JP5610230B2 - 物品搬送設備 - Google Patents

Description

本発明は、水平方向に沿う移動経路に沿って移動される移動体に、物品を載置支持して移載するフォーク機構が出退及び昇降操作自在に設けられ、前記移動経路に沿って位置する物品移載対象箇所に前記移動体を移動させて停止させるように前記移動体の移動作動を制御し、且つ、前記移動体が前記物品移載対象箇所に停止した状態で、その物品移載対象箇所に位置する物品を持ち上げ支持して移載するように前記フォーク機構の出退及び昇降作動を制御する運転制御手段が設けられている物品搬送設備に関する。

このような物品搬送設備は、例えば、スタッカークレーンを有する自動倉庫などに適用されるもので、スタッカークレーンの昇降台に設けられたフォーク機構により物品移載対象箇所に位置する物品を掬い取って持ち上げ、その物品を昇降台へ移載するように構成されている。
かかる物品搬送設備において、従来、フォーク機構を突出させて物品移載対象箇所に位置する物品を持ち上げ支持した状態で、フォーク機構の撓みを検出することによって物品の重量が設定重量以下であるか否かを判定するように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２７４６１０号公報

上記特許文献１に記載の従来技術では、フォーク機構により持ち上げる物品が過重量であるか否かを判定することはできるものの、持ち上げる物品の重量が一方に偏った偏荷重であるか否かを判定することはできない。
すなわち、フォーク機構の出退方向視において、持ち上げ対象となる物品の重量が左右いずれか一方に偏っている場合、その物品をフォーク機構により移載しようとすると、物品の偏荷重に起因して、物品がフォーク機構から落下するおそれがある。
当然のことながら、上記特許文献１に記載の従来技術では、このような物品の偏荷重に起因する物品を落下を未然に防止することはできず、また、従来、この種の物品の偏荷重に対して特別な対策を講じたものもなく、作業者の注意事項にゆだねられていたのが実状である。

本発明は、このような実状に着目したもので、その目的は、フォーク機構により物品の移載を行う際、フォーク機構の出退方向視において、たとえ物品の重量が左右いずれか一方に偏っていても、フォーク機構からの物品の落下を確実に防止することのできる物品搬送設備を提供することにある。

本発明にかかる物品搬送設備は、水平方向に沿う移動経路に沿って移動される移動体に、物品を載置支持して移載するフォーク機構が出退及び昇降操作自在に設けられ、前記移動経路に沿って位置する物品移載対象箇所に前記移動体を移動させて停止させるように前記移動体の移動作動を制御し、且つ、前記移動体が前記物品移載対象箇所に停止した状態で、その物品移載対象箇所に位置する物品を持ち上げ支持して移載するように前記フォーク機構の出退及び昇降作動を制御する運転制御手段が設けられている物品搬送設備であって、
その第１の特徴構成は、前記フォーク機構を突出させて前記物品移載対象箇所に位置する物品を持ち上げ支持した状態で、そのフォーク機構の出退方向視において持ち上げ対象の物品の左右横方向における傾斜を検出するための傾斜状態検出手段が設けられ、前記運転制御手段が、前記傾斜状態検出手段の検出情報に基づいて、当該持ち上げ対象の物品が傾斜していない場合に当該物品の移載を実行するように構成されている点にある。

本発明の第１の特徴構成によれば、傾斜状態検出手段が、フォーク機構の出退方向視において持ち上げ対象の物品の左右横方向における傾斜についての検出情報を出力し、その検出情報に基づいて、運転制御手段が、持ち上げ対象の物品が傾斜していない場合に物品の移載を実行するので、言い換えると、フォーク機構の出退方向視において物品の重量が左右いずれか一方に偏り、そのために持ち上げ対象の物品が傾斜して落下の可能性がある場合には、物品の移載を実行しないので、物品移載時に物品の偏荷重に起因するフォーク機構からの落下は皆無となる。

本発明の第２の特徴構成は、本発明の第１の特徴構成において、前記運転制御手段が、前記傾斜状態検出手段の検出情報に基づいて、前記持ち上げ対象の物品が傾斜していても、その傾斜量が許容範囲内であれば当該物品の移載を実行するように構成されている点にある。

本発明の第２の特徴構成によれば、運転制御手段が、傾斜状態検出手段の検出情報に基づいて、持ち上げ対象の物品が傾斜していても、その傾斜量が許容範囲内であれば、すなわち、物品移載時に物品がフォーク機構から落下するおそれのない範囲内であれば、たとえ物品が傾斜していても物品の移載を実行するので、物品が傾斜していない場合にのみ移載を実行するのに比べて、物品の移載を効率よく行うことができ、しかも、物品移載時におけるフォーク機構からの物品の落下を確実に防止することができる

本発明の第３の特徴構成は、本発明の第２の特徴構成において、前記運転制御手段が、前記傾斜状態検出手段の検出情報に基づいて、前記持ち上げ対象の物品の傾斜量が許容範囲外である場合に、前記フォーク機構の作動を制御して当該物品を前記物品移載対象箇所に戻すように構成されている点にある。

本発明の第３の特徴構成によれば、傾斜状態検出手段の検出情報に基づいて、持ち上げ対象の物品の傾斜量が許容範囲外である場合、運転制御手段が、フォーク機構の作動を制御して当該物品を物品移載対象箇所に戻すので、例えば、フォーク機構により物品を持ち上げ支持した状態のままでフォーク機構の作動を停止する場合に比べて、物品を安定よく支持することができる。
つまり、物品の傾斜量が許容範囲外であれば、警報などにより報知して、物品の偏荷重を修正するなどの処置を講ずることになるが、それまでの間、物品を安定よく支持して不測に物品が落下するのを回避することができる。

本発明の第４の特徴構成は、本発明の第１〜第３の特徴構成のいずれかにおいて、前記傾斜状態検出手段が、前記フォーク機構の出退方向視において、そのフォーク機構により持ち上げ支持した物品の底面までの高さを測定する左右一対の測距センサで構成されている点にある。

本発明の第４の特徴構成によれば、左右一対の測距センサによって物品底面までの左右における高さを測定することにより、物品の傾斜状態を検出するので、物品の傾斜状態を確実に検出することができ、その結果、フォーク機構からの物品の落下を確実に防止することができる。

本発明の第５の特徴構成は、本発明の第１〜第４の特徴構成のいずれかにおいて、前記フォーク機構が、そのフォーク機構の出退方向視において前記物品の左右横方向における略中央部分を支持する単一のフォーク機構により構成されている点にある。

本発明の第５の特徴構成によれば、構造的に簡素化が可能な単一のフォーク機構であるにもかかわらず、フォーク機構からの物品の落下を確実に防止することができる。
すなわち、フォーク機構としては、例えば、物品の左右横方向に２つ並んだ一対のフォーク機構で構成することもできる。その場合、一対のフォーク機構が、物品の左右横方向において比較的中央部分寄りにあれば、やはり、物品が落下する可能性はあるが、このような一対のフォーク機構に比べて、構造の簡素化を図りながら物品の落下を確実に防止することができる。

自動倉庫の一部切欠き斜視図 スタッカークレーンの側面図 フォーク機構の側面図 運転制御手段のブロック図 載置台の斜視図 フォーク機構による載置台上の物品の持ち上げ状態を示す作用図

本発明による物品搬送設備の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の物品搬送設備は、自動倉庫などにおいて適用されるもので、自動倉庫は、例えば、図１に示すように、物品としてのコンテナＣを出し入れする出し入れ方向が互いに対向するように間隔を隔てて配置された一対の物品収納棚１を備え、その一対の物品収納棚１の間に設定された水平方向に沿う移動経路２、換言すると、各物品収納棚１の前面側に設定された水平方向に沿う移動経路２に沿って、スタッカークレーン３が自動走行するように構成されている。
各物品収納棚１は、前後一対の支柱１ａが水平方向に間隔を隔てて鉛直方向に向けて複数立設され、前後一対の支柱１ａには、水平方向に延びる載置支持部１ｂが上下方向に間隔を隔てて複数配置されている。そして、各物品収納棚１における収納部４は、載置支持部１ｂにてコンテナＣを載置支持する形態で収納するように構成され、その収納部４が縦横に多数並んで設けられ、各コンテナＣには、例えば、図５及び図６に示すように、ロール状の商品Ｒが横方向に並べて多数収納されている。

前記移動経路２には、その床側に走行レール５が、天井側にガイドレール６が、それぞれ移動経路２に沿って設置され、走行レール５の一端側には、スタッカークレーン３を含む自動倉庫全体の作動を制御する運転制御手段Ｈを構成する地上側コントローラ７が設けられ、さらに、物品であるコンテナＣを移載する物品移載対象箇所としての載置台８が走行レール５を挟んで一対設けられている。
スタッカークレーン３は、図２に示すように、移動経路２に沿って走行レール５上を移動される移動体としての移動台車９と、その移動台車９上に立設された一対の昇降用マスト１０に沿って昇降される昇降台１１を備え、コンテナＣを支持して移載するフォーク機構１２が、その昇降台１１に出退操作自在に設けられている。すなわち、フォーク機構１２は、昇降台１１に対する出退操作とその昇降台１１の昇降操作により、移動台車９に対して出退及び昇降操作自在に設けられている。

一対の昇降用マスト１０の上端部は、図２に示すように、上部フレーム１３により互いに連結され、その上部フレーム１３に設けられたガイドローラ１４によりガイドレール６に沿って案内されるように構成され、昇降台１１が、その一対の昇降用マスト１０に沿って上下方向に昇降自在に構成されて、昇降用チェーン１５により吊下げ支持されている。
その昇降用チェーン１５は、上部フレーム１３に設けられた案内スプロケット１６と一方の昇降用マスト１０に設けられた案内スプロケット１７とに巻き掛けられて、移動台車９に装着の巻き取りドラム１８に連結されている。その巻き取りドラム１８をインバータ式の昇降用電動モータ１９にて正逆方向に回転駆動させて、昇降用チェーン１５の繰り出し及び巻き取り操作により昇降台１１を昇降させるように構成されている。
昇降台１１には、昇降用ロータリエンコーダ２０が設けられ、図示はしないが、昇降用ロータリエンコーダ２０の回転軸には、昇降用マスト１０に沿って設けられたチェーンに噛合するスプロケットが設けられている。そして、昇降用ロータリエンコーダ２０は、昇降経路の下端部に設定された昇降基準位置を基準として、昇降台１１の昇降によりスプロケットが回転してパルスを出力し、その昇降基準位置からの昇降台１１の昇降距離から上下方向での昇降台１１の昇降位置を検出する。

移動台車９には、走行レール５上を転動する前後２つの車輪２１ａ、２１ｂが設けられ、一方の車輪２１ａが、インバータ式の走行用電動モータ２２により回転駆動される駆動輪として、他方の車輪２１ｂが、遊転自在な従動輪として構成され、走行用電動モータ２２の作動による駆動輪２１ａの回転駆動によって、移動台車９が移動経路２に沿って移動されるように構成されている。
その移動台車９には、走行用ロータリエンコーダ２３が設けられ、図示はしないが、走行用ロータリエンコーダ２３の回転軸には、走行レール５に沿って設けられたチェーンに噛合するスプロケットが設けられている。そして、走行用ロータリエンコーダ２３は、移動経路２の一端部に設定された水平基準位置を基準として、移動台車９の走行によりスプロケットが回転してパルスを出力し、その水平基準位置からの移動台車９の移動距離から水平方向での移動台車９の移動位置を検出する。

前記フォーク機構１２は、図３に示すように、昇降台１１に固定された固定フォーク１２ａと、その固定フォーク１２ａに対して出退自在なセカンダリーフォーク１２ｂと、そのセカンダリーフォーク１２ｂに対して出退自在なプライマリーフォーク１２ｃからなる三段式のフォークで構成され、図中仮想線で示すように、プライマリーフォーク１２ｃ上にコンテナＣを載置支持して移載するように構成されている。
その三段式のフォーク機構１２は、セカンダリーフォーク１２ｂに設けられたラックギヤ２４と、ラックギヤ２４に噛合する一対のピニオンギヤ２５と、その一対のピニオンギヤ２５をギヤ２６にて回転駆動するインバータ式の出退用電動モータ２７と、固定フォーク１２ａの一端部とプライマリーフォーク１２ｃの一端部とを連結する２本のワイヤ２８とにより構成される出退駆動機構によって、昇降台１１に対して出退駆動操作される。

そして、一対のピニオンギヤ２５と出退用電動モータ２７は、固定フォーク１２ａに設けられ、２本のワイヤ２８は、セカンダリーフォーク１２ｂの端部に設けられた遊転プーリ２９に巻き掛けられ、出退用電動モータ２７によりピニオンギヤ２５を正逆方向に回転駆動させることにより、ピニオンギヤ２５とラックギヤ２４との噛合で、セカンダリーフォーク１２ｂが固定フォーク１２ａに対して出退移動し、その出退移動に伴う遊転プーリ２９の移動により、ワイヤ２８がプライマリーフォーク１２ｃをセカンダリーフォーク１２ｂに対して出退移動させる。
この三段式のフォーク機構１２は、図６に示すように、その出退方向視においてコンテナＣの左右横方向における略中央部分を支持する単一のフォーク機構により構成され、出退用電動モータ２７を正逆方向に回転駆動することにより、移動台車９の移動方向に直交する方向を物品移載方向として、図３の（ａ）に示す引退位置と、図３の（ｂ）に示す突出位置との間で出退作動するように構成されている。

前記物品移載対象箇所としての載置台８は、図５及び図６に示すように、４本の載置支柱８ａと、各載置支柱８ａの上部に設けられた載置部８ｂとを備え、各載置部８ｂに落下防止部材８ｃが連設されて、コンテナＣが、その四隅を載置部８ｂにより支持された状態で載置されるように構成されている。
各載置支柱８ａは、補強部材８ｄにより連結され、フォーク機構１２の出退方向視において左右に位置する補強部材８ｄには、それぞれ支持部材３０が連設され、各支持部材３０には、レーザ式の測距センサ３１が同じ高さに位置する状態で取り付けられている。この左右一対の測距センサ３１は、図６に示すように、フォーク機構１２を突出させて載置台８上のコンテナＣを持ち上げ支持した状態で、フォーク機構１２の出退方向視において、持ち上げ対象であるコンテナＣの左右の底面までの高さを測定し、その測定した高さ情報をクレーン制御装置３３（図４参照）に出力する。そして、後述するように、クレーン制御装置３３が、測距センサ３１からの測距情報に基づいて、コンテナＣの左右横方向における傾斜を検出する。このように、測距センサ３１は、コンテナＣの左右横方向における傾斜情報を検出するためのもので、傾斜状態検出手段３２として機能する。

前記スタッカークレーン３には、図４に示すように、地上側コントローラ７と共に運転制御手段Ｈを構成するクレーン制御装置３３が設けられ、地上側コントローラ７からの指令に基づいて、走行用電動モータ２２、昇降用電動モータ１９、及び、出退用電動モータ２７などの作動を制御するように構成されている。
そのため、クレーン制御装置３３は、走行用電動モータ２２の作動を制御する走行制御部３３ａ、昇降用電動モータ１９の作動を制御する昇降制御部３３ｂ、及び、出退用電動モータ２７の作動を制御する出退制御部３３ｃなどを備え、走行用ロータリエンコーダ２３、昇降用ロータリエンコーダ２０、及び、一対の測距センサ３１で構成される傾斜状態検出手段３２などからの検出情報が入力される。
そして、クレーン制御装置３３は、走行用ロータリエンコーダ２３及び昇降用ロータリエンコーダ２０の検出情報に基づいて走行用電動モータ２２及び昇降用電動モータ１９の作動を制御し、昇降台１１を物品移載用の目標位置に位置させた状態で、出退用電動モータ２７の作動を制御して、フォーク機構１２を突出及び引退作動させるように構成されている。

前記地上側コントローラ７は、例えば、クレーン制御装置３３に対して、複数の収納部４のいずれかに収納されているコンテナＣを載置台８に出庫する出庫指令を指令し、その後、載置台８上のコンテナＣを収納部４のいずれかに入庫する入庫指令を指令する。
具体的には、ロール状の商品Ｒを必要とする場合であれば、地上側コントローラ７を操作して、クレーン制御装置３３に対し、ロール状の商品Ｒを収納するコンテナＣの出庫を指令する。
すると、クレーン制御装置３３の走行制御部３３ａが、スタッカークレーン３を移動経路２に沿って移動させて物品収納棚１の所定位置に停止させ、昇降制御部３３ｂが、スタッカークレーン３の昇降台１１を昇降させるとともに、出退制御部３３ｃが、フォーク機構１２を出退させて、出庫対象であるコンテナＣをフォーク機構１２により収納部４から掬い取って昇降台１１へ移載する。その後、走行制御部３３ａが、スタッカークレーン３を移動経路２に沿って移動させて、載置台８に対応する所定位置に停止させ、昇降制御部３３ｂによる昇降台１１の昇降操作と出退制御部３３ｃによるフォーク機構１２の出退操作によって、図６の（ａ）に示すように、コンテナＣを載置台８上に載置する。

その状態で、コンテナＣから必要なロール状の商品Ｒを取り出した後、地上側コントローラ７を操作して、クレーン制御装置３３に対し、コンテナＣの入庫を指令する。
すると、出退制御部３３ｃが、フォーク機構１２をコンテナＣの下方へ突出させるとともに、図６の（ｂ）、（ｃ）に示すように、昇降制御部３３ｂが、昇降台１１を上昇させてフォーク機構１２によりコンテナＣを掬い取り、所定の高さにまでコンテナＣを持ち上げ支持した状態で昇降台１１の上昇を停止する。その停止状態で、傾斜状態検出手段３２を構成する一対の測距センサ３１が、持ち上げ対象であるコンテナＣの左右の底面までの高さを測定し、その高さに関する検出情報を運転制御手段Ｈのクレーン制御装置３３へ出力する。
そして、クレーン制御装置３３が、その測距センサ３１からの検出情報に基づいて、持ち上げ対象であるコンテナＣが左右方向に傾斜しているか否か、傾斜している場合には、その傾斜量を判定する。

その結果、図６の（ｂ）に示すように、コンテナＣが傾斜していない場合には、フォーク機構１２によりコンテナＣを掬い取って昇降台１１への移載を実行する。また、図示はしないが、たとえコンテナＣが傾斜していても、その傾斜量が許容範囲内であれば、換言すると、フォーク機構１２によりコンテナＣを掬い取って移載を実行しても、フォーク機構１２からコンテナＣが落下するおそれのない範囲内であれば、そのまま昇降台１１への移載を実行する。
そして、図６の（ｃ）に示すように、コンテナＣの傾斜量が許容範囲外であれば、換言すると、そのまま移載を実行すると、フォーク機構１２からコンテナＣが落下するおそれがある場合には、昇降台１１への移載を実行することなく、そのままフォーク機構１２を下降させてコンテナＣを載置台８上に戻し、コンテナＣが偏荷重により傾斜している旨を適宜手段による報知する。
なお、測距センサ３１による高さ測定は、フォーク機構１２によるコンテナＣの掬い取り開始と同時に実行され、コンテナＣを所定の停止高さにまで持ち上げる前にコンテナＣの傾斜量が許容範囲外になれば、その時点でフォーク機構１２の上昇を停止し、フォーク機構１２を下降させてコンテナＣを載置台８上に戻すのであり、それによって、コンテナＣの偏荷重によるフォーク機構１２からの落下が確実に防止される。

〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、一対の測距センサ３１により傾斜状態検出手段３２を構成し、その一対の測距センサ３１により測定した高さに関する検出情報を運転制御手段Ｈに入力し、運転制御手段Ｈが、その検出情報に基づいてコンテナＣの傾斜状態を検出するように構成した例を示したが、傾斜状態検出手段３２が、一対の測距センサ３１による検出情報に基づいてコンテナＣの傾斜状態、すなわち、コンテナＣが傾斜しているか否か、さらに、傾斜している場合には、その傾斜量を判定し、その結果を運転制御手段Ｈに入力するように構成することもできる。
また、測距センサ３１の一例として、レーザ光を使用したレーザ式の測距センサを示したが、それ以外にも、例えば、赤外線や超音波などを使用した各種形態の測距センサを使用することができる。
さらに、図６を参照して、左右に位置する載置部８ｂにそれぞれロードセルなどの各種の荷重測定手段を設置し、フォーク機構１２によりコンテナＣを持ち上げ支持した状態で、左右いずれの荷重測定手段も無荷重であれば（図６の（ｂ）参照）、コンテナＣが傾斜していないと判定し、いずれか一方の荷重測定手段のみが荷重を測定していれば（図６の（ｃ）参照）、コンテナＣが傾斜していると判定するように構成することもでき、この場合には、ロードセルなどの荷重測定手段が傾斜状態検出手段３２を構成することになる。

（２）先の実施形態では、コンテナＣが傾斜していない場合、または、コンテナＣが傾斜していても、その傾斜量が許容範囲内である場合に、フォーク機構１２によるコンテナＣの移載を実行するように構成した例を示したが、コンテナＣが傾斜していない場合にのみ移載を実行するように構成することもできる。
また、移載を実行しない場合、コンテナＣを載置台８上に戻すように構成した例を示したが、コンテナＣを載置台８上に戻すことなく、そのままの状態でコンテナＣが傾斜している旨を報知するように構成することもできる。
さらに、フォーク機構１２として、単一のフォーク機構を示したが、例えば、コンテナＣの左右横方向に２つ並んだ一対のフォーク機構であっても、その一対のフォーク機構がコンテナＣの左右横方向の中央部分寄りにあれば、コンテナＣが落下する可能性があるので、フォーク機構１２は特に単一のフォーク機構に限るものではない。
その他、物品の一例として、ロール状の商品Ｒを収納したコンテナＣを示したが、偏荷重を生じるおそれのある物品であれば、いかなる物品においても適用可能であり、また、本発明の物品搬送設備は、特にスタッカークレーン３を有する自動倉庫に限らず、自動倉庫以外の各種の物品搬送設備において適用可能である。

２ 移動経路
８ 物品移載対象箇所
９ 移動体
１２ フォーク機構
３１ 測距センサ
３２ 傾斜状態検出手段
Ｃ 物品
Ｈ 運転制御手段

Claims (5)

1. 水平方向に沿う移動経路に沿って移動される移動体に、物品を載置支持して移載するフォーク機構が出退及び昇降操作自在に設けられ、
   前記移動経路に沿って位置する物品移載対象箇所に前記移動体を移動させて停止させるように前記移動体の移動作動を制御し、且つ、前記移動体が前記物品移載対象箇所に停止した状態で、その物品移載対象箇所に位置する物品を持ち上げ支持して移載するように前記フォーク機構の出退及び昇降作動を制御する運転制御手段が設けられている物品搬送設備であって、
   前記フォーク機構を突出させて前記物品移載対象箇所に位置する物品を持ち上げ支持した状態で、そのフォーク機構の出退方向視において持ち上げ対象の物品の左右横方向における傾斜を検出するための傾斜状態検出手段が設けられ、
   前記運転制御手段が、前記傾斜状態検出手段の検出情報に基づいて、当該持ち上げ対象の物品が傾斜していない場合に当該物品の移載を実行するように構成されている物品搬送設備。
2. 前記運転制御手段が、前記傾斜状態検出手段の検出情報に基づいて、前記持ち上げ対象の物品が傾斜していても、その傾斜量が許容範囲内であれば当該物品の移載を実行するように構成されている請求項１に記載の物品搬送設備。
3. 前記運転制御手段が、前記傾斜状態検出手段の検出情報に基づいて、前記持ち上げ対象の物品の傾斜量が許容範囲外である場合に、前記フォーク機構の作動を制御して当該物品を前記物品移載対象箇所に戻すように構成されている請求項２に記載の物品搬送設備。
4. 前記傾斜状態検出手段が、前記フォーク機構の出退方向視において、そのフォーク機構により持ち上げ支持した物品の底面までの高さを測定する左右一対の測距センサで構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の物品搬送設備。
5. 前記フォーク機構が、そのフォーク機構の出退方向視において前記物品の左右横方向における略中央部分を支持する単一のフォーク機構により構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の物品搬送設備。

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