JP7379926B2 - スタッカクレーン - Google Patents

Description

本発明は、スタッカクレーンに関する。

ラックの棚との間で荷を移載し、ラックに沿って走行して荷を搬送するスタッカクレーンが実用化されている。一般的に、ラックは高さ方向に複数段の棚を有しているため、スタッカクレーンは、マストに沿って昇降する昇降台を備えている。これにより、スタッカクレーンは、昇降台を昇降させることで、複数段の棚のうちの所望の棚との間で荷の移載を実行できる。

マストを有するスタッカクレーンにおいては、荷の移載を行うためにスタッカクレーンが減速して所定位置に停止する際に、マストが揺れる。この揺れに従って昇降台が揺れるため、昇降台の揺れが収まるのを待って荷を移載する必要があった。これを解決するため、荷の移載の際に、マストが揺れても昇降台が棚に対して停止しているように見せかける制御を昇降台に対して行うことが知られている（例えば、特許文献１）。

特許第５１５２１７１号公報

従来技術では、マストの揺れに対して昇降台の位置を安定させることはできる一方、マストが基準位置（直立状態）で停止していない可能性がある。スタッカクレーンと棚との間で荷を移載するときにマストが傾いた状態で停止すると、荷の移載精度が確保できない。そのため、スタッカクレーンを停止する際には、マストは直立状態とする必要がある。

本発明の目的は、スタッカクレーンを停止させる際に、マストの揺れを抑制しつつ、マストを基準位置で停止させることにある。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係るスタッカクレーンは、走行台車と、マストと、昇降台と、押引部と、把握部と、押引制御部と、を備える。マストは、走行台車から立設する。昇降台は、マストに沿って昇降する。押引部は、マストを走行台車の走行方向に押す及び／又は引く。把握部は、走行方向におけるマストの基準位置に対するマストの状態を把握する。押引制御部は、押引制御を実行する。押引制御は、把握部により把握されるマストの状態に基づいて、マストが基準位置に位置するように押引部を制御する制御である。

上記のスタッカクレーンでは、押引制御部が、基準位置に対するマストの状態に基づいて押引部を制御して、マスト自体を傾いた状態から積極的に基準位置に戻す制御を実行している。これにより、マストの揺れを抑制しつつ、マストを基準位置で停止させることができる。

押引制御部は、走行台車の加速中、及び／又は、定速走行中に押引制御を実行してもよい。これにより、加速後に発生するマストの振動の最大振幅を小さくできる。その結果、スタッカクレーンの加速度や速度を現行の運用値よりも大きくできる。

上記のスタッカクレーンは、移載装置をさらに備えてもよい。移載装置は、昇降台に設けられ、荷の移載を行う。この場合、押引制御部は、移載装置により荷の移載を行う際に押引制御を実行してもよい。
これにより、荷を移載したときの慣性により、スタッカクレーン（マスト）が振動することがあっても、その振動を抑制できる。その結果、荷の移載精度の低下を抑制できる。

押引部は昇降台に設けられてもよい。これにより、マストの上部においてマストを押引する場合と比較して、弱い力でマストを押引できる。

押引部は、第１押引部と第２押引部とを有してもよい。第１押引部は、昇降台に設けられ、マストを押す及び／又は引く。第２押引部は、昇降台において第１押引部よりも下方に設けられ、第１押引部により押引される位置よりも下でマストを押す及び／又は引く。
この場合、押引制御部は、押引制御として、第１押引部によりマストを押す及び／又は引く方向と、第２押引部によりマストを押す及び／又は引く方向と、を互いに逆向きとする制御を実行する。
これにより、第１押引部と第２押引部により振動抑制のためのモーメントを与えて、マストの振動を抑制するとともに、マストを基準位置（直立状態）で停止できる。

第１押引部がマストを押す及び／又は引く力と、第２押引部がマストを押す及び／又は引く力の合力は０であってもよい。これにより、第１押引部と第２押引部によりモーメントを適切にマストに加えることができる。

上記のスタッカクレーンは、走行制御部をさらに備えてもよい。走行制御部は、走行台車を制御する。この場合、走行制御部は、走行台車の走行中に、走行台車の速度を測定し、走行台車の走行中に実施された押引制御による速度の増減を監視し、走行台車の速度が目標の速度となるよう走行台車に供給する電力を制御する。
これにより、押引部によるマストの押引により生じる走行への影響を打ち消して、意図した通りの走行を実現できる。

スタッカクレーンを停止させる際に、マストの揺れを抑制しつつ、マストを基準位置で停止できる。

本発明の一実施形態が採用された自動倉庫の概略平面図。 自動倉庫の概略正面図。 スタッカクレーンの側面図。 スタッカクレーンの昇降台近傍の拡大図。 制御ユニットによるスタッカクレーンの制御構成を示すブロック図。 スタッカクレーンの全体動作を示すフローチャート。 マストが傾いている状態の例を示す図（その１）。 マストが傾いている状態の例を示す図（その２）。 マストが傾いている状態の例を示す図（その３）。

１．第１実施形態
（１）自動倉庫
図１及び図２を用いて、自動倉庫１を説明する。図１は、本発明の一実施形態が採用された自動倉庫の概略平面図である。図２は、自動倉庫の概略正面図である。
自動倉庫１は、複数のラック５を有している。ラック５は、複数段の棚５ａを有している。複数のラック５は、図１において、左右方向に延びて並列的に配置されている。棚５ａは、図２に示すように、集品棚部材２５又はパレットＰを収納可能である。パレットＰには、容器２３又は段ボール箱２８が載置される。
集品棚部材２５は、複数段の支持部を有する棚構造を有しており、複数の容器２３及び段ボール箱２８を収納可能である。容器２３は、商品を収納可能な部材である。なお、集品棚部材２５の底面はパレットＰの底面と同様の構造を有しており、それによりスタッカクレーン１１によって支持及び搬送される。また、図１においてアルファベットが付されているのは、ラック５に収納されたパレットＰである。また、図示しない別のラック５には容器２３や段ボール箱２８が収納されている。

自動倉庫１は、ラック５に沿って設けられた天井レール７を有している。具体的には、天井レール７は、ラック５の間の通路５ｂの上方に配置されている。天井レール７は、ラック５より高い位置、すなわち、複数段の棚５ａより高い位置に設けられている。また、天井レール７は、平面レイアウトにおいて、曲線部を有する複数の周回ルートを有しており、さらに分岐部、合流部を有している。
自動倉庫１は、ラック５に沿って設けられた下部ガイドレール９を有している。具体的には、下部ガイドレール９は、ラック５の間の通路５ｂの床面に配置されている。

自動倉庫１は、スタッカクレーン１１を有する。スタッカクレーン１１は、天井レール７及び下部ガイドレール９に沿って走行し、棚５ａとの間で荷（集品棚部材２５、パレットＰなど）をやりとりする。なお、スタッカクレーン１１の走行方向（ラック５が延びる方向）を「走行方向」として、図では矢印Ｘ（Ｘ方向）で表す。また、走行方向に直交する水平方向を「左右方向」として、図では矢印Ｙ（Ｙ方向）で表す。さらに、高さ方向を図では矢印Ｚ（Ｚ方向）で表す。

（２）スタッカクレーン
図２及び図３を用いて、スタッカクレーン１１を詳細に説明する。図３は、スタッカクレーン１１の側面図である。本実施形態において、スタッカクレーン１１は、懸垂式スタッカクレーンである。「懸垂式」とは、上部構造が、走行及び分岐を行い、さらには下部構造を懸垂していることをいう。具体的には、スタッカクレーン１１は、図２に示すように、天井レール７から懸垂した状態で走行する。

スタッカクレーン１１は、上部走行台車１２（走行台車の一例）を有している。上部走行台車１２は、駆動力を発生することで天井レール７に沿って移動する装置である。具体的には、上部走行台車１２は、走行方向に並んで配置された複数の駆動台車１３を有している。
この実施形態では、駆動台車１３は８台設けられている。具体的には、４台の駆動台車１３が走行方向前側の上部フレーム１５に対応して配置されており、４台の駆動台車１３が走行方向後側の上部フレーム１５に対応して配置されている。特に、４台の駆動台車１３の走行方向中心が上部フレーム１５（スプロケット２１ｂ）の中心に対応するように、４台の駆動台車１３が配置されている。以上の構成により、マスト１８から作用する荷重を駆動台車１３が均等に支持できる。

駆動台車１３は、例えば、リニアモータによる駆動力により、天井レール７の走行壁の上に置かれている走行車輪が回転することで、上部走行台車１２を天井レール７が延びる方向（走行方向）に沿って移動させる。
複数の駆動台車１３は、ボギー構造１４を介して、一対の上部フレーム１５に対して、スタッカクレーン１１の上下方向に延びる軸回りに回動自在に接続されている。ボギー構造１４は、周回軌道のカーブを安定して走行させるための構造である。

一対の上部フレーム１５は、走行方向に延びる上部ベース部材１５ａにより、走行方向に所定の距離を空けて配置されている。

スタッカクレーン１１は、走行方向に延びた下部フレーム１６を有している。下部フレーム１６には、その両端に、下部ガイドレール９に沿って移動する下部走行台車１７が取り付けられている。下部走行台車１７は、下部ガイドレール９に沿って案内される。

スタッカクレーン１１は、走行方向すなわち前後方向に並んだ一対のマスト１８を有している。一対のマスト１８は、上下方向に長く延びている。
一対のマスト１８の上端は、それぞれ、走行方向とは垂直な水平方向（Ｙ方向）に延びるピン１９ａにより、対応する上部フレーム１５にピン支持されている。一方、一対のマスト１８の下端は、走行方向とは垂直な水平方向（Ｙ方向）に延びるピン１９ｂにより、下部フレーム１６にピン支持されている。
これにより、一対のマスト１８は、走行方向とは垂直な水平軸回り（Ｙ軸回り）に回動自在となっており、走行方向に揺動可能である。一対のマスト１８が走行方向に揺動可能であることにより、スタッカクレーン１１において、制振制御と機体重量低減が実現される。

例えば、ピン１９ａと一対のマスト１８との接続部分には、一対のマスト１８の基準位置に対するマスト１８の状態を把握する把握部１９ｃが設けられる。把握部１９ｃは、上記マスト１８の状態として、マスト１８の基準位置に対する傾き量θ、傾き量θの時間的変化（角速度）を把握する。
基準位置は、移載装置３２（後述）が予め想定されている、走行方向（Ｘ方向）における移載位置に位置するときの一対のマスト１８の位置をいう。具体的には、基準位置は、一対のマスト１８が鉛直方向から傾いていないときの位置をいう。このときの傾き量θを０とする。把握部１９ｃは、例えば、タコメータ、角度センサなどである。

スタッカクレーン１１は、一対の上部フレーム１５に対して昇降可能に吊り下げられた昇降台２０を有している。昇降台２０は、上部フレーム１５に設けられた昇降装置２１の駆動により、一対のマスト１８に沿って高さ方向（Ｚ方向）に昇降する。なお、昇降台２０の構成の詳細については、後ほど説明する。
昇降装置２１は、例えば、一端が昇降台２０に接続されたチェーン２１ａと、チェーン２１ａを移動させるスプロケット２１ｂと、スプロケット２１ｂを回転させる昇降駆動モータ２１ｃなどからなる装置である。

スタッカクレーン１１は、一対のマスト１８の一方の下端から少し距離を空けた位置に装着された制御ユニット２２を有する。制御ユニット２２は、例えば、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。制御ユニット２２は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、スタッカクレーン１１の各種制御動作を行う。
制御ユニット２２は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。なお、制御ユニット２２による具体的な制御構成については、後ほど説明する。

（３）昇降台の詳細構成
以下、図３及び図４を用いて、昇降台２０のより詳細な構成を説明する。図４は、スタッカクレーン１１の昇降台２０近傍の拡大図である。
昇降台２０は、フレーム３１を有する。フレーム３１は、直方体形状を有し、昇降台２０の本体を構成する。なお、フレーム３１の上部には、チェーン２１ａが接続されている。
昇降台２０は、移載装置３２を有する。移載装置３２は、フレーム３１の下部に設けられ、棚５ａとの間で荷（集品棚部材２５又はパレットＰ）を移載可能である。移載装置３２は、例えば、Ｙ方向に伸縮可能なスライドフォークを有するスライドフォーク式の移載装置である。

昇降台２０は、複数のガイドローラ３３を有する。複数のガイドローラ３３は、フレーム３１の上下左右に設けられる。また、複数のガイドローラ３３は、フレーム３１のＹ方向の両端にも設けられる。本実施形態では、フレーム３１の上下左右及びＹ方向の両端のそれぞれに、４つのガイドローラ３３が設けられる。つまり、昇降台２０の全体では３２のガイドローラ３３が設けられている。
フレーム３１の端部のそれぞれに設けられた４つのガイドローラ３３は、当該端部に対応する位置において、マスト１８をＸ方向（走行方向）の両側から挟み込んだ状態で配置される。具体的には、４つのガイドローラ３３のうち２つがＸ方向の一方からマスト１８に当接し、他の２つがＸ方向の他方からマスト１８に当接する。

なお、昇降台２０（フレーム３１）がマスト１８に沿って昇降する際、複数のガイドローラ３３のそれぞれは、マスト１８上でＹ軸回りに回動する。

昇降台２０は、第１押引部３４（押引部の一例）を有する。第１押引部３４は、フレーム３１の上部の四隅に設けられる。第１押引部３４は、スタッカクレーン１１の走行方向（Ｘ方向）に伸縮する第１押引軸３４ａを有する。第１押引軸３４ａは、保持部材３４ｂにより、対応する４つのガイドローラ３３を保持する。
この構成により、第１押引部３４は、第１押引軸３４ａをＸ方向に伸縮させることで、昇降台２０の上部においてマスト１８を押引できる（押すか、又は、引くことができる）。ここで、押引部がマスト１８を押すとは、押引軸が伸びる方向に駆動されることをいう。一方、引くとは、押引軸が縮む方向に駆動されることをいう。第１押引部３４は、例えば、電動シリンダ、油圧シリンダ、エアシリンダである。

昇降台２０は、第２押引部３５（押引部の一例）を有する。第２押引部３５は、フレーム３１の下部の四隅に設けられる。第２押引部３５は、スタッカクレーン１１の走行方向（Ｘ方向）に伸縮する第２押引軸３５ａを有する。第２押引軸３５ａは、保持部材３５ｂにより、対応する４つのガイドローラ３３を保持する。
この構成により、第２押引部３５は、第２押引軸３５ａをＸ方向に伸縮させることで、昇降台２０の下部においてマスト１８を押引できる（押すか、又は、引くことができる）。第２押引部３５は、高さ方向（Ｚ方向）においては、第１押引部３４よりも下に設けられている。従って、第２押引部３５は、第１押引部３４により押引される位置よりも下でマスト１８を押引することとなる。
第２押引部３５は、例えば、電動シリンダ、油圧シリンダ、エアシリンダである。

第１押引部３４及び第２押引部３５を昇降台２０に設けることにより、マスト１８の上部においてマスト１８を押引する場合と比較して、弱い力でマスト１８を押引できる。
なぜなら、昇降台２０の高さ方向の長さは、一般的には、ピン１９ａとマスト１８の上部との間の距離よりも長いので、マスト１８の上部でマスト１８を押引する場合と比較して、第１押引部３４及び第２押引部３５により同じ力でマスト１８を押引する方が、より大きなモーメントを発生できるからである。
逆にいうと、同じモーメントを発生させたい場合、第１押引部３４及び第２押引部３５によりマスト１８を押引することで、マスト１８の上部でマスト１８を押引する場合よりも押引力を小さくできる。

また、第１押引部３４及び第２押引部３５を昇降台２０に設けることにより、これら押引部を他の箇所に設ける場合と比較して、スタッカクレーン１１をコンパクトにできる。

さらに、第１押引部３４及び第２押引部３５がガイドローラ３３を保持する構成とすることで、第１押引部３４及び第２押引部３５は、昇降台２０の昇降中に転動するガイドローラ３３を介して、マスト１８を押す、及び／又は、引くことができる。その結果、第１押引部３４及び第２押引部３５は、昇降台２０の昇降中であっても、マスト１８を押す、及び／又は、引くことができる。
また、ガイドローラ３３を介してマスト１８を押す、及び／又は、引く構成とすることで、ブロック状の部材で昇降台２０の昇降中にマスト１８を押す及び／又は引く場合と比較して、昇降中にマスト１８を押したり引いたりする際に生じる抵抗を軽減できる。

（４）制御ユニットによる制御構成
図５を用いて、制御ユニット２２によるスタッカクレーン１１の制御構成を説明する。図５は、制御ユニット２２によるスタッカクレーン１１の制御構成を示すブロック図である。以下の制御ユニット２２の各機能ブロックの一部及び／又は全部は、記憶装置に保存されたプログラムを実行することで実現される。その他、制御ユニット２２の機能ブロックの一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。
制御ユニット２２には、図示しないが、荷物の大きさ、形状及び位置検出するセンサ、スタッカクレーン１１の各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。

制御ユニット２２は、走行制御部４１を有する。走行制御部４１は、スタッカクレーン１１の各駆動台車１３の動作を制御することで、上部走行台車１２を制御する。走行制御部４１は、例えば、スタッカクレーン１１の走行速度を測定し、スタッカクレーン１１の速度が目標の速度となるよう各駆動台車１３に供給する電力を供給するフィードバック制御を実行する。なお、スタッカクレーン１１の走行速度は、例えば、各駆動台車１３の走行車輪の回転速度をエンコーダなどにより測定するか、及び／又は、スタッカクレーン１１の走行経路に沿って設けられたバーコードの識別情報に基づいて測定できる。

また、走行制御部４１は、後述する押引制御部４２から第１押引部３４及び第２押引部３５への制御指令を入力し、その制御指令に基づいて、第１押引部３４及び第２押引部３５がマスト１８を走行方向（Ｘ方向）に押引することで生じるスタッカクレーン１１の走行への影響を打ち消すよう上部走行台車１２（駆動台車１３）をフィードバック制御する。

制御ユニット２２は、押引制御部４２を有する。押引制御部４２は、把握部１９ｃにより検知されるマスト１８の傾き量θに基づいて、マスト１８が基準位置に位置するように第１押引部３４及び第２押引部３５を制御する。マスト１８が基準位置に位置するように第１押引部３４及び第２押引部３５を制御することを、「押引制御」と呼ぶ。
把握部１９ｃは傾き量θ（角度）の角速度を測定できるので、本実施形態において、押引制御部４２は、この角速度に基づいた実時間最適制御を用いて上記の押引制御を実行する。なお、押引制御で用いる実時間最適制御は、公知のものであるので、ここでは説明を省略する。

すなわち、本実施形態の把握部１９ｃは、マスト１８の基準位置に対するマスト１８の状態として、傾き量θ、傾き量θの角速度（時間的変化）を把握する。押引制御部４２は、把握部１９ｃにより把握されるマスト１８の基準位置に対するマスト１８の状態（傾き量θ、角速度）に基づいて、押引制御を実行する。

制御ユニット２２は、昇降制御部４３を有する。昇降制御部４３は、昇降装置２１の昇降駆動モータ２１ｃを制御して、昇降台２０の昇降を制御する。
制御ユニット２２は、移載制御部４４を有する、移載制御部４４は、移載装置３２を制御して、棚５ａとの間の荷の移載を制御する。

制御ユニット２２は、上位コントローラ５０と交信可能である。上位コントローラ５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなりプログラムを実行するコンピュータである。上位コントローラ５０は、自動倉庫１全体を制御し、特に、スタッカクレーン１１による荷の移載と搬送、及びこれらによる出庫物品の荷揃えを制御する。上位コントローラ５０は、スタッカクレーン１１を管理し、これらに走行指令又は搬送指令を割り付ける割り付け機能を有している。なお、「搬送指令」は、走行指令、及び荷つかみ位置と荷おろし位置を含む移載指令を含んでいる。

（５）スタッカクレーンの動作
（５－１）スタッカクレーンの全体動作
以下、図６を用いて、第１実施形態に係る自動倉庫１におけるスタッカクレーン１１の動作を説明する。図６は、スタッカクレーン１１の全体動作を示すフローチャートである。以下では、上位コントローラ５０から受信した搬送指令に従って、スタッカクレーン１１が目的の棚５ａの位置までガイドレールに沿って走行して当該位置で停止後、移載装置３２を用いて棚５ａとの間で荷の移載をするまでの動作を説明する。
上位コントローラ５０から搬送指令を受信すると、制御ユニット２２が、受信した搬送指令から、目的の棚５ａの位置を識別する。その後、走行制御部４１が、ステップＳ１において、スタッカクレーン１１を目的の棚５ａの位置まで移動させるための走行指令を生成し、それに基づいた制御電力を駆動台車１３に出力する。その結果、スタッカクレーン１１が走行を開始する。

スタッカクレーン１１が走行中、押引制御部４２は、把握部１９ｃにより把握されたマスト１８の状態を監視する。具体的には、押引制御部４２は、マスト１８の傾き量θ（傾き角度）のみでなく、傾き量θの速度、及び、これらの向きを、マスト１８の基準位置に対する状態として監視する。傾き量θの速度は、単位時間あたりの傾き量θの変化量であり、角速度に対応する。
スタッカクレーン１１が走行中、押引制御部４２は、ステップＳ２において、監視中のマスト１８の状態（例えば、傾き量θ）に変動があったか否かを判定する。なお、「傾き量θの変動」とは、傾き量θが０でないこと、及び／又は、傾き量θの０でない速度が検知されたことを意味する。

マスト１８の状態に変動があった場合（ステップＳ２で「Ｙｅｓ」）、押引制御部４２は、ステップＳ３で、マスト１８の傾き、揺れを抑制するために、把握部１９ｃにより把握されるマスト１８の状態（例えば、傾き量θ）に基づいて、マスト１８が基準位置に位置するように第１押引部３４及び第２押引部３５を制御する押引制御を実行する。
また、本実施形態では、ステップＳ３においてスタッカクレーン１１の走行中に押引制御が実行されると、ステップＳ４において、走行制御部４１は、第１押引部３４及び第２押引部３５がマスト１８を走行方向に押引することで生じる走行への影響を打ち消すよう上部走行台車１２（駆動台車１３）を制御する。
押引制御、及び、マスト１８を押引することによる走行への影響を打ち消す制御については、後ほど詳しく説明する。

一方、マスト１８の状態に変動がない場合（ステップＳ２で「Ｎｏ」）、例えば、マスト１８が基準位置から傾いておらず、かつ、傾き量θの速度が０である場合、スタッカクレーン１１は、押引制御を実行することなく、走行を継続する。

スタッカクレーン１１が走行中、ステップＳ５において、走行制御部４１は、スタッカクレーン１１が目的位置に到達したか否かを判定する。
スタッカクレーン１１が目的位置に到達していない場合には（ステップＳ５で「Ｎｏ」）、ステップＳ２に戻り、マスト１８の状態を監視しつつ、スタッカクレーン１１の走行を継続する。

一方、スタッカクレーン１１が目的位置に到達して停止すると（ステップＳ５で「Ｙｅｓ」）、この停止に起因して振動が発生したか否かを確認する。具体的には、ステップＳ６において、スタッカクレーン１１の停止により把握部１９ｃがマスト１８の状態の変動を把握したか否かを判定する。
スタッカクレーン１１の停止時にマスト１８の状態に変動があった場合（ステップＳ６で「Ｙｅｓ」）、ステップＳ７において、上記のステップＳ３と同様の押引制御が実行される。その後、マスト１８が基準位置に位置すると（ステップＳ６で「Ｎｏ」）、荷の移載が実行される。

具体的には、ステップＳ８において、昇降制御部４３が昇降装置２１を制御して、高さ方向（Ｚ方向）において目的の棚５ａが存在する位置まで昇降台２０を昇降させる。その後、移載制御部４４が移載装置３２を制御して、荷の移載を実行する。

荷の移載を実行中、押引制御部４２は、ステップＳ９において、把握部１９ｃにより把握されたマスト１８の状態を監視し、マスト１８の状態に変動があったか否かを判定する。
荷の移載中にマスト１８の状態に変動があった場合（ステップＳ９で「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１０において、上記のステップＳ３と同様の押引制御が実行される。これにより、荷を移載したときの慣性により、スタッカクレーン１１（マスト１８）が振動することがあっても、その振動を抑制して荷の移載精度の低下を抑制できる。
一方、荷の移載中にマスト１８の状態に変動がない場合（ステップＳ９で「Ｎｏ」）、押引制御が実行されることなく、荷の移載が継続される。

荷の移載を実行中、ステップＳ１１において、移載制御部４４は、荷の移載が完了したか否かを判定する。荷の移載が完了していない場合には（ステップＳ１１で「Ｎｏ」）、ステップＳ９に戻り、マスト１８の状態を監視しつつ、荷の移載を継続する。
一方、荷の移載が完了した場合には（ステップＳ１１で「Ｙｅｓ」）、現在の搬送指令を終了する。次の搬送指令を上位コントローラ５０から受信したときに、当該搬送指令に従って、上記のステップＳ１～Ｓ１１が実行される。

（５－２）押引制御
次に、上記のステップＳ３、Ｓ７、及びＳ１０で実行される押引制御をより詳細に説明する。以下では、マスト１８が図７Ａ～図７Ｃに示すような状態で傾いている場合を例にとって、本実施形態の押引制御を説明する。図７Ａ～図７Ｃは、マスト１８が傾いている状態の例を示す図である。なお、以下の図７Ａ～図７Ｃにおいて、マスト１８の基準位置を一点鎖線にて示し、マスト１８の中心軸を破線にて示す。
まず、図７Ａに示すように、マスト１８が、基準位置に対してＸの負方向の成分を有する第１方向（図７Ａにおいて内部に「第１方向」と示した矢印の方向）に傾いており、及び／又は、第１方向に傾き量θの０でない速度が存在する場合の押引制御を説明する。

この場合、押引制御部４２は、実時間最適制御により、第１押引部３４に対しては、マスト１８に第１方向の力を加えるよう指令する。一方、第２押引部３５に対しては、マスト１８に第１方向とは逆向きの力を加えるよう指令する。すなわち、第１押引部３４と第２押引部３５に対して互いに逆方向の力をマスト１８に加えるよう指令する。
これにより、第１方向側の第１押引部３４は、マスト１８を第１方向に押す力を生じ、それとは反対側の第１押引部３４は、マスト１８を第１方向に引く力を生じる。一方、第１方向側の第２押引部３５は、マスト１８を第１方向とは逆方向に引く力を生じ、それとは反対側の第２押引部３５は、マスト１８を第１方向とは逆方向に押す力を生じる。

スタッカクレーン１１において、仮に第１押引部３４又は第２押引部３５のみによりマスト１８を押引すると、マスト１８の押引の反力により、昇降台２０に対してマスト１８が離間するため、押引部による押引力がマスト１８に伝わらない。
その一方で、上記のように、昇降台２０上部の第１押引部３４の押引方向と下部の第２押引部３５の押引方向とが互いに逆向きである力をマスト１８に加える、すなわち、第１押引部３４と第２押引部３５がマスト１８を上下で互いに逆方向に押引することで、ピン構造の懸垂式のスタッカクレーン１１に対しても、マスト１８にモーメントを加えることができる。

また、図７Ａに示す場合において、上部の第１押引部３４がマスト１８に第１方向の力を加え、下部の第２押引部３５がマスト１８に第１方向とは逆向きの力を加えることで、第１方向とは逆方向（図７Ａのハッチングを施した矢印の方向）、すなわち、傾き量θの変動とは逆方向のモーメントがマスト１８に加えられる。
傾き量θの変動とは逆方向のモーメントをマスト１８に加えることにより、マスト１８自体を傾いた状態から積極的に基準位置に戻して、マスト１８の揺れを抑制しつつ、マスト１８を基準位置で停止させることができる。

上記のようにマスト１８にモーメントを加えるときに、第１押引部３４がマスト１８を押す又は引く力と、第２押引部３５がマスト１８を押す又は引く力の合力を０とする。
これにより、第１押引部３４と第２押引部３５によりモーメントを適切にマスト１８に加えることができる。その結果、マスト１８が変形するなどの異常が発生することを防止できる。

なお、第１押引部３４と第２押引部３５によりマスト１８に押す力及び／又は引く力を加える場合に、Ｘ方向の同じ側に存在する第１押引部３４が加える力と第２押引部３５が加える力の合計を０としてもよいし、全ての第１押引部３４が加える力と全ての第２押引部３５が加える力の合計が０となるようにしてもよい。

次に、図７Ｂに示すように、マスト１８が、基準位置に対してＸの正方向の成分を有する第２方向（図７Ｂにおいて内部に「第２方向」と示した矢印の方向）に傾いており、及び／又は、第２方向に傾き量θの０でない速度が存在する場合を考える。この場合には、押引制御部４２は、実時間最適制御により、第１押引部３４に対してマスト１８に第２方向の力を加えるよう指令し、第２押引部３５に対して第２方向とは逆方向の力を加えるよう指令する。
これにより、図７Ｂの場合でも図７Ａの場合と同様に、マスト１８には、傾き量θの変動方向である第２方向とは逆方向（図７Ｂのハッチングを施した矢印の方向）のモーメントを加えることができる。

さらに、図７Ｃに示すように、基準位置に対してマスト１８はＸの負方向の成分を有する向きに傾いている一方、傾き量θの速度の方向がマスト１８の傾斜方向とは逆の第３方向（図７Ｃにおいて内部に「第３方向」と示した矢印の方向）である場合、すなわち、マスト１８が基準位置に復帰する方向に移動している場合を考える。
この場合、押引制御部４２は、実時間最適制御により、第１押引部３４に対してマスト１８に第３方向の力を加えるよう指令し、第２押引部３５に対して第３方向とは逆方向の力を加えるよう指令する。この結果、マスト１８には、傾き量θの速度の方向とは逆方向（図７Ｃのハッチングを施した矢印の方向）のモーメントが加えられる。

このように、傾き量θの速度の方向とは逆方向のモーメントをマスト１８に加えることで、マスト１８が「揺り戻し」により基準位置を超えてさらに反対側に傾くことを抑制できる。その結果、マスト１８の揺れを抑制しつつ、より速い時間でマスト１８を基準位置で停止させることができる。
すなわち、「マスト１８を基準位置に位置させる」とは、図７Ｃのように、基準位置からマスト１８が離れる方向にモーメントを作用させることも含まれている。

また、マスト１８を基準位置に位置させる押引制御では、マスト１８の速度ベクトルと逆方向にモーメントを作用させる。さらに、押引制御では、マスト１８に作用するモーメントの作用方向は、昇降台２０（フレーム３１）の下部に設けられた第２押引部３５による力の作用方向と一致する。
これにより、押引制御は、マスト１８が図７Ａ、図７Ｂに示すような状態の場合には、マスト１８の揺れの振幅を小さくできる。一方、マスト１８が図７Ｃに示すような状態の場合には、マスト１８が基準位置に戻るときの速度を減少できる。

また、傾き量θの変動は、特に、スタッカクレーン１１が加速又は減速する際に見られる。その結果、スタッカクレーン１１の走行中においては、上記の押引制御は、スタッカクレーン１１（上部走行台車１２）の加速中、定速走行中、減速中に実行される。
押引制御が特にスタッカクレーン１１の加速中に実行されることで、加速中のマスト１８の振動の振幅量を小さくできる。その結果、スタッカクレーン１１の加速度や速度を現行の運用値よりも大きくできる。また、スタッカクレーン１１の定速走行中に押引制御が実行されることで、スタッカクレーン１１の加速により生じたマスト１８の傾きを定速走行中に基準位置に位置できる。それにより、加速が原因で生じるマスト１８の振動の最大振幅を小さくできる。

（５－３）マストの押引による走行への影響を打ち消す制御
以下、上記のステップＳ４で実行される、マスト１８の押引による走行への影響を打ち消す制御の詳細を説明する。
スタッカクレーン１１の走行中に上記の押引制御が実行されてマスト１８にモーメントが加えられた場合、そのモーメントにより、スタッカクレーン１１の走行方向に加速度又は減速度が生じる。スタッカクレーン１１が走行中にこのような加速度又は減速度が生じると、スタッカクレーン１１をステップＳ１で生成した走行指令の通りに制御できなくなる場合がある。

従って、走行制御部４１は、スタッカクレーン１１の走行中に、スタッカクレーン１１の速度を測定することで、スタッカクレーン１１の走行中に実施された押引制御による速度の増減を監視し、スタッカクレーン１１の走行速度が目標の速度となるよう、上部走行台車１２（駆動台車１３）に供給する電力を調整するフィードバック制御を実行する。
これにより、第１押引部３４及び第２押引部３５によるマスト１８の押引により生じる走行への影響を打ち消して、走行指令に示された意図した通りの走行を実現できる。

なお、他の実施形態として、走行制御部４１が、例えば、予め決められたパターンの制御電力を上部走行台車１２に加えてスタッカクレーン１１の走行を制御する場合、すなわち、フィードバック制御ではない制御を実行する場合には、当該予め決められた電力供給パターンを示す指令値（制御信号）を、押引制御による速度への影響を考慮して調整することによっても、同様の効果を得られる。

２．実施形態の特徴
前記実施形態は下記のようにも説明できる。
スタッカクレーン（例えば、スタッカクレーン１１）は、走行台車（例えば、上部走行台車１２）と、マスト（例えば、マスト１８）と、昇降台（例えば、昇降台２０）と、押引部（例えば、第１押引部３４、第２押引部３５）と、把握部（例えば、把握部１９ｃ）と、押引制御部（例えば、押引制御部４２）と、を備える。マストは、走行台車から立設する。昇降台は、マストに沿って昇降する。押引部は、マストを走行台車の走行方向に押引する。把握部は、走行方向におけるマストの基準位置に対するマストの状態（例えば、傾き量θ、傾き量θの角速度）を把握する。押引制御部は、押引制御を実行する。押引制御は、把握部により把握されるマストの状態に基づいて、マストが基準位置に位置するように押引部を制御する制御である。

上記のスタッカクレーンでは、押引制御部が、基準位置に対するマストの状態に基づいて押引部を制御して、マスト自体を傾いた状態から積極的に基準位置に戻す制御を実行している。これにより、マストの揺れを抑制しつつ、マストを基準位置で停止させることができる。

３．他の実施形態
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。
また、図６のフローチャートに示した各ステップの処理内容、及び、処理の順番は、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更できる。例えば、上位コントローラ５０からの指令が荷の移載を伴わない場合には、荷の移載に関するステップＳ６～Ｓ９は省略（実行をスキップ）できる。または、上位コントローラ５０からの指令によっては、スタッカクレーン１１の走行に関するステップＳ１～Ｓ５、及び／又は、荷の移載に関するステップＳ６～Ｓ９は、複数回実行されてもよい。

（Ａ）Ｘ方向（走行方向）の一方に設けられた第１押引部３４及び第２押引部３５によるマスト１８を押引する力と、Ｘ方向の他方に設けられた第１押引部３４及び第２押引部３５によるマスト１８を押引する力とは、大きさが異なっていてもよい。
一対のマスト１８のそれぞれの総重量によって、上記押引部がマスト１８を押引する力を調節してもよい。例えば、制御ユニット２２が取り付けられた側のマスト１８を押引する力を、制御ユニット２２が取り付けられていないマスト１８を押引する力より大きくすることができる。

（Ｂ）例えば、マスト１８を押すだけの押引部を走行台車（上部走行台車１２）の左右に設け、当該左右の押引部がマスト１８を交互に押す構成としてもよい。

（Ｃ）下部走行台車１７、下部フレーム１６、下部ガイドレール９は無くてもよい。これにより、スタッカクレーン１１に対する作業性を向上できる。

（Ｄ）押引部（第１押引部３４及び第２押引部３５）は、スタッカクレーン１１のスペースの関係上、昇降台２０に設けることが好ましいが、十分なモーメントを発生できるのであれば、押引部をマスト１８の上部に設けることもできる。その他、マスト１８の下部（例えば、下部フレーム１６）に押引部を設けることもできる。

（Ｅ）上記の第１実施形態に係るスタッカクレーン１１においては、マスト１８は一対設けられていたが、マスト１８が１つしか設けられていないスタッカクレーン１１に対しても上記の押引制御を実行できる。

（Ｆ）上記のマスト１８を押引して揺れを抑制する方法は、マスト１８がピン支持されていないスタッカクレーン１１に対しても適用できる。ピン支持されていないマスト１８の傾き量は、例えば、上部走行台車１２の走行方向における位置と、下部走行台車１７の走行方向における位置とのずれから算出できる。
上部走行台車１２の走行方向における位置、及び、下部走行台車１７の走行方向における位置は、例えば、スタッカクレーン１１の走行経路に沿って設けられたバーコードの識別情報から把握できる。

（Ｇ）昇降台２０以外に押引部を設ける場合には、１つの押引部によりマスト１８を押引することによっても、マスト１８の揺れを抑制できる。

（Ｈ）ピン１９ａとマスト１８の接続部分に把握部１９ｃを設けなくてもよい。この場合、押引制御部４２は、例えば、走行制御部４１が生成する走行指令に示された加速度及び減速度からマスト１８の傾き量θ（の変動）を算出してもよい。

（Ｉ）スタッカクレーン１１において、走行制御部４１は、各駆動台車１３に対して公知の制振制御を適用してマスト１８の揺れを抑制してもよい。
また、例えば、ピン１９ａと上部フレーム１５との接続部分に制振部材を設けることで、マスト１８の揺れを抑制してもよい。さらに、上記の制振制御による揺れの抑制と制振部材による揺れの抑制とを組み合わせて用いてもよい。

（Ｊ）マスト１８を押す又は引く押引部の設置数は、昇降台２０（フレーム３１）の走行方向の同じ側にそれぞれ上下２個の合計４個に限られない。例えば、押引部を、昇降台２０（フレーム３１）の走行方向（Ｘ方向）の一方において上下２個設け、他方の上側に１個設けてもよい。

本発明は、スタッカクレーンに広く適用できる。

１ 自動倉庫
５ ラック
５ａ 棚
５ｂ 通路
７ 天井レール
９ 下部ガイドレール
１１ スタッカクレーン
１２ 上部走行台車
１３ 駆動台車
１４ ボギー構造
１５ 上部フレーム
１５ａ 上部ベース部材
１６ 下部フレーム
１７ 下部走行台車
１８ マスト
１９ａ、１９ｂ ピン
１９ｃ 把握部
２０ 昇降台
２１ 昇降装置
２１ａ チェーン
２１ｂ スプロケット
２１ｃ 昇降駆動モータ
２２ 制御ユニット
２３ 容器
２５ 集品棚部材
２８ 段ボール箱
３１ フレーム
３２ 移載装置
３３ ガイドローラ
３４ 第１押引部
３４ａ 第１押引軸
３４ｂ 保持部材
３５ 第２押引部
３５ａ 第２押引軸
３５ｂ 保持部材
４１ 走行制御部
４２ 押引制御部
４３ 昇降制御部
４４ 移載制御部
５０ 上位コントローラ
Ｐ パレット
θ 傾き量

Claims (7)

1. 走行台車と、
   前記走行台車から立設するマストと、
   前記マストに沿って昇降する昇降台と、
   前記マストを前記走行台車の走行方向に押す及び／又は引く押引部と、
   前記走行方向における前記マストの基準位置に対する前記マストの傾き量、及び、傾き量の時間的変化を把握する把握部と、
   前記把握部により把握される前記マストの傾き量、及び、傾き量の時間的変化に基づいて、前記マストが前記基準位置に位置するように前記押引部を制御する押引制御を実行する押引制御部と、
   を備えるスタッカクレーン。
2. 前記押引制御部は、前記走行台車の加速中、及び／又は、定速走行中に前記押引制御を実行する、請求項１に記載のスタッカクレーン。
3. 前記昇降台に設けられ荷の移載を行う移載装置をさらに備え、
   前記押引制御部は、前記移載装置により前記荷の移載を行う際に前記押引制御を実行する、請求項１又は２に記載のスタッカクレーン。
4. 前記押引部は、前記昇降台に設けられ前記マストを押す及び／又は引く第１押引部と、前記昇降台において前記第１押引部よりも下方に設けられ前記第１押引部により押引される位置よりも下で前記マストを押す及び／又は引く第２押引部と、を有する、請求項１～３のいずれかに記載のスタッカクレーン。
5. 前記押引制御部は、前記押引制御として、前記第１押引部により前記マストを押す及び／又は引く方向と、前記第２押引部により前記マストを押す及び／又は引く方向と、を互いに逆向きとする制御を実行する、
   請求項４に記載のスタッカクレーン。
6. 前記第１押引部が前記マストを押す及び／又は引く力と、前記第２押引部が前記マストを押す及び／又は引く力の合力は０である、請求項５に記載のスタッカクレーン。
7. 前記走行台車を制御する走行制御部をさらに備え、
   前記走行制御部は、前記走行台車の走行中に、前記走行台車の速度を測定し、前記走行台車の走行中に実施された前記押引制御による速度の増減を監視し、前記走行台車の速度が目標の速度となるよう前記走行台車に供給する電力を制御する、
   請求項１～６のいずれかに記載のスタッカクレーン。

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