JP7494414B2 - 自動出荷装置 - Google Patents

Description

本発明は、物品物流における物品出荷システムに関し、特に、物品配送センターでの早期物品ピッキング出荷作業に用いることができる自動出荷装置に関する。

一般的に、物品物流保管倉庫においては、物品の出荷の際、多種多量の物品を効率よく入荷し又は保管した上でそれらの物品を出荷先別にカート台車又はラックなどの出荷容器に選別仕分けを行い、出荷容器を用いて出荷する。この仕分けの方法としては、予め物品を入荷保管させた物品棚から作業者が出荷先別に物品を選択して出荷用ラック又は出荷容器に収納しコンベヤラインなどに流して行くピッキング方式と、同じ物品をカート台車など移動できる台車に積載し、作業者がアソートフロア内を移動しながら出荷先別のカゴ台車や出荷容器に収納するアソート（種まき）方式がある。

つまりピッキング及びアソートとは出荷先別に物品（物品）を集品収納することである。このようにピッキング及びアソート作業は、例えばインターネット販売等において、注文から翌日配送又は即日配送などの顧客サービスに対応するためのものであり、物品出荷センターにおいては時間との戦いとなる所以である。このように多品種でおびただしい数・種類の物品を効率よく出荷先別にピッキング及びアソートするシステムについては様々な方法が開発されている。

ピッキング及びアソート作業は、物品に貼付されたバーコード等の識別表示をバーコードリーダ等の装置を用いて読み取り、表示された出荷先情報に従ってその出荷容器や出荷用ラックにその物品を収納する作業である。多品種の物品を出荷先別にピッキング及びアソートする作業は、作業者の手作業で行われる場合が多く、簡単な作業ではあるが単純継続作業であることから収納ミスも発生し易い。近年ではピッキング及びアソートミスを防止するための様々な技術開発がされており、下記に挙げるような参考文献によっても各種技術思想の提案がなされている。

例えば、特許文献１では、物品出荷容器のある棚開口（間口）の周囲に囲うように蛍光管を設置して点灯させることにより、物品の出荷先別の棚を作業者が間違えることなく収納できるようにした技術思想が開示されている。上記物品はすべてバーコード等で出荷先が設定されており、情報管理装置によって管理されているため、その物品の出荷先の容器開口の蛍光管だけを点灯させることができ、作業者はその点灯に従って物品を収納すればよい。また開口の前面には数量表示なども点灯表示しているため、収納する物品の数もその数量表示に従えばよい。

しかしこのようなシステムの場合、すべての収納容器に点灯するライト及び表示器等の設備の設置が必要であり、それらの設備はすべて物品入出庫管理システムと連動していなければならない。おびただしい種類の物品を的確に選択し顧客別の出荷容器に正確に収納することを要求される物品出荷配送センターにおいては、このようなシステムを導入することは必須でもあるが膨大な設備投資を伴うことは言うまでもない。

例えば、特許文献２では、装置組立作業支援の一手法として、作業順番に則り作業者が作業部品格納箱から取り出すべき部品の位置を、プロジェクタから投影される映像を介して指示する作業支援装置の技術思想が開示されている。映像による部品の指定及び映像を介した作業指示を行う作業支援方法は、作業者の単純ミスを回避するために有効である。

しかし特許文献２においては、その作業が的確に成されたか否かについての判断は、部品取り出しにおける作業者の手の動きによる遮光のみをセンサで感知する仕組みとなっており、その後の組立作業行為の的確性については言及がされていない。つまり、装置を組み立てる製造工程において一定の部品を正確に取り出すことに限定されており、組立作業行為自体の正確性を支援又は追求するものではない。

特許文献２に開示された技術思想における課題は、前述のように物品出荷配送センターにおけるおびただしい種類の物品の選択及びそれらの的確な配送容器への収納（ピッキング作業及びアソート作業）の的確性を支援するという本発明の課題とは異なるものと言える。

特開２０１２－２４０７６５号公報 特開２００８－２２２３８６号公報

近年では、大型自動倉庫による入庫出庫管理が主流となっており、物品の動きはすべてコンピュータシステムによってコントロールされている。この自動化された大型自動倉庫においては、入庫された物品はすべて単品として一つの物品トレイに載置され、すべての物品の個別ＩＤは収納された物品トレイの例えばバーコードのようなＩＤと紐付けされ管理される（以降、シンギュレーション化と称する。）。

このようにコンピュータ管理された大型自動倉庫においては、入庫された物品はすべて物品トレイのＩＤとして認識され、必要な物品を必要な時に自動機械により出庫させることができる。この自動倉庫からの出庫物品を顧客別に出荷容器に振り分け収納する効率的なピッキング又はアソートシステムの構築が望まれている。

以上のように、多品種多種類の物品を顧客である出荷先別に配送するための物流拠点におけるピッキング及びアソート作業においては、指定された物品を必要な数だけ的確に選択し、指定された出荷容器に正確に収納するというすべての作業行為に対して、単純ミスであるピッキングミス及びアソートミスを発生させることなく、作業者の負担を最小限にし、高速で、継続して作業をさせる支援技術が望まれている。

本発明は、こうした従来技術上の問題点を解決することを目的としたものであり、コンピュータ管理された大型自動倉庫において、一時入庫された多品種多数の物品を、顧客である出荷先別に、必要な時間に必要な数だけ的確に選択し、指定された出荷容器に正確に収納（ピッキング又はアソート）し、高速で出荷させることのできる経済効率も格段に高い入出庫完全自動の大型自動倉庫を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するため、本発明に係る自動出荷装置は、多数の物品を収容するとともに出荷に係る物品を自動的に出庫する自動倉庫と、出荷容器を自動製函して供給する出荷容器供給手段と、前記自動倉庫から出庫される出荷に係る物品を搬送する物品搬送手段と、を具備し、前記出荷容器供給手段からの出荷容器の供給に同期させて前記物品搬送手段から出荷に係る物品を搬送させ、かつ、前記出荷容器と前記出荷に係る物品とを任意の隣接位置において隣接して停止させることを特徴とする。

出荷容器供給手段は、例えば、出荷容器としての出荷箱をピッキング作業者に供給する出荷箱供給ラインである。物品搬送手段は、例えば、多数の物品を収容する自動倉庫から出庫される出荷に係る物品を物品トレイに載置してピッキング作業位置に搬送する物品出庫ラインである。

同様に本発明に係る自動出荷装置において、前記隣接位置は、前記出荷に係る物品を前記出荷容器に移動する位置であることを特徴とする。

すなわち、隣接位置は、ピッキング作業者が物品トレイに載置された物品をピッキングして、出荷箱に収納するピッキング作業位置である。

また本発明に係る自動出荷装置において、前記物品搬送手段は、前記出荷に係る物品が複数種類である場合には、各種類の物品を連続して前記隣接位置に搬送させ、前記出荷容器供給手段は、すべての種類の物品が前記出荷容器に移動されるまで前記出荷容器を前記隣接位置に停止させることを特徴とする。

つまり本発明に係る自動出荷装置は、例えば、物品搬送手段としての物品出庫ラインが１０種類の物品を種類ごとに１０個の物品トレイに載置して物品出庫ラインによってピッキング作業位置に搬送する場合には、出荷供給手段としての出荷箱供給ラインは、１０種類の物品が各物品トレイからピッキングされて出荷箱に収納されるまで出荷箱をピッキング作業位置に停止させる。

したがって、出荷に係る物品の種類が複数ある場合に、出荷箱はピッキング作業者の目前に留まり、次の物品トレイがピッキング作業者の目前に搬送されるためミスのしようがない。このように、本発明によれば、ピッキング作業者にとって最もやさしい作業になる。出荷に係る物品と紐づけされた物品トレイ及び出荷箱は、自動出荷装置によって１対１で連動し、かつ自動倉庫から出荷までの各々のライン上の位置はすべて自動的に制御されているため、出荷に係る物品及び出荷箱がピッキング作業者の目前において同期して提供される。

本発明に係る自動出荷装置において、前記物品搬送手段は、出荷に係る任意の種類の物品が複数個数である場合には、すべての個数の物品が前記出荷容器に移動されるまで前記任意の種類の物品を前記隣接位置に停止させることを特徴とする。

本発明に係る自動出荷装置は、前記出荷に係る物品の種類、各種類の個数を含む情報を表示する表示手段を前記隣接位置の近傍に更に配置することを特徴とする。この表示手段は、例えば、有線回線によって自動出荷装置に接続されたＬＣＤ等の表示装置、または無線回線によって自動出荷装置に接続された腕時計型のウェアラブル端末である。

したがって、ピッキング作業者は、表示された情報に従って、目前の出荷容器に物品トレイ内の物品をいくつピッキングして出荷箱に収納すべきかだけを注意すればよい。

作業者は指示通りのピッキング収納作業を終えたことを入出庫管理情報処理手段に情報入力することによって１のピッキング作業が終了し、その情報に基づいて作業者には次のピッキング作業のための物品トレイ及び出荷容器が供給されることになる。また、例えば複数種類の物品を出荷容器にピッキング収納する場合は、出荷容器のみ作業者の目前に留まることになる。

本発明に係る自動出荷装置は、前記隣接位置の近傍に操作手段を更に配置し、前記出荷容器供給手段は、前記出荷容器を前記隣接位置において停止した後に、前記操作手段が操作されたときは前記出荷容器を下流方向に供給することを特徴とする。

この操作手段は、例えば、完了ボタン等のスイッチ部で構成される。ピッキング作業者は、このスイッチ部の操作でピッキング作業完了を自動出荷装置に情報を入力する。完了の入力は、完了ボタンではなくタッチパネル又はフットスイッチ等のスイッチ部であってもよい。つまり自動出荷装置に対して何らかの方法で情報を入力できればよい。

本発明に係る自動出荷装置は、前記隣接位置の下流方向の任意の位置に、自動封函手段及び／または送り状貼付手段を更に具備することを特徴とする。

本発明に係る自動出荷装置においては、すべての出荷物品が収納された出荷容器は自動機械によって自動封緘され、自動出荷装置によってコントロールされた自動ラベル貼付機が出荷先・住所・出荷内容物等の必要事項を印刷し、その送り状を出荷容器に自動貼付することができる。

ただし、前述のように本発明に係る自動出荷装置の自動倉庫手段は、自動倉庫に限定せず、出荷物品を排出できるアソート機能であってもよいし、自動搬送車等の物品供給装置であってもよい。同様に、前述のように本発明に係る自動出荷装置のピッキング終了後の出荷容器は、必ず封緘出荷されるとは限らず、再び自動倉庫手段に戻っても本発明に係る技術思想に基づいて自動搬送されることには変わりがなく、これらはすべて本発明の技術思想に含まれることは言うまでもない。また、本発明に係る自動出荷装置のピッキング作業はもちろん作業者によらず自動移載機械によって対応することもできる。これによれば、物品出荷作業はすべて自動出荷装置によってコントロールされた完全自動出荷システムが構築されたことになる。

本発明の自動出荷装置は、前記隣接位置において、前記出荷に係る１つ以上の物品が載置された物品容器の重量を計測する第１重量計測手段と、前記出荷容器の重量を計測する第２重量計測手段と、を更に備え、前記第１重量計測手段によって計測された重量変化と前記第２重量計測手段によって計測された重量変化との差分の絶対値が所定の閾値未満である場合に、前記出荷に係る物品が前記出荷容器に移動されたと判別することを特徴とする。

したがって、ピッキング作業者は、出荷に係る物品の個数を意識する必要がないので、作業に集中することができる。

また、本発明の自動出荷装置は、前記隣接位置の近傍に配置されるロボットを更に備え、前記ロボットは、一方向に回転可能な回転手段と、前記回転手段において所定の角度をもって放射状に複数設けられて上下方向及び前記回転手段の中心から半径方向に移動可能なアームと、前記アームの先端に設けられて前記出荷に係る１つ以上の物品が載置された物品容器から前記出荷に係る物品を把持し、前記回転手段がほぼ前記所定の角度だけ回転した後に、当該把持した物品を前記出荷容器に収納する物品把持手段と、を含むことを特徴とする。

このロボットは、ピッキング作業者に代わって作業を行うピッキング作業ロボットである。例えば、回転手段としての回転シャフトにおいて、９０度の角度をもって放射状に設けられた４個のアームが上下方向及び半径方向に移動できるようになっている。アームの先端に設けられた物品把持手段としてのハンドが物品トレイの上に位置しているときには、アームが下降してハンドによって出荷に係る物品を物品トレイからピッキングできる。次に、アームが上昇して回転シャフトが一方向すなわち出荷箱の方向にほぼ９０度回転した後は、ハンドは出荷箱の上に位置するので、アームが再び下降してピッキングした物品を出荷箱に収納できる。

したがって、このロボットは、ピッキング作業者に代わって作業を行うことができる。また、ハンドが物品を出荷箱に収納したときは、次のアームが物品トレイの上に位置しているので、ピッキングのためにアームを逆回転される必要がなく、より迅速な作業が可能になる。

また、本発明の自動出荷装置において、シンギュレーション・ステーションは、内部の制御手段が以下の各手段を構成する。すなわち、トラック等の輸送手段から入庫された複数の物品を１つ１つ個片化する個片化手段と、その個片化手段によって個片化された各物品の種類をそのＩＤを読取って仕分けする物品仕分け手段と、その物品仕分け手段によって仕分けされた各物品を同一の種類の１つ以上の物品ごとに自動倉庫１１内に転送する物品転送手段と、を備える。したがって、従来の自動倉庫が行っていた個片化処理及び仕分け処理をシンギュレーション・ステーションが分担するので、自動倉庫の処理が軽減され、物品の出荷処理がより迅速になる。更に、シンギュレーション・ステーションによって個片化処理及び仕分け処理された物品の種類が出荷に係る物品である場合には、物品入庫ラインを直接物品出庫ラインに接続することで、物品の出荷処理がよりいっそう迅速になる。

以上のように、本発明に係る自動出荷装置は、自動倉庫内の物品の出荷作業を正確かつ安全で最も効率的な自動出荷システムとして実現することができる。

本発明によれば、多品種多種類の物品を顧客である出荷先別に配送するためのピッキング及びアソート作業において、指定された物品を必要な数だけ的確に選択し、指定された出荷容器に正確に収納するというすべての作業行為に対して、単純ミスであるピッキングミス及びアソートミス（収納ミス）を発生させることなく、高速で、継続して作業をさせることができる。また、本発明は、コンピュータ管理された大型自動倉庫において、一時的に入庫された多品種多数の物品を、顧客である出荷先別に、必要な時間に必要な数だけ的確に選択し、指定された出荷容器に正確に収納（ピッキング又はアソート）し、高速で出荷させることのできる経済効率も格段に高い入出庫完全自動の大型自動倉庫を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る自動出荷装置の全体イメージを示した概念図である。 第１実施形態に係る自動出荷装置の動作を説明するタイミングチャートである。 第１実施形態に係る自動出荷装置の作業イメージを示した斜視概念図である。 本発明の第２実施形態に係る自動出荷装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態における自動出荷装置の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態における自動出荷装置の動作を示す図５に続くフローチャートである。 図４の表示部に表示される数字及びイラストを示す図である。 本発明の第３実施形態における自動出荷装置の全体イメージを示した概念図である。 図８のロボットのアーム及びハンドの機構の一例を示す原理図である。 図８のロボットによって直方体の物品及び瓶状の物品をピックアップする様子を示す図である。 第３実施形態における自動出荷装置の構成を示すブロック図である。 第３実施形態におけるロボットの構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る自動出荷装置の全体イメージを示した概念図である。 図１３のシンギュレーション・ステーションの動作を示すフローチャートである。

以下、図１ないし図３を参照して本発明の第１実施形態について説明する。また、図４ないし図７を参照して本発明の第２実施形態を説明する。更に、図８ないし図１３を参照して本発明の第３実施形態について説明する。更にまた、図１３及び図１４を参照して本発明の第４実施形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。

図１は、本発明の第１実施形態に係る自動出荷装置１０の全体イメージを示した概念図である。同図に示すように、本実施形態に係る自動出荷装置１０は、自動倉庫（シャトルシステム）１１、物品出庫ライン１６、物品再入庫ライン２２、自動製函機１２、出荷箱入庫ライン１５、出荷箱供給ライン１７を具備して構成され、自動封緘機１３、送り状貼付機１４を併設してもよい。自動倉庫１１は、物品在庫保管、出荷箱一時保管等を行う。

図１に示す自動製函機１２は、顧客先へ物品を出荷させる出荷箱を例えばダンボールシートのような展開された形態から出荷箱形態に自動製函させる自動機械である。もちろん再利用可能なプラスチック製の組み立て式ラック箱であってもよい。自動製函機１２によって製函された出荷箱は、入庫物品と同様に出荷箱入庫ライン１５を経由して自動倉庫１１内に入庫され、物品の顧客先への出荷と同時に自動倉庫１１から出荷箱供給ライン１７を経由して自動出荷される。

図１に示す物品出庫ライン１６は、自動出荷装置１０の指示に従い、顧客への物品（商品）の出荷に合わせて出荷物品すなわち物品を物品トレイに載せて搬出させる。同一出荷先への物品が複数ある場合でも、自動出荷装置１０の指示に基づき、指定順番通りに物品を搬出させる。

物品再入庫ライン２２も、自動倉庫１１につながっており、自動出荷装置１０の指示に従い、ピッキング作業により物品トレイ２３から顧客への物品（物品）がピックアップされて、出荷箱１９への物品収納が終了すると、その物品トレイと共に残りの出荷物品を自動倉庫１１に再入庫させる。同一出荷先への物品が複数ある場合でも、自動出荷装置１０の指示に基づき、指定順番通りに残りの物品を物品トレイと共に自動倉庫に再入庫させる。なお、その物品トレイが空になった場合には、自動倉庫１１に再入庫されて、新たな出荷物品が載せられることになる。

本実施形態における上記の出庫・入庫の指示はすべて自動出荷装置１０の指示によって成されるため、出荷箱供給ライン１７を流れてピッキング作業者１８の前に供給された出荷箱は、自動倉庫１１から搬出された物品トレイ内の出荷物品とピッキング作業者１８の目前に同期して供給される。つまりコンベヤ（「第２コンベヤ」とする）の移動で自動倉庫１１より出荷箱出荷ライン１７を経由して搬出された出荷箱は、すでに顧客別出荷先情報と特定出荷物品と１対１で紐付けされている。例えば、自動製函機１２または自動倉庫１１内において、バーコード、ＱＲコード（登録商標）が印刷もしくは貼付され、またはＲＦＩＤタグが付設される。

よってピッキング作業者１８は、ピッキング作業位置にいるだけでよく、自動出荷装置１０の制御で第２コンベヤと同期して移動するコンベヤ（「第１コンベヤ」とする）によって、自分の目前に供給された物品トレイの中の物品を必要な数だけピックアップし、同様に自分の目前に供給された出荷箱に収納するだけでよい。ピッキング作業者１８は、出荷物品の個数のみを意識すればよく、出荷物品の種類及び出荷先を確認する必要がないので、ピッキング作業ミスは激減することになる。さらに、後述するように、検品の作業も不要となり、ピッキング作業者の作業効率も著しく向上することになる。

本実施形態に係る自動出荷装置１０におけるピッキング作業者１８は、例えば自分の目前に設置されたモニター又はディスプレイ装置等の表示部によって、目前の物品トレイ内の物品をいくつ目前の出荷箱にピッキングすべきかを知ることができる。表示部に表示された上記等の情報はすべて自動出荷装置１０によって指示された情報であり、出荷物品と出荷箱と表示情報はすべて同期しかつ情報として１対１で紐づけされている。同期の具体的な態様については後述する。

ピッキング作業者１８は、表示部に表示された個数の通りに物品（商品）をピックアップし出荷箱に収納した後、完了ボタン等のスイッチ部の操作でピッキング作業完了を自動出荷装置１０にその情報を入力する。完了の入力は、完了ボタンではなくタッチパネル又はフットスイッチ等のスイッチ部であってもよい。つまり自動出荷装置１０に対して何らかの方法で情報を入力できればよい。

図１においてピッキング作業はピッキング作業者１８によって作業されるが、このピッキング作業は、自動ピッキング機械（自動移載装置またはロボット）であってもよい。本発明に係る自動出荷装置における自動出荷装置１０に従う自動移載装置であれば、指示に従い物品位置を認識し、把持し、出荷箱に移載することができる。自動出荷装置については、後述する第２実施形態において更に説明する。

１つの物品（商品）のピッキング作業が終了した出荷物品は、出荷箱内に収納された状態で出荷ラインを経由して出荷されることになる。この時点で、出荷物品及び数量が正しいか否かの検品は、例えばウェイトチェッカ（ＷＣ）等の自動測定装置によって自動検品することもできる。例えば、ウェイトチェッカ１（ＷＣ１）が、ピッキング作業者１８の目前の物品出庫ライン１６にある場合は、その物品の入った物品トレイの重量を自動計測し、出荷すべき物品が指定された数量ピックアップされたことを重量の減量で確認することができる。

同様にウェイトチェッカ２（ＷＣ２）が、ピッキング作業者１８の目前の出荷ライン２１にある場合は、その物品の入った出荷箱の重量を自動計測し、出荷すべき物品が指定された数量収納されたことを重量の増加で確認することができる。これらのウェイトチェッカは自動出荷装置１０と連動しているため、出荷における検品確認をすることができると同時に前述のピッキング作業の完了確認を兼ねることもできる。重量の自動計測については後述の第２実施形態において詳細に説明する。

また、例えば上記ウェイトチェッカによる１物品のピッキング作業完了確認が終了するまで、ピッキング作業者１８の目前の物品出庫ライン１６又は物品再入庫ライン２２及び出荷ライン２１の上にある物品トレイならびに出荷箱の移動を停止させることもできる。物品トレイ及び出荷箱が停止したままであることによりピッキング作業者１８は、ピッキング作業がピッキング数量不足等の理由で正確に完了していないことを認識することができる。

図１に示すように本発明の第１実施形態に係る自動出荷装置１０は、ピッキング作業終了後の出荷ライン２１において、自動封緘機１３及び又は送り状ラベラ１４を敷設することができる。自動封緘機１３は、物品収納後の出荷箱の上口フラップ等を自動封緘する装置である。また送り状貼付機１４は、出荷物品の顧客宛先・内容物・送り状等の必要な記載を自動印刷した送り状を出荷箱に貼付又は添付する装置である。これらにより出荷箱の封緘及び送り状添付の人間による作業は不要となる。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る自動出荷装置においては、ピッキング作業は人間による作業者の移動を必要とせず、作業者の作業ミスを激減させる最も人にやさしい作業となり、出荷箱封緘作業も不要となる。つまりGoods To Parson for Pick and Pack たる所以である。

図２は、本実施形態に係る自動出荷装置１０の動作を説明するタイミングチャートである。同図の上半分に示す現状の物品出荷作業は、集品工程（ピッキング作業工程）においては、データ通信、物品ロケに移動（物品を物品ロケーションに移動すること）、物品目視確認、指示数量ピック（ピックアップ）、アソート間口確認（出荷用の容器の確認）、指示数量収納、表示器ボタンリセット（作業完了入力）、人手搬送コンベヤ収納（出荷へのライン収納）等の工程で成り立っている。同様に現状の出荷作業は、検品梱包工程においては、物品スキャン（物品の確認）、出荷箱へ収納（出荷先専用出荷箱や大箱への移載）、送り状貼付等の工程で成り立っている。

これに対して、同図の下半分に示す本実施形態に係る自動出荷装置による工程は、集品工程（ピッキング作業工程）においては、物品出荷箱自動供給、指示数量ピック（ピックアップ）、指示数量収納、完了ボタンリセット、物品出荷箱の自動搬送工程のみでよい。同様に、検品梱包工程においては、送り状自動貼付（出荷箱自動封緘を含む）のみでよい。

本実施形態に係る自動出荷装置１０による物品出荷工程は、作業工程が大幅に縮減される。集品作業及び整列収納などの作業や検品作業が不要となり、高い生産性が実現される。またウェイトチェッカ（ＷＣ）等の導入を前提とすれば、ピッキング収納精度は理論上１００％となり、高い出荷精度が実現できる。そして、人間の作業による梱包工程が不要となり、梱包レスが実現される。

図３は、本実施形態に係る自動出荷装置１０の作業イメージを示した斜視概念図である。同図に示すように、本実施形態に係る自動出荷装置１０の作業イメージは、ピッキング作業者１８の片側サイド（図３においては右上部）に大型の自動倉庫（自動倉庫１１を含む）があり、例えばひとりのピッキング作業者１８に対して物品出庫ライン１６及び物品再入庫ライン２２と、出荷箱供給ライン１７及び出荷ライン２１とが隣接した構成となっている。物品出庫ライン１６と物品再入庫ライン２２は、ピッキング作業者１８を挟んで１つのライン構成となり、出荷箱供給ライン１７と出荷ライン２１も同様にピッキング作業者１８を挟んで１つのライン構成となっている。

図３に示すように、ピッキング作業工程は複数並列に設置することができる。図３においては３人のピッキング作業者１８が３か所のピッキング作業工程が１つの自動倉庫１１に対して並列設置されている。ピッキング作業工程の並列数は、短時間に大量の物品を出荷させるために、自動倉庫１１の物品出庫スピードに応じて構成すればよい。

物品の入庫出庫管理情報システムによって、物品の出荷指示が成されると、その物品は決められた時間に自動倉庫１１から物品トレイに入ったまま出庫ラインをピッキング作業者１８の目前まで搬送される。それと同期して、予め自動製函機１２によって製函され自動倉庫に保管されていた出荷箱が出荷箱供給ライン１７を経てピッキング作業者１８の目前まで搬送される。

ピッキング作業者１８は、自分の目前の表示部（ディスプレイ）に表示された通りの数の物品を自分の目前の物品トレイからピックアップして自分の目前の出荷箱に収納し、その作業の完了を示す情報を目前のボタンを押すことによって入力する。目前にある物品を取り出し出荷箱に収納するだけの作業であるため、物品トレイ及び物品の確認も出荷箱の確認も不要であるため、ピッキング数量以外はミスのしようがない。

物品のピッキングが終了した出荷箱は自動で出荷ライン２１によって下流方向に搬送される。物品の出荷ミスの有無を最終検査するため、例えば、物品出庫ライン１６のピッキング作業終了後の物品トレイ２０の重量変化（物品数だけ減量）を自動測定して自動確認（検品）することができる（ウェイトチェッカ１）。同様にピッキング作業直後の出荷箱の重量変化（物品数だけ増量）を自動測定して自動確認（検品）することができる（ウェイトチェッカ２）。この詳細は第２実施形態において説明する。

あるいは、ピッキング作業者１８自身が重量計の上でピッキング作業を行い、ピッキング作業によるピッキング作業者１８の重量変化（体重増加）の積算値と、収納箱への収納作業によるピッキング作業者１８の重量変化（体重減少）の積算値との差分を自動測定して自動確認（検品）することもできる。

上記両検査が終了してミスがないことを確認するまで、物品再入庫ライン２２の物品トレイ２０は搬送されず停止し、同様に物品出荷ライン２１の出荷箱も搬送されずに停止する。つまり同時に作業者にピッキングミスか、又は作業終了ボタン押し忘れかの確認を促すことにもなる。物品の検品が確認されると物品再入庫ライン２２の物品トレイ２０は搬送され、同様に物品出荷ライン２１の出荷箱も搬送される。上記ラインは必要な物品トレイ及び出荷箱のある搬送位置で停止させることもできる。搬送物を停止させることは従来の技術において可能であるが、これは単なる停止ではなく上記目的を鑑みて本実施形態に係る自動出荷装置の技術思想に包含されることは言うまでもない。

図３においては割愛されているが、上記したように、物品出荷ライン２１で搬送される出荷箱は、そのライン上で、自動封緘機により封緘され、自動ラベラ（ラベル貼付機）によって出荷先詳細を記載された送り状が貼付される。これらはすべて物品の入庫出庫管理情報システムによって管理され指示される。作業者による人為的ミスが入り込む余地がない物品自動出荷システムであり、まさに作業者に優しい自動出荷装置１０（Goods To Parson for Pick and Pack）が提供されることになる。

以上のように、上記第１実施形態によれば、多数の物品を収容するとともに出荷に係る物品を自動的に出庫する自動倉庫１１と、出荷箱を自動製函して供給する出荷箱供給ライン１７と、自動倉庫１１から出庫される出荷に係る物品を搬送する物品出荷ライン１６と、を具備し、出荷箱供給ライン１７からの出荷箱の供給に同期させて物品出荷ライン１６から出荷に係る物品を搬送させ、かつ、出荷箱と出荷に係る物品とを任意の隣接位置において隣接して停止させる。

したがって、多品種多種類の物品を顧客である出荷先別に配送するためのピッキング及びアソート作業において、指定された物品を必要な数だけ的確に選択し、指定された出荷容器に正確に収納するというすべての作業行為に対して、単純ミスであるピッキングミス及びアソートミスを発生させることなく、高速で、継続して作業をさせることができる。

また、コンピュータ管理された大型自動倉庫において、一時入庫された多品種多数の物品を、顧客である出荷先別に、必要な時間に必要な数だけ的確に選択し、指定された出荷容器に正確に収納（ピッキング又はアソート）し、高速で出荷させることのできる経済効率も格段に高い入出庫完全自動の大型自動倉庫を提供することができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、この第２実施形態及び後述する第３実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号で表し、適宜それらを援用する。

図４は、自動出荷装置１０の構成を示すブロック図である。図４に示すように、本実施形態の自動出荷装置１０は、制御部１０１、出荷情報記憶部１０２、表示部１０３、センサ部１０４、スイッチ部１０５、第１コンベヤ駆動部１０６、及び第２コンベヤ駆動部１０７を備えている。

制御部１０１は、図には示していないが、制御プログラムを記憶しているＲＯＭ及び作業エリアであるＲＡＭを含み、制御プログラムに従って自動出荷装置１０全体を制御する。

出荷情報記憶部１０２は、物品在庫保管情報、物品の入庫情報、顧客の注文に基づく物品情報、物品の収納位置を示すロケーション情報、注文個数である個数情報、出荷先情報等を制御部１０１の指示に基づいて記憶しかつ更新するデータベースである。

表示部１０３は、図１に示した作業者１８が容易に認識できる位置に配置されて、制御部１０１の指示に基づいて、ピッキング作業に必要な画像、イラスト、文字等を表示する。

センサ部１０４は、自動出荷装置１０の各箇所に設けられている。例えば、各コンベヤ上のトレイの位置及び箱を測定する位置センサ、トレイ内の物品の重量を測定する重量センサ、及びその他のセンサで構成されている。

スイッチ部１０５は、ピッキング作業者１８が操作する完了ボタン、タッチパネル又はフットスイッチ等の総称である。

第１コンベヤ駆動部１０６は、物品出庫ライン１６の第１コンベヤを駆動する。また、第２コンベヤ駆動部１０７は、出荷箱供給ライン１７の第２コンベヤを駆動する。物品出庫ライン１６の第１コンベヤ及び出荷箱供給ライン１７の第２コンベヤは、制御部１０１の制御で第１コンベヤ駆動部１０６及び第２コンベヤ駆動部１０７の駆動により同期して移動する。

なお、出荷ライン２１や物品再入庫ライン２２のコンベヤも、第１コンベヤ駆動部１０６や第２コンベヤ駆動部１０７によって駆動されてもよいが、他のコンベヤ駆動部（図示せず）によって駆動されてもよい。これらの駆動については、本発明と直接関係しないので、その説明は省略する。

制御部１０１は、メインルーチン（図示せず）において、所定の初期化処理の後、物品の入庫情報を処理する入庫処理、顧客の注文情報を処理する注文処理、出荷情報記憶部１０２のデータを検索する検索処理、注文情報に応じて物品の出荷を行う出荷処理、その他の処理を繰り返す。

図５及び６は、本実施形態における自動出荷装置１０における制御部１０１の出荷処理の動作を示すフローチャートである。図５において、制御部１０１は、出荷箱（以下、「箱」という）を指定する変数ｎ及び物品トレイ（以下、「トレイ」という）を指定する変数ｍをともに１（初期値）にセットする（ステップＳ１０１）。そして、ｎ及びｍをインクリメントしながら、ステップＳ１０２からステップＳ１２１のステップを繰り返し実行する。

まず、変数で指定した箱（ｎ）及びトレイ（ｍ）は定位置すなわちピッキング作業が可能な位置であるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。定位置でない場合には（ステップＳ１０２：ＮＯ）、トレイ（ｍ）を搬送する第１コンベヤ及び箱（ｎ）を搬送する第２コンベヤを移動する（ステップＳ１０３）。この場合、第１コンベヤと第２コンベヤとは同期して移動する。

第１コンベヤ及び第２コンベヤの移動によって、箱（ｎ）及びトレイ（ｍ）が定位置に達したときは（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、ＲＡＭのレジスタの変数Ｗ１及びＷ２をともに０にクリアする（ステップＳ１０４）。このＷ１及びＷ２は、それぞれ定位置における箱（ｎ）及びトレイ（ｍ）の重量の変化値を積算するレジスタである。

次に、定位置にあるトレイ（ｍ）の重量を計測する（ステップＳ１０５）。例えば、第１コンベヤ（図１では物品出庫ライン１６のコンベヤ）において、トレイ（ｍ）（図１ではトレイ２３）の下側に配置された第１重量計測器（図示せず）によって計測する。

そして、重量変化があるか否かを判別する（ステップＳ１０６）。ピッキング作業者１８がトレイ（ｍ）の物品をピックアップすると、第１重量計測器の値はその物品の重量だけ減少する。第１コンベヤに配置されたこの第１重量計測器、及び後述する第２コンベヤに配置された第２重量計測器（図示せず）は、極めて精密な計測精度を持っており、１グラムの変化を検出することができる。

重量変化があったときは（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、レジスタＷ１にその変化量をストアする（ステップＳ１０７）。例えば、ピッキング作業者１８がトレイ（ｍ）から１個の消しゴムをピックアップしたとすると、約１０グラムの重量変化があり、レジスタＷ１の値（最初はゼロ）が約１０グラム増加する。

重量変化がない場合には（ステップＳ１０６；ＮＯ）、ステップＳ１０５の重量計測を継続する。所定時間が経過しても重量変化がない場合には、ピッキング作業者１８のピックアップ作業に異変があったと判断されるが、実際には極めて稀な現象であるので説明は省略する。

次に、定位置にある箱（ｎ）の重量を計測する（ステップＳ１０８）。例えば、第２コンベヤ（図１では出荷箱供給ライン１７のコンベヤ）において、箱（ｎ）（図１では箱１９）の下側に配置された第２重量計測器によって計測する。

そして、重量変化があるか否かを判別する（ステップＳ１０９）。ピッキング作業者１８がトレイ（ｍ）からピックアップした物品を箱（ｎ）に収容すると、重量計測器はその物品の重量だけ増加する。重量変化があったときは（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）、レジスタＷ２にその変化量をストアする（ステップＳ１１０）。例えば、ピッキング作業者１８がトレイ（ｍ）からピックアップした約１０グラムの１個の消しゴムを箱（ｎ）に収納すると、レジスタＷ２の値（最初はゼロ）が約１０グラム減少する。

重量変化がない場合には（ステップＳ１０９；ＮＯ）、ステップＳ１０８の重量計測を継続する。所定時間が経過しても重量変化がない場合には、ピッキング作業者１８のピックアップ作業に異変があったと判断されるが、実際には極めて稀な現象であるので説明は省略する。

次に、トレイ（ｍ）のピックアップが終了したか否かを判別する（ステップＳ１１１）。出荷すべき物品が複数の場合には、最後の物品がトレイ（ｍ）から箱（ｎ）に収容されたか否かを判別する。トレイ（ｍ）のピックアップが終了していない場合には（ステップＳ１１１；ＮＯ）、ステップＳ１０５に移行して、ステップＳ１１１までのステップを繰り返す。

トレイ（ｍ）のピックアップが終了した場合には（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）、トレイ（ｍ）は最後のトレイであるか否かを判別する（ステップＳ１１２）。すなわち、注文に係るすべての物品が出荷先の箱（ｎ）に収容されたか否かを判別する。

トレイ（ｍ）が最後のトレイでない場合には（ステップＳ１１２；ＮＯ）、変数ｍの値をインクリメントする（ステップＳ１１３）。すなわち、次のトレイを指定する。

そして、トレイの重量計測を中止する（ステップＳ１１４）。ピックアップが終了したばかりのトレイは、この時点ではまだ定位置にあるので、インクリメントしたｍで指定したトレイが定位置に達するまでは、重量測定ミスを回避するために重量計測を中止する必要があるからである。

したがって、ピックアップが終了したばかりのトレイを図１に示した物品再入庫ライン２２に送り出すために第１コンベヤを移動する（ステップＳ１１５）。そして、新たに指定したトレイ（ｍ）が定位置であるか否かを判別する（ステップＳ１１６）。定位置に達していない場合には（ステップＳ１１６；ＮＯ）、ステップＳ１１５において第１コンベヤの移動を継続する。

新たに指定したトレイ（ｍ）が定位置に達したときは（ステップＳ１１６；ＹＥＳ）、ステップＳ１０５に移行して、指定した最後のトレイ（ｍ）のピックアップ作業が終了するまで、各ステップを繰り返し実行する。

ピックアップが終了したトレイ（ｍ）が最後のトレイである場合には（ステップＳ１１２；ＹＥＳ）、図６に移行して、スイッチ部がオンされたか否かを判別する（ステップＳ１１７）。すなわち、ピックアップ作業者１８が完了ボタン、タッチパネル、またはフットスイッチ等をオンしたか否かを判別する。

スイッチ部がオンされた場合には（ステップＳ１１７；ＹＥＳ）、レジスタＷ１に積算してストアした値とレジスタＷ２に積算してストアした値との差分の絶対値が所定の閾値より小さいか否かを判別する（ステップＳ１１８）。すなわち、トレイからピックアップされた出荷予定の物品の総重量と出荷先の箱に収納された物品の総重量との差分の絶対値が、所定の閾値たとえば１グラムより小さいか否かを判別する。

この差分の絶対値が閾値より小さい場合には（ステップＳ１１８；ＹＥＳ）、出荷予定のすべての物品が出荷先の指定した箱（ｎ）に無事に収納されたことになる。この場合には、箱（ｎ）が最後の箱であるか否かを判別する（ステップＳ１１９）。すなわち、すべての出荷先に対して出荷予定のすべての物品の出荷が終了したか否かを判別する。

箱（ｎ）が最後の箱である場合には（ステップＳ１１９；ＹＥＳ）、メインルーチンに戻るが、箱（ｎ）が最後の箱でない場合には（ステップＳ１１９；ＮＯ）、次の出荷先の箱を指定してその箱に収納する１つ以上のトレイを指定するために、ｎの値をインクリメントし、ｍの値を１にセットして最初のトレイを指定する（ステップＳ１２０）。そして、第１及び第２コンベヤを移動して次の箱及びトレイの到着を待つ（ステップＳ１２１）。

トレイからピックアップされた出荷予定の物品の総重量と出荷先の箱に収納された物品の総重量との差分の絶対値が閾値以上である場合には（ステップＳ１１８；ＮＯ）、出荷予定の物品が不足しているか、または出荷予定でない物品が混入したことになるので、アラーム処理を行って（ステップＳ１２２）、メインルーチンに戻る。

ピックアップ作業者１８が完了ボタン、タッチパネル、またはフットスイッチ等のスイッチ部１０５をオンしていない場合には（ステップＳ１１７；ＮＯ）、所定時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ１２３）。ピックアップ作業者１８が完了ボタン等の操作を忘れている場合もあるので、猶予の時間を設けている。

この場合には、第１及び第２コンベヤが停止しているので、通常、ピックアップ作業者１８は操作忘れに気が付く。したがって、所定時間が経過していない場合には（ステップＳ１２３；ＮＯ）、ステップＳ１１７においてピックアップ作業者１８のオン操作を待つ。

しかし、所定時間が経過してもピックアップ作業者１８がオン操作をしない場合には（ステップＳ１２３；ＮＯ）、何らかの異変が発生したと判断して、アラーム処理を行って（ステップＳ１２２）、メインルーチンに戻る。

以上のように、本実施形態によれば、自動出荷装置は、隣接位置において、出荷に係る１つ以上の物品が載置された物品トレイの重量を計測する第１重量計測器と、出荷箱の重量を計測する第２重量計測器と、を更に備え、第１重量計測器によって計測された重量変化と第２重量計測器によって計測された重量変化との差分の絶対値が所定の閾値未満である場合に、出荷に係る物品が出荷容器に移動されたと判別する。

したがって、ピッキング作業者は、出荷に係る物品の個数を意識する必要がないので、作業に集中することができる。

次に、第２実施形態の変形例について説明する。この変形例においては、上記の制御部１０１、表示部１０３及び図示しない重量計測器によって出荷する物品をカウントして表示する。

重量計測器は、ピックアップ作業者１８が物品をトレイからピックアップして箱に収納するごとに、すなわち物品を出荷するごとに、第１コンベヤ及び第２コンベヤにおいてそれぞれ重量変化を計測する。制御部１０１は、その重量変化に基づいて物品の画像またはイラスト及びその個数を表示部１０３に表示するとともに、それぞれの重量変化をＲＡＭのレジスタにカウントして表示部１０３に表示する。

図７は、第２実施形態の変形例を表す表示部１０３を示す図である。トレイから３個の物品Ｇ（ｉ）を出荷する場合を例に採って説明する。ピックアップ作業者１８がそのトレイから物品を出荷する前は、図７（Ａ）に示すように、表示部１０３の画面には個数を示す数字「３」及びＧ（ｉ）を表す３つのイラストが表示されている。

ピックアップ作業者１８が１個の物品を出荷すると、図７（Ｂ）に示すように、数字が「２」に変化し、Ｇ（ｉ）を表すイラストが１つ消去される。ピックアップ作業者１８が更に１個の物品を出荷すると、図７（Ｃ）に示すように、数字が「１」に変化し、Ｇ（ｉ）を表すイラストが更に１つ消去される。ピックアップ作業者１８が更に１個の物品を出荷すると、図７（Ｄ）に示すように、数字が「ＯＫ」に変化し、残り１つのイラストが消去される。

したがって、ピックアップ作業者１８は、出荷した物品の数を記憶する必要がなくなるので、ピックアップ作業に集中することができるとともに、作業負担が軽減される。

この場合にも、ピッキング作業者は、出荷に係る物品の個数を意識する必要がないので、作業に集中することができる上、表示された数字及びイラストによって出荷の良否を確認することができる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。図８は、本発明の第３実施形態に係る自動出荷装置１０の全体イメージを示した概念図である。図１の自動出荷装置１０と異なる点は、ロボットがピッキング作業を行うことである。他の構成については、図１と同じであるので重複した説明は省略する。

図８において、ロボット３０は、回転可能な回転シャフト３１が４本のアーム３２を備えたマルチアームロボットである。図に示すように、各アーム３２は、９０度の角度で回転シャフト３１に取り付けられている。各アーム３２の先端には物品の把持機構であるハンド３３が取り付けられている。

回転シャフト３１は、図の矢印に示すように、一方向に回転しながらピッキング作業を行う。したがって、水平方向において、ある１つのアーム３２の角度をθとすると、他の３つのアーム３２の角度はそれぞれθ＋１／２π、θ＋π、θ＋３／２πになる。

図９は、アーム３２及びハンド３３の機構の一例を示す原理図である。本実施形態におけるアーム及びハンドの機構は、図９に限定されるものではなく、既知のあらゆる機構を採用できることに留意されたい。

図９（Ａ）において、回転シャフト３１から延びるアーム３２は、人間の腕の肩関節、肘関節、及び手首関節に相当する回転軸ｚ１、ｚ２、及びｚ３の回転に応じて回転シャフト３１の中心から半径方向及び上下方向に自在に移動することができる。ハンド３３も回転軸ｚ４の回転に応じて上下方向に移動可能である。更に、ヘッド３３とアーム３２との間に回転機構３４が設けられている。

図９（Ｂ）は、図９（Ａ）における回転機構３４のＸ線の断面図である。回転機構３４は、回転軸ｚ６の回転に応じてハンド３３を垂直方向に回転させる。

図９（Ｃ）は、図９（Ａ）においてＹ方向から見たハンド３３の側面図である。ハンド３３は、内部のモータ（図示せず）の回転に応じて、固定把持部３３ａと可動把持部３３ｂとの距離が変化する。すなわち、モンキースパナ（または、モンキーレンチ）の機構と原理的に同じである。また、固定把持部３３ａ及び可動把持部３３ｂにおいて、物品と接触する表面３３ｄは、ゴム等の弾性部材で構成されている。したがって、把持状態での滑りを防止できるとともに、物品に傷が付くのを防止できる。

更に、ハンド３３には、カメラ３３ｃが設けられている。カメラ３３ｃは、光学系を含む撮像素子の他にピックアップする物品の距離を計測するセンサ素子が設けられている。ハンド３３は、図９（Ａ）に示すように、回転軸ｚ５の回転によって水平方向に回転する。例えば、物品がトレイに対して斜めに載置されていても、カメラ３３ｃからの画像によって載置角度が検出できるので、回転軸ｚ５の回転によってハンド３３の角度を物品に合わせることができる。

ロボット３０は、回転シャフト３１の中心を原点とする極座標のデータ及びピックアップを開始するハンド３２の上下位置ｈのデータを自動出荷装置１０から受信する。任意のアーム３２は、図１の物品再入庫ライン２２と平行な角度を基準（ゼロ）とする角度をθとする。図８に示した点線の円内に各アームの角度θを示す。また、原点（回転シャフトの中心）からハンド３３の中心（または、カメラ３３ｃ）の位置までの距離をｒとする。したがって、自動出荷装置１０から受信するトレイ及び箱の位置データＰは、Ｐ（ｒ、θ、ｈ）で表される。

この場合において、図８に示すように、ピッキング作業の対象となるトレイ２３及び箱１９の角度θは、それぞれ０、１／２πである。また、回転シャフト３１の中心からの距離ｒは、ともにＤである。更に、トレイ及び箱の上下位置もあらかじめ規定されている。したがって、ピッキング及び収納の位置はトレイ及び箱の位置を基準とする微調整で済む。

トレイによって搬送される物品の形状は様々であり、かつ載置された状態も様々である。したがって、ハンド３３のカメラ３３ｃは、トレイ上の物品の形状が直方体、瓶状、球形その他であるかを検出し、かつその載置状態を検出する。ロボット３０は、カメラ３３ｃの検出に基づいてピッキング及び収納の位置を微調整する。

図１０は、直方体の物品Ｇ１及び瓶状の物品Ｇ２をピックアップする様子を示す図である。物品Ｇ１をピックアップする場合には、カメラ３３ｃは、物品Ｇ１の載置状態を検出する。ロボット３０は、その載置状態に合わせてハンド３３の回転軸ｚ５を調整する。次に、ロボット３０は、ハンド３３の固定把持部３３ａと可動把持部３３ｂとの間隔を調整する。そして、ロボット３０は、ハンド３３を下降させて物品Ｇ１を把持する。

図１０（Ａ）は、固定把持部３３ａと可動把持部３３ｂとによって物品Ｇ１を把持した状態を示している。次に、ロボット３０は、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示した回転機構３４の回転軸ｚ６を１８０度回転させる。図１０（Ｂ）は、回転後の状態を示している。この１８０度の回転によって、回転シャフト３１をθ＝０からθ＝１／２πに回転して物品Ｇ１を箱１９の上に移動する際の落下のリスクを少なくできる。

図１０（Ｃ）は、固定把持部３３ａと可動把持部３３ｂとによって物品Ｇ２を把持した状態を示している。次に、ロボット３０は、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示した回転機構３４の回転軸ｚ６を９０度回転させる。図１０（Ｄ）は、回転後の状態を示している。この９０度の回転によって、回転シャフト３１をθ＝０からθ＝１／２πに回転して物品Ｇ２を箱１９の上に移動する際の落下のリスクを少なくできる。

図１１は、第３実施形態における自動出荷装置１０の構成を示すブロック図である。図４に示した第２実施形態の構成要素と同じものは同一の符号で示すとともに重複した説明は省略し、図４と異なる点について説明する。

通信部１０８は、ロボット３０との間で各種の情報を有線回線または無線回線により送受信する。例えば、出荷に係る箱の数量すなわち出荷先情報、各箱に対するトレイの数量、各トレイにおける物品の数量の情報をロボット３０に送信し、ロボット３０から作業状況の情報を受信する。なお、ピッキング作業は、ロボット３０が行うので図４に示した表示部１０３は設けられていない。

図１２は、ロボット３０の構成を示すブロック図である。ロボット制御部３０１は、図には示していないが、制御プログラムを記憶しているＲＯＭ及び作業エリアであるＲＡＭを含み、制御プログラムに従ってロボット３０全体を制御する。

カメラ３３ｃは、上記したように、トレイ内の物品位置及び箱内の物品収納位置を撮像して特定する撮像素子３０４ならびにトレイ内の物品とハンド３３との距離及び箱内の収納面とハンド３３との距離を検出するセンサ素子３０５を備えている。

通信部３０３は、図１１に示した自動出荷装置１０の通信部１０８との間で、各種の情報を有線回線または無線回線により送受信する。例えば、自動出荷装置１０から出荷に係る箱の数量すなわち出荷先情報、各箱に対するトレイの数量、各トレイにおける物品の数量の情報を受信し、作業状況の情報を自動出荷装置１０に送信する。

機構部３０２は、図９に示した回転シャフト３１、アーム３２、ハンド３３のすべての機構であり、ロボット制御部３０１によって制御される。

第３実施形態における自動出荷装置１０の動作については、図５及び図６に示した第２実施形態における自動出荷装置１０の動作とほぼ同一である。ただし、第２実施形態の場合にはピッキング作業者１８が行っていた作業を第３実施形態ではロボット３０が行うので、図６のステップＳ１１７のスイッチオンの是非を判別する処理、及びステップＳ１２３の所定時間経過の是非を判別する処理は削除される。

以上のように、第３実施形態では、自動出荷装置は、隣接位置の近傍に配置されるロボット３０を更に備えている。ロボット３０は、一方向に回転可能な回転シャフト３１と、回転シャフト３１において９０度の角度をもって放射状に４本設けられ、上下方向及び半径方向に移動可能なアーム３２と、アーム３２の先端に設けられて出荷に係る１つ以上の物品が載置された物品トレイ２３から出荷に係る物品を把持し、回転シャフト３１がほぼ９０度の角度だけ回転した後に、その把持した物品を出荷箱１９に収納するハンド３３と、を含む。

したがって、このロボットは、ピッキング作業者に代わって作業を行うことができる。また、ハンドが物品を出荷箱に収納したときは、次のアームが物品トレイの上に位置しているので、ピッキングのためにアームを逆回転される必要がなく、より迅速な作業が可能になる。

次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、トラック等の輸送手段から入庫された複数の物品を１つ１つ個片化（シンギュレーション）してトレイに載置するシンギュレーション・ステーションを自動製函機１２の並びに設ける。

図１３は、本発明の第４実施形態に係る自動出荷装置の全体イメージを示した概念図である。図１３において、シンギュレーション・ステーション２４は、トラック等の輸送手段２５から降ろされた多種の物品を個片化（シンギュレーションまたは種まき）して、物品入庫ライン２６を介して、種類ごとにトレイに載置して自動倉庫１１に入庫する。

シンギュレーション・ステーション２４は、図には示さないが、輸送手段２５から降ろされた多種の物品のＩＤを読み取るバーコードリーダ、ＱＲコード（登録商標）リーダ、無線タグリーダ、その他のＩＤ読取り手段、自動倉庫１１との間で情報を送受信する通信手段、シンギュレーション・ステーション２４全体を制御するとともに、内部にプログラムＲＯＭ、及び作業エリアであるＲＡＭを含む制御手段、並びに各種コンベヤ等の搬送手段及びそれらの駆動手段を備える。

図１４は、シンギュレーション・ステーション２４の制御手段による入庫処理の動作を示すフローチャートである。制御手段は、メインルーチン（図示せず）から入庫処理に遷移すると、輸送手段２５から降ろされた多種の物品を指定する変数ｎを初期値である１にセットする（ステップＳ２０１）。そして、ｎの値をインクリメントしながら、以下の各ステップを実行する。

制御手段は、物品Ｇ（ｎ）を個片化（シンギュレーションまたは種まき）して（ステップＳ２０２）、その物品Ｇ（ｎ）のＩＤをＩＤ読取り手段によって読取る（ステップＳ２０３）。

次に、制御手段は、ＲＡＭ内のフラグＦ（ｎ）が「０（まだ個片化していない物品の種類）」であるか、または「１（すでに個片化した物品の種類」であるか否かを判別する（ステップＳ２０４）。

Ｆ（ｎ）が０である場合には（ステップＳ２０４；ＹＥＳ）、制御手段は、トレイを搬送し（ステップＳ２０５）、そのトレイに物品Ｇ（ｎ）を載置する（ステップＳ２０６）。次に、制御手段は、物品Ｇ（ｎ）を載置したトレイをシンギュレーション・ステーション２４内の空きロケーションに搬送して（ステップＳ２０７）、フラグＦ（ｎ）を１にセットする（ステップＳ２０８）。

一方、物品Ｇ（ｎ）がすでに個片化した物品の種類である場合には（ステップＳ２０４；ＮＯ）、制御手段は、物品Ｇ（ｎ）を先の物品がすでに収容されているロケーションに搬送して（ステップＳ２０９）、先に収容した物品のロケーションのトレイに載置する（ステップＳ２１０）。

ステップＳ２０８においてＦ（ｎ）をセットした後、またはステップＳ２１０において先に収容した物品と同じロケーションのトレイに物品Ｇ（ｎ）を載置した後は、制御手段は、物品Ｇ（ｎ）が最後の物品であるか否かを判別する（ステップＳ２１１）。

物品Ｇ（ｎ）が最後の物品でない場合には（ステップＳ２１１；ＮＯ）、制御手段は、変数ｎをインクリメントして（ステップＳ２１２）、ステップＳ２０２に移行して上記の各ステップを繰り返す。

物品Ｇ（ｎ）が最後の物品である場合には（ステップＳ２１１；ＹＥＳ）、制御手段は、シンギュレーション・ステーション２４内のすべてのトレイを図１３に示した物品入庫ライン２６を介して自動倉庫１１に搬送する（ステップＳ２１２）。次に、ＣＰＵは、すべてのフラグＦ（ｎ）を０にリセットして（ステップＳ２１３）、メインルーチンに戻る。

以上のように、本実施形態によれば、シンギュレーション・ステーション２４は、内部の制御手段が以下の各手段を構成する。すなわち、トラック等の輸送手段２５から入庫された複数の物品を１つ１つ個片化する個片化手段と、その個片化手段によって個片化された各物品の種類をそのＩＤを読取って仕分けする物品仕分け手段と、その物品仕分け手段によって仕分けされた各物品を同一の種類の１つ以上の物品ごとに自動倉庫１１内に転送する物品転送手段と、を備える。

したがって、従来の自動倉庫が行っていた個片化処理及び仕分け処理をシンギュレーション・ステーション２４が分担するので、自動倉庫１１の処理が軽減され、物品の出荷処理がより迅速になる。更に、シンギュレーション・ステーション２４によって個片化処理及び仕分け処理された物品の種類が出荷に係る物品である場合には、物品入庫ライン２６を直接物品出庫ライン１６に接続することで、物品の出荷処理がよりいっそう迅速になる。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。これらはすべて、本技術思想の一部である。

上述したように、本願に係る発明によれば、物品配送センター等の自動出荷倉庫における物品出荷の安全性と作業性を格段に向上させつつ、経済効率も格段に向上させることの可能な自動出荷システムが実現される。

さらに、このシステムによれば、たとえば製品製造工場においても多種多数の部品の自動出荷の作業性・経済性を向上させることもできる。したがって、本発明は、物流産業に限定されることなく、あらゆる製造用途に対しても利用・適用可能である。よって、本願は、物流業、製造業等の各種産業に対して大きな有益性をもたらすものである。

１０ 自動出荷装置（Goods To Parson for Pick and Pack ）
１１ 自動倉庫（自動立体倉庫：シャトルシステム）
１２ 自動製函機
１３ 自動封緘機
１４ 送り状貼付機
１５ 出荷箱入庫ライン
１６ 物品出庫ライン
１７ 出荷箱供給ライン
１８ ピッキング作業者
１９ 物品収納
２０ 物品トレイ
２１ 出荷ライン
２２ 物品再入庫ライン
２３ 物品ピックアップ
２４ シンギュレーション・ステーション
２５ トラック
２６ 物品入庫ライン
３０ ロボット
３１ 回転シャフト
３２ アーム
３３ ハンド
３３ａ 固定把持部
３３ｂ 可動把持部
３３ｃ カメラ
３４ 回転機構
１０１ 制御部
１０２ 出荷情報記憶部
１０３ 表示部
１０４ センサ部
１０５ スイッチ部
１０６ 第１コンベヤ駆動部
１０７ 第２コンベヤ駆動部
１０８、３０３ 通信部
３０１ ロボット制御部
３０２ 機構部
３０４ 撮像素子
３０５ センサ素子

Claims (10)

1. 物品を物品トレイに載せて保管する自動倉庫と、
   前記物品を前記物品トレイに載せて前記自動倉庫から出庫する物品出庫手段と、前記物品を前記自動倉庫に入庫する物品入庫手段と、前記物品出庫手段と前記物品入庫手段とが連結された入出庫連結搬送手段と、から構成される物品搬送手段と、
   前記物品を収納するための物品収納容器を自動製函する自動製函手段と、
   自動製函された前記物品収納容器を搬送して、前記入出庫連結搬送手段と隣接して所在し、前記物品と１対１で紐付けられる単一の物品収納容器に前記物品が前記物品トレイから移載されるために前記単一の物品収納容器が停止される位置である物品収納容器側定位置を備えた、前記物品収納容器を供給する物品収納容器供給手段と、
   を具備し、
   前記物品の中の出荷に係る出荷物品を載せた前記物品トレイに対し、前記物品搬送手段における前記物品が前記物品トレイから移載されるために単一の物品トレイが停止される位置であって前記物品収納容器側定位置と隣接する物品側定位置への搬送が指示されると共に、前記物品収納容器の中から選択される出荷容器に対し、前記出荷物品の物品情報のラベル化と前記自動製函手段への供給が指示され、製函された前記出荷容器が、前記物品出庫手段を経由した前記入出庫連結搬送手段の前記物品側定位置への前記出荷物品の搬送と同期して、前記物品収納容器供給手段の前記物品収納容器側定位置に搬送されることで互いに１対１で紐付けられる前記出荷容器と前記出荷物品を載せた前記物品トレイとが隣接して停止され、前記物品側定位置にある前記物品トレイに載せられた前記出荷物品が前記物品収納容器側定位置にある前記出荷容器に移載されて自動的に出荷されることを特徴とする自動出荷装置。
2. 前記物品搬送手段は、前記出荷物品の種類及び／又は数量が複数である場合には、前記種類の異なる前記出荷物品を連続して前記物品側定位置に搬送させ、前記物品収納容器供給手段は、前記種類及び／又は数量の異なる前記出荷物品が全て前記出荷容器に移載されるまで前記出荷容器を前記物品収納容器側定位置に停止させることを特徴とする請求項１に記載の自動出荷装置。
3. 前記出荷物品の少なくとも前記種類及び数量を含む情報を表示する表示手段を前記物品側定位置の近傍に更に配置することを特徴とする請求項２に記載の自動出荷装置。
4. 前記物品側定位置の近傍に操作手段を更に配置し、前記物品収納容器供給手段は、前記出荷容器を前記物品収納容器側定位置に停止した後、前記操作手段が実行されると、前記出荷容器を下流方向に搬出する機能を備えていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の自動出荷装置。
5. 前記物品収納容器側定位置の下流方向の所定の位置に、前記出荷物品を収納した前記出荷容器を搬送する出荷容器搬送手段、並びに、自動封函手段及び／または送り状貼付手段を更に具備することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の自動出荷装置。
6. 前記物品収納容器側定位置において、前記物品トレイに載せられた前記出荷物品が前記出荷容器に収納される前後の前記物品トレイの重量変化である物品トレイ重量変化を自動計測する第１重量計測手段と、前記入出庫連結搬送手段の前記物品側定位置において、前記出荷物品が収納される前後の前記出荷容器の重量変化である出荷容器重量変化を自動計測する第２重量計測手段と、を更に備え、前記第１重量計測手段によって計測された前記物品トレイ重量変化と前記第２重量計測手段によって計測された前記出荷容器重量変化との差分の絶対値と所定の閾値との照合により、前記出荷物品の前記出荷容器への移載完了を自動判別することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の自動出荷装置。
7. 前記出荷物品を前記出荷容器に移載する前後の作業者の重量変化を自動計測する第３重量計測手段を備え、前記第３重量計測手段によって計測された前記作業者の重量増加と重量減少との差分の絶対値と所定の閾値との照合により、前記出荷物品の前記出荷容器への移載完了を自動判別することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の自動出荷装置。
8. 前記物品側定位置の近傍に配置されるロボットを更に備え、
   前記ロボットは、
   一方向に水平面で回転可能な回転手段と、
   前記回転手段の中心から所定の中心角をもって放射状に複数設けられ、前記水平面の直角方向及び前記回転手段の中心から半径方向に移動可能であると共に、前記半径方向を中心軸として回動可能であるアームと、
   前記アームの先端に設けられて前記出荷物品を把持する物品把持手段と、
   を少なくとも備えていることを特徴とする請求項１に記載の自動出荷装置。
9. 前記自動倉庫内に入庫される前記物品を一つ一つに個片化する個片化手段と、
   個片化された前記物品を種別に分類する仕分け手段と、
   を含むシンギュレーション・ステーションが、前記自動倉庫内に内設されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の自動出荷装置。
10. 前記自動倉庫内に入庫される前記物品を一つ一つに個片化する個片化手段と、
    個片化された前記物品を種別に分類する仕分け手段と、
    仕分けされた前記物品を前記自動倉庫内に搬入する物品搬入手段と、
    を含むシンギュレーション・ステーションが、前記自動倉庫に連設されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の自動出荷装置。
    

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