JPH0648521A - 自動倉庫の入出庫用クレーンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】自動倉庫の入出庫用クレーンにおいて、昇降キ
ャレッジの駆動用モータの回生電力を回生用抵抗で消費
させることなく回収して有効に利用する。 【構成】各インバータ２４〜２６には共通の３相ブリッ
ジ式整流回路２７から直流電源を供給する。その各イン
バータ２４〜２６によって各モータ２１〜２３がインバ
ータ制御される。コントローラ３３は、昇降モータ２２
が回生制動を行う際には走行モータ２１に力行を行わ
せ、昇降モータ２２の回生電力によって走行モータ２１
が駆動されるように制御する。また、走行モータ２１の
駆動に要する電力より昇降モータ２２の回生電力の方が
大きい場合、コントローラ３３は、走行モータ２１に力
行を行わせると共に、フォークモータ２３に発電制動を
行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動倉庫の入出庫用クレ
ーンの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動倉庫の入出庫用クレーンとし
て、荷受渡し用のランニング・フォークを設けた昇降キ
ャレッジを備え、クレーン自体が入出庫用の棚に沿って
走行できるようになっているものが広く使用されてい
る。このような入出庫用クレーンの制御装置では、クレ
ーンの走行用や昇降キャレッジの駆動用、さらにフォー
クの駆動用にそれぞれ専用のモータが設けられている。
そして、各モータはそのモータの種類に応じた速度制御
用コントローラによって制御されるようになっている。

【０００３】近年、入出庫作業を高速化すると共に消費
電力を低減するため、例えば、特開平２−１８２０９号
公報に開示されているように、前記各モータにインダク
ションモータを用いると共に、速度制御用コントローラ
としてインバータを用いるものが種々提案されている。

【０００４】インバータを用いる場合は直流電源が必要
であるが、入出庫用クレーンでは消費電力が大きいため
バッテリを使用することができない。そこで、商用の交
流電源を整流回路によって一旦直流に変換したものが、
インバータの直流電源として用いられている。尚、その
整流回路は各インバータ毎に設けられており、各インバ
ータの動作が他のインバータに対して影響を与えないよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、重い荷をの
せた昇降キャレッジを下降させる際には、昇降キャレッ
ジが急激に下降して荷が崩れたりクレーンが破損したり
するのを防止するため、昇降キャレッジの駆動用モータ
に抑制制動を行わせる必要がある。抑制制動とはモータ
が負荷側から駆動されて過速度になるのを防ぐ制動のこ
とであって、一般に、回生制動が用いられる。

【０００６】インバータ制御によるインダクションモー
タで回生制動を行う場合は、通常、インバータ内に回生
用抵抗を設け、その回生用抵抗で回生電力を吸収（電力
消費）するようになっている。

【０００７】しかしながら、荷が重い場合や昇降キャレ
ッジの下降距離が長い場合には、回生電力の増大に伴っ
て回生用抵抗の電力消費も大きくなることから、回生用
抵抗の電力容量を大きくしなければならない。すると、
回生用抵抗の外形寸法が大きくなり、それを納める制御
装置も大型化して設置スペースをとるという問題があっ
た。

【０００８】また、自動倉庫の省電力化をすすめるた
め、回生電力を回生用抵抗でただ無駄に消費させるだけ
でなく、回収して有効に利用することが求められてい
る。本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
であって、その目的は、昇降キャレッジの駆動用モータ
の回生電力を、回生用抵抗を用いることなく回収して有
効に利用することができる入出庫用クレーンの制御装置
を、簡単な構成によって提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、荷受渡し用のランニング・フォークを設け
た昇降キャレッジを備えたクレーン自体が、入出庫用の
棚に沿って走行できるようになっている自動倉庫の入出
庫用クレーンの制御装置において、ランニング・フォー
クを駆動するフォークモータと、昇降キャレッジを昇降
駆動する昇降モータと、クレーン自体を走行する走行モ
ータと、昇降モータの回生電力を回収して、走行モータ
またはフォークモータの少なくともいずれか一方に供給
する回生電力回収手段と、昇降モータが回生制動を行っ
ているときには、走行モータに力行を行わせるか又はフ
ォークモータに発電制動を行わせて、回生電力が完全に
消費させるようにするモータ制御手段とを備えたことを
その要旨とする。

【００１０】

【作用】従って本発明によれば、昇降モータが回生制動
を行っているときには、走行モータが力行を行うか又は
フォークモータが発電制動を行って、その回生制動によ
って生じる回生電力を完全に消費するようになってい
る。

【００１１】そのため、回生電力を吸収するために回生
用抵抗等の特別な手段を設ける必要がない。また、昇降
モータの回生電力を走行モータの力行に流用するため、
入出庫用クレーンの作業全体でみれば、走行モータの力
行に要する電力分だけ省電力化することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
従って説明する。図２に、本実施例における自動倉庫の
斜視図を示す。

【００１３】自動倉庫１は前後に立設され、長さ方向
（図２の左右方向）及び高さ方向に複数の収納部２を有
する一対の棚３ａ，３ｂ（但し、前側の棚３ｂは最下段
のみ図示）を備えている。その棚３ａ，３ｂの各収納部
２のうち、最下段最端部の一方は荷の入出庫を行うため
のホームポジション４となっている。

【００１４】また、棚３ａ，３ｂの間には、スタッカ・
クレーン５が設けられている。このクレーン５は、地面
に敷設されたレール６上を走行する走行台７と、走行台
７の両端部から立設された一対のマスト８と、マスト８
間に上下動可能に配設された昇降キャレッジ９等を備え
ている。さらに、この昇降キャレッジ９には、前後方向
に移動可能なランニング・フォーク１０が設けられてい
る。

【００１５】走行台７には、クレーン５を棚３ａ，３ｂ
に沿って走行駆動させるための走行モータ２１が設けら
れている。また、マスト８には、昇降キャレッジ９を昇
降駆動させるための昇降モータ２２が設けられている。
さらに、昇降キャレッジ９には、フォーク１０を駆動さ
せるためのフォークモータ２３が設けられている。

【００１６】そして、各モータ２１〜２３を制御する制
御装置１１がマスト８に設けられている。また、この自
動倉庫１から離れた場所には、入出庫管理用のコンピュ
ータ１２（図２には図示しない）が設置されている。そ
のコンピュータ１２および制御装置１１にはそれぞれ、
図３に示すように、光通信装置１２ａ，１１ａが付設さ
れている。すなわち、コンピュータ１２と制御装置１１
とは、光通信装置１２ａ，１１ａを用いた光通信によっ
て入出庫管理に必要なデータをやりとりするようになっ
ている。

【００１７】図１に、本実施例の制御系のブロック回路
図を示す。各モータ２１〜２３はインダクションモータ
であって、それぞれ専用のインバータ２４〜２６によっ
て速度制御されるようになっている。

【００１８】整流回路２７は商用の３相交流電源２８を
直流に変換し、各インバータ２４〜２６に直流電源とし
て供給している。尚、整流回路２７は、図４に示すよう
に、６個のダイオードＤをグレッツ結線して構成される
公知の３相ブリッジ式整流回路である。また、各インバ
ータ２４〜２６内には回生用抵抗が設けられていない。
従って、各モータ２１〜２３が回生制動を行った場合、
各モータ２１〜２３から各インバータ２４〜２６に流れ
込む回生電流は、各インバータ２４〜２６内で電力消費
されることなく、整流回路２７まで流れ出すことにな
る。但し、その場合には、整流回路２７の各ダイオード
Ｄに逆バイアスがかかるため、回生電流が３相交流電源
２８まで流れ込むことはない。すなわち、各モータ２１
〜２３の回生電力は、整流回路２７で遮られ、３相交流
電源２８には返還されない。

【００１９】パルスエンコーダ２９は走行モータ２１の
回転に応じたパルスを出力し、パルスエンコーダ３０は
昇降モータ２２の回転に応じたパルスを出力し、パルス
エンコーダ３１はフォークモータ２３の回転に応じたパ
ルスを出力する。従って、パルスエンコーダ２９から出
力されるパルスは走行台７の走行移動に応じたものにな
る。また、パルスエンコーダ３０から出力されるパルス
は昇降キャレッジ９の昇降移動に応じたものになる。さ
らに、パルスエンコーダ３１から出力されるパルスはフ
ォーク１０の移動に応じたものになる。

【００２０】棚３ａ，３ｂの各収納部２毎に、走行台７
と昇降キャレッジ９およびフォーク１０のそれぞれにつ
いての停止位置が予め定められており、その位置に対応
する棚３ａ，３ｂの適宜な箇所に複数のセンサ（図２に
は図示しない）が設けられている。また、フォーク１０
上には、荷が確実に載置されているかどうかを検出する
ためのセンサ（図２には図示しない）が設けられてい
る。センサ群３２はそれら複数のセンサから構成され
る。

【００２１】コントローラ３３は、センサ群３２からの
検出信号と各パルスエンコーダ２９〜３１からのパルス
とに基づいて、走行台７と昇降キャレッジ９およびフォ
ーク１０の移動速度と現在位置、フォーク１０上の荷の
載置状態を検出する。そして、コントローラ３３は、そ
の検出結果が光通信装置１２ａ，１１ａを介して伝達さ
れるコンピュータ１２からの指示と等しくなるように、
各インバータ２１〜２３を制御することによって各モー
タ２４〜２６を駆動制御する。また、コントローラ３３
は、センサ群３２からの検出信号と各パルスエンコーダ
２９〜３１からのパルスとに基づいてクレーン５や荷の
異常を検出し、その異常の内容を光通信装置１１ａ，１
２ａを介してコンピュータ１２に連絡する。

【００２２】尚、制御装置１１には、上記の制御系の
内、コントローラ３３と各インバータ２４〜２６が格納
されている。次に、このように構成された本実施例の作
用について説明する。

【００２３】荷の出庫時には、コンピュータ１２が出庫
する荷を、どの棚３ａ，３ｂであって、どの連（長さ方
向の収納部２の位置を示す）のどの段（高さ方向の収納
部２の位置を示す）にある収納部２から取り出すべきか
を演算処理する。続いて、コンピュータ１２は、演算し
て求めた収納部２にクレーン５の昇降キャレッジ９を案
内するための指令信号、すなわち、走行台７の走行制御
指令信号および昇降キャレッジ９の昇降制御指令信号を
作成する。

【００２４】その各指令信号は、光通信装置１２ａにて
光信号に変換されて送信される。光通信装置１１ａは、
光通信装置１２ａからの光信号を受信し、その光信号を
各指令信号に再変換して制御装置１１内のコントローラ
３３に出力する。

【００２５】コントローラ３３は、センサ群３２からの
検出信号とパルスエンコーダ２９からのパルスとに基づ
いて走行台７の現在位置を検出する。そして、コントロ
ーラ３３は、走行台７の現在位置が、走行制御指令信号
に基づく目的の収納部２の連に対応した位置になるよう
に、インバータ２４を制御することによって走行モータ
２１を駆動制御する。

【００２６】また、コントローラ３３は、センサ群３２
からの検出信号とパルスエンコーダ３０からのパルスと
に基づいて昇降キャレッジ９の現在位置を検出する。そ
して、コントローラ３３は、昇降キャレッジ９の現在位
置が、昇降制御指令信号に基づく目的の収納部２の段に
対応した位置になるように、インバータ２５を制御する
ことによって昇降モータ２２を駆動制御する。

【００２７】これにより、走行台７は目的の収納部２の
連まで走行し、昇降キャレッジ９は目的の収納部２の段
まで上昇する。そして、コントローラ３３は、センサ群
３２からの検出信号とパルスエンコーダ３１からのパル
スとに基づいて、インバータ２６を制御することによっ
てフォークモータ２３を駆動制御する。すなわち、フォ
ーク１０を目的の収納部２に延ばして荷を載置させた
後、フォーク１０を昇降キャレッジ９に引き込ませて、
荷をクレーン５に収容させる。

【００２８】次に、クレーン５が収容した荷をホームポ
ジション４まで移動させて出庫させるために、走行台７
をホームポジション４まで走行させると共に、昇降キャ
レッジ９を棚３ａ，３ｂの最下段まで下降させる。

【００２９】すなわち、コントローラ３３は、上記と同
様に各インバータ２４，２５を制御することによって走
行モータ２１および昇降モータ２２を制御する。但し、
昇降モータ２２には回生制動を行わせることにより、昇
降キャレッジ９が急激に下降して荷が崩れたりクレーン
５が破損したりするのを防止する。

【００３０】ここで、コントローラ３３は、走行モータ
２１と昇降モータ２２の駆動時間が等しくなるように各
インバータ２４，２５を制御する。すると、昇降モータ
２２からインバータ２５に流れ込む回生電流は、インバ
ータ２５内で電力消費されることなく整流回路２７まで
流れ出すが、整流回路２７で遮られて３相交流電源２８
には返還されない。そのため、昇降モータ２２からの回
生電流はインバータ２４に流れ込み、走行モータ２１の
駆動に用いられて消費される。すなわち、昇降モータ２
２の回生電力によって走行モータ２１を駆動させるわけ
である。

【００３１】尚、昇降モータ２２の回生電力が走行モー
タ２１で消費しきれない場合、すなわち、走行モータ２
１の駆動に要する電力より昇降モータ２２の回生電力の
方が大きい場合は、フォークモータ２３に発電制動を行
わせる。

【００３２】つまり、インバータ２６を介してフォーク
モータ２３の一次巻線に直流を流して一次側を励磁させ
る。すると、フォークモータ２３はインダクションモー
タではなく、回転電機子形交流発電機として働き、供給
された電力を内部で消費するためフォークモータ２３に
は制動がかかる。

【００３３】従って、走行モータ２１で消費しきれない
昇降モータ２２の回生電力は、フォークモータ２３の発
電制動に用いられて消費される。このように本実施例に
おいては、従来、各インバータ２４〜２６毎に設けられ
ていた整流回路を１つの整流回路２７にまとめ、各イン
バータ２４〜２６には共通の整流回路２７から直流電源
を供給するようにしている。そして、昇降モータ２２が
回生制動を行う際には走行モータ２１に力行を行わせ、
昇降モータ２２の回生電力によって走行モータ２１が駆
動されるようにしている。また、走行モータ２１の駆動
に要する電力より昇降モータ２２の回生電力の方が大き
い場合は、フォークモータ２３に発電制動を行わせるよ
うにしている。

【００３４】その結果、昇降モータ２２の回生電力は、
走行モータ２１やフォークモータ２３によって消費され
るため、インバータ２４内に回生用抵抗を設ける必要が
なくなる。さらに、従来、各インバータ２４〜２６毎に
設けられていた整流回路を１つの整流回路２７にまとめ
たため、整流回路を２つ省くことができる。そのため、
省いた回生用抵抗と整流回路の分だけ制御装置１１を小
さくすることができる。

【００３５】また、従来、回生用抵抗で消費させていた
昇降モータ２２の回生電力を走行モータ２１の駆動に流
用するため、その分だけ自動倉庫１全体での省電力化が
可能になる。

【００３６】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、実開昭５８−１１７４８８号公報に
開示されているように、走行モータ２１とフォークモー
タ２３とを１つのインバータで切り換え制御するように
してもよい。図５に、その場合の制御系のブロック回路
図を示す。インバータ４１の出力が、コントローラ３３
によって制御される切り換え回路４２によって切り換え
られ、駆動させるモータ２１，２３に択一的に供給され
るようになっている。この場合も、上記実施例と同様
に、昇降モータ２２の回生電力によって走行モータ２１
を駆動させるようにする。

【００３７】また、整流回路２７は３相ブリッジ式整流
回路ではなく、３相半波整流回路や３相全波整流回路等
の他の形式の整流回路に置き換えてもよい。さらに、３
相交流電源２８を単相交流電源に置き換え、それに応じ
て整流回路２７も単相用の任意な形式の整流回路を使用
するようにしてもよい。

【００３８】加えて、各モータ２１〜２３はインダクシ
ョンモータだけでなく、直流モータやサーボモータ等の
他の種類のモータを利用することもできる。そして、こ
れら使用するモータに応じて、インバータ２４〜２６，
４１をサイクロコンバータ等の他の適当な形式のモータ
制御用コントローラに置き換えることもできる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、昇
降キャレッジの駆動用モータの回生エネルギーを、回生
用抵抗を用いることなく回収して有効に利用することが
できる入出庫用クレーンの制御装置を、簡単な構成によ
って提供することができる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例の制御系のブロッ
ク回路図である。

【図２】一実施例における自動倉庫を示す斜視図であ
る。

【図３】一実施例におけるコンピュータ１２と自動倉庫
１の制御装置１１との間の通信伝達状態を示すブロック
回路図である。

【図４】一実施例の整流回路２７の回路図である。

【図５】別の実施例の制御系のブロック回路図である。

【符号の説明】

１０…ランニング・フォーク、９…昇降キャレッジ、５
…クレーン、３…棚、２３…フォークモータ、２２…昇
降モータ、２１…走行モータ、２４〜２６，４１…回生
電力回収手段としてのインバータ、２７…回生電力回収
手段としての整流回路、３３…モータ制御手段としての
コントローラ，１２…モータ制御手段としてのコンピュ
ータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷受渡し用のランニング・フォークを設
   けた昇降キャレッジを備えたクレーン自体が、入出庫用
   の棚に沿って走行できるようになっている自動倉庫の入
   出庫用クレーンの制御装置において、 ランニング・フォークを駆動するフォークモータと、 昇降キャレッジを昇降駆動する昇降モータと、 クレーン自体を走行する走行モータと、 昇降モータの回生電力を回収して、走行モータまたはフ
   ォークモータの少なくともいずれか一方に供給する回生
   電力回収手段と、 昇降モータから回生電力が供給されているときには、走
   行モータに力行を行わせるか又はフォークモータに発電
   制動を行わせて、回生電力が完全に消費させるようにす
   るモータ制御手段とを備えたことを特徴とする自動倉庫
   の入出庫用クレーンの制御装置。