シャトル搬送とは？コンベヤやAGVではなくシャトルを選ぶ場面

こんにちは、技術コンサルのTです。

今回は、生産ラインのシャトル搬送について書いてみたいと思います。

以前の記事「搬送機の種類とは？」では、コンベヤ、AGV、シャトルの3つを並べて紹介しました。今回はそのうちシャトルに絞って、「どんな場面で選ぶのか」「コンベヤと何が違うのか」「設計で何を決めておくべきか」をもう少し掘り下げてみます。

シャトル搬送とは、台車やキャリアがレールやガイドに沿って決められた区間を往復し、ワークをある位置から別の位置へ移し替える搬送方式です。横方向に移動してライン同士をつなぐ台車は、トラバーサや横行台車と呼ばれることもあります。なお、物流の分野では、トラックの中継輸送を「シャトル輸送」、ラックの段ごとにシャトル台車が走る自動倉庫を「シャトル式自動倉庫」と呼びます。この記事では、生産ラインの工程間搬送としてのシャトル搬送を扱います。

シャトル搬送とコンベヤ・AGVの違い

コンベヤは、ワークを決まった経路で連続して流すことが得意です。AGVやAMRは、経路を後から変えやすいことが強みです。

シャトル搬送は、その中間にある方式と言えます。経路は決まっていますが、止まる位置を複数持たせることで、どこから受けてどこへ渡すかを制御で選べます。連続して流すのではなく、一回ずつ受け取って運び、渡すという動きになる点が、コンベヤとの大きな違いです。

シャトル搬送が向いている場面

シャトル搬送がよく検討されるのは、次のような場面です。

• 並んだ複数のラインや設備の間でワークを振り分けたい
• 工程の一部だけを飛ばしたり、品種によって行き先を変えたりしたい
• 重量ワークや大型ワークを、決まった位置へ確実に運びたい
• 床面に余裕がなく、コンベヤを長く引き回せない

多品種生産では、品種によって通る工程が違うことがあります。シャトルで行き先を選べるようにしておくと、一つのラインに複数の流れ方を持たせやすくなります。ただし、どの品種をどこへ運ぶかという情報を、前の工程から確実に受け取れることが前提になります。

一方で、一定のピッチで大量のワークを流し続ける工程では、コンベヤの方が単純で扱いやすいことも多くあります。シャトルを選ぶかどうかは、搬送の量だけでなく、行き先の分岐や移載の回数で判断したいところです。

タクトは往復時間と待ち時間で決まる

シャトル搬送では、一台の台車が受け取りと受け渡しを繰り返します。そのため、走行時間だけでなく、戻ってくる時間、移載の時間、相手側の設備が受け入れ可能になるまでの待ち時間がすべてタクトに効いてきます。

停止位置が増えるほど、平均の移動距離や待ちの重なり方も変わります。構想の段階では、平均値だけでなく、行き先が偏ったときや前後の設備が止まったときの動き方も確認しておくことが大切です。台車を増やす場合は、台車同士の干渉や追い越しの扱いも検討が必要になり、制御はさらに複雑になります。

停止位置と移載の確認が品質を左右する

シャトルの停止位置がずれると、受け渡し先との間に段差やすき間ができ、ワークの引っ掛かりや落下の原因になります。停止精度の決め方と、位置を確かめるセンサの持ち方は、早めに決めておきたい点です。

あわせて、移載の手順と確認も重要です。受け渡し先が受け入れ可能か、台車上に前のワークが残っていないか、ワークが完全に移り終わったかを、動作の段階ごとにインターロックで確かめます。こうした確認は、PLC制御の設計の中で一つずつ条件として組み込んでいくことになります。

安全と異常時の復旧をどう考えるか

シャトルは決まった範囲を動き続けるため、その走行範囲に人が入るかどうかで安全対策が大きく変わります。安全柵や安全扉、非常停止の配置は、保守の動線とあわせて考えます。

また、移載の途中で止まったときに、ワークが台車と設備の間にまたがった状態にならないかも確認しておきたいところです。停電や非常停止のあとに、どの状態から、どの手順で再開するのかを決めておくと、立ち上げ後のトラブル対応が楽になります。

導入前に整理したい条件

• 運ぶワークの重量、大きさ、保持方法
• 受け取り位置と受け渡し位置の数
• 必要な搬送量と、行き先が偏ったときの搬送量
• 前後の設備との信号のやり取りと受け入れ条件
• 停止精度と位置確認の方法
• 走行範囲への人の立ち入りと保守の動線
• 異常で止まったときの停止状態と復旧手順

まとめ　シャトル搬送は行き先を選べる工程間搬送

シャトル搬送は、決まった経路の中で行き先を選べる、工程間搬送の方式です。うまく使えば、レイアウトの制約や多品種の振り分けに対応しやすくなります。一方で、タクト、停止位置、移載の確認、安全、異常時の復旧まで含めて設計しないと、かえってラインのボトルネックになることもあります。

Thermixでは、ラインビルダー・FAインテグレーターとして、搬送装置を単体で選ぶのではなく、前後の設備や制御とあわせてライン全体で考えることを大切にしています。シャトル搬送を検討する際は、まず受け取りと受け渡しの位置、そして止まったときの動きを書き出してみてはいかがでしょうか。

では、今回はこのあたりで。 技術コンサルのTでした。