JP7027164B2 - 自動化されたラック搬出装置 - Google Patents

Description

本開示は、概して、ラック棚上に格納される容器の搬出の分野における自動化に関する。

多くの異なる産業的業務は、棚ラックから容器を搬出することを必要とする。典型的に、物品を有する容器は、物品の更なる処理が行われることになる工場内の場所への輸送のために、車輪付きラック上に搬入される。各ラック棚は、単一の容器または複数の容器を支持し得る。例えば、ブロイラの孵化場業務において、卵は、典型的に、格納及び取り扱いのために、マルチピースフラットと呼ばれる各棚上の複数の容器に格納される。業務上、容器は、ラックから搬出され、工場施設における更なる下流処理のための、コンベヤ等の業務用機器に移動または輸送されなければならない。

これら及び他の業務において、棚間の距離は、典型的に小さく、かつ各容器内の物品と上の棚との間の最小限の間隙を残す。これらのラック上の棚の空間及び構成は、標準化されておらず、単一の施設での業務内でさえも、ラックによって異なり得る。これは、ラック搬出装置が、種々に構成されたラックから容器を効果的に取り出すことができなければならないため、自動化に対する課題をもたらす。

既知の自動化されたラック搬出システム及び装置は、容器の縁部を懸吊し、棚から引き出すことによって、ラックから容器を取り出す。この手法は、単一の容器が各棚上に格納されている場合に、実用的であるに過ぎない。複数の容器が各棚上に格納されている場合、棚上の各容器は、個々に懸吊され、取り出される必要があり、これは、各ラックを搬出するために必要とされる時間を増加させる。単一の動作において、各棚から複数の容器を同時に取り出すことが好ましいであろう。

マルチピース容器またはフラットのための他の既知の自動化されたラック搬出システムは、容器（複数を含む）の下に「スプーン」を挿入して、それによって、スプーン上に容器（複数を含む）を搬入する。スプーン及び容器（複数を含む）は、引き抜かれ、それによって、ラック棚を搬出する。これは、スプーンの前縁部が、その下に挿入可能であるように、容器（複数を含む）の底部と棚表面との間の接触点である、棚上の事前プログラムされた位置を参照し、かつそこに誘導されることを必要とする。この位置をプログラムすることは、ラック設計、棚ピッチ、及びフラット設計のばらつきを考えると、信頼性を欠く。

したがって、これらの目的を満たし、かつ現代の業務において、自動化された機器の要求される高い搬出処理速度を確実に維持することができる、自動化されたラック搬出装置に対する必要性が存在する。更に、関連する方法を提供することが望ましいであろう。

上及び他の必要性は、一態様に従って、自動化されたラック搬出装置を提供する、本開示の態様によって満たされる。該装置は、フレームと、フレームと動作可能に係合される搬送アセンブリと、を含む。搬送アセンブリは、ラック棚から搬出されることになる容器が位置するラック棚と整合するように、垂直方向に往復運動するように構成される。搬送アセンブリは、第１の端部と、第２の端部と、を有する。スプーンは、枢動点において、搬送アセンブリの第１の端部に枢動的に接続される。退縮可能な支持機構は、搬送アセンブリの第２の端部を支持するように構成される。退縮可能な支持機構は、枢動点を参照して、スプーンの前縁部を降下させ、それによって、スプーンを容器の下に挿入するために下方に傾斜させるように動作可能である。

別の態様は、ラック棚上に格納された容器を搬出する方法を提供する。該方法は、自動化されたラック搬出装置を、そこから搬出されることになる容器を有するラック棚に隣接して位置付けることを含む。該方法は、自動化されたラック搬出装置の搬送アセンブリを、ラック棚に近接して、垂直方向に位置付けることを更に含む。該方法は、スプーンの前縁部がラック棚に重なって位置付けられるように、搬送アセンブリのスプーンを延伸させることを更に含む。該方法は、ラック棚に係合するように、傾斜位置においてスプーンの前縁部を降下させることを更に含む。該方法は、ラック棚に沿って、かつ容器の下で摺動するように、スプーンを延伸させることを更に含む。該方法は、ラック棚から容器を取り出すように、スプーンを退縮させることを更に含む。

このため、本開示の種々の態様は、本明細書において詳述される利点を提供する。

このように一般的な用語で本開示の種々の実施形態を説明したが、ここで、必ずしも一定の縮尺で描画されていない、添付の図面を参照する。

装置の内部要素を示すために側壁が取り除かれている、本開示の一態様に従う、ラック搬出装置の斜視図である。 スプーン機構及び退縮可能な支持機構の詳細を例解する、図１に示される搬出搬送アセンブリの断面側面図である。 排出コンベヤ機構の詳細を例解する、図１に示される搬送アセンブリの断面側面図である。

ここで、本開示の種々の態様を、全てではないが一部の本開示の態様が示される、添付の図面を参照して、以降、より完全に説明する。実際、本開示は、多くの異なる形態において具現化され得、本明細書において記載される態様に限定されるとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの態様は、本開示が該当する法的要件を充足するように、提供される。同様の番号は、全体を通して同様の要素を指す。

本開示は、搬出されることになるラックに隣接して位置付けられるか、または位置することが可能な自動化されたラック搬出装置を開示する。該装置は、ラックから搬出されることになる容器が位置するラック棚と整合するように、垂直方向に往復運動する、搬送アセンブリを含み得る。搬送アセンブリ上のスプーンは、一方の端部において枢動的に接続され得、枢動点を参照して、スプーンの前縁部を降下させ、それによって、スプーンを容器の下に挿入するために下方に傾斜させるように動作可能である、退縮可能な支持機構によって、他方の端部において支持され得る。

以下の説明において使用される際、「容器」は、物品、品物、材料、または同様の物を格納または輸送するために使用される、任意のトレイ、フラット、蓋つき大箱、箱などを指す。該説明は、各棚上の単一の容器を指すが、同じ棚上の複数の容器が、本開示に従う自動化されたラック搬出装置によって、同時に取り出され得る。

本開示の一態様に従い、自動化されたラック搬出装置１が、図１に示される。装置１は、キャビネット２とともに垂直方向に上下に移動するように適合される、レール上に装着された搬送アセンブリ３を有する、箱様フレーム、またはキャビネット２を有する。例えば、キャビネット２内に装着され、搬送アセンブリ３と係合される、一軸レールタイプシステム等の、任意の好適な垂直方向位置付け機構を使用して、搬送アセンブリ３を位置付けてもよく、その位置付け機構は、サーボ駆動等の任意の好適なロボット制御システムによって制御される。キャビネット２は、図１に示されるように、全ての側面において開放されているか、またはドアアクセスが提供される場合は閉鎖されていてもよい。

搬送アセンブリ３は、搬送アセンブリ３内に装着され、第１のシーケンスにおいて、容器６の下に挿入するために、前方方向においてキャビネット２から摺動し、次いで、後方方向においてキャビネット２に摺動し戻って、それによって、ラックから容器６を回収するように適合される、スプーン９と呼ばれる、平坦な細長いシート様デバイスを有し得る。第２のシーケンスにおいて、ベルト排出機構は、コンベヤベルト等の隣接する表面上に容器６を配置するように、後方方向において、キャビネット２から容器６を放出し得る。上で説明される第１及び第２のシーケンス間に、搬送アセンブリ３は、キャビネット２の一方の側面上で搬出されている棚の高さ、及び他方の側面上の隣接するコンベヤ表面を調整するように、必要に応じて、垂直方向に移動する。単一のスプーン９が、以下の説明において参照されるが、２つ、３つ、またはそれ以上のスプーン９が、図１に示されるように、搬送アセンブリ３上で並べて配設されてもよい。例えば、垂直方向に離間した、他のスプーン構成が可能であり、この目的は、スループット、及び異なる棚構成を有するラックを収容するための柔軟性、及び工場プロセス要件の良好なバランスを提供することである。

スプーン９は、前方前縁部と、後方縁部における枢動取設具と、を有し得る。通常または開始位置において、スプーンは、水平方向位置にある。スプーンの前縁部は、枢動点を参照して、自由に下方に移動し得、一態様において、カム１０である、退縮可能な支持機構によって、下で支持される。カム１０は、スプーン９の前縁部を回転及び降下させて、スプーン９を下方に傾斜した位置に配向するか、またはスプーン９の前縁部を***させて、スプーン９を水平方向位置に戻すように、動作可能であり得る。通常、カム１０は、水平方向位置においてスプーン９を支持し得、このとき、スプーン９は、カム１０のノーズ１５上に支持される。カム１０の回転は、スプーン９の前縁部を降下させ得、スプーン９を下方に傾斜させる。カム１０は、細長い、または不規則的な形状の円板カムであってもよい。

一態様において、スプーンの前縁部を降下及び／または***させる退縮可能な支持機構は、カムであってもよい。直接空気シリンダ、ソレノイドレバー配設、または空気袋等の任意の他の好適な退縮可能なデバイスが、使用されてもよい。退縮可能な支持機構の目的及び機能は、スプーン９の前縁部に対する支持点をラック棚の頂部表面に移動させ、固定された外部参照としてラック棚表面を使用して、スプーン９の前縁部を、容器と棚表面との間の最適な挿入点に確実に誘導することである。結果として、スプーン９は、容器を搬入するように、容器の下に挿入され得る。

一部の例において、スプーン９はまた、好ましくは、スプーン９の枢動端部を、搬送アセンブリ３に取設される空気圧式ロッドレスシリンダ１１と係合させることによって、搬送アセンブリ３内に摺動可能に装着され得る。空気圧式ロッドレスシリンダは、内部ピストンに接続される外部搬送アセンブリを有し得、これらは両方とも、シリンダ内の空気圧に応答して、シリンダの長さに沿って、一緒に移動する。スプーン９は、ピンによって、ロッドレスシリンダ１１に枢動的に取設され得、ロッドレスシリンダ１１の起動に応答して、前方及び後方に摺動し得る。

図２に示されるように、スプーン９は、カム１０の回転中心１４の高さの上にある枢動または取設点１３において、例えば、ロッドレスシリンダ１１の搬送部材１２において、搬送アセンブリ３に、枢動的に装着され得る。取設点１３は、退縮可能な支持機構上の最も高い点と整合され得る。スプーン９が水平方向位置にあるとき、ノーズ１５、またはカム１０の最も高い点は、最大持ち上げ点において、スプーン９の前縁部を支持し得る。カム１０を回転させることは、スプーン９の下側との係合からノーズ１５を移動させ得、スプーン９は、カム１０の表面を下方に追従し、それによって、降下される。結果として、スプーン９は、カム１０が完全に延伸された位置から回転されるとき、カム１０が完全に延伸され、かつ下方に傾斜されるとき、平らまたは水平であり得る。

図３に示されるように、エンドレスベルトタイプの排出コンベヤ１６は、スプーン９に隣接して、搬送アセンブリ３上に長手方向に装着され得る。排出コンベヤ１６は、そこから延伸し、以下で更に説明されるように、スプーン９の端部から後方方向において容器６を押すように、容器６の縁部と係合するように位置付けられる、階段１７、またはパドルを有し得る。

動作中、ラック搬出プロセスは、ラック（図示せず）上の棚から容器６の取り出すことから開始し得る。最初に、搬送アセンブリ３は、スプーン９がラック棚の高さをわずかに上回るように、各棚において、キャビネット２内に、垂直方向に位置付けられ得る。次いで、スプーン９は、スプーン９の自由端部が棚の縁部に重なって位置付けられるように、外方に、ある距離分、延伸され得る。次いで、カム１０は、スプーン９を傾斜位置へと降下させるように回転され得、スプーン９の前縁部を、棚の表面と係合させ得る。スプーン９の前縁部の降下は、スプーン支持点を、退縮可能な支持機構から棚表面に移動させ得る。次いで、ロッドレスシリンダ１１が起動され、それによって、スプーン９を前方方向において外方に延伸させて、棚の表面に沿って、かつ容器６の下で摺動させ得る。スプーン９が棚に沿って摺動するにつれて、容器６は、棚から持ち上げられ、スプーン９によって支持され得る。ロッドレスシリンダ１１は、再度起動されて、スプーン９をキャビネット２内で後方方向において退縮させ得、それとともに容器６を持って来る。一度、スプーン９が退縮されると、カム１０は、カム１０のノーズ１５をスプーン９の下側と係合させ、スプーンを水平位置に***させるように回転し得、それによって、スプーン９及び容器６がキャビネット２内で平らになるように、スプーン支持を、退縮可能な支持機構の棚の表面から移動させる。

該プロセスの次のステップは、装置１から容器６を排出させることであり得る。一例において、容器６は、ラックとは反対側上のキャビネット２に隣接して位置する、受容コンベヤ（図示せず）上へ放出され得る。最初に、搬送アセンブリ３は、容器６が受容コンベヤの頂部表面に、またはそのすぐ上に位置付けられるように、受容コンベヤに隣接して垂直方向に位置付けられ得る。次いで、排出コンベヤ１６は、階段１７を容器６の前方縁部と接触させるように回転し得る。排出コンベヤ１６は、回転し続け得、それによって、容器６を、スプーン９から、後方方向においてキャビネット２の外へ、かつ受容コンベヤ上へ押す。該プロセスは、ラックが完全に搬出されるまで、反復されてもよい。

ほとんどのラック上の棚の密な空間は、装置１が、非常に狭い公差内で動作され得ることを意味する。棚上のスプーン９の自由端部の支持は、スプーン９が、確実に容器６の下を、棚の表面に沿って摺動し、かつ上の棚の下側の容器６の内容物を損傷することなく、ラックからそれを取り出すために辛うじて十分に高く容器６を持ち上げることを可能にし得る。

スプーン９は、任意に、スプーン９の自由端部において、端部クリップ、またはテールゲート（図示せず）が提供されてもよく、これは、平坦位置と直立位置との間を移動する。平坦位置にあるとき、テールゲートは、スプーン９と同じ平面において、スプーン９の自由端部から延伸し得る。直立位置にあるとき、テールゲートは、垂直方向に、スプーン９の平面に対して垂直に延伸し得る。動作中、テールゲートは、スプーン９が、容器６の下で、棚に完全に挿入されるまで、平坦位置に維持され得る。次いで、テールゲートは、スプーン９がキャビネット２から退縮される際、容器６がそれから外れて摺動することを防止するように、例えば、ケーブル機構によって、直立位置へと移動され得る。

本開示に従う装置１の使用は、操作者が、ラックの様々な異なる構成に対して、ラック搬出サイクルを事前プログラムすること、及び装置１が搬出動作を開始する前に、各タイプのラックを搬出するための適切なサイクルを単純に選択することを可能にし得る。スプーン９の自由に枢動する能力は、ラック搬出動作中の容器６の内容物への損傷を低減する、垂直方向の適合性を提供する。

本明細書において記載される本開示の多くの修正及び他の態様は、前述の説明及び関連する図面において提示される教示の利益を有する、本開示が属する当業者に、着想されるであろう。したがって、本開示が、開示される具体的な態様に限定されないということ、ならびに修正及び他の態様が、添付の請求項の範囲内に含まれることが意図されるということが、理解されるものとする。本明細書において、具体的な用語が採用されるが、それらは、一般的及び説明的意味において使用されるに過ぎず、限定目的ではない。

Claims (5)

1. 自動化されたラック搬出装置であって、
   フレームと、
   前記フレームと動作可能に係合され、かつ複数のラック棚から搬出されることになる複数の容器が位置する前記複数のラック棚と整合するように垂直方向に往復運動するように構成される、搬送アセンブリと、を備え、前記搬送アセンブリが、
   並んで位置決めされた一対のスプーンであって、各スプーンは前記ラック棚の１つに延伸することができるように前記搬送アセンブリ内に摺動可能に取り付けられ、各スプーンは第１の端部と第２の端部を有する、一対のスプーンと、
   一対の空気圧式ロッドレスシリンダであって、各空気圧式ロッドレスシリンダは各スプーンを延伸及び退縮させるために作動するようになっており、各空気圧式ロッドレスシリンダは、前記各スプーンの第１の端部が枢動点において枢動可能に取り付けられる搬送部材を有する、前記一対の空気圧式ロッドレスシリンダと、
   一対の退縮可能な支持機構であって、各退縮可能な支持機構が、前記枢動点から別の端部で前記各スプーンの前記第２の端部を支持するように構成され、前記各退縮可能な支持機構が、前記枢動点を参照して、前記各スプーンの前縁部を降下させ、それによって、前記スプーンを前記容器の１つの下に挿入するために下方に傾斜させるように動作可能である、前記一対の退縮可能な支持機構と、
   前記一対のスプーンの間に配置されたエンドレスタイプの排出コンベヤであって、前記排出コンベヤは、前記搬送アセンブリから各スプーン上の前記複数の容器を同時に取り出すようになっている、前記排出コンベヤと
   を備える、装置。
2. 前記一対の退縮可能な支持機構が、回転可能なカムである、請求項１に記載の装置。
3. 前記スプーンが、平坦な細長いシート様デバイスである、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記排出コンベヤが、前記容器に係合して、前記容器を前記スプーンから後方方向において押すように構成される階段を有する、請求項１に記載の装置。
5. 前記排出コンベヤが、前記階段が接続されるエンドレスベルトを備える、請求項４に記載の装置。

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