トロリー搬送制御

Technology

(とろりーはんそうせいぎょ)

トロリー搬送制御とは、レールや走行桁に沿って移動する台車状の搬送装置「トロリー」を、指定した位置まで走行・停止させ、原料、容器、部品、製品などを搬送する制御技術です。床上を走行する台車のほか、天井や架台に設置したレールから搬送物を吊り下げて移動させる方式もあります。

トロリーは、複数の供給位置、計量位置、投入位置、排出位置などを順番に移動する設備で使用されます。PLCによって走行モーター、停止位置センサ、扉、ゲート、昇降機構などを連動させ、搬送物を目的の工程へ確実に移動させます。

トロリー搬送制御の仕組みと構成

トロリー搬送設備は、主に走行台車、レールまたは走行桁、駆動モーター、減速機、車輪、給電・通信機器、位置検出センサ、制御盤、PLC、タッチパネルなどで構成されます。搬送物を載せる方式のほか、ホッパー、容器、バケットなどを吊り下げて搬送する構成もあります。

PLCから走行指令を出すと、モーターがトロリーを目的位置へ移動させます。目標位置へ近づくと減速し、停止位置センサや位置決め機器の信号を確認して停止します。停止後は、搬送物の投入、排出、計量、昇降など、次工程の動作へ移ります。

位置の検出には、近接センサ、リミットスイッチ、光電センサ、エンコーダなどが使用されます。停止位置が少ない設備では位置ごとにセンサを設ける方法があり、停止位置が多い場合や細かな位置管理が必要な場合は、エンコーダや位置決め制御を用いることがあります。

主な用途と使用される工程

トロリー搬送制御は、複数の工程や設備間で原料や搬送物を移動させる用途に使用されます。代表的な用途には、次のようなものがあります。

複数の計量機や混合機への原料搬送
移動ホッパーによる原料の投入先切り替え
容器やバケットの工程間搬送
充填設備、検査設備、排出設備への順次搬送
床面の設備を避けるための天井・架台上搬送
複数の搬送先への自動振り分け

例えば、複数のミキサへ原料を投入する設備では、トロリーを指定されたミキサ上まで移動させ、正しい位置に停止したことを確認してから排出ゲートを開きます。投入完了後はゲートを閉じ、次の搬送先へ移動します。

設計・制御上のポイント

停止位置と位置決め精度

トロリーが目的位置からずれて停止すると、投入物のこぼれ、設備同士の干渉、搬送物の受け渡し不良につながる可能性があります。必要な停止精度に応じて、低速切替位置、停止センサ、機械式ストッパー、エンコーダなどを組み合わせます。

高速のまま停止させると停止位置がばらつきやすく、機械への衝撃も大きくなります。目標位置の手前で減速し、低速で停止位置へ進入する制御が一般的です。

走行経路上の干渉防止

走行範囲内に他の設備や作業者が入る可能性がある場合は、安全柵、扉スイッチ、エリアセンサなどを設けます。また、昇降機構やゲートが開いた状態、搬送物が正しく保持されていない状態では走行させないインターロックが必要です。

複数のトロリーを同じレール上で運転する場合は、それぞれの現在位置と移動先を管理し、トロリー同士が接近・衝突しないように制御します。

原点復帰と位置情報の管理

電源投入時や異常復旧後には、トロリーの基準位置を確認する原点復帰を行う場合があります。原点が確定していない状態では自動運転を開始させず、現在位置とPLCが管理する位置情報の不一致を防ぎます。

手動操作でトロリーを移動させた場合や、モーターと走行機構の間に滑りが生じた場合にも、位置情報がずれる可能性があります。位置センサによる照合や定期的な原点確認を行うことが重要です。

給電・通信方法

移動するトロリーへ電力や制御信号を送るため、ケーブルベア、カーテンケーブル、集電装置、無線通信などを使用します。走行距離、移動速度、曲線の有無、設置環境に応じて方式を選定します。

ケーブルを使用する場合は、繰り返し屈曲による断線や、他の設備との干渉を考慮します。無線通信を利用する場合は、通信異常時の停止動作や、制御信号が途絶えた場合の安全処理を定めます。

異常監視と復旧操作

走行指令後、一定時間以内に次の位置へ到達しない場合は、走行異常として検出します。モーターの過負荷、車輪の滑り、レール上の障害物、位置センサの不具合などが原因として考えられます。

タッチパネルには、現在位置、目標位置、走行方向、運転状態、センサ状態、警報内容などを表示します。保守時には低速の手動運転や寸動操作を行えるようにし、自動運転中は誤操作できないよう制限します。

ハカルプラスの対応

ハカルプラスでは、搬送物の重量や形状、移動距離、停止位置、必要な搬送能力、工場内の設置スペースなどを確認し、トロリーを用いた搬送設備の機械設計と制御設計に対応します。

走行台車、レール、駆動機構、投入・排出ゲートなどの機械構成に加え、モーターやインバーター、位置センサ、安全機器を組み込んだ制御盤、PLCによる走行・減速・停止制御、前後設備とのインターロックを設計します。

タッチパネルによる搬送先の選択、現在位置や警報の表示、品種ごとの搬送経路管理にも対応します。計量機や供給装置と組み合わせる場合は、計量完了後の搬送、所定位置での投入、実績データの保存まで一連のシーケンスとして構築します。

また、生産管理システムや配合管理システムから搬送指示を受け取り、指定された原料や搬送先に応じてトロリーを自動運転するシステム連携も検討できます。

よくある質問

Q. トロリーは複数の位置へ自動で移動できますか？

A. 各停止位置をPLCへ登録し、製造指示や作業者の選択に応じて自動移動できます。停止位置の数や必要精度に合わせて、位置センサやエンコーダなどを選定します。

Q. トロリーを決められた位置へ正確に停止させるにはどうしますか？

A. 目標位置の手前で低速へ切り替え、停止位置センサを検出して停止させます。より高い精度が必要な場合は、エンコーダ、サーボモータ、機械式位置決め機構などを検討します。

Q. 複数台のトロリーを同じレールで運転できますか？

A. 可能な場合がありますが、各トロリーの現在位置と移動範囲を管理し、相互干渉や衝突を防ぐ制御が必要です。設備構成によっては、走行可能な区間を分けて管理します。

Q. 停電後も現在位置を把握できますか？

A. 絶対位置を保持できる機器を使用する方法や、復電後に原点復帰を行う方法があります。使用する位置検出方式や設備の運用に合わせて決定します。

Q. 計量設備と連動できますか？

A. 計量完了を確認してからトロリーを移動し、指定された位置で原料を排出する制御が可能です。搬送先、計量値、投入結果などを製造実績として保存する構成も検討できます。