JP2005089059A - 物品移載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】棚に複数の物品が収容されている場合であっても、棚内の物品を取り出す際に、棚内の物品と物品移載装置との衝突を防止することができる物品移載装置の提供にある。
【解決手段】軌道上を走行する軌道走行体と前記軌道に沿って備えられる棚１２との間で物品Ｗを移載させる物品移載装置であって、前記棚１２は複数の物品Ｗを前記軌道に沿って収容可能とし、前記棚１２に向けて進退自在の物品把持手段が軌道走行体に備えられ、前記棚１２内へ向かう物品把持手段の進行方向において物品Ｗの有無を確認する対物感知センサ２６、２６が、前記物品把持手段に備えられたことを特徴とする
【選択図】 図２

Description

この発明は、物品移載装置に関し、特に、軌道上を走行する軌道走行体と前記軌道に沿って備えられる棚との間で物品を移載させる物品移載装置に関する。

従来、工場や倉庫等において物品の保管スペースを低減又は有効に活用するために、自動倉庫が用いられることがある。
こうした自動倉庫にはスタッカクレーンが備えられており、このスタッカクレーンにより物品の入出庫が行われていた。
例えば、図７に示されるスタッカクレーン５０は、床面の走行用レール５１及び天井の走行用レール５２に沿って前後方向に移動する走行台車５３を備えているほか、走行台車５３に立設された一対のマスト５４、５４に沿って上下方向に移動するキャリッジ５５を備えている。
そして、このキャリッジ５５には、図８に示される棚５７へ向けて進退自在のスライドフォーク５６が備えられているが、このスライドフォーク５６は物品移載装置として棚５７とキャリッジ５５との間で物品Ｗを移載することができるものとなっている。

そして、図８に示されるように、スタッカクレーン５０の両側には、多段状の棚５７が夫々配設されており、所定のサイズの物品Ｗをこれらの棚５７に収容することができるものとなっている。
物品Ｗが収容される棚５７は、立設された支柱５８と、支柱５８間において平行に架設された一対の棚部５９、５９とにより区画され、一対の棚部５９、５９により形成される間隙Ｌは進退するスライドフォーク５６と一対の棚部５９、５９の干渉を回避するためのものある。

ところで、軌道上を走行するスタッカクレーン５０では、エンコーダ等により軌道上におけるスタッカクレーン５０の位置が正確に認識されているが、スタッカクレーン５０とレール５１、５２の滑りにより、本来、スタッカクレーン５０が停止すべき位置から僅かに外れて停止することがある。
このため、棚５７に対して物品Ｗをスライドフォーク５６により出し入れする場合、棚５７に対してスタッカクレーン５０が適切な位置に停止されているか確認する必要がある。
ここでは、キャリッジ５５に備えられた支柱感知センサ６０により、スタッカクレーン５０に臨む特定の支柱５８を感知することにより、棚５７に対するスタッカクレーン５０の位置が確認されるとしている。

そして、支柱感知センサ６０が支柱５８を感知した場合には、スタッカクレーン５０が、スライドフォーク５６を作動させることが可能な位置にあるとし、一方、支柱感知センサ６０が支柱５８を感知しない場合には、スタッカクレーン５０が棚５７に対して不適切な位置にあるとして、スライドフォーク５６を作動させないようにしている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開平５−９７２０７号公報（第２−３頁、図１）

しかしながら、上記の物品移載装置では、単に支柱感知センサ６０が棚５７の支柱５８の位置を感知することに止まるから、複数の物品Ｗが並べて収容されている棚の場合では、棚内の物品Ｗを取り出す際に、棚内の物品Ｗと物品移載装置が衝突しないように配慮する必要がある。
また、従来の物品移載装置は、棚内の物品Ｗの有無を直接的に確認することができず、棚５７における支柱５８間の距離を一定にした上で物品Ｗのサイズを統一させる等、棚５７及び物品Ｗを特定の構造としなくてはならないという制限が存在した。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、棚に複数の物品が収容されている場合であっても、棚内の物品を取り出す際に、棚内の物品と物品移載装置との衝突を防止することができる物品移載装置の提供にある。

上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、軌道上を走行する軌道走行体と前記軌道に沿って備えられる棚との間で物品を移載させる物品移載装置であって、前記棚は複数の物品を前記軌道に沿って収容可能とし、前記棚に向けて進退自在の物品把持手段が軌道走行体に備えられ、前記棚内へ向かう物品把持手段の進行方向において物品の有無を確認する対物感知センサが、前記物品把持手段に備えられたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、物品把持手段が棚内に前進する前に、対物感知センサが棚内へ向かう物品把持手段の進行方向において物品の有無を確認する。
棚内へ向かう物品把持手段の進行方向において物品が確認される場合には、物品把持手段を作動させないようにし、また、棚内へ向かう物品把持手段の進行方向において物品が確認されない場合には、物品把持手段を作動させる。
従って、棚に複数の物品が収容されている場合であっても、対物感知センサが棚内へ向かう物品把持手段の進行方向における物品の有無を確認することができ、棚内の物品を取り出す際に、棚内の物品と物品移載装置との衝突を防止することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の物品移載装置において、前記物品把持手段は開閉自在の一対のクランプアームであることを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、物品把持手段が開閉自在の一対のクランプアームであることから、棚に複数の物品が収容されている場合でも、クランプアームが移載すべき物品を選択的に把持し、物品の移載が実施される。
また、クランプアームが棚内に前進する前に、対物感知センサが棚内へ向かう物品把持手段の進行方向における物品の有無を確認でき、棚内の物品とクランプアームとの衝突を確実に防止することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の物品移載装置において、前記対物感知センサの感知範囲は、各クランプアームの幅に対応していることを特徴する。

請求項３記載の発明によれば、前記対物感知センサの感知範囲が、各クランプアームの幅に対応しているから、設定された感知範囲に存在する物品を対物感知センサが感知することで、棚内へ向かう物品把持手段の進行方向における物品の有無を確認することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項記載の物品移載装置において、前記対物感知センサは、前記軌道走行体が停止され、かつ、前記物品把持手段が拡開された状態で作動することを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、対物感知センサは、物品把持手段が棚内へむけて前進する前に軌道走行体が停止され、かつ、物品把持手段が拡開された状態で作動するから、物品把持手段が棚内へむけて前進する直前に、棚内へ向かう物品把持手段の進行方向おける物品の有無を確認することができる。

本発明によれば、棚に複数の物品が収容されている場合であっても、棚内の物品を取り出す際に、棚内の物品と物品移載装置との衝突を防止することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る物品移載装置１０について図１〜図４に基づき説明する。
本実施形態の物品移載装置１０は、自動倉庫１１における軌道走行体としてのスタッカクレーン１５と物品Ｗを収容する棚１２との間で物品Ｗを移動させるためのものである。
図１及び図２に示される自動倉庫１１は、軌道上を往復走行するスタッカクレーン１５と、スタッカクレーン１５の軌道の両側において設置されている多段状の棚１２を備えている。

この実施形態の棚１２は、所定の間隔を以って配設される支柱１３と、支柱１３に水平に設けられた多数の棚部１４を備えている。
この棚部１４の上に物品Ｗを載置することができるように、棚部１４は長方形の板状のものとなっている。
また、棚部１４の長手方向がスタッカクレーン１５の軌道に沿うものとなっており、このため、棚部１４に複数の物品Ｗを収容する場合、棚部１４上において各物品Ｗが軌道に沿うように並んだ状態となる。

次に、軌道走行体としてのスタッカクレーン１５について説明する。
スタッカクレーン１５は、棚１２に対する物品Ｗの入出庫等を図るものであり、床面に敷設されている走行用レール１６と天井側に設置されている走行用レール１７により構成される軌道に対して往復走行自在となっている。
スタッカクレーン１５は、走行台車１８、マスト１９、キャリッジ２０、クランプアーム２１等から主に構成されている。
さらに詳述すると、図２に示されるように、走行台車１８には一対のマスト１９、１９が前後に立設されており、両マスト１９、１９間において昇降自在のキャリッジ２０が備えられている。
マスト１９、１９の頂部は案内体２２により互いに連結されており、この案内体２２は天井側の走行用レール１７に案内されるものとなっている。

また、走行台車１８には、床面の走行用レール１６に対して転動する車輪２３を前後に備えているほか、走行台車１８を走行用レール１６上において往復走行させるための走行用モータ２４と、キャリッジ２０を昇降させるための昇降用モータ（図示せず）と、スタッカクレーン１５側の機器を制御する制御盤２５が備えられている。
一方、マスト１９、１９に対して昇降自在のキャリッジ２０には、物品把持手段としての一対のクランプアーム２１、２１が、棚１２内へ向けて進退自在に備えられている。
この実施形態の一対のクランプアーム２１、２１は、スタッカクレーン１５の両側の棚１２に対して進退自在となっている。

この一対のクランプアーム２１、２１は、後述する対物感知センサ２６と共に物品移載装置１０を構成するものであり、スタッカクレーン１５と棚１２との間で物品Ｗの移載を実現するものとなっている。
一対のクランプアーム２１、２１は互いに開閉自在であって、両側から挟み込むようにして物品Ｗを把持することが可能となっているが、具体的には、一対のクランプアーム２１において互いに対向する内側面により物品Ｗを挟持するものとなっている。
さらに、クランプアーム２１、２１の開度に応じて異なるサイズの物品Ｗを把持することができるものとなっている。
また、このクランプアーム２１、２１は、棚部１４上の物品Ｗを把持してキャリッジ２０に取り込み、あるいは、キャリッジ２０に取り込まれている物品Ｗを把持して空いている棚部１４へ収容することができるものとなっている。
こうしたクランプアーム２１、２１の開閉及び進退は、図示しない駆動源と開閉機構及び進退機構により実現されている。
そして、クランプアーム２１、２１の先端には、対物感知センサ２６が夫々備えられている。

次に、対物感知センサ２６について説明する。
対物感知センサ２６は、その感知範囲Ｓに物品Ｗが存在するとき、物品Ｗの存在を示す信号を発するものである。
この実施形態ではスタッカクレーン１５の両側に設置されている棚１２に対してクランプアーム２１、２１が進退自在であることから、一対のクランプアーム２１、２１において合計４個の対物感知センサ２６が備えられることになる。
この実施形態の対物感知センサ２６は、非接触式センサである拡散反射型センサを採用している。

そして、各クランプアーム２１、２１の先端に備えられる対物感知センサ２６は、クランプアーム２１、２１の進行方向に対物感知センサ２６の感知範囲Ｓを設定することが可能となっている。
この対物感知センサ２６の感知範囲Ｓは、例えば、図３に示されるように、クランプアーム２１、２１の幅に対応し、対物感知センサ２６からクランプアーム２１の進行方向への一定の距離に対応するものとなっている。
従って、対物感知センサ２６から物品検出のための光線が発射されるが、感知範囲Ｓに物品Ｗが存在する場合には、物品Ｗにより反射される光線を対物感知センサ２６が感知し、感知範囲Ｓにおいて物品Ｗの存在を認識するものとなっている。

また、この対物感知センサ２６は、スタッカクレーン１５が軌道上における走行を停止したとき、また、クランプアーム２１、２１が拡開されたときにのみ作動するように制御されている。
従って、クランプアーム２１、２１が特定の棚部１４の物品Ｗと対峙したとき、クランプアーム２１、２１が棚１２内に前進する前に、棚１２内へ向かうクランプアーム２１、２１の進行方向において物品Ｗの有無を確認することが可能となっている。

次に、この実施形態の物品移載装置１０の作用について図３及び図４に基づいて説明する。
まず、棚１２から取り出すべき物品Ｗの位置情報が制御盤２５に伝達され、物品Ｗの位置情報に基づき、スタッカクレーン１５が軌道上を走行するほか、キャリッジ２０が上昇あるいは昇降する。
そして、特定の棚部１４において把持すべき物品Ｗとキャリッジ２０が対峙した時点で、スタッカレーン１５の走行及びキャリッジ２０の昇降が停止される。
このとき、クランプアーム２１、２１は物品Ｗの寸法（軌道と平行な面の長さ）に応じて拡開された状態にある。

次に、棚部１４に臨む各対物感知センサ２６が作動され、把持すべき物品Ｗが収容されている棚１２内にて、棚１２内へ向かうクランプアーム２１、２１の進行方向における物品Ｗの有無が確認される。
図３のように、対物感知センサ２６、２６が反応を示さない場合は、棚１２内へ向かうクランプアーム２１、２１の進行方向において物品Ｗが存在しないことを確認したことになる。
つまり、図３に示される対物感知センサ２６、２６が感知可能な感知範囲Ｓに物品Ｗが存在しない状態にある。
この場合、クランプアーム２１、２１が棚１２内へ向けて前進し、物品Ｗを両側から挟み込むようにクランプアーム２１、２１が棚部１４上の物品Ｗを把持する。
そして、物品Ｗを把持しているクランプアーム２１、２１は後退され、物品Ｗがキャリッジ２０に取り込まれる。

一方、図４のように、対物感知センサ２６、２６の少なくとも一方が反応する場合は、棚１２内へ向かうクランプアーム２１、２１の進行方向において物品Ｗが存在することを確認したことになる。
つまり、対物感知センサ２６が感知可能な感知範囲Ｓに物品Ｗが存在する状態にある。
この場合、対物感知センサ２６が発する信号が制御盤２５に伝達され、例えば、制御盤２５を通じて棚１２内の物品Ｗの状態が異常であることを知らせるとともに、クランプアーム２１、２１を棚１２内への前進させないようにして、クランプアーム２１、２１と物品Ｗとの衝突が防止される。

この実施形態に係る物品移載装置１０によれば以下の効果を奏する。
（１）棚１２内の物品Ｗを感知する対物感知センサ２６がクランプアーム２１に夫々備えられていることから、クランプアーム２１、２１が棚１２内に前進する前に、各対物感知センサ２６が棚１２内へ向かうクランプアーム２１、２１の進行方向における物品Ｗの有無を確認でき、棚１２内の物品Ｗとクランプアーム２１、２１との衝突を確実に防止することができる。
（２）各クランプアーム２１の幅に対応する感知範囲Ｓが対物感知センサ２６により棚１２内に設定されるから、設定された感知範囲Ｓに存在する物品Ｗを対物感知センサ２６が感知することで、棚１２内へ向かうクランプアーム２１、２１の進行方向において物品Ｗの有無を確認することができ、感知範囲Ｓにおいて物品Ｗが存在しない場合、クランプアーム２１、２１を棚１２内に前進させても物品と衝突することがない。
（３）対物感知センサ２６は、スタッカクレーン１５が停止され、かつ、クランプアーム２１、２１が拡開された状態で作動するから、クランプアーム２１、２１が棚１２内へむけて前進する直前に、棚１２内へ向かうクランプアーム２１、２１の進行方向における物品Ｗの有無を確認することができ、感知範囲Ｓにおいて物品Ｗが存在しない場合、クランプアーム２１、２１を直ちに棚１２内に進行させることができ、時間的なロスを抑制することができる。
（４）クランプアーム２１の対物感知センサ２６が、棚１２内の物品Ｗの有無を直接的に確認するから、支柱１３間の距離を一定にしたり、物品Ｗのサイズを統一させる必要がなく、棚１２及び物品Ｗの構造に対する制限を大幅に緩和することができ、物品Ｗの自由度や棚１２の汎用性が向上する。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る物品移載装置３０について図５及び図６に基づいて説明する。
この実施形態の物品移載装置３０は、軌道走行体としての有軌道台車３５に適用した例である。
図５に示されるように、複数の有軌道台車３５を走行可能とする循環軌道３１が備えられており、この循環軌道３１に隣接するように３本の物品搬送コンベア３６ａ、３６ｂ、３６ｃが配設されている。
物品搬送コンベア３６ａ〜３６ｃは物品Ｗを搬送するためのものであり、有軌道台車３５への物品Ｗの積み込み、あるいは有軌道台車３５からの物品Ｗの積み降ろしができるように、正逆の方向に作動することができるものとなっている。

また、循環軌道３１の別の位置には、この循環軌道３１に沿うように物品Ｗを収容することができる多段状の棚３２が配置されている。
この棚３２は先の実施形態における棚１２と同様に、支柱３３及び棚部３４を備えるものであり、この棚部３４は長方形の板状のものである。
また、棚部３４の長手方向が有軌道台車３５の循環軌道３１に沿うものとなっており、このため、棚部３４に複数の物品Ｗを収容する場合、棚部３４上において各物品Ｗが循環軌道に沿うように並んだ状態となる。

次に、有軌道台車３５について説明する。
有軌道台車３５は、循環軌道３１に沿って備えられているトロリ（図示せず）を通じて通電され、通電された電力により循環軌道３１を自走するものであるが、物品Ｗを搭載する機能を備えている。
この実施形態では、有軌道台車３５を介して物品搬送コンベア３６ａ〜３６ｃと棚３２との間で物品Ｗの受け渡しを行なうものとなっている。
有軌道台車３５の台車本体３７の上部には、物品把持手段としての一対のクランプアーム３８、３８が備えられているが、クランプアーム３８、３８は、循環軌道３１に沿って設置される棚３２あるいは物品搬送コンベア３６ａ〜３６ｃへ向けて進退自在に備えられている。

この一対のクランプアーム３８、３８は、先の実施形態と同様に、後述する対物感知センサ３９と共に物品移載装置３０を構成するものであり、有軌道台車３５と棚３２との間で物品Ｗの移載を実現するものとなっている。
一対のクランプアーム３８、３８は、先の実施形態のクランプアーム２１、２１と基本的に同一であり、クランプアーム３８、３８の詳細については先の実施形態の説明を援用する。
このクランプアーム３８、３８は、棚３２内の物品Ｗを把持して有軌道台車３５に搭載し、あるいは、有軌道台車３５に搭載されている物品Ｗを把持して空いている棚部３４へ収容することができるものとなっている。
また、この実施形態では物品移載装置３０により、物品搬送コンベア３６ａ〜３６ｃと有軌道台車３５との間で同様に物品Ｗの積み込みあるいは積み降ろしができるものとなっている。
そして、クランプアーム３８、３８の先端には、対物感知センサ３９が夫々備えられている。

次に、対物感知センサ３９について説明する。
対物感知センサ３９は、対物感知センサにより設定される感知範囲Ｓに物品Ｗ等が存在するとき、物品Ｗの存在を示す信号を発するものである。
この実施形態では、各クランプアーム３８の先端に対物感知センサ３９が備えられており、クランプアーム３８の進行方向に対物感知センサ３９の感知範囲Ｓを設定することが可能となっている。
この実施形態では、有軌道台車３５の循環軌道３１に沿って設置されている棚３２に対してクランプアーム３８、３８が進退自在であるほか、物品搬送コンベア３６ａ〜３６ｃに対してもクランプアーム３８、３８は進退自在となっている。

この対物感知センサ３９の感知範囲Ｓは、第１の実施形態と基本的に同じであることから第１の実施形態における説明を援用する。
また、この対物感知センサ３９は、有軌道台車３５が循環軌道３１上における走行を停止したとき、また、クランプアーム３８、３８が拡開された状態でのみ作動することができるように図られている。
従って、クランプアーム３８、３８が棚３２と対峙したとき、クランプアーム３８、３８が棚３２内に前進する前に、棚３２内へ向かうクランプアーム３８、３８の進行方向における物品Ｗの有無を確認することが可能となっている。

この実施形態の物品移載装置３０によれば、棚３２の棚部３４に複数の物品Ｗが収容されている場合であっても、棚３２内へ向かうクランプアーム３８、３８の進行方向における物品Ｗの有無を、クランプアーム３８、３８の前進前に確認することができ、クランプアーム３８、３８が棚内の物品Ｗを把持して取り出す際に、棚３２内の物品Ｗとクランプアーム３８との衝突を防止することができる等、先の実施形態と同様に効果を奏する。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○ 第１、第２の実施形態では、クランプアームの先端に対物感知センサを設けるようにしたが、必ずしもクランプアームの先端とする必要はなく、棚内におけるクランプアームの進行方向において感知範囲が設定できるようにクランプアームに対物感知センサを設ければよい。
○ 第１、第２の実施形態では、対物感知センサを非接触式の拡散反射型センサとしているが、対物感知センサは接触式センサとしてもよく、この場合、棚内に接触式センサを前進させるようにすればよい。接触式センサを採用する場合、非接触式センサが反応しにくい物品が棚内に存在しても、確実に物品を感知することができる。

第１の実施形態に係る物品移載装置を適用する自動倉庫の正面図である。 第１の発明の実施形態に係る物品移載装置を示す平面図である。 第１の実施形態において物品が棚内へ向かうクランプアームの進行方向に存在しない状態を示す概略平面図である。 第１の実施形態において物品が棚内へ向かうクランプアームの進行方向に存在する状態を示す概略平面図である。 第２の実施形態に係る物品移載装置を適用する有軌道台車と循環軌道の平面図である。 第２の実施形態に係る物品移載装置を示す側面図である。 従来における軌道走行体としてのスタッカクレーンを示す斜視図である。 従来の物品移載装置を示す平面図である。

符号の説明

１０、３０ 物品移載装置
１２、３２ 棚
１４、３４ 棚部
１５、５０ スタッカクレーン
２１、３８ クランプアーム
２６、３９ 対物感知センサ
３１ 循環軌道
３５ 有軌道台車
５６ スライドフォーク
６０ 支柱感知センサ
Ｗ 物品
Ｓ 感知範囲

Claims (4)

1. 軌道上を走行する軌道走行体と前記軌道に沿って備えられる棚との間で物品を移載させる物品移載装置であって、
   前記棚は複数の物品を前記軌道に沿って収容可能とし、
   前記棚に向けて進退自在の物品把持手段が軌道走行体に備えられ、
   前記棚内へ向かう物品把持手段の進行方向において物品の有無を確認する対物感知センサが、前記物品把持手段に備えられたことを特徴とする物品移載装置。
2. 前記物品把持手段は開閉自在の一対のクランプアームであることを特徴とする請求項１記載の物品移載装置。
3. 前記対物感知センサの感知範囲は、各クランプアームの幅に対応していることを特徴する請求項２記載の物品移載装置。
4. 前記対物感知センサは、前記軌道走行体が停止され、かつ、前記物品把持手段が拡開された状態で作動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の物品移載装置。

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