KR101202267B1 - 반송 장치 - Google Patents

Abstract

(구성) 속도 지령과 현재 속도의 오차를 필터에 의해 처리한다. 필터에서는 K=K0+nΔ(n은 가감속 신호의 지속 시간)에 의해 계수(K)를 구하고, 계수(K)를 속도 오차에 승산해서 전류 제어부에 입력한다.

(효과) 반송 장치의 가감속시의 충격을 작게 해서 순조롭게 작은 흔들림으로 이동할 수 있다.

반송 장치

Description

반송 장치{TRANSFER APPARATUS}

본 발명은 스태커 크레인 또는 반송대차, 승강대, 컨베이어 등의 반송 장치에 관한 것이다.

스태커 크레인 등의 반송 장치에서는 자동 운전 외에 매뉴얼 운전이 가능하게 되어 있는 것이 많다(특허문헌1: 일본 특허공개 2000-153905). 그리고 매뉴얼 운전에서는 기동, 가속, 감속, 정지의 4개의 스위치를 설치하고, 가속 스위치 및 감속 스위치에 의해 가감속하고, 정지 스위치에 의해 브레이크를 걸어서 정지시킨다. 매뉴얼 운전에서는 최종 목표 속도는 반송 장치에 있어서 예측할 수 없으므로 가속 스위치 및 감속 스위치에 따라 직선적으로 가감속된다. 그러면 가감속에 의해 반송 장치 및 반송 물품에 큰 충격이 가해진다. 예를 들면 스태커 크레인의 경우, 가감속에 의해 마스트가 휘어서 진동하여 반송 중인 물품에도 영향을 주는 일이 있다. 또한 반송차 등의 경우도 마찬가지로 가감속시의 충격에 의해 반송 물품에 영향이 발생되는 일이 있다.

[특허문헌1] 일본 특허공개 2000-153905

본 발명의 과제는 반송 장치를 매뉴얼에 의해 동작시킬 때의 가감속에 따른 충격을 작게 하는 것에 있다.

본 발명에서의 추가 과제는 충격을 더욱 작게 하는 것에 있다.

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본 발명은 매뉴얼 스위치로부터의 가감속 신호의 지속 시간을 카운트하는 것에 의해서, 그 온 시간에 의해 정해지는 목표 속도를 생성하기 위한 카운터와, 상기 목표 속도와 반송 장치의 현재 속도의 차를 구하기 위한 오차 검출 수단과, 구한 속도의 차를 해소하도록 모터를 제어하는 제어 수단을 구비한 반송 장치로서,
0과 1 사이의 계수를 발생시키기 위해서, 양의 값인 최소값을 초기값으로 하고, 상기 매뉴얼 스위치로부터의 가감속 신호의 지속 시간과 함께 상기 계수의 값을 증가시키고, 또 계수의 최대값을 1 미만으로 하도록, 계수를 발생기키기 위한 계수 발생 수단을 설치함과 아울러,

상기 속도 차에 상기 계수를 승산한 값을 구하기 위한 필터를 오차 검출 수단과 제어 수단 사이에 설치하고, 상기 필터의 출력에 의해 상기 제어 수단을 구동하도록 한 것을 특징으로 한다.

특히 바람직하게는 상기 계수 발생 수단을 초기값을 K0(K0>0), 최대값을 Kmax(Kmax<1), 가감속 신호의 지속 시간을 n, 시간당 계수(K)의 증가율을 Δ로 해서 K=K0+nΔ(K≤Kmax)가 되도록 지속 시간(n)을 카운팅하는 카운터로 구성된다.

(발명의 효과)

본 발명에서는, 매뉴얼 스위치로부터의 가감속 신호의 지속 시간을 카운트하는 것에 의해, 그 온 시간에 의해 정해지는 목표 속도를 생성해서, 목표 속도와 현재 속도의 차에 0과 1 사이의 소정의 계수를 필터로 승산하고, 필터의 출력을 모터를 제어하는 제어 수단에 입력한다. 이 결과, 가속 개시시 및 감속 개시시에 목표 속도에 대한 현재 속도의 응답이 지연되어 반송 장치 및 물품에 가해지는 충격이 작아진다.

여기에서, 소정의 계수를 K0을 초기값(K0>0)으로 해서 가감속 신호의 지속 시간과 함께 증가시키면 가속 또는 감속의 개시시에 목표 속도에 대한 응답성을 특별히 작게 할 수 있으므로 가감 속도의 변화를 작게 해서 충격을 작게 할 수 있다. 그리고, 가속 또는 감속이 계속되면 계수는 증가되고, 목표 속도에 대한 응답성이 증가된다. 이러한 계수는 테이블 또는 함수 등에 의해 발생시켜도 좋지만 바람직하게는 카운터에 의해 가감속 신호의 지속 시간(n)을 카운팅하고, 시간당 계수의 증가율을 Δ로 해서 K=K0+nΔ에 의해 발생시키면 카운터에 의해 간단하게 계수를 발생시킬 수 있다. 이러한 필터를 소프트웨어로 실장하는 경우, 가감속 신호의 지속 시간을 카운팅하고, 이것에 따라 계수를 증가시켜 구한 계수를 속도 오차에 승산하면 좋다. 따라서 매우 간단하게 필터를 실장할 수 있다.

또한 비교예로서 매뉴얼에 의한 가감속에 대한 속도 패턴을 가감속에 의한 충격이 작아지도록 정하고, 예를 들면 도 1의 속도 패턴 발생부 등에 기억시키는 것이 고려된다. 그러나 이렇게 하면 기억되는 데이터량이 증가되고, 기억된 속도 패턴에서는 최종 목표 속도를 미리 정해 놓을 필요가 있으므로 매뉴얼에 의한 가감속에 의해 예를 들면 속도 패턴에 의해 상정되어 있는 것보다 낮은 속도로 가속을 종료하면 충격이 가해진다. 마찬가지로 감속시에 목표 속도를 0, 즉 정지로 해서 감속 패턴을 기억하고 있는 경우에 매뉴얼에 의해 속도를 저하시킨 후에 감속을 중단하면 충격이 작용한다.

이하에 본 발명을 실시하기 위한 최적 실시예를 나타낸다.

(실시예)

도 1~도 4에 실시예의 반송 장치를 나타낸다. 반송 장치의 종류는 여기에서는 스태커 크레인으로 하고, 스태커 크레인의 주행, 승강 또는 슬라이드 포크의 전후진에 대해서 실시예를 적용한다. 스태커 크레인 이외에도 유궤도 또는 무궤도의 반송차의 주행, 천정 주행차의 주행, 승강대의 승강 또는 천정 크레인의 주행, 컨베이어의 동작, 이송 장치에서의 이송 등에 실시예를 적용할 수 있다.

각 도면에 있어서 2는 속도 패턴 발생부이며, 자동 운전의 경우, 목표 위치가 입력되면 현재 위치로부터 목표 위치까지의 주행 거리 등에 따라 속도 패턴을 발생시킨다. 또한 자동 운전에 고유한 신호의 흐름을 도 1의 쇄선으로 나타내고, 매뉴얼 운전에서의 신호의 흐름 및 자동 운전과 매뉴얼 운전에 공통되는 신호의 흐름을 실선으로 나타낸다. 4는 매뉴얼 스위치이며, 매뉴얼 운전의 기동 스위치, 가속 스위치, 감속 스위치, 정지 스위치의 예를 들면 4개의 스위치를 구비하고, 스위치의 실장 방법은 임의이다. 카운터(6)는 매뉴얼 스위치(4)에서의 가속 스위치의 온 시간 및 감속 스위치의 온 시간을 구하고, 가속인 경우, 가속 스위치의 온 시간에 비례한 목표 속도(속도 지령)를 발생시킨다. 카운터(6)는 목표 속도의 최대값을 기억하고, 감속 스위치가 온으로 되면 감속 스위치의 온 시간에 비례해서 최대 속 도로부터 감속된 목표 속도를 속도 지령으로서 발생시킨다.

8은 오차 증폭기이며, 속도 지령과 미분기(16)로부터의 현재 속도의 속도 오차를 증폭시키고, 미분기(16)는 모터(14)의 회전수 등을 인코더에 의해 감시해서 미분함으로써 현재 속도를 발생시킨다. 인코더 대신에 리니어 센서 또는 레이저 거리계 등에 의해 현재 위치를 구하고, 이들 신호를 미분해서 현재 속도로 해도 좋다. 필터(10)는 매뉴얼 스위치에 의해 동작하고 있는 경우에만 사용하고, 오차 증폭기(8)로부터의 신호를 처리해서 전류 제어부(12)로의 토크 지령을 발생시킨다. 전류 제어부(12)는 입력된 토크 지령에 따라 모터(14)를 제어하여 모터(14)의 구동 전류(i)가 피드백된다. 실시예는 오차 증폭기(8)와 전류 제어부(12) 사이에 필터(10)를 설치한 것 외에는 종래의 반송 장치와 동일하다.

도 2에 필터(10)의 구성을 나타낸다. 20은 승산기이며, 오차 증폭기(8)로부터의 속도 오차에 계수(Ki)를 승산해서 토크 지령으로 한다. 카운터(21)는 계수(Ki)를 출력하고, 22는 반전 회로, 23은 지연 회로이다. 그리고 매뉴얼 스위치로부터의 가속 신호 또는 감속 신호에 의해 카운터(21)를 가산하고, 가속 신호 또는 감속 신호가 오프로 되면 지연 회로(23)에 의해 소정 시간 대기하여 카운터(21)를 리셋한다. 리셋에 의해 카운터(21)의 출력은 초기값(K0)으로 변화된다. 여기에서 기호를 설명하면 n은 가속 신호 또는 감속 신호의 지속 시간, Δ는 시간당 계수의 변화율이다. 초기값(K0)은 양의 값이며, 계수(K)의 최소값이며, 계수(K)에는 최대값{Kmax(0<K0<Kmax<1)}이 존재한다. 그리고 K0 또는 Kmax, Δ는 적당히 설정할 수 있다. 지연 회로(23)에서의 지연 시간은 반송 장치의 가감속이 종료된 후, 실제 속 도가 최종 속도 지령에 추종될 때까지의 지연 시간 정도로 하고, 지연 회로(23)는 설치하지 않아도 좋다. 또한 도 2에서는 필터(10)를 하드웨어로 나타냈지만 소프트웨어로 실장해도 좋다.

도 3에 매뉴얼 주행시의 동작을 나타내고, 도면의 우측의 처리는 계수(K)의 생성에 관한 처리이다. 매뉴얼 스위치에 의해 가감속 신호가 온으로 되면 온 시간을 카운팅해서 계수(K)를 발생시킨다. 또한 가감속의 온 시간에 비례하거나 또는 직선적인 속도 지령을 생성하고, 속도 지령과 현재 속도의 차에 계수(K)를 승산하여 토크 지령을 생성하고, 이 토크 지령에 의해 모터를 구동한다. 매뉴얼 스위치에서의 가감속 신호가 오프로 되면 소정의 지연 시간을 두고 계수(K)를 초기값(K0)으로 리셋한다. 다음에 가감속이 재차 행해지면 동일한 제어를 행하고, 정지 스위치가 온으로 되면 브레이크를 동작시킨다. 실시예에서는 가속인 경우나 감속인 경우나 계수(K)의 초기값(K0)은 일정하며, 최대값(Kmax)도 일정하고, 시간당 변화율(Δ)도 일정하지만 이들을 가속과 감속에 의해 다르게 해도 좋다.

도 4에 실시예의 동작 패턴을 나타낸다. 실선의 속도 지령은 매뉴얼 스위치에 의한 속도 지령이며, 파선은 계수(K)를 일정하게 했을 때의 반송 장치의 실제 속도를, 쇄선은 계수(K)를 K=K0+nΔ에 의해 구했을 때의 속도를 나타낸다. 도면의 중단은 계수(K)의 변화를 나타내고, 하단은 매뉴얼 스위치의 동작을 나타낸다.

매뉴얼 운전을 개시하고, 가속 스위치를 온으로 하면 속도 지령은 직선적으로 증가한다. 이에 대해서 실시예에서는 계수(K)를 사용해서 속도 지령과 반송 장치의 현재 속도의 차에 계수(K)를 승산한 것을 토크 지령으로서 출력한다. 반송 장 치의 제어계가 소정의 시간 간격으로 토크 지령을 발생시키는 것으로 하면 현재 속도는 미분기(16)에 의해 구한 최신 속도 또는 1사이클 전의 속도이다. 속도 지령과 현재 속도가 일치하는 경우, 토크 지령이 0으로 되므로 필터(10)는 반송 장치의 다음 목표 속도(Vobject)를 속도 지령(Vinst)으로부터 현재 또는 전회의 속도(Vm)를 감산한 것에 계수(K)를 승산한 것을 현재 속도 또는 전회의 속도(Vm)에 가산해서 정한다고 할 수 있다. 즉, Vobject=(Vinst-Vm)K+Vm이다.

실시예에서는 계수(K)를 일정하게 하는 경우나 초기값으로부터 서서히 증가시키는 경우나 속도 지령에 대한 응답이 지연된다. 그리고 계수(K)를 초기값(K0)으로부터 서서히 증가시키면 가속의 개시시 및 감속의 개시시에 계수의 값이 작아지므로 가속 개시시 및 감속 개시시의 가감속도의 변화를 작게 해서 반송 장치 및 물품에 작용하는 충격을 작게 할 수 있다. 계수(K)를 시간적으로 증가시키면 서서히 계수가 커지므로 전체적인 응답성은 계수(K)를 일정하게 하는 경우와 기본적으로 다르지 않다. 그리고 가속이 종료되면 이 시점에서의 속도 오차를 해소하도록 토크 지령을 계속 발생시켜 목표 속도로 정속 주행으로 이행한다.

감속 개시시에도 필터를 사용함으로써 속도 지령에 대한 응답을 지연시킨다. 특히 감속시에도 계수(K)를 시간과 함께 증가시키면 감속 개시시의 가감속도의 변화를 작게 할 수 있다. 그리고 속도 지령이 거의 0으로 된 후, 소정 시간 지연되어 실제 속도가 추종되고, 브레이크의 동작에 의해 정지된다. 도 4에서는 속도 지령이 거의 0까지 감속되었을 때에 반송 장치의 응답이 지연되어 속도가 미속이 아니므로 오퍼레이터는 감속 스위치를 온으로 하고 있다. 그러나 브레이크를 작용시켜 재기 동할 때까지 마이너스 속도는 무효이므로 속도 지령은 거의 0보다 저하되지 않는다.

실시예에서는 이하의 효과가 얻어진다.

(1) 반송 장치의 가속시 및 감속시의 충격을 작게 해서 반송 장치 자체 및 반송 물품에 미치는 영향을 작게 할 수 있다.

(2) 사용하는 계수를 비교적 작은 초기값으로부터 시작해서 서서히 증가시키면 가속의 개시시 및 감속의 개시시의 충격을 특히 작게 할 수 있다.

(3) 계수(K)는 가속 신호 또는 감속 신호의 온 시간을 카운팅하고, 이것에 따라 계수를 변화시키는 것만으로 간단하게 구할 수 있다. 그리고 구한 계수를 속도 지령과 현재 속도의 오차에 승산하면 좋고, 매우 간단하게 필터를 실장할 수 있다.

도 1은 실시예의 반송 장치의 블록도이다.

도 2는 실시예에서의 필터의 블록도이다.

도 3은 실시예에서의 매뉴얼 주행 알고리즘을 나타내는 플로우차트이다.

도 4는 실시예의 특성도이며, 속도 지령에 대한 속도 응답과 계수의 변화를 나타낸다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

2: 속도 패턴 발생부 4: 매뉴얼 스위치

6: 카운터 8: 오차 증폭기

10: 필터 12: 전류 제어부

14: 모터 16: 미분기

20: 승산기 21: 카운터

22: 반전 회로 23: 지연 회로

Claims (3)

1. 매뉴얼 스위치로부터의 가감속 신호의 지속 시간을 카운트하는 것에 의해서, 그 온 시간에 의해 정해지는 목표 속도를 생성하기 위한 카운터와, 상기 목표 속도와 반송 장치의 현재 속도의 차를 구하기 위한 오차 검출 수단과, 구한 속도의 차를 해소하도록 모터를 제어하는 제어 수단을 구비한 반송 장치로서,

   0과 1 사이의 계수를 발생시키기 위해서, 양의 값인 최소값을 초기값으로 하고, 상기 매뉴얼 스위치로부터의 가감속 신호의 지속 시간과 함께 상기 계수의 값을 증가시키고, 또 계수의 최대값을 1 미만으로 하도록, 계수를 발생시키기 위한 계수 발생 수단을 설치함과 아울러,

   상기 속도의 차에 상기 계수를 승산한 값을 구하기 위한 필터를, 오차 검출 수단과 제어 수단 사이에 설치하고, 상기 필터의 출력에 의해 상기제어 수단을 구동하도록 한 것을 특징으로 하는 반송 장치.
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3. 제 1 항에 있어서, 상기 계수 발생 수단을 초기값을 K0(K0>0), 최대값을 Kmax(Kmax<1), 가감속 신호의 지속 시간을 n, 시간당 계수(K)의 증가율을 Δ로 해서,

   K=K0+nΔ(K≤Kmax)가 되도록 지속 시간(n)을 카운팅하는 카운터로 구성된 것을 특징으로 하는 반송 장치.

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