JP6999940B2 - 搬送機用センサシステム及び搬送機の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無人搬送車、無人フォークリフト、天井搬走行モノレール等の搬送機に用いられる搬送機用センサシステム及び搬送機の制御方法に関する。

無人搬送車、無人フォークリフト、天井搬走行モノレール等の、自動化・無人化した搬送機が用いられている。これらの搬送機のうち、例えば、無人搬送車においては、床面に敷設された磁気テープで走行経路を設定し、磁気テープの磁気を無人搬送車に取り付けられた磁気センサで検出することにより、その磁気テープに沿って荷物を運搬する形態が採用されている。また、無人搬送車の制御において、無人搬送車の通過位置や停止位置あるいは分岐点の位置等を知るために、それらのポイントに設けられた情報板（磁気アドレス情報板）と、無人搬送車に設けられ、情報板の情報（アドレス情報）を検出するセンサ（アドレスセンサ）とからなるセンサシステムや、このセンサシステムを用いた無人搬送車の制御方法が提案されている（特許文献１等参照）。

特許文献１に記載されているようなセンサシステムにおける情報板は、一般的に、複数（例えば７～１０個程度）の磁石が、保護シート上に、無人搬送車の走行方向に並べられて構成されている。これら複数の磁石のうち、両端部の磁石は、読取タイミング信号用の磁石であり、例えば上面をＮ極に着磁されている。また、読取タイミング信号用の磁石の間の磁石は、アドレス情報等の情報用の磁石であり、上面をＮ極又はＳ極に着磁され、これらＮ極とＳ極との組合せによりアドレス情報等の情報が構成されている。例えば、情報用の磁石が５個であれば５ビットとなり、「０００００」から「１１１１１」までの３２通りの情報を形成することができる。そして、センサが、読取タイミング信号用の磁石を検出したタイミングで、情報用の磁石の情報を読み取り、搬送機の制御手段に出力している。

特開昭５９－２０２５１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたようなセンサシステムでは、情報板が複数の磁石が並べられて構成されるため、製造コストがかかり、さらに、生産効率も悪いといった問題点がある。また、情報のパターンを増やすには、情報用の磁石を追加する必要があり、その分、情報板とセンサとからなるセンサシステムが大型化してしまう。

本発明は上記事情に鑑み、製造コストを抑え、生産効率も改善できるとともに、センサシステムの大型化を抑えて情報のパターンを増やすことができる搬送機用センサシステム及び搬送機の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を解決する本発明の搬送機用センサシステムは、走行経路を走行する搬送機に用いられる搬送機用センサシステムにおいて、
前記走行経路に配置された角度決め用磁石と、
前記搬送機に設けられ、前記角度決め用磁石の磁界方向を読み取って該磁界方向と該搬送機の走行方向とが成す角度を測定し、測定した角度情報を該搬送機の制御手段に出力する角度センサと、
前記走行経路に、前記角度決め用磁石と第１間隔をあけて設けられた一対の位置決め用磁石と、
前記搬送機に、前記一対の位置決め用磁石に対応して設けられ、前記角度センサが前記角度決め用磁石の上方に位置すると該位置決め用磁石を検知する一対の磁気センサと、を有し、
前記角度センサは、前記一対の磁気センサの両方が前記位置決め用磁石を検知すると、前記角度決め用磁石の磁界方向を読み取るものであることを特徴とする。

ここで、前記搬送機は、無人搬送車、無人フォークリフト、天井搬走行モノレール等を含むものである。また、前記角度情報は、前記搬送機の位置情報（アドレス情報）や該搬送機の停止や減速等の制御信号として用いることができる。さらに、前記角度決め用磁石は、前記搬送機が走行する床面に設置されたものであってもよいし、該床に埋め込まれたものであってもよい。また、前記角度決め用磁石は、前記搬送機が走行する床面に対して、主として下向きに磁化された磁石と、該床面に対して主として上向きに磁化された磁石とを、組み合わせて１つとしたものであってもよい。さらに、前記角度決め用磁石は、焼結磁石、鋳造磁石、樹脂又はゴムの母体に磁性粉末を混合したもの（例えば、ボンド磁石やゴム磁石）など、磁石の種類に限定されるものではない。

本発明の搬送機用センサシステムによれば、前記角度決め用磁石として、例えば、上面をＮ極に着磁された磁気テープと上面をＳ極に着磁された磁気テープとを組み合わせて構成することができ、Ｎ極とＳ極の複数の磁石が並べられた従来の情報板と比べて、製造コストが抑えられ、生産効率も改善する。さらに、前記角度決め用磁石を回転させることで、異なる前記角度情報を設定することができ、従来の情報板やセンサと比べて、該角度決め用磁石と前記角度センサをコンパクトにすることが可能になる。またさらに、前記角度センサが認識する角度を細かく設定することで、前記角度情報を増やすことができる。具体的には、例えば１０度毎の角度で前記角度情報を設定すれば、該角度情報が３６通りになり、１度毎の角度で該角度情報を設定すれば、該角度情報が３６０通りになる。これにより、前記角度決め用磁石と前記角度センサとを大きくすることなく、前記角度情報のパターンを増やすことができる。

ここで、前記第１間隔は、前記走行方向の前後の間隔であってもよいし、該走行方向に対して直交する方向の間隔であってもよい。

前記一対の位置決め用磁石及び前記一対の磁気センサを採用すれば、前記角度決め用磁石の磁界方向を、前記角度センサによって精度良く読み取ることが可能になる。

また、本発明の搬送機用センサシステムにおいて、前記角度決め用磁石は、前記搬送機が走行する床面に対して、主として下向きに磁化された磁石と、該床面に対して主として上向きに磁化された磁石とを、組み合わせて１つとしたものである態様も好ましい態様の一つである。

さらに、本発明の搬送機用センサシステムにおいて、前記角度決め用磁石は、平面視円形のものであってもよい。

上記目的を解決する本発明の搬送機の制御方法は、走行経路を走行する搬送機の制御方法において、
前記走行経路に設けられた角度決め用磁石の上方に、前記搬送機に設けられた角度センサが位置し、該搬送機に設けられた一対の磁気センサの両方が、該走行経路に設けられた一対の位置決め用磁石を検知すると、読取タイミング信号を出力するタイミング信号出力ステップと、
前記タイミング信号出力ステップが実行されて前記読取タイミング信号が出力されると、前記角度センサが、前記走行経路に設けられた角度決め用磁石の磁界方向を読み取る読取ステップと、
前記角度センサが、前記読取ステップで読み取った前記磁界方向と前記搬送機の走行方向とが成す角度を測定する測定ステップと、
前記角度センサが、前記測定ステップで測定した角度情報を前記搬送機の制御手段に出力する角度情報出力ステップと、
前記制御手段が、前記角度情報に基づいて前記搬送機の動作を制御する動作制御ステップと、を有することを特徴とする。

本発明の搬送機の制御方法によれば、製造コストを抑えることができ、生産効率にも優れた、例えば、上面をＮ極に着磁された磁気テープと上面をＳ極に着磁された磁気テープとを組み合わせたものを前記角度決め用磁石として採用することができる。また、前記角度決め用磁石を回転させることで、異なる前記角度情報を設定することが可能なコンパクトな前記角度決め用磁石を採用することができ、前記角度センサもコンパクトなものを採用することができる。さらに、前記角度センサが認識する角度を細かく設定することで、前記角度決め用磁石と前記角度センサとを大きくすることなく、前記角度情報のパターンを増やすことができる。

また、前記角度決め用磁石の磁界方向を、前記角度センサによって精度良く読み取ることが可能になる。

本発明によれば、製造コストが抑えられ、生産効率も改善できるとともに、システムの大型化を抑えて情報を増やすことができる搬送機用センサシステム及び搬送機の制御方法を提供することができる。

本発明の搬送機用センサシステムを採用した無人搬送車が床面を走行する様子を模式的に示す図である。 （ａ）は、図１に示すマーカーを拡大して示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）の側面図である。 （ａ）は、図１に示すアドレスセンサを概念的に示す図である。（ｂ）は、角度センサ４による、磁界方向と走行方向とが成す角度の測定を説明するための図である。 図１に示す無人搬送車の制御方法の一例を示すフローチャートである。 角度センサが、角度決め用磁石の磁界方向を読み取るタイミングの様子を示す側面図である。 図１～図５に示すセンサシステムの変形例について、図５に対応した状態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、搬送機として、床面を走行する無人搬送車（ＡＶＧ）に適用した態様を例にあげて説明する。

図１は、本発明の搬送機用センサシステム１を採用した無人搬送車９が床面Ｆを走行する様子を模式的に示す図である。なお、図１では、下から上に向かう方向が、無人搬送車９の走行方向になる。また、以下の説明では、搬送機用センサシステム１を、センサシステム１と略称し、無人搬送車９の走行方向を、単に走行方向と称する場合がある。

図１に示すように、無人搬送車９が走行する床面Ｆには、無人搬送車９を誘導する磁気誘導路８が設けられている。この磁気誘導路８に誘導され、無人搬送車９が走行する領域が、無人搬送車９の走行経路に相当する。なお、磁気誘導路８は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、塩素化ポリエチレンのゴム磁石からなる磁気テープによって構成されている。また、磁気誘導路８には、分岐点８ａが設けられ、走行経路における、分岐点８ａの手前には、マーカー１１が配置されている。マーカー１１は、角度決め用磁石２と、一対の位置決め用磁石３とからなり、無人搬送車９の位置情報（アドレス情報）や、無人搬送車９の停止や減速等の制御信号に変換される情報を示すものである。すなわち、マーカー１１は、前述した特許文献１のセンサシステムにおける情報板に相当するものである。

無人搬送車９は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等からなり無人搬送車９の走行を制御する制御部（制御手段）９１と、この制御部９１に接続された、誘導センサ９２、アドレスセンサ１２及び一対のモータ９５，９５を備えている。また。一対のモータ９５，９５それぞれには、後輪としての駆動輪９４が取り付けられており、前輪には従動輪９３が設けられている。

誘導センサ９２は、例えば、高感度磁気近接スイッチを横一列に配置することによって、床面Ｆに設けられた磁気誘導路８の位置情報を検出し、８ビットあるいは１６ビット等のデジタル信号として制御部９１に出力するものである。具体的には、出願人である株式会社エヌエー社製の誘導センサ（品番 ＭＥ－９００６ＡＭ－０、ＭＥ－９０１６Ａ）等を好適に用いることができる。制御部９１は、誘導センサ９２からの信号に基づいて一対のモータ９５の駆動を制御する。これにより、無人搬送車９は、磁気誘導路８に誘導されて床面Ｆを走行する。また、無人搬送車９は、詳しくは後述する、アドレスセンサ１２の角度センサ４によって、マーカー１１の角度決め用磁石２を検出して、位置情報（アドレス情報）の取得や無人搬送車９の停止や減速等の制御を行う。本実施形態では、マーカー１１とアドレスセンサ１２とによってセンサシステム１が構成されている。

図２（ａ）は、図１に示すマーカー１１を拡大して示す平面図であり、図２（ｂ）は、同図（ａ）の側面図である。図２では、右から左に向かう方向が走行方向になる。

図２に示すように、一対の位置決め用磁石３，３は、角度決め用磁石２に対して、走行方法の前後それぞれに所定の間隔をあけて設けられている。これらの間隔は、走行方向の前後の間隔であり、本発明にいう第１間隔の一例に相当する。なお、一対の位置決め用磁石３，３は、図２（ａ）において一点鎖線で示すように、角度決め用磁石２と、走行方向に対して直交する方向の間隔（第１間隔）をあけて設けることも可能である。

図２（ａ）に示すように、角度決め用磁石２は、平面視円形のものである。なお、角度決め用磁石２の形状は特に限定されるものではなく、例えば、平面視矩形のものであってもよい。また、図２（ｂ）において楕円で囲んで拡大して示すように、角度決め用磁石２は、第１磁気テープ２１の上下面が、ポリ塩化ビニル等からなる第１保護シート２２によってラミネートされ第１両面テープ２３によって床面Ｆに貼り付けられている。図２（ａ）に示すように、第１磁気テープ２１は、本実施形態では、上面をＮ極に着磁された磁気テープと上面をＳ極に着磁された磁気テープとを組み合わせて構成されている。このように、磁気テープを組み合わせて構成することで、Ｎ極とＳ極の複数の磁石が並べられた従来の情報板と比べて、製造コストを抑えることができ生産効率も改善する。角度決め用磁石２は、Ｎ極からＳ極に向かう磁界が生じており、角度決め用磁石２を回転させることで、磁界方向Ｍを変更することができる。なお、本実施形態では、角度決め用磁石２は、第１両面テープ２３によって床面Ｆに貼り付けられているが、適宜の回転機構を設け、床面Ｆに対して角度決め用磁石２を回転可能とする態様を採用してもよい。

図２（ｂ）において楕円で囲んで拡大して示すように、一対の位置決め用磁石３は、例えば、共にＳ極に着磁された第２磁気テープ３１の上下面が第２保護シート３２でラミネートされ第２両面テープ３３によって床面Ｆに貼り付けられている。

なお、本実施形態では、第１磁気テープ２１も第２磁気テープ３１も、塩素化ポリエチレンのゴム磁石によって構成したが、樹脂の母体に磁性粉末を混合したボンド磁石を用いてもよい。また、上下の第１保護シート２２や第２保護シート３２は、その一方又は両方を省略してもよい。さらに、第１両面テープ２３や第２両面テープ３３に代えて、ゴムシートやプラスチックフィルム等を用いて床面Ｆに位置決めする態様としてもよい。またさらに、図２（ｂ）において一点鎖線で示すように、床面Ｆに凹部Ｆｈを設け、この凹部Ｆｈに、角度決め用磁石２や一対の位置決め用磁石３を埋め込む態様を採用することもできる。

図３（ａ）は、図１に示すアドレスセンサ１２を概念的に示す図である。図３（ａ）では、右から左に向かう方向が走行方向になる。

図３（ａ）に示すように、アドレスセンサ１２は、ケーシング１２１に、角度センサ４と、一対の磁気センサ５，５が内蔵されている。角度センサ４は、走行方向における中央部分に配置され、角度決め用磁石２の磁界方向を読み取ってこの磁界方向と走行方向とが成す角度を測定し、測定した角度情報をデータとして制御部９１（図１参照）に出力するものである。なお、角度センサ４は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｉｎｆｉｎｅｏｎ社製の磁気式角度センサ（品番 ＴＬＥ５００９－Ｅ２０１０）等を好適に用いることができる。

図３（ｂ）は、角度センサ４による、磁界方向と走行方向とが成す角度の測定を説明するための図である。

図３（ｂ）に示すように、角度センサ４は、詳しくは後述する所定のタイミングで、角度決め用磁石２の磁界方向Ｍを読み取ってこの磁界方向Ｍと走行方向Ｐとが成す角度αを測定する。この角度αが、本発明にいう角度情報に相当し、位置情報（アドレス情報）や無人搬送車９の停止や減速等の制御信号として用いることができる。また、角度情報を、例えば、１０度毎に設定すれば、３６通りの情報等に用いることができ、５度毎に設定すれば、７２個の情報等に用いることができ、１度毎に設定すれば、３６０個の角度情報に用いることができる。このように、角度センサ４が認識する角度を細かく設定することで、角度センサ４や角度決め用磁石２を大型化することなく角度情報のパターンを増やすことができる。

一対の磁気センサ５，５は、一対の位置決め用磁石３，３（図２参照）を、それぞれ検出するものであり、一対の位置決め用磁石３，３に対応させて、図３（ａ）に示すように、角度センサ４の、走行方向の前後に間隔をあけて配置されている。

次いで、図４及び図５も参照しつつ、本発明の搬送機（無人搬送車９）の制御方法の一例を説明する。

図４は、図１に示す無人搬送車９の制御方法の一例を示すフローチャートであり、図５は、角度センサ４が、角度決め用磁石２の磁界方向Ｍを読み取るタイミングの様子を示す側面図である。

図１に示すように、無人搬送車９が磁気誘導路８に誘導されて所定の搬送経路を走行し、図５に示すように、一対の磁気センサ５，５の両方が、位置決め用磁石３，３の上方に達して位置決め用磁石３，３を検知すると、アドレスセンサ１２の不図示の制御手段から角度センサ４に対して読取タイミング信号が出力される（タイミング信号出力ステップＳ１）。

タイミング信号出力工程が実行されると、図３（ｂ）を用いて説明したように、角度センサ４は、角度決め用磁石２の磁界方向Ｍを読み取る（読取ステップＳ２）。こうすることで、磁界方向Ｍを、角度センサ４によって精度良く読み取ることが可能になる。

次いで、角度センサ４は、読み取った磁界方向Ｍと、走行方向Ｐとの成す角度αを測定し（測定ステップＳ３）、測定した角度情報を、位置情報や制御信号として制御部９１に出力する（角度情報出力ステップＳ４）。制御部９１は、受け取った角度情報（位置情報や制御信号）に基づき、モータ９５等を駆動させ、減速、停止、右左折等、無人搬送車９の動作を制御する（動作制御ステップＳ５）。

次に、図１～図５に示すセンサシステム１の変形例について説明する。以下に説明する変形例においては、図１～図５に示す実施形態との相違点を中心に説明し、図１～図５に示す実施形態における構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号を付して説明し、重複する説明は省略することがある。

図６は、図１～図５に示すセンサシステム１の変形例について、図５に対応した状態を示す図である。

図６に示すように、変形例のセンサシステム１’におけるマーカー１１’は、一対の位置決め用磁石３，３の間に、所定の間隔をあけて複数（図では２つ）の角度決め用磁石２が設けられている。この間隔は、走行方向の前後の間隔であり、本発明にいう第２間隔の一例に相当する。これら複数の角度決め用磁石２の配置に対応して、アドレスセンサ１２’は、一対の磁気センサ５，５の間に、走行方向の前後に間隔をあけて設けられた複数（図では２つ）の角度センサ４を備えている。変形例のセンサシステム１’によれば、角度情報のパターンを容易に増やすことが可能になる。

また、変形例のセンサシステム１’では、走行方向の前後に間隔をあけて、複数の角度決め用磁石２及び角度センサ４を設けたが、この態様に限定されるものではない。例えば、図１において一点鎖線で示すように、走行方向に対して直交する方向に間隔をあけ、磁気誘導路８を挟んだ位置に、もう一つのマーカー１１及びアドレスセンサ１２を設けてもよい。また、図１において二点鎖線で示すように、走行方向に対して斜め前後に間隔をあけて、もう一つのマーカー１１及びアドレスセンサ１２を設けてもよい。

本発明の搬送機用センサシステム及び搬送機の制御方法によれば、製造コストを抑え、生産効率も改善できるとともに、システムの大型化を抑えて情報のパターンを増やすことができる。

本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。例えば、前述の実施形態では、無人搬送車９に適用した態様を例にあげて説明したが、無人フォークリフトや天井搬走行モノレール等にも適用することができる。
以下、これまで説明したことを含めて付記する。
（付記１）他の搬送機用センサシステムは、走行経路を走行する搬送機に用いられる搬送機用センサシステムにおいて、
前記走行経路に配置された角度決め用磁石と、
前記搬送機に設けられ、前記角度決め用磁石の磁界方向を読み取って該磁界方向と該搬送機の走行方向とが成す角度を測定し、測定した角度情報を該搬送機の制御手段に出力する角度センサと、を有するものであることを特徴とする。
（付記２）他の搬送機の制御方法は、走行経路を走行する搬送機の制御方法において、
前記搬送機に設けられた角度センサが、前記走行経路に設けられた角度決め用磁石の磁界方向を読み取る読取ステップと、
前記角度センサが、前記読取ステップで読み取った前記磁界方向と前記搬送機の走行方向とが成す角度を測定する測定ステップと、
前記角度センサが、前記測定ステップで測定した角度情報を前記搬送機の制御手段に出力する角度情報出力ステップと、
前記制御手段が、前記角度情報に基づいて前記搬送機の動作を制御する動作制御ステップと、を有することを特徴とする。

１ センサシステム（搬送機用センサシステム）
１１，１１’ マーカー
１２，１２’ アドレスセンサ
２ 角度決め用磁石
３ 位置決め用磁石
４ 角度センサ
５ 磁気センサ
８ 磁気誘導路
８ａ 分岐点
９ 無人搬送車
９１ 制御部（制御手段）
９２ 誘導センサ
９３ 従動輪
９４ 駆動輪
９５ モータ
Ｆ 床面
Ｍ 磁界方向
Ｐ 走行方向

Claims (4)

1. 走行経路を走行する搬送機に用いられる搬送機用センサシステムにおいて、
   前記走行経路に配置された角度決め用磁石と、
   前記搬送機に設けられ、前記角度決め用磁石の磁界方向を読み取って該磁界方向と該搬送機の走行方向とが成す角度を測定し、測定した角度情報を該搬送機の制御手段に出力する角度センサと、
   前記走行経路に、前記角度決め用磁石と第１間隔をあけて設けられた一対の位置決め用磁石と、
   前記搬送機に、前記一対の位置決め用磁石に対応して設けられ、前記角度センサが前記角度決め用磁石の上方に位置すると該位置決め用磁石を検知する一対の磁気センサと、を有し、
   前記角度センサは、前記一対の磁気センサの両方が前記位置決め用磁石を検知すると、前記角度決め用磁石の磁界方向を読み取るものであることを特徴とする搬送機用センサシステム。
2. 前記角度決め用磁石は、前記搬送機が走行する床面に対して、主として下向きに磁化された磁石と、該床面に対して主として上向きに磁化された磁石とを、組み合わせて１つとしたものであることを特徴とする請求項１記載の搬送機用センサシステム。
3. 前記角度決め用磁石は、平面視円形のものであることを特徴とする請求項１又は２記載の搬送機用センサシステム。
4. 走行経路を走行する搬送機の制御方法において、
   前記走行経路に設けられた角度決め用磁石の上方に、前記搬送機に設けられた角度センサが位置し、該搬送機に設けられた一対の磁気センサの両方が、該走行経路に設けられた一対の位置決め用磁石を検知すると、読取タイミング信号を出力するタイミング信号出力ステップと、
   前記タイミング信号出力ステップが実行されて前記読取タイミング信号が出力されると、前記角度センサが、前記走行経路に設けられた角度決め用磁石の磁界方向を読み取る読取ステップと、
   前記角度センサが、前記読取ステップで読み取った前記磁界方向と前記搬送機の走行方向とが成す角度を測定する測定ステップと、
   前記角度センサが、前記測定ステップで測定した角度情報を前記搬送機の制御手段に出力する角度情報出力ステップと、
   前記制御手段が、前記角度情報に基づいて前記搬送機の動作を制御する動作制御ステップと、を有することを特徴とする搬送機の制御方法。

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