(57)【要約】【課題】搬送車の自重等によってレールの敷設時と実際に搬送車がレール上にある時とでレールの状態が異なる場合においても、搬送車と同じように、被測定物としてのレールに沿って走行させるだけで平行する左右のレールの捻れを正確に、かつ動的に連続して検出できるようにしたレベル面の捻れ検出装置を提供すること。【解決手段】レールＲ１、Ｒ２のレベル面に追従するようにして移動可能とする枠状フレーム１を、左右に平行するレールＲ１、Ｒ２間に掛け渡すように配設する少なくとも２本の横フレーム１１と、レールＲ１、Ｒ２の長手方向と同方向に沿うように配設し、かつ横フレーム１１の両端部間を連結固定するようにした縦フレーム１２とより構成し、縦フレーム１２のモーメントを受けやすい両端部にそれぞれ歪みゲージ２を取り付ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールのレベル面に追従するようにして移動可能とする枠状フレームを、左右に平行するレール間に掛け渡すように配設する少なくとも２本の横フレームと、レールの長手方向と同方向に沿うように配設し、かつ前記横フレームの両端部間を連結固定するようにした縦フレームとより構成し、該縦フレームのモーメントを受けやすい両端部にそれぞれ歪みゲージを取り付け、歪みゲージの出力によって平行レールの捻れを検出するようにしたことを特徴とするレベル面の捻れ検出方法。
【請求項２】
レベル面に追従するようにして移動可能とする枠状フレームを、少なくとも２本の横フレームと、移動方向と同方向に沿うように配設し、かつ前記横フレームの両端部間を連結固定するようにした縦フレームとより構成し、該縦フレームのモーメントを受けやすい両端部にそれぞれ歪みゲージを取り付け、歪みゲージの出力によってレベル面の捻れを検出するようにしたことを特徴とするレベル面の捻れ検出方法。
【請求項３】
レールのレベル面に追従するようにして移動可能とする枠状フレームを、左右に平行するレール間に掛け渡すように配設する少なくとも２本の横フレームと、レールの長手方向と同方向に沿うように配設し、かつ前記横フレームの両端部間を連結固定するようにした縦フレームとより構成し、該縦フレームのモーメントを受けやすい両端部にそれぞれ歪みゲージを取り付けたことを特徴とするレベル面の捻れ検出装置。
【請求項４】
レベル面に追従するようにして移動可能とする枠状フレームを、少なくとも２本の横フレームと、移動方向と同方向に沿うように配設し、かつ前記横フレームの両端部間を連結固定するようにした縦フレームとより構成し、該縦フレームのモーメントを受けやすい両端部にそれぞれ歪みゲージを取り付けたことを特徴とするレベル面の捻れ検出装置。
【請求項５】
枠状フレームを構成する横フレームの剛性を大に、縦フレームの剛性を横フレームの剛性よりも小としたことを特徴とする請求項３又は４記載のレベル面の捻れ検出装置。
【請求項６】
縦フレームの剛性を、レベル差にて発生するモーメントに追従して歪曲するように設定したことを特徴とする請求項３、４又は５記載のレベル面の捻れ検出装置。
【請求項７】
枠状フレームを、搬送車の本体フレームと兼用したことを特徴とする請求項３、４、５又は６記載のレベル面の捻れ検出装置。
【請求項８】
枠状フレームに、ガイド機構を配設したことを特徴とする請求項３、４、５、６又は７記載のレベル面の捻れ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レベル面の捻れ検出方法及びその装置に関し、例えば、平行に敷設されるレール（走行レール、ガイドレール等を含む。）や搬送車の走行面等のレベル面（水平面に限定されない。）の捻れを動的に検出できるようにしたレベル面の捻れ検出方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ガラス基板、半導体基板等の精密製品の搬送を行う有軌道式搬送車のレールは、通常、２本のレールを所定間隔で、かつ所要の水平レベルを保持するように敷設し、このレールに沿って搬送車、特に限定されるものではないが、例えば、スタッカクレーン、有軌道式天井搬送車、有軌道式地上搬送車が走行するようにしている。
【０００３】
ところで、上記レールに不整があると、当然、搬送車に対して影響を及ぼすことになるが、この影響について、従来は、レールのうねりにより搬送車に生じる上下方向の振動のみが注目され、対策が講じられてきた。
しかしながら、実際には、上下方向の振動のほかに、左右のレールの僅かな水平レベル差による捻れが、それに追従してレール上を走行する搬送車のフレームを自重或いはガイドの作用により強制的に捻るように変形させる作用の影響が大きいことが実験等により判明した。これは、僅かな左右のレールの水平レベル差による捻れが存在しても、搬送車に非常に大きな影響を与えるもので、平行する左右のレールの水平レベル差、すなわち、捻れの管理を適切に行う必要があることを意味する。
【０００４】
ところで、もちろん、上記の左右のレールは、その敷設時には、平行度や水平レベルを設計値に基づいて正確に測定して敷設するようにしている。
しかしながら、これらの敷設作業は、搬送車がレール上に存在しない無負荷状態で行われるため、搬送車によりレールに負荷が加えられ、レールが撓んだ状態で水平レベル（捻れ）が保たれることまでは保証されない。また、所定の平行度、水平レベルを有するように敷設したレールであっても、搬送車、特に、重量物の搬送物を搭載した搬送車が走行している間に、経時的にその重量等にてレールに水平レベル差が生じ、この水平レベル差により平行する左右のレールに捻れが生じる。
そして、これに伴って、搬送車の車体にも捻れを生じさせ、走行時の振動の増大等の悪影響をもたらすことになる。
【０００５】
しかしながら、従来はこの平行する左右のレールの水平レベルを動的に計測する方法がなく、レールの水平レベルのくるい等が蓄積して搬送車にエラーが頻発するようになった場合に、搬送作業をすべて停止し、搬送車をレール上から待避させた後、レベル水準器等の機器を用いて作業者が平行する左右のレールを、その全長或いは特にエラーが頻発する区間についてレベル調整を行い、また、破損部位についてはこれを補修するという受動的な方法を採用しており、このため、レールの水平レベルの調整及びそのメンテナンスに多大な時間を要するとともに、この水平レベルの調整及びメンテナンスに当たっては、搬送作業をすべて停止しなければならないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来の平行する左右のレールの水平レベル差に起因する問題点に鑑み、例えば、搬送車の自重等によってレールの敷設時と実際に搬送車がレール上にあるときとでレールの状態が異なる場合においても、搬送車と同じように、被測定物としてのレールに沿って走行させるだけで平行する左右のレールの捻れを正確に、かつ動的に連続して検出できるようにしたレベル面の捻れ検出方法及びその装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のレベル面の捻れ検出方法は、レールのレベル面に追従するようにして移動可能とする枠状フレームを、左右に平行するレール間に掛け渡すように配設する少なくとも２本の横フレームと、レールの長手方向と同方向に沿うように配設し、かつ前記横フレームの両端部間を連結固定するようにした縦フレームとより構成し、該縦フレームのモーメントを受けやすい両端部にそれぞれ歪みゲージを取り付け、歪みゲージの出力によって平行レールの捻れを検出するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のレベル面の捻れ検出方法は、平行する左右のレール以外のレベル面に追従するようにして移動可能とする枠状フレームを、少なくとも２本の横フレームと、移動方向と同方向に沿うように配設し、かつ前記横フレームの両端部間を連結固定するようにした縦フレームとより構成し、該縦フレームのモーメントを受けやすい両端部にそれぞれ歪みゲージを取り付け、歪みゲージの出力によってレベル面の捻れを検出するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、上記方法を実施する本発明のレベル面の捻れ検出装置は、レールのレベル面に追従するようにして移動可能とする枠状フレームを、左右に平行するレール間に掛け渡すように配設する少なくとも２本の横フレームと、レールの長手方向と同方向に沿うように配設し、かつ前記横フレームの両端部間を連結固定するようにした縦フレームとより構成し、該縦フレームのモーメントを受けやすい両端部にそれぞれ歪みゲージを取り付けたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のレベル面の捻れ検出装置は、平行する左右のレール以外のレベル面に追従するようにして移動可能とする枠状フレームを、少なくとも２本の横フレームと、移動方向と同方向に沿うように配設し、かつ前記横フレームの両端部間を連結固定するようにした縦フレームとより構成し、該縦フレームのモーメントを受けやすい両端部にそれぞれ歪みゲージを取り付けたことを特徴とする。
【００１１】
この場合において、枠状フレームを構成する横フレームの剛性を大に、縦フレームの剛性を横フレームの剛性よりも小とすることができる。
【００１２】
また、縦フレームの剛性を、レベル差にて発生するモーメントに追従して歪曲するように設定することができる。
【００１３】
また、枠状フレームを、搬送車の本体フレームと兼用することができる。
【００１４】
また、枠状フレームに、ガイド機構を配設することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のレベル面の捻れ検出方法及びその装置によれば、レベル面の捻れ検出装置を走行させるだけで、例えば、平行する左右のレール間に捻れモードのレベル差があれば、枠フレームに捻れが生じ、枠状フレームを介して歪みゲージにて検知することができるので、搬送車による搬送作業を行いつつ、レールの捻れ検知を同時に、かつ動的に行うことができるため、搬送作業を停止したり、また搬送車をレールから一時待避させる必要もないので、搬送作業を継続して行え、搬送能力の低下を防止することができる。
そして、本発明のレベル面の捻れ検出方法及びその装置は、平行する左右のレール以外の走行面として使用されるレベル面の捻れの検出にも適用することができ、レベル面の捻れの検出を、精度良く、確実に行うことができる。
【００１６】
また、枠状フレームを構成する横フレームの剛性を大に、縦フレームの剛性を横フレームの剛性よりも小とすることにより、平行する左右のレール間のレベル差が生じていると、このレベル差にて縦フレームを歪曲させるので、該縦フレームに貼着した歪みゲージにてレールの捻れ検知を精度良く、確実に行うことができる。
【００１７】
また、縦フレームの剛性を、レベル差にて発生するモーメントに追従して歪曲するように設定することにより、平行する左右のレールに僅かな水平レベル差、すなわち、レールに僅かな捻れが生じていても、この捻れの検知を歪みゲージにて精度良く、確実に行うことができる。
【００１８】
また、枠状フレームを、搬送車の本体フレームと兼用することにより、搬送車の搬送と同時にレールの捻れ検知も動的に行うことができる。
【００１９】
また、枠状フレームに、ガイド機構を配設することにより、レールが水平だけでなく、傾斜或いは垂直方向に敷設される場合も、枠状フレームをレールに沿って走行移動させてレールの捻れ検知を精度良く、確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のレベル面の捻れ検出方法及びその装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１〜図８に、本発明のレベル面の捻れ検出方法及びその装置の一実施例を示す。
このレベル面の捻れ検出装置Ａは、図１に示すように、平行して敷設した２条のレールＲ１、Ｒ２に導かれて走行するよう走行車輪３を備えた枠状フレーム１と、この枠状フレーム１に取り付けた歪みゲージ２とにより構成する。
この走行車輪３としては、特に限定されるものではないが、例えば、フランジ付車輪を採用することができ、また、このレベル面の捻れ検出装置Ａには、図示省略したが必要に応じて自走装置（図示省略）を搭載することができる。
【００２２】
この枠状フレーム１は、平行するレールＲ１、Ｒ２間上方位置に掛け渡すようにして所定の間隔をあけて配設する２本の横フレーム１１、１１と、この横フレーム１１、１１の両端間に、かつレールの長手方向と同方向に沿うようにして配設する縦フレーム１２、１２とより枠状、例えば、図示の実施例のようにロ字形に構成する。
なお、この横フレーム１１、１１と縦フレーム１２、１２との接合は、特に限定されるものではないが、例えば、溶接等にて一体となるようにする。
【００２３】
また、この横フレーム１１、１１は、平行する左右のレールの水平レベル差が生じていても簡易に歪むことがないよう剛性大なるものとし、縦フレーム１２を該横フレーム１１、１１の剛性よりも小とし、平行する左右のレールＲ１、Ｒ２のレベル面差にて発生するモーメントに容易に追従して歪曲するように形成する。特に限定されるものではないが、例えば、縦フレーム１２を、図３に示すように、Ｃ型鋼を用いて製作することができる。
これにより、左右の走行平行レールに捻れが生じている場合、これに対応して枠状フレーム１の縦フレーム１２も歪むようになるが、左右のレールＲ１、Ｒ２間にレベル面差がなくなる位置においては正常形状に復帰するようになる。
【００２４】
歪みゲージ２は、枠状フレーム１の縦フレーム１２、１２に、特に限定されるものではないが、例えば、貼り付けるようにして取り付ける。この場合、レールＲ１、Ｒ２のレベル面の捻れに追従して歪む縦フレーム１２の最も歪みの影響を受けやすい位置に、例えば、縦フレーム１２のモーメントを受けやすい両端部に、図３に示すように、少なくとも１側面よりこれに連設される上片と下片にそれぞれ取り付け、これにより縦フレーム１２の歪曲を正確に検知できるようにする。
なお、図示の実施例では、２本の縦フレーム１２、１２の両端部にコ字形にして歪みゲージ２をそれぞれ取り付けているが、この取付位置は特に限定されるものではなく、その中央部分にも取り付けることが可能である。
また、この歪みゲージ２及びこの歪みゲージ２の出力信号を処理する装置（図示省略）は、左右のレールＲ１、Ｒ２の捻れを検知できる感度のものを採用し、これにより、縦フレーム１２に発生する歪みをリアルタイムにて検知できるようにする。
【００２５】
そして、上記の構成からなるレベル面の捻れ検出装置Ａを、例えば、図４に示すように、剛性の大きな横フレーム１１、１１の上にマスト５を取り付け、このマスト５に移載機を搭載した昇降台６を備えた構造のスタッカクレーンＳに適用することができる。
この場合、スタッカクレーンＳの走行本体フレームを、レベル面の捻れ検出装置Ａの枠状フレーム１となる。
なお、スタッカクレーンＳの加減速や振動による慣性力によって、走行本体フレームの一部となる縦フレーム１２、１２にモーメントが発生するが、このモーメントは左右の縦フレーム１２、１２で等しい向きに発生するのに対して、レベル面の捻れのモーメントは左右で逆向きに発生するため、明確に区別することができる。
【００２６】
このレベル面の捻れ検出装置Ａは、この枠状フレーム１を水平に敷設したレールに沿って水平に走行させるだけでなく、自重にてはレールに車輪が接地しないほどレールが傾斜している場合、或いは垂直に配設したガイドレールに沿って移動させる場合、該レールやガイドレールに正確に沿って移動できるようガイド機構４を枠状フレーム１に配設する。
このガイド機構４としては、特に限定されるものではないが、例えば、リニアガイド、スクリューロッド等の直動機構を適宜採択することができる。これにより、水平方向に移動する台車だけでなく、垂直に昇降する昇降台等において採用することができる。
【００２７】
次に、本発明のレベル面の捻れ検出方法及びその装置の作用について説明する。
レベル面の捻れ検出装置Ａを、図１に示すように、レールＲ１、Ｒ２上に載置し、該レールに沿って走行させる。このとき、レベル面の捻れ検出装置Ａに自走装置を搭載している場合は、レールに沿って自走させることができるが、自走装置を搭載していない場合は、他の搬送車にて牽引走行或いは人力にて走行させるようにする。
【００２８】
そして、レベル面の捻れ検出装置ＡがレールＲ１、Ｒ２に沿って走行し、平行する左右のレールの水平レベルに差がない場合は、枠状フレーム１の縦フレーム１２、１２も歪むことなく走行してレールの捻れを検出することはないが、左右のレールの水平レベルに差があると、このレールＲ１、Ｒ２間にレベル差のある位置に枠状フレーム１が来ると、その左右のレールの水平レベル差に応じて枠状フレーム１、特に縦フレーム１２、１２にモーメントが掛かり、該縦フレーム１２、１２が歪曲して枠状フレーム１の全体が歪むようになる。
この場合、図２に示すように、縦フレーム１２、１２の歪曲度は、左右のレールの水平レベル差に応じて歪曲するものとなる。
【００２９】
図２において、横フレーム１１の添え字ｆ１、縦フレーム１２の添え字ｆ２とし、かつ、
Ｅ：縦弾性係数
Ｇ：横弾性係数
Ｉｙ：断面２次モーメント
Ｚｙ：断面係数
Ｌ：フレーム長さ
とすれば、左右のレールＲ１、Ｒ２の捻れ２・Δｚ／Ｌｆ２は次式のようになる。
【００３０】
２・Δｚ／Ｌｆ２＝２・（Ｍ・Ｌｆ２２）／（３・Ｅｆ２・Ｉｙｆ２）／Ｌｆ２
ここで、σ＝Ｍ／Ｚｙｆ２より、
２・Δｚ／Ｌｆ２＝２・（σ・Ｚｙｆ２・Ｌｆ２２）／（３・Ｅｆ２・Ｉｙｆ２）／Ｌｆ２
したがって、σが得られれば、２・Δｚ／Ｌｆ２を計算することができる。
【００３１】
レベル面の捻れ検出装置Ａを適用したスタッカクレーンＳを、図５に示すような走行開始位置Ｘから停止位置Ｙまでの走行ストロークＳＴで往復走行させる場合、スタッカクレーンＳは停止している走行開始位置Ｘから加速し、定速になった時点で定速走行した後、停止位置Ｙの近傍で減速し、停止位置Ｙで停止させ、さらに復路も同様にして走行運転するものとする。
この場合のレベル面の捻れ検出装置Ａによる歪みゲージ位置での動歪波形データは、図６に示すようになり、このうち、往復範囲を捻れに変換したものが図７になる。また、図８は左右のレールのレベル差を示したグラフ図（ただし、トランシットを用いて非連続に測定しているので、レールの捻れとは対応していない）である。
【００３２】
図５に示す動歪波形データは、スタッカクレーンＳの加減速時において、スタッカクレーンＳのマスト５や移載機を搭載した昇降台６等からのモーメントや振動に起因する応力が発生しているが、これらを除いて検討したデータを示す。ここで、Δεは、実測した歪みである。
Δε＝Δσ／Ｅｆ２＝１２０×１０−６
∴Δσ＝Δε・Ｅｆ２＝１２０×１０−６×２１０００＝２．５［ｋｇｆ／ｍｍ２］
∴Δｚ＝（σ・Ｚｙｆ２・Ｌｆ２２）／（３・Ｅｆ２・Ｉｙｆ２）＝（２．５×２．９４×１０５×３１６２２）／（３×２１０００×４．８５×１０７）＝２．４ｍｍ
Δｚは、捻れをもたらす左右のレールのレベル差に対応し、図８の左右のレールのレベル差の範囲と対応している。
この実測データより、動歪データから加減速領域を除くことで左右のレールの捻れ検出方法を、スタッカクレーンＳに適用することができる。
【００３３】
なお、上記実施例では被測定物としてレールを採り上げて説明したが、これに限定されることなく、水平に或いは垂直に配設されるガイドレールのレベル面の捻れの検知にも適用することができる。
このガイドレールを垂直に配設する場合は、ガイドレールに対して枠状フレームが追従しながら移動するように構成するものとする。
また、このレベル面の捻れ検出装置Ａによる捻れを検出する対象とするレベル面は、上記実施例のレールに限定されず、レール以外の走行面として使用される任意の面とすることができ、これにより、任意の走行面の捻れの検出にも適用することができる。
【００３４】
以上、本発明のレベル面の捻れ検出方法及びその装置について、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ものである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のレベル面の捻れ検出方法及びその装置は、レールに沿って走行させるだけで走行平行レールの捻れを正確に、かつ動的に検出するという特性を有していることから、各種搬送車のレールのレベル検知の用途に好適に用いることができるほか、例えば、スタッカクレーンの昇降台レベル検知の用途にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のレベル面の捻れ検出装置の一実施例を示す外観斜視図である。
【図２】平行レールの捻れ検出時を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】枠状フレームの縦フレームの外観斜視図を示し、（Ａ）は表面図、（Ｂ）は背面図である。
【図４】スタッカクレーンに応用した実施例の側面図である。
【図５】スタッカクレーンの走行路の説明図である。
【図６】動歪波形データを示し、（Ａ）は実測動歪波形図、（Ｂ）はその実測動歪波形図を左右反転させた動歪波形図である。
【図７】往復範囲を捻れに変換した波形図である。
【図８】左右のレールのレベル差を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ    レベル面の捻れ検出装置
Ｒ１  レール
Ｒ２  レール
Ｓ    スタッカクレーン
１    枠状フレーム
１１  横フレーム
１２  縦フレーム
２    歪みゲージ
３    走行車輪
４    ガイド機構
５    マスト
６    移載機を搭載した昇降台
【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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【図７】
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【図８】
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