CN102046495A - 物品收领管理系统和该系统所使用的终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种物品收领管理系统和该系统所使用的终端，能够更精密地控制设置于保管架的盖体。本发明的拣取系统具有通过电信号来控制旋转的旋转轴。另外，在上述旋转轴的周向表面上设有标记。而且，在预定的测量位置读取上述标记，根据从上述标记得到的信息来控制与上述旋转轴连动的盖体的开闭速度及开闭角度。另外，本发明的终端被设置在具有通过电信号控制旋转的旋转轴的货架上。在预定的测量位置读取设在上述旋转轴的周向表面的标记，根据从上述标记得到的信息来控制与上述旋转轴连动的盖体的开闭速度及开闭角度。

Description

物品收领管理系统和该系统所使用的终端

技术领域

本发明涉及一种物品收领管理系统和该系统所使用的终端，该系统对从保管在物品保管架等的收容空间内的物品中收领、补充适当的物品、例如装配产品所必需的零件的指示进行控制。

背景技术

作为物品收领管理系统的代表例，包括被广泛应用于装配生产工序、特别是单元式生产方式的工序等中的拣取系统(picking system)。该拣取系统是指，对从保管在物品的保管架内的物品中收取装配产品所必需的零件的操作、相反地向保管架补充物品的操作的指示进行控制的系统。更具体而言，其采用如下结构，即，将表示配置有物品，并且具有以该物品的搬出为内容的通知信息的输入部件的终端分别配置在多个保管架上，这些终端经由控制装置与主机连接。而且，主机将零件的领取指示发送至控制装置，控制装置利用安装在领取指示所指出的零件交接架上的上述终端的指示灯或显示器来表示指示状态。另一方面，完成指示零件的领取的操作者或机器人、自动输送车操作终端的操作杆开关，作为领取完成的输入，该操作信号经由上述控制装置到达主机，成为能够掌握操作进度、防止误操作、向零件交接货架补充零件，还能进行零件的在库管理、补充零件的订货等的结构。其中，终端的显示器或确认开关能够采用各种各样的形式。

单元式生产方式，即一个工人担当多个工序的方式，是近年来普及的方式，作为其中所使用的拣取系统，例如有在特开2002-12309号公报中公开的关于冷藏冷冻仓库的冷冻品在寒冷区域的集中显示式商品存储/拣取系统。在该系统中，对于排列在保管物品的商品仓库、冷藏冷冻仓库的货架上的许多商品，对主机开关和存储物品的取出(拣取)操作进行开关输入，将该操作内容发送至主机，进行操作的确认。

专利文献1：日本特开2002-12309号公报

在包含上述以往的拣取系统的物品收领管理系统中，为了防止收领作业出错，在保管架上设置了盖体。即，通过仅打开保管作为收领对象的物品的保管架，关闭其他的保管架，来防止取错物品。

但是，在保管架上设置了盖体的情况下，通常通过气缸等来开闭这些盖体，因此在利用以往的系统对其进行控制的情况下，盖的状态仅能选择“打开”或“关闭”。因此，不能精密地控制盖体，例如，存在操作者的胳膊被盖夹住的危险等的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够更精密地控制设置于保管架等收容空间的盖体的拣取系统和该系统所使用的终端。

本发明的物品收领管理系统具有利用电信号来控制旋转的旋转轴。另外，在上述旋转轴的周向表面上设有标记。而且，在预定的测量位置读取上述标记，根据从上述标记得到的信息来控制与上述旋转轴连动的盖体的开闭速度及开闭角度。

另外，本发明的终端设置于具有利用电信号来控制旋转的旋转轴的货架。并且，在预定的测量位置读取设在上述旋转轴的周向表面上的标记，根据从上述标记得到的信息来控制与上述旋转轴连动的盖体的开闭速度及开闭角度。

在本发明中，利用电信号来控制旋转的旋转轴，例如，能列举出由电动机驱动的旋转轴，但只要是能够进行电启动或电停止的旋转轴即可，对其结构没有限定，也可以是其他的构造。但是，不优选在输入意图停止的信号后，在构成零件的惯性的影响下不能马上停止的旋转轴。另一方面，作为控制旋转，不仅能够控制旋转的启动、停止，还能够进行旋转速度的变更。

盖体与旋转轴的连动能够采用公知的结构。例如，也可以采用将旋转轴与盖体的边缘连接，以旋转轴为中心，使板状盖体摆动的结构、悬吊或卷绕布状盖体的结构。

在本发明中，标记包含旋转轴的位置信息，可以是单独就能够掌握旋转轴的位置的绝对码，或者，也可以是能够从与其他标记的关系掌握旋转轴的位置的相对码。绝对码可以使用所谓的1248代码等，另外，相对码可以由隔开间隔配置的多个条状物(bar)构成，通过统计条状物的通过次数等取得信息。

本发明的物品收领管理系统或终端可以存储与上述信息对应的上述旋转轴的驱动装置正常运转时的电流值及/或电压值和开闭角度，将上述驱动装置的实际的电流值及/或电压值与上述存储的电流值及/或电压值进行比较，根据其差值控制上述旋转轴的旋转速度，将上述盖体调节为预定的开闭角度。

另外，在本发明的物品收领管理系统中，也可以当上述差值超过预定值时，可以判断为动作异常，并向设置于离开上述盖体的位置上的控制部件传达。另外，上述正常运转时的电流值及/或电压值和开闭角度的存储数据也可以由设置在离开上述盖体的位置上的控制部件改写。

设置在离开盖体的位置上的控制部件是指，能够同时远程控制多个盖体的部件，相当于公知的拣取系统的主机、PLC、或进行这些装置与终端之间的信号转换的主控台等。

另外，本发明的物品收领管理系统或终端可以是包括上述旋转轴的驱动机构和用于从上述标记得到读取信息的读取机构分离的构造。

而且，本发明的物品收领管理系统或终端还可以在上述测量位置设置非接触型传感器，以非接触的方式检测上述标记。

此外，本发明的物品收领管理系统或终端还可以是如下构造，即，上述标记由隔开间隔配置的多个条状物构成，上述信息也可以是通过对上述传感器检测出上述标记时所输出的脉冲信号进行检测而得到的上述标记在上述测量位置的到达次数。

传感器能够采用公知的传感器。例如可以使用向旋转轴发光，根据有无从标记反射来的光来利用光学检测标记的传感器，或者，也可以使标记中包含磁性体而通过磁力线的强弱来利用磁检测标记的传感器等。

而且，本发明的物品收领管理系统还可以根据上述盖体的开闭次数来计算上述旋转轴的总旋转数，预测上述旋转轴的驱动装置的寿命。

根据本发明的物品收领管理系统或终端，在预定的测量位置读取设于旋转轴的周向表面上的标记，根据从该标记得到的信息控制与旋转轴连动的盖体的开闭速度及开闭角度，因此将由标记得到的信息与旋转轴的旋转角度建立关系，由此能够进行与旋转轴的旋转角度对应的控制。例如，能够在即将完全关闭盖体之前的角度暂时停止，以便不会夹住操作者的胳膊。因此，根据本发明的物品收领管理系统，能够更精密地控制设置在保管架上的盖体。

另外，作为标记，包含有旋转轴的位置信息，在采用了能够单独地掌握旋转轴位置的绝对码的情况下，能够得到如下优点，即，在由于某种缘故系统停止后又重新启动时，能够缩短为了回复到停止之前的状态所必需的时间等。

另外，预先存储从标记得到的信息所对应的旋转轴的驱动装置正常运转时的电流值或电压值和开闭角度，将驱动装置的实际的电流值或电压值与存储的电流值或电压值进行比较，根据其差值来控制旋转轴的旋转速度，将盖体调节为预定的开闭角度，则能够进行预期的动作，能更精密地控制盖体。例如，可知在电流值或电压值较大的情况下，开闭速度比预想的速度快，相反在电流值或电压值较小的情况下，开闭速度比预想的速度慢，因此调整电流值或电压值来控制旋转轴的旋转速度。因此，通过进行这样的比较，能够更精密地控制设置于保管架的盖体。

而且，当上述差值超过预定值时，判断为动作异常，并向设置在离开上述盖体的位置上的控制部件传达，从而能够确保盖体的精密控制所不可缺少的安全。例如，无论到达次数是否达到关闭状态，只要电流值或电压值比正常运转时高，则可能因为某种原因妨碍了盖体的移动。因此，在差值超过预定值时判断为动作异常的情况下，立即向设置在离开上述盖体的位置上的控制部件传达这一信息。接收到该信息的控制部件立即指示电动机停止，使盖体的动作停止，从而能够防止盖体的破损、胳膊被盖体夹住的操作者受伤。

另外，在本发明的物品收领管理系统中，若正常运转时的电流值及/或电压值和开闭角度的存储数据能够由设置在离开盖体的位置上的控制部件改写，则即使在由于保管架的用途变更等的原因而需要改变盖体的动作时，也能够通过极为容易的操作来灵活对应。因此，无论情况怎样变化都能够进行盖体的精密控制。

而且，在本发明的物品收领管理系统中，若利用盖体的开闭次数计算旋转轴的总旋转数，来预测旋转轴的驱动装置的寿命，则能够在驱动装置发生故障之前，在适当的时间对其进行更换。因此，能够事先防止在驱动装置发生故障时盖体发生异常动作，从长期来看，能够持续对盖体的精密控制。

本发明的物品收领管理系统和终端，虽然具有能够更精密地控制设置在保管架等的收容空间的盖体的优良效果，但其需要具有用于得到来自该控制所必需的标记的读取信息的读取机构。该读取机构与使旋转轴旋转、使盖体移动的驱动机构不同，因此本发明的物品收领管理系统和终端由两个不同的机构构成，存在生产、更换处理复杂的缺点。但是，若将包括旋转轴的驱动机构和用于得到来自标记的读取信息的读取机构分离，则能够单独地进行各机构的生产、更换处理，从而能够解决该缺点。其中，当读取标记时，若在测量位置上设置非接触型传感器，以非接触的方式检测标记，则容易分离驱动机构和读取机构。

在采用非接触型传感器读取标记的情况下，若标记由隔开间隔地配置的多根条状物构成，将对传感器检测出标记时所输出的脉冲信号进行检测而得到的标记在测量位置的到达次数作为控制所必需的信息，则能够利用极其简单的结构实现本发明。

附图说明

图1是示意性地表示在本发明的终端的实施例中，测量标记来控制旋转轴的旋转的构造的立体图。

图2是上述终端的框图。

图3是表示采用本发明的拣取系统的保管架的概况的主视图，其中，该拣取系统使用了上述终端。

图4是上述终端的机械结构的概念图。

标记说明

1旋转轴

2电动机

3标记

4盖体

5a、5b、5c  光传感器

6MCU

7显示灯

8操作杆开关

9主控台

10控制装置

11电容器

12二极管

13管架

14读取机构

15驱动机构

31开始标记

32结束指示

33角度指示

51发光二极管

52光电晶体管

DP、DN数据信号线

具体实施方式

利用图1～图4对本发明的实施例进行说明。图1是示意性地表示在本发明的终端的实施例中，测量标记来控制旋转轴的旋转的构造的立体图，图2是上述终端的框图，图3是表示采用使用了上述终端的本发明的物品收领管理系统的保管架的概况的主视图，图4是上述终端的机械结构的概念图。其中图1是示意性地表示构造的图，为了使该构造容易理解，将预定的部位放大，还调整了各部位的位置关系来进行表示，因此各部位的相对大小、位置与图3所示的终端不一致。

在设置有该终端的保管架中，具有利用电信号控制旋转的旋转轴1。旋转轴1经由省略图示的传动装置与电动机2连接，利用电信号控制电动机2，从而控制该旋转轴1的旋转。其中，电动机2相当于本发明的驱动装置。

在旋转轴1的周向表面上设有由隔开间隔地配置的多个条状物构成的标记3。构成图1所示的标记3的多个条状物具有：配置在周向的两端上的开始指示31和结束指示32、配置在该开始指示31和结束指示32之间的多个角度指示33。开始指示31和结束指示32优选分别为的旋转角度的上限值和下限值，当利用后述的光传感器5检测到上述指示时，停止旋转轴1的旋转。另一方面，角度指示33只要根据所希望的控制方式来适当调整其个数即可，例如，在控制范围(开始指示31和结束指示32之间的范围)为120度，想要每隔45度进行精密的控制的情况下，只要以45度间隔配置5个角度指示33即可。在该情况下，例如，从开始指示31开始旋转，使通过两个角度指示33为止的旋转速度较慢，使通过接下来的两个角度指示33为止旋转角度较快，到结束指示32为止旋转速度再次减慢，从而能够进行实现操作者的安全等的控制。

而且在旋转轴1上还接合有开闭保管架的板状盖体4。该盖体4的一个边缘沿旋转轴1的长边方向与旋转轴1接合，随着旋转轴1的旋转而以旋转轴1为中心进行摆动。

在与旋转轴1的轴线正交且与标记3重叠的位置上，作为非接触型传感器的3个光传感器5a、5b、5c在旋转轴1的长边方向等间隔地配置。光传感器5a、5b、5c是由发光二极管51和光电晶体管52构成的公知的传感器，其能够利用标记3及其以外的部分的颜色浓淡的差异来读取标记3。该光传感器5a、5b、5c的配置位置为本发明的测量位置。

与上述角度指示33相比，上述开始指示31和结束指示32的一端沿旋转轴1的长边方向突出出来。但是，开始指示31和结束指示32的突出的端部不同，以背对光传感器5来看时，开始指示31向右侧(盖体4侧)突出，结束指示32向左侧(电动机2侧)突出。而且，角度指示33仅由配置在中央的光传感器5b读取，相对于此，开始指示31由光传感器5b和配置在盖体4侧的光传感器5a两个传感器来读取，结束指示32由光传感器5b和配置在电动机2侧的光传感器5c两个传感器来读取。因此，利用3个光传感器5a、5b、5c的读取模式，能够检测出旋转界限，以及是开始指示31还是结束指示32。但是，只要能准确地测量出标记3的通过次数，则不需要区别读取角度指示33、开始指示31及结束指示32，因此在光传感器高精度工作时，也可以仅采用一个光传感器。

光传感器5a、5b、5c与微控制器(MCU)6连接。而且，当读取到标记3时，向MCU6输出脉冲信号。MCU6包括CPU61、RAM62、RAM63，具有运算功能，进行用于得到控制所必需的信息的处理。图1所示的标记3为相对码，各指示31、32、33自身不包含位置信息，因此MCU6对来自光传感器5b的脉冲信号进行累计，存储标记3到达配置有光传感器5b的测量位置的次数(到达次数)。其中，光传感器5a仅读取开始信号指示31，光传感器5c仅读取结束信号指示32，因此来自光传感器5a、5c的脉冲信号的有无成为控制旋转界限的开关信号。

在MCU6中预先存储有进行电动机2的控制处理的到达次数，在次数值达到该存储的值为止持续进行计数。之后，当到达次数达到预定值时，为了进行所存储的控制处理，向电动机2输出电信号。例如，图1所示的标记3的情况，在以开始指示31为初始状态，即角度为0度的状态开始旋转时，当标记3的到达次数达到了两次时向电动机2输出提高旋转速度的电信号，当到达次数达到了4次时输出降低旋转速度的电信号，当结束指示32达到到达次数为6次时向电动机2输出停止的电信号。另外，在从MCU6输出电信号开始到电动机2停止为止出现时间延迟的情况下，可以错开从MCU6输出电信号的时间。例如，可以在到达次数达到5次时向电动机2输出电信号。

像这样，通过利用标记3到达测量位置的到达次数来控制电动机2，能够控制与旋转轴1接合且与旋转轴1连动的上述盖体4的动作。例如，如图1所示，通过使旋转轴1旋转直至标记3到达测量位置的次数达到预定次数为止，能够使在旋转开始时从旋转轴1垂下且呈关闭保管架的状态(图1的虚线所表示的状态)的盖体4向上倾斜，进而使保管架成为打开状态。从打开保管架的状态返回到关闭保管架的状态时也一样。

另外，MCU6中存储有与到达次数的数值对应的电动机2在正常运转时的电流值和电压值及盖体4的开闭角度。另一方面，从电动机2获取电流值和电压值的数据。因此，通过对电动机2的实际的电流值和电压值与上述存储的电流值和电压值进行比较，能够判断是否进行了预期的动作。例如，当电流值或电压值较大时判断为盖体4的开闭速度比预想的速度快，相反，当电流值或电压值较小时判断为盖体4的开闭速度比预想的速度慢，从而调整电流值和电压值来控制旋转轴1的旋转速度。

当上述存储的电流值和电压值与电动机2的实际的电流值和电压值之间的差值超过了预定值时，存在动作异常的可能性，因此该情况被判断为动作异常，并将该信息传达到后述的控制装置10。例如，尽管到达次数没有达到使盖体4成为关闭状态的到达次数，若电流值或电压值比正常运转时高，则可能因为某种原因妨碍了盖体4的移动。因此，当检测出这样的异常时，该信息被传达到控制装置10，依靠控制装置10来进行处理判断。在动作异常的情况下，控制装置10立刻使盖体4的动作即电动机2的动作停止，以防止盖体4破损、胳膊被盖体4夹住的操作者受伤。

该终端包括用于向操作者进行指示的显示灯7和用于确认操作的操作杆开关8。该显示灯7和操作杆开关8与MCU6连接，在接下来要说明的控制装置10的控制下进行动作。

如图3所示，该终端被固定在保管架的管架13上。另外，终端的MCU6经由共用的数据信号线DP、DN与主控台9连接。而且，主控台9还与控制装置10连接。

显示灯7的亮灯/熄灯、盖体4的开闭等控制数据由控制装置10发出。在主控台9将来自控制装置10的控制数据转换成控制信号，送至各终端。在各终端从该控制信号中提取出控制数据，并执行控制装置10所指示的处理，例如执行显示灯7的亮灯/熄灯、盖体4的开闭。若是开闭盖体4的情况，则接收了控制数据的终端的MCU6向电动机2发送电信号而使其启动。使电动机2启动后的处理如上所述。

另一方面，在各终端将各保管架的状态作为监视信号输出，主控台9将该监视信号转换成监视数据输入到控制装置10。例如，当从保管架取出物品的操作者使操作杆开关8成为接通状态时，该信号被输入到MCU6，并由MCU6作为监视信号输送到数据信号线DP、DN。在该终端，监视信号作为电流信号被发送。从终端到主控台的通信采用公知的方法即可，因此省略详细的说明，对于本发明的终端，简单来讲，在作为脉冲状电压信号的控制信号的低电压期间，利用并列地插入在数据信号线DP、DN之间的电容器11的放电，来发送出作为监视信号的电流信号。在电容器11的数据信号线DP侧端子与数据信号线DP之间插入有二极管12，因此在控制信号的高电压期间，充电电流从数据信号线DP经由二极管12向数据信号线DN侧流动，从而使电容器11充电。另一方面，在控制信号的低电压期间，二极管12关闭，从而使从数据信号线DP流向数据信号线DN的、用于对电容器11进行充电的电流流不过来(被隔断)。因此，在低电压期间，电容器11放电，从而能够在控制信号的低电压期间叠加电流信号。但是，终端与主控台9之间的通信方式没有限制，也可以采用其他的方式。

由终端发送出的监视信号中还包含上述盖体4的状态、即是打开状态还是关闭状态的信息，每当盖体4的开闭处理完成时，就发送出盖体4的状态信息，在控制装置10中按每个终端存储该状态信息值。而且，通过累计盖体4的开闭次数来计算旋转轴1的总旋转数，从而来预测电动机2的寿命。因此，能够在电动机2发生故障之前，在适当的时间对其进行更换。因此，能够事先防止在电动机2发生故障时盖体4发生异常的动作，从长期来看，能够持续对盖体4进行精密的控制。

而且，在由终端发送出的监视信号中还包含如上所述地存储在MCU6中的电流值和电压值与电动机2的实际电流值和电压值之间的差值超过预定值而被判断为动作异常时传达动作异常的信号。当该信号被发送出时，控制装置10立刻输出内容为使电动机2的动作停止的控制数据，以实现防止盖体4破损、胳膊被盖体4夹住的操作者受伤。

存储在MCU6中的正常运转时的电流值及电压值和开闭角度的存储数据能够由控制装置10改写。因此，例如在由于保管架的用途变更而需要改变盖体4的动作时，也能够通过极为容易的操作来更改设定。

另外，该终端由用于取得来自控制盖体4所必需的标记3的读取信息的读取机构14和包括旋转轴1、使旋转轴1旋转、使盖体4移动的驱动机构15两个不同的机构构成。本来，具有两个机构这一点会带来生产、更换修理复杂的缺点，但是由于标记3的读取采用非接触型传感器5(光传感器5a、5b、5c)，以非接触的方式进行标记3的读取(图4的点划线所表示的箭头)，因此上述两个不同的机构14、15没有物理接合在一起，而容易进行分离。因此，能够分别进行各机构的生产、更换修理，从而解决了上述缺点。

Claims (13)

1.一种物品收领管理系统，其特征在于，具有利用电信号来控制旋转的旋转轴，在预定的测量位置读取设在上述旋转轴的周向表面的标记，根据从上述标记得到的信息来控制与上述旋转轴连动的盖体的开闭速度及开闭角度。

2.如权利要求1所述的物品收领管理系统，其特征在于，存储有与上述信息对应的上述旋转轴的驱动装置正常运转时的电流值及/或电压值和开闭角度，将上述驱动装置的实际的电流值及/或电压值与上述存储的电流值及/或电压值进行比较，根据其差值控制上述旋转轴的旋转速度，将上述盖体调节为预定的开闭角度。

3.如权利要求2所述的物品收领管理系统，其特征在于，上述差值超过预定值时，判断为动作异常，并向设置在离开上述盖体的位置上的控制部件传达。

4.如权利要求2或3所述的物品收领管理系统，其特征在于，上述正常运转时的电流值及/或电压值和开闭角度的存储数据能够由设置在离开上述盖体的位置上的控制部件改写。

5.如权利要求1至4中任一项所述的物品收领管理系统，其特征在于，根据上述盖体的开闭次数来计算上述旋转轴的总旋转数，预测上述旋转轴的驱动装置的寿命。

6.如权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，包括上述旋转轴的驱动机构和用于从上述标记得到读取信息的读取机构是分离的。

7.如权利要求1至6中任一项所述的物品收领管理系统，其特征在于，在上述测量位置上设置有非接触型传感器，以非接触的方式检测上述标记。

8.如权利要求7所述的物品收领管理系统，其特征在于，上述标记由隔开间隔地配置的多个条状物构成，上述信息是通过对在上述非接触型传感器检测出上述标记时所输出的脉冲信号进行检测而得到的上述标记到达上述测量位置的到达次数。

9.一种终端，其特征在于，设置在具有利用电信号来控制旋转的旋转轴的货架上，在预定的测量位置读取设在上述旋转轴的周向表面上的标记，根据从上述标记得到的信息来控制与上述旋转轴连动的盖体的开闭速度及开闭角度。

10.如权利要求8所述的终端，其特征在于，存储有与上述信息的值对应的上述旋转轴的驱动装置正常运转时的电流值及/或电压值，将上述驱动装置的实际的电流值及/或电压值与上述存储的电流值及/或电压值进行比较，根据其差值控制上述旋转轴的旋转速度，将上述盖体调节为预定的开闭角度。

11.如权利要求9或10所述的终端，其特征在于，包括上述旋转轴的驱动机构和用于从上述标记得到读取信息的读取机构是分离的。

12.如权利要求9至11中任一项所述的终端，其特征在于，在上述测量位置上设置有非接触型传感器，以非接触的方式检测上述标记。

13.如权利要求12所述的终端，其特征在于，上述标记由隔开间隔地配置的多个条状物构成，上述信息是通过对在上述传感器检测出上述标记时所输出的脉冲信号进行检测而得到的上述标记到达上述测量位置的到达次数。

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