JP3766587B2

JP3766587B2 - 自動倉庫

Info

Publication number: JP3766587B2
Application number: JP2000315570A
Authority: JP
Inventors: 邦治松田; 祐司下川
Original assignee: Itoki Corp
Current assignee: Itoki Corp
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2020-10-16
Also published as: JP2002120993A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動倉庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動倉庫は、近年、ダンボール箱のような荷物を直接に載置でき、かつ、大きさの異なる荷物を格納可能とすることが一般化している。
【０００３】
このため、一般に格納庫はフラットな棚板を張った平棚方式になっており、また、スタッカクレーンのような移載装置には、荷物の幅寸法に応じて間隔を調節できる一対のピッキングユニットを設けている（例えば特開平９−４８５０７号公報や特開平１０−１２０１１５公報等参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
自動倉庫において、出庫する場合は、その荷物の格納箇所まで移載装置を移動させてから、荷物を移載装置に移し替え、それから移載装置を出庫部（一般に出庫コンベヤの始端部）に移動させることになる。
【０００５】
入庫する場合は、移載装置を入庫部（一般に入庫コンベヤの末端部）に移動させて荷物を移載装置に移し替え、それから移載装置を格納庫の特定の部位に移動させて、荷物を格納庫に移し替えることになる。
【０００６】
いずれにしても、出庫及び入庫時に荷物を移載装置に移し替えるに際して、一対のピッキングユニットの間隔を荷物の幅寸法に応じて調節する必要である。
【０００７】
他方、荷物を押し引きするために、一般にピッキングユニットには格納庫内に入り込む一対のピッキングアームを設けて、これら両ピッキングアームに、荷物の前面又は後面に当たる可動式のピッカーを設けているが、自動倉庫では一対の格納庫を相対向して配置していることから、ピッキングアームの両端にピッカーを設けている。
【０００８】
その場合、一対の格納庫のうちどちらの格納庫に荷物を格納するか、又はどちらの格納庫から荷物を取り出すかにより、使用するピッカーが異なるため、ピッカーの選択をする必要がある。
【０００９】
このようなピッキングユニットの間隔の調節やピッカーの選択には多少なりとも時間がかかるため、これらを効率的に行って、入出庫のスピードを向上させることが要請されていた。
【００１０】
本発明は、この要請に応えるべく成されたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明の自動倉庫は、多数の荷物を格納できる一対の格納庫と、前記格納庫の任意の部位に荷物を出し入れする移載装置と、前記移載装置の制御手段とを備え、前記一対の格納庫は相対向して配置されており、両格納庫の間の通路に移載装置が配置されている。
【００１２】
そして、前記格納庫は、幅寸法の異なる荷物を載せ得るようにフラットな棚板を有する平棚方式になっており、前記移載装置は、荷物載置部を挟んだ両側に配置されていると共にいずれの格納庫の内部にも進退動自在な一対のピッキングアームを備えており、前記ピッキングアームにおいて格納庫への進退方向から見た前後両端部に、当該ピッキングアームの進退動によって荷物を押し引きするピッカーが回動自在に備えられており、更に、異なる幅寸法の荷物を載置できるように一対のピッキングアームの間隔が調節可能になっている。
【００１３】
一方、前記制御手段は、入庫する荷物の幅寸法を検知するためのセンサーと、個々の荷物の格納番地と幅寸法とが対のデータとして記憶される記憶装置とを備えており、前記移載装置が空荷の状態で荷物の場所まで移動してから荷物を載せて再び移動する入庫又は出庫に際して、ピッキングアームの間隔を荷物の幅に合わせて調節することと前後いずれのピッカーを使用待機状態にしておくかの選択とが、移載装置を空荷の状態で移動させる途中で行われるようになっていると共に、移載装置に荷物を載せて移動する途中において前後いずれのピッカーを使用待機状態にしておくかが選択されるようになっており、更に、移載装置における一対のピッキングアームの間隔を荷物の幅寸法に合わせて調節するにおいて、両ピッキングアームが若干の寸法だけ荷物の外側に位置するように両ピッキングアームの間隔を荷物の幅寸法よりも大きい寸法に設定している。
【００１４】
【００１５】
移載装置には様々のものが含まれるが、代表的なものとして、スタッカクレーン方式のもの、各棚の段ごとに走行自在に設けた台車方式のものが挙げられる。
【００１６】
【発明の作用・効果】
本発明では、入庫又は出庫に際してのピッキングアームの間隔の調節やピッカーの設定が移載装置の移動中に行われるため、それらピッキングアームの間隔調節やピッカーの設定に要する時間のロスを無くして、移載装置が目的の場所に移動して停止すると即座に荷物の取り出しや格納を行える。従って、入出庫の作業能率を向上することができる。
【００１７】
【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。
【００１８】
(1).第１実施形態（図１〜図６）
図１〜図６では第１実施形態を示している。本実施形態はスタッカクレーン方式の自動倉庫に適用しており、先ず、全体の概要を図１及び図２に基づいて説明する。図１は概略斜視図、図２は概略平面図である。
【００１９】
ａ．全体の概要
自動倉庫は、相対向して配置した一対の格納庫１と、両格納庫１の間の通路に配置したスタッカクレーン２とを備えている。
【００２０】
スタッカクレーン２は、格納庫１の間口方向に沿って長く延びる台車部３と、台車部３に立設した前後一対の中空状マスト（支柱、コラム）４と、前後マスト４の上端に連結した上連結枠５と、前後支柱マスト４に昇降自在に装着した移載ユニット６とを備えている。
【００２８】
上部連１枠５には、天レール７を左右両側から挟むように前後左右一対ずつの天ガイドローラ８を配置している。天レール７は、両格納庫１を連結する上部骨材９に固定されている。スタッカクレーン２は、床に配置した地レール１０に沿って走行する。
【００２２】
スタッカクレーン２における台車部３の一端部には、地レール１０の上面を走行する前後一対の走行輪１１と、一方の走行輪１１を駆動する走行モータ１２とを備えている。前後マスト４の上端と下端とにはメインスプロケット１３を取り付けており、これに、移載ユニット９を昇降させるチェーン１４を巻き掛けている。チェーン１４は、移載ユニット６が取付くプラットホーム１５にブラケット１５ａを介して固定されている。
【００２３】
前後マスト４の下端には、台車部５に重なるブラケット板１６を固着しており、このブラケット板１６に、アイドルスプロケット１７と駆動スプロケット１８とを取り付けている。両駆動スプロケット１８は１本の連動軸１９で連結されており、この連動軸１９が、一方のブラケット板１６に取り付けた昇降用モータ２０で駆動される。
【００２１】
図２に４すように、両格納庫１の一端部（両端部でも良い）には、仮置き台（中継コンベヤ）Ｃ′を介して入出庫用のコンベヤＣが接続されている。本例では、２つのコンベヤＣを入庫用と出庫用とに使い分けている。高さを変えて複数段ずつのコンベヤを設けて、各格納庫１ごとに入庫コンベヤと出庫コンベヤとを備えることも可能である。
【００２５】
入庫コンベヤＣの末端部には、仮置き台Ｃ′に移行する前に荷物Ｗを一時的に停止させる上下動式等のストッパーＳｔを設けており、更に、入庫コンベヤＣの末端部の側方に、ストッパーＳｔで止められた荷物Ｗの巾寸法Ｌを検知するセンサーＳｅを設けている。
【００２６】
本実施形態のセンサーＳｅは、微小な間隔で配置された多数の投光エレメントと受光エレメントとを備えた光電式のものを採用しており、光が遮られたエレメントの数によって荷幅Ｌを検知するようになっている。もちろん、反射式のセンサーなど、他の方式の検知手段を採用しても良い。
【００２７】
ｂ．移載ユニット
次に、図３及び図４に基づいて移載ユニット６について説明する。図３のうち（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、図４は図３（Ａ）のIV−IV視断面図である。
【００２８】
移載ユニット６は、機枠２２と、この機枠２２の上面に配置した前後一対のピッキングユニット２３とを備えている。両ピッキングユニット２３は走行方向と直交した方向に延びており、両ピッキングユニット２３の間の部分が荷物Ｗの載置部になっている。
【００２９】
両ピッキングユニット２３は、その長手方向に移動しない固定フレーム２４と、第１ローラ群２５を介して固定フレーム２４の内側に移動自在に取り付けられた中間アーム２６と、第２ローラ群２７を介して中間アーム２６に移動自在に取り付けたピッキングアーム２８とを備えている。ピッキングアーム２８の両端に、荷物Ｗを押し引きするための板状のピッカー２９を水平回動自在に取り付けている。
【００３０】
従って、ピッカー２９の回動操作とピッキングアーム２８の前進・後退動との組合せにより、荷物Ｗを移載ユニット６と格納庫１とに移し替えることができる。本実施形態では、構成を簡単化するため、一対のピッカー２９を共通の駆動手段（例えばロータリソレノイド）で駆動している。このため、一方が突出姿勢になると他方は待機姿勢になる。もちろん、両者を個別に駆動することも可能である。
【００３１】
両固定フレーム２４には荷物Ｗが載る受け板３０を固着している。また、一方のピッキングユニット２３の固定フレーム２４は機枠２２に固着されており、他方のピッキングユニット２３の固定フレーム２４は、一方のピッキングユニット２３に遠近移動自在となるように図示しないガイド部材に取り付けられている。
【００３２】
従って、両ピッキングユニット２３の間隔を、荷物Ｗの幅寸法に応じて自在に変更することができる。また、一方のピッキングユニット２３の移動を許容するため、２枚の受け板３０は部分的に重なり合っている。
【００３３】
図４に示すように、固定フレーム２４の下端には、荷物Ｗの位置を規制するガイド部２４ａを設けている。そして、ピッキングアーム２９がガイド部２４ａよりも若干の寸法ｅだけ外側に位置するように設定しているため、荷物Ｗがピッキングアーム２８に接触することはない。
【００３１】
ところで、一対のピッキングアームで荷物を挟持して移動させることも可能であるが、その場合は、荷物とピッキングアームとの滑りなどにより、荷物Ｗの移動が不正確になる虞がある。また、ピッキングアームには、平面視で移動方向と直交した方向の負荷がかかるため、動きのスムースさに欠けると共に、耐久性も低くなるという問題がある。
【００３５】
これに対して本実施形態のようにピッキングアーム２８をガイド部２４ａの外側に配置すると、荷物Ｗはピッカー２９の押し引きのみによって移載ユニット６と格納庫１等に移し替られるため、荷物Ｗを所定の位置に正確に移動させることができ、かつ、ピッキングアーム２８をスムースに駆動することができ、更に、ピッキングアーム２８に余分な負荷は掛からないため、ピッキングユニット２３の耐久性を向上することができる。
【００３６】
なお、図示の例では、両ピッキングユニット２３の間隔を調節するに当たって、ガイド部２４ａと荷物Ｗとの間にも若干の間隔が空くように設定しているが、荷物Ｗはガイド部２４ａは軽く当たっていても良い。また、ガイド部２４ａは固定フレーム２４とは別体の構造であっても良い。
【００３７】
図３の符号３１で示すのは、両ピッキングアーム２８を同期して駆動するためのモータ、符号３２で示すのは、一方のピッキングユニット２３を移動させるためのモータである。なお、両方のピッキングユニット２３を同期して遠近移動させる構成を採用しても良い（この場合は、荷物Ｗは大きさに関係なく中心線が一致するセンター合わせになる）。
【００３８】
図３に示すように、機枠２２の左右外側には、荷物Ｗを移載ユニット６と棚３４との間にスムースに移行させるためのガイドローラ３５を配置している。
【００３９】
ｃ．格納庫の構造及び荷物の割り付け
次に、格納庫１（棚３４）の構造と荷物Ｗの割り付け方法を、図１及び図２に加えて図５も参照して説明する。
【００４０】
格納庫１は、間口に沿って適当な間隔で配置した前後一対ずつの支柱３６と、各棚段の箇所で隣り合った支柱３６に接続した前後一対ずつの水平フレーム３７と、これら前後水平フレーム３７で支持された棚板３８とを備えている。
【００４１】
隣り合った支柱３６の間の部分が単位格納エリアになっており、この単位格納エリアに複数の荷物Ｗを載置できる。この場合、本実施形態では、荷物Ｗを大きさに応じてグループ化して格納している。グループ化した格納方法には、例えば各段ごとに同じグループの荷物Ｗを格納したり、複数の段ずつを一つにグループ化したり、格納庫１ごとにグループ化したり（多数の格納庫がある場合）、或いは、各単位格納エリアごとにグループ化するなど、様々の態様を選択できる。
【００４２】
そして、いずれの単位格納エリアも全てのグループに対応できるようになっている。この点を図５に基づいて説明する。
【００４０】
本実施３態では、荷物Ｗを、大きいものから順に、第１グループＷ１（例えば６００〜５００ｍｍの幅寸法），第２グループＷ２（同、５００〜４００ｍｍ）、第３グループＷ３（同、４００〜２５０ｍｍ）、第４グループＷ４（同、２５０ｍｍ以下）に分けており、このため、単位格納エリアに格納できる個数はグループによって異なる。
【００４４】
これの各荷物は、その一側面（図５で右側面）を基準にして格納される。換言すると、移載ユニット６で格納するに際して、固定フレーム２４を所定位置に停止させている。そして、固定フレーム２４の位置を正確に検出するため、間口に沿って延びる水平フレーム３７に、位置検出用の切欠き３９を設けている。移載ユニット６には、切欠き３９を読み取るセンサー（図示せず）を設けている。
【００４５】
この場合、いずれかの荷物はいずれかの切欠き３９を基準にするように設定しており、大きさの異なる荷物が共通の切欠きで位置決めされているものも多い。切欠き３９の間隔をごく小さくすると、各グループの荷物に対応した切欠き３９を形成できるが、そうすると、切欠き３９の間隔寸法と切欠き３９の溝幅とが極めて小さくなるため、移載ユニット６を高速で走行させると切欠き３９を検知できなくなる虞が高い。
【００４６】
そこで、大きさの異なる荷物を共通の切欠きで位置決めしているのである。このため、各グループにおいて荷物の間隔寸法には多少のバラツキがある。なお、各荷物の左右には、ピッキングユニットの中間アーム２６及びピッキングアーム２８が入る空間が空くように設定している。
【００４７】
ｄ．入出庫の制御方法
図６では格納庫１から荷物Ｗを取り出す入庫工程の途中を示している。
【００４８】
荷物Ｗの格納番地と大きさ（巾寸法）とは、対のデータとして制御手段の記憶装置に記憶されている。そこで、スタッカクレーン２の水平走行と移載ユニット６の昇降動とにより、移載ユニット６を格納庫１の目的箇所に移動させるに際して、移載ユニット６の移動途中において、荷物Ｗのデータに基づく指令信号により、ピッキングユニット２３の間隔（正確には両ガイド部２４ａの間隔）を、取り出すべき荷物Ｗの横幅Ｌに応じた間隔（Ｌよりも僅かに大きい間隔寸法）に調節しておく。
【００４９】
更に、荷物Ｗが左右のどちらの格納庫１に格納されているかのデータに基づいて、移載ユニット６の移動中にピッカー２９の姿勢を選択しておく。すなわち、荷物Ｗを引き出すピッカー２９が待機姿勢になるように選択しておく。
【００５０】
このように、移載ユニット６の移動中にピッキングユニット２３の間隔を調節すると共に、ピッカー２９の姿勢選択をしておくことにより、移載ユニット６が目的とする場所に移動して停止したら、即座に荷物Ｗを取り込むことができる。そのため、出庫作業を能率良く行うことができる。
【００５１】
図７では入庫作業の動きを概念的に示している。入庫に際して、センサーＳｅによって予め荷物の幅寸法が分かっているため、移載ユニット６を入庫部に移動させる途中でピッキングユニット２３の間隔の調節を行えば良い。また、入庫部は一定しているから、どちらのピッカー２９を使用するかは予め分かっており、このためピッカー２９の姿勢の選択は移載ユニット６の移動中に行うことができる。その結果、入庫作業の能率を向上できる。
【００５２】
また、入庫部で荷物Ｗを移載ユニット６に移し替えて格納庫１に格納するに際して、どちらの格納庫１に格納するかの指令信号に基づいて、移載ユニット６の移動中にピッカー２９の選択を行う。換言すると、すぐに荷物Ｗを押し出せる状態に、一方のピッカー２９を待機させておく。その結果、移載ユニット６が目的とする収納部に移動して停止したら、即座に移し替え作業を行うことができて、入庫作業の能率を向上できる。
【００５３】
なお、図２に示すように、各荷物Ｗをその前端縁が揃えられた状態で格納すると、格納時にはピッキングアーム２８は荷物Ｗの大きさに関係なく同じ距離だけ前進させれば良いため、ピッキングアーム２８の駆動の制御が単純化して、格納作業を一層能率アップできる。
【００５４】
前記したように、荷物Ｗはピッカー２９のみで押し引きすることによって正確に移動させることができるため、各荷物Ｗはその前端縁を正確に揃えた状態で格納することができる。
【００５５】
なお、荷物Ｗを棚３４から取り出す場合は、荷物Ｗの奥行き寸法に応じて最小限度だけピッキングアーム２８を前進させても良いし、奥行き寸法に関係なく、ピッキングアーム２８を最大ストロークだけ前進動させても良い。後者の場合は制御系統が単純化する利点がある。取り扱う荷物Ｗの奥行き寸法に大きな違いがない場合は、後者のような制御方法を採用すると、出庫速度をアップできて好適である。
【００５６】
なお、荷物Ｗの奥行き寸法を検知する手段としては、例えば、ピッキングユニット２３のうち外側寄りの両端部に光電式等のセンサーを設けておいて、荷物Ｗを仮置き台Ｃ′から取り出すときに、センサーが荷物Ｗを検知し続けている状態でのピッキングアーム２８の移動距離を検知するという方法を採用できる。また、仮置き台Ｃ′や入庫コンベヤＣの末端部に、奥行き寸法検知用のセンサーを設けても良い。
【００５７】
(2).参考例（図８）
図８では移載装置６の別例としての参考例を示している。すなわち、この参考例では、移載装置６は、一対のバー状のピッカー２９と、荷物載置部の間隔を規制する可動式の規制体（ガイド体）４１とを備えている。
【００５８】
この参考例では、荷物Ｗの横幅に応じて規制体４１のみを移動させる。従って、移載装置の移動中には、規制体４１の間隔の調節と、ピッカー２９の選択とが行われる。規制体４１は同期して移動させても良いし、一方のみを移動させても良い。
【００５９】
(3).他の実施形態（図９〜図10）
図９〜図１０では、各棚段の箇所に移載用台車（移載装置）４２を走行自在に配置すると共に、格納庫１の側方に中継用リフト４３を配置した台車方式の自動倉庫を示している。本発明は、このタイプの自動倉庫にも適用することができる。なお、移載用台車４２は、格納庫１の水平フレーム（レール）３７上を転動する車輪４４を設けている。
【００６０】
(4).その他
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。
【００６１】
例えば、移載装置における荷物の出し入れ機構としては、ピッカーが水平状の軸線回りに倒れ回動・起立動するものも採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る自動倉庫の概略斜視図である。
【図２】自動倉庫の部分平面図である。
【図３】 (A)は移載ユニットの平面図、 (B)は (A)の B-B視断面図である。
【図４】図３（Ａ）のIV−IV視断面図である。
【図５】荷物の割り付け方法の一例を示す図である。
【図６】出庫時の作用の説明をするための平面図である。
【図７】入庫時の作用の説明をするための概念図である。
【図８】参考例を示す図である。
【図９】他の実施形態に係る自動倉庫の概略斜視図である。
【図10】台車の平面図である。
【符号の説明】
１格納庫
２移載装置の一例としてのスタッカクレーン
６移載ユニット
２３ピッキングユニット
２４固定フレーム
２６中間アーム
２８ピッキングアーム
２９ピッカー
３４棚
３７支柱
３８水平フレーム
４０棚板
Ｗ荷物

Claims

多数の荷物を格納できる一対の格納庫と、前記格納庫の任意の部位に荷物を出し入れする移載装置と、前記移載装置の制御手段とを備え、前記一対の格納庫は相対向して配置されており、両格納庫の間の通路に移載装置が配置されている自動倉庫であって、
前記格納庫は、幅寸法の異なる荷物を載せ得るようにフラットな棚板を有する平棚方式になっており、
前記移載装置は、荷物載置部を挟んだ両側に配置されていると共にいずれの格納庫の内部にも進退動自在な一対のピッキングアームを備えており、前記ピッキングアームにおいて格納庫への進退方向から見た前後両端部に、当該ピッキングアームの進退動によって荷物を押し引きするピッカーが回動自在に備えられており、更に、異なる幅寸法の荷物を載置できるように一対のピッキングアームの間隔が調節可能になっている一方、
前記制御手段は、入庫する荷物の幅寸法を検知するためのセンサーと、個々の荷物の格納番地と幅寸法とが対のデータとして記憶される記憶装置とを備えており、前記移載装置が空荷の状態で荷物の場所まで移動してから荷物を載せて再び移動する入庫又は出庫に際して、ピッキングアームの間隔を荷物の幅に合わせて調節することと前後いずれのピッカーを使用待機状態にしておくかの選択とが、移載装置を空荷の状態で移動させる途中で行われるようになっていると共に、移載装置に荷物を載せて移動する途中において前後いずれのピッカーを使用待機状態にしておくかが選択されるようになっており、
更に、移載装置における一対のピッキングアームの間隔を荷物の幅寸法に合わせて調節するにおいて、両ピッキングアームが若干の寸法だけ荷物の外側に位置するように両ピッキングアームの間隔を荷物の幅寸法よりも大きい寸法に設定している、
自動倉庫。