JP2646738B2 - 無人車システムの充電エリア管理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、バッテリを駆動電源として搭載した無人
車システムの充電エリア管理装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、工場等における流れ作業においてベルトコンベ
ヤに代わって使用される無人車システムとして、例えば
第７図に示す部品組付ラインがある。この部品組付ライ
ン１の複数台の無人車２はバッテリを駆動電源として搭
載し、予め定められた走行経路に沿って走行する。即
ち、各無人車２は床面に敷設された誘導線３を流れる方
向指示信号及び速度指令信号を検出し、その検出信号に
基づき図示しないモータの駆動により矢印方向に走行す
る。

部品組付ライン１には充電エリア4,部品積載エリア5,
組付エリア６等が順次設けられ、各無人車２は部品積載
エリア5,組付エリア６等の作業エリアにおいて微速走行
する。各無人車２の走行に伴い、部品積載エリア５にて
各種部品が無人車２上に積載され、組付エリア６にて前
記積載した各種部品の組付処理が施され、同組付エリア
６の終了点において部品組付が完了する。そして、組付
エリア６と充電エリア４との間において完成部品が降ろ
された後、充電エリア４にて各無人車２のバッテリに対
して所定時間の充電が行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記従来の部品組付ライン１では充電エリ
アの全充電ステーションで無人車に充電が行なわれてい
るとき、充電エリア４に無人車が到着しても各無人車２
の充電時間が所定時間に達しない場合には到着無人車を
待機させねばならず、効率的に充電を行なうことができ
ない。又、到着無人車の待機状態において、充電中の無
人車２が所定時間の充電を終えて部品積載エリア５に向
けて発進するまでは、部品組付ライン１上の無人車台数
が所定数に満たないため、複数台の無人車を効率的に運
用することができないという問題点がある。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもの
であって、その目的は充電エリアの全充電ステーション
で無人車に充電が行なわれているとき、充電エリアへの
無人車の到着に基づいて全充電ステーションの無人車の
うち、充電時間が最も長い無人車を次工程エリアへ発進
させることにより、充電エリア以外の走行経路上の無人
車の台数を一定に保って複数台の無人車を効率的に運用
することができるとともに、到着無人車を待機させず不
使用状態となった充電ステーションで効率的に充電を行
なうことができる無人車システムの充電エリア管理装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するため、バッテリを駆動
電源として搭載しかつ予め定めた走行経路に沿って走行
する複数台の無人車と、前記走行経路の途中に設けられ
た充電エリアと、充電エリアに設けられかつ各無人車の
バッテリに対して充電を行なうための充電器を備えた複
数の充電ステーションと、充電ステーションに誘導され
た無人車にその充電器により充電を行なわせる充電制御
手段とを備えた無人車システムの充電エリア管理装置に
おいて、充電エリアへ新たな無人車が到着したときに当
該充電エリアの全充電ステーションで無人車に充電が行
われていて充電ステーションに空きがない場合、各充電
ステーションで充電中の無人車のうち、充電時間が最も
長い無人車を次工程エリアへ発進させる発進制御手段と
を備えた無人車システムの充電エリア管理装置をその要
旨とする。

［作用］ 充電エリアへ新たな無人車が到着したときに当該充電
エリアの全充電ステーションで無人車に充電が行われて
いて充電ステーションに空きがない場合、発進制御手段
により、各充電ステーションで充電中の無人車のうち、
充電時間が最も長い無人車が次工程エリアへ発進され
る。

［実施例］ 以下、この発明を部品組付ラインに具体化した一実施
例を第１〜５図に従って詳細に説明する。

なお、部品組付ラインの構成は第７図に示す従来例と
同様であるので省略する。

第１図に示すように、充電エリア４内には充電器7a〜
9aを備えた第１〜第３の充電ステーション７〜９が誘導
線３の外側に配置されている。この実施例では充電器7a
〜9aは定電圧定電流方式のものを使用している。第１〜
第３の充電ステーション７〜９と対応して誘導線３上に
はそれぞれスピンターン領域11が設けられ、無人車２の
各充電ステーション内への進入時又は各充電ステーショ
ンからの発進時においてスピンターン領域11にて無人車
２のスピンターンを行なわせる。

第１〜第３の充電器7a〜9aの側方にはこれら充電器7a
〜9aを一括して制御する制御盤12が設けられている。各
充電ステーション７〜９の一側には充電用光通信ユニッ
ト13〜15が配設され、これら光通信ユニット13〜15は各
充電ステーション７〜９内の無人車２の有無を検出し、
無人車２の検出中には第５図に示すハイレベルの充電ス
テーション到着検出信号SG4を前記制御盤12に出力する
ようになっている。

又、充電エリア４の入口側（第１図において下方）に
は入口用光通信ユニット17が設けられ、同光通信ユニッ
ト17は充電エリア４への無人車２の到着及び充電エリア
４内への進入を検出し、到着無人車２の検出中には第５
図に示すハイレベルの充電エリア到着検出信号SG3を前
記制御盤12に出力するようになっている。

又、充電エリア４の出口側（第１図において左方）に
はリードスイッチ18が設けられ、いずれかの充電ステー
ションより充電を終えて発進した無人車２の通過を検出
し、無人車２の検出中には第５図に示すハイレベルの無
人車通過検出信号SG5を前記制御盤12に出力するように
なっている。

第２図は上記のように構成された充電エリア４の管理
装置の電気的構成を示す。

充電エリアコントローラ25は充電制御手段及び発進制
御手段等を構成し、同コントローラ25には前記充電用光
通信ユニット13〜15,入口用光通信ユニット17,リードス
イッチ18が接続されている。又、充電エリアコントロー
ラ25には前記各充電器7a〜9aが接続されている。

無人車２はコントローラ2aと、前記充電用光通信ユニ
ット13〜16及び入口用光通信ユニット17と通信を行なう
通信ユニット2bとを備えている。なお、この実施例では
無人車２のバッテリには液補充不要のシールドタイプの
ものを使用している。

そして、充電エリアコントローラ25は各充電ステーシ
ョン７〜９に設けた充電用光通信ユニット13〜15からの
充電ステーション到着検出信号SG4に基づいて各ステー
ション７〜９の使用状態、即ち、無人車２に充電中であ
るか否かを判定し、無人車２に充電中でないと判定する
と第５図に示すハイレベルの不使用判定信号SG1を出力
するとともに、当該ステーション７〜９において充電中
の無人車２の充電時間を計測する。

又、充電エリアコントローラ25は各充電用光通信ユニ
ット13〜15により無人車２が検出されなくなってからリ
ードスイッチ18により無人車２の通過が検出されるまで
の間、又は入口用光通信ユニット17により無人車２が検
出されなくなってからいずれかの充電用光通信ユニット
13〜15により無人車２の充電ステーション７〜９への到
着が検出されるまでの間において、充電エリア４内に移
動中の無人車２が有ると判別し、それ以外の場合には移
動中の無人車２が無いと判別して第５図に示すハイレベ
ルの移動車判定信号SG2を出力するとともに、充電ステ
ーション７〜９からの無人車２の発進、及び到着無人車
２の充電ステーション７〜９への進入を待機させるよう
になっている。

そして、充電エリアコントローラ25は充電エリア４へ
の無人車２の到着時において、充電エリア４の全充電ス
テーションで無人車２に充電が行なわれている場合に
は、全充電ステーションの無人車のうち、充電時間が最
も長い無人車２に対してその充電ステーションの充電用
光通信ユニットを介して部品積載エリア５へ発進させる
発進許可信号を出力し、その無人車２を発進させる。こ
の後、充電エリアコントローラ25は入口用光通信ユニッ
ト17を介してその到着無人車２に充電エリア４内への進
入許可信号及び行き先充電ステーション（不使用状態と
なった充電ステーション）の情報を出力して同無人車２
を当該充電ステーションに誘導してその充電ステーショ
ンに対応した充電器により到着無人車２のバッテリに対
して充電を行なわせる。

又、充電エリアコントローラ25は充電エリア４への無
人車２の到着時において、不使用状態の充電ステーショ
ンがある場合には、入口用光通信ユニット17を介してそ
の到着無人車２に充電エリア４内への進入許可信号及び
行き先充電ステーション（不使用状態の充電ステーショ
ン）の情報を出力して同無人車２を当該充電ステーショ
ンに誘導してその充電ステーションに対応した充電器に
より到着無人車２のバッテリに対して充電を行なわせ
る。

次に、上記充電エリアコントローラ25が実行する処理
を第3,4図に基づいて説明する。

第３図は充電エリア４内への到着無人車進入処理を示
し、入口用光通信ユニット17による充電エリア４への無
人車２の到着検出信号SG3に基づいて実行される。

まず、ステップ31にて各充電用光通信ユニット13〜15
の検出信号に基づいて充電ステーション７〜９に空きが
あるか否かを判別する。そして、ステップ31で全充電ス
テーションとも使用状態であると判別するとステップ32
に移行して充電中無人車発進処理（第４図に示す）を実
行する。

ステップ31でいずれかの充電ステーション７〜９に空
きが有ると判別するとステップ33に進み、このステップ
33で充電エリア４内を移動中の無人車２が有るか否かを
判別する。そして、移動中の無人車２が有ると判別する
と、ステップ34に移行して到着無人車２に対して進入許
可信号を出力せずその到着無人車２を待機させる。又、
充電エリア４内に移動中の無人車２がないと判別する
と、ステップ35に進んで到着無人車２に対して入口用光
通信ユニット17を介して発進許可信号及び行き先充電ス
テーションの情報を発信し、到着無心車２を充電エリア
４内に進入させる。

次のステップ36では前記ステップ35にて指定された充
電ステーションに設けられた充電用光通信ユニットの検
出信号に基づいて到着無人車２が指定された充電ステー
ション内に到着したか否かを判別する。ステップ36で到
着無人車２が指定充電ステーション内に未到着であると
判別すると、ステップ37に移行してサイクルタイムオー
バーであるか否かを判別し、サイクルタイムオーバーで
ないと判別すると前記ステップ36に戻る。以下、到着無
人車２が指定された充電ステーション内に到着するまで
ステップ36,37の処理を繰り返し実行し、ステップ37に
てサイクルタイムオーバーである、即ち、到着無人車２
が指定充電ステーションに向かって正常に走行していな
いと判別すると、ステップ38にてその充電ステーション
の充電器に設けた図示しない異常表示ランプにより異常
を表示させる。

又、ステップ36で到着無人車２が指定充電ステーショ
ン内に到着したと判別すると、続くステップ39で指定充
電ステーションの充電器により到着無人車２のバッテリ
に対して充電を開始する。

次に、前記充電中無人車発進処理を第４図に基づいて
説明する。

ステップ41にて最も長い時間充電されている無人車２
に対する充電を終了させるとともに、その無人車２に対
して充電用光通信ユニットを介して発進許可信号を出力
しその無人車２を発進させる。

次のステップ42では前記ステップ41で発進させた無人
車２が充電エリア４の出口を通過したか否か、即ち、無
人車２が正常に走行しているか否かを判別する。ステッ
プ42で無人車２が未通過であると判別すると、ステップ
43に移行してサイクルタイムオーバーであるか否かを判
別し、サイクルタイムオーバーでないと判別すると前記
ステップ42に戻る。以下、無人車２が充電エリア４の出
口を通過するまでステップ42,43の処理を繰り返し実行
し、ステップ42で無人車２が充電エリア４の出口を通過
したと判別すると、この処理を終了する。

又、ステップ43にてサイクルタイムオーバーである、
即ち、無人車２が充電エリア４出口に向かって正常に走
行していないと判別すると、ステップ44にてその充電ス
テーションの充電器に設けた図示しない異常表示ランプ
により異常を表示させる。

このように、この実施例では充電エリア４への無人車
２の到着時において、充電エリア４の全充電ステーショ
ンで無人車２に充電が行なわれている場合には、全充電
ステーションの無人車のうち、充電時間が最も長い無人
車２を部品積載エリア５へ発進させるとともに、発進無
人車が充電エリア４から離脱すると到着無人車２を不使
用状態となった充電ステーションに誘導して充電を行な
うようにしているので、充電エリア４以外の部品組付ラ
イン１上の無人車２の台数を一定に保つことができ、複
数の無人車２を効率的に運用することができるととも
に、到着無人車２を待機させず効率的に充電を行なうこ
とができる。

又、この実施例では充電エリア４への無人車２の到着
時において、不使用状態の充電ステーションがあれば到
着無人車２をその充電ステーションに誘導して充電を行
なうようにしているので、各充電ステーション７〜９の
稼働効率を向上することができる。

又、この実施例では無人車２のバッテリには液補充不
要のシールドタイプのものを使用し、充電器7a〜9aには
定電圧定電流方式のものを使用しているので、例えば充
電エリア４上流の組付エリア６でトラブルが発生して無
人車２が充電エリア４に到着しなくなると、充電中の各
無人車２のバッテリに対する充電が続行されるが、バッ
テリは長時間の充電でも液の減少がほとんどなく、又、
バッテリがほぼ満充電状態になると充電器7a〜9aより流
れ込む電流が小さくなるため、過充電を防止することが
できる。

さらに、この実施例において充電エリア４への無人車
２の到着に基づいて発進される無人車２のバッテリ充電
時間は、 充電時間≧無人車２の組付エリア通過時間×充電器台数 となり、バッテリの必要充電時間に応じて充電器台数を
設定することにより、必要充電時間を確保することがで
きる。例えば、必要充電時間が６分、組付エリア通過時
間が２分であれば、上記のように充電器台数を３台とす
ればよい。

［別の実施例］ 次に、この発明の別の実施例を第６図に基づいて説明
する。この別例では充電エリア４に前記第１〜第３の充
電ステーション７〜９に加え、充電器10aを備えた第４
の充電ステーション10と、同充電ステーション10の一側
に前記各充電用光通信ユニット13〜15と同様の充電用光
通信ユニット16を設けており、他の構成は前記実施例と
同様である。

この別例では前記実施例と比較して無人車２のバッテ
リ充電時間を（4/3）倍とすることができ、無人車２の
作業負荷の増加に対処することができる。又、これによ
り、無人車２の作業負荷に応じて充電ステーションの数
を調整すれば、どのような作業負荷にも対処することが
可能となる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば充電エリアへ
新たな無人車が到着したときに当該充電エリアの全充電
ステーションで無人車に充電が行われていて充電ステー
ションに空きがない場合、各充電ステーションで充電中
の無人車のうち、充電時間が最も長い無人車を次工程エ
リアへ発進させるようにしているので、充電エリア以外
の走行経路上の無人車の台数を一定に保つことができ、
複数台の無人車を効率的に運用することができるととも
に、到着無人車を待機させずに不使用状態となった充電
ステーションで効率的に充電を行なうことができる優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した一実施例における充電エ
リアを示す構成図、第２図は充電エリア管理装置の電気
的構成を示すブロック図、第３図は充電ステーションか
らの無人車発進処理を示すフローチャート、第４図は充
電エリア４内への到着無人車進入処理を示すフローチャ
ート、第５図は充電エリア管理装置の作用を示す各波形
図、第６図は充電エリアの別例を示す構成図、第７図は
無人車システムの従来例を示す概略図である。 図中、２は無人車、４は充電エリア、７〜10は充電ステ
ーション、7a〜10aは充電器、25は充電制御手段及び発
進制御手段を構成する充電エリアコントローラである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッテリを駆動電源として搭載し、かつ、
   予め定めた走行経路に沿って走行する複数台の無人車
   と、 前記走行経路の途中に設けられた充電エリアと、 充電エリアに設けられ、かつ、各無人車のバッテリに対
   して充電を行なうための充電器を備えた複数の充電ステ
   ーションと、 充電ステーションに誘導された無人車にその充電器によ
   り充電を行なわせる充電制御手段と を備えた無人車システムの充電エリア管理装置におい
   て、 充電エリアへ新たな無人車が到着したときに当該充電エ
   リアの全充電ステーションで無人車に充電が行われてい
   て充電ステーションに空きがない場合、各充電ステーシ
   ョンで充電中の無人車のうち、充電時間が最も長い無人
   車を次工程エリアへ発進させる発進制御手段と を備えた無人車システムの充電エリア管理装置。