JP2007055720A - 物品格納装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で物品の有無を確実に検出することで、物品の損傷を防止し、作業効率を向上させた装置を提供する。
【解決手段】物品載置部１と、物品載置部１との間で物品を水平方向に移載するとともに、物品載置部１の物品の有無を検出するセンサ３０を搭載した移載装置７とを備えた物品格納装置において、センサ３０は、ほぼ水平に投光されるように配置され、センサ３０からの投光をほぼ水平に反射すると共に、物品載置部１に載置された物品がセンサ３０との間に位置するように配置される反射板３１と、反射板３１からの反射光をセンサ３０が受光しない場合に物品を移載しないように移載装置を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする物品格納装置。
【選択図】図３

Description

本発明は物品格納装置、詳しくは、物品載置部の物品の有無を検出するセンサを備えた物品格納装置の技術に関する。

物品格納装置として、例えばスタッカークレーンの走行路の両側にラックを設けた自動倉庫や、クリーンルームのストッカーシステム等がある。いずれのラックにも物品載置部としての棚が多数設けられ、スタッカークレーン等をラックに沿って走行・昇降させて物品を棚に移載するように構成されている。

ところで、棚は、データ上では空であるが、実際には物品が載置されている恐れがある。というのも、作業者がスタッカークレーンをメンテナンスするために、スタッカークレーンのフォーク上の物品を空棚に仮置きし、メンテナンス後に戻すのを忘れて放置されている等、データと実際とが必ずしも一致しているとは限らないからである。このように、データ上は空であるが実際には物品が載置されている棚に、入庫した物品を載置すると、物品同士が接触して、双方の物品が破損する恐れがある。

具体的には、特許文献１に開示されるように、クレーンの走行路の両側に棚を配設し、クレーンの移載装置であって棚に面する側面にセンサを設け、パレットからの反射光を受光して、物品の有無を直接検出するようにした物品格納装置が公知である（特許文献１参照）。
特開平１１−１９３１１１号公報

しかし、上述した特許文献１に開示される物品格納装置のように、パレットからの反射光を受光して、物品の有無を検出する構成では、パレット自身の製作誤差によってフォークの差し込口の高さがずれる場合がある上、物品が多少ずれて載置されることで、フォークの差し込口に投光されて、棚に物品が載置されているにもかかわらず、物品が無いと誤検出する恐れがある。これを防ぐために、作業者は、棚毎にセンサの光軸を調整する煩雑な作業が必要であった。

そこで、本発明は、物品格納装置に関し、前記従来の課題を解決するもので、簡易な構成で物品の有無を確実に検出することで、物品の損傷を防止し、作業効率を向上させた装置を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、物品載置部と、前記物品載置部との間で物品を水平方向に移載するとともに、前記物品載置部の物品の有無を検出するセンサを搭載した移載装置とを備えた物品格納装置において、前記センサは、ほぼ水平に投光されるように配置され、センサからの投光をほぼ水平に反射すると共に、物品載置部に載置された物品がセンサとの間に位置するように配置される反射板と、前記反射板からの反射光をセンサが受光しない場合に物品を移載しないように移載装置を制御する制御手段とを設けたものである。

請求項２においては、前記センサは、偏光フィルタを備え、前記反射板は投光を所定の光にして反射するものである。

請求項３においては、前記反射板は、横長に形成されること特徴とする請求項１又は２記載の物品格納装置である。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、検出対象が、載置された物品やそれを載置するパレットではなく、固定の反射板であるため、反射角度が変わったりすることなく、確実に投光を反射させることができる。また、物品によって反射板を隠すことで投光を反射させないようにしているため、物品やパレットの載置位置や姿勢の影響を受けにくい。
また、投光、反射光がほぼ水平であるため、例えば、斜め上方に投光した場合に比し、物品前面の特定の場所で投光を遮るようにしている場合に、物品の載置位置が移載方向にずれても、光軸の高さ位置が変わらず、物品前面の特定の場所に確実に投光することができる。
また、センサの位置がずれて、反射板からの反射光が正確に受光できない場合、言い換えると、センサが正常に機能していない場合であっても、物品載置部に物品が載置されているのと同じ状況になり、移載は中止されるため、仮に物品載置部に物品が載置されていたとしても物品を破損させる恐れが無い。

請求項２においては、センサは、反射板により反射された反射光とそれ以外のものに反射された反射光等を区別して検出でき、物品載置部に物品がされている場合の検出が確実にできる。

請求項３においては、反射板を横長に形成することで、センサの水平方向の調整を容易にすることができる。

次に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る自動倉庫の全体的な構成を示した平面図、図２は同じく側面図、図３は本発明の実施例１のセンサ及び反射板の取り付け状態を表す斜視図である。図４（ａ）は棚に物品が載置されていない場合にスタッカークレーンから物品を移載する状態を表す概略図、（ｂ）は棚に物品が載置された場合にスタッカークレーンから物品を移載する状態を表す概略図である。

図１及び図２に示すように、物品格納装置としての自動倉庫内では、複数の棚１が、左右及び上下方向に多数設けられたラック２に設けられ、ラック２は、通路３を挟んで立設されており、この通路３にはレール４が敷設されていて、このレール４上をスタッカークレーン５が走行自在に設けられている。

また、このスタッカークレーン５は昇降自在な移載装置としてのスライドフォーク７を備えており、図示しない制御装置にて指令を受けて、ラック２の所定の棚１まで昇降し、指定された棚１に物品７０の荷降ろし・荷すくいを行うようにしている。また、ラック２の側方には、入出庫ステーション６が設けられており、スタッカークレーン５は、この入出庫ステーション６と所定の棚１との間で物品７０の搬送を行う。

以下、自動倉庫においてスタッカークレーン５の走行方向をＸ方向とし、この走行方向（Ｘ方向）に対して直行する方向（スライドフォーク７のスライド方向）をＹ方向とする。

図２及び図３に示すように、スタッカークレーン５は、前述の自動倉庫内の通路３に施設されたレール４上を走行する走行台車１２（図２参照）を備えている。この走行台車１２より上下方向に立設された２本のマスト８・８に沿うように、昇降台１０が昇降動可能されている。この昇降台１０は、それぞれのマスト８内部に配置されたケーブル９に連結され、このケーブル９の牽引に連動して昇降動可能としている。

スライドフォーク７は、実際に物品７０を移載する移載装置であり、昇降台１０に設けられている。このスライドフォーク７は、物品７０を上面に載置した物品支持部１３が、図３中の一点破線矢印の方向（Ｙ方向）に水平方向にスライドして、棚１に物品７０を荷降ろしする。

なお、スタッカークレーン５及びスライドフォーク７は、図２及び図３で示した形式が代表的であるが、この形式に限定されないものとする。

そして、本実施例の自動倉庫には、スライドフォーク７に棚１に載置された物品７０の有無を検出するセンサ３０が設けられ、棚１にセンサ３０からのセンサ光を略水平に反射する反射板３１が設けられている。

図３に示すように、センサ３０は、前述したスライドフォーク７に設けられており、具体的には、物品支持部１３の棚１に対向する側の側面であって、前後方向（スライド方向と直交する方向の）略中央部に設けられている。このセンサ３０としては、投光素子４０と受光素子４１が設けられ、投光素子４０から可視光や赤外線光のセンサ光（レーザ光）を略水平に照射し、受光素子４１にて反射光を受光するミラー反射型の光電スイッチ（光電センサ）が用いられる。センサ３０の光軸は、反射板３１の取り付け位置と相対的に調整される。なお、センサ３０は、物品支持部１３に設置された構成に限定されず、棚１に向けて略水平にセンサ光を投射できる位置であればよく、前後位置も限定されない。別実施例については後述する（図５参照）。

図３に示すように、反射板３１は、一側面に反射面が形成された長板状に形成され、棚１において、物品支持部１３に設けられたセンサ３０の投光素子４０から照射されたセンサ光を、約１８０°方向を変えて略水平方向に反射して、センサ３０の受光素子４１が反射光を受光できるように設けられている。具体的には、反射板３１は、物品支持部１３によってスライドされるセンサ３０のスライド方向（Ｙ方向）の延長線上に位置され、スライドフォーク７のスライド方向に対して最奥部の縁側に立設された背面部材１１の側壁に、反射面をセンサ３０に対向するようにして取り付けられている。棚１に物品７０が載置された状態では、棚１においてセンサ３０と反射板３１との間に物品７０が載置され、センサ３０と物品７０と反射板３１とが略水平に並列された状態となる（図４参照）。

そして、本実施例では、棚１に物品７０が載置されると、物品７０によってセンサ３０と反射板３１との間の空間が遮蔽され、センサ３０からのセンサ光の光軸が遮断されて、センサ光が反射板３１まで到達しないように構成されている。より具体的には、物品７０は、下方の全周囲に渡って角パイプからなる底フレーム７１が設けられており、この底フレーム７１がセンサ３０の投光を遮る遮光部を形成している。また、反射板３１は、底フレーム７１より高さ方向及び幅方向が狭くなるように横長に形成されている。このような構成において、センサ３０によって物品の有無を検出する工程の詳細は、後述する（図４参照）。

上述したように、昇降台１０は、棚１の水平面より僅かに上方位置で停止され、センサ３０によりセンサ光が棚１の水平面上の上方をスライド方向（Ｙ方向）に沿って略水平方向に照射されるため、反射板３１は、底フレーム７１よりも低くなるように設けられている。具体的には、反射板３１は、背面部材１１に取り付けられた状態で、棚１に物品７０が載置されているときに、底フレーム７１から高さ方向に突出しないような横長の形状に形成されている。
なお、反射板３１は、横長に形成しても、物品７０の幅方向（Ｘ方向）全域に渡って形成されている底フレーム７１よりも狭いため、水平方向に多少設置誤差があっても、高さ方向にさえ突出しなければ、底フレーム７１により遮断することができる。反射板３１を横長に形成することで、センサ３０の水平方向の光軸の調整が容易になる。

このように、センサ３０から水平方向にセンサ光が照射されるため、センサ光の高さが一定となり、物品７０の載置位置がスライドフォーク７のスライド方向（Ｙ方向）にずれたとしても、底フレーム７１により反射板３１を確実に隠すことができる。
また、底フレーム７１が反射板３１よりも幅方向（Ｘ方向）に広いため、物品７０の載置位置が物品７０の幅方向に（Ｘ方向）にずれたとしても、反射板３１を隠すことができる。このため、物品７０が、スライドフォーク７の移載誤差により水平方向のどの方向にずれたとしても、底フレーム７１により反射板３１を隠すことができる。
なお、反射板３１は、背面部材１１の前後方向（Ｘ方向）に沿って複数個連設されていても良い。また、物品７０は、底フレーム７１が全周に渡って設けられているが、パレットに載置された積載品などであっても良い。この場合は、パレットに形成されている一対のフォーク差し込口の水平方向の中間位置を照射するようにする。

また、センサ３０及び反射板３１を、スライドフォーク７のスライド方向（Ｙ方向）に沿って幅方向（Ｘ方向）の略中央部に取り付けることで、棚１に載置された物品７０が前後・左右に移動して位置がずれたり、載置される向きが変更されたりしても、センサ３０からの光軸を確実に遮断できる。

上述したセンサ３０としては、投光素子４０及び受光素子４１の全面に、光の波の成分のうち、ある一方の成分のみを透過する偏光フィルタを、それぞれ異なる成分を透過させるように設けたものが好ましく用いられる。より具体的には、例えば、投光素子４０には、横波を透過させる偏光フィルタを設け、受光素子４１には縦波を透過させる偏光フィルタを設ける。そして、投光素子４０の投光を反射させて受光素子４１に反射する反射板３１を、入射光と直交した偏光成分を反射させ、横波を縦波に変えるポラライズドリフレクタ形とする。

このようにセンサ３０と反射板３１とを構成することで、投光素子４０から偏光フィルタを通過して偏光された横波が、反射板３１によって縦波として反射され、偏光フィルタを通過して受光素子４１で受光される。
仮に、物品の表面に光沢があって投光が反射した場合、その反射光は横波のままで、偏光フィルタを通過することができずに受光素子４１で受光されない。この結果、物品の有無を確実に検出することができる。

ここで、図４を参照しながら、スタッカークレーン５から棚１に物品７０を荷降ろしする（移載する）際の工程について、以下に説明する。
スタッカークレーン５は、スライドフォーク７の物品支持部１３に物品７０を載置した状態で、指定された棚１まで昇降台１０を昇降させて停止する。そして、物品支持部１３から物品７０を荷降ろしする際に、上述したセンサ３０によって棚１の物品の有無、すなわち棚１に物品が載置されているか否かを検出する。

図４（ａ）は、その指定された棚１に物品７０が載置されていない場合の概略図である。スタッカークレーン５は、指定された棚１に物品７０を荷降ろししようと、物品支持部１３を棚１より少し上で停止し、センサ３０よりセンサ光が反射板３１に向けて照射される。ここで、センサ３０より投光されたセンサ光は何もない棚１上を反射板３１まで到達し、反射されてセンサ３０にて受光される。センサ３０の受光素子４１がセンサ光を受光したことで、指定された棚１には物品７０が載置されていない状態であると検出されて、スタッカークレーン５から物品７０が荷降ろしされる。

一方、図４（ｂ）は、その指定された棚１に物品７０が載置されている場合の概略図である。スタッカークレーン５は、同じく、物品支持部１３を棚１より少し上に位置させ、センサ３０よりセンサ光が反射板３１に向けて照射される。しかし、センサ３０からのセンサ光の光軸が、棚１に既に載置されている物品７０に遮断されて、センサ光が反射板３１まで到達せず反射されない。センサ３０は、受光素子４１がセンサ光（反射光）を受光しないことで、指定された棚１には物品７０が載置されている状態であると検出して、スタッカークレーン５からの荷降ろしが中止される。

つまり、棚１に物品７０が載置されていない場合には、センサ光の光軸を遮断する物品７０が不存在であるため、センサ３０は、反射光を受光することで棚１に物品７０が載置されていない状態であると検出する（図４（ａ）参照）。棚１に物品７０が載置されている場合には、物品７０によってセンサ光の光軸が遮られて、センサ３０に反射板３１からの反射光が受光されないため、センサ３０は、棚１に物品７０が載置された状態であると検出する（図４（ｂ）参照）。

このように、本実施例では、センサ３０からのセンサ光を反射板３１によって反射させ、センサ３０がこの反射光を受光することによって、物品７０の有無を検知するように構成されているため、物品７０を直接検出する場合に比べて、物品７０による乱反射がないためセンサ３０によって確実に検出できる。また、物品７０が水平方向に照射されるセンサ光の光軸を遮断すればよいため、物品７０の載置が水平方向にずれたとしても誤検出される場合を大幅に低減できる。

ところで、センサ３０が、棚１に物品７０が載置されている場合に載置されていない状態であると誤検出すると、既に物品７０が載置された棚１にスタッカークレーン５から物品７０が荷降ろしされることで、物品７０同士が衝突して損傷する恐れがある。一方、棚１に物品７０が載置されていない場合に棚１に物品７０が載置された状態であると誤検出したとしても、スタッカークレーン５は無駄な動き（空振り）をするだけである。つまり、棚１に物品７０が載置されている場合に載置されていない状態であると誤検出されると、物品７０の損傷をもたらす恐れがあるためこれを十分に防止する必要があり、物品７０が載置されていない場合に載置されていると誤検出されても、空振りするだけであり安全方向に作用する。

本実施例の構成では、センサ３０が反射板３１からの反射光を受光して初めて、棚１に物品７０が載置されていない状態であると検出するため、棚１に物品７０が載置された状態で、スライドフォーク７から物品７０が荷降ろしされることはない。また、物品７０によってセンサ光の光軸が遮断される場合に限らず、棚１に物品７０が載置されない状態でセンサ光軸やスライドフォーク７の停止位置がずれたりしてセンサ光が反射板３１によって反射されない場合にも、物品７０が棚１に荷降ろしされることがないため、物品７０同士が衝突したり、移載時に物品７０が棚１の壁面と接触して損傷したりするのを確実に防止できる。

図５に示す実施例では、センサ３２は、棚１に対向する側の側面であって、スライドフォーク７のスライド方向（Ｙ方向）に対して物品支持部１３の右側面に取り付けている。反射板３３は、物品支持部１３によってスライドされるセンサ３０のスライド方向（Ｙ方向）の延長線上に位置され、背面部材１１の前後方向（Ｘ方向）の端部に設けられている。そして、この反射板３３の前後位置は、実施例１同様に物品７０によって確実に遮られる位置とする。この実施例では、既存のスライドフォーク７や棚１に、センサ３２や反射板３３を取り付ける作業が容易なので、物品検出装置取り付けの製造コスト及び製造工数が削減できる。

なお、上述した実施例では、スライドフォーク７より棚１へ荷降ろしする場合について詳細に紹介したが、逆に、棚１からスライドフォーク７へ物品７０を荷すくいする場合についても、同様に検出できる。

本発明の実施例に係る自動倉庫の全体的な構成を示した平面図。 同じく側面図。 本発明の実施例１のセンサ及び反射板の取り付け状態を表す斜視図。 （ａ）棚に物品が載置されていない場合にスタッカークレーンから物品を移載する状態を表す概略図、（ｂ）棚に物品が載置された場合にスタッカークレーンから物品を移載する状態を表す概略図。 本発明の実施例２のセンサ及び反射板の取り付け状態を表す斜視図。

符号の説明

１ 棚
５ スタッカークレーン
７ スライドフォーク
３０ センサ
３１ 反射板
４０ 投光素子
４１ 受光素子
７０ 物品

Claims (3)

1. 物品載置部と、前記物品載置部との間で物品を水平方向に移載するとともに、前記物品載置部の物品の有無を検出するセンサを搭載した移載装置とを備えた物品格納装置において、
   前記センサは、ほぼ水平に投光されるように配置され、センサからの投光をほぼ水平に反射すると共に、物品載置部に載置された物品がセンサとの間に位置するように配置される反射板と、前記反射板からの反射光をセンサが受光しない場合に物品を移載しないように移載装置を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする物品格納装置。
2. 前記センサは、偏光フィルタを備え、前記反射板は投光を所定の光にして反射することを特徴とする請求項１記載の物品格納装置。
3. 前記反射板は、横長に形成されること特徴とする請求項１又は２記載の物品格納装置。
   

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