KR20060090559A

KR20060090559A - 반송장치

Info

Publication number: KR20060090559A
Application number: KR1020050081121A
Authority: KR
Inventors: 카즈히로 이시카와
Original assignee: 무라타 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2006-08-14
Also published as: KR100913129B1; TW200628349A; TWI332458B; JP2006219233A

Abstract

스태커 크레인에 4개의 마스트(6∼9)를 설치하고, 승강대(26)를 매달기부재(34)에서 각 마스트에 의해 지지한다. 매달기부재(34)는 마스트 마다 독립적으로 구동하고, 물품의 이송시에 슬라이드 포크(30)가 기울면, 이것을 보정하도록 매달기부재(34)를 감기/풀기를 한다.

이송시의 슬라이드 포크의 경사를 방지함과 아울러, 마스트에는 연직방향의 힘 만이 가해지도록 한다.

Description

반송장치{TRANSFER APPARATUS}

도 1은 실시예의 스태커 크레인의 정면도이며, 좌측의 마스트의 커버를 떼어내서 나타낸다.

도 2는 실시예의 스태커 크레인의 측면도

도 3은 실시예의 스태커 크레인의 평면도이며, 상부 차륜이나 마스트 간의 결합재 등은 떼어내서 나타낸다.

도 4는 제2 실시예의 스태커 크레인의 주요부 평면도

도 5는 제3 실시예의 스태커 크레인의 주요부 평면도

도 6은 실시예의 스태커 크레인의 제어계를 나타내는 블럭도

도 7은 실시예의 스태커 크레인에서의, 슬라이드 포크의 경사 검출을 모식적으로 나타낸 도면

도 8은 실시예의 스태커 크레인에서의, 기울기의 해소와 선반의 클리어런스의 관계를 모식적으로 나타내는 도

도 9는 실시예의 스태커 크레인이며, 승강대의 지지에 필요한 힘을 모식적으로 나타내는 도

[부호의 설명]

2,60: 스태커 크레인 4: 하부 대차

6∼9: 마스트 10: 하부 주행차륜

12: 주행 모타 14: 상부 주행차륜

16,18: 가이드 롤러 20: 하부 레일

22: 상부 레일 24,52: 결합 부재

26,62: 승강대 28: 턴테이블

30: 슬라이드 포크 32: 탑 유닛

34: 매달기부재 36: 카운터 웨이트

38: 승강 모터 40: 체인

42: 스프로킷 44,46: 프리

50: 물품 54: 선반받이

55: 적재면 56: 랙

58: 간섭 범위 64: 마스트

70: 스태커 크레인 72∼75: 마스트

76,77: 드럼 80: 주행 제어부

82: 우승강 제어부 83:좌승강 제어부

84: 경사 센서 86: 보정 테이블

88: 전체 제어부 90: 통신부

92,93: 지주 94: 변형 게이지

95: 레이저 경사계 96: 반사판

97: 광학 센서 98: 게이지

본 발명은 스태커 크레인 등의 반송장치에 관한 것으로서, 특히 이송시에 물품으로부터 받는 힘의 모멘트에 의한, 경사의 방지에 관한다.

스태커 크레인 등의 반송장치에서는, 대차(台車)의 전후에 2개, 혹은 대차 전우의 어느 하나에 1개의 마스트를 설치하고, 마스트에 따라 승강대를 승강시키도록 하고 있다. 승강대에는 슬라이드 포크 등의 이송수단을 설치하고, 랙 등과의 사이에서 물품을 이송한다.

여기서 물품이 대형화하여 중량도 증가하면, 이송수단을 랙 등의 측으로 신장시켰을 때에, 이송수단의 포크 등이 경사하여, 이송수단의 선단 위치가 낮아진다. 그리고 물품을 랙의 선반 등에 이송하면, 포크에 가해지는 힘이 감소하고, 그 선단 위치가 상승한다. 이 때문에, 랙 측에서는 상하의 선반 간의 간격을 크게 하고, 이송수단의 경사에 의한 높이의 변동분을 흡수할 수 있게 할 필요가 있다. 또 반송장치의 측에서는, 이송시의 승강 스트로크를 크게 하고, 선반에 대한 물품의 높이 정밀도가 낮아도 이송할 수 있도록 할 필요가 있다. 또, 특허문헌 1은 무인 반송차에 탑재한 이송장치의 기부측이, 물품의 이송시에 경사되지 않도록 하는 것을 개시하고 있다. 다만 여기서 검토하고 있는 것은, 이송장치의 기부측의 경사에서, 이송 장치상의 물품은 이송시에 경사한다.

일본 특허문헌 1 일본 특허공개 2004-210056호

본 발명의 기본적 과제는, 이송시에 물품이 경사하는 것을 방지하는 동시에, 마스트에 연직방향의 힘만이 가해지도록 하는 것에 있다. 추가 과제는, 이송수단의 선단측의 경사를 정확하게 보정할 수 있게 하는데 있다.

본 발명의 반송장치는, 주행수단과, 물품을 적재해서 신장/복귀 가능한 이송수단을 탑재한 승강대와, 승강대를 가이드하는 마스트와, 이송수단의 신장측과 복귀측에 있어서 승강대를 독립적으로 매달아 지지하는 매달기부재와, 신장측의 매달기부재와 복귀측의 매달기부재를 독립적으로 구동하는 승강 구동부와, 이송수단을 신장시켰을 때에, 승강대에 있어서의 이송수단의 신장측이 복귀측에 대하여 상대적으로 높아지도록, 승강 구동부의 구동을 조정하는 높이 조정수단을 구비했다. 또, 높이 조정은, 이송수단의 신장 방향 앞부, 예를 들면 슬라이드 포크의 탑 유닛이나 스칼라암의 핸드 등이, 예를 들면 대략 수평으로 되도록 함으로써 승강대를 수평으로 할 수 없다.

바람직하게는, 상기 매달기부재를 신장측 및 복귀측에서 각각, 이송장치의 신장/복귀 방향과 직행하는 방향에 복수 배치함과 아울러, 승강 구동부를 각 매달기부재에 설치했다.

특히 바람직하게는, 상기 이송수단의 신장방향 앞부에서의 경사의 정도를 계측 혹은 추측하기 위한 수단을 설치하고, 추측하기 위한 수단으로부터 출력되는 신호를 상기 높이 조정수단에 입력하고, 이송수단의 신장 방향 앞부를 대략 수평으로 유지하도록, 상기 승강 구동부의 구동을 조정한다. 또 대략 수평이란, 이송수단의 승강방향 앞부의 경사를, 예를 들면 조정을 행하지 않을 경우의 1/2 이하로 하는 것 등을 의미하고, 바람직하게는 1/4 이하로 하는 것을 의미한다.

이하에 본 발명을 실시하기 위한 최적 실시예를 나타낸다.

[실시예]

도 1∼도 9에, 실시예와 그 변형을 나타낸다. 이들의 도에 있어서, 2는 반송장치의 예로서의 스태커 크레인에서, 4는 그 하부 대차이며, 전후 좌우로 합계 4개의 마스트(6∼9)가 있고, 10은 하부 주행차륜, 12는 주행 모터이며, 14는 상부 주행차륜, 16, 18은 가이드 롤러이다. 또, 20은 하부 레일, 22는 상부 레일이다. 또, 반송장치는, 마스트에 가이드되어서 승강하는 승강대를 구비한 무인 반송차 등이라도 좋다.

스태커 크레인(2)은, 예를 들면 클린룸 등에서, 액정기판 등의 중량물을 랙의 선반과 도시하지 않은 스테이션 사이에서 반송하는 것으로 한다. 이 때문에 마스트(6∼9)에는 적당한 커버와, 도면에 나타나 있지 않은 팬필터유닛 등을 설치하고, 발진을 방지하는 것이 바람직하다. 또, 레일(20,22)은 좌우로 상하 각 2개 설치하고, 물품을 이송할 때의 모멘트에 견디기 쉽게 하는 것이 바람직하다. 액정기판은 예를 들면 카세트 등에 수납으로서 반송하고, 카세트에는 방향이 있으므로, 턴테이블(28)을 설치한다. 또한 반송하는 물품의 종류는 임의이며, 클린룸 이외라도, 강재 등의 중량물의 반송 등에 이용할 수 있다.

결합부재(24)는 좌우의 마스트(6,8) 등을 결합하고, 도 2의 결합재(52)는 전 후의 마스트(6,7)등을 결합한다. 승강대(26)는 4개의 마스트(6∼9)에 가이드되어서 승강한다. 턴테이블(28)은 액정기판의 카세트 등의 물품(50)의 방향을 변환하기 위한 것으로, 설치하지 않아도 좋다. 턴테이블(28)에는 이송수단의 예로서의 슬라이드 포크(30)를 설치하지만, 스칼라암 등이라도 좋고, 32는 그 탑 유닛이며, 이 이외에 미들 유닛과 베이스 유닛이 있고, 탑 유닛(32)이 이송수단의 신장방향 앞부가 된다. 또한 턴테이블(28)을 설치하고 있으므로, 슬라이드 포크(30)의 신장 방향은 한쪽 방향으로도 좋지만, 양 방향에 신장 가능하게 해도 좋다.

각 마스트(6∼9)에 매달기부재(34)를 설치해서, 4개의 매달기부재(34)에 의해 승강대(26)를 예를 들면 4점에서 달아서 승강시킨다. 매달기부재(34)에는 로프나 벨트 혹은 와이어 등을 이용한다. 매달기부재(34)는 무한으로 마스트(6∼9)에 수납되고, 36은 카운터웨이트이며, 승강 모터(38)와 일체로 하고 있다. 이것은 승강 모터(38)의 중량을 이용해서 카운터웨이트(36)를 경량화하기 위해서다. 40은 체인이며, 그 양단을 마스트(6∼9)의 상하에 고정하고, 체인(40)을 스프로킷(42)에 감아 걸어서, 승강 모터(38)에서 스프로킷(42)을 구동함으로써, 카운터웨이트(36)와 승강 모터(38)가 승강한다. 또 매달기부재(34)의 감기/풀기 기구 자체는 임의이다. 44,46은 마스트(6∼9)의 각각의 하부와 상부에 설치한 프리이며, 무한으로 매달기부재(34)를 안내한다. 또 매달기부재(34)를 무한으로 배치하고 있는 경우에도, 간단히 감기 풀기라고 하며, 승강대(26)를 상승시킬 경우를 감기, 하강시킬 경우를 풀기라고 한다. 또한 매달기부재는, 승강대(26)에 설치한 이송수단이 물품을 이송할 때에, 신장의 방해가 되지 않고, 그 신장 방향이 상대적으로 높게 할 수 있도록 배치되어 있으면 좋고, 각 마스트에 설치하지 않아도 좋다.

50은 액정기판의 카세트 등의 물품에서, 도 2 이후에 나타내는 54는 선반받이며, 쇄선으로 나타내는 55는 물품(50)의 적재면이며, 선반받이(54)의 윗면이다. 그리고 선반받이(54)를 높이 방향으로 복수 배치함으로써, 랙(56)으로 한다. 스태커 크레인(2)의 주행방향의 예를 들면 좌우 양측에 랙(56)을 설치하고, 이외에 도면에 나타나 있지 않은 입출고용의 스테이션을 설치하고, 자동창고로 한다.

도 4에 제2 실시예의 스태커 크레인(60)을 나타내면, 승강대(62)를 좌우의 마스트(6,8)와 중앙부의 마스트(64)의 3개 마스트에서 지지하고, 3개의 매달기부재(34)에 의해 승강시킨다. 다른 점으로는 도 1∼도 3의 실시예와 마찬가지로, 각 매달기부재(34)는 독립적으로 감기/풀기를 할 수 있다. 도 4의 제2 실시예와, 도 1∼도 3의 실시예의 차이점은, 턴테이블(28)를 회전시켰을 때의, 물품(50)의 간섭 범위(58)에 있다. 도 1∼도 3의 실시예에서는, 전후 좌우의 마스트(6∼9)를 하부 대차(4)의 사방에 배치하므로, 간섭 범위(58)를 피하는 것이 용이해진다. 이 때문에, 하부 대차(4)의 주행방향의 길이를 짧게 할 수 있다. 이에 대하여 도 4의 스태커 크레인(60)에서는, 중앙의 마스트(64)를 간섭 범위(58)로부터 떼어내기 위해서, 하부 대차(4')가 주행방향이 길어진다. 또한 승강대(26)의 중량을, 4개의 마스트(6∼9)에서 분산되어서 지지하면, 각각의 마스트를 세밀하게 하고, 또한 전후의 마스트를 주행방향을 따라 겹쳐 배치할 수 있다. 이 때문에 스태커 크레인(2)을 주행시켰을 때의, 주행풍을 작게 할 수 있다. 이에 대하여 도 4의 스태커 크레인(60)에서는, 마스트(6,8,64)의 굵기가 약간 커지고, 또한 이들이 주행방향을 따라 겹치지 않으므로, 불리하다.

도 1∼도 4의 각 예에서는, 4개 혹은 3개의 매달기부재(34)를 독립적으로 감기/풀기를 함으로써, 승강대(26)의 우측과 좌측 사이의 상대적인 높이 조정을 행한다. 승강대(26)의 높이 조정에 필요한 것은, 우측과 좌측(슬라이드 포크의 신장측과 복귀측)으로 매달기부재(34)를 독립적으로 감기/풀기를 하는 것이다. 이러한 제3 실시예의 스태커 크레인(70)을 도 5에 나타내면, 승강대(26)의 슬라이드 포크의 신장/복귀 방향과 직행하는 방향에 복수, 구체적으로 우측에 마스트(72,73)를 설치하고, 좌측에 마스트(74,75)를 설치한다. 마스트(72)의 매달기부재와 마스트(73)의 매달기부재를, 공통의 드럼(76)에서 감기/풀기를 함으로써, 우측의 2개의 매달기부재를 동기해서 동작시킨다. 마스트(75)와 마스트(74)의 2개의 매달기부재를, 같은 방법으로 공통의 드럼(77)에서 감기/풀기를 한다. 그리고 드럼(76과 77)을 도면에 나타나 있지 않은 좌우 한쌍의 승강 모터에 의해 독립적으로 구동하면, 승강대(26)의 높이 조정을 할 수 있다.

또, 도 5에 있어서, 좌우의 드럼(76,77)을 디퍼렌셜 등의 차동기구에 의해 구동해도 좋다. 이 경우, 4개의 매달기부재(34)를 공통적으로 감기/풀기를 함으로써, 승강대(26)를 승강시킴과 동시에, 좌우의 드럼(76,77)을 차동시킴으로써, 승강대(26)을 경사시켜서, 높이 조정을 행한다.

도 6에, 도 1∼도 3의 스태커 크레인(2)의 제어계를 나타낸다. 80은 주행제어부이며 예를 들면, 좌우 한쌍의 주행 모터(12)를 제어하고, 우승강 제어부(82)는 우앞측의 승강 모터(38)RF와 우뒷측의 승강 모터(38)RB를 동기해서 제어하고, 매달 기부재의 감기량이나 풀기량은 같은 방향에서 동일하게 한다. 좌승강 제어부(83)는, 좌앞측의 승강 모터(38)LF와 좌뒷측의 승강 모터(38)LB를 동기해서 제어하고, 매달기부재의 감기량이나 풀기량은 같은 방향에서 공통으로 한다. 경사 센서(84)는 슬라이드 포크의 탑 유닛의 경사각을 측정하고, 이 경사각이 대략 0이 되도록, 좌승강 제어부(83)와 우승강 제어부(82)에 경사각을 입력한다. 예를 들면, 슬라이드 포크를 우측에 신장시키고 물품의 중량 때문에 탑 유닛이 하측에 기울면, 우측(신장측)의 전후의 승강 모터(38RF,RB)에서, 동일한 양만큼 매달기부재를 감고, 좌측의 전후의 승강 모터(38LF,LB)에서는, 동일한 양만큼 매달기부재를 풀어낸다. 이 결과, 승강대 자체는 수평면으로부터 경사하면서, 탑 유닛을 대략 수평으로 유지할 수 있다.

또, 탑 유닛을 수평으로 유지하기 위해서, 좌우 앞측의 승강 모터와 뒤측의 승강 모터를 동기시키고 있지만, 중심이 치우친 물품이면, 탑 유닛을 수평으로 유지하도록, 감기/풀기량을 전후의 승강 모터에서 바꾸어서 제어해도 좋다.

경사 센서(84)를 설치하는 대신에, 보정 테이블(86) 등의 데이터를 이용하여, 추측 데이터에 의해 높이 조정을 행해도 좋다. 보정 테이블(86)에는, 물품의 유무 배열에 슬라이드 포크가 신장되어 있는 길이의 2개의 데이터에 대하여, 경사각의 경험치를 기재한다. 그리고 슬라이드 포크를 신축시키면서 보정 테이블(86)의 데이터를 읽어내고, 높이 조정을 행한다. 높이 조정을 보다 정확하게 행하기 위해서는, 예를 들면 물품이 액정기판의 카세트로서, 액정기판의 수납 매수와 슬라이드 포크의 신장 길이에 대한 보정치를, 보정 테이블(86)에 기재한다. 수납 매수는 출 고지령 등에서의 물품의 ID 등으로부터 판단할 수 있다. 또 간단히 하기 위해, 보정 테이블(86)에는 슬라이드 포크를 가장 전진시킨 위치에서의, 물품의 유무에 의한 2개의 경사각 만을 기재해도 좋다. 88은 전체 제어부이며, 스태커 크레인(2)의 기상계 전체를 제어하고, 통신부(90)는 지상 제어부 등과의 사이에서 통신한다.

도 3의 변형예의 경우, 승강 제어부를 3개의 마스트에 대응해서 예를 들면 3개 설치한다. 그리고 높이 조정에서는, 좌우의 마스트에서 반대방향으로, 매달기부재를 동일한 양만큼 감기/풀기를 한다. 도 5의 예에서는, 승강 모터는 좌우의 각 1개이며, 승강 제어부(82,83)는 각각 1개의 승강 모터를 제어한다.

경사 센서의 예를 도 7에 나타낸다. 92,93은 랙의 지주이며, 예를 들면 탑 유닛(32)에 변형 게이지(94) 등을 설치해서, 경사각을 측정한다. 혹은 슬라이드 포크(30)이나 턴테이블(28) 등에 레이저 경사계(95)를 설치하고, 연직면 내에서 회전시키면서, 탑 유닛(32)의 선단에 설치한 반사판(96)의 소정 위치를 읽어낸다. 혹은 탑 유닛(32) 선단에 광학 센서(97) 등을 설치해서, 랙의 지주(93) 등에 설치한 게이지(98)를 읽어내어, 경사각을 구한다.

실시예의 경우, 물품(50)의 중량이 9800N 정도, 또 이송 방향의 스트로크가 2m 정도로서, 빈 물품에서 슬라이드 포크(30)를 신장시키면, 가장 신장된 위치에서 탑 유닛(32)의 선단은 예를 들면 10∼30㎜ 정도 하측으로 경사한다. 물품(50)이 재고품의 경우, 예를 들면 40∼60㎜m정도 경사한다. 그래서 탑 유닛(32)의 신장 방향선단에서의 경사가, 예를 들면 최대에서도 5㎜ 이하가 되도록 높이 조정을 행한다.탑 유닛(32)의 경사는, 주로 물품(50)의 유무와, 탑 유닛(32)을 신장시킨 길이에서 정해지므로, 경사 센서에 의한 피드백 제어를 행해도, 보정 테이블에 의한 추측 제어(오픈 루프제어)를 행해도 좋다.

도 8,도 9에, 실시예의 다른 효과를 나타낸다. 실시예에서는 탑 유닛(32)이 항상 대략 수평으로 되므로, 물품(50)의 바닥면을 적재면(55)에 대하여 정확한 높이에 유지할 수 있다. 이 때문에 상하의 선반받이(54)의 간격을 좁게 할 수 있다. 또 이송시에, 선반받이(54)와 탑 유닛(32) 사이에서 물품(50)을 주고받을 때의, 승강대의 승강 스트로크를 짧게 할 수 있다.

도 9에 나타나 있는 바와 같이 물품(50)으로부터 탑 유닛(32)으로 작동하는 하방을 향하는 힘의 모멘트는, 매달기부재(34)의 장력에 의해 지지된다. 예를 들면 도 9에서 극단적인 경우, 좌측의 마스트(8)에서는, 승강대(26)를 매달기부재(34)에서 하방을 향하여 잡아 당기고, 힘의 모멘트를 없앤다. 힘의 모멘트에 대항해서, 마스트(6∼9)에 수평방향의 힘을 더해서 지지하는 것은 아니므로, 마스트에 필요한 강성이 낮아진다.

실시예에서는 이것 이외에, 물품의 간섭 범위를 피하도록 마스트를 배치하는 것이 용이하게 되며, 하부 대차의 주행방향의 길이를 짧게 할 수 있다. 또 비교적 세밀한 마스트(6∼9)를 전후로 2개씩 배치하고, 스태커 크레인의 주행시의 주행풍을 작게 할 수 있다.

본 발명에서는 높이 조정수단에서, 이송수단의 신장방향 앞부를 대략 수평으로 유지하도록 조정한다. 여기서, 이송수단의 신장측 앞부를 직접 높이 조정하는 것은 어려우므로, 이송수단의 신장측이 높아지도록 승강대의 높이 조정을 행한다. 본 발명에서는, 이송수단을 반송장치로부터 랙이나 스테이션을 향해서 신장시켰을 때의, 물품이나 이송수단의 높이 레벨의 변화를 작게 할 수 있다. 이 때문에 이송 상대가 랙이면, 이송시의 경사에 의한 높이 레벨의 오차를 예상하는 분을 작게 해, 선반 간의 간격을 좁게 할 수 있다. 또, 랙의 경우도 스테이션의 경우도, 이송수단앞부에서의 높이 정밀도가 좋으므로, 이송시에 물품을 승강시키는 스트로크를 작게 할 수 있다.

또한, 이송수단을 신장시켰을 때에 승강대에 가해지는 힘의 모멘트는, 매달기부재에 의해 승강대의 높이를 조정함으로써 대응할 수 있다. 이 때문에 마스트에서 수평방향의 힘을 받아서 모멘트에 대응하는 경우와 다르고, 마스트는 연직방향의 힘 만을 지지할 수 있으면 좋다. 따라서, 마스트에 필요한 강성을 작게 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 매달기부재를 신장측 및 복귀측에서 각각, 이송장치의 신장/복귀 방향과 직행하는 방향에 복수 배치하는 동시에, 승강 구동부를 각 매달기부재에 설치함으로써 중심이 치우치고 있는 물품 등이어도 승강대의 경사에 따라 물품을 용이하게 수평으로 유지할 수 있다.

특히 바람직하게는, 이송수단의 신장방향 앞부의 경사를 계측하고, 혹은 물품의 유무 등을 기초로 이송수단의 앞부의 경사를 추측하고, 높이 조정을 행한다. 이 때문에 이송수단의 신장방향 앞부를 대략 수평으로 유지할 수 있다.

Claims

주행수단과 물품을 적재해서 신장/복귀 가능한 이동수단을 탑재한 승강대와, 승강대를 가이드하는 마스트와, 이송수단의 신장측과 복귀측에 있어서 승강대를 독립적으로 매달아 지지하는 매달기부재와, 신장측의 매달기부재와 복귀측의 매달기부재를 독립적으로 구동하는 승강 구동부와, 이송수단을 신장시켰을 때에, 승강대에 있어서의 이송수단의 신장측이 복귀측에 대하여 상대적으로 높아지도록, 승강 구동부의 구동을 조정하는 높이 조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 반송장치.
제 1항에 있어서, 상기 매달기부재를 신장측 및 복귀측에서 각각, 이송장치의 신장/복귀방향과 직행하는 방향으로 복수 배치함과 아울러, 승강 구동부를 각 매달기부재에 설치한 것을 특징으로 하는 반송장치.
제 1항에 있어서, 상기 이송수단의 신장방향 앞부에서의 경사의 정도를 계측 혹은 추측하기 위한 수단을 설치하고, 추측하기 위한 수단으로부터 출력되는 신호를 상기 높이 조정수단에 입력하고, 이송수단의 신장방향 앞부를 대략 수평으로 유지하도록, 상기 승강 구동부의 구동을 조정하도록 한 것을 특징으로 하는 반송장치.