JP2000351414A - 位置検出装置 - Google Patents

位置検出装置

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JP2000351414A
JP2000351414A JP11163395A JP16339599A JP2000351414A JP 2000351414 A JP2000351414 A JP 2000351414A JP 11163395 A JP11163395 A JP 11163395A JP 16339599 A JP16339599 A JP 16339599A JP 2000351414 A JP2000351414 A JP 2000351414A
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JP
Japan
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absolute position
speed
rotary encoder
stacker crane
distance meter
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JP11163395A
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English (en)
Inventor
Tomoharu Matsumoto
智治 松本
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Murata Machinery Ltd
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Murata Machinery Ltd
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  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 スタッカークレーンに上下の台車4,6を設
けて高速化し、ラチスマスト16を用いて軽量化する。
台車4,6と昇降台24にレーザー距離計26を設け
て、1m秒程度の時間分解能で絶対値を検出し、台車
4,6や昇降台24の車軸にロータリーエンコーダを設
けて、レーザー距離計で位置を求めてからの移動距離を
求めて加算する。 【効果】 時間分解能の低いレーザー距離計26と位置
分解能の低いロータリーエンコーダとを用いて、高い時
間分解能と高い位置分解能で、絶対位置を検出できる。
このため高速移動と正確な停止制御とを実現するよう
に、スタッカークレーンを制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の利用分野】この発明は位置の検出に関し、特に
スタッカークレーンや無人搬送車、有軌道台車、移載装
置等の搬送機器の絶対位置の検出に関する。
【0002】
【従来技術】発明者らは、スタッカークレーン等の搬送
機器の高速化を検討している。例えばスタッカークレー
ンの走行速度やその昇降台の昇降速度を在来の2倍に
し、これらの加減速度を在来の5倍にする。また停止前
の微速運動区間を短縮し、高速移動状態から急激に制動
して、微速運動を行う時間を僅かにする。なお高速走行
や高速での移載と、高加減速度が好ましいことは、他の
搬送機器でも同様である。
【0003】発明者は、搬送機器の高速・高加減速度化
に伴って、以下の問題が生じることを見出した。即ち、
高速移動状態から高減速度で減速し、微速区間を僅かに
して、正確に停止するために、減速開始時等での現在位
置を正確に把握する必要がある。このためには、位置検
出の時間分解能を向上させる必要がある。また高速化に
伴い、高周波数域での振動が発生する可能性があり、高
周波振動を検出するため、高い時間分解能で位置を検出
する必要がある。
【0004】
【発明の課題】この発明の基本的課題は、移動体の絶対
位置を短い時間間隔で正確に検出することにある(請
求項1〜3)。請求項2の発明での追加の課題は、その
ための具体的構成を提供することにある。請求項3の発
明での追加の課題は、スタッカークレーンを高速かつ高
加減速度で走行させることにある。
【0005】
【発明の構成】この発明は、移動体の絶対位置を長周期
で検出する絶対位置検出手段と、該移動体の移動量を短
周期で検出する移動量検出手段とを設けて、前記絶対位
置検出手段で求めた絶対位置に、前記移動量検出手段で
求めた移動量を加算して、ほぼ任意の時点での移動体の
絶対位置を検出するように構成した位置検出装置にあ
る。好ましくは、前記絶対位置検出手段をレーザー距離
計とし、前記移動量検出手段をロータリーエンコーダと
し、レーザー距離計で絶対位置を検出した時点での絶対
位置に、該時点からのロータリーエンコーダで求めた移
動量を加算する。
【0006】好ましくは、位置検出装置をスタッカーク
レーンに搭載して、その走行制御を行う。
【0007】
【発明の作用と効果】この発明では、レーザー距離計
や、移動経路に沿って設けた位置マークを読み込むセン
サ等で、移動体の絶対位置を長周期でかつ正確に検出す
る。次に短周期で移動量を検出するロータリーエンコー
ダやレゾルバ等により、駆動用のモータの回転数や車輪
の回転数等を検出する。そして、絶対位置検出手段の検
出周期の間は、求めた絶対位置に移動量検出手段で求め
た移動量を加算して、任意の時点の現在位置を求める。
このようにすれば、検出の時間分解能を移動量検出手段
の時間分解能まで向上でき、かつ移動量検出手段の誤差
は大部分累積誤差なので、短時間の間の移動量で有れば
誤差は小さく、絶対位置を正確に検出できる。このた
め、絶対位置をほぼ任意の時点で正確に検出できる。こ
こで移動量検出手段をレーザー距離計とすれば、基準点
からの位置を正確に求めることができ、移動量検出手段
をロータリーエンコーダとすれば、レーザー距離計で絶
対位置を求めてからの移動量を容易に検出できる。
【0008】この発明の位置検出装置をスタッカークレ
ーンに搭載して走行制御を行うと、現在位置を短周期で
正確に検出できるので、高速で走行した後、高減速度で
減速して、目標位置に正確に停止できる。このため、高
加速、高速走行、高減速により、搬送のサイクルタイム
を短縮できる。
【0009】
【実施例】図1〜図4に実施例を示す。図1に、実施例
の位置検出装置を搭載したスタッカークレーン2を示す
と、スタッカークレーン2の上下に台車4,6を設け、
各台車に走行モータ8,10と、走行車輪12,14を
設けて、上下のレール15上を走行させる。スタッカー
クレーン2の上下に台車4,6を設けることにより、台
車の駆動力を増強する。上下の台車4,6はラチスマス
ト16で接続し、18は例えば3本の柱部材で、これら
の間をブレス20等で連結して、ラチスマスト16とす
る。そして従来の円筒状の剛体マストに対して、ラチス
マスト16を用いることにより、マストを軽量化する。
22は、ラチスマスト16に沿って昇降する昇降台24
の昇降駆動部である。
【0010】26は、上下の台車4,6のレール原点側
と、昇降台24の例えば底面とに設けたレーザー距離計
で、レール15の原点や下部台車4に設けたリフレクタ
ー28からの絶対位置を検出する。レーザー距離計26
の検出周期は数十m秒のオーダーで、検出精度は±1m
m程度である。図1には示さなかったが、上下の台車
4,6の走行車輪12,14や昇降台24の昇降ケーブ
ルを駆動するドラムの駆動モータ等にロータリーエンコ
ーダを設け、これらの車輪の回転数を検出する。そして
ロータリーエンコーダを移動量検出手段とする。ロータ
リーエンコーダの検出周期は数m秒のオーダーで、検出
精度は車輪の1回の回転に対して±0.1゜程度で、短
時間の測定では走行車輪12,14のスリップや昇降ケ
ーブルの伸び等の影響は小さいが、移動量を長時間積算
するとこれらの累積誤差が増加する。
【0011】図1では、位置検出装置を自動倉庫のスタ
ッカークレーン2の上下の台車4,6と昇降台24とに
搭載した例を示したが、例えば下部台車4の走行制御の
みを行う場合、下部台車4のみに搭載すればよい。また
スタッカークレーン以外の有軌道台車や無人搬送車、天
井走行車等に搭載してこれらの位置の検出や、移載用の
スライドフォークやスカラアーム等の位置検出に用い
て、走行や移載の制御等に用いても良い。
【0012】図2に、スタッカークレーン2の走行パタ
ーンを実線で、在来型のスタッカークレーンの走行パタ
ーンを破線で示す。スタッカークレーン2の1回の走行
は、加速、定速走行、減速、微速走行、最終制動の5つ
の領域からなっている。実施例のスタッカークレーン2
では、走行速度や昇降台24の昇降速度を在来型の例え
ば2倍とし、昇降や走行の加減速度を在来型の5倍と
し、最終制動直前の微速領域を狭くする。このため高加
速で高速走行に移行し、高減速後に、狭い範囲を微速走
行した後、制動して停止することになる。また物品の移
載時の昇降も同様の5つの領域からなり、同様に高加減
速、高速昇降で、狭い微速昇降範囲で行われる。
【0013】実施例では上下の台車4,6を用い、軽量
のラチスマスト16を用いてので、高速で加速でき、高
速で走行できる。レーザー距離計26は正確に絶対位置
を検出し、レーザー距離計26から次の検出信号が得ら
れるまでの間は、ロータリーエンコーダで求めた移動量
をレーザー距離計26で求めた絶対位置に加算し、短い
検出周期で、絶対位置を正確に測定する。これに伴って
減速開始のタイミング(減速域P1への移行のタイミン
グ)を正確に求めることができ、所定の位置で正確に減
速を開始する。急減速を行って走行速度がほぼ0になっ
た後、僅かな区間を微速走行し、最終制動を行って正確
に停止する。また急減速の途中でも、かつ減速度が変動
しているような場合でも、絶対位置を正確に認識でき
る。このため高速走行と高加減速度、及び微速走行の範
囲を狭くすることで、走行時間を大幅に短縮できる。
【0014】次に、軽量のラチスマスト16を用いて、
上下の台車4,6で牽引すると、高速走行中に台車4,
6が高周波域で振動を起こす可能性がある。このような
振動は、従来のスタッカークレーンでは生じなかった数
kHz程度の高周波域での振動である。そしてレーザー
距離計26の絶対位置の検出信号では、時間分解能が不
足するため、このような高周波振動を検出できない。こ
れに対して、ロータリーエンコーダの信号を加算して任
意の時点での絶対位置を求めることにより、kHz帯の
高周波振動を検出できる。そして高周波振動を検出でき
れば、スタッカークレーン2の走行パターンをその振動
を抑止するパターンに移行させることにより、速度を低
下させることなく振動を防止でき、搬送中の物品の損傷
やスタッカークレーン2の疲労の蓄積等を防止できる。
【0015】図2では、台車4,6の走行制御、特に停
止制御と振動の検出を中心に説明したが、全く同様の制
御を昇降台24の昇降制御にも施せばよい。即ち、昇降
台24を高加速度で加速し、高速昇降の後に急減速し
て、目的の棚に面した位置まで狭い範囲を微速で昇降
し、目的位置で停止する。この間に、正確に目的位置で
停止できるように、停止の制御の間、同様に昇降台24
の高さを短い間隔で正確に求める。また昇降の間、短い
間隔で高さを求めることにより昇降台24の振動等を検
出し、制振制御を行うことにより、昇降中の物品を損傷
しないようにする。
【0016】図3に実施例の位置検出装置のブロック図
を示し、これは上下の台車4,6や昇降台24の制御の
いずれにも適用できる。31はレーザー距離計26の検
出端で、32はロータリーエンコーダ30の検出端であ
る。そしてレーザー距離計26が例えば数十m秒程度毎
に絶対位置を検出すると、その時点でロータリーエンコ
ーダの移動量の累積値が0にセットされ、ロータリーエ
ンコーダ30はレーザー距離計26で絶対位置を求めた
後の移動量を出力する。加算器34にはレーザー距離計
26で求めた絶対位置と、レーザー距離計26が絶対位
置を検出した後のロータリーエンコーダでの累積移動量
とが入力され、これらの加算値が現在位置として駆動制
御部36へ出力される。この出力の時間分解能はほぼロ
ータリーエンコーダの時間分解能の程度で、検出周波数
は例えば数kHzのオーダーとなり、検出の精度はほぼ
レーザー距離計26の精度で定まり、例えば±1mm程
度となる。そしてスタッカークレーン2の走行制御や昇
降台24の昇降制御では、例えば±5mm以下の停止誤
差が要求され、レーザー距離計26とロータリーエンコ
ーダ30とを併用することにより、この精度が得られ
る。
【0017】図4に、レーザー距離計26での検出信号
に対する、ロータリーエンコーダ30の信号の加算を示
す。例えば数十m秒程度の間隔を置いてレーザー距離計
26は絶対位置を検出し、その都度ロータリーエンコー
ダ30は出力を0にセットされ、レーザー距離計26で
絶対位置を求めた後の累積移動量を求め、これらを加算
器34で加算する。
【0018】上記のように実施例では、スタッカークレ
ーン2を高速かつ高加減速度で走行制御し、台車4,6
の振動等を検出すると共に、正確に減速制御をして、正
確に停止位置に停止させることができる。同様に昇降台
24を高加減速度で高速昇降させても、正確に目標位置
に停止させることができ、しかも振動を防止できる。こ
れらのため、スタッカークレーン2の搬送能力を例えば
2倍に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例のスタッカークレーンの側面図
【図2】 実施例でのスタッカークレーンの速度パター
ンを示す図
【図3】 実施例の位置検出装置のブロック図
【図4】 実施例で、レーザー距離計で求めた絶対位置
への、ロータリーエンコーダでの加算を示す特性図
【符号の説明】
2 スタッカークレーン 4,6 台車 8,10 走行モータ 12,14 走行車輪 16 ラチスマスト 18 柱部材 20 ブレス 22 昇降駆動部 24 昇降台 26 レーザー距離計 28 リフレクター 30 ロータリーエンコーダ 31,32 検出端 34 加算器 36 駆動制御部
フロントページの続き Fターム(参考) 2F069 AA04 BB12 BB40 DD15 DD25 GG58 GG59 HH09 HH15 MM04 MM31 MM38 NN00 3F022 JJ07 NN02 PP01 PP06 QQ03 3F333 AA04 FA26 FD04 FG09 5H301 AA02 AA09 BB08 CC03 DD01 EE02 EE22 FF06 FF11 GG12 HH16 JJ03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動体の絶対位置を長周期で検出する絶
    対位置検出手段と、該移動体の移動量を短周期で検出す
    る移動量検出手段とを設けて、 前記絶対位置検出手段で求めた絶対位置に、前記移動量
    検出手段で求めた移動量を加算して、ほぼ任意の時点で
    の移動体の絶対位置を検出するように構成した位置検出
    装置。
  2. 【請求項2】 前記絶対位置検出手段をレーザー距離計
    とし、前記移動量検出手段をロータリーエンコーダと
    し、レーザー距離計で絶対位置を検出した時点での絶対
    位置に、該時点からのロータリーエンコーダで求めた移
    動量を加算するようにしたことを特徴とする、請求項1
    の位置検出装置。
  3. 【請求項3】 前記位置検出装置をスタッカークレーン
    に搭載して、その走行制御を行うことを特徴とする、請
    求項1または2の位置検出装置。
JP11163395A 1999-06-10 1999-06-10 位置検出装置 Pending JP2000351414A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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