JP2007320750A - 物品移載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トルクリミッタが作動した場合であっても、プレート部の位置決めを確実に行うことができる物品移載装置を提供する。
【解決手段】 プレート部１３をスライドさせるスライド機構２１と、前記プレート部１３に従動する従動部材の変位を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号により前記プレート部１３のスライド位置を検出するとともに、モータ２２を制御して前記プレート部１３のスライド位置を制御する制御手段７１とを備えた物品移載装置とする。プレート部１３に従動する従動部材の変位を検出してプレート部１３のスライド位置を検出するようにしたため、トルクリミッタ２３が作動した場合であっても、従動部材と検出手段との間にずれは生じず、プレート部１３の位置決めを確実に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、スタッカークレーンの昇降台等に設けられる物品移載装置の技術に関する。

従来、スタッカークレーンの昇降台等にはスライドフォーク等の物品移載装置が設けられている。スライドフォーク等の物品移載装置は、ベース部に対してプレート部をスライドさせる機構を有しており、プレート部をスライドさせた際のスライド位置を位置決めする装置が設けられている。

前記プレート部のスライド位置を位置決めする装置を設けた物品移載装置として、例えば、タイマーとリミットスイッチとでプレート部を定位置で停止させるようにした物品移載装置が知られている。この物品移載装置では、プレート部がスライドを開始してから一定時間経過後にタイマーにて減速を開始させるとともに、ベース部への収納位置や所定のスライド位置などに対応して設けられたドッグを、プレート部に設けたリミットスイッチで検出して、プレート部を定位置で停止させる。リミットスイッチがドッグを検出するとすぐにプレート部を停止できるように、定位置に到達する前に、予めプレート部を減速させておく必要があるが、プレート部の載荷状態による加速度の大小などの影響も考慮すると、減速開始のポイントを余裕を持って早めに設定する必要があり、タクトタイムが長くなるという問題があった。

また、前記リミットスイッチはドッグと接触することでプレート部の位置を検出していたが、非接触でプレート部のスライド位置を検出する物品移載装置も開発されている（例えば、特許文献１参照。）。この物品移載装置では、プレート部のスライド位置を判別するための情報を有するマークをプレート部の側部に設け、このマークを検出するセンサにより検出されたマークの情報に基づいてプレート部のスライド位置を検出し、プレート部を定位置で停止させる。

さらに、プレート部のスライド位置を連続的に検出することにより、プレート部の位置決めを精度良く行うようにした物品移載装置も開発されている。この物品移載装置では、駆動軸にロータリーエンコーダを接続し、ロータリーエンコーダで検出された検出信号に基づいてプレート部のスライド位置を連続的に検出し、プレート部を定位置で停止させる。ロータリーエンコーダを用いることにより、スライド位置を連続的に検出してプレート部の減速ポイントを適切な位置に設定できるため、タクトタイムを短縮できるという長所がある。
特開平７−１８７３１５号公報

ところで、前記ロータリーエンコーダを用いた物品移載装置には、プレート部を駆動させるモータの過負荷を防止するため、トルクリミッタを設ける場合があり、トルクリミッタはモータの駆動軸に接続される。トルクリミッタが作動すると、プレート部のスライド機構と駆動軸との間に滑りが生じ、モータの過負荷を防止する。しかしながら、ロータリーエンコーダは、トルクリミッタが作動してもモータの駆動軸と共に回転するように接続されているため、トルクリミッタが作動すると、スライド機構に対してロータリーエンコーダが回転することとなり、スライド機構とロータリーエンコーダとの間にずれが生じる。このような場合には、プレート部の実際のスライド位置と検出手段で検出されるスライド位置との間にずれが生じ、プレート部の位置決めを確実に行うことができないという問題があった。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであり、トルクリミッタが作動した場合であっても、プレート部の位置決めを確実に行うことができる物品移載装置の提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１に記載の発明では、モータと、トルクリミッタと、スライド可能なプレート部とを有する物品移載装置であって、
前記モータの駆動力を前記トルクリミッタを介して伝達することにより、前記プレート部をスライドさせるスライド機構と、
前記プレート部に従動する従動部材の変位を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出信号により前記プレート部のスライド位置を検出し、その結果に基づいて、前記モータを制御して前記プレート部のスライド位置を制御する制御手段と、
を有する物品移載装置とした。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、スライド機構は、モータを駆動することにより索体の張力を用いてプレート部をスライドさせる機構であり、
検出手段は、前記プレート部に従動するアイドラに接続されたエンコーダであることを特徴とする物品移載装置とした。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の物品移載装置を用いたことを特徴とする自動倉庫システムとした。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１から３に記載の発明によれば、前記プレート部に従動する従動部材の変位を検出する検出手段により、前記プレート部のスライド位置を検出するようにしたため、トルクリミッタが作動した場合であっても、従動部材と検出手段との間にずれは生じない。このため、プレート部の位置決めを確実に行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、前記プレート部に従動するアイドラの変位を検出するエンコーダにより、前記プレート部のスライド位置を検出するようにしたため、トルクリミッタが作動した場合であっても、アイドラとエンコーダとの間にずれは生じない。このため、プレート部の位置決めを確実に行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、物品移載装置のプレート部の位置決めを確実に行うことができるため、加減速のタイムラグをなくし、タクトタイムを短縮することができる。また、トルクリミッタの作動による物品移載装置のプレート部の位置ずれをなくすことができるため、エラー解除等に要するタイムロスを解消することができる。

次に、発明の実施の形態について図を用いて説明する。

本発明の実施例に係る物品移載装置としてのスライドフォーク１１について、図を用いて説明する。尚、以下の説明では、図１の矢印Ａ方向を前方向とし、反対方向を後方向として説明する。

本発明の実施例に係る物品移載装置としてのスライドフォーク１１は、例えば自動倉庫の搬送装置として使用されるスタッカークレーンの昇降台等に設けられており、図示は省略するが、前記スタッカークレーンは、自動倉庫の床上を走行する走行台車と、前記走行台車に立設される１対のマストと、前記１対のマスト間に支持されてマストに沿って昇降する昇降台と、前記昇降台に設けられて物品を移載する物品移載装置としてのスライドフォーク１１と、昇降台の荷重を支持する吊り部材と、吊り部材を駆動させる駆動手段と、を有している。昇降台には前記吊り部材の端部が取り付けられて荷重が支持されており、前記吊り部材が駆動手段で駆動されることにより、昇降台はマストに沿って昇降する。

前記物品移載装置としてのスライドフォーク１１は、モータ２２と、トルクリミッタ２３と、ベース部１２に対してスライド可能なプレート部１３とを有しており、スライド機構２１と、検出手段と、制御手段７１とを有している。

図１に示すように、スライドフォーク１１はベース部１２と、プレート部１３としてのミドルプレート部１４とトッププレート部１５とを有している。前記ベース部１２は昇降台のフレーム１６に固定されており、スライドしない部分である。これに対してミドルプレート部１４は、前記ベース部１２に対してスライド自在に設けられている。また、トッププレート部１５は、前記ミドルプレート部１４に対してスライド自在に設けられている。スライドフォーク１１は、スライド機構２１によりミドルプレート部１４及びトッププレート部１５を連動させて前後方向にスライドさせるように構成されている。

図１に示すように、前記スライド機構２１は、前記モータ２２を駆動させることにより、索体の張力を用いてベース部１２に対してミドルプレート部１４及びトッププレート部１５をスライドさせる機構である。ベース部１２の前部下方には、スライド機構２１を駆動させるモータ２２が図示しない取付部材によって取り付けられている。モータ２２の駆動力を伝達する駆動軸２４には、トルクリミッタ２３が接続されている。トルクリミッタ２３は、過大な駆動トルクが作用してスライド機構２１やモータ２２が破損しないように、トルクを制限するために設けられている。そして、前記トルクリミッタ２３には、索体を駆動させるための駆動スプロケット２５が接続されている。

図１に示すように、前記駆動スプロケット２５の上方には、第２アイドラ３２と第３アイドラ３３とがベース部１２に対して回転自在に設けられており、ベース部１２の後部には、従動部材としての第１アイドラ３１がベース部１２に対して回転自在に設けられている。第１アイドラ３１と、第２アイドラ３２と、第３アイドラ３３とは従動スプロケットであり、索体としての後記第１駆動索４１が掛けられて、第１駆動索４１の進退に従動して回転する。従動部材としての前記第１アイドラ３１は、モータ２２からプレート部１３に至る駆動力を伝達する機構において、トルクリミッタ２３の下流側でプレート部１３に従動しているため、第１アイドラ３１は、トルクリミッタ２３の作動に関わらず、完全にプレート部１３に従動する。

また、図１に示すように、ミドルプレート部１４の前部には、第１貫通穴５１が形成されており、この第１貫通穴５１に第４アイドラ３４が回転自在に設けられている。ミドルプレート部１４の後部には、第２貫通穴５２が形成されており、この第２貫通穴５２に第５アイドラ３５が回転自在に設けられている。前記第４アイドラ３４と、第５アイドラ３５は従動スプロケットである。前記第４アイドラ３４は、索体としての後記第３駆動索４３が掛けられて、第３駆動索４３の進退に従動して回転し、前記第５アイドラ３５は、索体としての後記第２駆動索４２が掛けられて、第２駆動索４２の進退に従動して回転する。

前記索体としての第１駆動索４１、第２駆動索４２及び第３駆動索４３はチェーンベルトで形成されており、モータ２２の駆動力を伝達して、ベース部１２に対してミドルプレート部１４及びトッププレート部１５をスライドさせるものである。図１に示すように、ベース部１２とミドルプレート部１４との間には、ミドルプレート部１４をスライドさせるための第１駆動索４１が設けられている。第１駆動索４１は、一端がミドルプレート部１４の前部に設けた第１固定部材５３に固定され、ベース部１２の後部に設けた第１アイドラ３１で折り返され、ベース部１２の前部に設けた第２アイドラ３２を介して駆動スプロケット２５に掛け回され、第３アイドラ３３を介して、ミドルプレート部１４の後部に設けた第２固定部材５４に他端が固定されている。

また、前記トッププレート部１５とベース部１２との間には、ミドルプレート部１４を介して第２駆動索４２及び第３駆動索４３が掛けられている。前記第２駆動索４２は、一端がベース部１２の前部に設けた第３固定部材５５に固定され、ミドルプレート部１４の後部に設けた第２貫通穴５２を貫通するとともに、第５アイドラ３５で折り返されて、トッププレート部１５の前部に設けた第４固定部材５６に他端が固定されている。また、前記第３駆動索４３は、一端がベース部１２の後部に設けた第５固定部材５７に固定され、ミドルプレート部１４の前部に設けた第１貫通穴５１を貫通するとともに、第４アイドラ３４で折り返されて、トッププレート部１５の後部に設けた第６固定部材５８に他端が固定されている。

前記検出手段は、前記プレート部１３に従動する従動部材の変位を検出するためのものである。検出手段としてのロータリーエンコーダ６１は、図１に示すように、前記従動部材としての第１アイドラ３１に接続されており、前記プレート部１３としてのミドルプレート部１４に従動する第１アイドラ３１の回転変位量を検出する。第１アイドラ３１は、トルクリミッタ２３の作動に関わらず、完全にプレート部１３に従動するため、第１アイドラ３１の変位によりプレート部１３の変位を検出できる。ロータリーエンコーダ６１はインクリメンタル形であり、第１アイドラ３１の回転変位量に応じてパルス列が出力される。前記ロータリーエンコーダ６１は第１アイドラ３１と同軸に接続したが、間接的に接続してもよい。検出手段としてインクリメンタル形のロータリーエンコーダ６１を用いたが、アブソリュート形のロータリーエンコーダ６１を用いてもよい。また、第１アイドラ３１の回転変位量を検出するエンコーダはロータリーエンコーダ６１に限定されず、回転変位量を検出する他のエンコーダを用いてもよい。尚、ロータリーエンコーダ６１はリニアセンサ等と比較して安価であるため、スライドフォーク１１の製造コストを低減することができるという利点がある。

前記制御手段７１は、前記検出手段の検出信号により前記プレート部１３のスライド位置を検出し、その結果に基づいて、前記モータ２２を制御して前記プレート部１３のスライド位置を制御するためのものである。図３に示すように、前記制御手段７１は、前記検出手段としてのロータリーエンコーダ６１からの検出信号により、前記ミドルプレート部１４のスライド位置を検出し、その結果に基づいて、前記モータ２２を制御してミドルプレート部１４のスライド位置を制御する。そして、ミドルプレート部１４のスライド位置を制御することにより、ミドルプレート部１４に連動するトッププレート部１５のスライド位置を制御する。制御手段７１は記憶装置７２と制御部７３とを有している。

前記記憶装置７２には、ミドルプレート部１４のスライド位置に対応するロータリーエンコーダ６１の検出信号の情報が予め記憶されている。例えば、ミドルプレート部１４のスライド位置に対応する第１アイドラ３１の回転変位量（回転角度）の情報を記憶する。尚、ミドルプレート部１４のスライド位置に関する情報は、ミドルプレート部１４に連動するトッププレート部１５のスライド位置の情報に対応させているものとする。

前記制御部７３は、前記ロータリーエンコーダ６１によって検出された検出信号を受け、この検出信号と、前記記憶装置７２に予め記憶されている情報とを比較して、ミドルプレート部１４のスライド位置を検出する。そして、スライドフォーク１１の移載プログラムに合わせた動作が行えるように、モータ２２を制御する。例えば、ミドルプレート部１４のスライド位置が所定の位置に接近してきたことを検出したら、モータ２２の駆動を弱めて減速を開始し、所定の位置まで到達したことを検出したら電源をオフにして、ミドルプレート部１４とトッププレート部１５のスライドにブレーキをかけて停止させ、トッププレート部１５を定位置に停止させる。

次に本実施例に係るスライドフォーク１１の動作について説明する。図２に示すように、モータ２２が駆動して駆動スプロケット２５が図示右方向に回転すると、第１駆動索４１にモータ２２の駆動力が伝達され、ベース部１２に対してミドルプレート部１４が前方にスライドする。ミドルプレート部１４の移動によって第２駆動索４２、第３駆動索４３に駆動力が伝達され、ミドルプレート部１４に対してトッププレート部１５が前方にスライドすることとなる。また、モータ２２の駆動により駆動スプロケット２５が図示左方向に回転すると、ミドルプレート部１４とトッププレート部１５は後方にスライドすることとなる。

ロータリーエンコーダ６１が接続された第１アイドラ３１は、ミドルプレート部１４のスライド位置に対応して回転し、ロータリーエンコーダ６１は、ミドルプレート部１４の位置に応じて回転して、正確な回転変位量を連続的に検出し、検出信号を出力する。制御手段７１は、前記ロータリーエンコーダ６１によって検出された検出信号を受け、この検出信号と、記憶装置７２に予め記憶されている情報とを比較して、ミドルプレート部１４のスライド位置を検出する。そして、スライドフォーク１１の移載プログラムに合わせた動作が行えるように、モータ２２を制御する。ミドルプレート部１４のスライド位置が所定の位置に接近してきたことを検出したら、モータ２２の駆動を弱めて減速を開始し、所定の位置まで到達したことを検出したら電源をオフにして、ミドルプレート部１４とトッププレート部１５のスライドにブレーキをかけて停止させ、トッププレート部１５を定位置に停止させる。

ここで、制限重量を超過した物品をトッププレート部１５に載置した場合や、プレート部１３が物体に当接してプレート部１３がスライドできなくなった場合等において、トルクリミッタ２３に設定したトルク値以上の過負荷が加わると、トルクリミッタ２３が作動して駆動軸２４と駆動スプロケット２５との間に滑りが生じる。しかし、ロータリーエンコーダ６１は第１アイドラ３１に接続されているため、トルクリミッタ２３が作動しても、第１アイドラ３１とロータリーエンコーダ６１との間にずれは生じない。また、第１アイドラ３１は、トルクリミッタ２３が作動しても、完全にプレート部１３に従動しており、第１アイドラ３１の回転変位量を検出してプレート部１３の変位量を正確に検出する。

以上説明した本実施例に係るスライドフォーク１１によれば、前記ミドルプレート部１４に従動する第１アイドラ３１の回転変位量を検出するロータリーエンコーダ６１により、前記ミドルプレート部１４のスライド位置を検出するようにしたため、トルクリミッタ２３が作動した場合であっても、第１アイドラ３１とロータリーエンコーダ６１との間にずれは生じない。このため、ミドルプレート部１４の実際のスライド位置とロータリーエンコーダ６１で検出されるスライド位置との間にずれが生じず、ミドルプレート部１４に連動するトッププレート部１５の位置決めを確実に行うことができる。

また、本実施例に係るスライドフォーク１１を用いた自動倉庫システムによれば、スライドフォーク１１のプレート部１３の位置決めを確実に行うことができるため、加減速のタイムラグをなくし、タクトタイムを短縮することができる。また、トルクリミッタ２３の作動によるスライドフォーク１１のプレート部１３の位置ずれをなくすことができるため、エラー解除等に要するタイムロスを解消することができる。

尚、実施例に限定されず、例えば以下のように変更してもよい。

ロータリーエンコーダ６１は第１アイドラ３１に接続したが、これに限定されない。第１乃至第５アイドラ３１、３２、３３、３４、３５は、モータ２２からプレート部１３に至る駆動力を伝達する機構において、トルクリミッタ２３の下流側でプレート部１３に従動しているため、第１乃至第５アイドラ３１、３２、３３、３４、３５は、トルクリミッタ２３の作動に関わらず、完全にプレート部１３に従動する。従って、ロータリーエンコーダ６１は、プレート部１３に従動するいずれかのアイドラに接続すればよい。

また、検出手段として、プレート部１３のスライド位置を検出するセンサを用いてもよい。

また、モータ２２の配設、駆動スプロケット２５の配設、索体の掛け方は上記実施例に限定されるものではなく、例えばアイドラを増設して索体の経路を変更しても良い。また、索体はチェーンベルトの他、ワイヤ、ベルトであってもよい。

本発明の実施例に係る物品移載装置としてのスライドフォーク１１の構成を示す分解斜視図。 プレート部１３をスライドさせた状態の側面簡略図。 制御手段７１を説明するためのブロック図。

符号の説明

１１ 物品移載装置としてのスライドフォーク
１２ ベース部
１３ プレート部
１４ ミドルプレート部
１５ トッププレート部
１６ フレーム
２１ スライド機構
２２ モータ
２３ トルクリミッタ
２４ 駆動軸
２５ 駆動スプロケット
３１ 従動部材としての第１アイドラ
３２ 第２アイドラ
３３ 第３アイドラ
３４ 第４アイドラ
３５ 第５アイドラ
４１ 索体としての第１駆動索
４２ 索体としての第２駆動索
４３ 索体としての第３駆動索
５１ 第１貫通穴
５２ 第２貫通穴
５３ 第１固定部材
５４ 第２固定部材
５５ 第３固定部材
５６ 第４固定部材
５７ 第５固定部材
５８ 第６固定部材
６１ 検出手段としてのロータリーエンコーダ
７１ 制御手段
７２ 記憶装置
７３ 制御部

Claims (3)

1. モータと、トルクリミッタと、スライド可能なプレート部とを有する物品移載装置であって、
   前記モータの駆動力を前記トルクリミッタを介して伝達することにより、前記プレート部をスライドさせるスライド機構と、
   前記プレート部に従動する従動部材の変位を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出信号により前記プレート部のスライド位置を検出し、その結果に基づいて、前記モータを制御して前記プレート部のスライド位置を制御する制御手段と、
   を有する物品移載装置。
2. スライド機構は、モータを駆動することにより索体の張力を用いてプレート部をスライドさせる機構であり、
   検出手段は、前記プレート部に従動するアイドラに接続されたエンコーダであることを特徴とする請求項１に記載の物品移載装置。
3. 請求項１又は２に記載の物品移載装置を用いたことを特徴とする自動倉庫システム。

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