(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタッカクレーンのマストの上部と下部とにそれぞれ上部走行駆動装置と下部走行駆動装置とを設け、下部走行駆動装置でスタッカクレーンの走行及び位置制御を行うようにしたスタッカクレーンにおいて、制御装置から下部走行駆動装置の下部駆動モータに速度指令を与えて下部走行駆動装置を駆動するとともに、応答遅れを含む実際の下部駆動モータの速度帰還信号を、上部走行駆動装置の上部駆動モータに速度指令として与えて上部走行駆動装置を駆動し、該上部走行駆動装置でマストの振動抑制を行うようにしたことを特徴とするスタッカクレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶や半導体関連のウエーハカセット、ガラスカセット等を保管するクリーンルーム内で運用する低発塵のスタッカクレーンに関し、特に、マスト上部の振動を抑制することができるスタッカクレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クリーンルーム内に設置する自動倉庫内にスタッカクレーンを配置する場合、通常はフロアの床面から天井までの範囲内で保管や搬送を行うことから、上下方向の移動距離は比較的短い数ｍの範囲内であり、このため、スタッカクレーンのマスト下部のみに走行駆動装置を設置して走行レール上を移動するようにしている。
【０００３】
一方、複数階のフロア間を連結し、スタッカクレーンの昇降移動範囲を２フロア以上に拡張した自動倉庫の場合は、従来のように、スタッカクレーンのマスト下部のみに走行駆動装置を設置して走行方向の駆動を行うと、方端支持の弾性体の運動と同様に、スタッカクレーンのマストはその形状や材料特性で決まる弾性体として振る舞い、マストの上部が振動する。
【０００４】
マスト上部の振動を抑えるために、マスト上部を下部の走行駆動装置と同様に駆動すれば振動を抑制できるが、上部の駆動力を大きくすると、その駆動に必用な機械部分の質量のために振動が増加し、また、駆動力を大きくすることでマスト上部での発塵が増加する。このため、上部駆動の機械系質量は軽くし、小さな駆動力で振動を抑制することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来のスタッカクレーンが有する問題点に鑑み、マスト上部の上部走行駆動装置の負荷を減じて、この上部走行駆動装置に起因する振動や発塵を抑えながら、マスト上部の振動を抑制することができるスタッカクレーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のスタッカクレーンは、スタッカクレーンのマストの上部と下部とにそれぞれ上部走行駆動装置と下部走行駆動装置とを設け、下部走行駆動装置でスタッカクレーンの走行及び位置制御を行うようにしたスタッカクレーンにおいて、制御装置から下部走行駆動装置の下部駆動モータに速度指令を与えて下部走行駆動装置を駆動するとともに、応答遅れを含む実際の下部駆動モータの速度帰還信号を、上部走行駆動装置の上部駆動モータに速度指令として与えて上部走行駆動装置を駆動し、該上部走行駆動装置でマストの振動抑制を行うようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスタッカクレーンによれば、マスト上部の上部走行駆動装置の負荷を減じて、この上部走行駆動装置に起因する振動や発塵を抑えながら、マスト上部の振動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のスタッカクレーンの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１に、本発明のスタッカクレーンの一実施例を示す。
本実施例のスタッカクレーンは、スタッカクレーンのマスト１の上部と下部とにそれぞれ上部走行駆動装置２と下部走行駆動装置３とを設け、下部走行駆動装置３でスタッカクレーンの走行及び位置制御を行うとともに、該下部走行駆動装置３の速度信号に基づいて上部走行駆動装置２を駆動し、該上部走行駆動装置２でマスト１の振動抑制を行うようにしている。
【００１０】
下部走行駆動装置３は、床側の走行レール４の上を走行する下部駆動輪３１と、該下部駆動輪３１を駆動する下部駆動モータ３２とを基台５に備えている。
また、上部走行駆動装置２は、天井側の支持レール６に沿って走行する上部駆動輪２１と、該上部駆動輪２１を駆動する上部駆動モータ２２とをマスト１の上部に備えている。
【００１１】
クレーンの昇降体７は、２本のマスト１に沿って上下移動し、基台５に固定した昇降モータ（図示省略）の巻上げドラム７１によりワイヤ７２を介して昇降する。ワイヤ７２はマスト１の上部に取り付けたシーブ７３により牽引方向を反転する。
【００１２】
このような構成のスタッカクレーンは、マスト１の剛性が小さく、マスト１の長さが長くなれば上部が振動を起こす。この力学モデルを簡略化すれば、図２に示すように、下部の走行体８と上部の走行体９をバネ１０で連結したものとみなせる。
【００１３】
下部の走行体８と上部の走行体９を全く同等のものとして扱うのであれば、上下の走行体８、９を同一に制御すればよいが、その場合、上部走行駆動装置２のモータや減速機が下部走行駆動装置３と同程度に大型化する。
また、上部走行駆動装置３は、走行中に常に駆動力を発生するため、クリーンルーム環境では好ましくない発塵が増加する。
【００１４】
これに対し、本実施例では、制御装置１１から下部走行駆動装置３の下部駆動モータ３２に速度指令１２を指令するとともに、応答遅れを含む実際の下部駆動モータ３２の速度信号１３（速度帰還信号）を、上部走行駆動装置２の上部駆動モータ２２の回転指令（速度指令）として与えるようにする。
【００１５】
上下の駆動モータ２２、３２の速度差と上部駆動モータ２２の発生トルクとの関係を、図３（ａ）に示す。
速度差が増大するにつれて発生トルクが増加するが、これには２つの要因が作用する。
１つは、上下の走行駆動装置２、３の定常的な速度誤差、例えば、磨耗による車輪系の相違などにより速度差により、上部駆動モータ２２にブレーキ力が生じる現象である。
もう１つは、マスト上部の振動による過渡的な速度差による発生トルクで、このトルクにより振動を減衰させることを示している。
【００１６】
下部駆動モータ３２による走行速度とトルクの関係は、図３（ｂ）に示すように、速度比例の成分をもつ。これは駆動輪や減速機内の潤滑の粘性抵抗が支配要因となる。
【００１７】
この関係を一般化すると、
Ｔ＝−ｎ１ｖＰ＋ｎ２Δｖ−ｃ
Ｔ   上部駆動モータの発生トルク
ｎ１  比例定数
ｎ２  比例定数
ｖＰ  下部駆動モータの走行速度
Δｖ 下部駆動モータと上部駆動モータの速度差
ｃ   定数
【００１８】
ｎ１に着目すると、下部駆動モータ３２の走行速度に無関係に上部駆動モータ２２がトルクを発生すれば、定常的な力は発生せず、上部駆動輪２１は支持レール６に接しているだけで力がないため磨耗による発塵が極めて少なくなる。したがって、ｎ１が最小になるように、上部走行駆動装置２の入力感度を調整する。
【００１９】
ｎ２に着目すれば、マスト１の振動により速度差が生じた場合に、振動を抑制するトルクを発生するため、ｎ２が最大になるように、上部走行駆動装置２の制御ゲインや応答を調整する。
【００２０】
なお、下部走行駆動装置３の調整は、上部走行駆動装置２を接続しない状態で最適な制御性が得られるように調整するのは、従来と同じである。
【００２１】
本実施例では、上部走行駆動装置２は速度制御系の比例制御系で実現し、速度制御に積分要素は入れない。
支持レール６を走行する上部走行駆動装置２で駆動輪のスリップが生じる場合、又は制御系に内在する誤差の累積により上部走行駆動装置２の停止位置が狂う可能性のある場合には、積分系は好ましくないが、レールと車輪がラックとピニオンギア等で駆動され、上下の制御系でスリップが生じない場合には積分系を入れることも可能である。
【００２２】
かくして、本実施例のスタッカクレーンは、スタッカクレーンのマスト１の上部と下部とにそれぞれ上部走行駆動装置２と下部走行駆動装置３とを設け、下部走行駆動装置３でスタッカクレーンの走行及び位置制御を行うとともに、該下部走行駆動装置３の速度信号に基づいて上部走行駆動装置２を駆動し、該上部走行駆動装置２でマスト１の振動抑制を行うことから、マスト上部の上部走行駆動装置２の負荷を減じて、この上部走行駆動装置２に起因する振動や発塵を抑えながら、マスト上部の振動を抑制することができる。
【００２３】
以上、本発明のスタッカクレーンについて、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上、本発明のスタッカクレーンは、マスト上部の上部走行駆動装置の負荷を減じて、この上部走行駆動装置に起因する振動や発塵を抑えながら、マスト上部の振動を抑制するという特性を有していることから、マストが長いスタッカクレーンの用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のスタッカクレーンの一実施例を示す正面図である。
【図２】スタッカクレーンを上部走行体と下部走行体の連結モデルにした説明図である。
【図３】（ａ）は、上下の駆動モータの速度差と上部駆動モータの発生トルクとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、下部駆動モータによる走行速度とトルクの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１    マスト
２    上部走行駆動装置
２１  上部駆動輪
２２  上部駆動モータ
３    下部走行駆動装置
３１  下部駆動輪
３２  下部駆動モータ
４    走行レール
５    基台
６    支持レール
７    昇降体
７１  巻上げドラム
７２  ワイヤ
７３  シーブ  
８    下部走行体
９    上部走行体
１０  バネ
１１  制御装置
１２  速度指令
１３  速度信号
【図１】
0004689169.tif 000002
【図２】
0004689169.tif 000003
【図３】
0004689169.tif 000004