WO2010010704A1 - 物品受取管理システム及びそのシステムに使用するターミナル - Google Patents

物品受取管理システム及びそのシステムに使用するターミナル Download PDF

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WO2010010704A1
WO2010010704A1 PCT/JP2009/003461 JP2009003461W WO2010010704A1 WO 2010010704 A1 WO2010010704 A1 WO 2010010704A1 JP 2009003461 W JP2009003461 W JP 2009003461W WO 2010010704 A1 WO2010010704 A1 WO 2010010704A1
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WO
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sign
rotating shaft
lid
opening
management system
Prior art date
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PCT/JP2009/003461
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English (en)
French (fr)
Inventor
齋藤善胤
錦戸憲治
Original Assignee
株式会社エニイワイヤ
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/087—Inventory or stock management, e.g. order filling, procurement or balancing against orders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices

Definitions

  • the present invention relates to an article receipt management system for controlling an instruction for receiving and replenishing an appropriate article, for example, a part necessary for assembling a product, among articles stored in a storage space such as an article storage shelf, It relates to the terminal used for the system.
  • an article receipt management system there is a picking system widely used in an assembly production process, particularly a cell production process.
  • the picking system controls an instruction for receiving a part necessary for assembling a product from among articles stored in the storage shelf of the article and conversely replenishing the storage shelf.
  • a terminal having a means for inputting notification information indicating that the article has been carried out is displayed on each of the plurality of storage shelves.
  • the terminal is connected to a host computer via a control device. Then, the host computer transmits an instruction for picking up the parts to the control device, and the control device indicates the instruction state by a lamp or a display of the terminal mounted on the parts delivery shelf where the pick-up instruction is issued. .
  • an operator or robot or automated guided vehicle that has completed taking instructed parts operates a lever switch of the terminal as a take-off completion input, and the operation signal reaches the host computer via the control device.
  • the operation signal reaches the host computer via the control device.
  • work progress prevention of erroneous work, replenishment of parts to the parts delivery shelf, inventory management of parts, ordering of spare parts, and the like are performed.
  • Various types of indicators and confirmation switches in the terminal are adopted.
  • the cell production method that is, a method in which one worker is in charge of a plurality of processes is a method that has become widespread in recent years.
  • the host computer and the picking work of the stored goods are switched and the contents of the work are input to the host computer. Confirmation of sending and work is done. JP 2002-12309 A
  • a lid may be provided on the storage shelf in order to prevent an error in receiving work. That is, by receiving only the storage shelves in which the articles to be received are stored and closing the other storage shelves, erroneous receipt of the articles is prevented.
  • lids are provided on storage shelves, these lids are normally opened and closed by pneumatic cylinders, etc., so when controlling them with a conventional system, the lid is simply “open” as the state it takes. Only “Closed” was selected. Therefore, precise control relating to the lid cannot be performed, and there is a problem that, for example, there is a risk that the operator's arm may be pinched by the lid.
  • an object of the present invention is to provide a picking system capable of controlling a lid provided in a storage space such as a storage shelf more precisely and a terminal used in the system.
  • the article receipt management system has a rotating shaft whose rotation is controlled by an electric signal.
  • a sign is provided on the circumferential surface of the rotating shaft. Then, the mark is read at a predetermined measurement position, and the opening / closing speed and the opening / closing angle of the lid interlocked with the rotating shaft are controlled based on the information obtained from the mark.
  • the terminal according to the present invention is installed on a shelf having a rotation shaft whose rotation is controlled by an electric signal. Then, a mark provided on the circumferential surface of the rotating shaft is read at a predetermined measurement position, and an opening / closing speed and an opening / closing angle of the lid interlocked with the rotating shaft are controlled based on information from the mark.
  • the rotating shaft whose rotation is controlled by an electric signal includes, for example, a rotating shaft driven by an electric motor, but is limited to the configuration as long as it can be electrically started or stopped. There may be other structures. However, it is not preferable that a signal intended to be stopped is not immediately stopped due to the influence of the inertia of the component parts after the signal intended to be stopped is input. On the other hand, as the rotation control, it is preferable not only to start and stop rotation but also to change the rotation speed.
  • a well-known structure can be adopted for the interlocking between the lid and the rotating shaft.
  • a structure in which the edge of the lid is connected to the rotating shaft and the plate-like lid is swung around the rotating shaft, or a structure in which the cloth-like lid is suspended or wound may be employed.
  • the sign may include an absolute code that includes the position information of the rotation axis and can grasp the position of the rotation axis alone, or a relative code that can grasp the position of the rotation axis from the relationship with other signs. It may be.
  • the absolute code a so-called 1248 code or the like may be used, and the relative code is composed of a plurality of bars arranged at intervals, and the number of passes of the bar is counted. Information may be obtained.
  • the current value and / or voltage value and the opening / closing angle at the time of normal operation of the driving device of the rotating shaft corresponding to the information are stored, and the actual current value of the driving device.
  • / or the voltage value is compared with the stored current value and / or voltage value, the rotational speed of the rotating shaft is controlled according to the difference, and the lid is adjusted to a predetermined opening / closing angle. There may be.
  • the difference when the difference exceeds a predetermined value, it may be determined that the operation is abnormal, and may be transmitted to a control unit provided at a position away from the lid. Further, the stored data of the current value and / or voltage value and the opening / closing angle during the normal operation may be rewritten from a control means provided at a position away from the lid.
  • the control means provided at a position away from the lid is a device that can remotely control a large number of lids at once, and signals between a host computer or PLC in a known picking system or between these devices and a terminal. This corresponds to the master station that performs the conversion.
  • a drive mechanism including the rotating shaft and a reading mechanism for obtaining read information from the sign may be separated.
  • the article receipt management system or terminal according to the present invention may be configured such that a non-contact type sensor is provided at the measurement position and the sign is detected in a non-contact manner.
  • the article receipt management system or terminal comprises a plurality of bars in which the sign is arranged at intervals, and the information is a pulse output when the sensor detects the sign. It may be the number of times the sign reaches the measurement position obtained by detecting a signal.
  • a known sensor can be used.
  • a sensor that emits light toward the rotation axis and optically detects the sign by the presence or absence of light reflected from the sign may be used, or a magnetic substance may be included in the sign so that the magnetic field lines are strong and weak.
  • a sensor for detecting a sign may be used.
  • the article receipt management system may calculate the total number of rotations of the rotating shaft from the number of opening and closing of the lid, and predict the life of the driving device for the rotating shaft.
  • the sign provided on the circumferential surface of the rotating shaft is read at a predetermined measurement position, and the lid is opened and closed based on information obtained from the sign.
  • the rotation angle of the rotation shaft can be controlled by relating the rotation angle of the rotation shaft to the information obtained from the sign. For example, it is possible to stop the arm at an angle immediately before it is completely closed so as not to pinch the operator's arm. Therefore, according to the article receipt management system of the present invention, the lid provided on the storage shelf can be controlled more precisely.
  • the current value, voltage value, and opening / closing angle during normal operation of the rotating shaft drive device corresponding to the information obtained from the sign are stored, and the actual current value or voltage value of the drive device is stored in the stored current.
  • the voltage value, and by controlling the rotational speed of the rotating shaft according to the difference and adjusting the lid to a predetermined opening / closing angle the lid can be operated as expected. Can be controlled. For example, when the current value or voltage value is large, the switching speed is larger than the expected speed, and when it is small, the switching speed is smaller than the expected speed. Controls the rotation speed of the rotating shaft. Therefore, by performing such a comparison, it is possible to control the lid provided on the storage shelf more precisely.
  • the safety is indispensable for precise control of the lid by transmitting to a control means provided at a position away from the lid.
  • a control means provided at a position away from the lid.
  • the control means immediately gives an instruction to stop the electric motor and stops the operation of the lid, thereby preventing the lid from being damaged or an operator having an arm between the lid from being injured. it can.
  • the stored data of current value and / or voltage value and opening / closing angle during normal operation can be rewritten from the control means provided at a position away from the lid.
  • the article receipt management system of the present invention if the total number of rotations of the rotating shaft is calculated from the number of opening and closing of the lid and the life of the driving device of the rotating shaft is predicted, before the drive device breaks down. Can be replaced at an appropriate time. Therefore, it is possible to prevent the lid body from performing an abnormal operation when the drive device fails, and it is possible to maintain precise control of the lid body from a long-term viewpoint.
  • the article receipt management system and terminal of the present invention have an excellent effect that the lid provided in the storage space such as a storage shelf can be controlled more precisely, reading from the sign required for the control is possible.
  • a reading mechanism for obtaining information is required. Since this reading mechanism is different from the drive mechanism that rotates the rotating shaft and moves the lid, the article receiving management system and the terminal of the present invention are composed of two different mechanisms, and the production and replacement repairs are complicated. There is. However, if the drive mechanism including the rotating shaft and the reading mechanism for obtaining the reading information from the sign are separated, the production and replacement of each mechanism can be performed, and its drawbacks are solved. Is possible. In reading the sign, if a non-contact type sensor is provided at the measurement position and the sign is detected in a non-contact manner, the drive mechanism and the reading mechanism can be easily separated.
  • the sign is made up of a plurality of bars arranged at intervals, and the pulse signal output when the sensor detects the sign is detected. If the number of arrivals at the measurement position is information necessary for control, the present invention can be realized with a very simple configuration.
  • FIG. 1 is a perspective view conceptually showing a structure for controlling a rotation of a rotating shaft by measuring a sign in an embodiment of a terminal according to the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of the terminal
  • FIG. 3 uses the terminal
  • FIG. 4 is a conceptual view of the mechanical configuration of the terminal.
  • FIG. 4 is a front view showing an overview of a storage shelf in which the article receipt management system according to the present invention is adopted.
  • FIG. 1 conceptually shows the structure. In order to facilitate understanding of the structure, a predetermined part is enlarged, and the positional relationship of each part is adjusted and shown. The relative sizes and positions of the parts do not coincide with the terminals shown in FIG.
  • the storage shelf where this terminal is installed is equipped with a rotating shaft 1 whose rotation is controlled by an electrical signal.
  • the rotating shaft 1 is connected to an electric motor 2 through a gear (not shown), and the rotation of the rotating shaft 1 is controlled by controlling the electric motor 2 with an electric signal.
  • the electric motor 2 corresponds to the drive device of the present invention.
  • the rotary shaft 1 is also provided with a marker 3 composed of a plurality of bars arranged at intervals on the circumferential surface thereof.
  • a plurality of bars constituting the sign 3 shown in FIG. 1 includes a start display 31 and an end display 32 arranged at both ends in the circumferential direction, and a plurality of angle displays arranged between the start display 31 and the end display 32. 33.
  • the start display 31 and the end display 32 are an upper limit value and a lower limit value of a preferable rotation angle. When these displays are detected by the optical sensor 5 described later, the rotation of the rotary shaft 1 is stopped.
  • the number of the angle displays 33 may be adjusted as appropriate according to a desired control form.
  • control range (the range sandwiched between the start display 31 and the end display 32) is 120 degrees and every 45 degrees. If precise control is desired, five angle displays 33 may be arranged at intervals of 45 degrees. In this case, for example, the rotation starts from the start display 31, the rotation speed is decreased until two angle displays 33 pass, the rotation angle is increased until the next two passes, and the end display 32 is reached. Control such as reducing the rotation speed again to increase the safety of the operator is possible.
  • a plate-like lid 4 that opens and closes the storage shelf is joined to the rotary shaft 1.
  • the lid 4 has one edge joined along the length direction of the rotary shaft 1, and swings about the rotary shaft 1 as the rotary shaft 1 rotates.
  • optical sensors 5 a, 5 b, and 5 c as non-contact sensors are arranged at equal intervals in the length direction of the rotary shaft 1 at positions that are orthogonal to the axis of the rotary shaft 1 and overlap the sign 3.
  • the optical sensors 5a, 5b, and 5c are known ones that include a light-emitting diode 51 and a phototransistor 52, and can read the sign 3 by using the difference in shading between the sign 3 and the other portions. .
  • the positions where the optical sensors 5a, 5b, 5c are arranged are the measurement positions of the present invention.
  • the start display 31 and the end display 32 protrudes in the length direction of the rotary shaft 1 from the angle display 33.
  • the protruding end portion is different between the start display 31 and the end display 32.
  • the start display 31 is in the right direction (the lid 4 side), and the end display 32 is It protrudes to the left (electric motor 2 side).
  • the angle display 33 is read only by the optical sensor 5b arranged at the center, the start display 31 is read by the optical sensor 5b and the optical sensor 5a arranged on the lid 4 side, and is displayed as an end display.
  • 32 is read by two of the optical sensor 5b and the optical sensor 5c arranged on the electric motor 2 side.
  • the number of optical sensors is set to 1. It may be only one.
  • the optical sensors 5a, 5b, 5c are connected to a microcomputer control unit (MCU) 6.
  • MCU microcomputer control unit
  • the MCU 6 includes a CPU 61, a RAM 62, and a RAM 63, has a calculation function, and performs processing for obtaining information necessary for control.
  • the sign 3 shown in FIG. 1 is a relative code, and each display 31, 32, 33 itself does not include position information. Therefore, the MCU 6 counts the pulse signal from the optical sensor 5b, and the optical sensor 5b is arranged. The number of times that the marker 3 has reached the measured position (number of times of arrival) is stored. Since the optical sensor 5a reads only the start signal display 31 and the optical sensor 5c reads only the end signal display 32, the presence or absence of a pulse signal from the optical sensors 5a and 5c is a switch signal in the control of the rotation limit. .
  • the MCU 6 stores in advance the number of times of reaching the control process of the electric motor 2 and continues counting until the number of times reaches the stored value.
  • an electric signal is output to the electric motor 2 in order to perform the stored control process.
  • the sign 3 shown in FIG. 1 when the start display 31 is in the initial state, that is, the rotation is started with the angle being 0 degree, the sign 3 is rotated to the electric motor 2 when the number of arrivals reaches twice. An electric signal for increasing the speed is output. When the number of arrivals reaches four times, an electric signal for decreasing the rotation speed is output. When the number of times reaching the end display 32 reaches six times, an electric signal for stopping the electric motor 2 is output. Output.
  • the timing which outputs an electric signal from MCU6 may be shifted.
  • an electrical signal may be output to the electric motor 2 when the number of arrivals reaches 5.
  • the operation of the lid 4 joined to the rotary shaft 1 and interlocked with the rotary shaft 1 can be controlled.
  • the sign 3 reaches the measurement position a predetermined number of times when the lid 4 is in a state of hanging from the rotation shaft 1 and closing the storage shelf (indicated by a broken line in FIG. 1) at the start of rotation.
  • the storage shelf can be opened by inclining upward. The same applies when returning the storage shelf from the open state to the closed state.
  • the MCU 6 stores a current value and a voltage value during normal operation of the electric motor 2 and an opening / closing angle of the lid 4 corresponding to the value of the number of times of arrival.
  • current value and voltage value data are taken from the electric motor 2. Therefore, by comparing the actual current value and voltage value of the electric motor 2 with the stored current value and voltage value, it is possible to determine whether or not the expected operation is being performed. For example, when the current value or voltage value is large, the opening / closing speed of the lid 4 is larger than the assumed speed, and conversely, when it is small, the opening / closing speed is judged to be smaller than the assumed speed. The value is adjusted to control the rotation speed of the rotary shaft 1.
  • the control device 10 When the difference between the stored current value and voltage value and the actual current value and voltage value of the electric motor 2 exceeds a predetermined value, there is a possibility of an abnormal operation. And the information is transmitted to the control device 10 described later. For example, if the number of arrivals does not reach the closed state of the lid body 4 but the current value or voltage value is higher than that during normal operation, the lid body 4 is moved for some reason. May be hindered. Therefore, when such an abnormality is detected, the information is transmitted to the control device 10 and a response determination is asked to the control device 10. In the control device 10, when the operation is abnormal, the operation of the lid body 4, that is, the operation of the electric motor 2 is stopped immediately, and the lid body 4 is damaged or an operator whose arm is sandwiched between the lid body 4 is injured. To prevent that.
  • This terminal is also provided with a display lamp 7 for instructing the operator and a lever switch 8 for confirming the work.
  • the display lamp 7 and the lever switch 8 are connected to the MCU 6 and operate under the control of the control device 10 described below.
  • This terminal is fixed to the pipe rack 13 of the storage shelf as shown in FIG.
  • the terminal MCU 6 is connected to the master station 9 through common data signal lines DP and DN. Further, the master station 9 is connected to the control device 10.
  • Control data such as turning on / off of the display lamp 7 and opening / closing of the lid 4 is transmitted from the control device 10.
  • the master station 9 converts the control data from the control device 10 into a control signal and transmits it to each terminal.
  • control data is extracted from this control signal, and processing instructed by the control device 10, for example, turning on / off the display lamp 7 and opening / closing the lid 4 are performed.
  • the MCU 6 of the terminal that receives the control data transmits an electric signal to the electric motor 2 to start it. The processing after starting is as described above.
  • each terminal the state of each storage shelf is transmitted as a monitoring signal, and the master station 9 converts this monitoring signal into monitoring data and inputs it to the control device 10.
  • the signal is input to the MCU 6 and sent from the MCU 6 to the data signal lines DP and DN as a monitoring signal.
  • the monitoring signal is sent out as a current signal. Since a known method may be adopted for communication from the terminal to the master station 9, a detailed description thereof will be omitted, but the outline of the terminal of the present invention will be described in a low voltage period in a control signal which is a pulse voltage signal.
  • the capacitor 11 inserted in parallel between the data signal lines DP and DN is used for discharging to send out a current signal as a monitoring signal. Since the diode 12 is inserted between the data signal line DP side terminal of the capacitor 11 and the data signal line DP, the high voltage period in the control signal is from the data signal line DP through the diode 12 to the data signal line DN. A charging current flows to the side, and the capacitor 11 is charged. On the other hand, during the low voltage period in the control signal, the diode 12 is turned off and the current for charging the capacitor 11 does not flow (cut off) from the data signal line DP to the data signal line DN. Therefore, the capacitor 11 is discharged during the low voltage period, and the current signal can be superimposed on the low voltage period of the control signal.
  • the communication method between the terminal and the master station 9 is not limited, and other methods may be adopted.
  • the monitoring signal sent from the terminal also includes information on the state of the lid body 4, that is, whether the lid body 4 is open or closed. 4 status information is transmitted, and the value is stored in the control device 10 for each terminal. Then, the total number of rotations of the rotating shaft 1 is calculated by accumulating the number of times the lid 4 is opened and closed, and the life of the electric motor 2 is predicted. Therefore, the electric motor 2 can be replaced at an appropriate timing before it fails. Therefore, it is possible to prevent the lid body 4 from performing an abnormal operation when the electric motor 2 fails, and it is possible to maintain precise control of the lid body 4 from a long-term viewpoint.
  • the control device 10 immediately sends out control data indicating that the operation of the electric motor 2 is stopped, so that the lid body 4 is broken or an operator whose arm is sandwiched between the lid body 4. To prevent injury.
  • the stored data of current value and voltage value and opening / closing angle during normal operation stored in the MCU 6 can be rewritten from the control device 10. Therefore, for example, even when it becomes necessary to change the operation of the lid body 4 by changing the usage of the storage shelf, the setting can be changed by an extremely easy operation.
  • This terminal includes a reading mechanism 14 for obtaining information read from the marker 3 necessary for controlling the lid 4, and a driving mechanism 15 that includes the rotating shaft 1 and rotates the rotating shaft 1 to move the lid 4.
  • a reading mechanism 14 for obtaining information read from the marker 3 necessary for controlling the lid 4
  • a driving mechanism 15 that includes the rotating shaft 1 and rotates the rotating shaft 1 to move the lid 4.
  • It consists of two different mechanisms. Having two mechanisms inherently has the disadvantage of complicated production and replacement, but a non-contact sensor 5 (photosensors 5a, 5b, 5c) is employed for reading the sign 3, and the sign 3 Is read in a non-contact manner (arrow line indicated by a one-dot chain line in FIG. 4), these two different mechanisms 14 and 15 are not physically joined and are easily separated. . Therefore, production and replacement repair for each mechanism is possible, and the drawbacks are solved.
  • Example of the terminal which concerns on this invention, it is a perspective view which shows notionally the structure which measures a label

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Abstract

　【課題】保管棚に設けられた蓋体をより精密に制御できるピッキングシステム及びそのシステムに使用するターミナルを提供する。 　【解決手段】本発明に係るピッキングシステムでは、電気信号により回転が制御される回転軸を有する。また、前記回転軸の周方向表面には標識が設けられる。そして、前記標識を所定の計測位置で読み取り、前記標識から得た情報に基づいて前記回転軸に連動する蓋体の開閉速度および開閉角度を制御する。また、本発明に係るターミナルは、電気信号により回転が制御される回転軸を備えた棚に設置される。そして、前記回転軸の周方向表面に設けられた標識を所定の計測位置で読み取り、前記標識から得た情報に基づいて前記回転軸に連動する蓋体の開閉速度および開閉角度を制御する。

Description

物品受取管理システム及びそのシステムに使用するターミナル
　本発明は、物品の保管棚等の収容空間に保管している物品の中から、適切な物品、例えば、製品の組立てに必要な部品の受け取りや補給の指示を制御する物品受取管理システムと、そのシステムに使用するターミナルに関する。
　物品受取管理システムの代表的な例として、組立て生産工程、特にセル生産方式による工程等において広く使用されているピッキングシステムがある。このピッキングシステムとは、物品の保管棚に保管している物品の中から製品の組立てに必要な部品を受け取る作業や、逆に保管棚へ補給する作業の指示を制御するものである。より具体的には、物品が配置されていることを表示するとともに、その物品が搬出されたことを内容とする通知情報の入力手段を備えたターミナルを複数の保管棚の各々に配置し、これらターミナルを、制御装置を介してホストコンピュータに接続した構成をとるものである。そして、ホストコンピュータは部品の引取り指示を制御装置に送信し、制御装置が引取り指示の出された部品引渡し棚に装着された前記ターミナルのランプや表示器により指示状態を表すようにしている。一方、指示された部品を引取り完了した作業者或いはロボットや自動搬送車は、引取り完了入力として、ターミナルのレバースイッチを操作し、その操作信号が前記制御装置を経由し、ホストコンピュータに届くようになっており、作業の進捗や、誤作業の防止や、部品引渡し棚への部品の補給、更には部品の在庫管理や、補給部品の発注などが行われる仕組みとなっている。なお、ターミナルにおける表示器や確認スイッチの形式には様々なものが採用されている。
　セル生産方式、すなわち、一人の作業員が複数の工程を担当とする方式は、近年広まっている方式であるが、そこに使用されるピッキングシステムとして、例えば、特開２００２－１２３０９号公報に開示された、冷蔵冷凍倉庫の冷凍品について寒冷域における集中表示式商品格納・ピッキングシステムがある。このシステムでは、物品保管する商品倉庫や、冷蔵冷凍倉庫の棚に配列された多数の物品について、ホストコンピュータと格納された物品の取り出し（ピッキング）作業をスイッチ入力し、その作業内容をホストコンピュータに送り、作業の確認がなされている。
特開２００２－１２３０９号
　上記従来のピッキングシステムを含む物品受取管理システムにおいて、受け取り作業における間違いを防止するため、保管棚に蓋体が設けられることがある。すなわち、受け取り対象となる物品が保管されている保管棚のみを開放し、その他の保管棚を閉鎖することにより、誤った物品の受け取りを防止するというものである。
　しかしながら、保管棚に蓋体を設けた場合、通常これらの蓋体は、空気圧シリンダー等により開閉されていることから、従来のシステムでこれを制御する場合、蓋がとる状態として単に「開放」か「閉鎖」を選択するのみであった。そのため、蓋体に関する精密な制御をすることができず、例えば、作業者の腕が蓋に挟まれる危険性を有する等の問題があった。
　そこで本発明は、保管棚等の収容空間に設けられた蓋体をより精密に制御できるピッキングシステム及びそのシステムに使用するターミナルを提供することを目的とする。
　本発明に係る物品受取管理システムでは、電気信号により回転が制御される回転軸を有する。また、前記回転軸の周方向表面には標識が設けられる。そして、前記標識を所定の計測位置で読み取り、前記標識から得た情報に基づいて前記回転軸に連動する蓋体の開閉速度および開閉角度を制御する。
　また、本発明に係るターミナルは、電気信号により回転が制御される回転軸を備えた棚に設置される。そして、前記回転軸の周方向表面に設けられた標識を所定の計測位置で読み取り、前記標識から情報に基づいて前記回転軸に連動する蓋体の開閉速度および開閉角度を制御する。
　本発明において電気信号により回転が制御される回転軸とは、例えば、電動モータで駆動する回転軸が挙げられるが、電気的に始動し或いは停止させることができるものであれば、その構成に限定はなくその他の構造であってもよい。ただし、停止を意図する信号が入力された後に、構成部品の慣性の影響を受けて即在に停止しないものは、好適ではない。一方、回転の制御として、回転の始動や停止のみでなく、回転速度の変更を行えることが好ましい。
　蓋体と回転軸との連動には公知の構造を採用することができる。例えば、回転軸に蓋体の縁辺を接続し、回転軸を中心として板状の蓋体を揺動させる構造や、布状の蓋体を吊り下げ或いは巻取る構造としてもよい。
　本発明において標識は、回転軸の位置情報が含まれ、単独で回転軸の位置を把握できる絶対コードであってもよく、或いは、他の標識との関係から回転軸の位置を把握できる相対コードであってもよい。絶対コードとしては、所謂１２４８コード等を使用してもよく、また、相対コードとしては、間隔を開けて配置された複数のバーで構成したものであって、バーの通過回数をカウントする等により情報を得るものであってもよい。
　本発明に係る物品受取管理システム或いはターミナルは、前記情報に対応する前記回転軸の駆動装置の正常運転時における電流値及び／または電圧値と開閉角度が記憶され、前記駆動装置の実際の電流値及び／または電圧値を、前記記憶された電流値及び／又は電圧値と比較し、その差分に応じて前記回転軸の回転速度を制御し、前記蓋体を所定の開閉角度に調節するものであってもよい。
　なお、本発明に係る物品受取管理システムにおいては、前記差分が所定の値を超えたときに動作異常と判断し、前記蓋体から離れた位置に設けられた制御手段に伝達してもよい。また、前記正常運転時における電流値及び／または電圧値と開閉角度の記憶データは、前記蓋体から離れた位置に設けられた制御手段から書き換える可能となっていてもよい。
　蓋体から離れた位置に設けられた制御手段とは、多数の蓋体を一括して遠隔制御できるものであり、公知のピッキングシステムにおけるホストコンピュータやＰＬＣ、或いはこれら装置とターミナルとの間で信号変換を行う親局等が該当する。
　また、本発明に係る物品受取管理システム或いはターミナルは、前記回転軸が含まれる駆動機構と、前記標識からの読み取り情報を得るための読み取り機構と、が分離するものであってもよい。
　更に、本発明に係る物品受取管理システム或いはターミナルは、前記計測位置に非接触型センサが設けられ、前記標識を非接触で検知するものであってもよい。
　更にまた、本発明に係る物品受取管理システム或いはターミナルは、前記標識が間隔を開けて配置された複数のバーで構成され、前記情報は、前記センサが前記標識を検知した際に出力されるパルス信号を検知して得られる、前記標識の前記計測位置における到達回数であってもよい。
　センサには公知のものを採用できる。例えば、回転軸に向けて光を発し、標識から反射された光の有無で光学的に標識を検知するセンサを使用してもよく、或いは、標識に磁性体を含有させ磁力線の強弱で磁気的に標識を検知するセンサ等を使用してもよい。
　更に、本発明に係る物品受取管理システムは、前記蓋体の開閉回数より前記回転軸の総回転数を算出し、前記回転軸の駆動装置の寿命を予測するものであってもよい。
　本発明に係る物品受取管理システム或いはターミナルによれば、回転軸の周方向表面に設けられた標識を所定の計測位置で読み取り、標識から得た情報に基づいて回転軸に連動する蓋体の開閉速度および開閉角度を制御するため、標識から得られる情報に回転軸の回転角度を関係付けることにより、回転軸の回転角度に応じた制御を行うことができる。例えば、完全に閉鎖する直前の角度で一端停止させ、作業者の腕を挟まないようにすることも可能となる。従って、本発明の物品受取管理システムによれば、保管棚に設けられた蓋体をより精密に制御することが可能となる。
　なお、標識として、回転軸の位置情報が含まれ、単独で回転軸の位置を把握できる絶対コードを採用した場合、何らかの理由でシステムが停止した後に復帰した際、停止直前の状態に戻すために要する時間を短くできる等の利点が得られる。
　また、標識から得られる情報に対応する回転軸の駆動装置の正常運転時における電流値や電圧値と開閉角度を記憶しておき、駆動装置の実際の電流値や電圧値を、記憶された電流や電圧値と比較し、その差分に応じて回転軸の回転速度を制御し、蓋体を所定の開閉角度に調節することとすれば、想定通りの動作をさせることができ蓋体をより精密に制御することができる。例えば、電流値や電圧値が大きい場合は開閉速度が想定している速度より大きく、逆に小さい場合は開閉速度が想定している速度より小さいことがわかるので、電流値や電圧値を調整し回転軸の回転速度を制御する。従って、このような比較を行うことにより、保管棚に設けられた蓋体をより精密に制御することが可能となる。
　更に、前記差分が所定の値を超えたときに動作異常と判断し、蓋体から離れた位置に設けられた制御手段に伝達することにより、蓋体の精密な制御に不可欠な安全を確保できる。例えば、到達回数が閉鎖された状態に達していないにも関わらず、電流値や電圧値が正常運転時よりも高いものとなっていれば、何らかの理由で蓋体の移動が妨げられている可能性がある。そこで、差分が所定の値を超えたときに動作異常と判断した場合は、即在に、蓋体から離れた位置に設けられた制御手段にそれを伝達する。その情報を受けた制御手段は直ちに電動モータの停止を指示し、蓋体の動作を停止させることで蓋体の破損や、蓋体に腕が挟まれた作業者が怪我することを防ぐことができる。
　更にまた、本発明の物品受取管理システムにおいては、正常運転時における電流値及び／または電圧値と開閉角度の記憶データが、蓋体から離れた位置に設けられた制御手段から書き換え可能となっていれば、保管棚の用途変更等の理由によって蓋体の動作を変える必要性が生じた際にも、極めて容易な操作で柔軟に対応できる。従って、状況の変化に関わらず、蓋体の精密な制御を行うことが可能となる。
　更にまた、本発明の物品受取管理システムにおいては、蓋体の開閉回数より回転軸の総回転数を算出し回転軸の駆動装置の寿命を予測することとすれば、駆動装置が故障する前に、適切なタイミングで交換することができる。そのため、駆動装置の故障時に蓋体が異常な動作をおこすことを未然に防止でき、長期的な視点において、蓋体の精密な制御を持続することが可能となる。
　本発明の物品受取管理システム及びターミナルは、保管棚等の収容空間に設けられた蓋体をより精密に制御できるという優れた効果を有するものではあるが、その制御に必要となる標識からの読み取り情報を得るための読み取り機構が必要となる。この読み取り機構は、回転軸を回転させ蓋体を移動させる駆動機構と異なるため、本発明の物品受取管理システム及びターミナルは、二つの異なる機構から構成され、生産や交換修理が複雑になるという欠点がある。しかしながら、回転軸が含まれる駆動機構と、標識からの読み取り情報を得るための読み取り機構と、を分離するものとすれば、各機構毎の生産や交換修理が可能となり、その欠点を解決することが可能となる。なお、標識の読み取りにあたり、計測位置に非接触型センサを設け、標識を非接触で検知するものとすれば、駆動機構と読み取り機構との分離が容易になる。
　標識の読み取りに非接触型センサを採用する場合、間隔を開けて配置された複数のバーで標識を構成し、センサが標識を検知した際に出力されるパルス信号を検知して得られる、標識の計測位置における到達回数を、制御に必要な情報とすれば、極めて簡単な構成で、本発明を実現することが可能となる。
　本発明の実施例を図１から図４によって説明する。図１は本発明に係るターミナルの実施例において、標識を計測して回転軸の回転を制御する構造を概念的に示す斜視図、図２は同ターミナルのブロック図、図３は同ターミナルを使用した本発明に係る物品受取管理システムが採用された保管棚の概観を示す正面図、図４は同ターミナルの機械的構成の概念図である。なお、図１は、構造を概念的に示すものであり、その構造の理解を容易にするために所定の部位が拡大され、また各部位の位置関係が調整されて示されているため、各部位の相対的な大きさや位置は図３に示すターミナルと一致していない。
　このターミナルが設置される保管棚には、電気信号により回転が制御される回転軸１を備える。回転軸１は、図示が省略されているギアを介し電動モータ２に連結され、電動モータ２を電気信号により制御することで、その回転が制御されるものとなっている。なお、電動モータ２が本発明の駆動装置に相当する。
　回転軸１には、また、その周方向表面に、間隔を開けて配置された複数のバーで構成される標識３が設けられている。図１に示す標識３を構成する複数のバーは、周方向の両端に配置されたスタート表示３１及びエンド表示３２と、これらスタート表示３１とエンド表示３２との間に配置された複数の角度表示３３とを有している。スタート表示３１及びエンド表示３２は、好ましい回転角度の上限値と下限値であり、これらの表示が後述の光センサ５で検知されると、回転軸１の回転が停止されることになる。一方、角度表示３３は、所望の制御形態に応じてその数を適宜調整すればよく、例えば、制御範囲（スタート表示３１とエンド表示３２とで挟まれた範囲）が１２０度で、４５度毎に精密な制御を行いたい場合、４５度間隔で５個の角度表示３３を配置すれば良い。この場合、例えば、スタート表示３１から回転を開始し、角度表示３３が２個通過するまでは回転速度を遅くし、次の２個が通過するまでは回転角度を速くし、エンド表示３２までは再び回転速度を遅くし作業者の安全を図る等の制御が可能となる。
　回転軸１には、更に、保管棚を開閉する板状の蓋体４が接合されている。この蓋体４は１つの縁辺が回転軸１の長さ方向に沿って接合されており、回転軸１の回転により回転軸１を中心として揺動するものとなっている。
　回転軸１の軸線と直交し標識３と重なり合う位置には、非接触型センサとして３個の光センサ５ａ、５ｂ、５ｃが回転軸１の長さ方向に等間隔で配置されている。光センサ５ａ、５ｂ、５ｃは、発光ダイオード５１とフォトトランジスタ５２とから構成される公知のもので、標識３とそれ以外の部分との濃淡の差を利用して、標識３を読み取ることができる。この、光センサ５a、５ｂ、５ｃの配置された位置が、本発明の計測位置である。
　前記スタート表示３１及びエンド表示３２は、前記角度表示３３よりも、その一端が回転軸１の長さ方向に突出している。ただし、突出する端部は、スタート表示３１とエンド表示３２とで異なっており、光センサ５を背にして見た場合、スタート表示３１は右方向（蓋体４側）に、エンド表示３２は左側（電動モータ２側）に突出している。そして、角度表示３３が中央に配置された光センサ５ｂのみで読み取られるのに対し、スタート表示３１は光センサ５ｂと蓋体４側に配置された光センサ５ａの２個で読み取られ、エンド表示３２は光センサ５ｂと電動モータ２側に配置された光センサ５ｃの２個で読み取られるものとなっている。そのため、３個の光センサ５ａ、５ｂ、５ｃの読み取りパターンにより、回転限界であること及びスタート表示３１側かエンド表示３２側かを検知できる。ただし、標識３の通過回数が正確に計測される限り、角度表示３３、スタート表示３１及びエンド表示３２を区別して読み取る必要はないので、光センサが精度良く動作する場合、光センサの数を１個だけにしてもよい。
　光センサ５ａ、５ｂ、５ｃは、マイクロコンピュータ・コントロール・ユニット（ＭＣＵ）６に接続されている。そして、標識３を読み取ったときは、ＭＣＵ６にパルス信号を出力する。ＭＣＵ６は、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＡＭ６３を備え、演算機能を有しており、制御に必要な情報を得るための処理を行う。図１に示す標識３は相対コードであり、各表示３１、３２、３３自体には位置情報が含まれていないことから、ＭＣＵ６は光センサ５ｂからのパルス信号をカウントし、光センサ５ｂが配置された計測位置に標識３が到達した回数（到達回数）を記憶する。なお、光センサ５ａはスタート信号表示３１のみを、光センサ５ｃはエンド信号表示３２のみを読み取るため、光センサ５ａ、５ｃからのパルス信号の有無は、回転限界の制御におけるスイッチ信号とされている。
　ＭＣＵ６には、電動モータ２の制御処理を行う到達回数が予め記憶されており、回数値がその記憶された値に達するまでカウントを続ける。そして、到達回数が所定の値に達すると、記憶されている制御処理を行うために、電動モータ２へ電気信号を出力する。例えば、図１に示す標識３の場合、スタート表示３１が初期状態、すなわち角度が０度の状態で回転が開始された場合、標識３の到達回数が２回に達したとき電動モータ２へ回転速度を上げる電気信号を出力し、到達回数が４回に達したとき回転速度を下げる電気信号を出力し、エンド表示３２を到達回数が６回に達したとき電動モータ２へ停止の電気信号を出力する。なお、ＭＣＵ６から電気信号が送られてから電動モータ２が停止するまでにタイムラグが生じる場合は、ＭＣＵ６から電気信号を出力するタイミングをずらしてもよい。例えば、到達回数が５回に達したときに、電気信号を電動モータ２へ出力することとしても良い。
　このように、標識３の計測位置への到達回数により電動モータ２の制御を行うことにより、回転軸１に接合され回転軸１に連動する前記蓋体４の動作を制御することができる。例えば、図１に示すように、回転開始時において回転軸１から垂下し保管棚を閉鎖する状態（図１の破線で示す状態）にある蓋体４を、標識３が計測位置に所定回数到達するまで回転軸１を回転させることで、上向きに傾斜し保管棚を開放する状態にすることができる。なお、保管棚を開放する状態から閉鎖する状態へ戻すときも同様である。
　また、ＭＣＵ６には、到達回数の値に対応する、電動モータ２の正常運転時における電流値と電圧値、及び蓋体４の開閉角度が記憶されている。一方、電動モータ２から、電流値及び電圧値のデータが取り込まれている。そのため、電動モータ２の実際の電流値及び電圧値を、前記記憶された電流値及び電圧値と比較することにより、想定通りの動作が行われているかどうかの判断を行うことができる。例えば、電流値や電圧値が大きい場合は蓋体４の開閉速度が想定している速度より大きく、逆に小さい場合は開閉速度が想定している速度より小さいものと判断し、電流値及び電圧値を調整し回転軸１の回転速度を制御する。
　前記記憶された電流値及び電圧値と、電動モータ２の実際の電流値及び電圧値との差分が所定の値を超えたときは、動作異常の可能性があるため、その場合は、動作異常と判断し、後述の制御装置１０にその情報を伝達する。例えば、到達回数が、蓋体４の閉鎖された状態に達していないにも関わらず、電流値や電圧値が正常運転時よりも高いものとなっていれば、何らかの理由で蓋体４の移動が妨げられている可能性がある。そこで、そのような異常が検知された場合は、その情報を制御装置１０に伝達し、対処判断を制御装置１０に仰ぐことになる。制御装置１０では、動作異常の場合、即在に蓋体４の動作、すなわち電動モータ２の動作を停止させ、蓋体４の破損や、蓋体４に腕が挟まれた作業者が怪我することを防ぐ。
　このターミナルは、また、作業者への指示を行うための表示ランプ７と、作業の確認を行うためのレバースイッチ８を備えている。これら表示ランプ７及びレバースイッチ８はＭＣＵ６に接続され、次に説明する制御装置１０の制御の下で動作するものとなっている。
　このターミナルは、図３に示すように、保管棚のパイプラック１３に固定されている。また、ターミナルのＭＣＵ６は、共通のデータ信号線ＤＰ、ＤＮを介し親局９に接続されている。そして、更に親局９が制御装置１０に接続されている。
　制御装置１０からは、表示ランプ７の点灯消灯や蓋体４の開閉等の制御データが発信される。親局９では制御装置１０からの制御データを制御信号に変換して、各ターミナルに送信する。各ターミナルでは、この制御信号から制御データを抽出し、制御装置１０から指示された処理、例えば表示ランプ７の点灯消灯や蓋体４の開閉を行う。蓋体４を開閉する場合であれば、制御データを受けたターミナルのＭＣＵ６が電動モータ２に電気信号を送信し始動させる。始動させた後の処理は上記の通りである。
　一方、各ターミナルでは、各保管棚の状態を監視信号として送出し、親局９は、この監視信号を監視データに変換して制御装置１０に入力する。例えば、保管棚から物品を取り出した作業者がレバースイッチ８をオン状態にすると、その信号がＭＣＵ６に入力され、ＭＣＵ６から監視信号としてデータ信号線ＤＰ、ＤＮに送出される。このターミナルでは、監視信号は、電流信号として送出される。ターミナルから親局９に対する通信には公知の方法を採用すればよいので詳細な説明は省略するが、本発明のターミナルについて概略を説明すると、パルス状電圧信号である制御信号における低電圧期間に、データ信号線ＤＰとＤＮの間に並列に挿入されたコンデンサ１１が放電すること利用し、監視信号としての電流信号を送出するものとなっている。コンデンサ１１のデータ信号線ＤＰ側端子とデータ信号線ＤＰとの間にはダイオード１２が挿入されているため、制御信号における高電圧期間は、データ信号線ＤＰからダイオード１２を介してデータ信号線ＤＮ側へ充電電流が流れ、コンデンサ１１が充電される。一方、制御信号における低電圧期間は、ダイオード１２がオフしてデータ信号線ＤＰからデータ信号線ＤＮへ、コンデンサ１１を充電するための電流は流れない（遮断される）。従って、低電圧期間に、コンデンサ１１が放電して、制御信号の低電圧期間に電流信号を重畳することができる。ただし、ターミナルと親局９との通信方式に制限はなく、その他の方式を採用してもよい。
　ターミナルから送出される監視信号には、前記蓋体４の状態、すなわち開放状態であるか閉鎖状態であるかの情報も含まれており、蓋体４の開閉処理が終了する毎に、蓋体４の状態情報が送出され、制御装置１０において各ターミナル毎にその値が記憶される。そして、蓋体４の開閉回数の累積により回転軸１の総回転数を算出し、電動モータ２の寿命を予測するものとなっている。従って、電動モータ２が故障する前に、適切なタイミングで交換することができる。そのため、電動モータ２の故障時に蓋体４が異常な動作をおこすことを未然に防止でき、長期的な視点において、蓋体４の精密な制御を持続することが可能となる。
　更に、ターミナルから送出される監視信号には、既述のように、ＭＣＵ６に記憶された電流値及び電圧値と、電動モータ２の実際の電流値及び電圧値との差分が所定の値を超えて動作異常の判断がなされたときの、動作異常を伝える信号も含まれる。この信号が送出された場合、制御装置１０は、即在に電動モータ２の動作を停止させる内容の制御データを送出し、蓋体４の破損や、蓋体４に腕が挟まれた作業者が怪我することの防止を図る。
　ＭＣＵ６に記憶される、正常運転時における電流値及び電圧値と開閉角度の記憶データは、制御装置１０から書き換え可能となっている。そのため、例えば、保管棚の用途変更によって蓋体４の動作を変える必要性が生じた際にも、極めて容易な操作で設定を変えることができる。
　なお、このターミナルは、蓋体４の制御に必要となる標識３からの読み取り情報を得るための読み取り機構１４と、回転軸１を含み回転軸１を回転させ蓋体４を移動させる駆動機構１５の、二つの異なる機構から構成される。二つの機構を有するということは、本来、生産や交換修理が複雑になるという欠点をもたらすが、標識３の読み取りに非接触型センサ５（光センサ５ａ、５ｂ、５ｃ）が採用され、標識３の読み取りは非接触で行われているため（図４の一点鎖線で示す矢線）、これら二つの異なる機構１４、１５は物理的に接合されておらず、容易に分離するものとなっている。そのため、各機構毎の生産や交換修理が可能となり、その欠点を解決するものとなっている。
本発明に係るターミナルの実施例において、標識を計測して回転軸の回転を制御する構造を概念的に示す斜視図である。 同ターミナルのブロック図である。 同ターミナルを使用した本発明に係るピッキングシステムが採用された保管棚の概観を示す正面図である。 同ターミナルの機械的構成の概念図である。
符号の説明
１　　回転軸
２　　電動モータ
３　　標識
４　　蓋体
５ａ、５ｂ、５ｃ　　光センサ
６　　ＭＣＵ
７　　表示ランプ
８　　レバースイッチ
９　　親局
１０　制御装置
１１　コンデンサ
１２　ダイオード
１３　パイプラック
１４　読み取り機構
１５　駆動機構
３１　スタート表示
３２　エンド表示
３３　角度表示
５１　発光ダイオード
５２　フォトトランジスタ
ＤＰ、ＤＮ　データ信号線

Claims (13)

  1. 　電気信号により回転が制御される回転軸を有し、前記回転軸の周方向表面に設けられた標識を所定の計測位置で読み取り、前記標識から得た情報に基づいて前記回転軸に連動する蓋体の開閉速度および開閉角度を制御することを特徴とする物品受取管理システム。
  2. 　前記情報に対応する前記回転軸の駆動装置の正常運転時における電流値及び／または電圧値と開閉角度が記憶され、前記駆動装置の実際の電流値及び／または電圧値を、前記記憶された電流値及び／又は電圧値と比較し、その差分に応じて前記回転軸の回転速度を制御し、前記蓋体を所定の開閉角度に調節する請求項１に記載の物品受取管理システム。
  3. 　前記差分が所定の値を超えたときに動作異常と判断し、前記蓋体から離れた位置に設けられた制御手段に伝達する請求項２に記載の物品受取管理システム。
  4. 　前記正常運転時における電流値及び／または電圧値と開閉角度の記憶データは、前記蓋体から離れた位置に設けられた制御手段から書き換え可能となっている請求項２又は３に記載の物品受取管理システム。
  5. 　前記蓋体の開閉回数より前記回転軸の総回転数を算出し、前記回転軸の駆動装置の寿命を予測する請求項１、２、３又は４に記載の物品受取管理システム。
  6. 　前記回転軸が含まれる駆動機構と、前記標識からの読み取り情報を得るための読み取り機構と、が分離する請求項１、２、３、４又は５に記載のシステム。
  7. 　前記計測位置に非接触型センサが設けられ、前記標識を非接触で検知する請求項１、２、３、４、５又は６に記載の物品受取管理システム。
  8. 　前記標識は間隔を開けて配置された複数のバーで構成され、前記情報は、前記非接触型センサが前記標識を検知した際に出力されるパルス信号を検知して得られる、前記標識の前記計測位置における到達回数である請求項７に記載の物品受取管理システム。
  9. 　電気信号により回転が制御される回転軸を備えた棚に設置され、前記回転軸の周方向表面に設けられた標識を所定の計測位置で読み取り、前記標識から得た情報に基づいて前記回転軸に連動する蓋体の開閉速度および開閉角度を制御することを特徴とするターミナル。
  10. 　前記情報の値に対応する前記回転軸の駆動装置の正常運転時における電流値及び／または電圧値が記憶され、前記駆動装置の実際の電流値及び／または電圧値を、前記記憶された電流値及び／又は電圧値と比較し、その差分に応じて前記回転軸の回転速度を制御し、前記蓋体を所定の開閉角度に調節する請求項８に記載のターミナル。
  11. 　前記回転軸が含まれる駆動機構と、前記標識からの読み取り情報を得るための読み取り機構と、が分離する請求項９又は１０に記載のターミナル。
  12. 　前記計測位置に非接触型センサが設けられ、前記標識を非接触で検知する請求項９、１０又は１１に記載のターミナル。
  13. 　前記標識は間隔を開けて配置された複数のバーで構成され、前記情報は、前記センサが前記標識を検知した際に出力されるパルス信号を検知して得られる、前記標識の前記計測位置における到達回数である請求項１２に記載のターミナル。
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