JP2019043685A - スタッカークレーン - Google Patents

Abstract

【課題】スタッカークレーンの動作に必要な消費電力を低減する。【解決手段】走行用モータが消費する電力の最大ピーク期間と、昇降用モータが消費する電力の最大ピーク期間とが標準制御規則において重なる場合には、走行用モータおよび昇降用モータの上限速度が標準制御規則における上限速度よりも低く設定された省電力制御規則に従って走行用モータおよび昇降用モータの駆動パターンを決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動倉庫設備などにおいて物品を搬送するために用いられるスタッカークレーンに関する。

自動倉庫設備など、多数の物品を管理する設備においては、設備内で物品を移動させたり、設備外と設備内との間で物品を搬入または搬出させたりするための物品搬送装置として、スタッカークレーンが使用されることがある。

特許文献１には、物品を収納するための物品収納棚に対して物品を自動的に入庫及び出庫する物流機器としてのスタッカークレーンが示されている。このスタッカークレーンには設備の床面を走行する走行台車と、昇降自在な昇降台が設けられており、走行台車の走行作動と昇降台の昇降作動により、物品収納棚内の上下方向および左右方向のそれぞれに複数配設された収納部と昇降台との間で物品の移載が行われる。

特許文献１には、走行作動が昇降作動よりも先に完了することが見込まれる場合に、走行速度を定格から低下させることが示されている。こうした制御を行うことにより、特許文献１のスタッカークレーンでは、昇降台の昇降作動が完了するまで走行台車が停止状態で待機する事態を防止してスタッカークレーンの省電力が図られている。

特開２０１２−０７６８５８号公報

しかしながら上記のような従来のスタッカークレーンでは、走行作動と昇降作動が開始してから完了するまでの全期間にわたる消費電力量の総計を低減することができるとしても、その全期間のうちの一部、特定の期間においては走行作動の消費電力と昇降作動の消費電力の合計が一時的に定格を超過してしまう場合がある。

走行作動のための電力と、昇降作動のための電力とが両方とも共通してスタッカークレーンの主電源から供給されている場合には、主電源は走行作動の消費電力と昇降作動の消費電力の合計となる総消費電力を出力しなければならない。一方、走行作動と昇降作動のそれぞれには、開始から完了までの間に最も消費電力が高くなる期間、つまり消費する電力の最大ピーク期間がある。ここで、走行作動と昇降作動が同時に行われてこれらの最大ピーク期間が重なる可能性を考慮するならば、走行作動と昇降作動の両方の最大消費電力の合計値に相当する電力を供給できるほど定格の大きい（出力可能な最大電力が高い）主電源が要求される。

この問題に対し、主電源を補助する補助電源として、スタッカークレーンに蓄電池を搭載して、この蓄電池に主電源から予め蓄えられた電力を併用することによって最大ピーク期間における電力供給を補助するという方法が考えられる。この方法ならば主電源の定格はさほど大きくなくてよい。ただし蓄電池から出力可能な電力にも上限があり、出力可能な上限電力を毎回（何度も）蓄電池から実際に出力させてしまうと蓄電池の寿命を縮めてしまうおそれがある。そのため、総消費電力は走行作動と昇降作動の開始から完了までの全期間にわたって、常に蓄電池から出力可能な上限電力よりも低くなっていることが望ましい。同様に主電源も、出力可能な最大電力を実際に出力してしまうと過度に負荷を受けるため、総消費電力はピークにおいてもできるだけ低くなっていることが望ましい。

そこで本発明は、スタッカークレーンの動作に必要な消費電力を低減して省電力を図るとともに、走行のための消費電力ピークと昇降のための消費電力ピークとが重なる場合でも総消費電力が過度に高くならないようにする。

上記課題を解決するため、本発明に係る実施形態の一例としてのスタッカークレーンは、物品を搬送するために用いられるスタッカークレーンであって、走行用モータの駆動によって走行することで走行経路に沿った水平方向に移動する走行台車と、昇降用モータの駆動によって昇降することで前記走行台車に立設された昇降マストに沿った鉛直方向へ移動する昇降台と、外部からの搬送指示に応じて前記走行用モータおよび前記昇降用モータを制御することにより、搬送指示によって指示された目標位置へと前記昇降台を移動させる移動制御装置と、を有するスタッカークレーンにおいて、前記移動制御装置は、前記昇降台を現在位置から前記目標位置へ移動させるために必要な前記走行用モータおよび前記昇降用モータの駆動パターンを、予め定められた標準制御規則に従って決定し、前記標準制御規則に従って決定される前記駆動パターンにおいて、前記走行用モータが消費する電力の最大ピーク期間と、前記昇降用モータが消費する電力の最大ピーク期間とが、前記標準制御規則に従って決定される前記駆動パターンでは重なる場合には、前記移動制御装置は、前記走行用モータおよび前記昇降用モータの上限速度が前記標準制御規則における上限速度よりも低く設定された省電力制御規則に従って前記走行用モータおよび前記昇降用モータの駆動パターンを決定することを特徴とする。

また、本発明の更なる実施形態では、上記スタッカークレーンにおいて、主電源から供給される電力を蓄積する蓄電装置が設けられており、前記蓄電装置は、前記主電源と共同で電力を出力するか、または前記蓄電装置のみからの電力を出力することにより、前記主電源のみから電力が出力される場合よりも高い電力を出力することが可能であり、前記蓄電装置から前記走行用モータおよび前記昇降用モータへ駆動用の電力が供給されることが好ましい。

また、本発明の更なる実施形態では、上記スタッカークレーンにおいて、前記標準制御規則には、前記走行台車の走行速度の上限としての標準上限走行速度と、前記昇降台の昇降速度の上限としての標準上限昇降速度と、が予め設定されており、前記移動制御装置が、前記標準制御規則に従って前記走行用モータおよび前記昇降用モータの駆動パターンを決定する場合に、前記移動制御装置は、前記走行台車が前記標準上限走行速度で前記目標位置の水平座標まで走行するのに要する最短走行時間と、前記昇降台が前記標準上限昇降速度で前記目標位置の鉛直座標まで昇降するのに要する最短昇降時間と、を比較し、前記最短走行時間が前記最短昇降時間よりも長い場合には、前記昇降台が前記目標位置の鉛直座標まで昇降するのに前記最短走行時間と同じ時間を要するように前記昇降台の昇降速度を設定し、前記最短昇降時間が前記最短走行時間よりも長い場合には、前記走行台車が前記目標位置の水平座標まで走行するのに前記最短昇降時間と同じ時間を要するように前記走行台車の走行速度を設定することが好ましい。

また、本発明の更なる実施形態では、上記のように走行台車の走行速度を設定することに加えて、前記昇降台が昇降可能な最大距離を可能な限り高速で昇降するのに要する最大電力および時間をそれぞれ最大昇降電力および最大距離昇降時間とし、前記最大距離昇降時間と同じ期間だけ前記走行台車が前記標準上限走行速度で走行するのに要する最大電力を最大走行電力とし、前記最大昇降電力と前記最大走行電力との和以上の値が省電力閾値として設定されており、前記標準制御規則に従って前記走行用モータおよび前記昇降用モータの駆動パターンが決定されると前記走行用モータおよび前記昇降用モータが消費する合計電力のピークが前記省電力閾値よりも大きくなる場合に、前記移動制御装置は、省電力制御規則に従って前記走行用モータおよび前記昇降用モータの駆動パターンを決定することが好ましい。

本発明に係る実施形態の一例としてのスタッカークレーンによれば、標準制御規則では走行のための消費電力ピークと昇降のための消費電力ピークとが重なる場合には、昇降用モータの上限速度が低く設定された省電力制御規則を用いるため、昇降用モータで消費される電力の上限が低く制限されることになり、走行のための消費電力ピークと昇降のための消費電力ピークとが重なっていても、走行のための消費電力と昇降のための消費電力の合計となる総消費電力が過度に高くなることはない。また省電力制御規則を用いることによって、走行と昇降それぞれの消費電力ピークの期間がずれる場合もあり、この場合は結果的にこれらのピークが重ならず、以って総消費電力が低く抑えられる。

また更なる実施形態においてスタッカークレーンに蓄電池などの蓄電装置が設けられており、この蓄電装置が主電源を十分に補助できる高い電力を出力することが可能であれば、定格の小さい（出力可能な最大電力が低い）主電源を用いる必要がある場合、例えば設備に備え付けの主電源を変更できない場合であっても、問題なく消費電力の高いスタッカークレーンを動作させることができる。そしてこの場合でも、上述の通り総消費電力が過度に高くなることはないので、蓄電装置が出力可能な上限にまで至るほど高い電力を実際に出力してしまうことは避けられ、蓄電装置の寿命を縮めてしまうことはない。より詳しくは、蓄電装置のみから出力される電力、あるいは蓄電装置と主電源との共同で出力される電力が、主電源のみから出力される電力よりも大きくなっていることが好ましい。

また更なる実施形態におけるスタッカークレーンによれば、最短走行時間と最短昇降時間との比較に応じて走行速度または昇降速度を設定することにより、昇降台の昇降と走行台車の走行とが同時に完了することになり、昇降台と走行台車のどちらか一方が他方の動作の完了を他方が停止状態で待機する事態を防止することができる。

また更なる実施形態におけるスタッカークレーンによれば、省電力閾値として最大昇降電力と最大走行電力との和以上の値が設定されることにより、総消費電力のピークが標準制御規則において許容可能な最大電力を超えると見込まれる場合に省電力制御規則に切り替わることが簡易に実現される。

本発明の実施形態の一例としてのスタッカークレーンを有する自動倉庫設備の斜視図。 図１の自動倉庫設備のブロック図。 図１の自動倉庫設備において行われる処理のフローチャート。 駆動パターン決定処理のフローチャート。 標準制御規則に従う駆動パターンにおける走行台車および昇降台の速度推移と、各モータの消費電力推移を示すグラフ。 省電力制御規則に従う駆動パターンにおける走行台車および昇降台の速度推移と、各モータの消費電力推移を示すグラフ。

以下、本発明に係る実施形態の一例としてのスタッカークレーンについて説明する。図１にはスタッカークレーン２０を備える自動倉庫設備１０の一例が示されている。この自動倉庫設備１０には物品収納棚５０が設けられており、スタッカークレーン２０は自動倉庫設備１０内を走行しながら物品収納棚５０に対して物品１４を搬入および搬出する。また、自動倉庫設備１０には、この設備内で行われる作業を管理する自動倉庫コントローラ６０が設けられている。この自動倉庫コントローラ６０は例えば、各物品１４の情報を管理したり、スタッカークレーン２０へ搬送指示を出力したりする。自動倉庫コントローラ６０は予め決められたルーチンに従い自動的に動作することもできるが、自動倉庫設備１０の管理者（物流業者など）から入力装置６２を介して動作指示を受信するなどして、管理者の指示に従って動作することもできる。図１には入力装置６２の例として自動倉庫コントローラ６０の本体に備え付けられたタッチパネルディスプレイを示している。

物品収納棚５０には複数の支柱と一対の腕木５４で個別に区切られた複数の収納部５２が設けられている。これら収納部５２は図１に示す通り物品収納棚５０内の上下方向（鉛直方向）および左右方向（水平方向）のそれぞれに複数配設されており、それぞれが物品１４を収納することができる。

物品収納棚５０は自動倉庫設備１０内に複数設けられる。図１には物品収容棚５０が２つ図示されているが、スタッカークレーン２０を見やすくするために、手前側の物品収容棚５０は端の部分以外を省略されている。自動倉庫コントローラ６０は物品収納棚５０の各収納部５２について、どの物品収納棚５０に属する収納部５２であるのか、水平方向のどの位置であるのか、鉛直方向のどの位置であるのか、といった情報に基づき、収納部５２のそれぞれを個別に識別して管理する。

複数の物品収容棚５０同士は収納部５０に対する物品１４の出し入れ方向が互いに対向するように間隔を隔てて配置されており、各物品収納棚５０の間をスタッカークレーン２０が走行する。

スタッカークレーン２０は、走行台車２２と昇降台２３を備えている。走行台車２２は、各物品収納棚５０の長手方向（水平方向）に沿って床面側に配設された走行レール２８および天井側に走行レール２８と平行に配設されたガイドレール２９に案内されて、走行レール２８によって規定される走行経路に沿った水平方向に移動する。なお、図１には図示しない走行用モータ２２Ｍ（図２）が走行台車２２に設けられており、この走行用モータ２２Ｍの駆動によって車輪が回転させられるなどして走行台車２２が走行する。

昇降台２３は、走行台車２２に立設された前後一対の昇降マスト２７に支持・案内されている。図１には図示しない昇降用モータ２３Ｍ（図２）の駆動により、例えば昇降マスト２７に設けられたスプロケットに巻き回されていて昇降台２３を吊り下げるチェーンが巻き取り・繰り出しされるなどして、昇降台２３は昇降マスト２７に沿った鉛直方向へ移動する。走行台車２２の走行と昇降台２３の昇降により、昇降台２３は物品収納棚５０のうち任意の収納部５２に臨む位置へと移動することができる。なお、走行台車２２を走行させながら昇降台２３を昇降させることが可能であり、昇降台２３はその水平位置と鉛直位置を同時に変化させることができる。

また昇降台２３には、スタッカークレーン２０から収納部５２へ向かう方向（物品１４の出し入れ方向）に昇降台２３を出退させることが可能なフォーク装置２４（移載装置）が設けられており、このフォーク装置２４の作動によって昇降台２３と物品収納棚５０との間で物品の移載を行うことが可能である。例えば図１には図示しない移載用モータ２４Ｍ（図２）の駆動によって折り畳み式のアームが出し入れ方向に伸縮することなどによって移載動作が行われる。なお、実際に移載を行うにあたっては移載用モータ２４Ｍの駆動だけではなく昇降台２３の昇降が伴う。すなわち、アームが伸びると昇降台２３が物品収納棚５０内に位置することになるが、その状態で昇降台２３が物品１４を収納している収納部５２の下方から（一対の腕木５４の間を通って）上昇すると、収納部５２に収納されている物品１４がフォーク装置２４によって搬出される。一方、物品１４を載置した昇降台２３が空の収納部５２の上方から下降すると、昇降台２３に載置された物品１４が収納部５２へ搬入される。

一対の昇降マスト２７のうち片方の根元側に、スタッカークレーン２０の動作を制御するクレーンコントローラ２５が設けられている。図２に示すように、クレーンコントローラ２５には、自動倉庫コントローラ６０との通信（赤外線通信や電波通信のような無線通信でも、有線通信でもよい）を行う通信器３８や、走行台車２２と昇降台２３の移動を制御する移動制御装置３０などが含まれる。

図２は、自動倉庫設備１０に設けられた各種機器同士の間の関係を表すブロック図である。図２に示すように、クレーンコントローラ２５に含まれる移動制御装置３０は、走行用モータ２２Ｍを制御する走行制御部３２と、昇降用モータ２３Ｍを制御する昇降制御部３３と、移載用モータ２４Ｍを制御する移載制御部３４とを有する。

また、走行制御部３２と昇降制御部３３はそれぞれ、走行台車２２の現在位置（水平方向の位置）を測定する水平測定装置３２ａと、昇降台２３の現在位置（鉛直方向の位置）を測定する鉛直測定装置３３ａから、測定された現在位置の情報を受信する。水平測定装置３２ａの具体例としては、走行台車２２から走行レール２８と平行にレーザ光を投射し、走行レール２８の端部に設けられた図示しない反射鏡からの反射光を調べるというレーザ測定方式の測定器が利用可能である。同様に鉛直測定装置３３ａについても、走行台車２２の土台部から上方へレーザ光を投射し、昇降台２３の底面側に貼り付けられた反射鏡からの反射光を調べるレーザ測定方式の測定器が利用可能である。これらにより、移動制御装置３０は走行台車２２の水平方向位置および昇降台２３の鉛直方向位置を認識することが可能であり、通信器３８を介してその位置を自動倉庫コントローラ６０へ通知することもできる。

また図２に示すように、自動倉庫設備１０には主電源７０と蓄電装置７２が設けられている。主電源７０としては例えば商用電源を用いることができ、自動倉庫コントローラ６０やクレーンコントローラ２５などの各種機器の動作電力が主電力７０から供給される。ただし安全面・コスト面の観点から、主電源７０が瞬間的に出力可能な電力には制限がかかっていることが多く、モータのように消費電力の大きい装置に対してはピーク時の電力を安定して供給できないことがある。そこで図２に示すブロック図においては主電源７０から供給される電力を蓄積する蓄電装置７２（キャパシタや蓄電池）が設けられており、走行用モータ２２Ｍ、昇降用モータ２３Ｍ、移載用モータ２４Ｍに対してはこの蓄電装置７２から電力が供給されるようになっている。蓄電装置７２は予め電力を蓄積（充電）しておくことで、瞬間的には主電源７０よりも大きな電力を出力することが可能なように構築されるのが好ましい。主電源７０もクレーンコントローラ２５を通じて各モータに接続しており、主電源７０から各モータへ電力を供給することも可能であるが、要求される電力が瞬間的に大きくなる際には、蓄電装置７２が電力供給を補助することにより、主電源７０に出力制限があっても安定して各モータへ電力を供給することができる。

移動制御装置３０は、昇降台２３を特定の目標位置（いずれかの収納部５２に臨む位置）へ移動させるように自動倉庫コントローラ６０から指示（外部からの搬送指示）を受けた場合、走行台車２２および昇降台２３の現在位置に基づき、走行台車２２の走行および昇降台２３の昇降が適切な速度推移で行われるように制御を実行する。

図３に示すフローチャートを参照して、自動倉庫設備１０において行われる処理について説明する。まず、入力装置６２や外部の上位装置から、物品１４を新しく物品収納棚５０へ収納する要求（搬入要求）、または収納済みの物品１４を物品収納棚５０から取り出す要求（搬出要求）が自動倉庫コントローラ６０に入力される。あるいは各物品１４をどのように管理するべきかについて予め定められたルーチンに従い、自動倉庫コントローラ６０が自動的に搬入要求または搬出要求を生成する。そして、搬入要求が生じた場合は、自動倉庫コントローラ６０は管理している各収納部５２の情報を基に、その物品１４を収納可能な収納部５２（空き収納部５２）を探し、いずれかの空き収納部５２を物品１４の収納先として決定する。一方、搬出要求が生じた場合は、目的の物品１４が収納されている収納部５２を、物品１４の取り出し元として決定する。収納先または取り出し元の収納部５２が決定したら、その収納部５２がどの物品収納棚５０に属しており、水平方向のどの位置であるのか、鉛直方向のどの位置であるのか、の情報に基づき、昇降台２３が最終的に移動するべき目標位置の情報を含む搬送指示を、通信器３８を介してクレーンコントローラ２５へ発信する（ステップＳ０１）。

クレーンコントローラ２５の移動制御装置３０は、搬送指示に含まれる目標位置と、水平測定装置３２ａおよび鉛直測定装置３３ａにより測定された昇降台２３の現在位置とを基に、昇降台２３が目標位置へと移動するには走行台車２２および昇降台２３がどのような速度推移で移動すればよいか（加速運動・等速運動・減速運動をそれぞれどの程度の期間、どの程度の加速度または速度で行えばよいか）について、予め定められた標準制御規則に従い、走行用モータ２２Ｍおよび昇降用モータ２３Ｍの駆動パターンを決定する（ステップＳ０２）。

移動制御装置３０は決定した駆動パターンを改めて検査し、走行用モータ２２Ｍが消費する電力の最大ピーク期間と、昇降用モータ２３Ｍが消費する電力の最大ピーク期間とが重なっていないかどうかを確認する（ステップＳ０３）。両者の最大ピーク期間が重なっていなければ標準制御規則に従って決定した駆動パターン通りに走行用モータ２２Ｍおよび昇降用モータ２３Ｍを駆動する（ステップＳ０４）。一方、両者の最大ピーク期間が重なっていた場合には、標準制御規則に従って決定した駆動パターンを破棄し、予め定められた省電力制御規則に従って駆動パターンを決定し直す（ステップＳ０５）。この省電力制御規則においては、昇降用モータ２３Ｍの上限速度が、標準制御規則での上限速度よりも低く設定されている。その後、省電力制御規則に従って決定した駆動パターン通りに走行用モータ２２Ｍおよび昇降用モータ２３Ｍを駆動する（ステップＳ０６）。ステップＳ０４またはステップＳ０６の完了後には昇降台２３が目標位置に到達する。その後、移動制御装置３０は収納部５２に対する移載動作を実行する（ステップＳ０７）。すなわち、移載用モータ２４Ｍ（および昇降用モータ２３Ｍ）が駆動されて、収納部５２へ物品１４が搬入されるか、あるいは収納部５２から物品１４が搬出される。

クレーンコントローラ２５の移動制御装置３０は搬入要求または搬出要求に基づく搬送指示が発信される度に上述の処理を行い、物品収納棚５０に対する物品１４の出し入れを実行する。

上述のステップＳ０２において駆動パターンが決定される際の処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。なお、標準制御規則においては、機器の性能限界や動作の安定性を考慮して、走行台車２２の走行速度ｖａの上限としての標準上限走行速度ｖａｍと、昇降台２３の昇降速度ｖｂの上限としての標準上限昇降速度ｖｂｍとが予め設定されている。

駆動パターンの決定にあたってはまず、搬送指示に含まれる目標位置の水平座標と昇降台２３の現在位置の水平座標から、走行台車２２が走行するべき水平距離Ｌａが割り出され、その水平距離Ｌａを標準上限走行速度ｖａｍで走行するのに要する最短走行時間ｔａ０が算定される（ステップＳ２１）。なお、この算定にあたっては走行台車２２が一定の標準上限走行速度ｖａｍで走行するのではなく、停止状態から標準上限走行速度ｖａｍまで加速するのに要する時間と距離、標準上限走行速度ｖａｍから停止状態まで減速するのに要する時間と距離も考慮される。

次に、搬送指示に含まれる目標位置の鉛直座標と昇降台２３の現在位置の鉛直座標から、昇降台２３が昇降するべき鉛直距離Ｌｂが割り出され、その鉛直距離Ｌｂを標準上限昇降速度ｖｂｍで昇降するのに要する最短昇降時間ｔｂ０が算定される（ステップＳ２２）。この算定にあたっても、昇降台２３が停止状態から標準上限昇降速度ｖｂｍまで加速するのに要する時間と距離、および標準上限昇降速度ｖｂｍから停止状態まで減速するのに要する時間と距離が考慮される。

そして算定された最短走行時間ｔａ０と最短昇降時間ｔｂ０が比較される（ステップＳ２３）。比較の結果、最短走行時間ｔａ０が最短昇降時間ｔｂ０よりも長い場合（ｔａ０＞ｔｂ０）には、移動が早く完了すると見込まれる方、つまり昇降台２３の速度が制限される。すなわち昇降速度ｖｂは、標準上限昇降速度ｖｂｍよりも低く（ｖｂ＜ｖｂｍ）設定され、鉛直距離Ｌｂを移動するために要する時間ｔｂが最短走行時間ｔａ０と同じ（ｔｂ＝ｔａ０）になるよう調節される（ステップＳ２４）。

一方、最短昇降時間ｔｂ０が最短走行時間ｔａ０よりも長い場合（ｔａ０＜ｔｂ０）には、走行台車２２の速度が制限される。すなわち走行速度ｖａは、標準上限走行速度ｖａｍ以下の値（ｖａ≦ｖａｍ）に設定されて、水平距離Ｌａを移動するために要する時間ｔａが最短昇降時間ｔｂ０と同じ（ｔａ＝ｔｂ０）になるよう調節される（ステップＳ２５）。

なお、最短走行時間ｔａ０と最短昇降時間ｔｂ０とが同じ場合（ｔａ０＝ｔｂ０）には、走行台車２２と昇降台２３をそれぞれ標準上限走行速度ｖａｍおよび標準上限昇降速度ｖｂｍで移動させればよいが、図４においては図示の便宜上、ｔａ０＝ｔｂ０の場合はステップＳ２５と同じ処理が行われるものとしている（その処理の結果、ｖａ＝ｖａｍと設定される）。

以上のように走行速度ｖａおよび昇降速度ｖｂが設定されることで、昇降台２３の移動にかかる時間を最小限に抑えつつ、走行動作と昇降動作が同時に完了するように調節される。

上述のような標準制御規則に従う駆動パターンで走行用モータ２２Ｍおよび昇降用モータ２３Ｍが駆動された場合の走行台車２２および昇降台２３の速度推移、そして各モータの消費電力推移の一例を図５に示す。

速度のピーク期間と消費電力のピーク期間は必ずしも一致しない。ただし、最終的に到達するべき速度が大きいほど、加速および減速の期間を長くするか、加速力および減速力を大きくする必要があるため、最終的に到達するべき速度（設定された走行速度ｖａや昇降速度ｖｂ）が大きいほど、消費電力のピーク期間が長くなったり、ピーク値が大きくなったりする傾向にある。

図４に示す処理が行われた結果、走行動作と昇降動作は同じ時間で完了するように調節されている。しかし走行速度ｖａと昇降速度ｖｂは異なる値であり、移動するべき水平距離Ｌａと鉛直距離Ｌｂも異なる値であるため、図５に示すように、速度（回転数）のピーク期間の長さは走行用モータ２２Ｍと昇降用モータ２３Ｍとで異なっている。しかし両モータの消費電力のピーク期間については、図５に示す駆動パターンではこれらのピーク期間が一部重なっている。

図５では例として走行用モータ２２Ｍの消費電力ピーク値が１６０ｋＷ、昇降用モータ２３Ｍの消費電力ピーク値が７０ｋＷとしている。図２に示す蓄電装置７２が寿命を縮めることなく主電源７０と共に供給できる電力の上限（推奨上限）が２００ｋＷであるとした場合、走行用モータ２２Ｍが単体で動作するならば問題なく動作させられるが、図５に示すように走行用モータ２２Ｍと昇降用モータ２３Ｍの消費電力のピーク期間が重なってしまうと、瞬間的には２３０ｋＷの消費電力が必要となるため、主電源７０および蓄電装置７２の推奨上限を超えてしまう。必要消費電力が推奨上限を超える場合でも、電源７０および蓄電装置７２は実際には推奨上限を超える電力を供給可能であるためスタッカークレーン２０の動作が停止してしまうことはないが、推奨上限を超えた電力を供給してしまうと蓄電装置７２の寿命が縮まってしまう。

この場合には省電力制御規則に従った駆動パターンを作成し、全体としての消費電力が最大でも２００ｋＷ以下に収まるようにすることが望ましい。図６に示すグラフは省電力制御規則に従った駆動パターンである。

省電力制御規則における駆動パターンの決定手順については、昇降用モータ２３Ｍの上限速度が標準制御規則での上限速度（標準上限昇降速度ｖｂｍ）よりも低く設定されていることを除けば、基本的に図４と同じ手順を用いることができる。つまり、省電力制御規則における昇降用モータ２３Ｍの上限速度を省電力上限昇降速度ｖｂｚ（ｖｂｚ＜ｖｂｍ）として、図４における標準上限昇降速度ｖｂｍの代わりに省電力上限昇降速度ｖｂｚを用いて駆動パターンを決定すればよい。

省電力上限昇降速度ｖｂｚが標準上限昇降速度ｖｂｍよりも低いために、停止状態から省電力上限昇降速度ｖｂｚまで加速する際のピーク期間、ピーク値は標準上限昇降速度ｖｂｍを用いた場合よりも小さくなる。そのため図６に示すように走行用モータ２２Ｍと昇降用モータ２３Ｍのピーク期間が重なる部分は小さくなり、重なっている部分でも両モータの総消費電力は低く抑えられる。具体例として、省電力制御規則において上限昇降速度ｖｂｚを低く設定した結果、昇降用モータ２３Ｍの消費電力ピーク値が４０ｋＷになったとすると、走行用モータ２２Ｍ（ピーク１６０ｋＷ）と昇降用モータ２３Ｍの消費電力のピーク期間が重なってしまっても、瞬間的な消費電力は最大でも２００ｋＷ以下に収まることとなるため、主電源７０および蓄電装置７２の推奨上限を超えることがない。よって、蓄電装置７２の寿命が縮まらずに済む。

このように、本実施形態のスタッカークレーン２０においては、走行台車２２と昇降台２３をできるだけ短い時間で目標位置へ到達するように適切に動作させつつ、蓄電装置７２の寿命を縮めないように制御が行われるため、高い搬送効率と、長いメンテナンスフリー期間が実現される。

なお標準制御規則において走行用モータ２２Ｍと昇降用モータ２３Ｍの消費電力のピーク期間が重なっていることを計算上でどのようにして判定するかについては、図５に示すようなグラフを実際に作成してピーク期間の重なり具合を調べてもよいが、走行用モータ２２Ｍと昇降用モータ２３Ｍが消費する合計電力（瞬間的な総消費電力）の推移を計算して、そのピークが所定の閾値を上回るかどうかで簡易的な判定を行ってもよい。

つまり、「総消費電力が瞬間的にでもこの値を超えたら省電力制御規則を適用する」という基準値として省電力閾値を設定しておき、予想される総消費電力の最大値と省電力閾値とを比較すればよい。ここで省電力閾値の値としては、前述の推奨上限（自動倉庫設備１０に固有の、予め定められた値）をそのまま使用してもよい。またスタッカークレーン２０の実際の動作で消費される電力を基にして省電力閾値が計算で決定されてもよい。

省電力閾値を計算で決定する方法の例としては以下のような手順が考えられる。まず昇降台２３が昇降可能な最大距離を確認する。昇降可能な最大距離というのはつまり、マスト２７に沿って昇降台２３が鉛直方向に移動可能な範囲の大きさである。この距離は多くの場合、物品収納棚５０のうち最上段の収納部５２と最下段の収納部５２との間の距離に相当する。この昇降可能な最大距離を可能な限り高速（例えば標準上限昇降速度ｖｂｍ）で昇降するのにどれだけの時間（最大距離昇降時間）が必要か、またその間に消費電力が最大でどれだけの値（最大昇降電力）になるか、を算出する。そして算出された最大距離昇降時間について、それと同じ期間だけ走行台車２２が標準上限走行速度ｖａｍで走行する場合に消費電力が最大でどれだけの値（最大走行電力）になるか、を算出する。こうして算出された最大昇降電力と最大走行電力との和を省電力閾値として設定する。ここで、標準制御規則が適用されるケースを多くすることが望まれるならば、最大昇降電力と最大走行電力との和よりもある程度大きい値を省電力閾値としてもよい。

上述の省電力閾値の計算について詳しく説明すると、主電源７０および蓄電装置７２が供給可能な電力は基本的には、走行台車２２や昇降台２３が想定されている最大の距離をそれぞれ単体で移動するにあたっての消費電力よりは高く設定されるので、省電力閾値はそれ以上の値に設定してよい。一方、短い距離での移動を最短で行おうとすると加速・減速を短時間で済ませる必要があり、加速・減速に伴う負荷が過度に高くなる場合がある。そのため、昇降台２３の昇降距離が最大距離よりも短くても、消費電力のピークが過度に高くなる可能性がある。同様に、走行台車２２が短い距離を走行する場合でも消費電力ピークが過度に高くなる可能性がある。そこで、走行台車２２および昇降台２３が考え得る限り最大の距離を移動するにあたっての消費電力の最大値を算出しておき、その値までは主電源７０および蓄電装置７２が電力を供給可能であるとみなして、それ以上の値を省電力閾値として設定すればよい。

なお、上述の実施形態においては標準制御規則の駆動パターンを作成してから両モータの消費電力のピーク期間が重なるかどうかを判定しているが、移動するべき水平距離Ｌａ、鉛直距離Ｌｂの組み合わせに基づいて標準制御規則と省電力制御規則とのどちらを用いるか決定するようにしてもよい。詳しく説明すると、駆動パターンは決まった手順で決定されるため、移動するべき水平距離Ｌａ、鉛直距離Ｌｂに応じて一意に定まる。そのため、どのような水平距離Ｌａ、鉛直距離Ｌｂの組み合わせであれば標準制御規則の駆動パターンで両モータの消費電力のピーク期間が重なってしまうのかについて、計算で予め調べておくことができる。よって、自動倉庫設備１０の管理者が水平距離Ｌａ・鉛直距離Ｌｂの組み合わせと、標準制御規則・省電力制御規則のどちらを用いるべきかの対応関係を示すテーブル（表）を作成しておき、移動制御装置３０はそのテーブルを参照して標準制御規則・省電力制御規則のどちらを用いるか決定するようにしてもよい。このようにすると、省電力制御規則を用いるべき場合に標準制御規則の駆動パターンを一旦作成してからそれを破棄するという手順が必要なくなるため、適切な駆動パターンの決定を迅速に行うことができる。

また、上述の実施形態においては、走行台車２２と昇降台２３のどちらか一方が他方の動作の完了を他方が停止状態で待機する事態を防止するために、走行台車２２の走行時間と昇降台２３の昇降時間とが一致するように走行速度ｖａおよび昇降速度ｖｂが調節されるが、この調節は必ずしも行わなくてもよい。すなわち、走行台車２２または昇降台２３が停止状態で待機する事態を許容するならば、走行台車２２と昇降台２３をそれぞれ可能な限り高速で（例えば標準上限走行速度ｖａｍおよび標準上限昇降速度ｖｂｍで）移動させてもよい。特に、作業遅れが生じているなどして蓄電装置７２の寿命を縮めてでも高速に物品１４の搬送を行うことが求められる場合には、省電力を考慮せずに高速で走行台車２２と昇降台２３を移動させてもよい。

また、上述の実施形態においては、スタッカークレーン２０と物品収容棚５０との間で物品１４の移載を行うフォーク装置２４がスタッカークレーン２０に設けられているが、このような移載を行う装置は必ずしもスタッカークレーン２０に設けられなくてもよい。すなわち、スタッカークレーン２０と物品収容棚５０との間での物品１４の移載を行う移載装置が、物品収納棚５０の側に設けられていてもよい。

また、上述の実施形態においては、自動倉庫コントローラ６０の入力装置６２として自動倉庫コントローラ６０自体に備え付けられているタッチパネルディスプレイを示しているが、入力装置６２は自動倉庫コントローラ６０と別体でもよく、例えば無線通信で自動倉庫コントローラ６０へ動作指示を発信するリモートコントローラであったり、電子ネットワークを介して自動倉庫設備１０の外部から動作指示を発信するネットワーク機器であったりしてもよい。

１０ 自動倉庫設備
１４ 物品
２０ スタッカークレーン
２２ 走行台車
２３ 昇降台
２２Ｍ 走行用モータ
２３Ｍ 昇降用モータ
３０ 移動制御装置
５０ 物品収納棚
５２ 収納部
６０ 自動倉庫コントローラ
７０ 主電源
７２ 蓄電装置

Claims (4)

1. 物品を搬送するために用いられるスタッカークレーンであって、
   走行用モータの駆動によって走行することで走行経路に沿った水平方向に移動する走行台車と、
   昇降用モータの駆動によって昇降することで前記走行台車に立設された昇降マストに沿った鉛直方向へ移動する昇降台と、
   外部からの搬送指示に応じて前記走行用モータおよび前記昇降用モータを制御することにより、搬送指示によって指示された目標位置へと前記昇降台を移動させる移動制御装置と、
   を有するスタッカークレーンにおいて、
   前記移動制御装置は、前記昇降台を現在位置から前記目標位置へ移動させるために必要な前記走行用モータおよび前記昇降用モータの駆動パターンを、予め定められた標準制御規則に従って決定し、
   前記走行用モータが消費する電力の最大ピーク期間と、前記昇降用モータが消費する電力の最大ピーク期間とが、前記標準制御規則に従って決定される前記駆動パターンでは重なる場合には、前記移動制御装置は、前記走行用モータおよび前記昇降用モータの上限速度が前記標準制御規則における上限速度よりも低く設定された省電力制御規則に従って前記走行用モータおよび前記昇降用モータの駆動パターンを決定すること
   を特徴とするスタッカークレーン。
2. 主電源から供給される電力を蓄積する蓄電装置が設けられており、
   前記蓄電装置は、前記主電源と共同で電力を出力するか、または前記蓄電装置のみからの電力を出力することにより、前記主電源のみから電力が出力される場合よりも高い電力を出力することが可能であり、
   前記蓄電装置から前記走行用モータおよび前記昇降用モータへ駆動用の電力が供給されること
   を特徴とする請求項１に記載のスタッカークレーン。
3. 前記標準制御規則には、前記走行台車の走行速度の上限としての標準上限走行速度と、前記昇降台の昇降速度の上限としての標準上限昇降速度と、が予め設定されており、
   前記移動制御装置が、前記標準制御規則に従って前記走行用モータおよび前記昇降用モータの駆動パターンを決定する場合に、
   前記移動制御装置は、
   前記走行台車が前記標準上限走行速度で前記目標位置の水平座標まで走行するのに要する最短走行時間と、前記昇降台が前記標準上限昇降速度で前記目標位置の鉛直座標まで昇降するのに要する最短昇降時間と、を比較し、
   前記最短走行時間が前記最短昇降時間よりも長い場合には、前記昇降台が前記目標位置の鉛直座標まで昇降するのに前記最短走行時間と同じ時間を要するように前記昇降台の昇降速度を設定し、
   前記最短昇降時間が前記最短走行時間よりも長い場合には、前記走行台車が前記目標位置の水平座標まで走行するのに前記最短昇降時間と同じ時間を要するように前記走行台車の走行速度を設定すること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のスタッカークレーン。
4. 前記昇降台が昇降可能な最大距離を可能な限り高速で昇降するのに要する最大電力および時間をそれぞれ最大昇降電力および最大距離昇降時間とし、
   前記最大距離昇降時間と同じ期間だけ前記走行台車が前記標準上限走行速度で走行するのに要する最大電力を最大走行電力とし、
   前記最大昇降電力と前記最大走行電力との和以上の値が省電力閾値として設定されており、
   前記標準制御規則に従って決定される前記駆動パターンでは前記走行用モータおよび前記昇降用モータが消費する合計電力のピークが前記省電力閾値よりも大きくなる場合に、前記移動制御装置は、省電力制御規則に従って前記走行用モータおよび前記昇降用モータの駆動パターンを決定すること
   を特徴とする請求項３に記載のスタッカークレーン。

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