JP4145859B2

JP4145859B2 - トラバーサの停止制御方法および停止制御システム

Info

Publication number: JP4145859B2
Application number: JP2004319443A
Authority: JP
Inventors: 賢司桐山
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2024-11-02
Also published as: JP2006130974A

Description

本発明は、トラバーサを所定の位置に停止させる停止制御方法に関し、特に簡便な構成によって精度の良い停止を自動で行うことができるようにしたトラバーサの停止制御方法および停止制御システムに関する。

鉄道車両の定期検査等を行う車両工場には、各ステーションに鉄道車両を振り分けるトラバーサが設けられている。そのため、車両工場には複数のステーションに通じる振分けレールが平行に敷設され、鉄道車両を載せて移動する遷車台であるトラバーサは、各レールの並び方向に敷設されたレール上を移動する。そして、トラバーサは所定の振分けレールに沿うように移動し、そこでトラバーサ上の鉄道車両は振分けレールへ移って所定のステーションへと送られる。このときトラバーサは、鉄道車両が移動先の振分けレールに安全に移ることができるように正確な位置決めが必要である。そうしてトラバーサの位置決めについては、例えば下記特許文献１では次のような方法がとられていた。

特許文献１に記載された従来のトラバーサは、図３に示す自動倉庫システム内に設けられたものであり、スタッカクレーン１０１とラック１０２とトラバーサ１０３とから構成されており、スタッカクレーン１０１が上部走行レール１０４と下部走行レール１０５に案内されＸ方向に走行し、トラバーサ１０３が上部走行レール１０６と下部走行レール１０７に案内されＹ方向に走行する。
トラバーサ１０３を停止場所で位置決めする場合は、走行ブレーキの作動によって停止した後、スタッカクレーン１０１をトラバーサ１０３に正確且つスムーズに移載させるため、上下部走行レール１０９，１１０の芯出しが行われる。

それには、トラバーサ１０３を微妙に移動させるためトラバーサ１０３の走行ブレーキが解除される。そして、図４に示すようにトラバーサ１０３側にスライド機能を有するピン１１１、ラック１０２側にそのピン１１１をガイドするカムフォロア１１２を設け、ピン１１１がスライドしカムフォロア１１２に従いガイドされることにより強制的にトラバーサ１０３を定点（スタッカクレーン１０１移載位置）に微移動させたうえで再度走行ブレーキを作動させる。本動作後、スタッカクレーン１０１は、ラック１０２側の上下部走行レール１０４，１０５からトラバーサ１０３上の上下部走行レール１０６，１０７からスムーズに載り移りによる移載が可能になる。
特開平１０−８７０２２号公報（第２頁、図１、図２）

しかしながら、こうしたトラバーサの停止方法は、鉄道車両を搭載して移動させるような大重量のトラバーサには適していない。例えば、従来の方法によれば、鉄道車両を搭載した全体で１１０トン程の重量を有するトラバーサを、停止した状態で生じた２〜４ｃｍ程のずれをピンとカムフォロアで強制的に移動させて微調整しなければならない。そのため、ピンやカムフォロアなどの停止位置を調整する構成部品は大重量を支えるため、剛性の高いものを使用しなければならず、停止装置が大掛かりなものとなってしまい、コストも高くなってしまう。更に、カムフォロアで捉えられるようにトラバーサを所定位置に停止させるには、操作する者に熟練の技量が要求されるため簡単に操作できるものではなかった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、簡便な構成によって精度の良い停止を自動で行うことができるようにしたトラバーサの停止制御方法および停止制御システムを提供することを目的とする。

本発明に係るトラバーサの停止制御方法は、複数の振分けレールに対して直交する２本の走行レール毎に車輪を回転させる一対の駆動モータを備えた鉄道車両用のトラバーサを、所定の振分けレールに対応した停止位置に停止させるための停止制御方法であって、前記振分けレールに対応する番地情報に基づいて前記トラバーサの現在位置から移動先の振分けレールに対する走行条件を特定して走行を開始した後、通常走行時には前記一対の駆動モータによる車輪の回転を連動させる一方、前記一対の駆動モータの回転を計測して走行位置を算出し、停止位置手前では、設定された減速領域に到達したことを確認して前記駆動モータ毎に回転数を落として走行速度を減速させ、前記振分けレールに対応する停止位置に設けられたターゲットをセンサによって検出することにより、前記駆動モータ毎に回転を止めて前記トラバーサを所定位置に停止させるようにしたことを特徴とする。

また、本発明に係るトラバーサの停止制御方法は、前記駆動モータであるサーボモータまたはベクトル制御インバータモータの回転をエンコーダから送信されるパルス信号に基づいて前記トラバーサの走行位置を算出し、前記ターゲットである反射体の位置をレーザセンサで検出して停止位置を確認することにより、前記駆動モータの回転および回転停止を制御するようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係るトラバーサの停止制御方法は、前記エンコーダからのパルス信号によって算出する走行位置を、前記トラバーサの停止位置に設けられた番地特定データを持った磁気誘導体を検出するセンサからの情報に基づいてエンコーダのカウントに補正をかけるようにしたことを特徴とする。

一方、本発明に係るトラバーサの停止制御システムは、搭載した鉄道車両を横向きに移動させ、複数敷設された振分けレールの一つに対して当該鉄道車両を移し替えるためのトラバーサであって、振分けレールに直交して敷設された走行レール上を移動し所定の振分けレールに対応した停止位置に当該トラバーサを停止させるための停止制御システムであって、前記トラバーサの長手方向両端部の車輪を転動させる各走行レール毎に設けられた一対の駆動モータと、当該一対の駆動モータの各々の回転を計測する回転計測器と、前記振分けレールに対応して停止位置に設けられたターゲットを検出する停止位置検出器と、前記振分けレールに対応する番地情報を備え、入力手段からの番地指定により前記トラバーサの現在位置からの走行条件を特定して前記一対の駆動モータの各々を回転させてトラバーサを走行させる制御装置とを有し、前記制御装置は、前記回転計測器からの計測信号を受けてトラバーサの走行位置を算出し、通常走行時には前記一対の駆動モータによる車輪の回転を連動させる一方、停止位置手前に設定された減速領域に到達したことを確認することにより、前記駆動モータ毎に回転数を落として走行速度を減速させ、ターゲットを検出した前記停止位置検出器からの検出信号を受けて前記駆動モータ毎に回転を止めるようにしたものであること特徴とする。

また、本発明に係るトラバーサの停止制御システムは、前記駆動モータは、サーボモータまたはベクトル制御インバータモータであり、前記回転計測器は、その駆動モータの回転をパルス信号にして送信するエンコーダであり、前記停止位置検出器は、ターゲットである反射体を検出するレーザセンサであって、プログラマブルコントローラである前記制御装置が、そのエンコーダから送信されるパルス信号および、レーザセンサから送信される検出信号を受けて、駆動モータの回転及び回転停止を制御するものであることを特徴とする。
また、本発明に係るトラバーサの停止制御システムは、前記振分けレールに対応して番地特定データをもった磁気誘導式情報チップと、その磁気誘導式情報チップを検出する磁気センサとを有し、前記制御装置は、磁気センサで検出した磁気誘導式情報チップの番地特定データに基づいて、前記回転計測器からの計測信号に基づいて算出する走行位置の計測に補正をかけるようにしたものであることを特徴とする。

よって、本発明に係るトラバーサの停止制御方法および停止制御システムによれば、番地から振分けレールに対する走行方向や距離などの走行条件を特定して走行し、停止位置手前で減速して最後、ターゲットを検出して停止位置で停止する。この走行及び停止を駆動モータの制御によって行うことにより簡便な構成によって精度の良い停止を自動で行うことができるようになった。特に、レーザセンサを用いて停止位置を検出することにより高い精度で停止制御をかけることができる。また、エンコーダからのパルス信号のカウントによって走行位置を確認しているが、磁気センサによって検出した位置情報によって常に補正をかけているので、トラバーサの走行位置を正確に制御することができる。

次に、本発明に係るトラバーサの停止制御方法および停止制御システムについて、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。
本実施形態では鉄道車両を工場内のステーションへ移動させるための車体トラバーサについて説明する。図１は、２台のトラバーサ３０が移動し、複数のステーションに鉄道車両を振り分ける振り分け場所を示した図である。ここには中央に、２機のトラバーサ３０が図面横方向に移動する走行領域Ｓがあり、そこから各ステーションに入るための振分けレール１〜２０が延びている。走行領域Ｓにはトラバーサ３０が走行するための走行レール２１ａ，２１ｂが敷設され、２０カ所のステーションへの振分けレール１〜２０が走行レール２１ａ，２１ｂに直行して縦方向に敷設されている。本実施形態では、振分けレール１〜１６が一方に敷設され、トラバーサ３０の走行領域Ｓをまたいだ反対側に振分けレール１７〜２０が敷設されている。

トラバーサ３０は、鉄道車両２５をステーションへの振分けレール１〜２０に沿って縦方向に搭載して移動することが可能な遷車台である。例えば、鉄道車両２５は、搬入・搬出用のレール２２を介してこの振り分け場所へ送り込まれ、トラバーサ３０へと搭載される。トラバーサ３０は、搭載した鉄道車両２５を横向きに移動させ、所定のステーションへの振分けレール１〜２０のいずれかへ位置合わせして停止する。例えば、振分けレール６に鉄道車両２５を降ろす場合には、トラバーサ３０を当該振分けレール６に位置合わせして停止させた後、鉄道車両２５をそこから振分けレール６上に移動させる。

ところで、こうしてトラバーサ３０の移動により鉄道車両２５を所定の振分けレールへ振り分ける場合、トラバーサ３０から振分けレール、あるいはその逆に振分けレールからトラバーサ３０へと移し替える際、脱輪することなく安全に移動するように精度の高い位置決めが必要である。そこで、本実施形態では次のようにしてその位置決めが行われる。

２機のトラバーサ３０，３０は、図面上、その一方についてのみ破線で示したように、走行レール２１ａ，２１ｂをそれぞれ転動する一対の走行車輪３１ａ，３１ａと３１ｂ，３１ｂを台車本体の長手方向両端部に軸支されている。走行車輪３１ａと３１ｂとは、それぞれ駆動モータ３２ａ，３２ｂにギヤを介して連結され、互いに独立した走行を行うようになっている。すなわち、通常の移動は両方の走行車輪３１ａと３１ｂとを連動させる一方、微妙な停止位置決めにはそれぞれの走行車輪３１ａ，３１ｂを単独で駆動させる。具体的には、振分けレール１〜１６へのトラバーサ３０の位置決めは走行車輪３１ａの回転制御によって行い、反対側の振分けレール１７〜２０へのトラバーサ３０の位置決めは走行車輪３１ｂの回転制御によって行うようになっている。これは、長尺なトラバーサ３０の全体を振分けレール１〜２０に対して位置合わせする必要はなく、多少、振分けレール１〜２０に対して傾いていたとしても、鉄道車両２５が振分けレール１〜２０に対して脱輪することなくスムーズに移ることができるように、トラバーサ３０の当該端部の位置が精度良く位置決めできれば良いからである。

そこで、本実施形態のトラバーサには、停止位置制御を行うため次のような構成がとられている。図２は、トラバーサの停止制御システムを模式的に示した図であり、台車本体両側に設けられた走行車輪３１ａと３１ｂとのそれぞれに構成されたシステムを示している。
走行レール２１（２１ａ，２１ｂ）を転動するトラバーサ３０の走行車輪３１（３１ａ，３１ｂ）は、ギヤ３１ｇが一体に形成され、そのギヤ３１ｇに対して駆動モータ３２（３２ａ，３２ｂ）から出力される回転を伝達するピニオンギヤ３３が噛み合っている。駆動モータ３２には、回転を計測するエンコーダ３４が一体に設けられ、そのエンコーダ３４から送信されるパルス信号によって制御可能なサーボモータやベクトル制御インバータモータが使用される。こうした構成によってシステムが簡素化されコストが低下し、かつ制御が容易となるからである。

駆動モータ３２のモータ軸には減速機３５が連結され、伝達軸３６からピニオンギヤ３３へトルクの大きな回転運動が伝達されるようになっている。駆動モータ３２には回転を操作するためのドライバ３７を介してプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）３８が接続されている。
プログラマブルコントローラ３８は、走行車輪３１の回転によってトラバーサ３０を位置決め制御するものであり、直接は駆動モータ３２の回転を制御する手段として設けられたものである。そのため、プログラマブルコントローラ３８には、送信されてくる各種信号に基づいて駆動モータ３２の回転を制御するプログラムがメモリに記憶されている。

プログラマブルコントローラ３８は、各ステーションへの振分けレール１〜２０に対応した番地情報が記憶されており、そのプログラマブルコントローラ３８には、作業者が入力操作する不図示のリモコンが接続され、トラバーサ３０を所定の振分けレール１〜２０へ移動させるための番地指定データが送られるようになっている。そして本実施形態では、走行領域Ｓにおけるトラバーサ３０の走行位置を検出するための磁気センサ３９と、所定の振分けレールに対してトラバーサ３０の停止位置を検出するためのレーザセンサ４０とが設けられている。

磁気センサ３９とレーザセンサ４０とは、トラバーサ３０の台車本体の底部に取り付けられており、それらが検出するターゲット４１，４２が走行レール２１に沿って地面に設けられている。そのターゲット４１，４２は、各振分けレール１〜２０に対応して設けられている。磁気センサ３９のターゲット４１は磁気誘導体（以下、磁気誘導体４１とする）であって、その磁気センサ３９がそれぞれの磁気誘導体４１を検出することによって、プログラマブルコントローラ３８ではトラバーサ３０の位置（番地）が確認できるようになっている。そして、レーザセンサ４０のターゲット４２は、地上に付された反射体（以下、反射体４２とする）であって、そのレーザセンサ４０がそれぞれの反射体４２を検出することによって、プログラマブルコントローラ３８では停止位置が確認できるようになっている。

ところで、前述したように、図２に示したこの停止制御システムは、トラバーサ３０の走行レール２１ａ，２１ｂ毎に設けられた車輪３１ａ，３１ｂに対して同じ構成をして設けられている。ただし、プログラマブルコントローラ３８は両方に共通しており、このプログラマブルコントローラ３８へ移動先の振分けレール１〜２０に関する情報を入力することにより、振分けレール１〜１６であれば車輪３１ａ側のシステムが精度の高い停止制御を実行し、他方の振分けレール１７〜２０であれば車輪３１ｂ側のシステムが同じように停止制御を実行することになる。

そこで、こうした停止制御システムを有するトラバーサ３０では、次のようにして所定の振分けレール１〜２０への移動が実行される。鉄道車両２５が搬入・搬出用のレール２２からトラバーサ３０へ載せられた後、そのトラバーサ３０に設けられた不図示のリモコンによってステーション番号が入力される。そして、確認ボタンおよびスタートボタンを押すことによってトラバーサ３０が自動走行を始める。入力されたステーション番号は、対応する振分けレール１〜２０の番地情報としてプログラマブルコントローラ３８に送られ、プログラマブルコントローラ３８では、この情報に基づいてトラバーサ３０の現在位置から移動先の方向及び走行距離（例えば番地の数）などの走行条件が特定され、それに基づいてトラバーサ３０の移動が制御される。

プログラマブルコントローラ３８からはドライバ３７へ走行制御信号が送られ、その信号を受け取ったドライバ３７からの出力によって駆動モータ３２の回転が制御される。駆動モータ３２の回転出力は、減速機３５によって回転数を落とす一方でトルクを大きくして伝達軸３６からピニオンギヤ３３に伝わり、噛み合ったギヤ３１ｇを介して走行車輪３１ａと３１ｂとの両方で同じように回転する。走行車輪３１ａ，３１ｂの回転によってトラバーサ３０は目標とする振分けレールへと移動する。その間、駆動モータ３２に取り付けられたエンコーダ３４からは、その駆動モータ３２の回転に応じてパルス信号がプログラマブルコントローラ３８に送られる。そのため、プログラマブルコントローラ３８では、トラバーサ３０の大まかな走行位置の確認が行われる。

トラバーサ３０は、移動の途中では３０ｍ／分程度の速度で走行し、停止直前には走行速度を５ｍ／分程度にまで減速させる。従って、停止位置に対して所定距離手前の減速領域に入ったか否かがエンコーダ３４からのパルス信号をカウントすることによって確認でき、プログラマブルコントローラ３８では、その減速領域に入った時点で減速信号をドライバ３７に送り駆動モータ３２の回転数を下げて走行速度を低下させる。ここまでは、走行車輪３１ａ，３１ｂの両方について同じように走行制御が行われる。

続いて低速走行のトラバーサ３０は、指定された振分けレール側の走行車輪３１ａまたは３１ｂに対するレーザセンサ４０が反射体４２を検出する。ここでは、例えば振分けレール６へ鉄道車両２５を送り込む場合について説明する。
トラバーサ３０は、振分けレール６へ到達する手前から減速して低速走行に移っている。その状態で走行車輪３１ａ側のレーザセンサ４０によってトラバーサ３０を停止させるための反射体４２が検出され、その検出信号がプログラマブルコントローラ３８によって読み取られる。そして、レーザセンサ４０からの検出信号を受けたプログラマブルコントローラ３８は、停止信号をドライバ３７に送り、そのドライバ３７によって駆動モータ３２が止められ、同時に走行車輪３１ａ，３１ｂの回転が止められてトラバーサ３０が停止する。

また、レーザセンサ４０の検出によりトラバーサ３０を停止させる一方、磁気センサ３９ではレール６に対応して設けられた磁気誘導体４１を検出し、番地特定データがプログラマブルコントローラ３８へと送られる。本実施形態では、そのエンコーダ３４からのパルス信号をカウントすることによってトラバーサ３０の走行位置を算出している。そして、磁気センサ３９によって検出された絶対的な位置情報に基づいて、このカウントに補正がかけられる。従って、次の走行では、補正されたエンコーダ３４のカウントに従って、トラバーサ３０の走行位置が算出されることになる。

よって、本実施形態のトラバーサの停止制御方法では、図２に示すような停止制御システムによって実行され、レーザセンサ４０によって検出した位置、すなわち鉄道車両２５が振分けレール１〜２０に対して脱輪することなく極めてスムーズに移せるように、決められた停止位置に対して正確に停止することができるようになった。具体的には、目標停止位置に対して停止精度を±５ｍｍで停止制御することができる。
そして、鉄道車両２５を搭載した大重量のトラバーサ３０の停止を、従来は機械的に行うため強固で大型の停止手段を用いていたが、走行車輪３１の回転を制御するようにした停止制御システムは簡便な構成によって実現可能になった。

また、従来はトラバーサの移動を作業者が操作していたため熟練を要していたが、本実施形態では精度の良い停止を自動で行うことができるようになった。
特に本実施形態では、エンコーダ３４からのパルス信号のカウントによって走行位置を確認しているが、磁気センサ３９によって検出した位置情報によって常に補正をかけているので、トラバーサ３０の走行位置を正確に制御することができる。

以上、本発明に係るトラバーサの停止制御方法および制御システムについて一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

２台のトラバーサが移動し、複数のステーションに鉄道車両を振り分ける振り分け場所を示した図である。トラバーサの停止制御システムについて一実施形態を模式的に示した図である。従来のトラバーサに関して自動倉庫システム内に設けられたものを示した図である。従来のトラバーサの停止機構を示した図である。

符号の説明

１〜２０振分けレール
２１（２１ａ，２１ｂ）走行レール
２５鉄道車両
３０トラバーサ
３１（３１ａ，３１ｂ）走行車輪
３２駆動モータ
３４エンコーダ
３８プログラマブルコントローラ
３９磁気センサ
４０レーザセンサ
４１磁気誘導体
４２反射体

Claims

複数の振分けレールに対して直交する２本の走行レール毎に車輪を回転させる一対の駆動モータを備えた鉄道車両用のトラバーサを、所定の振分けレールに対応した停止位置に停止させるための停止制御方法において、
前記振分けレールに対応する番地情報に基づいて前記トラバーサの現在位置から移動先の振分けレールに対する走行条件を特定して走行を開始した後、
通常走行時には前記一対の駆動モータによる車輪の回転を連動させる一方、
前記一対の駆動モータの回転を計測して走行位置を算出し、停止位置手前では、設定された減速領域に到達したことを確認して前記駆動モータ毎に回転数を落として走行速度を減速させ、
前記振分けレールに対応する停止位置に設けられたターゲットをセンサによって検出することにより、前記駆動モータ毎に回転を止めて前記トラバーサを所定位置に停止させるようにしたことを特徴とするトラバーサの停止制御方法。
請求項１に記載するトラバーサの停止制御方法において、
前記駆動モータであるサーボモータまたはベクトル制御インバータモータの回転をエンコーダから送信されるパルス信号に基づいて前記トラバーサの走行位置を算出し、前記ターゲットである反射体の位置をレーザセンサで検出して停止位置を確認することにより、前記駆動モータの回転および回転停止を制御するようにしたことを特徴とするトラバーサの停止制御方法。
請求項２に記載するトラバーサの停止制御方法において、
前記エンコーダのからのパルス信号によって算出する走行位置を、前記トラバーサの停止位置に設けられた番地特定データを持った磁気誘導体を検出するセンサからの情報に基づいてエンコーダのカウントに補正をかけるようにしたことを特徴とするトラバーサの停止制御方法。
搭載した鉄道車両を横向きに移動させ、複数敷設された振分けレールの一つに対して当該鉄道車両を移し替えるためのトラバーサであって、振分けレールに直交して敷設された走行レール上を移動し所定の振分けレールに対応した停止位置に当該トラバーサを停止させるための停止制御システムにおいて、
前記トラバーサの長手方向両端部の車輪を転動させる各走行レール毎に設けられた一対の駆動モータと、当該一対の駆動モータの各々の回転を計測する回転計測器と、前記振分けレールに対応して停止位置に設けられたターゲットを検出する停止位置検出器と、前記振分けレールに対応する番地情報を備え、入力手段からの番地指定により前記トラバーサの現在位置からの走行条件を特定して前記一対の駆動モータの各々を回転させてトラバーサを走行させる制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記回転計測器からの計測信号を受けてトラバーサの走行位置を算出し、通常走行時には前記一対の駆動モータによる車輪の回転を連動させる一方、停止位置手前に設定された減速領域に到達したことを確認することにより、前記駆動モータ毎に回転数を落として走行速度を減速させ、ターゲットを検出した前記停止位置検出器からの検出信号を受けて前記駆動モータ毎に回転を止めるようにしたものであること特徴とするトラバーサの停止制御システム。
請求項４に記載するトラバーサの停止制御システムにおいて、
前記駆動モータは、サーボモータまたはベクトル制御インバータモータであり、前記回転計測器は、その駆動モータの回転をパルス信号にして送信するエンコーダであり、前記停止位置検出器は、ターゲットである反射体を検出するレーザセンサであって、プログラマブルコントローラである前記制御装置が、そのエンコーダから送信されるパルス信号および、レーザセンサから送信される検出信号を受けて、駆動モータの回転及び回転停止を制御するものであることを特徴とするトラバーサの停止制御システム。
請求項４又は請求項５に記載するトラバーサの停止制御方法において、
前記振分けレールに対応して番地特定データをもった磁気誘導式情報チップと、その磁気誘導式情報チップを検出する磁気センサとを有し、前記制御装置は、磁気センサで検出した磁気誘導式情報チップの番地特定データに基づいて、前記回転計測器からの計測信号に基づいて算出する走行位置の計測に補正をかけるようにしたものであることを特徴とするトラバーサの停止制御システム。