运输装置和用于运行运输装置的方法与流程-k8凯发

本发明涉及一种运输装置，运输装置具有至少一个运输区段，至少一个运输单元能够沿着至少一个运输区段至少一维地移动，其中在运输区段处设有在移动方向上彼此间隔开的多个位置传感器，以便当运输单元处于相应的位置传感器的传感器区域中时，分别产生传感器信号，其中在运输装置中设有控制单元，控制单元被设计用于：根据接收到的位置传感器的传感器信号来确定运输单元相对于运输装置的规定参考点的运输单元位置。本发明还涉及一种用于运行具有至少一个运输区段的运输装置的方法，至少一个运输单元沿着至少一个运输区段至少一维地移动，其中在运输区段处设有在移动方向上彼此间隔开的多个位置传感器，其中当运输单元移动到相应的位置传感器的传感器区域中时，位置传感器分别产生传感器信号，其中控制单元基于所获得的位置传感器的传感器信号来确定运输单元相对于运输装置的规定参考点的运输单元位置。

背景技术：

1、在线性马达中，设有初级部分(定子)和次级部分(转子)，其中次级部分可相对于初级部分移动。驱动线圈布置在初级部分处并且驱动磁体布置在次级部分处，或者反之亦然。驱动磁体是永磁体、电线圈或短路绕组。驱动线圈是通过施加线圈电压来通电以产生电磁场的电线圈。通过驱动磁体和驱动线圈的(电)磁场的共同作用，力作用于次级部分上，所述力使次级部分相对于初级部分移动。线性马达例如可以构成为同步机或异步机。线性马达的驱动线圈或者在移动方向上依次布置或者布置在一个移动平面中。次级部分可以沿着这一个移动方向移动或者可以在移动平面中在两个移动方向上至少二维地移动。在短定子线性马达和长定子线性马达之间也可以进行区分，其中在长定子线性马达中，次级部分比初级部分短或小，而在短定子线性马达中，初级部分比次级部分短或小。

2、长定子线性马达可以理解为具有次级部分在一个移动方向上一维移动的线性的长定子线性马达，也可以理解为具有次级部分在一个移动平面中至少二维移动的平面的长定子线性马达，通常也称作为平面马达。在长定子线性马达中，通常多个次级部分同时地且彼此独立地沿着初级部分(在一个移动方向或在一个移动平面中)移动。因此，长定子线性马达通常在电磁运输系统中使用，其中多个运输单元(次级部分)同时移动以执行运输任务。在此，初级部分(定子)构成运输单元可以沿着其移动的运输路线或运输平面。

3、在此，还已经已知以模块化方式构造长定子线性马达。在此，可以将运输路线或运输平面(触及部分)分成多个单独的元件，这些元件在下面也被称为运输区段。因此，每个运输区段构成初级部分的一部分，其中可以将特定数量的驱动线圈布置在每个运输区段处。然后可以将各个优选标准化的运输区段拼接成期望长度和/或形状的运输路线或运输平面。例如，wo 2015/042409 a1示出这样模块化构建的线性长定子线性马达。us 9,202,719b1示出具有定子模块的平面马达形式的长定子线性马达。

4、为了对驱动线圈通电，通常设有供功率电子器件，功率电子器件实施驱动线圈的所需的电控制变量、例如线圈电压、线圈电流或磁通量。在功率电子器件中构建电气构件，电气构件在运行中受负荷，例如通过流过它们的电流而被负荷。但是，允许的电流受到功率电子器件的构建和/或电气配置的限制。通过因施加线圈电压来对驱动线圈通电，在运输区段处也产生热量，由此运输区段的温度会增加。因此，也已经已知冷却线性马达的定子。例如，us 5,783,877 a或us 7,282,821b2示出线性电动机的定子的冷却，其中将线路布置在定子中或布置在贴靠定子的构建中，冷却剂通过所述线路穿引。因此，冷却剂从定子吸收热量并将其导出。然而，对可以在大长度上延伸的长定子线性马达的定子进行冷却在结构上是耗费的，并且还增加了成本，尤其是在定子长度较长时，例如在用作运输装置时是如此。因此通常不设有冷却。

5、各个运输单元的移动通常经由运输装置的一个或多个合适的控制单元来进行。在此，例如在控制单元中可以实施固定预设的移动曲线，例如特定的距离-时间曲线或速度-时间曲线，或者由上级的设施控制单元来预设。控制单元从中计算出适合于驱动线圈的操纵变量，例如电流、电压，并且经由功率电子器件相应地操控驱动线圈，以便设定、特别是调准相应的移动曲线。在此，还可以设有一个或多个合适的调节器，以便调准特定的目标变量，例如运输单元沿运输路线或运输平面的目标位置。为了提供对于调节所需的实际变量，通常也沿运输路线或运输平面设有一个或多个传感器。

6、例如，通常设有合适的位置传感器，例如呈已知的磁性位置传感器的形式，特别是各向异性磁阻传感器，也称为amr传感器，或者隧道磁阻传感器，也称为tmr传感器。借助所述传感器，如果运输单元或其一部分位于传感器区域中，则可以无接触地检测运输单元的存在，特别是由运输单元的驱动磁体产生的磁场。由于传感器相对于运输装置的限定的参考点的装入位置通常是已知的，所以运输单元的位置可以单义地与运输装置的参考点相关联或与另一已知的参考点相关联。

7、在运输装置的运行中，通过所提出的热输入可能造成运输装置的各个部件(特别是运输区段)的不同热膨胀。在某些情况下，这会导致由控制单元借助于位置传感器所确定的运输单元位置偏离实际位置。这例如会在运输过程中造成问题，在运输过程中运输单元的移动与一个或多个外部装置的移动同步。例如可以提出：借助运输单元运输的物体应在预设位置由诸如工业机器人的操作装置接收，或者应将物体放置在运输单元上，或者移动的运输单元上的物体将应在移动期间被加工。如果运输单元的位置确定、进而位置调节不正确，则由于位置偏差会导致在放置或接受或加工时的问题，这当然是不期望的。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种运输装置以及一种用于运行运输装置的方法，其与在运输装置运行期间的热量输入无关地实现尽可能准确地确定运输单元的位置。

2、根据本发明，该目的借助开头提到的运输装置通过以下方式来实现，即在运输装置中、优选地在运输区段处设有在移动方向上彼此间隔开的多个温度传感器，以分别检测运输区段的局部区段温度，和/或在控制单元中存储用于计算局部区段温度的温度模型，并且控制单元被设计用于：基于所确定的局部区段温度借助于预设的校正模型来校正运输单元位置，以便考虑运输区段的热膨胀。由此，在运行期间，可以根据运输区段的局部热膨胀来校正运输单元的位置，热膨胀例如从驱动线圈的热输入中产生。由此，可以考虑运输区段的局部不同的热输入进而局部不同的热膨胀，由此实现更精确的位置校正。例如，如果驱动线圈单独操控并承受不同负荷，则会形成局部不同的热输入。由此可以以有利的方式考虑在运输区段的不同部位处的不同热膨胀。

3、例如，在最简单的情况下，可以将特性曲线存储在控制单元中，在特性曲线中描述经校正的运输单元位置作为区段温度的函数。但是，还可以存储特性曲线族，在特性曲线族中描述经校正的运输单元位置作为区段温度和一个或多个其他参数的函数。例如，温度传感器可以直接布置在运输区段处。然而，也可以使用例如温度传感器，温度传感器与运输区段间隔开地布置并且适合于远距离检测温度，例如红外传感器。

4、校正模型优选地包含运输区段的与温度相关的校正系数，并且控制单元被设计用于：将所确定的运输单元位置乘以与温度相关的校正系数，以校正运输单元位置。由此，以简单的方式通过例如可以以实验方式确定的系数来考虑热膨胀。

5、根据一个有利的设计方案提出：对于多个位置传感器分别确定对于预设的参考温度的传感器位置，校正模型包含基于运输单元的预设的膨胀系数、所确定的局部区段温度和参考温度来确定每个位置传感器的传感器偏移，并且控制单元被设计用于：基于所确定的传感器偏移确定每个位置传感器的经校正的传感器位置并且基于经校正的传感器位置来校正运输单元位置。由此，可以将与温度差相关和与膨胀系数相关的热膨胀的物理关联用于校正运输单元位置。在最简单的情况下，可以使用经验系数或实验确定的系数作为膨胀系数。

6、优选地，温度传感器中的至少一个温度传感器被布置在与运输区段处的位置传感器中的一个位置传感器相同的位置处，和/或位置传感器中的至少一个位置传感器和温度传感器中的至少一个温度传感器在结构上是统一的。由此，一方面可以以有利的方式直接在位置测量部位处进行温度测量，另一方面，需要更少的传感器，由此简化了结构。

7、有利地，运输区段具有区段载体，区段载体优选地在移动方向上居中地、借助固定支承件以相对于运输装置的规定参考点的已知的固定位置被固定在运输装置的位置固定的引导装置处，其中多个位置传感器被布置在区段载体上，并且控制单元被设计用于：始于固定位置来校正运输单元位置，特别地始于固定位置来确定位置传感器的传感器偏移。由此，实现在移动方向上基本上自由热膨胀，由此将热引起的应力保持低。通过热膨胀始于已知点，可以在两个方向上执行简单的位置校正。

8、优选地，在运输区段处、优选地在区段载体处设有至少一个定子单元，多个驱动线圈在至少一个限定运输单元的移动方向的布置方向上依次被布置在定子单元处，其中驱动线圈能够由控制单元操控，以便与运输单元以电磁方式共同作用，以产生用于将运输单元沿移动方向至少一维移动的驱动力，或者在运输区段处、优选在区段载体处设有定子单元，多个驱动线圈在至少两个不同的、分别限定运输单元的移动方向的布置方向上依次被布置在所述定子单元处，其中驱动线圈能够由控制单元操控，以便与运输单元以电磁方式共同作用，以产生用于将运输单元沿两个移动方向至少二维移动的驱动力。由此，可以在具有运输单元的一维移动方向的长定子线性马达中使用位置校正，也可以在具有多维移动方向的平面马达中使用位置校正。

9、优选地，多个位置传感器和/或多个温度传感器被布置在在移动方向上平行于运输区段、特别是平行于定子单元伸展的传感器板上，其中传感器板优选地被布置在区段载体处。由此，简化了载体区段的结构和安装。

10、优选地，定子单元由具有已知膨胀系数的含铁材料构成，和/或区段载体由具有已知膨胀系数的材料、优选含铝材料构成，并且在校正模型中考虑定子单元的膨胀系数和/或区段载体的膨胀系数。由此，可以实现运输装置的模块化结构，其中对于每个部件能够使用有利的材料，可以在位置校正中考虑所述材料的热膨胀特性。

11、根据另一有利的设计方案，校正模型包含基于传感器板的温度、传感器板的位移系数和参考温度确定传感器板的位移，并且控制单元被设计用于：从传感器板的位移和所确定的传感器偏移中确定至少一个位置传感器的总传感器偏移，并且将总传感器偏移用于确定经校正的传感器位置。由此，在计算经校正的运输单元位置时，可以考虑整个传感器板的位移，所述位移对于每个位置传感器相同大。

12、此外，该目的通过在开头提到的方法通过以下方式来实现：借助于在移动方向上彼此间隔开的多个温度传感器分别检测运输区段的局部区段温度，和/或借助于在控制单元中实施的运输区段的温度模型来确定运输区段的局部区段温度，并且控制单元基于所确定的局部区段温度借助于预设的校正模型来校正运输单元位置，以便考虑运输区段的热膨胀。

13、该方法的有利的设计方案在从属权利要求11至16中说明。