JP4437931B2 - 自動倉庫 - Google Patents

Description

本発明は、スタッカクレーンによってラックに対して荷を入出庫する自動倉庫に関し、特にスタッカクレーンの原点復帰動作に特徴を有する自動倉庫に関する。

工場の倉庫などにおいて、部品、完成品などの荷を格納するために自動倉庫が利用されている。図４は従来の自動倉庫を示す正面図である。自動倉庫は、水平方向および上下方向に複数の格納位置２Ａを有するラック２、ラック２に入庫する荷Ｗおよびラック２から出庫した荷Ｗを一時的に置くための入出庫ステーション５、ラック２と入出庫ステーション５との間で荷Ｗの搬送を行うスタッカクレーン３、およびスタッカクレーン３に対して搬送指示を行うホストコンピュータ４から構成される。入庫時には、ホストコンピュータ４からの指示に基づいて、スタッカクレーン３は入出庫ステーション５に置かれている荷Ｗを積み込み、ラック２の指定された格納位置２Ａで降ろす。また、出庫時には、スタッカクレーン３はラック２の指定された格納位置２Ａにある荷Ｗを積み込み、入出庫ステーション５で降ろす。尚、ラック２の幅（図の左右方向）は、スタッカクレーン３の幅の数倍で図示されているが、実際には数十倍以上であることが多い。また、ラック２の上下方向には、数段の格納位置２Ａが図示されているが、格納位置２Ａが数十段であることもある。

スタッカクレーン３は、台車１１、台車１１上に設置されたクレーンコントローラ１２、台車１１上に設けられたマスト１３、マスト１３に沿って昇降する昇降台１４、および昇降台１４上に備えられた伸縮可能なフォーク（不図示）を有する移載装置１５を備える。クレーンコントローラ１２は、ホストコンピュータ４から受信した搬送指示に従って、台車１１を走行させ、昇降台１４を昇降させ、移載装置１５に荷Ｗの移載を行わせる。

スタッカクレーン３の走行路６（例えば、自動倉庫の床に敷設されたレール）の一端の手前の復帰原点５０には、台車１１に設けられた走行エンド検出器１７で検出される被検出物５１が設けられている。スタッカクレーン３の走行時に被検出物５１が検出されると、スタッカクレーン３は走行を停止し、クレーンコントローラ１２のメモリー中のスタッカクレーン３の現在位置を示すデータに０等の一定値が設定される（リセットされる）。

また、マスト１３の下部の復帰原点６０にも、昇降台１４に設けられた昇降エンド検出器１６で検出される被検出物６１が設けられている。昇降第１４の下降時に被検出物６１が検出されると、昇降台１４は下降を停止すると共に、クレーンコントローラ１２のメモリー中の昇降台１４の現在位置を示すデータに０が設定される。

スタッカクレーン３の自動運転時、例えば、ホストコンピュータ４からの搬送指示で指定された格納位置２Ａから荷Ｗを取り出すとき、移載装置１５の先端に設けられた不図示のセンサで障害物（例えば、ラック２の隔壁など）の有無が検出される。スタッカクレーン３の走行動作および昇降台１４の昇降動作などが正常であれば、障害物は検出されない。しかし、いずれかの動作に異常があると、障害物が検出されることがある。この場合、クレーンコントローラ１２は自動運転を停止し、警報を発する。この異常に対して修復作業が行われ、修復作業が終了すると、スタッカクレーン３および移載装置１５の原点復帰が行われる。

スタッカクレーン３の原点復帰は、走行エンド検出器１７が被検出物５１を検出するまでスタッカクレーン３を復帰原点５０の方向へ移動させることにより行われる。移載装置１５の原点復帰は、昇降エンド検出器１６が被検出物６１を検出するまで昇降台１４を下降させることにより行われる。上記の原点復帰は、修復作業の終了後のみならず、通常に電源を投入して自動運転を開始する前にも行われる。

尚、スタッカクレーンの原点復帰動作に関するものではないが、特許文献１〜３には、自動倉庫のラックと入出庫ステーションとの間で荷を入出庫する際の搬送効率を向上させるために、スタッカクレーンを特定の位置で待機させることが示されている。

特開平５−２４６１２号公報（要約） 特開平５−１７０３１６号公報（要約） 特開平１１−１０６００８号公報（要約）

しかしながら、上記従来のものにおいては、原点復帰の動作時に、スタッカクレーン３が復帰原点５０から遠い位置にある場合、または昇降台１４が復帰原点６０から遠い位置にある場合には、スタッカクレーン３または昇降台１４は長い距離を移動しなければならず、原点復帰の動作の完了までに長い時間がかかり、自動運転の開始時刻が遅れるという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、スタッカクレーンの原点復帰動作を短時間で行うことのできる自動倉庫を提供することにある。

本発明の自動倉庫は、複数の格納位置を有するラックと、該ラックに沿って走行し、荷を載せて昇降可能な移載装置を有するスタッカクレーンと、該スタッカクレーンを制御する制御手段と、を備えた自動倉庫において、前記走行するスタッカクレーンの現在位置を随時記憶する記憶部を設けると共に、前記スタッカクレーンの走行経路上に２以上の復帰原点を定め、前記制御手段は、前記スタッカクレーンを原点復帰させる際に、前記２以上の復帰原点と前記記憶部に記憶されたスタッカクレーンの現在位置とを比較し、前記２以上の復帰原点のうち、前記記憶部に記憶されたスタッカクレーンの現在位置に最も近い復帰原点にスタッカクレーンを移動させる。ここで、制御手段には実施形態の制御部が相当する。

このようにすることで、スタッカクレーンは、２以上の復帰原点のうち、記憶された現在位置に最も近い復帰原点に移動する。これにより、復帰原点が１つしかない従来のものと比較して、原点復帰動作の時間が短くなり、自動運転の開始時刻を早くすることができるので、自動倉庫の稼働率が向上する。さらに、原点復帰する際の移動距離が短くなるので、スタッカクレーンの台車のタイヤの磨耗が減り、消費電力も低減する。さらに、制御手段が当該記憶されたスタッカクレーンの現在位置に基づいて自動的に原点復帰動作を行うので、オペレータが２以上の復帰原点のいずれかを指定するときに押す２以上のスイッチをスタッカクレーンの操作部に設けなくともよい、またはオペレータの誤操作が防止されるといった効果も得られる。

また、本発明の自動倉庫は、複数の格納位置を有するラックと、該ラックに沿って走行し、荷を載せて昇降可能な移載装置を有するスタッカクレーンと、該スタッカクレーンを制御する制御手段と、を備えた自動倉庫において、前記昇降する移載装置の現在位置を随時記憶する記憶部を設けると共に、前記移載装置の昇降経路上に２以上の復帰原点を定め、前記制御手段は、前記移載装置を原点復帰させる際に、前記２以上の復帰原点と前記記憶部に記憶された移載装置の現在位置とを比較し、前記２以上の復帰原点のうち、前記記憶部に記憶された移載装置の現在位置に最も近い復帰原点に前記移載装置を移動させる。ここで、制御手段には実施形態の制御部が相当する。尚、移載装置の原点復帰は、広い意味ではスタッカクレーンの原点復帰である。

このようにすることで、移載装置は、２以上の復帰原点のうち、記憶された現在位置に最も近い復帰原点に移動する。これにより、復帰原点が１つしかない従来のものと比較して、原点復帰動作の時間が短くなり、自動運転の開始時刻を早くすることができるので、自動倉庫の稼働率が向上する。さらに、原点復帰する際の移動距離が短くなるので、消費電力が低減する。さらに、制御手段が当該記憶された移載装置の現在位置に基づいて自動的に原点復帰動作を行うので、オペレータが２以上の復帰原点のいずれかを指定するときに押す２以上のスイッチをスタッカクレーンの操作部に設けなくともよい、またはオペレータの誤操作が防止されるといった効果も得られる。

本発明によれば、スタッカクレーンの原点復帰動作を短時間で行うことができ、自動運転の開始時刻を早くすることができるので、自動倉庫の稼働率が向上する。

以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は本発明に係る自動倉庫を示す正面図、図２はスタッカクレーンの電気的構成を示すブロック図、図３はスタッカクレーンの原点復帰動作を示すフローチャートである。尚、図１は、背景技術として説明された図４と略同じであり、図中の同一物は同一符号で示される。また、クレーンコントローラ１２の符号は両図で同じであるが、クレーンコントローラ１２の制御内容は互いに異なる。自動倉庫は、水平方向および上下方向に複数の格納位置２Ａを有するラック２、ラック２に対して入出庫する荷Ｗを一時的に置くための入出庫ステーション５、ラック２と入出庫ステーション５との間で荷Ｗの搬送を行うスタッカクレーン３、およびスタッカクレーン３に対して搬送指示を行うホストコンピュータ４から構成される。

スタッカクレーン３は、台車１１、台車１１上に設置されたクレーンコントローラ１２、台車１１上に設けられたマスト１３、マスト１３に沿って昇降する昇降台１４、および昇降台１４上に備えられた伸縮可能なフォーク（不図示）を有する移載装置１５を備える。マスト１３は、昇降台１４および移載装置１５の昇降経路となる。クレーンコントローラ１２は、制御部２２、記憶部２３、操作部２４、表示部２５および通信部２６を備える。制御部２２は、記憶部２３に格納されたプログラムを実行することにより、スタッカクレーン３の各部を制御する。

記憶部２３には「スタッカクレーン位置」、「昇降台位置」などの制御データが記憶されている。また、記憶部２３は１つまたは複数のメモリーデバイスから構成されるが、少なくとも上記のデータ「スタッカクレーン位置」および「昇降台位置」は不揮発性のメモリーに記憶される。これらのデータの内容については後述する。操作部２４には、オペレータがスタッカクレーン３を手動運転するときなどに使用する操作スイッチが設けられている。表示部２５にはエラーメッセージなどが表示される。通信部２６は、搬送指示をホストコンピュータ４から受信すると共に、スタッカクレーン３の状態データなどをホストコンピュータ４に送信する。

台車１１には、スタッカクレーン３を走行路６に沿って走行させるための走行駆動部１８、走行検出器１９、走行エンド検出器１７が設けられている。ロータリエンコーダなどからなる走行検出器１９は、台車１１の移動に応じて信号を出力し、制御部２２が当該信号から台車１１（スタッカクレーン３）の移動量を算出する。この移動量によってデータ「スタッカクレーン位置」が随時更新される。すなわち、データ「スタッカクレーン位置」は、スタッカクレーン３の現在位置（水平方向における移載装置１５の現在位置でもある）を示すデータである。走行エンド検出器１７は、走行路６の両端の手前の復帰原点ＰＨＬ，ＰＨＲにそれぞれ設けられた被検出物であるマークＭＨＬ，ＭＨＲを検出する。この走行エンド検出器１７はリミットスイッチ、反射式光学センサなどで構成される。当該構成の場合、マークＭＨＬ、ＭＨＲは、それぞれリミットスイッチを作動させる部材および反射板である。

昇降台１４には、昇降台１４をマスト１３に沿って昇降させるための昇降駆動部２０、昇降検出器２１、昇降エンド検出器１６が設けられている。ロータリエンコーダなどからなる昇降検出器２１は、昇降台１４の昇降に応じて信号を出力し、制御部２２が当該信号から昇降台１４の移動量を算出する。この移動量によってデータ「昇降台位置」が随時更新される。すなわち、データ「昇降台位置」は昇降台１４の現在位置（移載装置１５の現在位置でもある）を示すデータである。昇降エンド検出器１６は、マスト１３の下部および上部の復帰原点ＰＶＤ、ＰＶＵにそれぞれ設けられた被検出物であるマークＭＶＤ，ＭＶＵを検出する。この昇降エンド検出器１６もリミットスイッチ、反射式光学センサなどで構成される。

クレーンコントローラ１２の制御部２２は、光通信によってホストコンピュータ４からの搬送指示を通信部２６を介して受信すると、この搬送指示に従って、走行駆動部１８に信号を送ることにより走行路６に沿って台車１１を走行させ、昇降駆動部２０に信号を送ることにより昇降台１４を昇降させ、移載装置１５に指定された荷Ｗの移載を行わせる。台車１１の走行中にマークＭＨＬの検出信号を走行エンド検出器１７から受信すると、制御部２２は台車１１を停止させると共に、データ「スタッカクレーン位置」に０を設定する。このマークＭＨＬが設けられている復帰原点ＰＨＬは、入出庫ステーション５に対して荷Ｗが移載されるときにスタッカクレーン３が停止する位置にあるので、移載が行われるたびに、データ「スタッカクレーン位置」に０が設定される。

また、マークＭＨＲの検出信号を走行エンド検出器１７から受信すると、制御部２２は台車１１を停止させると共に、データ「スタッカクレーン位置」に復帰原点ＰＨＬと復帰原点ＰＨＲとの距離ＬＨを設定する。上述のように、データ「スタッカクレーン位置」に０または距離ＬＨが設定されることで、走行検出器１９の誤差などに起因するデータ「スタッカクレーン位置」と実際のスタッカクレーン３の位置との誤差がキャンセルされる。

一方、昇降台１４の下降時にマークＭＶＤの検出信号を昇降エンド検出器１６から受信すると、制御部２２は昇降台１４を停止させると共に、データ「昇降台位置」に０を設定する。また、上昇時にマークＭＶＵの検出信号を昇降エンド検出器１６から受信すると、制御部２２は昇降台１４を停止させると共に、データ「昇降台位置」に復帰原点ＰＶＤと復帰原点ＰＶＵとの距離ＬＶを設定する。尚、復帰原点ＰＶＤの高さを入出庫ステーション５に対して荷Ｗが移載されるときの昇降台１４の高さと等しくすれば、移載が行われるたびに、データ「昇降台位置」に０が設定される。上述のように、データ「昇降台位置」に０または距離ＬＶが設定されることで、昇降検出器２１の誤差などに起因するデータ「昇降台位置」と実際の昇降台１４の位置との誤差がキャンセルされる。

スタッカクレーン３の自動運転時、例えば、指定された格納位置２Ａから荷Ｗを取り出すとき、移載装置１５の先端に設けられた不図示のセンサで障害物（例えば、ラック２の隔壁など）の有無が検出される。障害物が検出されるのは、スタッカクレーン３の走行動作または昇降台１４の昇降動作などに異常がある場合である。従って、障害物が検出されると、制御部２２は、自動運転を停止し、警報を発する。さらに、検出された異常からスタッカクレーン３の走行動作および昇降台１４の昇降動作の一方または双方に異常があるかを判定し、判定結果を表示部２５に表示する。この判定結果に従って修復作業が行われる。修復作業の内容に応じて、スタッカクレーン３の電源がオン／オフされる。修復作業が終了した後に電源が投入され、オペレータによって原点復帰動作を指示する操作部２４のスイッチが押されると、スタッカクレーン３は原点復帰動作を開始する。

次に、図３を参照してスタッカクレーン３の原点復帰動作を説明する。図に示される処理は制御部２２によって実行される。まず、上述の原点復帰動作の指示が検出されると（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部２２はデータ「スタッカクレーン位置」を記憶部２３から読み出す（Ｓ２）。このデータは上述のように不揮発性のメモリーに記憶されているので、スタッカクレーン３の電源が切断された場合でも、上述の異常発生時のスタッカクレーン３の走行路６上の位置を保持している。ただし、修復作業時にスタッカクレーン３が動いた場合、走行検出器１９の動作不良がある場合などには、現在の実際のスタッカクレーン３の位置とデータ「スタッカクレーン位置」の示す位置とは必ずしも一致しない。しかし、一般的には、その差は走行路６全体の長さから見れば僅かであり、本発明の実施の妨げとなるものではない。

次に、制御部２２は、データ「スタッカクレーン位置」の示す位置が復帰原点ＰＨＬ、ＰＨＲのいずれに近いかを調べる。復帰原点ＰＨＬの方が近い場合は（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部２２は、信号を走行駆動部１８に送ることによりスタッカクレーン３を復帰原点ＰＨＬの方に走行させる（Ｓ４）。そして、マークＭＨＬの検出信号を走行エンド検出器１７から受信すると（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部２２はスタッカクレーン３の走行を停止させると共に、データ「スタッカクレーン位置」に０を設定する（Ｓ６）。それに対し、位置ＰＨＲの方が近い場合は（Ｓ３：ＮＯ）、制御部２２はスタッカクレーン３を復帰原点ＰＨＲの方に走行させる（Ｓ７）。そして、マークＭＨＲの検出信号を走行エンド検出器１７から受信すると（Ｓ８：ＹＥＳ）、制御部２２はスタッカクレーン３の走行を停止させると共に、データ「スタッカクレーン位置」に復帰原点ＰＨＬと復帰原点ＰＨＲとの距離ＬＨを設定する（Ｓ９）。尚、データ「スタッカクレーン位置」の示す位置がいずれの復帰原点ＰＨＬ，ＰＨＲからも等距離にある場合には、スタッカクレーン３を復帰原点ＰＨＬへ戻す。

Ｓ６またはＳ９の後、制御部２２はデータ「昇降台位置」を記憶部２３から読み出す（Ｓ１０）。このデータも上述のように不揮発性のメモリーに記憶されているので、スタッカクレーン３の電源が切断された場合でも、上述の異常発生時の昇降台１４の昇降経路（マスト１３）上の位置を保持している。ただし、修復作業時に昇降台１４が動いた場合、昇降検出器２１の動作不良がある場合などには、現在の実際の昇降台１４の位置とデータ「昇降台位置」の示す位置とは必ずしも一致しない。しかし、一般的には、その差はマスト１３全体の長さから見れば僅かであり、本発明の実施の妨げとなるものではない。

次に、制御部２２は、データ「昇降台位置」の示す位置が復帰原点ＰＶＤ、ＰＶＵのいずれに近いかを調べる。復帰原点ＰＶＤの方が近い場合は（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部２２は、信号を昇降駆動部２０に送ることにより昇降台１４を復帰原点ＰＶＤの方に下降させる（Ｓ１２）。そして、マークＭＶＤの検出信号を昇降エンド検出器１６から受信すると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、制御部２２は昇降台１４の下降を停止させると共に、データ「昇降台位置」に０を設定し（Ｓ１４）、処理が終了する。それに対し、復帰原点ＰＶＵの方が近い場合は（Ｓ１１：ＮＯ）、制御部２２は昇降台１４を復帰原点ＰＶＵの方に上昇させる（Ｓ１５）。そして、マークＭＶＵの検出信号を昇降エンド検出器１６から受信すると（Ｓ１６：ＹＥＳ）、制御部２２は昇降台１４の上昇を停止させると共に、データ「昇降台位置」に復帰原点ＰＶＤと復帰原点ＰＶＵとの距離ＬＶを設定し（Ｓ１７）、処理が終了する。尚、データ「昇降台位置」の示す位置がいずれの復帰原点ＰＶＤ，ＰＶＵからも等距離にある場合には、昇降第１４を復帰原点ＰＶＤへ戻す。

上述のＳ２〜Ｓ９によりスタッカクレーン３の原点復帰、すなわち移載装置１５の水平方向の原点復帰が終了し、Ｓ１０〜Ｓ１７により昇降台１４の原点復帰、すなわち移載装置１５の原点復帰が終了すると、制御部２２は自動運転を開始し、ホストコンピュータ４からの搬送指示に基づいて、荷Ｗの入出庫を行う。尚、上記の原点復帰動作が日々の自動運転が開始される前に行われる場合、データ「スタッカクレーン位置」および「昇降台位置」には、前日スタッカクレーン３の電源が切断されたときのスタッカクレーン３の位置および昇降台１４の位置がそれぞれ記憶されている。

以上述べた実施形態においては、スタッカクレーン３の原点復帰（移載装置１５の水平方向の原点復帰）と昇降台１４の原点復帰（移載装置１５原点復帰）とを同時に行う場合について説明したが、異常の発生原因などに応じて、いずれか一方の原点復帰だけを行わせるようにしてもよい。また、上記実施形態では、水平方向の復帰原点ＰＨＬ，ＰＨＲが２つ、上下方向の復帰原点ＰＶＤ，ＰＶＵが２つである場合について説明したが、これらを３つ以上、例えば走行路６の中央に第３の復帰原点を設けるようにしてもよい。

本発明に係る自動倉庫を示す正面図である。 スタッカクレーンの電気的構成を示すブロック図である。 スタッカクレーンの原点復帰動作を示すフローチャートである。 従来の自動倉庫を示す正面図である。

符号の説明

２ ラック
２Ａ 格納位置
３ スタッカクレーン
１２ クレーンコントローラ
１４ 昇降台
１５ 移載装置
１６ 昇降エンド検出器
１７ 走行エンド検出器
２２ 制御部
２３ 記憶部
ＭＨＬ、ＭＨＲ マーク
ＭＶＤ、ＭＶＵ マーク
ＰＨＬ、ＰＨＲ 復帰原点
ＰＶＤ、ＰＶＵ 復帰原点
Ｗ 荷

Claims (2)

1. 複数の格納位置を有するラックと、該ラックに沿って走行し、荷を載せて昇降可能な移載装置を有するスタッカクレーンと、該スタッカクレーンを制御する制御手段と、を備えた自動倉庫において、
   前記走行するスタッカクレーンの現在位置を随時記憶する記憶部を設けると共に、前記スタッカクレーンの走行経路上に２以上の復帰原点を定め、
   前記制御手段は、前記スタッカクレーンを原点復帰させる際に、前記２以上の復帰原点と前記記憶部に記憶されたスタッカクレーンの現在位置とを比較し、前記２以上の復帰原点のうち、前記記憶部に記憶されたスタッカクレーンの現在位置に最も近い復帰原点にスタッカクレーンを移動させることを特徴とする自動倉庫。
2. 複数の格納位置を有するラックと、該ラックに沿って走行し、荷を載せて昇降可能な移載装置を有するスタッカクレーンと、該スタッカクレーンを制御する制御手段と、を備えた自動倉庫において、
   前記昇降する移載装置の現在位置を随時記憶する記憶部を設けると共に、前記移載装置の昇降経路上に２以上の復帰原点を定め、
   前記制御手段は、前記移載装置を原点復帰させる際に、前記２以上の復帰原点と前記記憶部に記憶された移載装置の現在位置とを比較し、前記２以上の復帰原点のうち、前記記憶部に記憶された移載装置の現在位置に最も近い復帰原点に前記移載装置を移動させることを特徴とする自動倉庫。

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