(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定範囲を移動する移動体に、走行制御手段により指令された走行速度で前記移動体を走行駆動する走行駆動手段が設けられ、前記走行制御手段は、前記走行駆動手段に対して設定走行パターンに基づいて速度指令をするように構成された移動体の速度制御方法であって、
前記走行制御手段により減速時に指令された速度指令とこの速度指令に対する移動体の走行速度の追従遅れ時間を予め、
一定速度走行中に所定時間における実移動距離を求め、この実移動距離Ｌｘから１スキャン当りの単位速度指令の移動距離を算出し、減速時に指令された速度指令値が前記一定速度の所定の割合になったときの第１時間を記憶し、この第１時間の所定時間前までの前記単位速度指令の合計を求め、この単位速度指令の合計に前記１スキャン当りの単位速度指令の移動距離を乗算して理論上の移動量を求め、前記所定時間における距離移動体の実移動距離が前記理論上の移動量となったときの第２時間を求め、この第２時間と前記第１時間の差を演算することにより学習し、
減速時に、学習した追従遅れ時間分だけ先行して前記設定走行パターンによる速度指令を前記走行駆動手段に出力すること
を特徴とする移動体の速度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設定範囲を移動する移動体に、走行制御手段により指令された走行速度で前記移動体を走行駆動する走行駆動手段が設けられ、前記走行制御手段は、前記走行駆動手段に対して設定走行パターンに基づいて速度指令をするように構成されている移動体の速度制御方法および速度監視方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体では、走行駆動手段は、走行制御手段から指令される走行速度によって移動体を走行駆動し、走行制御手段は設定走行パターンの速度指令を行うのであるが、走行速度を誤検出するなどの種々の理由により、移動体が走行制御手段から指令された走行速度通りに走行しない場合がある。移動体が設定範囲を移動するときには、その移動範囲の終端部近傍において上述のような問題が生じると、移動体がそれの移動範囲の終端に高速で衝突してしまい、移動体が損傷を受ける恐れもある。
【０００３】
したがって、従来、移動体の移動範囲の終端に、走行駆動手段に対して強制的な減速や停止を行わせるための被検出板を設置し、移動体側からその被検出板を検出すると強制的な停止などを行う構成が考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構成では、上述の被検出板などが必要となって、設備の設置作業などが煩雑化すると共に、上述の被検出板が移動体の移動範囲内に設置される関係上、移動範囲の端部近くで移動体を移動させるときに、必要以上に移動体が減速されて設備の稼動効率を低下させてしまう場合もある。
【０００５】
また強制的な減速あるいは停止を行うと、移動体が振動し、荷を積載している場合には荷が落下する恐れがあった。
そこで、本発明は、移動体の強制的な減速を回避でき、移動体が走行制御手段から指令された走行速度通りに走行しているかどうかを確認でき、設備の設置作業の簡単化並びに設備の稼動効率の向上を可能とした移動体の速度制御方法および速度監視方法を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【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、本発明のうち請求項１記載の発明は、設定範囲を移動する移動体に、走行制御手段により指令された走行速度で前記移動体を走行駆動する走行駆動手段が設けられ、前記走行制御手段は、前記走行駆動手段に対して設定走行パターンに基づいて速度指令をするように構成された移動体の速度制御方法であって、前記走行制御手段により減速時に指令された速度指令と、この速度指令に対する移動体の走行速度の追従遅れ時間を予め、一定速度走行中に所定時間における実移動距離を求め、この実移動距離Ｌｘから１スキャン当りの単位速度指令の移動距離を算出し、減速時に指令された速度指令値が前記一定速度の所定の割合になったときの第１時間を記憶し、この第１時間の所定時間前までの前記単位速度指令の合計を求め、この単位速度指令の合計に前記１スキャン当りの単位速度指令の移動距離を乗算して理論上の移動量を求め、前記所定時間における距離移動体の実移動距離が前記理論上の移動量となったときの第２時間を求め、この第２時間と前記第１時間の差を演算することにより学習し、減速時に、学習した追従遅れ時間分だけ先行して前記設定走行パターンによる速度指令を前記走行駆動手段に出力することを特徴とするものである。
【０００７】
上記方法によれば、減速時の速度指令値が一定速度の所定の割合になったときの第１時間と、所定時間における距離移動体の実移動距離が第１時間における理論上の移動量となったときの第２時間との差により、速度指令に対する移動体の走行速度の追従遅れ時間が求められ、減速時に、前記追従遅れ時間分だけ先行して設定走行パターンによる速度指令が走行駆動手段に出力され、移動体の走行速度の追従遅れにより移動体の移動距離が増し、停止位置を通過してしまう恐れが解消される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の移動体の速度制御方法および速度監視方法を、物品保管設備に備えられるスタッカクレーンに適用した場合について説明する。
【００１３】
図１に示すように、物品保管設備ＦＳには、物品出し入れ方向が互いに対向するように間隔を隔てて設置した２基の収納棚Ａと、それらの収納棚Ａどうしの間に形成した作業通路Ｂを自動走行するスタッカークレーン（移動体の一例）Ｃとが設けられ、各収納棚Ａには多数の物品収納部Ｄが上下多段かつ左右に並設されている。
【００１４】
前記作業通路Ｂには、収納棚Ａの長手方向に沿って走行レール１が設置され、作業通路Ｂの一端側に設置した物品搬出入部Ｅには、入出庫指令をスタッカークレーンＣに入力するコントローラＥ１と、走行レール１を挟んで一対の荷載置台Ｅ２とが設けられ、スタッカークレーンＣは、入出庫指令に基づいて走行レール１に沿って走行して、荷載置台Ｅ２と物品収納部Ｄとの間でのパレットＰに載せた物品Ｆの出し入れを行う入出庫用の搬送車として構成されている。
【００１５】
前記スタッカークレーンＣは、図２に示すように、走行レール１に沿って走行する走行車体２に、昇降台３と、その昇降台３を昇降操作自在に案内支持する前後一対の昇降マスト４とを設けて構成され、昇降台３には物品移載用のフォーク装置５が設けられている。
【００１６】
前記昇降台３は、その左右両側に連結した昇降用チェーン８にて吊下げ支持され、この昇降用チェーン８は、上部フレーム７に設けた案内スプロケット９と一方の昇降マスト４に設けた案内スプロケット１０とに巻き掛けられて、走行車体２の一端に装備した巻き取りドラム１１に連結されている。
【００１７】
そして、巻き取りドラム１１を、いわゆるインバータ式のモータである昇降用電動モータＭ１にて正逆に駆動回転させて、昇降用チェーン８の繰り出しや巻き取り操作で昇降台３を駆動昇降させるように構成されている。
【００１８】
昇降台３の昇降位置は、図２などでは図示を省略するが、巻き取りドラム１１の回転軸に連結されて、それの回転量を検出するための駆動側ロータリエンコーダ１８と、昇降台３に取付けられている昇降台側ロータリエンコーダ１９との検出情報に基づいて管理される。昇降台側ロータリエンコーダ１９は、図３に示すように、それの回転軸に取付けられたスプロケット１９ａが昇降マスト４の一方に上下方向に敷設されたチェーン２０に歯合しており、昇降台３の昇降に伴ってスプロケット１９ａが回転して、昇降台３の昇降移動を検出する。
【００１９】
駆動側ロータリエンコーダ１８及び昇降台側ロータリエンコーダ１９の検出情報は、図４に示すように、クレーン制御装置ＣＣの昇降制御部３０に入力されている。
【００２０】
前記走行車体２には、図３に示すように、走行レール１上を走行自在な前後二つの車輪１２と、走行レール１に対する車体横幅方向での位置を規制するように走行レール１に係合する前後二箇所に且つ左右一対に設けた下部位置規制用ロータ１３と、いわゆるインバータ式のモータである走行用電動モータＭ２を備えた走行用駆動装置１４とが設けられている。
【００２１】
また、上部フレーム７には、図２に示すように、ガイドレール６を左右から挟み込んで、スタッカークレーンＣの走行に伴って、その側面に沿って上下軸回りで転動する左右一対の上部位置規制用ローラ１７が走行方向の前後端部に設けられている。
【００２２】
そして、二つの車輪１２のうちの車体前後方向の一端側の車輪が、走行用駆動装置１４（走行用電動モータＭ２）にて駆動させる推進用の駆動輪１２ａに構成され、車体前後方向の他端側の車輪が、遊転自在な従動輪１２ｂとして構成され、スタッカークレーンＣは、上部フレーム７に設けた上部位置規制用ローラ１７にて倒れ止めされながら、走行用駆動装置１４による駆動で走行レール１に沿って自走自在に構成されている。
【００２３】
走行車体２の走行位置は、図３に示すように、走行車体２に取付けられた車体側ロータリエンコーダ２１の検出情報に基づいて管理される。車体側ロータリエンコーダ２１は、それの回転軸に取付けられたスプロケット２１ａが走行レール１に沿って敷設されたチェーン２２に歯合しており、走行車体２の走行に伴ってスプロケット２１ａが回転して、走行車体２の走行移動を検出する。
【００２４】
車体側ロータリエンコーダ２１の検出情報は、図４に示すように、クレーン制御装置ＣＣの走行制御部３１に入力されている。
上記クレーン制御装置ＣＣは、図４に示すように、コントローラＥ１からの搬送指令を受けて、昇降台３を指定された昇降位置に昇降させる昇降制御部３０と、走行車体２を指定された走行位置に移動させる走行制御部３１と、フォーク装置５を出退作動させて物品Ｆを移載させる移載制御部３２から構成され、クレーン制御装置ＣＣにより制御されて物品Ｆの搬送並びに各物品収納部Ｄなどとの間の物品Ｆの移載が行われる。
【００２５】
上記クレーン制御装置ＣＣの走行制御部３１による走行車体２の走行制御について詳細に説明する。
クレーン制御装置ＣＣの走行制御部３１の制御ブロック図を図５に示す。
【００２６】
後述するスタート信号によりリセットされて、車体側ロータリエンコーダ２１から入力されたパルス信号をカウントして走行本体２の実移動距離を測定する移動距離検出部４１と、移動距離検出部４１により測定された移動距離を微分して実速度を測定する速度検出部４２と、後述するスタート信号によりリセットされて走行本体２の走行時間を測定する時間検出部４３と、コントローラＥ１から入力した移動先までの移動距離に基づいて走行パターンを設定する走行パターン設定部４４（詳細は後述する）と、移動距離検出部４１により測定された実移動距離、速度検出部４２により検出された走行本体２の実速度、時間検出部４３により測定された走行時間、および走行パターン設定部４４から入力した走行パターンの設定値により速度指令値を走行駆動部１４へ出力する走行パターン発生部４５（詳細は後述する）と、走行パターン発生部４５から走行駆動部１４へ出力された速度指令値を入力し、時間を遅らせて出力する時間遅れ部４６と、移動距離検出部４１により測定された実移動距離、速度検出部４２により検出された走行本体２の実速度、時間検出部４３により測定された走行時間、および時間遅れ部４６から入力した時間遅れの速度指令値を入力し、走行速度の良否を判定する良否判定部４７から構成されている。
【００２７】
上記走行パターン設定部４４は、入力した移動距離Ｑにより、図６に実線で示す走行パターンを設定するための設定値を演算するものであり、予め設定された加減速度αと停止前の「低速」の走行速度ｖＬにより、高速の一定速度ｖＨと減速を開始する移動距離（減速開始ポイント）Ｒを求め、これら高速の一定速度ｖＨ、減速開始移動距離Ｒ、および移動距離（入力した移動距離、停止距離に相当する）Ｑを走行パターン発生部４５へ出力する。走行速度ｖを積分したものが移動距離になることから、加減速度と停止前の「低速」の走行速度ｖＬが設定されていると、高速の一定速度ｖＨと減速を開始する移動距離（減速開始ポイント）Ｒを求めることができる。
【００２８】
走行パターン発生部４５にも、予め加減速度αと停止前の「低速」の走行速度ｖＬが設定されており、高速の一定速度ｖＨ、減速開始移動距離Ｒ、および移動距離Ｑを入力すると、図６に実線で示す走行パターンを設定でき、走行パターンを設定すると、上記スタート信号を移動距離検出部４１と時間検出部４３に出力し、同時に設定走行パターンにしたがって、速度指令値の出力を開始する。
［追従遅れ制御］
上記走行パターン発生部４５は、走行駆動部（モータＭ２）１４、および駆動車輪１２ａによる追従制御遅れ（速度指令に応答して走行本体２の速度が変化するまでの遅れ；追従遅れ時間をβとする）を考慮して、減速開始ポイントｒからの減速設定パターンを補正している。すなわち、図７に示すように、「高速」一定速度ｖＨに遅れ時間βを乗算して、減速開始ポイントｒより手前の指令用減速開始ポイント（移動距離）（図７の斜線部に相当する）ｒ’を設定し、移動距離検出部４１により測定された実移動距離が、この指令用減速開始ポイントｒ’と一致すると、破線で示すように、先行して減速の走行設定パターンにしたがって速度指令値を出力する（下げる）。これにより、実線で示すように、走行本体２の速度は（理想）設定走行パターンにしたがって変化し、追従制御遅れにより移動距離が増し、停止位置を通過してしまうことが防止される。
［遅れ時間の学習］
上記走行パターン発生部４５は、実運転に先立って上記遅れ時間βを下記の手順により学習している（図８参照）。
【００２９】
まず、移動距離検出部４１により測定される実移動距離により、「高速」一定速度ｖＨで走行中に所定時間（たとえば１ｓｅｃ）における実移動距離（斜線部Ｃ）Ｌｘを求める。
【００３０】
この実移動距離Ｌｘと「高速」一定速度ｖＨから『単位速度指令』の移動距離Ｌｍを算出する。たとえば、０．１ｓｅｃ毎にｖＨの速度指令値が出力されたとすると、ｖＨ×（１ｓｅｃ÷０．１ｓｅｃ）が速度指令合計値となる。
【００３１】
Ｌｍ＝Ｌｘ÷（速度指令合計値）
次に減速時の速度指令値が前記一定速度ｖＨの所定の割合（図８では１／２）になったときの第１時間ｔｘを記憶し、この第１時間ｔｘから所定時間（たとえば１ｓｅｃ）前まで逆上って速度指令値の合計を算出し、理論上の移動量Ｌｒ（斜線部Ａ）を求める。
【００３２】
Ｌｒ＝Ｌｍ×（速度指令値の合計値）
次に、移動距離検出部４１により測定される実移動距離により、所定時間（たとえば１ｓｅｃ）における実移動距離を測定し、この測定値Ｌｙが理論上の移動量Ｌｒと一致したときの時間（第２時間ｔｙ）を求める。このとき、実速度が一定速度ｖＨの１／２になったと判断できる。斜線部Ｂにより一致したときの測定値Ｌｙを示す。
【００３３】
次に、第２時間ｔｙと第１時間ｔｘの差を演算して遅れ時間βを求め、記憶する。
このように、追従遅れ時間βを学習することができる。
［速度監視］
以下、上記時間遅れ部４６と良否判定部４７による速度監視方法について説明する。
【００３４】
図６に示すように、走行パターン発生部４５から発生される設定走行パターンにより走行本体２の速度ｖが制御されるが、上記追従制御遅れ（遅れ時間β）により、他の異常がなければ、実際の走行速度は破線で示すカーブを示す。
【００３５】
良否判定部４７には、時間遅れ部４６により追従遅れ時間βだけ遅れて速度指令値（以下、遅れ走行速度指令値と称す）が入力される。良否判定部４７は単位時間（１スキャン）毎に下記の手順を実行する。
【００３６】
まず、遅れ速度指令値を積分して走行本体２の移動距離を推測する。
次に、遅れ速度指令値の上下方向に正常速度範囲（速度監視許容範囲）を設定し、時間検出部４３により測定された走行時間に前後の正常時間範囲（速度監視許容範囲時間）を設定し、推測移動距離と走行速度の正常速度範囲と走行時間の正常時間範囲を１セットで記憶する。
【００３７】
次に、前記推測移動距離と移動距離検出部４１により測定された実移動距離が一致すると、このとき速度検出部４２により検出された走行本体２の実速度が、推測移動距離とともに記憶した正常速度範囲内に有るかを判断し、続けて時間検出部４３により測定された走行時間が正常時間範囲内に有るかを判断する。
【００３８】
いずれか一方の範囲内であれば正常と判断し、いずれの範囲内でもないとき異常と判断する。これにより走行速度が異常と判断されても、推測移動距離を移動したときの走行時間が範囲内であれば正常と見なされ、安易な異常判断は避けられ、異常発生による停止回数を削減できる。異常と判断すると、走行異常信号をコントローラＥ１と走行パターン発生部４５へ出力する。
【００３９】
走行パターン発生部４５は、この走行異常信号を入力すると、速度指令値をゼロとして、走行本体２を停止させる。
上記クレーン制御装置ＣＣの走行制御部３１の構成による作用を説明する。
【００４０】
走行制御部３１は、コントローラＥ１から移動距離の搬送指令を受けると、予め学習した追従遅れ時間βにより減速範囲を補正した設定走行パターンを形成し、この設定走行パターンに基づいて速度指令値を走行駆動部１４（モータＭ２）へ出力して走行車体２の走行を行う。
【００４１】
このとき、速度が監視され、何らかの異常により正常速度範囲および正常時間範囲を逸脱すると異常信号が出力され、走行車体２は停止され、またコントローラＥ１へ通知される。また減速時は先行して速度指令値が下げられることから、走行本体２は理想の速度パターンにしたがって減速し、よって移動距離にずれが生じることなくなり、強制停止の必要がなくなり、その結果、走行本体２をスムーズに停止させることができ、振動や揺れの発生を防止することができる。
【００４２】
そして走行車体２の走行速度が「低速」ｖＬに移行し、移動距離Ｑに達すると、ブレーキを作動させて走行車体２を停止させる。
以上のように、走行本体２は理想の速度パターンにしたがって減速し、よって移動距離にずれが生じることなくなり、強制減速を回避できることから、走行時のスタッカークレーンＣの振動および物品（荷物）Ｆの落下を防止することができる。
【００４３】
また設定された走行パターン通りにクレーンＣの速度が発生していることが、速度の方向および時間の方向で監視されていることから、指令された走行速度通りに走行しているかどうかを正確に確認することができる。
【００４４】
また強制減速を回避できように走行が制御され、このときの走行速度が監視されていることから、従来の如く作業通路の端部に被検出板を設置する必要がなくなり、設備の設置作業の簡単化並びに設備の稼動効率を向上できる。
【００４５】
また昇降制御部３０においても、走行制御部３１と同様に、前記設定走行パターンに相当する、追従遅れ時間を考慮した昇降台３の設定昇降パターンを設定し、昇降用電動モータＭ１を駆動して正確な移動距離に昇降台３を停止するようにすることができ、さらに昇降速度を同様に監視して、異常を発見できるようにすることができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、設定範囲を移動する移動体ＭＢとしてスタッカークレーンＣの走行車体２と昇降台３とを例示して、本発明を物品保管設備ＦＳに適用した場合を例示しているが、無人搬送車の走行制御など、種々の移動体ＭＢの制御に適用できる。
【００４７】
上記実施の形態では、移動体ＭＢを走行駆動する走行駆動手段ＭＤとしていわゆるインバータ式のモータＭ１，Ｍ２（走行駆動装置１４）を例示しているが、走行駆動手段ＭＤ自体に、移動体ＭＢの走行速度を検出する手段を備えると共に、走行制御手段ＭＣから指令された速度と検出した走行速度とが一致するようにフィードバック制御する回路を備えるように構成するなど、走行制御手段ＭＣにより指令された走行速度で移動体ＭＢを走行駆動する走行駆動手段ＭＤの具体構成は種々変更可能である。
【００４８】
上記実施の形態では、速度検出手段ＶＳは、車体側ロータリエンコーダ２１などのロータリエンコーダの出力パルスをカウントし、移動体ＭＢの移動量から移動体ＭＢの速度を検出しているが、走行レール１に沿っていわゆるリニアエンコーダを設置して移動体ＭＢの移動量を検出するなど、速度検出手段ＶＳの具体構成は種々変更可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、強制減速を行うことなく、移動体を停止位置に停止でき、従来の如く作業通路の端部に被検出板を設置する必要がなくなり、設備の設置作業の簡単化並びに設備の稼動効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における移動体の速度制御方法および速度監視方法を使用する物品保管設備の要部斜視図である。
【図２】同物品保管設備のスタッカークレーンの概略構成図である。
【図３】同物品保管設備のスタッカークレーンの要部拡大図である。
【図４】同物品保管設備の制御構成図である。
【図５】同物品保管設備のクレーン制御装置の走行制御部のブロック図である。
【図６】同物品保管設備の設定走行パターンおよび速度監視方法の説明図である。
【図７】同物品保管設備の追従遅れ制御方法の説明図である。
【図８】同物品保管設備の遅れ時間の学習方法の説明図である。
【符号の説明】
ＭＢ    移動体
ＭＣ    走行制御手段
ＭＤ    走行駆動手段
ＶＳ    速度検出手段
２１    ロータリエンコーダ
【図１】
0003800904.tif 000002
【図２】
0003800904.tif 000003
【図３】
0003800904.tif 000004
【図４】
0003800904.tif 000005
【図５】
0003800904.tif 000006
【図６】
0003800904.tif 000007
【図７】
0003800904.tif 000008
【図８】
0003800904.tif 000009