JPH0558407A - ピツキングロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動倉庫の収容空間を最大限に利用できるピ
ッキングロボットを得る。 【構成】 ねじ体６６の回転力をねじ孔６４で水平移動
力に変換して、スライドフォーク５６を矢印Ａ方向に移
動可能とする。昇降テーブル５２は、案内レール１４と
は別個に、チェーン４４によって昇降される。最上段の
ラックに格納されているコンテナ２０を出し入れする場
合、昇降テーブル５２を案内レール１４の真下まで上昇
させると共にスライドフォーク５６を右方に移動させた
後、コンテナ２０を取り出す。次に、昇降テーブル５２
を下降させる。次に、スライドフォーク５６を元の位置
まで移動させ、ピッキングする。このように、昇降テー
ブル５２が案内レール４４の真下まで移動してもコンテ
ナ２０を取り出すことができ、ピッキング作業も可能と
なるので、案内レール４４を退避させる必要がない。従
って、その分、自動倉庫内のデットスペースが減少す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動倉庫に入庫及び出
庫されるコンテナ内に保管された品物を摘出して品揃え
するピッキングロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、品物の取扱量の増加、空間の有効
利用及び省力化のため、自動倉庫が活用されるようなっ
ている。

【０００３】この自動倉庫は、品物が保管されたコンテ
ナが格納されるラック（荷棚）と、このラック間を移動
してコンテナをラックに格納、またはラックから取り出
すピッキングロボットから構成されている（図３参
照）。

【０００４】このピッキングロボットには、コンテナ内
に保管された品物を摘出するピッキングユニットが装備
されている。このピッキングユニットは、昇降テーブル
に備えられているスライドフォークによってラックから
搬出されたコンテナから、品物を数個単位で摘出して搬
送し、種々の品物を品揃して出庫するようになってい
る。

【０００５】しかしながら、ピッキングユニットは、コ
ンテナが載置される昇降テーブルの上部に配設され、昇
降テーブルと所定の間隔を空けて一体に昇降するように
なっている。従って、昇降テーブルを各区画のラックの
最上段の位置まで上昇させるためには、ラックの最上段
のさらに上方へピッキングユニットが退避できる空間を
確保する必要がある。

【０００６】このため、自動倉庫内には、コンテナが格
納できない所謂デットスペースが生じ自動倉庫内の収容
空間が最大限に利用されていなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は係る事実を考
慮し、自動倉庫内に配設された各区画の荷棚の最上段の
上方にピッキングユニットが退避できる空間を設ける必
要がないピッキングロボットを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のピッキ
ングロボットは、自動倉庫内に配設された荷棚の間を走
行する走行架台と、前記走行架台から立設されるマスト
に案内されて昇降する昇降テーブルと、前記昇降テーブ
ルの上部に配設され昇降テーブル上にあるコンテナ内に
保管された被摘出物を摘出搬送すると共に前記マストに
案内されて昇降するピッキング手段と、前記荷棚からコ
ンテナを取り出し前記昇降テーブル上へ移動しあるいは
前記昇降テーブル上にあるコンテナを荷棚へ格納する搬
送手段と、前記搬送手段を搬送手段の駆動方向と直交す
る方向へ前記昇降テーブル上をスライドさせるスライド
手段と、を有することを特徴としている。

【０００９】請求項２に記載のピッキングロボットは、
自動倉庫内に配設された荷棚の間を走行する走行架台
と、前記走行架台から立設されるマストに案内されて昇
降する昇降テーブルと、前記昇降テーブルの上部に配設
され昇降テーブル上にあるコンテナ内に保管された被摘
出物を摘出搬送すると共に前記マストに案内されて昇降
するピッキング手段と、前記荷棚からコンテナを取り出
し前記昇降テーブル上へ移動しあるいは前記昇降テーブ
ル上にあるコンテナを荷棚へ格納する搬送手段と、前記
搬送手段を昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を前記
搬送手段の駆動方向と直交する方向へ移動させる移動手
段と、を有することを特徴としている。

【００１０】

【作用】上記構成のピッキングロボットでは、荷棚の間
に配設された走行レール上を走行架台が走行し、目的の
荷棚の位置まで移動する。ここで、昇降テーブルが目的
のコンテナが格納されている荷棚まで上昇する。この目
的のコンテナが最上段の荷棚に格納されている場合、昇
降テーブルがマストの上限、すなわちピッキング手段の
真下まで上昇する。しかし、この位置では、ピッキング
手段が障害となって、昇降テーブルに設けられた搬送手
段が、荷棚に格納されているコンテナを取り出すことが
できない。そこで、スライド手段が搬送手段を搬送手段
の駆動方向と直交する方向へスライドさせ、ピッキング
手段の下方域外から退避させる。次に、搬送手段が荷棚
に格納されたコンテナを取り出して昇降テーブル上まで
移動させると、昇降テーブルが一定量下降する。次に、
スライド手段が搬送手段を元の位置にスライドさせる
と、ピッキング手段が、搬送手段上に載置されたコンテ
ナに保管された被摘出物を摘出搬送して品揃えをする。
このように、ピッキング手段と昇降テーブルの間に、搬
送手段がコンテナの取り出し作業をする空間を確保する
必要がないので、昇降テーブルがピッキング手段の真下
まで上昇でき、結果として各区画の最上段の荷棚の上方
にピッキング手段が退避する空間を設ける必要がない。

【００１１】また、最上段以外の荷棚に格納されている
コンテナに保管された被摘出物を摘出する場合は、スラ
イド手段を駆動させる必要はなく、定位置で搬送手段に
よってコンテナを取り出し、ピッキング手段で被摘出物
を摘出し搬送する。

【００１２】さらに、搬送手段が固定された昇降手段自
体を移動手段によって、ピッキング手段の下方域外から
退避させ、搬送手段を昇降手段で昇降させる。これによ
り、昇降テーブルを最上段のラックまで上昇させなくて
も、上昇した搬送手段によって、最上段の荷棚に格納さ
れたコンテナを取り出すことができる。

【００１３】

【実施例】図１及び図２に示されるように、第１実施例
に係るピッキングロボット１０は、走行架台１２と、走
行架台１２から立設されるマスト４０に案内されて昇降
する昇降テーブル５２と、昇降テーブル５２の上部に配
設されマスト４０に案内されて昇降しピッキングユニッ
トを構成する案内レール１４を有している。

【００１４】走行架台１２には、駆動輪３４、追従輪１
６が軸支されている。この駆動輪３４は、図示しない制
御装置に接続されたパルスモーター１８（図２参照）に
よって駆動され、コンテナ２０が格納され上下方向へ多
段及び横方向へ並列に配置されたラック（荷棚）２２の
間に敷設された一対の走行レール２４の上を移動するよ
うになっている。また、走行架台１２には、図２に示さ
れるように、ガイドローラー２６が走行レール２４の側
部と当接するように配設され、走行時の横振れを防止し
ている。さらに、走行架台１２の移動方向の両端部に
は、バッファ２８が取付けられており、障害物と衝突し
た時の衝撃力を緩衝するようになっている。なお、図３
に示されるように、走行レール２４の一端側には、自動
倉庫Ｓ内の出入口に位置しピッキングロボット１０が搬
送するケース３０を受け取るステーション３２が配設さ
れている。

【００１５】図１及び図２に示されるように、走行架台
１２の上面から鉛直方向にマスト４０が立設されてい
る。このマスト４０は軽量で強度の大きいボックストラ
ス構造とされている。マスト４０の上端右側には、歯車
４２が軸支されている。この歯車４２には、チェーン４
４が巻き掛けられている。このチェーン４４は、段付歯
車４６に巻き掛けられている。この段付歯車４６にはチ
ェーン３６、歯車４８を介して図示しない制御装置に接
続されたパルスモーター３８の駆動力が伝達される。こ
のチェーン４４には、昇降テーブル５２の基部５４が連
結されている。これによって、昇降テーブル５２は、チ
ェーン４４の移動によって、マスト４０にガイドされ昇
降可能となっている。なお、このマスト４０の高さは、
昇降テーブル５２が各区画の最上段のラック２２まで上
昇できる高さとされている。

【００１６】図１に示されるように、昇降テーブル５２
には、走行架台１２が走行する方向と直交する方向へ移
動可能な一対のスライドフォーク５６が配設されてい
る。

【００１７】図４に示されるように、スライドフォーク
５６の下面には、図示しないラックが形成されており、
歯車６０を介してスライドフォーク５６の基体に取付け
られたパルスモーター５８の駆動力が伝達され、スライ
ドフォーク５６が、ガイド溝５０に沿ってラック２２方
向へ移動可能となっている。これによって、スライドフ
ォーク５６が、コンテナ２０が載置されているパレット
６２の下部へ挿入され、コンテナ２０を昇降テーブル５
２の上からラック２２へ、またはラック２２から昇降テ
ーブル５２上に移動するようになっている。

【００１８】図５に示されるように、スライドフォーク
５６の下部には、スライドフォーク５６の駆動方向と直
交する方向へねじ孔６４が貫通している。このねじ孔６
４には、昇降テーブル５２の長手方向に沿って配置され
た長尺状のねじ体６６が螺合している。このねじ体６６
の両端部は、軸受け６８で回転自在に軸支されている。
ねじ体６６の左端部は、減速装置を介して図示しない制
御装置に接続されたパルスモーター７２の回転力が伝達
されるようになっている。

【００１９】スライドフォーク５６の基体には、ねじ体
６６と平行に配置された一対のガイドバー７１が貫通す
る円筒孔７３が形成されている。これにより、スライド
フォーク５６は、ガイドバー７１に案内されて矢印Ａ方
向に移動可能とされている。

【００２０】図１に示されるように、案内レール１４の
基部７４には、チェーン７６が固定されている。このチ
ェーン７６は、マスト４０の上端に軸支された歯車７８
に巻き掛けられ、さらに段付歯車８０に巻き掛けられて
いる。この段付歯車８０にはチェーン８２、歯車８６を
介して図示しない制御装置に接続されたパルスモーター
８４の駆動力が伝達される。これによって、案内レール
１４は、チェーン７６の移動に伴って、マスト４０にガ
イドされ昇降可能となっている。

【００２１】図６に示されるように、案内レール１４は
断面形がコ字状の箱型材で矩形状に組まれている。この
案内レール１４の互いに向かい合う開口部には、断面形
がコ字状の移動部材８８の両端部が挿入されている。移
動部材８８の両端部には、図示しない制御装置に接続さ
れたモーターの回転軸に固定されたベベルギアが、案内
レール１４の長手方向に沿って配設されたボールネジと
噛合している。さらに、移動部材８８には、長手方向に
沿って図示しないボールネジが配設されている。このボ
ールネジは、取付部材９０に備えられたモーターの回転
軸に固定されたベベルギアと噛合している。この取付部
材９０には、吸着盤９２を支持する支持部材９４が取付
けられている。これによって、吸着盤９２は水平２軸方
向に移動可能となっている。なお、このモーターは図示
しない制御装置に接続されている。

【００２２】吸着盤９２には図示しないパイプが連通し
ており、コンプレッサーから吸着力を付与されるように
なっている。吸着盤９２を支持する支持部材９４には、
図示しない制御装置に接続されたモーターで駆動される
歯車が取付けられている。この歯車は、上下方向に延設
された図示しない棒状のラックと噛合し、吸着盤９２を
上下移動させるようになっている。また、吸着盤９２の
近傍には、カメラ９６が配設され、コントロールルーム
のモニター９７でコンテナ２０に保管された品物９８を
確認できるようになっている。これによって、オペレー
ターはキーボード９９を操作することによって、目的の
品物９８をピッキングできる。

【００２３】なお、昇降テーブル５２には、吸着盤９２
によってピッキングされた品物９８が収納される空のケ
ース３０が待機している。

【００２４】次に、第１実施例に係るピッキングロボッ
ト１０の作用を図７に示すフローチャートに従って説明
する。

【００２５】まず、ステップ１００で、ピッキングする
品物９８が保管されたコンテナ２０が格納されているラ
ック２２の位置をキー入力する。ステップ１０２で、搬
出するコンテナ２０が最上段のラック２２にあるか否か
判定する。コンテナ２０が最上段のラック２２にある場
合、ステップ１０４で案内レール１４と昇降テーブル５
２を上昇させる。この時、案内レール１４はマスト４０
の最上端で静止するが、昇降テーブル５２は最上段のラ
ック２２の上面と水平となる位置まで上昇させる。

【００２６】次に、ステップ１０６でパルスモーター７
０を正転し、図４に示す右側のスライドフォーク５６を
ガイドバー７１に案内させながら、案内レール１４の下
面域外まで移動させる。次に、ステップ１０８でスライ
ドフォーク５６を駆動し、パレット６２に載せられたコ
ンテナ２０を昇降テーブル５２の上に移動させる。ステ
ップ１１０で、昇降テーブル５２を下降させる。ステッ
プ１１２で、パルスモーター７０を反転し、スライドフ
ォーク５６を元の位置まで戻す。ステップ１１４で、吸
着盤９２を駆動させコンテナ２０から目的の品物９８を
吸着して、昇降テーブル５６に載置されているケース３
０に収納する。

【００２７】ここで、ピッキング作業が終了すると、ス
テップ１１６でパルスモーター７０を正転し、スライド
フォーク５６を、案内レール１４の下面域外まで移動す
る。次に、ステップ１１８で、昇降テーブル５２を最上
段のラック２２の上面と水平となる位置まで上昇させ、
スライドフォーク５６を駆動し、昇降テーブル５２の上
からコンテナ２０をラック２２に格納する。これによっ
て、１単位のコンテナ２０をステーション３２まで搬送
し、そこで必要な品物を摘出する必要がなくなるため、
品揃え作業が迅速に行えると共に、ラック２２の最上段
の上方に、案内レール１４が退避する空間を確保する必
要もないので、デットスペースが減少する。

【００２８】なお、ステップ１０２で、搬出するコンテ
ナ２０がラック２２の最上段でないと判定された場合ス
ライドフォーク５６をスライドさせずに、ステップ１２
０で、昇降テーブル５２を目的のラック２２の上面と水
平となる位置まで上昇させ、スライドフォーク５６を駆
動し、パレット６２に載せられたコンテナ２０を昇降テ
ーブル５２の上に移動させる。次に、ステップ１２２
で、吸着盤９２を駆動させコンテナ２０から目的の品物
９８を吸着して、昇降テーブル５２に載置されているケ
ース３０に収納する。次に、ステップ１２４で、スライ
ドフォーク５６を駆動し、昇降テーブル５２の上にある
コンテナ２０をラック２２に格納する。このように、最
上段以外のラック２２からコンテナ２０を取り出す場
合、スライドフォーク５６をスライドさせる必要はな
い。

【００２９】次に、ステップ１２６で、ケース３０に必
要な品物９８が全て収納されたか否かを判定し、必要な
品物が全て収納されたケース３０は、ステップ１２８
で、ステーション３２まで搬送され、スライドフォーク
５６によって所定の場所に載置される。

【００３０】なお、昇降テーブル５２が最上段のラック
２２まで昇降する際、ケース３０は矩形状に組まれた案
内レール１４の開口部に位置するので、昇降テーブル５
２の上昇の支障とならない。

【００３１】また、本実施例のピッキングロボット１０
は、通常のスタッカクレーンとしても使用でき、コンテ
ナ単位で出入庫することも可能である。

【００３２】次に、第２実施例について説明する。第２
実施例では、図８に示されるように、案内レール１４と
昇降テーブル５２は基部２００で一体に連結されてい
る。この基部２００には、歯車２０２、２０４、２０
６、２０８に巻き掛けられたチェーン２１０の中間部が
固定されている。このチェーン２１０は、図示しない制
御装置に接続されたパルスモーター２１２の駆動力が歯
車２０２、２０４、２０６、２０８を介して伝達され
る。これによって、案内レール１４と昇降テーブル５２
とは、一体となってマスト４０に案内されて昇降するよ
うになっている。

【００３３】図９に示されるスライドフォーク５６は、
第１実施例と同様の機構で、コンテナ２０が載置されて
いるパレット６２の下部へ挿入され、コンテナ２０を昇
降テーブル５２の上からラック２２へ、またはラック２
２から昇降テーブル５２の上へ移動させるようになって
いる。右側のスライドフォーク５６は、伸縮自在のジャ
ッキ２１４の先端に設けられた受け台２１６に固定され
ている。

【００３４】図１０に示されるように、このジャッキ２
１４は、ヒンジ２２０で連結された公知のパンタグラフ
２１８で構成されている。このパンタグラフ２１８の最
下端の円孔２２１は一対のシャフト２２３に回動自在に
軸支されている。このシャフト２２３の略中央部から下
方に突出する部分には、長ボルト２２２が螺合するねじ
孔２２５が穿設されている。長ボルト２２２は軸受け２
２５にその両端が軸支されている。この長ボルト２２２
には、歯車２２４を介してパルスモーター２２６の回転
力が伝達され、シャフト２２３を互いに接離させること
によって、パンタグラフ２１８を伸縮させ、スライドフ
ォーク５６を昇降させるようになっている。

【００３５】ジャッキ２１４は、移動台２２８に固定さ
れている。この移動台２２８には、スライドフォーク５
６の駆動方向と直交する方向へねじ孔２３０が形成され
ている。このねじ孔２３０には、昇降テーブル５２の長
手方向に沿って配置された長尺状のねじ体２３２が螺合
している。このねじ体２３２の両端部は、軸受け２３４
で回転自在に軸支されている。ねじ体２３２の左端部
は、第１実施例と同様に、減速装置を介して図示しない
制御装置に接続されたパルスモーター７２の回転力が伝
達されるようになっている。移動台２２８の下部には、
ねじ体２３２と平行に配置されたガイドバー２３６が貫
通する円孔２３８が形成されている。これにより、ジャ
ッキ２１４は、ガイドバー２３６に案内されて矢印Ａ方
向に移動可能とされている。

【００３６】次に、第２実施例に係るピッキングロボッ
ト１１の作用を説明する。第２実施例では、第１実施例
と異なり、取り出すコンテナ２０が最上段のラック２２
にある場合、案内レール１４と昇降テーブル５２を一体
に上昇させ、案内レール１４がマスト４０の最上部に達
した位置で案内レール１４と昇降テーブル５２を停止さ
せる。次に、スライドフォーク５６が組付けられたジャ
ッキ２１４を案内レール１４の下面域外に達するまで移
動させる。ここで、ジャッキ２１４を上昇させスライド
フォーク５６を最上段のラック２２の上面と水平位置と
なるまで上昇させる。次に、スライドフォーク５６を駆
動し、パレット６２に載せられたコンテナ２０を取り出
し、ジャッキ２１４を下降させる。次に、ジャッキ２１
４を元の位置まで横移動させ、吸着盤９２を駆動させコ
ンテナ２０から目的の品物９８を吸着して、昇降テーブ
ル５２に載置されているケース３０に収納する。

【００３７】このように、昇降テーブル５２の上に、別
途スライドフォーク５６を昇降させる昇降手段を設けた
ので、第１実施例のように昇降テーブル５２を繰り返し
昇降させる必要がなく、機構を簡略化できる。

【００３８】なお、以上説明した実施例においては、ス
ライドフォーク５６を移動させる手段として、ねじ体の
回転力を水平移動力に変換する機構を用いたが、これに
限定されず、例えば、シリンダーまたはチェーン等で移
動させてもよい。また、スライドフォーク５６を昇降さ
せる手段としては、ジャッキ２１４に限定されず、例え
ば、油圧シリンダー等で昇降させてもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、自動倉庫
内に配設された各区画の荷棚の最上段の上方にピッキン
グユニットの退避空間を設ける必要がないピッキングロ
ボットを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係るピッキングロボットの側面図
である。

【図２】第１実施例に係るピッキングロボットの正面図
である。

【図３】第１実施例に係るピッキングロボットが配置さ
れた自動倉庫の側面図である。

【図４】第１実施例に係るピッキングロボットの一部側
面を拡大した断面図である。

【図５】第１実施例に係るピッキングロボットのスライ
ドフォークの移動機構を示した斜視図である。

【図６】第１実施例に係るピッキングロボットのピッキ
ング部分を示した概略図である。

【図７】第１実施例に係るピッキングロボットの作動を
示したフローチャートである。

【図８】第２実施例に係るピッキングロボットの側面図
である。

【図９】第２実施例に係るピッキングロボットの一部側
面を拡大した断面図である。

【図１０】第２実施例に係るピッキングロボットのスラ
イドフォークの昇降機構を示した斜視図である。

【符号の説明】

１４ 案内レール（ピッキング手段） ５２ 昇降テーブル ５６ スライドフォーク（搬送手段） ６６ ネジ体（スライド手段） ６４ ねじ孔（スライド手段） ９２ 吸着盤（ピッキング手段） ２１４ ジャッキ（昇降手段） ２３０ ねじ孔（移動手段） ２３２ ネジ体（移動手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 一功 東京都中央区銀座８丁目21番１号 株式会 社竹中工務店東京本店内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動倉庫内に配設された荷棚の間を走行
   する走行架台と、前記走行架台から立設されるマストに
   案内されて昇降する昇降テーブルと、前記昇降テーブル
   の上部に配設され昇降テーブル上にあるコンテナ内に保
   管された被摘出物を摘出搬送すると共に前記マストに案
   内されて昇降するピッキング手段と、前記荷棚からコン
   テナを取り出し前記昇降テーブル上へ移動しあるいは前
   記昇降テーブル上にあるコンテナを荷棚へ格納する搬送
   手段と、前記搬送手段を搬送手段の駆動方向と直交する
   方向へスライドさせるスライド手段と、を有することを
   特徴とするピッキングロボット。
2. 【請求項２】 自動倉庫内に配設された荷棚の間を走行
   する走行架台と、前記走行架台から立設されるマストに
   案内されて昇降する昇降テーブルと、前記昇降テーブル
   の上部に配設され昇降テーブル上にあるコンテナ内に保
   管された被摘出物を摘出搬送すると共に前記マストに案
   内されて昇降するピッキング手段と、前記荷棚からコン
   テナを取り出し前記昇降テーブル上へ移動しあるいは前
   記昇降テーブル上にあるコンテナを荷棚へ格納する搬送
   手段と、前記搬送手段を昇降させる昇降手段と、前記昇
   降手段を前記搬送手段の駆動方向と直交する方向へ移動
   させる移動手段と、を有することを特徴とするピッキン
   グロボット。