特開 2024-112504 自律走行装置、自律走行方法及び金属板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112504

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】自律走行装置、自律走行方法及び金属板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20240814BHJP

   B24B 27/00 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 W

G05D1/02 H

B24B27/00 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017566

(22)【出願日】2023-02-08

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】枡田 健太

【テーマコード（参考）】

3C158

5H301

【Ｆターム（参考）】

3C158AA03

3C158AA13

3C158AC02

3C158BA07

3C158CA01

3C158CB03

5H301AA01

5H301AA10

5H301BB05

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC08

5H301CC09

5H301CC10

5H301DD01

5H301DD07

5H301DD15

5H301FF11

5H301HH01

5H301HH18

5H301JJ06

5H301JJ08

5H301JJ10

(57)【要約】

【課題】台車に搭載した作業部で対象物に対して所定の作業を行うに際し、台車の目標位置に対して位置ずれが生じた場合に、台車の移動を伴わずに対象物に対して適正位置で所定の作業を実施可能とする。
【解決手段】駆動輪３を駆動して金属板（対象物）Ｓ上を走行する台車１と、台車１の金属板Ｓ上における位置を検出する測位システム（位置検出手段）１０と、台車１に搭載され、金属板Ｓに対して所定の作業を実施する研削部（作業部）２と、作業を実施する際に、測位システム１０で検出された台車１の位置と目標位置とのずれ量に応じて、台車１に対する研削部２の位置を補正する車載コンピュータ５及びコントローラ６（制御部）と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動輪を駆動して対象物上を走行する台車と、
前記台車の前記対象物上における位置を検出する位置検出手段と、
前記台車に搭載され、前記対象物に対して所定の作業を実施する作業部と、
前記作業を実施する際に、前記位置検出手段で検出された台車の位置と目標位置とのずれ量に応じて、前記台車に対する前記作業部の位置を補正する制御部と、を備えた自律走行装置。

【請求項2】

前記駆動輪を駆動することによって前記台車が前後方向に走行され、
前記制御部は、前記前後方向に生じた前記ずれ量に対して前記台車の前後方向の位置を補正し、前記前後方向と直交する横方向に生じた前記ずれ量に対して前記台車に対する前記作業部の位置を補正する、請求項１に記載の自律走行装置。

【請求項3】

前記台車は、前記駆動輪と個別の転舵輪を有し、前記転舵輪を操舵し且つ前記駆動輪を駆動することで前記横方向に移動可能とする走行構造を有する、請求項２に記載の自律走行装置。

【請求項4】

前記作業部は、前記台車に反力が作用する作業を前記対象物に対して実施する、請求項３に記載の自律走行装置。

【請求項5】

前記作業部は、前記対象物の表面を研削する研削作業を実施する、請求項４に記載の自律走行装置。

【請求項6】

前記台車は、前記反力による位置ずれを抑止する位置ずれ抑止構造を有する、請求項４に記載の自律走行装置。

【請求項7】

前記台車は、前記前後方向の一方で前記横方向に並設された２つの駆動輪と他方で横方向に並設された２つの転舵輪とを有し、前記位置ずれ抑止構造は、前記横方向への反力が生じる作業を実施する前記作業部を前記前後方向の一方に配設して構成される、請求項６に記載の自律走行装置。

【請求項8】

位置検出手段からの位置情報に基づいて台車を対象物上で走行させ、前記台車に搭載された作業部によって対象物に対して所定の作業を実施する際に、前記台車の目標位置を実際の位置とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて前記台車に対する前記作業部の位置を補正する、自律走行方法。

【請求項9】

請求項１乃至７の何れか１項に記載の自律走行装置を前記対象物としての金属板上で走行させ、前記作業部によって前記金属板の表面を研削する研削工程を含む、金属板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物上を走行して対象物に対して所定の作業を実施する自律走行装置、自律走行方法、及び自律走行装置を用いた金属板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

対象物上を走行して対象物に対して作業を実施する自律走行装置として、例えば下記特許文献１に記載される金属板用自走式検査装置が挙げられる。この金属板用自走式検査装置は、屋内位置測定システムからの位置情報に基づいて金属板上を台車が自律走行し、台車に搭載された探傷ヘッドによって金属板表面又は内部に存在する欠陥の有無を検査する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１３４４９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載される金属板用自走式検査装置では、屋内位置測定システムからの位置情報に基づく台車の位置と目標とする位置にずれが生じた場合、台車を走行させて移動させることによって位置ずれを補正する。しかしながら、台車の走行構造、特にステアリング構造によっては、台車を移動させて位置ずれを補正するのに時間がかかり、効率がよくない。また、位置ずれを補正するために台車を移動させることにより、新たな位置ずれが生じることもあり、結果として、台車を高精度に位置合わせするために何度も移動のリトライが必要となることもある。すなわち、台車の走行構造や位置ずれの内容によっては、台車の移動を伴わずに対象物に対して適正位置で所定の作業を実施することができる自律走行装置やその方法が求められる。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、台車の目標位置に対して位置ずれが生じた場合に、台車の移動を伴わずに対象物に対して適正位置で所定の作業を実施可能な自律走行装置及びその方法と金属板の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る自律走行装置は、駆動輪を駆動して対象物上を走行する台車と、前記台車の前記対象物上における位置を検出する位置検出手段と、前記台車に搭載され、前記対象物に対して所定の作業を実施する作業部と、前記作業を実施する際に、前記位置検出手段で検出された台車の位置と目標位置とのずれ量に応じて、前記台車に対する前記作業部の位置を補正する制御部と、を備えたことを要旨とする。

【0007】

また、本発明の一態様に係る自律走行方法は、位置検出手段からの位置情報に基づいて台車を対象物上で走行させ、前記台車に搭載された作業部によって対象物に対して所定の作業を実施する際に、前記台車の目標位置を実際の位置とのずれ量を検出し、前記ずれ量に基づいて前記台車に対する前記作業部の位置を補正することを要旨とする。
また、本発明の一態様に係る金属板の製造方法は、上記自律走行装置を前記対象物としての金属板上で走行させ、前記作業部によって前記金属板の表面を研削する研削工程を含むことを要旨とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、例えば金属板の表面の所定位置を研削するといった場合に、台車の位置と目標位置とのずれ量に応じて、台車に対する作業部の位置を補正することにより、台車の移動を伴わずに対象物に対して適正位置で所定の作業を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の自律走行装置及びその方法の一実施形態である金属板の製造方法における研削工程の概略構成図である。

【図2】図１の台車の概略構成を示す側面図である。

【図3】図１の研削工程における制御のブロック図である。

【図4】図１の研削工程における台車の移動の説明図である。

【図5】図１の研削工程における台車の移動の説明図である。

【図6】図２の車載コンピュータで実行される位置ずれ補正の演算処理のフローチャートである。

【図7】図６の演算処理の作用の説明図である。

【図8】図６の演算処理の作用の説明図である。

【図9】縦移動に対する目標位置からの位置ずれ量の説明図である。

【図10】横移動に対する目標位置からの位置ずれ量の説明図である。

【図11】図６の演算処理による横移動時の台車の位置ずれ量と研削位置ずれ量の相関説明図である。

【図12】図１の台車の他の概略構成を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本発明の自律走行装置、自律走行方法、及び、金属板の製造方法の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

【0011】

図１は、自律走行装置及びその方法の一実施形態である金属板の製造方法の研削工程の概略構成図である。この研削工程は、屋内の床面と平行に置かれた金属板Ｓ、具体的には鋼板の表面を研削するものである。この実施形態では、対象物である金属板Ｓの上面（表面）を台車１で走行して移動すると共に、台車１に取り付けられた作業部である研削部２で台車１の移動先の金属板Ｓの表面を少しずつ研削して表面全面を研削する。この台車１の移動に際し、台車１の位置を位置検出手段である測位システム１０で検出する。この測位システム１０で検出された台車１の位置情報に基づいて台車１を金属板Ｓ上の目標位置に移動し、その位置で金属板Ｓの表面の所定範囲を研削したら、次の目標位置に移動して研削を行う動作を繰り返す。

【0012】

測位システム１０は、三角測量の原理に基づいて屋内空間における自己位置（屋内位置）の測定を行うものである。具体的には、測位システム１０は、屋内、特に金属板Ｓの周囲に配設された複数の航法用送信機１１と、台車１に搭載された航法用受信機８及び車載コンピュータ５（図２参照）を備えて構成される。車載コンピュータ５には、航法用受信機８の位置を台車１の位置として演算するための位置演算用ソフトウエアや、台車１を研削位置へと移動させる目標位置、経路情報を設定するための設定ソフトウエアなどがインストールされている。設定ソフトウエアは、研削対象となる金属板Ｓ（毎）における１回の研削範囲とその順序、先の研削範囲から次の研削範囲への移動経路、各研削範囲内における研削領域や台車１の移動経路などを予め設定することができる。したがって、台車１は、この設定ソフトウエアで設定される目標位置に順次移動され、車載コンピュータ５からは、その移動のための後述する各アクチュエータへの制御量が台車１の移動を司るコントローラ６（図２参照）に向けて出力される。

【0013】

測位システム１０には、例えば屋内位置測定システムであるＩＧＰＳ（Ｉｎｄｏｏｒ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を適用することができる。ＩＧＰＳは、衛星航法システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を屋内位置測定システムに適用したものである。ＩＧＰＳについては、米国特許第６，５０１，５４３号明細書に詳細に記載されている。測位システム１０にＩＧＰＳを適用する場合は、各航法用送信機１１は、回転ファンビーム（扇形ビーム）を射出する。回転ファンビームはレーザファンビームであってもよく、他の光放射手段であってもよい。航法用受信機８は、航法用送信機１１から射出される回転ファンビームを受信する。このとき、回転ファンビームは所定の角度でずれており、これを受信する航法用受信機８の三次元座標値、すなわち水平面内の位置や高さを測定することができる。航法用受信機８が受信した受信情報は車載コンピュータ５に伝送され、車載コンピュータ５は、三角測量の原理に従って、航法用受信機８の位置を演算する。そして、車載コンピュータ５は、複数の航法用送信機１１から受信した信号について演算を繰り返すことにより、航法用受信機８を搭載した走行中の台車１の位置情報を得ることができる。なお、屋内には、台車１の位置や金属板Ｓの研削状態などをモニタするためのモニタコンピュータ１５が配設されている。

【0014】

図２は、図１の台車１の概略構成を示す側面図である。台車１は、図１にも示すように、例えば箱型フレームの四隅に車輪３、４が配設され、各車輪３、４は、図２の紙面垂直方向に伸長する回転軸周りに回転する。この実施形態では、図２の左側の車輪３が駆動輪、右側の車輪４が転舵輪である。駆動輪３は、駆動機構２５を介して走行アクチュエータ１２の駆動力で回転される。したがって、台車１は、転舵輪４が転舵されていない状態では、図２の左右方向に走行される。ここでは、図２の左方を前方、右方を後方と規定する。すなわち、台車１は駆動輪３を回転駆動することによって前後方向に走行する。一方、転舵輪４は、ステアリング機構２６を介して操舵（転舵）アクチュエータ１３の駆動力で転舵される。ステアリング機構２６には、例えば、一般的なアッカーマン式ステアリング(転舵)機構が採用される。なお、この実施形態の駆動輪３は転舵しない。

【0015】

台車１の前方、すなわち駆動輪３側には、金属板Ｓの表面を研削するための作業部として研削部２が搭載されている。この研削部２の最下端部には、外周面が円筒面の砥石７が研削工具として配設されており、この実施形態では、前後方向に伸長する回転軸回りに回転駆動されて金属板Ｓの表面を研削する。研削工具には、砥石７に代えて、研削布紙なども使用可能である。砥石７は、研削装置１６に取り付けられており、研削用モータ１７の駆動力で回転駆動される。研削装置１６の上方には、砥石７と共に研削装置１６を昇降する昇降装置１４が取り付けられている。また、この昇降装置１４は、スライド装置９に取り付けられており、このスライド装置９は、図２の紙面垂直方向に伸長するスライドベース１８（図１参照）に沿って、研削装置１６と共に昇降装置１４を紙面垂直方向に移動する。したがって、この研削部２では、昇降装置１４で研削装置１６を下降させて砥石７を金属板Ｓの表面に当接させたり、金属板Ｓの表面から離隔させたりすることができる。また、砥石７を金属板Ｓの表面に当接させた状態で回転駆動することにより砥石７の当接領域において金属板Ｓの表面を研削することができる。また、砥石７を金属板Ｓの表面で回転駆動しながらスライド装置９で研削装置１６をスライドさせることにより、研削領域を図２の紙面垂直方向に移動（展開）させることができる。

【0016】

台車１の後方、すなわち転舵輪４側には、制御箱（制御盤）１９が搭載されており、この制御箱１９の上方に前述した航法用受信機８が搭載されている。そして、制御箱１９内には、車載コンピュータ５と共に、台車１の各アクチュエータの駆動状態を制御するためのコントローラ６が配設されている。このコントローラ６は、演算処理機能を備えたコンピュータシステムで構築され、例えば、プログラマブルロジックコントローラなどが適用される。なお、コントローラ６が車載コンピュータ５と個別のものである必要はなく、例えば、１つのコンピュータで、車載コンピュータ５とコントローラ６を兼任させることも可能である。

【0017】

図３は、この研削工程における制御のブロック図である。前述のように、航法用受信機８は、複数の航法用送信機１１からの回転ファンビームを受信する。航法用受信機８の受信情報は車載コンピュータ５に伝送され、車載コンピュータ５は航法用受信機８の位置を台車１の位置として算出する。車載コンピュータ５からは、設定された研削範囲とその順序並びに先の研削範囲から次の研削範囲への移動経路に応じた台車１の目標位置への移動のための各アクチュエータへの制御量がコントローラ６に向けて出力される。コントローラ６からは、台車１を移動するためのアクチュエータ、すなわち走行アクチュエータ１２及び操舵（転舵）アクチュエータ１３への制御量に応じた駆動信号が出力される。台車１の移動の際には、移動中の台車１の位置を検出し、台車１が設定された移動経路に沿って移動されるように、走行アクチュエータ１２及び操舵（転舵）アクチュエータ１３をフィードバック制御する。また、研削範囲に台車１が到着すると、車載コンピュータ５からは昇降装置１４、研削装置１６、スライド装置９の各アクチュエータの制御量がコントローラ６に向けて出力される。コントローラ６からは、昇降装置１４、研削装置１６、スライド装置９の各アクチュエータの制御量に応じた駆動信号が出力される。車載コンピュータ５とコントローラ６の情報及び信号授受の状態はモニタコンピュータ１５に無線伝送されてモニタされる。

【0018】

次に、この実施形態における研削範囲とその移動について説明する。この実施形態の台車１は、前方に駆動輪３、後方に転舵輪４が配置されており、駆動輪３は転舵せず、転舵輪４が転舵されていない状態で台車１は前後方向にのみ移動される（走行する）。したがって、転舵輪４が転舵されていない状態では、転舵輪４の向きは駆動輪３と同じ前後方向に一致する。この転舵輪４の向きが前後方向に一致している状態を中庸状態とすると、転舵輪４が中庸状態に維持されていれば、台車１は「まっすぐ」前後方向にのみ移動する。例えば図４ａの斜線部を研削範囲に設定したとき、砥石７（研削部２）の位置を研削範囲の最も前方で且つスライド装置９のスライド方向、すなわち横方向の一端にセットし、その状態で砥石７を金属板Ｓの表面に当接させて研削を実施する。そこから、研削状態を維持したまま、スライド装置９によって砥石７を横方向の他端に向けて移動すれば、その移動軌跡に沿って砥石７の当接幅分が研削される。すなわち、台車１が停止している状態で１回の研削で研削できる領域がこの研削領域となる。砥石７が横方向の他端に到達したら砥石７の当接幅分だけ台車１を後方に移動し、例えば、今度は、横方向の他端から一端に向けて砥石７を移動しながら研削を実施し、これを順次繰り返して所定の研削範囲を研削する。台車１を「まっすぐ」前後方向に移動する場合には、走行アクチュエータ１２の駆動量を制御すればよいだけなので、その移動（停止）制御は精度が高い。

【0019】

一方、スライド装置９による砥石７の横方向へのスライド量は限られているので、１回の研削領域（＝研削範囲）の横方向の長さも限られている。そこで、研削範囲の研削が完了したら、図４ａに矢印で示すように台車１を所定距離だけ後方に移動（後退）する。次いで、先の研削範囲の横方向に隣接する次の研削範囲に移動するのであるが、その際には、台車１が後退した位置から転舵輪４を操舵（転舵）して、図４ｂに示すように台車１を横方向に移動させながら前方に移動（前進）する。これにより、例えば、台車１が金属板Ｓの最も前方に移動すると、先の研削範囲の横方向に隣接する次の研削範囲を研削することができる。したがって、大きな金属板Ｓの表面を研削する場合には、例えば図５に示すように、一番下側の研削範囲を研削した後、台車１を後退し、そこから横方向への移動を伴って上下方向真ん中の研削範囲に移動して研削する。この上下方向真ん中の研削範囲を研削したら、再び台車１を後退し、そこから横方向への移動を伴って一番上側の研削範囲に移動して研削する。これらの研削範囲の研削が完了したら、これよりも後方の研削範囲を同様に研削し、これを順次繰り返して金属板Ｓの表面全面を研削する。なお、後述するように、この台車１の横方向への移動（停止）精度は高くない。また、この実施形態では、少なくとも研削作業中、台車１を単に横方向に移動することはなく、次の研削範囲へ向かうために横方向に移動する。また、研削範囲の初期位置（最初の停止位置）に到着した際、目標位置に対して横方向に位置ずれしていた場合に、操舵（転舵）によって位置ずれを補正するためには、一旦、後退してから操舵（転舵）しながら前進しなければならない。したがって、以下では、台車１の横方向への移動を切り返しとも称する。

【0020】

なお、この実施形態では、外周面が円筒面の砥石７を前後方向に伸長する回転軸回りに回転して研削を行うので、研削中、台車１には横方向の反力が作用する。この実施形態では、このような研削反力を生じる研削部２側に、転舵しない駆動輪３を配置していることから、研削反力によって台車１が移動してしまうのを抑止することができる。横方向に反力を生じる研削部２側に転舵輪４が配置されていると、その反力によって転舵輪４が転舵するおそれがある。そして、研削中に転舵輪４が転舵すると、台車１は転舵輪４が転舵した方向に移動されてしまうおそれが生じる。台車１の車輪の構成や駆動方法には、他にも、三輪方式や四輪独立ステアリング駆動方式などが挙げられる。例えば、横方向に並設され且つ個別に駆動可能な２つの駆動輪と車体の幅方向中央部に配置されたオムニホイールと呼ばれる全方位車輪（従動輪）からなる三輪方式では、２つの駆動輪の回転速度差で台車１の向きを微調整することができる。しかし、全方位車輪は台車１の移動、特に横方向への移動を容易にする一方、自在な方向に動けてしまうので、研削反力によって台車１の位置がずれやすい。また、四輪独立ステアリング駆動方式と呼ばれる全方位移動方式では、４つの車輪の駆動軸と転舵軸を個別に制御する方式であるので、台車１を任意の場所に移動させ、その場で回転して角度調整するという高度な位置及び移動制御が可能である。しかし一方で、制御軸が多いので、機構が複雑化すると共に高価な装置となってしまうという欠点がある。

【0021】

この実施形態では、台車１の４つの車輪３、４のうち、前方２輪が駆動輪３、後方２輪が転舵輪４であるので、台車１の前後方向の位置ずれは、転舵輪４を中庸状態に維持したまま、走行アクチュエータ１２を制御するだけで容易に補正することができる。これに対し、横方向の位置ずれは、台車１の切り返し、すなわち前後方向への移動とステアリング（転舵）による横方向への移動を必要とするため補正に時間を要する。また、台車１の切り返しを行っても、必ず補正できるとは限らず、すなわち補正精度が低く、切り返し操作を繰り返す場合もあり、非常に多くの時間を必要とすることもある。これは、台車１の車輪３、４と金属板Ｓの表面の間の摩擦係数に依存していると考えられる。すなわち、金属板Ｓの表面は台車１が走行する路面であるが、その路面状態に相当する車輪３、４との間の摩擦係数が金属板Ｓごとに異なるので、転舵輪４の転舵状態が等しくても横方向への移動量に差異が生じる。一方で、転舵輪４の転舵量とタイミングを金属板Ｓの表面性状ごとにパラメータチューニングすることは現実的ではない。以上より、この実施形態では、台車１の前後方向への位置ずれは台車１を前後方向に移動して補正し、台車１の横方向への位置ずれは研削部２を台車１に対して横方向に移動して補正する。研削部２の横方向への移動は、スライド装置９を用いて行う。例えば、スライド装置９による砥石７の移動範囲が横方向に６００ｍｍである場合、両端の５０ｍｍを台車１の横方向への位置ずれに対する砥石７（研削部２）の補正代として用いる。なお、砥石７の当接幅、すなわち研削領域の幅は、一例として６０ｍｍである。

【0022】

図６は、台車１が次の研削範囲（正確には研削範囲における最初の停止位置）に到着した際に行われる位置ずれ補正のための演算処理を示すフローチャートである。この演算処理は、車載コンピュータ５内で実行される。なお、以下では、前後方向を縦方向とも呼び、縦方向における台車１の位置を縦位置と称する。同様に、横方向における台車１の位置を横位置と称する。この演算処理では、まずステップＳ１で、測位システム１０（航法用受信機８）の受信情報を読み込む。

【0023】

次にステップＳ２に移行して、ステップＳ１で読み込まれた測位システム１０の受信情報から台車１の位置情報（縦位置、横位置）を算出する。
次にステップＳ３に移行して、設定ソフトウエアで設定されている今回研削範囲の（最初の停止位置の）目標位置情報（縦位置、横位置）を読み込む。
次にステップＳ４に移行して、ステップＳ３で読み込まれた目標位置情報（縦位置、横位置）とステップＳ２で算出された台車１の位置情報（縦位置、横位置）の差分から縦位置ずれ量及び横位置ずれ量を算出する。

【0024】

次にステップＳ５に移行して、縦位置ずれ量を補正するための走行アクチュエータ１２の補正制御量を算出する。
次にステップＳ６に移行して、横位置ずれ量を補正するためのスライド装置９の補正制御量を算出する。
次にステップＳ７に移行して、走行アクチュエータ１２及びスライド装置９の各補正制御量をコントローラ６に出力してから復帰する。

【0025】

この演算処理によれば、例えば図７に二点鎖線で示す目標位置に対して台車１が縦（前後）方向に位置ずれしていた場合には、走行アクチュエータ１２を作動させることで台車１を前後方向に移動させ、研削部２を含む台車１ごと位置ずれを補正する。一方、例えば図８に二点鎖線で示す目標位置に対して台車１が横方向に位置ずれしていた場合には、スライド装置９の稼働域、すなわちスライド装置９による砥石７の移動範囲を位置ずれ補正代の範囲内で横方向に移動させることにより台車１に対して研削部２（砥石７）を横方向に移動させ、研削部２を目標位置に移動して位置ずれを補正する。すなわち、車載コンピュータ５及びコントローラ６が本自律走行装置の制御部を構成する。なお、この実施形態では、目標位置に対する横位置ずれ量がスライド装置９の位置ずれ補正代±５０ｍｍを超えることがなかったので、図６の演算処理のみで縦横方向の位置ずれを補正することができた。もし、目標位置に対する横位置ずれ量がスライド装置９の位置ずれ補正代を超えるような場合には、横位置ずれ量を位置ずれ補正代±５０ｍｍと比較するステップを設ける。そして、横位置ずれ量が位置ずれ補正代以下であれば、スライド装置９を作動して横位置ずれを補正し、補正代を超える場合には、横位置ずれ量を小さくするように台車１の切り返し操作を実施（リトライ）するようにしてもよい。

【0026】

以下、この実施形態における台車１の移動（停止）位置精度などについて説明する。図９には、台車１の縦移動における停止位置と台車１に生じた縦位置ずれ量を示す。横軸には、台車１の後退動作の停止位置の目標値を示し、縦軸には、台車１の停止位置の実績と目標位置の縦位置ずれ量を、後退方向を負として示す。この例では、後退距離２０、４０、６０（ｍｍ）に対する停止位置の縦位置ずれ量の平均値と標準偏差を求め、エラーバーで±３σの範囲を示す。縦位置ずれ量の平均値は後退方向に０．５ｍｍ、標準偏差は０．７ｍｍであった。

【0027】

図１０には、台車１の横移動における停止位置と台車１に生じた横位置ずれ量を示す。横軸には、台車１の左右への切り返し動作の停止位置の目標値を示し、縦軸には、台車１の停止位置の実績と目標位置の横位置ずれ量を、右切り返し方向を正として示す。この例では、１５０ｍｍ毎に設定された左右への切り返し量（＝横移動位置目標値）に対する停止位置の横位置ずれ量の平均値と標準偏差を求め、エラーバーで±３σの範囲を示す。このとき、前述のように、横位置ずれ量が補正代±５０ｍｍを超える場合に台車１の切り返し操作のリトライを行って横位置ずれ量を小さくする機能を搭載していたが、計Ｎ＝１４８回の横移動試験でリトライは発生しなかった。

【実施例0028】

前述のように、上記実施形態では、台車１の横方向の位置ずれに対してスライド装置９の稼働域、すなわちスライド装置９による砥石７の移動範囲を移動させることで所望の研削範囲を研削できるようにロジックを構築した。そこで、実際の金属板Ｓ上で横方向位置ずれの大きさに関わらず、設定された研削範囲を高精度に研削できるかの実証実験を行った。金属板Ｓの一例として、引張強度４００ＭＰａ級、板厚１２ｍｍの厚板鋼板の表面を上記実施形態の自律走行装置に搭載された研削装置で研削した。Ｎ＝５３回の施行での横位置ずれ量に対する研削横位置ずれ量を図１１に示す。比較例となる図１０（研削部２の位置を補正しない状態）では、例えば、右切り返し１５０ｍｍの目標位置に対して、横位置ずれ量が一部２０ｍｍ程度に及んだ。これに対し、台車１に対する研削部２の横位置を補正する実施例では、下記表１に示すように、横位置ずれ量が２０ｍｍ程度の場合を含めた全ての場合で、実際の研削横位置ずれ量は±２ｍｍ以下であった。なお、表１は、オペレータが手押し式グラインダで研削を行う場合の目視による位置調整の誤差が±５ｍｍ程度であるとして、±５ｍｍを研削横位置ずれ量の閾値として実施例及び比較例の合否判定を行った結果である。以上の結果、台車１が横方向に位置ずれしている場合であっても、実施形態では、台車１の切り返し操作を繰り返すことなく、所望の研削範囲を正確に研削することができる。これにより、鋼板の表面の指定した領域を隈なく且つ短時間で高精度に手入れすることができ、表面疵や厚さ不良を除去した高品質の鋼板を提供することができる。

【0029】

【表1】

【0030】

このように、この実施形態の金属板Ｓの製造方法の研削工程によれば、金属板Ｓの表面の所定位置を研削するといった場合に、台車１の位置と目標位置との横位置ずれ量に応じて、台車１に対する研削部２の位置を補正する。これにより、台車１の移動を伴わずに金属板Ｓに対して適正位置で所定の研削作業を実施することができる。
また、転舵しない状態で台車１が前後方向に走行される場合、前後方向に生じた縦位置ずれ量に対しては台車１の前後方向の位置を補正し、前後方向と直交する横方向に生じた横位置ずれ量に対しては台車１に対する研削部２の位置を補正する。これにより、研削部２を前後方向及び横方向の双方に移動させる機構を必要とせず、しかも前後方向及び横方向の双方で適正位置での研削作業を実施することができる。

【0031】

また、台車１が駆動輪３と個別の転舵輪４を有し且つ転舵輪４を操舵（転舵）し且つ駆動輪３を駆動することで横方向に移動可能とする走行構造を有する場合、横方向への切り返し操作を繰り返すことなく横位置ずれ量を補正することができる。そしてその結果、研削作業時間を短縮することが可能となる。
また、台車１は、前方で横方向に並設された２つの駆動輪３と後方で横方向に並設された２つの転舵輪４とを有し、横方向への反力が生じる研削作業を実施する研削部２を前方、すなわち駆動輪３側に配設して位置ずれ抑止機構を構成する。これにより、簡易な構成で、研削反力による台車１の位置ずれを効果的に抑止することができる。

【0032】

以上、実施形態に係る自律走行装置、自律走行方法、及び金属板Ｓの製造方法について説明したが、本件発明は、上記実施形態で述べた構成に限定されるものではなく、本件発明の要旨の範囲内で種々変更が可能である。例えば、上記実施形態では、転舵しない駆動輪３を作業部である研削部２側に配設することで、研削反力に対して台車１の位置ずれを抑止する位置ずれ抑止構造とした。これに対し、例えば図１２に示すように、台車１の底部に配置された電磁石２０と、この電磁石２０を昇降する昇降装置２１を備えて位置ずれ抑止構造としてもよい。この位置ずれ抑止構造では、研削時、金属板Ｓ上に降下された電磁石２０を励磁して金属板Ｓに磁着させ、これにより台車１の位置ずれが抑止される。その他の構造も適用可能である。

【0033】

また、上記実施形態では、台車１の前後方向の位置ずれに対しては台車１の位置を補正し、横方向の位置ずれに対しては台車１に対する研削部２の位置を補正する構成とした。これに対し、前後方向及び横方向の双方の位置ずれについて、台車１に対する研削部２の位置を補正する構成としてもよい。
また、台車１が走行する対象物についても金属板Ｓに限らず、実施する作業についても金属板Ｓの研削以外の種々の作業に適用することが可能である。

【符号の説明】

【0034】

１ 台車
２ 研削部（作業部）
３ 駆動輪
４ 転舵輪
５ 車載コンピュータ（位置検出手段、制御部）
６ コントローラ（制御部）
７ 砥石
８ 航法用受信機（位置検出手段）
９ スライド装置
１０ 測位システム（位置検出手段）
１１ 航法用送信機（位置検出手段）
２０ 電磁石（位置ずれ抑止構造）
Ｓ 金属板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】