JP2005533731A - 同期型半自動並行仕分け装置および方法 - Google Patents
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Abstract
手仕分け作業を支援するための仕分けシステムであって、仕分けされるべき物品が迅速且つ容易に識別されるように物品の移動に対応した仕方で移動する分離した一過性のディスプレイを具備する。本システムを構成する装置は、供給コンベヤと、切替ユニットと、各物品に添付された仕向先標示をキャプチャするために設置される光学リーダと、仕分けされるべき物品近くに在り続けながらその物品の仕向地を表す情報を提示する物品からは分離した移動ディスプレイと、関連する物品が近づいたときに信号を送る仕向地と、仕向地を割り当てディスプレイ装置を制御することが可能な制御装置と、とから成る。
Description
本発明は、物品の半自動仕分け技術、特に分離ディスプレイ(detached display)、すなわち手仕分けされるべき物品の仕向地を表す容易に視認可能な信号を発信する動的に移動する電光チッカーテープ(ticker-tape)に関する。前記信号はヒトが判読できる形態のものであり、複数の仕向地の近くに配置された手仕分け作業員のところまで仕分けされるべき物品が搬送される間はその物品の十分近くに存在し続ける。
日々、宅配会社は広い地域に散らばる何千もの場所から何百万もの荷物を集荷し、それらを仕分け処理施設まで輸送している。初期の頃は、仕分け施設で雇われた作業員達が仕分け作業を行っていた、つまり作業員達はある仕分け所(sorting station)から別の仕分け所まで荷物を持ち上げ運んで下ろすという重労働を行わねばならなかった。現在では、新しい仕分け施設には自動仕分け搬送システムが導入されているので手作業労働者の出番は大きく減った。
しかし、様々な理由から、手仕分け処理を全て自動に置き換えることは現実的でも望ましくもない。さらに、手仕分けシステムと自動仕分けシステムを一体化して半自動仕分けシステム(装置)を構築することが望ましい場合さえある。例えば、手仕分け作業員に運ばれる対象物を機械的に事前に仕分けしたり、対象物を将来の手仕分けに備えて供給(フィード)コンベヤから隣の受入コンテナに機械的に移し換えたり、手仕分け処理を継続することができる以前に手仕分け作業員が荷物に貼られた機械的に読取り可能なラベルをスキャンしたりすること、などが知られている。
しかし、様々な理由から、手仕分け処理を全て自動に置き換えることは現実的でも望ましくもない。さらに、手仕分けシステムと自動仕分けシステムを一体化して半自動仕分けシステム(装置)を構築することが望ましい場合さえある。例えば、手仕分け作業員に運ばれる対象物を機械的に事前に仕分けしたり、対象物を将来の手仕分けに備えて供給(フィード)コンベヤから隣の受入コンテナに機械的に移し換えたり、手仕分け処理を継続することができる以前に手仕分け作業員が荷物に貼られた機械的に読取り可能なラベルをスキャンしたりすること、などが知られている。
米国特許第5,697,504号明細書(ヒラマツ氏等に帰属)には、郵便物の宛先・郵便番号などの英数文字記号を読み取って物品に印刷・貼付されるバーコードに変換する動画符号化システムが開示されている。このシステムでは次にバーコードがスキャンされ、プログラム制御の下で郵便物はバーコードによって表された仕向地に基づいて仕分けされる。英数文字記号が動画符号器によって解読できない場合には、端末は郵便物の受取人情報を作業員に表示して、作業員はバーコードを生成するのに必要な範囲でアドレスを判読する。
また米国特許第4,776,464号明細書(ミラー(Miller)氏等に帰属)に開示された物品取扱経路指定システムには、荷物に添付されたタグ上の仕向地データを光学的に検出するための自動化された方法とシステムが含まれる。そこではタグは荷物の目的地を表すデータの隣に一意に設定されたターゲット記号を表示する。ダイバータ(diverter)の上流に設置されたカメラは荷物がカメラの視野内に入ったときにタグ上のターゲット記号と他の付属情報を取り込む。次いで仕向先データが処理され、結果はプログラム制御の下にダイバータに指示するために使用される。
仏国特許発明第2,676,941号明細書(ロッホ(Roch)氏に帰属)には、供給コンベヤと切替装置と縦列に並んだコンパートメント(区画)とを備えた自動封筒仕分けシステムが開示されている。これらのコンパートメントは最終目的地に応じて仕分けされた封筒を一杯になるまで受け入れるように設計されたモジュール(交換可能部分)を含んでいる。コンパートメントは封筒でモジュールが一杯になると自動的に空のモジュールと交換する仕組みになっている。
さらに米国特許第4,615,446号明細書(パビィ(Pavie)氏に帰属)には、平行に並んだ供給コンベヤに沿って封筒が切替ユニットまで運ばれ、切替ユニットは各封筒に添付された仕向先マーカを読み取る、自動仕分けシステムが開示されている。仕向先マーカ情報に基づいて、切替ユニットは、封筒をずっとそのまま下流の仕分けラインまで進ませ続けるか、封筒を別の下流の仕分けラインまで運ぶ隣接した平行なコンベヤに載せ換えるかのどちらかができるようになっている。
米国ニュージャージ州エジソン(Edison, NJ)に所在するバーベックス・ボイス・システムズ社(Verbex Voice Systems, Inc.)は、ヘッドセット(ヘッドフォン)を使って遠隔コンピュータとデジタル音声応答で通信する携帯型連続音声認識装置スピーチコマンダポータブル(Speech CommanderTM Portable)を製造販売している。手仕分け作業に従事し、このスピーチコマンダポータブルを装着した作業員は、物品の仕向地をヘッドセットに吹き込むことができ、コンピュータはそれを受信して処理する。コンピュータはヘッドセットを介して作業員に、物品の仕向地に関連する荷受箱(receiver)または荷受容器(bin)を指定する音声プロンプト(prompt,口添え)を使って応答する。
従来の自動仕分け装置は機械的に読取り可能なコードや記号(シンボル)に依存している。対象物に添付されたコードまたは記号は解読され、解読された結果の信号が対象物をプログラム制御の下で自動的に仕分けして搬送するために使用される。万が一にも自動仕分けプロセスが対象物を正しく搬送するのに失敗した場合には、その対象物は手作業で仕分けしなければならない。現在のところ、自動化したプロセス内またはプロセス後の手作業による仕分けでは仕分けされるべき物品上の機械的に読取り可能なラベルを仕分けプロセスを継続する前に作業員が解読する必要がある。
以上のことから、例えば仕分けされるべき各物品のハンドスキャニングやマーキングやラベリングといった繰り返し作業を削除することにより手仕分け作業を改善し、手仕分け作業員が仕分けされるべき物品を迅速かつ容易に識別することを可能にする手段を提供し、ラベルの読み間違いから生じる仕分けミスを減らし、手仕分け作業員の処理効率を増大させる、システム(装置)を考案する必要がある。
本発明は、物品が仕分け可能となる前に物品をハンドスキャン、マーキング、あるいはラベリングしたりといった余分な手作業手続を削除することによって手仕分け作業員を支援することを目標とする。本発明は、物品の移動に対応した仕方で移動して仕分けされるべき物品が迅速にしかも容易に識別できるようにする(物品からは)分離した一過性の信号を提供することによって手仕分け作業員を支援することも目標とする。最後に、本発明は、処理速度を上げ仕分けミスを減らすことができるように手仕分け作業員を支援することも目標とする。
これらの目標を達成することを可能にする本発明が提供する装置は、仕分け作業員のところまで物品を搬送するよう設置されたコンベヤと、仕分けされるべき物品の移動に対応した仕方で移動して物品をそれに関連する仕向地(destination location)と関連付ける分離標識(detached indicator)と、を具備する。
本発明は上記のプロセス問題と従来技術における不十分な点を、仕分けされるべき物品とそれに関連する仕向地を特定する分離テキストディスプレイをヒトが判読することができる形態で提供することによって治癒することも目標とする。複数の仕向地近くに配置された手仕分け作業員まで運ばれる際にはディスプレイは関係する物品の十分近くに存在し続ける。
ここでいう標識(indicator)は、仕分けされるべき物品を識別してその物品を仕向地と関連付けヒトが認知できる形で提示される信号である。ここでいうディスプレイ(display)は、仕分けされるべき物品と関連する仕向地とを特定するテキスト情報をヒトが視覚的に認識できる形で提示する信号である。標識であれディスプレイであれ、その信号は一過性のもので、物品の動きに応じた動き方をし、かつ、手仕分けプロセスの一部として関連する仕向地信号と合致するものである。本開示の目的において、装置によって送信されあるいは仕分け作業員によって受信される信号に言及する際には動詞「送る、送信する(transmit)」及びその変形表現は動詞「提示する(present)」及びその変形表現と完全に同義とする。
本発明を具現化する好ましい形態として、2本の平行な供給コンベヤが仕分けされるべき物品を切替ユニットに向けて搬送するよう設置される。切替ユニットは物品を平行なコンベヤの間で移し換えてそれらの物品を仕分けコンベヤに順序よく送り出すように構成される。仕分けコンベヤは仕分け作業員のところまで物品を搬送する。分離ディスプレイとして例えばLEDパネルが仕分けコンベヤに隣接するように設置され、あたかも電光チッカーテープ(electronic ticker-tape)のように実際に移動する英数文字を提示するように構成される。LEDパネルはプログラム制御の下に物品とそれに関連する仕向地を表す情報をそれらの情報が視覚的に物品の動きに応じた動き方をする(例えば物品に付き添うように移動する)ように提示する。仕分けコンベヤと仕分け作業員に隣接した位置にある仕向地は関連する物品が近づいたときに認知可能な信号を送るように構成される。仕分け作業員は、ディスプレイ上に提示された情報と、関連する仕向地から送られた信号とを観測したら物品を仕分けコンベヤから取り除いてそれを仕向地内に置く。
実際には、切替ユニット、分離標識、及び仕向地の信号は、プログラムされた論理制御装置に光学リーダによって入力される物品に添付された仕向先票に基づいて(制御装置によって)指示される。制御装置は各物品ごとに仕向地を指定し仕向先信号を生成した後、その信号は仕分け作業員のためにヒトが判読することができる形に変換され提示される。各コンベヤ上にあるシャフトエンコーダは光学リーダと切替ユニットの直前にあるフォトセルセンサがそれらの装置を作動させる間に物品の位置を追跡して、その結果を特定の物品に関連付ける。
本発明を具現化する代替となる形態もすぐに明らかである。例えば、ディスプレイの代わりに移動している物品に光線を照射して、固定ディスプレイが関連する仕向地を特定する場合がある。さらに、視覚信号の代わりに可聴信号が用いられる場合がある。また、分離標識は柔軟性を有するので、好ましい仕分け構成の構造は仕向地の数または作業容積の変動に応じて縮小または拡大されることがある。
以下、添付図面を参照して本発明の実施の最良の形態を詳細に説明する。全図面を通して、同一または類似の符号が同一または類似の構成要素に付される。まず図1に同期型並行仕分け装置10の構成を概略的に示す。仕分け装置10は、電動供給コンベヤ12a,12bと、電動移送コンベヤ18a乃至18dと、電動仕分けコンベヤ20a,20bと、どの仕分けコンベヤが物品を受け取るかを決定するための切替ユニット30と、仕分け作業員48が認知可能なディスプレイ46と、仕向地群(destination location clusters)51乃至58と、を具備する。
本発明10は構成要素を増減して全体的または部分的に縮小または拡張される場合がある。例えば、図1に示された形態において、移送コンベヤ18c、仕分けコンベヤ20b、及び仕向地群55乃至58が削除される場合がある。あるいは代わりに、図1の形態において、移送コンベヤ18c,18dを追加の切替ユニットまたは仕向地群を含めることにより延長して編成をもっと複雑なものにする場合がある。
図1に示された好ましい実施形態についてさらに詳細に説明する。電動供給コンベヤ12a,12bは仕分けされるべき物品、例えば小荷物P1乃至P4を、矢印Aの方向に搬送してそれらの物品が光学リーダ14a,14bを通過するようになっている。それぞれの供給コンベヤ12a,12bの始点に設置された各光学リーダ14a,14bは各小荷物に添付された英数文字、バーコードまたは2次元記号(例えばマキシコード(MaxiCodeR(symbols)))の形で見つかる仕向先標示(destination indicia)をスキャンしキャプチャする。光学リーダ14a,14bはスキャン中にキャプチャした仕向先標示をプログラマブル論理制御装置(PLC;programmable logic controller)25に供給する。
英数文字を含む多重コードの形の仕向先標示をイメージングするのに適した光学リーダシステムは米国特許第5,291,564号、第5,308,960号、第5,327,171号、及び第5,430,282号明細書に開示されており、これら全ての特許文献の内容は本願に援用される。バーコードとマキシコード(MaxiCodeR dense code symbology)を見つけて解読するためのシステムは米国特許第4,874,936号、第4,896,029号、第5,438,188号、第5,412,196号、第5,412,197号、第5, 343,028号、第5,352,878号、第5,404,003号、第5,384,451号、第5,515,447号、及び欧州特許第0764307号明細書に開示されており、これら全ての特許文献の内容は本願に援用される。従来から知られている他のシステムが適している場合がある。
本発明のシステム10では小荷物は同期して流れる必要がある。また小荷物の手作業による取扱のみならず仕向先標示のスキャニングでは各小荷物の間に時間的空間的にある一定の間隔が置かれる必要がある。同期した流れを司るレギュレータ16(図示されていない)は、供給コンベヤ12a,12b、移送コンベヤ18a乃至18d、仕分けコンベヤ20a,20bの間で一定速度を維持する。よく知られた方法で、PLC25は供給コンベヤ12a,12bに荷物を同期して送り込ませるタイミング信号を生成する。これらのタイミング信号は小荷物が供給コンベヤ12a,12bから移送コンベヤ18a,18bに移される速度を指示することも行う。例えば、好ましい形態において、小荷物は供給コンベヤ12a,12bの各コンベヤに毎分30個の割合で送られる。加えて、これらのタイミング信号は小荷物間に予め設定された時間間隔を維持するのを助ける。
同期した小荷物の流れは仕分けシステム10全体にわたって小荷物が監視されることも必要とする。ここでは、各小荷物の位置はビームフォトセルトランスミッタ(beam photocell transmitters、ビーム光電池発信機)26a乃至26dによって監視される。フォトセル(光電池)はすぐ前を通過する小荷物が光線を遮るときに信号を発信する逆反射タイプである。各光学リーダ14a,14bのすぐ上流に設置されたトランスミッタ(発信機)26aはPLC25を介してそれぞれの光学リーダへの「スキャン開始」信号を引き起こす。切替ユニット30のすぐ上流に設置されたトランスミッタ(発信機)26bは適時にPLC25を介して切替ユニット30への「移し換え(divert)」信号を引き起こす。切替ユニット30のすぐ下流に設置されたトランスミッタ(発信機)26cは出て行く小荷物を追跡する。トランスミッタ(発信機)26dは移送コンベヤ18c,18dを出て仕分けコンベヤ20a,20bに入る小荷物を追跡する。
ロータリベルトエンコーダ(回転ベルトエンコーダ)28(図示されていない)は各コンベヤ12a,12b,18a乃至18d,20a,20bの変位を測定するために設置される。好ましい形態では、コンベヤはベルトまたは電動ローラコンベヤである。しかしながら、本開示の目的において、「コンベヤ」はある場所から別の場所に物品を移動、輸送、搬送するものならなんでもよい電動式または非電動式の装置を含むものとして使用される。PLC25はトランスミッタ26a乃至26b、光学リーダ14a,14b、及びエンコーダ28からの入力信号に応答して、よく知られた方法でコンベヤ速度を調節して切替ユニット30を制御する。ある特定の小荷物がある特定の場所でエンコーダのカウントと結び付くと、その小荷物はよく知られた方法でシステム全体にわたり追跡が可能である。
搬送技術分野の当業者であれば、上で説明した構成要素の多くは容易に他の構成要素で置き換えることができることは理解されよう。限定目的ではなく説明目的において、スライドまたはローラといった他のコンベヤがベルトまたは電動ローラコンベヤと同じ機能を果たすことができること、小荷物はコンベヤで搬送することが可能な任意のサイズまたは形状を持つ物品でよいこと、小荷物の他の特性または属性が仕向先標示と同じ機能を実現できること、他の装置またはヒトの作業員が光学リーダと同じ機能を果たすことができること、他の装置またはヒトの作業員が切替ユニットと同じ機能を果たすことができること、そして他の装置またはヒトの作業員がPLCと同じ機能を果たすことができること、は容易に分かる。
供給コンベヤ12a,12bは矢印Aの方向に小荷物を切替ユニット30に向いた移送コンベヤ18a,18bまで搬送する。仕分けシステム10全体で、あるコンベヤから別のコンベヤに小荷物を導く操作は米国特許第5,439,098号明細書に記載された電動ベルトといった周知の装置によって行われることがある。前記特許文献の内容は本願に援用される。また当該技術の他のシステムが適切な場合がある。
切替ユニット30はコンベヤ18a,18bの間で小荷物を載せ換えさせたり、あるいはコンベヤ18c,18dに小荷物を受け渡すように構成された切替所(diverting station)である。本発明に適した切替ユニットは、米国特許第3,246,733号、第5,620,102号、第5,291,564号、第5,308,960号、欧州特許第0438667A2号、及び米国特許出願公開第08/878,306号、第09/200,487号明細書に記載されており、これら全ての特許文献の内容は本願に援用される。また当該分野の他のシステムが適切な場合がある。
PLC25は、光学リーダ14a,14bから、スキャン時にキャプチャされた仕向先標示を表す入力信号を受信するように構成されている。よく知られた方法に従って、PLC25はキャプチャされた仕向先標示を仕向地群51乃至58内の仕向地荷受箱(destination location receiver)a乃至xと照合し、適合したことに関する一意の仕向先信号Sを生成する。各仕向先信号Sは、少なくとも3つの部分、すなわち一意の小荷物番号、小荷物の市/県(国によっては州)の仕向先、荷受箱の仕向先を好ましくは含む。このように、各仕向先信号Sは、PLC25が各小荷物を追跡して小荷物の位置に応じて仕分けシステム10を制御することを可能にする一意の識別子を構成する。
例えば、光学リーダ14aが小荷物P4をスキャンした後、PLC25は仕向地荷受箱52k(仕向地群52内の荷受箱k)を選択する。というのはその仕向地荷受箱は小荷物P4に添付された仕向先標示と関連しているからである。次にPLC25は、荷受箱52kと小荷物P4との間の関連性を表す仕向地信号S4を生成して割り当てる。
切替ユニット30はPLC25によって送信された仕向先信号Sを受信するように構成されている。例えば、小荷物P1乃至P4に関係する仕向先信号S1乃至S4をPLC25から受信すると、切替ユニット30は小荷物P1を移送コンベヤ18bから移送コンベヤ18dに載せ換えて小荷物P2を移送コンベヤ18aから移送コンベヤ18cに載せ換える。その結果、図1に示されているように、小荷物P2とP3は移送コンベヤ18cに載せられ、一方、P1とP4は移送コンベヤ18dに載せられる。PLC25は小荷物P2とP3を移送コンベヤ18cの下流にある荷受箱に割り当てたので、切替ユニット30はこれらの小荷物をこれらの移送コンベヤに搭載した。同じように、PLC25はP1とP4を移送コンベヤ18dの下流にある荷受箱に割り当てた。
移送コンベヤ18dからは小荷物P1,P4が仕分けコンベヤ20aに運ばれ、移送コンベヤ18cからは小荷物P2,P3が仕分けコンベヤ20bに運ばれる。仕分けコンベヤ20aは破線で境界が示された順次処理ゾーン42aと42bをカバーし、仕分けコンベヤ20bは同じく破線で境界が示された順次処理ゾーン42cと42dをカバーする。各順次処理ゾーン42a乃至42dは、仕分け作業員48と、仕分けコンベヤ20a,20bを挟んで互いに反対側にある一対の仕向先群51乃至58を含み、小荷物がコンベヤ20a,20bから取り除かれてそれぞれの一対の仕向先群内にある関連する仕向地荷受箱a乃至xに収納されるエリアを画定する。
図1に示されているように、処理ゾーン42aは仕向先群51,53を含み、処理ゾーン42bは仕向先群52,54を含み、処理ゾーン42cは仕向先群55,57を含み、そして処理ゾーン42dは仕向先群56,58を含む。図2に示されているように、一般的な仕向地群52は仕向地荷受箱の行列を構成する。この行列は好ましい形態としては仕分け作業員48の背後または正面に位置する小さく区切られた部屋またはセルが縦横に配列したものである。
次に仕分けプロセスについて仕分けコンベヤ20a上の小荷物P1とP4に関連して説明される。小荷物P2とP3の仕分けは仕分けコンベヤ20bに沿って仕分けコンベヤ20aと全く同じである。
仕分けコンベヤ20aのすぐ隣にはディスプレイ46が設置されている。図2に示されているように、ディスプレイ46は仕分けコンベヤ20aのすぐ隣に設置されたLED(Light Emitting Diode;光放出ダイオード)パネルである。ディスプレイ46はプログラム制御で電光チッカーテープそっくりに動的に移動する英数文字を伝えるものとして構成される。言い換えると、ディスプレイは物品がコンベヤに載って下流に移動するのと同じ速度でLEDパネル上を下流に向かって連続して移動しているように見えるあるいはカスケード表示される文字を提示することになる。ディスプレイ46は英数文字が多色で点滅または明滅するように構成することもできる。
ディスプレイ46はPLC25から仕向先信号Sを受信して、よく知られた方法で、その仕向先信号Sを仕分けコンベヤ20aに入ってくる小荷物を特定する英数文字に変換するようにも構成される。これを成し遂げるために、小荷物が仕分けコンベヤ20aに入るとすぐにフォトセルトランスミッタ26dは光学リーダ44aに対し小荷物を再度スキャンするように信号を送る。この2度目の走査段階ではよく知られた方法でPLC25に対しディスプレイ46に向けて仕向先信号Sを送信させ、ディスプレイには仕向先信号Sの2つの部分、つまり市/県の仕向先と、荷受箱の仕向先とが提示される。
以下説明されるように、可能な変形形態を含めて、小荷物に関連する仕向地を含み小荷物がその中に収納される準備が整った作業ゾーンに小荷物が入ると、その小荷物の完全な市/県の仕向先と荷受箱の仕向先が提示される。先に提示された例を続けると、仕向先信号S4は仕向地荷受箱51kと小荷物P4との間の関連性を表している。図2に示されているように、PLC25から受信された信号S4はディスプレイ46上に動的に移動する市/県の仕向先と荷受箱の仕向先「BosMa52k」47と表示される。ここで「BosMa」は小荷物の仕向先標示からキャプチャされた市・県(略称を含む)を指し、「52k」は米国マサチューセッツ州ボストン(Boston, Massachusetts)行きの小荷物が収納される仕向地荷受箱を指す。小荷物が仕分けコンベヤ20aに沿って搬送される間、記号表示47はそれぞれの小荷物のすぐ近くを一緒に移動し続ける。好ましい形態では、さらに記号表示47は点滅して仕分けされるべき小荷物を特定する。記号表示47のみが点滅しているといっても、後述されるように、他の情報がディスプレイ46上に現れることがある。
各仕分け作業員48は仕分けコンベヤを挟んで互いに対向する仕向先群51,53,または52,54の各セットの間に配置され、コンベヤ20a上の小荷物P1,P4が楽に手が届く範囲内にあり、ディスプレイ46が容易に視認でき、仕向先の荷受箱a乃至xが楽に手が届く範囲内にあるように設定される。小荷物P4は順次処理ゾーン42bに入るときにフォトセル26dの前を通過して、その瞬間に光線が遮られたことを契機に光学リーダ44aに小荷物のスキャンを開始させる信号が送信される。小荷物に添付された仕向先標示をスキャンすると同時に、信号S4、すなわち小荷物P4を表す小荷物情報「BosMa52k」47を流すための信号がPLC25を介してディスプレイ46に送信される。それと同時に、仕向地群52内の仕向先セルkの周囲が照明される。
各仕向先荷受箱の周囲には照明ストリップ59が取り付けられる。保護カプセルに入ったLEDライトで構成される各ストリップはPLC25からの信号によって発光する。特定の荷受箱行きの小荷物が関係のある処理ゾーンに入ってその荷受箱内に置かれる準備が整うと、荷受箱の周囲はストリップ59によって明るく照らされる。当業者であれば、多くの適した代替となる形態、例えば蛍光ランプ、ライトパイプ、光ファイバ、あるいは荷受箱のそれぞれの角にライトを設置する、などを考えることはできるであろう。
仕分けプロセスにおいてディスプレイ46が点滅する小荷物情報47を提示して荷受箱52kの周囲が明るくなるこの時点で、仕分け作業員48はマサチューセッツ州ボストン行きの小荷物P4が行き先群52内の荷受箱kに入れられるべきことをディスプレイ46から視覚的に注意を喚起される。それに応えて、仕分け作業員48は小荷物P4をコンベヤ20aから取り除いてその小荷物を行き先群52内の荷受箱kに収納する。
後で説明されるように、PLC25が仕分け作業員48から適切な信号を受け取るか、または小荷物が関係する処理ゾーン42bを出て行くまでは、荷受箱52kは明るく光ったままの状態で、小荷物の識別表示47は視認できる状態のままになる。アドレスを確認するために仕分け作業員48は仕向先47を小荷物上の仕向先標示と比較する。作業員は「間違っている」荷物を後述する格納エリアに収容し、続けて2つの小荷物に適合がみられない場合には仕分けプロセス全体を停止することがある。こうして起こり得るシステムエラーは除去される。こうしたエラーはラベルやバーコードの読取りと仕向先のコンテナ番号の計算を含めて各仕分け段階で起こることがある。
小荷物P4が正しく置かれたことを確認し、ディスプレイ46から特定の仕向先「BosMa52k」47を解除するために、作業員48はキーボード62にコードを打ち込む。コードはPLC25によって受け取られて仕向先47とストリップ59を解除する。この代わりに、PLC25が音声認識と音声合成の両方が可能ならPLC25と通信するマイクロホンを備えたヘッドセットがキーボード62の代わりとなる場合がある。仕分け作業員48は物品が収納されたことをマイクロホンに向かって話すことでPLC25に口頭で伝えることができ、PLC25はそれを受け取ると、仕向先47と照明ストリップ59を解除する指令を出すことを検討する。
米国コネチカット州ダンベリー(Danbury, Connecticut)行きの小荷物P1は小荷物P4に先だってスキャンされ、PLC25によって仕向先群51内の荷受箱aが割り当てられている。P4に関して上述した方法で、処理ゾーン42aに配置された仕分け作業員48はセル51a内に小荷物P1を収納してキーボード62に適切なコードを入力することによって仕向先「DanCt51」を解除する。ゾーン42b内の小荷物P1に関するシステムの更なる処理については後述される。
好ましい形態では、作業員48はヒト(人間)である。従って、各作業ゾーン42a,42b内のコンベヤ長は約2.1乃至2.4m(7乃至8フィート)である。また当業者であれば、ヒトの仕分け作業員48とディスプレイ46は他の装置で置き換えられることができることは理解されよう。限定目的ではなく説明目的で言えば、ヒトまたはヒトを支援する装置が受信することができる可聴信号、光線、または何か他の認知可能な信号はLEDディスプレイ46と同じ機能を果たすことがある。同様に、機械アームまたはロボットがヒト作業員の制御と連携して、またはその制御の下に作業を行うことがある。
上述したように、仕分け作業員48は指定された荷受箱a乃至xに小荷物を収納する。後述されるように、仕分け作業員48によって小荷物は仕分けコンベヤ20aの終点まで移動し続けてそこで小荷物は図1に示された収納コンテナ64に放出されるようにしたり、あるいは小荷物は仕分けコンベヤ20aから取り除かれて図2に示された収納棚66に収められるようにすることがある。
各仕向地群51乃至54は梱包作業員68によって背後からの取り出しが可能である。後述されるように、梱包作業員の目的は小荷物を仕向先の荷受箱から取り除いてそれらを輸送ボックス116に荷積みすることにある。
図3を参照して図2に示されたディスプレイの動作をさらに説明する。小荷物P6とP8はそれぞれ作業ゾーン42a,42bに入っている。説明目的で言えば、小荷物P6とP1は両方とも例えば米国コネチカット州ダンベリ(Danbury,Connecticut)が宛先である。小荷物P8はその上のラベルに書かれたアドレスがはっきりしなかったのでコンベヤ20aに間違って載っているものとする。小荷物識別番号P6’は小荷物P6の隣にディスプレイ上に表示された仕向先である。小荷物識別番号P8’は小荷物P8の隣にディスプレイ上に表示された仕向先である。上述したように、各仕向先信号Sは好ましくは少なくとも3つの部分、つまり一意の小荷物番号、小荷物の市/県の仕向先、及び荷受箱の仕向先、を含む。小荷物識別番号は仕向先信号Sの三番目の部分である。
仕向先P6’とP8’は小荷物を特定するが、関連する荷受箱は特定しない。P6とP8の仕向地はどちらもディスプレイ46上にはまだ現れていない、というのは最初の小荷物P6は1つ前の小荷物P1が処理されるのをゾーン42a内で待機しているからである。また小荷物P8の仕向地はディスプレイ上には現れない、というのはそれは作業ゾーン42bに属さないからである。従って、どちらの小荷物も関連する荷受箱内に収納される準備は整っていない。小荷物P6の場合、小荷物P1が荷受箱に収納されて関連する仕向先を解除するコードが入力されるとすぐにP6の仕向地情報がディスプレイ47上に点滅して表示されることになる。小荷物P6についてもっと言えば、小荷物P6が関連する荷受箱を含む作業ゾーンに入ってしまうまではディスプレイ46は仕向地を提示することはない。小荷物P6が関連する作業ゾーンに入ると仕向地が提示されることになり、小荷物P6は荷受箱51a内に収納可能である。
小荷物P8の場合、それが収納エリア64に送り出され、またはコンベヤから取り除かれて収納棚66に収容されることが作業員に認められる。次に仕分け作業員は仕向先P8’を解除する。収納エリア64に受け取られた小荷物または収納棚66に収容された小荷物はしばらく経ってから手持ち式バーコードスキャナ(図示されていない)によってスキャンされた後、関連する荷受箱が決まる。
図4を参照して図2に示されたディスプレイ46の動作をさらに説明する。ここでは、小荷物P12は小荷物の通常の仕向先情報の代わりに仕向先「XXX52x」80で識別される。この一意信号は、荷受箱52x内の小荷物の数が所定数に達したこと、つまりセル52xは満杯であることを意味する。52xに空きがないときには、小荷物P12と、それと同様な仕方でマークされた次からの小荷物はどれも、後述するように梱包作業員68によって荷受箱52xが空にされるまで収納エリア64または収納棚66に収容されなければならない。荷受箱が満杯になるのを見越して、仕分け作業員48は「荷受箱は満杯」というメッセージをキーボード62に荷受箱の仕向先を入力することによってPLC25に送信することができる。
図5は一般的な仕向地群の背面図である。仕向地荷受箱はラベル100によって背後から識別される。LEDディスプレイのスクリーン102は上述したディスプレイ46と同一でよいが、ここでは仕向先荷受箱a乃至xの一番上の横列のすぐ上に配置されている。各仕向地の背後には荷受箱のバックドア110が設けられておりその上には荷受箱のバーコードラベル112が貼られている。また各仕向地群51乃至58の後ろにはキーボード114が設置されている。
52xに関連して説明したように具体的にある荷受箱が満杯になると、ディスプレイ102は荷受箱の仕向先104を提示する。ここでは梱包作業員68はどの荷受箱が満杯になっているかのみに関心があるので、仕向先104は荷受箱番号に限られる。「満杯」のメッセージを確認すると、梱包作業員68は満杯の荷受箱から全ての小荷物を隣の輸送コンテナ116に移し換える。
動作に関して言えば、ディスプレイ102は満杯になっている仕向先荷受箱の番号を提示する。図5に示されているように、セルs,xとjは満杯である。しかし本開示の説明目的のため荷受箱jのみを参照する。このとき、梱包作業員68は手持ち式バーコードスキャナ(図示されていない)でjのラベル112をスキャンし、あるいはキーボード114でjの仕向先を入力する。スキャナまたはキーボードによって生成された信号はPLC25に保存される。
梱包作業員68は次にjのドア110を開けてその中にある小荷物の総数を数えながら小荷物を隣の輸送コンテナ116に移し換える。梱包作業員68はキーボード114でその総数を入力する。よく知られた方法で、コンテナ116に収容された小荷物を表す信号がセルjを表す信号とともにPLC25に保存される。
梱包作業員68は次に輸送コンテナ116に添付された輸送コンテナのバーコードラベル118をスキャンする。よく知られた方法で、輸送コンテナ116を表す信号は前の2つの信号、つまりラベル112から取得された仕向地とコンテナ116に収容された小荷物の総数とともに、PLC25に保存される。これら3つの信号は次の小荷物の動きと位置を追跡する目的でPLC25にまとめて保存される。この最後の走査段階を経て、仕向先104はディスプレイ102から消去される。すでに指摘されたように、キーボード入力段階は音声データ入力に置き換わる場合がある。
図7のブロック図を参照して、仕分けシステムの作業がPLC25によって自動的に行われる手続を説明する。PLCは小荷物上の英数文字、バーコードまたは2次元記号(マキシコード記号(MaxiCodeR symbols))を読み取る光学リーダ14a,14b,44a,44bからの入力信号を受信する。こうした記号の中には、PLCがよく知られた方法で小荷物を適切な仕分けコンベヤ20a,20bに送るのにどれが正しいコンベヤ18c,18dかを判断するためのアドレス情報が含まれることがある。フォトセルトランスミッタは小荷物の位置を検出するよう配置され、それらのフォトセルの出力はPLC25に入力される。PLCは小荷物の容積を測定するためのスケールまたは装置など他のセンサ(図示されていない)から直接送られる小荷物Pについての情報も受信する場合がある。ロータリベルトエンコーダ28は各コンベヤ12a,12b,18a乃至18d,20a,20bの変位を測定するために設置され、これらのエンコーダ28の出力はPLCに入力される。小荷物情報はキーボード62,114で手で入力されることもある。PLCはこれらの入力信号に応答して、コンベヤ間で物品を移し換える切替ユニット30と、小荷物と仕向地を特定するディスプレイ46,102とストリップ59に制御信号を送信する。
[代替実施形態]
図6に分離標識(detached indicator)に基づく仕分けシステム140の代替形態を示す。一般的に言えば、オーバヘッド(頭上)投射ユニット150は仕分けされるべき小荷物上にシャープに集束した光線を投射するランプ152を備える。上述の仕向先47のように、光線は仕分け作業員48への視覚的な標識の機能を果たす。荷受箱の各横列の端に取り付けられた固定ウィンドウディスプレイ154は関連する仕向先情報を提示する。
図6に分離標識(detached indicator)に基づく仕分けシステム140の代替形態を示す。一般的に言えば、オーバヘッド(頭上)投射ユニット150は仕分けされるべき小荷物上にシャープに集束した光線を投射するランプ152を備える。上述の仕向先47のように、光線は仕分け作業員48への視覚的な標識の機能を果たす。荷受箱の各横列の端に取り付けられた固定ウィンドウディスプレイ154は関連する仕向先情報を提示する。
より具体的に言えば、仕分けコンベヤ20a,20bの真上にオーバヘッド投射ユニット150は取り付けられる。仕分けコンベヤ20a,20bは同一なので、仕分けコンベヤ20aについてのみ仕分けプロセスを説明することにする。各投射ユニット150はコンベヤ20aの長さだけあり、複数の小さなランプ152を含む。好ましい態様では、これらのランプは2.5cm乃至12.7cm(1乃至5インチ)だけ互いに間隔を置いて取り付けられたLED(発光ダイオード)である。各LED152は発光してコンベヤ20aの表面に光線を照射するように配置される。
上述したLEDディスプレイ・スクリーン46のように、LED152はプログラム制御で動的に移動する光線列を形成する。この際、各LED152はそれぞれその真下を小荷物がコンベヤ20aに載って通り過ぎる間の短い時間だけ小荷物を照明するようになっている。LED152はPLC25によってコンベヤ20aと同じ速度で発光させられる。このようにして、LED152は協働して、小荷物がコンベヤに載って下流に進む間、集束した光線が小荷物上に当たり続けるように見える視覚効果を生み出す。
荷受箱の各横列の端にはウィンドウ・ディスプレイ154が取り付けられる。図6に示されているように、ウィンドウ・ディスプレイ154は荷受箱の配列から外側に突き出た固定枠内に取り付けられたLED(発光ダイオード)ディスプレイ・パネルである。ディスプレイ154は好ましくは、英数文字から成る少なくとも3本のラインを伝達または提示するように構成される。上述したディスプレイ46と同じように、ディスプレイ154はPLC25から仕向先信号Sを受信し、よく知られた方法で、仕向先信号Sを仕分け情報を提示する英数文字に変換することも行うよう構成される。
ディスプレイの最初のラインには荷受箱の仕向先が含まれることがある。ここでは、それはセル番号9である。セル9は米国マサチューセッツ州ボストン、より具体的に郵便番号02201に関連しているとすると、1番目と2番目のラインはPLC25の制御の下にその情報を提示する。3番目のラインは流れる小荷物の仕向先セルを反映する順序に並んだ仕向先セルの移動リストである。
動作に関して言えば、小荷物が仕分けコンベヤ20aに入るとすぐに光学リーダ44aは小荷物を再スキャンする。例えば、仕向先信号S4は仕向地セル9と小荷物P4の間の関連性を表す。小荷物P4に添付された仕向先標示をスキャンするとすぐに、PLC25を介して小荷物P4を表すセルの仕向先番号9と小荷物情報「Boston MA 02201」を含む信号S4がディスプレイ154に送信される。それと同時に、セル9の周囲が上述した方法と同じ方法でストリップ59によって照明され、小荷物P4の真上のランプ152aが発光して小荷物P4に光線が照射される。
仕分けプロセスにおいてディスプレイ154が小荷物P4の情報を提示してセル9の周囲が明るくなるこの時点で、仕分け作業員48はマサチューセッツ州ボストン行きの小荷物P4がセル9に入れられるべきことをディスプレイ46から視覚的に注意を喚起される。それに応えて、仕分け作業員48は小荷物P4をコンベヤ20aから取り除いてその小荷物をセル9に収納する。
上述したタイプの光線センサ・アレイ158はそれぞれのセンサの発光器と受光器がコンベヤ20aを挟んで対向する形に配置される。好ましい態様では、センサ158は互いに2.5cm乃至12.7cm(1乃至5インチ)の間隔を置いてその間隔の中央がちょうどランプ152の真下にくるように配置される。ここで、センサ158は各作業ゾーン42b,42a内で小荷物の位置を追跡して、ランプ152のオフ/オンを制御する機能を果たす。
図6に示された小荷物P4の例を続けると、小荷物P4がコンベヤ20aに載って搬送される際に小荷物は各センサ158の光線を遮断する。フォトセル光線が遮断されるたびにその真上に設置されたLED152にPLC25を介して信号が送られLEDは発光状態になる。このようにして、小荷物がコンベヤ20a上でフォトセル光線を遮断し続ける限り、LED光線はほとんど連続的に小荷物P4上に集中して当たり続ける。小荷物P4がコンベヤ20aから取り除かれると、次のフォトセル光線は遮断されない。従って、次からの全てのLEDに関しては遮断されないフォトセル光線の真上のLED152はオフ状態のままになる。
動作について説明すると、仕分け作業員48はその正面に仕分けコンベヤ20a上を連続的に流れる小荷物のラインを置くことができる。各小荷物はそれぞれのLED152から投射される光線によって追跡されることになる。またディスプレイ154は小荷物の順序に対応して並んだ仕向先セルのリストを表示する。フォトセル光線が遮断されたところでそこの真上のランプがすぐに発光する。フォトセル光線が遮断されないところでは、その真上のランプは通常はオフ状態のままである。さらに、小荷物がコンベヤから取り除かれてしまうと、その次からのフォトセル光線は遮断されない。このように光線が遮断されなければPLC25に小荷物が取り除かれたことを通知する信号が送信される。それに応答して、PLC25は次の小荷物の仕分け情報を提示する。
上述したディスプレイ46のように、ディスプレイ154は仕向先群と仕分け情報を小荷物が関連する仕向先群内に存在し関連する荷受箱に収納される準備が整ったときにのみ提示する。図6の例では、小荷物P4とP5はそれぞれの関連する作業ゾーン42b,42a内にあって、収納の準備が整っている。従って、各ディスプレイ154はそれらの小荷物に関連する仕分け情報を提示する。他方、小荷物P6乃至P8はそれぞれの関連する仕向先荷受箱「29」、「52」、「12」のみで指定される。P4が収納された後、指定「9 Boston MA 02201」はP4の次の小荷物に対するセル指定番号「2」と関連する仕向先情報に置き換えられる。ここではそれはセル指定「52」、またはディスプレイ154の3番目のラインに提示された次のセル番号である。P4から2番目の小荷物はセル「12」で指定され、同じ方法で処理される。小荷物P5とP6は同様な方法で処理される。
代替的な実施形態では、分離標識が小荷物の移動に対応した仕方で移動してその小荷物を関連する仕向地に関連付けるという1つの構成が採られる。当業者であれば、他の構成も十分に目的を達することができることは理解されよう。限定目的ではなく説明目的で言えば、頭上に取り付けられエンドレスドライブ35組立品に取り付けられたランプは個々に特定の小荷物をその小荷物がコンベヤから取り除かれるまで光を当て追跡する、すなわち継続的に光で狙い続けることがある。同様に、頭上に取り付けられたランプはピボット式に取り付けられモータ制御で光線を円弧を成すように投射する場合がある。この際、各ランプは小荷物が隣のランプの光線に達するまでその小荷物を一定の距離だけ追っかけて移動する光線を投射することがある。これらの例では、分離標識は小荷物の関連する仕向地までその小荷物の移動に対応した仕方で移動する。
実施の好ましい形態または代替的な形態では、上述した仕分けシステムは、ハンドスキャニングや小荷物へのラベリングといった余分な手続を削除すること、作業員間のみならず作業員と制御システムとの間の通信を確立すること、仕分けミスを減らすこと、作業員と仕向地の数が作業容積を反映するように調整できるという点でシステムの柔軟性を実現すること、そして新規の作業員に対して最小の訓練だけで済むシステムを実現すること、によって手仕分け作業員を支援する。これらのシステムは、多くの仕向地を使用可能にし、あるいは作業容積が大きく変動する中小規模の小荷物仕分け施設に特に適する。
当業者であれば、ここで述べたプログラム、プロセス、方法等々は特定のコンピュータまたは装置に一切制限されないことは理解されよう。むしろ様々なタイプの汎用機械がここで述べた教えに従って構築されたプログラムに使用することが可能である。同様に、ここで述べた方法の段階を、論理またはプログラムがハードウェアに組み込む形でROMなどの不揮発性メモリに記憶された専用のコンピュータシステムを使って実行するために特殊な装置を構築することが有利なことが明らかになる場合がある。
本発明は様々な側面から好ましい実施形態に関連して詳細に説明され、代替的な実施態様の例も提供されたが、特許請求の範囲に定められる本発明の範囲を逸脱することなく開示された装置や方法に対して様々な変更や変形を加えることが可能なことは了解されるべきである。
Claims (22)
- 作業員によって仕分けされるべき物品を識別し、且つ指定するための装置であって、
前記物品を前記作業員のところまで搬送するよう設置されたコンベヤと、
前記物品の移動に対応した方法で移動し、前記各物品をそれぞれの仕向地と関連付ける分離標識と、を具備することを特徴とする装置。 - 前記物品に添付された仕向先標示をキャプチャするように設置された光学リーダを更に具備することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記光学リーダから前記仕向先標示に対応する信号を受信し、該信号に基づいて前記各物品にそれぞれの仕向地を割り当て、その各仕向地に関連するそれぞれの仕向先信号を生成するよう機能する制御装置を更に具備する、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記物品を切替ユニットに導く複数の供給コンベヤを更に具備することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記切替ユニットは前記制御装置からの前記仕向先信号に応じて前記供給コンベヤの間で前記物品を移し換えるように構成されていることを特徴とする請求項4に記載の装置。
- 前記分離標識は前記物品に関連する前記仕向地を表す第1の認知可能な信号を提示するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記仕向地はそれに関連する物品が近づいたときに第2の認知可能な信号を提示するように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の装置。
- 前記第1の認知可能な信号と前記第2の認知可能な信号はヒトが認識できる形態で提示され、両方とも共通の仕向地情報を含む、ことを特徴とする請求項7に記載の装置。
- 前記第1及び第2の認知可能な信号はそれらに関連する物品が前記仕向地に移送された後に削除されることを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 前記分離標識は前記物品に光を当て照明する手段を備え、前記仕向地は前記物品が照明されている間にマーキングされる、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 作業員によって仕分けされるべき物品を識別し且つ指定するための装置であって、
前記物品を前記作業員のところまで搬送するよう設置されたコンベヤと、
前記各物品に添付された仕向先標示をキャプチャするよう設置された光学リーダと、
前記光学リーダから前記仕向先標示に対応する信号を受信し、該信号に基づいて前記各物品にそれぞれの仕向地を割り当て、その各仕向地に関連するそれぞれの仕向先信号を生成するよう機能する制御装置と、
前記仕向先信号に応じて前記コンベヤとその隣のコンベヤとの間で前記物品を選択的に移し換えるように構成された切替ユニットと、
前記各物品に関連する前記仕向地を表す第1の認知可能な信号を提示するとともにその関連する物品の移動に対応した仕方で移動するように構成された分離標識と、を具備し、
前記仕向地はそれに関連する物品がその仕向地に十分に近づいたときに第2の認知可能な信号を送信するように構成されている、ことを特徴とする装置。 - 前記第1の認知可能な信号及び前記第2の認知可能な信号はヒトが認識できる形態で提示され、両方とも共通の仕向地情報を含む、ことを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記第1の認知可能な信号は前記物品が前記仕向地に移送された後に前記分離標識から削除され、前記第2の認知可能な信号は前記物品が前記仕向地に移送された後にその仕向地から削除される、ことを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 作業員によって仕分けされるべき物品を識別し且つ指定するための装置であって、
前記物品を前記作業員のところまで搬送するよう設置されたコンベヤと、
仕向地情報を含み、前記物品の移動に対応した仕方で動的に移動する分離テキストディスプレイと、を具備することを特徴とする装置。 - 前記分離ディスプレイは前記各物品をそれぞれの仕向地と関連付ける情報を含む第1の信号をヒトが判読することができる形態で提示することを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 前記第1の信号はその関連する物品の移動に対応した仕方で移動することを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 物品を指定し且つ仕分ける方法であって、
前記物品を複数の仕出地から複数の仕向地に向けて搬送する段階と、
前記各物品ごとにそれぞれの関連する仕向地を決定する段階と、
前記各物品をそれぞれの前記関連する仕向地と関連付ける分離した第1の認知可能な信号を提示する段階と、
前記各物品の移動に対応した方法で前記第1の信号を移動させる段階と、
前記各物品をそれぞれの前記関連する仕向地に仕分けする段階と、を具備することを特徴とする方法。 - 前記各物品ごとにそれぞれの関連する仕向地を決定する段階は前記各物品にそれぞれの関連する仕向地を割り当てる段階を更に含むことを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 分離した第1の認知可能な信号を提示する段階は、前記第1の信号を隣接する場所からその関連する物品に向けて投射する段階を更に含むことを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記各物品をそれぞれの前記関連する仕向地に仕分けする段階は、前記物品を複数のコンベヤの間で移し換える段階と、複数のコンベヤから取り除く段階とを更に含む、ことを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記関連する仕向地は関連する物品がその仕向地に近づいたときに第2の認知可能な信号を提示することを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記物品を複数のコンベヤから取り除く段階は、前記第1及び第2の認知可能な信号に共通する情報に応じて前記物品を前記仕向地に移送する段階を更に含む、ことを特徴とする請求項20に記載の方法。
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