(57)【要約】【課題】簡便な構成でラックでの荷崩れを検出可能な自動倉庫を提供する。【解決手段】個々に物品を収納可能な複数の収納部を縦横に連ねてなるラック２Ｒと、ラック２Ｒに物品を出し入れするためのスタッカクレーン１とを備え、スタッカクレーン１はラック２Ｒに沿って走行するとともに、物品を載置して上下動する昇降台１６を有しており、昇降台１６には、ラックの方向に前記物品の幅よりも広い間隔で光ビームを張って物体を検出する少なくとも２つの光センサが設けられている。【選択図】図３
2009179454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々に物品を収納可能な複数の収納部を縦横に連ねてなるラックと、
前記ラックに物品を出し入れするためのスタッカクレーンと
を備え、
前記スタッカクレーンは前記ラックに沿って走行するとともに、物品を載置して上下動する昇降台を有しており、
前記昇降台には、前記ラックの方向に前記物品の幅よりも広い間隔で光ビームを張って物体を検出する少なくとも２つの光センサが設けられている
ことを特徴とする自動倉庫。
【請求項２】
各収納部の前記スタッカクレーンに対して反対側端部には、物品の収納予定領域の幅の両外側に、前記光ビームを反射する複数の反射器が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動倉庫。
【請求項３】
さらに、前記昇降台を所望の収納部へ移動し、前記光センサによる検出結果を参照することによって、前記収納部での荷崩れの有無を判断する制御装置を備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動倉庫。
【請求項４】
前記制御装置は、前記所望の収納部から物品を取り出そうとするときに前記荷崩れの有無の判断を行い、荷崩れがあると判断された場合は物品の取り出しを禁止する
ことを特徴とする請求項３に記載の自動倉庫。
【請求項５】
前記制御装置は、前記昇降台を複数の収納部へ順次移動させながら前記光センサによる検出結果を参照することによって、それぞれの収納部での荷崩れの有無を順次判断する
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の自動倉庫。
【請求項６】
個々に物品を収納可能な複数の収納部を縦横に連ねてなるラックと、前記ラックに物品を出し入れするためのスタッカクレーンとを備える自動倉庫の制御方法であって、
前記スタッカクレーンは前記ラックに沿って走行するとともに、物品を載置して上下動する昇降台を有しており、
前記昇降台には、前記ラックに向かって前記物品の幅よりも広い間隔で光ビームを張るとともに、前記光ビームを検出する少なくとも２つの光センサが設けられており、
前記制御方法は、
前記昇降台を所望の収納部へ移動するステップと、
前記光センサによる検出結果を参照するステップと、
参照した検出結果から収納部での荷崩れの有無を判断するステップと
を含むことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動倉庫および自動倉庫の制御方法に関し、特に物品の取り出し動作の安全性を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、複数の収納部を縦横に連ねてなるラックに、スタッカクレーンにて物品を出し入れする自動倉庫が、広く実用に供されている。自動倉庫は、コンピュータ制御の下で無人運転されるため、荷崩れなどの異常状態を自動的に検出して動作を停止するといった適切な安全機能が要求される。
【０００３】
従来、自動倉庫において大小２種類の物品を扱うスタッカクレーンに関し、物品を載置して上下動するスタッカクレーンの昇降台に、旧来からある大型の物品の荷崩れを検出するセンサに加えて、小型の物品の荷崩れが起こったことを検出するセンサを設けることで、昇降台上で起こった大小いずれの物品の荷崩れも検出する技術が公知となっている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
このスタッカクレーンによれば、昇降台上で起こった大小いずれの物品の荷崩れに起因する事故も未然に防止できる。
【特許文献１】特開平７−１８７３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のスタッカクレーンによれば、ラックの収納部で起こっている荷崩れは検出できない。そのため、ラックの収納部での荷崩れによる事故を防止することができない。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、簡便な構成で収納部での荷崩れを検出可能な自動倉庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するため、本発明の自動倉庫は、個々に物品を収納可能な複数の収納部を縦横に連ねてなるラックと、前記ラックに物品を出し入れするためのスタッカクレーンとを備え、前記スタッカクレーンは前記ラックに沿って走行するとともに、物品を載置して上下動する昇降台を有しており、前記昇降台には、前記ラックの方向に前記物品の幅よりも広い間隔で光ビームを張って物体を検出する少なくとも２つの光センサが設けられている。
【０００８】
この構成によれば、物品が収納部の収納予定領域に適正に収納されている場合、前記光センサによって張られる光ビームは物品のわずかに両外側を通ることで、前記光センサは物体を検出せず、他方、物品が荷崩れを起こした場合には、前記光センサは、前記収納予定領域から逸脱した物品を検出するので、光センサの検出結果に応じて収納部での物品の荷崩れの有無が判断できる。つまり、光センサというきわめて簡素な構成だけで、収納部での物品の荷崩れが検出可能となる。
【０００９】
また、各収納部の前記スタッカクレーンに対して反対側端部には、物品の収納予定領域の幅の両外側に、前記光ビームを反射する複数の反射器が設けられていてもよい。
【００１０】
この構成によれば、光センサに回帰反射型の光電センサを用いる場合に好適である。
また、前記自動倉庫は、さらに、前記昇降台を所望の収納部へ移動し、前記光センサによる検出結果を参照することによって、前記収納部での荷崩れの有無を判断する制御装置を備えてもよい。また、前記制御装置は、前記所望の収納部から物品を取り出そうとするときに前記荷崩れの有無の判断を行い、荷崩れがあると判断された場合は物品の取り出しを禁止してもよい。
【００１１】
この構成によれば、物品の取り出し時に収納部での物品の荷崩れを検出して、自動倉庫を停止させるなどして、収納部での物品の荷崩れによって起こり得る事故を未然に防止できる。
【００１２】
また、前記制御装置は、前記昇降台を複数の収納部へ順次移動させながら前記光センサによる検出結果を参照することによって、それぞれの収納部での荷崩れの有無を順次判断してもよい。
【００１３】
この構成によれば、例えば地震の発生後などに、棚全体での物品の荷崩れを、機械的に、安全かつ迅速に判断することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、このような自動倉庫として実現できるだけでなく、自動倉庫の制御方法としても実現できる。
【発明の効果】
【００１５】
前記説明したように、本発明の自動倉庫によれば、スタッカクレーンの昇降台に、ラックの方向に前記物品の幅よりも広い間隔で光ビームを張って物体を検出する少なくとも２つの光センサを設けたので、光センサの検出結果に応じて収納部での物品の荷崩れの有無が判断できる。つまり、光センサというきわめて簡素な構成を付加するだけで、収納部での物品の荷崩れが検出可能な自動倉庫が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態における自動倉庫、およびその制御方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は、実施の形態における自動倉庫の構成の一例を示す斜視図である。図１の自動倉庫は、スタッカクレーン１、スタッカクレーン１の通路に沿って設けられたラック２、入出庫の際に物品が置かれるステーション３から構成される。ラック２には、物品を収納する複数の収納部が縦横に設けられる。
【００１８】
ラック２は、スタッカクレーン１の通路を挟んで反対側にも設けられてもよい。
図２は、スタッカクレーン１の構成の一例を示す模式図である。図２は、図１の自動倉庫の左側面図に対応する。ここでは、スタッカクレーン１の通路の両側にラック２が設けられるとし、必要に応じて、図面右側のラックをラック２Ｒと表記し、左側のラックをラック２Ｌと表記して区別する。
【００１９】
スタッカクレーン１は、下部台車１１と上部台車１２とをマスト１３で連結してなる躯体、昇降台１６、および制御装置２３を含んで構成される。
【００２０】
下部台車１１には、床面に敷設されたレール４を走行するための車輪１４、および車輪１４を駆動する走行モータ１５が取り付けられる。
【００２１】
マスト１３には、昇降台１６が昇降可能に取り付けられると共に、ウィンチモータ１７が取り付けられる。昇降台１６は、シーブ１８により案内されるワイヤロープ１９で懸吊され、ウィンチモータ１７の動作に応じてマスト１３を昇降する。
【００２２】
昇降台１６には、スライドフォーク２０が設けられる。スライドフォーク２０は、互いに復動可能に連結された複数のプレート２１、およびプレート２１を昇降台１６からラック２Ｒおよびラック２Ｌへ向かって出退させる移載モータ２２から構成される。最上層のプレート２１は、物品を載置する載置台として機能する。
【００２３】
制御装置２３は、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ装置、通信装置、および入出力装置などからなるコンピュータシステムであり、メモリ装置に記憶されている所定のプログラムをＣＰＵが実行することによって、通信装置を介して、走行モータ１５、ウィンチモータ１７、および移載モータ２２の動作を制御する。また、入出力装置を介して、動作状況をオペレータに通知し、動作指令をオペレータから受け付ける。
【００２４】
制御装置２３の制御下で、スタッカクレーン１は、ラック２Ｒおよびラック２Ｌの所望の収納部またはステーション３がある位置までレール４上を走行し、昇降台１６を昇降させ、スライドフォーク２０を出退させて物品を掬い取ることによって、昇降台１６と、ラック２Ｒならびにラック２Ｌおよびステーション３との間で物品を移載する。
【００２５】
次に、本実施の形態における、ラック２Ｒおよびラック２Ｌでの荷崩れを検出するための構成について説明する。
【００２６】
図３は、ラック２Ｒでの荷崩れを検出するための構成の一例を示す拡大斜視図である。図３は、図１と同一の方向から見た、スタッカクレーン１の一部およびラック２Ｒの一部が示されている。ラック２Ｌは、スタッカクレーン１のラック２Ｒとは反対側にあり、図示を省略している。スライドフォーク２０は、昇降台１６へ引き込まれた状態に描かれている。
【００２７】
図３に示されるように、スタッカクレーン１の昇降台１６には、複数の光センサ２４が、ラック２Ｒに収納する物品の幅に対応して、物品の幅よりもわずかに（例えば、数パーセント）広い間隔で設けられている。複数の光センサ２４は、設置された間隔で、ラック２Ｒの方向に光ビームを張って、ラック２Ｒの方向に物体の有無を検出し、検出の結果を示す信号を制御装置２３へ送信する。
【００２８】
ここで、物品の幅とは、収納部に収納された物品がスタッカクレーン１の走行方向に占める大きさを言う。
【００２９】
ラック２Ｒに収納される物品の幅はあらかじめ知られているものとする。例えば、不定の大きさの荷物を規格サイズのケースに入れてラック２Ｒに収納することで、そのケースの幅を物品の幅としてもよい。
【００３０】
それぞれの光センサ２４には、例えば、光ビームを出射する投光部と光ビームの反射光を検出する受光部とからなり、自らが出射した光の反射光が検出されない場合に物体があることを示す信号を出力する回帰反射型の光電センサを用いることができる。
【００３１】
ラック２Ｒの各収納部のスタッカクレーン１に対して反対側端部には、破線で示した物品の収納予定領域の幅の両外側に、複数の反射器２５が、昇降台１６の光センサ２４と対向可能に設けられる。
【００３２】
制御装置２３は、スタッカクレーン１を走行させ、昇降台１６を昇降させることによって、昇降台１６の光センサ２４が所望の収納部の反射器２５と対向する位置である検出位置に、昇降台１６を移動させる。そして、光センサ２４から受信される物体の有無を示す信号を参照することによって、収納部での荷崩れの有無を判断する。
【００３３】
物品が、収納予定領域に適正に収納されている場合は、図３に示されるように、検出位置での光センサ２４から出た光は反射器２５で反射して光センサ２４へ戻るため、どの光センサ２４からも物体がないことを示す信号が受信される。したがってその場合は、制御装置２３は収納部での荷崩れはないと判断する。
【００３４】
物品が収納予定領域から幅方向に不適正に移動している場合、および物品が水平面内で不適正に回転している場合は、光センサ２４から出た光は物品によって遮られ光センサ２４へ戻らないので、少なくともいずれか１つの光センサ２４から物体があることを示す信号が受信される。したがってその場合は、制御装置２３は収納部で荷崩れが生じたと判断する。
【００３５】
ラック２Ｌの収納部での荷崩れの有無を判断するために、上述した光センサ２４および反射器２５と全く同様の構成が、昇降台１６のラック２Ｌに向かう側、およびラック２Ｌの各収納部に設けられる。
【００３６】
なお、光センサ２４には、自らが出射した光の反射光が検出された場合に物体があることを示す信号を出力する拡散反射式の光電センサを用いることもできる。光センサ２４に拡散反射式の光電センサを用いる場合は、収納部の反射器２５を省略することができる。
【００３７】
また、簡明のために、光センサ２４の個数が２つである場合について説明してきたが、検出をより確実に行うため、異なる高さに同じ間隔で複数対の光センサ２４を設けてもよい。
【００３８】
また、幅が異なる複数の種類の物品を収納する場合には、それぞれの幅に対応して２つずつ、全部で幅の種類の２倍の個数の光センサ２４を設けてもよい。この場合、収納されている物品の幅に対応して設けられている２つの光センサ２４の検出結果を選択的に参照することにより、物品の荷崩れを正しく判断することができる。
【００３９】
また、２つの光センサ２４を、荷崩れの有無を判断しようとする物品の幅に合わせて、位置を調整可能に取り付けても構わない。
【００４０】
次に、収納部での荷崩れの検出処理をともなう自動倉庫の動作の具体例を説明する。
図４は、本実施の形態の自動倉庫の物品の取り出し動作の一例を示すフローチャートである。
【００４１】
制御装置２３は、物品を取り出そうとする目的の収納部がある位置までスタッカクレーン１を走行させ、昇降台１６を上下動させることにより、昇降台１６を、光センサ２４が目的の収納部の反射器２５と対向する位置である検出位置へ位置付ける（Ｓ１１）。
【００４２】
制御装置２３は、スライドフォーク２０を目的の収納部へ向かって進出させる前に、光センサ２４から受信された信号により示される検出結果を参照する（Ｓ１２）。
【００４３】
そして、全ての光センサ２４から受信された信号によって、物体がないことが示される場合（Ｓ１３でＮＯ）は、物品の取り出しを続行する（Ｓ１４）。
【００４４】
他方、少なくともいずれか１つの光センサ２４から受信された信号によって、物体があることが示される場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、スライドフォーク２０を進出させることなく物品の取り出し動作を禁止する（Ｓ１５）。
【００４５】
これにより、収納部での荷崩れによって物品が不適正な位置に移動しているために生じる得る物品の取り出し時の事故を、未然に防止できる。例えば、スライドフォーク２０が物品と衝突する事故、および物品が不適正な位置で掬い取られることでスライドフォーク２０から転落する事故などが防止できる。
【００４６】
図５は、本実施の形態の自動倉庫の全棚荷崩れ検査動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、ラック２の全ての収納部について荷崩れの有無を判断することを、全棚荷崩れ検査と呼ぶ。
【００４７】
全棚荷崩れ検査は、例えば、制御装置２３が、入出力装置を介してオペレータから全棚荷崩れ検査を実行する指示を受け付けた場合のほか、所定値を超える震度の地震が検出された場合に自動的に実行される。地震の検出は、所定の防災機関から地震情報を取得することにより行ってもよく、また自動倉庫に設けた地震計から震度情報を取得することにより行ってもよい。
【００４８】
制御装置２３は、例えば、ラック２の各収納部を検査対象として、以下の処理を行う（Ｓ２１）。このとき、物品が収納されていない収納部は、検査対象から除外してもよい。
【００４９】
昇降台１６を、検査対象となる収納部の検出位置へ位置付け（Ｓ２１）、光センサ２４の検出結果を参照することにより（Ｓ２２）、少なくともいずれか１つの光センサ２４で物体が検出されたか否かを判断する（Ｓ２４）。この処理は、図４のＳ１１〜Ｓ１３と同様にして行われる。
【００５０】
そして、全ての光センサ２４で物体が検出されない場合（Ｓ２４でＮＯ）、制御装置２３は、その収納部で荷崩れが生じていないことを、内部の記憶装置に記録する（Ｓ２５）。他方、少なくともいずれか１つの光センサ２４で物体が検出された場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、制御装置２３は、その収納部で荷崩れが生じていることを、内部の記憶装置に記録する（Ｓ２５）。
【００５１】
以上の処理を検査対象となる各収納部について行った後（Ｓ２７）、記録された荷崩れの状況を、入出力装置を介してオペレータに提示する（Ｓ２８）。
【００５２】
これにより、例えば地震後などにおける全棚の荷崩れ検査を、従来はオペレータが目視にて人力で行っていたところを、機械的に安全、迅速、かつ自動的に行うことが可能となる。
【００５３】
したがって、オペレータは、例えば地震後といった重大な状況下で、全ての収納部における荷崩れを目視で点検して回る代わりに、自動倉庫によって機械的に収集され制御装置２３に提示される情報を見るだけで荷崩れの発生状況を知り、その後の重要な作業に注力することが可能となる。
【００５４】
以上、本発明の自動倉庫および自動倉庫の制御方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも本発明の範囲内に含まれる。
【００５５】
例えば、実施の形態では、物品は、昇降台１６に設けられたスライドフォーク２０にて移載されると説明したが、物品を移載するための機構はスライドフォークに限られない。
【００５６】
本発明は、物品の移載に、例えば、ベルトコンベアや折り畳み可能なアームなどを用いた自動倉庫にも適用され、収納部における荷崩れを検出可能である。
【００５７】
また、実施の形態では、投光部と受光部とを含む光センサ２４を２つ昇降台１６に設ける例を説明したが、昇降台１６に設ける投光部と受光部とをそれぞれ１つとする変形例を考えることもできる。
【００５８】
図６は、ラックでの荷崩れを検出するための構成の変形例を示す斜視図である。
図６の構成では、図３の光センサ２４が、投光部２４Ｔおよび受光部２４Ｒに変更され、また図３の反射器２５が、プリズムミラー２５Ｐに変更される。
【００５９】
投光部２４Ｔから出射した光ビームは、プリズムミラー２５Ｐで２回進路を変更されることにより、ラック２Ｒに収納する物品の幅に対応した間隔の光ビームを形成する。
【００６０】
この構成では、投光部２４Ｔおよび受光部２４Ｒは、投光部２４Ｔが出射した光の反射光が受光部２４Ｒへ到達しない場合に、受光部２４Ｒから物体があることを示す信号を出力する透過型の光センサとして機能する。
【００６１】
したがって、制御装置２３は、受光部２４Ｒから物体があることを示す信号が受信された場合に、収納部で荷崩れが生じたと判断することができる。その他の動作は、実施の形態の説明と同様であるため、説明を省略する。
【００６２】
この構成によれば、収納部にプリズムミラー２５Ｐを設置する際、角度の調整に手間がかかる可能性がある反面、昇降台１６に設ける投光部２４Ｔと受光部２４Ｒとがそれぞれ１つで済み、また物品の幅方向のずれに加えて、奥行き方向へのずれも検出可能となる。
【００６３】
また、実施の形態では、一例として、ラック２の全ての収納部について荷崩れの有無を判断する全棚荷崩れ検査について説明したが、検査を行いたい収納部の範囲を入力し、入力指定された範囲の全ての収納部について荷崩れの有無を判断する、範囲指定付きの荷崩れ検査を行ってもよい。
【００６４】
この検査処理によれば、荷崩れの有無の判断を、指定された範囲の収納部に限って短時間で完了させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、自動倉庫、および自動倉庫の制御方法に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施の形態における自動倉庫の構成の一例を示す斜視図
【図２】スタッカクレーンの構成の一例を示す模式図
【図３】ラックでの荷崩れを検出するための構成の一例を示す拡大斜視図
【図４】自動倉庫の物品の取り出し動作の一例を示すフローチャート
【図５】自動倉庫の全棚荷崩れ検査動作の一例を示すフローチャート
【図６】ラックでの荷崩れを検出するための構成の変形例を示す斜視図
【符号の説明】
【００６７】
１    スタッカクレーン
２、２Ｒ、２Ｌ  ラック
３    ステーション
４    レール
１１    下部台車
１２    上部台車
１３    マスト
１４    車輪
１５    走行モータ
１６    昇降台
１７    ウィンチモータ
１８    シーブ
１９    ワイヤロープ
２０    スライドフォーク
２１    プレート
２２    移載モータ
２３    制御装置
２４    光センサ
２４Ｔ  投光部
２４Ｒ  受光部
２５    反射器
２５Ｐ  プリズムミラー
【図１】
2009179454.tif 000003
【図２】
2009179454.tif 000004
【図３】
2009179454.tif 000005
【図４】
2009179454.tif 000006
【図５】
2009179454.tif 000007
【図６】
2009179454.tif 000008