CN110968047B - 运行控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种运行控制系统,其包括:用于检测到达第一输送线上的指定的基准位置的输送体的第一检测器;分别设置于在第二输送线上行走的自行式的多个行走体上的障碍物传感器以及自主行走控制部;设置在第二输送线上的闸门;以及在第一检测器检测出输送体时使闸门向退避位置移动,在第一检测器没有检测出输送体时使闸门向进入位置移动的闸门驱动部。自主行走控制部以使任意的行走体与其前方的其它的行走体或障碍物之间的距离即前方隔离距离成为指定的防止碰撞距离以上的方式控制行走体的行走。据此,不受电波阻碍、位置信息的误差以及集中控制计算机的故障的影响的情况而能够使输送体与行走体同步地输送。
Description
技术领域
本发明涉及一种自行式行走体的运行控制系统。
背景技术
在组装汽车等产品的制造设备中,作为零部件输送装置,使用很多自行式行走体。作为代表性的自行式行走体有无人输送装置(Automatic Guided Vehicle)(以下,简称为“AGV”)。众所周知,为了向通过传送带等输送机构输送的正在被组装的产品供给所需的零部件等,AGV被控制成例如沿着被配置在地板上的磁性带等的各个引导线行走。例如,在日本专利公开公报特开2011-227716中公开了一种运行控制系统,使AGV在引导线上在必要时行走必要的量。
在这种运行控制系统中,作为控制AGV的方法,一般利用无线通信以及集中控制计算机,以电子方式综合控制多个AGV。然而,该方法在现实中可存在各种问题,例如,因为与其它的电波通信混线从而AGV控制用的通信被阻碍;因为一部分AGV的位置信息产生误差,AGV运行计划与实际的运行状况之间产生背离;进一步,因为集中控制计算机的故障导致整个运行控制系统无法正常工作。如果发生这些问题,其结果是AGV的运行不能正常进行,根据情况,因AGV发生拥堵而还可能会给生产带来影响。
而且,为了尽可能迅速地将零部件组装到流经生产线的产品上,输送该零部件的AGV最好与对应的产品或搭载该产品的输送体(托盘等)同步行走。如果产品与AGV不同步,组装作业者为了从AGV取出零部件必须移动较长的距离,相应地组装所需的时间增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运行控制系统,不受电波阻碍、位置信息的误差以及集中控制计算机的故障的影响而能够使多个AGV与各AGV所对应的产品(输送体)同步地输送。
为了达到上述目的,本发明涉及的运行控制系统适用在具备通过输送机构以指定的基准速度并隔开指定的基准距离输送多个输送体的第一输送线和与第一输送线平行设置并让自行式的多个行走体行走的第二输送线的设备中,使所述多个行走体与所述多个输送体同步地行走,所述运行控制系统包括:障碍物传感器,分别设置在所述多个行走体上,用于检测在各行走体的前方存在的障碍物;自主行走控制部,分别设置在所述多个行走体上,基于来自所述障碍物传感器的输入信号控制各行走体的行走;闸门,设置在所述第二输送线上,能够在进入到所述障碍物传感器的检测范围内的进入位置与离开所述障碍物传感器的检测范围的退避位置之间移动;第一检测器,用于检测到达所述第一输送线上的指定的基准位置的所述输送体;以及闸门驱动部,在所述第一检测器检测出所述输送体时使所述闸门向所述退避位置移动,在所述第一检测器没有检测出所述输送体时使所述闸门向所述进入位置移动,其中,所述自主行走控制部,在设任意的所述行走体与其前方的其它的行走体或所述障碍物之间的距离为前方隔离距离时,以使该前方隔离距离成为指定的防止碰撞距离以上的方式控制所述行走体的行走,所述闸门被配置在如下位置,即:让在所述第二输送线上到达从所述闸门朝向上游侧隔开所述防止碰撞距离的位置的行走体和在所述第一输送线上到达所述基准位置的所述输送体并排的位置。
根据本发明,不受电波阻碍、位置信息的误差以及集中控制计算机的故障的影响而能够使多个行走体与各行走体所对应的输送体同步地输送。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式涉及的运行控制系统的概要构成的俯视图。
图2A至图2D是用于说明包含限位开关和闸门驱动部的空压回路的结构以及动作的概要剖视图。
图3是用于说明AGV的电构成的概要图。
图4是表示控制AGV的行走的步骤的流程图。
图5是用于说明与AGV的前方隔离距离对应的控制的概要图。
图6是用于说明根据AGV的位置来切换运行模式的概要图。
图7是表示有关切换AGV的运行模式的控制的流程图。
图8是以时间序列表示AGV的运行的动作图(之一)。
图9是以时间序列表示AGV的运行的动作图(之二)。
图10是以时间序列表示AGV的运行的动作图(之三)。
图11是以时间序列表示AGV的运行的动作图(之四)。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的运行控制系统的实施方式进行说明。
[制造设备]
图1是表示本发明的一实施方式涉及的运行控制系统10的概要构成的俯视图。如本图所示,运行控制系统10被应用在并列设置了第一输送线11(生产线)和第二输送线12(零部件输送线)的制造设备,用于控制沿着第二输送线12自行行走的零部件输送用的无人输送装置18(以下,称为“AGV18”)的行走。另外,本实施方式中的制造设备是制造汽车的制造工厂。
第一输送线11是输送正在被组装的产品13(汽车)的生产线。第一输送线11具备输送产品13的传送带14(输送机构)。传送带14是输送搭载产品13的多个托盘(或者,台车)15A、15B、15C……的输送机构。多个托盘15A、15B、15C……沿着第一输送线11相互隔开一定的间隔(基准距离LR)而被配置,以一定的基准速度(VR)从位于图1的右侧(上游侧)的第一生产地点16移动到位于图1的左侧(下游侧)的第二生产地点17的方式,通过传送带14而被输送。另外。托盘15A、15B、15C……分别相当于本发明的“输送体”。
第二输送线12是搭载了零部件的多个AGV18A、18B、18C……行走的零部件输送线。第二输送线12被配置成与第一输送线11平行地延伸,连接位于图1的右侧(上游侧)的第一输送地点19和位于图的左侧(下游侧)的第二输送地点20。另外,AGV18A、18B、18C……分别相当于本发明的“行走体”。
在此,在图1中为了简化,在第一生产地点16和第二生产地点17之间仅图示了三台托盘15A、15B、15C,与此相对应,在第一输送地点19和第二输送地点20之间也仅图示了三台AGV18A、18B、18C,但是,托盘以及AGV的数量没有限定,可以在各条线11、12上配置多个托盘以及与其对应的多个AGV。以下,在没有特别地区分多个托盘15A、15B、15C……时简称为托盘15,在没有特别地区分多个AGV18A、18B、18C……时简称为AGV18。
传送带14在第一输送线11的移动速度,即,该传送带14输送托盘15(产品13)的速度为恒定。将该传送带14对托盘15的输送速度(产品输送速度)称为“基准速度VR”。AGV18能够比该基准速度VR大的第一速度VAGV行走。但是,在与前方行走的其它的AGV或障碍物之间的距离为指定距离以下的情况下,为了防止与其它的AGV或障碍物发生碰撞或接触,AGV18被控制成以比第一速度VAGV小的第二速度VAGV’行走(详细情况将在后面叙述)。
[AGV]
在第二输送线12上以线状铺设作为引导AGV18的行走的引导线的磁性带。AGV18具备检测该磁性带的磁通量的磁传感器21,一边通过该磁传感器21检测磁性带一边在第二输送线12上自主地行走。磁传感器21被设置在AGV18的下面且在俯视时与AGV18的中心轴23(沿前进方向的中心轴)重叠的位置。
如图3所示,AGV18具备一边确认在其前方有无障碍物一边自主地控制行走速度的速度控制系统81。速度控制系统81具备检测在AGV18的前方的障碍物的障碍物传感器22、作为AGV18的动力源的AGV马达83、以及控制AGV马达83的AGV控制器82。障碍物传感器22和AGV控制器82通过有线或无线可相互通信地被连接。另外,AGV控制器82相当于本发明的“自主行走控制部”。
障碍物传感器22能够检测出在AGV18的前方存在的障碍物(例如,后述的闸门34、37)或在AGV18的前方行走的其它AGV。如图1、图3以及图6所示,障碍物传感器22被设置在AGV18的前面(前进方向前侧的面)且在俯视时与AGV18的中心轴23重叠的位置。虽然使用例如激光方式或红外线方式的测距传感器来作为障碍物传感器22,但是,只要是能够检测前方有无障碍物的传感器,就可以使用所有传感器。
[控制设备]
如图1所示,为了控制AGV18的行走,运行控制系统10具备两组控制设备,即,第一控制设备31以及第二控制设备32。第一控制设备31具备:配置在第一输送线11的第二生产地点17的上游侧附近的第一限位开关33;和配置在第二输送线12的第二输送地点20的上游侧附近的第一闸门34及第二限位开关35。第二控制设备32具备:配置在第一输送线11的第一限位开关33与第二生产地点17之间的第三限位开关36;配置在第二输送线12的第一闸门34与第二输送地点20之间的第二闸门37;以及配置在第二输送线12的第二限位开关35与第二输送地点20之间的第四限位开关38。
另外,第一限位开关33、第一闸门34、第二限位开关35分别相当于本发明的“第一检测器”、“闸门”、“第二检测器”。同样,第三限位开关36、第二闸门37、第四限位开关38也分别相当于本发明的“第一检测器”、“闸门”、“第二检测器”。
第一至第四限位开关33、35、36、38分别是空压式(机械式)的限位开关,通过与对象物接触来切换后述的空压回路内的压缩空气的流动。
第一限位开关33用于检测搭载产品13的托盘15已到达第一输送线11的第二生产地点17的上游侧附近。以下,将通过该第一限位开关33检测出的托盘15的到达地点(图1中的X)称为第一基准位置X。第一限位开关33被设置在第一输送线11上的能够与到达第一基准位置X的托盘15接触的位置。
第三限位开关36用于检测搭载产品13的托盘15已到达第一输送线11的第一基准位置X(第一限位开关33)与第二生产地点17之间,即,到达了比第一基准位置X更接近第二生产地点17的位置。以下,将通过第三限位开关36检测出的托盘15的到达地点(图1中的Y)称为第二基准位置Y。第三限位开关36被设置在第一输送线11上的能够与到达第二基准位置Y的托盘15接触的位置。
第二限位开关35用于检测AGV18已到达第二输送线12的第二输送地点20的上游侧附近。从第二输送地点20到第二限位开关35的上下游方向的距离比从第二生产地点17到第一限位开关33(第一基准位置X)的上下游方向的距离短。即,第二限位开关35被设置在第二输送线12上的能够与到达相对于第一基准位置X所对应的位置略位于下游侧的AGV18接触的位置。
第四限位开关38用于检测AGV18已到达第二输送线12的第二限位开关35与第二输送地点20之间,即,已到达与第二限位开关35相比更靠近第二输送地点20的位置。从第二输送地点20到第四限位开关38的上下游方向的距离比从第二生产地点17到第三限位开关36(第二基准位置Y)的上下游方向的距离短。即,第四限位开关38被设置在第二输送线12上的能够与到达相对于第二基准位置Y对应的位置略位于下游侧的AGV18接触的位置。
第一限位开关33和第三限位开关36从上游侧观察第一输送线11时被配置在作为托盘15在第一输送线11上通过的区域的托盘通过区域45的右侧。第一限位开关33和第三限位开关36具有向托盘通过区域45突出的头部43、44,通过该头部43、44与托盘15接触,从而检测出托盘15的存在。
第二限位开关35和第四限位开关38从上游侧观察第二输送线12时被配置在作为AGV18在第二输送线12上通过的区域的AGV通过区域48的左侧。第二限位开关35和第四限位开关38具有向AGV通过区域48突出的头部46、47,通过该头部46、47与AGV18接触,从而检测出AGV18的存在。
第一闸门34被配置在第二输送线12的第二输送地点20的上游侧附近且与第二限位开关35相比略靠上游侧的位置。第二闸门37被配置在第二输送线12的第二输送地点20与第一闸门34之间(与第一闸门34相比更靠近第二输送地点20的位置)。第一闸门34和第二闸门37从上游侧观察第二输送线12时被配置在AGV通过区域48的右侧。第一闸门34和第二闸门37是用于控制(禁止/许可)AGV18的行进的闸门,能够在进入AGV通过区域48的进入位置(在图1中用实线表示的位置)和从AGV通过区域48退避的退避位置(在图1中用虚线表示的位置)之间移动。
当第一闸门34(第二闸门37)位于进入位置时,在该第一闸门34(第二闸门37)的上游侧行走的AGV18通过障碍物传感器22检测出第一闸门34(第二闸门37)。另一方面,当第一闸门34(第二闸门37)位于退避位置时,在该第一闸门34(第二闸门37)的上游侧行走的AGV18通过障碍物传感器22不能检测出第一闸门34(第二闸门37)。换句话说,第一闸门34(第二闸门37)能够在进入到障碍物传感器22的检测范围的进入位置与偏离障碍物传感器22的检测范围的退避位置之间移动。
第一控制设备31还具备使第一闸门34在退避位置与进入位置之间移动的闸门驱动部50。如图2A至图2D所示,闸门驱动部50具有空压气缸51、方向控制阀52、作为压缩空气的供给源的压缩机53。空压气缸51、方向控制阀52、压缩机53以及上述的第一限位开关33和第二限位开关35构成一个空压回路(动力传输回路)54。空压回路54被设计成根据限位开关33、35的动作让第一闸门34在进入位置和退避位置之间移动。另外,空压气缸51相当于本发明的“工作缸装置”。
第二控制设备32还具备使第二闸门37在退避位置与进入位置之间移动的闸门驱动部55。闸门驱动部55的结构与上述的第一闸门34的闸门驱动部50相同。而且,构成闸门驱动部55的空压零部件(空压气缸、方向控制阀、压缩机)与第三限位开关36和第四限位开关38一起构成与上述的空压回路54相同的空压回路。
空压气缸51是二位二通型(two-port two-position type)。空压气缸51具有主体部51a、局部地插入于主体部51a的活塞杆58、以及设置在活塞杆58与第一闸门34之间的联结机构59。
主体部51a具有由第一端口56以及第二端口57构成的两个端口。活塞杆58根据从第一端口56和第二端口57的一方选择性地供给的压缩空气的方向,在图2A、2D所示的前进位置和图2B、2C所示的后退位置之间移动(往返)。联结机构59是将活塞杆58的往返运动转换为旋转运动或回旋运动的机构,将活塞杆58与第一闸门34相互联结。经由这样的联结机构59与活塞杆58联结的第一闸门34能够与活塞杆58的运动联动而在上述的进入位置和退避位置之间移动。
方向控制阀52是二位五通的滑阀(five-port two-position spool valve),用于切换从压缩机53供给的压缩空气的流动。方向控制阀52具有主体部52a和被收容在主体部52a的内部的阀芯(spool)60。
主体部52a具有在其外周开口的五个端口,即,P端口(供气端口)61、E端口(排气端口)62、63、A端口64以及B端口65。而且,主体部52a具有在其轴方向的两端开口的两个端口,即,第一端口66以及第二端口67。P端口61与压缩机53连接,A端口64与空压气缸51的第一端口56连接,B端口65与空压气缸51的第二端口57连接。
第一限位开关33是二位三通且常闭型的限位开关(three-port two-positionnormally closed limit switch),能够切换控制(开工作/关工作)从压缩机53向方向控制阀52的第一端口66的压缩空气的供给。第一限位开关33具有主体部33a、局部地插入于主体部33a的阀芯69、设置在阀芯69的远端的上述的头部43、以及向阀芯69施加朝向一方向(前进方向)的力的弹簧68。
主体部33a具有由P端口(供气端口)70、E端口(排气端口)71以及A端口72构成的三个端口。P端口70与压缩机53连接,A端口72与方向控制阀52的第一端口66连接。
第二限位开关35是二位三通且常闭型的限位开关,能够切换控制(开/关)从压缩机53向方向控制阀52的第二端口67的压缩空气的供给。第二限位开关35具有主体部35a、局部地插入于主体部35a的阀芯74、设置在阀芯74的远端的上述的头部46、以及向阀芯74施加朝向一方向(前进方向)的力的弹簧73。
主体部35a具有由P端口(供气端口)75、E端口(排气端口)76以及A端口77构成的三个端口。P端口75与压缩机53连接,A端口77与方向控制阀52的第二端口67连接。
在如上所述地构成的空压回路54,在第一限位开关33没有检测出托盘15且第二限位开关35没有检测出AGV18的图2A所示的状态下,第一限位开关33和第二限位开关35的阀芯69、74都被维持在封闭位置。即,阀芯69、74分别封闭P端口70、75。而且,方向控制阀52处于P端口61与B端口65连通且E端口62与A端口64连通的状态(以下,称其为第一状态)。由此,来自压缩机53的压缩空气向空压气缸51的第二端口57被供给,空压气缸51的活塞杆58被维持在图示的位置(前进位置)。位于前进位置的活塞杆58使第一闸门34进入AGV通过区域48。
如果从上述的图2A的状态转移到第一限位开关33检测出托盘15的托盘检测状态,即,第一限位开关33的头部43与托盘15接触的图2B的状态,则因头部43被托盘15按压,第一限位开关33的阀芯69克服弹簧68的作用力而后退,从而P端口70被开放。P端口70被开放的第一限位开关33使从压缩机53供给的压缩空气经由P端口70和A端口72向方向控制阀52的第一端口66流通。由此,方向控制阀52的阀芯60向图2B的左侧移动,得到P端口61与A端口64连通且E端口63与B端口65连通的状态(以下,称其为第二状态)。处于第二状态的方向控制阀52使从压缩机53供给的压缩空气经由P端口61以及A端口64向空压气缸51的第一端口56流通。由此,空压气缸51的活塞杆58后退,第一闸门34从进入位置向退避位置移动。
如果从上述的图2B的状态转移到第一限位开关33没有检测出托盘15的托盘非检测状态,即,第一限位开关33的头部43不与托盘15接触的图2C的状态,托盘15对头部43的按压被解除,第一限位开关33的阀芯69受到弹簧68的作用力前进,从而E端口71被开放。由此,压缩空气从方向控制阀52的第一端口66经由第一限位开关33的A端口72以及E端口71被排出。但是,仅由此,方向控制阀52的阀芯60的位置没有变化,方向控制阀52被维持在上述第二状态(P端口61与A端口64连通且E端口63与B端口65连通的状态)。由此,压缩空气被持续供给到空压气缸51的第一端口56,第一闸门34被维持在退避位置。
如果从上述的图2C的状态转移到第二限位开关35检测出AGV18的AGV检测状态,即,第二限位开关35的头部46与AGV18接触的图2D的状态,则因头部46被AGV18按压,第二限位开关35的阀芯74克服弹簧73的作用力而后退,从而P端口75被开放。P端口75被开放的第二限位开关35使从压缩机53供给的压缩空气经由P端口75以及A端口77向方向控制阀52的第二端口67流通。由此,方向控制阀52的阀芯60向图2D的右侧移动,得到P端口61与B端口65连通且E端口62与A端口64连通的状态(第一状态)。处于第一状态的方向控制阀52使从压缩机53供给的压缩空气经由P端口61以及B端口65向空压气缸51的第二端口57流通。由此,空压气缸51的活塞杆58前进,第一闸门34从退避位置向进入位置移动。
如果从上述的图2D的状态转移到第二限位开关35没有检测出AGV18的AGV非检测状态,即,第二限位开关35的头部46不与AGV18接触的图2A的状态,则因AGV18对头部46的按压被解除,第二限位开关35的阀芯74受到弹簧73的作用力前进,从而E端口76被开放。由此,压缩空气从方向控制阀52的第二端口67经由第二限位开关35的A端口77以及E端口76被排出。但是,仅由此,方向控制阀52的阀芯60的位置不变,方向控制阀52被维持在上述第一状态(P端口61与B端口65连通且E端口62与A端口64连通的状态)。由此,压缩空气被持续供给到空压气缸51的第二端口57,第一闸门34被维持在进入位置。
以上,对第一控制设备31的控制动作,即,根据第一限位开关33和第二限位开关35以及其检测结果的闸门驱动部50的动作进行了说明,但是,第二控制设备32的控制动作,即,根据第三限位开关36和第四限位开关38以及其检测结果的闸门驱动部55的动作也相同。
[AGV的速度控制]
接着,说明根据障碍物的检测结果的AGV18的速度控制。AGV控制器82在AGV18的前方设定减速区域(减速距离)以及防止碰撞区域(防止碰撞距离)。减速区域的大小(减速距离)恒定。另一方面,防止碰撞区域的大小(防止碰撞距离),如后所述根据模式的不同而被变更。AGV控制器82还根据与前方障碍物的距离控制AGV18的速度,具体而言,控制AGV马达83的转数。
参照图3以及图4具体说明AGV18的速度控制。在AGV18行走过程中,障碍物传感器22如图3中用虚线箭头84所示,向AGV18的前方发射激光或红外线,检测在AGV18的前方存在的其它的AGV或闸门34、37等障碍物。AGV控制器82基于来自障碍物传感器22的输入信号,判断在AGV的前方是否检测出障碍物(前方障碍物)(图4的步骤#1)。
在步骤#1判断为“是”而确认检测出前方障碍物的情况下,AGV控制器82测量作为到被检测出的前方障碍物为止的距离的前方隔离距离L,并在AGV18的前方设定减速区域85以及防止碰撞区域86。减速区域85是在AGV18的前方虚拟地设定的具有减速距离L1的区间的区域,防止碰撞区域86是在AGV18的前方虚拟地设定的具有防止碰撞距离L2的区间的区域。减速距离L1被设定为比防止碰撞距离L2大的恒定值。
接着,AGV控制器82判断前方障碍物是否位于减速区域85的内侧,即,从AGV18到前方障碍物为止的前方隔离距离L是否在减速距离L1以下(步骤#2)。
在步骤#2判断为“否”而确认前方障碍物位于减速区域85的外侧(即,L>L1)的情况下,AGV控制器82将AGV18的运行速度V设定为第一速度VAGV,使AGV18以该第一速度VAGV行走(步骤#3)。如上所述,第一速度VAGV被设定为比作为传送带14输送托盘15(产品13)的速度的基准速度VR大的值。
另一方面,在步骤#2判断为“是”而确认前方障碍物位于减速区域85的内侧(即,L≤L1)的情况下,AGV控制器82使AGV18减速以让AGV18的运行速度V变为比第一速度VAGV小的第二速度VAGV’,(步骤#4)。在本实施方式中,第二速度VAGV’被设定为大致等于基准速度VR的值(等于或略大于VR的值)。
接着,AGV控制器82判断前方障碍物是否位于防止碰撞区域86的内侧,即,从AGV18到前方障碍物为止的前方隔离距离L是否在防止碰撞距离L2以下(步骤#5)。另外,如后所述,在本实施方式所涉及的运行控制系统10中,防止碰撞距离L2的大小可根据运行模式而变化。
在步骤#5判断为“是”而确认前方障碍物位于防止碰撞区域86的内侧(即,L≤L2)的情况下,AGV控制器82将AGV18的运行速度V减小到零,使AGV18停止(步骤#6)。由此,在AGV18与前方障碍物之间能够确保相当于防止碰撞区域86(防止碰撞距离L2)的空间。另外,由于AGV18从前方障碍物进入到防止碰撞区域86时起实质上减速并停止,所以在AGV18停止时与前方障碍物之间留下的距离略小于防止碰撞距离L2。但是,由于AGV18的防止碰撞距离L2与减速距离L1相比相当地小,因此可以将与前方障碍物之间留下的距离视为防止碰撞距离L2也无妨。
如上所述地进行控制的结果,AGV18的运行速度V例如根据AGV18与先行于该AGV18的其它的AGV18(以下,称为先行AGV)之间的距离如图5所示而变化。图5中的图(b)、(c)表示先行AGV进入AGV18的减速区域85之前的状态。在此状态下,AGV18以第一速度VAGV恒速行走(V=VAGV)。与此相对应,如图5中的图(d)所示,在先行AGV进入了AGV18的减速区域85的情况下,AGV18的运行速度V被减速而从第一速度VAGV下降至第二速度VAGV’。并且,参见图5中的图(e),在先行AGV进入了AGV18的防止碰撞区域86的情况下,AGV18被停止,运行速度V下降至零。
[AGV的运行模式切换]
下面,对AGV18的运行模式的切换进行说明。本实施方式的运行控制系统10具备使AGV18的运行模式在预先规定的两个模式(第一运行模式以及第二运行模式)之间切换的模式切换单元。
如图1所示,模式切换单元包含在AGV行走方向上被配置在第一输送地点19的下游侧的第一磁介质91以及被配置在第一磁介质91的下游侧的第二磁介质92。另外,第一磁介质91相当于本发明的“第一检测体”,第二磁介质92相当于本发明的“第二检测体”。
第一磁介质91在从第一闸门34朝向上游侧隔开第一距离D1的位置邻接于AGV通过区域48而被配置。第二磁介质92在从第一闸门34朝向上游侧隔开第二距离D2的位置邻接于AGV通过区域48而被配置。第二距离D2虽然比第一距离D1短很多,但是,被设定为比防止碰撞距离L2长的距离。
如图6所示,AGV18除了检测第二输送线12的磁传感器21之外,还具备磁传感器93。磁传感器93是读取存储在第一磁介质91以及第二磁介质92中的信息的传感器,被安装在AGV18的左侧面。另外,磁传感器93相当于本发明的“位置传感器”。
磁传感器93与AGV控制器82通过有线或无线可相互通信地被连接,由磁传感器93读取的信息被传送到AGV控制器82。AGV控制器82具备存储后述的模式切换程序(参照图7)的存储部94。
通过组合如上所述的AGV18的各要素(磁传感器93、AGV控制器82、存储部94)和上述的磁介质91、92,构成使AGV18的运行模式在第一运行模式与第二运行模式之间切换的模式切换单元。
在本实施方式中,第一磁介质91以及第二磁介质92分别存储不同的信息。该信息的不同例如具体体现为N极95和S极96的磁极排列图案的不同。AGV控制器82根据该磁极排列图案的不同来识别是第一磁介质91还是第二磁介质92。
图7是表示AGV18的运行模式的切换步骤的流程图。如该图所示,AGV控制器82首先获取磁传感器93读取的磁性图案(步骤#11)。
在所获取的磁性图案相当于磁介质91的磁极排列图案的情况下,AGV控制器82选择第一运行模式作为AGV18的运行模式(步骤#12)。如果选择第一运行模式,AGV控制器82就将防止碰撞距离L2设定为图6所示的第一防止碰撞距离L2’。第一防止碰撞距离L2’等于从作为托盘15之间的标准间隔的基准距离LR减去AGV的前后长度L0的值即LR–L0。
另一方面,在所获取的磁性图案相当于磁介质92的磁极排列图案的情况下,AGV控制器82就选择第二运行模式作为AGV运行模式(步骤#13)。如果选择第二运行模式,AGV控制器82就将防止碰撞距离L2设定为图6所示的第二防止碰撞距离L2”。第二防止碰撞距离L2”比第一防止碰撞距离L2’(=LR–L0)短。
如上所述,在本实施方式中,作为防止碰撞区域86的长度的防止碰撞距离L2根据AGV18的行走位置而可变地被设定,距第一闸门34近时与距第一闸门34远时相比,防止碰撞距离L2短。相对于此,作为减速区域85的长度的减速距离L1无论是第一运行模式还是第二运行模式都相同。
[AGV运行控制]
接着,参照图1以及图8至图11说明具备上述的构成的运行控制系统10进行的AGV18的运行控制。以下,假设在第一输送线11上从最前面起依次输送三个托盘15A、15B、15C,并且,与此相对应,三个AGV18A、18B、18C按照该顺序在第二输送线12上行走。
图1表示AGV18C到达第一磁介质91的位置(磁传感器93检测第一磁介质91的位置)时的状态。此时,先行的AGV18A、18B在第一磁介质91与第二磁介质92之间行走。另外,在图1中,最前面的AGV18A看上去好像已到达第二磁介质92的位置(磁传感器93检测第二磁介质92的位置),但是,实际上AGV18A在第二磁介质92的位置的跟前行走。
由于AGV18C到达第一磁介质91的位置从而AGV18C的磁传感器93检测出第一磁介质91,AGV18C的运行模式被切换为第一运行模式。由此,AGV18C的防止碰撞距离L2被设定为相对较长的第一防止碰撞距离L2’。该第一防止碰撞距离L2’维持到AGV18C的磁传感器93检测出第二磁介质92为止。为此,在图1的时刻,位于第一磁介质91与第二磁介质92之间的三台AGV18A、18B、18C的防止碰撞距离均被设定为第一防止碰撞距离L2’。
在此,如上所述,防止碰撞距离L2’等于从作为托盘15之间的标准间隔的基准距离LR减去AGV18的前后长度L0的距离(LR–L0)。为此,基本上,AGV18C在减速区域85内检测出先行的AGV18B,AGV18B在减速区域85内检测出先行的AGV18A。而且,最前面的AGV18A也在减速区域85内检测出第一闸门34。由此,在图1的时刻的AGV18A、18B、18C的运行速度V被设定为与作为传送带14对托盘15的输送速度的基准速度VR大致相等的第二速度VAGV’。其结果,AGV18A、18B、18C在图1的时刻,与各自对应的托盘15A、15B、15C同步行走。即,AGV18A、18B、18C在将彼此之间的距离维持在大致恒定的情况下,以与对应的托盘15A、15B、15C呈并列的状态行走。
在图1的时刻之后,最前面的AGV18A到达第二磁介质92的位置。由此,AGV18A的磁传感器93检测出第二磁介质92,AGV18A的运行模式从第一运行模式切换至第二运行模式。即,AGV18A的防止碰撞距离L2被变更为相对较短的第二防止碰撞距离L2”(<第一防止碰撞距离L2’)。
此时,第一控制设备31的第一限位开关33和第二限位开关35都处于非检测状态(未与检测对象接触的状态),第二控制设备32的第三限位开关36和第四限位开关38也都处于非检测状态。这使得第一闸门34以及第二闸门37分别移动至进入位置。因此,最前面的AGV18A将第一闸门34作为障碍物检测,并被控制为与第一闸门34保持第二防止碰撞距离L2”以上的距离。并且,AGV18A在到第一闸门34的距离变成第二防止碰撞距离L2”的时刻停止。
在比上述AGV18A的停止时刻稍晚或大约同时,如图8所示,在第一输送线11上移动的最前面的托盘15A到达与第一控制设备31的第一限位开关33接触的位置即第一基准位置X。到达第一基准位置X的托盘15A与在第一闸门34的跟前(从第一闸门34朝向上游侧隔开第二防止碰撞距离L2”的位置)停止的AGV18A并排。换句话说,第一闸门34被配置于让在第二输送线12上到达从第一闸门34朝向上游侧隔开第二防止碰撞距离L2”的位置的AGV18和在第一输送线11上到达第一基准位置X的托盘15并排的位置。
如果托盘15A到达第一基准位置X,托盘15A与第一限位开关33的头部43接触,第一闸门34的位置从进入位置切换至退避位置。由此,如图9所示,允许AGV18A的行走(前进),AGV18A通过第一闸门34。此时,通过在AGV18A的减速区域85内检测出第二闸门37,AGV18A的运行速度V被设定为大致等于基准速度VR(与VR相等或稍大)的第二速度VAGV’。即,AGV18A以第二速度VAGV’通过第一闸门34。
在AGV18A通过第一闸门34之后,如图9所示,AGV18A与第二限位开关35的头部46接触。这使得第一闸门34从退避位置移动至进入位置。由此,禁止后续的AGV18B先于对应的托盘15B通过第一闸门34。
如果后续的AGV18B到达第二磁介质92的位置,AGV18B的运行模式被从第一运行模式切换至第二运行模式。另一方面,最前面的AGV18A检测出第二控制设备32的第二闸门37并停止。即,AGV18A在从第二闸门37朝向上游侧隔开第二防止碰撞距离L2”的位置停止。
在从上述AGV18A的停止稍晚或大致同时,如图10所示,在第一输送线11上移动的最前面的托盘15A到达与第二控制设备32的第三限位开关36接触的位置即第二基准位置Y。到达第二基准位置Y的托盘15A与在第二闸门37的跟前(从第二闸门37朝向上游侧隔开第二防止碰撞距离L2”的位置)停止的AGV18A并排。换句话说,第二闸门37被配置于让在第二输送线12上到达从第二闸门37朝向上游侧隔开第二防止碰撞距离L2”的位置的AGV18和在第一输送线11上到达第二基准位置Y的托盘15并排的位置。
如果托盘15A到达第二基准位置Y,托盘15A就与第三限位开关36的头部44接触,第二闸门37的位置从进入位置切换至退避位置。由此,如图11所示,允许AGV18A的行走(前进),AGV18A通过第二闸门37。而且,AGV18A在通过第二闸门37之后与第四限位开关38的头部47接触,使第二闸门37从退避位置移动至进入位置。由此,禁止后续的AGV18B先行于对应的托盘15B通过第二闸门37。
接着,如图11所示,如果托盘15B与第一控制设备31的第一限位开关33的头部43接触,第一闸门34的位置就从进入位置切换至退避位置。由此,允许AGV18B的行走(前进),AGV18B通过第一闸门34。此时,通过在AGV18B的减速区域85内检测出第二闸门37,AGV18B的运行速度V被设定为大致等于基准速度VR的第二速度VAGV’(等于VR或稍大)。即,AGV18B以第二速度VAGV’通过第一闸门34。
之后,反复执行上述的处理,托盘15以及与其对应的AGV18相继在第一输送线11以及第二输送线12上通过。
如以上说明,在本实施方式中,与通过传送带14输送多个托盘15(产品13)的第一输送线11平行地设有第二输送线12,在该第二输送线12上行走的自行式的多个AGV18以使作为与其前方的障碍物(先行AGV18或闸门34、37)之间的隔离距离的前方隔离距离L成为防止碰撞距离L2(第一防止碰撞距离L2’或第二防止碰撞距离L2”)以上的方式被控制。在第一输送线11上设有检测托盘15已到达第一基准位置X(第二基准位置Y)的空压式的第一限位开关33(第三限位开关36),在第二输送线12上与第一限位开关33(第三限位开关36)对应的位置配置有对应于该开关检测出托盘15而从进入位置移动至退避位置的第一闸门34(第二闸门37)。根据此结构,具有不受电波阻碍等的影响而能够使多个AGV18和与其对应的多个托盘15(产品13)同步地输送的优点。
即,根据上述实施方式,只要第一限位开关33(第三限位开关36)没有检测出托盘15,第一闸门34(第二闸门37)就被维持在进入位置,因此,在托盘15到达与第一限位开关33(第三限位开关36)对应的第一基准位置X(第二基准位置Y)为止,禁止AGV18越过第一闸门34(第二闸门37)而行走。而且,在已到达第一基准位置X(第二基准位置Y)的托盘15被第一限位开关33(第三限位开关36)检测出的时刻,第一闸门34(第二闸门37)向退避位置移动,允许AGV18的行走。换句话说,AGV18的行走被控制成在第一基准位置X(第二基准位置Y)使AGV18和托盘15并排。由此,搭载在托盘15上的产品13和AGV18之间的同步程度提高,避免两者之间的距离过度地扩大,因此,能尽可能地缩短将从AGV18卸下的零部件输送到对应的产品13的距离,能够提高组装作业的效率。
特别是,在上述实施方式中,由于分别具备行走用的控制装置(AGV控制器82)的自行式的AGV18的行走利用根据限位开关33、36的检测结果而进入或退避的闸门34、37来进行控制(禁止/允许),因此,与例如利用无线通信以及集中控制计算机综合控制多个AGV18的情况相比较,能够以更便宜的方法使AGV18稳定地运行。
即,在代替上述实施方式采用利用无线通信以及集中控制计算机的方法的情况下,会发生AGV控制用的通信会因与其它的电波通信的混线而被妨碍,由于一部分AGV的位置信息发生误差而引起AGV的运行计划与实际的运行状况之间产生背离,由于集中控制用计算机的故障而导致整个运行控制系统无法正常工作等问题。相对于此,根据利用了检测托盘15的位置的空压式(机械式)的限位开关33、36和能够进退的闸门34、37的上述实施方式,能够有效地避免如上所述的问题,能够稳定地维持AGV18与托盘15(产品13)同步行走的状态。
而且,在上述实施方式中,在第二输送线12上与第一闸门34(第二闸门37)隔开指定距离的下游侧的位置设有第二限位开关35(第四限位开关38),在该第二限位开关35(第四限位开关38)检测出AGV18并且上述的第一限位开关33(第三限位开关36)没有检测出托盘15时,第一闸门34(第二闸门37)向进入位置移动。根据此构成,能够利用进入的第一闸门34(第二闸门37)适当地控制(禁止/许可)后续AGV的行走,使得通过了第一闸门34(第二闸门37)的AGV18的后续的其它的AGV18(后续AGV)不会先行于与其对应的托盘15而行走,能够良好地确保多个AGV18和多个托盘15(产品13)的同步性。
而且,在上述实施方式中,在第二输送线12的第一闸门34的上游侧,第一磁介质91以及第二磁介质92从上游侧依次排列地被配置,在多个AGV18分别设有能够检测各磁介质91、92的磁传感器93。并且,在由磁传感器93检测出第一磁介质91时,AGV18的防止碰撞距离L2被设定为第一防止碰撞距离L2’,在由磁传感器93检测出第二磁介质92时,AGV18的防止碰撞距离L2被设定为比第一防止碰撞距离L2’短的第二防止碰撞距离L2”。根据此构成,因为接近第一闸门34时与远离第一闸门34时相比防止碰撞距离L2变短(从L2’变更为L2”),所以,在AGV18检测出位于进入位置的第一闸门34并停止时,能够相对地缩短AGV18与第一闸门34之间的距离。由此,能够尽可能地缩小托盘15和与其对应的AGV18之间的位置偏离,能够进一步地提高组装作业的效率。
以上,对本发明的优选的实施方式进行了说明,但是,本发明并不限定于上述实施方式,能够进行各种变更。
在上述实施方式中,通过用磁传感器21检测出沿第二输送线12铺设的磁性带来控制AGV18的前进方向,但是,引导AGV18的手段并不局限于此。例如,代替上述实施方式的磁性带和磁传感器的组合,也可以采用白色带和检测该白色带的光学传感器的组合。
在上述实施方式中,作为用于使AGV18与托盘15同步的手段,设置了第一控制设备31以及第二控制设备32,但是,也可以通过一个控制设备控制AGV18的行走。然而,设置两个以上的控制设备有利于更可靠地实现AGV18和托盘15的同步,即,能够在稳定地维持两者相互接近的状态的情况下使AGV18行走。
在上述实施方式中,在第二输送线12上配置了磁介质91、92(检测体),并在AGV18的侧面设置了通过检测该磁介质91、92来确定AGV18的位置的磁传感器93(位置传感器),但是,确定AGV18的位置的手段并不局限于此。例如,也可以代替磁介质而配置QR码(注册商标)作为检测体,并利用设置在AGV中的图像识别装置检测QR码。
在上述实施方式中,作为检测托盘15或AGV18的检测器使用空压式(机械式)的限位开关33、35、36、38,并且,作为驱动闸门34、37的手段使用了包含方向控制阀52的空压式的闸门驱动部50、55,但是,作为限位开关以及闸门驱动部,只要是利用流体的部件就可适合使用,例如,也可以使用液压式的限位开关以及闸门驱动部。
[概括]
概括所述实施方式则如下所述。
所述实施方式涉及的运行控制系统适用在具备通过输送机构以指定的基准速度并隔开指定的基准距离输送多个输送体的第一输送线和与第一输送线平行设置并让自行式的多个行走体行走的第二输送线的设备中,使所述多个行走体与所述多个输送体同步地行走。该运行控制系统包括:障碍物传感器,分别设置在所述多个行走体上,用于检测在各行走体的前方存在的障碍物;自主行走控制部,分别设置在所述多个行走体上,基于来自所述障碍物传感器的输入信号控制各行走体的行走;闸门,设置在所述第二输送线上,能够在进入到所述障碍物传感器的检测范围内的进入位置与离开所述障碍物传感器的检测范围的退避位置之间移动;第一检测器,用于检测到达所述第一输送线上的指定的基准位置的所述输送体;以及闸门驱动部,在所述第一检测器检测出所述输送体时使所述闸门向所述退避位置移动,在所述第一检测器没有检测出所述输送体时使所述闸门向所述进入位置移动。所述自主行走控制部在设任意的所述行走体与其前方的其它的行走体或所述障碍物之间的距离为前方隔离距离时,以使该前方隔离距离成为指定的防止碰撞距离以上的方式控制所述行走体的行走。所述闸门被配置在如下位置,即:让在所述第二输送线上到达从所述闸门朝向上游侧隔开所述防止碰撞距离的位置的行走体和在所述第一输送线上到达所述基准位置的所述输送体并排的位置。
根据本发明,只要第一检测器没有检测出输送体,闸门就被保持在进入位置,因此,在输送体到达与第一检测器相对应的基准位置为止,禁止行走体越过闸门行走。而且,在到达基准位置的输送体被第一检测器检测出的时刻闸门向退避位置移动,允许行走体的行走。由此,行走体的行走能够被控制成在基准位置X让行走体和输送体并排,能够提高输送体和行走体之间的同步程度。
特别是,因为分别具备行走用的控制装置(自主行走控制部)的自行式的行走体的行走,利用根据第一检测器的检测结果而进入或退避的闸门来进行控制(禁止/允许),所以,例如,与利用无线通信以及集中控制计算机综合控制多个行走体的情况相比较,能以更便宜的方法使行走体稳定地运行。
即,在代替本发明采用利用无线通信以及集中控制计算机的方法的情况下,会发生行走体控制用的通信会因与其它的电波通信的混线而被妨碍,由于一部分行走体的位置信息发生误差而引起行走体的运行计划与实际的运行状况之间产生背离,由于集中控制用计算机的故障而导致整个运行控制系统无法正常工作等问题。相对于此,根据利用了检测输送体的位置的第一检测器和能够进退的闸门的本发明,能够有效地避免如上所述的问题,能够稳定地维持行走体与输送体同步行走的状态。
优选:所述的运行控制系统还包括第二检测器,用于检测在所述第二输送线上到达从所述闸门朝向下游侧隔开指定距离的位置的所述行走体,其中,所述闸门驱动部在所述第一检测器没有检测出所述输送体且所述第二检测器检测出所述行走体时,使所述闸门向所述进入位置移动。
根据此构成,能够利用进入的闸门适当地控制(禁止/许可)后续行走体的行走,使得通过了闸门的行走体的后续的其它的行走体(后续行走体)不会先行于与其对应的输送体而行走,能够更好地确保多个行走体和多个输送体的同步性。
优选:所述第一检测器以及所述第二检测器是机械式的限位开关。此时,所述闸门驱动部可具有利用流体被驱动的工作缸装置和根据所述限位开关的开工作或关工作来切换供给到所述工作缸装置的所述流体的流动的方向控制阀。
优选:所述的运行控制系统还包括:第一检测体,设置在所述第二输送线上从所述闸门朝向上游侧隔开第一距离的位置;第二检测体,设置在所述第二输送线上从所述闸门朝向上游侧隔开比所述第一距离短的第二距离的位置;以及位置传感器,分别设置在所述多个行走体上,用于检测所述第一检测体以及所述第二检测体。所述自主行走控制部在所述位置传感器检测出所述第一检测体时将所述防止碰撞距离设定为第一防止碰撞距离,在所述位置传感器检测出所述第二检测体时将所述防止碰撞距离设定为比所述第一防止碰撞距离短的第二防止碰撞距离。
根据此构成,因为接近闸门时与远离闸门时相比防止碰撞距离变短,所以,在行走体检测出位于进入位置的闸门并停止时,能够相对地缩短行走体与闸门之间的距离。由此,能够尽可能地缩小输送体和与其对应的行走体之间的位置偏离,能够进一步地提高组装作业的效率。
Claims (4)
1.一种运行控制系统,其特征在于,适用在具备通过输送机构以指定的基准速度并隔开指定的基准距离输送多个输送体的第一输送线和与第一输送线平行设置并让自行式的多个行走体行走的第二输送线的设备中,使所述多个行走体与所述多个输送体同步地行走,所述运行控制系统包括:
障碍物传感器,分别设置在所述多个行走体上,用于检测在各行走体的前方存在的障碍物;
自主行走控制部,分别设置在所述多个行走体上,基于来自所述障碍物传感器的输入信号控制各行走体的行走;
闸门,设置在所述第二输送线上,能够在进入到所述障碍物传感器的检测范围内的进入位置与离开所述障碍物传感器的检测范围的退避位置之间移动;
第一检测器,用于检测到达所述第一输送线上的指定的基准位置的所述输送体;以及
闸门驱动部,在所述第一检测器检测出所述输送体时使所述闸门向所述退避位置移动,在所述第一检测器没有检测出所述输送体时使所述闸门向所述进入位置移动,其中,
所述自主行走控制部,在设任意的所述行走体与其前方的其它的行走体或所述障碍物之间的距离为前方隔离距离时,以使该前方隔离距离成为指定的防止碰撞距离以上的方式控制所述行走体的行走,
所述闸门被配置在如下位置,即:让在所述第二输送线上到达从所述闸门朝向上游侧隔开所述防止碰撞距离的位置的行走体和在所述第一输送线上到达所述基准位置的所述输送体并排的位置。
2.根据权利要求1所述的运行控制系统,其特征在于还包括:
第二检测器,用于检测在所述第二输送线上到达从所述闸门朝向下游侧隔开指定距离的位置的所述行走体,其中,
所述闸门驱动部,在所述第一检测器没有检测出所述输送体且所述第二检测器检测出所述行走体时,使所述闸门向所述进入位置移动。
3.根据权利要求2所述的运行控制系统,其特征在于,
所述第一检测器以及所述第二检测器是机械式的限位开关,
所述闸门驱动部具有利用流体被驱动的工作缸装置和根据所述限位开关的开工作或关工作来切换供给到所述工作缸装置的所述流体的流动的方向控制阀。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的运行控制系统,其特征在于还包括:
第一检测体,设置在所述第二输送线上从所述闸门朝向上游侧隔开第一距离的位置;
第二检测体,设置在所述第二输送线上从所述闸门朝向上游侧隔开比所述第一距离短的第二距离的位置;以及
位置传感器,分别设置在所述多个行走体上,用于检测所述第一检测体以及所述第二检测体,其中,
所述自主行走控制部,在所述位置传感器检测出所述第一检测体时将所述防止碰撞距离设定为第一防止碰撞距离,在所述位置传感器检测出所述第二检测体时将所述防止碰撞距离设定为比所述第一防止碰撞距离短的第二防止碰撞距离。
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