JPH01236109A - 搬送手段の同期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、互に独立したコンベア等の搬送手段を同期運
転させるための制御装置に関し、とくに両搬送手段間の
位置ずれの発生を解消させるようにした搬送手段の同期
制′＃Ｊ装置に関する。

［従来の技術］ 自動車の組立て装置では、自動車のボデーが第１の走行
コンベアに支持され、エンジン等の部品取付は装置が第
２の走行コンベアに取付けられている。そして、両走行
コンベアを同期運転しながら、自動車のボデーにエンジ
ン等の部品の取付けを行っている。

ところで、このようにして同期運転される組立て装置で
は、第１の走行コンベアに自動車ボデーを支持させると
きに、コンベアチェーンのたわみ等によりボデーの位置
が変動することが多い。このため、両コンベアが同期し
ているにもかかわらず、ボデーと部品取付は装置との間
に位置ずれが生じ易く、そのままではボデーにエンジン
を粗侘けることができない。

このため、従来より、このような位置り“れを補償し、
両走行コンベアを同期制御する装置が周知でおり、同期
制御装置は、両走行コンベア上に支持されたボデーと部
品取付は装置との間の基準位置に対する相対的な位置偏
差を検出し、この位置偏隔差を補償するようコンベア駆
動用のＤＣモータをサーボ制御している。このようにす
ることにより、同期コンベア上の物品間に相対位置偏差
があっても、これらの物品の取付けを支障なく行うこと
ができ、作業の効率化を図ることができる。

しかし、従来の同期制御装置は、このような物品間の位
置ずれ補償を、その位置偏差にかかわりなくゲインが一
定値に制御されたｉｌＪ御関数を用いて行っていた。

このため、前記制御ゲインを大きく設定すると、制御系
が撮動し易く、制御の応答性が良くなる反面安定した制
御を行うことができず、また前記制御ゲインを小さな値
に設定すると制御の安定性が良くなるが、部品間の位置
ずれ発生に対し応答性の良い制御を行うことができなく
なるという欠点がおった。

そこで、先に本出願人により、同期コンベア上の物品間
の位置ずれ補償を、応答良くかつ安定して行なうことの
可能なコンベアの同期制御装置が提案されている（特開
昭６１−２５７８１４号公報）。

このコンベアの同期制御装置は、検出されるコンベアの
差速に基づいて同期制御用の制御ゲイン゛の大きさが可
変制御されるようになっている。すなわち、検出される
差速か大きい場合には、大きな制御ゲインを用いて応答
性の良い同期制御を行い、検出される差速が小さな場合
には、小さな制御ゲインを用いて安定性を優先した同期
制御が行なわれるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の特開昭６１−２５７８１４号公報
の同期制御装置においては、同期開始時等の偏差、差速
大の時に制御ゲインを大きくするので、短時間で定常偏
差がゼロに近づくが、制御系が安定し始めると制御ゲイ
ンが小さくなってしまうという問題が生じていた。すな
わち、制御ゲインが小さくなることにより応答性が悪く
なり、定常偏差が大ぎくなって常にコンベア間に位置す
れが発生するという問題があった。

本発明は、上記の問題に着目し、位置ずれ量が一定とな
る定常状態時においても、両搬送手段間の位置ずれを補
償することのできる搬送手段の同期制御装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本発明に係る搬送手段の同期制御装置は
、第１のワークを搬送する第１の搬送手段に対して第２
のワークを搬送する第２の搬送手段を同期走行させ、前
記第１のワークと第２のワークとを組付は可能とした搬
送手段の同期制御装置において、前記第１の搬送手段と
第２の搬送手段とを制御する制御装置に、第１の搬送手
段と第２の搬送手段の位置ずれ量が一定となる定常状態
時に前記両搬送手段の位置ずれ量に基づいて最適な速度
フィードフォワードゲインをリアルタイムに演算し該速
度フィードフォワードゲインにより定常状態時の位置ず
れを補償する機能をもたせたのから成る。

［作　　用コ このように構成された搬送手段の同期側ｔａ！ｌ装置に
おいては、第１の搬送手段と第２の搬送手段の位置ずれ
量が一定になると、その位置ずれ量に基づいて最適な速
度フィードフォワードゲインが制ｎ装置によって演算さ
れる。つ楓り、両搬送手段の位置ずれ量に基づいて、第
１の搬送手段に対して第２の搬送手段が遅れ状態にある
のか進み状態にあるのかが判断され、その結果、第２の
搬送手段が遅れていれば速度ゲインが大とされ、逆に進
んでいれば、速度ゲインが小に制御される。したがって
、この最適な速度フィードフォワードゲインによって第
２の搬送手段が速度制御され、第２の搬送手段を精度よ
く第１の搬送手段に追従させることができる。

［実施例］ 以下に、本発明に係る搬送手段の同期制御装置の望まし
い実施例を、図面を参照して説明する。

第１図ないし第３図は、本発明の一実施例を示しており
、とくに自動車組立ラインに適用した場合の例を示して
いる。組立て工場の天井梁には、レール１が取付けられ
ており、このレール１上を第１のワークとしての自動車
の車体２を搬送する第１の搬送手段３が走行するように
なっている。

第１の搬送手段３は、四隅に車体２を保持するアーム３
ａを有しており、第１の搬送手段３は予め設定された一
定速度で走行するように１制御されている。

第１の搬送手段３の下方には、第１の搬送手段３に対し
て同期走行可能な第２の搬送手段５が位置している。第
２の搬送手段５は、組立て工場の床面６上に設けられた
走行レール７上を走行する自動走行台車であり、この第
２の搬送手段５には、たとえば車体２に搭載される第２
のワークとしてのエンジン４が積載されている。この第
２の搬送手段５は、後）ホする制御１ｌＩＩ装置によっ
て速度制御が行なわれ、常時一定速度で走行する第１の
搬送手段３と同期走行可能となっている。

第２の搬送手段５には、上方に向かって延びるポール８
が取付けられており、このポール８の先端部には距離セ
ンサ９、視覚センサ１０、視覚センサ月光源１１が設け
られている。距離センサ９は、第１の搬送手段３と第２
の搬送手段５との間の距離を測定するものでおり、視覚
セン−＋７１ｏは、車体２の下部に形成された水扱き穴
１２を検出し、本人き穴１２に対する第２の搬送手段５
の位置ずれを検出するもので必る。視覚センサ用光源１
１は、視覚検出部としての水扱き穴１２を照射し、視覚
センサ１０の信頼性を高めるためのものである。

第２の搬送手段５は、該第２の搬送手段５の後端部に設
けられた量ナーボモータ１３によって駆動されるように
なっている。Ｖ−ボモータ１３に：よ、位置検出用のロ
ータリエンコーダ１４と速度検出用のタコジェネレータ
１５が接続されている。サーボモータ１３、ロータリエ
ンコーダ１４、タコジェネレータ１５は、第１の搬送手
段３と第２の搬送手段５とを制御する制御装置１６に接
続されている。同様に、ポール８に取付けられた距離セ
ンサ９、視覚センサ１０、視覚センサ用光源１１も制御
装置１６に接続されている。第１の搬送手段３のレール
１上には、スタート位置検出用リミットスイッチ１７と
同期柊了位首検出用リミットスイッチ１８が所定の間隔
をおいて取付けられており、この両リミットスイッチ１
７．１８も制御装置１６に接続されている。

第２図は、本実施例に係る搬送手段の同期制御装置のブ
ロック図を示している。第１の搬送手段３と第２の搬送
手段５の位置ずれが一定となる定常状態では、視覚セン
＋ＪＩＯによる位置ずれ量△Ｘが取り込まれると、速度
ループ内のゲインＧ２２１には、位置ずれ伍△Ｘを微分
器２２で微分した速度Ｖｘと、第２の搬送手段５に取付
けられたロータリエンコーダ１４の位置を微分器２３で
微分して得られた速度Ｖを加算したものが入力される。

また、他方のゲインＧ１２４には、位置ずれ量△Ｘが入
力される。したがって、Ｄ／Ａ　（デジタル・アナログ
）コンバータ２５には、速度要素と位置要素とが加算さ
れた（ＶＸ十Ｖ）ＸＧ２＋△ＸｘＧ１が伝達される。Ｄ
／Ａコンバータ２５によってアナログ変換された後、こ
の速度要素によってサーボドライバ２６を介してサーボ
モータ１３が駆動される。この時の第２の搬送手段５の
速度■は、ロータリエンコーダ１４の検出位置の増加分
を微分器２３で微分することにより求められ、フィード
バック制御が行なわれる。

つぎに、上記の搬送手段の同期制御装置の動作を第３図
の流れ線図に基づいて説明する。

第３図は、速度ゲインの具体的決定方法を示しており、
サイクルタイム１０ｍ５．　Ｇ１　＝１０．　Ｇ２＝０
，７の場合を示している。まず、ステップ３１でレール
１上に設けられたスタート位置検出用リミットスイッチ
１７が第１の搬送手段３によってオンとされ、ステップ
３２に進んで第２の搬送手段５がスタートする。両搬送
手段５が所定方向（矢印方向）に移動するとステップ３
３に進み距離センサ９によって第１の搬送手段３と第２
の搬送手段５との距離が測定される。距離センサ９によ
る測定が完了すると、ステップ３４に進み、視覚セン′
ｖ１０により前述の距離セン１ノ９の測定値に基づき車
体２の水扱き穴１２に対する第２の搬送手段５の位置ず
れ量が測定される。つぎに、ステップ３５に進み、測定
値に基づく位置ずれ量がｐ出される。

ステップ３６では、ステップ３５で算出された位置ずれ
量が前回算出時の位置ずれ量と同じかどうかか判断され
る。つまり、このステップでは、第１の搬送手段３と第
２の搬送手段５の位置ずれ伊が一定となる定常状態にあ
るかどうかが判断される。

その結果、定常状態でなければ、ステップ３７に進み、
第２の搬送手段５の速度を第１の搬送手段３の速度に一
致させるようにサーボモータ１３を制御し、ステップ３
３に戻る。

ステップ３６において、定常状態であると判断された場
合は、ステップ３８に進み、第１の搬送手段３に対して
第２の搬送手段５が遅れているかどうかが判断される。

ステップ３８において第２の搬送手段５が第１の搬送手
段３に対して、たとえばプラス１０ｍ遅れているとする
と、ステップ３９に進み、速度ゲインＧ２にＧ２／１０
０を加算しくＧ２＝０゜７０７〉、速度ゲインが大とさ
れてステップ４２に進む。ステップ３８において第２の
搬送手段５が第１の搬送手段３よりも遅れていない場合
は、ステップ４０に進み、第１の搬送手段３に対して第
２の搬送手段５が進んでいるかどうかが判断される。そ
の結果、第２の搬送手段５が進んでいると判断された場
合は、ステップ４１に進み、速度ゲインＧ２からＧ２　
／１００が差引かれ、速度ゲインが小とされてステップ
４２に進む。ステップ４２では、補正をされた速度ゲイ
ンに基づいてサーボータの制御が行なわれ、第２の搬送
手段５の同期速度運転が行なわれる。そして、ステップ
４３に進んで距離センサ９による測定が行なわれ、さら
にステップ４４に進んで視覚センサ１０による測定が行
なわれる。そして、ステップ４５で第１の搬送手段３と
第２の搬送手段５との相対位置ずれが算出され、ステッ
プ３８に再び進むことになる。

ステップ４０において、第２の搬送手段５が第１の搬送
手段３に対して進んでいないと判断された場合は、ステ
ップ４６に進み、距離センサ９による測定が行なわれる
。つまり、ステップ４６に進むということは、第１の搬
送手段３と第２の搬送手段５の移動速度がほぼ完全に一
致している状態を示しており、この状態で第２の搬送手
段５に積載された第２のワークとしてのエンジン４が車
体２に取付けられる。この状態でも、上述のようにステ
ップ４６で距離センサ９による測定が行なわれ、ステッ
プ４７で視覚センサ１０による測定が行なわれる。

ステップ４８では、両側定値に基づき相対ずれが算出さ
れ、ステップ４９で第２の搬送手段５の同期速度制御が
行なわれる。第２の搬送手段５が所定距離だけ移動する
とレール１に取付けられた同期終了位置検出用リミット
スイッチ１８が第１の搬送手段３によってオンとされる
。

ステップ５０では、同期終了位置が検出されたかどうか
が判断される。つまり、上述の同期終了位置検出リミッ
トスイッチ１８がオンとなっているかどうかが判断され
、その結果、まだ同期終了位置に到達していない場合は
、ステップ４６に戻り、同期終了位置に到達している場
合は、ステップ５１に進／νで第２の搬送手段５の同期
運転が中止される。

同期運転が中止されると、第２の搬送手段５のり一−ポ
モータ１３が逆転され、第２の搬送手段５は当初の原位
置に復帰される。そして、ステップ５３に進み制御終了
となる。

このように、ステップ３８．４０にて定常状態にあける
第２の搬送手段５の遅れまたは進みを判断し、ステップ
４２で算出した値をサーボモータ１３に出力した復、位
置ずれ母をステップ４３．４４．４５によって求め、再
びステップ３８〜４５までのループを繰返すことにより
、位置ずれ±Ｏｍｍとなる速度フィードフォワードゲイ
ンＧ２が得られる。そして、この速度フィードフォワー
ドゲインＧ２を最適値としてステップ４６に入力するこ
とにより、ステップ５３まで位置ずれを発生させること
なく同期運転制御が行なわれる。したがって、第２の搬
送手段５は第１の搬送手段３に精度よく追従し、第２の
ワークとしてのエンジン４を容易に第１のワークとして
の車体２に組付けることが可能となる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係る搬送手段の同期制御
装置によるときは、第１の搬送手段と第２の搬送手段と
を制御する制御装置に、第１の搬送手段と第２の搬送手
段の位置ずれ吊が一定となる定常状態時に両搬送手段の
位置ずれωに基づいて最適な速度フィードフォワードゲ
インをリアルタイムに演師し、この速度ゲインにより定
常状態の位置ずれ量を補償する機能をもたせるようにし
たので、定常状態における第１の搬送手段と第２の搬送
手段との位置ずれを解消することができ、第１のワーク
と第２のワークとの組付は作業能率を高めることができ
る。

また、同期運転の位置ずれを解消できることにより、組
付は精度の要求される作業工程にも適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る搬送手段の同期制御装
置が用いられる自動車ラインの斜視図、第２図は第１図
の装置における速度制御のブロック図、 第３図は第１図の装置における速度制御の流れを示す流
れ線図、 である。 ２・・・・・・・・・・・・第１のワーク（車体）３・
・・・・・・・・・・・第１の搬送手段４・・・・・・
・・・・・・第２のワーク（エンジン〉５・・・・・・
・・・・・・第２の搬送手段９・・・・・・・・・・・
・距離センサ１０・・・・・・・・・・・・視覚センサ
１２・・・・・・・・・・・・水扱き穴（視覚検出部）
１３・・・・・・・・・・・・サーボモータ１４・・・
・・・・・・・・・ロータリエンコーダ１５・・・・・
・・・・・・・タコジェネレータ１６・・・・・・・・
・・・・制御装置−ズ 逐

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、第１のワークを搬送する第１の搬送手段に対して第
   ２のワークを搬送する第２の搬送手段を同期走行させ、
   前記第１のワークと第２のワークとを組付け可能とした
   搬送手段の同期制御装置において、前記第１の搬送手段
   と第２の搬送手段とを制御する制御装置に、第１の搬送
   手段と第２の搬送手段の位置ずれ量が一定となる定常状
   態時に前記両搬送手段の位置ずれ量に基づいて最適な速
   度フイードフオワードゲインをリアルタイムに演算し該
   速度フィードフオワードゲインにより定常状態時の位置
   ずれを補償する機能をもたせたことを特徴とする搬送手
   段の同期制御装置。