JP2008150135A - 搬送台車システム - Google Patents

Abstract

【構成】 搬送台車は自己の絶対位置を計測して地上コントローラへ送信し、地上コントローラは複数の搬送台車の位置をリアルタイムに把握しながら干渉を回避するように、走行指令を送信する。この結果、搬送台車の走行を地上コントローラでリアルタイムに制御できる。
【効果】 地上コントローラで、複数の搬送台車の位置をリアルタイムに管理し、リアルタイムに走行制御できる。
【選択図】 図１０

Description

この発明は、複数の搬送台車を地上コントローラの制御下に走行させるシステムに関する。

自動倉庫などでは搬送台車としてスタッカークレーンが用いられ、スタッカークレーンは軌道上を往復走行する。ここで同じ軌道上を複数台のスタッカークレーンが走行すると、搬送能力は増加するが、スタッカークレーン間の干渉が問題になる。そして特許文献１は、スタッカークレーン間の干渉を自律的に回避することを開示している。これに対して発明者は、地上コントローラが複数のスタッカークレーンの位置をリアルタイムに管理して、スタッカークレーンの位置に基づく走行指令をリアルタイムにスタッカークレーンへ送信するシステムを検討し、この発明に到った。
特開２００５−３０６５７０号公報

この発明の課題は、複数の搬送台車を地上コントローラで集中管理しながら、走行させる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、各搬送台車の絶対位置を正確かつ迅速に測定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、搬送台車の走行制御系が異常に陥った際に、安全性を確保することにある。
請求項４，５の発明での追加の課題は、スタッカークレーンを用いた搬送台車システムの搬送能力を改善することにある。

この発明は、複数の搬送台車を走行経路に沿って走行させ、地上コントローラから各搬送台車に搬送指令を送信するようにしたシステムにおいて、
各搬送台車に、自己の位置を測定するための測定手段と、測定した自己の位置を地上コントローラへ送信すると共に、地上コントローラから走行指令を受信するための通信手段と、受信した走行指令に追随して走行モータを制御するための走行制御手段、とを設けると共に、
前記地上コントローラに、各搬送台車からその位置を受信するための受信手段と、受信した各搬送台車の位置に基づいて、搬送台車間の干渉を回避するように、各搬送台車に対する走行指令を生成するための走行指令生成手段と、生成した走行指令を各搬送台車に送信するための送信手段、とを設けることにより、
地上コントローラで、各搬送台車の位置をリアルタイムに把握して、その位置をリアルタイムに制御するようにしたことを特徴とする。

ここにリアルタイムとは例えば、搬送台車は５msec以下の周期で、好ましくは１msec以下の周期で、特に好ましくは０.５msec以下の周期で、自己の位置などを地上コントローラへ送信し、地上コントローラは、５msec以下の周期で、好ましくは１msec以下の周期で、特に好ましくは０.５msec以下の周期で、受信した位置に基づく走行指令を搬送台車へ送信することを言う。なお地上コントローラから搬送台車への走行指令の周期と、搬送台車の機上コントローラでの走行制御周期と共通にすれば、実質的に地上コントローラで搬送台車を走行制御でき、最も好ましい。しかし搬送台車間の干渉を回避しながらトラブル無しに制御できる範囲内であれば、機上コントローラの走行制御周期よりも長い周期、例えば機上コントローラの走行制御周期の整数倍、走行指令を送信しても良い。また実施例では搬送台車からの位置や位置と速度などの報告毎に、地上コントローラから走行指令を送信するが、例えば３回の報告に対し１回の割合で走行指令を送信しても良い。搬送台車の位置は、走行モータの回転等をエンコーダ等で監視して求めても良いが、好ましくは所定の原点に対する絶対位置を用いる。

好ましくは、前記走行経路に沿って少なくとも２列に磁気マークを離散的に配列すると共に、
前記各搬送台車の計測手段として、磁気マークを基準とする相対位置を求めるためのリニアセンサを、２列の磁気マークに対応して少なくとも２個設けると共に、求めた相対位置を搬送台車の絶対位置に変換するための手段とを設ける。
また好ましくは、前記各搬送台車に、走行指令からの逸脱を検出すると、前記走行制御手段での走行モータの制御に優先して、走行モータを停止させるための手段を設ける。

好ましくは、前記複数の搬送台車は、共通の軌道上を往復走行するスタッカークレーンである。
特に好ましくは、複数の搬送指令を記憶するための記憶手段と、搬送台車間の干渉を回避しながら、前記複数の搬送台車により搬送指令を並行に実行させるように、搬送指令の実行順序を決定するための順序決定手段、とを設けたフロントエンドコントローラを、前記地上コントローラとは別個に設け、
該フロントエンドコントローラから前記地上コントローラへ、実行順序を決定済みの搬送指令を順次送出する。

この発明では、地上コントローラで複数の搬送台車の位置をリアルタイムに管理するので、搬送台車間の干渉を回避するように、最適な走行指令をリアルタイムに送出して、搬送台車に追随させる。このため、複数の搬送台車を地上コントローラでリアルタイムに制御するシステムが得られる。

複数の搬送台車をリアルタイムに制御するには、その絶対位置を迅速かつ正確に求めることが好ましい。そこで走行経路に沿って少なくとも２列に磁気的マークを設けて、各磁気マークに対する相対位置を原点に対する絶対位置に換算すると、搬送台車の位置を迅速かつ正確に求めることができるので、速度も迅速かつ正確に求まる。
搬送台車の位置は地上コントローラで正確に把握できるが、搬送台車の走行制御手段が暴走等により異常になると、搬送台車間の干渉が起こり得る。搬送台車が走行指令に従って走行していれば、地上コントローラにトラブルが生じ、あるいは地上コントローラと搬送台車との通信にトラブルが生じない限り、搬送台車は走行指令に従って走行しているはずである。そこで搬送台車間の車間距離や搬送台車の位置などをチェックすると、走行指令からの逸脱の有無を検出できる。そして走行指令から搬送台車の位置等が逸脱している場合、走行制御手段に優先して走行モータを停止させると、走行制御手段にトラブルが生じて安全性が保たれる。

同一軌道上を往復走行する複数のスタッカークレーンを備えたシステムにこの発明を適用すると、最適な搬送制御ができる。例えば走行軌道をスタッカークレーン毎に分割して割り付ける場合に比べ、搬送指令の集中しているエリアにスタッカークレーンを集中して、搬送指令を複数のスタッカークレーンに分散させることができる。しかも地上コントローラは、各スタッカークレーンの位置をリアルタイムに把握して、走行指令を短周期で送信するので、スタッカークレーン間の干渉を防止できる。
同一の軌道上を複数のスタッカークレーンが往復動すると、スタッカークレーン間の干渉の問題が深刻になる。この発明では、複数のスタッカークレーンの位置を地上コントローラがリアルタイムに把握しているので、スタッカークレーンの位置や干渉の有無等に応じて、搬送指令の実行順序を変更して実行させることができる。
搬送指令の実行順序の変更、即ち並べ替えは多大な計算量を要する。一方地上コントローラには、複数台のスタッカークレーンとの短周期での通信が要求されている。そこで地上コントローラとは別個にフロントエンドコントローラを設けて、搬送指令の適切な実行順序を求めると、搬送指令の並べ替えと、スタッカークレーンのリアルタイムな走行制御とを、共に実行できる。

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、実施例の搬送台車システムとその変形とを示す。各図において、２は上位コントローラで、図示しない生産コントローラや通信回線などを介して搬送指令を受信し、フロントエンドコントローラ３へ送出すると共に、結果を生産コントローラなどの依頼先に報告する。フロントエンドコントローラ３はパーソナルコンピュータなどで構成され、入力された搬送指令を並び替えて、搬送効率を極大化するように搬送指令の実行順序を決定し、搬送指令を複数の搬送台車に並行して実行させるように順序付ける。

地上コントローラ４はフロントエンドコントローラ３とは物理的に別のコントローラで、フロントエンドコントローラ３から送出され実行順序に基づき、搬送指令を複数の搬送台車に割り付け、並行して実行させる。また地上コントローラ４は、搬送台車の現在位置と速度等をリアルタイムに管理し、走行指令をリアルタイムに各々の搬送台車へ送信する。搬送台車は例えば所定の原点基準の自己の絶対位置を例えば０.５msec周期で、地上コントローラ４へ送信し、地上コントローラ４は受信した絶対位置とその時系列から、搬送台車の位置と速度とを求め、他の搬送台車との干渉の有無等を評価して、ほとんど遅れ無しに、例えば受信から０.２ｍ秒以下の遅れで走行指令を搬送台車に送信する。走行指令は次の例えば０.５msec〜これに通信遅れ等を見込んで次の１msec程度の間に対する指令で、その間に走行すべき目的位置を指定し、あるいは現在の速度を維持する、現在の速度をｎステップ増減する、緊急停止するなどにより速度を指定する。地上コントローラ４と機上コントローラ６間の通信には、無線ＬＡＮや給電線を用いた電力線通信、光通信、フィーダー無線等を用いる。

６は機上コントローラで、ここでは搬送台車としてのスタッカークレーンに設けられたもので、地上コントローラ４との通信手段を備えている。スタッカークレーンの台数は実施例では２台とするが、３台以上でも良い。スタッカークレーンは走行系８と昇降系１０並びに移載系１２を備え、それぞれのモータと制御部とを備えている。走行系８は、地上コントローラ４から受信した走行指令に従って、走行モータを制御するサーボ走行制御部を備えている。またスタッカークレーンのリニアセンサ１４は所定の走行原点からの絶対距離を求め、これを時間微分して現在速度を算出する。高さセンサ１６は昇降台の高さ位置を求め、ラックの所定の棚に昇降台が停止するために用いる。衝突防止センサ１８は、搬送台車間の車間距離を測定して、その時間微分から相対速度を求め、スタッカークレーン間の干渉、特に衝突を防止する。

監視部１９は、スタッカークレーン間の車間距離が所定距離内に縮まっていることなどを契機に、スタッカークレーンの現在位置または速度が地上コントローラ４からの走行指令と整合するか否かを監視する。走行系８が走行指令に従って制御されていれば、走行指令からの逸脱はないはずで、逸脱が有る場合、走行系８内の走行制御手段に異常がある可能性があり、走行制御手段に優先して走行モータを停止させる。また監視部１９は、スタッカークレーンの絶対位置と走行指令で指定された位置とが許容幅以上異なっているかどうかを監視し、あるいは走行指令で指定された速度と実際の速度とが許容幅以上異なっているかどうかを監視し、許容幅以上異なっている場合、走行制御手段に優先して走行モータを停止させる。

図２に、フロントエンドコントローラ３と地上コントローラ４との構成を示す。フロントエンドコントローラ３の通信部２１は上位コントローラ２と通信し、通信部２８は地上コントローラ４と通信する。バッファ２２は搬送指令を記憶し、待ち行列を構成する。干渉評価部２３は搬送指令間の干渉を評価し、干渉があるため同時には実行できない複数の搬送指令を互いに対応付ける、もしくは干渉がないため同時に実行できる搬送指令を互いに対応させる。これらはいずれを行っても良い。また干渉の程度は、単なる有無のみでなく、干渉度０〜１５などのように、多段に評価しても良い。優先度評価部２４は各搬送指令の優先度を記憶し、例えば通信部２１から受信した際に優先搬送することが指定されていると、優先度は最初から高い。次にバッファ２５内で実行待ちの状態が続くことにより、優先度を徐々に増加させる。搬送指令の中には干渉が生じにくいものと生じやすいものがあり、例えば走行距離の短い搬送指令は他の搬送指令と干渉しにくい。この一方で、走行距離が長い、走行レールの中央部付近を走行する搬送指令は、他の搬送指令と干渉しやすい。そして干渉の生じやすい搬送指令は後回しにされる傾向があるので、優先度を高めておく。

時刻指定管理部２５は、搬送指令で荷すくいを行う時刻や荷下ろしを行う時刻が指定されていると、これらの時刻指定を記憶する。所要時間評価部２６は、各搬送指令を実行するのに必要な実所要時間を算出し、これは例えば荷積み位置で移載を開始した後、荷下ろし位置で荷下ろしを完了するまでの予測所要時間である。この時間は走行距離や昇降台の昇降距離から予測できる。自然順序評価部２７は、前の搬送指令での荷下ろし先と、次の搬送指令での荷積み位置とが近接している、などにより搬送指令間に自然な順序が生じるものをピックアップして予め順序付ける。

最適割付部３０はバッファ２２の搬送指令に対して、どのスタッカークレーンに実行させるかと、最適な実行順序とを決定する。このために、スタッカークレーンの現在位置等の状態を地上コントローラ４から受信し、他に搬送指令間の干渉、優先度、時刻指定、所要時間、自然な順序等を考慮する。さらに最適割付部３０は、干渉を回避するため、あるいは搬送指令での時刻指定や優先度を守るため、１つの搬送指令を複数に分割しても良い。例えば指定時刻に荷すくいを行い、荷下ろしの指定時刻まで適宜の棚に一時保管するように、搬送指令を２分しても良い。

バッファに例えば１０個の搬送指令が収容されているとすると、スタッカークレーンを２台使用する場合、例えば当面実行する各３個で合計６個の搬送指令につき実行順序を決定しても良く、あるいは１０個の全ての搬送指令に対して実行順序を決定しても良い。３１は効率評価部で、搬送指令の効率を評価する。効率の基準としては、例えばロスタイムや空荷走行時間、空荷走行距離があり、例えば全所要時間のうちで搬送台車が停止している時間や空荷で移動している時間、ステーションなどで待機している時間、干渉を回避するため停止している時間は、ロスタイムである。そこで全所要時間に対するロスタイムの割合が効率の基準となる。同様に全走行距離に対する空荷での走行距離も効率の基準となる。

干渉の有無は、干渉を回避するための待ち時間あるいはロスタイムとして考慮してもよく、ロスタイムとは別の要素として評価し、例えば干渉の生じる搬送指令の実行順序を棄却してもよい。効率の積極的な評価として優先度があり、優先度の高い搬送指令を実行するほど効率を高く評価する。従って効率の評価の基準となるものは、空荷走行距離や空荷走行時間、待ち時間やロスタイム、干渉の有無、優先度、実行した搬送指令の数などである。

効率の評価では、最大効率の搬送指令を求めることができる場合もあるが、例えばバッファ２２にある搬送指令の数が１００程度になると、最大効率の搬送順序をリアルタイムで決定することは困難である。このような場合、搬送効率の極大化を目標とし、ここで極大とは、搬送指令の実行順序を部分的に変更しても、それ以上効率が向上しない状態である。搬送効率が極大な実行順序と各搬送指令に割付けるスタッカークレーンとが求まると、記憶部３２に記憶し、最適割付部３０は通信部２８を介して、地上コントローラ４へ次の数個の搬送指令を、その実行順序と割付けるスタッカークレーンの番号と共に送出する。

地上コントローラ４の通信部３４はフロントエンドコントローラ３と通信し、通信部３６を介して無線ＬＡＮや電力線通信、光通信、フィーダ無線等により、各機上コントローラ６と通信する。台車状態記憶部３７は、各機上コントローラ６から報告された現在位置と、現在位置の時系列データから求めた現在速度とを記憶し、他に最適割付部３０で割り付けた行き先、もしくは機上コントローラ６から報告された行き先を記憶する。走行指令生成部３８は、機上コントローラ６から報告された現在位置に基づいて、台車状態記憶部３７のデータを参照して搬送台車間の干渉を防止するように、次の０.５msec〜１msec程度の間の走行指令を、目的地や目標速度などのデータとして生成する。監視部４０は、機上コントローラ６から報告された位置や速度等が、走行指令から所定値以上逸脱していないかどうかを監視し、逸脱している場合、走行指令生成部３８を介して該当するスタッカークレーンを例えば停止させる。監視部４０を設けず、機上コントローラ６側の監視部１９のみを設けても良い。

図２の例では、搬送指令をどのスタッカークレーンに割り付けるかを予め決定せずに、バッファ２２に記憶した。これに対して入力された搬送指令を、その出発点と行き先、即ち走行経路とから、いずれのスタッカークレーンに割り付けるかを予め決定しても良い。このようなフロントエンドコントローラ４５を図３に示す。搬送指令はその出発地と行き先とにより、スタッカークレーン毎のバッファ４６，４７に区分され、干渉の有無を干渉評価部２３で評価し、図１と同様に各搬送指令のデータに優先度や所要時間、自然な順序を付加する。そして図２と同様に、最適割付部３０で搬送効率や極大な搬送指令の実行順序を決定して、スタッカークレーンに割り付ける。他の点は図２のフロントエンドコントローラ３と同様である。

図４に、バッファ２２等での搬送指令のレコード４８を示す。Fromとして荷積み位置が、Toとして荷下ろし位置が、ＩＤとして搬送指令のＩＤ等が記載されている。干渉の欄には、この搬送指令と干渉する他の搬送指令のＩＤ、もしくは干渉しない搬送指令のＩＤをリストする。優先度の欄には搬送指令の優先度を記載し、時間の欄には実所要時間を記載する。自然順序の欄には、先行指令での荷下ろし位置と荷積み位置とが近接する、荷下ろし位置と後行指令での荷積み位置が近接するなどにより、自然に形成される搬送指令の順序を記載し、この順序を搬送指令のＩＤなどで記載する。

図５に、搬送台車システムの物理的レイアウトを示す。直線走行形の走行レール５０上を複数台のスタッカークレーン５１，５１が往復走行し、５４はラックで、５５〜５８はステーションで、このうちステーション５５は左側のスタッカークレーン専用、ステーション５８は右側のスタッカークレーン専用で、ステーション５６，５７は左右のスタッカークレーンが兼用する。スタッカークレーン５１に対する走行上の制限は、他のスタッカークレーンとの台車間距離が所定長以下にならないこと、例えばラックの１棚分以下にならないことである。各スタッカークレーン５１は走行レール５０のほぼ全域を走行できるので、例えば図５の右側のエリアに搬送指令が集中すると、１台のスタッカークレーンをこのエリア内の作業に専念させ、残るスタッカークレーンで図５の中央部〜左側の搬送指令を処理するなどにより、効率的に搬送する。

図６に、リニアセンサ１４による絶対位置の読み込みを示す。走行レール５０の例えば左右両側、もしくは片側の上下２段に、磁石から成る磁気マーク６０，６１が配置されている。左右の磁気マークの列は部分的に重なるようにし、任意の位置でリニアセンサ１４がいずれかの磁気マーク６０，６１を検出できるようにする。スタッカークレーン５１には例えば左右２台のリニアセンサ１４が配置され、これらは各磁気マーク６０，６１の範囲で、その磁気マーク内での絶対位置を検出する。スタッカークレーン５１はカウンタ６２を用いて、１つの磁気マークを通過する毎に、スタッカークレーンの走行方向に応じて、直前に検出していた磁気マークにより求めた絶対位置に、新たに検出した磁気マーク内での絶対位置を、リニアセンサ１４の長さや磁気マークのオーバーラップ量で補正して、加算もしくは減算し、新たな絶対位置を求める。またカウンタ６３によって、走行原点から何個目の磁気マークを検出しているのかを求める。これによってリニアセンサ１４により、例えば走行原点を基準とする絶対位置を求め、その時間微分もしくは時間差分から現在速度を算出する。

スタッカークレーン５１の正確な現在位置と現在速度とが分かると、衝突などの干渉の可能性をより正確に把握して、干渉回避に用いることができる。また複数の搬送指令の実行順序を並び替えるのは、各スタッカークレーン５１が予測したスケジュールで搬送指令を実行できることが前提である。例えば走行速度の制御が不完全で走行遅れが生じる、停止位置の制御が不完全で再走行してリトライする、などのことが累積すると、スタッカークレーン５１間の干渉が生じることがある。そこで、リニアセンサ１４でスタッカークレーン５１の現在の絶対位置と現在速度とを正確に求めて、搬送指令がスケジュール通りに実行されるようにする。６５はレーザ距離計、６６は反射板で、これらにより衝突防止センサ１８を構成し、レーザ距離計６５は他のスタッカークレーンの反射板を用いて、台車間距離を測定し、その時間微分から相対速度を求める。

図７にスタッカークレーン５１への搬送指令の割付を模式的に示す。今４個の搬送指令Ａ〜Ｄがあるものとし、互いに干渉する搬送指令を１点鎖線で対応させてある。この場合４個の搬送指令を２台のスタッカークレーンに任意に割り付けると、無意味な割付順序も含めて、割付の可能性は搬送指令の順序が４！の２４で、各搬送指令毎に２台いずれかの搬送台車を割り付けるので、合計の組み合わせの数は約４００通りとなる。ここで干渉を考慮すると、同時に実行可能な搬送指令の組み合わせは、ＡとＢ，ＡとＤ、並びにＣとＤの３通りに限られる。ＡとＤの搬送指令を同時に実行すると、ＢとＣの搬送指令を同時に実行せねばならず、これは矛盾である。そこで実際の可能性は搬送指令Ａ，Ｂを先に実行し、搬送指令Ｃ，Ｄを後で実行するか、その逆に実行するか、の２通りである。干渉の可能性を先に評価することにより、可能な搬送指令の順序を大幅に減らすことができる。搬送指令の数がより多い場合でも、搬送指令間の自然な順序を加味すると、考慮すべき組み合わせは少数となり、シミュレーション可能になる。

図８に搬送指令の順序を並び替え、最適実行順序を得るためのアルゴリズムを示す。バッファに収容した搬送指令のうち互いに干渉するもの、もしくは互いの間の干渉がないものを対応付ける。次に搬送指令の優先度や所要時間などの補助的情報を求める。最初の搬送指令の目的位置と、次の搬送指令の出発位置が近い場合、これらを順に実行することは自然である。そこでこのような自然な搬送指令の順序をピックアップし、部分的な順序とする。これらによって干渉を避け、優先度が高いものを先に実行し、自然な搬送指令の順序が保たれるような組み合わせを探索する準備が整う。

次に搬送指令の順序を仮に決定し、複数の仮順序に対して効率を評価する。効率の評価では例えばシミュレーションを行い、短い時間間隔毎にスタッカークレーンの位置や状態、速度などを予測して、干渉の有無をチェックしながら、搬送指令の実行状況をシミュレーションする。得られた搬送結果に対して効率を評価する。効率は全走行距離に対する空荷走行距離の割合、全所要時間に対するロスタイムの割合、実行した搬送指令の優先度の合計などで評価され、効率が極大化すると、それ以上の実行順序の探索を中止し、順序を記憶し、スタッカークレーンに順次割り付ける。

搬送指令は上位コントローラから常時追加される。搬送指令が追加されると、記憶済みの搬送指令の順序に、追加された搬送指令を挿入し得る位置があるかどうかをチェックする。この場合、搬送指令を挿入しても、効率が現在値以下に低下しないこと等を条件にして、複数の挿入位置の候補について効率を評価し、好ましい挿入位置があれば既存の搬送指令の順序に新たな搬送指令を追加する。既存の搬送指令を部分的に修正しただけでは新たな搬送指令を処理できない場合、即ち搬送指令の挿入位置が無い場合、結合子１から搬送指令の順序を最初に戻って再度探索する。これ以外に搬送指令の実行状況がシミュレーションで求めたものから著しく異なってきた場合、結合子１に戻って実行順序を再度最適化する。

図９にスタッカークレーン間の干渉を防止するための構成を示す。各機上コントローラは、地上コントローラ４との通信の傍受により、他のスタッカークレーンの目的位置や現在位置、現在速度を知っており、自己の目的位置や現在位置、現在速度から、干渉の有無を評価できる。そしてこのための基礎として用いているのはリニアセンサ１４のデータで、リニアセンサ１４のデータに信頼性があるため、確実に干渉を防止できる。またスタッカークレーンの衝突防止センサはスタッカークレーンの台車間距離と相対速度を求め、これから干渉の可能性を評価できる。機上コントローラ６は他のスタッカークレーンとの干渉の可能性を検出すると、減速、停止、後退などの処理をする。さらに地上コントローラ４は各スタッカークレーンの目的位置と現在位置、現在速度から干渉の可能性を評価し、干渉の可能性が高い場合停止指令などの干渉回避指令を送出する。また地上コントローラ４や機上コントローラ６に対して、無停電電源や電気２重層コンデンサなどをバックアップ電源とし、停電時などにも衝突回避のための最低限の処置を行えるようにする。

監視部１９は、スタッカークレーンの現在位置あるいは速度が走行指令から逸脱していないか否かを監視する。各スタッカークレーンが走行指令に従って走行していれば、車間距離が所定距離以下となることはなく、現在位置や速度が走行指令から逸脱することもない。車間距離が所定距離以下となる、現在位置または現在速度が走行指令から所定値以上変化していることを、走行指令からの逸脱という。走行指令からの逸脱は走行制御部に暴走等の異常があることを示し、走行制御部が走行指令からの逸脱を自律的に解消できないことを、監視部１９で検出し、スタッカークレーンを例えば停止させる。

図１０に、地上コントローラ４と機上コントローラ６間の通信を、プロセス間通信として示す。機上コントローラ６の絶対位置計測プロセス８１は、例えば０.５msec周期で、絶対位置を送信する。台車状態管理プロセス７１は、スタッカークレーンの現在位置や現在速度、行先等を機上コントローラ６からの受信データに基づいてリアルタイムに更新する。スタッカークレーンの現状は位置と速度で表現でき、行先によってスタッカークレーンの将来の状態の目標を表現できる。更新の周期は例えば０.５msec毎で、最大でも５msec毎である。

走行指令生成プロセス７２は、スタッカークレーンの現在の絶対位置位置や現在速度等に応じて、干渉を回避するように、走行指令を生成する。走行指令には、他のスタッカークレーンの絶対位置や速度などのデータを付加しても良く、あるいは機上コントローラが、他のスタッカークレーンの機上コントローラと地上コントローラ間の通信を傍受して、これらのデータを取得しても良い。走行指令生成プロセス７２は、スタッカークレーンの位置と速度を知っているので、どのような走行指令を与えると干渉が生じ、どのような走行指令であれば干渉は生じないのかを判断できる。さらに干渉の有無の評価には、スタッカークレーンの行先を補助データとして利用できる。走行指令は例えば次の目標位置あるいは次の目標速度であり、言い換えると位置と速度とからなるスタッカークレーンの状態空間で、スタッカークレーンが次の目標とすべき状態である。走行指令の周期は例えば例えば０.５msec毎で、最大でも５msec毎で、位置の受信から走行指令の送信までの遅れは例えば０.２msec以下とする。

スタッカークレーンが走行指令に従って走行していれば干渉等の問題は生じないが、機上コントローラ６での走行制御部のトラブル等により、スタッカークレーンが走行指令から逸脱することが考え得る。そこで監視プロセス７４，８４はスタッカークレーンの異常を監視し、具体的には走行指令からの逸脱を監視する。地上コントローラ４の監視プロセス７４を設けず、機上コントローラ６の監視プロセス８４のみを設けても良い。監視では、車間距離が短縮しているなど走行指令から逸脱している徴候が生じた時に監視を実行しても、あるいは絶対位置データと走行指令に基づく位置とが整合するかを常時監視するようにしても良い。

機上コントローラ６の絶対位置計測プロセス８１は、リニアセンサを用いて例えば０.５msec周期で現在位置を求めて、台車状態管理プロセス７１へ送信し、車間距離計測プロセス８３は車間距離を測定して、走行制御プロセス８３や監視プロセス８４へ引き渡し、干渉を防止する。絶対位置の送信や走行指令の送信等は例えば０.５msec周期で実行し、絶対位置の受信から走行指令の送信までの遅れ時間は例えば０.２msec以下とする。

図１１に、機上コントローラ６の動作アルゴリズムを示す。機上コントローラプロセス９０では、現在位置と速度並びに目的の棚番地（連番）をメモリから読み出し、指令位置と現在位置との差Δ１を求めて、差Δ１が限界値Limit1以下で、停止シーケンスを実行して停止する。差Δ１が限界値Limit1よりも大きい場合、地上コントローラ４からの速度指令と現在速度との誤差に応じて、モータトルクを決定し、モータドライバを駆動して走行する。そしてリニアセンサ値から現在の絶対位置を求め、地上コントローラ４へ報告する。以上のプロセスの実行周期は例えば０.５msecとする。

他のスタッカークレーンとの干渉を防止するため、地上コントローラ４からの送信等で取得した相手側スタッカークレーンの現在位置（リニアセンサから求めたもの）を、メモリから読み出す。そして差Δ２として、リニアセンサにより求めた自機の現在位置と相手側スタッカークレーンの現在位置の差を求める。同様に衝突防止センサにより求めた自機と相手側スタッカークレーンとの距離を求める。これらのいずれかが第２の限界値Limit2以下で、停止シーケンスを実行する。以上により、リニアセンサを基準とする車間距離と、衝突防止センサを基準とする車間距離とを用いて、２重に安全性を確保する。

実施例では複数台のスタッカークレーンを地上コントローラで制御したが、１００台程度の周回走行する天井走行車を地上コントローラで制御しても良い。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) 複数のスタッカークレーンの位置を地上コントローラでリアルタイムに管理して、リアルタイムに走行指令を送信して制御できる。
(2) このため複数のスタッカークレーンを効率的に運用でき、スタッカークレーン間の干渉も防止できる。
(3) スタッカークレーンの全稼動範囲を包含した絶対位置や速度をリニアセンサにより求めるので、正確な現在位置と速度とに基づいて制御できる。
(4) スタッカークレーンの走行制御系に異常が生じると、監視部１９，４０等で検出できる。
(5) 複数台のスタッカークレーンに対して、干渉を回避しながら搬送効率を極大化できる。
(6) 搬送順序の並び替えは地上コントローラ４で行う。地上コントローラは複数台の搬送台車を管理するので、各搬送台車の位置を評価しながら搬送状況をシミュレーションあるいは評価できる。
(7) 搬送指令が多数ある場合でも、干渉が生じる搬送指令を同時に実行しないようにし、かつ搬送指令の自然な順序を保つようにして評価すると、探索する組み合わせの数は少数になる。このためリアルタイムに最適割付を求めることができる。
(8) 走行距離が長い、他の搬送指令と干渉するなどのために、後回しにされやすい搬送指令に対して高い優先度を与えることにより、これらの搬送指令が遅れることを防止できる。
(9) 搬送指令の追加などの場合、既存の搬送指令の順序を部分的に手直しして対処するので、計算時間を短くできる。

実施例の搬送台車システムの制御系のブロック図 実施例でのフロントエンドコントローラと地上コントローラのブロック図 変形例のフロントエンドコントローラのブロック図 実施例での搬送指令の記憶形態を示す図 実施例での走行レールやスタッカークレーンの配置を模式的に示す図 実施例でのリニアセンサによる絶対位置検出を示す図 実施例での搬送指令の並び替えを示す図 実施例での搬送指令の並び替えアルゴリズムを示すフローチャート 実施例での干渉回避機構のブロック図 実施例での地上コントローラと機上コントローラとのプロセス間の関係を示す図 実施例での機上コントローラとの制御フローチャート

符号の説明

２ 上位コントローラ
３，４５ フロントエンドコントローラ
４ 地上コントローラ
６ 機上コントローラ
８ 走行系
１０ 昇降系
１２ 移載系
１４ リニアセンサ
１６ 高さセンサ
１８ 衝突防止センサ
１９ 監視部
２１，２８ 通信部
２２ バッファ
２３ 干渉評価部
２４ 優先度評価部
２５ 時刻指定管理部
２６ 所要時間評価部
２７ 自然順序評価部
３０ 最適割付部
３１ 効率評価部
３２ 記憶部
３４，３６ 通信部
３７ 台車状態記憶部
３８ 走行指令生成部
４０ 監視部
４１，４７ バッファ
４８ 搬送指令のレコード
５０ 走行レール
５１ スタッカークレーン
５４ ラック
５５〜５８ ステーション
６０，６１ 磁気マーク
６２，６３ カウンタ
６５ レーザ距離計
６６ 反射板
７１ 台車状態管理プロセス
７２ 走行指令生成プロセス
７４ 監視プロセス
８１ 絶対位置計測プロセス
８２ 車間距離計測プロセス
８３ 走行制御プロセス
８４ 監視プロセス
９０ 地上コントローラプロセス

Claims (5)

1. 複数の搬送台車を走行経路に沿って走行させ、地上コントローラから各搬送台車に搬送指令を送信するようにしたシステムにおいて、
   各搬送台車に、自己の位置を測定するための測定手段と、測定した自己の位置を地上コントローラへ送信すると共に、地上コントローラから走行指令を受信するための通信手段と、受信した走行指令に追随して走行モータを制御するための走行制御手段、とを設けると共に、
   前記地上コントローラに、各搬送台車からその位置を受信するための受信手段と、受信した各搬送台車の位置に基づいて、搬送台車間の干渉を回避するように、各搬送台車に対する走行指令を生成するための走行指令生成手段と、生成した走行指令を各搬送台車に送信するための送信手段、とを設けることにより、
   地上コントローラで、各搬送台車の位置をリアルタイムに把握して、その位置をリアルタイムに制御するようにしたことを、特徴とする搬送台車システム。
2. 前記走行経路に沿って少なくとも２列に磁気マークを離散的に配列すると共に、
   前記各搬送台車の計測手段として、磁気マークを基準とする相対位置を求めるためのリニアセンサを、２列の磁気マークに対応して少なくとも２個設けると共に、求めた相対位置を搬送台車の絶対位置に変換するための手段とを設けたことを特徴とする、請求項１の搬送台車システム。
3. 前記各搬送台車に、走行指令からの逸脱を検出すると、前記走行制御手段での走行モータの制御に優先して、走行モータを停止させるための手段を設けたことを特徴とする、請求項１の搬送台車システム。
4. 前記複数の搬送台車は、共通の軌道上を往復走行するスタッカークレーンであることを特徴とする、請求項１の搬送台車システム。
5. 複数の搬送指令を記憶するための記憶手段と、搬送台車間の干渉を回避しながら、前記複数の搬送台車により搬送指令を並行に実行させるように、搬送指令の実行順序を決定するための順序決定手段、とを設けたフロントエンドコントローラを、前記地上コントローラとは別個に設け、
   該フロントエンドコントローラから前記地上コントローラへ、実行順序を決定済みの搬送指令を順次送出するようにしたことを特徴とする、請求項４の搬送台車システム。
   

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