JP4038807B2 - スタッカークレーン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の利用分野】
この発明はスタッカークレーンに関し、特にラックやコンベヤ等と間での、移載時の高さ補正に関する。
【０００２】
【従来技術】
発明者らは、スタッカークレーンの昇降台にドーリー台車を搭載して、ラック内に進退入させて、物品を移載することを検討している。このようにすれば収納効率の高い自動倉庫が得られるはずである。
【０００３】
【従来技術の問題点】
発明者らは、ドーリー台車を昇降台とラックとの間で進退入させると、ドーリー台車や物品の荷重が昇降台に加わったりラック側に加わったりするため、昇降台の高さが変化することを見出した。そしてドーリー台車の乗り移り時に昇降台の高さが変化すると、ドーリー台車がラックや昇降台に衝突して乗り移りができない、あるいは乗り移り時に衝撃が加わり、ドーリー台車や台車上の物品に損傷が生じる、などのことがあった。これらのことは、昇降台を高い支柱に沿ってベルトやロープで吊り下げていることと関係があり、昇降台に加わる荷重の変化によるロープやベルトなどの伸縮が、昇降台の高さ変化の原因であることも判明した。
【０００４】
物品の移載時にロープやベルトなどが伸縮して、昇降台の移載相手に対する高さが狂うのは、ドーリー台車を用いる場合に限るものではない。例えばフック状のドロワを昇降台に設け、ラックに格納したパレットをドロワで引っ掛けて昇降台側へ引き出し、逆に昇降台上のパレットをドロワで引っ掛けながらラック内へ送り込むようにしたスタッカークレーンがある。この場合、移載の途中でパレットの荷重がラックと昇降台の双方に加わり、昇降台とラックとに加わる荷重の割合は、ドロワが水平方向に運動するにつれて変化する。そしてパレットの荷重の加わり方が変化すると、移載の途中で昇降台の高さが狂い、移載が難しくなる。
【０００５】
昇降台に設けたハンドを水平方向に運動させてラックに出入りさせ、ハンドの先端に設けた真空パッドで物品を吸着保持して、昇降台とラックとの間で移載するスタッカークレーンもある。この場合も、物品の重心がラック上から、ラックと昇降台の間、昇降台上へと変化すると、昇降台への荷重の加わり方が変化し、これに連れて昇降台を支えるロープやベルトなどが伸縮するので、昇降台の高さが変化する。昇降台の高さが変化すると、真空パッドの先端が物品の表面に対して傾き、真空パッドで保持できなくなることがある。また倉庫や工場などで、フロア間の搬送に垂直搬送装置が用いられている。この装置では、コンベヤを搭載した昇降台で物品を昇降させ、上のフロアでも下のフロアでも、昇降台をフロアのコンベヤに接した高さに停止させて移載する。昇降台のコンベヤからフロアのコンベヤに乗り移る途中で、昇降台への荷重が変化し、その高さも変動する。すると移載が難しくなる。
【０００６】
発明者は上記のような問題点を見出し、その原因が、物品を水平方向に運動させて移載する途中で、昇降台に加わる荷重が変化し、昇降台の高さが狂うことにあることを見出した。なおスタッカークレーンでも、スライドフォークを伸縮させて移載する場合、例えばスライドフォークを下降させて物品をラックに下ろすと、昇降台は上昇するはずであるが、元々荷下ろしのために昇降台は下降中で、荷重の減少による上昇は問題にならない。スライドフォークを上昇させて、ラックの物品をスライドフォークに載せる場合も、昇降台への荷重が増加して下降するはずであるが、元々昇降台は上昇中なのでこれも問題にならない。
【０００７】
【発明の課題】
この発明の基本的課題は、昇降台と移載相手との間で、物品をスムーズに移載できるようにすることにある。
この発明での追加の課題は、昇降台の高さ補正が頻繁にオン／オフされるのを防止することにある。
この発明での追加の課題は、高さが大きく、昇降台を吊るロープやベルトが長いため、移載時の高さ変化が深刻なスタッカークレーンでの、移載をスムーズにすることにある。
この発明での追加の課題は、ドーリー台車が昇降台とラックとの間を出入りするため、昇降台の高さが狂った際の影響が大きい、ドーリー台車を用いたスタッカークレーンでの、移載をスムーズにすることにある。
【０００８】
【発明の構成】
この発明は、昇降台に搭載したドーリー台車をラックに進退入させることにより、物品をラックと昇降台との間で移載するようにしたスタッカークレーンにおいて、ドーリー台車がラックに進退入中の昇降台の高さ変化を検出するための手段と、前記高さ変化を補正するように、昇降台の昇降駆動装置を動作させるための補正手段とを設け、前記補正手段では、ドーリー台車がラック側へ進入することにより昇降台が上昇して、その高さがプラス側の補正開始レベルに達すると昇降台を下降させるように昇降駆動装置を動作させ、プラス側の補正開始レベルよりも小さくかつ正の補正終了レベルを下回ると昇降駆動装置を停止させ、ドーリー台車が昇降台側へ退出することにより昇降台が下降して、その高さがマイナス側の補正開始レベルを下回ると昇降台を上昇させるように昇降駆動装置を動作させ、マイナス側の補正開始レベルよりも絶対値が小さくかつ負の補正終了レベルを通過すると昇降駆動装置を停止させる、ようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用と効果】
昇降台と移載相手との間で物品を水平方向に運動させて移載すると、昇降台に加わる荷重が変化し、その結果、昇降台の高さが移載の途中で変化する。この発明では、移載時の高さ変化を検出し、昇降台の高さ変化を打ち消すように、昇降駆動装置により補正する。このためスムーズに物品を移載できる（請求項１）。高さ変化の検出には、例えばレーザー距離センサを昇降台あるいはスタッカークレーンの本体などに設けて、昇降台の絶対高さを検出する。
【００１２】
この発明では、昇降台の高さ変化への補正開始レベルの絶対値を、補正終了レベルの絶対値よりも大きくする。このため昇降台の高さ補正動作が頻繁にオン／オフされることがなく、昇降駆動系等に無理が生じず、また補正動作のオン／オフによる昇降台の振動が生じない。さらに補正終了レベルでは、高さ変化の絶対値が補正開始レベルよりも小さいので、昇降台の高さ補正が終了した時点では、昇降台の高さ変化も小さい。
【００１３】
自動倉庫用のスタッカークレーンでは高さが一般に大きく、それに伴って移載時の昇降台の高さ変化も大きいが、この発明では、自動倉庫用のスタッカークレーンに適用して、物品をラックとの間でスムーズに移載できるようにする。
この発明では、スタッカークレーンを、昇降台にドーリー台車を載せて、ラックに進退入させるものとする。このようなスタッカークレーンでは、ドーリー台車がラックとの間で乗り移る際に昇降台が上下すると、ドーリー台車や荷物、あるいは昇降台やラックを傷つける原因となるが、この発明ではドーリー台車の進退入時の昇降台の高さ変化を防止するので、ドーリー台車はスムーズにラックと昇降台の間を乗り移ることができる。
【００１４】
【実施例】
図１〜図３に、実施例のスタッカークレーン２を示す。このスタッカークレーン２は、例えば自動倉庫でラック（棚）と入出庫ステーション等との間での物品の搬送に用いる。４は、スタッカークレーン２の下部台車で、６は上部台車で、８，１０は下部台車４と上部台車６との間の支柱で、昇降台１２は支柱８，１０に沿って昇降する。
【００１５】
昇降台１２には、図示しないラック側に向けて進退入自在なドーリー台車１４が搭載してあり、ドーリー台車１４は昇降台１２からラックの棚板上へ自走して、物品を積み下ろしあるいは荷積みし、昇降台１２へ自走して戻る。このようにして昇降台１２とラックの間で、物品を積み替える。昇降台１２にドーリー台車１４を搭載するのは、スライドフォーク等を昇降台側からラック側へ進出させて移載すると、スライドフォーク上の物品によるモーメントのため、昇降台が傾むこうとし、このモーメントに対抗するするため、支柱８，１０の剛性を高める必要があり、スタッカークレーン２の重量が増加するからである。またドーリー台車１４がラック側に進入して物品を移載すると、ラックの奥行き方向に複数の物品を収納することが可能になり、収納効率を高めることができるからである。
【００１６】
１６は昇降モータで、ロープやベルト等の吊持材により昇降台１２を昇降させる。昇降台１２には、ラックの棚板等に対応する位置に棚板センサ１８があり、棚板の位置の検出に用いる。２０はレーザー距離センサで、ここでは下部台車４に設けて昇降台１２の絶対高さを検出するようにしたが、昇降台１２に設けて、下部台車４からの絶対高さを検出するようにしても良い。
【００１７】
２２はラック高さ記憶部で、ラックの各棚の高さを記憶し、ラックの設置時に棚の高さがばらついても、棚に応じた高さに昇降台１２が停止するようにする。２４は高さ補正部で、ラック高さ記憶部２２で記憶したラックの各棚の高さを基準として、レーザー距離センサ２０で求めた昇降台１２の絶対高さとの差を求め、この差が所定の範囲内になるように、昇降台１２を停止させる。高さ補正部２４は同様にして、ドーリー台車１４がラックの棚に進退入する際に、ラック高さ記憶部２２に記憶した高さとレーザー距離センサ２０で求めた高さのが差が所定の範囲内に収まるように、昇降モータ１６を駆動して、昇降台１２の高さ変化を補正する。
【００１８】
図２に、自動倉庫の運用開始時などの、ラック３０の各棚板３２の高さの検出を示す。なお図２では、ラック３０を１列分のみ示したが、実際にはラックは、スタッカークレーン２の走行経路の両側に多数列設けてある。ラック３０を設置した後、スタッカークレーン２をラックの間口の前で停止させ、昇降台１２を昇降させて、棚板センサ１８により棚板を検出する。棚板センサ１８は例えば光電センサ等からなり、棚板に向き合った位置では棚板からの反射光を検出でき、棚板から外れると反射光を検出しなくなる。そこで棚板センサ１８がオン／オフした際の、レーザー距離センサ２０の出力から、棚板３２の高さを検出できる。このようにして各棚板３２毎にその絶対高さを求め、ラック高さ記憶部２２に記憶する。
【００１９】
図３に、実施例での昇降台の高さ補正を示す。例えば物品を搭載したドーリー台車が昇降台からラックへ進入して、物品を積み下ろして戻るものとする。昇降台は、ラック高さ記憶部に記憶した目的のラックの棚板の高さと、レーザー距離センサで求めた高さとが一致するように停止する。次いでドーリー台車が昇降台からラックの棚板へ乗り移ると、ドーリー台車の自重や物品の重さが昇降台に加わらなくなるので、ローブやベルト等の吊持材が縮んで、昇降台は上昇する。
【００２０】
昇降台の高さ変化はレーザー距離センサで常時監視しており、高さ変化が例えば数ｍｍ程度の補正開始レベルに達すると、高さ補正部からの補正信号により、昇降モータが作動して、昇降台を僅かに下降させる。補正の開始レベルと終了レベルとには、図３に示すようにヒステリシスが設けてあり、補正開始レベルの絶対値は補正終了レベルの絶対値よりも大きい。高さ補正を開始した時点から、実際に昇降台が下降し始めるまでに遅れがあるため、この間さらに昇降台は上昇し、その後昇降台は下降して補正終了レベルを下回る。この時点で昇降モータは停止するが、制御遅れ等によって昇降台はさらに下降し、このオーバーシュートで、昇降台の高さ変化はほぼ０に近づく。
【００２１】
ドーリー台車が物品を荷下ろしし、昇降台側に戻ると、昇降台側の重量が増すため、吊持材が伸びて昇降台が下降する。これに対して昇降台の高さがマイナス側の補正開始レベルを下回った時点で、高さ補正部を介して昇降モータを駆動し、昇降台を上昇させる。そして同様にこの場合にも補正開始レベルと補正終了レベルとを異ならせ、補正終了レベルを通過した時点で昇降モータを停止させると、制御遅れによるオーバーシュートのため、高さ変化が補正終了レベルよりも小さい位置で昇降台が停止する。
【００２２】
このようにすれば、ドーリー台車の乗り移りによる昇降台の高さ変化を補正し、ドーリー台車が棚板や昇降台に衝突したり、乗り移り時の振動で物品が傷ついたりすることを防止できる。なお特に限定するものではないが、仮に補正開始レベルと終了レベルとを一致させると、このレベルを中心にして昇降モータが頻繁にオン／オフし、昇降モータ等に好ましくない影響を与えると共に、ドーリー台車も振動することになる。しかしながら実施例では、補正開始レベルの絶対値を補正終了レベルの絶対値よりも大きくしたので、補正動作の頻繁なオン／オフを防止できる。
【００２３】
実施例ではレーザー距離センサにより昇降台の絶対高さを求めたが、例えばラック側に光学的なあるいは磁気的なマーク等を貼り付け、これを昇降台側のセンサで認識して高さ変化を求めても良い。発明者は実施例の他に、ドーリー台車の乗り移り時に、昇降台を支柱にロックして高さ変化を防止することを検討した。しかしながら昇降台をロックするためには、ロックできる昇降台の高さ位置が限られる。従ってラックの各棚の高さも、昇降台のロック高さに合わせて正確に定める必要がある。このためラックの設置精度を向上させねばならなかった。この発明では、昇降台の高さ変化を検出して、昇降台側を上下動させて高さ変化を補正するので、そのような必要がない。
【００２４】
実施例では、スタッカークレーンの昇降台にドーリー台車を搭載したものを示したが、これに限るものではない。例えばスタッカークレーンの昇降台に、ドロワを設けて、物品を昇降台とラックとの間で水平方向に移動させる場合でも、移載の途中で昇降台への荷重が変化し、これに伴って高さが変化する。またスタッカークレーンの昇降台に水平方向に運動するハンドを設けて、その先端に真空パッドを設ける場合も、移載の途中で昇降台への荷重が変化すると、真空パッドが物品の表面に対して傾き、吸着が弱まる。これらの場合でも、移載の途中での昇降台の高さ変化を検出して補正すれば、スムーズに移載できる。さらに垂直搬送装置の昇降台にこの発明を適用し、移載の途中での昇降台の高さ変化を検出して補正しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例のスタッカークレーンの側面図
【図２】 実施例でのラック高さの検出を示す図
【図３】 実施例での昇降台の高さ補正を示す特性図
【符号の説明】
２ スタッカークレーン
４ 下部台車
６ 上部台車
８，１０ 支柱
１２ 昇降台
１４ ドーリー台車
１６ 昇降モータ
１８ 棚板センサ
２０ レーザー距離センサ
２２ ラック高さ記憶部
２４ 高さ補正部
３０ ラック
３２ 棚板

Claims (1)

1. 昇降台に搭載したドーリー台車をラックに進退入させることにより、物品をラックと昇降台との間で移載するようにしたスタッカークレーンにおいて、
   ドーリー台車がラックに進退入中の昇降台の高さ変化を検出するための手段と、 前記高さ変化を補正するように、昇降台の昇降駆動装置を動作させるための補正手段とを設け、
   前記補正手段では、ドーリー台車がラック側へ進入することにより昇降台が上昇して、その高さがプラス側の補正開始レベルに達すると昇降台を下降させるように昇降駆動装置を動作させ、プラス側の補正開始レベルよりも小さくかつ正の補正終了レベルを下回ると昇降駆動装置を停止させ、
   ドーリー台車が昇降台側へ退出することにより昇降台が下降して、その高さがマイナス側の補正開始レベルを下回ると昇降台を上昇させるように昇降駆動装置を動作させ、マイナス側の補正開始レベルよりも絶対値が小さくかつ負の補正終了レベルを通過すると昇降駆動装置を停止させる、ようにしたことを特徴とする、スタッカークレーン。

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