JP7459754B2

JP7459754B2 - ピッキングシステム

Info

Publication number: JP7459754B2
Application number: JP2020173447A
Authority: JP
Inventors: 峰広浅沼
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2020-10-14
Publication date: 2024-04-02
Anticipated expiration: 2040-10-14
Also published as: JP2022064679A

Description

本発明は、第一容器と第二容器との間で荷物を移載させるために、第一容器、および、第二容器を搬送するピッキングシステムに関する。

従来、同一種類の荷物が複数収容された容器から出荷先別の容器へオーダーされた数だけ荷物を移載し、さらに異なる種類の荷物が収容された容器からオーダーされた数だけ荷物を移載することをオーダーが完了するまで繰り返すピッキング作業が行われている。

例えば特許文献１には、複数台の垂直回転式の棚装置を回転軸方向に近接して並べ、一台の棚装置を出荷用の容器、他の棚装置を前記容器に供給する商品が収容された容器を保管することで、作業者の負担を軽減しつつ効率的なピッキング作業が可能なシステムが記載されている。

特開２０１８－７０３６９号公報

昨今では、通信販売の多様化やチェーン店舗数の増加に伴い、ピッキングシステムにおいて省スペース化や更なる効率化が臨まれている。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、第一容器から第二容器へ効率よく荷物を移載することができるピッキングシステムの提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の１つであるピッキングシステムは、第一容器と第二容器との間で荷物を移載させるためのピッキングシステムであって、前記第一容器を保管し、出庫、および再入庫可能な自動倉庫と、前記自動倉庫から出庫された第一容器をピッキングエリアまで搬送し、前記自動倉庫に再入庫可能な位置にまで搬送する第一コンベヤと、前記ピッキングエリアにおいて前記第一コンベヤに沿って並べられる複数の第二容器である第二容器群を保持する保持台を複数有し、複数の前記保持台を前記第二容器群とともに垂直方向に循環回転させる垂直回転式の棚装置と、前記ピッキングエリア外に配置され、前記棚装置から第二容器を搬送する第二コンベヤと、を備える。

本発明によれば、複数の第二容器をピッキングエリアに同時に配置し、第一容器との間で荷物を移載することができる。これにより複数の第二容器の搬送時間の短縮化を図り、効率的な荷物の移載を可能とする。また、ピッキング作業中に棚装置の他の位置からピッキング作業済みの第二容器を搬出することができるため、搬送効率を向上させることが可能となる。

図１は、ピッキングシステムを示す斜視図である。図２は、第三、第四コンベアを省略してピッキングシステムを示す平面図である。図３は、再入庫側のラック、およびバーチカルコンベヤを省略して示す側面図である。

以下、本発明に係るピッキングシステムの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するために一例を挙示するものであり、本発明を限定する主旨ではない。例えば、以下の実施の形態において示される形状、構造、材料、構成要素、相対的位置関係、接続状態、数値、数式、方法における各段階の内容、各段階の順序などは、一例であり、以下に記載されていない内容を含む場合がある。また、平行、直交などの幾何学的な表現を用いる場合があるが、これらの表現は、数学的な厳密さを示すものではなく、実質的に許容される誤差、ずれなどが含まれる。また、同時、同一などの表現も、実質的に許容される範囲を含んでいる。

また、図面は、本発明を説明するために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる。

また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として包括的に説明する場合がある。また、以下に記載する内容の一部は、本発明に関する任意の構成要素として説明している。

図１は、ピッキングシステムを示す斜視図である。図２は、第三、第四コンベアを省略してピッキングシステムを示す平面図である。図３は、再入庫側のラック、およびバーチカルコンベヤを省略して示す側面図である。これらの図に示すように、ピッキングシステム１００は、第一容器２０１と第二容器２０２との間で作業者、またはロボットにより荷物を移載させるためのシステムであって、自動倉庫１１０、第一コンベヤ１２１と、第二コンベヤ１２２と、棚装置１３０と、を備えている。本実施の形態の場合、ピッキングシステム１００は、第三コンベヤ１２３と、第四コンベヤ１２４と、搬出装置１４１と、搬入装置１４２と、を備えている。

自動倉庫１１０は、第一容器２０１を保管し、出庫、および再入庫可能な倉庫である。自動倉庫１１０の種類は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、自動倉庫１１０は、ラック１１１と、第五コンベヤ１１３と、搬送装置１１２と、バーチカルコンベヤ１１４と、を備えている。

ラック１１１は、第一容器２０１を保管する棚である。本実施の形態の場合、ラック１１１は、水平面内の第一方向（図中Ｘ軸方向）に第一容器２０１を並べて載置状に保持する棚板を垂直方向（図中Ｚ軸方向）に複数段備えている。また、自動倉庫１１０は、水平面内において第一方向と直交する第二方向（図中Ｙ軸方向）において、搬送装置１１２を挟んで２つのラック１１１を平行に並べて備えている。以下、搬送装置１１２に対し一方側（図中Ｙ＋側）を出庫側と記載し、他方側（図中Ｙ－側）を再入庫側と記載する場合がある。

搬送装置１１２は、ラック１１１、および第五コンベヤ１１３に保持される第一容器２０１をラック１１１、および第五コンベヤ１１３の別の場所に移送することができる装置である。搬送装置１１２の種類は、特に限定されるものではなく、スタッカクレーンなどを例示することができる。本実施の形態の場合、搬送装置１１２は、ラック１１１の各段に対応する位置にそれぞれ敷設されるレールと、レール毎に配置される台車とを備えている。

レールは、ラック１１１に沿って第一方向に第五コンベヤ１１３に至るまで延在して配置され、台車は、第一容器２０１を保持した状態でレールに沿って往復動する。台車には、ラック１１１、および第五コンベヤ１１３と台車との間で第一容器２０１を移載することができる移載装置を備えている。移載装置は、出庫側、および再入庫側のいずれの向きにも第一容器２０１を移載することができる。

第五コンベヤ１１３は、ラック１１１の各段に対応する位置にそれぞれ配置され、ラック１１１の延在方向である第一方向に沿って第一容器２０１を搬送する。本実施の形態の場合、第五コンベヤ１１３は、搬送装置１１２を挟んで出庫側、再入庫側のそれぞれに平行に並べて配置されている。

バーチカルコンベヤ１１４は、第五コンベヤ１１３が配置される各段に上下動する昇降台を備え、所定の段の第五コンベヤ１１３から移載された荷物を垂直方向に搬送して第一コンベヤ１２１に移載し、第一コンベヤ１２１から移載された荷物を所定の段の第五コンベヤ１１３に移載する。本実施の形態の場合、自動倉庫１１０は、搬送装置１１２を挟んで配置される２つの第五コンベヤ１１３に対応して２つのバーチカルコンベヤ１１４を備えている。

第一コンベヤ１２１は、自動倉庫１１０から出庫された第一容器２０１をピッキングエリア２１０まで搬送し、自動倉庫１１０に再入庫可能な位置にまで第一容器２０１を搬送する。第一コンベヤ１２１の種類は、特に限定されるものではなく、ローラコンベヤ、ベルトコンベヤなどを例示することができる。第一コンベヤ１２１の両端部は、出庫側のバーチカルコンベヤ１１４、および再入庫側のバーチカルコンベヤ１１４のそれぞれと接続されている。本実施の形態の場合、第一コンベヤ１２１は、図２に示すように、バーチカルコンベヤ１１４から受け取った第一容器２０１を棚装置１３０に向かい第一方向に沿って搬送する出庫経路２２１、ピッキングエリア２１０内を第二方向に沿って他方のバーチカルコンベヤ１１４に向かう方向に第一容器２０１を搬送するエリア内経路２２２、エリア内経路２２２から第一容器２０１を他方のバーチカルコンベヤ１１４まで第一方向に沿って搬送する再入庫経路２２３を形成する。なお、本実施の形態では、第一コンベヤ１２１のエリア内経路２２２対応部分、およびエリア内経路２２２に沿って配置される棚装置１３０の保持台１３１を含む領域をピッキングエリア２１０としているが、エリア内経路２２２と搬送方向の変わる出庫経路２２１、および再入庫経路２２３の一部または全部をピッキングエリア２１０としてもかまわない。

ピッキングエリア２１０とは、作業者、またはロボットが第一容器２０１と第二容器２０２との間で荷物を移載（図３の破線の矢印２３０を参照）することができる範囲である。具体的には、ピッキングを行う作業者が配置についた状態において、第一コンベヤ１２１のエリア内経路２２２上にある第一容器２０１と棚装置１３０内の保持台１３１の上にある第二容器２０２との間で荷物の移載が可能な作業者の手が届く範囲、ロボットが荷物を移載できる範囲がピッキングエリア２１０となる。具体的には、第一コンベヤ１２１の近傍に配置される単数、または複数の保持台１３１、および第二方向において保持台１３１の幅に相当する第一コンベヤ１２１の部分を含む空間がピッキングエリア２１０となる。なお、ピッキングのために作業者が配置される空間や、ロボットが配置されている空間をピッキングエリア２１０に含めてもかまわない。

棚装置１３０は、ピッキングエリア２１０において、第一コンベヤ１２１のエリア内経路２２２に対して平行に並べられる複数の第二容器２０２である第二容器群２０３（図２参照）を保持する保持台１３１を複数有し、複数の保持台１３１を保持した第二容器群２０３とともに垂直方向に循環回転させる垂直回転式の装置である。本実施の形態の場合、保持台１３１は、複数（本実施の形態の場合、三個）の第二容器２０２を第二容器群２０３として載置状態で保持可能な板状の部材であり、棚装置１３０は、複数の保持台１３１を長円状の軌道に沿って所定の間隔で連結し間欠的に循環動作させる駆動手段１３２を備えている。

本実施の形態の場合、棚装置１３０は、第一コンベヤ１２１のエリア内経路２２２と平行に回転軸が配置されており、保持台１３１の延在方向、および保持台１３１に保持された第二容器群２０３をエリア内経路２２２と平行な状態を維持したまま、回転させることができるものとなっている。棚装置１３０は、保持台１３１の循環が停止している状態において、ピッキングエリア２１０内において垂直方向に複数の第二容器２０２を配置することができるものとなっている。なお、作業者の手などが不用意に棚装置１３０内に侵入することを防止する隔壁（不図示）が棚装置１３０と第一コンベヤ１２１との間に設けられており、隔壁の少なくともピッキングエリア２１０内には、ピッキングされる荷物が通過する開口部が垂直方向に二箇所設けられても構わない。なお、隔壁は、垂直方向に並ぶ二つの第二容器群２０３に対する荷物が通過する一つの開口を備えてもよい。また、開口にはピッキング作業中にのみ開放される扉が設けられていても構わない。また、隔壁は、開口に作業者の手を検出するセンサを備えてもよい。このセンサによりピッキング作業時以外に開口に挿入された手を検出して異常と判別し、保持台１３１の移動を停止させる安全手段を備えてもかまわない。

第二コンベヤ１２２は、ピッキングエリア２１０外に配置され、棚装置１３０から第二容器２０２を所定の場所に搬送する。本実施の形態の場合、第二コンベヤ１２２は、棚装置１３０に対し第一コンベヤ１２１の反対側においてエリア内経路２２２と平行に配置されている。第二容器群２０３がピッキングエリア２１０に配置されピッキング可能な状態で停止している棚装置１３０の保持台１３１と同じ高さ位置で近接し、同一面内になるように第二コンベヤ１２２は、配置されており、ピッキング作業中に既に所定の荷物がピッキングされた第二容器群２０３をピッキングエリア２１０の反対側から搬出できるものとなっている。

また、棚装置１３０から第二コンベヤ１２２への第二容器２０２の移載は、搬出装置１４１により実行される。搬出装置１４１の種類は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、保持台１３１に保持されている第二容器群２０３を一度に移載するものとなっている。

第三コンベヤ１２３は、第一コンベヤ１２１のエリア内経路２２２、または第二コンベヤ１２２と平面視で重なる位置において、棚装置１３０へ第二容器２０２を搬送する。本実施の形態の場合、第三コンベヤ１２３は、第二コンベヤ１２２と垂直方向に重なっており棚装置１３０に対し第一コンベヤ１２１の反対側においてエリア内経路２２２と平行に配置されている。第二容器群２０３がピッキングエリア２１０に配置されピッキング可能な状態で停止している棚装置１３０の保持台１３１と面一になるように第三コンベヤ１２３は、配置されており、ピッキング作業中に新しい第二容器群２０３をピッキングエリア２１０の反対側から棚装置１３０へ搬入できるものとなっている。

また、第三コンベヤ１２３から棚装置１３０への第二容器２０２の移載は、搬入装置１４２により実行される。搬入装置１４２の種類は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、保持台１３１に対し第三コンベヤ１２３上に配置された第二容器群２０３を一度に移載するものとなっている。

第四コンベヤ１２４は、自動倉庫１１０へ第一容器２０１を供給するコンベヤであって、平面視において第一コンベヤ１２１のエリア内経路２２２、および再入庫経路２２３と重なる位置に配置される。本実施の形態の場合、第四コンベヤ１２４は、第一コンベヤ１２１の上方に配置され、再入庫側のバーチカルコンベヤ１１４に端部が接続されている。

次に、ピッキングシステム１００の運用方法を説明する。例えば、同一種類の荷物が複数個収容された第一容器２０１であって、ピッキングエリア２１０に配置された第二容器２０２に収容すべき荷物が収容された第一容器２０１が自動倉庫１１０から出庫され第一コンベヤ１２１のエリア内経路２２２の中央部、またはその近傍に搬送される。

作業者、またはロボットは、ピッキングエリア２１０内において第一容器２０１から第二容器２０２に所定個数の荷物を移載するピッキング作業を実行する。本実施の形態の場合、ピッキングエリア２１０内において、エリア内経路２２２上の三つの第一容器２０１のいずれかから（例えば中央から）荷物を取り出し、上下二段分の保持台１３１に保持され、第二方向に三つ並び上下方向に二段配置された第二容器２０２のいずれかへ荷物を投入する。なお、第一容器２０１から取り出した荷物を投入すべき第二容器２０２の位置、個数などを作業者に知らせる表示器が棚装置１３０と第一コンベヤ１２１との間の隔壁などに設けられていても構わない。

第二コンベヤ１２２においては、既に荷物が収容された第二容器２０２が搬出装置１４１によって棚装置１３０から取り出されている。また、第三コンベヤ１２３においては、新たに第二容器２０２が搬入装置１４２によって棚装置１３０の保持台１３１に移載されている。これら、棚装置１３０に対する第二容器２０２の搬入、および搬出の少なくとも一方は、保持台１３１の循環回転が停止しているピッキング作業中に実行される。これにより、ピッキング作業と第二容器２０２の搬入、搬出作業を同時に行うことができ、ピッキングの効率を向上させることが可能となる。

ピッキング作業が終了すると、棚装置１３０は、保持台１３１を回転させる事によりピッキング済みの第二容器群２０３を一度にピッキングエリア２１０外に搬送し、同時に次のピッキング対象となる第二容器群２０３をピッキングエリア２１０内に搬送する。作業者、またはロボットは、新しく搬入された第二容器２０２に対しピッキング作業を行う。なお、第一容器２０１からピッキングすべき荷物がなくなったり、異なる種類の荷物をピッキングする場合、自動倉庫１１０、および第一コンベヤ１２１は、次の第一容器２０１をピッキングエリア２１０内に搬送する。以上の作業が繰り返される。

具体的には、ピッキング作業の一工程が終了すると、棚装置１３０は、次のピッキング作業のために保持台１３１を循環回転させる。この循環回転によりピッキング済みの第二容器群２０３が第二コンベヤ１２２と隣接する位置にまで移動し、空になった保持台１３１が第三コンベヤ１２２と隣接する位置にまで移動し、次にピッキングすべき第二容器群２０３がピッキングエリア２１０内に移動する。循環回転が停止すると、ピッキングエリア２１０内ではピッキング作業の次工程が実行され、当該ピッキング作業の時間と並行して第二容器群２０３が棚装置１３０から第二コンベヤに取り出され、第三コンベヤ１２３によって運ばれてきた次回以降に荷物が投入される第二容器群２０３が棚装置１３０に移載される。

このように、棚装置１３０は、複数の第二容器２０２を一度にピッキングエリア２１０から搬出し、同時に複数の第二容器２０２を一度にピッキングエリア２１０に搬入できるため、ピッキング作業から次のピッキング作業までの待ち時間を抑制し、効率的なピッキングを実現することが可能となる。

また、本実施の形態にかかるピッキングシステム１００は、ピッキングエリア２１０に配置されるために待機している第二容器群２０３が棚装置１３０内において垂直方向に複数個配置されているため、平面視における省スペース化を図ることが可能となる。また、第二容器２０２を搬出する第二コンベヤ１２２と、第二容器２０２を搬出する第三コンベヤ１２３とが平面視において重なるように配置され、第一容器２０１を出庫し再入庫する第一コンベヤ１２１と、第一容器２０１を入庫する第四コンベヤ１２４とが平面視において重なるように配置されているため、ピッキングシステム１００全体において、平面視における設置スペースを抑制することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば、棚装置１３０は、第二容器群２０３を一体として回転させるのではなく、第一コンベヤ１２１のエリア内経路２２２に平行に並んだ第二容器２０２を個別に回転できるものでも構わない。これにより、棚装置１３０は、ピッキングが終了した第二容器２０２毎に対応する保持台１３１を回転させ、次の第二容器２０２を独立してピッキングエリア２１０内に配置することができる。

また、第一コンベヤ１２１の経路は、上記実施の形態に限定されるものではなく、出庫経路２２１、エリア内経路２２２、および再入庫経路２２３の他に、これらに連結される経路であって第一方向、および第二方向に沿わない径路、湾曲した経路、分岐する経路などを備えていてもかまわない。

また、出庫経路２２１、および再入庫経路２２３は、必ずしも第一方向に沿っている必要はない。

また、棚装置１３０への第二容器２０２の搬出、搬入は、搬出装置１４１、搬入装置１４２が行うのではなく、作業者が行っても構わない。

また、自動倉庫１１０、または第一コンベヤ１２１から第一容器２０１等を搬出する第六コンベヤを設けてもかまわない、第六コンベヤは、第一コンベヤ１２１と平面視において重なるように設けても構わない。

また、ピッキングシステム１００は、複数の自動倉庫１１０、複数の第一コンベヤ１２１、複数の棚装置１３０を第二方向に並べて備えても構わない、この場合、第二コンベヤ１２２、第三コンベヤ１２３、第四コンベヤ１２４は、それぞれが一部共通化されて運用されても構わない。

また、説明の便宜上、第一容器２０１と第二容器２０２とを区別して説明したが、第一容器２０１と第二容器２０２とが区別できないものでも構わない。この場合でも、自動倉庫１１０、および第一コンベヤ１２１内にある容器は第一容器２０１であり、棚装置１３０内にある容器は第二容器２０２である。

また、第一容器２０１や第二容器２０２は、形状、大きさなどが統一されている必要はなく、相互に異なる形状や大きさなどであっても良い。

また、エリア内経路２２２を形成する第一コンベヤ１２１の部分と棚装置１３０との間に作業者がピッキング作業を行うスペースや、ピッキング用のロボットが配置されるスペースを備えていてもかまわない。

また、第二コンベヤ１２２と第三コンベヤ１２３とは、棚装置１３０に近接する位置では垂直方向に重なっているが、相互に重なっていない部分を備えてもかまわない。

本発明は、同一種類の荷物を複数の容器に振り分けるようなピッキングに用いることができる。

１００ピッキングシステム
１１０自動倉庫
１１１ラック
１１２搬送装置
１１３第五コンベヤ
１１４バーチカルコンベヤ
１２１第一コンベヤ
１２２第二コンベヤ
１２３第三コンベヤ
１２４第四コンベヤ
１３０棚装置
１３１保持台
１３２駆動手段
１４１搬出装置
１４２搬入装置
２０１第一容器
２０２第二容器
２０３第二容器群
２１０ピッキングエリア
２２１出庫経路
２２２エリア内経路
２２３再入庫経路
２３０矢印

Claims

第一容器と第二容器との間で荷物を移載させるためのピッキングシステムであって、
前記第一容器を保管し、出庫、および再入庫可能な自動倉庫と、
前記自動倉庫から出庫された第一容器をピッキングエリアまで搬送し、前記自動倉庫に再入庫可能な位置にまで搬送する第一コンベヤと、
前記ピッキングエリアにおいて前記第一コンベヤに沿って並べられる複数の第二容器である第二容器群を保持する保持台を複数有し、複数の前記保持台を前記第二容器群とともに垂直方向に循環回転させる垂直回転式の棚装置と、
前記ピッキングエリア外に配置され、前記棚装置から第二容器を搬送する第二コンベヤと、
を備えるピッキングシステム。
前記第一コンベヤ、または前記第二コンベヤと平面視で重なる位置に前記棚装置へ第二容器を搬送する第三コンベヤを備える
請求項１に記載のピッキングシステム。
前記第二コンベヤは、前記棚装置に対し前記第一コンベヤの反対側に配置される
請求項１または２に記載のピッキングシステム。
前記棚装置から前記第二コンベヤへ第二容器を搬出する搬出装置を備える
請求項１から３のいずれか一項に記載のピッキングシステム。
前記棚装置は、ピッキングエリア内において垂直方向に複数の第二容器を配置する
請求項１から４のいずれか一項に記載のピッキングシステム。
平面視において前記第一コンベヤと重なる位置に配置され、前記自動倉庫へ第一容器を供給する第四コンベヤを備える
請求項１から５のいずれか一項に記載のピッキングシステム。