組可以各自包括成對的切孔組,且這些成對的切孔組彼此交錯。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之曲線軌道區段,其中,該曲線軌道部分以及第一與第二切孔組係設置成可為該曲線軌道區段上的移動元件提供一正弦曲線的角速度面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之曲線軌道區段,其中,該曲線軌道部分有至少一區域具有一迴旋曲線面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之曲線軌道區段,其中,每一個切孔組當中的切孔,可以有不同的切孔深度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之曲線軌道區段,其中,該切孔的深度可以取決於該切孔與該曲線軌道部分外部邊緣的相對角度。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之曲線軌道區段,其中,第一切孔組一末端上的切孔深度,以及第一切孔組另一末端上的切孔深度,與該線性馬達系統一直線區段的深度大約相同,而中間部分的切孔則較深。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之曲線軌道區段,另外包括設置在該曲線軌道區段上的複數感測器,其中,這些感測器的排列方向與移動方向垂直。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之曲線軌道區段,其中,該些複數感測器中的一第一感測器的校準,可根據在該曲線軌道區段前一個直線軌道部分上最後一個感測器的校準。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之曲線軌道區段,另外包括一控制器,配置以在一移動元件接近該曲線軌道區段的一頂點時,提供一增量到一被選擇的馬達單元。
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