JP5294450B2 - ロール移載装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ロールを懸架、保持するための保持部材との間でロールの受け渡しを行なうロール移載装置に関する。
グラビア印刷機やラミネータ、フィルム用コーター機などでは、フィルムをロール状に巻き取ったロールが使用される。ロールは、通常、自動倉庫の棚に保管される。そして、必要に応じてロールを棚から取り出して搬送台車のような搬送手段に供給したり、逆に、自動倉庫の棚に補充を行なうために搬送手段からロールを受け取って棚に移し替えたりするために自動倉庫にはロール移載装置が備えられる(例えば特許文献1参照)。
図5はロールの一例を示す。ロール100は、中心となる中空のコア110にフィルムやシートを巻き取ったロール体120を有する。コア110はロール体120の両端から突き出た突出部110−1を有する。突出部110−1はロール100を懸架、保持するために利用され、突出長Cは、通常、100mm程度である。
図6は自動倉庫におけるロール100の保管状況を、棚一列分について示す。ここでは、一列分の棚を構築するために4本の棚柱210(前後左右の4本のうち、前側の2本のみ図示)を有し、これら4本の棚柱210の間に上下方向に間隔をおいて複数段の棚受け(懸架保持手段)220が設けられる。棚受け220は、コア110の突出部110−1を受けることでロール100を懸架、保持するもので、突出部110−1を受け易くし、保管状態にある時の突出部110−1が振動等によりずれてロール100が落下しないように、突出部110−1を受ける受け部は断面が円弧形状やV字形状にされている。
自動倉庫は、通常、このような複数段の棚受けによる棚を複数列並べたものを一面とし、更に、間隔をおいて複数面並べた構成を持つ。そして、隣接する2つの面の間に、水平方向(棚の列方向)及び上下方向に移動可能とする昇降及び走行機構を備えたロール移載装置が配置される。
図7を参照して、自動倉庫のロール移載装置の一例として、スタッカクレーンによる移載装置を説明する。
移載装置300は、昇降及び走行機構により上下方向及び水平方向に移動可能な昇降台310とこの昇降台310上に構築されたシャトル機構320を有する。シャトル機構320は昇降台310と共に上下方向及び水平方向に移動するほか、水平方向、特に棚内に進入、退出する方向に関してスライド式に伸縮可能な構造を有し、伸長した時に先端となる部分の両側には上方に延びるコア受け321を有する。コア受け321はロール100の突出部110−1を受けるためのものであり、ロール体120の半径より大きめの上下方向サイズを持つ。コア受け321の上端は突出部110−1を受け易くするために、断面が円弧形状やV字形状にされている。
ロール100はコア110の両側の突出部110−1を2つの棚受け220にて支持された状態で懸架、保持されている。本移載装置では、ロールの受け取りに際しては、スタッカクレーンの昇降台310が目標とするロールに対応する位置に位置決めされる。スタッカクレーンの位置決め方式としては、棚柱等に設置した番地板を検出して走行停止位置を決める方式や、測距センサーを用いて原点位置からの距離情報を元に走行停止位置を決める方式が一般的である。昇降台310が目標位置に位置決めされて停止すると、昇降台310に設置されたシャトル機構320が伸長して先端部のコア受け321がコア110における突出部110−1の真下に位置する。そして、昇降台310を少し上昇させることで両側のコア受け321がロール100におけるコア110の突出部110−1を下から掬い上げ、シャトル機構320を縮小させることにより棚の中のロール100が取り出される。
ロールを棚に補充する場合には逆の動作となる。
ところで、上記のように番地板を用いた位置決め方式や測距センサーを用いた位置決め方式では、スタッカクレーン(昇降台)の位置決め精度だけでなく、棚の据付精度や棚の中でのロールの位置ずれなどを考慮した大きな隙間を必要とした。これは、特に高さの大きな棚で顕著であり、無駄なスペースが問題になっていた。
ここで、図8を参照して移載装置300のコア受け321とロール本体120の端面間の隙間A、コア受け321と棚受け220の先端の間の隙間Bについて説明する。
隙間A、Bは、前述したように、スタッカクレーン(昇降台)の停止誤差や棚の据付誤差、棚の中でのロールの位置ずれなどを考慮して決定される。誤差、位置ずれが大きい場合は隙間A、Bを大きく取る必要があり、棚柱間のピッチDが大きくなるだけでなく、コア110における突出部110−1の突出長Cを大きくする必要がある。これは、自動倉庫におけるロールの格納効率が低下することを意味する。
この解決方策として、棚柱の位置を学習してスタッカクレーンの停止位置を決めたり、棚柱に反射板を貼りこの反射板を検出して停止したりする方法などが考えられるが、いずれも棚の中でのロールの位置ずれ(コアの中心軸方向へのずれ)に対しては対応できず、結果として隙間を大きくせざるを得ない。
一方、棚の中でのロールの位置ずれを吸収する方法として棚受けにテーパ状のガイドを付け、ここにコアの突出部を滑り込ませることによって強制的にコアの位置を棚受けに合わせる方法もあるが、ガイドを滑る際のコアの磨耗や変形が問題になる。
特開2003−63616号公報
本発明の主たる課題は、懸架保持部材により保管状態にあるロールの位置ずれの影響を受けることなく懸架保持部材から確実にロールを受け取ることのできる高精度での移載が可能なロール移載装置を提供することにある。
本発明が適用される自動倉庫は、ロールのコアを懸架保持手段により保持して格納するタイプの自動倉庫であり、スタッカクレーンによる移載装置が懸架保持手段との間でコアの受け渡しを行なう。そして、ロールの受け渡し、特に受け取りに際して、ロールの軸方向の位置ずれを検出し、位置ずれに応じてシャトル機構の位置補正を行うことで、高精度な移載を実現している。
具体的には、本発明の態様によれば、中心にコアを持つロールであって前記コアが該ロールの両端から突き出た突出部を有するロールを、該ロールの懸架保持手段との間で受け渡しを行なうための移載装置であって、昇降及び走行機構により昇降及び走行可能なテーブルと前記ロールの両側の前記突出部を受けるための2つのコア受け部を備えたロール移載装置において、前記2つのコア受け部を、前記懸架保持手段で保持されているロールの前記突出部の下側に進入、退出させるシャトル機構と、該シャトル機構を、前記懸架保持手段で保持されているロールの中心軸と平行な水平方向にスライドさせるスライドテーブルを持つスライド機構と、前記懸架保持手段に対する前記懸架保持手段で保持されているロールの前記中心軸方向への位置ずれを検出する第1の位置ずれ検出手段と、前記テーブルが停止した状態で前記第1の位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記スライド機構を制御して、前記ロールの位置ずれに応じて前記シャトル機構の位置補正を行なう制御手段と、を備え、前記第1の位置ずれ検出手段は前記スライド機構上に配置されたことを特徴とするロール移載装置が提供される。
なお、前記懸架保持手段は、前記ロールの両側の前記突出部を載せた状態で受ける2つの受け部から成り、しかも該受け部の先端と前記ロールの端面との間には隙間ができるようにされ、前記第1の位置ずれ検出手段は、前記懸架保持手段で保持されているロールの前記突出部の前記中心軸方向への位置ずれを検出し、前記制御手段は、前記第1の位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記スライド機構を制御して、前記2つのコア受け部が前記懸架保持手段で保持されているロールの前記突出部の真下に進入可能となるように、前記シャトル機構の位置補正を行なうことが望ましい。
また、シャトル機構は、前記テーブルにスライド機構を介して搭載されていることが望ましい。
更に、前記第1の位置ずれ検出手段は、前記スライドテーブルに前記コアの長さL2よりも大き目の間隔L1をおいて上方に延びるように立設されたセンサー用架台に設けた発光及び受光機能を持つ2つの第1の光センサーと、該第1の光センサーからの光を該第1の光センサー側に反射させるように前記2つの受け部のそれぞれに設けた2つの第1の反射板とを含み、前記第1の光センサーとこれに対応する前記第1の反射板との位置関係を、前記ロールの前記突出部が前記中心軸方向へ位置ずれを生じている時に、一方の前記突出部により前記第1の光センサーから対応する前記第1の反射板への光が遮られるような位置関係にしてあることが望ましい。
更に、前記シャトル機構の前記ロールの中心軸と平行な水平方向への位置ずれを検出する第2の位置ずれ検出手段を備えても良く、この場合、前記制御手段は、前記第2の位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記スライド機構を制御して、前記シャトル機構の位置決め補正を行なうことにより、前記シャトル機構の前記進入に際しての前記コア受け部と前記受け部との干渉を防止する。また、前記受け部は上下方向に延びる複数の柱を利用して構成し、前記第2の位置ずれ検出手段は、前記スライドテーブルに設けた2光軸の発光及び受光機能を持つ第2の光センサーと、該第2の光センサーからの2光軸の光を該第2の光センサー側に反射させるように、前記スライドテーブルに近い方の前記柱に設けた第2の反射板とを含むことが望ましい。
本発明によるロール移載装置は、高精度の移載機能を有し、懸架保持手段においてロールが軸方向に位置ずれした状態で保管されていたとしても、その影響を受けることなく確実にロールを受け取ることができる。特に、上記効果を得るために、コア受けとロール端面との間や、コア受けと受け部の先端との間、更にはロール端面と受け部の先端との間に大きな隙間を設ける必要がなくなるので、上記隙間を極力小さくすることで自動倉庫の格納効率を向上させることができる。また、高精度での移載により、ロール移載時に移載装置の構成要素とロールあるいは棚側の構成要素との間の干渉を無くし、これらの間でのこすれによる磨耗粉の発生を抑えることができる。
図1〜図4を参照して、本発明によるロール移載装置の好ましい実施形態について説明する。以下の説明は、ロール移載装置を、前述した自動倉庫に適用する場合の例であり、図5〜図7に示された要素と同じ要素には同一番号を付しているが、この例に限定されるものでないことは言うまでも無い。
図1〜図4は、前述したように複数の棚を持つ自動倉庫における1つの棚のみを示している。
棚の構造は、前述したように、一列分の棚を構築するために4本の棚柱210(前後左右の4本)を有し、これら4本の棚柱210の間に上下方向に間隔をおいて複数段の棚受け(懸架保持手段)220が設けられる。厳密に言えば、前後の2本の棚柱210の間に梁230が掛け渡され、この梁230に棚受け220が設置されている。棚受け220は、コア110の突出部110−1を受けることでロール100を懸架、保持するもので、突出部110−1を受け易くし、保管状態にある時の突出部110−1が振動等によりずれてロール100が落下しないように、突出部110−1を受ける受け部は断面が円弧形状やV字形状にされている。
スタッカクレーンによる移載装置10は、昇降及び走行機構により上下方向及び水平方向に移動可能な昇降台(テーブル)20とこの昇降台20上にスライドテーブル30を介して構築されたシャトル機構40を有する。シャトル機構40は昇降台20、スライドテーブル30と共に上下方向及び水平方向に移動するほか、水平方向、特に棚内に進入、退出する方向に関してスライド式に伸縮可能な構造を有し、伸長した時に先端となる部分の両側には上方に延びるコア受け41を有する。コア受け41はロール100の突出部110−1を受けるためのものであり、ロール体120の半径より大きめの上下方向サイズを持つ。コア受け41の上端は突出部110−1を受け易くするために、断面が円弧形状やV字形状にされている。
本実施形態では、シャトル機構40をスライドテーブル30により昇降台20上で、そのスライド伸縮方向に直角な方向、すなわち保管状態にあるロール100の中心軸方向であってかつ水平方向にスライド移動可能にしている。
昇降台20の上下方向及び水平方向の駆動機構、シャトル機構40のスライド伸縮機構及びスライドテーブル30のスライド機構は、どのような構造で実現されても良く、本発明の要部ではないので、詳しい図示、説明は省略する。また、これらの駆動機構、スライド伸縮機構、スライド機構は、図示しない制御部により制御される。
以上の点に加えて、保管状態にあるロール100に対するシャトル機構40の位置決め補正のためにコア位置検出部、及び棚位置検出部を有する。
はじめにコア位置検出部について説明する。
図1、図2において、スライドテーブル30の両側に上方に延びるセンサー用架台31を設け、その上部に光電センサー(第1の光センサー)32を設置している。光電センサー32は検知用の光線を棚受け220側に向けて照射し、反射光の有無を検知する。一方、棚受け220には、光電センサー32からの光線の照射域に、光電センサー32側に向けて反射板(第1の反射板)221を設置している。
次に、棚位置検出部について説明する。
図4において、4本の棚柱210のうち、前側の2本の棚柱210の一方の前面の所定の高さ位置に反射板(第2の反射板)211を設置している。一方、スライドテーブル30の後端面(棚側と対向する面)の端部に近い位置には反射板211と協働して棚位置(柱位置)を検出する棚位置センサー33を設置している。
上記の移載装置による棚からのロール100の取り出しは、以下の手順で実施される。
(1)目標となる棚の位置にスタッカクレーン(昇降台20)を停止させる。
この場合の停止位置決めは、これまでの番地板を検出して停止位置を決める制御、あるいは測距センサーを用いて原点位置からの距離情報を元に停止位置を決める制御を採用することができる。この停止位置決め状態は、コア110(ロール100)が2つの棚受け220上で軸方向に位置ずれしていた場合にその影響を受けることになるので、後述するシャトル機構40の位置決め補正を必要とするが、上下方向に関しては位置補正の必要の無い精度で停止している。
(2)ロール100におけるコア110の端面位置、すなわちロール100の軸方向への位置ずれに応じてシャトル機構40の位置決め(シャトル位置決め)補正を行なう。このシャトル位置決め補正については、後で詳しく説明する。
(3)棚へのシャトル機構進入に際してシャトル機構40が棚側の構成部材と干渉しないか確認(棚位置検出)を行なう。この棚位置検出についても後で詳しく説明する。
(4)シャトル機構40を伸長させてコア受け41をコア110における突出部110−1の真下に進入させた後、昇降台20を少し上方に移動させてロール100を掬い取る。続いて、シャトル機構40を縮小させ、スタッカクレーン(昇降台20)を所定のロール供給位置まで搬送する。
図1、図2、図3を参照して、上記(2)のシャトル位置決め補正について詳細に説明する。
シャトル位置決めは、コア100の位置、厳密に言えばコア110の端面位置に応じてスライドテーブル30によりシャトル機構40をスライドさせることで実現される。
(2−1)移載装置10のスライドテーブル30の両側に設置されたセンサー用架台31の上部に光電センサー(レーザタイプ)32が設置され、棚受け220の背面側には反射板221が設置されて、2組の位置ずれ検出機構(第1の位置ずれ検出手段)が構成されている。特に、上記(1)の停止状態にある時、ロール100がその中心軸方向に位置ずれしていた場合に、2組のうちの一方の光電センサー32と反射板221を結ぶ光軸上に、コア110の突出部110−1が位置するよう光電センサー32の高さを設定してある。
(2−2)光電センサー32は、図示するようにスライドテーブル30上の2箇所の位置に設置してあり、シャトル機構40と連動して昇降台20上を図1(a)中、左右方向に移動可能である。2つの光電センサー32の間隔L1はコア幅(コア110の軸方向の長さ)L2よりも少し大きい値に調整してある。従って、L1、L2は以下の式で表すことができる。
L1=L2+2α
(2−3)伸長したシャトル機構40の先端部がロール100の下側に位置している時のロール100の端面とコア受け41の間隔の設定をβとすると、α<βになる様に設定しておく。
(2−4)スライド機構を動作させ、2箇所いずれの光電センサー32も対応する反射板221からの反射光が入光するように位置決めする。すなわち、図3(a)に示すように、左側の光電センサーがONで右側の光電センサーがOFFの場合は、ロール100が右側へずれていることを意味しているので、これに合わせてシャトル機構40(スライドテーブル30)を右方向へ移動させる。一方、図3(b)に示すように、右側の光電センサーがONで左側の光電センサーがOFFの場合は、ロール100が左側へずれていることを意味しているので、これに合わせてシャトル機構40を左側へ移動させる。
上記の位置ずれ補正の結果、図3(c)に示すように、いずれの光電センサー32にも対応する反射板221からの反射光が入光している場合、センサー用架台31の中心は幅方向(コアの軸方向)に関して言えばコア100の端面(突出部110−1の端部)に対して±α内に位置していることになる。ロール100の端面とコア受け41の間隔βはα<βの為、このときシャトル機構40を伸長させて棚側に進入させてもコア受け41とロール100の端面が干渉しないことになる。そして、コア受け41を、棚受け220の先端とロール100の端面との間の突出部11−1の真下に位置決めすることができる。
図1、図4を参照して、上記(3)の棚位置検出について詳細に説明する。
前側の2本の棚柱210のうちの一方に反射板211が設置され、スタッカクレーンのスライドテーブル30には反射板211と対向し得る位置に棚位置検出センサー(レーザタイプ)(第2の光センサー)33が設置されて、第2の位置ずれ検出手段が構成されている。
棚位置検出センサー33は、図4(a)に示すように、2光軸タイプであり、2光軸の間隔aを反射板211の幅bよりも少しだけ狭い値に調整してある。ここで、2光軸間の中心と反射板211の幅方向の中心とが一致した状態にある時、2光軸と反射板211の幅方向の端部の間隔をyとすると、b=a+2yで表すことができる。
一方、2つの棚受け220の先端同士の間隔をL3、2つのコア受け41の間隔をL4とし、互いに対応しあう棚受け220の先端とコア受け41の間隔をxとすると、x=(L3−L4)/2、x<yとなる様に設定しておく。
シャトル位置決めが行なわれた後、棚位置検出センサー33の2つの光軸のいずれにも反射板211から反射光が入光するように位置決めする。すなわち、左側の光軸がON、右側の光軸がOFFの場合はシャトル機構40を左へ移動させ、右側の光軸がON、左側の光軸がOFFの場合はシャトル機構40を右へ移動させる。いずれの光軸にも反射板211からの反射光が入光している場合、シャトル機構40の停止位置は所定の位置に対して±xの範囲内に停止していることになる。x<yに設定されていることにより、このときシャトル機構40を棚側に進入させ、コア受け41を上動させてもコア受け41と棚の棚受け220が干渉することは無い。
なお、移載装置による棚へのロールの格納は次の手順で実施される。
(4−1)目標となる棚の位置に、ロール100を搭載したスタッカクレーン(昇降台20)を停止させる。この場合の停止位置決めも、これまでの番地板を検出して停止位置を決める制御、あるいは測距センサーを用いて原点位置からの距離情報を元に停止位置を決める制御を採用することができる。
(4−2)スライドテーブル30により棚位置(棚受け220の位置)にあわせてシャトル機構40を位置決めする。この場合の位置決めは、上記(3)と同様の棚位置検出方法に基づいて行なわれるが、反射板211とは別の反射板(第3の反射板)212を用いる。これは、棚からロールを受け取る時のスタッカクレーン(スライドテーブル30)の高さ位置と、棚へロールを格納する時のスタッカクレーン(スライドテーブル30)の高さ位置が異なるからである。すなわち、棚からロールを受け取る時のスタッカクレーン(スライドテーブル30)の高さ位置は、コア受け41が棚受け220より少し低くなる高さ位置であるのに対し、棚へロールを格納する時のスタッカクレーン(スライドテーブル30)の高さ位置は、コア受け41、つまりそこに搭載しているロール100の突出部110−1が棚受け220より少し高くなる位置であるからである。このために、柱210における反射板211より少し高い位置に反射板212が設けられる。図4(b)に示すように、反射板212は、反射板211の幅bより狭い幅b’(但し、b>b’>a、b’=a+2y’、y>y’)を有する。
このような反射板212と棚位置検出センサー33(図4a参照)を用いて、上記(3)と同様の棚位置検出を行なうことにより、コア受け取り時よりも更に高い精度で位置決めを行なうことができ、シャトル機構40が棚側に進入する際に、コア受け部41と棚受け部220とが干渉しないようにすることができる。
(4−3)ロール100を搭載したシャトル機構40の先端部を棚側に進出させ、昇降台20を少し降下させてロール100を棚受け220に払い出す。そして、シャトル機構40を縮小させる。
以上のように、上記実施形態の移載装置は、高精度の移載機能を有し、棚においてロールが軸方向に位置ずれした状態で保管されていたとしても、その影響を受けることなく確実にロールを受け取ることができる。特に、上記効果を得るために、コア受けとロール本体の端面との間や、コア受けと棚受けの先端との間、更にはロール本体の端面と棚受けの先端との間に大きな隙間を設ける必要がなくなるので、上記隙間を極力小さくすることで自動倉庫の格納効率を向上させることができる。また、高精度での移載により、ロール移載時に移載装置の構成要素とロールあるいは棚側の構成要素との間の干渉を無くし、これらの間でのこすれによる磨耗粉の発生を抑えることができる。
本発明の実施形態を自動倉庫におけるスタッカクレーンによる移載装置に適用して説明したが、本発明はスタッカクレーンによる移載装置に限らず、両側にコアの突出部を持つロール状物の移載装置全般に適用可能であり、複数段の棚ではなく、ロール状物がコアの2つの突出部を受ける2つの受け部を持つ置き台で懸架保持されているような場合でも適用可能である。
図1は、本発明を、自動倉庫のロール移載装置である、スタッカクレーンによる移載装置に適用した場合の実施形態を、正面図(図a)、側面図(図b)で示す。 図2は、図1に示された移載装置においてシャトル位置決めを行なうために必要なコア位置検出部について説明するための平面図である。 図3は、図1に示された移載装置によるシャトル位置決め動作を説明するための図である。 図4(a)、(b)は、図1に示された移載装置において棚位置検出を行なうために必要な棚位置検出部について説明するための平面図である。 図5は、本発明の移載対象となるロールの一例を説明するための図である。 図6は、自動倉庫におけるロールの保管状況を、棚一列分について示した図である。 図7は、これまでの自動倉庫のロール移載装置の一例として、スタッカクレーンによる移載装置を、正面図(図a)、側面図(図b)、平面図(図c)で示す。 図8は、図7のスタッカクレーンのコア受けとロール本体の間の隙間、及びコア受けと棚受けの先端の間の隙間について説明するための図である。
符号の説明
10 移載装置
20 昇降台
30 スライドテーブル
31 センサー用架台
32 光電センサー
33 棚位置センサー
40 シャトル機構
41 コア受け
100 ロール
110 コア
110−1 突出部
210 棚柱
220 棚受け

Claims (1)

  1. 中心にコアを持つロールであって前記コアが該ロールの両端から突き出た突出部を有するロールを、該ロールの懸架保持手段との間で受け渡しを行なうための移載装置であって、昇降及び走行機構により昇降及び走行可能なテーブルと前記ロールの両側の前記突出部を受けるための2つのコア受け部を備えたロール移載装置において、
    前記懸架保持手段は、前記ロールの両側の前記突出部を載せた状態で受ける2つの受け部から成り、しかも該受け部の先端と前記ロールの端面との間には隙間ができるようにされており、
    前記2つのコア受け部を、前記懸架保持手段で保持されているロールの前記突出部の下側に進入、退出させるシャトル機構と、前記シャトル機構を、前記懸架保持手段で保持されているロールの中心軸と平行な水平方向にスライドさせるスライドテーブルを持つスライド機構と、前記懸架保持手段で保持されているロールの前記中心軸方向への位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
    前記テーブルが停止した状態で前記位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記スライド機構を制御して、前記ロールの位置ずれに応じて前記シャトル機構の位置補正を行なう制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記位置ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記スライド機構を制御して、前記2つのコア受け部が前記懸架保持手段で保持されているロールの前記突出部の真下に進入可能となるように、前記シャトル機構の位置補正を行ない、
    前記位置ずれ検出手段は、前記懸架保持手段で保持されているロールの前記突出部の前記中心軸方向への位置ずれを検出するものであり、前記位置ずれ検出手段は前記スライド機構上に配置され、
    前記位置ずれ検出手段は、前記スライドテーブルに前記コアの長さL2よりも大き目の間隔L1をおいて上方に延びるように立設されたセンサー用架台に設けた発光及び受光機能を持つ2つの光センサーと、該光センサーからの光を該光センサー側に反射させるように前記2つの受け部のそれぞれに設けた2つの反射板とを含み、前記光センサーとこれに対応する前記の反射板との位置関係を、前記ロールの前記突出部が前記中心軸方向へ位置ずれを生じている時に、一方の前記突出部により前記の光センサーから対応する前記反射板への光が遮られるような位置関係にしてあることを特徴とするロール移載装置。
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