JPS61140403A - スタツカクレ−ンの振れ止め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、自動倉庫設備における荷投機械として利用さ
れるに好適なスタッカクレーンの振れを小さくする振れ
止め方法に関するものである。

〔発明の背景〕

自動倉庫の荷役作業を行なう機械として、通常スタッカ
クレーンが利用されている。スタッカクレーンは、倉庫
棚間の床面に敷設されたレール上を走行し、入庫口にお
いて昇降体上に積載した荷物を目的棚段まで昇降させ、
この昇降体に備え付けられたフォーク装置によってその
荷物を目的の棚に格納する作業を行なう。また、反対に
、棚に格納された荷物をフォーク装置によって昇降体上
に積載し、クレーンを走行させて出庫口に出庫する作業
を行なう。スタッカクレーンのこのような作業において
は、所定位置へのクレーンの移動および停止は不可欠で
あるが、スタッカクレーンが停止した直後においてはか
なりの振れがあるのが一般的である。振れか大きいまま
フォーク装置を動作させることは安全上好まし鴫ない。

したがって、その振れが収まるのを待ってフォーク装置
を動作させるように工夫されている。しかし、停止後に
おいて、振れの自然減衰を待っていたのでは荷役効率は
悪（なる。

このため、従来からスタッカクレーンの振れな強制的に
滅７衰させるための各種振れ止め装置が開発されている
。この種の技術としては、例えば、実公昭４９−１０６
２４号公報、実公昭５２−３２６７号公報に開示された
ものが公知である。

さて、従来におけるこの種装置は、スタッカクレーンの
振れに抗した制振力を付与するための特別な装Ｕあるい
は機構を必要とする。荷役効率向上のため、スタッカク
レーンの大型化、あるいは走行速度の高速化をねらって
いこうとする場合、従来からの機械的な揺れ止め装置で
これに対処しようとすると振れ止め装置が大き曵なり、
あるいは複雑化することとなり好ましくない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、簡単な構成でスタッカクレーン停止直
後の振れを減少させることのできるスタッカクレーンの
振れ止め方法を提供することである。

〔発明の概要〕 本発明は、スタッカクレーンの昇降体重量および該昇降
体の昇降位置を入力し、該入力量を利用して得られる該
スタッカクレーンの周期に基づいて、該周期の工〜上倍
の減速時間を演算し、該スタプカクレーンが目的停止位
置近傍に達した時点から該スタッカクレーン走行用モー
タを該演算した減速時間減速させ、次いでブレーキを作
動させて該スタッカクレーンを減速停止させることを特
徴とする。

〔発明の実施例〕

本発明の具体的な実施例を説明する前に、振れ止め制御
方法の原理について説明する。通常のスタッカクレーン
において、目的位置での停止動作におけるクレーンポス
トあるいは昇降体の振れ（以下、単に振れまたはクレー
ンの振れ）の関係は第４図のようになる。すなわち、ク
レーンは、昇降体重量ｍおよび昇降体の昇降位Ｗｌｌ！
と密接な関係を有する固有振動数の振動周期Ｔで振動す
る。

第４図においては、昇降体の初期振れがないものとして
いる。クレーンが停止動作時に初期振動を有している場
合には、その初期振動の振れの位相と振幅、および加速
度の位相と大きさは第５図〜第８図に示すようになる。

第５図は停止動作時における制動開始時の振れの位相ψ
；０°の場合、第６図はψ＝４５°の場合、第７図はψ
＝９０゜の場合、第８図はψ＝１３５°の場合をそれぞ
れ示す。これらから判るように、制動開始時の振れの位
相ψの違いにより、停止後の振れの状況が太きく異なる
。この制動開始時の振れの位相と振れの減衰の関係を第
９図に示す。第９図において、実線は振れの最大値を、
破線は振れが±５１１ｍ以下に収まるまでの時間を示し
ている。第９図から明らかなように、減速開始時の振れ
の位相ψが９０゜〜１８０°のとき、すなわち、加速度
の微分値が正の範囲で減速制動を行外うと、停止時の振
れが小さくなる。また、逆に加速度の微分値が負の範囲
で減速制動を行なうと、振れを助長することとなり、停
と時の振れは大きくなる。このことから、本発明の実施
例においては、停止Ｅのためのブレーキによる制動の前
に、固有振動数から求まる周期ＴＯ）Ｌ〜↓倍の時間だ
け走行用のモータによる減速を行なって、スタッカクレ
ーンの加速度の方向を正にしておき、この状態でブレー
キによる減速停止を行なって、クレーン停止時の振れを
小さくする。周期Ｔは、次式で求められる。

２π Ｔ＝□　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・　（１）ω また、角周波数ωは、スタッカクレーンの簡易モデルか
ら次式にて求められる。

ここで、Ｋ：定数 ｍ：昇降体の重量 ２：減速度 ｌ：主柱系の質量中心までの距離（す〜なわち昇降体の
昇降位置ｌの関数） したがって、走行用のモータによる減速時間、すとなる
。

そして、モータによる減速後のブレーキによる減速停止
は、このＴ、時間の減速の後開始される。ところで、ス
タッカクレーンの停止制御においては振れの防止と共に
、目標位置に停止されることが重要である。したがって
、上述の如き振れ止め制御を行なう場合においても、目
標位置に停止させることができるものとなっていること
が必要である。第１Ｏ図（Ａ）〜第１図（Ｃ）を用いて
、このことを考察する。いま、第１Ｏ図（Ａ）に示すよ
うに、目標位［Ｐｏ（原点からの距離として考える。）
が指示されると、スタッカクレーンは移動を開始し、そ
の現在位１ｉｊＰが変化する。スタッカクレーンの速度
パターンが第１θ図（Ｂ）のように与えられているとす
ると、ＰがＰ、にかなり近づいた時点で、スタッカクレ
ーンの走行速度はｖｌとなる。この時点においては、振
れ止めのための速度制御パターンが決まっているので、
振れ正め制御の開始タイミングｔ６を決めることができ
る。すなわち、このタイミングは、スタッカクレーンの
走行量１１Ｐと目標位ＩＰｏとの差が、振れ止め制御期
間中にスタッカクレーンが走行する距離ａ３となった時
点である。すなわち、 Ｐｏ　−Ｐ　＝　ａｓ　　　　・・・・・・・・・・・
・・・・　（４）この距＃ａｓは、第１０図（Ｃ）に示
す斜線部で表わされる。走行用モータの減速度をα、ブ
レーキの制動時の減速度を７、走行用モータの減速時間
をＴ、、走行用モータにたる減速終了時の速度をｖｌ、
ブレーキ制動開始からスタッカクレーン停止までの時間
をＴ８とすると、次の関係式が導出できる。

Ｖ２　＝Ｖｌ−α・Ｔｆ・四囲（５） ０　＝　ｖｌ　−９Ｔｘ　　　−・−・・１６１・・・
・・・・・・・・・・・・　（７）＋５１．　＋６１．
　＋７１式からＴＸ＃　ｖｌ　　を含まない式に変形す
ると、ａ９は次式のように表わされる。

ａＢ　＝　ｖｌ−Ｔｆ−αＴｒ２＋（ｖｘ−αＴｒ）２
／２５’　・＝　（８１（８）式から判るように、ｖ１
＋α、２の定数を設定しておくと、Ｔ、が求まればａｆ
ｉが得られる。

以上のことをふまえ、以下本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例における動作フロー図を示す
。第２図は本発明の一実施例におけるブロック構成図を
示す。第３図は本発明の一実施例が適用される自動倉庫
の概略図を示す。

まず、第３図により自動倉庫に用いられるスタッカクレ
ーンの概略を説明する。入庫品を保管するラック１に沿
りてスタッカクレーン２が配置されている。スタッカク
レーン２は、ラブク間の床面上に敷設されたレール３上
に配置され、走行車輪および該車輪に駆動力を与える走
行用のモータ４によっで、レール３上を走行できる。ス
タッカクレーンの上部には、図示していないけれどもガ
イドローラが設けられており、ガイドレールに沿って走
行する。一方、昇降体５には、ラックｌへの荷の格納お
よびラックに格納された荷の搬入を行なうためのフォー
ク装置が設けられている。昇降体５の昇降は、図示しな
い昇降用のモータによって行なわれる。スタッカクレー
ンの走行量を検出する走行距離検出方式としては、地上
に設置したストライカを用いる方式、パルスエンコーダ
等を用いる方式、その他音波等を利用したものなどがあ
る。昇降体５の位置検出は、走行距離検出の場合と同様
のものの他に、昇降用ロープの巻取り量を測定すること
でも検出できる。昇降体の重量は、自重十積荷の重量で
得られるが、自重は変化しないため、例えば積荷の重量
を荷重計で計測することで検出できる。また、昇降用の
モータにかかる負荷電流は、昇降体の重量に比例するの
で、この負荷電流を計測することも検出できる。

次に、第２図により本発明の一実施例におけるハード構
成を説明する。走行用モータ４とブレーキ１１は、走行
駆動装置νで制御される。走行駆動装置は、モータ４の
速度を入力される速度パターンに応じて変速させ名機能
（速度制御機能）を有している。昇降用モータ１４は、
電源巧より供給される電力により駆動され、昇降体の昇
降を行なう。

なお、昇降制御については、ここでは省略する。

変流器１６は、モータ１４の負荷電流を検出し、これを
昇降体５の総重量ｍに見合う物理量として計算機２１に
供給する。パルス検出器１Ｂは、昇降体５の昇降位＆！
ｌを検出するためのもので、検出した物理量ｌは計算５
２１１に供給する。パルス検出器１３は、スタッカクレ
ーンの走行量Ｐを検出するためのもので、このＰは計算
機４に供給される。ｌｏは昇降体の目的位置であり、計
算機４に入力される。ＰＯは走行の目的番地であり、計
算１！ｌＩ！２１に入力される。

計算機乙には、予め、スタッカクレーン構造物のデータ
１９が入力されており、例えば、クレーンの朕 振れ固有振動車、昇降体の昇降位置に応じた振れ振動定
数、減衰定数等が記憶されている。計算機２は、このよ
うなりレーン側の各種データと、各検出値、各段定入力
値とを用いて、スタッカクレーンの走行停止時にその振
れを少な４するための制御量を演算し、その制御量を走
行駆動装置１２に出力する。

以下、この制御量の演算および出力制御を第１図に示す
動作フローにより説明する。この制御に必要な各種テ゛
−タ（例えば、ｖｌｅ　α、Ｐ、Ｋ）および制御プログ
ラムは予め計算ａ２１に入力され、内部のメモリに記憶
されているものとする。スタッカクレーン２に作業指令
が与えられると、計算８！４は移動すべき目的位Ｉ　Ｐ
ｏ　ｅ目的昇降位’１１．ｔｏを入力する。これによっ
て、計算機４が速度パターンを演算し、走行駆動装置１
２に出力する。走行用モータ４は、走行駆動装置１．１
２によって駆動され、スタッカクレーンの走行が開始さ
れる。スタッカクレーンの走行開始によって、振れ止め
制御のための処理も開始される。まず、各検出器の検出
値１＋　ｍ、Ｐを入力する（ステップＰＩ）。入力した
／１ｍにより走行用モータの減速時間Ｔ、を演算する（
ステップＦ２）。これは、（１）〜（３）式を利用する
。続いて、予め記憶されているｖ１＋α、７と、ステッ
プＦ２で求めたＴ、を用いて、（８）式により振れ止め
制御期間中にクレーンが走行する距離ａｆｉを演算する
（ステップＦ３）。ステップＦ４で、振れ止め制御開始
タイミングになったかどうかをチェックし、そうでなけ
ればステップＦ１に戻る。

スタッカクレーンが、目標位ＷＰｏまであとａｌｌを残
すところまで走行すると、ステップＦ２で求めたＴｆを
利用する振れ止め制御を開始する。まず、こ−の時点ｔ
□において、タイマを起動（ステップＦ５）すると共に
、走行用モータを減速度αで減速開始する（ステップＦ
６）。ステップＦ７では、減速度αによろ減速がステッ
プＦ２で求めた時間Ｔ、継続されたかしうかのチェヴク
を行なう。走行用モータによる減速がＴ、時間行なわれ
た後、今度はブレーキによる制動（減速度グ）をかけ、
スタッカクレーンを目的位置に停止させる（ステップＦ
８゜Ｆ９）。このような制御を行なった例をｊｌＧ１１
図に示している。図から判るようにクレーン停止後短時
間で振れが減衰していることが判る。したがって、フォ
ーク装置の動作待時間は短縮され、荷役作業の効率が向
上する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、特別な制振装置を
設けな曵とも簡単な構成でクレーン停止直後の振れを大
幅に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における制御動作フローを示
す図、第２図は本発明の一実施例におけるハード構成を
示すプロ°ツク図、第３図は自動倉庫の概要を示す図、
第４図〜第８図はスタッカクレーンの停止動作における
クレーンの振れの関係を示す図、第９図は制動開始時の
クレーンの振れの位相と振れの減衰との関係を示す図、
第１０図（Ａ）〜第１０図（Ｃ）は振れ止め制御を行な
う場合の制御開始タイミングを説明するための図、第１
１図は振れ止め制御を行なった場合のクレーンの振れを
示した図である。 ２・・・・・・スタッカクレーン、３・・−・・レール
、４・・・走行用モータ、５・・・・・・昇降体、１１
・・−・・ブレーキ、ｎ・・・・・・走行駆動装置、ｌ
・・−・・パルス検出器、１４・・・昇降用モータ、１
６・・・・・・変流器、１８・・・・・・パルス検出才
１図 才２図 才４図 才５図 才９図 才８図 才９図 ’ｆｌｌ勅片め掘れρ徨相デ 才１０因　（Ａ） 牙ｌＯ図（Ｂ） 才ｌＯ図（Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、スタッカクレーンの昇降体重量および該昇降体の昇
   降位置を入力し、該入力した昇降体重量および昇降位置
   を利用して得られる該スタッカクレーンの周期に基づい
   て、該周期の１／４〜１／２倍の減速時間を演算し、該
   スタッカクレーンが目的位置近傍に達した時点から該減
   速時間だけ該スタッカクレーンの走行用モータを減速さ
   せ、次いでブレーキを作動させて該スタッカクレーンを
   停止させることを特徴とするスタッカクレーンの振れ止
   め方法。