JP6614445B2

JP6614445B2 - 移載装置

Info

Publication number: JP6614445B2
Application number: JP2016040739A
Authority: JP
Inventors: 史樹後藤; 賢次朗奥村; 直樹塚本
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2036-03-03
Also published as: JP2017154869A

Description

この発明は移載装置に関し、特に、ベルト、ワイヤ、ケーブル等の駆動媒体の破断予知装置を備える移載装置に関する。

スタッカークレーンの昇降台、天井走行車の昇降台、無人搬送車に搭載されているスライドフォーク、あるいは固定のスライドフォークなどの移載装置は、ベルト、ワイヤ、ケーブル等の駆動媒体により動作する。そして駆動媒体の破断を検出することが提案されている。例えば特許文献１（実開平７−１９２９２）では、ホイストのベルトに埋設されているワイヤに電流を加え、ワイヤが破断して電流が０になることを検出すると、ホイストのモータを停止させる。

実開平７−１９２９２

特許文献１のホイストは、ワイヤが破断したことを検出するので、破断を検出した後、ベルトを交換するまでは、ホイストを動作させることができない。周囲の工程あるいは設備が、移載装置に強く依存している場合、ベルトの交換まで周囲の工程あるいは設備が止まってしまう。

この発明の課題は、駆動媒体の破断を予知すると共に、予知後に移載装置が長期間停止し続けることを抑制することにある。

この発明は、帯状または索状の駆動媒体を用いて、可動部を移動させる移載装置であって、
電源から、前記駆動媒体の長手方向に沿って設けられている電流経路を流れる電流を監視し、前記電流が所定値以下に低下したことを検出することにより信号を発生する検出部を備え、
前記電流経路は、前記信号が発生しても、前記電源との接続を維持するように構成され、
前記信号が発生すると、前記信号が発生したことを記憶し、前記信号が記憶されている間は前記可動部の移動を停止させると共に、前記信号が発生したことを表示もしくは報知し、かつ作業者からの異常リセット指令を受け付けることにより、前記検出部により前記電流が所定値以下かどうかを再検出し、所定値を越えている場合は前記信号の記憶を解除し、所定値以下の場合は前記信号の記憶を維持するように構成されている制御部、をさらに備えていることを特徴とする。

この発明では、破断を予知すると可動部の移動を停止させ、電流経路には電流を流し続ける。そして作業者が異常リセット指令を入力すると、電流経路を流れる電流を再度検出し、電流が所定値を越えている場合は前記信号を解除して復旧させることができる。このため駆動媒体の破断を予知でき、かつ一時的に電流が低下した場合などは異常リセット指令により復旧できるので、長期間移載装置が停止し続けることを抑制できる。なお所定値は０でも良く、また前記信号を発生させる際の所定値と、異常リセット指令により前記信号を解除する際の所定値を異ならせ、例えば前記信号を解除する際の所定値を、前記信号を発生させる際の所定値よりも高くしても良い。帯状の駆動媒体は例えばベルトで、索状の駆動媒体は例えばワイヤあるいはワイヤを複数本撚ったケーブルである。

破断を予知する所定値は好ましくは０よりも大きくし、電流経路が切断されるよりも前に破断を予知し、駆動媒体の破断に充分先だって予知できるようにすることが好ましい。破断予知の所定値を０よりも大きくすると、複数回異常をリセットすると駆動媒体を交換する等の運用により、異常をリセットできず、移載装置が停止したままになることを減らすことができる。

好ましくは、前記駆動媒体は帯状であり、前記駆動媒体の幅方向の両端部に、前記電流経路が設けられている。帯状の駆動媒体は、幅方向両端部から破断することが一般的であるので、ベルトの破断を確実にかつ破断に先だって予知できる。

好ましくは、前記駆動媒体の幅方向の両端部に、それぞれ複数の前記電流経路が設けられている。両端部にそれぞれ複数の電流経路を設けるので、ベルトの破断を早期にかつ確実に予知できる。

好ましくは、前記駆動媒体には、駆動媒体の長手方向に平行な複数の心線が、駆動媒体の幅方向に沿って配列され、前記両端部の電流経路は各々１本〜複数本の前記心線から成る。駆動媒体の両端の心線をそれぞれ１本〜複数本用いて電流経路を構成し、破断を予知すると、駆動媒体に導線を追加する必要が無い。また駆動媒体が疲労したため心線が伸びて抵抗値が増加したことから、破断のおそれを的確に検出できる。

好ましくは、移載装置がマストと台車とを有するスタッカークレーンで、可動部が昇降台で、駆動媒体が前記マストに沿って鉛直に配置されているベルトであり、前記ベルトの上下両端が、マスト、またはマストと台車とに固定され、前記ベルトの心線により前記ベルトの上下両端間に前記電流経路が形成されている。スタッカークレーンは自動倉庫などの中核的な設備で、ベルト破断の予知により停止すると、自動倉庫などの運用も停止する。これに対して、異常リセット指令により、電流を再度検出し、電流が所定値を越えている場合には異常リセットができるので、一時的に電流経路の抵抗値が増した場合は、移載装置を復旧できる。またベルトの破断のために昇降台が落下することを抑制できる。さらにベルトの上下両端から電流経路となる心線にリードを接続して、電源及び検出部に接続できるので、電流経路と、検出部及び電源等との配線が容易である。

好ましくは、作業者の携帯する携帯端末と通信する通信部をさらに備え、携帯端末からの作業者の指令に対し、所定の速度範囲内で駆動部により前記可動部を移動させるように構成されている。この発明では駆動媒体の破断を余裕を持って予知できるので、前記信号が発生した時点で、作業者が監視しながら低速等の所定の範囲内で可動部を移動させても、駆動媒体が破断する可能性は極く低い。このため、可動部を原点位置へ復帰させる等の最低限の作業を行うことができる。

ベルト（駆動媒体）の破断予知装置を備えるスタッカークレーンの、鉛直方向断面図図１のスタッカークレーンでの、ベルトと昇降台との接続部の要部拡大側面図実施例で用いるベルトの正面図図１のスタッカークレーンが動作する自動倉庫のレイアウトを示す平面図図１のスタッカークレーンでの、ベルトの破断予知装置のブロック図図１のスタッカークレーンでの、ベルト破断の予知とその後の処理を示すフローチャート変形例のスタッカークレーンでの、昇降台とベルトとの接続を示す側面図ベルトの破断予知装置を備える天井走行車の側面図ベルトの破断予知装置を備えるスライドフォークの構成を示す図ベルトの破断予知装置を備える、第２の実施例のスタッカークレーンの正面図

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。

図１〜図６に、スタッカークレーン４の昇降台１８を例に、最初の実施例を示す。図１に示すように、自動倉庫２は例えばクリーンルーム内に配置され、FOUP等の物品を一時保管し、例えば一対の棚６，６を備え、床面７には走行レール８が設置されて、スタッカークレーン４が走行する。

スタッカークレーン４は台車１０とターンテーブル１２とファンフィルタユニット１３とを備え、ターンテーブル１２上からマスト１４が直立している。なおターンテーブル１２，ファンフィルタユニット１３は設けなくても良い。マスト１４に沿って鉛直方向に歯付のベルト１６が取り付けられ、ベルト１６の上下両端はマスト１４あるいはマスト１４とターンテーブル１２等に固定されている。昇降台１８では、ベルト１６と噛み合う駆動プーリを備えるプーリユニット２０を昇降モータ２２で駆動し、ベルト１６により昇降する。

マスト１４には、ベルト１６の例えば両サイドにガイドレール２４が設けられ、昇降台１８のガイドローラをガイドする。またケーブルガイド２６により、昇降台１８へ電力と制御信号とを送出し、昇降台１８からの信号を地上の制御部へ送出する。２８はスカラアームで、棚６との間でFOUP等の物品３０を受け渡しする。またマスト１４の両サイドで、昇降台１８に一対のベルト３２の一端が取り付けられ、ベルト３２はプーリ３３に支持され、ベルト３２の他端にはカウンターウェイト３４が取り付けられている。

図２に示すように、プーリユニット２０では、駆動プーリ３６の上下それぞれに従動プーリ３７，３８が設けられ、駆動プーリ３６はベルト１６の歯付面３５と噛み合う。なお４０は、ガイドレール２４にガイドされるガイドローラの取付部である。また従動プーリ３７，３８の数と配置は任意である。

図３はベルト１６と心線のワイヤ４２，４３を示し、ベルト１６の歯は図示を省略する。ベルト１６の素材はゴムで、長手方向（駆動方向）の強度を増すため、スチールのワイヤ４２，４３が埋設されている。予知の信頼性を増すため、ベルト１６の左右（ベルト１６の表面に沿って、長手方向と垂直な方向）双方から、各１本〜数本のワイヤ４２を取り出して並列に接続し、ベルト１６の左右それぞれで、ワイヤ４２の抵抗値を監視する。４３は、抵抗値を監視しない通常のワイヤである。ベルト１６を長期間使用すると、ベルト１６の破断に先立ってワイヤ４２が劣化し、抵抗値の増加あるいは断線が生じるので、このことを検出する。

抵抗値を監視する個所は中央の１個所、あるいは中央と左右の３個所、さらには３個所以上としても良いが、２個所で監視すると、ベルト１６の破断に充分先だって予知でき、しかも部品点数の増加の程度を小さくできる。また予知に用いる個所当たりで２本のワイヤ４２を用いると、ベルト１６の破断を余裕を持って予知でき、しかも正常時と破断の予知時との抵抗値の差を大きくできる。

実施例では歯付のベルトの破断を予知するが、歯付以外のベルト、スチールのワイヤ、ケーブル、あるいはスチールベルトの破断も、同様にして検出できる。いずれの場合も、駆動媒体中のワイヤあるいは駆動媒体自体の抵抗値を監視し、これらの駆動媒体を流れる電流が０になるよりも前に、抵抗値が所定値以上の増加したことから、破断を予知する。

図４は自動倉庫２のレイアウトを示し、スタッカークレーン４は棚６，６との間で物品を移載し、棚６の一端に制御部４４が設けられて、スタッカークレーン４を制御する。制御部４４はタッチパネル等の操作部とプログラマブルコントローラ等を備え、スタッカークレーン４の地上コントローラである。

図５はベルト１６の破断予知回路を示し、中央の鎖線と鎖線の間はケーブルガイド２６内に有り、ケーブルガイド２６よりも左側がスタッカークレーン４あり、右側は制御部４４にある。ベルト１６の左右一方の２本のワイヤ４２を並列に接続したものを便宜上ワイヤ４２ａと、他方の２本のワイヤ４２を並列に接続したものをワイヤ４２ｂと呼ぶ。ワイヤ４２ａ，４２ｂのそれぞれの一端に接続したリードをケーブルガイド２６を介して制御部４４側へ引き出し、ワイヤ４２ａ，４２ｂのそれぞれを、固定の抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して、直流２４Ｖ等の電源＋ＶDDに接続する。ベルト１６でのゴムが剥がれる等により、ワイヤ４２がプーリ等に接触した際への保護抵抗が抵抗Ｒ１，Ｒ２である。

ワイヤ４２ａ，４２ｂのそれぞれの他端に接続したリードを、ケーブルガイド２６を介して制御部４４側のリレー４５，４５に接続し、ワイヤ４２ａ，４２ｂのそれぞれに流れる電流を監視する。そしてこの電流が正常値に比べ所定値以上減少すると、ベルトの破断を予知する。前記の所定値は例えば１０％以上で４０％未満とし、２本のワイヤのいずれかが断線するよりも前に、破断を予知できるようにする。なおワイヤ４２ａ，４２ｂを流れる電流が０になった際に検出するように、前記所定値を０としても良い。

一対のリレー４５，４５のいずれかがオフすることにより、ワイヤ４２ａ，４２ｂのいずれかの破断を予知すると、制御部４４のメモリ４７に、破断の予知フラグをセットし、タッチパネル４６によりベルトの破断を予知したことを表示する。なおタッチパネル４６は、任意の表示部とマニュアル入力部とにより置き換えることができる。例えばディスプレイとマニュアル操作用のスイッチとを、タッチパネル４６の代わりとしても良い。またプログラマブルコントローラ４８等の処理部は、通信部４９を介して、スタッカークレーン４へ、昇降モータ２２の停止を指令する。昇降モータ２２の停止により、駆動プーリ等からの駆動力でベルト１６が破断するおそれが解除する。また制御部４４が上位のコントローラと接続されている場合、破断を予知したことを上位のコントローラへ送出する。

５０は走行モータで、スタッカークレーン４を走行させ、５１はアームモータで、スカラアームを伸縮させる。ベルト１６の破断を予知した際に、モータ５０，５１も停止させても良く、あるいは昇降モータ２２のみを停止させても良い。

作業者が携帯し、スタッカークレーン４の近くで操作する携帯端末５２によっても、スタッカークレーン４を制御できる。制御部４４による制御と区別し、携帯端末５２による操作をマニュアル操作という。５４はスタッカークレーン４内の通信端末で、携帯端末５２と通信し、マニュアル操作は低速での昇降台の昇降、低速での走行、及び低速でのスライドアームの進退、低速でのターンテーブルの回転等、低速での動作に限られる。

ワイヤ４２ａ，４２ｂが断線するよりも前に予知していることと、低速での動作のみを認めていること、及び作業者がスタッカークレーン４の付近で操作することのため、マニュアル操作時にベルト１６が破断する可能性は極く小さい。このため、スカラアームを棚から後退させると共に昇降台を下降させる、工程上必要な物品を棚から搬出する、等の作業を行うことができ、自動倉庫の最低限の機能を維持できる。

図６は、ベルトの破断予知と予知後の処理とを示し、ステップ１で検知用のワイヤに流れる電流を監視する。一対のリレーは検知用のワイヤに流れる電流を監視し、電流が正常値に比べ所定値以上減少すると、リレーはオフする。いずれかのリレーがオフすると、破断の予知フラグを制御部のメモリにセットし、昇降モータを停止させ、タッチパネルに破断を予知したことを表示し、必要に応じて上位のコントローラへその旨を送出する（ステップ２，３）。

ステップ４で作業者の操作を待ち、携帯端末からのマニュアル操作の場合、低速での昇降、走行、移載、及びターンテーブルの回転等の、低速動作を認める（ステップ５）。制御部のタッチパネル等に「異常リセット」（異常からのリセット指令）が入力されると、リレーのオン／オフを確認し、ワイヤの抵抗値監視用の全てのリレーがオンの場合、破断予知フラグを解除し、復旧する（ステップ６）。全てのリレーがオンするのは、破断の予知時に一時的に抵抗値が増加していた場合である。

タッチパネルにリセットボタンが設けられ、あるいはハードウェアとしてのリセットボタンが設けられ、作業者がリセットボタンを押すと、異常リセット指令が入力される。異常リセットが入力された際に、いずれかのリレーがオフの状態を保つと、サービスマンを呼び（ステップ７）、ベルトの抵抗値が増加した原因を調査し、必要な補修を施す（ステップ８）。サービスマンの調査によりベルトの劣化が認められる、あるいはベルトの劣化以外の原因が見つからない場合は、ベルトを交換する。補修後に、リレーの状態をチェックし、全てのリレーがオンすると、復旧させる（ステップ９）。なお異常リセットを複数回行った場合は、異常リセットが可能でも、ベルトの交換が好ましい。

実施例の移載装置では、以下の効果がある。
1) ベルト１６が破断するよりも前に、かつワイヤ４２が破断するよりも前に、予知できる。従って、昇降台１８の落下等の事故は生じない。
2) ベルト１６の破断を予知した時点で、実際にベルト１６が破断するリスクは極めて低い。このため携帯端末５２により、低速で昇降台１８を昇降させてもリスクは小さい。従って、自動倉庫２の最小限の機能を維持できる。
3) 充分早めに破断を予知するので、誤って予知する可能性がある。一時的な抵抗値の増加により予知した場合、異常リセットにより予知フラグを解除できる。
4) 地上の制御部４４で破断を予知するので、スタッカークレーン４の部品点数を少なくでき、小さなスタッカークレーン４でもベルト破断を予知できる。
5) ベルト１６の左右両側で、各複数本のワイヤ４２を用いるので、ベルトの破断よりも充分前に予知できる。
6) マスト１４の上下にワイヤ４２の端部が固定されているので、信号の取り出しが容易である。

実施例での移載装置の範囲は、昇降台１８とその附属品、ベルト１６，及びワイヤの抵抗値監視用のリレー４５，保護用の抵抗Ｒ１，Ｒ２，制御部４４，携帯端末５２と通信端末５４等である。

実施例ではリレー４５により抵抗値を監視したが、フォトカプラー等により監視しても、あるいはリレー４５の代わりに固定の抵抗を配置し、抵抗に加わる電圧をコンパレータにより監視しても良い。また保護用の抵抗Ｒ１，Ｒ２は設けなくても良い。駆動媒体は歯付ベルトに限らず、平ベルト、Ｖベルト等の他のベルト、スチールワイヤ、ケーブル、スチールベルト等でも良い。スチールワイヤ等の金属自体が駆動媒体の素材である場合、駆動媒体自体の抵抗値を監視するとよい。駆動媒体に加える電流は、直流に限らず、交流でも良い。

図７〜図９は３種類の変形例を示し、図７は無限ループ型のベルト６２をスタッカークレーンの昇降台６０に取り付けた変形例を示す。ベルト６２の両端がベルト固定部６３，６３で昇降台６０に固定され、固定部６３でベルト６２に内蔵のワイヤの端部をリードに接続し、ケーブルガイド２６を介してリードをスタッカークレーンの台車側へ引き出す。ベルト破断の予知と予知時の処理は、図１〜図６の実施例と同様である。

図８は天井走行車７０でのベルト７７の破断の予知を示し、建屋の天井部に走行レール７１が設置され、天井走行車７０の台車７２が走行レール７１内を走行する。ラテラルドライブ７３はシータドライブ７４を走行レール７１と水平面内で直角な方向へシフトさせ、シータドライブ７４は昇降ドライブ７５を鉛直軸回りに回動させる。昇降ドライブ７５は図示しない昇降モータによりドラム７６を回転させて、ゴムベルトあるいはスチールベルト等のベルト７７を繰り出しかつ巻き取り、チャック８１を備えている昇降台８０を昇降させる。そしてベルト７７がゴムベルトの場合、内蔵のワイヤ７８の下端を昇降台８０で互いに直列に接続し、実施例と同様にしてワイヤ７８の抵抗値を監視する。スチールベルトの場合、複数のベルトを電気的に直列に接続し、同様に抵抗値を監視する。なおラテラルドライブ７３とシータドライブ７４は設けなくても良い。

ベルト７７の破断を予知すると、例えば昇降台８０の昇降を停止し、作業者の携帯する携帯端末とヒューマンインターフェース８５とを介して、異常リセットの処理と、マニュアルでの昇降台の低速昇降とを受付ける。ベルト破断の予知時も、天井走行車７０の走行、ラテラルドライブ７３とシータドライブ７４の動作は禁止せず、マニュアル操作で昇降台を上昇させた後に、メンテナンスエリアまで走行させ、メンテナンスエリアでベルト７７の点検等を行えるようにする。

図９は、スライドフォーク９０での、ベルト９１の破断を予知する変形例を示し、スライドフォーク９０は無人搬送車等の搬送装置に搭載されているものでも、地上に固定のものでも良い。歯付きのベルト９１は図示しないモータと駆動プーリ９２により駆動され、９３，９４は従動プーリである。ベルト９１は環状で両端をベルト取付部９５により、進退する図示しない可動フォーク（プレート）に固定されている。

プレートが棚、移載相手の設備などと干渉しないように、プレートの位置を監視する必要がある。原点位置にセンサ９７が設けられ、プレートの突起９６と接触すると、原点位置へプレートが復帰したことを検出できる。原点位置からの進出量は、駆動プーリ９２を回転させるモータの回転数を積算することにより検出できる。しかしながらベルト９１が破断すると、プレートの位置が不明になるので、鎖線で示すセンサ９８を複数設ける必要がある。

変形例では、ベルト９１のワイヤの抵抗値を監視し、そのためにベルト取付部９５でワイヤにリードを接続し、ケーブルガイド９９等を介して抵抗Ｒ１とリレー４５とに接続し、破断を予知する。１００はスライドフォーク９０のコントローラで、破断を予知するとその旨を表示し、図６と同様に異常リセットの処理とマニュアル操作とを受付ける。このため、センサ９８が不要になる。

図１０は第２の実施例のスタッカークレーン１０２を示し、特に指摘する点以外は図１〜図６の実施例と同様である。カウンターウェイト３４と昇降台１８とを接続するベルトを歯付きのベルト１０５とし、歯付きのスプロケットなどから成り、ベルト１０５と噛み合う歯を備えたプーリ１０３に電磁ブレーキ１０４を接続する。そして図３〜図６の破断予知装置により破断を予知すると、あるいはプーリ１０３の回転速度が所定値を越えると、電磁ブレーキ１０４によりプーリ１０３をロックする。このようにして、ベルト１６が破断しても昇降台１８が落下しないようにする。

２自動倉庫
４スタッカークレーン
６，６棚
７床面
８走行レール
１０台車
１２ターンテーブル
１３ファンフィルタユニット
１４マスト
１６ベルト
１８昇降台
２０プーリユニット
２２昇降モータ
２４ガイドレール
２６ケーブルガイド
２８スカラアーム
３０物品
３２ベルト
３３プーリ
３４カウンターウェイト
３５歯付面
３６駆動プーリ
３７，３８従動プーリ
４０ガイドローラ取付部
４２，４３ワイヤ
４４制御部
４５リレー
４６タッチパネル
４７メモリ
４８プログラマブルコントローラ
４９通信部
５０走行モータ
５１アームモータ
５２携帯端末
５４通信端末
６０昇降台
６２ベルト
６３ベルト固定部
７０天井走行車
７１走行レール
７２台車
７３ラテラルドライブ
７４シータドライブ
７５昇降ドライブ
７６ドラム
７７ベルト
７８ワイヤ
８０昇降台
８１チャック
８２ワイヤ接続部
８３リード
８５ヒューマンインターフェース
９０スライドフォーク
９１ベルト
９２駆動プーリ
９３，９４従動プーリ
９５ベルト取付部
９６突起
９７，９８センサ
９９ケーブルガイド
１００コントローラ
１０２スタッカークレーン
１０３プーリ
１０４ブレーキ
１０５ベルト

Claims

帯状または索状の駆動媒体を用いて、可動部を移動させる移載装置であって、
電源から、前記駆動媒体の長手方向に沿って設けられている電流経路を流れる電流を監視し、前記電流が所定値以下に低下したことを検出することにより信号を発生する検出部を備え、
前記電流経路は、前記信号が発生しても、前記電源との接続を維持するように構成され、
前記信号が発生すると、前記信号が発生したことを記憶し、前記信号が記憶されている間は前記可動部の移動を停止させると共に、前記信号が発生したことを表示もしくは報知し、かつ作業者からの異常リセット指令を受け付けることにより、前記検出部により前記電流が所定値以下かどうかを再検出し、所定値を越えている場合は前記信号の記憶を解除し、所定値以下の場合は前記信号の記憶を維持するように構成されている制御部、をさらに備えていることを特徴とする、移載装置。
前記駆動媒体は帯状であり、前記駆動媒体の幅方向の両端部に、前記電流経路が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の移載装置。
前記駆動媒体の幅方向の両端部に、それぞれ複数の前記電流経路が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の移載装置。
前記駆動媒体には、駆動媒体の長手方向に平行な複数の心線が、駆動媒体の幅方向に沿って配列され、前記両端部の電流経路は各々１本〜複数本の前記心線から成ることを特徴とする、請求項２に記載の移載装置。
前記所定値は０よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の移載装置。
移載装置がマストと台車とを有するスタッカークレーンで、可動部が昇降台で、駆動媒体が前記マストに沿って鉛直に配置されているベルトであり、前記ベルトの上下両端が、マスト、またはマストと台車とに固定され、前記ベルトの心線により前記ベルトの上下両端間に前記電流経路が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の移載装置。