JP6690300B2 - スタッカクレーン - Google Patents

Description

本発明は、スタッカクレーン、特に、複数の棚に沿って走行し荷物を搬送するスタッカクレーンに関する。

従来の自動倉庫は、例えば、前後方向に所定間隔をあけるようにして設けられた一対のラックと、前後のラック間において左右方向に移動自在に設けられたスタッカクレーンと、一方のラックの側方に配された入庫ステーションと、他方のラックの側方に配された出庫ステーションとを有している（特許文献１を参照）。
ラックは、上下・左右に多数の荷物収納棚を有する。スタッカクレーンは、走行台車と、それに設けられたマストに昇降自在となされた昇降台と、それに設けられた荷物移載装置（例えば、前後方向に摺動自在に設けられたスライドフォーク）とを有している。

特開２００３−２４１２号公報

特許文献１に記載のスタッカクレーン２は、キャリッジ１２上に載置された荷物の上端部を検出するための検出センサ１８を有している。検出センサ１８は、クレーンマスト１３の上部位置に設けられている。
上記のスタッカクレーン２では、検出センサ１８によって、高い荷物でもアッパーフレームと衝突することが防止されている。
しかし、検出センサ１８は、荷物の高さ自体を検出していない。したがって、荷物を棚に移載する際に、当該荷物が棚に収納できない高さを有している場合には、荷物の上部が棚の上側フレームに衝突するという問題を回避できない。

本発明の目的は、スタッカクレーンにおいて、荷物の高さを検出することで荷物を棚に移載できるか否かを判断可能にすることである。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明の一見地に係るスタッカクレーンは、ステーションと、複数の棚を有するラックとを有する自動倉庫に用いられる。スタッカクレーンは、走行車と、マストと、移載部と、センサと、コントローラとを有する。
マストは、走行車に設けられている。
移載部は、マストに沿って昇降可能であり、ステーション及び棚との間で荷物の移載を行う。
センサは、マストに設けられ、移載部に置かれた荷物を検知する。
コントローラは、移載部の停止位置とセンサの検出結果に基づいて、荷物を移載部から棚に移載可能であるか否かを判断する。
このスタッカクレーンでは、マストにセンサを設けており、コントローラが、移載部の停止位置とセンサの検出結果に基づいて、荷物を移載部から棚に移載可能であるか否かを判断する。したがって、移載不能な荷物を棚に移載しようとすることが、防止される。

センサは、移載部が荷物を棚に移載しようとするときに、移載部に置かれた荷物を検知できる位置に設けられていてもよい。
このスタッカクレーンでは、移載部が棚に荷物を移載する停止位置にあるときに、センサによって棚に移載不能な荷物を検出できる。したがって、記憶部を用いる必要がない。また、マニュアル操作時にでも、移載不能な荷物が棚に移載されようとすることが防止される。

コントローラは、センサの検出結果を保存する記憶部を有していてもよい。
コントローラは、記憶部に保存された検出結果に基づいて、荷物を棚に移載可能であるか否かを判断してもよい。
このスタッカクレーンでは、センサの検出結果を記憶できることにより、検出結果に基づいて荷物の移載を決定できる。

コントローラは、移載部の位置を制御することで、センサにより荷物の高さを検知してもよい。
このスタッカクレーンでは、マストの所定の位置に設けられたセンサによって、荷物の高さを検出できる。したがって、ラックの棚に荷物を移載するときに、荷物の高さを検出する必要がなくなる。

センサは、移載部がステーションから荷物を積み込む移載動作を行うときに、荷物の高さを検知できる位置に設けられていてもよい。
このスタッカクレーンでは、ステーションから移載部に荷物を移載するときに、移載不能な荷物を検知できる。したがって、ラックの棚に荷物を移載するときに荷物の高さを検出する必要がなくなる。

センサは、荷物を棚に移載しようとするときに保管不可能な荷物を検知できる位置に設けられていてもよい。
コントローラは、センサの検出結果により荷物が保管不可能な荷物であるか否かを判断してもよい。
センサによって、棚に保管不可な荷物を検知できる。したがって、保管不能な荷物を棚に移載しようとすることが防止される。

本発明に係るスタッカクレーンでは、荷物の高さを検出することで荷物を棚に移載できるか否かを判断可能である。

本発明の一実施形態としての自動倉庫の部分平面図。 自動倉庫の部分側面図。 自動倉庫の正面図。 スタッカクレーンの概略側面図。 スタッカクレーンの概略正面図。 スタッカクレーンの制御構成を示すブロック図。 第１の入庫制御動作を示すフローチャート。 第２実施形態におけるスタッカクレーンの制御構成を示すブロック図。 第２の入庫制御動作を示すフローチャート。 荷物の高さ測定動作を示す模式図。 荷物の高さ測定動作を示す模式図。 二種類のセンサの配置位置を示す模式図。 二種類のセンサの配置位置を示す模式図。

１．第１実施形態
（１）自動倉庫全体
図１及び図２を用いて、本発明に係る一実施形態としての自動倉庫１を説明する。自動倉庫１は、荷物の保管、入庫及び出庫が可能な施設である。図１は、本発明の一実施形態としての自動倉庫１の部分平面図である。図２は、自動倉庫１の部分側面図である。
なお、この実施形態において、図１の上下方向が自動倉庫１の前後方向であり、図１及び図２の左右方向が自動倉庫１の左右方向である。
また、以下の説明では、荷物を表現するのに「荷物Ｗ」、「低荷物Ｌ」、「高荷物Ｈ」、「保管不能荷物Ｏ」の用語を実施形態に即して用いるが、一般的な動作を説明する場合には「荷物」と称する。

自動倉庫１は、一対のラック２と、スタッカクレーン３とを有している。ラック２は荷物を保管する施設である。スタッカクレーン３は荷物を搬送して入出庫を行う装置である。スタッカクレーン３は一対のラック２の間を走行する。

（２）ラック
図１〜図３を用いて、一対のラック２と一台のスタッカクレーン３を説明する。図３は自動倉庫１の正面図である。

一対のラック２は、図１の左右方向に延びるスタッカクレーン通路５を挟むように配置されている。ラック２は、所定間隔で左右に並ぶ多数の前側支柱７と、前側支柱７の後方にそれとの間に所定間隔をあけて並ぶ後側支柱９と、前側支柱７および後側支柱９に設けられた多数の荷物支承部材１１とを有している。左右一対の荷物支承部材１１によって、棚１３が構成されている。各棚１３には、図から明らかなように、荷物Ｗが載置可能である。なお、各荷物Ｗは、パレットＰ（図２を参照。）上に載置され、パレットＰと共に移動させられる。なお、左右一対の荷物支承部材１１間は、後述のスライドフォーク２９の上下方向の移動を許容するフォーク通過間隙１５となっている。

（３）スタッカクレーン
スタッカクレーン通路５に沿って、上下一対のガイドレール２１が設けられており、これらガイドレール２１にスタッカクレーン３が左右に移動可能に案内されている。スタッカクレーン３は、走行台車２３（走行車の一例）と、走行台車２３に設けられた左右一対のマスト２５に昇降自在に装着された昇降台２７と、昇降台２７に進退機構（図示せず）によって前後方向に摺動自在に設けられたスライドフォーク２９とを有している。なお、昇降台２７とスライドフォーク２９によって、荷物の移載を行う移載部３０が構成されている。

以下、図４及び図５を用いて、複数の荷物高さ判定用センサ３１ａ〜３１ｄを説明する。図４は、スタッカクレーンの概略側面図である。図５は、スタッカクレーンの概略正面図である。
なお、図４及び図５は模式図であって簡略化されている。
最初に、図５を用いて、ラック２の棚１３を説明する。図５に示すように、ラック２の棚１３は、下から上方に順番に、第１低荷物用棚１３ａ、第２低荷物用棚１３ｂ，第３低荷物用棚１３ｃ、高荷物用棚１３ｄを有している。ここでの低荷物用棚とは、低荷物Ｌが載置される棚であり、高さが低く設定されている。また、高荷物用棚とは、高荷物Ｈが載置される棚であり、高さが高く設定されている。以上より、高荷物用棚には低荷物Ｌ及び高荷物Ｈが載置可能であるが、低荷物用棚には低荷物Ｌのみが載置可能である。

図４及び図５に示すように、スタッカクレーン３のマスト２５には、具体的には、下方から上方に向かって、第１センサ３１ａ、第２センサ３１ｂ、第３センサ３１ｃ、第４センサ３１ｄが間隔を空けて配置されている。各センサ３１ａ〜３１ｄは、投光器と受光器をセットで使用して、投光器と受光器間を遮ることでＯＮ／ＯＦＦする透過型光電センサである。
図５に示すように、第１センサ３１ａは、第１低荷物用棚１３ａの上部位置に対応してマスト２５に設けられている。第２センサ３１ｂは、第２低荷物用棚１３ｂの上部位置に対応してマスト２５に設けられている。第３センサ３１ｃは、第３低荷物用棚１３ｃの上部位置に対応してマスト２５に設けられている。第４センサ３１ｄは、高荷物用棚１３ｄの上部位置に対応してマスト２５に設けられている。

より具体的には、第１センサ３１ａは、第１低荷物用棚１３ａに移載されようとする荷物が低荷物Ｌであるか又は第１低荷物用棚１３ａに収納できない高さの荷物（高荷物Ｈ又はそれ以上の高さを有する保管不能荷物Ｏ）であるかを区別可能な位置に設けられている。第２センサ３１ｂは、第２低荷物用棚１３ｂに移載されようとする荷物が低荷物Ｌであるか又は第２低荷物用棚１３ｂに収納できない高さの荷物であるかを区別可能な位置に設けられている。第３センサ３１ｃは、第３低荷物用棚１３ｃに移載されようとする荷物が低荷物Ｌであるか又は第３低荷物用棚１３ｃに収納できない高さの荷物であるかを区別可能な位置に設けられている。第４センサ３１ｄは、高荷物用棚１３ｄに移載されようとする荷物が高荷物Ｈであるか又は保管不能荷物Ｏであるかを区別可能な位置に設けられている。

次に、図６を用いて、スタッカクレーン３のコントローラ５１を説明する。図６は、スタッカクレーンの制御構成を示すブロック図である。

コントローラ５１は、各スタッカクレーン３に搭載され、自動倉庫１全体を制御するコントローラ（図示せず）と通信可能である。コントローラ５１は、ＣＰＵやメモリ等のコンピュータ・ハードウェアを有しており、ソフトウェアを実行することで各種制御を実行する。

コントローラ５１は、走行台車２３の走行・停止を制御するための走行装置５３（例えば、走行用モータ）に接続されている。コントローラ５１は、昇降台２７をマスト２５に沿って上下動させるための昇降装置５５（例えば、昇降用モータ）に接続されている。コントローラ５１は、スライドフォーク２９を前後方向に移動させるための移載装置５７（例えば、移載用モータ）に接続されている。
コントローラ５１には、センサ３１ａ〜３１ｄが接続されている。コントローラ５１は、後述するように、センサ３１ａ〜３１ｄの検出結果にしたがって、荷物の高さを判定する。
また、コントローラ５１には、各種スイッチ及びセンサが接続されており、それらからの検出結果に基づいて各種制御を実行する。

（４）ステーション
図１に示すように、前側のラック２の左側方に入庫ステーション１７が配され、後側のラック２の左側方に出庫ステーション１９が配されている。

（５）入庫制御動作
図７を用いて、入庫制御動作を説明する。図７は、第１の入庫制御動作を示すフローチャートである。なお、以下の制御動作は、コントローラ５１によって実行される。
ステップＳ１では、スタッカクレーン３は、入庫指令を受信すると、入庫ステーション１７に移動し、荷物Ｗを積み込む。

ステップＳ２では、スタッカクレーン３は、走行し、さらに昇降台２７を昇降させることで昇降台２７を目標の棚１３の前に移動させる。例えば、図４及び図５に示すように、昇降台２７は第３低荷物用棚１３ｃの前に移動させられる。
ステップＳ３では、コントローラ５１は、当該棚１３の上部に対応する位置に設けられたセンサ３１からの検出信号を受信する。例えば、図４及び図５に示すように、第３センサ３１ｃからの検出信号がコントローラ５１に送信される。

ステップＳ４では、コントローラ５１は、荷物を当該棚１３に移載できるか否かを判断する。
移載できると判断すれば、プロセスはステップＳ５に移行し、移載装置５７が荷物を棚１３に移載する。
移載できないと判断すれば、プロセスはステップＳ６に移行し、異常処理を行う。異常処理は、例えば、荷物の移載の中止である。移載できない場合の一例として、図４及び図５では、高荷物Ｈが第３低荷物用棚１３ｃに移載されようとするときに、第３センサ３１ｃにおいて投光器と受光器が高荷物Ｈによって遮断される。これにより、コントローラ５１は、高荷物Ｈを第３低荷物用棚１３ｃに移載できないことが分かる。

以上に述べたように、移載部３０の停止位置とセンサの検出結果に基づいて、荷物を移載部３０から棚に移載可能であるか否かを判断できる。したがって、棚に移載不能な荷物を棚に移載しようとすることが防止される。
より具体的には、センサ３１ａ〜３１ｄは、移載装置５７が荷物を棚１３に移載しようとするときに、移載装置５７に置かれた荷物を検知できる位置に設けられている。したがって、移載装置５７が棚１３に荷物を移載する停止位置にあるときに、センサ３１ａ〜３１ｄによって棚に移載不能な荷物を検出できる。したがって、記憶部を用いる必要がない。また、マニュアル操作時でも、棚１３に移載不能な荷物が移載されようとすることが防止される。

２．第２実施形態
第１実施形態では、移載部３３が棚１３に荷物を移載する停止位置にあるときに、センサ３１ａ〜３１ｄによって棚に移載不能な荷物を検出していた。しかし、移載部３０の停止位置とセンサの検出結果に基づいて、荷物を移載部３０から棚に移載可能であるか否かを判断できればよいので、本発明は第１実施形態に限定されない。

図８〜図１０を用いて、第２実施形態を説明する。図８は、第２実施形態におけるスタッカクレーンの制御構成を示すブロック図である。図９は、第２の入庫制御動作を示すフローチャートである。図１０は、荷物の高さ測定動作を示す模式図である。
なお、第２実施形態の構成は第１実施形態の構成と基本的に同じである。以下、第２実施形態の特徴的な点を中心に説明する。
コントローラ５１は、図８に示すように、センサ３１ａ〜３１ｄの検出結果を保存する記憶部５１ａを有している。また、記憶部５１ａは、後述する第５センサ３１ｅの検出結果も保存する。

図９を用いて、入庫制御動作を説明する。なお、以下の制御動作は、コントローラ５１によって実行される。
ステップＳ１１では、スタッカクレーン３は、入庫指令を受信すると、入庫ステーション１７に移動し、荷物を積み込む。
ステップＳ１２では、コントローラ５１は、積み込んだ荷物を移載部３０の直近のセンサからの検出信号を受信する。図１０の例では、第５センサ３１ｅからの検出信号がコントローラ５１に送信される。このように、前述のセンサは、移載部３０が入庫ステーション１７から荷物を積み込む移載動作を行うときに、荷物の高さを検知できる位置に設けられている。この結果、コントローラ５１が、センサの検出結果により荷物が保管不可能な荷物であるか否かを判断する。したがって、保管不能な荷物が棚に移載されることが防止される。また、第１実施形態とは異なり、ラックの棚１３に荷物を移載するときに荷物の高さを検出する必要がなくなる。なお、「荷物の高さを検知できる位置」とは、一例として、低荷物Ｌと高荷物Ｈを判別する設定値が定められており、マスト上にステーション高さから設定値分高い位置である。

なお、移載部３０の直近のセンサとしては、第１センサ３１ａを用いてもよい。また、第２センサ３１ｂ〜第４センサ３１ｄのいずれでもよい。移載部３０はいずれの高さにおいても荷物を積み込めるからである。
また、この実施形態では、センサの数は単数でも複数でもよい。

図１１を用いて、荷物の高さを測定する変形例を説明する。この変形例では、所定のセンサに対して移載部３０が所定の距離だけ下方の位置に移動して停止させる。図１１の例では、第３センサ３１ｃが所定のセンサとして用いられる。これにより、センサの高さＡと移載部３０の高さＢとの間の距離Ｃを設定することで、荷物が低荷物Ｌ、高荷物Ｈ、保管不能荷物Ｏの３種類のいずれかであることを判定できる。このようにして、コントローラは、移載部３０の位置を制御することで、センサにより荷物の高さを検知する。この結果、マスト２５の所定の位置に設けられたセンサによって、荷物の高さを検出できる。したがって、ラック２の棚１３に荷物を移載するときに、荷物の高さを検出する必要がなくなる。なお、上記により、保管不能荷物Ｏと他の荷物とを区別もできる。
なお、所定のセンサは、第３センサ３１ｃには限定されない。
また、この実施形態でも、センサの数は単数でも複数でもよい。

ステップＳ１３では、コントローラ５１は、荷物の高さを判定する。具体的には、荷物が低荷物Ｌ、高荷物Ｈ、保管不能荷物Ｏの３種類のいずれかであることが判定される。保管不能荷物Ｏであれば、プロセスはステップＳ１９に移行し、異常処理が行われる。
ステップＳ１４では、コントローラ５１は、荷物の高さ情報を記憶部５１ａに保存する。

ステップＳ１５では、スタッカクレーン３は、走行し、さらに昇降台２７を昇降させることで昇降台２７を目標の棚１３の前に移動させる。
ステップＳ１６では、コントローラ５１は、荷物を当該棚１３に移載できるか否かを判断する。このとき、コントローラ５１は、記憶部５１ａに保存された検出結果に基づいて、荷物を棚に移載可能であるか否かを判断する。

移載できると判断すれば、プロセスはステップＳ１７に移行し、移載装置５７が荷物を棚１３に移載する。
移載できないと判断すれば、プロセスはステップＳ１８に移行し、異常処理を行う。異常処理は、例えば、荷物の移載の中止である。移載できない場合の一例として、低荷物用棚に高荷物Ｈが移載されようとする場合である。

３．第３実施形態
図１２及び図１３を用いて、センサが、荷物を棚に移載しようとするときに保管不可能な荷物を検知できる位置に設けられている実施形態の変形例を説明する。図１２及び図１３は、二種類のセンサの配置位置を示す模式図である。
図１２に示す変形例では、マストに設けられたセンサと昇降台に設けられセンサとの組み合わせによって、荷物の高さ判定が可能である。具体的には、昇降台２７に設けられたセンサ６１によって、低荷物Ｌとそれ以外の荷物を区別ができ、センサ３１Ａによって、高荷物Ｈと保管不能荷物Ｏとを区別できる。

図１３に示す変形例では、マストに設けられた第１センサと第２センサとの組み合わせによって、荷物の高さ判定が可能である。具体的には、第１センサ３１Ｃによって、低荷物Ｌとそれ以外の荷物を区別ができ、第２センサ３１Ｄによって、高荷物Ｈと保管不能荷物Ｏとを区別できる。

４．実施形態の特徴
前記実施形態は下記のように表現できる。
スタッカクレーン３は、入庫ステーション１７（ステーションの一例）と、複数の棚１３（棚の一例）を有するラック２（ラックの一例）とを有する自動倉庫１（自動倉庫の一例）に用いられる。スタッカクレーン３は、走行台車２３（走行車の一例）と、マスト２５（マストの一例）と、移載部３０（移載部の一例）と、センサ３１ａ〜３１ｅ（センサの一例）と、コントローラ５１（コントローラの一例）とを有する。

マスト２５は、走行台車２３に設けられている。
移載部３０は、マスト２５に沿って昇降可能であり、入庫ステーション１７及び棚１３との間で荷物の移載を行う。
センサ３１ａ〜３１ｅは、マストに設けられ、移載部３０に置かれた荷物を検知する。
コントローラ５１は、移載部３０の停止位置とセンサ３１ａ〜３１ｅの検出結果に基づいて、荷物を移載部３０から棚１３に移載可能であるか否かを判断する。

このスタッカクレーン３では、マスト２５にセンサ３１ａ〜３１ｅを設けており、コントローラ５１が、移載部３０の停止位置とセンサ３１ａ〜３１ｅの検出結果に基づいて、荷物を移載部３０から棚１３に移載可能であるか否かを判断する。したがって、移載不能な荷物を棚１３に移載しようとすることが、防止される。

５．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
前記実施形態ではスタッカクレーンのマストの本数は２本であったが、マストは１本でもよい。

前記実施形態では透過型光電センサが用いられていたが、投光器の光が検出物体に当たり、受光器に戻ってくることでＯＮ／ＯＦＦする反射型光電センサが用いられてもよい。その場合、反射型光電センサは１本のマストに装着されていればよい。
また、他の種類のセンサが用いられてもよい。
前述したように昇降台にも荷物を検出するセンサが設けられていてもよい。ただし、上記の実施形態では、昇降台に荷物を検出するセンサを設けなくてもよい。

昇降台に高荷を検出するためのセンサを設けていない場合を以下に説明する。その場合、マストのセンサで荷の高さ判別を行うことになる。そのため、昇降台を従来より高い上部まで上昇させることができる。その結果、ラック上部に低荷用の棚を追加でき、それによりデッドスペースを削減できる。

本発明は、複数の棚に沿って走行し荷物を搬送するスタッカクレーンに広く適用できる。

１ ：自動倉庫
２ ：ラック
３ ：スタッカクレーン
５ ：スタッカクレーン通路
７ ：前側支柱
９ ：後側支柱
１１ ：荷物支承部材
１３ ：棚
１３ａ ：第１低荷物用棚
１３ｂ ：第２低荷物用棚
１３ｃ ：第３低荷物用棚
１３ｄ ：高荷物用棚
１５ ：フォーク通過間隙
１７ ：入庫ステーション
１９ ：出庫ステーション
２１ ：ガイドレール
２３ ：走行台車
２５ ：マスト
２７ ：昇降台
２９ ：スライドフォーク
３０ ：移載部
３１ ：荷物高さ判定用センサ
３１ａ ：第１センサ
３１ｂ ：第２センサ
３１ｃ ：第３センサ
３１ｄ ：第４センサ
３１ｅ ：第５センサ
５１ ：コントローラ
５３ ：走行装置
５５ ：昇降装置
５７ ：移載装置

Claims (6)

1. ステーションと、高さ区分が複数ある複数の棚を有するラックとを有する倉庫に用いられ、高さ区分が複数ある荷物を搬送するスタッカクレーンであって、
   走行車と、
   前記走行車に設けられたマストと、
   前記マストに沿って昇降可能であり、前記ステーション及び前記棚との間で荷物の移載を行う移載部と、
   前記マストに設けられ、前記移載部に置かれた荷物を検知するためのセンサと、
   前記移載部の停止位置と前記センサの検出結果に基づいて前記荷物の高さ区分を判定し、当該荷物の高さ区分と当該棚の高さ区分を考慮することで、前記荷物を前記移載部から前記棚に移載可能であるか否かを判断するコントローラと、
   を備えたスタッカクレーン。
2. 前記センサは、前記移載部が前記荷物を前記棚に移載しようとするときに、前記移載部に置かれた荷物を検知できる位置に設けられている、請求項１に記載のスタッカクレーン。
3. 前記コントローラは、前記センサの検出結果を保存する記憶部を有し、
   前記コントローラは、前記記憶部に保存された検出結果に基づいて、前記荷物を前記棚に移載可能であるか否かを判断する、請求項１に記載のスタッカクレーン。
4. 前記コントローラは、前記移載部の位置を制御することで、前記センサにより前記荷物の高さを検知する、請求項３に記載のスタッカクレーン。
5. 前記センサは、前記移載部が前記ステーションから前記荷物を積み込む移載動作を行うときに、前記荷物の高さを検知できる位置に設けられている、請求項４に記載のスタッカクレーン。
6. 前記センサは、前記荷物を前記棚に移載しようとするときに保管不可能な荷物を検知できる位置に設けられており、
   前記コントローラは、前記センサの検出結果により前記荷物が保管不可能な荷物であるか否かを判断する、請求項１〜５のいずれかに記載のスタッカクレーン。
   

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