JP2015210624A - 自動搬送機用磁気アドレス情報板 - Google Patents
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Abstract
Description
1)アドレスデータの磁極が連続して同一磁極が続きそれに隣接する端部に付加される読み出しタイミング信号用の磁極も同じ場合と、連続した同一磁極のアドレスデータの磁極と読み出しタイミング信号用の磁極が異なる場合とでは、読み出しタイミング信号の出力ポイント位置がずれて異なり磁気アドレスセンサ各ビットの、アドレスを読む磁気検出素子と磁気アドレス情報板各ビットのアドレス用磁極の位置関係がずれたとき、検出されたアドレスデータの読み取りには誤差が発生するとともに、アドレスの内容によってはデータの出力ポイント位置も大幅に異なり、自動搬送機の制御精度が非常に悪く信頼性が無い、といった問題点がある。
2)また、上記したような着磁の場合、磁気アドレスセンサの読み出しタイミング信号検出は磁束強度が強くなる立ち上がりでしか検出信号を発生させることができないため、磁気アドレスセンサが大きくなる、といった問題点がある。
3)さらに、磁気アドレス情報板の生産において、例えば8BITの磁気アドレス情報板の場合、アドレスの総数は256種類となり、同じものはなく、高価な着磁機はもとより着磁ヨークの投資は膨大であり、また、加工生産も非常に効率が悪く、大変コストがかかり高価なものになる、といった問題点がある。
従来の磁気アドレス情報板の例を図4に示す。(イ)は、一般的な8ビット情報板の機能構成と寸法を示し、(ロ)、(ハ)及び(ニ)は、情報板のアドレス=0、情報板のアドレス=255、及び、情報板のアドレス=1の着磁の例をそれぞれ示す。
D1〜D8=S アドレス “0”
D1=N D2〜D8=S アドレス “1”
D1〜D2=N D3〜D8=S アドレス “3”
D1〜D8=N アドレス “255”
と一般的なバイナリ―デジタル信号を出力し、8ビットの場合は、0〜255の256種類のアドレスとして、また4ビットの場合は、0〜15の16種類のアドレスとして制御することができるように構成されている。
2)そして、読み出しタイミング信号検出用のRL、RMは、アドレスデータに関係なく一般的にはS極が用いられ、磁気検出素子MSLがRL=S極を、MSMがRM=S極と両方がS極を検出確認された瞬間に読み出しタイミング信号を出力する。
3)図5(イ)に、現在使用されている従来の磁気アドレス情報板と、それを検出し自動搬送機を制御する磁気アドレスセンサとの位置関連を示す。
実際の使用時、自動搬送機に取り付けられた磁気アドレスセンサは、図4(イ)に示したようにおよそ100mm幅の磁気アドレス情報板の幅方向中央部をRLからRM方向へ或いはRMからRL方向へと通過する。したがって、通過方向に関係なく自動搬送機が磁気アドレス情報板上を通過する場合、磁気アドレス情報板のLSBは、磁気アドレスセンサのLSBと、また、磁気アドレス情報板のMSBは、磁気アドレスセンサのMSBと方向が一致するように使用される。
このとき、磁気検出素子MSLがRLのS極を、また磁気検出素子MSMがRMのS極を検出し、論理積(AND)が成立した瞬間、データ読み出しタイミング信号を発生させる。すなわち、磁気アドレス情報板のD1〜D8が磁気アドレスセンサの磁気検出素子MS1〜MS8のそれぞれの真下に来ていると仮定しているためである。
読み出しタイミング信号が発生した時、磁気アドレスセンサの磁気検出素子はD1〜D8のデータを読み取り、読み取った信号をラッチさせアドレス信号として出力する。
また、図5(イ)において磁気アドレス情報板の2個の読み出しタイミング信号用及び8個のアドレスデータ用の着磁は、一般的に30mmピッチでなされており、そのピッチに合わせて磁気アドレスセンサの磁気検出素子も実装されている。したがって、高速で走行する自動搬送機が走行中にアドレスを信頼性高く読み取り正しい制御を行うには、読み出しタイミング信号の発生タイミングが大変重要となる。図5(ロ)に、磁気アドレス情報板のアドレスを、磁気アドレスセンサを用いて検出する場合の図を例示する。
4)図6−1及び図6−2に、従来の磁気アドレス情報板の読み出しタイミング信号用着磁部近辺の磁束密度の変化を示す。図6−1の(イ)は、RL、D1〜D8=S極、アドレス0(ゼロ)のときの磁気検出素子がレベル弁別する等磁束密度曲線の例を示し、(ロ)は、RL=S極、D1〜D8=N極、アドレス255のときの磁気検出素子がレベル弁別する等磁束密度曲線の例を示し、図6−2の(ハ)は、アドレスが47における磁気検出素子がレベル弁別する等磁束密度曲線の例を示す。また、磁気アドレス情報板上の実線は、S極の磁気検出素子がレベル弁別する強さの磁束密度の等しい曲線を示し、破線は、N極の同様な曲線を示し、二点鎖線は、磁気アドレス情報板を検出する磁気アドレスセンサの設定距離位置を示す。
自動搬送機が図6−1(イ)の磁気情報アドレス板RL側からRM側へと高速で通過する場合、磁気アドレスセンサの磁気検出素子MSMが初めに磁気アドレス情報板上に入り、MS8からMS1、そして最後にMSLが入ると、既にMSMはRMの磁束を検出記憶し、MSLがRLの磁束を検出すると、MSMの記憶信号とMSLの信号の論理積(AND)が成立した瞬間、読み出しタイミング信号を発生する。
この読み出しタイミング信号を受けた瞬間、MS1〜MS8は、磁気検出素子の真下にある磁気アドレス情報板のデータを読み取りラッチさせアドレス信号として保持する。この読み出しタイミング信号は、自動搬送機の走行スピードが搬送する貨物の重量等の条件により一定ではないため、読み出しタイミング信号は、検出時そのままリアルタイムで出力しなければならず、タイマ回路等で定量的な時間で補正することはできない。
図6−1(イ)において、磁気アドレス情報板のRLから発生している磁束は、D1と同磁極であるため、RLとD1間には無磁束である磁束の切れ目が無く、また、アドレス0(ゼロ)においてはRMとD8間も同様であるため、読み出しタイミング信号は、磁気アドレス情報板の端面から外側にL1離れた位置のRLが発生する磁束密度が強くなる立ち上がり部でしか出来ない。このことは、自動搬送機が磁気アドレス情報板のRMの方からRL側へ走行する場合でも同様で、磁気情報板より外側になるRMの立ち上がり部でしか読み出しタイミング信号は発生させることはできない。
本質的に、磁気アドレス情報板の検出面がS極の場合、裏側は必ずN極であり、また磁石の原理からS極から出た磁束はN極へと戻る。このため、図6−1(ロ)に示すようなアドレスの場合、RLの磁束密度は、D1との境目がD1やD2による異磁極の影響を受け減算され、磁気アドレス情報板の端面側はD1〜D8の帰り磁束が加算される影響を受け、磁気アドレス情報板の端面から遠く離れた位置まで磁束密度が高くなる。
図6−1(イ)のRL部のL1の距離は、一般的には10mm程度となり、また、図6−1(ロ)のL2の距離は、およそ20mm程度と大きくなる。したがって、読み出しタイミング信号の出力ポイントの誤差はおよそ10mm発生する。この10mmの差はそのまま、磁気アドレス情報板のD1〜D8とその磁束を読み取る磁気アドレスセンサの磁気検出素子MS1〜MS8のセンタずれとなるため、読み取りミスの原因となり非常に信頼性を落とし多発する誤動作の原因となっている。何故なら、30mmピッチの磁気アドレス情報板の磁束密度分布は中央点から±15mmを超えると隣のビットの領域となるため ピッチの中央部が一番高く、その中央から10mmずれると、磁束密度は大幅に減衰し信頼性の高いデータの読み取りが困難となる。
この点について、アドレスデータ85の等磁束密度曲線例を図6−2の(ニ)に例示する。
図6−2(ニ)から分るように、読み出しタイミング信号が10mmずれるとデータの読み出しができず誤動作を起こすことを明示している。この図から分かるように、上記した原因により読み出しタイミング信号の発生は、磁気アドレスセンサの磁気検出素子MSL或いはRMが磁気アドレス情報板のRL或いはRMの磁束を検出した磁束密度が強くなる立ち上がりエッジのタイミングしか利用することができない。このタイミングで同一ピッチの等間隔に配置された磁気アドレスセンサの磁気検出素子MS1〜MS8は、磁気アドレス情報板のそれぞれD1〜D8を示す磁極の中央部に位置する必要がある。このためには、MSLとMS1間の間隔Lは、L=P+(1/2P)+(L1+L2)÷2となる。但し、(L1+L2)÷2は、色々な着磁パターンでの誤動作を避けるため立ち上がりエッジ位置を平均化したものである。
これを図7に示す。図7において、実線は、S極のセンサが検出する、レベル弁別値の等磁束密度曲線を示し、破線は、N極のセンサが検出する、レベル弁別値の等磁束密度曲線を示し、二点鎖線は、磁気アドレスセンサの設定位置を示す。この図からも分かるように、磁気アドレスセンサの検出点は磁気アドレス情報板の端面から大幅に外側へ出るため、磁気アドレスセンサの大きさは磁気アドレス情報板より大変大きなものとなることも示している。
磁気アドレス情報板と磁気アドレスセンサの相対する全体的な配置を図5(イ)、(ロ)に示す。
磁気アドレスセンサが大きくなることは、磁気検出素子が実装された高価なプリント基板面積が広くなり又磁気アドレスセンサの電子パーツを周囲環境の湿度や水滴或いは過度の衝撃から製品を保護するため充填されるシリコンゴムやエポキシ樹脂の量も多くなり磁気アドレスセンサを大変高価にしている原因ともなっている。
5)ゴム磁石は、ゴム材に磁性体としての磁石用フェライトを混合し、およそ厚さ1mm程度の無着磁のものが一般的に用いられる。磁気アドレス情報板にするには、この無着磁のものに種々の着磁ヨークを用いて、データに沿った色々なパターンに着磁機にて着磁して作られる。しかしながら、本質的に、例えば8ビットの場合、種類は256となり、同一物は2個と無く全てが異なるパターンとなる。したがって、大変高価な着磁機はもとより、種々の着磁用ヨークへの設備投資費用は大変高額となり、また、それを償却しなければならないため、製品価格は大変高価なものとなっている。
1)自動搬送機の走行途上にそのポイントを指示する磁気アドレス情報板を床面に張り付け、磁気アドレス情報板から発せられる磁気データを磁気アドレスセンサで精度良く位置を検出可能な磁気アドレス情報板とする。
2)磁気アドレス情報板の生産においては、高額な機械の使用と設備への投資を不要にする。
3)磁気アドレス情報板製造方法は、簡易にしかも安価にする。
4)磁気アドレス情報板のデータを検出する磁気アドレスセンサを小型化することを可能にして、コストの低下を図る。
1)精度の良い読み出しタイミング信号を発生させ、精度良くアドレスデータを読み出すことにより、アドレス検出ミスを無くし、信頼性の高いデータとしてその信号を出力する。
2)磁気アドレス情報板と共に用いられ、磁気アドレス情報板のデータを検出し自動搬送機を制御するための、磁気アドレスセンサを小型にすることにより安価にし、トータルコストを低下させる。
3)種類のみが多く同一物の無い少量多種類の磁気アドレス情報板を生産するため、着磁機を不要とするとともに、それに伴う多種類の着磁ヨークに対する設備投資も不要にし、しかも効率良く安価に生産することを目的にする。
この点は、アドレスデータが着磁された磁気パターンに影響を受けにくく、また、位置が変化しないため、読み出しタイミング信号の発生は磁気アドレス情報D1〜D8の中心点に、アドレスを読み出す磁気検出素子のMS1〜MS8を正確に合わせることができるので、信頼性の高いアドレス情報を検出させることができる。
ロ)磁気アドレスセンサの大きさは、上記説明したようにMSL〜MSMの距離によって決まる。
この発明の磁気アドレス情報板を用いると、磁気アドレスセンサに設けられる読み出しタイミング信号発生用の磁気検出素子MSLは、最下位ビット(LSB)D1を読み取るMS1側に寄せ、読み出しタイミング発生用の磁気検出素子MSMは、最上位ビット(MSB)D8を読み取るMS8側に寄せることができるため、MSL〜MSM間は短くなり、磁気アドレスセンサを小さくするとともに、磁気アドレスセンサに充填するシリコンゴムやエポキシ樹脂の量を少なくすることができるので安価となり、磁気アドレスセンサシステム全体が安価となる。
ハ)また、磁気アドレス情報板は、長尺の磁気テープを短冊状に切り磁気パターンは、短冊状の磁気テープを、表裏を変えながら張り付けるだけであるから、着磁機はもとより多種の着磁ヨークが不要となるため、高価な投資も必要としない上、複雑な着磁作業も省くことができ、生産性も良く安価となる。
この発明において、磁気アドレス情報板の読み出しタイミング信号を発生させる磁極は、最下位ビットD1に隣接する端部のRLが最下位ビットの磁性と異なる磁性で着磁され、また、最上位ビットD8に隣接する端部のRMが最上位ビットと異なる磁性で着磁されている。したがって、必ずD1とRL及びD8とRMは、互いが異なる磁性に着磁されている。これにより、磁束密度の変化率が高い無磁気エリアをD1とRL及びD8とRM間に作ることができる。この無磁気のパターンは、隣り合わせの磁極が異なるため、狭く非常に鋭角に変化し安定しており、アドレス内容によって移動変化することはない。
図1からも分かるように、磁気アドレス情報板端面から外側に発生している磁束については、従来のものと大きな差は無いが、この磁束密度の増加する磁束密度が強くなる立ち上がり部を利用することはない。しかしながら、如何なるアドレス情報の場合でも必ず発生するD1とRL及びD8とRM間の無磁気になる点を読み出しタイミング信号発生に使用することができる。
1)磁気アドレスセンサのMSM側が磁気アドレス情報板のRLからRM側に向かって侵入する場合、磁気検出素子MSLがRLを検出した後無磁気になるA点でMS1〜MS8の磁気検出素子が丁度D1〜D8の中央真上に来るように配置し、磁気検出素子MSLがRLを検出した後無磁気になる点で読み出しタイミング信号を出力すれば、MS1〜MS8はそれぞれD1〜D8の真上中央に来ているので、磁気アドレス情報板のデータを正確に読み取ることができる。
その他、検出磁束の極性に関係なく検出するMR素子を用いた双極検出素子を用いてその検出信号を用いてもよい。
また、D1〜D8の磁気検出には単極検出素子を用い、N極だけの検出を行う場合やホール素子を用いN極だけの検出信号を用いてもよい。
磁気アドレスセンサのMSL側が磁気アドレス情報板のRMからRL側に向かって侵入する場合は、磁気センサ素子MSMがRMを検出した後無磁気になるB点でMS1〜MS8のデータ読み出しタイミング信号を出力する。
磁気アドレスセンサの大きさが小さくなると、それを収納するケースも小さくなり、湿度や水滴或いは振動衝撃から電子パーツを守るためにケース内でプリント基板を充填する高価なシリコンゴムやエポキシ樹脂の量も少なくなり、製品価格を安価にすることができる。
図3の(イ)は、長尺の着磁された磁気テープを示し、(ロ)は、長尺磁気テープを磁気アドレス情報板幅の長さに、短冊状にカットしアドレス85となるように配置し並べたものを示し、(ハ)は、磁気アドレス情報板の構成図を示す。
RL 磁気アドレス情報板の最下位ビットに隣接する端部に設けられ、自動搬送機が最下位ビット方向から侵入する場合の、読み出し信号を発生するための磁極
RM 磁気アドレス情報板の最上位ビットに隣接する端部に設けられ、自動搬送機が最上位ビット方向から侵入する場合の、読み出し信号を発生するための磁極
L 磁気アドレスセンサの最下位ビット検出用磁気検出素子と、最下位ビットに隣接する端部の読み出しタイミング信号発生用の磁気検出素子との間の距離、或いは、磁気アドレスセンサの最上位ビット検出用磁気検出素子と、最上位ビットに隣接する端部の読み出しタイミング信号発生用の磁気検出素子との間の距離
L1 最下位ビットのデータ用磁極とその隣の読み出しタイミング信号発生用磁極、或いは、最上位ビットのデータ用磁極とその隣の読み出しタイミング信号発生用磁極とが同じ場合の磁気アドレス情報板端面からはみ出す検出点までの距離
L2 最下位ビットのデータ用磁極とその隣の読み出しタイミング信号発生用磁極、或いは、最上位ビットのデータ用磁極とその隣の読み出しタイミング信号発生用磁極とが異なる場合の磁気アドレス情報板端面からはみ出す検出点までの距離
D1〜D8 着磁されたアドレスデータ
D1 着磁されたアドレスを規定するための最下位ビット
D8 着磁されたアドレスを規定するための最上位ビット
MSL 磁気アドレスセンサの最下位ビットに隣接する端部に設けられ、自動搬送機が最下位ビット方向から侵入する場合の、RLの磁束を検出し、読み出し信号を発生するための磁気検出素子
MSM 磁気アドレスセンサの最上位ビットに隣接する端部に設けられ、自動搬送機が最上位ビット方向から侵入する場合の、RMの磁束を検出し、読み出し信号を発生するための磁気検出素子
MS1〜MS8 磁気アドレスセンサのアドレスデータを検出する磁気検出素子
MS1 最下位ビットのアドレスデータを検出するための磁気検出素子
MS8 最上位ビットのアドレスデータを検出するための磁気検出素子
P 磁気データの着磁ピッチ
A 自動搬送機が最下位ビット方向から侵入する場合の読み出し信号発生ポイント
B 自動搬送機が最上位ビット方向から侵入する場合の読み出し信号発生ポイント
Claims (4)
- S及びNの磁極によって所定ビット数のアドレスデータが着磁され、その上部を通過する自動搬送機に取り付けられた磁気アドレスセンサを用いてアドレスデータを示す磁極を検出することにより前記自動搬送機が通過する通過点の位置を検出する自動搬送機用磁気アドレス情報板において、
アドレスデータを規定する最下位ビットに隣接する一端部及び最上位ビットに隣接する他端部に、最下位ビット及び最上位ビットのそれぞれの極性と異なる極性でデータ読み出しタイミング信号用の磁極をそれぞれ付加したことを特徴とする自動搬送機用磁気アドレス情報板。 - 磁気テープ板を短冊状に所定の長さと幅にカットしアドレスデータに沿った磁極順に並べ繋ぎ合わせて構成されたことを特徴とする請求項1記載の自動搬送機用磁気アドレス情報板。
- 繋ぎ合わせて構成された磁気テープ板の配置ピッチがずれて離反し磁気テープ板の配置ピッチと磁気アドレスセンサの検出ピッチとが異ならないように、磁気テープ板が台紙もしくは両面テープに固定されたことを特徴とする請求項2記載の自動搬送機用磁気アドレス情報板。
- 繋ぎ合わせて構成された磁気テープ板の表面はシート状のプラスチックもしくはゴムでラミネートされたことを特徴とする請求項2又は請求項3記載の自動搬送機用磁気アドレス情報板。
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