JP4706902B2 - 搬送車及び物品の移載方法 - Google Patents

Description

この発明は、スタッカークレーンや天井走行車、有軌道台車、地上を無軌道で走行する無人搬送車などの搬送車とその移載方法とに関し、特に移載時に物品が干渉する範囲を狭くすることに関する。

特許文献１，２は物品の移載に、移載手段とターンテーブルとスライダとを用いることを示している。即ち、移載方向にスライド自在なスライダ上にターンテーブルを配置し、ターンテーブル上に移載手段を配置する。そして移載相手側に物品の中心が偏心した状態でターンテーブルを動作させると、移載先とは反対側での干渉範囲を狭くできる。

しかしながら物品は移載相手側にはみ出した状態で回動するので、移載相手側での干渉範囲が広くなる。
特許３４０９９８１ 特開２００２−５３０３９

この発明の基本的課題は、移載時に、移載先側でその反対側でも、物品のはみ出しが小さく、かつ移載先の所定の位置との間で物品を移載できる搬送車や移載方法を提供することにある。
請求項２の発明での追加の課題は、スタッカークレーンの走行経路の幅を狭くすることにある。

この発明の搬送車は、物品を移載する移載手段と、この移載手段を回動させるためのターンテーブルとを備えた搬送車において、前記移載手段はターンテーブルに取り付けられ、前記ターンテーブルを搬送車の走行方向に沿ってスライドさせるための、スライダを設けると共に、搬送車から移載先に物品を移載する際に、物品の中心が前記ターンテーブルの回動中心に対し走行方向に沿ってシフトした状態から、回動中心から遠い側の物品の頂点が移載先を向き、かつ回動中心に近い側の物品の頂点が移載先とは反対側を向くように、ターンテーブルを回動させ、次いで所定のタイミングで、ターンテーブルを前記回動開始前の物品の中心へ向けてスライドさせるように、ターンテーブルとスライダを制御するための制御手段を設けたことを特徴とする。

この発明の移載方法は、物品を移載する移載手段と、この移載手段を回動させるためのターンテーブルとを備えた搬送車を用いた方法において、前記移載手段はターンテーブルに取り付けられ、搬送車から移載先に物品を移載する際に、物品の中心が前記ターンテーブルの回動中心に対し走行方向に沿ってシフトした状態から、該回動中心から遠い側の物品の頂点が移載先を向き、かつ回動中心に近い側の物品の頂点が移載先とは反対側を向くように、ターンテーブルを回動させ、次いで所定のタイミングで、ターンテーブルを前記回動開始前の物品の中心へ向けて、搬送車に設けたスライダによりもしくは搬送車の走行により、移動させるようにしたことを特徴とする。

なお搬送車へ物品を移載する際の手順は前記のほぼ逆で、物品の中心がターンテーブルの回動中心から偏心した状態まで、移載手段で物品を搬送車側へ引き込み、次いでターンテーブルを回動させる。そして所定のタイミングで、ターンテーブルの回動により生じた、ターンテーブルの回動中心から遠い側の物品の頂点の搬送車の走行方向に沿ったシフトを打ち消すように、ターンテーブルを搬送車の走行方向に沿って移動させる。そしてターンテーブルをさらに回動させて、物品を約９０°回動させる。

ターンテーブルの移動は原則としてスライダで行うが、搬送車を走行方向に移動させて、移載相手の間口に対してターンテーブルを移動させても良い。またターンテーブルの移動時に、ターンテーブルの回動を停止させても良いが、好ましくはターンテーブルを回動させながら、同時にターンテーブルを走行方向に沿って移動させる。

好ましくは、前記搬送車をスタッカークレーンとして、その走行経路の両側に設けた棚もしくは処理装置のロードポートと、スタッカークレーンの昇降台との間で、物品を移載する。

この発明の搬送車や移載方法では以下の効果が得られる。
1) 回動中心からの距離が短い側の頂点が移載相手と反対側を向くように回動するので、移載先とは反対側への物品のはみ出しが無いか少ない。このため移載相手とは反対側のスペースとの干渉範囲が狭く、また物品をシャッタで閉じたスペースに収容して搬送する場合、移載先と反対側のシャッタを開く必要がない。
2) また移載相手側でも、ターンテーブルの回動途中のスライドにより干渉範囲を狭くできる。
3) 物品を回動させる途中での走行方向に沿ったスライドにより、物品が搬送車のマストやフレーム、あるいは移載相手の支柱や扉等に干渉するのを避けるように回動できる。
4) ターンテーブルで物品を偏心した状態で回動させるにもかかわらず、移載相手の物品支持個所の間口中心との間で移載ができる。

搬送車をスタッカークレーンとすると、その走行経路の幅を狭くして、クリーンルームなどのスペースを有効利用できる。また昇降台の走行方向の中心と搬送時の物品の中心とをほぼ一致させることができ、この状態から昇降台の走行方向中心が移載相手の間口中心に揃うように停止して移載すると、移載相手の間口の中心に移載できる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図５に、スタッカークレーン２を例に実施例を示すが、地上走行の有軌道台車や無人搬送車あるいは天井走行車などでも同様に実施できる。これらの図において、４は走行レールで、６はスタッカークレーン２の通路であり、その両側には例えば一対のラック８，９があり、１０はラック８，９の支柱である。そして支柱１０，１０間が移載相手の間口となる。通路６の両側にはこれ以外に、他の搬送装置との間のバッファとなるステーションや、処理装置のロードポートなどを設けても良い。

スタッカークレーン２には走行モータ１２と昇降モータ１３とを設けて、例えば４本のマスト１４に沿って昇降台１６を昇降させる。マスト１４は２本マストあるいは３本マストでも良いが、４本マストの場合、マストと物品との干渉を特に少なくできるので好ましい。昇降台１６にはスライダ１８を設けて、ターンテーブル２０をスタッカークレーン２の走行方向に沿ってスライドさせ、ターンテーブル２０にはスライドフォーク２２などの移載手段を設けて、物品をラック８，９の棚やステーションあるいは処理装置のロードポートなどとの間で移載できるようにする。なおターンテーブル２０の回動範囲は、図１の状態から時計回り及び反時計回りにそれぞれ９０°ずつ回動できれば良く、スライドフォーク２２は、その中心がターンテーブル２０の回動中心から偏心した状態で取り付けられ、実施例では片出しのスライドフォークとするが、両出しでもよい。

図１の２４は搬送中の物品の姿を示し、その中心は昇降台１６の中心とほぼ一致している。また搬送中の物品２４の中心はスライドフォーク２２の中心と一致し、ターンテーブル２０の回動中心からはスタッカークレーン２の走行方向に沿ってシフトしている。２５は移載中の物品を模式的に示し、昇降台１６上の物品からは９０°向きを変えており、左右の支柱１０，１０で定まる間口の中心に位置している。

図２に示すように、昇降台１６上にスライダ１８が設置され、スライダ１８によってターンテーブル２０をスタッカークレーン２の走行方向に沿ってスライドさせると共に、ターンテーブル２０によってスライドフォーク２２を回動させる。なおスライドフォーク２２に代えてスカラアームなどの他の移載手段を用いても良い。図２の１９はシフト後のスライダの位置を示し、２１は同様にシフト後のターンテーブルの位置を、２３はターンテーブルを９０°回動させて物品２４を移載する直前でのスライドフォークの姿を示している。実施例ではスライダとターンテーブルとを同期して制御する必要があり、２６はそのための同期制御部である。同期制御では、例えばターンテーブルとスライダとをリンク機構やカムなどでメカニカルに結合し、ターンテーブルが所定の角度回動した時点でスライダを動作させると良い。あるいはこれ以外に、ターンテーブルの回動角を図示しないセンサで監視し、所定の回動角でスライダを動作させるようにしても良い。

図３に、昇降台からラックの棚へ物品を移載する際の手順を示す。なおスタッカークレーン２はクリーンルーム内で液晶基板や半導体カセットなどの搬送を行うものとし、これらを収容したカセットが移載する物品２４で、直方体状である。またクリーンルーム内のスペースは高価であるので、物品２４を移載する際の干渉範囲を狭くして、スタッカークレーン２の通路６の幅を最小限にすることが重要である。移動の方向を表すため、移載方向をｙ方向、スタッカークレーンの走行方向をｘ方向とし、これらはほぼ直角な方向である。またスライドフォークをラック側へ前進させた時にｙの値が増すものとし、図１での物品２４の中心からターンテーブル２０の回動中心へ向けた移動でｘの値が増すものとし、この逆の移動でｘの値が減少するものとする。

物品を搬送中の状態では、図１に示すようにターンテーブルは物品中心に対し＋ｘだけ偏心している。この状態からターンテーブルを回動させる。この時スライダやスライドフォークは停止しており、これを第１フェーズと呼ぶ。第１フェーズは、物品２４のターンテーブル２０の回動中心から遠い側の頂点が、マスト１４や支柱１０との干渉を避けて、移載相手の間口内に入り込むまでの段階である。第１フェーズは、前記の頂点が最も干渉しやすい相手を通過し終わるまでの範囲と言うことができる。従って第１フェーズの終了位置は、支柱１０の位置やマスト１４の位置などによって変化する。

第１フェーズが終了すると、ターンテーブルを回動させながらスライダを−ｘだけ移動させる。この移動距離は好ましくは、回動前に物品中心がターンテーブルに対して偏心していた距離とほぼ同じ距離とする。また移動は、ターンテーブル２０の回動中心を、回動前の物品２４の中心へ向ける側への移動とする。特に、ターンテーブル２０の回動中心を、回動前の物品２４の中心まで走行方向に沿って移動させることが好ましい。第２フェースが終了した際には、例えば実施例では、ターンテーブル２０は既に６０°以上回動しており、スライダを停止させてターンテーブル２０のみをさらに回動させて、合計約９０°回動させる。これを第３フェーズと呼ぶ。なお第２フェーズと第３フェーズとを一体にして、この間スライダの移動とターンテーブルの回動とを同時に行っても良い。また移載時間が長くなるものの、第２フェーズの始めでスライダを移動させ、この間ターンテーブルを停止させて、その後残りの回動を行っても良い。この場合も第２フェーズと第３フェーズは同一のフェーズとなる。

ターンテーブル２０を９０°回動させると、物品の姿勢は図１の２５のようになり、ここからスライドフォークを前進させて移載を行う。そして移載後にスライドフォークを復帰させ、ターンテーブルを逆向きに９０°回動させると、移載を終了する。なおスライドフォーク復帰後のターンテーブルの回動では、スライダを移動させる必要はない。

図４に、棚からスタッカークレーン２へ物品を移載する際の手順を示す。図３の手順を終了した際に、スライダを動作させないと、ターンテーブル２０は最初、図１の状態よりもｘ方向に沿って−側に移動している。ここからターンテーブルを例えば９０°回動させ、スライドフォークを前進させて物品を移載する。次いでスライドフォークを復帰させ、物品の中心がスライドフォークの中心まで引き込まれるようにする。この時前記のように、スライドフォークの中心はターンテーブル２０の中心から偏心している。この後前記のフェーズ３から始めてフェーズ２，フェーズ１へと逆に動作させ、まずターンテーブルを回動させてフェーズ３を行う。次にターンテーブルを回動させながら、スライダを＋ｘだけ移動させてフェーズ２を行い、さらにターンテーブルを回動させると移載が終了する。

棚への移載時の物品２４の姿勢を図５に模式的に示す。図のＧは物品の中心で、Ｏはターンテーブルの回動中心である。図５のように、物品の中心Ｇがターンテーブルの回動中心Ｏから走行方向に沿って偏心した状態で回動を開始すると、移載先と反対側での物品の頂点が、スタッカークレーンの昇降台１６からほとんどはみ出さない。このためスタッカークレーンの通路幅を狭くできる。次に回動中心Ｏから遠い側の物品の頂点２８，２９が、マスト１４や支柱１０ａを通過して、移載相手の間口内に入り込んだ状態で、フェーズ２のターンテーブルのスライドを行う。図５から明らかなように、このままスライドを行わずに物品を回動させると、反対側の支柱１０ｂに頂点２８の付近で物品が衝突する。そこでスライダでターンテーブルごと物品を−ｘだけスライドさせる。この後フェーズ３を行うと図５の最後の状態となる。

実施例では、昇降台にスライダを設けたが、これに代えてスライダによるターンテーブルの移動分だけ、スタッカークレーンを移載の途中で走行させても良い。但しこのようにすると、移載時間が長くなり、かつスライダではなく、スタッカークレーン全体を移動させるため、スライドの精度が低下する。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) 図５などに示すように、移載相手の反対側で物品がスタッカークレーンからはみ出さない。このため通路幅を狭くできる、あるいはスタッカークレーンの車体幅を狭くできる。
(2) また無人搬送車などで物品の周囲を囲って、シャッタなどで開け閉めする場合、移載相手と反対側のシャッタを開ける必要がない。
(3) ４本のマストとの干渉や、移載相手のラックの棚などとの干渉を避けることができる。そして移載時には物品を移載相手の間口の中心に配置できる。この一方で、搬送時には物品の中心を昇降台の中心にほぼ一致させることができる。

実施例のスタッカークレーンの要部平面図 実施例での昇降台上のスライダとターンテーブル、スライドフォークを示す要部側面図 実施例で棚から昇降台に移載する際のアルゴリズムを示すフローチャート 実施例で昇降台から棚に移載する際のアルゴリズムを示すフローチャート 実施例で昇降台から棚へ物品を移載する際の、スライダとターンテーブルの動作及び物品の干渉範囲を示す図

符号の説明

２ スタッカークレーン
４ 走行レール
６ 通路
８，９ ラック
１０ 支柱
１２ 走行モータ
１３ 昇降モータ
１４ マスト
１６ 昇降台
１８，１９ スライダ
２０，２１ ターンテーブル
２２，２３ スライドフォーク
２４ 搬送中の物品
２５ 移載中の物品
２６ 同期制御部
２８，２９ 頂点
Ｇ 物品の中心
Ｏ ターンテーブルの回転中心
±ｘ スライダのスライド距離

Claims (3)

1. 物品を移載する移載手段と、この移載手段を回動させるためのターンテーブルとを備えた搬送車において、
   前記移載手段はターンテーブルに取り付けられ、
   前記ターンテーブルを搬送車の走行方向に沿ってスライドさせるための、スライダを設けると共に、
   搬送車から移載先に物品を移載する際に、物品の中心が前記ターンテーブルの回動中心に対し走行方向に沿ってシフトした状態から、回動中心から遠い側の物品の頂点が移載先を向き、かつ回動中心に近い側の物品の頂点が移載先とは反対側を向くように、ターンテーブルを回動させ、
   次いで所定のタイミングで、ターンテーブルを前記回動開始前の物品の中心へ向けてスライドさせるように、
   ターンテーブルとスライダを制御するための制御手段、を設けたことを特徴とする、搬送車。
2. 前記搬送車をスタッカークレーンとして、その走行経路の両側に設けた棚もしくは処理装置のロードポートと、スタッカークレーンの昇降台との間で物品を移載するようにしたことを特徴とする、請求項１の搬送車。
3. 物品を移載する移載手段と、この移載手段を回動させるためのターンテーブルとを備えた搬送車を用いた移載方法において、
   前記移載手段はターンテーブルに取り付けられ、
   搬送車から移載先に物品を移載する際に、物品の中心が前記ターンテーブルの回動中心に対し走行方向に沿ってシフトした状態から、該回動中心から遠い側の物品の頂点が移載先を向き、かつ回動中心に近い側の物品の頂点が移載先とは反対側を向くように、ターンテーブルを回動させ、
   次いで所定のタイミングで、ターンテーブルを前記回動開始前の物品の中心へ向けて、搬送車に設けたスライダによりもしくは搬送車の走行により、移動させるようにした、ことを特徴とする、移載方法。

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