(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人搬送車の停止位置近傍に設けられた磁石と、無人搬送車の車体のほぼ中央部および前部にそれぞれ設けられ前記磁石と車体位置の偏差を検出する第１の磁気センサ及び所定値以上の磁束密度で動作する第２の磁気センサと、車体の移動量を計測するエンコーダと、制御部とを具備しており、前記制御部は起動時には車体の現在位置と停止位置までの粗距離を設定記憶しておき、第２の磁気センサが磁石を検出したとき第２の磁気センサと第１の磁気センサの距離間隔に前記設定した粗距離を更新するとともに低速度に変更し、さらに、第１の磁気センサが磁石を検出し出力が零となる零点位置を検出すると前記停止位置と前記零点位置までの距離に前記更新値をさらに更新し、停止位置までエンコーダを介して移動量を計測しつつ走行するようにしたことを特徴とする無人搬送車の停止制御装置。
【請求項２】
前記第１の磁気センサは、このセンサの中心と磁石との変位を信号として出力し、当該磁石の中心点と一致したとき出力が零となるように配設したことを特徴とする請求項１記載の無人搬送車の停止制御装置。
【請求項３】
前記第２の磁気センサは、所定値以上の磁束密度で感応しオン・オフ動作する動作精度の低いものであることを特徴とする請求項１記載の無人搬送車の停止制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無人搬送車の停止位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積荷を載置して複数箇所のステーションを自動走行する従来の無人搬送車の停止位置決め装置は、停止位置の床面に埋設された永久磁石と、無人搬送車の車体に取り付けられ、車体の変位を測定する磁気センサとを具備している。そして、磁気センサの出力と磁気センサの変位の相関関係を利用して現在位置を示す前記センサ出力と目標とするセンサ出力との偏差が零になるように制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来装置では多数個の磁石と磁気センサとを使用し、磁気センサ出力と永久磁石位置の相関関係を利用しているため、次のような問題点があった。
▲１▼磁気センサ出力が何等かの原因で変動した場合に、停止位置に誤差が発生する。
▲２▼複数台の無人搬送車を運行する場合に、個々の磁気センサの特性が一致せず、そのために停止位置に誤差が発生する。
▲３▼また永久磁石と停止位置との距離が磁気センサの有効動作範囲内に入っていなければならないので、前記範囲から外れると誤動作の原因となる。
【０００４】
前記磁気センサの出力が変動する要因としては、永久磁石の経時変化、床面に埋設された永久磁石の近傍に埋設されている鉄筋等の磁性体による磁場の変化、個々のセンサの特性の不一致、磁気センサの取り付け位置の誤差、永久磁石の埋設深さの誤差等がある。
【０００５】
そこで、本発明のうち請求項１記載の発明は、簡単な構成で停止位置に精度よく位置決め停止制御できる無人搬送車の位置決め装置を提供することを目的としている。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の目的に加えて、出力の零点を検出することにより磁石及び磁気センサの特性が一致しない場合でも正確に停止できるようにした無人搬送車の位置決め装置を提供することを目的としている。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の目的に加えて、停止位置近傍まで台車速度を低下することなく効率よく運行するようにした無人搬送車の位置決め装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項１記載の発明は無人搬送車の停止位置近傍に設けられた磁石と、無人搬送車の車体のほぼ中央部および前部にそれぞれ設けられ前記磁石と車体位置の偏差を検出する第１の磁気センサ及び所定値以上の磁束密度で動作する第２の磁気センサと、車体の移動量を計測するエンコーダと、制御部とを具備しており、前記制御部は起動時には車体の現在位置と停止位置までの粗距離を設定記憶しておき、第２の磁気センサが磁石を検出したとき第２の磁気センサと第１の磁気センサの距離間隔に前記設定した粗距離を更新するとともに低速度に変更し、さらに、第１の磁気センサが磁石を検出し出力が零となる零点位置を検出すると前記停止位置と前記零点位置までの距離に前記更新値をさらに更新し、停止位置までエンコーダを介して移動量を計測しつつ走行するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成のうち第１の磁気センサを、このセンサの中心と磁石との変位を信号として出力し、当該磁石の中心点と一致したとき出力が零となるように配設したことを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の構成のうち、第２の磁気センサを、所定値以上の磁束密度で感応しオン・オフ動作する動作精度の低いもので構成したことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る無人搬送車の停止制御装置（以下、本発明装置という）の実施例の形態を図示例とともに説明する。
図１は無人搬送車の構成を説明する正面図、図２は磁石と第１の磁気センサとの動作説明図、図３は第１の磁気センサの出力と永久磁石と同センサとの位置の偏差との関係を示す特性図、図４は制御部のブロック図、図５は第１の非線形要素機能の動作説明図、図６は第２の非線形要素の動作説明図、図７は制御変数の更新内容の説明図、図８は制御部の動作を説明するフローチャート、図９は停止時に於ける移動速度の変化を示す説明図である。
【００１２】
本発明装置は、停止位置Ｐ近傍の床面１０に埋設された永久磁石等からなる磁石１１と、無人搬送車の車体２０の２個所に配設された第１の磁気センサ２１及び第２の磁気センサ２２と、エンコーダ２４と、制御部３０とを具備している。
【００１３】
第１の磁気センサ２１は車体２０の略中央部下面に、図２に示すように前記磁石１１と所定距離間隔Ｅをもって対向して設けられており、第１の磁気センサ２１の中心と磁石１１との距離間隔を信号として連続して出力するように構成されている。図３は第１磁気センサ２１と磁石１１との位置の誤差（距離）とセンサ出力（電圧）の関係を示す特性図である。
【００１４】
第１磁気センサ２１のセンサ出力（電圧）は、前記位置偏差の大小によって図３に示すように変化する。図中ａ〜ｄは前記距離間隔Ｅの大小を示し、ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄで、ｂ、ｃが距離間隔の適性値となっている。Ｆは第１磁気センサ２１の有効動作範囲を示している。
【００１５】
図３に於て、第１磁気センサ２１と磁石１１との中心位置が合致した場合即ち偏差が零の場合には、第１磁気センサ２１内に組み込まれた１対の図外のホール素子等の磁気検出素子の信号の差動信号は、磁石と磁気検出素子との間隔が等しければ、磁束密度に関係なく零である。そして、それ以外の位置では磁束密度が変化するので、第１磁気センサ２１のセンサ出力が変化する。
【００１６】
第２の磁気センサ２２は、車体２０の前部下面に前記第１の磁気センサ２１と所定距離間隔Ｌ２をもって、かつ、前記磁石１１と所定距離間隔Ｄをもって対向して、設けられており、一定値以上の磁束密度でオン・オフ動作するように構成されている。従って、第２の磁気センサ２２は動作精度の低いものであってもよい。
【００１７】
エンコーダ２４は車体２０の移動量即ち偏差を計測するもので、ベルト２５又はギヤ等を介して従動輪２６に連結されている。そして、エンコーダ２４の検出値は制御部３０に入力される。２３は走行車輪である。
【００１８】
制御部３０はマイコンを含んでおり、無人搬送車が走行するための誘導、操舵、走行、積荷の移載機能のほか位置決め機能等で備えている。図７は前記制御部３０の位置決め機能をハード的に示したブロック図で、第１の比較３１、比例要素増幅３２、第１の非線形要素３３、第２の非線形要素３４、微分３５、第２の比較３６、比例積分要素３７、加算３８の各機能を有している。
【００１９】
停止位置Ｐとエンコーダ２０で計測した現在位置（起動位置）を比較機能３１により比較し、その偏差を比例要素機能３２を介して偏差に比例した信号を第１の非線形要素機能３３に入力する。
【００２０】
第１の非線形要素機能３３は図５に示すように、一定値以上の入力に対して正負の出力を飽和させる機能を有している。本実施例では前記正負の飽和出力を正負方向の最大移動速度ＶＸに設定している。
【００２１】
そして、第１の非線形要素機能３３の出力は第２の非線形要素機能３４に入力される。第２の非線形要素機能３４は一定値以下の入力に対しては出力の値を一定値に保持する機能を有している。本実施例では前記一定値を正負方向の最低移動速度ＶＮに設定している。図６は第２非線形要素機能３４の入出力特性を示している。
【００２２】
またエンコーダ２４の計数値は微分機能３５を介して時間で微分して車体２０の速度が算出され、前記した第２の非線形要素機能３４の出力と第２の比較機能３６を介して、その偏差が得られる。
【００２３】
そして前記偏差の信号を比例積分機能３７を介して比例積分され、第２の非線形要素機能３４の出力に加算機能３８を介して加算され、サーボモータ４０の速度指令信号として出力する。そして走行モータを駆動するサーボアンプ３９に入力され、台車２０はサーボアンプ３９の入力に追従するように速度制御され走行する。
【００２４】
次に本発明装置の動作を図７、図８、図９を参照して説明する。図７は制御変数の更新の内容を示し、本発明装置の制御切り替え時、即ち起動時（Ａ）、第２の磁気センサ２２の動作時（Ｂ）、及び第１の磁気センサ２１の零点検出時（Ｃ）における設定距離、最大移動速度ＶＸ、最低移動速度ＶＮを表示している。またクリーブ速度ＶＣは停止時に積荷に衝撃を与えないような低速に設定される。本実施例では定格走行速度の１／１０〜１／２０の値に設定している。
【００２５】
起動時における車体の現中心位置Ｒと停止位置Ｐとの距離をＬ１、第１及び第２磁気センサ２１、２２との距離間隔をＬ２、第１磁気センサ２１の検出した零点位置Ｑ即ち磁石１１の中心点と停止位置Ｐとの距離間隔をＬ３とする。なお前記距離間隔Ｌ２、Ｌ３は既知であることは言う迄もない。
【００２６】
（１）車体２０の現在位置Ｒから目標停止位置Ｐまでの距離Ｌ１（以下、粗設定距離という）を設定する（Ｓ１）。なお前記距離Ｌ１は精度は要求されず大略値でよい。
（２）また、最大移動速度ＶＸ、定格速度又は該当区間の制限速度Ｖ１に、最小移動速度ＶＮを零に設定する（Ｓ２）、（図７（Ａ）参照）。
【００２７】
（３）第１の非線形要素３３の入出力の不連続の範囲を規定する正方向及び負方向の最大移動速度はＶＸに設定される。また第２の非線形要素３４の入出力の不連続の範囲を規定する最低移動速度は零に設定される。
（４）無人搬送車が起動し（Ｓ３）、（図９（Ａ）参照）、走行しつつ第２の磁気センサ２２を探知する。
【００２８】
（５）第２の磁気センサ２２が磁石１１を検知すると（Ｓ４）、予め設定されたソフトウエアにより前記粗設定距離Ｌ１から前記距離間隔Ｌ２に更新設定する（Ｓ５）。
【００２９】
（６）同時に前記したソフトウエアにより最大移動速度ＶＸはＶ１のままとし、最低移動速度をクリープ速度ＶＣに更新設定する（Ｓ６）、（図７（Ｂ）参照）。これにより無人搬送車は次第にクリープ速度ＶＣまで減速し（Ｓ７）、（図９（Ｂ）参照。その後は前記速度を維持する。この状態は図９に示す斜線部Ｓの面積に相当する。
【００３０】
（７）第２の磁気センサ２２が磁石１１を検出後、第１の磁気センサ２１は磁石１１に接近するに従って、徐々に出力を増し最大出力点を通過後、出力が減少し、磁石１１の中心線上に達したとき、出力が零となる零点Ｑが検出される（Ｓ８）。
そして、磁石１１から離れるに従って、接近するときは逆極性の信号を出力する（図３参照）。
【００３１】
この際第１の磁気センサ２１の信号が外乱等で誤動作しないようにするために、第１の磁気センサ２１の出力が最大値又は最小値の前後では、当該センサの信号を当該位置で微分し、微分係数の値が反転すること、また、第１の磁気センサ２１の出力が零になる近傍では微分係数がほぼ一定値を維持することも監視するようにしている。
従って、前記零点Ｑを正確に検出することができる。
【００３２】
（９）零点Ｑ検出と同時に、距離間隔Ｌ２からＬ３（以下、精密設定距離という）に更新する（Ｓ９）。
（１０）また最大移動速度ＶＸをクリープ速度ＶＣに、最小移動速度ＶＮを零に設定する（Ｓ１０）、（図７（Ｃ）、図９（Ｃ）参照）。
【００３３】
（１１）精密設定距離Ｌ３をエンコーダ２４の検出値に基づいてクリープ速度ＶＣで走行し（Ｓ１１）、Ｌ３が零になると（Ｓ１２）停止する。
前記精密設定距離Ｌ３は粗設定距離Ｌ１に比して極めて短距離であるため、測定誤差が極めて少なく正確に停止させることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明は停止目標位置近傍に設けた磁石１１と、無人搬送車に配設した２個の磁気センサと、エンコーダと制御部とを具備しており、起動時に粗設定距離Ｌ１を記憶せしめ、第２の磁気センサの動作時設定距離をＬ２に更新するとともに減速させ、第１の磁気センサの零点検出時設定距離をＬ３として、その後はエンコーダの検出値でもって停止目標位置で停止するように構成されている。
【００３５】
前記のように第１の磁気センサ２１が零点検出後に設定する磁石１１と停止位置Ｐとの距離について刻々に移動量を検出するので、比較的簡単な構成でもって精度良く位置決め停止ができる。
【００３６】
また磁石は停止位置Ｐに正確に設ける必要がなく、埋設位置や埋設深さに誤差が生じてもよい。
従って、床の構造や鉄筋等の構造物に影響されずに設定できるので、多数の磁石を配設するための取付工事及びレイアウトの変更等がきわめて容易となり、作業工数が低減できる。さらに、起動時に設定する粗設定距離は精度が要求されないので、設定のための事前準備作業が簡単になる。
そのうえ、磁石と停止位置との距離が磁気センサの有効動作範囲内でなくともよいので、任意に設置することができる。
【００３７】
請求項２に係る発明は、磁石の磁束密度の差に基づいて車体の位置を検出する磁気センサを用いているので、請求項１記載の効果に加えて、磁石及び磁気センサの特性が一致しない場合にも誤差を生じないので、正確に停止できる。また、多数使用する磁石及び磁気センサの特性を厳密に合致させなくてすむので使用品選定のための作業が軽減できる。
【００３８】
請求項３に係る発明は所定値以上の磁束密度で動作する磁気センサであればよいので、特殊なセンサを使用しなくても確実に動作するので、コストダウンが可能であり、かつ、目標停止位置近傍まで台車速度を低下させずにすむので無人搬送車を効率よく運行させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用する無人搬送車の構成を説明する正面図である。
【図２】磁石と第１の磁気センサの動作説明図である。
【図３】第１の磁気センサの出力と、磁石と同センサの位置の偏差との関係を示す特性図である。
【図４】制御部のブロック図である。
【図５】第１の非線形要素機能の動作説明図である。
【図６】第２の非線形要素機能の動作説明図である。
【図７】制御変数の更新内容説明一覧図である。
【図８】制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図９】停止時に於ける移動速度の変化説明図である。
【符号の説明】
１１  磁石
２０  車体
２１  第１の磁気センサ
２２  第２の磁気センサ
２４  エンコーダ
３０  制御部
４０  サーボモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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