JP2023175350A - 物品昇降装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加速下降動作、定速下降動作、及び減速下降動作を順に行って保持部を下降させる場合に、加速下降動作から定速下降動作への切り替え時に保持部や保持部に保持された物品に作用する振動を小さく抑えることが可能な技術を実現する。【解決手段】制御部３０は、保持部１０を下降させる場合に、保持部１０の下降速度を下降用目標速度に向けて次第に増加させた後、保持部１０の下降速度を下降用目標速度に維持する定速下降動作を行い、その後、保持部１０の下降速度を下降用目標速度から次第に減少させて保持部１０を停止させる。制御部３０は、定速下降動作において、プーリ２１に巻き取られているベルト２２の外周面の径が繰り出しによって次第に小さくなることに応じて、プーリ２１の回転速度を次第に増加させるように駆動部２３を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、物品を保持する保持部と、保持部を昇降させる昇降装置と、昇降装置を制御する制御部と、を備えた物品昇降装置に関する。

このような物品昇降装置の一例が、特開２００７－２７６９６２号公報（特許文献１）に開示されている。以下、この背景技術の説明では、特許文献１における符号を括弧内に引用する。特許文献１では、物品昇降装置が、物品（２４）を搬送する搬送装置（２）に設けられている。この物品昇降装置は、物品（２４）を保持する昇降台（２０）と、昇降台（２０）を昇降させる昇降装置と、昇降装置を制御する昇降モータ制御部（３６）と、を備えている。昇降装置は、ドラム（１４）と、ドラム（１４）に巻回された吊持材（１８）と、ドラム（１４）を回転駆動する昇降モータ（１２）と、を備えており、ドラム（１４）からの吊持材（１８）の繰り出しによって昇降台（２０）を下降させ、ドラム（１４）への吊持材（１８）の巻き取りによって昇降台（２０）を上昇させる。

特開２００７－２７６９６２号公報

ところで、物品を保持する保持部（特許文献１では、昇降台）を下降させる場合に、保持部の下降速度を下降用目標速度に向けて次第に増加させる加速下降動作を行った後、保持部の下降速度を下降用目標速度に維持する定速下降動作を行い、その後、保持部の下降速度を下降用目標速度から次第に減少させて保持部を停止させる減速下降動作を行うことが考えられる。特許文献１の図３に示される昇降速度パターンも、このように加速下降動作、定速下降動作、及び減速下降動作を順に行う速度パターンであると理解される。

特許文献１の段落００１１には、吊持材の一例としてベルトが記載されている。このように吊持材としてベルトを用いる場合、プーリ（特許文献１では、ドラム）に巻き取られているベルトの外周面の径である巻き取り径は、プーリからのベルトの繰り出しによって次第に小さくなる。そのため、仮に上記の定速下降動作においてプーリの回転速度を一定とした場合、定速下降動作中の保持部の下降速度は、巻き取り径が次第に小さくなることに伴い減少する。この結果、加速下降動作から定速下降動作への切り替え時に、保持部の下降速度が増加した直後に減少する（言い換えれば、加速直後に減速する）ことになり、保持部に大きな加速度の変化が生じて、保持部や保持部に保持された物品に作用する振動が大きくなりやすい。しかしながら、特許文献１にはこの点についての記載はない。

そこで、加速下降動作、定速下降動作、及び減速下降動作を順に行って保持部を下降させる場合に、加速下降動作から定速下降動作への切り替え時に保持部や保持部に保持された物品に作用する振動を小さく抑えることが可能な技術の実現が望まれる。

本開示に係る物品昇降装置は、物品を保持する保持部と、前記保持部を昇降させる昇降装置と、前記昇降装置を制御する制御部と、を備えた物品昇降装置であって、前記昇降装置は、プーリと、前記プーリに巻き取り及び繰り出し自在に巻回されたベルトと、前記プーリを回転駆動する駆動部と、を備え、前記ベルトにより前記保持部を吊り下げた状態で、前記プーリからの前記ベルトの繰り出しによって前記保持部を下降させ、前記プーリへの前記ベルトの巻き取りによって前記保持部を上昇させ、前記制御部は、前記保持部を下降させる場合に、前記保持部の下降速度を下降用目標速度に向けて次第に増加させた後、前記保持部の下降速度を前記下降用目標速度に維持する定速下降動作を行い、その後、前記保持部の下降速度を前記下降用目標速度から次第に減少させて前記保持部を停止させ、前記定速下降動作において、前記プーリに巻き取られている前記ベルトの外周面の径が前記繰り出しによって次第に小さくなることに応じて、前記プーリの回転速度を次第に増加させるように前記駆動部を制御する。

本構成によれば、プーリに巻き取られているベルトの外周面の径である巻き取り径が、プーリからのベルトの繰り出しによって次第に小さくなることを考慮して、定速下降動作におけるプーリの回転速度を、巻き取り径が次第に小さくなることに応じて増加させることができる。よって、定速下降動作においてプーリの回転速度を一定とする場合に比べて、定速下降動作中の保持部の下降速度の変化を小さく抑えることができ、その結果、加速下降動作から定速下降動作への切り替え時における保持部の加速度の変化を小さく抑えることができる。これにより、当該切り替え時に保持部や保持部に保持された物品に作用する振動を小さく抑えやすくなっている。

物品昇降装置の更なる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。

実施形態に係る物品搬送設備を示す図 実施形態に係る物品昇降装置を示す図 実施形態に係るプーリの分解斜視図 比較例に係る保持部の下降速度及び下降加速度の時間変化の一例を示す図 比較例に係る保持部の上昇速度及び上昇加速度の時間変化の一例を示す図 保持部を下降させる場合の実施形態に係るプーリの回転速度及び回転加速度の時間変化の一例を示す図 実施形態に係る保持部の下降速度及び下降加速度の時間変化の一例を示す図 保持部を上昇させる場合の実施形態に係るプーリの回転速度及び回転加速度の時間変化の一例を示す図 実施形態に係る保持部の上昇速度及び上昇加速度の時間変化の一例を示す図

物品昇降装置の実施形態について、図面を参照して説明する。図２に示すように、物品昇降装置１は、保持部１０、昇降装置２０、及び制御部３０を備えている。本実施形態では、物品昇降装置１は物品搬送車４０に設けられており、これらの保持部１０、昇降装置２０、及び制御部３０は、物品搬送車４０に設けられている。物品搬送車４０は、水平方向に走行して物品２を搬送するように構成されている。そのため、物品昇降装置１は、物品搬送車４０の走行に伴い水平方向に移動する。このように、本実施形態では、物品昇降装置１は、水平方向に移動可能に構成されている。

物品搬送車４０は、走行経路に沿って走行して物品２を搬送する。ここで、走行経路の長手方向（走行経路が延びる方向）を経路長手方向Ｘとし、走行経路の幅方向を経路幅方向Ｙとする。経路幅方向Ｙは、経路長手方向Ｘ及び上下方向Ｚ（鉛直方向）の双方に直交する方向である。図１及び図２に示す例では、経路長手方向Ｘは、経路幅方向Ｙと同様に、上下方向Ｚに直交する方向（すなわち、水平方向）である。

走行経路は、物理的に形成されても仮想的に設定されてもよい。本実施形態では、図１及び図２に示すように、走行経路はレール４（ここでは、経路幅方向Ｙに間隔を空けて配置された一対のレール４）を用いて物理的に形成されている。また、本実施形態では、レール４は、天井３から吊り下げ支持されており、走行経路は、天井３に沿って形成されている。すなわち、本実施形態では、物品搬送車４０は、天井３に沿って形成された走行経路に沿って走行する天井搬送車である。

物品搬送車４０は、走行経路に沿って走行する走行部４１と、走行部４１に連結された本体部４４と、を備えている。本実施形態では、本体部４４は、走行部４１に対して下側Ｚ２に配置された状態で、走行部４１に連結されている。図１及び図２に示す例では、物品搬送車４０は、走行部４１を経路長手方向Ｘに並ぶように一対備えており、本体部４４は、一対の走行部４１に連結されている。

走行部４１は、レール４の走行面（ここでは、上側Ｚ１を向く面）を転動する車輪４３と、車輪４３を回転駆動する走行駆動部４２（例えば、サーボモータ等の電動モータ）と、を備えている。車輪４３が走行駆動部４２により回転されることで、走行部４１がレール４に沿って走行する。

本体部４４は、物品２を保持する保持部１０を備えている。本実施形態では、保持部１０は、物品２を上側Ｚ１から保持する。物品２の種類はこれに限定されないが、本実施形態では、物品２は、半導体ウェハ等の基板を収容する容器であり、保持部１０は、物品２の上部に形成されたフランジ部２ａを把持部１１で把持することで、物品２を保持する。

本体部４４は、保持部１０を昇降させる昇降装置２０を備えている。図２に示すように、昇降装置２０は、プーリ２１と、プーリ２１に巻き取り及び繰り出し自在に巻回されたベルト２２と、プーリ２１を回転駆動する昇降駆動部２３（例えば、サーボモータ等の電動モータ）と、を備えている。ベルト２２の一端はプーリ２１に固定され（図３参照）、ベルト２２の他端（プーリ２１から繰り出される側の端部）は保持部１０に連結されている（図１、図２参照）。詳細は省略するが、昇降装置２０が、ベルト２２におけるプーリ２１から繰り出された部分の延在方向を変更する案内用プーリを備えていてもよい。本実施形態では、昇降駆動部２３が「駆動部」に相当する。

図３に示すように、本実施形態では、プーリ２１は、フランジ付きプーリであり、ベルト２２が巻回される巻回部２１ａと、巻回部２１ａに対して軸方向（プーリ２１の回転軸心Ａに沿う方向）の両側に配置されるフランジ部２１ｂと、を備えている。フランジ部２１ｂは、巻回部２１ａの外周面に対して径方向（回転軸心Ａに直交する方向）の外側に突出するように形成されている。

昇降装置２０は、昇降駆動部２３によりプーリ２１を一方の回転方向に回転させることで、プーリ２１からベルト２２を繰り出し、昇降駆動部２３によりプーリ２１を他方の回転方向に回転させることで、プーリ２１にベルト２２を巻き取る。昇降装置２０は、ベルト２２により保持部１０を吊り下げた状態で、プーリ２１からのベルト２２の繰り出しによって保持部１０を下降させ、プーリ２１へのベルト２２の巻き取りによって保持部１０を上昇させる。このように、昇降装置２０は、昇降駆動部２３によりプーリ２１を回転させて、保持部１０を昇降させる。図２に示すように、本実施形態では、昇降装置２０は、３つのプーリ２１を備えており、３つのプーリ２１のそれぞれにベルト２２が巻回されている。そして、昇降装置２０は、昇降駆動部２３によりこれら３つのプーリ２１を回転させて、保持部１０を昇降させる。

走行経路に沿って走行する走行動作を物品搬送車４０が行う場合、保持部１０は、走行用高さ（図２参照）に配置される。走行用高さは、保持部１０に保持された物品２が本体部４４に収容される高さである。走行用高さの保持部１０に保持された物品２は、本体部４４が備えるカバー部４５の内部空間（ここでは、少なくとも経路長手方向Ｘの両側が閉じられた空間）に配置される。

保持部１０と移載対象箇所６との間での物品２の移載動作を物品搬送車４０が行う場合、保持部１０は、移載対象箇所６に対応する移載用高さ（図１参照）に配置される。すなわち、物品２の移載動作を物品搬送車４０が行う場合、昇降装置２０は、走行用高さと移載用高さとの間で保持部１０を昇降させる。移載用高さは、走行用高さよりも低い高さとされる。また、移載用高さは、各移載対象箇所６の高さに応じて設定される。図１では、移載対象箇所６の一例として、処理装置５に隣接して配置されるロードポートを示している。処理装置５は、物品２を処理対象とする装置であり、本実施形態では、物品２から取り出された基板に対して処理を行う。

図２に示すように、物品搬送車４０は、当該物品搬送車４０の動作を制御する制御部３０を備えている。制御部３０は、ＣＰＵ等の演算処理装置を備えると共にメモリ等の周辺回路を備え、これらのハードウェアと、演算処理装置等のハードウェア上で実行されるプログラムとの協働により、制御部３０の各機能が実現される。制御部３０は、物品搬送車４０に設けられても（図２参照）、物品搬送車４０とは独立に設けられてもよい。また、制御部３０が互いに通信可能に分離された複数のハードウェアを備える場合、一部のハードウェアが物品搬送車４０に設けられ、残りのハードウェアが物品搬送車４０とは独立に設けられてもよい。

以下に説明する制御部３０の種々の技術的特徴は、物品搬送車４０（例えば、昇降装置２０、以下同様）の制御方法や、物品搬送車４０を制御するためのプログラムにも適用可能であり、そのような方法やプログラム、更には、そのようなプログラムが記録された記録媒体（光ディスクやフラッシュメモリ等の、コンピュータが読み取り可能な記録媒体）も、本明細書に開示されている。物品搬送車４０を制御するためのプログラムは、例えば、当該プログラムを記録した記録媒体により提供され、或いは、通信ネットワークを介して提供され、提供されたプログラムは、制御部３０（コンピュータ）が参照可能な記憶装置に記憶される。

制御部３０は、昇降装置２０を制御する。具体的には、制御部３０は、昇降駆動部２３を制御して、保持部１０を昇降させる昇降動作を昇降装置２０に行わせる。本実施形態では、制御部３０は、更に、走行部４１及び保持部１０を制御する。具体的には、制御部３０は、走行駆動部４２を制御して、走行経路に沿って走行する走行動作を走行部４１に行わせる。また、制御部３０は、図示しない保持駆動部（例えば、ソレノイドや電動モータ）を制御して、物品２を保持する保持動作や物品２の保持を解除する保持解除動作を保持部１０に行わせる。

制御部３０は、走行動作を走行部４１に行わせることで、移載対象箇所６に対応する位置（ここでは、移載対象箇所６よりも上側Ｚ１であって、平面視（上下方向Ｚに沿う方向視）で移載対象箇所６と重複する位置）まで物品搬送車４０を走行させる。そして、保持部１０から移載対象箇所６に物品２を移載する場合には、制御部３０は、物品２を保持した状態の保持部１０を走行用高さから移載用高さまで下降させる昇降動作を昇降装置２０に行わせた後、物品２の保持解除動作を保持部１０に行わせ、その後、物品２を保持していない状態の保持部１０を移載用高さから走行用高さまで上昇させる昇降動作を昇降装置２０に行わせる。また、移載対象箇所６から保持部１０に物品２を移載する場合には、制御部３０は、物品２を保持していない状態の保持部１０を走行用高さから移載用高さまで下降させる昇降動作を昇降装置２０に行わせた後、物品２の保持動作を保持部１０に行わせ、その後、物品２を保持している状態の保持部１０を移載用高さから走行用高さまで上昇させる昇降動作を昇降装置２０に行わせる。

このように、制御部３０は、保持部１０と移載対象箇所６との間で物品２を移載する場合に、保持部１０を昇降させる。そして、制御部３０は、保持部１０を下降させる場合に、保持部１０の下降速度を下降用目標速度ＶＤ（図４参照）に向けて次第に増加させた後、保持部１０の下降速度を下降用目標速度ＶＤに維持する定速下降動作を行い、その後、保持部１０の下降速度を下降用目標速度ＶＤから次第に減少させて保持部１０を停止させるように、昇降駆動部２３を制御する。ここで、保持部１０の下降速度を下降用目標速度ＶＤに向けて次第に増加させる動作を、加速下降動作といい、保持部１０の下降速度を下降用目標速度ＶＤから次第に減少させて保持部１０を停止させる動作を、減速下降動作という。

後に参照する図４のグラフでは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間が加速下降動作の実行期間であり、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間が定速下降動作の実行期間であり、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間が減速下降動作の実行期間である。また、後に参照する図６及び図７のグラフでは、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの期間が加速下降動作の実行期間であり、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までの期間が定速下降動作の実行期間であり、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間が減速下降動作の実行期間である。

また、制御部３０は、保持部１０を上昇させる場合に、保持部１０の上昇速度を上昇用目標速度ＶＵ（図５参照）に向けて次第に増加させた後、保持部１０の上昇速度を上昇用目標速度ＶＵに維持する定速上昇動作を行い、その後、保持部１０の上昇速度を上昇用目標速度ＶＵから次第に減少させて保持部１０を停止させるように、昇降駆動部２３を制御する。ここで、保持部１０の上昇速度を上昇用目標速度ＶＵに向けて次第に増加させる動作を、加速上昇動作といい、保持部１０の上昇速度を上昇用目標速度ＶＵから次第に減少させて保持部１０を停止させる動作を、減速上昇動作という。

後に参照する図５のグラフでは、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間が加速上昇動作の実行期間であり、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間が定速上昇動作の実行期間であり、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間が減速上昇動作の実行期間である。また、後に参照する図８及び図９のグラフでは、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの期間が加速上昇動作の実行期間であり、時刻ｔ３２から時刻ｔ３３までの期間が定速上昇動作の実行期間であり、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４までの期間が減速上昇動作の実行期間である。

ところで、プーリ２１に巻き取られているベルト２２の外周面Ｓの径である巻き取り径Ｒ（図３参照）は、プーリ２１からのベルト２２の繰り出しによって次第に小さくなり、プーリ２１へのベルト２２の巻き取りによって次第に大きくなる。そのため、仮に定速下降動作においてプーリ２１の回転速度を一定とした場合、定速下降動作中の保持部１０の下降速度は、巻き取り径Ｒが次第に小さくなることに伴い減少する。この結果、図４の比較例に示されるように、加速下降動作から定速下降動作への切り替え時（図４における時刻ｔ２）に、保持部１０の下降速度（絶対値）が増加した直後に減少する（言い換えれば、加速直後に減速する）ことになり、保持部１０に大きな加速度の変化が生じて、保持部１０や保持部１０に保持された物品２に作用する振動が大きくなりやすい。なお、図４では、「実速度」が保持部１０の下降速度を表している。

また、仮に定速上昇動作においてプーリ２１の回転速度を一定とした場合、定速上昇動作中の保持部１０の上昇速度は、巻き取り径Ｒが次第に大きくなることに伴い増加する。この結果、図５の比較例に示されるように、定速上昇動作から減速上昇動作への切り替え時（図５における時刻ｔ１３）に、保持部１０の上昇速度（絶対値）が増加した直後に減少する（言い換えれば、加速直後に減速する）ことになり、保持部１０に大きな加速度の変化が生じて、保持部１０や保持部１０に保持された物品２に作用する振動が大きくなりやすい。なお、図５では、「実速度」が保持部１０の上昇速度を表している。

図４及び図５において、「指令加速度」は、プーリ２１の回転加速度の指令を表し、「指令速度」は、プーリ２１の回転速度の指令を表している。「指令速度」は、プーリ２１の回転位置の指令の１階微分値（時間微分値）に相当し、「指令加速度」は、プーリ２１の回転位置の指令の２階微分値（時間微分値）に相当する。図４及び図５において、実線の「指令加速度」は、プーリ２１の回転加速度がステップ状に変化する指令を表し、実線の「指令速度」は、実線の「指令加速度」に対応する回転速度の指令を表している。また、破線の「指令加速度」は、実線の「指令加速度」に正弦波処理（ステップ状の変化を正弦波状の変化にする処理）を施した指令を表し、破線の「指令速度」は、破線の「指令加速度」に対応する回転速度の指令を表している。

図４及び図５において、「実加速度」及び「実速度」は、破線の「指令加速度」及び破線の「指令速度」に従ってプーリ２１が回転した場合の、保持部１０の昇降加速度及び昇降速度をそれぞれ表している。すなわち、「実加速度」及び「実速度」は、昇降駆動部２３が上記の正弦波処理を施した指令に従ってプーリ２１を回転させた場合の、保持部１０の昇降加速度及び昇降速度をそれぞれ表している。なお、図４及び図５では、理解を容易にするために、プーリ２１の回転加速度の指令（指令加速度）と保持部１０の昇降加速度（実加速度）とを重ねて示し、プーリ２１の回転速度の指令（指令速度）と保持部１０の昇降速度（実速度）とを重ねて示している。また、図４及び図５並びに後に参照する図６～図９では、保持部１０を下降させる場合に速度（プーリ２１の回転速度及び保持部１０の昇降速度）の符号が正（縦軸の上側）となるように各グラフを示している。そのため、保持部１０の下降速度（絶対値）は、図中上側に向かうに従って高くなり、保持部１０の上昇速度（絶対値）は、図中下側に向かうに従って高くなる。

図４に示す比較例では、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間に行われる定速下降動作において、プーリ２１の回転速度を一定としているため、定速下降動作中の保持部１０の実加速度が負となり、定速下降動作中の保持部１０の実速度（下降速度の絶対値）が時間の経過と共に減少している。この結果、上述したように、加速下降動作から定速下降動作への切り替え時（図４における時刻ｔ２）に、保持部１０に大きな加速度の変化が生じやすい。また、図５に示す比較例では、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間に行われる定速上昇動作において、プーリ２１の回転速度を一定としているため、定速上昇動作中の保持部１０の実加速度が負となり、定速上昇動作中の保持部１０の実速度（上昇速度の絶対値）が時間の経過と共に増加している。この結果、上述したように、定速上昇動作から減速上昇動作への切り替え時（図５における時刻ｔ１３）に、保持部１０に大きな加速度の変化が生じやすい。

以上のように、定速下降動作においてプーリ２１の回転速度を一定とした場合、加速下降動作から定速下降動作への切り替え時に、保持部１０に大きな加速度の変化が生じやすく、定速上昇動作においてプーリ２１の回転速度を一定とした場合、定速上昇動作から減速上昇動作への切り替え時に、保持部１０に大きな加速度の変化が生じやすい。この点に鑑みて、制御部３０は、図６に示すように、定速下降動作において、巻き取り径Ｒが繰り出しによって次第に小さくなることに応じて、プーリ２１の回転速度（絶対値）を次第に増加させるように昇降駆動部２３を制御する。制御部３０は、保持部１０が物品２を保持している状態と保持部１０が物品２を保持していない状態とのうちの少なくとも前者の状態で、上記のように昇降駆動部２３を制御する。このように昇降駆動部２３を制御することで、図７に示すように、定速下降動作中（図６及び図７における時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までの期間）の保持部１０の下降速度の変化を小さく抑えて、加速下降動作から定速下降動作への切り替え時（図６及び図７における時刻ｔ２２）における保持部１０の加速度の変化を小さく抑えることができる。

また、本実施形態では、制御部３０は、図８に示すように、定速上昇動作において、巻き取り径Ｒが巻き取りによって次第に大きくなることに応じて、プーリ２１の回転速度（絶対値）を次第に減少させるように昇降駆動部２３を制御する。制御部３０は、保持部１０が物品２を保持している状態と保持部１０が物品２を保持していない状態とのうちの少なくとも前者の状態で、上記のように昇降駆動部２３を制御する。このように昇降駆動部２３を制御することで、図９に示すように、定速上昇動作中（図８及び図９における時刻ｔ３２から時刻ｔ３３までの期間）の保持部１０の上昇速度の変化を小さく抑えて、定速上昇動作から減速上昇動作への切り替え時（図８及び図９における時刻ｔ３３）における保持部１０の加速度の変化を小さく抑えることができる。

図６及び図８において、「基準加速度」は、ステップ状に変化するプーリ２１の回転加速度の指令を表し、「基準速度指令」は、「基準加速度」に対応するプーリ２１の回転速度の指令を表している。また、図６及び図８において、「移動平均加速度」は、「基準加速度」に移動平均処理（例えば、重みづけのない単純移動平均処理）を施した指令を表し、「移動平均指令」は、「基準速度指令」に移動平均処理を施した指令（すなわち、「移動平均加速度」に対応するプーリ２１の回転速度の指令）を表している。

図７及び図９において、「指令加速度」及び「指令速度」は、「基準加速度」及び「基準速度指令」に従ってプーリ２１が回転した場合の、保持部１０の昇降加速度及び昇降速度をそれぞれ表している。また、図７及び図９において、「実加速度」及び「実速度」は、「移動平均加速度」及び「移動平均指令」に従ってプーリ２１が回転した場合の、保持部１０の昇降加速度及び昇降速度をそれぞれ表している。すなわち、「実加速度」及び「実速度」は、昇降駆動部２３が上記の移動平均処理を施した指令に従ってプーリ２１を回転させた場合の、保持部１０の昇降加速度及び昇降速度をそれぞれ表している。

本実施形態では、制御部３０は、上記の移動平均処理を施した指令に従ってプーリ２１を回転させるように、昇降駆動部２３を制御する。すなわち、本実施形態では、制御部３０は、保持部１０の下降速度及び上昇速度を変化させる場合に、加速度（ここでは、プーリ２１の回転加速度）がステップ状に変化するような速度（ここでは、プーリ２１の回転速度）の時間変化パターンに従って基準速度指令を生成する。ここで、加速度には、減速度（負の加速度）も含む。そして、制御部３０は、設定期間における基準速度指令の移動平均により得られる移動平均指令を生成し、当該移動平均指令に基づいて昇降駆動部２３を制御する。移動平均指令は、設定期間における基準速度指令の時系列データに基づき生成される。制御部３０は、例えば、移動平均指令から生成される位置指令（例えば、移動平均指令を積分して生成される位置指令）に基づく位置制御により、昇降駆動部２３を制御し、或いは、移動平均指令に基づく速度制御により、昇降駆動部２３を制御する。

なお、定速下降動作において、定速下降動作中の保持部１０の下降速度が一定となるようにプーリ２１の回転速度を次第に増加させてもよいが、図６及び図７に示す例では、定速下降動作中の保持部１０の下降速度が、加速下降動作中及び減速下降動作中に比べて低い変化率で変化（図７に示す例では、下降速度の絶対値が次第に増加）するように、プーリ２１の回転速度の絶対値を次第に増加させている。また、定速上昇動作において、定速上昇動作中の保持部１０の上昇速度が一定となるようにプーリ２１の回転速度を次第に減少させてもよいが、図８及び図９に示す例では、定速上昇動作中の保持部１０の上昇速度が、加速上昇動作中及び減速上昇動作中に比べて低い変化率で変化（図９に示す例では、上昇速度の絶対値が次第に減少）するように、プーリ２１の回転速度の絶対値を次第に減少させている。このように定速下降動作や定速上昇動作における保持部１０の昇降速度の変化を許容することで、プーリ２１の回転速度や回転加速度のプロファイルを、制御部３０における計算を簡素化できるプロファイルとすることが可能となっている。

ところで、保持部１０を下降させる場合に、プーリ２１からのベルト２２の繰り出し加速度が重力加速度を超えないようにすることで、ベルト２２が弛むことによる保持部１０の振動の発生を回避することができる。ここで、プーリ２１からのベルト２２の繰り出し加速度は、プーリ２１の回転加速度と巻き取り径Ｒとに応じて定まる。この点に鑑みて、例えば、制御部３０が、保持部１０を下降させる場合に、保持部１０の下降開始時の巻き取り径Ｒに応じて、プーリ２１からのベルト２２の繰り出し加速度が重力加速度を超えないように（言い換えれば、ベルト２２に張力が掛からない状態とならないように）、プーリ２１の回転加速度を制御する構成とすると好適である。

上記のようにプーリ２１からのベルト２２の繰り出し加速度が重力加速度を超えないようにプーリ２１の回転加速度を制御する場合に、例えば、制御部３０が、保持部１０を下降させる場合に、保持部１０の下降速度を下降用目標速度ＶＤに向けて次第に増加させる期間（すなわち、加速下降動作の実行期間）、巻き取り径Ｒが繰り出しによって次第に小さくなることに応じて、プーリ２１からのベルト２２の繰り出し加速度が重力加速度を超えない範囲で、プーリ２１の回転加速度を次第に上昇させるように昇降駆動部２３を制御する構成とすると好適である。このように昇降駆動部２３を制御することで、ベルト２２が弛むことによる保持部１０の振動の発生を回避しつつ、保持部１０を迅速に下降させることができる。

また、保持部１０が物品２を保持している場合には、ベルト２２に掛かる張力は、当該物品２の重さに応じて変化する。この点を考慮して、例えば、制御部３０が、保持部１０を下降させる場合に、昇降駆動部２３が保持部１０を下降させる側にプーリ２１を回転させる駆動力が、物品２の重さによりベルト２２に作用する荷重を超えないように、昇降駆動部２３を制御する構成とすると好適である。このように物品２の重さを考慮して昇降駆動部２３を制御することで、ベルト２２に張力が掛からない状態とならないようにプーリ２１を回転させることができる。

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、制御部３０が、保持部１０の下降速度及び上昇速度を変化させる場合に、加速度がステップ状に変化するような速度の時間変化パターンに従って基準速度指令を生成すると共に、設定期間における基準速度指令の移動平均により得られる移動平均指令を生成し、当該移動平均指令に基づいて昇降駆動部２３を制御する構成を例として説明した。しかし、本開示はそのような構成に限定されず、例えば、制御部３０が、基準速度指令に基づいて昇降駆動部２３を制御する構成とすることもできる。

（２）上記の実施形態では、物品昇降装置１が水平方向に移動可能な構成を例として説明した。しかし、本開示はそのような構成に限定されず、物品昇降装置１が水平方向に移動不能な構成とすることもできる。

（３）なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用すること（その他の実施形態として説明した実施形態同士の組み合わせを含む）も可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。

〔上記実施形態の概要〕
以下、上記において説明した物品昇降装置の概要について説明する。

物品を保持する保持部と、前記保持部を昇降させる昇降装置と、前記昇降装置を制御する制御部と、を備えた物品昇降装置であって、前記昇降装置は、プーリと、前記プーリに巻き取り及び繰り出し自在に巻回されたベルトと、前記プーリを回転駆動する駆動部と、を備え、前記ベルトにより前記保持部を吊り下げた状態で、前記プーリからの前記ベルトの繰り出しによって前記保持部を下降させ、前記プーリへの前記ベルトの巻き取りによって前記保持部を上昇させ、前記制御部は、前記保持部を下降させる場合に、前記保持部の下降速度を下降用目標速度に向けて次第に増加させた後、前記保持部の下降速度を前記下降用目標速度に維持する定速下降動作を行い、その後、前記保持部の下降速度を前記下降用目標速度から次第に減少させて前記保持部を停止させ、前記定速下降動作において、前記プーリに巻き取られている前記ベルトの外周面の径が前記繰り出しによって次第に小さくなることに応じて、前記プーリの回転速度を次第に増加させるように前記駆動部を制御する。

本構成によれば、プーリに巻き取られているベルトの外周面の径である巻き取り径が、プーリからのベルトの繰り出しによって次第に小さくなることを考慮して、定速下降動作におけるプーリの回転速度を、巻き取り径が次第に小さくなることに応じて増加させることができる。よって、定速下降動作においてプーリの回転速度を一定とする場合に比べて、定速下降動作中の保持部の下降速度の変化を小さく抑えることができ、その結果、加速下降動作から定速下降動作への切り替え時における保持部の加速度の変化を小さく抑えることができる。これにより、当該切り替え時に保持部や保持部に保持された物品に作用する振動を小さく抑えやすくなっている。

ここで、前記制御部は、前記保持部を上昇させる場合に、前記保持部の上昇速度を上昇用目標速度に向けて次第に増加させた後、前記保持部の上昇速度を前記上昇用目標速度に維持する定速上昇動作を行い、その後、前記保持部の上昇速度を前記上昇用目標速度から次第に減少させて前記保持部を停止させ、前記定速上昇動作において、前記プーリに巻き取られている前記ベルトの外周面の径が前記巻き取りによって次第に大きくなることに応じて、前記プーリの回転速度を次第に減少させるように前記駆動部を制御すると好適である。

保持部を上昇させる場合に、保持部の上昇速度を上昇用目標速度に向けて次第に増加させる加速上昇動作を行った後、保持部の上昇速度を上昇用目標速度に維持する定速上昇動作を行い、その後、保持部の上昇速度を上昇用目標速度から次第に減少させて保持部を停止させる減速上昇動作を行うことが考えられる。このように保持部を上昇させる場合に、仮に定速上昇動作においてプーリの回転速度を一定とした場合、定速上昇動作中の保持部の上昇速度は、巻き取り径が次第に大きくなることに伴い増加する。この結果、定速上昇動作から減速上昇動作への切り替え時に、保持部の上昇速度が増加した直後に減少する（言い換えれば、加速直後に減速する）ことになり、保持部に大きな加速度の変化が生じて、保持部や保持部に保持された物品に作用する振動が大きくなりやすい。

この点に関して、本構成によれば、巻き取り径がプーリへのベルトの巻き取りによって次第に大きくなることを考慮して、定速上昇動作におけるプーリの回転速度を、巻き取り径が次第に大きくなることに応じて減少させることができる。よって、定速上昇動作においてプーリの回転速度を一定とする場合に比べて、定速上昇動作中の保持部の上昇速度の変化を小さく抑えることができ、その結果、定速上昇動作から減速上昇動作への切り替え時における保持部の加速度の変化を小さく抑えることができる。これにより、当該切り替え時に保持部や保持部に保持された物品に作用する振動を小さく抑えやすくなっている。

また、前記制御部は、前記保持部を下降させる場合に、前記保持部の下降速度を前記下降用目標速度に向けて次第に増加させる期間、前記プーリに巻き取られている前記ベルトの外周面の径が前記繰り出しによって次第に小さくなることに応じて、前記プーリからの前記ベルトの繰り出し加速度が重力加速度を超えない範囲で、前記プーリの回転加速度を次第に上昇させるように前記駆動部を制御すると好適である。

本構成によれば、上述した加速下降動作の実行期間において、ベルトに張力が掛からない状態とならない範囲で、プーリの回転加速度を、巻き取り径が次第に小さくなることに応じて増加させることができる。従って、ベルトが弛むことによる保持部の振動の発生を回避しつつ、保持部を迅速に下降させることができる。

また、前記制御部は、前記保持部を下降させる場合に、前記保持部の下降開始時に前記プーリに巻き取られている前記ベルトの外周面の径に応じて、前記プーリからの前記ベルトの繰り出し加速度が重力加速度を超えないように、前記プーリの回転加速度を制御すると好適である。

本構成によれば、保持部を下降させる場合のプーリの回転加速度を、保持部の下降開始時の巻き取り径に応じて、ベルトに張力が掛からない状態とならないように制御することができる。従って、ベルトが弛むことによる保持部の振動の発生を回避しつつ、保持部を適切に下降させることができる。

また、前記制御部は、前記保持部を下降させる場合に、前記駆動部が前記保持部を下降させる側に前記プーリを回転させる駆動力が、前記物品の重さにより前記ベルトに作用する荷重を超えないように、前記駆動部を制御すると好適である。

本構成によれば、保持部を下降させる場合のプーリの回転加速度を、物品の重さによりベルトに作用する荷重を考慮して、ベルトに張力が掛からない状態とならないように制御することができる。従って、ベルトが弛むことによる保持部の振動の発生を回避しつつ、保持部を適切に下降させることができる。

また、前記制御部は、前記保持部の下降速度及び上昇速度を変化させる場合に、加速度がステップ状に変化するような速度の時間変化パターンに従って基準速度指令を生成すると共に、設定期間における前記基準速度指令の移動平均により得られる移動平均指令を生成し、当該移動平均指令に基づいて前記駆動部を制御すると好適である。

本構成によれば、保持部を下降させる場合には、加速下降動作から定速下降動作への切り替え時や定速下降動作から減速下降動作への切り替え時における保持部の加速度の変化率（躍度）を、基準速度指令に基づいて駆動部を制御する場合に比べて小さく抑えることができる。また、保持部を上昇させる場合には、加速上昇動作から定速上昇動作への切り替え時や定速上昇動作から減速上昇動作への切り替え時における保持部の加速度の変化率を、基準速度指令に基づいて駆動部を制御する場合に比べて小さく抑えることができる。従って、基準速度指令に基づいて駆動部を制御する場合に比べて、動作の切り替え時に保持部や保持部に保持された物品に作用する振動を小さく抑えやすい。

本開示に係る物品昇降装置は、上述した各効果のうち、少なくとも１つを奏することができればよい。

１：物品昇降装置
２：物品
１０：保持部
２０：昇降装置
２１：プーリ
２２：ベルト
２３：昇降駆動部（駆動部）
３０：制御部
Ｒ：巻き取り径（プーリに巻き取られているベルトの外周面の径）
Ｓ：外周面
ＶＤ：下降用目標速度
ＶＵ：上昇用目標速度

Claims (6)

1. 物品を保持する保持部と、前記保持部を昇降させる昇降装置と、前記昇降装置を制御する制御部と、を備えた物品昇降装置であって、
   前記昇降装置は、プーリと、前記プーリに巻き取り及び繰り出し自在に巻回されたベルトと、前記プーリを回転駆動する駆動部と、を備え、前記ベルトにより前記保持部を吊り下げた状態で、前記プーリからの前記ベルトの繰り出しによって前記保持部を下降させ、前記プーリへの前記ベルトの巻き取りによって前記保持部を上昇させ、
   前記制御部は、
   前記保持部を下降させる場合に、前記保持部の下降速度を下降用目標速度に向けて次第に増加させた後、前記保持部の下降速度を前記下降用目標速度に維持する定速下降動作を行い、その後、前記保持部の下降速度を前記下降用目標速度から次第に減少させて前記保持部を停止させ、
   前記定速下降動作において、前記プーリに巻き取られている前記ベルトの外周面の径が前記繰り出しによって次第に小さくなることに応じて、前記プーリの回転速度を次第に増加させるように前記駆動部を制御する、物品昇降装置。
2. 前記制御部は、
   前記保持部を上昇させる場合に、前記保持部の上昇速度を上昇用目標速度に向けて次第に増加させた後、前記保持部の上昇速度を前記上昇用目標速度に維持する定速上昇動作を行い、その後、前記保持部の上昇速度を前記上昇用目標速度から次第に減少させて前記保持部を停止させ、
   前記定速上昇動作において、前記プーリに巻き取られている前記ベルトの外周面の径が前記巻き取りによって次第に大きくなることに応じて、前記プーリの回転速度を次第に減少させるように前記駆動部を制御する、請求項１に記載の物品昇降装置。
3. 前記制御部は、前記保持部を下降させる場合に、前記保持部の下降速度を前記下降用目標速度に向けて次第に増加させる期間、前記プーリに巻き取られている前記ベルトの外周面の径が前記繰り出しによって次第に小さくなることに応じて、前記プーリからの前記ベルトの繰り出し加速度が重力加速度を超えない範囲で、前記プーリの回転加速度を次第に上昇させるように前記駆動部を制御する、請求項１に記載の物品昇降装置。
4. 前記制御部は、前記保持部を下降させる場合に、前記保持部の下降開始時に前記プーリに巻き取られている前記ベルトの外周面の径に応じて、前記プーリからの前記ベルトの繰り出し加速度が重力加速度を超えないように、前記プーリの回転加速度を制御する、請求項１に記載の物品昇降装置。
5. 前記制御部は、前記保持部を下降させる場合に、前記駆動部が前記保持部を下降させる側に前記プーリを回転させる駆動力が、前記物品の重さにより前記ベルトに作用する荷重を超えないように、前記駆動部を制御する、請求項１に記載の物品昇降装置。
6. 前記制御部は、前記保持部の下降速度及び上昇速度を変化させる場合に、加速度がステップ状に変化するような速度の時間変化パターンに従って基準速度指令を生成すると共に、設定期間における前記基準速度指令の移動平均により得られる移動平均指令を生成し、当該移動平均指令に基づいて前記駆動部を制御する、請求項１から５のいずれか一項に記載の物品昇降装置。

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