JP4352925B2 - 無人搬送車のセンサ制御装置及び無人搬送システム - Google Patents
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Description
そして、これらの無人搬送システムでは、無人搬送車が走行する際に、前方の障害物との衝突を防止するために、障害物を検出した場合に無人搬送車の走行を自動的に停止するような技術が開発されている。
また、同時に、無人搬送車が走行する軌道(例えば、無人搬送車が地上の路面を走行する場合は走行路面の軌道、また、天井の軌道から吊り下げた形で走行する場合は走行する天井の軌道)は適宜変更されるため、軌道の敷設時に、路面の床穴等の軌道の欠陥が生じる場合がある。かかる場合に、軌道からの無人搬送車の脱落など搬送システムのダウンを防止するために、軌道の有無を検出して、軌道が無い際は無人搬送車の走行を自動的に停止させる技術が開発されている。
尚、本実施形態においては、半導体製品製造施設などにおいて、半導体基板や液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の処理対象物を搬送する無人搬送システムに適用した場合について説明する。
具体的には、無人搬送車1は目的地に到達後、FOUP55の移載作業を行う。例えば、FOUPフランジ56をフィンガー45で把持し走行して来た無人搬送車1が目的地で搭載しているFOUP55をFOUP入出ポート58に降ろす場合、無人搬送車1はまず移載位置に到着停止し、位置調整機構41で正確に位置合わせを行い、次いで、最上部まで巻き上げられた懸垂ベルト43を逐次巻き降ろし、FOUPを半導体製造装置57のFOUP入出ポート58まで下ろす。FOUP底面がポート面に接触すると、ポート台に取り付けられた図示していないリミットスイッチが作動する。ポート台のリミットスイッチでFOUPの着地を検知した後、把持機構44はフィンガー45を開放しFOUPをFOUP入出ポート台58上に載置する。FOUP積み下ろし作業終了後、無人搬送車1は懸垂ベルト43を巻上げ、把持機構44が最上部に到達した時点で、次の指令に従って次ぎの目的地に向かう。
図4に示すように、センサ2は、発光センサ(発光手段)2aと受光センサ(受光手段)2bとを備えている。そして、発光用ミラー3aを介して発光センサ2aから検出物体(検出対象)7に高周波パルス光等の放射波を照射し、検出物体7で反射した反射波を、受光用ミラー3bを介して受光センサ2bで受光する。また、発光用ミラー3a及び受光用ミラー3bは、モータ21を介して一体に構成されており、モータ21が回転することにより、無人搬送車1の走行方向に対して垂直方向及び水平方向に放射波を照射する。
発光センサ2aから照射する放射波は、発振回路22から高周波パルス信号f1として供給される。また、受光センサ2bで受光した反射波に関する出力信号f3は、AGC回路付アンプ23で増幅され、発振回路22で発生した混合用高周波パルス信号f2と混合してビートダウン信号f4を生成する。そして、レベル変換回路24において、ビートダウン信号f4と発振回路22で発生した位相基準信号f5とを位相比較し、A/D変換機を内蔵したセンサ制御部(センサ制御装置)10に対して、発光センサ2aから検出物体7を介して受光センサ2bに至るまでの往復距離に応じて出力信号f3に生じる位相遅れに対応する電圧信号vを出力する。尚、センサ制御部10では、後述する判断部11において、電圧信号vを検出物体7までの距離の測定値Lとして受ける。
尚、上述のセンサ2は、例えば、図5に示すようなケース20に発光センサ2aと受光センサ2bとの窓を分けて組み込まれる。そして、センサ2は、センサ制御部10の制御により、モータ21によって無人搬送車1の走行方向に対して垂直方向または水平方向の所定角度範囲を回転し、所定間隔回転する毎に、発光センサ2aから照射し検出物体7で反射して受光センサ2bで受光したパルス光の位相遅れから検出物体7までの距離Lの測定を行う。
図6に示すように、制御部8には、検出エリア設定部11と判断部12と異常検出部13とからなるセンサ制御部10と、マーク読取部14と、走行部31及び停止部32とからなる走行制御部30と、が含まれる。尚、記載を省略するが、制御部8は、その他に、OHT台車位置調製機構41、懸架装置42、キャリア把持機構44に対する制御等も行う。
ここで、検出エリアの設定方法について、図7及び図8に基づいて説明する。図7は、無人搬送車とセンサの検出エリアとの関係を示す図である。図8は、センサの検出エリアについて、照射角度と距離との関係を示す図である。
本実施の形態では、無人搬送車1のセンサ2において、図7に示すような検出エリア5を設定するものとする。検出エリア5は、図8に示すように、センサ2からセンサ2の中心軸6に対して、例えば、垂直方向θ1の角度で放射波が照射される場合、検出エリア5をカバーする範囲は距離L1と決定される。検出エリア5の範囲内に検出対象が有る場合は距離L1以内で反射波がセンサ2に帰ってくるが、検出エリア5の範囲内に検出対象が無い場合は距離L1以内で反射波は帰ってこない。尚、検出対象が距離L1以上の距離の所に存在する場合は、距離L1以上の距離から反射波がセンサ2に帰ってくるが、検出エリア5以外の範囲となる。同様に、センサ2からθ2の角度で放射波が照射される場合は、検出エリア5をカバーする範囲は距離L2で決められる。このようにして、センサ2からの照射角度θNを順次照射して、これに対する距離LNを順次決定していくと垂直方向の検出エリア5を最終的に決定できる。尚、図7及び図8では検出エリア5は長方形であるが、照射角度θNと距離LNの値さえ決めれば多様な平面の検出エリアを決定できる。ここで、照射角度θNと距離LNの関係は、予め設定された検出エリアに従がって計算するものとし、実際には、検出エリア設定部11で照射する際に計算するか、検出エリア設定部11で予め計算された値をテーブルとして記録媒体に格納しておき照射する際に参照するのが好ましい。尚、図7では垂直方向の照射角度しか示されていないが、同様に、水平方向に放射波を照射しその照射角度と距離を決定すれば、水平方向の検出エリアを決定できる。以上により、センサ2で水平方向、垂直方向を合成した形で放射波を照射し、照射角度と距離を決定すれば、多面体の検出エリアを決定することができる。即ち、検出エリア設定部11では、検出エリアの多面体の状況に応じて、照射角度から距離を計算する。
ここで、図9に基づいて、検出エリアの具体例について説明する。図9は、無人搬送車と軌道と検出エリアとの関係を示す側面図である。図9に示すように、本実施の形態のように無人搬送車1がレールである軌道40を走行する場合には、軌道40を検出対象に含むように、検出エリア5を無人搬送車1の軌道40よりも広く設定する。従って、軌道40が存在する場合には、センサ2において、軌道40までの所定の照射角度における所定距離の反射波の信号が得られ、軌道40が存在しない場合には、センサ2において、軌道40までの所定の照射角度における所定距離以上の距離の反射波の信号が得られるため、軌道40の有無を検出することができる。
ここで、検出エリアの変更方法について、図10に基づいて具体例を挙げて説明する。図10は、無人搬送車と検出エリアとの関係を示す図であり、(a)は無人搬送車が位置Aに来た場合の検出エリア、(b)は無人搬送車が位置Bに来た場合の検出エリア、(c)は無人搬送車が位置Cに来た場合の検出エリアを示す。
図10に示すように、無人搬送車1が壁面80に沿ってカーブ走行する場合、走行する前面に検出エリアを設定しておくと、この検出エリアに壁面80が入り、壁面80を障害物として検出てしまう。これを防止するため、図10(a)に示すように無人搬送車1は決められた位置Aに来ると検出エリアを予め設定した検出エリア5aに切り替え、図10(b)に示すように位置Bに来ると検出エリアを予め設定した検出エリア5bに切り替え、図10(c)に示すように位置Cに来ると検出エリアを予め設定した検出エリア5cに切り替えて、壁面80を検出しないようにする。
検出エリア設定部11では、後述するマーク読取り器4で軌道に敷設されたマークを読み取り、マーク読取り部14で分析することにより、検出エリアを切り替える位置を識別するとともに、その位置に対応した検出エリアを設定する。尚、検出エリアを切り替える位置は、上述の様に、軌道に敷設されたマークを利用して認識する他、無人搬送車が自律走行している場合等において、無人搬送車自身がセンサにより検出した検出対象と予め記憶した既存設備の形状と比較することにより、認識するようにしても良い。
具体的には、判断部12では、検出エリア設定部11で予め検出エリアとして設定された照射角度に対する距離と、検出対象までの距離と比較し、検出対象が検出エリア内にあると判断した場合には、障害物有りと出力する。
同時に、判断部12では、検出エリア設定部11で予め設定された軌道への照射角度とその照射角度における軌道までの距離とを元に、予め設定した軌道への照射角度において、軌道への距離と同じ距離の反射波の信号が得られた場合は、軌道があると判断し、軌道への距離以上の距離の反射波の信号が得られた場合は、軌道が無いと判断することができる。
具体的には、センサ2やセンサ制御部10等が正常であれば、判断部12において常時軌道の有無に関する出力があるため、軌道の有無に関する出力がなくなった場合には、センサ2やセンサ制御部10等が故障したものと考えられ、センサ2やセンサ制御部10等の異常を検出することができる。
具体的には、マークは、無人搬送車1が走行する軌道上において、センサ2の検出エリアを切り替えるべき所定位置に設置され、マーク読取り器4で読み取ることができるようになっている。
その結果、複数のセンサを使い分けて使用することがなく、無人搬送車1の構成が簡単になる。
その結果、検出エリア5a,5b,5cを適正範囲に切り替えることにより、センサ2が障害物でない壁80等の既存設備を誤検出しないようにすることができる。例えば、無人搬送車1が壁80に沿って走行するカーブ走行時は壁80が検出エリア5に含まれないように検出エリア5a,5b,5cを切り替えて設定することにより、壁80を障害物として検出しないようになる。
その結果、軌道40が無いと判断された場合に、無人搬送車1を停止することにより、無人搬送車1の脱落や無人搬送システムのダウンを防止することができる。
その結果、センサ2やセンサ制御部10等が故障等の異常をきたしている場合に、無人搬送車1を停止することにより、無人搬送システムの安全を確保することができる。
無人搬送車1が路面を走行する場合は、図11に示すように、センサ制御部において、検出エリア5を走行路面の軌道40よりも広く設定する。すると、無人搬送車1の走行路面に軌道30がなく床穴が存在する場合は、軌道30から反射波が返って来ず、床穴から反射波が返ってくる。従って、床穴からの反射波の距離が軌道40までの距離よりも長いことから、センサ制御部において、軌道40が無いと判断することができる。
2 センサ
2a 発光センサ(発光手段)
2b 受光センサ(受光手段)
5 検出エリア
5a 検出エリア
5b 検出エリア
5c 検出エリア
7 検出対象
10 センサ制御部(センサ制御装置)
11 検出エリア設定部(検出エリア設定手段)
12 判断部(判断手段)
13 異常検出部(異常検出手段)
40 軌道
100 OHT搬送システム(無人搬送システム)
Claims (3)
- 無人搬送車に備えられ、無人搬送車の走行方向前方に対して垂直方向及び水平方向に放射波を照射する発光手段と、検出対象で反射した前記放射波の反射波を受光する受光手段と、からなる単一のセンサを制御するための無人搬送車のセンサ制御装置であって、
前記放射波の垂直方向及び水平方向の照射角度と距離との組み合わせに基づいて、事前に無人搬送車が走行する軌道に応じて変更する複数の検出エリアを設定し、当該検出エリアを無人搬送車の走行方向前方に対する垂直方向について、上側検出範囲または下側検出範囲を軌道よりも広く設定して、無人搬送車が走行する軌道を含めた範囲で設定する検出エリア設定手段と、
前記放射波の垂直方向及び水平方向の照射角度と、前記放射波を照射してから前記反射波を受光するまでの時間から計算した前記検出対象までの距離と、の組み合わせに基づいて特定される前記検出対象の立体的空間位置が、前記検出エリア内である場合に、障害物検出を出力すると共に、前記検出対象である前記軌道までの所定の照射角度における所定距離の反射波の信号が得られると軌道が有ると出力し、前記軌道までの所定の照射角度における所定距離以上の距離の反射波の信号が得られると軌道が無いと出力する判断手段と、
前記判断手段からの前記軌道の有無の出力に関する出力が無い場合に、異常を出力する異常検知手段と、
を有し、
前記検出エリア設定手段は、無人搬送車が走行する軌道上の検出エリアを切り替えるべき所定位置に設置されたマークをマーク読取り器で読取り、マーク読取り部で分析した結果に基づいて、前記検出エリアを切り替える位置を識別すると共に、その位置に対応した前記検出エリアに切り替えることを特徴とする無人搬送車のセンサ制御装置。 - 無人搬送車に備えられ、無人搬送車の走行方向前方に対して垂直方向及び水平方向に放射波を照射する発光手段と、検出対象で反射した前記放射波の反射波を受光する受光手段と、からなる単一のセンサを制御するための無人搬送車のセンサ制御装置であって、
前記放射波の垂直方向及び水平方向の照射角度と距離との組み合わせに基づいて、事前に無人搬送車が走行する軌道に応じて変更する複数の検出エリアを設定し、当該検出エリアを無人搬送車の走行方向前方に対する垂直方向について、上側検出範囲または下側検出範囲を軌道よりも広く設定して、無人搬送車が走行する軌道を含めた範囲で設定する検出エリア設定手段と、
前記放射波の垂直方向及び水平方向の照射角度と、前記放射波を照射してから前記反射波を受光するまでの時間から計算した前記検出対象までの距離と、の組み合わせに基づいて特定される前記検出対象の立体的空間位置が、前記検出エリア内である場合に、障害物検出を出力すると共に、前記検出対象である前記軌道までの所定の照射角度における所定距離の反射波の信号が得られると軌道が有ると出力し、前記軌道までの所定の照射角度における所定距離以上の距離の反射波の信号が得られると軌道が無いと出力する判断手段と、
前記判断手段からの前記軌道の有無の出力に関する出力が無い場合に、異常を出力する異常検知手段と、
を有し、
前記検出エリア設定手段は、予め記憶した既存設備の形状と、前記センサが検出した検出対象とを比較して、前記検出エリアを切り替える位置を認識すると共に、その位置に対応した前記検出エリアに切り替えることを特徴とする無人搬送車のセンサ制御装置。 - 請求項1または2に記載したセンサ制御装置を用いることを特徴とする無人搬送システム。
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