(57)【要約】【課題】予期しない外乱等によって指令位置と現在位置との乖離が生じるのを回避することができる搬送台車、搬送台車の駆動制御方法、及び搬送台車の駆動制御プログラムを提供する。【解決手段】走行制御部（１１０）は、指令生成部（１１１）及び許容値算出部（１１３）を備えている。許容値算出部（１１３）が搬送台車（５０）の現在位置に基づいて指令許容値を算出する。指令生成部（１１１）の許容値判定部（１１１ｂ）は、指令位置生成部（１１１ａ）が生成した指令位置が指令許容値を超えたか否かを判定する。指令位置が指令許容値を超えたと判定された場合に、指令生成部（１１１）の指令位置変更部（１１１ｃ）は指令位置を指令許容値に変更する。【選択図】図８
2014125719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータを駆動して目標位置まで移動するための指令位置を生成する指令位置生成部と、
現在位置に基づいて所定の許容値を算出する許容値算出部と、
前記指令位置が前記許容値算出部により算出された前記所定の許容値を超えたか否かを判定する許容値判定部と、
前記許容値判定部により前記指令位置が前記所定の許容値を超えたと判定された場合に、前記指令位置を変更する指令位置変更部と、を備えることを特徴とする搬送台車。
【請求項２】
現在位置を検出する位置検出部を備え、
前記許容値算出部は、前記位置検出部から出力された前記現在位置に基づいて前記所定の許容値を算出することを特徴とする請求項１記載の搬送台車。
【請求項３】
前記指令位置変更部は、前記指令位置が前記所定の許容値または該所定の許容値を超えない範囲内の所定位置に変更することを特徴とする請求項１または請求項２記載の搬送台車。
【請求項４】
前記指令位置生成部は、所定の周期で前記指令位置を生成し、
前記許容値算出部は、前記指令位置の生成と同期して前記現在位置を取得することを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか１項に記載の搬送台車。
【請求項５】
前記所定の許容値は、前記所定の周期の１周期の間に移動する量を含んで設定されることを特徴とする請求項４記載の搬送台車。
【請求項６】
前記指令位置変更部は、前記指令位置生成部が指令位置を生成するタイミングで前記指令位置を変更することを特徴とする請求項１〜請求項５記載の搬送台車。
【請求項７】
サーボモータを駆動して目標位置まで移動するための指令位置を生成し、
現在位置に基づいて所定の許容値を算出し、
前記指令位置が前記所定の許容値を超えたか否かを判定し、
前記指令位置が前記所定の許容値を超えたと判定された場合に、前記指令位置を変更することを特徴とする搬送台車の駆動制御方法。
【請求項８】
サーボモータを駆動して目標位置まで移動するための指令位置を生成する指令位置生成処理と、
現在位置に基づいて所定の許容値を算出する許容値算出処理と、
前記指令位置が前記許容値算出処理により算出された前記所定の許容値を超えたか否かを判定する許容値判定処理と、
前記許容値判定処理により前記指令位置が前記所定の許容値を超えたと判定された場合に、前記指令位置を変更する指令位置変更処理と、を実行させることを特徴とする搬送台車の駆動制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指令に基づいてサーボモータを駆動して搬送台車を移動させる搬送台車、搬送台車の駆動制御方法、及び搬送台車の駆動制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば工場内や倉庫内の荷物を自動的に搬送台車で搬送する台車制御システムが知られている。この種のシステムでは、搬送台車がサーボモータを備えたサーボ機器で駆動される。このサーボ機器は、制御部とサーボアンプとサーボモータとを備え、サーボアンプが制御部からの指令位置とサーボモータ内の位置検出器からの現在位置との偏差に応じた駆動電流をサーボモータに供給することにより、サーボモータを駆動する。この種のシステムとして、下記の特許文献１に、物品の積載量に応じてフィードバック制御のゲインを変更する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９９１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
サーボ機器では、予期しない外乱等が生じた場合に、指令位置に追従させようとしてサーボモータの駆動を急激に変化させることがある。このような指令位置に対して追従する過渡の動きは、制御部側では制御できない。そのため、予期しない外乱等によって、指令位置に対して現在位置が大きく乖離し、指令位置に追従できなくなってしまうおそがある。また、指令位置に追従しようとして出力トルクが高まり、消費電力も増加してしまうこともある。また、このような過度な動きは安全性を損なってしまうおそれもある。しかし、上記特許文献１に記載されたシステムでは、物品の積載量に応じた適正なゲインでフィードバック制御を行うように構成しているが、指令位置と現在位置との過大な乖離を回避する手段は講じられていない。【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、予期しない外乱等によって指令位置と現在位置との乖離が生じるのを回避することができる搬送台車、搬送台車の駆動制御方法、及び搬送台車の駆動制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、サーボモータを駆動して目標位置まで移動するための指令位置を生成する指令位置生成部と、現在位置に基づいて所定の許容値を算出する許容値算出部と、指令位置が許容値算出部により算出された所定の許容値を超えたか否かを判定する許容値判定部と、許容値判定部により指令位置が所定の許容値を超えたと判定された場合に、指令位置を変更する指令位置変更部と、を備えることを特徴とする。【０００７】
また、現在位置を検出する位置検出部を備え、許容値算出部は、位置検出部から出力された現在位置に基づいて所定の許容値を算出するように構成されていてもよい。また、指令位置変更部は、指令位置が所定の許容値または該所定の許容値を超えない範囲内の所定位置に変更するように構成されていてもよい。また、指令位置生成部は、所定の周期で指令位置を生成し、許容値算出部は、指令位置の生成と同期して現在位置を取得するように構成されていてもよい。また、所定の許容値は、所定の周期の１周期の間に移動する量を含んで設定されることが好ましい。また、指令位置変更部は、指令位置生成部が指令位置を生成するタイミングで指令位置を変更するように構成されていてもよい。【０００８】
また、本発明では、サーボモータを駆動して目標位置まで移動するための指令位置を生成し、現在位置に基づいて所定の許容値を算出し、指令位置が所定の許容値を超えたか否かを判定し、指令位置が所定の許容値を超えたと判定された場合に、指令位置を変更することを特徴とする。【０００９】
また、本発明は、サーボモータを駆動して目標位置まで移動するための指令位置を生成する指令位置生成処理と、現在位置に基づいて所定の許容値を算出する許容値算出処理と、指令位置が許容値算出処理により算出された所定の許容値を超えたか否かを判定する許容値判定処理と、許容値判定処理により指令位置が所定の許容値を超えたと判定された場合に、指令位置を変更する指令位置変更処理と、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現在位置に基づいて所定の許容値を算出し、指令位置が所定の許容値を超えたか否かを判定し、指令位置が所定の許容値を超えたと判定された場合に、指令位置を変更することにより、予期しない外乱等によって指令位置と現在位置との乖離が生じるのを回避することができる。よって、指令位置に対して現在位置が大きく乖離し、指令位置に追従できなくなってしまうことや、指令位置に追従しようとして出力トルクが高まり、消費電力も増加してしまうこと、過度な動きによる安全性を損なってしまうことが防止される。【００１１】
また、現在位置を検出する位置検出部を備え、許容値算出部は、位置検出部から出力された現在位置に基づいて所定の許容値を算出する場合は、正確な現在位置に基づいて許容値を算出することができる。また、指令位置変更部は、指令位置が所定の許容値または所定の許容値を超えない範囲内の所定位置に変更する場合は、サーボ機器の態様や使用態様などに対応させて許容値に設定することができる。また、指令位置生成部は、所定の周期で指令位置を生成し、許容値算出部は、指令位置の生成と同期して現在位置を取得する場合は、実際の現在位置に近い位置に基づいて許容値を算出することができる。また、所定の許容値は、所定の周期の１周期の間に移動する量を含んで設定される場合は、高い精度の許容値を設定することができる。また、指令位置変更部は、指令位置生成部が指令位置を生成するタイミングで指令位置を変更する場合は、指令位置の変更が遅くならず、変更された指令位置に基づいてサーボモータの駆動制御を実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】台車制御システムの実施形態の一例を示すシステム構成図である。
【図２】図１に示す台車制御システムにおける１つの給電エリア内の構成を示す概略図である。
【図３】図１に示す台車コントローラの構成を示すブロック図である。
【図４】台車コントローラと搬送台車との間でやり取りされる指令情報及び状態報告情報を示す図であって、（Ａ）は指令情報を示す図、（Ｂ）は状態報告情報を示す図である。
【図５】搬送台車のモード及びステータスを示す図である。
【図６】図１に示す搬送台車の構成を示すブロック図である。
【図７】台車コントローラによる電力制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】走行制御部及びサーボ系の構成を示すブロック図である。
【図９】走行制御部による電力制限処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】サーボモータにおける消費電力、速度、トルク及びトルク制限値の関係を示す波形図である。
【図１１】走行制御部による指令値設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】変更しなかったときの指令位置、現在の位置及び変更したときの指令位置の波形を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、台車制御システムの実施形態の一例を示すシステム構成図である。図１に示すように、台車制御システム１は、台車コントローラ（コントローラ）１０から送信される動作指令に基づいて複数台の搬送台車５０が所定の動作を実行するシステムである。この台車制御システム１は、少なくとも、地上側に設置された複数のゾーンコントローラ３０と、複数台の搬送台車５０と、を備えている。また、搬送台車５０が移動可能なエリアが複数のエリアに分割されている場合は、台車制御システム１は、分割されたエリアごとにゾーンコントローラ３０Ａ，３０Ｂが配置される。
【００１４】
図１に示す例では、台車コントローラ１０はＬＡＮ（Local Area Network）で他のサーバＳやパーソナルコンピュータＰと接続されている。また、台車コントローラ１０がＬＡＮで２台のゾーンコントローラ３０Ａ，３０Ｂと接続され、ＬＡＮでサーバＳ１やパーソナルコンピュータＰ１と接続されている。また、ゾーンコントローラ３０ＡはＬＡＮで複数のアクセスポイント４１Ａ〜４４Ａ（図１では「ＡＰ」と称する。）と接続され、ゾーンコントローラ３０ＢはＬＡＮで複数のアクセスポイント４１Ｂ〜４４Ｂ（図１では「ＡＰ」と称する。）と接続されている。また、複数のアクセスポイント４１Ａ〜４４Ａ，４１Ｂ〜４４Ｂは、それぞれ、複数台の搬送台車５０と無線ＬＡＮを介して通信可能である。
【００１５】
台車コントローラ１０は、台車制御システム１を統括制御するサーバである。具体的には、台車コントローラ１０は、他のサーバＳやパーソナルコンピュータＰなどからの所定の物品の搬送要求を受けると、各搬送台車５０に対して、搬送要求に対応した所定の物品の搬送作業を指示する搬送指示情報を送信する。搬送作業の指示は、例えば、所定の物品を搬送する搬送台車５０のいずれを使用するか、所定の物品の荷すくい位置、所定の物品の荷下ろし位置、搬送台車５０のルート（移動経路）、などの指示が含まれる。このとき、台車コントローラ１０は、他の搬送台車５０との干渉を避けつつ、搬送台車５０の集中や混雑を回避するようなルートを適宜決定する。
【００１６】
図１に示すように、搬送台車５０が移動可能なエリアは、複数のエリアに分割されている。これらのエリアは給電エリア２０Ａ，２０Ｂであり、それぞれゾーンコントローラ３０Ａ、３０Ｂが設けられる。各給電エリア２０Ａ，２０Ｂには、エリアの面積やエリア内における搬送台車５０による作業負荷などに応じた電力量が割り当てられる。各給電エリア２０Ａ，２０Ｂに割り当てられる電力量が主電力量となる。これら主電力量は、台車コントローラ１０により決定される。例えば、主電力量として給電エリア２０Ａには３５００Ｗが割り当てられ、給電エリア２０Ｂには４０００Ｗが割り当てられる。
【００１７】
また、台車コントローラ１０は、１つの給電エリア（例えば給電エリア２０Ｂ）から他の給電エリア（例えば給電エリア２０Ａ）に搬送台車５０を進入させる場合は、進入される側の給電エリアにおけるゾーンコントローラ３０に対してエリア進入情報を送信する。このエリア進入情報には、給電エリア２０Ａに進入する搬送台車５０を特定する情報（例えば号機ナンバー情報）及び当該搬送台車５０の動作状態（ステータス）を示す情報も含まれている。
【００１８】
ゾーンコントローラ３０Ａ，３０Ｂは、それぞれ、給電エリア２０Ａ，２０Ｂ内の搬送台車５０の衝突防止制御（ブロッキング制御）を行なうものである。図１に示すように、ゾーンコントローラ３０Ａは、給電エリア２０Ａ内の地上側に設置されている。このゾーンコントローラ３０Ａは、給電エリア２０Ａ内の搬送台車５０とアクセスポイント４１Ａ〜４４Ａを介して無線通信を行うことにより、給電エリア２０Ａ内の搬送台車５０のブロッキング制御を司る。また、ゾーンコントローラ３０Ｂは、給電エリア２０Ｂ内の地上側に設置されている。このゾーンコントローラ３０Ｂは、給電エリア２０Ｂ内の搬送台車５０とアクセスポイント４１Ｂ〜４４Ｂを介して無線通信を行うことにより、給電エリア２０Ｂ内の搬送台車５０のブロッキング制御を司る。なお、ゾーンコントローラ３０Ａ，３０Ｂを削除し、台車コントローラ１０によりブロッキング制御を実行するようにしてもよい。
【００１９】
搬送台車５０としては、例えば、天井に設置されたレールに沿って走行する天井走行車が用いられる。なお、搬送台車５０としては、天井走行車に限られず、例えば、昇降装置及び移載装置の一方または双方を搭載しない搬送台車や、スタッカークレーン等が用いられてもよい。
【００２０】
なお、搬送台車５０が移動可能なエリアが複数のエリアに分割されていない場合（すなわち、給電エリアが１つである場合）は、ゾーンコントローラ３０が搬送要求の受け付け、搬送要求に応じた作業内容の決定、搬送台車５０のルートの決定などの制御を実行してもよいし、ゾーンコントローラ３０を削除してブロッキング制御も含めて台車コントローラ１０が台車の制御を実行するようにしてもよい。また、搬送台車５０が移動可能なエリアが複数の給電エリア２０Ａ，２０Ｂに分割されている場合であっても、台車コントローラ１０の機能の一部または全部をゾーンコントローラ３０が行うようにしてもよい。また、給電エリアは３つ以上に分割されてもよく、この場合も給電エリアごとにゾーンコントローラを配置してもよい。
【００２１】
図２は、図１に示す台車制御システムにおける１つの給電エリア内の構成を示す概略図である。なお、図２は給電エリア２０Ａ内の構成を示している。また、図２においてゾーンコントローラ３０Ａおよびアクセスポイント４１Ａ〜４４Ａを省略している。また、図２において給電エリア２０Ａ内には４台の搬送台車５０Ａ〜５０Ｄが進入している。
【００２２】
図２に示すように、給電エリア２０Ａ内には、搬送台車５０Ａ〜５０Ｄが走行するためのレール（軌道）６０が複数の製造装置のロードポートなどに沿って敷設されている。このレール６０は、他の給電エリア２０Ｂ内に敷設されているレールにつながっている。
【００２３】
図２に示す例では、搬送台車５０Ａは自動で巡回走行（移動走行）を行っている最中であり、搬送台車５０Ｂは自動で荷下ろし位置への移動走行を行っている最中であり、搬送台車５０Ｃは自動で物品を移載（荷すくい）している最中であり、搬送台車５０Ｄは手動（操作者によるリモコン等の手動コントローラ７０の操作）でジョグ走行を行っている最中である。
【００２４】
本実施形態では、台車コントローラ１０は、給電エリア２０Ａに供給可能な主電力量の範囲内において、各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄの動作の状態に応じて、各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄに割り当てる最大消費電力量を決定する。この最大消費電力量が給電エリア２０Ａに割り当てられる主電力量のうち各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄが使用可能（消費可能）な電力量である。
【００２５】
図２に示す例では、自動で巡回走行を行っている搬送台車５０Ａには、最大消費電力量として１０００Ｗの電力量が割り当てられる。また、自動で荷下ろし位置への移動走行を行っている搬送台車５０Ｂには、最大消費電力量として１３００Ｗの電力量が割り当てられる。また、自動で物品を移載している搬送台車５０Ｃには、最大消費電力量として７００Ｗの電力量が割り当てられる。また、手動でジョグ走行を行っている搬送台車５０Ｄには、最大消費電力量として５００Ｗの電力量が割り当てられる。各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄは、割り当てられた最大消費電力量の範囲内において走行等の動作を行う。
【００２６】
なお、図２には給電エリア２０Ｂ内の構成については示していないが、給電エリア２０Ｂ内の構成は搬送台車の数やレールの配置などを除けば、給電エリア２０Ａ内の構成と同一の構成を備えている。したがって、重複する説明を省略する。
【００２７】
図３は、図１に示す台車コントローラの構成を示すブロック図である。また、図４は、台車コントローラと搬送台車との間でやり取りされる指令情報及び状態報告情報を示す図であって、（Ａ）は指令情報を示す図、（Ｂ）は状態報告情報を示す図である。図３に示す各部の構成は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）などの演算装置が記憶部に記憶されているプログラムに従って処理を実行することにより実現される。
【００２８】
図３に示すように、台車コントローラ１０は、車間制御部３１、電力制御部３２、及び通信部３３を備えている。車間制御部３１は、給電エリア２０Ａ内の各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄの動作や各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄの車間を指令する処理部である。具体的には、車間制御部３１は、搬送指示情報に基づいて、給電エリア２０Ａ内の搬送台車５０Ａ〜５０Ｄの動作や、各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄのルートを認識する。また、車間制御部３１は、各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄから送信される状態報告情報（図４（Ｂ）参照）に基づいて、給電エリア２０Ａ内の各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄのルート上の現在位置、及び各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄの現在の車間を認識する。そして、車間制御部３１は、給電エリア２０Ａ内の各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄに対して動作や車間を指令する指令情報（図４（Ａ）参照）を通信部３３に出力する。
【００２９】
ここで、図４（Ａ）に示す指令情報のうち、車間制御部３１が出力する動作や車間を指令する情報は、搬送台車を特定する号機ナンバー情報（図４（Ａ）中の「号機Ｎｏ．」）、搬送台車の動作（例えば、移動、荷すくい、・・）を指令する動作指令情報（図４（Ａ）中の「動作指令」）、搬送台車の車間制御を指令する車間制御指令情報（図４（Ａ）中の「車間制御指令」）である。また、車間制御指令情報は、システムクロック（ミリ秒）、目標位置を特定する「ブロック（始端ポイントＮｏ．）」「ユニット（始端ポイントからの距離）」、速度（ｍｍ／ｓ）、属性を含んでいる。
【００３０】
また、図４（Ｂ）に示す状態報告情報のうち、車間制御部３１が各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄの現在位置や現在の車間を認識するための情報は、搬送台車を特定する号機ナンバー情報（例えば、１〜１５００）、搬送台車の現在位置を特定する「ブロック（始端ポイントＮｏ．）」「ユニット（始端ポイントからの距離）」からなる現在位置情報（図４（Ｂ）中の「現在位置」）、「ルート上のポイントＮｏ．」「そのポイントまでの距離」「そのポイントまでの時間」からなる車間情報である。
【００３１】
電力制御部３２は、給電エリア２０Ａ内の搬送台車５０の台数を管理するとともに、給電エリア２０Ａ内の各搬送台車５０に割り当てる最大消費電力量を決定する処理部である。図３に示すように、この電力制御部３２は、台数管理部と３２Ａと、電力量割当部３２Ｂと、を備えている。台数管理部３２Ａは、給電エリア２０Ａ内への搬送台車５０の進入を許可するか否かを決定するとともに、給電エリア２０Ａ内で走行等の動作を行う搬送台車５０の台数を決定する。また、電力量割当部３２Ｂは、台数管理部３２Ａが決定した給電エリア２０Ａ内の搬送台車５０の台数、及び搬送台車５０の現在の動作状態（ステータス）に応じた最大消費電力量を決定し、決定した最大消費電力量を各搬送台車５０に割り当てる。
【００３２】
具体的には、電力制御部３２は、給電エリア情報及び供給可能電力情報に基づいて給電エリア２０Ａに供給可能な主電力量を認識する。また、電力制御部３２は、各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄから送信される状態報告情報（図４（Ｂ）参照）に基づいて給電エリア２０Ａ内の搬送台車５０Ａ〜５０Ｄの現在の動作状態（ステータス）を認識する。また、電力制御部３２は、エリア進入情報に基づいて給電エリア２０Ａに新たな搬送台車の進入があるか否かを認識する。
【００３３】
ここで、図４（Ｂ）に示す状態報告情報のうち、電力制御部３２が各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄの動作状態を認識するための情報は、搬送台車を特定する号機ナンバー情報（例えば、１〜１５００）、及び搬送台車の動作状態を示すステータス情報（動作情報）である。
【００３４】
そして、電力制御部３２の台数管理部３２Ａは、主電力量、各搬送台車５０のステータス（新たに進入する搬送台車がある場合は、その搬送台車のステータス）、給電エリア２０Ａ内の搬送台車５０の台数、及び給電エリア２０Ａに進入する搬送台車があるか否かに基づいて、給電エリア２０Ａ内の搬送台車の台数を決定する。また、電力制御部３２の電力量割当部３２Ｂは、台数管理部３２Ａが決定した給電エリア２０Ａ内の搬送台車５０の台数、及び搬送台車５０の現在の動作状態（ステータス）に応じて、主電力量のうち、各搬送台車５０に割り当てる最大消費電力量を決定する。電力制御部３２の電力量割当部３２Ｂは、決定した最大消費電力量を示す電力量情報を通信部３３に出力する。
【００３５】
ここで、図４（Ａ）に示す指令情報のうち、電力制御部３２が出力する最大消費電力量を示す電力量情報は図４（Ａ）中の「電力制限値」である。
【００３６】
通信部３３は、各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄとの間で情報を例えば１００ｍｓの通信周期で送受信する処理部である。具体的には、通信部３３は、車間制御部３１から出力された動作や車間を指令する指令情報、すなわち、図４（Ａ）に示す指令情報のうちの号機ナンバー情報、動作指令情報、車間制御情報を送信バッファにセットする。また、通信部３３は、電力制御部３２から出力された図４（Ａ）に示す指令情報のうちの電力量情報（「電力制限値」）を送信バッファにセットする。そして、通信部３３は、１００ｍｓの通信周期に同期させて、送信バッファにセットされた指令情報を各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄに対して送信する。
【００３７】
図３に示すように、各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄは、台車コントローラ１０に対して動作情報を送信する動作情報送信部５１と、台車コントローラ１０から送信される電力量情報を受信する電力量情報受信部５２と、電力量割当部３２Ｂによって割り当てられた電力量の範囲内において動作を実行する動作制御部５３と、を備えている。
【００３８】
次に、ステータス（動作状態）の具体例について説明する。図５は、搬送台車のモード及びステータスを示す図である。図５（Ａ）に示すように、本実施形態では、搬送台車５０のモードとして、「手動」、「自動」及び「半自動」の３種類が設けられている。「手動」は、操作者が搬送台車５０の近くでリモコン（手動コントローラ７０）を使用してジョグで搬送台車５０を動かすモードである。「自動」は、台車コントローラ１０からの指令で自動的に搬送台車５０を動かすモードである。「半自動」は、台車コントローラ１０またはリモコンをオペレータが使用して自動的に搬送台車５０を動かすモードである。
【００３９】
また、図５（Ｂ）に示すように、本実施形態では、搬送台車５０のステータスとして、「異常・警告」、「未起動」、「アイドル」、「荷すくい走行中」、「荷下ろし走行中」、「移動走行中」、「荷すくい中」、「荷下ろし中」の８種類が設けられている。「異常・警告」は、異常が発生した状態、警告が必要な状態である。「未起動」は、未だ搬送台車５０が起動していない状態である。「アイドル」は、停車中において台車コントローラ１０からの指令を受けて動作可能な状態である。「荷すくい走行中」は、荷（物品）をすくう位置への移動中の状態である。「荷下ろし走行中」は、荷をおろす位置への移動中の状態である。「移動走行中」は、配車、追い出し、巡回等、移載を含まない走行中の状態である。「荷すくい中」は、昇降台を下降させてレール下方の製造装置のロードポート等の上の荷をグリッパで掴み、昇降台を再び上昇させようとしている最中の状態である。「荷下ろし中」は、昇降台を下降させてグリッパで把持している荷をレール下方の製造装置のロードポート等に下ろし、昇降台を再び上昇させようとしている最中の状態である。
【００４０】
「異常・警告」のステータスには、手動、自動及び半自動のモードが設けられている。また、「異常・警告」以外のステータスには、自動及び半自動のモードが設けられている。例えば、「移動走行中」のステータスの場合、ステータスは、モードが自動のときの「自動移動走行中」とモードが半自動のときの「半自動移動走行中」とに分けられる。同様に、「荷すくい中」のステータスの場合、このステータスは、モードが自動のときの「自動荷すくい中」とモードが半自動のときの「半自動荷すくい中」とに分けられる。ほかのステータスについても同様である。
【００４１】
以上のように、搬送台車５０のステータス（動作状態）として複数種類のステータスが設けられているが、ステータスに応じて必要な電力量が異なる。このため、本実施形態では、台車コントローラ１０の電力制御部３２が、給電エリア２０Ａ，２０Ｂに供給可能な主電力量を、各搬送台車５０の動作状態に応じた最適な配分で各搬送台車５０に割り当てる。そして、各搬送台車５０は、割り当てられた最大消費電力量の範囲内において指令された動作を実行する。
【００４２】
図６は、図１に示す搬送台車の構成を示すブロック図である。なお、図６に示す搬送台車５０は、給電エリア２０Ａ内の搬送台車（例えば図２に示す搬送台車５０Ａ〜５０Ｄのいずれか）であるものとする。また、本実施形態では、各搬送台車５０は、同一構成を備えているものとする。図６に示すように、搬送台車５０は、通信ユニット１００、走行制御部１１０、昇降制御部１３０、移載制御部１５０、サーボ系１２０，１４０，１６０、電源コントローラ１７０、及び受電コイル１７１を備えている。
【００４３】
ここで、図３に示した動作制御部５３は、走行制御部１１０、昇降制御部１３０、及び移載制御部１５０で構成される。また、サーボ機器は、通信ユニット１００、動作制御部５３（走行制御部１１０、昇降制御部１３０、及び移載制御部１５０）、及びサーボ系１２０，１４０，１６０で構成される。
【００４４】
通信ユニット１００は、台車コントローラ１０からの指令情報を受信し、台車コントローラ１０に対して状態報告情報を送信する処理部である。この通信ユニット１００は、台車コントローラ１０との間で例えば１００ｍｓの通信周期で情報を送受信する。図３に示した動作情報送信部５１及び電力量情報受信部５２は、通信ユニット１００により実現される。
【００４５】
走行制御部１１０は、サーボ系１２０に対して指令を送信することにより、サーボ系１２０内のサーボモータ（図８参照）を駆動させることにより、搬送台車５０の走行制御を実行する。この走行制御部１１０は、搬送台車５０の現在の動作状態に対応する状態報告情報（ステータス情報、現在位置情報、車間情報）を通信ユニット１００を介して送信する制御も実行する。
【００４６】
昇降制御部１３０は、サーボ系１４０に対して指令を送信することにより、サーボ系１４０内のサーボモータ（図示せず）を駆動させることにより、搬送台車５０に設けられた昇降台（図示せず）の昇降制御を実行する。この昇降制御部１３０は、昇降台の現在の動作状態に対応する状態報告情報（主にステータス情報）を通信ユニット１００を介して送信する制御も実行する。
【００４７】
移載制御部１５０は、サーボ系１６０に対して指令を送信することにより、サーボ系１６０内のサーボモータ（図示せず）を駆動させることにより、搬送台車５０の昇降台に設けられたグリッパ（図示せず）による荷の把持および開放制御を実行する。この移載制御部１５０は、移載装置の現在の動作状態に対応する状態報告情報（主にステータス情報）を通信ユニット１００を介して送信する制御も実行する。
【００４８】
電源コントローラ１７０と受電コイル１７１とで搬送台車５０側の非接触受電装置が構成される。また、レール６０（図２参照）に沿って敷設されている誘導線（給電線ともいう。）と、商用電源を非接触給電に適した周波数に変換し、誘導線に電力を送出する給電盤とで、図６に示す非接触給電装置７０が構成されている。給電盤が所定の周波数で誘導線に電力を送出すると、誘導線の周囲に磁場が発生する。受電コイル１７１は、搬送台車５０において誘導線と対向する位置に配置されており、誘導線による磁場から電力を受け取る。電源コントローラ１７０は、受電コイル１７１が受け取った電力を安定化させ、その電力をサーボ系１２０，１４０，１６０に供給する。
【００４９】
なお、上記したように、台車コントローラ１０と搬送台車５０とが通信可能に構成されているが、搬送台車５０同士も通信可能に構成されている。
【００５０】
次に、本発明に係る台車制御システム１の動作について説明する。
【００５１】
（１）台車コントローラによる電力制御：
図７は、台車コントローラによる電力制御処理の一例を示すフローチャートである。なお、図７の説明において、台車コントローラ１０が電力制御処理を実行するものとする。図７に示す電力制御処理において、台車コントローラ１０の電力制御部３２は、供給可能電力情報及び給電エリア情報を取得する。また、電力制御部３２は、給電エリア２０Ａ内の全ての搬送台車５０Ａ〜５０Ｄから送信される状態報告情報を通信部３３を介して受信する。また、電力制御部３２は、エリア進入情報を取得する。このようにして、電力制御部３２は、供給可能電力情報、給電エリア情報、状態報告情報、エリア進入情報を取得する（ステップＳ１）。
【００５２】
そして、電力制御部３２は、供給可能電力情報及び給電エリア情報に基づいて、給電エリア２０Ａに供給可能な主電力量を認識する。また、電力制御部３２は、状態報告情報に基づいて、各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄのステータス（動作状態）及び台数を認識する。さらに、電力制御部３２は、エリア進入情報に基づいて、給電エリア２０Ａに新たな搬送台車の進入があるか否かを認識する。
【００５３】
次に、電力制御部３２の台数管理部３２Ａは、認識した主電力量、各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄのステータス（新たに進入する搬送台車がある場合は、その搬送台車のステータス）、各搬送台車５０Ａ〜５０Ｄの台数、及び給電エリア２０Ａに進入する搬送台車があるか否かに基づいて、給電エリア２０Ａ内の搬送台車の台数を決定する（ステップＳ２）。
【００５４】
具体的には、給電エリア２０Ａ内の搬送台車の台数を決定する方法として以下の方法を用いる。電力制御部３２の台数管理部３２Ａは、エリア進入情報から新たに給電エリア２０Ａ内に進入する搬送台車があるか否かを判断する。新たに進入する搬送台車がないと判断した場合は、台数管理部３２Ａは、給電エリア２０Ａ内に現在属している搬送台車５０Ａ〜５０Ｄの台数（図２に示す例では４台）を、搬送台車の台数として把握する。一方、新たに進入する搬送台車があると判断した場合は、台数管理部３２Ａは、給電エリア２０Ａ内に現在属している搬送台車５０Ａ〜５０Ｄの台数に、新たに給電エリア２０Ａに進入する搬送台車を加えた台数を、搬送台車の台数として把握する。そして、台数管理部３２Ａは、搬送台車の台数として把握した全ての搬送台車のステータス（動作状態）を確認する。また、台数管理部３２Ａは、全ての搬送台車のステータスに対応する最低保障電力量を確認する。ここで、最低保障電力量とは、搬送台車がステータスに対応する動作を実行するために必要な最低限保障すべき電力量をいう。
【００５５】
台数管理部３２Ａは、全ての搬送台車のステータスに対応する最低保障電力量を足し合わせた合計最低保障電力量が給電エリア２０Ａ内に供給可能な主電力量を超えているか否かを判定する。合計最低保障電力量が主電力量を超えていない場合は、台数管理部３２Ａは、給電エリア２０Ａへの新たな搬送台車の進入を許可する。合計最低保障電力量が主電力量を超えている場合は、台数管理部３２Ａは、給電エリア２０Ａへの新たな搬送台車の進入を拒否（制限）する。
【００５６】
なお、電力制御部３２の台数管理部３２Ａは、ステップＳ２において、給電エリア２０Ａへの搬送台車の進入を拒否した場合は、その結果を出力する。台車コントローラ１０は、その結果を受けて、搬送台車を待機させたり、ルートの変更などの処理を実行する。
【００５７】
次に、電力制御部３２の電力量割当部３２Ｂは、ステップＳ２で決定した搬送台車の台数、及び各搬送台車のステータスに応じて、各搬送台車の電力制限値（最大消費電力量）を決定する（ステップＳ３）。具体的には、電力量割当部３２Ｂは、ステップＳ２で決定した全ての搬送台車に対して、ステータスに対応する標準電力量を電力制限値と決定する。ここで、標準電力量とは、ステータスに対応する動作を実行するのに十分な電力量をいう。
【００５８】
電力量割当部３２Ｂは、全ての搬送台車のステータスに対応する標準電力量を足し合わせた合計標準電力量が給電エリア２０Ａ内に供給可能な主電力量を超えているか否かを判定する。合計標準電力量が主電力量を超えている場合は、電力量割当部３２Ｂは、予め設定されているステータスに対応する優先度に基づいて、全ての搬送台車の電力制限値の合計が主電力量の範囲内となり、かつ、全ての搬送台車のうちの少なくとも１台が最低保障電力量を下回らないように、全ての搬送台車に電力制限値を設定する。ここで、搬送要求に対応する搬送作業を効率よく実行するために重要なステータスに対して高い優先度が設定されている。例えば、電力量割当部３２Ｂは、優先度の最も高いステータスの搬送台車には標準電力量を電力制限値として設定し、優先度の低いステータスの搬送台車には最低保障電力量を下回らない範囲で、標準電力量から削減した電力量を電力制限値として設定する。
【００５９】
その後、電力制御部３２は、ステップＳ３で決定した各搬送台車の電力制限値を通信部３３に出力し、通信部３３は、その電源制限値を搬送台車毎の送信バッファにセットする（ステップＳ４）。そして、通信部３３は、通信周期と同期させ、電源制限値情報を含む指令情報を各搬送台車に送信する。
【００６０】
なお、上記ステップＳ３において、合計標準電力量が主電力量を超えている場合、電力制御部３２は、予め設定されているステータスに対応する優先度に基づいて、全ての搬送台車に電力制限値を設定するように構成していたが、そのような構成に限られない。例えば、電力制御部３２は、合計標準電力量のうち主電力量を超えた分の電力量を、一律に、全ての搬送台車の標準電力量から削減して、全ての搬送台車の電力制限値の合計が主電力量の範囲内となるように、全ての搬送台車の電力制限値を設定するようにしてもよい。
【００６１】
図７を用いて説明した台車コントローラ１０による電力制御の構成では、以下の効果を奏する。すなわち、電力制御部３２が各搬送台車５０のステータス（動作状態）のそれぞれに応じて、主電力量のうち各搬送台車５０が使用可能な電力量を割り当て、各搬送台車５０は割り当てられた電力量の範囲内で所定の動作を実行するので、システムで使用可能な主電力量を各搬送台車５０のステータスに応じた最適な配分で各搬送台車５０に割り当てることができる。したがって、駆動可能な搬送台車５０の台数を増加させることができ、搬送効率を向上させることができる。また、台車制御システム１に供給可能な主電力量を効率よく利用することができので、主電力量を抑制することができる。
【００６２】
また、各搬送台車５０が、現在の動作に関するステータス情報を所定の周期で台車コントローラ１０に送信するので、各搬送台車５０の動作に応じて各搬送台車５０に割り当てる電力量を随時変更することができる。このため、ロバスト性を有するシステムを提供することができる。また、電力制御部３２が、搬送台車５０の動作の優先度に応じて、各搬送台車５０に電力量を割り当てる場合は、搬送作業にとって重要な動作を行っている搬送台車５０に対して十分な電力量を割り当てることができる。その結果、搬送作業の効率の低下が回避される。また、電力制御部３２は、各搬送台車５０が所定の動作を実行するための最低保障電力量を下回らない範囲で各搬送台車５０に電力量を割り当てる場合は、搬送台車５０において電力不足に陥らないようにすることができる。
【００６３】
また、搬送台車５０が移動可能なエリアが、複数の給電エリア２０Ａ，２０Ｂに分割され、給電エリア２０Ａ，２０Ｂに応じた主電力量を割り当てる台車コントローラ１０を備えている場合は、複数のエリア２０Ａ，２０Ｂに分割されたシステム全体の電力効率を向上させることができる。また、台車コントローラ１０は、給電エリア２０Ａ，２０Ｂのうちいずれかの給電エリアに他の給電エリアから搬送台車が進入することによって、この給電エリアにおける搬送台車５０の少なくとも１台において、電力制御部３２により割り当てられる電力量が所定の動作を実行するための最低保障電力量を下回る場合は、所定の搬送台車５０の給電エリアへの進入を制限する。このような構成により、台車コントローラが管理する給電エリア内の搬送台車５０を確実に駆動することができる。
【００６４】
（２）搬送台車の具体的構成：
図８は、走行制御部及びサーボ系の構成を示すブロック図である。なお、図８に示す各部の構成は、ＣＰＵなどの演算装置が記憶部に記憶されているプログラムに従って処理を実行することにより実現される。
【００６５】
走行制御部１１０は、指令生成部１１１、トルク制限値算出部１１２、及び許容値算出部１１３を備えている。また、指令生成部１１１は、指令位置生成部１１１ａ、許容値判定部１１１ｂ、及び指令位置変更部１１１ｃを備えている。指令生成部１１１の指令位置生成部１１１ａは、台車コントローラ１０から送信される指令情報を通信ユニット１００を介して受け取る。そして、指令位置生成部１１１ａは、指令情報に含まれる動作指令情報及び車間制御指令情報に基づいて、動作指令情報が示す搬送台車の動作（走行）を、車間制御指令情報が示す位置及び速度で実行させるための動作波形を生成する。
【００６６】
また、指令生成部１１１の指令位置生成部１１１ａは、生成した動作波形に基づいて、サーボ系１２０のサーボモータ１２２の位置（回転量、回転角度）を指令する指令位置を生成する。そして、指令位置生成部１１１ａは、生成した指令位置をサーボ系１２０のサーボアンプ１２１に出力するとともに許容値算出部１１３にも出力する。ここで、指令位置はパルス信号である。１パルスに対するサーボモータ１２２の位置（回転量、回転角度）が予め決められている。また、パルスの周波数がサーボモータ１２２の速度（回転数、回転速度）となる。
【００６７】
また、指令生成部１１１の許容値判定部１１１ｂは、許容値算出部１１３から出力される後述する指令許容値に基づいて、指令位置信号にてサーボアンプ１２１に指令する位置（以下、指令位置という。）を変更するか否かを判定する。本実施形態では、許容値判定部１１１ｂは、指令位置生成部１１１ａが動作波形に基づいて生成した指令位置（台車コントローラ１０からの指令情報に基づいて生成された指令位置）が指令許容値を超えたと判定した場合に、指令位置を指令許容値に変更すると判定する。そして、指令生成部１１１の指令位置変更部１１１ｃは、許容値判定部１１１ｂが指令位置を変更すると判定した場合は、指令位置を指令許容値に変更し、変更した指令位置をサーボ系１２０のサーボアンプ１２１に出力する。
【００６８】
トルク制限値算出部１１２は、台車コントローラ１０から送信される指令情報に含まれる電力制限値（電力量情報）を受け取る。また、トルク制限値算出部１１２は、サーボアンプ１２１からフィードバックされるサーボモータ１２２の現在の速度（以下、現在の速度（回転速度）を「ＦＢ速度」という。）を示すフィードバック速度（以下、「ＦＢ速度」という。）を受け取る。そして、トルク制限値算出部１１２は、サーボモータ１２２からのＦＢ速度と、電力量情報が示す電力制限値（最大消費電力）とに基づいて、サーボモータ１２２の最大トルクを制限するトルク制限値を算出し、算出したトルク制限値をサーボアンプ１２１に出力する。
【００６９】
許容値算出部１１３は、サーボモータ１２２内に設けられた位置検出部１２２Ａからフィードバックされるフィードバック位置（以下、「ＦＢ位置」という。）を受け取る。そして、許容値算出部１１３は、そのＦＢ位置が示すサーボモータ１２２の現在の位置（以下、「ＦＢ位置」という。）に基づいて、そのＦＢ位置から追従する指令位置として許容される指令許容値を算出する。許容値算出部１１３は、算出した指令許容値を指令生成部１１１に出力する。
【００７０】
サーボ系１２０は、サーボアンプ（駆動制御部）１２１及びサーボモータ１２２を備えている。サーボアンプ１２１は、指令生成部１１１から出力される指令位置と、サーボモータ１２２内の位置検出部１２２Ａから出力されるＦＢ位置（このＦＢ位置はパルス信号である）との偏差（差分）を偏差カウンタで算出する。そして、サーボアンプ１２１は、偏差カウンタで算出した偏差に応じた駆動電流をサーボモータ１２２に供給し、サーボモータ１２２の駆動を制御する。この際、サーボアンプ１２１は、トルク制限値算出部１１２から出力されるトルク制限値をサーボモータ１２２のトルクが超えないように、サーボモータ１２２を駆動する駆動電流を制御する。また、サーボアンプ１２１は、位置検出部１２２Ａから出力されるＦＢ位置をＦＢ速度に変換し、変換したＦＢ速度をトルク制限値算出部１１２に出力する。
【００７１】
サーボモータ１２２は、サーボアンプ１２１から供給される駆動電流に基づいて駆動（回転駆動）するモータである。このサーボモータ１２２には、当該サーボモータ１２２の位置（回転量）を検出する位置検出部１２２Ａが設けられている。この位置検出部１２２Ａは、例えばエンコーダで構成されている。なお、位置検出部１２２Ａは、エンコーダに限られるわけではなく、レーザ距離計や磁気リニアセンサなどの位置センサであってもよい。この位置検出部１２２Ａは、検出したサーボモータ１２２の現在の位置を示すＦＢ位置をサーボアンプ１２１及び許容値算出部１１３に出力する。
【００７２】
なお、走行制御部１１０または指令生成部１１１は、通信ユニット１００に現在の動作状態（ステータス）を出力する処理部を備えている。昇降制御部１３０及び移載制御部１５０においても同様である。通信ユニット１００の動作情報送信部５１は、走行制御部１１０、昇降制御部１３０、及び移載制御部１５０）から出力された動作状態に基づいて、台車コントローラ１０に対して動作情報を含む状態報告情報を送信する。
【００７３】
（３）トルク制限：
搬送台車５０は、台車コントローラ１０によって割り当てられた最大消費電力量（電力制限値）の範囲内において走行等の動作を行う必要がある。以下、電力制限値に基づくサーボモータのトルクを制限する構成について説明する。
【００７４】
図９は、走行制御部による電力制限処理の一例を示すフローチャートである。なお、図９に示す電源制限処理は、走行制御部１１０とサーボアンプ１２１との間の通信周期（例えば０．８８８ｍｓまたは０．４４４ｍｓ）と同じ周期で繰り返し実行される。図９に示すように、走行制御部１１０のトルク制限値算出部１１２は、台車コントローラ１０から送信される指令情報に含まれる電力制限値を受け取る。また、トルク制限値算出部１１２は、サーボアンプ１２１からフィードバックされるフィードバック速度を受け取る。さらに、トルク制限値算出部１１２は、予め設定されているサーボ系１２０の各種パラメータを取得する。ここで、各種パラメータとしては、走行駆動部（サーボ系１２０等）の効率、待機電力などである。
【００７５】
そして、トルク制限値算出部１１２は、例えばサーボモータ１２２のＦＢ速度と、電力制限値情報が示す電力制限値（最大消費電力）とを変数とする次の計算式に基づいて、サーボモータ１２２の最大トルクを制限するトルク制限値τを算出する（ステップＳ１２）。
【００７６】
τ≦（Ｐ−α）／（（１／η）＊（２＊π／６０）＊ω）
【００７７】
ここで、Ｐは最大消費電力（つまり、電力制限値）［Ｗ］を示す。ηは走行駆動部の効率を示す。ωはサーボモータ１２２の回転数［ｒｐｍ］＝ＦＢ速度［０．０１ｒｐｍ］／１００を示す。τはサーボモータ１２２のモータトルク［Ｎｍ］＝（ＦＢトルク［０．１％］／１０）＊１．３［Ｎｍ］／１００を示す。αは待機電力［Ｗ］を示す。
【００７８】
そして、トルク制限値算出部１１２は、算出したトルク制限値をサーボアンプ１２１に出力（送信）する（ステップＳ１３）。走行制御部１１０とサーボアンプ１２１との通信周期は例えば０．８８８ｍｓである（なお、０．４４４ｍｓとされている場合もある）。そこで、トルク制限値算出部１１２は、ステップＳ１２で算出したトルク制限値をバッファにセットし、通信周期と同期したタイミングでバッファにセットされたトルク制限値をサーボアンプ１２１に送信する。
【００７９】
図１０は、サーボモータにおける消費電力、速度、トルク及びトルク制限値の関係を示す波形図である。図１０において、縦軸は電力量［Ｗ］を示し、横軸は時間［ｓ］を示している。また、Ａ１はＦＢ速度［０．１ｒｐｍ］、Ａ２は最大消費電力量（電力制限値）［０．１Ｗ］、Ａ３はトルク制限値［０．１％］、Ａ４はフィードバックトルク（現在のサーボモータ１２２のトルク、図１０中「ＦＢトルク」と記す。）［０．１％］、Ａ５はサーボモータ１２２の消費電力量［０．１Ｗ］である。図１０に示すように、最大消費電力量（電力制限値）［０．１Ｗ］は１３００［Ｗ］とされている。
【００８０】
トルク制限値算出部１１２は、ＦＢ速度Ａ１及び最大消費電力量Ａ２に基づいてトルク制限値Ａ３を算出する。そして、サーボアンプ１２１は、図１０に示すように、サーボモータ１２２を駆動する駆動電流を制御することにより、サーボモータ１２２のＦＢトルクＡ４をトルク制限値Ａ３より低い値に制御する。サーボモータ１２２のＦＢトルクＡ４をトルク制限値Ａ３より低い値に制御されると、サーボモータ１２２の消費電力量Ａ５は最大消費電力量Ａ２以下に制限される。
【００８１】
図９及び図１０を用いて説明したトルク制限の構成では、以下の効果を奏する。すなわち、トルク制限値算出部１１２がサーボモータ１２２の回転速度および消費可能な電力量に基づいてサーボモータ１２２のトルク制限値を算出し、サーボアンプ１２１がサーボモータ１２２のトルクがトルク制限値を超えない範囲においてサーボモータ１２２を駆動することにより、外乱等が生じた場合でもトルクを制限することができ、電力消費を抑制することができる。また、外乱等に備えた電力消費のマージンも削減することができる。
【００８２】
また、トルク制限値算出部１１２が所定周期でサーボモータ１２２の回転速度を取得し、取得した回転速度および電力量に基づいて所定周期でトルク制限値を算出する場合は、サーボモータ１２２の回転速度に応じてトルク制限値を随時算出することができる。また、トルク制限値算出部１１２が台車コントローラ１０から送信される電力量情報を受け取り、受け取った電力量情報を用いてトルク制限値を算出する場合は、サーボ機器の外部の台車コントローラ１０から消費可能な電力を容易に変更することができる。また、台車コントローラ１０が複数のサーボ機器のそれぞれに対して電力量情報を送信する場合は、台車制御システム１に供給可能な主電力量を効率よく利用することができので、主電力量を抑制することができる。
【００８３】
（４）指令位置の変更：
サーボ系１２０は指令位置とＦＢ位置との距離に応じた速度、トルクでサーボモータ１２２の駆動制御を行う。しかし、本実施形態では、搬送台車５０において使用可能な電力量が電力制限値に制限されているので、サーボモータ１２２のトルクが電力制限値に応じたトルク制限値に制限される。このため、ＦＢ位置が指令位置に追従しなくなり、ＦＢ位置が指令位置と乖離してしまうおそれがある。また、外乱によってＦＢ位置と指令位置との乖離が生じることもある。ＦＢ位置が指令位置と離れすぎると、サーボ系１２０が指令位置に追従できなくなってサーボエラーとなるおそれや、指令位置に追従しようとして急加速などの異常な動作が行われるおそれもある。そこで、本実施形態では、指令位置とＦＢ位置とが乖離しないように、指令位置とＦＢ位置が所定以上の離れた場合に、ＦＢ位置に合わせて指令位置を変更するように構成している。以下、かかる指令位置を変更する構成について説明する。
【００８４】
図１１は、走行制御部による指令値設定処理の一例を示すフローチャートである。なお、図９に示す指令値設定処理は、走行制御部１１０とサーボアンプ１２１との間の通信周期（例えば０．８８８ｍｓまたは０．４４４ｍｓ）と同じ周期で繰り返し実行される。図１１に示すように、走行制御部１１０における指令生成部１１１の指令位置生成部１１１ａは、指令値設定処理が完了したか否かを判定する（ステップＳ２１）。指令値設定処理が完了していないと判定した場合は、指令位置生成部１１１ａは、動作波形を生成する処理（動作波形生成処理）を実行したか否かを判定する（ステップＳ２２）。動作波形生成処理を実行したと判定した場合は、ステップＳ２５に移行する。一方、動作波形生成処理を実行していないと判定した場合は、指令生成部１１１の指令位置生成部１１１ａは、動作波形生成処理で動作波形を生成する（ステップＳ２３）。そして、指令生成部１１１の指令位置生成部１１１ａは、生成した動作波形に基づいて、サーボ系１２０のサーボモータ１２２の位置（回転量）を指令する指令位置を生成する（ステップＳ２４）。
【００８５】
また、許容値算出部１１３は、指令生成部１１１の指令位置生成部１１１ａが指令位置を生成したタイミングと同期して、位置検出部１２２Ａから出力されるＦＢ位置を受け取る。そして、許容値算出部１１３は、受け取ったＦＢ位置に基づいて、次の計算式を用いて指令許容値を算出する（ステップＳ２５）。許容値算出部１１３は、算出した指令許容値を指令生成部１１１に出力する。
【００８６】
指令許容値の上限値：ＦＢ位置＋指令速度の時間積分＋［指令速度／ポジションゲイン］＋許容誤差［ｍｍ］
【００８７】
指令許容値の下限値：ＦＢ位置＋指令速度の時間積分＋［指令速度／ポジションゲイン］−許容誤差［ｍｍ］
【００８８】
ここで、ＦＢ位置は上記のように現在の位置である。また、「指令速度の時間積分」は、現時点で出力される指令位置信号の指令速度で進む量（距離）を示している。なお、許容値算出部１１３は、指令生成部１１１から出力される指令位置の周波数に基づいて指令速度を認識することが可能である。また、「速度指令／ポジションゲイン」は、ポジションゲインによる遅れ分の量（距離）を示している。また、ここでは許容誤差をモータの１回転分の移動量（距離）としている。
【００８９】
図１１に示す指令値設定処理は、通信周期と同じ周期で実行されるので、指令生成部１１１は、通信周期と同じ周期で指令位置を生成し、許容値算出部１１３は、指令位置の生成と同期してＦＢ位置を取得する。したがって、実際の現在位置に近いＦＢ位置に基づいて指令許容値を算出することができる。また、指令許容値は、通信周期の１周期の間に搬送台車５０が移動する量を含んで設定される。したがって、高い精度の指令許容値を設定することができる。
【００９０】
指令生成部１１１の許容値判定部１１１ｂは、動作波形に基づいて生成した指令位置が指令許容値を超えたか否かを判定する（ステップＳ２６）。指令位置が指令許容値を超えていないと判定した場合は、指令生成部１１１の指令位置変更部１１１ｃは、指令位置を変更せずに、動作波形に基づいて生成した指令位置をサーボアンプ１２１に出力（送信）する（ステップＳ２７）。一方、指令位置が指令許容値を超えていると判定した場合は、指令生成部１１１の指令位置変更部１１１ｃは、動作波形に基づいて生成した指令位置を指令許容値に変更する。このように、指令生成部１１１は、指令位置を生成するタイミングで指令位置を指令許容値に変更するので、指令位置の変更が遅くならず、変更された指令位置に基づいてサーボモータ１２２の駆動制御を実行させることができる。そして、指令生成部１１１は、指令許容値を示す指令位置（図１１において「指令許容値」と記す。）をサーボアンプ１２１に出力（送信）する（ステップＳ２８）。
【００９１】
なお、上記したように、走行制御部１１０とサーボアンプ１２１との通信周期は０．８８８ｍｓである。したがって、指令生成部１１１は、ステップＳ２７，Ｓ２８の送信処理では、指令位置信号をバッファにセットし、通信周期と同期したタイミングでバッファにセットされた指令位置信号をサーボアンプ１２１に送信する。
【００９２】
図１２は、変更しなかったときの指令位置、現在の位置及び変更したときの指令位置の波形を示す波形図である。図１２において、縦軸は所定位置から距離［ｍｍ］を示し、横軸は時間［ｓ］を示している。また、Ｂ１は動作波形に基づいて生成された指令位置であり、Ｂ２はＦＢ位置である。また、Ｂ３は指令生成部１１１により変更した後の指令位置、すなわち指令許容値である。
【００９３】
図１２に示すように、時間ｔ１においてサーボモータ１２２が所定速度で駆動を開始した直後は、ＦＢ位置Ｂ２は指令位置Ｂ１と乖離していない。しかし、トルク制限値に基づくトルクの制限や外乱などによって、時間ｔ２から徐々にＦＢ位置Ｂ２が指令位置Ｂ１と乖離し、時間ｔ３において指令位置Ｂ１が指令許容値Ｂ３以上になっている。このとき、指令生成部１１１は、指令位置Ｂ１を指令許容値Ｂ３に変更した上で指令位置を生成し、その指令位置をサーボアンプ１２１に出力する。このような処理により、所定距離以上、ＦＢ位置Ｂ２が指令位置（指令許容値Ｂ３）と乖離しなくなる。時間ｔ４において、電力制限値が緩和されたり、外乱がなくなると、サーボモータ１２２の速度が上昇し、ＦＢ位置Ｂ２が指令位置Ｂ１に近づいていく。その後、サーボモータ１２２の駆動が止まると、時間ｔ５においてＦＢ位置Ｂ２が指令位置Ｂ１と一致する。
【００９４】
なお、図８〜図１２を用いて、走行制御部１１０及びサーボ系１２０におけるトルク制限と指令位置の変更を行う制御について説明したが、昇降制御部１３０及びサーボ系１４０において、また移載制御部１５０及びサーボ系１６０において、同じようなトルク制限と指令位置の変更を行う制御を実行するようにしてもよい。
【００９５】
具体的には、昇降制御部１３０においても、走行制御部１１０における指令生成部１１１、トルク制限値算出部１１２及び許容値算出部１１３と同一または略同一の構成を備え、図９及び図１１に示した処理を実行させるようにしてもよい。すなわち、昇降制御部１３０のトルク制限値算出部が電力量情報及びサーボアンプからのＦＢ速度に基づいてトルク制限値を算出する。そして、サーボアンプが、トルク制限値算出部が算出したトルク制限値で制限されたトルクの範囲内において、サーボモータのトルクを制限して昇降装置を駆動する。また、昇降制御部１３０の許容値算出部が位置検出部から出力されるＦＢ位置に基づいて指令許容値を算出する。そして、指令生成部の許容値判定部が、指令位置が指令許容値を超えているか否かを判定し、指令位置が指令許容値を超えていると判定した場合に、指令生成部の指令位置変更部が指令位置を指令許容値に変更する。
【００９６】
また、移載制御部１５０においても、走行制御部１１０における指令生成部１１１、トルク制限値算出部１１２及び許容値算出部１１３と同一または略同一の構成を備え、図９及び図１１に示した処理を実行させるようにしてもよい。すなわち、移載制御部１５０のトルク制限値算出部が電力量情報及びサーボアンプからのＦＢ速度に基づいてトルク制限値を算出する。そして、サーボアンプが、トルク制限値算出部が算出したトルク制限値で制限されたトルクの範囲内において、サーボモータのトルクを制限して移載装置を駆動する。また、移載制御部１５０の許容値算出部が位置検出部から出力されるＦＢ位置に基づいて指令許容値を算出する。そして、指令生成部の許容値判定部が、指令位置が指令許容値を超えているか否かを判定し、指令位置が指令許容値を超えていると判定した場合に、指令生成部の指令位置変更部が指令位置を指令許容値に変更する。
【００９７】
以上のように、本実施形態では、すなわち、許容値算出部１１３が搬送台車５０の現在位置に基づいて指令許容値を算出し、指令生成部１１１の許容値判定部１１１ｂが、指令位置が指令許容値を超えたか否かを判定し、指令位置が指令許容値を超えたと判定された場合に、指令生成部１１１の指令位置変更部１１１ｃが指令位置を変更することにより、予期しない外乱や電力量の制限等によって指令位置と現在位置との乖離が生じるのを回避することができる。よって、指令位置に対して現在位置が大きく乖離し、指令位置に追従できなくなってしまうことや、指令位置に追従しようとして出力トルクが高まり、消費電力も増加してしまうこと、過度な動きによる安全性を損なってしまうことが防止される。
【００９８】
また、搬送台車５０の現在位置を検出する位置検出部１２２Ａを備え、許容値算出部１１３は、位置検出部１２２Ａから出力された現在位置に基づいて指令許容値を算出する場合は、正確な現在位置に基づいて指令許容値を算出することができる。また、指令生成部１１１の指令位置変更部１１１ｃは、指令位置が指令許容値または指令許容値を超えない範囲内の所定位置に変更する場合は、サーボ機器の態様や使用態様などに対応させて指令許容値に設定することができる。また、指令生成部１１１の指令位置生成部１１１ａは、所定の周期で指令位置を生成し、許容値算出部１１３は、指令位置の生成と同期して現在位置を取得する場合は、実際の現在位置に近い位置情報に基づいて指令許容値を算出することができる。また、指令許容値は、通信周期と同じ処理周期の１周期の間に搬送台車５０が移動する量を含んで設定される場合は、高い精度の指令許容値を設定することができる。また、指令位置変更部１１１ｃは、指令位置生成部１１１ａが指令位置を生成するタイミングで指令位置を変更する場合は、指令位置の変更が遅くならず、変更された指令位置に基づいてサーボモータ１２２の駆動制御を実行させることができる。
【００９９】
以上の実施形態について説明したが、本発明は図示の構成等に限定されるものではなく、各構成の機能や用途などを逸脱しない範囲で変更は可能である。上記実施形態では、搬送台車５０が移動可能なエリアが２つの給電エリア２０Ａ，２０Ｂに分割されていたが、３以上に分割されていてもよい。
【０１００】
また、上記実施形態では、各給電エリアのシステムは同じシステムを想定していたが、給電エリアごとに異なるシステムであってもよい。例えば、１つの給電エリアにおけるシステムはスタッカークレーンを利用したシステムで、他の給電エリアにおけるシステムはスタッカークレーンと異なる天井走行車等を利用したシステムであってもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、給電エリアは、搬送台車５０が実際に搬送作業を行う製造装置などが配置されたエリアを想定していたが、複数台の搬送台車５０が待機するエリア（待機エリア）であってもよい。この待機エリアから搬送台車５０が給電エリアに配車される。この待機エリアにおける搬送台車５０は走行などの動作に電力が必要であるため、待機エリアにも主電力量が割り当てられる。
【０１０２】
また、各搬送台車５０の動作状態をビデオカメラ等の撮像装置で撮像し、その映像または画像からパターンマッチング等の手法により各搬送台車５０の動作状態を解析して、動作情報として台車コントローラ１０が取得するようにしてもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態では、トルク制限値算出部１１２を走行制御部１１０の中に設けていたが、トルク制限値算出部をサーボアンプ１２１の中の設けるようにしてもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態では、指令位置を指令許容値に変更するように構成していたが、サーボ系１２０が指令位置に追従できなくなってサーボエラーとなることや、指令位置に追従しようとして急加速などの異常な動作が行われることのない位置に指令位置を変更すればよい。したがって、指令位置を、指令許容値を超えない範囲内の所定位置に変更するように構成されていてもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、指令許容値の上限値を、ＦＢ位置＋指令速度の時間積分＋［指令速度／ポジションゲイン］＋許容誤差［ｍｍ］の計算式で求め、指令許容値の下限値を、ＦＢ位置＋指令速度の時間積分＋［指令速度／ポジションゲイン］−許容誤差［ｍｍ］の計算式で求めていた。しかし、そのような求め方は一例であって、サーボ系１２０が指令位置に追従できなくなってサーボエラーとなることや、指令位置に追従しようとして急加速などの異常な動作が行われることのない位置を指令許容値とすることができる。
【０１０６】
また、上記実施形態における非接触給電システムは、電磁誘導方式を用いたシステムとしていたが、電磁界の共鳴現象を利用した電磁界共鳴方式を用いたシステムであってもよい。また、トロリー等を用いた接触式の給電システムであってもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１  台車制御システム
１０  台車コントローラ（コントローラ）
２０Ａ，２０Ｂ  給電エリア
３０，３０Ａ，３０Ｂ  ゾーンコントローラ
３２  電力制御部
５０  搬送台車
１００  通信ユニット（サーボ機器）
１１０  走行制御部（動作制御部、サーボ機器）
１１１  指令生成部
１１１ａ  指令位置生成部
１１１ｂ  許容値判定部
１１１ｃ  指令位置変更部
１１２  トルク制限値算出部
１１３  許容値算出部
１２０，１４０，１６０  サーボ系（サーボ機器）
１２１  サーボアンプ（駆動制御部）
１２２  サーボモータ
１２２Ａ  位置検出部
１３０  昇降制御部（動作制御部、サーボ機器）
１５０  移載制御部（動作制御部、サーボ機器）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月1日(2016.4.1)
【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】
サーボモータを駆動して目標位置まで移動するための指令位置を生成する指令位置生成部と、
現在位置に基づいて所定の許容値を算出する許容値算出部と、
前記指令位置が前記許容値算出部により算出された前記所定の許容値を超えたか否かを判定する許容値判定部と、
前記許容値判定部により前記指令位置が前記所定の許容値を超えたと判定された場合に、前記指令位置を変更する指令位置変更部と、を備えることを特徴とする搬送台車。
【請求項２】
前記指令位置変更部は、前記指令位置を進めるように変更することを特徴とする請求項１に記載の搬送台車。
【請求項３】
現在位置を検出する位置検出部を備え、
前記許容値算出部は、前記位置検出部から出力された前記現在位置に基づいて前記所定の許容値を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の搬送台車。
【請求項４】
前記指令位置変更部は、前記指令位置を、前記現在位置と指令速度で進む量とを加えて算出される値に変更することを特徴とする請求項３に記載の搬送台車。
【請求項５】
前記指令位置変更部は、前記指令位置が前記所定の許容値または該所定の許容値を超えない範囲内の所定位置に変更することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の搬送台車。
【請求項６】
前記指令位置変更部は、前記指令位置を、前記現在位置と指令速度で進む量とを加え許容誤差を差し引いて算出される値に変更することを特徴とする請求項５に記載の搬送台車。
【請求項７】
前記指令位置生成部は、所定の周期で前記指令位置を生成し、
前記許容値算出部は、前記指令位置の生成と同期して前記現在位置を取得することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の搬送台車。
【請求項８】
前記所定の許容値は、前記所定の周期の１周期の間に移動する量を含んで設定されることを特徴とする請求項７に記載の搬送台車。
【請求項９】
前記指令位置変更部は、前記指令位置生成部が指令位置を生成するタイミングで前記指令位置を変更することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の搬送台車。
【請求項１０】
サーボモータを駆動して目標位置まで移動するための指令位置を生成し、
現在位置に基づいて所定の許容値を算出し、
前記指令位置が前記所定の許容値を超えたか否かを判定し、
前記指令位置が前記所定の許容値を超えたと判定された場合に、前記指令位置を変更することを特徴とする搬送台車の駆動制御方法。
【請求項１１】
サーボモータを駆動して目標位置まで移動するための指令位置を生成する指令位置生成処理と、
現在位置に基づいて所定の許容値を算出する許容値算出処理と、
前記指令位置が前記許容値算出処理により算出された前記所定の許容値を超えたか否かを判定する許容値判定処理と、
前記許容値判定処理により前記指令位置が前記所定の許容値を超えたと判定された場合に、前記指令位置を変更する指令位置変更処理と、を実行させることを特徴とする搬送台車の駆動制御プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
サーボ機器では、予期しない外乱等が生じた場合に、指令位置に追従させようとしてサーボモータの駆動を急激に変化させることがある。このような指令位置に対して追従する過渡の動きは、制御部側では制御できない。そのため、予期しない外乱等によって、指令位置に対して現在位置が大きく乖離し、指令位置に追従できなくなってしまうおそれがある。また、指令位置に追従しようとして出力トルクが高まり、消費電力も増加してしまうこともある。また、このような過度な動きは安全性を損なってしまうおそれもある。しかし、上記特許文献１に記載されたシステムでは、物品の積載量に応じた適正なゲインでフィードバック制御を行うように構成しているが、指令位置と現在位置との過大な乖離を回避する手段は講じられていない。
【国際調査報告】
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2014125719.tif 000016
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