JP2923551B2 - 移動体の制御装置及び物品仕分装置の制御装置 - Google Patents
移動体の制御装置及び物品仕分装置の制御装置Info
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- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
分装置において、移動体及び搬送体の位置を検出し、こ
の検出信号に基づき、移動体及び搬送体の速度を求め、
これらの位置と速度との制御を行う移動体の制御装置及
び物品仕分装置の制御装置に関するものである。
れた複数の仕分台車の各トレイに荷積装置から順次荷積
を行い、仕分先に移動して、所定の仕分け先である仕分
シュートと対向した位置でトレイを傾斜させ、荷物を送
り出す。そのために、その各仕分台車の位置を正確に把
握すること及び移動速度を一定に維持することが、極め
て重要な制御項目となっている。そこで、通常は、仕分
台車の速度を検出し、これを設定値と比較して、その差
ができるだけ小さくなるように、フィードバック制御が
行われている。
では、スラットが多数一定間隔で連結された無限軌道上
に荷積装置から荷積を行い、仕分先に移動させて、所定
の仕分け先で無限軌道上から荷物を送り出す。そのため
に、その無限軌道の移動速度を一定に維持することが、
極めて重要な制御項目となっている。通常は、チェーン
とスプロケットとを介して無限軌道を駆動するモータの
駆動軸にエンコーダを設置し、このエンコーダにより無
限軌道の速度を検出し、これを設定値と比較して、その
差ができるだけ小さくなるように、フィードバック制御
が行われている。
御装置として、実願平5−10989号を既に提案して
いる。図6は、この提案に係る物品仕分装置の制御装置
における、仕分台車と一体的に組み立てられているリニ
アモータの二次導体プレートと光センサとの配置関係を
示す模式的断面図である。各二次導体プレート51は、
一定の間隔L5 を隔てて複数個連結されており、それぞ
れには仕分トレイ(図示せず)が搭載されて仕分台車が
構成されている。各二次導体プレート51は、荷積装置
(図示せず)により仕分トレイ上に荷積みされて移動
し、各仕分台車がそれぞれ所定のシュートと対向する位
置に達すると、仕分トレイを傾動させて、物品をシュー
トへ送り出し仕分けるようになっている。
7 は、何れも二次導体プレート51の移動域に面し、二
次導体プレート51の移動方向に沿って、一定間隔di
を隔てて、一列に配置され、また、相隣する光センサA
1 及びB1 の間〜光センサA 7 及びB7 の間は、何れも
di/4宛ずらせて二次導体プレート51の移動方向に
対して交互に位置するように配設されている。光センサ
A1 〜A7 ,B1 〜B7 は、何れも二次導体プレート5
1に対向している間はHレベルの、また、二次導体プレ
ート51,51間の隙間に対向している間はLレベルの
信号を出力するように構成されており、光センサA1 の
みは単独に、また、光センサA2 〜A7 及び光センサB
1 〜B7 の出力端子は、それぞれ並列に接続され、図7
に示す受光器HS1 , HS2 ,HS3 に接続されてい
る。
A7 ,B1 〜B7 の検出信号の処理回路を示す回路図で
あり、図8は、処理回路における入力、出力信号の波形
図である。図7において、受光器HS1 は光センサA1
に接続され、また受光器HS2 は光センサA2 〜A
7 に、更に受光器HS3 は光センサB1 〜B7 にそれぞ
れ並列に接続されている。各光センサA1 〜A7 ,B1
〜B7 から出力された電気信号は受光器HS1 , H
S2 ,HS3 にて再度光信号に変換された後、再び電気
信号に変換されて出力されている。
号に対応した信号、即ち、二次導体プレート51が通過
中はHレベルの信号が、また、二次導体プレート51が
通過し終わるとLレベルの信号が、図8(a)に示すよ
うに、交互に出力される。一方、受光器HS2 からは光
センサA2 〜A7 からの信号が、図8(b)に示すよう
に、二次導体プレート51の通過に伴って順次パルス状
に出力される。更に受光器HS3 からは光センサB1 〜
B7 からの信号が、同様にパルス状に出力されるが、図
6に示したように、A列とB列との光センサはdi/4
だけ位置をずらしてあるので、図8(c)に示すよう
に、図8(b)に示すパルスとはタイミングがずれたパ
ルスとなる。
は、シフトレジスタ61のクリア端子、クロック端子に
それぞれ接続されると共に、反転素子62,63を介在
させてORゲート64の各入力端子に接続されている。
シフトレジスタ61は入力されたパルスにより出力をシ
フトする。シフトレジスタ61の出力はスイッチ80を
介在して増幅器75にて増幅され、図8(f)に示すよ
うなトレイ制御信号Trayとして演算制御部77へ出
力される。スイッチ80はA1 〜A7 のセンサの内、何
れのセンサでトレイを検出するかを選択する。図8
(f)に示すトレイ制御信号Trayはトレイの位置に
対応した同期信号としてそのトレイの位置の確認に用い
られる。
ト66の一方の入力端子と、反転素子67を介在させて
ANDゲート68の一の入力端子とに入力されている。
一方、受光器HS3 の出力端子は前記ANDゲート66
の他方の入力端子に接続されると共に、反転素子65を
介在させて前記ANDゲート68の他方の入力端子に接
続されている。
Rゲート69の各入力端子に接続され、その出力端子は
反転素子70を介在させて増幅器75に接続されると共
に、ANDゲート72の一方の入力端子に接続されてい
る。ORゲート69の出力は増幅器75にて増幅され、
図8(d)に示すようなカウントエンド信号CEとして
演算制御部77へ出力される。ANDゲート72の他方
の入力端子には基準パルス発振器71からのパルスが入
力され、ANDゲート72の出力端子も増幅器75に接
続されている。ANDゲート72の出力信号は増幅器7
5にて増幅され、図8(e)に示すようなカウントパル
スCP(内挿パルス)として演算制御部77へ出力され
る。
入力されたトレイ制御信号Tray、タイミング信号
T、カウントエンド信号CE及びカウントパルスCPに
基づき仕分台車の位置、仕分台車の移動速度vを求め、
仕分台車の移動状態を監視し、仕分台車のトレイを所定
のタイミングで制御する外、仕分台車の速度に対応する
フィードバック制御を行うようになっている。
れる。図9(a)にはA列の、図9(b)にはB列の光
センサによる検出信号の波形を示している。図9
(a),図9(b)の何れのパルスもそれぞれの立下り
が二次導体プレート51の後端の通過を、また立上りが
二次導体プレート51の前端の通過を示している。従っ
て相隣する二次導体プレート51,51の間隙L5 に相
当する間隔がmとなる。
/秒)、二次導体プレート51の後端がA列の光センサ
Ai とB列の光センサBi との間di/4、即ちQR間
の寸法Pab (m)とすると、この間を通過する時間t
(秒)は下記(1)式で与えられる。 t=Pab/v …(1) そこで、この時間tの間に基準パルスを内挿し、パルス
数をカウントすることで二次導体プレート51の移動速
度が求められる。ちなみに、この間に50kHzの基準
パルスを内挿したとすると、パルスカウント数Pは下記
(2)式で与えられる。 P=t×50×103 …(2)
を3m/秒、QR間の寸法Pabを25mmとしたときのカ
ウント値は、下式のように417となる。 P=0.025÷3×50×103 ≒417 このような移動速度はA列,B列のそれぞれ複数の光セ
ンサA1 〜A7 ,B1〜B7 の検出信号を用いること
で、各仕分台車の通過毎に複数個ずつ得られることとな
り、それぞれ各仕分台車の位置に対応した同期信号、及
び仕分台車の速度が得られ、これらに基づく精細なトレ
イ及び速度制御が行なえることとなる。
ンサAi とB列の光センサBi との間隔di/4の誤差
が、二次導体プレート51の移動速度の変動に直接反映
するので、A列の光センサAi とB列の光センサBi と
は、間隔di/4を高精度に保って据えつける必要があ
り、調整に手間が掛かっていた。また、光センサを使用
しているので、外乱光及び粉塵の影響を受け易い問題が
あった。
仕分装置で、スラットを二次導体プレートとするリニア
モータを無限軌道の駆動源とするものがあるが、その場
合、無限軌道の速度を検出するエンコーダを設置するた
めの駆動軸が存在しない。そこで、前述の仕分台車式の
物品仕分装置のように、光センサを使用することも考え
られるが、そのようにすると、前述したところと同様の
問題が生じることになる。
れたものであり、移動体に距離を隔てて付設された複数
個の磁石と、磁石の移動範囲に臨ませて張設され、有効
検出範囲が前記磁石間の距離より長く設定された磁歪線
と、該磁歪線に設けられた受信器と、磁歪線に所定周期
の電流パルスを流す電流パルス発生器とを設けることに
より、据え付け調整が簡単で、照度の影響を受けず、信
頼性が高い移動体の制御装置を提供することを目的とす
る。
無効とする弾性波判別手段を設けることにより、据え付
け調整が簡単で、照度の影響を受けず、信頼性が高い移
動体の制御装置を提供することを第2の目的とする。受
信器近傍に生じた捩じり弾性波を、位置検出に使用しな
いためのデッドゾーン判別手段を設けることにより、据
え付け調整が簡単で、照度の影響を受けず、信頼性が高
い移動体の制御装置を提供することを第3の目的とす
る。捩じり弾性波を受信した後は、所定期間、捩じり弾
性波を無効とするノイズ判別手段を設けることにより、
据え付け調整が簡単で、照度の影響を受けず、信頼性が
高い移動体の制御装置を提供することを第4の目的とす
る。
の磁石と、磁石の移動域に臨んで張設され、磁石間の距
離より長い部位を有効検出範囲と定められた磁歪線と、
該磁歪線に設けられた受信器と、磁歪線に所定周期の電
流パルスを流す電流パルス発生器とを設けることによ
り、据え付け調整が簡単で、照度の影響を受けず、信頼
性が高い物品仕分装置の制御装置を提供することを第5
の目的とする。二次導体プレートに直接又は関連して距
離を隔てて付設された複数個の磁石と、該磁石の移動域
に臨ませて張設され、磁石間の距離より長い部位を有効
検出範囲と定められた磁歪線と、該磁歪線に設けられた
受信器と、磁歪線に所定周期の電流パルスを流す電流パ
ルス発生器とを有する検出器と、検出器の検出信号に基
づき無限軌道の移動速度を検出する速度検出部とを設け
ることにより、据え付け調整が簡単で、照度の影響を受
けず、信頼性が高い物品仕分装置の制御装置を提供する
ことを第6の目的とする。
た捩じり弾性波を無効とする弾性波判別手段を設けるこ
とにより、据え付け調整が簡単で、照度の影響を受け
ず、信頼性が高い物品仕分装置の制御装置を提供するこ
とを第7の目的とする。
弾性波を、位置検出に使用しないためのデッドゾーン判
別手段を設けることにより、据え付け調整が簡単で、照
度の影響を受けず、信頼性が高い物品仕分装置の制御装
置を提供することを第8の目的とする。捩じり弾性波を
受信した後は、所定期間、受信器が受信した捩じり弾性
波を無効とするノイズ判別手段を設けることにより、据
え付け調整が簡単で、照度の影響を受けず、信頼性が高
い物品仕分装置の制御装置を提供することを第9の目的
とする。
係る移動体の制御装置は、移動体の位置を検出する検出
器と、該検出器の検出信号に基づき移動体の移動速度を
検出する手段とを備え、移動体の位置及び移動速度を制
御する移動体の制御装置において、前記検出器は、前記
移動体に距離を隔てて付設された複数個の磁石と、前記
移動体の移動域に臨ませて張設された前記磁石間の距離
より長い磁歪線と、該磁歪線に設けられた受信器と、前
記磁歪線に所定周期の電流パルスを流す電流パルス発生
器とを備え、前記電流パルスにより前記受信器に近接す
る磁歪線の部位を除く、前記磁石間の距離より長い部位
である有効検出範囲であって、磁石に近接する部位に発
生する捩じり弾性波の前記受信器までの伝播時間を計測
することにより、前記移動体の位置を検出し、前記移動
体の位置及び速度を制御すべくなしてあることを特徴と
する。
生器が発生する所定周期の電流パルスにより、磁石に近
接する磁歪線の有効検出範囲に発生する捩じり弾性波の
受信器までの伝播時間を所定周期毎に計測し、これらの
伝播時間から移動体の位置及び移動速度を検出し、移動
体を制御する。
間隔より長く設定されることにより、磁歪線の有効検出
範囲には2個の磁石が存在し、これら2個の磁石に近接
する磁歪線の部位に発生する捩じり弾性波の受信器まで
の伝播時間を所定周期毎に計測するので、移動体の位置
及び移動速度を連続的に検出できる。
装置は、前記電流パルス発生器が電流パルスを流した
時、これと略同時的に、前記受信器に受信された捩じり
弾性波か否かを判別し、そうである場合にはこの捩じり
弾性波を無効とする弾性波判別手段を備えることを特徴
とする。
段が、電流パルス発生時に生じ受信器に受信された捩じ
り弾性波を無効とするので、不要な捩じり弾性波により
誤検出することがない。
装置は、前記受信器に受信された捩じり弾性波が前記受
信器近傍の所定範囲である磁歪線の部位であるデッドゾ
ーンに生じた捩じり弾性波か否かを判別し、そうである
場合には、この捩じり弾性波を、前記磁石の位置検出に
使用しないこととするデッドゾーン判別手段を備えるこ
とを特徴とする。
判別手段が、計測精度が悪くなる受信器近傍の所定範囲
に生じ受信器に受信された捩じり弾性波を、磁石の位置
検出に使用しないので、位置検出の信頼性が高まる。
装置は、前記受信器が捩じり弾性波を受信した後は、所
定期間、前記受信器が受信した捩じり弾性波をノイズと
して判別し、無効とするノイズ判別手段を備えることを
特徴とする。
段は、受信器が捩じり弾性波を受信した後は、所定期
間、受信器が受信した捩じり弾性波を無効とするので、
ノイズを誤検出することがない。
の制御装置は、仕分台車上のトレイに荷積装置から荷積
を行い、仕分先に移動させて、所定の仕分け先でトレイ
から荷物を送り出す物品仕分装置の仕分台車の位置を検
出する検出器と、該検出器の検出信号に基づき仕分台車
の移動速度を検出する手段とを備え、仕分台車の位置及
び移動速度を制御する物品仕分装置の制御装置におい
て、前記検出器は、前記仕分台車に距離を隔てて付設さ
れた複数個の磁石と、前記移動体の移動域に臨ませて張
設された前記磁石間の距離より長い磁歪線と、該磁歪線
に設けられた受信器と、前記磁歪線に所定周期の電流パ
ルスを流す電流パルス発生器とを備え、前記電流パルス
により前記受信器に近接する磁歪線部位を除く、前記磁
石間の距離より長い部位である有効検出範囲であって、
磁石に近接する部位に発生する捩じり弾性波の前記受信
器までの伝播時間を計測することにより、前記仕分台車
の位置を検出し、前記仕分台車の位置及び移動速度を制
御すべくなしてあることを特徴とする。
ルス発生器が発生する所定周期の電流パルスにより、磁
石に近接する磁歪線の有効検出範囲に発生する捩じり弾
性波の受信器までの伝播時間を所定周期毎に計測し、こ
れらの伝播時間から仕分台車の位置及び移動速度を検出
し、仕分台車を制御する。
の制御装置は、駆動源であるリニアモータの二次導体プ
レートが多数一定間隔で連結された無限軌道上に荷積装
置から荷積を行い、仕分先に移動させて、所定の仕分け
先で無限軌道上から荷物を送り出す物品仕分装置の無限
軌道の移動速度を検出し、無限軌道の移動速度を制御す
る物品仕分装置の制御装置において、前記二次導体プレ
ートに直接又は関連して距離を隔てて付設された複数個
の磁石と、前記二次導体プレートの移動域に臨ませて張
設された前記磁石間の距離より長い磁歪線と、該磁歪線
に設けられた受信器と、前記磁歪線に所定周期の電流パ
ルスを流す電流パルス発生器とを有し、該電流パルス発
生器が流した電流パルスにより前記受信器に近接する磁
歪線の部位を除く、前記磁石間の距離より長い部位であ
る有効検出範囲であって、磁石に近接する部位に発生す
る捩じり弾性波の前記受信器までの伝播時間を計測する
ことにより、前記二次導体プレートの位置を検出する検
出器と、該検出器の検出信号に基づき前記無限軌道の移
動速度を検出する速度検出部とを備え、前記無限軌道の
移動速度を制御すべくなしてあることを特徴とする。
ルス発生器が発生する所定周期の電流パルスにより、磁
石に近接する磁歪線の有効検出範囲に発生する捩じり弾
性波の受信器までの伝播時間を所定周期毎に計測し、こ
れらの伝播時間から二次導体プレートの位置を検出す
る。そして、速度検出部によりこの位置変化から無限軌
道の移動速度を検出し、この移動速度に基づき無限軌道
を制御する。
の制御装置は、前記電流パルス発生器が電流パルスを流
した時、これと略同時的に、前記受信器に受信された捩
じり弾性波か否かを判別し、そうである場合にはこの捩
じり弾性波を無効とする弾性波判別手段を備えることを
特徴とする。
判別手段が、電流パルス発生時に生じ受信器に受信され
た捩じり弾性波を無効とするので、不要な捩じり弾性波
により誤検出することがない。
の制御装置は、前記受信器に受信された捩じり弾性波
が、前記受信器近傍の所定範囲である磁歪線の部位であ
るデッドゾーンに生じた捩じり弾性波か否かを判別し、
そうである場合には、この捩じり弾性波を前記磁石の位
置検出に使用しないこととするデッドゾーン判別手段を
備えることを特徴とする。
ゾーン判別手段が、計測精度が悪くなる受信器近傍の所
定範囲に生じ受信器に受信された捩じり弾性波を、磁石
の位置検出に使用しないので、位置検出の信頼性が高ま
る。
の制御装置は、前記受信器が捩じり弾性波を受信した後
は、所定期間、前記受信器が受信した捩じり弾性波をノ
イズとして判別し、無効とするノイズ判別手段を備える
ことを特徴とする。
判別手段は、受信器が捩じり弾性波を受信した後は、所
定期間、受信器が受信した捩じり弾性波を無効とするの
で、ノイズを誤検出することがない。
を示す図面に基づき説明する。物品仕分装置にあって
は、連結された複数の仕分台車の各トレイに荷積装置か
ら順次荷積を行い、仕分先に移動して、所定の仕分け先
である仕分シュートと対向した位置でトレイを傾斜さ
せ、荷物を送り出す。そのために、その各仕分台車の位
置を正確に把握すること及び移動速度を一定に維持する
ことが、重要な制御項目となっている。そこで、仕分台
車の速度を検出し、これを設定値と比較して、その差が
できるだけ小さくなるように、フィードバック制御が行
われている。
では、スラットが多数一定間隔で連結された無限軌道上
に荷積装置から荷積を行い、仕分先に移動させて、所定
の仕分け先で無限軌道上から荷物を送り出す。そのため
に、その無限軌道の移動速度を一定に維持することが、
極めて重要な制御項目となっている。そこで、無限軌道
の速度を検出し、これを設定値と比較して、その差がで
きるだけ小さくなるように、フィードバック制御が行わ
れている。
びこれを利用した本発明に係る物品仕分装置の制御装置
の実施の形態の構成例を示すブロック図である。この移
動体の制御装置及び物品仕分装置の制御装置は、仕分台
車と一体的に組み立てられているリニアモータの二次導
体プレート1(移動体)が、一定の間隔L1 を隔てて複
数個連結されており、それぞれには仕分トレイ(図示せ
ず)が搭載されて仕分台車が構成されている。各二次導
体プレート1は、荷積装置(図示せず)により仕分トレ
イ上に荷積みされて移動し、各仕分台車がそれぞれ所定
のシュートと対向する位置に達すると、仕分トレイを傾
動させて、物品をシュートへ送り出し仕分けるようにな
っている。
久磁石3がそれぞれ取り付けられ、永久磁石3の間隔は
L2 である(L1 ≒L2 )。永久磁石3の移動範囲内の
所定区間には、永久磁石3と一定の隙間を保って磁歪線
2が張設されている。磁歪線2は、固定されたクランプ
治具(図示せず)によって、両端がクランプされ、これ
らのクランプ治具内には、弾性体が挿入されており、磁
歪線2の両端が固定されて捩じり弾性波を反射すること
を防止している。受信器4は、磁歪線2の一端の近傍に
配置されており、内蔵したコイルを磁歪線2が無接触で
貫通している。受信器4のコイルは、逆磁歪効果を利用
して、磁歪線2を伝播する捩じり弾性波を検出する。受
信器4のコイルの一端は接地され、他端は増幅器5の入
力端子に接続されている。増幅器5の出力端子は、差動
増幅器(コンパレータ)6の非反転入力端子に接続さ
れ、差動増幅器6の反転入力端子には、所定の正電圧が
印加されている。
から所定周期の電流パルスが供給される。このとき、電
流パルス毎に磁歪線2の円周方向磁界が生じ、電流パル
スと共に磁歪線2の外縁部を軸線方向へ移動する(移動
速度は電流速度であるので、移動時間は無視できる)。
磁歪線2の円周方向磁界が、永久磁石3の近傍を通過す
るとき、円周方向磁界と永久磁石3による磁界との相互
作用により、磁歪線2に捩じり弾性波が発生し、この捩
じり弾性波が受信器4に到達する迄の時間を得ることに
より、永久磁石3の位置情報を得るようになっている。
き、計測精度が悪くなるので、受信器4の近傍には、そ
の範囲に生じた捩じり弾性波は永久磁石3の位置検出に
使用しないデッドゾーンdが設けられている。磁歪線2
の長さL3 は、余裕距離をαとすると、 L2 +d+α<L3 <2L2 +d−α (L1 ≒L2 ) (3) となるように設定されており、一定時間、磁歪線2の有
効検出範囲(デッドゾーンdを除いた範囲)上に永久磁
石3が2個存在するようになっている。これにより、連
続的に永久磁石3の位置情報を得ることができる。
に1個存在するときは、その永久磁石3の位置変化をサ
ンプリング毎(電流パルス毎)の永久磁石3の速度情報
とする。永久磁石3が、磁歪線2の有効検出範囲上に2
個存在するようになったとき(有効検出範囲上に新しい
永久磁石3が入って来たとき=永久磁石3の位置情報が
急激に小さくなったとき)は、サンプリングの対象を新
しい永久磁石3に切り替えるようになっている。但し、
永久磁石3が切り替わったときの1回分の速度情報は採
用しない。
に生じ受信器4に受信された捩じり弾性波を無効とする
弾性波判別回路10へ与えられる。弾性波判別回路10
は、電流パルス発生器7からの所定周期の電流パルスが
カウンタ12及びフリップフロップ13のプリセット端
子へ与えられ、フリップフロップ13のクリア端子に
は、カウンタ12の出力端子が接続されている。カウン
タ12は、電流パルスが与えられたときから、発振回路
11の発振パルスをスイッチ回路12aで設定された個
数分カウントすることにより、所定時間τ1 を計時す
る。
増幅器6の出力は、それぞれ2入力ANDゲート14の
入力端子へ与えられ、2入力ANDゲート14の出力
は、ノイズ判別回路20へ与えられる。ノイズ判別回路
20は、受信器4が捩じり弾性波を受信した後は、所定
期間τ2 (τ2 は、永久磁石3,3の間隔L2 に相当す
る捩じり弾性波の伝播時間より僅かに小さく設定す
る。)内に、受信器4が受信した捩じり弾性波を無効と
する。
ト14の出力がフリップフロップ21のクロック端子へ
与えられ、フリップフロップ21の出力は、カウンタ2
2へ与えられる。カウンタ22の出力は、フリップフロ
ップ21のクリア端子及びデッドゾーン判別回路30へ
与えられる。カウンタ22は、フリップフロップ21の
Hレベルの出力信号が与えられたときから、発振回路4
0の発振パルスをスイッチ回路22aで設定された個数
分カウントすることにより、所定時間τ2 を計時する。
傍の所定範囲に生じ受信器4に受信された捩じり弾性波
を、永久磁石3の位置検出に使用しないための回路であ
る。デッドゾーン判別回路30は、電流パルス発生器7
からの所定周期の電流パルスがカウンタ32及びフリッ
プフロップ33のプリセット端子へ与えられ、フリップ
フロップ33のクリア端子には、カウンタ32の出力端
子が接続されている。カウンタ32は、電流パルスが与
えられたときから、発振回路31の発振パルスをスイッ
チ回路32aで設定された個数分カウントすることによ
り、所定時間τ3 を計時する。所定時間τ3 に相当する
受信器4近傍の範囲がデッドゾーンdとなる。尚、所定
時間τ1 ,τ2 ,τ3 は、トリマ等(図示せず)で容易
に調整・変更が可能である。
ップフロップ34のクロック端子へ与えられる。フリッ
プフロップ34は、電流パルス発生器7からの所定周期
の電流パルスがクリア端子へ与えられ、カウンタ22の
出力がデータ端子へ与えられている。フリップフロップ
34の反転出力は、フリップフロップ35のクリア端子
へ与えられ、フリップフロップ35のプリセット端子へ
は、電流パルス発生器7からの所定周期の電流パルスが
与えられている。
NDゲート37の一方の入力端子へ与えられ、2入力A
NDゲート37の他方の入力端子へは、所定の発振周波
数を有する発振器36の出力が与えられている。2入力
ANDゲート37の出力は、カウンタ39へ与えられて
カウントされると共に、反転素子38を通じてカウント
エンド信号として使用される。カウンタ39がカウント
したカウント数は、制御部42内の速度検出部41に与
えられ、速度検出部41では、このカウント数から永久
磁石3の位置を検出する。このカウント数は周期的に与
えられ、速度検出部41は、周期的に永久磁石3の位置
を検出し、この位置変化から永久磁石3(二次導体プレ
ート1)の速度を検出することができる。制御部42
は、検出された速度に基づき、二次導体プレート1の速
度を制御する。
制御装置の動作を、図2(イ)〜(ヲ)に示す、図1の
各部(イ)〜(ヲ)における波形図を参照しながら説明
する。磁歪線2の一端には、電流パルス発生器7から電
流パルスが供給され、磁歪線2の他端からアースへ戻さ
れる。このとき、磁歪線2の円周方向磁界が生じ、電流
パルスと共に磁歪線2の外縁部を軸線方向へ移動する
(移動速度は電流速度であるので、移動時間は無視でき
る)。磁歪線2の円周方向磁界が、永久磁石3の近傍を
通過するとき、円周方向磁界と永久磁石3による磁界と
の相互作用により、磁歪線2に捩じり弾性波が発生す
る。
伝播して、受信器4に到達する迄の時間をtとすると、
永久磁石3の位置Xは、次式で簡単に求めることができ
る。 X=v・t (vは、磁歪線2の捩じり弾性波の伝播速度。)(4) 永久磁石3の位置Xを周期的に求めることにより、永久
磁石3の速度情報を得ることができる。
ッドゾーンdに永久磁石3が存在する場合を、T2 は、
磁歪線2の有効検出範囲(デッドゾーンdを除いた範
囲)に永久磁石3が入った直後(検出対象の永久磁石3
が切り替わった直後)をそれぞれ示している。電流パル
ス発生器7から電流パルスが供給されると(図2(イ)
T1 ,T2 )、フリップフロップ13がプリセットされ
ると共に、カウンタ12がリセットされて所定時間τ1
の計時を開始する。フリップフロップ13は、プリセッ
トされると、Lレベル信号をANDゲート14の一方の
入力端子へ出力し続ける(図2(ニ)T1 ,T2 )。
捩じり弾性波は、検出器4で検知され、増幅器5で増幅
された電圧値が、差動増幅器6の反転入力端子に印加さ
れている電圧(検出のための閾値)を超えると、差動増
幅器6がパルス(図2(ハ)T1 ,T2 )を弾性波判別
回路10のANDゲート14の一方の入力端子へ出力す
る。このとき、弾性波判別回路10のANDゲート14
は、他方の入力端子へLレベル信号が入力されているの
で、前述のパルス(図2(ハ)T1 ,T2 )に対応する
出力を行わない(図2(ホ)T1 ,T2 )。
すると、フリップフロップ13は、Hレベル信号をAN
Dゲート14の一方の入力端子へ出力し始める(図2
(ニ)T1 ,T2 )。2個の永久磁石3が、図2(イ)
T1 に示すPM1 ,PM2 (PM1 はデッドゾーンdに
存在する。)の位置にある場合、受信器4は、PM1 ,
PM2 の位置で生じた捩じり弾性波をこの順番で受信す
る(図2(ロ)T1 )。この2つの受信信号の増幅器5
で増幅された電圧値が、差動増幅器6の反転入力端子に
印加されている電圧(検出のための閾値)をそれぞれ超
えると、差動増幅器6がパルス(図2(ハ)T1 ,
T2 )をそれぞれ弾性波判別回路10のANDゲート1
4の一方の入力端子へ出力する。
ート14は、他方の入力端子へHレベル信号が入力され
ているので、前述のパルス(図2(ハ)T1 ,T2 )に
対応するパルス(図2(ホ)T1 ,T2 )を、ノイズ判
別回路20のフリップフロップ21のクロック端子へ出
力する。
1は、1発目のパルス(PM1 の位置に対応するパル
ス)を受けると、それに対応するパルスをカウンタ22
へ出力する。カウンタ22は、フリップフロップ21か
らの信号を受けると、所定時間τ2 の計時を開始し、出
力信号をLレベルにする(図2(へ)T1 )。この計時
が終了すると、Hレベルの信号(図2(へ)T1 )をフ
リップフロップ21のクリア端子及びデッドゾーン判別
回路30のフリップフロップ34のデータ端子へ出力す
る。フリップフロップ21は、一発目のパルスを受けて
から、クリア端子へカウンタ22のHレベルの出力信号
を受ける迄(所定時間τ2 )、クロック端子にパルスを
受けても(図2(ホ)T1 )ノイズとして処理し、出力
を変化させない(図2(へ)T1 )。
2 (PM1 ,PM2 の間隔)に相当する捩じり弾性波の
伝播時間より、僅かに小さく設定されているので、フリ
ップフロップ21は、2発目のパルス(PM2 の位置に
対応するパルス)を受けると、それに対応するパルスを
カウンタ22へ出力する。カウンタ22は、フリップフ
ロップ21からの信号を受けると、再び所定時間τ2 の
計時を開始し、出力信号をLレベルにする(図2(へ)
T1 )。
流パルス発生器7から電流パルスが出力されたとき(図
2(イ)T1 )、フリップフロップ33がプリセットさ
れると共に、カウンタ32がリセットされて所定時間τ
3 の計時を開始している。また、フリップフロップ33
は、プリセットされて、Lレベル信号をフリップフロッ
プ34のクロック端子へ出力し続けている(図2(ト)
T1 )。この状態で、フリップフロップ34は、データ
端子にカウンタ22からLレベルの信号(図2(へ)T
1 、PM1 の位置に対応する)を受けても、出力を変化
させない(図2(チ)T1 )(PM1 の位置に対応する
パルスを無効にする)。
すると、フリップフロップ33は、クリアされて、Hレ
ベル信号をフリップフロップ34のクロック端子へ出力
し始める(図2(ト)T1 )。この状態で、フリップフ
ロップ34は、データ端子にカウンタ22からLレベル
信号(図2(へ)T1 、PM2 の位置に対応する)を受
けると、Hレベル信号をフリップフロップ35のクリア
端子へ出力する(図2(チ)T1 )。従って、デッドゾ
ーン判別回路30は、デッドゾーンd(伝播時間が所定
時間τ3 に相当する)内のPM1 の位置に対応するパル
スを無効にし、デッドゾーンd外のPM2 の位置に対応
するパルスを検出する。
ルス発生器7から電流パルスが出力されたときに(図2
(イ)T1 )、プリセットされ、Hレベル信号(図2
(リ)T1 )をANDゲート37の一方の入力端子へ出
力し続けている。ANDゲート37の他方の入力端子へ
は、所定の周波数を有する発振パルスが入力されてお
り、ANDゲート37は、一方の入力端子へHレベル信
号が入力されている期間、発振パルスを出力する(図2
(ヌ)T1 )。
(図2(チ)T1 、PM2 の位置に対応する)によりク
リアされると、Lレベル信号(図2(リ)T1 )をAN
Dゲート37の一方の入力端子へ出力する。ANDゲー
ト37は、一方の入力端子へLレベル信号が入力される
と、発振パルスの出力を停止する(図2(ヌ)T1 )。
カウンタ39は、ANDゲート37からの発振パルスを
カウントし、発振パルスの出力が停止されたときは、反
転素子38によるカウントエンド信号で検知して、カウ
ントを終了する。カウンタ39のカウント数を発振パル
スの周波数で除した値が、PM2 の位置から受信器4ま
での捩じり弾性波の伝播時間であり、この伝播時間が求
まれば、(4)式よりPM2 の位置が求まる。このPM
2 の位置を周期的に求めることにより、永久磁石3(二
次導体プレート1)の速度情報を得ることができる。
すPM1 ,PM2 (PM2 ,PM1共に有効検出範囲に
入った直後)の位置にある場合、受信器4、増幅器5、
差動増幅器6、弾性波判別回路10及びノイズ判別回路
20の動作は、2個の永久磁石3が図2(イ)T1 に示
すPM1 ,PM2 の位置にある場合と同様である。
発生器7から電流パルスが出力されたとき(図2(イ)
T2 )、フリップフロップ33がプリセットされると共
に、カウンタ32がリセットされて所定時間τ3 の計時
を開始し、カウンタ22からフリップフロップ34のデ
ータ端子へLレベル信号(図2(へ)T2 、PM1 の位
置に対応する)が入力する迄に、所定時間τ3 の計時を
終了する。そのため、フリップフロップ34が、データ
端子にカウンタ22からLレベルの信号(図2(へ)T
2 、PM1 の位置に対応する)を受けたときには、フリ
ップフロップ33は、クリアされて、Hレベル信号をフ
リップフロップ34のクロック端子へ出力している(図
2(ト)T2 )。従って、フリップフロップ34は、デ
ータ端子にカウンタ22からLレベルの信号(図2
(へ)T2 、PM1 の位置に対応する)を受けたとき
は、Hレベル信号をフリップフロップ35のクリア端子
へ出力する(図2(チ)T1 )。
ルス発生器7から電流パルスが出力されたときに(図2
(イ)T2 )、プリセットされ、Hレベル信号(図2
(リ)T2 )をANDゲート37の一方の入力端子へ出
力し続けている。ANDゲート37の他方の入力端子へ
は、所定の周波数を有する発振パルスが入力されてお
り、ANDゲート37は、一方の入力端子へHレベル信
号が入力されている期間、所定の周波数の発振パルスを
出力する(図2(ヌ)T2 )。
(図2(チ)T2 、PM 1 の位置に対応する)によりク
リアされると、Lレベル信号(図2(リ)T2 )をAN
Dゲート37の一方の入力端子へ出力する。ANDゲー
ト37は、一方の入力端子へLレベル信号が入力される
と、発振パルスの出力を停止する(図2(ヌ)T2 )。
カウンタ39は、ANDゲート37からの発振パルスを
カウントし、発振パルスの出力が停止されたときは、反
転素子38によるカウントエンド信号で検知して、カウ
ントを終了する。
のカウント数を速度検出部41に与える。速度検出部4
1は、このカウント数を発振パルスの周波数で除して、
PM 1 の位置から受信器4までの捩じり弾性波の伝播時
間を求め、この伝播時間と(4)式とからPM1 の位置
を検出する。速度検出部41は、このPM1 の位置を周
期的に検出することにより、永久磁石3(二次導体プレ
ート1)の速度を検出する。制御部42は、この速度に
基づき、二次導体プレート1の速度を制御する。フリッ
プフロップ34は、データ端子にカウンタ22から、2
つ目のLレベルの信号(図2(へ)T2 、PM2 の位置
に対応する)を受けたとき、Hレベル信号をフリップフ
ロップ35のクリア端子へ出力する(図2(チ)T2 )
が、フリップフロップ35はクリアされた状態であるの
で、出力は変化しない。
て、例えば、図2(ル),(ヲ)に示すT3 ,T4 のよ
うに、永久磁石3が移動すれば、その位置変化分を示す
斜線部に相当する、カウンタ39の発振パルスのカウン
ト数が速度情報となる。この速度情報の信号を元に、制
御部42のシーケンサ及びマイクロコンピュータによ
り、速度フィードバック信号として制御することが可能
になる。
びこれを利用した本発明に係る物品仕分装置の制御装置
の実施の形態の要部構成例を示すブロック図であり、図
4は、図3に示す制御装置が制御する物品仕分装置の概
略構成の断面を示す断面図である。この物品仕分装置
は、スラットコンベヤ式の水平出し仕分装置であり、リ
ニアモータの二次導体プレート1a(アルミスラット;
移動体)が、一定ピッチで多数屈曲可能に連結されて無
限軌道をなしている。
限軌道の復側(下側)の二次導体プレート1aの下側に
所定のエアギャップを隔てて設けられ、無限軌道は後述
する走行ローラ1c及びレール1d(図3)により支持
されている。固定子43は、三相又は二相巻線であり、
この巻線に交流電圧を供給することにより、直線状に移
動する磁界が生じる。この磁界により、固定子43に向
き合っている二次導体プレート1aに渦電流が生じ磁界
進行方向へ推力が発生して、二次導体プレート1aが移
動する。
ト1aの下側の近接する所定位置には、無限軌道の進行
方向に沿うように、磁歪線2が張設されている。この物
品仕分装置の仕分物44は、無限軌道の往側(上側)の
上側に荷積装置(図示せず)から荷積され、仕分先に搬
送されて、所定の仕分け先で無限軌道上から送り出され
るようになっている。
が詳細に示されている。各二次導体プレート1aは、一
定の間隔L1 を隔てて、前後両端がサイドプレート1b
によって互いに連結されている。無限軌道の内側に近接
して、レール1dが設けられており、このレール1d上
をサイドプレート1bの前後両端に取り付けられた走行
ローラ1cが走行する。尚、このような二次導体プレー
ト1aのサイドプレート1b、走行ローラ1c及びレー
ル1dの構成は、二次導体プレート1aの向こう側でも
同様になっている。
永久磁石3がそれぞれ取り付けられ、永久磁石3の間隔
はL2 である(L1 ≒L2 )。永久磁石3の移動範囲内
の所定区間には、永久磁石3と一定の隙間を保って前述
の磁歪線2が張設されている。磁歪線2は、固定された
クランプ治具(図示せず)によって、両端がクランプさ
れ、これらのクランプ治具内には、弾性体が挿入されて
おり、磁歪線2の両端が固定されて捩じり弾性波を反射
することを防止している。その他の構成及び動作は、本
発明に係る移動体の制御装置及びこれを利用した本発明
に係る物品仕分装置の制御装置の実施の形態の構成及び
動作と同様であるので、説明を省略する。
流パルス発生器7から5ms毎に電流パルスを発生した
場合の、経過時間と永久磁石3の位置との関係を図5に
示す。図5において、位置データが急減した時点が、新
しい永久磁石3(PM1 )に切り替わった時点である。
このように、2個の永久磁石3が有効検出範囲に入った
直後が、永久磁石3の位置信号(位置データ)が小さく
なり、新しい永久磁石3(二次導体プレート1,1a)
を検知したときであり、この位置信号が小さくなること
をトレイ又はアルミスラット(二次導体プレート1又は
1a)の番号に対応させることができる。これらの判断
は、全て永久磁石3の位置信号を基に制御側でソフト処
理するので、速度信号及びトレイの識別信号等を得るた
めの回路は不要である。
プレート1,1a毎に永久磁石3を配置してあるが、
(3)式から導出して、 L2 +d+α<L3 <2L2 +d−α (但し、L2 ≒(n−1)L1 , n:永久磁石取付ピッチ間に存在する二次導体プレートの個数(永久磁石取り付 け分も含む。)) (5) を満足するならば、二次導体プレート1,1aの数個毎
に永久磁石3を取り付けても良い。
ート1,1aの1つ置きに、永久磁石3を取り付けた場
合、n=3となる。この場合には、トレイ又はアルミス
ラット(二次導体プレート1a)検知用として別途セン
サを設ければ、トレイ又はアルミスラットを検知してこ
れらの割り付け番号を管理することが可能である。ま
た、別途センサを設けなくとも、位置信号を用いて推定
ではあるが、トレイ又はアルミスラットを識別し、これ
らの割り付け番号を管理することも可能である。また、
これらの実施の形態では、理解し易いように、永久磁石
3を二次導体プレート1,1aに取り付けてあるが、作
用として永久磁石3が一定間隔置きに配置され、連続的
に動作すれば良いのであり、二次導体プレート1,1a
と連動する可動部分であれば、どの位置に取り付けても
良い。
の制御装置によれば、据え付け調整が簡単で、信頼性が
高い移動体の制御装置を実現することができる。また、
据え付け調整が簡単なので、据え付け調整費用を削減で
きる。また、光センサ使用時に問題となった照度による
影響がなく、高精度の検出が可能になる。また、センサ
の個数が減少するので、部品のばらつきによる信頼性低
下が解消される。また、非接触の状態で検出が可能とな
るので、信頼性が高まると共に、メンテナンスが容易に
なる。
装置の制御装置によれば、据え付け調整が簡単で、信頼
性が高い物品仕分装置の制御装置を実現することができ
る。また、据え付け調整が簡単なので、据え付け調整費
用を削減できる。また、光センサ使用時に問題となった
照度による影響がなく、高精度の検出が可能になる。ま
た、センサの個数が減少するので、部品のばらつきによ
る信頼性低下が解消される。また、非接触の状態で検出
が可能となるので、信頼性が高まると共に、メンテナン
スが容易になる。
る物品仕分装置の制御装置の構成例を示すブロック図で
ある。
波形図である。
した本発明に係る物品仕分装置の制御装置の実施の形態
の要部構成例を示すブロック図である。
概略構成の断面を示す断面図である。
す図表である。
体プレートと光センサとの配置関係を示す説明図であ
る。
路図である。
示す波形図である。
体プレートの移動速度の求め方を示す説明図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 移動体の位置を検出する検出器と、該検
出器の検出信号に基づき移動体の移動速度を検出する手
段とを備え、移動体の位置及び移動速度を制御する移動
体の制御装置において、 前記検出器は、前記移動体に距離を隔てて付設された複
数個の磁石と、前記移動体の移動域に臨ませて張設され
た前記磁石間の距離より長い磁歪線と、該磁歪線に設け
られた受信器と、前記磁歪線に所定周期の電流パルスを
流す電流パルス発生器とを備え、前記電流パルスにより
前記受信器に近接する磁歪線の部位を除く、前記磁石間
の距離より長い部位である有効検出範囲であって、磁石
に近接する部位に発生する捩じり弾性波の前記受信器ま
での伝播時間を計測することにより、前記移動体の位置
を検出し、前記移動体の位置及び速度を制御すべくなし
てあることを特徴とする移動体の制御装置。 - 【請求項2】 前記電流パルス発生器が電流パルスを流
した時、これと略同時的に、前記受信器に受信された捩
じり弾性波か否かを判別し、そうである場合にはこの捩
じり弾性波を無効とする弾性波判別手段を備えることを
特徴とする請求項1記載の移動体の制御装置。 - 【請求項3】 前記受信器に受信された捩じり弾性波が
前記受信器近傍の所定範囲である磁歪線の部位であるデ
ッドゾーンに生じた捩じり弾性波か否かを判別し、そう
である場合には、この捩じり弾性波を、前記磁石の位置
検出に使用しないこととするデッドゾーン判別手段を備
えることを特徴とする請求項1又は2に記載の移動体の
制御装置。 - 【請求項4】 前記受信器が捩じり弾性波を受信した後
は、所定期間、前記受信器が受信した捩じり弾性波をノ
イズとして判別し、無効とするノイズ判別手段を備える
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の移動体
の制御装置。 - 【請求項5】 仕分台車上のトレイに荷積装置から荷積
を行い、仕分先に移動させて、所定の仕分け先でトレイ
から荷物を送り出す物品仕分装置の仕分台車の位置を検
出する検出器と、該検出器の検出信号に基づき仕分台車
の移動速度を検出する手段とを備え、仕分台車の位置及
び移動速度を制御する物品仕分装置の制御装置におい
て、 前記検出器は、前記仕分台車に距離を隔てて付設された
複数個の磁石と、前記移動体の移動域に臨ませて張設さ
れた前記磁石間の距離より長い磁歪線と、該磁歪線に設
けられた受信器と、前記磁歪線に所定周期の電流パルス
を流す電流パルス発生器とを備え、前記電流パルスによ
り前記受信器に近接する磁歪線部位を除く、前記磁石間
の距離より長い部位である有効検出範囲であって、磁石
に近接する部位に発生する捩じり弾性波の前記受信器ま
での伝播時間を計測することにより、前記仕分台車の位
置を検出し、前記仕分台車の位置及び移動速度を制御す
べくなしてある ことを特徴とする物品仕分装置の制御装
置。 - 【請求項6】 駆動源であるリニアモータの二次導体プ
レートが多数一定間隔で連結された無限軌道上に荷積装
置から荷積を行い、仕分先に移動させて、所定の仕分け
先で無限軌道上から荷物を送り出す物品仕分装置の無限
軌道の移動速度を検出し、無限軌道の移動速度を制御す
る物品仕分装置の制御装置において、前記二次導体プレ
ートに直接又は関連して距離を隔てて付設された複数個
の磁石と、前記二次導体プレートの移動域に臨ませて張
設された前記磁石間の距離より長い磁歪線と、該磁歪線
に設けられた受信器と、前記磁歪線に所定周期の電流パ
ルスを流す電流パルス発生器とを有し、該電流パルス発
生器が流した電流パルスにより前記受信器に近接する磁
歪線の部位を除く、前記磁石間の距離より長い部位であ
る有効検出範囲であって、磁石に近接する部位に発生す
る捩じり弾性波の前記受信器までの伝播時間を計測する
ことにより、前記二次導体プレートの位置を検出する検
出器と、該検出器の検出信号に基づき前記無限軌道の移
動速度を検出する速度検出部とを備え、前記無限軌道の
移動速度を制御すべくなしてあることを特徴とする物品
仕分装置の制御装置。 - 【請求項7】 前記電流パルス発生器が電流パルスを流
した時、これと略同時的に、前記受信器に受信された捩
じり弾性波か否かを判別し、そうである場合にはこの捩
じり弾性波を無効とする弾性波判別手段を備えることを
特徴とする請求項5又は6に記載の物品仕分装置の制御
装置。 - 【請求項8】 前記受信器に受信された捩じり弾性波
が、前記受信器近傍の所定範囲である磁歪線の部位であ
るデッドゾーンに生じた捩じり弾性波か否かを判別し、
そうである場合には、この捩じり弾性波を前記磁石の位
置検出に使用し ないこととするデッドゾーン判別手段を
備えることを特徴とする請求項5〜7の何れかに記載の
物品仕分装置の制御装置。 - 【請求項9】 前記受信器が捩じり弾性波を受信した後
は、所定期間、前記受信器が受信した捩じり弾性波をノ
イズとして判別し、無効とするノイズ判別手段を備える
ことを特徴とする請求項5〜8の何れかに記載の物品仕
分装置の制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7300242A JP2923551B2 (ja) | 1994-11-22 | 1995-11-17 | 移動体の制御装置及び物品仕分装置の制御装置 |
KR1019960049902A KR100215318B1 (ko) | 1995-11-17 | 1996-10-30 | 이동체 및 물품분류장치의 제어장치, 이동체 위치검출기 및 이동체 위치검출 유니트 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6-288353 | 1994-11-22 | ||
JP28835394 | 1994-11-22 | ||
JP7300242A JP2923551B2 (ja) | 1994-11-22 | 1995-11-17 | 移動体の制御装置及び物品仕分装置の制御装置 |
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- 1995-11-17 JP JP7300242A patent/JP2923551B2/ja not_active Expired - Lifetime
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