JP2008181245A - 走行車システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数台の走行車が走行制御する走行車システムにおいて、システム全体として走行中の振動対策を行なう。
【解決手段】予め定められた走行レール２を走行する複数の無人搬送車１０と有する無人搬送車システム１において、前記無人搬送車１０は、振動値を検出する振動検出器２１と、現在の走行位置を検出する走行位置検出センサー２２と、前記振動検出器２１及び前記走行位置検出センサー２２によって、所定値（ｇｄ）以上の振動値が検出される走行位置を後続する無人搬送車１０に通信する通信手段２５と、先行する無人搬送車１０の前記通信手段２５によって所定値（ｇｄ）以上の振動値が検出される走行位置を通信されたときは、該位置を走行する時に走行速度を減速せしめる所定レベル減速制御（Ｓ１００）と、を備える無人走行車システム１。
【選択図】図２

Description

本発明は、予め定められた走行経路を走行する複数の走行車と、該走行車を走行制御する上位コントローラとを有する走行車システムにおいて、振動緩和のための減速制御技術に関する。

近年、生産現場である工場は自動化されつつあり無人化が進んでいる。そのような背景において、様々な形態の走行車が、生産現場である工場において使用されている。例えば、天井空間に設けた走行レールに沿って走行する天井走行車、或いは床面に設けられた軌道に沿って又は無軌道の床面を走行する無人走行車等が公知である。これらの走行車は、工場内において、物品を搬送する役割を担っている。

工場内の走行車が走行する経路において、レール段差、又は状態変化した床による凹凸が存在する場合がある。走行車がこれら凹凸箇所を通常速度で走行すると、振動が発生する。走行中の振動は、走行車自体の搭載機器の故障原因であり、搬送物品の損傷又は荷崩れの原因ともなる。

従来、走行車の凹凸箇所走行時における振動対策技術は、いくつか公知となっている。
例えば、特許文献１は、走行台車と無人搬送車本体の間に防振用ダンパーを介した無人搬送車を開示している。
特開２００１−２９８０６５号公報

これらの文献に代表される従来の振動対策技術は、走行車単体の対策にとどまっている。
しかし、実際には、工場内において多数の走行車が稼働している。多数の走行車が稼働している工場において、走行車単体の振動対策では、走行車システムの稼働率を低下させ、振動対策としても効率が悪い。
そこで、解決しようとする課題は、複数台の走行車が走行制御する走行車システムにおいて、システム全体として走行中の振動対策を行なうことである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、予め定められた走行経路を走行する複数の走行車を有する走行車システムにおいて、前記走行車は、振動値を検出する振動検出手段と、現在の走行位置を検出する走行位置検出手段と、前記振動検出手段及び前記走行位置検出手段によって、所定値以上の振動値が検出される走行位置を後続走行車に通信する通信手段と、先行走行車の前記通信手段によって所定値以上の振動値が検出される走行位置を通信されたときは、該位置を走行する時に走行速度を減速せしめる第一減速手段と、を備えるものである。

請求項２においては、請求項１記載の走行車システムにおいて、前記走行車は、自車の前記振動検出手段によって所定値以上の振動値が検出されるときは、自車の走行速度を減速せしめる第二減速手段を備えるものである。

請求項３においては、請求項１又は２記載の走行車システムにおいて、前記振動検出手段によって検出される振動値を複数のレベルに分け、該振動値レベルに応じて走行速度を減速せしめる減速レベル算出手段を備え、前記第一又は第二減速手段は、該減速レベル算出手段により算出される減速レベルに応じて減速せしめるものである。

請求項４においては、請求項３記載の走行車システムにおいて、前記走行車は、自車の前記振動検出手段によって検出した振動値と、先行走行車の前記振動検出手段によって検出した振動値から想定される振動値とを比較する振動値比較手段を備えるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、走行車は、走行経路に凹凸箇所があるとき、先行車よりその位置を通信されるため、走行中の振動を緩和するように減速走行できる。すなわち、走行車システムにおいて、効率良く振動対策ができる。
また、工場内における凹凸箇所を早期に検出できるため、即座に当該箇所の補修が可能である。
さらに、例えばレールの損傷のように突発的な事態があったときでも、走行車１台が通過すればその異常が確認できるため、走行車システムにおける振動による被害の拡大を防ぐことができる。

請求項２においては、請求項１の効果に加え、振動を検出した走行車自体も減速走行できるため、振動をさらに緩和できる。

請求項３においては、請求項１又は２の効果に加え、振動レベルに応じた減速制御を行なうため、走行車システムの稼働率低下を最小限とすることができる。

請求項４においては、振動検出手段の異常を直ちに検出できるため、メンテナンス指示等をすることで、走行車システムの稼働率低下を最小限とすることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本実施例に係る無人搬送車システムの全体的な構成を示す構成図、図２は同じく無人搬送車システムの通信手段構成を示す構成図、図３は同じく無人搬送車を示す斜視図である。
図４は同じく無人搬送車コントローラを示す構成図、図５は振動検出器が検出する振動レベルを示すグラフ図、図６は振動レベルと減速レベルとの相関を示すテーブル図である。
図７は本実施例の所定減速制御の流れを示すフロー図、図８は同じく適応レベル減速制御の流れを示すフロー図、図９は同じく振動値比較制御の流れを示すフロー図である。

本発明の走行車システムを、例えば無人搬送車システム１に適用する。しかし、本発明は、複数の走行車が予め定められた経路を走行するシステム（例えば、天井走行車、決まった経路を走行する無軌道の走行車、又は有軌道走行車）であれば、いずれにも適用できる。

まず、図１を用いて、無人搬送車システム１について簡単に説明する。
図１に示すように、無人搬送車システム１は、例えば半導体製造工場等のクリーンルームの無人工場内に適用される。このような無人工場内には、物品６（例えばウエハ、図３参照）の加工処理を行なうステーション３が各地点に配置されている。
また、無人工場内部において、予め定められた走行経路として、有軌道である走行レール２が設けられている。無人搬送車１０は、ステーション３からパレット７（図３参照）の移載を受けて、他のステーション３まで走行レール２に沿って走行して移載する。

次に、図２を用いて、通信手段２５について、簡単に説明する。
図２に示すように、通信手段２５は、上位コントローラとしての統合コントローラ５と無人搬送車コントローラ１５（図示略）を赤外線通信又はモデム通信による無線通信、或いは通信線による有線通信で通信可能な構成とされている。
統合コントローラ５は、無人搬送車システム１において、各無人搬送車１０・・・１０の走行制御を行なうコントローラである。統合コントローラ５は、各種演算処理や制御を行なうＣＰＵ、読み出し専用の記憶手段としてのＲＯＭ、読み書き可能な記憶手段としてのＲＡＭから構成されている。ＲＯＭには、生産スケジュール等の最適化プログラム等が格納され、ＲＡＭには、搬送経路情報が書き込まれており、各無人搬送車１０の走行位置や制御状態等の各種情報が一時的に記憶される。そして、ＣＰＵは、ＲＯＭに書き込まれている制御プログラム等にしたがって、ＲＡＭを作業領域として無人搬送車システム１の全体を制御している。
他方、台車間通信手段２７は、各無人搬送車１０間で直接通信することも可能としている。台車間通信手段２７は、赤外線通信等で通信可能な構成とされている。

図２及び図３に示すように、無人搬送車１０は図中Ａの矢印を進行方向とする。また、以下では、説明がわかりやすいように、ある一の無人搬送車（自車）１０に対して、先行する先行車１０ａ１と、さらに先行する先々行車１０ａ２と、を定義する。

次に、図３を用いて、走行車としての無人搬送車１０について簡単に説明する。
図２及び図３に示すように、無人搬送車１０は、パレット７を載置して各ステーション３間を移動する。パレット７には、物品６が収納されている。また、無人搬送車１０は、各ステーション３においてパレット７ごとステーション３に移載するための移載装置１２、無人工場内を走行可能な走行装置１１を備えている。
移載装置１２は、例えば車体フレームの物品収納空間の下部に一対のローラコンベア（図示略）が突設される構成とされている。この一対のローラコンベアがパレット７下面を転支して、無人搬送車１０の進行方向（走行レール２の走行方向）に対して物品６を左右方向に横送りする。
このようにして、本実施例の無人搬送車１０は、複数の物品６をパレット７に収納して搬送する一般的な搬送形態とする。物品６及びパレット７の形態については、特に限定しない。
さらに、無人搬送車１０は、車輪の近傍に走行位置検出センサー（ロータリーエンコーダ）２２が、前後方向（進行方向）に平行に振動検出器２１ｘ、左右方向（進行方向に対して水平面の垂直方向）に平行に振動検出器２１ｙが、上下方向（進行方向に対して鉛直面の垂直方向）に平行に振動検出器２１ｚが備えられている。なお、これらの振動検出器２１ｘ・２１ｙ・２１ｚの代わりに、一つの装置で３方向を検出できる振動検出器２１であっても構わない。

次に、図４を用いて、無人搬送車コントローラ１５について、詳細に説明する。
図４に示すように、無人搬送車コントローラ１５は、各無人搬送車１０に設けられているコントローラである。無人搬送車コントローラ１５は、振動検出器２１ｘ・２１ｙ・２１ｚ、走行位置検出センサー２２、及び通信手段２５と接続されている。
無人搬送車コントローラ１５は、振動検出器２１ｘ・２１ｙ・２１ｚ及び走行位置検出センサー２２より検出される情報を、通信手段２５によって統合コントローラ５に通信することができる。

次に、走行位置検出手段としての走行位置検出センサー２２（図３及び図４参照）について簡単に説明する。
通常、無人搬送車１０は、無人搬送車システム１において、自己が現在どの位置を走行又は作業しているか認識できるようにされている。例えば、車輪の回転を検出するロータリーエンコーダを備える無人搬送車の場合は、ロータリーエンコーダの値から走行距離を演算できるため、ロータリーエンコーダが位置検出センサー２５となる。
また、走行経路に磁気スポットを設けたスポット誘導によって無人搬送車１０が走行する無人搬送車システム１では、磁気センサーが走行位置検出センサー２２となる。また、走行レール２の適宜位置にマークを無人搬送車１０がＣＣＤセンサーによって識別する無人搬送車システム１では、ＣＣＤセンサーが走行位置検出センサー２２となる。
無人搬送車１０は、走行位置検出センサー２２から、後述する統合コントローラ５に位置情報を通信して、ＲＡＭにおいて現在どの位置で走行又は作業しているのかを認識できる構成とされている。

次に、振動検出手段としての振動検出器２１ｘ・２１ｙ・２１ｚ（図３及び図４参照）について、詳細に説明する。
本実施例の振動検出器２１は、物体の振動加速度を検出する、すなわち物体の加速度を振動値に置き換えて検出する振動検出器である。なお、本発明の振動検出手段については、本実施例の振動検出器２１ｘ・２１ｙ・２１ｚに限定されるものではない。
通常、物体は、原則、前後方向、左右方向、及び上下方向の３方向の振動を計測するものとされている。しかし、無人搬送車１０では、特に、左右方向及び上下方向の振動が著しく大きいことがわかっている。

次に、図５を用いて、振動検出器２１によって検出される振動値ｇについて、詳細に説明する。
図５に示すように、縦軸には振動値ｇを示し、横軸には時系列ｔを示している。図５は、ある無人搬送車１０に発生する振動の振動値ｇを表している。
グラフ中のｇｄは、後述する減速制御を行なうか否かの境界の振動値を示している。通常、走行する無人搬送車１０は、何らかの振動を伴って走行するものである。そのため、レール・床の段差により発生する所定振動値ｇｄ以上の区域の振動値のみを、減速制御の対象としている。
グラフ中の区域Ｇ１は、警告１レベルの振動レベルＧ１と判断される振動値区域を示している。また、グラフ中の区域Ｇ２は、警告２レベルの振動レベルＧ２と判断される振動値区域を示している。さらに、グラフ中の区域Ｇ３は、異常レベルの振動レベルＧ３と判断される振動値区域を示している。なお、Ｇ３レベルは、地震発生時の振動値レベルを想定している。

次に、図６を用いて、減速レベル算出手段２６について、詳細に説明する。
減速レベル算出手段２６は、統合コントローラ５に組み込まれているＲＯＭに、予め記憶されている。
まず、減速レベル算出手段２６は、上述した振動検出器２１による振動値がｇｄ以上であれば、その振動レベル（Ｇ１、Ｇ２、又はＧ３）を判定する。また、減速レベル算出手段２６は、判定した振動レベルＧに対して、それぞれに対応する予め定められた減速レベルＡを算出する。減速レベルＡは、振動レベルＧが大きいほど、減速を大きくするものとしてそれぞれ設定されている。ここで、減速レベルＡ３は、地震発生時を想定しているＧ３レベルに対応するものであるため、即停止できる減速レベルとしている。

ここで、図７乃至図９を用いて、本実施例の減速手段としての減速制御（Ｓ１００・Ｓ２００）について説明する。
減速制御（Ｓ１００・Ｓ２００）は、先行車１０ａ１又は先々行車１０ａ２の振動検出器２１及び走行位置検出センサー２２によって検出される振動値及びその位置を、無人搬送車１０の無人搬送車コントローラ１５によって処理し、自車１０を該位置にて減速させる制御である。
以下に、二つの減速制御（Ｓ１００・Ｓ２００）として、第一減速手段として所定レベル減速制御（Ｓ１００）並びに第二減速手段として適応レベル減速制御（Ｓ２００）について詳細に説明する。

まず、図７を用いて、第一減速手段として所定レベル減速制御（Ｓ１００）について、詳細に説明する。
図７に示すように、減速制御（Ｓ１００）は、先行車１０ａ１及び無人搬送車１０自体の振動検出により、無人搬送車１０を減速する制御である。
まず、無人搬送車１０の無人搬送車コントローラ１５は、先行車１０ａ１の振動検出器２１がｇｄ以上の振動値を検出したかどうかを確認する（Ｓ１１０）。
ここで、無人搬送車コントローラ１５は、ｇｄ以上の振動値の検出があるときは、先行車１０ａ１の走行位置検出センサー２２によって、その検出した走行位置を記憶する（Ｓ１２０）。次に、無人搬送車コントローラ１５は、自車１０を、振動検出した走行位置において、予め定められた所定の減速レベルＡｄにて減速する。
一方、Ｓ１１０において、ｇｄ以上の振動値の検出がないときは、無人搬送車コントローラ１５は、自車１０の振動検出器２１がｇｄ以上の振動値を検出したかどうかを確認する（Ｓ１５０）。ここで、無人搬送車コントローラ１５は、ｇｄ以上の振動値の検出があるときは、直ちに自車１０を、予め定められた所定の減速レベルＡｄにて減速する（Ｓ１６０）。
Ｓ１５０において、ｇｄ以上の振動値の検出がないときは、無人搬送車コントローラ１５は、自車１０を通常の走行制御とする（Ｓ４００）。
なお、所定レベル減速制御（Ｓ１００）は、無人搬送車コントローラ１５ではなく統合コントローラ５によっても実行できるものとする。

このようにして、以下の利点を得ることができる。
無人搬送車１０は、走行レール２に凹凸箇所があるときは、先行車１０ａ１よりその位置を通信され、該位置を振動が低減するように予め定められた所定の減速レベルＡｄにて減速走行することができる。また、振動を検出した無人搬送車（自車）１０も、予め定められた所定の減速レベルＡｄにて、減速走行することができる。このため、走行中の振動が緩和され、無人搬送車（自車）１０の故障、物品６の損傷、又はパレット７の荷崩れを防止できる。
また、無人工場内における走行レール２の凹凸箇所は、無人搬送車コントローラ１５から統合コントローラ５によって早期に検出できるため、即座に該箇所の補修が可能である。
このようにして、無人搬送車システム１において、効率良く振動対策ができる。

次に、図８を用いて、第二減速手段として適応レベル減速制御（Ｓ２００）について、詳細に説明する。
図８に示すように、適応レベル減速制御（Ｓ２００）は、所定レベル減速制御（Ｓ１００）に対して、振動レベルＧに応じた減速レベルＡにて減速制御を行なうこと、並びに減速値比較制御（Ｓ３００）にて振動検出器２１の異常確認を行なうこと、の２つの要素を付加した減速制御である。
まず、統合コントローラ５は、先行車１０ａ１の振動検出器２１がｇｄ以上の振動値を検出したかどうかを確認する（Ｓ２１０）。
ここで、統合コントローラ５は、ｇｄ以上の振動値の検出があるときは、先行車１０ａ１の走行位置検出センサー２２によって、その検出した走行位置を記憶する（Ｓ２２０）。次に、統合コントローラ５は、減速レベル算出手段２６によって、その検出した振動レベルＧに応じた減速レベルＡを算出する（Ｓ２３０）。ここで、統合コントローラ５は、後述する振動値比較制御（Ｓ３００）を行なう。次に、統合コントローラ５は、無人搬送車（自車）１０を、振動検出した走行位置において、算出した減速レベルＡにて減速する。
一方、Ｓ２１０において、ｇｄ以上の振動値の検出がないときは、統合コントローラ５は、無人搬送車（自車）１０の振動検出器２１がｇｄ以上の振動値を検出したかどうかを確認する（Ｓ２５０）。ここで、統合コントローラ５は、ｇｄ以上の振動値の検出があるときは、減速レベル算出手段２６によって、その検出した振動レベルＧに応じた減速レベルＡを算出する（Ｓ２６０）。さらに、統合コントローラ５は、直ちに無人搬送車（自車）１０を、算出した減速レベルＡにて減速する。
Ｓ２５０において、ｇｄ以上の振動値の検出がないときは、統合コントローラ５は、無人搬送車（自車）１０を通常の走行制御とする（Ｓ４００）。

次に、図９を用いて、振動値比較手段として振動値比較制御（Ｓ３００）について、詳細に説明する。
図９に示すように、振動値比較制御（Ｓ３００）は、先々行車１０ａ２と先行車１０ａ１とが計測したそれぞれの振動値ｇａ１´とｇａ２とを比較して、振動検出器２１の異常確認を行なう制御である。
まず、統合コントローラ５は、先々行車１０ａ２と先行車１０ａ１とが、同じ走行位置で減速制御を行なうための振動値ｇｄ以上を検出したかどうかを確認する（Ｓ３１０）。次に、統合コントローラ５は、先行車１０ａ１が所定レベル減速制御（Ｓ１００）又は適応レベル減速制御（Ｓ２００）によって減速されたときの振動値であるならば、減速がなかった場合の振動値ｇａ１´を推定する（Ｓ３１５）。次に、統合コントローラ５は、Ｓ３１０及びＳ３１５より、それぞれの振動値ｇａ１´とｇａ２の差が所定値α以上であるかどうかを確認する（Ｓ３２０）。
ここで、それぞれの振動値ｇａ１´とｇａ２との差が所定値α以上のときは、いずれかの振動検出器２１が誤検知又は異常であると判断する（Ｓ３３０）。おなじ箇所の振動計測値に大きく差が出るのは、どちらかが異常であると判断できるからである。
一方、統合コントローラ５は、Ｓ３１０にてｇｄ以上の振動値がないとき、並びにＳ３２０にて所定値α以下のときは、現在の減速レベルＡにて減速する（Ｓ２７０）。

このようにして、適応レベル減速制御（Ｓ２００）は所定レベル減速制御（Ｓ１００）の効果に加え、以下の利点を得ることができる。
まず、無人搬送車１０は、振動レベルＧに応じた減速レベルＡにて減速走行することができる。このため、振動発生要因に応じた走行が可能である。例えば、地震発生時は各無人搬送車１０が自律的に走行停止するため、即座に全無人搬送車１０が停止できる。また、振動レベルＧが小さいときは減速レベルＡも小さく制御されるため、無人搬送車システム１の稼働率低下を最小限とすることができる。
また、振動検出器２１の誤検知、又は異常を直ちに検出できるので、メンテナンス指示等をすることで、無人搬送車システム１の稼働率低下を最小限とすることができる。

本実施例に係る無人搬送車システムの全体的な構成を示す構成図。 同じく無人搬送車システムの通信手段構成を示す構成図。 同じく無人搬送車を示す斜視図。 同じく無人搬送車コントローラを示す構成図。 振動検出器が検出する振動レベルを示すグラフ図。 振動レベルと減速レベルとの相関を示すテーブル図。 本実施例の所定減速制御の流れを示すフロー図。 同じく適応レベル減速制御の流れを示すフロー図。 同じく振動値比較制御の流れを示すフロー図。

符号の説明

１ 無人搬送車システム
２ 走行レール
３ ステーション
５ 統合コントローラ
１０ 無人搬送車
１５ 無人搬送車コントローラ
２１ 振動検出器
２２ 走行位置検出センサー
２５ 通信手段
２６ 減速レベル算出手段
Ｓ１００ 所定レベル減速制御
Ｓ２００ 適応レベル減速制御
Ｓ３００ 振動値比較制御

Claims (4)

1. 予め定められた走行経路を走行する複数の走行車を有する走行車システムにおいて、
   前記走行車は、
   振動値を検出する振動検出手段と、
   現在の走行位置を検出する走行位置検出手段と、
   前記振動検出手段及び前記走行位置検出手段によって、所定値以上の振動値が検出される走行位置を後続走行車に通信する通信手段と、
   先行走行車の前記通信手段によって所定値以上の振動値が検出される走行位置を通信されたときは、該位置を走行する時に走行速度を減速せしめる第一減速手段と、
   を備えることを特徴とする走行車システム。
2. 請求項１記載の走行車システムにおいて、
   前記走行車は、自車の前記振動検出手段によって所定値以上の振動値が検出されるときは、
   自車の走行速度を減速せしめる第二減速手段を
   備えることを特徴とする走行車システム。
3. 請求項１又は２記載の走行車システムにおいて、
   前記振動検出手段によって検出される振動値を複数のレベルに分け、該振動値レベルに応じて走行速度を減速せしめる減速レベル算出手段を備え、
   前記第一又は第二減速手段は、該減速レベル算出手段により算出される減速レベルに応じて減速せしめる
   ことを特徴とする走行車システム。
4. 請求項３記載の走行車システムにおいて、
   前記走行車は、自車の前記振動検出手段によって検出した振動値と、先行走行車の前記振動検出手段によって検出した振動値から想定される振動値とを比較する振動値比較手段を備える
   ことを特徴とする走行車システム。

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