JP5152171B2 - スタッカークレーン及びスタッカークレーンの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、マストに沿って昇降する昇降台を備え、昇降台に載置される物品を搬送し、移載するスタッカークレーン及びスタッカークレーンの制御方法に関する。

棚に沿って走行し、当該棚との間で物品を移載する搬送装置であるスタッカークレーンが広く実用化されている。このようなスタッカークレーンは、マストに沿って昇降する昇降台を備えており、昇降台に物品を載置して搬送し、当該昇降台と棚との間で、当該物品の受け渡しを行う。

ここで、物品を搬送しているスタッカークレーンが、物品の受け渡しを行うために停止したときに、マストが揺れる場合がある。そして、マストが揺れることで、昇降台も揺れるため、昇降台が揺れている間は、物品の受け渡しが困難である。

このため、従来、マストの揺れが所定のレベル以下になってから物品の受け渡しを行うスタッカークレーンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、昇降台と棚との間で物品の受け渡しを行うことができる。

特開２００３−２６３０６号公報

しかしながら、従来のスタッカークレーンでは、マストの揺れが所定のレベル以下になるまで物品の移載を行うことができないため、移載に時間を要する場合があるという問題がある。

つまり、従来のスタッカークレーンでは、マストの揺れが収まるまで、昇降台に物品を載置したまま待っていなければならず、このための待ち時間が時間のロスとなる。このため、物品の移載に時間を要し、スタッカークレーンの処理能力が低下する。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、マストが揺れている間でも物品の移載を行なうことができ、移載時のタイムロスを低減することができるスタッカークレーン及びスタッカークレーンの制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るスタッカークレーンは、支柱であるマストと前記マストに沿って昇降する昇降台とを備え、前記昇降台に載置される物品を搬送し、前記物品を移載するスタッカークレーンであって、前記物品の移載の際に前記マストが揺れる揺れ方向と平行な双方向に、前記昇降台を前記マストに対して移動させる移動部材と、前記物品の移載の際に、前記マストの揺れによる前記昇降台の前記揺れ方向の揺れが抑制されるように、前記移動部材に前記昇降台を移動させる制御装置とを備える。

これによれば、物品の移載の際に、昇降台の揺れが抑制されるように、昇降台を移動させる。つまり、物品の移載の際にマストが揺れていても、昇降台の揺れが抑制されるため、昇降台と棚との間で物品の移載を行うことができる。このため、マストが揺れている間でも物品の移載を行なうことができ、移載時のタイムロスを低減することができる。

また、好ましくは、前記制御装置は、前記マストの揺れが発生している間に、前記移動部材に前記昇降台を前記マストに対して移動させる。

これによれば、マストの揺れが発生している間に、昇降台をマストに対して移動させる。つまり、マストの揺れを打ち消す装置を用いることなく、昇降台をマストに対して移動させることで、昇降台の揺れを抑制することができる。このため、マストが揺れている間でも物品の移載を行なうことができ、移載時のタイムロスを低減することができる。

また、好ましくは、前記揺れ方向は水平方向であり、前記スタッカークレーンは、さらに、前記昇降台に取り付けられ、前記昇降台の水平方向の絶対位置を測定する測定装置を備え、前記制御装置は、前記物品の移載の際に、前記測定装置により測定される前記昇降台の水平方向の絶対位置が所定の位置から変化しないように、前記移動部材に前記昇降台を移動させる。

これによれば、物品の移載の際に、測定装置が測定する昇降台の水平方向の絶対位置が所定の位置から変化しないように、昇降台を移動させる。つまり、昇降台に測定装置を取り付けることで、昇降台の絶対位置を独立して制御することができ、昇降台の絶対位置を所定の位置に維持するとともに昇降台と棚との位置関係を確実に調整することができる。このため、マストが揺れている間でも物品の移載を行なうことができ、移載時のタイムロスを低減することができる。

また、本発明は、このようなスタッカークレーンとして実現することができるだけではなく、スタッカークレーンの制御装置に含まれる特徴的な処理をステップとするスタッカークレーンの制御方法として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

本発明に係るスタッカークレーンによれば、マストが揺れている間でも物品の移載を行なうことができ、移載時のタイムロスを低減することができる。

本発明の実施の形態におけるスタッカークレーンを備える自動倉庫の一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態におけるスタッカークレーンを備える自動倉庫の構成の一例を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態における昇降台を備えるスタッカークレーンの構成の一例を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態における制御装置の機能を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態における制御装置が行う動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における取得部が第１測定値と第２測定値とを取得する処理を説明する図である。 本発明の実施の形態における移動決定部が昇降台を移動させる移動量及び移動の向きを決定する処理を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態におけるスタッカークレーン２００を備える自動倉庫１０の一例を示す斜視図である。

図２は、本発明の実施の形態におけるスタッカークレーン２００を備える自動倉庫１０の構成の一例を模式的に示す図である。

これらの図に示すように、自動倉庫１０は、スタッカークレーン２００、棚３００及び走行レール４００を備えており、スタッカークレーン２００が走行レール４００上を走行し、棚３００との間で物品２０を移載する。

棚３００は、複数の物品２０を保管する保管庫であり、床面上に設置されている。また、棚３００は、縦方向及び横方向に物品２０を収納する複数の収納部を備え、各収納部は、底面に水平に配置された、物品２０が載置される板状の棚受けをそれぞれ有している。

走行レール４００は、スタッカークレーン２００が棚３００に沿って走行するために、棚３００に沿って床面上に設けられたレールである。

スタッカークレーン２００は、棚３００に沿って、走行レール４００上を走行方向（図２に示すＸ軸方向）に走行し、物品２０を搬送する。そして、棚３００の任意の収納部との間で物品２０を移載する。

また、これらの図に示すように、スタッカークレーン２００は、制御装置１００、マスト２１０及び昇降台２２０を備えている。

制御装置１００は、昇降台２２０と棚３００との間で物品２０の移載を行うために、昇降台２２０の動きを制御する。この制御装置１００が行う制御の詳細については、後述する。

なお、図１では、制御装置１００は、パーソナルコンピュータなどの制御機器であるように図示しているが、制御装置１００の形態はこれに限らず、スタッカークレーン２００の棚３００に沿って走行する部位に組み込まれている制御機器であってもよい。

マスト２１０は、スタッカークレーン２００の支柱であり、鉛直方向に延びる棒状の金属製の柱である。なお、マスト２１０は、金属製の棒状の柱に限られず、スタッカークレーン２００の支柱であれば、マスト２１０の材質及び形状はどのようなものであっても構わない。

昇降台２２０は、マスト２１０に沿って上下方向（図２に示すＹ軸方向）に昇降する昇降台である。また、昇降台２２０は、中央部に物品２０が載置され、棚３００との間で物品２０の移載を行う。

具体的には、昇降台２２０は、スライドフォーク（図示せず）を備え、物品２０の下方にスライドフォークを挿入して、物品２０を昇降台２２０と棚３００の収納部との間で移載する。

以下に、昇降台２２０を備えるスタッカークレーン２００の構成の詳細について、説明する。

図３は、本発明の実施の形態における昇降台２２０を備えるスタッカークレーン２００の構成の一例を模式的に示す図である。

同図に示すように、スタッカークレーン２００は、マスト２１０及び昇降台２２０に加えて、フェイスローラ２２１、移動部材２３０、第１測定装置２４０及び第２測定装置２５０を備えている。

フェイスローラ２２１は、マスト２１０と当接するように昇降台２２０の左右に２つ備えられており、昇降台２２０とマスト２１０とを接続している回転体である。そして、昇降台２２０を吊り下げているワイヤ（図示せず）が巻き取られることで、フェイスローラ２２１が回転し、昇降台２２０がマスト２１０に沿って昇降する。

移動部材２３０は、フェイスローラ２２１に取り付けられており、昇降台２２０をマスト２１０に対して移動させる部材である。具体的には、移動部材２３０は、物品２０の移載の際にマスト２１０が揺れる揺れ方向と平行な双方向に、昇降台２２０をマスト２１０に対して移動させる。ここでは、当該揺れ方向は、水平方向（同図に示すＸ軸方向）である。なお、揺れ方向は、水平方向に限定されず、水平面に対して角度を有する斜め方向であってもよい。

さらに具体的には、移動部材２３０は、駆動部２３１と調整部２３２とを備えている。
駆動部２３１は、２つのフェイスローラ２２１のうちの一方に接続されており、昇降台２２０を水平方向に移動させる。具体的には、駆動部２３１は、直動モータを備えており、当該直動モータを駆動させることで、一方のフェイスローラ２２１に対して、昇降台２２０を水平方向に移動させる。

なお、駆動部２３１の駆動機構は直動モータに限定されず、カム機構や歯車を用いるなど、昇降台２２０を水平方向に移動させることができればどのような駆動機構であってもよい。

調整部２３２は、２つのフェイスローラ２２１のうちの他方に接続されており、当該他方のフェイスローラ２２１と昇降台２２０との距離を調整する。具体的には、調整部２３２は、バネなどの弾性部材を備えており、駆動部２３１の駆動により、一方のフェイスローラ２２１に対して昇降台２２０が水平方向に移動した場合に、他方のフェイスローラ２２１と昇降台２２０との距離を調整する。

なお、調整部２３２は、バネなどの弾性部材を備えていなくともよく、スライド機構を備えているなど、昇降台２２０の移動を支持できるのであれば、どのような構成であってもよい。

第１測定装置２４０は、昇降台２２０に取り付けられ、昇降台２２０の水平方向の絶対位置を測定する装置である。つまり、第１測定装置２４０は、昇降台２２０の水平方向の位置を、地上側（固定側）基準で測定する。

具体的には、第１測定装置２４０は、スタッカークレーン２００の経路端部分の棚３００に備えられた反射材３１０と昇降台２２０との距離（同図に示す距離Ｐ）を測定する距離センサである。ここで、第１測定装置２４０は、特許請求の範囲に記載の「測定装置」に相当する。

なお、第１測定装置２４０は、昇降台２２０と、棚３００に備えられた反射材３１０との距離を測定するのではなく、棚３００の各棚受けとの距離や、その他の予め定められた位置に配置された反射板との距離を測定することにしてもよい。

第２測定装置２５０は、スタッカークレーン２００の下部に取り付けられ、スタッカークレーン２００の水平方向の絶対位置を測定する装置である。つまり、第２測定装置２５０による測定結果によって、スタッカークレーン２００の停止位置が分かる。具体的には、第２測定装置２５０は、スタッカークレーン２００の経路端部分の棚３００に備えられた反射材３１０とスタッカークレーン２００の下部との距離（同図に示す距離Ｑ）を測定する距離センサである。

なお、第２測定装置２５０は、スタッカークレーン２００の下部と、棚３００に備えられた反射材３１０との距離を測定するのではなく、棚３００の各棚受けの下部に備えられた反射板との距離や、その他の予め定められた位置に配置された反射板との距離を測定することにしてもよい。

次に、スタッカークレーン２００の制御装置１００が行う制御について、詳細に説明する。

図４は、本発明の実施の形態における制御装置１００の機能を説明するブロック図である。

同図に示す制御装置１００は、物品２０の移載の際に、マスト２１０の揺れによる昇降台２２０の水平方向の揺れが抑制されるように、移動部材２３０に昇降台２２０を移動させる。具体的には、制御装置１００は、物品２０の移載の際に、第１測定装置２４０により測定される昇降台２２０の水平方向の絶対位置が所定の位置から変化しないように、移動部材２３０に昇降台２２０を移動させる。

同図に示すように、制御装置１００は、取得部１１０、移動決定部１２０及び移動指示部１３０を備えている。

取得部１１０は、第１測定装置２４０が測定した第１測定値と、第２測定装置２５０が測定した第２測定値とを取得する。

移動決定部１２０は、物品２０の移載の際に、マスト２１０の揺れによる昇降台２２０の水平方向の揺れが抑制されるように、取得部１１０が取得した測定値から、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定する。つまり、移動決定部１２０は、物品２０の移載の際に、第１測定装置２４０により測定される昇降台２２０の水平方向の絶対位置が所定の位置から変化しないように、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定する。

具体的には、移動決定部１２０は、取得部１１０が取得した第１測定値と第２測定値との差が、予め定められた一定値になるように、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定する。

移動指示部１３０は、移動決定部１２０が決定した移動量及び移動の向きに従って、移動部材２３０に、昇降台２２０を移動させる指示を行う。

次に、制御装置１００が行う動作の一例について、説明する。
図５は、本発明の実施の形態における制御装置１００が行う動作の一例を示すフローチャートである。

同図に示すように、まず、取得部１１０は、第１測定装置２４０が測定した第１測定値と、第２測定装置２５０が測定した第２測定値とを取得する（Ｓ１０２）。

図６は、本発明の実施の形態における取得部１１０が第１測定値と第２測定値とを取得する処理を説明する図である。

同図に示すように、物品２０を搬送しているスタッカークレーン２００が、棚３００との間で物品２０の移載を行うために、予め定められた位置に停止する。そして、第２測定装置２５０は、スタッカークレーン２００の停止位置として、スタッカークレーン２００の下部と反射材３１０との距離（同図に示す距離Ｑ）を測定する。

取得部１１０は、この距離Ｑを第２測定値として取得する。
また、物品２０を搬送しているスタッカークレーン２００が、物品２０を移載するために棚３００前の所定の位置で停止した場合に、同図に示すように、マスト２１０が揺れる場合がある。特に、高速で移動していたスタッカークレーン２００が急停止した場合には、マスト２１０は、走行方向（水平方向の同図に示すＸ軸方向）に大きく揺れる。

この場合、マスト２１０に接続されている昇降台２２０も、マスト２１０の揺れに従って、走行方向に大きく揺れる。このため、第１測定装置２４０は、昇降台２２０と反射材３１０との間の距離（同図に示す距離Ｒ）を測定する。

取得部１１０は、この距離Ｒを第１測定値として取得する。つまり、取得部１１０は、図３に示された距離Ｐと異なる値の距離Ｒを取得する。

図５に戻り、移動決定部１２０は、取得部１１０が取得した測定値から、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定する（Ｓ１０４）。

図７は、本発明の実施の形態における移動決定部１２０が昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定する処理を説明する図である。

移動決定部１２０は、物品２０の移載の際に、マスト２１０の揺れによる昇降台２２０の水平方向の揺れが抑制されるように、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定する。つまり、移動決定部１２０は、物品２０の移載の際に、第１測定装置２４０により測定される昇降台２２０の水平方向の絶対位置が所定の位置から変化しないように、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定する。

具体的には、移動決定部１２０は、取得部１１０が取得した第１測定値と第２測定値との差が、予め定められた一定値になるように、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定する。

つまり、移動決定部１２０は、物品２０の移載の際にマスト２１０が揺れた量と同じ量、及びマスト２１０が揺れた向きと反対の向きに昇降台２２０を移動させるように、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定する。このように、移動決定部１２０は、マスト２１０の揺れを抑制することなく、昇降台２２０が床面や棚３００に対して停止しているように、昇降台２２０の動きを制御する。

具体的には、図６に示した場合では、移動決定部１２０は、図７に示すような位置に昇降台２２０を移動させるために、Ｒ−Ｐの距離、Ｘ軸方向（同図での右方向）に、昇降台２２０を移動させるように決定する。これにより、昇降台２２０は、図３に示された位置と同じ位置に移動する。

図５に戻り、移動指示部１３０は、移動決定部１２０が決定した移動量及び移動の向きに従って、移動部材２３０に、昇降台２２０を移動させる指示を行う（Ｓ１０６）。

これにより、昇降台２２０は、水平方向の揺れが抑制されるように、マスト２１０に対して水平方向に移動する（Ｓ１０８）。

また、マスト２１０が揺れ続ける場合には、制御装置１００は、繰り返し上記の昇降台２２０の移動制御を行い、昇降台２２０の水平方向の揺れを抑制する。

以上のように、本発明に係るスタッカークレーン２００によれば、物品２０の移載の際に、昇降台２２０の揺れが抑制されるように、昇降台２２０を移動させる。つまり、物品２０の移載の際にマスト２１０が揺れていても、昇降台２２０の揺れが抑制されるため、昇降台２２０と棚３００との間で物品２０の移載を行うことができる。

また、マスト２１０の揺れが発生している間に、昇降台２２０をマスト２１０に対して移動させる。つまり、マスト２１０の揺れを打ち消す装置を用いることなく、昇降台２２０をマスト２１０に対して移動させることで、昇降台２２０の揺れを抑制することができる。

また、物品２０の移載の際に、第１測定装置２４０が測定する昇降台２２０の水平方向の絶対位置が所定の位置から変化しないように、昇降台２２０を移動させる。つまり、昇降台２２０に第１測定装置２４０を取り付けることで、昇降台２２０の絶対位置を独立して制御することができ、昇降台２２０の絶対位置を所定の位置に維持するとともに昇降台２２０と棚３００との位置関係を確実に調整することができる。

このため、マスト２１０が揺れている間でも物品２０の移載を行なうことができ、移載時のタイムロスを低減することができる。

以上、本発明に係るスタッカークレーン２００について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

つまり、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

たとえば、本実施の形態では、第１測定装置２４０は、距離センサであることとしたが、センサの種類は限定されず、例えば速度センサや加速度センサであってもよい。この場合、取得部１１０は、速度センサや加速度センサによる測定値を取得し、移動決定部１２０は、当該測定値から、昇降台２２０の水平方向の絶対位置を算出し、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定する。

また、本実施の形態では、スタッカークレーン２００は、下部に第２測定装置２５０を備えており、第２測定装置２５０の測定結果によってスタッカークレーン２００の停止位置が分かることとした。しかし、スタッカークレーン２００は第２測定装置２５０を備えておらず、スタッカークレーン２００の停止位置は予め定められていることとしてもよい。この場合、取得部１１０は、予め定められた停止位置から、第２測定値を取得する。

また、本実施の形態では、２つのフェイスローラ２２１のうちの一方に駆動部２３１が接続され、２つのフェイスローラ２２１のうちの他方に調整部２３２が接続されて、昇降台２２０を水平方向に移動させることとした。しかし、駆動部２３１は、２つのフェイスローラ２２１の双方に接続され、昇降台２２０に対して２つのフェイスローラ２２１を同期させて動作させることで、昇降台２２０を水平方向に移動させることにしてもよい。また、２つの駆動部２３１が２つのフェイスローラ２２１のそれぞれに接続され、２つの駆動部２３１が同期して動作することで、昇降台２２０を水平方向に移動させることにしてもよい。

また、本実施の形態では、移動決定部１２０は、第１測定値と第２測定値との差が、予め定められた一定値になるように、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定することとした。しかし、移動決定部１２０は、第１測定値が予め定められた一定値になるように、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定することにしてもよい。

また、本実施の形態では、移動決定部１２０は、第１測定装置２４０が測定した第１測定値と、第２測定装置２５０が測定した第２測定値とから、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定することとした。しかし、スタッカークレーン２００は、マスト２１０と昇降台２２０間の距離を第３測定値として測定する第３測定装置を備え、移動決定部１２０は、第１測定値と第３測定値とから、昇降台２２０の水平方向の絶対位置が所定の位置から変化しないように、昇降台２２０を移動させる移動量及び移動の向きを決定することにしてもよい。

また、本発明は、このようなスタッカークレーン２００として実現することができるだけではなく、スタッカークレーン２００の制御装置１００に含まれる特徴的な処理をステップとするスタッカークレーン２００の制御方法として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

本発明は、マストが揺れている間でも物品の移載を行なうことができ、移載時のタイムロスを低減することができるスタッカークレーンとして利用することができる。

１０ 自動倉庫
２０ 物品
１００ 制御装置
１１０ 取得部
１２０ 移動決定部
１３０ 移動指示部
２００ スタッカークレーン
２１０ マスト
２２０ 昇降台
２２１ フェイスローラ
２３０ 移動部材
２３１ 駆動部
２３２ 調整部
２４０ 第１測定装置
２５０ 第２測定装置
３００ 棚
３１０ 反射材
４００ 走行レール

Claims (4)

1. 支柱であるマストと前記マストに沿って昇降する昇降台とを備え、前記昇降台に載置される物品を搬送し、前記物品を移載するスタッカークレーンであって、
   前記物品の移載の際に前記マストが揺れる揺れ方向と平行な双方向に、前記昇降台を前記マストに対して移動させる移動部材と、
   前記物品の移載の際に、前記マストの揺れによる前記昇降台の前記揺れ方向の揺れが抑制されるように、前記移動部材に前記昇降台を移動させる制御装置と
   を備えるスタッカークレーン。
2. 前記制御装置は、前記マストの揺れが発生している間に、前記移動部材に前記昇降台を前記マストに対して移動させる
   請求項１に記載のスタッカークレーン。
3. 前記揺れ方向は水平方向であり、
   前記スタッカークレーンは、さらに、
   前記昇降台に取り付けられ、前記昇降台の水平方向の絶対位置を測定する測定装置を備え、
   前記制御装置は、前記物品の移載の際に、前記測定装置により測定される前記昇降台の水平方向の絶対位置が所定の位置から変化しないように、前記移動部材に前記昇降台を移動させる
   請求項１又は２に記載のスタッカークレーン。
4. 支柱であるマストと前記マストに沿って昇降する昇降台とを備え、前記昇降台に載置される物品を搬送し、前記物品を移載するスタッカークレーンの制御方法であって、
   前記物品の移載の際に、前記マストが揺れ方向に揺れることによる前記昇降台の前記揺れ方向の揺れが抑制されるように、前記昇降台を前記マストに対して前記揺れ方向と平行な方向に移動させる制御ステップ
   を含むスタッカークレーンの制御方法。

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