(57)【要約】【課題】装置の大型化を抑制しつつフィードバック制御における制御ゲインを好適に設定する。【解決手段】一又は複数の運動案内装置と、ワークが載置されるテーブルと、テーブルに駆動力を付与するアクチュエータと、フィードバック制御による搬送制御を行う制御部と、一又は複数の運動案内装置のそれぞれの移動部材にワークから掛かる搬送荷重を算出する算出部と、を備え、一又は複数の運動案内装置のそれぞれにおける搬送荷重に基づいて、搬送制御でのフィードバック制御に関連する制御ゲインを調整する。【選択図】図１
2018120358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って延在する軌道部材と、転動溝内を転動可能に配置された転動体を介して該軌道部材に対向するように配置され且つ該軌道部材の該長手方向に沿って相対的に移動可能な移動部材と、を有する運動案内装置によってワークを移動可能に支持しながら、該ワークの搬送を行うワーク搬送制御システムであって、
一又は複数の前記運動案内装置と、
前記ワークが載置されるテーブルであって、前記一又は複数の運動案内装置によって支持される搬送テーブルと、
前記搬送テーブルが搬送されるように駆動力を付与するアクチュエータと、
前記アクチュエータによる前記ワークの搬送時に、フィードバック制御による搬送制御を行う制御部と、
前記一又は複数の運動案内装置のそれぞれの前記移動部材に前記ワークから掛かる搬送荷重を算出する算出部と、
を備え、
前記制御部は、前記算出部により算出される、前記一又は複数の運動案内装置のそれぞれにおける前記搬送荷重に基づいて、前記搬送制御でのフィードバック制御に関連する制御ゲインを調整する、
ワーク搬送制御システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記算出部により算出される、前記一又は複数の運動案内装置のそれぞれにおける前記搬送荷重に基づいて、前記ワークの全荷重又は該ワークの荷重分布を推定するとともに、該推定されたワークの全荷重又は該ワークの荷重分布に対応するゲイン値を前記制御ゲインとして設定する、
請求項１に記載のワーク搬送制御システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記算出部により算出される、前記一又は複数の運動案内装置のそれぞれにおける前記搬送荷重に基づいて、該ワークの全荷重又は該ワークの荷重分布が変化したと判定されたときに、該変化後において前記アクチュエータにより該ワークを初めて駆動させる前に、変化後の該ワークの全荷重又は該ワークの荷重分布に対応するゲイン値を前記制御ゲインとして設定する、
請求項２に記載のワーク搬送制御システム。
【請求項４】
前記算出部は、前記ワークの停止時に前記搬送荷重を算出する、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のワーク搬送制御システム。
【請求項５】
前記一又は複数の運動案内装置のそれぞれは、更に、前記移動部材において所定数の変位方向における該移動部材の変位を検出する複数の変位センサを有し、
前記算出部は、前記一又は複数の運動案内装置のそれぞれについて、該それぞれの運動案内装置の前記複数の変位センサの検出値に基づいて前記搬送荷重を算出する、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載のワーク搬送制御システム。
【請求項６】
前記アクチュエータは、第一アクチュエータであって、
前記ワーク搬送制御システムは、
前記第一アクチュエータとは別のアクチュエータであって、該第一アクチュエータと共に前記搬送テーブルが搬送されるように駆動力を付与する第二アクチュエータを、更に備え、
前記搬送制御システムは、前記運動案内装置を複数備え、
前記制御部は、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータにより同時に前記ワークを搬送する際に、各アクチュエータにおいてフィードバック制御による搬送制御を
行うとともに、前記算出部により算出される、前記複数の運動案内装置のそれぞれにおける前記搬送荷重に基づいて、該搬送制御での該第一アクチュエータのためのフィードバック制御に関連する第一制御ゲインと、該第二アクチュエータのためのフィードバック制御に関連する第二制御ゲインを調整する、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載のワーク搬送制御システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記算出部により算出される、前記複数の運動案内装置のそれぞれにおける前記搬送荷重に基づいて、前記搬送テーブルにおける該ワークの荷重分布を推定するとともに、該推定された荷重分布に対応して前記第一制御ゲイン及び前記第二制御ゲインを設定する、
請求項６に記載のワーク搬送制御システム。
【請求項８】
長手方向に沿って延在する軌道部材と、転動溝内を転動可能に配置された転動体を介して該軌道部材に対向するように配置され且つ該軌道部材の該長手方向に沿って相対的に移動可能な移動部材を有する運動案内装置であって、
前記移動部材において所定数の変位方向における該移動部材の変位を検出する複数の変位センサと、
前記複数の変位センサの検出値に基づき、前記移動部材に前記ワークから掛かる搬送荷重を算出する算出部と、
外部の制御装置により、運動案内装置によってワークを移動可能に支持しながら該ワークの搬送がフィードバック制御を介して行われる際に該フィードバック制御のための制御ゲインに関連するゲイン関連情報を、前記搬送荷重に基づいて生成し出力する出力部であって、該ゲイン関連情報は、該ワークの荷重が変化した際に該制御ゲインの調整処理に供される、出力部と、
を備える、運動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道部材と移動部材とを有する運動案内装置によってワークを移動可能に支持しながら、該ワークの搬送を行うワーク搬送制御システム、及び当該ワーク搬送制御システムに用いる運動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーボ機構では、移動部材の位置等に基づいたフィードバック制御が行われている。ワークの搬送時間を短縮するためには、そのフィードバック制御において最適な制御ゲインを設定することが重要となる。ここで、ワークを搬送するラインにおいては、ワークを搬送する区間と、ワークが積載されていない空荷の区間とでは、移動部材に働く荷重が異なるために、制御ゲインの最適値が異なる場合がある。これに対して、両区間において適用可能な共通の制御ゲインを設定するか、又は、夫々の区間に対して予め設定されている制御ゲインを切り替えることが行われていた。また、フィードバック制御時の制御ゲインを複数の組み合わせの中から選択することも行われてきた（例えば、特許文献１参照。）。また、制御ゲインを自動調整することも行われてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２４８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、制御ゲインを自動調整する場合には、移動部材を実際に移動させる必要がある。したがって、移動部材が移動を開始する前に予め制御ゲインを求めることができなかったため、ワークの搬送時間が長くなる原因になっていた。また、制御ゲインを切り替える方法では、ワークの質量が予め分かっている必要があるため、多品種のワークに対応することが困難であった。また、複数の制御ゲインの組み合わせの中から制御ゲインを選択する場合には、設定可能なゲインの数に限りがあるため、対応できるワークの種類も限られてしまう。また、ロードセルを用いてワークの質量を測定し、この質量に基づいて制御ゲインを設定する方法も考えられるが、ロードセルはサイズが比較的大きいため、システムが大型化してしまう虞がある。
【０００５】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を抑制しつつフィードバック制御における制御ゲインを好適に設定する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明において、上記課題を解決するために、運動案内装置の搬送荷重を算出し、この搬送荷重に基づいて、制御ゲインを調整する構成を採用した。詳細には、本発明は、長手方向に沿って延在する軌道部材と、転動溝内を転動可能に配置された転動体を介して該軌道部材に対向するように配置され且つ該軌道部材の該長手方向に沿って相対的に移動可能な移動部材と、を有する運動案内装置によってワークを移動可能に支持しながら、該ワークの搬送を行うワーク搬送制御システムであって、一又は複数の前記運動案内装置と、前記ワークが載置されるテーブルであって、前記一又は複数の運動案内装置によって支持される搬送テーブルと、前記搬送テーブルが搬送されるように駆動力を付与するアクチュエータと、前記アクチュエータによる前記ワークの搬送時に、フィードバック制御による搬送制御を行う制御部と、前記一又は複数の運動案内装置のそれぞれの前記移動部材に前記
ワークから掛かる搬送荷重を算出する算出部と、を備え、前記制御部は、前記算出部により算出される、前記一又は複数の運動案内装置のそれぞれにおける前記搬送荷重に基づいて、前記搬送制御でのフィードバック制御に関連する制御ゲインを調整する。
【０００７】
本発明に係るワーク搬送制御システムは、軌道部材と移動部材を有する運動案内装置を備え、更に、夫々の移動部材にワークから働く搬送荷重を算出する算出部を備えるシステムである。この算出部によって算出される夫々の移動部材に働く搬送荷重は、搬送制御に適した制御ゲインと関連している。したがって、夫々の移動部材にワークから働く搬送荷重に基づいて制御ゲインを調整することにより、そのときのワークに適した制御ゲインを設定することができる。
【０００８】
このように、夫々の移動部材において搬送荷重を算出することにより、ワーク自体の質量を測定するセンサを別途用意する必要が無くなるため、装置の小型化が可能となる。さらに、搬送荷重に応じて制御ゲインが調整されるため、搬送時間の短縮が可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
装置の大型化を抑制しつつフィードバック制御における制御ゲインを好適に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るシステムの概略構成を示した図である。
【図２】運動案内装置と駆動用ドライバ部との相関を概略的に示す図である。
【図３】本実施形態の運動案内装置の外観斜視図である。
【図４】本実施形態の運動案内装置の内部構造の概要を示した図である。
【図５】（ａ）はレールの長手方向から見た運動案内装置の正面図であり、（ｂ）はＢ部拡大図である。
【図６】フィードバック制御のブロック図である。
【図７】制御ゲインの設定フローを示したフローチャートである。
【図８】キャリッジに外力が働くときの、センサの出力の変化を示す図である。
【図９】キャリッジ内の玉が接触している部分を示した図である。
【図１０】変位５成分が生じる前の内部荷重の状態を示す図である。
【図１１】変位５成分が生じた後の内部荷重の状態を示す図である。
【図１２】本実施形態に係るシステムの概略構成を示した図である。
【図１３】制御ゲインの設定フローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本実施例に係るシステムの概略構成を示した図である。本実施例に係るシステムは、装置部２０と、駆動用ドライバ部３０と、を含んでいる。装置部２０には、ワークを支持するための運動案内装置１、ワークが載置されるテーブルであって、運動案内装置１によって支持される搬送テーブル８、搬送テーブル８が搬送されるように駆動力を付与するアクチュエータ（サーボモータ）５、移動部材の位置を検出するリニアエンコーダ４、運動案内装置１の変位を検出する変位センサ２，３を備えている。なお、変位センサ２，３は複数備えられており、符号２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄが変位センサを表している。本願明細書では、変位センサを個別に表現する場合には、参照番号の２，３に続いて各個体を識別するためにアルファベットを記載し、変位センサを総称で表現する場合には参照番
号の２，３のみを記載する。
【００１３】
装置部２０は、変位センサ２，３の検出値に基づく変位情報、及び、リニアエンコーダ４の検出値に基づく位置情報等を駆動用ドライバ部３０に送信可能となるように、駆動用ドライバ部３０に電気的に接続されている。駆動用ドライバ部３０は、各センサからの信号を処理すると共に、アクチュエータ５をフィードバック制御する。さらに、駆動用ドライバ部３０は、アクチュエータ５をフィードバック制御する際の制御ゲインを設定する。駆動用ドライバ部３０は、アクチュエータ５と電気的に接続されており、駆動用ドライバ部３０がアクチュエータに対して駆動電流を与え、当該アクチュエータ５をフィードバック制御する。
【００１４】
ここで、運動案内装置１の構造、及び運動案内装置１に搭載されている変位センサ２，３の検出値に基づく情報等の流れについて、図２〜図５に基づいて説明する。まず、運動案内装置１の構成を説明する。運動案内装置１は、レール１１（本願でいう「軌道部材」の一例である）と、レール１１の長手方向沿いに相対移動可能に組み付けられる２つのキャリッジ１２ａ、１２ｂ（本願でいう「移動部材」の一例である）と、を備える。なお、本願明細書では、キャリッジを個別に表現する場合には、参照番号の１２に続いて各個体を識別するためにアルファベットを記載し、キャリッジを総称で表現する場合には参照番号の１２のみを記載する。
【００１５】
本実施例では、レール１１がベース７に取り付けられ、キャリッジ１２に搬送テーブル８が取り付けられる。搬送テーブル８を含む可動部の運動方向は、運動案内装置１によって案内される。なお、運動案内装置１を上下反転し、キャリッジ１２をベース７に取り付け、レール１１を搬送テーブル８に取り付けることもできる。また、運動案内装置１は、レール１１の長手方向が水平でなく、水平面に対して傾斜し或いは直交する状態で用いられてもよい。なお、キャリッジ１２はレール１１に沿って複数設けることもできるし、１つだけ設けることもできる。また、運動案内装置１についても、２つ以上設けることもできる。
【００１６】
図３は、運動案内装置１の外観斜視図を示す。説明の便宜上、レール１１を水平面に配置し、レール１１の長手方向から見たときの方向、すなわち図３に示すｘ軸を前後方向、ｙ軸を上下方向、ｚ軸を左右方向として運動案内装置１の構成を説明する。もちろん、運動案内装置１の配置は、このような配置に限られることはない。
【００１７】
レール１１の左右の両側それぞれには、上下二条の転動面１１ａが設けられる。転動面１１ａの断面は円弧状である。レール１１の上面には、レール１１をベース７に締結するための締結部材が通される通し孔１１ｂが長手方向沿いに適当なピッチで設けられる。
【００１８】
キャリッジ１２は、レール１１の上面に対向する水平部１２−１と、レール１１の側面に対向する一対の袖部１２−２と、を有し、断面コの字状である。キャリッジ１２は、移動方向の中央のキャリッジ本体１３と、キャリッジ本体１３の移動方向の両端に配置される一対の蓋部材１４ａ、１４ｂと、一対の蓋部材１４ａ、１４ｂの移動方向の両端に配置される一対のセンサ取付け部材１５ａ、１５ｂ（図２参照）と、を備える。蓋部材１４ａ、１４ｂは、レール１１の上面に対向する水平部１４−１と、レール１１の側面に対向する一対の袖部１４−２と、を有し、断面コの字状である。センサ取付け部材１５ａ、１５ｂも、レール１１の上面に対向する水平部１５−１と、レール１１の側面に対向する一対の袖部１５−２と、を有し、断面コの字状である（図５（ａ）参照）。蓋部材１４ａ、１４ｂは、ボルト等の締結部材によってキャリッジ本体１３に締結される。センサ取付け部材１５ａ、１５ｂは、ボルト等の締結部材によってキャリッジ本体１３及び蓋部材１４ａ、１４ｂに締結される。なお、図３、図４では、センサ取付け部材１５ａ、１５ｂが省略
されている。
【００１９】
図４は、運動案内装置１の内部構造の概要を示した図である。図４に示すように、キャリッジ本体１３には、レール１１の四条の転動面１１ａに対向する四条の転動面１３ａが設けられる。キャリッジ本体１３には、各転動面１３ａと平行に戻し路１３ｂが設けられる。蓋部材１４ａ、１４ｂには、各転動面１３ａと各戻し路１３ｂとを繋げるＵ字状の方向転換路１４ｃが設けられる。方向転換路１４ｃの内周側は、キャリッジ本体１３と一体の断面半円状の内周部１３ｃによって構成される。レール１１の転動面１１ａとキャリッジ本体１３の転動面１３ａとの間の負荷転走路、一対の方向転換路１４ｃ、戻し路１３ｂによってトラック状の循環路が構成される。循環路には、複数の玉１６（本願でいう「転動体」の一例である）が収容される。レール１１に対してキャリッジ１２が相対的に移動すると、これらの間に介在する玉１６が負荷転走路を転がる。負荷転走路の一端まで転がった玉１６は、一方の方向転換路１４ｃに導入され、戻し路１３ｂ、他方の方向転換路１４ｃを経由して、負荷転走路の他端に戻る。
【００２０】
＜センサの構成＞
ここで変位センサ２、３は、例えば静電容量式の変位計であり、レール１１に対するキャリッジ１２の変位を非接触で検出する（図５（ｂ）の拡大図参照）。図２に示すように、キャリッジ１２の移動方向の両端部には、一対のセンサ取付け部材１５ａ、１５ｂが取り付けられる。一方のセンサ取付け部材１５ａには、４つの変位センサ２ａ〜２ｄが取り付けられる。４つの変位センサ２ａ〜２ｄは、レール１１の長手方向において同一の位置に配置される。他方のセンサ取付け部材１５ｂにも、４つの変位センサ３ａ〜３ｄが取り付けられる。４つの変位センサ３ａ〜３ｄは、レール１１の長手方向において同一の位置に配置される。レール１１の長手方向における変位センサ２ａ〜２ｄと変位センサ３ａ〜３ｄとの間の距離はＬ１である（図２を参照）。なお、各変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄをキャリッジ１２の移動方向沿いに互いにずらして配置することも可能である。
【００２１】
図５（ａ）は、レール１１の長手方向から見たセンサ取付け部材１５ａを示す。上記のように、センサ取付け部材１５ａは、レール１１の上面１１ｃに対向する水平部１５−１と、レール１１の左右側面に対向する一対の袖部１５−２と、を有する。水平部１５−１には、ラジアル方向の変位を検出する２つの変位センサ２ａ、２ｂが配置される。変位センサ２ａ、２ｂは、レール１１の上面１１ｃに隙間をあけて向かい合っており、レール１１の上面１１ｃまでの隙間を検出する。２つの変位センサ２ａ、２ｂ間の左右方向における距離はＬ２である。
【００２２】
一対の袖部１５−２には、水平方向の変位を検出する２つの変位センサ２ｃ、２ｄが配置される。変位センサ２ｃ、２ｄは、レール１１の側面１１ｄに隙間をあけて向かい合っており、側面１１ｄまでの隙間を検出する。
【００２３】
レール１１を水平面に配置したと仮定した状態において、変位センサ２ａ、２ｂ及び変位センサ２ｃ、２ｄは、キャリッジ１２の上面（取付け面）よりも下方に配置される。キャリッジ１２の上面（取付け面）の上に搬送テーブル８を取り付けるためである。変位センサ２ａ〜２ｄのケーブル２ａ１〜２ｄ１は、センサ取付け部材１５ａの袖部１５−２から左右方向に引き出される。なお、ケーブル２ａ１〜２ｄ１をセンサ取付け部材１５ａの前面から前方に（紙面に垂直方向に）引き出すこともできる。また、センサ取付け部材１５ａの上面の高さをキャリッジ１２の上面（取付け面）よりも低くし、センサ取付け部材１５ａの上面と搬送テーブル８との隙間をケーブル２ａ１、２ｂ１を引き出す隙間として利用することもできる。
【００２４】
図２に示すセンサ取付け部材１５ｂも、センサ取付け部材１５ａと同様に、水平部１５
−１と一対の袖部１５−２とを有し、変位センサ３ａ〜３ｄが変位センサ２ａ〜２ｄにそれぞれ対応する位置に配置される。
【００２５】
＜リニアエンコーダの構成＞
リニアエンコーダ４は、何れかのキャリッジ１２のｘ軸方向の位置を検出する。例えば、リニアエンコーダ４は、ベース７又はレール１１に取り付けられるスケールと、搬送テーブル８又はキャリッジ１２に取り付けられ、スケールを読み取るヘッドと、を備える。なお、レール１１上のキャリッジ１２の位置を検出する位置検出手段は、リニアエンコーダに限定されるものではない。例えば、搬送テーブル８がボールねじ駆動の場合、位置検出手段として、ボールねじを駆動するモータの角度を検出するロータリーエンコーダを用いることもできる。
【００２６】
＜駆動用ドライバ部３０の機能構成＞
駆動用ドライバ部３０は、変位センサ２、３等の検出値を処理するための演算装置や一時的に記憶するメモリ等を有し、当該演算装置により所定の制御プログラムが実行されることで様々な機能が発揮される。
【００２７】
変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄの検出値であるキャリッジ１２の変位情報、及び、キャリッジ１２の位置情報が所定のサンプリング周期毎に、駆動用ドライバ部３０に対して出力される。なお、変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄによって、レール１１に対するキャリッジ１２の変位量を検出している。レール１１に対するキャリッジ１２の変位量は、キャリッジ１２に荷重が加わっていない無負荷状態における変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄの検出値からの差分である。駆動用ドライバ部３０では、変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄによって検出された変位情報の値から、予め記憶された無負荷状態における変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄの検出値を差し引いた値を、レール１１に対するキャリッジ１２の変位量としている。
【００２８】
＜フィードバック制御＞
駆動用ドライバ部３０は、フィードバック制御における制御ゲインを設定する。ここで、本実施例に係るアクチュエータ５のフィードバック制御について説明する。
【００２９】
図６は、アクチュエータ５のフィードバック制御のブロック図である。制御ブロックは、位置制御演算部１０１、速度制御演算部１０２、電流制御演算部１０３の３つに大別され、夫々のフィードバックループを持つ３重のループ構成をとる。なお、アクチュエータ５に関するフィードバック制御については、必ずしも位置制御、速度制御、電流制御に関し実行される必要はなく、少なくとも何れか１つの制御（例えば、位置制御）においてフィードバック制御が実行されればよい。まず、位置制御演算部１０１へは目標位置１０４とリニアエンコーダ４により検出される実際の位置との差である位置偏差が入力される。位置制御演算部１０１では、位置偏差に位置ループゲイン（Ｋｐ）を乗算した値が出力される。また、位置制御演算部１０１の出力と、リニアエンコーダ４により検出される位置情報を速度検出部１０５で微分して得られた速度との差である速度偏差が速度制御演算部１０２の入力となる。速度制御演算部１０２では、速度偏差に速度ループゲイン（Ｋｖ）を乗算した値が出力される。この速度制御演算部１０２の出力はトルク指令となる。このトルク指令と、アクチュエータ５への電流を検出する電流検出器の出力する電流信号との差が電流制御演算部１０３の入力となり、例えばパワーアンプを介してアクチュエータ５を駆動するレベルまで増幅される。
【００３０】
＜駆動用ドライバ部３０の詳細＞
ここで、駆動用ドライバ部３０による制御ゲインの設定方法について説明する。図７は、本実施例に係る制御ゲインの設定フローを示したフローチャートである。図７に示す処
理は、駆動用ドライバ部３０によって所定の時間間隔で繰り返し実行される処理である。レール１１に対するキャリッジ１２の変位量を算出するにあたり、駆動用ドライバ部３０は、まず、リニアエンコーダ４が検出するキャリッジ１２の位置情報を基に、キャリッジ１２が停止中であるか否かの判定を行う（Ｓ１０１）。次に、駆動用ドライバ部３０は、各変位センサ２、３からキャリッジ１２の変位量を取得する（Ｓ１０２）。そして、駆動用ドライバ部３０は、Ｓ１０２で取得したキャリッジ１２の変位量のデータを基に、キャリッジ１２に作用する荷重の計算を行う（Ｓ１０３）。算出された荷重に基づいて、アクチュエータ５をフィードバック制御する際の制御ゲインを設定する（Ｓ１０４）。以下に、上述した算出処理の各ステップの処理の詳細について説明する。
【００３１】
＜Ｓ１０１＞
Ｓ１０１において、駆動用ドライバ部３０は、キャリッジ１２が停止中であるか否かの判定を行う。キャリッジ１２が停止中であるか否かは、リニアエンコーダ４が検出するキャリッジ１２の位置情報を基に判定することができる。駆動用ドライバ部３０は、例えば、リニアエンコーダ４が検出するキャリッジ１２の位置情報が時系列で変化していればキャリッジ１２が移動中と判定し、位置情報が時系列で変化していなければキャリッジ１２が停止中と判定する。本実施例では、キャリッジ１２が移動を開始する前にフィードバック制御における制御ゲインを予め設定しておくために、Ｓ１０１においてキャリッジ１２が停止中であるか否か判定している。
【００３２】
＜Ｓ１０２＞
Ｓ１０２では、駆動用ドライバ部３０は、各変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄからキャリッジ１２の変位量を取得する。各変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄの計測値はセンサから転動面までの距離であるため、駆動用ドライバ部３０は、キャリッジ１２に荷重が加わっていない無負荷時のセンサから転動面までの距離を基準とし、この距離からの差分をキャリッジ１２の変位量として取得する。キャリッジ１２が複数備わる場合には、夫々のキャリッジ１２について、各変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄから変位量を取得する。
【００３３】
＜Ｓ１０３＞
次に、Ｓ１０３では、駆動用ドライバ部３０は、キャリッジ１２の変位に基づいて、キャリッジ１２に働く荷重を算出する。駆動用ドライバ部３０は、荷重を算出するにあたって、まず、各変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄから取得したキャリッジ１２の変位量に基づいて、キャリッジ１２の変位５成分を算出する。次に、駆動用ドライバ部３０は、変位５成分に基づいて、複数の玉１６それぞれに働く荷重及び接触角を算出する。次に、駆動用ドライバ部３０は、各玉１６の荷重及び接触角に基づいて、キャリッジ１２に働く荷重（外力５成分）を算出する。上記の３工程を詳細に以下に説明する。
【００３４】
＜工程１：キャリッジの変位５成分の算出＞
図３に示すように、運動案内装置１にｘ−ｙ−ｚ座標軸を設定すると、ｘ−ｙ−ｚ座標軸の座標原点に働く荷重は、ラジアル荷重のＦｙと、水平荷重のＦｚである。キャリッジ１２をレール１１に押し付ける方向で、図３のｙ軸の正方向ヘ働く荷重がラジアル荷重である。キャリッジ１２をレール１１に対し横へずらす方向で、図３のｚ軸正負方向へ働く荷重が水平荷重である。
【００３５】
また、ｘ−ｙ−ｚ座標軸まわりのモーメントは、ピッチングモーメントの合計であるＭａと、ヨーイングモーメントの合計であるＭｂと、ローリングモーメントの合計であるＭｃである。キャリッジ１２には、外力として、ラジアル荷重Ｆｙ、ピッチングモーメントＭａ、ローリングモーメントＭｃ、水平荷重Ｆｚ、ヨーイングモーメントＭｂが働く。キャリッジ１２にこれらの外力５成分が作用すると、キャリッジ１２にはそれぞれに対応す
る変位５成分、すなわちラジアル変位α１（ｍｍ）、ピッチング角α２（ｒａｄ）、ローリング角α３（ｒａｄ）、水平変位α４（ｍｍ）、ヨーイング角α５（ｒａｄ）が生ずる。
【００３６】
図８は、キャリッジ１２に外力が働くときの、変位センサ２ａ〜２ｄの出力の変化を示す。図８において斜線のハッチング付きの矢印は、出力が変化するセンサであり、図８において白抜きの矢印は、出力が変化しないセンサである。キャリッジ１２にラジアル荷重Ｆｙが働くとき、キャリッジ１２とレール１１との間の上下方向の隙間がラジアル荷重Ｆｙの大きさに応じて変化する。変位センサ２ａ、２ｂは、この上下方向の隙間の変化（変位）を検出する。なお、センサ取付け部材１５ｂ（図２参照）に取り付けられる変位センサ３ａ、３ｂも、この上下方向の変位を検出する。
【００３７】
キャリッジ１２にラジアル荷重Ｆｙが働くとき、キャリッジ１２のラジアル変位α１は、変位センサ２ａ、２ｂが検出した変位をＡ１、Ａ２、変位センサ３ａ、３ｂが検出した変位をＡ３、Ａ４とすると、例えば以下の式で与えられる。
（数１）
α１＝（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋Ａ４）／４
【００３８】
キャリッジ１２に水平荷重Ｆｚが働くとき、キャリッジ１２がレール１１に対し横へずれ、キャリッジ１２の一方の袖部１２−２とレール１１との間の水平方向の隙間が小さくなり、キャリッジ１２の他方の袖部１２−２とレール１１との間の水平方向の隙間が大きくなる。変位センサ２ｃ、２ｄは、この水平方向の隙間の変化（変位）を検出する。なお、センサ取付け部材１５ｂ（図２参照）に取り付けられる変位センサ３ｃ、３ｄも、この水平方向の変位を検出する。キャリッジ１２の水平変位α４は、変位センサ２ｃ、２ｄが検出した変位をＢ１、Ｂ２、変位センサ３ｃ、３ｄが検出した変位をＢ３、Ｂ４とすると、例えば以下の式で与えられる。
（数２）
α４＝（Ｂ１−Ｂ２＋Ｂ３−Ｂ４）／４
【００３９】
キャリッジ１２にピッチングモーメントＭａが働くとき、変位センサ２ａ、２ｂとレール１１の間の隙間が大きくなり、変位センサ３ａ、３ｂとレール１１との間の隙間が小さくなる。ピッチング角α２が十分に小さいとすると、ピッチング角α２（ｒａｄ）は、例えば以下の式で与えられる。
（数３）
α２＝（（Ａ３＋Ａ４）／２−（Ａ１＋Ａ２）／２）／Ｌ１
【００４０】
キャリッジ１２にローリングモーメントＭｃが働くとき、変位センサ２ａ、３ａとレール１１との間の隙間が小さくなり、変位センサ２ｂ、３ｂとレール１１との間の隙間が大きくなる。ローリング角α３が十分に小さいとすると、ローリング角α３（ｒａｄ）は、例えば以下の式で与えられる。
（数４）
α３＝（（Ａ１＋Ａ３）／２−（Ａ２＋Ａ４）／２）／Ｌ２
【００４１】
キャリッジ１２にヨーイングモーメントＭｂが働くとき、変位センサ２ｃ、３ｄとレール１１の間の隙間が小さくなり、変位センサ２ｄ、３ｃとレール１１との間の隙間が大きくなる。ヨーイング角α５が十分に小さいとすると、ヨーイング角α５（ｒａｄ）は、例えば以下の式で与えられる。
（数５）
α５＝（（Ａ１＋Ａ４）／２−（Ａ２＋Ａ３）／２）／Ｌ２
【００４２】
以上により、変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄが検出する変位に基づいて、キャリッジ１２の変位５成分を算出できる。
【００４３】
＜工程２：各玉に働く荷重及び接触角の算出＞
キャリッジ１２内の玉１６が接触している部分をｘ軸方向に断面にした状態を図９に示す。図９により、各玉ピッチは、１より少し大きい値をとるκを用いてκＤａとし、各玉のｘ座標が決定され、それをＸｉとする。キャリッジ１２内の玉１６が転動する部分の長さを２Ｕｘとする。２Ｕｘ内に並ぶ玉数を有効玉数といいＩとする。キャリッジ１２の両端部分には、半径Ｒで深さがλεとなるようなクラウニング加工と呼ばれるＲ形状の大きな曲面加工が施されている。
【００４４】
キャリッジ１２に外力５成分、すなわちラジアル荷重Ｆｙ、ピッチングモーメントＭａ、ローリングモーメントＭｃ、水平荷重Ｆｚ、及びヨーイングモーメントＭｂが働いたときに、キャリッジ１２に変位５成分、すなわちラジアル変位α１、ピッチング角α２、ローリング角α３、水平変位α４、ヨーイング角α５が生ずるとして理論式をたてる。
【００４５】
キャリッジ１２の玉番号ｉにおけるキャリッジ１２内断面の、変位５成分が生じる前の内部荷重の状態を図１０に、変位５成分が生じた後の内部荷重の状態を図１１にそれぞれ示す。ここでは、キャリッジ１２の玉列番号をｊ、玉列内の玉番号をｉとする。玉径はＤａ、レール１１側、キャリッジ１２側ともに転動面と玉１６との適合度をｆ、すなわち転動面曲率半径はｆＤａとする。また、レール側転動面曲率中心位置をＡｒ、キャリッジ側転動面曲率中心位置をＡｃとし、それらを結んだ線とｚ軸とのなす角である接触角の初期状態をγとする。さらに、レール１１の上側にある２つの転動面を各々転がる玉１６同士の玉中心間距離を２Ｕｚ１２、レール１１の下側にある２つの転動面を各々転がる玉１６同士の玉中心間距離を２Ｕｚ３４、レール１１の上側の転動面および下側の転動面を各々転がる玉１６同士の玉中心間距離を２Ｕｙとする。
【００４６】
玉１６には予圧が作用している。まず、予圧の原理について説明する。レール１１、キャリッジ１２の対向する転動面間に挟まれた部分の寸法は、レール１１、キャリッジ１２の設計時の寸法及び転動面の幾何形状によって決まる。そこに入るべき玉径が設計時の玉径であるが、そこに設計時の玉径よりも僅かに大きな寸法Ｄａ＋λの玉１６を組み込むと、玉１６と転動面の接触部はＨｅｒｔｚの接触論により、弾性変形をし、接触面を形成し、接触応力を発生させる。そうして発生した荷重が内部荷重であり、予圧荷重である。
【００４７】
図１０では、その荷重をＰ０で表しており、接触部の弾性変形によるレール１１、キャリッジ１２間の相互接近量をδ０で表している。実際は玉位置が図１０の一点鎖線で描いた、レール１１、キャリッジ１２の転動面間の中心位置に存在するが、両転動面の玉１６との適合度ｆは等しいので、玉１６の２箇所の接触部に発生するＨｅｒｔｚの接触論に基づく諸特性値が同じである。このため、玉１６をレール側転動面位置にずらして描くことにより、レール１１、キャリッジ１２の転動面間の相互接近量δ０をわかりやすくしている。
【００４８】
通常、予圧荷重は、キャリッジ１個あたり上側の２列分（又は下側２列分）のラジアル方向荷重として定義しているので、予圧荷重Ｐｐｒｅは次式で表される。
（数６）
2018120358.tif 000003
【００４９】
次に、この状態から運動案内装置１に外力５成分が作用して、変位５成分が生じた状態を説明する。図１１に示すように、座標原点とした運動案内装置１の中心が変位５成分であるラジアル変位α１、ピッチング角α２、ローリング角α３、水平変位α４、ヨーイング角α５によってｉ番目の玉位置でのレール１１とキャリッジ１２の相対変位が起きている。
【００５０】
このとき、レール側転動面曲率中心は動かないが、キャリッジ１２が移動するので、キャリッジ側転動面曲率中心は各玉位置で幾何学的に移動する。その様子はキャリッジ側転動面曲率中心であるＡｃがＡｃ′ヘ移動するものとして表している。このＡｃがＡｃ′ヘ移動した量をｙ方向とｚ方向に分けて考え、ｙ方向に移動した量をδｙとし、ｚ方向へ移動した量をδｚとすると、以降添え字はｉ番目の玉、ｊ番目の玉列を表すものとして、
（数７）
δｙｉｊ＝α１＋α２ｘｉ＋α３ｚｃｉｊ
δｚｉｊ＝α４＋α５ｘｉ−α３ｙｃｉｊ
と表すことができる。ここで、ｚｃ、ｙｃは、点Ａｃの座標である。
【００５１】
次に、レール１１側とキャリッジ１２側の転動面曲率中心を結んだ線が、玉荷重の法線方向である接触角となるので、初期接触角であったγｊはβｉｊへと変化し、さらに、この両転動面曲率中心間距離は、当初のＡｒ、Ａｃ間の距離からＡｒ、Ａｃ´間の距離へと変化する。この両転動面曲率中心間距離の変化が、玉１６の両接触部での弾性変形となり、図１０で説明したときと同様に、玉１６をレール側転動面位置にずらして描くことにより、玉１６の弾性変形量δｉｊが求まる。
【００５２】
このＡｒ、Ａｃ´間の距離もｙ方向とｚ方向とに分けて考え、ｙ方向の距離をＶｙとし、ｚ方向の距離をＶｚとすると、前述のδｙｉｊ、δｚｉｊを用いて、
（数８）
Ｖｙｉｊ＝（２ｆ−１）Ｄａｓｉｎγｊ＋δｙｉｊ
Ｖｚｉｊ＝（２ｆ−１）Ｄａｃｏｓγｊ＋δｚｉｊ
と表せる。これによりＡｒ、Ａｃ´間の距離は、
（数９）
2018120358.tif 000004
となり、接触角βｉｊは、
（数１０）
2018120358.tif 000005
となる。以上より玉１６の弾性変形量δｉｊは、
（数１１）
2018120358.tif 000006
となる。
【００５３】
ここで、図９で示したキャリッジ１２内の玉１６が接触している部分をｘ軸方向に断面にした状態において、クラウニング、加工部分に入っている玉１６の弾性変形量δｉｊは、キャリッジ１２側の転動面曲率中心のＡｃ´がレール側転動面曲率中心Ａｃから離れる形となっており、その分だけ少なくなる。それはちょうど玉径をそれに見合う形で小さくしたものと同等とみなせるため、その量をλｘｉとして上式中で差し引いている。
【００５４】
Ｈｅｒｔｚの接触論により導かれた転動体が玉の場合の弾性接近量を示す式を用いると、弾性変形量δｉｊから転動体荷重Ｐｉｊが下記の式によって求められる。
（数１２）
2018120358.tif 000007
ここで、Ｃｂは非線形のばね定数（Ｎ／ｍｍ３／２）であり、下記の式で与えられる。（数１３）
2018120358.tif 000008
ここで、Ｅは縦弾性係数、１／ｍはポアソン比、２Ｋ／πμはＨｅｒｔｚ係数、Σρは主曲率和である。
【００５５】
以上により、キャリッジ１２の変位５成分α１〜α５を用いて、キャリッジ１２内のすべての玉１６について、接触角βｉｊ、弾性変形量δｉｊ、転動体荷重Ｐｉｊを式で表すことができたことになる。
【００５６】
なお、上記においては、わかり易くするために、キャリッジ１２を剛体として考えた剛体モデル負荷分布理論を使用している。この剛体モデル負荷分布理論を拡張し、キャリッジ１２の袖部１２−２の変形を加味すべく梁理論を適用したキャリッジ梁モデル負荷分布理論を使用することもできる。さらに、キャリッジ１２やレール１１をＦＥＭモデルとしたキャリッジ・レールＦＥＭモデル負荷分布理論を使用することもできる。
【００５７】
＜工程３：荷重（外力５成分）の算出＞
あとは、上記の式を使って外力としての５成分、すなわちラジアル荷重Ｆｙ、ピッチングモーメントＭａ、ローリングモーメントＭｃ、水平荷重Ｆｚ、ヨーイングモーメントＭｂに関するつり合い条件式をたてればよい。
（数１４）
ラジアル荷重Ｆｙに関して、
2018120358.tif 000009
（数１５）
ピッチングモーメントＭａに関して、
2018120358.tif 000010
（数１６）
ローリングモーメントＭｃに関して、
2018120358.tif 000011
ここで、ωｉｊは、モーメントの腕の長さを表し、次式で与えられる。ｚｒ、ｙｒは、点Ａｒの座標である。
2018120358.tif 000012
（数１７）
水平荷重Ｆｚに関して、
2018120358.tif 000013
（数１８）
ヨーイングモーメントＭｂに関して、
2018120358.tif 000014
以上の式からキャリッジ１２に働く荷重（外力５成分）を算出することができる。なお、本実施例においてはＳ１０３を処理する駆動用ドライバ部３０が、本発明における算出部に相当する。
【００５８】
＜Ｓ１０４＞
次に、Ｓ１０４では、駆動用ドライバ部３０が、キャリッジ１２に働く荷重を基に、制御ゲインを設定する。ここでは、位置ループゲインＫｐ、速度ループゲインＫｖの夫々が設定される。駆動用ドライバ部３０は、各キャリッジ１２に働く荷重から得られるワークの全荷重に対応する制御ゲインをマップとして記憶している。なお、このマップを記憶しておく代わりに、ワークの全荷重から制御ゲインを求める計算式を記憶していてもよい。駆動用ドライバ部３０は、Ｓ１０３において算出される各キャリッジ１２に働く荷重に基づいてワークの全荷重を算出し、該ワークの全荷重に基づいて、制御ゲインを設定する。例えば、ワークの全荷重が大きいほど、制御ゲインが小さくなるように、当該制御ゲインを設定する。駆動用ドライバ部３０は、各キャリッジ１２に働く荷重に基づいて、予め作
成した式に従ってワークの全荷重を算出する。なお、制御ゲインの適切な値はワークの全荷重と関連しているため、本実施例において設定する制御ゲインとワークの全荷重との関係を予め実験またはシミュレーション等により求めておく。
【００５９】
Ｓ１０４により設定する制御ゲインは、キャリッジ１２の停止中に設定される。そして、キャリッジ１２が初めて駆動される直前に設定される制御ゲインが、アクチュエータ５を制御する際の制御ゲインとなる。なお、図７に示した処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行されているが、これに代えて、ワークの全荷重が変化したと判定されたときに実行してもよい。すなわち、ワークの全荷重の変化後で、且つ、アクチュエータ５によりワークを初めて駆動させる前に、変化後のワークの全荷重に対応した制御ゲインを設定してもよい。本実施例においてはＳ１０４を処理する駆動用ドライバ部３０が、本発明における出力部に相当する。
【００６０】
以上説明したように、キャリッジ１２の変位量を検出することにより、ワークの全荷重を求めることができる。そして、ワークの全荷重に応じてアクチュエータ５の制御ゲインを設定することにより、このときのワークに対して適切な制御ゲインを設定することができる。したがって、ワークの搬送時間を短縮することができる。また、キャリッジ１２の変位量に基づいて荷重を検出することができるため、例えばロードセル等の大型の装置を別途設けてワークの質量を測定する必要が無い。そのため、システムの小型化が可能となる。さらに、ワークの種類によらずにワークの全荷重を算出することができるため、複数種類のワークを扱うラインであっても、夫々のワークに対して適切な制御ゲインを設定することができる。また、キャリッジ１２が停止した状態で制御ゲインを設定することができるため、例えば自動調整によって制御ゲインを調整するときのようにアクチュエータ５を実際に作動させる必要がない。これによっても、搬送時間を短縮することができる。また、キャリッジ１２の変位を非接触で測定することができるため、例えばロードセルよりも定格荷重を非常に大きくすることができる。したがって、様々な質量のワークに対応することができる。
【００６１】
なお、上記説明では、ベース７の上に運動案内装置１が設置されている状態であるが、これに代えて、ベース７の横、または、ベース７の下に運動案内装置１が設置されている状態であってもよい。すなわち、運動案内装置１が壁に掛けられている状態（レール１１が鉛直方向に延びている状態）であっても、または、天井に吊り下げられている状態（天井にレール１１が取り付けられ、レール１１の下部でキャリッジ１２が移動する状態）であっても、キャリッジ１２の変位に基づいてキャリッジ１２に働く荷重を算出することができるため、ワークの全荷重を算出することができる。したがって、運動案内装置１の向きに関わらず、適切な制御ゲインを設定することができる。
【００６２】
また、本実施例では、キャリッジ１２の停止中の該キャリッジ１２の変位量に基づいて制御ゲインを設定しているが、これに代えて、キャリッジ１２の移動中の該キャリッジ１２の変位量に基づいて制御ゲインを設定することもできる。すなわち、キャリッジ１２が移動中であっても、キャリッジ１２に働く荷重を算出することができ、このキャリッジ１２に働く荷重とワークの全荷重とには相関関係があるため、キャリッジ１２の変位量に基づいてワークの全荷重を算出することができる。そして、キャリッジ１２が移動中であっても、ワークの全荷重に基づいて制御ゲインを設定することができる。
【００６３】
また、本実施例では、駆動用ドライバ部３０が、キャリッジ１２に働く荷重を算出しているが、これに代えて、運動案内装置１が、キャリッジ１２に働く荷重を算出するようにしてもよい。そして、運動案内装置１で算出された荷重を駆動用ドライバ部３０に出力し、駆動用ドライバ部３０において制御ゲインを算出してもよい。また、運動案内装置１がキャリッジ１２に働く荷重及び制御ゲインを算出してもよい。そして、運動案内装置１で
算出された荷重及び制御ゲインを駆動用ドライバ部３０に出力し、この制御ゲインを用いて駆動用ドライバ部３０がアクチュエータ５をフィードバック制御してもよい。この場合の運動案内装置１は、本発明における算出部及び出力部を備えているといえる。
【実施例２】
【００６４】
図１２は、本実施例に係るシステムの概略構成を示した図である。実施例１では、装置部２０が運動案内装置１及びアクチュエータ５を夫々１つ備えており、駆動用ドライバ部３０は、１つのアクチュエータ５をフィードバック制御している。一方、本実施例では、装置部２０が運動案内装置及びアクチュエータを夫々２つ備えており、駆動用ドライバ部３０は、この２つのアクチュエータ５をフィードバック制御する。そして、各アクチュエータ５をフードバック制御する際の制御ゲインを、ワークの荷重分布または重心位置に対応する値に夫々設定する。なお、ワークの重心位置は、ワークの荷重分布に基づいて得ることができる。ワークの荷重分布から重心位置を求める式は予め作成しておく。
【００６５】
本実施例では、運動案内装置として、第一運動案内装置１ａ及び第二運動案内装置１ｂを備えており、アクチュエータとして、第一アクチュエータ５ａ及び第二アクチュエータ５ｂを備えている。第一運動案内装置１ａは、第一レール１１１（本願でいう「軌道部材」の一例である）と、第一レール１１１の長手方向沿いに相対移動可能に組み付けられる２つのキャリッジ１２ａ、１２ｂ（本願でいう「移動部材」の一例である）と、を備える。第二運動案内装置１ｂは、第二レール１１２（本願でいう「軌道部材」の一例である）と、第二レール１１２の長手方向沿いに相対移動可能に組み付けられる２つのキャリッジ１２ｃ、１２ｄ（本願でいう「移動部材」の一例である）と、を備える。第一アクチュエータ５ａは、第一レール１１１上の２つのキャリッジ１２ａ、１２ｂを駆動し、第二アクチュエータ５ｂは、第二レール１１２上の２つのキャリッジ１２ｃ、１２ｄを駆動する。４つのキャリッジ１２ａ〜１２ｄの上部には、共通の搬送テーブル８が取り付けられている。したがって、搬送テーブル８は４つのキャリッジ１２ａ〜１２ｄによって支持されている。各キャリッジ１２ａ〜１２ｄの構造は、実施例１に係るキャリッジ１２と同じであるため説明を省略する。本実施例では、第一アクチュエータ５ａ及び第二アクチュエータ５ｂにより同時にワークを搬送している。
【００６６】
本実施例においても、駆動用ドライバ部３０は、各キャリッジ１２ａ〜１２ｄの変位量に基づいて、各キャリッジ１２ａ〜１２ｄに働く荷重を算出する。なお、各キャリッジ１２ａ〜１２ｄに働く荷重の算出方法は実施例１と同じため説明を省略する。そして、本実施例では、各キャリッジ１２ａ〜１２ｄに働く荷重に基づいて、ワークの荷重分布または重心位置を算出し、このワークの荷重分布または重心位置に基づいて、第一アクチュエータ５ａ及び第二アクチュエータ５ｂをフィードバック制御するときの制御ゲインを夫々設定する。
【００６７】
ここで、図１３は、本実施例に係る制御ゲインの設定フローを示したフローチャートである。図１３に示す処理は、駆動用ドライバ部３０によって所定の時間間隔で繰り返し実行される処理である。なお、図１３に示す処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行することに代えて、ワークの荷重分布が変化したと判定された後であって、アクチュエータ５によりキャリッジ１２を初めて駆動させる前に実行してもよい。
【００６８】
＜Ｓ２０１＞
Ｓ２０１において、駆動用ドライバ部３０は、キャリッジ１２が停止中であるか否かの判定を行う。Ｓ２０１ではＳ１０１と同様の処理により、キャリッジ１２が停止中であるか否かの判定を行う。
【００６９】
＜Ｓ２０２＞
Ｓ２０２では、駆動用ドライバ部３０は、各変位センサ２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄから各キャリッジ１２ａ〜１２ｄの変位量を取得する。Ｓ２０２ではＳ１０２と同様の処理により、各キャリッジ１２ａ〜１２ｄの変位量を取得する。
【００７０】
＜Ｓ２０３＞
Ｓ２０３では、駆動用ドライバ部３０は、各キャリッジ１２ａ〜１２ｄの変位量に基づいて、各キャリッジ１２ａ〜１２ｄに働く荷重を算出する。Ｓ２０３ではＳ１０３と同様の処理により、各キャリッジ１２ａ〜１２ｄに働く荷重を算出する。本実施例においてはＳ２０３を処理する駆動用ドライバ部３０が、本発明における算出部に相当する。
【００７１】
＜Ｓ２０４＞
Ｓ２０４では、駆動用ドライバ部３０は、各キャリッジ１２ａ〜１２ｄに働く荷重に基づいて、ワークの荷重分布または重心位置を算出する。駆動用ドライバ部３０は、各キャリッジ１２ａ〜１２ｄに働く荷重に基づいて、予め作成した式に従ってワークの荷重分布または重心位置を算出する。
【００７２】
＜Ｓ２０５＞
Ｓ２０５では、駆動用ドライバ部３０は、Ｓ２０４において算出されるワークの荷重分布または重心位置を基に、制御ゲインを設定する。ここでは、第一アクチュエータ５ａ及び第二アクチュエータ５ｂの夫々について、位置ループゲインＫｐ及び速度ループゲインＫｖを設定する。駆動用ドライバ部３０は、ワークの荷重分布または重心位置に対応する各アクチュエータ５ａ、５ｂの制御ゲイン（第一制御ゲイン及び第二制御ゲイン）をマップとして記憶しており、Ｓ２０３において算出されるワークの荷重分布または重心位置に基づいて、制御ゲインが夫々設定される。なお、制御ゲインの適切な値はワークの荷重分布または重心位置と関連しているため、本実施例において設定する制御ゲインとワークの荷重分布または重心位置との関係を予め実験またはシミュレーション等により求めておく。本実施例においてはＳ２０４を処理する駆動用ドライバ部３０が、本発明における出力部に相当する。
【００７３】
このように、キャリッジ１２が停止中の各キャリッジ１２ａ〜１２ｄの変位量に基づいてワークの荷重分布または重心位置を算出することが可能となる。そして、その荷重分布または重心位置に対応する適切な制御ゲインを夫々のアクチュエータ５ａ、５ｂに対して設定することができる。
【００７４】
以上説明したように、キャリッジ１２が停止中の各キャリッジ１２ａ〜１２ｄの変位量に基づいて、ワークの荷重分布または重心位置を求めることができる。そして、ワークの荷重分布または重心位置に応じて夫々のアクチュエータ５a、５ｂの制御ゲインを設定す
ることにより、適切な制御ゲインを設定することができる。したがって、ワークの搬送時間を短縮することができる。また、キャリッジ１２の変位量に基づいて荷重を検出しているため、システムの小型化が可能となる。さらに、ワークの種類によらずにワークの荷重分布または重心位置を算出することができるため、複数種類のワークを扱うラインであっても、夫々のワークに対して適切な制御ゲインを設定することができる。また、キャリッジ１２が停止した状態で制御ゲインを設定することができるため、搬送時間を短縮することができる。また、運動案内装置１の向きに関わらず、適切な制御ゲインを設定することができる。さらに、キャリッジ１２が移動中であっても、ワークの荷重分布または重心位置に基づいて制御ゲインを設定することができる。また、各キャリッジ１２の変位量に基づいてワークの重心位置を算出することができるため、例えばガントリーの駆動系において重要となる発生力配分の算出にも活用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１…運動案内装置、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ…センサ、４…リニアエンコーダ、５…アクチュエータ、８…搬送テーブル、１１…レール、１２…キャリッジ、１５ａ、１５ｂ…センサ取付け部材、２０…装置部、３０…駆動用ドライバ部
【図１】
2018120358.tif 000015
【図２】
2018120358.tif 000016
【図３】
2018120358.tif 000017
【図４】
2018120358.tif 000018
【図５】
2018120358.tif 000019
【図６】
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【図７】
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【図８】
2018120358.tif 000022
【図９】
2018120358.tif 000023
【図１０】
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【図１１】
2018120358.tif 000025
【図１２】
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【図１３】
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