KR100308870B1 - 스태커크레인 - Google Patents

Abstract

본발명은 사이클타임의 단축을 도모한다.

자동창고의 선반(1)의 전면(前面)을 승강 및 주행하여 물품(W)의 반송을 실시하는 스태커크레인(2)은 주행대차(5)와 승강대(7)를 포함한다. 승강대(7)에 구비된 포오크(8)위에 물품(W)이 존재하는 경우, 포오크(8)위를 가로지르는 광축(L)이 차단되므로 제어장치(9)는 이것에 의하여 물품(W)의 존재여부를 인식할수있다. 물품이 없는 경우에는 실제로 적재된 물품 때와같이 포오크(8)위의 물품(W)이 붕괴하는 일이없으므로, 주행 및 승강의 가속도 및 속도는 실제로 적재된물품의 경우 보다도 크게할수있고, 따라서 반송시간이 짧게 끝난다.

Description

스태커크레인(stacker crane)

제1도는 본 발명에 관한 스태커크레인의 제1 실시예를 포함하는 자동창고를 표시하는 개략평면도,

제2도는 제1실시예의 스태커크레인의 승강대 부분을 표시하는 확대사시도,

제3도는 제1실시예의 스태커크레인의 제어구조의 주요부분을 표시하는 블록도,

제4도는 제1실시예의 스태커크레인의 제어과정을 표시하는 플로우챠아트,

제5도(a)(b)는 각각 제1 실시예에 있어서의 주행 및 승강시의 이동속도 패턴을 표시하는 속도 및 시간의 관계를 표시하는 도면,

제6도는 강제 감속 영역을 검지한 후의 감속상태를 표시하는 속도 및 시간관계를 표시하는 도면,

제7도는 본 발명에 관한 스태커 크레인의 제2실시예의 승강대 부분을 표시하는 사시도,

제8도는 제2실시예의 스태커크레인의 제어구조의 주요부를 표시하는 블록도,

제9도는 제2실시예의 스태커크레인의 제어과정을 표시하는 플로우챠아트,

제10도는 제2 실시예에 있어서의 주행 및 승강시의 이동속도 패턴을 표시하는 속도 및 시간관계를 표시하는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

(1)-----------선반

(2)-----------스태커크레인

(5)-----------주행대차

(7)-----------승 강 대

(8)-----------포 오 크

(9)-----------제어장치

(L)-----------광 축(光軸)

(W)-----------물 품

본 발명은 물품을 잠시 보관하는 자동창고의 스태커크레인에 관한 것으로, 특히 운전의 사이클타임을 단축할 수 있는 스태커크레인에 관한 것이다.

공장이나 창고 등에 있어서 제품이나 피가공품을 잠시 보관하기 위하여, 매트릭스 형태로 줄지어 복수의 영역을 보유하는 선반과, 선반 전면(前面)을 이동하여 물품을 반송하는 스태커크레인으로 된 자동창고가 이용되고 있다. 스태커크레인은 궤도를 따라 주행하는 주행대차와 주행대차에 장착된 마스트를 따라 승강하는 승강대로 구성된다. 승강대에는 슬라이드 포오크가 구비되어 있고, 슬라이드 포오크에 의하여 선반에서 물품을 인수인도하고, 슬라이드 포오크에 물품을 적재한 그대로 주행 및 승강해서 물품을 반송한다. 주행 및 승강시에는 가감속시에 충격으로 슬라이드 포오크 위의 물품이 파손되지 않도록 가속도가 조절된다.

이와같이 스태커크레인은 물품의 파손이 발생하지 않도록 이동시의 가속도를 제한해야만 하고, 이런 제한이 스태커크레인의 운전의 사이클타임에 영향을 미친다.

따라서 본 발명의 목적은 운전의 사이클타임을 되도록 단축할 수 있는 스태커크레인을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 청구범위 제1항에 기재한 발명은, 스태커크레인상의 물품의 존재여부를 검출하는 적재물품 검출장치, 적재물품 검출장치의 신호에 따라 스태커크레인의 적절한 이동속도패턴을 설정하고, 설정된 이동속도 패턴에 의거하여 스태커크레인을 작동시키는 제어장치, 스태커크레인의 주행경로 양단 부근에 각각 배치된 강제 감속영역을 검지하여 스태커크레인의 주행을 정지시키는 강제정지장치; 및 설정된 이동속도패턴의 최고속도에 따라, 상기 강제감속영역을 검지한 위치로부터 적당한 거리를 주행한 뒤 강제정지장치로 감속을 개시시키는 작동지연장치로 스태커크레인을 구성한다.

청구범위 제2항에 기재한 발명은, 상기 적재물품 검출장치는 적재물품의 중량에 따라서 연속하는 값을 출력할 수 있는 중량검출센서이고, 상기 제어장치는 중량검출센서의 값에 따라서 이동속도 패턴을 복수단계의 이동속도 패턴으로부터 선택하거나 무단계로 변경하도록 청구범위 제1항에 기재한 스태커크레인을 구성하였다.

본 발명은 이와 같은 구성에 의해 다음과 같은 작용이 이루어진다.

청구범위 제1항에 기재한 발명에관한 스태커크레인에 있어서는 스태커크레인에는 적제물품 검출장치가 구비되어있고, 스태커크레인 위에 물품의 존재여부가 검지된다. 적재물품검출장치로부터의 신호는 제어장치로 발송된다. 제어장치는 스태커크레인위에 물품의 존재여부를 따라서 스태커크레인의 이동속도 패턴을 설정한다. 이동속도 패턴은 시동에서 정지까지의 속도의 변동을 나타내고, 가감속시의 가속도의 크기, 가속하는 시간, 최고속도의 크기, 최고속도로 주행하는 시간, 감속시에 있어서의 단계적인 제동등의 요소를 포함한다. 적당한 이동속도 패턴이란 물품이 없으면 물품 파손의 염려가 없으므로, 높은 가속도로 가속하여 단시간으로 고속에 도달하고 목적 위치 직전에서 급제동을 작용시키는 개략의 이동속도 패턴으로된다. 실제로 물품이 적재되어 있으면 비교적 낮은 가속도로 이동이 개시되고, 정지시에는 느슨하게 감속되는 이동속도 패턴으로 작동시켜서, 물품의 파손을 방지한다. 스태커크레인은 선반의 전면을 왕복하여 주행하지만, 주행경로의 양쪽끝 근처에는 스태커크레인의 오버런을 방지하고, 일정위치에 정지시키기 위한 강제 감속영역이 각각 배치되어있다. 스태커크레인은 이 강제감속영역을 검지하자마자 스태커크레인의 주행을 감속시키는 강제정지장치가 구비되어있다. 강제감속영역은 스태커크레인이 보통의 최고속도에서 감속을 개시하여 일정위치로 정지할 수 있는 위치에 배치되어있다.

청구범위 제2항에 기재한 발명에 관한 스태커크레인에 있어서는, 적재물품 검출장치는 적재물품의 중량에 따라서 연속하는 값을 출력할 수 있는 중량검출센서로서, 이 중량검출센서는 적재물품의 유무에 더하여 적재물품의 중량을 검지할수 있다. 일반적으로 적재물품의 중량이 크면 클수록 모우터에대한 부하가 커지므로, 제어장치는 적재물품의 중량이 커짐에 따라서 가감속시의 가속도가 작게되도록 이동속도 패턴을 설정한다. 이동속도 패턴은 복수단계의 이동속도 패턴에서 선택하고, 혹은 무단계로 변경하도록 설정된다.

청구범위 제1항에 기재한 구성에 의하여, 서로 다른 이동속도 패턴에 따라 강제 감속영역을 검지할 경우가 있다. 이 경우에는 작동지연장치가 강제 감속영역을 검지한 위치로부터 적당한 거리를 주행한 후 감속을 개시하여 저속주행거리를 되도록 적게한다.

이하, 도시된 실시예에 대하여 설명한다.

[제1실시예]

제1도는 본 발명에 따른 스태커크레인의 제1실시예를 표시하는 평면도이다. 동도면에서, 자동창고의 선반(1)의 전면(前面)을 스태커크레인(2)이 레일(3)에 따라 주행한다. 선반(1)의 일단부 근처에는 입출고스테이션(4)이 배치되어 있다.

스태커크레인(2)은 주행대차(5)와 주행대차(5)에 입설된 2개의 마스트(6,6)를 따라 승강하는 승강대(7)로 구성된다. 승강대(7)에는 선반(1)의 폭 및 입출고 스테이션(4)과의 사이에서 물품(W)의 인수인도를 실시하기위한 포오크(8)가 구비되어있다. 스태커크레인(2)은 스태커크레인에 구비된 제어장치(9)에 의하여 자동운전된다.

제2도는 제1도에 표시하는 승강대(7)의 확대사시도이다. 승강대(7)에는 발광기(10) 및 수광기(11)가 비치되어있고, 물품(W)이 포오크(8)의 위에 적재되어 있으면 물품(W)에 의하여 발광기(10)가 방사하는 광축(L)이 차단되고, 수광기(11)로의 입력이 없어지므로 물품(W)의 존재여부를 검지할수있다. 제3도는 제1도에 표시한 스태커크레인(2)의 제어장치(9)를 포함하는 제어구조를 표시하는 블록도이다. 제어장치(9)는 주행대차(5)의 주행을 구동하는 주행모우터(12) 및 승강대(7)를 승강시키는 승강모우터(13)를 제어한다.

주행모우터(12) 및 승강모우터(13)의 회동은 각각 인코더(14,15)에 의하여 검지되고 제어장치(9)로 피이드백 된다. 더우기, 제어장치(9)에는 수광기(11) 및 제1도에 도시된 강제 감속영역들(16)을 검지하는 광전센서(17), 지상의 중앙제어장치(도시 안됨)와 교신을 실시하는 통신장치(18)가 접속되어있다. 또, 제어장치에는 이동속도 패턴을 기억한 기억장치(19)가 접속되어있다(실제로는 CPU 기반의 메모리가 이 기억장치의 역할을 하고있다). 이와 같은 제어구조의 스태커크레인(2)은 중앙제어장치로부터 통신장치(18)를 통해 반송지령을 받고, 반송지령에 따라서 주행모우터(12) 및 승강모우터(13)를 구동하여 지시된 영역과 입출고 스테이션(4)사이를 이동하여 물품(W)의 인수인도를 실시한다.

제4도는, 제3도의 제어구조에 의한 스태커크레인(2)의 제어과정을 표시하는 플로우챠아트이다.

반송지령을 수신하고, 포오크(8)에 의한 물품(W)의 인수인도 작업이 끝나면, 스태커크레인(2)은 주행모우터(12) 및 승강모우터(13)를 구동시켜서 승강대(7)를 목적 위치까지 이동시킨다. 이동하기 전에, 제어장치(9)는 수광기(11)의 ON/OFF에 따라 포오크(8)위에 물품(W)이 적재되어 있는지의 여부를 인식한다(스텝 1). 물품(W)이 있으면, 제어장치(9)는 기억장치(19)에 기억된 2개의 이동속도 패턴중에서 A패턴을판독한다. 물품(W)이 없으면, B패턴을판독한다(스텝 3). 그리고 판독한 패턴에 따라서, 주행모우터(12) 및 승강모우터(13)를 구동하여 승강대(7)를 목적위치까지 이동시킨다.

제5도 (a)(b)에 주행대차(5) 및 승강대(7) 각각의 이동속도패턴의 1예를 표시한다.

제5도(a)에서는 주행대차(5)의 주행에 관한 이동속도패턴의 1예이고, A패턴을 A, B패턴을 B로 각각 실선으로 나타낸다. A패턴의 경우, 주행대차(5)는 기동에서 고속(V2)으로 도달할 때까지 일정 가속도로 가속되고, 목적위치 근처에서 일정 가속도로 감속되며 저속(V3) 및 미속(V4)을 거쳐서 정지한다. B패턴에서는 주행대차(5)는 A패턴에 비하여 큰 가속도로 가속되고, 속도 V2보다 큰 속도 V1으로 주행되며 보다 큰 감속도로 감속된다. 저속(V3)이후의 감속패턴은 동일한다.

A, B 2개의 이동속도 패턴을 비교하면 A패턴에 비하여 B패턴의 가감속시의 가속도 및 최고속도가 어느 것도 큰 것임을 알 수 있다. 따라서, 실제물품이 적재된 경우에는 가속도 및 최고속도를 작게 억제하여, 적재물품의 충격으로 인한 파손을 방지할 수 있다. 한편, 물품이 없는 경우에는 물품의 파손에 대한 배려가 불필요하므로, 큰 가속도 및 최고속도로 주행시킬 수 있다. 그 겨로가, A패턴의 경우에는 이동시간 tA에 주행된 거리를 보다 단시간(tB)에 이동할 수 있다.

제5도(b)도 마찬가지로 저속(V7)이후는 동일하지만, A패턴의 가속도 및 고속(V6)보다도 B패턴의 가속도 및 고속(V5)이 크다. 따라서, A패턴은 물품(W)에 주는 충격이 작아지고, B패턴은 이동시간이 짧다.

이와같이, 본 실시예의 스태커크레인(2)은 발광기(10) 및 수광기(11)에 의하여 적재물품의 유무를 검출하고, 이것에 의거하여 제어장치(9)가 기억장치(19)로부터 적당한 이동속도 패턴을 판독하며, 판독한 패턴에 따라서 스태커크레인(2)의 주행모우터(13) 및 승강모우터(13)를 구동하므로서, 실제로 물품이 적재된 경우에는 물품의 파손이 발생하지 않고, 물품이 없는 경우에는 단시간에 승강대(7)를 이동시킬 수 있다. 따라서, 물품이 없는 경우에는 이동시간을 단축하여, 운전의 사이클타임을 단축할 수 있다.

또한 기억장치(19)에 기억되는 이동속도 패턴의 최고속도나 가속도 데이터를 변경할 수 있다. 특히, 실제로 적재된 물품의 경우의 A패턴에 대해서는, 자동창고에서 취급하는 물품(W)의 중량이나 물품의 상태 등에 따라, 최고속도 및 가속도를 물품의 파손을 방지하는 최대한으로 조정하여, 가능한한 사이클타임을 단축하도록 한다.

또, 최고속도가 상이한 경우가 있을 것에 대비하여, 강제감속의 타이밍도 변화시킬 필요가 있다. 제1도에 표시하듯이, 스태커크레인(2)의 레일(3)의 양단 근처에는 강제 감속영역(16)이 배치되어있다. 강제 감속영역(16),(16)은 바닥에 장착된 차단판으로서, 스태커크레인(2)측에 구비된 차단형 광전센서(17)로 강제 감속 영역(16)을 검지하도록 되어있다(제3도 참조).

제6도는 강제 감속영역(16)을 검지한 후의 스태커크레인(2)의 주행속도의 변화를 표시하는 도면이다. 차단형 광전센서(17)가 시간 ts에서 강제 감속영역(16)을 검지했을 때 제어장치(9)가 속도 V2로 통과하면, 즉시 감속을 개시하여 정지시킨다. 정지위치는 제1도에서 보는 우측에서는 입출고 스테이션(4)과의 사이에 물품을 인수인도하는 위치이고, 좌측에서는 선반(1)의 좌측 끝의 영역과의 사이에서 물품을 인수인도하는 위치이다.

속도(V2)보다도 큰 속도(V1)로 주행중에 강제 감속영역(16)을 검지했을 때는, 즉시 감소을 개시하면 저속 및 미속으로 주행한 뒤 정지위치에 도달하므로 낮은속도로 주행하는 시간이 길어진다. 이 경우에, 제어장치(9)는 주행모우터(12)의 회동을 검지하는 인코더(14)에 의하여 강제 감속영역(16)을 검지한 후의 거리를 카운트하고, 소정의 거리를 주행한후, 시간 ts'에서 감속을 개시하여, 고속주행 시간을 되도록 길게하고 사이클타임을 단축하도록 하고있다. 또한, 거리는 인코더(14)에 의하여 검지하지만, 제어장치(9)에 타이머를 접속하고 일정시간을 카운트하여 감속개시를 지연시키도록 하여도 좋다.

[제 2실시예]

제7도는 본 발명에 관한 스태커크레인의 제2실시예의 승강대(20)를 표시하는 사시도이다. 승강대(20)는 제1실시예와 마찬가지로 제1도에 도시된 것과 같은 자동창고에 적용할 수 있는 것이다.

승강대(20)에는 적재물품 검출장치로서 포오크(21)의 하방으로 중량검출센서(22)가 구비되어있고, 중량검출센서(22)는 포오크(21)에 작용하는 중량을 검지하여 포오크(21)에 물품이 적재되어 있는지의 여부를 검지함과 아울러, 중량의 크기를 연속하는 값으로 출력한다.

제8도에 표시하듯이, 중량검출센서(22)는 제어장치(23)에 접속되어있고, 또 복수의 이동속도 패턴을 기억한 기억장치(24)가 제어장치(23)에 접속되어있다. 그외의 구성은 제1 실시예와 동일하다.

제9도는 제2실시예의 제어과정을 도시한 플로우챠트이다. 제4도에 표시한 제1 실시예와 동일하지만, 스텝 1에서 물품이 존재한다고 판단된 경우, 제어장치(23)는 중량검출센서(22)가 출력하는 중량의 계측치를 수신하고(스텝 4), 이 계측치에 의하여 기억장치(24)에 기억된 이동속도패턴 중 적절한 이동속도패턴을 1개 선택하고 판독한다(스텝 5). 제10도는 제2 실시예에 의해 선택된 주행대차의 이동속도패턴의 1예를 표시하는 도면이다. 제5도(a)에 표시한 예와 마찬가지로 물품이 없을 때에는 B패턴으로 주행하고, 물품이 적재되어 있을 때에는 A패턴으로 주행한다. 더우기, 물품의 중량이 클때에는 A'패턴이 선택된다. A'패턴은 A패턴보다도 가속도와 고속(V2')이 작다. 이것은 일반적으로 물품의 중량이 크면 클수록 구동모우터의 부하가 커지기 때문이고, 반송시간(tA')은 보다 길어지지만, 모우터의 부하가 일정하게 되도록 물품의 중량에 따라 가속도 및 고속을 제어하도록 한 것이다. 물품이 보다 무거우면 가속도 및 고속은 보다 작고 물품이 가벼우면 가속도 및 고속은 커지도록 하여, 모우터의 성능을 향상 최대로 작동시켜 단시간에 반송을 하도록 하고있다. 승강시의 이동속도 패턴도 마찬가지로 설정된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지의 범위내에 있어서 적당히 변형 가능함은 말할 나위도 없다.

예컨대 제2 실시예에서는 물품의 중량에 따라 기억장치(24)에 기억되어 있던 이동속도 패턴중 적당한 것을 선택하지만, 제어장치가 중량을 피라미터로 속도나 고속의 크기를 연산하여 이동속도패턴을 설정할 수도 있다.

이상과 같이 청구범위 제1항에 기재한 발명에 관한 스태커크레인에 의하면, 스태커크레인은 적재물품 검출장치에 의하여 검지된 적재물품의 유무에 의하여 이동속도패턴을 바꾸므로, 물품이 없는 경우는 실제로 물품이 적재된 경우에 비해 반송시간을 단축하여, 사이클타임의 단축을 실현할 수 있다.

청구범위 제2항에 기재한 발명에 관한 스태커크레인에 의하면, 중량검출센서가 적재물품의 유무 이외에도, 적재물품의 중량을 검지하고, 적재물품의 중량에 따라서 이동속도 패턴을 설정하므로, 적재물품의 파손을 방지하는 한도에서 최소의 반송시간을 얻을 수 있으며, 따라서 물품이 적재된 경우의 반송시간을 단축하고, 사이클타임의 단축을 도모할 수 있다.

청구범위 제3항에 기재한 발명에 관한 스태커크레인에 의하면, 강제 감속영역을 검지했을 때의 속도에 따라 작동지연장치가 강제정지장치의 작동을 지연시킬 수 있으므로, 최고속도로 주행하는 시간을 되도록 길게 하여 반송시간을 단축할 수 있다.

Claims (2)

1. 스태커크레인상의 물품의 존재여부를 검출하는 적재물품 검출장치;

   적재물품 검출장치의 신호에 따라 스태커크레인의 적절한 이동속도패턴을 설정하고, 설정된 이동속도 패턴에 의거하여 스태커크레인을 작동시키는 제어장치;

   스태커크레인의 주행경로 양단 부근에 각각 배치된 강제 감속영역을 검지하여 스태커크레인의 주행을 정지시키는 강제정지장치; 및

   설정된 이동속도패턴의 최고속도에 따라, 상기 강제감속영역을 검지한 위치로부터 적당한 거리를 주행한 뒤 강제정지장치로 감속을 개시시키는 작동지연장치; 를 구비한 것을 특징으로 하는 스태커크레인.
2. 제1항에 있어서, 상기 적재물품 검출장치는 적재물품의 중량에 따라서 연속하는 값을 출력할 수 있는 중량검출센서이고, 상기 제어장치는 중량검출센서의 값에 따라서 이동속도 패턴을 복수단계의 이동속도 패턴으로부터 선택하거나 무단계로 변경하도록 설정하는 것을 특징으로하는 스태커크레인.