JP6485333B2 - 物品移載装置及び物品搬送設備 - Google Patents

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Description

本発明は、移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置及びそれを備える物品搬送設備に関する。
特許文献1には、移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置が記載されている。具体的には、特許文献1に記載の物品移載装置は、その移載方向に沿って移動することで、物品に当接してその物品を移動させる当接部材と、移載方向に沿って当接部材を動かすためのモータを有する駆動機構と、その駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備える。そして、静止している物品から離れた位置にある当接部材を駆動機構で動かして物品に当接させ、更に当接部材が物品に当接した状態で当接部材を動かすことで、物品を移載方向に沿って移動させる。このとき、物品を迅速に移動させるためには、当接部材の移動速度を速くする必要がある。
但し、当接部材が物品に当接したときの速度が速いと、物品に加わる衝撃が大きくなるため、物品の変形や、騒音の発生といった問題が生じ得る。そのため、特許文献1に記載の発明では、当接部材の移動を最初は低速で行い、当接部材が物品へ当接したのと同時又は当接した後に、当接部材の移動速度を速くするようなモータの速度制御を行っている。これにより、物品に加わる衝撃を小さくしつつ、物品の迅速な移載を行おうとしている。尚、このような速度制御は、例えば、モータの実際の回転速度が目標回転速度に近付くように、モータの実際の回転速度と目標回転速度との偏差に応じた指令値をモータに与えるようなフィードバック制御によって行うのが一般的である。
特開2004−203546号公報
モータの実際の回転速度と目標回転速度との偏差に応じた指令値をモータに与えるようなフィードバック制御を行った場合、物品と当接部材とが接触及び離間を繰り返し、物品の移動速度が安定しないといった事象が発生し得る。
具体例を挙げて説明すると、モータの動作をスタートした後、当接部材が物品に衝突するまでの間は、モータに加わる負荷の変化はない。
その後、当接部材が物品に対して衝突すると、その衝突の負荷が当接部材に加わる。そして、モータの実際の回転速度が低下して、目標回転速度とモータの実際の回転速度との偏差が大きくなる。更に、特許文献1に記載の物品移載装置であれば、当接部材が物品へ当接したのと同時又は当接した後に、モータの目標回転速度を増加させるため、目標回転速度とモータの実際の回転速度との偏差は、より大きくなる。その結果、急激に大きくなった偏差に応じて、当接部材と物品との衝突により減速したモータを急加速させるような指令値がモータに与えられる。
モータの回転速度が急上昇するに伴って当接部材と共に物品が急加速されると、モータの実際の回転速度が目標回転速度に近付いて偏差が小さくなる。そのため、小さくなった偏差に応じて、モータを減速させるような新たな指令値がモータに与えられる。
モータが減速したとき、モータと連動する当接部材の移動速度も遅くなるが、慣性により、物品の移動速度は、モータが急加速したときの速いままのため、物品の移動速度は当接部材の移動速度よりも相対的に速くなる。その結果、当接部材と物品とが離間し、モータの負荷が低減される。
その後、当接部材と物品とが再び衝突すると、その衝突の負荷がモータにも伝わって、モータの回転速度の低下が引き起こされる。そして、上述したように、当接部材と物品とが衝突した後、再び両者が離間するといった事象が発生し得る。つまり、当接部材と物品との衝突及び離間が繰り返されることで、モータの実際の回転速度が増減することになる。
このように、モータの実際の回転速度が目標回転速度に近付くように、モータの実際の回転速度と目標回転速度との偏差に応じた指令値をモータに与えるようなフィードバック制御を行うと、モータの実際の回転速度の大きな増減が繰り返されると共に当接部材と物品との衝突及び離間が繰り返されて、物品の移動速度が安定しないといった事象が発生し得る。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、物品の移動速度が安定した状態で物品を移載できる物品移載装置及びそれを備える物品搬送設備を提供する点にある。
上記目的を達成するための本発明に係る物品移載装置の特徴構成は、移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置であって、
前記移載方向に沿って移動することで、物品に当接してその物品を移動させる当接部材と、
前記移載方向に沿って前記当接部材を動かすためのモータを有する駆動機構と、
前記駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、
前記モータの実際の回転速度が第1目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第1目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第1制御を行っているときに、前記モータによって動かされている前記当接部材に対して、前記モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされると、
前記第1制御に引き続いて、前記実際の回転速度が前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を前記モータに与える第2制御を行い、
前記駆動制御部は、前記第2制御として、前記実際の回転速度が第2目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第2目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う制御を行い、前記第2制御を行っている間、前記第2目標回転速度を、前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度未満に設定する点にある。
上記特徴構成によれば、駆動制御部は、第1制御を行っているときに外力付与条件が満たされて、モータの回転速度の低下が引き起こされると、第1制御に引き続いて、モータの実際の回転速度が外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度以下になることを許容する指令値をモータに与える第2制御を行う。つまり、外力付与条件が満たされることによりモータの回転速度の低下が引き起こされたとしても、第1制御に引き続いて行われる第2制御を行っている間は、モータには、外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度よりも高速で動作させるような指令は与えられない。その結果、第2制御を行っている間はモータの実際の回転速度の大きな増減が抑制されるため、モータの実際の回転速度の大きな増減が繰り返されると共に当接部材と物品との衝突及び離間が繰り返されるといった従来の問題の発生を抑制できる。
従って、物品の移動速度が安定した状態で物品を移載できる物品移載装置を提供できる。
本発明に係る物品移載装置の別の特徴構成は、移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置であって、
前記移載方向に沿って移動することで、物品に当接してその物品を移動させる当接部材と、
前記移載方向に沿って前記当接部材を動かすためのモータを有する駆動機構と、
前記駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、
前記モータの実際の回転速度が第1目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第1目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第1制御を行っているときに、前記モータによって動かされている前記当接部材に対して、前記モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされると、
前記第1制御に引き続いて、前記実際の回転速度が前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を前記モータに与える第2制御を行い、
前記駆動制御部は、前記第2制御として、前記実際の回転速度が第2目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第2目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う制御を行い、前記第2制御を行っている間、前記第2目標回転速度を、前記外力付与条件が満たされた時点での前記実際の回転速度と同じ速度に設定する点にある。
上記特徴構成によれば、駆動制御部は、第1制御を行っているときに外力付与条件が満たされて、モータの回転速度の低下が引き起こされると、第1制御に引き続いて、モータの実際の回転速度が外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度以下になることを許容する指令値をモータに与える第2制御を行う。つまり、外力付与条件が満たされることによりモータの回転速度の低下が引き起こされたとしても、第1制御に引き続いて行われる第2制御を行っている間は、モータには、外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度よりも高速で動作させるような指令は与えられない。その結果、第2制御を行っている間はモータの実際の回転速度の大きな増減が抑制されるため、モータの実際の回転速度の大きな増減が繰り返されると共に当接部材と物品との衝突及び離間が繰り返されるといった従来の問題の発生を抑制できる。
従って、物品の移動速度が安定した状態で物品を移載できる物品移載装置を提供できる。
また、上記特徴構成によれば、外力付与条件が満たされることによりモータの回転速度の低下が引き起こされたとしても、第1制御に引き続いて行われる第2制御を行っている間は、第2目標回転速度が、外力付与条件が満たされた時点でのモータの実際の回転速度と同じ速度に設定される。つまり、第2制御は、第2目標回転速度とモータの実際の回転速度とが同じ状態、即ち、偏差がゼロの状態で開始される。そのため、第2制御を開始するときにモータは急加速せず、当接部材と物品とは同じ速度で移動する。加えて、外力付与条件が満たされることによりモータの回転速度が低下したとしても、第2制御では、偏差はゼロの状態から変化し始めるので、偏差が急激に増加することもない。その結果、第2制御を行っている間はモータの実際の回転速度の大きな増減が抑制される。
本発明に係る物品移載装置の更に別の特徴構成は、移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置であって、
前記移載方向に沿って移動することで、物品に当接してその物品を移動させる当接部材と、
前記移載方向に沿って前記当接部材を動かすためのモータを有する駆動機構と、
前記駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、
前記モータの実際の回転速度が第1目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第1目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第1制御を行っているときに、前記モータによって動かされている前記当接部材に対して、前記モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされると、
前記第1制御に引き続いて、前記実際の回転速度が前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を前記モータに与える第2制御を行い、
前記駆動制御部は、前記第2制御として、前記実際の回転速度が第2目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第2目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う制御を行い、前記第2制御を行っている間、前記第2目標回転速度をゼロに設定する点にある。
上記特徴構成によれば、駆動制御部は、第1制御を行っているときに外力付与条件が満たされて、モータの回転速度の低下が引き起こされると、第1制御に引き続いて、モータの実際の回転速度が外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度以下になることを許容する指令値をモータに与える第2制御を行う。つまり、外力付与条件が満たされることによりモータの回転速度の低下が引き起こされたとしても、第1制御に引き続いて行われる第2制御を行っている間は、モータには、外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度よりも高速で動作させるような指令は与えられない。その結果、第2制御を行っている間はモータの実際の回転速度の大きな増減が抑制されるため、モータの実際の回転速度の大きな増減が繰り返されると共に当接部材と物品との衝突及び離間が繰り返されるといった従来の問題の発生を抑制できる。
従って、物品の移動速度が安定した状態で物品を移載できる物品移載装置を提供できる。
また、上記特徴構成によれば、外力付与条件が満たされることによりモータの回転速度の低下が引き起こされたとしても、第1制御に引き続いて行われる第2制御を行っている間は、第2目標回転速度がゼロに設定される。つまり、モータの実際の回転速度が第2目標回転速度(ゼロ)よりも大きいため、偏差がゼロ以下(負の値)となり、実際の回転速度がさらに低下してゼロに近付く。その結果、第2制御を行っている間はモータの実際の回転速度の増加が抑制される。
本発明に係る物品移載装置の更に別の特徴構成は、前記駆動制御部は、前記第2制御を行っているときに前記第2制御の終了条件が満たされると、前記第2制御に引き続いて、前記実際の回転速度が第3目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第3目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第3制御を行う点にある。
上記特徴構成によれば、第2制御を行った後、モータの実際の回転速度を第3目標回転速度に近付けることができる。
例えば、当接部材が物品に当接するまでは第1制御によって当接部材を相対的に低速で移動させ、外力付与条件が満たされて(例えば、当接部材が物品に衝突して)第2制御を行った後、当接部材及び物品を相対的に高速で移動させるような第3制御を行うことができる。
或いは、当接部材が物品に接触した状態のままで第1制御によって当接部材及び物品を相対的に高速で移動させ、外力付与条件が満たされて第2制御を行った後、再び当接部材及び物品を相対的に高速で移動させるような第3制御を行うことができる。
本発明に係る物品移載装置の更に別の特徴構成は、移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置であって、
前記移載方向に沿って移動することで、物品に当接してその物品を移動させる当接部材と、
前記移載方向に沿って前記当接部材を動かすためのモータを有する駆動機構と、
前記駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、
前記モータの実際の回転速度が第1目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第1目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第1制御を行っているときに、前記モータによって動かされている前記当接部材に対して、前記モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされると、
前記第1制御に引き続いて、前記実際の回転速度が前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を前記モータに与える第2制御を行い、
前記駆動制御部は、前記第2制御を行っているときに前記第2制御の終了条件が満たされると、前記第2制御に引き続いて、前記実際の回転速度が第3目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第3目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第3制御を行い、
前記駆動制御部は、前記第2制御を行っているときの前記モータの前記実際の回転速度が設定速度になると、前記第2制御の前記終了条件が満たされたと判定する点にある。
上記特徴構成によれば、駆動制御部は、第1制御を行っているときに外力付与条件が満たされて、モータの回転速度の低下が引き起こされると、第1制御に引き続いて、モータの実際の回転速度が外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度以下になることを許容する指令値をモータに与える第2制御を行う。つまり、外力付与条件が満たされることによりモータの回転速度の低下が引き起こされたとしても、第1制御に引き続いて行われる第2制御を行っている間は、モータには、外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度よりも高速で動作させるような指令は与えられない。その結果、第2制御を行っている間はモータの実際の回転速度の大きな増減が抑制されるため、モータの実際の回転速度の大きな増減が繰り返されると共に当接部材と物品との衝突及び離間が繰り返されるといった従来の問題の発生を抑制できる。
従って、物品の移動速度が安定した状態で物品を移載できる物品移載装置を提供できる。
また、上記特徴構成によれば、第2制御を行った後、モータの実際の回転速度を第3目標回転速度に近付けることができる。
例えば、当接部材が物品に当接するまでは第1制御によって当接部材を相対的に低速で移動させ、外力付与条件が満たされて(例えば、当接部材が物品に衝突して)第2制御を行った後、当接部材及び物品を相対的に高速で移動させるような第3制御を行うことができる。
或いは、当接部材が物品に接触した状態のままで第1制御によって当接部材及び物品を相対的に高速で移動させ、外力付与条件が満たされて第2制御を行った後、再び当接部材及び物品を相対的に高速で移動させるような第3制御を行うことができる。
また、上記特徴構成によれば、第2制御はモータの実際の回転速度が設定速度になるまで行われる。つまり、物品の移動速度が所望の速度になるまでは、第2制御によってモータの実際の回転速度の大きな増減、又は、増加が抑制される。
本発明に係る物品移載装置の更に別の特徴構成は、移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置であって、
前記移載方向に沿って移動することで、物品に当接してその物品を移動させる当接部材と、
前記移載方向に沿って前記当接部材を動かすためのモータを有する駆動機構と、
前記駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、
前記モータの実際の回転速度が第1目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第1目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第1制御を行っているときに、前記モータによって動かされている前記当接部材に対して、前記モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされると、
前記第1制御に引き続いて、前記実際の回転速度が前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を前記モータに与える第2制御を行い、
前記駆動制御部は、前記第2制御を行っているときに前記第2制御の終了条件が満たされると、前記第2制御に引き続いて、前記実際の回転速度が第3目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第3目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第3制御を行い、
前記駆動制御部は、前記第2制御を行っているときの前記モータの前記実際の回転速度が設定速度になると、前記第2制御の前記終了条件が満たされたと判定する点にある。
上記特徴構成によれば、駆動制御部は、第1制御を行っているときに外力付与条件が満たされて、モータの回転速度の低下が引き起こされると、第1制御に引き続いて、モータの実際の回転速度が外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度以下になることを許容する指令値をモータに与える第2制御を行う。つまり、外力付与条件が満たされることによりモータの回転速度の低下が引き起こされたとしても、第1制御に引き続いて行われる第2制御を行っている間は、モータには、外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度よりも高速で動作させるような指令は与えられない。その結果、第2制御を行っている間はモータの実際の回転速度の大きな増減が抑制されるため、モータの実際の回転速度の大きな増減が繰り返されると共に当接部材と物品との衝突及び離間が繰り返されるといった従来の問題の発生を抑制できる。
従って、物品の移動速度が安定した状態で物品を移載できる物品移載装置を提供できる。
また、上記特徴構成によれば、第2制御を行った後、モータの実際の回転速度を第3目標回転速度に近付けることができる。
例えば、当接部材が物品に当接するまでは第1制御によって当接部材を相対的に低速で移動させ、外力付与条件が満たされて(例えば、当接部材が物品に衝突して)第2制御を行った後、当接部材及び物品を相対的に高速で移動させるような第3制御を行うことができる。
或いは、当接部材が物品に接触した状態のままで第1制御によって当接部材及び物品を相対的に高速で移動させ、外力付与条件が満たされて第2制御を行った後、再び当接部材及び物品を相対的に高速で移動させるような第3制御を行うことができる。
また、上記特徴構成によれば、モータの実際の回転速度が第3目標回転速度に近付くように、モータの実際の回転速度と第3目標回転速度との偏差に応じた指令値をモータに与える処理を継続的に行う第3制御を開始するとき、その開始時点での第3目標回転速度は、第2制御の終了条件が満たされた時点でのモータの実際の回転速度と同じ速度に設定される。つまり、第2制御から第3制御に切り替わった時点では第3目標回転速度とモータの実際の回転速度との偏差がゼロになっているため、モータの急加速が生じないようにできる。
本発明に係る物品移載装置の更に別の特徴構成は、前記駆動制御部は、前記第2制御を開始してからの経過時間が設定期間になると、前記第2制御の前記終了条件が満たされたと判定する点にある。
上記特徴構成によれば、第2制御は設定期間だけ行われる。つまり、その設定期間中は第2制御によってモータの実際の回転速度の大きな増減、又は、増加が抑制される。
本発明に係る物品移載装置の更に別の特徴構成は、前記駆動制御部は、前記第2制御として、前記実際の回転速度が第2目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第2目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う制御を行い、前記第2制御を行っている間、前記第2目標回転速度を、前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度と同じ速度に設定する点にある。
上記特徴構成によれば、外力付与条件が満たされることによりモータの回転速度の低下が引き起こされたとしても、第1制御に引き続いて行われる第2制御を行っている間は、第2目標回転速度が、外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度と同じ速度に設定される。つまり、モータの回転速度の低下が引き起こされたとしても、目標回転速度の増大は行わず、目標回転速度がそのまま維持されるため、目標回転速度の増大が行われた場合に比べて偏差は相対的に小さくなる。その結果、第2制御を行っている間はモータの実際の回転速度の大きな増減が抑制される。
本発明に係る物品移載装置の更に別の特徴構成は、前記駆動制御部は、前記当接部材が移動して物品との当接が予想される予想当接位置に基づいて設定されている目標位置に到達すると、前記外力付与条件が満たされたと判定する点にある。
当接部材が移動して物品との当接が予想される予想当接位置に基づいて設定されている目標位置に到達すると、当接部材と物品とが当接して、当接部材を動かしているモータには負荷が加わることになる。
そこで本特徴構成では、当接部材が移動して物品との当接が予想される予想当接位置に基づいて設定されている目標位置に到達すると、当接部材に対して、モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられるという外力付与条件が満たされたと判定できる。つまり、モータによって動かされている当接部材に対して、モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられたことを直接的に検出しなくても、当接部材の位置に基づいて、外力付与条件が満たされたか否かを判定できる。
本発明に係る物品移載装置の更に別の特徴構成は、前記駆動制御部は、前記モータのトルクが所定トルク以上になると、前記外力付与条件が満たされたと判定する点にある。
上記第1制御を行っているとき、モータが移動させている当接部材に加わる負荷が相対的に小さいとモータのトルクも相対的に小さくなり、当接部材に加わる負荷が相対的に大きいとモータのトルクも相対的に大きくなる。
そこで本特徴構成では、モータのトルクが所定トルク以上になると、即ち、当接部材に加わる負荷が相対的に大きくなると、モータによって動かされている当接部材に対して、モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられるという外力付与条件が満たされたと判定できる。つまり、モータによって動かされている当接部材に対して、モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられたことを直接的に検出しなくても、モータのトルクに基づいて、外力付与条件が満たされたか否かを判定できる。
本発明に係る物品移載装置の更に別の特徴構成は、前記物品は、上方に向けて開放された開口部を有する容器である点にある。
移載される物品を大きく加速又は減速させると、その物品(容器)に収容されている収容物が荷崩れを起こしたり、倒れたりする可能性がある。更に、収容物が物品の開口部から飛び出す可能性もある。
ところが本特徴構成では、外力付与条件が満たされることによりモータの回転速度の低下が引き起こされたときに、モータの実際の回転速度が大きく増減、又は、増加するような制御は行われない。その結果、物品の移動速度が安定するため、その物品に収容されている収容物が荷崩れを起こしたり、倒れたりすること、並びに、物品の開口部から飛び出すことなどが抑制される。
本発明に係る物品搬送設備の特徴構成は、上記物品移載装置を搭載し、走行経路を移動可能な物品搬送体と、物品を支持する物品支持部とを備え、前記物品搬送体は、前記走行経路内の所定部位で前記物品移載装置によって前記移載方向に沿って物品を移動させることで、前記物品支持部へ物品を渡すこと及び前記物品支持部から物品を受け取ることが可能に構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、物品搬送体から物品支持部へ物品を渡すために移載方向に沿って物品を移動させるとき、及び、物品搬送体が物品支持部から物品を受け取るために移載方向に沿って物品を移動させるとき、物品の移動速度が安定した状態で物品の移載を行うことができる。
本発明に係る物品搬送設備の別の特徴構成は、前記走行経路は、直線状に延伸して構成され、前記物品支持部は、前記走行経路に沿って直線状に配置され、前記物品搬送体の前記走行経路の延伸方向と、前記移載方向とが平面視で直交している点にある。
上記特徴構成によれば、物品搬送体は直線状に延伸した走行経路に沿って物品を搬送しながら、その走行経路に沿って配置される物品支持部との間で物品を移載できる。
物品移載装置が適用される物品搬送設備の斜視図である。 物品移載装置が搭載されている物品搬送体の斜視図である。 物品移載装置が搭載されている物品搬送体の斜視図である。 物品搬送体が物品を移載している状態を示す斜視図である。 物品移載装置の機能ブロック図である。 物品移載装置を用いて物品を移載する工程を説明する図である。 出退用モータの目標回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。 出退用モータの実際の回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。 出退用モータの目標回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。 出退用モータの実際の回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。 出退用モータの目標回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。 出退用モータの実際の回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。 物品支持部の棚板と走行レールとの間の段差を模式的に示す図である。 出退用モータの目標回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。 出退用モータの実際の回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。 物品移載装置が適用される別の物品搬送設備の斜視図である。
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態に係る物品移載装置について図面に基づいて説明する。
図1は、物品移載装置2Bが適用される物品搬送設備の斜視図である。図示するように、物品搬送設備は、物品を支持する物品支持部1と、走行経路を移動可能な物品搬送体2とを備える。物品搬送体2は、走行経路内の所定部位で物品移載装置2Bによって移載方向に沿って物品Wを移動させることで、物品支持部1へ物品Wを渡すこと及び物品支持部1から物品Wを受け取ることが可能に構成されている。
図1に示すように、物品支持部1は物品Wを保管するために用いられる。走行経路としての走行レール8は、両端部の間で、X方向に沿って直線状に延伸して構成される。物品支持部1は、走行レール8に沿って直線状に配置される。
本実施形態では、物品支持部1は、走行レール8に沿って、走行レール8を間に挟むようにY方向に間隔を開けた状態で一対設置されている。各物品支持部1には、上下方向に並ぶ状態で、物品Wが載置される棚板7が複数(本実施形態では6段)設けられている。走行レール8は、物品支持部1における棚板7の段数に応じて上下方向に複数(本実施形態では6経路)形成されている。走行レール8は、同じ段の一対の物品支持部1の夫々に支持されている。
尚、物品支持部1は、走行レール8の片側に一つだけ設けられていてもよい。
図1に示す例では、物品搬送設備は、中継コンベヤ3と、リフト装置4及び入出庫コンベヤ5も備えている。
中継コンベヤ3は、物品支持部1から物品Wを入出庫させるときに用いられる。中継コンベヤ3は、物品支持部1に物品Wを入庫させるときに用いる入庫用の中継コンベヤ3aと物品支持部1から物品Wを出庫させるときに用いる出庫用の中継コンベヤ3bとを有する。入庫用の中継コンベヤ3aと出庫用の中継コンベヤ3bとの一対の中継コンベヤ3は、Y方向に間隔を開けた状態で設けられており、物品支持部1における棚板7の段数に応じて上下方向に並ぶ状態で複数組(本実施形態では6組)設けられている。
リフト装置4は、入庫用のリフト装置4aと出庫用のリフト装置4bとを有する。入出庫コンベヤ5は、入庫用のコンベヤ5aと出庫用のコンベヤ5bとを有する。
このように構成された物品搬送設備において、入庫用のコンベヤ5aから入庫された物品Wは、入庫用のリフト装置4aにて複数の入庫用の中継コンベヤ3aに振り分けて搬送される。そして、入庫用の中継コンベヤ3aの物品Wは、同じ段に備えられている物品搬送体2にて同じ段に備えられている棚板7上に搬送される。
棚板7上の物品Wは、その棚板7と同じ段に備えられている物品搬送体2にて同じ段に備えられている出庫用の中継コンベヤ3bに搬送される。そして、複数の出庫用の中継コンベヤ3bの物品Wは、出庫用のリフト装置4bにて出庫用のコンベヤ5bに搬送される。
次に、物品搬送体2について説明する。
図2及び図3は、物品移載装置2Bを搭載して、走行経路を移動可能な物品搬送体2の斜視図である。特に、図2では、カバー9を取り外した状態の物品搬送体2を示し、図3では、カバー9を取り付けた状態の物品搬送体2を示す。また、図4は、物品搬送体2が物品Wを移載している状態を示す斜視図である。
図2及び図3に示すように、物品搬送体2は、Y方向(移載方向)に沿って物品Wを移動させて物品Wを移載する物品移載装置2Bを備えている。つまり、本実施形態では、物品搬送体2の走行経路(走行レール8)の延伸方向(X方向)と、物品移載装置2Bによる物品Wの移載方向(Y方向)とが平面視で直交している。
物品搬送体2は、走行方向(X方向)に沿って走行する台車本体2Aを備え、その台車本体2Aに物品移載装置2Bが搭載される。つまり、走行レール8上で、物品搬送体2は往復移動できる。
物品搬送体2を構成する台車本体2Aは、走行経路を移動可能に構成されている。具体的に説明すると、台車本体2Aは、走行経路として予め設定された一対の走行レール8(図1参照)上を転動する一対の駆動車輪10と、一対の駆動車輪10を回転駆動させる走行用モータ11と、走行レール8上を転動する回転自在な一対の従動車輪12とを備える。一対の駆動車輪10は走行用駆動軸(図示せず)にて連動連結されている。そして、走行用モータ11の駆動により走行用駆動軸及び一対の駆動車輪10が回転駆動することで、台車本体2Aが走行経路をX方向に沿って往復走行できるようになっている。
本実施形態では、物品Wは、例えば直方体など、上方から見て矩形状になっている。尚、物品移載装置2Bは様々なタイプの物品Wを移載できる。例えば、図4に示すように、物品Wは、上方に向けて開放された開口部Waを有する容器であってもよい。図4には、物品Wを構成する容器に飲料ボトルなどが収容されている例を示している。或いは、物品Wは、図4のような開口部Waを有さない形状、即ち、閉じられた形状のものであってもよい。他にも、物品Wは、上述した中空の容器ではなく、中実のものでもよい。また、物品Wは、例えば、複数の荷が上下に積み重ねられること又はパレット上に荷が載置されることでそれらが一体として同時に搬送されるものや、複数の荷が搬送方向に沿って並べて配置されることでそれらが一体として同時に搬送されるものでもよい。更に、物品Wは上下に積み重ねられ且つ搬送方向に沿って並べられた複数の荷の集合体でもよい。
物品移載装置2Bは台車本体2Aに支持されている。物品移載装置2Bは、移載方向(Y方向)に沿って移動することで、物品Wに当接してその物品Wを移動させるフック(本発明の「当接部材」に対応)29aと、移載方向(Y方向)に沿ってフック29aを動かすための出退用モータ(本発明の「モータ」に対応)22を有する駆動機構と、駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備える。駆動制御部は、後述する制御部Cによって実現される。駆動機構は、移載方向(Y方向)に沿って移動することで、移載方向(Y方向)に沿ってフック29aを動かすための装置である。本実施形態では、駆動機構は、上述した、出退用モータ22と、出退用モータ22によって正逆双方向に回転駆動される出退用駆動軸25と、出退用駆動軸25の回転駆動に伴って駆動される歯付きベルト26と、歯付きベルト26の回転に伴ってY方向に沿って出退するスライド装置15とを有して構成される。加えて、本実施形態の物品移載装置2Bは、物品Wを下方から支持する物品支持台14を備える。
具体的に説明すると、物品移載装置2Bは、Y方向に間隔を開けた状態で設けられる一対のスライド装置15(15a,15b)を備える。加えて、物品移載装置2Bは、一対のスライド装置15の間に位置するようにY方向に並ぶ状態で設けられる一対の物品支持台14(14a,14b)を備える。そして、一対のスライド装置15をY方向に沿って移動させる出退動作や、一対のスライド装置15の間隔を変化させる動作などを行うことができる。つまり、一対のスライド装置15の間隔を物品Wの幅に合わせて変化させることで、一対のスライド装置15の間に物品Wを挟むことができる。また、一対のスライド装置15の間に物品Wを挟んだ状態で、一対のスライド装置15をY方向に沿って出退させること、即ち、棚板7に載置されている物品Wを台車本体2Aの方に向けて移載すること、及び、台車本体2Aで保持されている物品Wを棚板7の方に向けて移載することができる。
物品移載装置2Bは、一対のスライド装置15をY方向に沿って出退させる出退用モータ22と一対のスライド装置15の間隔を変更させるクランプ用モータ23とを備える。
以下に、一対のスライド装置15の出退動作を実現するための機構について説明する。
図3に示すように、一対のスライド装置15の夫々は、先端部材20と、先端部材20をY方向に沿ってスライド移動自在に支持する中継部材19と、中継部材19をY方向に沿ってスライド移動自在に支持する基部部材18と、基部部材18及び中継部材19及び先端部材20を連動させる連動部材21とを備えている。X方向でスライド装置15に対して物品支持台14が位置する側を内側とすると、中継部材19はX方向で基部部材18より内側に位置し、先端部材20はX方向で中継部材19より内側に位置するように、基部部材18と中継部材19と先端部材20とがX方向に並んで設けられている。
連動部材21は、一方のスライド装置15aにおいて、基部部材18及び中継部材19及び先端部材20を連動させる第1連動ベルト21aと、他方のスライド装置15bにおいて、基部部材18及び中継部材19及び先端部材20を連動させる第2連動ベルト21bとを備えて構成されている。この連動部材21の作用により、基部部材18に対して中継部材19がY方向に移動したときに、中継部材19に対して先端部材20も移動する。
一対のスライド装置15の夫々には、歯付きベルト26を備えた出退用ユニット24が設けられている。出退用ユニット24は、出退用駆動軸25の回転に伴って歯付きベルト26がその長手方向に沿って回転駆動する。歯付きベルト26には、中継部材19の下端に形成されたラック27が噛合している。
出退用モータ22にて出退用駆動軸25を回転駆動させることで、一対の出退用ユニット24の歯付きベルト26がその長手方向に沿って回転駆動し、この歯付きベルト26の回転によって中継部材19が基部部材18に対してY方向に移動する。そして、連動部材21の作用により先端部材20が中継部材19に対してY方向に移動することで、スライド装置15がY方向に沿って出退する。
このように、出退用モータ22は、中継部材19及び先端部材20をスライド移動させて一対のスライド装置15の夫々を台車本体2A側へY方向に引退させた引退状態(図2参照)と、一対のスライド装置15の夫々を台車本体2A側からY方向に突出させた突出状態(図3及び図4参照)とに切り換えるために利用される。この突出状態では、先端部材20の引退側の端部が基部部材18の突出側の端部より突出側に位置している。尚、図示は省略するが、台車本体2AのY方向に沿った両側にスライド装置15を突出させることができる。
また、スライド装置15aには回転ベルト28が連結されており、クランプ用モータ23の駆動により、回転ベルト28をその長手方向に回動させて、スライド装置15aをX方向に移動させることで、一対のスライド装置15の間隔を変更させることができる。
加えて、図3及び図4に示すように、先端部材20のY方向の両端部夫々には、フックユニット29が設けられている。フックユニット29には、Y方向に沿う軸心周りに揺動するフック29aと、このフック29aを回動させた当接姿勢(図3及び図4参照)と起立させた退避姿勢(図2参照)とに姿勢変更させるフック用モータ29bとが備えられている。本発明の当接部材としてのフック29aが当接姿勢にある状態でスライド装置15を出退させると、フック29aが物品Wに当接して、その当接した状態のままでスライド装置15の移動と共に物品Wを移動させることができる。
以上のようにして、クランプ用モータ23の駆動による一対のスライド装置15を物品Wの横幅に応じた間隔への変更、出退用モータ22の駆動による一対のスライド装置15の引退状態と突出状態との切り換え、及び、フック用モータ29bの駆動によるフック29aの当接姿勢と退避姿勢との姿勢変更により、物品支持台14から棚板7や中継コンベヤ3への物品Wの移載や、棚板7や中継コンベヤ3から物品支持台14への物品Wの移載を行うことができる。
図5は、物品搬送体2の機能ブロック図である。上述したように、走行用モータ11及び出退用モータ22及びクランプ用モータ23及びフック用モータ29bの各動作を制御することで、物品搬送体2の動作が制御される。これら走行用モータ11及び出退用モータ22及びクランプ用モータ23及びフック用モータ29bの各動作は、物品搬送体2が備える制御部Cが制御する。加えて、制御部Cは駆動機構(出退用モータ22、出退用駆動軸25、歯付きベルト26、スライド装置15)の動作を制御する駆動制御部としても機能する。
次に、物品移載装置2Bの動作について説明する。
図6は、物品移載装置2Bを用いて物品Wを移載する工程を説明する図である。後述するように、物品移載装置2Bを用いて物品Wを移載するとき、制御部Cは、出退用モータ22の実際の回転速度が所定の目標回転速度に近付くように、出退用モータ22の実際の回転速度とその目標回転速度との偏差に応じた指令値を出退用モータ22に与える処理を継続的に行う。つまり、制御部Cは、出退用モータ22の実際の回転速度が目標回転速度よりも低速(偏差が正の値)であるときには出退用モータ22の回転速度を高速化するような指令値が与えられ、出退用モータ22の実際の回転速度が目標回転速度よりも高速(偏差が負の値)であるときには出退用モータ22の回転速度を低速化するような指令値が与えられる。目標回転速度は、後述する第1制御及び第2制御及び第3制御のそれぞれで各別に設定される。
図7は出退用モータ22の目標回転速度の時間的な変化を模式的に示す図であり、図8は出退用モータ22の実際の回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。図7及び図8に示す例では、フック29aを物品Wに当接させる前段階及び当接させた直後に行われる第1制御では出退用モータ22の実際の回転速度を速度V1aにすることを目的とし、フック29aを物品Wに当接させた後の第3制御では出退用モータ22の実際の回転速度を速度V1bにすることを目的としている。第2制御は、第1制御と第3制御との間に行われる。尚、図8に示す出退用モータ22の実際の回転速度の変化は例示目的で記載したものであり、実際の速度変化を正確に記載したものではない。
この例において、図6に示すように、時刻t0ではスライド装置15は突出状態になっており、フック29aが物品WよりもY方向に沿って突出側の引退開始位置にある。そして、引退状態に向けて出退用モータ22が始動してフック29aが目標位置に到達するまでの間(即ち、時刻t0から時刻t2までの間)は、後述する第1制御で出退用モータ22の動作が制御される。目標位置は、フック29aが移動して物品Wとの当接が予想される予想当接位置に基づいて設定されている。例えば、物品Wの端面(当接予想位置)よりも所定距離だけ引退側(台車本体2A側)に目標位置が設定されている。従って、フック29aが目標位置に到達したとき、フック29aは物品Wに当接しているはずである。
図6及び図7に示す例では、フック29aが目標位置に到達するのは時刻t2のタイミングである。
このような条件下で、制御部Cは、出退用モータ22に対して、スライド装置15を引退状態へ移行させるための指令を与える。本実施形態で説明する例では、制御部Cは、出退用モータ22の特性等に基づいて、出退用モータ22の動作時間の関数である第1目標回転速度の速度変化パターンをメモリ(図示せず)などに予め記憶している。第1制御では、制御部Cは、時刻t0で出退用モータ22の動作を開始してから、出退用モータ22の実際の回転速度がその上限回転速度(V1a)に達するまでの期間では、出退用モータ22の現在の動作時間と上記速度変化パターンとに基づいて第1目標回転速度を決定する。そして、制御部Cは、出退用モータ22の実際の回転速度がその決定される第1目標回転速度に近付くように、実際の回転速度とその第1目標回転速度との偏差に応じた指令値を出退用モータ22に与える処理を継続的に行う第1制御を行う。図7に示す例では、第1目標回転速度が出退用モータ22の動作時間の変化に伴って増加している状態が示されている。その後、制御部Cは、出退用モータ22の実際の回転速度が予め設定されている第1制御の上限回転速度(V1a)になると、第1目標回転速度をその上限回転速度(V1a)で維持する。
この第1制御が行われることで、出退用モータ22の実際の回転速度は速度V1aになり、フック29aもそれに見合った速度で移動する。そして、フック29aが物品Wに対して近付き、時刻t1においてフック29aが物品Wに対して当接することになる。フック29aが物品Wに対して当接すると、物品Wの負荷がスライド装置15等を介して出退用モータ22に伝わり、出退用モータ22の回転速度の低下が引き起こされる。本実施形態では、制御部Cは、フック29aが移動して目標位置に到達すると、出退用モータ22によって動かされているフック29aに対して、出退用モータ22の回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされたと判定する。制御部Cは、例えば、出退用モータ22の回転状態をロータリーエンコーダなどを用いて監視しており、その回転状態に基づいて、フック29aの移動距離を知ることができる。そして、制御部Cは、フック29aの初期位置と、フック29aの初期位置からの移動距離とに基づいて、フック29aの現在位置(例えば、フック29aが目標位置に到達したこと等)を知ることができる。このように、出退用モータ22によって動かされているフック29aに対して、出退用モータ22の回転速度の低下を引き起こす外力が与えられたことを直接的に検出しなくても、フック29aの位置に基づいて、外力付与条件が満たされたか否かを判定できる。
制御部Cは、このような第1制御を行っているときに上記外力付与条件が満たされると、第1制御に引き続いて、出退用モータ22の実際の回転速度が外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を出退用モータ22に与える第2制御を行う。図7及び図8に示す例では、時刻t2から時刻t3の間で第2制御が一時的に行われる。例えば、制御部Cは、第2制御では、出退用モータ22の実際の回転速度が所定の第2目標回転速度に近付くように、出退用モータ22の実際の回転速度とその第2目標回転速度との偏差に応じた指令値を出退用モータ22に与える処理を継続的に行い、その第2制御を行っている間、第2目標回転速度を、外力付与条件が満たされた時点(時刻t2)での出退用モータ22の実際の回転速度(V2a)と同じ速度に設定する。つまり、フック29aが物品Wに対して当接して、物品Wの負荷が出退用モータ22に伝わることで、出退用モータ22の回転速度の低下が引き起こされたとしても(即ち、偏差が大きくなったとしても)、その低下したときの実際の回転速度が第2目標回転速度として出退用モータ22に与えられるので、出退用モータ22の実際の回転速度が外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度(V1a)以下になることが許容される。つまり、第2制御は、第2目標回転速度と出退用モータ22の実際の回転速度とが同じ状態、即ち、偏差がゼロの状態で開始される。そのため、第2制御を開始するときに出退用モータ22は急加速せず、フック29aと物品Wとは同じ速度で移動する。加えて、外力付与条件が満たされることにより出退用モータ22の回転速度が低下したとしても、第2制御では、偏差はゼロの状態から変化し始めるので、偏差が急激に増加することもない。その結果、第2制御を行っている間は出退用モータ22の実際の回転速度の大きな増減が抑制される。図7及び図8に示す例では、時刻t2から時刻t3の間で、出退用モータ22の実際の回転速度が低下したままの状態になっていることが示されている。
その後、制御部Cは、第2制御を行っているときに第2制御の終了条件が満たされると、第2制御に引き続いて、出退用モータ22の実際の回転速度が第3目標回転速度に近付くように、出退用モータ22の実際の回転速度とその第3目標回転速度との偏差に応じた指令値を出退用モータ22に与える処理を継続的に行う第3制御を行う。制御部Cは、本実施形態の第3制御において、上述した第1制御と同様の制御を行う。つまり、制御部Cは、第3制御を開始してからの出退用モータ22の動作時間と、メモリ(図示せず)などに予め記憶している速度変化パターンとに基づいて第3目標回転速度を決定する。尚、本実施形態で説明する例では、第3制御において、第3目標回転速度の上限値(V1b)が設定されている。
図7に示す例では、時刻t3以後、第3目標回転速度が出退用モータ22の動作時間の変化に伴って増加している状態が示されている。その後、制御部Cは、出退用モータ22の実際の回転速度が予め設定されている第3制御の上限回転速度(V1b)になると、第3目標回転速度をその上限回転速度(V1b)で維持する。図7及び図8に示す例では、時刻t4では、既に第3目標回転速度及び実際の出退用モータ22の回転速度がV1bになっている。
本実施形態では、制御部Cは、時刻t3に第2制御の終了条件が満たされたと判定する。例えば、制御部Cは、第2制御を開始してからの経過時間が設定期間になると、第2制御の終了条件が満たされたと判定する。つまり、第2制御は設定期間だけ一時的に行われ、その設定期間中は第2制御によって出退用モータ22の実際の回転速度の大きな増減が抑制される。そして、制御部Cは、時刻t2からその設定期間だけ経過して時刻t3になると、上述したように第2制御を終了して第3制御へと切り換える。
以上のように、制御部Cは、第1制御を行っているときに外力付与条件が満たされて、出退用モータ22の回転速度の低下が引き起こされると、第1制御に引き続いて、出退用モータ22の実際の回転速度が外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を出退用モータ22に与える第2制御を行う。つまり、外力付与条件が満たされることにより出退用モータ22の回転速度の低下が引き起こされたとしても、第1制御に引き続いて行われる第2制御を行っている間は、出退用モータ22には、外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度よりも高速で動作させるような指令は与えられない。その結果、第2制御を行っている間は出退用モータ22の実際の回転速度の大きな増減が抑制されるため、出退用モータ22の実際の回転速度の大きな増減が繰り返されると共に当接部材と物品との衝突及び離間が繰り返されるといった従来の問題の発生を抑制できる。また、物品Wの移動速度が安定した状態で物品Wを移載できるため、その物品Wに収容されている収容物が荷崩れを起こしたり、倒れたりすることが抑制される。加えて、物品Wが上方に向けて開放された開口部Waを有する容器であっても、その物品Wに収容されている収容物が物品Wの開口部Waから飛び出すことが抑制される。
加えて、図7及び図8に示した例では、第1制御によってフック29aが相対的に低速で物品Wに衝突するように移動させ、その後、第3制御によってフック29aが相対的に高速で物品Wと共に移動することで物品Wを移載するような制御を行っている。つまり、フック29aは物品Wに対して相対的に低速で当接するので、物品Wに加わる衝撃を小さくすることができる。加えて、フック29aが相対的に低速で物品Wに当接した後は、フック29aによって相対的に高速で物品Wを移載できる。
<第2実施形態>
第2実施形態は、第2制御の内容が上記実施形態と異なっている。以下に第2実施形態の物品移載装置及び物品搬送設備について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図9は出退用モータ22の目標回転速度の時間的な変化を模式的に示す図であり、図10は出退用モータ22の実際の回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。図9及び図10に示す例では、フック29aを物品Wに当接させる前段階及び当接させた直後に行われる第1制御では出退用モータ22の実際の回転速度を速度V1aにすることを目的とし、フック29aを物品Wに当接させた後の第3制御では出退用モータ22の実際の回転速度を速度V1bにすることを目的としている。尚、図10に示す出退用モータ22の実際の回転速度の変化は例示目的で記載したものであり、実際の速度変化を正確に記載したものではない。
制御部Cは、第1実施形態で説明したのと同様の第1制御を行っているときに上記外力付与条件が満たされると、第1制御に引き続いて、出退用モータ22の実際の回転速度が第2目標回転速度に近付くように、実際の回転速度と第2目標回転速度との偏差に応じた指令値を出退用モータ22に与える処理を継続的に行う第2制御を行う。図9及び図10に示す例では、時刻t2から時刻t3の間で第2制御が一時的に行われる。例えば、制御部Cは、第2制御を行っている間、第2目標回転速度をゼロに設定する。つまり、フック29aが物品Wに対して当接して、物品Wの負荷が出退用モータ22に伝わることで、出退用モータ22の回転速度の低下が引き起こされたとしても(即ち、偏差が大きくなったとしても)、第2制御が行われている間に出退用モータ22の実際の回転速度はゼロに近い値となる。具体的に説明すると、出退用モータ22の実際の回転速度が第2目標回転速度(ゼロ)よりも大きいため、偏差がゼロ以下(負の値)となり、実際の回転速度がさらに低下してゼロに近付く。その結果、第2制御を行っている間は出退用モータ22の実際の回転速度の増加が抑制される。図9及び図10に示す例でも、第2制御により、時刻t2から時刻t3の間で、出退用モータ22の回転速度の低下が引き起こされて、実際の回転速度がゼロに近づく状態になっていることが示されている。
<第3実施形態>
第3実施形態は、第2制御の内容が上記実施形態と異なっている。以下に第3実施形態の物品移載装置及び物品搬送設備について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図11は出退用モータ22の目標回転速度の時間的な変化を模式的に示す図であり、図12は出退用モータ22の実際の回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。図11及び図12に示すように、フック29aを物品Wに当接させる前段階に行われる第1制御では出退用モータ22の実際の回転速度を速度V1aにすることを目的とし、フック29aを物品Wに当接させた後の第3制御では出退用モータ22の実際の回転速度を速度V1bにすることを目的としている。尚、図12に示す出退用モータ22の実際の回転速度の変化は例示目的で記載したものであり、実際の速度変化を正確に記載したものではない。
制御部Cは、第1実施形態で説明したのと同様の第1制御を行っているときに上記外力付与条件が満たされると、第1制御に引き続いて、出退用モータ22の実際の回転速度が第2目標回転速度に近付くように、実際の回転速度と第2目標回転速度との偏差に応じた指令値を出退用モータ22に与える処理を継続的に行う第2制御を行う。図11及び図12に示す例では、時刻t2から時刻t3の間で第2制御が一時的に行われる。例えば、制御部Cは、第2制御を行っている間、第2目標回転速度を、外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度(V1a)と同じ速度に設定する。つまり、フック29aが物品Wに対して当接して、物品Wの負荷が出退用モータ22に伝わることで、出退用モータ22の回転速度の低下が引き起こされたとしても(即ち、偏差が大きくなったとしても)、第2制御を行っている間は、目標回転速度の増大は行わず、目標回転速度(V1a)がそのまま維持されるため、目標回転速度の増大が行われた場合に比べて偏差は相対的に小さくなる。そして、第2制御が行われている間の出退用モータ22の実際の回転速度は、外力付与条件が満たされた時点での出退用モータ22の実際の回転速度よりも大幅に高速になることはない。その結果、第2制御を行っている間は出退用モータ22の実際の回転速度の大きな増減が抑制される。図11及び図12に示す例でも、第2制御により、時刻t2から時刻t3の間で、実際の回転速度がV1cに近づく状態になっていることが示されている。
尚、出退用モータ22の実際の回転速度が低下するにつれて、出退用モータ22の実際の回転速度と第2目標回転速度との偏差も大きくなる。ところが、本実施形態では、制御部Cは、第2制御から第3制御への切り替えが行われることで、出退用モータ22がその偏差に応じて急加速することはない。
<第4実施形態>
出退用モータ22によって動かされているフック29aに対して、出退用モータ22の回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされるのは、図6〜図8に示した例に限定されない。例えば、フック29aによって移載されている物品Wが段差などに当たることで、フック29aに対して、出退用モータ22の回転速度の低下を引き起こす外力が与えられることもある。
図13は、物品支持部1の棚板7と走行レール8との段差dを模式的に示す図である。図示するように、物品支持部1の棚板7の端部には、走行レール8が装着されている。また、物品Wが載置される棚板7の上面と、走行レール8の上面との間には、物品Wの落下を防止するための段差dが存在する。つまり、棚板7に載置されている物品Wが、例えば物品搬送体2の走行に伴って発生する振動等により、意図せずに動いたとしても、物品Wが段差dに当接してその動きが止められるため、棚板7からの物品Wの落下が防止される。そのため、物品WがY方向に沿って棚板7から物品搬送体2の台車本体2Aの方に移動されると、物品Wの底部の角が走行レール8に衝突する(即ち、段差dに衝突する)ことになる。つまり、出退用モータ22によって動かされているフック29aに対して、出退用モータ22の回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる。
図14は出退用モータ22の目標回転速度の時間的な変化を模式的に示す図であり、図15は出退用モータ22の実際の回転速度の時間的な変化を模式的に示す図である。尚、図15に示す出退用モータ22の実際の回転速度の変化は例示目的で記載したものであり、実際の速度変化を正確に記載したものではない。上述したように、制御部Cは、出退用モータ22の回転状態をロータリーエンコーダなどを用いて監視しており、その回転状態に基づいて、フック29aの移動距離を知ることができる。そして、制御部Cは、フック29aの初期位置と、フック29aの初期位置からの移動距離と、物品WのY方向での長さとに基づいて、物品Wが段差dに衝突するときのフック29aの位置に到達したことを知ることができる。
この場合も、制御部Cは、出退用モータ22の実際の回転速度が所定の目標回転速度に近付くように、実際の回転速度とその目標回転速度との偏差に応じた指令値を出退用モータ22に与える処理を継続的に行う第1制御を行っているときに、出退用モータ22によって動かされているフック29aに対して、出退用モータ22の回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされると、第1制御に引き続いて、出退用モータ22の実際の回転速度が外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度(V1b)以下になることを許容する指令値を出退用モータ22に与える第2制御を行う。図14及び図15に示す例では、物品Wが段差dに対して近づき、時刻t5において物品Wが段差dに対して衝突し、その後、制御部Cは、時刻t6において外力付与条件が満たされたと判定する。
制御部Cは、時刻t6から時刻t7の間で第2制御を一時的に行う。本実施形態の図14及び図15で説明する第2制御は、上記第1実施形態で説明した第2制御と同様であるが、それに代えて、第2実施形態又は第3実施形態で説明した第2制御を行ってもよい。
図14及び図15に示した第2制御の場合、制御部Cは、第2制御を行っている間、第2目標回転速度を、外力付与条件が満たされた時点での出退用モータ22の実際の回転速度(V2a)と同じ速度に設定する。つまり、物品Wが段差dに対して衝突して、物品Wの負荷が出退用モータ22に伝わることで、出退用モータ22の実際の回転速度が低下しても(即ち、偏差が大きくなったとしても)、その低下したときの実際の回転速度(V2a)が第2目標回転速度として出退用モータ22に与えられるので、出退用モータ22の実際の回転速度が外力付与条件が満たされた時点での第1目標回転速度(V1a)以下になることが許容される。その結果、第2制御が行われている間、出退用モータ22は急加速しないようになる。図14及び図15に示す例では、時刻t6から時刻t7の間で、出退用モータ22の実際の回転速度が低下したままの状態になっていることが示されている。
その後、制御部Cは、第2制御を行っているときに第2制御の終了条件が満たされると、第2制御に引き続いて、上記実施形態と同様に、出退用モータ22の実際の回転速度が第3目標回転速度に近付くように、出退用モータ22の実際の回転速度とその第3目標回転速度との偏差に応じた指令値を出退用モータ22に与える処理を継続的に行う第3制御を行う。制御部Cは、時刻t7に第2制御の終了条件が満たされたと判定する。例えば、上記実施形態と同様に、制御部Cは、第2制御を開始してからの経過時間が設定期間になると、第2制御の終了条件が満たされたと判定する。
また、図14及び図15に示した例では、第1制御によってフック29aを相対的に高速で移動させ、外力付与条件が満たされて第2制御を行った後、再びフック29aを相対的に高速で移動させるような制御を行っている。つまり、物品Wにフック29aが当接した状態で第1制御によって物品Wを相対的に高速(速度V1b)で移載している途中で外力付与条件が満たされたとしても、第2制御を行った後、再びフック29aが相対的に高速(速度V1b)で物品Wと共に移動することで物品Wを移載するような制御を行っている。
<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、物品移載装置2Bの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成については適宜変更可能である。
例えば、スライド装置15が先端部材20と中継部材19と基部部材18との3つの部材が連動するような構成である例を説明したが、スライド装置15が2つの部材(例えば、先端部材20及び基部部材18)によって構成されてもよい。
<2>
上記実施形態では、物品支持部が複数段の棚板7を用いて構成される例を説明したが、その棚板7の段数は適宜変更可能である。例えば、物品支持部が1段の棚板7で構成されていてもよい。
同様に、走行レール8についても、図示したような複数段の構造ではなく、1段のみの構造であってもよい。
上記実施形態では、走行レール8が直線状に延伸した構造である例を説明したが、走行レール8の構造は適宜変更可能である。例えば、走行レール8は屈曲した構造であってもよい。或いは、走行レール8はループ状の構造であってもよい。
また、複数の物品支持部1が、そのような直線状又は屈曲した又はループ状の走行レール8に沿って互いに離間して設置されてもよい。
<3>
本発明に係る物品移載装置が適用される物品搬送設備の構成は適宜変更可能である。
図16は、本発明に係る物品移載装置が適用される別の物品搬送設備の斜視図である。図16に示した物品搬送設備は、物品移載装置2Cを搭載し、走行経路42を移動可能な走行台車(物品搬送体)50と、物品Wを支持する物品支持部41とを備え、走行台車50は、走行経路42に設けられる走行レール45内の所定部位で物品移載装置2Cによって移載方向(Y方向)に沿って物品Wを移動させることで、物品支持部41へ物品を渡すこと及び物品支持部41から物品を受け取ることが可能に構成されている。加えて、この物品搬送設備では、物品移載装置2Cが走行台車50において昇降自在に構成されることで、物品移載装置2Cが水平方向及び上下方向へ移動可能になる構成となっている。この物品移載装置2Cは、上記実施形態で説明した物品移載装置2Bと同様の構成である。
具体的に説明すると、物品搬送設備は、物品Wの出し入れ方向が互いに対向するように間隔を隔てて設置した一対の物品支持部41と、それらの物品支持部41同士の間に形成された走行経路42を自動走行するスタッカークレーン43とを備える。各物品支持部41は、物品Wを収納可能な複数の収納部44を縦横に複数並べた状態で備えている。走行経路42には、物品支持部41の長手方向(X方向)に沿って走行レール45が設置される。スタッカークレーン43の走行台車50は、走行レール45上を走行可能である。走行経路42の一端側には、一対の荷載置台48が走行レール45を挟む状態で設けられている。
本実施形態に係る物品移載装置2Cは、スタッカークレーン43に搭載されている。具体的に説明すると、スタッカークレーン43は、走行レール45に沿って走行自在な走行台車50と、走行台車50に立設された一対の昇降マスト53と、昇降マスト53によって昇降自在に支持される昇降台52と、その昇降台52上に設置される物品移載装置2Cとを備える。そして、スタッカークレーン43は、荷載置台48と収納部44と自己の物品移載装置2Cとの間で物品Wを移載する。
尚、図16に示したのとは別の構成の物品搬送設備により、物品移載装置を水平方向及び上下方向へ移動可能にさせることもできる。例えば、物品移載装置2Cを物品支持部41の長手方向(X方向)に沿って走行させる走行レールを設け、その走行レール及び物品移載装置2Cを一体で昇降させることで、物品移載装置2Cを水平方向及び上下方向へ移動可能にさせることもできる。
本発明に係る物品移載装置が適用される物品搬送設備には、更に別の構成の設備もある。
一例を挙げると、物品移載装置を搭載する物品搬送体が、例えば天井等の高所に設置された走行レール(走行経路)を移動するような物品搬送設備がある。この場合、物品搬送体は、走行レールの下方側をその走行レールによって案内されながら移動可能な走行体と、走行体から昇降自在に設けられる昇降体と、昇降体に設置される物品移載装置とを備える。そして、物品搬送体に搭載される物品移載装置が、走行レールに沿って設置される物品支持部との間で物品を移載する。
別の例では、物品搬送体の走行経路が、上述した走行レールによって定められていないような物品搬送設備がある。例えば、物品搬送体は、床に取り付けられたマグネットの列などに沿って走行できるタイプのものであってもよい。つまり、物品搬送体の走行経路は、マグネットの列によって定められる。或いは、物品搬送体が、上述したマグネットの列などによって案内されるのではなく、自身の現在位置を認識しながら、予めプログラムされた走行経路を自律走行するタイプのものであってもよい。そして、そのようにして走行する物品搬送体に搭載される物品移載装置が、走行経路に沿って設置される物品支持部との間で物品を移載する。
更に別の例では、物品移載装置を搭載する物品搬送体としての搬送車が、外部から倉庫へと搬入される物品及び倉庫から外部へと搬出される物品を仕分けるために利用されるような物品搬送設備がある。例えば、物品移載装置を搭載する物品搬送体としての搬送車が、物品を保管する倉庫から物品が出庫されるとき及び倉庫へ物品が入庫されるときに一時的に物品が載置される入出庫部と、外部から物品が搬入されるとき及び外部へ物品が搬出されるときに一時的に物品が載置される搬出入部との間での物品の搬送を行うことができる。この場合、入出庫部及び搬出入部が、本発明の物品支持部に対応する。
<4>
上記実施形態において、外力付与条件の内容を適宜変更可能である。
例えば、制御部Cが、出退用モータ22のトルクが所定トルク以上になると、外力付与条件が満たされたと判定するように構成してもよい。つまり、出退用モータ22の実際の回転速度が目標回転速度に近付くように、出退用モータ22の実際の回転速度とその目標回転速度との偏差に応じた指令値を出退用モータ22に与える処理を継続的に行う第1制御を行っているとき、出退用モータ22が移動させているフック29aに加わる負荷が相対的に小さいと出退用モータ22のトルクも相対的に小さくなり、フック29aに加わる負荷が相対的に大きくなると出退用モータ22のトルクも相対的に大きくなる。
従って、トルクセンサ(図示せず)を用いて出退用モータ22のトルクを監視することで、フック29aに対して、出退用モータ22の回転速度の低下を引き起こす外力が与えられることを検出できる。具体的には、出退用モータ22のトルクが所定トルク以上になると、即ち、フック29aに加わる負荷が相対的に大きくなると、出退用モータ22によって動かされているフック29aに対して、出退用モータ22の回転速度の低下を引き起こす外力が与えられるという外力付与条件が満たされたと判定できる。つまり、出退用モータ22によって動かされているフック29aに対して、出退用モータ22の回転速度の低下を引き起こす外力が与えられたことを直接的に検出しなくても、出退用モータ22のトルクに基づいて、外力付与条件が満たされたか否かを判定できる。
<5>
上記実施形態において、第2制御の終了条件は適宜変更可能である。
例えば、制御部Cは、第2制御を行っているときの出退用モータ22の実際の回転速度が設定速度になると、第2制御の終了条件が満たされたと判定するように構成してもよい。
上記設定速度としてどのような速度値を採用するのかは適宜変更可能である。
<6>
上記実施形態では、物品搬送設備が、物品支持部1及び物品搬送体2に加えて、中継コンベヤ3とリフト装置4と入出庫コンベヤ5とを備えている例を示したが、物品搬送設備の構成は適宜変更可能である。つまり、物品搬送設備は、物品支持部1及び物品搬送体2を備えていれば、他にどのような装置を備えていても構わない。
<7>
上記第4実施形態では、出退用モータ22の回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされる例として、フック29aによって移載されている物品Wが段差dに当たる場合を説明したが、フック29aによって移載されている物品Wが他の物体に当たることで外力付与条件が満たされることもある。例えば、フック29aによって移載されている物品Wが、上述した物品搬送設備の構成物(例えば、物品支持部1、中継コンベヤ3、荷載置台48、物品移載装置2B,2C自身の構成部品など)に接触することで外力付与条件が満たされることもある。
<8>
上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
1 :物品支持部
2,50 :物品搬送体
8,45 :走行レール(走行経路)
2B,2C :物品移載装置
15 :スライド装置(駆動機構)
22 :出退用モータ(モータ、駆動機構)
25 :出退用駆動軸(駆動機構)
26 :歯付きベルト(駆動機構)
29a :フック(当接部材)
C :制御部(駆動制御部)
W :物品
Wa :開口部
d :段差

Claims (13)

  1. 移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置であって、
    前記移載方向に沿って移動することで、物品に当接してその物品を移動させる当接部材と、
    前記移載方向に沿って前記当接部材を動かすためのモータを有する駆動機構と、
    前記駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備え、
    前記駆動制御部は、
    前記モータの実際の回転速度が第1目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第1目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第1制御を行っているときに、前記モータによって動かされている前記当接部材に対して、前記モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされると、
    前記第1制御に引き続いて、前記実際の回転速度が前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を前記モータに与える第2制御を行い、
    前記駆動制御部は、
    前記第2制御として、前記実際の回転速度が第2目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第2目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う制御を行い、
    前記第2制御を行っている間、前記第2目標回転速度を、前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度未満に設定する物品移載装置。
  2. 移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置であって、
    前記移載方向に沿って移動することで、物品に当接してその物品を移動させる当接部材と、
    前記移載方向に沿って前記当接部材を動かすためのモータを有する駆動機構と、
    前記駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備え、
    前記駆動制御部は、
    前記モータの実際の回転速度が第1目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第1目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第1制御を行っているときに、前記モータによって動かされている前記当接部材に対して、前記モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされると、
    前記第1制御に引き続いて、前記実際の回転速度が前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を前記モータに与える第2制御を行い、
    前記駆動制御部は、
    前記第2制御として、前記実際の回転速度が第2目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第2目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う制御を行い、
    前記第2制御を行っている間、前記第2目標回転速度を、前記外力付与条件が満たされた時点での前記実際の回転速度と同じ速度に設定する物品移載装置。
  3. 移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置であって、
    前記移載方向に沿って移動することで、物品に当接してその物品を移動させる当接部材と、
    前記移載方向に沿って前記当接部材を動かすためのモータを有する駆動機構と、
    前記駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備え、
    前記駆動制御部は、
    前記モータの実際の回転速度が第1目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第1目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第1制御を行っているときに、前記モータによって動かされている前記当接部材に対して、前記モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされると、
    前記第1制御に引き続いて、前記実際の回転速度が前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を前記モータに与える第2制御を行い、
    前記駆動制御部は、
    前記第2制御として、前記実際の回転速度が第2目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第2目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う制御を行い、
    前記第2制御を行っている間、前記第2目標回転速度をゼロに設定する物品移載装置。
  4. 前記駆動制御部は、前記第2制御を行っているときに前記第2制御の終了条件が満たされると、前記第2制御に引き続いて、前記実際の回転速度が第3目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第3目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第3制御を行う請求項1〜の何れか一項に記載の物品移載装置。
  5. 移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置であって、
    前記移載方向に沿って移動することで、物品に当接してその物品を移動させる当接部材と、
    前記移載方向に沿って前記当接部材を動かすためのモータを有する駆動機構と、
    前記駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備え、
    前記駆動制御部は、
    前記モータの実際の回転速度が第1目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第1目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第1制御を行っているときに、前記モータによって動かされている前記当接部材に対して、前記モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされると、
    前記第1制御に引き続いて、前記実際の回転速度が前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を前記モータに与える第2制御を行い、
    前記駆動制御部は、前記第2制御を行っているときに前記第2制御の終了条件が満たされると、前記第2制御に引き続いて、前記実際の回転速度が第3目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第3目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第3制御を行い、
    前記駆動制御部は、前記第2制御を行っているときの前記モータの前記実際の回転速度が設定速度になると、前記第2制御の前記終了条件が満たされたと判定する物品移載装置。
  6. 移載方向に沿って物品を移動させる物品移載装置であって、
    前記移載方向に沿って移動することで、物品に当接してその物品を移動させる当接部材と、
    前記移載方向に沿って前記当接部材を動かすためのモータを有する駆動機構と、
    前記駆動機構の動作を制御する駆動制御部とを備え、
    前記駆動制御部は、
    前記モータの実際の回転速度が第1目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第1目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第1制御を行っているときに、前記モータによって動かされている前記当接部材に対して、前記モータの回転速度の低下を引き起こす外力が与えられる外力付与条件が満たされると、
    前記第1制御に引き続いて、前記実際の回転速度が前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度以下になることを許容する指令値を前記モータに与える第2制御を行い、
    前記駆動制御部は、前記第2制御を行っているときに前記第2制御の終了条件が満たされると、前記第2制御に引き続いて、前記実際の回転速度が第3目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第3目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う第3制御を行い、
    前記駆動制御部は、前記第3制御を開始するときの前記第3目標回転速度を、前記第2制御の前記終了条件が満たされた時点での前記実際の回転速度と同じ速度に設定する物品移載装置。
  7. 前記駆動制御部は、前記第2制御を開始してからの経過時間が設定期間になると、前記第2制御の前記終了条件が満たされたと判定する請求項に記載の物品移載装置。
  8. 前記駆動制御部は、
    前記第2制御として、前記実際の回転速度が第2目標回転速度に近付くように、前記実際の回転速度と前記第2目標回転速度との偏差に応じた指令値を前記モータに与える処理を継続的に行う制御を行い、
    前記第2制御を行っている間、前記第2目標回転速度を、前記外力付与条件が満たされた時点での前記第1目標回転速度と同じ速度に設定する請求項5〜7の何れか一項に記載の物品移載装置。
  9. 前記駆動制御部は、前記当接部材が移動して物品との当接が予想される予想当接位置に基づいて設定されている目標位置に到達すると、前記外力付与条件が満たされたと判定する請求項1〜8の何れか一項に記載の物品移載装置。
  10. 前記駆動制御部は、前記モータのトルクが所定トルク以上になると、前記外力付与条件が満たされたと判定する請求項1〜9の何れか一項に記載の物品移載装置。
  11. 前記物品は、上方に向けて開放された開口部を有する容器である請求項1〜10の何れか一項に記載の物品移載装置。
  12. 請求項1〜11の何れか一項に記載の物品移載装置を搭載し、走行経路を移動可能な物品搬送体と、
    物品を支持する物品支持部とを備え、
    前記物品搬送体は、前記走行経路内の所定部位で前記物品移載装置によって前記移載方向に沿って物品を移動させることで、前記物品支持部へ物品を渡すこと及び前記物品支持部から物品を受け取ることが可能に構成されている物品搬送設備。
  13. 前記走行経路は、直線状に延伸して構成され、
    前記物品支持部は、前記走行経路に沿って直線状に配置され、
    前記物品搬送体の前記走行経路の延伸方向と、前記移載方向とが平面視で直交している請求項12に記載の物品搬送設備。
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