JP4974934B2

JP4974934B2 - 無人搬送車の制御方法

Info

Publication number: JP4974934B2
Application number: JP2008054191A
Authority: JP
Inventors: 浩一斎藤; 雅靖宮脇; 明彦坂田
Original assignee: Ｔｃｍ株式会社
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: JP2009211442A

Description

本発明は、ループ状の組立ラインに沿って走行されて物品の組み立てに用いられる無人搬送車の制御方法に関する。

例えば、自動車などの物品を組み立てる組立ラインにおいては、通常、無人搬送車が用いられている。
この種の組立ラインには、種々の作業工程があり、軽量な部品の取付作業などは無人搬送車を走行させた状態で行われ、また、重い若しくは大きい部品の取付作業はロボットなどを用いるため無人搬送車を停止させた状態で行われている。

ところで、無人搬送車により物品を搬送する場合、作業効率を向上させるために、各作業ステーション間をできるだけ速く走行させるが、その際に、無人搬送車同士の衝突を防ぐために、車間距離に応じて速度が制御されているものがある。

具体的に説明すると、車間距離に余裕がある減速エリアと車間距離に余裕がない停止エリアとが設けられ、後方の無人搬送車が前方の無人搬送車に近づき、後方の無人搬送車の減速エリアに入った場合には減速が行われ、停止エリアに入った場合には停止される（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−１２７７４７号公報

ところで、作業ステーションにおいては、走行しながら作業を行う場合と、停止させた状態で作業を行う場合とがあり、例えば組み立て後の物品を載せたり降ろしたりする個所では無人搬送車は停止される。

しかし、組立ライン上には多数の無人搬送車が走行しており、作業効率上、各作業ステーションでの設計上の基準作業時間つまりタクトタイムを合わせるのが好ましいが、減速エリアおよび停止エリアを用いて制御しようとすると、減速エリアがある関係上、どうしても、後続の無人搬送車の発進が遅くなり、無駄な時間が生じて、実際の作業時間が減るという問題があった。

そこで、本発明は、作業ステーションにおける無人搬送車の発進を、無駄な時間を生じさせることなく、行い得る無人搬送車の制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る無人搬送車の制御方法は、複数の作業ステーションが配置された組立ラインに沿って案内走行されるとともに、前部に、所定長さの減速エリアおよび当該減速エリアよりも短い長さの停止エリアが設定された障害物検出センサ並びに信号受信器が設けられ、且つ後部に、信号発信器が設けられてなる無人搬送車の制御方法であって、
無人搬送車の走行中に減速指令または停止指令が出された場合、当該無人搬送車の信号発信器から後方の無人搬送車の信号受信器に接近信号を発信させるとともに、
停止状態の無人搬送車を発進させる際に、
当該無人搬送車に設けられた障害物検出センサの減速エリアを無効にするとともに、前方の無人搬送車が減速エリア内に存在しない場合または減速エリアから出た場合に、減速エリアを有効となし、且つ減速エリアが無効になっているときに前方の無人搬送車からの接近信号を受信した場合に当該無人搬送車を減速させる方法である。

上記制御方法によると、無人搬送車を発進させる際に、減速エリアを無効にするとともに、この減速エリアが無効にされているときに接近信号を受信した場合に減速を行わせるようにしたので、複数台の無人搬送車を同時に且つ無人搬送車同士の間隔が短くても安全に発進させることができる。すなわち、例えば無人搬送車が停止した状態で作業が行われる作業ステーションでの無人搬送車の発進を、短い間隔でもって行うことができるので、無駄な時間を短くして実際の作業時間を増やすことができる。言い換えれば、従来の制御方法に比べて、タクトタイムを短くすることができるので、作業効率の向上を図ることができる。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る無人搬送車の制御方法を図面に基づき説明する。
自動車などの組立ラインにおいては、無人搬送車が用いられて非常に多くの部品が組み立てられており、まず無人搬送車が用いられる物品組立設備の概略構成について説明する。

図１に示すように、この種の組立ライン１はループ状にされており、簡単に説明すると、物品である自動車の組立部品を無人搬送車２に載せるための第１作業ステーション１１と、作業者が組立用機器を操作しまたは組立用工具を用いて部品を取り付けるための長いスペースを有する第２作業ステーション１２と、自動的に部品を組み立てるロボットなどの自動組立機械が配置された複数の例えば第３作業ステーション１３および第４作業ステーション１４と、組み立てられた物品を無人搬送車２から降ろすための第５作業ステーション１５とが具備されている。なお、各無人搬送車２には、後述するが、後方の無人搬送車２が前方の無人搬送車２に衝突（追突）するのを防止する障害物検出センサ（物体検出センサともいえる）が具備されており、この障害物検出センサによる検出エリアとして、所定長さの（つまり車間距離に余裕がある）減速エリアとこの減速エリアよりも短い長さの（つまり車間距離に余裕がない）停止エリアとが設定されている。

そして、上記第２作業ステーション１２では、無人搬送車２は低速で走行されるが、残りの各作業ステーション１１，１３〜１５では、無人搬送車２は停止される。
ところで、組立ライン１の開始位置である第１作業ステーション１１と終了位置である第５作業ステーション１５とは連続して（言い換えれば、隣接して）配置されており、したがってこの両作業ステーション１１，１５では、無人搬送車２が接近した状態でその停止および発進が行われるため、この部分で無駄時間が発生しやすくなる。具体的に説明すると、作業効率を上げるためには、各作業ステーションでのタクトタイムを同一にする必要があり、例えば第２作業ステーション１２でのタクトタイムに、他の作業ステーション１１，１３〜１５でのタクトタイムに合わせる必要がある。ところで、他の作業ステーション１１，１３〜１５においては、無人搬送車２を停止させる必要があり、したがってこれら作業ステーション１１，１３〜１５での実際の作業時間（以下、実作業時間という）は、停止状態から発進して所定速度に達するまでの無駄時間を引いた残りの時間となるため、この無駄時間を極力少なくして、実作業時間を増やす必要が生じる。

例えば、従来の制御方法においては、無人搬送車同士が衝突するのを防止するために、無人搬送車同士間の距離が、少なくとも減速エリア以上となるように間隔が広げられていたので、停止状態で作業が行われる作業ステーション、特に、第１作業ステーション１１および第５作業ステーション１５のように無人搬送車２が停止している状態では、前方の無人搬送車２が発進し減速エリアを出てから、後方（後続）の無人搬送車２を発進させていた。したがって、どうしても、無駄時間が長くなるため、実作業時間を増やすことが困難であった。つまり、タクトタイムを短くすることが困難であった。

これに対して、本発明の制御方法を簡単に説明すると、停止状態の無人搬送車２を発進させる際に、当該無人搬送車２に設けられた障害物検出センサ２２の減速エリアを無効にして、つまり前方の無人搬送車２が後方の無人搬送車２の減速エリア内に存在している場合でも停止エリア内に存在していない限り、後方の無人搬送車２を発進させるようにしたものである。すなわち、できるだけ短い間隔でもって、各無人搬送車２を各作業ステーション１１，１３〜１５から発進させるようにして、実作業時間を増やすようにしたものである。

ここで、この組立ライン１で用いられる無人搬送車２の概略構成について説明しておく。なお、以下においては、無人搬送車２が停止した状態で作業を行う作業ステーション１１，１３〜１５を停止作業ステーションという場合がある。

この無人搬送車２は、組立ライン１に沿って自動的に案内されて走行し得るようにされたもので、例えば床面に埋め込まれた磁石などの磁気部材に案内されるとともに、その走行速度および停止位置などについては、当該物品組立設備に設けられた制御装置３により制御されており、勿論、各無人搬送車２の現在の走行位置、停止位置などが把握されているとともに、発進および停止指令が、各無人搬送車２に発信（送信）されている。

そして、この物品組立設備においては、各無人搬送車２が前方の無人搬送車２に衝突するのを防止するための衝突防止機能（追突防止機能）が具備されている。詳しく説明すると、停止作業ステーションから発進する際の発進制御モードと、発進した後の通常走行時および走行状態で作業を行う際の（つまり第２作業ステーション１２で行われる）走行制御モードとが具備され、これら各制御モードの指令は、制御装置３に設けられた走行指令部（図示せず）から発信される。

図２に示すように、無人搬送車１の車両本体２１の前部には、前方の障害物を検出し得るとともに所定長さＬ１（例えば、０．７〜２ｍ）を有する減速エリアＡおよび当該減速エリアＡよりも短い長さＬ２（例えば、０．２〜０．３ｍ）を有する停止エリアＢが設定された障害物検出センサ２２並びに前方の無人搬送車２からの接近信号を受信する信号受信器２３が設けられ、且つ車両本体２１の後部には、接近信号を後方の無人搬送車２に発信し得る信号発信器２４が設けられている。なお、この障害物検出センサ２２は赤外発光ダイオードが用いられるとともに、減速エリアＡについては縦長の楕円形状にされるとともに、停止エリアＢについては横長の楕円形状にされている。勿論、検出用の各エリアＡ，Ｂの長さＬ１，Ｌ２および幅Ｗ１，Ｗ２についても、所定範囲にて調節可能にされている。また、図３に示すように、これら障害物検出センサ２２、信号受信器２３などの検出機器からの検出信号を入力して、無人搬送車２同士の衝突つまり後方の無人搬送車２が前方の無人搬送車２に追突するのを防止し、また他の物体、例えば作業者に追突するのを防止する機能が各無人搬送車２の走行制御部２ａに具備されている。勿論、走行制御部２ａからは、車両本体２１側の走行駆動部２１ａに所定の走行指令（所謂、通常の走行動作指令である）が出力されており、また制御装置３には設備全体に関する制御機能も具備されている。なお、図３中、２５は車両本体２１に設けられた走行用車輪である。

図４に示すように、走行制御部２ａには、障害物検出センサ２２からの検出信号を入力して、前方の無人搬送車２がどのエリアＡ，Ｂ内に存在しているかを判断するエリア判断部３１と、このエリア判断部３１にて減速エリアＡ内であると判断された場合に当該無人搬送車２を減速させるとともに停止エリアＢ内であると判断された場合に当該無人搬送車２を停止させる走行制御モード、および障害物検出センサ２２による減速エリアＡだけを無効にして停止エリアＢだけを有効にする発進制御モードを有し且つ制御装置３からの指示によりいずれかのモードに切り替えるモード制御部３２とが設けられている。

そして、上記走行制御モードは、上述したように、作業ステーション同士間を走行している場合および走行状態で作業を行う第２作業ステーション１２を走行している場合に適用され、また発進制御モードは、停止状態から発進して所定の区間を通過するまでの間に適用される。

なお、無人搬送車における基本的な走行用の制御としては、各停止作業ステーションでの発進・停止が同期して行われる。勿論、この同期して発進される際に、前方の無人搬送車２との車間距離が停止エリアＢのそれよりも短い場合、つまり前方の無人搬送車２が後方の無人搬送車２の停止エリアＢ内に入っている場合には発進しないが、前方の無人搬送車２が停止エリアＢから出た場合には発進する。

そして、無人搬送車２が、所定の走行速度でもって、例えば複数段階で設定された速度のうち最高速度でもって、走行している場合以外の走行状態にあるとき、すなわち減速指令または停止指令が出されている状態にあるときに、前方の無人搬送車２の信号発信器２４から接近信号が後方の無人搬送車２に発信するようにされており、しかも、後方の無人搬送車２の障害物検出センサ２２の減速エリアＡが無効にされているときに且つ上記接近信号を受信した場合に、減速を行うように制御される。なお、停止エリアＢ内での停止機能は、どこの位置においても働くようにされている。

例えば、無人搬送車２に、停止状態、および複数段階（例えば、１段階〜４段階）の走行状態が設定されている場合、その区間にて設定されている最高速度以外の状態（例えば、３段階以下の走行状態）にあるときには、必ず、後方の無人搬送車２に接近信号が発信されることになる。

上述した構成を踏まえて、無人搬送車の制御方法について説明する。
（１）停止状態以外での第２作業ステーション１２および作業ステーション同士間の走行区間（第５作業ステーション１５と第１作業ステーション１１との間は除かれる）については、走行制御モードにされている。すなわち、前方の無人搬送車２が後方の無人搬送車２の障害物検出センサ２２の減速エリアＡ内に入ると、当該障害物検出センサ２２によりそのことが検出され、したがって後方の無人搬送車２が減速される。また、停止エリアＢ内に入ると、後方の無人搬送車２が停止される。
（２）一方、各停止作業ステーション１１，１３〜１５において、例えば第５作業ステーション１５および第１作業ステーション１１において、無人搬送車２が停止エリアＢ程度の間隔を有して複数台停止している状態から発進する場合、制御装置３から各無人搬送車２の走行制御部２ａに一斉に発進指令が出される。

このとき、走行制御部２ａにおける制御モードは、減速エリアＡが無効にされた発進制御モードにされている。
すなわち、この状態では短い間隔でもって各無人搬送車２が一斉に発進されることになる。つまり、従来の制御方法に比べて、無駄時間を減らすことができる。

そして、この短い間隔でもって発進された各無人搬送車２のうち、例えば前方の無人搬送車２が障害物（勿論、人間、他の無人搬送車なども含まれる）を検出して減速指令が出された場合、接近信号が信号発信器２４から発信され、この接近信号が後方の無人搬送車２の信号受信器２３で受信されると、減速指令が出されて減速が行われる。勿論、前方の無人搬送車２が後方の無人搬送車２の停止エリアＢ内に入った場合には、当該後方の無人搬送車２は停止される。

つまり、無人搬送車２が停止する停止作業ステーション１１，１３〜１５において、各無人搬送車２を一斉に発進させる場合でも、無人搬送車２同士間の距離を短く（すなわち、停止エリア程度の長さ）することができ、したがって搬送効率つまり作業効率の向上を図ることができる。さらに、停止作業ステーション１１，１３〜１５において、無人搬送車２同士間の距離が短くなると、作業者が搬送車同士間の隙間に入り込むのを防止することができ、安全の向上に繋がる。

このように、各停止作業ステーション１１，１３〜１５においては、無人搬送車２の走行制御部２ａにより、減速エリアＡを無効にした発進制御モードにするとともに、接近信号を受信したときに減速を行わせるようにしたので、複数台の無人搬送車２を同時に且つ無人搬送車同士の間隔を短くても安全に発進させることができる。すなわち、停止状態で作業が行われる作業ステーションでの無人搬送車の発進を、短い間隔でもって行うことができるので、無駄な時間を短くして実際の作業時間を増やすことができる。言い換えれば、従来の制御方法に比べて、タクトタイムを短くすることができるので、作業効率の向上を図ることができる。

ところで、上記実施の形態においては、無人搬送車が停止した状態で作業が行われる停止作業ステーションから無人搬送車を発進させる際の制御方法について説明したが、例えば作業ステーション同士の途中に無人搬送車が停止した場合の発進にも適用することができる。

また、上記実施の形態においては、無効にされた減速エリアを有効にするのに、前方の無人搬送車が減速エリアから出た場合に行うようにしたが、例えば停止作業ステーション部分に予め設定された所定範囲Ｓ（図１に示す）から出た場合に行うこともできる。

本発明の実施の形態に係る物品組立設備の概略構成を示す平面図である。同物品組立設備における無人搬送車の概略構成を示す平面図である。同無人搬送車の概略制御構成を示すブロック図である。同無人搬送車の制御構成における走行制御部を示す概略ブロック図である。

符号の説明

１組立ライン
２無人搬送車
２ａ走行制御部
３制御装置
１１第１作業ステーション
１２第２作業ステーション
１３第３作業ステーション
１４第４作業ステーション
１５第５作業ステーション
２１車両本体
２１ａ走行駆動部
２２障害物検出センサ
２３信号受信器
２４信号発信器
３１エリア判断部
３２モード制御部

Claims

複数の作業ステーションが配置された組立ラインに沿って案内走行されるとともに、前部に、所定長さの減速エリアおよび当該減速エリアよりも短い長さの停止エリアが設定された障害物検出センサ並びに信号受信器が設けられ、且つ後部に、信号発信器が設けられてなる無人搬送車の制御方法であって、
無人搬送車の走行中に減速指令または停止指令が出された場合、当該無人搬送車の信号発信器から後方の無人搬送車の信号受信器に接近信号を発信させるとともに、
停止状態の無人搬送車を発進させる際に、
当該無人搬送車に設けられた障害物検出センサの減速エリアを無効にするとともに、前方の無人搬送車が減速エリア内に存在しない場合または減速エリアから出た場合に、減速エリアを有効となし、且つ減速エリアが無効になっているときに前方の無人搬送車からの接近信号を受信した場合に当該無人搬送車を減速させることを特徴とする無人搬送車の制御方法。