JP2005301364A - 搬送台車システム - Google Patents

Abstract

【構成】 搬送台車は所定の時間間隔で現在位置をネットワークへ送信し、他の搬送台車の位置を傍受し、その速度を元に所定時間後の位置を推定して、自機の走行速度にフィードバックする。また分岐部や合流部では、分岐後や合流前の２股の走行ルートを１本に重ねたルートマップを使用する。
【効果】 搬送台車が自律的に走行でき、また分岐部や合流部で走行許可待ちで停止する必要がなく、さらに分岐部や合流部で先行台車との干渉の有無を簡単に判断できる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、天井走行車や有軌道台車、無人搬送車、スタッカークレーンなどの搬送台車の走行制御に関する。なおスタッカークレーンの場合、長い走行区間に多数台のスタッカークレーンを投入すると、走行の制御が重要になる。

搬送台車の制御では、走行ルートに沿って多数のポイントを設け、搬送台車はこれから走行しようとするポイントの走行許可をシステムコントローラに要求し、システムコントローラから許可されたポイントを走行する。搬送台車は、許可されたポイントを走行するとその旨をシステムコントローラに報告し、他の搬送台車が走行できるようにする（例えば特許文献１）。ポイントの走行許可を与えることをブロックといい、搬送台車が走行し終わった後などに走行許可を取り消すことをアンブロックというと、走行制御はポイントのブロックとアンブロックとに帰着される。発明者はこれに対して、ポイントのブロック／アンブロックの処理が不要で、かつ搬送効率の高いシステムを検討し、この発明に到った。
特許第３１８７３５８

この発明の課題は、ポイントのブロック／アンブロックの処理を不要にし、かつ先行台車の位置を推定して衝突を回避できる搬送台車システムを提供することにある。
請求項２の発明での追加の課題は、分岐部や合流部での搬送台車間の干渉の有無を簡単に判別できるようにすることにある。
請求項３の発明での追加の課題は、各搬送台車が自律的に他の搬送台車の位置を推定できるようにすることにある。

この発明は、走行ルートに沿って複数の搬送台車が走行する搬送台車システムにおいて、搬送台車に自機位置を認識して送出する手段を設けると共に、搬送台車もしくは搬送台車システムのコントローラに、前記送出された位置を受信して次に受信するまでの間の位置を推定する手段と、該位置の推定値を元に搬送台車の走行を規制する手段とを設けたことを特徴とする。

好ましくは、走行ルートの分岐後の二股部及び合流前の二股部を仮想的な直線区間と見なして、前記推定する手段では、分岐部及び合流部で、前記仮想的な直線区間上での搬送台車の位置を推定する。

特に好ましくは、各搬送台車からシステムコントローラに自機の位置を送出するようにすると共に、各搬送台車に、システムコントローラへ送出された他機の位置を傍受する手段と、前記推定する手段と前記規制する手段とを設ける。

この発明では、搬送台車から送出された位置を元にして次に位置を受信するまでの間の位置を推定し、推定した位置に基づいて搬送台車の走行を規制する。この発明では、ポイント毎のブロック／アンブロックなどの処理が不要で、システムコントローラの負担が軽減される。またポイントの走行許可を待つために停止する必要が無くなり、停止あるいは減速するのは、搬送台車間の車間距離が短くなった場合や、分岐部や合流部で搬送台車間の干渉を防止するのに必要な場合に限られ、搬送効率が改善する。

請求項２の発明では、走行ルートの分岐部や合流部を仮想的な直線区間と見なして干渉を判断するので、分岐部や合流部での干渉の有無を容易かつ確実に判別することができる。分岐後の二股区間を所定の範囲で直線区間と見なすと、先行台車がどちら側に分岐したのかの判断が不要で、また分岐部でのアドレス体系を簡単にでき、分岐後の干渉の有無を容易に判断できる。同様に、合流区間の手前の二股部を直線区間と見なすと、合流部でのアドレス体系が簡単になり、干渉の有無の判断が容易になる。

他の搬送台車の位置の推定や走行の規制、並びに分岐部や合流部での仮想的な直線区間上の位置を求めることは、システムコントローラで行っても良い。しかしながらこれらの処理を各搬送台車で行うと、搬送台車が自律的に走行規制を行うシステムが得られる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図１０に、実施例を示す。図において、２は搬送台車システムで、ここでは天井走行車などの有軌道台車のシステムを想定するが、床面上を自律走行する無人搬送車のシステムなどでも良い。４はこれらの搬送台車の走行ルートで、６はコントローラ間を接続するネットワークで、８は搬送台車システ２全体をコントロールするシステムコントローラである。１０はゾーンコントローラで、走行ルート４をBay単位で複数のゾーンに分割し、各ゾーンをコントロールするコントローラである。例えば実施例の場合、Bay１，Bay２…などは幹線系のBayで、Bay１１〜Bay２６などは幹線から分岐した各工程毎のBayである。また１２，１３は退避線で、優先度の高い物品の搬送などのために搬送台車を退避させるための走行ルートである。

図２に示すように、搬送台車としての天井走行車２０は走行ルートに沿って設けた非接触給電線１４から電力を供給され、ゾーンコントローラから割り当てられる搬送指令に従って、荷積み位置（FROM位置）から荷下ろし位置（TO位置）へと半導体や液晶基板などの物品を搬送する。通信インターフェース２２は、非接触給電線１４を利用して、天井走行車２０とゾーンコントローラ１０間の通信を行う。例えば非接触給電線１４で１０ｋHz程度の周波数で電力を供給する場合、１００ｋHz程度の周波数を用いれば、非接触給電線１４を利用した通信ができる。走行ルートの主要な位置にはポイントが設けられ、ポイントには光学的あるいは磁気的に読み取り可能なＩＤが付され、ＩＤリーダ２４でＩＤを読み取ることにより、ルートマップ３８から現在位置を認識する。

２６はエンコーダで、天井走行車２０の走行輪などの回転数などを求め、ポイントとポイントの間の位置をエンコーダの信号で推定して、自機位置算出部３２により天井走行車の現在位置を求める。走行モータ２８に対しては、衝突防止センサ３０と速度制限部４０とによる衝突防止対策が施され、衝突防止センサ３０は例えば前方所定距離内に先行台車を検出すると走行モータ２８を減速させる。他機位置算出部３４は、他の天井走行車の現在位置並びにその速度を推定する。他機車体長算出部３６は、他の先行台車の正確な位置を受信した後の位置の推定値の曖昧さを処理するための部分で、ここでは他の先行台車の正確な位置を受信した後の時間に比例して、その車体長が伸びるものとして取り扱う。他機車体長算出部３６での処理は、時間と共に他の先行台車の位置の推定値の曖昧さが増すので、自機との車間距離が縮まるものとして取り扱うことである。ルートマップ３８は走行ルートを記憶し、特に各ポイントの位置などを記憶する。退避判断部４２は自機よりも優先度の高い天井走行車を追い越し走行させるために、退避の要否を判断する。

図２の左側に、ゾーンコントローラ１０側の構成を示すと、５２は通信インターフェースで、同様に非接触給電線１４を用いて天井走行車と通信し、台車位置算出部５４は天井走行車からの現在位置と速度との報告を受信して、台車の位置を求めると共に、位置を受信した後の移動距離を推定して、各時刻の台車位置を推定する。ルートマップ３８は、天井走行車２０に設けたマップと同様のもので、車体長算出部５６は台車位置を受信した後の時間の経過に比例して、台車の車体長が伸びるものとして取り扱う。速度制限部５８は天井走行車間の衝突を防止するように天井走行車への上限速度を求める。退避判断部６０は、優先度の高い天井走行車を走行させるために、優先度の低い走行車を退避線へ退避させることの必要性を判断する。実施例では、ゾーンコントローラ１０にも天井走行車２０と同様の走行規制機構を設けて、衝突の防止や退避などの走行規制を、天井走行車２０で自律的に行っても、ゾーンコントローラ１０からの指令で行っても良いようにした。しかしながらこれらの一方に走行規制機構を設ければよい。

図３に、天井走行車２０とゾーンコントローラ１０並びに他の天井走行車との間の現在位置（位置情報）の通信を示す。通信では、図３の位置情報以外に、天井走行車の正常／異常などの状態や、搬送指令の処理状況や実行結果などのデータを付加しても良い。またこれらの通信を全て非接触給電線１４で行う必要はなく、ゾーンコントローラ１０と天井走行車２０とを接続する別のネットワークを設けても良い。天井走行車２０は０.１〜１秒などの所定の時間間隔で、あるいはポイントを通過する毎に、もしくは１〜１０ｍなどの所定の距離を走行する毎に、その現在位置と速度とを送信する。なお天井走行車２０から速度を送信する代わりに、現在位置のみを送信し、受信側で前の位置と今回の位置との差分から速度を推定しても良い。天井走行車２０はこれらのデータをゾーンコントローラ１０へ報告し、この報告を他の天井走行車２０は非接触給電線１４から傍受して受信する。走行規制を行うには、１つのBayの中での天井走行車の位置のみでなく、例えばこれに隣接したBayでの天井走行車の位置などが必要になる。そこでゾーンコントローラ１０は、ネットワーク６を介して他のゾーンコントローラへも天井走行車の位置や速度のデータを送信する。そしてこれを受信したゾーンコントローラは非接触給電線１４へこの信号を送り出す。

天井走行車２０の現在位置に関するデータは、例えば号機Ｎｏ.などのＩＤ，Bay番号、直前に通過したポイント（現ポイント）、次に通過する予定のポイント（次ポイント）、及び現ポイントからの走行距離（相対データ）を含んでいる。そして相対データの算出にはエンコーダのデータを用いる。現ポイントから相対データまでで、走行ルート上の天井走行車２０の位置のアドレスを表す。また好ましくは天井走行車２０は速度並びに搬送の優先度を付加して送信する。優先度は搬送指令毎に可変である。同じBay内の天井走行車２０は非接触給電線１４を介してこれらの信号を傍受でき、ネットワーク６を介して他のBayでの天井走行車の現在位置を受信したゾーンコントローラは、Bay番号を用いて非接触給電線１４への送出の要否を判断し、例えば隣接したBayの天井走行車２０の位置情報を送出する。

次ポイントを位置情報に含める理由を図４に示す。例えばポイントＰ１から走行ルートが分岐した場合、どちら側に分岐するかを予告することが好ましい。そこで図４のように、次ポイントとしてＰ２またはＰ１１を位置情報に加える。
実施例では衝突防止センサなどによる衝突の回避が難しいエリアとして、分岐部並びに合流部を考える。これ以外に交差点が存在するが、交差点は図５のように合流部と分岐部とが連続して現れるものとして処理できる。例えばポイントＰ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７間の交差点では、ポイントＰ４，Ｐ５からのルートが合流した後、ポイントＰ６.Ｐ７へと分岐したものと見なせばよい。交差点付近の走行ルートの直線化では、ポイントＰ４，Ｐ５からポイントＰ６，Ｐ７までを直線区間と見なせばよい。

図６，図７に、分岐や合流での処理を示す。図６のように合流する場合、合流点のやや手前側から両ルート間での、天井走行車間の干渉が始まる。そこで両ルート間での干渉が始まる位置よりも手前側（上流側）にポイントＰ９，Ｐ１０を設け、合流点の出口側にポイントＰ８を設ける。なお合流点そのものにポイントを設けることは困難であるし、また厳密にどの位置で合流したのかを検討することには余り意味がない。ポイントＰ８へは、ポイントＰ９よりもポイントＰ１０の方が遠く、ポイントＰ９，Ｐ１０間の走行距離の差をオフセットとする。合流部のモデルを図６の右側のように、ポイントＰ１０，Ｐ９からポイントＰ８までが１つの直線区間であるものとし、ポイントＰ１０からＰ８の間は前記の直線上での共通の位置アドレスを用いる。そしてポイントＰ９とＰ１０では、ポイントＰ８からの距離が異なるので、この差をオフセットとして処理する。このようにすれば、合流部付近での干渉を簡単に処理でき、また走行ルート上のアドレスの処理も容易になる。

図７は分岐部での処理を示し、ポイントＰ１１から、ポイントＰ１２とポイントＰ１３へと分岐するものとする。この場合も分岐点自体にポイントを設けることは難しく、また厳密にどの位置で分岐したのかを考える意味もない。さらに天井走行車が分岐部でどちらの側に分岐したのかは、ポイントＰ１２またはＰ１３を通過するまでは確認できず、この間どちら側に分岐したかは推定する他はない。そこでポイントＰ１１からポイントＰ１２，Ｐ１３までが１つの直線上にあるものとし、ポイントＰ１２とポイントＰ１３の距離の差をオフセットとして処理する。なお実施例では、合流部の入口側のポイントから出口側のポイントまでや、分岐部の入口側のポイントから出口側のポイントまでを１つの直線区間として扱っているが、これらのうちで実際に干渉が生じる区間のみを直線区間として扱っても良い。

図８に、例えば先行の天井走行車との車間距離の推定を示す。なお分岐部や合流部での干渉の有無の判断では別ルート上の天井走行車の位置の推定が必要で、退避の要否の判断では後行の天井走行車の位置の推定が必要になる。自機の位置と速度は既知で、先行台車の位置や速度は位置情報受信時のものが既知である。これから先行台車と自機との速度差を求めて車間距離を推定する。次に先行台車の位置を受信した後の時間に比例して、その車体長が伸びるものとして扱い、車間距離を推定する。そして推定した車間距離に基づいて自機に関する速度制限を行い、衝突を回避する。先行台車の車体長の伸びは、例えば位置情報から求めた先行台車の推定速度×係数、あるいは走行中のポイント間での制限速度×係数などとする。先行台車の車体長の伸びは位置情報受信後の時間に比例する。

図９に、先行台車の位置の推定値に基づく速度制限を説明する。図８の推定相対速度が負であれば、先行台車との距離は拡がるので、速度制限は不要である。推定相対速度が正の場合、次に先行台車の位置情報を受信する予定の時刻に、衝突を回避し得る車間距離が残るように速度制限を行う。例えば所定の時間間隔で先行台車の位置情報を受信できる場合、次に位置情報を受信する時点で最も車間距離が縮んでいるはずであり、この時刻で衝突を回避し得るように速度制限を行えばよい。

走行の優先度と退避を説明する。各天井走行車は搬送指令毎に例えば０〜３の優先度を持つものとし、停止中や、走行中ではあるが搬送指令が割り付けられていない場合、優先度は０とする。搬送指令が割り付けられている場合、その緊急性に応じて優先度１，２，３の３段階を割り当てる。自機が先行で優先度が０の場合、後行の天井走行車の優先度が１〜３のいずれでも、退避線が存在すると退避する。自機の優先度が１で後行台車の優先度が３の場合、自機の目的位置が次の退避位置より手前にある、もしくは後行台車との車間距離が所定長以下であれば退避する。自機の優先度が１で後行台車の優先度が２，もしくは自機の優先度が２で後行台車の優先度が３の場合、車間距離が所定長以下であれば退避する。自機の優先度が３の場合、退避の必要はない。図１０に示した退避のルールは適宜に変更でき、また退避の要否は天井走行車が自律的に判断しても、ゾーンコントローラなどからの指令により退避するようにしても良い。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) ポイントのブロックやアンブロック、走行許可要求や走行後のアンブロック要求に関する通信が不要になる。
(2) 天井走行車が自律的に走行規制や退避などの処理を行うことができる。
(3) 分岐部や合流部での処理を簡単にできる。
(4) 他機の位置情報を受信した後の、時間の経過に基づく曖昧さを制御に反映できる。

実施例の搬送台車システムのレイアウトを示す図 実施例の搬送台車システムでの天井走行車の衝突防止部を示す図 実施例での搬送台車間通信の機構と通信データの内容とを示す図 実施例の搬送台車間通信中の次ポイントの意味を示す図 実施例での交差点のモデル化を示す図 実施例での合流部のモデルを示す図 実施例での分岐部のモデルを示す図 実施例での車間距離の推定モデルを示す図 実施例での速度制限ルールを示す図 実施例での退避ルールを示す図

符号の説明

２ 搬送台車システム
４ 走行ルート
６ ネットワーク
８ システムコントローラ
１０ ゾーンコントローラ
１２，１３ 退避線
１４ 非接触給電線
２０ 天井走行車
２２，５２ 通信インターフェース
２４ ＩＤリーダ
２６ エンコーダ
２８ 走行モータ
３０ 衝突防止センサ
３２ 自機位置算出部
３４ 他機位置算出部
３６ 他機車体長算出部
３８ ルートマップ
４０，５８ 速度制限部
４２，６０ 退避判断部
５４ 台車位置算出部
５６ 車体長算出部
Bay１〜Bay２６ ベイ
Ｐ１〜Ｐ１３ ポイント

Claims (3)

1. 走行ルートに沿って複数の搬送台車が走行する搬送台車システムにおいて、
   搬送台車に自機位置を認識して送出する手段を設けると共に、
   搬送台車もしくは搬送台車システムのコントローラに、前記送出された位置を受信して次に受信するまでの間の位置を推定する手段と、該位置の推定値を元に搬送台車の走行を規制する手段とを設けたことを特徴とする、搬送台車システム。
2. 走行ルートの分岐後の二股部及び合流前の二股部を仮想的な直線区間と見なして、前記推定する手段では、分岐部及び合流部で、前記仮想的な直線区間上での搬送台車の位置を推定するようにしたことを特徴とする、請求項１の搬送台車システム。
3. 各搬送台車からシステムコントローラに自機の位置を送出するようにすると共に、各搬送台車に、システムコントローラへ送出された他機の位置を傍受する手段と、前記推定する手段と前記規制する手段とを設けたことを特徴とする、請求項１または２の搬送台車システム。
   

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