JP6067159B1 - 搬送車システム - Google Patents

Abstract

【課題】ハードウェア的なコストを抑制しながら搬送車を効率良く移動できる搬送車システムを提供すること。【解決手段】走行経路内で複数の搬送車２を移動させる経路を演算し、この経路を示す教示情報を搬送車２に送信する基地局１０を含む搬送車システムであって、走行経路は、複数のブロック１１に分割されている一方、教示情報は、複数のブロック１１のうちの一部のブロック１１を移動するのに必要な情報であり、基地局１０は、搬送車２の移動に応じて教示情報を繰り返し送信し、搬送車２は、基地局１０から繰り返し受信する教示情報に従って移動し、一部のブロック１１よりも多くのブロック１１を経由する移動が可能である。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の搬送車の移動を管理する搬送車システムに関する。

従来より、工場内等に設定された走行経路内で無人の搬送車を移動させることで、部品や製品等を目的の場所に運ぶための搬送車システムが知られている（例えば特許文献１参照。）。このような搬送車システムを導入すれば、例えば工場内で部品や製品等を搬送する作業を自動化でき作業効率を向上できる。

搬送車システムでは、搬送車の走行を管理する基地局が設けられ、搬送車は、基地局等から受信した教示情報（ティーチデータ）に従って移動する。走行経路内の移動経路を示す教示情報を取得した搬送車は、他の搬送車との干渉を回避しながら、その教示情報が示す移動経路に沿って移動できる。

特許第３３６７４８５号公報

しかしながら、前記従来の搬送車システムでは、次のような問題がある。すなわち、走行経路の規模が大きくなって搬送車の移動経路が複雑になると、教示情報のデータサイズが大きくなって搬送車側のハードウェア的な負担が大きくなると共に、教示情報の転送等に要する時間が長くなる可能性があり、この時間を短縮するためには基地局のハードウェアにコストをかける必要が生じるという問題がある。

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ハードウェア的な負担を抑制しながら搬送車を効率良く移動できる搬送車システムを提供しようとするものである。

本発明は、走行経路内で複数の搬送車を移動させる経路を演算し、この経路を示す教示情報を搬送車に送信する基地局を含む搬送車システムであって、
前記教示情報は、前記走行経路を分割した複数のブロックのうちの一部のブロックを移動するのに必要な情報であり、
前記搬送車は、移動に応じて前記基地局が繰り返し送信してくる前記教示情報を記憶すると共に当該記憶した教示情報に従って移動し、前記一部のブロックを構成するブロック数よりも多くのブロックを経由する移動が可能となっており、
前記基地局は、前記搬送車が記憶している教示情報が示す経路の途中のポイントであるブロック間の境界に搬送車が到達したとき、当該教示情報に対応するブロックよりも移動方向前方に位置して隣接する他のブロックを移動するための教示情報を搬送車に送信し、
該搬送車は、記憶している教示情報が示す経路の途中のポイントであるブロック間の境界に到達したとき、当該教示情報に対応するブロックよりも移動方向前方に位置して隣接する他のブロックを移動するための教示情報を前記基地局から受信して記憶する搬送車システムにある（請求項１）。

本発明の搬送車システムでは、前記走行経路が複数のブロックに分割されている。前記基地局は、前記複数のブロックのうちの一部のブロックを移動するのに必要な教示情報を前記搬送車に送信するのみである。前記基地局は、搬送車の移動に応じて前記教示情報を繰り返し送信し、これにより前記一部のブロックのブロック数よりも多いブロックを経由する前記搬送車の移動を可能としている。

前記一部のブロックに対応する前記教示情報は、前記搬送車が移動を開始してから移動を終了するまでの全経路の一部の経路を示す情報である。当然ながら、前記教示情報は、全経路に対応する情報よりも小さくなっている。前記搬送車側では、データサイズが小さい前記教示情報を記憶するのみで良く、ハードウェア的な負担が小さくなっている。また、前記教示情報のデータサイズが小さければ、前記教示情報の送信に要する通信負荷が小さくなり、データ通信のためのハードウェア的なコストを抑制できる。

以上のように本発明の搬送車システムは、ハードウェア的な負担を抑制しながら搬送車を効率良く移動できる優れた特性の搬送車システムである。

実施例１における、搬送車システムを示す説明図。 実施例１における、ブロックに分割された搬送経路を示す説明図。 実施例１における、基地局に設定するルート設定を例示する説明図。 実施例１における、基地局の動作の流れを示すフロー図。 実施例１における、基地局と搬送車との関係を示すイメージ図。 実施例１における、その他の搬送車を示す説明図。 参考例における、基地局と搬送車との関係を示すイメージ図。 参考例における、搬送経路を示す説明図。

本発明の好適な態様を説明する。
前記基地局は、前記教示情報が示す経路の途中のポイントに対象の搬送車が到達したとき、前記教示情報に対応する一部のブロックに隣接する他のブロックを移動するための教示情報を前記対象の搬送車に送信する。
前記教示情報に対応する前記一部のブロックの移動の途中で新たな教示情報を送信すれば、前記一部のブロックに隣接する他のブロックとの境界に搬送車が到達したとき、新たな教示情報の受信を待機する必要がなくなる。これにより連続的、かつ、スムースな前記搬送車の移動が可能になる。

隣合う２つの前記ブロックの隣接箇所には、前記基地局による搬送車の位置の検知に利用可能な境界マーカが敷設され、前記教示情報が示す経路の始点及び終点は前記境界マーカの設置点であると良い（請求項２）。
前記教示情報が示す経路の始点及び終点が前記境界マーカの設置点であれば、前記一部のブロックから隣接する他のブロックへ進入する際の前記搬送車の位置を確実性高く把握できる。

前記走行経路は、前記搬送車が沿って移動する導線及び異なる導線が交差する分岐を含めて構成されており、前記教示情報には、前記分岐を通過する移動を実行するために必要な制御情報が含まれていると良い（請求項３）。
前記分岐を通過する移動を実行するために必要な制御情報を含む教示情報があれば、前記分岐を含む経路を前記搬送車が確実性高く移動できる。

前記基地局は、前記走行経路内における前記搬送車の台数あるいは密度の値が大きい場合には前記一部のブロックを構成するブロック数を減らし、当該搬送車の台数あるいは密度の値が小さい場合には前記一部のブロックを構成するブロック数を増やすことも良い（請求項４）。
例えば前記走行経路内で移動中の搬送車の台数が少ない場合であれば、搬送車同士の干渉が生じるおそれが少ない。このような場合であれば、前記一部のブロックを構成するブロック数を多くすることで、最短経路に近い経路で搬送車を移動させると良い。一方、搬送車同士の干渉が生じる可能性が高い状況であれば、前記ブロック数を少なくすることで搬送車同士の干渉を確実性高く回避できる経路で搬送車を移動させると良い。

（実施例１）
本例は、無人で移動する搬送車２と、各搬送車２を制御する基地局１０と、を含む搬送車システム１に関する例である。この内容について、図１〜図６を用いて説明する。

図１の搬送車システム１は、例えば、部品や製品等のワークを工場内で搬送することを目的として導入されるシステムである。この搬送車システム１では、ＡＧＶとも称呼される搬送車２が移動する経路として、例えば同図に例示する走行経路が設定されている。走行経路では、経路に沿って磁気テープ等の導線１３が敷設され、経路上の重要なポイントには各種の情報を磁気的に記録したマーカが設置されている。そして、走行経路内における複数の搬送車２の移動は、例えば工場内の管理室等に設置される基地局１０により集中的に管理される。

図１の搬送車システム１は、３箇所の搬入側ステーションＡ１、Ａ２、Ｂ１と、２箇所の搬出側ステーションＸ、Ｙと、の間で２台の搬送車２（１号車２１、２号車２２）が移動するシステムの例である。この搬送車システム１は、１号車２１が、搬入側ステーションＡ１と搬出側ステーションＸとの間、及び搬入側ステーションＡ２と搬出側ステーションＸとの間で部品や製品等のワークを搬送する。２号車２２が、搬入側ステーションＢ１と搬出側ステーションＹとの間でワークを搬送する。１号車２１については、搬出側ステーションＸから搬入側ステーションに戻る際、Ａ１に戻るかＡ２に戻るかの選択肢がある。

搬送車システム１では、図２のように、例えば走行経路を５つに分割したブロック１１１１〜１１５が想定されている。なお、同図中の各ブロックに付された丸囲み数字がブロックの序列を表すものとし、以下の説明では、例えば丸囲み数字２のブロック１１をブロック１１２と記載し、各ブロック共通の符号として１１を使用する。

走行経路では、隣接するブロック１１との境界に当たる箇所には、導線１３に沿って移動する搬送車２が検知可能なように絶対番地マーカ１５が設置されている。各ブロック１１の内部には、導線１３に沿って移動する搬送車２が検知可能なように相対番地を表す導線マーカ（図示略）が設置されている。

絶対番地マーカ１５は、ブロック１１の境界への到達、新たなブロック１１への進入を検知するための境界マーカの一例である。絶対番地マーカ１５の読み取り検知は搬送車２側で実行され、絶対番地マーカ１５の検知は基地局１０側でも管理されている。
導線マーカは、搬送車２がブロック１１内を移動するために必要なマーカである。導線マーカとしては、分岐や突き当りなどの導線１３の不連続箇所を示すマーカ等がある。導線マーカは、搬送車２の移動に必要な情報を提供するためのマーカであり、導線マーカの検知情報は基地局には送信されない。

基地局１０は、ＷＩＦＩ等の無線通信機能を備えたコンピュータ装置である。基地局１０は、以下の各手段としての機能を備えている。
（１）経路記憶手段：走行経路のマップデータを記憶する手段。
（２）ルート入力手段：走行経路において移動可能なルート設定を入力する手段。
（３）タスク入力手段：各搬送車２に実行させる作業（搬送タスク）を入力する手段。
（４）経路演算手段：搬送タスクを実現するための移動経路を計画するための演算処理である経路演算を実行する手段。
（５）ティーチデータ生成手段：経路演算により計画した移動経路に基づき、搬送車２に教示するティーチデータ（教示情報）を生成する手段。
（６）ティーチデータ送信手段：各搬送車２にティーチデータを送信する手段。
（７）車両位置取得手段：搬送車２が送信する絶対番地等の位置情報を取得する手段。

次に搬送車２について説明する。詳しい図示は省略するが搬送車２は、逆回転を含めて独立駆動可能な左右の駆動輪と、２つの自在車輪（フリーキャスター）を備えた車両である。例えば左右の駆動輪を逆向きに回転すれば、位置的な変動を抑えながらその場で搬送車２を回転させることもできる。搬送車２の前面の下部中央には、導線１３を読取り可能なラインセンサが配置され、その横には、絶対番地マーカ１５等のマーカの記録情報を読取り可能なマーカ読取センサが配置されている。

搬送車２は、無線通信機能を備えた図示しない制御ユニットを搭載している。制御ユニットは、各種の演算機能を有するＣＰＵや、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶素子、無線通信機能を実現する通信チップ等が実装された制御基板を含んで構成されている。制御ユニットは、フラッシュＲＯＭ等に記憶されたソフトウェアプログラムの実行により、以下に例示する各種手段としての機能を実現する。

（１）無線通信手段：ティーチデータや絶対番地（位置情報）などの各種の情報を基地局１０との間で無線通信により送受信するための手段。
（２）ティーチデータ記憶手段：基地局１０側から受信したティーチデータを記憶する手段。
（３）移動制御手段：搬送車２の移動を制御する手段。

次に、以上のように構成された搬送車システム１の動作内容について説明する。
基地局１０では、図１及び図２に示す走行経路を予めマップデータとして記憶していると共に、走行経路を分割する各ブロック１１の情報、及びブロック１１の境界の絶対番地（位置情報）等を記憶している。基地局１０を構成するパーソナルコンピュータ装置では、経路設定のためのアプリケーションソフトが予めインストールされている。このアプリケーションソフトが表示する図示しない入力画面上において、以下に例示する通り、各搬送車２の搬送タスクを設定できるほか、走行経路中のＴ字路等の各分岐についてのルート設定（図３を参照して後述する。）等が可能である。

（１）１号車２１の搬送タスク
ワークの積込み後、搬入側ステーションＡ１から搬出側ステーションＸへの移動。この搬送タスクは、例えば、「ＦＲＯＭ Ａ１ ＴＯ Ｘ」等の記述式で基地局１０に入力可能である。
（２）２号車２２の搬送タスク
ワークの積込み後、搬入側ステーションＢ１から搬出側ステーションＹへの移動。この搬送タスクは、例えば、「ＦＲＯＭ Ｂ１ ＴＯ Ｙ」等の記述式で基地局１０に入力可能である。
（３）Ｔ字路のルート設定
例えばブロック１１２（図２中の丸囲み数字２のブロック）のＴ字路では、往復を区別すると図３（ａ）に示す６パターンのルートａ〜ｆが存在している。一方、本例の走行経路では、搬入側ステーションＢ１と搬入側ステーションＡ１との間を移動するためのルートｃ、ｄが不要である。そこで、このＴ字路については、同図（ｂ）のように、ｃ、ｄを除外したａ、ｂ、ｅ、ｆの各ルートのルート設定が可能である。なお、ブロック１１３のＴ字路、ブロック１１４のＴ字路についても、同様の考え方により一部のルートを選択肢から除外したルート設定が可能である。このようにルート設定の選択肢が制限されていれば、搬送車の移動経路を計画するための経路演算の演算負荷を小さくできる。

基地局１０は、上記の（１）〜（３）に例示するように入力された搬送タスク及びルート設定等に基づいて、各搬送車２の移動経路を計画するための演算処理である経路演算を実行する。基地局１０は、この演算処理を実行するに当たり、搬送車２同士が干渉しないよう、時間的な要素を含めて各搬送車２の移動経路を計画する。なお、基地局１０が演算する移動経路は、各搬送車２の搬送タスクを構成する全ての経路である。例えば、１号車２１であれば、搬入側ステーションＡ１から搬出側ステーションＸまでの全ての経路である。

各搬送車２の移動経路を生成するための基地局１０の経路演算が完了すると、搬送車システム１の運用が可能になる。以下、搬送車２を移動させるための基地局１０の動作の流れについて、図４のフロー図を参照しながら説明する。

基地局１０は、上記の経路演算（Ｓ１０１）により生成した移動経路の全経路のうち、スタート地点を含む２ブロック分の移動経路を示すティーチデータを搬送車２に送信する（Ｓ１０２）。このティーチデータには、対応する２ブロックの移動中に通過する相対番地の情報や、Ｔ字路等の分岐箇所での制御情報（進路、方向転換等）など、搬送車２の挙動を決定付ける全ての情報が含まれている。搬送車２側では、このティーチデータに従って導線１３に沿って移動することで、対応する２ブロックを通過する移動が可能になる。なお、搬送車２は、移動に応じて絶対番地マーカ１５を検知したとき、その絶対番地を基地局１０に送信する。

基地局１０は、上記のステップＳ１０２で送信済みのティーチデータに対応する２ブロックの途中のポイントであるブロック１１間の境界に位置する絶対番地の受信を待機する（Ｓ１０３）。２ブロックの隣接箇所の絶対番地を搬送車２側から受信すると（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、移動方向前方に位置する新たな１ブロックのティーチデータを搬送車２に送信する（Ｓ１０４）。これにより、搬送車２側は、１ブロック移動する毎に、２ブロック前方の新たな１ブロック分のティーチデータを繰り返し受信できる。搬送車２側は、そのときに位置しているブロック１１を含めて移動方向前方の２ブロック分のティーチデータを常時、教示された状態となっている。

基地局１０は、上記のステップＳ１０４で送信したティーチデータに対応するブロック１１が移動経路を構成する最後のブロック１１であるかどうかを判断する（Ｓ１０５）。最後のブロック１１ではなければ（Ｓ１０５：ＮＯ）、上記のステップＳ１０３〜Ｓ１０４までの処理を繰り返し実行し、これにより搬送車２の移動に応じて次のティーチデータを送信する。一方、上記のステップＳ１０４で送信したティーチデータに対応するブロック１１が移動経路を構成する最後のブロック１１であった場合には（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、その後、ティーチデータを送信することなく、ゴール地点の絶対番地の受信を待機する（Ｓ１０６）。そして、ゴール地点の絶対番地の受信に応じて（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、一連の処理を終了する。

以上のように、本例の搬送車システム１では、図５にシステムのイメージを例示する通り、基地局１０から個別に送信するティーチデータに従って各搬送車２が移動している。また、各搬送車２は、移動中にブロック１１の境界に到達する毎に絶対番地を基地局１０に送信する。基地局１０側では、各搬送車２の位置等を把握しているため、例えばいずれかの搬送車２の移動に遅延が生じた場合には、その遅延の状況を反映したティーチデータを他の搬送車２に送信することで搬送車２間の干渉を未然に回避できる。

この搬送車システム１においては、搬送車２側でデータサイズが小さいティーチデータを記憶するのみで良く、ハードウェア的な負担が小さくなっている。また、ティーチデータのデータサイズが小さければ、送信に要する通信負荷が小さくなり、データ通信のための基地局１０側のハードウェア的なコストを抑制できる。
このように搬送車システム１は、ハードウェア的な負担を抑制しながら搬送車２を効率良く移動できる優れた特性の搬送車システムとなっている。

なお、搬送車２側で記憶するティーチデータとして、本例では２ブロック分のティーチデータを例示している。ティーチデータに対応するブロック１１の数としては、３ブロック、４ブロック等を設定することも良い。走行経路内で移動中の搬送車２の台数や密度に応じて、このブロック数を可変にしても良い。例えば、走行経路内で移動中の搬送車２の台数が多い場合には、ティーチデータに対応するブロック数を減らすことで、搬送車２同士の干渉を確実性高く回避できるよう比較的複雑な経路で搬送車２を移動させると良い。一方、台数が少ない場合には、搬送車２同士の干渉のおそれが少ないことから、ブロック数を多くして最短経路に近い経路で搬送車２を移動させると良い。

なお、本例では、ティーチデータに対応する２ブロックのブロック間の境界の絶対番地マーカ１５に到達した搬送車２に対して、移動方向前方の新たな１ブロック分のティーチデータを送信している。これに代えて、移動方向前方の２ブロック分のティーチデータを送信することも良い。この場合には、絶対番地マーカ１５を通過して進入するブロックのティーチデータを重複して送信することになる。

なお、本例の搬送車２に代えて、図６のように、独立して回転駆動可能な左右の駆動輪２８１を備える駆動輪ユニット２８を車体２００の前後方向に２基備えた搬送車２を採用しても良い。この搬送車２では、左右の駆動輪２８１の中間に位置する鉛直方向の軸２０５により駆動輪ユニット２８が回転可能に車体２００側に軸支されている。駆動輪ユニット２８は、左右の駆動輪２８１を逆回転させればスピンターンが可能であり、例えば、各駆動輪ユニット２８１を９０度回転させれば、車体を真横に移動させることも可能である。なお、各駆動輪ユニット２８１を横向きにした際の車体２００の安定は、車体の左右両側に設けた自在輪（フリーキャスター）２０１により確保できる。

（参考例）
この参考例は、本発明には属さない従来の搬送車システム９の例である。本発明の搬送車システム１との対比のため、図７及び図８を参照して従来の搬送車システム９を説明する。
参考例の搬送車システム９の場合、図７に例示するように、搬送車９２に対して事前にティーチデータを個別で書込みし、各搬送車９２は、記憶するティーチデータに従って移動する。このシステムでは、搬送車９２が移動する経路の全部を示すティーチデータを搬送車９２側に書き込む必要があり、ティーチデータのデータサイズが大きくなる傾向にある。

移動経路が長くなったり、経路中の分岐箇所が多くなれば、ティーチデータのデータサイズがさらに大きくなる。搬送車９２側で記憶可能なメモリ容量によって移動可能な経路が制約を受ける可能性があるほか、メモリ容量の増量要求等により搬送車９２のコスト上昇が誘発されるおそれがある。さらに、ティーチデータが大きくなると基地局９０から各搬送車９２にデータ転送する際の転送時間が長くなる等、作業負担が大きくなる。

さらに、図８のように、走行経路中の破線で囲む重複範囲９８内の経路のティーチデータについては、この経路を移動する可能性がある各搬送車９２について重複して記憶させる必要がある。システム全体としてみれば、同じティーチデータを重複して記憶することでメモリ量が大きくなっているという問題や、同じティーチデータを重複して書き込むため、書込みに要する作業時間が無駄に長時間化しているという問題が生じている。さらに、各搬送車９２は書込みされたティーチデータに従って移動するのみであるため、例えば他の搬送車９２に移動の遅れ等が生じた場合等、干渉を回避しながら適切に移動する等の臨機応変な対応が難しいという問題がある。

これに対して、本発明の搬送車システムであれば、移動方向前方に位置する２ブロック分のみのティーチデータを各搬送車に書込むだけで良い。各搬送車に記憶させるティーチデータのデータサイズが小さいため、搬送車側に必要なメモリ容量を小さくできる。また、走行経路が長くなったり複雑になって全体のティーチデータが大きくなった場合であっても、搬送車側に書き込むティーチデータのデータサイズは大きく変動することがなくほぼ一定である。それ故、システムの大規模化にも対応し易い。さらに、基地局側で各搬送車の移動の状況を管理しているので、この状況をティーチデータに反映できる。例えばいずれかの搬送車に遅延が生じた場合であっても、この搬送車との干渉を回避できるティーチデータを生成して他の搬送車に送信すれば、様々な不測の状況に対して臨機応変に対応できる。

以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。

１、９ 搬送車システム
１０ 基地局
１１、１１１〜１１５ ブロック
１３ 導線
１５ 絶対番地マーカ（境界マーカ）
２、９２ 搬送車

Claims (4)

1. 走行経路内で複数の搬送車を移動させる経路を演算し、この経路を示す教示情報を搬送車に送信する基地局を含む搬送車システムであって、
   前記教示情報は、前記走行経路を分割した複数のブロックのうちの一部のブロックを移動するのに必要な情報であり、
   前記搬送車は、移動に応じて前記基地局が繰り返し送信してくる前記教示情報を記憶すると共に当該記憶した教示情報に従って移動し、前記一部のブロックを構成するブロック数よりも多くのブロックを経由する移動が可能となっており、
   前記基地局は、前記搬送車が記憶している教示情報が示す経路の途中のポイントであるブロック間の境界に搬送車が到達したとき、当該教示情報に対応するブロックよりも移動方向前方に位置して隣接する他のブロックを移動するための教示情報を搬送車に送信し、
   該搬送車は、記憶している教示情報が示す経路の途中のポイントであるブロック間の境界に到達したとき、当該教示情報に対応するブロックよりも移動方向前方に位置して隣接する他のブロックを移動するための教示情報を前記基地局から受信して記憶する搬送車システム。
2. 請求項１において、隣合う２つの前記ブロックの隣接箇所には、前記基地局による搬送車の位置の検知に利用可能な境界マーカが敷設され、前記教示情報が示す経路の始点及び終点は前記境界マーカの設置点である搬送車システム。
3. 請求項１又は２において、前記走行経路は、前記搬送車が沿って移動する導線及び異なる導線が交差する分岐を含めて構成されており、前記教示情報には、前記分岐を通過する移動を実行するために必要な制御情報が含まれている搬送車システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、前記基地局は、前記走行経路内における前記搬送車の台数あるいは密度の値が大きい場合には前記一部のブロックを構成するブロック数を減らし、当該搬送車の台数あるいは密度の値が小さい場合には前記一部のブロックを構成するブロック数を増やす搬送車システム。

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