JP2011131976A - Conveying apparatus, and control system for conveying apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、搬送装置および搬送装置の制御システムに関し、特に、重量物搬送における作業負担を軽減するいわゆるパワーアシスト機能を搭載した搬送装置と、その搬送装置を制御するためのシステムに関するものである。 The present invention relates to a conveyance device and a control system for the conveyance device, and more particularly to a conveyance device equipped with a so-called power assist function that reduces a work burden in heavy material conveyance, and a system for controlling the conveyance device.
近年、いわゆるパワーアシストシステムと呼ばれる省力化技術の開発が行われ、重量物搬送においても作業負担を軽減できるような技術開発がなされている。本発明者らは、天井クレーンによる重量物搬送において、研究開発を行っており（特許文献１および２参照）、三次元空間における重量搬送物の移動を半自動化し（特許文献１）、また、重量搬送物の姿勢を制御することのできる制御システム（特許文献２）を開発している。 In recent years, a labor-saving technique called a so-called power assist system has been developed, and a technology that can reduce the work load even in heavy object conveyance has been developed. The present inventors have been conducting research and development in transporting heavy objects using an overhead crane (see Patent Documents 1 and 2), semi-automating the movement of heavy objects in a three-dimensional space (Patent Document 1), and weighting. We have developed a control system (Patent Document 2) that can control the posture of a conveyed product.
上記に示した技術の基本的な構成は、サーボモータにより正逆方向に駆動され、ロープを巻き上げ・巻き下げを行うことによって、搬送物が上下方向の移動をアシストするものであった。そして、このようなパワーアシストシステムでは、搬送物の移動の終点において、図６に示すように、制御が収束せずにロープの巻き上げ・巻き下げを継続するいわゆるリミットサイクルの問題があった。特に、地面に接地させた際には、一定周期で地面を搬送物がバウンドするという状態が発生し得るものであった。そこで、本発明者らは、二種類のコントローラを切り換える構成の制御システムを開発している（特許文献３および非特許文献１参照）。 The basic configuration of the technique described above is driven in the forward and reverse directions by a servo motor and assists the movement of the conveyed product in the vertical direction by winding and unwinding the rope. In such a power assist system, as shown in FIG. 6, there is a problem of a so-called limit cycle in which the control is not converged and the rope is continuously wound up and down at the end point of the movement of the conveyed product. In particular, when the ground is brought into contact with the ground, a state in which a conveyed product bounces on the ground at a constant cycle may occur. Therefore, the present inventors have developed a control system configured to switch between two types of controllers (see Patent Document 3 and Non-Patent Document 1).
特許文献３および非特許文献１において開示した技術は、パワーアシスト状態においては、ロードセルにより外力を計測しているときは、通常のコントローラが制御系を支配し、上記外力の方向に重量搬送物を移動させる駆動力が付与されるが、ロードセルが計測する計測値が閾置を下回った際には、駆動力を早期に低減させる減衰制御が制御系を支配し、所望の位置において重量搬送物を停止させるように構成されていた。 In the technology disclosed in Patent Document 3 and Non-Patent Document 1, in the power assist state, when an external force is measured by a load cell, a normal controller dominates the control system, and the heavy load is moved in the direction of the external force. The driving force to be moved is applied, but when the measured value measured by the load cell falls below the threshold, the damping control that reduces the driving force early dominates the control system, and the heavy load is moved at the desired position. Was configured to stop.
上記技術は、リミットサイクル問題を十分に解決することができるものであるが、上述のとおり、二種類のコントローラを要すること、および、コントローラの切換制御が必要となることから、少なからず制御系の複雑化を招来し得るものとなっていた。 Although the above technique can sufficiently solve the limit cycle problem, as described above, since two types of controllers are required and controller switching control is required, there are not a few control systems. It could be complicated.
本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、比較的簡易な制御系によりリミットサイクル問題を解消し得る搬送装置およびその制御システムを提供することである。
The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a transport apparatus that can solve the limit cycle problem with a relatively simple control system, and a control system therefor.
そこで、本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討の結果、本発明に至ったものである。 Therefore, the inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of intensive studies in order to achieve the above object.
すなわち、搬送装置にかかる本発明は、サーボモータの正逆回転駆動により巻き上げ・巻き下げされるロープと、このロープに介在されたロードセルと、前記ロープの先端に設けられた振動吸収手段と、この振動吸収手段の先端に設けられた搬送物吊下手段と、前記ロードセルの高さ方向の変位を計測する計測手段とを備え、前記ロードセルによる検出情報に加え、前記ロードセルの高さ方向の変位情報に基づき前記サーボモータを制御してなることを特徴とする搬送装置を要旨としている。 That is, the present invention related to the transport device includes a rope wound up and down by forward / reverse rotation drive of a servo motor, a load cell interposed in the rope, vibration absorbing means provided at the tip of the rope, A load carrying means provided at the tip of the vibration absorbing means, and a measuring means for measuring the displacement in the height direction of the load cell, in addition to the detection information by the load cell, the displacement information in the height direction of the load cell. The gist of the present invention is a conveying device that controls the servo motor based on the above.
上記構成により、現実に搬送される搬送物とロードセルの中間に振動吸収手段が介在することとなり、搬送物による振動を吸収するとともに、サーボモータによる巻き上げ・巻き下げ時の振動をも吸収される。そして、作業者による操作力は、一旦振動吸収手段を経由してロードセルに伝達され、このロードセルが操作力を計測するときにのみサーボモータが作動することとなる。従って、搬送物を地面に接地した状況下では、搬送物の質量相当の荷重の減少がロードセルによって計測されるが、搬送物の変位が検出されないことから、ロードセルの高さ方向の位置を収束させることができる。 With the above configuration, the vibration absorbing means is interposed between the actually conveyed object and the load cell, so that the vibration caused by the conveyed object is absorbed and the vibration at the time of winding / lowering by the servo motor is also absorbed. The operating force by the operator is once transmitted to the load cell via the vibration absorbing means, and the servo motor is activated only when the load cell measures the operating force. Therefore, under the situation where the conveyed product is grounded to the ground, the load decrease corresponding to the mass of the conveyed product is measured by the load cell, but since the displacement of the conveyed product is not detected, the position of the load cell in the height direction is converged. be able to.
さらに、上記各発明において、前記振動吸収手段は、バネおよびダンパが重畳的に設けられた構成とすることができる。この場合、バネによる衝撃吸収効果と、ダンパによる振動収束効果を得ることができる。 Furthermore, in each of the above inventions, the vibration absorbing means can be configured to have a spring and a damper provided in a superimposed manner. In this case, an impact absorbing effect by the spring and a vibration convergence effect by the damper can be obtained.
他方、制御装置にかかる本発明は、サーボモータの正逆回転駆動により巻き上げ・巻き下げされるロープにロードセルを介在し、ロープ先端にバネおよびダンパを重畳的に配置してなる振動吸収手段を設け、この振動吸収手段の先端に搬送物吊下手段を設けてなる搬送装置において、前記ロードセルの高さ方向の変位を計測する変位計測手段を備え、前記ロードセルによる検出情報に基づく制御信号に対し、前記ロードセルの高さ方向の変位を検出するとき、前記変位計測手段による高さ方向の変位および荷重の変化による計測値をコントローラにフィードバックしてなることを特徴とする搬送装置における制御装置を要旨としている。 On the other hand, the present invention relating to the control device is provided with a vibration absorbing means in which a load cell is interposed in a rope that is wound up and down by forward / reverse rotation driving of a servo motor, and a spring and a damper are arranged in a superimposed manner on the tip of the rope. In addition, in the transfer device in which the object suspension means is provided at the tip of the vibration absorbing means, the displacement measuring means for measuring the displacement in the height direction of the load cell is provided, and for the control signal based on the detection information by the load cell, A gist of a control device in a transport device, wherein when detecting a displacement in the height direction of the load cell, feedback is made to a controller by a value measured by a displacement in the height direction and a change in load by the displacement measuring means. Yes.
上記構成によれば、ロードセルによる荷重の測定値とともに、ロードセルおよび搬送物の変位の計測値によって、ロードセルの高さ方向の位置を制御することができ、パワーアシスト機能を発揮しつつ、搬送物の接地状態におけるロードセルの停止位置を安定させることができる。 According to the above configuration, the position of the load cell in the height direction can be controlled by the measured value of the load cell and the displacement of the conveyed object together with the measured value of the load by the load cell, and while the power assist function is being exhibited, The stop position of the load cell in the grounding state can be stabilized.
上記発明において、前記計測値は、例えば、数１式により算出された値とすることができる。このような制御方法によれば、搬送物の変位量からロードセルの変位量を減じて得た変位量について補正値が演算されることとなり、搬送物に対して操作力が作用する場合と、操作力が作用しない場合との制御状態を異ならせることができる。 In the above invention, the measured value can be a value calculated by, for example, Formula 1. According to such a control method, the correction value is calculated for the displacement amount obtained by subtracting the displacement amount of the load cell from the displacement amount of the transported object. It is possible to make the control state different from when the force does not act.
本発明の搬送装置によれば、搬送物に操作力を作用させる場合にはパワーアシスト機能を発揮させることができるとともに、搬送物に操作力を作用させない場合には、ロードセルの位置の安定を図ることができ、搬送物の接地の際には、搬送物の高さ方向の位置を変化させることなくロードセルの位置を安定させ、これにより、リミットサイクル問題を解消し得ることとなる。 According to the transport device of the present invention, the power assist function can be exhibited when operating force is applied to the transported object, and the load cell position is stabilized when the operating force is not applied to the transported object. When the conveyed product is grounded, the position of the load cell is stabilized without changing the position of the conveyed product in the height direction, and thus the limit cycle problem can be solved.
また、本発明の制御方法によれば、単一のコントローラによる制御において、補正値の入力を異ならせることによって異なる制御の状態とすることができ、単一のコンとラーによるリミットサイクル問題の解消を可能にし得るものとなる。 Further, according to the control method of the present invention, in the control by a single controller, it is possible to enter different control states by changing the input of the correction value, thereby eliminating the limit cycle problem due to a single controller and error. Can be made possible.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は搬送装置の実施形態を示す概略図である。この図に示すように、搬送装置は、サーボモータ１の正逆回転により巻き上げ・巻き下げが可能なロープ２に、ロードセル６、懸吊手段３が設けられている。この懸吊手段３は、振動吸収手段と、その下端に搬送物Ｗが吊下できる搬送物吊下手段としてのフック（図示せず）とで構成されている。懸吊手段３の主たる構成である振動吸収手段とは、バネ４とダンパ５を重畳的に配置した構成であり、現実的には図示のように、バネ４およびダンパ５が並列に設けられた構成となっており、搬送物Ｗの上下方向（図中Ｚ方向）の振動を同時に吸収させる作用を有している。本実施形態では、中心に１本のダンパ５を配置し、その両側に２本のバネ４が配置されているが、円筒バネ４の内部に同軸でダンパ５を配置する構成とすることができる。また、ダンパ５は、軸線を上下方向（Ｚ方向）に向けて配置され、上下方向（Ｚ方向）の振動を吸収する構成となっており、搬送物Ｗに対して単純な横向きの力に対しては直接的に作用しない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a transport apparatus. As shown in this figure, in the transport device, a load cell 6 and a suspension means 3 are provided on a rope 2 that can be wound and unwound by forward and reverse rotation of a servo motor 1. The suspending means 3 is composed of a vibration absorbing means and a hook (not shown) as a conveyed product suspending means capable of suspending the conveyed product W at its lower end. The vibration absorbing means which is the main structure of the suspension means 3 is a structure in which the spring 4 and the damper 5 are arranged in a superimposed manner, and actually, the spring 4 and the damper 5 are provided in parallel as shown in the figure. It has the structure and has the effect | action which absorbs the vibration of the up-down direction (Z direction in a figure) of the conveyed product W simultaneously. In the present embodiment, one damper 5 is arranged at the center and two springs 4 are arranged on both sides thereof. However, the damper 5 can be arranged coaxially inside the cylindrical spring 4. . Further, the damper 5 is arranged with the axis line directed in the vertical direction (Z direction), and is configured to absorb vibrations in the vertical direction (Z direction). Does not act directly.
なお、ロードセル６の高さ方向（Ｚ方向）の変位を計測する変位計測手段は、例えば、ロードセル６の変位はサーボモータ１の巻回の状態から演算する。 For example, the displacement measuring means for measuring the displacement of the load cell 6 in the height direction (Z direction) calculates the displacement of the load cell 6 from the winding state of the servo motor 1.
本実施形態は、図１からも明らかなとおり、懸吊手段３の下端に搬送物Ｗを吊下させると、ロードセル６が搬送物Ｗの重量を計測することとなるが、この搬送物Ｗの重量は初期値として、制御装置では当該重量を除いた計測値により制御される。この搬送物Ｗに対して外力（作業者の操作力）ｆｈ〔Ｎ〕を加えると、当該ロードセル６が、その操作力を検出して制御装置に入力する。制御装置により出力された駆動指令の信号により、サーボモータ１が正逆の方向および回転速度など所定の条件で作動するものである。なお、制御装置は、サーボモータ１に内蔵されるコントローラＫｆであるが、これとは別の制御装置を備えることも可能である。 As is clear from FIG. 1, in the present embodiment, when the conveyed product W is suspended from the lower end of the suspension means 3, the load cell 6 measures the weight of the conveyed product W. The weight is controlled by the measured value excluding the weight as an initial value in the control device. When an external force (operator's operating force) f h [N] is applied to the conveyed product W, the load cell 6 detects the operating force and inputs it to the control device. The servo motor 1 is operated under predetermined conditions such as forward and reverse directions and rotational speeds according to a drive command signal output from the control device. The control unit is a controller K f built in the servo motor 1, it is also possible to provide another control device to this.
本実施形態の制御装置のブロック線図を図２に示す。この図に示されているように、作業者の操作力ｆｈ〔Ｎ〕や荷物の重さｍｇによりバネ４の力ｕ〔Ｎ〕をロードセル６が検出する。ロードセル６からコントローラＫｆに入力される情報は、荷物の重さｍｇを差し引いた値となっており、コントローラＫｆが操作力ｆｈに基づいて制御入力ｒｖを生成し、サーボモータ１に指令を出力する。この指令信号に応じてモータ１は速度ｖで回転することとなる。コントローラＫｆは次式で表される演算処理が記憶されている。 A block diagram of the control device of the present embodiment is shown in FIG. As shown in this figure, the load cell 6 detects the force u [N] of the spring 4 based on the operator's operating force f h [N] and the weight of the load mg. Information input from the load cell 6 to the controller K f is a value obtained by subtracting the weight mg of the luggage, to generate a control input r v based controller K f is the operation force f h, the servo motor 1 Outputs a command. In response to this command signal, the motor 1 rotates at a speed v. The controller K f arithmetic processing is stored, which is expressed by the following equation.
ただし、数２の式におけるｋｐは変換係数〔ｍ／ｓ／Ｎ〕、ωｎは固有角周波数〔ｒａｄ／ｓ〕、ｓはラプラス演算子〔１／ｓ〕、ζは減衰係数である。 In Equation 2, kp is a conversion coefficient [m / s / N], ωn is a natural angular frequency [rad / s], s is a Laplace operator [1 / s], and ζ is an attenuation coefficient.
ここで、計測値ｕは、数３の式（数１に示したものと同じ）で求められ、バネ４の伸びや振動の減衰状態が反映されつつ制御が行われる。 Here, the measurement value u is obtained by the equation (3) (the same as that shown in the equation (1)), and the control is performed while reflecting the extension of the spring 4 and the vibration damping state.
この数式からも理解されるように、補正値ｕは、搬送物Ｗの変位からロードセル６の変位を差し引いた相対的な変位について、振動の減衰量が決定されている。つまり、ロードセル６の位置が変動しない場合は、単純に搬送物Ｗのみが振動している状態として認識され、逆に、ロードセル６の位置のみが変動している場合には、搬送物Ｗが静止（場合によっては地面に接地）している状態としてロードセル６の位置を安定化するように機能する。 As can be understood from this mathematical expression, the correction value u determines the amount of vibration attenuation with respect to the relative displacement obtained by subtracting the displacement of the load cell 6 from the displacement of the conveyed product W. That is, when the position of the load cell 6 does not change, it is recognized that only the conveyed object W is vibrating, and conversely, when only the position of the load cell 6 is changed, the conveyed object W is stationary. It functions to stabilize the position of the load cell 6 as being in a state of being grounded (in some cases, grounded).
本実施形態における位置の変化（変位）と荷重の変化には、三種類の形態（これを振動条件と呼ぶ）がある。すなわち、作業者が搬送物Ｗを移動させることでロードセル６および搬送物Ｗが変位する振動条件（これを振動条件１という）、搬送物Ｗが接地されロードセル６のみが変位する振動条件（これを振動条件２という）、および、搬送物Ｗが空中で停止して搬送物Ｗのみが変位する振動条件（これを振動条件３という）である。 There are three types of changes in position (displacement) and changes in load in this embodiment (referred to as vibration conditions). That is, a vibration condition in which the load cell 6 and the transported object W are displaced when the operator moves the transported object W (this is referred to as vibration condition 1), and a vibration condition in which only the load cell 6 is displaced when the transported object W is grounded (this is referred to as this) Vibration condition 2), and a vibration condition in which the conveyed product W stops in the air and only the conveyed product W is displaced (this is referred to as a vibration condition 3).
本実施形態では、これら３つの振動条件のすべてにおいて、振動吸収手段３の振動が制御されるように、バネ、ダンパおよびコントローラのパラメータが決定されなければならない。すなわち、搬送中の振動条件のみならず、搬送物Ｗを接地した際のリミットサイクル問題を解消することが可能になるのである。 In the present embodiment, the parameters of the spring, the damper and the controller must be determined so that the vibration of the vibration absorbing means 3 is controlled under all three vibration conditions. That is, not only the vibration conditions during the conveyance but also the limit cycle problem when the conveyance object W is grounded can be solved.
そこで、各振動条件について順次説明する。
〔振動条件１〕
振動条件１は、作業者が搬送物Ｗを移動させている状態であり、ロードセル６および搬送物Ｗは変位している。また、搬送物Ｗに作用する作業力ｆｈは、振動吸収手段３を介してロードセル６に計測される。従って、ことのときの制御の状態は、前述した図２のブロック図に示されているとおりである。
Therefore, each vibration condition will be described sequentially.
[Vibration condition 1]
The vibration condition 1 is a state in which the operator is moving the conveyed product W, and the load cell 6 and the conveyed product W are displaced. The working force f h acting on the conveyed product W is measured by the load cell 6 via the vibration absorbing means 3. Therefore, the state of control at that time is as shown in the block diagram of FIG.
そこで、コントローラＫｆに対する入力から出力速度ｖへの伝達関数は次式で与えられる。 Therefore, the transfer function from the input to the controller K f to the output speed v is given by the following equation.
ただし、上式のＴｍはサーボモータ１の時定数〔ｓｅｃ〕であり、ｓはラプラス演算子〔１／ｓｅｃ〕である。 Where T m is the time constant [sec] of the servo motor 1 and s is the Laplace operator [1 / sec].
上式より、 From the above formula,
が得られ、さらに、 In addition,
とおくことにより、式（３）、（５）および（６）より、 From the equations (3), (5) and (6),
を得る。 Get.
ここで、搬送中の搬送物ｗについての運動方程式は、 Here, the equation of motion for the transported object w being transported is
となるから、これを式（７）に代入して整理すると、この式（７）は、 Therefore, substituting this into the equation (7) and rearranging, this equation (7) becomes
となり、状態方程式を求めると、次式となる。 When the equation of state is obtained, the following equation is obtained.
である。このとき特性方程式は次式のように定義される。 It is. At this time, the characteristic equation is defined as follows.
作業者が搬送物を搬送している状態において、システムが漸近安定である条件は、上記（１１）の根の実部が全て負の場合である。この条件を満たすバネ定数ｋ、ダンパ定数ｃを選定する場合、搬送中のシステムは安定である。また、振動を抑えるためには、Ａａの固有値の偏角が0に近いことが必要である。
〔振動条件２〕
振動条件２は、搬送物Ｗが接地した状態で制御装置が作動している場合である。この場合は、図３に示すように、搬送物Ｗの高さ方向の変位は変化しないがロードセル６の高さ方向の変位はコントローラＫｆによってサーボモータ１が作動している。そして、このときのブロック線図を図５に示す。この図５から明らかなとおり、搬送物Ｗは接地していることから、搬送物Ｗの位置に変化がなく高さ方向の変位は考慮されない。また、操作力ｆｈの入力および搬送物Ｗの重さｍｇは０となり、その重さｍｇの入力がないのである。
The condition that the system is asymptotically stable in the state where the worker is transporting the conveyed product is when the real part of the root of (11) is all negative. When the spring constant k and the damper constant c that satisfy this condition are selected, the system being transported is stable. In order to suppress vibration, the declination of the eigenvalue of Aa needs to be close to zero.
[Vibration condition 2]
The vibration condition 2 is a case where the control device is operating in a state where the conveyed product W is grounded. In this case, as shown in FIG. 3, the displacement in the height direction of the conveyed W displacement in the height direction of the does not change the load cell 6 are servo motor 1 is actuated by the controller K f. A block diagram at this time is shown in FIG. As is clear from FIG. 5, since the conveyed product W is grounded, the position of the conveyed product W is not changed and the displacement in the height direction is not considered. Further, the input of the operation force f h and the weight mg of the conveyed product W are 0, and there is no input of the weight mg.
従って、コントローラＫｆに対する入力値ｕは、式（３）より次式のとおりとなる。 Therefore, the input value u to the controller Kf is as shown in the following equation from the equation (3).
そこで、この式と上記の（４）および（６）から Therefore, from this equation and the above (4) and (6)
を得ることができ、状態方程式を求めると次式となる。 When the state equation is obtained, the following equation is obtained.
そして、ことのとき特性方程式は次式のように定義される。 At that time, the characteristic equation is defined as follows.
このときも、振動条件１と同様に、システムが漸近安定である条件は、上式（１５）式の根の実部が全て負の場合である。この条件を満たすバネ定数ｋ、ダンパ定数ｃを選定する場合、接地状態でのシステムは安定である。また、振動を抑えるためには、Ａｓの固有値の偏角が0に近いことが必要である。
〔振動条件３〕
振動条件３は、懸吊手段３の単独挙動に関する条件である。この場合、制御装置は作動せず、ロードセル６の高さ方向の変位は変化しないで、搬送物Ｗが空中で存在している状態が想定される。現実には、搬送物Ｗの振動が振動吸収手段３に伝達されることから、ロードセル６では、次式（数１６）の力が計測される。つまり、この振動条件３では、搬送物Ｗの振動を機構的に収束させるための条件を決定することが要求されるのである。そこで、搬送物Ｗの高さ方向の変位について検討すると、運動方程式は次式となる。
Also at this time, like the vibration condition 1, the condition that the system is asymptotically stable is a case where the real part of the root of the above equation (15) is all negative. When the spring constant k and the damper constant c that satisfy this condition are selected, the system in the grounded state is stable. Further, in order to suppress vibration, the declination of the eigenvalue of As needs to be close to zero.
[Vibration condition 3]
The vibration condition 3 is a condition related to the single behavior of the suspension means 3. In this case, it is assumed that the control device does not operate, the displacement of the load cell 6 in the height direction does not change, and the conveyed product W exists in the air. Actually, since the vibration of the conveyed product W is transmitted to the vibration absorbing means 3, the load cell 6 measures the force of the following equation (Equation 16). That is, in this vibration condition 3, it is required to determine a condition for mechanically converging the vibration of the conveyed product W. Therefore, when the displacement in the height direction of the conveyed product W is examined, the equation of motion is as follows.
さらに、伝達関数を求める。 Furthermore, a transfer function is obtained.
このときＫ、ω０、ζ０はそれぞれ次のとおりとなる。 At this time, K, ω 0 , and ζ 0 are as follows.
そして、搬送物Ｗの振動が収束する条件は次式を満たす場合である。 The condition for the vibration of the conveyed product W to converge is when the following equation is satisfied.
以上より、以上の３つの振動条件より、（１１）、（１５）式の根の実部が全て負になり、（１９）式を満たすようなバネ定数・ダンパ定数およびコントローラを用いることで、リミットサイクル問題を解消することが可能となるのである。
〔実験例〕
実験例としては、図３中に示したＡ点の高さから搬送物Ｗを下降させ、地面に接地するものである。装置の各種設定は、上記条件を満たすものとして、振動吸収手段３のバネ定数（ｋ）を２８６９〔Ｎ／ｍ〕とし、ダンパ定数（ｃ）を１０００〔Ｎ／（ｍ／ｓ）〕とした。この実験では、質量（ｍ）が３０〔ｋｇ〕の搬送物Ｗを使用し、操作力（ｆｈ）は２〔ｋｇ〕とした。
From the above, from the above three vibration conditions, by using the spring constant / damper constant and controller so that the real part of the roots of the expressions (11) and (15) are all negative and satisfy the expression (19), It is possible to solve the limit cycle problem.
[Experimental example]
As an experimental example, the conveyed product W is lowered from the height of the point A shown in FIG. Assuming that the various settings of the apparatus satisfy the above conditions, the spring constant (k) of the vibration absorbing means 3 is 2869 [N / m], and the damper constant (c) is 1000 [N / (m / s)]. . In this experiment, a conveyed product W having a mass (m) of 30 [kg] was used, and an operating force (f h ) was set to 2 [kg].
この実験装置を使用して、リミットサイクルが発生するか否かを測定した。測定は、搬送物Ｗが０．１〔ｍ〕の高さにある時点から開始し、地面に接地された７秒後までの間を記録した。この実験により、図５に示すような結果を得た。なお、この図５に示すグラフにおける高さの変位はロードセル６を基準にしている。 Using this experimental apparatus, it was measured whether a limit cycle occurred. The measurement was started from a point in time when the conveyed product W was at a height of 0.1 [m], and was recorded until 7 seconds after it was grounded to the ground. As a result of this experiment, the results shown in FIG. 5 were obtained. The height displacement in the graph shown in FIG. 5 is based on the load cell 6.
この実験結果から明らかなとおり、測定開始３秒後に搬送物Ｗは地面に接地し、その後、振動吸収部材６（バネ４およびダンパ５）の圧縮により、０ポジションからマイナス方向に移動しているが、その１秒後には、０ポジションで安定している。これは、搬送物Ｗが接地するまでの間は上述の振動条件１の状況下で制御され、接地後は、搬送物Ｗの変位がないために上述の振動条件２の状況下で制御されていることを意味する。そして、制御の補正値は、ロードセル６に対する重量の減少を出力し、ロードセル６が所定の０ポジションに収束することを意味するものである。この実験結果により、リミットサイクルが発生していないことが判明した。振動の収束時間は非常に速く、極めて良好であった。 As is apparent from the experimental results, the conveyed object W contacts the ground 3 seconds after the start of measurement, and then moves in the negative direction from the 0 position due to the compression of the vibration absorbing member 6 (spring 4 and damper 5). After 1 second, it is stable at 0 position. This is controlled under the condition of the above-described vibration condition 1 until the conveyed product W is grounded, and is controlled under the condition of the above-described vibration condition 2 because there is no displacement of the conveyed product W after the grounding. Means that The control correction value outputs a decrease in weight with respect to the load cell 6 and means that the load cell 6 converges to a predetermined 0 position. From this experimental result, it was found that no limit cycle occurred. The convergence time of vibration was very fast and very good.
以上のとおりであるから、上記実施形態に示した搬送装置およびその制御方法によって、リミットサイクル問題を解決し得ることができるとともに、パワーアシスト機能を利用した搬送を行うことができる。 Since it is as mentioned above, while being able to solve a limit cycle problem by the conveyance device and its control method shown in the above-mentioned embodiment, conveyance using a power assist function can be performed.
なお、上記実施形態および実験例は、本発明の一例を示すものであり、これらに限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様をとることができることは言うまでもない。例えば、振動吸収手段３としては、バネ４およびダンパ５を使用しており、これらを重畳的に配置する一例として両者を並列に配置したものを示したが、衝撃吸収および振動収束を可能にするものであれば、他の部材を使用し、または、配置条件を変更することも可能である。 In addition, the said embodiment and experiment example show an example of this invention, and are not limited to these. It goes without saying that various modes can be taken without departing from the spirit of the present invention. For example, as the vibration absorbing means 3, the spring 4 and the damper 5 are used, and an example in which these are arranged in a superimposed manner is shown in which both are arranged in parallel, but shock absorption and vibration convergence are enabled. If it is a thing, it is also possible to use another member or to change arrangement conditions.
１ サーボモータ
２ ロープ
３ 振動吸収手段
４ バネ
５ ダンパ
６ ロードセル
Ｗ 搬送物
1 Servo motor 2 Rope 3 Vibration absorbing means 4 Spring 5 Damper 6 Load cell W
Claims (4)
前記ロードセルの高さ方向の変位を計測する変位計測手段を備え、前記ロードセルによる検出情報に基づく制御信号に対し、前記ロードセルの高さ方向の変位を検出するとき、前記変位計測手段による高さ方向の変位および荷重の変化による計測値をコントローラにフィードバックしてなることを特徴とする搬送装置における制御装置。 A vibration absorption means is provided in which a load cell is interposed in the rope that is wound up and down by the forward / reverse rotation drive of the servo motor, and a spring and a damper are superposed on the tip of the rope. In the transport device provided with the suspension means,
Displacement measuring means for measuring displacement in the height direction of the load cell, and when detecting displacement in the height direction of the load cell with respect to a control signal based on detection information by the load cell, the height direction by the displacement measuring means A control device in a conveying device, wherein a measured value resulting from a change in the displacement and a load is fed back to a controller.
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|---|---|---|---|---|
| CN113371628A (en) * | 2021-06-10 | 2021-09-10 | 西安卓越智动科技有限公司 | Force sensing movement self-following lifting device |
| CN114851157A (en) * | 2021-02-04 | 2022-08-05 | 丰田自动车株式会社 | Control device, conveyance system, control method, and storage medium |
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2009
- 2009-12-22 JP JP2009291485A patent/JP2011131976A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| CN114851157A (en) * | 2021-02-04 | 2022-08-05 | 丰田自动车株式会社 | Control device, conveyance system, control method, and storage medium |
| CN113371628A (en) * | 2021-06-10 | 2021-09-10 | 西安卓越智动科技有限公司 | Force sensing movement self-following lifting device |
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