(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送経路上にて移動体を搬送または停止する搬送装置であって、
前記移動体は歯合部を備え、
前記搬送装置は、
前記歯合部に歯合する駆動体と、
前記駆動体を駆動するモータと、該モータの回転角を検出する検出部とを備え、該検出部からの検出値に基づいてモータの回転を制御するサーボモータ機構と、
前記サーボモータ機構によって前記移動体の搬送または停止を制御する制御装置と、
を具備し、
前記制御装置は、前記移動体が前記搬送経路上における基準位置を通過したときの前記検出部による検出値を基準検出値として設定し、該基準検出値からの前記検出部による積算検出値に基づいて前記モータを制御し、前記移動体を搬送または停止し、
前記駆動体と、該駆動体のそれぞれに対応する前記サーボモータ機構とは複数備えられ、
前記一の駆動体に対応するサーボモータ機構の検出部による積算検出値に基づいて、全てのサーボモータ機構のモータを制御し、前記移動体を搬送または停止する、
搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置の技術に関し、より詳しくは搬送装置の搬送制御の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、搬送経路にてワークを搬送する搬送装置は公知となっている。搬送装置には、台車またはパレット等の移動体にワークを載置して搬送するものがある。そして、搬送装置には、移動体を搬送する搬送形式として、移動体を駆動体に歯合させて搬送する搬送形式がある。移動体を駆動体に歯合させて搬送する形式としては、ラックピニオン式、チェーンスプロケット式等の搬送形式がある。通常、駆動体は、サーボモータ機構等によって駆動される。例えば、特許文献１は、自動車組立工場の塗装ラインで用いられるラックピニオン式の搬送形式の搬送装置を開示している。
【０００３】
自動車組立工場の加工、組立、塗装または検査等の工程で用いられる搬送装置では、移動体の減速、加速または停止等の搬送精度が要求される。通常、搬送精度が求められる搬送装置は、位置検出器等の外部入力信号機器によって移動体の搬送経路上の位置情報を取得し、外部入力信号機器による位置情報に基づいて移動体を搬送する制御を実施している。このような搬送装置では、搬送経路上において減速、加速または停止等の動作変化を実行する全ての地点に外部入力信号機器を設ける必要がある。
【０００４】
しかし、多数の外部入力信号機器を設置することは、搬送装置のコストが嵩むことになる。また、多数の外部入力信号機器に付随する多数の配線類を処理することは、搬送装置の設置工数が嵩むことになる。さらに、外部入力信号機器による位置情報に基づいて移動体を搬送する制御では、実機を用いて動作変化のタイミングを調整するため、多数の外部入力信号機器を設置することは、搬送装置の設置工数や調整工数が嵩むことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１４４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題は、外部入力信号機器を減らすことができる搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、搬送経路上にて移動体を搬送または停止する搬送装置であって、前記移動体は歯合部を備え、前記搬送装置は、前記歯合部に歯合する駆動体と、前記駆動体を駆動するモータと、該モータの回転角を検出する検出部とを備え、該検出部からの検出値に基づいてモータの回転を制御するサーボモータ機構と、前記サーボモータ機構によって前記移動体の搬送または停止を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、前記移動体が前記搬送経路上における基準位置を通過したときの前記検出部による検出値を基準検出値として設定し、該基準検出値からの前記検出部による積算検出値に基づいて前記モータを制御し、前記移動体を搬送または停止し、前記駆動体と、該駆動体のそれぞれに対応する前記サーボモータ機構とは複数備えられ、前記一の駆動体に対応するサーボモータ機構の検出部による積算検出値に基づいて、全てのサーボモータ機構のモータを制御し、前記移動体を搬送または停止するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の搬送装置によれば、外部入力信号機器を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る搬送装置の構成を示す構成図。
【図２】同じく１対１状態にある搬送装置の制御構成を示す構成図。
【図３】同じく１対ｎ状態にある搬送装置の制御構成を示す構成図。
【図４】同じく搬送装置による搬送制御の一例を示すグラフ図。
【図５】同じく搬送装置による搬送制御のタイミングずれを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を用いて、本発明の実施形態である搬送装置１０について説明する。
図１の右上には、チェーン２５とスプロケット３１とが歯合する態様を示している。図１〜図５では、矢印αの向きを搬送装置１０の搬送方向として説明する。
【００１２】
本実施形態の搬送装置１０は、自動車工場の塗装ラインで用いられるものである。塗装ラインでは、車体２０が各ステーション５・５・・・を経由して搬送される。各ステーション５・５・・・では、車体２０の塗装作業または乾燥作業等が実施される。そして、各ステーション５・５・・・には、搬送装置１０が設けられている。搬送装置１０は、各ステーション５・５・・・において、塗装作業または乾燥作業等を実施するために車体２０を搬送または停止する装置である。
【００１３】
搬送装置１０は、ステーション５にて車体２０の塗装を実施するため、車体２０を載置した移動体としてのパレット２１を搬送または停止するものとする。パレット２１は、塗装が行われる状態にある車体２０を載置している。パレット２１の底部には、スキーバ２２が取り付けられている。スキーバ２２は、パレット２１の進行方向に沿った所定長さのレール２３と、レール２３の下面に設けられる歯合部としてのチェーン２５と、を具備している。
【００１４】
搬送装置１０は、ガイドレール１１と、架台１２と、駆動ユニット３０・４０と、位置検出器としての近接センサ５１・５２を具備している。ガイドレール１１は、搬送装置１０を経由して、塗装ラインに沿って敷設されている。パレット２１は、ガイドレール１１に案内されながら塗装ラインに沿って搬送される。架台１２は、床面に対してガイドレール１１および駆動ユニット３０・４０を支持している。
【００１５】
駆動ユニット３０は、モータ３３（図２および図３参照）と、モータ３３によって駆動される駆動体としてのスプロケット３１と、を具備している。なお、駆動ユニット４０は、駆動ユニット３０と同様の構成であるため説明を省略する。スプロケット３１は、スキーバ２２のチェーン２５に歯合するように構成されている。
【００１６】
近接センサ５１・５２は、搬送方向αへ搬送されるパレット２１の先端部が近づいたことを非接触で検出するセンサである。近接センサ５１は、搬送装置１０の搬送方向αにおける入口付近に設置されている。近接センサ５２は、搬送装置１０の搬送方向αにおける中央付近に設置されている。
【００１７】
このような構成とすることで、スプロケット３１をスキーバ２２のチェーン２５に歯合させ、駆動ユニット３０によってスプロケット３１を駆動することで、パレット２１を前進させる、すなわち搬送方向αへ搬送することができる。また、駆動ユニット３０の駆動速度を変化させることで、パレット２１の前進する速度を変更することができる。
【００１８】
なお、本発明は、スプロケット３１をチェーン２５に歯合させる構成に限定されるものではない。例えば、スキーバ２２にラックを設けるとともに、ラックにピニオンを歯合させて、駆動ユニット３０によってピニオンを駆動することで、パレット２１を前進させる構成であっても良い。
【００１９】
図２および図３を用いて、搬送装置１０の制御構成について説明する。
搬送装置１０は、駆動ユニット３０と、駆動ユニット４０と、制御装置としてのコントローラ５０と、近接センサ５１・５２と、を具備している。コントローラ５０は、後述するサーボモータ機構３２・４２によってパレット２１の搬送または停止を制御する機能を有している。コントローラ５０には、駆動ユニット３０、駆動ユニット４０、近接センサ５１・５２が接続されている。
【００２０】
駆動ユニット３０は、スプロケット３１と、サーボモータ機構３２と、を具備している。サーボモータ機構３２は、モータ３３と、検出部としてのエンコーダ３４と、サーボアンプ３５と、を具備している。エンコーダ３４は、モータ３３の回転角度を検出するセンサである。サーボアンプ３５は、モータ３３の回転角度をフィードバックして目標値に追従するように自動で作動するものである。なお、駆動ユニット４０は、駆動ユニット３０と同様の構成であるため説明を省略する。
【００２１】
図２を用いて、パレット２１と駆動ユニット３０とが「１対１状態」にある搬送装置１０について説明する。
「１対１状態」とは、１つの駆動ユニット３０によって１つのパレット２１が搬送されている状態をいう。本実施形態では、駆動ユニット３０と駆動ユニット４０とが、搬送方向αに沿って所定間隔だけ離れて配置されている。そのため、パレット２１が駆動ユニット４０によっても駆動される位置に前進するまでは、駆動ユニット３０のみによって駆動されるため、「１対１状態」で駆動されることになる。「１対１状態」では、コントローラ５０は、駆動ユニット３０のみによってスプロケット３１を駆動することで、パレット２１を前進または停止させる。
【００２２】
本実施形態の搬送装置１０では、「１対１状態」のときには、コントローラ５０は、エンコーダ３４によって検出されるモータ３３の回転角度に基づいて、パレット２１の位置情報を認識する。そして、コントローラ５０は、エンコーダ３４の検出値によって得られたパレット２１の位置情報に基づいて、駆動ユニット３０によってスプロケット３１を駆動することで、パレット２１を前進または停止するものとする。なお、搬送装置１０による詳細な搬送制御については後述する。
【００２３】
図３を用いて、１対ｎ状態にある搬送装置１０について説明する。
「１対ｎ状態」とは、複数の駆動ユニット（本実施形態では２つの駆動ユニット３０・４０）によって１つのパレット２１に対する駆動が行われている状態をいう。本実施形態では、パレット２１が駆動ユニット３０により駆動されて、駆動ユニット４０によっても駆動される位置まで前進したときから「１対ｎ状態」によって駆動されることになる。「１対ｎ状態」では、コントローラ５０は、駆動ユニット３０・４０によってスプロケット３１・４１を駆動することで、パレット２１を前進または停止させる。
【００２４】
本実施形態の搬送装置１０では、「１対ｎ状態」のときには、コントローラ５０は、サーボモータ機構３２のエンコーダ３４のみによって検出されるモータ３３の回転角度に基づいて、パレット２１の位置情報を認識する。そして、コントローラ５０は、エンコーダ３４の検出値によって得られたパレット２１の位置情報に基づいて、駆動ユニット３０・４０によってスプロケット３１・４１を駆動することで、パレット２１を前進または停止するものとする。
【００２５】
言い換えれば、駆動ユニット３０・４０によってスプロケット３１・４１を駆動することで、パレット２１を前進または停止させるものの、この駆動ユニット３０・４０によるスプロケット３１・４１の駆動には、エンコーダ３４によって検出されるモータ３３の回転角度の情報のみを用いて、サーボモータ機構４２のエンコーダ４４によって検出されるモータ４３の回転角度の情報は用いないものとする。つまり、複数のサーボモータ機構３２・４２のうちの、一のサーボモータ機構３２におけるエンコーダ３４の検出値のみに基づいて、全てのサーボモータ機構３２・４２のモータ３３・４３の駆動が制御される。
【００２６】
なお、「１対ｎ状態」とは、１つのパレット２１に対して２つの駆動ユニット３０・４０によって制御されている状態に限定されるものではない。例えば、複数の駆動ユニット３０・４０・・・・を有する搬送装置では、複数の駆動ユニット３０・４０・・・・によって１つのパレット２１が搬送されている状態をいう。なお、搬送装置１０による詳細な搬送制御については後述する。
【００２７】
図４を用いて、搬送装置１０による搬送制御の一例について説明する。
図４は、軸値Ｌの時系列を表したグラフ図である。ここで、軸値Ｌとは、エンコーダ３４によって検出されるモータ３３の回転角度に基づいて、搬送されるパレット２１の位置を表したものである。ある時点での軸値Ｌと他の時点での軸値Ｌとの差を算出することで、パレット２１が搬送された距離を求めることができる。以下に、パレット２１が搬送装置１０によって搬送され停止される態様について、図４のポイントＡからポイントＤに従って説明する。
【００２８】
コントローラ５０は、ポイントＡにおいて、ステーション５の搬送装置１０にまで搬送されてきたパレット２１の先端部を近接センサ５１によって認識し、駆動ユニット３０によってスプロケット３１を駆動速度Ｖ２で駆動し、パレット２１を搬送する。ここで、コントローラ５０は、近接センサ５１によってパレット２１を認識したときのパレット２１の位置（ポイントＡ）を基準位置として軸値Ｌを０にリセットし、基準検出値としての０点基準位置に設定する。
【００２９】
パレット２１は、ポイントＡからポイントＢまでは、まず駆動ユニット３０のみによってスプロケット３１を駆動速度Ｖ２で駆動する「１対１状態」で駆動され、その後駆動ユニット３０・４０によってスプロケット３１・４１を駆動速度Ｖ２で駆動する「１対ｎ状態」によって駆動される。
【００３０】
コントローラ５０は、ポイントＢにおいて、エンコーダ３４によって検出されるモータ３３の回転角度に基づいて、０点基準位置からの積算値として軸値Ｌが７０００ｍｍに到達したと判断したとき、駆動ユニット３０・４０によってスプロケット３１・４１を駆動速度Ｖ２から駆動速度Ｖ１に減速し、パレット２１を減速させる。
【００３１】
なお、駆動ユニット３０・４０によりパレット２１が搬送されるときには、駆動ユニット３０のサーボモータ機構３２におけるエンコーダ３４の検出値のみに基づいて、駆動ユニット３０・４０の制御が行われる。
【００３２】
コントローラ５０は、ポイントＣにおいて、搬送装置１０に搬送されたパレット２１の先端部を近接センサ５２によって認識する。ここで、コントローラ５０は、近接センサ５２によってパレット２１を認識したとき、軸値Ｌが７５６０ｍｍであるため、７５６０ｍｍを基準検出値としての停止基準位置として認識する。
【００３３】
コントローラ５０は、エンコーダ３４によって検出されるモータ３３の回転角度に基づいて、停止基準位置（Ｌ＝７５６０ｍｍ）からの積算値として軸値Ｌが４０ｍｍに相当する距離を搬送したと判断したときに、駆動ユニット３０・４０によってスプロケット３１・４１の駆動を停止することで、軸値Ｌが７６００ｍｍ（＝７５６０ｍｍ＋４０ｍｍ）となる位置にあるポイントＤにおいてパレット２１を停止させる。
【００３４】
ここで、搬送装置１０による搬送制御の異常停止について説明する。
搬送制御において、例えば何らかの外力によってモータ３３の回転角度に基づく軸値Ｌと、実際のパレット２１の位置と、に差異が生じる場合がある。この場合には、コントローラ５０は、パレット２１が実際に停止位置（ポイントＣ）を通過しても、近接センサ５２による停止基準位置を得ることができない。このとき、コントローラ５０は、モータ３３の回転角度に基づいて０点基準位置（ポイントＡ）からの積算値として軸値Ｌが７６００ｍｍに到達したと判断したときには、異常停止を行うものとする。なお、異常停止した場合には、通常の停止と異なる状況であるため、エラー表示等で作業者に異常停止であることを認識させるものとする。
【００３５】
本実施形態の搬送装置１０の効果について説明する。
従来、自動車工場の塗装ラインのように搬送精度が求められる搬送装置は、近接センサによってパレットの搬送経路上の位置情報を取得し、近接センサによる位置情報に基づいてパレットを搬送する制御を実施していた。このような搬送装置では、搬送経路上において減速、加速または停止等の動作変化を実行する全ての地点に近接センサを設ける必要があった。
【００３６】
しかし、本実施形態の搬送装置１０は、サーボモータ機構３２のエンコーダ３４によって検出されるモータ３３の回転角度に基づいて、パレット２１の位置情報を認識するため、最小限の近接センサ５１・５２のみでパレット２１を精度良く搬送することができる。
【００３７】
言い換えれば、既存のサーボモータ機構３２のエンコーダ３４によって検出されるモータ３３の回転角度の情報をサーボモータ機構３２の内部のみで用いるのではなく、サーボモータ機構３２の外部に取り出し、搬送装置１０のコントローラ５０に取り込んで搬送制御を行うことで、搬送経路上において減速、加速または停止等の動作変化を実行する全ての地点に近接センサを設ける必要がない。
【００３８】
図５を用いて、搬送装置１０の別の効果について説明する。
図５は、上方に「１対ｎ状態」にある搬送装置１０を示し、下方にそれぞれのスプロケット３１・４１の軸値Ｌにおける駆動速度Ｖを示している。
【００３９】
例えば、本実施形態の搬送装置１０が「１対ｎ状態」でパレット２１を搬送するとき、駆動ユニット３０・４０がそれぞれサーボモータ機構３２・４２のエンコーダ３４・４４によって検出されるモータ３３・４３の回転角度に基づいて、パレット２１の位置情報を認識すると仮定する。そして、上述した搬送制御の一例において軸値Ｌが７０００ｍｍに達すると駆動ユニット３０・４０の駆動速度Ｖが変化するように制御する時（図４に示すポイントＢ）、図５に示すように駆動ユニット３０と駆動ユニット４０の駆動速度Ｖの切り替えタイミングが異なってしまった場合について考える。
【００４０】
駆動ユニット３０は、軸値Ｌが７０００ｍｍとなった時に駆動速度Ｖ２から駆動速度Ｖ１への減速を開始している。一方、駆動ユニット４０は、軸値Ｌが７００５ｍｍとなってから駆動速度Ｖ２から駆動速度Ｖ１への減速を開始している。このとき、軸値Ｌが７０００ｍｍ〜７００５ｍｍの間では、駆動ユニット３０は駆動速度Ｖ２から駆動速度Ｖ１に減速しようとするものの、駆動ユニット４０は駆動速度Ｖ２を維持しようとする。そのため、パレット２１には相反する方向に力が働くことになり（以下、搬送制御のタイミングずれとする）、駆動ユニット３０および駆動ユニット４０には通常の制御電流以上の電流が消費されることになる。
【００４１】
しかし、本実施形態の搬送装置１０は、主サーボモータ機構であるサーボモータ機構３２のエンコーダ３４のみによって検出されるモータ３３の回転角度に基づいて、パレット２１の位置情報を認識しているため、上述のように搬送制御のタイミングずれが発生することはない。
【００４２】
このようにして、駆動ユニット３０と駆動ユニット４０との位置情報にずれをなくすことで、搬送制御のタイミングずれを防止して、駆動ユニット３０および駆動ユニット４０には通常の制御電流以上の電流が消費されることを防止できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０    搬送装置
１１    ガイドレール
２１    パレット（移動体）
２２    スキーバ
２３    レール
２５    チェーン（歯合部）
３１    スプロケット（駆動体）
３２    サーボモータ機構
３３    モータ
３４    エンコーダ
５０    コントローラ
５１    近接センサ
５２    近接センサ
【図１】
0005605089.tif 000002
【図２】
0005605089.tif 000003
【図３】
0005605089.tif 000004
【図４】
0005605089.tif 000005
【図５】
0005605089.tif 000006