JP4760798B2 - スタッカクレーンおよび荷物搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、荷物の荷すくいおよび荷おろしを行うスタッカクレーン、および当該スタッカクレーンの荷物搬送方法に関する。

スタッカクレーンは、自動倉庫内の棚の正面に敷設されたレール上を走行し、荷物を入出庫する。入出庫時にスタッカクレーンは、荷物を棚またはステーションからすくう荷すくい、すくった荷物を運ぶ搬送、搬送した荷物をステーションまたは棚に降ろす荷おろしを行う。

大規模な倉庫の場合、棚の高さは数十メートルになり、レールの長さは百メートルのオーダーになる。荷物は高さ方向にはスタッカクレーンが有する昇降可能な支持台により搬送される。入出庫では、スタッカクレーンがレール上を走行し、また、支持台を昇降させる時間を含めて荷物の搬送に数分かかる。

このような搬送時間を短縮するため、支持台を昇降させる速さを制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平６−１００１１１号公報

従来、搬送時間を短縮する余地を見出すことができなかった。搬送時間短縮が限界に達していると考えられる中で、発明者は、搬送中の特に荷すくいおよび荷おろしにかかる時間を短縮する余地を発見した。

支持台はワイヤロープなどの懸架部材に連結され、懸架部材を駆動するウィンチモータの駆動力により昇降する。自動倉庫の高さは、数十メートルあるものもある。このような自動倉庫で利用されるスタッカクレーンの高さも高くなるため、利用されるワイヤロープの長さも長くなり、１トン〜２トンという重量の荷物では数メートル伸びる場合がある。

荷すくいの時にワイヤロープが伸びはじめてから伸びきるまで、または、荷おろしの時にワイヤロープの伸びが戻り始めてから戻りきるまでに数秒かかる場合もあり、その間、支持台は荷物を移動させることができない。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、荷すくいおよび荷おろしにかかる時間を短縮し、荷物の搬送にかかる時間を短縮することが可能なスタッカクレーンおよび荷物搬送方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るスタッカクレーンは、荷物が支持される支持台と、前記支持台を懸架する長尺の懸架部材と、前記懸架部材を駆動することにより前記支持台を昇降させる駆動源と、前記荷物の重量により前記懸架部材の伸び量が変化し始めたことを示す開始情報を取得する開始情報取得手段と、前記開始情報取得手段が前記開始情報を取得するまで、第１の速さで前記駆動源を駆動させる第１駆動制御手段と、前記荷物の重量による前記懸架部材の伸び量の変化が終了したことを示す終了情報を取得する終了情報取得手段と、前記開始情報取得手段により前記開始情報が取得された時から前記終了情報取得手段により前記終了情報が取得された時までの少なくとも一部で、前記第１の速さよりも速く前記駆動源を駆動させる第２駆動制御手段とを備える。

このように、本発明に係るスタッカクレーンは、開始情報が取得された時から終了情報が取得された時までの少なくとも一部で、開始情報が取得されるまでの速さよりも早く駆動源を駆動させる。これにより、荷すくいおよび荷おろしのそれぞれにおいて、懸架部材が伸びている時間および懸架部材の伸びが戻る時間を短くすることができる。したがって、荷すくいおよび荷おろしに要する時間を短縮することが可能になり、搬送時間を短縮することが可能になる。

好ましくは、さらに、前記荷物が前記支持台に支持された場合の前記伸び量に関する伸び量情報を記憶している荷物情報記憶手段を備え、前記終了情報取得手段は、前記伸び量情報を参照することにより、前記終了情報を取得する。

このように、記憶された伸び量情報を参照して終了情報を取得する。これにより、ステーションまたは棚で荷物をすくった時の伸び量情報を利用して、当該荷物を棚またはステーションに降ろす時に要する時間を短縮することができる。したがって、荷おろしに要する時間を短縮することが可能になる。

さらに好ましくは、さらに、前記荷物を特定する情報と、前記荷物が前記支持台に支持された場合の前記伸び量に関する伸び量情報とを関連付けて記憶している荷物情報記憶手段と、前記荷物が指定される指定手段とを備え、前記終了情報取得手段は、前記指定手段により指定された前記荷物に関連付けられる前記伸び量情報を参照することにより、前記終了情報を取得する。

このように、伸び量情報を記憶する。これにより、懸架部材が伸びきるまでの時間を算出することなく、容易に終了情報を取得することができる。したがって、処理時間が短くなり、荷すくいおよび荷おろしに要する時間を短縮することが可能になる。

さらに好ましくは、さらに、前記支持台と前記荷物との接触を検知する第１検知手段を備え、前記開始情報取得手段は、前記第１検知手段により前記接触が検知されたことを示す情報を前記開始情報として取得する。

このように、荷すくいの時に支持台と荷物との接触、すなわち、懸架部材が伸び始める時を検知する。そのため、伸び始めるまでは低速で懸架部材を駆動することが可能になる。これにより、支持台が荷物に高速で衝突しないように制御することが可能になり、荷すくい時に荷物に与える衝撃を低減することが可能になる。

また、さらに、前記荷物が収納される棚と前記荷物との接触を検知する第２検知手段を備え、前記開始情報取得手段は、前記第２検知手段により前記接触が検知されたことを示す情報を前記開始情報として取得してもよい。

このように、荷おろしの時に支持台と棚との接触、すなわち、懸架部材の伸びが戻り始める時を検知する。そのため、伸びが戻り始めるまでは低速で懸架部材を駆動することが可能になる。これにより、荷物が棚に高速で衝突しないように制御することが可能になり、荷おろし時に荷物に与える衝撃を低減することが可能になる。

本発明によれば、荷すくいおよび荷降ろしにかかる時間を短くすることが可能になり、自動倉庫において荷物を搬送するために要する時間を短縮することが可能になる。

以下に、図面を参照しながら、本発明に係るスタッカクレーンの実施の形態について説明する。

図１は、スタッカクレーンを備える自動倉庫の構成の一例を示す斜視図である。
本実施の形態のスタッカクレーン１は、自動的に荷物が棚２に収納される自動倉庫に備えられる。自動倉庫は、スタッカクレーン１と、棚２と、荷物を出し入れする際に荷物が置かれるステーション３とを備える。

スタッカクレーン１は、荷物を載置して昇降する載置台を有し、自動倉庫内の通路に敷設されたレール上に載置される。

棚２は、荷物が収納されるものであり、通路に沿って備えられる。棚２は、上下方向に複数段設けられた棚板を有し、棚板の上に荷物が載置される。

ステーション３は、通路に沿って棚２の横に配置される。
図２は、スタッカクレーン１の構成を模式的に示す図であり、図１に示す自動倉庫の左側面図に対応する。

スタッカクレーン１は、下部台車１１および上部台車１２をマスト１３で連結してなる躯体と、載置台１６と、ワイヤロープ１９と、制御装置２３とを備える。

下部台車１１は、床面に敷設されたレール４上を走行するための車輪１４と、車輪１４を駆動する走行モータ１５とを有する。

マスト１３は、スタッカクレーン１の支柱となる部材であり、これに沿って載置台１６が昇降する。本実施の形態のマスト１３の高さは、５０メートル程度である。なお、マスト１３の高さは、自動倉庫の大きさによってさまざまである。

マスト１３は、ウィンチモータ１７と、遮光板２４とを有する。
遮光板２４は、棚２の棚板の高さと対応付けて高さ方向に沿って、載置台１６の方向に突出して設けられる複数枚の板であり、遮光性を有する。

駆動源としてのウィンチモータ１７は、後述するワイヤロープ１９を駆動し、シーブ１８により案内されるワイヤロープ１９により懸架される載置台１６を昇降させる。

載置台１６は、搬送する荷物が載置される台である。載置台１６は、ワイヤロープ１９により懸架され、マスト１３に沿って昇降する。載置台１６は、水平方向に伸縮機構を有するフォーク２０と、上センサ２５と、下センサ２６とを有する。

フォーク２０は、互いに往復動可能に連結された複数のプレート２１と、棚２と載置台１６との間での荷物の受け渡しをするためにプレート２１を伸縮させる移載モータ２２とから構成される。

上センサ２５は、マスト１３が有する遮光板２４を挟む一対の突出部を有する。図３に示すように、上センサ２５の突出部の一方は、発光素子２５ａを有し、突出部の他方は、受光素子２５ｂを有する。発光素子２５ａと受光素子２５ｂとは、発光素子２５ａから発した光が受光素子２５ｂで受光されるように対面して配置される。

このような構成により、上センサ２５は、載置台１６の昇降に伴って発光素子から受光素子への投光が遮光板２４により遮られたか否かを示す情報を継続的に出力する。下センサ２６も、上センサ２５と同様の構成と機能を備える。

上センサ２５と下センサ２６とは、図４に示すように、載置台１６の側面に設けられる。上センサ２５は下センサ２６の上方に並べて設けられる。上センサ２５の発光素子２５ａは、下センサ２６の発光素子を基準に、遮光板２４の上下方向の長さよりも短い間隔で設けられる。また、上センサ２５と下センサ２６とは、棚２に進入したフォーク２０の上面と荷物６０の底面とのすき間とほぼ等しい間隔で設けられる。

このような、上センサ２５および下センサ２６と、遮光板２４とによって、上センサ２５のみで遮光される位置と、上センサ２５および下センサ２６の両方で遮光される位置と、下センサ２６のみで遮光される位置とのいずれの位置に載置台１６があるかを判定できる。

懸架部材としてのワイヤロープ１９は、載置台１６を懸架する長尺のロープである。
ワイヤロープ１９は、ウィンチモータ１７の駆動により載置台１６がマスト１３を昇降するために十分な長さが必要である。また、ウィンチモータ１７は、安定して移動するように重心を下げるため、マスト１３の比較的下部に設けられる。そのため、ワイヤロープ１９の長さは、マスト１３の高さの約２倍、すなわち、１００メートル近い長さになる。

制御装置２３は、走行モータ１５、ウィンチモータ１７、および移載モータ２２の駆動を制御することにより、スタッカクレーン１の動作を制御する。すなわち、スタッカクレーン１は、制御装置２３の制御の下で、利用者が指定する荷物をすくい、利用者が指定する搬送先まで搬送し、搬送先で荷物を降ろすという一連の動作を実行する。

図５は、スタッカクレーン１が備える本発明に特徴的な構成の詳細を示すブロック図である。

スタッカクレーン１は、載置台１６に荷物を載置して搬送する装置であり、機構部３０と、制御装置２３を備える。

機構部３０は、ウィンチモータ１７と、載置台１６とを有する。載置台１６は、フォーク２０、移載モータ２２と、上センサ２５と、下センサ２６とを有する。これらの各部については、上記で説明したため、ここでの詳細な説明は省略する。

制御装置２３は、機構部３０から情報を取得するとともに機構部３０を制御する装置であり、ウィンチモータ制御部４１と、移載モータ制御部４２と、上センサ状態取得部４３と、下センサ状態取得部４４と、伸び量情報取得部４５と、収納位置情報取得部４６と、荷物情報記憶部５０と、入力部５１と、出力部５２とを備える。

荷物情報記憶部５０は、荷物に関する情報が記憶される記憶媒体である。荷物情報記憶部５０は、伸び量情報５０ａと収納位置情報５０ｂとを記憶している。

伸び量情報５０ａは、各荷物を載置台１６に載置した場合のワイヤロープ１９の伸び量に関する情報である。

本実施の形態の伸び量情報５０ａは、図６（ａ）に示すように、対応付けられた「荷物ＩＤ」により示される荷物を載置台１６に載置した場合のワイヤロープ１９の伸び量を示す情報である。伸び量情報５０ａは、荷物を特定する情報である荷物情報としての「荷物ＩＤ」と対応付けたテーブルで管理される。

収納位置情報５０ｂは、各荷物が収納される棚２の位置を示す情報が記憶される。

本実施の形態の収納位置情報５０ｂは、図６（ｂ）に示すように、棚２の収納位置の最下段を１段とし、ステーション３に近い列を１列として、対応付けられた「荷物ＩＤ」により示される荷物が収納される棚２の位置を示す情報である。収納位置情報５０ｂは、荷物を特定する情報である荷物情報としての「荷物ＩＤ」と対応付けたテーブルで管理される。

入力部５１は、利用者が入力するためのタッチパネル、ボタンなどである。
出力部５２は、利用者にスタッカクレーン１の動作状況などを提示するためのモニタである。

伸び量情報取得部４５は、特定の荷物に対応する伸び量情報５０ａを取得し、荷物情報記憶部５０に格納する。本実施の形態の伸び量情報取得部４５は、ウィンチモータ制御部４１から取得される情報に基づいて伸び量を算出することにより、伸び量情報５０ａを取得する。

収納位置情報取得部４６は、入力部５１に入力される荷物を特定する情報を取得する。
上センサ状態取得部４３は、上センサ２５からの情報を取得する。また、下センサ状態取得部４４は、下センサ２６からの情報を取得する。

ウィンチモータ制御部４１は、入力部５１に入力された利用者の指示と、上センサ状態取得部４３により取得される情報と、下センサ状態取得部４４により取得される情報とに基づいてウィンチモータ１７の駆動を制御する。ここで、制御されるウィンチモータ１７の駆動には、ウィンチモータ１７の回転開始のタイミング、回転停止のタイミング、回転方向、回転速さなどが含まれる。

移載モータ制御部４２は、上センサ状態取得部４３により取得される情報と、下センサ状態取得部４４により取得される情報とに基づいて移載モータ２２の駆動を制御する。これにより、フォーク２０の伸張と短縮とが制御される。

以上が、実施の形態のスタッカクレーン１の構成である。このようなスタッカクレーン１により実行される処理について、説明する。

まず、図７を参照して、スタッカクレーン１により実行される処理の概要について説明する。

図７は、スタッカクレーン１により実行される処理の流れの概要を示す図である。
スタッカクレーン１は、自動倉庫に荷物を入れる場合の入庫処理と自動倉庫から荷物を出す場合の出庫処理とを実行する。

まず、入庫処理について説明する。
制御部４０は、入力部５１から入庫指示を示す情報を取得する（Ｓ１）。

制御部４０は、走行モータ１５およびウィンチモータ１７を制御し、載置台１６をステーション３の位置に移動させる（Ｓ２）。

制御部４０は、機構部３０から情報を取得するとともに機構部３０を制御し、その荷物に対する初回の荷すくい処理を実行する（Ｓ３）。初回荷すくい処理（Ｓ３）の詳細については後述する。

伸び量情報取得部４５は、初回の荷すくい処理における伸び量を算出する（Ｓ４）。このとき、伸び量情報取得部４５は、荷すくい時にワイヤロープ１９の伸び量が変化している時間を判定し、その判定した時間のウィンチモータ制御部４１の制御情報に基づいて伸び量を算出する。

ここで、伸び量が変化している時間は、後述するように、上センサ状態取得部４３および下センサ状態取得部４４により取得される情報に基づいて判定される。また、伸び量は、判定された時間に、ウィンチモータ１７により巻き上げられたワイヤロープ１９の長さとして算出される。

伸び量情報取得部４５は、算出した伸び量を示す伸び量情報を荷物情報記憶部５０に格納する（Ｓ５）。

このように、伸び量情報取得部４５は、初回の荷すくいにおいて、その荷物に対するワイヤロープ１９の伸び量を学習し、荷物情報記憶部５０に記憶保持する。これにより、以降の荷おろしおよび荷すくい処理を速くすることが可能になる。

収納位置情報取得部４６は、その荷物の収納位置情報５０ｂを入力部５１から取得する（Ｓ６）。なお、このとき収納位置情報５０ｂは、予め定められた規則に従って、自動的に決定されてもよい。

制御部４０は、走行モータ１５およびウィンチモータ１７を制御し、収納位置情報５０ｂにより示される収納位置に載置台１６を移動させる（Ｓ７）。

制御部４０は、荷物情報記憶部５０から伸び量情報５０ｂを取得し、上センサ２５および下センサ２６から情報を取得するとともに、これらの取得した情報に基づいて機構部３０を制御することにより、荷物を棚２に降ろす（Ｓ８）。荷おろし処理（Ｓ８）の詳細については後述する。

以上が入庫処理の流れの概要である。
次に、出庫処理について説明する。

制御部４０は、入力部５１から特定の荷物の出庫指示を示す情報を取得する（Ｓ１１）。

制御部４０は、出庫指示に含まれる荷物を特定する情報に対応する収納位置情報５０ｂを取得し、走行モータ１５およびウィンチモータ１７を制御し、載置台１６を収納位置に移動させる（Ｓ１２）。

制御部４０は、荷物情報記憶部５０から伸び量情報５０ｂを取得し、上センサ２５および下センサ２６から情報を取得するとともに、これらの取得した情報に基づいて機構部３０を制御することにより、荷物を棚２からすくう（Ｓ１３）。同一の荷物に対する２回目以降の荷すくい処理（Ｓ１３）の詳細については後述する。

制御部４０は、走行モータ１５およびウィンチモータ１７を制御し、ステーション３の位置に載置台１６を移動させる（Ｓ１４）。

制御部４０は、荷物情報記憶部５０から伸び量情報５０ｂを取得し、上センサ２５および下センサ２６から情報を取得するとともに、これらの取得した情報に基づいて機構部３０を制御することにより、荷物をステーション３に降ろす（Ｓ１３）。荷おろし処理（Ｓ１３）の詳細については後述する。

以上が出庫処理の流れの概要である。
このようなスタッカクレーン１により実行される処理のうち、本発明に特徴的な処理は、制御装置２３による荷すくい処理（図７のＳ１３）および荷おろし処理（図７のＳ８およびＳ１５）である。

まず、本発明に特徴的な処理の前提となる、初回荷すくい時の処理および動作について図を参照して説明し、続けて、本発明に特徴的な荷すくい処理と、荷おろし処理とを図を参照して説明する。

図８は、初回荷すくい処理（Ｓ３）の詳細な流れを示す図である。
本図は、「初回荷すくい時の載置台１６の状態」として、載置台１６が荷すくいを開始してから終了するまでの載置台１６の状態と荷物６０との関係の変化を示す。

荷物６０は、本図に示さないパレットを有する。パレットは、荷すくいおよび荷おろし時に、荷物６０と棚２の棚板（図示しない）との間にフォーク２０を進入させるすき間を形成する脚を有する。なお、荷物６０は、パレットではなく、フォーク２０を進入させるすき間が形成される外箱を有してもよい。

また、載置台１６が有する上センサ２５および下センサ２６の「ＯＮ」は、各センサで遮光板２４により遮光されている状態を示し、本図ではハッチングを施している。また、「ＯＦＦ」は、各センサで遮光板２４により遮光されていない状態を示し、本図ではハッチングを施していない。

（時刻ｔ₀）
時刻ｔ₀に、制御部４０は、載置台１６をステーション３に移動させる（状態１）。この時、ウィンチモータ制御部４１は、ステーション３に対応付けて設けられた遮光板２４により、載置台１６が有する上センサ２５が「ＯＮ」、下センサ２６が「ＯＦＦ」になるまで、載置台１６を移動させる。

ここから、初回荷すくい処理が開始される。

（時刻ｔ₁）
時刻ｔ₁に、移載モータ制御部４２は、フォーク２０を伸張させる（状態２）。これにより、フォーク２０は、荷物６０と棚板とのすき間に進入する。この時、本図に示すように、載置台１６の一部であるフォーク２０の上面は、荷物６０と接触していない。

（時刻ｔ₁から時刻ｔ₂まで）
時刻ｔ₁から時刻ｔ₂まで、ウィンチモータ制御部４１は、ウィンチモータ１７を駆動させることにより、ワイヤロープ１９の巻き取りを開始し、一定の回転速さＴ₁（回／秒）まで加速する。ウィンチモータ制御部４１は、回転速さＴ₁（回／秒）に達した後、Ｔ₁（回／秒）での回転を続けさせる。

載置台１６は、ウィンチモータ１７の回転に応じて上昇を開始し、回転速さＴ₁（回／秒）に対応する一定の速さｖ₁（ｍ／秒）まで加速する。載置台１６は、速さｖ₁（ｍ／秒）に達した後、時刻ｔ₂まで、ｖ₁（ｍ／秒）で、状態２に示すフォーク２０の上面と荷物６０とのすき間分の上昇を続ける。

（時刻ｔ₂）
時刻ｔ₂に、上センサ状態取得部４３と下センサ状態取得部４４とは、それぞれ、上センサ２５と下センサ２６とがともに「ＯＮ」になることを示す情報を取得する。また、この時、載置台１６のフォーク２０が荷物６０と接触し、ワイヤロープ１９が伸び始める（状態３）。

上記のように、上センサ２５と下センサ２６とは棚２に進入したフォーク２０の上面と荷物６０の底面とのすき間とほぼ等しい間隔で設けられる。そのため、ワイヤロープ１９が伸び始めたことは、上センサ２５と下センサ２６とがともに「ＯＮ」であることを示す情報により検知される。

（時刻ｔ₂から時刻ｔ₃まで）
時刻ｔ₂から時刻ｔ₃まで、ウィンチモータ制御部４１は、第１の速さとしてのＴ₁（回／秒）でウィンチモータ１７を回転させ続ける。この間、ワイヤロープ１９は伸び続けているため、載置台１６は上昇せず、停止している。

（時刻ｔ₃）
時刻ｔ₃に、荷物６０の重量によるワイヤロープ１９の伸びが止まる（伸びきり）。

（時刻ｔ₃から時刻ｔ₄まで）
時刻ｔ₃から時刻ｔ₄まで、速さ載置台１６は、ウィンチモータ１７の回転に応じた速さｖ₁（ｍ／秒）で上昇する。

（時刻ｔ₄）
時刻ｔ₄に、上センサ状態取得部４３は、上センサ２５が「ＯＦＦ」であることを示す情報を取得し、載置台１６の上昇の終了が検知される（状態４）。

（時刻ｔ₄から時刻ｔ₅まで）
時刻ｔ₄から、ウィンチモータ制御部４１は、ウィンチモータ１７の回転速さを減速させ、時刻ｔ₅にウィンチモータ１７の回転を停止させる。

（時刻ｔ₅以降）
時刻ｔ₅以降に、載置台１６は、フォーク２０を縮める（状態５）。これにより、荷物６０が載置台１６に載置され、初回荷すくい処理が完了する。

以上の初回荷すくい処理により、伸び量情報取得部４５は、上センサ状態取得部４３と下センサ状態取得部４４とが取得する情報に基づいて、時刻ｔ₂および時刻ｔ₄を取得し、時刻ｔ₄から所定時間を差し引くことにより、荷物６０の重量のためにワイヤロープ１９の伸び量が変化している時間（時刻ｔ₂から時刻ｔ₃まで）を判定し、伸び量を算出する（図７のＳ４）。

ここで、差し引かれる所定時間は、例えば、上センサ２５と下センサ２６との間隔を載置台１６が移動する速さｖ₁（ｍ／秒）で除することにより算出される。

なお、差し引かれる所定時間は、このようにして算出される時間よりも長い予め定められた時間でもよい。また、差し引かれる所定時間は、上記のように算出される時間の概算値として、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの時間であってもよい。

このように、初回荷すくい処理により、荷物６０に対する伸び量が学習され、伸び量情報５０ａの格納が可能になる。

図９は、２回目以降の荷すくい処理（Ｓ１３）の詳細な流れを示す図である。
本図の見方は図８と同様であるため、本図の見方に関する説明は省略する。

（時刻ｔ₁₀）
時刻ｔ₁₀に、制御部４０は、載置台１６を収納位置に移動させる（状態１１）。この時、ウィンチモータ制御部４１は、ステーション３に対応付けて設けられた遮光板２４により、載置台１６が有する上センサ２５が「ＯＮ」、下センサ２６が「ＯＦＦ」になるまで、載置台１６を移動させる。

ここから、荷すくい処理が開始される。

（時刻ｔ₁₁）
時刻ｔ₁₁に、移載モータ制御部４２は、フォーク２０を伸張させる（状態１２）。この時の載置台１６の状態は、初回荷すくい時の状態２の場合と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

（時刻ｔ₁₁から時刻ｔ₁₂まで）
時刻ｔ₁₁から時刻ｔ₁₂まで、ウィンチモータ制御部４１は、初回荷すくい時の時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までと同様に、ウィンチモータ１７を駆動させる。また、載置台１６も、初回荷すくい時の時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までと同様に、状態１２に示すフォーク２０の上面と荷物６０とのすき間分の上昇を続ける。

ここでの、ウィンチモータ制御部４１は、特許請求の範囲に記載の第１駆動制御手段に相当する。

（時刻ｔ₁₂）
時刻ｔ₁₂に、初回荷すくい時の状態３と同様に、上センサ状態取得部４３と下センサ状態取得部４４とは、それぞれ、上センサ２５と下センサ２６とがともに「ＯＮ」になることを示す情報を取得する。また、この時、載置台１６のフォーク２０が荷物６０と接触し、ワイヤロープ１９が伸び始める（状態１３）。

すなわち、ここでの、上センサ２５と下センサ２６とは、特許請求の範囲に記載の第１検知手段に相当し、上センサ状態取得部４３と下センサ状態取得部４４とは、特許請求の範囲に記載の開始情報取得手段に相当する。

（時刻ｔ₁₂から時刻ｔ₁₃まで）
時刻ｔ₁₂から、ウィンチモータ制御部４１は、ウィンチモータ１７の回転を、Ｔ₁（回／秒）からＴ₂（回／秒）まで加速させる。ウィンチモータ制御部４１は、ウィンチモータ１７が回転速さＴ₂（回／秒）に達した後、時刻ｔ₁₃に回転速さＴ₁（回／秒）に減速できるように、初回荷すくいで格納された伸び量情報５０ａに基づいて高速な回転速さＴ₂（回／秒）での回転時間を制御する。このとき、例えば、回転速さＴ₂（回／秒）から回転速さＴ₁（回／秒）への減速に要する時間は、一定の時間であるとして制御される。

この間、初回荷すくい時の時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までと同様に、ワイヤロープ１９は伸び続けているため、載置台１６は上昇しない。

ここでの、ウィンチモータ制御部４１は、特許請求の範囲に記載の第２駆動制御手段に相当する。

（時刻ｔ₁₃）
時刻ｔ₁₃に、荷物６０の重量によるワイヤロープ１９の伸びが止まる（伸びきり）。

（時刻ｔ₁₃から時刻ｔ₁₄まで）
時刻ｔ₁₃から時刻ｔ₁₄まで、載置台１６は、ウィンチモータ１７の回転速さＴ₁（回／秒）に応じた速さｖ₁（ｍ／秒）で上昇を開始する。

（時刻ｔ₁₄）
時刻ｔ₁₄に、上センサ状態取得部４３は、上センサ２５が「ＯＦＦ」であることを示す情報を取得し、載置台１６の上昇の終了を検知する（状態１４）。

ここでの、上センサ状態取得部４３は、特許請求の範囲に記載の終了情報取得手段に相当する。

（時刻ｔ₁₄から時刻ｔ₁₅まで）
時刻ｔ₁₄から、ウィンチモータ制御部４１は、ウィンチモータ１７の回転速さを減速させ、時刻ｔ₁₅にウィンチモータ１７の回転を停止させる。

（時刻ｔ₁₅以降）
時刻ｔ₁₅以降に、載置台１６は、フォーク２０を縮める（状態１５）。これにより、荷物６０が載置台１６に載置され、荷すくい処理が完了する。

このように、初回荷すくい処理を実行することによって算出される荷物６０に対する伸び量を示す伸び量情報を記憶しているため、同じ荷物を再度荷すくいする場合には、その伸び量に応じてウィンチモータ１７を高速で回転させる時間を制御できる。

そのため、荷物が急激に加速されてその中身を損壊する危険、棚２の中で急激に上昇して直上の棚板に衝突させる危険などを回避しながら、荷すくい時にウィンチモータ１７を高速な回転速さＴ₂（回／秒）で回転させることができる。したがって、安全に荷すくいに要する時間を短縮することが可能になる。

図１０は、荷おろし処理の詳細な流れを示す図である。
本図は、収納位置での荷おろし処理（Ｓ８）およびステーション３での荷おろし処理（Ｓ１５）で共通する。本図の見方は図８と同様であるため、本図の見方に関する説明は省略する。

（時刻ｔ₂₀）
時刻ｔ₂₀に、制御部４０は、載置台１６を収納位置に移動させる（状態２１）。この時、ウィンチモータ制御部４１は、収納位置に対応付けて設けられた遮光板２４により、載置台１６が有する上センサ２５が「ＯＦＦ」、下センサ２６が「ＯＮ」になるまで、載置台１６を移動させる。

ここから、荷おろし処理が開始される。

（時刻ｔ₂₁）
時刻ｔ₂₁に、移載モータ制御部４２は、フォーク２０を伸張させる（状態２２）。この時、荷物６０の脚の底（図示しない）と棚２の棚板の上面（図示しない）との間にすき間があり、荷物６０と棚２とは接触していない。

（時刻ｔ₂₁から時刻ｔ₂₂まで）
時刻ｔ₂₁から、
ウィンチモータ制御部４１は、ウィンチモータ１７を駆動させることにより、ワイヤロープ１９の送り出しを開始し、一定の回転速さＴ₁（回／秒）まで加速する。ウィンチモータ制御部４１は、回転速さＴ₁（回／秒）に達した後、Ｔ₁（回／秒）での回転を続けさせる。

載置台１６は、ウィンチモータ１７の回転に応じて下降を開始し、回転速さＴ₁（回／秒）に対応する一定の速さｖ₁（ｍ／秒）まで加速する。載置台１６は、速さｖ₁（ｍ／秒）に達した後、時刻ｔ₂まで、ｖ₁（ｍ／秒）で、状態２２で説明した荷物６０の脚の底と棚２の棚板の上面との間にすき間分の下降を続ける。

ここでの、ウィンチモータ制御部４１は、特許請求の範囲に記載の第１駆動制御手段に相当する。

（時刻ｔ₂₂）
時刻ｔ₂₂に、上センサ状態取得部４３と下センサ状態取得部４４とは、それぞれ、上センサ２５と下センサ２６とがともに「ＯＮ」になることを示す情報を取得する。また、この時、荷物６０と棚２の棚板とが接触し、ワイヤロープ１９の伸びが戻り始める（状態２３）。

すなわち、時刻ｔ₂₁から時刻ｔ₂₂までの間に、載置台１６はパレットの脚の底面と棚２の棚板の上面とのすき間分下降し、ワイヤロープ１９の伸びが戻り始めたことは、上センサ２５と下センサ２６とがともに「ＯＮ」であることを示す情報により検知される。

ここでの、上センサ２５と下センサ２６とは、特許請求の範囲に記載の第２検知手段に相当し、上センサ状態取得部４３と下センサ状態取得部４４とは、特許請求の範囲に記載の開始情報取得手段に相当する。

（時刻ｔ₂₂から時刻ｔ₂₃まで）
時刻ｔ₂₂から、ウィンチモータ制御部４１は、ウィンチモータ１７の回転を、Ｔ₁（回／秒）からＴ₂（回／秒）まで加速させる。ウィンチモータ制御部４１は、ウィンチモータ１７が回転速さＴ₂（回／秒）に達した後、時刻ｔ₂₃に回転速さＴ₁（回／秒）に減速できるように、初回荷すくいで学習した伸び量情報５０ａに基づいて高速な回転速さＴ₂（回／秒）での回転時間を制御する。このとき、例えば、回転速さＴ₂（回／秒）から回転速さＴ₁（回／秒）への減速に要する時間は、一定の時間であるとして制御される。

この間、ワイヤロープ１９は伸びが戻り続けているため、載置台１６のフォーク２０の上面は荷物６０の底面から離れない。

ここでの、ウィンチモータ制御部４１は、特許請求の範囲に記載の第２駆動制御手段に相当する。

（時刻ｔ₂₃）
時刻ｔ₂₃に、荷物６０の重量によるワイヤロープ１９の伸びの戻りが止まる（戻りきり）。

（時刻ｔ₂₃から時刻ｔ₂₄まで）
時刻ｔ₂₃から時刻ｔ₂₄まで、載置台１６は、ウィンチモータ１７の回転速さＴ₁（回／秒）に応じた速さｖ₁（ｍ／秒）で下降を開始する。

（時刻ｔ₂₄）
時刻ｔ₂₄に、下センサ状態取得部４４は、下センサ２６が「ＯＦＦ」であることを示す情報を取得し、載置台１６の下降の開始を検知する（状態２４）。

ここでの、下センサ状態取得部４４は、特許請求の範囲に記載の終了情報取得手段に相当する。

（時刻ｔ₂₄から時刻ｔ₂₅まで）
時刻ｔ₂₄から、ウィンチモータ制御部４１は、ウィンチモータ１７の回転速さを減速させ、時刻ｔ₂₅にウィンチモータ１７の回転を停止させる。

（時刻ｔ₂₅以降）
時刻ｔ₂₅以降に、載置台１６は、フォーク２０を縮める（状態２５）。これにより、荷物６０が棚２に収納され、またはステーション３に移載され、荷おろし処理が完了する。

このように、初回荷すくい処理を実行することによって算出される荷物６０に対する伸び量を示す伸び量情報を記憶しているため、同じ荷物を荷おろしする場合には、その伸び量に応じてウィンチモータ１７を高速で回転させる時間を制御できる。

そのため、載置台１６が高速さでの下降を開始し，そのフォーク２０が棚板に衝突する危険などを回避しながら、荷おろし時にウィンチモータ１７を高速な回転速さＴ₂（回／秒）で回転させることができる。したがって、安全に荷おろしに要する時間を短縮することが可能になる。

以上、本発明の実施の形態に係るスタッカクレーンについて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

例えば、スタッカクレーン１は、本発明に係る昇降装置を備えるものの一例であり、本発明に係る昇降装置は、荷物を積み降ろしして昇降する機構を備えるものであればよい。

また例えば、載置台１６の高さに応じて、ウィンチモータ１７から載置台１６までのワイヤロープ１９の長さが変化するため、同じ荷物でも伸び量が異なる。そのため、載置台１６の高さを考慮して伸び量を補正し、ウィンチモータ１７を高速で回転させる時間を制御してもよい。例えば、最下部での伸び量を伸び量情報として荷物情報記憶部５０に格納し、この伸び量情報が示す伸び量を基準に、載置台１６の高さに応じて補正された伸び量を算出してもよい。このときの補正は、例えば、載置台１６が最下部にある時のワイヤロープ１９の長さと、収納位置におけるワイヤロープ１９の長さとの比を伸び量に乗じる方法による。

さらに例えば、伸び量を算出するために、伸び量情報取得部４５は、荷物６０の重量のためにワイヤロープ１９の伸び量が変化している時間（以下、「変化時間」という。）を判定する。実施の形態では図８を参照して説明したように、伸び量情報取得部４５は、上センサ状態取得部４３と下センサ状態取得部４４とが取得する情報に基づいて、変化時間を判定したしたが、変化時間の判定方法はこれに限られない。例えば、伸び量情報取得部４５は、上センサ状態取得部４３と下センサ状態取得部４４とが取得する情報に基づいて、時刻ｔ₁および時刻ｔ₄を取得し、荷物がない時に状態２から状態４までに要する基本時間を時刻ｔ₁から時刻ｔ₄までに要する時間から差し引いた時間を変化時間として判定してもよい。

さらに例えば、実施の形態の伸び量情報５０ａに代えて、各荷物の重量を示す重量情報を荷物情報記憶部５０に記憶させてもよい。各荷物の重量は、例えば、入力部５１により入力される。

伸び量情報取得部４５は、荷おろしまたは荷おろしする荷物に対応する重量情報を取得し、例えば、（式１）のように荷物の重量とワイヤロープ１９の伸び量との関係を示す式に基づいて、ワイヤロープ１９の伸び量を算出することにより、伸び量を取得する。

ここで（式１）では、ΔＬはワイヤロープ１９の伸び量（ｍ）、Ｅはワイヤロープ１９の弾性率（Ｎ／ｍ²）、Ａはロープの断面積（ｍ²）、Ｗは荷物の重量（ｋｇ）をそれぞれ表す。

このように、重量を入力することにより、実施の形態のように初回荷すくいでの学習の必要がなくなる。そのため、初回荷すくいの時から、荷すくいに要する時間を短縮することが可能になる。

さらに例えば、上センサ２５および下センサ２６は、載置台１６が所定位置にあることを判定するためのセンサの一例であり、レーザ距離計、エンコーダなどでもよい。

レーザ距離計は、床面、下部台車１１、マスト１３の上端などレーザ距離計が取り付けられる位置から載置台１６までの距離を測定する。レーザ距離計により載置台１６の移動を検知できるため、例えば、荷すくいを開始した載置台１６の移動が停止する状態（図８に示す状態２）と、荷物をすくった載置台１６が移動を開始する状態（図８に示す状態４）とを検知することによって、実施の形態と同様に伸び量を算出することができる。

また、エンコーダは、ウィンチモータ１７の回転量を測定する。このようなエンコーダと、実施の形態で説明した上センサ２５および下センサ２６とを組み合わせることにより、例えば、図８に示す状態２から状態４までのウィンチモータ１７の回転量の合計を伸び量として直ちに算出することができる。また、エンコーダとレーザ距離計とを組み合わせることによっても、同様に伸び量を算出することができる。

レーザ距離計およびエンコーダの場合、これらのセンサで計測される載置台１６の上下方向の位置の変化が制御部４０に出力される。ウィンチモータ制御部４１は、載置台１６の上下方向の位置の変化に基づいて、実施の形態と同様に、ウィンチモータの駆動を制御する。

さらに例えば、フォーク２０は、載置台１６に備えられるとしたが、棚２が有してもよい。

さらに例えば、実施の形態の載置台１６は、荷物を支持して昇降する支持台の一例にすぎない。支持台は、荷物を上部から吊るして昇降するものであってもよい。例えば、支持台は、荷物の上部を掴み、または、荷物が自身の上部に有する吊り具にフォークを進入および退出させる。この場合、支持部は、支持台が荷物を掴むための握持部または吊り具に応じたフォークを有する。

さらに例えば、フォーク２０の上面と荷物６０とのすき間を上昇させる速さ、ワイヤロープ１９が伸びきった後に載置台１６を上昇させる速さとは同じｖ₁（ｍ／秒）としたが、これらはｖ₂（ｍ／秒）より低速であれば、異なる速さでもよい。

また、パレットの脚の底面と棚２の棚板の上面とのすき間分下降させる速さ、ワイヤロープ１９の伸びが戻りきった後に載置台１６を下降させる速さとは同じｖ₁（ｍ／秒）としたが、これらはｖ₂（ｍ／秒）より低速であれば、異なる速さでもよい。

さらに例えば、懸架部材としてのワイヤロープ１９はチェーンなどでもよい。
チェーンであっても荷物が載置されると荷物の重量によって伸びる。その伸び量を算出することが困難であっても、実施の形態のように伸び量を学習することによって、荷おろしおよび２回目以降の荷すくいに要する時間を短縮することが可能になる。

本発明は、スタッカクレーンに適用できる。

スタッカクレーンを備える自動倉庫の構成の一例を示す斜視図である。 スタッカクレーンの構成を模式的に示す図である。 上センサと遮光板との関係を示す平面図である。 上センサおよび下センサと、遮光板との関係を示す斜視図である。 スタッカクレーンが備える本発明に特徴的な構成の詳細を示すブロック図である。 （ａ） 伸び量情報の一例を示す図である。（ｂ）収納位置情報の一例を示す図である。 スタッカクレーン１により実行される動作の流れの概要を示す図である。 初回荷すくい処理の詳細な流れを示す図である。 ２回目以降の荷すくい時のスタッカクレーン１の処理および動作の流れを示す図である。 荷おろし時のスタッカクレーン１の処理および動作の流れを示す図である。

符号の説明

１ スタッカクレーン
２ 棚
３ ステーション
１１ 下部台車
１３ マスト
１６ 載置台
１７ ウィンチモータ
１８ シーブ
１９ ワイヤロープ
２０ フォーク
２１ プレート
２２ 移載モータ
２３ 制御装置
２４ 遮光板
２５ 上センサ
２６ 下センサ
３０ 機構部
４０ 制御部
４１ ウィンチモータ制御部
４２ 移載モータ制御部
４３ 上センサ状態取得部
４４ 下センサ状態取得部
４５ 伸び量情報取得部
４６ 収納位置情報取得部
５０ 荷物情報記憶部
５１ 入力部
５２ 出力部

Claims (6)

1. 荷物の荷すくいおよび荷おろしを行うスタッカクレーンであって、
   前記荷物が支持される支持台と、
   前記支持台を懸架する長尺の懸架部材と、
   前記懸架部材を駆動することにより前記支持台を昇降させる駆動源と、
   前記荷物の重量により前記懸架部材の伸び量が変化し始めたことを示す開始情報を取得する開始情報取得手段と、
   前記開始情報取得手段が前記開始情報を取得するまで、第１の速さで前記駆動源を駆動させる第１駆動制御手段と、
   前記荷物の重量による前記懸架部材の伸び量の変化が終了したことを示す終了情報を取得する終了情報取得手段と、
   前記開始情報取得手段により取得された伸び量の変化の開始から前記終了情報取得手段により取得された伸び量の変化の終了までの少なくとも一部で、前記第１の速さよりも速く前記駆動源を駆動させる第２駆動制御手段とを備える
   ことを特徴とするスタッカクレーン。
2. さらに、前記荷物が前記支持台に支持された場合の前記伸び量に関する伸び量情報を記憶している荷物情報記憶手段を備え、
   前記終了情報取得手段は、前記伸び量情報を参照することにより、前記終了情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスタッカクレーン。
3. さらに、前記荷物が前記支持台に支持された場合の前記伸び量に関する伸び量情報を記憶している荷物情報記憶手段と、
   前記荷物が指定される指定手段とを備え、
   前記荷物情報記憶手段は、前記荷物を特定する情報と、前記伸び量情報とを関連付けて記憶し、
   前記終了情報取得手段は、前記指定手段により指定された前記荷物に関連付けられる前記伸び量情報を参照することにより、前記終了情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載のスタッカクレーン。
4. さらに、前記支持台と前記荷物との接触を検知する第１検知手段を備え、
   前記開始情報取得手段は、前記第１検知手段により前記接触が検知されたことを示す情報を前記開始情報として取得する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスタッカクレーン。
5. さらに、前記荷物が収納される棚と前記荷物との接触を検知する第２検知手段を備え、
   前記開始情報取得手段は、前記第２検知手段により前記接触が検知されたことを示す情報を前記開始情報として取得する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスタッカクレーン。
6. 荷物が支持される支持台と、
   前記支持台を懸架する長尺の懸架部材と、
   前記懸架部材を駆動することにより前記支持台を上下させる駆動源とを備え、前記荷物の荷すくいおよび荷おろしを行うスタッカクレーンの荷物搬送方法であって、
   前記荷物の重量により前記懸架部材の伸び量が変化し始めたことを示す開始情報を取得する開始情報取得ステップと、
   前記荷物の重量により前記懸架部材の伸び量が変化し始めたことを示す開始情報を取得する開始情報取得ステップと、
   前記開始情報取得ステップにおいて前記変化開始時を取得するまで、第１の速さで前記駆動源を駆動させる第１駆動制御ステップと、
   前記荷物の重量により前記懸架部材の伸び量の変化が終了したことを示す終了情報を取得する終了情報取得ステップと、
   前記開始情報取得ステップにおいて前記開始情報が取得された時から前記終了情報取得ステップにおいて前記終了情報が取得された時までの少なくとも一部で、前記第１の速さよりも速く前記駆動源を駆動させる第２駆動制御ステップとを含む
   ことを特徴とする荷物搬送方法。

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