JP2015034082A - 搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業効率、生産効率の低下を抑制しつつ、メンテナンスが可能な搬送システムを提供する。【解決手段】搬送システム１は、搬送装置１０と、搬送装置を制御する地上制御盤４０と、を備える。第１コントローラ４４は、搬送装置１０を統括的に制御する。第１無線通信機４３は、第１コントローラ４４と接続される。第２無線通信機３３は、第１無線通信機４３との間で信号を送受信可能である。第２コントローラ３４は、第１無線通信機４３および第２無線通信機３３を介して第１コントローラ４４との間で信号を送受信可能であり、第１コントローラ４４からの制御指令にもとづいて、搬送装置１０を制御する。搬送システム１は、第１コントローラ４４から第２コントローラ３４に対して制御指令を送信可能であるとともに、制御指令と同一の伝送チャンネルを利用して、第１コントローラ４４から第２コントローラ３４の内部にアクセス可能に構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、倉庫や工場等で用いられる搬送装置に関する。

電子機器を製造する工場や、日用品や雑貨、食品等を扱う物流センタでは、物品の搬入、搬出、移動を自動で行う搬送装置が使用される。

図１は、スタッカクレーンを用いた搬送システム１ｒを示す図である。搬送システム１ｒは、搬送装置であるスタッカクレーン１０ｒと、スタッカクレーン１０ｒを制御する地上制御盤４０ｒと、を備える。

スタッカクレーン１０ｒは、走行レール１２、走行台車１４、走行装置１６、マスト１８、昇降台２０、昇降装置２２、フォーク台２４、機上制御盤３０、光通信装置３２を備える。走行レール１２は、地上に設置されたラック６０に沿って敷設される。走行台車１４は、走行レール１２に沿って移動可能となっている。以下、走行レール１２の方向をＸ、鉛直方向をＺ、横方向をＹとする。

走行装置１６は、地上制御盤４０からの制御指令にもとづいて、走行台車１４の走行を制御する。マスト１８は、走行台車１４上に設置されており、走行台車１４とともに走行レール１２に沿って移動する。昇降台２０は、マスト１８に対して上下方向（Ｚ方向）に昇降可能に取り付けられている。昇降装置２２は、地上制御盤４０からの制御指令にもとづいて昇降台２０の位置を変化させる。

フォーク台２４は、図示しない荷物をラックに置き、あるいはラックから荷物を取り出すために設けられ、昇降台２０上に、Ｙ方向に移動可能に取り付けられる。フォーク台２４も、地上制御盤４０からの制御指令にもとづいて制御される。その他、スタッカクレーン１０ｒは、図示しないカメラや各種センサを備える。

スタッカクレーン１０ｒおよび地上制御盤４０ｒはそれぞれ、光通信装置３２、４２を備え、光通信によって地上制御盤４０からスタッカクレーン１０に対して制御指令を伝送可能となっている。光通信としては、ＲＳ２３２ＣあるいはＲＳ４２２などが使用されるのが一般的であった。光通信装置３２が受信した制御指令は、機上制御盤３０に入力され、機上制御盤３０は、地上制御盤４０からの制御指令にもとづいて、走行装置１６、昇降装置２２等を制御する。また、機上制御盤３０は、制御指令の受領のアクノリッジ、指令の完了の通知などを、光通信を介して地上制御盤４０ｒに伝送可能となっている。

特開２００２−２７４６１１号公報

搬送システム１ｒにおいて、センサやモータ、配線の断線などの故障や、プログラムのバグなどにより、搬送システム１ｒに異常が発生し、メンテナンスの必要が生ずる場合がある。従来の搬送システム１ｒでは、何らかの異常が発生すると、あるいは異常が発生した可能性があると、搬送システム１ｒを停止し、作業員が機上制御盤３０に直接アクセスして内部の情報を解析することにより、異常が発生した原因などを特定する必要があった。

つまり、異常が発生するたびに、搬送システム１ｒを停止する必要があり、作業効率、生産効率が低下するという問題があった。

ここで、搬送システム１ｒにおいて生じうる異常の要因が、搬送システム１ｒの設計段階において予測可能であれば、その異常判定のための条件を機上制御盤３０において実行されるプログラムに記述しておき、その条件が満たされたときに、機上制御盤３０から地上制御盤４０に対して、光通信によりその旨を通知することも考えられる。

たとえば、あるセンサが、故障時にエラー信号をアサートするよう構成される場合、機上制御盤３０はそのエラー信号を監視し、アサートされたときに、その旨を機上制御盤３０から地上制御盤４０に通知するようにすれば、搬送システム１ｒの動作を停止することなく、そのセンサの故障を地上制御盤４０側で把握することができる。

しかしながら、センサ自体が正常であったとしても、プログラムのバグによって異常が発生している場合、機上制御盤３０はそのことを認識できず、したがって地上制御盤４０ｒに対してそのことを通知することができない。

このように、搬送システム１ｒの設計段階において、異常の要因のすべてを想定することは不可能であり、予測不能な異常に対しては何らの対策をとることはできないという問題がある。

本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、作業効率、生産効率の低下を抑制しつつ、メンテナンスが可能な搬送システムの提供にある。

本発明のある態様は、搬送システムに関する。搬送システムは、搬送装置と、搬送装置を制御する地上制御盤と、を含む。地上制御盤は、搬送装置を統括的に制御する第１コントローラと、第１コントローラと接続された第１無線通信機と、を備える。搬送装置は、第１無線通信機との間で信号を送受信可能な第２無線通信機と、第１無線通信機および第２無線通信機を介して第１コントローラとの間で信号を送受信可能であり、第１コントローラからの制御指令にもとづいて、搬送装置を制御する第２コントローラと、を備える。この搬送システムは、第１コントローラから第２コントローラに対して制御指令を送信可能に構成されるとともに、制御指令と同一の伝送チャンネルを利用して、第１コントローラから第２コントローラの内部にアクセス可能に構成される。

第２コントローラのレジスタやメモリには、各種センサから得られた測定値、各種センサのエラー信号、走行装置や昇降装置に対する制御指令値、あるいはプログラムの実行により生成されるさまざまな中間データが格納されている。この態様によれば、地上制御盤側から、機上制御盤に搭載される第２コントローラの内部のレジスタあるいはメモリ、プログラムカウンタなどに格納される任意の値に、搬送システムの動作中の任意のタイミングでアクセスできるため、搬送システムの動作中に、メンテナンスが可能となる。

本発明のある態様によれば、作業効率、生産効率の低下を抑制しつつ、搬送システムのメンテナンスが可能となる。

スタッカクレーンを用いた搬送システムを示す図である。 実施の形態に係る搬送システムを示すブロック図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

図２は、実施の形態に係る搬送システム１を示すブロック図である。搬送システム１は、地上制御盤４０および搬送装置１０を備える。本実施の形態では、搬送装置１０が、スタッカクレーンであるものとして説明する。

地上制御盤４０およびスタッカクレーン１０それぞれの概要は、図１を参照して説明した通りである。

地上制御盤４０は、第１無線通信機４３および第１コントローラ４４を備える。第１コントローラ４４は、ＰＣＬ（プログラマブルロジックコントローラ）などのシーケンサであり、予め用意されたプログラムを実行して搬送システム１を統括的に制御する。具体的には、第１コントローラ４４は、スタッカクレーン１０に対する制御指令を発生する。第１無線通信機４３は、第１コントローラ４４と有線で接続されており、地上制御盤４０が生成した制御指令を、第２無線通信機３３に伝送する。第１無線通信機４３および第２無線通信機３３はいずれも、工業用で広く利用されるＲＳ４２２規格やＲＳ２３２Ｃ規格ではなく、イーサネット（登録商標）規格に準拠しており、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）に準拠した通信が可能となっている。第１無線通信機４３および第２無線通信機３３は、無線ＬＡＮのような電波を利用したものであってもよいが、周囲の機器への電波の影響を抑制すべく、光を利用したものであることが好ましい。

スタッカクレーン１０は、図１に示した走行装置１６、昇降装置２２などに加えて、センサ３８等を備える。センサ３８は、位置センサ、温度センサ、ジャイロセンサなどが例示されるが、その種類や個数は特に限定されない。機上制御盤３０は、これらのセンサ３８と接続される。

機上制御盤３０は、第２無線通信機３３、第２コントローラ３４およびメモリ３６を備える。メモリ３６には、第２コントローラ３４が実行すべきプログラムが格納される。第２コントローラ３４は、第１無線通信機４３と第２無線通信機３３の間の通信チャンネルを介して、第１コントローラ４４により生成された制御指令値を受信する。第２コントローラ３４は、第１コントローラ４４と同様にＰＣＬなどのシーケンサであり、メモリ３６に格納されたプログラムを実行して、走行装置１６や昇降装置２２に対する制御指令値を生成する。より具体的には、センサ３８により取得された各種データと、第１コントローラ４４からの制御指令値が、第２コントローラ３４に内蔵されるプロセッサがアクセス可能なメモリ（イメージテーブルともいう）に格納される。そして第２コントローラ３４のプロセッサは、メモリに格納された値にもとづいてプログラムに記述された信号処理を行い（これをスキャンとも言う）、メモリの値を更新する。たとえば第２コントローラ３４は、ＰＩＤ（比例・積分・微分）コントローラを含み、フィードバックにより、走行装置１６や昇降装置２２に対する速度指令、トルク指令あるいは位置指令を生成してもよい。

この搬送システム１は、第１コントローラ４４から第２コントローラ３４に対して、制御指令を送信可能である。それに加えて搬送システム１は、第１コントローラ４４から、制御指令と同一の伝送チャンネルを利用して、第２コントローラ３４の内部、より詳しくは、第２コントローラ３４の内部のメモリ（イメージテーブル）、プログラムカウンタなどにアクセス可能に構成される。

以上が搬送システム１の構成である。続いてその動作を説明する。

第１コントローラ４４は、予め用意されたプログラムを実行し、ユーザが指定した手順で荷物をラック６０に搬入し、あるいはラック６０から荷物を搬出する。この動作に際して、第１コントローラ４４から第２コントローラ３４に対して、走行装置１６、昇降装置２２、フォーク台２４に対する制御指令値が生成される。第２コントローラ３４から第１コントローラ４４へは、制御指令の受領のアクノリッジや、制御指令に応じた動作の完了などが通知される。

以上の動作を実行する間、第２コントローラ３４のレジスタやメモリ（イメージテーブル）には、各種センサから得られた測定値、各種センサ３８のエラー信号、走行装置１６や昇降装置２２に対する制御指令値、あるいはプログラムの実行により生成されるさまざまな中間データが格納されている。

搬送システム１のユーザは、第１コントローラ４４が実行する荷物搬送用のプログラムの中に、搬送システム１の制御に必要な命令に加えて、第２コントローラ３４の内部にアクセスする命令を記述することができる。あるいは、搬送システム１の制御プログラムとは別に、メンテナンス用のプログラムを作成し、そのプログラム内に第２コントローラ３４の内部にアクセスする命令を記述することができる。

たとえば、荷物搬送用のプログラムに、あるループが記述されるとき、ループの繰り返しごとに、第２コントローラ３４の内部メモリにアクセスするコマンドを記述しておき、それを第１コントローラ４４側でログとして残しておくようなことが可能となる。

そして、搬送システム１において不具合が生じた場合には、ユーザがログを解析することにおり、スタッカクレーン１０のハードウェア的な不具合なのか、ソフトウェア的な不具合なのかを判定したり、あるいは不具合の箇所を特定することが可能となる。

このように、搬送システム１によれば、地上制御盤４０側から、機上制御盤３０に搭載される第２コントローラ３４の内部のレジスタあるいはメモリ、プログラムカウンタなどに格納される任意の値に、搬送システムの動作中の任意のタイミングでアクセスできるため、搬送システムの動作中に、メンテナンス（リモートメンテナンスと称する）が可能となる。

もし、第１無線通信機４３および第２無線通信機３３を、工業用途で広く使用されるＲＳ４２２あるいはＲＳ２３２Ｃを採用した場合、プロトコル上の制約により、第１コントローラ４４が主体となって第２コントローラ３４の内部に自由にアクセスすることはできず、プロトコルに準拠した形式で、限られた情報を、第２コントローラ３４が主体となって、第１コントローラ４４に対して送信することができるに過ぎない。あるいは、ＲＳ４２２やＲＳ２３２Ｃを採用する場合において、実施の形態のように地上制御盤４０から第２コントローラ３４の内部にアクセスしようとすれば、制御指令の伝送に使用される第１無線通信機４３と第２無線通信機３３の間のチャンネルとは別に、リモートメンテナンス用のチャンネルを用意する必要があり、コストが増大するという問題がある。これに対して実施の形態に係る搬送システム１によれば、イーサネット（登録商標）ならびにＴＣＰ／ＩＰに準拠した伝送システムを採用することにより、単一のチャンネルを、制御指令の伝送と、リモートメンテナンスとで兼用することができ、コスト増を抑えることができる。

さらに実施の形態に係る搬送システム１によれば、リモートメンテナンスの機能を利用して、第１コントローラ４４側から、機上制御盤３０において実行されるプログラムを書き換えたり、修正したりすることも可能となる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎない。また、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。

実施の形態では、第１コントローラ４４がＰＣＬである場合を説明したが本発明はそれには限定されない。第１コントローラ４４は、ワークステーションやＰＣなどの汎用電子計算機であってもよいし、ＰＣＬと電子計算機の組み合わせであってもよい。あるいは搬送システム１が正常運用される状況では、第１コントローラ４４をＰＬＣとし、メンテナンスの必要性がある場合には、ＰＬＣを汎用電子計算機に置換してもよい。

搬送装置１０は、スタッカクレーンには限定されず、仕分け台車、天井移載機、無人搬送車であってもよい。ただし、第１無線通信機４３と第２無線通信機３３に、光伝送装置を採用する場合、指向性が狭いため、搬送装置１０は直線的に移動するものが好ましく、電波を利用した電送装置を利用する場合、搬送装置１０の移動範囲は特に限定されない。

実施の形態では、第１コントローラ４４から第２コントローラ３４の内部にアクセスする場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえば第１無線通信機４３が余剰の入力ポートを有する場合、そのポートに、第１コントローラ４４とは別に、メンテナンス用のコンピュータや、メンテナンス用のＰＬＣを接続し、メンテナンス用のコンピュータ／ＰＬＣから、第２コントローラ３４の内部にアクセスして、リモートメンテナンスを行ってもよい。

１…搬送システム、１０…スタッカクレーン、１２…走行レール、１４…走行台車、１６…走行装置、１８…マスト、２０…昇降台、２２…昇降装置、２４…フォーク台、３０…機上制御盤、３２…光通信装置、３３…第２無線通信機、３４…第２コントローラ、３６…メモリ、４０…地上制御盤、４２…光通信装置、４３…第１無線通信機、４４…第１コントローラ。

Claims (7)

1. 搬送装置と、前記搬送装置を制御する地上制御盤と、を含む搬送システムであって、
   前記地上制御盤は、
   前記搬送装置を統括的に制御する第１コントローラと、
   前記第１コントローラと接続された第１無線通信機と、
   を備え、
   前記搬送装置は、
   前記第１無線通信機との間で信号を送受信可能な第２無線通信機と、
   前記第１無線通信機および前記第２無線通信機を介して前記第１コントローラとの間で信号を送受信可能であり、前記第１コントローラからの制御指令にもとづいて、前記搬送装置を制御する第２コントローラと、
   を備え、
   前記第１コントローラから前記第２コントローラに対して前記制御指令を送信可能であるとともに、前記制御指令と同一の伝送チャンネルを利用して、前記第１コントローラから前記第２コントローラの内部にアクセス可能に構成されたことを特徴とする搬送システム。
2. 前記第１無線通信機および前記第２無線通信機は、イーサネット（登録商標）に準拠することを特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
3. 前記第１無線通信機および前記第２無線通信機は、光通信装置であることを特徴とする請求項１または２記載の搬送システム。
4. 前記搬送装置は、スタッカクレーンであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の搬送システム。
5. 前記搬送装置は、仕分け台車であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の搬送システム。
6. 前記搬送装置は、天井移載機であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の搬送システム。
7. 前記搬送装置は、無人搬送車であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の搬送システム。

Images