JPH06199404A - スタッカクレーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 昇降台に搭載される荷物の重量に応じた細か
なクレーンの走行速度、加減速度の制御を行なうことが
でき、荷物の重量に応じた効率の良い搬送を行なうこと
ができるスタッカクレーンを提供する。 【構成】 クレーン１の昇降台４に搭載された荷物の重
量を検出する検出手段と、この検出手段により検出され
た荷物の重量が軽いときにクレーン１を速く走行させ、
検出手段により検出された荷物の重量が重いときにクレ
ーン１を遅く走行させる速度制御手段とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スタッカクレーンに関
する。特に、クレーンの昇降台に搭載された荷物の重量
に応じてクレーンの細かな速度制御を行なうことができ
るスタッカクレーンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工場や倉庫内等において、製品や被加工
品を一時保管するために、マトリクス状に並んだ複数の
棚を有する棚連と、棚連の前面を走行・昇降してステー
ションと棚との間で荷を搬送するスタッカクレーンとか
らなる自動倉庫が利用されている。スタッカクレーンは
走行機体と、走行機体に立設されたマストに沿って昇降
する昇降台とを含み、各種センサとセンサに接続された
制御装置を搭載し、制御装置によって走行台車の走行・
昇降台の昇降を制御している。

【０００３】一般的に、スタッカクレーンは、昇降台上
に設けられた載荷センサにより荷物の有無を判断してい
る。そして、荷の有無に応じてクレーンの走行速度や加
減速度をコントロールしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のスタッ
カクレーンには、次のような問題があった。

【０００５】クレーンの走行速度、加減速度は、荷物の
有無に応じてコントロールされるもので、荷物の重量を
考慮してコントロールされるものではなかった。このた
め、荷物の重量に応じた効率の良い搬送を行なうことが
できないという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、以上のような問題点を解
決し、昇降台に搭載される荷物の重量に応じた細かなク
レーンの走行速度、加減速度の制御を行なうことがで
き、荷物の重量に応じた効率の良い搬送を行なうことが
できるスタッカクレーンを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、クレーンの昇降台に搭載された荷物の重量
を検出する検出手段と、この検出手段により検出された
荷物の重量が軽いときにクレーンを速く走行させ、検出
手段により検出された荷物の重量が重いときにクレーン
を遅く走行させる速度制御手段とを具備した構成とし
た。

【０００８】

【作用効果】本発明は上記の構成としたので、次のよう
な作用効果を奏する。

【０００９】すなわち、検出手段は、クレーンの昇降台
に搭載された荷の重量を検出し、速度制御手段は、検出
手段により検出された荷物の重量が軽いときにクレーン
を速く走行させ、検出手段により検出された荷物の重量
が重いときにクレーンを遅く走行させるようになってい
るので、昇降台に搭載された荷の重量に応じてクレーン
の速度は細かく制御されることとなる。

【００１０】このように、本発明によるスタッカクレー
ンによれば、昇降台に搭載される荷物の重量に応じた細
かなクレーンの走行速度、加減速度の制御を行なうこと
ができ、荷物の重量に応じた効率の良い搬送を行なうこ
とができるという効果がある。

【００１１】

【実施例】以下図示の実施例について説明する。

【００１２】＜第１実施例＞図１は本発明に係るスタッ
カクレーンの第１実施例を示す正面図、図２は同じく検
出手段、速度制御手段を説明するためのブロック図であ
る。

【００１３】これらの図面において、１は走行レールＲ
に沿って走行するクレーンの走行機体である。２，２は
走行機体１に立設されたマスト、３はマスト２、２の上
部に設けた上部フレーム、４はマスト２，２に沿って昇
降する昇降台である。

【００１４】本実施例のスタッカクレーンには、クレー
ンの昇降台に搭載された荷の重量を検出する検出手段が
設けられている。

【００１５】検出手段は、昇降駆動用モータ５と、この
昇降駆動用モータ５に接続されたインバータ部６と、制
御部７とからなっている。

【００１６】昇降駆動用モータ５には、先端が昇降台４
に連結された２本のチェーン６ａ，６ｂの巻取り機構７
が連結されており、この巻取り機構７によるチェーン６
ａ，６ｂの巻取りまたは送り出しにより、昇降台４が昇
降するようになっている。

【００１７】インバータ部６は、昇降駆動用モータ５の
電流値を検出するサンプリング機能を有している。ま
た、インバータ部６は、このサンプリング機能により検
出された電流値を制御部７に出力する機能を有してい
る。なお、電流値でなく、トルクという形で出力可能な
インバータ部としてもよい。

【００１８】制御部７は、荷物搭載時の負荷による昇降
駆動用モータ５の電流値の増加を、空荷時における電流
値と比較して荷物の重量を把握する機能を有している。

【００１９】図３は電流値と負荷との関係を示す図であ
り、図中実線（イ）は高負荷時（定格荷重）、図中点線
（ロ）は低負荷時（空荷）を示す。

【００２０】同図より、電流値は、搭載される荷物の重
さにより、点線（ロ）から実線（イ）までの図中Ｘの範
囲で変化する。制御部７は、荷物搭載時の負荷による電
流値の増加を、空荷時（点線（ロ））における電流値と
比較して、荷物の重量を把握する。

【００２１】制御部７は、この荷物の重量の把握に基づ
いて後述するインバータ部にクレーンの走行速度を制御
するための信号を送出するようになっている。例えば、
電流値が点線（ロ）で示した値のときには、クレーンが
一番速く走行するように、制御信号を送出し、以下、電
流値が実線（イ）で示した値のときに一番遅く走行する
ように制御信号を送出するようになっている。

【００２２】なお、空荷時、定格荷重時における電流値
は、運転開始前に試運転を行ない制御部７にあらかじめ
記憶させておく。

【００２３】インバータ部８は、制御部７からの制御信
号に対応して走行用モータ９の回転数を制御する。すな
わち、インバータ部８は、制御部７により荷物の重量が
軽いと把握された場合にクレーンを速く走行させ、逆に
荷物の重量が重いと把握された場合にクレーンを遅く走
行させる。なお、クレーンの走行速度に対応して、クレ
ーンの加減速度も好適に制御される。

【００２４】上述したスタッカクレーンによれば、制御
部７により、昇降駆動用モータ５の電流値の増加を、空
荷時における電流値と比較して荷物の重量を把握し、こ
の把握された結果に基づいてインバータ部８による走行
用モータ９の回転数が制御されるようになっているの
で、昇降台に搭載される荷物の重量に応じた細かなクレ
ーンの走行速度、加減速度の制御を行なうことができ、
荷物の重量に応じた効率の良い搬送を行なうことができ
る。

【００２５】これにより、重量のある荷物が搭載されて
いるときには、クレーンの走行速度、加減速度が遅くな
るように制御されるので、搬送中に荷崩れが生じるのを
防止することができる。

【００２６】また、空荷時や軽い荷物が搭載されている
ときには、クレーンの走行速度、加減速度が速くなるよ
うに制御されるので、サイクルタイムを短くすることが
できる。

【００２７】＜第２実施例＞図４は本発明に係るスタッ
カクレーンの第２実施例を示す正面図、図５（ａ）〜
（ｃ）はレベル検出装置部分を示す平面図、正面図、側
面図である。

【００２８】本実施例が上記実施例と異なるところは、
昇降台を吊り下げているチェーンの伸びに着目し、荷物
搭載時のチェーンの伸びを検出して、この検出値を定格
時における検出値と比較することにより、搭載された荷
物の重量を把握する点にある。

【００２９】これらの図面において、昇降台１０には、
上下方向に並んで上方光電センサ１３、下方光電センサ
１４が配置されている。マスト１２の側面には、図示の
ような遮蔽板１５が複数、棚の段数と同じ数だけ取り付
けられている。上方光電センサ１３、下方光電センサ１
４はそれぞれ光束Ｌを発し、遮蔽板１５を検出すること
ができる。上方光電センサ１３、下方光電センサ１４は
図８に示す制御装置１８に接続されている。

【００３０】昇降台１０を昇降させると、上方光電セン
サ１３、下方光電センサ１４の光束Ｌが遮蔽板１５によ
り遮られ、よって上方光電センサ１３、下方光電センサ
１４はＯＮ、ＯＦＦを繰り返す。しかし、上方光電セン
サ１３と下方光電センサ１４とは上下方向に並んで並置
されているので、それぞれずれたタイミングでＯＮ、Ｏ
ＦＦする。

【００３１】図６において、Ｌｕは昇降台のフォーク出
し上レベル、Ｌｄはおなじくフォーク出し下レベルであ
る。

【００３２】遮蔽板１５の上下方向における長さは、上
レベルＬｕと下レベルＬｄとの間の距離、すなわちフォ
ークゾーンの区間の距離と同一であり、このような長さ
を有する遮蔽板１５を、フォーク１７が上レベルＬｕに
ある時には、図５（ｃ）において実線で示す上方光電セ
ンサ１３、下方光電センサ１４のような位置関係になる
ように、また、下レベルＬｄにある時には仮想線で示す
ような位置関係になるように、マスト１２に配置してあ
る。

【００３３】図５（ｃ）において実線で示されている位
置、すなわちフォーク１７が上レベルＬｕにある位置に
おいては、上方光電センサ１３は遮蔽板１５の上方にあ
るので遮蔽板１５を検出しておらず、下方光電センサ１
４の光束Ｌは遮蔽板１５によって遮られているので遮蔽
板１５を検出している。一方、仮想線で示されている位
置、すなわちフォーク１７が下レベルＬｄにある位置に
おいては、上方光電センサ１３が遮蔽板１５を検出し、
下方光電センサ１４は遮蔽板１５を検出していない。よ
って、上方光電センサ１３、下方光電センサ１４のうち
の一方が遮蔽板１５を検出している状態がフォーク出し
レベルであり、下方光電センサ１４のみが検出している
と上レベルＬｕ、上方光電センサ１３のみが検出してい
ると下レベルＬｄにあると判別することができる。

【００３４】図７は、上方光電センサ１３及び下方光電
センサ１４のＯＮ、ＯＦＦの変遷を昇降台１０の上昇に
従って表わした図である。信号は反転して示してあるの
で、遮蔽板１５により光束Ｌを遮られると各センサ１
３、１４はＯＮになり、光束Ｌが遮られていないとＯＦ
Ｆとして説明する。

【００３５】昇降台１０が上昇していくと、ａにおいて
上方光電センサ１３の光束Ｌが遮蔽板１５により遮ら
れ、ＯＮになる。このとき、下の方の下方光電センサ１
４はまだＯＦＦのままである。さらに進んでｂに達する
と、下方光電センサ１４の光束Ｌも遮蔽板１５により遮
られてＯＮになる。ａとｂとの中間が下レベルＬｄであ
る。

【００３６】さらに昇降台１０が上昇してｃに達する
と、上方光電センサ１３がＯＦＦになり、続いてｄで下
方光電センサ１４がＯＦＦになる。その間に、上レベル
Ｌｕが存在する。この手順は、自動倉庫の棚との間で入
出庫を行うための入出庫ステーションとの間での荷の受
け渡しにおいても同様である。

【００３７】上方光電センサ１３と下方光電センサ１４
との上下の間隔は、なるべく短くして、正確な位置決め
を行えるようにするのが望ましいが、上方光電センサ１
３、下方光電センサ１４の精度により、両者の間隔を近
付けるのには限界がある。よって実際には、昇降台１０
の昇降を検知するエンコーダ１９によりさらに位置の微
調整を行なっている。

【００３８】図８は制御部の主要部分を示すブロック図
である。

【００３９】同図において、制御装置１８は、昇降台１
０を昇降させるチェーン３０を駆動する昇降モータ２０
を制御している。昇降モータ２０の回動は、エンコーダ
１９により検知される。また上方光電センサ１３、下方
光電センサ１４が接続されている。

【００４０】制御装置１８は、上述したような手順でフ
ォークゾーンにおける昇降台１０の昇降を制御する。上
述のように、エンコーダ１９は、ａｂ間及びｃｄ間にお
ける下レベルＬｄ及び上レベルＬｕの位置を微調整する
ために使用される。すなわち、図７に示す距離ｘ、ｙは
予め測定し、記憶装置２１に記憶しておいて、エンコー
ダ１９からの値を受け取りつつ、記憶した値に合わせる
ように昇降モータ２０をフィードバック制御する。

【００４１】また、制御装置１８は、記憶装置２１に記
憶したデータに基づいて、昇降台１０の減速の制御を行
っている。記憶装置２１には各棚段及びステーションに
ついての下レベルＬｄ及び上レベルＬｕのアドレスが記
憶されている。これらの一定停止位置のアドレスは、エ
ンコーダ１９の値として記憶されている。すなわち、例
えば昇降台１０を最も下まで下降させた時のエンコーダ
１９の値を基準とし、各下レベルＬｄ及び上レベルＬｕ
に達するまでのエンコーダ１９の値を記憶している。こ
れらの値は、運転開始前に試験運転を行い、レベル検出
装置が一定位置を検出した時のエンコーダ１９の値とし
て記憶する。

【００４２】ある停止位置に停止させようとする時に
は、制御装置１８は記憶装置２１から停止させようとす
る停止位置のアドレスを読み出す。昇降台１０の減速に
要する距離は一定なので、制御装置１８はエンコーダ１
９の値を受け取りつつ、停止位置から減速に要する一定
距離だけ手前（上昇時ならば下方、下降時ならば上方）
で減速を開始し、減速が終了して微速（昇降台を直ちに
停止できる程度の遅い速度）になった直後に、停止位置
に達するようにする。

【００４３】このようにすれば、昇降台１０が微速で移
動する時間がわずかで済み、よってスタッカクレーン運
転のサイクルタイムを最小限にすることができる。その
ためには常に停止位置のアドレスが正確でなければなら
ず、不正確だと微速で走行する時間が長くなってサイク
ルタイムが長くなり、またオーバーランを起こしたりす
ることがある。

【００４４】実際の停止位置と記憶したアドレスとの間
のずれは、昇降台１０を昇降させる昇降チェーン３０の
伸び縮みにより生ずる。すなわち、昇降台１０に荷が載
せられているか否か、また荷の重量によって、チェーン
に係る張力が変化し、よってチェーン３０が伸び縮みす
る。エンコーダ１９は昇降モータ２０の回動を検知する
ので、チェーン３０の伸び縮みの影響を受ける。

【００４５】チェーン３０の伸び縮みは、フォークゾー
ン内で起きる。すなわち、昇降台１０はフォーク１７を
出したままフォークゾーン内を昇降している間に棚もし
くはステーションとの間で荷の受け渡しを行う。フォー
ク１７が荷をすくえば昇降台１０は重くなってチェーン
３０が伸び、フォーク１７が荷を下ろせば昇降台１０は
軽くなり、チェーン３０は縮む。

【００４６】そこでｂもしくはｃの点でアドレスの更新
を行う。具体的に、まずｃ点で更新を行う手順について
説明する。上述のように、昇降台１０がフォーク１７を
出したまま上昇する時には、棚もしくはステーションか
ら荷を受け取るので、チェーン３０が伸びる。チェーン
３０が伸びているので、昇降モータ２０の回動を検知す
るエンコーダ１９の値が、記憶装置２１に記憶しておい
た、上レベルＬｕからｙを差し引いた値と一致しても、
まだ上方光電センサ１３はＯＦＦにはならず、さらに昇
降モータ２０を回動させてから上方光電センサ１３はＯ
ＦＦになる。

【００４７】よって、エンコーダ１９の値が記憶してい
た値と一致してから、上方光電センサ１３がＯＦＦにな
るまでの距離が、チェーン３０の伸び量と一致すること
になる。そこで、上方光電センサがＯＦＦになった時の
値から、記憶していた値を減算して求めた距離だけ、記
憶装置２１に記憶しておいた一定停止位置の値から差し
引き、新たな値として記憶装置２１に記憶して、この値
を基に制御を行う。

【００４８】ｂ点で更新を行う手順はこの逆であって、
昇降台１０を下降させていくと、下方センサがＯＦＦに
なってから、記憶していたｂ点の値とエンコーダ１９の
値が一致する。よって記憶装置２１に記憶されていた一
定停止位置の値に両者の差を加算し、記憶値を更新す
る。

【００４９】以上のように、昇降台１０が荷物の受け渡
しを行う毎に、一定停止位置のアドレスを更新するが、
この際に、上述のようにして得られた、チェーン３０の
伸び量に基づいて、昇降台１０に搭載された荷物の重量
を把握することができる。

【００５０】すなわち、図９に示すように、無負荷時の
時を０として高負荷時Ｗ（定格荷重）におけるチェーン
の伸び量をＸとし、ある荷物を搭載したときのチェーン
の伸び量Ｙとした場合、伸び量Ｙに対する負荷Ｗ１（荷
重）を比例式により算出することができる。

【００５１】このような荷物の重量の算出結果に基づい
て、前記実施例と同様の速度制御をインバータ部８、走
行用モータ９によって行なうことにより、前記実施例と
同様に、昇降台に搭載される荷物の重量に応じた細かな
クレーンの走行速度、加減速度の制御を行なうことがで
き、荷物の重量に応じた効率の良い搬送を行なうことが
できる。

【００５２】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係るスタッカクレーンの第１実
施例を示す正面図。

【図２】同じく検出手段、速度制御手段を説明するため
のブロック図。

【図３】電流値と負荷との関係を示す図。

【図４】本発明に係るスタッカクレーンの第２実施例を
示す正面図。

【図５】（ａ）〜（ｃ）はレベル検出装置部分を示す平
面図、正面図および側面図。

【図６】同じ実施例におけるフォークとラックとの位置
関係を示す図。

【図７】同じ実施例における２つ光電センサのＯＮ、Ｏ
ＦＦの変遷を示す図。

【図８】同じ実施例の制御構造の要部を示すブロック
図。

【図９】伸び量と重量との関係を示す図。

【符号の説明】

１ クレーン ５ 昇降駆動用モータ ６ インバータ部 ７ 制御部 ８ インバータ部 ９ 走行用モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クレーンの昇降台に搭載された荷物の重
   量を検出する検出手段と、この検出手段により検出され
   た荷物の重量が軽いときにクレーンを速く走行させ、検
   出手段により検出された荷物の重量が重いときにクレー
   ンを遅く走行させる速度制御手段とを具備したスタッカ
   クレーン。