JP4452856B2

JP4452856B2 - 立体倉庫装置及び立体倉庫の収納物品搬送方法

Info

Publication number: JP4452856B2
Application number: JP2002241286A
Authority: JP
Inventors: 一夫伊東
Original assignee: Itoh Denki Co Ltd
Current assignee: Itoh Denki Co Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP2004075365A; US20050186053A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入庫口より収納物品を順次搬入し、各収納物品毎に予め設定された出庫日時に出庫口より収納物品を搬出する立体倉庫装置、及び立体倉庫の収納物品搬送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、倉庫に物品を立体的に収納・管理する場合、例えばスタッカクレーン、回転棚（水平、垂直）などを用いている。物品の搬入・搬出の際に係る物品の積み上げ・下ろしには人手やフォークリフト等を利用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人手では出庫する物品を間違えたり、物品を落下させて不良品としたりする恐れがあるばかりか、作業が非能率的になる。フォークリフトでは余り高い所には届かない上に、操作に人手を要するだけでなく、或る程度の熟達も必要であり、走行用のスペースも確保しなければならない。
【０００４】
また、スタッカクレーンや回転棚において、収納している物品を搬出する場合、搬出する物品を特定してから装置を駆動し、出庫場所まで搬送するのに時間が掛かるという問題がある。特に、一度に多くの物品を取り出す場合でも、１個ずつ順次に直列に搬出するので、搬出に非常に時間が掛かり過ぎるという問題がある。
【０００５】
この発明は、そのような問題点に着目してなされたものであって、倉庫内の収納スペースを最大限に有効利用しつつ物品の入庫から保管、出庫までの搬送を効率良く無人で行うことができる、特に予定する日時に確実に出庫することができる立体倉庫装置、及び立体倉庫の収納物品搬送方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の立体倉庫装置は、少なくとも１個の入庫口及び出庫口と、行列に単位物品収納部が配列されてなる収納層を少なくとも１層有する物品収納部と、前記単位物品収納部の各々に設けられ、収納物品を方向自在に選択して受入れ・送出し得る物品移送手段と、収納物品が入庫口から搬入されると、この収納物品の出庫日時までに、この収納物品を出庫口まで誘導する端末機とを備える立体倉庫装置であって、物品移送手段はモータを備え、各単位物品収納部に前記端末機が備えられ、端末機は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、自己の単位物品収納部に載置された収納物品の出庫日時を記憶するデータ記憶部と、自機の単位物品収納部における端末機に対して入庫口から出庫口に至る経路の移送方向の前後に相隣なる端末機と通信を行う通信部と、前記モータの駆動ＯＮ／ＯＦＦ及び収納物品の送り出し方向の制御を行うステージ駆動部とを備え、自機の端末機は自機に対して移送方向の前隣にある単位物品収納部における端末機から収納物品の出庫日時を読み取り、自機の端末機で当該収納物品の出庫日時と移送方向の隣の単位物品収納部にある収納物品の出庫日時とを比較し、当該収納物品の出庫日時の方が早いときは、前記隣の単位物品収納部にある収納物品を移送方向の前隣にある単位物品収納部における端末機によって退避させた後収納物品をその隣の単位物品収納部に移送する制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明の立体倉庫装置では、入庫口から収納物品を順次搬入すれば、この収納物品は、単位物品収納部の物品移送手段により単位物品収納部を通じて移動し、出庫日時までに出庫口まで誘導される。つまり、収納物品は、単位物品収納部にある収納物品の混み具合に応じて選択された入庫口から出庫口までの適切な経路を通じて移送される。従って、倉庫内の収納スペースを最大限に有効利用しつつ物品の入庫から保管、出庫までの搬送を効率良く無人で行うことができる。
【０００８】
また請求項２に記載の発明は、定期的に或いは所定の条件で発生するサンプルタイムに応じて自機の端末機に対して入庫口から出庫口に至る経路の移送方向の前方に相隣なる端末機と通信し、収納物品の出庫日時と移送方向の隣の単位物品収納部にある収納物品の出庫日時とを比較し、当該収納物品の出庫日時の方が早いときは、前記前隣の単位物品収納部にある収納物品を退避させて収納物品をその隣の単位物品収納部に移送し送り出した収納物品のデータを前記前隣の端末機に送信する請求項１に記載の立体倉庫装置である。
【０００９】
この立体倉庫装置において、物品移送手段は、収納物品を方向自在に選択して受入れ・送出し得るものであれば特定されないが、例えば請求項３〜６記載の発明を採用する。
【００１０】
すなわち、請求項３記載の発明では、前記物品移送手段は、収納物品の自機からの移送方向を前後左右のいずれかの方向に変換する移送方向変換部と、この移送方向変換部で変換された移送方向に収納物品を移送する物品移送部とを備える。この物品移送手段の具体的な構成は、例えば本出願人の先願に係る特開２００２−２９３２：「搬送方向変換装置」に記載されたものである。
【００１１】
請求項４記載の発明では、前記物品移送手段は、収納物品を一方向に搬送するコンベアラインと、このコンベアラインに配置され、収納物品を当該コンベアラインの搬送方向に垂直な方向に搬送する別のコンベアラインに搬出するクロスフィーダとを備える。この物品移送手段の具体的な構成は、例えば同じく本出願人の先願に係る特許第３２４１４８７号：「クロスフィーダ」、又は同じく本出願人の先願に係る特開２０００−１６８９４８：「クロスフィーダ」に記載されたものである。
【００１２】
請求項５記載の発明では、前記物品移送手段は、前記物品収納部が複数の収納層を有する場合に、上の収納層から下の収納層に収納物品を移送する傾斜コンベアを有し、この傾斜コンベアは、最上の収納層から最下の収納層までの各収納層に対し収納物品を搬入・搬出し得る入出庫部を有する。
【００１３】
請求項６記載の発明では、前記物品移送手段は、前記物品収納部が複数の収納層を有する場合に、上の収納層から下の収納層に又はその逆に収納物品を移送するエレベータを有する。
【００１４】
また、本発明の立体倉庫装置において、端末機（移送制御手段）は、次の制御イ（請求項７），ロ（請求項８），ハを行うものである。
イ：収納物品の移送方向の隣の単位物品収納部に収納物品が無いときは、収納物品をその隣の単位物品収納部に移送する。
ロ：収納物品の移送方向の隣の単位物品収納部に収納物品が有るときは、迂回路を探し、迂回路が有るときは、その迂回路方向に収納物品を移送する。
ハ：収納物品の移送方向の隣の単位物品収納部に収納物品が有るときは、迂回路を探す。
【００１５】
更に、本発明の立体倉庫装置において、端末機（移送制御手段）は、各単位物品収納部の物品移送手段に設けられる（請求項１）、各収納物品に設けられるのいずれかである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態により、この発明を更に詳細に説明する。
【００１７】
図１に、立体倉庫内の物品収納部（収納スペース）２０を縦×横×高さ＝４×４×３＝４８個の単位物品収納部２１に区切った場合の模式図を示す。ここでは、１６個の単位物品収納部２１で１層の収納層が構成され、この収納層が３層設けられている。単位物品収納部２１のうち、最上の収納層のＮｏ．１１１の単位物品収納部２１に入庫口２１ａが設定され、最下の収納層のＮｏ．４４３の単位物品収納部２１に出庫口２１ｂが設定されている。
【００１８】
なお、入庫口２１ａ及び出庫口２１ｂは、それぞれ複数個あってもよく、またどの収納層に設定してもよい。すなわち、上記例では、入庫口が最上の収納層に、出庫口が最下の収納層に設定されているが、入庫口を最下の収納層に、出庫口を最上の収納層に設定したり、或いは入庫口を最上の収納層に、出庫口を中間の収納層に設定してもよい。また、最上の収納層は入庫専用に、中間の収納層は出庫待ち用にし、最下の収納層は次回の出庫に備えるといった使い方でもよい。
【００１９】
図１では図示しないが、各単位物品収納部２１には、収納物品（ラック）Ｒを方向自在に選択して受入れ・送出し得る物品移送手段（詳細は後記）が設けられている。また、移送制御手段は、収納物品Ｒが入庫口２１ａから搬入されると、この収納物品Ｒの出庫日時までに、この収納物品Ｒを出庫口２１ｂまで誘導する。この移送制御手段は、前記したように、各単位物品収納部２１の物品移送手段、又は各収納物品Ｒに設けられる。
【００２０】
図１の例では、入庫口２１ａから搬入された収納物品Ｒは、各単位物品収納部２１の物品移送手段により単位物品収納部２１を通じて移送され、最上の収納層から中間の収納層、中間の収納層から最下の収納層に降りてゆき、最終的には出庫日時前には出庫口２１ｂに達し、出庫日時になるとベルトコンベア２５により立体倉庫から搬出される。なお、収納物品Ｒは最上から最下の収納層に直接搬送してもよい。
【００２１】
図２は、収納物品Ｒの搬送制御を詳しく説明するための模式図である。図２では、入庫口２１ａは最上の収納層に１個であるが、出庫口２１ｂは最下の収納層に３個設けられている。ベルトコンベア２５により入庫口２１ａから搬入された収納物品Ｒは、最上の収納層では早く移動させるために入庫口２１ａに対して奥行き方向には複数個の単位物品収納部２１を一気に移動するように制御され、奥行き方向の前端及び後端では、隣の単位物品収納部２１に１単位ずつ移動するように制御される。
【００２２】
一方、最下の収納層では、収納物品Ｒは、前後左右に細かく移動できるように、内側の単位物品収納部２１では前後左右に１単位ずつ移動し、それ以外の単位物品収納部２１では３方向又は２方向に１単位ずつ移動するように制御される。ここでも、前記と同様に、入庫口２１ａから搬入された収納物品Ｒは、最上の収納層から最下の収納層まで降りてゆき、各収納層では物品移送手段により単位物品収納部２１を通じて移動し、最終的に出庫日時前には３個の出庫口２１ｂのいずれかに達し、出庫日時になると、ベルトコンベア２５により搬出される。
【００２３】
次に、物品移送手段の具体例について説明する。その１つの具体例の概略平面図を図３に示す。この物品移送手段３０は、特開２００２−２９３２：「搬送方向変換装置」に記載されたものであり、概説すると、基台３１と、この基台３１内に配置されたモータ（図示せず）と、基台３１の表面から突出して回転自在且つ方向変換自在に支持された複数個（４個）のローラ３２と、モータの正・逆回転に伴う回転出力を取り出し、ローラ３２を回転させる物品移送用動力伝達部と、モータの正・逆回転に伴う回転出力を取り出し、ローラ３２の方向を変換させる方向変換用動力伝達部とを備える。また、図示していないが、基台３１には、収納物品を検出するセンサが設けられている。
【００２４】
方向変換用動力伝達部では、モータ軸に取付けられた歯車３３がアイドラー３４を介して内歯歯車３５に連結され、内歯歯車３５が第２の駆動体３６と一体に取付けられ、第２の駆動体３６がローラ３２を回転可能に支持する第２の従動体３７と歯合する。従って、モータの回転により第２の駆動体３６が矢印方向に回転すると、その回転に連動して第２の従動体３７がそれぞれ矢印方向に回転し、４個のローラ３２の向きが同方向に変わる。
【００２５】
一方、物品移送用動力伝達部では、図面には示していないが、モータが回転すると、第１の駆動体が回転し、この第１の駆動体に歯合する第１の従動体が回転し、外周面が第１の従動体に当接しているローラ３２が水平方向の軸３８を中心にして回転する。
【００２６】
但し、モータが正回転すると、第１の駆動体は正回転するが、第２の駆動体３６はワンウェイクラッチにより回転せず、このときはローラ３２が回転する。反対に、モータが逆回転すると、第２の駆動体３６は正回転するが、第１の駆動体はワンウェイクラッチにより回転せず、このときはローラ３２の向きが変わる。このモータの正・逆回転により、ローラ３２の回転及び方向変換が制御され、基台３１上の収納物品が前後左右に移動する。
【００２７】
なお、図３に示す物品移送手段３０は、それ自体を１個のみ使用してもよいが、例えば４個を四角形に連結して使用してもよく、移送する収納物品の大きさや重量等に応じて適宜選択すればよい。
【００２８】
物品移送手段の別の具体例の概略平面図を図４に示す。この物品移送手段は、特許第３２４１４８７号：「クロスフィーダ」に記載されたものであり、収納物品を図面の左右方向に搬送するコンベアライン４０と、このコンベアライン４０に配置されたクロスフィーダ５０とで構成される。クロスフィーダ５０は、間隔を置いて対向配置された一対の支持板５１と、各支持板５１に回転可能に水平列状に取付けられた複数個のプーリ５２と、水平列状に取付けられたプーリ５２の下側にて一対の支持板５１間に回転可能に架設された２本の移送用モータ内蔵ローラ５３と、このローラ５３及び各列のプーリ５２にそれぞれ懸架されたベルト５４と、一対の支持板５１全体を昇降させる昇降部（図示せず）とを備える。
【００２９】
図４に示す物品移送手段では、収納物品をコンベアライン４０上を真っ直ぐ移動させるときは、昇降部により支持板５１全体を下降させ、ベルト５４をコンベアライン４０のローラよりも下げておくことで、収納物品はコンベアライン４０に沿ってそのまま真っ直ぐに移動する。
【００３０】
収納物品をコンベアライン４０から垂直方向に配置された他のコンベアライン４１に搬出するときは、その収納物品がコンベアライン４０上に搬送されてきたことを、図示しないセンサが検知すると、図示しないストッパが突出して、当該収納物品がクロスフィーダ５０の真上の位置で停止する。次いで、昇降部により支持板５１全体が上昇し、ベルト５４がコンベアライン４０のローラよりも上方に突出し、収納物品がすくい上げられる。その後、移送用モータ内蔵ローラ５３が回転し、これに連動してベルト５４が走行することにより、収納物品がコンベアライン４０からコンベアライン４１に移し変えられる。
【００３１】
更に物品移送手段の別の具体例の斜視図を図５に示す。この物品移送手段は、特開２０００−１６８９４８：「クロスフィーダ」に記載されたものであり、コンベアライン（図示せず）と、このコンベアラインに配置されるクロスフィーダ６０とで構成される。クロスフィーダ６０は、図４の物品移送手段と同様に、収納物品をコンベアラインから垂直方向に配置された他のコンベアラインに搬出するためのものである。
【００３２】
クロスフィーダ６０は、それぞれ平行に対向配置された複数組（ここでは５組）の一対の支持板６１と、各組の一対の支持板６１間に回転可能に水平列状に取付けられた複数個（ここでは８個）のプーリ６２と、各組の一対の支持板６１間に対応する位置にそれぞれプーリ（図示せず）を有すると共に、各組の一対の支持板６１間に回転可能に挿通された移送用モータ内蔵ローラ６３と、各組の一対の支持板６１間の８個のプーリ６２及びローラ６３のプーリにそれぞれ懸架されたベルト（図示せず）と、各組の一対の支持板６１全体を昇降させる昇降部（２本の昇降用モータ内蔵ローラ６５等で構成されるもの）とを備える。
【００３３】
昇降部を構成するローラ６５が回転すると、それに伴って各組の一対の支持板６１全体が昇降するように構成されている。また、コンベヤラインのローラは、各組の支持板６１の間隙に位置する。
【００３４】
このクロスフィーダ６０は通常時は下降し、ベルトがコンベアラインのローラよりも下方に位置することで、収納物品はコンベアライン上を円滑に搬送される。
【００３５】
収納物品をコンベアラインから垂直方向に配置された他のコンベアラインに搬出するときは、その収納物品がコンベアライン上に搬送されてきたことを、図示しないセンサが検知すると、図示しないストッパが突出して、当該収納物品がクロスフィーダ６０の真上の位置で停止する。次いで、昇降部により各組の支持板６１全体が上昇し、ベルトがコンベアラインのローラよりも上方に突出し、収納物品がすくい上げられる。その後、移送用モータ内蔵ローラ６３が回転し、これに連動してベルトが走行することにより、収納物品がコンベアラインから他のコンベアラインに搬出される。
【００３６】
次に、収納層が複数層設けられている場合に、最上の収納層から最下の収納層までの各収納層に対して収納物品を搬入・搬出する構成について説明する。その場合の立体倉庫内の物品収納部（収納スペース）を図６に斜視図で示す。
【００３７】
図６では、収納層が４層設けられており、各収納層は５×１０＝５０個の単位物品収納部を有する。ここでは、各収納層の単位物品収納部のうち、最上の収納層では入出庫口２１ａｂ４が、その下の収納層では入出庫口２１ａｂ３が、更にその下の収納層では入出庫口２１ａｂ２が、最下の収納層では入出庫口２１ａｂ１がそれぞれ設定されている。これら入出庫口２１ａｂ１，２１ａｂ２，２１ａｂ３，２１ａｂ４は同じ側に設定され、これら入出庫口に対面するように傾斜コンベア７０が設置されている。
【００３８】
この場合、物品移送手段は、各単位物品収納部の物品移送手段３０と傾斜コンベア７０で構成され、傾斜コンベア７０は最上の収納層から最下の収納層までの各収納層に対し収納物品を搬入・搬出し得る入出庫部７１を有する。なお、傾斜コンベア７０は、立体倉庫の外に設置してもよい。
【００３９】
最上の収納層の収納物品Ｒは、入出庫口２１ａｂ４から傾斜コンベア７０により、必要に応じて入出庫部７１から入出庫口２１ａｂ３、入出庫口２１ａｂ２、入出庫口２１ａｂ１を通じて各収納層に対して入出庫され、最終的には最下の収納層の入出庫口２１ａｂ１から搬出される。
【００４０】
傾斜コンベア７０の入出庫部７１は、例えば図７に示すようなものである。図７の例では、傾斜コンベア７０がベルトコンベア７５（モータローラコンベアでもよい）で構成されている。入出庫部７１は、対向配置された一対の支持板８０と、支持板８０間に回転可能に支持された移送用モータ内蔵ローラ８１と、支持板８０に昇降可能に取付けられた移送用昇降部（ベルト８２等からなるもの）とを有する。但し、ローラ８１は、収納物品を円滑に搬送できるのであれば、その本数に限定はなく、適宜選定すればよい。また、一対の支持板８０は、通常はベルトコンベア７５と同じ角度で傾斜しており、収納物品を収納層に入出庫するときに水平となるように構成されている。
【００４１】
この入出庫部７１では、上の収納層からベルトコンベア７５で搬送されてきた収納物品を入出庫口より下の収納層に搬入するときは、移送用昇降部は下降しており、ベルト８２はローラ８１よりも下方に位置する。ベルトコンベア７５で搬送されてきた収納物品は、ストッパ（図示せず）により入出庫部７１で一旦止められ、その後に上昇した移送用昇降部のベルト８２ですくい上げられ、ベルト８２の走行により入出庫口の物品移送手段３０上に搬送される。
【００４２】
収納層の入出庫口から収納物品をベルトコンベア７５で搬送するときは、移送用昇降部は下降しており、ベルト８２はローラ８１よりも下方に位置する。入出庫口の収納物品は、物品移送手段３０により入出庫部７１上に送出され、その後にローラ８１が回転することにより、ベルトコンベア７５で下方に搬送される。
【００４３】
また、ベルトコンベア７５で搬送されてきた収納物品をそのまま入出庫部７１を通過させて下方に搬送するときは、移送用昇降部が下降して、ベルト８２がローラ８１よりも下方に位置すると共に、ローラ８１が回転しているので、収納物品は入出庫部７１を円滑に通過して下方に移動する。
【００４４】
この他、図面には示していないが、傾斜コンベア７０の代わりに、エレベータを用いてもよい。この場合、図６の例でいうと、入出庫口２１ａｂ１、入出庫口２１ａｂ２、入出庫口２１ａｂ３及び入出庫口２１ａｂ４を同じ上下方向位置に設定し、エレベータに物品移送手段３０を設けておけば、最上の収納層から最下の収納層までの各収納層に対し搬入・搬出することができる。また、図６において、各収納層に出庫口２１ｂ１，２１ｂ２，２１ｂ３，２１ｂ４を設定し、これらの出庫口を臨時用としてもよい。
【００４５】
次に、実施形態に係る立体倉庫装置の制御システムについて説明する。図８は、その制御システムの構成を示すブロック図である。この制御システムは、システムサーバ１と、ステージ端末機２_-1、・・・、２_-mがネットワーク３によって接続されて構成されている。但し、ステージ端末機は、ここでは図３に示す物品移送手段３０に設けられた移送制御手段のことを意味し、ステージは物品移送手段３０のことである。
【００４６】
システムサーバ１は、システム全体の制御動作を実行するために、各ステージ端末機２_-1、・・・・、２_-mに指令を送り、データの授受を行うことができる。ステージ端末機２_-1、・・・・、２_-mは、いずれも図９に示すように、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、データ記憶部１３、通信部１４、ラック（収納物品）検知器１５、ステージ駆動部１６を備えている。
【００４７】
ＣＰＵ１１は、他の端末機及びシステムサーバとの通信、及びステージ駆動の制御を行う。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１が実行するためのプログラムを記憶する。データ記憶部１３は、図１１に示すように、自己の端末番号の他、現在、自己のステージ上にある収納物品の部品ＩＤ、部品名称、入庫日時、出庫日時を記憶する。これら収納物品のデータは、後の位置のステージ端末機から受信して記憶するが、ラック検知器１５より収納物品に装着してあるカードのデータを読み取って記憶してもよい。収納物品のカードには、図１０に示すように、カードの整理番号、ＩＤ、部品名称、入庫日時、出庫日時、現在位置が記憶されている。
【００４８】
整理番号、ＩＤ、部品名称、入庫日時は、入庫時に記憶するとよい。出庫日時は、入庫時に分かっていれば入力しておいてもよいが、後述のように後でメインサーバが指示してもよい。現在位置は、ステージ端末機からの情報を受信することになるが、ラック検知器１５より読み取ったデータとステージ端末機からのデータとを突き合わせることで相互チェックし、位置精度をより上げることができる。
【００４９】
通信部１４は、相隣なるステージ端末機及びシステムサーバ１との通信を行う。ステージ駆動部１６は、ＣＰＵ１１からの指令に応じ、収納物品を受け、送り出すための物品移送手段３０におけるモータの駆動ＯＮ／ＯＦＦ、送り出し方向（ローラ３２の向き）の制御を行う。
【００５０】
次に、図１２に示すフロー図を参照して、各ステージ端末機２_-1、・・・・、２_-mの処理動作を説明する。ステップＳＴ１において、サンプルタイムが到来すると、ステップＳＴ２へ移行する。このサンプルタイムは、ステージ端末機自身で定期的に或いは所定の条件で発生しているが、システムサーバ１から送信するようにしてもよい。この場合、システムサーバ１は、収納物品毎の出庫頻度を設定し、出庫頻度を指示しており、その情報によりサンプルタイムを管理する。
【００５１】
ステップＳＴ２においては、自機のステージ上にラック（収納物品）が有るか否か判定する。データ記憶部１３の記憶内容かラック検知器１５の読み取りデータにより、自機のステージ上にラック有りと判定した場合は、ステップＳＴ３へ移行する。自機のステージ上にラックが無い場合は、ステップＳＴ１に戻り、次のサンプルタイムの到来を待機する。
【００５２】
ステップＳＴ３においては、進行方向の１ステージ前にラック有りか否かを判定する。この判定は、前方のステージ端末機に問い合わせ通信を行うことにより実行できる。ステップＳＴ３で、前ラック有りの場合には、ステップＳＴ７に移行する。一方、前ラック無しの場合は、ステップＳＴ４に移行する。
【００５３】
ステップＳＴ４においては、前のステージにラック無しなので、自ラックを前ステージに送り出すために、ステージ駆動をＯＮする。続いて、ステップＳＴ５に移行する。ステップＳＴ５においては、送り出したラックのデータを前のステージ端末機に送信する。次に、ステップＳＴ６に移行し、データ記憶部１３に記憶していた当該送出ラックのデータをクリアし、当該処理を終了する。
【００５４】
ステップＳＴ７においては、他に出庫に至る前方にまで達する迂回路が有るか否か判定する。迂回路が有れば、ステップＳＴ８に移行する。一方、迂回路が無ければ、ステップＳＴ９に移行する。ステップＳＴ８においては、自ラックを迂回路に送り出すために、ステージ駆動を方向を切り換えてＯＮする。その後、ステップＳＴ５に移行し、前方向への移動の場合と同様、送り出したラックのデータを送り出し先のステージ端末機に送信し、続いてステップＳＴ６に移行し、データ記憶部１３のラックデータをクリアし、当該処理を終了する。
【００５５】
ステップＳＴ９においては、前ラックに退避を要求し、前方を開けてもらえるか判定するために、前ステージ端末機に前ラックの出庫日時の送信要求を行い、前ラックの出庫日時を読み取る。次に、ステップＳＴ１０に移行する。ステップＳＴ１０においては、読み出した前ラックの出庫日時と自ラックの出庫日時とを比較し、自ラックの出庫日時の方が先の場合は、ステップＳＴ１１に移行する。一方、先でない場合又は同じ場合は、ステップＳＴ１に戻り、次のサンプルタイムの到来を待機する。
【００５６】
ステップＳＴ１１においては、前ステージ端末機へラック退避依頼を送信する。続いて、ステップＳＴ１２に移行する。ステップＳＴ１２においては、前ラックが退避したか否か判定する。前ラックが退避した場合は、ステップＳＴ４に移行する。一方、前ラックが退避しない場合は、ステップＳＴ１１に戻り、再度、前ステージ端末機に退避指令を送信する。退避した場合、前ステージが空となるので、ステップＳＴ４においては、自ラックを前方向に駆動し、送り出す。送り出した後は、同様にステップＳＴ５，ＳＴ６で、当該ラックデータの送信、クリアを行い、当該処理を終了する。
【００５７】
次に、ステージ端末機２_-1、・・・・、２_-mにおいて、後方の端末機から自機に対し、データの送信依頼等があった場合の受信割り込み処理を、図１３に示すフロー図を参照して説明する。ステップＳＴ２１において、自機に対し、送信有りが判定されると、つまり受信割り込みで、ステップＳＴ２２に移行する。ステップＳＴ２２においては、後のステージ端末機より出庫日時の送信要求か否か判定する。出庫日時の送信要求の場合は、ステップＳＴ２３に移行する。一方、出庫日時の送信要求でない場合は、ステップＳＴ２９に移行する。
【００５８】
ステップＳＴ２３においては、自機上のラックの出庫日時を後のステージ端末機に送信する。次に、ステップＳＴ２４に移行する。ステップＳＴ２４においては、後のステージ端末機より退避要求があったか否か判定する。後のステージのラックの出庫日時の方が先で、後機より退避要求があった場合は、ステップＳＴ２５に移行する。一方、一定時間内に退避要求がない場合は、リターンする。ステップＳＴ２５においては、退避箇所が有るか否か判定する。左横、或いは右横などに退避箇所が有れば、ステップＳＴ２６に移行する。一方、退避箇所が無い場合は、リターンする。この場合、その旨を後機に通知するとよい。
【００５９】
この場合、システムサーバ１側にその旨を伝え、システムサーバ１側で退避迂回をシステムとして管理し、ステージ端末機に指令してもよい。また、収納層に一定の退避専用ステージを設けて、常に退避が可能となるようにしてもよい。例えば、収納層の１０〜２０％を退避専用とすればよいが、余り多くすると物品の収納数量が減るため、用途に応じて適切に設定すればよい。
【００６０】
ステップＳＴ２６においては、ステージ上の自ラックを退避方向に向けて駆動する。続いて、ステップＳＴ２７に移行する。ステップＳＴ２７においては、データ記憶部１３に記憶しているラックデータを退避先のステージ端末機に送信する。次に、ステップＳＴ２８に移行し、データ記憶部１３に記憶しているラックデータをクリアし、当該処理を終了する。
【００６１】
ステップＳＴ２９においては、後機よりラックデータの受信有りか判定する。後機よりラックデータ受信の場合には、ステップＳＴ３０に移行する。一方、後機よりのラックデータの受信でない場合は、その受信内容に応じた処理に移るか、リターンする。ステップＳＴ３０においては、受信したラックデータをデータ記憶部１３に記憶してから、リターンする。
【００６２】
なお、上記実施形態のフロー図では、各ステージ上のラックの移動制御には、各ステージに設けるステージ端末機により行うようにしているが、これらの端末機は移動するラックに設けてもよい。この場合のラック端末機の処理動作を、図１４に示すフロー図を参照して説明する。
【００６３】
ステップＳＴ３１において、サンプルタイムが到来すると、ステップＳＴ３２に移行する。ステップＳＴ３２においては、進行方向の１ステージ前にラック有りか否か判定する。この判定は、前方のラック端末機に問い合わせ通信を行うことにより行う。ステップＳＴ３２で前ラック有りの場合には、ステップＳＴ３７に移行する。一方、ラック無しの場合には、ステップＳＴ３３に移行する。
【００６４】
ステップＳＴ３３においては、前のステージにラック無しなので、自ラックを前のステージに送り出すために、ステージ駆動をＯＮする。この時、ラック端末機のラックデータの現在位置を１前進させる。次に、ステップＳＴ３４に移行する。ステップＳＴ３４においては、出庫口に到来したか否か判定する。まだ、出庫口に到来していない場合は、ステップＳＴ３１に戻り、次のサンプルタイムの到来を待機する。
【００６５】
一方、出庫口に到来の場合は、ステップＳＴ３５に移行する。ステップＳＴ３５においては、出庫日時か否か判定する。まだ、出庫日時でない場合は、ステップＳＴ３１に戻り、次のサンプルタイムの到来を待機する。一方、出庫日時到来の場合は、ステップＳＴ３６に移行する。ステップＳＴ３６においては、出庫口よりラックを搬出する。この出庫口よりのラック搬出は、システムサーバからの指令に基づき行うようにしてもよい。
【００６６】
ステップＳＴ３７においては、他に出庫に至る前方にまで達する迂回路が有るか否か判定する。迂回路が有れば、ステップＳＴ３８に移行する。一方、迂回路が無ければ、ステップＳＴ３９に移行する。ステップＳＴ３８においては、自ラックを迂回路に送り出すために、ステージ駆動を方向を切り換えてＯＮする。その後、ステップＳＴ３４に移行し、前方向への移動の場合と同様、出庫口に到来したか否か判定し、出庫口に達していない場合は、ステップＳＴ３１に戻り、次のサンプルタイムの到来を待機する。
【００６７】
ステップＳＴ３９においては、前ラックに退避を要求し、前方を開けてもらえるか判定するために、前ラック端末機に前ラックの出庫日時の送信要求を行い、前ラックの出庫日時を読み取る。次に、ステップＳＴ４０に移行する。ステップＳＴ４０においては、読み出した前ラックの出庫日時と自ラックの出庫日時とを比較し、自ラックの出庫日時の方が先の場合は、ステップＳＴ４１に移行する。一方、先でない場合は、ステップＳＴ３１に戻り、次のサンプルタイムの到来を待機する。
【００６８】
ステップＳＴ４１においては、前ラック端末機にラック退避依頼を送信する。続いて、ステップＳＴ４２に移行する。ステップＳＴ４２においては、前ラックが退避したか否か判定する。前ラックが退避した場合は、ステップＳＴ３３に移行する。一方、前ラックが退避しない場合は、ステップＳＴ４１に戻り、再度、前ラック端末機に退避指令を送信する。退避した場合、前ステージが空となるので、ステップＳＴ３３においては、自ラックを前方向に駆動し、送り出す。
【００６９】
このように、この立体倉庫装置によれば、倉庫内の収納スペースを最大限に有効利用しつつ物品の入庫から出庫まで効率良く無人で行うことができる。また、この立体倉庫装置は、どこにでも簡単に設置、移動、組み替えが可能なポータブルなものである。しかも、倉庫内の各収納層における単位物品収納部に設ける物品移送手段として特に図３に示す物品移送手段３０を用いれば、その手段３０を敷き詰めることで、収納物品を前後左右のどの方向にも簡単に移動させることができる。その上、物品移送手段３０では、ローラ３２が回転又は方向変換するだけであり、それに要する消費電力は低く、大エネルギーを消費する危険な移動メカ部分が無く、安全、省エネである。
【００７０】
なお、上記した実施形態において、収納物品のカードに出庫日時を記憶するようにしているが、場合によって、入庫時に出庫日時が確定されていない場合もあるので、他の実施形態として、カードには収納物品の使用頻度を記憶しておき、例えば収納物品に応じて出庫が毎日か、週一か、１０日に一度か等に応じた頻度を記憶しておき、頻度の高い収納物品は出庫口近くまで近づけておき、メインサーバから出庫日時を指示し、指示された時刻に達すると出庫し、或いは出庫指令で直ちに出庫に移るようにしてもよい。出庫頻度に応じて倉庫内の定位置で待機するようにしてもよい。
【００７１】
この立体倉庫装置を用いれば、サプライ・チェーン・マネジメントに対応した物流及び生産管理システムに欠かせない中間倉庫機能を担うことができる。具体的に、この立体倉庫装置の用途としては、ｅコマースの配送センタ、冷凍庫、図書館、病院（医薬品配送センタ）、銀行、役所（書類）、生産工場の部品在庫及び工程管理、小売業の倉庫、食品冷蔵庫などである。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の立体倉庫装置及び立体倉庫の収納物品搬送方法によれば、次の効果が得られる。
（１）倉庫内の収納スペースを最大限に有効利用しつつ物品の入庫から保管、出庫までの搬送を効率良く無人で行うことができる。
（２）収納物品ごとに設定された出庫日時に確実に出庫することができる。
（３）どこにでも簡単に設置、移動、組み替えが可能である。
（４）特に請求項２記載の物品移送手段を用いれば、収納物品を前後左右のどの方向にも簡単に移動させることができる。
（５）大エネルギーを消費する危険な移動メカ部分が無いので、安全、省エネである。
（６）ＳＣＭ（サプライ・チェーン・マネジメント）に対応した物流及び生産管理システムに欠かせない中間倉庫機能を担うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る立体倉庫装置における立体倉庫内の物品収納部（収納スペース）を縦×横×高さ＝４×４×３＝４８個の単位物品収納部に区切った場合の模式図である。
【図２】実施形態に係る立体倉庫装置における立体倉庫内において、収納物品の搬送制御を詳しく説明するための模式図である。
【図３】実施形態に係る立体倉庫装置に使用する物品移送手段の一形態の概略平面図である。
【図４】実施形態に係る立体倉庫装置に使用する物品移送手段の別形態の概略平面図である。
【図５】実施形態に係る立体倉庫装置に使用する物品移送手段の更に別形態の斜視図である。
【図６】収納層が複数層設けられている場合に、上の収納層から下の収納層に収納物品を移送する傾斜コンベアを配備した立体倉庫内の斜視図である。
【図７】図６に示す傾斜コンベアにおいて、最上の収納層から最下の収納層までの各収納層に対して収納物品を搬入・搬出し得る入出庫部の一形態を示す斜視図である。
【図８】実施形態に係る立体倉庫装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図９】図８のブロック図におけるステージ端末機の構成を示すブロック図である。
【図１０】収納物品に装着してあるカードに記憶されるデータを示す図である。
【図１１】図９のデータ記憶部に記憶されるデータを示す図である。
【図１２】図８のブロック図におけるステージ端末機の処理動作を説明するフロー図である。
【図１３】図８のブロック図におけるステージ端末機において、後方の端末機から自機に対し、データの送信依頼等があった場合の受信割り込み処理を説明するフロー図である。
【図１４】移動するラックに端末機を設けた場合のラック端末機の処理動作を説明するフロー図である。
【符号の説明】
１システムサーバ
２_-1、・・・・、２_-m ステージ端末機（移送制御手段）
２０物品収納部
２１単位物品収納部
２１ａ入庫口
２１ｂ出庫口
２１ａｂ入出庫口
２５ベルトコンベア
３０物品移送手段
３２ローラ
４０，４１コンベアライン
５０，６０クロスフィーダ
５３，６３移送用モータ内蔵ローラ
７０傾斜コンベア
７１入出庫部
Ｒ収納物品（ラック）

Claims

少なくとも１個の入庫口及び出庫口と、行列に単位物品収納部が配列されてなる収納層を少なくとも１層有する物品収納部と、前記単位物品収納部の各々に設けられ、収納物品を方向自在に選択して受入れ・送出し得る物品移送手段と、収納物品が入庫口から搬入されると、この収納物品の出庫日時までに、この収納物品を出庫口まで誘導する端末機とを備える立体倉庫装置であって、
物品移送手段はモータを備え、各単位物品収納部に前記端末機が備えられ、端末機は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、自己の単位物品収納部に載置された収納物品の出庫日時を記憶するデータ記憶部と、自機の単位物品収納部における端末機に対して入庫口から出庫口に至る経路の移送方向の前後に相隣なる端末機と通信を行う通信部と、前記モータの駆動ＯＮ／ＯＦＦ及び収納物品の送り出し方向の制御を行うステージ駆動部とを備え、自機の端末機は自機に対して移送方向の前隣にある単位物品収納部における端末機から収納物品の出庫日時を読み取り、自機の端末機で当該収納物品の出庫日時と移送方向の隣の単位物品収納部にある収納物品の出庫日時とを比較し、当該収納物品の出庫日時の方が早いときは、前記隣の単位物品収納部にある収納物品を移送方向の前隣にある単位物品収納部における端末機によって退避させた後収納物品をその隣の単位物品収納部に移送する制御を行う立体倉庫装置。
定期的に或いは所定の条件で発生するサンプルタイムに応じて自機の端末機に対して入庫口から出庫口に至る経路の移送方向の前方に相隣なる端末機と通信し、収納物品の出庫日時と移送方向の隣の単位物品収納部にある収納物品の出庫日時とを比較し、当該収納物品の出庫日時の方が早いときは、前記前隣の単位物品収納部にある収納物品を退避させて収納物品をその隣の単位物品収納部に移送し送り出した収納物品のデータを前記前隣の端末機に送信する請求項１に記載の立体倉庫装置。
前記物品移送手段は、収納物品の自機からの移送方向を前後左右のいずれかの方向に変換する移送方向変換部と、この移送方向変換部で変換された移送方向に収納物品を移送する物品移送部とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の立体倉庫装置。
前記物品移送手段は、収納物品を一方向に搬送するコンベアラインと、このコンベアラインに配置され、収納物品を当該コンベアラインの搬送方向に垂直な方向に搬送する別のコンベアラインに搬出するクロスフィーダとを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の立体倉庫装置。
前記物品移送手段は、前記物品収納部が複数の収納層を有する場合に、上の収納層から下の収納層に収納物品を移送する傾斜コンベアを有し、この傾斜コンベアは、最上の収納層から最下の収納層までの各収納層に対し収納物品を搬入・搬出し得る入出庫部を有することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４のいずれか１項に記載の立体倉庫装置。
前記物品移送手段は、前記物品収納部が複数の収納層を有する場合に、上の収納層から下の収納層に又はその逆に収納物品を移送するエレベータを有することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、請求項５のいずれか１項に記載の立体倉庫装置。
前記端末機は、自機に対して入庫口から出庫口に至る経路の移送方向の前隣の単位物品収納部に収納物品が無いときは、収納物品を当該隣の単位物品収納部に移送することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６のいずれか１項に記載の立体倉庫装置。
システムサーバを有し、端末機の通信部は、システムサーバとも通信を行い、前記端末機は、自機に対して入庫口から出庫口に至る経路の移送方向の前隣の単位物品収納部に収納物品が有るときは、迂回路を探し、迂回路が有るときは、その迂回路方向に収納物品を移送することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６のいずれか１項に記載の立体倉庫装置。
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の立体倉庫装置を使用し、少なくとも１個の入庫口及び出庫口と、行列に単位物品収納部が配列されてなる収納層を少なくとも１層有する物品収納部とを備え、前記単位物品収納部の各々に収納物品を方向自在に選択して受入れ・送出し得る物品移送手段を設けた立体倉庫の入庫口から収納物品を順次搬入し、各単位物品収納部の物品移送手段により収納物品を単位物品収納部を通じて移送し、収納物品の出庫日時までに当該収納物品を出庫口まで誘導することを特徴とする立体倉庫の収納物品搬送方法。