特許 7682421 制御装置及び搬送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-15

(45)【発行日】2025-05-23

(54)【発明の名称】制御装置及び搬送システム

(51)【国際特許分類】

   H02P 25/06 20160101AFI20250516BHJP

【ＦＩ】

H02P25/06

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2025504382

(86)(22)【出願日】2024-07-23

(86)【国際出願番号】 JP2024026303

【審査請求日】2025-01-24

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 裕司

【審査官】池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－０２６１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１４２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／１５７２３９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送路に沿って移動する少なくとも１つの可動子と、前記搬送路に沿って配置される複数のコイルユニットと、前記可動子に設けられるスケールヘッドと、前記搬送路に沿って既定の間隔で配置され、前記スケールヘッドの位置を検出するスケールユニットと、前記コイルユニットに駆動電流を供給する駆動装置とを備えた搬送システムに適用可能に構成される制御装置であって、
前記制御装置は、
前記スケールヘッドの位置を検出した前記スケールユニットの検出データに基づいて、前記可動子の位置情報である可動子位置を計算する可動子位置計算部と、
前記可動子位置に関する今回の計算値と前回の計算値との差分値から可動子速度を算出する可動子速度計算部と、
前記前回の計算値と前記今回の計算値とが異なるスケールユニットでの計算値である場合に前記可動子速度を補正する可動子速度補正部と、
を備えることを特徴とする制御装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記可動子位置が可動子位置目標値に追従するように推力指令を計算する推力指令計算部を備え、
前記可動子速度補正部は、前記可動子が前記スケールユニットを乗り換える際に、１更新周期前に計算された前記可動子速度を前記推力指令計算部に出力し、
前記１更新周期は、可動子速度演算の１周期である
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記可動子速度補正部は、前記可動子が形状の異なる前記スケールユニットを乗り換える際に、前記可動子が存在する前記スケールユニットと隣接する前記スケールユニットとの形状に応じて前記可動子速度を補正する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記可動子速度補正部は、前記可動子が形状の異なる前記スケールユニットを乗り換える際には、前記可動子が存在する前記スケールユニットと隣接する前記スケールユニットとの形状から計算される前記可動子の幾何学的な軌跡に応じて前記可動子速度を補正する
ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。

【請求項5】

前記可動子速度補正部には、前記可動子速度を補正するための補正値、前記補正値を近似した近似値又は前記近似値を計算するための係数値が予め保持されており、
前記可動子速度補正部は、前記補正値、前記近似値又は前記係数値を用いて前記可動子速度を補正する
ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。

【請求項6】

搬送路に沿って移動する少なくとも１つの可動子と、
前記搬送路に沿って配置される複数のコイルユニットと、
前記可動子に設けられるスケールヘッドと、
前記搬送路に沿って既定の間隔で配置され、前記スケールヘッドの位置を検出するスケールユニットと、
前記コイルユニットに駆動電流を供給する駆動部と、
前記スケールヘッドの位置を検出した前記スケールユニットの検出データに基づいて、前記可動子の位置情報である可動子位置を計算する可動子位置計算部と、
前記可動子位置に関する今回の計算値と前回の計算値との差分値から可動子速度を算出する可動子速度計算部と、
前記前回の計算値と前記今回の計算値とが異なるスケールユニットでの計算値である場合に前記可動子速度を補正する可動子速度補正部と、
を備えることを特徴とする搬送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、物を搬送する搬送システムに適用可能に構成される制御装置及び搬送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ファクトリーオートメーションが導入される生産ライン、例えば工業製品を組み立てるための生産ライン、又は食品を包装するための生産ラインなどには、ワークを搬送する搬送システムが一般的に用いられる。近年、ワークを搬送する搬送路を複数のゾーンに分割し、ワークが載せられた台車を、各ゾーンに配置された制御装置によって走行させる搬送システムが多く用いられている。このような搬送システムは、生産効率の面で優れた搬送システムの１つである。

【0003】

搬送システムの一形態として、可動子である台車にマグネットとスケールヘッドとが配置され、搬送路の固定子にコイルユニットとスケールユニットとが配置された、いわゆるムービングマグネット型のリニアモータが活用されている。ムービングマグネット型のリニアモータは、コイルを可動子とするムービングコイル型のリニアモータと比較して長距離の搬送に適している。一方、ムービングマグネット型のリニアモータは、可動子のサイズに比べて長距離の搬送を必要とする場合、搬送距離に応じた複数のコイルが必要となる。また、ムービングマグネット型のリニアモータを用いた搬送システムでは、複数の台車を個別に制御でき、且つ複数の台車が隣接する場合においても、台車の移動を高精度に制御できることが要望されている。

【0004】

また、搬送システムには、複数の固定子を搬送路に配置し、直線型の搬送路と曲線型の搬送路とを組み合わせて周回構造にすることで、複数の可動子を１周させる使用形態がある。本使用形態では、可動子が形状の異なる搬送路を乗り換えながら１周することになる。

【0005】

下記特許文献１には、複数のコイルを備えた固定子と、固定子に沿って移動してワークを搬送する複数の可動子と、可動子に設けられたスケールと、スケールを検出する複数のセンサとを備えたリニア搬送システムが開示されている。複数の可動子はマグネットを有し、複数のセンサは固定子に沿って既定の間隔で配置されている。また、特許文献１に記載のリニア搬送システムは、パラメータ記録部と、位置算出部とを備える。パラメータ記録部は、既定の間隔の設定値と測定値との誤差を補正するための誤差補正値を原点から累積した第１累積値を、センサごとに別々のパラメータとして記録する。位置算出部は、スケールユニットを検出したセンサの検出データと、スケールユニットを検出したセンサに設定された第１累積値とに基づいて可動子の位置を算出する。特許文献１によれば、センサの検出データ及び当該センサに対して設定されたパラメータのみを使用して可動子の機械座標位置を算出できるので、可動子の機械座標位置を速やかに算出できると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第７３１６５５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ムービングマグネット型のリニアモータを用いた搬送システムでは、固定子である複数のコイルユニットを乗り換えながら可動子が移動し、コイルユニット間にはコイルユニット間ごとに異なる長さの隙間が存在する。コイルユニット間ごとに異なる長さの隙間が存在すれば、必然的に、スケールヘッドの位置を検出するスケールユニット間にも異なる長さの隙間が存在することになる。このため、ムービングマグネット型のリニアモータを用いた搬送システムでは、計算される可動子速度と実際の可動子速度との間には、隙間の長さのばらつきに応じた誤差が発生するという問題が生じる。

【0008】

この問題に対し、特許文献１の技術では、コイルユニット間には異なる長さの隙間が存在するという前提の下で、コイルユニット間の異なる長さの隙間を誤差として扱って、当該誤差を補正することが考慮されている。このため、特許文献１の技術を用いれば、可動子がコイルユニットを乗り換えても、可動子位置の計算精度を向上させることができ、可動子位置の差分値から計算される可動子速度と実際の可動子速度との間の誤差を小さくすることが可能となる。

【0009】

しかしながら、特許文献１の技術では、可動子位置の差分値から計算される可動子速度と実際の可動子速度との間の誤差を小さくするには、コイルユニット間ごとに異なる隙間の長さを精度よく測定する必要があるのと共に、コイルユニット間の隙間の長さは、個々のシステムによっても異なる。このため、特許文献１の技術では、システム構築の調整作業に要する工数が増大するという問題がある。また、特許文献１の技術では、可動子位置の差分値から計算される可動子速度と実際の可動子速度との間の誤差のうち、可動子の軌跡がスケールユニットからずれることにより発生する誤差は、補正できないという問題がある。

【0010】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、システム構築の調整作業に要する工数を削減でき、可動子の軌跡がスケールユニットからずれることにより発生する誤差を補正できる制御装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本開示に係る制御装置は、少なくとも１つの可動子と、複数のコイルユニットと、可動子に設けられるスケールヘッドと、スケールヘッドの位置を検出するスケールユニットと、コイルユニットに駆動電流を供給する駆動装置とを備えた搬送システムに適用可能に構成される。複数のコイルユニットは、搬送路に沿って配置され、スケールユニットは、搬送路に沿って既定の間隔で配置され、少なくとも１つの可動子は、搬送路に沿って移動する。制御装置は、可動子位置計算部と、可動子速度計算部と、可動子速度補正部とを備える。可動子位置計算部は、スケールヘッドの位置を検出したスケールユニットの検出データに基づいて、可動子の位置情報である可動子位置を計算する。可動子速度計算部は、可動子位置に関する今回の計算値と前回の計算値との差分値から可動子速度を算出する。可動子速度補正部は、可動子位置に応じて可動子速度を補正する。

【発明の効果】

【0012】

本開示に係る制御装置によれば、システム構築の調整作業に要する工数を削減でき、可動子の軌跡がスケールユニットからずれることにより発生する誤差を補正できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態１に係る制御装置を備えた搬送システムの構成例を示す図

【図2】実施の形態１に係る制御装置及び駆動装置の構成例を示す図

【図3】実施の形態１における可動子位置の計算方法の説明に供する図

【図4】実施の形態１に係る位置速度制御部の構成例を示す図

【図5】実施の形態１に係る軌跡誤差補正部の動作説明に供する第１の図

【図6】実施の形態１に係る軌跡誤差補正部の動作説明に供する第２の図

【図7】実施の形態１に係る可動子速度補正部に内部可動子速度切り換え部を設けることの効果の説明に供する図

【図8】実施の形態１に係る制御装置及び駆動装置の機能を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図

【図9】実施の形態１に係る制御装置及び駆動装置の機能を実現するハードウェア構成の他の例を示すブロック図

【図10】実施の形態２に係る制御装置及び駆動装置の構成例を示す図

【図11】実施の形態２に係る位置速度制御部の構成例を示す図

【図12】実施の形態２に係る軌跡誤差補正部の動作説明に供する図

【図13】実施の形態２に係る軌跡誤差補正部において実施される補正処理の説明に供する図

【図14】実施の形態２に係る軌跡誤差補正部に保持される補正値テーブルの例を示す図

【図15】実施の形態２に係る軌跡誤差補正部に保持される係数値テーブルの例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に添付図面を参照し、本開示の実施の形態に係る制御装置及び搬送システムについて詳細に説明する。

【0015】

実施の形態１．
実施の形態１に係る搬送システムは、物の搬送に使用されるシステムである。搬送システムは、物が載せられた可動子を移動させることによって物を搬送する。可動子の例は、台車である。

【0016】

図１は、実施の形態１に係る制御装置１を備えた搬送システム１０の構成例を示す図である。実施の形態１に搬送システム１０は、図１に示すように、制御装置１と、駆動装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ（以下、適宜「２Ａ～２Ｈ」と表記、他の符号も同様に表記）と、コイルユニット３Ａ～３Ｈと、可動子４Ａ～４Ｃと、スケールヘッド５Ａ～５Ｃとを備える。以下、駆動装置２Ａ～２Ｈの各々を区別せずに個別に示す場合、「駆動装置２」と総称する。コイルユニット３Ａ～３Ｈ、可動子４Ａ～４Ｃ及びスケールヘッド５Ａ～５Ｃについても同様である。

【0017】

実施の形態１に係る搬送システム１０は、ムービングマグネット型のリニアモータである。複数の駆動装置２は、互いに連結されている。搬送システム１０では、複数の駆動装置２が互いに連結されることで、可動子４が移動する搬送路８が構成される。複数のコイルユニット３は、搬送路８に沿って配置され、可動子４は搬送路８に沿って移動する。搬送路８の側面には、図１では図示しないガイドレールが設けられる。可動子４は、図１では図示しない永久磁石とガイドローラとを備え、ガイドローラが回転することによってガイドレール上を移動する。可動子４は、搬送路８の側面において移動し、搬送路８の側面において停止する。なお、ガイドレールは、搬送路８の上面に設けられていてもよい。

【0018】

駆動装置２は、コイルユニット３に駆動電流を供給する。コイルユニット３に駆動電流が供給されると、可動子４に推力が与えられ、可動子４は移動する。駆動装置２Ａ，２Ｂ，２Ｅ，２Ｆは、搬送路８が直線経路である直線型の駆動装置２として構成され、駆動装置２Ｃ，２Ｄ，２Ｇ，２Ｈは、搬送路８が曲線経路である曲線型の駆動装置２として構成されている。

【0019】

なお、図１には、搬送路８について、環状の閉じた経路が示されているが、経路の形状は任意であり、この例に限定されない。搬送システム１０の搬送路８は、開いた経路でもよい。即ち、搬送システム１０の搬送路８は、始点及び終点を有する経路でもよい。また、搬送路８は、直線経路を持たず、曲線経路のみを持つものであってもよい。

【0020】

各可動子４の進行方向は、図１における時計回りの方向、又は図１における反時計回りの方向である。進行方向のうち、図１における時計回りの方向を、順方向とする。進行方向のうち、図１における反時計回りの方向を、逆方向とする。矢印１７Ａは順方向を表し、矢印１７Ｂは逆方向を表す。

【0021】

図１に示す例では、搬送システム１０は、８個の駆動装置２と、３個の可動子４とを備える。搬送システム１０に備えられる駆動装置２の数は、任意であるものとする。即ち、搬送路８を構成する駆動装置２の数は任意であり、搬送路８を移動する可動子４の数も任意である。また、搬送路８を移動する可動子４の数は、１個でもよい。

【0022】

制御装置１は、データ通信線７を介して各駆動装置２に接続されている。制御装置１は、複数の駆動装置２の各々を制御する。データ通信線７は、制御装置１と、複数の駆動装置２の１つである駆動装置２とを接続する通信線と、互いに隣り合う駆動装置２同士を接続する通信線とにより構成される。即ち、搬送システム１０は、ディジーチェーン接続により制御装置１が各駆動装置２に接続される構成である。なお、制御装置１と各駆動装置２との接続形態は、ディジーチェーン接続に限られない。制御装置１と各駆動装置２との接続形態は、各駆動装置２が通信ハブを介して制御装置１と接続されるスター接続でもよい。或いは、搬送システム１０は、複数のデータ通信線７を備え、制御装置１と各駆動装置２とがデータ通信線７により直接接続される構成でもよい。また、データ通信線７は、物理的な通信線ではなく、無線通信可能な通信路であってもよい。

【0023】

次に、図２を参照して、制御装置１及び駆動装置２の構成及び機能について説明する。図２は、実施の形態１に係る制御装置１及び駆動装置２の構成例を示す図である。

【0024】

図２には、駆動装置２Ａと、固定子であるコイルユニット３Ａと、可動子４Ａと、可動子４Ａに設けられるスケールヘッド５Ａと、スケールヘッド５Ａの位置を検出するスケールユニット６Ａとが示されている。また、図２には、駆動装置２Ｂと、コイルユニット３Ｂと、可動子４Ｂと、可動子４Ｂに設けられるスケールヘッド５Ｂと、スケールヘッド５Ｂの位置を検出するスケールユニット６Ｂとが示されている。また、図２には、制御装置１が示されている。スケールユニット６Ａ，６Ｂは、搬送路８に沿って既定の間隔で配置される。以下、スケールユニット６Ａ，６Ｂの各々を区別せずに個別に示す場合、「スケールユニット６」と総称する。

【0025】

駆動装置２Ａは、駆動部２０Ａと、データ通信部２１Ａと、検出器通信部２４Ａと、電流検出器２３Ａとを備える。駆動部２０Ａは、複数の電流制御部２２Ａを備え、コイルユニット３Ａは、駆動部２０Ａの電流制御部２２Ａに１対１で接続される複数のコイル９Ａを備える。図２では搬送路８を図示していないが、複数のコイル９Ａは、搬送路８に沿って配置される。また、複数のコイル９Ａは、図２に示されるように、単相のコイルである。駆動装置２Ｂも駆動装置２Ａと同様に、駆動部２０Ｂと、データ通信部２１Ｂと、検出器通信部２４Ｂとを備える。

【0026】

可動子４Ａは、永久磁石４０を備えている。可動子４Ａが具備する永久磁石４０は、可動子４Ａの駆動に寄与する永久磁石である。

【0027】

なお、図１を参照して説明したように、駆動装置２Ａ，２Ｂ，２Ｅ，２Ｆは、共に直線型の駆動装置２である。直線型の駆動装置２において、搬送路８の形状は直線形状であり、搬送路８に沿って配置されるスケールユニット６の形状も直線形状である。一方、駆動装置２Ｃ，２Ｄ，２Ｇ，２Ｈは、曲線型の駆動装置２である。曲線型の駆動装置２において、搬送路８の形状は曲線形状であり、搬送路８に沿って配置されるスケールユニット６の形状も曲線形状である。

【0028】

図２では、コイルユニット３Ａにおける５つのコイル９Ａに符号９Ａ１～９Ａ５が付され、駆動部２０Ａにおける５つの電流制御部２２Ａに符号２２Ａ１～２２Ａ５が付され、電流検出器２３Ａに符号２３Ａ１～２３Ａ５が付されている。ここで、符号９Ａ１～９Ａ５が付された５つのコイル９Ａは、可動子４Ａの備える永久磁石４０から発せられる磁界の影響を受ける範囲に配置されたコイルであり、可動子４Ａの駆動に寄与するコイルである。また、符号２２Ａ１～２２Ａ５が付された５つの電流制御部２２Ａは、符号９Ａ１～９Ａ５が付されたコイル９Ａと接続されている電流制御部である。また、符号２３Ａ１～２３Ａ５が付された５つの電流検出器２３Ａは、コイル９Ａ１～９Ａ５に流れる電流を検出する電流検出器である。以下、コイル９Ａ１～９Ａ５の各々を区別せずに個別に示す場合、「コイル９Ａ」と総称する。また、電流制御部２２Ａ１～２２Ａ５の各々を区別せずに個別に示す場合、「電流制御部２２Ａ」と総称する。また、電流検出器２３Ａ１～２３Ａ５の各々を区別せずに個別に示す場合、「電流検出器２３Ａ」と総称する。

【0029】

可動子４Ａとコイルユニット３Ａとの位置関係が図２に示すような場合、可動子４Ａから遠いコイル９Ａは、可動子４Ａの駆動には大きく寄与しない。実施の形態１では、コイル９Ａ１～９Ａ５が可動子４Ａの駆動に寄与するコイルとして説明する。そして、コイル９Ａ１～９Ａ５には、それぞれ１対１で接続される電流制御部２２Ａ１～２２Ａ５によって駆動電流が供給される。なお、１つの可動子４の駆動に寄与するコイル９Ａの数は、可動子４の永久磁石４０のサイズや磁界の強さなどにより影響を受ける範囲に配置されているコイル９Ａの数で決まるものである。ここで説明した１つの可動子４Ａを駆動するコイル９Ａの数は一例であり、この例に限定されない。即ち、１つの可動子４Ａの駆動に寄与するコイル９Ａの数は、５つ以外であってもよい。

【0030】

スケールヘッド５は、可動子４と共にスケールユニット６上を移動する。スケールユニット６は、可動子４の位置情報である可動子位置を検出して駆動装置２の検出器通信部２４に送信する。具体的に、スケールユニット６Ａは、可動子４Ａに設けられているスケールヘッド５Ａの位置から、コイルユニット３Ａ内における可動子位置を表すユニット内位置ｙＡを検出し、検出したユニット内位置ｙＡを検出器通信部２４Ａに送信する。スケールユニット６Ｂも同様に動作する。スケールヘッド５は、例えば位置検出用の永久磁石で構成することができ、スケールユニット６は、位置検出用の永久磁石の磁界を検出するセンサ素子を備えるように構成することができる。

【0031】

制御装置１は、可動子位置目標値生成部１１と、位置速度制御部１２と、電流指令生成部１３と、データ通信部１４と、可動子位置計算部１５とを備える。

【0032】

データ通信部１４とデータ通信部２１Ａとは通信線７Ａで接続され、データ通信部２１Ａとデータ通信部２１Ｂとは通信線７Ｂで接続されている。この接続形態は、前述したディジーチェーン接続であり、データ通信部１４とデータ通信部２１Ａとが送受する通信データＴｘＲｘには、駆動装置２Ａの情報だけでなく、駆動装置２Ｂ～２Ｈに関する情報も含まれる。駆動装置２Ａのデータ通信部２１Ａは、データ通信部１４から受信した通信データＴｘＲｘを駆動装置２Ｂのデータ通信部２１Ｂに送信する。データ通信部２１Ｂも同様に、受信した通信データＴｘＲｘを後続の図２では図示しない駆動装置２Ｃに送信する。

【0033】

データ通信部１４は、ユニット内位置ｙの情報を駆動装置２Ａのデータ通信部２１Ａを介して受信する。データ通信部１４が受信するユニット内位置ｙには、可動子４Ａのユニット内位置ｙＡだけでなく、可動子４Ｂ，４Ｃのユニット内位置も含まれている。

【0034】

可動子位置目標値生成部１１は、可動子４を移動させる位置を示す可動子位置目標値ｘｒｅｆを生成して位置速度制御部１２へ出力する。本稿において、可動子位置目標値ｘｒｅｆを生成する方式は、任意の方式でよい。なお、図２では、可動子位置目標値ｘｒｅｆが制御装置１の内部で生成されるように構成されているが、この構成に限定されない。可動子位置目標値ｘｒｅｆは、外部から制御装置１に入力される構成でもよい。可動子位置目標値ｘｒｅｆは、搬送システム１０内に存在する全ての可動子４に対する可動子位置目標値を含んでいる。

【0035】

位置速度制御部１２は、可動子位置目標値生成部１１から可動子４の可動子位置目標値ｘｒｅｆを取得し、可動子位置計算部１５から可動子位置ｘを取得する。位置速度制御部１２は、可動子位置ｘが可動子位置目標値ｘｒｅｆに追従するように推力指令τｒｅｆを生成して電流指令生成部１３へ出力する。本稿において、可動子位置目標値ｘｒｅｆに可動子位置ｘが追従するように推力指令τｒｅｆを生成する方式は、任意の方式でよい。推力指令τｒｅｆは、可動子４ごとに生成される。可動子位置目標値ｘｒｅｆと同様に、推力指令τｒｅｆは、搬送システム１０内に存在する全ての可動子４に対する推力指令を含んでいる。

【0036】

電流指令生成部１３は、位置速度制御部１２から推力指令τｒｅｆを取得し、可動子位置計算部１５から可動子位置ｘを取得する。電流指令生成部１３は、可動子４に発生する推力が推力指令τｒｅｆに追従するように、複数のコイルユニット３に流す駆動電流の目標値である電流目標値を電流指令Ｉｒｅｆとして生成する。電流指令生成部１３で生成される電流指令Ｉｒｅｆは、搬送システム１０内に存在する全てのコイルユニット３における複数のコイル９Ａに対する電流指令を含んでいる。なお、電流指令Ｉｒｅｆは、全てのコイル９Ａに対して同じであるとは限らず、電流指令Ｉｒｅｆはコイル９Ａ毎に異なってもよい。電流指令生成部１３が生成した電流指令Ｉｒｅｆは、データ通信部１４に出力される。データ通信部１４は、電流指令生成部１３が生成した電流指令Ｉｒｅｆを取得してデータ通信部２１Ａに送信する。

【0037】

可動子位置計算部１５は、可動子４のスケールヘッド５を検出したスケールユニット６の検出データに基づいて、可動子位置ｘを計算する。具体的に、可動子位置計算部１５は、データ通信部１４から取得したユニット内位置ｙと、スケールユニット６のコイルユニット３内の基準位置であるスケール原点までの距離とに基づいて可動子位置ｘを計算して位置速度制御部１２及び電流指令生成部１３に出力する。可動子位置計算部１５における可動子位置ｘの計算方法については、後述する。

【0038】

駆動装置２Ａのデータ通信部２１Ａは、データ通信部１４から送信された通信データＴｘＲｘを受信する。データ通信部１４から送信された通信データＴｘＲｘには、駆動装置２Ａに対する電流指令Ｉｒｅｆだけでなく、駆動装置２Ｂ～２Ｈに対する電流指令Ｉｒｅｆも含まれている。データ通信部２１Ａは、通信データＴｘＲｘから、駆動装置２Ａに対する電流指令である電流指令ＩｒｅｆＡ１～ＩｒｅｆＡ５を抽出し、抽出した電流指令ＩｒｅｆＡ１～ＩｒｅｆＡ５を電流制御部２２Ａ１～２２Ａ５に出力する。

【0039】

電流検出器２３Ａ１～２３Ａ５は、コイル９Ａ１～９Ａ５に流れる電流ＩＡ１～ＩＡ５を検出する。電流制御部２２Ａ１～２２Ａ５は、データ通信部２１Ａから電流指令ＩｒｅｆＡ１～ＩｒｅｆＡ５を取得し、検出器通信部２４Ａからユニット内位置ｙＡを取得し、電流検出器２３Ａ１～２３Ａ５から電流ＩＡ１～ＩＡ５の検出値を取得する。電流制御部２２Ａ１～２２Ａ５は、電流ＩＡ１～ＩＡ５の検出値が電流指令ＩｒｅｆＡ１～ＩｒｅｆＡ５に追従するように、コイル９Ａ１～９Ａ５に与える駆動電流である電流ＩＡ１～ＩＡ５を制御する。なお、電流ＩＡ１～ＩＡ５を制御する方式は、任意の方式でよい。

【0040】

図３は、実施の形態１における可動子位置の計算方法の説明に供する図である。図３には、コイルユニット３Ａ，３Ｂ、搬送路８に沿って既定の間隔で配置されるスケールユニット６Ａ，６Ｂ、及び搬送路８に沿ってスケールユニット６Ａ，６Ｂ上を移動する可動子４Ａが示されている。

【0041】

図２に示した可動子位置計算部１５は、データ通信部１４から可動子４Ａのユニット内位置ｙＡを含むユニット内位置ｙを取得する。可動子位置計算部１５は、スケールユニット６Ｂのスケール原点までの距離と、ユニット内位置ｙＡとを用いて、以下の（１）式で可動子位置ｘＡを計算する。

【0042】

可動子位置ｘＡ＝スケールユニット６Ｂのスケール原点までの距離
＋半径補正値×ユニット内位置ｙＡ…（１）

【0043】

図３において、可動子位置ｘＡは、システム原点を基準とする可動子４Ａまでの距離であり、ユニット内位置ｙＡは、スケールユニット６Ｂのスケール原点を基準とする可動子４Ａまでの距離である。ここで、システム原点は、搬送システム１０全体から見た原点であり、スケール原点は、個々のスケールユニット６又は個々のコイルユニット３から見た原点である。図３では、コイルユニット３Ａの左端の位置をシステム原点とし、コイルユニット３Ｂの左端の位置をスケールユニット６Ｂのスケール原点として示しているが、これらの例に限定されない。システム原点は、任意に選択されたコイルユニット３又はスケールユニット６の基準位置であってもよい。また、スケール原点は、スケールユニット６又は個々のコイルユニット３の中心位置もしくは右端の位置であってもよい。

【0044】

また、上記（１）式において、半径補正値は、図３のように、可動子４Ａが直線経路上に存在する場合は“１”である。また、可動子４Ａが曲線経路上に存在する場合、半径補正値は、以下の（２）式で計算される。

【0045】

半径補正値＝可動子位置ｘＡの半径／ユニット内位置ｙＡの半径…（２）

【0046】

上記（２）式において、「可動子位置ｘＡの半径」とは、曲線経路の曲率中心から可動子４Ａまでの距離を意味し、「ユニット内位置ｙＡの半径」とは、曲線経路の曲率中心からスケールヘッド５Ａまでの距離を意味する。可動子位置ｘＡの半径及びユニット内位置ｙＡの半径は、可動子４Ａが存在する位置におけるスケールユニット６又はガイドレールの形状から決まる値である。可動子位置ｘＡの半径として、例えば、曲線経路の曲率中心から可動子４Ａの表面までの距離（曲率半径）を用いることができる。ユニット内位置ｙＡの半径として、例えば、ガイドレールの曲率半径を用いることができる。

【0047】

図３のように、スケールユニット６Ｂのスケール原点をコイルユニット３Ｂの左端とする場合、システム原点を基準とするスケールユニット６Ｂのスケール原点までの距離は、コイルユニット３Ａの幅とすることができる。従って、コイルユニット３Ａの幅に関する情報を可動子位置計算部１５へ予め設定しておけば、システム原点を基準とする可動子位置ｘＡの計算が可能となる。なお、システム原点とスケールユニット６Ｂとの間に曲線経路が存在する場合、又はスケールユニット６Ｂが曲線経路である場合、これらの曲線経路においては、スケールユニットの内周に沿った長さ、正確には、可動子表面半径における円弧の長さを、距離として扱う。

【0048】

また、スケールユニット６Ｂのスケール原点がコイルユニット３Ｂの左端又は右端に存在しない場合でも、コイルユニット３Ｂの左端又は右端からスケールユニット６Ｂのスケール原点までの距離が既知であれば、その情報を可動子位置計算部１５へ予め設定しておくことで、システム原点を基準とする可動子位置ｘＡの計算が可能となる。

【0049】

なお、図３は、可動子４Ａがスケールユニット６Ｂ上にある場合の可動子位置ｘＡの計算方法について説明したが、可動子４Ａがスケールユニット６Ｂ以外の任意のスケールユニット６上に存在する場合でも、同様の計算要領で、可動子位置ｘＡを計算することが可能である。

【0050】

次に、位置速度制御部１２の構成及び動作について説明する。図４は、実施の形態１に係る位置速度制御部１２の構成例を示す図である。位置速度制御部１２は、図４に示すように、可動子速度計算部１２１と、可動子速度補正部１２２と、推力指令計算部１２３とを備えるように構成することができる。なお、推力指令計算部１２３は、電流指令生成部１３に設けられていてもよい。この構成の場合、可動子位置目標値ｘｒｅｆは、電流指令生成部１３に入力される。

【0051】

可動子速度計算部１２１は、可動子位置計算部１５から可動子位置ｘを取得する。可動子速度計算部１２１は、今回入力された可動子位置ｘと前回入力された可動子位置ｘとの差分値に基づき、以下の（３）式を用いて、補正前内部可動子速度ｖ''を計算する。補正前内部可動子速度ｖ''は、位置速度制御部１２の内部で計算される速度であって、後述する補正処理が行われる前の速度である。

【0052】

補正前内部可動子速度ｖ''
＝（可動子位置ｘ－前回の可動子位置ｘ）／可動子位置ｘの１更新周期…（３）

【0053】

上記（３）式において、可動子位置ｘの１更新周期は、可動子位置ｘの更新処理を行う際の１更新周期、即ち可動子位置演算の１周期である。可動子速度計算部１２１は、可動子位置ｘが更新される都度、補正前内部可動子速度ｖ''を計算するので、補正前内部可動子速度ｖ''の１更新周期である可動子速度演算の１周期は、可動子位置ｘの１更新周期と同じと考えてよい。なお、本稿では、可動子位置計算部１５によって計算されて位置速度制御部１２に入力される可動子位置ｘの計算値に関し、今回入力された可動子位置ｘの計算値を「今回の計算値」と呼び、前回入力された可動子位置ｘの計算値を「前回の計算値」と呼ぶことがある。

【0054】

可動子速度補正部１２２は、可動子速度計算部１２１から補正前内部可動子速度ｖ''を取得し、可動子位置計算部１５から可動子位置ｘを取得する。可動子速度補正部１２２は、可動子位置ｘに応じて補正前内部可動子速度ｖ''を補正し、補正した結果を内部可動子速度ｖとして、推力指令計算部１２３へ出力する。可動子速度補正部１２２は、図４に示すように、軌跡誤差補正部１２２１と、スケールユニット乗り換え判定部１２２２と、内部可動子速度保存部１２２３と、内部可動子速度切り換え部１２２４とを備えるように構成することができる。

【0055】

軌跡誤差補正部１２２１は、可動子速度計算部１２１から補正前内部可動子速度ｖ''を取得し、可動子位置計算部１５から可動子位置ｘを取得する。軌跡誤差補正部１２２１は、可動子位置ｘに応じて補正前内部可動子速度ｖ''を補正し、補正した結果を現在内部可動子速度ｖ'として、内部可動子速度保存部１２２３と内部可動子速度切り換え部１２２４とに出力する。

【0056】

軌跡誤差補正部１２２１の動作については、更に図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、実施の形態１に係る軌跡誤差補正部１２２１の動作説明に供する第１及び第２の図である。

【0057】

図５には、可動子４Ａが直線形状のスケールユニット６Ｂから、形状の異なる曲線形状のスケールユニット６Ｃへ乗り換える様子が示されている。なお、直線形状の長さの違い、曲線形状の長さの違いは、ここで言う「形状の異なる」には含まれない。

【0058】

可動子４Ａが形状の異なるスケールユニット６間を通過する場合、可動子４Ａに設けられているスケールヘッド５Ａが通る軌跡が、スケールユニット６Ｂ又はスケールユニット６Ｃからずれる領域が存在する。スケールユニット６Ｂは、可動子４Ａの直線方向の位置をユニット内位置ｘＡとして検出する。このため、スケールヘッド５Ａが通る軌跡が、スケールユニット６Ｂからずれた場合、スケールユニット６Ｂが検出するユニット内位置ｘＡを含む可動子位置ｘを用いて計算される補正前内部可動子速度ｖ''と可動子４Ａの実速度との誤差が大きくなる。また、スケールユニット６Ｃは、可動子４Ａの円弧方向の位置をユニット位置ｘＡとして検出する。このため、スケールヘッド５Ａが通る軌跡が、スケールユニット６Ｃからずれた場合、スケールユニット６Ｃが検出するユニット内位置ｘＡを含む可動子位置ｘを用いて計算される補正前内部可動子速度ｖ''と可動子４Ａの実速度との誤差が大きくなる。

【0059】

図６には、図５と同様に、可動子４Ａが、直線形状のスケールユニット６Ｂから曲線形状のスケールユニット６Ｃへ乗り換える様子が示されている。図６に示すように、直線形状のスケールユニット６Ｂには、スケールユニット６Ｂに沿って直線形状のガイドレール１８Ｂが配置され、曲線形状のスケールユニット６Ｃには、スケールユニット６Ｃに沿って曲線形状のガイドレール１８Ｃが配置されている。可動子４Ａにおける進行方向前方のガイドローラ１９Ｆは、スケールユニット６Ｃ上に存在し、可動子４Ａにおける進行方向後方のガイドローラ１９Ｒは、スケールユニット６Ｂ上に存在する。可動子４Ａは、ガイドローラ１９Ｆ，１９Ｒの回転によって直線形状のガイドレール１８Ｂから曲線形状のガイドレール１８Ｃに移動することで、異なる形状のスケールユニット６間を乗り換える。

【0060】

また、図６は、補正前内部可動子速度ｖ''を補正する補正値の計算に使用する計算モデルの概念を示す図でもある。図６において、スケールユニット６Ｂ上に存在するガイドローラ１９Ｒのｘ座標及びｙ座標であるｘｙ座標を（ｘ_Ｒ，ｙ_Ｒ）とし、スケールユニット６Ｃ上に存在するガイドローラ１９Ｆのｘｙ座標を（ｘ_Ｆ，ｙ_Ｆ）とし、可動子４Ａの位置のｘｙ座標を（ｘ_Ｃ，ｙ_Ｃ）とし、スケールヘッド５Ａの検出位置のｘｙ座標を（ｘ_Ｓ，ｙ_Ｓ）とする。また、ガイドレール１８Ｃの曲率半径をＲとし、ガイドローラ１９Ｒ，１９Ｆ間の距離をＬとし、可動子４Ａの位置からスケールヘッド５Ａの検出位置までの距離をＤとし、ガイドローラ１９Ｆの進み角をθとし、可動子４Ａの傾き角をφとする。なお、これらの座標の原点、即ち計算モデルの座標原点は、スケールユニット６Ｂからスケールユニット６Ｃに切り替わる地点からスケールユニット６Ｂ側にガイドローラ１９Ｒ，１９Ｆ間の距離Ｌ分だけ移動させた地点とする。また、ガイドローラ１９Ｆの進み角θは、曲率中心とスケールユニット６Ｂ，６Ｃ間の隙間とを結ぶ線と、曲率中心とガイドローラ１９Ｆとを結ぶ線との成す角であるとする。また、可動子４Ａの位置は、ガイドローラ１９Ｆ，１９Ｒ間の中心に存在するものとし、スケールヘッド５Ａの検出位置と可動子４Ａの位置とを結ぶ線と、ガイドローラ１９Ｆ，１９Ｒを結ぶ線とは、直交する関係にあるとする。

【0061】

まず、ガイドローラ１９Ｆのｘｙ座標（ｘ_Ｆ，ｙ_Ｆ）は、以下の（４）、（５）式で表すことができる。

【0062】

ｘ_Ｆ＝Ｒｓｉｎθ＋Ｌ…（４）
ｙ_Ｆ＝Ｒ－Ｒｃｏｓθ…（５）

【0063】

また、ガイドローラ１９Ｆの進み角θは、以下の（６）～（８）式で計算することができる。

【0064】

ａ＝ｓｉｎ^－１｛（Ｌ^２－Ｒ^２－（Ｌ－ｘ_Ｒ）^２－（Ｒ－ｙ_Ｒ）^２）
／√（（２（Ｌ－ｘ_Ｒ）×Ｒ）^２＋（２（Ｒ－ｙ_Ｒ）×Ｒ）^２）｝…（６）
ｂ＝ｓｉｎ^－１｛（－２×２（Ｒ－ｙ_Ｒ）×Ｒ）
／√（（２（Ｌ－ｘ_Ｒ）×Ｒ）^２＋（２（Ｒ－ｙ_Ｒ）×Ｒ）^２）｝…（７）
θ＝ａ－ｂ …（８）

【0065】

また、可動子４Ａの位置のｘｙ座標（ｘ_Ｃ，ｙ_Ｃ）は、以下の（９）、（１０）式で計算することができる。

【0066】

ｘ_Ｃ＝（ｘ_Ｆ＋ｘ_Ｒ）／２…（９）
ｙ_Ｃ＝（ｙ_Ｆ＋ｙ_Ｒ）／２…（１０）

【0067】

また、スケールヘッド５Ａの検出位置のｘｙ座標（ｘ_Ｓ，ｙ_Ｓ）は、以下の（１１）、（１２）式で計算することができる。

【0068】

ｘ_Ｓ＝ｘ_Ｃ＋Ｄ×（ｙ_Ｆ－ｙ_Ｒ）／Ｌ…（１１）
ｙ_Ｓ＝ｙ_Ｃ＋Ｄ×（ｘ_Ｆ－ｘ_Ｒ）／Ｌ…（１２）

【0069】

軌跡誤差補正部１２２１は、上記の（４）～（１２）式に基づいて、可動子４Ａの位置のｘｙ座標（ｘ_Ｃ，ｙ_Ｃ）と、スケールヘッド５Ａの検出位置のｘｙ座標（ｘ_Ｓ，ｙ_Ｓ）とを計算する。また、軌跡誤差補正部１２２１は、これらの座標から、可動子４Ａの速度と、スケールヘッド５Ａの速度とを計算し、スケールヘッド５Ａの速度が可動子４Ａの速度に一致するように補正値を計算する。軌跡誤差補正部１２２１は、計算した補正値を用いて補正前内部可動子速度ｖ''を補正することで、現在内部可動子速度ｖ'を求め、求めた現在内部可動子速度ｖ'を内部可動子速度保存部１２２３と内部可動子速度切り換え部１２２４とに出力する。

【0070】

内部可動子速度保存部１２２３は、軌跡誤差補正部１２２１から出力された現在内部可動子速度ｖ'をデータとして保存する。また、内部可動子速度保存部１２２３は、保存されている現在内部可動子速度ｖ'のうち１更新周期前のデータであるｚ^－１ｖ'を内部可動子速度切り換え部１２２４に出力する。

【0071】

スケールユニット乗り換え判定部１２２２は、可動子位置ｘの値から、可動子４がスケールユニット６を乗り換えたことを検知し、検知した結果を示す信号であるスケールユニット乗り換え信号τｓを内部可動子速度切り換え部１２２４に出力する。

【0072】

内部可動子速度切り換え部１２２４は、軌跡誤差補正部１２２１から現在内部可動子速度ｖ'を取得し、内部可動子速度保存部１２２３から前回内部可動子速度ｚ^－１ｖ'を取得し、スケールユニット乗り換え判定部１２２２からスケールユニット乗り換え信号τｓを取得する。内部可動子速度切り換え部１２２４は、スケールユニット乗り換え信号τｓに基づいて、可動子４がスケールユニット６を乗り換えたか否かを判定する。可動子４がスケールユニット６を乗り換えた場合、内部可動子速度切り換え部１２２４は、前回内部可動子速度ｚ^－１ｖ'を内部可動子速度ｖとして出力する。可動子４がスケールユニット６を乗り換えていない場合、内部可動子速度切り換え部１２２４は、現在内部可動子速度ｖ'を内部可動子速度ｖとして出力する。

【0073】

推力指令計算部１２３は、可動子位置目標値生成部１１から可動子位置目標値ｘｒｅｆを取得し、可動子位置計算部１５から可動子位置ｘを取得し、内部可動子速度切り換え部１２２４から内部可動子速度ｖを取得する。推力指令計算部１２３は、可動子位置ｘが可動子位置目標値ｘｒｅｆに追従するように推力指令τｒｅｆを計算し、計算した推力指令τｒｅｆを電流指令生成部１３へ出力する。

【0074】

上述のように、可動子速度補正部１２２は、可動子４Ａがスケールユニット６を乗り換える際には、１更新周期前に計算された可動子速度を推力指令計算部１２３に出力する。

【0075】

図７は、実施の形態１に係る可動子速度補正部１２２に内部可動子速度切り換え部１２２４を設けることの効果の説明に供する図である。

【0076】

搬送システム１０では、図３のようにコイルユニット３が隙間なく構成されていることが理想である。しかしながら、実際の搬送システム１０では、図７に示すように、コイルユニット３間には、隙間が存在する。この隙間は、コイルユニット間だけでなく、個々のシステムによっても異なるため、システムの出荷前に設定しておくことは困難である。従って、システムの出荷時には、コイルユニット３間には隙間が存在しない構成が想定されている。このため、スケールユニット６Ｂのスケール原点までの距離は、コイルユニット３Ａの幅と同じ設定がされる。これにより、図７に示すように、システム原点を基準とするスケールユニット６Ｂのスケール原点までの距離を示す位置と、スケールユニット６Ｂのスケール原点を示す位置とは、コイルユニット３間の隙間を示す分だけの誤差が生じる。

【0077】

前述したように、可動子速度計算部１２１によって計算される補正前内部可動子速度ｖ''は、以下の（３）式によって計算される。

【0078】

補正前内部可動子速度ｖ''
＝（可動子位置ｘ－前回の可動子位置ｘ）／可動子位置ｘの１更新周期
…（３）（再掲）

【0079】

一方、可動子４Ａがスケールユニット６Ａからスケールユニット６Ｂに乗り換えたとき、上記（３）式で計算される補正前内部可動子速度ｖ''には、以下の（１３）式で示されるような速度誤差が生じることになる。

【0080】

補正前内部可動子速度ｖ''
＝（可動子位置ｘ－前回の可動子位置ｘ）／可動子位置ｘの１更新周期
≒実際の可動子速度－（コイルユニット３間の隙間／可動子位置ｘの１更新周期）
…（１３）

【0081】

上記（１３）式に示されるように、補正前内部可動子速度ｖ''には、実際の可動子速度に対して、コイルユニット３間の隙間分の誤差に対応する速度誤差が生じることになる。

【0082】

前述したように、推力指令計算部１２３が推力指令τｒｅｆを計算する場合、補正前内部可動子速度ｖ''に基づく内部可動子速度ｖを使用する。実際の可動子速度に対して、コイルユニット３間の隙間分の誤差に対応する速度誤差が生じる現象は、可動子４Ａがスケールユニット６間を乗り換えるときにのみ発生する。この現象は、コイルユニット３間に隙間が存在していれば、形状が同じスケールユニット６間を乗り換えるときにも発生する。補正前内部可動子速度ｖ''に含まれ得る速度誤差が大きい場合、補正前内部可動子速度ｖ''に基づく内部可動子速度ｖを使用して計算される推力指令τｒｅｆの誤差も大きくなる。誤差の大きい推力指令τｒｅｆを使用して可動子４を駆動した場合、可動子４にショック又は振動が発生してしまうおそれがある。

【0083】

一方、実施の形態１に係る制御装置１では、可動子速度補正部１２２の出力段に内部可動子速度切り換え部１２２４が設けられている。前述したように、内部可動子速度切り換え部１２２４は、可動子４がスケールユニット６を乗り換えたときのみ、前回内部可動子速度ｚ^－１ｖ'を内部可動子速度ｖとして出力する。これにより、可動子速度補正部１２２から推力指令計算部１２３に出力される内部可動子速度ｖと実際の可動子速度との誤差が大きくなることが抑止でき、推力指令計算部１２３で計算される推力指令τｒｅｆが急に変化することも抑止できる。その結果、可動子４にショック又は振動が発生しないように可動子４を制御することが可能となる。

【0084】

以上説明したように、実施の形態１に係る制御装置は、少なくとも１つの可動子と、複数のコイルユニットと、可動子に設けられるスケールヘッドと、スケールヘッドの位置を検出するスケールユニットと、コイルユニットに駆動電流を供給する駆動装置とを備えた搬送システムに適用可能に構成される。複数のコイルユニットは、搬送路に沿って配置され、スケールユニットは、搬送路に沿って既定の間隔で配置され、少なくとも１つの可動子は、搬送路に沿って移動する。制御装置は、可動子位置計算部と、可動子速度計算部と、可動子速度補正部とを備える。可動子位置計算部は、スケールヘッドの位置を検出したスケールユニットの検出データに基づいて、可動子の位置情報である可動子位置を計算する。可動子速度計算部は、可動子位置に関する今回の計算値と前回の計算値との差分値から可動子速度を算出する。可動子速度補正部は、可動子位置に応じて可動子速度を補正する。実施の形態１に係る制御装置によれば、特許文献１のように、コイルユニット間又はスケールユニット間の隙間を測定する必要がないので、システム構築の調整作業に要する工数を削減することができ、可動子の軌跡がスケールユニットからずれることにより発生する誤差を補正することが可能となる。また、実施の形態１に係る制御装置は、可動子位置に応じて可動子速度を補正する可動子速度補正部を備えているので、可動子速度と実際の可動子速度との間の速度誤差を低減することができ、可動子を高精度に制御することが可能となる。

【0085】

実施の形態１に係る制御装置は、可動子位置が可動子位置目標値に追従するように推力指令を計算する推力指令計算部を備えていてもよい。また、実施の形態１に係る制御装置に備えられる可動子速度補正部は、可動子がスケールユニットを乗り換える際に、１更新周期前に計算された可動子速度を推力指令計算部に出力する内部可動子速度切り換え部を備えていてもよい。内部可動子速度切り換え部は、異なるコイルユニット間又はスケールユニットに隙間が存在している場合においても、可動子がスケールユニットを乗り換える際に発生し得る速度誤差を抑制するように動作するので、可動子にショック又は振動が発生しないように可動子を制御することが可能となる。

【0086】

また、実施の形態１に係る制御装置が備える可動子速度補正部は、可動子が形状の異なるスケールユニットを乗り換える際に、可動子が存在するスケールユニットと隣接するスケールユニットとの形状に応じて可動子速度を補正する軌跡誤差補正部を備えていてもよい。軌跡誤差補正部は、可動子が形状の異なるスケールユニットを乗り換える際に、可動子が存在するスケールユニットと隣接するスケールユニットとの形状から計算される可動子の幾何学的な軌跡に応じて可動子速度を補正するように構成されていてもよい。軌跡誤差補正部は、可動子の幾何学的な軌跡に応じて可動子速度を補正するので、軌跡誤差補正部を有さない構成と比較して、可動子速度と実際の可動子速度との間の速度誤差をより低減することができ、可動子をより高精度に制御することが可能となる。

【0087】

また、実施の形態１に係る搬送システムは、少なくとも１つの可動子と、複数のコイルユニットと、可動子に設けられるスケールヘッドと、スケールヘッドの位置を検出するスケールユニットと、コイルユニットに駆動電流を供給する駆動装置とを備える。複数のコイルユニットは、搬送路に沿って配置され、スケールユニットは、搬送路に沿って既定の間隔で配置され、少なくとも１つの可動子は、搬送路に沿って移動する。搬送システムを制御する制御装置は、可動子位置計算部と、可動子速度計算部と、可動子速度補正部とを備える。可動子位置計算部は、スケールヘッドの位置を検出したスケールユニットの検出データに基づいて可動子の位置情報である可動子位置を計算する。可動子速度計算部は、可動子位置に関する今回の計算値と前回の計算値との差分値から可動子速度を算出する。可動子速度補正部は、可動子位置に応じて可動子速度を補正する。実施の形態１に係る搬送システムによれば、特許文献１のように、コイルユニット間又はスケールユニット間の隙間を測定する必要がないので、システム構築の調整作業に要する工数を削減することができ、可動子の軌跡がスケールユニットからずれることにより発生する誤差を補正することが可能となる。また、実施の形態１に係る搬送システムが備える制御装置は、可動子位置に応じて可動子速度を補正する可動子速度補正部を備えているので、可動子速度と実際の可動子速度との間の速度誤差を低減することができ、可動子を高精度に制御することが可能となる。

【0088】

実施の形態１の最後では、上述した制御装置１及び駆動装置２の機能を実現するためのハードウェア構成について、図８，９を参照して説明する。図８は、実施の形態１に係る制御装置１及び駆動装置２の機能を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図９は、実施の形態１に係る制御装置１及び駆動装置２の機能を実現するハードウェア構成の他の例を示すブロック図である。

【0089】

実施の形態１に係る制御装置１及び駆動装置２の機能の一部又は全部を実現する場合には、図８に示されるように、演算を行うプロセッサ３００、プロセッサ３００によって読みとられるプログラムが保存される記憶部３０２、及び信号の送受信を行う通信回路３０４を含む構成とすることができる。

【0090】

プロセッサ３００は、演算手段の一例である。プロセッサ３００は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）と称される演算手段であってもよい。また、記憶部３０２には、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically EPROM）といった不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）を例示することができる。

【0091】

記憶部３０２には、実施の形態１に係る制御装置１及び駆動装置２の機能を実行するプログラムが格納されている。プロセッサ３００は、通信回路３０４を介して必要な情報を授受し、記憶部３０２に格納されたプログラムをプロセッサ３００が実行し、記憶部３０２に格納されたテーブルをプロセッサ３００が参照することにより、上述した処理を行うことができる。プロセッサ３００による演算結果は、記憶部３０２に記憶することができる。また、上述したコイルユニット３Ａの幅に関する情報なども記憶部３０２に記憶することができる。

【0092】

また、実施の形態１に係る制御装置１及び駆動装置２の機能の一部を実現する場合には、図９に示す処理回路３０３を用いることもできる。処理回路３０３は、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。処理回路３０３に入力する情報、及び処理回路３０３から出力する情報は、通信回路３０４を介して授受することができる。また、処理回路３０３による処理結果は、記憶部３０２に記憶することができる。

【0093】

なお、制御装置１及び駆動装置２における一部の処理を処理回路３０３で実施し、処理回路３０３で実施しない処理をプロセッサ３００及び記憶部３０２で実施してもよい。

【0094】

実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１における課題を解決しつつ、更に別の課題を解決できる制御装置及び搬送システムについて説明する。

【0095】

図１０は、実施の形態２に係る制御装置１及び駆動装置２の構成例を示す図である。図２に示す制御装置１と比較すると、図１０では、位置速度制御部１２が位置速度制御部１２'に置き換えられている。可動子位置目標値生成部１１、電流指令生成部１３、データ通信部１４及び可動子位置計算部１５の役割は、前述した実施の形態１と同じである。

【0096】

図１１は、実施の形態２に係る位置速度制御部１２'の構成例を示す図である。図４に示す位置速度制御部１２と比較すると、図１１では、可動子速度補正部１２２が可動子速度補正部１２２'に置き換えられ、軌跡誤差補正部１２２１が軌跡誤差補正部１２２１'に置き換えられている。位置速度制御部１２'において、可動子速度計算部１２１及び推力指令計算部１２３の役割は、前述した実施の形態１と同じである。また、可動子速度補正部１２２'において、スケールユニット乗り換え判定部１２２２、内部可動子速度保存部１２２３及び内部可動子速度切り換え部１２２４の役割は、前述した実施の形態１と同じである。

【0097】

実施の形態１に係る制御装置１の場合、上記（６）、（７）式に示されるように、逆正弦関数、平方根などの計算負荷の高い演算をリアルタイムに行う必要がある。このため、実施の形態１に係る制御装置１では、図８に示したプロセッサ３００、図９に示した処理回路３０３には、能力の高い、高価なものを使用する必要がある。この課題に対し、実施の形態２では、計算負荷を下げて、より安価なプロセッサ３００又は処理回路３０３を使用できる制御装置１について説明する。

【0098】

図１２は、実施の形態２に係る軌跡誤差補正部１２２１'の動作説明に供する図である。図１２には、図６と同様に、可動子４Ａが、直線形状のスケールユニット６Ｂから曲線形状のスケールユニット６Ｃへ乗り換える様子が示されている。図中の記号及び用語は、図６と同じである。

【0099】

上述した（４）～（１２）式において使用される各種の値は、搬送システム１０の構成に従って決まる設定値であり、事前に把握することが可能である。このため、軌跡誤差補正部１２２１'が（４）～（１２）式の計算を行うのではなく、事前に（４）～（１２）式の計算を行うことで求めた補正値を軌跡誤差補正部１２２１'に保存しておく。

【0100】

図１３は、実施の形態２に係る軌跡誤差補正部１２２１'において実施される補正処理の説明に供する図である。図１３の横軸は可動子位置を示し、縦軸は速度補正値を示している。図１２において、速度補正が必要になる可動子位置ｘは、可動子４Ａのガイドローラ１９Ｆがスケールユニット６Ｂ，６Ｃ間の隙間を通過する位置から、可動子４Ａのガイドローラ１９Ｒがスケールユニット６Ｂ，６Ｃ間の隙間を通過する位置までである。このため、補正前内部可動子速度ｖ''を補正するための補正値は、図１３に示すように、スケールユニット６Ｂ，６Ｃ間の隙間の位置を原点として、その前後の±Ｌ／２の区間となる。なお、図１３は、可動子４Ａの位置がガイドローラ１９Ｆ，１９Ｒの中点にあるものとして示している。可動子４Ａの位置がガイドローラ１９Ｆ，１９Ｒの中点にない場合、補正の開始位置と補正の終了位置との長さはＬで変わらないが、スケールユニット６Ｂ，６Ｃ間の隙間の位置を基準とする、補正の開始位置までの長さと、補正の終了位置までの長さとは、異なることは言うまでもない。

【0101】

図１４は、実施の形態２に係る軌跡誤差補正部１２２１'に保持される補正値テーブルの例を示す図である。また、図１５は、実施の形態２に係る軌跡誤差補正部１２２１'に保持される係数値テーブルの例を示す図である。図１４に示す補正値テーブルは、可動子位置ｘと、可動子位置ｘに応じた補正値との対応関係を示すテーブルである。この補正値は、（４）～（１２）式に基づいて予め計算された補正値である。軌跡誤差補正部１２２１'は、補正値を計算せず、補正値テーブルを参照することで補正前内部可動子速度ｖ''を補正する。入力された可動子位置ｘに対応する補正値が補正値テーブルにない場合は、内挿処理又は補間処理による計算処理によって求めた近似値を補正値として使用してもよいし、入力された可動子位置ｘに近い可動子位置に対応する補正値を使用して補正処理を行ってもよい。

【0102】

また、図１５に示す補正値テーブルは、ｎ次多項式近似を行って補正値を計算する場合の、次数とその係数値との対応関係を示すテーブルである。軌跡誤差補正部１２２１'は、係数値テーブルを参照して係数値をｎ次多項式に当てはめ、入力された可動子位置ｘに対応する補正値を計算し、計算した補正値を使用して補正前内部可動子速度ｖ''を補正する。

【0103】

以上説明したように、実施の形態２に係る制御装置が備える可動子速度補正部には、内部可動子速度を補正するための補正値、補正値を近似した近似値又は近似値を計算するための係数値が予め保持されている。可動子速度補正部は、補正値、近似値又は係数値を用いて内部可動子速度を補正する。実施の形態２に係る制御装置及び搬送システムでは、負荷の高い計算処理を行うことなく補正前内部可動子速度を補正するための補正値を求めることができるので、実施の形態１の効果を享受しつつ、制御装置及び搬送システムをより安価に構築することが可能となる。

【0104】

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0105】

１ 制御装置、２，２Ａ～２Ｈ 駆動装置、３，３Ａ～３Ｈ コイルユニット、４，４Ａ～４Ｃ 可動子、５，５Ａ～５Ｃ スケールヘッド、６，６Ａ～６Ｃ スケールユニット、７ データ通信線、７Ａ，７Ｂ 通信線、８ 搬送路、９Ａ，９Ａ１～９Ａ５ コイル、１０ 搬送システム、１１ 可動子位置目標値生成部、１２，１２' 位置速度制御部、１３ 電流指令生成部、１４，２１Ａ，２１Ｂ データ通信部、１５ 可動子位置計算部、１７Ａ，１７Ｂ 矢印、１８Ｂ，１８Ｃ ガイドレール、１９Ｆ，１９Ｒ ガイドローラ、２０Ａ，２０Ｂ 駆動部、２２Ａ，２２Ａ１～２２Ａ５ 電流制御部、２３Ａ，２３Ａ１～２３Ａ５ 電流検出器、２４，２４Ａ，２４Ｂ 検出器通信部、４０ 永久磁石、１２１ 可動子速度計算部、１２２，１２２' 可動子速度補正部、１２３ 推力指令計算部、３００ プロセッサ、３０２ 記憶部、３０３ 処理回路、３０４ 通信回路、１２２１，１２２１' 軌跡誤差補正部、１２２２ スケールユニット乗り換え判定部、１２２３ 内部可動子速度保存部、１２２４ 内部可動子速度切り換え部。

【要約】

制御装置（１）は、搬送路（８）に沿って移動する可動子（４）と、搬送路（８）に沿って配置される複数のコイルユニット（３）と、可動子（４）に設けられるスケールヘッド（５）と、搬送路（８）に沿って既定の間隔で配置され、スケールヘッド（５）の位置を検出するスケールユニット（６）と、コイルユニット（３）に駆動電流を供給する駆動装置（２）とを備えた搬送システム（１０）に適用可能に構成される。制御装置（１）は、スケールユニット（６）の検出データに基づいて、可動子（４）の位置情報である可動子位置を計算する可動子位置計算部（１５）と、可動子位置に関する今回の計算値と前回の計算値との差分値から可動子速度を算出する可動子速度計算部（１２１）と、可動子位置に応じて可動子速度を補正する可動子速度補正部（１２２）とを備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】