JPH08282805A - 自動倉庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多品種の荷物を格納し、これを必要個数任意
に出庫できる自動倉庫を提供する。 【構成】 種々の形状大きさの荷物１５ａやパレット１
６ｂに積み付けた荷物１５ｂ等のワークＷを混載して棚
１１に格納するラック１０と、そのラック１０に沿って
往復動すると共に昇降自在なクレーン１２と、そのクレ
ーンケージ１４の底面に設けられた複数の伸縮自在なフ
ォーク１７からなり、ワークＷの大きさにより任意の本
数伸縮して棚１１に入出庫するフォーク装置１８と、ク
レーンケージ１４の上部に前後左右往復動自在に設けら
れると共に昇降自在に設けられ、フォーク１７上に載せ
られたパレット１６ｂに積み付けられた荷物１５ｂをピ
キングするピッキング装置２０とを備えたことを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物流センターや工場内
倉庫として設備されるピッキング出庫用自動倉庫に係
り、特に種々の大きさ形状の荷物同一倉庫で取り扱うこ
とを可能にした自動倉庫に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ピッキング出庫機能を有する典型的な従
来システムの一例を図８により説明する。

【０００３】図において、ａは荷物を格納する多段多列
に設けられたラックであり、そのラックａ間にラックａ
の所定の棚に荷物を格納搬送するクレーンｂが走行自在
に設けられ、そのクレーンｂの荷受け位置に荷物を入出
庫搬送する搬送設備ｃが配置され、その搬送設備ｃにピ
ッキング出庫するためのコンベア設備ｄが接続される。
このシステムにおいては、パレットｅに荷物を積付け
た状態で、コンベア設備ｄに載せて搬送設備ｃにて所定
のクレーンｂの荷受け位置まで移動して、クレーンｂに
てラックａの所定の棚位置に入庫格納する。

【０００４】入庫格納したパレットに積付けたケースの
ピッキング出庫時にはラックａ外へパレットｅを搬出し
てコンベア設備ｄ上で必要数をパレットｅへピッキング
し、ピッキングの終わったパレットは再びラックａへ再
格納される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この自
動倉庫は、取扱い荷姿により棚やクレーンｂのサイズを
決めるため、２，３種類の荷姿の荷物しか同一倉庫内で
取り扱いできない。また荷姿の変更にも容易に対応でき
ない問題がある。

【０００６】またピッキング作業は、ラック外のクレー
ンｂと搬送設備ｃ間の荷受け位置で行うためケースをパ
レットに積み付けた荷物から、必要数をピッキング荷揃
えする場合、パレットを搬送するために大規模な周辺設
備（搬送設備）が必要となる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、多品種の荷物を格納し、これを必要個数任意に出庫
できる自動倉庫を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、種々の形状大きさの荷物やパレ
ットに積み付けた荷物等からなるワークを混載して棚に
格納するラックと、そのラックに沿って往復動すると共
に昇降自在なクレーンと、そのクレーンケージの底面に
設けられた複数の伸縮自在なフォークからなり、ワーク
の大きさにより任意の本数伸縮して棚に入出庫するフォ
ーク装置と、クレーンケージの上部に前後左右往復動自
在に設けられると共に昇降自在に設けられ、フォーク上
に取り込んだワークのパレットに積み付けられた荷物を
個々にピキングするピッキング装置とを備えたことを特
徴とする自動倉庫である。

【０００９】請求項２の発明は、クレーンを挟んでラッ
クの前面に入出荷コンベアが配置され、その入出荷コン
ベアに入庫されるワークの大きさを測定するセンサが設
けられ、フォーク装置は、クレーンでワークを受け取る
際に、伸縮するフォークの本数を制御する請求項１記載
の自動倉庫である。

【００１０】請求項３の発明は、上記クレーンの左右の
いずれか一方のフォークに空パレットを搭載し、出庫す
べきワークが格納されたラックの棚位置にクレーンを移
動すると共にその棚のワークを実パレットごと他方のフ
ォーク上に搭載し、ピッキング装置を作動して実パレッ
トに積み付けられた荷物を所定個数空パレットに積み付
ける積付け装置を有する請求項１記載の自動倉庫であ
る。

【００１１】請求項４の発明は、積付け装置は、空パレ
ットに荷物を積み付けた後、実パレットを棚に戻すと共
に荷物を積み付けたパレットをラックの出庫棚に一時格
納する請求項３記載の自動倉庫である。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、クレーンに複数のフォーク
からなるフォーク装置を設けワークの大きさに応じて伸
縮させるフォークの本数を決めて所定のラックの棚に格
納し、また、一方に空パレットを搭載し、出庫の際に出
庫すべきワークが格納された棚に移動してその実パレッ
トを他方のフォーク上に搭載してピッキング装置でワー
クを必要個数空パレットに移動して積み付けることで、
パレット搬送より周辺設備が単純化でき、仕分け作業ス
ペースも小さくすることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１４】図１〜３により本発明における自動倉庫の
全体図を説明する。

【００１５】ラック１０は、ワークＷを保管すべく棚１
１が上下多段にかつ左右方向に多列に設けられる。この
ラック１０の前面に間隔を置いて入出荷コンベア１３が
配置され、その間をクレーン１２が往復動すると共に上
下動してクレーン１２から棚１１に、棚１１からクレー
ン１２にワークＷを搬出入できるようになっている。

【００１６】このラック１０の棚１１は、図２に示すよ
うに、構造的な強度で決定されるピッチ毎にその列が決
められると共に上下段は、保管するワークＷの種類に応
じて適宜変更できるように棚１１が形成される。各棚１
１にはパレットレスで大きさが種々の荷物１５ａからな
るワークＷ、段ボールケース等の荷物１５ｂを実パレッ
ト１６ｂ上に積み付けたワークＷ、空パレット１６ａが
格納される。

【００１７】ワークＷは、パレットレス状態の種々荷物
１５ａ又は同品種の荷物１５ｂを多列・多段にパレット
１６ｂ上に搭載された状態で入出荷コンベア１３から搬
送され、クレーン１２のケージ１４底面に設けられた複
数本のフォーク１７からなるフォーク装置１８でクレー
ン１２内に取り込まれ、ラック１０のいずれか空の段の
棚１１に格納されるようになっている。

【００１８】この入出荷コンベア１３にはワークＷの大
きさ測定するセンサ１９が設けられている。

【００１９】フォーク装置１８は、入出荷コンベア１３
からワークＷをクレーン１２に取り込む際に、センサ１
９で計測したワークＷの大きさより、そのワークＷを受
け取るフォーク１７の本数を決定する。この場合、フォ
ーク装置１８は、図示例の場合４本のフォーク１７から
なり、左右一対のフォーク１７で、それぞれパレット１
６を同時に載せることができるように形成される。

【００２０】クレーン１２は、空パレットを搭載した棚
の段から、或いは任意の棚の段で空となっている空パレ
ット１６ａを一方フォーク１７上に取り、ピッキング出
庫されるワークＷが格納された実パレット１６ｂを他方
のフォーク１７上に取り、クレーン１２に設けられたピ
ッキング装置２０により、その実パレット１６ｂ上の荷
物１５ｂを、所望の数、空パレット１６ａに搭載し、さ
らにその実パレット１６ｂを戻した後、他のワークＷの
実パレット１６ｂをフォーク１７上に取り、同様にして
所望の数の荷物１５ｂを、積み付けた荷物１５ｂ上に搭
載し、さらに他のワークＷを搭載して積み付けを行った
後、そのフォーク１７上のパレット１６ａを出庫用の荷
として出庫側の棚に保管し、以後同様に出荷先ごとにパ
レット１６ａに所望の荷物１６ｂを積み付けて出庫側棚
１０に保管する。

【００２１】出庫の際には、クレーン１２は、所望の順
序で出荷用のパレット１６をフォーク１７のいずれかに
取って入出荷コンベア１３に移載し、その入出荷コンベ
ア１３で移送し、出荷するようになっている。

【００２２】このクレーン１２は、図４に示すようにラ
ック１０に沿って走行する一対の支柱２２，２２が設け
られ、その支柱２２，２２に沿ってクレーンケージ２４
が昇降動自在に設けられ、そのクレーンケージ２４の天
井フレーム２５に左右横行（Ｘ軸方向）レール２６，２
６が設けられ、そのレール２６，２６に沿って横行ブロ
ック２８，２８が設けられると共にブロック２８，２８
間に前後レール（図示せず）が設けられる。前後レール
にピッキング用ベースプレート３２が前後移動（Ｙ軸方
向）自在に設けられる。

【００２３】このベースプレート３２にスプラインナッ
ト３４が設けられ、そのスプラインナット３４に、スプ
ライン溝とボールネジが形成されたピッキング用昇降・
回転軸３６が昇降自在（Ｚ軸方向）に、かつ回転自在
（θ方向）に設けられる。

【００２４】このピッキング用昇降・回転軸３６の下端
に、ロボットハンド４０取り付けられる。

【００２５】他方クレーンケージ２４の底板２７には、
図１〜図３で説明したフォーク１７が設けられる。この
フォーク１７は前後に伸縮して入出荷コンベア１３上の
ワークＷをフォーク１７上に載せて、ワークＷを底板２
７上に取り込み、そのフォーク１７上のワークＷを対応
する棚１１に挿入し保管できるようになっている。

【００２６】クレーンケージ２４には、コントロールボ
ックス３８が設けられ、そのコントロールボックス３８
が、地上側コントロールボックス３２に接続され、これ
らコントロールボックス３８，３２が中央制御装置（図
示せず）の指示により、ロボットハンド４０の制御を行
うようになっている。

【００２７】ロボットハンド４０は、図４に示すよう
に、横行ブロック２８，２８の左右移動と、ピッキング
用ベースプレート３２の前後移動と、ピッキング用昇降
・回転軸３６の昇降動によりロボットハンド４０を、図
示の二点鎖線で示すようにクレーンケージ２４内の上下
左右前後四隅をくまなく移動できると共にピッキング用
昇降・回転軸３６を中心に回転（θ方向）できるように
なっている。

【００２８】このロボットハンド４０を図５〜図７によ
り説明する。

【００２９】図５において、スプラインナット３４に対
してピッキング用昇降・回転軸３６が昇降動自在にかつ
回転自在に設けられ、そのピッキング用昇降・回転軸３
６にロボットハンド４０が取り付けられ、電気、空気な
どのユーティリティがロボット用ベースプレート４２に
設けた電気、空気インターフェースコネクタボックス４
３に供給できるようになっている。

【００３０】このベースプレート４２の下部には、左右
逆ネジが切られたボールネジ４４が一対の軸受４６R ，
４６L により回転自在に支持され、そのボールネジ４４
に左右ナット受４８L ，４８R が螺合されると共に各ナ
ット受４８L ，４８R に左右可動プレート５０L ，５０
R が図示していないボルトで保持される。またベースプ
レート４２の前後両側にはリニアガイド５２，５２が設
けられ、そのリニアガイド５２，５２に可動プレート５
０L ，５０R に設けたスライドガイド４５L ，４５R が
係合し、リニアガイド５２，５２にガイドされて左右可
動プレート５０L ，５０R が移動できるようになってい
る。さらにボールネジ４４は、プーリー５４，ベルト５
５を介してエンコーダ付きＸ軸移動用モータ５６に連結
され、モータ５６の駆動でボールネジ４４が回転されて
左右の可動プレート５０L ，５０R が相対抗して近接離
間するように移動される。

【００３１】左右の可動プレート５０L ，５０R にはセ
ンサ用ガイドブロック５８L ，５８R が設けられ、その
センサ用ガイドブロック５８L ，５８R に、リニアガイ
ドレール６０L ，６０R を介してＸ軸センサ６２L ，６
２R の支持プレート６４L ，６４R がＸ軸方向に移動可
能に設けられる。この支持プレート６４L ，６４R には
ラック６６L ，６６R が設けられ、可動プレート５０L
，５０R に設けたセンサ用Ｘ軸エンコーダモータ６８L
，６８R で回転されるよりピニオン７０L ，７０R が
ラック６６L ，６６R に螺合してＸ軸センサ６２L ，６
２R をＸ軸方向に移動してワーク１６の左右壁面を検出
するようになっている。

【００３２】この左右の可動プレート５０L ，５０R に
は、それぞれ吸着パッド７２L ，７２R の支持板７４L
，７４R が支持棒７６で取り付けられて吸着部７３L
，７３R が構成される。

【００３３】吸着パッド７２L ，７２R は、支持板７４
L ，７４R に対して６個取り付けられ、詳細は示してい
ないが、吸引チューブ、電磁弁を介して電気、空気イン
ターフェースコネクタボックス４５に接続される。

【００３４】次に、ワーク１６の前面位置の検出する内
外Ｙ軸センサ７６L ，７６R ，７８L ，７８R について
説明する。

【００３５】ベースプレート４２にはＹ軸ガイドブロッ
ク８０が設けられ、そのガイドブロック８０に係合して
Ｙ軸方向に移動するＹ軸用ガイドプレート８２が設けら
れる。このガイドプレート８２には、ラック８４が設け
られ、そのラック８４に歯合するピニオン８６がベース
プレート４２に設けたＹ軸用駆動モータ８８により回転
されて、ガイドプレート８２がＹ軸方向に移動するよう
になっている。

【００３６】ガイドプレート８２は、ベースプレート４
２の前縁より、下方に延び吸着パッド７２のやや上方で
左右に逆Ｔ字状に延びたセンサアーム９０L 、９０R が
形成され、そのセンサアーム９０L ，９０R に、内外Ｙ
軸センサ７６L ，７６R ，７８L ，７８R が取り付けら
れる。

【００３７】この内側Ｙ軸センサ７６L ，７６R と外側
Ｙ軸センサ７８L 、７８R 及びＸ軸センサ６２L ，６２
R とで、ワークＷの前面と側面コーナーの３点の位置を
計測し、ワークＷの前後、左右、水平面内の回転ズレな
どを計測すると共にこれら計測情報を、クレーン１２の
コントロールボックス３８に出力してロボットハンド４
０の積み付け位置を補正するようになっている。

【００３８】吸着パッド７２は支持板７４に対して所定
距離後退するするように上下揺動自在に保持され、その
６個の吸着パッド７２の中央にワークＷの上面を検出す
るプローブセンサ１００が設けられる。このプローブセ
ンサ１００は、吸着部７３の吸着パッド７２がワークＷ
の上面に当たる直前の位置を検出して吸着パッド７２を
ワークＷの上面に正確に押し付けるようになっている。

【００３９】次に、ピッキング動作を説明する。

【００４０】吸着部７３が互いに離間自在なため、ワー
クＷの大きさや個数に併せてその位置を可変でき、また
ワークＷが傾いて載置されていてもセンサ６２，７６，
７８でその位置ズレを検出し、その位置ズレを計算し
て、回転軸３６を回転することで位置すれを調整する。

【００４１】クレーン１２のクレーンケージ２４内でピ
ッキング動作を行う場合、先ず、プローブセンサ１００
がワークＷの上面を検出し、吸着パッド７２の電磁弁を
ＯＮとして吸引を開始し、この状態でピッキング動作が
行われる。また降下位置情報が不適な場合にはロボット
４０を非常停止させて、適正な位置に戻して復帰させ
る。

【００４２】次に実施例の作用を述べる。

【００４３】先ず、入出荷コンベア１３からワークＷが
搬送されるとセンサ１９でワークの大きさが測定され、
その大きさに基づいてクレーン１２のフォーク装置１８
は伸縮するフォーク１７の本数を決定してクレーン１２
内に取り込む。次にこの取り込んだワークＷをラック１
０の所定の棚１１に格納すべく走行すると共に昇降して
対応する棚１１までクレーンケージ１４を移動して、そ
の棚１１にワークＷを格納する。

【００４４】このワークＷは、パレットレスの荷物１５
ｂの場合、その大きさに応じてフォーク１７を記載例で
は適宜１〜４本伸縮させて入庫を行い、パレット１６ｂ
に荷物１５ｂが積み付けられたワークＷの場合には、２
本のフォーク１７で入庫を行う。

【００４５】次に出庫を行う場合を説明する。

【００４６】先ず、入庫されるワークＷにはバーコード
が付されており、入庫の際に入出荷コンベア１３を移動
する間にそのバーコードが読み取られ、格納した棚１１
位置と共にワークＷの荷物の品種、パレットに積み付け
られた荷物の個数が入庫管理データとしてコンピュータ
に記憶されている。

【００４７】出庫の際、ワークＷごと出庫する際には、
入庫と逆の手順で出庫を行うが、本発明においては、コ
ンピュータからパレット１６ｂに積み付けられた荷物１
５ｂの種類とその個数を入力することで、積み付け装置
は、各棚１１に格納されている荷物１５ｂを選んでその
必要個数をピッキング装置２０で空パレット１６ａに積
み付けてこれを出荷用ワークとして入出荷コンベア１３
に送るか或いはラック１０の出荷用棚１１に一時保管す
るようになっている。

【００４８】この積み付けを説明する。

【００４９】この積み付けは、出庫する荷物のデータが
入力されると、ラック１０に格納しているワークＷを、
どの棚１１からどの順番で取り出すかが決められ、次に
クレーン１２は空パレット１６ｂが格納された棚１１か
らパレット１５ｂを一方のフォーク１７に載せた状態
で、最初にそのパレット１５ｂに積み付けるワークＷの
棚位置まで移動して、そのワークＷを実パレット１５ａ
と共に他方のフォーク１７に取り込む。

【００５０】ロボットハンド４０を有するピッキング装
置２０のピッキングは、ピッキングすべき荷物１５ｂの
データ情報より把持位置と積み付け位置（ｘ，ｙ，ｚ，
θ）を基にピッキング動作を行う。また荷物の移動に
は、目標距離に応じて移動速度を２段階制御、すなわ
ち、目標位置に遠い時には速度を速くし、目標位置に近
づいたならば微小速度となるように移動を制御するよう
になし、さらに把持位置や積み付け位置に応じて回転
角、把持位置を変えると共に荷物を積み付ける際には、
搭載位置に直上からでなく、スペースに余裕のある位置
から降ろした後、幅寄せを行うようにしてピッキング動
作を制御する。

【００５１】このようにして荷物１５ｂを所定個数積み
付けたならば、その実パレット１６ｂを、格納してあっ
た棚１１に戻し、次に積み付ける荷物がある時は、その
棚まで移動して上述のようにピッキングを行って必要個
数積み付ける。

【００５２】図１は、クレーン１２内で、ピッキング動
作で積み付けを行っている状態を示し、積み付けが終了
したならば、その荷物１５ｂを積み付けたパレット１６
ｂを出庫側の棚１１に一時保管し、出荷時にこれらを入
出荷コンベア１３に出荷順に移し替える。

【００５３】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、クレーン
に複数のフォークからなるフォーク装置を設けワークの
大きさに応じて伸縮させるフォークの本数を決めて所定
のラックの棚に格納する機能と、また、一方に空パレッ
トを搭載し、出庫の際に出庫すべきワークが格納された
棚に移動してその実パレットを他方のフォーク上に搭載
してピッキング装置でワークを必要個数空パレットに移
動して積み付ける機能を同じ設備で行えるようにするこ
とで、パレット搬送用周辺設備が単純化でき、仕分け作
業スペースも小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１の平面図である。

【図４】図１のクレーンの詳細を示す図である。

【図５】図１のピッキング装置のロボットハンドの詳細
を示す斜視図である。

【図６】図５の正面図である。

【図７】図５の分解組立図である。

【図８】従来システムの一例を示す図である。

【符号の説明】

１０ ラック １１ 棚 １２ クレーン １４ クレーンケージ １５ａ，１５ｂ 荷物 １６ｂ パレット １７ フォーク １８ フォーク装置 ２０ ピッキング装置 ａ ラック ｂ クレーン ｃ 搬送設備 ｄ ピッキングコンベヤ設備 ｅ パレット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 種々の形状大きさの荷物やパレットに積
   み付けた荷物等からなるワークを混載して棚に格納する
   ラックと、そのラックに沿って往復動すると共に昇降自
   在なクレーンと、そのクレーンケージの底面に設けられ
   た複数の伸縮自在なフォークからなり、ワークの大きさ
   により任意の本数伸縮して棚に入出庫するフォーク装置
   と、クレーンケージの上部に前後左右往復動自在に設け
   られると共に昇降自在に設けられ、フォーク上に取り込
   んだワークのパレットに積み付けられた荷物を個々にピ
   ッキングするピッキング装置とを備えたことを特徴とす
   る自動倉庫。
2. 【請求項２】 クレーンを挟んでラックの前面に入出荷
   コンベアが配置され、その入出荷コンベアに入庫される
   ワークの大きさを測定するセンサが設けられ、フォーク
   装置は、クレーンでワークを受け取る際に、伸縮するフ
   ォークの本数を制御する請求項１記載の自動倉庫。
3. 【請求項３】 上記クレーンの左右のいずれか一方のフ
   ォークに空パレットを搭載し、出庫すべきワークが格納
   されたラックの棚位置にクレーンを移動すると共にその
   棚のワークを実パレットごと他方のフォーク上に搭載
   し、ピッキング装置を作動して実パレットに積み付けら
   れた荷物を所定個数空パレットに積み付ける積付け装置
   を有する請求項１記載の自動倉庫。
4. 【請求項４】 クレーンケージ上の積付け装置は、空パ
   レットに荷物を積み付けた後、実パレットを棚に戻すと
   共に荷物を積み付けたパレットをラックの空棚に一時格
   納する請求項３記載の自動倉庫。