CN101281391B - 输送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种输送装置，通过滤波器对速度指令与当前速度之间的误差进行处理。在滤波器中，根据K＝K0+nΔ(n为加减速信号的持续时间)来求得系数K，将系数K与速度误差相乘后，输入到电流控制部。由此，可以减小输送装置加减速时的冲击，移动平滑，晃动小。
Description
技术领域
本发明涉及堆垛起重机(stacker crane)或输送台车、升降台、输送带等输送装置。
背景技术
堆垛起重机等输送装置，除了可以自动运转之外，大多还可以手动运转(专利文献1：日本特开2000-153905)。而且，对于手动运转，设置了起动、加速、减速、停止四个开关，通过加速开关及减速开关进行加减速，通过停止开关进行刹车而使装置停止。在手动运转中，最终目标速度对于输送装置来说不能预测，因此根据加速开关及减速开关直线地进行加减速。于是，由于加减速而对输送装置及输送物品施加很大的冲击。例如，在堆垛起重机的情况下，支柱(mast)由于加减速而弯曲、振动，有时会对输送中的物品造成影响。另外，在输送车辆等情况下，也同样会由于加减速时的冲击而对输送物品造成影响。
专利文献：日本特开2000-153905
发明内容
本发明要解决的课题是，减小以手动使输送装置动作时伴随加减速而产生的冲击。
技术方案二的发明进一步要解决的课题是，进一步减小冲击。
技术方案三的发明进一步要解决的课题是，简化用于减小冲击的控制。
本发明的输送装置，具备：用于根据来自手动开关的加减速信号生成目标速度的机构；用于求取该目标速度与输送装置的当前速度之差的误差检测机构；以及控制马达来消除所求得的速度差的控制机构；其特征在于，在误差检测机构和控制机构之间设置了滤波器，根据该滤波器的输出来驱动上述控制机构，该滤波器用于求取对上述速度差乘以0到1之间的规定系数后的值。
优选，设置有用来使上述规定系数与来自手动开关的加减速信号的持续时间一起增加的系数发生机构，其中，上述规定系数以最小值为初始值，且该初始值是正值。特别优选由计时器构成上述系数发生机构，该计时器对加减速信号的持续时间进行计时，使得当设初始值为K0(K0＞0)、最大值为Kmax(Kmax＜1)、持续时间为n、系数K每小时的增加率为Δ时，K＝K0+nΔ(K≤Kmax)。
在本发明中，通过滤波器将目标速度与当前速度之差乘以0到1之间的规定系数，并将滤波器的输出输入到控制马达的控制机构中。其结果，在加速开始时及减速开始时，当前速度对目标速度的响应延迟，从而对输送装置及物品所施加的冲击减小。
这里，以K0为初始值(K0＞0)，使规定系数与加减速信号的持续时间一起增加时，在开始加速或减速时，尤其可以减小对目标速度的响应性，因此，可以减小加减速度的变化，从而减小冲击。而且，在持续加速或减速时，系数增加，对目标速度的响应性增加。这样的系数也可以使用表或函数等产生，但是，优选用计时器对加减速信号的持续时间n进行计时，将系数每小时的增加率设为Δ，根据K＝K0+nΔ来产生时，可以利用计时器简单地生成系数。用软件安装这样的滤波器时，只要对加减速信号的持续时间进行计时，使系数与之相应地增加，将求出的系数与速度误差相乘即可，因此，可以非常简单地安装滤波器。
另外，作为比较例，可以考虑按照由加减速所引起的冲击减小的方式，规定由手动进行的加减速的速度曲线，并将其存储于例如图1的速度曲线发生部等中。但是，这样，将增加所存储的数据量，并且对于所存储的速度曲线，需要预先规定最终目标速度，所以在手动进行的加减速中，例如以比按速度曲线所设想的速度低的速度来停止加速时，会产生冲击。同样在减速时，将目标速度设为0，即设为停止，在存储了速度曲线的情况下，以手动使速度降低后，停止减速时，会产生冲击。
附图说明
图1是实施例的输送装置的框图。
图2是实施例中的滤波器的框图。
图3是表示实施例中的手动移动算法的流程图
图4是表示实施例的特性图中，对速度指令的速度响应以及系数的变化。
图中符号说明
2-速度曲线发生部；4-手动开关；6-计时器；8-误差放大器；10-滤波器；12-电流控制部；14-马达；16-微分器；20-乘法器；21-计时器；22-反相电路；23-延迟电路
具体实施方式
以下，给出用于实施本发明的最佳实施例。
实施例
图1～图4表示实施例的输送装置。输送装置的种类，在这里设为堆垛起重机，针对堆垛起重机的移动或升降、或滑动货叉的前进后退，适用本发明。除了堆垛起重机以外，实施例也可以适用于有轨道或无轨道的输送车的移动、桥式移动车的移动、升降台的升降、或桥式起重机的移动、输送带的动作，移载装置的移载等。
在各个图中，2是速度曲线发生部，在自动运转的情况下，输入目标位置时，按照从当前位置到目标位置的移动距离等生成速度曲线。另外，图1的点划线表示自动运转所固有的信号流程，手动运转中的信号流程、以及自动运转和手动运转公用的信号流程用实线表示。4是手动开关，例如具备四个开关：手动运转的起动开关、加速开关、减速开关、停止开关。开关的安装方法是任意的。计时器6用于求得手动开关4中的加速开关的接通时间及减速开关的接通时间，在加速时，生成与加速开关的接通时间成正比的目标速度(速度指令)。计时器6存储目标速度的最大值，在减速开关接通时，与减速开关的接通时间成正比地生成自最大速度开始减速的目标速度，将其作为速度指令。
8是误差放大器，用于放大速度指令与来自微分器16的当前速度之间的速度误差，微分器16通过用编码器监视马达14的转数等并进行微分，来生成当前速度。也可以使用线性传感器(linear sensor)或激光测距仪等代替编码器来求得当前位置，并对它们的信号进行微分，作为当前速度。滤波器10仅在利用手动开关进行动作时使用，处理来自误差放大器8的信号，生成对电流控制部12的转矩指令。电流控制部12按照被输入的转矩指令控制马达14，并被反馈有马达14的驱动电流i。在实施例中，除了在误差放大器8和电流控制部12之间设置滤波器10以外，与以往的输送装置相同。
图2表示滤波器10的结构，20是乘法器，将来自误差放大器8的速度误差乘以系数Ki作为转矩指令。计时器21输出系数Ki，22为反相电路，23为延迟电路。而且，根据来自手动开关的加速信号或减速信号使计时器21进行加法运算，在加速信号或减速信号断开时，通过延迟电路23使计时器21待机规定时间后，使计时器21复位。通过复位使计时器21的输出变为初始值K0。这里对符号进行说明，n是加速信号或减速信号的持续时间、Δ是系数每小时的变化率。初始值K0为正值，是系数K的最小值，系数K存在最大值Kmax(0＜K0＜Kmax＜1)。而且，可适当地设定K0、Kmax或Δ。使延迟电路23的延迟时间大致为自输送装置的加减速结束后、到实际速度追随最终的速度指令为止的延缓时间，也可以不设置延迟电路23。另外，在图2中，是用硬件表示滤波器10，但是也可以用软件来安装。
图3表示手动移动时的动作，图的右侧的处理是与系数K的生成有关的处理。通过手动开关使加减速信号接通时，对接通时间进行计时而生成系数K。另外，与加减速的接通时间成正比地或直线地生成速度指令，将速度指令与当前速度之差乘以系数K，生成转矩指令，用该转矩指令驱动马达。在手动开关的加减速信号断开时，经过规定的延迟时间后，将系数K复位到初始值K0。接着再次进行加减速时，进行同样的控制，在停止开关接通时，使制动器动作。在实施例中，加速时和减速时，系数K的初始值K0均为一定的，最大值Kmax也是一定的，每小时的变化率Δ也一定，但是也可以使这些参数在加速减速中不同。
图4表示实施例的动作曲线。实线的速度指令是基于手动开关的速度指令，虚线表示系数K为一定时输送装置的实际速度，点划线表示通过K＝K0+nΔ求得系数K时的速度。图中的中段表示系数K的变化，下段表示手动开关的动作。
开始手动运转，使加速开关接通时，速度指令直线地增加。对此在实施例中使用系数K，将对速度指令与输送装置的当前速度之差乘以系数K之后的值作为转矩指令输出。假设输送装置的控制***以规定的时间间隔生成转矩指令时，当前速度为用微分器16求得的最新速度或一个周期前的速度。在速度指令与当前速度一致时，转矩指令为0，所以可以认为滤波器10是如下规定下一目标速度Vobject：对从速度指令Vinst中减去当前或上一次的速度Vm后的值乘以系数K，将相乘的结果与当前速度或上一次的速度Vm相加。即，Vobject＝(Vinst-Vm)K+Vm。
在实施例中，无论是使系数K一定时，还是使其从初始值逐渐增加时，对速度指令的响应均发生延迟。而且，在使系数K从初始值K0逐渐增加时，因为加速开始时及减速开始时系数的值小，所以可以减小加速开始时及减速开始时的加减速度的变化，减小作用于输送装置及物品的冲击。在使系数K随时间增大时，因为系数逐渐增大，所以整体的响应性与使系数K一定时的情况基本相同。而且，在加速结束时，继续生成转矩指令，以消除此时的速度误差，以目标速度过渡到定速移动。
在减速开始时，也使用滤波器，由此使对速度指令的响应延迟。特别是在减速时，使系数K随时间一起增加时，可以减小减速开始时的加减速度的变化。而且，在速度指令几乎为0之后，延迟规定时间后，实际速度追随速度指令，再通过制动器的动作来进行停止。在图4中，在速度指令减速到大致0时，因为输送装置的响应延迟，速度不是微速，所以操作者要使减速开关接通。但是，在使制动器发生作用，再起动之前，负的速度无效，所以速度指令几乎不会低于0。
实施例可以得到以下效果：
(1)可以减小输送装置加速时及减速时的冲击，减小对输送装置本身及输送物品的影响。
(2)在使所使用的系数从比较小的初始值开始逐渐增加时，尤其能减小加速开始时及减速开始时的冲击。
(3)仅通过对加速信号或减速信号的接通时间进行计时，并与之相应地改变系数，就可以简单地求得系数K。而且只要将所求得的系数与速度指令和当前速度之间的误差相乘即可，可以非常简单地安装滤波器。
Claims (2)
1.一种输送装置，具备：用于根据来自手动开关的加减速信号来生成目标速度的机构；用于求取该目标速度与输送装置的当前速度之差的误差检测机构；以及控制马达来消除所求得的速度差的控制机构；其特征在于，
在误差检测机构和控制机构之间设置了滤波器，根据该滤波器的输出驱动上述控制机构，该滤波器用于求取将上述速度差乘以0到1之间的规定系数后的值，
设置有用来使上述规定系数与来自手动开关的加减速信号的持续时间一起增加的系数发生机构，其中，上述规定系数以最小值为初始值，且该最小值是正值。
2.根据权利要求1所述的输送装置，其特征在于，
由计时器构成上述系数发生机构，该计时器对加减速信号的持续时间进行计时，使得当设初始值为K0、最大值为Kmax、加减速信号的持续时间为n、系数K每小时的增加率为Δ时，K＝K0+nΔ，其中，K0＞0，Kmax＜1，K≤Kmax。
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