JPH04155407A - 自走式部品搬送システムの位置決め方法 - 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】 〔監集土の利用分野〕 本発明は、自立して走行する部品搬送用ロボット（以下
、自走フィーダと呼ぶ、）に係り、事前に光センサを用
いて走行する床面に設けた位置検出用マークの位置を検
出することＫよって、自走フィーダのＸ座標、Ｙ座標お
よび旋回角度を自動的に検出して、位置を修正した後に
走行すると共に、作業位置において、作業位置検出マー
クを光センナを用いて読み取る事によシ、次回の走行時
から位置ずれ量を学習しながら自動的に修正を行う走行
方式および、自走フィーダとホストコンビ１−夕間で情
報を通信することによって、効率良く複数台の自走フィ
ーダを管理する手段ＫＭする。

〔従来の技術〕

従来技術は、特開昭６３−１１８８１０号公報に記載よ
うに、左右に一個づつの駆動車輪を設けた自走フィーダ
において、走行経路の位置ずれを検出するために、走行
！！路全全域渡って設けられた誘導帯を光学的手段によ
って連続的に慣出しずれ量を検出するものであった。

また、％開昭６３−７０３０８号公報に記載のように、
特別に設けた制御用マークを走行経路全域に渡って設け
られた誘導帯に沿って配置し、これに制御情報を取付る
ことくよって、これを自走フィーダが走行しながら読み
取シを行う。

また、特開昭６５−５６４０９号公報に記載のものは走
行経路全域に渡って設けられた誘導帯を色によって区別
することで、カラー識別センサを設けた自走フィーダに
対して走行く必要な情報及び、走行経路を指示する方式
である。

また、％開昭６ｌ−２８ｓ９０８号公報に記載のように
、走行経路全域に渡って設けられ九誘導帯Ｆｃ１１９っ
て設けた特殊な加工を施したテープによって自走フィー
ダに対して必要な情報を伝達する方式である。

また、特開昭５９−１５２００１３号公報に記載のよう
に１　自走フィーダに多数の磁気検出素子を設けたセン
サを取付け、自走フィーダが走行側の磁気誘導帯に沿っ
て走行できるようにしたものである。

また、％開昭５７−６２４２５号公報に記載のものはマ
ーカ方式の自走フィーダにおいて、マークを一定幅の長
方形状のものと、底辺幅、高さ比の一定の直角三角形状
の物忙形成し、マーク上走行距離から、走行ルートから
の進入角度１位置ずれを検知する方式である。

また、ｆＦｈ昭５９−１ｘ２ｏｏ＆−ｊｔ公Ｎ＆ｃｉｅ
ｌｌのものは、誘導ラインに対する横方向位置検出をサ
ンプリングで行い、左右駆動車輪の回転速度差を制御す
ることによシ、走行制御を行う方式である。

また、％開平１−１９７８０８号公報に記載のも■はマ
ークを撮影した画健情報を解析し、解析したｉｉ＊情報
と記憶手段内のマークのＩ！ｊｌｌ内座標と全座標して
自走フィーダの現在位置および方位を演算し、自走フィ
ーダを走行制御する方式である。

また、特開平１１９７８０９号公報に記載のものはマー
クの外形を円形とし、且つマーク内にマークと同心円で
あって他のマークと識別可能な円形コードを付すること
により、自走フィーダの傾きに関係なくどの方向からも
、常に、マークの中心位置シよびコード内容が正１１１
に！み取れるようにし九。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のように自走フィーダが走行する床面に走
行経路に沿って設けられ丸帯状の誘導帯の位置を検出し
ながら、且つ、その誘導帯に沿って設けられた特殊な情
報伝達手段と検出手段とよって、それを検出しながら走
行する丸め、複数台の自走フィーダが一つの走行経路の
一部または、全部を共有しなければならなかった。

このため、自走フィーダの走行経路を自在圧設けて、他
の走行経路を横切るような走行経路を設ける事ができず
、ま九複数台の自走フィーダが一つの床面上を共有して
走行する場合に互いに干渉した）、他の自走フィーダの
走行を防害しないように走行する等の考慮がなされてい
なかった。

まえ、複数台の自走フィーダを管理運用するホストコン
トローラくよって、常にすべての自走フィーダの位置お
よび、制御状態を把掘するような手段が施されておらず
、すべての自走フィーダは走行経路上をシリアルに制御
されてい友ため、管理運用される効率が悪かった。

また、自走フィーダは環状の閉じた軌道を走行する方式
であったため、既に停止している自走フィーダが走行経
路上に存在する場合には、後続の全ての自走フィーダが
停止しなければならなかった。同様に、故障によって停
止している自走フィーダが走行経路上に存在する場合に
は、後続の全ての自走フィーダが停止しなければならず
、システム全体が停止してしまう欠点があったので、こ
れらを解決する制御方法を提供することを目的とする。

（ｉ龜を解決する丸めの手段〕 上記の目的を達成する九めに、本発明では、自走フィー
ダが走行する床面の全ての走行経路に沿って帯状の誘導
帯を設けることなく、自走フィーダが所定の走行経路を
走行する事ができるように、原点位置く原点位置検出マ
ークを設け、それを自走フィーダに設けたセンナを用い
て検出することによって、Ｘ、！座標および姿勢の修正
を自動的に行う手段である。

自走フィーダが走行するステージの床面と位置検出マー
クの明度、彩度および表面の反射状態を異にするマーク
を設ける。

一端Ｋ［ｉ角な切欠きを設けた原点位置検出マークな用
いて、自走フィーダのＸ、ＹＭ標訃よび旋回姿勢を求め
る事が出来る原点位置検出マークを用いる。

一度に三個所の光センサによって検出できる三角形の作
業位置マークを用いて、作業位置での自走フィーダの位
！ずれ方向を検出する作業位置マークを用いる。

走行経絡を指示するマークを検出しながら走行しないた
め、複数台の自走フィーダが一つの走行経路の一部また
は、全部を共有する必要がなく、複数台の自走フィーダ
が各々別の走行経路を有する事が可能な方式である。

このため、自走フィーダの走行経路を自在に設けて、他
の走行経路を横切るような走行経路を設ける事が可能と
なつ九、また、ホストコンピュータによって複数台の自
走フィーダを同時と管理し制御することによシ、複数台
の自走フィーダが一つの床面上を共有して走行する場合
に互いに干渉したり、他の自走フィーダの走行を防害し
ないように走行する等の配慮をすることが可能となつ九
。

ホストコンピュータと複数台の自走フィーダ間に無線通
信手段を設けて、走行位置の情報をホストコンピュータ
間で送受信することによって、複数台の自走フィーダが
各々複数の経路から、最適な経路を選択して走行させる
走行方式とする。

〔作用〕

本発明では、自走フィーダが走行する床面の自走フィー
ダの原点位置だけに自走フィーダの姿勢を検出するマー
クを設け、それを自走フィーダに設けたセンサを用いて
検出しながら姿勢を修正することによって、自走フィー
ダの走行位ｉｔ精度を保証する事ができる。

自走フィーダが走行するステージ上の床面の色および表
面状態の異なる位置検出用マークを設けることＫよって
、光センサによる検出精度の向上を図ることが出来る。

走行経路上には位置検出マークを配置する必要がないた
め、複数台の自走フィーダが一つの走行経路の一部また
は、全部を共有する必要がまく、複数台の自走フィーダ
が微妙に異なる、各々別の走行経路を走行する事が可能
となり、複雑な走行経路を設定することができる。

このため、自走フィーダの走行経路を自在に設けて、他
の走行経路を横切るような走行経路を設ける拳が可能と
なった。また、複数台の走行フィーダが一つの床面上を
共有して走行する島台に互いに干渉したり、他の走行フ
ィーダの走行を防害しないよって走行する等の配慮をす
ることが可能となる。

複数台の自足フィーダを管理運用するホストコンピータ
によって、常にすべての自走フィーダの位置および、制
御状態を把握する手段を設ける事が可能となった。これ
によって、全ての自走フィーダは走行経路上をパラレル
に走行させるように制御することができ、システムを効
率良く管理運用することができる。

ホストコンピュータと複数台の自走フィーダ関に無線通
信手段を設けて、走行位置の情報をホストコンピュータ
間で送受信することによって、複数台の自走フィーダが
各々複数の経路を選択し、互いに干渉したり、他の自走
フィーダの走行を妨害すること無く、走行させることが
できる。

また、自走フィーダは線状の開いた軌道を走行する方式
または、同一軌道を往復するため、既に停止している自
走フィーダが走行経路上に存在する場合にも、池の自走
フィーダと迂回経路を走行させることにより、後続の全
ての自走フィーダが停止することなく走行できる。同様
に、故障によって停止している自走フィーダが走行経路
上に存在する場合にも、後続の全ての自走フィーダが停
止する必要がなく、システム全体が停止することがない
。

〔実施例〕

以下は、本発明の一実施例である自立形自走フィーダ１
を第１図から第８図によって説明する。

第１図に示すように、自走フィーダ１には、左右に各々
−づつの駆動車輪２ａ、２ｂが設けられ、各々の駆動車
輪２ａ、２ｂＦｉサーボモータ４＆。

４ｂＫよって駆動される。また、自走フィーダ１は制御
用マイクロコンピュータ３、位置検出用光センサ６、　
７．　８、電源用バッテリ９、ホストコンピュータ２７
間の通信用通信装置ｔＯａ、ｔＯｂ、固定用従動車輪１
１、可動用従動車輪１２、および部品搭載用テーブル１
３を備えている。

また、外周には非常停止用テープ形感圧センサ１４が設
けられている。

第２図は自走フィーダ１が走行するステージ２８０床面
３３に貼付られ九原点検出マーク１８であり、自走フィ
ーダ１は原点検出マーク１８の直角切欠き部分１９の一
端を自走フィーダ１の中央に設けた中央光センサ６が検
出できる位置に予めセットされる。

第５図は自走フィーダ１が走行するステージ２８の床面
５５に貼付られた作業位置検出マーク２３であシ、自走
フィーダ１０光センサ６．７゜６によって検出できる位
置に右検出部２５、左検出部２６に各々−個所、更に、
中央検出部２４に一個所が相当し、各々の位置が作業位
置検出マーク２５の位置と重なって検出できるように配
置されている。

第４図は原点検出フローチャートであり、自走フィーダ
１は原点位置１７で、Ｘ、　　Ｙ座標および、旋回方向
の姿勢を修正する。

第５図は学資フローチャートであり、自走フィーダ１が
作業位置２２において作業位置検出マーり２３を検出し
、その位置を基だ走行時の位置ずれ方向を判断する。

この動作を繰返し行なうこととよって、作業位置２２に
おける停止位置ｎＦｔの向上を図ることができる。

まえ、自走フィーダ１は無線通信装置＋ｏａ。

１０１）を介してホストコンピュータ２７の指示によっ
て、機動及び停止を行うことができる、ステージ２８の
床面３５に１台の自走フィーダ１の原点位置１７に直角
な切欠き部分１９を設けた、原点検出マーク１６が設け
である。

ホストコンピュータ２７と複数台の自走フィーダ１間の
無線通信装置１０ａ、１０ｂを介して、走行位置の情報
をホストコンピュータ２７に送信し、複数台の自走フィ
ーダ１が各々複数の走行経路２９を選択し、自走フィー
ダ１１ｃ送信指示し、走行させることができる。

以上の構成において、ホストコンピュータ２７より、自
走フィーダＩＫ移動開始と走行経路２９を指示すると、
自走フィーダ１は左右のサーボモータ４＊、４ｂ、を同
一方向に回転させる拳によって、駆動車輪２ａ、２ｂが
回転され、自走フィーダ１が矢印入方向に走行する。

この時、サーボモータ４ａ、４ｂに取付られたエンコー
ダ５ａ、５ｂがサーボモータ４ａ、４ｂの回転量を検出
しフィードバック制御を行う。これによって、常に、左
右のサーボモータ４ａ、４ｂは適切な軌道を走行するこ
とができる。

第Ｓ図の状態から自走フィーダ１を微少量づつステップ
移動させながら、矢印入方向に前進しＸ座標方向の位置
決めを行なう、自走フィーダ１の中央部の光センサ６が
オフ状態になるまで繰返し行なう、オフ状態になり九ら
自走フィーダ１を矢印Ｂ方向へ９０°旋回角度補正分だ
け旋回させた後、更に、同一方向に微少量ステップ旋回
を行ない、旋回角度視正分以内で旋回方向の姿勢の位置
決めを、自走フィーダ１の前方の右側センサ７がオン状
態になるまで繰返し行なう０次に、再び矢印Ｃ方向へ微
少量ステップ移動をさせ、Ｘ座標方向と位置決めを行な
い、中央の光センサ６がオン状１１になるまで繰返し行
なう０以上の一連の動作で原点位置１７における位置決
めを完了する。

次に、ホストコンピュータ２７から各自走フィーダ１に
無ＩＩＩ通信十段１０ａ、１０ｔ）を介して移動データ
を送信する。所定の定行経路２９を経由して、自走フィ
ーダ１が作業位置２２に移動する。

この状態で作業口ホット（図示せず）が自走フィーダ１
１Ｃ対し部品１６の授受を行なう、同時に床面５５に設
けた作業位置検出マーク２３を三個の光センサ６、　７
．　８を用いて検出し、情報を不揮発性メモリー！ｌ２
ＩＩｃ′ＭＩ納する０次に１再び、ホストコンピュータ
２７が各自走フィーダ１に対して無線通信装置１０ａ、
１０’ｂを介して移動データを送信することによって、
原点位置１７に向かって再び俊退し、原点合わせを行な
う前の状態に戻る。

第５図に示すように、再び、同様の動作を繰返す＠に移
動曲始時に作業位置検出マーク２３を光センサ６、　７
．　８で検出し九情報を基に、位置ずれ量を瓢少させる
方向だ位置および姿勢を修正する。

作業位置検出マーク２３を光セ／す６．　７．　４１疋
よって検出すると第６図に示すようく、七通りのパター
ンが得られる。光センナ６、　７．　　Ｉ３全てがオン
状態であった場合、正しい位置にあること？Ｃなり、修
正の必要はないので修正値ＫＯを代入する０次に、前方
右の光センサ７だけがオン状態であった場合、左方向に
旋回角度ずれが発生していると考えられるので、右方向
に修正するようにサーボモータ４ａ、４ｂに各々マイナ
スの旋回方向最大予想ずれ量を修正値に代入する。同様
の方法で七通り全てに応じた左右方向最大予想ずれ量ま
九は、前後方向最大予想ずれ量を修正値に代入する。

次圧、不揮発性メモリー５２上の前回の修正値位置ずれ
方向と比較し、同一の方向であれば方向を変更し、逆方
向であれば、そのまま修正用係数を乗算して修正値を求
める。修正係数は実際に自走フィーダ１を走行させた結
果に基づいて、経験的に得た値である。

その結果を基にして実際の自走フィーダ１の゛−メモー
タ４ａ、４ｂ回転角度を求める。

′＃債に修正僅と、この学習結果を不揮発性フーリー３
２上と格納し、次回の走行データの修正（行なうことに
よって、学習効率の向上を図る。

また、同時に走行ステージ２８の状態の変化暴も対応出
来るように、常に走行時に学習を繰返１行なう。

第７図に示すように、矢印り方向から進行し−きた自走
フィーダ１は超音波センサ１５にょっ１進行方向の障害
物５１を検出する。この時、自走フィーダ１の進行方向
に他の自走フィーダ１や食の障害物３１等が存在した場
合は、その１ｌｉｌｉ［′ＩＪｔ３１が移動するまで、
停止して干渉を防止する。

その障害物３１が移動した後、再び自走フィーダ１１ｆ
ｉ走行経ｊｆ！ｒ２９上を走行を開始する。

自走フィーダ１は搭載されたマイクロコンピュータ３内
の、予め定められたプログラムくよって走行し、複数の
走行経路２９のうち、適切なものを、機動時に無線通信
装置１０ａ、１０ｂを介しす　　でホストコンピュータ
２７の指示によって、適宜、指示さね、適切なプログラ
ムを選択し、そのデーθ　　　タに沿って走行する。

ヒ　　　　自走フィーダ１は作業位置２２に到達した後
、ロボット（図示せず）が積載して！九部品１６を【　
　取り出して組立等の作業を行う、′！±、作業に不７
　　要な部品１６は、再び、自走フィーダ１のテーブル
１５上にロボットによって積載される。

ご　　　　ロボットの作業が完了した後、ロボットから
ホストコンピユータ２７＃Ｃ作業終了信号が送信されき
　　ることによって、ホストコンピュータ２７から無Ｉ
ｌ１通信装置１０ａ、１０ｂを介して、自走フイーリ　
　ダ１が機動され原点位置１７に向かって後遇し、再び
、走行を開始し同様の経路２９を通って原点−位置１７
に到達する。

同時にホストコンピュータ２７は複数台の自走フィーダ
１間において無線通信装置１０ａ、１０ｂを介して、走
行経路２９の情報をホストコンピュータ２７に送信し、
複数台の自走フィーダ１が各々複数の走行経路２９を選
択し、自足フィーダ１〈送信指示し走行させる。従って
、第８図に示すように、他のロボット等と自走フィーダ
１が接触するとテープ形感圧セ／す１４によってマイク
ロコンピュータ３を停止させることが起こる。このよう
に、走行経路２９上に停止中で再び走行することが困離
な他の自走フィーダ１がある場合、ホストコンピュータ
２７の指示により、迂回経路３０を走行して作業位置２
２に到達する。

以上の動作を繰返しながら作業を行う。

〔発明の効果〕

本発明によれば、自走フィーダが走行するステージ上の
各々の自走フィーダの原点位置く原点位置を検出して修
正するマークを設け、これを自走フィーダが走行前に検
出するととによって原点位置から精度良く作業位置に走
行する事ができる。

ま九、自走フィーダは自己の目標走行経路の位置ずれは
作業位置に設けられ九作業位置検出用マークを検出する
参によって自動的に位置の補正方向を認識し、次回に走
行するときに事前に位置および姿勢を修正してから走行
することかで逃る。

また、所定の走行経路を繰返し走行することによって、
次第に誤差′ｋｔｆｃ少させる方向に学習を行なうので
、作業位置の停止位を指度が向上する。

随時学習を繰返し作業位置における停止位ｆｆｆ度の同
上を図ると同時に、−度学習したデータは繰返し使用す
ると共に、常に、学習データの更新を行なうので、走行
ステージの状態の変化にも対応することができる。

前述のように自走フィーダは走行経路全域にわたって足
行経路指示帯を設ける必要がないので走行経路の比較的
短い自走車を精度良く走行させる手段として有効である
。

ホスト；ンビエータの管理によって一つのステージ上で
複数の走行経路を選定して制御する拳ができるので、複
数台の自走フィーダか互いに干渉することがなく、効率
良く走行経路を変更する事ができる。

自走フィーダの走行するステージ上の床面と原点検出マ
ークおよび作業位置検出マークの色および表面状態を変
えることによって、多少の汚れに対しても精度良く検出
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発３Ａによる一実施例の自走フィーダの斜視
図、第２図は自走フィーダ用の原点検出マークの説明図
、第３図は自走フィーダ用作業位置検出マークの説明図
、第４図は自走フィーダの制御プログラムによる原点合
わせフローチャート、第５図は自走フィーダの制御プロ
グラムによる学習フローチャート、第６図は作業位置検
出マーク２３を光センサ６、　７．　８が検出した状態
と、その時の修正方向および、修正値を示す説明図、第
７図は本発明のシステムの全体斜視図、第８図は本発明
のシステムの全体斜視図である。 １・・・自走フィーダ、２ａ・・・駆動車輪、２ｂ・・
・駆動車輪、３・・・マイクロコンピュータ、４ａ・・
・サーボモータ、４ｂ・・・サーボモータ、５ａ・・・
エンコーダ、５ｂ・・・エンコーダ、６・・・中央光セ
ンサ、７・・・右光センサ、８・・・左光センサ、９・
・・バッテリ、１０ａ・・・無線通信装置、１０ｂ・・
・無線通信装置、　１１・・・固定従動単輪、１２・・
・可動従動車輪、１５・・・部品搭載用テーブル、１４
・・・テープ形感圧センサ、１５・・・超音波−ｅ７す
、１６・・・部品、１７・・・原点位置、１８・・・原
点検出マーク、１９°°゛直角切欠を部、２０・・・中
央センサ検出部、２１・・・右センサ検出部、２２・・
・作業位置、２５・・・作業位置検出マーク、２４・・
・中央検出部、２５・・・右検出部、２６・・・左検出
部、２７・・・ホストコンピュータ、２８・・・ステー
ジ、２９・・・走行経路、３０・・・迂回経路、３１・
・・障害物、３２・・・不揮発性メモリ、６３・・・床
面。 ｆ八 代理人　弁理士　小川勝男−二−ｍｌ 第　２０ 第４０ 第　５図 第　６図 林＝ろ定−回う藺淑人矛４燃、ず近ｉ ／ｊ＝ｈｆｏち蘭り ｒ二拍後ろ向　　　り 第′７０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サーボモータによって車輪を駆動し、動力源と自走
   車を制御するコントローラと自走車の位置を計測できる
   センサを搭載し走行する自立形自走車において、 床面に設けた位置合わせマークを検出することによって
   、走行開始以前に位置と姿勢を自動的に修正することを
   特徴とする自走式部品搬送システムの位置決め方法。 ２、請求項１において、前記床面に設けた原点位置検出
   マークを、前記自走車が走行を開始する前に前記センサ
   を用いて位置を検出することによって、予め前記床面の
   座標及び前記自走車の姿勢を得る自走車の位置検出方法
   。 ３、請求項１において、床面を直角に９０゜旋回して方
   向変換しながら直進し、これを繰返して行いながら所定
   の位置に移動走行し、作業が終了すると、後退しながら
   直進と９０゜旋回して方向変換しながら同じ経路を戻る
   自走車の走行方式。 ４、請求項１において、自走車の作業位置に作業位置認
   識マークを床面に設けることにより、自走車が走行途中
   に生じた軌道の位置ずれ状態を検出するとができる自走
   車の位置ずれ認識方式である。 ５、請求項１において床面に設けた原点位置検出マーク
   および作業位置認識マークの材質と床面の部材を異なる
   材質とする事および、異なる明度および彩度とすること
   によって、自走車に設けたセンサが容易にマークを検出
   することができる、原点位置検出マークおよび作業位置
   認識マークである。 ６、請求項１において、一台のホストコンピュータによ
   って、複数台の自走車を無線通信手段を用いて同時に制
   御する事によって、一つのステージ上における座標を管
   理し、互いに干渉すること無く自在に走行させる制御方
   式。 ７、請求項１において、作業目的の位置に到達した後、
   自走車に搭載した作業位置検出マーク検出センサによっ
   て、自走車の停止位置を認識し位置ずれ方向と、その位
   置情報を自走車のコンピュータにフィードバックし、そ
   の情報を基に自走車が再び原点位置に戻り、再度、作業
   目的の位置に向かって走行する前に、先の停止位置情報
   から位置ずれ量を算出し、停止位置精度を向上させる方
   向に補正しながら走行する制御方式。 ８、請求項７において、作業を繰返して行なうことによ
   り、位置ずれ量を次第に減少させて行く自走車の位置ず
   れ修正学習制御方式。 ９、請求項５において、走行する床面に設ける原点位置
   検出マークの一端に直角な切欠き部分とその一辺と平行
   な辺を設けた原点位置検出マーク。 １０、請求項４において、自走車に設けたマーク検出セ
   ンサが三個所以上同時に検出可能な作業位置ずれ検出マ
   ーク。 １１、請求項７において、ホストコンピュータと複数台
   の自走車間に無線通信手段を設けて、走行位置の情報を
   ホストコンピュータに送信することによって、複数台の
   自走車が各々複数の経路を選択し、互いに干渉したり、
   他の自走車の走行を妨害すること無く、走行させる自立
   形自走車の管理方式。