JP7088322B2 - 移載装置 - Google Patents
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Description
自動倉庫によっては、ラックの各棚に1個の荷物が載置されている場合もあれば、ラックの各棚に複数の荷物が段積みされている場合がある(例えば、特許文献1を参照)。
この場合、ラック内に挿入される移載コンベア41と吸着アーム42が上下方向に並べて配置されているので、これら部材の高さ方向寸法が大きくなる。そのため、ピッキング対象が最小高さの荷物であっても、ピッキングのためには棚の上部空間を十分に確保する必要がある。
下アームは、基部に対して鉛直軸中心に旋回可能に取り付けられている。
上アームは、下アームに対して鉛直軸中心に旋回可能に取り付けられている。
移載テーブルは、上アームの先端側下部に、水平方向に進退可能にかつ鉛直軸中心に旋回可能に取り付けられている。
吸着パッドは、移載テーブルの先端側において上アームと側面視で重複する高さ位置に、進退可能かつ上下移動可能に取り付けられている。
この装置では、上アームの下部に移載テーブルを取り付け、上アームと重複する高さに吸着パッドを備えることにより、荷物を取り出す際にラック内に挿入する部分(例えば、上アーム、移載テーブル、吸着パッド)の厚みを減らすことができる。
コントローラは、
吸着パッドを前進させ、荷物に吸着させ、該荷物を持ち上げ、
移載テーブルを前進させることで該荷物の下にある隙間に差し込み、移載テーブルをさらに前進させることで移載テーブルの上に荷物を載せる、動作を行う。
この装置では、移載テーブルの前進によって荷物を移載テーブルに載せるので、一番奥の荷物を取る場合に、下アームをさらに奥側に移動させる必要がない。したがって、下アームが棚内に入ることがない。
この装置では、スペーサによって、下アームと移載テーブルの干渉を防ぐことができる。その結果、アームを小さく折りたたむことができる。
移載装置は、第1パッド支持部材と、第2パッド支持部材とをさらに備えていてもよい。第1パッド支持部材は、移載テーブルの上を移載方向に移動可能に支持されている。第2パッド支持部材は、第1パッド支持部材に対して上下方向に移動可能であり、吸着パッドを支持してもよい。
(1)自動倉庫システム全体の説明
図1及び図2を用いて、自動倉庫システム1を説明する。図1は、自動倉庫システムの模式的平面図である。図2は、自動倉庫システムの模式的側面図である。
なお、以下で単にパレット3と言うときは、複数のケース5が段積みされたパレット3を意味することがある。
自動倉庫システム1は、第1ラック11と、第2ラック13とを有している。第1ラック11と第2ラック13は並列に配置されおり、両者の間には走行レーン19が設けられている。第1ラック11は、パレット3を保管するための棚15を複数段で複数列有している。第2ラック13は、パレット3を保管するための棚15を複数段で複数列有している。
第2ラック13は、さらに、ケース払い出し用の出庫コンベヤ17を有している。出庫コンベヤ17は、第2ラック13内に配置され、第2ラック13の延びる方向に沿って延びている。出庫コンベヤ17は、第2ラック13の上下方向中間位置に配置されている。出庫コンベヤ17は、例えばローラコンベヤであって、ケース5を1つずつ出庫搬送する。
なお、以下の説明では、第1ラック11及び第2ラック13が延びる水平方向を第1方向(矢印Y)とし、第1方向に直交する水平方向を第2方向(矢印X)とする。
ケースクレーン23が終点に到着し、パレットクレーン21も同様に終点まで移動すると、パレットクレーン21及びケースクレーン23はパレットステーション16まで収納やピッキングを行わずに戻る。この協働動作を1サイクルとして連続処理が行われる。
パレットステーション16は、コンベヤを有しており、そこではパレットクレーン21とのパレット3の受け渡し、フォークリフト(図示せず)とのパレット3の受け渡しが行われる。
なお、ケースクレーン23は、上記ピッキング動作とは異なり、同じ出庫先への荷物を連続して出庫するため、走行方向に離れた位置を移動しながらピッキングを繰り返してもよい。
なお、ケースクレーン23は、ケース5を第1ラック11又は第2ラック13に収納することもできる。パレットクレーン21は、パレット3をピッキングして、それを基点となるパレットステーション16へ搬送することもできる。
パレットクレーン21は、図4(後述)に示すように、走行装置25、昇降装置27及び移載装置29を有している。走行装置25は、モータ、動力伝達機構、車輪を有する公知の構成である。昇降装置27は、走行装置25に搭載され、移載装置29を昇降する。昇降装置27は、マスト、昇降台、モータ、動力伝達機構を有する公知の構成である。移載装置29は、パレット3を棚15へ移載する。
ケースクレーン23は、図4に示すように、走行装置35、昇降装置37、及び一対のピッキング装置41(移載装置の一例)を有している。走行装置35は、モータ、動力伝達機構、車輪を有する公知の構成である。昇降装置37は、走行装置35に搭載されており、マスト、一対の昇降台37a、モータ、動力伝達機構を有する公知の構成である。一対のピッキング装置41は、一対の昇降台37aにそれぞれ搭載され、互いに独立して昇降可能である。一対のピッキング装置41は、モータ、動力伝達機構をそれぞれ有している。
スカラアーム51は、公知の技術であり、アーム構成を旋回させることで、Vの字に曲がったアーム構成を真っ直ぐに伸ばし、それにより先端を第1ラック11又は第2ラック13側へ移動させることができる。スカラアーム51は、下アーム51aと、上アーム51bとを有している。下アーム51aの基端は、旋回装置53に対して鉛直軸回りに旋回可能に取り付けられている。上アーム51bの基端は、下アーム51aの先端に対して鉛直軸回りに旋回可能に取り付けられている。なお、スカラアーム51の下アーム51aの基端は、アーム駆動装置81(後述)のモータ(図示せず)に連結されており、スカラアーム51は、下アーム51aが旋回すると上アーム51bが連動して旋回するためのチェーン連動機構(図示せず)を有している。
具体的には、上アーム51bの先端下部には、図3に示すように、基部61が回転自在に設けられている。移載テーブル57は、基部61のガイド部(図示せず)に対して第2方向に移動自在に支持されると共に、ラック&ピニオン機構(図示せず)を介して基部61に連結されている。したがって、ラック&ピニオン機構のモータ駆動によって移載テーブル57は、上アーム51bの先端に対して第2方向に移動可能である。具体的には、移載テーブル57は、前端が上アーム51bの先端に近接した第1位置と、前端が上アーム51bの先端から最も離れた第2位置との間で移動可能である。
移載テーブル57の前端には、ローラ58が回転自在に装着されている。
ピッキング装置41は、吸着パッド59を有している。吸着パッド59は、移載テーブル57の先端側に第2方向及び上下方向に移動可能に取り付けられている。具体的には、図3に示すように、第1パッド支持部材62が、移載テーブル57に支持されており、具体的には、移載テーブル57の第2方向にわたって延びるベルト機構(図示せず)のベルト(図示せず)に固定されている。したがって、ベルト機構のモータ駆動によって、第1パッド支持部材62が移載テーブル57の上を第2方向に移動可能である。なお、ベルト機構の代わりにチェーン機構を用いてもよい。
さらに、第2パッド支持部材63が第1パッド支持部材62のガイド部(図示せず)に対して上下方向に移動自在に支持されると共に、第1パッド支持部材62に対してラック&ピニオン機構によって昇降可能に取り付けられている。なお、吸着パッド59は、第2パッド支持部材63に対して首振り可能に取り付けられている。吸着パッド59の高さ位置は、上アーム51bに対して側面視で重複する位置である(上アーム51bの上下方向寸法に対応する高さ領域A内に、吸着パッド59の少なくとも一部が入っている)。
なお、ラック&ピニオン機構の代わりに、電動シリンダやエアシリンダのような他の直動駆動を用いてもよい。
変形例として、吸着パッド59は図3の位置より高い位置に配置されてもよい。その場合、具体的には、吸着パッド59の上面は上アーム51bの上面より低い位置にあり、吸着パッド59の下面は上アーム51bの下面より高い位置にある。つまり、吸着パッド59は、上アーム51bの高さ領域A内に収まっている。
さらに他の変形例として、吸着パッド59はさらに高い位置に配置されてもよい。その場合、具体的には、吸着パッド59の上面は上アーム51bの上面より高い位置にあり、吸着パッド59の下面は上アーム51bの上面と下面の間の位置にある。
スペーサ60によって、下アーム51aと移載テーブル57の干渉を防ぐことができる。その結果、スカラアーム51を小さく折りたたむことができる。
図4を用いて、自動倉庫システム1の制御構成を説明する。図4は、自動倉庫システムの制御構成を示すブロック図である。
自動倉庫システム1は、コントローラ71(制御部の一例)を有している。
コントローラ71は、プロセッサ(例えば、CPU)と、記憶装置(例えば、ROM、RAM、HDD、SSDなど)と、各種インターフェース(例えば、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信インターフェースなど)を有するコンピュータシステムである。コントローラ71は、記憶部(記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応)に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
コントローラ71の各要素の機能は、一部又は全てが、制御部を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、コントローラ71の各要素の機能の一部は、カスタムICにより構成されていてもよい。
アーム駆動装置81は、スカラアーム51を進退させる。具体的には、アーム駆動装置81のモータ(図示せず)がチェーン連動機構(図示せず)を駆動することで、下アーム51aの基端が旋回すると上アーム51bが連動して旋回する。これにより、スカラアーム51は、Vの字に曲がった姿勢と、真っ直ぐにラック側に延びた姿勢とを取ることができる。
移載テーブル駆動装置82は、移載テーブル57を上アーム51bに対して進退させる。また、移載テーブル57は、上アーム51bに対して旋回可能である。なお、移載テーブル57と上アーム51bはチェーン(図示せず)で接続されており、両者は連動して回転する。これにより、スカラアーム51が旋回しても、移載テーブル57がまっすぐ前を向くことができる。
吸引装置83は、吸着パッド59における吸引及び解除を行う。
吸着パッド駆動装置84は、吸着パッド59を移載テーブル57に対して上下方向及び第2方向に移動させる。
コントローラ71によるピッキング・払い出し制御動作を説明する。
(5-1)ピッキング動作
図3、図5~図16を用いて、ピッキング装置41のケースピッキング動作のフローを説明する。なお、模式的正面図では、図面の簡略化のため、基部61、第1パッド支持部材62は省略されている。
図3に示すように、移載テーブル57と吸着パッド59が小ケース5Aに向かって前進する。具体的には、移載テーブル57が移載テーブル駆動装置82によって前進駆動され、吸着パッド59は移載テーブル57に従って前進する。この場合、上アーム51bの下部に移載テーブル57を取り付け、上アーム51bと重複する高さに吸着パッド59を備えているので、ケース5を取り出す際に第1ラック11又は第2ラック13内に挿入する部分(例えば、上アーム51b、移載テーブル57、吸着パッド59)の厚みが小さくなっている。
この結果、図3に示すように、最上段の小ケース5Aと棚15の天井15aとの隙間Bを小さく維持できる。
図5に示すように、吸着パッド59が小ケース5A側に押し付けられる。具体的には、吸着パッド59が吸着パッド駆動装置84によって移載テーブル57に対して前進駆動される。そして、次に吸引が行われることで吸着パッド59が小ケース5Aを吸着する。
図6に示すように、移載テーブル57を前進させることで小ケース5Aの下にある隙間に差し込み、さらに移載テーブル57を前進させることで移載テーブル57の上に小ケース5Aを載せる。このとき、ローラ58が上記の通り傾いた状態の小ケース5Aの下面に当接することで、小ケース5Aは移載テーブル57の上にスムーズに移動する。
ケース5を移載テーブル57に載せる方法として、上記のように移載テーブル57をケース5の下方に差し込むので、移載テーブル57にはベルトコンベヤ等の駆動機構を設ける必要が無く、そのため薄型化が実現されている。さらに、ピッキング対象のケース5がその下のケース5に強く摺動することがないという利点がある。
なお、移載テーブル57をケース5の下の差し込む代わりに、吸着パッド59を移載テーブル57に対して手前側に移動させることでケース5を移載テーブル57に載せてもよい。
図8及び図9に示すように、スカラアーム51を折りたたむことで、小ケース5Aを昇降台37a側に引き込む。このとき、スペーサ60によって、下アーム51aと移載テーブル57の干渉を防ぐことができる。
続いて、昇降台37aを出庫コンベヤ17に対応する位置まで昇降させる。
図10に示すように、移載テーブル57を第1ラック11側に移動させる。
図11及び図12に示すように、旋回装置53を旋回することで、移載テーブル57の前端を第2ラック13側に向ける。
図13に示すように、小ケース5Aを保持したまま、移載テーブル57を第2ラック13側に移動させる。
図16に示すように、さらに吸着パッド59を移載テーブル57に対して移動させさらに吸着を解除することで、小ケース5Aを出庫コンベヤ17の上に払い出す。
上記実施形態は以下のようにも説明可能である。
ピッキング装置41(移載装置の一例)は、棚15(棚の一例)に段積みされたケース5(荷物の一例)を移載するための装置であって、昇降台37a(基部の一例)と、下アーム51a(下アームの一例)と、上アーム51b(上アームの一例)と、移載テーブル57(移載テーブルの一例)と、吸着パッド59(吸着パッドの一例)とを備えている。
下アーム51aは、昇降台37aに対して鉛直軸中心に旋回可能に取り付けられている。
上アーム51bは、下アーム51aに対して鉛直軸中心に旋回可能に取り付けられている。
移載テーブル57は、上アーム51bの先端側下部に、水平方向に進退可能にかつ鉛直軸中心に旋回可能に取り付けられている。
吸着パッド59は、移載テーブル57の先端側において上アーム51bと側面視で重複する高さ位置に、進退可能かつ上下移動可能に取り付けられている。
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
前記実施形態では移載装置は自動倉庫のスタッカクレーンに設けられていたが、他の種類の搬送車又は固定位置に設けられていてもよい。
前記実施形態では、ピッキング動作及び払い出し動作の対象は1つのケースであったが、上記2つの動作の対象は複数のケースであってもよい。
前記実施形態では出庫コンベヤは1段であったが、複数段でもよい。
前記実施形態ではスカラアームにおいて下アームと上アームの間にスペーサが設けられていた。変形例として、スペーサを設けなくてもよい。
3 :パレット
5 :ケース
11 :第1ラック
13 :第2ラック
15 :棚
16 :パレットステーション
17 :出庫コンベヤ
19 :走行レーン
21 :パレットクレーン
23 :ケースクレーン
25 :走行装置
27 :昇降装置
29 :移載装置
35 :走行装置
37 :昇降装置
37a :昇降台
41 :ピッキング装置
51 :スカラアーム
51a :下アーム
51b :上アーム
53 :旋回装置
57 :移載テーブル
59 :吸着パッド
60 :スペーサ
71 :コントローラ
81 :アーム駆動装置
82 :移載テーブル駆動装置
83 :吸引装置
84 :吸着パッド駆動装置
Claims (4)
- 棚に段積みされた荷物を移載するための装置であって、
基部と、
前記基部に対して鉛直軸中心に旋回可能に取り付けられた下アームと、
前記下アームに対して鉛直軸中心に旋回可能に取り付けられた上アームと、
前記上アームの先端側下部に、水平方向に進退可能にかつ鉛直軸中心に旋回可能に取り付けられた移載テーブルと、
前記移載テーブルの先端側において前記上アームと側面視で重複する高さ位置に、進退可能かつ上下移動可能に取り付けられた吸着パッドと、
前記下アームと前記上アームとの間に設けられた、前記移載テーブルの上下方向寸法よりも長い上下方向寸法を有するスペーサと、
を備えた移載装置。 - 前記下アーム、前記上アーム、前記移載テーブル、及び前記吸着パッドを制御するコントローラをさらに備え、
前記コントローラは、
前記吸着パッドを前進させ、荷物に吸着させ、該荷物を持ち上げ、
前記移載テーブルを前進させることで該荷物の下にある隙間に差し込み、前記移載テーブルをさらに前進させることで前記移載テーブルの上に前記荷物を載せる、動作を行う、請求項1に記載の移載装置。 - 前記移載テーブルの上を移載方向に移動可能に支持された第1パッド支持部材と、
前記第1パッド支持部材に対して上下方向に移動可能であり、前記吸着パッドを支持する第2パッド支持部材と、をさらに備える、請求項1に記載の移載装置。 - 前記移載テーブルの上を移載方向に移動可能に支持された第1パッド支持部材と、
前記第1パッド支持部材に対して上下方向に移動可能であり、前記吸着パッドを支持する第2パッド支持部材と、をさらに備える、請求項2に記載の移載装置。
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