JP2013086891A

JP2013086891A - 自動倉庫

Info

Publication number: JP2013086891A
Application number: JP2011226507A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Tamura; 信幸田村; Shunsuke Himeno; 俊輔姫野; Toshinori Nishimura; 俊則西村
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-05-13

Abstract

【課題】寸法の異なる２種類以上の荷物を無駄なく混載できると共に、荷物の寸法変更に対して収納棚を改装せずに対応可能な自動倉庫を提供する。
【解決手段】上下に延びて横方向に所定間隔で配置された一対の側板２ａと、側板をそれぞれ上下で繋ぐ上部支持材２ｆ及び下部支持材２ｇと、側板同士の対向面からそれぞれ突出し、上下方向に所定間隔で配置された複数の棚板支持部材２ｃと、棚板支持部材の上に自身の両端を脱着可能に載置する棚板２ｂと、を有する収納棚２と、荷物１０、１２を棚板の上に載置した状態で収納棚の所定位置に搬送し、一対の棚板支持部材の上に荷物を棚板ごと載置する搬送手段１００と、搬送手段の動作を制御する制御手段３００と、を備えた自動倉庫４００であって、荷物の高さに応じて棚板の位置を変更することにより、高さが異なる２種類以上の荷物を収納可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、収納棚の所定位置に自動的に荷物を搬出入することが可能な自動倉庫に関する。

収納棚を複数個配置し、スタッカクレーンを用いて荷物を収納棚の所定位置に搬出入する自動倉庫が普及している（特許文献１）。スタッカクレーンの動作は制御装置（コンピュータ）で制御されており、荷物の搬出入や在庫管理等の省力化が図られている。

特開2007-217102号公報

ところで、自動倉庫に収納する荷物の荷姿（寸法）が１種類であれば、荷物の寸法に合わせて収納棚を一律な間隔にて棚板で区切ることで、自動倉庫のスペースを最大限に有効活用することができる。これに対し、それぞれ寸法（特に高さ）が異なる荷物を１つの自動倉庫内に混載したり、荷物の寸法が変更された場合、収納棚の大きさや棚板の区切り位置を変更するのに費用や時間が必要になるという問題がある。
このようなことから、荷物の寸法が変更されても収納棚を改装せずに対応できることが求められる。
すなわち、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、寸法の異なる２種類以上の荷物を無駄なく混載できると共に、荷物の寸法変更に対して収納棚を改装せずに対応可能な自動倉庫の提供を目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の自動倉庫は、上下に延びて横方向に所定間隔で配置された一対の側板と、前記側板をそれぞれ上下で繋ぐ上部支持材及び下部支持材と、前記側板同士の対向面からそれぞれ突出し、上下方向に所定間隔で配置された複数の棚板支持部材と、前記棚板支持部材の上に自身の両端を脱着可能に載置する棚板と、を有する収納棚と、荷物を前記棚板の上に載置した状態で前記収納棚の所定位置に搬送し、一対の前記棚板支持部材の上に前記荷物を前記棚板ごと載置する搬送手段と、前記搬送手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記荷物の高さに応じて前記棚板の位置を変更することにより、高さが異なる２種類以上の前記荷物を収納可能である。
このように、脱着可能な棚板を用い、棚板支持部材の上に棚板を介して荷物を載置することで、荷物の高さに応じて棚板の位置を変更することができ、高さが異なる２種類以上の荷物を収納可能となる。従って、自動倉庫に寸法の異なる２種類以上の荷物を無駄なく混載できると共に、荷物の寸法変更に対して収納棚を改装せずに対応可能となる。

上下方向に隣接する前記棚板支持部材の間の空間に対し、それぞれ収納位置データが割り当てられ、１つの前記収納棚毎に、収納された前記荷物の荷物識別データと、この荷物が収納されている前記収納位置データとを記憶する記憶手段をさらに備え、さらに前記制御手段は前記記憶手段に基づき、前記収納棚内でまだ収納されていない前記収納位置データを抽出し、新たに収納する荷物の高さデータが前記抽出した収納位置データの上下方向に連続する合計高さより低い場合に、前記抽出した収納位置データのうち前記新たに収納する荷物を収納可能な最小の収納位置データに対応する前記棚板支持部材の上に、前記棚板を介して前記新たに収納する荷物を載置するよう前記搬送手段の動作を制御するとよい。
このように収納位置データと荷物識別データとを記憶することで、荷物の載置位置を自動的に計算し、寸法の異なる２種類以上の荷物を載置することができる。

前記荷物の高さを検出する高さ検出装置を備えるとよい。
前記制御手段は、下又は上から順に前記荷物を収納するよう前記搬送手段の動作を制御するとよい。

本発明によれば、自動倉庫に寸法の異なる２種類以上の荷物を無駄なく混載できると共に、荷物の寸法変更に対して収納棚を改装せずに対応可能となる。

本発明の実施形態に係る自動倉庫の構成を示す図である。それぞれ異なる高さの荷物を収納棚に混載する手順を示す図である。収納棚の下から順に荷物を収納した状態を示す図である。記憶手段に記憶されたデータ（テーブル）の構成を示す図である。荷物の載置が終了したのに応じて更新されたテーブルを示す図である。収納棚に収納された荷物を搬出する動作を示す図である。荷物の搬出が終了したのに応じて更新されたテーブルを示す図である。高さ検出装置を示す正面図である。高さ検出装置を備えた自動倉庫の上面図である。棚板支持部材の位置（高さ）がそれぞれ異なる収納棚を示す正面図である。収納棚内部に横方向に延びる梁を設けた場合を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態に係る自動倉庫について説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る自動倉庫４００は、荷物１０、１２を収納する収納棚２と、荷物１０，１２を収納棚２の所定位置に搬送するスタッカクレーン（搬送手段）１００と、スタッカクレーン１００の動作を制御するコンピュータ（制御手段）３００と、を備えている。
収納棚２は荷物１０，１２を出し入れする前面開口を同じ向きにして複数個並び、スタッカクレーン１００は収納棚２の並ぶ方向（図１の左右方向）に沿って移動可能になっている。なお、図示はしないが、図１の紙面手前側にも、その前面開口をスタッカクレーン１００側に向けて収納棚２が複数個並んでいる。

スタッカクレーン１００は公知の構成を有し、台車１０６と、台車１０６のそれぞれ前後から上方に延びる１対のガイドフレーム（マスト）１０４と、ガイドフレーム１０４の間に配置されてガイドフレーム１０４に沿って上下に移動する荷台１０８と、ガイドフレーム１０４上端を繋ぐ上部フレーム１０９と、駆動装置１０２とを備えている。収納棚２の並ぶ方向にはレール２０３が延びていて、台車１０６は駆動装置１０２によりレール２０３上を移動する。又、レール２０３の上方にはガイドレール２０１が延び、上部フレーム１０９がガイドレール２０１に沿って移動する。
荷台１０８上には、荷物１０，１２を収納棚２に出し入れするためのフォーク（移送装置）１０８が配置され、荷台１０８は駆動装置１０２により上下に移動するようになっている。
なお、スタッカクレーン１００の所定部位には、荷台１０８の横方向の位置及び上下方向の位置を検出する検出器が設けられ、荷台１０８（上の荷物１０，１２）の位置を検出可能になっている。検出器としては、例えばレーザ測距計が挙げられる。
コンピュータ３００は、荷台１０８の位置を検出して駆動装置１０２の駆動を制御する。

収納棚２は、上下に延びて横方向に所定間隔ＷＬで配置された一対の側板２ａと、各側板２ａをそれぞれ上下で繋ぐ上部支持材２ｆ及び下部支持材２ｇと、各側板２ａ同士の対向面（内面）からそれぞれ突出し、上下方向に所定間隔ｈで配置された複数の棚板支持部材２ｃと、各側板２ａから突出する一対の棚板支持部材２ｃの上に自身の両端を脱着可能に載置する棚板２ｂと、を有する。なお、一対の（同一高さの）棚板支持部材２ｃの間隔をＷとし、上部支持材２ｆ及び下部支持材２ｇの間隔をＨとする。
なお、棚板２ｂには平パレット等のパレットを用いることができる。パレットとはフォークリフトなどで積み降ろしできるように荷物や商品を載せておく台である。

荷物１０，１２はそれぞれ異なる高さｈ_１、ｈ_２を有している。図１の例では、荷物１０は狭幅の銅または銅合金コイルをパレット上に平置きし、荷物１２は銅または銅合金コイルを巻芯に巻いたものをパレット上に縦置きしている。ここで、ｈ_１＜ｈであり、２ｈ＜ｈ₂＜３ｈである。従って、荷物１０は収納棚２のどの場所にも収納可能であるが、荷物１２は３ｈ以上の高さの空間がある場所にのみ収納可能である。なお、荷物１０（棚板２ｂより上の部分）の幅ｗ_１はＷＬより小さく、荷物１２（棚板２ｂより上の部分）の幅ｗ_２はＷより小さく、棚板２ｂの幅はＷより大きいのはいうまでもない。
又、本発明において、荷物１０，１２の高さｈ_１、ｈ_２は、棚板２ｂの厚みを含めた高さをいう。

次に、図２を参照し、それぞれ異なる高さの荷物１０，１２を収納棚２に混載する手順について説明する。ここで、収納棚２の上下方向に隣接する棚板支持部材２ｃの間の空間に対し、それぞれ下から上へ順に収納位置Ｐ_１〜Ｐ_６が割り当てられているものとする。又、下から２つの収納位置Ｐ_１、Ｐ_２にそれぞれ荷物１０が収納されている。
そして、新たに荷物１２を収納棚２に収納するとき、荷物１２の高さｈ_２が、まだ収納されていない収納位置Ｐ_３〜Ｐ_６の上下方向に連続する合計高さ（４×ｈ）より低い場合に、収納位置Ｐ_３〜Ｐ_６のうち荷物１２を収納可能な最小の収納位置に対応する棚板支持部材の上に、棚板２ｂを介して荷物１２を載置する。
なお、収納位置Ｐ_３〜Ｐ_６の合計高さ（４×ｈ）は、荷物１２の高さｈ_２（＜３×ｈ）より高いため、荷物１２を収納可能な最小の収納位置は２通り（Ｐ_３〜Ｐ_５、又はＰ_４〜Ｐ_６）存在する。従って図２の例では、荷物１２を載置する棚板支持部材としては、収納位置Ｐ_３に対応する棚板支持部材２ｃ３と、収納位置Ｐ_４に対応する棚板支持部材２ｃ４の２通り存在することになる。この場合、収納棚２の下から順に又は上から順に荷物を詰めるようにすると、まだ収納されていない収納位置が上下方向に多く連続するので、新たに収納する荷物の高さが高くても収納できる可能性が高くなる。

図３は、収納棚２の下から順に荷物１０、１２を収納した状態を示す。このように、脱着可能な棚板２ｂを用い、棚板支持部材２ｃの上に棚板２ｂを介して荷物１０、１２を載置することで、荷物１０、１２の高さに応じて棚板２ｂの位置を変更することができ、高さが異なる２種類以上の荷物１０，１２を収納可能となる。従って、自動倉庫に寸法の異なる２種類以上の荷物を無駄なく混載できると共に、荷物の寸法変更に対して収納棚を改装せずに対応可能となる。

図２に示した荷物１０，１２を収納棚２に混載する手順は、コンピュータ３００により次のように制御することができる。コンピュータ３００は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びハードディスクドライブ等の記憶手段３０３を備えた公知の構成を有する。
図４に示すように、記憶手段３０３は、１つの収納棚２毎に、収納された個々の荷物１０の荷物識別データＢ_１、Ｂ_２を、荷物１０が収納されている収納位置データＰ_１、Ｐ_２に関連付けたテーブル５０を記憶している。ここで、荷物識別データＢ_１、Ｂ_２は、図２の２個の荷物１０に対し下から順に割り当てられたものである。又、収納棚２内でまだ収納されていない収納位置データＰ_３〜Ｐ_６に対応するテーブル５０の荷物識別データ列には、収納位置Ｐ_３〜Ｐ_６が空である旨のデータ（例えば、フラグ）が記憶されている。図４のテーブル５０は、関係データベースとして構成されているがこれに限られない。
さらに、テーブル５０には、収納位置データに関連付けて棚板支持部材の番号２ｃ１〜２ｃ６が記憶されており、この番号は、棚板支持部材の高さを表すデータとなっている。なお、棚板支持部材２ｃ１は、実際には下部支持材２ｇであるが、簡単のため棚板支持部材２ｃ１として表示している。

なお、図４のテーブル５０は、図１の最も左側の収納棚２の収納データを示すが、自動倉庫４００が備えるすべての収納棚２毎にテーブル５０と同様な収納データが記憶されており、ＣＰＵ３０１は、所定の順序で自動倉庫４００が備える複数の収納棚２の収納データを参照する。例えば、図１の最も左側の収納棚２に新たに荷物を収納できないと判断した場合、ＣＰＵ３０１は、他の収納棚の収納データ（テーブル）を参照する。

次にＣＰＵ３０１は、上記テーブル５０を参照し、収納棚２内でまだ収納されていない収納位置データＰ_３〜Ｐ_６を抽出し、新たに収納する荷物１２の高さデータｈ_２が、抽出した収納位置データＰ_３〜Ｐ_６の上下方向に連続する合計高さ（４×ｈ）より低いか否かを判定する。ここで、荷物１２の荷物識別データＢ_３に対し、予め高さデータｈ_２が割り当てられているものとする。
そして、上記判定で「Ｙｅｓ」であれば、ＣＰＵ３０１は、抽出した収納位置データＰ_３〜Ｐ_６のうち、荷物１２を収納可能な最小の収納位置データ（Ｐ_３〜Ｐ_５、又はＰ_４〜Ｐ_６）を演算する。この演算は、収納位置データＰ_３〜Ｐ_６の中から、荷物１２を収納可能な最小高さである３×ｈを構成する収納位置データの組み合わせを求めることで行う。ここで、下から順に荷物を収納するよう設定されている場合、ＣＰＵ３０１は、演算した組み合わせのうち最も下側の収納位置データを含む組み合わせ（上記例では、Ｐ_３〜Ｐ_５）を選択する。
そして、ＣＰＵ３０１は、選択した収納位置データＰ_３〜Ｐ_５に対応する棚板支持部材２ｃ３の上に、荷物１２（棚板を含む）載置するようスタッカクレーン１００の動作を制御する。なお、荷物１２を載置する棚板支持部材を検索する際、ＣＰＵ３０１は、選択した収納位置データＰ_３〜Ｐ_５のうち最も下側の収納位置データＰ_３〜に対応する棚板支持部材２ｃ３をテーブル５０から検索するのはいうまでもない。
さらに、図５に示すように、荷物１２の載置が終了すると、ＣＰＵ３０１は、荷物１２の荷物識別データＢ_３を、荷物１２が収納された収納位置データＰ_３〜Ｐ_５に対応する荷物識別データ列に書き込み、テーブル５０を更新する。

図６は、収納棚２に収納された荷物１０を搬出する動作を示す。この場合、ＣＰＵ３０１は、搬出する荷物１０の荷物識別データＢ_２をキーにして、テーブル５０から荷物識別データＢ_２に対応する棚板支持部材２ｃ２を検索し、搬出動作を行うようにスタッカクレーン１００を制御する。さらに、荷物１０の搬出が終了すると、ＣＰＵ３０１は、荷物１０の荷物識別データＢ_２を、「空」を表すデータに書き換え、テーブル５０を更新する。

なお、上記した例では、荷物１２の荷物識別データＢ_３に対し、予め高さデータｈ_２が割り当てられており、この高さデータｈ_２は作業者が入力するか、荷物１２について一義的に決められた高さをＣＰＵ３０１が所定のテーブルから読み取るものとなっている。
しかしながら、作業者が異なる種類の荷物毎に異なる高さデータを入力するのは煩雑である。又、銅または銅合金コイルのように、コイルの巻き長によって荷物の高さが個々に異なる場合、予め荷物の種類毎に高さをテーブルとして記憶しても、正確な荷物の高さが反映されないこともある。

そこで、図８に示す高さ検出装置５００を用い、荷物の搬入の際にその高さを逐一測定してもよい。高さ検出装置５００は、架台５０１を備え、架台５０１から上方に延びる１対のアーム５０２、５０３にそれぞれセンサ（光電管）Ｓ１〜Ｓ９が上下方向に離間して配置されている。なお、各光電管Ｓ１〜Ｓ９は、一組の発光素子と受光素子とを備え、各素子が各アーム５０２、５０３にそれぞれ対向して取り付けられている。従って、架台５０１の上に荷物１２を載置すると、荷物１２が存在する高さの光電管Ｓ１〜Ｓ７において、発光素子からの光が荷物１２で遮蔽されて受光素子に届かない一方、荷物１２より上の光電管Ｓ８、Ｓ９では発光素子からの光が正常に受光素子に届くので、これらの光電管Ｓ１〜Ｓ９の受光状態と、各光電管Ｓ１〜Ｓ９について予め設定された高さデータから、荷物１２の高さを自動的に測定することができる。具体的には、光電管Ｓ８の高さを荷物１２の高さとみなす。又、各光電管Ｓ１〜Ｓ９の高さデータは予め所定のテーブルに記憶されており、ＣＰＵ３０１は各光電管Ｓ１〜Ｓ９受光信号と、このテーブルに基づいて、荷物１２の高さを算出することができる。
センサとしては、光電管に限らず、公知の各種センサ（例えば、赤外線センサ）を用いることができる。

なお、高さ検出装置５００は、荷物の搬入台と兼用することができる。この場合、図９（ａ）に示すように、荷物の搬入台（高さ検出装置）５００は、スタッカクレーン１００の搬入位置の近くに配置され、搬入台５００に外部から荷物が搬入されて高さを測定された後、荷物は搬入位置６００にコンベアで移送され、搬入位置６００でスタッカクレーン１００に積み込まれて収納棚２に収納される。なお、図９（ａ）の構成では、搬出位置７００は搬入位置６００と収納棚２を挟んで反対側に配置されている。
又、図９（ｂ）に示すように、搬入位置６００が搬出位置と同じ位置にあってもよく、この場合も高さ検出装置５００を荷物の搬入台と兼用し、搬入位置６００の近くに配置することができる。

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
例えば、図１０に示すように、複数の収納棚２（図１０の左側と右側の各収納棚）の棚板支持部材２ｃの位置（高さ）がそれぞれ異なっていてよく、収納棚２（図１０の左側の収納棚）の棚板支持部材２ｃの高さ方向の間隔ｈ１１〜ｈ１８が等間隔でなくてもよい。この場合、収納位置データは各間隔ｈ１１〜ｈ１８に応じて異なる値となっているが、ＣＰＵ３０１は、収納棚２内でまだ収納されていない収納位置データ(図４のＰ_３〜Ｐ_６に相当)を抽出し、それら収納位置データを加算することで、荷物を収納可能な空き（高さ）があるか否かを判定することができる。
又、図１１に示すように、収納棚２の強度を保つため、必要に応じて収納棚２内部に横方向に延びる梁２ｘを入れてもよい。この場合、梁２ｘとその直下の棚板支持部材２ｃで挟まれた高さが、棚板支持部材２ｃの間隔ｈ３３、ｈ３５として登録される。なお、図１１は、図１０の収納棚２に梁２ｘを入れた例である。この場合、梁２ｘを跨ぐ（ｈ１４とｈ３５を跨ぐ、又はｈ２２とｈ３３を跨ぐ）荷の収納はできない旨、あらかじめ収納位置データに設定しておいても良い。

２収納棚
２ａ側板
２ｆ上部支持材
２ｇ下部支持材
２ｃ棚板支持部材
２ｂ棚板
１０、１２荷物
１００搬送手段
３００制御手段
３０３記憶手段
４００自動倉庫
５００高さ検出装置

Claims

上下に延びて横方向に所定間隔で配置された一対の側板と、前記側板をそれぞれ上下で繋ぐ上部支持材及び下部支持材と、前記側板同士の対向面からそれぞれ突出し、上下方向に所定間隔で配置された複数の棚板支持部材と、前記棚板支持部材の上に自身の両端を脱着可能に載置する棚板と、を有する収納棚と、
荷物を前記棚板の上に載置した状態で前記収納棚の所定位置に搬送し、一対の前記棚板支持部材の上に前記荷物を前記棚板ごと載置する搬送手段と、
前記搬送手段の動作を制御する制御手段と、を備えた自動倉庫であって、
前記荷物の高さに応じて前記棚板の位置を変更することにより、高さが異なる２種類以上の前記荷物を収納可能な自動倉庫。
上下方向に隣接する前記棚板支持部材の間の空間に対し、それぞれ収納位置データが割り当てられ、
１つの前記収納棚毎に、収納された前記荷物の荷物識別データと、この荷物が収納されている前記収納位置データとを記憶する記憶手段をさらに備え、
さらに前記制御手段は前記記憶手段に基づき、前記収納棚内でまだ収納されていない前記収納位置データを抽出し、新たに収納する荷物の高さデータが前記抽出した収納位置データの上下方向に連続する合計高さより低い場合に、前記抽出した収納位置データのうち前記新たに収納する荷物を収納可能な最小の収納位置データに対応する前記棚板支持部材の上に、前記棚板を介して前記新たに収納する荷物を載置するよう前記搬送手段の動作を制御する請求項１に記載の自動倉庫。
前記荷物の高さを検出する高さ検出装置を備えた、請求項１又は２に記載の自動倉庫。
前記制御手段は、下又は上から順に前記荷物を収納するよう前記搬送手段の動作を制御する請求項１〜３のいずれかに記載の自動倉庫。