JPH03107309A - 移動体の走行制御方法 - 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、スタッカークレーン、有軌道台車等の移動体
を高加減速化及び高速走行させる移動体の走行速度制御
方法に関するものである。

〔従来の技術］ 物流設備において、高速に移動して、荷役作業を行う移
動荷投機械として、スタッカークレーン、無人搬送車、
無人フォークリフト等はよく知られている。

特に、スタッカークレーンは、走行レール上を走行し、
昇降体上に積載した荷物を目的棚まで昇降させ、その昇
降体に設けられた移載機によってその荷物を目的棚段に
格納する作業を行う。（これを入庫作業と言う）これと
は逆の動作を出庫作業と言う。

スタッカークレーンは上述した入出庫作業を高速に行う
ために、走行動作、昇降動作及び移載動作等の高速化し
、制御装置でモータの速度制御して、動作させる。

このようなスタッカークレーンは、［新型スタッカーク
レーンの位置決め制御、第９回ビークルオートメーショ
ンシンポジウム講演集第１３頁〜第１６頁、昭和６１年
１月２８日、日本自動制御協会主催」、「エンコーダ付
小形モークのディジタルサーボ、システムと制御学会誌
、Ｖｏ１２６−１１第６９５頁〜第７０３頁、昭和５８
年１１月、日本自動制御協会発行」、特開昭６０−１１
２５０３号公報、特開昭６３−４７２１０号公報、特公
昭５５−２３６１号公報、特公昭６２−５３４０３号公
報等に示されている。

［発明が解決しようとする課題１ 移動体を停止位置から目的位置に走行させて停止させる
場合、加速走行、等速走行、減速走行、停止のパターン
として、第５図（Ａ）、（Ｂ）のパターンとなる。

遠距離走行の場合は第５図（Ａ）の如く台形走行パター
ンとなる。これは、最大加速度αで加速走行を開始し、
最大速度υ１ＩＩａｘになることによってこの最大速度
υｍａｘで等速走行を行い、そして目標位置の所定距離
の手前に達すると最大減速度βで減速を開始し、低速の
速度υ、になるとこの速度υ、で等速走行（クリープ走
行という）を行い、目標位置に達すると機械ブレーキを
動作させて停止させる。これによって目標位置に停止す
る。

目標位置までの距離が短い場合には第５図（Ｂ）の如く
、等速走行が無い三角走行パターンとなる。

いずれの走行パターンにおいても、停止前のクリープ走
行の速度υ８、υ２、そしてその時間ｊ＋、ｊｚは台形
走行パターンと三角走行パターンとで同一に定めている
。

上記従来技術は、スタッカークレーンを高速走行及び高
加減速走行する点について配慮がされていない、高速走
行及び高加減速走行を行うと特に三角形パターンで近距
離走行する時、加速終了と減速始めでの切換え点で動作
遅れが生じる。このため、走行検出器で検出した切換え
点において、制御装置の走行制御系からの速度信号と実
際の速度との速度誤差が生じ、低速度でのクリープ時間
が不足し、停止精度が悪（なると共に、バッキング動作
を引き起こす。

このため、１．Ｏａ＋／ｓ”以上の高加減速化及び１０
０　＋ｓ／ｓｉｎ以上の高速走行を行うことができない
ものであった。

また、上述の動作遅れを考慮して、低速度でクリープ設
定時間を大きくすると、逆に台形パターンで遠距離走行
した時の低速度でのクリープ時間が大となり、荷の搬送
のサイクルタイムが長（なる。

本発明の目的は三角形走行パターンで近距離走行する時
、高加減速で高速走行し、サイクルタイムを短縮化する
ことにある。

本発明の他の目的は同様な時、停止精度を向上させるこ
とにある。

〔課題を解決するための手段Ｊ 上記目的を達成するために、台形パターンＰ。

の遠距離走行時における低速度のクリープ時間ｔ、を高
停止精度が生じる様な最小な値に設定した後、三角形パ
ターンＰ２の近距離走行時における低速度のクリープ時
間ｔ２をｔｌ＋ｋｓ（ｋは係数、Ｓは走行距離）と設定
し、ｔ　＊　＞　ｔ　ｌとなる様な設定値を走行装置に
出力したものである。

さらに、ＰｌとＰ２の低速度値が異なる場合では、クリ
ープ距離をＸ　＊　＞　Ｘ　ｔになる様に設定するもの
である。

〔作　　　用１ 本発明はスタッカークレーンの高加減速及び高速走行動
作において、三角形パターンＰ２で速度制御する近距離
走行での低速度クリープ時間１＋を台形パターンＰ１で
速度制御する遠距離走行での低速度クリープ時間ｔ２に
、走行距離Ｓに係数ｋを掛けた値を加算し、その加算値
（ｔ　＋　＝　ｔ　２＋ｋＳ）を設定した後、その出力
信号を走行装置に出力して、スタッカークレーンの高加
減速及び高速走行させる。

これによって、高加減速及び高速走行する近距離走行動
作において、走行制御系の動作遅れに対応した低速度ク
リープ時間ｔ２を最適に設定することができるので、サ
イクルタイムの短縮化が図れ、かつバッキング動作する
ことな（、高精度な停止動作が実施できる。

〔実　施　例〕

以下、本発明を第１図〜第３図に示す具体的実施例に基
づき詳細に説明する。第１図は本発明の一実施例におけ
る動作フローチャートで、第２図はその制御装置の構成
である。第３図はスタッカークレーンの正面図である。

まず、第３図により、１０は棚（図示せず）へパケット
１を入庫又は出庫させるスタッカークレーンであり、台
車構造部１１、走行車輪１２、左右一対のボスト１３、
そのボスト１３の上端を連結するフレーム１４、制御盤
１５．１６、昇降チェーン１７、昇降体１８、移載機１
９、走行装置２０、走行検出器２１、昇降装置２２、制
御装置３０等で構成される。

制御盤１５．１６は走行検出器２１と走行指令器３等の
入力信号により、走行装置２０、ブレーキ装置２３、走
行表示器等を動作させるためのものである。

おのおのの昇降チェーン１７は一対のボスト１３の上端
および下端のスプロケット（図示せず）に掛けてあり、
昇降体１８を介してエンドレス状になっている。昇降チ
ェーン１７は昇降装置２２で駆動される。

走行検出器２１は走行レール２上を転動する車輪１２に
連結されたパルスエンコーダである。制御装置３０はパ
ルスエンコーダのパルスをカウントすることによって、
現在の走行位置Ｓｘ（走行番地）、走行方向、走行速度
υ、加減速度α、β等を検出する。

第２図において、３０は制御盤１５内の制御装置（汎用
のマイクロコンピュータ）であり、走行検出器２１、走
行指令器３から入力される信号等を用いて後述するスタ
ッカークレーンＩＯの走行装置２０、ブレーキ装置２３
、走行表示器２４等への制御信号（例えば、加速度α、
最大速度υｎ＋ａｘ　、減速度β等の走行速度パターン
Ｐ３、Ｐ、１を演算し、出力するものである。

入力制御部３１はスタッカークレーンＩＯに取付けられ
た走行検出器２１からの検出値を入力するための制御お
よびデータ設定部３４からのデータ（例えば、予め設定
された台形パターンＰ１での低速度クリープ時間ｔ１等
）を入力するための制御を行う系である。

演算部３２は通常の中央処理装置（ＣＰｔＪ）であり、
メモリ３５に記憶されたプログラム（例えば、第１図に
示した動作フロー）に応じてデータの人力、演算、出力
等の各処理を行う系である。

出力制御部３３は演算部３２の演算結果である制御信号
を各装置（走行装置２０、ブレーキ装置２３、走行表示
器２４等）に出力し、動作させる系である。

メモリ３５は制御装置３０の動作に必要なプログラム、
入力されてくる各種データ、演算結果等を記憶する系で
ある。

データ設定部３４は制御に必要なデータをオペレータが
設定する系である。

なお、走行位置検出器２１の出力のパルスをカウントす
ることにより、現在の走行位置Ｓｘ、走行速度υ、加速
度α、減速度β等を検出できる。

第２図における制御装置３０の本発明の実施例に関する
部分の動作フローを第１図に示す。

ステップ（ａ） 図示していないが、データ設定部３４に人力された走行
指令器３からの指令により、制御装置３０はスタッカー
クレーンＩＯの指令に対応する目的の走行番地Ｎを演算
部３２のメモリ３５に記憶させる。

ステップ（ｂ） 入力制御部３１に入力された現状の走行番地Ｎと１棚当
りの距離ａとの掛は算値ａＮを算出し、メモリ部３５に
記憶させる。そして、走行検出器２１のパルス数に相当
する値５（＝ａＮ）に変換する。

ステップ（ｃ） スタッカークレーン１０が走行する走行番地Ｎが近距離
番地Ａ（走行パターンが三角走行パターンとなる番地）
よりも大（Ａ＜Ｎ）であれば遠距離走行としてステップ
（ｄ）に移行し、第５図（Ａ）の台形走行パターンで走
行させる。−左近距離番地Ａよりも小（Ａ＞Ｎ）であれ
ば近距離走行としてステップ（ｅ）へ移行し、第５図（
Ｂ）の三角走行パターンで走行させる。

ステップ（ｄ） 走行距離Ｓに対して、加速度ａ、減速度β、定速度υｍ
ａに、クリープ速度Ｖ１等から加速距離Ｓα、定速距離
Ｓυ、減速距離Ｓβ、クリープ距離Ｓ８等を算出し、図
示した台形近似走行パターンＰ、を設定する。

すなわち、ステップ（ｂ）で設定した走行距離Ｓは次式
から算出される。

＝Ｓα＋Ｓυ＋Ｓβ＋５ｌ −−−−−−−−（１１ Ｓυ＝υｍａｘ 一−−−−−−−−−−−−−−−−−−−（３）Ｓ、
＝υ、・ｔ　ｔ　＝一定一−−−−−−−−−−−−−
＋５１ここで、遠距離走行時ではクリープ距離Ｓを一定
値としている為、定速時間ｔは式（６）より求められる
。

ｔ＝　　　　　［５−（Ｓα＋Ｓβ＋Ｓ　、１］υＷａ
Ｘ −−−−−−−−−−−−−−　（６１これより、台形
走行パターンＰ１が設定されるが、各々の走行動作の切
換え時に遅れ（制御装置のサンプリング時間、走行装置
の操作遅れ等）が生じている為、それらの動作遅れを補
償する為に、予めクリープ時間ｔｌを一定値（大体、０
゜５５）に設定している。

ステップ（ｅ） 走行距離Ｓに対して、加速度α、減速度β、クリープ速
度υ２等から、加速距離Ｓα、減速距離Ｓβ、クリープ
距離Ｓ２等を算出し、図示した三角走行パターンＰ！を
設定する。

すなわち、ステップ（ｂ）で設定した走行距離Ｓは次式
から算出される。

Ｓ　　＝Ｓａ＋Ｓβ＋Ｓ、　　−−−−−−−−−−−
−（７）Ｓ　ｚ　＝υ２　・１．　−−−−−−−−−
−−−−−−−、（１０）ここで、近距離走行時では走
行距離Ｓにより走行速度υを可変設定としている為、設
定するクリープ時間ｔ２は式（１１）より求められる。

−一−−−−−−−−−（Ｉｌｌ これにより、三角近似走行パターンＰ２が設定されるか
、加速領域から減速領域へ走行パターンを切換える時の
走行装置の動作遅れΔｔが大きいことと走行速度υの検
出を実施していない為、りＩＬ−ブ時間ｔ２が小さくな
り、高加減速や高速走行の場合では停止精度が悪くなる
と共に、バッキング動作する必要がある。

すなわち１式（１１）からυをυ＋Δυとすると、式（
１２）となる。

ｔ２°＝二１Ｓ−（υ＋Δυ） υ　３ ＝ｔｉ−Δｔ　　−−−−−−−−−−−−−−−（１
２１但し、Δｔ＝−（２υΔυ＋Δｖ２１ υ　諺 式（１２）の第２項のΔｔは式（１３）から分かる様に
、走行速度υ、速度変動Δυ、加速度α、減速度βの関
数である。この為、高加減速及び高速走行を伴なう三角
近似走行パターンＰ２の場合ではΔｔは大きくなる傾向
にある。

そこで、ｔ２°”　ｔ　＋とすると、ｔ　２　＝　ｊ　
＋　＋Δｔとなるので、三角近似走行パターンＰ２のク
リープ時間ｔ２を台形近似走行パターンＰ１のクリープ
時間ｔ１より変動時間Δｔだけ大きくなる様に（Ｓ２＝
υ２ｔ２）設定する。（ｔ２〉１＋） そのΔｔは式（１３）から算出しても良い。例えば、Δ
υが小さいとすれば走行速度υに比例した値、すなわち
走行距離Ｓ（＝−ｇ）に対応して比例する値を設定して
も良い。第４図に示すｌ実施例ではΔｔを走行距離Ｓに
比例（比例定数ｋ）させて求めるようにしたものである
。ここで、横軸のＳは走行指令器３で与えられた走行番
地Ｎにａを掛は算した走行距離縦軸にΔｔを取る０例え
ば、走行番地Ｎ。とすると、△ｔはΔｔ０となり、式（
１２）から三角近似走行パターンＰ２のクリープ時間ｔ
２は台形近似走行パターンＰ、のクリープ時間ｔ１とΔ
ｊｏの和の値となる。

この様に、制御装置３０のメモリ部３５にテーブルとし
て予め記憶させておけば良い。

ステップ（ｆ） ステップ（Ｃ）で設定した諸定数（α、β、υｆｆ１ａ
ｘ　、　ｔ＋　、、υ２、Ｓａ、Ｓａ、Ｓ１、Ｓ、）か
ら求めた走行パターンＰ１、Ｐ２を出力制御部３３を介
して、走行装置２０の速度調整部（図示せず）に出力す
る。これによって、スタッカークレーン１０は走行動作
を開始する。

ステップ（ｇ）、（ｈ） スタッカークレーン１０が加速し始めてから走行検出器
２１により検出され、入力制御部３１に入力された現状
の走行位置Ｓｘと目標の走行距離Ｓとの走行位置偏差（
Ｓ−３ｘ）を求め、０でなければステップ（Ｃ）ヘジャ
ンブしてステップ（ｈ）へ進み、０であれば停止動作（
図示していないが、ブレーキ装置２３へ出力信号を出力
して、ブレーキ動作）を行う。

以上説明した本発明の実施例によれば、スタッカークレ
ーンの近距離走行のクリープ時間ｔ、の設定値を遠距離
走行で設定したクリープ時間ｔ２と走行速度υに比例し
た変動時間Δｔの線形結合値として設定し、制御装置や
走行装置の動作遅れによって生じた走行速度の変動を補
償した後、高加減速及び高速走行させるので、サイクル
タイムの短縮化が図れる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スタッカークレーンが三角形走行パタ
ーンで全距離走行した時の低速度時間を最適にした状態
で、高加減速並びに高速走行することによりサイクルタ
イムを短縮させることができ、その分だけスルーブツト
を向上させる効果がある。

また、低速度のクリープ時間のばらつきを小さくするこ
とができるので、バッキング動作することなく、高精度
な停止動作が実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した制御装置の動作フロ
ーを示した図、第２図は第１図の制御装置部分を示した
図、第３図はスタッカークレーンの正面図、第４図は第
１図の変動時間を設定する特性図、第５図（Ａ）、（Ｂ
）は走行パターンを示す図である。 １０−−−−−−スタッカークレーン、１２−−−−−
一走行車輪、２０−−−−−一走行装置、２１−−−−
−一走行検出器、２３−−−−−−ブレーキ装置、２４
−−−−−一走行牙 ２ 図 イ 図 一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、停止位置から走行開始して目標位置に停止させるた
   めの走行パターンとして、加速走行、第１の等速走行、
   減速走行、低速での等速走行、そして停止を順次行う台
   形走行パターンと、前記台形走行パターンから前記第１
   の等速走行を除いた三角走行パターンとを有し、目標位
   置までの距離に応じていずれかの走行パターンを選定す
   る移動体の走行制御方法において、 前記三角走行パターンの前記低速での等速走行の時間は
   前記台形走行パターンの前記低速での等速走行の時間よ
   りも大きく設定していること、を特徴とする移動体の走
   行制御方法。 ２、第１請求項記載の移動体の走行制御方法において、
   前記三角形走行パターンの前記低速での等速走行の距離
   が前記台形走行パターンの前記の低速での等速走行距離
   よりも大きいことを特徴とする移動体の走行速度制御方
   法。 ３、第１請求項記載の移動体の走行制御方法において、
   前記三角形走行パターンの前記低速での等速走行距離ｘ
   ＿２は前記台形走行パターンの前記低速での等速走行距
   離ｘ＿１と走行距離Ｓの係数に倍とを加算した値（ｘ＿
   １＋ｋＳ）としたことを特徴とする移動体の走行制御方
   法。