JPS62171005A - 追従制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、連続的に搬送される１ノークの任意のｊ８従
点を、前記ワークの搬送速１宴変動にかかわらず、高精
度で追従移動することのできる追従制御方法に関する。

（従来の技術） 近年では、生産性の向上を図るために、搬送装置によっ
て連続的に搬送されるワークに、作業機械等を搭載した
追従台車を同明追従移′ｆｌＪさけ、前記作業機械等に
所定の作業をさせようとする技術がおる。

そして、このような技術を応用したものの一例として、
第６図に示すような生産ラインがおる。

この生産ラインは、追従台車６に搭載されたロボット９
が、コンベア２によって搬送されるコンベア台中８に搭
載された車体３を追従しながら所定の作業をするもので
おり、次のように構成され“（いる。

同図に示すように、この生産ラインには、コンベア台車
８の移動をするコンベア２が設（プられ、追従台ｊ１ｉ
６が］ンベア台車８と５１７行に移動可（ｉシに設（づ
られている。ぞして、車体３は、コンベア台車８に固定
されて１般送されるようになっており、ロボット９は、
追従台車６にＲ置されている。

さらに、コンベア２には、コンベア２の移動に応じて、
パルスを発生するコンベアパルスジェネレータ５が接続
され、コンベア２の側面には、車体３の通過を検出する
ワーク検出用リミットスイッチ４が配設されている。ま
た、追従台車６の原位置を検出する原点リミットスイッ
チ７は、追従台車６の１原位置に配設されている。

そして、ワーク検出用リミツ１へスイッチ４、コンベア
パルスジェネレータ５、原点リミットスイッチ７及びロ
ボット９の制御をするロボット制御装置１０が、追従台
車６の制御をする追従制御装置１に接続されている。

このように構成された生産ラインにおいて、ロボット９
を車体３に対する所定の位置を追従させるには、まず、
追従制御装置１は、ワーク検出用リミットスイッチ４に
よって連続的に搬送される車体３を検出し、この車体３
の検出と同時に、コンベアパルスジェネレータ５から出
力されるパルスのカウントを開始し、このパルスのカウ
ント値によって車体３の検出点からの搬送距離ａを弾出
する。次に、予め設定されている追従距離Ｃに基づいて
、ａ−Ｃを計算することによって追従指令１直すを作成
し、追従台車６を駆動する駆動装置に、前記追従指令値
すを出力することによって、ロボ　、ット９を車体３の
追従点に追従移動させている。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、以上に説明したような従来の追従制御装置１
にあっては、コンベアパルスジェネレータ５から出力さ
れるパルス情報のみによって、追従台車６の追従位置及
び追従速度を算出し、その算出結果に基づいて追従台車
６を制御するようになっていたために、追従台車６に出
力される追従信号のタイミングが、前記パルス情報に基
づいて追従位置及び追従速度を算出する演算時間だけ遅
れるので、追従台車６の追従位置は、本来追従すべき追
従点から常に相対位置偏差量を持ち、この相対位置偏差
量は、追従台車６の追従速度に比例するので、速い追従
速度、かつ、高精度が要求される作業には、追従誤差が
大きすぎて、適用することができない恐れがあった。

即ち、第７図に示すように、コンベアの搬送速度Ｖは、
微視的に見ると常に一定ではなく、同図の曲線Ａのよう
に時間的に変動をしているが、追従制御装置１は速度補
正の機能及び位置補正の機能を持たないために、追従台
車６は、曲ｌａＢで示されるような速度で時間的に変動
しながら動き、また、その速度の変動曲線の位相もコン
ベア２の速度の変動曲線に対してθの位相差を生じる。

したがって、追従台車６は車体３に対して時間的に変動
する相対速度を持つことになり、追従台車６は、追従点
を正確に追従できなくなる。

本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みて成された
ものであり、搬送装置によって搬送されるワークの追従
台車に対する相対位置偏差量及び前記ワークの搬送速度
変動関数を停出し、これらの痺出値に基づいて、ワーク
の搬送速度変動にかかわらず、追従台車が、常にワーク
の追従点を高精度に追従することのできる追従制御方法
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明では、搬送装置によ
って連続的に搬送されるワークの瞬時速度を時経列的に
求めて前記ワークの搬送速度変動関数を算出し、前記ワ
ークの位置を検出するワーク位置検出器及び前記ワーク
に追従する追従装置の位置を検出する追従装置位置検出
器から出力された位置検出信号に基づいて、前記ワーク
の任意の追従点に対する前記追従装置の相対位置偏差量
を算出し、前記追従装置の追従位置を前記相対位置偏差
量に基づいて補正すると共に、前記追従装置を前記搬送
速度変動関数に応じた速度で追従させるように制御する
ことを特徴とする。

（作用） 前記したような方法によって、追従装置を制御すること
により、搬送装置の時間的に変化する搬送速度と同期し
て追従台車を動作させろことができ、ざらに、この速度
演停に要する時間によって生じる相対位置偏差量を追従
台車に与えることによって、追従台車は、ワークの追従
点を高精度に追従することができる。

（実施例） 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図には、本発明に係る追従制御方法を用いた追従制
御装置及びその周′Ｊ！ＵＩａ器の概略構成図が示され
ている。

同図に示すように、当該追従装置の追従位置及び追従速
度をｎ出する制御装置１には、コンベア２ににって搬送
される車体３の通過を検出するワーク検出用リミッ１〜
スイッチ４と、追従台車６の原位置を検出する原点リミ
ットスイッチ７と、ロボット９の制御をするロボット制
ａ装置１０と、コンベア２の速度及び車体３の搬送位置
を検出するコンベアパルスジェネレータ５と、追従台車
６の追従速度及び位置を検出する追従機パルスジェネレ
ータ１１とが接続されており、これらの検出機器から出
力される信号に基づいて、制御装置１は、追従台車６の
追従速度及び追従位置を算出する。

さらに、制御装置１には、制御装置１によって算出され
た追従台車６の追従速度及び追従位置に基づく信号によ
って作動するサーボアンプ１２が接続されており、この
サーボアンプ１２には、減速機であるギア１５を介して
追従台車６を駆動するサーボモータ１４と、サーボモー
タ１４の回転速度に応じた電圧をサーボアンプ１２にフ
ィードバックするタコジェネレータ１３が接続されてい
る。

さらに、第２図には、本発明に係る追従制御方法によっ
て追従台車６を動作させる制御装置内部及びその周辺の
概略構成図が示されている。

同図に示すように、車体３の追従点と追従台車６の相対
位値偏差量を算出する位置偏差演算器１７には、追従機
パルスジェネレータ１１とコンベアパルスジェネレータ
５が接続され、コンベア２の瞬時速度を時経列的に算出
する速度変換器１６には、コンベアパルスジェネレータ
５が接続されている。そして、速度変換器１６には、コ
ンベア２の速度変動周期を算出するサージング周期計測
器１Ｂが接続されている。ざらに、位置偏差演算器１７
、速度変換器１６及びサージング周期計測器１８には、
これらの演弾機器から出力される信号に基づいて、第１
図に示したサーボアンプ１２に出力すべき速度信号を算
出するＣＰｔＪ　１９が接続されている。

このようにＨ１Ｓ成された追従制（ａ０装置は、第４図
及び第５図（八＞、（Ｂ）に示した動作フローチャート
に示すようにして追従装置を作動させる。

以下に、これらの７［１−チャートを第１図から第３図
及び第６図を参照しながら説明する。

ＴＥＰＩ 制御装置１内に１２りられ′（いる速度変換器１６は、
ワーク検出用リミッ１〜スイッヂ４が、コンベア２によ
って搬送されるΦ体３を検出すると同時に、］コンベア
パルスジェネレータから送出されるパルス信号を人力す
る。

Ｓ　Ｉ−Ｅ　Ｐ　２ ｆｆ＋’Ｊ御装置１内に設（プられている速度変換器１
６によって、一定時間毎に人力したコンベアパルスジェ
ネレータ５から送出されるパルス数に基づいて、コンベ
ア２の搬送速度ΔＶを算出する。

ここで、サンプリング周期をΔｔ、サンプリング周期中
にコンベアパルスジェネレータ５から出力された積痺パ
ルス数をｎとすると、△Ｖは、次式によって求めること
ができる。

ΔＶ＝に−ｎ／Δを 但し、Ｋは比例定数 Ｓ丁ＥＰ３ Ｓ　１−　Ｅ　Ｐ　２で算出されたコンベア２の搬送速
度Δ■に基づいて、コンベア２の速度変動に伴うコンベ
ア２の平均加速度Ａを、速度変換器１６から出力された
速度信号に基づいてＣＰＵ１９によって算出する。

ここで、Ｎ回１」にサンプリングしたコンベア２の搬送
速度をΔＶｏ、Ｎ−１回１」にサンプリングしたコンベ
ア２の搬送速度をΔＶｎ−ｉ、搬送速度のサンプリング
周期をｔとすると、 平均加速度Ａは、 八−（Δ■ｎ　−Δ■ロー　１）／ｌ で求めることができる。

５ＴＦＰ４ Ｓ　Ｔ　Ｅ　ｌ−’　２で算出したコンベア２の搬送速
度ΔＶ及びＳＴＹ：Ｐ３で算出したコンベア２の平均加
速度Δの値を記憶覆る。

ＴＥＰ５ ＣＰＵ１９は、Ｓ−［ピＰ４で記憶したコンベア２の速
度変動に伴うコンベア２の平均加速ＰｉＡの値がＯであ
るかどうかの判断をする。八がＯであればＳ　Ｔ　Ｅ　
Ｐ　６に、ＡがＯでなＣプれば５ＴＥＰＩに夫々進む。

５ＴＥ）’６ Ａ＝Ｏの時のコンベア２の搬送速度八Ｖ、を記憶する。

つまり、５ＴＥＰ３で算出したコンベア２の平均加速度
Ａの値がＯであると判断された時（７）ＳＴＥＰ２で算
出されたコンベア２の搬送速度へＶをΔＶ、として記憶
する。

ＴＥＰ７ コンベア２の速度変動周期、つまり、サージング周期Ｔ
をサージング川明計測器１８によって、以下のように算
出する。

コンベア２の搬送速度ΔＶは、周期的な関数であるので
、コンベア２の平均加速度Δの値がＯになる点は周期的
に発生することになる。したがって、最初にＡ＝０にな
った時の時刻（Ｗｌ送速度が最大又は最小）を１１、次
にＡ＝Ｏになった時の時刻（搬送速度が最大又は最小）
を１２とすると、サージング周期下は、 Ｔ＝２・（ｔ２　ｔｌ） で求めることができる。

Ｓ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　８ ＳＴＥＰ６で算出したΔ■８と５ＴＥＰ４で記憶した全
てのΔ■とを比較して、このΔ■、が最大値（Ｖｍａｘ
）であるかどうかの判断がされる。

△Ｖａ＝Ｖｍａｘであれば第５図（Ａ＞に示す割込処理
ルーチンを実行し、八Ｖ、＝ＶｍａｘでなければＳ　Ｔ
　Ｅ　Ｐ　１に夫々進む。

このように、第４図に示した動作フローチャートでは、
第３図の曲線Ｃに示すように経時的にある周期をもって
速度変動するコンベア２の最大速度（Ｖｍａｘ）、最小
速度（Ｖｍｉｎ）及びこれらの速度を発生する時刻（１
１）を拝出し、こ１・　　２ の時刻（ｔ　ｉ、ｔ　２）に基づいて、サージング周期
下を締出している。

次に、第５図（Δ）に示した動作フローチャートについ
て説明する。

ＴＥＰ１０ 第４図に示舊す１作−ノローチャートで算出した（α大
連Ａ　（Ｖ　ｍａＸ　）　、Ｑ小速度（Ｖｍｉｎ　）及
びサージング周期旧ｔｉｔ−を等の値に基づいて算出し
た搬送速度変動量ＩＦ（ｔ）をイニシＡ７ライズする。

Ｓ“１−ヒ［］１１ 新たに算出された最大速匪（ＶＩＩｌａＸ　）　、最小
速度（ｖｍｉｎ）及び１ノ゛−ジング固１１コ等の値に
基づいて、ＣＰｔＪ１９は、Ｍｕ送送速度変動関数（１
）を算出する。

このに（ｔ）は、次式によって算出することができる。

　　（Ｅｌ　ｕ、次式中の１（ま任意の時刻を表す。

に（ｔ）　　＝　　（Ｖｍａｘ　　−Ｖ　１１１ｉｎ　
　）　　／２　　・　ＣＯ３（２・π　−ｔ／−ｒ　　
）　　−４−（Ｖｍａｘ　　＋Ｖｍｉｎ　　）　　／２
ＴＥＰ１２ ＳＴヒＰ１１で算出された搬送速度変動関数Ｆ（０を記
憶する。

このように、第５図（Ａ＞に示した動作〕［１−チャー
トは、搬送速度変動関数Ｆ（１）を新たに算出し、記憶
させるものでおる。

次に、以上のようにしてｔ）出された搬送速度変動量Ｉ
Ｆ（ｔ）に基づいて、追従台車６の追従速度等を制御す
る動作フローチャートが第５図（［３＞に示されている
。以下に、この動作フローチャートを説明する。

Ｓ　１−ヒ１〕２０ 第４図に示した動作フローチャートのＳ　Ｔ　Ｅ　Ｐ４
で記憶したコンベア２の搬送速度ΔＶのデータに基づい
て、コンベア２の平均搬送速度■、をＣＰｔＪ１９によ
って算出する。

５Ｔｌ＝Ｐ２１ 第５図（△）に示した動作フローチャートの５ＴＥＰ１
１で作成された搬送速度変動関数［（ｔ）に基づいて、
現在時刻にｄ３りるコンベア２の搬送速度変化量△Ｖ、
をＣ１）Ｕ１９によっ停出する。

５ＴＥＰ２２ 位置偏差演算器１７は、追従台車６に配設された追従機
パルスジェネレータ１１とコンベアパルスジ１ネレータ
５から送出されるパルス信号を入力し、これらのパルス
信号に基づいて、車体３の任意の追従点に対する追従台
車６の相対位置偏差量ΔＸを算出する。

この相対位置ＦＩ＋差量ΔＸは、追従機パルスジェネレ
ータ１１とコンベアパルスジ１ネレータ５から送出され
るパルスの積算値の差と予め設定された任意の値との差
で表わされる。

Ｓ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　２３ Ｃ１）Ｕ１９は、位置偏差演算器１７、速度変換器１６
及びザージング周期計測器１８等から入力した信号に早
づいて、速度指令信号Ｖ　（ｔ）を算出し、この信号を
サーボアンプ］２に出力する。

そして、サーボアンプ１２は、この信号に応じた電圧を
り−−ボモータ１４に出力し、追従台車６を車体３と同
期した速度で追従させる。

ＴＥＰ２４ 追従制御の完了信号が追従制御装置１に入力されたかど
うかの判断がされる。追従完了信号が出力されていな（
プればＳ　Ｔ　Ｅ　Ｐ　２０に、追従完了信号が出力さ
れていればメインルーチンに夫々進む。

以上に説明したように、ワーク検出用リミットスイッチ
４によって、搬送された車体３を検出すると同時に、第
４図に示したフローチャートに基づいてコンベア２の搬
送速度変動関数を算出し、第５図（△）に示したフロー
チャートに基づいて、この搬送速度変動関数を割込処理
によって定期的に更新記憶し、第５図（Ｂ）に示したフ
ローチャートに基づいて、この更新記憶した搬送速度変
動関数及び相対位置偏差量に応じてサーボアンプ１２に
出力すべぎ追従台車６の速度指令信号及び追従位置補正
量を算出している。したがって、追従台車６は、コンベ
ア２の搬送速度変動を予測した速度で追従し、かつ、速
度指令信号の演算に要する時間に起因する相対位置偏差
量を補正しているので、第７図に示したように、コンベ
ア２の速度変動曲線Ａと追従台車６の追従速度変動曲線
Ｂのように偏差を生じることがなく、追従台車６は、追
従点を正確に追従することが可能になる。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、ワ
ークの搬送装置であるコンベアの速度変動を予測する関
数と、ワーク及び追従装置である追従台車の相対位置偏
差量を停出し、これらの算出値に基づいて、追従位置及
び追従速度を補正しつつ追従装置を追従させるようにし
たので、追従装置は、ワークの任意の追従点を極めて正
確に追従することができ、高速度の追従移動が可能にな
る。ざらに、追従制度が向上するために、ロボットか追
従装置上に位置されている場合には、ロボットの教示時
に追従に際して生じる相対位置偏差量を勘案する必要が
なくなるので、教示作業の能率が向−トするという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る追従制御方法を用いた追従制御
装置及びその周辺機器の概略構成図、第２図は、本発明
に係る追従制御方法によって追従台車６を動作させる制
御装置内部及びその周辺の概略構成図、第３図は、第４
図のフローチャートの説明に供する図、第４図、第５図
（Ａ＞及び第５図（Ｂ）は、本発明に係る追従制御方法
のフローチャート、第６図は、従来の追従装置を用いた
生産ラインの概略構成図、第７図は、第６図に示した追
従装置の追従特性の説明図である。 ２・・・コンベア、　　　３・・・車体、４・・・ワー
ク検出用リミットスイッチ、５・・・コンベアパルスジ
１ネレータ、６・・・追従台車、 ７・・・原点りミツ１〜スイツチ、 ８・・・二１ンベア台中、　９・・・ロボット、Δ、Ｃ
・・・コンベアの速度変動曲線、Ｂ・・・追従台車の追
従速度変動曲線。 特許１１１願人　　　　　日産自動中株式会社第１図 第　２図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 搬送装置によって連続的に搬送されるワークの瞬時速度
   を時経列的に求めて前記ワークの搬送速度変動関数を算
   出し、前記ワークの位置を検出するワーク位置検出器及
   び前記ワークに追従する追従装置の位置を検出する追従
   装置位置検出器から出力された位置検出信号に基づいて
   、前記ワークの任意の追従点に対する前記追従装置の相
   対位置偏差量を算出し、前記追従装置の追従位置を前記
   相対位置偏差量に基づいて補正すると共に、前記追従装
   置を前記搬送速度変動関数に応じた速度で追従させるよ
   うに制御することを特徴とする追従制御方法。