JP2005015187A

JP2005015187A - ワークのピッキング装置

Info

Publication number: JP2005015187A
Application number: JP2003184305A
Authority: JP
Inventors: Makoto Niwa; 誠丹羽
Original assignee: Itoki Crebio Corp
Current assignee: Itoki Crebio Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP4227472B2

Abstract

【課題】コンテナに格納された多数本のミニチューブの群の１本をクランプ体でクランプしてピッキングするにおいて、取り出し対象のミニチューブに隣接したミニチューブが連れ上がりしてコンテナから抜け出ることを防止する。
【解決手段】クランプ体４３の昇降経路を横切るようにストッパー板４４を配置する。ストッパー板４４にはクランプ体４３の昇降を許容する通過穴４５が空いている。取り出し対象外のミニチューブ１が連れ上がりしても、そのミニチューブ１はコンテナ２，３０から抜け出ることはなく、クランプ体４３が離反すると自重でコンテナ２，３０の格納穴に戻る。
【選択図】図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状容器のようなワークをピッキングしてコンテナ類から取り出しできる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば化学物質や薬品類、遺伝子サンプル、血液サンプル、各種検体、組織サンプル、土壌サンプル、種子類などの様々の試料類を保管・管理するために、バイアル瓶やミニチューブのような細長い筒状容器が使用されている。試料類の量が膨大になると、自動倉庫システムのような自動保管・管理システムが必要となる。
【０００３】
このような要請に応えるべく本願出願人は、例えば特許文献１（特開２００３─３４４０７号）において、試料類に好適な自動保管・管理システムを開示した。この自動保管・管理システムにおいて、筒状容器はコンテナ（ラックと言っても良い）に格納されて保管されたり搬送されたりする。
【０００４】
すなわち、コンテナには、１本の筒状容器が部分的に嵌まる単位格納穴が平面視で縦横に整列した状態で多数形成されており、一つのコンテナに、多数本の筒状容器が、上向きに部分的に露出した状態で格納保持される。
【０００５】
目的とする筒状容器をコンテナから取り出したり、使用した筒状容器をコンテナに戻したりせねばならず、このために、筒状容器の上部を掴んで昇降及び水平動するピッキング装置が使用されている。このピッキング装置は、筒状容器の上部を四方から掴持する４本のクランプ体を備えており、各クランプ体は、隣り合った４本の筒状容器で囲われた空間に入るようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、各クランプ体は、隣り合った４本の筒状容器で囲われた空間に入り込む寸法に設定しているが、コンテナへの筒状容器の格納効率を高くするために筒状容器は近接した状態でコンテナに格納されており、このため、クランプ装置やコンテナのごく僅かのずれにより、コンテナが取り出すべき筒状容器に隣接した筒状容器の外面に接触することがあり、このため、取り出すべきでない筒状容器が連れ上がってコンテナから抜け出てしまうという事故が度々発生していた。
【０００７】
これを防止するには、筒状容器の格納ピッチを広げることが考えられるが、これでは筒状容器の格納効率が低下してしまう。また、クランプ体を細くすることも考えられるが、強度や掴み保持確実性の点からはクランプ体を細くすることには限度があり、現実的でない。
【０００８】
本発明は、このような現状を改善することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
ところで、問題の本質は、目的とするワークに隣接したワークが連れ上がりすること自体ではなく、連れ上がったワークがコンテナから抜け出てしまって、内容物が散逸したり試料を紛失したりシステムの運転（稼働）が停止したりすることである。本願発明者はこのような着想に基づき、本願発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち本願発明に係るピッキング装置は、コンテナ類に並べて格納された多数のワーク群のうちの１つ又は複数のワークを上方に取り出しできる昇降自在なピッカーと、取り出すべきワークに隣接した他のワークが連れ上がりしてコンテナ類から抜き出されるのを防止する規制手段とを備えている。
【００１１】
請求項２の発明において、前記ワークはバイアル瓶やミニチャーブのような試料封入用の筒状容器であって、従来と同様に、多数の筒状容器が縦横に整列し且つ上部を露出させた状態でコンテナに格納できるようになっている。そして、ピッカーは、隣り合った筒状容器の間の空間に向けて下降動してから目的とする筒状容器の上部を掴持する複数のクランプ体で構成されており、前記規制手段はプレート状に形成されている。
【００１２】
【発明の作用・効果】
本発明によると、取り出し対象外のワークに連れ上がり作用が働いても、そのワークがコンテナ類から抜け出ることはない。このため、試料の紛失や内容物の散逸、或いはシステムの運転停止といった問題は発生しない。
【００１３】
従って、ワークの格納効率を低下させたり、ピッカーの強度を低下させたりすることなく、ワークの連れ上がりに伴う問題を解消することができる。また、既存の設備に簡単に対応できる点でも優れている。
【００１４】
【発明の実施形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、試料類を自動的に格納管理する自動倉庫システムに適用している。
【００１５】
（１）．試料類の格納・管理態様
まず、自動倉庫システムに使用される試料格納・管理手段について簡単に説明する。図１は、ワークの一例である筒状容器（封入容器）の具体例であるミニチューブ１と、これが収容される格納用コンテナ２との概略斜視図である。格納用コンテナ２は合成樹脂製であり、多数の単位収納穴３が縦横に整列して形成されている。
【００１６】
格納用コンテナ２は、図２に示すような格納用トレー４に離脱不能に取付けられている。１つのの格納用トレー４に例えば６個程度の格納用コンテナ２が取付けられている。ミニチューブ１は蓋で封止されている。
【００１７】
自動倉庫システムでは、試料類の格納・管理手段として、ミニチューブ１の他に、ブロック体に多数の試料収容穴を設けて収容穴の群を一つの蓋で塞いだ構造のディープウエルも使用できるが、本願発明とは関係ないのでこの点の説明は省略する。
【００１８】
（２）．自動倉庫システムの概要
次に、ミニチューブ１を自動的に入出庫して保管する自動倉庫システムの概要を、図３〜図５に基づいて説明する。図３は自動倉庫システムの全体の概略斜視図、図４は同じく自動倉庫システムの全体の概略平面図、図５はミニチューブ移載部の概略斜視図である。
【００１９】
本実施形態の自動倉庫システムは、例えば図４に示すように、大きく分けて、格納エリア８と移載エリア９と入出庫作業エリア１０とからなっている。格納エリア８は、２段の棚装置１１を相対向して配置した棚ユニット１２を２列並設している（１列又は３列以上でも良い）。各棚装置１１には、格納用トレー４を１個又は複数個格納できる単位格納部が多段かつ多列に形成されている。
【００２０】
相対向した棚装置１１で挟まれた空間には、移載装置の一例としてのスタッカクレーン１３が走行自在に配置されている。スタッカクレーン１３は一対のレール１４を走行する。
【００２１】
移載エリア９は、各棚装置１１に近接した配置された２段式の第１コンベヤ（仮置き棚）１５の群と、第１コンベヤ１５の外側に配置した昇降式のリザーバ１６と、リザーバ１６の外側に配置した上下２段ずつの第２コンベヤ１７の群と、各棚ユニット１２の箇所に位置した左右の第２コンベヤ１７を接続する上下２段の第３コンベヤ１８の群とを備えている。
【００２２】
更に、第３コンベヤ１８の群の外側には上下２段ずつの第４コンベヤ１９が、更にその外側には第４コンベヤ１９と同じ高さの上下２段の第５コンベヤ２０が配置されており、第４コンベヤ１９及び第５コンベヤ２０の両端の外側にはリフト装置２１を配置している。また、上下第５コンベヤ２０の両端部の間の高さ位置でかつリフト装置２１の近傍には、入出庫用コンベヤ２２を配置している。
【００２３】
入出庫作業エリア１０のうち入出庫コンベヤ２２の始端部近傍には、作業用台車２３をセットするための受け継ぎ用ゲート装置２４を設けている。また、受け継ぎ用ゲート装置２４の箇所には入出庫用ロボット２５を設置している。
【００２４】
作業用台車２３には、図５に示す作業用トレー２６を多段かつ多列に積載することができ、作業用トレー２６は、入出庫用ロボット２５によって作業用台車２３と入出庫用コンベヤ２２とに移し換えられる。作業用トレー２６には取って２７を設けている。作業用トレー２６には作業用コンテナ３０が載せられており、ミニチューブ１は、この作業用コンテナ３０によって作業者のもとに配送される。
【００２５】
そして、図４にごく簡単に示すように、第４コンベヤ１９と第３コンベヤ１８との間に、ミニチューブ移載用のロボット３１を配置している。本実施形態では、上段の第４コンベヤ１９及び第３コンベヤ１８の箇所にミニチューブ移載用のロボット３１を配置している。
【００２６】
ロボット３１はピッキング装置を設けており、このピッキング装置が昇降動と水平動とを行うことにより、ミニチューブ１は格納用コンテナ２と作業用コンテナ３０との間に移し替えられる。次に、図６以下の図面を参照してピッキング装置の詳細を説明する。
【００２７】
（３）．ピッキング装置の詳細（図６〜図１１）
図６はピッキング装置の要部正面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ視平断面図、図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ視平断面図、図９は図６のＩＸ−ＩＸ視平断面図、図１０は要部の拡大平面図、図１１は動きを説明するための図である。
【００２８】
図６に示すように、ピッキング装置３３は、昇降動及びＸＹ方向に水平動を行う移動ベース３４を備えており、移動ベース３４に昇降体３５を上下動自在に取り付けている。
【００２９】
昇降体３５は上下に離反したガイド板３６を備えており（図６では下部のガイド板だけを示してい）、上下ガイド板３６の間に上下２枚（又は１枚）の作動板３７を配置している。作動板３７に鉛直方向に延びる主軸３８が固定されており、この主軸３８を図示しないアクチェータ（ロータリソレノイドやモータ等）で水平回転させることができる。
【００３０】
図７に示すように、上下のガイド板３６には、作動板３７の回転中心から放射状に延びる４つのガイド穴３９が形成されており、各ガイド溝３９に作動軸４０がそれぞれ摺動可能に嵌まっている。他方、作動板３７には、作動軸４０が摺動可能に嵌まる作動穴４１が形成されている。
【００３１】
作動穴４１は、平面視でガイド穴３９と非直角状に交差する長穴になっている。このため、作動板３７が水平旋回すると、各作動軸４０は作動穴４１の押圧作用を受けて、ガイド穴３９に沿って半径方向に一斉に移動する。
【００３２】
各作動軸４０の下端部は下部のガイド板３６から下方に露出しており、各作動軸４０の下端部に、ホルダー４２を介して棒状のクランプ体（ピッカー）４３をを取り付けている。４本のクランプ体４３の間隔は、コンテナ４（２６）における収納穴３のピッチに対応しており、互いの間隔を広げた状態で下降すると、クランプ体４３は隣り合ったミニチューブ１の間の空間に入り込み得る。
【００３３】
各作動軸４０の間隔を広げた状態でクランプ体４３の群を下限まで下降させてから、作動板３７を水平回転させて各作動軸４０を半径内側に移動させると、各クランプ体４３も互いの間隔が狭まるように移動し、これにより、４本のクランプ体４３でミニチューブ１の上部を掴持することができる。
【００３４】
その状態でクランプ体４３を上昇させることにより、ミニチューブ１をピックアップすることができる。コンテナ２，３０への格納は逆の手順で行われる。なお、ピッキング機構は特許文献１に詳細に記載されている。
【００３５】
移動ベース３４の下端には、規制手段の一例としてのストッパー板４４を固定している。ストッパー板４４はクランプ体４３の昇降路を横切るように延びており、かつ、クランプ体４３の群が昇降することを許容する通過穴４５が空いている。
【００３６】
図９や図１０に示すように、ストッパー板４４の通過穴４５は、取り出し対象の１本のミニチューブ１だけが昇降してその周囲のミニチューブ１の群に対しては平面視で部分的に重なる大きさ及び形状に設定されている。また、ストッパー板４４は、移動ベース３４を下降させた状態で、ミニチューブ１をコンテナ２，３０から抜き出しできない高さに設定されている。
【００３７】
移動ベース３４には、クランプ体４３で抜き出されたミニチューブ１の下部を掴持する一対の補助クランプ４６を設けている。これら補助クランプ４６は２本のガイド軸４７に接近・離反自在に装着されており、かつ、一方のガイド軸４７に被嵌したばね４８で接近する方向に押されている。
【００３８】
これらの補助クランプ４６は、移動ベース３４に設けたアクチャータ（例えばノータリソレノイドやモータ）４９にて接近・離反動させることができる（ミニチューブ１のクランプはばね４８の力を利用して行われる）。
【００３９】
なお、ミニチューブ１の取り出しは、移動ベース３４の下降、クランプ体４３の下降、クランプ体４３によるミニチューブ１のクランプ、クランプ体４３の上昇、補助クランプ４６によるミニチューブ１の下部のクランプという手順で行われ、その状態で移動ベース３４が水平移動する（移動ベース３４は更に上昇させてから水平移動させても良い）。
【００４０】
以上の説明から既に理解できるように、４本のクランプ体４３で目的とするミニチューブ１をクランプして持ち上げるに際して、クランプ体４３が触れることによって他のミニチューブ１が連れ上がりしても、その連れ上がりしたミニチューブ１はストッパー板４４によってコンテナ２，３０からの抜けが阻止される。
【００４１】
そして、連れ上がりしたミニチューブ１は、クランプ体４３の接触が解除されると自重でコンテナ２，３０の収納穴３に落下する。このため、目的外のミニチューブ１がコンテナ２，３０から抜け出ることに起因した様々の問題は全く生じない。
【００４２】
本実施形態のように規制手段としてストッパー板４４を使用すると、構造がごく簡単になる利点がある。
【００４３】
（４）．その他
本発明は図示した実施形態の他にも様々に具体化することができる。例えば規制手段は線材製としたり合成樹脂製としたりすることも可能である。ばねを使用して、ワークがコンテナから全く連れ上がりしないようにすることも可能である。更に、ワークの種類によって、エアを吹きつけて連れ上がりを防止するようなことも可能である。
【００４４】
また、ピッカーは、ワークを外側から掴持するクランプ方式には限らず、真空吸着コレットや磁石を利用したピッキング方式など、ワークの種類等に応じて様々のものを使用することができる。一度に複数のワークをピッキングできるものにも適用できる。
【００４５】
なお、本願発明では、ワークにピッカー触れて連れ上がりすることによるコンテナからの離脱を防止できるのみでなく、ワーク同士が接触することによって目的外ワークがコンテナから離脱することも防止できる。また、本願発明は、様々の態様のワーク（物品）に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ミニチューブとコンテナとの斜視図である。
【図２】保管用コンテナを保管用トレーに装着した状態の断面図である。
【図３】自動倉庫システムの全体の概略斜視図である。
【図４】自動倉庫システムの全体の概略平面図である。
【図５】ミニチューブの移し換え状態を示す概略斜視図である。
【図６】ピッキング装置の要部正面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ視平断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ視平断面図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ視平断面図である。
【図１０】要部の拡大平面図である。
【図１１】図１１は動きを説明するための図で、（Ａ）はピッキングしている状態の正面図、（Ｂ）は補助クランプで掴持している状態の平断面図である。
【符号の簡単な説明】
１ワークの一例としてのミニチューブ
２格納用コンテナ
８自動倉庫システムの格納エリア
９自動倉庫システムの移載エリア
１０自動倉庫システムの入出庫作業エリア
２３作業用台車
２６作業用トレー
３０作業用コンテナ
３１ミニチューブ移載用ロボット
３３ピッキング装置
３４移動ベース
４３クランプ体
４４規制手段の一例としてのストッパー板
４５通過穴
４６補助クランプ

Claims

コンテナ類に並べて格納された多数のワーク群のうちの１つ又は複数のワークを上方に取り出しできる昇降自在なピッカーと、取り出すべきワークに隣接した他のワークが連れ上がりしてコンテナ類から抜き出されるのを防止する規制手段とを備えている、
ワークのピッキング装置。
前記ワークはバイアル瓶やミニチャーブのような試料封入用の筒状容器であって、多数の筒状容器が縦横に整列し且つ上部を露出させた状態でコンテナに格納できるようになっている一方、
前記ピッカーは、隣り合った筒状容器の間の空間に向けて下降動してから目的とする筒状容器の上部を掴持する複数のクランプ体で構成されており、前記規制手段はプレート状に形成されている、
請求項１に記載したワークのピッキング装置。