(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上台車と天井台車とを備えたスタッカークレーンからなる搬送装置の、地上台車と天井台車の各々に走行モータを設けて、昇降台をマストに沿って地上台車と天井台との間で昇降させることにより、前記上下の走行モータに負荷を分配し、
かつ高負荷側の走行モータの出力トルクが、その定格出力トルクに対して所定の割合以下になるように、前記上下の走行モータを制御するための制御手段を設けると共に、
該制御手段に、上下の走行モータへの負荷がモータ間で均衡する位置から不均衡な位置へ昇降台が昇降する際に、該昇降時間が走行時間以下であることを条件として、昇降台の昇降を遅らせるための手段を設けたことを特徴とする、複数の走行モータを備えた搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の利用分野】
この発明は、複数の走行モータを備えた搬送装置の走行制御に関する。
【０００２】
【従来技術】
出願人は、上下にそれぞれ走行モータを設けて、高速走行できるスタッカークレーンを開発中である。このようなスタッカークレーンでは、昇降台がマストに沿って昇降すると、上下の走行モータへの負荷が変動する。
【０００３】
【発明の課題】
この発明の課題は、上下に走行モータを備えたスタッカークレーンの昇降台の昇降を積極的に利用し、走行モータを加減速する時間帯と、複数の走行モータへの負荷が均衡する領域に昇降台がある時間帯とが重なり合いやすくして、スタッカークレーンを大きな加減速度で走行させて、走行時間を短縮することにある。
【０００４】
【発明の構成】
この発明の複数の走行モータを備えた搬送装置は、地上台車と天井台車とを備えたスタッカークレーンからなる搬送装置の、地上台車と天井台車の各々に走行モータを設けて、昇降台をマストに沿って地上台車と天井台との間で昇降させることにより、前記上下の走行モータに負荷を分配し、かつ高負荷側の走行モータの出力トルクが、その定格出力トルクに対して所定の割合以下になるように、前記上下の走行モータを制御するための制御手段を設けると共に、該制御手段に、上下の走行モータへの負荷がモータ間で均衡する位置から不均衡な位置へ昇降台が昇降する際に、該昇降時間が走行時間以下であることを条件として、昇降台の昇降を遅らせるための手段を設けたことを特徴とする。
【０００５】
各走行モータへの負荷の高低は、走行モータの定格出力トルクなどの、各モータの能力値などに対する、走行モータに加える負荷の割合を意味し、走行モータの能力などを基準とした負荷の程度の相対値である。さらに２個の走行モータで、モータの能力などに対する負荷の割合が均衡している場合に、負荷が均衡していると呼ぶ。そしてこの均衡が崩れると、負荷が不均衡であるとする。
【０００６】
ここで、走行モータへの負荷がモータ間で均衡する位置から不均衡な位置へ昇降台が昇降し、かつ昇降時間が走行時間以下の際に、昇降台の昇降を遅らせるための手段を制御手段に設ける。遅らせるとは、昇降の開始を遅らせることや、加減速度を通常よりも小さくすることなどを意味する。
【０００７】
【発明の作用と効果】
この発明では、昇降台の位置によって、走行モータへの負荷の分配が変化することに着目する。例えば上下の走行モータがあるものとして、一方のモータに昇降台が近づくと、そのモータへの負荷が増して、反対側のモータの負荷は減少する。そこでこの発明では、高負荷側の走行モータの出力トルクが所定の条件、即ち、高負荷側の走行モータの出力トルクが、その定格出力トルクに対して所定の割合以下になることを充たすように、上下の走行モータを制御する。
【０００８】
このためこの発明では種々の効果が得られる。例えば高速走行を目的とする場合、高負荷側のモータから、過負荷とならない範囲で最大の出力トルクを取り出すように、その出力トルクを定格出力トルクに対して所定の割合の値となるようにすると、走行モータに無理が加わらない範囲で、最大の加減速度で走行できる。このため、搬送装置の効率が向上する。また走行モータへ無理が加わらないようにすることを目的とする場合、出力トルクへの所定の条件を、モータへの無理が生じないとの観点から、高負荷側の走行モータの出力トルクが、その定格出力トルクに対して所定の割合以下になるようにする。この発明では、昇降台の位置による走行モータへの負荷の変動に対応して制御するので、高加減速度走行や過負荷の防止などの種々の効果を得ることができる。
【０００９】
この発明では、昇降台がモータへの負荷がモータ間で均衡する位置から不均衡な位置へ昇降し、昇降台の昇降の見込み所要時間が、走行の見込み所要時間以下の場合に、好ましくは、走行の見込み所要時間よりも所定時間以上短い場合に、昇降台の昇降を遅らせるので、走行モータを高加減速度で制御できる範囲が拡がり、走行時間がさらに短縮する。
【００１０】
【実施例】
図１〜図６に、実施例とその変形とを示す。実施例では、自動倉庫や半導体工場のストッカ等に、走行レール１，２を配設する。走行レール１は地上側の走行レールで、２は天井側の走行レールである。４はスタッカークレーンで、６はマストで、マスト６に沿って昇降する昇降台８上に、搬送する物品１０を載せて、自動倉庫やストッカ等の棚から棚へ、あるいはステーションと棚との間で物品１０を搬送する。１２は地上台車で、１４は天井台車で、それぞれ走行レール１，２に沿って走行し、１６，１８はそれぞれの走行モータである。また２０は昇降モータで、昇降台８をマスト６に沿って昇降させる。
【００１１】
走行モータ１６，１８への負荷の分配を説明する。地上側の走行モータ１６は、地上台車１２及び昇降モータ２０やマスト６のうちで、地上側に近い部分の加減速を分担する。天井側の走行モータ１８は、天井台車１４やマスト６のうちで天井側に近い部分の加減速を分担する。昇降台８や昇降台上の物品１０がどちらの走行モータへの負荷となるかは、昇降台８の位置によって変化する。例えば昇降台８が地上台車１２に近づけば、地上台車１２の負荷が増加し、天井台車１４に近づけば、天井側の走行モータ１８の負荷が増大する。
【００１２】
実施例では、走行モータ１６，１８を、定格出力トルクに対して所定の割合以下の出力トルクで駆動することを目的とし、この出力トルクを所定の値とする。さらに走行モータ１６，１８の出力トルクが、それぞれの所定の値に対して同じ割合にあるとき、負荷が均衡していると呼ぶ。負荷が均衡する点は、地上台車１２と天井台車１４との中間と近似しても良いが、実際には中間の点とは限らない。
【００１３】
例えば地上側の走行モータ１６の定格出力トルクを天井側の走行モータ１８の定格出力トルクよりも大きくし、マスト６を地上台車１２に対しては剛体的に結合し、天井台車１４には適宜のバネやダンパ等を介して弾性的に接続することがある。これは地上台車１２と天井台車１４との間に僅かな速度差等が生じた場合に、マスト６と台車１２，１４との結合部に無理が加わらないようにするためである。このように走行モータ１６，１８の定格出力トルクが同一でなく、台車１２，１４とマスト６との取り付け方も異なるので、必ずしも地上台車１２と天井台車１４の中間位置で負荷が均衡するとは限らない。図１に示すように、昇降台８の上面の高さを変数ｙで表し、上下の走行モータ１６，１８への負荷が均衡する点で変数ｙは０とし、変数ｙの上限をｍ、下限を−ｎとする。
【００１４】
図２に、走行モータ１６，１８や昇降モータ２０への制御部２２を示す。制御部２２はスタッカークレーン上に設けても、スタッカークレーンとは別体に設けても良い。走行モータの制御系には走行の目的地が入力され、走行負荷分配評価部２４は、上下の走行モータ１６，１８に負荷がどのように分配されるのかを評価して、それぞれの走行モータ１６，１８への負荷を求める。走行速度パターン生成部２５は、相対的に高負荷側の走行モータが、定格出力トルクに対して所定の割合等の所定の出力トルクで動作するように、走行速度パターンを生成する。昇降速度パターン生成部２６は、昇降の目的地を入力されて、昇降台８の現在位置から目的位置までの間の昇降の速度パターンを生成する。
【００１５】
生成した昇降速度パターンと走行速度パターンとをマッチング部２７で比較し、例えば走行所要時間が昇降の所要時間よりも長く、かつ昇降台８が上下の走行モータ間で負荷が均衡した位置から不均衡な位置へと移動する際に、昇降台８の昇降開始を遅らせる。また逆に、昇降所要時間が走行所要時間よりも長く、かつ昇降台８が負荷が不均衡な位置から均衡する位置へと移動する際に、走行の開始を遅らせる。マッチング部２７での走行速度パターンと昇降速度パターンの比較によって、走行の各時点での、昇降台の高さ位置をほぼ求めることができ、これに基づいて走行過程での走行負荷の分配を再評価し、走行速度パターンを再生成する。また昇降の開始を遅らせること等に対応して、昇降速度パターンを再生成する。このようにして走行速度パターンの生成と昇降速度パターンの生成、及びこれらのマッチングを繰り返す。これらのパターンが所望の精度に達した際に、言い換えると生成した速度パターンがほぼ収束し、処理を繰り返しても見込み走行時間の短縮が所定値以下になった際に、生成した速度パターンを最終的な速度パターンとし、走行駆動部２８や昇降駆動部２９に加え、モータ１６〜２０を制御する。
【００１６】
図３に、走行や昇降の速度パターンの生成アルゴリズムを示す。スタッカークレーンに対する搬送指令は、ある点から別の点へと物品を搬送することである。制御部はこの指令を２つに分解し、現在地から搬送の開始点まで空荷で走行及び昇降して物品を受け取ることと、物品を受け取った後行き先まで走行／昇降して物品を引き渡すこと、の２つに分解する。物品の重量は、物品が無い／有るの２段階で評価しても良く、搬送指令に物品の重量を記載して、より多数の段階で評価しても良い（ステップ１）。続いて図２の昇降速度パターン生成部２６で、現在地から行き先までの昇降速度パターンを生成する（ステップ２）。また図２の走行負荷分配評価部２４では、とりあえず昇降台の高さのパターンを適当に仮定し、これに基づいて、走行過程での走行モータへの負荷の分配を求める（ステップ３）。例えば初期的には、昇降台の高さは現在地での高さと行き先での高さの中間の座標で固定であるとする。またマッチングを行った後では、昇降台の昇降速度パターンに昇降台の動作開始の遅れ時間を加味して、昇降台の高さを時間に対して求めて、各時点での上下の走行モータへの負荷を求める。
【００１７】
図２の走行速度パターン生成部２５では、負荷が相対的に大きい側の走行モータの出力トルクが、例えば定格出力トルクに対する所定の割合などの、所定の値となるように、走行速度パターンを生成する（ステップ４）。実際には上下の走行モータへの負荷の分配は昇降台の昇降によって変化するが、昇降台の位置が変化することは、マッチングを行った後に考慮する。次に走行の加減速時には、昇降台からの負荷が上下の走行モータにほぼ均衡していることが好ましい。このために、昇降の所要時間が走行の所要時間よりも所定時間以上短く、負荷が上下に均衡する位置から不均衡な位置へ昇降する場合に、昇降の開始を遅らせる（ステップ５）。なお図には示さないが、走行所要時間が昇降所要時間よりも所定時間以上短く、かつ負荷が上下に不均衡な位置から均衡した位置へ昇降する場合は、逆に走行の開始を遅らせる。ただし、走行開始を遅らせる処理は行わなくても良い。
【００１８】
このようにして、仮の昇降速度パターンと走行速度パターンとが得られると、得られた昇降速度パターンや走行速度パターンを基にして、ステップ２からステップ５までの処理を繰り返し、走行時間がこれ以上短縮しなくなるかどうかをチェックする（ステップ６）。そしてステップ２からステップ５までの処理を繰り返しても、昇降速度パターンや走行速度パターンの変化が僅かな場合、収束したものと見なし、最終的な昇降速度パターンや走行速度パターンとして、昇降モータや走行モータを駆動する。
【００１９】
図４に、得られた昇降速度パターンと走行速度パターンの例を示す。この例では、昇降所要時間の方が走行所要時間よりも短く、昇降台は上下の昇降モータへの負荷が均衡した位置から不均衡な位置へと移動する。このため昇降の開始を遅延時間ｚだけ遅らせる。走行開始時に昇降台の移動が遅れるので、昇降台は上下の走行モータへの負荷を均衡させる位置に止まっている時間が長く、最初の走行の加速度を大きくすることができる。次に昇降台が上下の走行モータへの負荷が不均衡な位置に達するのを遅らせているので、減速時の減速度も比較的大きくすることができる。そして走行モータの加減速度は、高負荷側の走行モータの出力トルクが所定の値に達するように制御されるので、昇降モータに過負荷を加えない範囲で、最大限の加減速度を取り出すことができる。これらのため、走行モータに無理を加えずに、最大の加減速度で現在地から行き先まで走行できる。
【００２０】
図３では、搬送指令毎に走行速度パターンと昇降速度パターンとを求めたが、このような速度パターンをスタッカークレーンの設置時等に求めて表に記憶しておき、実際の搬送では表を参照するだけにしても良い。図５にこのような参照表３０を示す。参照表３０のデータは、現在の棚番地等から行き先の棚番地等への組み合わせ毎に記載され、走行モータへの加速度ａと減速度ｂ並びに走行開始の遅延時間と昇降開始の遅延時間ｚが記載されている。なお昇降パターンは、昇降遅延時間ｚが指定されている場合、ｚだけ昇降の開始を遅延し、その後は所定の加速度と減速度とで、昇降パターンを生成するように定められている。また加速度ａや減速度ｂは、上下一対の走行モータに対して共通である。加速度ａ，減速度ｂ，走行遅延時間や昇降遅延時間ｚは、図３の処理により現在地と行き先の組み合わせ毎に求め、参照表３０に予め記載しておく。この時点では物品の有無等は考慮せず、昇降台への物品の重量を荷重とし、荷重のランク毎に補正係数ｆ１，ｆ２等を表に記載し、加速度ａや減速度ｂ並びに昇降台の加速度や減速度に、補正係数を乗算して、物品の重量による補正を行う。このようにすれば、搬送指令毎に昇降速度パターンや走行速度パターンを生成する必要がない。
【００２１】
実施例では最適の走行速度パターンを求めるために、一種の繰り返し近似を行う事を示したが、速度パターンの発生方法自体は任意である。
【００２２】
図６に参考例を示す。４０は天井走行クレーンで、４２はその桁で、４４，４５は左右のレール部材で、桁４２は走行モータ４６，４８と図示しない走行車輪により、レール部材４４，４５に沿って走行する。５０はフックで、５２はフック５０の巻き上げモータで、５４は横行モータで、フック５０等を桁４２に沿って左右に横行させる。この場合例えば、桁４２に沿ったフック５０の位置を変数ｙで表し、左右の走行モータ４６，４８への負荷が均衡する点を０点とする。そして横行モータ５４によるフック５０の横行を、実施例での昇降台の昇降と見なせば、全く同様に実施例を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】上下走行駆動方式のスタッカークレーンに関する実施例を示す側面図
【図２】実施例での速度パターンの生成部を示すブロック図
【図３】実施例での速度パターンの生成アルゴリズムを示すフローチャート
【図４】実施例で、昇降台が上下の走行モータに均衡に負荷を加える状態から不均衡に負荷を加える状態へ昇降する際の、走行と昇降の速度パターンの例を示す図
【図５】速度パターンを記憶した参照表を示す図
【図６】天井走行クレーンに関する参考例を示す正面図
【符号の説明】
１，２      走行レール
４        スタッカークレーン
６        マスト
８        昇降台
１０        物品
１２        地上台車
１４        天井台車
１６，１８  走行モータ
２０        昇降モータ
２２        制御部
２４        走行負荷分配評価部
２５        走行速度パターン生成部
２６        昇降速度パターン生成部
２７        マッチング部
２８        走行駆動部
２９        昇降駆動部
３０        参照表
４０        天井走行クレーン
４２        桁
４４，４５  レール部材
４６，４８  走行モータ
５０        フック
５２        巻き上げモータ
５４        横行モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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