JPH047299A - 立体倉庫用クレーンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工作機械の加工物等を収納する立体自動倉庫に
使用するクレーンに関する。

〔従来の技術〕

立体自動倉庫は、立体的に配設されたラックに対してク
レーンにより荷物を収納するものであつて、空間を有効
利用することができる。この特性を利用して自動化工場
における工作機械の加工物を収容することもできる。

第９図は従来のクレーンの一例を示すもので、全体を符
号１で示すクレーンは、ラックの間に敷設されたレール
２上を走行する車輪１２．１４を有する下部フレーム１
ｏを備える。下部フレーム１０上には２本のコラム２０
．２２が立設し、コラム２０．２２の上端部に上部フレ
ーム３０がとりつけられる。

下部フレーム１ｏにとりつけられた車輪１２は駆動車輪
であって、コラム２０に配設した駆動モータ１６の動力
を減速機１７を介してチェーン１８により駆動車輪１２
に伝達し、クレーン１全体を走行させる。下部フレーム
１０は一体構造であり、上部フレーム３０も同様である
。

２本のコラム２０．２２の間には、コラム２０゜２２に
より上下方向に案内されるキャリッジ４０が配設される
。キャリッジ４０は２本のチェーン４２．４４により吊
り下げられる。チェーン４２゜４４は上部フレーム３０
にとりつけたスプロケット３２．３４により案内され、
コラム２０の上部にとりつけたキャリッジ４０の昇降装
置５０により巻とられる。

昇降装置５０は、モータ５２、減速機５４、駆動スプロ
ケット５６、チェーン受け５８等を備える。

モータ５２の動力は、減速機５４を介して駆動スプロケ
ット５６へ伝達され、駆動スプロケット５６はチェーン
４２．４４を駆動する。キャリッジ４０を上昇させると
きには、駆動スプロケット５６によりチェーン４２．４
４は巻きとられるが、巻きとられたチェーン４２．４４
はチェーン受け５８上に載置される。

キャリッジ４０上にはフォーク４１がとりつけられ、フ
ォーク４１上には加工物６０をとりつけたパレット４５
が載置される。フォーク４１はパレット４５及び加工物
６０を第７図において紙面に垂直方向に移動して、所定
のラックに対してパレット４５と加工物６０の搬入、搬
出を行なう。

キャリッジ４０はラックの段数に応じた数のレベル（階
）で位置決めする必要がある。各レベルにおけるキャリ
ッジ４０の位置決めにはリミットスイッチセット７０が
用いられる。

リミットスイッチセット７０は、３個のリミットスイッ
チ７１，７２．７３からなる。第１のリミットスイッチ
７１はあるレベルにおける基準の位置に配設される。第
２のリミットスイッチ７２は基準位置より下方の位置と
なる下レベルに配設され、第３のリミットスイッチ７３
は基準位置より上方の位置となる上レベルに配設される
。

１つの段数に上述した３つのレベルを必要とするのは、
加工物をキャリッジからラックへ搬入する際には、ラッ
クの基準面より上方でフォークを操作した後にキャリッ
ジを基準レベルまで降下させて荷物をラック上に載置し
、加工物をラックから搬出する際には、ラックの基準面
より下方でフォークを操作した後にキャリッジを基準レ
ベルまで上昇させて荷物をラック上から引き出す操作を
必要とすることによる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のクレーンにおいては、ラックの各レベル
にキャリッジを停止させるための手段としてリミットス
イッチセット７０が使用されていた。

リミットスイッチセット７０は、各レベル毎に３個のリ
ミットスイッチ７１，７２．７３が用いられるので、コ
ラム２２に多くのリミットスイッチが配設されることに
なる。

これらのリミットスイッチ７１，７２．７３は、ラック
の各レベルの高さに合わせてキャリッジ４０が正確に停
止するように、位置決めする必要がある。具体的には、
リミットスイッチ７１，７２゜７３をコラム２２に対し
て仮固着しておき、実際にキャリッジ４０を昇降して、
リミットスイッチ７１．７２．７３による制御を行ない
。その結果に基いて各リミットスイッチ７１，７２．７
３の取付位置を修正し、固着していた。

この作業は、コラム２２の高所で行なう必要があり５足
場が悪く、作業能率の低いものであった。

そこで本呂願人は、同時提出の特許出願において、リミ
ットスイッチによってキャリッジの位置を検出する装置
にかえて、キャリッジを吊るすチェーンを支持するスプ
ロケットの回転量を検出することにより、キャリッジの
位置を制御する装置を提案した。

この制御装置によれば、キャリッジの位置と移動速度を
常時検出することができ、より正確な制御が可能となる
。

しかしながら、キャリッジの位置をチェーンの移動量に
より検出するので、経年変化や伸び等による誤差を補正
する必要がある。

従来、この種の補正を伴う保守、点検は人手により行な
う必要があり、工数を要するものであった。

そこで本発明は、上述した補正を自動的に達成すること
ができる制御装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の立体倉庫用クレーンの制御装置は、下部フレー
ムに支持された２個の駆動スプロケットを有する駆動軸
と、下部フレーム上に装備されて駆動軸を回転駐動する
昇降装置と、下部フレーム上に装備された中央処理手段
とパラメータ記憶手段を有する制御装置と、上部フレー
ムに支持された２個の従動スプロケットと、駆動スプロ
ケットと従動スプロケットにかけわたされてその両端部
がキャリッジに止着された２本のチェーンと、従動スプ
ロケットの回転量を検出する手段と、基準位置に配設し
たキャリッジの基準位置検出手段とを備え、従動スプロ
ケットの回転量を検出する手段からの情報を制御装置に
入力し、制御装置からの出力によって昇降装置を操作す
ることによってキャリッジの昇降位置を制御するととも
に、従動スプロケットの回転量検出手段からの情報に基
づくパラメータと、キャリッジの基準位置検出手段から
の情報に基づくパラメータとの差が設定値を超えたとき
にキャリッジの基準位置に関するパラメータを更新する
ものである。

〔作用〕

以上の手段を備えることにより、キャリッジを吊るすチ
ェーンの伸び等によるキャリッジの位置決め誤差は定期
的に補正され、常に正確な制御が達成される。

〔実施例〕

以下、図面に基いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のクレーンの概要を示す説明図である。

クレーン１００は、下部フレーム１１０、上部フレーム
１６０、および下部フレーム１１０と上部フレーム１６
０を連結する２本のコラム１４０゜１５０を備える。下
部フレーム１１０は、３個のフレーム部材１１２，１１
４，１１６からなり、第１のフレーム部材１１２は、連
結部１１３Ａを介して第２のフレーム部材１１４に連結
され、第２のフレーム部材１１４は連結部１１５Ａを介
して第３のフレーム部材１１６に連結される。

第１のフレーム部材１１２にはコラム１４０が立設する
とともに能動車輪１２０が支持され、第３のフレーム部
材１１６にはコラム１５０が立設するとともに遊動車輪
１２２が支持される。中間部に配設される第２のフレー
ム部材１１４は、第１と第３のフレーム部材１１２，１
１６を連結する構造であるので、この第２のフレーム部
材１１４を寸法の異なるものに交換することで、コラム
１４０．１５０の間隔寸法の異なるクレーンを容易に製
造することができる。

第１のフレーム部材１１２上には走行用のモータ１２５
がとりつけられ、適宜の伝動手段を介して駆動車輪１２
０を北動する。

第３のフレーム部材１１６にはエンコーダ１２３を設け
、遊動車輪１２２の回転量を計測し、走行距離を算呂す
るシステムを構成する。

キャリッジ２００は２本のコラム１４０，１５０に上下
動自在に案内され、２本のチェーン３００．３２０によ
り昇降される。一端部がキャリッジ２００に係止された
２本のチェーン３００，３２０は、上部フレーム１６０
により支持されるスプロケット１６２，１６４に噛合し
、さらに下部フレーム１１０に支持された駆動装置４０
０の軸４５０にとりつけたスプロケット４５２，４５４
に噛合する。チェーン３００，３２Ｑの他端部はキャリ
ッジ２００に係止される。

上部フレーム１６０に支持されたスプロケット１６４の
回転量は、スプロケット１６４の軸１６５の端部に配設
されたロータリーエンコーダ１７０により計測される。

コラム１５０の上部に設けたリミットスイッチ１８０は
、キャリッジ２００の上限位置を検出するものである。

キャリッジ２００上にはフォーク２２０が装備され、フ
ォーク２２０上にパレット２３０にとりつけられた加工
物６００が載置される。

第２図及び第３図はクレーン全体の構造を示す正面図及
び側面図である。

床面５上には全体を符号８００で示す多段のランク８０
ｏが多列に構築され、隣接するラック列の中央床面上に
レール２が敷設される。

ラック８００は、レール２に沿って一定の間隔で立設さ
れた柱８１０，８２０と、レール２に対して直交する方
向に柱８１０，８２０に平行して立設された柱８１０Ａ
、８２０Ａを備え、柱８１０と柱８１０Ａを結ぶ支持部
材８１２が配設される。柱８２０と柱８２０Ａを結ぶ支
持部材８２２は支持部材８１２と同一レベルとなるよう
に配設され、支持部材８１２と隣接する支持部材８２２
との間には、キャリッジのフォークが通過する間隔が設
けられる。

クレーン１００の下部フレーム１１０は、前述したよう
に、第１のフレーム部材１１２、第２のフレーム部材１
１４、第３のフレーム部材１１６の３個のフレーム部材
により構成され、それぞれのフレーム部材は板状の連結
部材１１３，１１５により連結される。

第１のフレーム部材１１２には駆動車輪１２０が回動自
在にとりつけられ、第１のフレーム部材１１２上に軸線
を垂直方向に配設された走行用モータ１２５により適宜
の減速手段を介して駆動される。

第２のフレーム部材１１４は単純な桁構造を有し、その
一端部は板状の第１の連結部材１１３により第１のフレ
ーム部材１１２に連結される。第１の連結部材１１３と
各フレーム１１２，１１４とは１例えば、ボルトナツト
、リベット等で固着される。

第３のフレーム部材１１６には遊動車輪１２２が回動自
在にとりつけられる。第３のフレーム部材１１６上には
クレーン１００の制御袋Ｗ７００が装備される。

第２のフレーム部材１１４の他端部と第３のフレーム部
材１１６とは第２の連結部材１１５により連結される。

したがって長さ寸法の異なる第２のフレームを連結する
ことにより、仕様の異なるフレームの下部フレームを容
易に製造することができる。

第１のフレーム部材１１２上には第１のコラム１４０が
立設し、第３のフレーム部材１１６上には第２のコラム
１５０が立設する。第１のコラム１４０の上端部と第２
のコラム１５０の上端部は上部フレーム１６０により連
結される。

ラック８００の頂部には、アーム８３０が固着され、ア
ーム８３０の下部にガイドレール８４０がとりつけられ
る。このガイドレール８４０は床面５上の走行レール２
と平行に配設される。

上部フレーム１６０にはガイドレール８４０を挾むロー
ラ１７０，１７２が回転自在にとりつけられ、クレーン
１００の傾きを防止しつつクレーン１００のガイドを達
成する。

キャリッジ２００は、正面形状が矩形となるフレーム構
造を有し、一方のサイドフレームの上部に回転自在にと
りつけた一対のローラユニット２１０．２１２により第
１のコラム１４０を挟持する。同様のローラユニットは
サイドフレームの下部にも配設される。他方のサイドフ
レームの上下部にも同様のローラユニットを配設し、第
２のコラム１５０を挟持する。したがって、キャリッジ
２００は、４つのローラユニットによりコラム１４０．
１５０に案内されて上下動することになる。

次に、キャリッジ２００を昇降させるチェーンの配設経
路を説明する。

前述したように、キャリッジ２００には第１のコラム１
４０と第２のコラム１５０に沿って２本のチェーン３０
０，３２０がとりつけられる。

第３図はその一方のチェーン３００の経路を示し、チェ
ーン３００の一端部３００Ａはキャリッジ２００の上側
部にとりつけたドック２０４に連結される。チェーン３
００は上部フレーム１６０に回転自在に支持されたスプ
ロケット１６２に噛合し、スプロケット１６２を半周し
た後に下方へ延び、下部フレーム１１０に装備された昇
降装置４００の駆動スプロケット４５２に噛合する。駆
動スプロケット４５２を半周したチェーン３００は上方
へ延びて、チェーン３００の他端部３００Ｂはキャリッ
ジ２００の下部に設けた係止部２０６に連結される。

したがって、チェーン３００はその両端部がキャリッジ
２００に止着され、全体として環状に連結されることに
なる。

第４図乃至第６図は、下部フレーム１１０の第１のフレ
ーム部材１１２上に配設された昇降装置４００と走行用
モータ１２５の詳細を示す。

昇降装置４００は、出力軸４１２がレール２に対して直
交する方向に配設されたモータ４１０を備える。モータ
４１０に隣接して配設された減速機４２０は、モータ４
１０の出力軸４１２と平行な入力軸４２２を有し、モー
タ４１０の出力軸４１２と減速機４２０の入力軸４２２
はベルト４３０等により連結される。

減速機４２０は、その内部に例えばウオームギヤを有す
る減速機構を有し、出力軸４２４は入力軸４２２に直交
する。減速機の出力軸４２４にはスプロケット４２６が
とりつけられる。図示の実施例では２列のスプロケット
４２６が使用されている。スプロケット４２６には２本
のチェーン４４０がかけわたされ、駆動軸４５０の入力
スプロケット４５６を駆動する。駆動軸４５０は下部フ
レーム１１０により支持され、駆動軸４５０上には２個
の駆動スプロケット４５２，４５４が設けられる。

駆動スプロケット４５２，４５４は、キャリッジ２００
の昇降用のチェーン３００，３２０に係合し、キャリッ
ジ２００を昇降させる。

減速機４２０の取付装置を変更することによって、減速
機の出力軸４２４と駆動軸４５０との間の軸間距離を調
節し、張設するチェーン４４０の張力を調整することが
できる。

下部フレーム１１０の第１のフレーム部材上には減速機
４２０に隣接して走行用モータ１２５が配設される。走
行用モータ１２５は、その出力軸が下向きになるように
設置され、走行用モータ１２５の下部に設けた減速機１
２２に入力を与える。

減速機１２２は、例えばウオームギヤを用いた減速機構
を有し、その出力軸１２４により走行車軸１２０を駆動
する。

本発明のクレーンは以上のように構成されており、昇降
装置４００により駆動される駆動軸４５０によって２本
チェーン３００，３２０が駆動され、チェーンの両端部
が止着されたキャリッジ２００は第１のコラム１４０と
第２のコラム１５０に案内されて昇降する。

２本のチェーン３００，３２０は上部フレーム１６０に
回転自在に支持された２個の従動スプロケット１６２，
１６４にかけわたされる。２個の従動スプロケット１６
２，１６４のうちの一方の従動スプロケット１６４の回
転軸１６５の端部にロータリーエンコーダ１７０を配設
しである。このロータリーエンコーダ１７０は従動スプ
ロケット１６４の回転量を検出するものであるが、従動
スプロケット１６４の回転量を検出する手段としては、
ロータリーエンコーダのほかにも種々の手段が考えられ
る。

第２のコラム１５０の下部には、キャリッジ２００の基
準位置検出手段１９０を配設する。図示の実施例では、
キャリッジ２００の基準位置検出手段１９０としてリミ
ットスイッチが示されているが、光電管装置等の適宜の
手段によりキャリッジ２０ｏの基準位置を検出すること
ができる。基準位置としては１例えばキャリッジ２００
が最下位置に移動したときの位置が選択される。

第７図は本発明の制御システムのブロック図であって、
制御装Ｍ７００は、中央処理手段７１０と、パラメータ
の記憶手段７２０を有する。パラメータの記憶手段７２
０は、キャリッジ２００の基準位置をはじめとして、ラ
ックの各レベルの位置等の情報をパラメータとして記憶
する。

従動スプロケット１６４の回転量検出手段１７０とキャ
リッジ２００の基準位置検出手段１９０の情報は中央処
理手段７１０へ入力され、中央処理手段７１０の８力に
より昇降装置４００は制御される。

第８図は本発明によるチェーン３００，３２０の伸び等
の影響を補正するための制御フローを示す。

ステップ１０００でスタートした処理フローは。

ステップ１０１０で従動スプロケットの回転量検出手段
１７０からの入力情報を読込む。ステップ１０２０では
入力情報に基いてキャリッジ２００の現在の昇降位置Ｈ
□を演算する。

ステップ１０３０ではキャリッジ２００の現在位置Ｈ工
が基準位ＭＨ０にあるか否かを基準位置検出手段１９０
に基いて判断する。

キャリッジ２００の現在位置が基準位置になければ、ス
テップ１０１０へ戻り、以上の処理をくり返す。キャリ
ッジ２００が基準位置にあるとき、または予め設定され
た回数だけ基準位置に戻ったときには、ステップ１０４
０へ進む。ステップ１０４０ではキャリッジ２００が基
準位置に戻ったときの現在のパラメータと、予めパラメ
ータ記憶手段７２０に入力しである基準位置における基
準のパラメータとの差の値Ｔを算出する。

ステップ１０５０では、ステップ１０４０で算出した差
の値Ｔと予め許容範囲の値として設定されている設定値
Ｔ０とを比較する。

差の値Ｔが設定値１０以内であれば、チェーン３２０の
伸び等によるキャリッジ２００の基準位置での位置決め
誤差が設定値以内であると判断し。

ステップ１０１０へ戻り、以上の処理をくり返す。

差の値Ｔが設定値Ｔ０をこえたときには、ステップ１０
６０へ進み、パラメータ記憶手段７２０のパラメータを
更新する。この処理により、キャリッジ２００の基準位
置での位置決め誤差は修正され、ステップ１ｏ７０で処
理を完了する。

以上に説明した実施例においては、一方の従動スプロケ
ット１６４の回転量を検出する場合を説明したが、他方
のスプロケット１６２の回転量も検出するようにシステ
ムを構成すれば、他方のチェーン３００の伸び等による
影響も検出でき、より正確な補正を達成することができ
る。

また、基準位置検出手段をキャリッジの最下位置に配設
する場合を説明したが、基準位置は、例えばコラムの中
央位置でもよく、基準位置を複数設定することにより、
−層精密な補正を達成することができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように、立体倉庫用クレーンにおいて、
コラムに案内されて昇降するキャリッジを吊り下げるチ
ェーンを、上部フレームと下部フレームに配設したスプ
ロケットを経由してチェーンの両端部をキャリッジに止
着する構造とした。

この構造によってチェーンの軌道を合理的に配設するこ
とができる。

下部フレームに駆動スプロケットを配設し、上部フレー
ムに従動スプロケットを配設することで、重量の大なる
駆動装置を含む昇降装置を下部フレームに集約してクレ
ーン全体の重心位置を下げ、安定性を向上する。

従動スプロケットに回転量を検知する手段を設け、チェ
ーンの移動量を検知する。

制御装置は中央処理手段とパラメータ記憶手段を備え、
キャリッジの各レベルの位置をパラメータとして設定し
ておくことにより、キャリッジを任意のレベルに容易に
位置決めすることができる。

制御装置の入力手段としては、従動スプロケットの回転
量の検出手段に加えて、基準位置におけるキャリッジの
実際の位置を検出する手段を備え、両手段からの情報に
基づく位置決め誤差が設定値をこえたときにはパラメー
タを更新するので、誤差は自動的に補正され、常時正確
な制御が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーンの概要を示す説明図。 第２図はクレーンの正面図、 第３図は側面図、 第４図は要部の正面図、 第５図は平面図、 第６図は側面図、 第７図は本制御システムのブロック図、第８図は制御フ
ロー図。 第９図は従来のクレーンの概要を示す説明図である。 １００・・・・・・クレーン、 １１０・・・・・・下部フレーム、 １１２・・・・・・第１のフレーム部材、１１４・・・
・・・第２のフレーム部材、１１６・・・・・・第３の
フレーム部材、１４０・・・・・・第１のコラム、 １５０・・・・・・第２のコラム、 １６０・・・・・・上部フレーム、 １６２．１６４・・・・・・従動スプロケット、１７０
・・・・・・ロータリーエンコーダ、２００・・・・・
・キャリッジ、　　２２０・・・・・・フォーク、３０
０．３２０・・・・・・チェーン、４００・・・・・昇
降装置、　　　４１０・・・・・・モータ、４２０・・
・・・・減速機、　　　４５０・・・・・駆動軸。 ４５２．４５４・・・・・・廓動スプロケット。 ６００・・・・・・加工物、　　　　７００・・・・・
・制御装置、８００・・・・・・ラック。 特許出願人　ヤマザキ　マザツク株式会社代理人　弁理
士　沼形　義彰（外２名）第２図 第１図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 立体的に構築されたラックの間に敷設されたレールによ
   り案内される駆動車輪と遊動車輪を備えた下部フレーム
   と、下部フレーム上に立設する第１のコラム及び第２の
   コラムと、第１のコラムと第２のコラムの上部を連結す
   る上部フレームと、第１のコラムと第２のコラムにより
   案内されて昇降するキャリッジとを有する立体倉庫用ク
   レーンのキャリッジの昇降位置を制御する装置において
   、下部フレームに支持された２個の駆動スプロケットを
   有する駆動軸と、下部フレーム上に装備されて駆動軸を
   回転駆動する昇降装置と、下部フレーム上に装備された
   中央処理手段とパラメータ記憶手段を有する制御装置と
   、上部フレームに支持された２個の従動スプロケットと
   、駆動スプロケットと従動スプロケットにかけわたされ
   てその両端部がキャリッジに止着された２本のチェーン
   と、従動スプロケットの回転量を検出する手段と、基準
   位置に配設したキャリッジの基準位置検出手段とを備え
   、 従動スプロケットの回転量を検出する手段からの情報を
   制御装置に入力し、制御装置からの出力によつて昇降装
   置を操作することによつてキャリッジの昇降位置を制御
   するとともに、従動スプロケットの回転量検出手段から
   の情報に基づくパラメータと、キャリッジの基準位置検
   出手段からの情報に基づくパラメータとの差が設定値を
   超えたときにキャリッジの基準位置に関するパラメータ
   を更新することを特徴とする立体倉庫用クレーンの制御
   装置。