JP5104558B2 - 搬送車及び搬送車の荷物移載方法 - Google Patents

Description

本発明は、搬送車及び搬送車の荷物移載方法に関し、例えば、自動倉庫のスタッカークレーン及びその荷物移載方法に関する。

従来の自動倉庫は、例えば、前後方向に所定間隔をあけるようにして設けられた一対のラックと、前後のラック間において左右方向に移動自在に設けられたスタッカークレーンと、一方のラックの側方に配された入庫ステーションと、他方のラックの側方に配された出庫ステーションとを有している。ラックは、上下・左右に多数の荷物収納棚を有する。スタッカークレーンは、走行台車と、それに設けられたマストに昇降自在となされた昇降台と、それに設けられた荷物移載装置（例えば、前後方向に摺動自在に設けられたスライドフォーク）とを有している（例えば、特許文献１を参照。）。

スタッカークレーンにおいては、棚から昇降台に荷物を移載するときに、荷物が昇降台の所定位置に配置されることが重要である。荷物が所定位置からはみ出していると、荷物が左右のラックなどに衝突することがあるからである。そこで、従来から、投光素子と受光素子からなる光電スイッチをずれ検出装置として設けて、昇降台における荷物のずれを検出している。荷物のずれが検出されると、搬送作業がその時点で異常停止される。そして、作業員が昇降台上の荷物やずれ検出装置を点検して、例えば手動操作でスライドフォークを動作させてずれを解消して、搬送作業を再開する。このように荷物のずれが検出されるたびに搬送作業を異常停止して点検・リセットするのは、作業効率が良くない。
特開２００３−２４６４１５号公報

特許文献１に記載のスタッカークレーンでは、昇降台の移載方向両側（走行台車の移動方向前後）に光電センサを設けて、荷物の走行方向のずれを監視している。さらに、このスタッカークレーンは、荷物の軽微なずれで搬送作業を異常停止させることを防止するために、スライドフォークの引き込み中にずれを検出するとスライドフォークを引き込み方向と反対側に戻すことで、ずれが軽微か否かを判断する制御方法を採用している。

この制御方法では、荷物の保護フィルムや荷札が一時的にはみ出した場合の誤検出をキャンセルすることができるが、規定の寸法を超えた荷物が昇降台に取り込まれてずれ検出センサに検出された場合に、荷物の軽微な荷崩れ状態であっても搬送作業を異常停止させることになる。
本発明の課題は、搬送車が荷物を移載する際に、荷物の軽微なずれで搬送作業を異常停止させなくて良いようにすることにある。

本発明に係る搬送車は、荷物載置部との間で荷物を移載可能であり、荷物を載置して搬送する搬送車であって、走行部と、収納部と、移載部と、検出手段と、判定手段と、制御部とを備えている。収納部は、走行部に搭載されている。移載部は、荷物を収納部と荷物載置部との間で移載可能である。検出手段は、荷物載置部から収納部に移載された荷物の走行方向へのずれ量を検出する。判定手段は、ずれ量が収納部へ収納可能な範囲内であるか否かを判定する。制御部は、ずれ量が許容範囲の場合は、移載部に荷物を収納部から荷物載置部に移載させて、次に走行部にずれ量を補償するように検出したずれ量に応じた補償量走行させて、さらに次に移載部に荷物を荷物載置部から収納部に移載させるように制御する。

この搬送車では、検出手段が荷物の走行方向へのずれ量を検出するので、ずれ量が許容範囲内にあるか否かを判断できる。さらに、走行部がずれ量に応じた補償量を走行してから移載部が荷物を収納部に移載させることで、荷物の軽微なずれがあっても異常停止が発生しない。なお、「ずれ」とは、荷物が崩れていたりして、荷物の一部が収納部の所定の範囲からはみ出ている場合をいう。
なお、補償量は、ずれ量の１／２であることが好ましい。

搬送車は、荷物の予め定められた最大寸法を記憶する手段をさらに備えていることが好ましい。判定手段は、ずれ量により荷物最大寸法を超えているか否かも判定する。制御部は、荷物最大寸法を超えている場合は走行部を低速で走行させるように制御する。
この搬送車では、荷物が最大寸法を超えている場合に低速走行することで、荷物を安定的に搬送することができる。

搬送車は、補償量を記憶する記憶部をさらに備えていることが好ましい。制御部は、荷物のずれが検出されさらに補償された後に荷物を他の荷物載置部に移載する際には、記憶された補償量に基づいて走行部を走行させることで他の荷物載置部に対して補償を行い、次に移載部に荷物を収納部から他の荷物載置部に移載させる。
この搬送車では、荷物を他の荷物載置部に移載する際に、補償量だけ走行部の停止位置を正規の位置から変更する。これにより、例えば荷物が載置されたパレットの中心を他の荷物載置部の中心に合わせることができる。

本発明の搬送車の荷物移載方法は、走行部と、走行部に搭載された収納部と、荷物載置部と収納部との間で荷物を移載可能な移載部とを備えた搬送車の荷物移載方法であり、以下のステップを備えている。
◎移載部に、荷物を荷物載置部から収納部に移載させるステップ
◎収納部に載置された荷物の走行方向へのずれ量を検出するステップ
◎ずれ量が許容範囲にあるか否かを判定するステップ
◎ずれ量が許容範囲にある場合は、移載部に荷物を収納部から荷物載置部に移載させて、次に走行部にずれ量を補償するようにずれ量に応じた補償量走行させて、さらに次に移載部に荷物を荷物載置部から収納部に移載させるステップ
この搬送車の荷物移載方法では、荷物の走行方向へのずれ量が検出されるため、ずれ量が許容範囲内にあるか否かを判断できる。さらに、走行部がずれ量に応じた補償量を走行してから移載部が荷物を収納部に移載させることで、荷物の軽微なずれがあっても異常停止が発生しない。

本発明に係る搬送車では、搬送車が荷物を移載する際に、荷物の軽微なずれで搬送作業を異常停止させなくても良い。

（１）自動倉庫全体
以下、本発明に係る一実施形態としての自動倉庫１を説明する。なお、この実施形態において、図１の上下方向が自動倉庫１の前後方向であり、図１の左右方向が自動倉庫１の左右方向である。
自動倉庫１は、主に、一対のラック２と、スタッカークレーン３とから構成されている。
（２）ラック
一対のラック２は、図１の左右方向に延びるスタッカークレーン通路５を挟むように配置されている。ラック２は、所定間隔で左右に並ぶ多数の前側支柱７と、前側支柱７の後方にそれとの間に所定間隔をあけて並ぶ後側支柱９と、これら前後の支柱７，９に設けられた多数の荷物支承部材１１とを有している。左右一対の荷物支承部材１１によって、荷物収納棚１３が構成されている。各荷物収納棚１３には、図から明らかなように、荷物Ｗが載置可能である。なお、各荷物Ｗは、パレットＰ（図８や図９を参照。）上に載置され、パレットＰと共に移動させられる。なお、左右一対の荷物支承部材１１間は、後述のスライドフォーク２９の上下方向の移動を許容するフォーク通過間隙１５となっている。

（３）スタッカークレーン
スタッカークレーン通路５に沿って、上下一対のガイドレール２１が設けられており、これらガイドレール２１にスタッカークレーン３が左右に移動可能に案内されている。スタッカークレーン３は、走行台車２３と、走行台車２３に設けられた左右一対のマスト２５に昇降自在に装着された昇降台２７と、昇降台２７に進退機構（図示せず）によって前後方向に摺動自在に設けられたスライドフォーク２９とを有している。
昇降台２７は、載置部３１と、そこから上方に延びる左右両側の壁部３３を有している。さらに、昇降台２７には、左右両側にずれ検出アーム３５が設けられている。ずれ検出アーム３５は、上下方向に延びる軸回りに回転自在に支持された棒状の部材である。ずれ検出アーム３５には回動角度を検出するための角度センサ３７（図４）が接続されている。これにより、荷物Ｗがずれ検出アーム３５を回動させると、その回転角度を角度センサ３７が検出してずれ量を検出することが可能である。

次に、図４を用いて、スタッカークレーン３の制御部５１について説明する。制御部５１は、各スタッカークレーン３に搭載され、自動倉庫１全体を制御するコントローラ５２と通信可能である。制御部５１は、ＣＰＵやメモリ等のコンピュータ・ハードウェアで実現されているが、図４においてはコンピュータ・ハードウェアとソフトウェアの協働によって実現される機能構成で表現している。制御部５１は、ＣＰＵやメモリ等のコンピュータ・ハードウェアを含んでいるが、図４においてはコンピュータ・ハードウェアとソフトウェアの協働によって実現される機能ブロックとして表現されている。

制御部５１は、走行制御部５３と、昇降制御部５５と、移載制御部５７と、ずれ量判定部７１とを有している。走行制御部５３は、走行台車２３の走行・停止を制御するための制御部であり、走行用モータ５９と、ロータリエンコーダ６１に接続されている。昇降制御部５５は、昇降台２７をマスト２５に沿って上下動させるための制御部であり、昇降用モータ６３と、ロータリエンコーダ６５に接続されている。移載制御部５７は、スライドフォーク２９を前後方向に移動させるための制御部であり、移載用モータ６７と、ロータリエンコーダ６９に接続されている。ずれ量判定部７１は、昇降台２７に積み込まれた荷物のずれの有無およびずれ量を判定する判定部であり、角度センサ３７に接続されている。さらに、ずれ量判定部７１は、ずれ量を記憶するための記憶部７３を有している。

（４）ステーション
前側のラック２の左側方に入庫ステーション１７が配され、後側のラック２の左側方に出庫ステーション１９が配されている。入庫ステーション１７と出庫ステーション１９は同様の構造であるので、以下、出庫ステーション１９のみを説明する。
図８（ｂ）に示すように、出庫ステーション１９は、基台４１と、そこから上方に延びる左右一対の側壁４３と、側壁４３の先端の内側に設けられた一対の荷台４５を有している。さらに、側壁４３の上端には上方に向かって外方に広がったガイド面を有するガイド部材４７が設けられている。なお、一対の荷台４５の間が、スライドフォーク２９の通過間隙になっている。

（５）基本動作
図５のフローチャートを用いて、自動倉庫１のスタッカークレーン３の基本動作について説明する。スタッカークレーン３の走行・昇降・移載動作は図４に記載の制御部、モータおよびセンサによって実行されるが、以下の説明では上記構成の動作は説明の簡略化のために明示しない。
ステップＳ１では、スタッカークレーン３は空の状態でガイドレール２１を走行し、出庫する荷物Ｗがある荷物収納棚１３の前に停止する。ステップＳ２では、昇降台２７が、目標の荷物収納棚１３の高さまで上昇する。ステップＳ３では、スライドフォーク２９が荷物収納棚１３から荷物Ｗを昇降台２７に移載する。ステップＳ４では、昇降台２７が降下して元の位置に戻る。ステップＳ５では、スタッカークレーン３は荷物Ｗを積んだ状態でガイドレール２１を走行し、出庫ステーション１９の前に停止する。ステップＳ６では、スライドフォーク２９が昇降台２７から荷物Ｗを出庫ステーション１９に移載する。

（６）積み込み動作
ステップＳ３の積み込み（出庫）動作について、図６のフローチャートを用いて詳細に説明する。ステップＳ１１では、荷物Ｗを荷物収納棚１３から積み込む。具体的には、スライドフォーク２９が荷物Ｗの下方に突出し、その状態から昇降台２７が上昇して荷物Ｗを持ち上げ、次にスライドフォーク２９が昇降台２７側へ退入することで、荷物Ｗを昇降台２７に引き込む。
ステップＳ１２では、ずれ量判定部７１が、ずれ検出アーム３５に接続された角度センサ３７からの検出結果に基づいて、ずれが生じているか否かを判断する。ずれが全くない場合は、積み込み動作は正常に完了し、次の動作に移行する。ずれが全くない場合とは、例えば、図８（ａ）に示すように、荷物Ｗがずれ検出アーム３５に当接しない位置に配置されており、パレットＰの左右方向中心Ｃが昇降台２７の左右方向中心に一致している場合である。

ずれがあった場合には、ステップＳ１３に移行して、ずれ量判定部７１がずれ量が許容範囲か否かを判断する。ずれがあった場合とは、例えば図９（ａ）に示すように昇降台２７において想定されていた左右方向範囲より大きな荷物Ｗ’が移載されて一方のずれ検出アーム３５が回動している状態である。許容範囲でなければ、ステップＳ１７に移行して異常停止を行う。「許容範囲でない」とは、例えば荷物が両方のずれ検出アーム３５を回動させているような状態である。以上より、本実施形態において、「ずれはあるが許容範囲である」とは、荷物Ｗの左右方向幅が一対のずれ検出アーム３５間距離より短いが荷物Ｗが左右方向一方に寄って一方の検出アームを回動させている状態である。

許容範囲の場合には、ステップＳ１４に移行して、荷物Ｗを荷物収納棚１３に戻す。荷物Ｗを荷物収納棚１３に戻す動作は、荷物Ｗを荷物収納棚１３から積み込む動作の逆である。ステップＳ１５では、昇降台２７の位置補償動作を行う。具体的には、走行台車２３が荷物のずれ側に向かって補償量Ｚ（ずれ量の１／２）だけ移動して停止する。続いて、ステップＳ１６では、ステップＳ１１と同様に、荷物Ｗ’を荷物収納棚１３から積み込む。すると、図９（ｂ）に示すように、荷物Ｗ’の左右方向中心が昇降台２７の左右方向中心と一致する。なお、パレットＰの左右方向中心Ｃ１は、昇降台２７の左右方向中心から補償量Ｚだけずれ側と反対側にずれている。
以上をまとめると、荷物の荷姿増加量を昇降台の有効寸法内で左右に振り分けることで、荷物の安全許容量を増加させている。このように、許容量が増えたことで、異常と認識される荷姿を低減することができ、その結果安定動作が可能になっている。

（７）荷下ろし動作
図６のステップＳ３の積み込み動作について、図７のフローチャートを用いて詳細に説明する。ここで、スタッカークレーン３は出庫ステーション１９に対して正規の位置に停止しているものとする。正規の位置では、スタッカークレーン３の左右方向中心と出庫ステーション１９の左右方向中心が一致している。
ステップＳ２１では、ずれ量判定部７１が荷物積み込み時に位置補償を行っていたか否かを判断する。位置補償を行っていなかった場合（荷物Ｗの場合）は、ステップＳ２３に移行して、そのまま荷物Ｗを出庫ステーション１９に下ろす。この場合は、図８（ｂ）に示すように、パレットＰの左右方向中心Ｃが出庫ステーション１９の左右方向中心に一致する。

位置補償を行っていた場合（荷物Ｗ’の場合）は、ステップＳ２２に移行して昇降台２７の位置補償を行う。具体的には、走行台車２３が荷物Ｗ’のずれ側と反対側に向かって前述の補償量Ｚ（ずれ量の１／２）だけ移動して停止する。続いて、ステップＳ２３では、荷物Ｗ’を荷物収納棚１３から積み込む。すると、図９（ｃ）に示すように、荷物Ｗ’がガイド部材４７に当接しない位置に配置される。以上の結果、パレットＰの左右方向中心Ｃ１が出庫ステーション１９の左右方向中心に一致するようになり、つまりパレットＰは通常の位置に荷下ろしされている。

なお、ステップＳ１３では、ずれ量判定部７１が、ずれ量により、荷物が荷物最大寸法を超えているか否かを判定できても良い。この場合は、記憶部７３が荷物の予め定められた最大寸法を記憶している。そして、この場合は、前述のステップＳ５で、走行制御部５３が、スタッカークレーン３を通常速度より低速で走行させるように制御する。このスタッカークレーン３では、荷物が最大寸法を超えている場合に低速走行することで、荷物を安定的に搬送することができる。

（８）本発明の効果
スタッカークレーン３は、荷物収納棚１３やステーション１７，１９との間で荷物Ｗを移載可能であり、荷物Ｗを載置して搬送する搬送車であって、走行台車２３と、昇降台２７と、スライドフォーク２９と、角度センサ３７と、制御部５１とを備えている。昇降台２７は、走行台車２３に搭載されている。スライドフォーク２９は、荷物Ｗを昇降台２７と荷物収納棚１３やステーション１７，１９との間で移載可能である。角度センサ３７は、荷物収納棚１３から昇降台２７に移載された荷物Ｗの走行方向へのずれ量を検出する。制御部５１は、ずれ量が許容範囲の場合は、スライドフォーク２９に荷物Ｗを昇降台２７から荷物収納棚１３に移載させて、次に走行台車２３にずれ量を補償するように補償量走行させて、さらに次にスライドフォーク２９に荷物Ｗを荷物収納棚１３から昇降台２７に移載させるように制御する。

このスタッカークレーン３では、角度センサ３７が荷物Ｗの走行方向へのずれ量を検出するので、ずれ量が許容範囲内にあるか否かを判断できる。さらに、走行台車２３がずれ量に応じた補償量を走行してから荷物Ｗを昇降台２７に移載させることで、荷物Ｗの軽微なずれがあっても異常停止が発生しない。
特に、このスタッカークレーン３では、荷物Ｗを昇降台２７の適切な位置に配置するために走行台車２３を補償量走行させているため、特別な機構が不要になる。

スタッカークレーン３は、補償量を記憶する記憶部７３をさらに備えていることが好ましい。制御部５１は、荷物Ｗのずれが検出されさらに補償された後に荷物Ｗを出庫ステーション１９に移載する際には、正規位置に停止後に走行台車２３に記憶された補償量に基づいて走行させることで出庫ステーション１９に対して補償を行い、次にスライドフォーク２９に荷物Ｗを昇降台２７から出庫ステーション１９に移載させる。

このスタッカークレーン３では、荷物Ｗを出庫ステーション１９に移載する際に、補償量だけ走行台車２３の停止位置を正規の位置から変更する。これにより、荷物Ｗを載置したパレットＰの中心を出庫ステーション１９の中心に合わせて置くことができる。
本発明のスタッカークレーン３の荷物移載方法は、以下のステップを備えている。
◎スライドフォーク２９に、荷物Ｗを荷物収納棚１３から昇降台２７に移載させるステップ（図６のステップＳ１１）
◎昇降台２７に載置された荷物Ｗの走行方向へのずれ量を検出するステップ（図６のステップＳ１２）
◎ずれ量が許容範囲にあるか否かを判定するステップ（図６のステップＳ１３）
◎ずれ量が許容範囲にある場合は、スライドフォーク２９に荷物Ｗを昇降台２７から荷物収納棚１３に移載させて（図６のステップＳ１４）、次に走行台車２３にずれ量を補償するように補償量走行させて（図６のステップＳ１５）、さらに次にスライドフォーク２９に荷物Ｗを荷物収納棚１３から昇降台２７に移載させる（図６のステップＳ１６）ステップ
このスタッカークレーン３の荷物移載方法では、荷物Ｗの走行方向へのずれ量が検出されるため、ずれ量が許容範囲内にあるか否かを判断できる。さらに、走行台車２３がずれ量に応じた補償量を走行してからスライドフォーク２９が荷物Ｗを昇降台２７に移載させることで、荷物Ｗの軽微なずれがあっても異常停止が発生しない。

（８）他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
図１０に示す実施形態では、荷物Ｗ’’のずれ量検出センサとして、一対の投光素子と受光素子からなる光電センサ８１〜８６を昇降台２７の左右両側に配置している。光電センサ８１〜８６のオンオフによって、荷物Ｗ’’の左右へのずれの有無及びずれ量を検出可能である。
前記実施形態では、搬送車として自動倉庫のスタッカークレーンを例にしたが、本発明は他の搬送車にも適用可能である。

スタッカークレーンの移載装置としては、スライドフォークに限定されず、例えばロボットハンドでも良い。
荷物はパレットに載せられていない状態で搬送されても良い。
前記実施形態では、制御部はスタッカークレーンに搭載されているとしたが、制御部の全て又は一部は外部のコントローラに含まれていても良い。

前記実施形態では、各種制御部は機能ブロックで表現したが、これらはコンピュータにこれら機能を実行させるためのソフトウェアプログラムとして実現されても良い。

本発明は、自動倉庫のスタッカークレーン等の搬送車に広く適用可能である。

本発明の位置実施形態が採用された自動倉庫の概略平面図。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視図であり、ラックとスタッカークレーンを説明するための図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図であり、ラックとスタッカークレーンを説明するための図。 スタッカークレーンの制御部の機能ブロック図。 スタッカークレーンの基本動作を示すフローチャート。 クレーンへ荷物を積み込む動作を示すフローチャート。 出庫ステーションに荷物を降ろす動作を示すフローチャート。 荷物のずれがない場合の荷物と昇降台および出庫ステーションとの関係を示す模式図。 荷物のずれがある場合の荷物と昇降台および出庫ステーションとの関係を示す模式図。 他の実施形態において荷物のずれ量を検出するためのセンサを示す模式図。

符号の説明

１ 自動倉庫
２ ラック
３ スタッカークレーン
５ スタッカークレーン通路
７ 前側支柱
９ 後側支柱
１１ 荷物支承部材
１３ 荷物収納棚（荷物載置部）
１５ フォーク通過間隙
１７ 入庫ステーション（荷物載置部）
１９ 出庫ステーション（荷物載置部）
２１ ガイドレール
２３ 走行台車（走行部）
２５ マスト
２７ 昇降台（収納部）
２９ スライドフォーク（移載部）
３１ 載置部
３３ 壁部
３５ ずれ検出アーム（検出手段）
３７ 角度センサ（検出手段）
４１ 基台
４３ 側壁
４５ 荷台
４７ ガイド部材
５１ 制御部
５２ コントローラ
５３ 走行制御部
５５ 昇降制御部
５７ 移載制御部
５９ 走行用モータ
６１ ロータリエンコーダ
６３ 昇降用モータ
６５ ロータリエンコーダ
６７ 移載用モータ
６９ ロータリエンコーダ
７１ ずれ量判定部
７３ 記憶部

Claims (6)

1. 荷物載置部との間で荷物を移載可能であり、前記荷物を載置して搬送する搬送車であって、
   走行部と、
   走行部に搭載されている収納部と、
   前記荷物を収納部に移載可能な移載部と、
   前記荷物載置部から前記収納部に移載された荷物の走行方向へのずれ量を検出する検出手段と、
   前記ずれ量が収納部へ収納可能な許容範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
   前記ずれ量が許容範囲の場合は、前記移載部に前記荷物を前記収納部から前記荷物載置部に移載させて、次に前記走行部に前記ずれ量を補償するように検出したずれ量に応じた補償量走行させて、さらに次に前記移載部に前記荷物を前記荷物載置部から前記収納部に移載させるように制御する制御部と、
   を備えた搬送車。
2. 前記補償量は、前記ずれ量の１／２である、請求項１に記載の搬送車。
3. 前記荷物の予め定められた最大寸法を記憶する手段をさらに備えており、
   前記判定手段は、前記ずれ量により荷物最大寸法を超えているか否かも判定し、
   前記制御部は、荷物最大寸法を超えている場合は、前記走行部を低速で走行させるように制御する、請求項１又は２に記載の搬送車。
4. 前記補償量を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記荷物のずれが検出・補償された後に前記荷物を他の荷物載置部に移載する際には、記憶された補償量に基づいて前記走行部を走行させることで前記他の荷物載置部に対して補償を行い、次に前記移載部に前記荷物を前記収納部から前記他の荷物載置部に移載させる、請求項１〜３のいずれかに記載の搬送車。
5. 走行部と、前記走行部に搭載された収納部と、荷物載置部と前記収納部との間で荷物を移載可能な移載部とを備えた搬送車の荷物移載方法であって、
   前記移載部に前記荷物を前記荷物載置部から前記収納部に移載させるステップと、
   前記収納部に載置された荷物の走行方向へのずれ量を検出するステップと、
   前記ずれ量が許容範囲にあるか否かを判定するステップと、
   前記ずれ量が許容範囲にある場合は、前記移載部に前記荷物を前記収納部から前記荷物載置部に移載させて、次に前記走行部に前記ずれ量を補償するように検出したずれ量に応じた補償量走行させて、さらに次に前記移載部に前記荷物を前記荷物載置部から前記収納部に移載させるステップと、
   を備えた搬送車の荷物移載方法。
6. 前記補償量は前記ずれ量の１／２である、請求項５に記載の搬送車の荷物移載方法。

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