JP4463445B2 - ワークの移送時間算出方法およびワーク移送システム - Google Patents
ワークの移送時間算出方法およびワーク移送システム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムに関し、特に移送路、中継路およびステーションが網状に配置された網状移送路においてワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
製造設備を有する工場において、加工機械を任意の位置に配置できれば、加工機械をライン状に配置する場合に比べて敷地の利用率を高くすることができる。
【０００３】
この場合、各加工機械の間には網状の移送路が形成され、移送車がこの移送路を通ってワークを移送する形態となる。
【０００４】
そして、一般に移送車は複数台が用意され、各移送車は自ら記憶した経路を移動し、または他の制御装置から経路の指令を受けて移動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術においては、移動経路のうちどの経路を通れば最短時間で到達点に至ることができるかを判断する好適な手法がない。
【０００６】
すなわち、経路がいくつかに絞られている場合であっても、他の移送車との経路上の競合を考慮すると、必ずしも幾何学的な最短経路が最短時間になるとは限らず、他の移送車の通過待ちを考慮すると遠回りした方が速いこともあるが、経路の候補のうちいずれを選択すればよいかを判断する好適な選択手法はない。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、網状移送路における移送車の移動経路で、他の移送車の移動をも考慮して、移送車を到達点へ短い時間で到達させることを可能としたワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るワークの移送時間算出方法は、複数の移送路と、前記移送路が接続される中継路とからなる網状路における移送装置のワークの移送時間算出方法において、前記網状路上で、出発点から到達点へ至る経路を前記移送路および／または前記中継路の列として記憶し、前記移送装置が前記移送路および前記中継路の通過に要する通過時間を求める第１ステップと、前記移送装置が前記移送路および前記中継路で待機する待機時間を求める第２ステップと、前記通過時間および前記待機時間を合計し前記経路の移送時間を算出する第３ステップと、を有し、前記第２ステップにおいて、前記移送路および／または前記中継路が他の移送装置の使用状態から開放されるまでの時間である予約解消時間を調べて、前記移送路および／または前記中継路ごとの前記予約解消時間と、前記移送装置が前記移送路および／または前記中継路に到着する到着時間とを比較し、前記予約解消時間が前記到着時間より大きいときはその差を前記待機時間とし、前記予約解消時間が前記到着時間より小さいときはその前記待機時間を０とする、ことを特徴とする。
【０００９】
このようにすることにより、網状路における移送車の移動経路について、他の移送車の移動をも考慮した移送時間を算出することができる。
【００１１】
また、前記到着時間は、前記移送路および／または前記中継路ごとに、それ以前の前記通過時間および前記待機時間を合計して求めるようにしてもよい。
【００１２】
そして、前記通過時間は、前記移送装置が前記移送路を移動する行程時間と、前記中継路で進行方向を変更する旋回時間とからなるようにしてもよい。
【００１３】
前記行程時間は、前記移送路における距離、速度、加速度または減速度の少なくとも１つを変数として求めるようにしてもよい。
【００１４】
前記旋回時間は、前記中継路における旋回角、角速度、角加速度または角減速度の少なくとも１つを変数として求めるようにしてもよい。
【００１５】
さらに、複数の前記経路について前記移送時間を求め、前記移送時間が最短時間である前記経路を選択し、前記移送装置を移動させるようにしてもよい。
【００１６】
このようにすることにより、移送車を到達点へ短い時間で到達させることができる。
【００１７】
また、本発明に係るワーク移送システムは、ワークを移送する複数の移送装置と、前記移送装置が移動し、または停止する複数の移送路と、前記移送装置から前記ワークが搬入および搬出される複数のステーションと、２つ以上の前記移送路の中継点に設けられ、一方の前記移送路から前記移送装置が進入して停止しまたは他の前記移送路へ進行する中継路と、前記移送装置、前記移送路、前記ステーションおよび前記中継路の動作を制御する制御部と、前記移送路と前記中継路とからなる網状路上の出発点から到達点へ至る経路を前記移送路および／または前記中継路の列として記憶し、前記移送装置が前記移送路および前記中継路の通過に要する通過時間を求める通過時間算出部と、前記移送装置が前記移送路および前記中継路で待機する待機時間を求める待機時間算出部と、前記移送路および／または前記中継路の列ごとの前記通過時間および前記待機時間を合計し前記経路の移送時間を算出する移送時間合計部と、を有し、前記待機時間算出部は、前記移送路および／または前記中継路が他の移送装置の使用状態から開放されるまでの時間である予約解消時間を調べて、前記移送路および／または前記中継路ごとの前記予約解消時間と、前記移送装置が前記移送路および／または前記中継路に到着する到着時間とを比較し、前記予約解消時間が前記到着時間より大きいときはその差を前記待機時間とし、前記予約解消時間が前記到着時間より小さいときはその前記待機時間を０とする、ことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムに適用した実施の形態を図１〜図１４を参照しながら説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係るワーク移送システム１０は、ワーク１６を移送する複数の移送車（移送装置）１８と、移送車１８をワイヤ６０を介して移動させ、または途中で停止させることのできる複数の移送路２０と、移送車１８からワーク１６が搬入および搬出される複数の着脱装置（ステーション）２４と、着脱装置２４からワーク１６を出し入れしてワーク１６を加工する加工機１４と、移送路２０の中継点または端部に設けられ、移送路２０から進入してきた移送車１８を停止させ、または他の移送路２０へ進行させことのできる分岐装置（中継路）２２と、移送車１８、移送路２０、着脱装置２４および分岐装置２２の動作を直接制御する複数のユニットコントローラ２６と、複数のユニットコントローラ２６を統合して全体を制御するメインコントローラ（制御部）１２とを有する。
【００２０】
なお、以下、「搬入」とは、移送車１８から着脱装置２４へワーク１６を受け渡す作業を表すものとし、「搬出」とはその逆の作業を表すものと定義する。
【００２１】
図２に示すように、着脱装置２４は複数存在し、また、それぞれの着脱装置２４ａ〜２４ｍはワーク１６の加工工程に応じた加工機１４（図１参照）を備えている。ワーク１６は２種類のワーク１６ａおよび１６ｂ（共に図示せず）に分類され、加工機１４はワーク１６ａ、１６ｂに共用のものと、どちらか一方に対し専用の加工を行うものとが混在している。
【００２２】
ワーク１６の加工工程は、順に４つの工程Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分類され、投入工程でワーク１６は投入装置３６から工程Ａに受け渡され、工程Ｄが終了すると払い出し工程の払出装置３８に送られる。なお、投入装置３６および払出装置３８は、ワーク１６を投入および払い出しを行う機能とともに、着脱装置２４と同様に移送車１８とワーク１６の授受を行うものであり、以下の説明では着脱装置２４と同列に扱うものとする。
【００２３】
工程Ａでは着脱装置２４ａ〜２４ｄを、工程Ｂでは着脱装置２４ｅ〜２４ｇを、工程Ｃでは着脱装置２４ｈ〜２４ｋを、工程Ｄでは着脱装置２４Ｌ〜２４ｍを備えており、それぞれの着脱装置２４ａ〜２４ｍと投入装置３６および払出装置３８とは網状に配置された移送路２０で結ばれている。また、投入装置３６、払出装置３８および着脱装置２４ａ〜２４ｍは移送路２０の途中の箇所に設けられている。
【００２４】
ワーク１６の移送経路は、例えば、投入装置３６から投入され、工程Ａの着脱装置２４ｂ、工程Ｂの着脱装置２４ｇ、工程Ｃの着脱装置２４ｋ、工程Ｄの着脱装置２４Ｌで順に加工され、その後、払出装置３８から払い出しされる。
【００２５】
分岐装置２２は複数存在し、分岐装置２２ａ〜２２ｍは移送路２０の中継点に設置され、そして分岐装置２２ｎ〜２２ｖは移送路２０の端部に設置されている。また、中継点から延びる移送路２０は９０°に交差している必要はなく、分岐装置２２ｉおよび２２ｍのように、任意の角度に設定可能である。さらに、中継点から延びる移送路２０の数は交差する４本に限ることなく、分岐装置２２ａ、２２ｍ等のように、２本や３本など任意の数に設置することができる。
【００２６】
また、着脱装置２４ａ〜２４ｍおよび払出装置３８を適当な数のエリアに分割し、それぞれのエリアに移送車１８を割り当てる。それぞれの移送車１８は、割り当て分の着脱装置２４または払出装置３８に対してのみワーク１６の搬入を行い、ワーク１６の搬出を受ける際には前工程側のエリアにも進入し、他の移送車１８を回避するときは隣接するエリアにも進入するものとする。
【００２７】
図２では４台の移送車１８ａ〜１８ｄを移送車１８ａエリア〜移送車１８ｄエリアに割り当てた例を示している。移送車１８ｂエリアについていえば、工程Ｂ、工程Ｃにまたがったエリアの着脱装置２４ｆ、２４ｇ、２４ｊ、２４ｋにワーク１６を搬入する作業を行い、搬出作業に関しては、前工程である工程Ａ、工程Ｂの着脱装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇから搬出を受ける作業を行う。
【００２８】
また、これらの移送路２０と、分岐装置２２とからなる網状路は、工程が進む方向をＤｘとして規定し、方向Ｄｘに垂直な方向をＤｙとして規定している。分岐装置２２の位置は、適当な基準点を設けて座標（ｘ、ｙ）として表され、分岐装置２２間の移送路２０の向きは、方向ＤｘまたはＤｙで表される。さらに、分岐装置２２ｉと分岐装置２２ｍを結ぶ移送路２０のように斜めに設定されたものは、傾き角度に応じた方向Ｄｚを規定して表される。
【００２９】
図３に示すように、着脱装置２４は、縦長の構造であり、両脇部に立設されたレール５８にはチェーン・スプロケット機構５９が組み込まれている。レール５８から水平方向に突出した一体型上下２段構造の載置台５４、５６はチェーン・スプロケット機構５９によりレール５８に沿って上下移動が可能であり、図示しない高さセンサにより載置台５４、５６の高さを検出可能な構成になっている。チェーン・スプロケット機構５９は、ユニットコントローラ２６に接続されたモータ５２により駆動され、高さセンサの出力値を参照しながら載置台５４、５６の高さの調整動作が可能である。
【００３０】
この着脱装置２４と移送車１８は、上段の載置台５４との間でワーク１６の積み下ろしが可能であるとともに、載置台５４にワーク１６がないときには下段の載置台５６との間でも積み下ろしが可能に構成されている。
【００３１】
具体的には、移送車１８は未加工のワーク１６ｘを載置台５４に下ろすと、一度待避する。載置台５６を加工機１４の近くの高さまで降下させて、ここで加工機１４で加工した加工済みのワーク１６ｙを載置台５６に載せると載置台５４、５６をさらに降下させる。載置台５４が加工機１４の近くの高さに到達したところで停止させ、未加工のワーク１６ｘを加工機１４に受け渡すと載置台５４、５６を上昇させる。そして、載置台５６が移送車１８の近くの高さに到達したら、待避していた移送車１８が再度積み込み位置まで移動し、加工済みのワーク１６ｙを載置台５６から移送車１８に積み込む。
【００３２】
このようにして、着脱装置２４、加工機１４と移送車１８との間で未加工のワーク１６ｘと加工済みのワーク１６ｙの搬入、搬出が可能になる。
【００３３】
図４に示すように、分岐装置２２は、分岐装置本体７０と、分岐装置本体７０から斜め下方向に突出して移送路２０と接続している脚部８０と、分岐装置本体７０の直下に設けられ、モータ８２によって水平に旋回する旋回部７８と、旋回部７８に設けられ移送車１８を引き込みおよび送り出すローラ７４と、ローラ７４を回転させるモータ７２とを有する。さらに、この分岐装置２２は、移送路２０のワイヤ６０をプーリ６２、６４を介して駆動させるモータ６８と、旋回部７８の旋回角を検出する角度センサ（図示せず）と、移送車１８の位置を検出する位置センサ（図示せず）等を有する。
【００３４】
分岐装置２２は、モータ６８によりワイヤ６０を駆動させてワイヤ６０に着脱可能に固定される移送車１８を移動させることができる。移送車１８は、移動中はワイヤ６０を咬み込んで固定するカム機構によりワイヤ６０と一体となって移動する。そして、分岐装置２２に到達すると自動的にカム機構が解除される構成になっており、カム機構が解除された後はローラ７４によって旋回部７８に引き込まれる。
【００３５】
移送車１８が旋回部７８の中心位置まで達したらモータ８２により向きを変えて、別の移送路２０に対して再びローラ７４により移送車１８を送り出す。また、２つの移送路２０が直線状に設定されて、移送車１８が分岐装置２２を介して直進する場合は、旋回部７８の旋回動作は不要であり、比較的速く移送車１８を通過させることができる。
【００３６】
この分岐装置２２のモータ６８、７２、８２および図示しない位置センサ、角度センサはユニットコントローラ２６に接続されており、移送車１８の位置や旋回部７８の角度が制御されている。
【００３７】
図５に示すように、メインコントローラ１２は、本体３０と、画面出力を行うモニタ３２と、入力装置のキーボード３４等から構成される。
【００３８】
本体３０は、モニタ３２を制御するモニタ機能部３０ａと、ワーク移送システム１０の各種構成を保持するパラメータ管理機能部３０ｂと、キーボード３４から指示およびデータを入力しパラメータ管理機能部３０ｂへ受け渡す数値パラメータ機能部３０ｃと、有線または無線でユニットコントローラ２６と通信を行う通信機能部３０ｇとを有する。さらに、前記本体３０は、通信機能部３０ｇと接続されてワーク移送システム１０の状態を管理する稼動状態管理機能部３０ｄと、パラメータ管理機能部３０ｂ、稼動状態管理機能部３０ｄ等と協働して移送車１８の移動する経路を決定する移送経路決定機能部３０ｅと、移送車１８の動作をシミュレーションするシミュレーション機能部３０ｆとを有する。
【００３９】
移送経路決定機能部３０ｅは、各経路候補を移送路２０および分岐装置２２の列として記憶し、移送車１８が前記移送路２０および分岐装置２２の通過に要する通過時間を求める通過時間算出部３１と、移送装置が移送路２０および分岐装置２２で待機する待機時間を求める待機時間算出部３３と、通過時間および待機時間を合計し各経路候補ごとの移送時間を算出する移送時間合計部３５とを有する。
【００４０】
また、前記本体３０は、図示しないハードディスク、ＣＰＵ、メモリ等を備えており、上記の各機能部３０ａ〜３０ｆは、通常はソフトウェアとしてハードディスクに格納されている。そして、各機能を実行するときはメモリにロードされた上でＣＰＵにより実行される。
【００４１】
メインコントローラ１２は、図６に示す手順により、移送車１８の移送経路を決定する。すなわち、各移送車１８の分担する移動範囲を決定して入力し（ステップＳ１）、移送車１８の搬出元と搬入先を決定し（ステップＳ２）、移送車１８の移送経路を探索する（ステップＳ３）。探索して求められた経路候補を列挙し（ステップＳ４）、各経路候補ごとの移送時間を算出する（ステップＳ５）。
【００４２】
そして、実際の動作条件を考慮して移送時間が最短の経路を選定し、さらに、決定した経路を移送車１８が移動する際に、他の移送車との競合を避けながら分岐装置２２を予約する（ステップＳ６）。
【００４３】
このようにして、その時点で決定可能な移送経路を全て決定したら、次の計算条件が成立するまで待つ（ステップＳ７）。次の計算条件とは、例えば各着脱装置２４からの搬入要求信号、搬出要求信号および移送車１８による移送終了もしくは分岐装置２２を通過したという情報等が条件となり、これらの条件が発生したときに再度ステップＳ２に戻るようにすればよい。
【００４４】
このうち、ステップＳ５での処理、すなわち、各経路候補ごとの移送時間を算出し、移送時間が最短のものを選択する処理について図７〜図１２を参照しながら詳細に説明する。
【００４５】
このステップＳ５の処理は、基本的には、移送途中の分岐装置２２の予約状況をテーブルから参照し、待機しなければならない待機時間を求め、この待機時間と移送車１８が移動に要する時間とを合計し、実際の移送時間を求めるものである。
【００４６】
移送経路決定機能部３０ｅは、分岐装置２２の位置および接続先などの情報が記録されている分岐装置情報テーブル１１２（図７参照）と、移送路２０の接続先などの情報が記録されている移送路情報データテーブル１１３（図８参照）と、探索して選定された複数の移動経路を列挙して記述する経路候補データテーブル１１４（図９参照）と、移動経路候補の移送時間算出用の経路候補時間データテーブル１１５（図１０参照）と、分岐装置２２ごとに移送車１８の使用予約が記録されている分岐装置予約データテーブル１２０（図１１参照）と、分岐装置２２ごとに予約時間が記録されている分岐装置時間管理テーブル１２２（図１２参照）とを用いて各経路候補ごとの移送時間を算出する。これらのテーブルはハードディスクまたはメモリ上に設定され、ＣＰＵが参照および更新の処理を行う。
【００４７】
図７に示す分岐装置情報テーブル１１２は、各分岐装置２２ａ〜２２ｖについて、位置座標と、接続先の分岐装置２２の番号と、旋回部７８の角速度、角加速度および角減速度と、それぞれの接続先の方向を＋Ｄｘ、＋Ｄｙ、＋Ｄｚ、−Ｄｘ、−Ｄｙ、−Ｄｚ方向として記録しているテーブルである。
【００４８】
分岐装置２２ａについて説明すると、位置座標は、方向Ｄｘ、Ｄｙを基準にした直交座標で（ｘａ、ｙａ）と表され、接続先は＋Ｄｘ、＋Ｄｙおよび−Ｄｙ方向の３方向である。また、＋Ｄｘ方向には分岐装置２２ｄが、−Ｄｙ方向には分岐装置２２ｂが、＋Ｄｙ方向には分岐装置２２ｏが接続されていることを示している。旋回速度、角加速度および角減速度はそれぞれωａ［°／ｓｅｃ］、ωｂ［°／ｓｅｃ2］、ωｃ［°／ｓｅｃ2］である。
【００４９】
図８に示す移送路情報データテーブル１１３は、各移送路２０について、長さと、接続先の分岐装置２２の番号と、移送車１８を移送する速度、加速度および減速度を記録しているテーブルである。例えば、分岐装置２２ａと２２ｄを結ぶ移送路が２０ａであることを示している。
【００５０】
図９に示す経路候補データテーブル１１４は、経路候補の組み合わせを全て列挙するテーブルであり、経路を分岐装置２２の列として記憶している。欄が「Ｓ」で表されるものは出発点の着脱装置２４であり、「Ｇ」で表されるものは到達点の着脱装置２４を示す。
【００５１】
図１０に示す経路候補時間データテーブル１１５の各順番は「行程時間」、「旋回時間」および「待機時間」の欄に分割されている。行程時間は移送路２０を通過する時間であり、旋回時間は分岐装置２２で旋回部７８が旋回に要する時間である。また、行程時間および旋回時間はともに移動している時間（通過時間）であり、待機時間と区別される。また、行程時間、旋回時間および待機時間の合計をそれぞれ記録する「合計行程時間」、「合計旋回時間」、「合計待機時間」の欄とこれらをさらに合計する「移送時間」の欄が付加されている。また、それぞれの欄は初期状態では全て空欄になっているものとする。経路候補時間データテーブル１１５の「順番」は、経路候補データテーブル１１４の「順番」より「１」だけ小さい値に対応している。
【００５２】
図１１に示す分岐装置予約データテーブル１２０は、各分岐装置２２ごとに、移送車１８が進入する進入動作および脱出する進行動作に分けて予約するテーブルであり、各動作ごとに動作が終了した時点で予約が解消される。
【００５３】
分岐装置２２ｄについて説明すると、一番左側の「順番１」の欄にのみ「１８ｃ」が記録されているので、移送車１８ｃは、現在、この分岐装置２２ｄに待機していて、いずれかの分岐装置２２へ進行する動作が予約されていることを表している。
【００５４】
また、分岐装置２２ｂについて説明すると、「順番１」および「順番２」の欄に「１８ａ」が記録されているので、いずれかの分岐装置２２から移送車１８が進入し、そして別の分岐装置２２へ進行する動作が予約されていることを表している。
【００５５】
図１２に示す分岐装置時間管理テーブル１２２は、分岐装置予約データテーブル１２０と同じ書式をもつテーブルであり、分岐装置予約データテーブル１２０の各欄に対応して、予約されている時間を現時刻からの時間で記録している。
【００５６】
例えば、分岐装置２２ｂについては、１０［ｓｅｃ］後に移送車１８ａが進入し、１５［ｓｅｃ］後に通過して、使用状態から解放されることが分かる。
【００５７】
移送路情報データテーブル１１３、経路候補テーブル１１４、経路候補時間データテーブル１１５、分岐装置予約データテーブル１２０および分岐装置時間管理テーブル１２２は、それぞれ、着脱装置２４、分岐装置２２が増設される場合および移送車１８の経路が長い場合などに対応可能な十分な記憶領域を持つものとする。
【００５８】
次に、ステップＳ５における各経路候補ごとの移送時間を算出する手順について図１３および図１４を参照しながら説明する。
【００５９】
この手順は、ステップＳ１０１において、経路候補データテーブル１１４で、上段側から順に経路候補を選択して、選択した経路候補ごとにステップＳ１０２〜Ｓ１１１の処理を実行するものである。全ての経路候補について処理が終了したならばステップＳ１１２へ移り、後処理を行う。
【００６０】
ステップＳ１０２において、経路候補データテーブル１１４を参照し、順番２から順に右列の方向に、通過する分岐装置２２を選択する。選択した分岐装置２２に対して、ステップＳ１０３およびステップＳ１０４の行程時間および旋回時間を算出する処理を行う。この処理は通過時間算出部３１により実行される。各経路候補ごとに全ての分岐装置２２に対する行程時間および旋回時間を算出し、求められた行程時間および旋回時間をそれぞれ合計し、合計行程時間および合計旋回時間として経路候補時間データテーブル１１５の「合計行程時間／合計旋回時間」の欄に記録し（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０６へ移る。
【００６１】
すなわち、ステップＳ１０３においては、選択された分岐装置２２と、そのひとつ前の順番の分岐装置２２との間の移送路２０を通過するのに要する行程時間を計算する。
【００６２】
例えば、経路候補データテーブル１１４の経路候補「Ｎｏ．１」の「順番３」では、分岐装置２２の番号は「２２ｄ」であり、その１つ前の「順番２」では、「２２ａ」である。ここで、図８の移送路情報データテーブル１１３を参照すると、分岐装置２２ａ〜２２ｄの間は移送路２０ａであることが分かるので、移送路２０ａの長さ、速度、加速度、減速度から、この間に要する行程時間を計算する。
【００６３】
また、図９の経路候補データテーブル１１４の分岐装置２２の番号の欄が「Ｇ」であるとき、または「順番２」の欄に関するときは、到達点または出発点と当該分岐装置２２との間の距離を求め、移送路情報データテーブル１１３におけるデータのうち「長さ」を求めた距離で置き換えて計算する。
【００６４】
ここで求めた行程時間は、図１０の経路候補時間データテーブル１１５の「行程時間」の欄に左詰めにして順に記録する。
【００６５】
次に、ステップＳ１０４において、選択された分岐装置２２における旋回部７８の旋回時間を計算する。
【００６６】
例えば、図９の経路候補データテーブル１１４の経路候補「Ｎｏ．１」の「順番２」に関しては分岐装置２２ａの旋回時間を計算する。すなわち、図７の分岐装置情報テーブル１１２を参照し、分岐装置２２ａにおける移送車１８の進入方向と進行方向からそれぞれの接続先の分岐装置２２と分岐装置２２ａとの位置座標から旋回角度を求める。そして、求めた旋回角度と分岐装置２２ａの欄の、旋回速度、角加速度、角減速度とから旋回時間を計算する。
【００６７】
また、旋回角度の算出にあたっては、分岐装置情報テーブル１１２の「接続方向」の欄から＋Ｄｘ、＋Ｄｙ、＋Ｄｚ、−Ｄｘ、−Ｄｙ、−Ｄｚの各方向の組み合わせにより予め旋回角度を求めておいてもよい。この場合、＋Ｄｘ方向〜−Ｄｘ方向への移動のように直線上の移動の場合は旋回の必要はないので、算出過程を省略し旋回に要する時間を「０」とすればよい。またさらに、旋回時間の算出には、旋回部７８が旋回している時間だけでなく、移送車１８が移送路２０と分岐装置２２との間を移る遷移状態の時間を付加するようにしてもよい。
【００６８】
ここで求めた旋回時間は、図１０の経路候補時間データテーブル１１５の「旋回時間」の欄に左詰めにして順に記録する。
【００６９】
記録を行ったらステップＳ１０２へ戻り、次の経路候補について同様の処理を繰り返す。
【００７０】
次に、待機時間を求めるステップＳ１０６〜Ｓ１１０（図１４参照）の処理について説明する。この処理は待機時間算出部３３により実行される。
【００７１】
まず、ステップＳ１０６において、図９の経路候補データテーブル１１４を参照し、順番２から順に右列の方向に通過する分岐装置２２を選択する。選択した分岐装置２２に対して、ステップＳ１０７〜Ｓ１１１の合計待機時間を算出する処理を行う。各経路候補ごとに全ての分岐装置２２に対する合計待機時間を算出したらステップＳ１０１へ戻り、次の経路候補の処理に移る。
【００７２】
すなわち、ステップＳ１０７において、経路候補時間データテーブル１１５で選択された列より前の順番（左側）に記録された行程時間および旋回時間の合計に、当該列の行程時間を加算し理想到着時間とする。この理想到着時間は、障害がない場合に移送車１８が当該列の分岐装置２２に到着できる時間を表す。
【００７３】
例えば、経路候補が「Ｎｏ．１」で順番が「順番２」であれば、経路候補時間データテーブル１１５を参照すると理想到着時間は、７＋５＋２０＝３２［ｓｅｃ］であり、分岐装置２２ｄに到着するのは３２［ｓｅｃ］後であることが分かる。
【００７４】
なお、当該列の旋回時間は、到着後に行う動作であることから、ここには加算しない。
【００７５】
次に、ステップＳ１０８において、図９の経路候補データテーブル１１４のうち、図１０の経路候補時間データテーブル１１５に対応する欄から分岐装置２２の番号を確認する。そして、確認した分岐装置２２を図１２の分岐装置時間管理テーブル１２２で参照し、その分岐装置２２の予約が解消される予約解消時間を調べて次のステップＳ１０９へ移る。予約解消時間は分岐装置時間管理テーブル１２２で空欄でない一番右側の欄の数値を読めばよい。もし、経路候補時間データテーブル１１５の対応する欄が全て空欄になっているならば、この分岐装置２２における待機時間は「０」としてステップＳ１１１へ移る。
【００７６】
ステップＳ１０９において、経路候補時間データテーブル１１５の「合計待機時間」の欄の数値と理想到着時間とを加算し実到着時間（到着時間）を求める。「合計待機時間」の欄の数値は、その時点における数値を参照すればよく、また空欄であるならば「０」とみなす。
【００７７】
ステップＳ１１０において、予約解消時間と実到着時間とを比較して待機時間を求める。すなわち、予約解消時間の方が実到着時間より小さければ、実到着時間までに分岐装置２２の予約が解消されているので、待機時間を「０」とする。また、逆であるならばその差を待機時間とする。
【００７８】
上記例において、経路候補が「Ｎｏ．１」で順番が「順番２」の場合では、移送車１８ｂが分岐装置２２ｄへ到着する実到着時間が３２［ｓｅｃ］であり、分岐装置時間管理テーブル１２２を参照すると分岐装置２２ｄの予約解消時間が６０［ｓｅｃ］なので、待機時間は６０−３２＝２８［ｓｅｃ］となる。
【００７９】
ステップＳ１１１において、求めた待機時間を図１０の経路候補時間データテーブル１１５の「合計待機時間」の欄に積算記録する。つまり、当該欄が空欄であるならばそのまま記録し、すでに待機時間が記録されているときは加算して記録する。また、各順番の「待機時間」の欄には積算しない値をそのまま記録し、他の利用に供する。
【００８０】
記録をしたらステップＳ１０６へ戻り、次の経路候補について同様の処理を繰り返す。
【００８１】
行程時間を求めるステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理および待機時間を求めるステップＳ１０６〜Ｓ１１１の処理が終了したら、ステップＳ１１２において、移送時間合計部３５の機能により、図１０の経路候補時間データテーブル１１５の各経路候補について「合計行程時間」、「合計旋回時間」および「合計待機時間」のそれぞれを加算して移送時間を求める。求めた移送時間は「移送時間」の欄に記録する。
【００８２】
最後に、ステップＳ１１３において、経路候補時間データテーブル１１５の「移送時間」に記録された時間のうち最短時間のものを選択して移送車１８の経路として決定する。このようにして図６のステップＳ５の処理が終了する。
【００８３】
この後、図６のステップＳ６において、その経路を他のテーブルに記録し予約することができる。
【００８４】
そして、前記他のテーブルのデータに従い、各移送車１８の動作指示が通信機能部３０ｇを経由し、各ユニットコントローラ２６に伝えられる。各ユニットコントローラ２６は動作指示に付随するアドレスから自身宛の動作指示であることを確認すると、この動作指示に従い着脱装置２４および分岐装置２２を制御して移送車１８を動作させることができる。
【００８５】
このように、本実施の形態に係るワークの移送時間算出方法およびワーク移送システム１０においては、分岐装置２２ごとに予約の解消される時間を記録しているので、移送車１８がその分岐装置２２に到着する実到着時間とを比較して待機時間を算出することができる。このとき、実待機時間は、それ以前の行程時間、旋回時間および待機時間を合計して求めるので、正確に算出することができる。
【００８６】
行程時間は、移送路２０の長さ、速度に加え、加速度および減速度に基づいて算出しているので正確な行程時間を求めることができる。
【００８７】
同様に旋回時間は、分岐装置２２における旋回角、角速度に加え、角加速度および角減速度に基づいて算出しているので正確な旋回時間を求めることができる。
【００８８】
そして、移送路２０の長さ、速度、加速度、減速度および分岐装置２２における角速度、角加速度、角減速度は、それぞれ移送路２０または分岐装置２２ごとに独立した数値を記録しておくため、これらの装置を異なる仕様で増設した場合または装置の性能が変化した場合であっても個別に数値を更新して適応させることができる。
【００８９】
そして、複数の経路について移送時間を求めて、そのうち最短時間のものを選択するので、他の移送車の移動をも考慮して、移送車１８を到達点へ速く到達させることができる。
【００９０】
また、着脱装置２４、加工機１４等が増設されあるいは取り除かれた場合であっても、分岐装置情報テーブル１１２、移送路情報データテーブル１１３、経路候補データテーブル１１４、経路候補時間データテーブル１１５、分岐装置予約データテーブル１２０および分岐装置時間管理テーブル１２２の所定のデータを更新するだけで適用可能であり、アルゴリズム部分に変更を加える必要がない。移送路２０は互いに直交していなくてもよく、分岐装置２２における接続先は任意の数であっても適用可能なので、移送路２０を種々の形態に変更することが可能である。
【００９１】
搬送経路の表現方法は、その経路途中の分岐装置２２の番号列による方法を示したが、移送路２０の番号列で表現するようにしてもよい。
【００９２】
移送車１８については、ワイヤ６０から動力を受ける他走式のものに限らず、床面を移動する自走式および自立式等のものであってもよい。
【００９３】
またさらに、網状移送路は都市交通網等であってもよい。
【００９４】
そしてさらに、この発明に係るワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムは、上述の実施の形態例に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムによれば、網状移送路における移送車の移動経路で、他の移送車の移動をも考慮しながら、移送車を到達点へ短い時間で到達させることができるという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るワーク移送システムを示す斜視図である。
【図２】本実施の形態における網状移送路を示す説明図である。
【図３】着脱装置、移送車を示す斜視図である。
【図４】分岐装置を示す説明図である。
【図５】本実施の形態に係るワーク移送システムの機能ブロック図である。
【図６】メインコントローラが移送車の移送経路を決定する手順を示すフローチャートである。
【図７】分岐装置情報テーブルの内容を示す説明図である。
【図８】移送路情報テーブルの内容を示す説明図である。
【図９】経路候補データテーブルの内容を示す説明図である。
【図１０】計算途中の経路候補時間データテーブルの内容を示す説明図である。
【図１１】分岐装置予約データテーブルの内容を示す説明図である。
【図１２】分岐装置時間管理テーブルの内容を示す説明図である。
【図１３】各経路候補ごとの移送時間を算出して最短の移送時間を選択する手順を示すフローチャート（その１）である。
【図１４】各経路候補ごとの移送時間を算出して最短の移送時間を選択する手順を示すフローチャート（その２）である。
【符号の説明】
１０…ワーク移送システム １２…メインコントローラ
１４…加工機
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｘ、１６ｙ…ワーク
１８、１８ａ〜１８ｄ…移送車 ２０、２２ａ〜２２ｖ…移送路
２２、２２ａ〜２２ｖ…分岐装置 ２４、２４ａ〜２４ｍ…着脱装置
２６…ユニットコントローラ ３０…本体
３０ａ…モニタ機能部 ３０ｂ…パラメータ管理機能部
３０ｃ…数値パラメータ設定機能部 ３０ｄ…稼動状態管理機能部
３０ｅ…移送経路決定機能部 ３０ｆ…シミュレーション機能部
３０ｇ…通信機能部 ３１…通過時間算出部
３２…モニタ ３３…待機時間算出部
３４…キーボード ３５…移送時間合計部
３６…投入装置 ３８…払出装置
６０…ワイヤ １１２…分岐装置情報テーブル
１１３…移送路情報データテーブル １１４…経路候補データテーブル
１１５…経路候補時間データテーブル １２０…分岐装置予約データテーブル
１２２…分岐装置時間管理テーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムに関し、特に移送路、中継路およびステーションが網状に配置された網状移送路においてワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
製造設備を有する工場において、加工機械を任意の位置に配置できれば、加工機械をライン状に配置する場合に比べて敷地の利用率を高くすることができる。
【０００３】
この場合、各加工機械の間には網状の移送路が形成され、移送車がこの移送路を通ってワークを移送する形態となる。
【０００４】
そして、一般に移送車は複数台が用意され、各移送車は自ら記憶した経路を移動し、または他の制御装置から経路の指令を受けて移動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術においては、移動経路のうちどの経路を通れば最短時間で到達点に至ることができるかを判断する好適な手法がない。
【０００６】
すなわち、経路がいくつかに絞られている場合であっても、他の移送車との経路上の競合を考慮すると、必ずしも幾何学的な最短経路が最短時間になるとは限らず、他の移送車の通過待ちを考慮すると遠回りした方が速いこともあるが、経路の候補のうちいずれを選択すればよいかを判断する好適な選択手法はない。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、網状移送路における移送車の移動経路で、他の移送車の移動をも考慮して、移送車を到達点へ短い時間で到達させることを可能としたワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るワークの移送時間算出方法は、複数の移送路と、前記移送路が接続される中継路とからなる網状路における移送装置のワークの移送時間算出方法において、前記網状路上で、出発点から到達点へ至る経路を前記移送路および／または前記中継路の列として記憶し、前記移送装置が前記移送路および前記中継路の通過に要する通過時間を求める第１ステップと、前記移送装置が前記移送路および前記中継路で待機する待機時間を求める第２ステップと、前記通過時間および前記待機時間を合計し前記経路の移送時間を算出する第３ステップと、を有し、前記第２ステップにおいて、前記移送路および／または前記中継路が他の移送装置の使用状態から開放されるまでの時間である予約解消時間を調べて、前記移送路および／または前記中継路ごとの前記予約解消時間と、前記移送装置が前記移送路および／または前記中継路に到着する到着時間とを比較し、前記予約解消時間が前記到着時間より大きいときはその差を前記待機時間とし、前記予約解消時間が前記到着時間より小さいときはその前記待機時間を０とする、ことを特徴とする。
【０００９】
このようにすることにより、網状路における移送車の移動経路について、他の移送車の移動をも考慮した移送時間を算出することができる。
【００１１】
また、前記到着時間は、前記移送路および／または前記中継路ごとに、それ以前の前記通過時間および前記待機時間を合計して求めるようにしてもよい。
【００１２】
そして、前記通過時間は、前記移送装置が前記移送路を移動する行程時間と、前記中継路で進行方向を変更する旋回時間とからなるようにしてもよい。
【００１３】
前記行程時間は、前記移送路における距離、速度、加速度または減速度の少なくとも１つを変数として求めるようにしてもよい。
【００１４】
前記旋回時間は、前記中継路における旋回角、角速度、角加速度または角減速度の少なくとも１つを変数として求めるようにしてもよい。
【００１５】
さらに、複数の前記経路について前記移送時間を求め、前記移送時間が最短時間である前記経路を選択し、前記移送装置を移動させるようにしてもよい。
【００１６】
このようにすることにより、移送車を到達点へ短い時間で到達させることができる。
【００１７】
また、本発明に係るワーク移送システムは、ワークを移送する複数の移送装置と、前記移送装置が移動し、または停止する複数の移送路と、前記移送装置から前記ワークが搬入および搬出される複数のステーションと、２つ以上の前記移送路の中継点に設けられ、一方の前記移送路から前記移送装置が進入して停止しまたは他の前記移送路へ進行する中継路と、前記移送装置、前記移送路、前記ステーションおよび前記中継路の動作を制御する制御部と、前記移送路と前記中継路とからなる網状路上の出発点から到達点へ至る経路を前記移送路および／または前記中継路の列として記憶し、前記移送装置が前記移送路および前記中継路の通過に要する通過時間を求める通過時間算出部と、前記移送装置が前記移送路および前記中継路で待機する待機時間を求める待機時間算出部と、前記移送路および／または前記中継路の列ごとの前記通過時間および前記待機時間を合計し前記経路の移送時間を算出する移送時間合計部と、を有し、前記待機時間算出部は、前記移送路および／または前記中継路が他の移送装置の使用状態から開放されるまでの時間である予約解消時間を調べて、前記移送路および／または前記中継路ごとの前記予約解消時間と、前記移送装置が前記移送路および／または前記中継路に到着する到着時間とを比較し、前記予約解消時間が前記到着時間より大きいときはその差を前記待機時間とし、前記予約解消時間が前記到着時間より小さいときはその前記待機時間を０とする、ことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムに適用した実施の形態を図１〜図１４を参照しながら説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係るワーク移送システム１０は、ワーク１６を移送する複数の移送車（移送装置）１８と、移送車１８をワイヤ６０を介して移動させ、または途中で停止させることのできる複数の移送路２０と、移送車１８からワーク１６が搬入および搬出される複数の着脱装置（ステーション）２４と、着脱装置２４からワーク１６を出し入れしてワーク１６を加工する加工機１４と、移送路２０の中継点または端部に設けられ、移送路２０から進入してきた移送車１８を停止させ、または他の移送路２０へ進行させことのできる分岐装置（中継路）２２と、移送車１８、移送路２０、着脱装置２４および分岐装置２２の動作を直接制御する複数のユニットコントローラ２６と、複数のユニットコントローラ２６を統合して全体を制御するメインコントローラ（制御部）１２とを有する。
【００２０】
なお、以下、「搬入」とは、移送車１８から着脱装置２４へワーク１６を受け渡す作業を表すものとし、「搬出」とはその逆の作業を表すものと定義する。
【００２１】
図２に示すように、着脱装置２４は複数存在し、また、それぞれの着脱装置２４ａ〜２４ｍはワーク１６の加工工程に応じた加工機１４（図１参照）を備えている。ワーク１６は２種類のワーク１６ａおよび１６ｂ（共に図示せず）に分類され、加工機１４はワーク１６ａ、１６ｂに共用のものと、どちらか一方に対し専用の加工を行うものとが混在している。
【００２２】
ワーク１６の加工工程は、順に４つの工程Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分類され、投入工程でワーク１６は投入装置３６から工程Ａに受け渡され、工程Ｄが終了すると払い出し工程の払出装置３８に送られる。なお、投入装置３６および払出装置３８は、ワーク１６を投入および払い出しを行う機能とともに、着脱装置２４と同様に移送車１８とワーク１６の授受を行うものであり、以下の説明では着脱装置２４と同列に扱うものとする。
【００２３】
工程Ａでは着脱装置２４ａ〜２４ｄを、工程Ｂでは着脱装置２４ｅ〜２４ｇを、工程Ｃでは着脱装置２４ｈ〜２４ｋを、工程Ｄでは着脱装置２４Ｌ〜２４ｍを備えており、それぞれの着脱装置２４ａ〜２４ｍと投入装置３６および払出装置３８とは網状に配置された移送路２０で結ばれている。また、投入装置３６、払出装置３８および着脱装置２４ａ〜２４ｍは移送路２０の途中の箇所に設けられている。
【００２４】
ワーク１６の移送経路は、例えば、投入装置３６から投入され、工程Ａの着脱装置２４ｂ、工程Ｂの着脱装置２４ｇ、工程Ｃの着脱装置２４ｋ、工程Ｄの着脱装置２４Ｌで順に加工され、その後、払出装置３８から払い出しされる。
【００２５】
分岐装置２２は複数存在し、分岐装置２２ａ〜２２ｍは移送路２０の中継点に設置され、そして分岐装置２２ｎ〜２２ｖは移送路２０の端部に設置されている。また、中継点から延びる移送路２０は９０°に交差している必要はなく、分岐装置２２ｉおよび２２ｍのように、任意の角度に設定可能である。さらに、中継点から延びる移送路２０の数は交差する４本に限ることなく、分岐装置２２ａ、２２ｍ等のように、２本や３本など任意の数に設置することができる。
【００２６】
また、着脱装置２４ａ〜２４ｍおよび払出装置３８を適当な数のエリアに分割し、それぞれのエリアに移送車１８を割り当てる。それぞれの移送車１８は、割り当て分の着脱装置２４または払出装置３８に対してのみワーク１６の搬入を行い、ワーク１６の搬出を受ける際には前工程側のエリアにも進入し、他の移送車１８を回避するときは隣接するエリアにも進入するものとする。
【００２７】
図２では４台の移送車１８ａ〜１８ｄを移送車１８ａエリア〜移送車１８ｄエリアに割り当てた例を示している。移送車１８ｂエリアについていえば、工程Ｂ、工程Ｃにまたがったエリアの着脱装置２４ｆ、２４ｇ、２４ｊ、２４ｋにワーク１６を搬入する作業を行い、搬出作業に関しては、前工程である工程Ａ、工程Ｂの着脱装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇから搬出を受ける作業を行う。
【００２８】
また、これらの移送路２０と、分岐装置２２とからなる網状路は、工程が進む方向をＤｘとして規定し、方向Ｄｘに垂直な方向をＤｙとして規定している。分岐装置２２の位置は、適当な基準点を設けて座標（ｘ、ｙ）として表され、分岐装置２２間の移送路２０の向きは、方向ＤｘまたはＤｙで表される。さらに、分岐装置２２ｉと分岐装置２２ｍを結ぶ移送路２０のように斜めに設定されたものは、傾き角度に応じた方向Ｄｚを規定して表される。
【００２９】
図３に示すように、着脱装置２４は、縦長の構造であり、両脇部に立設されたレール５８にはチェーン・スプロケット機構５９が組み込まれている。レール５８から水平方向に突出した一体型上下２段構造の載置台５４、５６はチェーン・スプロケット機構５９によりレール５８に沿って上下移動が可能であり、図示しない高さセンサにより載置台５４、５６の高さを検出可能な構成になっている。チェーン・スプロケット機構５９は、ユニットコントローラ２６に接続されたモータ５２により駆動され、高さセンサの出力値を参照しながら載置台５４、５６の高さの調整動作が可能である。
【００３０】
この着脱装置２４と移送車１８は、上段の載置台５４との間でワーク１６の積み下ろしが可能であるとともに、載置台５４にワーク１６がないときには下段の載置台５６との間でも積み下ろしが可能に構成されている。
【００３１】
具体的には、移送車１８は未加工のワーク１６ｘを載置台５４に下ろすと、一度待避する。載置台５６を加工機１４の近くの高さまで降下させて、ここで加工機１４で加工した加工済みのワーク１６ｙを載置台５６に載せると載置台５４、５６をさらに降下させる。載置台５４が加工機１４の近くの高さに到達したところで停止させ、未加工のワーク１６ｘを加工機１４に受け渡すと載置台５４、５６を上昇させる。そして、載置台５６が移送車１８の近くの高さに到達したら、待避していた移送車１８が再度積み込み位置まで移動し、加工済みのワーク１６ｙを載置台５６から移送車１８に積み込む。
【００３２】
このようにして、着脱装置２４、加工機１４と移送車１８との間で未加工のワーク１６ｘと加工済みのワーク１６ｙの搬入、搬出が可能になる。
【００３３】
図４に示すように、分岐装置２２は、分岐装置本体７０と、分岐装置本体７０から斜め下方向に突出して移送路２０と接続している脚部８０と、分岐装置本体７０の直下に設けられ、モータ８２によって水平に旋回する旋回部７８と、旋回部７８に設けられ移送車１８を引き込みおよび送り出すローラ７４と、ローラ７４を回転させるモータ７２とを有する。さらに、この分岐装置２２は、移送路２０のワイヤ６０をプーリ６２、６４を介して駆動させるモータ６８と、旋回部７８の旋回角を検出する角度センサ（図示せず）と、移送車１８の位置を検出する位置センサ（図示せず）等を有する。
【００３４】
分岐装置２２は、モータ６８によりワイヤ６０を駆動させてワイヤ６０に着脱可能に固定される移送車１８を移動させることができる。移送車１８は、移動中はワイヤ６０を咬み込んで固定するカム機構によりワイヤ６０と一体となって移動する。そして、分岐装置２２に到達すると自動的にカム機構が解除される構成になっており、カム機構が解除された後はローラ７４によって旋回部７８に引き込まれる。
【００３５】
移送車１８が旋回部７８の中心位置まで達したらモータ８２により向きを変えて、別の移送路２０に対して再びローラ７４により移送車１８を送り出す。また、２つの移送路２０が直線状に設定されて、移送車１８が分岐装置２２を介して直進する場合は、旋回部７８の旋回動作は不要であり、比較的速く移送車１８を通過させることができる。
【００３６】
この分岐装置２２のモータ６８、７２、８２および図示しない位置センサ、角度センサはユニットコントローラ２６に接続されており、移送車１８の位置や旋回部７８の角度が制御されている。
【００３７】
図５に示すように、メインコントローラ１２は、本体３０と、画面出力を行うモニタ３２と、入力装置のキーボード３４等から構成される。
【００３８】
本体３０は、モニタ３２を制御するモニタ機能部３０ａと、ワーク移送システム１０の各種構成を保持するパラメータ管理機能部３０ｂと、キーボード３４から指示およびデータを入力しパラメータ管理機能部３０ｂへ受け渡す数値パラメータ機能部３０ｃと、有線または無線でユニットコントローラ２６と通信を行う通信機能部３０ｇとを有する。さらに、前記本体３０は、通信機能部３０ｇと接続されてワーク移送システム１０の状態を管理する稼動状態管理機能部３０ｄと、パラメータ管理機能部３０ｂ、稼動状態管理機能部３０ｄ等と協働して移送車１８の移動する経路を決定する移送経路決定機能部３０ｅと、移送車１８の動作をシミュレーションするシミュレーション機能部３０ｆとを有する。
【００３９】
移送経路決定機能部３０ｅは、各経路候補を移送路２０および分岐装置２２の列として記憶し、移送車１８が前記移送路２０および分岐装置２２の通過に要する通過時間を求める通過時間算出部３１と、移送装置が移送路２０および分岐装置２２で待機する待機時間を求める待機時間算出部３３と、通過時間および待機時間を合計し各経路候補ごとの移送時間を算出する移送時間合計部３５とを有する。
【００４０】
また、前記本体３０は、図示しないハードディスク、ＣＰＵ、メモリ等を備えており、上記の各機能部３０ａ〜３０ｆは、通常はソフトウェアとしてハードディスクに格納されている。そして、各機能を実行するときはメモリにロードされた上でＣＰＵにより実行される。
【００４１】
メインコントローラ１２は、図６に示す手順により、移送車１８の移送経路を決定する。すなわち、各移送車１８の分担する移動範囲を決定して入力し（ステップＳ１）、移送車１８の搬出元と搬入先を決定し（ステップＳ２）、移送車１８の移送経路を探索する（ステップＳ３）。探索して求められた経路候補を列挙し（ステップＳ４）、各経路候補ごとの移送時間を算出する（ステップＳ５）。
【００４２】
そして、実際の動作条件を考慮して移送時間が最短の経路を選定し、さらに、決定した経路を移送車１８が移動する際に、他の移送車との競合を避けながら分岐装置２２を予約する（ステップＳ６）。
【００４３】
このようにして、その時点で決定可能な移送経路を全て決定したら、次の計算条件が成立するまで待つ（ステップＳ７）。次の計算条件とは、例えば各着脱装置２４からの搬入要求信号、搬出要求信号および移送車１８による移送終了もしくは分岐装置２２を通過したという情報等が条件となり、これらの条件が発生したときに再度ステップＳ２に戻るようにすればよい。
【００４４】
このうち、ステップＳ５での処理、すなわち、各経路候補ごとの移送時間を算出し、移送時間が最短のものを選択する処理について図７〜図１２を参照しながら詳細に説明する。
【００４５】
このステップＳ５の処理は、基本的には、移送途中の分岐装置２２の予約状況をテーブルから参照し、待機しなければならない待機時間を求め、この待機時間と移送車１８が移動に要する時間とを合計し、実際の移送時間を求めるものである。
【００４６】
移送経路決定機能部３０ｅは、分岐装置２２の位置および接続先などの情報が記録されている分岐装置情報テーブル１１２（図７参照）と、移送路２０の接続先などの情報が記録されている移送路情報データテーブル１１３（図８参照）と、探索して選定された複数の移動経路を列挙して記述する経路候補データテーブル１１４（図９参照）と、移動経路候補の移送時間算出用の経路候補時間データテーブル１１５（図１０参照）と、分岐装置２２ごとに移送車１８の使用予約が記録されている分岐装置予約データテーブル１２０（図１１参照）と、分岐装置２２ごとに予約時間が記録されている分岐装置時間管理テーブル１２２（図１２参照）とを用いて各経路候補ごとの移送時間を算出する。これらのテーブルはハードディスクまたはメモリ上に設定され、ＣＰＵが参照および更新の処理を行う。
【００４７】
図７に示す分岐装置情報テーブル１１２は、各分岐装置２２ａ〜２２ｖについて、位置座標と、接続先の分岐装置２２の番号と、旋回部７８の角速度、角加速度および角減速度と、それぞれの接続先の方向を＋Ｄｘ、＋Ｄｙ、＋Ｄｚ、−Ｄｘ、−Ｄｙ、−Ｄｚ方向として記録しているテーブルである。
【００４８】
分岐装置２２ａについて説明すると、位置座標は、方向Ｄｘ、Ｄｙを基準にした直交座標で（ｘａ、ｙａ）と表され、接続先は＋Ｄｘ、＋Ｄｙおよび−Ｄｙ方向の３方向である。また、＋Ｄｘ方向には分岐装置２２ｄが、−Ｄｙ方向には分岐装置２２ｂが、＋Ｄｙ方向には分岐装置２２ｏが接続されていることを示している。旋回速度、角加速度および角減速度はそれぞれωａ［°／ｓｅｃ］、ωｂ［°／ｓｅｃ2］、ωｃ［°／ｓｅｃ2］である。
【００４９】
図８に示す移送路情報データテーブル１１３は、各移送路２０について、長さと、接続先の分岐装置２２の番号と、移送車１８を移送する速度、加速度および減速度を記録しているテーブルである。例えば、分岐装置２２ａと２２ｄを結ぶ移送路が２０ａであることを示している。
【００５０】
図９に示す経路候補データテーブル１１４は、経路候補の組み合わせを全て列挙するテーブルであり、経路を分岐装置２２の列として記憶している。欄が「Ｓ」で表されるものは出発点の着脱装置２４であり、「Ｇ」で表されるものは到達点の着脱装置２４を示す。
【００５１】
図１０に示す経路候補時間データテーブル１１５の各順番は「行程時間」、「旋回時間」および「待機時間」の欄に分割されている。行程時間は移送路２０を通過する時間であり、旋回時間は分岐装置２２で旋回部７８が旋回に要する時間である。また、行程時間および旋回時間はともに移動している時間（通過時間）であり、待機時間と区別される。また、行程時間、旋回時間および待機時間の合計をそれぞれ記録する「合計行程時間」、「合計旋回時間」、「合計待機時間」の欄とこれらをさらに合計する「移送時間」の欄が付加されている。また、それぞれの欄は初期状態では全て空欄になっているものとする。経路候補時間データテーブル１１５の「順番」は、経路候補データテーブル１１４の「順番」より「１」だけ小さい値に対応している。
【００５２】
図１１に示す分岐装置予約データテーブル１２０は、各分岐装置２２ごとに、移送車１８が進入する進入動作および脱出する進行動作に分けて予約するテーブルであり、各動作ごとに動作が終了した時点で予約が解消される。
【００５３】
分岐装置２２ｄについて説明すると、一番左側の「順番１」の欄にのみ「１８ｃ」が記録されているので、移送車１８ｃは、現在、この分岐装置２２ｄに待機していて、いずれかの分岐装置２２へ進行する動作が予約されていることを表している。
【００５４】
また、分岐装置２２ｂについて説明すると、「順番１」および「順番２」の欄に「１８ａ」が記録されているので、いずれかの分岐装置２２から移送車１８が進入し、そして別の分岐装置２２へ進行する動作が予約されていることを表している。
【００５５】
図１２に示す分岐装置時間管理テーブル１２２は、分岐装置予約データテーブル１２０と同じ書式をもつテーブルであり、分岐装置予約データテーブル１２０の各欄に対応して、予約されている時間を現時刻からの時間で記録している。
【００５６】
例えば、分岐装置２２ｂについては、１０［ｓｅｃ］後に移送車１８ａが進入し、１５［ｓｅｃ］後に通過して、使用状態から解放されることが分かる。
【００５７】
移送路情報データテーブル１１３、経路候補テーブル１１４、経路候補時間データテーブル１１５、分岐装置予約データテーブル１２０および分岐装置時間管理テーブル１２２は、それぞれ、着脱装置２４、分岐装置２２が増設される場合および移送車１８の経路が長い場合などに対応可能な十分な記憶領域を持つものとする。
【００５８】
次に、ステップＳ５における各経路候補ごとの移送時間を算出する手順について図１３および図１４を参照しながら説明する。
【００５９】
この手順は、ステップＳ１０１において、経路候補データテーブル１１４で、上段側から順に経路候補を選択して、選択した経路候補ごとにステップＳ１０２〜Ｓ１１１の処理を実行するものである。全ての経路候補について処理が終了したならばステップＳ１１２へ移り、後処理を行う。
【００６０】
ステップＳ１０２において、経路候補データテーブル１１４を参照し、順番２から順に右列の方向に、通過する分岐装置２２を選択する。選択した分岐装置２２に対して、ステップＳ１０３およびステップＳ１０４の行程時間および旋回時間を算出する処理を行う。この処理は通過時間算出部３１により実行される。各経路候補ごとに全ての分岐装置２２に対する行程時間および旋回時間を算出し、求められた行程時間および旋回時間をそれぞれ合計し、合計行程時間および合計旋回時間として経路候補時間データテーブル１１５の「合計行程時間／合計旋回時間」の欄に記録し（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０６へ移る。
【００６１】
すなわち、ステップＳ１０３においては、選択された分岐装置２２と、そのひとつ前の順番の分岐装置２２との間の移送路２０を通過するのに要する行程時間を計算する。
【００６２】
例えば、経路候補データテーブル１１４の経路候補「Ｎｏ．１」の「順番３」では、分岐装置２２の番号は「２２ｄ」であり、その１つ前の「順番２」では、「２２ａ」である。ここで、図８の移送路情報データテーブル１１３を参照すると、分岐装置２２ａ〜２２ｄの間は移送路２０ａであることが分かるので、移送路２０ａの長さ、速度、加速度、減速度から、この間に要する行程時間を計算する。
【００６３】
また、図９の経路候補データテーブル１１４の分岐装置２２の番号の欄が「Ｇ」であるとき、または「順番２」の欄に関するときは、到達点または出発点と当該分岐装置２２との間の距離を求め、移送路情報データテーブル１１３におけるデータのうち「長さ」を求めた距離で置き換えて計算する。
【００６４】
ここで求めた行程時間は、図１０の経路候補時間データテーブル１１５の「行程時間」の欄に左詰めにして順に記録する。
【００６５】
次に、ステップＳ１０４において、選択された分岐装置２２における旋回部７８の旋回時間を計算する。
【００６６】
例えば、図９の経路候補データテーブル１１４の経路候補「Ｎｏ．１」の「順番２」に関しては分岐装置２２ａの旋回時間を計算する。すなわち、図７の分岐装置情報テーブル１１２を参照し、分岐装置２２ａにおける移送車１８の進入方向と進行方向からそれぞれの接続先の分岐装置２２と分岐装置２２ａとの位置座標から旋回角度を求める。そして、求めた旋回角度と分岐装置２２ａの欄の、旋回速度、角加速度、角減速度とから旋回時間を計算する。
【００６７】
また、旋回角度の算出にあたっては、分岐装置情報テーブル１１２の「接続方向」の欄から＋Ｄｘ、＋Ｄｙ、＋Ｄｚ、−Ｄｘ、−Ｄｙ、−Ｄｚの各方向の組み合わせにより予め旋回角度を求めておいてもよい。この場合、＋Ｄｘ方向〜−Ｄｘ方向への移動のように直線上の移動の場合は旋回の必要はないので、算出過程を省略し旋回に要する時間を「０」とすればよい。またさらに、旋回時間の算出には、旋回部７８が旋回している時間だけでなく、移送車１８が移送路２０と分岐装置２２との間を移る遷移状態の時間を付加するようにしてもよい。
【００６８】
ここで求めた旋回時間は、図１０の経路候補時間データテーブル１１５の「旋回時間」の欄に左詰めにして順に記録する。
【００６９】
記録を行ったらステップＳ１０２へ戻り、次の経路候補について同様の処理を繰り返す。
【００７０】
次に、待機時間を求めるステップＳ１０６〜Ｓ１１０（図１４参照）の処理について説明する。この処理は待機時間算出部３３により実行される。
【００７１】
まず、ステップＳ１０６において、図９の経路候補データテーブル１１４を参照し、順番２から順に右列の方向に通過する分岐装置２２を選択する。選択した分岐装置２２に対して、ステップＳ１０７〜Ｓ１１１の合計待機時間を算出する処理を行う。各経路候補ごとに全ての分岐装置２２に対する合計待機時間を算出したらステップＳ１０１へ戻り、次の経路候補の処理に移る。
【００７２】
すなわち、ステップＳ１０７において、経路候補時間データテーブル１１５で選択された列より前の順番（左側）に記録された行程時間および旋回時間の合計に、当該列の行程時間を加算し理想到着時間とする。この理想到着時間は、障害がない場合に移送車１８が当該列の分岐装置２２に到着できる時間を表す。
【００７３】
例えば、経路候補が「Ｎｏ．１」で順番が「順番２」であれば、経路候補時間データテーブル１１５を参照すると理想到着時間は、７＋５＋２０＝３２［ｓｅｃ］であり、分岐装置２２ｄに到着するのは３２［ｓｅｃ］後であることが分かる。
【００７４】
なお、当該列の旋回時間は、到着後に行う動作であることから、ここには加算しない。
【００７５】
次に、ステップＳ１０８において、図９の経路候補データテーブル１１４のうち、図１０の経路候補時間データテーブル１１５に対応する欄から分岐装置２２の番号を確認する。そして、確認した分岐装置２２を図１２の分岐装置時間管理テーブル１２２で参照し、その分岐装置２２の予約が解消される予約解消時間を調べて次のステップＳ１０９へ移る。予約解消時間は分岐装置時間管理テーブル１２２で空欄でない一番右側の欄の数値を読めばよい。もし、経路候補時間データテーブル１１５の対応する欄が全て空欄になっているならば、この分岐装置２２における待機時間は「０」としてステップＳ１１１へ移る。
【００７６】
ステップＳ１０９において、経路候補時間データテーブル１１５の「合計待機時間」の欄の数値と理想到着時間とを加算し実到着時間（到着時間）を求める。「合計待機時間」の欄の数値は、その時点における数値を参照すればよく、また空欄であるならば「０」とみなす。
【００７７】
ステップＳ１１０において、予約解消時間と実到着時間とを比較して待機時間を求める。すなわち、予約解消時間の方が実到着時間より小さければ、実到着時間までに分岐装置２２の予約が解消されているので、待機時間を「０」とする。また、逆であるならばその差を待機時間とする。
【００７８】
上記例において、経路候補が「Ｎｏ．１」で順番が「順番２」の場合では、移送車１８ｂが分岐装置２２ｄへ到着する実到着時間が３２［ｓｅｃ］であり、分岐装置時間管理テーブル１２２を参照すると分岐装置２２ｄの予約解消時間が６０［ｓｅｃ］なので、待機時間は６０−３２＝２８［ｓｅｃ］となる。
【００７９】
ステップＳ１１１において、求めた待機時間を図１０の経路候補時間データテーブル１１５の「合計待機時間」の欄に積算記録する。つまり、当該欄が空欄であるならばそのまま記録し、すでに待機時間が記録されているときは加算して記録する。また、各順番の「待機時間」の欄には積算しない値をそのまま記録し、他の利用に供する。
【００８０】
記録をしたらステップＳ１０６へ戻り、次の経路候補について同様の処理を繰り返す。
【００８１】
行程時間を求めるステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理および待機時間を求めるステップＳ１０６〜Ｓ１１１の処理が終了したら、ステップＳ１１２において、移送時間合計部３５の機能により、図１０の経路候補時間データテーブル１１５の各経路候補について「合計行程時間」、「合計旋回時間」および「合計待機時間」のそれぞれを加算して移送時間を求める。求めた移送時間は「移送時間」の欄に記録する。
【００８２】
最後に、ステップＳ１１３において、経路候補時間データテーブル１１５の「移送時間」に記録された時間のうち最短時間のものを選択して移送車１８の経路として決定する。このようにして図６のステップＳ５の処理が終了する。
【００８３】
この後、図６のステップＳ６において、その経路を他のテーブルに記録し予約することができる。
【００８４】
そして、前記他のテーブルのデータに従い、各移送車１８の動作指示が通信機能部３０ｇを経由し、各ユニットコントローラ２６に伝えられる。各ユニットコントローラ２６は動作指示に付随するアドレスから自身宛の動作指示であることを確認すると、この動作指示に従い着脱装置２４および分岐装置２２を制御して移送車１８を動作させることができる。
【００８５】
このように、本実施の形態に係るワークの移送時間算出方法およびワーク移送システム１０においては、分岐装置２２ごとに予約の解消される時間を記録しているので、移送車１８がその分岐装置２２に到着する実到着時間とを比較して待機時間を算出することができる。このとき、実待機時間は、それ以前の行程時間、旋回時間および待機時間を合計して求めるので、正確に算出することができる。
【００８６】
行程時間は、移送路２０の長さ、速度に加え、加速度および減速度に基づいて算出しているので正確な行程時間を求めることができる。
【００８７】
同様に旋回時間は、分岐装置２２における旋回角、角速度に加え、角加速度および角減速度に基づいて算出しているので正確な旋回時間を求めることができる。
【００８８】
そして、移送路２０の長さ、速度、加速度、減速度および分岐装置２２における角速度、角加速度、角減速度は、それぞれ移送路２０または分岐装置２２ごとに独立した数値を記録しておくため、これらの装置を異なる仕様で増設した場合または装置の性能が変化した場合であっても個別に数値を更新して適応させることができる。
【００８９】
そして、複数の経路について移送時間を求めて、そのうち最短時間のものを選択するので、他の移送車の移動をも考慮して、移送車１８を到達点へ速く到達させることができる。
【００９０】
また、着脱装置２４、加工機１４等が増設されあるいは取り除かれた場合であっても、分岐装置情報テーブル１１２、移送路情報データテーブル１１３、経路候補データテーブル１１４、経路候補時間データテーブル１１５、分岐装置予約データテーブル１２０および分岐装置時間管理テーブル１２２の所定のデータを更新するだけで適用可能であり、アルゴリズム部分に変更を加える必要がない。移送路２０は互いに直交していなくてもよく、分岐装置２２における接続先は任意の数であっても適用可能なので、移送路２０を種々の形態に変更することが可能である。
【００９１】
搬送経路の表現方法は、その経路途中の分岐装置２２の番号列による方法を示したが、移送路２０の番号列で表現するようにしてもよい。
【００９２】
移送車１８については、ワイヤ６０から動力を受ける他走式のものに限らず、床面を移動する自走式および自立式等のものであってもよい。
【００９３】
またさらに、網状移送路は都市交通網等であってもよい。
【００９４】
そしてさらに、この発明に係るワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムは、上述の実施の形態例に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るワークの移送時間算出方法およびワーク移送システムによれば、網状移送路における移送車の移動経路で、他の移送車の移動をも考慮しながら、移送車を到達点へ短い時間で到達させることができるという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るワーク移送システムを示す斜視図である。
【図２】本実施の形態における網状移送路を示す説明図である。
【図３】着脱装置、移送車を示す斜視図である。
【図４】分岐装置を示す説明図である。
【図５】本実施の形態に係るワーク移送システムの機能ブロック図である。
【図６】メインコントローラが移送車の移送経路を決定する手順を示すフローチャートである。
【図７】分岐装置情報テーブルの内容を示す説明図である。
【図８】移送路情報テーブルの内容を示す説明図である。
【図９】経路候補データテーブルの内容を示す説明図である。
【図１０】計算途中の経路候補時間データテーブルの内容を示す説明図である。
【図１１】分岐装置予約データテーブルの内容を示す説明図である。
【図１２】分岐装置時間管理テーブルの内容を示す説明図である。
【図１３】各経路候補ごとの移送時間を算出して最短の移送時間を選択する手順を示すフローチャート（その１）である。
【図１４】各経路候補ごとの移送時間を算出して最短の移送時間を選択する手順を示すフローチャート（その２）である。
【符号の説明】
１０…ワーク移送システム １２…メインコントローラ
１４…加工機
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｘ、１６ｙ…ワーク
１８、１８ａ〜１８ｄ…移送車 ２０、２２ａ〜２２ｖ…移送路
２２、２２ａ〜２２ｖ…分岐装置 ２４、２４ａ〜２４ｍ…着脱装置
２６…ユニットコントローラ ３０…本体
３０ａ…モニタ機能部 ３０ｂ…パラメータ管理機能部
３０ｃ…数値パラメータ設定機能部 ３０ｄ…稼動状態管理機能部
３０ｅ…移送経路決定機能部 ３０ｆ…シミュレーション機能部
３０ｇ…通信機能部 ３１…通過時間算出部
３２…モニタ ３３…待機時間算出部
３４…キーボード ３５…移送時間合計部
３６…投入装置 ３８…払出装置
６０…ワイヤ １１２…分岐装置情報テーブル
１１３…移送路情報データテーブル １１４…経路候補データテーブル
１１５…経路候補時間データテーブル １２０…分岐装置予約データテーブル
１２２…分岐装置時間管理テーブル
Claims (7)
- 複数の移送路と、前記移送路が接続される中継路とからなる網状路における移送装置のワークの移送時間算出方法において、
前記網状路上で、出発点から到達点へ至る経路を前記移送路および／または前記中継路の列として記憶し、前記移送装置が前記移送路および前記中継路の通過に要する通過時間を求める第１ステップと、
前記移送装置が前記移送路および前記中継路で待機する待機時間を求める第２ステップと、
前記通過時間および前記待機時間を合計し前記経路の移送時間を算出する第３ステップと、を有し、
前記第２ステップにおいて、前記移送路および／または前記中継路が他の移送装置の使用状態から開放されるまでの時間である予約解消時間を調べて、前記移送路および／または前記中継路ごとの前記予約解消時間と、前記移送装置が前記移送路および／または前記中継路に到着する到着時間とを比較し、前記予約解消時間が前記到着時間より大きいときはその差を前記待機時間とし、前記予約解消時間が前記到着時間より小さいときはその前記待機時間を０とする、ことを特徴とするワークの移送時間算出方法。 - 請求項１記載のワークの移送時間算出方法において、
前記到着時間は、前記移送路および／または前記中継路ごとに、それ以前の前記通過時間および前記待機時間を合計して求めることを特徴とするワークの移送時間算出方法。 - 請求項１又は２記載のワークの移送時間算出方法において、
前記通過時間は、前記移送装置が前記移送路を移動する行程時間と、前記中継路で進行方向を変更する旋回時間とからなることを特徴とするワークの移送時間算出方法。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載のワークの移送時間算出方法において、
前記行程時間は、前記移送路における距離、速度、加速度または減速度の少なくとも１つを変数として求めることを特徴とするワークの移送時間算出方法。 - 請求項１〜４のいずれか１項に記載のワークの移送時間算出方法において、
前記旋回時間は、前記中継路における旋回角、角速度、角加速度または角減速度の少なくとも１つを変数として求めることを特徴とするワークの移送時間算出方法。 - 請求項１〜５のいずれか１項に記載のワークの移送時間算出方法において、
複数の前記経路について前記移送時間を求め、前記移送時間が最短時間である前記経路を選択し、前記移送装置を移動させることを特徴とするワークの移送時間算出方法。 - ワークを移送する複数の移送装置と、
前記移送装置が移動し、または停止する複数の移送路と、
前記移送装置から前記ワークが搬入および搬出される複数のステーションと、
２つ以上の前記移送路の中継点に設けられ、一方の前記移送路から前記移送装置が進入して停止しまたは他の前記移送路へ進行する中継路と、
前記移送装置、前記移送路、前記ステーションおよび前記中継路の動作を制御する制御部と、
前記移送路と前記中継路とからなる網状路上の出発点から到達点へ至る経路を前記移送路および／または前記中継路の列として記憶し、前記移送装置が前記移送路および前記中継路の通過に要する通過時間を求める通過時間算出部と、
前記移送装置が前記移送路および前記中継路で待機する待機時間を求める待機時間算出部と、
前記移送路および／または前記中継路の列ごとの前記通過時間および前記待機時間を合計し前記経路の移送時間を算出する移送時間合計部と、を有し、
前記待機時間算出部は、前記移送路および／または前記中継路が他の移送装置の使用状態から開放されるまでの時間である予約解消時間を調べて、前記移送路および／または前記中継路ごとの前記予約解消時間と、前記移送装置が前記移送路および／または前記中継路に到着する到着時間とを比較し、前記予約解消時間が前記到着時間より大きいときはその差を前記待機時間とし、前記予約解消時間が前記到着時間より小さいときはその前記待機時間を０とする、ことを特徴とするワーク移送システム。
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