JP4438736B2 - Transport device - Google Patents
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この発明はスタッカークレーンや天井走行車などの搬送装置に関し、特に目標停止位置のデータの誤差を検出して目標停止位置のデータを補正することに関する。 The present invention relates to a transport device such as a stacker crane or an overhead traveling vehicle, and more particularly to detecting data error of a target stop position and correcting the data of the target stop position.
スタッカークレーンや天井走行車、有軌道台車、無人搬送車等の搬送装置では、停止位置が多数有るため、装置の設置時などに、予め各停止位置に対する停止データをティーチングする必要がある。このようなティーチングを初期ティーチングといい、初期ティーチングは多数の停止位置の各々に対して行う必要があるため大変である。特許文献1は初期ティーチングの手法として、自動倉庫の各棚にマークを設けてスタッカークレーンのセンサで認識し、停止位置の誤差を求めることによって、初期ティーチングすることを開示している。
この発明の課題は、停止位置側の変化や搬送装置の車輪の摩耗などの影響を受けずに、かつ物品を搬送している際に自動的に目標停止位置のデータを補正することにある。
請求項2の発明での追加の課題は、目標停止位置のデータに正確に従って停止できるようにすると共に、目標停止位置のデータの誤差を検出する際の信頼性を増すことにある。
この発明での追加の課題は、目標停止位置のデータの誤差をより正確に求めることにある。
An object of the present invention is to automatically correct the data of the target stop position without being affected by the change on the stop position side, the wear of the wheels of the transfer device, and the like while the article is being transferred.
An additional problem in the invention of claim 2 is that it is possible to stop according to the data of the target stop position accurately and to increase the reliability when detecting the error of the data of the target stop position.
An additional object of the present invention is to more accurately determine the error of the target stop position data.
この発明は、停止位置に対して予め記憶している目標停止位置のデータに従って停止し、物品を受け渡しする搬送装置において、実際に物品を搬送する際に、かつ搬送中に停止位置に対して停止した際に、例えば停止位置に停止した毎に、停止位置側に設けたマークを検出する検出手段と、検出手段のデータにより目標停止位置のデータの誤差を求めるための手段と、求めた誤差に応じて次回からの目標停止位置のデータを補正するための補正手段とを設けると共に、停止位置との間で出退して物品の受け渡しを行う移載手段を設けて、該移載手段に前記検出手段を設置して、移載手段を停止位置側へ進出させた状態で、前記マークを検出するようにしたことを特徴とする。 This invention stops in accordance with the target stop position data stored in advance with respect to the stop position, and stops at the stop position during the actual conveyance of the article in the conveyance device that delivers the article. For example, every time when the vehicle stops at the stop position, the detection means for detecting the mark provided on the stop position side, the means for determining the error of the data of the target stop position from the data of the detection means, and the obtained error Correspondingly Rutotomoni provided a correcting means for correcting the data of the target stop position from the next time, by providing a withdrawal to transfer means for transferring the article out between the stop position, by the movable mounting means The detection means is installed, and the mark is detected in a state where the transfer means is advanced to the stop position side .
好ましくは、停止位置を基準とする絶対位置を検出するために、出力がリニアで、櫛歯センサのように出力が飛び飛びでないリニアセンサを設けて、リニアセンサによるフルクローズドな停止制御により停止位置に停止する。 Preferably, in order to detect an absolute position based on the stop position, a linear sensor whose output is linear and whose output is not skipped like a comb sensor is provided, and the stop position is set by the fully closed stop control by the linear sensor. Stop.
さらに好ましくは、求めた誤差を積算する積算手段と、積算誤差が所定値以上になるとメンテナンスを要求するメンテナンス要求手段とを設ける。 More preferably, there are provided integration means for integrating the obtained errors and maintenance request means for requesting maintenance when the integration error exceeds a predetermined value.
この発明では、停止位置側の変化や搬送装置の走行車輪の摩耗などの影響を受けずに、目標停止位置のデータを補正でき、しかも実際に物品を搬送する過程で目標停止位置のデータを補正できる。さらに目標停止位置のデータを繰り返し補正できるので、正しいデータに向かって確実に収束させることができる。このため停止位置側や搬送装置側の変化により目標停止位置のデータが実際から離れると、物品の搬送中にこれを補正し、絶えず正しい目標停止位置のデータを得ることができる。 In this invention, the data of the target stop position can be corrected without being affected by the change in the stop position side or the wear of the traveling wheels of the transfer device, and the target stop position data is corrected in the process of actually transporting the article. it can. Furthermore, since the data at the target stop position can be repeatedly corrected, it is possible to reliably converge toward the correct data. For this reason, if the data of the target stop position is deviated from the actual due to the change of the stop position side or the conveyance device side, this can be corrected during the conveyance of the article, and the correct target stop position data can be obtained continuously.
請求項2の発明では、リニアセンサを用いてフルクローズド制御により目標停止位置のデータに従って停止するので、より正確に停止すると共に、目標停止位置のデータ誤差の信頼性も増す。 In the second aspect of the invention, since the stop is performed according to the data of the target stop position by the fully closed control using the linear sensor, the stop is performed more accurately and the reliability of the data error of the target stop position is also increased.
この発明では、移載手段を進出させてマークとの間隔を短くした状態でマークを検出するので、より正確に目標停止位置のデータの誤差を検出でき、あるいはより安価なセンサでマークを検出できる。 In this invention , since the mark is detected in a state where the transfer means is advanced and the distance from the mark is shortened, the error in the data of the target stop position can be detected more accurately, or the mark can be detected by a cheaper sensor. .
請求項3の発明では、点検、修理を的確なタイミングで実施することができ、故障によって装置が停止状態となってしまうのを予防することができる。 In the invention of claim 3 , inspection and repair can be carried out at appropriate timing, and it is possible to prevent the apparatus from being stopped due to a failure.
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。 In the following, an optimum embodiment for carrying out the present invention will be shown.
図1〜図6に、実施例とその変形を示す。図1〜図4において、2はスタッカークレーンで、4は走行レールである。6は地上側に固定の被検出プレートで、例えば磁性体のプレートである。図では被検出プレート6を走行レール4の付近に示すが、図示しないラックの底部に設けても良く、被検出プレート6は走行方向の目標位置毎に間隔を置いて配置されている。8はABSリニアセンサで、図示しない複数のコイルを備え、磁性体の被検出プレート6との磁気的結合の変化により、被検出プレート6を基準とするスタッカークレーン2の水平方向の絶対位置を検出する。ABSリニアセンサ8は被検出プレート6を基準とする絶対位置を検出できるが、被検出プレート6は飛び飛びに複数個設けられているので、プレート6の無い位置では位置を検出できない。またABSリニアセンサ8に変えて、目標停止位置を基準とする位置を検出する任意のセンサを用いることができる。
1 to 6 show an embodiment and its modifications. 1-4, 2 is a stacker crane and 4 is a running rail.
10は台車で、12は走行モータ、14は走行車輪で、図示しないエンコーダなどにより走行モータ12や走行車輪14の回転数を監視し、走行距離を算出する。16はマストで、図示しないラックの高さ方向に沿って複数配置した棚の高さ位置に応じて、被検出プレート7を複数配置する。昇降台22に設けたABSリニアセンサ9で被検出プレート7を検出し、棚毎に記憶した目標高さ位置で昇降台を停止させる。被検出プレート7は飛び飛びに設けられ、ABSリニアセンサ9は個々の被検出プレート7を基準とする絶対位置を検出する。18は昇降モータ、20はベルトやワイヤ、ロープなどの吊持材、22は前記の昇降台で、移載手段の例としてのスライドフォーク24が設けられ、その先端にイメージセンサなどを用いたマークセンサ26を設けてある。なお、走行モータ12や昇降モータ18は、回転形モータには限定されず、リニアモータなどでも良く、サーボシリンダなどのアクチュエータでも良い。
10 is a carriage, 12 is a traveling motor, and 14 is a traveling wheel. The number of rotations of the traveling
図2に示すように、スライドフォーク24は左右両出しで、その左右両端に一対のマークセンサ26,27を設け、走行レール4の左右にラックを設ける。ここでは走行レール4の右側のラック30を部分的に示し、32はその柱、34は棚受けで、棚受け34の走行レール4寄りの先端にマーク36を設ける。そしてスライドフォーク24をラック30側へ前進させてマーク36との距離を縮めて、マークセンサ26,27でマーク36を検出する。
As shown in FIG. 2, the
図3に移り、マーク36の中心に目標エリア40のマークを設け、その周囲に例えば2つの同心円41,42を設ける。43はマークセンサ26の視野中心で、マークセンサ26では視野中心43がマーク36のどの位置にあるかから、停止位置の誤差を評価する。即ち視野中心43が目標エリア40内にあれば正しい停止位置に停止し、同心円41と目標エリア40の間にあれば誤差は第1レベル、同心円41,42の間にあれば誤差は第2レベルである。同心円42の外側にあれば誤差はリトライレベルで、スライドフォーク24を復帰させて、スタッカークレーンを既知の位置へ移動させて、同じ棚へ向けて再走行してリトライする。
3, the mark of the
誤差レベルが判明した場合、誤差の方向は視野中心43に対して目標エリア40がどの方向に見えるかから判明する。44,45はマーク36を4つの象限に分割する境界線である。停止位置で視野中心43が同心円41と目標エリア40の間にある場合、視野中心43がどの象限にあるかに応じて、走行目標位置もしくは昇降目標位置のデータを1単位補正する。同心円41と同心円42の間では、同様にどの象限にあるかに応じて走行目標位置もしくは昇降目標位置のデータを2単位補正する。なお、マークの形状やマークセンサは、走行方向及び昇降方向の停止位置の誤差を検出でき、必要とされる位置決め精度に対応する分解能を有するものであればどのようなものでも良い。また、補正の方法も、走行目標位置や昇降目標位置に検出された誤差をそのまま加減するようにしても良い。
When the error level is found, the direction of the error is found from which direction the
エンコーダ46は走行モータ12の回転数あるいは走行車輪の回転数を監視し、走行目標位置記憶部48へ走行距離を入力する。走行目標位置記憶部48は棚やステーションなどの目標となる停止位置毎にその位置を記憶し、停止位置毎にその位置を補正する。ABSリニアセンサ8は被検出プレート6を基準とする絶対位置を検出して、走行目標位置記憶部48へ入力する。このようにして走行駆動部52を構成する。昇降駆動部54ではエンコーダ47により昇降モータ18の回転数もしくはマスト16に沿った昇降距離を検出し、昇降目標位置記憶部50へ入力する。またABSリニアセンサ9は被検出プレート7を基準とする絶対位置を検出して昇降目標位置記憶部50へ入力する。昇降目標位置記憶部50は同様に、棚やステーションなどの目標となる停止位置毎にその位置を記憶し、停止位置毎にその位置を補正する。
The
56は機上コントローラで、駆動部52,54等を制御し、マークセンサ26で求めた誤差レベルに応じて、目標位置記憶部48,50の目標位置を補正する。またマークセンサで求めた誤差レベルを積算部58で積算し、積算では停止位置が目標エリア40に対して右ないし上にシフトしていた場合加算し、停止位置が目標エリア40に対して左ないし下にシフトしていた場合減算する。従って、停止時の視野中心43が目標エリア40の付近でランダムに分布している場合、積算値の絶対値は小さな値となる。積算値の絶対値が所定値以上になると、機上コントローラ(メンテナンス要求手段)56からアラームして、スタッカークレーンやラックのメンテナンスを求める。例えば停止位置での視野中心43がマーク36の同心円42の外側のリトライレベルの場合、誤差の方向に応じて積算部58に5などの大きな数を加算または減算する。積算部58の積算値の絶対値が例えば10以上になると、メンテナンスを要求する。これは2回以上続けて許容範囲内に停止できなかったので、制御系のメンテナンスが必要であるか、誤差が同じ方向に累積しているのでメンテナンスが必要な場合である。なおスタッカークレーン2の運用開始から所定期間内は、目標停止位置のデータが不安定なので、積算部58での積算を行わない。
An on-
なおスタッカークレーンではなく天井走行車などに実施例を応用する際の、図3の鎖線で示す横送り部60を設ける。62は横送りモータ、64はエンコーダで、横送りモータでの横送り距離を求める。さらにABSリニアセンサ66で、天井走行車に設けた被検出プレート68を基準とする横送り距離を求めて、横送り目標位置記憶部70へ入力する。横送りのストロークが短く、横送りの全ストロークをABSリニアセンサ66で監視できる場合、エンコーダ64は不要である。
In addition, when the embodiment is applied to an overhead traveling vehicle or the like instead of a stacker crane, a
実施例の動作を図4に示す。ラックの棚や入出庫ステーションなどの走行目標位置が与えられると、エンコーダにより残走行距離や残昇降距離を求め、これらに応じて走行指令の目標関数を作成してフィードバック制御を行いながら、スタッカークレーンを走行及び昇降させる。ABSリニアセンサで停止制御を行える区間に入ると、ABSリニアセンサにより被検出プレートを基準とする残距離を求めてフルクローズドなフィードバック制御を行い、停止する。次にスライドフォークあるいはスカラアームなどの移載手段を作動させ、例えば移載手段の先端に設けたマークセンサを用いてマークを認識し、誤差を評価する。マークセンサでマークを認識した時点で既にスタッカークレーンは停止しており、移載手段が作動中なので、リトライレベル以外は再度スタッカークレーンを走行あるいは昇降させずに、目標位置との誤差を評価して補正を行い、次回からの制御に利用する。また積算部で誤差を積算し、積算誤差が所定値α以上となるとメンテナンスを要求して、制御系やラックなどを検査する。また誤差がリトライレベルの場合、既知の位置にスタッカークレーンを復帰させて、同じ目標位置への停止をリトライする。 The operation of the embodiment is shown in FIG. When travel target positions such as rack shelves and loading / unloading stations are given, the remaining travel distance and remaining lift distance are calculated by the encoder, and the target function of the travel command is created according to these and the stacker crane is used for feedback control. Run and move up and down. When entering the section in which the ABS linear sensor can perform stop control, the ABS linear sensor calculates the remaining distance based on the plate to be detected, performs full-closed feedback control, and stops. Next, a transfer means such as a slide fork or a SCARA arm is operated, for example, a mark is recognized using a mark sensor provided at the tip of the transfer means, and the error is evaluated. The stacker crane is already stopped when the mark is recognized by the mark sensor, and the transfer means is operating. It is corrected and used for the next control. Further, the error is integrated by the integration unit, and when the integration error exceeds a predetermined value α, maintenance is requested and the control system, rack, etc. are inspected. When the error is a retry level, the stacker crane is returned to a known position, and the stop to the same target position is retried.
実施例には以下の特徴がある。
1) 目標位置の概算値を初期的に与えれば良く、最初に正確な目標位置をティーチングする必要がない。これによって自動倉庫などの立ち上げが容易になる。例えば数百もの棚に対して、スタッカークレーンの走行目標位置と昇降目標位置とをそれぞれ正確にティーチングすることは大変な労力が必要であるが、これを不要にできる。
2) 次に棚や入出庫ステーションなどに停止する毎に、目標位置の誤差を補正できる。ここでは停止する毎に目標位置の誤差を補正しているが、例えば2回に1回の割合などで補正しても良い。
3) ラックが徐々に変形してきた、あるいはスタッカークレーンを長期間運用したため車輪が摩耗したなどのことにより、停止制御に対する誤差が生じると、マークセンサで目標位置を絶えず補正することにより補正できる。
4) さらに同じ目標位置に対して繰り返し多数回補正できるので、1回当たりの補正量が小さくても、正しい目標位置へ収束するように補正できる。また経年変化を補正するために搬送を中止してティーチングする必要が無く、実運用の中で補正できる。
5) 誤差とこれを補正するための補正量とは、必ずしも1:1には対応しないことがある。例えば多軸制御の場合、特に各軸の運動方向が直交しない場合、誤差と補正量との関係は複雑である。しかし実施例で、誤差が許容範囲内となるように、かつ過補正が起こらないように誤差よりも小さな補正を行うと、どのような場合にも許容範囲内で停止できるように制御できる。
The embodiment has the following characteristics.
1) An approximate target position need only be given initially, and there is no need to teach the correct target position first. This makes it easy to set up an automated warehouse. For example, it is necessary to teach the traveling target position and the lifting target position of the stacker crane with respect to hundreds of shelves accurately, but this can be eliminated.
2) The target position error can be corrected every time it stops at a shelf or loading / unloading station. Here, the error of the target position is corrected every time the vehicle stops, but may be corrected at a rate of once every two times, for example.
3) If the rack is gradually deformed, or if the wheel is worn due to long-term operation of the stacker crane, an error in stop control occurs, it can be corrected by constantly correcting the target position with the mark sensor.
4) Since the same target position can be repeatedly corrected many times, even if the correction amount per time is small, it can be corrected so that it converges to the correct target position. In addition, it is not necessary to stop conveyance and teach in order to correct the secular change, and it can be corrected during actual operation.
5) The error and the correction amount for correcting this may not necessarily correspond to 1: 1. For example, in the case of multi-axis control, particularly when the movement directions of the axes are not orthogonal, the relationship between the error and the correction amount is complicated. However, in the embodiment, if correction smaller than the error is performed so that the error falls within the allowable range and no overcorrection occurs, the control can be performed so that the stop can be performed within the allowable range in any case.
実施例はスタッカークレーン2への応用を示したが、搬送装置の種類は任意で、例えば天井走行車や地上走行の有軌道台車、あるいは地上を無軌道で走行する無人搬送車などでも良い。またマークセンサは、マークを基準とする停止位置の誤差を、複数の段階に区分して検出できるものであれば良く、イメージセンサには限らない。また実施例ではエンコーダによる制御とABSリニアセンサによる制御の双方を行ったが、エンコーダによる停止制御のみでも良い。 Although the embodiment has been applied to the stacker crane 2, the type of the transfer device is arbitrary, and may be, for example, an overhead traveling vehicle, a grounded tracked carriage, or an automatic guided vehicle traveling on the ground without a track. The mark sensor is not limited to an image sensor as long as it can detect an error in a stop position with reference to a mark in a plurality of stages. In the embodiment, both the control by the encoder and the control by the ABS linear sensor are performed, but only the stop control by the encoder may be performed.
天井走行車72への応用例を図5,図6に示し、その走行制御はスタッカークレーン2の場合と同様で、図3の走行駆動部52の制御を用いる。昇降制御に関しては、昇降台に加わる荷重を測定し、この荷重が急変した時点で昇降台の下降を停止し、昇降台の巻き上げが完了すると上昇を終了させる。このため昇降制御自体は簡単で、昇降に対してABSリニアセンサによる位置検出や誤差の補正は行わない。これに対して天井走行車72の直下以外の部分に対しても物品の受け渡しができるように横送り部60を設けて、横送り方向の制御と誤差の補正とを行う。
Application examples to the
図5において、72は天井走行車で、クリーンルームの天井などに設けた走行レール74に沿って走行し、走行レール74の内部に天井走行車72の図示しない走行駆動部がある。76はABSリニアセンサ、77は磁性体などの被検出プレートで、好ましくは停止位置毎に設け、78は横送り部中の移動体で、走行レール74に対して水平面内でほぼ直交する方向に移動し、図示しないABSリニアセンサもしくはエンコーダにより横送り距離を検出する。80は回動部で、昇降駆動部82を水平面内で回動させる。なお回動部80は設けなくてもよい。84は昇降台で、吊持材86により昇降駆動部82に対して昇降し、チャック88でカセット90の物品をチャックする。92は受け渡し対象のバッファで、ロードポートなどでも良く、その所定の位置にマーク36を設けて、昇降台22を下降させながら、昇降台22から水平面内で突き出したマークセンサ26により検出する。94はバッファの支柱である。図6に、バッファ92のマーク36に対する昇降台84のマークセンサ26の配置例を示す。
In FIG. 5,
図5,図6の場合も、昇降台84を下降させることによりマークセンサ26でマーク36を容易に認識でき、この時に評価した誤差レベルに応じて、走行目標位置と横送り目標位置とを補正する。他の点ではスタッカークレーン2の場合と同様である。
5 and 6, the
2 スタッカークレーン
4 走行レール
6,7 被検出プレート
8,9 ABSリニアセンサ
10 台車
12 走行モータ
14 走行車輪
16 マスト
18 昇降モータ
20 吊持材
22 昇降台
24 スライドフォーク
26,27 マークセンサ
30 ラック
32 柱
34 棚受け
36 マーク
40 目標エリア
41,42 同心円
43 マークセンサの視野中心
44,45 境界線
46,47 エンコーダ
48,50 記憶部
52 走行駆動部
54 昇降駆動部
56 機上コントローラ
58 積算部
60 横送り部
62 横送りモータ
64 エンコーダ
66,76 ABSリニアセンサ
68,77 被検出プレート
70 記憶部
72 天井走行車
74 走行レール
78 移動体
80 回動部
82 昇降駆動部
84 昇降台
86 吊持材
88 チャック
90 カセット
92 バッファ
94 支柱
2 Stacker crane 4
Claims (3)
実際に物品を搬送する際に、かつ搬送中に停止位置に対して停止した際に、停止位置側に設けたマークを検出する検出手段と、検出手段のデータにより目標停止位置のデータの誤差を求めるための手段と、
求めた誤差に応じて次回からの目標停止位置のデータを補正するための補正手段とを設けると共に、
停止位置との間で出退して物品の受け渡しを行う移載手段を設けて、該移載手段に前記検出手段を設置して、移載手段を停止位置側へ進出させた状態で、前記マークを検出するようにしたことを特徴とする、搬送装置。 In the transfer device that stops according to the data of the target stop position stored in advance with respect to the stop position and delivers the article,
When the article is actually conveyed and when the article is stopped with respect to the stop position during conveyance, the detection means for detecting the mark provided on the stop position side and the error of the data at the target stop position are detected by the data of the detection means. Means for seeking,
Rutotomoni provided a correcting means for correcting the data of the target stop position from the next time in accordance with the obtained error,
In the state where the transfer means for transferring the article by moving to and from the stop position is provided, the detection means is installed in the transfer means, and the transfer means is advanced to the stop position side. A conveying apparatus characterized by detecting a mark .
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