特表 2023-546331 電磁式運搬システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-02

(54)【発明の名称】電磁式運搬システム

(51)【国際特許分類】

   H02P 25/06 20160101AFI20231026BHJP

   G05D 3/12 20060101ALI20231026BHJP

   B65G 54/02 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

H02P25/06

G05D3/12 E

B65G54/02

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2023518180

(86)(22)【出願日】2021-09-22

(85)【翻訳文提出日】2023-05-09

(86)【国際出願番号】 EP2021076104

(87)【国際公開番号】W WO2022063848

(87)【国際公開日】2022-03-31

(31)【優先権主張番号】A50803/2020

(32)【優先日】2020-09-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AT

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518184708

【氏名又は名称】ベーウントエル・インダストリアル・オートメイション・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100191835

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真介

(74)【代理人】

【識別番号】100221981

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 大成

(72)【発明者】

【氏名】フォルトフーバー・フリードリヒ

(72)【発明者】

【氏名】ログナー・フィリップ

(72)【発明者】

【氏名】カスティンガー・クリスティアン

【テーマコード（参考）】

3F021

5H303

5H540

【Ｆターム（参考）】

3F021BA02

3F021CA02

3F021CA06

3F021DA03

3F021DA04

3F021DA06

5H303BB01

5H303BB20

5H303DD04

5H303EE07

5H303FF03

5H303GG06

5H303GG23

5H303HH01

5H303KK01

5H540AA01

5H540BA03

5H540BB07

5H540EE05

5H540FA11

5H540FB01

5H540FC02

(57)【要約】

簡単な手法で拡張可能な電磁式運搬システム１を提示するために、運搬区間３が運搬区画４に分割されて、運搬区画４がそれぞれ少なくとも一つの運搬セグメント５から成り、運搬区画４には、それぞれ一つの区画制御ユニット４が割り当てられ、運搬セグメント５には、それぞれ一つのセグメントコントローラ５０が割り当てられる。更に、論理ネットワーク３４を介して区画制御ユニット４０と接続された論理ユニット３０が、配備されて、論理ネットワーク３４を介して、これらの一定数の運搬ユニット２の目的地を区画制御ユニット４０に与えるように構成される。運搬区画４の区画制御ユニット４０が、セグメントネットワーク４５を介して、対応する運搬セグメント５のセグメントコントローラ５０と接続されて、目的地から、対応する運搬区画に関する軌道区画ＢＡを特定し、この軌道区画ＢＡを用いて、目標値ｓｗを特定して、セグメントネットワーク４５を介してセグメントコントローラ５０に伝送するように構成される。セグメントコントローラ５０は、目標値ｓｗと生じた実際値ｉｗを用いて、駆動コイルに電流を流して、運搬ユニット２の駆動磁石Ｍと相互に作用する磁界を発生させて、この一定数の運搬ユニット２を動かすように構成される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

運搬区間（３）に沿って移動可能に配置された一定数の運搬ユニット（２）を有する電磁式運搬システム（１）であって、駆動コイル（Ｓ）が運搬区間（３）に沿って配置され、駆動磁石（Ｍ）が運搬ユニット（２）に配置され、運搬区間（３）が運搬区画（４）に分割され、運搬区画（４）が、それぞれ少なくとも一つの運搬セグメント（５）から構成され、運搬区画（４）には、それぞれ一つの区画制御ユニット（４）が割り当てられ、運搬セグメント（５）には、それぞれ一つのセグメントコントローラ（５０）が割り当てられている電磁式運搬システムにおいて、
論理ネットワーク（３４）を介して区画制御ユニット（４０）と接続された論理ユニット（３０）が、配備されて、論理ネットワーク（３４）を介して、これらの一定数の運搬ユニット（２）の目的地を区画制御ユニット（４０）に与えるように構成されていることと、
運搬区画（４）の区画制御ユニット（４０）が、セグメントネットワーク（４５）を介して、対応する運搬セグメント（５）のセグメントコントローラ（５０）と接続されて、
目的地から、対応する運搬区画（４）に関する軌道区画（ＢＡ）を特定し、この軌道区画（ＢＡ）を用いて、目標値（ｓｗ）を特定して、セグメントネットワーク（４５）を介してセグメントコントローラ（５０）に伝送するように構成されていることと、
セグメントコントローラ（５０）が、目標値（ｓｗ）と生じた実際値（ｉｗ）を用いて、駆動コイルに電流を流して、運搬ユニット（２）の駆動磁石（Ｍ）と相互に作用する磁界を発生させて、これらの一定数の運搬ユニット（２）を動かすように構成されていることとを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項2】

請求項１に記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の運搬セグメント（５）には、実際値を検出するために、センサーが配備されていることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の実際値（ｉｗ）が、実際の電流、実際の力、実際の位置、実際の速度及び実際の加速度の中の一つ以上から構成されることと、
前記の目標値（ｓｗ）が、目標の電流、目標の力、目標の位置、目標の速度及び目標の加速度の中の一つ以上から構成されることとを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項4】

請求項１から３までのいずれか一つに記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の区画制御ユニット（４０）が、区画ネットワーク（４４）を介して互いに接続されて、この区画ネットワーク（４４）を介して、データを、有利には、実際値を伝送するように構成されていることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項5】

請求項４に記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の区画ネットワーク（４４）が、有利には、サイクルタイムを設定可能であるリアルタイムネットワーク又はポイントツーポイントネットワークであることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項6】

請求項１から５までのいずれか一つに記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記のセグメントネットワーク（４５）が、有利には、サイクルタイムを設定可能であるリアルタイムネットワークであることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項7】

請求項１から６までのいずれか一つに記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の論理ネットワーク（３４）が、非リアルタイムネットワーク、有利には、イーサネットワークであることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項8】

請求項１から７までのいずれか一つに記載の電磁式運搬システム（１）において、
隣り合う運搬セグメント（５）が重なり合って実現されていることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項9】

請求項１から８までのいずれか一つに記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の運搬区画（４）が、それぞれ二次元及び／又は一次元で実現されていることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項10】

電磁式運搬システム（１）の運搬区間（３）に沿って移動可能に配置された一定数の運搬ユニット（２）の動きを制御する方法であって、この運搬区間（３）が、運搬区画（４）に分割されて、これらの運搬区画（４）がそれぞれ少なくとも一つの運搬セグメント（５）から構成される方法において、
運搬区画（４）に割り当てられた区画制御ユニット（４０）に、それぞれ論理ネットワーク（３４）を介して、論理ユニット（３０）から、これらの一定数の運搬ユニット（２）の目的地（Ｚ）を与えられることと、
区画制御ユニット（４０）が、これらの一定数の運搬ユニット（２）に関して、対応する目的地（Ｚ）から、それぞれ軌道区画（ＢＡ）を特定し、これらの軌道区画（ＢＡ）から目標値（ｓｗ）を特定して、セグメントネットワーク（４５）を介して、対応するセグメント（５）のセグメントコントローラ（５０）に伝送することと、
セグメントコントローラ（５０）が、これらの目標値（ｓｗ）と既知の実際値（ｉｗ）を用いて、運搬セグメント（５）の駆動コイル（Ｓ）に電流を流して、運搬ユニット（２）の駆動磁石（Ｍ）と相互に作用する磁界を発生させて、これらの一定数の運搬ユニット（２）を動かすこととを特徴とする方法。

【請求項11】

請求項１０に記載の方法において、
前記の区画制御ユニット（４０）が区画ネットワーク（４４）を介してデータを交換することを特徴とする方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の方法において、
セグメントコントローラ（４５）が、セグメントネットワーク（４５）を介して実際値（ｉｗ）を区画制御ユニット（４）に伝送することと、
区画制御ユニット（４）が区画ネットワーク（４４）を介して実際値（ｉｗ）を伝送することとを特徴とする方法。

【請求項13】

請求項１０から１２までのいずれか一つに記載の方法において、
隣り合う運搬区画（４）の軌道区画（ＢＡ）が、運搬ユニット（２）の、不変の位置と速度と加速度とのうちの一つ以上を有することを特徴とする方法。

【請求項14】

請求項１０から１３までのいずれか一つに記載の方法において、
前記のセグメントコントローラ（５０）が、対応する区画制御ユニット（４０）に動作パラメータ及び／又は動作データを伝送することを特徴とする方法。

【請求項15】

請求項１４に記載の方法において、
前記の区画制御ユニット（４０）が、論理ユニット（３０）に動作パラメータ及び／又は動作データを伝送することを特徴とする方法。

【請求項16】

請求項１０から１５までのいずれか一つに記載の方法において、
前記の区画制御ユニット（４０）が、所与の最大値を遵守した形で目標値（ｓｗ）を特定することを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、運搬区間に沿って移動可能に配置された一定数の運搬ユニットを有する電磁式運搬システムであって、この運搬区間に沿って、駆動コイルが配置され、これらの運搬ユニットには、駆動磁石が配置され、この運搬区間が、運搬区画に分割されて、これらの運搬区画が、それぞれ少なくとも一つの運搬セグメントから構成され、これらの運搬区画には、それぞれ一つの区画制御ユニットが割り当てられ、これらの運搬セグメントには、それぞれ一つのセグメントコントローラが割り当てられている電磁式運搬システムに関する。更に、本発明は、電磁式運搬システムの運搬区間に沿って移動可能に配置された一定数の運搬ユニットの動きを制御する方法であって、この運搬区間が、運搬区画に分割されて、これらの運搬区画が、それぞれ少なくとも一つの運搬セグメントから構成される方法に関する。

【背景技術】

【0002】

長固定子リニアモーターや平面モーターなどの電磁式運搬システムの運搬区間は、例えば、特許文献１が長固定子リニアモーターに関して開示している通り、複数の区画に分割することができる。それらの区画は、部分領域に分割されて、部分領域毎にインバータが配備されている。更に、それらの区画には、それぞれ一つの制御ユニットが割り当てられて、その制御ユニットが、対応する部分領域のインバータを駆動して、各部分領域に電流を供給している。特許文献１には、区画の間での運搬ユニットの引き渡しの際に、運搬ユニットが領域内に在る制御ユニットをマスターとして定め、移動方向に在る制御ユニットをスレーブとして定めることが提案されている。そのマスターは、自身の部分領域とスレーブの部分領域に関する運搬ユニットの軌道を計画する。そのために、マスターは、リアルタイムインタフェースを介してスレーブを制御する。更に、上位の制御ユニットをマスターとして規定して、その制御ユニットが運搬ユニットの軌道を計画して、別のインタフェースを介して、下位の制御ユニットをスレーブとして制御することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】欧州特許公開第３０２４１２８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、簡単な手法で拡張可能な電磁式運搬システムを提示することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明では、この課題は、論理ネットワークを介して区画制御ユニットと接続され、この論理ネットワークを介して、一定数の運搬ユニットの目的地を区画制御ユニットに与えるように構成された論理ユニットを配備し、運搬区画の区画制御ユニットが、セグメントネットワークを介して、対応する運搬セグメントのセグメントコントローラと接続され、この目的地から、対応する運搬区画に関する軌道区画を特定し、この軌道区画を用いて目標値を特定して、セグメントネットワークを介してセグメントコントローラに伝送し、セグメントコントローラが、これらの目標値と生じた実際値を用いて、駆動コイルに電流を流し、運搬ユニットの駆動磁石と相互に作用する磁界を発生させて、一定数の運搬ユニットを動かすように構成されていることによって解決される。更に、この課題は、運搬区画に割り当てられた区画制御ユニットが、論理ネットワークを介して論理ユニットから一定数の運搬ユニットの目的地を与えられ、これらの区画制御ユニットが、一定数の運搬ユニットに関して、対応する目的地から、それぞれ軌道区画を特定し、これらの軌道区画から目標値を特定して、セグメントネットワークを介して対応するセグメントのセグメントコントローラに伝送し、セグメントコントローラが、これらの目標値と既知の実際値を用いて、運搬セグメントの駆動コイルに電流を流し、運搬ユニットの駆動磁石と相互に作用する磁界を発生させて、一定数の運搬ユニットを動かす方法によって解決される。

【0006】

そのために、任意の大きさの運搬区間を運搬区画に分割することができて、運搬区画毎に、一つの区画制御ユニットが配備される。従って、中央の箇所における運搬ユニットの全体的な軌道の計画が行われず、また、隣り合う二つの運搬区間の軌道区画の計画が一つのユニット上で行われるのではなく、運搬区間毎に軌道区画の計画が行われる。そのため、各区画制御ユニットによって計算される小さな軌道区画に運搬ユニットの軌道を分割することができる。それにより、これらは、それぞれ中央での軌道計画の場合又はマスター・スレーブ式軌道計画の場合よりも小さな計算能力を調達すればよいこととなる。本発明により、簡単かつ安価な手法で、長い運搬区間（それにより、長いルート、そのため（軌道区画に分割される）長い軌道）を有する長固定子リニアモーターを構築することができる。この軌道は、運搬ユニットのその時々の所在地から目的地までの一般的なルートを規定する。軌道区画は、その時々の所在地から（目的地が運搬区画の外に在る場合に）引渡場所までの一般的なルートを規定する。しかし、軌道を計画する場合、位置、速度、加速度に関する値、質量、力などの更に別の物理作用は考慮されない。

【0007】

それに対して、目標値は、軌道に沿った運搬ユニットの運動を規定し、そのため、例えば、予め規定された目標位置、目標速度、目標加速度を包含して、更に別の物理作用を考慮することができる。そのため、運搬ユニットの動きの時間的な推移が、目標値の時間的な推移（と実際値の相応の制御）から得られる。目標値を決定する際に、所与の限界値（最大値）も考慮することができる。

【0008】

更に、モジュール式構造によって、更に別の運搬区画とそれに対応する区画制御ユニットにより簡単な手法で運搬区間を拡張することが可能である。上位の論理ユニットは、論理ネットワークを介して一定数の運搬ユニットの目的地を区画制御ユニットに与える。この目的地は、関連する運搬ユニットの動作パラメータにも依存することができ、そのように、この目的地は、例えば、動作パラメータに基づき変えることができる。同様に、論理ユニットによって、運搬ユニットにより実行すべき更に別のプロセス工程を規定することができる。

【0009】

運搬ユニットの目的地は、軌道が目的地だけでなく、運搬ユニットのルートも規定するので、運搬ユニットの軌道と混同すべきではない。目的地が、異なる運搬区間を介して到達可能である場合、論理ユニットは、目的地に追加して、運搬区画のどの区画を通過すべきであるのかを与えることができるが、軌道自体を規定することはない。それにより、論理ユニットは、目的地の外に、或る程度は通過すべき運搬区画の形で里程標も規定する。

【0010】

分岐が運搬区画に設けられいる場合、それに対応する区画制御ユニットは、どの分岐線を使用すべきか（これが論理ユニットにより与えられていない場合に）を決めることもできる。目的地の方向に複数の平行な進路が運搬区画内に在り得る場合、区画制御ユニットは、同じくどの進路を使用すべきかを決めることができる。

【0011】

有利には、実際値を検出するために、センサーが運搬セグメントに配備される。それにより、実際値がセグメントで測定されて、セグメントコントローラに提供される。

【0012】

有利には、実際値は、運搬セグメントで生じる実際の電流及び／又は実際の力から構成される。特に有利には、実際値は、関連する運搬ユニットの実際の位置、実際の速度及び実際の加速度の中の一つ以上から構成される。有利には、目標値は、運搬セグメントに関する目標の電流、目標の力、関連する運搬ユニットに関する目標の位置、目標の速度及び目標の加速度の中の一つ以上から構成される。

【0013】

有利には、区画制御ユニットは、区画ネットワークを介して互いに接続されて、この区画ネットワークを介して、データ、有利には、実際値を伝送するように構成される。例えば、運搬ユニットが、第一の運搬区画から別の隣りの第二の運搬区画に伝送されると規定される場合、第一の運搬区画の区画制御ユニットが、運搬ユニットの改善された引き渡し及び引き受けを可能にするために、第二の運搬区画の区画制御ユニットにデータを伝送する。

【0014】

セグメントコントローラは、セグメントネットワークを介して実際値を区画制御ユニットに伝送するとともに、区画ネットワークを介して実際値を区画制御ユニットに伝送することができる。それにより、区画制御ユニットは、その運搬区画外における実際値に関する知見を取得して、例えば、到来する運搬ユニットとその引き受けに関して準備することができる。

【0015】

更に、複数のネットワークに分割することによって、個々のネットワークのサイクルタイムを低減することができ、それによって、更に、ネットワークの負荷を軽減し、それにより、より速いプロセスを実現することができる。

【0016】

区画ネットワークは、有利には、設定可能なサイクルタイムを有するリアルタイムネットワーク又はポイントツーポイントネットワークとして構成することができる。区画ネットワークは、それ以外の形式のアナログ又はデジタルインタフェースとして構成することもできる。

【0017】

セグメントネットワークは、有利には、設定可能なサイクルタイムを有するリアルタイムネットワーク又はポイントツーポイントネットワークとして構成することができる。セグメントネットワークは、それ以外の形式のアナログ又はデジタルインタフェースとして構成することもできる。

【0018】

有利には、論理ネットワークは、非リアルタイムネットワークとして、有利には、イーサネットワークとして構成される。目的地の付与は、軌道区画の計画と比べて、高い計算能力を必要としないので、論理ネットワークに関しては、区画ネットワーク及び／又はセグメントネットワークほどの高い性能を必要としない。

【0019】

隣り合う運搬セグメントは、重なり合う形で実現することができ、それにより、冗長性が生み出されて、更に、運搬ユニットの最適な引き渡しが可能となる。

【0020】

運搬区画は、それぞれ二次元及び／又は一次元で実現することができる。特に、この電磁式運搬システムは、長固定子リニアモーターとして、平面モーターとして、或いは、例えば、運搬区画の一部を長固定子リニアモーターとして実現し、運搬区画の別の部分を平面モーターとして実現することによって長固定子リニアモーターと平面モーターの組合せとして実現することができる。

【0021】

隣り合う運搬区画の軌道区画は、運搬ユニットの不変の位置、速度及び加速度の中の一つ以上を有することができ、それにより、隣り合う運搬区画の間の不変の引き渡しを実行することができる。言い換えると、運搬ユニットに関する軌道区画が、総じて運搬ユニットの位置、速度及び加速度の中の一つ以上が不変である軌道を生じさせる。

【0022】

セグメントコントローラは、それに対応する区画制御ユニットに運搬ユニットの動作パラメータ及び／又は動作データを伝送することができ、その際、区画制御ユニットは、これらの動作パラメータ及び／又は動作データを論理ユニットに伝送することができる。

【0023】

有利には、区画制御ユニットは、所与の最大値を遵守する形で軌道区画を特定する。区画制御ユニットによって、直に目標値を特定することもでき、このことは、又もや最大値を遵守する形で行うことができる。最大値の遵守は、中央で計画される軌道と同様に行うことができ、本発明の範囲内では、最大値は、中央で計画される軌道の代わりに、軌道区画に関して考慮される。

【0024】

以下において、本発明の有利な実施例を模式的に、本発明を制限しない形で図示する図１～４を参照して、本発明を詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】電磁式運搬システムの模式図

【図2】運搬区画への運搬区間の分割と運搬セグメントへの運搬区画の分割の模式図

【図3】セグメントコントローラから区画制御ユニットへの実際値の伝送の模式図

【図4】区画制御ユニットから隣りの区画制御ユニットへの実際の引き渡しの模式図

【発明を実施するための形態】

【0026】

図１は、電磁式運搬システム１として、非常に簡単な運搬区間３から構成される長固定子リニアモーター１の例を図示している。ここでは、運搬区間３が単に一つの閉じたループを示すが、当然のことながら、任意の分岐した運搬区間３も考え得る。この運搬区間１に沿って移動可能に配置され、ここでは、単に例として時計回りに動かされる一定数の運搬ユニット２が配備されている。駆動コイルＳが運搬区間３に沿って配置されており、それに対して、駆動磁石Ｍが運搬ユニット２に配置されている。駆動コイルＳに電流を流すことによって、運搬ユニット２の駆動磁石Ｍと協力して作用する、運搬区間３に沿って動く磁界が生成されて、運搬ユニットを運搬区間３に沿って動かす。運搬区間３は、用途と必要に応じて、任意の形状にするとともに、閉じた区間区画及び／又は開いた区間区画から構成することができる。運搬区間３は、平面内に存在しなければならないのではなく、空間内に任意に敷設することができる。また、少なくとも運搬区間３の一部に渡って両側又は複数の側に、駆動コイルＳを配置することができる。同様に、駆動磁石Ｍは、運搬ユニット２の両側又は複数の側に配置することができる。長固定子リニアモーターの基本的な構造及び動作原理は、十分に既知であり、その結果、ここでは、これに更に立ち入らない。

【0027】

同様に、例えば、平面モーターを電磁式運搬システム１として配備することができる。平面モーターは、基本的に一次元の運搬区間３を有する長固定子リニアモーターと異なり、二次元の運搬区間３を有し、そのため、運搬面と呼ぶこともできる。駆動コイルＳは、運搬区間３内を二次元に動かすことができる磁界を発生させるために、二次元の運搬区間３に分散して配置される。駆動磁石Ｍは、有利には、駆動コイルの磁界と協力して作用して、運搬ユニット２を運搬区間３内に動かすために、同じく運搬ユニット２に二次元に分散して配置される。駆動コイルＳと駆動磁石Ｍは、有利には、運搬区間３により規定される軸（ｙｚ面内のｙ軸及びｚ軸）に沿った一次元の動きの外に、運搬区間３内の運搬ユニットの複雑な二次元の動きも可能であるように配置される。基本的に、二次元の運搬区間３内での一次元の動きだけを規定することも可能である。この場合、駆動磁石Ｍと駆動コイルＳを単に一次元に配置することもできる。平面モーターの基本的な動作方式及び構造も基本的に既知であり、そのため、ここでは、その詳細に立ち入らない。

【0028】

本発明は、以下において、基本的に一次元の運搬区間３に関して規定するが、例えば、平面モーターなどの二次元の運搬区間３を有する、それ以外の電磁式運搬システムに関しても成り立つ。電磁式運搬システム１は、一次元である第一の数の運搬区画４と二次元である第二の数の運搬区画４から構成することもできる。

【0029】

図２には、図面を簡略化することだけを目的として、複数（ここでは、三つ）の運搬区画４に分割された平坦な運搬区間３が図示されている。これらの運搬区画４は、又もや一定数（ここでは、三つ）の運搬セグメント５に分割されており、運搬セグメント５の数は、運搬区画４の間で変えることができる。運搬区画４は、分岐した運搬セグメント５及び／又は平行な運搬セグメント５から構成することもできる。運搬セグメント５は、それぞれ運搬区間３に沿って動き回る磁界を発生させるために、運搬セグメント５に属するセグメントコントローラ５０によって（それぞれコイル電流ｉとして表示された）電流を流される（図２では、見易くするために図示されていない）駆動コイルＳを有する。当然のことながら、一つの運搬セグメント５は、二つ以上の駆動コイルＳを有することもできる。運搬セグメント５に生じる実際値ｉｗは、セグメントコントローラ５０には既知である。例えば、対応する運搬セグメント５内に在る運搬ユニット２の実際の位置、実際の速度及び実際の加速度と運搬セグメントに生じる実際の電流、実際の電圧、実際の力などの中の一つ以上を実際値ｉｗとして検出することができる。そのために、運搬セグメント５には、それぞれセンサーを、例えば、実際の位置を検出する（磁気式）位置センサーを配備することができる。セグメントコントローラ５０は、目標値ｓｗを与えられ、それに対応して、実際値ｉｗを目標値ｓｗに適合させるために、制御量（例えば、駆動コイルＳのコイル電流ｉ又はコイル電圧）が与えられる。

【0030】

同様に、ステータス情報（運搬ユニット２の識別番号、運搬ユニット２の動作時間、運搬ユニット２の保守データ、運搬ユニット２の負荷状態、運搬ユニット２のツール番号、処理順序、運搬ユニット２に載せられた製品に関するデータ等）などの動作データ及び／又は動作パラメータが、セグメントコントローラ５０において既知であるとすることができる。

【0031】

従来技術では、全体的な軌道、そのため目標値の計算と付与のために、中央の軌道計画ユニットがしばしば配置されて、このユニットが、所望の軌道を作り出すために、目標値を全てのセグメントコントローラ５０に伝送している。

【0032】

本発明では、運搬区画４には、それぞれ区画制御ユニット４０が割り当てられている。区画制御ユニット４０は、例えば、蓄積プログラム制御部（ＳＰＳ，ＰＬＣ）として、或いはコンピュータとして実現することができる。中央論理ユニット３０が配備されて、このユニットが、対応する区画制御ユニット４０に論理ネットワーク３４を介して運搬ユニット２の目的地Ｚを与える。更に、論理ネットワーク３４を介して、論理ユニット３０から、別の論理機能、例えば、ロード活動などの実行すべき動作を区画制御ユニット４０に与えることもできる。これらの論理機能は、各運搬ユニットの動作データ及び／又は動作パラメータに依存して実行することもできる。

【0033】

この目的地Ｚが複数の運搬区画４を介して到達可能である場合、論理ユニット３０は、どの運搬区画４からどの運搬区画４に運搬ユニット２を引き渡すのかを運搬区画４に与えることができる。各運搬ユニット２の目的地Ｚは、動作パラメータ／動作データに依存して決定することもできる。それにより、区画制御ユニット４０は、論理ユニット３０が介入する必要無しに、対応する動作パラメータ／動作データに依存して、どの運搬区画に運搬ユニット２を引き渡すのかを決めることができる。

【0034】

論理ユニット３０は、区画制御ユニット４０に目的地Ｚを与えることによって、運搬ユニット２の動きを制御する。

【0035】

区画制御ユニット４０は、論理ユニット３０から与えられた目的地Ｚに基づき、対応する運搬区画４内に在る個々の運搬ユニット２の軌道区画ＢＡを特定する。この軌道区画ＢＡは、運動プロファイルに相当して、隣りの運搬区画４にまで達することができる。この隣りの運搬区画４以降において、又もや対応する区画制御ユニット４０が対応する軌道区画ＢＡを計画することができる。有利には、隣り合う運搬区画４の間における軌道区画ＢＡの不変の移行を規定することができる。軌道区画ＢＡに基づき、運搬区画４内に在る運搬ユニット２に関する目標値ｓｗが特定されて、セグメントネットワーク４５を介して、対応するセグメントコントローラ５０に伝送される。例えば、対応する運搬セグメント５内に在る運搬ユニット２に関する目標の位置、目標の速度及び目標の加速度の中の一つ以上、目標の電流、目標の力などを目標値ｓｗとして与えることができる。そのため、運搬区画４への目標値ｓｗの付与によって、対応する軌道区画ＢＡを規定することができる。

【0036】

この場合、図２における個々の目標値ｓｗは、同じ符号ｉｄＲを有するが、当然のことながら、同じではなく、区画制御ユニット４０によって個々に特定されることに留意すべきである。当然のことながら、コイル電流ｉは、同様に同じ符号ｉｄＲにも関わらず同じではなく、むしろ各目標値ｓｗに依存する。しかし、論理ユニット３０により与えられる目的地Ｚは、基本的に区画制御ユニット４０に関して画一的であり、当然のことながら、個々の運搬ユニット２の間で目的地Ｚが異なるようにすることができる。

【0037】

全体的な軌道を目的地Ｚから特定するのではなく、区画制御ユニット４０に基づき、それぞれ軌道区画ＢＡだけを特定すればよいことによって、全体的な軌道を特定する場合よりも必要な計算能力が遥かに小さくなる。即ち、軌道の特定が、基本的に軌道区画ＢＡの特定に分割される。

【0038】

有利には、セグメントネットワーク４５のサイクルタイムは、設定可能であり、関連する運搬区画４０の大きさと下位の運搬セグメントの数に適合させることができる。

【0039】

別のプロセス工程を与えるために、論理ユニット３０によって、目的地Ｚの外に、論理機能を与えることもできる。これらの論理機能は、例えば、コンフィグレーションの形で区画制御ユニット４０に引き渡すことができ、これらのユニットは、論理機能を実行するために、運搬ユニット２の軌道区画ＢＡの計算時に、例えば、動作パラメータ／動作データに依存して、そのための指示を運搬ユニット２に与えることができる。

【0040】

図３に図示されている通り、区画ネットワーク４４を介して、区画制御ユニット４０を互いに接続することができ、それにより、区画制御ユニット４０の間でデータを伝送することができる。区画ネットワーク４４を介して、特に、隣りの区画制御ユニット４０に、特に、実際値ｉｗ、既知の動作データ及び既知の動作パラメータの中の一つ以上をデータとして伝送することができる。そのために、実際値ｉｗ、既知の動作データ及び既知の動作パラメータの中の一つ以上は、セグメントネットワーク４５を介して、セグメント制御ユニット５０から上位の区画制御ユニット４０に伝送されると規定することができる。図３には、区画ネットワーク４４及びセグメントネットワーク４５が個別接続部として図示されているが、これらは、当然のことながら、バス等として実現することもできる。

【0041】

運搬ユニット２は、運搬区間３に沿って動かすことができ、異なる運搬区画２も通過又は到達することができる。そのため、運搬区画の間で運搬ユニット２の引き渡しが行われる。

【0042】

特に、運搬ユニット２の安全な引き渡し及び引き受けを保証するために、引き渡す側の運搬区画４に属する区画制御ユニット４０から引き受け側の運搬区画４に属する区画制御ユニット４０にデータを引き渡すことができる。

【0043】

図４には、第一の運搬区画４’から第二の運搬区画４’’への運搬ユニット２の引き渡しが図示されており、第一の運搬区画４’の第一の運搬セグメント５’と第二の運搬区画４’’の第二の運搬セグメント５’’だけが図示されている。この運搬ユニット２は、第一及び第二の運搬セグメント５’，５’’が、そのため第一と第二の運搬区画４’，４’’も重なり合う引渡領域Ｕ内に在る。第一のセグメントネットワーク４５’を介して、第一の運搬セグメント５’に割り当てられた第一のセグメントコントローラ５０’と接続された第一の区画制御ユニット４０’が第一の運搬区画４’に割り当てられ、第二のセグメントネットワーク４５’’を介して、第二の運搬セグメント５’’に割り当てられた第二のセグメントコントローラ５０’’と接続された第二の区画制御ユニット４０’’が第二の運搬区画４’’に割り当てられている。

【0044】

運搬ユニット２は、引渡領域Ｕ内において、二つの運搬区画４’，４’’のセグメントコントローラ５０’，５０’’によって駆動するか、或いは初めは第一のセグメントコントローラ５０’により、次に第二のセグメントコントローラ５０’’によって駆動することができる。両方の場合に、第一の区画制御ユニット４’が、目的地Ｚに基づき、第一の目標値ｓｗ’を特定して、第一のセグメントコントローラ５０’に伝送することができる。セグメントコントローラ５０’は、受け取った第一の目標値ｓｗ’と既存の（例えば、センサーに基づき検出した）第一の実際値ｉｗ’を出発点として、第一の運搬セグメント５’の駆動コイルに電流を流すための制御量を運搬セグメント５に提供する。ここでは、第一のコイル電流ｉ’が制御量として規定されているが、例えば、コイル電圧などの別の制御量も考え得る。運搬ユニット２が第一の運搬区画４’を離れると、第一の目標値ｓｗ’の計算を終了することができる。

【0045】

実際値ｉｗ及び／又は動作データ／動作パラメータが第一の運搬区画４’から第二の運搬区画４’’に引き渡されると規定することができる。そのために、実際値ｉｗ及び／又は動作データ／動作パラメータは、第一のセグメントコントローラ５０’から第一のセグメントネットワーク４５’を介して第一の区画制御ユニット４０’に伝送され、このユニットは、区画ネットワーク４４を介して第二の区画制御ユニット４０’’に実際値ｉｗ’を伝送する。

【0046】

引渡領域Ｕ内において、それぞれ一方のセグメントコントローラ５０’，５０’’だけが運搬ユニット２を制御すると規定される場合、第一のセグメントコントローラ５０’が第一の実際値ｉｗ’をその区画制御ユニット４０’に伝送し、この区画制御ユニットが、又もや区画ネットワーク４４を介して第一の実際値ｉｗ’を第二の区画制御ユニット４０’に伝送し、この第二の区画制御ユニットが、その実際値を第二のセグメントコントローラ５０’’にも伝送できるようにすることによって、制御するセグメントコントローラ５０’，５０’’の交替を実行することができる。第二の区画制御ユニット４０’’の第一の実際値ｉｗ’は事前に既知であるので、第二の運搬区画４’’への運搬ユニット２の迅速な引き渡しを行うことができる。第二の区画制御ユニット４０’’は、運搬ユニット２の引き受けのために、事前に第一の実際値ｉｗ’に基づき第二の目標値ｓｗ’’を準備しておくことができる。そのため、第二の運搬コントローラ５０’’は、第二の実際値ｉｗ’’を第二の目標値ｓｗ’’に適合させるために、第二の目標値ｓｗ’’を用いて、第二の制御量（例えば、第二のコイル電流ｉ’’）を相応に与えるように準備しておき、引き渡しの際に第二の制御量を直ちに与えることができる。それに続いて、軌道区画ＢＡが、第二の区画制御ユニット４０’’によって、目的地に基づき計算されて、第二の目標値ｓｗ’’が特定され、第二のセグメントコントローラ５０’’に与えられ、このコントローラは、更に、第二の実際値ｉｗ’’を第二の目標値ｓｗ’’に適合させるために第二の制御量を与える。

【0047】

実際値ｉｗ’は、必要な場合に、第二の運搬セグメント５’’に合った実際値ｉｗ’’に換算することができる。これは、第一の区画制御ユニット４０’における区画ネットワーク４４を介した実際値ｉｗ’の本来の引き渡しの前に、或いは第二の区画制御ユニット４０’’における実際値ｉｗ’の受信後に行うことができる。

【0048】

引き渡しの実行後には、第二の区画制御ユニット４０’’において既に軌道区画ＢＡが作り出されているので、第一の区画制御ユニット４０’において、軌道区画ＢＡを削除することができる。運搬ユニット２が第二の運搬区画４’’に到来することは、論理ネットワーク３４を介して論理ユニット３０から、区画ネットワーク４４を介して第一の区画制御ユニット４０’から、或いはその両方から第二の区画制御ユニット４０’’に通報することができる。それにより、第二の区画制御ユニット４０’’は、運搬ユニット２の受け入れに対して準備することができる。更に、論理ネットワーク３４を介して論理ユニット３０から、区画ネットワーク４４を介して第一の区画制御ユニット４０’から、或いはその両方から、到来する運搬ユニット２の位置及び／又は速度を第二の区画制御ユニット４０’’に伝送することができる。

【0049】

引渡領域Ｕ内において、第一のセグメントコントローラ５０’と第二のセグメントコントローラ５０’’の両方が運搬ユニット２を少なくとも部分的に制御すると規定される場合、第二の実際値ｉｗ’’は、当然のことながら、第二の区画制御ユニット４０’’には既に知られており、それにより、このユニットは、直に第二の軌道区画ＢＡを計算し、その軌道区画から目標値ｓｗ’’を計算して、第二のセグメントコントローラ５０’’に伝送することができる。更に、実際値ｉｗ’が区画ネットワーク４４を介して第二の区画制御ユニット４０’’に伝送されるとともに、第二のセグメントコントローラ５０’’の実際値ｉｗ’’が既に第二の区画制御ユニット４０’’で得られている場合、これは、冗長的な情報と見做すことができ、それにより、例えば、誤りを検出することができる。

【0050】

運搬ユニット２は、引き渡し中、静止状態にあるとすることができる。しかし、運搬ユニット２の如何なる任意の速度においても、引き渡しを行うことができる。

【0051】

運搬区間３の分岐（即ち、転轍機）が引渡領域Ｕ内に在る場合、特定された軌道区画ＢＡに対応して規定された分岐が行わるように、運搬ユニット２を反発及び／又は吸引するために、分岐領域内に在る駆動セグメント４の駆動コイルＳによって、推進力に追加して、横方向の力も加えられる。

【0052】

論理ユニット３０、区画制御ユニット４０及びセグメントコントローラ５０の中の一つ以上は、マイクロプロセッサベースのハードウェア、例えば、コンピュータ又はデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）から構成することができ、その上で、相応のソフトウェアが、各機能を実現するために実行される。論理ユニット３０、区画制御ユニット４０及びセグメントコントローラ５０の中の一つ以上は、マイクロプロセッサも備えた集積回路、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又は利用者プログラム可能なゲートアレー（ＦＰＧＡ）から構成することもできる。しかし、論理ユニット３０、区画制御ユニット４０及びセグメントコントローラ５０の中の一つ以上は、アナログ回路又はアナログコンピュータから構成することもできる。それらの混合形態も考えられる。同様に、同じハードウェアに異なる機能を実装することが可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2022-09-21

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

運搬区間（３）に沿って移動可能に配置された一定数の運搬ユニット（２）を有する電磁式運搬システム（１）であって、駆動コイル（Ｓ）が運搬区間（３）に沿って配置され、駆動磁石（Ｍ）が運搬ユニット（２）に配置され、運搬区間（３）が運搬区画（４）に分割され、運搬区画（４）が、それぞれ少なくとも一つの運搬セグメント（５）から構成され、運搬区画（４）には、それぞれ一つの区画制御ユニット（４）が割り当てられ、運搬セグメント（５）には、それぞれ一つのセグメントコントローラ（５０）が割り当てられている電磁式運搬システムにおいて、
論理ネットワーク（３４）を介して区画制御ユニット（４０）と接続された論理ユニット（３０）が、配備されて、論理ネットワーク（３４）を介して、これらの一定数の運搬ユニット（２）の目的地（Ｚ）を区画制御ユニット（４０）に与えるように構成されていることと、
運搬区画（４）の区画制御ユニット（４０）が、セグメントネットワーク（４５）を介して、対応する運搬セグメント（５）のセグメントコントローラ（５０）と接続されていて、対応する運搬区画（４）に関する目的地（Ｚ）から、対応する運搬区画（４）内に在る運搬ユニット（２）に関する軌道区画（ＢＡ）を特定し、この軌道区画（ＢＡ）を用いて、対応する運搬区画（４）内に在る運搬ユニット（２）に関する目標値（ｓｗ）を特定して、これらの目標値（ｓｗ）をセグメントネットワーク（４５）を介して対応するセグメントコントローラ（５０）に伝送するように構成されていて、
軌道区画（ＢＡ）は、運搬ユニット（２）のその時々の所在地から、目的地（Ｚ）が運搬区画（４）外に在る場合には隣り合う運搬区画（４）の間の引渡位置までの、目的地（Ｚ）が運搬区画（４）内に在る場合には目的地（Ｚ）までの一般的なルートを規定し、
セグメントコントローラ（５０）が、目標値（ｓｗ）と生じた実際値（ｉｗ）を用いて、駆動コイルに電流を流して、運搬ユニット（２）の駆動磁石（Ｍ）と相互に作用する磁界を発生させて、これらの一定数の運搬ユニット（２）を動かすように構成されていることとを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項2】

請求項１に記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の運搬セグメント（５）には、実際値（ｉｗ）を検出するために、センサーが配備されていることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の実際値（ｉｗ）が、実際の電流、実際の力、実際の位置、実際の速度及び実際の加速度の中の一つ以上から構成されることと、
前記の目標値（ｓｗ）が、目標の電流、目標の力、目標の位置、目標の速度及び目標の加速度の中の一つ以上から構成されることとを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項4】

請求項１から３までのいずれか一つに記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の区画制御ユニット（４０）が、区画ネットワーク（４４）を介して互いに接続されて、この区画ネットワーク（４４）を介して、データを、有利には、実際値（ｉｗ）を伝送するように構成されていることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項5】

請求項４に記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の区画ネットワーク（４４）が、有利には、サイクルタイムを設定可能であるリアルタイムネットワーク又はポイントツーポイントネットワークであることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項6】

請求項１から５までのいずれか一つに記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記のセグメントネットワーク（４５）が、有利には、サイクルタイムを設定可能であるリアルタイムネットワークであることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項7】

請求項１から６までのいずれか一つに記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の論理ネットワーク（３４）が、非リアルタイムネットワーク、有利には、イーサネットワークであることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項8】

請求項１から７までのいずれか一つに記載の電磁式運搬システム（１）において、
隣り合う運搬セグメント（５）が重なり合って実現されていることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項9】

請求項１から８までのいずれか一つに記載の電磁式運搬システム（１）において、
前記の運搬区画（４）が、それぞれ二次元及び／又は一次元で実現されていることを特徴とする電磁式運搬システム。

【請求項10】

電磁式運搬システム（１）の運搬区間（３）に沿って移動可能に配置された一定数の運搬ユニット（２）の動きを制御する方法であって、この運搬区間（３）が、運搬区画（４）に分割されて、これらの運搬区画（４）がそれぞれ少なくとも一つの運搬セグメント（５）から構成される方法において、
運搬区画（４）に割り当てられた区画制御ユニット（４０）に、それぞれ論理ネットワーク（３４）を介して、論理ユニット（３０）から、これらの一定数の運搬ユニット（２）の目的地（Ｚ）が与えられることと、
区画制御ユニット（４０）が、これらの一定数の運搬ユニット（２）に関して、それぞれ対応する運搬区画に関する対応する目的地（Ｚ）から、それぞれこの対応する運搬区画（４）内に在る運搬ユニット（２）に関する軌道区画（ＢＡ）を特定し、
軌道区画（ＢＡ）は、各運搬ユニット（２）のその時々の所在地から、目的地（Ｚ）が運搬区画（４）外に在る場合には隣り合う運搬区画（４）の間の引渡位置までの、目的地（Ｚ）が運搬区画（４）内に在る場合には目的地（Ｚ）までの一般的なルートを規定し、
これらの軌道区画（ＢＡ）から、この対応する運搬区画（４）内に在る運搬ユニット（２）に関する目標値（ｓｗ）を特定して、これらの目標値（ｓｗ）を、セグメントネットワーク（４５）を介して、対応するセグメント（５）のセグメントコントローラ（５０）に伝送することと、
セグメントコントローラ（５０）が、これらの目標値（ｓｗ）と既知の実際値（ｉｗ）を用いて、運搬セグメント（５）の駆動コイル（Ｓ）に電流を流して、運搬ユニット（２）の駆動磁石（Ｍ）と相互に作用する磁界を発生させて、これらの一定数の運搬ユニット（２）を動かすこととを特徴とする方法。

【請求項11】

請求項１０に記載の方法において、
前記の区画制御ユニット（４０）が区画ネットワーク（４４）を介してデータを交換することを特徴とする方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の方法において、
セグメントコントローラ（４５）が、セグメントネットワーク（４５）を介して実際値（ｉｗ）を区画制御ユニット（４）に伝送することと、
区画制御ユニット（４）が区画ネットワーク（４４）を介して実際値（ｉｗ）を伝送することとを特徴とする方法。

【請求項13】

請求項１０から１２までのいずれか一つに記載の方法において、
隣り合う運搬区画（４）の軌道区画（ＢＡ）が、運搬ユニット（２）の、不変の位置と速度と加速度とのうちの一つ以上を有することを特徴とする方法。

【請求項14】

請求項１０から１３までのいずれか一つに記載の方法において、
前記のセグメントコントローラ（５０）が、対応する区画制御ユニット（４０）に動作パラメータ及び／又は動作データを伝送することを特徴とする方法。

【請求項15】

請求項１４に記載の方法において、
前記の区画制御ユニット（４０）が、論理ユニット（３０）に動作パラメータ及び／又は動作データを伝送することを特徴とする方法。

【請求項16】

請求項１０から１５までのいずれか一つに記載の方法において、
前記の区画制御ユニット（４０）が、所与の最大値を遵守した形で目標値（ｓｗ）を特定することを特徴とする方法。

【国際調査報告】