JP2008100773A

JP2008100773A - 走行台車

Info

Publication number: JP2008100773A
Application number: JP2006282300A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Mihashi; 弘章三橋; Yoshimasa Kobayashi; 由昌小林
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2026-10-17
Also published as: JP4626890B2

Abstract

【構成】前後２輪の走行車輪を各２台のサーボモータで駆動し、走行時には４台のサーボモータを全てマスターとして、速度指令をサーボアンプに入力して制御する。停止時には、走行モータＭ１をマスターに他のモータＭ２〜Ｍ４をスレーブとする。
【効果】高加速で走行しかつ速度指令に高速応答でき、停止時には走行モータ間で干渉が生じない。
【選択図】図３

Description

この発明はスタッカークレーン等の走行台車に関し、特に複数のサーボモータの制御に関する。

スタッカークレーン等の走行台車の高速化のために、走行用のサーボモータを複数設けることが知られている。ここで走行モータ間の干渉を避けるために、走行モータの一部をマスターとし、他をスレーブとする。例えば特許文献１では、スタッカークレーンの上下の台車に各２台の走行モータを配置し、上下各１台の走行モータをマスターとし、残る上下各１台の走行モータをスレーブとしている。しかしながらスレーブの走行モータは、マスターの走行モータの制御指令に従って動作するため、速度指令に対する応答が遅れ、特に起動時に目標トルクに達するまでに時間がかかる、という問題がある。
特開２００２−３６２７０９

この発明の課題は、走行モータが速度指令に対して高速応答して高速走行でき、かつ停止中は走行モータが互いに干渉しないようにすることにある。
請求項２の発明での追加の課題は、そのための具体的な構成を提供することにある。
請求項３の発明での追加の課題は、中低速や微速で走行中に、走行モータが互いに干渉しないようにすることにある。

この発明は、走行モータとして複数のサーボモータを備えた走行台車であって、前記複数のサーボモータを、独立して制御されるマスターと、マスターに従属して制御されるスレーブとに切り替えるための切り替え手段を設けて、少なくとも高加減速走行中は、即ち比較的高加減速度で走行中は、全サーボモータをマスターとし、停止中は１台のサーボモータをマスターに、他のサーボモータをスレーブとするようにしたことを特徴とする。

好ましくは、前記各サーボモータを制御する手段を設けて、サーボモータをマスターとして動作させる場合は速度指令により、スレーブとして動作させる場合はマスターへの制御信号に比例した信号により制御する。
また好ましくは、走行台車の走行モードとして、前記高加減速走行を行う高速走行モードの他に、低速走行モードとを設け、低速走行モードでは該低速走行に必要な数のサーボモータをマスター、残るサーボモータをスレーブとして動作させる。

この発明では、高加減速走行中は全サーボモータをマスターとするので、マスターへの制御信号によりスレーブを動作させる場合に比べ速度指令への応答性に優れ、特に起動時に速やかに全サーボモータから高いトルクを取り出すことができる。この発明では、停止中は１台のサーボモータをマスターに、他のサーボモータをスレーブとするので、サーボモータ間の干渉が生じない。このため、この発明の走行台車は、モータ間の干渉を生じずに高速で走行できる。

ここで、各サーボモータをマスターとして動作させる場合、速度指令により制御すると、サーボモータを速度指令で直接制御できるので、目標速度に高応答で追随させることができ、目標速度パターンに従って高速で走行できる。次に、スレーブとして動作させる場合は、マスターへの制御信号に比例した信号により制御すると、マスターと矛盾する動作をスレーブが行うことが無く、モータ間の干渉を確実に除くことができる。
さらに、走行台車の走行モードとして、高速走行モードと低速走行モードとを設け、高速走行モードでの少なくとも高加減速走行で全サーボモータをマスターとし、低速走行モードでは一部のサーボモータをマスター、残るサーボモータをスレーブとして動作させると、低速走行モードでサーボモータ間の干渉が生じない。

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４に、スタッカークレーン２を例に実施例を示す。各図において、４は台車で、６，６は例えば前後一対のマスト、８は昇降台でマスト６に沿って昇降し、移載装置としてのスライドフォーク１０を備えている。台車４の前後に例えば一対の走行車輪１２，１３を設け、ベルト１４で４台の走行モータＭ１〜Ｍ４と連結する。各走行モータＭ１〜Ｍ４はサーボモータで、走行車輪１２を走行モータＭ１，Ｍ２で、走行車輪１３を走行モータＭ３，Ｍ４で駆動する。なお走行レール１６の左右両側には図示しない棚があり、スタッカークレーン２は走行レール１６に沿って図示しないステーションと棚との間で走行する。

図２に走行モータＭ１〜Ｍ４の制御系を示す。２１〜２４はサーボアンプで、各走行モータＭ１〜Ｍ４を制御する。走行モータＭ１〜Ｍ４の回転数をエンコーダ２５で監視して、各走行モータＭ１〜Ｍ４毎の速度を求め、電流センサなどのトルクセンサ２６で各走行モータＭ１〜Ｍ４の消費電力や出力トルクなどを求める。走行モータＭ１〜Ｍ４とサーボアンプ２１〜２４の間には、トルクセンサ２６を介するマイナーループがあり、サーボアンプ２１〜２４により走行モータＭ１〜Ｍ４が目標トルクを発生するように制御する。

２８〜３１は誤差増幅器で、速度パターン生成部３６から生成される速度や現在位置、加速度などの信号と、エンコーダ２５から求めた速度や現在位置、加速度などの信号との誤差を求め、この誤差をスイッチ４２〜４５を介してサーボアンプ２１〜２４に入力する。これによってサーボアンプ２１〜２４での、マイナーループの出力目標トルクが変更される。３８はマスター／スレーブ切り替え部で、走行モータＭ１〜Ｍ４をマスターとスレーブとの間で切り替える。具体的には通常の高速走行時には、全走行モータＭ１〜Ｍ４がマスターで、停止中は走行モータＭ１がマスターで、他はスレーブである。なお停止中のマスターの数は１台とする。

スタッカークレーンの走行モードには、通常の高速走行モードの他に、中速や低速の走行モードと、マニュアルによる微速走行モードとがある。中速や低速あるいはマニュアル走行の場合、スタッカークレーンの最大加速度や最大速度は、通常の高速走行の場合の数分の１以下である。中速走行や低速走行あるいはマニュアル走行の場合、例えば走行モータＭ１，Ｍ３をマスターとし、走行モータＭ２，Ｍ４をスレーブとする。なおこれらのモードで、走行モータＭ１のみをマスターとして、走行モータＭ２〜Ｍ４をスレーブとしても良い。

スタッカークレーンは被検出プレート４１に対する絶対位置を検出するリニアセンサ４０を備え、ステーションや棚に面した停止位置毎に、被検出プレート４１を設けると、目標停止位置までの絶対距離を正確に求めることができる。そして目標停止位置への停止制御では、リニアセンサ４０で求めた残距離に従って速度パターンを生成し、誤差増幅器２８〜３１で生成した速度とエンコーダ２５で求めた速度との誤差を解消するように、サーボアンプ２１〜２４を制御する。

図３に、高速走行モードでのスタッカークレーンの速度パターンを示す。なおスタッカークレーン２は通常は高速走行モードで走行する。スタッカークレーン２が停止している場合、走行モータＭ１〜Ｍ４はサーボロックされ、言い換えるとその速度目標が０とされている。ここで走行モータＭ１がマスターで、走行モータＭ２〜Ｍ４がスレーブであるため、走行モータＭ２〜Ｍ４側で速度が０でないことを検出したとしても、フィードバックが行われず、走行モータ間の干渉は生じない。これによって、走行モータＭ１がスタッカークレーンが停止していないことを検出して動作し、これによる速度を走行モータＭ２等が検出して動作し始めるなどのことを防止できる。停止中に、走行モータＭ１側のエンコーダ２５により速度が０でないことを検出すると、誤差増幅器２８からサーボアンプ２１へ制御信号が送られ、また同じ信号あるいはサーボアンプ２１への信号に比例した制御信号サーボアンプ２２〜２４へ入力される。

高速走行モードでは、全ての走行モータＭ１〜Ｍ４がマスターとして動作し、それぞれの回転数をエンコーダ２５で監視して、誤差増幅器２８〜３１にフィードバックする。このため速度指令との差が直ちに制御指令へ変換され速度指令に対する応答性が高く、特に起動時に規定のトルクを発生するまでの遅れ時間が短い。また高速走行中はサーボモータ間の干渉は問題にならない。従って高速走行が可能になりサイクルタイムを短縮できる。停止制御時には、リニアセンサ４０で被検出プレート４１を検出するまでは、走行モータＭ１〜Ｍ４毎にエンコーダ２５で求めた速度等に基づいて制御し、リニアセンサ４０で被検出プレート４１を検出すると、求めた残距離に応じた速度パターンに従って走行するようにサーボアンプ２１〜２４を制御する。

図４に中速走行や低速走行並びにマニュアル走行時の動作を示す。停止中は各走行モータＭ１〜Ｍ４がサーボロックされ、例えば走行モータＭ１のみがマスターで、走行モータＭ２〜Ｍ４がスレーブである。中速や低速走行あるいはマニュアル走行の場合、２台の走行モータＭ１，Ｍ３がマスターで、残る２台の走行モータＭ２，Ｍ４がスレーブである。ここで走行車輪毎に１台の走行モータをマスターとする。但し停止中と同様に、全体で１台のみの走行モータのみをマスターとし、他をスレーブとしても良い。各走行車輪毎に１台の走行モータがマスターで他がスレーブなので、中速や低速で走行しても走行モータ間の干渉がなく、かつ比較的速度指令に対して高速で応答できる。

実施例では高速走行時に全ての走行モータＭ１〜Ｍ４をマスターとしたが、最高速度に達した後の定速走行時には、必要なトルクは小さくまた走行モータの応答性も重要ではない。そこで高速走行モードの高加減速走行時のみに全ての走行モータをマスターとし、高速走行モードの他の期間は、所要のトルクと応答性を得て、所要の加速度や速度で走行するのに必要な数の走行モータをマスターとし、他はスレーブとしても良い。

実施例ではスタッカークレーンを例としたが、天井走行車や有軌道台車、無人搬送車などの他の走行台車でもよい。またサーボモータの種類は任意である。さらにリニアセンサ４０や被検出プレート４１は設けなくても良く、高速走行中のスタッカークレーンの位置は、エンコーダ２５から求めても、レーザ距離計などの絶対位置センサで求めてもよい。

実施例のスタッカークレーンの平面図実施例のスタッカークレーンでの走行モータの制御系を示すブロック図実施例での、停止時〜高速走行時でのマスター／スレーブの切替を示す図実施例での、中低速走行時及びマニュアル走行時のマスター／スレーブの関係を示す図

符号の説明

２スタッカークレーン
４台車
６マスト
８昇降台
１０スライドフォーク
１２，１３走行車輪
１４ベルト
１６走行レール
２１〜２４サーボアンプ
２５エンコーダ
２６トルクセンサ
２８〜３１誤差増幅器
３６速度パターン生成部
３８マスター／スレーブ切り替え部
４０リニアセンサ
４１被検出プレート
４２〜４８スイッチ

Ｍ１〜Ｍ４走行モータ

Claims

走行モータとして複数のサーボモータを備えた走行台車であって、
前記複数のサーボモータを、独立して制御されるマスターと、マスターに従属して制御されるスレーブとに切り替えるための切り替え手段を設けて、少なくとも高加減速走行中は全サーボモータをマスターとし、停止中は１台のサーボモータをマスターに、他のサーボモータをスレーブとするようにしたことを特徴とする走行台車。
前記各サーボモータを制御する手段を設けて、サーボモータをマスターとして動作させる場合は速度指令により、スレーブとして動作させる場合はマスターへの制御信号に比例した信号により制御するようにしたことを特徴とする、請求項１の走行台車。
走行台車の走行モードとして、前記高加減速走行を行う高速走行モードの他に低速走行モードとを設け、低速走行モードでは該低速走行に必要な数のサーボモータをマスター、残るサーボモータをスレーブとして動作させることを特徴とする、請求項１または２の走行台車。