JP6497203B2 - 自動搬送システム - Google Patents
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Description
スタッカクレーンは、搬送システムを管理する上位コンピュータからの搬送指令に従って入出庫作業を行う。スタッカクレーンは、入出庫作業が終了した時に次の搬送指令が無ければ、そのまま停止して待機状態に入る。待機状態にある時には、スタッカクレーンの走行駆動モータ、昇降駆動モータ、フォーク駆動モータの各駆動機器系、電磁接触器、リレー、光電センサ等のスイッチ、センサ類には、搬送指令を受信したら直ちにスタッカクレーンを作動できるように、通電がなされている。そして、待機状態が長時間継続すると、その間電力は無駄に消費されており、運転コストを高くしている。
特許文献1のスタッカクレーンでは、コントローラは、動作を停止してからタイマにより所定時間をカウントし、所定時間が経過するとモードを変更することで、モータ等への通電を遮断する。
下位コントローラは、タイマを有し、搬送指令を所定時間受け付けなければ、所定の機器への電力供給が遮断される第1省エネモードに移行する。
上位コントローラは、下位コントローラに対して、第1省エネモードのときよりも多くの機器への電力供給が遮断される第2省エネモードへの移行指令を送信する。
下位コントローラは、移行指令を受信すれば、第2省エネモードに移行する。
この自動搬送システムでは、例えば搬送要求を受け付けていない場合に、搬送機器を積極的に第2省エネモードへ移行させる。したがって、省エネルギー効果が高くなる。
この自動搬送システムでは、隙間時間等に起動時間が短い機器の電力供給が遮断されるので、さらに省エネルギー効果が高くなる。
この自動搬送システムでは、搬送指令が保持されていても、上位コントローラが所定条件下で搬送指令を搬送機器に送信せず、その状態で搬送機器に移行指令を送信することで搬送機器を第2省エネモードへ移行させることができる。
この自動搬送システムでは、搬送指令を受け付けなければ、短時間で第1省エネモードに移行する。
この場合は、スリープ指令送信時には搬送機器の搬送動作が完全に終了しているので、搬送機器の動作の安全性が高い。
(1)自動搬送システムの概要
図1及び図2を用いて、本発明の第1実施形態に係る自動搬送システム1を説明する。図1は、本発明の第1実施形態としての自動搬送システムの概略平面図である。図2は、自動搬送システムの制御構成を示す概略ブロック図である。
自動搬送システム1は、無人搬送車システム105を有している。無人搬送車システム105は、自動倉庫103の近傍に設けられている。無人搬送車システム105は、周回軌道上を走行する複数の無人搬送車111を有している。
上記の構造において、複数の無人搬送車111は、コンベア113と自動倉庫103との間で荷物を搬送可能である。
なお、図1のレイアウトは一例であって、様々な変更が可能である。
自動搬送システム1は、上位コントローラ5を有している。上位コントローラ5は、CPU、RAM、ROM等を有するコンピュータであって、プログラムによって制御を行う。上位コントローラ5は、スタッカクレーン3と通信可能であり、スタッカクレーン3に対して搬送指令を送信する。
上位コントローラ5は、例えば、さらに上位のコントローラ(図示せず)から搬送要求を受け取ると、それを搬送指令に変換し、スタッカクレーン3に搬送指令を送信する。例えば、搬送要求に、スタッカクレーン3の情報及び発信時刻が追加される。搬送指令は、例えば、搬送する物品のID、出発位置、速度パターン、作業内容を含んでいる。
より具体的には、上位コントローラ5は、例えば物流コントローラであり、図示しない上位のコントローラ又は生産コントローラに接続され、物品の搬送要求を受け、搬送結果を報告する。
1台の上位コントローラ5が全てのスタッカクレーン3を制御してもよいし、又は複数台の上位コントローラ5を設けて各々がスタッカクレーン3を制御してもよい。
また、上位コントローラ5のさらに上位には、自動搬送システム1全体を制御する搬送コントローラが設けられており、無人搬送車111、複数台のコンベア113を制御するための上位コントローラ5と同等のコントローラを別に設けてもよい。
上位コントローラ5は、搬送指令送信部23を有している。搬送指令送信部23は、搬送指令をスタッカクレーン3の下位コントローラ9(後述)に送信する。
上述した搬送指令作成部21及び搬送指令送信部23は、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現される機能である。上述した搬送指令保存部25は、メモリにおける所定の領域である。
省エネモード制御部27は、スリープ指令送信部29を有している。スリープ指令送信部29は、所定の条件が成立すれば、下位コントローラ9に対してスリープ指令を送信する。スリープ指令については後述する。
省エネモード制御部27は、ウェイク指令送信部31を有している。ウェイク指令送信部31は、所定の条件が成立すれば、下位コントローラ9に対してウェイク指令を送信する。ウェイク指令については後述する。
図2に示すように、スタッカクレーン3は、下位コントローラ9を有している。下位コントローラ9は、CPU、RAM、ROM等を有するコンピュータであって、プログラムによって制御を行う。下位コントローラ9には、機器11、12、13、14、15が接続されている。なお、機器11〜15は例示であって、実際は多数の機器が接続されている。機器11〜15は、例えば、モータ及びインバータユニットの駆動機器系(モータ系)、電磁接触器、リレー、リミットスイッチ、光電センサ等である。下位コントローラ9は、これら機器に対して制御信号を送信する。これら各機器11〜15が動作することで、スタッカクレーン3による搬送作業が行われる。
スタッカクレーン3は、タイマ33を有している。タイマ33は、所定時間の経過を下位コントローラ9に知らせる。
省エネモード実行部35は、第1省エネモードを実行可能である。第1省エネモードは、上位コントローラ5から搬送指令を所定時間受け付けなければ、例えば機器11〜15の一部への電力供給が遮断されるモードである。上述の所定時間は、例えば1秒〜5秒である。第1省エネモードにおいて電力供給が遮断される機器は、起動時間が短い機器のグループに所属する機器である。ここでの「起動時間が短い機器」とは、例えば立ち上がり時間が0.5秒以下の機器である。
第1省エネモードで電力供給が続けられるのは、起動時間が比較的長い機器であり、例えば、インバータ、モータブレーキを含む。インバータの起動時間は約10秒である。
このように、隙間時間等に起動時間が短い機器への電力供給を停止することで、省エネルギー効果が高くなる。
省エネモード実行部35は、第2省エネモードを実行可能である。第2省エネモードは、上位コントローラ5からスリープ指令を受け付ければ、実行される。第2省エネモードでは、第1省エネモードのときよりも多くの機器への電力供給が遮断される。具体的には、第1省エネモードで電力供給が続けられた起動時間が比較的長い機器への電力供給も遮断される。
図3を用いて、上位コントローラ5による搬送指令作成制御を説明する。図3は、上位コントローラの搬送指令作成制御動作を示すフローチャートである。なお、以下の全ての制御動作の説明は例示であり、各ステップの有無及び順番は必要に応じて変更可能である。
図において、ステップS101では、搬送指令作成部21が、搬送要求があるか否かを判断する。搬送要求があれば(ステップS101でYes)、プロセスはステップS102に移行する。
ステップS103では、搬送指令作成部21が、搬送指令を搬送指令保存部25に保存する。ステップS103が終了すれば、プロセスはステップS101に戻る。
図4を用いて、上位コントローラ5による搬送指令送信動作を説明する。図4は、上位コントローラの搬送指令送信制御動作を示すフローチャートである。
ステップS1では、省エネモード制御部27が、搬送指令保存部25に未送信の搬送指令がストックされているか否かを判断する。未送信の搬送指令がストックされていれば(ステップS1でYes)、プロセスはステップS7に移行する。未送信の搬送指令がストックされていなければ(ステップS1でNo)、プロセスはステップS2に移行する。
ステップS2では、省エネモード制御部27が、直近の搬送指令に対してスタッカクレーン3から搬送完了報告を受信しているか否かを判断する。搬送完了報告を受信していれば(ステップS2でYes)、プロセスはステップS3に移行する。搬送完了報告を受信していなければ(ステップS2でNo)、プロセスはステップS1に戻る。以上より、搬送指令のストックが無くてしかも搬送完了報告を受信している場合のみ、プロセスはステップS3に移行する。
ステップS4では、省エネモード制御部27が、搬送指令保存部25に搬送指令のストックができたか否かを判断する。搬送指令のストックができれば(ステップS4でYes)、プロセスはステップS5に移行する。
ステップS6では、搬送指令送信部23は、搬送指令を下位コントローラ9に送信する。プロセスはその後にステップS1に戻る。なお、ウェイク指令送信後に搬送指令を送信する時間は、機器の立ち上がり時間を考慮して必要な機器が起動した後に搬送指令が到達するように設定される。
ステップS8では、スリープ指令送信部29は、スリープ指令を下位コントローラ9に送信する。
以上に述べたように、ステップS7〜S9によって、搬送指令のストックがある場合でも、上位コントローラ5が所定条件下で搬送指令をスタッカクレーン3に送信せず、その状態でスタッカクレーン3に移行指令を送信することでスタッカクレーン3を第2省エネモードへ移行させることができる。これにより、第2省エネモードの時間をより長く維持でき、省エネ効果を高めることができる。また、この場合は、第2省エネモードから通常モードに移行すれば、ストックされた搬送指令が順番に送信される。
このような制御が実行される場合としては、例えば、以下の態様が想定される。
・上位コントローラ5が、夜の時間帯では搬送指令を送信せずに、朝になれば搬送指令を送信する。
・上位コントローラ5が、荷物数が少ない場合は搬送指令を送信せずに、荷物数が所定数に達すれば搬送指令を送信する。
・上位コントローラ5が、搬送完了目標時間から逆算した搬送開始時刻に対して時間に十分に余裕がある場合は搬送指令を送信せず、上記の搬送開始時刻に達すれば搬送指令を送信する。
なお、ステップS7〜S9の制御は省略してもよい。
・上位コントローラ5は、搬送指令のストックがない状態(例えば搬送要求を受け付けていない場合)に、スリープ指令を下位コントローラ9に送信する(ステップS1、ステップS3)。このように、搬送機器としてのスタッカクレーン3を積極的に第2省エネモードへ移行させる。したがって、省エネルギー効果が高くなる。
・上位コントローラがスリープ指令を送信するのは、上位コントローラ5が下位コントローラ9から搬送完了報告を受信した場合である(ステップS2)。この場合は、スリープ指令送信時にはスタッカクレーン3の搬送動作が完全に終了しているので、スタッカクレーン3の動作の安全性が高い。
・搬送指令のストックがある場合は、上位コントローラ5は、搬送指令を下位コントローラ9に送信する(ステップS1、S6)。
・第2省エネモード中に搬送指令のストックができれば、上位コントローラ5はウェイク指令及び搬送指令を下位コントローラ9に送信する(ステップS4、S5、S6)。
図5を用いて、下位コントローラ9による搬送制御動作を説明する。図5は、下位コントローラの搬送制御動作を示すフローチャートである。なお、特に説明がない場合は、スタッカクレーン3は、通常モードで動作している。
図では、ステップS21において、下位コントローラ9は、搬送指令を受信したか否かを判断する。搬送指令を受信すれば(ステップS21でYes)、プロセスはステップS22に移行する。搬送指令を受信していなければ(ステップS21でNo)、プロセスはステップS24に移行する。
ステップS23では、下位コントローラが、搬送完了報告を上位コントローラ5に送信する。その後、プロセスはステップS21に戻る。
ステップS25では、省エネモード実行部35は、タイマ33に基づいて、所定時間が経過したか否かを判断する。タイマ33の時間計測開始の基準は、例えば、搬送指令に従った搬送作業の実行が終了して各機器の動作が停止した時点である。所定時間が経過すれば(ステップS25でYes)、プロセスはステップS26に移行する。所定時間が経過していなければ(ステップS25でNo)、プロセスはステップS21に戻る。
ステップS27では、省エネモード実行部35は、上位コントローラ5からスリープ指令を受信したか否かを判断する。スリープ指令を受信すれば(ステップS27でYes)、プロセスはステップS30に移行する。スリープ指令を受信していなければ(ステップS27でNo)、プロセスはステップS28に移行する。
ステップS29では、省エネモード実行部35は、モード切替スイッチ39を制御することで、電力供給が停止されていた電気機器に電力供給を行い、搬送作業の準備を行う。
ステップS31は、省エネモード実行部35は、ウェイク指令を上位コントローラ5から受信するのを待つ。ウェイク指令を受信すれば(ステップS31でYes)、プロセスはステップS29に移行する。
・下位コントローラ9は、搬送指令を受信するごとに、搬送動作を実行し、さらに搬送完了報告を上位コントローラ5に送信する(ステップS21、S22、S23)。
・下位コントローラ9は、搬送完了報告を送信後に所定時間が経過すれば、第1省エネモードを実行する(ステップS25、S26)。
・下位コントローラ9は、所定時間経過前にスリープ指令を受信すれば通常モードから第2省エネモードに移行する(ステップS24、S29)。
・下位コントローラ9は、所定時間経過前に搬送指令を受信すれば搬送動作を実行し、さらに搬送完了報告を上位コントローラ5に送信する(ステップS25、S21、S22、S23)。つまり、所定時間の計時の途中、すなわち通常モードで上位コントローラ5から搬送指令が送信されれば、下位コントローラ9により直ちに搬送作業が開始されるとともに、計時が中断されてタイマ33によるカウントがリセットされる。
・下位コントローラ9は、第1省エネモード実行中にスリープ指令を受信すれば、第1省エネモードから第2省エネモードに移行する(ステップS27、S29)。
図6〜図9を用いて、実際に生じ得る制御動作の<例1>〜<例4>を説明する。図6〜図9は、自動搬送システムの通信フロー図である。
<例1>
図6では、下位コントローラ9が搬送完了報告を上位コントローラ5に送信した(図5のステップS23)状態で、搬送指令ストックがある(図4のステップS1のYes)にも関わらず、上位コントローラ5が搬送指令を止めておかない判断をしている(図4のステップS7でNo)。したがって、上位コントローラ5が搬送指令を下位コントローラ9に送信する(図4のステップS6)。
図7では、下位コントローラ9が搬送完了報告を上位コントローラ5に送信した(図5のステップS23)状態で、搬送指令ストックがない(図4のステップS1のNo)ので、上位コントローラ5がスリープ指令を下位コントローラ9に送信する(図4のステップS3)。そして、搬送指令がストックされれば(図4のステップS4でYes)、上位コントローラ5がウェイク指令を下位コントローラ9に送信し(図4のステップS5)、続いて搬送指令を下位コントローラ9に送信する(図4のステップS6)。
図8では、下位コントローラ9が搬送完了報告を上位コントローラ5に送信した(図5のステップS23)状態で、搬送指令ストックがある(図4のステップS1のYes)にも関わらず、上位コントローラ5が搬送指令を止めておく判断をしている(図4のステップS7でYes)。上位コントローラ5がスリープ指令を下位コントローラ9に送信して(図4のステップS8)、第2省エネモードが開始される。なお、この例では、スリープ指令送信前に所定時間が経過しており(図5のステップS25でYes)、そのため第2省エネモードへの移行前に、スタッカクレーン3は通常モードから第1省エネモードに移行している(図5のステップS26)。そして、第2省エネモード中に搬送指令を止めておく条件が解消すれば(図4のステップS9でYes)、上位コントローラ5がウェイク指令を下位コントローラ9に送信し(図4のステップS5)、続いて搬送指令を下位コントローラ9に送信する(図4のステップS6)。
図9では、下位コントローラ9が搬送完了報告を上位コントローラ5に送信した(図5のステップS23)状態で、搬送指令のストックがある(図4のステップS1のYes)にも関わらず、上位コントローラ5が搬送指令を止めておく判断をしている(図4のステップS7でYes)。したがって、上位コントローラ5がスリープ指令を下位コントローラ9に送信して(図4のステップS8)、第2省エネモードが開始される。なお、この例では、第2省エネモードへの移行前に、スタッカクレーン3は第1省エネモードに移行していない。そして、第2省エネモード中に搬送指令を止めておく条件が解消すれば(図4のステップS9でYes)、上位コントローラ5がウェイク指令を下位コントローラ9に送信し(図4のステップS5)、さらに搬送指令を下位コントローラ9に送信する(図4のステップS6)。
図10を用いて、第2実施形態を説明する。図10は、自動搬送システムの制御構成を示す概略ブロック図である。
前記第1実施形態では、上位コントローラ5が上位のコントローラから搬送要求を受け付けて搬送指令を作成していた。それに対して、第2実施形態では上位コントローラ5が作業者から搬送指令を登録される(つまり、搬送要求を受け付ける)ことで搬送指令を作成する。
図10に示すように、上位コントローラ5及び下位コントローラ9の構成は前記第1実施形態と同じである。したがって、それらの構成の説明を省略する。
さらに、上位コントローラ5には、人感センサ53が接続されている。人感センサ53は、操作端末51の近傍における作業者の存在を検出するための装置である。人感センサ53は、赤外線、超音波、可視光などを用いる公知の技術である。
ステップS1では、省エネモード制御部27が、搬送指令保存部25に未送信の搬送指令がストックされているか否かを判断する。未送信の搬送指令がストックされていれば(ステップS1でYes)、プロセスはステップS10に移行する。未送信の搬送指令がストックされていなければ(ステップS1でNo)、プロセスはステップS31に移行する。
ステップS3では、スリープ指令送信部29が、スリープ指令を下位コントローラ9に送信する。
ステップS32では、省エネモード制御部27が、人感センサ53による作業者の検出があるのを待つ。
ステップS5では、ウェイク指令送信部31は、ウェイク指令を下位コントローラ9に送信する。
ステップS11では、省エネモード制御部27が、スタッカクレーン3が第1省エネモードに移行しているか否かを判断する。第1省エネモードの場合は(ステップS11でYes)、プロセスはステップS34に移行する。第1省エネモードではない場合は(ステップS11でNo)、プロセスはステップS34をスキップしてステップS35に移行する。
ステップS35では、搬送指令送信部23が、搬送指令を下位コントローラ9に送信する。
・上位コントローラ5は、搬送指令のストックがない状態(例えば搬送登録がされていない場合)でさらに作業者が検出されていない場合に、スリープ指令を下位コントローラ9に送信する(ステップS1、ステップS31)。これは、作業者が操作端末51から離れたと判断したからである。このように、搬送機器としてのスタッカクレーン3を積極的に第2省エネモードへ移行させる。したがって、省エネルギー効果が高くなる。
・搬送指令のストックがある場合は、上位コントローラ5は、搬送指令を下位コントローラ9に送信する(ステップS1、S35)。
・第2省エネモード中に作業者が検出されさらに搬送指令の登録メニュー画面に遷移していれば、上位コントローラ5が、ウェイク指令を下位コントローラ9に送信する(ステップS32、S33、S5)。これは、搬送指令の登録が可能な状態になったと判断したからである。なお、ウェイク指令を送信する条件を作業者の検出だけにしていない理由は、作業者を検出しただけでは実際に搬送指令の登録を行う可能性が高くないからである。
<例5>
図12では、搬送指令のストックがない(図11のステップS1でNo)状態で、作業者が検出されていない(図11のステップS31でNo)。したがって、上位コントローラ5がスリープ指令を下位コントローラ9に送信する(図11のステップS3)。そして、作業者が検出され(図11のステップS32でYes)、さらに登録メニュー画面が表示されれば(図11のステップS33でYes)、上位コントローラ5がウェイク指令を下位コントローラ9に送信する(図11のステップS5)。
なお、スリープ指令を送信するための条件、及びウェイク指令を送信するための条件は前記条件に限定されない。例えば、上位コントローラに設けられたスイッチからの信号をそれぞれの条件としてもよい。
上記第1〜第2実施形態は、下記の構成及び機能を共通に有している。
自動搬送システム(例えば、自動搬送システム1)は、下位コントローラ(例えば、下位コントローラ9)を有する搬送機器(例えば、スタッカクレーン3)と、搬送要求に基づいて下位コントローラに対して搬送指令を送信する上位コントローラ(例えば、上位コントローラ5)と、を備えている。
下位コントローラは、タイマ(例えば、タイマ33)を有し、搬送指令を所定時間受け付けなければ、所定の機器への電力供給が遮断される第1省エネモードに移行する(例えば、図5のステップS25、S26)。
上位コントローラは、下位コントローラに対して、第1省エネモードのときよりも多くの機器への電力供給が遮断される第2省エネモードへの移行指令(例えば、スリープ指令)を送信する(例えば、図4のステップS3及びS8、図11のステップS3)。
下位コントローラは、移行指令を受信すれば、第2省エネモードに移行する(例えば、図5のステップS24、S30)。
以上に述べたように、自動搬送システム1では、例えば搬送要求を受け付けていない場合に、搬送機器を積極的に第2省エネモードへ移行させる。したがって、省エネルギー効果が高くなる。
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
(1)搬送機器は、スタッカクレーン以外であってもよい。搬送機器は、例えば、地上走行式又は天井走行式の無人搬送車であってもよい。
(2)前記実施形態ではスリープ指令によって移行する省エネモードは1段階であったが、複数段階であってもよい。その場合は、スリープ指令が送信されるごとに電力供給が停止される機器の数が増え、ウェイク指令が送信される毎に電力供給が行われる機器の数が増える。
2 :省エネモード
3 :スタッカクレーン
5 :上位コントローラ
9 :下位コントローラ
11 :機器
12 :機器
13 :機器
14 :機器
15 :機器
21 :搬送指令作成部
23 :搬送指令送信部
25 :搬送指令保存部
27 :省エネモード制御部
29 :スリープ指令送信部
31 :ウェイク指令送信部
33 :タイマ
35 :省エネモード実行部
37 :パワーユニット
39 :モード切替スイッチ
51 :操作端末
53 :人感センサ
103 :自動倉庫
105 :無人搬送車システム
109 :ラック
111 :無人搬送車
113 :コンベア
Claims (4)
- 下位コントローラを有する搬送機器と、
搬送要求に基づいて前記下位コントローラに対して搬送指令を送信する上位コントローラと、を備え、
前記下位コントローラは、タイマを有し、前記搬送指令を所定時間受け付けなければ、所定の機器への電力供給が遮断される第1省エネモードに移行し、
前記上位コントローラは、前記下位コントローラに対して、前記第1省エネモードのときよりも多くの機器への電力供給が遮断される第2省エネモードへの移行指令を送信し、
前記下位コントローラは、前記移行指令を受信すれば、第2省エネモードに移行し、
前記上位コントローラは、前記搬送要求を受け付けた後に、前記搬送指令を送信せずに保持しておくバッファ機能を有する、自動搬送システム。 - 前記第1省エネモードにおいて電力供給が遮断される機器は、起動時間が短い機器のグループに所属する機器である、請求項1に記載の自動搬送システム。
- 前記所定時間は、前記第1省エネモードでは電力供給が行われるが前記第2省エネモードで電力供給が遮断される機器の起動時間より短い、請求項1又は2に記載の自動搬送システム。
- 前記上位コントローラが前記移行指令を送信するのは、前記上位コントローラが前記下位コントローラから搬送完了の報告を受信した場合である、請求項1〜3のいずれかに記載の自動搬送システム。
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