JPH08268552A - 層別ピッキング装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被ピッキング品のピッキング状態によりキャリ
ッジの前進速度を制御し、被ピッキング品の転倒及び押
し潰しを防止する。 【構成】キャリッジ６の先端に取り付けられたピックア
ップローラ８が被ピッキング品から一定距離の位置まで
進んだことを検出すると、ピックアップローラ８の前進
速度を遅くして、衝突により被ピッキング品が破損する
ことを防止する。被ピッキング品の一端がピックアップ
ローラ８によって持ち上げられたことを検出すると、ピ
ックアップローラ８の前進速度をピックアップローラの
回転速度に応じて予め定められた速度まで上げ、被ピッ
キング品の重心のピックアップローラ８方向に移動を容
易にして、被ピッキング品の転倒を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は倉庫棚に段積みされた
被ピッキング品を最上層の被ピッキング品から層単位に
取り出して所定の位置に移載する層別ピッキング装置の
制御方法、特に被ピッキング品の立上り及び転倒防止に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】層別ピッキング装置は物流倉庫棚に段積
みされている被ピッキング品を上部から順に層別に取り
出して所定の場所に移載するものである。以下に、層別
ピッキング装置が物流倉庫棚に段積みされている被ピッ
キング品を層別に取り出すときの動作を図７の動作工程
図を参照して説明する。層別ピッキング装置は、例えば
キャリッジ６を被ピッキング品３方向に移動し、かつ、
ピックアップローラ８を被ピッキング品３を持ち上げる
方向に回転する。図７（ａ）に示すようにピックアップ
ローラ８が被ピッキング品３に当たると、先頭列の被ピ
ッキング品３はピックアップローラ８の回転により、図
７（ｂ）に示すようにピックアップローラ８上に持ち上
げられる。その後、図７（ｃ）に示すように被ピッキン
グ品３は次々に持ち上げられキャリッジローラ１３に送
られる。このように、物流倉庫棚に段積みされている最
上層の被ピッキング品３が取り出されると、キャリッジ
６及びピックアップローラ８は適当な位置で停止した後
に所定の位置まで後退し、被ピッキング品３の取り出し
を終了する。ところが、図７（ｃ）に示すように最後列
の被ピッキング品３がピックアップローラ８に持ち上げ
られたときに、被ピッキング品３の重心が移動し、被ピ
ッキング品３が正面ストッパ１４に寄り掛かった状態に
なると、キャリッジ６が後退を開始したときに、図７
（ｄ）に示すように傾きが大きくなり転倒する場合があ
る。

【０００３】これに対して、特開平４-303330号公報に
掲載された層ピッキング装置では、被ピッキング品３の
下側を押さえる下側正面ストッパと、被ピッキング品３
の上側を押さえる上側正面ストッパとを備え、最後列の
被ピッキング品３のピックアップ時に、その被ピッキン
グ品３の持ち上がりを検出し、上側正面ストッパを押し
出すことにより、最後列の被ピッキング品３をピックア
ップローラ８からキャリッジローラ１３に確実に移動し
て被ピッキング品３の転倒を防止している。

【０００４】また、特開平４-303331号公報に掲載され
た層ピッキング装置では、ピックアップローラが最上層
の被ピッキング品の端面に衝突するまでの間キャリッジ
の前進速度を遅くし衝突による衝撃による被ピッキング
品の破損を防止し、衝突した直後からキャリッジの前進
速度を早めてピックアップ作業能率の低下を防止してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記両
層ピッキング装置ではピッキング途中に生じる中間列の
被ピッキング品の転倒を防止することはできない。以下
に、ピッキング途中に中間列の被ピッキング品が転倒す
るときの原理を図８を参照して説明する。例えば、被ピ
ッキング品３の高さＨが低い場合、及び被ピッキング品
３のピックアップ方向の幅Ｗと被ピッキング品の高さＨ
がＷ／２≦Ｈの関係にある場合は被ピッキング品３は転
倒しやすい。被ピッキング品３の高さＨが小さい場合は
後の被ピッキング品３へのよりかかりが少なくなるから
であり、被ピッキング品３のピックアップ方向の幅Ｗと
被ピッキング品３の高さＨがＷ／２≦Ｈの関係にある場
合は被ピッキング品３の重心Ｇが被ピッキング品３の接
触点Ｂよりピックアップローラ８側に移動しにくいから
である。

【０００６】上記、高さＨが低い被ピッキング品３又は
ピックアップ方向の幅Ｗと高さＨがＷ／２≦Ｈの関係に
ある被ピッキング品３をピックアップする場合にキャリ
ッジの前進速度がある一定の速度より遅いと被ピッキン
グ品３に対して矢印Ａ方向の力が働かないため被ピッキ
ング品３の重心Ｇはピックアップローラ８方向に移動せ
ず、最終的に被ピッキング品の転倒を招く。

【０００７】また、ピックアップローラが最上層の被ピ
ッキング品の端面に衝突するまでの間キャリッジの前進
速度を遅くしたのでは、ピックアップローラと被ピッキ
ング品の間が離れている場合にピッキング作業能率が低
下することを免れない。

【０００８】また、上記送別ピッキング装置のようにピ
ックアップローラが最上層の被ピッキング品の端面に衝
突した直後からキャリッジの前進速度を速めたのでは、
被ピッキング品が持ち上がる以前に被ピッキング品にピ
ックアップローラが押しつけられ被ピッキング品が押し
潰される場合がある。

【０００９】この発明はかかる短所を解消するためにな
されたものであり、被ピッキング品の取り出し時に被ピ
ッキング品のピッキング状態によりキャリッジの前進速
度を制御し、被ピッキング品の転倒及び押し潰しを防止
すると共にピッキング作業能率の向上をはかることを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る層別ピッ
キング装置の制御方法は、キャリッジの先端に取り付け
られたピックアップローラが被ピッキング品から一定距
離の位置まで進んだことを検出すると、ピックアップロ
ーラの前進速度を衝突により被ピッキング品を破損しな
い速度まで下げ、被ピッキング品の一端がピックアップ
ローラによって持ち上げられたことを検出すると、ピッ
クアップローラの前進速度をピックアップローラの回転
速度に応じて予め定められた速度まで上げる。

【００１１】

【作用】この発明においては、キャリッジの先端に取り
付けられたピックアップローラが被ピッキング品から一
定距離の位置まで進んだことを検出するとピックアップ
ローラの前進速度を衝突により被ピッキング品を破損し
ない速度まで遅くし、ピックアップローラと被ピッキン
グ品の衝突時の衝撃を少なくする。

【００１２】さらに、被ピッキング品の一端がピックア
ップローラによって持ち上げられたことを検出するとピ
ックアップローラの前進速度をピックアップローラの回
転速度に応じて予め定められた速度まで上げ、被ピッキ
ング品の重心のピックアップローラ方向に移動を容易に
する。

【００１３】

【実施例】図１はこの発明の層別ピッキング装置の制御
方法を採用した一実施例を示す層別ピッキング装置の側
面図である。図に示すように、層別ピッキング装置１
は、例えばパレット積載品保管棚２に段積みされて保管
された被ピッキング品３を層単位保管棚４に移載するも
のであり、パレット積載品保管棚２及び層単位保管棚４
に沿って走行するスタッカークレーン５のマストに沿っ
て上下移動する。

【００１４】層別ピッキング装置１は、図２の斜視図に
示すようにキャリッジ６と背面ストッパ７を有する。キ
ャリッジ６はスライドアームから成るピッキングローラ
アーム６ａ，６ｂ，６ｃと、パレット積載品保管棚２方
向の先端に設けられたピックアップローラ８と、荷検出
センサ９と、持上り検出センサ１０を備える。キャリッ
ジ６は被ピッキング品３の取り出し時に、取り出そうと
する被ピッキング品３の前までパレット積載品保管棚２
に沿って垂直及び水平に移動する。キャリッジ６は取り
出そうとする被ピッキング品３の前まで移動した後に、
ピッキングローラアーム６ａ，６ｂ，６ｃを伸ばして、
衝突により被ピッキング品３を破損しない程度の速度に
即座に減速できる速度でピックアップローラ８をパレッ
ト積載品保管棚２に向けて水平移動する。ピックアップ
ローラ８は被ピッキング品３を持ち上げる方向に回転
し、パレット積載品保管棚２に段積みされた被ピッキン
グ品３を最上層から層単位に取り出す。なお、ピックア
ップローラ８は被ピッキング品３が乗りやすいように前
方が低くなっている。荷検出センサ９は、例えばフォト
センサなどからなり、ピックアップローラ８の前方両端
に位置し、ピックアップローラ８が被ピッキング品３の
一定距離に近づいたことを検出する。持上り検出センサ
１０は、例えばピックアップローラ８の上部両端に位置
し、被ピッキング品３がピックアップローラ８で持ち上
げられたことを検出する。

【００１５】背面ストッパ７はキャリッジ６に搭載さ
れ、背面押えアーム１１と規制アーム１２を備える。背
面押えアーム１１は、例えば図３の斜視図に示すように
キャリッジ６に沿って移動可能な多段のスライドアーム
１１ａ，１１ｂ，１１ｃを有し、平面一面分の被ピッキ
ング品３の大きさに合わせて伸縮する。規制アーム１２
は背面押えアーム１１の先端に、キャリッジ６の表面と
ほぼ同じ高さで設けられ、被ピッキング品３のピックア
ップ時に被ピッキング品３のキャリッジ６の進行方向の
動きをキャリッジ６の進行方向と反対の方向から規制す
る。背面ストッパ７はキャリッジ６の表面とほぼ同じ高
さに設けた規制アーム１２を備えるので、被ピッキング
品３はキャリッジ６の進行方向の動きを規制アーム１２
で規制される。被ピッキング品３がキャリッジ６の進行
方向の反対方向に移動することを防止されるので、キャ
リッジ６が被ピッキング品３を押しつける力が大きくな
る。やがて、キャリッジ６と被ピッキング品３との間の
摩擦抵抗が十分大きくなり、キャリッジ６は被ピッキン
グ品３を取り出すことができる。また、規制アーム１２
は被ピッキング品３の下側で被ピッキング品３の動きを
規制するので、最後列の被ピッキング品３が傾いても規
制アーム１２に寄り掛かることを防止し、キャリッジ６
の後退時に被ピッキング品３が転倒することを防止す
る。なお、規制アーム１２をローラ等で構成し、被ピッ
キング品３との間の摩擦抵抗を小さくして最後列の被ピ
ッキング品３が取り出されるときに被ピッキング品３の
後部が摩擦抵抗により下方に引かれることを防止するよ
うにしてもよい。

【００１６】次ぎに、上記構成の層別ピッキング装置１
がパレット積載品保管棚２に段積みされて保管された被
ピッキング品３を取り出す場合の動作を図４のフローチ
ャート及び図５の動作工程図を参照して説明する。

【００１７】スタッカークレーン５がパレット積載品保
管棚２に沿って走行し、取り出そうとする被ピッキング
品３が保管されたパレット積載品保管棚２まで進み停止
すると、図５（ａ）に示すように層別ピッキング装置１
は上昇又は下降して背面ストッパ７を取り出そうとする
被ピッキング品３が保管された棚２の上側に位置合わせ
する（ステップＳ１）。その後、層別ピッキング装置１
は、図４（ｂ）に示すように背面ストッパ７の背面押え
アーム１１ａ，１１ｂ，１１ｃを規制アーム１２が被ピ
ッキング品３の後方に位置するまで伸ばす。その後、層
別ピッキング装置１は下降し、図５（ｃ）に示すように
規制アーム１２を取り出そうとする被ピッキング品３の
最上層の荷の指定の高さ、例えば最上層の荷の下から３
０ｍｍ程度の高さまで降ろす（ステップＳ２）。

【００１８】層別ピッキング装置１はピックアップロー
ラ８を回転させながら、キャリッジ６を被ピッキング品
３の方向に水平に移動する。ここで、キャリッジ６の前
進速度があまり速いと、衝突により被ピッキング品３を
破損しない程度の速度に即座に減速することができな
い。一方、キャリッジ６の前進速度があまり遅いとピッ
キング能率が悪くなるので、図６に示すようにキャリッ
ジ６は衝突により被ピッキング品３を破損しない程度の
速度に即座に減速できる速度Ｖ₀で前進する（ステップ
Ｓ３）。

【００１９】ピックアップローラ８が被ピッキング品３
に一定距離まで近づくと、荷検出センサ９は光が遮られ
るので、図６の波形図に示すように被ピッキング品３を
検出する（ステップＳ４）。荷検出センサ９が被ピッキ
ング品３を検出すると、層別ピッキング装置１はキャリ
ッジ６の前進速度を衝突により被ピッキング品３を破損
しない程度の速度Ｖlまで下げる（ステップＳ５）。

【００２０】その後、ピックアップローラ８が、図５
（ｄ）に示すように被ピッキング品３の正面下部に当た
ると、被ピッキング品３は背面ストッパ７の規制アーム
１２によりキャリッジ６の進行方向への動きを規制され
ているので、ピックアップローラ８に押しつけられる。

【００２１】被ピッキング品３はピックアップローラ８
との間の摩擦抵抗により上方に持ち上げられる。持上り
検出センサ１０は被ピッキング品３の先端が持ち上がる
と、被ピッキング品３により光が遮られ、図６の波形図
に示すように被ピッキング品３が持ち上がったことを検
出する（ステップＳ６）。持上り検出センサ１０が被ピ
ッキング品３の先端が持ち上がったことを検出すると、
ピックアップローラ８は、図６の波形図に示すように前
進速度をピックアップローラ８の回転速度に応じて予め
定められた速度Ｖhまで上げる（ステップＳ７）。

【００２２】ここで、上記ピックアップローラの回転速
度とその回転速度に応じて予め定めた速度Ｖhとの関係
について説明する。既に図８を用いて説明したように高
さＨが低い被ピッキング品３又はピックアップ方向の幅
Ｗと高さＨがＷ／２≦Ｈの関係にある被ピッキング品３
をピックアップする場合にキャリッジ６の前進速度があ
る一定の速度より遅いと被ピッキング品３に対して矢印
Ａ方向の力が働かないため被ピッキング品３の重心Ｇは
ピックアップローラ８方向に移動せず、最終的に被ピッ
キング品３の転倒を招く。したがって、被ピッキング品
３の転倒を防止するためには被ピッキング品３に矢印Ａ
の力が働くようにすれば良い。そのためには被ピッキン
グ品３がピックアップローラ８上に移動するまで被ピッ
キング品３の後端上部が後の被ピッキング品３に常に接
していれば良い。図に示すように、ピックアップローラ
８の回転速度をｖ、ピックアップローラ８の半径をｈと
すると、ピックアップローラ８の中心軸と被ピッキング
品３の後端下部との水平方向の距離ＬはＬ＝Ｋ・√
（（Ｗ−ｖｔ）²−（２ｈ）²）となる。ただし、Ｋは摩
擦及び滑りなどに係わる計数である。従って、ピックア
ップローラ８の中心軸と被ピッキング品３の後端下部と
の水平方向の距離ＬはｄＬ／ｄｔ＝−ｖ・（Ｗ−ｖｔ）
／Ｋ・√（（Ｗ−ｖｔ）²−（２ｈ）²）の速度で短くな
る。これがピックアップしている被ピッキング品３が後
の被ピッキング品３から遠ざかる速度と考えられる。し
たがって、ピックアップローラ８の前進速度Ｖhがｖ・
（Ｗ−ｖｔ）／Ｋ・√（（Ｗ−ｖｔ）²−（２ｈ）²）よ
り速ければ、被ピッキング品３は後の被ピッキング品３
と接触することになる。そこで、被ピッキング品３がピ
ックアップローラ８に持ち上げられてからピックアップ
ローラ８上に重心を移動するまでの間、例えばピックア
ップローラ８の回転速度ｖとＶh≧ｖ・（Ｗ−ｖｔ）／
Ｋ・√（（Ｗ−ｖｔ）²−（２ｈ）²）の関係を持つ速度
Ｖhでピックアップローラ８を前進させる。なお、実験
ではＶh＞0.4・ｖでピックアップローラ８を前進させれ
ば転倒は生じていない。ここで、上記実験式においては
被ピッキング品３とパレットとの間の摩擦及び滑り等を
考慮していないため、一般には係数ＫがかかりＶh＞Ｋ
・0.4・ｖとなる。

【００２３】上記説明の前進速度でピックアップローラ
８を前進させると、被ピッキング品３の重心Ｇはピック
アップローラ８方向に移動し、被ピッキング品３はピッ
クアップローラ８上に乗る。被ピッキング品３がピック
アップローラ８上に乗ると、荷検出センサ９は、図６に
示すように次ぎの被ピッキング品３に近づくまで被ピッ
キング品３の検出をしない（ステップＳ８）。荷検出セ
ンサ９が被ピッキング品３の検出をしなくなると、ピッ
クアップローラ８は前進速度を衝突により被ピッキング
品３を破損しない程度に即座に減速できる速度Ｖ₀に戻
す（ステップＳ９）。

【００２４】その後、同様にキャリッジ６が前進し、図
４（ｆ）に示すように最上層の被ピッキング品３が全て
キャリッジ６に載せられると（ステップＳ１０）、キャ
リッジ６及び背面ストッパ７は後退し、被ピッキング品
３の取り出しを完了する。このように、被ピッキング品
３の一端がピックアップローラ８によって持ち上げられ
たことを検出すると、キャリッジ６の前進速度をピック
アップローラ８の回転速度と所定の関係を持つ速度まで
上げ、被ピッキング品３の重心のピックアップローラ８
方向に移動を容易にするので、層単位の被ピッキング品
３の取り出し作業が確実に行なわれ、かつ、被ピッキン
グ品３が転倒及び押し潰しなどで破損することが防止さ
れる。

【００２５】さらに、キャリッジ６の先端のピックアッ
プローラ８が被ピッキング品３から一定距離の位置まで
進んだことを検出すると、ピックアップローラ８の前進
速度を予め定めた速度まで遅くし、ピックアップローラ
８と被ピッキング品３の衝突時の衝撃を少なくするの
で、被ピッキング品３の破損を防止できる。

【００２６】なお、上記実施例では荷検出センサ９と持
上り検出センサ１０の両方を備えるようにしたが、荷検
出センサ９で被ピッキング品３の検出及び、被ピッキン
グ品３の持ち上がりを検出するようにしても良い。

【００２７】さらに、荷検出センサ９及び持上り検出セ
ンサ１０を用いずに、被ピッキング品３の検出を予め入
力した被ピッキング品３の位置データを用いて行ない、
被ピッキング品３の持ち上がりの検出をピックアップロ
ーラ８が被ピッキング品３の端面に到達してからの時間
で判断するようにしても良い。ここで、被ピッキング品
３の持ち上がりの時間Ｔは、ピッキングローラ８の被ピ
ッキング品３の下端に対する高さをｈとするとＴ＝ｈ／
ｖ＋αとなる。αはピックアップローラ８と被ピッキン
グ品３との間の滑りなどによる被ピッキング品３の持ち
上がり時間の増加を示す。

【００２８】また、上記実施例では荷検出センサ９及び
持上り検出センサ１０にフォトセンサを用いているが、
圧力センサなどを用いて、被ピッキング品３に対する圧
力も同時に測定するようにしても良い。

【００２９】また、上記実施例では図６に示すようにピ
ックアップローラ８の前進速度を３段階に分けて制御す
るようにしたが、ピックアップローラ８の回転速度を調
整してピックアップローラ８の前進速度をピックアップ
ローラ８の回転速度と所定の関係を持つ速度であるＶh
から、衝突により被ピッキング品３を破損しない程度の
速度Ｖlにまで即座に下げることができるようにして、
ピックアップローラ８の前進速度を二段階に分けて制御
するようにしても良い。

【００３０】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、キャリ
ッジの先端のピックアップローラが被ピッキング品まで
一定距離の位置まで進んだことを検出するとピックアッ
プローラの前進速度を衝突により被ピッキング品を破損
しない速度まで遅くし、ピックアップローラと被ピッキ
ング品の衝突時の衝撃を少なくするので、被ピッキング
品を安全にピックアップできる。

【００３１】さらに、被ピッキング品の一端がピックア
ップローラによって持ち上げられたことを検出するとキ
ャリッジの前進速度をピックアップローラの回転速度に
応じて予め定められた速度まで上げ、被ピッキング品の
重心のピックアップローラ方向に移動を容易にするの
で、被ピッキング品の転倒及び押し潰しを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す側面図である。

【図２】層別ピッキング装置の斜視図である。

【図３】背押えアームの斜視図である。

【図４】層別ピッキング装置の動作を説明するフローチ
ャートである。

【図５】被ピッキング品のピッキング動作を示す動作工
程図である。

【図６】ピックアップローラの前進速度を制御する信号
を表わす波形図である。

【図７】従来の層別ピッキング装置の動作を表わす動作
工程図である。

【図８】被ピッキング品の転倒原理を表わす説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 層別ピッキング装置 ２ パレット積載品保管棚 ３ 保管された被ピッキング品 ４ 層単位保管棚 ６ キャリッジ ７ 背面ストッパ ８ ピックアップローラ ９ 荷検出センサ １０ 持上り検出センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生澤 勝美 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 衛藤 信一郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 段積みされた被ピッキング品に向かって
   平行移動するキャリッジの先端に取り付けられ一定速度
   で回転するピックアップローラで最上層の被ピッキング
   品をキャリッジ上にピックアップする層別ピッキング装
   置の制御方法において、キャリッジの先端に取り付けら
   れたピックアップローラが被ピッキング品から一定距離
   の位置まで進んだことを検出すると、ピックアップロー
   ラの前進速度を衝突により被ピッキング品を破損しない
   速度まで下げ、被ピッキング品の一端がピックアップロ
   ーラによって持ち上げられたことを検出すると、ピック
   アップローラの前進速度をピックアップローラの回転速
   度に応じて予め定められた速度まで上げることを特徴と
   する層別ピッキング装置の制御方法。