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KR20210122094A - 리니어모터반송시스템 및 그 운용방법 - Google Patents

리니어모터반송시스템 및 그 운용방법 Download PDF

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KR20210122094A
KR20210122094A KR1020210033171A KR20210033171A KR20210122094A KR 20210122094 A KR20210122094 A KR 20210122094A KR 1020210033171 A KR1020210033171 A KR 1020210033171A KR 20210033171 A KR20210033171 A KR 20210033171A KR 20210122094 A KR20210122094 A KR 20210122094A
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KR
South Korea
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carrier
carriers
linear motor
radio tag
control device
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020210033171A
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English (en)
Inventor
쇼 야마자키
토모히로 오키
Original Assignee
스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from JP2020061277A external-priority patent/JP2021160841A/ja
Application filed by 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 filed Critical 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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Abstract

상품가치를 높인 리니어모터반송시스템을 제공한다.
리니어모터반송시스템(100)은, 캐리어(10_1~10_5)와, 캐리어(10_1~10_5)를 구동하는 리니어모터(12)와, 리니어모터(12)를 제어하고, 캐리어(10_1~10_5)를 경로(P)를 따라 이동시키는 제어장치(14)와, 캐리어(10_1~10_5)에 장착되어, 캐리어(10_1~10_5)에 관한 정보가 기억되는 무선태그(16_1~16_5)와, 경로(P)를 따라 배치되는, 무선태그(16_1~16_5)에 기억되어 있는 정보를 판독하는 복수의 무선태그리더(18)를 구비한다.

Description

리니어모터반송시스템 및 그 운용방법{Conveying apparatus using linear motor and Operating method thereof}
본 출원은 2020년 03월 30일에 출원된 일본 특허출원 제2020-061277호 및 일본 특허출원 제2020-061278호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.
본 발명은, 리니어모터반송시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
종래, 물품을 반송하는 반송시스템으로서, 리니어모터를 구동원으로 하여 복수의 캐리어를 주행시켜, 캐리어에 의하여 물품의 반송을 행하는 리니어모터반송시스템이 알려져 있다. 리니어모터반송시스템은, 리니어모터에 의하여 구동되는 캐리어와, 리니어모터를 제어하여, 캐리어를 소정의 경로를 따라 이동시키는 제어장치를 구비하며, 캐리어가 당해 경로를 따라 주행함으로써, 캐리어에 유지된 물품이 반송된다.
종래의 컨베이어는, 일정 속도로 동일 방향으로 반송물인 물품을 흘려 보내는 데 대하여, 리니어모터반송시스템은 일반적으로, 물품을 유지하는 복수의 캐리어의 이동을 개별적으로 제어할 수 있다. 또, 캐리어를 필요한 장소에 정확하게 멈추거나, 속도를 변경하거나, 1개의 캐리어만을 반대방향으로 이동시키는 것과 같은 유연한 제어도 할 수 있다.
그 때문에, 리니어모터반송시스템의 용도는 다방면에 걸친다. 예를 들면, 공정간 반송이나, 반송경로 상에서 정밀가공을 행하는 가공라인에 이용된다.
특허문헌 1: 국제 공개공보 제2018/055755호
(1) 본 발명의 제1 측면은 이러한 상황에 있어서 이루어진 것이며, 그 일 양태의 예시적인 목적의 하나는, 상품가치를 높인 리니어모터반송시스템을 제공하는 것에 있다.
(2) 리니어모터반송시스템에 있어서, 복수의 캐리어의 이동을 개별적으로 제어하기 위해서는 복수의 캐리어를 개개로 구별할 수 있는 것이 당연히 필요하지만, 복수의 캐리어를 개개로 식별할 수 있을 것이 요구되는 경우도 있다. 예를 들면, 복수의 캐리어에 다른 지그가 장착되어 있는 경우, 그들 복수의 캐리어를 개개로 식별할 필요가 있다.
한편, 리니어모터반송시스템은, 정기 또는 부정기적으로 정지, 기동된다. 예를 들면, 공장에 따라서는, 안전을 위하여, 취업시간의 종료와 함께 정지하고, 취업시간의 개시와 함께 기동한다. 또 예를 들면, 복수의 가공라인의 각각에 리니어모터반송시스템이 이용되고 있는 경우에 있어서, 제품의 발주수의 증감에 따라 가동시키는 가공라인의 수가 증감하고, 따라서 리니어모터반송시스템을 정지, 기동하는 경우가 있다.
리니어모터반송시스템이 정지하면, 제어장치가 유지하는 캐리어의 식별정보, 구체적으로는 캐리어의 위치와 식별정보를 대응지은 정보는, 소실된다. 제어장치가 당해 정보를 유지해 두는 것도 생각할 수 있지만, 리니어모터반송시스템의 정지 중에 캐리어가 이동되지 않는 보증은 없다. 따라서, 리니어모터반송시스템을 기동했을 때에, 식별정보를 특정할 필요가 있다.
특허문헌 1에 기재되는 리니어모터반송시스템에서는, 복수의 캐리어의 각각에 다른 특징을 갖게 하고, 다른 특징을 검출부에 의하여 검출함으로써, 복수의 캐리어의 각각을 식별하고 있다. 그러나, 복수의 캐리어의 각각에 다른 특징을 갖게 할 필요가 있기 때문에, 제작이 번잡하고, 비용의 상승을 초래한다. 또, 특징을 갖게 하는 방법에 따라서는, 캐리어가 다수인 경우에 서로 다른 특징을 갖게 하는 것이 곤란해진다. 즉 캐리어수에 사실상의 제한이 걸린다.
(2) 본 발명의 제2 측면은 이러한 상황에 있어서 이루어진 것이며, 그 일 양태의 예시적인 목적의 하나는, 복수의 캐리어의 대부분을 공통으로 하면서도 복수의 캐리어의 각각을 식별할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.
(1) 본 발명의 제1 측면의 일 양태의 리니어모터반송시스템은, 캐리어와, 캐리어를 구동하는 리니어모터와, 리니어모터를 제어하여, 캐리어를 소정의 경로를 따라 이동시키는 제어장치와, 캐리어에 장착되어, 당해 캐리어에 관한 정보가 기억되는 무선태그와, 경로를 따라 배치되는, 무선태그에 기억되어 있는 정보를 판독하는 복수의 무선태그리더를 구비한다.
(2) 본 발명의 제2 측면의 일 양태의 리니어모터반송시스템은, 리니어모터에 의하여 구동되는 복수의 캐리어와, 리니어모터를 제어하여, 복수의 캐리어를 소정의 경로를 따라 이동시키는 제어부와, 복수의 캐리어 중 어느 하나의 특정 캐리어를 검출 가능한 검출부를 구비한다. 제어부는, 초기처리로서 복수의 캐리어를 이동시켜, 검출부에 의하여 검출된 특정 캐리어를 기준으로 하여 복수의 캐리어의 각각에 식별정보를 부여한다.
본 발명의 제2 측면의 다른 양태는, 리니어모터반송시스템의 운용방법이다. 이 방법은, 리니어모터에 의하여 구동되는 복수의 캐리어와, 리니어모터를 제어하여, 복수의 캐리어를 소정의 경로를 따라 이동시키는 제어부와, 복수의 캐리어 중 어느 하나의 특정 캐리어를 검출 가능한 검출부를 구비하는 리니어모터반송시스템의 운용방법으로서, 초기처리로서 복수의 캐리어를 이동시키는 스텝과, 검출부에 의하여 검출된 특정 캐리어를 기준으로 하여 복수의 캐리어의 각각에 식별정보를 부여하는 스텝을 포함한다.
다만, 이상의 구성요소의 임의의 조합이나, 본 발명의 구성요소나 표현을 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 서로 치환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.
(1) 본 발명의 제1 측면에 의하면, 상품가치를 높인 리니어모터반송시스템을 제공할 수 있다. 또한, (2) 제2 측면에 의하면, 복수의 캐리어의 대부분을 공통으로 하면서도 복수의 캐리어의 각각을 식별할 수 있다
도 1은 실시형태 1에 관한 리니어모터반송시스템의 평면도이다.
도 2는 도 1의 고정자의 측면도이다.
도 3은 실시형태 2에 관한 리니어모터반송시스템의 평면도이다.
도 4는 특정 캐리어의 검출방법의 일례를 설명하는 도이다.
도 5는 특정 캐리어의 검출방법의 다른 예를 설명하는 도이다.
도 6은 리니어모터반송시스템의 초기처리에 있어서의 동작을 설명하는 도이다.
도 7은 변형예에 관한 리니어모터반송시스템의 평면도이다.
도 8은 다른 변형예에 관한 리니어모터반송시스템의 평면도이다.
I 본 발명의 제1 측면
이하, 본 발명의 제1 측면을 적합한 실시형태를 기초로 도면을 참조하면서 설명한다. 실시형태는, 발명을 한정하는 것이 아닌 예시이며, 실시형태에 기술되는 모든 특징이나 그 조합은, 반드시 발명의 본질적인 것이라고는 한정하지 않는다. 각 도면에 나타나는 동일 또는 동등한 구성요소, 부재, 처리에는, 동일한 부호를 붙이는 것으로 하고, 적절히 중복되는 설명은 생략한다.
(실시형태 1)
실시형태 1에 관한 리니어모터반송시스템에 이른 경위를 설명한다.
리니어모터반송시스템에 있어서, 복수의 캐리어의 이동을 개별적으로 제어하기 위해서는 복수의 캐리어를 개개로 구별할 수 있는 것이 당연히 필요하지만, 복수의 캐리어를 개개로 식별할 수 있을 것이 요구되는 경우도 있다. 예를 들면, 복수의 캐리어에 다른 지그가 장착되어 있는 경우, 그들 복수의 캐리어를 개개로 식별할 필요가 있다.
한편, 리니어모터반송시스템은, 정기 또는 부정기적으로 정지, 기동된다. 예를 들면, 공장에 따라서는, 안전을 위하여, 취업시간의 종료와 함께 정지하고, 취업시간의 개시와 함께 기동한다. 또 예를 들면, 복수의 가공라인의 각각에 리니어모터반송시스템이 이용되고 있는 경우에 있어서, 제품의 발주수의 증감에 따라 가동시키는 가공라인의 수가 증감하고, 따라서 리니어모터반송시스템을 정지, 기동하는 경우가 있다.
리니어모터반송시스템이 정지하면, 제어장치가 유지하는 캐리어의 식별정보, 구체적으로는 캐리어의 위치와 식별정보를 대응지은 정보는, 소실된다. 제어장치가 당해 정보를 유지해 두는 것도 생각할 수 있지만, 리니어모터반송시스템의 정지 중에 캐리어가 이동되지 않으리라는 보장은 없다. 따라서, 리니어모터반송시스템을 기동했을 때에, 식별정보를 특정할 필요가 있다.
종래에서는, 시스템을 기동한 직후의 초기처리로서, 캐리어를 이동시켜 예를 들면 소정의 센서에 검출시키는 등 하여, 캐리어의 위치나 식별정보를 특정하는 경우가 있다.
그러나, 예를 들면 캐리어가 물건을 유지한 채로 시스템을 정지시키고, 따라서 재기동 시에 캐리어가 물건을 유지하고 있는 경우, 공정에 따라서는 초기처리에 의한 캐리어의 이동이 물건의 품질을 저하시키기 때문에, 그들을 파기할 필요가 있다. 또, 당연히, 초기처리동안, 리니어모터반송시스템의 사용은 제한된다.
따라서 본 발명자는, 리니어모터반송시스템에 대하여 검토하여, 초기처리로서의 캐리어의 이동을 불필요하게 하는 기술에 상도했다. 이하, 구체적으로 설명한다.
다만, 이하의 설명에 있어서, 리니어모터는, 가동자(可動子)가 원호상 등 만곡한 궤도를 이동하는 것을 포함하고, 가동자가 직선상의 궤도를 이동하는 것에 한정되지 않는다.
도 1은, 실시형태 1에 관한 리니어모터반송시스템(100)의 평면도이다. 리니어모터반송시스템(100)의 용도는 다방면에 걸치지만, 일례로서는, 소정 제품의 일 제조 공정에 있어서 워크의 반송에 이용된다. 예를 들면, 리니어모터반송시스템(100)의 각 캐리어가 단체(單體)로 워크를 유지하여 반송한다. 혹은 또, 인접하는 2개의 캐리어가 협동하여 워크를 유지하여 반송한다.
리니어모터반송시스템(100)은, 캐리어(10_1~10_5)(이하, 특별히 구별하지 않는 경우나 일괄하여 말하는 경우에는 "캐리어(10)"라고 부른다)와, 복수의 캐리어(10)를 구동하는 리니어모터(12)와, 리니어모터(12)를 제어하고, 복수의 캐리어(10)를 경로(P)를 따라 이동시키는 제어장치(14)와, 각 캐리어(10)의 위치를 검출하는 복수의 위치검출부(40)와, 각 캐리어(10)에 장착되는 무선태그(16_1~16_5)(이하, 특별히 구별하지 않는 경우나 일괄하여 말하는 경우에는 "무선태그(16)"라고 부른다)와, 경로(P)를 따라 배치되는 복수의 무선태그리더(18)를 구비한다. 다만, 캐리어(10)의 수는 특별히 한정되지 않는다.
리니어모터(12)는, 고정자(20)와, 캐리어(10)와 같은 수의 가동자(22)를 구비한다.
고정자(20)는, 그에 한하지 않지만, 복수의 고정자모듈을 포함한다. 고정자(20)는, 이 예에서는, 제1 고정자모듈(21a), 제2 고정자모듈(21b), 제3 고정자모듈(21c), 제4 고정자모듈(21d), 제5 고정자모듈(21e), 제6 고정자모듈(21f)(이하, 특별히 구별하지 않는 경우나 일괄하여 말하는 경우에는 "고정자모듈(21)"이라고 부른다)을 포함하고, 이 순서로 폐루프상으로 접속되어 있다. 고정자(20)는, 이 예에서는, 평면시(平面視)에서 타원상을 나타낸다. 다만, 고정자(20)의 형상은 특별히 한정되지 않는다.
제1 고정자모듈(21a), 제2 고정자모듈(21b), 제4 고정자모듈(21d) 및 제5 고정자모듈(21e)은 평면시에서 직선상이며, 제3 고정자모듈(21c) 및 제6 고정자모듈(21f)은 곡선상(원호상)이다.
고정자모듈(21)은, 그 연장방향을 따라 나열되는 복수의 전자석(코일유닛)(24)을 포함한다. 도 1에는, 일부의 전자석(24)만이 예로서 표시되어 있다. 복수의 전자석(24)에는, 개별적으로 전류를 공급할 수 있다. 복수의 전자석(24)의 나열은 경로(P)를 규정한다. 이 예에서는 경로(P)는 타원상이다. 그러나, 경로(P)의 형상은, 이것에 한정되지 않고, 직선상 및 곡선상의 고정자모듈(21)을 임의로 조합함으로써, 사용목적이나 설치스페이스의 제약에 따른 임의의 형상으로 할 수 있다.
복수의 캐리어(10)에는 각각, 전자석(24)과 상하로 대향하도록 가동자(22)가 장착된다. 가동자(22)는 자석을 포함하여 구성된다. 전자석(24)에 의하여 발생하는 자계(磁界)와 가동자(22)의 자석의 자계의 상호작용에 의하여, 가동자(22)는 경로(P)를 따라 이동한다.
고정자모듈(21)에는, 가동자(22) 혹은 캐리어(10)의 이동을 안내하는 리니어가이드가 마련되어도 된다. 혹은, 리니어가이드를 마련하지 않고, 가동자(22)를 고정자모듈(21) 상에 자기부상시켜도 된다.
도 2는, 고정자(20)의 측면도이다. 도 2에서는, 제1 고정자모듈(21a) 상에 배치되는 복수의 무선태그리더(18)를, 지면(紙面) 좌측부터 순서대로, 무선태그리더(18a), 무선태그리더(18b), 무선태그리더(18c), 무선태그리더(18d), 무선태그리더(18e)라고 부른다.
도 1 및 도 2를 참조한다. 무선태그(16_i)(1≤i≤5)는, 캐리어(10_i)에 장착된다. 무선태그(16_i)에는, 캐리어(10_i)를 일률적으로 식별하는 식별정보가 기억되어 있다. 다만, 무선태그(16_i)에는, 캐리어(10)에 관한 그 외의 정보가 기억되어도 된다.
복수의 무선태그리더(18)는, 경로(P)를 따라 배치된다. 무선태그리더(18)는, 판독 가능 범위 내 즉 전파가 도달하는 범위 내에 존재하는 무선태그(16)에 기억되어 있는 정보를 판독한다. 예를 들면, 무선태그(16)는 RF태그이며, 무선태그리더(18)는 RF태그의 리더이다.
무선태그리더(18)와 무선태그(16)의 통신방식으로서는, 전파방식이나 전자유도방식을 들 수 있다. 전파방식의 경우, 무선태그리더(18)는 캐리어(10)의 식별정보의 송신요구를 포함하는 요구전파를 송신한다. 무선태그(16)는, 요구전파를 수신하면, 요구된 식별정보를 포함하는 응답전파를 송신한다. 무선태그리더(18)는, 응답전파를 수신하면, 응답전파에 포함되는 식별정보를 제어장치(14)에 송신한다. 다만, 무선태그(16)는 요구전파를 이용하여 전력을 발생시켜 응답하기 때문에, 무선태그(16)에 배터리는 불필요하다. 전자유도방식의 경우는, 전파를 자계라고 바꿔 읽으면 된다.
또, 무선태그리더(18)는, 전파방식이면 수신한 응답전파의 전파강도를, 전자유도방식이면 수신한 응답자계의 자계강도를, 제어장치(14)에 송신한다. 즉, 무선태그리더(18)는, 수신한 응답신호의 강도를 제어장치(14)에 송신한다. 무선태그리더(18)가 수신하는 응답신호의 강도는 무선태그(16_i)로부터의 거리에 따라 변화한다. 구체적으로는, 무선태그(16_i)에 가까울수록 강해지고, 무선태그(16_i)로부터 멀어질수록 약해진다. 따라서, 무선태그(16_i)와 무선태그리더(18)의 거리와, 무선태그리더(18)가 수신하는 응답신호의 강도의 관계를 미리 파악해 두면, 무선태그리더(18)가 수신한 응답신호의 강도에 근거하여, 무선태그리더(18)와 무선태그(16_i)의 사이의 거리를 알 수 있다. 복수의 무선태그리더(18)의 각각과 무선태그(16_i)의 거리를 알면, 무선태그(16_i) 나아가서는 캐리어(10_i)의 경로(P) 상의 위치를 특정할 수 있다.
예를 들면, 도 2의 상태에서는, 무선태그리더(18b)가 가장 무선태그(16_1)에 가깝기 때문에 무선태그(16_1)로부터 무선태그리더(18b)로의 응답신호의 강도가 가장 강하고, 무선태그리더(18c)가 2번째로 무선태그(16_1)에 가깝기 때문에 무선태그(16_1)로부터 무선태그리더(18c)로의 응답신호가 2번째로 강해진다. 무선태그리더(18b)가 수신한 신호의 강도로부터, 무선태그(16_1)와 무선태그리더(18b)의 거리(Lb)가 특정된다. 무선태그리더(18c)가 수신한 신호의 강도로부터, 무선태그(16_1)와 무선태그리더(18c)의 거리(Lc)가 특정된다. 무선태그리더(18b)로부터 거리(Lb)이고, 또한 무선태그리더(18c)로부터 거리(Lc)인 경로(P) 상의 위치는, 일률적으로 특정된다.
본 실시형태의 제어장치(14)는, 리니어모터반송시스템(100)을 기동한 직후의 소정의 타이밍으로, 무선태그리더(18)가 수신한 신호의 강도에 근거하여, 캐리어(10)의 위치(즉 초기위치)를 특정한다.
복수의 무선태그리더(18)는, 예를 들면 등간격으로 배치된다. 복수의 무선태그리더(18)는 특히, 캐리어(10_i)가 경로(P) 상의 어느 곳에 있어도, 무선태그(16_i)가 어느 하나의 무선태그리더(18)의 판독 가능 범위 내에 위치하도록, 즉 어느 하나의 무선태그리더(18)의 전파 또는 자계가 무선태그(16_i)에 도달하도록 배치된다. 이로써, 캐리어(10_i)가 경로(P) 상의 어느 곳에 있어도, 즉 캐리어(10_i)를 이동시키지 않아도, 무선태그(16_i)에 기억되는 정보, 예를 들면 캐리어(10_i)의 식별정보를 취득할 수 있다.
복수의 무선태그리더(18)는, 바람직하게는, 캐리어(10_i)가 경로(P) 상의 어느 곳에 있어도, 무선태그(16_i)가 적어도 2개의 무선태그리더의 판독 가능 범위 내에 위치하도록, 즉 적어도 2개의 무선태그리더(18)의 전파 또는 자계가 무선태그(16_i)에 도달하도록 배치된다. 이로써, 캐리어(10_i)가 경로(P) 상의 어느 곳에 있어도, 즉 캐리어(10_i)를 이동시키지 않아도, 캐리어(10_i)의 초기위치를 특정할 수 있다.
위치검출부(40)는, 캐리어(10)의 위치를 검출한다. 위치검출부(40)는, 예를 들면 광학식의 인코더를 포함하여 구성되고, 캐리어(10)에 장착되는 스케일(42)을 판독함으로써 위치검출부(40)에 대한 상대위치를 검출한다. 위치검출부(40)는, 검출한 상대위치정보를 제어장치(14)에 송신한다. 제어장치(14)는, 상대위치정보와, 상술한 바와 같이 하여 특정되는 초기위치정보에 근거하여, 캐리어(10)의 위치를 특정한다.
제어장치(14)는, 메인컨트롤러(30)와, 제1 서브컨트롤러(32a)~제6 서브컨트롤러(32f)(이하, 특별히 구별하지 않는 경우나 일괄하여 말하는 경우에는 "서브컨트롤러(32)"라고 부른다)를 포함한다.
메인컨트롤러(30)는, 리니어모터반송시스템(100)을 통괄적으로 제어한다. 예를 들면, 메인컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이 하여 식별정보가 특정된 복수의 캐리어(10)의 각각에 대한 이동지령을 생성하여, 각 서브컨트롤러(32)에 송신한다.
제1 서브컨트롤러(32a), 제2 서브컨트롤러(32b), 제3 서브컨트롤러(32c), 제4 서브컨트롤러(32d), 제5 서브컨트롤러(32e), 제6 서브컨트롤러(32f)는 각각, 제1 고정자모듈(21a), 제2 고정자모듈(21b), 제3 고정자모듈(21c), 제4 고정자모듈(21d), 제5 고정자모듈(21e), 제6 고정자모듈(21f)에 있어서의 캐리어(10)의 이동을 제어한다.
상세하게는, 서브컨트롤러(32)는, 캐리어(10)의 위치정보를 피드백하면서, 대응하는 고정자모듈(21)의 전자석(24)으로의 전류의 공급을 제어하여, 메인컨트롤러(30)로부터의 지령대로 캐리어(10)를 이동시킨다. 다만, 서브컨트롤러(32)는, 대응하는 고정자모듈(21) 상에 복수의 캐리어(10)가 존재하는 경우, 당해 복수의 캐리어(10)의 이동을 개별적으로 제어할 수 있다.
또, 서브컨트롤러(32)끼리 캐리어(10)의 정보의 교환을 해도 된다. 예를 들면, 제1 고정자모듈(21a) 상으로부터 제2 고정자모듈(21b) 상을 향하여 캐리어(10)가 이동하고 있는 경우, 그 취지를 제1 서브컨트롤러(32a)로부터 제2 서브컨트롤러(32b)에 송수신해도 된다. 또, 캐리어(10)가 제1 고정자모듈(21a) 상으로부터 제2 고정자모듈(21b) 상으로 이동하는 경우, 제1 서브컨트롤러(32a)로부터 제2 서브컨트롤러(32b)에 캐리어(10)의 식별정보를 송수신해도 된다. 이 경우, 캐리어(10)가 제2 고정자모듈(21b) 상으로 이동해 왔을 때에, 무선태그(16)에 기억되어 있는 식별정보를 판독하지 않아도 된다.
계속해서, 실시형태 1에 관련되는 변형예를 설명한다.
(변형예 1-1)
실시형태 1에서는, 고정자(20)에 복수의 전자석(24)이 배치되며, 가동자(22)에 자석이 배치되는 이른바 무빙마그넷식의 리니어모터반송시스템에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 실시형태 및 상술한 변형예의 기술사상은, 고정자(20)에 복수의 자석이 배치되며, 가동자(22)에 전자석이 배치되는 이른바 무빙코일식의 리니어모터반송시스템에도 적용할 수 있다.
II 본 발명의 제2 측면
이하, 본 발명의 제2 측면을 적합한 실시형태를 기초로 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시형태 2)
본 발명자는, 리니어모터에 의하여 복수의 캐리어를 소정의 경로를 따라 이동시키는 리니어모터반송시스템에 대하여 검토하여, 이하의 지견(知見)을 얻었다.
캐리어의 수를 증감시키거나 경로 상에 나열되는 캐리어의 순서를 바꿔 넣거나 하지 않는 한은, 복수의 캐리어 중 어느 하나의 특정 캐리어를 검출하고, 당해 특정 캐리어를 기준으로 하여 복수의 캐리어의 각각에 고유의 식별정보를 부여하면, 복수의 캐리어의 각각에 매회 동일한 고유의 식별정보를 부여할 수 있다. 즉, 실질적으로, 복수의 캐리어(10)의 각각을 식별할 수 있다. 이 경우, 복수의 캐리어 중의 대부분(예를 들면 특정 캐리어 이외의 모든 캐리어)을 공통으로 할 수 있기 때문에, 비용을 저감할 수 있다.
따라서 본 실시형태에서는, 리니어모터반송시스템이 기동되면, 초기처리로서, 특정 캐리어를 검출하고, 검출된 특정 캐리어를 기준으로 하여 복수의 캐리어의 각각에 식별정보를 부여한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
도 3은, 실시형태 2에 관한 리니어모터반송시스템(100)의 평면도이다. 리니어모터반송시스템(100)의 용도는 다방면에 걸치지만, 일례로서는, 소정 제품의 일 제조 공정에 있어서 워크의 반송에 이용된다. 예를 들면, 리니어모터반송시스템(100)의 각 캐리어가 단체로 워크를 유지하여 반송한다. 혹은 또, 인접하는 2개의 캐리어가 협동하여 워크를 유지하여 반송한다.
리니어모터반송시스템(100)은, 복수의 캐리어(10)와, 복수의 캐리어(10)를 구동하는 리니어모터(12)와, 리니어모터(12)를 제어하고, 복수의 캐리어(10)를 경로(P)를 따라 이동시키는 제어장치(14)와, 검출부(26)를 구비한다. 다만, 캐리어(10)의 수는 특별히 한정되지 않는다.
리니어모터(12)는, 고정자(20)와, 캐리어(10)와 같은 수의 가동자(22)를 구비한다.
고정자(20)는, 그에 한하지 않지만, 복수의 고정자모듈을 포함한다. 고정자(20)는, 이 예에서는, 제1 고정자모듈(21a), 제2 고정자모듈(21b), 제3 고정자모듈(21c), 제4 고정자모듈(21d), 제5 고정자모듈(21e), 제6 고정자모듈(21f)(이하, 특별히 구별하지 않는 경우나 일괄하여 말하는 경우에는 "고정자모듈(21)"이라고 부른다)을 포함하고, 이 순서로 폐루프상으로 접속되어 있다. 고정자(20)는, 이 예에서는, 평면시에서 타원상을 나타낸다.
제1 고정자모듈(21a), 제2 고정자모듈(21b), 제4 고정자모듈(21d) 및 제5 고정자모듈(21e)은 평면시에서 직선상이며, 제3 고정자모듈(21c) 및 제6 고정자모듈(21f)은 곡선상(원호상)이다.
고정자모듈(21)은, 그 연장방향을 따라 나열되는 복수의 전자석(코일유닛)(24)을 포함한다. 도 3에는, 일부의 전자석(24)만이 예로서 표시되어 있다. 복수의 전자석(24)에는, 개별적으로 전류를 공급할 수 있다. 복수의 전자석(24)의 나열은 경로(P)를 규정한다. 이 예에서는 경로(P)는 타원상이다. 그러나, 경로(P)의 형상은, 이것에 한정되지 않고, 직선상 및 곡선상의 고정자모듈(21)을 임의로 조합함으로써, 사용목적이나 설치스페이스의 제약에 따른 임의의 형상으로 할 수 있다.
복수의 캐리어(10)에는 각각, 전자석(24)과 상하로 대향하도록 가동자(22)가 장착된다. 가동자(22)는 자석을 포함하여 구성된다. 전자석(24)에 의하여 발생하는 자계와 가동자(22)의 자석의 자계의 상호작용에 의하여, 가동자(22)는 경로(P)를 따라 이동한다.
고정자모듈(21)에는, 가동자(22) 혹은 캐리어(10)의 이동을 안내하는 리니어가이드가 마련되어도 된다. 혹은, 리니어가이드를 마련하지 않고, 가동자(22)를 고정자모듈(21) 상에 자기부상시켜도 된다.
검출부(26)는, 복수의 캐리어(10) 중 어느 하나의 특정 캐리어(10)(이하, "특정 캐리어"라고도 부른다)를 검출 가능하게 구성된다.
도 4의 (a), (b)는, 특정 캐리어의 검출방법의 일례를 설명하는 도이다. 도 4의 (a), (b)는 각각, 검출부(26)와 그 주변을 나타내는 평면도, 측면도이다. 여기에서는, 특정 캐리어에는 해칭을 넣고 있다.
이 예에서는, 특정 캐리어는, 그 외의 복수의 캐리어(10)(이하, "통상 캐리어"라고도 부른다)가 갖지 않는 볼록부(10a)를 갖는다. 복수의 통상 캐리어(도 4의 (a), (b)에서는 하나만 표시되어 있다)는, 특별히 한정하지 않지만, 공통(즉, 형상 및 크기가 설계상 동일하다)의 부재이다. 복수의 통상 캐리어를 공통으로 함으로써, 서로 별개로 하는 경우와 비교하여, 비용을 저감할 수 있다. 통상 캐리어의 수가 많아질수록, 이 효과는 현저해진다.
검출부(26)는, 투광부 및 수광부(모두 도시생략)를 포함하고, 투광부로부터의 광(L)이 볼록부(10a)에 접촉하여 반사한 광을 수광부가 수신함으로써, 특정 캐리어를 검출한다. 볼록부(10a)를 갖지 않는 통상 캐리어는, 투광부로부터의 광(L)을 반사하지 않기 때문에, 검출되지 않는다.
도 5의 (a), (b)는, 특정 캐리어의 검출방법의 다른 예를 설명하는 도이다. 이 예에서는, 특정 캐리어에는, 다른 캐리어에는 장착되어 있지 않은 자석(10b)이 장착되어 있다. 특정 캐리어 및 다른 캐리어는, 특별히 한정하지 않지만, 자석의 유무를 제외하면 공통의 부재이다.
검출부(26)는, 자장의 크기를 검출 가능하게 구성되고, 자석(10b)이 장착되어 있는 특정 캐리어가 근접하면 검출값이 높아지기 때문에, 특정 캐리어를 검출할 수 있다. 자석(10b)이 장착되어 있지 않은 통상 캐리어가 근접해도 검출값은 높아지지 않기 때문에, 통상 캐리어는 검출되지 않는다.
어느 쪽이든, 검출부(26)는, 통상 캐리어와는 다른 특징을 갖는 특정 캐리어를, "특정 캐리어"로서, 즉 통상 캐리어가 아닌 캐리어(10)로서 검출할 수 있으면 된다.
도 3으로 되돌아가, 제어장치(14)는, 메인컨트롤러(30)와, 제1 서브컨트롤러(32a)~제6 서브컨트롤러(32f)(이하, 특별히 구별하지 않는 경우나 일괄하여 말하는 경우에는 "서브컨트롤러(32)"라고 부른다)를 포함한다.
메인컨트롤러(30)는, 리니어모터반송시스템(100)을 통괄적으로 제어한다.
예를 들면, 메인컨트롤러(30)는, 리니어모터반송시스템(100)이 기동되면, 초기처리를 실행한다. 구체적으로는, 모든 캐리어(10)를 예를 들면 동일한 속도로 일 방향(예를 들면 시계방향)으로 이동시키는 지령을 생성하여, 각 서브컨트롤러(32)에 송신한다. 메인컨트롤러(30)는, 검출부(26)에 의하여 검출된 캐리어(10)(즉 특정 캐리어)를 기준으로 하여, 복수의 캐리어(10)의 각각에 고유의 식별정보를 부여한다. 다만, 리니어모터반송시스템(100)을 기동할 때마다 실시되는 초기처리에 있어서, 복수의 캐리어(10)의 각각에는 매회 동일한 식별정보를 부여한다.
보다 상세하게는, 메인컨트롤러(30)는, 특정 캐리어에는 소정 특정의 식별정보를 부여하고, 다른 캐리어(10)에는, 특정 캐리어와의 위치관계(즉 특정 캐리어로부터 세어 몇번째의 캐리어(10)인지)에 근거하여 식별정보를 부여한다. 예를 들면, 특정 캐리어로부터 반시계방향으로 오름차순 또는 내림차순으로 나열되는 식별정보를 부여한다.
또, 메인컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이 하여 식별정보가 부여된 복수의 캐리어(10)의 각각에 대한 이동지령을 생성하여, 각 서브컨트롤러(32)에 송신한다.
제1 서브컨트롤러(32a), 제2 서브컨트롤러(32b), 제3 서브컨트롤러(32c), 제4 서브컨트롤러(32d), 제5 서브컨트롤러(32e), 제6 서브컨트롤러(32f)는 각각, 제1 고정자모듈(21a), 제2 고정자모듈(21b), 제3 고정자모듈(21c), 제4 고정자모듈(21d), 제5 고정자모듈(21e), 제6 고정자모듈(21f)에 있어서의 캐리어(10)의 이동을 제어한다.
상세하게는, 서브컨트롤러(32)는, 캐리어(10)의 위치정보를 피드백하면서, 대응하는 고정자모듈(21)의 전자석(24)으로의 전류의 공급을 제어하고, 메인컨트롤러(30)로부터의 지령과 같이 캐리어(10)를 이동시킨다. 다만, 서브컨트롤러(32)는, 대응하는 고정자모듈(21) 상에 복수의 캐리어(10)가 존재하는 경우, 당해 복수의 캐리어(10)의 이동을 개별적으로 제어할 수 있다.
또, 서브컨트롤러(32)끼리 캐리어(10)의 정보의 교환을 해도 된다. 예를 들면, 제1 고정자모듈(21a) 상으로부터 제2 고정자모듈(21b) 상을 향하여 캐리어(10)가 이동하고 있는 경우, 그 취지를 제1 서브컨트롤러(32a)로부터 제2 서브컨트롤러(32b)에 송수신해도 된다. 또, 캐리어(10)가 제1 고정자모듈(21a) 상으로부터 제2 고정자모듈(21b) 상으로 이동하는 경우, 제1 서브컨트롤러(32a)로부터 제2 서브컨트롤러(32b)에 캐리어(10)의 식별정보를 송수신해도 된다.
이상이 리니어모터반송시스템(100)의 구성이다. 계속해서 그 동작에 대하여 설명한다. 도 6의 (a)~(c)는, 리니어모터반송시스템(100)의 초기처리에 있어서의 동작을 설명하는 도이다. 도 6의 (a)~(c)에서는, 리니어모터반송시스템(100)의 동작이 시계열로 나타난다. 도 6의 (a)~(c)에서는, 특정 캐리어에는 해칭을 넣고 있다.
도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 리니어모터반송시스템(100)이 기동되면, 모든 캐리어(10)를 이동시킨다. 일례로서는, 모든 캐리어(10)를 일 방향(도시의 예에서는 시계방향)으로 이동시킨다.
도 6의 (b)에서는, 특정 캐리어가 검출부(26)의 앞을 통과하려고 하면, 검출부(26)는 당해 특정 캐리어를 검출한다.
도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 특정 캐리어는 검출부(26)의 앞을 통과한 직후에 정지된다. 복수의 통상 캐리어는, 특정 캐리어의 뒤로 예를 들면 일정한 간격으로 정렬된 상태로 정지시킨다. 복수의 캐리어(10)의 각각에는, 특정 캐리어로부터 반시계방향으로 오름차순으로 나열되는 식별정보(c1, c2, c3, c4, c5)가 부여된다.
계속해서, 실시형태 2의 효과를 설명한다. 특정 캐리어는, 통상 캐리어와는 다른 특징을 가지며, 검출부(26)에 의하여 검출된다. 리니어모터반송시스템(100)의 기동마다 실시되는 초기처리에 있어서, 검출된 특정 캐리어를 기준으로 하여, 복수의 캐리어의 각각에는, 매회 동일한 식별정보가 부여된다. 즉, 통상 캐리어는 공통의 부재로서 비용을 저감하면서도, 복수의 캐리어(10)의 각각을 식별할 수 있다.
계속해서, 실시형태 2에 관련되는 변형예를 설명한다.
(변형예 2-1)
실시형태 2와는 달리, 검출부(26)는, 경로(P)의 주위를 이동 가능하게 구성되며, 경로(P)의 주위를 돌면서 특정 캐리어를 검출해도 된다. 이 경우, 복수의 캐리어(10)를 정지시킨 상태로 둘 수 있다. 검출부(26)는, 특정 캐리어를 검출하면, 정지하면 된다.
(변형예 2-2)
도 7은, 변형예에 관한 리니어모터반송시스템(100)의 평면도이다. 도 7은 도 3에 대응한다. 본 변형예에서는, 리니어모터반송시스템(100)은, 경로(P)를 따라 예를 들면 등간격으로 배치되는 복수(이 예에서는 4개)의 검출부(26)를 구비한다.
제어장치(14)는, 복수의 검출부(26) 중 어느 하나의 검출부(26)가 특정 캐리어를 검출하면, 특정한 특정 캐리어를 기준으로 하여 복수의 캐리어(10)의 각각에 식별정보를 부여한다.
본 변형예에 의하면, 특정 캐리어가 검출될 때까지의 시간, 따라서 초기처리에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있다.
(변형예 2-3)
도 8의 (a), (b)는, 다른 변형예에 관한 리니어모터반송시스템을 나타내는 도이다. 도 8의 (a), (b)는 도 4의 (a), (b)에 대응한다. 본 변형예에서는, 리니어모터반송시스템(100)은, 특정 캐리어도 통상 캐리어도 검출 가능하게 구성된 검출부(27)를 더 구비한다. 검출부(27)는, 검출부(26)의 근방에 배치된다. 예를 들면 검출부(27)는, 검출부(26)의 하방에 배치된다.
제어장치(14)는, 초기처리로서, 복수의 캐리어(10)를 일 방향(예를 들면 평면시에서 시계방향)으로 이동시킨다. 제어장치(14)는, 검출부(26)가 특정 캐리어를 2회 검출하면, 복수의 캐리어(10)를 정지시킨다.
제어장치(14)는, 특정 캐리어가 검출부(26)에 2번 검출되는 동안에 검출부(27)가 캐리어를 검출한 횟수에 근거하여, 캐리어의 수를 특정한다. 예를 들면, 검출부(26) 및 검출부(27)가 실질적으로 동시에 특정 캐리어를 검출하도록 마련되어 있는 경우는, 특정 캐리어가 검출부(26)에 2번 검출되는 동안에, 특정 캐리어는 검출부(27)에도 2번 검출되기 때문에, 검출부(27)에 의하여 캐리어(10)가 검출된 횟수로부터 1을 뺀 수가 캐리어수로서 특정된다.
(변형예 2-4)
실시형태 2 및 상술한 변형예에서는, 고정자(20)에 복수의 전자석(24)이 배치되며, 가동자(22)에 자석이 배치되는 이른바 무빙마그넷식의 리니어모터반송시스템에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 실시형태 2 및 상술한 변형예의 기술사상은, 고정자(20)에 복수의 자석이 배치되며, 가동자(22)에 전자석이 배치되는 이른바 무빙코일식의 리니어모터반송시스템에도 적용할 수 있다.
실시형태에 근거하여, 구체적인 어구를 이용하여 본 발명을 설명했지만, 실시형태는, 본 발명의 원리, 응용의 일 측면을 나타내고 있는 것에 지나지 않고, 실시형태에는, 청구범위에 규정된 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위에 있어서, 많은 변형예나 배치의 변경이 확인된다.
10 캐리어
12 리니어모터
14 제어장치
16 무선태그
18 무선태그리더
26 검출부
100 리니어모터반송시스템

Claims (9)

  1. 리니어모터에 의하여 구동되는 캐리어와,
    상기 리니어모터를 제어하여, 상기 캐리어를 소정의 경로를 따라 이동시키는 제어장치와,
    상기 캐리어에 장착되어, 당해 캐리어에 관한 정보가 기억되는 무선태그와,
    상기 경로를 따라 배치되는, 상기 무선태그에 기억되어 있는 정보를 판독하는 복수의 무선태그리더를 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어모터반송시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 캐리어를 구비하고,
    상기 정보에는, 대응하는 캐리어의 식별정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 리니어모터반송시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 무선태그로부터의 응답신호의 수신전파강도 또는 자계강도에 근거하여, 당해 무선태그가 장착된 캐리어의 위치를 특정하는 것을 특징으로 하는 리니어모터반송시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 무선태그리더는, 상기 캐리어가 상기 경로 상의 어느 위치에 있는 경우여도, 상기 무선태그가 적어도 하나의 무선태그리더의 판독 가능 범위 내에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어모터반송시스템.
  5. 리니어모터에 의하여 구동되는 복수의 캐리어와,
    상기 리니어모터를 제어하여, 상기 복수의 캐리어를 소정의 경로를 따라 이동시키는 제어장치와,
    상기 복수의 캐리어 중 어느 하나의 특정 캐리어를 검출 가능한 검출부를 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 검출부에 의하여 검출되는 상기 특정 캐리어를 기준으로 하여 상기 복수의 캐리어의 각각에 식별정보를 부여하는 것을 특징으로 하는 리니어모터반송시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 특정 캐리어와의 위치관계에 근거하여, 다른 캐리어에 식별정보를 부여하는 것을 특징으로 하는 리니어모터반송시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 복수의 캐리어에, 경로를 따라 오름차순 또는 내림차순으로 나열되는 식별정보를 부여하는 것을 특징으로 하는 리니어모터반송시스템.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    복수의 상기 검출부를 구비하고,
    상기 제어장치는, 복수의 상기 검출부 중 어느 하나의 검출부에 의하여 상기 특정 캐리어가 검출되면, 당해 특정 캐리어를 기준으로 하여 상기 복수의 캐리어의 각각에 식별정보를 부여하는 것을 특징으로 하는 리니어모터반송시스템.
  9. 리니어모터에 의하여 구동되는 복수의 캐리어와, 상기 리니어모터를 제어하여, 상기 복수의 캐리어를 소정의 경로를 따라 이동시키는 제어장치와, 상기 복수의 캐리어 중 어느 하나의 특정 캐리어를 검출 가능한 검출부를 구비하는 리니어모터반송시스템의 운용방법으로서,
    상기 복수의 캐리어를 상기 검출부에 대하여 상대 이동시키는 스텝과,
    상기 검출부에 의하여 검출되는 상기 특정 캐리어를 기준으로 하여 상기 복수의 캐리어의 각각에 식별정보를 부여하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어모터반송시스템의 운용방법.
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