WO2012172657A1 - 搬送システム - Google Patents

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WO2012172657A1
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mover
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primary coil
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浩二 原
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株式会社安川電機
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06—Linear motors
    • H02P25/062—Linear motors of the induction type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic

Definitions

  • the embodiment of the disclosure relates to a transport system that transports an object to be transported using a linear induction motor as a drive source.
  • a plurality of primary coils are installed along the conveyance path, a secondary conductor is provided on a moving body that is movably installed on the conveyance path so as to face the primary coil, and power is supplied to the primary coil by supplying power to the primary coil.
  • a conveyance system using a linear induction motor as a drive source is known in which a moving body is caused to travel by sequentially applying thrust to a secondary conductor.
  • an inverter is installed corresponding to each of a plurality of primary side coils, and one that controls power feeding to each coil by a control command from a central control device has been proposed (for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a transport system that can perform highly accurate positioning with a simple configuration.
  • a stator including a plurality of primary coils disposed along a conveyance path, and a movably provided along the conveyance path,
  • a linear induction motor including a mover including a secondary conductor facing the primary coil, and at least one primary coil disposed in an area where positioning on the conveyance path is required.
  • a first inverter that performs vector control with a sensor, and a first inverter that performs V / F control and is provided corresponding to at least one primary coil disposed in an area where positioning on the conveyance path is unnecessary.
  • a transport system having two inverters and a controller that outputs a speed command to the first inverter and the second inverter to control power feeding to the primary coil is applied.
  • FIG. 4 is a conceptual side view of a positioning station and a speed control station for explaining switching of control of each station by a photosensor detection signal, and a diagram showing an on / off section of each photosensor. It is a parameter curve showing the slip characteristic which obtains the maximum thrust according to the speed of a mover. It is an approximate curve showing the correlation between the speed of the mover and the slip to obtain the maximum thrust. It is a system block diagram showing schematic structure of the conveyance system in the modification which provides one inverter corresponding to a some primary side coil. It is a figure showing the variation of the shape of a conveyance path.
  • the transport system 1 of this embodiment is a transport system for transporting an object (not shown) using a linear induction motor as a drive source.
  • the conveyance system 1 includes a stator 4 having a plurality of primary side coils 3 disposed along a substantially linear conveyance path 2, a movably provided along the conveyance path 2, and the primary side coil 3. And a linear induction motor provided with a mover 5 provided with a secondary side conductor (not shown) opposite to each other.
  • the transport system 1 includes a first inverter 6 (described as “INV1” in FIG. 1) provided corresponding to the primary coil 3 disposed in an area where positioning on the transport path 2 is necessary, A second inverter 7 (referred to as “INV2” in FIG. 1) provided corresponding to the primary coil 3 disposed in an area where positioning on the path 2 is unnecessary, a first inverter 6 and a second inverter 7 And a controller 8 for controlling the power supply to the primary coil 3 by outputting a speed command.
  • Each of the first inverter 6 and the second inverter 7 is provided for each primary coil 3 so that the primary coil 3 is controlled by one inverter.
  • the first inverter 6 and the second inverter 7 are connected to each other so that information can be transmitted and received between the controller 8 and between the inverters.
  • the combination of each of the inverters 6, 7 and the corresponding primary coil 3 is “station”
  • the combination of the first inverter 6 and the corresponding primary coil 3 is “positioning station”
  • the corresponding primary coil 3 is referred to as a “speed control station”.
  • the transport system 1 has positioning stations at a total of three positions, two at both ends of the transport path 2 and one at the middle.
  • the position and number of positioning stations are not limited to this. It can be changed according to the specifications.
  • An optical or magnetic detector 11 is disposed in an area where positioning on the transport path 2 is necessary, that is, in the vicinity of the primary coil 3 of the positioning station.
  • the detector 11 optically or magnetically detects the scale 12 provided on the mover 5.
  • a signal processing circuit (not shown) generates position data of the pulse signal, and outputs this pulse signal to the first inverter 6 and the controller 8.
  • the first inverter 6 converts this pulse signal into a speed by a difference calculation or the like in a control circuit unit 64 described later, and takes it into a speed loop as a feedback speed.
  • the controller 8 takes this pulse signal into the position loop as a feedback position.
  • the form of the position data output from the signal processing circuit is not limited to the pulse signal, and there are various forms such as serial data and an analog sine wave.
  • the pulse signal will be described as an example.
  • two photosensors 13 for switching control of each station are provided on both ends in the transport direction of each primary coil 3 in the positioning station and the speed control station. Each photosensor 13 detects the presence or absence of the mover 5 and outputs a detection signal to the corresponding inverters 6 and 7.
  • the detector 11 corresponds to an example of a first sensor described in the claims, and the photosensor 13 corresponds to an example of a second sensor.
  • the first inverter 6 includes a converter unit 61 that converts AC power supplied from the AC power supply 14 into DC power, a smoothing circuit unit 62 that smoothes the converted DC power, and a control circuit.
  • An inverter unit 63 that converts DC power into AC power of a predetermined frequency based on a speed command from the unit 64 and supplies the AC power to the primary coil 3 of the positioning station; a control circuit unit 64 that mainly controls the inverter unit 63; And a storage unit 65 composed of a memory or the like.
  • the control circuit unit 64 converts the pulse signal from the detector 11 into a speed by a difference calculation or the like, takes it into a speed loop as a feedback speed, performs a vector calculation based on the deviation between the speed command from the controller 8 and the feedback speed, For example, a PWM (Pulse Width Modulation) signal is output to the inverter unit 63. In this way, a speed loop is formed, and the first inverter 6 performs vector control with a sensor using the feedback speed.
  • the controller 8 inputs the pulse signal from the detector 11 as a feedback position, and outputs a speed command to the control circuit unit 64 of the first inverter 6 based on the deviation between the position command and the feedback position. In this way, a position loop is formed and position control of the mover 5 is executed.
  • the second inverter 7 includes a converter unit 71 that converts AC power supplied from the AC power supply 14 into DC power, a smoothing circuit unit 72 that smoothes the converted DC power, and a control circuit.
  • An inverter unit 73 that converts DC power into AC power of a predetermined frequency based on a speed command from the unit 74 and supplies the AC power to the primary coil 3 of the speed control station; and a control circuit unit 74 that mainly controls the inverter unit 73; And a storage unit 75 composed of a memory or the like.
  • the control circuit unit 74 performs an operation so that the ratio between the output voltage and the output frequency is substantially constant, and outputs a speed command to the inverter unit 73. In this way, the second inverter 7 performs V / F (Voltage / Frequency) control and controls the speed of the mover 5.
  • V / F Voltage / Frequency
  • the mover 5 on which the object is transported starts to accelerate in the right direction from the position on the positioning station at the left end of FIG.
  • the mover 5 normally has a constant speed on the positioning station, and shifts to the control of the speed control station adjacent to the right.
  • control is performed by V / F control by the second inverter 7.
  • the control becomes vector control with a sensor by the first inverter 6, and a predetermined position set in advance in the controller 8. It is positioned with high accuracy.
  • the control circuit unit 64 of the first inverter 6 and the control circuit unit 74 of the second inverter 7 both receive the detection signal from the photosensor 13 and switch the control of each station based on the detection signal. This will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 shows an example in which control is switched from the positioning station to the speed control station.
  • each photosensor 13 is disposed at a distance L1 from the end of the primary coil 3, and the interval L2 between the photosensors 13 and 13 is a mover. 5 is smaller than the conveying direction length L3 of the secondary side conductor (having the same size as the mover 5; the same shall apply hereinafter).
  • the distance L1 is substantially equal to the length of one pole of the primary coil 3 so that the secondary conductor can face at least one pole of the primary coil 3 when the photosensor 13 detects the mover 5. It has become.
  • each primary coil 3 has an interval L4 so that the secondary conductor of the mover 5 can face at least one of the poles of the adjacent primary coil 3.
  • the distance L4 is smaller than the length obtained by subtracting twice L3 from L1.
  • the photosensors 13 are sequentially arranged from the upstream side (left side in FIG. 4) to the downstream side (right side in FIG. 4) in the transport direction of the movable element 5 (the direction of the arrow 15 in FIG. 4).
  • PS1, PS2, PS3, and PS4 are denoted by PS1, PS2, PS3, and PS4.
  • the state in which the mover 5 is not located in the drive region of any station can be eliminated.
  • the photosensor PS2 is turned off, and the first inverter 6 stops supplying power to the primary coil 3.
  • the subsequent control at the speed control station is the same as described above, and when the movable element 5 reaches the photosensor PS4, both the photosensors PS3 and PS4 are turned on (section T6 in FIG. 4D). .
  • the photosensor PS3 is turned off and only PS4 is turned on (section T7 in FIG. 4D).
  • the movable element 5 in this state is indicated by a one-dot chain line in FIG. In this way, the control is switched from the positioning station to the speed control station.
  • the area which united area T1, T2, T3 is an area electrically fed to the primary side coil 3 by the 1st inverter 6,
  • mover 5 moves during this is the area
  • speed command correction performed by the control circuit 74 of the second inverter 7 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the position and speed are controlled using feedback by the controller 8 and the first inverter 6, so that the mover 5 moves at a speed following the speed command from the controller 8.
  • the speed control station the actual speed of the mover 5 is lower than the speed command by a slip inherent to the induction motor. For this reason, when the mover 5 moves from the positioning station to the speed control station, speed fluctuation occurs.
  • the storage unit 75 of the second inverter 7 uses the slip characteristics (an example is shown in FIG. 5) that obtains the maximum thrust according to the speed of the mover, and the speed of the mover 5.
  • An approximate curve (an example is shown in FIG. 6) representing the correlation with the slip for obtaining the maximum thrust is stored as a parameter.
  • the control circuit 74 of the second inverter 7 stores the slip that can obtain the maximum thrust by the speed command from the controller 8 when the mover 5 moves from the positioning station to the speed control station.
  • the speed command from the controller 8 is corrected by specifying the parameter based on the above parameters and dividing the speed command by the specified slip to obtain a speed command inside the inverter.
  • the control circuit unit 74 outputs the corrected speed command to the inverter unit 73 and supplies power to the primary coil 3. Thereby, the speed in the speed control station can be increased, and the speed fluctuation of the mover 5 when moving across the positioning station and the speed control station can be minimized.
  • parameters stored in the storage unit 75 correspond to an example of correlation information between the speed of the mover and the slip to obtain the maximum thrust described in the claims.
  • the second inverter 7 performs V / F control based on the speed command from the controller 8 in an area where positioning on the transport path 2 is unnecessary.
  • the first inverter 6 performs vector control with the sensor using the feedback speed based on the detection signal (feedback position) from the detector 11, and the controller 8 detects it.
  • the feedback position from the device 11 is input, and a speed command based on the feedback position is output to the first inverter 6 to perform position control.
  • speed control of the mover 5 is performed in an area where positioning is not necessary, and high-accuracy positioning corresponding to the resolution of the detector 11 can be performed in an area where positioning is necessary.
  • the first inverter 6 that performs relatively advanced control is provided only in an area that requires positioning on the transport path 2, and relatively low control is performed in other areas that do not require positioning.
  • a second inverter 7 is provided.
  • the primary side coil 3 is arranged with an interval L4 so that the secondary side conductor of the mover 5 can face at least one of the adjacent primary side coils 3.
  • the mover 5 stops at a position where the mover 5 does not face the photosensor 13 of any primary coil 3 due to an emergency stop or the like, and the mover 5 becomes inoperable.
  • the first inverter 6 and the second inverter 7 directly input the detection signals of the two photosensors 13 disposed on both ends of the primary side coil 3 in the transport direction, and at least one of the photosensors.
  • the sensor 13 detects the mover 5
  • power is supplied to the primary coil 3
  • both the photosensors 13 do not detect the mover 5
  • power supply to the primary coil 3 is stopped.
  • power can be reliably supplied to the primary coil 3 in which the mover 5 exists in the drive region, and power supply is stopped to the primary coil 3 in which the mover 5 is not in the drive region, thereby preventing unnecessary power consumption. it can.
  • the first inverter 6 and the second inverter 7 directly take in the detection signal of the photosensor 13, a delay in power feeding can be suppressed to the minimum with respect to the mover 5 that moves at high speed.
  • the drive area of each station can be widened compared to the case where only one is provided, and one side in the transport direction is also provided. Similarly, a wide driving area can be obtained for movement from either the side or the other side. As a result, the arrangement interval of the primary side coils 3 can be widened.
  • the detector 11 disposed in an area where positioning on the transport path 2 needs to detect the scale 12 provided on the movable element 5 to generate a pulse signal.
  • the scale 12 on the movable element 5 side in this way, the cable wiring and the flexible cable holding member required when the detector 11 is provided on the movable element 5 side become unnecessary, and the configuration is further simplified. This makes it easy to transport the object to be transported over a long distance.
  • each inverter 6, 7 is provided for each primary coil 3.
  • the power supply may be performed to the plurality of primary coils 3 with one inverter.
  • one of the second inverters 7 is provided corresponding to a plurality (three in this example) of primary coils 3 disposed in an area where positioning on the conveyance path 2 is unnecessary.
  • a combination of the second inverter 7 and a plurality of corresponding primary coils 3 is a “speed control station”.
  • a curved shape may be used as shown in FIG. 8A, or a cross shape or the like in which a plurality of conveyance paths 2 intersect as shown in FIG. 8B.
  • the speed command is corrected based on the parameters stored in the storage unit 75 of the second inverter 7, but the present invention is not limited to this, and the parameters are stored in the storage unit of the controller 8.
  • the second inverter 7 may acquire parameters from the storage unit of the controller 8 as necessary to correct the speed command.
  • the parameter may be stored in the storage unit 65 of the first inverter 6 so that the second inverter 7 acquires the parameter from the first inverter 6 and corrects the speed command.
  • the speed command may be corrected not by the second inverter 7 but by the controller 8, and the corrected speed command may be output from the controller 8 to the second inverter 7.
  • the controller 8 inputs the feedback position from the detector 11 and executes the position control of the mover 5.
  • the first inverter 6 inputs the feedback position from the detector 11 and has a sensor. Position control may be executed together with vector control.
  • the AC power supply 14 is used as the power supply for each of the inverters 6 and 7, but a DC power supply may be used. In this case, the converter units 61 and 71 of the inverters 6 and 7 are not necessary.
  • the detector 11 is provided in the transport path 2 and the scale 12 is provided in the movable element 5.
  • the detector 11 is conversely provided. May be provided on the mover 5 and the scale 12 may be provided on the transport path 2.
  • the detector 11 is used as the speed sensor and the position sensor of the mover 5 and the optical photosensor 13 is used as a sensor for detecting the presence or absence of the mover 5.
  • the present invention is not limited to this.
  • Other types of sensors such as a sound wave sensor, a capacitance sensor, a magnetic sensor, and an electromagnetic wave sensor may be used.

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Abstract

搬送路（２）に沿って配設された複数の一次側コイル（３）を備えた固定子（４）と、搬送路（２）に沿って移動自在に設けられた可動子（５）と、を備えたリニア誘導モータと、搬送路（２）上の位置決めが必要な領域に配設された一次側コイル（３）に対応して設けられ、センサ付きベクトル制御を行う第１インバータ（６）と、搬送路（２）上の位置決めが不要な領域に配設された一次側コイル（３）に対応して設けられ、Ｖ／Ｆ制御を行う第２インバータ（７）と、第１インバータ（６）及び第２インバータ（７）に対し速度指令を出力して一次側コイル（３）への給電を制御すると共に、第１インバータ（６）に対し検出器（１１）から入力したフィードバック位置に基づく速度指令を出力して位置制御を行うコントローラ（８）と、を用いて、高精度な位置決めを行うことで、被搬送物を精度良く搬送できるようにする。

Description

搬送システム
　開示の実施形態は、リニア誘導モータを駆動源として被搬送物を搬送する搬送システムに関する。
　搬送路に沿って複数の一次側コイルを設置し、搬送路上に移動自在に設置された移動体に一次側コイルと対向するように二次側導体を設け、一次側コイルへ給電することにより二次側導体に順次推力を与えて移動体を走行させる、リニア誘導モータを駆動源とした搬送システムが知られている。
　従来、このような搬送システムとして、複数の一次側コイルのそれぞれに対応してインバータを設置し、中央制御装置からの制御指令によって各コイルへの給電を制御するものが提唱されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７－３２７３０１号公報
　搬送システムでは、位置決めを高精度に行うことにより、被搬送物を精度良く搬送したいという一般的な技術課題がある。しかしながら、上記従来技術では、一次側コイルの具体的な制御、特に位置決め制御について何らの記載もなく、高精度な位置決めを行うことができないため、上記技術課題を解決できないという問題があった。
　本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、簡単な構成で高精度な位置決めができる搬送システムを提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、搬送路に沿って配設された複数の一次側コイルを備えた固定子と、前記搬送路に沿って移動自在に設けられ、前記一次側コイルと対向する二次側導体を備えた可動子と、を備えたリニア誘導モータと、前記搬送路上の位置決めが必要な領域に配設された少なくとも１つの前記一次側コイルに対応して設けられ、センサ付きベクトル制御を行う第１インバータと、前記搬送路上の位置決めが不要な領域に配設された少なくとも１つの前記一次側コイルに対応して設けられ、Ｖ／Ｆ制御を行う第２インバータと、前記第１インバータ及び前記第２インバータに対し速度指令を出力して前記一次側コイルへの給電を制御するコントローラと、を有する搬送システムが適用される。
　本発明のリニア誘導モータ制御システムによれば、簡単な構成で高精度な位置決めができる。
実施形態の搬送システムの概略構成を表すシステム構成図である。 第１インバータの機能構成を表すブロック図である。 第２インバータの機能構成を表すブロック図である。 フォトセンサ検出信号による各ステーションの制御の切替えを説明するための位置決めステーションと速度制御ステーションの概念的な側面図、及び、各フォトセンサのオン・オフ区間を表す図である。 可動子の速度に応じた最大推力を得るすべり特性を表すパラメータ曲線である。 可動子の速度と最大推力を得るすべりとの相関関係を表す近似曲線である。 複数の一次側コイルに対応して１台のインバータを設ける変形例における搬送システムの概略構成を表すシステム構成図である。 搬送路の形状のバリエーションを表す図である。
　以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
　図１に示すように、本実施形態の搬送システム１は、リニア誘導モータを駆動源として被搬送物（図示せず）を搬送するための搬送システムである。この搬送システム１は、略直線状の搬送路２に沿って配設された複数の一次側コイル３を備えた固定子４と、搬送路２に沿って移動自在に設けられ、一次側コイル３と対向する二次側導体（図示せず）を備えた可動子５とを備えたリニア誘導モータを有している。また、搬送システム１は、搬送路２上の位置決めが必要な領域に配設された一次側コイル３に対応して設けられた第１インバータ６（図１では「ＩＮＶ１」と記載）と、搬送路２上の位置決めが不要な領域に配設された一次側コイル３に対応して設けられた第２インバータ７（図１では「ＩＮＶ２」と記載）と、第１インバータ６及び第２インバータ７に対し速度指令を出力して一次側コイル３への給電を制御するコントローラ８とを有している。
　第１インバータ６及び第２インバータ７の各々は、一次側コイル３を１台のインバータで制御するように各一次側コイル３に対し１台ずつ設けられている。これら第１インバータ６及び第２インバータ７は、コントローラ８との間及び各インバータ相互間で情報の送受信が可能なように互いに接続されている。なお、以下では適宜、各インバータ６，７と対応する一次側コイル３との組み合わせを「ステーション」、第１インバータ６と対応する一次側コイル３との組み合わせを「位置決めステーション」、第２インバータ７と対応する一次側コイル３との組み合わせを「速度制御ステーション」と呼称する。図１に示す例では、搬送システム１は搬送路２の両端２箇所と中間１箇所の計３箇所に位置決めステーションを有しているが、これに限らず、位置決めステーションの位置及び数はシステムの仕様等に応じて変更可能である。
　搬送路２上の位置決めが必要な領域、すなわち位置決めステーションの一次側コイル３近傍には、光学式又は磁気式の検出器１１がそれぞれ配設されている。この検出器１１は、可動子５に設けられたスケール１２を光学的または磁気的に検出する。この検出信号に基づき、信号処理回路（図示省略）がパルス信号の位置データを生成し、このパルス信号を第１インバータ６とコントローラ８に出力する。第１インバータ６は、後述する制御回路部６４において、このパルス信号を差分演算等で速度に変換し、フィードバック速度として速度ループに取り込む。コントローラ８は、このパルス信号をフィードバック位置として位置ループに取り込む。なお、信号処理回路が出力する位置データの形態は、パルス信号に限らず、シリアルデータ、アナログ正弦波等種々の形態があるが、ここではパルス信号を例に説明する。また、位置決めステーション及び速度制御ステーションにおける各一次側コイル３の搬送方向両端側には、各ステーションの制御の切替えを行うための２つのフォトセンサ１３がそれぞれ設けられている。各フォトセンサ１３は、可動子５の有無を検出し、検出信号を対応するインバータ６，７に出力する。なお、検出器１１は、特許請求の範囲に記載の第１センサの一例に相当し、フォトセンサ１３は第２センサの一例に相当する。
　図２に示すように、第１インバータ６は、交流電源１４から供給された交流電力を直流電力に変換するコンバータ部６１と、変換された直流電力を平滑化する平滑回路部６２と、制御回路部６４からの速度指令に基づき直流電力を所定の周波数の交流電力に変換し、位置決めステーションの一次側コイル３に供給するインバータ部６３と、主としてインバータ部６３の制御を行う制御回路部６４と、メモリ等で構成される記憶部６５とを有している。
　制御回路部６４は、検出器１１からのパルス信号を差分演算等で速度に変換し、フィードバック速度として速度ループに取り込み、コントローラ８からの速度指令とフィードバック速度との偏差に基づきベクトル演算を行い、インバータ部６３に、例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力する。このようにして速度ループが組まれ、第１インバータ６はフィードバック速度を用いたセンサ付きベクトル制御を行う。一方、コントローラ８は、検出器１１からのパルス信号をフィードバック位置として入力し、位置指令とフィードバック位置との偏差に基づき、第１インバータ６の制御回路部６４に速度指令を出力する。このようにして位置ループが組まれ、可動子５の位置制御が実行される。
　図３に示すように、第２インバータ７は、交流電源１４から供給された交流電力を直流電力に変換するコンバータ部７１と、変換された直流電力を平滑化する平滑回路部７２と、制御回路部７４からの速度指令に基づき直流電力を所定の周波数の交流電力に変換し、速度制御ステーションの一次側コイル３に供給するインバータ部７３と、主としてインバータ部７３の制御を行う制御回路部７４と、メモリ等で構成される記憶部７５とを有している。
　制御回路部７４は、出力電圧と出力周波数との比率がほぼ一定となるように演算を行い、インバータ部７３に速度指令を出力する。このようにして、第２インバータ７はＶ／Ｆ（Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）制御を行い、可動子５の速度を制御する。
　以上のような構成の搬送システム１においては、被搬送物を載せた可動子５は、図１左端の位置決めステーション上の位置から右方向に加速を開始する。可動子５は、通常、位置決めステーション上で定速となり、右に隣接する速度制御ステーションの制御に移行する。移行後は、第２インバータ７によるＶ／Ｆ制御により制御される。一又は複数の速度制御ステーション上を定速で移動し、右方にある位置決めステーションに差し掛かると、制御は第１インバータ６によるセンサ付きベクトル制御となり、コントローラ８内に予め設定された所定の位置に高精度に位置決めされる。
　次に、位置決めステーションと速度制御ステーションの制御の切替えについて説明する。第１インバータ６の制御回路部６４及び第２インバータ７の制御回路部７４は、いずれもフォトセンサ１３からの検出信号を入力し、当該検出信号に基づいて各ステーションの制御の切替えを行う。この詳細について図４を用いて説明する。図４は、位置決めステーションから速度制御ステーションへ制御を切り替える場合を一例として示している。
　図４（ａ）に示すように、位置決めステーションの第１インバータ６及び速度制御ステーションの第２インバータ７には、対応する一次側コイル３の搬送方向両端側に配設された２つのフォトセンサ１３がそれぞれ接続されており、各インバータ６，７にはフォトセンサ１３の検出信号が直接入力される。各インバータ６，７は、可動子５が運転領域に入る前に予めコントローラ８より速度指令及び駆動方向を入力し、ベースブロック状態にて待機する。そして、２つのフォトセンサ１３のうちの少なくとも一方が可動子５を検出した場合には（センサＯＮ）、各インバータ６，７は対応する一次側コイル３への給電を行い、両方のフォトセンサ１３が可動子５を検出しない場合には（センサＯＦＦ）、各インバータ６，７は対応する一次側コイル３への給電を停止する。
　具体的には、図４（ａ）に示すように、各フォトセンサ１３は一次側コイル３の端部から距離Ｌ１の位置に配設されており、フォトセンサ１３，１３の間隔Ｌ２は可動子５の二次側導体（可動子５と等しい大きさを有するものとする。以下同様。）の搬送方向長さＬ３より小さくなっている。距離Ｌ１は一次側コイル３の１極分の長さと略等しくなっており、フォトセンサ１３が可動子５を検出した際に二次側導体が一次側コイル３の少なくとも１極分と対向できるようになっている。また図４（ｂ）に示すように、各一次側コイル３は、可動子５の二次側導体が隣り合う一次側コイル３の少なくともいずれか一方の１極分と対向できるように、間隔Ｌ４を空けて配置されており、この間隔Ｌ４は、Ｌ３からＬ１の２倍を減じた長さよりも小さくなっている。
　次に、位置決めステーションから速度制御ステーションへの制御の切替えの詳細を説明する。なお、ここでは説明の便宜のため、可動子５の搬送方向（図４中矢印１５の方向）上流側（図４中左側）から下流側（図４中右側）へ向けて順番にフォトセンサ１３の符号をＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３，ＰＳ４とする。
　図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すように、可動子５が位置決めステーションの一次側コイル３の領域に移動してフォトセンサＰＳ１と対向する位置に到達すると、フォトセンサＰＳ１がＯＮとなり、第１インバータ６は一次側コイル３への給電を開始する（図４（ｃ）中Ｔ１の区間）。次に、可動子５がフォトセンサＰＳ２上に到達すると、フォトセンサＰＳ２がＯＮとなる。このとき、上述したようにフォトセンサ１３，１３の間隔Ｌ２が可動子５の長さＬ３よりも小さいため、フォトセンサＰＳ１，ＰＳ２の両方がＯＮの状態となる（図４（ｃ）中Ｔ２の区間）。そして、可動子５がフォトセンサＰＳ１と対向しなくなると、フォトセンサＰＳ１がＯＦＦとなり、ＰＳ２のみがＯＮの状態となる（図４（ｃ）中Ｔ３の区間）。この状態の可動子５を図４（ａ）中に一点鎖線で示す。
　その後、図４（ｂ）及び図４（ｄ）に示すように、可動子５が隣の速度制御ステーションの一次側コイル３の領域に移動してフォトセンサＰＳ３と対向する位置に到達すると、フォトセンサＰＳ３がＯＮとなり、第２インバータ７は一次側コイル３への給電を開始する（図４（ｄ）中Ｔ４の区間）。このとき、上述したように一次側コイル３同士の間隔Ｌ４はＬ３からＬ１の２倍を減じた長さよりも小さくなっており、言い換えればフォトセンサＰＳ２，ＰＳ３の間隔が可動子５の長さＬ３よりも小さくなっているため、フォトセンサＰＳ２，ＰＳ３の両方がＯＮの状態となる（図４（ｃ）中Ｔ５の区間）。図４（ｂ）に示す状態はこの状態である。これにより、可動子５がいずれのステーションの駆動領域にも位置しない状態をなくすことができる。そして、さらに可動子５が移動し可動子５がフォトセンサＰＳ２と対向しなくなると、フォトセンサＰＳ２がＯＦＦとなり、第１インバータ６は一次側コイル３への給電を停止する。
　その後の速度制御ステーションにおける制御は上記と同様であり、可動子５がフォトセンサＰＳ４上に到達すると、フォトセンサＰＳ３，ＰＳ４の両方がＯＮの状態となる（図４（ｄ）中Ｔ６の区間）。そして、可動子５がフォトセンサＰＳ３と対向しなくなると、フォトセンサＰＳ３がＯＦＦとなり、ＰＳ４のみがＯＮの状態となる（図４（ｄ）中Ｔ７の区間）。この状態の可動子５を図４（ｂ）中に一点鎖線で示す。このようにして、位置決めステーションから速度制御ステーションへの制御の切替えが行われる。
　なお、図４（ｃ）に示すように、区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を合わせた区間が第１インバータ６により一次側コイル３に給電される区間であり、この間に可動子５が移動する領域が位置決めステーションの駆動領域となる。速度制御ステーションにおいても同様である。
　次に、図５及び図６を用いて、第２インバータ７の制御回路部７４によって行われる速度指令の補正について説明する。前述したように、位置決めステーションにおいては、コントローラ８及び第１インバータ６によりフィードバックを用いた位置及び速度の制御が行われるため、可動子５はコントローラ８からの速度指令に追従した速度で移動する。一方、速度制御ステーションにおいては、誘導モータに固有のすべり分だけ可動子５の実際の速度が速度指令より低下する。このため、可動子５が位置決めステーションから速度制御ステーションに移動する際に、速度変動が生じることになる。
　そこで本実施形態では、第２インバータ７の記憶部７５に、可動子の速度に応じた最大推力を得るすべり特性（図５に一例を示す）を用いて生成された、可動子５の速度と最大推力を得るすべりとの相関関係を表す近似曲線（図６に一例を示す）が、パラメータとして記憶されている。そして、第２インバータ７の制御回路部７４は、可動子５が位置決めステーションから速度制御ステーションに移動する際に、コントローラ８からの速度指令で最大推力を得られるすべりを記憶部７５に記憶された上記パラメータに基づいて特定し、速度指令を特定したすべりで除算することにより、コントローラ８からの速度指令を補正し、インバータ内部の速度指令とする。制御回路部７４は、この補正した速度指令をインバータ部７３に出力し、一次側コイル３への給電を行う。これにより、速度制御ステーションにおける速度を増速させ、位置決めステーションと速度制御ステーションを跨って移動する際の可動子５の速度変動を最小限に抑制することができる。
　なお、記憶部７５に記憶されたパラメータが、特許請求の範囲に記載の可動子の速度と最大推力を得るすべりとの相関情報の一例に相当する。
　以上説明した搬送システム１においては、搬送路２上の位置決めが不要な領域においては、第２インバータ７がコントローラ８からの速度指令に基づきＶ／Ｆ制御を行う。一方、搬送路２上の位置決めが必要な領域においては、第１インバータ６が検出器１１からの検出信号（フィードバック位置）に基づくフィードバック速度を用いたセンサ付きベクトル制御を行うと共に、コントローラ８が検出器１１からのフィードバック位置を入力し、当該フィードバック位置に基づく速度指令を第１インバータ６に出力して位置制御を行う。これにより、位置決めが不要な領域では可動子５の速度制御を行いつつ、位置決めが必要な領域では検出器１１の分解能に応じた高精度の位置決めを行うことができる。したがって、被搬送物を精度良く搬送することができる。また本実施形態においては、搬送路２上の位置決めが必要な領域にのみ比較的高度な制御を行う第１インバータ６を設け、その他の位置決めが不要な領域には比較的低度な制御を行う第２インバータ７を設ける。これにより、第１インバータ６のみを設けて高精度な位置決めを可能とする構成に比べ、第１インバータ６の数を大幅に減少することができるので、システム構成を簡単化し、コストを低減することができる。特に、長距離の搬送を行う搬送システムの場合に有効である。
　また、本実施形態では特に、一次側コイル３は、可動子５の二次側導体が隣り合う一次側コイル３の少なくともいずれか一方の１極分と対向できるように、間隔Ｌ４を空けて配置されている。これにより、例えば非常停止などにより可動子５がどの一次側コイル３のフォトセンサ１３とも対向しない位置で停止してしまい、可動子５が動作不能となるような事態を防止できる。
　また、本実施形態では特に、第１インバータ６及び第２インバータ７は、一次側コイル３の搬送方向両端側に配設された２つのフォトセンサ１３の検出信号を直接入力し、少なくとも一方のフォトセンサ１３が可動子５を検出した場合には一次側コイル３への給電を行い、両方のフォトセンサ１３が可動子５を検出しない場合には一次側コイル３への給電を停止する。これにより、可動子５が駆動領域に存在する一次側コイル３へは確実に給電できると共に、可動子５が駆動領域にない一次側コイル３へは給電を停止するため、無駄な電力消費を防止できる。また、第１インバータ６及び第２インバータ７がフォトセンサ１３の検出信号を直接取り込むため、高速で移動する可動子５に対し給電の遅れを最小限に抑制できる。また、１つの一次側コイル３に対し２つのフォトセンサ１３を搬送方向両端側に設けるため、１つのみ設ける場合に比べて各ステーションの駆動領域を広くすることができ、且つ、搬送方向の一方側及び他方側のどちらからの移動に対しても同様に広い駆動領域が得られる。その結果、一次側コイル３の配置間隔を広くすることができる。
　また、本実施形態では特に、搬送路２上の位置決めが必要な領域に配設された検出器１１が、可動子５に設けられたスケール１２を検出してパルス信号を生成する。このようにスケール１２を可動子５側に設けることにより、検出器１１を可動子５側に設けた場合に必要となるケーブル配線や可撓性のケーブル保持部材等が不要となり、構成をさらに簡素化でき、被搬送物の長距離搬送が容易となる。
　なお、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
　（１）複数の一次側コイル３に対応して１台のインバータを設ける場合
　前述の実施形態においては、各インバータ６，７を各一次側コイル３に対し１台ずつ設けるようにしたが、これに限らず、１台のインバータで複数の一次側コイル３に給電を行うようにしてもよい。
　図７に示す例では、第２インバータ７の１つが搬送路２上の位置決めが不要な領域に配設された複数（この例では３つ）の一次側コイル３に対応して設けられている。この場合には、第２インバータ７と対応する複数の一次側コイル３との組み合わせが「速度制御ステーション」となる。このような構成とすることで、前述の実施形態と同様の効果を得る上に、第２インバータ７の数が減少するのでシステム構成をさらに簡素化し、コストを低減できる効果もある。特に、長距離搬送する場合には速度制御ステーションの数が大きくなるため有効である。なお、第１インバータ６を搬送路２上の位置決めが必要な領域に配設された複数の一次側コイル３に対応させてもよい。
　（２）搬送路３の形状のバリエーション
　前述の実施形態においては、可動子５が直線状の搬送路２上を移動する場合を一例として説明したが、前述したように一次側コイル５は、可動子５の二次側導体が隣り合う一次側コイル３の少なくともいずれか一方の１極分と対向できる範囲であれば、間隔を空けて不連続に配置することが可能であるため、搬送路２を直線以外の種々の形状とすることが可能である。
　例えば図８（ａ）に示すように曲線状としてもよいし、図８（ｂ）に示すように、複数の搬送路２が交差する十字型などの形状としてもよい。
　（３）その他
　以上では、第２インバータ７が自身の記憶部７５に記憶させたパラメータに基づいて速度指令の補正を行うようにしたが、これに限らず、コントローラ８の記憶部にパラメータを記憶させておき、第２インバータ７が必要に応じてコントローラ８の記憶部からパラメータを取得して速度指令の補正を行うようにしてもよい。また、第１インバータ６の記憶部６５にパラメータを記憶させておき、第２インバータ７が第１インバータ６からパラメータを取得して速度指令の補正を行うようにしてもよい。さらに、速度指令の補正を第２インバータ７が行うのではなくコントローラ８が行うようにし、当該補正した速度指令をコントローラ８から第２インバータ７に出力してもよい。
　また以上では、コントローラ８が検出器１１からのフィードバック位置を入力して可動子５の位置制御を実行するようにしたが、第１インバータ６が検出器１１からのフィードバック位置を入力し、センサ付きベクトル制御と共に位置制御も実行するようにしてもよい。
　また以上では、各インバータ６，７の電源として交流電源１４を用いたが、直流電源を用いてもよい。この場合、各インバータ６，７のコンバータ部６１，７１が不要となる。
　また以上では、検出器１１を搬送路２に、スケール１２を可動子５に設けるようにしたが、被搬送物を精度良く搬送できるという主とした効果を得る上においては、反対に検出器１１を可動子５に、スケール１２を搬送路２に設けてもよい。
　また以上では、可動子５の速度センサ及び位置センサとして検出器１１を用い、可動子５の有無を検出するセンサとして光学式のフォトセンサ１３を用いるようにしたが、これに限らず、例えば超音波センサや静電容量センサ、磁気式センサ、電磁波センサ等の他の種類のセンサを用いてもよい。
　また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
　その他、一々例示はしないが、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
　１　　　　　　　　搬送システム
　１Ａ　　　　　　　搬送システム
　２　　　　　　　　搬送路
　３　　　　　　　　一次側コイル
　４　　　　　　　　固定子
　５　　　　　　　　可動子
　６　　　　　　　　第１インバータ
　７　　　　　　　　第２インバータ
　８　　　　　　　　コントローラ
　１１　　　　　　　検出器（第１センサ）
　１２　　　　　　　スケール
　１３　　　　　　　フォトセンサ（第２センサ）
　６５　　　　　　　記憶部
　７５　　　　　　　記憶部

Claims (6)

  1. 　搬送路に沿って配設された複数の一次側コイルを備えた固定子と、前記搬送路に沿って移動自在に設けられ、前記一次側コイルと対向する二次側導体を備えた可動子と、を備えたリニア誘導モータと、
    　前記搬送路上の位置決めが必要な領域に配設された少なくとも１つの前記一次側コイルに対応して設けられ、センサ付きベクトル制御を行う第１インバータと、
    　前記搬送路上の位置決めが不要な領域に配設された少なくとも１つの前記一次側コイルに対応して設けられ、Ｖ／Ｆ制御を行う第２インバータと、
    　前記第１インバータ及び前記第２インバータに対し速度指令を出力して前記一次側コイルへの給電を制御するコントローラと、を有する
    ことを特徴とする搬送システム。
  2. 　前記コントローラは、
    　前記第１インバータ及び前記第２インバータとの間で相互に情報の送受信が可能なように接続され、
    　前記搬送路上の位置決めが必要な領域に配設された少なくとも１つの前記一次側コイルに対応して設けられた第１センサからフィードバック位置を入力し、前記第１インバータに対し前記フィードバック位置に基づく前記速度指令を出力して位置制御を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
  3. 　前記第２インバータは、
    　前記可動子の速度と前記リニア誘導モータの最大推力を得るすべりとの相関情報を記憶した記憶部を有し、
    　前記コントローラからの前記速度指令で最大推力を得られるすべりを前記相関情報に基づいて特定し、前記速度指令をすべりで除算することにより補正した速度指令に基づき、前記一次側コイルへの給電を行う
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送システム。
  4. 　前記コントローラは、
    　前記可動子の速度と前記リニア誘導モータの最大推力を得るすべりとの相関情報を記憶した記憶部を有し、
    　前記第２インバータに出力する前記速度指令で最大推力を得られるすべりを前記相関情報に基づいて特定し、前記速度指令をすべりで除算することにより補正する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送システム。
  5. 　前記一次側コイルは、
    　前記可動子の前記二次側導体が隣り合う前記一次側コイルの少なくともいずれか一方の１極分と対向できるように、間隔を空けて配置されている
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の搬送システム。
  6. 　前記第１インバータ及び前記第２インバータは、
    　前記一次側コイルの搬送方向両端側に配設され、前記可動子の有無を検出する２つの第２センサの検出信号を直接入力し、少なくとも一方の前記第２センサが前記可動子を検出した場合には前記一次側コイルへの給電を行い、両方の前記第２センサが前記可動子を検出しない場合には前記一次側コイルへの給電を停止する
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の搬送システム。
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