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WO2013014990A1 - 移動体システムと移動体の走行制御方法 - Google Patents

移動体システムと移動体の走行制御方法 Download PDF

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WO2013014990A1
WO2013014990A1 PCT/JP2012/061733 JP2012061733W WO2013014990A1 WO 2013014990 A1 WO2013014990 A1 WO 2013014990A1 JP 2012061733 W JP2012061733 W JP 2012061733W WO 2013014990 A1 WO2013014990 A1 WO 2013014990A1
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WO
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moving body
control center
traveling
detector
output
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/061733
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
敏 花香
清水　哲也
Original Assignee
村田機械株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 村田機械株式会社 filed Critical 村田機械株式会社
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Priority to CN201280035346.4A priority patent/CN103688227B/zh
Priority to KR1020147004333A priority patent/KR101601735B1/ko
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/20—Control system inputs
    • G05D1/24—Arrangements for determining position or orientation
    • G05D1/244—Arrangements for determining position or orientation using passive navigation aids external to the vehicle, e.g. markers, reflectors or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0259—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/026—Relative localisation, e.g. using odometer
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/60—Intended control result
    • G05D1/646—Following a predefined trajectory, e.g. a line marked on the floor or a flight path

Definitions

  • This invention relates to detecting the position of a moving body and controlling traveling.
  • a loader that loads and unloads articles such as workpieces and tools to and from equipment such as machine tools
  • an overhead traveling vehicle system that loads and loads articles such as workpieces and reticles to and from facilities such as semiconductor manufacturing equipment
  • Patent Document 1 JP4513673B discloses that the position of a moving body in a curve section is detected by a linear sensor, and particularly that the effective range of the linear sensor is shortened in a curve section. Disclosure.
  • Patent Document 2 JP4148194B
  • the optical radius is determined by the ratio between the radius of curvature at the center of the track and the radius of curvature at the position where the mark is provided. It discloses that the travel distance obtained by the type sensor is corrected.
  • the curve section of the trajectory of the moving object may differ from 1/4 yen. If the curve section is realized by 1/4 circle, the centrifugal force suddenly changes at the entrance and exit of the curve section. Therefore, if the radius of curvature is increased at the entrance and exit of the curve section and the radius of curvature is decreased at the center of the curve section, the change in centrifugal force at the entrance and exit of the curve section can be reduced.
  • the moving body is guided by a guide roller or the like in the curve section, but the guide is incomplete at the entrance and exit of the curve section, so that the moving body is likely to wobble. For these reasons, it is difficult to accurately obtain the position of the moving body in the curve section only by correcting with the ratio of the radius of curvature.
  • An object of the present invention is to drive a moving body with high accuracy by accurately obtaining the position of the moving body in a curve section.
  • the mobile body system of the present invention includes a detector that detects the position of the mobile body along the travel direction at a position shifted from a control center for travel of the mobile body in a direction different from the travel direction of the mobile body. While providing A storage unit that stores a position along the traveling direction of the control center with respect to the output of the detector, for at least a curve section in the traveling path of the moving body; And a control unit that controls the traveling of the moving body based on the position of the control center read from the storage unit.
  • the traveling control method for a moving body the position of the moving body along the traveling direction by a detector at a position shifted from a control center for traveling of the moving body in a direction different from the traveling direction of the moving body. Detecting steps, Reading the position of the control center from a storage unit that stores the position of the control center along the traveling direction with respect to the output of the detector for at least a curve section in the traveling path of the moving body; Based on the position of the control center read from the storage unit, the step of controlling the traveling of the moving body is repeatedly executed.
  • a storage unit that stores a position along the traveling direction of the control center with respect to the output of the detector is provided for at least a curve section in the traveling route of the moving body, and the control center read from the storage unit is provided. The traveling of the moving body is controlled based on the position.
  • the detected position can be accurately converted to the position of the control center, and therefore, traveling control can be performed with high accuracy even in the curve section. It is also possible for the moving body to stop accurately in the curve section.
  • the description regarding the mobile body system also applies to the traveling control method of the mobile body as it is.
  • a linear motor is provided in the traveling path of the moving body and the moving body, the control center is a reference position for controlling the linear motor, and the detector is on the side of the linear motor in the traveling path or the moving body.
  • the magnetic sensor provided on the side is arranged so as to detect the magnet or the magnetic body provided on the side of the linear motor on the moving body or the travel route.
  • the linear motor if a detector consisting of a magnetic sensor is provided on the side of the linear motor in the traveling path or moving body, and the magnet or magnetic body provided on the side of the linear motor in the moving body or traveling path is detected, the linear motor
  • the position of the moving object can be detected without any interference.
  • the detected position can be converted into the position of the control center by the data in the storage unit.
  • a plurality of the detectors are provided along a travel path so as to detect a magnet or a magnetic body provided on the moving body, and the magnet or the magnetic body is being detected from the outputs of the plurality of detectors.
  • a selector for taking out the output of at least one detector is provided, and the position of the control center of the moving body is read from the storage unit by the output of the selector. If a detector is provided on the travel route, the detection range of the detector becomes narrow in the curve section, and thus a plurality of detectors are required. Therefore, if a detector is selected by the selector and then the position is read from the storage unit, one storage unit is sufficient.
  • reference numeral 4 denotes a track on which the moving body 8 travels, and includes a straight section 5 and a curve section 6.
  • the moving body 8 travels along the track 4 by, for example, three wheels 9, 10, and 10 and is guided by the guide rollers 11 and 11 guided by the track 4 in the curve section 6.
  • the track 4 changes 90 ° in the curve section 6, but the curve section 6 is not a 1 ⁇ 4 circle, but has a large radius of curvature near the entrance and the exit, and a small radius of curvature at the center.
  • C1 is the center of curvature near the entrance of the curve section 6
  • C2 is the center of curvature near the center
  • C3 is the center of curvature near the exit.
  • the track 4 is an L-shaped track provided with straight sections 5 and 5 on both sides of the curve section 6, but the layout, type, and structure of the track are arbitrary.
  • the type and structure of the moving body 8 are also arbitrary, and may be, for example, an overhead traveling vehicle that travels around the ceiling space of a building, or a tracked vehicle that travels on a track provided on the ground.
  • the moving body 8 includes a row 12 of permanent magnets, which is a mover of a linear motor.
  • the row 12 of permanent magnets may be simply referred to as permanent magnets 12.
  • the moving body 8 includes a row 14 of magnets to be detected.
  • this row 14 may be simply referred to as a magnet 14 to be detected.
  • G is a control center composed of the center of the moving body 8, and is also the center of the permanent magnet 12, and controls the linear motor based on this position G.
  • Reference numeral 15 is a trajectory of the control center G
  • 16 is a trajectory of the magnet 14 to be detected, and more precisely, the trajectory of the central portion of the length of the magnet 14 to be detected.
  • FIG. 2 shows the track 4 and the moving body 8, and the primary side coil 18 of the linear synchronous motor applies a thrust to the permanent magnet 12 of the mover to cause the moving body 8 to travel.
  • the kind of linear motor is arbitrary, a linear induction motor etc. may be sufficient, and it replaces with a linear motor and a normal traveling motor may be mounted in the moving body 8.
  • the primary coil 18 of the linear motor may be provided on the moving body 8, and the mover may be provided on the track 4.
  • Reference numeral 20 denotes a coil driving unit that drives the primary coil 18.
  • Reference numeral 22 denotes a linear sensor provided in a curve section, which is an example of a magnetic sensor, and detects a row 14 of magnets to be detected.
  • the moving body 8 receives non-contact power supply from the track 4 side, 24 is a litz wire, and 25 is a coil for receiving power.
  • Reference numeral 26 denotes a support of the track 4.
  • a contact-type power supply method may be used, or a lithium ion battery or the like may be mounted on the moving body 8.
  • FIG. 3 shows the arrangement of the primary coil 18 and the linear sensors 22, 23 and the like.
  • the primary coil 18 is arranged along the track 15 of the control center, and the linear sensors 22 and 23 are arranged along the track 16 of the magnet to be detected.
  • the outputs of the plurality of linear sensors 22 in the curve section are input to the selector 28, and the selector 28 reads the position of the control center from the LUT 30 (reference table) by the output of the sensor having the maximum amplitude.
  • the LUT 30 stores the position of the control center in the curve section as the heading of the number of the linear sensor 22 used in the curve section 6 and the output from the used linear sensor, and the position of the read control center. Is output to the controller 32. In the embodiment, one LUT 30 is used.
  • an individual LUT is provided for each linear sensor 22, and the position of the control center and the amplitude of the sensor output in the curve section 6 are output from each linear sensor 22. You may make it select.
  • the positions of the control centers are obtained from the outputs of the two sensors, for example, averaged, or one of the outputs of the two sensors. Thus, the position of the control center may be obtained.
  • the linear sensor 23 is arranged at a distance from the linear sensor 22, and for example, the coordinates of the control center obtained by the linear sensor 23 are directly output to the controller 32.
  • the coordinates of the control center of the moving body 8 are obtained in the straight section 5 and the curve section 6, and the controller 32 feedback-controls the primary side coil 18 via the coil drive unit 20 based on these coordinates, and the moving body Run 8.
  • FIG 4 shows the arrangement of the linear sensor 22 with respect to the row 14 of magnets to be detected.
  • the linear sensor 22b completely overlaps with the row 14 of magnets, and the front and rear linear sensors 22a and 22c partially overlap.
  • the output from the linear sensor 22b has a larger amplitude and higher accuracy than the outputs from the linear sensors 22a and 22c, the output of the linear sensor 22b is taken out by the selector.
  • FIG. 5 shows the structure of the linear sensor 22, and the linear sensor 23 is the same.
  • six, ten, fourteen, etc. coils 34 are arranged in series and driven by a voltage from an AC power source 36 using a DA converter.
  • One of the outputs of the AC power supply 36 is + V0 / 2 ⁇ sin ⁇ t with respect to the ground potential, and the other is ⁇ V0 / 2 ⁇ sin ⁇ t.
  • the output of the sensor 22 changes in phase by 2 ⁇ . Assuming that this phase is ⁇ , the output of the coil 34 is four types of sin ⁇ sin ⁇ t and cos ⁇ sin ⁇ t and ⁇ sin ⁇ sin ⁇ t and ⁇ cos ⁇ sin ⁇ t.
  • the two coils 34d and 34d at both ends are dummy coils. In this way, since the eight phase detection coils 34 have other coils on both the left and right sides, the mutual inductance between the coils becomes common, and the impedance of the eight phase detection coils 34 is reduced. Can be uniform.
  • FIG. 6 a mechanism capable of obtaining a large amplitude output from the central linear sensor 22b.
  • a coil that can output sin ⁇ sin ⁇ t and a coil that can output ⁇ sin ⁇ sin ⁇ t are connected in series, and a coil that can output cos ⁇ sin ⁇ t and a coil that can output ⁇ cos ⁇ sin ⁇ t can be connected in series.
  • the coils 34 are disassembled into two combinations, the result is as shown in FIG. In FIG. 6, an output is generated due to a phase difference between the coils 34 and 34 with respect to the magnet 14 to be detected.
  • the linear sensor having the maximum value of the amplitude a at the outputs a ⁇ sin ⁇ sin ⁇ t and a ⁇ cos ⁇ sin ⁇ t is selected by the selector.
  • Fig. 7 shows the relationship between the output value of the linear sensor for the curve and the sensor output value on the drive section trajectory (control center trajectory). It is necessary to obtain this relationship in advance and create a correspondence table. In many cases, however, it is difficult to provide a linear sensor at the position of the control center.
  • an encoder or the like is attached with wheels 9, 10, and 10. Further, at least two of the three axes are attached, and the output value of the encoder and the output value of the linear sensor are associated with each other, so that the position on the drive unit trajectory can be estimated from the output value of the linear sensor.
  • the moving body 8 is caused to travel at a low speed, the wheel pressure of the wheels 9 and 10 to the track 4 is increased so that slip can be ignored, and the number of rotations of the wheels 9 and 10 is detected by an encoder, and this average is obtained.
  • the position of the control center is obtained based on the value.
  • optical sensors are provided on both the left and right sides of the permanent magnet row 12 in FIG. 2, optical marks are arranged on the opposite surfaces of the track 4, and the positions obtained by reading the marks are averaged.
  • the position may be the center of the orbit.
  • the sensor output value and the sensor output value for the curve on the drive unit track at the center of the track in FIG. 7 are not straight lines, but the slopes are different at the entrance and exit of the curve with respect to the center of the curve. This is because the curvature radius of the curve is different between the central portion and the entrance and exit. At the entrance and exit of the curve, wobbling occurs until the contact between the guide roller and the track is stabilized. For this reason, each sensor output value has a subtle fluctuation, and the position of the control center cannot be obtained as a simple function of the curve sensor output value.
  • the reference table there is no restriction like a function, and the position of the control center can be read from the reference table immediately by the curve sensor output. Further, the position of the control center can be read out by a single LUT 30 for a plurality of linear sensors 22.
  • the position of the control center of the moving body 8 can be accurately detected even in a curve section, and accurate traveling control can be performed.
  • the position of the control center can be obtained even if the linear sensor 22 and the row of magnets 14 to be detected are arranged on the side of the linear motor so as not to interfere with the linear motor at the center in the width direction of the moving body. Can do.
  • An optimal linear sensor can be selected from a plurality of linear sensors 22 and the position of the control center can be read from one LUT 30. (4) For this reason, the moving body 8 can be stopped accurately in a curve section or the like, and the degree of freedom of arrangement of machine tools, load ports, etc. is increased.
  • linear sensor 22 which linear sensor 22 is used is determined by using the amplitude of the output of the linear sensor.
  • position of the immediately preceding control center is known on the controller 32 side, and which linear sensor 22 is based on this position. It may be determined whether to use.
  • the linear sensor using the coil 34 is shown, but another magnetic sensor such as a Hall element may be used instead of the coil 34.
  • a row in which magnetic bodies and non-magnetic bodies are alternately arranged may be detected.
  • Moving body system 4 Track 5 Straight section 6 Curve section 8 Moving body 9, 10 Wheel 11 Guide roller 12 Row of permanent magnets (mover) 14 Row of magnets to be detected 15 Trajectory of control center 16 Center of magnets to be detected Track 18 Primary coil 20 Coil drive unit 22, 23 Linear sensor 24 Litz wire 25 Coil 26 Post 28 Selector 30 LUT 32 Controller 34 Coil 36 AC power supply G Control center C1, C2, C3 Curvature center

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Abstract

　カーブ区間で移動体の位置を正確に求め、移動体を高い精度で移動させる。移動体の走行への制御中心から、移動体の走行方向とは異なる方向にシフトした位置で、走行方向に沿った移動体の位置を検出する検出器を設ける。移動体の走行経路中の少なくともカーブ区間に対して、検出器の出力に対する制御中心の走行方向に沿った位置を記憶部に記憶し、記憶部から読み出した制御中心の位置に基づき、移動体の走行を制御部により制御する。

Description

移動体システムと移動体の走行制御方法
　この発明は移動体の位置を検出し走行を制御することに関する。
　従来より、例えば工作機械等の設備に対してワークあるいは工具等の物品を搬出入するローダ、または半導体製造装置等の設備に対してワークあるいはレチクル等の物品を搬出入する天井走行車システム等の移動体システムが知られている。ここで移動体の軌道にカーブ区間を設けると設備を配置する自由度が増すが、カーブ区間で移動体の位置を正確に測定できないと、走行をフィードバック制御できなくなる。またカーブ区間で移動体が設備との間で物品を搬出入できるようにすると好都合であるが、このためには、カーブ区間での移動体の位置を正確に測定し、所定の位置で停止させる必要がある。
　ここで関連する先行技術を示すと、特許文献１（JP4513673B）はカーブ区間での移動体の位置をリニアセンサで検出することを開示し、特にカーブ区間でリニアセンサの有効範囲を短くすることを開示している。特許文献２（JP4148194B）は、光学式センサで軌道に設けたマークを読み取り、移動体の走行距離を求める際に、軌道中心の曲率半径とマークを設けた位置の曲率半径との比により、光学式センサで求めた走行距離を補正することを開示している。
　ところで移動体の軌道のカーブ区間は、１／４円等から異なることがある。カーブ区間を１／４円で実現すると、カーブ区間の出入口で遠心力が突然に変化する。そこでカーブ区間の入口と出口で曲率半径を大きくし、カーブ区間の中央部で曲率半径を小さくすると、カーブ区間の出入口での遠心力の変化を小さくできる。また移動体はカーブ区間でガイドローラなどによりガイドされるが、カーブ区間の出入口でガイドが不完全に成るため、移動体にふらつきが生じやすい。これらのため、曲率半径の比で補正するだけでは、カーブ区間での移動体の位置を正確に求めることは難しい。
JP4513673B JP4148194B
　この発明の課題は、カーブ区間での移動体の位置を正確に求めることにより、移動体を高い精度で走行させることにある。
　この発明の移動体システムは、移動体の走行への制御中心から、移動体の走行方向とは異なる方向にシフトした位置で、前記走行方向に沿った移動体の位置を検出する、検出器を設けると共に、
　移動体の走行経路中の少なくともカーブ区間に対して、前記検出器の出力に対する前記制御中心の走行方向に沿った位置を記憶する記憶部と、
　前記記憶部から読み出した制御中心の位置に基づき、移動体の走行を制御する制御部、とを備えている。
　またこの発明の移動体の走行制御方法では、移動体の走行への制御中心から、移動体の走行方向とは異なる方向にシフトした位置で、検出器により前記走行方向に沿った移動体の位置を検出するステップと、
　移動体の走行経路中の少なくともカーブ区間に対して、前記検出器の出力に対する前記制御中心の走行方向に沿った位置を記憶する記憶部から、制御中心の位置を読み出すステップと、
　前記記憶部から読み出した制御中心の位置に基づき、移動体の走行を制御するステップ、とを繰り返し実行する。
　カーブ区間では移動体のふらつきのため、曲率半径の比による補正では、制御中心からシフトした位置を制御中心の位置に変換することは難しい。またカーブ区間の入口と出口で曲率半径を他よりも大きくする場合、曲率半径の比はそもそも一定ではない。しかしこの発明では、移動体の走行経路中の少なくともカーブ区間に対して、検出器の出力に対する前記制御中心の走行方向に沿った位置を記憶する記憶部を設けて、記憶部から読み出した制御中心の位置に基づき、移動体の走行を制御する。従って検出した位置を正確に制御中心の位置に変換でき、このためカーブ区間でも高精度に走行制御ができる。またカーブ区間で正確に移動体が停止することも可能である。なおこの明細書で、移動体システムに関する記載はそのまま移動体の走行制御方法にも当てはまる。
　好ましくは、移動体の走行経路と移動体とにリニアモータが設けられ、前記制御中心はリニアモータを制御する際の基準位置であり、前記検出器は走行経路または移動体でのリニアモータの側方に設けられた磁気センサで、移動体または走行経路でのリニアモータの側方に設けられた磁石または磁性体を検出するように配置されている。リニアモータで移動体を走行させる場合、移動体の中心付近を検出するように検出器を配置することは、リニアモータの配置と重なるため難しい。そこで走行経路または移動体でのリニアモータの側方に磁気センサからなる検出器を設けて、移動体または走行経路でのリニアモータの側方に設けられた磁石または磁性体を検出すると、リニアモータとの干渉無しに移動体の位置を検出できる。そして記憶部のデータにより、検出した位置を制御中心の位置に変換できる。
　特に好ましくは、移動体に設けられた磁石または磁性体を検出するように、走行経路に沿って前記検出器が複数設けられ、前記複数の検出器の出力から、磁石または磁性体を検出中の少なくとも１個の検出器の出力を取り出すセレクタが設けられ、前記セレクタの出力により前記記憶部から移動体の制御中心の位置を読み出すようにされている。走行経路に検出器を設けると、カーブ区間では検出器の検出範囲が狭くなるので、複数の検出器が必要になる。そこでセレクタにより検出器を選択し、次いで記憶部から位置を読み出すと、１個の記憶部でよい。
実施例での移動体の軌道を模式的に示す図 移動体と軌道の鉛直方向断面図 移動体の走行駆動系のブロック図 リニアセンサと被検出用磁石とを示す図 リニアセンサの要部ブロック図 リニアセンサをコイル２個分示す図 カーブ用リニアセンサの出力値と駆動部軌道上に設けた他のセンサの出力値とを示す図
　以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。
　図１～図７に、実施例の移動体システム２を示す。各図において、４は移動体８が走行する軌道で、直線区間５とカーブ区間６とを備えている。移動体８は例えば３輪の車輪９，１０，１０により軌道４に沿って走行し、カーブ区間６では軌道４によりガイドされるガイドローラ１１，１１によりガイドされる。カーブ区間６で軌道４は９０°向きを変えるが、カーブ区間６は１／４円ではなく、入口付近と出口付近で曲率半径が大きく、中心部で曲率半径が小さい。C1はカーブ区間６の入口付近の曲率中心、C2は中心付近の曲率中心、C3は出口付近の曲率中心である。実施例では軌道４はカーブ区間６の両側に直線区間５，５を設けたＬ字状の軌道であるが、軌道のレイアウト，種類，及び構造は任意である。また移動体８の種類と構造も任意で、例えば建屋の天井スペースに沿って周回走行する天井走行車、あるいは地上に設けた軌道を走行する有軌道台車でもよい。
　移動体８は永久磁石の列１２を備えており、これはリニアモータの可動子である。以下では、永久磁石の列１２を単に永久磁石１２ということがある。永久磁石１２の側方に、移動体８は被検出用磁石の列１４を備えており、以下、この列１４を単に被検出用磁石１４ということがある。Gは移動体８の中心から成る制御中心であり、永久磁石１２の中心でもあって、この位置Gを基準にリニアモータを制御する。１５は制御中心Gの軌道で、１６は被検出用磁石１４の軌道で、正確には被検出用磁石１４の長さ方向の中心部の軌道である。
　図２に軌道４と移動体８とを示し、リニア同期モータの１次側コイル１８は可動子の永久磁石１２に推力を加え、移動体８を走行させる。なおリニアモータの種類は任意で、リニア誘導モータ等でも良く、またリニアモータに代えて通常の走行モータを移動体８に搭載しても良い。さらに移動体８にリニアモータの１次側コイル１８を、軌道４に可動子を設けても良い。２０はコイル駆動部で、１次側コイル１８を駆動する。２２はカーブ区間に設けられたリニアセンサで、磁気センサの例であり、被検出用磁石の列１４を検出する。直線区間５では、同様のリニアセンサ２３が、カーブ区間のリニアセンサ２２よりも間隔を置いて配置されている。また移動体８は、軌道４側から非接触給電を受け、２４はリッツ線、２５は受電用のコイルである。２６は軌道４の支柱で、非接触給電に代えて、接触式の給電方式としても良く、あるいはリチウムイオン電池などを移動体８に搭載しても良い。
　図３に１次側コイル１８とリニアセンサ２２，２３等の配置を示す。１次側コイル１８は制御中心の軌道１５に沿って配置され、リニアセンサ２２，２３は被検出用磁石の軌道１６に沿って配置されている。カーブ区間での複数のリニアセンサ２２の出力は、セレクタ２８へ入力され、セレクタ２８は振幅が最大となるセンサの出力により、ＬＵＴ３０（参照表）から制御中心の位置を読み出す。ＬＵＴ３０はカーブ区間での制御中心の位置を、カーブ区間６での何番目のリニアセンサ２２を用いているかと、用いているリニアセンサからの出力とを見出しとして記憶し、読み出した制御中心の位置はコントローラ３２へ出力される。実施例では１個のＬＵＴ３０を用いるが、各リニアセンサ２２に個別のＬＵＴを設けて、各リニアセンサ２２からカーブ区間６での制御中心の位置とセンサの出力の振幅を出力し、セレクタ２８で選択するようにしても良い。なお隣り合った一対のリニアセンサ２２，２２が同程度の振幅を出力する場合、２つのセンサの出力から各々制御中心の位置を求めて例えば平均しても、あるいは２個のセンサの一方の出力により制御中心の位置を求めても良い。
　直線区間５では、リニアセンサ２３はリニアセンサ２２よりも間隔を空けて配置されており、例えばリニアセンサ２３により求まる制御中心の座標を直接にコントローラ３２へ出力する。以上の結果、直線区間５及びカーブ区間６で移動体８の制御中心の座標が求まり、コントローラ３２はこの座標を元にコイル駆動部２０を介して１次側コイル１８をフィードバック制御し、移動体８を走行させる。
　図４に、被検出用磁石の列１４に対するリニアセンサ２２の配置を示し、ここではリニアセンサ２２ｂが磁石の列１４と完全に重なり、前後のリニアセンサ２２ａ，２２ｃが部分的に重なっている。この場合、リニアセンサ２２ｂからの出力が、リニアセンサ２２ａ，２２ｃからの出力よりも、振幅が大きくかつ精度も高いので、リニアセンサ２２ｂの出力をセレクタで取り出す。
　図５にリニアセンサ２２の構造を示し、リニアセンサ２３も同様である。例えば６個，１０個，１４個などのコイル３４が直列に配置され、DAコンバータを用いた交流電源３６からの電圧で駆動される。交流電源３６の出力は、一方がアース電位に対し、＋V0/2・sinωtで、他方が－V0/2・sinωt である。磁石の列１４に対し、リニアセンサ２２が永久磁石１個分移動すると、センサ２２の出力は、2πだけ位相が変化する。この位相をθとすると、コイル３４の出力は sinθsinωtとcosθsinωt 並びに－sinθsinωtと－cosθsinωtの４種類で、出力の種類をコイル３４の上部に示す。また両端の２個のコイル３４ｄ，３４ｄはダミーのコイルである。このようにすると、８個の位相検出用のコイル３４は、いずれも左右両側に他のコイルがあるので、コイル間の相互インダクタンスが共通になり、８個の位相検出用のコイル３４のインピーダンスを均一にできる。
　図５の回路からsinθsinωtとcosθsinωt の出力が得られ、ωtの値は交流電源３６側で既知なので、図示しない付帯回路で例えばsinθsinωtをsinθcosωtに変換する。次いでsinθcosωtとcosθsinωtとを加算すると、sin(θ＋ωt)が得られる。そして例えばθ＋ωt＝nπ（ｎは整数）となる時刻から、位相θを知ることができる。
　図４の状況で、中央のリニアセンサ２２ｂから大きな振幅の出力が得られる機構を図６により説明する。図５の回路では、sinθsinωtの出力が得られるコイルと－sinθsinωtの出力が得られるコイルとを直列に、cosθsinωtの出力が得られるコイルと－cosθsinωtの出力が得られるコイルとを直列に接続している。コイル３４を２個ずつの組み合わせに分解すると図６のようになる。図６では、被検出用磁石１４に対する、コイル３４，３４間の位相の差により出力が生じる。ここでセンサ２２ａ，２２ｃのように、磁石と部分的にしか重なっていない場合は、磁石と重なっていないコイルでは出力が小さく、かつ出力のリニアリティも低い。そこで出力ａ・sinθsinωt，ａ・cosθsinωtでの振幅ａの値が最大のリニアセンサをセレクタで選択する。
　図７にカーブ用のリニアセンサの出力値と、駆動部軌道（制御中心の軌道）上のセンサ出力値、との関係を示す。事前にこの関係を求めて対応表を作成しておく必要があるが、多くの場合、制御中心の位置にリニアセンサを設けることは困難なので、例えば、エンコーダ等を車輪９，１０，１０を取り付けた３軸中の少なくとも２軸以上取り付け、エンコーダの出力値とリニアセンサの出力値を対応付けることで、リニアセンサの出力値から駆動部軌道上の位置の推定を可能にする。この場合、移動体８を低速で走行させると共に、車輪９，１０の軌道４への輪圧を高くして滑りを無視できるようにして車輪９，１０の回転数をエンコーダで検出し、この平均値を元に制御中心の位置を求める。このような手法以外に、例えば図２の永久磁石の列１２の左右双方に光学センサを設け、軌道４の向き合った面に光学的マークを配置し、マークを読み取って求めた位置を平均して軌道中心の位置としても良い。
　図７の軌道中心の駆動部軌道上のセンサ出力値とカーブ用センサ出力値は直線ではなく、カーブの中央部に対してカーブの入口と出口とでは傾斜が異なっている。これはカーブの曲率半径を中央部と入口及び出口で異ならせたためである。カーブの入口と出口とでは、ガイドローラと軌道との接触が安定するまでの間ふらつきが生じる。このためセンサ出力値はいずれも微妙なふらつきがあり、カーブ用センサ出力値の単純な関数として制御中心の位置を求めることはできない。しかしながら参照表を用いると関数のような制約はなく、カーブ用センサ出力により、参照表から直ちに制御中心の位置を読み出すことができる。また複数個のリニアセンサ２２に対し、１個のＬＵＴ３０で制御中心の位置を読み出すことができる。
　実施例では以下の効果が得られる。
(1)　カーブ区間でも移動体８の制御中心の位置を正確に検出でき、正確な走行制御ができる。
(2)　移動体の幅方向の中央部のリニアモータと干渉しないように、リニアセンサ２２と被検出用磁石の列１４をリニアモータの側方に配置しても、制御中心の位置を求めることができる。
(3)　複数のリニアセンサ２２から最適なリニアセンサを選択し、１個のＬＵＴ３０から制御中心の位置を読み出すことができる。
(4)　このためカーブ区間などで移動体８を正確に停止させることができ、工作機械，ロードポートなどの配置の自由度が増す。
　実施例では、リニアセンサの出力の振幅を用いて、どのリニアセンサ２２を用いるかを決定したが、コントローラ３２側では直前の制御中心の位置が既知であり、この位置を元にどのリニアセンサ２２を用いるかを決定しても良い。実施例ではコイル３４を用いたリニアセンサを示したが、コイル３４に代えてホール素子などの他の磁気センサを用いてもよい。また被検出用磁石の列１４に代えて、磁性体と非磁性体とを交互に配置した列などを検出しても良い。
２　移動体システム　　４　軌道　　５　直線区間　　６　カーブ区間
８　移動体　　９，１０　車輪　　１１　ガイドローラ
１２　永久磁石の列（可動子）　　１４　被検出用磁石の列
１５　制御中心の軌道　　１６　被検出用磁石の中心軌道
１８　１次側コイル　　２０　コイル駆動部　　２２，２３　リニアセンサ
２４　リッツ線　　２５　コイル　　２６　支柱　　２８　セレクタ
３０　ＬＵＴ　　３２　コントローラ　　３４　コイル　　３６　交流電源
G　制御中心　　C1,C2,C3　　曲率中心

Claims (4)

  1. 　移動体の走行への制御中心から、移動体の走行方向とは異なる方向にシフトした位置で、前記走行方向に沿った移動体の位置を検出する、検出器を設けると共に、
    　移動体の走行経路中の少なくともカーブ区間に対して、前記検出器の出力に対する前記制御中心の走行方向に沿った位置を記憶する記憶部と、
    　前記記憶部から読み出した制御中心の位置に基づき、移動体の走行を制御する制御部、とを備えている移動体システム。
  2. 　移動体の走行経路と移動体とにリニアモータが設けられ、前記制御中心はリニアモータを制御する際の基準位置であり、
    　前記検出器は走行経路または移動体でのリニアモータの側方に設けられた磁気センサで、移動体または走行経路でのリニアモータの側方に設けられた磁石または磁性体を検出するように配置されていることを特徴とする、請求項１の移動体システム。
  3. 　移動体に設けられた磁石または磁性体を検出するように、走行経路に沿って前記検出器が複数設けられ、
    　前記複数の検出器の出力から、磁石または磁性体を検出中の少なくとも１個の検出器の出力を取り出すセレクタが設けられ、
    　前記セレクタの出力により前記記憶部から移動体の制御中心の位置を読み出すようにされていることを特徴とする、請求項２の移動体システム。
  4. 　移動体の走行への制御中心から、移動体の走行方向とは異なる方向にシフトした位置で、検出器により前記走行方向に沿った移動体の位置を検出するステップと、
    　移動体の走行経路中の少なくともカーブ区間に対して、前記検出器の出力に対する前記制御中心の走行方向に沿った位置を記憶する記憶部から、制御中心の位置を読み出すステップと、
    　前記記憶部から読み出した制御中心の位置に基づき、移動体の走行を制御するステップ、とを繰り返し実行する移動体の走行制御方法。
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