JPS62203207A - 追従制御装置 - 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、例えば、コンベア等によって連続的に搬送さ
れるワークに対して、追従台車に載置されたロボット等
を同期追従させる追従制御装置に係り、特に、前記ワー
クの搬送速度に拘らず、前記ワークに設定された追従点
を極めて正確に追従することができる追従制御装置に関
する。

（従来の技術） 最近では、コンベアによって搬送されるワークに、ロボ
ットを追従移動させながら所定の作業を行なわせること
により、生産工程における生産性の向上を図ろうとする
生産技術がある。

この生産技術の一例として、追従制御装置を用いて車両
の組立てをする車両組立てラインの全体構成図が第６図
に示され、次のように構成されている。同図に示すよう
に、この車両組立てラインには、搬送台車１を同図中Ａ
方向に移動するコンベア２が設けられ、このコンベア２
の側部には、搬送台車１に追従する追従台車３が配設さ
れている。そして、ワークである車両４は、搬送台車１
に固定されて搬送され、ロボット５は、追従台車３に載
置されて車両４を追従するようになっている。

一方、追従制御装置６には、コンベア２に設けられ、コ
ンベア２の移動に応じてパルスを発生する搬送位置検出
手段としてのコンベアパルスジェネレータ７と、追従台
車３に設けられ、追従台車３の移動に応じてパルスを発
生する追従位置検出手段としての追従台車パルスジェネ
レータ８と、追従台車３を駆動する駆動手段としてのサ
ーボモータ９の制御をするサーボアンプ１４と、サーボ
モータ９に接続され、サーボモータ９の回転速度に応じ
た電圧を発生する追従速度検出手段としての追従台車タ
コジェネレータ］０が夫々接続されている。また、ロボ
ット制御装置１１には、ロボット５の駆動部が接続され
ており、コンベア制御装置１２には、コンベア２を駆動
するコンベアモータ１３が接続されている。

以上のように構成された車両組立てラインの追従台車は
、第７図に示すブロックダイヤグラムに基づいて、以下
のようにして車両４の追従点を追従することになる。

まず、車両４が所定の位置に搬送されると、追従制御装
置６は、追従台車３に載置されたロボット５の所定位置
を車両４の追従位置（第６図中Ｅ位置）に一致させるよ
うに追従制御を開始する。

追従を開始すると、追従制御装＠６内に設けられている
相対位置偏差量算出手段としての偏差カウンタ１５によ
って、コンベアパルスジェネレータ７と追従台車パルス
ジェネレータ８から出力されたパルスの積算値の差が演
算される。そして、このパルスの積算値の差は、Ｄ／Ａ
Ｄンバータ］６によってＤ／Ａ変換され、アナログ指令
電圧として、サーボアンプ１４に出力される。そして、
サーボアンプ１４は、前記アナログ指令電圧を増幅し、
この増幅された電圧によってサーボモータ９は前記電圧
に応じた回転速度で回転し、追従台車３を、前記回転速
度に応じた速度で移動させる。

また、サーボモータ９には、サーボモータ９０回転速度
に応じた電圧を発生する追従台車タコジェネレータ１０
が接続されており、ここで発生した電圧がサーボアンプ
１４に負帰還され、サーボモータ９の速度が制御されて
いる。このようにして、追従台車３は、車両４と等速度
で追従移動することになる。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、このような従来の追従制御装置６にあっては
、コンベアパルスジェネレータ７によって車両４の搬送
位置のみを検出し、この位置情報に基づいて追従台車３
を追従させるように制御していたために、追従台車３に
載置されたロボット５の追従位置は、車両４の搬送方向
Ａに対して、所定の追従点Ｅよりも若干遅れた位置を追
従することになり、ロボット５の追従位置は、車両４の
搬送速度に応じた追従誤差を常に有していた。すなわち
、コンベア２の搬送速度が速い時には追従誤差が大きく
、逆に、コンベア２の搬送速度が遅い時には追従誤差が
小さく、コンベア２が停止した時に追従誤差がＯになる
。そして、このような追従誤差が生じると、ロボット５
の作業点は、車両４を停止した状態で教示されているた
めに、車両４の追従時におけるロボット５の作業位置は
、実際に教示した点とズしてしまい、コンベア２の搬送
速度が速い場合には、高い精度が要求される作業を行な
うことができないという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みて成されたも
のであり、コンベア２の搬送速度の如何に拘らず、搬送
台車３に、常に、高精度の追従を行なわせることが可能
な追従制御装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明では、連続的に搬送
されるワークの搬送位置を検出する搬送位置検出手段と
、前記ワークに追従する追従台車の追従位置を検出する
追従位置検出手段と、前記搬送位置検出手段及び前記追
従位置検出手段から−〇　− 出力された信号に基づいて、前記ワークと前記追従台車
との相対位置偏差量を算出する相対位置偏差量算出手段
と、前記追従台車の追従速度を検出する追従速度検出手
段と、前記ワークの搬送速度を検出する搬送速度検出手
段と、前記追従台車を駆動する駆動手段と、前記相対位
置偏差量算出手段、前記搬送速度検出手段及び前記追従
速度検出手段から出力された信号に基づいて、前記追従
台車の前記ワークに対する追従速度を前記駆動手段に指
令する追従速度指令手段とを備えたことを特徴とする。

（作用） 以下に本発明の作用を、第１図に基づいて説明する。

同図に示すように、ワークである車両４の搬送位置を検
出する搬送位置検出手段７と、追従台車３の追従位置を
検出する追従位置検出手段８から出力された信号に基づ
いて、相対位置偏差量算出手段１５によって、前記車両
に、予め設定されている追従点に対する追従台車３の追
従誤差を算出する。

次に、前記追従誤差と、ワークの搬送速度を検出する搬
送速度検出手段１７及び追従台車３の追従速度を検出す
る追従速度検出手段１０から出力された信号に基づいて
、前記追従誤差をＯに近づけ、かつ、搬送速度と追従速
度とを一致させるような信号が追従速度指令手段１９に
よって算出される。　そして、追従速度指令手段１９に
よって算出された信号が、追従台車３を駆動する駆動手
段９に出力され、駆動手段９は、前記信号に基づいた速
度で追従台車３を駆動する。

本追従制御装置は、以上のように作用するので、前記追
従誤差をほぼＯにすることができる。

（実施例） 以下に本発明に係る実施例を、図面に基づいて詳細に説
明する。

第２図には、本発明に係る追従制御装置周辺の概略構成
図が示されており、以下のように構成されている。

同図に示すように、追従制御装置６には、コンベア２の
移動に応じてパルスを発生する搬送位置検出手段として
のコンベアパルスジェネレータ７、追従台車３の移動に
応じてパルスを発生する追従位置検出手段としての追従
台車パルスジェネレータ８、コンベア２の搬送速度を検
出する搬送速度検出手段としてのコンベアタコジェネレ
ータ１７、追従台車３の追従速度を検出する追従速度検
出手段としての追従台車タコジェネレータ１０、追従台
車３の駆動をする駆動手段としてのサーボモータ９の回
転速度を制御するサーボアンプ１４及び車両４に所定の
作業をするロボット５を制御するロボット制御装置１１
が夫々接続されている。

一方、コンベア制御装置１２には、コンベア２を駆動す
るコンベアモータ１３が接続されている。

そして、コンベアパルスジェネレータ７及びコンベアタ
コジェネレータ１７は、コンベアモータ１３によって駆
動されるコンベア２に接続されており、追従台車パルス
ジェネレータ８及び追従台車タコジェネレータ１０は、
サーボモータ９によって駆動される追従台車３に接続さ
れている。

サーボモータ９は、制御装置６からサーボアンプ１４に
出力された信号に応じて次のように制御される。以下に
、サーボモータ９の制御を第３図に示したブロックダイ
ヤグラムに基づいて説明する。

まず、追従台車３が追従を開始すると、追従制御装置６
内に設けられている相対位置偏差量算出手段としての偏
差カウンタ１５によって、コンベアパルスジェネレータ
７と追従台車パルスジェネレータ８から出力されたパル
スの積算値の差が演算される。そして、このパルスの積
算値の差は、Ｄ／Ａコンバータ１６によってＤ／Ａ変換
され、アナログ指令電圧として、サーボアンプ１４に出
力される。また、コンベア２に接続されたコンベアタコ
ジェネレータ１７からゲイン調整器２０を介して出力さ
れた電圧及び追従台車３に接続された追従台車タコジェ
ネレータ１０から出力された電圧もサーボアンプ１４に
出力される。そして、サーボモータ９は、サーボアンプ
１４から出力された電圧値に応じた回転速度で回転する
ことになる。

このように、サーボアンプ１４には、前記したＤ／Ａコ
ンバータ１６によってＤ／Ａ変換されたアナログ指令電
圧とコンベアタコジェネレータ１７からゲイン調整器２
０を介して出力された電圧の加算値から追従台車タコジ
ェネレータ１０から出力された電圧値を差し引いた電圧
値が入力されるので、コンベア２の速度に対するコンベ
アタコジェネレータ１７の発生電圧値をゲイン調整器２
０によって適当な値に設定することによって、追従台車
３をコンベア２の搬送速度と同期した速度で、かつ、追
従誤差なく移動させることができる。

ざらに、第４図には、第３図に示したコンベアタコジェ
ネレータ１７に替えて、コンベアパルスジェネレータ７
から出力されたパルスの発生周波数に応じた電圧を発生
するＦ／Ｖコンバータ１８をサーボアンプ１４に接続し
たブロックダイヤグラムが示されている。

このＦ／Ｖコンバータ１８も、タコジェネレータ１７と
同様に作用するので、図示しないＦ／Ｖコンバータ１８
のゲインを適当に選定することにより、第３図に示した
ブロックダイヤグラムと同様にして、追従台車３をコン
ベア２の搬送速度と同期した速度で、かつ、追従誤差な
く移動させることができる。

次に、第５図に基づいて、第３図及び第４図に示した制
御を行なうことにより追従誤差をほぼＯにでき、かつ、
追従台車３をコンベア２の搬送速度と同期した速度で移
動することが可能になる理由を説明する。

第５図において、横軸は時間を、縦軸は追従距離を示し
、また、同図中直線Ｂは、搬送台車１の時間−追従距離
特性を、直線Ｃは、サーボアンプ１４に速度補正を与え
なかった場合の時間−追従距離特性を、直線りは、サー
ボアンプ１４に速度補正を与え過ぎた場合の時間−追従
距離特性を夫々示している。

ここで、コンベアパルスジェネレータ７及び追従台車パ
ルスジェネレータ８から入力したパルスに基づいて、Ｄ
／Ａコンバータ１６から出力される出力値のループゲイ
ンをＧ１、コンベア２の速度をＶ。、コンベアタコジェ
ネレータ１７及びＦ／■コンバーター８のゲインをＧｖ
ｆ１コンベアタコジェネレータ１７及びＦ／Ｖコンバー
ター８の出力値をＧｖ、追従誤差をＸとすると、Ｘ＝　
（Ｖ　　−Ｇｖ−Ｇｖｆ＞　／’Ｇｐで表される。

従って、ゲインＧｖｆをゲイン調整器２０によって適当
に調整することによって、直線Ｃを縦軸方向に平行移動
させることができる。また、Ｇｖ・Ｇｖｆ＝ＶＣとする
ことによって、理論的には、追従誤差ＸをＯにすること
ができることになる。

以上のように、前記した実施例では、コンベア２の搬送
速度の検出手段としてコンベアタコジェネレータ１７又
はＦ／Ｖｌンバータ１８を用いたが、これに限られず、
レゾルバ−等を用いてもよい。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、追
従台車の追従位置及び追従速度を制御する装置に、ワー
クの搬送速度を検出する搬送速度検出手段からの信号を
入力し、この信号に基づいて前記追従台車の追従位置を
補正するようにしたために、ワークの搬送速度の如何に
拘らず、追従台車のワークの追従点に対する追従誤差を
極力少なくすることができ、これに伴って、追従台車に
載置した加工機等に高精度の作業を行なわせることが可
能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る追従制御装置のブロック図、第
２図は、本発明に係る追従制御装置周辺の概略構成図、
第３図及び第４図は、本発明の第１及び第２の実施例に
係るブロックダイヤグラム、第５図は、本発明の詳細な
説明に供する図、第６図は、従来の車両組立てラインの
全体構成図、第７図は、従来の追従制御装置に係るブロ
ックダイヤグラムである。 １・・・搬送台車、　　　２・・・コンベア、３・・・
追従台車、　　　４・・・車両（ワーク）、５・・・ロ
ボット、 ７・・・コンベアパルスジェネレータ（搬送位置検出手
段）、 ８・・・追従台車パルスジェネレータ（追従位置検出手
段）、 ９・・・サーボモータ（駆動手段）、 １０・・・追従台車タコジェネレータ（追従速度検出手
段）、 １３・・・コンベアモータ。 １５・・・偏差カウンタ（相対位置偏差量算出手段） １７・・・コンベアタコジェネレータ（搬送速度検出手
段 １９・・・追従速度指令手段。 特許出願人　　　　　日産自動車株式会社第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 連続的に搬送されるワークの搬送位置を検出する搬送位
   置検出手段と、 前記ワークに追従する追従台車の追従位置を検出する追
   従位置検出手段と、 前記搬送位置検出手段及び前記追従位置検出手段から出
   力された信号に基づいて、前記ワークと前記追従台車と
   の相対位値偏差量を算出する相対位値偏差量算出手段と
   、 前記追従台車の追従速度を検出する追従速度検出手段と
   、 前記ワークの搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、 前記追従台車を駆動する駆動手段と、 前記相対位値偏差量算出手段、前記搬送速度検出手段及
   び前記追従速度検出手段から出力された信号に基づいて
   、前記追従台車の前記ワークに対する追従速度を前記駆
   動手段に指令する追従速度指令手段とを備えたことを特
   徴とする追従制御装置。