(57)【要約】  殊にモジュール様式の搬送装置用のリニアモータおよび、リニアモータの移動調整部ないしは運動調整部であって、搬送装置は直線区間部分およびカーブ状区間部分を有しており、直線区間部分およびカーブ状区間部分は区間コースを形成する。本発明の課題は、殊に多数の二次側部分を使用する場合に、低い装置コストおよびソフトウェアコストのもとで、殊に種々異なる用途または機械構造に関する広範なモジュール性ないし柔軟性が保証されるように、冒頭に記載された形式のリニアモータを設計することである。この課題は、二次側部分（７）が、少なくとも１つの永久磁石および信号処理装置（６）を有しており、信号処理装置は移動調整部ないし運動調整部を有しており、移動調整部ないし運動調整部は、コイル駆動制御部（９）に関連する少なくとも１つの目標値を形成し、この目標値は、目標値インタフェース（１）を介して、二次側部分から、一次側部分（８）に関して位置固定されたコイル駆動制御部（９）へ、整流に使用される量として供給され、二次側部分の確固たる支承のための手段が設けられており、この手段は、二次側部分を所定の走行距離区間に沿ってガイドする、ことによって解決される。
2007500495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
殊にモジュール様式搬送装置用のリニアモータおよび、該リニアモータの移動調整部ないし運動調整部であって、
前記搬送装置は直線区間部分およびカーブ状区間部分を有しており、
当該直線区間部分およびカーブ状区間部分は区間コースを構成し、
前記リニアモータは、エネルギー伝送インタフェースおよび情報伝送インタフェース（３，４，５）を介して供給される少なくとも１つの二次側部分（７）を有しており、
当該二次側部分は駆動制御部の部分を含み、
前記リニアモータは、少なくとも１つの一次側部分（８）を有しており、当該一次側部分は所定の走行距離区間に沿って相互に並んで列にされている、磁界形成コイル（１０）を、同心状または重畳した巻き線で有している形式のものにおいて、
前記二次側部分（７）は、少なくとも１つの永久磁石および信号処理装置（６）を有しており、当該信号処理装置は移動調整部ないし運動調整部を有しており、
当該移動調整部ないし運動調整部は、コイル駆動制御部（９）に関連する少なくとも１つの目標値を形成し、
当該目標値は、目標値インタフェース（１）を介して、二次側部分から、前記一次側部分（８）に関して位置固定されたコイル駆動制御部（９）へ、整流に使用される量として供給され、
前記二次側部分を剛性的に支承するための手段が設けられており、
当該手段は、前記二次側部分を所定の走行距離区間に沿ってガイドする、
ことを特徴とする、リニアモータおよび当該リニアモータの移動調整部ないしは運動調整部。
【請求項２】
前記二次側部分（７）は運動状態情報、有利には速度および／または加速度および／または相対的ないし絶対的な位置および／または推進力に相応する運動状態情報を、少なくとも１つのセンサインタフェース（４）を介して、前記一次側部分（８）の領域内に取り付けられた運動状態センサ（１２）から得る、請求項１記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記二次側部分（７）は、運動目標値、有利には速度および／または加速度および／または相対的ないしは絶対的な位置および／または推進力に相応する運動目標値を、一次側部分（８）の領域内に取り付けられた少なくとも１つの制御インタフェース（５）を介して、少なくとも１つの制御装置から得る、請求項２記載のリニアモータ。
【請求項４】
少なくとも１つの制御装置は分散して組織化されており、制御モジュールを有しており、
当該制御モジュールは一次側部分の領域内に配置されている、請求項３記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記制御装置は、少なくとも１つの前記二次側部分（７）の固有の特徴、有利には識別特徴を、その駆動制御のために管理し、制御インタフェース（５）を介して送信および受信する、請求項３または４記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）は、前記二次側部分（７）の固有の特徴、有利には識別特徴を、その駆動制御のために管理し、制御インタフェース（５）を介して送信および受信する、請求項５記載のリニアモータ。
【請求項７】
少なくとも１つの識別特徴は１つしかないアドレスであって、当該アドレスは少なくとも１つの二次側部分（７）をアドレス指定する、請求項５または６記載のリニアモータ。
【請求項８】
前記制御インタフェース（５）ないしセンサインタフェース（４）ないし目標値インタフェース（１）は無接触に構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項９】
前記インタフェース（１，４，５）のうちの少なくとも１つのインタフェースは赤外線インタフェースとして構成されており、選択的に、前記センサ装置は光透過性のカバーによって防水性に遮蔽されている、請求項８記載のリニアモータ。
【請求項１０】
少なくとも１つのインタフェース（１，４，５）は誘導性インタフェースとして構成されている、請求項８または９記載のリニアモータ。
【請求項１１】
少なくとも１つのインタフェース（１，４，５）は無線インタフェースとして構成されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項１２】
少なくとも２つのインタフェース、有利には制御インタフェース（５）および／またはセンサインタフェース（４）および／または目標値インタフェース（１）は、少なくとも１つの単一のインタフェースにまとめられている、請求項２から１１までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項１３】
前記信号処理装置によって形成される目標値は、唯一の目標値カテゴリーに属している、請求項１から１２までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項１４】
前記信号処理装置によって形成される目標値は、位置目標値または速度目標値または加速度目標値（電流目標値）または電圧目標値である、請求項１３記載のリニアモータ。
【請求項１５】
前記信号処理装置によって形成される目標値は、請求項１４に記載された目標値カテゴリーからの組み合わせである、請求項１から１２までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項１６】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）のエネルギー供給部（３）は、唯一のエネルギー源様式によって保証されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項１７】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）のエネルギー供給部（３）は、二次側部分に取り付けられたエネルギー源であり、有利には充電可能な蓄電池ないし充電不可能なバッテリないし太陽電池装置である、請求項１６記載のリニアモータ。
【請求項１８】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）のエネルギー供給部（３）は、誘導性のエネルギーインタフェース（３）であり、有利には誘導コイルであり、当該誘導コイルは電気エネルギーを、前記一次側部分に関して位置固定された少なくとも１つのコイルを介して無接触に収容する、請求項１６記載のリニアモータ。
【請求項１９】
二次側部分（７）に取り付けられ、一次側部分（８）と接触接続している収容部は、前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）へエネルギーを供給し、有利にはスリップコンタクトまたはロールコンタクトを介して供給する、請求項１６記載のリニアモータ。
【請求項２０】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）用のエネルギーはケーブル接続を通じて供給される、請求項１６記載のリニアモータ。
【請求項２１】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）のエネルギー供給は、殊に請求項１６から２０までのいずれか１項記載の種々異なるエネルギー源様式の組み合わせによって保証される、請求項１から１５までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項２２】
前記二次側部分ないし一次側部分の相互に通信する手段は、作動中の無接触エネルギー伝送（３）および／または無接触情報伝送（１，４，５）のために、前記二次側部分（７）および一次側部分（８）の相互に向かい合っている面で対向して位置している、請求項１から２１までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項２３】
個別コイル（１０）は前記一次側部分（８）で、前記二次側部分（７）の運動経路に沿って隣り合って配置されており、前記コイル駆動制御部（９）は少なくとも１つの個別コイルに電流を供給する、請求項１から２２までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項２４】
前記二次側部分（７）は、少なくとも２つの走行路線を有する少なくとも１つのレールによって、前記一次側部分（８）に可動に支承されている、請求項１から２２までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項２５】
前記二次側部分（７）は少なくとも３つのロールを有しており、ここで２つのロールは共通の走行路線に割り当てられており、第３のロールは別の走行路線に割り当てられている、請求項１から２４までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項２６】
前記第３のロールは二次側部分に弾性的に支承されている、請求項２５記載のリニアモータ。
【請求項２７】
ハーフブリッジとして構成されている各制御素子は、一次側部分（８）に取り付けられた各個別コイル（９）に接続されており、コイル電流を供給し、当該コイル電流の方向性および強度は、駆動制御信号によって、前記目標値に応じて定められる、請求項１から２６までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項２８】
ハーフブリッジとして構成された数ｎ個の制御素子は、前記一次側部分（８）に取り付けられたｎ個の個別コイル（９）のそれぞれ１つに接続されており、機能安全性を高めるために場合によっては冗長的に構成される、請求項２７記載のリニアモータ。
【請求項２９】
殊にオートメーション化経路用の産業用機械（３０）であって、
当該オートメーション化経路は、殊に平らな材料、包装物および工具のための産業プロセスを含み、
前記プロセスは直線運動を含み、
当該直線運動は少なくとも１つの一次側部分（７）と、同心状または重畳的な巻き線で磁界形成コイル（１０）を有する少なくとも１つの二次側部分（８）による運動調整を含めて、リニアモータが、所定の走行距離区間に沿って実行する形式のものにおいて、
前記二次側部分（７）は、二次側部分のエネルギー供給部（３）を介して供給される、運動調整部を伴う信号処理装置（６）を含み、
当該運動調整部は、コイル駆動制御部（９）に関連する目標値を形成し、当該目標値は、目標値インタフェース（１）を介して、前記一次側部分（８）に関して位置固定されたコイル駆動制御部（９）に、整流に使用される量として供給される、
ことを特徴とする産業用機械。
【請求項３０】
前記機械は複数の二次側部分を含み、当該二次側部分は所定のプロセス規則に従ったプロセス同期運動を行う、請求項２９記載の機械。
【請求項３１】
前記機械は、少なくとも５つの二次側部分を含む、請求項３０記載の機械。
【請求項３２】
前記直線運動は、運動経路によって事前に定められており、当該運動経路は構造パーツの様式に従ってそれぞれ所定の長さを有する複数の一次側部分によって構成されている、請求項２９から３１までのいずれか１項記載の機械。
【請求項３３】
前記運動経路は、直線および／またはカーブ状に構成された一次側部分を含む、請求項３２記載の機械。
【請求項３４】
上位のプロセス制御部は運動経過を監視および制御する、請求項３０から３３までのいずれか１項記載の機械。
【請求項３５】
前記プロセス制御部は、二次側部分の衝突を防止する、請求項３４記載の機械。
【請求項３６】
前記プロセス制御部は、運転開始時に全ての二次側部分の初期化を行う、請求項３４または３５記載の機械。
【請求項３７】
前記プロセス制御部は、２つの一次側部分間の二次側部分の移行を監視および制御し、移行障害を回避し、位置検出における連続性を保証する、請求項２９から３６までのいずれか１項記載の機械。
【請求項３８】
殊に食品ないし嗜好品である品物を包装する機械、請求項２９から３７までのいずれか１項記載の機械。
【請求項３９】
コンポーネントは防水性にまたは防沫型に構成されている、請求項３８記載の機械。
【請求項４０】
工作機械の部分機能またはオートメーション化経路ないしは搬送路の一部である、請求項２９から３９までのいずれか１項記載の機械。
【請求項４１】
印刷機械である、請求項２９から３９までのいずれか１項記載の機械。
【請求項４２】
プレート処理機械である、請求項２９から３９までのいずれか１項記載の機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載された、移動調整機能付きリニアモータ、殊に複数の二次側部分（動かされるコンポーネント）を有するリニアモータに関する。この二次側部分は有利には産業自動化用途のプロセスにおいて使用される。
【０００２】
米国特許第５９６５９６３号には二次側部分と一次側部分（位置固定コンポーネント）から成るリニアモータが開示されている。ここでこの二次側部分は、移動区間に固定された位置検出センサ、例えばホールセンサ（図１Ｂ，図３）によって、および二次側部分に設けられた磁石によって、この移動区間に組み込まれたコイルを駆動制御する。この発明は次のような欠点を有している。すなわち、二次側部分の数が増加するに従って位置検出機構がますます複雑になり、二次側部分の数が４〜６個の場合にその限界に達するという欠点を有している（図１０）。さらに、存在している経路区間は容易に延長することはできない。なぜならレールおよび二次側部分の実現は二次側部分の数に依存しているからである。既に存在している制御部も具体的な使用ケースに対して設計され、システム構造の変化は、甚大な技術的および時間的コストなし行うことはできない。使用されている位置検出コンセプトはさらに次のような欠点を有している。すなわち、１つのセンサのみが故障した場合にも生成信号が誤ったものとなり、これによって衝突または故障が遅かれ早かれ、予めプログラミングされてしまうという欠点を有している。これに加えて、全てのセンサ信号を評価可能にするために多大な配線コストが生じてしまう。これによって、実際の使用時に、殊に不都合な状況では、エラーが生じる可能性が格段に高くなってしまう。
【０００３】
米国特許文献第５０２３４９５号には、理論的に、無限数の、独立して駆動制御可能な二次側部分を有するＤＣリニアモータが記載されている。この場合には位置検出は例えば、二次側部分に固定された永久磁石を介して行われる。この永久磁石の磁界は、一次側に取り付けられたセンサ（図７，参照番号８，４６）によって検出される。二次側部分の駆動制御はここでは詳細に説明しない。このテキストは実質的に、一次側部分と二次側部分の機械的な構造、並びにその相互作用を含む。ここでの欠点は、外部制御部が全体的なプロセス調整を担わなければならず、直線運動経路だけしか実現可能でないということである。
【０００４】
米国公開文献第０１８０２７９Ａ１号には、複数のリニアモータから成るモジュールシステムが記載されている。図１７〜図２１は、理論的に任意の経過を有する移動経路が実現可能であることに基づいて、開示された発明の柔軟性を示している。二次側部分は図示された可能な実現形態において、蓄電池によって給電される信号処理装置を含む（図５）。この信号処理装置は無線遠隔制御されて位置検出を行い、中央制御ユニットへ通知する。しかし米国特許第５９６５９６３号で開示された形状の二次側部分の構造と一次側部分の構造は類似しており、これに相応して同じ欠点を有している。運動調整機能はここでは、中央のモータコントローラによって担われる。中央コントローラは、ネットワークを介してモジュールコントローラと通信し、これによって、全ての二次側部分を駆動制御し、管理する。受信された位置付けデータによって、コントローラネットワークは、運動調整に関連する全ての関連情報（例えば加速度、速度、推進力）を計算し、相応にコイルを駆動制御しなければならない。二次側部分の駆動制御は二次側部分の数が上昇するにつれてますます複雑になる。なぜなら、各二次側部分に対して位置が検出され、相応のコイルが、一次側部分によって構成された走行距離区間上で次のように接続されなければならないからである。すなわち全ての二次側部分が完全に相互に依存しないで動き、衝突が回避されるように接続されなければならないからである。さらに損失を回避するために、二次側部分のすぐ下に位置しているコイルのみが駆動制御されるべきである。
【０００５】
この関連において、さらに米国特許第６５０２５１７号および欧州特許第５８０１０７Ｂ１号にも言及すべきである。これらの文献は両方とも、磁気的な浮上システムに関連している。米国特許第６５０２５１７号は、この種のシステムの基本構造を、機械的かつ電気的な観点で説明しており、リニアモータの補助によって実現し、浮上して支承された二次側部分上の電気的なコンポーネントに対するエネルギー無接触伝送のための解決方法を提案している。欧州特許第５８０１０７Ｂ１号の内容は、同じように浮上システムを説明している。ここで重点は殊に、浮上コンポーネントの負荷に依存した、エアギャップの調整に置かれている。動かされるコンポーネントはこのために調整ユニットを含む。この調整ユニットは永久的にエアギャップを監視し、要求されている目標値が変化すると迅速に、相応の対向措置を開始する。間隔調整の核は電気磁石が構成する。電気磁石は動かされる部分に取り付けられており、経路間隔のその電流供給を介して調整可能である。
【０００６】
本発明の課題は、冒頭に記載された形式のリニアモータを次のように設計することである。すなわち、低い装置コストおよびソフトウェアコストのもとで、特に多数の二次側部分を使用する場合に、殊に種々異なる用途または機械構造に関する、広い範囲にわたるモジュール性ないし柔軟性を保証するように設計することである。上述の課題は、請求項１記載の特徴部分の構成によって解決される。種々異なるタスク状態に迅速かつ複雑でなく整合可能なモジュール様式のシステムを提供することができるようにするためには、二次側部分の数が制限されず、使用者が、定義されない区間経過を伴う種々異なる搬送システムを構成することができることが必要である。必要な運動調整部の一部はここでは装置的に次のように二次側部分上に設けられる。すなわち二次側部分が、計算が集中的な運動調整自体の一部を担うように設けられる。これによって、存在する制御部の負担が実質的に軽減される。二次側部分はこれによって実際に自立して機能する、インテリジェントユニットになる。このインテリジェントユニットは、例えば区間設定等の設定および例えば絶対的な位置データ等の実際値の自立した算出から、移動に必要な全ての行動を自立して開始することができる。これによって、容易に、必要なコイルの局部的な駆動制御が可能になる。ここでこの目標値は、所望の方向または所望の速度等での二次側部分の駆動に必要なコイル装置に対してのみ使用される。このような運動調整は実際には、調整の分散された形状または少なくとも部分的に分散された形状である。ここで必要な運動調整ループは本発明に相応してほどかれる。
【０００７】
このために二次側部分はエネルギー供給部を有している。二次側部分のこのようなエネルギー供給部は装置的に、二次側部分上に配置された、運動調整部ないし移動調整部を有する信号処理装置に給電する。従って運動調整部ないし移動調整部は、リニアモータの全体的な運動調整部の一部であり、例えばポジション目標値または速度目標値等（以下を参照）は、中央のまたは分散した、例えば位置固定された制御によっても形成され、二次側部分へ伝送される。ここから、二次側部分は電流目標値を形成する。この電流目標値は、一次側部分に取り付けられたコイルの駆動制御のために用いられる、ないしはコイル駆動制御の入力信号として使用される。
【０００８】
この（電流）目標値は信号処理装置内で形成され、コイル駆動制御、すなわち所望の運動の物理的変換に関連する。ここで関連するとは、コイルの駆動制御およびここから結果として生じる磁界に基づいた物理的な運動が、信号処理装置内で形成された目標値に従って行われるということを意味している。
【０００９】
ここでは目標値が、位置固定されたコイル駆動制御部へ伝送されるということが重要である。これは本発明に従って設けられた目標値インタフェースを介して行われる。
【００１０】
目標値インタフェースは、通常、動かされる二次側部分から、位置固定されたコイル駆動制御部への目標値の伝送のために用いられる。目標値はこの場合、リニアモータの一般的に通常の駆動制御に相応して、コイルの整流のために使用される。この場合には例えば目標値伝送またはコイル駆動制御のための配線コストは本発明に相応して比較的簡単に構成される；同じように目標値の中央ないし部分的に中央の形成を伴う、中央ないし部分的に中央の制御部とは異なって、本発明の配線コストは存在するコイルの数に左右されず、従って区間が非常に長い場合には、または二次側部分が多数ある場合には、非常に節約的かつ効果的に実行可能である。究極の場合には、中央制御構造または分散制御構造から一次側のコイルへの目標値伝送は完全に省かれてもよい。
【００１１】
本発明によって、非常に僅かな装置コスト、かつ最小の配線コストで任意の区間を構成することがはじめて可能になる。
【００１２】
この意図において、一次側部分内ないしは各コイルに対して設けられるべき必要な論理回路ないし「インテリジェンス」は実際には存在しない、ないしは最小程度に低減される。これは相応するコイルの駆動部に対しても当てはまる。コイルの出力部分のより詳細な構成に関しては後に、より詳細に触れる。
【００１３】
本発明によって、外部制御信号なしで完全に成立する使用ケースが可能になる。これは二次側部分にプロセッサと記憶部分が設けられることによって実現される。ここでこの記憶装置は、完全な運動経過を、プログラムコードおよび／または位置データの形状で含む。所定の位置設定を監視するために位置識別部が必要であろう。これはアクティブ装置の形状で可能である。このアクティブ装置は、エネルギー供給インタフェースを介して給電され、信号処理装置内に、または信号処理装置とは別個に、二次側部分に配置される。この装置は、一次側部分によって構成された区間に相対する、移動二次側部分の位置を検出し、完全に自立して作動する。位置を検出するためには、走行距離区間に沿った一次側部分上に取り付けられたラスタで充分である。このラスタは、二次側部分に取り付けられたトランシーバを介してスキャンされ、例えば、容易なカウンタを介して評価される。このようにして検出された位置（これは相対的な性質であっても、絶対的な性質であってもよい）は、格納されている位置データと比較される。これによって正確な移動調整が可能になる。各モジュール様式で構成された区間部分に、１つしかない（unikalen)、すなわち一度だけ存在するマークを設けることによって、絶対的な二次側部分位置を検出することが例えば可能である。バイナリーにコード化された区間部分マークが可能である。これはスキャン装置によって検出され、評価される。区間部分マークと、区間部分内の検出された相対的な位置を組み合わせることによって、区間全体での絶対的な位置を計算することができる。これによって、システムが故障した場合または二次側部分が脱線した場合に、再初期化が非常に簡単になる。なぜならこれはこのような場合に、通常の「自動追従（Homing）」（再位置決めのための区間の監視(Abfahren））を非常に容易にするからである。従って二次側部分は、外部の位置設定なしに、任意の運動経路を監視することができる。この任意の運動経路はプログラムコードおよび／または位置設定を変えることによってプログラミング可能であり、変更可能である。移動設定をこのように適応させることは、延長可能な記憶媒体によって実現可能であり、適切なデータインタフェースの使用時にはむしろ動作中に実行可能である。従ってこれは、実質的に際限のない使用スペクトルが示される。
【００１４】
柔軟性をさらに上昇させるために次のことが提案される。すなわち、二次側部分が、運動状態情報、有利には速度および／または加速度および／または相対的ないし絶対的な位置および／または推進力に相応した運動情報を、少なくとも１つのセンサインタフェースを介して、一次側部分の領域に取り付けられた運動状態センサから得ることが提案される。二次側部分に関するこのような運動状態情報によって、二次側部分上の運動調整部は高い程度の「インテリジェンス」を有する。二次側部分はこの場合には実際には常に、自身の運動状態に関する情報を有する。従って、二次側部分上で、運動検出が、例えば衝突監視のために行われる。さらにこの種の運動状態情報は、予めプログラミングされた位置調整に対しても使用される。二次側部分がこの運動目標値を得る場合、これによって二次側部分上自体での非常に迅速な運動調整が保証される。この運動調整は、通常の制御のように、全ての可能なパラメータを考慮する。
【００１５】
本発明によって実際には次のような場合に、通常の中央制御構造または部分的に中央の制御構造の全体的な可変性および使用帯域幅が容易に実現される。すなわち二次側部分が運動目標値を、有利には速度および／または加速度および／または相対的ないし絶対的な位置および／または推進力に相応した運動目標値を、一次側部分の領域に取り付けられた少なくとも１つの制御インタフェースを介して、少なくとも１つの制御装置から得る場合である。
【００１６】
制御装置はこの場合に（有利には単に）、例えば産業的なプロセスに従って（以降を参照）、１つの二次側部分または複数の二次側部分の動きを制御するないしは同期させるというタスクを有する。これは、基になる、必要なプロセス（例えば製造プロセス）によって必要とされる。この制御装置および、１つ／複数の二次側部分との制御装置の通信はこれによって格段に容易になる。なぜなら制御装置は、上述した運動調整プロセスによって負担が軽減されているからである。従って複雑かつ特定の経路および運動設定が実現され、殊に多数の二次側部分も、複雑なプロセスの設定に従って同期して制御される。
【００１７】
少なくとも１つの制御装置が分散して組織化され、一次側部分の領域に配置されている制御モジュールを有している場合、本発明の利点は、制御部の分散した構造と組み合わされる。これは結果としてシステム全体の複雑性を低減させる。この結果、他方で、従来技術によって実現されたものよりも複雑な使用ケースも実現可能になる。これは分割された計算能力によって、および殊に制御部の分割された「インテリジェンス」によって実現される。
【００１８】
種々異なるプロセスも実現する、ないしは予めプログラミングすることができるという可能性は次のことによって増大される。すなわち、制御装置が二次側部分の少なくとも１つの特別な特徴、有利には識別特徴をその駆動制御のために管理し、制御インタフェースを介して送信および受信することによって増大される。例えば、このような固有の特徴が存在する場合には、調整過程または運転開始過程は格段に容易になる。運転開始時またはプロセスの再走行開始時にも、制御に関する、１つの二次側部分または複数の二次側部分または区間部分上に存在する全ての二次側部分の固有の特徴が問い合わされ、プロセスの初期化のために使用される。このプロセスの間に、このような固有の特徴は、各プロセスの管理ないし処理のために、制御装置によって使用される。このためにこの固有の特徴が制御インタフェースを介して、二次側部分から制御装置へ伝送される。従って有利には制御インタフェースは（請求項５に関連した請求項３に従って）双方向に構成される。固有の特徴は（殊に、運転開始または再走行開始に対する）、制御に関連する、二次側部分の技術的な特徴であり得る；しかし択一的または付加的に、各二次側部分に対する事前に定められる特徴であってもよい。
【００１９】
請求項６に従って、二次側部分の固有の特徴、有利には識別特徴が二次側部分自体の信号処理装置内でも使用される。これは例えば二次側部分の技術的なデータの識別のために、例えば駆動制御中の運動調整に関するパラメータに対して、有用である。これによって、本発明に相応するリニアモータの使用スペクトルが格段に拡がり、これと同時に場合によっては調整が容易になる。
【００２０】
技術的に必要なデータを超えて、各二次側部分の一義的な駆動制御および識別を可能にするために、請求項７に相応した少なくとも１つの識別特徴が１つしかない(unikale)アドレスであることを提案する。このアドレスは少なくとも１つの二次側部分をアドレス指定する。ここで１つしかないとは次のことを意味する。すなわち各二次側部分に対する各アドレスが１回のみ設定され、従って一義的であるということを意味する。
【００２１】
本発明のノイズ影響受けやすさを低減し、整備コストを制限するために、制御インタフェースないしはセンサインタフェース並びに目標値インタフェースを無接触で構成することを提案する。この場合には相応の配線が省かれるので、通常は配線と関連している、運動の機械的な制限が回避されるないし低減される。システムのノイズ影響の受けやすさ（例えば機械的な負荷によって助長される配線破壊による）は低減される。構造は全体的に僅かな配線コストによって容易かつ低コストになる。この場合には配線および例えばプラグに必要な整備作業も省かれる、ないしは低減される。
【００２２】
ここで無接触インタフェースの種々異なる構成が可能である；インタフェース技術ないしはインタフェース物理の選択は実現されるべきデータ伝送レート、伝送されるべきデータの種類並びに各インタフェースへの要求によって定められる。
【００２３】
比較的高いデータ伝送レートを有するインタフェースを構成するために、インタフェースのうちの少なくとも１つが赤外線インタフェースとして構成され、選択的にセンサ装置が光不透過性の密閉によって、周囲から液体を通さないように覆われることを提案する。このような赤外線インタフェースによって、赤外線光の高い周波数に基づいて、高いデータレートが調節される。ここでこのインタフェースは単方向式に構成されても、双方向式に構成されてもよい。例えば次のことが可能である。すなわち、相応する二次側部分によって走行される一次側部分領域全体が、１つまたは複数の赤外線源によって放射されることが可能である。このためには、赤外線インタフェースを介して通信する各二次側部分に少なくとも１つの赤外線受信部が具備されなければならない。この赤外線受信部は、赤外線信号を変換し、二次側部分の運動調整に対してアクセス可能にする。この種の赤外線インタフェースを一次側部分と二次側部分の間で、レール様式で構成することも可能である。この場合には赤外線送信部と赤外線受信部は、幾何学的形状の種類に従って、区間ガイドの平行の長手方向において分けて配置されており、従って、二次側部分の運動の必要性に応じて一次側部分に対して相対的に二次側部分が動いた場合にも、継ぎ目のない、実質的に中断のない伝送が保証される。このためには有利には相応の送信部ないし受信部がレール内に組み込まれ、封入されて次のように配置される。すなわち光入射、従って赤外線センサないしは送信部の汚れが実質的に回避されるように配置される。実際の解決方法は、制御インタフェースを、位置信号等の伝送を実際にリアルタイムで二次側部分ないしは各二次側部分へ伝送することを保証するフィールドバスとして構成することである。
【００２４】
無接触インタフェースをできるだけ影響を受けないように構成し、かつより高い機能安定性を伴って構成するために、少なくとも１つのインタフェースを誘導性インタフェースとして構成することを提案する。このような誘導性インタフェースは、実質的に、汚れ、光入射またはその他の外部影響に対して無反応である。これに加えて、誘導性インタフェースは完全に周辺から被包されて実現されており、例えば、厚い覆いによって被包されている。このようなインタフェースはさらに完全に防水性に構成されており、これは、相応の材料、例えばエポキシ樹脂が設けられることによって実現される。これは殊に包装機械または、強力な汚れと関連する産業内での用途の場合には重要である。
【００２５】
同じことが次のような場合にも当てはまる。すなわち、少なくとも１つのインタフェースが機能インタフェースとして構成されている場合にも当てはまる。この種の機能インタフェースは、さらに次のような利点を有している。すなわち、例えばフィールドバスに必要であるように、伝送レートが高い場合にも実現可能であるという利点を有している。これに加えて送信部と受信部の間には実際に任意の距離が設けられる。これによって、使用時に柔軟性が格段に上昇する。
【００２６】
インタフェースを低コストで、僅かなコストで製造することを可能にし、既存のインタフェースをできるだけ効果的かつ完全に利用することを可能にするために、次のことを提案する。すなわち、少なくとも２つのインタフェース、有利には制御インタフェースおよび／またはセンサインタフェースおよび／または目標値インタフェースを、少なくとも１つの単一のインタフェースにまとめることを提案する。
【００２７】
目標値情報の伝送時に、伝送されるべき目標値を、使用可能なデータレートに適応させるために次のことを提案する。すなわち、信号処理装置によって形成された目標値が唯一の目標値カテゴリーに属することを提案する。これは次のことを意味する。すなわち信号処理装置の作動時に、特定の、設定された種類のそれぞれ１つの目標値が形成されることを意味する。
【００２８】
信号処理装置によって形成される目標値は位置目標値であり得る。この場合に一次側部分には相応する信号処理部が設けられるべきである。この信号処理部は位置目標値から、コイル制御用の目標値を形成する。これによって、情報伝送時に必要なデータレートが低減される。なぜならこの種の位置目標値が必要とするデータ伝送レートは、例えば電流目標値とは異なり低いからである。同様のことが基本的には次の場合にも当てはまる。すなわち、信号処理装置によって形成される目標値が速度目標値である場合にも当てはまる。有利にはリニアモータは次のように構成される。すなわち、信号処理装置から形成される目標値が電流目標値ないしは加速度目標値であるように構成される。この場合には、必要な論理回路の比較的多くの部分が二次側部分上に配置され、この結果、一次側部分での回路複雑性に対する要求が格段に低減される。これは次のような利点を有している。すなわち殊に区間が長い場合には、結果として生じる、論理回路での総コストが格段に低減されるという利点を有している。同様に信号処理装置によって電圧目標値も形成される。ここから目標値インタフェースの帯域幅へのより高い要求が結果として生じる。
【００２９】
充分な伝送容量ないし伝送帯域幅が存在する場合には、可能な使用帯域幅は次のことによって増大される。すなわち、信号処理装置によって形成される目標値が、請求項１４に記載された目標値カテゴリーの組み合わせであることによって増大される。
【００３０】
二次側部分は運動調整のためにエネルギー供給部を必要とする。有利にはこの場合、二次側部分の信号処理装置のエネルギー供給は、唯一の種類のエネルギー供給源によって保証される。なぜならこれによって、共に実行されるエネルギー供給が容易になるからである。
【００３１】
これは殊に次のような場合にあてはまる。すなわち、二次側部分の信号処理装置のエネルギー供給部が、二次側部分に取り付けられたエネルギー源、有利には、充電可能な蓄電池ないしは充電不可能なバッテリないしは太陽電池装置である場合にあてはまる。この種のエネルギー源は、既に、本発明の信号処理装置に対して充分である。なぜなら、このために必要なエネルギーコストは比較的少ないからであるからである。
【００３２】
二次側部分の継続的な、ノイズの無いエネルギー供給を保証するために、次のことを提案する。すなわち、二次側部分の信号処理装置のエネルギー供給部が誘導式エネルギーインタフェースであることを提案する。これは有利には誘導式コイルであり、この誘導式コイルは電気的エネルギーを、一次側部分に関して位置固定された少なくとも１つのコイルを介して無接触に収容する。
【００３３】
コンパクトな装置および一括した並びに継続的なエネルギー供給のために、二次側部分に固定され、一次側部分と接触接続している収容部は、有利にはスリップコンタクト（Schleifkontakt）またはロールコンタクト（Rollenkontakt）を介してエネルギーを信号処理部へ供給する。
【００３４】
最終的には、二次側部分の信号処理装置に対するエネルギーは、ケーブル接続部によっても二次側部分へ供給される。この種のケーブル接続部は廉価な択一的解決方法である。さらにケーブル接続部によってノイズ影響が実質的に排除される；これは殊に、次のような場合に有利である。すなわち比較的僅かな電圧／電流が伝送される場合に有利であり、このようにして、オーバーラップによる機能誤りが回避される。
【００３５】
当然ながら、上述したエネルギー源を組み合わせることも可能である。従って例えば、バックアップエネルギー供給部としての蓄電池も可能であり、作動時のエネルギー供給部を誘導式、スリップ状、ロール状またはケーブル接続によって設けることが可能である。蓄電池はこの場合には「動作エネルギー源」によって充電され、緊急の場合には電流供給を担う。
【００３６】
本発明に相応して有利には無接触エネルギー伝送手段および／または情報伝送手段が設けられる。従ってコンパクトな構造および、各信号の可能なできるだけ確実かつノイズの無い伝送を保証するために次のことを提案する。すなわち、二次側部分ないし一次側部分の相互に通信する手段が向かい合って位置することを提案する。これは、二次側部分および一次側部分の相互に向き合っている側への、作動時の無接触エネルギー伝送および／または無接触情報伝送のためである。
【００３７】
より正確な移動は、個々のコイルを駆動制御することによって実現され、詳細には、次のような形状で実現される。すなわち一次側部分で個々のコイルが、二次側部分の運動経路に沿って隣り合って配置され、コイル制御部が少なくとも１つの個別コイルに電流を供給する形状で実現される。
【００３８】
ここで有利には、二次側部分が少なくとも２つの走行路線（Spuren）を有するレールによって一次側で可動に支承される。２つの走行路線での支承は本発明では容易に可能である。なぜならこのような場合、必要なインタフェースを実現するのに充分な自由空間がまだ存在するからである。本発明の柔軟性に基づいて、２つの走行路線でのこの種の支承は機械的にも容易に実現される。２走行路線式支承によって、一次側部分の領域にける、機械的に安定した二次側部分のガイドが実現される。ここでこのようなレールおよび、このレールに属するガイドは、二次側部分の側面にも、上面ないし下面にも設けられ得る。
【００３９】
ロール支承は次のようにして行われる。すなわち二次側部分が少なくとも３つのロールを有し、ここで２つのロールは共通の走行路線に割り当てられており、３つ目のロールが別の走行路線に割り当てられているようにして行われる。これよって、レールないしレールガイド上でのより確実な案内が、殊に種々異なる半径を有するカーブ走行の場合にも保証される。
【００４０】
このためにさらに次のことを提案する。すなわち、別の２つのロールに対向するロールが弾性的に二次側部分で支承されることを提案する。このような場合、カーブ走行時には弾性的に支承されている第３のロールは、相応したカーブ強制条件を次のことによって十分に果たす。すなわちこのロールがこれに相応して回避する、ないしは自身の位置を必要な強制条件に整合させることによって果たす。さらにロールが弾性的に支承されることによって均一のカーブ走行が保証される。
【００４１】
装置コストが比較的僅かであり、エラーが生じる可能性が低減されるようにコイル駆動制御装置を改善するために、請求項２７で使用された基本原理が使用される。制御素子がそれぞれハーフブリッジとして構成されることによって、例えばＨブリッジとは異なって多数の構成素子が省かれる。このように構成素子を省くことはここでは実質的に、使用されている区間長に比例している。これによって殊に、プロセスが複雑であり、機械が大きい場合には、大幅に材料が削減され、回路が簡易化される。産業用機械の場合には、製品の故障が甚大な被害を生じさせる。全体的に格段に少ない構成部分が使用されるので、故障が起こる恐れが格段に低減されるからである。次のことによって例えば構成素子の節約を再投入することができるだろう。すなわち、確かに高価であるが、その代わりに確実かつノイズの影響を受けにくい構成素子を使用することによって、再投入することができる。この場合には、今日の市場価格に従ってこの種の構成素子（IGBT)はさらに節約を実現することができ、しかしこれにもかかわらず、格段に改善された寿命および確実性が実現される。
【００４２】
上述した利点は、それぞれ存在するコイルの数に掛けられる。従って、数ｎ個のハーフブリッジとして構成された制御素子を、一次側部分に取り付けられたｎ個の個別コイルに接続することを提案する。相応するHブリッジでのコストと比較可能なコストを有するハーフブリッジを冗長的に構成することによって、故障時の予備駆動制御部が得られる。製造故障の影響に関連して、このために必要なコストは完全に明らかにされるべきである。
【００４３】
冒頭に記載した課題の他に、本発明はさらに次のような課題に基づく。すなわち、殊にオートメーション化経路用の産業機械を、種々異なる使用領域および多数の種々異なる構成に対して使用可能であるように構成するという課題に基づく。ここでは必要に応じて、比較的高い加速度および運動部の高い剛性が実現可能である。ここでこのオートメーション化経路は、殊に平らな材料、梱包物および工具に対する産業プロセスを含む。ここでこのプロセスは直線運動を含む。この直線運動は、所定の移動経路に沿った同心的なまたは重畳的な巻き線におけるフィールド形成コイルを伴う、少なくとも１つの二次側部分と少なくとも１つの一次側部分を有する運動調整部を含むリニアモータが行う。
【００４４】
前述の課題並びに冒頭に記載した課題は、請求項２９記載の特徴部分に記載れた構成によって解決される。
【００４５】
この種の機械は、冒頭で請求項１に関して既に説明した全ての利点を有する。しかし産業用機械に対しては、高い柔軟性と種々異なる使用領域並びに種々異なる構造が、例えば製品切り換え時に非常に重要である。この柔軟性は上述したように本発明によって保証される。これによって、冒頭に記載した形式での産業用機械に対するリニアモータないしリニアモータの原理が容易に、ラインの完成（Serienreife）まで開発される。
【００４６】
冒頭で既に記載した、調整プロセスの簡易化に基づいて、産業用機械の利点は本発明に相応して次の場合に殊に効果的に利用される。すなわち機械が、プロセス同期した運動を所定のプロセス規則に従って実行する複数の二次側部分を含む場合である。複数の二次側部分によって、属する調整プロセスの複雑性は高まる。これに加えて産業用機械の場合には殊に、個々の二次側部分も相互にプロセスに同期して動く。すなわち同期されなければならない。二次側部分のこのような同期化は、所定のプロセス規則に従って、機械が実行する、基礎になる産業プロセスに応じて行われる。ここで本発明によって特別な利点が発揮される：すなわち例えば、種々異なる運動および種々異なる数の必要な二次側部分を含む種々異なるプロセスが比較的少ないコストで実現される。運転開始時ないしは製品の変更時のコスト、すなわち製品切り換え時のコストも最小に低減される。なぜなら例えば変更時または運転開始時には、場合によって存在する制御部が産業プロセスの管理に制限される。ここで複雑でもある調整過程が分散して二次側部分内で処理される。これによって、相応する制御プログラムが簡易化され、従って、より迅速かつより機能が安定した機械の運転開始ないし変更も保証される。制御はハードウェアに依存しないで、ないしはハードウェアに完全に依存しない。究極の場合には例えば制御はプロセスに対してのみ重要な周辺条件およびパラメータの設定によってパラメータ化される。このようなパラメータは例えば区間ガイド、プロセスの運動パラメータ、二次側部分および一次側部分の数である。機械が少なくとも５つの二次側部分を有している場合、インテリジェンスが分割されることによって全体的な複雑性が低減され、これに基づいて本発明は自身の利点を殊に効果的に発揮させる。ここでこの種の機械は典型的に５つより格段に多い二次側部分、例えば２０〜１００個または数百個の二次側部分も含み得る。「調整インテリジェンス」が大部分で、二次側部分および一次側部分、すなわちコンポーネント自体内に実現されていることによって、今日の制御部のプロセス能力では、実質的に二次側部分の数の制限は認識されない。
【００４７】
これによって二次側部分の数も自由に定められ、プロセスに応じて、プロセスの要求、二次側部分の幾何学的形状および一次側部分の区間ガイドによってのみ制限される。
【００４８】
非常に可変的に構成可能な区間ガイド(Streckenfuehrung)は次のことによって得られる。すなわち、直線運動が、複数の一次側部分によって構成された運動経路によって定められることによって得られる。ここで、各異なる所定の長さを伴った種々異なる一次側部分が使用可能であり、これによって例えば構造パーツの様式に応じて区間ガイドが構成される。このような構造パーツは、直線またはカーブ形状に構成された一次側部分を含む。これらは、意図された区間ガイドに応じて自由に選択可能である。殊に、種々異なる長さを有している直線区間および、種々異なる全長および種々異なる湾曲角度を有しているカーブ状区間が存在する。従って主なないしは全ての、今日、上述した産業セクター内に存在する産業プロセスがカバーされる。殊に個々の素子にも、有利な種々異なる上昇ないしは種々異なる下降が設けられる。従って全体的に、機械内での経路ガイドを種々異なる面で実現することができる。
【００４９】
ここで有利には、上位のプロセス制御部が運動経過を監視および制御する。このような上位のプロセス制御部は上述した利点を有している。複数の二次側部分が設けられている場合、プロセス制御部はさらに、二次側部分の衝突を、プログラミングされた衝突防御によって回避する。
【００５０】
プロセス制御部は、運転開始時または障害時または製品の変更時並びに製造の再開時に、全二次側部分の初期化を担う。この場合には常に、実行されるべきプロセスの再現可能性が容易に保証される。ここで本発明に相応する全ての利点が存在する。
【００５１】
２つの一次側部分間の移行ノイズを除去ないし低減させ、製品検出の連続性を保証するために、プロセス制御部が、２つの一次側部分間での二次側部分の移行を監視し、制御することを提案する。
【００５２】
包装産業の場合には、経路の幾何学的形状および二次側部分の運動特性への非常に多数の種々異なる要求が存在する。従って殊に有利にはこれは、商品、殊に食品ないし嗜好品の包装機械である。包装機械の考えられる全ての種類が本発明によってカバーされる：フルオーバラッピングマシン、スリーブラップマシン、ストレッチパッカおよびシュリンクトンネル、カートン包装用のトレー・ラップラウンドパッカ等である。
【００５３】
機械の汚れないしは機能障害を阻止するために、そのコンポーネントを防水性または妨沫性に構成することを提案する。
【００５４】
本発明は実際に、経路幾何学的形状に関して制限を有していない。従って全体的な経路または経路部分は水平／垂直に相互に重なって配置され、水平面における運動が、異なる水平面間でまたは垂直面において行われることが可能である。独立して構成された経路の組み合わせを共同で、オートメーション化プロセスを解決するために使用ることも可能である。
【００５５】
これによって、本発明に相応する技術の使用スペクトルは実際に、直線運動が要求される産業オートメーション化の全領域に対して使用可能である。殊に複雑なシステムが、例えば１つまたは複数の工作機械を有する製造ラインで要求される。従ってこれが、工作機械の部分機能部またはオートメーション化経路ないし搬送経路の一部であることを提案する。
【００５６】
本発明の制御技術的な簡易性、高い剛性および高い、可能な位置付け精度は殊に次の場合に用いられる。すなわち、これが印刷機械である場合に用いられる。例えばこれは枚葉紙印刷機であり、この場合にここでは、枚葉紙搬送のために直線区間が設けられる。ここでは直線的に搬送されるべき枚葉紙は、２つの隣り合うレールの間で、このレールの上を走行する隣り合う２つの二次側部分によって挟まれる。
【００５７】
図面の説明
全ての図面１〜３は概略的または大まかに概略的な略図であり、主に、文字による説明を分かりやすくするために用いられる。図１には、本発明に相応して構成されたリニアモータが横断面で示されている。図２には、目標値を介したコイルの整流が示されている。図３には、詳細に個々のコイルの駆動制御が示されている。図４には、本発明に基づく産業用機械の概略図が示されている。図５には一次側部分上での二次側部分の支承部の可能な実施形態が示されている。
【００５８】
図１に示されたリニアモータは、二次側部分７と一次側部分８から構成されている。図面は単なる例である；分かりやすくするために、図１には二次側部分７が１つだけ断面で示されている。一次側部分８は区間コース（Streckenverlauf）を構成する。この区間コース上では有利には複数の二次側部分８が同時に走行する。
【００５９】
制御端子接続部１３は、中央にまたは分散して配置された制御部への接続を保証する。制御部は運動経過特性の調整または全体的な産業プロセスを変換する。一次側部分の制御インタフェース５を介して、制御情報が無接触で、二次側部分の対応する、対向する制御インタフェース５へ伝送される。ここでこの制御インタフェースは具体的な例では、誘導的な、双方向インタフェースとして構成される。二次側部分の制御インタフェース５は、信号処理装置６と接続されている。この信号処理装置は制御部から得られたデータを評価し、場合によっては、再び制御部に更新された運動データを供給する。運動状態センサ１２は、別の無接触インタフェースを介して、位置情報を信号処理装置６へ供給する。信号処理装置６はこのデータを使用して、一次側部分に対する、割り当てられた二次側部分の目下の位置を検出する。二次側部分に配置されたエネルギー源１１は、二次側部分７の信号処理装置６に同じように無接触に、信号処理装置６を動かすのに必要な電流を供給する。二次側部分に固定された電気工具に対する処理エネルギーを伝送することも可能である。この処理エネルギーはそうでない場合には例えばケーブル接続を介して供給されなければならない。この種の工具は、食品パッケージ機械の溶着ペンチ（Schweisszangen）である。溶着ペンチはここで食品がパッキングされるフィルムを気密性にシーリングするという課題を有している。これは溶着ペンチがフィルム終端部を相互に溶着することによって行われる。フィールド形成装置１０は例えば、一次側に取り付けられた巻き線から生じる。この巻き線は二次側部分の運動路に沿って変化磁界（Wandelfeld）を形成する。二次側部分には受動的な磁石が取り付けられており、この磁石の磁界は、変化磁界を有する相互作用内に存在する。変化磁界と定常磁界との間の相互作用によって、一次側部分と相対的に二次側部分が動く。フィールド形成コイルの駆動制御は、コイル駆動制御部９が担う。このコイル駆動制御部は目標値インタフェース１を介して、設定ないしは必要な磁界強度を得る。目標値インタフェース１は例えば情報インタフェースとして実現可能であり、これは通常は１６Mｂｉｔ／ｓの伝送帯域幅を有している。例えば、パーソナルコンピュータまたはＰＤＡにおいてデータ伝送に使用されているように、赤外線トランシーバを使用することも可能である。この目標値は、電流目標値であり得る。この電流目標値は直接的に磁界強度に比例し、従って二次側部分の加速度に比例する。電流目標値は、第４の無接触インタフェースを介して、目標値インタフェース１へ、直接的に二次側部分７の信号処理装置６から供給される。信号処理装置６は、この目標値を直接的に、センサインタフェース４および制御インタフェース５から得られたデータから供給する。制御インタフェース５からのデータは位置目標値であり、この位置目標値から、信号処理装置６は、必要な加速度および速度を、進むべき区間に依存して計算し、その後、電流目標値毎に必要な変化磁界強度を要求する。
【００６０】
図２には、三相駆動制御されたコイルを用いて、一次側部分から構成された区間２１の部分が平面図で示されている。分かりやすくするために、新たに、二次側部分が１つだけ示され、区間部分２２が１つだけ示されている。この二次側部分７は、区間２１の上方で、示された矢印に沿って前進方向および／または戻り方向に動く。二次側部分７の剛性的な（steife:固定的な）支承は例えばロールおよびレールによって行われる。しかし磁気的な浮上システムも可能である。二次側部分および一次側部分の目標値インタフェース１を介した二次側部分７の信号処理装置６からの目標値の伝送はこの場合には、三相のうちの各相に対して、別個のインタフェースを介して行われる。従って、二次側部分７での３つの目標値インタフェース１は相互に隣り合って位置しており、運動方向において相互にずらして示されている。一次側部分８のセグメント状に構成された３つの目標値インタフェース１の各インタフェースは、一次側部分８の対応する目標値インタフェース１を介して、巻き線１０のグループを並列に駆動制御する。これによって、電流の同相供給が保証される。ここで実際にも、二次側部分７の駆動制御に必要なコイルにのみ電流が供給されることを理解するのは重要である。すなわち、二次側部分７のすぐ後ろまたはすぐ前に位置している巻き線である。コイル駆動制御のこの原理は、二次側部分位置に依存して、殊に効果的に搬送システムの損失パワーを制限する。
【００６１】
図２に示されているような三相式システムでは、それぞれ三番目のコイルに、固有のコイル駆動制御部９を介して、同じ位相位置の電流が供給される。コイル駆動制御部９（図１；図３）はここで単に、トランジスタ記号によって示されている。二次側部分が区間２１に沿って動くときに、二次側部分の下方に配置された目標値インタフェース１は、走行距離区間に沿って移動し、ここでその対応する一次側部分のインタフェースを通過する。これによって、運動経過特性に相応して、コイル電流の上述した整流（Kommutierung）へ導かれる。二次側部分７の二次側部分インタフェース１が、一次側部分８でのインタフェースの検出領域を離れると、これによって、該当するコイルにおける電流のスイッチオフへ導かれる。この装置が新たなインタフェースへ達すると、これによってコイル電流のアクティブ化へ導かれ、これは二次側部分を、所望の方向へ駆動させる。コイル駆動制御部９へ伝達された目標値を介して、付加的に、移動運動に影響が与えられる可能性が生じる。これは例えば、負荷または中央制御装置の設定に依存した速度増加または加速度である。
【００６２】
図３には、基本回路図の形でコイル駆動制御部９が示されている。コイルを駆動制御するために目標値インタフェース１から得られた電流目標値は、コイルの目下の電流実際値１７と比較される。この実際値は、測定装置２３を介して直接的に求められる。この比較の結果はパルス幅変換器１５へ導かれる。これはハーフブリッジ１４として接続された２つのＩＧＢＴを介して磁界形成コイルを駆動制御する。すなわちコイル駆動制御部９は、この実施例では、比較器１６，ＰＷＭ駆動制御部１５，ハーフブリッジ１４並びに測定装置２３から成る。さらなる構成部分は、各機能設定に依存して、付加的に必要とされる。コイル駆動制御部９は入力信号を目標値インタフェース１および実際値帰還部１７から得る。出力信号は直接的に、磁界形成コイル１０の供給に使用される。装置の供給電圧としては、ここでは双極性の電圧供給部が使用される。これは線路供給部１８および１９によって示されている。電流実際値の測定はアース２０に対して相対的に行われる。コイルを駆動制御する別の実施形態が可能である。
【００６３】
図４には、産業用機械３０が示されている。これは特別に、品物２９（カートン，任意の材料）を搬送するためのオートメーション化システムであり、「トラック（Racetrack)」として構成された区間２１を有している。区間２１はカーブモジュール３１および直線モジュール３２を含み、ここでこれらのモジュールはそれぞれ移行部３３で相互に衝突している。直線およびカーブ形状の区間部分３１／３２は、本発明に相応するリニアモータの相応に構成された二次側部分８によってあらわされる。区間部分２２は再度、明確に図２に示されている。この区間２１上では、この実施例においては、７つの二次側部分７が動く。同じように、搬送ローラ２５および駆動部２７並びに位置決め突き棒２８および上位の中央制御部２６を有する２つの流れライン２４ａ／ｂが示されている。上位の中央制御部はデータバス３５を介して、駆動制御されるべきユニットと通信する。
【００６４】
この装置は以下のように作動する：中央制御部２６は装置の全体的なプロセスを調整し、流れライン２４ａ／ｂ並びに二次側部分に対する作動力を設定する。流れライン２４ａ／ｂの作動力は種々異なって受容される。すなわちライン２４ａは、ライン２４ｂと異なる速度で走行する。本発明に相応する区間２１のタスクは、流れラインａから流れラインｂへの物品搬送を次のように実行することである。すなわち、連続的な流れが保証されるように、すなわち無駄時間が生じない、または搬送物２９が衝突しないように実行することである。流れライン２４ａは品物２９、例えばカートンを供給する。この品物は、搬送ローラ２５を介して、自身の事前の加速度および慣性に基づいて、場合によっては勾配が緩やかな場合には、中央制御部２６によって相応に位置付けされた二次側部分７上に搬送される。搬送品物２９が二次側部分７上に位置付けされた後（これはセンサによって検査される）、二次側部分は図示された搬送方向３４に相応して動き、この梱包物を第２の流れライン２４ｂへ供給する。これは搬送物２９を再び排出する。伸縮式突き棒および／またはピストン／シリンダユニットを有する位置決め部２８は、このために二次側部分７から搬送物２９を、新たに搬送ローラ２５を介して流れライン２４ｂ上にスライドさせる。本発明に相応して構成された区間２１は、この実施例では、異なる搬送速度を有する２つの流れラインを同期させるために使用される。本発明に相応する解決方法によってはじめて、この種の同期の実現に対して必要な高い加速過程および制動過程が可能になる。
【００６５】
上述した実施例では、区間２１は水平面において構成される。しかし、この区間を、他の用途に適応させるために垂直面において構成することも可能である。これによって例えばＶＦＦＳ機（垂直型充填シール）が実現される。２つ、３つまたはそれより多い、同じ形状の、または種々異なる区間コース２９を任意に組み合わせることが可能である。例えば、高さの違いを補償するために、傾斜した取り付けも可能である。搬送物２９の搬送および／または所定の角度での同時回転のために、メビウスの帯自体も実現可能である。本発明に相応するコンセプトは概して、オートメーション化産業および包装産業における多数の使用可能性に対する基礎を提供し、従来技術から既知の多数のシステム／解問題が、実現／解決される。別の実施例はカートンの包装、容器の充填、対象物の仕分け、カートンの折りたたみ等である。
【００６６】
図５には概略的に、レールとして構成された一次側部分８上での二次側部分７の支持の可能な実施形態が断面図で示されている（図４の断面Ａ−Ａ）。二次側部分７および一次側部分８並びに回転ロール３７，回転ロールの後方のボール３６およびレール８に沿ったガイドナットが識別可能である。このナット内で、回転ロールとボールが二次側部分７を案内するためにかみ合う。これはここでは、回転ロールとボールガイド部の、従来技術から公知の組み合わせのことでる。これは例えばBosch Rexroth Linear Motion and Assembly Technologies社の製品スペクトルである。例えば、カーブ領域における区間部分の幅ｂを先細りさせることによって、直線から、カーブ状区間部分への移行部３３（図４）での迅速かつ同じ形状の運動が保証される。先細りによって剛性が低減し、この領域において装置の遊びが僅かに増大する。しかしこれは実際には無視可能である。なぜなら運動時に要求される精度は通常、直線区間部分に制限されるからである。
【００６７】
純粋な回転ロールガイドも可能である。この種のガイドはハンドリング技術およびオートメーション化技術に対して開発されている。
【００６８】
基本的に対象となる、ボールレールガイドは全ての精度クラスにおいて、高い負担能力および大きな剛性を特徴としており、正確な直線運動のほぼ全てのタスクに対して適している。ロールレールガイドによって、重い負荷でさえ、非常に少ないコストで動かされ、原理手的な剛性によって精度を伴う。この精度は、高性能工作機械およびロボットの使用者が要求するような精度である。ロール支持されたリニアガイドは、種々異なる精度クラスで使用可能である。これは高い信頼できる速度、コンパクトな構造、非常に少ない重量、簡単な取り付けおよび僅かな摩擦を特徴とする。非常に雑音の少ない走行も判断基準である。
【００６９】
ボールロールと、上面および下面でボールロールを収容する（例えばBosch Rexroth Linear Motion and Assembly Technologies社）プロファイルレールとを組み合わせることによって二次側部分７は容易に動き、一次側部分８上で操縦される。この場合、二次側部分７には、ボールを収容するための深い窪みが設けられなければならない。ボールロールは、搬送システム内でおよび処理機械および包装装置への供給部における構成モジュールとして最善であると示されている。運動精度への要求が高い場合には、補助レールとともに作動される。
【００７０】
当然ながら、リニア技術から公知の、区間部分を構成する他の方法が可能である。当業者はここで疑いなく多種多様に存在し、明確な文献を示すであろう。しかしこれらの解決方法はその適性を、用途固有の要求に関して検査されなければならない。図示された例ではこの要求は、１５ｇまでの加速、５ｍ／ｓまでの速度および数マイクロメータの位置付け精度によって、非常に高い。材料としては例えば鋼またはアルミニウム等の金属が適している。プラスチックも場合によっては可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に相応して構成されるリニアモータの横断面。
【図２】目標値を介したコイルの整流を示す図。
【図３】詳細に個々のコイルの駆動制御を示す図。
【図４】本発明に基づく産業用機械の概略図。
【図５】一次側部分上での二次側部分の支持部の可能な実施形態を示す図。
【符号の説明】
【００７２】
１  目標値インタフェース、  ２  変化磁界を伴うエアギャップ、  ３  エネルギーインタフェース、  ４  センサインタフェース、  ５  制御インタフェース、  ６  信号処理装置、  ７  二次側部分、  ８  一次側部分、  ９  コイル駆動制御部、  １０  フィールド形成装置、  １１  エネルギー源、  １２  運動状態センサ、  １３  制御端子、  １４  ハーフブリッジ、  １５  PWM駆動制御部、  １６  比較器、  １７  実際値形成部、  １８  優先性ａを有する供給電圧、  １９  優先性ｂを有する供給電圧、  ２０  アース、  ２１  区間、  ２２  区間部分、  ２３  測定装置、  ２４  流れライン、  ２４ａ  供給部、  ２４ｂ  排出部、  ２５  搬送ローラ、  ２６  中央制御部、  ２７  駆動部、  ２８  位置決め部、  ２９  搬送物、  ３０  産業用機械、  ３１  カーブモジュール、  ３２  直線モジュール、  ３３  伝送部、  ３４  搬送方向、  ３５  データバス、  ３６  ボール、  ３７  回転ロール
【図１】
2007500495.tif 000003
【図２】
2007500495.tif 000004
【図３】
2007500495.tif 000005
【図４】
2007500495.tif 000006
【図５】
2007500495.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月6日(2006.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
殊にモジュール様式搬送装置用の、運動調整部を有するリニアモータであって、
前記搬送装置は直線区間部分およびカーブ状区間部分を有しており、
当該直線区間部分およびカーブ状区間部分は所定の走行距離区間を構成し、
前記リニアモータの移動調整部ないし運動調整部は、エネルギー伝送インタフェースおよび情報伝送インタフェース（３，４，５）を介して供給される、一次側部分（８）に対して相対的に動く、少なくとも１つの二次側部分（７）を有しており、
当該二次側部分は前記運動調整部の部分を含み、
前記一次側部分（８）は、前記所定の走行距離区間に沿って相互に並んで列にされている磁界形成コイル（１０）を、同心状または重畳した巻き線で有しており、
前記二次側部分（７）を剛性的に支承するための手段が設けられており、
当該手段は、前記二次側部分（７）を前記所定の走行距離区間に沿ってガイドする形式のものにおいて、
前記二次側部分（７）は、少なくとも１つの永久磁石を有しており、
当該永久磁石の磁界は、前記一次側部分（８）の磁界と相互作用して、前記二次側部分（７）を動かし、
前記運動調整部を有する信号処理装置（６）を有しており、
当該信号処理装置は、前記一次側部分（８）に関して位置固定された、前記磁界形成コイル（１０）のコイル駆動制御部（９）に関連する少なくとも１つの目標値を形成し、
当該目標値は、目標値インタフェース（１）を介して、二次側部分（７）から、前記コイル駆動制御部（９）へ、整流に使用される量として供給可能である、
ことを特徴とする、運動調整部を有するリニアモータ。
【請求項２】
前記二次側部分（７）は、速度および／または加速度および／または相対的ないし絶対的な位置および／または推進力に相応する運動状態情報を、前記情報伝送インタフェース（４，５）の少なくとも１つのセンサインタフェース（４）を介して、前記一次側部分（８）の領域内に取り付けられた運動状態センサ（１２）から得る、請求項１記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記二次側部分（７）は、速度および／または加速度および／または相対的ないしは絶対的な位置および／または推進力に相応する運動目標値を、前記一次側部分（８）の領域内に取り付けられた、前記情報伝送インタフェース（４，５）の少なくとも１つの制御インタフェース（５）を介して、少なくとも１つの中央制御装置または分散配置された制御装置から得る、請求項２記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの制御装置は制御モジュールを有しており、
当該制御モジュールは前記一次側部分の領域内に配置されている、請求項３記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記少なくとも１つの制御装置は、少なくとも１つの二次側部分（７）の識別特徴を、、その駆動制御のために管理し、前記情報伝送インタフェース（４，５）の制御インタフェース（５）を介して送信および受信する、請求項３または４記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）は、前記二次側部分（７）の識別特徴を、その駆動制御のために管理し、前記情報伝送インタフェース（４，５）の前記制御インタフェース（５）を介して送信および受信する、請求項５記載のリニアモータ。
【請求項７】
少なくとも１つの識別特徴は１つしかないアドレスであって、当該アドレスは少なくとも１つの二次側部分（７）をアドレス指定する、請求項５または６記載のリニアモータ。
【請求項８】
前記情報伝送インタフェース（４，５）の前記制御インタフェース（５）ないしセンサインタフェース（４）ないし目標値インタフェース（１）は無接触に構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項９】
前記インタフェース、すなわち目標値インタフェースないしセンサインタフェースないし制御インタフェース（１，４，５）のうちの少なくとも１つのインタフェースは赤外線インタフェースとして構成されており、選択的に、前記センサ装置は光透過性のカバーによって防水性に遮蔽されている、請求項８記載のリニアモータ。
【請求項１０】
前記インタフェース、すなわち目標値インタフェースないしセンサインタフェースないし制御インタフェース（１，４，５）のうちの少なくとも１つのインタフェースは誘導性インタフェースとして構成されている、請求項８または９記載のリニアモータ。
【請求項１１】
前記インタフェース、すなわち目標値インタフェースないしセンサインタフェースないし制御インタフェース（１，４，５）のうちの少なくとも１つのインタフェースは無線インタフェースとして構成されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項１２】
前記インタフェース、すなわち目標値インタフェースないしセンサインタフェースないし制御インタフェース（１，４，５）のうちの少なくとも２つのインタフェースは、１つの単一のインタフェースにまとめられている、請求項２から１１までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項１３】
前記信号処理装置（６）によって形成される目標値は、唯一の目標値カテゴリーに属している、請求項１から１２までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項１４】
前記信号処理装置（６）によって形成される目標値は、位置目標値または速度目標値または加速度目標値ないし電流目標値または電圧目標値である、請求項１３記載のリニアモータ。
【請求項１５】
前記信号処理装置（６）によって形成される目標値は、請求項１４に記載された目標値カテゴリーからの組み合わせである、請求項１から１２までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項１６】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）は、唯一のエネルギー源様式によって前記エネルギーインタフェース（３）を介して供給される、請求項１から１５までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項１７】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）は、前記二次側部分（７）に取り付けられた、充電可能な蓄電池ないし充電不可能なバッテリないし太陽電池装置によって前記エネルギーインタフェース（３）を介して供給される、請求項１６記載のリニアモータ。
【請求項１８】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）の前記エネルギーインタフェース（３）は誘導コイルであり、当該誘導コイルは電気エネルギーを、前記一次側部分（８）に関して位置固定された少なくとも１つのコイルを介して無接触に収容する、請求項１６記載のリニアモータ。
【請求項１９】
二次側部分（７）に取り付けられ、一次側部分（８）と接触接続している収容部は、前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）へ、スリップコンタクトまたはロールコンタクトを介してエネルギーを供給する、請求項１６記載のリニアモータ。
【請求項２０】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）用のエネルギーはケーブル接続を通じて供給される、請求項１６記載のリニアモータ。
【請求項２１】
前記二次側部分（７）の信号処理装置（６）のエネルギー供給は、種々異なるエネルギー源様式の組み合わせによって保証される、請求項１から１５までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項２２】
前記二次側部分ないし一次側部分（７，８）の相互に通信する手段は、作動中の無接触エネルギー伝送（３）および／または無接触情報伝送（１，４，５）のために、前記二次側部分（７）および一次側部分（８）の相互に向かい合っている面で対向して位置している、請求項１から２１までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項２３】
前記二次側部分（７）は、少なくとも２つの走行路線を有する少なくとも１つのレールによって、前記一次側部分（８）に可動に支承されている、請求項１から２２までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項２４】
前記二次側部分（７）は少なくとも３つのロールを有しており、ここで２つのロールは共通の走行路線に割り当てられており、第３のロールは別の走行路線に割り当てられている、請求項１から２３までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項２５】
前記第３のロールは二次側部分（７）に弾性的に支承されている、請求項２４記載のリニアモータ。
【請求項２６】
ハーフブリッジとして構成されている各制御素子は、一次側部分（８）に取り付けられた各個別コイル（１０）に接続されており、コイル電流を供給し、当該コイル電流の方向性および強度は、駆動制御信号によって、前記目標値に応じて定められる、請求項１から２５までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項２７】
ハーフブリッジとして構成された数ｎ個の制御素子は、前記一次側部分（８）に取り付けられたｎ個の個別コイル（９）のそれぞれ１つに接続されており、機能安全性を高めるために冗長的に構成される、請求項２６記載のリニアモータ。
【請求項２８】
前記リニアモータは、オートメーション化経路用の産業用機械における産業プロセスにおいて直線運動を行う、請求項１記載のリニアモータ。
【請求項２９】
前記産業用機械は複数の二次側部分（７）を含み、当該二次側部分は所定のプロセス規則に従ったプロセス同期運動を行う、請求項２８記載のリニアモータ。
【請求項３０】
前記産業用機械は、少なくとも５つの二次側部分（７）を含む、請求項２９記載のリニアモータ。
【請求項３１】
前記直線運動は、所定の走行距離区間によって事前に定められており、当該走行距離区間は構造パーツの様式に従ってそれぞれ所定の長さを有する複数の一次側部分（８）によって構成されている、請求項２８から３０までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項３２】
前記所定の走行距離区間は、直線および／またはカーブ状に構成された一次側部分（８）を含む、請求項３１記載のリニアモータ。
【請求項３３】
上位のプロセス制御部によって、運動経過が監視および制御可能である、請求項２９から３２までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項３４】
前記プロセス制御部によって、二次側部分（７）の衝突が防止可能である、請求項３３記載のリニアモータ。
【請求項３５】
前記プロセス制御部によって、運転開始時に全ての二次側部分（７）の初期化が実行可能である、請求項３３または３４記載のリニアモータ。
【請求項３６】
前記プロセス制御部は、２つの一次側部分（８）間の二次側部分（７）の移行を監視および制御可能であり、移行障害を回避し、位置検出における連続性を保証する、請求項２８から３５までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項３７】
前記機械は食品ないし嗜好品を包装する機械である、請求項２８から３６までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項３８】
コンポーネントは防水性にまたは防沫型に構成されている、請求項３７記載のリニアモータ。
【請求項３９】
工作機械の部分機能またはオートメーション化経路ないしは搬送路の一部である、請求項２８から３６までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項４０】
前記機械は印刷機械である、請求項２８から３６までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【請求項４１】
前記機械はプレート処理機械である、請求項２８から３６までのいずれか１項記載のリニアモータ。
【国際調査報告】
2007500495.tif 000008
2007500495.tif 000009
2007500495.tif 000010
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