JPWO2019132012A1 - 物品取りまとめ装置、物品積み込み装置及び物品収容装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また本発明は、箱やパレット等に物品を積み込む物品積み込み装置及び物品収容装置に関するものである。
通信販売において需要者は、インターネット等を経由して、販売元に商品を発注する。一回に発注する商品が多数であることも珍しくない。
販売元は、雑多の商品を箱に梱包して発送する場合がある。この様な場合、販売元の作業者は、より多くの物品を一つの箱に詰め込める様に工夫する。
また雑多の物品や多くの物品をパレットに載せて移動する場合がある。
本発明は、箱詰め作業等を支援し、作業者の労力を軽減することができる物品取りまとめ装置と、物品積み込み装置及び物品収容装置を提案するものである。
本態様によると、集められた物品を箱等に入れることにより、箱やパレットの無駄な空間を少なくすることができる。またより小さい箱を使用することができ、輸送コストを低減することができる。
即ち物品積み込み装置100は、導入コンベヤ50によって物品取りまとめ装置51に物品M(搬送物)を投入し、物品取りまとめ装置51で箱詰めする物品Mを取りまとめると共に、収容箱39に収容できるレイアウトに揃える。そしてそのレイアウトの形状に纏められたままの状態で、繋ぎコンベヤ52を移動し、そのままの形で収容箱39に収容するものである。
物品取りまとめ装置51は、図3の様に並べ替え装置2(並べ替え手段)と、物品情報取得手段56及び上位制御装置57によって構成されている。
並べ替え装置2は、物品Mを載置する物品載置面32を有している。物品載置面32は、図4の様に搬送セル1を面状に多数配列したものである。即ち多数の搬送セル1が面状に敷きつめられて物品載置面32を有する並べ替え装置2が構成されている。
搬送セル1は、搬送ローラ3が物品Mを付勢して移動させる移動機能を発揮し、旋回台6は、付勢方向変更機能を発揮する。すなわち、各搬送ローラ3が、それぞれ付勢方向変更機能を発揮することにより、物品Mの搬送方向を変更する搬送方向変更機能を発揮することができる。
搬送セルユニット28では、表面板33から各搬送セル1の旋回台6の先端部及び搬送ローラ3の一部が露出している。物品Mの底は搬送ローラ3と接触し、搬送ローラ3が回転することによって物品Mは搬送ローラ3から付勢力を受ける。また搬送セル1は、旋回用モータ8(図6〜図8)によって旋回台6を回転することによって物品Mの付勢方向を変更可能である。
搬送セル1は、搬送ローラ3によって物品Mを付勢して移動させる移動機能を有している。搬送セル1は、物品Mの付勢方向を変更する付勢方向変更手段を備えている。具体的には、搬送セル1は、搬送ローラ3を有しており、搬送ローラ3に物品Mが載置される。搬送ローラ3は、走行用モータ9によって回転し、搬送ローラ3が回転することによって搬送ローラ3上の物品Mの底が付勢されて物品Mを移動させる。
また搬送セル1は、旋回台6を有しており、搬送ローラ3の向きを変えることができ、物品Mの付勢方向を変更することができる。
筐体7は、並べ替え装置2の図示しない固定用構造物に固定されている。
筐体7には旋回用モータ8が固定されている。さらに旋回用モータ8の下に走行用モータ9が固定されている。
走行部5は、旋回台6に装着されている。旋回台6は、旋回用モータ8に回転駆動可能に装着されている。
駆動ローラ4は、走行用モータ9の駆動軸14から、傘歯車部15及び傘歯車部23を経由して動力伝導されて回転し、駆動ローラ4が回転することによって搬送ローラ3が回転する。
即ち走行部5の搬送ローラ3は、走行用モータ9から動力伝導を受けて回転する。
前記した様に走行部5は、旋回台6に装着されている。そのため旋回台6が回転すると走行部5の向きが変わり、物品Mを付勢する付勢方向が変化する。
この様に、搬送セル1は、走行用モータ9の回転力が搬送ローラ3に伝導され、搬送ローラ3が回転することによって搬送ローラ3上の物品Mを付勢し、物品Mを移動させることができる。
この様に搬送セル1は、物品Mを移動させる移動機能と、付勢方向を変更する付勢方向変更機能を有している。
また並べ替え装置2は、搬送セルユニット28の表面板33及び搬送セル1の旋回台6の先端によって構成される物品載置面32を有し、当該物品載置面32に搬送セル1の搬送ローラ3が露出している。そのため搬送ローラ3を回転することによって物品載置面32上の物品Mを移動させることができ、且つ旋回台6が回転することによってその付勢方向を任意に変更することができる。
間欠運転モードでは、自己の搬送セル1上に物品Mがあり、且つ進行方向前方の搬送セル1に物品Mが無い場合に自己の搬送セル1の走行用モータ9が駆動して自己の搬送セル1上の物品Mを移動させる。また進行方向前方の搬送セル1が物品Mを搬送する状況にある場合であって、進行方向前方の搬送セル1が動かない時は、自己の搬送セル1は停止し、進行方向前方の搬送セル1が動く時には、自己の搬送セル1は駆動して自己の搬送セル1上の物品Mを移動させる。
また本実施形態では、並べ替え装置2を構成する搬送セル1を連続運転モードで運転することもできる。連続運転モードでは、物品Mの載置状態等に関係なく、搬送ローラ3が駆動する。
本実施形態の並べ替え装置2は、平面視が長方形である。
また物品取りまとめ装置51は、上位制御装置57を有している。
上位制御装置57には、CPU及びメモリーを有するコンピュータが内蔵されている。上位制御装置57のメモリーには、収容箱39の形状に関連する情報が記憶されている。具体的には、収容箱39の縦、横、高さの数値が情報として記憶されている。
現実には大、中、小、縦長、高さの高い物、低い物と言うように複数の箱があり、使用する全ての箱に関して形状に関する情報が記憶されている。
物品の形状に関する情報には、直方体、立方体、円柱状、錐形、板状といった外観形状に関する情報と、縦、横、高さの数値が情報として記憶されている。また横積み禁止とか、積み重ね禁止といった特殊情報についても記憶されている。
この様に、上位制御装置57のメモリーは、搬入先情報記憶手段と、物品形状記憶手段として機能する。
さらに上位制御装置57は、搬送セル1の在荷センサー16の信号及び走行モータの駆動状況が入力され、各物品Mが物品載置面32のどの位置にあるかを把握している。
繋ぎコンベヤ52は、並べ替え装置2と収容箱39の間を繋ぐコンベヤである。
箱搬送コンベヤ(搬入部材配置部)53は、図示しない箱置き場と繋がっていて空箱を繋ぎコンベヤ52の下端に移動し、物品Mが収容された箱を図示しない配送場に送りだすものである。
例えば通信販売の購入者に、物品a乃至lまでの12の物品Mを発送する場合を想定する。各物品Mには、当該物品を特定するバーコードが付されている。
図示しない倉庫から、物品a乃至lまでの12の物品が取り出され、図9(a)に示すように導入コンベヤ50によって並べ替え装置2に導入される。ここで並べ替え装置2への導入に先立って、物品情報取得手段56によって各物品Mのバーコードが読みだされ、上位制御装置57にその情報が送られる。また上位制御装置57には、当該物品Mが並べ替え装置2のどの位置の搬送セル1に最初に載せられたかが通知される。
また上位制御装置57では、取得されたバーコードに基づいて各物品Mの形状が把握される。従って、上位制御装置57によって、どの形状の物品Mが並べ替え装置2のどの位置にあるかが監視される。
これと並行して、上位制御装置57は、空間演算機能によって、仮想的に収容箱39に物品Mを詰め込み、最も隙間が小さくなる組み合わせを演算する。例えば物品Mを3層に積み重ねた場合が最も隙間が小さくなると判定する。すなわち、図10の様に、一段目にc,f,h,lの4個を四角形にくみ合わせ、2段目に、a,d,g,iを四角形にくみ合わせ、最上段にb,j,e,kを載せると、収容箱39内に全ての物品Mが納まる。
続いて二段目を構成する物品a,d,g,iを選定し、物品載置面32上の物品a,d,g,iを移動させて、図9(b)の様に、想定された四角形に並べる。
さらに続いて最上段に載せられるb,e,j,kを選定し、図9(b)の様に、b,e,j,kを所定の位置に集める。
なお物品の選定順と各段に相当する並べ替えの順序は不同であり、全ての物品を一度に移動させてもよく、前に配置する物順や横に配置する物順に移動させてもよい。
また収容箱39に多段に物品を積み重ねる場合は、繋ぎコンベヤ52から収容箱39に円滑に移動する様に、収容箱39や、収容箱39の底板を昇降させ、繋ぎコンベヤ52の高さと、収容箱39の底面や先に積み込まれた物品の天面の高さとを一致させることが推奨される。
本実施形態では、物品取りまとめ装置51と収容箱39(物品搬入部材)の間に、繋ぎコンベヤ52(他の搬送手段)を介在させているが、繋ぎコンベヤ52を省略し、物品取りまとめ装置51から直接的に収容箱39(物品搬入部材)に自動的に複数の物品を収容するようにしてもよい。
以上説明した実施形態では、物品Mを収容箱39の形状と合致する様に並べたが、作業者の手によって物品Mを箱に入れる場合には、収容箱39に入れる順に物品Mを並べるだけでもよい。
各物品Mの位置を把握する方法としては、上記した方策の他、例えば物品載置面32の全面を撮影領域に含むカメラを設置し、当該カメラによって動画撮影し、その映像を解析することによって実現することができる。
或いは、各搬送セル1の制御装置に一時記憶手段を設け、自己の搬送セル1上の物品Mがどの物品であるかを教示する。そして物品Mが移動するたびに、物品Mの情報を移動先の搬送セル1に受け渡して行くことによっても物品Mの位置を把握することができる。物品Mの移動は、在荷センサー16によって検知する。
箱搬送コンベヤ53上を移動する収容箱39の上向きの開口44(図11(c)〜図11(e))の上方であって、開口44よりも若干高い高さ位置にある。すなわち、傾斜面70aは、繋ぎコンベヤ52から収容箱39の開口44に至るまで下り勾配である。
昇降部材45は四角形の板状の部材であり、剛性を有していて変形しにくい素材で構成されている。また、昇降部材45の上面の摩擦係数は小さい。すなわち、昇降部材45の上面は、摩擦係数が小さくなるように加工(研磨、油成分等のコーティング等)されている。さらに、昇降部材45は、収容箱39内にちょうど収容することができる大きさを有しており、収容箱39の側壁42a〜42dの内面に沿って収容箱39内を円滑に昇降することができる。
昇降部材45を、強磁性の金属素材で構成し、接近した磁石を引き寄せるようにしてもよい。
昇降装置41は、図14〜図16に示すように、四つの押上部材46a〜46dと、駆動部47を有している。
駆動モータ65はギヤードモータであり、出力軸65aを有している。
出力軸65aとピニオン67a〜67dは、動力伝達ベルト、プーリー、中間ギヤ等を介して動力伝達可能に接続されている。各ピニオン67a〜67dには、駆動モータ65の動力が同様に伝達され、駆動モータ65が駆動されると同期して回転する。
本実施形態では、上流側コンベヤ60にも物品収容装置(上流側物品収容装置と称する場合もある)40aが設置されている。
上流側物品収容装置40aは、箱搬送コンベヤ53に設置された物品収容装置40aと同じ構造である。すなわち上流側収容箱61の構造及び、その下部に設置された(上流側昇降装置と称する場合もある)昇降装置62は、前記した箱搬送コンベヤ53上の収容箱39及び昇降装置41と基本的に同じである。
同様に、物品T3も、側壁61aの縁よりも高い位置まで移動したとき、側壁61aによる支えを失って導入コンベヤ50上に落下し、導入コンベヤ50によって搬送される(図13(f))。このとき、昇降部材63は、上流側収容箱61の開口まで上昇している。
物品収容装置40(40a)は、前記した様に収容箱39(61)と昇降装置41(62)で構成されている。前記した様に上流側コンベヤ60の物品収容装置40aの上流側収容箱61及び昇降装置62の構造は、収容箱39及び昇降装置41と同じであるから代表して物品収容装置40について説明する。
図16に示すように、昇降部材45の下面側には、強磁性の金属素材で形成された受け部材18a〜18d(受け部)が固定されている。受け部材18a〜18dは、中央に近づくほど深く凹んだ円錐状(すり鉢状)の凹部(凹状の曲面)22a〜22dを構成している。また、受け部材18a〜18dの中央部分には孔19a〜19dが設けられている すなわち、受け部材18a〜18dは、貫通している。
図17(a)に示すように昇降装置41は、四つの押上部材46a〜46dと、駆動部47を有している。
また上流側コンベヤ60に設けられた上流側物品収容装置40aの構造についても同様であり、上流側収容箱61は、上流側コンベヤ60上を移動するが、昇降装置62は、上流側コンベヤ60の下部に設置されている。
そして、図示しない制御装置は、押上部材46a〜46dを搬送面S1よりも下方へ退避させる(図24)。図24に示す状態では、上流側収容箱61(受け部材18a〜18d)と昇降装置62の押上部材46a〜46d(上端部23a〜23d)の係合が外れており、上流側収容箱61は、上流側コンベヤ60上を移動することができる(図25)。
そのため、押上部材が昇降部材の受け部と係合し、受け部を押し上げる。その結果、昇降部材が押上部材によって支持されて昇降する。
押上部材は、ローラコンベヤ装置の搬送方向に隣接するローラの間を通って上下移動するので、既設のローラコンベヤ装置にも本発明の物品収容装置を設置することができる。
2 並べ替え装置(並べ替え手段)
32 物品載置面
50 導入コンベヤ
51 物品取りまとめ装置
52、繋ぎコンベヤ
53 箱搬送コンベヤ(搬入部材配置部)
55 箱(物品搬入部材)
56 物品情報取得手段
57 上位制御装置(物品選定手段)
100 物品積み込み装置
Claims (19)
- 収容容器又は載置台を物品搬入部材とし、複数の物品を前記物品搬入部材に収容する際に物品を取りまとめる物品取りまとめ装置であって、
物品搬入部材の形状に関連する情報を記憶する搬入先情報記憶手段と、各物品の形状に関連する情報を取得する物品情報取得手段と、物品選定手段と、物品を並べ替える並べ替え手段を有し、
前記並べ替え手段は、面状に広がる物品載置面を有し、物品載置面上の物品を移動させることが可能であり、
物品選定手段は、搬入先情報記憶手段に記憶された物品搬入部材の形状と、物品情報取得手段で取得された情報に基づいて求められた各物品の形状から、物品搬入部材により多くの物品を詰め込むことができる様に物品を選定し、
並べ替え手段によって選定された物品を集めることが可能であることを特徴とする物品取りまとめ装置。 - 並べ替え手段によって、複数の物品が物品搬入部材に合ったレイアウトに並べられることを特徴とする請求項1に記載の物品取りまとめ装置。
- 収容容器又は載置台を物品搬入部材とし、複数の物品を前記物品搬入部材に収容する際に物品を取りまとめる物品取りまとめ装置であって、
物品搬入部材の形状に関連する情報を記憶する搬入先情報記憶手段と、各物品の形状に関連する情報を取得する物品情報取得手段と、物品を並べ替える並べ替え手段を有し、
前記並べ替え手段は、面状に広がる物品載置面を有し、物品載置面上の物品を移動させることが可能であり、
搬入先情報記憶手段に記憶された物品搬入部材の形状と、物品情報取得手段で取得された情報に基づいて求められた各物品の形状から、複数の物品が物品搬入部材に合ったレイアウトに並べられることを特徴とする物品取りまとめ装置。 - 並べ替え手段によって、物品搬入部材に入れる順に物品が並べられることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の物品取りまとめ装置。
- 物品載置面は複数の搬送セルが配置されたものであり、前記搬送セルには、搬送物を移動させる移動機能と、搬送方向を変更する搬送方向変更機能を有するものが含まれていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の物品取りまとめ装置。
- 空間演算機能を備え、当該空間演算機能によって物品搬入部材に複数の物品を収容するのに際して隙間が少なくなる物品の組み合わせ及び/又はレイアウトが演算されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の物品取りまとめ装置。
- 物品搬入部材を選定する物品搬入部材選定手段を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の物品取りまとめ装置。
- 物品搬入部材に物品を複数段に積み重ねて収容するために、物品を各段ごとに一まとめに集め、一まとめに集められた物品を下段側から順番に排出することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の物品取りまとめ装置。
- 物品搬入部材を配置する搬入部材配置部と、請求項1乃至8のいずれかに記載の物品取りまとめ装置を有し、物品取りまとめ装置から直接的に、または他の搬送手段を介在して、物品搬入部材に自動的に複数の物品を収容することが可能であることを特徴とする物品積み込み装置。
- 物品搬入部材の内部に昇降部材があることを特徴とする請求項9に記載の物品積み込み装置。
- 物品搬入部材に物品を収容する際には、昇降部材を上昇して昇降部材を物品搬入部材の上端近傍に置き、昇降部材上に物品を移動させた後、昇降部材を降下することを特徴とする請求項10に記載の物品積み込み装置。
- 物品搬入部材に物品を複数段に積み重ねて収容する際には、収容済みの物品の上部が、物品搬入部材の上端近傍の位置となる様に昇降部材の高さを調整し、その後に、次の段を構成する物品を物品搬入部材に収容することを特徴とする請求項11に記載の物品積み込み装置。
- 物品搬入部材の上部を覆うシャッターを有し、当該シャッターに物品を移動させ、その後にシャッターを開いて物品を物品搬入部材に収容することを特徴とする請求項9乃至12のいずれかに記載の物品積み込み装置。
- 物品搬入部材は収容箱であり、
搬入部材配置部に物品収容装置があり、
物品収容装置は、
収容箱と昇降装置を有し、
前記収容箱は側壁と昇降部材を有し、ローラコンベヤ装置で搬送されるものであり、
前記昇降装置は、前記ローラコンベヤ装置の下方に設置されており、
昇降装置によって収容箱の昇降部材を側壁に沿って昇降させると共に、収容箱の上部から物品を出し入れする物品収容装置であって、
前記昇降部材は板部材であって、下面側の複数箇所に受け部を有しており、
前記昇降装置は、ローラコンベヤ装置の搬送方向に隣接するローラの間を通って上下移動する押上部材を有しており、
前記押上部材が昇降部材の受け部と係合することを特徴とする請求項9乃至13のいずれかに記載の物品積み込み装置。 - 前記受け部と押上部材の一方が凹部を有し、他方が凸部を有し、互いに凹凸で係合することを特徴とする請求項14に記載の物品積み込み装置。
- 前記受け部と押上部材の少なくとも一方には磁石が設けられており、前記受け部と押上部材が前記磁石によって引き寄せられることを特徴とする請求項14又は15に記載の物品積み込み装置。
- 前記ローラコンベヤ装置の各ローラの一方側端部と他方側端部の高さが相違していて前記ローラコンベヤ装置が傾斜しており、前記傾斜したローラコンベヤ装置の下方に配置されたことを特徴とする請求項14乃至16のいずれかに記載の物品積み込み装置。
- 物品取りまとめ装置に上流側搬送装置を有し、
上流側搬送装置は、物品取りまとめ装置に投入する物品を収容箱に入れて搬送するものであり、
搬送方向に対して交差する方向に傾斜する方向に収容箱を支持することが可能であり、収容箱の底を昇降させる底部昇降手段を有し、
収容箱を傾斜姿勢で保持しつつ、前記底部昇降手段で収容箱の底を段階的に及び/又はゆっくりと上昇させ、収容箱内で積み重なった物品を上段側から順次排出することができることを特徴とする請求項9乃至17のいずれかに記載の物品積み込み装置。。 - 収容箱と昇降装置を有し、
前記収容箱は、側壁と昇降部材を有し、ローラコンベヤ装置で搬送されるものであり、
前記昇降装置は、前記ローラコンベヤ装置の下方に設置されており、
昇降装置によって収容箱の昇降部材を側壁に沿って昇降させると共に、収容箱の上部から物品を出し入れする物品収容装置であって、
前記昇降部材は板部材であって、下面側の複数箇所に受け部を有しており、
前記昇降装置は、ローラコンベヤ装置の搬送方向に隣接するローラの間を通って上下移動する押上部材を有しており、
前記押上部材が昇降部材の受け部と係合することを特徴とする物品収容装置。
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