(57)【要約】【課題】作業性を落とすことなく確実にコンテナへの物品の投入を検知でき、更に誤投入の削減を図ったピッキングカートを提供する。【解決手段】夫々のコンテナ１に合わせて上部に設けた投入口８を夫々仕切って四方を囲んで形成し、物品の投入を検知する超音波センサを個々の投入口８に設けると共に、各投入口８の外側面に指示ランプ３とエラーランプ４を設けた。また、超音波センサを駆動すると共に超音波センサの受信波の変化から物品投入信号を作成するコントローラ５を設け、ピッキング端末２に指示ランプ３及びエラーランプ４の動作を制御させ、ピッキングした物品を投入すべきコンテナ１の指示ランプ３を点灯させ、物品投入信号を受けて誤投入したらエラーランプ４を点灯させた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピッキングした物品を収容するコンテナを複数載置可能で、載置された前記コンテナへ物品を投入する投入口は夫々仕切って四方を囲んで形成され、各投入口に物品投入を検知する投入検知手段を備えたピッキングカートであって、
前記投入検知手段が超音波の発信部と受信部を備えた一対の超音波センサであり、該超音波センサを各投入口に少なくとも１つ設けると共に、設置した超音波センサの受信波の変化から物品投入信号を作成する投入信号作成手段を備えて成ることを特徴とするピッキングカート。
【請求項２】
ピッキングした物品の投入コンテナを指示する投入コンテナ指示手段を各投入口に備えた請求項１記載のピッキングカート
【請求項３】
投入コンテナを間違えた場合、誤投入であることを作業者に報知する誤投入報知手段を各投入口に備えた請求項１又は２記載のピッキングカート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、倉庫や工場等で集荷指示を受けた物品を棚からピッキングして収容するためのピッキングカートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
倉庫や工場等の場内で、複数の集荷指示に対して物品を棚からピッキングして選択収集する所謂マルチオーダーピッキングや、集めた物品を仕分けする所謂種まき作業に使用されるピッキングカートとして、手に取った物品をバーコードスキャナ等で指示を受けたデータと照らし合わせて確認できるものがある。このようなピッキングカートは物品を収容するコンテナを複数有しているため、物品を投入する際に、投入すべきコンテナを間違える可能性があり、これを防止するために特許文献１〜特許文献３に示すような技術が提案されている。
特許文献１では、ピッキングカートの複数の物品投入口の個々に機械的な蓋を設けて蓋の開閉をセンサで検知するよう構成され、特許文献２では、各投入口に機械的なシャッターを設け、制御装置によってシャッターを開閉する構成を開示している。また、特許文献３では、各投入口に光センサを設けて投入された物品を検知する構成が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８７６０５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３５７１３号公報
【特許文献３】
特許第３３１２９７１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１の構成は作業者により開け閉めが成されるので作業性や効率が良くないし、特許文献２の構成はシャッターを開閉するため、消費電力が多く、ピッキングカートのようなバッテリー駆動の場合好ましくなかった。また、特許文献３の構成で使用している光センサは、投入口の一部エリアでの検知は良好にできるが、エリア全体を検知することは難しく、未検知エリア（死角）が発生しやすい。そのため、投入される物品の大きさによってはセンサが反応しない場合があった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、作業性を落とすことなく確実にコンテナへの物品の投入を検知でき、更に誤投入防止を図ったピッキングカートを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、ピッキングした物品を収容するコンテナを複数載置可能で、載置された前記コンテナへ物品を投入する投入口は夫々仕切って四方を囲んで形成され、各投入口に物品投入を検知する投入検知手段を備えたピッキングカートであって、前記投入検知手段が超音波の発信部と受信部を備えた一対の超音波センサであり、該超音波センサを各投入口に少なくとも１つ設けると共に、設置した超音波センサの受信波の変化から物品投入信号を作成する投入信号作成手段を備えて成ることを特徴とする。
このように構成することで、面で物品投入を検知させることができ、小さい物品であっても光センサに比べて確実に且つ広範囲で検知することが可能となるし、非接触で検知するので、投入口の構成の簡素化を図ることができる。
また、物品を投入する毎に作業者に蓋を開ける等の煩わしい思いをさせることがなく、投入口に覆いを設ける必要がないので、圧迫感がないし開閉のための時間ロスもなく作業性がよい。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、ピッキングした物品の投入コンテナを指示する投入コンテナ指示手段を各投入口に備えたことを特徴とする。
この構成により、作業者は投入すべきコンテナを視覚で確実に認識でき、誤投入防止に効果的である。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、投入コンテナを間違えた場合、誤投入であることを作業者に報知する誤投入報知手段を各投入口に備えたことを特徴とする。この構成により、作業者は誤投入したことを確実に認識できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るピッキングカートの一例を示す説明図であり、１は物品を収容するコンテナ、２はピッキングの処理を行うソフトウェアが入りピッキングの指示や物品の投入指示等を行うピッキング端末、３は投入コンテナ指示手段としての指示ランプ、４は誤投入報知手段としてのエラーランプ、５は後述する超音波センサの受信波からピッキング端末２へ送る物品検知信号を作成する投入信号作成手段としてのコントローラ、６はピッキング端末２やコントローラ等の電源であるバッテリーである。
指示ランプ３及びエラーランプ４は対を成して載置するコンテナ位置に合わせてカートの外側面に設置され、ピッキングカートは複数のコンテナ１，１，１を載置し、作業者が手動で移動するよう構成されている。
【０００９】
そして、図２のピッキングカートの部分図であるコンテナ部の斜視図に示すように、ピッキングカートの載置したコンテナ１の上部は開口形成され、物品をコンテナ１に投入する投入口８が個々のコンテナ１の位置に合わせて形成されている。夫々の投入口８は仕切って四方を囲んで形成され、夫々の投入口８には超音波センサ７が１対づつ取り付けられている。超音波センサ７は、送信用超音波センサ７ａと受信用超音波センサ７ｂから構成されている。
尚、夫々のコンテナ１の投入口８は使用形態によって上面を向いていても良いし、側面を向いていても良い。但し、夫々のコンテナ１に対して必ず仕切られている必要があり、図２に示すように内側に向かって１対或いは複数の超音波センサ７が取り付けられる。また、指示ランプ３及びエラーランプ４はピッキングカートの一方の側面に設けているが、左右の側面に設けると更に認識し易い。
【００１０】
ピッキングカート内の各機器は図３のブロック図に示すように接続されている。図３において１０はピッキングカートを示し、１１は個々のピッキングカートに集荷指示情報を送信する管理コンピュータを示している。コントローラ５のＩ／Ｏ１３は、ＵＳＢをバスインフラとして形成され、超音波センサ７の数と同数の投入センサ回路１５がＩ／Ｏ１３に接続されている。また、ＵＳＢハブ１４を有し、ピッキング端末２とバーコードリーダ１６がＵＳＢハブ１４に接続されている。
各コンテナ１の超音波センサ７は、投入センサ回路１５に夫々接続され、指示ランプ３、エラーランプ４はＩ／Ｏ１３に接続されている。また、管理コンピュータ１１とピッキング端末２とは無線通信により情報が伝達される。
尚、各機器の接続にはＵＳＢをバスインフラとしているが、ＲＳ２３２Ｃのようなシリアルやプリンタポートのようなパラレルポートを使用しても良い。
【００１１】
図４は投入センサ回路１５の回路ブロック図を示している。投入センサ回路１５は、送信部１５ａと受信部１５ｂとから構成され、送信部１５ａは４０ＫＨｚの発振回路１８と送信用超音波センサ７ａを駆動する増幅回路（パワーアンプ）１９を備え、連続して超音波を発生させる。
受信部１５ｂは、自動利得制御回路（ＡＧＣ）２０、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）から成るフィルタ回路２１、検波回路２２、ピークホールド回路２３、ヒステリシスコンパレータから成るコンパレータ回路２４、モノマルチバイブレータ回路２５を有し、送信用超音波センサ７ａが発信した超音波の反射を受信用超音波センサ７ｂが捉えたら、受信波信号は受信用超音波センサ７ｂ内に設けられたプリアンプ２６を経てＡＧＣ２０に出力される。
【００１２】
図５は物品をコンテナ１に投入する様子を示す説明図であり、２８は物品を示している。図示するように投入口８から物品２８が投入されたら、送信用超音波センサ７ａから発した超音波の反射波が変動する。この変動は、送信用超音波センサ７ａから超音波が直接物品に当たって反射するだけでなく、投入口８周囲に形成された壁８ａに反射して跳ね返ってくる間接的反射もあるので、超音波センサ７はその指向性が広くなくとも死角はほとんど発生しない、小さな物品でも検知することができる。
【００１３】
受信用超音波センサ７ｂからの信号を受けて、投入センサ回路１５は次のように動作する。投入センサ回路１５に入力された受信波信号は、ＡＧＣ２０にてレベル変動が押さえられ、フィルタ回路２１にてノイズが除去されて図６のＷ１に示すような波形を得る。そして、検波回路２２で整流されてピークホールド回路２３で波形の振幅のエンベロープが取り出され、図６のＷ２に示すような波形となる。次に、コンパレータ回路２４で、検知波形はデジタル信号に変換され図６のＷ３に示すようなパルス波形となり、モノマルチバイブレータ回路２５で安定化され、図６のＷ４に示すような波形が形成され、物品投入信号としてＩ／Ｏ１３に出力される。Ｗ３に示すパルス幅は物品の通過速度や大きさにより変化するので、モノマルチバイブレータ回路２５は最低限のパルス幅が得られるように加工し、波形を安定させるために設けられている。
【００１４】
尚、超音波センサは送信／受信を兼用させて検知信号を分離する構成としても良いし、投入センサ回路１５の送信部１５ａは個々の送信用超音波センサに対して設けられているが、１つで複数の送信用超音波センサを駆動しても良い。
また、使用する超音波の周波数は、超音波センサの特性に合わせて決めればよいが、高い周波数の超音波センサは指向性が鋭くなるので、面での検知がし難くなるため、この場合は１つの投入口に複数個の超音波センサを設けるのが望ましい。
また、送信用超音波センサ及び受信用超音波センサの指向性は、共に軸方向に対して上下左右対称の性能を持つものが多く、これをそのまま投入口に取り付けた場合、投入口面よりも手前と奥側に超音波が漏れてしまい、これが原因で必要以外の物体や作業者の手の動き等で誤検知してしまうので、理想的には投入口の面方向に指向性が広く、手前と奥側には指向性は鋭いものが良い。
このような問題を解決するために、指向性が非対称の超音波センサを使うのが好ましいが、そうでない場合は、指向性改善のためにホーンや音響レンズを使うかパラボラ反射で投入面の手前と奥側になるべく超音波が漏れないような手段を講じると良い。
【００１５】
図７はマルチオーダーピッキングカートにおけるピッキング端末２のピッキング処理フローの中の投入検知処理フロー部を示している。このフローを基に指示ランプ，エラーランプ等の動作を説明すると、まずピッキング端末２が管理コンピュータ１１から集荷指示を受信してオーダーが確定したら、ピッキング指示数比較用の処理カウントをゼロにセットして初期化し（Ｓ１）、ピッキング指示データを１つ読み込む（Ｓ２）。そして、Ｓ３でデータが読み込めたかチェックし、指示データがあればＳ５に進み、無ければピッキング終了と判断してＳ４に進み処理を終了する。Ｓ５では、ピッキングする物品と、何れのコンテナ１に投入するかを指示ランプ３を点灯して作業者に指示を出す。この指示を基に、作業者は物品を棚から取り出し、取り出した物品のバーコードをバーコードリーダ１６に読ませる。
【００１６】
バーコードリーダ１６が読みとったら（Ｓ６）、指示した物品と一致するかチェックし（Ｓ７）、指示した物品と一致したならばＳ９に進み、そうでなければＳ８に進む。Ｓ８ではピッキング端末２の画面等でエラー表示を出して作業者に間違いであることを報知し、再びＳ５の物品のピッキング指示に戻る。Ｓ９では、どのコンテナ１に物品が投入されたか投入センサ回路１５からの物品投入信号を読み取り、Ｓ１０で指定したコンテナ１であるかチェックし、そうであればＳ１２に進み、そうでなければＳ１１に進む。Ｓ１１ではエラーランプ４を点灯してエラー表示させ、作業者に対して間違いであることを報知し、Ｓ９の投入センサ回路１５の読み取りに戻る。
尚、投入コンテナの指示や誤投入報知は指示ランプ３やエラーランプ４に加えてピッキング端末の画面に表示させても良い。また、誤投入の報知は、各投入口にランプを設けなくとも良く、ピッキングカートに少なくとも１個設ければ報知できるし、ブザーを設けて音で報知しても良い。
【００１７】
Ｓ１２では処理カウントに１を加えてＳ１３に進み、処理カウントと指示数が一致するか、即ち指示数ピッキングしたかチェックする。一致しなければＳ５に戻ってピッキング指示に従い、指示数までピッキングを続ける。一致したならばＳ１に戻り次の物品のピッキング操作に入る。こうして、ピッキング処理の際の投入検知及び指示ランプ３やエラーランプ４による誤投入防止動作は行われる。
【００１８】
このように、物品の検知を、点や線で検知するのではなく面で検知する超音波センサにより物品投入を検知するので、光センサに比べて小さい物品を然も広範囲に検知することが可能であるし、非接触で検知するので、投入口の構成の簡素化を図ることができる。
また、物品を投入する毎に作業者に蓋を開ける等の煩わしい思いをさせることがなく、投入口に覆いを設ける必要がないので、圧迫感がないし開閉のための時間ロスもなく作業性がよい。
更に、投入コンテナ指示手段として指示ランプを投入口位置に設けたので、作業者は投入すべきコンテナを視覚で確実に認識でき、誤投入防止に効果的であるし、誤投入報知手段としてエラーランプを投入口位置に設けたので、作業者は誤投入したことを確実に認識できる。
【００１９】
また、上記超音波センサによる物品の検知は面で検知するので、例えば種まき式ピッキングでの入れ違い防止、組み立てラインでの取り違い防止等にも容易に応用できるし、カート式だけでなく、棚に設けた表示器を用いるデジタルピッキング方式においてもミスピッキングの検知に使用できる。
【００２０】
尚、指示ランプ及びエラーランプは使わずにピッキング端末の画面や音等の手段を使って作業者に認識させても良いが、少なくとも投入口に指示ランプを設けると、作業者はそのランプにより投入場所を認識し易く、誤投入防止に効果的である。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、超音波センサにより面で物品投入を検知するので、面で物品投入を検知させることができ、光センサに比べて小さい物品であっても確実に検知することが可能となるし、非接触で検知するので、投入口の構成の簡素化を図ることができる。
また、物品を投入する毎に作業者に蓋を開ける等の煩わしい思いをさせることがなく、投入口に覆いを設ける必要がないので、圧迫感がないし開閉のための時間ロスもなく作業性がよい。
更に、投入コンテナ指示手段を投入口位置に設けたので、作業者は投入すべきコンテナを視覚で確実に認識でき、誤投入防止に効果的であるし、誤投入報知手段を設けたので、作業者は誤投入したことを確実に認識できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るピッキングカートの一例を示す側面説明図である。
【図２】図１のコンテナ部の説明図である。
【図３】ピッキングカート内の各機器の接続を示すブロック図である。
【図４】投入センサ回路のブロック図である。
【図５】超音波センサが送信する超音波の反射を説明する説明図である。
【図６】投入センサの各ブロックでの受信波の変化を示す波形図である。
【図７】マルチオーダーカートピッキングにおけるピッキング処理フローの中の投入検知処理フロー部を示している。
【符号の説明】
１・・コンテナ、２・・ピッキング端末、３・・投入コンテナ指示手段としての指示ランプ、４・・誤投入報知手段としてのエラーランプ、５・・投入信号作成手段としてのコントローラ、７・・超音波センサ、７ａ・・送信用超音波センサ、７ｂ・・受信用超音波センサ、８・・投入口、１０・・ピッキングカート、２８・・物品。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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