KR880000898B1

KR880000898B1 - 2축 구동형 무인반송차의 제어회로

Info

Publication number: KR880000898B1
Application number: KR1019850001967A
Authority: KR
Inventors: 맹계민
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 정재은
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1985-03-25
Publication date: 1988-05-30
Also published as: KR860007577A

Abstract

내용 없음.

Description

2 축 구동형 무인반송차의 제어회로

제 1 도는 본 발명의 구성도.

제 2 도는 본 발명에 따른 센서부의 상세회로도.

제 3 도는 본 발명에 따른 중앙처리장치와 디지탈/아날로그 변환부의 상세회로도.

제 4 도는 본 발명에 따른 모터속도제어회로이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b : 센서부 2a, 2b : 데이터선택회로부

3 : 키매트릭스 4 : 중앙처리장치

5, 6 : 디코더 7, 8, 13 : 버퍼

9a, 9b : 제 1, 제 2 메모리 10 : 입출력인터페이스

11a, 11b : 제 1 , 제 2 디지탈/아날로그변환부 12a, 12b : 모터속도제어회로

14a, 14b : 디지탈/아날로그변화기 15, 16 : 이득조정부

17 : 차동증폭부 18 : 펄스폭변조부

19 : 발진부 20 : 모터구동부

Ma, Mb : 제 1 , 제 2 모터 OP₁~OP₁₂: 비교부

본 발명은 공장자동화의 일환으로 사전에 입력시킨 프로그램에 따라 주행 및 방향전환이 자동으로 이루어지는 무인반송차에 관한 것으로 특히 반송차의 좌측과 우측에 별도의 구동모터를 설치해서 좌측바퀴와 우측 바퀴를 따로따로 구동시키므로써 무인반송차의 주행 및 방향전환이 이루어지도록 된 2 축구동형 무인반송차의 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 각종제품의 생산공장에서는 제품생산에 필요한 자재를 적재요소에 일일이 공급하거나 생산된 제품을 창고등에 보관하기 위하여 일일이 사람이 운반하여야 되도록 되어 있었는데, 공장의 내부면적이 큰 경우에는 제품생산에 필요한 자재나 제품의 이송에 많은 시간을 필요로 하게 되므로 작업능률이 저하되는 폐단이 있었다. 이러한 폐단을 감안하여 종래에는 단일축 구동형 무인반송차가 제안되어 있었으나 종래의 단일축 구동형 무인반송차는 반송차를 주행경로로 유도하기 위해 은박지등의 재질로 설치된 반사테이프를 트랙킹하면서 주행하도록 되어 있었기 때문에 무인반송차의 이동시 반사테이프가 손상되어 자주 교체해야 되는 단점이 있었고, 트랙킹용 센서가 반송차의 앞쪽에만 설치되어 있음으로 말미암아 후진동작에 어려움이 많았으며, 제어회로의 일시적인 오동작이나 외부영향에 의해 무인반송차가 탈선하게 될때 감지폭이 좁으면서 앞쪽에만 센서가 설치된 종래의 무인반송차에서는 주행하여야 할 궤적의 트랙킹이 용이하지 못한 결점이 있었다.

본 발명은 상기한 결점을 개선한 것으로, 무인반송차의 전진 및 후진동작이 가능하도록 무인반송차의 앞부분과 뒷부분에 트랙을 감지하는 센서부를 설치하는 한편 방향전환시나 탈선시에 발생하는 트랙킹데이터의 감지능력을 향상시키기 위하여 상기 센서부를 여러단의 트랙센서로 구성하고, 반송차의 방향전환 및 360°회전까지도 가능하면서 무인반송차가 주행할때 궤적유도용 반사테이프의 손상이 방지되도록 하기 위하여 무인반송차의 중앙 좌측하단과 우측하단에 설치된 좌측바퀴와 우측바퀴가 별도의 제어신호에 의해 구동되도록 각각의 구동모터를 설치하여서 된 2 축 구동형 무인반송차의 제어회로를 제공함에 목적이 있다.

이하 본 발명의 구성 및 작용효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 무인반송차의 전단부 및 후단부에 트랙을 감지하는 센서부(1a)(1b)를 설치하고, 상기 센서부(1a)(1b)에다 데이터선택회로부(2a)(2b)를 통하여 데이터입력용 키매트릭스(3)가 연결된 중앙처리장치(4)를 연결하며, 상기 중앙처리장치(4)에 디코더(5)(6)와 버퍼(7)(8)를 통하여 데이터저장용인 제 1, 제 2 메모리(9a)(9b)와 데이터입출력용인 입출력인터페이스(10)를 각각 연결한 다음에 상기 입출력인터페이스(10)에 제 1 , 제 2 디지탈/아날로그변환부(11a)(11b)와 모터속도제어회로(12a)(12b)를 차례로 거쳐 제 1 모터(Ma)와 제 2 모터(Mb)를 각각 연결한 구조로 되어 있다.

미설명부호 13은 버퍼, 14a, 14b는 디지탈/아날로그변환기, 15, 16은 이득조정부, 17은 차동증폭부, 18은 펄스폭변조부, 19는 발진부, 20은 모터구동부를 각각 나타낸다.

제 1 도는 본 발명의 구성도를 나타낸 것으로, 무인반송차의 전단부와 후단부에 각각 설치된 센서부(1a) 또는 센서부(1b)로 주행방향에 대한 데이터가 입력되면 입력된 데이터는 데이터선택회로부(2a)(2b)를 통해 중앙처리장치(4)로 입력되는데, 이때 중앙처리장치(4)는 사용자가 키매트릭스(3)를 사용하여 반송차의 주행에 필요한 데이터를 미리 입력시켜둔 상태에 있으므로, 상기 반송차의 주행에 관한 데이터가 입력되면 중앙처리장치(4)는 입출력인터페이스(10)로 제어신호를 송출하고, 이 제어신호는 제 1, 제 2 디지탈/아날로그변환부(11a)(11b)에서 아날로그신호로 변환된 다음 모터속도제어회로(12a)(12b)를 제어하므로써 제 1 모터(Ma)와 제 2 모터(Mb)를 필요한 회전방향 및 속도로 각각 구동시키는 것이다. 예를들어, 제 1 모터(Ma)와 제 2 모터(Mb)를 똑같은 속도로 정회전시키면 무인반송차는 전진하게 되고, 똑같은 속도로 역회전시키면 무인반송차는 후진하게 되며, 한쪽모터의 회전속도를 빠르게 구동시키면 무인반송차는 좌회전 또는 우회전하게 되므로 필요에 따라 무인반송차의 360°회전도 가능하게 되는 것이다. 이는 두개의 모터(Ma)(Mb)가 무인반송차의 중앙 양쪽 하부에 설치한 바퀴를 각각 구동시키기 때문인 것으로, 무인반송차의 균형을 위해서 반송차의 전부와 후부의 일측에 보조바퀴가 별도로 설치된다. 한편 모터속도제어회로(12a)(12b)는 각각의 모터(Ma)(Mb)에 설치한 타코 제네레이터(도면에 도시하지 않음)로 부터 모터(Ma)(Mb)의 회전속도에 관한 데이터를 공급받아서 중앙처리장치(4)에서 지시한 속도데이터대로 각각의 모터(Ma)(Mb)를 회전시키는 작용을 한다.

전술한 바와 같은 본 발명은 제 2 도~ 제 4 도에 상세하게 도시한 회로도에 의거하여 그 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

제 2 도는 센서부(1a)와 데이터선택회로부(2a) (2b)의 상세한 회로도를 나타낸 것으로, 센서부(1b)는 센서부(1a)와 동일한 구조를 갖는 것이므로 상세한 도면 및 설명한 생략한다.

센서부(1a)에 있는 각각의 포토커플러(PT₁~PT₈)는 무인반송차의 전단부에 설치된 것으로 진행방향에 대해 횡으로 설치되어 있는바, 이러한 포토커플러(PT₁~PT₈)는 무인반송차의 주행경로에 설치된 반사테이프에서 반사되는 빛을 감지해서 그에 따른 주행방향에 대한 데이터가 데이터선택회로부(2a)를 통해 중앙처리장치로 전송되고, 무인반송차의 후단부에 설치된 센서부(1b)에 있는 각각의 포토커플러(도시하지 않았음)에서 감지된 주행방향에 대한 데이터들도 데이터선택회로부(2b)를 통행 중앙처리장치(4)로 전송되는데, 이때 중앙처리장치(4)의 어드레스단자(A₀)에서 데이터선택회로부(2a)(2b)의 선택단자(SE)로 입력되는 신호에 따라 센서부(1a) 또는 센서부(1b)에서 출력된 신호만 중앙처리장치(4)로 입력된다.

또한 중앙처리장치(4)에는 버퍼(13)를 통하여 키매트릭스(3)가 연결되어 있으므로(제 3 도 참조) 필요한 프로그램은 키매트릭스(3)를 이용 제 1 메로리(9a)와 제 2 메모리 (9b)에 저장하게 되는데, 제 1 메모리(9a)는 ROM으로서 무인반송차의 주행에 필요한 명령신호를 기억하도록 되어 있고, 제 2 메모리(9b)는 RAM으로서 주행에 필요한 데이터를 기억하도록 되어 있다. 이러한 제 1 메모리(9a)와 제 2 메모리(9b)는 처리해야 될 정보의 양에 따라 여러개 병렬로 연결시켜서 사용할 수도 있다. 더구나 중앙처리장치(4)의 메모리요청단자(MREQ)와 어드레스단자(A₁₂~A₁₅)에서 출력된 신호는 디코더(5)에 의해 디코딩된 다음에 제 1 메모리(9a)의 칩이네이블단자(CE)로 공급되어짐과 더불어 오아게이트(OR)를 통해 제 2 메모리(9b)의 칩선택단자(CS)로 공급되어 제 1 , 제 2 메모리(9a)(9b)의 이네아블상태를 제어하게 된다. 그리고 중앙처리장치(4)의 어드레스단자(A₀~A₁₁)에서 출력되는 어드레스신호가 버퍼(7)(8)를 통해 제 1, 제 2 메모리(9a)(9b)로 인가되어 제 1, 제 2 메모리(9a)(9b)에 저장되어 있는 명령신호와 데이터를 억세스하게 되어 억세스된 데이터가 데이터 버스(D₀~D₇)를 통하여 입출력 인터페이스(10)로 송출된다.

그에 따라 입출력 인터페이스(10)에서 출력되는 모터회전속도(무인반송차의 주행속도는 모터의 회전속도에 비례한다)에 대한 디지탈신호는 제 1, 제 2 디지탈/아날로그변환부(11a)(11b)에 있는 디지탈/아날로그변환기(14a)(14b)로 인가되어 아날로그신호로 변환되는데, 이때의 변환된 아날로그신호는 제 1 모터(Ma) 또는 제 2 모터(Mb)를 각각 정방향 또는 역방향으로 회전 구동시키기 위하여 입력된 디지탈신호에 따라 정극성 또는 역극성의 전압값을 갖게 된다.

즉, 비반전단자로 입력된 전압(V₁)에 의해 비교기(OP₃)에서 출력되는 기준전압(Vrf)은 저항비(R₁/R₂) 또는 저항비(R₃/R₄)에 따라 분압되어 제 1, 제 2 디지탈.아날로그변환부(11a)(11b)에 있는 비교기(OP₁)(OP₂)에서 컨넥터(CNa)(CNb)를 통하여 제 4 도에 도시한 모터속도제어회로(12a)(12b)로 공급된다. 여기서 모터속도 제어회로(12b)는 모터속도제어회로(12a)와 동일구조를 갖는 것이므로 도면에 도시하는 것과 상세한 설명은 생략한다. 즉, 모터속도제어회로(12a)에 있는 이득조정부(15)로는 중앙처리장치(4)로 부터 무인반송차의 속도 제어지령에 해당되는 전압값이 입출력인터페이스(10)와 제 1 디지탈/아날로그변환부(11a) 및 컨넥터(CNa)를 통해 입력되고, 이득조정부(16)로는 모터(Ma)에 설치되어 있는 타코제네레이터(도면에 도시되지 않음)에서 발생되는 현재의 무인반송차의 속도값에 해당되는 전압값이 컨넥터(CNt)를 통해 입력된다. 이렇게 입력된 전압값은 비교기(OP₄)(OP₅)와 저항으로 구성된 이득조정부(15)(16)에서 그의 이들레벨이 조정되는 바, 이는 중앙처리장치(4)의 반송차속도 제어지령전압과 현재의 무인반송차의 속도에 해당되는 전압값이 균형을 이루도록 하기 위한 것이다. 그 다음 이들조정부(15) (16)에서 출력되는 이득이 조정된 신호는 각각 차동증폭부(17)에 있는 비교기(OP₆)의 반전 및 비반전단자로 인가된다. 즉, 이득조정부(15)에 있는 비교기(OP₄)로 부터 출력되는 신호(Va)는 차동증폭부(17)에 있는 비교기(OP₆)의 반전단자로 인가되고, 이득조정부(16)에 있는 비교기(OP₅)로 부터 출력되는 신호(Vt)는 비교기(OP₆)의 비반전단자로 인가되어 두 입력신호(Va, Vt)의 차에 해당하는 값의 증폭된 값[V_D=A(Va-Vt)]이 비교기(OP₆)로 부터 출력된다.

요약하면 사용자에 의해 설정된 모터의 회전속도신호는 이득조정부(15)를 통하여 차동증폭부(17)에 있는 비교기(OP₆)의 반전단자에 입력되고, 현재 주행중인 모터(Ma)의 회전속도신호는 타코제네레이터에 의해 검출되어 컨넥터(CNt)로 입력된 다음에 이득조정부(16)를 통하여 차동증폭부(17)에 있는 비교기(OP₆)의 비반전단자로 입력되므로써 양단자로 입력된 모터의 회전속도신호의 차가 비교기(OP₆)에서 증폭되어 출력된다. 그리하여 비교기(OP₆)의 출력신호로써 모터(Ma)를 프로그램된 내용에 따라 구동시킬 수 있는데, 상기 차동증폭부(17)는 전단이 비교기(OP₆)등으로 이루어진 차동증폭단과 후단이 비교기(OP₇)등으로 이루어진 리미터로 구성되어 있는 바, 리미터는 전단의 차동증폭단으로 입력된 전압차가 큰 경우 비교기(OP₆)의 출력도 높아지므로 이에 따른 진동과 오버슈트를 방지하여 시스템을 안정시키기 위한 것으로, 제너다이오드(ZD₁) (ZD₂)에 의해 레벨이 제한된다.

전술한 바와 같이 차동증폭부(17)에서 차동증폭 및 레벨조정된 신호는 오프셋조정용 가변저항(VR₁)이연결된 비교기(OP₈)와 비교기(OP₉), 비교기(OP₁₂) 및 비교기(OP₁₀)와 비교기(OP₁₁)등으로 이루어진 발진부(19)로 구성된 펄스폭변조부(18)로 공급된다.

펄스폭변조부(18)는 차동증폭부(17)로 부터 입력된 신호에 비례하도록 펄스폭을 변환시키기 위한 회로로서, 발진기(19)로 부터 출력된 삼각파신호와 차동증폭부(17)로 부터 입력되어 비교기(OP₈)에서 증폭된 신호로 구형파의 펄스폭을 조절해 주므로 차동증폭부(17)의 출력신호가 양의 값일때에는 비교기(OP₉)에서 펄스신호가 출력되고, 음의 값일때에는 비교기(OP₁₂)에서 펄스신호가 출력된다. 즉, 펄스폭변조부(18)의 비교기(OP₈)에서 출력된 신호는 발진기(19)의 신호와 조합된 후 비교기(OP₉)의 반전단자로 입력되어 위상이 반전된 상태로 출력된다. 이와 같이 발진기(19)에서 출력되는 삼각파와 비교기(OP₈)에서 출력되는 신호는 비교기(OP₉)의 반전단자로 입력되어 펄스폭변조되고, 비교기(OP₉)에 의해 구형파로 변형되어 출력되므로써 펄스폭변조회로(18)에서 모터구동부(20)로 펄스폭변조된 펄스신호가 입력된다. 이때 모터(Ma)를 정방향으로 구동시키는 신호는 비교기(OP₈)에서 출력되어 비교기(OP₉)에 의해 위상이 반전되고 증폭된 다음에 모터구동부(20)에 있는 트랜지스터(Q₁)(Q₁₅)에 각각 입력되고 모터(Ma)를 역방향으로 구동시키는 신호는 비교기(OP₈)에서 출력되어 비교기(OP₁₂)에 의해 위상이 비반전증폭된 다음에 모터구동부(20)에 있는 트랜지스터(Q₅)(Q₁₁)에 각각 입력된다.

그러므로 비교기(OP₉)에서 하이레벨의 신호가 출력된 경우에는 모터구동부(20)에 있는 트랜지스터(Q₁)(Q₁₅)가 각각 턴온되기 때문에 트랜지스터(Q₂~Q₄) 및 트랜지스터(Q₁₆~Q₁₉)가 각각 턴온되어 모터(Ma)가 정방향으로 회전하게 되고, 비교기(OP₁₂)에서 하이레벨의 신호가 출력된 경우에는 트랜지스터(Q₅)(Q₁₁)가 각각 턴온되기 때문에 트랜지스터(Q₆~Q₉) 및 트랜지스터(Q₁₂~Q₁₄)가 각각 턴온되어 모터(Ma)가 역방향으로 회전하게 된다(회전속도는 모터구동부(20)로 입력되는 펄스폭의 크기에 따라 제어된다. 모터(Ma)가 정방향으로 회전하는 경우 부하가 걸렸을때 트랜지스터(Q₁₉)의 에미터로 부터 가변저항(VR₂)을 통해 인가되는 전압에의해트랜지스터(Q₂₀)가동작되므로써트랜지스터(Q₁₇)의 동작이 제어되기 때문에 모터(Ma)로 흐르는 전류를 감소시키게 된다. 이와 마찬가지로 모터(Ma)가 역방향으로 회전하는 경우 부하가 걸렸을때 트랜지스터(Q₉)의 에미터로 부터 가변저항(VR₃)을 통해 인가되는 전압에 의해 트랜지스터(Q₁₀)가 동작되므로써 트랜지스터(Q₇)의 동작이 제어되며 모터(Ma)로 흐르는 전류를 감소시킨다.

그리하여 모어(Ma)는 항상 일정한 전류가 흐르게 되므로 안정된 상태에서 동작하게 된다. 또한 모터(Ma)의 한단자에는 쵸크코일(CH)이 연결되어 있어서, 모터(Ma)로 공급되는 교류분이나 고주파분이 차단되고, 모터의 타코제네레이터로 부터 모터의 회전속도에 비례하는 전압값이 전술한 이득조정부(16)로 궤환되어 모터의 회전속도가 제어된다.

전술한 동작설명에서는 제 1 모터(Ma)의 구동에 대해서만 설명되어 있으나 제 2 모터(Mb)의 구동도 전술한 제 1 모터(Ma)의 구동과 같으므로 동작설명은 생략되어 있는 바, 제 1 모터(Ma)와 마찬가지로 제 1 모터(Mb)는 모터속도제어회로(12a)와 동일한 도시하지 않은 모터속도제어회로(12b)에 의해 제어되는데, 제 1, 제 2 모터(Ma, Mb) 각각의 회전방향 및 회전속도에 따라 무인반송차는 좌우회전과 360°회전 및 전후진하게 된다. 여기서 M⁺와 M^-는 모터의 구동전원이고, 모터구동부(20)에서 제 1 모터(Ma)로 공급된는 전원은 모터(Ma)제어전원이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 무인반송차의 중앙하단양측에 설치된 바퀴를 2개의 구동모터에 의해 별도로 제어하므로써 좌우회전 및 제자리에서 360°회전까지 가능함과 더불어 후진도 가능하며, 무인반송차의 전단부와 후단부에 다수개로된 별도의 센서부를 설치하므로써 전진시나 후진시 트랙감지가 용이할 뿐 아니라 주행시 반사테이프의 손상이 감소되는 장점이 있다.

Claims

무인반송차의 전단부 및 후단부에 트랙을 감지하는 센서부(1a)(1b)를 설치하고, 상기 센서부(1a)(1b)에다 데이터선택회로부(2a)(2b)를 통하여 데이터 입력용 키메트릭스(3)가 연결된 중앙처리장치(4)를 연결하며, 상기 중앙처리장치(4)에 디콘터(5)(6)와 버퍼(7) (8)를 통하여 데이터저장용인 제 1, 제 2 메모리(9a)(9b)와 데이터입출력용인 입출력인터페이스(10)를 각각 연결된 다음에 상기 입출력인터페이스(10)에 제 1, 제 2 디지탈/나날로그변환부(11a)(11b)와 모터속도제어회로(12a)(12b)를 차례로 거쳐 제 1 모터(Ma)와 제 2 모터(Mb)를 각각 연결하여서 된 2축 구동형 무인반송차의 제어회로.