(57)【要約】【課題】システム構成の大型化や複雑化を伴うことなく、台車上の可動機構を駆動することができる搬送システム及びその制御方法、並びにその搬送システムを有する加工システムを提供する。【解決手段】搬送システムは、複数のコイルと、磁石を有し、複数のコイルにより磁石が受ける電磁力により複数のコイルに沿って第１の方向に移動可能な台車とを有し、台車が、磁石と連動可能に設けられた可動機構であって、複数のコイルにより第１の方向と直交する第２の方向に磁石が受ける電磁力により駆動される可動機構を有する。【選択図】図５Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコイルと、
磁石を有し、前記複数のコイルにより前記磁石が受ける電磁力により前記複数のコイルに沿って第１の方向に移動可能な台車とを有し、
前記台車が、前記磁石と連動可能に設けられた可動機構であって、前記複数のコイルにより前記第１の方向と直交する第２の方向に前記磁石が受ける電磁力により駆動される可動機構を有する
ことを特徴とする搬送システム。
【請求項２】
前記台車が、複数の前記磁石を有し、
前記可動機構が、前記複数の磁石のうちの一部と連動可能に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の搬送システム。
【請求項３】
前記台車が、
天板と、
前記天板と前記可動機構との間に設けられた弾性体とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送システム。
【請求項４】
前記磁石が、前記第２の方向に移動可能であり、
前記磁石の前記第２の方向の位置に応じて変化する推力定数に基づき、前記コイルに印加する電流を制御する制御部を有する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の搬送システム。
【請求項５】
複数のコイルと、
第１の磁石と第２の磁石とを有し、前記複数のコイルにより前記第１の磁石が受ける電磁力により前記複数のコイルに沿って第１の方向に移動可能な台車とを有し、
前記台車が、前記第２の磁石と連動可能に設けられた可動機構であって、前記複数のコイルにより前記第１の方向に前記第２の磁石が受ける電磁力と、前記複数のコイルにより前記第１の方向と直交する第２の方向に前記第２の磁石が受ける電磁力とにより駆動される可動機構を有する
ことを特徴とする搬送システム。
【請求項６】
前記台車の位置を制御する制御部を有し、
前記制御部が、前記第１の方向に前記第２の磁石が受ける電磁力を予め計算し、その計算結果に基づき、前記台車の前記位置をフィードフォワード制御することを特徴とする請求項５記載の搬送システム。
【請求項７】
前記可動機構が、前記台車の上にワークを保持するワークホルダである
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の搬送システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載された搬送システムと、
前記台車により搬送されるワークに対して加工作業を施す工程装置と
を有することを特徴とする加工システム。
【請求項９】
請求項８に記載の加工システムを用いて物品を製造する物品の製造方法であって、
前記台車により前記ワークを搬送する工程と、
前記台車により搬送された前記ワークに対して、前記工程装置により前記加工作業を施す工程と
を有することを特徴とする物品の製造方法。
【請求項１０】
磁石を有する台車を、複数のコイルにより前記磁石が受ける電磁力により前記複数のコイルに沿って第１の方向に移動し、
前記台車が有する可動機構であって、前記磁石と連動可能に設けられた可動機構を、前記複数のコイルにより前記第１の方向と直交する第２の方向に前記磁石が受ける電磁力により駆動する
ことを特徴とする搬送システムの制御方法。
【請求項１１】
第１の磁石と第２の磁石とを有する台車を、複数のコイルにより前記第１の磁石が受ける電磁力により前記複数のコイルに沿って第１の方向に移動し、
前記台車が有する可動機構であって、前記第２の磁石と連動可能に設けられた可動機構を、前記複数のコイルにより前記第１の方向に前記第２の磁石が受ける電磁力と、前記複数のコイルにより前記第１の方向と直交する第２の方向に前記第２の磁石が受ける電磁力とにより駆動する
ことを特徴とする搬送システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動磁石型リニアモータ（ムービングマグネット型リニアモータ、可動界磁型リニアモータ）による搬送システム及びその制御方法、並びにその搬送システムを有する加工システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、工業製品を組み立てるための生産ラインでは、搬送システムが用いられている。生産ラインにおける搬送システムは、ファクトリーオートメーション化された生産ライン内又は生産ラインの間の複数のステーションの間で、部品等のワークを搬送する。搬送システムとしては、可動磁石型リニアモータによる搬送システムが既に提案されている。
生産ラインでは、各作業工程中又は前の作業工程と次の作業工程との間で、ワークのクランプ／アンクランプ状態を変更したり、ワークの加工面を変更したりする場合がある。このような場合においては、搬送システムにおける可動子の上のワークの状態を変更して、次の搬送又は作業工程に移行するようにしていた。このため、生産ラインには、搬送システムとワークの状態を変更する装置とを併設するための広い設置スペースを確保する必要があるという問題があった。また、ワークの搬送途中又は加工直前にワークの状態を変換するための時間が必要となる結果、ワークの加工に要する全体的な時間が長くなるという問題があった。
そこで、特許文献１には、ワークを支持するワーク台を案内部材に沿って移動させることで、ワークの姿勢を変更する姿勢変更機構が設けられたワーク搬送装置が記載されている。
特許文献２には、複数台の可動子間に部材を狭持した状態で複数台の可動子を移動させる搬送装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７９５６８号公報
【特許文献２】特公平７−８６７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたワーク搬送装置には、工程毎にワーク搬送装置と並設して姿勢変更機構を設置する必要があり、広い設置スペースを確保する必要があるという問題があった。また、各工程の加工位置や加工面が変更になった場合は、その都度、設置した姿勢変更機構を調整し直す必要があり、その調整のための時間も必要となる。
【０００５】
特許文献２に記載された可動子の位置制御を行った場合、２台の可動子間の距離を一定に維持しながら台車を搬送することは可能である。しかしながら、移動速度の遅い可動子に合わせて複数台の可動子の位置制御を行う必要があるため、台車の移動速度に制約があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載された搬送装置では、複数台の可動子について、制御周期に同期してリアルタイムに位置を検出し駆動タイミングを制御する必要がある。したがって、可動磁石型リニアモータを用いた搬送装置においては、搬送路上の全ての台車の位置情報を非常に短い周期で管理制御するシステムを構成する必要がある。このため、システムが複雑かつ大型化する問題があった。
【０００７】
本発明は、システム構成の大型化や複雑化を伴うことなく、台車上の可動機構を駆動することができる搬送システム及びその制御方法、並びにその搬送システムを有する加工システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、複数のコイルと、磁石を有し、前記複数のコイルにより前記磁石が受ける電磁力により前記複数のコイルに沿って第１の方向に移動可能な台車とを有し、前記台車が、前記磁石と連動可能に設けられた可動機構であって、前記複数のコイルにより前記第１の方向と直交する第２の方向に前記磁石が受ける電磁力により駆動される可動機構を有することを特徴とする搬送システムが提供される。
【０００９】
本発明の他の観点によれば、複数のコイルと、第１の磁石と第２の磁石とを有し、前記複数のコイルにより前記第１の磁石が受ける電磁力により前記複数のコイルに沿って第１の方向に移動可能な台車とを有し、前記台車が、前記第２の磁石と連動可能に設けられた可動機構であって、前記複数のコイルにより前記第１の方向に前記第２の磁石が受ける電磁力と、前記複数のコイルにより前記第１の方向と直交する第２の方向に前記第２の磁石が受ける電磁力とにより駆動される可動機構を有することを特徴とする搬送システムが提供される。
【００１０】
本発明のさらに他の観点によれば、上記搬送システムと、前記台車により搬送されるワークに対して加工作業を施す工程装置とを有することを特徴とする加工システムが提供される。
【００１１】
本発明のさらに他の観点によれば、磁石を有する台車を、複数のコイルにより前記磁石が受ける電磁力により前記複数のコイルに沿って第１の方向に移動し、前記台車が有する可動機構であって、前記磁石と連動可能に設けられた可動機構を、前記複数のコイルにより前記第１の方向と直交する第２の方向に前記磁石が受ける電磁力により駆動することを特徴とする搬送システムの制御方法が提供される。
【００１２】
本発明のさらに他の観点によれば、第１の磁石と第２の磁石とを有する台車を、複数のコイルにより前記第１の磁石が受ける電磁力により前記複数のコイルに沿って第１の方向に移動し、前記台車が有する可動機構であって、前記第２の磁石と連動可能に設けられた可動機構を、前記複数のコイルにより前記第１の方向に前記第２の磁石が受ける電磁力と、前記複数のコイルにより前記第１の方向と直交する第２の方向に前記第２の磁石が受ける電磁力とにより駆動することを特徴とする搬送システムの制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、システム構成の大型化や複雑化を伴うことなく、台車上の可動機構を駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による加工システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による搬送路の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態による搬送路におけるコイルユニット、電融検出器及び電流制御器の接続形態を示す概略図である。
【図４】本発明の第１実施形態による台車を制御するためのシステム構成を示すブロック図である。
【図５Ａ】本発明の第１実施形態による台車及び搬送路を示す概略図である。
【図５Ｂ】本発明の第１実施形態による台車及び搬送路を示す概略図である。
【図６Ａ】本発明の第１実施形態による搬送システムにおける推力定数の変化を示すグラフである。
【図６Ｂ】本発明の第１実施形態による搬送システムにおける推力定数の変化を示すグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態による台車及び工程装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８Ａ】本発明の第２実施形態による台車及び搬送路を示す概略図である。
【図８Ｂ】本発明の第２実施形態による台車及び搬送路を示す概略図である。
【図９Ａ】本発明の第３実施形態による台車及び搬送路を示す概略図である。
【図９Ｂ】本発明の第３実施形態による台車及び搬送路を示す概略図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による台車を制御するためのシステム構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施形態による台車及び工程装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態による台車及び工程装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３Ａ】本発明の第４実施形態による台車及び搬送路を示す概略図である。
【図１３Ｂ】本発明の第４実施形態による台車及び搬送路を示す概略図である。
【図１４】本発明の第４実施形態による台車及び工程装置の動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
まず、本実施形態による加工システムの全体構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態による加工システムの全体構成を示す概略図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態による加工システム１は、搬送路１０２と、台車１６１と、工程装置１３１と、搬送コントローラ１２１と、工程コントローラ１５１とを有している。本実施形態による加工システム１は、加工すべきワーク１０１を搬送する搬送システム２を含んでいる。搬送システム２は、搬送路１０２と、台車１６１と、搬送コントローラ１２１とを有している。図１では、台車１６１として、４台の台車１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄを示している。また、ワーク１０１に対して加工作業を施す工程装置１３１として、３台の工程装置１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃを示している。説明では、特に区別する必要がないかぎり、台車１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄを単に「台車１６１」と表記する。また、特に区別する必要がないかぎり、工程装置１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃを単に「工程装置１３１」と表記する。
【００１７】
搬送路１０２と台車１６１とを有する搬送システム２は、可動磁石型リニアモータによる搬送システムである。搬送路１０２は、架台１００に載置されている。搬送路１０２は、例えば楕円状の循環路になっている。台車１６１は、搬送路１０２に沿って移動する。なお、図１には４台の台車１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄが示されているが、台車１６１の台数は、４台に限らず、１台であっても複数台であってもよい。また、搬送路１０２は、楕円状の循環路に限定されるものではなく、あらゆる形態の経路を採ることができる。
【００１８】
台車１６１は、ワーク１０１を保持するワークホルダ１０３を有している。台車１６１は、ワークホルダ１０３によりワーク１０１を保持して搬送する。搬送コントローラ１２１は、搬送路１０２に通信可能に接続されており、台車１６１の搬送を制御する。ワークホルダ１０３により保持されるワーク１０１は、その形状、材質等が特に限定されるものではないが、例えば、シート状、平板状のワークである。
【００１９】
工程装置１３１は、台車１６１により順次搬送されるワーク１０１に対して加工作業を施す。工程装置１３１は、様々な工程動作を行う。工程装置１３１は、ワーク１０１に対して、例えば、接着剤の塗布や部品の取り付け、取り外し、光線の照射等を行う。
【００２０】
工程コントローラ１５１は、工程装置１３１及び搬送コントローラ１２１にそれぞれ通信可能に接続されている。工程コントローラ１５１は、台車１６１を移動させながら、工程装置１３１を動作させることで、ワーク１０１に対して工程装置１３１により順次作業を実行する。
【００２１】
次に、搬送路１０２の構成について図２を用いて説明する。図２は、搬送路１０２の構成を示す概略図である。
図２に示すように、搬送路１０２は、筐体２０２と、ガイドレール２０３と、コイルユニット２０７と、エンコーダ２１１と、台車位置算出部３０４と、電流制御器３１３と、電流検出器３１４（図３参照）とを有している。
【００２２】
筐体２０２は、架台１００の上に固定されている。筐体２０２には、エンコーダ２１１とコイルユニット２０７とが固定されている。また、筐体２０２の上には、ガイドレール２０３が固定されている。ガイドレール２０３の上には、後述するように、ガイドレール２０３に沿って移動可能に台車１６１が配置される。
【００２３】
エンコーダ２１１は、後述する台車１６１のスケール２１０（図５Ａ参照）の値を読み取って、スケール２１０とエンコーダ２１１との相対的な位置関係に関する情報を出力する。エンコーダ２１１は、台車位置算出部３０４を介して搬送コントローラ１２１に通信可能に接続されている。
【００２４】
コイルユニット２０７は、コイル２０６（図３参照）の集合体である。コイルユニット２０７は、搬送路１０２に沿って複数配置されている。台車１６１は、コイルユニット２０７の複数のコイル２０６に沿って移動可能に構成されている。コイルユニット２０７は、電流制御器３１３を介して搬送コントローラ１２１に通信可能に接続されている。
【００２５】
ここで、以下の説明において用いる座標軸及び方向を定義する。まず、台車１６１の搬送方向に沿ってｑ軸をとる。また、コイルユニット２０７と台車１６１の永久磁石２２１（図５Ａ及び図５Ｂ参照）とが対向する方向で台車１６１の移動方向と直交する方向、具体的には鉛直方向に沿ってｄ軸をとる。また、ｑ軸及びｄ軸と直交する方向に沿ってｐ軸をとる。このように座標軸が定義される座標系において、ｑ軸に沿った方向であるｑ軸方向のうち、台車１６１の搬送方向と同方向をｑ＋方向、ｑ＋方向とは逆方向をｑ−方向とする。また、ｄ軸に沿った方向であるｄ軸方向のうち、搬送路１０２側から台車１６１側に向かう方向、具体的には鉛直上向き方向をｄ＋方向とし、台車１６１側から搬送路１０２側に向かう方向、具体的には鉛直下向き方向をｄ−方向とする。ｄ軸方向は、台車１６１の移動方向であるｑ軸方向と直交する方向である。また、ｐ軸に沿った方向であるｐ軸方向のうち、ｑ＋方向に対して右側から左側に向かう方向をｐ＋方向とし、ｐ＋方向とは逆方向をｐ−方向とする。
【００２６】
次に、搬送路１０２におけるコイルユニット２０７、電流検出器３１４及び電流制御器３１３について図３を用いて説明する。図３は、搬送路１０２におけるコイルユニット２０７、電流検出器３１４及び電流制御器３１３を示す概略図である。
【００２７】
コイルユニット２０７は、台車１６１の搬送方向に沿って並ぶように設置された複数のコイル２０６を有している。コイル２０６は、コアと、コアに巻かれた巻線とを含む。コアは、透磁率の大きい金属等の磁性体である。コイルユニット２０７においては、複数のコイル２０６が、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる三相駆動が可能なように配置されている。図３には、６個のコイル２０６を一組としてコイルユニット２０７が構成され、各相のコイル２０６が２個ずつ直列接続されている場合が例示されている。直列接続されたＵ相、Ｖ相及びＷ相のコイル２０６は、コイルユニット２０７の端部２０８で互いに結線されている。
【００２８】
電流検出器３１４は、電流制御器３１３とコイルユニット２０７との間に設けられている。電流検出器３１４は、電流制御器３１３とコイルユニット２０７との間に流れる電流を検出する。電流検出器３１４は、電流制御器３１３からコイルユニット２０７に向かう方向に流れる電流量を正として電流を検出する。電流検出器３１４は、検出した電流に関する情報を電流制御器３１３に入力する。ここで、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相に流れる電流を、それぞれＩｕ、Ｉｖ及びＩｗとする。図３に示す場合、直列接続されたＵ相、Ｖ相及びＷ相のコイル２０６がコイルユニット２０７の端部２０８で結線されていることから、電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗには、次式（１）の関係が成立する。
Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０    ……（１）
【００２９】
電流制御器３１３は、後述するようにコイルユニット制御部３０７から送信される電流指令値３０８及び電流検出器３１４から入力される電流に関する情報に基づき、コイルユニット２０７の各コイル２０６に流れる電流を制御して供給する。
【００３０】
次に、本実施形態による台車１６１を制御するための構成について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態による台車１６１を制御するためのシステム構成を示すブロック図であり、本実施形態による搬送システム２の制御方法を説明するものである。図４では、複数のコイルユニット２０７としてコイルユニット２０７ａ、２０７ｂ、…、２０７ｋを示し、それぞれに対応する電流制御器３１３として電流制御器３１３ａ、３１３ｂ、…、３１３ｋを示している。
【００３１】
台車１６１の制御に際しては、工程コントローラ１５１、搬送コントローラ１２１、台車位置算出部３０４、電流制御器３１３等が協働して動作する。搬送コントローラ１２１は、台車群コントローラ３０１と、複数の台車コントローラ３０３と、コイルユニット制御部３０７とを有している。図４では、複数の台車コントローラ３０３として台車コントローラ３０３ａ、３０３ｂ、…、３０３ｉを示している。
【００３２】
工程コントローラ１５１は、搬送コントローラ１２１と通信可能に接続されている。工程コントローラ１５１は、台車１６１を搬送するために必要な台車群制御情報３３２を搬送コントローラ１２１に送信する。搬送コントローラ１２１に送信された台車群制御情報３３２は、搬送コントローラ１２１の台車群コントローラ３０１に入力される。
【００３３】
台車位置算出部３０４は、搬送路１０２に沿って設置された複数のエンコーダ２１１と通信可能に接続されている。図４には、複数のエンコーダ２１１としてエンコーダ２１１ａ、２１１ｂを示している。台車位置算出部３０４は、複数のエンコーダ２１１が出力する情報１１４に基づき、複数の台車１６１のそれぞれの搬送路１０２上の位置を算出する。
【００３４】
また、台車位置算出部３０４は、搬送コントローラ１２１と通信可能に接続されている。台車位置算出部３０４は、算出した台車１６１それぞれの位置に関する台車位置情報３０５を搬送コントローラ１２１に送信する。搬送コントローラ１２１に送信された台車位置情報３０５は、搬送コントローラ１２１の台車群コントローラ３０１に入力される。
【００３５】
台車群コントローラ３０１は、複数の台車１６１の全体の搬送を制御する。台車群コントローラ３０１は、複数の台車コントローラ３０３と通信可能に接続されている。台車コントローラ３０３は、それぞれが１台の台車１６１を制御する。
【００３６】
台車群コントローラ３０１は、台車群制御情報３３２及び台車位置情報３０５に基づき、台車１６１毎に台車１６１を制御するための台車制御情報３０２を生成する。台車群コントローラ３０１は、生成した台車１６１毎の台車制御情報３０２を、対応する台車コントローラ３０３に送信する。図４では、台車群コントローラ３０１が、台車制御情報３０２として台車制御情報３０２ａ、３０２ｂ、…、３０２ｉをそれぞれ台車コントローラ３０３ａ、３０３ｂ、…、３０３ｉに送信する場合を示している。台車制御情報３０２は、台車１６１の現在位置に関する情報、及び台車１６１を搬送すべき位置である台車目標位置に関する情報を含む台車１６１の位置情報を含んでいる。
【００３７】
複数の台車コントローラ３０３は、コイルユニット制御部３０７と通信可能に接続されている。台車コントローラ３０３は、台車制御情報３０２に含まれる台車１６１の位置情報に基づき、該当するコイルユニット２０７を算出する。また、台車コントローラ３０３は、各コイルユニット２０７毎の電流指令値を決定し、決定した電流指令値を含む電流制御情報３０６をコイルユニット制御部３０７に送信する。図４では、台車コントローラ３０３ａ、３０３ｂ、…、３０３ｉが、それぞれ電流制御情報３０６として電流制御情報３０６ａ、３０６ｂ、…、３０６ｉを送信する場合を示している。
【００３８】
コイルユニット制御部３０７は、コイルユニット２０７毎に設けられた電流制御器３１３と通信可能に接続されている。コイルユニット制御部３０７は、複数の台車コントローラ３０３から送信される電流制御情報３０６に基づき、コイルユニット２０７毎に設けられた電流制御器３１３に所望の電流指令値３０８を送信する。図４では、コイルユニット制御部３０７が、電流指令値３０８として電流指令値３０８ａ、３０８ｂ、…、３０８ｋをそれぞれ電流制御器３１３ａ、３１３ｂ、…、３１３ｋに送信する場合を示している。
【００３９】
電流制御器３１３は、電流指令値３０８に基づき、それぞれ対応するコイルユニット２０７に電流値を制御して電流を印加する。電流制御器３１３により電流値が制御されてコイルユニット２０７に電流が印加されることにより、台車１６１に設けられた永久磁石２２１とコイルユニット２０７との間で電磁力が発生する。こうして発生した電磁力により、台車１６１が推進力を得て搬送される。
【００４０】
次に、台車１６１及び搬送路１０２の構成の詳細について図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ本実施形態による台車１６１及び搬送路１０２を示す概略図である。図５Ａはｑ軸方向から見た図、図５Ｂはｐ軸方向から見た図である。なお、図５Ｂにおいて、説明に不要な筐体２０２の一部等は省略されている。
【００４１】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、台車１６１は、ジャーナル２０４と、スケール２１０と、台車天板２１２と、ワークホルダ１０３と、永久磁石２２１と、マグネットキャッチ２７１とを有している。
【００４２】
ジャーナル２０４は、台車天板２１２の下面に固定されている。ジャーナル２０４は、ガイドレール２０３に沿って回転走行が可能なように構成されている。ジャーナル２０４が固定された台車天板２１２は、ジャーナル２０４によりガイドレール２０３に沿って移動可能になっている。
【００４３】
スケール２１０は、搬送路１０２のエンコーダ２１１が読み取ることができるように台車天板２１２に固定されている。エンコーダ２１１は、スケール２１０を読み取ってエンコーダ２１１に対するスケール２１０の相対的な位置を検出する。
【００４４】
ワーク１０１が供給される天板である台車天板２１２の上面には、リニアガイド２３２がブラケット２０９で固定されている。リニアガイド２３２には、リニアガイド２３２に沿ってｄ軸方向に移動可能にガイドブロック２３１が案内されている。ガイドブロック２３１には、ワークホルダ１０３が固定されている。ワークホルダ１０３及びこれに固定された永久磁石２２１は、ガイドブロック２３１とともにｄ軸方向に移動可能になっている。
【００４５】
ワークホルダ１０３には、複数の永久磁石２２１がヨーク２２２を介して固定されている。ワークホルダ１０３は、固定された複数の永久磁石２２１と連動可能になっている。図５Ｂには、永久磁石２２１として３個の永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃがワークホルダ１０３に対して固定されている場合を示している。複数の永久磁石２２１は、その極性が交互になるように配置されている。図５Ｂに示す場合、永久磁石２２１ａ、２２１ｃは、そのコイル２０６側の極性がＳ極になるように固定されている。一方、永久磁石２２１ｂは、そのコイル２０６側の極性がＮ極となるように固定されている。ヨーク２２２は、透磁率の大きい物質を主に含む金属である。永久磁石２２１は、搬送路１０２におけるコイルユニット２０７の複数のコイル２０６と対向可能なようにワークホルダ１０３の下部に固定されている。永久磁石２２１とコイルユニット２０７との間には、互いに引き合う引力が発生している。
【００４６】
なお、本実施形態では、可動機構であるワークホルダ１０３に永久磁石２２１が固定されている場合を説明するが、これに限定されるものではない。ワークホルダ１０３は、永久磁石２２１と連動可能に設けられていればよい。
【００４７】
ワークホルダ１０３と台車天板２１２との間には、弾性体２１５が設けられている。弾性体２１５は、例えば、バネ、ゴム等である。弾性体２１５は、台車天板２１２とワークホルダ１０３との間でｄ軸方向に力を発生する。具体的には、弾性体２１５は、以下に述べるようにワークホルダ１０３がワーク１０１を台車天板２１２との間で挟んで押さえる場合にｄ＋方向に力を発生する。
【００４８】
ワークホルダ１０３は、後述するようにコイルユニット２０７の複数のコイル２０６により駆動される可動機構であり、台車１６１上のワーク１０１を保持するものである。ワークホルダ１０３は、ワーク１０１を台車天板２１２との間で挟んで押さえる。これにより、ワーク１０１は、台車天板２１２上で台車天板２１２に対して位置が保持されて固定される。ワークホルダ１０３は、台車天板２１２との間でワーク１０１を挟んで保持した状態と、台車天板２１２との間でワーク１０１を挟まずに解放した状態とを切り替えられるように構成されている。すなわち、台車１６１上のワーク１０１は、ワークホルダ１０３の状態に応じて、ワークホルダ１０３により保持されて固定された状態であるクランプ状態と、ワークホルダ１０３により保持されずに解放された状態であるアンクランプ状態とが切り替えられる。ワークホルダ１０３に固定された永久磁石２２１は、搬送路１０２おけるコイル２０６のコアとの間に働く磁力によりコイル２０６のコアと引き合う。このため、ワークホルダ１０３は、常にｄ−方向に力を受けている。ワークホルダ１０３が受けるｄ−方向の力は、弾性体２１５を変形させる力と、ワークホルダ１０３がワーク１０１をｄ−方向に押す力とに分配される。
【００４９】
マグネットキャッチ２７１は、ワークホルダ１０３の上方に設けられている。ワークホルダ１０３は、マグネットキャッチ２７１の磁力により吸着可能な材料から構成されている。マグネットキャッチ２７１は、後述するように、所定の場合に磁力による吸着力によりワークホルダ１０３を吸着して、ワークホルダ１０３を一定の位置に保持する。なお、ワークホルダ１０３は、マグネットキャッチ２７１が吸着可能なように、磁力により吸着可能な材料から構成された部分を少なくとも有していればよい。
【００５０】
本実施形態による搬送システム２は、コイルユニット２０７の複数のコイル２０６により、ワークホルダ１０３及び永久磁石２２１に対して、ｑ軸方向及びｄ軸方向に力を印加することができるように構成されている。ワークホルダ１０３及び永久磁石２２１に対してｑ軸方向及びｄ軸方向に力を印加する方法について説明する。コイルユニット２０７の複数のコイル２０６により印加されるｑ軸方向及びｄ軸方向の力は、コイル２０６を流れる電流と永久磁石２２１で生じた磁界との相互作用で発生する電磁力である。
【００５１】
ここで、以下の説明において用いる記号を定義する。Ｉｕは、コイルユニット２０７を流れるＵ相電流を表す。Ｉｖは、コイルユニット２０７を流れるＶ相電流を表す。Ｉｗは、コイルユニット２０７を流れるＷ相電流を表す。Ｑは、台車１６１のｑ軸上の位置を表す。（Ａ，Ｂ）はＡ、Ｂを要素とするベクトルを表し、（ａ，ｂ，ｃ）はａ、ｂ、ｃを要素とするベクトルを表す。（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）は、Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを要素とする電流ベクトルを表す。なお、「・」は、乗算記号を表す。
【００５２】
図５Ｂに示すように、コイルユニット２０７（２０７ａ）において、台車１６１のｑ軸方向の中心を原点Ｏｓとする。永久磁石２２１ｂの中心は、原点Ｏｓに位置している。一方、永久磁石２２１ａのｑ軸方向の中心は、ｑ軸方向において原点Ｏｓを基準に＋λ／２の位置にある。永久磁石２２１ｃのｑ軸方向の中心は、ｑ軸方向において原点Ｏｓを基準に−λ／２の位置にある。したがって、永久磁石２２１ａと永久磁石２２１ｃとのｑ軸方向における中心間の距離はλである。
【００５３】
図５Ｂでは、コイルユニット２０７として、１つのコイルユニット２０７ａが示されている。１つのコイルユニット２０７は、搬送方向であるｑ＋側からｑ−側に向かう方向、すなわちｑ−方向に沿って、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相のコイル２０６がそれぞれ順に並んでいる。図５Ｂに示す場合、Ｕ相のコイル２０６をＵ１、Ｕ２、Ｖ相のコイル２０６をＶ１、Ｖ２、Ｗ相のコイル２０６をＷ１、Ｗ２で示しており、ｑ−方向に沿ってコイルＵ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２がこの順に並んでいる。それぞれのコイル２０６は、コイル２０６に正方向の電流を印加するとその永久磁石２２１側の極性がＮ極となるように構成されている。
【００５４】
搬送路１０２の原点をＯｗとすると、原点Ｏｗは、コイルＵ２の中心に位置している。図５Ｂは、搬送路１０２の原点Ｏｗと台車１６１の原点Ｏｓとが合致した状態を模式的に示している。
【００５５】
ここで、さらに以下の説明で用いる記号を定義する。Ｉｑは、ワークホルダ１０３がｑ軸方向に受ける力の発生に寄与する電流であるｑ軸電流を表す。Ｉｄは、ワークホルダ１０３がｄ軸方向に受ける力の発生に寄与する電流であるｄ軸電流を表す。Ｆｑは、ワークホルダ１０３及び永久磁石２２１がｑ軸方向に受ける力の大きさを表す。Ｆｄは、ワークホルダ１０３及び永久磁石２２１がｄ軸方向に受ける力の大きさを表す。Ｃｑは、単位ｑ軸電流当たりに発生するｑ軸方向の力の大きさを表す。Ｃｄは、単位ｄ軸電流当たりに発生するｄ軸方向の力の大きさを表す。Ｃｑはｑ軸方向の推力定数であり、Ｃｄはｄ軸方向の推力定数である。さらに、ｑ軸位相をθとして次式（２）で定義する。
θ＝２π・Ｑ／λ    ……（２）
【００５６】
とすれば、Ｉｑ、Ｉｄは、それぞれ次式（３）、（４）で表される。
Ｉｑ＝Ｉｕ・ｓｉｎ（θ）＋Ｉｖ・ｓｉｎ（θ＋１２０°）＋Ｉｗ・ｓｉｎ（θ＋２４０°）    ……（３）
Ｉｄ＝Ｉｕ・ｃｏｓ（θ）＋Ｉｖ・ｃｏｓ（θ＋１２０°）＋Ｉｗ・ｃｏｓ（θ＋２４０°）    ……（４）
【００５７】
また、Ｆｑ、Ｆｄは、それぞれ次式（５）、（６）で表される。Ｆｑ、Ｆｄは、コイルユニット２０７のコイル２０６により永久磁石２２１が受ける電磁力である。
Ｃｑ・Ｉｑ＝Ｆｑ    ……（５）
Ｃｄ・Ｉｄ＝Ｆｄ    ……（６）
【００５８】
例えば図５Ｂに示すように、ＯｗとＯｓとが一致するとき、Ｑ、θは、それぞれ次式（７）に示すように０である。
Ｑ＝θ＝０    ……（７）
【００５９】
ＯｗとＯｓとが一致する場合を例にとると、この場合、式（３）、（４）は、それぞれ次式（３−１）、（４−１）のように変形することができる。
Ｉｑ＝Ｉｕ・０＋Ｉｖ・√３／２＋Ｉｗ・（−√３／２）    ……（３−１）
Ｉｄ＝Ｉｕ・１＋Ｉｖ・（−１／２）  ＋Ｉｗ・（−１／２）    ……（４−１）
【００６０】
上記の例において、電流ベクトル（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）として次式（８）で表される電流ベクトルをコイルユニット２０７に印加する場合を考える。
（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）＝（１．０［Ａ］，−０．５［Ａ］，−０．５［Ａ］）  ……（８）
【００６１】
この場合、Ｉｑ、Ｉｄは、それぞれ次式（３−２）、（４−２）のように計算される。
Ｉｑ＝０−０．５・√３／２−０．５・（−√３／２）＝０［Ａ］    ……（３−２）
Ｉｄ＝１・１−０．５・（−１／２）−０．５・（−１／２）＝３／２［Ａ］    ……（４−２）
【００６２】
ここで、Ｃｑが２０√３［Ｎ／Ａ］であり、Ｃｄが２０［Ｎ／Ａ］である場合、（Ｆｑ、Ｆｄ）は、次式（９）のようになる。
（Ｆｑ，Ｆｄ）＝（０［Ｎ］，３０［Ｎ］）    ……（９）
【００６３】
こうして、ワークホルダ１０３に対して、ｄ＋方向の３０Ｎの力のみを印加することができる。こうしてワークホルダ１０３に対してｄ軸方向の力を印加することにより、ワークホルダ１０３の状態を変更することができる。具体的には、ワークホルダ１０３に対してｄ＋方向の力を印加することにより、ワークホルダ１０３を、ワーク１０１を保持して固定した状態から、ワーク１０１を保持せずに解放した状態に変更することができる。これにより、ワーク１０１は、クランプ状態からアンクランプ状態に変更することができる。
【００６４】
ワークホルダ１０３は、次式（１０）で表される条件が満たされると、ｄ＋方向の力によりｄ＋方向に移動する。なお、Ｆｂは、弾性体２１５がワークホルダ１０３をｄ＋方向に押す力の大きさである。Ｆｍｃは、永久磁石２２１とコイルユニット２０７が引き合う力の大きさである。
Ｆｄ＋Ｆｂ＞Ｆｍｃ    ……（１０）
【００６５】
式（１０）で表される条件が満たされることにより、台車天板２１２とワークホルダ１０３との間に保持されたワーク１０１は、ワークホルダ１０３から力を受けずに解放された状態になる。式（１０）で表される条件は、コイルユニット２０７に印加するＩｕ，Ｉｖ，Ｉｗの電流値を適宜制御することにより満たすことができる。
【００６６】
こうして、ワークホルダ１０３は、コイルユニット２０７の複数のコイル２０６により駆動され、台車天板２１２との間でワーク１０１を挟んで保持した状態と、台車天板２１２との間でワーク１０１を挟まずに解放した状態とを切り替えることができる。すなわち、台車１６１上のワーク１０１は、台車天板２１２とワークホルダ１０３との間でクランプされた状態と、クランプされていないアンクランプ状態とを切り替えることができる。
【００６７】
なお、上記では、式（６）でＦｑが０となるように、すなわちＩｑが０になるようにＩｕ，Ｉｖ，Ｉｗの電流値を設定したが、これに限定されるものではない。例えば、台車１６１は、ｑ軸方向における目標位置を維持するようにサーボ駆動させることができる。この場合、台車１６１に対してｑ軸方向の推力を発生させる必要がある。このように台車１６１をサーボ駆動させる場合、式（５）、（６）に基づき、サーボ駆動に必要なＦｑを含む所望の（Ｆｑ，Ｆｄ）から（Ｉｑ，Ｉｄ）を得る。さらに、得られた（Ｉｑ，Ｉｄ）を用い、式（３）、（４）を、逆行列の演算を使って（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）について解く。これにより、所望の電流ベクトル（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を得ることができる。
【００６８】
なお、上記台車１６１の目標位置は、時間に対して一定であってもよいし、経時的に変化する所望の位置プロファイルに沿ったものであってもよい。
一例として、次式（１１）で表される電流ベクトルをコイルユニット２０７に印加する場合を考える。
（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）＝（１．０［Ａ］，−１．０［Ａ］，０［Ａ］）    ……（１１）
【００６９】
この場合、Ｉｑ、Ｉｄ、（Ｆｑ，Ｆｄ）は、それぞれ次式（３−３）、（４−３）、（１２）のように計算される。ただし、Ｃｑは２０√３［Ｎ／Ａ］であり、Ｃｄは２０［Ｎ／Ａ］である。
Ｉｑ＝０−１．０・√３／２＋０・（−√３／２）＝−√３／２［Ａ］    ……（３−３）
Ｉｄ＝１・１−１・（−１／２）＋０・（−１／２）＝３／２［Ａ］    ……（４−３）
（Ｆｑ，Ｆｄ）＝（−２０√３・√３／２、２０・３／２）＝（−３０［Ｎ］，３０［Ｎ］）    ……（１２）
【００７０】
このように、本実施形態では、ワークホルダ１０３及び永久磁石２２１に対して、ｑ軸方向及びｄ軸方向に同時に力を印加することが可能である。ｑ軸方向の力は、ワークホルダ１０３を介して台車１６１にも印加されることになる。
【００７１】
以上のようにして、台車１６１の進行方向であるｑ軸方向の力と、ｑ軸方向に直交するｄ軸方向の力とを同時に制御することが可能となる。本実施形態において、搬送コントローラ１２１は、エンコーダ２１１から得られる台車１６１の位置情報に基づき、Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの電流値を制御することにより、台車１６１の位置と、ワークホルダ１０３の状態とを同時に制御することが可能となる。
【００７２】
本実施形態では、上述のように、搬送路１０２に配置されたコイルユニット２０７により、ワークホルダ１０３及び永久磁石２２１に対して、台車１６１の移動方向であるｑ軸方向に直交するｄ軸方向の力を印加する。これにより、ワークホルダ１０３をｄ軸方向に駆動する。ｄ軸方向の駆動により、ワークホルダ１０３は、台車天板２１２との間でワーク１０１を挟んで保持した状態と、台車天板２１２との間で台車天板２１２との間でワーク１０１を挟まずに解放した状態とを切り替えることができる。
【００７３】
本実施形態によれば、可動機構であるワークホルダ１０３を駆動するｄ軸方向の力を印加するために、搬送路１０２に配置されたコイルユニット２０７を用いる。このため、ワークホルダ１０３を駆動してワーク１０１の状態を変更するための機構を設置するためのスペースを確保する必要がない。したがって、本実施形態によれば、搬送システム２の大型化を伴うことなく、台車１６１上のワークホルダ１０３を駆動することができる。
【００７４】
また、本実施形態では、ワークホルダ１０３の状態、すなわちワーク１０１の状態を変更するために複数の台車１６１を連結したり、複数の台車１６１を同期して制御したりする必要がない。したがって、本実施形態によれば、台車１６１の移動速度に制約が生じることがなく、搬送システム２の複雑化や大型化が伴うこともない。
【００７５】
また、搬送路１０２が、台車１６１の搬送方向に対して湾曲した搬送路であったとしても、ワークホルダ１０３の状態の変更が可能である。したがって、本実施形態によれば、台車１６１の軌道となる搬送路１０２の設置における自由度を増加させることができる。例えば、湾曲した搬送路１０２を用いて、台車１６１を循環させてワーク１０１を搬送する搬送システムをも容易に構成することができる。
【００７６】
このように、本実施形態によれば、搬送システム２の大型化や複雑化を伴うことなく、台車１６１上の可動機構であるワークホルダ１０３を駆動することができる。
なお、台車上のワークの状態を変更する方法としては、台車上にアクチュエータと、アクチュエータを駆動するためのバッテリーや駆動制御手段を設け、アクチュエータを駆動することで、ワークの状態を変更する方法も考えられる。しかしながら、この場合、ワークの搬送システムが大型化するだけでなく、駆動制御手段と台車の移動制御を行う制御部との通信手段も必要となる。また、搬送質量も増加することから、台車を駆動する駆動力を増加させる必要もある。本実施形態によれば、これらの必要なく、台車１６１上のワークホルダ１０３を駆動してワーク１０１の状態を変更することができる。
【００７７】
さらに、本実施形態では、ワークホルダ１０３の上方に、マグネットキャッチ２７１が設けられている。マグネットキャッチ２７１は、ワークホルダ１０３が一定以上、コイル２０６から離間するようにｄ＋方向に移動すると、ワークホルダ１０３との間に磁力による吸着力が働く。これにより、マグネットキャッチ２７１は、Ｆｄを０にしても、ワークホルダ１０３を一定の位置で維持することができる。
【００７８】
マグネットキャッチ２７１が働いた状態では、コイルユニット２０７と永久磁石２２１との間の距離が変化している。その場合、推力定数Ｃｑ、Ｃｄがそれぞれ変化する。以下、永久磁石２２１のｄ軸方向の位置による推力定数Ｃｑ、Ｃｄの変化について図６を用いて説明する。
【００７９】
図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ横軸に台車１６１のｑ軸方向における位置をとり、あるコイル２０６を貫く鎖交磁束のプロファイル５０１（５０１ａ、５０１ｂ）及び推力定数のプロファイル５０２（５０２ａ、５０２ｂ）を模式的に表わしたものである。横軸は、各コイル２０６によって異なる。
【００８０】
なお、図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ各コイル２０６の位置によって変化する推力定数のプロファイル５０２を示したものだが、式（５）、（６）に表わされる推力定数Ｃｑ、Ｃｄは、次のようにして得られるものである。すなわち、推力定数Ｃｑ、Ｃｄは、推力定数のプロファイル５０２をさらにそれぞれｑ軸電流、ｄ軸電流に置き換えた場合にベクトル演算して得られるものである。本実施形態では、ワークホルダ１０３のｄ軸方向の位置に応じて、推力定数Ｃｑ、Ｃｄを実験やシミュレーションにより予め算出し、予め算出した推力定数Ｃｑ、ＣｄをＦｑ、Ｆｄの計算に使うことができる。
【００８１】
図６Ａは、本実施形態においてワークホルダ１０３がｄ−側にあり、ｄ軸方向においてコイル２０６と永久磁石２２１とが相対的に近い場合を模式的に示している。一方、図６Ｂは、ワークホルダ１０３がｄ＋側にあり、ｄ軸方向においてコイル２０６と永久磁石２２１とが相対的に離れた場合を模式的に示している。
【００８２】
図５Ｂに示す場合を例にとると、永久磁石２２１は、３個で交互に極性が変わる。このため、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、鎖交磁束のプロファイル５０１は、位置ｑ１及び位置ｑ５で正側に大きくなり、位置ｑ３で負側に大きくなる。
【００８３】
各コイル２０６の推力定数の大きさは、鎖交磁束を位置で微分したものになる。このため、推力定数のプロファイル５０２は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、例えば位置ｑ１、ｑ３、ｑ５のように鎖交磁束のプロファイル５０１の位置微分がゼロの位置でゼロとなる。
【００８４】
図６Ａは、マグネットキャッチ２７１が働いておらず、ｄ軸方向においてコイル２０６と永久磁石２２１とが相対的に近い場合の鎖交磁束及び推力定数の変化を模式的に示している。これに対して、図６Ｂは、マグネットキャッチ２７１が働いてｄ軸方向においてコイル２０６と永久磁石２２１とが相対的に離れた場合の鎖交磁束及び推力定数の変化を模式的に示している。図６Ｂに示す場合、ｄ軸方向において永久磁石２２１がコイル２０６から遠ざかる分、図６Ａに示す場合と比較して、磁気回路上の磁気抵抗が大きくなり、その結果、推力定数は小さくなる。
【００８５】
例えば、図６Ａに示す場合における推力定数の最大値をＬｖ１で表し、図６Ｂに示す場合における推力定数の最大値をＬｖ２で表している。図６Ａに示す場合から図６Ｂに示す場合へとコイル２０６と永久磁石２２１とがｄ軸方向において相対的に離れると、推力定数の最大値は変化してＬｖ１からＬｖ２へと小さくなる。なお、変化の大きさは、永久磁石２２１の強さや永久磁石２２１とコイルユニット２０７との間の距離等によって異なる。
【００８６】
上述のように永久磁石２２１のｄ軸方向の位置に応じて変化する推力定数に基づき、制御部である台車コントローラ３０３は、コイルユニット２０７のコイル２０６に印加する電流を制御して、台車１６１及びワークホルダ１０３を制御することができる。
【００８７】
なお、ワークホルダ１０３は、コイルユニット２０７により永久磁石２２１に対してｄ−方向の力Ｆｄを印加することで、ｄ−方向に移動することができる。これにより、ワークホルダ１０３は、再びワーク１０１を台車天板２１２との間で挟んで押さえてワーク１０１をクランプすることができる。
【００８８】
次に、図１乃至図５Ｂに示す本実施形態による加工システム１における台車１６１及び工程装置１３１の動作について図７を用いて説明する。図７は、本実施形態による台車１６１及び工程装置１３１の動作を示すタイミングチャートであり、横軸は時刻、縦軸は位置を表している。図７中、上段のタイミングチャート４０１は、台車１６１のｑ軸方向の位置を示している。中段のタイミングチャート４０２は、ワークホルダ１０３のｄ軸方向の位置を示している。下段のタイミングチャート４０４は、工程装置１３１ｃのｐ軸方向の位置を示している。
【００８９】
まず、時刻ｔ１において、ワーク１０１を保持していない台車１６１が、搬送路１０２を走行して、工程装置１３１ｃの位置で停止する。工程装置１３１ｃは、台車１６１上にワーク１０１を供給し、また、台車１６１上のワーク１０１を取り出す装置になっている。
【００９０】
次いで、時刻ｔ２において、台車１６１上のワークホルダ１０３が、上述のようにコイルユニット２０７によりｄ＋方向の力を受けてｄ＋方向に移動動作を開始する。ワークホルダ１０３は、時刻ｔ３においてｄ＋方向の移動動作を完了する。
【００９１】
次いで、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間において、工程装置１３１ｃが、ｐ軸方向に沿って台車１６１側に進出する。台車１６１側に進出した工程装置１３１ｃは、ワーク１０１を台車天板２１２とワークホルダ１０３との間に挿入する。
【００９２】
次いで、時刻ｔ６において、ワークホルダ１０３が、上述のようにコイルユニット２０７によりｄ−方向の力を受けてｄ−方向に移動動作を開始する。ワークホルダ１０３は、時刻ｔ７においてｄ−方向の移動動作を完了する。
【００９３】
ワークホルダ１０３のｄ−方向の移動動作が完了すると、ワーク１０１は、ワークホルダ１０３と台車天板２１２との間に挟まれ、台車１６１上に保持されて固定される。これにより、ワーク１０１は、クランプ状態となる。こうして、台車１６１にワーク１０１が供給される。
【００９４】
次いで、時刻ｔ８において、ワーク１０１を保持した台車１６１は、次の位置に向かって搬送路１０２の走行を開始する。
【００９５】
台車１６１は、搬送路１０２を走行して、工程装置１３１ａ、１３１ｂの位置で順次停止する。工程装置１３１ａ、１３１ｂの位置では、それぞれ工程装置１３１ａ、１３１ｂにより、台車１６１上のワーク１０１に対して作業工程が実施される。
【００９６】
その後、工程装置１３１ａ、１３１ｂの位置を経た台車１６１は、搬送路１０２を走行し、再び工程装置１３１ｃの位置に到着して停止する。停止した台車１６１では、台車１６１上のワークホルダ１０３が、上述のようにコイルユニット２０７によりｄ＋方向の力を受けてｄ＋方向に移動動作を行う。こうして、ワークホルダ１０３は、ワーク１０１から離れてワーク１０１を保持せずに解放した状態となる。これにより、ワーク１０１は、アンクランプ状態になる。この状態で、工程装置１３１ｃが、ｐ軸方向に沿って台車１６１側に進出して、台車１６１上のワーク１０１を取り出す。
【００９７】
工程装置１３１ａ、１３１ｂでは、搬送されたワーク１０１に対して、部品の組み付け、塗装等の作業工程が実施される。こうしてワーク１０１に対して工程装置１３１ａ、１３１ｂにより作業工程を実施することにより、電子機器等の物品が製造される。なお、作業工程を実施する工程装置１３１ａ、１３１ｂは、特定の作業工程を実施する装置に限定されるものではなく、あらゆる装置であってよい。また、製造される物品も特定のものに限定されるものではなく、あらゆる物品であってよい。本実施形態による加工システム１を用いた物品の製造方法により、種々の物品を製造することができる。
【００９８】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【００９９】
本実施形態による台車１６１は、永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃの固定の態様が、第１実施形態による台車１６１とは異なっている。以下、本実施形態による台車１６１の構成の詳細について図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ本実施形態による台車１６１及び搬送路１０２を示す概略図である。図８Ａはｑ軸方向から見た図、図８Ｂはｐ軸方向から見た図である。なお、図８Ｂにおいて、説明に不要な筐体２０２の一部等は省略されている。
【０１００】
図５Ａ及び図５Ｂに示す第１実施形態による台車１６１では、複数の永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃのすべてがワークホルダ１０３に固定されていた。これに対して、本実施形態による台車１６１では、複数の永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃのうちの一部がワークホルダ１０３に固定されている。本実施形態による台車１６１では、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、複数の永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃのうち、永久磁石２２１ａ、２２１ｃが、ワークホルダ１０３を介さずに台車天板２１２に直接固定されている。本実施形態による台車１６１では、永久磁石２２１ｂのみがワークホルダ１０３に固定されている。このような永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃの固定の態様の点で、本実施形態による台車１６１は、第１実施形態による台車１６１と異なっている。
【０１０１】
本実施形態による台車１６１は、永久磁石２２１ａ、２２１ｃが台車天板２１２に直接固定されている。このため、本実施形態において、コイルユニット２０７により永久磁石２２１ａ、２２１ｃに印加された力は、第１実施形態とは異なり、ガイドブロック２３１、リニアガイド２３２及びブラケット２０９を介さずに台車天板２１２に伝達される。したがって、本実施形態では、台車１６１に関して、特にｑ軸方向の動作についてより優れた制御性を得ることができ、より安定した台車１６１の走行を実現することができる。なお、ここで述べる優れた制御性とは、より高い周波数までフラットな周波数特性を持つ状態のことをいう。また、コイルユニット２０７により永久磁石２２１ｂに印加される力も、第１実施形態と同様に、台車１６１のｑ軸方向の動作に寄与することができる。
【０１０２】
本実施形態においても、第１実施形態と同様、ワークホルダ１０３に対して、互いに独立した力であるｑ軸方向の力Ｆｑ及びｄ軸方向の力Ｆｄを印加することができる。なお、本実施形態において、ワークホルダ１０３は、永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃのうち、ワークホルダ１０３に固定された永久磁石２２１ｂに対してコイルユニット２０７により印加されるｄ軸方向の力により、ｄ＋方向又はｄ−方向に移動する。本実施形態のように、ワークホルダ１０３が、複数の永久磁石２２１のうちの一部と連動可能に設けられていてもよい。
【０１０３】
また、本実施形態においても、第１実施形態と同様、ワークホルダ１０３がｄ軸方向に移動した場合に推力定数Ｃｑ、Ｃｄが変化する。本実施形態においても、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明したように、ｄ軸方向の位置に応じて推力定数Ｃｑ、Ｃｄを実験やシミュレーションにより予め算出し、予め算出した推力定数Ｃｑ、ＣｄをＦｑ、Ｆｄの計算に使って台車１６１を制御することができる。
【０１０４】
本実施形態による台車１６１及び工程装置１３１の動作も、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１０５】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について図９Ａ乃至図１２を用いて説明する。なお、上記第１及び第２実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【０１０６】
本実施形態による台車１６１は、ワークホルダ１０３及びこれに固定された永久磁石２２１がｑ軸方向にも移動可能である点で、第１実施形態による台車１６１とは異なっている。以下、本実施形態による台車１６１の構成の詳細について図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ本実施形態による台車１６１及び搬送路１０２を示す概略図である。図９Ａはｑ軸方向から見た図、図９Ｂはｐ軸方向から見た図である。なお、図９Ｂにおいて、説明に不要な筐体２０２の一部等は省略されている。
【０１０７】
図５Ａ及び図５Ｂに示す第１実施形態による台車１６１、並びに図８Ａ及び図８Ｂに示す第２実施形態による台車１６１では、ワークホルダ１０３及びこれに固定された永久磁石２２１がｄ軸方向のみに移動可能に構成されていた。
【０１０８】
これに対して、図９Ａ及び図９Ｂに示す本実施形態による台車１６１では、ワークホルダ１０３及びこれに固定された永久磁石２２１が、台車天板２１２に対してｄ軸方向のみならず、ｑ軸方向にも移動可能に構成されている。
【０１０９】
図９Ａに示すように、ワークホルダ１０３には、スケール２５１が固定されている。架台１００には、スケール２５１に対向可能な位置に、ブラケット２５３を介してエンコーダ２５２が固定されている。エンコーダ２５２は、スケール２５１を読み取って互いの相対位置関係を出力することができる。
【０１１０】
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、台車天板２１２上には、ｑ軸方向に沿ったリニアガイド２４１が設けられている。リニアガイド２４１には、ガイドブロック２４２が、リニアガイド２４１に沿ってｑ軸方向に移動可能に案内されている。
【０１１１】
ガイドブロック２４２には、第１実施形態のワークホルダ１０３、ガイドブロック２３１、リニアガイド２３２、マグネットキャッチ２７１、弾性体２１５及びブラケット２０９が一体となったホルダユニット２４３が固定されている。ワークホルダ１０３を含むホルダユニット２４３は、ガイドブロック２４２とともにｑ軸方向に移動可能である。また、ワークホルダ１０３は、第１実施形態と同様に、ガイドブロック２３１とともにｄ軸方向に移動可能に構成されている。
【０１１２】
また、ワークホルダ１０３には、第１実施形態と同様に、永久磁石２２１として永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃが固定されている。ワークホルダ１０３に固定された永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃも、ワークホルダ１０３とともに、ｑ軸方向及びｄ軸方向に移動可能である。
【０１１３】
さらに、本実施形態では、台車天板２１２に、複数の永久磁石２２１がヨーク２２２を介して固定されている。図９Ｂには、永久磁石２２１として３個の永久磁石２２１ｘ、２２１ｙ、２２１ｚが台車天板２１２に対して固定されている場合を示している。台車天板２１２に固定された複数の永久磁石２２１は、その極性が交互になるように配置されている。図９Ｂに示す場合、永久磁石２２１ｘ、２２１ｚは、そのコイル２０６側の極性がＳ極になるように固定されている。一方、永久磁石２２１ｙは、そのコイル２０６側の極性がＮ極となるように固定されている。永久磁石２２１は、搬送路１０２におけるコイルユニット２０７のコイル２０６と対向可能なように台車天板２１２の下部に固定されている。
【０１１４】
図９Ｂに示す場合、Ｕ相のコイル２０６をＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｕ５、Ｖ相のコイル２０６をＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｗ相のコイル２０６をＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４で示している。コイルＵ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２、Ｕ３、Ｖ３、Ｗ３、Ｕ４、Ｖ４、Ｗ４、Ｕ５は、この順にｑ−方向に沿って並んでいる。コイルＵ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２は、１つのコイルユニット２０７ｉを構成している。コイルＵ３、Ｖ３、Ｗ３、Ｕ４、Ｖ４、Ｗ４は、コイルユニット２０７ｉとは別のコイルユニット２０７ｊを構成している。このため、２つのコイルユニット２０７ｉ、２０７ｊに対して、別々の制御電流を印加することができる。
【０１１５】
本実施形態では、上述のように、２つのコイルユニット２０７ｉ、２０７ｊに対して、別々の制御電流を印加することができる。このため、本実施形態では、台車１６１に対して、その台車天板２１２のｑ軸方向の位置、並びにワークホルダ１０３のｑ軸方向及びｄ軸方向の位置を独立して制御可能である。
【０１１６】
次に、本実施形態による台車１６１を制御するための構成について図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態による台車１６１を制御するためのシステム構成を示すブロック図であり、本実施形態による搬送システムの制御方法を説明するものである。図１０に示すシステム構成は、図４に示すシステム構成に加えて、さらにエンコーダ２５２としてエンコーダ２５２ａを含んでいる。
【０１１７】
図１０に示すように、エンコーダ２５２ａは、台車位置算出部３０４に通信可能に接続されている。台車位置算出部３０４は、エンコーダ２５２ａが出力する情報１１５に基づき、ワークホルダ１０３のｑ軸方向の位置を算出する。台車位置算出部３０４は、算出したワークホルダ１０３のｑ軸方向の位置に関する情報を搬送コントローラ１２１に送信する。搬送コントローラ１２１に送信されたワークホルダ１０３のｑ軸方向の位置に関する情報は、搬送コントローラ１２１の台車群コントローラ３０１に入力される。
【０１１８】
台車群コントローラ３０１は、入力されたワークホルダ１０３のｑ軸方向の位置に関する情報に基づき、制御すべきコイルユニット２０７を選択する。さらに、台車群コントローラ３０１は、台車コントローラ３０３を介して、選択したコイルユニット２０７の電流指令値を含む電流制御情報３０６をコイルユニット制御部３０７に送信する。図９Ｂに示す配置の場合、コイルユニット２０７ｉ、２０７ｊの電流指令値を含む電流制御情報３０６をコイルユニット制御部３０７に送信すればよい。
【０１１９】
コイルユニット制御部３０７は、送信された電流制御情報３０６に基づき、選択されたコイルユニット２０７に対応する電流制御器３１３に電流指令値３０８を送信する。電流制御器３１３は、送信された電流指令値３０８に基づき、選択されたコイルユニット２０７に電流値を制御して電流を印加する。こうして、図９Ｂに示す配置の場合、コイルユニット２０７ｉ、２０７ｊに電流が印加される。これにより、台車天板２１２のｑ軸方向の位置、並びにワークホルダ１０３のｑ軸方向及びｄ軸方向の位置が独立して制御される。
【０１２０】
図９Ｂに示す配置の場合、コイルユニット２０７ｉにより、永久磁石２２１ｘ、２２１ｙ、２２１ｚ及び台車天板２１２に対して、ｑ軸方向の力を印加することができる。これにより、台車天板２１２のｑ軸方向の位置、すなわち台車１６１のｑ軸方向の位置を制御することができる。
【０１２１】
また、図９Ｂに示す配置の場合、コイルユニット２０７ｊにより、永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ及びワークホルダ１０３に対して、ｑ軸方向の力及びｄ軸方向の力を印加することができる。これにより、ワークホルダ１０３のｑ軸方向の位置及びｄ軸方向の位置を制御することができる。ワークホルダ１０３のｄ軸方向の位置を制御することにより、第１実施形態と同様に、ワークホルダ１０３が、ワーク１０１を台車天板２１２との間で挟んで保持することができる。また、ワークホルダ１０３のｑ軸方向の位置を制御することにより、ワークホルダ１０３が、ワーク１０１を挟む位置を変更することができる。
【０１２２】
本実施形態では、上述のように、搬送路１０２に配置されたコイルユニット２０７により、ワークホルダ１０３及び永久磁石２２１に対して、ｑ軸方向の力をも印加することにより、ワークホルダ１０３をｑ軸方向にも駆動する。これにより、ワークホルダ１０３は、台車天板２１２との間でワーク１０１を挟む位置を変更することができる。
【０１２３】
本実施形態によれば、可動機構であるワークホルダ１０３を駆動するためのｑ軸方向の力を印加するためにも、搬送路１０２に配置されたコイルユニット２０７を用いる。このため、本実施形態によれば、第１及び第２実施形態と同様、搬送システム２の大型化を伴うことなく、台車１６１上のワークホルダ１０３を駆動することができる。さらに、本実施形態によれば、ｄ軸方向のみならず、ｑ軸方向にもワークホルダ１０３を駆動することができるため、ワークホルダ１０３のより複雑な駆動を実現することができる。
【０１２４】
次に、本実施形態による加工システムにおける台車１６１及び工程装置１３１の動作について図１１及び図１２を用いて説明する。なお、加工システムの構成は、図１に示す構成と同様の構成である。図１１は、本実施形態による台車１６１及び工程装置１３１の動作を示すタイミングチャートであり、台車１６１が停止している間にワークホルダ１０３のｄ軸方向及びｑ軸方向の移動動作がある場合を示している。また、図１２は、本実施形態による台車１６１及び工程装置１３１の他の動作を示すタイミングチャートであり、台車１６１が走行中にワークホルダ１０３のｄ軸方向及びｑ軸方向の移動動作がある場合を示している。図１１及び図１２において、横軸は時刻、縦軸は位置を表している。図１１及び図１２中、最上段のタイミングチャート４０１は、台車１６１のｑ軸方向の位置を示している。上から２段目のタイミングチャート４０２は、ワークホルダ１０３のｄ軸方向の位置を示している。上から３段目のタイミングチャート４０３は、ワークホルダ１０３のｑ軸方向の位置を示している。最下段のタイミングチャート４０４は、工程装置１３１のｐ軸方向の位置を示している。
【０１２５】
まず、図１１に示す場合について説明する。時刻ｔ１において、ワーク１０１を保持して走行する台車１６１が、工程装置１３１のいずれかの位置で停止する。なお、台車１６１には、第１実施形態と同様にして、ワーク１０１が供給され、供給されたワーク１０１がクランプ状態になっている。
【０１２６】
次いで、時刻ｔ２において、台車１６１上のワークホルダ１０３が、コイルユニット２０７によりｄ＋方向の力を受けてｄ＋方向に移動動作を開始する。ワークホルダ１０３は、時刻ｔ３においてｄ＋方向の移動動作を完了する。これにより、ワークホルダ１０３は、一時的にワーク１０１から離れてワーク１０１を保持していない状態になる。すなわち、ワーク１０１は、一時的にアンクランプ状態になる。
【０１２７】
次いで、時刻ｔ４において、ワークホルダ１０３が、コイルユニット２０７によりｑ軸方向の力を受けてｑ軸方向に移動動作を開始する。ワークホルダ１０３は、時刻ｔ５においてｑ軸方向の移動動作を完了する。
【０１２８】
次いで、時刻ｔ６において、ワークホルダ１０３が、コイルユニット２０７によりｄ−方向の力を受けてｄ−方向に移動動作を開始する。ワークホルダ１０３は、時刻ｔ７においてｄ−方向の移動動作を完了する。これにより、ワークホルダ１０３は、台車天板２１２との間にワーク１０１を挟んで保持する。こうして、ワーク１０１は、再度クランプ状態になる。本実施形態では、上述のようにワークホルダ１０３がｑ軸方向に移動することにより、ワークホルダ１０３がワーク１０１を保持するｑ軸方向の位置を変更することができる。
【０１２９】
次いで、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの間において、工程装置１３１が、ｐ軸方向に沿って台車１６１側に進出する。台車１６１側に進出した工程装置１３１は、台車１６１上のワーク１０１に対して作業工程を実施する。
【０１３０】
次いで、時刻ｔ１０において、作業工程が実施されたワーク１０１を保持した台車１６１は、次の工程装置１３１の位置に向かって搬送路１０２上の走行を開始する。
【０１３１】
こうして複数の工程装置１３１により作業工程が実施されたワーク１０１は、第１実施形態と同様にして台車１６１上から取り出される。ワーク１０１に対して複数の工程装置１３１により作業工程を実施することにより、電子機器等の物品が製造される。
【０１３２】
一方、図１２に示す場合は、図１１に示す場合と比べて、台車１６１の走行中に台車１６１上のワークホルダ１０３がｄ軸方向及びｑ軸方向に移動動作を行う点が異なっている。
【０１３３】
すなわち、図１１に示す場合では、走行する台車１６１が停止する時刻ｔ１が、ワークホルダ１０３がｄ＋方向への移動動作を開始する時刻ｔ２の前になっている。これに対して、図１２に示す場合では、走行する台車１６１が停止する時刻ｔ１が、ワークホルダ１０３がｄ−方向への移動動作を完了する時刻ｔ７の後、時刻ｔ８の前になっている。図１２に示す場合、工程装置１３１は、時刻ｔ１で台車１６１が停止するのを待機して、時刻ｔ８以降に図１１に示す場合と同様にしてワーク１０１に対して作業工程を実施する。
【０１３４】
図１２に示す場合、台車１６１の走行中にワークホルダ１０３のｄ軸方向及びｑ軸方向の移動動作を行うため、図１１に示す場合と比べて、台車１６１が停止している時間を短縮することが可能になる。したがって、図１２に示す場合によれば、複数の台車１６１により搬送される複数のワーク１０１に対して効率よく作業工程を実施することができる。
【０１３５】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態について図１３及び図１４を用いて説明する。なお、上記第１乃至第３実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【０１３６】
本実施形態による台車１６１等の基本的構成は、図９Ａ及び図９Ｂに示す第３実施形態による台車１６１等の構成と同様である。本実施形態による台車１６１は、ワークホルダ１０３が、ｑ軸方向のみに移動可能に構成されている点で、第３実施形態による台車１６１とは異なっている。以下、本実施形態による台車１６１の構成の詳細について図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて説明する。図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ本実施形態による台車１６１及び搬送路１０２を示す概略図である。図１３Ａはｑ軸方向から見た図、図１３Ｂはｐ軸方向から見た図である。なお、図１３Ｂにおいて、説明に不要な筐体２０２の一部等は省略されている。
【０１３７】
図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、台車天板２１２上には、ｑ軸方向に沿ったリニアガイド２４１が設けられている。リニアガイド２４１のｑ軸方向における一端側の台車天板２１２上には、ワークブラケット２８１が設けられている。リニアガイド２４１には、ガイドブロック２４２が、リニアガイド２４１に沿ってｑ軸方向に移動可能に案内されている。
【０１３８】
ガイドブロック２４２には、ワークホルダ１０３が取り付けられて固定されている。ワークホルダ１０３の一端は、ワークブラケット２８１に対向している。ワークホルダ１０３の他端は、弾性体２８２を介して、台車天板２１２に設けられたブラケット２８４に取り付けられている。弾性体２８２は、例えば、バネ、ゴム等である。弾性体２８２は、ブラケット２８４とワークホルダ１０３との間でｑ軸方向に力を発生する。ワークホルダ１０３及びこれに固定された永久磁石２２１は、弾性体２８２によるｑ＋方向の力を受けつつ、ガイドブロック２４２とともにｑ軸方向に移動可能に構成されている。
【０１３９】
リニアガイド２４１には、ガイドブロック２４２の可動範囲を規制するブラケット２８３が設けられている。ブラケット２８３は、ガイドブロック２４２の可動範囲を規制して、ガイドブロック２４２に固定されたワークホルダ１０３とワークブラケット２８１との間隔を所定の値以上に規制する。
【０１４０】
ワークホルダ１０３には、第３実施形態と同様に、永久磁石２２１として永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃが固定されている。また、台車天板２１２には、第３実施形態と同様に、永久磁石２２１として永久磁石２２１ｘ、２２１ｙ、２２１ｚが固定されている。
【０１４１】
図１３Ｂに示す配置の場合、第３実施形態と同様に、コイルユニット２０７ｉにより、永久磁石２２１ｘ、２２１ｙ、２２１ｚ及び台車天板２１２に対して、ｑ軸方向の力を印加することができる。これにより、台車天板２１２のｑ軸方向の位置、すなわち台車１６１のｑ軸方向の位置を制御することができる。
【０１４２】
また、図１３Ｂに示す配置の場合、コイルユニット２０７ｊにより、永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ及びワークホルダ１０３に対して、ｑ軸方向の力を印加することができる。これにより、ワークホルダ１０３のｑ軸方向の位置を制御することができる。
【０１４３】
図１３Ａ及び図１３Ｂに示す場合、円筒状又は円柱状のワーク１０１ｂが、その中心軸がｐ軸方向に沿うようにワークブラケット２８１の上に置かれている。ワークホルダ１０３は、コイルユニット２０７ｊによりｑ＋方向の力を受けてｑ＋方向に移動して、ワーク１０１ｂをワークブラケット２８１との間で挟んで保持する。
【０１４４】
ワークホルダ１０３が、コイルユニット２０７ｊからの力を受けておらず、ワーク１０１ｂを挟んでいない場合は、ガイドブロック２４２がブラケット２８３に当接する位置で停止している。このとき、ワークブラケット２８１とワークホルダ１０３との間隔は、ワーク１０１ｂのｑ軸方向の幅よりも小さくなっている。こうしてブラケット２８３により、ワークホルダ１０３とワークブラケット２８１との間隔が、ワーク１０１ｂのｑ軸方向の幅よりも小さい所定の値以上に規制される。
【０１４５】
本実施形態では、上述のように、搬送路１０２に配置されたコイルユニット２０７により、ワークホルダ１０３及び永久磁石２２１に対して、ｑ軸方向の力を印加することにより、ワークホルダ１０３をｑ軸方向に駆動する。これにより、ワークホルダ１０３は、ワークブラケット２８１との間でワーク１０１ｂを挟んで保持した状態と、ワークブラケット２８１との間でワーク１０１ｂを挟まずに解放した状態とを切り替えることができる。
【０１４６】
本実施形態によれば、可動機構であるワークホルダ１０３を駆動するためのｑ軸方向の力を印加するためにも、搬送路１０２に配置されたコイルユニット２０７を用いる。このため、本実施形態によれば、第１乃至第３実施形態と同様、搬送システム２の大型化を伴うことなく、台車１６１上のワークホルダ１０３を駆動することができる。
【０１４７】
次に、本実施形態による加工システムにおける台車１６１及び工程装置１３１の動作について図１４を用いて説明する。図１４は、本実施形態による台車１６１及び工程装置１３１の動作を示すタイミングチャートであり、横軸は時刻、縦軸は位置を表している。図１４中、上段のタイミングチャート４０１は、台車１６１のｑ軸方向の位置を示している。中段のタイミングチャート４０３は、ワークホルダ１０３のｑ軸方向の位置を示している。下段のタイミングチャート４０４は、工程装置１３１ｃのｐ軸方向の位置を示している。
【０１４８】
まず、時刻ｔ１において、ワーク１０１を保持していない台車１６１が、搬送路１０２を走行して、工程装置１３１ｃの位置に停止する。
【０１４９】
次いで、時刻ｔ２において、台車１６１上のワークホルダ１０３が、コイルユニット２０７によりｑ−方向の力を受けてｑ−方向に移動動作を開始する。ワークホルダ１０３は、時刻ｔ３においてｑ−方向の移動動作を完了する。
【０１５０】
次いで、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間において、工程装置１３１ｃ、ｐ軸方向に沿って台車１６１側に進出する。台車１６１側に進出した工程装置１３１ｃは、ワーク１０１ｂをワークブラケット２８１とワークホルダ１０３との間に挿入し、又はその間のワーク１０１ｂ入れ替える。
【０１５１】
次いで、時刻ｔ６において、コイルユニット２０７によりｑ＋方向の力をワークホルダ１０３に印加してワークホルダ１０３をｑ＋方向に移動するように制御する。すると、コイルユニット２０７によりｑ＋方向の力を受けたワークホルダ１０３は、弾性体２８２によりｑ＋方向に押されて、時刻ｔ７においてワーク１０１ｂに当接する。これにより、ワークホルダ１０３は、ワークブラケット２８１との間でワーク１０１ｂを挟んで保持する。こうして、台車１６１にワーク１０１が供給され、又は台車１６１上のワーク１０１が入れ替えられる。
【０１５２】
なお、ワークホルダ１０３のｑ−方向及びｑ＋方向の移動動作の間、台車１６１のｑ軸方向の位置は、所定の位置に維持される。台車１６１のｑ軸方向の位置の維持は、図１３Ｂに示す配置の場合、コイルユニット２０７ｉにより、永久磁石２２１ｘ、２２１ｙ、２２１ｚ及び台車天板２１２にｑ軸方向の力を印加することにより行われる。
【０１５３】
次いで、時刻ｔ８において、ワーク１０１を保持した台車１６１は、次の位置に向かって搬送路１０２の走行を開始する。台車１６１は、工程装置１３１ａ、１３１ｂの位置で順次停止して、工程装置１３１ａ、１３１ｂによりワーク１０１に対して作業工程が実施される。その後、台車１６１が再び工程装置１３１ｃの位置に到着する。
【０１５４】
再び台車１６１が到着した工程装置１３１ｃでは、ワークホルダ１０３が、コイルユニット２０７により再びｑ−方向の力を受けてｑ−方向に移動動作を行う。ワークホルダ１０３がｑ−方向に移動してワーク１０１ｂがワークホルダ１０３により保持されていない状態になると、工程装置１３１ｃがワーク１０１ｂを取り出す。
【０１５５】
なお、本実施形態においては、第３実施形態とは異なり、ワークホルダ１０３にスケールが設けられていない。しかし、台車１６１の位置は、スケール２１０とエンコーダ２１１とを使って算出することが可能である。本実施形態において、ワークホルダ１０３のｑ軸方向の移動量は微小である。このため、台車１６１の位置からワークホルダ１０３の位置を算出して、コイルユニット２０７により永久磁石２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃに対してｑ−方向又はｑ＋方向に力を印加することができる。
【０１５６】
また、本実施形態では、台車１６１のｑ軸方向の位置を維持しながら、ワークホルダ１０３にｑ軸方向の力を印加する。その場合、ワークホルダ１０３に印加するｑ軸方向の力は、台車１６１の位置の維持に対して外乱として働きうる。しかし、ワークホルダ１０３に印加するｑ軸方向の力の大きさ及び方向は、予め計算で求めることができる。
【０１５７】
そこで、台車１６１の位置を維持している制御部である台車コントローラ３０３は、ワークホルダ１０３に印加するｑ軸方向の力の大きさ及び方向を予め計算し、その計算結果に基づき、台車１６１の位置をフィードフォワード制御することができる。これにより、ワークホルダ１０３に印加するｑ軸方向の力に起因する台車１６１の位置変動を抑制することができる。なお、上記第３実施形態においても、本実施形態と同様のフィードフォワード制御を行うことができる。
【０１５８】
［変形実施形態］
本発明は、上位実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、コイルユニット２０７を、コイル２０６の三相駆動が可能なように構成した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、三相駆動以外の駆動が可能なように構成してもよい。例えば、コイルユニット２０７は、コイル２０６の電流値が個々に制御可能なように構成され、式（１）のような制約なくコイル２０６の駆動が可能なように構成されていてもよい。
【０１５９】
また、上記実施形態では、ワークホルダ１０３によるワーク１０１、１０１ｂの状態をクランプ状態とアンクランプ状態との間で切り替えるために、ｄ軸方向又はｑ軸方向の力を制御する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。ワーク１０１の状態をクランプ状態とアンクランプ状態との間で切り替える機構以外にも、上記実施形態と同様にしてｄ軸方向又はｑ軸方向の力を制御して印加することにより、多種多様なアクチュエータその他の可動機構を駆動することが可能である。例えば、上記実施形態と同様のｄ軸方向又はｑ軸方向の力によりリンク機構やギア等の可動機構を駆動して、台車上のワークの状態や姿勢を変換してもよい。
【０１６０】
本発明によれば、台車上のワークの状態や姿勢を変換する機構を設置するためのスペースを確保する必要がなく、複数の台車を連結したり、複数の台車を同期して制御したりする必要もない。したがって、本発明によれば、搬送システムの大型化や複雑化を伴うことなく、台車上の可動機構を駆動して、台車上のワークの状態や姿勢を変換することができる。また、本発明によれば、台車の搬送方向に対して湾曲した搬送路に用いた場合であっても、台車上の可動機構を駆動してワークの姿勢変換等を行うことが可能であるため、台車の軌道となる搬送路の設置における自由度を増加することができる。したがって、本発明によれば、湾曲した搬送路を用いて、台車を循環させてワークを搬送する搬送システムをも容易に構成することができる。
【０１６１】
また、上記実施形態では、コイルユニット２０７を６個のコイルを一組として構成した場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。コイルユニット２０７は、各相のコイル２０６を２個ずつ直列接続せずに各相のコイル１個ずつの計３個のみのコイルで構成してもよいし、２個以上の同相のコイルを直列接続して構成してもよい。また、コイルユニット２０７は、各コイル２０６の電流量が各々独立に制御可能なように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１６２】
１  加工システム
２  搬送システム
１０１  ワーク
１０２  搬送路
１０３  ワークホルダ
１０２  搬送コントローラ
１３１  工程装置
１５１  工程コントローラ
１６１  台車
２０６  コイル
２０７  コイルユニット
２２１  永久磁石
３０１  台車群コントローラ
３０３  台車コントローラ
３０４  台車位置算出部
３０７  コイルユニット制御部
【図１】
2018193177.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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