线性马达输送系统及其运用方法与流程

1.本发明涉及一种线性马达输送系统及其运用方法。


背景技术：

2.以往，作为输送物品的输送系统，已知有一种线性马达输送系统，其以线性马达作为驱动源而使多个托架移动，并利用托架来进行物品的输送。线性马达输送系统具备：托架，被线性马达驱动；控制装置，控制线性马达以使托架沿规定路径移动，通过使托架沿该路径行驶，输送被托架保持的物品。
3.以往的传送带以恒定速度沿同一个方向输送输送物(即，物品)，相对于此，线性马达输送系统通常能够单独控制保持物品的多个托架的移动。并且，也能够进行如下控制：使托架准确地停留在必要的场所，或改变速度，或仅使一个托架反向移动等。
4.因此，线性马达输送系统的用途广泛。例如，使用于工序间输送、在输送路径上进行精密加工的加工生产线中。
5.专利文献1：国际公开第2018/055755号公报
6.在线性马达输送系统中，要想单独控制多个托架的移动，应当能够区分各个托架，但有时还要求能够分别识别多个托架。例如，在多个托架上分别安装有彼此不同的夹具时，需要分别识别这些多个托架。
7.另一方面，线性马达输送系统定期或不定期停止或启动。例如，根据工厂，为了安全起见，下班便停止运行，上班便启动系统。并且，例如，在多个加工生产线中分别使用线性马达输送系统时，有时随着产品的订购数的增减，需要运转的加工生产线的数量随之增减，因此需要停止或启动线性马达输送系统。
8.若线性马达输送系统停止运行，则控制装置所保持的托架的识别信息就会消失，具体而言，将托架的位置与识别信息建立对应关系的信息将会消失。也可以考虑使控制装置继续保持该信息，但无法保证托架在线性马达输送系统停止运行的期间不移动。因此，启动线性马达输送系统时，需要确定识别信息。
9.在专利文献1中记载的线性马达输送系统中，使多个托架分别具有不同的特征，并由检测部检测该不同的特征，由此识别各个托架。然而，由于需要使多个托架分别具有不同的特征，因此制作变得复杂，会导致成本的上升。并且，根据赋予特征的方式，托架数量较多时难以赋予互不相同的特征。即，实际上，托架数量受限。


技术实现要素：

10.本发明鉴于这种情况而完成，其第一目的在于，提供一种提高商品价值的线性马达输送系统；其第二目的在于，提供一种能够通用多个托架的大部分托架并且能够识别各个托架的技术。
11.本发明的一种实施方式提供一种线性马达输送系统，其具备：托架；线性马达，驱动托架；控制装置，控制线性马达以使托架沿规定路径移动；无线标签，安装于托架上，且其
中存储有有关该托架的信息；及多个无线标签读取器，沿着路径配置，并且读取存储于无线标签中的信息。
12.本发明的另一实施方式提供一种线性马达输送系统，其具备：多个托架，被线性马达驱动；控制部，控制线性马达以使多个托架沿规定路径移动；及检测部，能够检测出多个托架中的某一个特定托架。控制部进行初始处理(即，使多个托架移动)，并且以由检测部检测出的特定托架为基准对多个托架分别赋予识别信息。
13.本发明的又一实施方式提供一种线性马达输送系统的运用方法。其中，线性马达输送系统具备：多个托架，被线性马达驱动；控制部，控制线性马达以使多个托架沿规定路径移动；及检测部，能够检测出多个托架中的某一个特定托架，所述线性马达输送系统的运用方法包括如下步骤：作为初始处理使多个托架移动、及以由检测部检测出的特定托架为基准对多个托架分别赋予识别信息。
14.另外，以上构成要件的任意组合或将本发明的构成要件及表述在方法、装置、系统等之间相互置换的方式也作为本发明的实施方式而有效。
15.本发明的第一目的在于提供一种提高商品价值的线性马达输送系统；第二目的在于提供一种能够通用多个托架的大部分托架并且能够识别各个托架的技术。
附图说明
16.图1是实施方式1所涉及的线性马达输送系统的平面图。
17.图2是图1的定子的侧视图。
18.图3是实施方式2所涉及的线性马达输送系统的平面图。
19.图4是用于说明特定托架的检测方法的一例的图。
20.图5是用于说明特定托架的检测方法的另一例的图。
21.图6是用于说明线性马达输送系统的初始处理中的动作的图。
22.图7是变形例所涉及的线性马达输送系统的平面图。
23.图8是另一变形例所涉及的线性马达输送系统的平面图。
24.图中：10
‑
托架，12
‑
线性马达，14
‑
控制装置，16
‑
无线标签，18
‑
无线标签读取器，26
‑
检测部，100
‑
线性马达输送系统。
具体实施方式
25.一、本发明的第1方面
26.以下，参考附图，对本发明的第1方面进行说明。另外，实施方式并不对发明进行限定，其仅为例示，实施方式中所记述的所有特征及其组合并不一定是发明的本质性的内容。在各附图中，对相同或相等的构成要件、部件及处理标注相同的符号，适当省略重复说明。
27.(实施方式1)
28.对实现实施方式1所涉及的线性马达输送系统的过程进行说明。
29.在线性马达输送系统中，要想单独控制多个托架的移动，应当能够区分各个托架，但有时还要求能够分别识别多个托架。例如，在多个托架上分别安装有彼此不同的夹具(jig)时，需要分别识别这些多个托架。
30.另一方面，线性马达输送系统定期或不定期地停止或启动。例如，根据工厂，为了
安全起见，下班便停止运行，上班便启动系统。并且，例如，在多个加工生产线中分别使用线性马达输送系统时，有时随着产品的订购数的增减，需要运转的加工生产线的数量随之增减，因此需要停止或启动线性马达输送系统。
31.若线性马达输送系统停止运行，则控制装置所保持的托架的识别信息就会消失，具体而言，将托架的位置与识别信息建立对应关系的信息将会消失。也可以考虑使控制装置继续保持该信息，但无法保证托架在线性马达输送系统停止运行的期间不移动。因此，启动线性马达输送系统时，需要确定识别信息。
32.以往，作为刚启动系统之后的初始处理，使托架移动并使例如规定的传感器检测托架等从而确定托架的位置及识别信息。
33.然而，例如，若在托架保持有物体的状态下停止系统导致在重新启动时托架保持着物体，则根据工序，基于初始处理的托架的移动会降低物体的品质，因此需要将这些物体报废。并且，理所当然，初始处理期间，线性马达输送系统的使用受限。
34.因此，本发明人对线性马达输送系统进行了研究，提出了无需进行初始处理(即，托架的移动)的技术。以下，进行具体说明。
35.另外，在以下说明中，线性马达包括转子沿弯曲(圆弧状等)的轨道移动的线性马达，并不只限定于转子沿直线状的轨道移动。
36.图1是实施方式1所涉及的线性马达输送系统100的平面图。线性马达输送系统100的用途广泛，作为一例，在某种产品的一个制造工序中用于工件的输送。例如，线性马达输送系统100的各托架独立保持工件并进行输送。或者，相邻的两个托架协同保持工件并进行输送。
37.线性马达输送系统100具备：托架10_1～10_5(以下，在不特别进行区分时或统称时，称为“托架10”)；线性马达12，驱动多个托架10；控制装置14，控制线性马达12以使多个托架10沿路径p移动；多个位置检测部40，检测各托架10的位置；无线标签16_1～16_5(以下，在不特别进行区分时或统称时，称为“无线标签16”)，安装于各托架10上；及多个无线标签读取器18，沿着路径p配置。另外，托架10的数量并不受特别限定。
38.线性马达12具备定子20及与托架10相同数量的转子22。
39.定子20包括多个定子模块，但并不只限于此。在该例子中，定子20包括第1定子模块21a、第2定子模块21b、第3定子模块21c、第4定子模块21d、第5定子模块21e、第6定子模块21f(以下，在不特别进行区分时或统称时，称为“定子模块21”)，且其依次连接成闭环状。在该例子中，俯视观察时，定子20呈椭圆状。另外，定子20的形状并不受特别限定。
40.俯视观察时，第1定子模块21a、第2定子模块21b、第4定子模块21d及第5定子模块21e为直线状，第3定子模块21c及第6定子模块21f为曲线状(圆弧状)。
41.定子模块21包括沿其延伸方向排列的多个电磁铁(线圈单元)24。在图1中，作为例子仅示出了一部分电磁铁24。向多个电磁铁24能够单独供给电流。多个电磁铁24的排列决定路径p。在该例子中，路径p为椭圆状。然而，路径p的形状并不只限于此，可以任意组合直线状及曲线状的定子模块21从而设为与使用目的及设置空间上的限制相符的任意形状。
42.多个托架10上分别安装有与电磁铁24上下对置的转子22。转子22构成为包括磁铁。通过电磁铁24的磁场与转子22的磁铁的磁场之间的相互作用，转子22沿路径p移动。
43.在定子模块21上可以设置有引导转子22或托架10移动的线性导轨。或者，也可以
不设置线性导轨而使转子22在定子模块21上磁浮。
44.图2是定子20的侧视图。在图2中，将配置于第1定子模块21a上的多个无线标签读取器18从纸面上的左侧起依次称为无线标签读取器18a、无线标签读取器18b、无线标签读取器18c、无线标签读取器18d、无线标签读取器18e。
45.参考图1及图2。无线标签16_i(1≤i≤5)安装于托架10_i上。无线标签16_i中存储有能够唯一识别托架10_i的识别信息。另外，无线标签16_i中也可以存储有与托架10相关的其他信息。
46.多个无线标签读取器18沿着路径p配置。无线标签读取器18读取存在于可读取范围内(即，电波到达范围内)的无线标签16中存储的信息。例如，无线标签16为rf标签，无线标签读取器18为rf标签的读取器。
47.作为无线标签读取器18与无线标签16的通信方式，可列举出电波方式及电磁感应方式。采用电波方式时，无线标签读取器18发送包括托架10识别信息发送请求的请求电波。若无线标签16接收到请求电波，则发送包括所请求的识别信息的响应电波。若无线标签读取器18接收到响应电波，则将响应电波中包含的识别信息发送给控制装置14。另外，无线标签16利用请求电波产生电力而进行响应，因此无线标签16不需要电池。采用电磁感应方式时，只需将上述说明中的电波替换为磁场即可。
48.并且，在采用电波方式时，无线标签读取器18将所接收的响应电波的电波强度发送给控制装置14，在采用电磁感应方式时，无线标签读取器18将所接收的响应磁场的磁场强度发送给控制装置14。即，无线标签读取器18将接收到的响应信号的强度发送给控制装置14。无线标签读取器18接收到的响应信号的强度根据其与无线标签16_i之间的距离而变化。具体而言，离无线标签16_i越近则强度越强，离无线标签16_i越远则强度越弱。因此，只要预先掌握无线标签16_i与无线标签读取器18之间的距离和无线标签读取器18所接收到的响应信号的强度之间的关系，则可以根据无线标签读取器18所接收到的响应信号的强度获知无线标签读取器18与无线标签16_i之间的距离。只要获知各个无线标签读取器18与无线标签16_i之间的距离，则能够确定无线标签16_i(甚至托架10_i)在路径p上的位置。
49.例如，在图2的状态下，无线标签读取器18b离无线标签16_1最近，因此从无线标签16_1向无线标签读取器18b的响应信号的强度最强，无线标签读取器18c离无线标签16_1第二近，因此从无线标签16_1向无线标签读取器18c的响应信号第二强。根据无线标签读取器18b所接收到的信号的强度，可确定无线标签16_1与无线标签读取器18b之间的距离lb。根据无线标签读取器18c所接收到的信号的强度，可确定无线标签16_1与无线标签读取器18c之间的距离lc。由此能够唯一地确定从无线标签读取器18b的距离为lb且从无线标签读取器18c的距离为lc的路径p上的位置。
50.本实施方式的控制装置14在刚启动线性马达输送系统100之后的规定时刻根据无线标签读取器18所接收到的信号的强度来确定托架10的位置(即初始位置)。
51.多个无线标签读取器18例如等间隔配置。尤其，多个无线标签读取器18配置成，无论托架10_i位于路径p上的哪个位置，无线标签16_i均位于可被某一个无线标签读取器18读取的范围内(即，某一个无线标签读取器18的电波或磁场到达无线标签16_i)。由此，无论托架10_i位于路径p上的哪个位置(即，即使不使托架10_i移动)，也能够获取存储于无线标签16_i中的信息(例如，托架10_i的识别信息)。
52.多个无线标签读取器18优选配置成，无论托架10_i位于路径p上的哪个位置，无线标签16_i均位于至少两个无线标签读取器的可读取范围内(即，至少两个无线标签读取器18的电波或磁场到达无线标签16_i)。由此，无论托架10_i位于路径p上的哪个位置(即，不使托架10_i移动)，也能够确定托架10_i的初始位置。
53.位置检测部40检测托架10的位置。位置检测部40例如构成为包括光学编码器，并通过读取安装于托架10上的标尺42来检测相对于位置检测部40的相对位置。位置检测部40将所检测出的相对位置信息发送给控制装置14。控制装置14根据相对位置信息及如上确定的初始位置信息来确定托架10的位置。
54.控制装置14包括主控制器30、第1副控制器32a～第6副控制器32f(以下，在不特别进行区分时或统称时，称为“副控制器32”)。
55.主控制器30集中控制线性马达输送系统100。例如，主控制器30生成如上确定了识别信息的多个托架10各自的移动指令，并将其发送给各副控制器32。
56.第1副控制器32a、第2副控制器32b、第3副控制器32c、第4副控制器32d、第5副控制器32e、第6副控制器32f分别控制第1定子模块21a、第2定子模块21b、第3定子模块21c、第4定子模块21d、第5定子模块21e、第6定子模块21f中的托架10的移动。
57.详细而言，副控制器32一边反馈托架10的位置信息一边控制向对应的定子模块21的电磁铁24的电流供给，并按照来自主控制器30的指令使托架10移动。另外，在对应的定子模块21上存在多个托架10时，副控制器32能够分别单独控制该多个托架10的移动。
58.并且，副控制器32彼此之间可以交换托架10的信息。例如，在托架10从第1定子模块21a上朝向第2定子模块21b上移动时，可以从第1副控制器32a对第2副控制器32b进行该移动情况的收发。并且，在托架10从第1定子模块21a上朝向第2定子模块21b上移动时，可以从第1副控制器32a对第2副控制器32b进行托架10的识别信息的收发。此时，在托架10已移动到了第2定子模块21b上时，无需读取存储于无线标签16中的识别信息。
59.接着，对实施方式1的变形例进行说明。
60.(变形例1
‑
1)
61.在实施方式1中，对定子20上配置有多个电磁铁24且在转子22上配置有磁铁的所谓的动磁铁式的线性马达输送系统进行了说明，但并不只限于此。实施方式及上述变形例的技术思想也可以适用于定子20上配置有多个磁铁且转子22上配置有电磁铁的所谓的可动线圈式的线性马达输送系统。
62.二、本发明的第2方面
63.以下，参考附图，对本发明的第2方面进行说明。
64.(实施方式2)
65.本发明人对利用线性马达使多个托架沿规定路径移动的线性马达输送系统进行了研究，其结果获得了以下见解。
66.只要不增减托架的数量或不改变路径上的托架的排列顺序，则只需检测多个托架中的某一个特定托架并以该特定托架为基准对多个托架分别赋予唯一的识别信息，即可每次都能够对多个托架分别赋予相同且唯一的识别信息。即，实质上能够识别各个托架10。此时，能够通用多个托架中的大部分托架(例如，除了特定托架以外的所有托架)，因此能够降低成本。
67.因此，在本实施方式中，若启动线性马达输送系统，则作为初始处理，检测特定托架并以检测出的特定托架为基准对多个托架分别赋予识别信息。以下，进行具体说明。
68.图3是实施方式2所涉及的线性马达输送系统100的平面图。线性马达输送系统100的用途广泛，作为一例，在某种产品的一个制造工序中用于工件的输送。例如，线性马达输送系统100的各托架独立保持工件并进行输送。或者，相邻的两个托架协同保持工件并进行输送。
69.线性马达输送系统100具备：多个托架10；线性马达12，驱动多个托架10；控制装置14，控制线性马达12以使多个托架10沿路径p移动；及检测部26。另外，托架10的数量并不受特别限定。
70.线性马达12具备定子20及与托架10相同数量的转子22。
71.定子20包括多个定子模块，但并不只限于此。在该例子中，定子20包括第1定子模块21a、第2定子模块21b、第3定子模块21c、第4定子模块21d、第5定子模块21e、第6定子模块21f(以下，在不特别进行区分时或统称时，称为“定子模块21”)，且其依次连接成闭环状。在该例子中，俯视观察时，定子20呈椭圆状。
72.俯视观察时，第1定子模块21a、第2定子模块21b、第4定子模块21d及第5定子模块21e为直线状，第3定子模块21c及第6定子模块21f为曲线状(圆弧状)。
73.定子模块21包括沿其延伸方向排列的多个电磁铁(线圈单元)24。在图3中，作为例子仅示出了一部分电磁铁24。向多个电磁铁24能够单独供给电流。多个电磁铁24的排列决定路径p。在该例子中，路径p为椭圆状。然而，路径p的形状并不只限于此，可以任意组合直线状及曲线状的定子模块21从而设为与使用目的及设置空间的限制相符的任意形状。
74.多个托架10上分别安装有与电磁铁24上下对置的转子22。转子22构成为包括磁铁。通过电磁铁24的磁场与转子22的磁铁的磁场之间的相互作用，转子22沿路径p移动。
75.在定子模块21上可以设置有引导转子22或托架10的移动的线性导轨。或者，也可以不设置线性导轨而使转子22在定子模块21上磁浮。
76.检测部26构成为能够检测多个托架10中的某一个特定的托架10(以下，还称为“特定托架”)。
77.图4中(a)及(b)是用于说明特定托架的检测方法的一例的图。图4中(a)及(b)分别是表示检测部26及其周边的平面图及侧视图。在此，在特定托架上标注有阴影线。
78.在该例子中，特定托架具有其他多个托架10(以下，还称为“普通托架”)所不具有的凸部10a。多个普通托架(图4中(a)及(b)中仅示出了一个)并不受特别限定，其为通用(即，设计成形状及大小相同)的部件。通过使多个普通托架通用，与使用彼此不同的托架的情况相比，能够降低成本。普通托架的数量越多，该效果越显著。
79.检测部26包括光投射部及光接收部(均未图示)，光接收部接收来自光投射部的光l被凸部10a反射过来的光来检测特定托架。不具有凸部10a的普通托架不对来自光投射部的光l进行反射，因此检测不到。
80.图5中(a)及(b)是用于说明特定托架的检测方法的另一例的图。在该例子中，在特定托架上安装有其他托架上并未安装的磁铁10b。特定托架及其他托架并不受特别限定，除了磁铁以外，均为通用的部件。
81.检测部26构成为能够检测磁场的大小，若安装有磁铁10b的特定托架靠近，则检测
值增大，因此能够检测出特定托架。而未安装有磁铁10b的普通托架靠近，检测值不会增加，因此检测不到普通托架。
82.总之，检测部26只要能够将具有与普通托架不同的特征的特定托架检测为“特定托架”(即，并不是普通托架的托架10)即可。
83.回到图3，控制装置14包括主控制器30及第1副控制器32a～第6副控制器32f(以下，在不特别进行区分时或统称时，称为“副控制器32”)。
84.主控制器30集中控制线性马达输送系统100。
85.例如，若启动线性马达输送系统100，则主控制器30执行初始处理。具体而言，生成使所有托架10例如以相同的速度单向(例如，顺时针方向)移动的指令，并将其发送给各副控制器32。主控制器30以由检测部26检测出的托架10(即，特定托架)为基准来对多个托架10分别赋予唯一的识别信息。另外，在每次启动线性马达输送系统100时实施的初始处理中，每次都对多个托架10分别赋予相同的识别信息。
86.更详细而言，主控制器30对特定托架赋予某一特定的识别信息，并根据其他托架10与特定托架之间的位置关系(即，计算出从特定托架起是第几个托架10)来对其他托架10赋予识别信息。例如，赋予从特定托架沿逆时针方向升序或降序排列的识别信息。
87.并且，主控制器30生成如上赋予了识别信息的多个托架10各自的移动指令，并将其发送给各个副控制器32。
88.第1副控制器32a、第2副控制器32b、第3副控制器32c、第4副控制器32d、第5副控制器32e、第6副控制器32f分别控制第1定子模块21a、第2定子模块21b、第3定子模块21c、第4定子模块21d、第5定子模块21e、第6定子模块21f中的托架10的移动。
89.详细而言，副控制器32一边反馈托架10的位置信息一边控制向对应的定子模块21的电磁铁24的电流供给，并按照来自主控制器30的指令使托架10移动。另外，在对应的定子模块21上存在多个托架10时，副控制器32能够分别单独控制该多个托架10的移动。
90.并且，副控制器32彼此之间可以交换托架10的信息。例如，在托架10从第1定子模块21a上朝向第2定子模块21b上移动时，可以从第1副控制器32a对第2副控制器32b进行该移动情况的收发。并且，在托架10从第1定子模块21a上朝向第2定子模块21b上移动时，可以从第1副控制器32a对第2副控制器32b进行托架10的识别信息的收发。
91.以上为线性马达输送系统100的结构。接着，对其动作进行说明。图6中(a)～(c)是用于说明线性马达输送系统100的初始处理中的动作的图。在图6中(a)～(c)中，以时间顺序示出了线性马达输送系统100的动作。在图6中(a)～(c)中，在特定托架上标注了阴影线。
92.如图6中(a)所示，若线性马达输送系统100启动，则使所有托架10移动。作为一例，使所有托架10单向(图示的例子中为顺时针方向)移动。
93.在图6中(b)中，若特定托架即将通过检测部26之前，则检测部26检测出该特定托架。
94.如图6中(c)所示，特定托架刚通过了检测部26之前之后便停止。多个普通托架停止在特定托架的后面，并且例如隔着一定间隔排列。对多个托架10分别赋予从特定托架沿逆时针方向升序排列的识别信息c1、c2、c3、c4、c5。
95.接着，对实施方式2的效果进行说明。特定托架具有与普通托架不同的特征，且其被检测部26检测出。在每次启动线性马达输送系统100时实施的初始处理中，以检测出的特
定托架为基准，每次对多个托架分别赋予相同的识别信息。即，普通托架作为通用的部件因而能够降低成本，并且能够分别识别多个托架10。
96.接着，对与实施方式2有关的变形例进行说明。
97.(变形例2
‑
1)
98.与实施方式2不同，检测部26可以构成为能够沿路径p的外周移动，并且一边沿路径p的外周移动一边检测特定托架。此时，能够使多个托架10保持停止状态。检测部26只要检测出特定托架便可停止。
99.(变形例2
‑
2)
100.图7是变形例所涉及的线性马达输送系统100的平面图。图7对应于图3。在本变形例中，线性马达输送系统100具备沿路径p例如等间隔配置的多个(该例子中为四个)检测部26。
101.若多个检测部26中的某一个检测部26检测到了特定托架，则控制装置14以所确定的特定托架为基准对多个托架10分别赋予识别信息。
102.根据本变形例，能够缩短检测特定托架为止的时间，因此能够缩短初始处理所需时间。
103.(变形例2
‑
3)
104.图8中(a)及(b)是表示另一个变形例所涉及的线性马达输送系统的图。图8中(a)及(b)对应于图4中(a)及(b)。在本变形例中，线性马达输送系统100还具备既能够检测特定托架也能够检测普通托架的检测部27。检测部27配置于检测部26的附近。例如，检测部27配置于检测部26的下方。
105.控制装置14使多个托架10单向(例如俯视观察时为顺时针方向)移动作为初始处理。若检测部26检测出两次特定托架，则控制装置14使多个托架10停止移动。
106.控制装置14根据特定托架被检测部26检测两次的期间由检测部27检测出的托架的次数来确定托架的数量。例如，在检测部26及检测部27被设置成实质上同时检测特定托架时，特定托架被检测部26检测两次的期间，特定托架也被检测部27检测两次，因此从由检测部27检测到的托架10的次数减去1的数量确定为托架数。
107.(变形例2
‑
4)
108.在实施方式2及上述变形例中，对定子20上配置有多个电磁铁24且在转子22上配置有磁铁的所谓的动磁铁式的线性马达输送系统进行了说明，但并不只限于此。实施方式2及上述变形例的技术思想也可以适用于定子20上配置有多个磁铁且转子22上配置有电磁铁的所谓的可动线圈式的线性马达输送系统。
109.以上，根据实施方式并使用具体语句来对本发明进行了说明，但实施方式仅表示本发明的原理、应用的一个方面，在不脱离技术方案所规定的本发明的思想的范围内，实施方式中容许存在多种变形例和配置的变更。