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KR102757933B1 - 리니어 모터 시스템 - Google Patents

리니어 모터 시스템 Download PDF

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KR102757933B1
KR102757933B1 KR1020227019103A KR20227019103A KR102757933B1 KR 102757933 B1 KR102757933 B1 KR 102757933B1 KR 1020227019103 A KR1020227019103 A KR 1020227019103A KR 20227019103 A KR20227019103 A KR 20227019103A KR 102757933 B1 KR102757933 B1 KR 102757933B1
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KR
South Korea
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switching
power supply
coils
coil
supply target
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KR1020227019103A
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렌야 가와카미
겐타 무라카미
도루 다자와
유스케 노노가키
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파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
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Abstract

리니어 모터 시스템(10)은, 제1~제10 코일(20a~20j)을 갖는 고정자(16)와, 영구 자석(24)을 갖는 가동자(18)와, 급전의 대상이 되는 1 이상의 급전 대상 코일의 전환을 행하는 전환부(36)와, 가동자(18)의 지령 속도와 가동자(18) 실제 속도의 차분인 속도 편차를 적산함으로써 얻어지는 편차 적산값을 이용하여 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행하는 제어 장치(14)를 구비한다. 제어 장치(14)는, 당해 전환의 직전에 1 이상의 급전 대상 코일 각각으로의 급전에 이용된 편차 적산값을 합산한 값인 합산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 제산 후 편차 적산값을 산출하는 보상부(40)와, 산출된 제산 후 편차 적산값을 이용하여, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행하는 전류 제어부(50)를 갖는다.

Description

리니어 모터 시스템
본 발명은, 무빙 마그넷형의 리니어 모터 시스템에 관한 것이다.
종래, 코일에 대해 영구 자석을 이동시키는 무빙 마그넷형의 리니어 모터 시스템이 알려져 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 열(列) 형상으로 복수의 전기자 권선 유닛이 배치된 고정자와, 영구 자석을 갖고 고정자와 대향하여 배치된 가동자와, 가동자가 대향하는 전기자 권선 유닛을 급전 대상으로 하고, 급전 대상의 전기자 권선 유닛에 차례로 급전함으로써 가동자를 구동시키는 제어 장치를 구비하는 리니어 모터 시스템이 개시되어 있다. 제어 장치는, 급전 대상의 전기자 권선 유닛을 전환할 때에, 전환처의 전기자 권선 유닛에 대한 급전 제어의 전환 보상을 행하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 제어 장치는, 복수의 전기자 권선 유닛에 접속되는 복수의 제2 제어 장치를 갖고 있고, 직전에 급전 대상으로서 선택된 전기자 권선 유닛에 대응하는 제2 제어 장치가 갖는 속도 적분값을, 전환처의 제2 제어 장치의 속도 적분값으로서 설정하도록 하고 있다.
일본국 특허공개 2015-33240호 공보
그러나, 특허문헌 1의 리니어 모터 시스템에서는, 전환의 전후로 급전 대상이 되는 전기자 권선 유닛의 수가 바뀌면, 적절하게 속도 적분값을 설정할 수 없다. 따라서, 급전 대상이 되는 전기자 권선 유닛을 전환했을 때에, 가동자에 걸리는 추력이 급준하게 변화해버려, 전환 쇼크를 저감할 수 없다.
그래서, 본 발명은, 전환 쇼크를 저감할 수 있는 리니어 모터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 양태에 따른 리니어 모터 시스템은, 열 형상으로 배열되는 복수의 코일을 갖는 고정자와, 상기 복수의 코일과 대향하여 배치되는 영구 자석을 갖는 가동자와, 상기 복수의 코일 중 1 이상의 코일이며, 상기 배열 방향에 있어서의 상기 1 이상의 코일 각각의 양단부에 걸친 영역이, 상기 영구 자석과 대향하는 1 이상의 코일을, 급전의 대상이 되는 1 이상의 급전 대상 코일로서 선택하고, 상기 영구 자석의 이동에 따라 상기 1 이상의 급전 대상 코일의 전환을 행하는 전환부와, 상기 가동자의 지령 속도와 상기 가동자 실제 속도의 차분인 속도 편차를 적산함으로써 얻어지는 편차 적산값을 이용하여 상기 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 전환의 직전에 상기 1 이상의 급전 대상 코일 각각으로의 급전에 이용된 상기 편차 적산값을 합산한 값인 합산 후 편차 적산값을, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 제산 후 편차 적산값을 산출하는 보상부와, 상기 보상부에 의해 산출된 상기 제산 후 편차 적산값을 이용하여 토크 지령을 생성하는 속도 제어부와, 상기 속도 제어부에 의해 생성된 상기 토크 지령에 의거하여, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행하는 전류 제어부를 갖는다.
본 개시의 일 양태에 따른 리니어 모터 시스템에 의하면, 전환 쇼크를 저감할 수 있다.
도 1a는, 실시 형태 1에 따른 리니어 모터 시스템의 구성을 나타내는 도면이며, 교차 방향에서 본 도면이다.
도 1b는, 도 1a의 리니어 모터 시스템의 구성을 나타내는 도면이며, 교차 방향에 직교하고 또한 배열 방향에 직교하는 방향에서 본 도면이다.
도 2는, 도 1a의 리니어 모터 시스템의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은, 도 1a의 리니어 모터 시스템의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제1의 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 1a의 리니어 모터 시스템의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제2의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 1a의 리니어 모터 시스템의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제3의 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 1a의 리니어 모터 시스템의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제4의 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 1a의 리니어 모터 시스템에 있어서의 급전 대상 앰프의 동작의 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 8은, 도 1a의 리니어 모터 시스템에 있어서의 보상부의 동작의 일례를 나타내는 플로우도이다.
도 9는, 실시 형태 2에 따른 리니어 모터 시스템의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 10은, 도 9의 리니어 모터 시스템의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제1의 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은, 도 9의 리니어 모터 시스템의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제2의 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는, 도 9의 리니어 모터 시스템의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제3의 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은, 도 9의 리니어 모터 시스템의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제4의 상태를 나타내는 도면이다.
(본 개시의 일 양태를 얻기에 이른 경위)
상술한 바와 같이, 특허문헌 1에 개시된 리니어 모터 시스템에서는, 전환의 전후로 급전 대상이 되는 전기자 권선 유닛의 수가 바뀌면, 전환 쇼크를 저감할 수 없다.
이 때문에, 발명자는, 전환 쇼크를 저감할 수 있도록 예의 검토, 실험을 행하였다. 그리고, 발명자는, 1 이상의 급전 대상 코일의 전환 직전에 1 이상의 급전 대상 코일 각각으로의 급전에 이용되고 있었던 편차 적산값을 합산한 값인 합산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산하여 제산 후 편차 적산값을 산출하고, 제산 후 편차 적산값을 이용하여 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행함으로써, 가동자에 걸리는 추력이 급준하게 변화하는 것을 억제할 수 있어, 전환 쇼크를 저감할 수 있는 지견을 얻었다.
발명자는, 이 지견에 의거하여, 추가로, 예의 검토, 실험을 행하여, 하기 본 개시의 일 양태에 따른 리니어 모터 시스템을 도출했다.
본 개시의 일 양태에 따른 리니어 모터 시스템은, 열 형상으로 배열되는 복수의 코일을 갖는 고정자와, 상기 복수의 코일과 대향하여 배치되는 영구 자석을 갖는 가동자와, 상기 복수의 코일 중 1 이상의 코일이며, 상기 배열 방향에 있어서의 상기 1 이상의 코일 각각의 양단부에 걸친 영역이, 상기 영구 자석과 대향하는 1 이상의 코일을, 급전의 대상이 되는 1 이상의 급전 대상 코일로서 선택하고, 상기 영구 자석의 이동에 따라 상기 1 이상의 급전 대상 코일의 전환을 행하는 전환부와, 상기 가동자의 지령 속도와 상기 가동자의 실제 속도의 차분인 속도 편차를 적산함으로써 얻어지는 편차 적산값을 이용하여 상기 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 전환의 직전에 상기 1 이상의 급전 대상 코일 각각으로의 급전에 이용된 상기 편차 적산값을 합산한 값인 합산 후 편차 적산값을, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 제산 후 편차 적산값을 산출하는 보상부와, 상기 보상부에 의해 산출된 상기 제산 후 편차 적산값을 이용하여 토크 지령을 생성하는 속도 제어부와, 상기 속도 제어부에 의해 생성된 상기 토크 지령에 의거하여, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행하는 전류 제어부를 갖는다.
상기 구성의 리니어 모터 시스템에 의하면, 보상부는, 1 이상의 급전 대상 코일의 전환 시에, 당해 전환의 직전에 1 이상의 급전 대상 코일 각각으로의 급전에 이용된 편차 적산값을 합산한 값인 합산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 제산 후 편차 적산값을 산출한다. 그리고, 속도 제어부는, 산출된 제산 후 편차 적산값을 이용하여 토크 지령을 생성하고, 전류 제어부는, 생성된 토크 지령에 의거하여, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행한다. 따라서, 당해 전환의 전후로, 1 이상의 급전 대상 코일의 개수가 바뀌었다고 해도, 당해 전환의 직전에 이용되고 있었던 편차 적산값의 합산값을 대략 균등하게 나누어, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일 각각에 급전을 행할 수 있다. 이에 의해, 당해 전환 시에, 가동자에 걸리는 추력이 급준하게 변화하는 것을 억제할 수 있어, 1 이상의 급전 대상 코일을 전환할 때의 전환 쇼크를 저감할 수 있다.
또, 상기 제어 장치는, 상기 복수의 코일 각각에 대응하여 설치되는 복수의 제어부를 포함하고, 상기 복수의 제어부 각각은, 상기 속도 제어부와 상기 전류 제어부를 갖고, 상기 보상부는, 상기 전환 시에, 상기 제산 후 편차 적산값을, 상기 복수의 제어부 중 상기 1 이상의 급전 대상 코일에 대응하는 제어부인 1 이상의 급전 대상 제어부이며, 상기 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 제어부로 송신하고, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 제어부의 상기 속도 제어부는, 상기 제산 후 편차 적산값을 이용하여 상기 토크 지령을 생성하고, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 제어부의 상기 전류 제어부는, 상기 토크 지령에 의거하여 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행해도 된다.
또, 상기 전환 직전의 상기 1 이상의 급전 대상 제어부 각각은, 상기 속도 편차를 상기 제산 후 편차 적산값에 적산함으로써 상기 편차 적산값을 산출하고, 상기 보상부는, 상기 전환의 직전에 상기 1 이상의 급전 대상 제어부 각각에 의해 산출된 상기 편차 적산값을 합산함으로써, 상기 합산 후 편차 적산값을 산출해도 된다.
또, 상기 제어 장치는, 상기 복수의 제어부와 통신 가능한 상위 제어부를 더 갖고, 상기 상위 제어부는, 상기 보상부를 가져도 된다.
또, 상기 복수의 제어부는, 상호 통신 가능하며, 상기 복수의 제어부 각각은, 상기 보상부를 갖고, 상기 전환 직전의 상기 1 이상의 급전 대상 제어부의 상기 보상부는, 상기 전환 시에, 상기 합산 후 편차 적산값을, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 상기 제산 후 편차 적산값을 산출하고, 상기 제산 후 편차 적산값을, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 제어부 각각으로 송신해도 된다.
또, 상기 복수의 코일 각각의 상기 배열 방향의 양단부에 배치되는 복수의 위치 검출부를 더 구비하고, 상기 전환부는, 상기 복수의 코일 각각에 대하여, 상기 배열 방향에 있어서의 상기 영구 자석의 진행 방향의 전방측의 상기 위치 검출부가 상기 영구 자석의 전단부를 검출한 경우, 당해 위치 검출부가 배치되어 있는 코일을 상기 급전 대상 코일로서 선택하고, 상기 배열 방향에 있어서의 상기 영구 자석의 진행 방향의 후방측의 상기 위치 검출부가 상기 영구 자석의 후단부를 검출힌 경우, 당해 위치 검출부가 배치되어 있는 코일을 상기 급전 대상 코일로서 선택하지 않아도 된다.
이하, 본 개시의 일 양태에 따른 리니어 모터 시스템의 구체적인 예에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시 형태는, 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시 형태에서 나타내어지는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 위치 및 접속 형태 등은, 일례이며, 본 개시를 한정하는 주지는 아니다.
또한, 각 도면은 모식도이며, 반드시 엄밀하게 도시된 것은 아니다. 또, 각 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있고, 중복되는 설명은 생략 또는 간략화되는 경우가 있다.
또, 이하의 실시 형태의 설명에 이용되는 도면에 있어서는 좌표계가 나타내어지는 경우가 있다. 좌표계에 있어서의 X축 방향은, 복수의 코일이 배열되어 있는 배열 방향이다. 또, 좌표계에 있어서의 Y축 방향은, X축 방향에 직교하는 방향이며, 당해 배열 방향과 직교하는 교차 방향이다. 또, 좌표계에 있어서의 Z축 방향은, X축 방향에 직교하고 또한 Y축 방향에 직교하는 방향이다.
(실시 형태 1)
이하, 실시 형태 1에 따른 리니어 모터 시스템(10)에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1a는, 실시 형태 1에 따른 리니어 모터 시스템(10)의 구성을 나타내는 도면이며, 교차 방향에서 본 도면이다. 도 1b는, 도 1a의 리니어 모터 시스템(10)의 구성을 나타내는 도면이며, 교차 방향에 직교하고 또한 배열 방향에 직교하는 방향에서 본 도면이다. 또한, 도 1a에서는, 도면이 번잡해지는 것을 피하기 위해, 기대(基臺)(22) 및 짐받이(26) 등의 도시를 생략한다. 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 실시 형태 1에 따른 리니어 모터 시스템(10)의 구성에 대하여 설명한다.
도 1a 및 도 1b에 나타내는 바와 같이, 리니어 모터 시스템(10)은, 리니어 모터(12)와, 제어 장치(14)와, 위치 검출 장치(15)를 구비한다.
리니어 모터(12)는, 고정자(16)와, 고정자(16)에 대해 이동 가능한 가동자(18)를 갖는다. 리니어 모터(12)는, 제1~제10 코일(20a~20j)(후술)에 대해, 영구 자석(24)(후술)이 이동하는 무빙 마그넷형의 리니어 모터이다.
고정자(16)는, 제1~제10 코일(20a~20j)과, 제1~제10 코일(20a~20j)이 고정되는 기대(22)를 갖는다. 이와 같이, 고정자(16)는, 복수(이 실시 형태에서는, 10개)의 코일을 갖는다. 또한, 고정자(16)는, 11개 이상의 코일을 갖고 있어도 되고, 9개 이하의 코일을 갖고 있어도 된다.
제1~제10 코일(20a~20j)은, 열 형상으로 배열되어 있다. 또한, 제1~제10 코일(20a~20j)은, 직선 형상으로 배열되어 있지만, 곡선 형상으로 배열되어 있어도 된다. 도 1a에 나타내는 바와 같이, 제1~제10 코일(20a~20j) 각각은, 제1~제10 코일(20a~20j)이 배열되어 있는 배열 방향(X축 방향)과 직교하는 교차 방향(Y축 방향) 주위에 권회되어 있고, 교차 방향으로 개구되도록 배치되어 있다.
가동자(18)는, 영구 자석(24)과, 영구 자석(24)에 장착되는 짐받이(26)를 갖는다.
영구 자석(24)은, 교차 방향에 있어서, 제1~제10 코일(20a~20j)과 대향하여 배치되어 있다. 구체적으로는, 영구 자석(24)은, 교차 방향에 있어서, 제1~제10 코일(20a~20j) 중 일부의 코일과 대향하여 배치된다. 영구 자석(24)은, 제1~제10 코일(20a~20j)을 따라 배열 방향으로 이동 가능하다(도 1b의 화살표 A 참조). 영구 자석(24)은, 배열 방향으로 늘어서서 형성되는 자극(도시하지 않음)을 갖고 있다. 예를 들어, 영구 자석(24)은, 복수의 N극과 복수의 S극을 갖고 있고, N극과 S극이 배열 방향으로 교대로 설치되어 있다. 영구 자석(24)은, 교차 방향에서 봤을 때, 제1~제10 코일(20a~20j) 중 서로 이웃하는 3개의 코일 전부와 겹치는 크기로 형성되어 있다. 도 1a 및 도 1b에 나타내는 상태에서는, 영구 자석(24)은, 교차 방향에서 봤을 때, 제1~제10 코일(20a~20j) 중 서로 이웃하는 제2 코일(20b), 제3 코일(20c), 및 제4 코일(20d) 전부와 겹치도록 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 도 1a 및 도 1b에 나타내는 상태에서는, 교차 방향에서 봤을 때의 배열 방향에 있어서의 제2 코일(20b), 제3 코일(20c), 및 제4 코일(20d) 각각의 양단부에 걸친 영역(도 1a의 화살표 B 및 도트 부분의 영역 참조)은, 영구 자석(24)과 대향하고 있고, 교차 방향에서 봤을 때, 영구 자석(24)과 겹쳐 있다. 또한, 영구 자석(24)의 크기는, 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 교차 방향에서 봤을 때, 제1~제10 코일(20a~20j) 중 서로 이웃하는 2개의 코일 전부와 겹치는 크기로 형성되어 있어도 되고, 제1~제10 코일(20a~20j) 중 서로 이웃하는 4개 이상의 코일 전부와 겹치는 크기로 형성되어 있어도 된다. 또, 영구 자석(24)은, 교차 방향으로 제1~제10 코일(20a~20j)을 사이에 두도록 대략 U자 형상으로 형성되어 있어도 된다. 또, 영구 자석(24)은, 배열 방향에 직교하고 또한 교차 방향에 직교하는 방향(Z축 방향)으로 제1~제10 코일(20a~20j)을 사이에 두도록 대략 U자 형상으로 형성되어 있어도 된다.
제어 장치(14)는, 리니어 모터(12)를 제어하는 장치이다. 제어 장치(14)는, 제1~제10 코일(20a~20j) 중 급전의 대상이 되는 코일인 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행함으로써, 고정자(16)에 대해 가동자(18)를 이동시켜, 가동자(18)를 원하는 위치까지 이동시킨다. 제어 장치(14)는, 컨트롤러(28)와, 컨트롤러(28) 및 제1~제10 코일(20a~20j)에 접속되는 제1~제10 앰프(30a~30j)를 갖는다. 이와 같이, 제어 장치(14)는, 복수(이 실시 형태에서는, 10개)의 앰프를 갖는다. 이 실시 형태에서는, 컨트롤러(28)가, 상위 제어부에 상당하고, 제1~제10 앰프(30a~30j)가, 복수의 제어부에 상당한다.
컨트롤러(28)는, 위치 검출 장치(15)로부터의 정보에 의거하여 영구 자석(24)의 위치를 인식하고, 영구 자석(24)의 위치에 따라, 1 이상의 급전 대상 코일을 선택한다. 컨트롤러(28)는, 제1~제10 앰프(30a~30j)와 통신 가능하고, 제1~제10 앰프(30a~30j) 중 1 이상의 급전 대상 코일에 대응하는 앰프인 1 이상의 급전 대상 앰프에 대해, 속도 지령 또는 위치 지령 등의 지령을 송신한다. 도 1a 및 도 1b에 나타내는 상태에서는, 제2 코일(20b), 제3 코일(20c), 및 제4 코일(20d) 각각이, 급전 대상 코일이 되고, 제2 앰프(30b), 제3 앰프(30c), 및 제4 앰프(30d) 각각이, 급전 대상 앰프가 된다. 이 실시 형태에서는, 급전 대상 앰프가, 급전 대상 제어부에 상당한다.
제1~제10 앰프(30a~30j)는, 제1~제10 코일(20a~20j)에 대응하여 설치되어 있다. 구체적으로는, 제1 앰프(30a)는, 제1 코일(20a)에 대응하여 설치되어 있고, 제2 앰프(30b)는, 제2 코일(20b)에 대응하여 설치되어 있다. 제3~제10 앰프(30c~30j)에 대해서도 동일하다. 제1~제10 앰프(30a~30j) 중 1 이상의 급전 대상 코일에 대응하는 앰프인 1 이상의 급전 대상 앰프 각각은, 가동자(18)의 지령 속도와 가동자(18)의 실제 속도의 차분인 속도 편차를 적산함으로써 얻어지는 편차 적산값을 이용하여, 대응하는 급전 대상 코일에 급전을 행한다. 도 1a 및 도 1b에 나타내는 상태에서는, 제2 앰프(30b)가 편차 적산값을 이용하여 제2 코일(20b)에 급전을 행하고, 제3 앰프(30c)가 편차 적산값을 이용하여 제3 코일(20c)에 급전을 행하고, 제4 앰프(30d)가 편차 적산값을 이용하여 제4 코일(20d)에 급전을 행한다.
급전 대상 코일에 급전을 행하면, 급전 대상 코일이 자화되고, 영구 자석(24)이 급전 대상 코일에 끌어 당겨져서, 또는 급전 대상 코일에 밀려 나와, 가동자(18)가 이동한다. 또한, 급전 대상 코일에 공급하는 전류의 방향을 바꿈으로써, 급전 대상 코일의 자극을 변경할 수 있다. 예를 들어, 교차 방향에 있어서의 가동자(18)측에서 봤을 때에 시계 방향으로 흐르도록 전류를 흘리면, 교차 방향에 있어서, 급전 대상 코일의 가동자(18)측이 S극이 되고, 급전 대상 코일의 가동자(18)와는 반대측이 N극이 된다. 이에 대해, 교차 방향에 있어서의 가동자(18)측에서 봤을 때에 반시계 방향으로 흐르도록 전류를 흘리면, 급전 대상 코일의 가동자(18)측이 N극이 되고, 급전 대상 코일의 가동자(18)와는 반대측이 S극이 된다. 급전 대상 앰프는, 영구 자석(24)의 자극(N극, S극)의 위치에 따라, 급전 대상 코일에 공급하는 전류의 방향을 결정한다.
컨트롤러(28)는, 영구 자석(24)이 이동하는 것에 수반하여, 순차적으로 급전 대상 코일을 전환하여 급전을 행하고, 원하는 위치까지 가동자(18)를 이동시킨다.
위치 검출 장치(15)는, 영구 자석(24)의 위치를 검출하는 장치이다. 위치 검출 장치(15)는, 제1~제10 코일(20a~20j) 각각의 배열 방향의 양단부에 배치되는 제1~제20 위치 센서(34a~34t)를 갖는다. 이와 같이, 위치 검출 장치(15)는, 복수(이 실시 형태에서는, 20개)의 위치 센서를 갖는다. 제1 위치 센서(34a) 및 제2 위치 센서(34b)는, 배열 방향에 있어서의 제1 코일(20a)의 양단부에 배치되어 있고, 제3 위치 센서(34c) 및 제4 위치 센서(34d)는, 배열 방향에 있어서의 제2 코일(20b)의 양단부에 배치되어 있고, 제5 위치 센서(34e) 및 제6 위치 센서(34f)는, 배열 방향에 있어서의 제3 코일(20c)의 양단부에 배치되어 있고, 제7 위치 센서(34g) 및 제8 위치 센서(34h)는, 배열 방향에 있어서의 제4 코일(20d)의 양단부에 배치되어 있고, 제9 위치 센서(34i) 및 제10 위치 센서(34j)는, 배열 방향에 있어서의 제5 코일(20e)의 양단부에 배치되어 있다. 제11 위치 센서(34k) 및 제12 위치 센서(34l)는, 배열 방향에 있어서의 제6 코일(20f)의 양단부에 배치되어 있고, 제13 위치 센서(34m) 및 제14 위치 센서(34n)는, 배열 방향에 있어서의 제7 코일(20g)의 양단부에 배치되어 있고, 제15 위치 센서(34o) 및 제16 위치 센서(34p)는, 배열 방향에 있어서의 제8 코일(20h)의 양단부에 배치되어 있고, 제17 위치 센서(34q) 및 제18 위치 센서(34r)는, 배열 방향에 있어서의 제9 코일(20i)의 양단부에 배치되어 있고, 제19 위치 센서(34s) 및 제20 위치 센서(34t)는, 배열 방향에 있어서의 제10 코일(20j)의 양단부에 배치되어 있다. 이 실시 형태에서는, 제1~제20 위치 센서(34a~34t)가, 복수의 위치 검출부에 상당한다.
제1~제20 위치 센서(34a~34t) 각각은, 교차 방향으로 대향하는 영구 자석(24)을 검출한다. 도 1a 및 도 1b에 나타내는 상태에서는, 제1 위치 센서(34a) 및 제2 위치 센서(34b)는, 교차 방향에 있어서 영구 자석(24)과 대향하고 있지 않고, 영구 자석(24)을 검출하고 있지 않는 것을 나타내는 신호를 컨트롤러(28) 및 제1~제10 앰프(30a~30j)로 송신한다. 이에 의해, 컨트롤러(28) 및 제1~제10 앰프(30a~30j)는, 교차 방향에서 봤을 때의 배열 방향에 있어서의 제1 코일(20a)의 양단부에 걸친 영역이, 교차 방향에 있어서 영구 자석(24)과 대향하고 있지 않은 것을 인식한다. 바꾸어 말하면, 이에 의해, 컨트롤러(28) 및 제1~제10 앰프(30a~30j)는, 제1 코일(20a)의 전부가, 교차 방향에서 봤을 때에 영구 자석(24)과 겹쳐 있지 않은 것을 인식한다. 제9~제20 위치 센서(34i~34t)에 대해서도 동일하다. 이에 대해, 제3 위치 센서(34c) 및 제4 위치 센서(34d)는, 교차 방향에 있어서 영구 자석(24)과 대향하고 있고, 영구 자석(24)을 검출하고 있는 것을 나타내는 신호를 컨트롤러(28) 및 제1~제10 앰프(30a~30j)로 송신한다. 이에 의해, 컨트롤러(28) 및 제1~제10 앰프(30a~30j)는, 교차 방향에서 봤을 때의 배열 방향에 있어서의 제2 코일(20b)의 양단부에 걸친 영역이, 영구 자석(24)과 대향하고 있고, 교차 방향에 있어서 영구 자석(24)과 겹쳐 있는 것을 인식한다. 바꾸어 말하면, 이에 의해, 컨트롤러(28) 및 제1~제10 앰프(30a~30j)는, 제2 코일(20b)의 전부가, 교차 방향에서 봤을 때에 영구 자석(24)과 겹쳐 있는 것을 인식한다. 제5~제8 위치 센서(34e~34h)에 대해서도 동일하다.
또, 제1~제20 위치 센서(34a~34t) 각각은, 영구 자석(24)의 이동 방향에 있어서의 전단부 및 후단부를 검출한다. 예를 들어, 제1 위치 센서(34a)는, 영구 자석(24)의 이동 방향에 있어서의 전단부와, 교차 방향에 있어서 대향한 경우, 영구 자석(24)의 전단부를 검출한 것을 나타내는 신호를 컨트롤러(28) 및 제1~제10 앰프(30a~30j)로 송신한다. 예를 들어, 제1 위치 센서(34a)는, 영구 자석(24)의 전단부에 설치된 마크 등을 검출함으로써, 영구 자석(24)의 전단부를 검출한다. 또, 제1 위치 센서(34a)는, 영구 자석(24)의 이동 방향에 있어서의 후단부와, 교차 방향에 있어서 대향한 경우, 영구 자석(24)의 후단부를 검출한 것을 나타내는 신호를 컨트롤러(28) 및 제1~제10 앰프(30a~30j)로 송신한다. 예를 들어, 제1 위치 센서(34a)는, 영구 자석(24)의 후단부에 설치된 마크 등을 검출함으로써, 영구 자석(24)의 후단부를 검출한다. 제2~제20 위치 센서(34b~34t)에 대해서도 동일하다.
도 2는, 도 1a의 리니어 모터 시스템(10)의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 2를 참조하여, 도 1a의 리니어 모터 시스템(10)의 기능 구성에 대하여 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 리니어 모터 시스템(10)은, 스케일 검출 장치(35)를 더 구비한다. 스케일 검출 장치(35)는, 가동자(18)에 설치된 스케일(도시하지 않음)을 검출하는 장치이다. 스케일 검출부(35)는, 예를 들어, 인코더 등에 의해 실현된다.
컨트롤러(28)는, 전환부(36)와, 지령부(38)와, 보상부(40)를 갖는다.
전환부(36)는, 위치 검출 장치(15)에 접속되어 있고, 위치 검출 장치(15)로부터의 정보에 의거하여, 1 이상의 급전 대상 코일을 선택하고, 제1~제10 앰프(30a~30j)의 전환 처리부(56)(후술)로 급전 대상인지 여부를 판정하는 전환 신호를 송신한다. 구체적으로는, 전환부(36)는, 제1~제10 코일(20a~20j) 중 1 이상의 코일이며, 교차 방향에서 봤을 때의 배열 방향에 있어서의 당해 1 이상의 코일 각각의 양단부에 걸친 영역이, 교차 방향에 있어서 영구 자석(24)과 대향하고 있는 1 이상의 코일을, 1 이상의 급전 대상 코일로서 선택한다. 바꾸어 말하면, 전환부(36)는, 제1~제10 코일(20a~20j) 중 1 이상의 코일이며, 당해 1 이상의 코일의 전부가, 교차 방향에서 봤을 때에 영구 자석(24)과 겹쳐 있는 1 이상의 코일을, 1 이상의 급전 대상 코일로서 선택한다. 또한, 전환부(36)는, 1 이상의 급전 대상 앰프의 전환 처리부(56)로 급전 대상이라고 판정하는 전환 신호를 송신한다.
예를 들어, 전환부(36)는, 제1~제10 코일(20a~20j) 각각에 대하여, 배열 방향에 있어서의 영구 자석(24)의 진행 방향의 전방측의 위치 센서가 영구 자석(24)의 전단부를 검출한 경우, 당해 위치 센서가 배치되어 있는 코일을 급전 대상 코일로서 선택한다. 또한, 전환부(36)는, 급전 대상 앰프의 전환 처리부(56)로 급전 대상이라고 판정하는 전환 신호를 송신한다. 예를 들어, 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 영구 자석(24)의 진행 방향이 제1 코일(20a)측에서 제10 코일(20j)측으로 향하는 방향(X축 플러스 방향)인 경우, 전환부(36)는, 영구 자석(24)의 진행 방향의 전방측의 제8 위치 센서(34h)가 영구 자석(24)의 전단부를 검출한 경우, 제8 위치 센서(34h)가 배치되어 있는 제4 코일(20d)을 급전 대상 코일로 한다. 또한, 전환부(36)는, 제4 앰프(30d)의 전환 처리부(56)로 급전 대상이라고 판정하는 전환 신호를 송신한다. 제1~제3 코일(20a~20c), 및 제5~제10 코일(20e~20j)에 대해서도 동일하다.
또, 예를 들어, 전환부(36)는, 제1~제10 코일(20a~20j) 각각에 대하여, 배열 방향에 있어서의 영구 자석(24)의 진행 방향의 후방측의 위치 센서가 영구 자석(24)의 후단부를 검출한 경우, 당해 위치 센서가 배치되어 있는 코일을 급전 대상 코일로서 선택하지 않는다. 또한, 전환부(36)는, 당해 코일에 대응하는 앰프의 전환 처리부(56)로 급전 대상이 아니라고 판정하는 전환 신호를 송신한다.
예를 들어, 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 영구 자석(24)의 진행 방향이 제1 코일(20a)측에서 제10 코일(20j)측으로 향하는 방향(X축 플러스 방향)인 경우, 전환부(36)는, 영구 자석(24)의 진행 방향의 후방측의 제3 위치 센서(34c)가 영구 자석(24)의 후단부를 검출한 경우, 제3 위치 센서(34c)가 배치되어 있는 제2 코일(20b)을 급전 대상 코일로 하지 않는다. 또한, 전환부(36)는, 제2 앰프(30b)의 전환 처리부(56)로 급전 대상이 아니라고 판정하는 전환 신호를 송신한다. 제1 코일(20a), 및 제3~제10 코일(20c~20j)에 대해서도 동일하다.
도 1a 및 도 1b에 나타내는 상태에서는, 전환부(36)는, 제2 코일(20b), 제3 코일(20c), 및 제4 코일(20d)을 급전 대상 코일로서 선택한다. 또한, 전환부(36)는, 제2 앰프(30b), 제3 앰프(30c), 및 제4 앰프(30d)의 전환 처리부(56)로 급전 대상이라고 판정하는 전환 신호를 송신한다. 또, 전환부(36)는, 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행하는 것 등에 의해 영구 자석(24)이 이동하면, 영구 자석(24)의 위치에 따라 1 이상의 급전 대상 코일의 전환을 행한다.
지령부(38)는, 제1~제10 앰프(30a~30j)에 접속되어 있고, 제1~제10 앰프(30a~30j) 중 전환부(36)에 의해 선택된 1 이상의 급전 대상 코일에 대응하는 1 이상의 급전 대상 앰프로, 속도 지령 또는 위치 지령 등의 지령을 송신한다. 예를 들어, 제1 코일(20a)이 급전 대상 코일인 경우, 급전 대상 코일에 대응하는 앰프는, 제1 앰프(30a)이며, 지령부(38)는, 제1 앰프(30a)로 지령을 송신한다. 또, 제2 코일(20b)이 급전 대상 코일인 경우, 급전 대상 코일에 대응하는 앰프는, 제2 앰프(30b)이며, 지령부(38)는, 제2 앰프(30b)로 지령을 송신한다. 제3~제10 앰프(30c~30j)에 대해서도 동일하다. 도 1에 나타내는 상태에서는, 제2~제4 앰프(30b~30d)가 급전 대상 앰프가 되고, 지령부(38)는, 제2~제4 앰프(30b~30d)로 지령을 송신한다.
보상부(40)는, 전환부(36)에 의한 1 이상의 급전 대상 코일의 전환 시에, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 앰프에 대해 보상을 행한다. 구체적으로는, 보상부(40)는, 전환부(36)에 의한 1 이상의 급전 대상 코일의 전환 시에, 당해 전환의 직전에 1 이상의 급전 대상 코일 각각으로의 급전에 이용된 편차 적산값을 합산한 값인 합산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 제산 후 편차 적산값을 산출하고, 산출한 제산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 앰프 각각으로 송신함으로써, 보상을 행한다. 보상부(40)는, 가산기(41)와, 제산기(42)를 갖는다.
가산기(41)는, 제1~제10 앰프(30a~30j)에 접속되어 있고, 전환부(36)에 의한 1 이상의 급전 대상 코일의 전환 시에, 당해 전환의 직전에 1 이상의 급전 대상 앰프 각각에 의해 산출된 편차 적산값을 취득하고, 취득한 편차 적산값을 합산함으로써, 당해 전환의 직전에 1 이상의 급전 대상 코일 각각으로의 급전에 이용된 편차 적산값의 합산값인 합산 후 편차 적산값을 산출한다.
제산기(42)는, 가산기(41)에 의해 산출된 합산 후 편차 적산값을, 전환부(36)에 의한 1 이상의 급전 대상 코일의 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 제산 후 편차 적산값을 산출한다. 제산기(42)는, 산출한 제산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 앰프 각각으로 송신한다.
제1 앰프(30a)는, 속도 산출부(44)와, 편차 산출부(46)와, 속도 제어부(48)와, 전류 제어부(50)와, 전환 처리부(56)를 갖는다.
속도 산출부(44)는, 스케일 검출 장치(35)에 접속되어 있고, 스케일 검출 장치(35)로부터의 정보 등에 의거하여 영구 자석(24)의 실제 속도를 산출한다. 예를 들어, 속도 산출부(44)는, 스케일 검출 장치(35)가 가동자(18)에 설치된 스케일(도시하지 않음)을 판독한 값으로부터, 가동자(18)의 이동 거리를 산출한다. 또, 속도 산출부(44)는, 타이머(도시하지 않음) 등으로부터, 가동자(18)가 당해 이동 거리를 이동하는데 걸린 이동 시간을 취득한다. 그리고, 속도 산출부(44)는, 당해 이동 거리 및 당해 이동 시간으로부터 영구 자석(24)의 실제 속도를 산출한다.
편차 산출부(46)는, 지령부(38)에 접속되어 있고, 지령부(38)로부터 송신되는 속도 지령 또는 위치 지령 등의 지령을 수신한다. 또, 편차 산출부(46)는, 속도 산출부(44)에 접속되어 있고, 속도 산출부(44)에 의해 산출된 영구 자석(24)의 실제 속도를 취득한다. 예를 들어, 편차 산출부(46)는, 속도 지령을 수신한 경우, 속도 지령으로 지령되는 지령 속도와 영구 자석(24)의 실제 속도의 차분인 속도 편차를 산출한다. 또, 편차 산출부(46)는, 위치 지령을 수신한 경우, 위치 지령에 의거하여 산출되는 지령 속도와 영구 자석(24)의 실제 속도의 차분인 속도 편차를 산출한다. 위치 지령은, 예를 들어, 소정의 시간 사이에, 가동자(18)를 소정의 위치까지 이동시키는 취지의 지령이며, 당해 소정의 시간과 당해 소정의 위치까지의 거리에 의거하여, 지령 속도를 산출할 수 있다.
속도 제어부(48)는, 가산기(51)와, 스위치(52)와, 가산기(54)를 갖는다.
가산기(51)는, 편차 산출부(46)에 의해 산출된 속도 편차를 적산함으로써, 편차 적산값을 산출한다. 가산기(51)는, 속도 편차를, 직전에 산출한 편차 적산값에 가산함으로써, 새롭게 편차 적산값을 산출한다. 산출된 편차 적산값은, 적분 게인(53)이 곱해져서 가산기(54)에 입력됨과 더불어, 컨트롤러(28)의 가산기(41)로 송신되고, 가산기(51)에 입력된다. 그 후, 가산기(51)는, 새롭게 속도 편차가 산출될 때마다, 새롭게 산출된 속도 편차를, 직전에 산출한 편차 적산값에 가산하여, 새롭게 편차 적산값을 산출한다. 이와 같이 하여, 가산기(51)는, 속도 편차를 적산함으로써, 편차 적산값을 산출한다.
스위치(52)는, 가산기(51)와 가산기(54)를 접속하는 상태(도 2의 D 참조)와, 보상부(40)와 가산기(54)를 접속하는 상태(도 2의 E 참조)로, 전환 가능하게 구성되어 있다. 스위치(52)는, 통상, 가산기(51)와 가산기(54)를 접속하는 상태로 되어 있다. 스위치(52)는, 전환부(36)에 의한 1 이상의 급전 대상 코일의 전환 시에, 가산기(51)와 가산기(54)를 접속하는 상태에서, 보상부(40)와 가산기(54)를 접속하는 상태로 일순간 전환된다. 예를 들어, 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프가, 지령부(38)로부터의 지령을 수신했을 때에, 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프의 스위치(52)가, 가산기(51)와 가산기(54)를 접속하는 상태에서, 보상부(40)와 가산기(54)를 접속하는 상태로 일순간 전환된다.
스위치(52)가, 가산기(51)와 가산기(54)를 접속하는 상태(도 2의 D 참조)에서는, 가산기(51)에 의해 산출된 편차 적산값은, 적분 게인(53)이 곱해져 가산기(54)에 입력된다. 또, 가산기(51)에 의해 산출된 편차 적산값은, 컨트롤러(28)의 가산기(41)로 송신됨과 더불어, 가산기(51)에 입력된다.
스위치(52)가, 보상부(40)와 가산기(54)를 접속하는 상태(도 2의 E 참조)에서는, 보상부(40)가 송신한 제산 후 편차 적산값이, 속도 제어부(48)에 입력된다. 구체적으로는, 보상부(40)가 송신한 제산 후 편차 적산값은, 적분 게인(53)이 곱해져 가산기(54)에 입력된다. 또, 보상부(40)가 송신한 제산 후 편차 적산값은, 컨트롤러(28)의 가산기(41)로 송신됨과 더불어, 가산기(51)에 입력된다. 가산기(51)는, 제산 후 편차 적산값이 입력되면, 입력된 제산 후 편차 적산값에, 속도 편차를 적산함으로써, 편차 적산값을 산출한다.
가산기(54)는, 편차 산출부(46)에 의해 산출된 속도 편차와, 편차 적산값 또는 제산 후 편차 적산값에 적분 게인(53)을 곱함으로써 산출된 값을 가산한다. 가산기(54)에 의해 산출된 값은, 비례 게인(55)이 곱해지고, 토크 지령으로서 토크 필터(도시하지 않음)를 통해 전류 제어부(50)에 입력된다. 이와 같이, 속도 제어부(48)는, 편차 적산값 또는 제산 후 편차 적산값을 이용하여 토크 지령을 생성한다. 토크 필터를 통함으로써, 급전 대상 코일의 전환 시의 쇼크를 저감할 수 있다.
전환 처리부(56)는, 전환부(36)로부터 급전 대상이라고 판정하는 전환 신호가 송신된 경우에는, 속도 제어부(48)에서 출력된 토크 지령을 전류 제어부(50)에 인가한다. 전환부(36)로부터 급전 대상이 아니라고 판정하는 전환 신호가 송신된 경우에는, 토크 지령 0을 전류 제어부(50)에 인가한다. 구체적으로는, 전환 처리부(56)는, 스위치(57)를 갖고 있고, 전환부(36)로부터 급전 대상이라고 판정하는 전환 신호를 수신한 경우에는, 스위치(57)를 속도 제어부(48)와 전류 제어부(50)를 접속하는 상태(도 2의 F 참조)로 하고, 속도 제어부(48)에서 출력된 토크 지령을 전류 제어부(50)에 인가한다. 한편, 전환 처리부(56)는, 전환부(36)로부터 급전 대상이 아니라고 판정하는 전환 신호를 수신한 경우에는, 스위치(57)를 속도 제어부(48)와 전류 제어부(50)를 접속하지 않는 상태(도 2의 G 참조)로 하고, 토크 지령 0을 전류 제어부(50)에 인가한다.
전류 제어부(50)는, 생성된 토크 지령에 의거하여, 급전 대상 코일에 급전을 행한다. 예를 들어, 전류 제어부(50)는, 수신한 토크 지령에 의거하여 전압값을 설정하고, 설정한 전압값에 의거하여 급전 대상 코일에 급전을 행한다. 이에 의해, 영구 자석(24)은, 1 이상의 급전 대상 코일에 끌어 당겨져서, 또는 1 이상의 급전 대상 코일에 밀려 나와, 배열 방향으로 이동한다.
제2~제10 앰프(30b~30j)는, 제1 앰프(30a)와 동일한 구성이므로, 상술한 제1 앰프(30a)의 설명을 참조함으로써, 제2~제10 앰프(30b~30j)의 상세한 설명을 생략한다.
예를 들어, 제어 장치(14)는, 제산 후 편차 적산값 또는 편차 적산값 등을 이용하여, PID(Proportional-Integral-Differential Controller) 제어를 행할 수 있다.
다음으로, 이상과 같이 구성된 리니어 모터 시스템(10)의 동작의 일례에 대하여 설명한다.
도 3은, 도 1a의 리니어 모터 시스템(10)의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제1의 상태를 나타내는 도면이다. 도 4는, 도 1a의 리니어 모터 시스템(10)의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제2의 상태를 나타내는 도면이다. 도 5는, 도 1a의 리니어 모터 시스템(10)의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제3의 상태를 나타내는 도면이다. 도 6은, 도 1a의 리니어 모터 시스템(10)의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제4의 상태를 나타내는 도면이다. 도 3~도 6을 참조하여, 리니어 모터 시스템(10)의 동작의 일례에 대하여 설명한다.
도 3에 나타내는 상태에서는, 배열 방향에 있어서 제1 코일(20a)의 양단부에 배치된 제1 위치 센서(34a) 및 제2 위치 센서(34b)의 양쪽 모두는, 교차 방향으로 영구 자석(24)과 대향하고 있으며, 영구 자석(24)을 검출한다. 따라서, 컨트롤러(28)는, 제1 코일(20a)을 급전 대상 코일로서 선택한다. 또한, 컨트롤러(28)는, 제1 앰프(30a)의 전환 처리부(56)로 급전 대상이라고 판정하는 전환 신호를 송신한다. 이에 대해, 배열 방향에 있어서 제2 코일(20b)의 일단부에 배치된 제3 위치 센서(34c)는, 교차 방향으로 영구 자석(24)과 대향하고 있고, 영구 자석(24)을 검출하지만, 배열 방향에 있어서 제2 코일(20b)의 타단부에 배치된 제4 위치 센서(34d)는, 교차 방향으로 영구 자석(24)과 대향하고 있지 않으며, 영구 자석(24)을 검출하지 않는다. 따라서, 컨트롤러(28)는, 제2 코일(20b)을 급전 대상 코일로서 선택하지 않는다. 또한, 컨트롤러(28)는, 제2 앰프(30b)의 전환 처리부(56)로 급전 대상이 아니라고 판정하는 전환 신호를 송신한다. 또, 배열 방향에 있어서 제3 코일(20c)의 양단부에 배치된 제5 위치 센서(34e) 및 제6 위치 센서(34f)의 양쪽 모두는, 교차 방향으로 영구 자석(24)과 대향하고 있지 않으며, 영구 자석(24)을 검출하지 않는다. 따라서, 컨트롤러(28)는, 제3 코일(20c)을 급전 대상 코일로서 선택하지 않는다. 또한, 컨트롤러(28)는, 제3 앰프(30c)의 전환 처리부(56)로 급전 대상이 아니라고 판정하는 전환 신호를 송신한다. 이와 같이, 도 3에 나타내는 상태에서는, 컨트롤러(28)는, 제1 코일(20a)을 급전 대상 코일로서 선택하고, 제1 코일(20a)에 대응하는 제1 앰프(30a)가, 급전 대상 앰프가 된다.
컨트롤러(28)는, 급전 대상 코일을 선택하면, 당해 급전 대상 코일에 대응하는 급전 대상 앰프로 속도 지령 또는 위치 지령 등의 지령을 송신한다. 도 3에 나타내는 상태에서는, 컨트롤러(28)는, 제1 앰프(30a)로 지령을 송신한다.
컨트롤러(28)로부터 지령을 수신한 제1 앰프(30a)는, 속도 편차를 산출하고, 산출한 속도 편차를 이용하여, 급전 대상 코일인 제1 코일(20a)에 급전을 행한다. 도 7은, 급전 대상 앰프의 동작의 일례를 나타내는 플로우도이다. 도 7도 참조하여, 도 3에 나타내는 상태에 있어서의 제1 앰프(30a)의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 제1 앰프(30a)는, 지령에 의거하는 영구 자석(24)의 지령 속도와 영구 자석(24)의 실제 속도의 차분인 속도 편차를 산출한다(단계 S1).
다음으로, 제1 앰프(30a)는, 산출한 속도 편차를, 제산 후 편차 적산값에 적산함으로써, 편차 적산값을 산출한다(단계 S2). 또한, 도 3에 나타내는 상태에서는, 급전 대상 코일의 전환이 아직 행해지지 않았기 때문에, 제산 후 편차 적산값은 0이다.
마지막으로, 제1 앰프(30a)는, 편차 적산값을 이용하여, 급전 대상 코일인 제1 코일(20a)에 급전을 행한다(단계 S3). 구체적으로는, 제1 앰프(30a)는, 직전에 산출한 편차 적산값을 이용하여, 급전 대상 코일인 제1 코일(20a)에 급전을 행한다.
제1 앰프(30a)는, 상술한 동작을 반복해서 행한다.
제1 코일(20a)에 급전을 행함으로써, 영구 자석(24)은, 제1 코일(20a)에 끌어 당겨져서 또는 밀려 나와서 배열 방향으로 이동한다(도 3의 화살표 C 참조). 제1 코일(20a)에 공급하는 전류의 방향은, 영구 자석(24)의 자극의 위치에 따라 설정한다. 영구 자석(24)의 크기 및 자극의 위치 등의 정보를, 미리 제1 앰프(30a) 등에 입력해 둠으로써, 제1 앰프(30a)는, 영구 자석(24)의 위치에 따라, 영구 자석(24)의 자극의 위치를 판단하고, 전류의 방향을 설정한다.
다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여, 급전 대상 코일을 1개에서 2개로 전환할 때의 동작의 일례에 대하여 설명한다. 도 3으로부터 도 4에 나타내는 상태가 되는 경우, 영구 자석(24)의 진행 방향(화살표 C 참조)의 전방측의 제4 위치 센서(34d)는, 영구 자석(24)의 전단부와 교차 방향으로 대향함으로써, 영구 자석(24)의 전단부를 검출한다. 따라서, 컨트롤러(28)는, 제4 위치 센서(34d)가 배치되어 있는 제2 코일(20b)을 급전 대상 코일로 한다. 따라서, 도 4에 나타내는 상태에서는, 제1 앰프(30a) 및 제2 앰프(30b)가 급전 대상 앰프가 된다. 컨트롤러(28)는, 급전 대상 앰프인 제1 앰프(30a) 및 제2 앰프(30b)의 전환 처리부(56)로 급전 대상이라고 판정하는 전환 신호를 송신함과 더불어, 지령을 송신하고, 제1 앰프(30a) 및 제2 앰프(30b)에 대해 보상을 행한다.
도 8은, 컨트롤러(28)의 동작의 일례를 나타내는 플로우도이다. 도 8도 참조하여, 급전 대상 코일의 전환을 행할 때의 컨트롤러(28)의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 컨트롤러(28)는, 1 이상의 급전 대상 코일의 전환 직전에, 1 이상의 급전 대상 앰프 각각에 의해 산출된 편차 적산값을 취득한다(단계 S11). 도 3에 나타내는 상태에서 도 4에 나타내는 상태로 전환하는 경우, 컨트롤러(28)는, 당해 전환의 직전에 급전 대상 앰프인 제1 앰프(30a)에 의해 산출된 편차 적산값을 취득한다.
다음으로, 컨트롤러(28)는, 취득한 편차 적산값을 합산함으로써, 당해 전환의 직전에 급전에 이용되고 있었던 편차 적산값의 합산값인 합산 후 편차 적산값을 산출한다(단계 S12). 도 3에 나타내는 바와 같이, 당해 전환 직전의 급전 대상 앰프는 제1 앰프 1개이므로, 여기에서는, 편차 적산값과 합산 후 편차 적산값은 동일하다.
다음으로, 컨트롤러(28)는, 산출한 합산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 급전 대상 코일의 개수로 제산하여, 제산 후 편차 적산값을 산출한다(단계 S13). 도 4에 나타내는 바와 같이, 당해 전환 직후의 급전 대상 코일은 제1 코일(20a)과 제2 코일(20b)의 2개이므로, 컨트롤러(28)는, 합산 후 편차 적산값을 2로 제산함으로써, 제산 후 편차 적산값을 산출한다.
마지막으로, 컨트롤러(28)는, 제산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프로 송신함과 더불어, 당해 급전 대상 앰프의 전환 처리부(56)로 급전 대상이라고 판정하는 전환 신호를 송신한다(단계 S14). 도 4에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(28)는, 제산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(30a)와 제2 앰프(30b)로 송신한다. 또한, 당해 전환 시에, 스위치(52)는, 보상부(40)와 가산기(54)를 접속하는 상태로 일순간 전환되고, 컨트롤러(28)로부터 송신된 제산 후 편차 적산값은, 급전 대상 앰프인 제1 앰프(30a)의 가산기(54)(적분 게인(53)의 곱셈 후에) 및 가산기(51)에 입력됨과 더불어, 급전 대상 앰프인 제2 앰프(30b)의 가산기(54)(적분 게인(53)의 곱셈 후에) 및 가산기(51)에 입력된다.
이상과 같이, 컨트롤러(28)는, 전환의 직전에 급전 대상 앰프에 의한 급전에 이용되고 있었던 편차 적산값의 합산값인 합산 후 편차 적산값을, 전환 직후의 급전 대상 앰프의 개수로 제산하여 송신함으로써, 보상을 행한다. 이에 의해, 전환 직후의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(30a) 및 제2 앰프(30b)는, 전환 직전의 편차 적산값을 계승할 수 있고, 함께 제산 후 편차 적산값을 이용하여 급전을 행할 수 있다. 이에 의해, 전환 쇼크를 저감할 수 있다.
다음으로, 도 4, 도 5 및 도 7을 참조하여, 급전 대상 앰프인 제1 앰프(30a) 및 제2 앰프(30b)의 동작의 일례에 대하여 설명한다.
우선, 제1 앰프(30a)는, 지령에 의거하는 영구 자석(24)의 지령 속도와 영구 자석(24)의 실제 속도의 차분인 속도 편차를 산출한다(단계 S1).
다음으로, 제1 앰프(30a)는, 산출한 속도 편차를, 제산 후 편차 적산값에 적산함으로써, 편차 적산값을 산출한다(단계 S2).
마지막으로, 제1 앰프(30a)는, 편차 적산값을 이용하여, 급전 대상 코일인 제1 코일(20a)에 급전을 행한다(단계 S3). 구체적으로는, 제1 앰프(30a)는, 직전에 산출한 편차 적산값을 이용하여, 급전 대상 코일인 제1 코일(20a)에 급전을 행한다.
제1 앰프(30a)는, 상술한 동작을 반복해서 행한다.
제2 앰프(30b)도 상술한 바와 같은 제1 앰프(30a)의 동작과 동일한 동작을 반복해서 행하여, 제2 코일(20b)에 급전을 행한다.
제1 코일(20a)에 급전을 행함으로써, 영구 자석(24)은, 제1 코일(20a)에 끌어 당겨져서, 또는 밀려 나와 배열 방향으로 이동함과 더불어(도 3의 화살표 C 참조), 제2 코일(20b)에 급전을 행함으로써, 영구 자석(24)은, 제2 코일(20b)에 끌어 당겨져서, 또는 밀려 나와 배열 방향으로 이동한다. 제1 코일(20a)에 공급하는 전류의 방향 및 제2 코일(20b)에 공급하는 전류의 방향은, 영구 자석(24)의 자극의 위치에 따라 설정한다.
다음으로, 도 5, 도 6 및 도 8을 참조하여, 급전 대상 코일을 2개에서 3개로 전환할 때의 동작의 일례에 대하여 설명한다. 도 5로부터 도 6에 나타내는 상태가 되는 경우, 영구 자석(24)의 진행 방향(화살표 C 참조)의 전방측의 제6 위치 센서(34f)는, 영구 자석(24)의 전단부와 교차 방향으로 대향함으로써, 영구 자석(24)의 전단부를 검출한다. 따라서, 컨트롤러(28)는, 제6 위치 센서(34f)가 배치되어 있는 제3 코일(20c)을 급전 대상 코일로 한다. 따라서, 도 6에 나타내는 상태에서는, 제1 앰프(30a), 제2 앰프(30b), 및 제3 앰프(30c)가 급전 대상 앰프가 된다. 컨트롤러(28)는, 급전 대상 앰프인 제1 앰프(30a), 제2 앰프(30b), 및 제3 앰프(30c)의 전환 처리부(56)로 급전 대상이라고 판정하는 전환 신호를 송신함과 더불어, 지령을 송신하고, 제1 앰프(30a), 제2 앰프(30b) 및 제3 앰프(30c)에 대해 보상을 실시한다.
도 8도 참조하여, 급전 대상 코일의 전환을 실시할 때의 컨트롤러(28)의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 컨트롤러(28)는, 1 이상의 급전 대상 코일의 전환 직전에, 1 이상의 급전 대상 앰프 각각에 의해 산출된 편차 적산값을 취득한다(단계 S11). 도 5에 나타내는 상태에서 도 6에 나타내는 상태로 전환하는 경우, 컨트롤러(28)는, 당해 전환의 직전에 급전 대상 앰프인 제1 앰프(30a)에 의해 산출된 편차 적산값 및 제2 앰프(30b)에 의해 산출된 편차 적산값을 취득한다.
다음으로, 컨트롤러(28)는, 취득한 편차 적산값을 합산함으로써, 당해 전환의 직전에 급전에 이용되고 있었던 편차 적산값의 합산값인 합산 후 편차 적산값을 산출한다(단계 S12). 도 5에 나타내는 바와 같이, 당해 전환 직전의 급전 대상 앰프는 제1 앰프(30a) 및 제2 앰프(30b)이므로, 컨트롤러(28)는, 제1 앰프(30a)로부터 취득한 편차 적산값과, 제2 앰프(30b)로부터 취득한 편차 적산값을 합산함으로써, 당해 전환의 직전에 급전에 이용되고 있었던 편차 적산값의 합산값인 합산 후 편차 적산값을 산출한다.
다음으로, 컨트롤러(28)는, 산출한 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 급전 대상 코일의 개수로 제산하여, 제산 후 편차 적산값을 산출한다(단계 S13). 도 6에 나타내는 바와 같이, 당해 전환 직후의 급전 대상 코일은 제1 코일(20a), 제2 코일(20b) 및 제3 코일(20c)의 3개이므로, 컨트롤러(28)는, 산출한 합산 후 편차 적산값을 3으로 제산함으로써, 제산 후 편차 적산값을 산출한다.
마지막으로, 컨트롤러(28)는, 제산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프로 송신함과 더불어, 당해 급전 대상 앰프의 전환 처리부(56)로 급전 대상이라고 판정하는 전환 신호를 송신한다(단계 S14). 도 6에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(28)는, 제산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(30a)와, 제2 앰프(30b)와, 제3 앰프(30c)로 송신한다. 또한, 당해 전환 시에, 스위치(52)는, 보상부(40)와 가산기(54)를 접속하는 상태로 일순간 전환되고, 컨트롤러(28)로부터 송신된 제산 후 편차 적산값은, 급전 대상 앰프인 제1 앰프(30a)의 가산기(54)(적분 게인(53)의 곱셈 후에) 및 가산기(51)에 입력됨과 더불어, 급전 대상 앰프인 제2 앰프(30b)의 가산기(54)(적분 게인(53)의 곱셈 후에) 및 가산기(51)에 입력되고, 급전 대상 앰프인 제3 앰프(30c)의 가산기(54)(적분 게인(53)의 곱셈 후에) 및 가산기(51)에 입력된다.
또한, 가동자(18)가 더 이동하고, 배열 방향에 있어서의 영구 자석(24)의 진행 방향의 후방측의 제1 위치 센서(34a)가, 영구 자석(24)의 후단부와 교차 방향으로 대향하고, 영구 자석(24)의 후단부를 검출한 경우, 컨트롤러(28)는, 제1 위치 센서(34a)가 배치되어 있는 제1 코일(20a)을 급전 대상 코일로 하지 않는다.
이상과 같이, 컨트롤러(28)는, 전환의 직전에 급전 대상 앰프에 의한 급전에 이용되고 있었던 편차 적산값의 합산값인 합산 후 편차 적산값을, 전환 직후의 급전 대상 코일의 개수로 제산하여 송신함으로써, 보상을 행한다. 이에 의해, 전환 직후의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(30a), 제2 앰프(30b) 및 제3 앰프(30c)는, 전환 직전의 편차 적산값을 계승할 수 있고, 함께 제산 후 편차 적산값을 이용하여 급전을 행할 수 있다. 이에 의해, 전환 쇼크를 저감할 수 있다.
이상과 같은 리니어 모터 시스템(10)에 의하면, 보상부(40)는, 1 이상의 급전 대상 코일의 전환 시에, 당해 전환의 직전에 1 이상의 급전 대상 코일 각각으로의 급전에 이용된 편차 적산값을 합산한 값인 합산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 제산 후 편차 적산값을 산출한다. 그리고, 속도 제어부(48)는, 산출된 제산 후 편차 적산값을 이용하여 토크 지령을 생성하고, 전류 제어부(50)는, 생성된 토크 지령에 의거하여, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행한다. 따라서, 당해 전환의 전후로, 1 이상의 급전 대상 코일의 개수가 바뀌었다고 해도, 당해 전환의 직전에 이용되고 있었던 편차 적산값을 합산한 값인 합산 후 편차 적산값을 대략 균등하게 나누고, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일 각각에 급전을 행할 수 있다. 이에 의해, 당해 전환 시에, 가동자에 걸리는 추력이 급준하게 변화하는 것을 억제할 수 있어, 1 이상의 급전 대상 코일을 전환할 때의 전환 쇼크를 저감할 수 있다.
또, 보상부(40)는, 당해 전환 시에, 제산 후 편차 적산값을 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 앰프로 송신하고, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 앰프의 속도 제어부(48)는, 제산 후 편차 적산값을 이용하여 토크 지령을 생성하고, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 앰프의 전류 제어부(50)는, 토크 지령에 의거하여 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행한다. 이와 같이, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 앰프 각각은, 당해 전환의 직전에 이용되고 있었던 편차 적산값을 합산한 값인 합산 후 편차 적산값을 대략 균등하게 나눈 제산 후 편차 적산값을 이용하여 급전을 행할 수 있다. 이에 의해, 당해 전환 시에, 가동자에 걸리는 추력이 급준하게 변화하는 것을 억제할 수 있어, 1 이상의 급전 대상 코일을 전환할 때의 전환 쇼크를 저감할 수 있다.
또, 당해 전환 직전의 1 이상의 급전 대상 앰프 각각은, 속도 편차를 제산 후 편차 적산값에 적산함으로써, 편차 적산값을 산출하고, 보상부(40)는, 당해 전환의 직전에 1 이상의 급전 대상 앰프 각각에 의해 산출된 편차 적산값을 합산함으로써, 당해 전환의 직전에 1 이상의 급전 대상 코일 각각으로의 급전에 이용된 편차 적산값을 합산한 값인 합산 후 편차 적산값을 산출한다. 이에 의해, 보상부(40)는, 당해 전환의 직전에 1 이상의 급전 대상 코일 각각으로의 급전에 이용된 편차 적산값의 합산값을 용이하게 산출할 수 있다.
또, 제어 장치(14)는, 제1~제10 앰프(30a~30j)와 통신 가능한 컨트롤러(28)를 더 갖고, 컨트롤러(28)는, 보상부(40)를 갖는다. 이와 같이, 컨트롤러(28)는, 제1~제10 앰프(30a~30j)와 통신 가능하므로, 제1~제10 앰프(30a~30j)에 대해 용이하게 보상을 행할 수 있다.
또, 제1~제10 코일(20a~20j) 각각의 배열 방향의 양단부에 배치되는 제1~제20 위치 센서를 더 구비하고, 전환부(36)는, 제1~제10 코일(20a~20j) 각각에 대하여, 배열 방향에 있어서의 영구 자석(24)의 진행 방향의 전방측의 위치 센서가 영구 자석(24)의 전단부를 검출한 경우, 당해 위치 센서가 배치되어 있는 코일을 급전 대상 코일로서 선택하고, 배열 방향에 있어서의 영구 자석(24)의 진행 방향의 후방측의 위치 센서가 영구 자석(24)의 후단부를 검출한 경우, 당해 위치 센서가 배치되어 있는 코일을 급전 대상 코일로서 선택하지 않는다. 이에 의해, 전환부(36)는, 급전 대상 코일을 용이하게 전환할 수 있다.
(실시 형태 2)
다음으로, 실시 형태 2에 대하여 설명한다. 실시 형태 2에서는, 제1~제10 앰프가, 보상부(40)를 갖고 있다는 점에 있어서, 실시 형태 1과 주로 상이하다. 또한, 이하의 설명에서는, 실시 형태 1과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 9는, 실시 형태 2에 따른 리니어 모터 시스템(10a)의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 2에 따른 리니어 모터 시스템(10a)은, 컨트롤러(28a)와, 제1~제3 앰프(60a~60c)를 갖고 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 리니어 모터 시스템(10a)은, 제4~제10 앰프도 갖고 있다.
컨트롤러(28a)는, 보상부(40)를 갖고 있지 않다는 점에 있어서, 컨트롤러(28)와 상이하다.
제1 앰프(60a)는, 보상부(40)를 갖고 있다는 점에 있어서, 제1 앰프(30a)와 상이하다. 제2 앰프(60b) 및 제3 앰프(60c)는, 제1 앰프(60a)와 동일한 구성이다. 또, 리니어 모터 시스템(10a)에 있어서의 제4~제10 앰프도, 제1 앰프(60a)와 동일한 구성이다. 리니어 모터 시스템(10a)에 있어서, 제1 앰프(60a), 제2 앰프(60b), 제3 앰프(60c), 및 제4~제10 앰프는 상호 통신 가능하다.
도 10은, 도 9의 리니어 모터 시스템(10a)의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제1의 상태를 나타내는 도면이다. 도 11은, 도 9의 리니어 모터 시스템(10a)의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제2의 상태를 나타내는 도면이다. 도 12는, 도 1의 리니어 모터 시스템(10a)의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제3의 상태를 나타내는 도면이다. 도 13은, 도 1의 리니어 모터 시스템(10a)의 동작의 일례를 설명하기 위한 설명도이며, 제4의 상태를 나타내는 도면이다. 도 10~도 13을 참조하여, 리니어 모터 시스템(10a)의 동작의 일례에 대하여 설명한다.
도 10 및 도 11을 참조하여, 급전 대상 코일을 1개에서 2개로 전환할 때의 동작의 일례에 대하여 설명한다. 도 10에 나타내는 상태에서는, 제1 앰프(60a)가 급전 대상 앰프가 되고, 도 11에 나타내는 상태에서는, 제1 앰프(60a) 및 제2 앰프(60b)가 급전 대상 앰프가 된다. 전환 직전의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(60a)의 보상부(40)는, 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(60a) 및 제2 앰프(60b)에 대해 보상을 행한다. 구체적으로는, 제1 앰프(60a)의 보상부(40)는, 도 3에 나타내는 상태에서 도 4에 나타내는 상태로 전환할 때의 컨트롤러(28)의 보상부(40)의 동작과 동일한 동작을 행함으로써, 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(60a) 및 제2 앰프(60b)에 대해 보상을 행한다. 즉, 당해 전환 직전의 제1 앰프(60a)의 보상부(40)는, 당해 전환 시에, 합산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 제산 후 편차 적산값을 산출하고, 제산 후 편차 적산값을 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(60a) 및 제2 앰프(60b)로 송신한다.
다음으로, 도 12 및 도 13을 참조하여, 급전 대상 코일을 2개에서 3개로 전환할 때의 동작의 일례에 대하여 설명한다. 도 12에 나타내는 상태에서는, 제1 앰프(60a) 및 제2 앰프(60b)가 급전 대상 앰프가 되고, 도 13에 나타내는 상태에서는, 제1 앰프(60a), 제2 앰프(60b) 및 제3 앰프(60c)가 급전 대상 앰프가 된다. 전환 직전의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(60a)의 보상부(40) 및 제2 앰프(60b)의 보상부(40) 중 어느 한쪽은, 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(60a), 제2 앰프(60b) 및 제3 앰프(60c)에 대해 보상을 행한다. 구체적으로는, 제1 앰프(60a)의 보상부(40) 및 제2 앰프(60b)의 보상부(40) 중 어느 한쪽은, 도 5에 나타내는 상태에서 도 6에 나타내는 상태로 전환할 때의 컨트롤러(28)의 동작과 동일한 동작을 행함으로써, 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(60a), 제2 앰프(60b) 및 제3 앰프(60c)에 대해 보상을 행한다. 즉, 당해 전환 직전의 제1 앰프(60a)의 보상부(40) 또는 제2 앰프(60b)의 보상부(40)는, 당해 전환 시에, 합산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 제산 후 편차 적산값을 산출하고, 제산 후 편차 적산값을 당해 전환 직후의 급전 대상 앰프인 제1 앰프(60a), 제2 앰프(60b) 및 제3 앰프(60c)로 송신한다. 도 13에서는, 제1 앰프(60a)의 보상부(40)가, 보상을 행하는 경우에 대해 나타내고 있다.
또한, 예를 들어, 1 이상의 급전 대상 코일의 전환 직전에 급전 대상 앰프가 아니었던 앰프가, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 앰프에 대해, 보상을 행해도 된다.
이상과 같은 리니어 모터 시스템(10a)에 의하면, 제1~제3 앰프(60a~60c) 및 제4~제10 앰프는, 상호 통신 가능하며, 제1~제3 앰프(60a~60c) 및 제4~제10 앰프 각각은, 보상부(40)를 갖고, 전환 직전의 1 이상의 급전 대상 앰프의 보상부(40)는, 합산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 제산 후 편차 적산값을 산출하고, 제산 후 편차 적산값을, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 앰프 각각으로 송신한다. 이와 같이, 제1~제3 앰프(60a~60c) 및 제4~제10 앰프는, 상호 통신 가능하므로, 상위 제어부를 설치하지 않고, 당해 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 앰프에 대해 보상을 행할 수 있다.
(보충)
이상과 같이, 본 출원에 있어서 개시하는 기술의 예시로서, 실시 형태 1 및 실시 형태 2에 대하여 설명했다. 그러나, 본 개시에 의한 기술은, 이들에 한정되지 않으며, 본 개시의 취지를 벗어나지 않는 한, 적절히, 변경, 치환, 부가, 생략 등을 행한 실시 형태 또는 변형예에도 적용 가능하다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서, 제1~제10 앰프가, 속도 산출부(44), 및 편차 산출부(46)를 갖는 경우에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 컨트롤러가, 속도 산출부(44), 및 편차 산출부(46)를 갖고 있어도 된다.
또, 예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서, 리니어 모터 시스템(10a)이, 컨트롤러(28a)를 구비하는 경우에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 리니어 모터 시스템은, 컨트롤러를 구비하고 있지 않아도 된다. 이 경우, 제1~ 제10 앰프 각각이, 지령부 및 전환부를 갖고 있어도 된다.
또한, 상술의 설명에서는, 전환부(36)는, 복수의 코일 중 1 이상의 코일이며, 배열 방향에 있어서의 상기 1 이상의 코일 각각의 양단부에 걸친 영역의 전부가, 영구 자석(24)과 대향하는 1 이상의 코일을, 급전의 대상이 되는 1 이상의 급전 대상 코일로서 선택하는 구성으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 1a에 있어서, 교차 방향에서 봤을 때에 제2 코일(20b)의 양단부에 걸친 영역의 전부가 영구 자석(24)과 대향하고 있지만, 예를 들면, 교차 방향에서 봤을 때에, 제2 코일(20b)이 부분적으로 영구 자석(24)과 대향하고 있지 않아도, 배열 방향(X 방향)에 있어서의 제2 코일(20b)의 양단부가 영구 자석(24)과 대향하고 있으면 급전 대상 코일로서 선택하게 하는 구성으로 해도 된다.
본 개시에 따른 리니어 모터 시스템은, 반송 장치 등에 널리 이용 가능하다.
10, 10a: 리니어 모터 시스템 12: 리니어 모터
14: 제어 장치 15: 위치 검출 장치
16: 고정자 18: 가동자
20a: 제1 코일 20b: 제2 코일
20c: 제3 코일 20d: 제4 코일
20e: 제5 코일 20f: 제6 코일
20g: 제7 코일 20h: 제8 코일
20i: 제9 코일 20j: 제10 코일
22: 기대 24: 영구 자석
26: 짐받이 28, 28a: 컨트롤러
30a: 제1 앰프 30b: 제2 앰프
30c: 제3 앰프 30d: 제4 앰프
30e: 제5 앰프 30f: 제6 앰프
30g: 제7 앰프 30h: 제8 앰프
30i: 제9 앰프 30j: 제10 앰프
34a: 제1 위치 센서 34b: 제2 위치 센서
34c: 제3 위치 센서 34d: 제4 위치 센서
34e: 제5 위치 센서 34f: 제6 위치 센서
34g: 제7 위치 센서 34h: 제8 위치 센서
34i: 제9 위치 센서 34j: 제10 위치 센서
34k: 제11 위치 센서 34l: 제12 위치 센서
34m: 제13 위치 센서 34n: 제14 위치 센서
34o: 제15 위치 센서 34p: 제16 위치 센서
34q: 제17 위치 센서 34r: 제18 위치 센서
34s: 제19 위치 센서 34t: 제20 위치 센서
35: 스케일 검출 장치 36: 전환부
38: 지령부 40: 보상부
41: 가산기 42: 제산기
44: 속도 산출부 46: 편차 산출부
48: 속도 제어부 50: 전류 제어부
51: 가산기 52, 57: 스위치
53: 적분 게인 54: 가산기
55: 비례 게인 56: 전환 처리부
60a: 제1 앰프 60b: 제2 앰프
60c: 제3 앰프

Claims (6)

  1. 열(列) 형상으로 배열되는 복수의 코일을 갖는 고정자와,
    상기 복수의 코일과 대향하여 배치되는 영구 자석을 갖는 가동자와,
    상기 복수의 코일 중 1 이상의 코일이며, 상기 배열 방향에 있어서의 상기 1 이상의 코일 각각의 양단부에 걸친 영역이, 상기 영구 자석과 대향하는 1 이상의 코일을, 급전의 대상이 되는 1 이상의 급전 대상 코일로서 선택하고, 상기 영구 자석의 이동에 따라 상기 1 이상의 급전 대상 코일의 전환을 행하는 전환부와,
    상기 가동자의 지령 속도와 상기 가동자의 실제 속도의 차분인 속도 편차를 적산함으로써 얻어지는 편차 적산값을 이용하여 상기 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 전환의 직전에 상기 1 이상의 급전 대상 코일 각각으로의 급전에 이용된 상기 편차 적산값을 합산한 값인 합산 후 편차 적산값을, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 제산 후 편차 적산값을 산출하는 보상부와,
    상기 보상부에 의해 산출된 상기 제산 후 편차 적산값을 이용하여 토크 지령을 생성하는 속도 제어부와,
    상기 속도 제어부에 의해 생성된 상기 토크 지령에 의거하여, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행하는 전류 제어부를 갖는,
    리니어 모터 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 복수의 코일 각각에 대응하여 설치되는 복수의 제어부를 포함하고,
    상기 복수의 제어부 각각은, 상기 속도 제어부와 상기 전류 제어부를 갖고,
    상기 보상부는, 상기 전환 시에, 상기 제산 후 편차 적산값을, 상기 복수의 제어부 중 상기 1 이상의 급전 대상 코일에 대응하는 제어부인 1 이상의 급전 대상 제어부이며, 상기 전환 직후의 1 이상의 급전 대상 제어부로 송신하고,
    상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 제어부의 상기 속도 제어부는, 상기 제산 후 편차 적산값을 이용하여 상기 토크 지령을 생성하고, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 제어부의 상기 전류 제어부는, 상기 토크 지령에 의거하여 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 코일에 급전을 행하는, 리니어 모터 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전환 직전의 상기 1 이상의 급전 대상 제어부 각각은, 상기 속도 편차를 상기 제산 후 편차 적산값에 적산함으로써 상기 편차 적산값을 산출하고,
    상기 보상부는, 상기 전환의 직전에 상기 1 이상의 급전 대상 제어부 각각에 의해 산출된 상기 편차 적산값을 합산함으로써, 상기 합산 후 편차 적산값을 산출하는, 리니어 모터 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 복수의 제어부와 통신 가능한 상위 제어부를 더 갖고,
    상기 상위 제어부는, 상기 보상부를 갖는, 리니어 모터 시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 제어부는, 상호 통신 가능하며,
    상기 복수의 제어부 각각은, 상기 보상부를 갖고,
    상기 전환 직전의 상기 1 이상의 급전 대상 제어부의 상기 보상부는, 상기 전환 시에, 상기 합산 후 편차 적산값을, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 코일의 개수로 제산함으로써 상기 제산 후 편차 적산값을 산출하고, 상기 제산 후 편차 적산값을, 상기 전환 직후의 상기 1 이상의 급전 대상 제어부 각각으로 송신하는, 리니어 모터 시스템.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 코일 각각의 상기 배열 방향의 양단부에 배치되는 복수의 위치 검출부를 더 구비하고,
    상기 전환부는, 상기 복수의 코일 각각에 대하여, 상기 배열 방향에 있어서의 상기 영구 자석의 진행 방향의 전방측의 상기 위치 검출부가 상기 영구 자석의 전단부를 검출한 경우, 당해 위치 검출부가 배치되어 있는 코일을 상기 급전 대상 코일로서 선택하고, 상기 배열 방향에 있어서의 상기 영구 자석의 진행 방향의 후방측의 상기 위치 검출부가 상기 영구 자석의 후단부를 검출한 경우, 당해 위치 검출부가 배치되어 있는 코일을 상기 급전 대상 코일로서 선택하지 않는, 리니어 모터 시스템.
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