(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を収納するラックと、ラックに沿って敷設される軌道と、軌道に沿って走行するスタッカークレーンとを備えた自動倉庫であって、
スタッカークレーンは、自動操作と手動操作とで制御可能であり、スタッカークレーンには、手動操作用の別体の外部機器が接続される通信接続部を設け、通信接続部には外部機器との接続を検出する検出手段を備え、この検出手段で外部機器と通信接続部との接続が検出されると、自動操作時に比し走行モータの出力トルクの上限値が低くなるように制限される、ことを特徴とする自動倉庫。
【請求項２】
スタッカークレーンは、軌道を走行する走行モータを備えた台車と、台車に立設されるマストと、昇降モータによりマストに沿って昇降する昇降台と、昇降台に搭載され、駆動モータにより駆動される移載装置とを備え、上記外部機器の接続が検出されると、昇降モータと駆動モータの出力トルクの上限値が低くなるように制限される、ことを特徴とする請求項１に記載の自動倉庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品を収納するラックと、ラックに沿って敷設される軌道と、軌道に沿って走行するスタッカークレーンとを備える自動倉庫とに関し、特に、手動操作状態の際に、スタッカークレーンの出力トルクを制限するように制御する機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、物品を収納するラックと、ラックに沿って敷設される軌道と、軌道に沿って走行するスタッカークレーンとを備える自動倉庫が知られている。
このような自動倉庫では、物品の収納や取り出しの速度を向上させるため、スタッカークレーンに備える各部のモータは、常時、最大性能を発揮するように運転される。各部のモータの出力トルクが最大限発揮される状態である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
スタッカークレーンを設置した直後やメンテナンス後の確認時等に、手動操作でスタッカークレーンを移動させて、動作確認を行うことがある。
このような手動操作時において、設置や調整に要した工具等が、誤ってスタッカークレーンの走行経路上に放置されていると、スタッカークレーンが工具と最大出力で衝突した後もスタッカークレーンが強い力で駆動し続けるため、スタッカークレーンや工具にダメージが及ぶ可能性がある。
そこで本発明は、調整作業中のスタッカークレーンが工具などの障害物に接触しても、クレーンや障害物へのダメージが少ない自動倉庫を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項１においては、物品を収納するラックと、ラックに沿って敷設される軌道と、軌道に沿って走行するスタッカークレーンとを備えた自動倉庫であって、
スタッカークレーンは、自動操作と手動操作とで制御可能であり、スタッカークレーンには、手動操作用の別体の外部機器が接続される通信接続部を設け、通信接続部には外部機器との接続を検出する検出手段を備え、この検出手段で外部機器と通信接続部との接続が検出されると、自動操作時に比し走行モータの出力トルクの上限値が低くなるように制限されるものである。
【０００５】
請求項２においては、スタッカークレーンは、軌道を走行する走行モータを備えた台車と、台車に立設されるマストと、昇降モータによりマストに沿って昇降する昇降台と、昇降台に搭載され、駆動モータにより駆動される移載装置とを備え、上記外部機器の接続が検出されると、昇降モータと駆動モータの出力トルクの上限値が低くなるように制限されるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例である自動倉庫の全体構成について、図１、図２を用いて説明する。図１は自動倉庫１を示す正面断面図であり、図２は自動倉庫１に備えるスタッカークレーン３を示す斜視図である。
図１に示す自動倉庫１には、多数のラック２５を有する一対の収納部２０・２０と、スタッカークレーン３とが備えられている。ラック２５には物品３０が載置される。
この一対の収納部２０・２０は、床面に敷設される走行レール３８を挟んで対向配置される。各収納部２０は、それぞれ前後方向（走行レール３８延出方向）および、上下方向に配列された多数のラック２５を備えている。
【０００８】
スタッカークレーン３には台車４５が設けられており、走行レール３８により構成される軌道に沿って、走行可能である。スタッカークレーン３には、台車４５に立設するマスト４６と、マスト４６に沿って昇降する昇降台３４と、昇降台３４に搭載される移載装置１０とが設けられる。
【０００９】
スタッカークレーン３の下端部に位置する台車４５には、走行レール３８上を走行する走行車輪２４ａと、ガイド輪２４ｂ・２４ｂとが設けられている。走行車輪２４ａは、走行手段である台車４５に設けられた走行モータ５により、不図示の動力伝達機構を介して駆動される。これにより、スタッカークレーン３が走行レール３８に沿って走行可能である。
【００１０】
また、収納部２０・２０の上端部は天井面１９により連結されており、該天井面１９にガイドレール３９が敷設されている。スタッカークレーン３の上端面にはガイドローラ２２・２２が設けられ、該ガイドローラ２２・２２がガイドレール３９に両側より当接し、スタッカークレーン３が走行レール３８およびガイドレール３９に沿って案内される。
【００１１】
マストに沿って昇降する昇降台３４上には、本実施例では、ターンテーブル３５が設けられており、ターンテーブル３５上にスカラーアーム式の移載装置１０が設けられる。
そして、走行レール３８を挟んで対向配置される収納部２０・２０のいずれに対しても、移載装置１０に備えるフォーク１０ａを進出させることができる。
なお、本実施例の構成に代えて、昇降台３４上に、スライドフォーク式の移載装置を搭載する構成としてもよい。この場合は、一対の収納部２０・２０の対向する方向にスライド可能なフォークを備えることで、ターンテーブルが不要である。
【００１２】
スタッカクレーン３は、以上構成により、走行レール３８に沿って走行すると共に、自らに備える移載装置１０を昇降させて、移載作業を行うことが可能である。つまり、収納部２０に備えるどのラック２５にも、移載装置１０に備えるフォーク１０ａを進出させることができる。また、一対の収納部２０・２０のいずれの側にあるラック２５にも、ターンテーブル３５の旋回により、フォーク１０ａを進出可能である。
【００１３】
スタッカクレーン３は、例えば、自動倉庫１に備える受渡し口（不図示）からウエハが収納された密閉可能なカセット等の物品３０を、移載装置１０を用いて昇降台３４上（ターンテーブル３５上）に受け取った後、空いているラック２５に向かって走行し、移載装置１０を用いて該ラック２５へ物品３０を受け渡すように構成されている。
逆に、既にラック２５に収納されている物品３０を、移載装置１０を用いて昇降台３４上に受け取った後に、前記受渡し口へ向かって走行し、移載装置１０を用いて該受渡し口へ物品３０を受け渡すことも可能である。
【００１４】
前記マスト４６は、台車４５の走行方向における前後の一方に立設されている。前記昇降台３４は、前述したように、このマスト４６に昇降駆動可能に取り付けられるものであり、昇降台３４上にターンテーブル３５を介して、移載装置１０が備えられている。
一方、台車４５の前後の他方には、マスト４６と略同じ高さの梯子４７が立設されており、該梯子４７の上端部と前記マスト４６とは、連結面４８により連結されている。
このように、マスト４６に対向して設けた梯子４７の上端部と、該マスト４６の上端部とを連結することで、マスト４６を補強することができ、スタッカークレーン３の信頼性を向上させることができる。
【００１５】
ここで、スタッカークレーン３は、台車４５の走行モータ５等の駆動源や制御機器等の電力負荷へ電力を供給する手段として、非接触給電システムを採用している。半導体製造工場等のクリーンルームでは、無塵化を徹底するため、接触部のない給電システムが望ましい。
この非接触給電システムでは、電源を備えた一次側回路より電力負荷を備えた二次側回路へ、電磁誘導を利用して非接触にて給電が行われる。即ち、収納部２０に一次側回路を構成する給電線を設け、スタッカクレーン３の台車４５等に二次側回路を構成する受電装置を設けて、該台車４５が受電装置により給電線に発生する磁界から電力を得て、走行モータ５等の電力負荷を駆動するようにしている。
なお、本実施例では、塵挨の発生を極力防ぐために、スタッカクレーン３への給電は非接触給電システムを用いているが、この給電構成に限定されるものではない。ウエハ等を収納するカセットを密閉可能に構成していることから、例えば、トロリーによる給電でもよく、あるいは、給電線を屈曲自在なケーブル保護部材に収納したものによる給電でもよい。
【００１６】
スタッカクレーン３に備える駆動源としては、次のようなものがある。台車４５を走行させる走行モータ５、昇降台３４を昇降させる昇降モータ６、移載装置１０に備えるフォーク１０ａを進退させる駆動モータ７、ターンテーブル３５を旋回駆動させる旋回モータ等、である。本実施例の移載装置１０では、物品の移載手段をすくい上げ式のフォーク１０ａとしているが、チャック機構により物品を把持する構成とした場合は、チャック機構を駆動するモータも必要である。
走行モータ５および昇降モータ６（図３に図示）は、台車４５内に備えられる。また、駆動モータ７（図３に図示）および旋回モータは、昇降台３４内に設けられる。
【００１７】
スタッカークレーン３に備えるモータの制御機構について、図３を用いて説明する。図３はスタッカークレーン３に備えるモータの制御機構を示すブロック図である。
スタッカークレーン３には、制御装置４が設けられており、該制御装置４は、スタッカークレーン３の各部を駆動するモータを制御する。該モータとしては、前記走行モータ５、昇降モータ６、駆動モータ７等がある。これらのモータはサーボモータで構成される。
これらのモータを制御する手段として、各モータにはサーボアンプが並設される。走行モータ５への供給電力を調節するサーボアンプ１５、昇降モータ６への供給電力を調節するサーボアンプ１６、駆動モータ７への供給電力を調節するサーボアンプ１７等がある。各モータとサーボアンプ間とには、給電線９が設けられる。
各サーボアンプ１５・１６・１７は、信号線８・８・・・を介して、それぞれが制御装置４に接続される。そして、制御装置４からの制御指令を各サーボアンプ１５・１６・１７が受けると、各サーボアンプ１５・１６・１７は、それぞれ各モータ５・６・７への供給電力を変化させて、各モータ５・６・７の出力トルクを制御する。
以上のようにして、制御装置４により、各モータ５・６・７の出力トルクが制御される。
【００１８】
制御装置４は、演算装置４ａおよび記憶装置４ｂを備えている。
記憶装置４ｂには、各種のデータやプログラムの記憶が可能である。記憶装置４ｂに記憶されるデータやプログラムを基に、演算装置４ａは各モータへの制御指令の作成が可能である。
【００１９】
スタッカークレーン３には、スタッカークレーン３が手動操作状態であるか否かを検出する検出手段が備えられている。
該検出手段の構成については、後述する。
【００２０】
スタッカークレーン３の操作が手動操作状態である際に、各モータ５・６・７等の出力トルクを制限するトルク制限手段である、トルク制限プログラムについて、図４を用いて説明する。図４は手動操作時に各モータ５・６・７等の出力トルクを制限するトルク制限プログラムを示す手順図である。
記憶装置４ｂには、前記トルク制限プログラムが記憶されている。
スタッカークレーン３は、自動操作状態では、自らが備える各モータ５・６・７等は、最大トルクを発揮する状態で駆動される。つまり、制御装置４は、各サーボアンプ１５・１６・１７等を介して、対応する各モータ５・６・７等が、最大トルクを発揮するように制御する。
これに対し、手動操作状態では、前記トルク制限プログラムの実行により、制御装置４は、各サーボアンプ１５・１６・１７等を介して、対応する各モータ５・６・７等が、出力トルクが制限されるように制御する。
【００２１】
記憶装置４ｂには、手動操作状態における前記各モータ５・６・７等の出力トルクの上限値が所定値として記憶されている。自動操作状態においては、出力トルクの上限は、各モータ５・６・７等が発揮可能な最大出力トルクとされている。
手動操作時における出力トルクの上限値は、例えば、自動操作時（最大出力トルク）の５０％以下に設定する。好ましくは、自動操作時の２５〜５％程度であり、より好ましくは、各駆動部が駆動可能となる最小値となるような値、使用するモータやその状況により異なるが、例えば１０％程度である。
【００２２】
トルク制限プログラム（トルク制限手段）の処理手順を、図４を用いて順番に説明する。
図４に示す処理手順は、制御装置４の起動と共に繰り返し実行される処理手順であり、スタート（ステップ１００）からエンド（ステップ１０４）までの処理が繰り返し行われる。
まず、スタッカークレーン３が手動操作状態であるか否かが、制御装置４で検出される（ステップ１０１）。手動・自動操作状態の検出機構については、後述する。
次いで、手動操作状態であることが検出されると、制御装置４により、各サーボアンプ１５・１６・１７等を介して、それぞれに対応する各モータ５・６・７等が、手動操作状態の上限トルク（制御されたトルク）で制御される（ステップ１０２）。
また、自動操作状態であることが検出されると、制御装置４により、各サーボアンプ１５・１６・１７等を介して、それぞれに対応する各モータ５・６・７等が、自動操作状態の上限トルク（最大出力トルク）で制御される（ステップ１０３）。
なお、手動操作状態であることを検出した場合、各モータ５・６・７は、上限トルクだけでなく、回転数の上限も自動操作の場合に比し低く制限される。
【００２３】
以上構成により、スタッカークレーン３が手動操作状態であるか否かを検出する検出手段により、手動操作状態が制御装置４で検出されると、スタッカークレーン３の各駆動部を駆動する各モータ５・６・７が、自動操作の比し上限が制限されたトルクで駆動する。
【００２４】
このため、手動操作時に走行モータ５の出力トルクが制限され、自動倉庫１の調整作業中に、スタッカークレーン３の走行経路上に誤って工具等が放置されていても、工具とスタッカークレーン３とが衝突し、スタッカークレーン３が強い力で駆動し続けることによる両者のダメージが低減される。
なお、本実施例では、走行モータ５の出力トルクの上限値のみならず、回転数の上限値をも自動操作時に比し低く制限するため、スタッカークレーン３が低速で走行し、工具等の障害物と衝突する際の力も小さくなり、衝突そのもののダメージが低くなるようにしている。
【００２５】
前述したように、スタッカークレーン３には、台車４５に立設するマスト４６と、マスト４６に沿って昇降する昇降台３４と、昇降台３４に搭載される移載装置１０とが設けられ、昇降台３４は昇降モータ６により駆動され、移載装置１０は駆動モータ７により駆動される。
【００２６】
このため、手動操作時に昇降モータ６および駆動モータ７の出力トルクが制限されるため、ラック２５とスタッカクレーン３との調整の際に、移載装置１０（のフォーク１０ａ）がラック２５に衝突しても、そのダメージを低減することができる。
なお、本実施例では、昇降モータ６および駆動モータ７の回転数の上限値が自動操作時に比し低く制限されるため、昇降台３４の昇降及び移載装置１０の駆動も低速になり、移載装置１０がラック２５と衝突した際の衝撃そのもののダメージが低くなるようにしている。
【００２７】
スタッカークレーン３が手動操作状態であるか否かを検出する検出手段について、説明する。
スタッカークレーン３を手動操作する手段として、手動操作装置１１が設けられている。手動操作装置１１は、スタッカークレーン３と別体の外部機器であり、スタッカークレーン３の自動操作状態では、手動操作装置１１とスタッカークレーン３に備える制御装置４とは、通信接続が切断された状態におかれている。具体的には、制御装置４と手動操作装置１１とを接続する信号線が、外されている。
【００２８】
本明細書において、「手動操作状態」とは、手動操作が可能な状態のことを意味する。したがって、手動操作装置１１が制御装置４と通信可能に接続された状態が、手動操作状態である。
【００２９】
本実施例では、前記検出手段は次の構成である。
スタッカークレーン３には、信号線を接続可能とする通信接続部１２が設けられており、該通信接続部１２に手動操作装置１１と接続された信号線１３を接続することで、手動操作装置１１が制御装置４とが通信可能となる。
前記記憶装置４ｂには、検出プログラムが記憶されている。該検出プログラムは、手動操作装置１１と接続された信号線１３が通信接続部１２に接続されて、通信可能状態となったかどうかを検出する。この検出を簡単に説明すると、次のようなものである。通信接続部１２に、常時、通信状態確認用のデータを送信して、該データが手動操作装置１１側に正しく送信されたか否かを検出して、通信可能状態の検出が行われる。
以上において、記憶装置４ｂに記憶させた検出プログラムにより、前記検出手段が構成される。
【００３０】
通信接続部１２はホットプラグ対応の接続機器であり、信号線１３の接続が行われると、手動操作装置１１が制御装置４とが自動的に通信可能となる。
したがって、制御装置４と手動操作装置１１との接続が完了すると、直ちに手動操作状態に移行する。
【００３１】
なお、スタッカークレーン３が手動操作状態であるか否かを検出する検出手段の構成は、以上の構成に限定されるものではない。
例えば、信号線１３を通信接続部１２に取り付けると同時に、スタッカークレーン３側に設けた機械的なスイッチが入力されて、手動操作状態の検出が制御装置４で行われるようにしてもよい。
【００３２】
そして、手動操作状態が制御装置４で検出されると、制御装置４は、自動的に、スタッカークレーン３が備える各モータ５・６・７の出力トルクが制限されるように制御する。
【００３３】
このため、手動操作装置１１をスタッカークレーン３に接続することで、自動的に手動操作状態が制御装置４に認識され、自動的に手動操作時のトルク制御が行われる。したがって、作業者が、手動操作時に、トルク制御をし忘れることがない。
【００３４】
手動操作装置１１が制御装置４に接続されて手動操作状態となると、作業者は、手動操作装置１１を用いて、スタッカークレーン３の操作が可能である。
手動操作装置１１には、キーボード等の入力手段を備え、制御装置４をホストコンピュータとする端末として、使用可能である。
手動操作装置１１を用いて、手動操作状態や自動操作状態における、前記出力トルクの上限値の変更も可能である。
なお、本実施例では、スタッカークレーン３は、走行モータ５が台車４５内に配置されているが、例えば、自動倉庫側に走行モータを設け、走行モータでベルトを駆動し、ベルトに固定されたスタッカークレーンを走行させるようにしても良い。その際に、スタッカークレーンの制御装置は、自動倉庫側に設けられていても良い。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の如く、物品を収納するラックと、ラックに沿って敷設される軌道と、軌道に沿って走行するスタッカークレーンとを備えた自動倉庫であって、
スタッカークレーンは、自動操作と手動操作とで制御可能であり、スタッカークレーンには、手動操作用の別体の外部機器が接続される通信接続部を設け、通信接続部には外部機器との接続を検出する検出手段を備え、この検出手段で外部機器と通信接続部との接続が検出されると、自動操作時に比し走行モータの出力トルクの上限値が低くなるように制限されるので、自動倉庫の調整作業等の手動操作中に、スタッカークレーンの走行経路上に誤って工具等が放置されていても、スタッカークレーンが工具等に衝突した後に強い力で駆動し続けないため、工具とスタッカークレーンとの両者へのダメージを低減させることができる。
【００３６】
請求項２記載の如く、スタッカークレーンは、軌道を走行する走行モータを備えた台車と、台車に立設されるマストと、昇降モータによりマストに沿って昇降する昇降台と、昇降台に搭載され、駆動モータにより駆動される移載装置とを備え、上記外部機器の接続が検出されると、昇降モータと駆動モータの出力トルクの上限値が低くなるように制限されるので、ラックとスタッカクレーンとの調整作業等の手動操作中において、移載装置がラックに衝突した後に、強い力で駆動し続けないため、ラックと移載装置との両者へのダメージを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動倉庫１を示す正面断面図である。
【図２】自動倉庫１に備えるスタッカークレーン３を示す斜視図である。
【図３】スタッカークレーン３に備えるモータの制御機構を示すブロック図である。
【図４】手動操作時に各モータ５・６・７等の出力トルクを制限するトルク制限プログラムを示す手順図である。
【符号の説明】
１  自動倉庫
３  スタッカークレーン
４  制御装置
５  走行モータ
６  昇降モータ
７  駆動モータ
１０  移載装置
１１  手動操作装置
１３  信号線
２５  ラック
３４  昇降台
３８  走行レール（軌道）
４５  台車
４６  マスト
【図１】
0003788372.tif 000002
【図２】
0003788372.tif 000003
【図３】
0003788372.tif 000004
【図４】
0003788372.tif 000005