JPH11322265A - 懸垂式昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】懸垂材により昇降台に把持した荷物をぶら下げ
て搬送する懸垂式昇降装置の場合、荷物の設置場所の経
時的ひずみ等により、荷物の設置目標位置を修正する必
要がある。 【解決手段】 荷物の積み時或いは降ろし時における荷
物が位置決めピンに載る前後の昇降部の位置の変化を測
る事によりひずみ量を測定し、これにより荷物を積み降
ろしする目標位置を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，移動する基台（例
えば移動台車）から懸垂材を介して昇降可能に吊り下げ
られた昇降部を有し，予め教示された停止位置で上記基
台の位置決めを行って、上記昇降部に取り付けた把持部
により把持した荷物の積み・降ろしを行う懸垂式昇降装
置において、各部の経時変化等により生じた位置決め上
のずれを速やかに修正することのできる懸垂式昇降装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば工場内などでは，荷物の搬送装置
として懸垂式昇降装置（いわゆるクレーン）を搭載した
搬送装置を用いることが多い。このような搬送装置の一
例を図６及び図７に示す。図６に示す搬送装置Ａ０は，
天井５１に配設されたレール５２に沿って移動する移動
台車５３（基台の一例）と，上記移動台車５３の下部に
取り付けられた位置決めアクチュエータ１及び該位置決
めアクチュエータ１によって水平方向に位置決めされる
上板２と，上記上板２から垂下されたベルト状等の懸垂
材５４と，上記懸垂材５４の下端部に取り付けられ，荷
物５９を把持可能なハンド５５ａが一体的に取り付けら
れた昇降部５５と，上記位置決めアクチュエータ１の位
置決め動作を制御することによって上記昇降部５５の制
振を行う昇降部位置制御装置１０（詳しくは図７参照，
詳細は後述する）とを具備して構成されている。上記懸
垂材５４は，例えば上記上板２側に取り付けられた図外
の巻き取り装置により巻き取り／巻き出しが行われ，こ
れにより上記昇降部５５の上昇／下降が行われる。上記
位置決めアクチュエータ１は，上記上板２を上記移動台
車５３に対して上記レール５２と直角な水平方向に相対
移動させるものであり，上記昇降部位置制御装置１０か
らの推力指令により動作する。 上記位置決めアクチュ
エータ１の実位置（実移動量）及び実速度は該位置決め
アクチュエータ１に設けられた図外のセンサにより検出
される。また、上記上板２から見た昇降部５５の相対位
置は、昇降部５５に設けた投光部５６からの光線を上板
２に設けた受光部５７で受光する位置センサにより観測
される。投光部５６を上板２に、受光部５７を昇降部５
５に設けても良い。続いて，上記昇降部位置制御装置１
０の構成及び制御動作について，図７に示す制御ブロッ
ク図を用いて説明する。上記昇降部位置制御装置１０
は，図７に示すように，上記位置決めアクチュエータ１
に対する位置指令（位置目標値）と実変位（実位置）と
の偏差に基づいて位置補償部１１により速度指令を出力
する位置制御ループと，上記位置補償部１１から出力さ
れた上記位置決めアクチュエータ１に対する速度指令と
実速度との偏差に基づいて速度補償部１２により上記位
置決めアクチュエータ１に対して推力指令を出力する速
度制御ループと，上記受光部５７からの上板２に対する
昇降部５５の振れ相対変位を微分器５８で微分して得た
振れ相対速度に基づいて、上記位置決めアクチュエータ
１に対する制振信号を出力し，上記制振信号を位相反転
した後に上記速度補償部１２から出力された推力指令に
加算する振れ止め補償部４とで構成されている。上記振
れ止め補償部４は，比例要素４ａとフィルタ４ｂとで構
成されている。上記比例要素４ａは上記昇降部５５の停
止高さに応じて設定されている。また，上記フィルタ４
ｂは，観測ノイズを除去して上記観測ノイズによるサー
ボ系の発振を防ぐために設けられたローパスフィルタで
ある。

【０００３】以上のような昇降部位置制御装置１０で
は、上記移動台車５３が予め教示され記憶された目的位
置に停止すると，上記昇降部位置制御装置１０に対し
て，上記位置決めアクチュエータ１を例えば所定の目標
位置（上記移動台車５３と上記上板２との相対位置関係
から決まる）に制御するための位置指令が与えられる。
上記位置指令は，上記位置決めアクチュエータ１の位置
決め目標と実変位との偏差（位置偏差）がとられ，上記
位置補償部１１に入力される。上記位置補償部１１から
は，上記位置偏差を０にするような速度指令が出力さ
れ，更に上記速度指令は上記位置決めアクチュエータ１
の実速度との偏差（速度偏差）がとられ，上記速度補償
部１２に入力される。上記速度補償部１２からは，上記
速度偏差を０にするような推力指令が出力される。ま
た，それと同時に，上記振れ止め補償部４には，上記受
光部５７からの振れ相対変位の微分値からなる振れ相対
速度が入力される。上記振れ止め補償部４では，上記比
例要素４ａにより上記昇降部５５の振れ速度に応じた推
力が出力され，更に上記フィルタ４ｂを介して制振信号
として出力される。上記振れ止め補償部４から出力され
た上記制振信号は，位相反転された後で上記速度補償部
１２から出力された推力指令に加算され，該推力指令は
上記位置決めアクチュエータ１に入力され，所定の制振
動作が行われる。以上の制御により，上記昇降部５５に
振れがある場合には，上記位置決めアクチュエータ１
は，振れの周波数が速度制御周波数に比べて十分低い場
合に，等価的に上記昇降部５５の振れ速度に比例して変
位する。ここで，上板２と昇降部５５との間に相対変位
が生じると昇降部５５にはそれに比例した力が働くた
め，上記昇降部５５には自分自身の振れ速度に比例した
力が減衰力として与えられることになり，上記昇降部５
５の振動は短時間で減衰する。また，上記振れ止め補償
部４から出力された上記制振信号は上記速度補償部１２
から出力された推力指令に外乱の形で加算されるため，
上記位置決めアクチュエータ１は，上記位置制御ループ
により，上記昇降部５５の振動の減衰と共に教示された
目標位置に正確に位置決めされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の懸垂式
昇降装置では、上記した制御動作によって昇降部５５及
びこれにハンド５５ａ（把持部の一例）を介して把持さ
れた荷物５９が予め教示された目標位置に停止すると共
に、昇降部５５の昇降によって正確な位置で上記荷物５
９の積み・降ろしを行う事が出来るように構成されてい
る。しかしながら実際には、懸垂材５４、昇降部５５、
或いは荷物載置部等の各部の経時変形によって、正しい
目標位置に停止したつもりでも、図８に示すように釣り
下げられた荷物５９の水平方向の位置と、荷物載置部側
の位置決めピン５９ａの位置との間にずれｄ１又はｄ２
が生じる。このずれｄ１又はｄ２は、経時的に拡大する
傾向にあり、初期的には、殆ど問題にならないが、上記
ずれが大きくなると上記位置決めピン５９ａがピン受け
部５９ｂと合致しなくなり、位置決めが困難となるケー
スが生じることがある。また、制振が十分完了する前に
荷降ろしを行うと、荷物に衝撃が加わる原因になるの
で、適切な処置が必要である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術の問題点を解決する事を目的としてなされたも
ので、請求項１記載の発明は、その要旨とするところ
が、基台から懸垂材を介して荷物把持部を有する昇降部
を釣り下げ、上記基台を移動させることにより、上記昇
降部を搬送してなる懸垂式昇降装置であって、予め教示
された荷物の積み位置或いは降ろし位置において上記基
台を停止させ、上記昇降部を昇降させて上記荷物の積み
・降ろしを行う懸垂式昇降装置において、上記昇降部の
位置を検出する位置センサを具備し、該位置センサの検
出値から上記把持部による荷物把持前後の上記昇降部の
位置のずれを検出し、該位置ずれ値を用いて将来の基台
停止位置を修正してなる事を特徴とする懸垂式昇降装置
である。また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載
の発明において、上記位置のずれ値に基づいて上記予め
教示された上記基台の停止教示位置を修正するものであ
る。更に請求項３に記載の発明は、上記位置ずれ値に基
づいて位置補正量を修正し、上記基台の位置決めを行う
際、上記修正された位置補正量を基台の停止教示値に加
算した値を目標位置として基台の位置決めを行うように
してなるものである。上記請求項１、２、３に記載の位
置センサは、上記基台と上記昇降部との間の相対変位を
検出する光学的位置センサにより構成され得る。これ
は、請求項４に記載された発明に該当する。更に、昇降
部の昇降距離が短い場合には、荷物の振れが収まる前に
昇降部が荷降ろし位置に到着してしまう場合があり、そ
のままで荷降ろしすると、速やかに正確な位置決めを行
い難いが、昇降部の振れが収まるのを待ってから荷降ろ
しを行うようにする事により、かかる問題は解消され
る。

【０００６】

【実施の形態】続いて本発明を具体化した実施の形態に
ついて説明し、本発明の理解に供する。ここに図１は、
本発明の一実施の形態に用いる懸垂式昇降装置の概要を
示す概念図、図２は、制御装置の構成を示すハードブロ
ック図、図３は、一実施例に係る懸垂式昇降装置の制御
ハードブロック図，図４は、荷物設置時における昇降部
の位置ずれ状況を示す側面図，図５は、荷物把持時にお
ける昇降部の位置ずれ状況を示す側面図である。この実
施形態が前記従来技術に示した懸垂式昇降装置と異ると
ころは、略述すると、図２に示すように、位置補正器６
０を新たに設け、受光器５７からの昇降部５５の位置検
出信号を上記位置補正器６０に入力し、この位置検出値
によって位置指令部６１に格納された位置決めアクチュ
エータ１への位置指令値を修正するように構成した点で
ある。即ち、図４のように荷物５９を降ろす時には、昇
降制御部６２が、昇降部５５の下部に取り付けたハンド
５５ａが荷物５９を載置台６３上の位置決めピン５９ａ
に降ろす直前（図４（ａ））のタイミング信号Ｓ１と、
図４（ｂ）に示す荷降ろしした直後のタイミング信号Ｓ
２を出力する。位置補正器６０内には２個のサンプルホ
ールド回路ＳＨ１と、ＳＨ２が設けられており、前記２
つのタイミング信号に応じて受光器５７からの昇降部５
５の位置信号を保持する。経時変化等により昇降部５５
を降ろす位置が変化してくると、上記サンプルホールド
回路ＳＨ１と、ＳＨ２での保持値の差が拡大する。この
ような位置の差は、初期的には小さく、そのまま昇降部
５５を下降させてても比較的位置決めピン５９ａの挿入
は円滑に行われ、昇降部５５が正しい位置に位置決めさ
れるが、部材の経時変形を放置した結果、上記目標位置
と実際の設置位置との差が大きくなると、ついには位置
決め不能となる。従って、本発明は上記のような位置誤
差を解消するために、荷物の降ろし作業を行うたびに、
上記位置誤差を検出するべく、上記サンプルホールド回
路ＳＨ１と、ＳＨ２の差（上記位置誤差に相当する）を
位置指令部６１に伝え、位置指令値を修正するものであ
る。 このような位置指令値の補正は、昇降部５５が揺
れている間は出来ないので懸垂式昇降装置１０が停止し
て、昇降部５５の制振が完了し、荷物を位置決めピン上
に置く直前と、直後の値を読み込む事により行う。

【０００７】

【実施例】上の実施形態においては、荷物５９の荷降ろ
し直前と直後の昇降部の位置の差を取り出しているが、
位置決めピン５９ａ上にある荷物を持ち上げる直前と直
後の昇降部の位置の差を計測しても良い。図５は、この
ような状態を示しており、図５（ａ）は、荷物把持直前
の状態を、また図５（ｂ）は、ハンド５５ａが荷物５９
を把持した直後（持ち上げる直前）の状態を示してい
る。又、上記実施形態では、検出された昇降部５５の位
置の差によって位置指令部６１に設けた目標位置データ
を修正しているが、これは一例であって、例えば図３に
示すように、記憶回路６４に記憶された位置補正値を修
正し、次の荷物の積み或いは降ろし時に、位置指令器か
ら送り出される位置指令信号に、上記位置補正値を加算
して、昇降部５５の位置決めを行っても良い。この場
合、位置指令器６１内の目標値データは教示時に記憶さ
れた時のままに保たれる。尚、昇降部５５の位置センサ
として、上記具体例では光学的センサが用いられたが、
本発明においてはこれに限定されるものではなく、超音
波センサ或いは電波を用いるものなど、種々のセンサが
採用可能である。上記実施例では、移動台車５３が、荷
物の降ろし位置に来た時点で昇降部５５を降ろし始める
とともに、制振制御を開始し、荷物が図４の（ａ）の設
置直前位置に来る前に制振を完了している事が、望まし
い。しかし制振制御には、実際にはそれなりの時間が掛
るので、昇降距離が短い場合には、制振が完了する前に
昇降部５５が図４の（ａ）の位置まで降りてしまうの
で、その位置で直ぐに荷降ろしを開始すると、本発明の
ように経時的変形に合わせて目標位置の修正等を行って
も、荷物５９が位置決めピン５９ａに衝突する事を回避
できない。このような問題を解消するためには、例えば
昇降量を検出して、昇降量が短い場合には制振が完了す
るに必要な時間分、荷降ろしを待ったり、或いは、昇降
部の振れ速度を正確に検知して、振れ速度が許容範囲に
収まってから、荷降ろしを開始するなどの処置が必要で
ある。この場合、振れ速度の代わりに振れ量（変位）を
検出しても良い事は当然である。

【０００８】

【発明の効果】以上説明したように，本発明は，基台か
ら懸垂材を介して荷物把持部を有する昇降部を釣り下
げ、上記基台を移動させることにより、上記昇降部を搬
送してなる懸垂式昇降装置であって、予め教示された荷
物の積み位置或いは降ろし位置において上記基台を停止
させ、上記昇降部を昇降させて上記荷物の積み・降ろし
を行う懸垂式昇降装置において、上記昇降部の位置を検
出する位置センサを具備し、該位置センサの検出値から
上記把持部による荷物把持前後の上記昇降部の位置のず
れを検出し、該位置ずれ値を用いて将来の基台停止位置
を修正してなる事を特徴とする懸垂式昇降装置であるか
ら、荷物を積み或いは降ろす時に、荷物を載置する場所
の経時変化により荷物に衝撃が掛らないように出来る。
上記位置のずれ値に基づいて上記予め教示された上記基
台の停止教示位置を修正するようにすれば、改めて補正
値を保持するためのメモリなどが不要となる。上記位置
ずれ値に基づいて位置補正量を修正し、上記基台の位置
決めを行う際、上記修正された位置補正量を基台の停止
教示値に加算した値を目標位置として基台の位置決めを
行うようにしても良い。この場合、僅かなメモリの追加
で足りるであろう。上記位置センサを上記基台と上記昇
降部との間の相対変位を検出する光学的位置センサによ
り構成することも可能である。この構成では、荷物の載
置位置に一つずつセンサを置く必要が無く、コストダウ
ンに寄与しうる。更に、昇降部の昇降距離が短い場合に
は、荷物の振れが収まる前に昇降部が荷降ろし位置に到
着してしまう場合があるが、請求項５のように、昇降部
の振れが収まるのを待ってから荷降ろしを行うようにす
る事により、かかる問題は解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る懸垂式昇降装置の
概略構成を示す模式図。

【図２】 上記懸垂式昇降装置の制御回路のブロック
図。

【図３】 別の懸垂式昇降装置の制御回路のブロック
図。

【図４】 ハンドが荷物を降ろす状態を示す側面図。

【図５】 ハンドが荷物を把持する状態を示す側面図。

【図６】 従来の懸垂式昇降装置の概要を示す模式図。

【図７】 図６に示した懸垂式昇降装置における制御ブ
ロック図。

【図８】 荷降ろし時の位置決めピンと、荷物とのずれ
状態を示す側面図。

【符号の説明】

１…位置決めアクチュエータ ４…振れ止め補償部 ４ａ…比例要素 ４ｂ…フィルタ １０…昇降部位置制御装置 １１…位置補償部 １２…速度補償部 ５３…移動台車（基台） ５４…懸垂材 ５５…昇降部 ５６…投光部 ５７…受光部 ５８…微分器 ６０…位置補正器 ６１…位置指令器 ６２…昇降制御部 ６４…記憶回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台から懸垂材を介して荷物把持部を有
   する昇降部を釣り下げ、上記基台を移動させることによ
   り、上記昇降部を搬送してなる懸垂式昇降装置であっ
   て、 予め教示された荷物の積み位置或いは降ろし位置におい
   て上記基台を停止させ、上記昇降部を昇降させて上記荷
   物の積み・降ろしを行う懸垂式昇降装置において、 上記昇降部の位置を検出する位置センサを具備し、該位
   置センサの検出値から上記把持部による荷物把持前後の
   上記昇降部の位置のずれを検出し、該位置ずれ値を用い
   て将来の基台停止位置を修正してなる事を特徴とする懸
   垂式昇降装置。
2. 【請求項２】 上記位置のずれ値に基づいて上記予め教
   示された上記基台の停止教示位置を修正する請求項１記
   載の懸垂式昇降装置。
3. 【請求項３】 上記位置ずれ値に基づいて位置補正量を
   修正し、上記基台の位置決めを行う際、上記修正された
   位置補正量を基台の停止教示値に加算した値を目標位置
   として基台の位置決めを行うようにしてなる請求項１記
   載の懸垂式昇降装置。
4. 【請求項４】 上記位置センサが上記基台と上記昇降部
   との間の相対変位を検出する光学的位置センサにより構
   成されてなる請求項１、２、３のいずれかに記載の懸垂
   式昇降装置。
5. 【請求項５】 荷物の降ろし時に、昇降部の振れ速度或
   いは振れ量が許容値以下になってから、荷降ろしを開始
   するようにした請求項１、２、３、４のいずれかに記載
   の懸垂式昇降装置。