專利名稱：有軌臺車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及堆垛起重機或橋式吊車、地面行駛的有軌臺車等系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我們已經(jīng)知道使用了線性感應(yīng)電動機(LIM)、使有軌臺車在潔凈室內(nèi)等處行駛的有軌臺車系統(tǒng)。有軌臺車系統(tǒng)要求有軌臺車在長的行駛距離上高速行駛，并且提高停止位置的精度。LIM不能解決停止精度的問題，如果使用線性同步電動機(LSM)取而代之的話，則產(chǎn)生成本方面的問題。例如，LSM的控制需要能夠檢測臺車位置的線性傳感器，但如果沿很長的行駛路徑設(shè)置線性傳感器的話，則其成本將顯著增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要利用簡單的系統(tǒng)使有軌臺車能夠進行長距離、高速度、高精度的進行搬送。本發(fā)明的附加目的是通過從固定側(cè)不接觸地給臺車的LIM的初級線圈提供電力來防止產(chǎn)生灰塵，提供更清潔的系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個附加目的是能夠利用臺車的LSM的磁鐵陣列本身開始LSM在停止點附近的同步控制。本發(fā)明的再一個附加目的是使有軌臺車能夠準(zhǔn)確并且以高的加減速度停止在停止點。本發(fā)明還有一個附加目的是提供有軌臺車與固定設(shè)備的具體的配置。
本發(fā)明的有軌臺車系統(tǒng)為使有軌臺車沿行進軌道行進的有軌臺車系統(tǒng)，其特征在于，在固定側(cè)，在停止點之間配置了線性感應(yīng)電動機的次級導(dǎo)體，并且在停止點附近設(shè)置了線性同步電動機的初級線圈；在有軌臺車上設(shè)置了線性同步電動機的磁鐵列和線性感應(yīng)電動機的初級線圈；而且在固定側(cè)還設(shè)置了用于取得有軌臺車相對于停止點的位置、控制線性同步電動機的同步電動機控制單元。
優(yōu)選不僅在固定側(cè)設(shè)置有用于不接觸地給有軌臺車供電的供電軌道，而且在有軌臺車上設(shè)置有用于不接觸地從上述供電軌道受電的受電單元。
優(yōu)選在固定側(cè)的停止點附近設(shè)置有用于磁檢測有軌臺車的線性同步電動機的磁鐵列中的磁鐵的位置的磁傳感器，根據(jù)取得的磁鐵位置用同步電動機控制單元控制線性同步電動機的初級線圈。
優(yōu)選在有軌臺車上設(shè)置有用于控制線性感應(yīng)電動機的感應(yīng)電動機控制單元，并且在停止點附近用上述感應(yīng)電動機控制單元控制線性感應(yīng)電動機，并且用同步電動機控制單元控制線性同步電動機，并使用線性感應(yīng)電動機和線性同步電動機兩者使有軌臺車加減速，進而使線性感應(yīng)電動機在離上述停止點預(yù)定的距離內(nèi)停止，僅用線性同步電動機使有軌臺車停止在停止點。
優(yōu)選在固定側(cè)設(shè)置左右一對行進軌道，在固定側(cè)設(shè)置左右一對行進軌道，并且在該左右行進軌道之間左右方向位置錯開地配置線性感應(yīng)電動機的次級導(dǎo)體和線性同步電動機的初級線圈；在有軌臺車上設(shè)置由左右行進軌道支持的左右行進輪，并且設(shè)置由左右任一的行進軌道的側(cè)面支持的導(dǎo)向輥從而在左右方向定位有軌臺車，并且在左右行進輪之間配置有線性感應(yīng)電動機的初級線圈和線性同步電動機的磁鐵列。
發(fā)明的效果本發(fā)明的有軌臺車系統(tǒng)，由于用線性同步電動機進行向停止點的停止，因此能夠準(zhǔn)確地停止在停止點上。并且，由于在停止點之間用線性感應(yīng)電動機確保有軌臺車的行進速度，因此例如不必在停止點之間設(shè)置線性同步電動機的初級線圈。由于線性感應(yīng)電動機的初級線圈設(shè)置于有軌臺車，因此即使在行駛距離長的情況下也只要在固定側(cè)設(shè)置鋁板等次級導(dǎo)體就可以了。因此，整體上能夠簡單地設(shè)置高速行進并且高精度地?？吭谕Ｖ裹c的潔凈的系統(tǒng)。并且，即使在停電時等有軌臺車的當(dāng)前位置不明的情況下，也能夠用線性感應(yīng)電動機使有軌臺車再次行進。
如果不僅在固定側(cè)設(shè)置不接觸地給有軌臺車供電的供電軌道，而且在有軌臺車上設(shè)置不接觸地從上述供電軌道上受電用的受電單元，則能夠防止來自供電單元的灰塵，能夠做出更潔凈的系統(tǒng)。
并且，如果在固定側(cè)的停止點附近設(shè)置用于磁檢測有軌臺車的線性同步電動機的磁鐵列中的磁鐵的位置的磁傳感器，根據(jù)所取得的磁鐵位置用同步電動機控制單元控制線性同步電動機的初級線圈的話，則能夠用線性同步電動機的磁鐵列本身檢測磁鐵的位置，控制線性同步電動機。
而且，如果在有軌臺車上設(shè)置用于控制線性感應(yīng)電動機的感應(yīng)電動機控制單元，并且在停止點附近用上述感應(yīng)電動機控制單元控制線性感應(yīng)電動機，并且用同步電動機控制單元控制線性同步電動機，同時使用線性感應(yīng)電動機和線性同步電動機兩者使有軌臺車加減速，進而使線性感應(yīng)電動機在離上述停止點預(yù)定的距離內(nèi)停止，僅用線性同步電動機使有軌臺車停止在停止點的話，則僅由線性同步電動機的輸出就能夠使有軌臺車以大的加減速度加減速。并且，由于由線性同步電動機決定停止位置的精度，因此能夠準(zhǔn)確地停止在停止點。
如果在固定側(cè)設(shè)置左右一對行進軌道，在該左右行進軌道之間左右方向的位置錯開地配置線性感應(yīng)電動機的次級導(dǎo)體和線性同步電動機的初級線圈；在有軌臺車上設(shè)置由左右行進軌道支持的左右行進輪，并且設(shè)置由左右任一的行進軌道的側(cè)面支持的導(dǎo)向輥確定有軌臺車左右方向的位置，并且在左右行進輪之間配置線性感應(yīng)電動機的初級線圈和線性同步電動機的磁鐵列的話，則能夠用導(dǎo)向輥支持線性同步電動機或線性感應(yīng)電動機作用的使有軌臺車向左右方向的力矩，保證有軌臺車在左右方向的位置。并且，由于能夠?qū)⒕€性同步電動機或線性感應(yīng)電動機配置到盡可能靠近有軌臺車的左右方向中心位置的位置，因此能夠減小作用于有軌臺車的力矩。


圖1是實施例的有軌臺車系統(tǒng)的俯視圖。
圖2是表示實施例的?？空靖浇墓潭ㄔO(shè)備的配置的俯視圖。
圖3是作為實施例的有軌臺車的堆垛起重機的仰視圖。
圖4是實施例的?？空靖浇亩讯馄鹬貦C與固定設(shè)備的主視圖。
圖5是實施例的ABS線性傳感器與被檢測板的水平剖視圖。
圖6是表示實施例的對?？空镜耐Ｖ箍刂频膱D。
圖7是變形例的有軌臺車系統(tǒng)的主要部分的側(cè)視圖。
圖8是變形例的ABS線性傳感器與被檢測板的水平剖視圖。
具體實施例方式
下面說明實施本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
實施例圖1～圖8表示實施例及其變形例。圖中，2為有軌臺車系統(tǒng)，這里可以認(rèn)為是在潔凈室內(nèi)搬送裝有多張液晶基板的箱子的系統(tǒng)。4、5為行進軌道，6為非接觸供電用的供電軌，8為線性感應(yīng)電動機(LIM)的次級導(dǎo)體，10為線性同步電動機(LSM)的初級線圈。12為ABS線性傳感器，檢測堆垛起重機20相對于?？空?4的停止位置的絕對位置，16為控制單元，控制整個有軌臺車系統(tǒng)2。并且，18為?？空究刂茊卧褂肁BS線性傳感器12等的信號控制線性同步電動機的初級線圈10等。
20為堆垛起重機，22為升降臺，沿桅桿24升降，使用滑叉等移載機構(gòu)26移載裝有液晶基板等的箱子28。30為機上的起重機控制單元。在本實施例中，設(shè)置在堆垛起重機20上的起重機控制單元30也具有作為控制線性感應(yīng)電動機的感應(yīng)電動機控制機構(gòu)的功能。停靠站14、14之間設(shè)置有圖中沒有示出的貨架，箱子28也可以保管在貨架的擱板上。
雖然這里表示堆垛起重機20作為有軌臺車，但也可以用橋式吊車以及其他的地面行駛的有軌臺車等取而代之。并且，行進軌道4、5的全長為例如100～500m左右，堆垛起重機20的額定行駛速度為例如100～300m/分鐘左右。雖然這里表示的是在行進軌道4、5的左右兩端設(shè)置一對?？空?4、14的例子，但其數(shù)量是任意的。?？空?4意指堆垛起重機20為了移載物品而停止的場所，但也可以是處理裝置或檢測裝置等的裝載口或移載到其他搬送裝置的移載點等。在線性同步電動機的初級線圈10設(shè)置在每一個停靠站14附近，圖1的?？空?4、14之間配置有貨架等的情況下，與貨架的每一個擱架相對應(yīng)設(shè)置初級線圈10。雖然這里沿堆垛起重機20行進路徑的全長設(shè)置次級導(dǎo)體8，但在?？空?4附近也可以僅用線性同步電動機，而不設(shè)置次級導(dǎo)體8。而且，?？空?4的ABS線性傳感器12的行進方向的中心為堆垛起重機20的目標(biāo)停止位置，即停止點。
如圖2等所示，沿一根行進軌道4設(shè)置通信軌道32。并且，非接觸供電用的供電軌道6配置在例如行進軌道4、5的左右方向的外側(cè)。而次級導(dǎo)體8和初級線圈10左右方向的位置錯開地配置在行進軌道4、5之間。并且，在例如每個初級線圈10處設(shè)置磁鐵位置傳感器34，以便能夠檢測堆垛起重機20中設(shè)置的磁鐵陣列48的每一個磁鐵的位置。磁鐵位置傳感器34使用例如沿行進方向配置多個線圈，流過線圈的電流因與磁鐵陣列48的磁鐵的位置關(guān)系不同而變化的器件?；蛘?，也可以使用霍爾元件等檢測磁鐵陣列48的磁鐵。ABS線性傳感器12檢測堆垛起重機20離停止位置的預(yù)定范圍內(nèi)的位置，控制初級線圈10的伺服機構(gòu)36在能夠使用線性傳感器12的絕對位置信號P之前使用磁鐵位置傳感器34的信號，到能夠利用線性傳感器12的信號P時根據(jù)該信號控制初級線圈10。
如圖3等所示，堆垛起重機20的臺車40上設(shè)置前后左右的行進輪44，由行進軌道4、5支持堆垛起重機20的重量。由于在有軌臺車系統(tǒng)2的側(cè)面配置有通信軌道32，因此行進軌道5的左右兩個側(cè)面用于引導(dǎo)臺車40，由導(dǎo)向輥46引導(dǎo)臺車40在左右方向的位置。并且，在左右行進輪之間，設(shè)置有線性感應(yīng)電動機的初級線圈42，同時設(shè)置有線性同步電動機的磁鐵陣列48。雖然這里磁鐵陣列48使用永久磁鐵陣列，但也可以使用電磁鐵陣列等。50為被檢測板，使用形狀沿行進方向變化的磁性體板或安裝有永久磁鐵列的板等，用于由線性傳感器12檢測臺車40相對于?？空镜耐Ｖ刮恢玫慕^對位置。例如，線性傳感器12的檢測范圍為目標(biāo)停止位置±500mm左右。52為非接觸受電單元，接受供電軌道6非接觸提供的電力，電源PW使初級線圈42或升降臺、移載機構(gòu)等移載。另外，供電軌道6中的供電線也可以兼作通信線。54為編碼器，檢測行進車輪44的轉(zhuǎn)速，用于計算出當(dāng)前離目標(biāo)停止位置的大概位置。56為通信單元，與設(shè)置在通信軌道32上的多根通信線進行非接觸無線通信。
圖4表示固定設(shè)備相對于臺車40的配置。左右行進軌道4、5的外側(cè)有供電軌道6和ABS線性傳感器12，在行進軌道4、5之間設(shè)置次級導(dǎo)體8和初級線圈10。由于難以將次級導(dǎo)體8和初級線圈10同時配置在臺車40的左右方向的中心，因此，線性同步電動機和線性感應(yīng)電動機產(chǎn)生使臺車40沿左右方向旋轉(zhuǎn)的力矩。為了減小該力矩，將次級導(dǎo)體8和初級線圈10配置在臺車40的左右方向的中心附近。并且，通過行進軌道5的左右側(cè)面支持左右的導(dǎo)向輥46、46來抵消力矩。行進軌道4兼作支持通信軌道32用，在通信軌道32的上部設(shè)置通信單元56，與有軌臺車系統(tǒng)的控制單元等之間進行通信。
圖5表示ABS線性傳感器12的結(jié)構(gòu)，被檢測板50使用例如沿行進方向排列有多個永久磁鐵60～63的器件，這些永久磁鐵60～63逐個極性相反地配置。線性傳感器12中沿行進方向配置有多個線圈，各線圈66的阻抗因與永久磁鐵60～63的位置關(guān)系不同而改變，利用這一點檢測出相對于目標(biāo)停止位置的絕對位置。如果假設(shè)堆垛起重機20的目標(biāo)停止精度為例如±1mm左右的話，則線性傳感器12能夠以0.1mm左右的精度檢測出絕對位置即可。由于線性傳感器12能夠以永久磁鐵60～63大小的1/256～1/1000左右的誤差檢測出絕對位置，因此當(dāng)例如沿行進方向配置沿行進方向的長度為20～100mm左右的永久磁鐵時，能夠檢測目標(biāo)停止位置兩側(cè)500mm的絕對位置。64為磁屏蔽體，使用鋁或銅等導(dǎo)體，為阻隔初級線圈10、42等產(chǎn)生的磁場的影響的器件。
圖2中僅表示了磁鐵位置傳感器34的位置的結(jié)構(gòu)，但也可以采用例如與線性傳感器12相同的結(jié)構(gòu)。使用例如沿行進方向配置多個與磁鐵陣列48相對的檢測用線圈，線圈的阻抗隨與磁鐵陣列中每個磁鐵的位置關(guān)系不同而改變的器件。此時，由于磁鐵陣列48中每個磁鐵的尺寸變大，并且受附近的初級線圈10等的磁干擾大，因此檢測精度在例如±1mm左右。因此在可以降低至停靠站的停止精度的情況下，可以用磁鐵位置傳感器34進行所有的停止控制，不需要線性傳感器12。并且，能夠用磁鐵位置傳感器34簡單地檢測磁鐵陣列中的磁鐵相對于初級線圈10的位置，能夠控制線性同步電動機，使提供給初級線圈10的電流相對于磁鐵的位置同步。
圖6表示實施例的停止到目標(biāo)停止位置的控制。堆垛起重機在?？空疽酝獾膮^(qū)域受線性感應(yīng)電動機的控制，以一定的速度行進，在靠近?？空纠?0m左右附近時，同時使用線性感應(yīng)電動機和線性同步電動機兩者進行減速控制。編碼器求得的相對于位置的速度目標(biāo)圖形提供給控制線性感應(yīng)電動機的起重機控制單元，反饋控制線性感應(yīng)電動機消除與目標(biāo)圖形的速度差。用磁鐵位置傳感器檢測出磁鐵陣列中的磁鐵相對于線性同步電動機的位置，用伺服機構(gòu)36與磁鐵位置同步地控制初級線圈進行減速。結(jié)果，使用線性感應(yīng)電動機和線性同步電動機這2臺電動機以較大的減速度將速度從額定行進速度減速到10～50m/分鐘左右。
當(dāng)減速到這種程度時，堆垛起重機進入能夠由ABS線性傳感器檢測絕對位置的范圍，這里不僅使線性感應(yīng)電動機慢慢停止，而且，將線性同步電動機的控制由磁鐵位置傳感器進行的控制切換到由ABS線性傳感器進行的全閉控制，停止在目標(biāo)位置。結(jié)果，能夠在短時間內(nèi)從額定行進速度停止，并且由于由ABS傳感器和線性同步電動機決定停止精度，因此能夠以例如±1mm左右的高精度停止。
當(dāng)從?？空酒饎訒r，例如同時使用線性同步電動機和線性感應(yīng)電動機以大的加速度起動，在沒有線性同步電動機的初級線圈的區(qū)間，驅(qū)動線性感應(yīng)電動機，僅用線性感應(yīng)電動機在?？空局g以一定的速度行進。
實施例能夠獲得以下效果。(1)僅在?？空?4附近設(shè)置線性同步電動機的初級線圈10和線性傳感器12就可以。(2)能夠提高停止或起動時的加減速度，而且能夠提高停止精度，并且能夠以恒定的速度在?？空局g行進。(3)由于進行非接觸供電，因此能夠減少灰塵，并且能夠?qū)⒂煞墙佑|供電獲得的電力用于線性感應(yīng)電動機或升降臺的升降、移載機構(gòu)的動作等。(4)由于用磁鐵位置傳感器檢測堆垛起重機中設(shè)置的磁鐵陣列使線性同步電動機動作，因此能夠縮小線性傳感器12的配置范圍。(5)能夠盡量減小線性感應(yīng)電動機和線性同步電動機作用于堆垛起重機的旋轉(zhuǎn)力，并且能夠用導(dǎo)向輥抵消這些旋轉(zhuǎn)力，能夠確保堆垛起重機的左右方向的位置。
圖7表示堆垛起重機的變形例，在例如桅桿24的高度在30m以上的情況下，設(shè)置上部軌道70和上部臺車72，在停靠站附近，在上部軌道70上設(shè)置線性同步電動機的初級線圈74或ABS線性傳感器、磁鐵位置傳感器。在上部臺車72上設(shè)置線性同步電動機的磁鐵陣列，不設(shè)置例如線性感應(yīng)電動機。這樣一來，容易在保持連接上下臺車40、72的線鉛垂的狀態(tài)下停止或者起動，能夠減小堆垛起重機停止時上部臺車72的震動。此外，雖然存在以上下臺車40、72為振節(jié)的震動模式，但該震動比較容易衰減。因此，即使高度很高的堆垛起重機也能夠縮短停止后到震動收斂能夠移載物品的等待時間。
圖8表示減小受線性感應(yīng)電動機或線性同步電動機磁場干擾的ABS線性傳感器的變形例。這里，用鋁或銅等導(dǎo)體屏蔽物76圍住線圈66，與永久磁鐵60等相對。在停靠站附近，堆垛起重機的速度低，從線圈66看，永久磁鐵60好象幾乎停止一樣。因此，即使線圈66與永久磁鐵60之間存在導(dǎo)體屏蔽物76，也能夠透過屏蔽物76地將線圈66和永久磁鐵60磁性結(jié)合，用線圈66能以例如磁鐵大小的1/256或1/1024等的分辨率檢測出永久磁鐵60的位置。而線性電動機的初級線圈產(chǎn)生的磁場在導(dǎo)體屏蔽物76中作為渦電流而被屏蔽，不對線圈66產(chǎn)生影響。
權(quán)利要求
1.一種有軌臺車系統(tǒng)，使有軌臺車沿行進軌道行進，其特征在于，在固定側(cè)，在停止點之間配置了線性感應(yīng)電動機的次級導(dǎo)體，并且在停止點附近設(shè)置了線性同步電動機的初級線圈；在有軌臺車上設(shè)置了線性同步電動機的磁鐵列和線性感應(yīng)電動機的初級線圈；而且在固定側(cè)還設(shè)置了用于取得有軌臺車相對于停止點的位置、控制線性同步電動機的同步電動機控制單元。
2.如權(quán)利要求1所述的有軌臺車系統(tǒng)，其特征在于，不僅在固定側(cè)設(shè)置有用于不接觸地給有軌臺車供電的供電軌道，而且在有軌臺車上設(shè)置有用于不接觸地從上述供電軌道受電的受電單元。
3.如權(quán)利要求1所述的有軌臺車系統(tǒng)，其特征在于，在固定側(cè)的停止點附近設(shè)置有用于磁檢測有軌臺車的線性同步電動機的磁鐵列中的磁鐵的位置的磁傳感器，根據(jù)取得的磁鐵位置用同步電動機控制單元控制線性同步電動機的初級線圈。
4.如權(quán)利要求1所述的有軌臺車系統(tǒng)，其特征在于，在有軌臺車上設(shè)置有用于控制線性感應(yīng)電動機的感應(yīng)電動機控制單元，并且在停止點附近用上述感應(yīng)電動機控制單元控制線性感應(yīng)電動機，并且用同步電動機控制單元控制線性同步電動機，并使用線性感應(yīng)電動機和線性同步電動機兩者使有軌臺車加減速，進而使線性感應(yīng)電動機在離上述停止點預(yù)定的距離內(nèi)停止，僅用線性同步電動機使有軌臺車停止在停止點。
5.如權(quán)利要求1所述的有軌臺車系統(tǒng)，其特征在于，在固定側(cè)設(shè)置左右一對行進軌道，并且在該左右行進軌道之間左右方向位置錯開地配置線性感應(yīng)電動機的次級導(dǎo)體和線性同步電動機的初級線圈；在有軌臺車上設(shè)置由左右行進軌道支持的左右行進輪，并且設(shè)置由左右任一的行進軌道的側(cè)面支持的導(dǎo)向輥從而在左右方向定位有軌臺車，并且在左右行進輪之間配置有線性感應(yīng)電動機的初級線圈和線性同步電動機的磁鐵列。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有軌臺車系統(tǒng)。在?？空靖浇墓潭▊?cè)設(shè)置有線性同步電動機的初級線圈(10)，在堆垛起重機(20)上設(shè)置有線性同步電動機的磁鐵陣列(48)。在堆垛起重機(20)中設(shè)置線性感應(yīng)電動機的初級線圈(42)，在固定側(cè)的?？空局g連續(xù)地設(shè)置次級導(dǎo)體(8)。用行進車輪(44)支持堆垛起重機(20)的重量，用導(dǎo)向輥(46)支持線性感應(yīng)電動機或線性同步電動機作用的旋轉(zhuǎn)力，從非接觸受電單元(52)獲得線性感應(yīng)電動機的電力。檢測磁鐵陣列(48)中的磁鐵的位置，使初級線圈(10)在?？空靖浇鼊幼?，用ABS線性傳感器(12)檢測堆垛起重機(20)相對于?？空镜慕^對位置并使其停止。這樣能夠以高的精度高速并且潔凈地搬送重物。
文檔編號B60L13/03GK1931628SQ20061015157
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者鴛海幸一郎, 石川和廣 申請人:村田機械株式會社