JPH0617403Y2 - アンテナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、生産ラインにおけるワークや該ワーク載置用
の治見等に取付けられワークとともに移動する移動通信
装置に対し固定して設けられ、該移動通信装置と電波の
授受を行なうアンテナに関する。

（従来の技術） 従来、生産ラインにおけるワークに移動通信装置を取付
け、この移動通信装置からの情報を作業エリアで入手し
得るようにしたものの一例として、特開昭62-140753号
公報の物品の製造管理システムがある。この製造管理シ
ステムでは、コンベアに隣接して作業ステーションを設
置し、該作業ステーションにアンテナを固定して設け、
このアンテナが移動通信装置からの情報を受けるように
なっている。

しかしながら、移動通信装置から情報を受信できるのは
移動通信装置がアンテナの電界範囲に入っている場合に
限られ、上述のようにアンテナを固定して設けた場合に
は長時間にわたって受信することができなかった。ま
た、上述のような通信を行なう場合、特定方向に発・受
信点が置かれる等のためアンテナとして通常指向性をも
ったものが用いられ、しかも送受信精度を上げるため発
・受信点と一定距離を保つことが望まれるが、上述シス
テムの場合、アンテナは指向性に関わりなく固定されて
おり、ワークが移動すると移動通信装置がアンテナの電
界の強い領域から逸脱し、さらにワークの移動に伴ない
移動通信装置とアンテナとの距離が変化し、受信精度が
悪くなってしまうことがあった。

上述の問題点の対策として、コンベアに平行してレール
を設け、このレールにアンテナを移動可能に載置し、ワ
ークに同期してアンテナを平行移動させるようにした装
置が考えられる。この装置によれば、移動通信装置とア
ンテナとの距離を一定に保ち、該移動通信装置をアンテ
ナの電界の強い領域に常に入れておけるので受信精度を
高く維持でき、しかもレールの長さ分移動通信装置の移
動とともにアンテナを移動できるので長時間にわたって
受信することができる。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上述したようなアンテナでは、ワークと
ともにワークの搬送方向に平行して走行させるため、走
行に伴なうスペースが多く必要であった。さらに組付ラ
インではワークの搬送ラインの両側は組付作業空間およ
び組付部品の格納棚等があり、搬送ラインに沿ってアン
テナ用レールを設置するのは難しい。

本考案は、上記問題点の解決を課題としてなされたもの
で長時間にわたって送・受信精度を高く維持でき、かつ
必要なスペースを小さく抑えることができるアンテナを
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案は、上記目的を達成するためになされたもので、
生産ラインを移動するワークに添設された通信手段との
間で電波の授受を行なう指向性を有したアンテナ本体部
と、アンテナ本体部を前記ワークの移動方向と直角方向
に移動させる直角方向駆動手段と、アンテナ本体部を回
転させる回転駆動手段と、前記通信手段の位置情報に基
づいて該通信手段およびアンテナ本体部間の距離が一定
になるように、かつアンテナ本体部が該通信手段を指向
するように前記直角方向駆動手段および前記回転駆動手
段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

（作用） 本考案は、上記構成によって通信手段を添設したワーク
が搬送されると、通信手段を指向するように、かつ通信
手段との距離を一定に保つように、アンテナ本体部が回
転されながら、かつワークの搬送方向と直角方向に移動
されるので、電波の授受を長時間にわたって精度高く行
なえる上、アンテナ本体部の移動量がワークの移動量よ
り少なくて済み、その結果、その分設置スペースを小さ
く抑えられる。

（実施例） 以下に、本考案の一実施例について第１図ないし第３図
を参照して説明する。

第１図および第２図において、１は生産ラインを構成す
る矢印Ｘ方向に延びたコンベアで、コンベア１はワーク
２を搭載し、これを速度ｘ（m/s）で搬送する。ワーク
２には、ワーク２の識別情報等を格納したメモリおよび
該メモリと情報を授受し、かつ電波を用いて送受信可能
な発・受信部からなるＩＤタグ３が貼付されるようにな
っている。

コンベア１の近傍にはサーボモータ４によって回転され
るボールネジ５を有する基台６がコンベア１と直角方向
（矢印Ｙ方向）に延びて設けられている。基台６にはボ
ールネジ５に平行にガイド棒６ａが設けられている。ガ
イド棒６ａおよびボールネジ５間の距離だけ離れて貫通
孔およびネジ孔を形成したブラケット７がガイド棒６ａ
に挿入され、かつボールネジ５に螺合して設けられ、ボ
ールネジ５の回転によって矢印Ｙ方向に所定の速度（本
例ではｙ（m/s））で移動するようになっている。

ブラケット７の上面部にはサーボモータ８が回転軸を垂
直にして設けられている。該回転軸には所定長さの棒状
のアンテナ本体部９が水平状態で取付けられている。ア
ンテナ本体部９はサーボモータ８によって所定の回転速
度（本例ではθ（1/s））で水平面上を回転するように
なっている。アンテナ本体部９は、軸の中央部から直角
に延びる方向に最大放射電界を形成する。該方向が最大
放射方向１０になっている。

サーボモータ４，８およびコンベア１にはそれそれエン
コーダ１１，１２，１３が設けられている。これらエン
コーダ１１，１２，１３は各サーボモータおよびコンベ
アに同期して回転し、回転量に応じたパルス信号を出力
する。

これらエンコーダ１１，１２，１３および上記サーボモ
ータ４，８に接続してコントローラ１４が設けられてい
る。コントローラ１４は、後述のデータを格納するメモ
リ１５と、エンコーダ１１，１２から読み出されるモー
タ回転量およびメモリ１５に格納されたデータに基づい
て演算を行なう演算部１６と、あらかじめ設定されたプ
ログラムを実行して記憶部１５、演算部１６を作動し、
演算部１６の演算結果に基づいてサーボモータ４，８を
制御し、アンテナ本体部９およびＩＤタグ３間の距離を
一定の距離Ｌ_Ｏに保たせ、かつ最大放射方向１０がＩＤ
タグ３に向くように設定する制御本体部１７と、を備え
ている。

メモリ１５は、距離Ｌ_Ｏ、アンテナ本体部９が駆動され
ていない初期設定時における基準角度θ_Ｏ、搬送方向基
準距離ｘ_Ｏおよび直角方向基準距離ｙ_Ｏをあらかじめ格
納している。ここで、基準角度θ_Ｏは、ＩＤタグ３およ
びアンテナ本体部９による線分と矢印Ｙ方向とが成す角
度、搬送方向基準距離ｘ_Ｏは、アンテナ本体部９を含む
矢印Ｙ方向の線分と交差するコンベア１の位置からＩＤ
タグ３までの距離、直角方向基準距離ｙ_Ｏは上記コンベ
ア１の交差位置からアンテナ本体部９までの距離であ
る。

演算部１６は、第３図に示すようにエンコーダ１３のパ
ルス信号を積算するカウンタ１８を有している。カウン
タ１８はアンテナ本体部９がＩＤタグ３を追従しはじめ
る初期設定位置（θ_Ｏ，ｘ_Ｏ，ｙ_Ｏ）よりパルス信号を
積算し、これを積算値Ｅ_ｘとしてＩＤタグ現在位置演算
部１９へ出力する。

ＩＤタグ現在位置演算部１９は、積算値Ｅ_ｘに機械系の
定数Ｋ_ｘを乗じ、時刻ｔ後におけるコンベアの移動量す
なわちＩＤタグ３の移動量に相当する距離ｘを算出し、
これをアンテナ目標位置演算部２０へ出力する。

アンテナ目標位置演算部２０は、ワーク２の移動量に応
じて次のような演算を行ない、アンテナ本体部９に与え
るべき回転量（以下、回転情報という）θおよびアンテ
ナ本体部９を矢印Ｙ方向に移動すべき量（以下、移動情
報という）ｙを算出これを追従速度演算部２１へ出力す
る。ここで、便宜上コンベア１が単位時間（１秒間）作
動し、ワーク２が距離ｘ移動した場合を例にしてアンテ
ナ目標位置演算部２０の演算方法について説明する。

まず、第２図より次式が成立する。

Ｌ_Ｏcos（θ_Ｏ−θ）＝ｙ_Ｏ＋ｙ……(1) Ｌ_Ｏsin（θ_Ｏ−θ）＝ｘ_Ｏ＋ｘ……(2) (1),(2)式より回転情報θおよび移動情報ｙはｘの関数
であり、次式で算出される。

また、演算部１６は、エンコーダ１１，１２それぞれの
パルス信号を積算するカウンタ２２，２３を有してい
る。カウンタ２２，２３はパルス信号の積算値Ｅ_ｙ，Ｅ
_θを得てこれをアンテナ現在位置演算部２４へ出力す
る。

アンテナ現在位置演算部２４は、機械系の定数Ｋ_ｙ，Ｋ
_θを前記積算値Ｅ_ｙ，Ｅ_θにそれぞれ乗じてアンテナ本
体部９の矢印Ｙ方向の現在位置ｙ_Ｇ，アンテナ本体部９
の回転方向の現在位置θ_Ｇを算出し、これを追従速度演
算部２１へ出力する。

追従速度演算部２１は目標値と現在位置の差と、目標値
の単位時間における変化量（速度）に応じて、次のよう
な演算を行ないアンテナ本体部９の回転方向追従速度ｖ
_θおよびアンテナ本体部９の矢印Ｙ方向の追従速度ｖ_ｙ
を得る。

上記のようにして得られた追従速度ｖ_θ，ｖ_ｙはそれぞ
れＤＡ変換・増幅部２５，２６で電圧値Ｖ_θ，Ｖ_ｙに変
換されてサーボモータ８，４に供給される。この電圧値
Ｖ_θ，Ｖ_ｙの供給によってサーボモータ８，４が駆動さ
れ、アンテナ本体部９がＩＤタグ３にリアルタイムで追
従できるようになっている。

制御本体部１７は、上述したように(3),(4)式で得られ
る回転情報θおよび移動情報ｙを演算部１６から読出
し、これら情報θ，ｙに基づいてサーボモータ４，８を
制御する。

以上のように構成されたアンテナの動作について、以下
に説明する。

ＩＤタグ３を貼付したワーク２がコンベア１によって搬
送されると、エンコーダ１３はその搬送距離ｘを計測
し、これをコントローラ１４に出力する。

すると、コントローラ１４の演算部１６は、制御本体部
１７に制御され、メモリ１５から基準角度θ_Ｏ，距離Ｌ
_Ｏ，搬送方向基準距離ｘ_Ｏおよび直角方向基準距離ｙ_Ｏ
を読出し、これらのデータとエンコーダ１１，１２，１
３のパルス信号を用い、(3),(4),(5),(6)式のように回
転情報θ，移動情報ｙ，現在位置θ_Ｇ，ｙ_Ｇを算出した
後、これらデータに従って追従速度ｖ_ｙ，ｖ_θを算出
し、これを電圧値Ｖ_ｙ，Ｖ_θに変換してサーボモータ
４，８へ供給する。

この結果、サーボモータ４，８は電圧値Ｖ_ｙ，Ｖ_θによ
って駆動され、アンテナ本体部９およびＩＤタグ３間の
距離がＬ_Ｏに保たれ、かつアンテナ本体部９の最大放射
方向１０がＩＤタグ３の向きに一致するように回転され
ながら、該アンテナ本体部９がブラケット７を介して矢
印Ｙ方向に移動される。

このようにアンテナ本体部９を位置設定した状態でＩＤ
タグ３から電波が発信されると該電波はアンテナ本体部
９に精度高く受信される。また、アンテナ本体部９はそ
の最大放射方向をＩＤタグ３の向きに一致して配置して
いるので、ＩＤタグ３に対し、精度高く電波を送れる。

そして、さらにワーク２が搬送されると、その搬送距離
に応じ、上述と同様にしてアンテナ本体部９が回転され
つつ移動設定される。

ＩＤタグ３がアンテナ本体部９の矢印Ｙ方向に位置した
後は、ブラケット７は上述と逆方向に移動して、ＩＤタ
グ３との間の距離をＬ_Ｏに保たせる。

このようにして、ＩＤタグ３との間の距離を一定に保つ
ようにしてアンテナ本体部９をワーク２の搬送方向と直
角方向に移動するので、ＩＤタグ３の移動量にくらべア
ンテナ本体部９の移動量は少なくなり、その分設置スペ
ースを小さくできる上、電波の授受を長時間にわたって
実施できる。

なお、本実施例ではアンテナ本体部９を矢印Ｙ方向に往
復動するので、この分長い時間にわたって送受信でき
る。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案は通信手段を添設したワー
クの搬送に伴ない、アンテナ本体部が、通信手段を指向
しながら、かつ通信手段との距離を一定に保つようにし
て、回転しつつ、かつワークの搬送方向と直角方向に移
動するので、電波の授受を長い時間にわたって精度高く
行なえる上、アンテナ本体部の移動量をワークの移動量
より少なくでき、この結果、その分設置スペースを縮小
化できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例のアンテナを示す断面図、
第２図は同アンテナのコントローラの演算方法を示すた
めの平面図、第３図は同コントローラの演算部を示すブ
ロック図である。 １…コンベア、２…ワーク、３…ＩＤタグ、 ４，８…サーボモータ、９…アンテナ本体部、 １０…最大放射方向、１４…コントローラ、 １５…メモリ、１６…演算部、１７…制御本体部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】生産ラインを移動するワークに添設された
   通信手段との間で電波の授受を行なう指向性を有したア
   ンテナ本体部と、アンテナ本体部を前記ワークの移動方
   向と直角方向に移動させる直角方向駆動手段と、アンテ
   ナ本体部を回転させる回転駆動手段と、前記通信手段の
   位置情報に基づいて該通信手段およびアンテナ本体部間
   の距離が一定になるように、かつアンテナ本体部が該通
   信手段を指向するように前記直角方向駆動手段および前
   記回転駆動手段を制御する制御手段と、を備えたアンテ
   ナ。