JPH07106003B2 - リニアモ−タカ−の速度制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はリニアモータカーの速度制御方法、特に各種レ
ール形状に対応して速度設定を行なうことのできるリニ
アモータカーの速度制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、各種事業所において書類、伝票等の搬送にリニア
モータカーを用い高速の書類処理する技術が開発されて
いるが、このようなリニアモータカーの速度制御を行な
うための回路としては例えば第８図に示すようなものが
ある。この図において１はシステムコントローラ、２は
リニアモータコントローラであり、符号A,AB1,AB2,AB3,
Bは軌道即ちレール５に沿って設けられたステーション
である。３はステータコントローラ、４はステータであ
る。６はレール５の上を走行する搬送車即ちキャリアで
ある。

システムコントローラ１は関連機器からの搬送依頼に基
づいてシステム全体を制御し、リニアモータコントロー
ラ２はシステムコントローラ１の指令により各々のステ
ーションに対して走行速度とメカニカルな動作の制御指
示を行なう。ステーションA,AB1,AB2,AB3,Bは搬送区間
の所定の位置に配置され、その構成要素であるステータ
４の上にレール５を敷設し、このレール５上を二次導体
を内蔵するキャリア６が励磁により誘起される推進力を
受けて走行する。第８図に示されるように、キャリア６
がＡのステーションからＢのステーションへ向って走行
する場合はＡが発進動作、Ｂが停止動作、またAB1,AB2,
AB3が加減速動作を行なう。各ステーションの制御を行
なうステータコントローラ３は、各々のステータ４毎に
設けられ、リニアモータコントローラ２の指示により自
動的にステータ４を制御し、キャリア６の速度制御を行
なう。同図において、ステータコントローラ３を表わす
STC及びステータ４を表わすSTRに添えられた符号A,B,AB
1〜AB3はそれぞれステーションA,B,AB1〜AB3に対応する
各装置を示す。このようなリニアモータカーを使用した
搬送システムの速度制御は、リニアモータコントローラ
２の指示に基づき、ステータコントローラ３がステータ
４を制御して行なわれるが、この速度制御の要因として
第９図に示すような、ステーション前後におけるレール
形状（例えばカーブ、上昇、下降等）に応じた速度設定
がある。このようなレール形状に応じた速度設定を行な
うための従来技術の一例としては例えば第10図に示すよ
うなデータに従うものがある。

これは、レール形状毎に、その形状のレール５の部分を
通過するキャリア６の最高速度と最低速度とを決定し、
テーブル構成にしたものである。このテーブルはリニア
モータコントローラ２内に格納されている。他方、それ
ぞれのステータコントローラ３にはリニアモータコント
ローラ２よりステーションＢ（停止点）の速度を０（ゼ
ロ）として逆算によって割当てた標準速度が指示される
と共に、ステータコントローラ３は夫々前後のレール形
状に関するデータをコード番号、或はその他の形で保有
している。そしてキャリアの走行中、リニアモータコン
トローラ２が上記レール形状と速度との対応データ及び
各レール部分のレール形状と合致をとるためのデータを
含む全データを各ステータコントローラ３に出力する
と、それぞれのステータコントローラ３は上記全データ
の中から、自己のレール形状に対応する速度データを取
出し、キャリア６の速度監視を行なう。そして、各ステ
ータコントローラ３は、自己の監視領域内にキャリア６
が進入して来た場合、このキャリア６の速度が上記監視
領域に設定された最低速度よりも低い場合は加速用の励
磁を行なう一方、キャリア６の速度が上記設定された最
高速度よりも高い場合は減速用の励磁を行なって常に所
定の速度範囲内でキャリア６が走行するようにしてい
る。

例えば第10図に示すような速度制御用テーブル７を備え
ているリニアモータカーの速度制御システムでは、前後
のレール形状が90゜カーブになっているステータコント
ローラ３は、上記レール形状データを所有している。そ
してリニアモータカー走行制御においてリニアモータコ
ントローラ２からテーブル７の全データが各ステータコ
ントローラ３に出力されると、上記ステータコントロー
ラは自己の所有するレール形状データとテーブル７中の
形状データとの一致をとり、速度制御範囲として最高速
度6m/s、最低速度4m/sというデータを取出し、この範囲
内にキャリア６の速度をコントロールする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の速度制御方式において
は、レール形状は千差万別で無限に近い種類がある。こ
れに対して前記従来における如く個別にレール形状に対
応する速度設定を行なうことは多大の労力時間を要し不
可能に近い。そしてまた、レールが増設される度毎にレ
ールの形状条件が増加し、それに伴なって速度データも
増して行かなくてはならないが、このような方法である
と、リニアモータコントローラの保有するメモリ容量が
限界になるという恐れがある。また、走行経路を変更す
る場合などには新たにメモリの組変えを行なわなければ
ならず、更にレールの条件によって算定速度が結果的に
は重複するという不便と不経済性とがあった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、その目的は、コントロール用の速度設定を容易
に為し得、しかも速度データが格納されるメモリ容量を
小さくすることの可能なリニアモータカーの制御方法を
提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のリニアモータカーの制御方法は、上記目的を達
成するため、所定の形状をもって敷設されたレールと、
このレールにセットされ且つレールに沿って走行するキ
ャリアと、このレールに沿って設けられた複数のステー
ション及びこのステーションの構成要素であるステータ
と、各ステーション毎に設けられ、ステータの制御を行
なうステータコントローラと、各ステータコントローラ
に対して動作の指示制御を行うリニアモータコントロー
ラとを有するリニアモータカーにおいて、前記キャリア
の走行の制御用に使われる速度データが予め前記リニア
モータコントローラに複数用意され、動作開始時には、
前記リニアモータコントローラに用意された速度データ
を前記ステータコントローラにダウンロードし、駆動時
には、ステータコントローラは各レール形状に応じて必
要な制御用速度データを、当該ダウンロードされた複数
の速度データの中から選び出して設定できるようにした
ことである。

〔作用〕

リニアモータコントローラはレール形状に対応して使用
される可能性のある速度データを見出し符号を付した状
態でテーブル構成にして保有する。この速度データは、
イニシャライズ操作或はその他制御速度設定操作によっ
てそれぞれのステータコントローラにダウンロードされ
る。一方、ステータコントローラには、その部位のレー
ルの形状に対応してどのような速度制御をすべきかが予
め決定され、そのための制御速度を選択するための指定
データ（コード番号等）が入力されている。このため、
各ステータコントローラは、リニアモータコントローラ
から転送されて来た速度テーブルの中から、自己の指定
データと見出し符号とを比較し、一致がとれればその見
出し符号が付された特定の速度データをロードして来て
自己の制御用のデータとして制御メモリ内に格納する。
そして、リニアモータカーの走行中には前記各ステータ
コントローラに格納された制御データが読出されると共
にキャリアの速度検出が行なわれ、この検出結果に基づ
いてキャリアの加速、減速が行なわれる。これによりキ
ャリアは適切に速度制御される。

〔実施例〕

第１図乃至第３図は本発明の一実施例に係るリニアモー
タカーの速度制御システムを示す図である。図におい
て、４はステータ、103,104はリニアモータガイド板、1
05aは上側ガイドローラ、105bは下側ガイドローラ、105
cは水平ガイドローラ、107は速度検出用のクシ歯形遮光
板、120及び121は互いに平行に取付けられたレールであ
る。レール120,121上にはキャリア６が走行移動可能に
載置されている。リニアモータは一次側固定子であるス
テータ４とキャリア６の底部に設けられた可動部二次導
体によって構成され、両者は上、下のガイドローラによ
り所定のギャップを持つようになっている。したがって
ステータ４のコイルに交流電流が流れると、コイルは励
磁され二次導体との間に電気的原理に基づき一定方向の
推進力を発生する。キャリア６はこの推進力を受け、ガ
イドローラ105a,105b及び左右方向を維持する水平ガイ
ドローラに案内され、レール上を走行する。更に推進力
は、電流の強さによる発生磁束の大きさに左右されるか
ら、この原理の下に走行速度を変化、調節することがで
きる。これがリニアモータを利用する時の順次搬送の原
理となる。

速度検出装置は、センサS1,S2,S3,S4とクシ歯形遮光板1
07とで構成され、センサS1,S2,S3,S4（ここでは光学セ
ンサが使われているものとする）はステータ４に対応す
る位置（図よりレール120の上とする）に固定される一
方遮光板107はキャリア６と一体をなすリニアモータガ
イド板103に取付けられ、キャリア６の走行に伴いセン
サS1,S2,S3,S4の光線を遮断又は通光する。このリニア
モータカーの速度制御を行なうリニアモータコントロー
ラ２は、ステーションＢ（停止点）における速度を０と
して逆算によって順次ステーションＡ（発進点）までの
各々のステーションAB3,AB2,AB1に対して割当てるべき
平旦直線換算の標準速度カーブをデータとして保有し、
これをそれぞれの動作モードと共にステータコントロー
ラ３に指令する。動作モードは発進点のリニアモータに
は発進モードを、停止点のリニアモータには停止モー
ド、中間点のリニアモータには加減速モードを指示す
る。また、センサS1及びS4によってキャリア６の走行方
向を認知し逐次速度検知センサを移動させて行き、フィ
ードバックされた情報に基づいて指示する。さらに、リ
ニアモータコントローラ２は、レール形状に応じて予め
設定された速度データを保有し、各々のステータコント
ローラ３に対してそれぞれのレール形状に応じこの中よ
り選択して適用できる様一律に指示する。

第４図は、上記実施例に組込まれたステータコントロー
ラ３の回路構成を示すブロック図である。この回路は、
基本的にはステータ４に対する速度検出及び速度制御を
行なうモータ制御（即ちCPU）31と、キャリアのレール
からの退避、乗り入れを管理するために特定のステータ
コントローラ３のみに設けられるメカ制御部と、両者の
制御を総括し、リニアモータコントローラ２との間の指
令授受を行なう主制御（ステーション）用プロセッサ即
ちステーションCPU30とで構成される。ステーションCPU
30は、内部にメモリ30aを有し、ケーブル40を介しリニ
アモータコントローラ２（第８図）とデータ、コマンド
のやりとりを行ない且つモータ制御CPU31とメカ制御CPU
38とフラグ、データのやりとりを行なうもので、主に中
継用プロセッサとして働く。モータ制御CPU31は、ステ
ーションCPU30からの指示に応じて、ステータ４を励磁
制御するものであり、内部にキャリアの速度測定用カウ
ンタ31aとメモリ31bとを有する。32はマルチプレクサ
（MPX）であり、遮光板107のスリット部を検出するセン
サS1〜S4の出力をモータ制御CPU31の選択信号SELに応じ
て選択してこのモータ制御CPU31に出力する。33は最高
・最低速度設定スイッチであり、その時、その時に応じ
てレール形状等の要因に基づいて速度設定が行なわれ
る。34はコイル駆動用ドライバであり各々ソリッドステ
ートリレーで構成される。ドライバ34aはステータ４の
加速減速用ACコイル114bをモータ制御CPU31から方向
（右左）指示に従い交流駆動する。ドライバ34bはステ
ータ４の位置決め用単相コイル114aをモータ制御CPU31
からの位置決め指令PCMDに従い駆動し、ドライバ34cは
ステータ４の位置決めダンピング用コイル114Cをモータ
制御CPU31からのダンピング指令SCMDにより駆動する。3
5はインターフェイス回路であり、主制御用のステーシ
ョンCPU30とフラグを送受するためのフラグ部35a、35b
と、ステーションCPU30との間でコマンド・データを送
受するためのレジスタ35c,35dを有する。36は第１のバ
スであり、ステーションCPU30とインターフェイス回路3
5との間でフラグ、データ、コマンドのやりとりを行な
うためのものである。37は第２のバスであり、ステーシ
ョンCPU30と、メカ制御部MCCのインターフェイス回路39
と、フラグ、データ、コマンドのやりとりを行なうため
のものである。インターフェイス回路39は前記インター
フェイス回路35と同様、フラグ39a,39b,レジスタ39c,39
dを有する。

第５図は、本実施例のリニアモータコントローラ２にお
いてレール形状に対応して制御用の速度データを設定す
る基となるべく、予め用意された速度データのテーブル
を示す。このテーブル17は、使用されるレール形状を想
定し、これに対して理論的計算値及び経験的に得られた
値（実験値など）を基にレール形状に対応する速度を複
数決めたもので、速度データ格納領域17bと、各速度デ
ータに対して付されたデータ読出し用の番号（アドレス
データとしての役割を持つ）を格納する番号格納領域17
aとから成る。速度データは前述の如く理論的或は経験
的手法により複数種類（第５図の例では８種類）が用意
されているから、任意のレール形状に対する制御用速度
データは全てこのテーブル17内の速度データでカバーす
ることが出来る。そして、リニアモータコントローラ２
とステータコントローラ３との間では前記番号の照合に
より、各ステーション（ここでは、ステータコントロー
ラ３が配設されたレール部位を指す）のレール形状に対
応する制御用速度データが設定できるようにする。例え
ば、或るステーションにおけるレール形状が90゜カーブ
であり、このレール形状に対しては最高速度が6m/se
c.、最低速度が4m/sec.であることが分っているとする
と、各ステータコントローラ内の前記それぞれの速度設
定用のスイッチ33にこの速度を指示するための番号No.6
とNo.3が設定されている。そして、システムコントロー
ラ1,リニアモータコントローラ2,及びステータコントロ
ーラ３を含む制御装置の動作開始に伴ないイニシャル動
作において、リニアモータコントローラ２からは各ステ
ータコントローラ３に向けてテーブル17の全情報が一斉
に或は順次出力される。ステータコントローラ３の側で
は自己のレジスタに予め書込まれた番号とテーブル情報
中の番号との照合をとり、一致した番号の速度データを
レジスタ内にロードし制御用速度データとして書込む。
前記の場合では、番号No.3とNo.6との照合が取られるか
らレジスタ内には最高速度6m/sec.最低速度4m/sec.なる
制御用速度データが設定される。

第６図は、リニアモータコントローラ２と、ステータコ
ントローラ３及び当該ステータコントローラ３内のモー
タ制御CPU31との間のレール形状に応ずる速度指示コマ
ンドのフローを示す図である。この図に示されているよ
うに、 のステップでは、電源投入時のイニシャル動作によ
り、リニアモータコントローラ２はステータコントロー
ラ３を介して各番号に対する速度制御用データをモータ
制御CPU31にダウンロードする。

のステップでは、モータ制御CPU31はスイッチ33から
最大と最小の速度設定番号を読み込んで、これにより番
号に適合する速度データをリニアモータコントローラが
指示するテーブルの中から抜き出し、メモリ31bに格納
する。

のステップでは、リニアモータコントローラ２がステ
ータコントローラ３を介して動作モード（例えば加減速
モード）を指示する。

のステップでは、モータ制御CPU31は上記メモリされ
たレール形状制御用データに基づきステータ励磁回路を
制御する。

のステップでは、走行が終了すると、ステータコント
ローラ３を介してリニアモータコントローラ２へ走行完
了を通知する。

第７図は、ステータコントローラ３のモータ制御CPU31
における制御データセットをするためのフローチャート
である。リニアモータコントローラからの速度指示及び
モードの指示が伝送されて来た場合、モータ制御CPU31
はステップST1において走行制御の全てのデータを受信
する。次いでステップST2において、設定された夫々の
方向の速度の最大値、最小値のデータ番号を記憶する。
そしてステップST3では受信データの中からその番号の
データを選び出し、レジスタにセットする。

こうして、リニアモータカーのキャリアは、その走行中
に各ステータコントローラにより最高速度、及び最低速
度の間で速度制御される。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、リニアモー
タカーの速度制御をするに当って、速度の設定に際し、
キャリアの走行の制御用に使われる速度データが予め前
記リニアモータコントローラに複数用意され、動作開始
時には、前記リニアモータコントローラに用意された速
度データを前記ステータコントローラにダウンロード
し、駆動時には、ステータコントローラは各レール形状
に応じて必要な制御用速度データを、当該ダウンロード
された複数の速度データの中から選び出して設定できる
ようにしたため、レール形状の種類が増加しても、この
レール形状毎の速度制御データを保有する必要がなくな
り速度設定作業が楽になる。また、動作開始時にはリニ
アモータコントローラから速度データをダウンロードす
ることとしているため、リニアモータコントローラのみ
でこの速度データ内容の管理が行えるという効果があ
る。またリニアモータカーの各移動方向について最大、
最小速度を種々の組合わせで設定することが出来速度デ
ータ格納用のメモリを有効に利用することが出来る等、
種々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるリニアモータカーの構造を
示す側面図、第２図は同じく本発明が適用されるリニア
モータカーの構造を示す正面図、第３図は前記第１図，
第２図に示したリニアモータカーの斜視図、第４図は本
発明を実行するために用いられるステータコントローラ
の構成回路ブロック図、第５図は本発明の速度制御を実
現するための制御用速度テーブルの構成を表わす図、第
６図は速度制御用の各種コントローラ間における制御コ
マンドの流れを示す図、第７図はステータコントローラ
のモータ制御部における速度制御データセットのフロー
チャート、第８図はリニアモータカーの搬送システムの
一般例を示すブロック図、第９図はリニアモータカーの
搬送システムが構築されるレール形状の一例を示す図、
第10図は従来のリニアモータカーにおいて用いられてい
た制御用速度テーブルの構成を表わす図である。 １……システムコントローラ ２……リニアモータコントローラ ３……ステータコントローラ ４……ステータ ５……レール ６……キャリア ７……速度制御用テーブル 30……ステーションCPU 31……モータ制御CPU 32……マルチプレクサ

フロントページの続き (72)発明者 中村 昭博 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−187206（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の形状をもって敷設されたレールと、 このレールにセットされ且つレールに沿って走行するキ
   ャリアと、 このレールに沿って設けられた複数のステーション及び
   このステーションの構成要素であるステータと、 各ステーション毎に設けられ、ステータの制御を行なう
   ステータコントローラと、 各ステータコントローラに対して動作の指示制御を行う
   リニアモータコントローラとを有し、リニアモータの駆
   動を制御することによってキャリアの走行を制御するリ
   ニアモータカーにおいて、 前記キャリアの走行の制御用に使われる速度データが予
   め前記リニアモータコントローラに複数用意され、 動作開始時には、前記リニアモータコントローラに用意
   された速度データを前記ステータコントローラにダウン
   ロードし、 駆動時には、ステータコントローラは各レール形状に応
   じて必要な制御用速度データを、当該ダウンロードされ
   た複数の速度データの中から選び出して設定できるよう
   にしたことを特徴とするリニアモータカーの速度制御方
   法。