JP7005674B2 - ラックモジュール、ラック倉庫およびラック倉庫システム - Google Patents

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Description

本発明は、倉庫設備に関し、詳しくはラックモジュール、複数の配列されたラックモジュールによって構成されるラック倉庫およびラック倉庫を運用するラック倉庫システムに関するものである。
特許文献1により掲示された自動ラック倉庫モジュールは、多軸ロボットアームのZ軸によってピックアンドプレース用ロボットを補助し、ピックアンドプレース用ロボットを直立型ラックに対応する位置まで自由に移動させる。しかし、直立型ラックは仕組みが固定されて変われないため、顧客側のニーズに応じて増減することができない。ピックアンドプレース用ロボットはピックアンドプレース作業がグリッパーの作動範囲内に限定されるため、作業上の機動性が足りない。
特許文献2により掲示された旋転式コンベア装置は、滑走台座によってトレイを旋転可能な作業ベンチに配置し、作業ベンチによってトレイを異なる作業ステーションに搬送する。すべての作業ステーションは旋転可能な扉を有する。作業員は旋転可能な扉によってトレイに触る。しかし、全体設備は仕組みが固定されて変われないため、顧客側のニーズに応じてトレイの配置方式または増減を調整することができない。作業ベンチはピックアンドプレースに関連する装置を持たないため、トレイの搬送作業しかできない。
特許文献3により掲示された加工設備は、工作物を載せるためのトレイをトレイ交換器によって移し、かつニーズに応じてトレイの増減を調整することができるが、配列の調整または変更が難しいため、作業上の機動性が足りない。
CN 206265699 U号公報 US 9,144,870 B2号公報 US 2010/0018836 A1号公報
本発明は、顧客側のニーズに応じて組み合わせを柔軟に調整できるラックモジュールを提供することを主な目的とする。
本発明は、複数のラック結合体から構成されるラック倉庫を提供することをもう一つの目的とする。
上述した課題を解決するため、ラックモジュールはフレーム、物品載せプレート、左側連結部材および右側連結部材を備える。物品載せプレートは工作物を載せるためにフレームに着脱可能に装着される。左側連結部材はフレームの左側に配置される。右側連結部材はフレームの右側に配置される。二つのフレームは左側連結部材および右側連結部材によってまとまって連結される。上述した構造特徴により、顧客側のニーズに応じて組み合わせを多元化し、柔軟に調整することができる。
物品載せプレートは底面に支持板を有する。支持板は四つの隅角部に調整用ねじ孔および調整用ねじ孔内のねじを有し、底面に片状サポーターを有する。ねじは底部が片状サポーターに当接する。上述した構造特徴により、一つまたは複数のねじを回し、支持板の斜度を調整すれば、物品載せプレートの斜度を微調整し、組み立ての精度を向上させることができる。
比較的好ましい場合、支持板は前側の左右両端および左側の前後両端にねじ孔を別々に有し、底部の前側の左右両端および左側の前後両端に板状固定部を別々に有する。四つの水平調整用ねじは四つの板状固定部に回転可能に固定され、支持板の四つのねじ孔に締め付けられる。一つまたは複数の水平調整用ねじを回せば水平に旋転する物品載せプレートの角度を調整し、組み立ての精度を向上させることができる。
上述した課題を解決するため、ラック倉庫は複数のラック結合体から構成される。それぞれのラック結合体は上下に並んで配置された複数のラックモジュールを有する。二つの隣り合うラック結合体は複数の位置決め用ねじによってまとまって連結される。それぞれの位置決め用ねじは相互に隣接する左側連結部材および右側連結部材を連結する。上述した構造特徴により、ラック倉庫は顧客側のニーズに応じて複数のラック結合体を柔軟に組み合わせて直線状または円弧状に配列することができるだけでなく、複数の直線状に並ぶラック結合体および複数の円弧状に並ぶラック結合体を組み合わせる、即ち、一部のラック結合体を直線状に配列し、別の一部のラック結合体を円弧状に配列することができる。
本発明は、ラック倉庫とピックアンドプレース装置を組み合わせてラック倉庫システムを構築することができる。高負荷作業を行う際、ピックアンドプレース装置は伸縮軸のゼロクランプシステムによって工作物を工作機器または物品載せプレートに移し、続いてダブルスイングの半径に基づいて空間上の可動範囲を限定し、交互に作動するため、ピックアンドプレース装置の適用性を向上させ、狭い空間下での径路を多元化することができる。低負荷作業を行う際、ピックアンドプレース装置は末端関節モジュールとグリッパーの組み合わせによって工作物を工作機器または物品載せプレートに移す。末端関節モジュールのグリッパーにクイックチェンジシステムを配置すれば加工条件に応じてクランプを交換し、システム全体の機動性および生産効率を向上させることができる。
本発明によるラックモジュール、ラック倉庫およびラック倉庫システムの詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法は、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。また、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。
本発明の一実施形態によるラックモジュールを示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるラックモジュールの一部分を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるラックモジュールの一部分を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるラックモジュールの一部分を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるラックモジュールにおいて左側連結部材および右側連結部材がそれぞれ二つの長辺部および二つの短辺部を有する状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるラックモジュールにおいて左側連結部材が二つの長辺部および二つの短辺部を有する状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるラック倉庫が直線状に配列されたうえで二つのラックモジュールを結合させる状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるラック倉庫が円弧状に配列されたうえで三つのラックモジュールを結合させる状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるラック倉庫が混合方式によって配列されたうえで三つのラックモジュールを結合させる状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態によるラック倉庫システムにおいてラック倉庫が直線状に配列される状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるラック倉庫システムにおいてラック倉庫が円弧状に配列される状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるラック倉庫システムにおいて直線状のラック倉庫に円弧状のラック倉庫が加わる状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるラック倉庫システムのピックアンドプレース装置を示す斜視図である。
以下、本発明によるラックモジュール、ラック倉庫およびラック倉庫システムを図面に基づいて説明する。なお、明細書において、方向性用語は図に示した方向に基づいて表現される。同じ符号は同じ部品または類似した部品を示す。
(一実施形態)
図1および図2に示すように、本発明の一実施形態によるラックモジュール10はフレーム20、物品載せプレート30、左側連結部材50および右側連結部材53を備える。
フレーム20は、アルミニウム押出加工によって製作され、頂部枠21、底部枠23、左前支持柱25、左後支持柱26、右前支持柱27、右後支持柱28および搬出入口29を有する。底部枠23および頂部枠21は大きさが同じである。左前支持柱25、左後支持柱26、右前支持柱27および右後支持柱28はそれぞれ複数の三角形連結部材Tおよびねじなどの締結部材によって頂部枠21および底部枠23の四つの隅角部に締結および固定される。搬出入口29は頂部枠21、底部枠23、左前支持柱25および右前支持柱27から囲まれて形成される。頂部枠21は間隔を置いて二つの水平連結部材211および四つの支持柱24を有する。四つの支持柱24は二組に分けられて二つの水平連結部材211に別々に配置され、それぞれ先端部に片状サポーター33を有する。四つの片状サポーター33は支持板34を支える。支持板34は頂面に形成された四つの格納溝35と、四つの格納溝35内に配置された誘導部材39とを有する。誘導部材39および支持板34はねじによって締結されて一体になる。図3に示すように、支持板34は四つの格納溝35の周りに調整用ねじ孔341および二つの位置決め孔342を別々に有する。調整用ねじ孔341は二つの位置決め孔342の間に位置する。支持板34はさらに四つの止ねじ343を有する。止ねじ343は先端部に六角穴を有する。止ねじ343は調整用ねじ孔341に締め付けられ、末端部が片状サポーター33に当接することによって支持板34および物品載せプレート30の斜度を調整する。別のねじ(図中未表示)を位置決め孔342に差し込んで締め付ければ支持板34および四つの支持柱24が締結されて一体になる。
図2に示すように、物品載せプレート30は工作物を載せるために支持板34の上方に着脱可能に装着され、矩形を呈し、四つの隅角部に皿穴31および皿穴31内に埋め込まれた皿頭ねじ32を有する。皿頭ねじ32とプルボルト38を噛み合わせればプルボルト38によって物品載せプレート30を支持板34の上に固定することができる。物品載せプレート30は前側に第一結合部材C1を有する。
図2および図4に示すように、支持板34は前側の左右両端および左側の前後両端にねじ孔37を別々に有する。前方の二つの支持柱24の前側面および左側の二つの支持柱24の左側面はそれぞれ二つの固定用ねじ42によって板状固定部43に締結される。それぞれの板状固定部43は二つの穿孔44を有する。すべての水平調整用ねじ41は穿孔44を貫通し、そのうちの一つの水平調整用ねじ41が支持板34のねじ孔37に締め付けられる。一つまたは複数の水平調整用ねじ41を回せば、支持板34は物品載せプレート30を同調させ、左右に偏移させる、即ち水平に旋転する物品載せプレート30の角度を調整するため、物品載せプレート30を組み立てる際の精度を向上させることができる。
左側連結部材50は仕組みが二つの様態である。図1に示すように、第一様態において、左側連結部材50は四つの第一短辺連結部51を有する。二つの第一短辺連結部51は左前支持柱25の上下両端に固定される。別の二つの第一短辺連結部51は左後支持柱26の上下両端に固定される。図5に示すように、第二様態において、左側連結部材50は二つの第一短辺連結部51および二つの第一長辺連結部52を有する。二つの第一短辺連結部51は左前支持柱25の上下両端に固定される。二つの第一長辺連結部52は左後支持柱26の上下両端に固定される。
右側連結部材53は仕組みが二つの形態である。図1に示すように、第一様態において、右側連結部材53は四つの第二短辺連結部54を有する。二つの第二短辺連結部54は右前支持柱27の上下両端に固定される。別の二つの第二短辺連結部54は右後支持柱28の上下両端に固定される。図5に示すように、第二様態において、右側連結部材53は二つの第二短辺連結部54および二つの第二長辺連結部55を有する。二つの第二短辺連結部54は右前支持柱27の上下両端に固定される。二つの第二長辺連結部55は右後支持柱28の上下両端に固定される。本実施形態において、第一短辺連結部51および第二短辺連結部54は構造が同じである。第一長辺連結部52および第二長辺連結部55は構造が同じである。
第一短辺連結部51および第二短辺連結部54は長さが同じであり、位置決め用ねじ56によってまとまって連結される。第一長辺連結部52および第二長辺連結部55は長さが同じであり、位置決め用ねじ56によってまとまって連結される。
上述した構造特徴により、本発明によるラックモジュール10と異なるタイプの左側連結部材50および右側連結部材53とを組み合わせ、異なるタイプのラック倉庫60、62、64を構築することができる。図10に示すように、ラック倉庫60は複数のラック結合体12から構成される。本実施形態において、ラック結合体12は数が六つであるが、これに限定されない。すべてのラック結合体12は三つ以上の上下に並んで配置されたラックモジュール10を有する。一番上のラックモジュール10には物品載せプレート30が配置されない。図7に示すように、二つの隣り合うラックモジュール10は第一様態の左側連結部材50(即ち四つの第一短辺連結部51)および第一様態の右側連結部材53(即ち四つの第二短辺連結部54)によってまとまって連結されるため、ラック倉庫60は直線状に配置される。
図11に示すように、ラック倉庫62は複数のラック結合体12から構成される。本実施形態において、ラック結合体12は数が七つであるが、これに限定されない。すべてのラック結合体12は三つ以上の上下に並んで配置されたラックモジュール10を有する。一番上のラックモジュール10には物品載せプレート30が配置されない。図8に示すように、二つの隣り合うラックモジュール10は第二様態の左側連結部材50(即ち二つの第一短辺連結部51および二つの第一長辺連結部52)および第二様態の右側連結部材53(即ち二つの第二短辺連結部54および二つの第二長辺連結部55)によってまとまって連結されるため、ラック倉庫60は円弧状に配置される。
図12に示すように、ラック倉庫64はラック倉庫60およびラック倉庫62の組み合わせによって構築される、即ち第一部分14および第二部分16を有する。第一部分14は直線状に配置される。第二部分16は円弧状に配列される。図9に示すように、第一部分14および第二部分16の連結箇所に位置するラックモジュール10は第二様態の左側連結部材50(即ち二つの第一短辺連結部51および二つの第一長辺連結部52)によって第二部分16に連結され、続いて第一様態の右側連結部材53(即ち四つの第二短辺連結部54)によって第一部分14に連結される。
本発明はラック倉庫60、62、64とピックアンドプレース装置71を組み合わせてラック倉庫システム70を構築することができる。図13に示すように、ピックアンドプレース装置71は四軸運動の自由度を保ったうえで多関節7軸ロボットを搭載した装置である。多関節7軸ロボットは末端に自走式2軸水平回転多関節アームモジュールを有する。ピックアンドプレース装置71は受動的移動または受動的回転ができる。詳しく言えば、モーター72は滑走台座73を駆動することによってピックアンドプレース装置71を直線移動させるため、ピックアンドプレース装置71は直線状に配列された複数のラック結合体12に対応して工作物を物品載せプレート30に置くことができる。回転軸74はピックアンドプレース装置71を360度回転運動させるため、ピックアンドプレース装置71は円弧状に配列された複数のラック結合体12に対応して工作物を物品載せプレート30に置くことができる。昇降作業台75は異なるタイプのラック倉庫60、62、64に応じてグリッパー76を昇降させることによって工作物のピックアンドプレース作業を進める。伸縮軸77はグリッパー76を前進させたり後退させたりすることによって工作物のピックアンドプレース作業を進める。伸縮軸77は機能性のある切り替え機能を有するため、顧客側のニーズに応じて長さを延長できるだけでなく、顧客側のニーズに応じて様々な形の工作物を掴むことができる。伸縮軸77は前端に第二結合部材C2を有する。本実施形態において、第二結合部材C2は空気圧クランプ装置である。第二結合部材C2は物品載せプレート30の第一結合部材C1と結合できる。つまり、ピックアンドプレース装置71は伸縮軸77の第二結合部材C2と第一結合部材C1とを結合させることによって工作物または物品載せプレート30のピックアンドプレース作業を進めることができる。ピックアンドプレース装置71はダブルスイングの半径に基づいて空間上の可動範囲を限定したうえで交互に作動するため、狭い空間下での径路を多元化することができる。ピックアンドプレース装置71は本発明の重点でないため、そのほかの構造および作動原理についての説明は省略される。
本発明によるラック倉庫システム70は、複数のラックモジュール10からなるラック倉庫60、62、64および多軸式ピックアンドプレース装置71にCNC工具機などの加工機が加わるものである。ラック倉庫60は顧客側の空間条件に応じて直線状に配置される。ラック倉庫62は顧客側の空間条件に応じて円弧状に配置される。ラック倉庫64は顧客側の空間条件に応じて直線状および円弧状の混合形態に配置される。多軸式ピックアンドプレース装置71は加工条件に応じてクランプを交換して異なるタイプの工作物のピックアンドプレース作業を進め、無人生産を実現させることができる。上述した構造特徴により、ラック倉庫システム70は機動性が非常に高いだけでなく、生産効率を向上させることができる。
10:ラックモジュール、
12:ラック結合体、
20:フレーム、
21:頂部枠、
211:水平連結部材、
23:底部枠、
24:支持柱、
25:左前支持柱、
26:左後支持柱、
27:右前支持柱、
28:右後支持柱、
29:搬出入口、
30:物品載せプレート、
31:皿穴、
32:皿頭ねじ、
33:片状サポーター、
34:支持板、
341:調整用ねじ孔、
342:位置決め孔、
343:止ねじ、
35:格納溝、
37:ねじ孔、
38:プルボルト、
39:誘導部材、
41:水平調整ねじ、
42:固定用ねじ、
43:板状固定部、
44:穿孔、
50:左側連結部材、
51:第一短辺連結部、
52:第一長辺連結部、
53:右側連結部材、
54:第二短辺連結部、
55:第二長辺連結部、
56:位置決め用ねじ、
60、62、64:ラック倉庫、
70:ラック倉庫システム、
71:ピックアンドプレース装置、
72:モーター、
73:滑走台座、
74:回転軸、
75:昇降台、
76:グリッパー、
77:伸縮軸
C1:第一結合部材、
C2:第二結合部材、
T:三角形連結部材

Claims (14)

  1. 少なくとも一つの工作物を載せ、かつフレーム、物品載せプレート、左側連結部材および右側連結部材を備え、
    記物品載せプレートは、少なくとも一つの前記工作物を載せるために前記フレームに着脱可能に装着され、
    前記左側連結部材は、前記フレームの左側に配置され、
    前記右側連結部材は、前記フレームの右側に配置され、
    前記フレームは左前支持柱、左後支持柱、右前支持柱および右後支持柱を有し、
    前記左側連結部材は第一短辺連結部および第一長辺連結部を有し、
    前記第一短辺連結部は前記左前支持柱に配置され、
    前記第一長辺連結部は前記左後支持柱に配置され、
    前記右側連結部材は第二短辺連結部および第二長辺連結部を有し、
    前記第二短辺連結部は前記右前支持柱に配置され、
    前記第二長辺連結部は前記右後支持柱に配置され、
    前記第一短辺連結部および前記第二短辺連結部は長さが同じであり、
    前記第一長辺連結部および前記第二長辺連結部は長さが同じであることを特徴とするラックモジュール。
  2. 少なくとも一つの工作物を載せ、かつフレーム、物品載せプレート、左側連結部材および右側連結部材を備え、
    前記物品載せプレートは、少なくとも一つの前記工作物を載せるために前記フレームに着脱可能に装着され、
    前記左側連結部材は、前記フレームの左側に配置され、
    前記右側連結部材は、前記フレームの右側に配置され、
    前記フレームは左前支持柱、左後支持柱、右前支持柱および右後支持柱を有し、
    前記左側連結部材は第一短辺連結部および第一長辺連結部を有し、
    前記第一短辺連結部は前記左前支持柱に配置され、
    前記第一長辺連結部は前記左後支持柱に配置され、
    前記右側連結部材は二つの第二短辺連結部を有し、
    二つの前記第二短辺連結部は前記右前支持柱および前記右後支持柱に配置され、
    前記第一短辺連結部および二つの前記第二短辺連結部は長さが同じであることを特徴とするラックモジュール。
  3. 前記物品載せプレートは底面に支持板を有し、
    前記支持板は四つの隅角部に調整用ねじ孔と、前記調整用ねじ孔内に配置されたねじとを別々に有し、前記底面に片状サポーターを有し、
    前記ねじにより前記底部が前記片状サポーターに当接することを特徴とする請求項1又は2に記載のラックモジュール。
  4. 前記支持板は、前側の左右両端および左側の前後両端にねじ孔および前記ねじ孔と噛み合う水平調整用ねじを別々に有し、
    前記支持板の前側の左右両端および前記支持板の左側の前後両端に板状固定部を別々に有し、
    それぞれの前記板状固定部は穿孔を有し、
    前記水平調整用ねじは前記穿孔に差し込まれることを特徴とする請求項に記載のラックモジュール。
  5. 複数のラック結合体から構成され、
    複数の前記ラック結合体は、それぞれ複数の請求項1又は2に記載のラックモジュールを有し、
    複数の前記ラックモジュールは上下に並んで配置され、
    二つの隣り合う前記ラック結合体は、複数の位置決め用ねじによってまとまって連結され、それぞれの前記位置決め用ねじは相互に隣接する前記左側連結部材および前記右側連結部材を連結することを特徴とするラック倉庫。
  6. 複数の前記ラック結合体は、複数の請求項1に記載のラックモジュールが円弧状に配列された第二部分を含む、ことを特徴とする請求項に記載のラック倉庫。
  7. 複数の前記ラック結合体は、請求項2に記載のラックモジュールにより前記第二部分と結合される第一部分をさらに含み、
    前記第一部分においては、複数の第一ラックモジュールが直線状に配列され、
    前記第一ラックモジュールは、
    少なくとも一つの工作物を載せ、かつフレーム、物品載せプレート、左側連結部材および右側連結部材を備え、
    前記物品載せプレートは、少なくとも一つの前記工作物を載せるために前記フレームに着脱可能に装着され、
    前記左側連結部材は、前記フレームの左側に配置され、
    前記右側連結部材は、前記フレームの右側に配置され、
    前記フレームは、左前支持柱、左後支持柱、右前支持柱および右後支持柱を有し、
    前記左側連結部材は、二つの第一短辺連結部を有し、
    二つの前記第一短辺連結部は、前記左前支持柱および前記左後支持柱に配置され、
    前記右側連結部材は、二つの第二短辺連結部を有し、
    二つの前記第二短辺連結部は、前記右前支持柱および前記右後支持柱に配置され、
    二つの前記第一短辺連結部および二つの前記第二短辺連結部は、長さが同じであることを特徴とする請求項6に記載のラック倉庫。
  8. 前記物品載せプレートは底面に支持板を有し、
    前記支持板は四つの隅角部に調整用ねじ孔と、前記調整用ねじ孔内に配置されたねじとを別々に有し、前記底面に片状サポーターを有し、前記ねじにより前記底部が前記片状サポーターに当接することを特徴とする請求項に記載のラック倉庫。
  9. 前記支持板は、前側の左右両端および左側の前後両端にねじ孔および前記ねじ孔と噛み合う水平調整用ねじを別々に有し、前記支持板の前側の左右両端および前記支持板の左側の前後両端に板状固定部を別々に有し、
    それぞれの前記板状固定部は穿孔を有し、
    前記水平調整用ねじは前記穿孔に差し込まれることを特徴とする請求項に記載のラック倉庫。
  10. 請求項に記載のラック倉庫およびピックアンドプレース装置を備え、
    前記ピックアンドプレース装置は前記ラック倉庫の複数の搬出入口の前方に設置され、受動的移動または受動的回転ができ、
    それぞれの前記ラック結合体の複数のラックモジュールの前記物品載せプレートは、第一結合部材を有し、
    前記ピックアンドプレース装置は第二結合部材を有し、前記第二結合部材を前記第一結合部材と結合させることによって前記物品載せプレートのピックアンドプレース作業を進めることを特徴とするラック倉庫システム。
  11. 請求項7に記載のラック倉庫およびピックアンドプレース装置を備え、
    前記ピックアンドプレース装置は、前記ラック倉庫の複数の搬出入口の前方に設置され、受動的移動または受動的回転ができ、
    それぞれの前記ラック結合体の複数のラックモジュールの前記物品載せプレートは、第一結合部材を有し、
    前記ピックアンドプレース装置は、第二結合部材を有し、前記第二結合部材を前記第一結合部材と結合させることによって前記物品載せプレートのピックアンドプレース作業を進め、
    前記ピックアンドプレース装置は、前記第一部分において、複数の前記ラック結合体の配列方向に沿って移動し、前記ラック結合体の複数の前記ラックモジュールの配列方向に沿って昇降することができることを特徴とするラック倉庫システム。
  12. 前記ピックアンドプレース装置は、前記第二部分において、複数の前記ラック結合体の配列方向に沿って回転し、前記ラック結合体の複数の前記ラックモジュールの配列方向に沿って昇降することができることを特徴とする請求項11に記載のラック倉庫システム。
  13. 前記物品載せプレートは底面に支持板を有し、
    前記支持板は四つの隅角部に調整用ねじ孔と、前記調整用ねじ孔内に配置されたねじとを別々に有し、前記底面に片状サポーターを有し、前記ねじは底部が前記片状サポーターに当接することを特徴とする請求項10に記載のラック倉庫システム。
  14. 前記支持板は、前側の左右両端および左側の前後両端にねじ孔および前記ねじ孔と噛み合う水平調整用ねじを別々に有し、前記支持板の前側の左右両端および前記支持板の左側の前後両端に板状固定部を別々に有し、それぞれの前記板状固定部は穿孔を有し、前記水平調整用ねじは前記穿孔に差し込まれることを特徴とする請求項13に記載のラック倉庫システム。
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