JP4281065B2 - 搬送車システム - Google Patents

Description

この発明は天井走行車や有軌道台車などの搬送車のシステムに関する。

搬送車システムでは、搬送車が周回軌道に沿って走行し、後退を認めないのが原則である。そして搬送車は、障害物センサにより先行の搬送車などの障害物を検出し、衝突を防止する。発明者は、搬送車の後退を認めないことが、搬送車システムの効率を様々な面で低下させていることに着目した。しかしながら搬送車に無制限に後退走行を認めると、衝突などの危険性が増す。そこで発明者は、搬送車に後退を認める必要があるのはどのような区間かを検討し、かつ搬送車に後退を認めた際の衝突回避策として実際的であるのは同様なものかを検討して、この発明に到った。

この発明の基本的課題は、搬送車システムの効率を改善することにある。
この発明での追加の課題は、ポートへの物品の搬出入効率を改善することにある。

この発明は、搬送車を軌道に沿って一方向に周回走行させて物品を搬送し、搬送車とポートとの間で物品を移載するシステムにおいて、前記軌道の一部のポートで、下流側にバッファを設けたエリアを、前記一方向とは逆方向に搬送車が後退することが認められる特定エリアとすると共に、前記特定エリアで搬送車が後退する際に、後続の搬送車が待機するための確認エリアを、前記特定エリアの上流側に設け、さらにポートの下流側のバッファに搬送車が搬送してきた物品を荷下ろしし、搬送車が前記ポートへ後退して、該ポートの物品を荷積みして搬送するように搬送車を制御するための制御手段を設けたことを特徴とする。

制御手段の設置位置は任意で、例えば搬送車システムのコントローラに設けても、あるいは搬送車に設けても良い。

搬送車に後退を認める必要があるのは、ポートを含む区間である。例えば複数のポートが近接して存在し、それらの間で物品を移し替える、あるいはポートの下流側にバッファがあり、ポートとバッファとの間で物品を移し替えるなどの場合に、搬送車が後退する必要がある。そしてこれらの区間を特定エリアとして搬送車の後退を認め、下流側で物品の移載を行った後に、特定エリア内の上流側で移載を行う場合、軌道を１周せずに、短い区間を後退するようにする。また曲線部と並行に袋小路区間を設けると、曲線部近傍の袋小路区間にポートを設けることができ、壁際のデッドスペースにも処理装置のポートなどを設置できる。

次に搬送車間の衝突を避けるため、特定エリアの上流側に確認エリアを設け、特定エリア内に進入しても衝突などが生じないかを確認するようにして、衝突を回避するのが実際的である。例えば特定エリアのはるか上流側で、特定エリアに進入した際の衝突の危険性を評価するのは実際的でないし、また後続の搬送車に特定エリアへの進入を無制限に認めて、進入後に例えば自律的に衝突を回避するのも、実際的ではない。そこで、特定エリアの上流側に確認エリアを設け、後続の搬送車が特定エリアに進入しても危険性がないかを、搬送車あるいはそのコントローラなどが判断するのが実際的である。

確認エリアでは、後行の搬送車に対して、特定エリア内に先行の搬送車が存在するか、あるいは先行の搬送車が特定エリア内で後退する、もしくは後退する可能性があるかを判別し、これによって特定エリアへの進入を可あるいは不可として、衝突を回避する。

この発明では、ポートの下流側のバッファに物品を荷下ろしして、同じ搬送車でポートから物品を荷積みして搬送することができる。バッファに残った物品は例えば後続の空きの搬送車が荷積みして、特定エリア内を後退してポートに荷下ろしすればよい。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図１０に、実施例とその変形とを示す。図において、２は天井走行車システムで、周回軌道４に沿って天井走行車６が周回走行し、搬送車コントローラ８は天井走行車６に搬送指令を送出する。天井走行車システム２は例えばクリーンルーム内に設けられ、１０，１１は半導体や液晶などの処理装置で、１２，１４はそのロードポートで、例えば各４物品分の、個別のロードポート１２ａ〜１２ｄと、ロードポート１４ａ〜１４ｄとを備えている。ロードポート１２の近傍にバッファ１６を設け、ロードポート１４の近傍にバッファ１８を設け、バッファ１６，１８はそれぞれ４物品分のスペースを備え、１６ａ〜１６ｄと１８ａ〜１８ｄは個々のバッファで、各１物品分のスペースを備えている。

天井走行車６の後退が認められている区間を特定エリアとし、他の区間では天井走行車６は１方向に周回走行し、例えば複数のロードポートと複数のバッファとを備えた区間を特定エリアとする。ロードポート１２とバッファ１６の場合、４つのロードポート１２ａ〜１２ｄと４つのバッファ１６ａ〜１６ｄが含まれ、この区間が特定エリア２６である。なお特定エリア２６は、曲線部２２と袋小路区間２４とを含んでいる。またロードポート１４とバッファ１８の場合、４つのロードポート１４ａ〜１４ｄと４つのバッファ１８ａ〜１８ｄが含まれ、この区間が特定エリア２８である。

２０はクリーンルームの壁で、その手前側に曲線部があり、その入口側から分岐して袋小路区間２４が設けられ、曲線部と袋小路区間２４とこれらの間の分岐とを含む区間を曲線エリア２２とし、ロードポート１２ｄが袋小路区間２４に設けられている。曲線エリア２２は単独で特定エリアとなり得るエリアであるが、ロードポート１２ｄ，１２ｃを含んでいるので、ここでは特定エリア２６の一部とし、袋小路区間２４の前後で天井走行車６が後退することに対応する。

なお特定エリアは、少なくとも１物品分のロードポートと複数物品分のバッファとを含むか、少なくとも１物品分のロードポートと袋小路区間とを含むものである。特定エリア２６，２８の上流側には確認エリア２７，２９を設け、例えば特定エリア２６，２８への進入を、天井走行車６が自律制御する場合、確認エリア２７，２９で先行の天井走行車が特定エリア２６，２８に存在するかどうかを判別するが、特定エリア２６，２８で後退する可能性のある先行の天井走行車が存在するかどうかを判別しても良い。また搬送車コントローラ８の許可により特定エリア２６，２８へ進入する場合、確認エリア２７，２９で搬送車コントローラ８からの許可を待つ。

特定エリア２６，２８の幅は、ロードポート１２，１４やバッファ１６，１８で、天井走行車６が後退する範囲で定まる。また特定エリア２６では、袋小路区間２４からの脱出のために、天井走行車６が後退する範囲を含める必要がある。特定エリア２６，２８の先端（出口側の端部）は、ロードポート１２，１４やバッファ１６，１８との間で移載する際に、天井走行車が最も前進する位置で定まる。袋小路区間２４の場合、曲線部を通過する天井走行車と干渉する範囲を特定エリアに含め、袋小路区間２４が長く曲線部の通過と干渉しない範囲があれば、その範囲は特定エリア２６に含めなくても良い。また曲線部側では、袋小路区間２４内の天井走行車と干渉する範囲を特定エリアに含める。

搬送車コントローラ８には、天井走行車６へ割り付けた、あるいは割り付ける予定の搬送指令を記憶するための搬送指令ファイル３２と、天井走行車６が搬送中の物品を在庫として管理するための搬送車在庫ファイル３４、並びにバッファ１６，１８などでの在庫を管理するためのバッファ在庫ファイル３６を設ける。天井走行車６の前側には障害物センサ３８を設けて、先行の天井走行車などとの車間距離を監視し、後側には好ましくは障害物信号送出部４０を設けて、特定エリア２６，２８へ進入した際に、障害物信号を後方へ送出する。そして後続の天井走行車が障害物信号を受信すると、特定エリア２６，２８へ進入しないようにする。

障害物信号としては例えば、障害物センサ３８が監視用に用いている光や超音波などと同じ波長の光や超音波を用い、通常の監視距離よりも遠方から、後続の天井走行車が障害物センサ３８により先行の天井走行車を検出できるようにする。なお特定エリア２６，２８への進入制御を搬送車コントローラ８に委ねる場合、障害物信号送出部４０は不要である。また天井走行車６間の自律制御を行う場合でも、天井走行車間での他の直接通信により、特定エリア２６，２８に先行の天井走行車が存在することを検出しても良い。

図２は、処理装置４２に４物品分のロードポート４４を設け、ロードポート４４の近傍に４物品分のバッファ４６を設けた例を示す。４４ａ〜４４ｄはそれぞれ１物品分のロードポート、４６ａ〜４６ｄはそれぞれ１物品分のバッファで、４８は特定エリア、４９は確認エリアである。

図２の場合を例に、天井走行車６とロードポート４４，バッファ４６の配置を図３に示すと、天井走行車６は走行台車５０を備えて、周回軌道４に沿って走行し、横送り装置５２により昇降駆動部５４を横送りし、昇降台５６でカセット５８などの物品をチャックして昇降させる。そして周回軌道４の例えば直下にロードポート４４があり、周回軌道４の側方にバッファ４６を設けて、向き合ったロードポートとバッファとの間では、天井走行車６が走行せずに物品を移載できるようにする。なお天井走行車の構造やバッファの位置は任意で、バッファへの移載に横送りを用いるかどうかも任意である。

図４に、ロードポート４４ｂへ天井走行車６が物品Ａを搬入し、ロードポート４４ｂの物品Ｂを搬出する例を示す。従来であればこのような場合、ロードポート４４ｂからの物品Ｂの搬出用と、ロードポート４４ｂへの物品Ａの搬入用に、合計２台の天井走行車が必要で、しかも物品Ｂの搬出が物品Ａの到着よりも先に行われるようにする必要がある。実施例ではこれを１台の天井走行車で行い、ロードポート４４ｂへの走行も、ロードポート４４ｂからの走行も、天井走行車６は物品を保持しながら走行するようにする。

例えばここでロードポート４４ｂの下流側のバッファ４６ｃ，４６ｄが空きであるとする。すると天井走行車６は例えばバッファ４６ｄに物品Ａを荷下ろしし、特定エリア４８を後退して、ロードポート４４ｂから物品Ｂを荷積みし、これをバッファ４６ｃへ荷下ろしする。次いでバッファ４６ｄの物品Ａを荷積みし、後退してロードポート４４ｂへ荷下ろしする。その後バッファ４６ｃの物品Ｂを荷積みして走行すると、１台の天井走行車でロードポート４４ｂへの搬入と、ロードポート４４ｂからの搬出とを行うことができ、空荷で走行する区間はごく僅かで、しかも何れの天井走行車が先に到着するかのスケジュール管理を行う必要がない。

図５は、物品Ａをロードポート４４ａへ搬入し、ロードポート４４ａの物品Ｂを搬出する例であるが、バッファ４６ｄのみが空きであるとする。この場合、先行の台車Ａでバッファ４６ｄに物品Ａを荷下ろしし、後退して物品Ｂを荷積みして走行する。後続の台車Ｂはバッファ４６ｄで物品Ａを荷積みし、ロードポート４４ａに荷下ろしする。

ロードポートと複数のバッファとを備えた特定エリアでの搬送を、搬送車コントローラにより制御する例を図６に示す。搬送車コントローラはバッファとロードポートの状況をチェックし、これによって物品を移載する手順を作成する。この手順は例えば図４や図５などのものである。そしてこの手順を搬送指令として天井走行車に割り付ける。搬送指令を割り付けられた天井走行車は確認エリアに到着すると、確認エリアに到着した旨を搬送車コントローラに報告する。搬送車コントローラは特定エリアが空きか、先行の天井走行車によりブロックされているか（先行の天井走行車が所在するか）を判別し、空きの場合、特定エリアへの進入を許可し、以降の後続車に対して特定エリアへの進入をブロックする。そして天井走行車は、特定エリア内で前進と後退を繰り返しながら、移載手順を実行する。天井走行車が特定エリアから脱出すると、その旨を搬送車コントローラに報告し、搬送車コントローラは特定エリアのブロックを解除する。

なおここでは特定エリアに天井走行車が存在することをブロックの条件としたが、天井走行車が単に特定エリアを通過するのみで、後退しない場合は、ブロックは不要である。さらに特定エリアを複数のサブブロックなどに分割し、サブブロック毎にブロッキングの制御を行って、ブロッキングする幅を狭くしても良い。

図７に、天井走行車の自律制御により、特定エリアへの進入を制御する例を示す。天井走行車はバッファやロードポートの状況と搬送指令とを、搬送車コントローラから受信し、これに基づいて移載手順を作成する。天井走行車が確認エリア内に進入すると、例えば障害物センサのレンジをアップし、通常の例えば２倍程度の区間内に存在する先行の天井走行車を検出する。そして障害物センサが先行の天井走行車を検出しなければ、特定エリア内に障害となる天井走行車は存在しないものとして進入する。ここで例えば、特定エリア内では、先行の天井走行車から後続の天井走行車へ向けて障害物信号を送出し、先行の天井走行車を検出しやすくしても良い。特定エリア内で移載手順を実行し、これが終了すると特定エリアから脱出する。

図８は、曲線部を特定エリア６６とし、この区間にロードポート６２と袋小路区間６４とを設けた例を示す。なお６７は特定エリア６６の上流側の確認エリアである。一般に曲線部にはロードポートを設けることができないので、壁２０の付近に、処理装置６０を配置できないデッドスペースが生じる。このデッドスペースは、クリーンルームのコストの点からすると、かなりの無駄となる。そこで曲線部の入口側から分岐するように、袋小路区間６４を設け、直線状の袋小路区間６４に沿ってロードポート６２を設けると、壁２０のすぐ近傍にもロードポート６２を設けることができる。ロードポート６２との間で物品を移載する天井走行車６は、曲線部の入口側へ後退して脱出するので、曲線部の入口側までの範囲に渡って、後続の天井走行車と干渉する。そこで曲線部の入口から始めて、袋小路区間６４と曲線部自体を含むように特定エリア６６を設けて、壁２０のすぐ近傍にロードポート６２を設けることができるようにする。

図９に、搬送車コントローラの制御により、特定エリア６６への走行を制御する例を示す。確認エリア６７に天井走行車が達すると、搬送車コントローラにブロックを要求する。搬送車コントローラはブロックが可能な場合、進入を許可し、特定エリアをブロックする。そして天井走行車が特定エリアから脱出すると、ブロックを解除する。なお袋小路区間６４へ進入することも、単に曲線部を走行することも、共に特定エリア６６への進入に含めるものとする。

図１０は、天井走行車の自律制御により特定エリアへの進入を制御する例である。天井走行車が確認エリアに進入すると、先行の天井走行車からのブロック信号の有無を検出し、特定エリアへ進入しても良いかどうかを判断する。ブロック信号としては前記のように、ダミーの障害物信号を用いても良く、あるいは天井走行車間の直接通信等を用いても良く、また自車の障害物センサのレンジを伸ばして、自車の障害物センサの信号を用いても良い。

天井走行車が特定エリアに進入すると、後続の天井走行車に対してブロック信号を送出する。なおこのような信号に代えて、障害物センサのレンジを延長する場合、ブロック信号は不要である。そして特定エリアから脱出するとブロックを解除する。

図１１に、ステーション７２ａ〜７２ｃに対して待機区間７４，７５を設け、確認エリア７６等を用いて、衝突を回避するようにした変形例を示す。図において、７０はカセットなどの搬送物品のストッカで、例えば３つのステーション７２ａ〜７２ｃが直列に設けられている。本線となる周回軌道４から引き込み線８０を介して、ステーション区間７３が分岐し、その両側もしくは片側に待機区間７４，７５が設けられ、ステーション区間７３は引き込み線８１を介して周回軌道４へ接続されている。７８は分岐ポイント、７９は合流ポイントで、これらのポイントの走行は、従来例と同様に搬送車コントローラ８により天井走行車に許可される。７６は確認エリアで、引き込み線８０へ進入する前に天井走行車は、待機区間７４からステーション区間７３へ進入しようとする天井走行車の有無と、ステーション区間７３での天井走行車の有無、及び待機区間７５からステーション区間７３へ後退しようとする天井走行車の有無を確認する。これ以外の点では、図１〜図１０の実施例や変形例と同様で、図１１での前進方向を矢印で示す。

図１１の変形例では、確認エリア７６で、ステーション区間７３での天井走行車の有無や、待機区間７４からステーション区間７３へ前進しようとする天井走行車の有無、及び待機区間７５からステーション区間７３へ後退しようとする天井走行車の有無を確認し、これらが存在する場合、引き込み線８０側へは走行しない。次にステーション区間７３の天井走行車６ｂは、待機区間７４へ後退する前に、待機区間７４での天井走行車６ａの有無を確認する。同様に待機区間７５の天井走行車は、ステーション区間７３へ後退する前に、ステーション区間７３での天井走行車６ｂの有無を確認する。このようにしてストッカ７０へカセットを荷下ろしして搬送予定のない天井走行車を、待機区間７４，７５で待機させることができ、ステーション７２ａ〜７２ｃにカセットが出庫されると、直ちに搬送を開始できる。

実施例ではポートとして、処理装置のロードポートを示したが、ポートの種類自体は任意である。また実施例では天井走行車を例としたが、地上走行の有軌道台車などでも同様である。

実施例の搬送車システムのレイアウトを模式的に示す図 ロードポート付近の特定エリアとその上流側の確認エリアとを示す平面図 天井走行車と、ロードポートとバッファとの配置を示す正面図 特定エリアでの実施例の移載手順を示す図 変形例での移載手順を示す図 コントローラの制御による搬送アルゴリズムを示すフローチャート 搬送車の自律制御による搬送アルゴリズムを示すフローチャート 曲線部付近の特定エリアとその上流側の確認エリアとを示す平面図 コントローラの制御による特定エリアのブロックアルゴリズムを示すフローチャート 搬送車の自律制御による搬送アルゴリズムを示すフローチャート 他の変形例のレイアウトを示す要部平面図

符号の説明

２ 天井走行車システム
４ 周回軌道
６ 天井走行車
８ 搬送車コントローラ
１０，１１ 処理装置
１２，１４ ロードポート
１６，１８ バッファ
２０ 壁
２２ 曲線エリア
２４ 袋小路区間
２６，２８ 特定エリア
２７，２９ 確認エリア
３２，３４，３６ ファイル
３８ 障害物センサ
４０ 障害物信号送出部
４２ 処理装置
４４ ロードポート
４６ バッファ
４８ 特定エリア
４９ 確認エリア
５０ 走行台車
５２ 横送り装置
５４ 昇降駆動部
５６ 昇降台
５８ カセット
６２ ロードポート
６４ 袋小路区間
６６ 特定エリア
６７ 確認エリア
７０ ストッカ
７２ａ〜７２ｃ ステーション
７３ ステーション区間
７４，７５ 待機区間
７６ 確認エリア
７８ 分岐ポイント
７９ 合流ポイント
８０，８１ 引き込み線

Claims (1)

1. 搬送車を軌道に沿って一方向に周回走行させて物品を搬送し、搬送車とポートとの間で物品を移載するシステムにおいて、
   前記軌道の一部で、ポートの下流側にバッファを設けたエリアを、前記一方向とは逆方向に搬送車が後退することが認められる特定エリアとすると共に、
   前記特定エリアで搬送車が後退する際に、後続の搬送車が待機するための確認エリアを、前記特定エリアの上流側に設け、
   さらにポートの下流側のバッファに搬送車が搬送してきた物品を荷下ろしし、搬送車が前記ポートへ後退して、該ポートの物品を荷積みして搬送するように搬送車を制御するための制御手段を設けたことを特徴とする、搬送車システム。
   

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