堆垛升降机

摘要

提供一种通过减轻桅杆上部行驶驱动装置的负载既可抑制源于该上部行驶驱动装置的振动与灰尘，又可抑制桅杆上部的振动的堆垛升降机。在堆垛升降机的桅杆1上部与下部分别设置上部行驶驱动装置2和下部行驶驱动装置3。用下部行驶驱动装置3实施堆垛升降机的行驶及位置控制的同时，根据下部行驶驱动装置3的速度信号驱动上部行驶驱动装置2，用上部行驶驱动装置2抑制桅杆1的振动。

权利要求

1.一种堆垛升降机，其特征在于：

在堆垛升降机的桅杆上部与下部分别设置上部行驶驱动装置和下部行驶驱动装置，用下部行驶驱动装置实施堆垛升降机的行驶及位置控制，同时根据下部行驶驱动装置的速度信号驱动上部行驶驱动装置，用上部行驶驱动装置进行桅杆振动的抑制，用不含积分因素的比例控制系统进行上部行驶驱动装置的速度控制。

2.根据权利要求1所述的堆垛升降机，其特征在于：为了在下述式1之中通过调整比例常数n1使发生转矩T的绝对值达到最小，以及通过调整上部行驶驱动装置的输入敏感性的同时调整比例常数n2使发生转矩T达到最大，而调整上部行驶驱动装置的控制增益及响应，T＝-n1Vp+n2Δv-c (1)T：上部驱动马达的发生转矩

n1：比例常数

n2：比例常数

Vp：下部驱动马达的行驶速度

Δv下部驱动马达与上部驱动马达的速度差

c：常数

3.根据权利要求1或2所述的堆垛升降机，其特征在于：将上部行驶驱动装置的上部驱动马达的输出功率设定为下部行驶驱动装置的下部驱动马达的输出功率的1/5以下。

4.根据权利要求1或2所述的堆垛升降机，其特征在于：在桅杆上部配置去除上部行驶驱动装置产生的微粉尘的装置。

说明书

堆垛升降机

技术领域

[0001] 本发明涉及在保管与液晶及半导体相关的晶片箱及玻璃箱等的净化室内使用的低尘堆垛升降机，尤其涉及可抑制桅杆上部振动的堆垛升降机。

背景技术

[0002] 当在设置于净化室内的自动仓库内配置堆垛升降机的情况下，由于所进行的是从地面到顶棚范围内的保管及搬运，上下方向上的移动距离较短，只有几米，因而通常只在堆垛升降机的桅杆下部设置行驶驱动装置，使之在行驶轨道上移动。

[0003] 而在将多层库房连接，将堆垛升降机的升降移动范围扩展到2层以上的自动仓库的情况下，如果仍像过去那样仅在堆垛升降机的桅杆下部设置行驶驱动的装置进行行驶方向上的驱动，则会像一端受支持的弹性体的运动那样，堆垛升降机的桅杆作为由其形状与材料特性决定的弹性体的动作，使桅杆上部发生振动。

[0004] 若为了抑制桅杆上部的振动而像驱动下部行驶驱动的装置那样驱动桅杆上部固然可抑制振动，但是如果增加上部的驱动力，由于其驱动所需的机械部分的重量，反而会使振动增加，此外，驱动力的增加也会增加了桅杆上部产生的粉尘。因而希望既减轻上部驱动系统的机械重量，又能以小的驱动力来抑制振动。

发明内容

[0005] 针对上述现用堆垛升降机存在的问题，本发明的目的在于提供一种通过减轻桅杆上部的上部行驶驱动装置的负载既可抑制源于该上部行驶驱动装置的振动与灰尘，又可抑制桅杆上部振动的堆垛升降机。

[0006] 为了实现上述目的，本发明的特征在于：设定为在堆垛升降机的桅杆上部与下部分别设置上部行驶驱动装置和下部行驶驱动装置。用下部行驶驱动装置实施堆垛升降机的行驶及位置控制的同时，根据下部行驶驱动装置的速度信号驱动上部行驶驱动装置，用上部行驶驱动装置抑制桅杆的振动。

[0007] 在此情况下，可设定为用不含积分因素的比例控制系统进行上部行驶驱动装置的速度控制。

[0008] 1、可设定为为了在下述式1之中通过调整比例常数n1使发生转矩T的绝对值达到最小，以及通过调整上部行驶驱动装置的输入敏感性的同时调整比例常数n2，使发生转矩T达到最大而调整上部行驶驱动装置的控制增益及应答。

[0009] T＝-n1Vp+n2Δv-c (1)

[0010] T：上部驱动马达的发生转矩

[0011] n1：比例常数

[0012] n2：比例常数

[0013] Vp：下部驱动马达的行驶速度

[0014] Δv下部驱动马达与上部驱动马达的速度差

[0015] C：常数

[0016] 此外，由于上部行驶驱动装置的上部驱动马达的输出功率设定为足够抑制振动所必需的输出，不需要驱动上部和下部机械的全部质量，因此可将上部驱动马达的输出功率设定为下部行驶驱动装置的下部驱动马达的输出功率的1/5以下。

[0017] 此外，可在桅杆上部配置去除上部行驶驱动装置产生的微粉尘的手段。

[0018] 若采用本发明的堆垛升降机，由于在堆垛升降机桅杆的上部与下部分别设置上部行驶驱动装置与下部行驶驱动装置，用下部行驶驱动装置实施堆垛升降机的行驶及位置控制的同时，根据下部行驶驱动装置的速度信号驱动上部行驶驱动装置，用该上部行驶驱动装置抑制桅杆的振动，减轻桅杆上部的上部行驶装置的负荷，因而既可抑制源于该上部行驶驱动装置的振动及灰尘，又可抑制桅杆上部的振动。

[0019] 此外，通过设定为用不含积分因素的比例控制系统进行上部行驶驱动装置的速度控制，可回避行驶驱动装置发生滑动时的影响。

[0020] 此外，通过设定为为了在下述式1之中通过调整比例常数n1使发生转矩T的绝对值达到最小，以及通过调整上部行驶驱动装置的输入敏感性的同时调整比例常数n2，使发生转矩T达到最大而调整上部行驶驱动装置的控制增益及应答，可回避上下行驶驱动装置正常的速度误差的影响。

[0021] 此外，通过将上部行驶驱动装置的上部驱动马达的输出功率设定为下部行驶驱动装置的下部驱动马达的输出功率的1/5以下，可抑制源于上部行驶驱动装置的振动及灰尘。

[0022] 此外，通过在桅杆上部配置去除上部行驶驱动装置产生的微粉尘的手段。可消除对储料库内的净化度的损害。

附图说明

[0023] 图1是本发明的堆垛升降机的一种实施例的前视图。

[0024] 图2是将堆垛升降机分为上部行驶体与下部行驶体的连接模型化的说明图。

[0025] 图3(a)是表示上下驱动马达的速度差与上部驱动马达的发生转矩关系的图，图3(b)是表示下部驱动马达的行驶速度与转矩关系的图。

[0026] 图4示出本发明的堆垛升降机的更具体的一种实施例，图4(a)是其前视图，图4(b)是侧视图。

[0027] 图5是上部驱动马达的控制说明图。

[0028] 图6是桅杆的防振说明图。

具体实施方式

[0029] 下面参照附图说明本发明的堆垛升降机的实施方式。

[0030] (实施例1)

[0031] 图1示出本发明的堆垛升降机的一种实施例。

[0032] 本实施例的堆垛升降机在堆垛升降机的桅杆1上部与下部分别设置上部行驶驱动装置2和下部行驶驱动装置3。用下部行驶驱动装置3实施堆垛升降机的行驶及位置控制的同时，根据下部行驶驱动装置3的速度信号驱动上部行驶驱动装置2，用上部行驶驱动装置2抑制桅杆1的振动。

[0033] 下部行驶驱动装置3在行驶台车5上配置了在靠地面一侧的行驶轨道4上行驶的下部驱动轮31、以及驱动该下部驱动轮31的下部驱动马达32。

[0034] 此外，上部行驶驱动装置2在桅杆1的上部配置了沿顶棚一侧的支持轨道6行驶的上部驱动轮21、以及驱动该上部驱动轮21的上部驱动马达22。

[0035] 吊车的升降体7沿两根桅杆1上下移动，利用固定在行驶台车5上的升降马达(图示省略)的卷扬辊71，经钢丝绳72进行升降。钢丝绳72通过安装在桅杆1上部的滑轮73改变率引方向。

[0036] 采用此种结构的堆垛升降机桅杆1的钢性小，若桅杆1的长度过长，则上部会发生振动。若将其力学模型简化，则如图2所示，可看作是用弹簧10连接了下部行驶体30与上部行驶体20。

[0037] 假如将下部行驶体30和上部行驶体20作为完全相同的东西来对待，虽可对上下行驶体20、30实施相同的控制，但在此情况下，上部行驶驱动装置2的马达及减速器也将大到与下部行驶驱动装置2相同的程度。

[0038] 此外，由于上部行驶驱动装置2在行驶期间一直产生驱动力，使气流从顶棚朝地面方向下降流动，因而会增加净化室的环境下不希望看到的灰尘量。

[0039] 与之相反，在本实施方式之中，控制装置11给下部行驶驱动装置3的下部驱动马达32下达速度指令12的同时，还将包括应答延迟在内的下部驱动马达32的实际速度信号13(速度反馈信号)作为上部行驶驱动装置2的上部驱动马达22的旋转指令(速度指令)提供。

[0040] 图3(a)示出上下驱动马达22、32的速度差和上部驱动马达22的发生转矩间的关系。

[0041] 虽然随着速度差的增大发生转矩亦增加，但其中有两种因素在起作用。一种是上下行驶驱动装置2、3的正常的速度误差，例如由于磨损引起的车轮系统的区别等原因引起的速度误差在上部驱动马达22上产生制动力的现像。

[0042] 另一种是由于桅杆上部振动所引起的过渡性速度差的发生转矩，表示通过该转矩使振动衰减。

[0043] 下部驱动马达32的行驶速度与转矩的关系正如图3(b)所示，带有速度比例的成分。它说明驱动轮及减速机内的润滑的粘性阻抗是支配性因素。

[0044] 若将该关系一般化，则可用下述式(1)表示。

[0045] T＝-n1Vp+n2Δv-c (1)

[0046] T：上部驱动马达的发生转矩

[0047] n1：比例常数

[0048] n2：比例常数

[0049] Vp：下部驱动马达的行驶速度

[0050] Δv下部驱动马达与上部驱动马达的速度差

[0051] C：常数

[0052] 若在此处着眼于比例常数n1，则由于与下部驱动马达32的行驶速度无关，上部驱动马达22、一发生转矩，即不再发生正常力，上部驱动轮21仅仅是与支持轨6抵接并不用力，因而因磨损造成的粉尘发生量极少。因此为了通过调整比例常数n1使发生转矩T的绝对值最小而调整上部行驶驱动装置2的输入敏感性。

[0053] 此外，若着眼于比例常数n2，由于在因桅杆1的振动而产生速度差的情况下，产生抑制振动的转矩，即衰减力，因而为了通过调整比例常数n2使发生转矩T变为最大，而将上部行驶驱动装置2的控制增益及应答调整到稳定动作的范围内。

[0054] 而下部行驶驱动装置3的调整与现用方法相同，均为调整到不连接上部行驶驱动装置2的状态下可获得最佳控制性的位置。

[0055] 在本实施方式之中，上部行驶驱动装置2用速度控制系统中的比例控制系统来实现，在速度控制系统之中未纳入积分因素。

[0056] 当在支持轨道6上行驶的上部行驶驱动装置2中产生驱动轮滑动的情况下，或由于控制系统内在的误差积累，上部行驶驱动装置2的停止位置有可能出现偏差时，积分系统虽不理想，但在轨道与车轮靠齿轨与小齿轮等驱动，在上下控制系统中不产生滑动的情况下也可以纳入积分系统。

[0057] 而在本实施方式之中，由于上部行驶驱动装置2的上部驱动马达22是专门为了抑制桅杆的振动而设置的，因而使用输出功率比下部行驶驱动装置3的下部驱动马达32小得多的马达就可满足。

[0058] 具体而言，当下部行驶驱动装置3的下部驱动马达32的输出功率为11kW的情况下，上部行驶驱动装置2的上部驱动马达22的输出功率设定为1.5kW(大约是下部行驶驱动装置3的下部驱动马达32的输出功率的1/7)即可抑制源于上部行驶驱动装置2的振动及灰尘。

[0059] 下面在图4～图6之中示出本发明的堆垛升降机的更为具体的一种实施例。

[0060] 该码垛升降机具有下述构成：在配置了可沿铺设在液晶制造车间等的地面上的行驶轨道4行驶，且速度及停止位置可控制的下部行驶驱动装置3的行驶台车5的上部规定长度虽无特殊限制，但却直接安装了具有8～10m左右长度的桅杆1，将升降体7安装为可在该桅杆1上升降的同时，在该升降体7上配置了具有搬运伸缩臂70a的搬运机70。

[0061] 该搬运机70的搬运伸缩臂70a采用下述构成：可在沿行驶台车5的行驶方向上朝配置在其两侧的储料库8伸缩。

[0062] 并通过将搬运伸缩臂70a伸缩以及或者旋转，可简单而又有效地将箱盒K从伸缩臂7a上搬运到分隔为多层隔断的储料库8的各个隔断81、82、83、8n中的任意一个隔断之中，或者与之相反，从储料库的任意隔断搬运到该搬运伸缩臂70a上。

[0063] 配置在该行驶台车5上的下部行驶驱动装置3虽无特殊限定，但正如图1所示，可安装在行驶台车5的前后位置上，以便使复数个下部驱动轮31与平行敷设的两根行驶轨道4的顶面接触，承受行驶台车5的全部重量的条件下转动的同时，配置与任意一条行驶轨道
4的两个侧面对峙，且夹持行驶轨道4的两个侧面的导向轮33，这样即可使行驶台车5沿行驶轨道4安全而又高速地行驶。

[0064] 并可设定为将受行驶轨道4的顶面支持，且可行驶地承受行驶台车全部重量的下部驱动轮31之中的某一个或复数个作为行驶驱动装置受下部驱动马达32的旋转驱动。

[0065] 此外，安装在行驶台车5的上部的桅杆1，虽无特殊限定，但可设定为单柱式或框架式，可根据所搬运的箱盒K的重量等因素进行适当设定。

[0066] 桅杆1的长度(高度)设定为可将箱盒搬运到储料库最上层的隔断之中。

[0067] 此外，为了使该行驶台车5在行驶，停止时，桅杆1的上部不会发生允许范围以上的振动，可稳定地行驶与停止，在桅杆1的上部配置了上部行驶驱动装置2。

[0068] 该上部行驶驱动装置2具有下述构成：配置了覆盖敷设在桅杆1上部的支持轨道6的机壳23，在该机壳23内配置了以从两侧夹持支持轨道6的方式与之接触的上部驱动轮
21a、21b，将该任意一侧的上部驱动轮21a以及或者双侧的上部驱动轮21a、21b设定为靠上部驱动马达22控制驱动，以防桅杆1摇动。

[0069] 此外，为了去除因上部驱动马达22以及与支持轨道6的接触而驱动的上部驱动轮21a、21b而产生的微粉尘，在机壳23上安装了具有高性能过滤器(HEPA过滤器)25的排气扉24，这样还可利用上部行驶驱动装置2排出气体不致使储料库8内的净化程度受损。

[0070] 而支持轨道6在随着行驶台车5的行驶方向的桅杆1移动轨迹的上方位置上，与上述行驶轨道4上下平行敷设。

[0071] 并通过配置在行驶台车5的下部，主要通过将下部驱动马达32的输出功率设定为大，而将驱动上述驱动轮21a、21b中的任意一方以及或者二者的上述驱动马达22的输出功率设定为小，其比例虽无特殊限定，但通过将其设定为5比1到10比1左右，即可抑制源于上部行驶装置2的振动与灰尘。

[0072] 此外，正如图5所示，将包容在下部行驶驱动装置3内的下部驱动马达32和包容在上部行驶驱动装置2内的上部驱动马达22通过伺服驱动机构9电气连接。

[0073] 该伺服驱动机构9配有上部驱动马达速度控制电路A，可提供由下部驱动马达32行驶驱动的码垛机的速度信号X，以及上部驱动马达22的速度信号Yh。利用该码垛机的速度信号X和上部驱动马达22的速度信号Yh这两种信号的速度差ΔV，由上部驱动马达速度控制电路A将上部驱动马达输出转矩指令作为式(1)所示的转矩T提供给上部驱动马达22来进行上部的振动控制。

[0074] 下面就该堆垛升降机的动作加以说明。

[0075] 当通过驱动下部驱动马达32使行驶台车5行驶时，正如图6所示，桅杆1也随其行驶。这时，若安装在桅杆1上部的上部驱动轮21a、21b未受到上部驱动马达22的控制，则会在行驶台车5的行驶速度与装了箱盒K的桅杆1上部速度之间产生差别(通常情况下桅杆1上部的行驶速度低于行驶台车5的行驶速度)，正如图6中的虚线所示，桅杆1上部朝与行驶台车5的行进方向相反的方向倾斜(后倾)摇动。

[0076] 此外，当行驶台车5停止，桅杆1上部由于惯性作用并不能马上停止，而是从行驶台车5行驶时的相反方向朝与行驶台车5的行驶方向相同的方向倾斜(前倾)摇动。

[0077] 与之相反，通过经伺服驱动机构9将下部驱动马达32和上部驱动马达22电气连接，控制上部驱动马达22的速度，在行驶台车5行驶时，将下部驱动马达32的行驶台车5(码垛机)的速度信号X输入伺服驱动机构9的同时，也输入上部驱动马达22的速度信号Yh，检出该速度差，并利用该速度差由上部驱动马达速度控制电路A给上部驱动马达22下达上部驱动马达输出转矩指令来控制上部驱动马达22的旋转，可使行驶台车5的行驶速度与桅杆1上部的速度保持一致，这样即可消除相对于桅杆1的行进方向而言，前后方向上振动DF。

[0078] 如上所述，由于本实施方式的堆垛升降机在堆垛升降机的桅杆1上部与下部分别设置上部行驶驱动装置2与下部行驶驱动装置3，用下部行驶驱动装置3进行堆垛升降机的行驶与位置控制的同时，根据该下部行驶驱动装置3的速度信号驱动上部行驶驱动装置2，用该上部行驶驱动装置2抑制桅杆1的振动，因而通过减轻桅杆上部的上部行驶驱动装置2的负载，既可抑制源于该上部行驶驱动装置2的振动与灰尘，又可抑制桅杆上部的振动。

[0079] 上面根据实施例介绍了本发明的堆垛升降机，但本发明并不局限于上述实施例中所述的结构，在不超出其宗旨的范围内可适当改变其构成。

[0080] 由于本发明的堆垛升降机具有通过减轻桅杆上部的上部行驶驱动装置的负载既可抑制源于该上部行驶驱动装置的振动与灰尘，又可抑制桅杆上部振动特性，因而很适合用于桅杆长度长的堆垛升降机。