JP2006206223A - スタッカークレーンの自動ティーチング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】棚上における荷の有無に関係なく、各棚位置における移載機アームの出没する高さ及び横方向の位置、並びにその突出量などを、移載機アームがストッカーの棚や柱に衝突することがない定位置にて突出して棚の定位置に載置できるよう、自動的に設定値に設定できるようにしたスタッカークレーンの自動ティーチング方法を提供すること。
【解決手段】ストッカーＳ側の各棚Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓｎの定位置に付した複数の測定マーク５１，５２，５３，５４を、移載機アーム４ａ側に配設したカメラＣＦＲ，ＣＦＬ，ＣＲＲ，ＣＲＬによる画像として捉え、出没する移載機アーム４ａの高さ方向、横方向の位置、その突出量値及び棚の旋回角を測定し、これを予め設定した設定値とを比較して調整し、移載機アーム４ａの突出位置、突出量、突出方向を設定するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、スタッカークレーンの自動ティーチング方法に関し、特に、新設されたストッカー或いは棚位置を変更したストッカーにおいて、該ストッカー内に配設された列方向及び上下方向の各棚に対し、スタッカークレーンに搭載した移載機によるカセットの出し入れを正確に行えるよう、定位置に停止したスタッカークレーンの移載機アームの突出位置及びその突出量を、自動的に実働前の測定し、かつ調整できるようにしたスタッカークレーンの自動ティーチング方法に関するものである。

従来、例えば、液晶、有機ＥＬ、半導体等の電子部品の製造工場等においては、液晶、有機ＥＬ、半導体等の電子部品用基板（以下、「基板」という。）の複数枚をカセット内に重積するようにして収納し、このカセット毎、搬送工程に応じて配設した搬送ラインに沿って基板搬送用のスタッカークレーンを搬送し、ストッカー位置、或いは各加工ステーションに配置したストッカー位置で、該ストッカーの所定の棚に対し、搬送ライン上にあるスタッカークレーンによりカセットを受け渡しにより移載するようにしたスタッカークレーンが提案されている。

ところで、近年、より多くのカセットを収納するために、図５〜図６に示すように、上下方向に対して多段式に、またスタッカークレーンの走行方向に沿った列方向に対しては複数列に棚を多数配設したストッカーを配置するようにしている。
また、カセット搬送及びその受け渡しのサイクルタイムを短縮して効率を向上させるため、受け渡しを行う棚と対向する所定位置で停止したスタッカークレーンから移載機アームを、速やかに自動的に所定の棚に伸張させる必要がある。このため、ストッカーを新設したとき等において、ストッカークレーンを実働させる前に、予め各棚位置における移載機アームの出没する高さ方向及び横方向の位置と、その突出量などを設定し、そのデータをスタッカークレーンを制御する制御装置に入力し、このデータの基づき、実働のスタッカークレーンを自動運転するようにしている。

しかしながら、従来によるスタッカークレーンの位置合わせは、各棚毎に寸分の狂いもなく正確に行わねば伸張する移載機アームの先端が棚の一部或いは柱と衝突する虞があるため、アーム伸張時の位置合わせを正確にする必要があるので作業者が各棚毎に、スタッカークレーンを設定位置に停止させ、該位置で移載機アームの高さ方向及び横方向の位置と、その突出量などを手動にて確認しつつ調整しているので、その位置合わせに多大の時間と労力を要するという問題があった。

本発明は、上記従来のスタッカークレーンの位置合わせ操作に有する問題点に鑑み、棚上における荷の有無に関係なく、各棚位置における移載機アームの出没する高さ及び横方向の位置、並びにその突出量などを、移載機アームがストッカーの棚や柱に衝突することがない定位置にて突出して棚の定位置に載置できるよう、自動的に設定値に設定できるようにしたスタッカークレーンの自動ティーチング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、本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング方法は、ストッカー側の各棚の定位置に付した複数の測定マークを、移載機アーム側に配設したカメラによる画像として捉え、出没する移載機アームの高さ方向、横方向の位置、その突出量値及び棚の旋回角を測定し、これを予め設定した設定値とを比較して調整し、移載機アームの突出位置、突出量、突出方向を設定するようにしたことを特徴とする。

この場合において、移載機アーム側に配設したカメラを、棚側に付す複数の測定マークをそれぞれ個別的に捉えられるよう複数台設置することができる。

また、各棚に付す測定マークを、棚上に荷を載架した状態でカメラによる画像として捉えられる位置とすることができる。

また、現用のスタッカークレーンと補助用のスタッカークレーンとの誤差を検出し、その誤差を修正することにより、現用のスタッカークレーンのときに測定した各棚の測定データを採用するようにすることができる。

本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング方法によれば、ストッカー側の各棚の定位置に付した複数の測定マークを、移載機アーム側に配設したカメラによる画像として捉え、出没する移載機アームの高さ方向、横方向の位置、その突出量値及び棚の旋回角を測定し、これを予め設定した設定値とを比較して調整するようにすることにより、カメラによる画像処理のみにて移載機アームの突出位置、突出量、突出方向を測定できるので、スタッカークレーンのティーチングが、正確で、かつ短時間で行え、しかも１度測定するだけで、自動的に継続使用することができる。

また、移載機アーム側に配設したカメラを、棚側に付す複数の測定マークをそれぞれ捉えられるよう複数台設置することにより、同時に異なる４点の測定が短時間で可能となり、移載機アームと棚とのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の相対位置関係の測定を同時に行うことができる。

また、各棚に付す測定マークを、棚上に荷を載架した状態でカメラによる画像として捉えられる位置とすることにより、現用のスタッカークレーンが使用中に故障しても、各棚上に載置した荷を取り除くことなく、補助用のスタッカークレーンと交換し、スタッカークレーンの個体差のみを測定することで、簡単に継続して作業することができる。

以下、本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図１０に、本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング方法の一実施例を示す。
このスタッカークレーンの自動ティーチング方法において採用されるスタッカークレーンＣは、特に限定されるものではないが、例えば、液晶、有機ＥＬ、半導体等の電子部品の製造工場等に配設される場合、図１〜図２に示すように、床面等に配設した走行レールＲに沿って複数の走行車輪Ｗを介して安定して走行可能に、かつ速度及び停止位置を制御できるようにした走行台車１の上部に、所要長のメインマスト２、これは特に限定されるものではないが、例えば、８ｍ〜１０ｍ程度の長さを有する門形等の高いメインマスト２を取り付け、このメインマスト２に昇降台３を昇降可能に取り付けるとともに、該昇降台３に出没するよう伸縮式で複数本の移載用アーム４ａ，４ａを重ね合わせるように組み合わせてなる移載機４を搭載して構成するようにしている。
なお、この昇降台３の昇降方式は、特に限定されるものではないが、例えば、図示の実施例のように、メインマスト２をガイドとしてバランスウェイトを備えた索条をドラムの回転により、該索条の巻き上げ、巻き戻しにより、平面的に定位置で微調整可能にして昇降するようにする。

また、基板搬送用のスタッカークレーンＣに搭載する移載機４には、複数段の移載用アーム４ａ，４ａを伸縮可能に配設するとともに、旋回式として走行台車１の走行方向に沿ってその片側、或いは図示省略したが両側部に配設したストッカーＳの各段の棚に向かって突出（伸張）して、スタトッカークレーンＣとストッカーＳの棚間においてのカセットＫの受け渡しを行って移載するようにする。

また、ストッカーＳは、図５〜図６に示すように、複数の棚Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓｎを上下に多段式に、かつ走行する走行台車１の走行方向に沿った列方向にも多数配設するようにして構成するが、この棚の段数、列数は限定されるものではない。
この多段式とする棚の上下方向の間隔、及びストッカー柱間の横方向の間隔は、棚上に載置して一時的に保管するカセットＫのサイズに合わせて設定するとともに、図５に示すように、このストッカーＳを、走行する走行台車１の走行方向に沿ってその片側に配設しているが、これは特に限定されるものではなく、例えば、走行台車１の走行方向に沿った両側に配置することもできる。
なお、各段の棚Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓｎは、カセットＫのサイズに合わせて設定した間隔毎に配設したストッカー柱の両側面にそれぞれ水平位置にて対向するように突設し、該各段の１つの棚上に１つのカセットＫを載置できるようにする。

また、本発明のスタッカークレーンＣの自動ティーチング方法は、ストッカー側の各段の棚Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓｎに、特に限定されるものではないが、例えば、図１〜図４に示すように、各段の棚の対向する内側上面に、その前後の２カ所、計４カ所の所定位置に、移載機アームの突出位置を測定するための測定マーク５１，５２，５３，５４を付して行う。
この測定マーク５１，５２，５３，５４は、特に限定されるものではないが、例えば、カメラにより画像として捉えやすい材質で作成した反射式テープ（或いはシール）又は反射板を貼着するか、或いは各段の棚の内側上面の所定位置に直接ペイントすることもできる。

スタッカークレーンＣ側には、この自動ティーチング時や必要とする場合にのみ搭載可能としたティーチングユニット６を配設する。このティーチングユニット６は移載機４の最上段或いは最先端となる移載用アーム４ａ上に取り外し可能にして取り付けるようにしたティーチングフレーム６１と、このティーチングフレーム６１に搭載する画像処理装置６２と、ティーチングフレーム６１の前後及び左右両側で、かつ移載用アーム４ａの進出方向の前後位置にそれぞれ１台ずつのカメラＣＦＲ，ＣＦＬ，ＣＲＲ，ＣＲＬ、計４台を配設して構成する。
なお、この場合、各カメラＣＦＲ，ＣＦＬ，ＣＲＲ，ＣＲＬは、それぞれ各段の棚の内側上面に付した測定マーク５１，５２，５３，５４の画像を映し出すようにして、その取付位置、取付方向及び角度を定めるようにする。

次に、本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング方法の作動について説明する。
突出時最先端となる移載機アーム４ａ上にティーチングユニット６を固定した後、スタッカークレーンＣの走行台車１をストッカーＳの前面と平行するように付設した走行レールＲに沿って移動させ、ストッカーＳの所定位置、例えば、基準となる位置の棚位置で停止させる。この最初に測定するために停止させる基準棚位置は、通常１列目の棚位置で、かつ最下段（或いは最上段）の棚位置から位置調整を行うが、これは特に限定されるものではない。

そして、次にその棚の大凡の座標ＴＸ１，ＴＹ１，ＴＺ１を、前記カメラＣＦＲ，ＣＦＬ，ＣＲＲ，ＣＲＬで捉えた画像として、予め画像処理装置６２のコンピューターに記憶させる。この座標ＴＸ１は、スタッカークレーン原点と最初の棚までの走行距離で、これはスタッカークレーンＣを待機位置の原点から最初の基準棚の定位置で停止させるまでの走行距離として測定することができる。
この所定の位置で停止したスタッカークレーンＣの昇降台３を、その降下して待機している基準点から索条の巻き上げにより最下段位置の棚位置まで上昇させるとともに、この場合、昇降台に搭載した移載機アーム４ａと、これに対向する棚位置との相対位置、例えば、Ｘ軸方向の相対位置関係が適正かどうかを、棚の左右前後に配設した４つの測定マーク５１，５２，５３，５４と、移載機アーム側に搭載した４台のカメラＣＦＲ，ＣＦＬ，ＣＲＲ，ＣＲＬとにより検知測定する。

また、この走行台車の走行及び昇降台の昇降動作は、画像処理装置６２のコンピューターにて走行台車１の走行モータと昇降モータを制御して行い、かつ移載機アーム４ａを伸張させて前記棚の前に移動するようにして、前記座標ＴＸ１，ＴＹ１を測定する。
座標ＴＹ１は、前記スタッカークレーン原点から走行して最初の棚の位置で停止したとき、この停止位置で昇降台の基点から昇降させた昇降台の昇降距離を示し、また座標ＴＺ１はスタッカークレーン原点と棚前面までの距離を示す。
なお、座標ＴＺはストッカーＳの前面とスタッカークレーンＣの走行方向とが平行しているため全棚共通となる。
この場合、カメラＣＦＲにて棚右前に配設した測定マーク５１を、カメラＣＦＬにて棚左前に配設した測定マーク５２を、カメラＣＲＲにて棚右後に配設した測定マーク５３を、カメラＣＲＬにて棚左後に配設した測定マーク５４をそれぞれ個別的に検知測定するようにする。

次に、画像処理装置６２のコンピューターは、移載機アーム４ａに搭載した４台の各カメラＣＦＲ，ＣＦＬ，ＣＲＲ，ＣＲＬにて、棚に配設したそれぞれの測定マーク５１，５２，５３，５４の座標を読み取るようにする。この座標は次のようになる。
ＣＬＦ：（Ｘｃｌｆ，Ｙｃｌｆ，Ｚｃｌｆ）
ＣＬＲ：（Ｘｃｌｒ，Ｙｃｌｒ，Ｚｃｌｒ）
ＣＲＦ：（Ｘｃｒｆ，Ｙｃｒｆ，Ｚｃｒｆ）
ＣＲＲ：（Ｘｃｒｒ，Ｙｃｒｒ，Ｚｃｒｒ）
この場合、移載機アーム４ａの中心と棚中心が一致したときの各測定マーク５１，５２，５３，５４の座標は既知で、次のようになる。
ＫＬＦ：（Ｘｋｌｆ，Ｙｋｌｆ，Ｚｋｌｆ）
ＫＬＲ：（Ｘｋｌｒ，Ｙｋｌｒ，Ｚｋｌｒ）
ＫＲＦ：（Ｘｋｒｆ，Ｙｋｒｆ，Ｚｋｒｆ）
ＫＲＲ：（Ｘｋｒｒ，Ｙｋｒｒ，Ｚｋｒｒ）

次に位置ずれ量を演算するが、その座標のずれは次のようになる。
△Ｘ＝（Ｘｃｌｆ−Ｘｋｌｆ）＋（Ｘｃｒｆ−Ｘｋｒｆ）／２
△Ｙ＝（Ｙｃｌｆ−Ｙｋｌｆ）＋（Ｙｃｒｆ−Ｙｋｒｆ）／２
△Ｚ＝（Ｚｃｌｆ−Ｙｋｌｆ）＋（Ｚｃｒｆ−Ｚｋｒｆ）／２
また、棚座標演算は次のようにして行う。最初の棚の座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は、
Ｘ１＝ＴＸ１＋△Ｘ
Ｙ１＝ＴＹ１＋△Ｙ
Ｚ１＝ＴＺ１＋△Ｚ
また、棚回転量演算は次のようにして行う。
前測定マーク５１，５２と後測定マーク５３，５４の走行方向（Ｘ）のずれ（θ１）を次のようにして算出する。
△Ｌ＝Ｘｃｌｆ−Ｘｃｌｒ
△Ｒ＝Ｘｃｒｆ−Ｘｃｒｒ
θ１＝（△Ｌ＋△Ｒ）／２ → 角度演算

このようにして全棚の測定マーク位置を測定し、各カメラからの測定画像と、ティーチングユニット６に搭載した画像処理装置６２に予め設定したデータと比較して各測定検出マークとそれに対向する各カメラによる画像との相対位置関係が、データとして記録されている設定された設定値となるまで、昇降台及び／又は移載機を上下方向に微動調整し、そして適正な設定値になったとき、適正な相対位置関係になったことと検知し、昇降台３の設定棚位置との相対位置をデータとして記録する。

このようにして、移載機アームの各列及び各段のすべての棚に対する相対位置及び突出先端位置を検知して調整し、そのデータを記憶させた後、ティーチングユニット６を移載機アームから取り外して実働に入るようにすることができる。

これにより、新設のストッカーに沿って走行するようにしたスタッカークレーンを各棚位置に停止させ、かつ各段毎の棚位置にて、移載機アームを出没させるだけで、移載機アームの３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の突出位置を検出でき、これにより新設ストッカーにおける移載機アームの位置調整が簡単に、自動的に行うことができる。

次に、現用のスタッカークレーンＣが故障した場合、又はメンテナンスを行う場合などにおいては、付設されている補助用のスタッカークレーンＣと交換して作業を継続することができる。
この場合、ストッカーＳの各段の棚Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓｎ、詳しくは、各段の棚の内側上面に付した測定マーク５１，５２，５３，５４の位置は変更されないため、現用のスタッカークレーンＣと補助用のスタッカークレーンＣとの誤差（個体差）を検出し、その誤差を修正すれば、現用のスタッカークレーンのときに測定した各段の棚の測定データはそのまま採用することができる。
この場合の作業法を説明する。
まず、現用スタッカークレーンＣの全棚位置情報を補助用のスタッカークレーン側のコンピューターに記憶させる。該棚の位置情報として、原点と最初の棚のスタッカークレーンＣの走行距離ＡＸ１、原点と最初の基準棚のスタッカークレーンＣの昇降距離ＡＹ１、原点と最初の基準棚のスタッカークレーンＣの出入距離ＺＹ１、原点に対する最初の基準棚のスタッカークレーンＣの旋回角度Ａθ１等がある。

次に、コンピューターにて走行モータと昇降モータを制御し、移載機アーム４ａを基準棚の前に移動する。その後、４台のカメラＣＦＲ，ＣＦＬ，ＣＲＲ，ＣＲＬにて棚に設置した測定マーク５１，５２，５３，５４の座標を読み取る。この場合、移載機アーム４ａの中心と棚中心が一致したときの各測定マーク５１，５２，５３，５４の座標は既知である。

そして、次に現用と補助用とのスタッカークレーンの個体差を演算する。これにより、座標のずれが現用と補助用とのスタッカークレーンの個体差として検出される。
前の測定マーク５１，５２と、後の測定マーク５３，５４との走行方向（Ｘ）のずれ（θ）を算出し、これを現用のスタッカークレーンの角度（θＳ）との差を求め、これにより回転の個体差を検知することができる。
また、棚位置情報の補正を行うが、全棚の位置情報を個体差で補正する。

以上、本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング方法について、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。

本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング方法は、棚などの固定側に測定マークを付し、移載機アーム側に測定マークを画像として読み取るカメラを配設して、測定マークとカメラによる検出映像の相互の位置関係を検知して自動的にティーチングするという特性を有していることから、スタッカークレーンの自動ティーチングの用途に好適に用いることができるほか、例えば、自動倉庫の用途にも用いることができる。

本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング方法の一実施例を示す外観斜視図である。 本発明によるスタッカークレーンの自動ティーチング方法の説明図である。 スタッカークレーンの平面図である。 ストッカーの正面図である。 スタッカークレーンの走行方向の片側に沿ってストッカーを配置した実施例の平面図である。 ストッカーの棚を示す正面図である。 本発明による自動ティーチング方法のフロー図である。 各動作の説明図である。 スタッカークレーンの個体差測定方法のフロー図である。 スタッカークレーンの個体差測定方法の各動作の説明図である。

符号の説明

１ 走行台車
２ メインマスト
３ 昇降台
４ 移載機
４ａ 移載用アーム
５１，５２，５３，５４ 測定マーク
６ ティーチングユニット
６１ ティーチングフレーム
６２ 画像処理装置
Ｃ スタッカークレーン
Ｋ カセット
Ｓ ストッカー
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓｎ ストッカーの棚
ＣＦＲ，ＣＦＬ，ＣＲＲ，ＣＲＬ カメラ

Claims (4)

1. ストッカー側の各棚の定位置に付した複数の測定マークを、移載機アーム側に配設したカメラによる画像として捉え、出没する移載機アームの高さ方向、横方向の位置、その突出量値及び棚の旋回角を測定し、これを予め設定した設定値とを比較して調整し、移載機アームの突出位置、突出量、突出方向を設定するようにしたことを特徴とするスタッカークレーンの自動ティーチング方法。
2. 移載機アーム側に配設したカメラを、棚側に付す複数の測定マークをそれぞれ個別的に捉えられるよう複数台設置したことを特徴とする請求項１記載のスタッカークレーンの自動ティーチング方法。
3. 各棚に付す測定マークを、棚上に荷を載架した状態でカメラによる画像として捉えられる位置としたことを特徴とする請求項１又は２記載のスタッカークレーンの自動ティーチング方法。
4. 現用のスタッカークレーンと補助用のスタッカークレーンとの誤差を検出し、その誤差を修正することにより、現用のスタッカークレーンのときに測定した各棚の測定データを採用するようにしたことを特徴とするスタッカークレーンの自動ティーチング方法。

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