JP4401829B2 - スタッカークレーンの自動ティーチング装置 - Google Patents

Description

本発明は、スタッカークレーンの自動ティーチング装置に関し、特に、スタッカークレーンに搭載した移載機によるカセットの出し入れを正確に行えるよう、定位置に停止したスタッカークレーンの移載機アームの突出位置及びその突出量を、設定値に自動的に調整できるようにしたスタッカークレーンの自動ティーチング装置に関するものである。

従来、例えば、液晶製造工場などにおいては、ガラス薄板等の薄い基板（以下、「基板」と称する。）の複数枚をカセット内に重積するようにして収納し、このカセットをスタッカークレーンにより、各加工ステーションのスタッカ位置で、カセットを受け渡しにより移載し、それぞれ必要な加工を施した後、再び次の加工ステーションのスタッカ位置へ搬送するようにしたスタッカークレーンが提案されている。

ところで、近年、より多くのカセットを収納するために、図３〜図４に示すように、上下方向に対して多段式に、またスタッカークレーンの走行方向に沿った列方向に対しては複数列に棚を多数配設するとともに、カセットのサイズに合わせて棚の上下方向及び横方向の隙間は可及的に少なく設定されている。
また、カセット搬送及びその受け渡しのサイクルタイムを短縮して効率を向上させるため、受け渡しを行う棚と対向する所定位置で停止したスタッカークレーンから移載機アームを、速やかに自動的に所定の棚に伸張させる必要がある。このため、ストッカーを新設したとき、或いは搬送するカセットサイズが変更になったとき等において、スタッカークレーンを実働させる前に、予め各棚位置における移載機アームの出没する高さ方向及び横方向の位置と、その突出量などを調整試運転により決定し、そのデータをスタッカークレーンを制御する制御装置に人手を介して入力し、実働のスタッカークレーンを自動運転するようにしている。

ところが、従来によるスタッカークレーンの位置合わせは、各棚毎に寸分の狂いもなく正確に行わねば伸張する移載機アームの先端が棚の一部或いは柱と衝突する虞があるため、アーム伸張時の位置合わせを正確にする必要があるので作業者が各棚毎に、スタッカークレーンが設定位置に停止させ、該位置で移載機アームの高さ方向及び横方向の位置と、その突出量などを手動にて確認しつつ調整しているので、その位置合わせに多大の時間と労力を要し、ティーチングデータを自動的に制御装置に設定できないという問題があった。

本発明は、上記従来のスタッカークレーンの位置合わせ操作に有する問題点に鑑み、各棚位置における移載機アームの出没する高さ及び横方向の位置、並びにその突出量などを、移載機アームがストッカーの棚や柱に衝突することがない定位置にて突出して棚の定位置に載置できるよう、自動的に設定値に設定できるようにしたスタッカークレーンの自動ティーチング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング装置は、ストッカーの各柱及び各棚に、移載機アームのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸の突出位置を検出するための検出マーカを配設し、移載機側にこれら検出マーカを検知するためのセンサーを備え、出没する移載機アームの高さ方向及び横方向の位置とからなるアームの突出位置と、その突出量値とを所定の値に調整し、これを制御装置にティーチングデータとして設定するようにしたスタッカークレーンの自動ティーチング装置であって、移載機アームのＸ軸及びＹ軸の突出位置を検出するための検出マーカを、棚を支持した柱側前面に配設し、センサーを移載機アームを搭載した昇降台側に配設し、移載機アームのＺ軸の突出位置を検出するための検出マーカを各棚の先端位置に配設し、センサーを移載機アームに取外自在とした治具に配設したことを特徴とする。

本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング装置によれば、ストッカーの各柱及び各棚に、移載機アームのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸の突出位置を検出するための検出マーカを配設し、移載機側にこれら検出マーカを検知するためのセンサーを備え、出没する移載機アームの高さ方向及び横方向の位置とからなるアームの突出位置と、その突出量値とを所定の値に調整し、これを制御装置にティーチングデータとして設定するようにしたことにより、新設のストッカー或いはカセットに合わせて棚のサイズを変更したストッカーにおいて、スタッカークレーンを各棚位置に停止させ、かつ各段毎の棚位置にて、移載機アームを出没させるだけで、移載機アームのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸の突出位置を検出でき、これにより新設或いは棚位置の変更後のストッカーにおいても移載機アームの位置調整が簡単に、自動的に行うことができる。

そして、移載機アームのＸ軸及びＹ軸の突出位置を検出するための検出マーカを、棚を支持した柱側に配設し、センサーを移載機アームを搭載した昇降台側に配設することにより、実機の移載機アームを用いて、その位置調整を簡単に迅速に行え、さらにカセットの移載を正確に、かつ簡単に行うことができる。

また、移載機アームのＺ軸の突出位置を検出するための検出マーカを各棚の先端位置に配設し、センサーを移載機アームに取外自在とした治具に配設することにより、移載機アームの突出位置、及び突出量を、この治具を取り付けるだけで簡単に、正確に検知或いは調整を行うことができる。

以下、本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図１２に、本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング装置の一実施例を示す。
このスタッカークレーンの自動ティーチング装置は、ストッカーＳ側の各柱及び各段の棚に、移載機アーム５ａのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸の突出位置を検出するための検出マーカ６１、６２、６３を配設し、移載機５側にこれら検出マーカ６１、６２、６３を検知するためのセンサー８１、８２を備え、出没する移載機アーム５ａの高さ方向及び横方向の位置と、その突出量値とを、所定の値に調整し、これを制御装置にティーチングデータとして設定するように構成するようにしている。

この基板搬送用のスタッカークレーンは、例えば、図１〜図２に示すように、液晶製造工場などの床面等に配設した走行レールＲに沿って走行可能とし、かつ速度及び停止位置を制御できるようにした走行台車１の上部に、所要長のメインマスト２、これは特に限定されるものではないが、例えば、８ｍ〜１０ｍ程度の長さを有する門形等の高いメインマスト２を取り付け、このメインマスト２に昇降台４を昇降可能に取り付けるとともに、該昇降台４に出没するよう伸縮式で複数本の移載用アーム５ａ、５ａを重ね合わせるように組み合わせてなる移載機５を搭載して構成するようにしている。
なお、この昇降台４の昇降方式は、特に限定されるものではないが、例えば、図示の実施例のように、メインマスト２をガイドとしてバランスウェイトを備えた索条をドラムの回転により、該索条の巻き上げ、巻き戻しにより、平面的に定位置で微調整可能にして昇降するようにする。
この移載機５に配設する移載用アーム５ａ、５ａは、旋回式として走行台車１の走行方向に沿ってその片側、或いは両側部に配設したストッカーＳに向かって突出（伸張）して、スタッカークレーンとストッカーＳの棚間においてのカセットＫの受け渡しを行って移載するようにする。

なお、走行台車１は、従来のスタッカークレーンと同様に、その下部に走行用の電動モータ３により低速又は可変速可能に、走行レールＲに沿って回転駆動されるようにした複数の走行車輪Ｗと、必要に応じて脱輪などすることなく安定走行を行うようにしたガイド車輪（図示省略）を備えた走行駆動装置を配設する。

また、ストッカーＳは、図３〜図４に示すように、複数の棚Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓｎを上下に多段式に、かつ走行する走行台車１の走行方向に沿った列方向にも多数配設するようにして構成する。なお、この場合、棚の段数、列数は限定されるものではない。
この多段式とする棚の上下方向の間隔、及び柱間の横方向の間隔は、棚上に載置して一時的に保管するカセットＫのサイズに合わせて設定するとともに、図３に示すように、このストッカーＳを、走行する走行台車１の走行方向に沿ってその片側に配設しているが、これは特に限定されるものではなく、例えば、走行台車１の走行方向に沿った両側に配置することもできる。
なお、この各段の棚Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓｎは、図３〜図５及び図７に示すように、カセットＫのサイズに合わせて設定した間隔毎に配設するストッカーの柱７、７の両側に、それぞれ水平位置にて対向するように突設して構成し、該各棚上に１つのカセットＫを載置できるようにする。

また、多段式に棚を配設した柱７には、図５〜図８に示すように、各段の棚位置に、移載機アーム５ａのＸ軸とＹ軸方向の突出位置を検出するための検出マーカ６１、６２、６１を配設するとともに、また各段の棚の先端位置には、移載機アーム５ａのＺ軸方向の突出位置を検出するための検出マーカ６３、６３を配設する。
この検出マーカ６１、６２、６３は、センサー８に光センサーを用いる場合、該センサーより照射される光を反射するようにした反射板又は反射式テープ（或いはシール）を配設することができる。この場合、検出マーカ６１、６２は、図６及び図８に示すように、柱７にビスなどを用いて固定するようにした固定台６ａと、この固定台６ａの表面に貼着する反射テープ６ｂと、この反射テープ表面に被せて移載機アーム５ａのＸ軸とＹ軸の２方向の位置を検出するように窓孔を穿設してなるマーカ板６ｃとより構成し、これによりマーカ板６ｃに上下方向に１列に並ぶようにして穿設した３つの窓孔より反射テープ６ｂを窓孔位置及び窓孔形状に合わせて覗かせ検出マーカ６１、６２、６１とすることができる。
この検出マーカ６１、６２は、同じ構成とするが、最下段の棚用の検出マーカは、２段目以上の棚に配設する検出マーカの固定台６ａの形状が、図６及び図８に示すように異なるものとすることができる。

また、検出マーカ６３は、図９に示すように、反射板又はテープ（シール）を直接各段の棚の先端位置に貼着するが、この場合、反射テープよりなる検出マーカ６３は、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示すように、各段の棚板の前先端位置に正確に貼着するものとする。これにより、移載機アーム５ａの突出先端位置を正確に検出できるものとなる。
なお、柱及び棚に取り付ける検出マーカ６１、６２、６３は、自動ティーチング時だけでなく、取り付けた状態としておくものとすることができる。

センサー８は、図１０及び図１１に示すように、通常は光センサーを採用するが、これは特に限定されるものではなく、移載機側に、詳しくは移載機アーム５ａのＸ軸とＹ軸方向の位置を検出する検知用センサー８１、８１は、昇降台４の所定位置に直接取り付けられ、また移載機アーム５ａのＺ軸方向検知用のセンサー８２は、移載機アーム５ａに、図１１に示す治具９を用いて取り付けられる。
このＸ軸とＹ軸方向の検知用センサー８１、８１は、昇降台４の所定位置に常に固定されている。

また、治具９は、図１１に示すように、最上段の移載機アーム５ａにその対角線を結ぶ線上或いは斜め方向にして取り外し可能にして取り付けるとともに、この治具９の両端にはそれぞれセンサー８２、８２を取り付けるようにする。これにより、移載機アーム５ａを突出することで、柱７、７間に対向するようにして配設され、１つのカセットを載置できるようにしている左右両側の棚板の先端位置を検知できるようにする。

次に、本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング装置の作動について説明する。
突出時最先端となる移載機アーム５ａにセンサー８２、８２を取り付けた治具９を所定位置に固定した後、スタッカークレーンの走行台車１を走行レールＲに沿って移動させ、ストッカーＳの所定の棚位置で停止させる。通常は１列目の棚位置で停止させ、最下段（或いは最上段）の棚位置から位置調整を行う。
これは、定位置で停止したスタッカークレーンの昇降台４を、その降下した待機位置から索条の巻き上げにより最下段位置の棚位置まで上昇させるとともに、この場合、昇降台に搭載した移載機アーム５ａと、これに対向する棚位置との相対位置、例えば、Ｘ軸方向の相対位置関係が適正かどうかを上下に配設した２つの検出マーカ６１、６１と検知用センサー８１、８１とにより検知する。これは、検出マーカ６１と検知用センサー８１との相対位置関係が設定された設定値となるまで、昇降台を上下方向に微動調整する。そして適正な設定値になったとき、適正な相対位置関係になったことと検知し、昇降台４の設定棚位置との相対位置を制御装置にティーチングデータとして記憶させる。

その後、次に対向する柱７、７に突設した棚板間のほぼ中央位置に適正に移載機アーム５ａが挿入されるか否かを検知する。これは、Ｙ軸方向の相対位置関係が適正かどうかを３つの窓孔のうち、中央に配置した１つの検出マーカ６２と検知用センサー８１、８１とにより行うものである。これはスタッカークレーンの走行台車１を前方向或いは後方向又は前後方向に移動させて、検出マーカ６２の中央位置を検知用センサー８１が検知するようになるまで調整して行い、このデータを制御装置にティーチングデータとして記憶させる。
このようにして、移載機アーム５ａの棚に対する相対位置関係を調整した後、次に該アーム５ａの先端が棚先端位置から設定した距離の定位置まで挿入されるように調整するが、これは、突出する移載機アーム５ａの先端位置を、棚先端との相対位置を検知することで行うことができる。この場合、Ｘ軸、Ｙ軸の両軸を定位置に調整された移載機アーム５ａを伸張させると移載機アーム５ａに取り付けた治具９のセンサー８２により左右の棚板に貼着した検出マーカ６３を検知することにより、移載機アーム５ａの先端を確認することができ、この先端位置から設定した距離だけ挿入するようにする。
このようにして、移載機アームのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸の各列及び各段のすべての棚に対する相対位置及び突出先端位置を検知して調整し、そのデータを制御装置にティーチングデータとして記憶させた後、治具９を取り外して実働に入るようにすることができる。

なお、より詳しい作動の説明は、図１２−１及び図１２−２に示すようなフローチャートにより行われる。

以上、本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング装置について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング装置は、棚などの固定側に反射式の検出マーカを配設し、移載機アームの如く可動側にセンサーを配設して、相互の位置関係を検知するという特性を有していることから、スタッカークレーンの自動ティーチングの用途に好適に用いることができるほか、例えば、自動倉庫の用途にも用いることができる。

本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング装置の一実施例で、ストッカーの棚とスタッカークレーンとの関係を示す平面図である。 スタッカークレーンの一実施例の正面図である。 スタッカークレーンの走行方向の片側に沿ってストッカーを配置した平面図である。 ストッカーの正面図である。 ストッカーの棚を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 ストッカーの柱に取り付ける検出マーカを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 ストッカーの最下段の棚を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 ストッカーの柱に取り付ける検出マーカを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 ストッカーの棚に取り付ける検出マーカを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図である。 昇降台の平面図である。 昇降台に取り付ける治具を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング装置のフローチャートである。 本発明のスタッカークレーンの自動ティーチング装置のフローチャートである。

１ 走行台車
２ メインマスト
３ 走行用の電動モータ
４ 昇降台
５ 移載機
５ａ 移載用アーム
６１、６２、６３ 検出マーカ
７ 柱
８１、８２ センサー
９ 治具
Ｋ カセット
Ｓ ストッカー
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓｎ ストッカーの棚

Claims (1)

1. ストッカーの各柱及び各棚に、移載機アームのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸の突出位置を検出するための検出マーカを配設し、移載機側にこれら検出マーカを検知するためのセンサーを備え、出没する移載機アームの高さ方向及び横方向の位置とからなるアームの突出位置と、その突出量値とを所定の値に調整し、これを制御装置にティーチングデータとして設定するようにしたスタッカークレーンの自動ティーチング装置であって、移載機アームのＸ軸及びＹ軸の突出位置を検出するための検出マーカを、棚を支持した柱側前面に配設し、センサーを移載機アームを搭載した昇降台側に配設し、移載機アームのＺ軸の突出位置を検出するための検出マーカを各棚の先端位置に配設し、センサーを移載機アームに取外自在とした治具に配設したことを特徴とするスタッカークレーンの自動ティーチング装置。

Images