JP2022052898A - 無人搬送車 - Google Patents

Abstract

【課題】無人搬送車側における制御のみで、さらに停止精度を向上させることができる無人搬送車を提供する。【解決手段】無人搬送車は、無人搬送車を駆動させる駆動手段と、停止誘導手段を検出可能な検出手段と、検出手段が停止誘導手段を検出したときから、無人搬送車が停止するまでの、無人搬送車の移動量を検出する移動量検出手段と、無人搬送車の移動を制御する制御手段と、を備える。制御手段は、移動量検出手段が検出した無人搬送車の移動量に基づいて、駆動手段を駆動させる。【選択図】図４

Description

本発明は、床又は床上に設置された磁気テープ等の誘導手段に沿って走行する無人搬送車に関する。

従来の無人搬送システムとして、特許文献１に記載されるものがあった。これによれば、走行路に誘導手段を敷設し、走行機構を有する無人搬送車を、前記誘導手段に沿って自律走行させながら作業を行なうようにした無人搬送システムであって、前記誘導手段を、所定ピッチでＮ極、Ｓ極に交互に着磁された磁気テープから構成し、前記無人搬送車に、前記磁気テープの磁極の検出が可能な磁気センサを設けると共に、この磁気センサの検出に基づいて前記走行機構による走行、停止を制御する制御手段を設けていた。

上記構成により、無人搬送車の高い停止精度を得ながら、安価な構成で済ませることとされていた。

特開２００１－５５２５号公報

しかし、上記の無人搬送車では、磁気テープの磁極を検出してから、走行機構を停止させても、現実的には、無人搬送車は慣性によりすぐに停止できないため、プラスマイナス１０ｍｍ程度の許容公差が認められている。

また、走行路に設けられる誘導手段としての磁気テープの変更が要求されるので、変更の規模が大きくなるため、新規のシステムの立ち上げ、既存のシステムの更新等がなければ、容易に採用することが出来ないという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みて、無人搬送車側における制御のみで、さらに停止精度を向上させることができる無人搬送車を提供するものである。

本発明の請求項１記載の発明では、床又は床上に設置された誘導手段に沿って自律走行可能な無人搬送車であって、
前記誘導手段は、さらに、前記無人搬送車を停止させるための停止誘導手段を含み、
前記無人搬送車を駆動させる駆動手段と、
前記停止誘導手段を検出可能な検出手段と、
前記検出手段が前記停止誘導手段を検出したときから、前記無人搬送車が停止するまでの、前記無人搬送車の移動量を検出する移動量検出手段と、
前記無人搬送車の移動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記移動量検出手段が検出した前記無人搬送車の移動量に基づいて、前記駆動手段を駆動させる。

これによれば、無人搬送車側における制御のみで、さらに停止精度を向上させることができる。

また、前記制御手段は、前記移動量検出手段が検出した前記無人搬送車の移動量だけ戻すように、前記駆動手段を駆動させる。

これによれば、検出手段が停止誘導手段を検出してから、無人搬送車の停止完了までに、慣性によって移動する移動量分だけ戻すように、駆動手段を駆動させることで、停止予定位置に確実に停止させることが可能となる。

また、前記駆動手段が回転軸を有するモーターであり、
前記移動量検出手段が、エンコーダであり、
前記制御手段は、
前記エンコーダが検出した、前記無人搬送車が停止したときの前記回転軸の回転角度と、前記検出手段が、前記停止誘導手段を検出したときの前記回転軸の回転角度との差を、
前記無人搬送車の移動量として算出する。

これによれば、既存のサーボモーターとエンコーダを用いて、比較的容易な制御で高い停止精度を得ることができる。

本発明における一実施形態の無人搬送車の概略構成の側面図である。 同実施形態の概略構成の平面図である。 同実施形態のブロック図である。 同実施形態の動作のフローチャートである。 従来のＡＧＶの停止動作の実験結果である。 本発明の停止動作の実験結果である。

本発明における無人搬送車の一実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明において、図面に矢印が付される場合には、Ｆを前、Ｂを後ろ、Ｒを右、Ｌを左、Ｕを上、Ｄを下、とする。

無人搬送車１０は、概略的には、図２に示すように、床上に配された誘導手段としての磁気テープからなるガイド１００上を、自律走行するものである。

無人搬送車１０は、図１～３に示すように、車体２０と、車輪３１、３２、３３、３４と、サーボモーター４１、４２、４３、４４と、エンコーダ５１、５２、５３、５４と、ガイドセンサ６１と、停止センサ６２と、を有している。

車体２０は、底部２１を有し、底部２１の四隅部分にそれぞれ車輪３１、３２、３３、３４が取り付けられている。車輪３１、３２、３３、３４には、駆動手段としての、サーボモーター４１、４２、４３、４４がそれぞれ接続されている。サーボモーター４１、４２、４３、４４には、エンコーダ５１、５２、５３、５４がそれぞれ接続されている。

底部２１の前側及び後側中央部には、ガイド１００の磁気を検出するガイドセンサ６１が配設されている。底部２１の中央部の右側には、無人搬送車１０を停止させるための停止誘導手段としての、磁気テープからなる停止マーカー１０１を検出する、停止センサ６２が配設されている。

図３は、無人搬送車１０の制御手段７０の機能ブロックを示し、ＣＰＵ７１は、停止スイッチ及び起動スイッチを含む操作部６０からの信号と、ガイド１００を検出するガイドセンサ６１からの信号と、停止マーカー１０１を検出する停止センサ６２からの信号と、に基づいて、予めＲＯＭ７２に収納されたプログラムに従って、四つのモータ駆動部８１、８２、８３、８４を介して、四つのサーボモーター４１、４２、４３、４４を駆動制御する。

これらサーボモーター４１、４２、４３、４４の、回転軸４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａの、速度を検出する四つのエンコーダ５１、５２、５３、５４は、実走行速度、無人搬送車１０の移動量等をフィードバックする目的で設けられ、これらエンコーダ５１、５２、５３、５４からの信号は、四つのエンコーダ入力部９１、９２、９３、９４を介してＣＰＵ７１に戻される。

また、ＲＡＭ７３は、エンコーダ５１、５２、５３、５４が計測した、無人搬送車１０が停止したときの回転軸４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａの回転角度、停止センサ６２が、停止マーカー１０１を検出したときの回転軸４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａの回転角度等を記憶する。

上記構成の無人搬送車１０の機能、作用を説明する。
ＡＧＶ（無人搬送車１０）を走行させる（Ｓ１１）。停止センサ６２により、停止マーカー１０１を検出する（Ｓ１２）と、無人搬送車１０の現在位置を記憶する（Ｓ１３）。

Ｓ１３について、詳説すれば、停止センサ６２が停止マーカー１０１を検知したときの、エンコーダ５１、５２、５３、５４で計測した、回転軸４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａの回転角度を、無人搬送車１０を停止させる「目標位置」としてそれぞれＲＡＭ７３に記憶する。

そして、サーボモーター４１、４２、４３、４４の停止指令を出し（Ｓ１４）、サーボモーター４１、４２、４３、４４を停止完了させる（Ｓ１５）。この間、慣性により無人搬送車１０は、オーバーシュート（目標位置越え）する。

無人搬送車１０が、停止完了したら、現在位置を記憶する（Ｓ１６）。Ｓ１６について詳説すれば、無人搬送車１０が停止完了したときの、エンコーダ５１、５２、５３、５４で計測した回転軸４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａの回転角度を、無人搬送車１０を実際に停止した「停止位置」としてそれぞれＲＡＭ７３に記憶する。

無人搬送車１０のオーバーシュート距離を算出する（Ｓ１７）。Ｓ１７について詳説すれば、制御手段７０は、無人搬送車１０が停止完了したときの、エンコーダ５１、５２、５３、５４で計測した回転軸４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａの回転角度と、停止センサ６２が停止マーカー１０１を検知したときの、エンコーダ５１、５２、５３、５４で計測した回転軸４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａの回転角度との差を、「オーバーシュート距離」としてそれぞれ算出する。

そして、サーボモーター逆転指令を出す（Ｓ１８）。Ｓ１８について詳説すれば、Ｓ１７で算出された「オーバーシュート距離」分、サーボモーター４１、４２、４３、４４をそれぞれ逆転させて、無人搬送車１０を移動させる。

「目標位置」で無人搬送車１０が停止する（Ｓ１９）。「目標位置」で、必要な作業が終わると、無人搬送車１０は、次の走行へ移行する（Ｓ２０）。

本発明の無人搬送車１０と、従来の無人搬送車を、同等の重量とし、１０００ｍｍ先で停止させたときの、走行データの比較実験について、以下に述べる。

図５では、従来の無人搬送車（ＡＧＶ）の走行データを示している。この場合、通常よく行われるように、停止マーカー１０１の手前側に、無人搬送車１０を減速させるための減速マーカーが床上に配されている。

走行開始後、０．１秒後に、速さは、０．８ｋｍ／ｈとなり、移動距離は、０ｍｍとなっている。

走行開始後、３秒後に、減速マーカーを検出し減速制御に入る、速さは、０．８ｋｍ／ｈで、移動距離は、６６７ｍｍとなっている。

走行開始後、３．１秒後に、減速制御により、速さは、０．６ｋｍ／ｈとなり、移動距離は、６６７ｍｍとなっている。

走行開始後、４．８秒後に、停止マーカー１０１を検出し停止制御に入る、速さは、０．６ｋｍ／ｈで、移動距離は、９６６ｍｍとなっている。

走行開始後、５．２秒後に、停止制御により、速さは、０ｋｍ／ｈとなり、移動距離は、１０００ｍｍとなっている。

この場合の停止精度は、プラスマイナス１０ｍｍとなっている。

図６では、本発明の無人搬送車１０（ＡＧＶ）の走行データを示している。この場合、停止マーカー１０１のみが床上に配されている。

走行開始後、０．１秒後に、速さは、１．８ｋｍ／ｈとなり、移動距離は、０ｍｍとなっている。

走行開始後、２秒後に、停止マーカー１０１を検出し停止制御に入る、速さは、１．８ｋｍ／ｈで、移動距離は、１０００ｍｍとなっている。

走行開始後、２．２秒後に、停止制御により、速さは、０ｋｍ／ｈとなり、移動距離は、１０７５ｍｍとなっている。

走行開始後、２．３秒後に、速さは、０ｋｍ／ｈで、移動距離は、１０７５ｍｍとなっている。

走行開始後、２．３１秒後に、サーボモーター４１、４２、４３、４４の逆転により、速さは、－０．６ｋｍ／ｈとなり、移動距離は、１０７５ｍｍとなっている。

走行開始後、２．５９秒後に、サーボモーター４１、４２、４３、４４が停止し、速さは、－０．６ｋｍ／ｈで、移動距離は、１０００ｍｍとなっている。

走行開始後、２．６秒後に、速さは、０ｋｍ／ｈとなり、移動距離は、１０００ｍｍとなっている。

この場合の停止精度は、プラスマイナス１ｍｍとなっている。

以上のことより、本発明では従来方式に比較すると、以下の利点がある。
（１）速度を上げることができる（従来の０．６～０．８ｋｍ／ｈから１．８ｋｍ／ｈ）。
（２）位置決めに要する所要時間が短い（従来の５．２ｓｅｃから２．６ｓｅｃ）。
（３）停止精度が良い（従来のプラスマイナス１０ｍｍからプラスマイナス１ｍｍ）。
（４）停止マーカー１０１設置の際にオーバーシュートを考慮する必要がない（従来、オーバーシュートを考慮して少し手前に設置が必要）。
（５）停止マーカー１０１から停止したい位置まで自由にオフセット長の設定が可能（従来、オフセットは基本的に設定できない）。

上記構成の無人搬送車１０では、床又は床上に設置された誘導手段としてのガイド１００に沿って自律走行可能な無人搬送車であって、
誘導手段は、さらに、無人搬送車１０を停止させるための停止誘導手段としての停止マーカー１０１を含み、
無人搬送車１０を駆動させる駆動手段としてのサーボモーター４１、４２、４３、４４と、
停止マーカー１０１を検出可能な検出手段としての停止センサ６２と、
停止センサ６２が停止マーカー１０１を検出したときから、無人搬送車１０が停止するまでの、無人搬送車１０の移動量を検出する移動量検出手段としてのエンコーダ５１、５２、５３、５４と、
無人搬送車１０の移動を制御する制御手段７０と、
を備え、
制御手段７０は、エンコーダ５１、５２、５３、５４が検出した無人搬送車１０の移動量に基づいて、サーボモーター４１、４２、４３、４４を駆動させる。

これによれば、無人搬送車１０側における制御のみで、さらに停止精度を向上させることができる。

また、制御手段７０は、エンコーダ５１、５２、５３、５４が検出した無人搬送車１０の移動量だけ戻すように、サーボモーター４１、４２、４３、４４を駆動させる。

これによれば、停止センサ６２が停止マーカー１０１を検出してから、無人搬送車１０の停止完了までに、慣性によって移動する移動量分だけ戻すように、サーボモーター４１、４２、４３、４４を駆動させることで、停止予定位置に確実に停止させることが可能となる。

また、駆動手段が回転軸４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａを有するサーボモーター４１、４２、４３、４４であり、
移動量検出手段が、エンコーダ５１、５２、５３、５４であり、
制御手段７０は、
エンコーダ５１、５２、５３、５４が検出した、無人搬送車１０が停止したときの回転軸４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａの回転角度と、停止センサ６２が、停止マーカー１０１を検出したときの回転軸４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａの回転角度との差を、
無人搬送車１０の移動量として算出する。

これによれば、既存のサーボモーターとエンコーダを用いて、比較的容易な制御で高い停止精度を得ることができる。

本発明の無人搬送車は当該構成に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない限り各種の設計変更等が可能である。

例えば、移動量検出手段としてエンコーダを用いたが、それには限定されない、無人搬送車１０の移動量を検出できるのであれば、基準ポイントをステレオカメラにより測定したり、車輪３１、３２、３３、３４の車軸の回転量を機械的に測定したり、その他の手段を用いて、無人搬送車１０の移動量を検出することができる。

また、停止マーカー１０１の設置位置と停止目標位置とをオフセットするように設定して、無人搬送車１０が、停止目標位置に到達せずに停止してしまうような場合に、制御手段７０で、不足する移動量分移動させるように、サーボモーター４１、４２、４３、４４を駆動させることも可能である。この場合、基準ポイントをステレオカメラにより測定すること、予め停止マーカー１０１と停止目標位置との距離をＲＡＭ７３等に記憶させておくこと、等が考えられる。

また、誘導手段は、上記実施形態では、床上に配されたが、床に設けられた凹部等に配することも可能であるし、誘導手段の誘導方式も、電磁誘導式、光学誘導式等その他の方式を用いることができる。

また、駆動手段としてサーボモーターを用いたが、使用態様に応じて適宜変更することができる。

また、ガイドセンサ６１と、停止センサ６２と、に分けて構成したが、ガイドセンサ６１に停止センサ６２の機能を持たせて一体化することも可能である。

１０ 無人搬送車
４１ サーボモーター
４１ａ 回転軸
４２ サーボモーター
４２ａ 回転軸
４３ サーボモーター
４３ａ 回転軸
４４ サーボモーター
４４ａ 回転軸
５１ エンコーダ
５２ エンコーダ
５３ エンコーダ
５４ エンコーダ
６２ 停止センサ
７０ 制御手段
１００ ガイド
１０１ 停止マーカー

Claims (3)

1. 床又は床上に設置された誘導手段に沿って自律走行可能な無人搬送車であって、
   前記誘導手段は、さらに、前記無人搬送車を停止させるための停止誘導手段を含み、
   前記無人搬送車を駆動させる駆動手段と、
   前記停止誘導手段を検出可能な検出手段と、
   前記検出手段が前記停止誘導手段を検出したときから、前記無人搬送車が停止するまでの、前記無人搬送車の移動量を検出する移動量検出手段と、
   前記無人搬送車の移動を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記移動量検出手段が検出した前記無人搬送車の移動量に基づいて、前記駆動手段を駆動させることを特徴とする無人搬送車。
2. 前記制御手段は、前記移動量検出手段が検出した前記無人搬送車の移動量だけ戻すように、前記駆動手段を駆動させることを特徴とする請求項１記載の無人搬送車。
3. 前記駆動手段が回転軸を有するモーターであり、
   前記移動量検出手段が、エンコーダであり、
   前記制御手段は、
   前記エンコーダが検出した、前記無人搬送車が停止したときの前記回転軸の回転角度と、前記検出手段が、前記停止誘導手段を検出したときの前記回転軸の回転角度との差を、
   前記無人搬送車の移動量として算出することを特徴とする請求項１又は２記載の無人搬送車。
   

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