JP2676869B2 - 無人搬送台車の制御装置 - Google Patents
無人搬送台車の制御装置Info
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、予め定められた走行経路に沿って走行する
無人搬送台車の制御装置に関する。
無人搬送台車の制御装置に関する。
〔従来の技術〕 昨今では生産工程の自動化に合わせて、ファクトリー
オートメションの分野では無軌条式の無人搬送台車が広
く採用されている。
オートメションの分野では無軌条式の無人搬送台車が広
く採用されている。
次に従来より実施されている無人搬送台車の構成概
要，並びに搬送台車の制御回路を第３図ないし第５図に
示す。まず、第３図において、搬送台車１は電動機2a,2
bにより個別に駆動される左右一対の動輪3a,3b、および
台車の先端中央に装備した位置検出器４を備え、あらか
じめ指定の走行経路に沿って床面側に敷設された誘導線
５からの誘導を受けて走行する。
要，並びに搬送台車の制御回路を第３図ないし第５図に
示す。まず、第３図において、搬送台車１は電動機2a,2
bにより個別に駆動される左右一対の動輪3a,3b、および
台車の先端中央に装備した位置検出器４を備え、あらか
じめ指定の走行経路に沿って床面側に敷設された誘導線
５からの誘導を受けて走行する。
ここで、位置検出器４は第４図のごとくであり、左右
一対のピックアップコイル6a,6b、整流器7a,7b、減算器
８、およびフィルタ９などを備えてなり、前記した誘導
線５から発生する磁界の大きさに比例する電圧信号をピ
ックアップコイル6a,6bより取出し、その差を演算して
搬送台車１の中心と誘導線５の変位ｘ（第３図）を検出
して検出信号Xoを出力する。
一対のピックアップコイル6a,6b、整流器7a,7b、減算器
８、およびフィルタ９などを備えてなり、前記した誘導
線５から発生する磁界の大きさに比例する電圧信号をピ
ックアップコイル6a,6bより取出し、その差を演算して
搬送台車１の中心と誘導線５の変位ｘ（第３図）を検出
して検出信号Xoを出力する。
また、搬送台車の制御回路は第５図のごとく構成され
ている。ここで、先記した位置検出器４の出力Xoは、位
置調整器10において位置設定値Ｘと比較，調整され、そ
の出力ΔＮが加算器11a,11bに導かれる。なお、12は反
転アンプである。そして加算器11a,11bは位置調節器10
の出力ΔＮと速度設定値Noを入力として電動機2a,2bに
対する速度目標値Na,Nb（Na＝No＋ΔN,Nb＝No−ΔＮ）
を作る。また速度目標値Na,Nbは速度調節器（ASR）13a,
13bに導かれ、ここで電動機2a,2bの速度検出器14a,14b
で得た速度検出値と比較して電流目標値Ia,Ibを作る。
さらに電流目標値Ia,Ibは電流調節器15a,15bに導かれて
電動機2a,2bの電流検出器16a,16bで得た電流検出値と比
較され、その偏差を基に電力変換器17a,17bは電流目標
値Ia,Ibに相応した電流を電動機2a,2bに給電するように
変換出力を調整する。
ている。ここで、先記した位置検出器４の出力Xoは、位
置調整器10において位置設定値Ｘと比較，調整され、そ
の出力ΔＮが加算器11a,11bに導かれる。なお、12は反
転アンプである。そして加算器11a,11bは位置調節器10
の出力ΔＮと速度設定値Noを入力として電動機2a,2bに
対する速度目標値Na,Nb（Na＝No＋ΔN,Nb＝No−ΔＮ）
を作る。また速度目標値Na,Nbは速度調節器（ASR）13a,
13bに導かれ、ここで電動機2a,2bの速度検出器14a,14b
で得た速度検出値と比較して電流目標値Ia,Ibを作る。
さらに電流目標値Ia,Ibは電流調節器15a,15bに導かれて
電動機2a,2bの電流検出器16a,16bで得た電流検出値と比
較され、その偏差を基に電力変換器17a,17bは電流目標
値Ia,Ibに相応した電流を電動機2a,2bに給電するように
変換出力を調整する。
つまり、台車１の走行途上で誘導線５との間に変位ｘ
が生じると、この変位を零に戻すように、速度目標値No
に対して電動機2aを増速，電動機2bを減速して走行方向
の軌道修正を行う。
が生じると、この変位を零に戻すように、速度目標値No
に対して電動機2aを増速，電動機2bを減速して走行方向
の軌道修正を行う。
ところで、上記した無人搬送システムでは台車走行速
度の高速化，および走行経路の省スペースからの曲線軌
道の曲率半径短絡化に対する要求がますます高まる傾向
にあり、そのためには曲線軌道の走行に対する前記制御
装置の制御安定性の向上を図ることが極めて重要な課題
となっている。そこで、従来では先記した位置調節器の
調節要素を、Ｐ（比例）動作からPI（比例積分）動作の
ものに変える（特開昭61−288705）、ないしは位置検出
器の台車への取付け位置を先端から台車中央の動輪に近
づけるなどの方法で対処するようにしている。
度の高速化，および走行経路の省スペースからの曲線軌
道の曲率半径短絡化に対する要求がますます高まる傾向
にあり、そのためには曲線軌道の走行に対する前記制御
装置の制御安定性の向上を図ることが極めて重要な課題
となっている。そこで、従来では先記した位置調節器の
調節要素を、Ｐ（比例）動作からPI（比例積分）動作の
ものに変える（特開昭61−288705）、ないしは位置検出
器の台車への取付け位置を先端から台車中央の動輪に近
づけるなどの方法で対処するようにしている。
しかして、前記のように位置調節器をＰ動作からPI動
作に変えただけではその伝達特性の関係から走行性能の
向上，安定化には限度があり、先記した走行速度の高速
化，曲線軌道の曲率半径短縮化の要求に対応できない場
合がある。また位置検出器を位置を動輪に近づけ過ぎる
と台車の左右への振動が大きくなると言った問題があ
り、かかる点従来では実験によって適正位置を決めるよ
うにしているが、その取付け位置の決定には多くの手
間，時間を要する。
作に変えただけではその伝達特性の関係から走行性能の
向上，安定化には限度があり、先記した走行速度の高速
化，曲線軌道の曲率半径短縮化の要求に対応できない場
合がある。また位置検出器を位置を動輪に近づけ過ぎる
と台車の左右への振動が大きくなると言った問題があ
り、かかる点従来では実験によって適正位置を決めるよ
うにしているが、その取付け位置の決定には多くの手
間，時間を要する。
本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、位
置検出器の最適な取付け位置を台車の走行速度と制御系
の遅れから定量的に定め、さらに位置調節器の伝達関数
おける時定数を台車走行速度，位置検出器の取付け位置
条件に対応して適正に選定することにより、走行台車の
曲線軌道上での走行性能向上を図るようにした無人走行
台車の制御装置を提供することを目的とする。
置検出器の最適な取付け位置を台車の走行速度と制御系
の遅れから定量的に定め、さらに位置調節器の伝達関数
おける時定数を台車走行速度，位置検出器の取付け位置
条件に対応して適正に選定することにより、走行台車の
曲線軌道上での走行性能向上を図るようにした無人走行
台車の制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の制御装置におい
ては、位置検出器と左右の動輪を結ぶ線分との間の距離
ｌを、 ｌ＝ｋ・Ｎ（Tp＋Ts） 但し、N:搬送台車の走行速度、 Tp:位置検出器の伝達関数を一時遅れに近似したときの
等価時定数、 Ts:速度制御系の伝達関数を一時遅れに近似したときの
等価時定数、 k:定数（好ましくは４程度） に定めるものとする。
ては、位置検出器と左右の動輪を結ぶ線分との間の距離
ｌを、 ｌ＝ｋ・Ｎ（Tp＋Ts） 但し、N:搬送台車の走行速度、 Tp:位置検出器の伝達関数を一時遅れに近似したときの
等価時定数、 Ts:速度制御系の伝達関数を一時遅れに近似したときの
等価時定数、 k:定数（好ましくは４程度） に定めるものとする。
さらに、位置調節器の調節要素を、比例要素と微分要
素との和に一次遅れ要素を掛けた特性を有するものとな
し、かつ台車走行速度をN,位置検出器と左右動輪を結ぶ
線分との間の距離をｌとして、一次遅れ要素の時定数
を、Ｔ＝l/Nとなるよう選定するようにしたものであ
る。
素との和に一次遅れ要素を掛けた特性を有するものとな
し、かつ台車走行速度をN,位置検出器と左右動輪を結ぶ
線分との間の距離をｌとして、一次遅れ要素の時定数
を、Ｔ＝l/Nとなるよう選定するようにしたものであ
る。
上記において、搬送台車が直線軌道上を走行している
状態では、左右動輪の速度差から軌道（誘導線）に対す
る搬送台車のずれ変位ｘを検出する位置検出器の伝達関
数Ｇ（ｓ）は近似的に、 但し、s:ラプラスの演算子、 k:機械系の構成により決まる定数、 l:左右動輪を結ぶ線分と位置検出器との間の距離、 N:搬送台車の走行速度、 として表される。ところで、位置検出器、および速度制
御系の伝達関数をそれぞれ等価な一次遅れに近似してそ
の等価時定数をTp,Tsとおけば、（１）式で表される時
定数Ｔ＝l/Nを、 Ｔ＝ｋ（Tp＋Ts） ……（２） のように選ぶことにより、制御系が安定することは制御
理論から推測できる。なお、（２）式で定数ｋを大きく
していくと制御系の応答が遅くなるので、定数ｋは４程
度，つまり、 ｌ＝kN（Tp＋Ts）≒4N（Tp＋Ts） ……（３） となるように位置検出器の取付け位置を設定すれば、安
定した台車の走行性能が保証される。
状態では、左右動輪の速度差から軌道（誘導線）に対す
る搬送台車のずれ変位ｘを検出する位置検出器の伝達関
数Ｇ（ｓ）は近似的に、 但し、s:ラプラスの演算子、 k:機械系の構成により決まる定数、 l:左右動輪を結ぶ線分と位置検出器との間の距離、 N:搬送台車の走行速度、 として表される。ところで、位置検出器、および速度制
御系の伝達関数をそれぞれ等価な一次遅れに近似してそ
の等価時定数をTp,Tsとおけば、（１）式で表される時
定数Ｔ＝l/Nを、 Ｔ＝ｋ（Tp＋Ts） ……（２） のように選ぶことにより、制御系が安定することは制御
理論から推測できる。なお、（２）式で定数ｋを大きく
していくと制御系の応答が遅くなるので、定数ｋは４程
度，つまり、 ｌ＝kN（Tp＋Ts）≒4N（Tp＋Ts） ……（３） となるように位置検出器の取付け位置を設定すれば、安
定した台車の走行性能が保証される。
また、安定した（１）式を、 と書き改めて、位置検出器の後段に接続した位置調節器
の伝達関数Go（ｓ）が、 となるようにして位置検出系の時定数を補正することよ
り、 となり、ここで時定数T3を先記した一次遅れの等、価時
定数（Tp＋Ts）の４倍程度の値に選定すればあとは比例
ゲインの調整だけで制御系を安定させることができる。
の伝達関数Go（ｓ）が、 となるようにして位置検出系の時定数を補正することよ
り、 となり、ここで時定数T3を先記した一次遅れの等、価時
定数（Tp＋Ts）の４倍程度の値に選定すればあとは比例
ゲインの調整だけで制御系を安定させることができる。
第１図は本発明実施例による搬送台車に対する位置検
出器の取付け位置を示したものであり、左右の動輪3aと
3bとの中心を結ぶ線分と位置検出器４との間の距離ｌ
を、先記した（３）式、 ｌ＝kN（Tp＋Ts）≒4N（Tp＋Ts） に基づいて定量的に選定されている。これにより実験な
どに頼ることなく、位置検出器４の適正な取付け位置を
台車の走行速度，制御系の一次遅れの条件から簡単に決
めることができる。
出器の取付け位置を示したものであり、左右の動輪3aと
3bとの中心を結ぶ線分と位置検出器４との間の距離ｌ
を、先記した（３）式、 ｌ＝kN（Tp＋Ts）≒4N（Tp＋Ts） に基づいて定量的に選定されている。これにより実験な
どに頼ることなく、位置検出器４の適正な取付け位置を
台車の走行速度，制御系の一次遅れの条件から簡単に決
めることができる。
また、第５図に示した制御回路で、位置検出器４の後
段に設けた位置調節器10を、第２図のようにオペアンプ
OP、固定抵抗R1,R2、コンデンサC1C2、可変抵抗VRとで
構成することにより、その伝，達関数Go（ｓ）は、 但し、a:可変抵抗VRのタップ位置，および固定抵抗R1,R
2により決まる定数、 となる。ここで、上記の式におけるC2×R2の値は先記の
より定量的に定めた距離ｌを基にした時定数Ｔ＝l/Nと
一致するような定数に選ばれている。
段に設けた位置調節器10を、第２図のようにオペアンプ
OP、固定抵抗R1,R2、コンデンサC1C2、可変抵抗VRとで
構成することにより、その伝，達関数Go（ｓ）は、 但し、a:可変抵抗VRのタップ位置，および固定抵抗R1,R
2により決まる定数、 となる。ここで、上記の式におけるC2×R2の値は先記の
より定量的に定めた距離ｌを基にした時定数Ｔ＝l/Nと
一致するような定数に選ばれている。
本発明による無人搬送台車の制御装置は、以上説明し
たように構成されているので、次記の効果を奏する。
たように構成されているので、次記の効果を奏する。
（１）請求項１により、搬送台車に対する位置検出器の
適正な取付け位置を、従来のように実験に頼ることな
く、搬送台車の走行速度と、制御系の一次遅れの条件か
ら低量的に決めることができる。また、このように取付
け位置を決定して位置検出器を台車の先端から動輪に近
づけよう移し変えることにより、曲線軌道上での搬送台
車の走行速度の高速化曲線軌道の曲率半径の縮小化を図
ることができる。すなわち、位置検出器と左右の動輪と
を結ぶ線分との間の距離が距離ｌが従来装置よりも小さ
な最適な位置に設置すれば、曲線軌道上での搬送台車の
走行速度が従来装置と同一であるならば距離ｌに比例し
て曲線軌道の曲率半径を小さくでき、曲線軌道の曲率半
径が従来装置と同一であるならば距離ｌに反比例して曲
線軌道上での搬送台車の走行速度を上げることができ
る。
適正な取付け位置を、従来のように実験に頼ることな
く、搬送台車の走行速度と、制御系の一次遅れの条件か
ら低量的に決めることができる。また、このように取付
け位置を決定して位置検出器を台車の先端から動輪に近
づけよう移し変えることにより、曲線軌道上での搬送台
車の走行速度の高速化曲線軌道の曲率半径の縮小化を図
ることができる。すなわち、位置検出器と左右の動輪と
を結ぶ線分との間の距離が距離ｌが従来装置よりも小さ
な最適な位置に設置すれば、曲線軌道上での搬送台車の
走行速度が従来装置と同一であるならば距離ｌに比例し
て曲線軌道の曲率半径を小さくでき、曲線軌道の曲率半
径が従来装置と同一であるならば距離ｌに反比例して曲
線軌道上での搬送台車の走行速度を上げることができ
る。
（２）また、請求項２により、位置検出器を搬送台車の
動輪に近づけても、制御系の安定性が維持でき、これに
より曲線軌道の走行性能を一段と向上できる。
動輪に近づけても、制御系の安定性が維持でき、これに
より曲線軌道の走行性能を一段と向上できる。
第１図，第２図は本発明実施例を示し、第１図は搬送台
車への位置検出器の取付け状態図、第２図は位置調節器
の具体的な回路図、第３図は無人搬送台車の概要構成
図、第４図は第３図における位置検出器の一般的なブロ
ック図、第５図は制御回路全体のブロック図である。図
において、 1:搬送台車、2a,2b:駆動電動機、3a,3b:動輪、4:位置検
出器、5:誘導線、10:位置調節器、l:位置検出器の動輪
に対する取付け位置間隔。
車への位置検出器の取付け状態図、第２図は位置調節器
の具体的な回路図、第３図は無人搬送台車の概要構成
図、第４図は第３図における位置検出器の一般的なブロ
ック図、第５図は制御回路全体のブロック図である。図
において、 1:搬送台車、2a,2b:駆動電動機、3a,3b:動輪、4:位置検
出器、5:誘導線、10:位置調節器、l:位置検出器の動輪
に対する取付け位置間隔。
Claims (2)
- 【請求項１】所定の走行経路に沿って走行させる無人搬
送台車の制御装置であり、搬送台車に取付けて軌道から
のずれを検出する位置検出器、この位置検出器の検出信
号を基に搬送台車が軌道からそれないように位置調節を
行う位置調節器および搬送台車の左右に取付けた動輪の
速度を個別に制御する速度制御系を有し、前記位置調節
器の出力を基に各動輪を一方を増速、他方を減速して搬
送台車の走行を制御するものにおいて、前記位置検出器
と左右の動輪を結ぶ線分との間の距離ｌを、 ｌ＝ｋ・Ｎ（Tp＋Ts） 但し、N:搬送台車の走行速度 Tp:位置検出器の伝達関数を一次遅れに近似したときの
等価時定数 Ts:速度制御系の伝達関数を一次遅れに近似したときの
等価時定数 k:定数（好ましくは４程度） に定めたことを特徴とする無人搬送台車の制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の制御装置において、位置
調節器の調節要素を比例要素と微分要素との和に一次遅
れ要素を掛けた特性を有するものとなし、かつ搬送台車
の走行速度をＮ、位置検出器と左右動輪を結ぶ線分との
間の距離をｌとして一次遅れ要素の時定数Ｔを、Ｔ＝l/
Nとなるように選定したことを特徴とする無人搬送台車
の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1007316A JP2676869B2 (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 無人搬送台車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1007316A JP2676869B2 (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 無人搬送台車の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187806A JPH02187806A (ja) | 1990-07-24 |
| JP2676869B2 true JP2676869B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=11662587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1007316A Expired - Fee Related JP2676869B2 (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 無人搬送台車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2676869B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020155096A (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社リコー | 自律移動装置、プログラム、自律移動装置の操舵方法及び自律移動装置の調整方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5296075U (ja) * | 1976-01-14 | 1977-07-18 | ||
| JPS52153555A (en) * | 1976-06-14 | 1977-12-20 | Hitachi Zosen Corp | Method of controlling stoppage of movable member at designated position |
| JPS5367087A (en) * | 1976-10-14 | 1978-06-15 | Mitsubishi Electric Corp | Positional control system of movable body |
| JPS5960515A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-06 | Toshiba Corp | 搬送位置決め制御方法 |
| JPS6156153A (ja) * | 1984-08-28 | 1986-03-20 | Sumitomo Chem Co Ltd | シクロペンテノンエステル類の製造方法 |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP1007316A patent/JP2676869B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020155096A (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社リコー | 自律移動装置、プログラム、自律移動装置の操舵方法及び自律移動装置の調整方法 |
| JP7419784B2 (ja) | 2019-03-18 | 2024-01-23 | 株式会社リコー | 自律移動装置、プログラム、自律移動装置の操舵方法及び自律移動装置の調整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02187806A (ja) | 1990-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |