JP4186757B2 - Stop control device for moving body - Google Patents
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Description
本発明は、モータで走行駆動される移動体を、減速開始位置と制動開始位置とを指示して目標停止位置に停止させる移動体の停止制御装置に関する。 The present invention relates to a moving body stop control device for stopping a moving body driven by a motor at a target stop position by instructing a deceleration start position and a braking start position.
従来、自動倉庫におけるスタッカークレーン等のモータで走行駆動される移動体を目標停止位置に停止させる移動体の停止制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の移動体の停止制御装置は、モータに出力される速度制御信号の出力値変化に対するモータの追従遅れ分を考慮して、その分だけ手前から減速を開始するように減速開始位置を指示するものであり、これにより、停止位置精度の向上を目的とするものである。また、制動開始位置については、目標停止位置に対応するドグ(位置検出片)をセンサで検出することで指示されるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a stop control device for a moving body that stops a moving body that is driven by a motor such as a stacker crane in an automatic warehouse at a target stop position (see, for example, Patent Document 1). The moving body stop control device described in
しかしながら、特許文献1に記載の移動体の停止制御装置は、駆動装置自身の機械的なガタ(ギヤのバックラッシュ等)や制御周期中における制動指令が出力されるタイミングのばらつき等による影響が全く考慮されていない。即ち、これら機械的なガタ等によって、制動を開始してから停止するまでの間に振動が生じてしまうため、上記停止制御装置では、制動開始後のこの機械的なガタ等による振動によって発生する目標停止位置に対する誤差(停止位置のずれ)を低減することができない。とくに、長期間にわたって移動体が使用された場合、経時変化(経年劣化)によって機械的なガタが大きくなってしまい(磨耗等によりバックラッシュ等が大きくなってしまい)、振動によって生じる目標停止位置に対する誤差が増大してしまい易い。
However, the moving body stop control device described in
なお、上記移動体の停止制御装置は、モータの追従遅れ分を考慮して減速開始を早めることで、減速が完了して低速保持されるクリープ速度区間(微速区間)が確保されて制動開始前の速度不安定状態が十分に減衰されることを前提としている。しかし、タクトタイム削減の観点からは微速区間を極力小さくすることが好ましく、作業条件等によっては、必ずしも毎回十分な微速区間が確保されるとは限らない。また、制動開始前の速度を十分に安定させたとしても、機械的なガタ等による振動の影響そのものを無くすことはできない。従って、機械的なガタ等の影響を考慮した停止制御が行われることが望ましい。また、経時劣化に伴って機械的なガタは変化するが、その経時変化に応じて目標停止位置に対応するドグ(位置検出片)の位置を微調整しながら逐次変更していくことは現実的には困難である。 Note that the stop control device for the moving body accelerates the start of deceleration in consideration of the follow-up delay of the motor, so that a creep speed section (slow speed section) in which deceleration is completed and held at a low speed is secured and before braking is started. It is assumed that the speed instability state of this is sufficiently attenuated. However, from the viewpoint of reducing the tact time, it is preferable to make the slow speed section as small as possible. Depending on the working conditions and the like, a sufficiently slow speed section is not always secured. Further, even if the speed before the start of braking is sufficiently stabilized, the influence of vibration due to mechanical backlash cannot be eliminated. Therefore, it is desirable to perform stop control in consideration of the influence of mechanical play or the like. In addition, mechanical backlash changes with time deterioration, but it is realistic to change the position of the dog (position detection piece) corresponding to the target stop position with fine adjustment in accordance with the change over time. It is difficult.
本発明は、上記実情に鑑みることにより、制動を開始してから停止するまでの間に生じる振動による目標停止位置に対する誤差を低減し、停止精度を向上することができる移動体の停止制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a moving body stop control device capable of reducing errors with respect to a target stop position due to vibration generated between the start of braking and the stop thereof, and improving stop accuracy. The purpose is to provide.
本発明の移動体の停止制御装置は、モータで走行駆動される移動体を、減速開始位置と制動開始位置とを指示して目標停止位置に停止させるものに関する。
そして、本発明の移動体の停止制御装置は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有しており、以下の特徴を単独で、もしくは、適宜組み合わして備えている。
The moving body stop control device according to the present invention relates to a moving body that is driven by a motor to stop at a target stop position by instructing a deceleration start position and a braking start position.
In order to achieve the above object, the moving body stop control device of the present invention has several features as described below, and includes the following features alone or in combination as appropriate. .
上記目的を達成するための本発明の移動体の停止制御装置における第1の特徴は、前記移動体が停止する目標停止位置を算出する目標停止位置演算手段と、前記目標停止位置演算手段で求められた目標停止位置に対して、前記移動体が制動を開始してから停止するまでの間における変位履歴に基づいて設定されたブレーキ補正値を考慮した手前位置から制動が開始されるように、制動開始位置を算出するブレーキ補正手段と、前記ブレーキ補正手段で算出された制動開始位置に基づいて、制動指令を発する駆動制御手段と、を備え、前記変位履歴は、前記移動体に取り付けられて当該移動体の位置を検出する位置検出手段によって測定され、前記ブレーキ補正値は、前記変位履歴中における前記位置検出手段で検出された減衰振動の振幅の中心位置と制動を開始した位置との間の距離に基づいて設定されることである。 The first feature of the moving body stop control device of the present invention for achieving the above object is a target stop position calculating means for calculating a target stop position at which the moving body stops and a target stop position calculating means. With respect to the set target stop position, the braking is started from the near position in consideration of the brake correction value set based on the displacement history from when the moving body starts braking until it stops. Brake correction means for calculating a braking start position, and drive control means for issuing a braking command based on the braking start position calculated by the brake correction means, wherein the displacement history is attached to the moving body. The brake correction value is measured by position detecting means for detecting the position of the moving body, and the brake correction value is an amplitude of the damped vibration detected by the position detecting means in the displacement history. It is set based on the distance between the position that it has begun a braking position.
この構成によれば、制動を開始してから停止するまでの間における変位履歴に基づいて設定されたブレーキ補正値を考慮して制動開始位置が算出されるため、機械的なガタ等によって生じる振動を考慮して移動体を停止させることができる。そして、ブレーキ補正値は、機械的なガタ等によって生じる振動の振幅の中心位置と制動を開始した位置との間の距離に基づいて設定されるため、振動による影響を極力低減することが可能なブレーキ補正値に設定することができる。従って、制動を開始してから停止するまでの間に生じる振動による目標停止位置に対する誤差を低減し、停止精度を向上することができる。また、機械的なガタが変化しても、ブレーキ補正値の再設定をするだけで対応することができる。 According to this configuration, since the braking start position is calculated in consideration of the brake correction value set based on the displacement history from when braking is started to when it is stopped, vibration caused by mechanical play or the like The moving body can be stopped in consideration of the above. Since the brake correction value is set based on the distance between the center position of the vibration amplitude caused by mechanical play and the position where braking is started, the influence of vibration can be reduced as much as possible. The brake correction value can be set. Therefore, it is possible to reduce an error with respect to the target stop position due to vibration generated between the start of braking and the stop, and improve the stop accuracy. Further, even if the mechanical play changes, it can be dealt with by resetting the brake correction value.
本発明の移動体の停止制御装置における第2の特徴は、テスト走行において測定された前記変位履歴に基づいて前記ブレーキ補正値を演算するブレーキ補正値演算手段と、前記ブレーキ補正値演算手段で求められた前記ブレーキ補正値を記憶するブレーキ補正値記憶手段と、をさらに備え、前記ブレーキ補正手段は、前記ブレーキ補正値記憶手段に記憶された前記ブレーキ補正値を考慮した手前位置から制動が開始されるように、前記制動開始位置を算出することである。 The second feature of the moving body stop control device of the present invention is obtained by a brake correction value calculating means for calculating the brake correction value based on the displacement history measured in a test run, and the brake correction value calculating means. Brake correction value storage means for storing the brake correction value, and the brake correction means starts braking from a near position in consideration of the brake correction value stored in the brake correction value storage means. Thus, the braking start position is calculated.
この構成によれば、テスト走行をすることで、新たなブレーキ補正値が演算されて記憶される。従って、機械的なガタが変化しても、テスト走行をするだけでブレーキ補正値を適宜修正することができる。 According to this configuration, a new brake correction value is calculated and stored by performing a test drive. Therefore, even if the mechanical play changes, the brake correction value can be appropriately corrected by simply performing a test run.
本発明の移動体の停止制御装置における第3の特徴は、前記振幅の中心位置と制動を開始した位置との間の距離は、減衰振動中における前記変位履歴の最大変位と最小変位との平均値に基づいて求められることである。 A third feature of the moving body stop control device according to the present invention is that the distance between the center position of the amplitude and the position where braking is started is an average of the maximum displacement and the minimum displacement of the displacement history during the damped vibration. It is obtained based on the value.
この構成によれば、減衰振動中における変位履歴の最大変位と最小変位との平均値を求めることで、容易に減衰振動の振幅の中心位置を求めることができる。 According to this configuration, the center position of the amplitude of the damped vibration can be easily obtained by obtaining the average value of the maximum displacement and the minimum displacement of the displacement history during the damped vibration.
本発明の移動体の停止制御装置における第4の特徴は、前記振幅の中心位置を、前記変位履歴における最終停止位置と比較することで、前記ブレーキ補正値の妥当性の確認が行われることである。 A fourth feature of the stop control device for a moving body according to the present invention is that the validity of the brake correction value is confirmed by comparing the center position of the amplitude with the final stop position in the displacement history. is there.
この構成によれば、振幅の中心位置を最終停止位置と比較して、算出したブレーキ補正値の妥当性の確認を行うことで、位置検出手段で異常値が検出されてしまったような場合を除外することができ、ブレーキ補正値設定の際の信頼性を高めることができる。 According to this configuration, a case where an abnormal value is detected by the position detection means by comparing the center position of the amplitude with the final stop position and confirming the validity of the calculated brake correction value. This can be excluded, and the reliability when setting the brake correction value can be improved.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係る移動体の停止制御装置は、モータで走行駆動される移動体を、減速開始位置と制動開始位置とを指示して目標停止位置に停止させる移動体の停止制御に対して適用されるものである。本実施形態においては、移動体が自動倉庫におけるスタッカークレーンであるときの停止制御に対して適用される場合を例にとって説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The stop control device for a moving body according to an embodiment of the present invention is provided for stop control of a moving body that stops a moving body that is driven by a motor at a target stop position by instructing a deceleration start position and a braking start position. Applied. In this embodiment, a case where the moving body is applied to stop control when it is a stacker crane in an automatic warehouse will be described as an example.
図1は、移動体としてのスタッカークレーン1を例示した側面図である。図1に示すように、スタッカークレーン1は、台車1aの底部に設けられた複数の走行ローラ2を介して2本のレール4上に走行可能に載置されている。走行ローラ2は駆動ローラと被動ローラとからなり、駆動ローラは台車1a上に設けられたモータ5の駆動軸と作動連結されている。モータ5が正逆転駆動されることにより、スタッカークレーン1が両側に立設された棚6(片側のみ図示)間をレール4に沿って(両端矢印(a)方向)走行するようになっている。棚6には多数の収納部(図示せず)がマトリックス状に配置されている。台車1aの底部には、計測輪3がレール4の上面に押圧された状態で転動可能に設けられている。
FIG. 1 is a side view illustrating a
台車1a上に立設されたマスト1bの頂部に設けられた滑車7には、ウィンチ8aから延びるワイヤ9が掛装され、そのワイヤ9の先端部にキャリッジ10が吊下状態で支持されている。ウィンチ8aを駆動するモータ8が正逆転駆動されることにより、キャリッジ10はマスト1bに沿って昇降するようになっている。キャリッジ10には水平方向(図1の紙面直交方向)に出退可能なフォーク11が装備され、棚6を構成する所定の収容部に対してキャリッジ10を対向配置させた状態でフォーク11が出退されることにより、その収容部との間での荷の出し入れが行われるようになっている。
A pulley 9 provided on the top of a
棚6の最下段には走行レーン方向(両端矢印(a)方向)に沿う各収容部毎に位置検出片6aが設けられており、台車1aには位置検出片6aを検知可能な近接スイッチであるセンサ12が配設されている。センサ12が目標停止位置に対応する位置検出片6aを検知することで、スタッカークレーンが目標停止位置に停止したことを確認できるようになっている。なお、スタッカークレーン1の制動指令は、後述のように算出される制動開始位置に基づいて発せられるが、故障や異常発生により適切に制動指令が発せられない場合には、センサ12による位置検出片6aの検出結果に基づいて制動が行われるようにもなっている。
A
図2は、スタッカークレーン1に備えられる制御装置Cの電気的構成を例示したブロック図である。この制御装置Cが、本実施形態に係る移動体の停止制御装置を構成する。そして、この制御装置Cが作動することで、本実施形態に係る移動体の停止制御方法が実施され、その停止制御方法における目標停止位置演算ステップ、ブレーキ補正ステップ、駆動制御ステップの各ステップが実行される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the control device C provided in the
図2に示すように、制御装置CはマイクロコンピュータMCを内蔵している。そして、マイクロコンピュータMCは、中央処理装置であるCPU(Central Processing Unit)13と、読み出し専用メモリ(ROM:Read Only Memory)よりなるプログラムメモリ14と、読み出し書き替え用メモリ(RAM:Random Access Memory)よりなる作業用メモリ15とを備えている。CPU13は、タイマ16及びカウンタ17に接続されており、プログラムメモリ14に記憶されたプログラムデータに基づいて作動する。
As shown in FIG. 2, the control device C includes a microcomputer MC. The microcomputer MC includes a central processing unit (CPU) 13, a
CPU13は、入出力インターフェース18に接続されている。入出力インターフェース18に接続されたモータ駆動回路19、20にはインバータ21、22を介してモータ5、8がそれぞれ接続されている。各モータ5、8は誘導モータであり、インバータ21、22の出力周波数に基づいて速度制御される。入出力インターフェース18に接続された励消磁回路23には、モータ5の駆動軸に配備された電磁ブレーキ24が接続され、CPU13からの励磁信号に基づいてモータ5の駆動軸を機械的に制動する。これにより、スタッカークレーン1が制動される。
The CPU 13 is connected to the input /
また、入出力インターフェース18には、センサ12及びエンコーダ25が接続されている。エンコーダ25は計測輪3に接続されており、計測輪3の回転量に比例したパルス数をもつパルス信号を出力する。CPU13はエンコーダ25から入力されたパルス信号のパルス数をカウンタ17に計数させる。カウンタ17には、スタッカークレーン1がホームポジションに配置された位置を基準(例えば、計数値「0」)とする計数値(パルス値)が計数され、カウンタ17のパルス値からスタッカークレーン1の位置が認知されるようになっている。
The
作業用メモリ15には、スタッカークレーン1の走行時の速度パターンが予め記憶されている。速度パターンは、加速区間、定速区間、減速区間、微速区間からなる。加速区間では一定の加速度で加速され、一定時間の定速区間を確保できる速度に達するとその時点での速度に保持されるように設定されている。即ち、定速区間での速度(一定速度)はスタッカークレーン1の移動距離に応じて決まり、移動距離が長いほど高速走行となるように設定されている。減速区間では、図4に示すように、一定の減速度で所定の速度(低速)まで減速させ、所定の低速に達すると、一定時間の微速区間をその低速で保持されるように設定されている。なお、作業用メモリ15には、走行レーン方向における各収容部に対応する各停止位置のパルス値や、後述のブレーキ補正値等も記憶されている。
The
次に、機能ブロック図である図3をもとに制御装置Cについて詳しく説明する。制御装置Cは、目標停止位置演算部(目標停止位置演算手段)26、ブレーキ補正部(ブレーキ補正手段)27、駆動制御部(駆動制御手段)28、ブレーキ補正学習部29を備えている。なお、目標停止位置演算部26によって目標停止位置演算ステップが実行され、ブレーキ補正部27によってブレーキ補正ステップが実行され、駆動制御部28によって駆動制御ステップが実行されることになる。
Next, the control device C will be described in detail with reference to FIG. 3 which is a functional block diagram. The control device C includes a target stop position calculation unit (target stop position calculation unit) 26, a brake correction unit (brake correction unit) 27, a drive control unit (drive control unit) 28, and a brake
まず、目標停止位置演算部26は、CPU13等によって構成され、スタッカークレーン1が停止する目標停止位置を算出する。そして、目標停止位置演算部26は、スタッカークレーン1の計測輪3に取り付けられて当該スタッカークレーン1の位置を検出するエンコーダである位置検出部25から、入出力インターフェース18及びカウンタ17により当該スタッカークレーン1の位置を読み込むことができるようになっている。目標停止位置演算部で求められる目標停止位置は、スタッカークレーン1が目標の停止位置まで移動する距離に対応するパルス値として算出され、走行開始前にカウンタ17から読み込んだ走行開始位置のパルス値と、作業用メモリ15から読み出した所定の停止位置のパルス値とを用いて算出される。
First, the target stop
ブレーキ補正部27は、CPU13等によって構成され、ブレーキ補正値を考慮して減速開始位置及び制動開始位置を算出する。ブレーキ補正値は、後述するブレーキ補正学習部29によって、スタッカークレーン1が制動を開始してから停止するまでの間における変位履歴に基づいて設定され、図4に示す制動区間の距離に対応する。なお、変位履歴は、位置検出部25によって測定される。
The
ブレーキ補正部27は、モータ駆動演算部30とブレーキ駆動演算部31とを備えている。モータ駆動演算部30は、定速区間から減速を開始して減速区間に移行する減速開始位置(図4参照)を算出する。この減速開始位置は、目標停止位置演算部26で求められた目標停止位置で停止するように定められ、パルス値として算出される。即ち、減速開始位置は、制動区間、微速区間、減速区間(図4参照)の各距離にそれぞれ対応するパルス値を合計した合計パルス値分だけ手前位置になるように求められる。従って、目標停止位置に対して、制動区間の距離に対応するパルス値であるブレーキ補正値を考慮した手前位置から減速が開始されるように、減速開始位置が算出されることになる。
The
ブレーキ駆動演算部31は、微速区間から制動を開始して停止させる制動開始位置(図4参照)を算出する。この制動開始位置は、上記の減速開始位置と同様に、目標停止位置で停止するように定められ、パルス値として計算される。即ち、制動開始位置は、制動区間の距離に対応するパルス値(ブレーキ補正値)分だけ手前位置になるように求められる。従って、目標停止位置に対して、ブレーキ補正値を考慮した手前位置から制動が開始されるように、制動開始位置が算出されることになる。
The brake
また、駆動制御部28は、ブレーキ補正部27で算出された減速開始位置及び制動開始位置に基づいて、減速指令及び制動指令をそれぞれ発するものであり、モータ駆動制御部32とブレーキ駆動制御部33とを備えている。モータ駆動制御部32は、モータ駆動回路19によって構成され、モータ駆動演算部30で算出された減速開始位置に基づいて減速指令を発する。即ち、スタッカークレーン1が定速区間を走行しているときに、減速開始位置のパルス値に達すると、インバータ21を介してモータ5に対して減速指令を出力する。一方、ブレーキ駆動制御部33は、励消磁回路23によって構成され、ブレーキ駆動演算部31で算出された制動開始位置に基づいて制動指令を発する。即ち、スタッカークレーン1が微速区間を走行しているときに、制動開始位置のパルス値に達すると、電磁ブレーキ24に対して制動指令(励磁信号)を出力する。
Further, the
ブレーキ補正学習部29は、スタッカークレーン1にテスト走行を行わせ、ブレーキ補正値の設定を行う。ブレーキ補正学習部29は、テスト走行パターン演算部34と、ブレーキ補正値演算部(ブレーキ補正値演算手段)35と、ブレーキ補正値記憶部(ブレーキ補正値記憶手段)36と、テスト時駆動制御部37とを備えている。
The brake
テスト走行パターン演算部34は、CPU13等によって構成され、テスト走行要求があったときに、テスト走行パターンを作成し、テスト走行動作の制御を行う。テスト走行要求は、操作者が制御装置Cに接続された図示しない入力装置を操作して、テスト走行モードが選択されることによって行われる。テスト走行モードが選択されると、テスト走行パターン演算部34は、作業用メモリ15に記憶された複数種類の移動距離データを読み出して、それぞれの移動距離に対応するテスト走行パターン(加速区間→定速区間→減速区間→微速区間→制動区間)を作成する。そして、作成した各速度パターンに従って、テスト走行が行われる。テスト走行動作は、各速度パターン毎に複数回(例えば、5回)行われ、
テスト走行パターン演算部34からの指示に従って走行開始、加速、定速保持、減速、微速保持、制動の各動作が行われる。
The test travel
In accordance with an instruction from the test travel
ブレーキ補正値演算部35は、CPU13等によって構成される。そして、各テスト走行中に、スタッカークレーン1が制動を開始してから停止するまでの間において位置検出部25によって測定される変位履歴に基づいてブレーキ補正値を演算する(具体的なブレーキ補正値の演算方法については後述する)。各テスト走行においてそれぞれ演算されたブレーキ補正値は、各速度パターン毎に平均値が求められ、その平均値が、各速度パターンにおけるブレーキ補正値として最終的に決定される。
The brake correction
ブレーキ補正値記憶部36は、作業メモリ15によって構成され、ブレーキ補正値演算部35で求められたブレーキ補正値を記憶する。このブレーキ補正値としては、ブレーキ補正値演算部にて最終的に各速度パターン毎に決定された値が記憶される。このように、テスト走行において、各速度パターン毎のブレーキ補正値が設定されることになる。なお、ブレーキ補正値は、各移動距離に対応する各速度パターン毎に設定される。そのため、ブレーキ補正値は、移動距離に対応するデータテーブルとして設定される(ブレーキ補正値記憶部36に、移動距離に対応するデータテーブルとしてブレーキ補正値が記憶される)。速度パターンを作成するための移動距離データの選択数やその選択ピッチによって変わるデータテーブルのメッシュの細かさは、要求される停止精度に応じて適宜設定することができる。
The brake correction
そして、ブレーキ補正値27は、ブレーキ補正値記憶部36に記憶されたブレーキ補正値を考慮して、減速開始位置及び制動開始位置を算出することになる。なお、ブレーキ補正部27では、例えば、ブレーキ補正値のデータテーブルを参照する際に、目標停止位置演算部で求められた目標停止位置に最も近い移動距離に対応するブレーキ補正値を用いて減速開始位置及び制動開始位置を算出するようにしてもよい。また、目標停止位置の前後位置にそれぞれ相当する2点の移動距離に対応するブレーキ補正値を参照し、その2点間で線形近似して算出されるブレーキ補正値を用いる等の処理を行うものであってもよい。
The
テスト時駆動制御部37は、モータ駆動回路19及び励消磁回路23によって構成され、テスト走行中におけるモータ5及び電磁ブレーキ24の駆動制御を行う。即ち、テスト走行パターン演算部34からの指示に従って、モータ5の速度指令(加速、定速保持、減速、微速保持)や電磁ブレーキ24の制動指令(励磁信号)を出力する。
The test
次に、制御装置Cの作動(制御装置Cにおける処理)について説明する。図5は、制御装置Cにおける処理手順を例示したフローチャートである。まず、スタッカークレーン1が備えられる自動倉庫において荷の搬送を統括する上位コンピュータ(図示せず)から、制御装置Cに対してスタッカークレーン1の走行要求が送信される。ステップ101(S101という、以下他のステップも同様に表記する)にて、この走行要求を受信すると、制御装置Cは、図5に示す処理を開始する。
Next, the operation of the control device C (processing in the control device C) will be described. FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure in the control apparatus C. First, a travel request for the
走行要求(S101)では、スタッカークレーン1が停止する所定の収容部についての情報も受信される。そして、目標停止位置演算部26によって目標停止位置演算ステップが実行され、その収容部に対応する停止位置で停止するための目標停止位置(パルス値)が算出される(S102)。目標停止位置が算出されると、その目標停止位置に基づいて、モータ駆動演算部30が前述した減速開始位置を算出し(S103)、ブレーキ駆動演算部31が前述した制動開始位置を算出する(S104)。これにより、ブレーキ補正ステップが実行される。
In the travel request (S101), information about a predetermined storage unit where the
減速開始位置及び制動開始位置が算出されると、制御装置Cは、スタッカークレーン1の走行動作を開始させる(S105)。そして、スタッカークレーン1が加速区間及び定速区間を経て減速開始位置に達すると、モータ駆動制御部32がモータ5に対して減速指令を出力する(S106)。さらに、スタッカークレーン1が制動開始位置に達すると、ブレーキ駆動制御部33が電磁ブレーキ24に対して制動指令を出力する(S107)。これにより、駆動制御ステップが実行される。そして、スタッカークレーン1が停止し、制御装置Cは、図5に示す処理を終了する(S108)。
When the deceleration start position and the braking start position are calculated, the control device C starts the traveling operation of the stacker crane 1 (S105). Then, when the
次に、テスト走行によってブレーキ補正値の設定を行うブレーキ補正学習部29による処理について説明する。制御装置C内のブレーキ補正学習部29は、テスト走行モードが選択されると処理を開始し、複数の速度パターンを作成する。そして、各速度パターン毎に複数回のテスト走行が行われるようにスタッカークレーン1の制御を行う。そして、各走行テスト毎にブレーキ補正値を演算し、各速度パターン毎に、演算したブレーキ補正値の平均値を求めてそれを設定する。
Next, processing by the brake
図6は、各速度パターン毎に複数回のテスト走行が行われてブレーキ補正値の学習が行われる際における1回のテスト走行でのブレーキ補正学習部29での処理手順を例示したフローチャートである。まず、テスト走行パターン演算部34からテスト走行要求があると(S201)、テスト時駆動制御部37が走行開始指令をインバータ21に出力し、モータ5が駆動され、テスト走行が開始される(S202)。そして、加速・定速・減速の各区間を経て微速区間に達すると、所定のタイミングでテスト時駆動制御部37から電磁ブレーキ24に対して制動指令が出力される(S203)。このとき、ブレーキ補正値演算部35では、制動指令が出力されたタイミングにおいて位置検出部25で検出される現在位置を記憶する(S204)。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure in the brake
制動指令後、ブレーキ補正値演算部35では、位置検出部25で検出される位置に基づいて、移動体が制動を開始してから停止するまでの間における変位履歴が認知される。図7は、変位履歴を例示したものであって、縦軸に時間の変化をとり、横軸に制動開始後における位置の変化(制動開始位置からの距離)をとって示したものである。制動開始後、変位履歴はそのまますぐに収束して停止位置に達するのではなく、機械的なガタ等の影響があるため、一旦オーバーシュートするように変位履歴の最大値X1に達し、その後、減衰しながら収束していくことが多い。なお、位置検出部25で検出される減衰振動である変位履歴は、所定のサンプリングピッチ(例えば、10msec)でサンプリングされる位置データによって認知されることになる。
After the braking command, the brake correction
制動指令タイミングでの現在位置が記憶されると(S204)、ブレーキ補正値演算部35では、まず、変位履歴中におけるパルス最大値であるか否かが判断される(S205)。パルス最大値か否かの判断は、その判断時に(今回)サンプリングされたパルス値をその前に取得したパルス最大値と比較することで行われる。そして、今回サンプリングしたパルス値が、パルス最大値である判断されると(S205,Yes)、そのパルス値が最大パルスとして記憶される(S206)。図7の例では、制動指令後、変位履歴がオーバーシュートするまでは、ステップ205での処理の度にパルス最大値が更新されていき、最大値X1を通過後は更新されず、最終的にパルス最大値は最大値X1に確定することになる。
When the current position at the braking command timing is stored (S204), the brake correction
ステップ205にて、今回サンプリングしたパルス値がパルス最大値でないと判断されたときは(S205、No)、次いで、今回サンプリングされたパルス値が、変位履歴中におけるパルス最小値であるか否かが判断される(S207)。パルス最小値か否かの判断は、今回サンプリングされたパルス値をその前に取得したパルス最小値と比較することで行われる。そして、今回サンプリングしたパルス値が、パルス最小値である判断されると(S207、Yes)、そのパルス値が最小パルスとして記憶される(S208)。なお、制動開始後所定区間はパルス最小値の取得は行われず、例えば所定時間経過後にパルス最小値の取得が開始される。これにより、制動指令直後にサンプリングされるパルス値が最小パルス値として取得されてしまうことを防止し、減衰振動中における変位履歴の最小値を認知することができるようになっている。図7の例では、最大値X1を通過後に最小値X2を通過し、その後徐々に減衰して停止位置に収束していく。このため、最小値X2がパルス最小値として最終的に確定することになる。 If it is determined in step 205 that the pulse value sampled this time is not the maximum pulse value (S205, No), then, it is determined whether or not the pulse value sampled this time is the minimum pulse value in the displacement history. Determination is made (S207). The determination as to whether or not the pulse is the minimum value is made by comparing the pulse value sampled this time with the pulse minimum value acquired before that time. When it is determined that the pulse value sampled this time is the minimum pulse value (S207, Yes), the pulse value is stored as the minimum pulse (S208). Note that the minimum pulse value is not acquired in a predetermined section after the start of braking. For example, acquisition of the minimum pulse value is started after a predetermined time has elapsed. As a result, the pulse value sampled immediately after the braking command is prevented from being acquired as the minimum pulse value, and the minimum value of the displacement history during the damped vibration can be recognized. In the example of FIG. 7, after passing through the maximum value X1, it passes through the minimum value X2, and then gradually attenuates and converges to the stop position. For this reason, the minimum value X2 is finally determined as the pulse minimum value.
最大パルスが記憶された後(S206)、あるいは最小パルスが記憶された後(S208)、又は今回サンプリングされたパルス値がパルス最小値でないと判断されたときは(S207、No)、次いで、予め設定した所定時間(T秒)が経過したか否かが判断される(S209)。このT秒は、制動開始後完全に停止するまでに必要な時間であって、例えば経験値に基づいて設定される。このT秒が経過すると(S209、Yes)、ブレーキ補正値演算部35では、位置検出部25で検出される位置信号のサンプルリングを終了する。一方、T秒経過するまでは(S209、No)、ステップ205からステップ209までの処理が繰り返される。
After the maximum pulse is stored (S206), after the minimum pulse is stored (S208), or when it is determined that the currently sampled pulse value is not the pulse minimum value (S207, No), It is determined whether or not the set predetermined time (T seconds) has elapsed (S209). This T second is a time required until the vehicle stops completely after the start of braking, and is set based on, for example, an experience value. When the T seconds have elapsed (S209, Yes), the brake correction
T秒経過後は(S209、Yes)、最終的に取得されたパルス最大値及びパルス最小値に基づいて、ブレーキ補正値が算出される。ブレーキ補正値は、最大値(図7では最大値X1)及び最小値(図7では最小値X2)の平均値として算出される(S210)。即ち、変位履歴中の減衰振動の最大振幅が(最大値−最小値)/2であって、減衰振動の振幅の略中心位置が最大振幅の中心位置として求められ、減衰振動の振幅の略中心位置と制動を開始した位置との間の距離が減衰振動中における変位履歴の最大変位(図7では最大値X1)と最小変位(図7では最小値X2)との平均値に基づいて求められることになる。これにより、ブレーキ補正値が、減衰振動の振幅の略中心位置と制動を開始した位置との間の距離に基づいて設定されることになる。なお、このように減衰振動中における変位履歴の最大値と最小値との平均値を求めることで、容易に減衰振動の振幅の中心位置を求めることができる。また、単に最終的に停止した位置と制動を開始した位置との間の距離に基づいてブレーキ補正値を設定する場合に比べ、機械的なガタ等による振動の影響をより正確に反映してその影響を極小化できるブレーキ補正値に設定することができる。 After T seconds have elapsed (S209, Yes), the brake correction value is calculated based on the finally acquired pulse maximum value and pulse minimum value. The brake correction value is calculated as an average value of the maximum value (maximum value X1 in FIG. 7) and the minimum value (minimum value X2 in FIG. 7) (S210). That is, the maximum amplitude of the damped vibration in the displacement history is (maximum value−minimum value) / 2, and the approximate center position of the damped vibration amplitude is obtained as the center position of the maximum amplitude. The distance between the position and the position where braking is started is obtained based on the average value of the maximum displacement (maximum value X1 in FIG. 7) and the minimum displacement (minimum value X2 in FIG. 7) during the damped vibration. It will be. Thus, the brake correction value is set based on the distance between the approximate center position of the amplitude of the damped vibration and the position where braking is started. Note that the center position of the amplitude of the damped vibration can be easily obtained by obtaining the average value of the maximum value and the minimum value of the displacement history during the damped vibration. Compared with the case where the brake correction value is set based on the distance between the position where the vehicle finally stopped and the position where braking was started, the effect of vibration due to mechanical play is reflected more accurately. The brake correction value can be set to minimize the influence.
ブレーキ補正値算出後は(S210)、このテスト走行におけるブレーキ補正値算出処理を終了する(S211)。その後、次のテスト走行が行われる場合は、また、S201以降の処理が繰り返されることになる。 After the brake correction value is calculated (S210), the brake correction value calculation process in the test running is terminated (S211). After that, when the next test run is performed, the processing after S201 is repeated.
以上説明したように、制御装置C及びそれによる停止制御方法によると、制動を開始してから停止するまでの間における変位履歴に基づいて設定されたブレーキ補正値を考慮して減速開始位置及び制動開始位置が算出されるため、機械的なガタ等によって生じる振動を考慮してスタッカークレーン1を停止させることができる。そして、ブレーキ補正値は、機械的なガタ等によって生じる振動の振幅の中心位置と制動を開始した位置との間の距離に基づいて設定されるため、振動による影響を極力低減することが可能なブレーキ補正値に設定することができる。従って、制動を開始してから停止するまでの間に生じる振動による目標停止位置に対する誤差を低減し、停止精度を向上することができる。また、機械的なガタが変化しても、ブレーキ補正値の再設定をするだけで対応することができる。
As described above, according to the control device C and the stop control method using the control device C, the deceleration start position and the brake are set in consideration of the brake correction value set based on the displacement history from the start to the stop until the stop. Since the start position is calculated, the
また、停止制御装置Cによると、テスト走行をすることで、新たなブレーキ補正値が演算されて記憶される。従って、機械的なガタが変化しても、テスト走行をするだけでブレーキ補正値を適宜修正することができる。 Further, according to the stop control device C, a new brake correction value is calculated and stored by performing a test run. Therefore, even if the mechanical play changes, the brake correction value can be appropriately corrected by simply performing a test run.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、次のように変更して実施してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, the following modifications may be made.
(1)本実施形態では、移動体として自動倉庫で用いられるスタッカークレーンを例にとって説明したが、スタッカークレーンに限らず、モータで走行駆動される移動体に対して広く適用することができる。 (1) In the present embodiment, a stacker crane used in an automatic warehouse is described as an example of a moving body. However, the present invention is not limited to a stacker crane and can be widely applied to a moving body that is driven by a motor.
(2)本実施形態では、テスト走行においてブレーキ補正学習部がブレーキ補正値の学習を行うものについて説明したが、テスト走行ではなく実走行時にブレーキ補正値の学習が行われるものであってもよい。 (2) In the present embodiment, the brake correction learning unit learns the brake correction value in the test running, but the brake correction value may be learned in the actual running instead of the test running. .
(3)変位履歴中に位置検出部で検出された減衰振動におけるその振動の振幅の略中心位置を、変位履歴における最終停止位置と比較することで、ブレーキ補正値演算部で算出されるブレーキ補正値の妥当性の確認が行われるものであってもよい。例えば、図7に示すように、T秒経過後のパルス値を最終停止位置として取得し、この最終停止位置と、変位履歴中の最大値と最小値との平均値として求められる振幅の略中心位置とを比較し、その差が所定の閾値よりも大きければ、算出されたブレーキ補正値の値が妥当でないとして、そのブレーキ補正値を採用しないようにするものであってもよい。このように、振幅の中心位置を最終停止位置と比較して妥当性の確認を行うことで、位置検出手段で異常値が検出されてしまったような場合を除外することができ、ブレーキ補正値設定の際の信頼性を高めることができる。 (3) Brake correction calculated by the brake correction value calculation unit by comparing the approximate center position of the amplitude of the vibration in the damped vibration detected in the displacement history with the final stop position in the displacement history. The validity of the value may be confirmed. For example, as shown in FIG. 7, the pulse value after the elapse of T seconds is acquired as the final stop position, and the approximate center of the amplitude obtained as the average value of the final stop position and the maximum value and the minimum value in the displacement history is obtained. If the difference between the position and the position is larger than a predetermined threshold value, the brake correction value may not be adopted because the calculated brake correction value is not valid. In this way, by comparing the center position of the amplitude with the final stop position and confirming the validity, it is possible to exclude a case where an abnormal value has been detected by the position detection means, and the brake correction value Reliability in setting can be increased.
(4)本実施形態では、ブレーキ補正値を考慮して減速開始位置及び制動開始位置を算出したが、制動開始位置のみを算出するものであってもよい。この場合は、算出された制動開始位置によって微速区間が増減されることになる。 (4) In this embodiment, the deceleration start position and the braking start position are calculated in consideration of the brake correction value, but only the braking start position may be calculated. In this case, the slow speed section is increased or decreased depending on the calculated braking start position.
1 スタッカークレーン(移動体)
5 モータ
13 CPU
14 プログラムメモリ
15 作業用メモリ
18 入出力インターフェース
19 モータ駆動回路
23 励消磁回路
24 電磁ブレーキ
25 エンコーダ(位置検出手段)
26 目標停止位置演算部(目標停止位置演算手段)
27 ブレーキ補正部(ブレーキ補正手段)
28 駆動制御部(駆動制御手段)
29 ブレーキ補正学習部
C 制御装置(移動体の停止制御装置)
1 Stacker crane (moving body)
5 Motor 13 CPU
14
26 Target stop position calculation unit (target stop position calculation means)
27 Brake correction unit (brake correction means)
28 Drive control unit (drive control means)
29 Brake correction learning unit C Control device (moving body stop control device)
Claims (4)
前記移動体に取り付けられて当該移動体の位置を検出するとともに、当該移動体が制動を開始してから停止するまでの変位履歴を測定する位置検出手段と、
前記目標停止位置よりも所定の距離だけ手前の位置から制動が開始されるように、制動開始位置を算出するブレーキ補正手段と、
前記ブレーキ補正手段で算出された制動開始位置に基づいて、制動指令を発する駆動制御手段と、
を備え、
前記所定の距離は、予め測定された前記変位履歴における、制動開始位置からの最大距離と、当該最大距離の検出後に検出された制動開始位置からの最小距離と、の平均の距離に基づいて設定されることを特徴とする移動体の停止制御装置。 A moving body stop control device for stopping a moving body driven by a motor at a target stop position by instructing a deceleration start position and a braking start position,
Position detecting means for detecting a position of the moving body attached to the moving body and measuring a displacement history from when the moving body starts braking until it stops;
Brake correction means for calculating a braking start position so that braking is started from a position that is a predetermined distance before the target stop position ;
Drive control means for issuing a braking command based on the braking start position calculated by the brake correction means;
With
The predetermined distance is set based on an average distance between the maximum distance from the braking start position and the minimum distance from the braking start position detected after detection of the maximum distance in the displacement history measured in advance. mobile stop control device according to claim is that the.
前記ブレーキ補正手段は、前記記憶手段に記憶された前記平均の距離のデータに基づいて設定される前記所定の距離だけ、前記目標停止位置よりも手前の位置から制動が開始されるように、前記制動開始位置を算出することを特徴とする請求項1に記載の移動体の停止制御装置。 Storage means for storing data of the average distance calculated based on the displacement history measured in a test run ;
The brake correction means, before Kiki憶means by the predetermined distance is set based on the data of the average of the distances stored, as braking is initiated from a position nearer than the target stop position The stop control device for a moving body according to claim 1, wherein the braking start position is calculated.
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