リフター制御

Technology

(リフターせいぎょ)

リフター制御とは、容器、パレット、台車、製品などを上下方向へ搬送するリフター・昇降機を、安全かつ所定の位置へ移動させる制御技術です。搬送設備の1階から2階への受け渡し、コンベア同士の高さ調整、異なる製造工程間の搬送などに使用されます。

リフターには、チェーン、ベルト、ワイヤーロープ、ボールねじ、油圧・空気圧シリンダなど、さまざまな昇降方式があります。搬送物の重量、昇降距離、必要な処理能力、停止位置の精度、設置スペースなどに応じて機械方式を選定し、PLCや各種センサによって昇降、停止、搬入、搬出を制御します。

リフター制御の仕組み

リフター設備は、主に昇降台、ガイドレール、駆動モーター、減速機、チェーンやベルトなどの駆動機構、位置検出センサ、落下防止機構、制御盤、PLCなどで構成されます。搬送物を昇降台へ載せ、所定の位置に停止させた後、コンベアや作業者へ受け渡します。

PLCは、昇降台の現在位置、搬送物の有無、扉や安全柵の状態、搬入先・搬出先の受入状態などを確認します。すべての条件が整うと昇降を開始し、目的位置の手前で減速して停止位置へ進入します。

停止後は、昇降台が所定位置に到達していることを確認してから、ローラーコンベアやチェーンコンベアを動作させます。搬送物の受け渡しが完了すると、次の指令に応じて別の階や工程へ移動します。

主な用途

リフター制御は、工場や倉庫内で上下方向の搬送が必要な設備に使用されます。代表的な用途には、次のようなものがあります。

1階と2階など異なるフロア間の容器・パレット搬送
高さの異なるコンベア間での搬送物の受け渡し
計量設備、充填設備、包装設備への搬入・搬出
複数階に設置された製造工程間の自動搬送
作業台や保管棚への昇降搬送
搬送経路の高低差を吸収する上下移載

例えば、1階で原料容器をコンベアへ載せ、リフターで2階へ上昇させた後、計量・配合設備へ搬送する構成があります。反対に、上階で製造した製品を下階の包装・出荷工程へ移動させる用途にも使用されます。

主な制御方式

二位置停止制御

下限位置と上限位置の2か所で停止する基本的な方式です。各停止位置にリミットスイッチや近接センサを設け、到着信号を確認してモーターを停止します。

多段停止制御

複数階や複数の高さで停止する方式です。停止位置ごとにセンサを設ける方法や、エンコーダを使用して現在位置を管理する方法があります。

インバーターによる速度制御

インバーターでモーターの回転速度を変更し、昇降開始時の加速、通常速度、停止前の減速を制御します。急発進や急停止を抑え、搬送物のずれや設備への衝撃を低減します。

サーボ・位置決め制御

停止位置の精度が求められる場合は、サーボモータや位置決め機器を使用することがあります。エンコーダの位置情報をもとに、指定された高さへ昇降台を停止させます。

設計・制御上のポイント

搬送重量と昇降機構の選定

搬送物だけでなく、昇降台、コンベア、治具などを含む総重量を確認し、モーター、減速機、チェーン、ベルト、ガイドなどを選定します。搬送物の重心が偏る場合は、昇降台の傾きやガイドへの偏荷重にも注意が必要です。

載せ降ろし時の衝撃や、搬送物が昇降台へ片側から乗り込む際の荷重変化も考慮します。

停止位置とレベル調整

リフターと接続先のコンベアに段差があると、搬送物が引っ掛かったり、転倒したりする可能性があります。停止位置を適切に設定し、昇降台と前後コンベアの搬送面を合わせる必要があります。

停止位置の手前で低速へ切り替え、位置センサを検出して停止させます。必要に応じて機械式ストッパーや位置決め機構を設けます。

搬入・搬出とのインターロック

昇降台が所定位置にない状態でコンベアを動かすと、搬送物が落下する危険があります。昇降台の到着、停止、レベル一致を確認してから、搬入・搬出コンベアを運転します。

また、昇降台上に搬送物が残っている状態で次の搬送物を入れないよう、光電センサや近接センサで在荷状態を確認します。

扉・安全柵との連動

昇降部への立入りや搬送物の落下を防ぐため、各階の開口部に安全柵や扉を設けます。扉が開いている状態ではリフターを動作させず、昇降台が所定位置に停止している場合だけ扉を開けられるようにします。

自動扉を使用する場合は、扉の開限・閉限信号を確認し、閉じたことを確認してから昇降を開始します。

落下・過走行への対策

チェーンやベルトの破損、ブレーキ異常などに備え、落下防止装置や機械式安全装置を設けます。通常の停止センサとは別に、上限・下限を超えた場合に動作する過走行防止センサも必要です。

上限・下限の非常停止位置を検出した場合は、モーターへの動力を遮断し、原因を確認するまで自動運転を再開させません。

昇降中の搬送物保持

昇降中に搬送物が移動すると、転倒や落下につながる可能性があります。ローラーの回転停止だけでなく、ストッパーやガイドで搬送物を保持する構成を検討します。

車輪付き台車を搬送する場合は、昇降台上で台車が動かないよう、車輪止めや位置決め機構を設けます。

異常監視と復旧操作

運転指令後に一定時間以内で次の位置へ到達しない場合は、昇降異常として検出します。モーターの過負荷、インバーター異常、位置センサの故障、搬送物の引っ掛かりなどが原因として考えられます。

タッチパネルには、現在位置、目標位置、搬送物の有無、扉の状態、警報内容などを表示します。保守時には手動・低速運転を行えるようにし、自動運転中の誤操作を防ぐ操作条件を設けます。

計量設備との組み合わせ

リフターは、計量ステーションや搬送コンベアと組み合わせて使用できます。容器を所定の階へ搬送し、計量設備へ投入した後、次の工程へ移動させる一連の動作を自動化できます。

複数の計量ステーションがある場合は、容器番号や製造指示に応じて停止階や搬送先を切り替えます。各工程で計量した重量、搬送時刻、容器番号などを保存することで、製造実績やトレーサビリティにも活用できます。

リフター上に計量機を設ける場合や、昇降台を計量ステーションへ接続する場合は、振動や接触が計量値へ影響しないよう、停止条件や重量安定判定を調整します。

ハカルプラスの対応

ハカルプラスでは、搬送物の重量、寸法、底面形状、昇降距離、停止位置、必要な設備能力、工場内の設置スペースなどを確認し、用途に適したリフター・昇降機を選定・設計します。

リフター単体だけでなく、ローラーコンベア、チェーンコンベア、ストッパー、転換機、計量ステーションなどを含む搬送設備の機械設計に対応します。計量と搬送を組み合わせ、容器を各階や工程へ移動させながら順次計量する設備も設計・製造できます。

また、制御盤、PLC、インバーター、位置センサ、安全機器を組み合わせ、昇降、減速、停止、搬入・搬出、扉とのインターロック、異常監視を設計します。タッチパネルへの現在位置や警報の表示、搬送・計量実績の保存、生産管理システムとの連携についても、設備の運用に応じて検討します。

よくある質問

Q. リフターでパレットを階上へ搬送できますか？

A. パレットを含む総重量、寸法、重心がリフターの対応範囲内であれば搬送できます。昇降台の大きさ、搬送能力、前後コンベアとの受け渡し条件を確認して選定します。

Q. 複数の階や高さで停止できますか？

A. 各停止位置にセンサを設ける方法や、エンコーダなどで位置を管理する方法により、複数位置への停止が可能です。

Q. リフターが到着していない状態で搬送物が送り込まれることはありませんか？

A. 昇降台の到着信号と停止状態を確認し、所定位置にない場合は搬入コンベアを動作させないインターロックを設けます。

Q. 停電時に昇降台が落下することはありませんか？

A. モーターブレーキや落下防止機構などを設け、停電や駆動系の異常時にも安全を確保する構成を検討します。具体的な安全方式はリフターの構造や搬送重量によって異なります。

Q. リフターと計量設備を連動できますか？

A. 容器を計量位置へ搬送し、所定位置への到着後に計量を開始し、完了後に次工程へ移動させる制御が可能です。搬送先や計量結果を製造実績として保存する構成も検討できます。