TWI499547B - Automatic Warehouse and Automatic Warehouse Storage Method - Google Patents

Description

自動倉庫及自動倉庫之入庫方法

本發明是關於自動倉庫及自動倉庫之入庫方法。

在專利文獻1(日本JP2004-359431A)，揭示將昇降棚架設置於自動倉庫的技術，該昇降棚架係具備：棚架內輸送機、以及可上下通過棚架內輸送機的搬運面之複數個棚架框。而且揭示出，除了昇降棚架以外，設有通常的棚架而藉由堆高式起重機在昇降棚架和棚架之間搬運物品。然而在該自動倉庫，由於是在昇降棚架和棚架之間藉由堆高式起重機將物品逐一搬運，因此入庫出庫的效率不佳。

專利文獻1：日本特開2004-359431A

本發明的基本課題，是為了提供一種能讓大量物品在短時間內入庫之自動倉庫及自動倉庫之入庫方法。

本發明之自動倉庫，係具備：具有複數段之至少一個載架、以及沿前述載架行走而搬運物品之搬運車；其特徵在於，係具備：複數台搬運車，是改變鉛直方向的高度而配置；入庫用昇降棚架，配置成與前述載架排成一列，且具有：棚架內輸送機以及可上下通過棚架內輸送機的搬運面之複數個棚架框，藉由讓複數個棚架框從下往上通過前述棚架內輸送機的搬運面，而將物品從棚架內輸送機移送至複數個棚架框上；搬運車用的複數個行走路，是從前述載架延伸至前述入庫用昇降棚架；以及控制器，讓從前述複數個棚架框往前述載架之物品入庫藉由前述複數台的搬運車同時進行。

此外，本發明之自動倉庫之入庫方法，該自動倉庫，係具備：具有複數段之至少一個載架、以及沿前述載架行走而搬運物品之搬運車；其特徵在於，自動倉庫係具備：複數台搬運車，是改變鉛直方向的高度而配置；入庫用昇降棚架，配置成與前述載架排成一列，且具有：棚架內輸送機以及可上下通過棚架內輸送機的搬運面之複數個棚架框；搬運車用的複數個行走路，是從前述載架延伸至前述入庫用昇降棚架；以及控制器，用來控制前述複數台搬運車；並進行以下步驟：藉由讓前述複數個棚架框從下往上通過前述棚架內輸送機的搬運面，而將物品從棚架內輸送機移送至複數個棚架框上的步驟；以及當將物品移送至複數個棚架框上後，在前述控制器的控制下，藉由前述複數台搬運車同時進行從前述複數個棚架框往前述載架之物品入庫。

在本發明，是將物品從棚架內輸送機往棚架框移送，再從棚架框往載架藉由複數台搬運車同時搬入物品，因此能將大量的物品在短時間內進行入庫。

較佳為，前述棚架內輸送機是由複數個串列的輸送機所構成。例如在每個輸送機載置一物品，當移送至棚架框時，在物品和物品之間自然會形成空間，而容易往搬運車進行移載。此外，設置可在前述複數個串列的輸送機間進退之制動件，若藉由制動件將物品予以定位，搬運車能更容易地裝載物品。

特佳為，前述複數個串列的各輸送機，是在輸送機的搬運方向之水平面內沿直角方向並列配置之複數個帶式輸送機所構成；前述複數個棚架框係具備：在呈並列配置的帶式輸送機和帶式輸送機之間所配置的棧部。在帶式輸送機，由於物品的姿勢不會變動，因此各種尺寸的物品不須使用托板等的載具就能正確地往載架進行入庫。此外，藉由在並列的帶式輸送機和帶式輸送機之間配置棚架框的棧部，複數個棚架框可上下通過棚架內輸送機的搬運面。又，亦可取代該棚架內輸送機而使用滾子輸送機所構成之棚架內輸送機，且在滾子和滾子之間讓梳狀的棚架框通過。然而在滾子輸送機的情況，由於物品相對於滾子會滑動，其姿勢容易變動。

更佳為，前述搬運車係具備：沿著搬運車的行走方向上的位置固定之固定式移載裝置、以及可沿著搬運車的行走方向滑動自如之滑動式移載裝置之一對移載裝置，在各 移載裝置設置與物品抵接之臂部，且沿著前述入庫用昇降棚架之棚架內輸送機的搬運方向，將前述固定式移載裝置配置於裡側，將前述滑動式移載裝置配置於前側。該等的移載裝置，例如是由滑動式叉架或平面關節型機械手臂(SCARA Arm)所構成。若沿著棚架內輸送機的搬運方向將物品的裡側予以定位，並配合物品的另一端而讓滑動式移載裝置滑動，縱使物品尺寸不定，仍能確實地在搬運車裝載物品，而且滑動式移載裝置僅設置於一方即可。

較佳為進一步具備出庫用昇降棚架，其配置成與前述載架排成一列，且具有：單一的棚架內輸送機、以及可上下通過棚架內輸送機的搬運面之複數個棚架框； 前述出庫用昇降棚架，藉由使複數個棚架框從上往下通過前述單一的棚架內輸送機之搬運面，而將物品從複數個棚架框移送至棚架內輸送機上； 前述控制器，是讓從前述載架往前述出庫用昇降棚架之複數個棚架框之物品出庫藉由前述複數台的搬運車同時進行。如此，從構造簡單的出庫用昇降棚架可高速地將物品出庫。

又較佳為，設置從前述載架的各段將物品個別出庫之昇降機。如此，可按照需要而將物品個別出庫。

以下顯示用來實施本發明之最佳實施例。本發明的範圍，應根據申請專利範圍的記載，並參酌說明書的記載及所屬技術領域之周知技術，而依所屬技術領域具有通常知識者的理解來決定。

第1圖~第10圖係顯示實施例及其變形。在各圖中，2代表自動倉庫，3代表自動倉庫2的控制器，4代表入庫用昇降棚架，6代表出庫用昇降棚架，在昇降棚架4、6的長邊方向例如鄰接地例如設有一對的載架10、10，載架10、10是多段的棚架，在每一段都配置搬運車8，而使其沿軌道12行走。在入庫用昇降棚架4連接入庫輸送機14，在出庫用昇降棚架6連接出庫輸送機15，而使物品相對於昇降棚架4、6搬出搬入。此外，從昇降棚架4、6觀察，在載架10之長邊方向的相反側，例如設有一對的昇降用輸送機16、17，在輸送機16、17連接著讓物品在地上側和棚架6的各段之間進行昇降的昇降機18、19。20、21代表連接於昇降機18、19之輸送機。

22代表條碼讀取機，是在輸送機14、15上，或是在昇降棚架4、6內的輸送機上，讀取物品的條碼。亦可取代條碼讀取機22，而藉由RFID讀取器來讀取RFID標記等的資料。

此外，利用光電感測器、CCD攝影機等來檢測物品的尺寸，而求出例如沿著第1圖的長邊方向(實施例的搬運方向)之物品長度亦可。又取代一對的載架10、10而設一個棚架亦可，將出庫用昇降棚架6廢止而使入庫用昇降棚架4成為出入庫兼用亦可。再者，不設置昇降機18、19亦可。再者，對於載架10、10之最下段不配置搬運車8，藉由無人搬運車等其他的搬運裝置，不透過昇降棚架4、6而能直接進出亦可。本說明書之長邊方向，是昇降棚架4、6、載架10、10之長邊方向，由於也是物品之搬出搬入方向，也能稱為搬運方向。

第2、3圖係顯示入庫用昇降棚架4的構造。在入庫用昇降棚架4內，例如將載架10側稱為CV1，將輸送機14側稱為CV4，而將四個輸送機CV1~CV4串列連接，各輸送機CV1~CV4是在控制器3的控制下獨立動作。在輸送機CV1~CV4之間，設置可沿上下方向進退之可動制動件ST2~ST4，在前端的輸送機CV1和載架10之間設置固定制動件34。輸送機CV1~CV4，分別由三條~八條等之並列的帶體25所構成，26是惰輪。帶體25朝鉛直方向下側導出後，藉由驅動滑輪28和馬達29，將每個輸送機CV1~CV4之前述三條~八條的帶體予以並列地驅動。可動制動件ST2~ST4，是從輸送機CV1~CV4的間隙朝輸送機CV1~CV4之搬運面的上下進行進退，藉由壓縮機30和汽缸36而透過臂部37進行昇降。臂部38，是將固定制動件34從昇降棚架4的基部側進行支承。

如第3圖所示，在例如五條並列的帶體25、25間設置各段的棚架框40之棧部41，將複數個棚架框40上下積層，並藉由鏈條42和連接器44等互相連結。鏈條42的上端是藉由未圖示的驅動裝置進行捲取或捲放，藉由捲取而使棚架框40從下往上通過輸送機CV1~CV4的搬運面，藉由捲放而從上往下通過輸送機CV1~CV4的搬運面以進行積層。當從下往上通過搬運面時，將輸送機CV1~CV4上的物品抬起，這時物品被定位成與固定制動件34及可動制動件ST2~ST4接觸。此外，固定制動件34及可動制動件ST2~ST4也是，對應於各帶體25而分割成複數個，與帶體25同樣地配置於棧部41、41間的間隙。又固定制動件34亦可配置於第3圖之棚架框40的右外側。制動件ST2~ST4之分割數可比帶體25的條數少。此外，讓制動件ST2~ST4在輸送機CV1~CV4之間朝橫方向進退亦可。

出庫用昇降棚架6的構造是如第2圖的鏈線所示，31代表單一的輸送機，32是其帶體，由於位置與入庫用昇降棚架4不同，因此將帶體32描繪成上下長度比實際更長。在出庫用昇降棚架6僅設置一個輸送機31，對應於此並未設置可動制動件ST2~ST4。在複數條的帶體32間讓棚架框40的棧部41上下通過這點，是與入庫用昇降棚架4共通的。在出庫用昇降棚架6的情況，當棚架框40下降時，將物品載送至未圖示的輸送機。在實施例，作為昇降棚架4、6的輸送機，雖是使用與物品的摩擦大而使物品姿勢不容易變動之帶式輸送機，但亦可採用滾子輸送機等。在實施例，為了將各種尺寸的物品不透過托板等的載具而對載架10進行出庫入庫，在入庫用昇降棚架4較佳為使用帶式輸送機。

第4、5圖係顯示在載架10、10間的行走路行走之搬運車8、8’。搬運車8、8’例如藉由四輪的驅動輪46在軌 道12上行走，但驅動輪46的數目可為任意的，除了驅動輪46以外，設置與軌道12上面接觸之從動輪、或是與軌道12的側面接觸之導引滾輪等亦可。48是行走馬達和減速機等所構成的行走裝置，50是固定式移載裝置，51是滑動式移載裝置，分別由滑動式叉架或平面關節型機械手臂等所構成，都具備可前進後退而與物品抵接之臂部。固定式移載裝置50，沿著輸送機CV1~CV4的搬運方向是配置於搬運車8、8’的裡側，滑動式移載裝置51則是配置於搬運車8、8’的前側。在實施例，作為移載裝置50、51是設置滑動式叉架，該滑動式叉架具備：底單元、中間單元52及頂單元54。此外，在頂單元54之例如兩端設有鉤件55a、55b，其等可繞水平軸轉動90°，而成為朝向鉛直上方的狀態或朝向頂單元54、54間的方向的狀態。

固定式移載裝置50是固定於搬運車8，滑動式移載裝置51則是藉由進退裝置60，而能沿著搬運車8的行走方向在既定的行程範圍內滑動。滑動式移載裝置51之滑動長度，是對應於搬運方向之個別物品61的長度而決定。而且搬運車8和軌道12，是設置於載架10之各段(配置於相同水平面內之架板的集合)，56是支承物品61的棚架板，58是載架10、10的支柱。此外，物品61例如是瓦楞紙箱等，要讓物品61往載架10移動的情況，是藉由前側的鉤件55b推壓物品，要從載架10將物品61往搬運車8導入的情況，是藉由裡側的鉤件55a推壓物品。又不設置鉤件55a、55b，藉由頂單元54、54將物品挾持而進行移載亦可。

第6圖係顯示昇降機18和載架10的關係。昇降機19也是同樣的。66是昇降機18的驅動部，沿著塔62讓昇降台64昇降，在昇降台64上搭載輸送機65，藉此在輸送機16之各段之個別輸送機68和地上側的輸送機20之間讓物品進行出庫入庫。此外，輸送機16是連接於載台10。而且藉由昇降機18、19，將物品61逐一、個別地進行出庫入庫。又取代一對的昇降機18、19而僅設置例如一個昇降機18亦可。

第7圖~第9圖係顯示從入庫用昇降棚架4往載架10的入庫動作。如第7(1)圖所示，從入庫輸送機14往入庫用昇降棚架4的輸送機CV1~CV4搬入物品61a、61b。入庫用昇降棚架4，例如在入庫輸送機14側的入口具備未圖示的光電感測器等，若檢測到物品的前端會起動輸送機CV4，若檢測到物品的後端，則藉由控制器3使入庫輸送機14停止，而將複數個物品逐一分開。此外，在各制動器34、ST2~ST4的前側也設有光電感測器等的感測器，藉此監視物品的前端和後端。如第7(2)圖所示，若檢測到物品61a到達固定制動件34的位置，讓輸送機CV1停止，並讓可動制動件ST2上昇。又當輸送機CV2的前端感測器檢測到物品的後端後，利用計時器待機既定時間後，讓輸送機CV1停止，並讓可動制動件ST2上昇亦可。

以下同樣的，若檢測到物品61b到達輸送機CV2的前端，或是藉由輸送機CV3的感測器檢測到物品的後端之後經過計時器所設定的時間後，讓輸送機CV2停止，並讓可動制動件ST3上昇(第7(3)圖)。對於物品61c、61d和輸送機CV3、CV4及制動件ST3、ST4也進行同樣的處理(第7(4)圖、第8(1)圖)。如以上般，若將一個棚架框40分量的物品61a~61d整齊排列於輸送機CV1~CV4上，讓棚架框40上昇，而從輸送機CV1~CV4接收物品(第8(2)圖、第8(3)圖)。這時，迄棚架框40通過制動件ST2~ST4為止，是將制動件ST2~ST4保持於高位置，以更確實地將物品61予以定位。同樣的處理是對每個棚架框40反覆進行，若對全部的棚架完成物品的搬入後(第8(4)圖)，藉由各段的搬運車8同時從昇降棚架4將物品移載至載架10。

第9圖係顯示移載裝置51之定位演算法。物品61之搬運方向的長度雖不定，但固定式移載裝置50是以制動件34、ST2~ST4為基準位置，而讓搬運車8停止於入庫用昇降棚架4。此外，固定式移載裝置50，是以相對於載架10之各架板位於既定位置的方式，讓搬運車8停止於載架10。在往入庫用昇降棚架4進行入庫時，根據物品61的條碼、RFID等的ID求出物品型號，並求出物品61的長度(沿著搬運方向的長度)，儲存於控制器3。接著藉由進退裝置60，讓移載裝置51滑動，而使一對的頂單元54、54到達適於移載物品61的位置。又物品61的長度，也能根據物品61的包裝形態等而求出。如以上般，僅讓滑動式移載裝置51滑動，固定式移載裝置50則是以相對於入庫用昇降棚架4和載架10位於既定位置的方式讓搬運車8停止，藉此長度不定的物品61也能進行入庫出庫。此外，讓雙方的移載裝置50、51都成為滑動自如亦可。又當物品尺寸固定的情況，讓移載裝置50、51都成為固定亦可。

從載架10進行出庫時，固定式移載裝置50是以相對於架板位於既定位置的方式讓搬運車8停止，配合控制器3所儲存之物品61長度而讓移載裝置51滑動。接著以鉤件55a、55b朝上的狀態讓頂單元54、54前進後再後退，而將物品61導入搬運車8上。以在出庫用昇降棚架6內物品61互不干涉的方式，從搬運車8往棚架框40將物品卸下，若昇降棚架6內之全部棚架框40分量的物品都齊備，讓各棚架框40下降而從輸送機31往出庫輸送機15進行出庫。

在第1圖之載架10的左右兩側設置入庫用昇降棚架4亦可。在此情況，在第1圖的右側之昇降棚架，物品61之移載裝置51側的位置是藉由制動件34、ST2~ST4進行定位。在此如第10(1)圖所示，迄接觸制動件34為止讓物品61移動，接著如第10(2)圖所示，讓制動件ST2上昇並讓輸送機CV1反轉，藉由制動件ST2將物品61予以定位。同樣地物品61’等也相對於制動件ST3等進行定位。

實施例可獲得以下的效果。

1)尺寸不定的物品也能進行入庫出庫。

2)藉由昇降棚架4、6和各段的搬運車8，能將大量的物品在短時間內進行入庫出庫。

3)藉由制動件ST2~ST4將物品予以定位，因此容易往搬運車8進行裝載。

4)即使讓移載裝置50成為固定而僅移載裝置51成為滑動自如，仍能往搬運車8進行裝載。

5)出庫用昇降棚架6，不須具備個別的輸送機CV1~CV4和可動制動件ST2~ST4，可採用僅具備單一的輸送機32之簡單構造。

6)藉由昇降機18、19可將物品61逐一進行入庫出庫，因此可實施緊急出庫、緊急入庫等。

在實施例，入庫用昇降棚架4是在棚架框40上之全部位置裝載物品61，但從一部分的位置或一部分的棚架框40淨空的狀態，往載架10進行物品61的入庫亦可。

2．．．自動倉庫

3．．．控制器

4．．．入庫用昇降棚架

6．．．出庫用昇降棚架

8．．．搬運車

10、10．．．載架

12．．．軌道

14．．．入庫輸送機

15．．．出庫輸送機

16、17．．．昇降機用輸送機

18、19．．．昇降機

20、21．．．輸送機

22．．．條碼讀取器

25、32．．．帶體

26．．．惰輪

28、33．．．驅動滑輪

29．．．馬達

30．．．壓縮機

31．．．輸送機

34．．．固定制動件

36．．．汽缸

37、38．．．臂部

40．．．棚架框

41．．．棧部

42．．．鏈條

44．．．連接器

46．．．驅動輪

48‧‧‧行走裝置

50‧‧‧固定式移載裝置

51‧‧‧滑動式移載裝置

52‧‧‧中間單元

54‧‧‧頂單元

55a、55b‧‧‧鉤件

56‧‧‧棚架板

58‧‧‧支柱

60‧‧‧進退裝置

61‧‧‧物品

62‧‧‧塔

64‧‧‧昇降台

65‧‧‧輸送機

66‧‧‧驅動部

68‧‧‧個別輸送機

CV1~CV4‧‧‧帶式輸送機

ST2~ST4‧‧‧可動制動件

第1圖係實施例的自動倉庫之主要部分俯視圖。

第2圖係實施例的昇降棚架之主要部分的鉛直方向截面圖。

第3圖係實施例的昇降棚架之具有局部缺口部之俯視圖。

第4圖係顯示棚架和搬運車之實施例的主要部分前視圖。

第5圖係實施例之搬運車的俯視圖。

第6圖係顯示實施例之個別昇降機和其周圍的側視圖。

第7圖係示意顯示實施例之往入庫用昇降棚架之物品入庫動作；(1)顯示物品入庫前之入庫用昇降棚架的狀態，(2)顯示第2物品入庫中的狀態，(3)顯示第3物品入庫中的狀態，(4)顯示第4物品入庫中的狀態。

第8圖係示意顯示實施例之往入庫用昇降棚架之物品入庫動作；(1)顯示最初的棚架框上昇時的狀態，(2)顯示最初的棚架框上昇後的狀態，(3)顯示第2棚架框用的物品入庫完成時的狀態，(4)顯示全部的棚架框入庫完成時的狀態。

第9圖係顯示實施例之移載裝置的定位演算法之流程圖。

第10圖係顯示入庫用昇降棚架之入庫方向與實施例相反的變形例之定位動作；(1)顯示迄物品接觸制動件為止藉由輸送機進行搬運，(2)顯示當物品接觸制動件後，將輸送機朝相反方向驅動，而藉由相反側的制動件進行定位。

2．．．自動倉庫

3．．．控制器

4．．．入庫用昇降棚架

6．．．出庫用昇降棚架

8．．．搬運車

10．．．載架

12．．．軌道

14．．．入庫輸送機

15．．．出庫輸送機

16、17．．．昇降機用輸送機

18、19．．．昇降機

20、21．．．輸送機

22．．．條碼讀取器

Claims (5)

1. 一種自動倉庫，係具備：具有複數段之至少一個載架、以及沿前述載架行走而搬運物品之搬運車；其特徵在於，係具備：複數台搬運車，是改變鉛直方向的高度而配置；入庫用昇降棚架，配置成與前述載架排成一列，且具有：棚架內輸送機以及可上下通過棚架內輸送機的搬運面之複數個棚架框，藉由讓複數個棚架框從下往上通過前述棚架內輸送機的搬運面，而將物品從棚架內輸送機移送至複數個棚架框上；搬運車用的複數個行走路，是從前述載架延伸至前述入庫用昇降棚架；以及控制器，讓從前述複數個棚架框往前述載架之物品入庫藉由前述複數台的搬運車同時進行；前述棚架內輸送機是由複數個串列的輸送機所構成，該複數個串列的各輸送機是由複數個帶式輸送機所構成，該複數個帶式輸送機是在輸送機的搬運方向之水平面內沿直角方向並列配置，且搬運方向彼此相同而呈平行；設置有可在前述複數個串列的輸送機間而在比搬運面高的高位置和比搬運面低的低位置之間進退之制動件，前述複數個棚架框係具備：在呈並列配置的帶式輸送機和帶式輸送機之間所配置的棧部，使前述複數個棚架框從下往上通過前述棚架內輸送機的搬運面，而將物品從棚架內輸送機移送至複數個棚架框 上時，迄棚架框通過前述制動件的高度為止，是將前述制動件保持於高位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動倉庫，其中，前述搬運車係具備：沿著搬運車的行走方向上的位置固定之固定式移載裝置、以及可沿著搬運車的行走方向滑動自如之滑動式移載裝置之一對移載裝置；在各移載裝置設置與物品抵接之臂部，且沿著前述入庫用昇降棚架之棚架內輸送機的搬運方向，將前述固定式移載裝置配置於裡側，將前述滑動式移載裝置配置於前側。
3. 如申請專利範圍第1項所述之自動倉庫，其中，進一步具備出庫用昇降棚架，其配置成與前述載架排成一列，且具有：單一的棚架內輸送機、以及可上下通過棚架內輸送機的搬運面之複數個棚架框；前述出庫用昇降棚架，藉由使複數個棚架框從上往下通過前述單一的棚架內輸送機之搬運面，而將物品從複數個棚架框移送至棚架內輸送機上；前述控制器，是讓從前述載架往前述出庫用昇降棚架之複數個棚架框之物品出庫藉由前述複數台的搬運車同時進行。
4. 如申請專利範圍第1項所述之自動倉庫，其中，設置從前述載架的各段將物品個別出庫之昇降機。
5. 一種自動倉庫之入庫方法，該自動倉庫，係具備：具有複數段之至少一個載架、以及沿前述載架行走而 搬運物品之搬運車；其特徵在於，自動倉庫係具備：複數台搬運車，是改變鉛直方向的高度而配置；入庫用昇降棚架，配置成與前述載架排成一列，且具有：棚架內輸送機以及可上下通過棚架內輸送機的搬運面之複數個棚架框；搬運車用的複數個行走路，是從前述載架延伸至前述入庫用昇降棚架；以及控制器，用來控制前述複數台搬運車；前述棚架內輸送機是由複數個串列的輸送機所構成，該複數個串列的各輸送機是由複數個帶式輸送機所構成，該複數個帶式輸送機是在輸送機的搬運方向之水平面內沿直角方向並列配置，且搬運方向彼此相同而呈平行；設置有可在前述複數個串列的輸送機間而在比搬運面高的高位置和比搬運面低的低位置之間進退之制動件，前述複數個棚架框係具備：在呈並列配置的帶式輸送機和帶式輸送機之間所配置的棧部，並進行以下步驟：藉由讓前述複數個棚架框從下往上通過前述棚架內輸送機的搬運面，而將物品從棚架內輸送機移送至複數個棚架框上，迄棚架框通過前述制動件的高度為止是將前述制動件保持於高位置，藉此將物品定位的步驟；以及當將物品移送至複數個棚架框上後，在前述控制器的控制下，藉由前述複數台搬運車同時進行從前述複數個棚 架框往前述載架之物品入庫。