KR101538059B1 - 반송 대차 시스템 및 반송 대차의 주행 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

서보계로의 입력 지령이 갑자기 변경되지 않도록 한다. 복수의 반송 대차를 공통의 궤도를 따라 주행시킨다. 반송 대차 내는, 반송 대차의 주행을 서보 제어하는 서보계를 구비하고, 주행 제어부의 가감속 제어 유닛에 의해, 소정의 주기로 서보계로의 중간 지령을 생성한다. 주행 제어부의 평활화 유닛에 의해, 생성한 중간 지령을 복수의 주기에 걸쳐 평활화한 평활화 완료 지령을 소정의 주기로 생성하고, 생성한 평활화 완료 지령에 기초하여 서보계를 제어한다.

Description

반송 대차 시스템 및 반송 대차의 주행 제어 방법{TRANSPORT CARRIAGE SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING RUNNING OF TRANSPORT CARRIAGE}
본 발명은 반송 대차(臺車) 시스템에 관한 것으로, 특히 공통의 궤도를 복수의 반송 대차가 주행하는 시스템에 관한 것이다.
출원인은, 예를 들면 2 대의 스태커 크레인을 공통의 궤도 상을 왕복 주행시키고, 크레인 간의 통신에 의해 간섭을 회피하는 것을 제안했다(특허문헌 1 : JP3791643B). 이 기술에서는, 복수의 크레인은 서로 현재 위치, 속도, 목적 위치 등을 통신함으로써, 간섭을 회피하도록 주행하고, 필요하면 정지한다. 또한, 복수대의 스태커 크레인을 공통의 궤도를 따라 주행시키는 것은, 자동 창고 등의 내부에서의 반송 능력을 높이기 때문이다. 또한, 자동 창고 내의 청정도의 향상을 위하여, 복수대의 스태커 크레인이 공통의 비접촉 급전 장치로부터 수전(受電)한다.
스태커 크레인은 상위 컨트롤러로부터의 지시에 따라, 물품의 전달 등을 위하여 목적지까지 주행한다. 스태커 크레인은, 상위 컨트롤러로부터 목적지를 지시받으면, 기상(機上) 컨트롤러에 의해 목적지까지의 속도 패턴을 발생시키고, 속도 패턴의 데이터를 주행 모터의 서보계에 입력한다. 서보계는, 입력된 속도 패턴과 실제의 속도의 오차를 해소하도록 주행한다. 그런데, 복수대의 크레인이 공통의 궤도를 주행하고 있으므로, 간섭의 회피 등을 위하여 목적지를 변경하거나, 추종 주행을 위하여 선행의 스태커 크레인에 맞추어 목표 속도를 변경하는 등의 경우가 발생한다. 이에 수반하여, 서보계로의 입력 지령이 갑자기 변경되고, 가감 속도가 급변하여, 크레인 및 반송 중의 물품에 악영향을 미칠 가능성이 생긴다.
JP3791643B
본 발명의 과제는, 서보계로의 입력 지령이 갑자기 변경되지 않도록 하는 것에 있다.
본 발명의 과제는, 중간 지령을 단순히 생성할 수 있고, 또한 반송 대차가 효율적으로 주행할 수 있도록 하는 것에 있다.
본 발명의 추가 과제는, 지상측의 비접촉 급전 장치를 소형화하는 것에 있다.
본 발명은, 복수의 반송 대차가 주행하는 반송 대차 시스템으로서, 상기 복수의 반송 대차가 주행하는 공통의 궤도와, 상기 반송 대차 내에 설치되어, 반송 대차의 주행을 서보 제어하는 서보계와, 소정의 주기로 상기 서보계로의 중간 지령을 생성하는 가감속 제어 유닛과, 상기 중간 지령을 복수의 주기에 걸쳐 평활화한 평활화 완료 지령을 상기 소정의 주기로 생성하는 평활화 유닛을 구비하여, 상기 서보계를 제어하는 주행 제어부를 구비하고 있다. 또한 본 발명에서는, 상기 가감속 제어 유닛은, 반송 대차의 주행에 관한 제약 조건을 충족시키는 범위 내에서, 반송 대차가 최고 속도로 주행하도록, 상기 소정의 주기마다 금회의 주기에 대한 중간 지령을 생성하고, 또한 상기 제약 조건을 가변으로 기억하도록 구성되어 있다. 하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 반송 대차의 주행을 서보 제어하는 서보계를 구비하고 공통의 궤도를 따라 주행하는 복수의 반송 대차의 주행을 제어하는 방법으로서, 주행 제어부의 가감속 제어 유닛에 의해, 반송 대차의 주행에 관한 제약 조건을 충족시키는 범위 내에서, 반송 대차가 최고 속도로 주행하도록, 상기 서보계에 소정의 주기마다 금회의 주기에 대한 중간 지령을 생성하는 중간 지령 생성 단계와, 주행 제어부의 평활화 유닛에 의해, 상기 중간 지령을 복수의 주기에 걸쳐 평활화한 평활화 완료 지령을 상기 소정의 주기로 생성하는 평활화 단계와, 생성한 평활화 완료 지령에 기초하여, 상기 서보계를 제어하는 제어 단계를 실행하고, 또한, 상기 가감속 제어 유닛에 상기 제약 조건을 가변으로 기억시키는 단계를 더 실행한다.
본 발명에서는, 생성한 중간 지령으로부터 고주파 성분을 제거한 입력 지령을 서보계에 입력하므로, 목적지 등이 변경되어도, 서보계로의 입력 지령이 급변하지 않는다. 본 명세서에서, 반송차 시스템에 관한 기재는 그대로 반송 대차의 주행 제어 방법에도 적용된다.
본 발명에서는 또한, 제약 조건을 충족시키는 범위에서 반송 대차는 최단 시간으로 목적지로 주행할 수 있고, 최단 시간으로 주행하는 것보다 에너지 효율 등을 우선할 경우, 최대 속도, 최대 가속도 등의 제약 조건을 변경하면 된다. 또한, 중간 지령은 금회의 주기에 대한 지령만으로 이루어지고, 속도 패턴과는 상이하여 목적지까지의 지령을 포함하고 있지 않다. 최고 속도로 주행하도록 금회분의 중간 지령을 생성하므로, 간단히 중간 지령을 생성할 수 있어 , 제약 조건이 변경되어도 생성 완료된 중간 지령을 폐기할 필요가 없다.
바람직하게는, 평활화 유닛은 복수의 주기에 걸친 중간 지령의 이동 평균을 평활화 완료 지령으로서 생성한다. 복수회의 중간 지령의 이동 평균으로 이루어지는 평활화 완료 지령은, 중간 지령이 주행의 도중에 급격히 변화한 경우에도, 변화가 완만하다.
또한 바람직하게는, 상기 주행 제어부는, 고주파 성분 혹은 반송 대차의 고유 진동수 부근의 신호를 상기 평활화 완료 지령으로부터 제거하고 서보 위치 지령으로 하는 필터를 더 구비하여, 상기 서보 위치 지령을 서보계에 입력하도록 구성되어 있다. 평활화 완료 지령의 시계열에는, 반송 대차의 고유 진동수 부근의 신호가 포함되어 있을 가능성이 있다. 따라서 필터에 의해, 평활화 완료 지령의 시계열을 주파수축 영역의 신호로 변환하고, 주파수축 영역의 신호 중의 고주파 성분을 제외하고, 혹은 고유 진동수 부근의 성분을 제외한다.
바람직하게는, 상기 가감속 제어 유닛은, 적어도 반송 대차의 최대 속도, 최대 가속도 및 최대 감속도에 관한 제약 조건을 충족시키도록, 중간 지령을 생성한다. 이들 제약 조건은 가변이므로, 궤도의 상태가 불량인 개소에서는 이들을 엄격하게 제약하여, 반송 대차의 주행풍을 작게 하고자 하는 개소 등에서는 최대 속도를 작게 제약할 수 있다. 반대로 궤도의 상태가 양호하여 주행풍 등의 제한이 없는 개소에서는 이들 제약을 완화하여 주행시킬 수 있다. 그리고 반송 대차가 최대 속도, 최대 가속도 및 최대 감속도의 제약을 충족시키면서 최고 속도로 주행하도록, 중간 지령을 생성할 수 있다.
바람직하게는, 중간 지령은, 금회의 주기에서의 목표 위치 혹은 금회의 주기에서의 목표 속도로 이루어지고, 특히 바람직하게는 중간 지령은 금회의 주기에서의 목표 위치로 이루어진다. 중간 지령을 생성할 시, 차회의 주기에서의 목표 위치를 결정하기 위하여, 금회의 주기에서의 목표 속도를 정하고, 전회의 주기에서의 목표 속도에 기초하여 금회의 주기에서의 목표 위치를 정한다. 예를 들면, 이와 같이 하여 중간 지령을 생성한다.
바람직하게는, 지상에 설치되어, 반송 대차에 목적지를 지시하는 상위 컨트롤러를 더 구비하고, 상기 주행 제어부는 반송 대차에 설치되고, 상기 주행 제어부는, 상위 컨트롤러 및 다른 반송 대차와 통신하는 통신 유닛과, 다른 반송 대차로부터 수신한 현재 위치, 현재 속도 및 목적지에 기초하여, 상위 컨트롤러로부터 지시 받은 목적지를 변경하여 출력하는 목적지 발생 유닛을 더 구비하고, 상기 가감속 제어 유닛은, 목적지 발생 유닛으로부터 출력된 목적지와 반송 대차의 현재 위치와의 편차에 기초하여, 금회의 주기에서의 목표 위치 혹은 목표 속도를 생성한다.
이와 같이 하면 반송 대차는 자율적으로 주행 제어를 할 수 있어, 상위 컨트롤러에 주행 제어부를 설치할 경우에 비해, 상위 컨트롤러와 반송차 간의 통신량을 줄일 수 있다.
바람직하게는, 상기 반송 대차는, 상기 서보계를 구동하기 위한 차재 전원과, 차재 전원을 관리하는 전원 컨트롤러를 더 구비하고, 상기 주행 제어부는, 상기 전원 컨트롤러로부터의 신호에 따라, 상기 최대 가속도를 변경하는 가속도 제한 유닛을 더 구비하고 있다. 이와 같이 하면, 반송 대차는 차재 전원 상태, 예를 들면 차재 전원으로부터 취출할 수 있는 전력에 따라 최대 가속도를 변경함으로써, 전력 부족에 처하지 않고 주행할 수 있다.
특히 바람직하게는, 상기 차재 전원은, 지상측에 설치된 공통의 비접촉 급전 장치로부터 수전하는 수전 코일 및 수전한 전력을 저장하는 커패시터로 이루어진다. 전원 컨트롤러에서는, 커패시터의 축전량으로부터 취출할 수 있는 전력이 판명되고, 또한 수전 코일의 출력 전류, 출력 전압 등으로부터 비접촉 급전 장치의 부하의 정도가 판명된다. 따라서 최대 가속도를 변경함으로써, 비접촉 급전 장치의 부하가 높을 시 수전 코일로부터 취출하는 전력을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 작은 능력의 비접촉 급전 장치여도 된다.
도 1은 실시예의 반송 시스템의 전체적인 블록도이다.
도 2는 실시예의 반송 시스템의 블록도로서, 목적지(P1)의 발생에 관한 블록을 나타낸다.
도 3은 실시예의 반송 시스템의 블록도로서, 목적지(P1)로부터 서보 위치 지령(P4)으로의 변환에 관한 블록을 나타낸다.
도 4는 실시예의 반송 시스템의 블록도이며, 최대 가속도, 최대 감속도, 최대 속도의 제약 조건에 관한 블록을 나타낸다.
도 5는 실시예의 제어 알고리즘을 나타낸 순서도로서, 금회의 중간 목표 위치(P2n)를 발생시킬 때까지의 처리를 나타낸다.
도 6은 실시예의 제어 알고리즘을 나타낸 순서도로서, 금회의 중간 목표 위치(P2n)를 서보 위치 지령(P4)으로 변환할 때까지의 처리를 나타낸다.
도 7은 실시예의 제어 알고리즘을 나타낸 순서도로서, 가속도, 감속도 및 최대 속도에 대한의 제약을 나타낸다.
도 8은 실시예에서의 상위 컨트롤러로부터의 목적지(P0), 중간 목표 위치(P2) 및 서보 위치 지령(P4)의 파형도로서, 1)은 반송 대차의 위치를, 2)는 반송 대차의 속도를, 3)은 반송 대차의 가속도를 나타내고, 5 초째에 목적지가 10 m에서 20 m로 변경된 예를 나타낸다.
도 9는 실시예에서의, 상위 컨트롤러로부터의 목적지(P0), 중간 목표 위치(P2) 및 서보 위치 지령(P4)의 파형도로서, 1)은 반송 대차의 위치를, 2)는 반송 대차의 속도를, 3)은 반송 대차의 가속도를 나타내고, 5 초째에 최대 속도가 210 m/min에서 150 m/min으로 변경된 예를 나타낸다.
이하에 본 발명을 실시하기 위한 최적 실시예를 나타낸다. 본 발명의 범위는, 특허 청구의 범위의 기재에 기초하고, 명세서의 기재와 이 분야에서의 주지 기술을 참작하여, 당업자의 이해에 따라 정해져야 한다.
실시예
도 1 ~ 도 9에, 실시예의 반송 대차 시스템과 그 특성을 나타낸다. 각 도면에서 2는 반송 대차이고, 4는 상위 컨트롤러로 지상측에 설치되고, 복수대의 반송 대차(2)를 제어한다. 각 반송 대차(2)는 통신 유닛(6)을 구비하여, 상위 컨트롤러(4), 다른 반송 대차(2) 및 로드 포트, 버퍼 등의 지상 설비(34)와 통신한다. 반송 대차(2)는, 주행 제어부(8)에 의해 주행 모터를 구비한 서보계(10)를 제어하고, 위치 센서(12)에 의해 반송 대차(2)의 주행 방향 위치를 구하여, 서보계(10)에 피드백한다. 위치 센서(12)는 주행 모터의 엔코더여도, 레이저 거리계 혹은 자기 리니어 센서 등의 위치 센서여도 된다.
반송 대차(2)는 예를 들면 스태커 크레인이지만, 공통의 궤도를 왕복 주행하고 마스트와 승강대를 구비하지 않은 반송 대차, 혹은 공통의 궤도를 주회(周回) 주행하는 천장 주행차 등이어도 된다. 반송 대차(2)는 주행 제어부(8) 등 외에 승강 제어부(14)를 구비하여, 승강 모터를 구비한 서보계(16)를 제어함으로써, 도시하지 않은 승강대를 마스트를 따라 승강시키고, 위치 센서(18)에 의해 높이 위치를 서보계(16)에 피드백한다. 또한, 승강대는 슬라이드 포크 혹은 스칼라 암 등의 이동 재치(載置) 장치를 구비하고, 이동 재치 제어부(20)에 의해 이동 재치 모터를 구비한 서보계(22)를 제어한다. 그리고 위치 센서(24)에 의해, 슬라이드 포크 등의 위치 데이터를 서보계(22)에 피드백한다. 제어부(8, 14, 20)의 구성은 실질적으로 동일하므로, 이하에 주행 제어부(8)에 대하여 설명한다.
전원 컨트롤러(26)는, 비접촉 급전선으로부터 수전하는 수전 코일(28) 및 커패시터(30)를 제어하고, 이들을 각 모터의 차재 전원으로 이용한다. 또한, 궤도를 따라 비접촉 급전선이 설치되고, 이 급전선과 급전 전원으로 비접촉 급전 장치(38)를 구성한다. 또한 비접촉 급전 대신에, 커패시터(30) 혹은 도시하지 않은 2 차 전지의 전력으로 반송 대차(2)를 구동해도 되고, 이 경우, 충전 장치를 궤도를 따라 복수 개소에 설치한다. 그리고, 커패시터(30) 혹은 2 차 전지로부터 공급 가능한 전력을 제약 조건으로서, 최대 가속도를 제한한다. 또한, 반송 대차(2)는 응력 센서 및 진동 센서(가속도 센서)(32)를 복수 구비하고, 반송 대차(2)의 각 부에 가해지는 응력 및 진동을 측정하여, 제어부(8, 14, 20)에 입력하고, 최대 가속도, 최대 감속도, 최대 가속도의 변화분 및 최대 감속도의 변화분을 변경한다. 단, 진동 센서는 설치하지 않아도 된다.
복수대의 반송 대차(2)는 동일한 구성으로, 동일한 궤도를 따라 왕복 운동하고, 통신 유닛(6)을 통하여 서로의 현재 위치, 현재 속도, 목적지 등을 교환하고, 간섭을 회피하면서 추종 주행 등을 행한다. 또한, 상위 컨트롤러(4)는 각 반송 대차(2)에 대하여 목적지를 지령하고, 하물 로딩부터 하물 언로딩까지의 반송 작업을 지령한다. 반송 대차(2)는 예를 들면 클린룸 내의 자동 창고의 내부를 주행하고, 자동 창고에는 팬 필터 유닛(36)이 설치되어, 플랫 패널 디스플레이의 카세트 등의 보관 물품에 클린 에어를 공급한다.
실시예에서는 반송 대차(2)로서 스태커 크레인을 나타내지만, 궤도 상을 왕복 주행하고 승강대를 구비하지 않은 반송 대차, 혹은 천장 주행차 등이어도 된다. 또한, 반송 대차(2)를 설치하는 위치는 자동 창고의 내부이지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 실시예에서는 주행 제어부(8)를 반송 대차(2)에 설치하지만, 상위 컨트롤러(4) 내에 주행 제어부(8)를 설치하여, 도 3에 나타낸 서보 위치 지령(P4)을 상위 컨트롤러(4)로부터 서보계(10)에 입력하도록 해도 된다. 또한, 주행 제어부(8)로부터 서보계(10)로의 입력 지령은, 예를 들면 10 m초마다 등의 소정의 주기로 행해지고, 1 회의 주기를 1 사이클이라 한다.
도 2에, 목적지(P1)의 발생까지의 블록도를 나타낸다. 상위 컨트롤러(4)는, 부정기적으로 목적지(P0)를 반송 대차(2)에 통신하고, 반송 대차(2)는 예를 들면 1 사이클마다 현재 위치와 현재 속도 등의 상태를 상위 컨트롤러(4)에 보고한다. 통신 유닛(6)은 다른 반송 대차(2)와의 사이에서, 현재 위치, 현재 속도, 목적지 등의 데이터를 교환하고, 지상 설비(34) 등과의 사이에서 물품의 전달, 주행 규제 등에 관한 인터록 등의 신호를 교환한다. 이하 도 2 ~ 도 4에서, 파선의 데이터는 반송 대차(2)의 이동에 관한 제약 데이터를 나타내고, 실선은 그 외의 데이터를 나타낸다. 통신 유닛(6)은 주행 제어부(8) 내의 목적지 발생 유닛(40)에 대하여, 상위 컨트롤러로부터의 목적지(P0)와 다른 반송 대차의 현재 위치, 현재 속도, 목적지 등의 정보 및 인터록 등에 관한 정보를 입력한다. 목적지 발생 유닛(40)은, 다른 반송 대차와의 간섭이 발생하지 않고, 인터록 등의 제약 조건을 따르도록, 목적지(P0)를 목적지(P1)로 변환하여, 도 3의 오차 증폭기(42)에 입력한다.
도 3의 가감속 제어 유닛(44)은, 가속도 제한 유닛(46)으로부터 최대 가속도 및 최대 감속도를 제약 조건으로서 입력 받고, 속도 제한 유닛(48)으로부터 최대 속도를 제약 조건으로서 입력 받는다. 가감속 제어 유닛(44)은, 전회 출력한 중간 목표 위치(P2)와 목적지(P1)와의 오차에 따라 다음의 사이클에서의 중간 목표 위치(P2)를 출력한다. 여기서 1 사이클은 예를 들면 10 m초이다. 또한 가감속 제어 유닛(44)은, 중간 목표 지령을 중간 목표 위치(P2)가 아닌, 중간 목표 속도 등으로서 출력해도 된다. 가감속 제어 유닛(44)에서는, 최대 감속도로 감속했을 시 목적지(P1)보다 앞에 정지할 수 있는지 여부를 판별하고, 앞에 정지할 수 있을 경우, 최대 가속도로 가속하도록 목표 속도를 정한다. 단, 가속에 의해 최대 속도를 초과할 경우, 최대 속도를 목표 속도로 한다. 또한, 목적지(P1)의 앞에 정지할 수 없을 경우, 최대 감속도로 감속하도록 목표 속도를 정한다. 이와 같이 하여, 다음의 1 사이클에서의 중간 목표 속도를 정하고, 이에 1 사이클분의 시간을 곱하여, 다음의 사이클에서의 중간 목표 위치(P2)로 한다.
가감속 제어 유닛(44)은 최대 가속도, 최대 감속도, 최대 속도 등의 제약 조건을 기억한다. 이들 제약 조건은 가속도 제한 유닛(46) 및 속도 제한 유닛(48)으로부터 입력되고, 또한 가변이다. 가속도 제한 유닛(46)은 전원 컨트롤러(26)로부터의 신호에 따라 소비 전력을 제한하고, 이는 최대 가속도를 제한하는 것이다. 또한, 응력 센서로부터의 신호에 따라 최대 가속도와 최대 감속도를 제한하고, 진동 센서로부터의 신호에 따라 예를 들면 최대 가속도의 변화분과 최대 감속도의 변화분을 제한한다. 속도 제한 유닛(48)은 예를 들면 상위 컨트롤러(4)로부터의 지령 등에 따라 최대 속도를 변경한다. 즉 반송량이 적고, 고속으로 반송할 필요가 없을 경우에는 최대 속도를 작게 한다. 이 외에 오염을 회피해야 할 물품의 부근에서 최대 속도를 작게 한다, 또한 자동 창고의 양단 부근에서는 반송 대차(2)가 일으키는 바람이 선반 내의 물품에 역류하기 쉬우므로 최대 속도를 작게 제한한다. 또한, 궤도의 상태에 따라 최대 속도, 최대 가속도, 최대 감속도를 제한한다. 이 외에 다른 반송 대차와의 상대 속도에 따라, 최대 속도를 제한한다. 또한, 동일한 사항에 상이한 제약 조건이 복수 입력된 경우, 가장 엄격한 제약 조건이 유효하게 된다.
반송 대차 시스템의 상황에 따라 반송 대차(2)의 주행에 대한 제약을 최적화하는 것은, 가속도 제한 유닛(46) 및 속도 제한 유닛(48)에 의해 제약 조건을 가하고, 제약 조건의 범위 내에서 최대의 가속도, 감속도 및 최대 속도로 주행시킴으로써 달성된다. 또한, 가감속 제어 유닛(44)은 다음의 사이클에서의 중간 목표 위치(P2)만을 생성하고, 그 이후의 중간 목표 위치는 생성하지 않는다. 즉, 현재 위치에서 목적지(P0)까지의 속도 패턴을 생성하는 것이 아니라, 다음의 1 사이클분의 중간 목표 위치(P2)를 반복하여 생성한다.
평활화 유닛(50)은, 과거 복수회의 중간 목표 위치(P2)를 조합함으로써, 중간 목표 위치(P2)를 평활화한 평활화 목표 위치(P3)로 변환한다. 예를 들면, 과거 4 사이클, 8 사이클, 16 사이클 등의 중간 목표 위치를 기억하고, 이들의 이동 평균을 구함으로써, 복수회의 중간 목표 위치를 평균화한 평활화 목표 위치(P3)로 변환하여 출력한다. 평활화는 단순한 이동 평균에 한정되지 않고, 예를 들면 전회 출력한 평활화 목표 위치(P3)와 금회의 중간 목표 위치(P2)를 7 : 1의 비율로 내분하면, 과거 8 사이클분의 이동 평균과 대략 동일한 결과가 얻어지고, 이것도 이동 평균의 예이다.
평활화 목표 위치(P3)는 복수회의 중간 목표 위치를 반영하고 있으므로, 목적지(P1)가 주행의 도중에 급변한 경우에도 변화가 완만하다. 따라서 반송 대차 간의 간섭을 회피하는, 할당 완료된 반송 지령을 다른 반송 대차에 다시 할당하는 등의 처리가 행해져도, 평활화 목표 위치(P3)는 급격하게는 변화하지 않는다. 그러나, 평활화 목표 위치(P3)의 시계열에 반송 대차(2)의 고유 진동수 부근의 신호가 포함되어 있을 가능성이 있다. 따라서, 로우 패스 필터(52) 혹은 도시하지 않은 밴드 제거 필터등에 의해, 평활화 목표 위치(P3)의 시계열을 주파수축 영역의 신호로 변환하고, 주파수축 영역의 신호 중의 고주파 성분을 제외하고, 혹은 고유 진동수 부근의 성분을 제외한다. 그리고 로우 패스 필터(52) 혹은 밴드 제거 필터는, 고주파 성분 혹은 고유 진동수 부근의 성분을 제거한 신호를 시간 영역의 신호로 역변환하여, 서보 위치 지령(P4)으로 한다. 또한, 평활화 유닛(50)과 로우 패스 필터(52)를 별도로 설치하지 않고, 반송 대차(2)의 진동을 억제하기 위한 1 개의 주파수 필터를 설치하도록 해도 된다.
로우 패스 필터(52)로부터의 서보 위치 지령(P4)을 오차 증폭기(54)에 입력한다. 오차 증폭기(54)로의 타방의 입력은 위치 센서(12)로 구한 주행 방향 위치에서, 서보 위치 지령(P4)과 반송 대차(2)의 실제의 위치와의 오차를 해소하도록, 서보계(10)를 동작시켜 도시하지 않은 주행용의 서보 모터를 제어한다.
또한, 목적지 발생 유닛(40)으로부터 로우 패스 필터(52)까지에 의해, 주행 제어부(8)를 구성했지만, 평활화 유닛(50) 및 로우 패스 필터(52)은 주행 제어부(8)와 서보계(10)의 중간으로 이동시켜도 된다. 또한, 오차 증폭기(42)에, 가감속 제어 유닛(44)의 중간 목표 위치(P2)가 아닌, 위치 센서(12)의 신호를 입력해도 된다. 또한 가감속 제어 유닛(44)에서, 목적지(P1)까지의 중간 목표 위치(P2)의 시계열 데이터를 미리 생성해 두고, 이를 1 사이클에 1 데이터씩 평활화 유닛(50)에 입력해도 된다. 그러나 이와 같이 하면, 목적지(P1)가 변경되었을 시, 중간 목표 위치(P2)의 시계열 데이터를 재차 생성할 필요가 있어, 비효율적이다.
도 4에, 가감 속도 및 속도에 관한 제약을 가하는 방법을 나타낸다. 1 개의 비접촉 급전 장치(38)로부터 복수의 반송 대차(2)에 급전하면, 반송 대차(2)가 모두 최대 가속도로 가속하고 있을 시, 급전 장치(38)의 부하가 커진다. 따라서, 전원 컨트롤러(26)에서 커패시터(30)의 출력 전압과 수전 코일(28)의 출력 전압을 감시하고, 사용 가능한 전력 혹은 에너지로 변환하여, 가속도 제한 유닛(46)에 입력한다. 이에 따라 최대 가속도를 제한하면, 비접촉 급전 장치(38)의 부하가 클 때 최대 가속도를 작게 하고, 작은 능력의 비접촉 급전 장치(38)로 복수대의 반송 대차(2)를 동작시킬 수 있다. 또한 서보 모터는 예를 들면 감속 시에 전력을 회생(回生)하여, 커패시터(30)에 충전한다.
또한, 응력 센서에 의해 반송 대차(2)의 각 부에 가해지는 응력을 측정하고, 최대 가속도와 최대 감속도를 제한하면, 반송 대차(2)에 가해지는 응력을 작게하고, 반송 대차(2)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 진동 센서에 의해 최대 가속도의 변화분, 최대 감속도의 변화분 등을 제한하면, 반송 대차(2)에 가해지는 진동 및 반송 물품에 가해지는 진동 등을 작게 할 수 있다. 단, 이 처리는 평활화 유닛(50)의 처리와 중복되므로 생략해도 된다. 속도 제한 유닛(48)에서는 반송량이 적을 시 최대 속도를 작게 함으로써, 소비 에너지를 작게 한다. 또한 궤도 데이터 기억 유닛(56)은, 반송 대차(2)의 주행 궤도를 따른 각 위치에서의 최대 속도를 기억하고, 예를 들면 궤도의 양단 부근에서 최대 속도를 작게 함으로써 주행풍의 영향을 작게 한다. 또한, 궤도의 상태가 나쁜 부분에서 최대 속도 등을 제한한다.
도 5 ~ 도 7에 실시예에서의 제어 방법을 나타낸다. 도 5, 도 6은 전체적인 제어를 나타내며, 단계 1(S1)에서 상위 컨트롤러로부터 목적지(P0)를 수신한다. 단계 2(S2)에서, 다른 반송 대차와의 간섭의 유무, 및 지상 설비와의 인터록 등의 제약 조건에 따라 목적지(P0)를 수정하고, 목적지(P1)를 출력한다. 단계 3(S3)에서, 목적지(P1)보다 앞에서 정지할 수 있는지 여부를 판별하고, 정지할 수 있을 경우, 최대 가속도(amax)로 가속하도록 금회의 중간 목표 속도(Vn)를 정한다. 즉 Vn = Vold ＋ amax·Δt이며, Vold는 전회의 중간 목표 속도, amax는 최대 가속도, Δt는 1 사이클의 시간으로 예를 들면 10 m초이다(단계 4(S4)). 단계 5(S5)에서, Vn가 최대 속도(Vmax)를 초과하고 있는지 여부를 판별하고, 초과할 경우, 단계 6(S6)에서, Vn = Vmax로 한다. 또한, P1보다 앞에서 정지할 수 없을 경우, 최대 감속도로 감속하고, 금회의 목표 속도(Vn)는 Vn = Vold － dmax·Δt이며, dmax는 최대 감속도이다(단계 7(S7)).
금회의 목표 속도(Vn)는 예를 들면 차회의 중간 목표 위치의 생성에 이용한다. 금회의 중간 목표 위치(P2n)는 P2n = P2old ＋ Vold·Δt로 정해지고, P2old는 전회의 중간 목표 위치이다(단계 8(S8)). 또한, P2n = P2old ＋ Vn·Δt로 해도 된다.
도 6으로 이동하여, 과거 n 회의 중간 목표 위치(P2)를 평균하고, 이동 평균에 의해 평활화 목표 위치(P3)를 구한다(단계 9(S9)). 그리고, 고주파 성분을 제거하고(단계 10(S10)), 서보 위치 지령(P4)을 출력한다(단계 11(S11)).
도 7은 가감 속도 및 속도의 제약에 관한 처리를 나타내며, 단계 12(S12)에서 비접촉 급전선으로부터의 수전 전압 및 커패시터의 전압에 기초하여, 최대 가속도를 제한한다. 또한, 응력 센서로부터의 신호에 따라 최대 가속도 및 최대 감속도를 제한한다(단계 13(S13)). 진동 센서의 신호에 따라, 최대 가속도 및 최대 감속도의 변화율을 제한한다(단계 14(S14)). 또한, 단계 14는 생략해도 된다. 또한, 반송량의 대소에 따라 최대 속도를 제한하고, 궤도 상의 위치, 궤도의 상태 및 필요한 청정도 등에 따라 최대 속도를 제한한다(단계 15(S15)).
얻어진 서보 위치 지령을 도 8, 도 9에 나타내고, 이들 도에서, 일점 쇄선은 상위 컨트롤러로부터 지령 받은 목적지를, 파선은 중간 목표 위치를, 실선은 이동 평균과 로우 패스 필터에 의한 처리를 거친 서보 위치 지령을 나타낸다. 도 8에서는, 시각 5 초째에 목적지가 10 m에서 20 m로 변경되고, 이에 수반하여 속도와 가속도가 2) 및 3)과 같이 변화하고, 이동 평균을 실시하여 로우 패스 필터로 처리함으로써, 완만한 서보 위치 지령이 된다. 도 9에서는, 시각 5 초째에 최대 속도가 210 m/min에서 150 m/min으로 변경되고, 이에 수반하여 중간 목표 위치에 기초하는 속도와 가속도는 급격하게 변화하지만, 이동 평균과 로우 패스 필터를 실시한 후의 속도와 가속도는 매끄럽게 변화하고 있다.
실시예에서는 이하의 효과가 얻어진다.
(1) 주행의 도중에 목적지, 최대 속도, 최대 가속도, 최대 감속도 등을 변경해도, 서보계(10)로의 입력은 급격하게는 변화하지 않고, 서서히 변화한다. 이는, 평활화 유닛(50)에 의한 것이다. 이 때문에, 반송 대차(2) 간의 간섭을 회피하기 위함 등에 따라 목적지 등을 빈번하게 변경해도, 매끄럽게 주행할 수 있다.
(2) 가감속 제어 유닛(44)은, 제약 조건의 범위 내에서 최단 시간으로 주행하도록 중간 목표 위치를 발생시키므로, 반송 능력이 높다.
(3) 한편, 소비 전력, 응력 등에 따라 가속도 및 감속도를 제한하고, 궤도의 상태 등에 따라 예를 들면 최대 속도를 제한함으로써, 최적인 속도와 가감 속도로 주행시킬 수 있다.
(4) 특히 소비 전력에 따라 최대 가속도를 제한함으로써, 작은 능력의 비접촉 급전 장치(38)로 복수의 반송 대차(2)를 구동할 수 있다. 또한, 응력에 따라 최대 가속도와 최대 감속도를 제한함으로써, 반송 대차(2) 및 반송 물품에 가해지는 힘을 작게 할 수 있다.
(5) 반송 부하의 대소, 궤도 상의 위치, 궤도의 상태 등에 따라 최대 속도 등을 제한함으로써, 소비 에너지를 작게 하고, 주행풍을 경감하는 등을 할 수 있다.
(6) 가감속 제어 유닛(44)은, 다음의 사이클에서의 중간 목표 위치(P2)를 생성하면 되고, 목적지(P1)까지의 속도 패턴을 생성할 필요는 없다. 이 때문에, 목적지(P1)가 빈번히 변경되어도, 혹은 최대 가속도, 최대 감속도, 최대 속도 등이 변경되어도, 생성 완료된 데이터가 유효하게 사용될 수 있다.
2 : 반송 대차
4 : 상위 컨트롤러
6 : 통신 유닛
8 : 주행 제어부
10, 16, 22 : 서보계
12, 18, 24 : 위치 센서
14 : 승강 제어부
20 : 이동 재치 제어부
26 : 전원 컨트롤러
28 : 수전 코일
30 : 커패시터
32 : 응력 센서 및 진동 센서
34 : 지상 설비
36 : 팬 필터 유닛
38 : 비접촉 급전 장치
40 : 목적지 발생 유닛
42, 54 : 오차 증폭기
44 : 가감속 제어 유닛
46 : 가속도 제한 유닛
48 : 속도 제한 유닛
50 : 평활화 유닛
52 : 로우 패스 필터
56 : 궤도 데이터 기억 유닛

Claims (12)

  1. 복수의 반송 대차가 주행하는 반송 대차 시스템으로서,
    상기 복수의 반송 대차가 주행하는 공통의 궤도와,
    상기 반송 대차 내에 설치되어, 반송 대차의 주행을 서보 제어하는 서보계와,
    소정의 주기로 상기 서보계로의 중간 지령을 생성하는 가감속 제어 유닛과, 상기 중간 지령을 복수의 주기에 걸쳐 평활화한 평활화 완료 지령을 상기 소정의 주기로 생성하는 평활화 유닛을 구비하고, 상기 서보계를 제어하는 주행 제어부를 구비하고,
    또한 상기 가감속 제어 유닛은, 반송 대차의 주행에 관한 제약 조건을 충족시키는 범위 내에서, 반송 대차가 최고 속도로 주행하도록, 상기 소정의 주기마다 금회의 주기에 대한 중간 지령을 생성하고, 또한 상기 제약 조건을 가변으로 기억하도록 구성되어 있고,
    상기 평활화 유닛은 복수의 주기에 걸친 중간 지령의 이동 평균을 평활화 완료 지령으로서 생성하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반송 대차 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행 제어부는, 고주파 성분 혹은 반송 대차의 고유 진동수 부근의 신호를 상기 평활화 완료 지령으로부터 제거하여 서보 위치 지령으로 하는 필터를 더 구비하여, 상기 서보 위치 지령을 서보계에 입력하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반송 대차 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가감속 제어 유닛은, 적어도 반송 대차의 최대 속도, 최대 가속도 및 최대 감속도에 관한 제약 조건을 충족시키도록, 중간 지령을 생성하는 것을 특징으로 하는 반송 대차 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 중간 지령은, 금회의 주기에서의 목표 위치 혹은 금회의 주기에서의 목표 속도로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반송 대차 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    지상에 설치되어, 반송 대차에 목적지를 지시하는 상위 컨트롤러를 더 구비하고,
    상기 주행 제어부는 반송 대차에 설치되고,
    상기 주행 제어부는, 상위 컨트롤러 및 다른 반송 대차와 통신하는 통신 유닛과, 다른 반송 대차로부터 수신한 현재 위치, 현재 속도 및 목적지에 기초하여, 상위 컨트롤러로부터 지시 받은 목적지를 변경하여 출력하는 목적지 발생 유닛을 더 구비하고,
    상기 가감속 제어 유닛은, 목적지 발생 유닛으로부터 출력된 목적지와 반송 대차의 현재 위치와의 편차에 기초하여, 금회의 주기에서의 목표 위치 혹은 목표 속도를 생성하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반송 대차 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반송 대차는, 상기 서보계를 구동하기 위한 차재 전원과, 차재 전원을 관리하는 전원 컨트롤러를 더 구비하고,
    상기 주행 제어부는, 상기 전원 컨트롤러로부터의 신호에 따라, 상기 최대 가속도를 변경하는 가속도 제한 유닛을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 반송 대차 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 차재 전원은, 지상측에 설치된 공통의 비접촉 급전 장치로부터 수전하는 수전 코일 및 수전한 전력을 저장하는 커패시터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반송 대차 시스템.
  10. 반송 대차의 주행을 서보 제어하는 서보계를 구비하고 공통의 궤도를 따라 주행하는 복수의 반송 대차의 주행을 제어하는 방법으로서,
    주행 제어부의 가감속 제어 유닛에 의해, 반송 대차의 주행에 관한 제약 조건을 충족시키는 범위 내에서, 반송 대차가 최고 속도로 주행하도록, 상기 서보계로 소정의 주기마다 금회의 주기에 대한 중간 지령을 생성하는 중간 지령 생성 단계와,
    주행 제어부의 평활화 유닛에 의해, 상기 중간 지령을 복수의 주기에 걸쳐 평활화한 평활화 완료 지령을 상기 소정의 주기로 생성하는 평활화 단계와,
    생성한 평활화 완료 지령에 기초하여, 상기 서보계를 제어하는 제어 단계를 실행하고, 또한
    상기 가감속 제어 유닛에 상기 제약 조건을 가변으로 기억시키는 단계를 더 실행하는 것을 특징으로 하는 반송 대차의 주행 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 주행 제어부의 필터에 의해, 평활화 완료 지령의 이동 평균으로부터 고주파 성분 혹은 반송 대차의 고유 진동수 부근의 신호를 제거한 서보 위치 지령을 생성하는 단계를 상기 소정의 주기마다 실행하고,
    상기 제어 단계에서는, 서보 위치 지령을 상기 서보계에 상기 소정의 주기로 입력하는 것을 특징으로 하는 반송 대차의 주행 제어 방법.
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