JP4462950B2

JP4462950B2 - 無人フォークリフトの荷置き制御装置

Info

Publication number: JP4462950B2
Application number: JP2004034395A
Authority: JP
Inventors: 紀秀林
Original assignee: 日本輸送機株式会社
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2024-02-12
Also published as: JP2005225592A

Description

本発明は、立体自動倉庫において無人フォークリフトにて荷棚に荷置きをする際の無人フォークリフトの荷置き制御装置に関するものである。

図９は立体自動倉庫の概略構成図を示し、横方向及び上下方向に多数の荷棚１を備えた荷棚棟２が所定の間隔をあけて立設されている。隣り合う荷棚棟２の間の通路３の床面には無人フォークリフト１０をガイド走行させるためにガイド用ライン４が敷設されている。無人フォークリフト１０は、図外の中央制御盤により無線などで指示されて所定の荷棚棟２の荷棚に荷５の取り出しや荷置きを自動で行なうようになっている。

この種の立体自動倉庫は、設置面積を小さくするために荷棚棟２間の距離は無人フォークリフト１０の幅より若干大きめに設定されており、その狭い通路３内で無人フォークリフト１０が走行しながら荷５の荷役作業を行なっている。無人フォークリフト１０は周知のように昇降自在なマスト装置にリフトブラケット１１が設けられていて、このリフトブラケット１１に一対のフォーク１２が設けられている。

図１０は無人フォークリフト１０にて荷棚１に荷５を荷置きする際の問題点を説明するための図を示しており、ここで、荷棚１のアドレスを例えば、下からＲ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４とし、荷棚Ｒ１３には既に荷５ａが収納され、この荷棚Ｒ１３の上階の荷棚Ｒ１４に無人フォークリフト１０にて荷５を荷置きする場合である。荷棚Ｒ１３に収納されている荷５ａが何らかの原因で通路３側にはみ出している場合であり、通常は無人フォークリフト１０は荷棚Ｒ１４の下方まで来て停止し、その位置から荷５をフォーク１２にてリフトアップを行なう。

しかし、荷５をそのままリフトアップするとはみ出している荷５ａと干渉し、双方の荷を崩し、破損させる可能性がある。なお、上述したように荷棚棟２間の通路３は狭く設定されているので、無人フォークリフト１０自体は通路３の幅方向には移動させることが出来ず、リフトアップする荷５がはみ出している荷５ａに当たってしまうことになる。このような状態で、荷を崩した後、荷が無人フォークリフト１０のバンパーに設けられている非常停止用のテープスイッチに接触して無人フォークリフト１０が走行停止となったり、走行過負荷等でエラー停止となることも発生する。また、エラー停止後、無人フォークリフト１０を手動で操作する有人作業での修正などの復旧時間がかかるという問題があった。

また、障害物を検知して衝突を防止するようにしたものとして、例えば、特許文献１がある。

特開２００４−１９９２号公報

この特許文献１では、障害物を予め検知することで衝突を防止しているものの、これはフォークリフトを走行停止させるものであるため、一旦障害物を取り除く必要があり、障害物があると荷置き作業を中断しなければならず、作業効率が悪いという問題がある。

本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、少なくとも以下の目的を有する無人フォークリフトの荷置き制御装置を提供するものである。
（１）はみ出している荷があっても荷の干渉を防止して荷置き作業を完了させること。
（２）今までエラー停止させていたものを自動継続させて作業効率を向上させること。

そこで、本発明の無人フォークリフトの荷置き制御装置では、無人フォークリフトにて搭載している荷を予め決められている荷棚に移送収納する無人フォークリフトの荷置き制御装置において、搭載している荷を上昇させた際に、収納先の下段の荷棚よりはみ出している荷と上昇させた荷とが接触するか否かを検知する第１センサと、前記はみ出している荷と走行させた際に無人フォークリフト自体と接触するか否かを検知する第２センサと、荷同士が接触するとした前記第１センサからの信号を受けた場合に、前記荷の上昇を停止させると共にはみ出している荷と接触しない位置まで無人フォークリフトを後退させ、この後退後に搭載している荷をはみ出している荷の高さ位置まで上昇させた後に無人フォークリフトを前進させて前記第２センサによる検知信号を受信しない場合に搭載している荷を収納高さ位置まで上昇させ、この上昇後に荷を収納位置まで前進させてシフト動作により荷を荷棚に収納させる制御手段とを備えていることを特徴としている。

本発明の無人フォークリフトの荷置き制御装置によれば、第１センサによるはみ出している荷と搭載している荷との干渉の有無の検知の他に、第２センサにて荷棚よりはみ出している荷と無人フォークリフトとが干渉するか否かを判断しているので、荷棚からはみ出している荷がある場合でも、搭載している荷を所定の収納先まで、より安全、且つ確実に搬送して収納させることができる。これにより、一層荷置き作業の効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。本発明は従来の無人フォークリフト１０側に以下に示すような要素を付加してはみ出している荷５ａとの衝突を防止すると共に、障害物となるはみ出している荷５ａがあっても荷置き作業を中断することなく該はみ出している荷５ａを避けて所定の荷棚１に荷５ａを収納するようにしたものである。

すなわち、図１及び図２に示すように、無人フォークリフト１０のリフトブラケット１１の上方に支持材１４を介して第１センサ２１を設けて、この第１センサ２１により障害物である荷棚Ｒ１３よりはみ出している荷５ａを検知するようにしている。この第１センサ２１は、距離限定・反射型光電センサであり、フォーク１２に載置している荷５の端部より若干先方までの障害物（はみ出している荷５ａ）を検知するものである。そのため、荷棚１内にはみ出すことなく収納されている荷５に対しては検知せず、通路３側にはみ出している荷５ａが積載している荷５と近接している場合に該荷５ａの端面からの反射波を受光し、はみ出している荷５ａを障害物として検知するものである。

図１は無人フォークリフト１０のブロック図を示し、フォーク１２の昇降距離を演算するためのリフト高さエンコーダ２２と、ガイド用ライン４に沿って荷棚１の間口毎に床面に敷設されている磁気棒を検出して無人フォークリフト１０の位置を認識させるための走行アドレスカウントセンサ２４と、走行距離エンコーダ２３とが全体の制御を司る制御部３０に入力されている。制御部３０は、上記走行アドレスカウントセンサ２４からの信号が入力されてから無人フォークリフト１０を幾らの距離を走行させて荷棚１の位置に停止させるかを走行距離エンコーダ２３からの信号にて制御している。また、この走行制御は、制御部３０からの信号が走行モータ駆動部２７を介して走行モータ２８を制御している。さらに、制御部３０は、リフトモータ駆動部２５を介してリフトモータ２６を制御することで、フォーク１２の昇降位置を制御して荷５を所定の荷棚１に収納するようになっている。また、第１センサ２１がはみ出している荷５ａを検知した場合に作業者に警告として報知するための報知部２９が設けられている。なお、第２センサ３１については後述する。

次に、本発明の制御動作について説明する。図１０の場合と同様に図２に示すように、荷棚１（荷棚Ｒ１３）に荷５ａがはみ出して収納されており、その荷棚Ｒ１３の上階の荷棚Ｒ１４に無人フォークリフト１０にて荷５を荷置きする場合について説明する。

図２（ａ）は平面図を示し、図２（ｂ）は正面図を示している。荷５を搭載して無人フォークリフト１０が収納すべく荷棚Ｒ１４の下方まで走行していく。無人フォークリフト１０は走行中は荷５を下方に下降させており、走行アドレスカウントセンサ２４と走行距離エンコーダ２３からの信号により制御部３０が荷棚Ｒ１４の下方にくるまで走行モータ駆動部２７を制御し、荷棚Ｒ１４の下方に来た時に無人フォークリフト１０を停止させる。

この状態が図３（ａ）に示す状態であり、その位置で制御部３０はリフトモータ駆動部２５を制御してフォーク１２を上昇させていく（図３（ｂ）参照）。収納すべく荷棚Ｒ１４の下段の荷棚Ｒ１３に収納している荷５ａは通路３側に大きくはみ出しており、そのため、図３（ｃ）に示すように荷５を上昇させていくと、リフトブラケット１１に設けた第１センサ２１がはみ出している荷５ａを障害物として検知する。この第１センサ２１が荷５ａを検知すると、その検知信号を受けた制御部３０はリフトモータ駆動部２５を停止制御させて荷５の上昇（フォーク１２の上昇）を停止させる。なお、荷５ａがはみ出していない場合には、第１センサ２１は荷５ａを検知しないので、そのまま荷５を上昇させて上階に荷棚Ｒ１４に荷５を収納する動作が行なわれる。

次に、第１センサ２１がはみ出している荷５ａを検知した後は、図４に示すように、制御部３０が走行モータ駆動部２７を介して走行モータ２８を逆回転させて無人フォークリフト１０を１間口、つまり荷棚１を１つ分後退させる。この位置では搭載している荷５ははみ出している荷５ａとは前後方向に１間口分ずれた状態なので、荷５の上方には障害物は存在せず、その位置で荷５を上昇させてもはみ出している荷５ａとは接触しない。そして、図５に示すように、荷５を荷棚Ｒ１４の高さ位置まで上昇させ、更に図６（ａ）に示すように無人フォークリフト１０を荷棚Ｒ１４の位置まで前進させる。次に、図６（ｂ）に示すように、フォーク１２を荷棚Ｒ１４内に入れ、荷５を所定の収納先である荷棚Ｒ１４内に収納する（図６（ｃ）参照）。このように、フォーク１２のシフト動作にて荷棚Ｒ１４への荷５の荷置きを完了させる。

この荷置きの完了後に、無人フォークリフト１０を待機位置（いわゆるホームポジション）であるスタート位置へ回送させる。ここで、第１センサ２１がはみ出している荷５ａを検知した場合には、図１に示す報知部２９にて音や表示にて警告するようになっており、荷棚１の荷５ａがはみ出していたことを作業者に対して警告させるようになっている。また、第１センサ２１がはみ出している荷５ａを検知次第に、無線で中央制御盤（図示せず）に送ってリアルタイムに作業者に報知するようにしても良い。この報知ないし警告により荷５ａがはみ出していることを認識した作業者が、有人のフォークリフトまたは無人フォークリフト１０の有人作業にて、はみ出している荷５ａの修正を行なう。つまり、荷５ａを荷棚１内にはみ出さないように完全に収納してしまう。

このように本実施形態では、荷棚１より荷５ａがはみ出している場合であっても、一旦荷５の上昇を停止させて後退させ、その後、収納する荷棚１の位置まで上昇、前進させて、シフト動作により荷５を所定の荷棚１に収納するようにしているので、はみ出している荷５ａとの干渉を防止でき、今まで、エラー停止させていたのを中断させることなく自動継続させることで、荷置き作業の効率を向上させることができる。また、はみ出している荷５ａを検知した場合には、無人フォークリフト１０のホームポジションに回送後、エラー警告させることで、倉庫内での無人フォークリフト１０の手動操作を減少させて、全体としての作業効率を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
ところで、先の実施形態では、荷棚１からはみ出している荷５ａとフォーク１２にて搭載している荷５との干渉のみを考慮していたが、本実施形態では、さらに、はみ出している荷５ａと無人フォークリフト１０の車体とが干渉するか否かをも考慮したものである。すなわち、図６（ａ）（ｂ）に示すように、荷５をはみ出している荷５ａ以上の上昇をさせた場合、フォーク１２の下面は大きな空間部となっているために、はみ出している荷５ａ自体との干渉は防止できるものの、無人フォークリフト１０のマスト装置や車体自体と干渉する恐れがあるからである。

すなわち、図７及び図８に示すように、無人フォークリフト１０のリフトブラケット１１の前部に支持材１５を介して第２センサ３１を設けたものであり、この第２センサ３１は、距離限定・反射型光電センサで構成している。この第２センサ３１の検知距離は、無人フォークリフト１０の車体と接触する程度に荷５ａがはみ出している場合に検知するものであり、第２センサ３１によりはみ出している荷５ａを検知しない場合には、無人フォークリフト１０を前進させても荷５ａとは干渉しないので荷置き作業を中断することなく自動継続させて荷置き作業の効率を向上させるものである。また、第２センサ３１によりはみ出している荷５ａを検知した場合には、無人フォークリフト１０を前進させた場合には、無人フォークリフト１０と荷５ａとが干渉するので、この場合には荷置き作業を中断するようにしている。

次に、第１センサ２１の他に第２センサ３１を設けている場合の荷置き作業の動作について説明する。なお、第１センサ２１によりはみ出している荷５ａを検知した場合（図３（ｃ）参照）に、無人フォークリフト１０を一旦１間口後退させる（図４参照）までは、先の実施形態と同じである。すなわち、はみ出している荷５ａを第１センサ２１にて検知すると、図４に示すように無人フォークリフト１０を一旦１間口後退させ、その後、本実施形態では図７に示すように、搭載している荷５をはみ出している荷５ａの段まで上昇させる。次に、図８に示すように、無人フォークリフト１０を前進させて第２センサ３１により水平方向の荷５ａのはみ出し位置を確認する。

この時、はみ出している荷５ａに対して第２センサ３１により検知されると、無人フォークリフト１０自体が荷５ａと接触するので、荷置き作業は停止される。第２センサ３１により荷５ａを検知できない場合には、無人フォークリフト１０を前進させてもはみ出している荷５ａと無人フォークリフト１０とは接触（干渉）しないことになり、荷置き作業を続行させる。このように、第２センサ３１にて荷５ａが検知できない場合には、図５に示すように、搭載している荷５を、収納する高さ位置まで上昇させる。そして、以後の動作は図６に示すように先の実施形態と同じであるので説明は省略する。もちろん、第１センサ２１にてはみ出している荷５ａを検知した場合の警告動作も同様に行なわれる。

このように本実施形態では、第１センサ２１によるはみ出している荷５ａと搭載している荷５との干渉の有無の検知の他に、第２センサ３１にて荷棚１よりはみ出している荷５ａと無人フォークリフト１０とが干渉するか否かを判断しているので、荷棚１からはみ出している荷５ａがある場合でも、搭載している荷５を所定の収納先まで、より安全、且つ確実に搬送して収納させることができる。これにより、一層荷置き作業の効率を向上させることができる。

本発明の実施の形態における無人フォークリフトのブロック図である。（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態における荷置き作業の動作説明図である。（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態における荷置き作業の動作説明図である。本発明の実施の形態における荷置き作業の動作説明図である。本発明の実施の形態における荷置き作業の動作説明図である。（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態における荷置き作業の動作説明図である。本発明の第２の実施の形態における荷置き作業の動作説明図である。本発明の第２の実施の形態における荷置き作業の動作説明図である。立体自動倉庫の概略構成図である。従来例の荷置き作業における問題点を示す説明図である。

１荷棚
５荷
５ａはみ出している荷
１０無人フォークリフト
２１第１センサ
３０制御部
３１第２センサ

Claims

無人フォークリフトにて搭載している荷を予め決められている荷棚に移送収納する無人フォークリフトの荷置き制御装置において、
搭載している荷を上昇させた際に、収納先の下段の荷棚よりはみ出している荷と上昇させた荷とが接触するか否かを検知する第１センサと、
前記はみ出している荷と走行させた際に無人フォークリフト自体と接触するか否かを検知する第２センサと、
荷同士が接触するとした前記第１センサからの信号を受けた場合に、前記荷の上昇を停止させると共にはみ出している荷と接触しない位置まで無人フォークリフトを後退させ、この後退後に搭載している荷をはみ出している荷の高さ位置まで上昇させた後に無人フォークリフトを前進させて前記第２センサによる検知信号を受信しない場合に搭載している荷を収納高さ位置まで上昇させ、この上昇後に荷を収納位置まで前進させてシフト動作により荷を荷棚に収納させる制御手段とを備えていることを特徴とする無人フォークリフトの荷置き制御装置。