JP5370172B2 - ピッキング設備 - Google Patents
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Description
この特許文献1に開示されているピッキング設備は、複数の集品容器を搬送する搬送ラインと、前記集品容器への集品対象の物品が収納された複数の物品収納部を備え、物品収納部を搬送ラインに沿ってピッキング作業を行うゾーンに分け、各ゾーン毎にそれぞれ搬送ラインに沿って、搬送ラインにより移動している集品容器に対して物品を自動的に投入する複数の投入装置を設け、各投入装置にそれぞれ、前記物品収納部から該投入装置への物品の移載を指示する投入表示器を設け、ピッキング作業者が、投入表示器により指示された投入装置へ、物品を物品収納部から移載し、目的の集品容器が搬送ラインにより投入装置の下方位置まで移動されてくると、投入装置から物品を集品容器へ自動投入されるように構成されている。この構成により、ピッキング作業者は、集品容器の移動や停止位置に関して何ら配慮することなく、ピッキング作業に従事でき、また投入装置毎に予め物品を移載しておくことが可能となり、待ち時間を減少できる。
本実施の形態におけるピッキング設備は、個別の予め登録された、物品の仕分け先に相当するユーザー(店舗や個人等)から注文を受けた物品を、ユーザーに割り当てられた集品容器に集めて、出荷するピッキング設備であり、図1に示すように、ピッキング設備10は、主に自動投入ライン11と複数のゾーン12(ピッキング作業領域)から構成されている。
自動投入ライン11は、ピッキングされた物品14(図2)が、一旦仮置された後(貯留された後)、連続搬送される集品容器15(コンテナ、段ボール箱等)へ自動投入されるラインである。この自動投入ライン11は、前記集品容器15を連続搬送する主搬送経路i(一定経路)を形成するメインコンベヤ装置16(搬送ラインの一例;ローラ駆動コンベヤ装置等)から構成され、このメインコンベヤ装置16に沿って、前記複数のゾーン12が配置されている。自動投入ライン11では、各ゾーン12において、ユーザーから注文された物品14の種類(品目)および数量に応じてピッキングされた物品14が、メインコンベヤ装置16により連続搬送される(主搬送経路iに沿って連続搬送される)集品容器15に対して自動投入される。
各ゾーン12はそれぞれ、特定の作業者Hがピッキング作業を担当する領域であり、図1および図2に示すように、物品収納ピッキング部18と物品投入部19から構成され、また図5に示すように、ゾーン12毎に、ピッキングコントローラ25(制御手段の一例)が設けられている。
物品収納ピッキング部18は、フローラック(流動棚)から形成されたピッキング棚20から構成され、前方に傾斜している複数段(図では4段)のラック21を有し、各ラック21にはそれぞれ、種類(品目)が異なる集品対象の物品14が収納された入荷箱22(収納箱)がそれぞれ収納される複数列(例えば、ゾーン12毎に6列)の計24個の間口23(物品収納部の一例;区画収納空間)が形成され、間口23毎にフリーローラコンベヤ(図示せず)が設けられ、各フリーローラコンベヤの前端にはストッパ(図示せず)が設けられている。この構成により、ストッパにより係止された入荷箱22から必要な物品14を取出し、入荷箱22が空になればその空となった入荷箱22を除去することにより、次の入荷箱22が前面に出てくる。
物品投入部19は、メインコンベヤ装置16(主搬送経路i)に沿って設けられ、店舗等のユーザーから注文された、後述するピッキングデータ(ピッキング情報)に基づいてピッキングされた物品14を一旦貯留(仮置)し、貯留した物品14を、連続搬送されてくる集品容器15に対して投入する複数台(図ではゾーン12毎に4台)の自動移載装置31から構成されている。なお、各ゾーン12内においては、ゾーン12に搬送されてくる1個の集品容器15に対して、複数台の自動移載装置31の中から1台の自動移載装置31のみ(各ゾーン12内の1台の自動移載装置31のみ)により物品14が投入される。
ベルトコンベヤ装置33から投入された物品14は、ベルト体47により支持されて一旦貯留される。そして、図4(a)に示すように、メインコンベヤ装置16により集品容器15の先端が装置本体42の上流側位置へ移動されて、上流側側面部に到達したタイミングとなると、図4(b)に示すように、ベルト送り装置48の駆動ローラ49によりベルト体47の他方の端辺部を、メインコンベヤ装置16により搬送されている集品容器15の搬送速度に合わせて下方へ送り出し、ベルト体47の中央部を、連続移動している集品容器15の搬送速度に合わせて下方へ送り出し、ベルト体47の中央部を、連続移動している集品容器15内に下降させる。続いて、図4(c)に示すように、ベルト送り装置48の駆動ローラ49によりベルト体47の他方の端辺部を全て送り出してベルト体47の端辺部を外し、物品14を保持した状態でベルト体47を集品容器15内に下降させ、物品14をソフトに集品容器15へ投入する。続いて、図4(d)に示すように、チェーン駆動モータ45により一対のチェーン44a,44bを移動してベルト体47の一方の端部を上方へ移動させ、ベルト体47を物品14から引き抜き、物品14を移載する。そして、ベルト体47を周回させ、図4(a)に示すように、ベルト送り装置48の駆動ローラ49と押圧ローラ50によりベルト体47の他方の端面を挟み込む。この状態に戻ると、ベルトコンベヤ装置33から物品14がベルト体47上へ投入される。
ピッキング設備10の制御手段として、図5に示すように、統括コンピュータ56と、各ゾーン12の前記ピッキングコントローラ25が備えられている。
統括コンピュータ56は、次のデータが予め設定、あるいは入力されている。
・予め登録されたユーザーにそれぞれ割り当てられたナンバー(仕分け先を特定するデータ)。これらナンバーは、自動投入ライン11へ投入する集品容器15へ順に割り当てられる。
・各ゾーン12の各間口23に割り当てた注文対象(集品対象)の物品14を特定するデータ(例えば、前記物品ナンバー)と各物品14の容積(集品容器15の容積を600%としたときの容積%)からなる間口物品データ。
(イ).各ピッキングコントローラ25へ作業の開始指令と終了指令を出力し、メインコンベヤ装置16を駆動する。
(ハ).注文データが無いユーザーを除いて、図6に示すように、全体の仕分けデータを形成し、各ゾーン12のピッキングコントローラ25へ出力する。
各ピッキングコントローラ25には、ゾーン12を構成する、24台のピッキング表示器27と、4台の各自動移載装置31を構成するベルトコンベヤ装置33、物品移載装置34、および投入表示器36と、バーコードリーダ54が接続され、さらに最上流に位置するゾーン12のピッキングコントローラ25を除いて、上流の第1容積センサ52と第2容積センサ53が接続されている。
・ゾーン12を形成する間口23にそれぞれ収納されている物品14の物品ナンバー(物品を特定する固有のデータ)と、各物品14の容積からなる間口物品データ。
ピッキングコントローラ25は、第1記憶部61と、第2記憶部62と、自動診断機能部63と、物品仮置制御部64と、物品移載制御部65と、物品投入制御部66と、状態検出部68と、状態記憶部69とから構成され、また統括コンピュータ56から出力される作業の開始指令によりセットされ、終了指令によりリセットされるRSフリップフロップ67が設けられ、RSフリップフロップ67の出力により励磁されるリレイRYが設けられ、リレイRYのa接点が閉(オン)となることにより実行条件が形成される。上記各部61〜66,68,69について詳細に説明する。
第1記憶部61は、統括コンピュータ56より入力されたデータを記憶する記憶部であり、図7に示す、上記間口物品データと、容器ユーザー割当リストと、ピッキングデータリストが記憶される。
第2記憶部62は、自動移載装置31の状況リストを記憶する記憶部であり、自動移載装置31の状況リストは、図8に示すように、各自動移載装置31(上流からナンバー1〜4)を構成するベルトコンベヤ装置33と物品移載装置34毎に記憶される、仮置または投入された物品14に対応するユーザーナンバーから構成され、状況に応じて更新される。なお、ユーザーナンバーが記憶されていないベルトコンベヤ装置33と物品移載装置34には物品14が無い(空)と判断される。
状態検出部68には、ゾーン上流の第1容積センサ52と、第2容積センサ53とバーコードリーダ54が接続されている。
状態記憶部69は、状態検出部68から入力された、「ユーザーナンバー−集品容器15内の状態」のデータを記憶する。
自動診断機能部63の動作を、図10に示すフローチャートにしたがって説明する。自動診断機能部63には、バーコードリーダ54が接続され、また自動診断機能部63は、リレイRYのa接点が閉(オン)、すなわち実行条件が形成されていることにより動作される。
バーコードリーダ54によりバーコードを入力すると、後述する投入中止信号をオフとし、バーコード(集品容器15を特定するデータ)を記憶する。
続いて第1記憶部61に予め記憶された容器ユーザー割当リストを、記憶されたバーコードにより検索して、集品容器15に割り当てられたユーザーナンバーを求め、バーコードリーダ54位置を集品容器15が通過する時間を待って、求めたユーザーナンバーにより、状態記憶部69に記憶された「ユーザーナンバー−集品容器15内の状態」のデータを検索して、集品容器15内(全体領域D)の物品14の容積を求め、「集品容器15のバーコード」−「ユーザーナンバー」−「フラグ」−「全体領域Dの物品14の容積」(計測容積)からなるゾーン内容器入力リストを作成する{図7(b)を参照}。
続いて第1記憶部61の容器ユーザー割当リストにおいて、確認したバーコードに確認済みとフラグを立てる。
続いて検索した「ユーザーナンバー」が、第2記憶部62に記憶された自動移載装置31の状況リストの物品移載装置34の欄にあるかどうかを確認する。無い場合は、この集品容器15は、単に通過させて何ら作業を実行しない。
ステップ−8において、物品移載装置34が有ると判断されると、この物品移載装置34が物品14を投入する対象の、前記バーコードで特定される集品容器15内の物品14の容積が、物品14を投入可能とする基準容積を超えているかどうかを判断・検出する。今、全体の80%、すなわち600%(満杯状態)×80%=480%を基準容積として、物品14を投入するかの目安とし、集品容器15内の物品14の容積が480%以上かどうかを判断する。
ステップ−9において、基準容積を超えていると判断されると、この物品移載装置34からの物品14の投入を中止する投入中止信号を物品投入制御部66へ出力する。(この集品容器15は、単に通過させて何ら作業を実行しない。)
ステップ−11
ステップ−8において物品移載装置34が有ると判断され、且つステップ−9において基準容積を超えていないと判断されると、物品移載装置34に移載されている物品14の総容積(投入予定の物品14の容積の一例;集品容器の容積を600%としたときの容積%で表す。以下、演算容積と称す)を、第1記憶部61に記憶されたピッキングデータリストを「ユーザーナンバー」により検索して求められる物品14の品目および数量と、間口物品データリストに予め記憶された各物品14の容積により演算する。
続いてこの演算容積に計測容積を加算して、480%(基準容積)を超えているかどうかを判断する。基準容積を超えていると判断すれると、ステップ−10において、この物品移載装置34からの物品14の投入を中止する投入中止信号を物品投入制御部66へ出力する。(この集品容器15は、単に通過させて何ら作業を実行しない。)
ステップ−13〜ステップ−15
ステップ−10において、物品移載装置34からの物品14の投入中止信号が出力すると、「ユーザーナンバー」により、フラグが立っていない容器ユーザー割当リストを検索して、上流より同ユーザーナンバーの集品容器15が搬送されてくるかどうかを確認し、確認すると、物品移載装置34からの物品14の投入をこの集品容器15に割り当て、投入中止信号をオフとして、次の集品容器15が搬送されてくるのを待つ。確認できないと、異常信号を統括コンピュータ56へ出力してメインコンベヤ装置16を停止させる。
物品仮置制御部64は、リレイRYのa接点が閉(オン)、すなわち実行条件が形成されていると、第1記憶部61に記憶されたピッキングデータリスト(仕分けデータ)に基づいて、最初に搬送されてくるユーザーから順に、1つのベルトコンべヤ装置33への物品14のピッキング(仮置)を実行する制御部であり、4台の投入表示器36と、24台のピッキング表示器27が接続されている。
「ベルトコンべヤ装置33上の物品14を物品移載装置34へ移載する物品移載制御部65」
物品移載制御部65の動作を、図11に示すフローチャートにしたがって説明する。物品移載制御部65には、4台の自動移載装置31のベルトコンベヤ装置33が接続され、予め自動移載装置31のベルトコンベヤ装置33の上記2段階の速度(「速い速度」,「遅い速度」)が設定されている。また物品移載制御部65は、リレイRYのa接点が閉(オン)、すなわち実行条件が形成されていることにより動作される。
まず、第2記憶部62に記憶された自動移載装置31の状況リストにおいて、ベルトコンベヤ装置33の欄にユーザーナンバーが記憶され、且つ物品移載装置34の欄が、空(ユーザーナンバーが無い状態)の自動移載装置31が有るかどうかを確認する。
確認すると、ベルトコンベヤ装置33の欄のユーザーナンバーにより、状態記憶部69を検索して、状態記憶部69に記憶された「ユーザーナンバー−集品容器15内の状態」データを検索して、左側の領域C1、および右側の領域C2の物品14の容積を求める。この状態記憶部69にユーザーナンバーに相当する領域C1,C2の物品14の容積が記憶されてない場合、隣接する上流のゾーン12のピッキングコントローラ25の状態記憶部69に記憶された「ユーザーナンバー−集品容器15内の状態」データを検索し、ここにも記憶されてない場合、さらに上流のゾーン12のピッキングコントローラ25の状態記憶部69に記憶された「ユーザーナンバー−集品容器15内の状態」データを検索する。
検索できたかどうかを確認し、検索できなかったときは、ベルトコンベヤ装置33の速度を「速い速度」に設定する。「速い速度」と設定した理由は、物品14は、物品の重量により物品移載装置34の左側(物品収納ピッキング部18に近い側)に落下しやすい傾向があることによっている。
ステップ−3において検索できたときは、左側の領域C1の物品14の容積と右側の領域C2の物品14の容積を比較し、左側の領域C1の物品14の容積が少ない場合は、ベルトコンベヤ装置33の速度を「遅い速度」に設定し、右側の領域C2の物品14の容積が少ない場合は、ベルトコンベヤ装置33の速度を「速い速度」に設定する。
続いて設定したベルトコンベヤ装置33の速度で自動移載装置31のベルトコンベヤ装置33を駆動して、ベルトコンベヤ装置33に仮置されていた物品14を物品移載装置34へ移動し、これに伴い、第2記憶部62に記憶されていた自動移載装置31の状況リストにおいて、ベルトコンべヤ装置33の欄を空(ユーザーナンバーが無い状態)とし、物品移載装置34の欄にユーザーナンバーを記憶する。これにより、このベルトコンベヤ装置33上への物品14の仮置が可能となる。
物品投入制御部66の動作を、図12に示すフローチャートにしたがって説明する。物品投入制御部66には、ゾーン上流のバーコードリーダ54と、自動移載装置31の物品移載装置34が接続され、バーコードリーダ54の位置より、4台の各物品移載装置34によりそれぞれ物品14を集品容器15に投入する投入位置まで、集品容器15が移動する時間Tが、メインコンベヤ装置16の搬送速度に応じて設定され、さらに集品容器15の領域B1,B2,B3のいずれに物品14を落下させるかにより、時間Tに加算される加算時間α1,α2,α3(α1<α2<α3)が予め設定されている。また物品投入制御部66は、リレイRYのa接点が閉(オン)、すなわち実行条件が形成されていることにより動作される。
バーコードリーダ54によりバーコード(集品容器15を特定するデータ)が読み取られると、このバーコードにより予め第1記憶部61に記憶された容器ユーザー割当リストを検索してユーザーナンバーを求め、求めたユーザーナンバーにより、第2記憶部62に記憶された自動移載装置31の状況リストの物品移載装置34の欄を検索する。
ユーザーナンバーが求められると、タイマーのカウントを開始して、バーコードリーダ54の位置にある集品容器15が、ユーザーナンバーが求められた自動移載装置31の物品移載装置34の投入位置に到達するまでの時間をカウントする。
バーコードリーダ54位置を集品容器15が通過する時間を待って、求めたユーザーナンバーにより、状態記憶部69に記憶された「ユーザーナンバー−集品容器15内の状態」データを検索して、集品容器15内の各領域B1,B2,B3の物品14の容積を求める。
求めた容積の中で、最も物品14の容積が少ない領域B(B1,B2,B3)を求め、求めた領域B(B1,B2,B3)に設定された加算時間α(α1,α2,α3)を求め、タイマー時間(T+α)を設定する。
カウントしている時間が、このタイマー時間(T+α)となると、投入中止信号がオフであることを確認して、上述したように自動移載装置31を駆動して物品14を集品容器15へ投入する。これに伴い、第2記憶部62に記憶された自動移載装置31の状況リストにおいて、物品移載装置34の欄を空とする。
統括コンピュータ56に、各ユーザーからの注文データが入力されると、統括コンピュータ56は、予め登録されたユーザーの順番(全体の仕分けデータの順番)に、集品容器15が、所定の間隔で連続して、メインコンベヤ装置16へ投入されるよう、投入エリア(図示せず)に指示する。また統括コンピュータ56は、上記間口物品データと、容器ユーザー割当リストと、ピッキングデータリストを作成してピッキングコントローラ25へ出力する。
各ゾーン12では以下のように動作される。
また本実施の形態では、バーコードリーダ54によるバーコードの読み取りタイミングを基準として、自動移載装置31から物品14を集品容器15へ投入するタイミングを決定し、さらに第1容積センサ52と第2容積センサ53により読み取ったデータ(領域B1,B2,B3の物品の容積)に基づいて、集品容器15内の前後に物品14投入位置を振り分けているが、図13に示すように、ゾーン12毎に、連続搬送される集品容器15の前端(先端)を検出する容器検出センサ55を設け、前記容器検出センサ55により連続搬送される集品容器15の先端を検出し、この集品容器15の先端が検出されるタイミングを基準として、自動移載装置31から集品容器15へ物品14を投入するタイミングを決定し、さらに自動移載装置31から集品容器15への物品14の投入回数に応じて、前記容器検出センサ55による集品容器15の先端の検出から、自動移載装置31の物品移載装置34により集品容器15へ物品14を投入するまでの時間を変更するようにすることもできる。
11 自動投入ライン
12 ゾーン
14 物品
15 集品容器
16 メインコンベヤ装置
17A バーコードラベル
17B バーコードリーダ
18 物品収納ピッキング部
19 物品投入部
20 ピッキング棚
22 入荷箱
23 間口
25 ピッキングコントローラ
27 ピッキング表示器
31 自動移載装置
33 ベルトコンベヤ装置
33a ベルト体
34 物品移載装置
36 投入表示器
42 装置本体
52 第1容積センサ
53 第2容積センサ
54 バーコードリーダ
55 容器検出センサ
56 総括コンピュータ
Claims (5)
- 複数の集品容器を搬送する搬送ラインと、前記集品容器に集品される物品が収納された複数の物品収納部を備え、
前記搬送ラインに沿って、上方から前記搬送ラインにより搬送されている集品容器へ前記物品を投入する投入部と、前記物品収納部よりピッキングされた物品が載置され、前記集品容器の搬送方向とは直角な左右方向から、前記載置された物品を前記投入部へ切り出す切り出し部とから構成された自動移載装置が配置されたピッキング設備であって、
前記搬送ラインにより搬送されている集品容器内の物品の状態に応じて、少なくとも、前記自動移載装置の切り出し部から前記投入部へ物品を切り出す速度、または前記自動移載装置の投入部から前記集品容器へ物品を投入するタイミングを変更する制御手段を備えたこと
を特徴とするピッキング設備。 - 前記搬送ラインに沿って前記自動移載装置より上流に、前記左右方向で前記切り出し部側の集品容器内の物品の容積または高さを検出する第1検出手段と、前記切り出し部とは奥側の前記集品容器内の物品の容積または高さを検出する第2検出手段を設け、
前記制御手段は、前記第1検出手段により検出された前記容積または高さと前記第2検出手段により検出された前記容積または高さに基づいて、集品容器内の左右方向の物品の載置状態を判断し、この集品容器内の左右方向の物品の載置状態により、前記切り出し部から前記投入部へ物品を切り出す速度を変更すること
を特徴とする請求項1に記載のピッキング設備。 - 前記制御手段は、前記第1検出手段および前記第2検出手段によりそれぞれ検出される左右方向の集品容器内の物品の容積または高さを、集品容器の搬送速度に合わせて時間毎に記憶することにより、集品容器内の前後方向の物品の載置状態を求め、求めた集品容器内の前後方向の物品の載置状態により、前記自動移載装置の投入部により前記集品容器へ物品を投入するまでの時間を変更すること
を特徴とする請求項2に記載のピッキング設備。 - 複数の集品容器を搬送する搬送ラインと、前記集品容器に集品される物品が収納された複数の物品収納部を備え、
前記搬送ラインに沿って、上方から前記搬送ラインにより搬送されている集品容器へ前記物品を投入する投入部と、前記物品収納部よりピッキングされた物品が載置され、前記集品容器の搬送方向とは直角な左右方向から、前記載置された物品を前記投入部へ切り出す切り出し部とから構成された自動移載装置が配置されたピッキング設備であって、
前記搬送ラインに沿って前記自動移載装置より上流に、前記左右方向で前記切り出し部側の集品容器内の物品の容積または高さを検出する第1検出手段と、前記切り出し部とは奥側の前記集品容器内の物品の容積または高さを検出する第2検出手段と、前記搬送ラインにより搬送されている前記集品容器の先端を検出する容器検出センサとを設け、
前記第1検出手段により検出された前記容積または高さと前記第2検出手段により検出された前記容積または高さに基づいて、集品容器内の左右方向の物品の載置状態を判断し、この集品容器内の左右方向の物品の載置状態により、前記切り出し部から前記投入部へ物品を切り出す速度を変更し、
前記自動移載装置から集品容器への物品の投入回数に応じて、前記容器検出センサによる前記集品容器の先端の検出から、前記自動移載装置の投入部により前記集品容器へ物品を投入するまでの時間を変更する制御手段を備えたこと
を特徴とするピッキング設備。 - 前記自動移載装置の切り出し部は、ベルトコンベヤ装置により構成され、
前記物品収納部よりピッキングされた物品が載置されるベルト上に、ピッキングされた物品の載置姿勢を規定する図形が表示されていること
を特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のピッキング設備。
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