(57)【要約】      （修正有）【課題】スタッカクレーンなどの搬送設備において、マスト上部に加速度計を取り付けたりせずに制振制御できるようにする。【解決手段】スタッカークレーン２を停止し駆動車輪１４をロックした際に、レーザ距離計２０で台車の位置を測定し、その振動数をマスト８の固有振動数とし、走行駆動部もしくは昇降駆動部を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降台の昇降をガイドするマストを備えた台車に、台車または昇降台の移動方向位置を測定するための位置センサと、前記位置センサのデータで制御されて走行駆動もしくは昇降を行う駆動部とを設けた搬送設備であって、
前記台車を走行状態から停止させ、もしくは前記昇降台を昇降状態から停止させた際に、前記位置センサにより台車もしくは昇降台の移動方向位置を測定すると共に、
測定した位置の移動方向位置の変化から搬送設備の固有振動数を求めるための手段を設けたことを特徴とする搬送設備。
【請求項２】
前記位置センサは、前記台車の走行方向位置を測定するためのセンサであり、走行状態から台車の駆動車輪の回転が停止した後の位置変化を測定することを特徴とする、請求項１の搬送設備。
【請求項３】
昇降台の昇降をガイドするためのマストを備えた台車に、台車または昇降台の移動方向位置を測定するための位置センサを備えた搬送設備の制御方法であって、
台車または昇降台を移動状態から停止させるステップと、
台車または昇降台の停止後の位置変化を測定するステップと、
台車または昇降台の位置変化の周期からその固有振動数を求めるステップと、
求めた固有振動数を用いて、台車または昇降台の固有振動を抑制するように、台車または昇降台の加減速を制御するステップ、とを設けたことを特徴とする搬送設備の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はスタッカークレーンなどの搬送設備とその制御方法に関し、特にその振動の抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
スタッカークレーンなどの搬送設備ではその振動が問題になり、振動を抑制するには搬送設備の固有振動数を知る必要がある。特許文献１はスタッカークレーンのマストの上部に加速度センサを設けて、スタッカークレーンの固有振動数を求めることを開示している。しかしながらマストの上部に加速度センサを設置し固有振動数の測定後に取り外すのは大変であり、また加速度センサが通常のスタッカークレーンに追加して必要になる。
【特許文献１】特開２０００−１６８９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明の課題は、マスト上部に加速度計を取り付けたりせずに、移動方向位置を測定するための位置センサを用いて制振制御ができるようにすることにある。
請求項２の発明での追加の課題は、走行方向位置を求めるためのセンサで、台車の固有振動数を求めることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、昇降台の昇降をガイドするマストを備えた台車に、台車または昇降台の移動方向位置を測定するための位置センサと、前記位置センサのデータで制御されて走行駆動もしくは昇降を行う駆動部とを設けた搬送設備であって、前記台車を走行状態から停止させ、もしくは前記昇降台を昇降状態から停止させた際に、前記位置センサにより台車もしくは昇降台の移動方向位置を測定すると共に、測定した位置の移動方向位置の変化から搬送設備の固有振動数を求めるための手段を設けたことを特徴とする。
【０００５】
好ましくは、前記位置センサは、前記台車の走行方向位置を測定するためのセンサであり、走行状態から台車の駆動車輪の回転が停止した後の位置変化を測定する。
【０００６】
またこの発明は、昇降台の昇降をガイドするためのマストを備えた台車に、台車または昇降台の移動方向位置を測定するための位置センサを備えた搬送設備の制御方法であって、台車または昇降台を移動状態から停止させるステップと、台車または昇降台の停止後の位置変化を測定するステップと、台車または昇降台の位置変化の周期からその固有振動数を求めるステップと、求めた固有振動数を用いて、台車または昇降台の固有振動を抑制するように、台車または昇降台の加減速を制御するステップとを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、マスト上部に加速度計を取り付けたりせずに、かつ移動方向位置を求めるための位置センサで、搬送設備の固有振動数を求めることができる。
【０００８】
請求項２の発明では、走行方向位置を測定するセンサにより、停止直後の台車の走行方向の揺れをセンサで検出し、固有振動数を求めることができる。
【０００９】
この発明の搬送設備の制御方法ではさらに、求めた固有振動数により搬送設備を加減速する際に制振制御を行い、走行時や昇降時に台車やマストの振動を抑制し、また停止後に振動が収まるまでのロスタイムを短くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。
【実施例】
【００１１】
図１〜図５に、スタッカークレーンを例に実施例とその変形とを示す。図１〜図４で、２はスタッカークレーンで、その台車６が走行レール４上を走行し、下部の台車６以外に上部台車を設けても良い。台車６にはマスト８を設けて昇降台１０の昇降をガイドし、走行駆動部１２で駆動車輪１４を駆動して走行し、台車６の走行方向に沿って駆動車輪１４とは別の位置に、ブレーキを備えない従動車輪１６を設ける。台車６の走行方向の前後一端にレーザ距離計２０を設けて、走行原点などの基準位置との間の絶対距離を測定する。
【００１２】
図２にスタッカークレーン２の固有振動数の測定機構を示す。走行駆動部１２には走行モータ２４が設けられ、その出力を減速機２５を介して駆動車輪１４に伝え、停止時にはブレーキ２６で走行モータ２４をロックして駆動車輪１４もロックする。スタッカークレーン２が走行から停止すると、駆動車輪１４にブレーキが掛かるため、スタッカークレーン２は駆動車輪１４を支点として走行方向の固有振動数で走行方向に振動する。即ち、駆動車輪１４がロックされた状態で、マスト８が振動すると、各種の遊びやガタツキや組み付け誤差等により可動部分が生じ、台車６の駆動車輪以外の部分も振動する。
【００１３】
スタッカークレーン２の走行方向の固有振動数を求める目的は、マスト８の振動、特に昇降台１０の振動を抑制するためで、スタッカークレーン２が走行状態から停止した際に速やかに昇降台１０の振動を終わらせて、図示しない棚との間で物品を移載できるようにすることにある。また固有振動の振幅はマスト８や昇降台１０と台車６とでは異なるが、その振動数は共通である。そこでレーザ距離計２０で走行原点などの基準位置との間の距離を測定し、走行停止直後に距離の変動データからその振動周期を周波数分析器２８で求めると、固有振動数が求まる。同様にスタッカークレーン２を走行状態から停止させた直後に、ブレーキされていない従動車輪１６の回動をエンコーダ２２で求めると、その変化周期を周波数分析器２８で求めると、同様に固有振動数を求めることができる。
【００１４】
スタッカークレーン２の固有振動数は、昇降台１０の高さ位置や昇降台１０上の荷物の有無で変化する。そこで好ましくは求めた固有振動数を固有振動数テーブル３０に入力し、昇降台１０の高さ位置及び荷重の有無で整理して記憶する。また求めた固有振動数を、地上側コントローラ３４へスタッカークレーン２の通信インターフェースを介して通知する。なお実施例ではスタッカークレーン２に設けた周波数分析器２８で固有振動数を求めたが、レーザ距離計２０やエンコーダ２２の測定データを地上側コントローラ３４へ送信して、地上側コントローラ３４で固有振動数を求めても良い。さらに周波数分析器２８はスタッカークレーン２の停止直後の振動周期を求めるための簡易なものでよい。
【００１５】
図４に、求めた固有振動数を利用し、スタッカークレーン２の振動を抑制するための走行制御を示す。走行駆動部３２の速度パターン発生部４０は、地上側コントローラから走行先を指定されると、この間の速度パターンを発生する。そしてエンコーダやレーザ距離計などからスタッカークレーンの現在位置や現在速度を入力し、差分器４１で速度パターンとの誤差を求めて、この誤差を解消するように、速度指令発生部４２で速度指令を発生する。速度指令発生部４２では、例えば速度パターンと現在速度との誤差に対してＰＩＤ制御などを施す。発生した速度指令に対してフィルタ４４で制御量を発生させる。この時フィルタ４４は、固有振動数テーブルに記憶した固有振動数及びその高調波に相当する周波数の制御量を抑制するように、制御量を発生する。マストでの昇降台の高さ位置並びに昇降台上の物品の有無はスタッカークレーン２にとって既知なので、固有振動数テーブル３０から該当する昇降台の高さで物品の有無が同じ状態での固有振動数を読み出して、フィルタ４４に供給する。以上により、走行方向の固有振動数での振動を抑制して、走行停止後に速やかに振動が収まり、また走行中の振動も小さくする。なお固有振動数は昇降台の高さや物品の有無によらず一定であるとして、固有振動数テーブル３０を設ける代わりに、固有振動数を定数として記憶しても良い。
【００１６】
図５に、昇降台１０の高さ方向の固有振動数を求めるようにした変形例を示す。５２は新たなスタッカークレーンで、昇降駆動部１８はドラム５４を駆動してロープやベルト、ワイヤなどの吊持材５８を巻き取りもしくは繰り出しし、シーブ５６を介して吊持材５８で昇降台１０を昇降させる。昇降台１０を正確な高さに停止させるため、昇降台１０の高さ測定用のレーザ距離計６２を備えているスタッカークレーンがある。このような場合、昇降停止直後に、レーザ距離計６２で昇降台１０の高さ方向位置の変動を測定して、その変化の周期から固有振動数を求める。また吊持材５８の巻き取り量や繰り出し量を求めるため、シーブ５６にエンコーダ６４を設けているスタッカークレーンがある。このような場合、エンコーダ６４で昇降台１０の昇降を停止させた直後の固有振動数を測定する。なおドラム５４は一般に昇降駆動部により昇降停止後にロックされる。
【００１７】
図５の変形例の場合、昇降台１０の昇降を停止させると、昇降台１０は吊持材５８で吊られた状態で上下に振動する。そこで昇降停止後の昇降台１０の高さの変動をレーザ距離計６２やエンコーダ６４で測定し、図２の周波数分析器２８で周波数を求めて、昇降台１０の昇降方向の固有振動数を求める。この固有振動数も正確には昇降台１０の高さ位置と物品の有無によって変化するので、固有振動数テーブル３０には昇降台の高さ位置と物品の有無で整理して高さ方向の固有振動を記憶する。そして昇降台１０の高さ方向の固有振動数が求まると、昇降駆動部１８でドラム５４を回動させる際に、固有振動数もしくはその高調波の周波数でドラム５４を制御することを避け、昇降台１０の振動を抑制して、昇降停止後に速やかに振動が収まるようにする。
【００１８】
図６に台車６やマスト８の制振制御のモデルを示す。台車６やマスト８の停止直後の位置変化から固有振動数が求まる。台車６やマスト８の速度を図６のように制御すると、Ａ〜Ｄの４点で加減速度が変化し、固有振動が生じる。固有振動は加減速度を変化させた時点から遅れて始まり、かつ固有振動が始まる際の遅延時間は例えば固有振動数から推定できるので、固有振動の位相が求まる。そこで固有振動を打ち消すようにこれと逆位相の制御を、例えばＡ〜Ｃの３点に対して施す。停止時のＤ点に対しては、好ましくは停止後の固有振動と逆位相の制御を停止前に施す。制振制御は逆位相の振動を起こすように制御するアクティブ制御の他に、固有振動数域の制御を加えないように加減速時の制御振動を周波数フィルタで処理するものなどでも良い。  
【００１９】
実施例では以下の効果が得られる。
(1)  走行制御用に既存のレーザ距離計２０や既存のエンコーダ２２を用いて、スタッカークレーン２の走行方向の固有振動数を求めることができる。そして固有振動数もしくはその高調波の周波数の制御量を走行駆動部１２に加えることを避け、スタッカークレーン２の走行方向の振動を抑制することができる。これによってスタッカークレーン２をより大きな加減速度で走行させ、また目的位置に停止後速やかに振動が解消されるようにして、物品の移載を早めることができる。
【００２０】
実施例ではスタッカークレーン２，５２の固有振動数の測定を例にしたが、これに限るものではない。例えば地上走行の有軌道台車や天井走行の無人搬送車、あるいは地上を無軌道で走行する無人搬送車などの、他の搬送台車の走行方向の固有振動数の測定と走行制御に用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例のスタッカークレーンの要部側面図
【図２】実施例のスタッカークレーンでの固有振動数の測定機構のブロック図
【図３】実施例のスタッカークレーンの走行制御系を示すブロック図
【図４】実施例での固有振動数の算出アルゴリズムを示すフローチャート
【図５】変形例のスタッカークレーンの側面図
【図６】実施例での制振制御のモデルを示す図
【符号の説明】
【００２２】
２，５２    スタッカークレーン
４          走行レール
６          台車
８          マスト
１０        昇降台
１２        走行駆動部
１４        駆動車輪
１６        従動車輪
１８        昇降駆動部
２０，６２  レーザ距離計
２２，６４  エンコーダ
２４        走行モータ
２５        減速機
２６        ブレーキ
２８        周波数分析器
３０        固有振動数テーブル
３２        走行制御部
３４        地上側コントローラ
４０        速度パターン発生部
４１        差分器
４２        速度指令発生部
４４        フィルタ
５４        ドラム
５６        シーブ
５８        吊持材
【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】
2007269450.tif 000007
【図６】
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