(57)【要約】  無人搬送車が異常停止（シャットダウン）される前に、事前に無人搬送車の異常を検出できる無人搬送車の異常検出システムを提供することを目的とする。  本発明は、循環ルートを走行する無人搬送車の異常を検出するシステムであって、無人搬送車のバッテリー電流の変化履歴を、循環毎に記録する履歴記録部と、前記循環毎に記録されたバッテリー電流の変化履歴に基づいて無人搬送車の異常の有無を判定する異常判定部と、を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環ルートを走行する無人搬送車の異常を検出するシステムであって、
無人搬送車のバッテリー電流の変化履歴を、循環毎に記録する履歴記録部と、
前記循環毎に記録されたバッテリー電流の変化履歴に基づいて無人搬送車の異常の有無を判定する異常判定部と、
を含む無人搬送車の異常検出システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無人搬送車の異常検出システムにおいて、
前記異常判定部は、無人搬送車の今回循環の変化履歴を、前回循環の変化履歴と比較して、無人搬送車の異常の有無を判定する、
無人搬送車の異常検出システム。
【請求項３】
請求項１に記載の無人搬送車の異常検出システムにおいて、
前記異常判定部は、無人搬送車の今回循環の変化履歴を、前回までの循環の平均変化履歴と比較して、無人搬送車の異常の有無を判定する、
無人搬送車の異常検出システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の無人搬送車の異常検出システムにおいて、
無人搬送車は、複数台あり、
前記異常判定部は、今回循環した無人搬送車の変化履歴を、別の無人搬送車の変化履歴と比較して、今回循環した無人搬送車の異常の有無を判定する、
無人搬送車の異常検出システム。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の無人搬送車の異常検出システムにおいて、
無人搬送車は、複数台あり、
前記異常判定部は、今回循環した無人搬送車の変化履歴を、別の無人搬送車群の平均変化履歴と比較して、今回循環した無人搬送車の異常の有無を判定する、
無人搬送車の異常検出システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の無人搬送車の異常検出システムにおいて、
前記バッテリー電流の変化履歴は、前記無人搬送車の循環毎の走行区間による電流積算量の変化の履歴である、
無人搬送車の異常検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無人搬送車の異常を検出するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＪＰ２００７−６８３９８Ａは、バッテリーの交換作業を要することなくバッテリーを充電できる無人搬送車を開示する。
【発明の概要】
【０００３】
バッテリーは、過放電に至ると劣化するおそれがある。そこで、過放電しないように、事前に異常停止(シャットダウン)される。無人搬送車の充電タイミングが遅れると、無人搬送車が異常停止(シャットダウン)されることがある。走行ルート上で無人搬送車が異常停止しては、工場作業者の作業効率が低下してしまう。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた。本発明の目的は、無人搬送車が異常停止(シャットダウン)される前に、事前に無人搬送車の異常を検出できる無人搬送車の異常検出システムを提供することである。
【０００５】
本発明による循環ルートを走行する無人搬送車の異常を検出するシステムのひとつの態様は、無人搬送車のバッテリー電流の変化履歴を、循環毎に記録する履歴記録部と、前記循環毎に記録されたバッテリー電流の変化履歴に基づいて無人搬送車の異常の有無を判定する異常判定部と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明による無人搬送車の異常検出システムの第１実施形態を示す全体図である。
【図２】図２は、無人搬送車の概要及び充電作業を説明する図である。
【図３】図３は、バッテリーボックスの概要及び充電作業を説明する図である。
【図４】図４は、無人搬送車が走行ルートＲを循環したときの電流変化を示す図である。
【図５】図５は、走行周回数ごと及び走行区間ごとの無人搬送車のバッテリーが出力した電流の積算量(消費量)を示す図である。
【図６】図６は、無人搬送車のコントローラーが実行する制御フローチャートである。
【図７】図７は、制御設備５のコントローラーが実行する制御フローチャートである。
【図８】図８は、第２実施形態の制御設備５のコントローラーが実行する制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、本発明による無人搬送車の異常検出システムの第１実施形態を示す全体図である。
【０００９】
無人搬送車の異常検出システムＳは、無人搬送車(Automated Guided Vehicle；ＡＧＶ)１と、充電装置２と、制御設備５と、を含む。
【００１０】
無人搬送車１は、走行ルートＲを循環走行して部品を搬送する。走行ルートＲは、ピッキングステーションＰＳと、組立ステーションＢＳと、充電ステーションＣＳと、を経由する周回軌道である。無人搬送車１は、自身に搭載するコントローラーによって作動が制御される。無人搬送車１は、ピッキングステーションＰＳで部品を積む。そして無人搬送車１は、走行ルートＲを走行して部品を組立ステーションＢＳに搬送する。そして無人搬送車１は、組立ステーションＢＳで部品を下ろす。そして無人搬送車１は、再び走行ルートＲ上を走行してピッキングステーションＰＳに戻る。また必要であれば、無人搬送車１は、充電ステーションＣＳで充電される。なお図１には、４台の無人搬送車１が走行ルートＲを走行しているが、これには限られない。少なくとも１台あればよく、また５台以上であってもよい。無人搬送車１の具体的な構成は後述される。
【００１１】
充電装置２は、無人搬送車１を充電する。また充電装置２は、充電中に無人搬送車１と信号を授受する。充電装置２は、充電ステーションＣＳに設置される。充電ステーションＣＳは、たとえば図１に示されるように、組立ステーションＢＳの手前に設けられる。充電装置２は、制御設備５によって制御される。
【００１２】
制御設備５は、充電装置２を制御する。また制御設備５は、充電装置２を介して、無人搬送車１と信号を授受する。
【００１３】
図２は、無人搬送車の概要及び充電作業を説明する図である。
【００１４】
無人搬送車１は、たとえば車両中央に、バッテリーＢなどを収容するバッテリーボックス１１を装備する。無人搬送車１は、バッテリーＢを駆動電源として走行する。バッテリーＢは、充電装置２の給電コンタクター２２ａが接続されて充電される。
【００１５】
図３は、バッテリーボックスの概要及び充電作業を説明する図である。
【００１６】
バッテリーボックス１１は、バッテリーＢと、充放電モニター１１１と、受電コンタクター１１２と、通信ポート１１３と、を収容する。
【００１７】
バッテリーＢは、たとえばリチウムイオン二次電池である。バッテリーＢは、バスバーＢＢで直列接続された電池モジュールＢＭを含む。図３では、３個の電池モジュールＢＭが直列接続される。
【００１８】
複数のリチウムイオン単電池（セル）が並列又は直列に接続されて電池モジュールＢＭが構成される。この電池モジュールＢＭの電圧は、充電状態で約８Ｖ強である。バッテリーＢには、３個の電池モジュールＢＭが直列接続されているので、バッテリーＢの出力電圧は、２５Ｖ程度となる。
【００１９】
充放電モニター１１１は、バッテリーＢの状態を監視する。充放電モニター１１１は、バッテリーＢ及び各電池パックの充放電容量(バッテリー電圧)及びセル電圧、バッテリーＢの入出力の電流量(アンペアアワー、Ａｈ)等を所定時間(たとえば１０ミリ秒)毎に監視し記憶する。充放電モニター１１１の情報は、通信ポート１１３(たとえば、光通信)から出力される。この情報は、充電装置２の通信ポート２３を介して制御設備５に送られる。
【００２０】
受電コンタクター１１２は、バッテリーボックス１１の外面に露出する。受電コンタクター１１２は、給電線１１４を介して、バッテリーＢに接続される。受電コンタクター１１２には、充電装置２の給電コンタクター２２ａが接続される。この状態で、バッテリーＢが充電される。
【００２１】
充電装置２は、直流電源２１と、給電アーム２２と、通信ポート２３と、制御器２５と、を含む。
【００２２】
直流電源２１は、バッテリーＢを充電する電源である。直流電源２１は、バッテリーＢの上限電圧まで昇圧可能である。
【００２３】
給電アーム２２は、先端に給電コンタクター２２ａが設けられる。給電コンタクター２２ａは、電線２４を介して直流電源２１に接続される。無人搬送車１のバッテリーＢを充電するときには、給電アーム２２が伸びて給電コンタクター２２ａを受電コンタクター１１２に接続する。この状態で、直流電源２１の電力がバッテリーＢに供給され、バッテリーＢが充電される。
【００２４】
通信ポート２３は、無人搬送車１の通信ポート１１３との間で、バッテリーＢの充放電容量(電圧)、バッテリーＢの入出力の電流量(アンペアアワー、Ａｈ)、その他の指令信号等を通信する。
【００２５】
制御器２５は、直流電源２１よってバッテリーＢへ供給する電流値及び電圧値を制御する。
【００２６】
無人搬送車１は、バッテリーＢを駆動電源として走行する。無人搬送車１が走行するにつれて、バッテリーＢの充放電容量(電圧)が低下する。そこで、適宜、無人搬送車１は、充電ステーションＣＳで充電される。
【００２７】
具体的には、無人搬送車１は、充電ステーションＣＳで一時停止する。そして無人搬送車１のバッテリーＢの充放電容量のデータが、通信ポート１１３及び通信ポート２３を介して、充電装置２に送られる。バッテリーＢの充放電容量(電圧)が、充電判定電圧を下回っていれば、充電装置２よって充電される。
【００２８】
なお搬送工程の途中の充電ステーションＣＳで充電するには、定電流・定電圧方式が望ましい。すなわち、充電初期には定電流の充電電流を供給する(定電流充電；ＣＣ充電)。そして、バッテリー電圧が充電上限電圧まで上昇したら、その充電電圧で所定時間印加し続ける(定電圧充電；ＣＶ充電)。このような方式で充電すれば、急速充電可能である。
【００２９】
なお、バッテリー電圧が充電上限電圧まで上昇したら、充電を終了して、定電圧充電(ＣＶ充電)を省略してもよい。このようにすれば、充電時間がさらに短縮される。
【００３０】
また、予め設定された時間だけＣＣ充電して、充電を完了してもよい。このようにすれば、無人搬送車１のバッテリー電圧が充電時間分だけ上昇する。このようにすれば、限られた時間で、相応に充電される。
【００３１】
次に本実施形態の理解を容易にするために、発明者らの知見について説明する。
【００３２】
図４は、無人搬送車が走行ルートＲを循環したときの電流変化を示す図である。
【００３３】
なお本実施形態の走行ルートＲは、５区間に分けられている。
【００３４】
区間１は、無人搬送車は停止して、組立ステーションへの部品投入を待機区間である。
【００３５】
区間２は、無人搬送車がピッキングステーションエリアに向かって走行している区間である。
【００３６】
区間３，４は、無人搬送車が組立ステーションまたはピッキングステーションで部品の受け渡しを行っている区間である。
【００３７】
区間５は、無人搬送車が部品をピッキング後、組立ステーションに向かって走行している区間である。
【００３８】
走行区間によって電流が上下するが、無人搬送車は、決まった循環ルートを走行するので、電流の変化履歴は、同じようになる。
【００３９】
図５は、走行周回数ごと及び走行区間ごとの無人搬送車のバッテリーが出力した電流の積算量(消費量)を示す図である。
【００４０】
第２区間や第５区間は、電流の消費量が大きく、第１区間，第３区間，第４区間は、電流の消費量が小さい。このように走行区間によって、電流消費量の大小はあるものの、無人搬送車は、決まった循環ルートを走行するので、各区間毎に見れば、同じような消費量になる。
【００４１】
無人搬送車の電流消費量には、このような特性があることに着目し、発明者らは、電流の消費パターンの変化が大きければ、無人搬送車に何らかの異常があるという知見を得、発明を完成するに至った。以下では、具体的な制御内容について説明する。
【００４２】
図６は、無人搬送車のコントローラーが実行する制御フローチャートである。この処理は、微小時間(たとえば１０ミリ秒)サイクルで繰り返し実行される。
【００４３】
ステップＳ１０１においてコントローラーは、第Ｎ区間の走行が完了したか否かを判定する。なおＮの初期値は１であり、第Ｎ区間を走行しているか否かは、たとえば走行ルートに設けられたコマンドマーカーをセンサーで読み取って判定すればよい。コントローラーは、判定結果が否であればステップＳ１０２へ処理を移行し、判定結果が肯であればステップＳ１０３へ処理を移行する。
【００４４】
ステップＳ１０２においてコントローラーは、現在走行中の第Ｎ区間の電流積算量(消費量)を演算する。
【００４５】
ステップＳ１０３においてコントローラーは、１周走行したか否かを判定する。これについても、たとえば走行ルートに設けられたコマンドマーカーをセンサーで読み取って判定すればよい。コントローラーは、判定結果が否であればステップＳ１０４へ処理を移行し、判定結果が肯であればステップＳ１０５へ処理を移行する。
【００４６】
ステップＳ１０４においてコントローラーは、区間ナンバーＮをインクリメントする。
【００４７】
ステップＳ１０５においてコントローラーは、走行周回数をカウントアップする。
【００４８】
ステップＳ１０６においてコントローラーは、区間ナンバーＮを１に初期化する。
【００４９】
図７は、制御設備５のコントローラーが実行する制御フローチャートである。この処理は、微小時間(たとえば１０ミリ秒)サイクルで繰り返し実行される。
【００５０】
ステップＳ１１０においてコントローラーは、各無人搬送車１の充電中に、充電装置２を介して、各無人搬送車１のＩＤ及び区間ごとの電流積算量(消費量)のデータを取得する。
【００５１】
ステップＳ１２１においてコントローラーは、各無人搬送車１のそれぞれの走行区間における電流積算量(消費量)に大きな変化が生じているか否かを判定する。すなわち、無人搬送車の異常がなければ、図５に示されるように、各周回における走行区間ごとの電流積算量(消費量)は、ほぼ同じである。これに対して、たとえば以下の(１)の条件が５区間中３区間以上で成立するか、(２)の条件が５区間中２区間以上で成立したら大きな変化が生じていると判定する。
【００５２】
（１）今回の循環における各区間の電流積算量(消費量)が、前回の循環における各区間の電流積算量(消費量)に対して、１．５倍以上に増加した。
【００５３】
（２）今回の循環における各区間の電流積算量(消費量)が、前回の循環における各区間の電流積算量(消費量)に対して、２．０倍以上に増加した。
【００５４】
なお、上記(１)(２)の条件は、一例に過ぎない。たとえば、増加のみならず、低下した場合に（たとえば今回値が前回値に対して０．７５倍以下に低下している場合や、今回値が前回値に対して０．５倍以下に低下している場合)、大きな変化が生じていると判定してもよい。
【００５５】
ステップＳ１３０においてコントローラーは、制御設備５に警告を報知する。この警告は、制御設備５のディスプレーに表示されてもよいし、ランプが点灯されてもよい。
【００５６】
本実施形態によれば、無人搬送車の電流の消費パターンの変化に基づいて、無人搬送車の異常を検出するようにした。ここで異常とは、無人搬送車が走行ルートの循環を重ねる度に、バッテリーの消費量が著しく変化した状態であり、タイヤの急激な磨耗やバッテリーの熱劣化等が原因で引き起こされるものである。このような異常検出ができなければ、無人搬送車の異常停止(シャットダウン)が起こり得る。しかしながら、本実施形態によれば、そのような事態に陥る前に、事前に異常を判定することができる。そして異常を判定したら警告するようにしたので、無人搬送車の異常停止(シャットダウン)を防止できる。また本実施形態によれば、各無人搬送車１のそれぞれの走行区間における電流積算量(消費量)に大きな変化が生じているか否かを判定する。それぞれの無人搬送車は、タイヤの摩耗度合いやバッテリーの劣化度合いが異なる。すなわち個体差がある。このような場合であっても、本実施形態によれば、それぞれの無人搬送車の電流積算量(消費量)で判定するので、異常判定を正確に実行できる。
【００５７】
また上記(１)(２)の条件は、一例に過ぎず、たとえば、前回までの循環における各区間の平均電流積算量(平均消費量)と比較してもよい。このようにすれば、電流積算量(消費量)が徐々に増え続けていたり、減り続けている場合の異常も検出することができる。
【００５８】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の制御設備５のコントローラーが実行する制御フローチャートである。この処理は、微小時間(たとえば１０ミリ秒)サイクルで繰り返し実行される。
【００５９】
なお以下では前述と同様の機能を果たす部分には同一の符号が付されて重複する説明が適宜省略される。
【００６０】
ステップＳ１２２においてコントローラーは、異常判定の対象である無人搬送車１のそれぞれの走行区間における電流積算量(消費量)が、異なるＩＤの無人搬送車１のそれぞれの走行区間における電流積算量(消費量)と比較して、大きな変化が生じているか否かを判定する。異なるＩＤの無人搬送車としては、たとえば１台前を走行する無人搬送車である。また異なるＩＤの無人搬送車の電流積算量(消費量)の平均値と比較してもよい。そして第１実施形態のように、１．５倍以上増加した区間が５区間中３区間以上あったり、２倍以上増加した区間が５区間中２区間以上あった場合に、大きな変化が生じていると判定する。
【００６１】
また第１実施形態のように、増加のみならず、低下した場合に、大きな変化が生じていると判定してもよい。
【００６２】
なおステップＳ１１０やステップＳ１３０は、第１実施形態と同様なので、詳細な説明は省略される。
【００６３】
本実施形態によれば、特定の無人搬送車の電流の消費パターンが、他の無人搬送車の電流の消費パターンに比較して、大きな変化があるときに、その特定の無人搬送車の異常を検出するようにした。このようにしたので、特定の無人搬送車の性能低下による異常判定を正確に判定できる。
【００６４】
また、特定の無人搬送車の電流の消費パターンが、他の無人搬送車群の電流の平均消費パターンに比較して、大きな変化があるときに、その特定の無人搬送車の異常を検出するようにすれば、特定の無人搬送車の性能低下による異常判定をさらに正確に判定できる。
【００６５】
以上、説明した循環ルートを走行する無人搬送車（１）の異常を検出するシステム（Ｓ）は、無人搬送車（１）のバッテリー電流の変化履歴を、循環毎に記録する履歴記録部（ステップＳ１０２）と、前記循環毎に記録されたバッテリー電流の変化履歴に基づいて無人搬送車（１）の異常の有無を判定する異常判定部（ステップＳ１２１，１２２）と、を含む。異常検出ができなければ、無人搬送車の異常停止(シャットダウン)が起こり得る。しかしながら、上記実施形態では、そのような事態に陥る前に、事前に異常を判定することができる。また各無人搬送車のそれぞれの循環毎に記録された電流積算量(消費量)に大きな変化が生じているか否かを判定する。それぞれの無人搬送車は、タイヤの摩耗度合いやバッテリーの劣化度合いが異なる。すなわち個体差がある。このような場合であっても、それぞれの無人搬送車の電流積算量(消費量)で判定するので、異常判定を正確に実行できるのである。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００６７】
たとえば、大きな変化が生じているか否かの具体的な判定条件は、一例に過ぎず、適宜決定すればよい。
【００６８】
また上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。すなわち、第１実施形態のステップＳ１２１及び第２実施形態のステップＳ１２２の両者を、ひとつのフローチャートに織り込んで判定し、いずれが成立しても、ステップＳ１３０で警告するようにしてもよい。
【００６９】
なお上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。
【００７０】
本願は、２０１２年８月２日に日本国特許庁に出願された特願２０１２−１７１７１４に基づく優先権を主張し、これらの出願の全ての内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
【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】
2014021362.tif 000008
【図７】
2014021362.tif 000009
【図８】
2014021362.tif 000010
【国際調査報告】
2014021362.tif 000011
2014021362.tif 000012
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