JP2003252405A

JP2003252405A - 自動倉庫

Info

Publication number: JP2003252405A
Application number: JP2002060759A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Kawashima; 清孝河島; Osamu Tsuboi; 修坪井
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2003-09-10
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: JP3788372B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】スタッカークレーン３の制御装置４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
出する検出手段と、該検出手段により手動操作状態が検
出されると、走行モータ５の出力トルクを制限するよう
に制御するトルク制限プログラムとを備え、検出手段
は、制御装置４と、スタッカークレーン３と別体の外部
機器である手動操作装置１１とが、通信可能に接続され
たか否かを検出する機構とし、該検出手段で通信可能状
態が検出されると、前記トルク制限プログラムの実行に
より、制御装置４は、自動的に、スタッカークレーン３
が備えるモータ５・６・７の出力トルクが制限されるよ
うに制御する。

Description

【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、手動操作時には、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、手動操作時には、自動
操作時に比し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。

【０００６】請求項３においては、手動操作用の別体の
外部機器が接続されたことを検出する検出手段と、トル
ク制御プログラムとを備え、検出手段で外部機器が接続
されたことを検出すると、トルク制御プログラムが自動
的に実行されるものである。

【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２
０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２
４ａ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４
５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・１
７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・１
６・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１０
１）。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・１
７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１０
３）。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１
０（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１
０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１
２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、手動操作時には、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、手動操作時には、自動
操作時に比し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。

【００３７】請求項３記載の如く、手動操作用の別体の
外部機器が接続されたことを検出する検出手段と、トル
ク制御プログラムとを備え、検出手段で外部機器が接続
されたことを検出すると、トルク制御プログラムが自動
的に実行されるので、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。

【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

フロントページの続きＦターム(参考） 3F022 AA08 BB09 CC02 DD01 EE05 FF01 JJ09 KK01 KK18 MM05 MM52 MM57 NN01 3F333 AA04 AB08 FA20 FA32 FA38 FE03 FE09

Claims

【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、手動操作時には、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、手動操作時には、自動操作時に比し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。
【請求項３】手動操作用の別体の外部機器が接続され
たことを検出する検出手段と、トルク制御プログラムと
を備え、検出手段で外部機器が接続されたことを検出すると、ト
ルク制御プログラムが自動的に実行される、ことを特徴
とする請求項１又は請求項２に記載の自動倉庫。