JP2679369B2 - 無人搬送車の充電制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、複数台の無人搬送車と、これらの無人搬
送車を制御するコントローラとから構成される無人搬送
システムにおける無人搬送車の充電制御方法に関する。

「従来の技術」 近年、FA（ファクトリ・オートメーション）の発達に
伴い、無人搬送システムが各種開発され、実用化されて
いる。この種のシステムにおける各無人搬送車は予め決
定された運行パターンにしたがって走行するようにプロ
グラムされており、このプログラムはROM（リードオン
リメモリ）などによって供給されるようになっている。

また、無人搬送車の走行路上には少なくともその１箇
所に充電ステーションが設けられており、各無人搬送車
がバッテリの低下を検知したときにそこで充電を行う。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来の無人搬送システムにおいて
は、各無人搬送車が予め決定された運行パターンにした
がって走行するようになっているので、充電ステーショ
ンの追加や、その位置の変更を行った場合には運行パタ
ーンの変更、すなわちプログラムの変更を行う必要があ
った。

また、各無人搬送車は予め決定された運行パターンに
したがって走行するようになっているので、バッテリの
低下をきたした時に最も近い位置に充電ステーションが
あってもその充電ステーションが運行パターン上に無け
ればそこへは行かず、運行パターン上にある充電ステー
ションへ行くことになる。このようなことから運行効率
が良くないという問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、
充電ステーションの追加および変更の際にプログラムの
変更を行う必要がなく、また、バッテリの充電による運
行効率の低下をきたすことのない無人搬送車の充電制御
方法を提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明の無人搬送車の充電制御方法は、複数台の無
人搬送車と、これら無人搬送車を制御するコントローラ
と、これら無人搬送車のバッテリの充電を行う複数の充
電専用ステーションおよびバッテリ充電を兼ねた作業兼
用充電ステーションとを備え、前記各無人搬送車は、前
記コントローラからの指示にしたがって、内部の地図メ
モリを用いて目的とする前記充電専用ステーションまた
は前記作業兼用充電ステーションまでの経路を探索し、
この探索した経路に沿って自動走行する無人搬送システ
ムにおいて、前記コントローラは、前記無人搬送車から
充電要求があった場合に該無人搬送車の現在位置から近
い順に前記充電専用ステーションの探索を行い、次い
で、該無人搬送車の現在位置から近い順に前記作業兼用
充電ステーションの探索を行い、そして、探索した順に
使用可能な充電器を有しているか否かを判断し、使用可
能な充電器を有するものを選択し、その選択結果を充電
要求を出した無人搬送車へ送ることを特徴とする。

「作用」 上記方法によれば、無人搬送車が充電要求を出すと、
コントローラは、この充電要求を出した無人搬送車に対
して、その無人搬送車の現在位置から近い順に充電専用
ステーションの探索を行う。そして、充電専用ステーシ
ョンの探索を終了した後、該無人搬送車の現在位置から
近い順に作業兼用充電ステーションの探索を行う。そし
て、これらの探索が終了した後、探索順にそのステーシ
ョンに接続された充電器が使用可能か否かを調べ、使用
可能なものなかで最も先に探索したものを選択し、この
選択結果を充電要求を出した無人搬送車へ送る。この選
択結果を受けた無人搬送車は、内部の地図データにした
がって選択されたステーション（充電専用ステーション
または作業兼用充電ステーション）までの経路を探索
し、この結果にしたがって自動走行する。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明
する。

第１図はこの発明の一実施例を適用した無人搬送シス
テムの全体構成を示すブロック図である。この図におい
て、１はコントローラ、２−ｋ（ｋ＝1,2,…10）は各々
無人搬送車であり、これら無人搬送車２とコントローラ
１とは無線によって接続されている。

無人搬送車２−ｋは、予め決められた走行路の床面に
貼付された磁気テープに沿って走行するようになってお
り、また、走行路には適宜の間隔をおいてノードが設定
されている。第２図は走行路の一例を示す図であり、こ
の図において，，……の各々がノードである。各ノ
ード，…には各々床面にノードマークが貼付されて
おり、無人搬送車２−ｋには、このノードマークを検出
する検出器が設けられている。また、ノードには次の５
種類がある。

（１）地図進入ノード：無人搬送車２−ｋが新たに走行
路に進入する時のスタート点となるノードであり、第２
図においては、，，，，である。

（２）充電ノード：無人搬送車２−ｋが作業と充電を行
う作業兼用充電ステーションが設けられたノードであ
り、第２図においては、，である。

（３）充電専用ノード：無人搬送車２−ｋが充電のみ行
う充電専用ステーションが設けられたノードであり、第
２図においては、である。ここで、上述した作業兼用
充電ステーションおよび充電専用ステーションには、複
数の充電器が設けられており、各充電器には番号が付さ
れている。

（４）作業ノード：無人搬送車２−ｋが作業を行う作業
ステーションが設けられたノードであり、第２図におい
ては、である。

（５）通過ノード：無人搬送車２−ｋが単に通過するだ
けのノードであり、第２図においては上記各ノード以外
の全てのノードである。

次に、第３図はコントローラ１の構成を示すブロック
図である。この図において、1aはCPU（中央処理装
置）、1bはCPU1aにおいて用いられるプログラムが記憶
されたプログラムメモリである。1cは無人搬送車間の衝
突を防止するためのデータが記憶された衝突テーブルで
ある。1dは地図メモリであり、第２図に示す各ノード
〜の（Ｘ−Ｙ）座標、ノード種別を示すデータ、その
ノードに接続されている各作業ステーションの番号、そ
のノードに接続されている各地のノードまでの距離等が
記憶されている。1eはデータ記憶用のデータメモリであ
り、このデータメモリ1eには、予め第４図に示すリザー
ブテーブルRVTが設けられている。このリザーブテーブ
ルRVTはノード〜に各々対応する記憶スロットRV1〜
RV14（各１バイト）を有している。第３図に戻り、1fは
操作部である。1gは通信装置であり、CPU1aから供給さ
れるデータを200〜300MHzの搬送波に乗せて発信し、ま
た、各無人搬送車２−ｋの各々から搬送波に乗せて送信
されたデータを受信する。この場合、コントローラ１は
各無人搬送車２−ｋの各々から送信されたデータを受信
することにより、各無人搬送車２−ｋの現在位置や作業
中か否かなどの状態を把握している。1hは操作部（キー
ボード）であり、各種入力を行う。1iはワークメモリで
ありCPU1aの処理作業において使用される。

◇ 次に、無人搬送車２−ｋについて説明する。第５図
は無人搬送車２−ｋの構成を示すブロック図であり、こ
の図において、2aはCPU、2bはプログラムメモリであ
り、CPU2aにおいて用いられるプログラムが記憶されて
いる。2cはデータ記憶用のデータメモリ、2dは操作部、
2eは通信装置、2fはコントローラ１内の地図メモリ1dと
同じデータが記憶された地図メモリである。また、2gは
走行制御装置であり、CPU2aから供給される行き先デー
タを受け、磁気センサによって床面の磁気テープおよび
ノードマークを検出しつつ駆動モータを制御し、無人搬
送車２−ｋを目的ノードまで走行させる。2hはデータ入
力部であり、外部より供給されるデータを入力する。

次に、上述した無人搬送システムの動作を説明する。

まず、オペレータは、コントローラ１の操作部1hから
入力を行い、地図データを作成する。この場合、地図情
報の一つであるノード位置情報のノード種別にそのノー
ドが、作業ステーションか、充電のみ行う充電専用ステ
ーションか、または作業と充電を兼用する作業兼用充電
ステーションかの指定を行う。また、充電専用ステーシ
ョンと作業兼用充電ステーションの場合には、使用する
充電器の番号の指定も行う。このように地図データ作成
に要する情報を入力した後、オペレータの操作によりコ
ントローラ１のCPU1aは充電に関するステーション（充
電専用ステーションと作業兼用充電ステーション）の位
置データを別ファイルとして作成する。次いで、オペレ
ータの指示でCPU1aは地図データをメモリカード（図示
略）に書込む。次いで、オペレータは、無人搬送車２−
ｋをコントローラ１の制御下に置く毎に、メモリカード
を無人搬送車２−ｋに差込み、地図データを読込ませ
る。なお、無人搬送車２−ｋをコントローラ１の制御下
に置くには、手動によって地図進入ノード，，，
，のいずれかへ移動させる。次に、オペレータは、
無人搬送車２−ｋの操作部2dからそのノードの番号を入
力し、次いで自動モードに切り換える。この場合、ノー
ド番号が入力されると、無人搬送車２−ｋのCPU2aは、
そのノード番号および自身の搬送車番号を通信装置2eを
介してコントローラ１へ送る。コントローラ１のCPU1a
はその搬送車番号およびノード番号を受け、データメモ
リ1e内に書き込む。以上の過程によって、コントローラ
１のCPU1aは、新たに進入した無人搬送車２−ｋの番号
およびその位置を検知する。

（Ｉ） 次に、第２図に示すように、例えば作業ノード
において行うべき作業が発生したとすると、コントロ
ーラ１のCPU1aはその作業ノードに最も近い位置に存
在する無人搬送車２−ｋに対して、同作業ノードを示
す作業ノードコードおよび作業プログラム番号を送信す
る。

いま、ノードに無人搬送車２−１が停止しており、
コントローラ１がこの無人搬送車２−１へ作業ノードコ
ードおよび作業プログラム番号を送信したとすると、無
人搬送車２−１のCPU2aは、受信した作業ノードコード
および作業プログラム番号をデータメモリ2c内に格納
し、次いで、作業ノードまでの走行ルートの探索を行
う。このルート探索は、従来から公知の縦型探索法や横
型探索方法などによって行なわれる。そして、このルー
ト探索によって→→→なるルートが探索された
とすると、CPU2aは、第６図に示すルートテーブルROTを
データメモリ2c内に作成すると共に、作成したルートテ
ーブルROTをコントローラ１へ送信する。

ルートテーブルROTには、同図に示すように、出発点
ノードの番号「１」、目的とする作業ノードへ行く
際に順次通過すべきノード，の番号「２」，
「３」、次に続くデータが作業に関するデータであるこ
とを示す作業コード「65000」、作業ノードの番号
「４」、作業プログラム番号「12」、次に続くデータが
停止するノードの番号「４」、前方のノードの番号
「５」、後方のノードの番号「３」、およびルートテ
ーブルROTの最後を表わす最終コード「０」が書き込ま
れる。

コントローラ１のCPU1aは、無人搬送車２−１によっ
て作成されたルートテーブルROTを内部のデータメモリ1
e内に書き込み、次いで、同テーブルROTを他の無人搬送
車２−２〜２−10へ送信する。他の無人搬送車２−２〜
２−10は各々同テーブルROTを内部のデータメモリ2c内
に書き込む。

次に、無人搬送車２−１のCPU2aは、地図メモリ2f内
に記憶されているノード間距離に基づいて、探索したル
ートの走行距離を、出発点ノードから目的ノードへ
向けて順次累算し、予め決められている一定距離Ｌを越
える最初のノードを検出する。いま、このノードがで
あったとする。次に、CPU2aはノード，，の番号
およびルート予約要求コードを各々コントローラ１へ送
信する。

コントローラ１のCPU1aは、このノード番号およびル
ート予約要求コードを受け、これらのノードが既に予約
されているか否かをリザーブテーブルRVTによってチェ
ックする。そして、予約されていなければ、すなわち、
リザーブテーブルRVTのこれらのノードに対応する記憶
スロットRV1〜RV14内のデータが「０」であった場は、
それらの記憶スロットに各々搬送車番号「１」を書き込
む。これによって、ルート→→が予約されたこと
になる。

次に、コントローラ１のCPU1aは、ノード〜の番
号および予約完了コードを無人搬送車２−１へ送信す
る。無人搬送車２−１は、これらのノード番号および予
約完了コードを受け、まずノードへ向って走行を開始
する。そして、走行途中において、所定時間が経過する
毎に、状態データおよび位置データをコントローラ１へ
送信する。ここで、状態データとは、無人搬送車２−１
の現在の状態（走行中、待機中、作業中、異常発生中な
ど）を示すデータのことであり、位置データとは無人搬
送車２−１の現在位置を示すデータのことである。

コントローラ１のCPU1aは、無人搬送車２−１から送
られてくる状態データおよび位置データと、無人搬送車
２−１が現在予約しているノードを示す予約ノードデー
タとを他の無人搬送車２−２〜２−10へ送信する。これ
らの無人搬送車２−２〜２−10は、受信したデータを内
部のデータメモリ2cに書き込む。また、CPU1aは無人搬
送車２−１から送信されてくる位置データをチェック
し、同無人搬送車２−１がノードを通過したことを検
出すると、ルート→の予約を解除する。すなわち、
リザーブテーブルRVTの記憶スロットRV1,RV2をクリアす
る。

一方、無人搬送車２−１のCPU2aは、走行途中におい
て、常時、現在位置から目的ノードへ向かう距離Ｌを越
える最初のノードを検出し、この検出したノードがの
場合は、ノード，の番号およびルート予約要求コー
ドを各々コントローラ１へ送信する。コントローラ１の
CPU1aは、このノード番号およびルート予約要求コード
を受け、ノード予約を行う。そして、ノード予約が完了
した場合は、ノード，の番号および予約完了コード
を無人搬送車２−１へ送信する。無人搬送車２−１のCP
U2aは、これらのノード番号および予約完了コードを受
け、ノードまで走行する。無人搬送車２−１がノード
を通過すると、前述した場合と同様にして、コントロ
ーラ１においてルート→の予約取り消しが行なわれ
る。そして、作業ノードに到達すると、横方向移動を
行い作業兼用充電ステーションS1に到達する。また、こ
の時点でルート→の予約取り消しが行なわれる。以
後、荷物の積み下ろし作業が行なわれる。

上述のように、無人搬送車２−１は走行開始に先だっ
てルートテーブルROTをコントローラ１へ送信し、ま
た、走行途中において状態データ、位置データを逐次コ
ントローラ１へ送信する。コントローラ１は送信された
ルートテーブルROT、状態データ、位置データをデータ
メモリ1e内に記憶すると共に、それらのテーブル、デー
タおよび予約ノードデータを全ての無人搬送車２へ送信
する。他の無人搬送車２−２〜２−10が走行する場合も
全く同様の処理が行なわれる。したがって、この無人搬
送車システムにおいては、各無人搬送車２−ｋが他の無
人搬送車２−ｋのルートテーブル、状態データ、位置デ
ータ、予約ノードデータを内部のデータメモリ2c内に保
持しており、これにより、各無人搬送車２−ｋは他の無
人搬送車２−ｋの走行ルートおよび現在の状態、現在位
置、予約ノードを常時検知することができる。

（II） 次に、無人搬送車２−１が充電要求を出した場
合の処理について説明する。

無人搬送車２−１の電圧検出手段がバッテリの電圧低
下を検出すると、同搬送車２−１のCPU2aは充電要求を
コントローラ１へ送信する。コントローラ１のCPU1a
は、無人搬送車２−１からの充電要求を受信すると、そ
の無人搬送車２−１の状態データと位置データとから地
図メモリ1dを参照し、無人搬送車２−１の現在位置から
近い順に充電専用ステーションの探索を行う。この場
合、探索順に第７図に示すようにワークメモリ1iに書込
んで行く。そして、充電専用ステーションの探索を行っ
た後に、無人搬送車２−１の現在位置から近い順に作業
兼用充電ステーションの探索を行い、上記同様にワーク
メモリ1iに書込んで行く。そして、これらの探索を終え
た後、ワークメモリ1iに書込んだデータの最初のデータ
から読出し、そのデータに対応するステーションの各充
電器のなかで使用可能なものがあるか否かを判断する。
そして使用可能なものがあれば、このステーション（充
電専用ステーションまたは作業兼用充電ステーション）
の位置座標および充電器の番号を無人搬送車２−１へ送
信する。一方、使用可能なものが無い場合には次のデー
タを読出し、同様の判断を行う。以下、使用可能な充電
器があるまで同様の処理を繰返す。

無人搬送車２−１のCPU2aは、受信したステーション
の位置座標および充電器の番号をデータメモリ2cに格納
し、次いで、上述した（Ｉ）で述べた方法により、地図
データを参照して指定されたステーションまでの走行ル
ートの探索を行い、この探索結果に基づいて走行を行
う。そして、そのステーションに到達すると、指定され
た番号の充電器にて充電を行なう。なお、無人搬送車２
−１のCPU2aが作成するルートテーブルROTの作業コード
として充電作業を示す番号が設定され、作業ノードとし
て指定された充電専用ステーションが設けられたノード
の番号が設定され、作業プログラム番号として充電を行
うためのプログラム番号が設定される。

上述のように、無人搬送車２−１が充電要求を出す
と、まず、コントローラ１は無人搬送車２−１の位置デ
ータに基づいて地図データを参照し、この無人搬送車２
−１の現在位置から近い順に充電専用ステーションの探
索を行い、次いで、無人搬送車２−１の現在位置から近
い順に作業兼用充電ステーションの探索を行い、そし
て、探索した順に使用可能な充電器を有しているか否か
を判断し、使用可能な充電器を有するものを選択し、そ
の選択結果を無人搬送車２−１へ送信する。

無人搬送車２−１は受信した位置座標および充電器の
番号に基づいて、地図データを参照してそのステーショ
ンへ行く経路を探索し、この探索結果にしたがって走行
し、到着後充電を行う。したがって、無人搬送車２−１
に最も適した位置にある充電ステーションまたは充電作
業兼用ステーションが選択されるので、無人搬送車２−
１の移動時間が短くて済む。また、充電専用および作業
兼用充電ステーションの追加、変更が地図データの変更
でできるので、無人搬送車２−１自体のプログラムを変
更する必要がない。

なお、上記実施例においては、充電専用ステーション
をS4を１台、作業兼用充電ステーションを２台、作業ス
テーションを１台しか設けなかったが、この数に限定は
ない。

また、上記実施例においては、バッテリの充電時期の
検知を電圧検出手段により行ったが、その他、走行距離
検出手段、走行・停止時間測定手段により行っても良
い。

また、上記実施例においては、磁気センサによって床
面の磁気テープを検出して走行させるようにした無人搬
送システムに適用したものであるが、磁気テープによる
走行に限らず、超音波センサ等により走行させるように
した無人搬送システムにも勿論適用することができるこ
とは言うまでもない。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明による無人搬送の充電
制御方法によれば、無人搬送車から充電要求が出される
と、コントローラ１は無人搬送車の位置データに基づい
て地図データを参照し、この無人搬送車の現在位置から
近い順に充電専用ステーションの探索を行い、次いで、
該無人搬送車の現在位置から近い順に作業兼用充電ステ
ーションの探索を行い、そして、探索した順に使用可能
な充電器を有しているか否かを判断し、使用可能な充電
器を有するものを選択し、その選択結果を無人搬送車に
与えるようにしたので、無人搬送車の充電に要する移動
時間が短くなり、充電効率が向上する。

また、充電専用ステーションおよび作業兼用充電ステ
ーションの追加、変更が地図の変更ででき、無人搬送車
のプログラムを変更する必要がないという効果も得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による無人搬送システムの
構成を示すブロック図、第２図は同実施例における無人
搬送車２−ｋの走行路の一例を示す図、第３図は第１図
におけるコントローラ１の構成を示すブロック図、第４
図は第３図におけるデータメモリ1e内に設定されている
リザーブテーブルを示す図、第５図は前記無人搬送車２
−ｋの構成を示すブロック図、第６図はルートテーブル
の構成例を示す図、第７図はワークメモリ1iの内容を示
す図である。 １……コントローラ、 1a……CPU、1b……プログラムメモリ、 1i……ワークメモリ、 ２−ｋ（ｋ＝1,2……10）……無人搬送車、 2a……CPU、2b……プログラムメモリ、 2g……走行制御装置、 S1……作業ステーション、 S2,S3……作業兼用充電ステーション、 S4……充電専用ステーション。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数台の無人搬送車と、これら無人搬送車
   を制御するコントローラと、これら無人搬送車のバッテ
   リの充電を行う複数の充電専用ステーションおよびバッ
   テリ充電を兼ねた作業兼用充電ステーションとを備え、 前記各無人搬送車は、前記コントローラからの指示にし
   たがって、内部の地図メモリを用いて目的とする前記充
   電専用ステーションまたは前記作業兼用充電ステーショ
   ンまでの経路を探索し、この探索した経路に沿って自動
   走行する無人搬送システムにおいて、 前記コントローラは、前記無人搬送車から充電要求があ
   った場合に該無人搬送車の現在位置から近い順に前記充
   電専用ステーションの探索を行い、次いで、該無人搬送
   車の現在位置から近い順に前記作業兼用充電ステーショ
   ンの探索を行い、そして、探索した順に使用可能な充電
   器を有しているか否かを判断し、使用可能な充電器を有
   するものを選択し、その選択結果を充電要求を出した無
   人搬送車へ送ることを特徴とする無人搬送車の充電制御
   方法。