(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを載置可能で個別に同一移動経路を移動する複数の自走台車を備え、この自走台車の移動速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段によって検出した移動速度に基づいて、前記移動中の自走台車があらかじめ設定されている減速度で停止可能な距離を算出する停止距離算出手段と、前記移動中の自走台車とこの自走台車の移動方向前方側に位置する他の自走台車との間隔を算出する台車間隔算出手段と、この台車間隔算出手段が算出した自走台車相互の間隔が、前記停止距離算出手段によって算出された停止距離よりも短いときに、前記移動中の自走台車を停止させる停止制御手段とを有するワーク搬送装置であって、前記複数の自走台車を、自動車の車体製造ラインにおける溶接ステージを中心としてその一方側に位置するワークセットステージと前記溶接ステージとの間を往復移動するワークセット側の自走台車と、前記溶接ステージを中心としてその他方側に位置する払い出しステージと前記溶接ステージとの間を往復移動する払い出し側の自走台車との２台で構成し、前記溶接ステージには、溶接後のワークを把持して自走台車から離反させる把持手段を設け、前記ワークセット側の自走台車は、前記ワークセットステージでセットされたワークを前記溶接ステージへ搬送移動するとともに、溶接後前記把持手段により把持されたワークが離反した状態で前記溶接ステージから前記ワークセットステージへ移動し、前記払い出しステージ側の自走台車は、前記把持手段から溶接後のワークの投入を受けた状態で前記溶接ステージから前記払い出しステージへ移動するとともに、該払い出しステージにてワークが次工程へ払い出された状態で前記溶接ステージへ移動することを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項２】
移動中の自走台車上にワークが載置されているか否かを検出するワーク検出手段を設け、前記あらかじめ設定される減速度は、前記ワーク検出手段がワークを検出した場合と、検出しない場合とで、異なることを特徴とする請求項１記載のワーク搬送装置。
【請求項３】
前記停止制御手段により自走台車が停止制御されている過程で、前記他の自走台車の移動速度を検出し、前記停止制御されている自走台車が、前記他の自走台車の移動速度と同一となるまで減速した後、この他の自走台車と同一速度で移動することを特徴とする請求項１または２記載のワーク搬送装置。
【請求項４】
前記停止制御手段により自走台車が停止制御されている過程で、この停止制御されている自走台車の停止距離を逐次算出し、この算出した停止距離が、前記他の自走台車との間隔を超えた場合に、前記他の自走台車を前記停止制御されている自走台車から離れる方向に前記停止距離不足分を移動させることを特徴とする請求項１または２記載のワーク搬送装置。
【請求項５】
ワークを載置可能で個別に同一移動経路を移動する複数の自走台車を備え、移動中の自走台車の移動速度に基づいて、前記移動中の自走台車があらかじめ設定されている減速度で停止可能な距離を算出するとともに、前記移動中の自走台車とこの自走台車の移動方向前方側に位置する他の自走台車との間隔を算出し、この算出した自走台車相互の間隔が、前記算出された停止距離よりも短いときに、前記移動中の自走台車を停止させるワーク搬送方法であって、前記複数の自走台車を、自動車の車体製造ラインにおける溶接ステージを中心としてその一方側に位置するワークセットステージと前記溶接ステージとの間を往復移動するワークセット側の自走台車と、前記溶接ステージを中心としてその他方側に位置する払い出しステージと前記溶接ステージとの間を往復移動する払い出し側の自走台車との２台で構成し、前記溶接ステージには、溶接後のワークを把持して自走台車から離反させる把持手段を設け、前記ワークセット側の自走台車が、前記ワークセットステージにてワークがセットされた状態で前記溶接ステージへ移動するとともに、前記払い出しステージ側の自走台車が、前記溶接ステージにて前記把持手段から溶接後のワークの投入を受けた状態で前記払い出しステージへ移動した後、前記ワークセット側の自走台車が、溶接後前記把持手段により把持されたワークが離反した状態で前記溶接ステージから前記ワークセットステージへ移動するとともに、前記払い出しステージ側の自走台車が、前記払い出しステージにてワークが次工程へ払い出された状態で前記溶接ステージへ移動することを特徴とするワーク搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークを載置可能で個別に同一移動経路を移動する複数の自走台車を備えたワーク搬送装置及び搬送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の製造ラインにおける、車体パネルセットステージ，溶接ステージおよび払い出しステージ間のワーク搬送経路上に２台の台車を配置し、一方の台車を車体パネルセットステージと溶接ステージとの間を移動させるとともに、他方の台車を溶接ステージと払い出しステージとの間を個別に移動させるものがある（特開２００１−６３６４９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した装置は、製造ラインの中央に位置する溶接ステージが、２台の台車の干渉領域となっているため、動作タイミングによっては、２台の台車相互が衝突する恐れがある。これを避けるために、２台の台車相互の間隔を充分大きく確保した状態で動作させたり、あるいは２台の台車を個別移動ではなく同期させて同一方向へ移動させるようにすると、ワーク投入から払い出しに至る生産時間が長くなるという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、生産時間を短縮化しつつ、台車相互の衝突を回避することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、ワークを載置可能で個別に同一移動経路を移動する複数の自走台車を備え、この自走台車の移動速度を検出する速度検出手段と、この速度検出手段によって検出した移動速度に基づいて、前記移動中の自走台車があらかじめ設定されている減速度で停止可能な距離を算出する停止距離算出手段と、前記移動中の自走台車とこの自走台車の移動方向前方側に位置する他の自走台車との間隔を算出する台車間隔算出手段と、この台車間隔算出手段が算出した自走台車相互の間隔が、前記停止距離算出手段によって算出された停止距離よりも短いときに、前記移動中の自走台車を停止させる停止制御手段とを有するワーク搬送装置であって、前記複数の自走台車を、自動車の車体製造ラインにおける溶接ステージを中心としてその一方側に位置するワークセットステージと前記溶接ステージとの間を往復移動するワークセット側の自走台車と、前記溶接ステージを中心としてその他方側に位置する払い出しステージと前記溶接ステージとの間を往復移動する払い出し側の自走台車との２台で構成し、前記溶接ステージには、溶接後のワークを把持して自走台車から離反させる把持手段を設け、前記ワークセット側の自走台車は、前記ワークセットステージでセットされたワークを前記溶接ステージへ搬送移動するとともに、溶接後前記把持手段により把持されたワークが離反した状態で前記溶接ステージから前記ワークセットステージへ移動し、前記払い出しステージ側の自走台車は、前記把持手段から溶接後のワークの投入を受けた状態で前記溶接ステージから前記払い出しステージへ移動するとともに、該払い出しステージにてワークが次工程へ払い出された状態で前記溶接ステージへ移動する構成としてある。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、移動中の自走台車上にワークが載置されているか否かを検出するワーク検出手段を設け、前記あらかじめ設定される減速度は、前記ワーク検出手段がワークを検出した場合と、検出しない場合とで、異なる構成としてある。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の構成において、前記停止制御手段により自走台車が停止制御されている過程で、前記他の自走台車の移動速度を検出し、前記停止制御されている自走台車が、前記他の自走台車の移動速度と同一となるまで減速した後、この他の自走台車と同一速度で移動する構成としてある。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１または２の発明の構成において、前記停止制御手段により自走台車が停止制御されている過程で、この停止制御されている自走台車の停止距離を逐次算出し、この算出した停止距離が、前記他の自走台車との間隔を超えた場合に、前記他の自走台車を前記停止制御されている自走台車から離れる方向に前記停止距離不足分を移動させる構成としてある。
【０００９】
請求項５の発明は、ワークを載置可能で個別に同一移動経路を移動する複数の自走台車を備え、移動中の自走台車の移動速度に基づいて、前記移動中の自走台車があらかじめ設定されている減速度で停止可能な距離を算出するとともに、前記移動中の自走台車とこの自走台車の移動方向前方側に位置する他の自走台車との間隔を算出し、この算出した自走台車相互の間隔が、前記算出された停止距離よりも短いときに、前記移動中の自走台車を停止させるワーク搬送方法であって、前記複数の自走台車を、自動車の車体製造ラインにおける溶接ステージを中心としてその一方側に位置するワークセットステージと前記溶接ステージとの間を往復移動するワークセット側の自走台車と、前記溶接ステージを中心としてその他方側に位置する払い出しステージと前記溶接ステージとの間を往復移動する払い出し側の自走台車との２台で構成し、前記溶接ステージには、溶接後のワークを把持して自走台車から離反させる把持手段を設け、前記ワークセット側の自走台車が、前記ワークセットステージにてワークがセットされた状態で前記溶接ステージへ移動するとともに、前記払い出しステージ側の自走台車が、前記溶接ステージにて前記把持手段から溶接後のワークの投入を受けた状態で前記払い出しステージへ移動した後、前記ワークセット側の自走台車が、溶接後前記把持手段により把持されたワークが離反した状態で前記溶接ステージから前記ワークセットステージへ移動するとともに、前記払い出しステージ側の自走台車が、前記払い出しステージにてワークが次工程へ払い出された状態で前記溶接ステージへ移動するワーク搬送方法としてある。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１の発明または請求項５の発明によれば、ワークセット側の自走台車が、ワークセットステージにてワークがセットされた状態で溶接ステージへ移動するとともに、払い出しステージ側の自走台車が、溶接ステージにて前記把持手段から溶接後のワークの投入を受けた状態で払い出しステージへ移動する際や、ワークセット側の自走台車が、溶接後把持手段により把持されたワークが離反した状態でワークセットステージへ移動するとともに、払い出しステージ側の自走台車が、払い出しステージにてワークが次工程へ払い出された状態で溶接ステージへ移動する際に、移動中の自走台車とこの自走台車の移動方向前方側に位置する他の自走台車との間隔が、あらかじめ設定されている減速度で停止可能な前記移動中の自走台車の停止距離よりも短いときに、移動中の自走台車を停止させるようにしたので、自走台車相互の間隔を充分大きく確保したり、自走台車相互を同期移動させて、生産時間の多大化を招くことなく、自走台車相互の衝突を回避することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、移動中の自走台車にワークが載置されている状態では、減速度を小さくすることで、緊急停止によるワークのずれを防止でき、移動中の自走台車にワークが載置されていない状態では、ワーク載置状態に比べて減速度を大きくすることで、停止距離が短くて済み、さらなる生産時間の短縮および衝突検出頻度の低減を図ることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、停止制御されている自走台車が、減速した後、他の自走台車と同一速度で移動するようにしたので、設備停止を回避でき、設備稼働率を向上させることができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、停止制御されている自走台車の停止距離が、他の自走台車との間隔を超えた場合に、他の自走台車を停止制御されている自走台車から離れる方向に停止距離不足分を移動させるようにしたので、自走台車相互の衝突を確実に回避することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、この発明の実施の一形態に係わる自動車の車体製造ラインにおける２台の自走台車１，３の動作を示す簡略化した平面図である。この車体製造ラインは、ワークセットステージＳ1と、溶接ステージＳ2と、払い出しステージＳ3とをそれぞれ備え、このライン上を上記した２台の自走台車１，３が、個別にスライド移動可能となっている。
【００１６】
自走台車１は、図２の側面図で示すように、溶接前の各種のパネル材からなるワークＷａ１を位置決め固定して保持する治具５を備えている。一方、自走台車３は、溶接後のワークであるワークＷｂ１を位置決め固定して保持する治具７を備えている。上記した各治具５，７には、図示していないが、各ワークを検出するワーク検出手段としてのワークセンサをそれぞれ備え、各ワークセンサの検出値は、後述する設備制御コントローラ２７（図３参照）に入力される。
【００１７】
ワークセットステージＳ1では、上記した溶接前のワークＷａ１が、図１（ａ）に示すように、自走台車１の治具５上に図示しないロボットなどによって投入され、載置される。このとき溶接ステージＳ2では、自走台車３の治具７上に既に溶接した後のワークＷｂ１が載置された状態となっている。
【００１８】
この状態から各自走台車１，３が、それぞれ個別に図中で右方向へ移動し、図１（ｂ）に示すように、自走台車１は溶接ステージＳ2へ、自走台車３は払い出しステージＳ3へと達する。
【００１９】
ここで、溶接ステージＳ2では、自走台車１上のワークＷａ１が溶接ロボット５により溶接作業がなされてワークＷｂ２が得られる。その後、ワークＷｂ２は、溶接ステージＳ2内の図示しない把持手段としての治具あるいは把持ロボットにより把持されて自走台車１から離反した状態となる。ワークＷｂ２を上記した治具あるいは把持ロボットに受け渡した自走台車１は、図１（ｃ）のように、ワークセットステージＳ1へ空のまま移動し、溶接前の次のワークＷａ２の投入を受ける。
【００２０】
一方、図１（ｂ）での払い出しステージＳ3では、自走台車３上のワークＷｂ１が、払い出しステージＳ3内または次工程における、治具またはロボットにより次工程へ払い出される。ワークＷｂ１を払い出した自走台車３は、図１（ｃ）のように、溶接ステージＳ２へ空のまま移動し、溶接ステージＳ２内の治具あるいは把持ロボットに把持されているワークＷｂ２の投入を受ける。
【００２１】
このようにして、各自走台車１，３は製造ライン上を個別に移動し、製造ラインに対するワークの投入から溶接及び製造ライン外へのワークの払い出しがなされる。
【００２２】
各自走台車１，３は、図２に示すように、自身を製造ラインに沿って移動させる駆動モータ９，１１をそれぞれ備え、各駆動モータ９，１１は、各自走台車１，３の製造ライン上の現在位置を検出するとともに移動速度を検出するエンコーダ１３，１５を備えている。すなわち、エンコーダ１３，１５は速度検出手段を含んでおり、このエンコーダ１３，１５の検出値は、後述するスライドコントローラ２３，２５（図３参照）にそれぞれ入力される。
【００２３】
図３は、上記した各駆動モータ９，１１を制御するためのブロック図で、各駆動モータ９，１１は、アンプ１７，１９を介し、ＮＣコントローラ２１として構成されるスライドコントローラ２３，２５によってそれぞれ駆動制御され、各スライドコントローラ２３，２５には、エンコーダ１３，１５による各自走台車１，３の現在位置検出信号が入力される。また、上記した各スライドコントローラ２３，２５は、設備全体の制御を行う設備制御コントローラ２７に接続されている。
【００２４】
上記した各スライドコントローラ２３，２５には、設備稼働中の各自走台車１，３相互の間隔を算出するために、図２に示すように、各自走台車１，３の原位置Ｐ，Ｑ及び、原位置Ｐ，Ｑでの自走台車１，３相互の間隔Ｌを、初期パラメータとしてそれぞれ設定する。自走台車１の原位置Ｐは、ワークセットステージＳ1に位置決め停止している場合の位置であり、自走台車３の原位置Ｑは、溶接ステージＳ2に位置決め停止している場合の位置である。原位置Ｐ，Ｑでの自走台車１，３相互の間隔Ｌは、設備設計時に決定されるもので、設備稼働中に変化することはない。
【００２５】
さらに、各スライドコントローラ２３，２５には、緊急停止する場合に行う減速のためのパラメータを設定しておく。この減速パラメータは、各自走台車１，３がワークを載置せず空のまま移動する場合には、減速度を大きくかつ直線減速のパターンとし、ワークを載置している場合には、減速度を小さくかつＳ字減速のパターンとする。つまり、ワーク無状態では図４（ａ）に示すように、自走台車１，３が緊急停止する際の停止距離が短く、ワーク有状態では図４（ｂ）に示すように、同停止距離が長いものとなる。
【００２６】
図５は、各スライドコントローラ２３，２５の内部構成を示すブロック図であり、上記した初期パラメータ（各自走台車１，３の原位置Ｐ，Ｑ及び相互の間隔Ｌ）を記憶する初期パラメータ記億部２９、ワーク有／無の各減速パラメータをそれぞれ記憶するワーク有減速パラメータ記憶部３１及び、ワーク無減速パラメータ記憶部３３の他、以下に示すものを備えている。
【００２７】
ワーク有／無判断部３５は、設備制御コントローラ２７からワーク有／無信号を受けて各信号に対応した減速パラメータを、ワーク有減速パラメータ記憶部３１またはワーク無減速パラメータ記憶部３３から取り込む。停止距離算出手段としての停止距離算出部３７は、自走台車１，３の現在の速度及び前記取り込んだ減速パラメータに基づいて、停止するのに要する距離を算出する。最も基本的な直線減速の場合は、
停止距離＝現在速度×現在速度／減速度パラメータ／２……（１）
で算出することができる。この減速パターンは、ワーク有の場合に対応する。ワーク無の場合にはＳ字減速が用いられる。算出した停止距離は、追突判定部３９に送信される。
【００２８】
追突判定部３９は、初期パラメータ記億部２９に記憶されている初期の自走台車１，３相互の間隔Ｌ及び原位置Ｐ，Ｑと、エンコーダ１３，１５によって測定される現在の自走台車１，３の位置の入力を受けて、現在の自走台車１，３相互の間隔Ｈを、次式により算出する。このため追突判定部３９は、台車間距離算出手段を構成している。
【００２９】
Ｈ＝Ｌ＋（自走台車３の現在位置−Ｑ）−（自走台車１の現在位置−Ｐ）
……（２）
ここで、追突判定部３９は、前記算出した停止距離と間隔Ｈとを比較し、停止距離≧間隔Ｈとなった場合に、追突防止の緊急停止が必要と判断し、ＮＣ停止処理部４１に緊急停止信号を出力する。
【００３０】
ＮＣ停止処理部４１は、ワーク有／無判断部３５にて取り出した減速パラメータに従った自走台車１，３の減速停止を、ＣＮＣ制御部４３を介して行わせる。
【００３１】
すなわち、ＣＮＣ制御部４３は停止制御手段を構成している。またＮＣ停止処理部４１は、自走台車１，３が緊急停止を行っている過程で、停止に要する残りの距離が、現在の他の自走台車１，３との間隔よりも長い場合に、他の自走台車１，３に停止不足距離を送信する。
【００３２】
微小動作判定処理部４５は、設備制御コントローラ２７から入力される微小動作許可信号がＯＮしている場合に限り、停止不足距離を受信した自走台車１，３を、追突回避方向へ、前記停止不足距離分移動させるようＣＮＣ制御部４３に信号出力する。
【００３３】
次に、上記した自走台車の動作を図６に示すフローチャートに基づき説明する。なお、ここでは、自走台車１を中心として説明する。まず、設備制御コントローラ２７が、自走台車１が正規に移動中かどうかを判断し（ステップ１０１）、移動中であれば、ワークセンサの検出入力を受けてワークが載置されているかどうかを判断する（ステップ１０３）。
【００３４】
ここでワークが載置されている場合には、緊急停止減速パラメータとして、ワーク有減速パラメータ記憶部３１からワーク有減速パラメータを取り込む一方（ステップ１０５）、ワークが載置されていない場合には、緊急停止減速パラメータとして、ワーク無減速パラメータ記憶部３３からワーク無減速パラメータを取り込む（ステップ１０７）。
【００３５】
次に、エンコーダ１３によって検出される自走台車１の現在速度と上記取り込んだ緊急停止減速パラメータとから、自走台車１の停止に要する距離を前記した式（１）より算出し（ステップ１０９）、さらに他の自走台車３との間隔Ｈを前記した式（２）より算出する（ステップ１１１）。そして、上記算出した停止距離と、台車間隔Ｈとを比較する（ステップ１１３）。
【００３６】
ここで、停止距離≧台車間隔Ｈとなった場合に、追突防止の緊急停止が必要と判断し、設備制御コントローラ２７に緊急停止有りの警報信号を出力し、設備制御コントローラ２７は、緊急停止を行う旨の警報音や警報表示を出力して作業者に報知するとともに（ステップ１１５）、ＣＮＣ制御部４３に、緊急停止パラメータに従った減速指令を行い（ステップ１１７）、駆動モータ９を減速させて自走台車１を緊急停止させる（ステップ１１９）。
【００３７】
これにより、自走台車１が他の自走台車３に追突することを回避することができる。自走台車３についても、上記と同様にして、自走台車１に対して追突することを回避することができる。このようにして、２台の自走台車１，３が、互いに衝突を回避しつつ、製造ライン上を個別に往復移動自在に動作でき、また、自走台車１，３相互の間隔を広く確保する必要もないので、生産時間の短縮化を図ることができる。
【００３８】
また、移動中の自走台車１あるいは３がワークを載置している状態では、図４（ｂ）のように、Ｓ字減速を行うことで、自走台車１あるいは３上のワークのずれを防止でき、一方ワークが載置されていない状態では、図４（ａ）のように、直線減速を行うことで、緊急停止における停止距離を短くすることができ、さらなる生産時間の短縮及び衝突検出頻度の低減を図ることができる。
【００３９】
緊急停止処理を行った後は、緊急停止処理中の自走台車１の停止までの残りの距離を逐次算出するとともに（ステップ１２１）、他の自走台車３との間隔を前記した式（２）より算出する（ステップ１２３）。ここで、残りの停止距離と台車間隔Ｈとを比較し（ステップ１２５）、残りの停止距離≧台車間隔Ｈとなった場合には、他の自走台車３へ停止不足距離を通知し（ステップ１２７）、減速処理を繰り返す。逆に、残りの停止距離＜台車間隔Ｈの場合には、自走台車１を他の自走台車３と同一の速度まで減速後、自走台車３と同一速度で移動させる（ステップ１２９）。
【００４０】
減速処理後、自走台車１を他の自走台車３と同一速度で移動させることで、設備停止を回避でき、設備稼働率を向上させることができる。
【００４１】
他の自走台車３が、停止不足距離の通知を受け（ステップ１３１）、さらに設備制御コントローラ２７から微小移動許可信号のＯＮ信号を受けている場合には（ステップ１３３）、他の自走台車３を停止不足距離分だけ自走台車１から離れる方向に移動させ（ステップ１３５）、設備制御コントローラ２７に微小移動有りの警報信号を出力し、設備制御コントローラ２７は、微小移動を行う旨の警報音や警報表示を出力して作業者に報知する（ステップ１３７）。
【００４２】
これにより、緊急停止制御中の自走台車１あるいは３が何らかの原因により、停止距離不足に陥っている場合であっても、台車１，３相互の衝突を回避することができ、より確実な衝突回避を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態に係わる自動車の車体製造ラインにおける２台の自走台車の動作を示す簡略化した平面図である。
【図２】図１の車体製造ラインにおける２台の自走台車の原位置での位置関係を示す説明図である。
【図３】自走台車を移動させる駆動モータを制御するためのブロック図である。
【図４】自走台車がワークを載置していない場合（ａ）及び、載置している場合（ｂ）の停止距離を示す説明図である。
【図５】自走台車の動作を制御するスライドコントローラの内部構成を示すブロック図である。
【図６】自走台車の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ｗａ１，Ｗａ２，Ｗｂ１，Ｗｂ２  ワーク
１，３  自走台車
１３，１５  エンコーダ（速度検出手段）
３７  停止距離算出部（停止距離算出手段）
３９  追突判定部（台車間隔算出手段）
４３  ＣＮＣ制御部（停止制御手段）
【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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