JP2002268745A - 無人搬送車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インターフェイスを減らして多軸駆動制御シ
ステムを小型化した無人搬送車、又はノイズなどの影響
を受けない無人搬送車を提供すること。 【解決手段】 走行車輪を操舵及び回転させる操舵及び
走行用の複数のモータ２３，２３…をそれぞれを制御し
て、走行路に敷設された誘導体をガイドセンサによって
検知しながら所定のルートに従って走行可能なものであ
って、各モータ２３，２３…を駆動指令に従って駆動す
る複数のサーボアンプ２２，２２…と、モータ２３，２
３…の駆動を制御するコントローラ２１とを通信ケーブ
ル２４で接続した多軸駆動制御システムを備え、その多
軸駆動制御システムが、複数のサーボアンプ２２，２２
…をコントローラ２１に対してデジタルのシリアル通信
回線で並行配線接続したマルチドロップ方式とした無人
搬送車。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば製鉄所で鋼
板コイルなどの重量のある搬送物を搬送する無人搬送車
に関し、特に各走行輪を独立して走行及び操舵させるサ
ーボモータをデジタル通信制御するようにした無人搬送
車に関する。

【０００２】

【従来の技術】製鉄所などでは、数十トンもの重量のあ
る鋼板コイルなど円筒状の大型搬送物を移送するため
に、走行路に敷設した誘導体をガイドセンサで検知しな
がら所定のルートを自動走行する大型の無人搬送車が従
来から用いられている。本出願人は、そうした無人搬送
車について、例えば先に特開平７−２５４１１号公報に
開示されたようなものを提案している。その無人搬送車
は、車体フレームの上部に搬送物を載置するリフトを備
えた荷受台を有し、製造ラインの円筒状搬送物を荷受台
に受けたり、荷受台の円筒状搬送物をストックヤード等
に設置したスキッド（コイル置き台）やトラックの荷台
に移載するようにしたものである。

【０００３】その無人搬送車は、車体を４つの複輪式走
行車輪装置で支えられ、各走行車輪装置は、それぞれが
操舵モータと走行モータとが設けられた全４輪独立駆動
・全４輪独立操舵方式で構成されている。そして、ガイ
ドセンサの信号に基づいてコントローラが走行車輪装置
の各操舵モータ及び走行モータを駆動制御することで、
前後走行、横行、スピンターン、全方向の斜行を行いな
がら予め設定された所定のルートに沿って自動搬送を行
うことができる。

【０００４】ところで、図４は、そうした無人搬送車に
おける、各モータを駆動するためのサーボアンプとコン
トローラとを通信ケーブルで接続した多軸駆動制御シス
テムを概念的に示した図である。無人搬送車の多軸駆動
制御システムは、図示するようにコントローラ５１がサ
ーボアンプ５２，５２，５２…を介して各走行輪の操舵
及び走行を行うためのサーボモータ５３，５３，５３…
に接続されているが、従来のものの場合、コントローラ
５１からの各サーボアンプ５２への制御指令はアナログ
信号であって、コントローラ５１は、各サーボアンプ５
２毎に接続インターフェイスを介して接続されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
無人搬送車のように、コントローラ５１と各サーボアン
プ５２，５２，５２…との信号の送受信をアナログで行
っていたのでは、インターフェイスが各サーボアンプ５
２毎に必要になるため、多軸駆動制御システムの大型化
やコストアップの問題の原因となっていた。そして、こ
うした多軸駆動制御システムの大型化などの問題は、ひ
るがえって無人搬送車の小型化を困難にし、無人搬送車
の価格低下の妨げにもなっている。

【０００６】また、コントローラ５１とサーボアンプ５
２との間では、ａアナログ入力、ｂアナログ出力、ｃ信
号入力及びｄ接点出力の各信号を送受信するための通信
線が接続されるが、各サーボアンプ５２，５２，５２…
に対応するインターフェイス毎に接続されるため、多軸
駆動制御システムにおける配線数が多くなって非常に煩
雑なるという問題もあった。こうしたことは、各走行車
輪装置毎に操舵モータと走行モータとを有しているた
め、走行車輪装置が多くなる無人搬送車ほど顕著に現れ
る問題であった。

【０００７】一方、こうしてサーボアンプ５２へはアナ
ログ信号が送信されて、操舵モータと走行モータとの駆
動により所定の操舵角度や走行速度が得られる。しか
し、アナログ信号は、温度変化やノイズなどの影響を受
けやすく、特にサーボモータ５３の近くを通って配線さ
れているためにモータ電流からのノイズの影響を受けや
すい。そのため、自動走行する無人搬送車にとって重要
な走行速度や操舵角度の制御指令に誤差が発生しやすく
なってしまう。

【０００８】そこで、本発明は、かかる課題を解決すべ
く、インターフェイスを減らして多軸駆動制御システム
を小型化した無人搬送車、または走行車輪装置の制御に
おいてノイズなどの影響を受けない無人搬送車を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の無人搬送車は、
走行車輪を操舵及び回転させる操舵モータ及び走行モー
タを備えた複数の走行車輪装置の各モータをそれぞれを
制御して、走行路に敷設された誘導体をガイドセンサに
よって検知しながら所定のルートに従って走行可能なも
のであって、前記走行車輪の前記操舵モータ及び走行モ
ータを駆動指令に従って駆動する複数のサーボアンプ
と、前記操舵モータ及び走行モータの駆動を制御するコ
ントローラとを通信ケーブルで接続した多軸駆動制御シ
ステムを備え、前記多軸駆動制御システムが、前記複数
のサーボアンプを前記コントローラに対してデジタルの
シリアル通信回線で並行配線接続したマルチドロップ方
式としたものであることを特徴とする。

【００１０】よって、本発明によれば、コントローラと
複数のサーボアンプとを一本の通信ケーブルにより配線
することができ、コントローラのインターフェイスが一
つで済むため、多軸駆動制御システムの小型化が可能と
なった。また、コントローラとサーボアンプとの間の制
御指令信号をデジタル化したため、モータの熱やモータ
電流によるノイズなどの影響を受けることなく走行車輪
装置を制御することができるようになった。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る無人搬送車の
一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明す
る。先ず、図１は、鋼板コイル等の円筒状のコイルを搬
送する無人搬送車に適用した一実施形態を示した外観斜
視図である。無人搬送車１は、車体フレーム２の前後に
制御盤３，３が配置され、上面がほぼ同じ高さに設定さ
れた低床式の車両である。車体フレーム２には、その中
央部分に長方形の凹部４が形成され、そこには受け板
４，４…が左右両側から中央に傾斜した谷形をなし、更
にその受け板４，４…の間に、コイルを昇降させる油圧
シリンダからなる不図示のリフト装置が内蔵されてい
る。

【００１２】無人搬送車１は、一対の走行輪をもった複
輪式の走行車輪装置１０，１０…が前後左右の４箇所に
設けられている。走行車輪装置１０，１０…は、いずれ
も同様に構成されたものであり、図２は、そうした走行
車輪装置の一つを示した側面図である。各走行車輪装置
１０は、一対の走行輪１１，１１がアクスルケース１２
を挟んで軸支され、操舵用のサーボモータ（操舵モー
タ）１３と走行用のサーボモータ（走行モータ）１４と
が設けられている。操舵モータ１３は、減速歯車機構を
介して走行輪１１，１１の操舵角を微調整できるよう
に、そして走行モータ１４は、差動歯車機構を介して一
対の走行輪１１，１１の回転差を吸収できるように構成
されている。また、それぞれの走行車輪装置１０，１０
…には、操舵用ロータリーエンコーダ１５と走行用ロー
タリーエンコーダ１６とが設けられている。

【００１３】一方、無人搬送車１には、ガイドセンサ５
が検知した信号に基づいて走行車輪装置１０，１０…を
駆動制御する多軸駆動制御システムが構築されている。
図３は、サーボアンプを含む多軸駆動制御システムの一
実施形態を示した図である。車体フレーム２内には、各
走行車輪装置１０の操舵モータ１３及び走行モータ１４
を駆動制御するためのコントローラ２１と、そのコント
ローラ２１が出力する駆動指令に従って操舵モータ１３
を駆動する操舵アンプと、走行モータ１４を駆動する走
行アンプとが搭載されている。そうして、このコントロ
ーラ２１と操舵アンプ及び走行アンプ（まとめてサーボ
アンプ２２とする）とを接続して、操舵モータ１３及び
走行モータ１４（まとめてサーボモータ２３とする）の
駆動を制御する多軸駆動制御システムが構成されてい
る。

【００１４】この多軸駆動制御システムは、マルチドロ
ップの通信制御形態をとっており、デジタルデータのシ
リアル通信を実行するものである。コントローラ２１に
は、各サーボモータ２３，２３…を駆動制御する複数の
サーボアンプ２２，２２…が、１本の通信ケーブル２４
によって順に接続されている。即ち本実施形態では、複
数のサーボアンプ２２，２２…を、コントローラ２１と
シリアル通信回線で並列配線（マルチドロップ配線）す
るようにしている。

【００１５】コントローラ２１とサーボアンプ２２，２
２…とは１対Ｎ通信が可能なＲＳ４２２インターフェイ
スが備えられており、それに接続された通信ケーブル２
４によって両者の間でデータ通信が行えるようになって
いる。コントローラ２１は、複数のサーボモータ２３，
２３…を制御するための制御指令信号をそれぞれ発生さ
せると共に、各サーボアンプ２２，２２…からの帰還信
号を受け取って複数のサーボモータ２３，２３…のフィ
ードバック制御を行うようになっている。また、サーボ
アンプ２２，２２…は、コントローラ２１からの制御指
令信号に基づき、それぞれのサーボモータ２３，２３…
に電力を供給し、これらサーボモータ２３，２３…の駆
動を制御する。

【００１６】そこで、無人搬送車１は、コントローラ２
１に予め入力された走行データに基づき、走行車輪装置
１０の下部に設けたガイドセンサ５，５（図２参照）で
走行路に敷設されたマグネット帯等の誘導体を検知しな
がら所定ルートを自動走行していく。その際、４つの走
行車輪装置１０，１０…は、それら全ての操舵及び回転
が駆動制御され、走行輪１１の前・後走行、左右方向へ
の横行並びに全方向への斜行と、その場でのスピンター
ンが走行に合わせて行われる。そして、こうした制御が
コントローラ２１による操舵モータ１３及び走行モータ
１４の駆動制御を行う多軸駆動制御システムによって実
行される。

【００１７】その多軸駆動制御システムでは、コントロ
ーラ２１で生成した各サーボモータ２２，２２…への制
御指令信号１〜ｎが、パラレルデータとしてインターフ
ェイスから通信ケーブル２４を介して各サーボアンプ２
２，２２…へと送信される。その際コントローラ２１で
は、各指令データ１〜ｎに対応する認識コード１〜ｎを
付加し、インターフェイスからシリアルデータとして通
信ケーブル２４内の専用送信線に出力する。これらシリ
アルデータは、通信ケーブル２４を通して各サーボアン
プ２２，２２…へ入力される。そして、各サーボアンプ
２２，２２…では、それぞれ自己の認識コード１〜ｎを
識別し、その認識コードに対応した制御指令信号のみを
取り込む。サーボ制御指令信号としては、操舵モータ用
の位置指令信号や走行モータ用の速度指令信号、更には
電流指令信号などである。

【００１８】一方、帰還データ信号は１〜ｎは、各サー
ボアンプ２２，２２…からパラレルデータとして各帰還
データ１〜ｎに対応する認識コード１〜ｎを付加し、そ
の帰還データ及び認識コードと共にインターフェイスか
ら通信ケーブル２４内の専用受信線にシリアルデータと
して出力する。これらシリアルデータは、通信ケーブル
２４内の専用受信線を通してコントローラ２１へ順次入
力され、それぞれのサーボモータに対応する認識コード
１〜ｎを識別し、その認識コードに対応した制御指令信
号をモータ毎に整理してパラレルデータとする。帰還信
号としては、絶対位置信号及び増加位置信号などであ
る。

【００１９】そこで、自動走行する無人搬送車１は、選
択された所定位置のガイドセンサ５が誘導体の直上に位
置すれば、両ガイドセンサ５からの信号がコントローラ
２１に送られ、この信号に基づいてコントローラ２１か
ら駆動指令がサーボアンプに出力される。しかし、選択
されたガイドセンサ５が誘導体の直上に位置していない
場合は、無人搬送車１は走行することはできず停止した
ままで警報等を発することとなる。

【００２０】無人搬送車１が、ガイドセンサ５が誘導体
を検知しながら所定ルートを自動走行する場合、コント
ローラ２１は、１本の誘導体を検知するガイドセンサ５
からコントローラ２１にそれぞれ送られる信号、入力さ
れた走行諸条件、そしてロータリーエンコーダ１５，１
６からサーボアンプ２２，２２…を通してフィードバッ
クされる各走行車輪装置１０の走行速度や操舵角度のデ
ータと基づいてその時点の車体姿勢を自動演算する。コ
ントローラ２１では、走行車輪装置１０のそれぞれにと
って適正な走行速度及び操舵角度を計算し、各操舵モー
タ１３及び走行駆動モータ１４を駆動すべき走行条件に
あった制御定数を制御ループ内で時々刻々変化する走行
条件に合わせて、テーブル化された制御定数より最適な
制御定数を選択し、それぞれのサーボアンプ２２，２２
…に駆動指令を出力する制御ループを形成する。

【００２１】コントローラ２１は、出力した駆動指令に
基づいて駆動される各サーボモータ２３，２３…のデー
タを一定のサイクルでそれぞれのロータリーエンコーダ
１５，１６からサーボアンプ２２，２２…を通してフィ
ードバックさせ、同時にこのデータと、出力された駆動
指令に基づいて走行する両ガイドセンサ５，５からの信
号との両者のデータをそれぞれ比較演算し、各走行車輪
装置１０それぞれの走行・操舵指令を時々刻々修正して
最適な駆動指令を出力し、所定のスキャンタイムでこれ
を繰り返して最適な走行・操舵制御を行う。これによ
り、無人搬送車１は、誘導体４に沿って忠実な走行姿勢
を保ち、適正なルートを通って目的地までの無人搬送を
行うことができる。

【００２２】よって、本実施形態の無人搬送車１によれ
ば、複数のサーボアンプ２２，２２…をコントローラ２
１とシリアル通信回線で並列配線（マルチドロップ配
線）するようにしたので、一本の通信ケーブル２４を用
いて複数のサーボモータ２３，２３…の制御が可能にな
る。そのため、コントローラ２１では、一つのインター
フェイスで複数のサーボアンプ２２，２２…との通信が
可能となり、多軸駆動制御システムを小型にすることが
でき、ひいては無人搬送車１の小型化を図ることができ
る。また、コントローラ２１とサーボアンプ２２，２２
…との間をデジタル通信としたので、サーボモータ２
３，２３…によって生じる温度変化や電流ノイズの影響
を受けることがなくなり、安定走行を可能とした。その
ため、特にデータのやり取りの多くなるカーブ走行もス
ムーズに行うことができるようになった。

【００２３】なお、本発明は、前記実施形態に限定され
ることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が
可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、複数のサーボアンプをコント
ローラに対してデジタルのシリアル通信回線で並行配線
接続したマルチドロップ方式とした多軸駆動制御システ
ムを備えるようにしたので、インターフェイスを減らし
て多軸駆動制御システムを小型化した無人搬送車を提供
すること、または走行車輪装置の制御においてノイズな
どの影響を受けない無人搬送車を提供することが可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼板コイル等の円筒状のコイルを搬送する無人
搬送車に適用した一実施形態を示した外観斜視図であ
る。

【図２】無人搬送車の走行車輪装置の一つを示した側面
図である。

【図３】サーボアンプを含む多軸駆動制御システムの一
実施形態を示した図である。

【図４】従来の無人搬送車の多軸駆動制御システムを概
念的に示した図である。

【符号の説明】

１ 無人搬送車 １０ 走行車輪装置 １１ 走行輪 １３ 操舵モータ １４ 走行モータ １５，１６ ロータリーエンコーダ ２１ コントローラ ２２ サーボアンプ ２３ サーボモータ ２４ 通信ケーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行車輪を操舵及び回転させる操舵モー
   タ及び走行モータを備えた複数の走行車輪装置の各モー
   タをそれぞれを制御して、走行路に敷設された誘導体を
   ガイドセンサによって検知しながら所定のルートに従っ
   て走行可能なものであって、前記走行車輪の前記操舵モ
   ータ及び走行モータを駆動指令に従って駆動する複数の
   サーボアンプと、前記操舵モータ及び走行モータの駆動
   を制御するコントローラとを通信ケーブルで接続した多
   軸駆動制御システムを備えた無人搬送車において、 前記多軸駆動制御システムは、前記複数のサーボアンプ
   を前記コントローラに対してデジタルのシリアル通信回
   線で並行配線接続したマルチドロップ方式としたもので
   あることを特徴とする無人搬送車。