JP2021002225A - 走行システム、およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】入出力信号の演算、処理を簡素化しつつ、高速で正確な速度制御を実現可能な走行システム、およびその制御方法を提供する。【解決手段】速度設定部１２１が、走行指示情報を受け取り、前記走行指示情報によって前記走行車が通過する絶対位置に対応した指令速度情報を設定するよう構成され、前記速度制御部（速度指令部）１２２が、前記位置取得手段１１１から取得した絶対位置情報に応じて、前記速度設定部で設定された対応する指令速度情報で前記駆動装置に速度指令を与えるよう構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、経路に沿って走行する走行車を制御する走行システム、およびその制御方法に関する。

経路に沿って走行する走行車を制御する走行システムにおいて、その位置に応じて速度を制御するものは公知であり、走行車が荷物を搬送する機能を備えているシステム等においては、経路に沿った所定の位置で荷物の移載をするため、走行車を正確な位置に停止させるものも公知である。
例えば、特許文献１で公知の走行システムでは、走行車を所定の位置に停止させるため、経路上に予め基準位置を定めておくとともに、走行車の車輪の回転角度や回転数をエンコーダなどで読み取って走行車の相対的な移動距離を検出し、基準位置からの移動距離に基づき走行車の停止位置を決定し、走行車の車輪の摩耗などにより検出される移動距離にずれが生じた場合には目標停止位置のデータを補正している。

また、特許文献２で公知の走行システムでは、経路における絶対的な位置に対応した識別情報を断続的に示す識別情報提示手段を有し、それを読み取り、あるいは、他の情報と補完演算して停止位置を決定している。
このような公知の走行システムでは、決定された停止位置に正確かつ円滑に停止させるため、停止位置までの減速パターンに沿って位置に応じた速度の制御を行う必要がある。
スリップ等の外乱、車輪の摩耗等による誤差等を補正するため、位置、車輪の回転数等の検出値を用い、フィードバック制御を行って速度指令を補正しながら走行車を制御している。

特開２００７−１２６２５４号公報 特許第６１８７１６２号公報

ところが、上記特許文献等で公知の走行システム等で用いられるフィードバックによる速度制御には未だ改善の余地があった。
いわゆる閉ループ型のフィードバック制御を行うためには、入出力信号から加速度等の複雑な演算、処理を高速で行う必要があり、故障や誤動作のリスクも大きく、それらに対処するためにさらに高価で複雑な機器構成を必要としていた。
また、停止制御する場合、外乱による影響排除するため、低速走行区間を長くとる必要があり、停止まで時間がかかるという問題があった。

本発明は、これらの問題点を解決するものであり、入出力信号の演算、処理を簡素化しつつ、高速で正確な速度制御を実現可能な走行システム、およびその制御方法を提供することを目的とするものである。

本発明の走行システムは、経路に沿って走行する走行車と、前記経路に沿って設けられた位置情報提示手段と、前記走行車に設けられ前記位置情報提示手段からの位置情報を取得する位置取得手段と、前記走行車の速度を制御するコントローラとを有する走行システムであって、前記位置情報提示手段は、前記経路における絶対位置情報を示すものであり、前記コントローラが、前記走行車に設けられ、指令速度情報を設定する速度設定部と、前記走行車の駆動装置に速度指令を与える速度指令部とを有し、前記速度設定部が、走行指示情報を受け取り、前記走行指示情報によって前記走行車が通過する絶対位置に対応した指令速度情報を設定するよう構成され、前記速度制御部が、前記位置取得手段から取得した絶対位置情報に応じて、前記速度設定部で設定された指令速度情報で前記駆動装置に速度指令を与えるよう構成されることにより、前記課題を解決するものである。

本発明の走行システムの制御方法は、経路に沿って走行する走行車の位置情報を取得し、前記走行車の速度を制御する走行システムの制御方法であって、走行指示情報によって前記走行車が通過する絶対位置に対応した指令速度情報を設定し、走行中の前記走行車の絶対位置情報を取得し、取得した前記絶対位置情報に応じて、設定された指令速度情報で前記走行車の駆動装置に速度指令を与えることにより、前記課題を解決するものである。

請求項１に係る走行システム及び請求項６に係る走行システムの制御方法によれば、位置情報提示手段は、前記経路における絶対位置情報を示すものであり、速度設定部が、走行指示情報を受け取り、走行指示情報によって走行車が通過する絶対位置に対応した指令速度情報を設定するよう構成され、走行指示情報によって走行車が通過する絶対位置に対応した指令速度情報を設定し、走行中の走行車の絶対位置情報を取得し、取得した絶対位置情報に応じて、設定された対応する指令速度情報で走行車の駆動装置に速度指令を与えることにより、走行車の現在位置から一義的に速度指令値が決定されるため、駆動装置からのフィードバックを受けることなく、常に位置情報に応じた速度に制御することが可能となる。
このことで、複雑な演算、処理を高速で行う必要がなく、外乱が生じても高速で正確な速度制御が可能となる。

請求項２及び請求項７に記載の構成によれば、走行指示情報が、停止位置指示情報を含むことにより、高速かつ正確に停止位置の制御を行うことが可能となる。
請求項３に記載の構成によれば、経路が、走行車が走行する軌道であり、位置情報提示手段が軌道に設けられたリニアスケールであり、位置取得手段がリニアエンコーダであることにより、設置が容易であり、高精度に絶対位置を検出することが可能となる。
請求項４に記載の構成によれば、リニアスケールが、バーコードスケールであり、リニアエンコーダが、バーコード読取型位置測定器であることにより、市販の安価な構成で高精度に絶対位置を検出することが可能となる。
請求項５に記載の構成によれば、駆動装置が、インバータと誘導電動機とを有するにより、簡単な構成で正確な速度制御が可能となる。

本発明の一実施形態に係る走行システム１００の説明図。 本発明の一実施形態に係る走行システム１００の制御概念図。

以下に本発明の一実施形態に係る走行システム１００について、図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態である走行システム１００はいわゆる天井走行搬送システムであり、図１に示すように、経路である軌道１０１に沿って走行する走行車１１０と、軌道１０１に設けられた位置情報提示手段であるリニアスケール１０２と、走行車１１０に設けられリニアスケール１０２の位置情報を取得する位置取得手段であるリニアエンコーダ１１１と、走行車１１０の速度を制御するコントローラ１２０とを有している。

リニアスケール１０２は、軌道１０１における絶対位置情報を示すバーコードスケールであり、リニアエンコーダ１１１はバーコード読取型位置測定器である。
コントローラ１２０は、走行車１１０に設けられている。
走行車１１０は、軌道１０１の走行面１０３上を転動する駆動輪１３３及び従動輪１３４を有し、インバータ１３１と誘導電動機１３２とを有する駆動装置１３０によって駆動輪１３３の回転速度が制御され、加速、減速、停止等を含む走行車１１０の速度制御が行われるように構成されている。

コントローラ１２０は、図２に示すように、指令速度情報を設定する速度設定部１２１と、走行車１１０の駆動装置１３０に速度指令を与える速度指令部１２２とを有している。
速度設定部１２１は、外部から走行指示情報を受け取り、走行車１１０が通過する絶対位置に対応した指令速度情報を設定するよう構成されている。
速度指令部１２２は、リニアエンコーダ１１１から取得したリニアスケール１０２の絶対位置情報に応じて、速度設定部１２１で設定された対応する速度指令を駆動装置１３０のインバータ１３１に与えるよう構成されている。

次に、本発明の走行システム１００において、所定の位置で停止させる場合の動作について説明する。
まず、速度設定部１２１は、外部から停止位置情報を受け取ると、走行車１１０が指定された停止位置で停止する減速パターンを作成し、当該減速パターンに基づいて停止位置までの各絶対位置における速度情報を作成する。
速度指令部１２２は、リニアエンコーダ１１１からリニアスケール１０２の絶対位置情報を取得し、速度設定部１２１で作成された対応する各絶対位置における速度情報を速度指令として駆動装置１３０のインバータ１３１に与える。
インバータ１３１は、速度指令に応じた回転速度で誘導電動機１３２を回転させることで、走行車１１０が停止するまで駆動輪１３３は減速パターン通りに駆動（減速）される。

このように制御することで、駆動輪１３３は絶対位置に対応する速度に制御されるため、減速中に駆動輪１３３が外乱等でスリップし、走行車１１０の速度が減速パターンから外れた場合でも、スリップが解消すれば走行車１１０の速度が減速パターンに復帰することとなるため、フィードバック制御を行うことなく受動的に補正され、正確に停止位置に停止させることが可能となる。
また、駆動輪１３３が摩耗した場合でも、走行車１１０の速度は減速パターンから外れることとなるが、その誤差はわずかであり、かつ停止位置は速度ゼロであるから停止位置のズレはない。
走行位置に応じた加速、減速、定速走行時にも、同様の制御を行うことで、フィードバック制御を行うことなく、正確な速度制御が可能となる。
なお、駆動輪１３３の摩耗による速度誤差は、位置と対応した加速、減速、停止の制御に際して問題とはならないが、速度を正確に制御するために駆動輪１３３の摩耗分を別途補正処理してもよい。

リニアスケール１０２としてのバーコードスケール、リニアエンコーダ１１１としてのバーコード読取型位置測定器は、市販で精度の高いものが容易に入手可能である。
また、フィードバック等の複雑で高速な演算は不要であるため、走行車１１０に設けられるコントローラ１２０は、汎用のプログラマブルコントローラでよく、走行車１１０の搬送物ハンドリング用のアクチュエータ等のコントローラと兼用してもよい。
また、汎用のインバータ１３１と誘導電動機１３２で正確に制御でき、高価なステッピングモーター等を使用する必要はなく、リニアエンコーダ１１１以外には、検出デバイスや測定デバイスを設ける必要もない。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、上記実施形態は天井走行搬送システムで説明したが、走行車が軌道の情報を走行するものであってもよく、走行面と軌道が別々に設けられてもよい。
さらに、経路に沿って位置情報提示手段が設けることが可能であれば、軌道を有さず、走行車が誘導線や指令に基づいて自ら所定の経路を自走するものであってもよい。

１００ ・・・ 走行システム
１０１ ・・・ 軌道
１０２ ・・・ リニアスケール（位置情報提示手段）
１０３ ・・・ 走行面
１１０ ・・・ 走行車
１１１ ・・・ リニアエンコーダ（位置取得手段）
１２０ ・・・ コントローラ
１２１ ・・・ 速度設定部
１２２ ・・・ 速度指令部
１３０ ・・・ 駆動装置
１３１ ・・・ インバータ
１３２ ・・・ 誘導電動機
１３３ ・・・ 駆動輪
１３４ ・・・ 従動輪

Claims (7)

1. 経路に沿って走行する走行車と、前記経路に沿って設けられた位置情報提示手段と、前記走行車に設けられ前記位置情報提示手段からの位置情報を取得する位置取得手段と、前記走行車の速度を制御するコントローラとを有する走行システムであって、
   前記位置情報提示手段は、前記経路における絶対位置情報を示すものであり、
   前記コントローラが、前記走行車に設けられ、指令速度情報を設定する速度設定部と、前記走行車の駆動装置に速度指令を与える速度指令部とを有し、
   前記速度設定部が、走行指示情報を受け取り、前記走行指示情報によって前記走行車が通過する絶対位置に対応した指令速度情報を設定するよう構成され、
   前記速度指令部が、前記位置取得手段から取得した絶対位置情報に応じて、前記速度設定部で設定された指令速度情報で前記駆動装置に速度指令を与えるよう構成されることを特徴とする走行システム。
2. 前記走行指示情報が、停止位置指示情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の走行システム。
3. 前記経路が、前記走行車が走行する軌道であり、
   前記位置情報提示手段が、前記軌道に設けられたリニアスケールであり、
   前記位置取得手段が、リニアエンコーダであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の走行システム。
4. 前記リニアスケールが、バーコードスケールであり、
   前記リニアエンコーダが、バーコード読取型位置測定器であることを特徴とする請求項３に記載の走行システム。
5. 前記駆動装置が、インバータと誘導電動機とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の走行システム。
6. 経路に沿って走行する走行車の位置情報を取得し、前記走行車の速度を制御する走行システムの制御方法であって、
   走行指示情報によって前記走行車が通過する絶対位置に対応した指令速度情報を設定し、
   走行中の前記走行車の絶対位置情報を取得し、
   取得した前記絶対位置情報に応じて、設定された指令速度情報で前記走行車の駆動装置に速度指令を与えることを特徴とする走行システムの制御方法。
7. 前記走行指示情報が、停止位置指示情報を含むことを特徴とする請求項６に記載の走行システムの制御方法。

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