KR19980047020U - Gravity-compensated stacker crane - Google Patents
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Abstract
본 고안은 일정 경로상을 주행하며 화물(11)을 반송하는 자동 창고 시스템의 스태커 크레인(3)에 관한 것으로, 특히 스태커 크레인(3)의 캐리지(6)가 중력의 영향을 받지 않고 미끄러짐이 없는 안정된 동작을 수행할 수 있도록 하기 위해, 캐리지(6)상에 위치하고 랙(1)으로부터 반송되는 화물(11)의 무게를 감지하기 위한 중량 센서(14)가 부착된 포크(중량 감지부; 8)와, 상기 캐리지(6)의 무게에 대응하는 하중을 지니고 상기 마스트(5)의 반대편에 설치하여 캐리지(5)의 자체 무게를 상쇄시켜 주기 위한 카운터 웨이트(12)와, 상기 캐리지(6)를 승강시키기 위한 구동용 모우터와, 상기 중량 센서(14)로부터 감지된 값을 이용하여 토크를 산출하고 이 산출된 토크를 상기 모우터에 인가하여 제어하는 제어반(10)으로 구성된 것으로서, 화물(11)의 무게에 따라 모우터에 적절한 토크가 인가될 수 있도록 제어함으로써 캐리지(6)상에 부하되는 화물(11)의 무게 변화에 관계없이 브레이크 장치가 해제되어도 항상 최적의 상태로 캐리지(6)가 고정되어 있어 상기 캐리지(6)가 연직 하방향으로 미끄러져 내려가지 않게 되고, 따라서 상기 캐리지(6)의 이동에 의한 위치 오차가 발생하지 않게 되며, 제품 수명이 향상되고, 사용시의 정밀성이 현저히 개선되는 중력 보상형 스태커 크레인에 관한 것이다.The present invention relates to a stacker crane (3) of an automated warehouse system for transporting cargo 11 on a certain path, in particular the carriage (6) of the stacker crane (3) is not affected by gravity and without slipping In order to be able to perform a stable operation, a fork (weight sensing unit; 8) placed on the carriage 6 and attached with a weight sensor 14 for sensing the weight of the cargo 11 conveyed from the rack 1 And a counter weight 12 mounted on the opposite side of the mast 5 to have a load corresponding to the weight of the carriage 6 to offset the weight of the carriage 5 and the carriage 6. A drive motor for lifting up and down, and a control panel 10 for calculating torque by using the value detected from the weight sensor 14 and applying the calculated torque to the motor to control the load 11 Depending on the weight of the motor By controlling the appropriate torque to be applied, regardless of the weight change of the load (11) loaded on the carriage (6), the carriage (6) is always fixed in an optimal state even if the brake device is released, the carriage (6) The gravity compensation type stacker crane which does not slide down in the vertical direction, and therefore does not generate a position error due to the movement of the carriage 6, and the product life is improved and the precision in use is significantly improved. will be.
Description
본 고안은 일정 경로상을 주행하며 화물을 반송하는 자동 창고 시스템의 스태커 크레인에 관한 것으로, 특히 스태커 크레인의 캐리지가 중력의 영향을 받지 않고 미끄러짐이 없는 안정된 동작을 수행할 수 있도록 하기 위한 제어장치를 구비한 스태커 크레인에 관한 것이다.The present invention relates to a stacker crane of an automated warehouse system for transporting cargo while traveling on a certain path, and in particular, a control device for allowing the carriage of the stacker crane to perform stable operation without slippage without being affected by gravity. It relates to a stacker crane provided.
일반적으로 자동 창고 시스템이란 도 1에 도시한 바와 같이, 공장이나 창고 등의 내부에서 제품이나 피가공품 등을 일시적으로 보관하기 위한 화물 선박용 랙(1)과, 물건을 입출고시키는 스테이션(2)이 구비되고, 상기 랙(1) 및 스테이션(2)의 사이에서 스태커 크레인(3)이 작업자의 지시에 따라 화물(11)을 반송하는 시스템을 말한다.In general, an automated warehouse system is provided with a cargo vessel rack 1 for temporarily storing a product or a workpiece in a factory or warehouse, and a station 2 for entering and leaving an article, as shown in FIG. 1. And the stacker crane 3 conveys the cargo 11 according to the operator's instruction between the rack 1 and the station 2.
상기의 스태커 크레인(3)은 도 2에 도시한 바와 같이, 하부 프레임(4a) 및 상부 프레임(4b)과, 이 상·하부 프레임에 수직으로 설치된 마스트(mast; 5)와, 이 마스트(5)를 따라서 체인(5a) 구동에 의해 승강하는 캐리지(6)와, 상기 하부 프레임(4a)을 안내하는 주행 레일(7a)과, 상기 상부 프레임(4b)을 안내하는 가이드 레일(7b)과, 상기 캐리지(6)상에 위치하여 화물(11)을 상기 랙(1)으로부터 반송하는 포크(8)와, 선입품 검출을 위한 센서 및 구동용 모우터를 제어하는 제어반(10) 등으로 구성되어 있으며, 상기 제어반(10)에 의해 하부 프레임(4a)의 주행과 캐리지(6)의 승강 및 포크(8)를 이용한 입출고 작업이 제어되고 있다.As shown in Fig. 2, the stacker crane 3 includes a lower frame 4a and an upper frame 4b, a mast 5 installed vertically on the upper and lower frames, and the mast 5 A carriage 6 which is lifted and lowered by driving the chain 5a along the path, a traveling rail 7a for guiding the lower frame 4a, a guide rail 7b for guiding the upper frame 4b, A fork 8 positioned on the carriage 6 to convey the cargo 11 from the rack 1, a sensor for first-in item detection, a control panel 10 for controlling a driving motor, and the like. The control panel 10 controls the running of the lower frame 4a, the lifting and lowering of the carriage 6, and the loading and unloading operation using the fork 8.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 스태커 크레인(3)은 캐리지(6)의 승강중 상기 캐리지(6)가 원하는 위치에 도달하게 되면 그 위치에서 고정될 수 있도록 브레이크 장치가 작동되어 상기 마스트(5)의 소정 위치에 고정된다. 도달된 위치에서 원하는 작업이 완료되면 브레이크 장치가 해제된 후 위치이동에 필요한 토크가 모우터에 인가된다.The stacker crane 3 having the configuration as described above, when the carriage 6 reaches the desired position while the carriage 6 is being raised and lowered, the brake device is operated so that the brake device can be fixed at the position of the mast 5. It is fixed at a predetermined position. When the desired work is completed at the reached position, the brake is released and the torque required to move the position is applied to the motor.
그러나, 캐리지(6) 자체가 상당한 무게를 지니므로 별도의 부가장치없이 브레이크 장치를 해제하게 되는 경우 상기 캐리지(6)는 자중에 의해 연직 하방향으로 미끄러 내려가게 되므로, 이러한 미끄러짐 현상을 막기 위해서는 상기 모우터에 상당량의 토크를 신속히 인가시켜 주어야 하며, 이때 상기 모우터에 상당한 무리를 주게 되고, 또한 모우터에 토크가 인가되기까지는 약간의 시간이 소요되어 그 시간차 동안의 미끄러짐은 불가피하게 발생되므로, 결국 캐리지(6)의 미끄러짐 현상을 완벽하게 방지할 수는 없었다.However, since the carriage 6 itself has a considerable weight, when the brake device is released without any additional device, the carriage 6 slides downward in the vertical direction by its own weight. Since a large amount of torque must be rapidly applied to the motor, at this time, a considerable load is applied to the motor, and it takes some time until the torque is applied to the motor, and slip during the time difference is inevitably generated. As a result, the sliding phenomenon of the carriage 6 could not be completely prevented.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 종래에 사용되던 일반적인 방법은 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 캐리지(6)와 비슷한 하중을 지닌 카운터 웨이트(12)를 상기 마스트(5)의 반대편에 설치하여 상대적으로 캐리지(6)의 자체 무게를 상쇄시킬 수 있도록 한 것이 있었다. 이러한 방법에 의하면 캐리지(6)의 무게와 비슷한 하중은 지닌 카운터 웨이트(12)의 무게가 작용하여 브레이크 장치를 해제하더라도 상기 캐리지(6)가 급속하게 미끄러져 내려가는 것을 방지할 수 있게 된다.Conventionally used to solve this problem is a counterweight 12 having a load similar to that of the carriage 6, as shown in Figure 3, is installed on the opposite side of the mast (5) There was something that could offset the weight of the carriage 6 itself. According to this method, the weight of the counterweight 12 having a load similar to the weight of the carriage 6 acts to prevent the carriage 6 from sliding down quickly even if the brake device is released.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 스태커 크레인(3)은 캐리지(6)상에 적재된 화물(11)의 무게에 따라 상기 캐리지(6)의 미끄러짐 정도가 다르게 나타난다. 즉, 캐리지(6)에 화물(11)이 적재된 경우와 적재되지 않은 경우, 또한 적재된 화물(11)의 중량 정도에 따라 각각 다른 형태의 미끄러짐이 발생하게 되고, 일정 중량의 카운터 웨이트(12)가 장착된 것이므로 이러한 미끄러짐에 대해 능동적으로 대처할 수 없다는 문제점이 있었다.However, in the conventional stacker crane 3 as described above, the degree of slip of the carriage 6 is different depending on the weight of the load 11 loaded on the carriage 6. That is, when the cargo 11 is loaded on the carriage 6 and when the cargo 11 is not loaded, different types of slips are generated according to the weight of the loaded cargo 11, and the counter weight 12 having a predetermined weight ), So that there is a problem that can not actively cope with this slip.
결국, 캐리지(6)의 미끄러짐은 상기 캐리지(6)의 위치오차를 유발하는 원인이 되고, 갑작스럽게 발생하는 반동력으로 인해 상기 캐리지(6)의 동작 상태를 원활히 제어할 수 없을 뿐만 아니라, 상기 마스트(5)에도 반복적인 부하가 가해져 제품 수명이 단출될 수 있으며, 위치오차의 누적에 따른 정밀도의 저하를 초래하게 되는 문제점이 있었다.As a result, the slip of the carriage 6 causes a position error of the carriage 6, and the operation state of the carriage 6 cannot be smoothly controlled due to the sudden reaction force, and the mast Repeated load is applied to (5) to shorten the life of the product, there is a problem that causes the degradation of precision due to the accumulation of position error.
이에 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 화물의 무게에 따라 모우터에 적절한 토크량이 인가될 수 있도록 제어함으로써 캐리지에 부하되는 무게에 가변적으로 대처하여 상기 캐리지의 미끄러짐을 해소할 수 있는 중력 보상형 스태커 크레인을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, by controlling the appropriate amount of torque to the motor according to the weight of the cargo to variably cope with the weight loaded on the carriage to eliminate the slip of the carriage The purpose is to provide a gravity-compensated stacker crane.
도 1은 일반적인 스태커 크레인이 적용된 자동 창고시스템의 개략 사시도,1 is a schematic perspective view of an automatic warehouse system to which a general stacker crane is applied;
도 2는 일반적인 스태커 크레인을 설명하기 위한 사시도,2 is a perspective view for explaining a general stacker crane,
도 3은 종래의 스태커 크레인에 적용된 캐리지의 미끄러짐 방지수단을 보인 개략도,3 is a schematic view showing a slip preventing means of a carriage applied to a conventional stacker crane,
도 4는 본 고안에 의한 스태커 크레인에 적용된 캐리지의 미끄러짐 방지수단을 보인 사시도.Figure 4 is a perspective view showing a slip preventing means of the carriage applied to the stacker crane according to the present invention.
도 5는 본 고안에 의한 스태커 크레인에 적용된 캐리지의 미끄러짐 방지수단을 설명하기 위한 개략도,5 is a schematic view for explaining a slip prevention means of the carriage applied to the stacker crane according to the present invention,
도 6은 본 고안에 따른 캐리지의 중력 보상 제어계를 설명하기 위한 블럭도,6 is a block diagram illustrating a gravity compensation control system of a carriage according to the present invention;
도 7은 본 고안에 따른 캐리지 중력 보상 제어계의 구성요소간 관계를 나타낸 블럭도이다.7 is a block diagram showing the relationship between the components of the carriage gravity compensation control system according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 랙(선반)2 : 스테이션1: Rack (shelf) 2: Station
3 : 스태커 크레인4a : 하부 프레임3: stacker crane 4a: lower frame
4b : 상부 프레임5 : 마스트4b: upper frame 5: mast
6 : 캐리지7a : 주행 레일6: carriage 7a: running rail
7b : 가이드 레일8 : 포크(fork)7b: guide rail 8: fork
10 : 제어반11 : 화물10 control panel 11: cargo
12 : 카운터 웨이트13 : 팰리트12: counter weight 13: pallet
14 : 중량 센서15 : 암(arm)14 weight sensor 15 arm
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 중력 보상형 스태커 크레인은 마스트를 따라서 승강하는 캐리지와, 상기 캐리지상에 위치하고 랙으로부터 반송되는 화물의 무게를 감지하기 위한 중량 센서가 부착된 포크(중량 감지부)와, 상기 캐리지의 무게에 대응하는 하중을 지니고 상기 마스트의 반대편에 설치하여 캐리지의 자체 무게를 상쇄시켜 주기 위한 카운터 웨이트와, 상기 캐리지를 승강시키기 위한 구동용 모우터와, 상기 중량 센서로부터 감지된 값을 이용하여 토크를 산출하고 이 산출된 토크를 상기 모우터에 인가하여 제어하는 제어반으로 구성됨을 특징으로 한다.Gravity-compensated stacker crane according to the present invention for achieving the above object is a carriage for lifting along the mast and a fork with a weight sensor for sensing the weight of the cargo located on the carriage and conveyed from the rack (weight Sensing unit), a counter weight having a load corresponding to the weight of the carriage and installed on the opposite side of the mast to offset the weight of the carriage, a driving motor for raising and lowering the carriage, and the weight sensor It is characterized in that it comprises a control panel for calculating the torque by using the value detected from the control panel for applying the calculated torque to the motor.
이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 중력 보상형 스태커 크레인은 하부 프레임(4a) 및 상부 프레임(4b)과, 이 상·하부 프레임에 수직으로 설치된 마스트(5)와, 이 마스트(5)를 따라서 체인(5a) 구동에 의해 승강히는 캐리지(6)와, 상기 캐리지(6)의 무게에 대응하는 하중을 지니고 상기 마스트(5)의 반대편에 설치하여 캐리지(6)의 자체 무게를 상쇄시켜 주기 위한 카운터 웨이트(12)와, 상기 하부 프레임(4a)을 안내하는 주행 레일(7a)과, 상기 상부 프레임(4b)을 안내하는 가이드 레일(7b)과, 상기 캐리지(6)상에 위치하고 랙(1)으로부터 반송되는 화물(11)의 무게를 감지하기 위한 중량 센서(14)가 부착된 포크(8)와, 상기 캐리지(6)를 승강시키기 위한 구동용 모우터와, 상기 중량 센서(14)로부터 감지된 값을 이용하여 토크를 산출하고 이 산출된 토크를 상기 모우터에 인가하여 제어하는 제어반(10)으로 구성된 것이다.As shown in Figures 2 to 5, the gravity-compensated stacker crane according to the present invention is the lower frame (4a) and the upper frame (4b), and the mast (5) installed perpendicular to the upper and lower frames, and The carriage 6 which is lifted up and down by the chain 5a along the mast 5 and the load corresponding to the weight of the carriage 6 are installed on the opposite side of the mast 5 so that the carriage 6 Counter weight 12 for canceling its own weight, traveling rail 7a for guiding the lower frame 4a, guide rail 7b for guiding the upper frame 4b, and the carriage 6 A fork 8 having a weight sensor 14 for detecting the weight of the cargo 11 conveyed from the rack 1, a driving motor for lifting the carriage 6 up and down, The torque is calculated using the value detected from the weight sensor 14 and the calculated torque is The control panel 10 is applied to the motor to control.
통상적으로 화물(11)은 랙(1)의 팰리트(13)상에 위치하게 되고, 상기 중량 센서(14)는 상기 팰리트(13)의 대략적인 무게 중심 위치에 대응하는 포크(8) 상면에 설치한다.Typically, the cargo 11 is placed on the pallet 13 of the rack 1, and the weight sensor 14 is on the top surface of the fork 8 corresponding to the approximate center of gravity position of the pallet 13. Install on.
이때, 상기 포크(8)가 상기 랙(1)의 암(15)에 걸리지 않도록 정확한 위치상에 정지시킨 후, 화물(11)이 적재된 팰리트(13)를 포크(8)에 싣게 되고, 상기 제어반(16)에서는 상기 중력 센서(14)로부터 인식된 값을 A/D변환하여 중력 보상을 위해 필요한 최종 무게를 산출해 낸다. 여기서 최종 무게는 화물(11)의 중량과 캐리지(6)의 중량을 더한 값에서 상기 카운터 웨이트(12)의 중량을 뺀 값이 된다.At this time, the fork 8 is stopped on the correct position so as not to be caught by the arm 15 of the rack 1, the pallet 13 loaded with the cargo 11 is loaded on the fork 8, The control panel 16 calculates the final weight necessary for gravity compensation by A / D conversion of the value recognized by the gravity sensor 14. Here, the final weight is obtained by subtracting the weight of the counterweight 12 from the weight of the load 11 and the weight of the carriage 6.
도 7은 본 고안에 따른 캐리지 중력 보상 제어계의 구성요소간 관계를 나타낸 블럭도이며, 그 중력 보상과정은 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제어반(16)은 위치 지령값을 위치 제어 및 속도 제어를 통해 모우터에 최종적으로 인가되는 토크 지령값으로 변환한 후, 중량 센서(14)를 통해 읽어들인 화물(11)의 중량에 대응하는 보상 토크를 계산하여 토크 지령값에 더하게 되는데, 그 작업과정은 다음과 같다.7 is a block diagram showing the relationship between the components of the carriage gravity compensation control system according to the present invention, the gravity compensation process, as shown in Figure 6, the control panel 16 is the position command value and position control and speed control After converting to the torque command value finally applied to the motor through the through, the compensation torque corresponding to the weight of the load 11 read through the weight sensor 14 is calculated and added to the torque command value, the work The process is as follows.
화물(11)을 포크(8)에 적재한다. A/D변환기에 의해 중량 센서(14)의 값을 화물(11)의 중량으로 환산한다. 제어반(10)에서 환산된 화물(11)의 중량에 대한 보상토크를 계산한다. 상기 제어반(10)에서 토크 지령값과 보상 토크값을 더한 최종 토크값을 계산한다. 모우터 제어부에 최종 계산된 토크값을 지시한다. 상기 모우터에 의해 상기 캐리지(6)가 소정 위치로 이동하게 된다.The cargo 11 is loaded on the fork 8. The value of the weight sensor 14 is converted into the weight of the cargo 11 by the A / D converter. Compensation torque for the weight of the cargo 11 converted in the control panel 10 is calculated. The control panel 10 calculates a final torque value obtained by adding a torque command value and a compensation torque value. Instructs the motor control unit the final calculated torque value. The carriage 6 is moved to a predetermined position by the motor.
상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 고안의 효과를 다음과 같다.The effects of the present invention that can be expected by the configuration and action as described above are as follows.
본 고안에 따른 중력 보상형 스태커 크레인은 화물(11)의 무게에 따라 모우터에 적절한 토크가 인가될 수 있도록 제어함으로써 캐리지(6)상에 부하되는 화물(11)의 무게 변화에 관계없이 브레이크 장치가 해제되어도 항상 최적의 상태로 캐리지(6)가 고정되어 있어 상기 캐리지(6)가 연직 하방향으로 미끄러져 내려가지 않게 되고, 따라서 캐리지(6)의 이동에 의한 위치 오차가 발생하지 않게 되며, 제품 수명이 향상되고, 사용시의 정밀성이 현저히 개선되는 효과가 있다.Gravity-compensated stacker crane according to the present invention is controlled so that appropriate torque can be applied to the motor according to the weight of the cargo (11) regardless of the weight change of the load (11) loaded on the carriage (6) Even if is released, the carriage 6 is always fixed in an optimal state so that the carriage 6 does not slide down in the vertical direction, so that a position error due to the movement of the carriage 6 does not occur. The product life is improved, and the precision in use is remarkably improved.
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1996
- 1996-12-28 KR KR2019960060176U patent/KR19980047020U/en not_active Application Discontinuation
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