移載装置及び移載装置の閉動作方法
【課題】開閉するアーム部で物品を移載する移載装置において、アーム部が荷物を移載可能に閉じるまでの閉動作の時間を短縮できるようにする。
【解決手段】移載装置は、荷物を他の装置との間で移載可能な移載装置である。移載装置は、アーム部と、荷物検出部と、アーム制御部と、を備える。アーム部は、第１アームと前記第１アームと対向して配置される第２アームとを有する。アーム部は、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉する。アーム部は、第１アームと第２アームとの間で荷物を移載可能である。荷物検出部は、アーム部の開閉動作と連動して移動可能である。荷物手検出部は、他の装置にある荷物を非接触で検出可能である。アーム制御部は、アーム部の閉動作のとき、荷物検出部が荷物を検出するまでは開閉アーム部を高速で閉動作させる。アーム制御部は、荷物検出部が荷物を検出するとアーム部を低速で閉動作させる。
【解決手段】移載装置は、荷物を他の装置との間で移載可能な移載装置である。移載装置は、アーム部と、荷物検出部と、アーム制御部と、を備える。アーム部は、第１アームと前記第１アームと対向して配置される第２アームとを有する。アーム部は、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉する。アーム部は、第１アームと第２アームとの間で荷物を移載可能である。荷物検出部は、アーム部の開閉動作と連動して移動可能である。荷物手検出部は、他の装置にある荷物を非接触で検出可能である。アーム制御部は、アーム部の閉動作のとき、荷物検出部が荷物を検出するまでは開閉アーム部を高速で閉動作させる。アーム制御部は、荷物検出部が荷物を検出するとアーム部を低速で閉動作させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉するアーム部を用いて荷物を他の装置との間で移載可能な移載装置、及び移載装置の閉動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷物を他の装置との間で移載する移載装置として、開閉するアーム部により荷物を移載するものが従来知られている（例えば、特許文献１参照）。従来の移載装置は、他の装置としてのラックの棚との間で荷物を移載する。移載装置は、開閉するアーム部と、アーム部を伸長及び収縮可能に支持するベース部と、を備えている。ベース部はアーム部とともに開閉動作する。従来の移載装置では、アーム部の開状態は、荷物の概略の幅に対して複数段階に設定される。例えば開状態を３段階に設定している。ラックの棚から荷物を取り出すときは、開状態のアーム部をベース部から伸長して荷物の幅方向の両側方に配置する。そして、開状態のアーム部を閉動作させて荷物をつかみ、荷物を移載装置に荷積みする。このとき、荷物に与える衝撃を抑えるために、低速でアーム部を閉動作させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６３２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の移載装置では、荷物を把持する閉動作を低速で行っている。アーム部の開状態は、複数段階に設定されているが、一つの設定に対しても複数の幅の荷物を取り扱うことがある。このため、荷物の幅が小さい場合、荷物をつかむまでの時間が長くなる。
【０００５】
本発明の課題は、開閉するアーム部で物品を移載する移載装置において、アーム部が荷物を移載可能に閉じるまでの閉動作の時間を短縮できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
本発明に係る移載装置は、荷物を他の装置との間で移載可能な移載装置である。移載装置は、アーム部と、荷物検出部と、アーム制御部と、を備える。アーム部は、第１アームと第１アームと対向して配置される第２アームとを有する。アーム部は、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉する。アーム部は、第１アームと第２アームとの間で荷物を移載可能である。荷物検出部は、アーム部の開閉動作と連動して移動可能である。荷物検出部は、他の装置にある荷物を非接触で検出可能である。アーム制御部は、アーム部の閉動作のとき、荷物検出部が荷物を検出するまではアーム部を高速で閉動作させる。アーム制御部は、荷物検出部が荷物を検出するとアーム部を低速で閉動作させる。
この移載装置では、開状態のアーム部を閉動作させる場合、荷物検出部が荷物を検出するまでは高速でアーム部を閉動作させる。すなわち、アーム部が荷物に接近するまではアーム部を高速で閉動作させる。そして、荷物検出部が荷物を検出しアーム部が荷物に接近すると、低速でアーム部を閉動作させる。ここでは、荷物の検出の有無によりアーム部の閉動作の速度を高速から低速に切り換えている。これにより、アーム部が荷物に接近するまでは高速で閉動作するため、アーム部が荷物を移載可能に閉じるまでの閉動作の時間を短縮できる。
【０００７】
移載装置がアーム部を他の装置に対して伸縮可能に支持するベース部をさらに備え、アーム制御部は、アーム部がベース部から伸長動作を始める前に荷物検出部により他の装置にある荷物を検出しないことを確認してからアーム部を伸長させてもよい。
この場合には、アーム部を伸長させる前にアーム部を伸長させることができるかを判断する検出部と閉動作の速度を切り換えるための検出部とを兼用できる。
【０００８】
本発明の別の見地に係る移載装置の閉動作方法は、アーム部を備える移載装置の閉動作方法である。アーム部は、第１アームと第１アームと対向して配置される第２アームとを有し、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉し、第１アームと第２アームとの間で荷物を移載可能である。移載装置の閉動作方法は、配置ステップと、高速ステップと、低速ステップと、を含む。配置ステップでは、アーム部を荷物の側方に配置する。高速ステップでは、アーム部の開閉動作に連動して移動する荷物検出部が荷物を検出するまで、アーム部を高速で閉じる。低速ステップでは、荷物検出部が荷物を検出するとアーム部を低速で閉じる。
【０００９】
この移載装置の閉動作方法では、アーム部が荷物の側方に配置されると、荷物検出部が荷物を検出するまでは高速でアーム部が閉じる。すなわち、アーム部が荷物に接近するまではアーム部を高速で閉動作させる。荷物検出部が荷物を検出しアーム部が荷物に接近すると、アーム部が低速で閉じる。ここでは、荷物の検出の有無によりアーム部の閉動作の速度を高速から低速に切り換えている。これにより、アーム部が荷物に接近するまでは高速で閉動作するため、アーム部が荷物を移載可能になるまでの閉動作の時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、荷物の検出の有無によりアーム部の閉動作の速度を高速から低速に切り換えている。これにより、荷物を検出するまでは高速で閉動作するため、荷物の幅にかかわらずアーム部が荷物を移載可能になるまでの閉動作の時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る一実施形態の移載装置が採用された自動倉庫の概略平面図。
【図２】図１のII−II矢視図であり、ラックとスタッカクレーンを説明するための図。
【図３】移載装置の模式平面図。
【図４】コンベア部の概略側面図。
【図５】クレーン制御部の機能ブロック図。
【図６】アーム制御部の移載動作を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１）自動倉庫全体
以下、本発明に係る一実施形態が採用された自動倉庫１を説明する。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Ｘ方向であり、図１の左右方向が自動倉庫１の左右Ｙ方向である。
図１において、自動倉庫１は、主に、前ラック２ａ及び後ラック２ｂと、その間を走行するスタッカクレーン３とから構成されている。
【００１３】
（２）ラック
前ラック２ａ及び後ラック２ｂは、左右Ｙ方向に延びるスタッカクレーン３の走行通路５を挟むよう前後に配置されている。前ラック２ａ及び後ラック２ｂは、走行通路５側に所定間隔で左右に並ぶ多数の第１支柱７と、走行通路５と反対側に所定間隔を空けて並ぶ第２支柱９と、隣り合う第１支柱７及び第２支柱９の間に設けられた多数の荷物収納棚１１を有している。荷物収納棚１１には、図１から明らかなように、スタッカクレーン３が荷物Ｗの概略のサイズ（荷物Ｗの左右Ｙ方向の大きさ）に応じた基準と後端（走行通路５側端）基準とで荷物Ｗを載置する。具体的には、２つの第１支柱７の間に、例えば荷物Ｗの大きさを三段階に区分けして荷物Ｗを載置する。大きい荷物Ｗは、荷物収納棚１１に２つ並べて載置し、小さい荷物Ｗは荷物収納棚に４つ並べて載置し、中間の大きさの荷物Ｗは、荷物収納棚１１に３つ並べて載置する。したがって、スタッカクレーン３は、荷物Ｗのサイズに応じて停止位置が異なる。
【００１４】
前ラック２ａの左側の最下段には、荷物Ｗを入庫するための入庫ステーション１７が配置されている。後ラック２ｂの左側の最下段には、荷物Ｗを出庫するための出庫ステーション１９が配置されている。したがって、入庫ステーション１７及び出庫ステーション１９においても、複数個の荷物Ｗを入出庫可能である。
【００１５】
（３）スタッカクレーン
図１及び図２において、走行通路５に沿って、上ガイドレール２１ａ及び下ガイドレール２１ｂが設けられており、上ガイドレール２１ａ及び下ガイドレール２１ｂにスタッカクレーン３が左右Ｙ方向に移動可能に案内されている。スタッカクレーン３は、多数の荷物収納棚１１と入庫ステーション１７と出庫ステーション１９との間で荷物Ｗを搬送する。
【００１６】
スタッカクレーン３は、図１及び図２に示すように、台車本体２３及び昇降台２７を有する走行台車２２と、昇降台２７に設けられた移載装置２９と、を有している。台車本体２３は、左右Ｙ方向の両端部に左走行車輪２３ａ及び右走行車輪２３ｂを有している。左走行車輪２３ａ及び右走行車輪２３ｂは、台車本体２３に軸受により回転自在に支持され、下ガイドレール２１ｂ上を走行する。台車本体２３は、下ガイドレール２１ｂを挟んで両端に一対配置された前ガイドローラ２３ｃ及び後ガイドローラ２３ｄにより下ガイドレール２１ｂに案内される。前ガイドローラ２３ｃは、図２において、下ガイドレール２１ｂを挟んで後ガイドローラ２３ｄと同じ位置に配置されている。右走行車輪２３ｂは、走行モータ８７により駆動される。台車本体２３の左走行車輪２３ａ及び右走行車輪２３ｂの内側には、左マスト２５ａ及び右マスト２５ｂが固定されている。左マスト２５ａ及び右マスト２５ｂは、上下方向に延びている。昇降台２７は、台車本体２３に設けられた左マスト２５ａ及び右マスト２５ｂに昇降自在に装着されている。
【００１７】
（４）移載装置
移載装置２９は、入庫ステーション１７、出庫ステーション１９及び荷物収納棚１１と、の間で荷物Ｗを移載するための装置である。移載装置２９は、図３及び図４に示すように、昇降台２７としても機能する装置本体３１と、コンベア部３２と、クランプ部３３と、を備えている。入庫ステーション１７、出庫ステーション１９及び荷物収納棚１１は、他の装置の一例である。
図４に示すように、装置本体３１の左右Ｙ方向の中央部分に、荷物Ｗを載置して前後Ｘ方向（移載方向）に沿って荷物収納棚１１側へ移動させるコンベア部３２が設けられている。装置本体３１のコンベア部３２の外側に、荷物Ｗを把持して荷物収納棚１３側へ移動させるクランプ部３３が設けられている。
【００１８】
（４−１）装置本体
装置本体３１は、荷物Ｗを載置可能な荷物載置領域３１ａを有している。荷物載置領域３１ａには、荷物Ｗが後端基準で載置される。ここで荷物Ｗの後端とは、クランプ部３３が把持する側であり、移載対象の前ラック２ａ又は後ラック２ｂから離れた端部である。したがって、前ラック２ａが移載対象の場合、図３右側の端部が後端になり、後ラック２ｂが移載対象の場合、図３左側の端部が後端になる。
【００１９】
（４−２）コンベア部
コンベア部３２は、荷物Ｗを載置して移動させるものである。コンベア部３２は、図３に示すように、装置本体３１の左右Ｙ方向の中央部分には、中心に対して対称に配置された第１コンベアユニット３２ａと第２コンベアユニット３２ｂと、これらを駆動するコンベア駆動部４２と、を有している。第１コンベアユニット３２ａ及び第２コンベアユニット３２ｂは、例えばベルトコンベアである。なお、コンベアの種類としては、ベルトコンベアでなくてもよく、ローラコンベアやチェーンコンベア等でもよい。コンベア駆動部４２は、コンベア駆動モータ９５と、コンベア駆動モータ９５から動力を第１コンベアユニット３２ａ及び第２コンベアユニット３２ｂに伝達する駆動軸４０と、を有している。
【００２０】
（４−３）クランプ部
クランプ部３３の構成を、図３及び図４により説明する。クランプ部３３は、側面を挟持して荷物Ｗを移載可能な機構である。クランプ部３３は、開閉するベース部５１と、ベース部５１から伸縮するアーム部５３と、開閉駆動部６０と、伸縮駆動部６１と、を有している。ベース部５１は、左右Ｙ方向に間隔を隔てて配置された第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂを有する。アーム部５３は、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂのそれぞれ内側に配置された第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂを有する。第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂは、対向して配置される。開閉駆動部６０は、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１を開閉することにより、第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂを開閉させる。伸縮駆動部６１は、第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂを同期して伸縮させる。第１ベース部材５１ａ及び第１アーム５３ａと、第２ベース部材５１ｂ及び第２アーム５３ｂは、鏡像関係にある構造である。
【００２１】
（４−４）第１ベース部材及び第２ベース部材
第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂは、左右Ｙ方向に互いに接近及び離反して開閉可能に装置本体３１に設けられている。第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂは、第１コンベアユニット３２ａ及び第２コンベアユニット３２ｂの左右Ｙ方向両外側に配置されている。
【００２２】
第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂは、前後Ｘ方向に延びる概ね矩形板状の部材である。第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの両端部は、装置本体３１の前後Ｘ方向の両端に左右Ｙ方向に沿って配置された第１リニアガイド３４ａ及び第２リニアガイド３４ｂに案内され、装置本体３１に左右Ｙ方向に移動自在に支持されている。第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの両端部には、第１リニアガイド３４ａ及び第２リニアガイド３４ｂに案内される案内部としての第１リニア軸受６３ａ及び第２リニア軸受６３ｂがボルトにより各別に固定されている。
第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの下部の前後Ｘ方向の両端には、アーム部５３が荷物収納棚１１に収納された荷物Ｗの間に差込可能であるか否かを判断するための内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂが配置されている。内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの両端に固定され、装置本体３１の内方に延びるセンサブラケット７０に固定されている。内差込センサ９８ａは、荷物検出部の一例である。図３に示すように、内差込センサ９８ａは外差込センサ９８ｂの内側に配置されている。内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂは、例えば反射型の光電検出器を用いており、非接触で荷物Ｗを検出可能なセンサである。内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂは、前ラック２ａ及び後ラック２ｂに向けて斜め上方に光を照射可能に配置されている。図３に示すように、内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂの光軸の間隔Ｌは、アーム部５３の第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂのそれぞれの左右Ｙ方向の長さより長い。このため、内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂが両方とも荷物Ｗを検出していないと、アーム部５３を差込可能であると判断できる。
【００２３】
（４−５）第１アーム及び第２アーム
第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの内側面に前後Ｘ方向に伸縮自在に各別に設けられている。
第１アーム５３ａは、第１中間アーム部５４ａと、第１先端アーム部５５ａと、を有している。第２アーム５３ｂは、第２中間アーム部５４ｂと、第２先端アーム部５５ｂと、を有している。
【００２４】
第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂは、概ね矩形板状の部材である。第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの内側面に伸縮自在に各別に支持されている。第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂは、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂより短い概ね矩形板状の部材である。第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂは、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂの内側面に伸縮自在に各別に支持されている。
【００２５】
第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂは、第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂと図示しない連動機構により連結されている。連動機構は、ベルト及びプーリを有している。第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂが前後Ｘ方向の前側（図３の右側）又は後側（図３の左側）に移動すると、連動機構により、第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂは、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂの２倍の速度で同じ方向に移動する。このため、第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂは、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂに対して伸縮する。
【００２６】
（４−６）開閉駆動部
開閉駆動部６０は、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂを左右Ｙ方向に開閉駆動するための機構である。開閉駆動部６０は、アーム開閉モータ９３とアーム開閉モータ９３に連結されたボールねじ軸６２と、を有している。また、開閉駆動部６０は、図４に示すように、ボールねじ軸６２に螺合する第１ナット部材６４ａ及び第２ナット部材６４ｂと、を有している。
【００２７】
図３に示すように、アーム開閉モータ９３は、ボールねじ軸６２を回転駆動する。ボールねじ軸６２は、左右Ｙ方向に沿って配置されている。ボールねじ軸６２には、左右Ｙ方向の中心位置を境に右ねじ部６２ａと左ねじ部６２ｂとが形成されている。図４に示すように、第１ナット部材６４ａ及び第２ナット部材６４ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの対向する内側面に各別に配置されている。ここで、第１ナット部材６４ａは、右ねじ部６２ａに螺合する右ねじの部材であり、第２ナット部材６４ｂは、左ねじ部６２ｂに螺合する左ねじの部材である。
【００２８】
アーム開閉モータ９３によりボールねじ軸６２が一方向に回転すると、第１ベース部材５１ａと第２ベース部材５１ｂが互いに離反する開方向に移動し、他方向に回転すると接近する閉方向に移動する。そして、ボールねじ軸６２が他方向に回転して第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂが荷物Ｗの両側に接触して荷物Ｗを挟持すると、図示しない挟持センサがオンして閉動作が停止する。
【００２９】
（４−７）伸縮駆動部
伸縮駆動部６１は、図３に示すアーム駆動モータ９１及びスプライン軸６９と、図４に示す第１駆動プーリ７６ａ及び第２駆動プーリ７６ｂ、一対の第１従動プーリ７７ａ及び一対の第２従動プーリ７７ｂ、ならびに第１移動ベルト７８ａ及び第２移動ベルト７８ｂと、を有している。
【００３０】
図３に示すように、スプライン軸６９は、左右Ｙ方向に沿って配置されており、アーム駆動モータ９１により回転駆動される。第１駆動プーリ７６ａ及び第２駆動プーリ７６ｂは、スプライン軸に一体回転可能かつ軸方向移動自在に係合する。第１駆動プーリ７６ａ及び第２駆動プーリ７６ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの外側面に第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの外側面に開閉方向（左右Ｙ方向）の移動に連動して移動可能に配置されている。一対の第１従動プーリ７７ａ及び一対の第２従動プーリ７７ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの両端に回転自在に支持されている。第１駆動プーリ７６ａ及び第２駆動プーリ７６ｂの上方には、一対の第１テンションプーリ７９ａ及び一対の第２テンションプーリ７９ｂが配置されている。一方（例えば図４右側）の第１第１テンションプーリ７９ａ及び一対の第２テンションプーリ７９ｂは、第１移動ベルト７８ａ及び第２移動ベルト７８ｂに張力を各別に付与する方向に移動可能である。第１駆動プーリ７６ａ及び第２駆動プーリ７６ｂと、一対の第１従動プーリ７７ａ及び一対の第２従動プーリ７７ｂと、は、歯付きプーリである。
【００３１】
アーム駆動モータ９１によりスプライン軸６９が回転すると、第１移動ベルト７８ａ及び第２移動ベルト７８ｂが循環駆動される。これにより、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂが前後Ｘ方向の前ラック２ａ側又は後ラック２ｂ側に移動し、さらに第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂが前ラック２ａ又は後ラック２ｂの荷物収納棚１３に配置される。
【００３２】
（５）クレーン制御部
図５において、スタッカクレーン３のクレーン制御部８１は、スタッカクレーン３に搭載されている。クレーン制御部８１は、自動倉庫１全体を制御するコントローラ８２と通信可能である。クレーン制御部８１は、ＣＰＵやメモリ等のコンピュータ・ハードウェアを含んでいるが、図５においてはコンピュータ・ハードウェアとソフトウェアの協働によって実現される機能ブロックとして表現されている。なお、制御信号の送受信は無線（電波）で行っているが、有線であってもよい。
【００３３】
クレーン制御部８１は、台車本体２３の走行及び停止の制御を行う走行制御部８３と、昇降台２７の昇降制御を行う昇降制御部８４と、移載装置２９の移載制御を行う移載制御部８５と、を備えている。クレーン制御部８１には、走行モータ８７と、昇降モータ８９と、が接続されている。また、クレーン制御部８１には、アーム駆動モータ９１と、アーム開閉モータ９３と、コンベア駆動モータ９５と、が接続されている。さらに、クレーン制御部８１には、内差込センサ９８ａと、外差込センサ９８ｂと、その他のセンサとが接続されている。その他のセンサには、挟持センサ等のその他の制御に必要なセンサが含まれる。
【００３４】
（６）スタッカクレーンの荷積み動作
以下、図６のフローチャートを用いて、スタッカクレーン３の荷積み動作を説明する。フローチャートはクレーン制御部８１による制御動作を示しているが、説明の簡略化のためにコンベア部３２の動作を省略している。
【００３５】
図６を用いて、スタッカクレーン３が荷物Ｗを搬送元に迎えに行って積み込むまでの移載動作について説明する。
【００３６】
ステップＳ１では、搬送元の荷物Ｗがある荷物収納棚１１の搬送元情報、荷物Ｗの搬送先の荷物収納棚１１の搬送先情報、及び荷物Ｗの概略のサイズを含む搬送指令が示す搬送元への装着を待つ。搬送元にスタッカクレーン３の昇降台２７が到着するとステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂからの出力により、アーム部５３を荷物Ｗの間に差込可能か否かを判断する。いずれかの差込センサがオンして差込不能であると判断すると、差込可能になるのを待つ。差込可能であるとステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、伸縮駆動部６１によりアーム部５３を伸長させる。ステップＳ４では、第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂが荷物Ｗの側方に配置されるのを待つ。この判断は、例えばアーム駆動モータ９１に設けられるロータリエンコーダの出力により判断する。第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂが荷物Ｗの側方に配置されると、ステップＳ５に移行し、アーム部５３の伸長動作を停止する。
アーム部５３が停止すると、ステップＳ６に移行し、開閉駆動部６０のアーム開閉モータ９３を閉方向に高速で回転駆動し、アーム部５３を高速閉動作させる。ステップＳ７では、内差込センサ９８ａがオンして荷物Ｗを検出するのを待つ。アーム部５３が閉動作するとアーム部５３とともにベース部５１も荷物Ｗに近づくため、内差込センサ９８ａは荷物Ｗを検出可能になる。荷物Ｗを検出するとステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、アーム部５３を低速で閉動作させる。具体的には、アーム開閉モータ９３を閉方向に低速で回転駆動する。ステップＳ９では、アーム部５３が荷積みする荷物Ｗに接触するのを待つ。前述したように第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂが荷物Ｗに接触すると、図示しない挟持センサがオンする。アーム部５３が荷物Ｗに接触すると、ステップＳ１０に移行し、アーム部５３の閉動作を停止する。ステップＳ１１では、伸縮駆動部６１のアーム駆動モータ９１によりアーム部５３を収縮させる。ステップＳ１２では、アーム部５３が収縮完了するのを待つ。この判断は、例えばアーム駆動モータ９１に設けられるロータリエンコーダの出力により判断する。アーム部５３が所定の位置に到達すると収縮完了と判断してステップＳ１３に移行し、アーム部５３の収縮動作を停止する。
【００３７】
（７）特徴
上記実施形態は、下記のように表現可能である。
（Ａ）移載装置２９は、入庫ステーション１７、出庫ステーション１９及び荷物収納棚１１と、の間で荷物Ｗを移載可能な装置である。移載装置２９は、アーム部５３と、内差込センサ９８ａと、アーム制御部８５ａと、を備える。アーム部５３は、第１アーム５３ａと第１アーム５３ａと対向して配置される第２アーム５３ｂとを有する。アーム部５３は、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉する。アーム部５３は、第１アーム５３ａと第２アーム５３ｂとの間で荷物を移載可能である。内差込センサ９８ａは、アーム部５３の開閉動作と連動して移動可能である。内差込センサ９８ａは、入庫ステーション１７、出庫ステーション１９及び荷物収納棚１１にある荷物Ｗを非接触で検出可能である。アーム制御部８５ａは、アーム部５３の閉動作のとき、内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出するまではアーム部５３を高速で閉動作させる。アーム制御部８５ａは、内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出するとアーム部５３を低速で閉動作させる。
この移載装置２９では、開状態のアーム部５３を閉動作させる場合、内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出するまでは高速でアーム部５３を閉動作させる。すなわち、アーム部５３が荷物Ｗに接近するまではアーム部５３を高速で閉動作させる。そして、内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出しアーム部５３が荷物Ｗに接近すると、低速でアーム部５３を閉動作させる。ここでは、荷物Ｗの検出の有無によりアーム部５３の閉動作の速度を高速から低速に切り換えている。これにより、アーム部５３が荷物Ｗに接近するまでは高速で閉動作するため、アーム部５３が荷物Ｗを移載可能に閉じるまでの閉動作の時間を短縮できる。
【００３８】
（Ｂ）移載装置２９がアーム部５３を、入庫ステーション１７、出庫ステーション１９及び荷物収納棚１１と、に対して伸縮可能に支持するベース部５１をさらに備え、アーム制御部８５ａは、アーム部５３がベース部５１から伸長動作を始める前にと、内差込センサ９８ａにより入庫ステーション１７、出庫ステーション１９又は荷物収納棚１１にある荷物Ｗを検出しないことを確認してからアーム部５３を伸長させてもよい。
この場合には、アーム部５３を伸長させる前にアーム部を伸長させることができるかを判断する検出部と閉動作の速度を切り換えるための検出部とを内差込センサ９８ａにより兼用できる。
【００３９】
（Ｃ）移載装置の閉動作方法は、アーム部５３を備える移載装置２９の閉動作方法である。アーム部５３は、第１アーム５３ａと第１アーム５３ａと対向して配置される第２アーム５３ｂとを有し、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉し、第１アーム５３ａと第２アーム５３ｂとの間で荷物を移載可能である。移載装置２９の閉動作方法は、配置ステップ（図６のステップＳ４）と、高速ステップ（図６のステップＳ６）と、低速ステップ（図６のステップＳ８）と、を含む。配置ステップでは、アーム部５３を荷物Ｗの側方に配置する。高速ステップでは、アーム部５３の開閉動作に連動して移動する内差込センサ９８ａが荷物かを検出する（図６のステップＳ７）まで、アーム部５３を高速で閉じる。低速ステップでは、内差込センサ９８ａが荷物を検出する（図６のステップＳ７）とアーム部５３を低速で閉じる。
この移載装置の閉動作方法では、アーム部５３が荷物Ｗの側方に配置されると、内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出するまでは高速でアーム部５３が閉じる。すなわち、アーム部５３が荷物Ｗに接近するまではアーム部５３を高速で閉動作させる。内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出しアーム部５３が荷物に接近すると、アーム部５３が低速で閉じる。ここでは、荷物Ｗの検出の有無によりアーム部５３の閉動作の速度を高速から低速に切り換えている。これにより、アーム部５３が荷物Ｗに接近するまでは高速で閉動作するため、アーム部５３が荷物Ｗを移載可能になるまでの閉動作の時間を短縮できる。
【００４０】
（８）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。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
【００４１】
（ａ）前記実施形態では、第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂのいずれもが開閉動作したが、一方だけが開閉動作し、他方が開閉動作しなくてもよい。アーム部に開閉可能に設けられたフックで荷物Ｗを押し引きして移載する移載装置では、片方のアームだけを開閉する場合がある。この場合には、開閉する一方のアームの閉速度を荷物Ｗの検出タイミングで高速から低速に切り換えればよい。
【００４２】
（ｂ）前記実施形態では、荷積みする荷物Ｗとその隣の荷物との隙間を検出する内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂのうち、荷積みする荷物Ｗに近い内差込センサ９８ａで荷物の検出を判断したが、本発明はこれに限定されない。内差込センサ９８ａと別に閉動作専用の荷物検出用のセンサを用いてもよい。
【００４３】
（ｃ）前記実施形態では、非接触で荷物を検出する荷物検出部として光電検出器を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、荷物検出部として、レーザ又は音波等で距離を検出できるものを用いてもよい。また、荷物検出部として、荷物Ｗが磁気を帯びている場合はホール素子又はリードスイッチ等の磁気検出部を用いてもよい。
【００４４】
（ｄ）前記実施形態では、アーム部として第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂと第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂとを開示した。しかし、アーム部の形態は、前記実施形態に限定されず、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂで荷物Ｗを把持するようなものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る物品搬送装置は、例えば、自動倉庫のスタッカクレーン等に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 自動倉庫
２ａ 前ラック
２ｂ 後ラック
３ スタッカクレーン
５ 走行通路
７ 第１支柱
９ 第２支柱
１１ 荷物収納棚
１７ 入庫ステーション
１９ 出庫ステーション
２１ａ 上ガイドレール
２１ｂ 下ガイドレール
２２ 走行台車
２３ 台車本体
２３ａ 左走行車輪
２３ｂ 右走行車輪
２３ｃ 前ガイドローラ
２３ｄ 後ガイドローラ
２５ａ 左マスト
２５ｂ 右マスト
２７ 昇降台
２９ 移載装置
３１ 装置本体
３１ａ 荷物載置領域
３２ コンベア部
３２ａ 第１コンベアユニット
３２ｂ 第２コンベアユニット
３３ クランプ部
３４ａ 第１リニアガイド
３４ｂ 第２リニアガイド
４０ 駆動軸
４２ コンベア駆動部
５１ａ 第１ベース部材
５１ｂ 第２ベース部材
５３ アーム部
５３ａ 第１アーム
５３ｂ 第２アーム
５４ａ 第１中間アーム部
５４ｂ 第２中間アーム部
５５ａ 第１先端アーム部
５５ｂ 第２先端アーム部
６０ 開閉駆動部
６１ 伸縮駆動部
６２ ボールねじ軸
６２ａ 右ねじ部
６２ｂ 左ねじ部
６３ａ 第１リニア軸受
６３ｂ 第２リニア軸受
６４ａ 第１ナット部材
６４ｂ 第２ナット部材
６９ スプライン軸
７０ センサブラケット
７６ａ 第１駆動プーリ
７６ｂ 第２駆動プーリ
７７ａ 第１従動プーリ
７７ｂ 第２従動プーリ
７８ａ 第１移動ベルト
７８ｂ 第２移動ベルト
７９ａ 第１テンションプーリ
７９ｂ 第２テンションプーリ
８１ クレーン制御部
８３ 走行制御部
８４ 昇降制御部
８５ 移載制御部
８５ａ アーム制御部
８５ｂ コンベア制御部
８７ 走行モータ
８９ 昇降モータ
９１ アーム駆動モータ
９３ アーム開閉モータ
９５ コンベア駆動モータ
９８ａ 内差込センサ
９８ｂ 外差込センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉するアーム部を用いて荷物を他の装置との間で移載可能な移載装置、及び移載装置の閉動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷物を他の装置との間で移載する移載装置として、開閉するアーム部により荷物を移載するものが従来知られている（例えば、特許文献１参照）。従来の移載装置は、他の装置としてのラックの棚との間で荷物を移載する。移載装置は、開閉するアーム部と、アーム部を伸長及び収縮可能に支持するベース部と、を備えている。ベース部はアーム部とともに開閉動作する。従来の移載装置では、アーム部の開状態は、荷物の概略の幅に対して複数段階に設定される。例えば開状態を３段階に設定している。ラックの棚から荷物を取り出すときは、開状態のアーム部をベース部から伸長して荷物の幅方向の両側方に配置する。そして、開状態のアーム部を閉動作させて荷物をつかみ、荷物を移載装置に荷積みする。このとき、荷物に与える衝撃を抑えるために、低速でアーム部を閉動作させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６３２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の移載装置では、荷物を把持する閉動作を低速で行っている。アーム部の開状態は、複数段階に設定されているが、一つの設定に対しても複数の幅の荷物を取り扱うことがある。このため、荷物の幅が小さい場合、荷物をつかむまでの時間が長くなる。
【０００５】
本発明の課題は、開閉するアーム部で物品を移載する移載装置において、アーム部が荷物を移載可能に閉じるまでの閉動作の時間を短縮できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
本発明に係る移載装置は、荷物を他の装置との間で移載可能な移載装置である。移載装置は、アーム部と、荷物検出部と、アーム制御部と、を備える。アーム部は、第１アームと第１アームと対向して配置される第２アームとを有する。アーム部は、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉する。アーム部は、第１アームと第２アームとの間で荷物を移載可能である。荷物検出部は、アーム部の開閉動作と連動して移動可能である。荷物検出部は、他の装置にある荷物を非接触で検出可能である。アーム制御部は、アーム部の閉動作のとき、荷物検出部が荷物を検出するまではアーム部を高速で閉動作させる。アーム制御部は、荷物検出部が荷物を検出するとアーム部を低速で閉動作させる。
この移載装置では、開状態のアーム部を閉動作させる場合、荷物検出部が荷物を検出するまでは高速でアーム部を閉動作させる。すなわち、アーム部が荷物に接近するまではアーム部を高速で閉動作させる。そして、荷物検出部が荷物を検出しアーム部が荷物に接近すると、低速でアーム部を閉動作させる。ここでは、荷物の検出の有無によりアーム部の閉動作の速度を高速から低速に切り換えている。これにより、アーム部が荷物に接近するまでは高速で閉動作するため、アーム部が荷物を移載可能に閉じるまでの閉動作の時間を短縮できる。
【０００７】
移載装置がアーム部を他の装置に対して伸縮可能に支持するベース部をさらに備え、アーム制御部は、アーム部がベース部から伸長動作を始める前に荷物検出部により他の装置にある荷物を検出しないことを確認してからアーム部を伸長させてもよい。
この場合には、アーム部を伸長させる前にアーム部を伸長させることができるかを判断する検出部と閉動作の速度を切り換えるための検出部とを兼用できる。
【０００８】
本発明の別の見地に係る移載装置の閉動作方法は、アーム部を備える移載装置の閉動作方法である。アーム部は、第１アームと第１アームと対向して配置される第２アームとを有し、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉し、第１アームと第２アームとの間で荷物を移載可能である。移載装置の閉動作方法は、配置ステップと、高速ステップと、低速ステップと、を含む。配置ステップでは、アーム部を荷物の側方に配置する。高速ステップでは、アーム部の開閉動作に連動して移動する荷物検出部が荷物を検出するまで、アーム部を高速で閉じる。低速ステップでは、荷物検出部が荷物を検出するとアーム部を低速で閉じる。
【０００９】
この移載装置の閉動作方法では、アーム部が荷物の側方に配置されると、荷物検出部が荷物を検出するまでは高速でアーム部が閉じる。すなわち、アーム部が荷物に接近するまではアーム部を高速で閉動作させる。荷物検出部が荷物を検出しアーム部が荷物に接近すると、アーム部が低速で閉じる。ここでは、荷物の検出の有無によりアーム部の閉動作の速度を高速から低速に切り換えている。これにより、アーム部が荷物に接近するまでは高速で閉動作するため、アーム部が荷物を移載可能になるまでの閉動作の時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、荷物の検出の有無によりアーム部の閉動作の速度を高速から低速に切り換えている。これにより、荷物を検出するまでは高速で閉動作するため、荷物の幅にかかわらずアーム部が荷物を移載可能になるまでの閉動作の時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る一実施形態の移載装置が採用された自動倉庫の概略平面図。
【図２】図１のII−II矢視図であり、ラックとスタッカクレーンを説明するための図。
【図３】移載装置の模式平面図。
【図４】コンベア部の概略側面図。
【図５】クレーン制御部の機能ブロック図。
【図６】アーム制御部の移載動作を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１）自動倉庫全体
以下、本発明に係る一実施形態が採用された自動倉庫１を説明する。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Ｘ方向であり、図１の左右方向が自動倉庫１の左右Ｙ方向である。
図１において、自動倉庫１は、主に、前ラック２ａ及び後ラック２ｂと、その間を走行するスタッカクレーン３とから構成されている。
【００１３】
（２）ラック
前ラック２ａ及び後ラック２ｂは、左右Ｙ方向に延びるスタッカクレーン３の走行通路５を挟むよう前後に配置されている。前ラック２ａ及び後ラック２ｂは、走行通路５側に所定間隔で左右に並ぶ多数の第１支柱７と、走行通路５と反対側に所定間隔を空けて並ぶ第２支柱９と、隣り合う第１支柱７及び第２支柱９の間に設けられた多数の荷物収納棚１１を有している。荷物収納棚１１には、図１から明らかなように、スタッカクレーン３が荷物Ｗの概略のサイズ（荷物Ｗの左右Ｙ方向の大きさ）に応じた基準と後端（走行通路５側端）基準とで荷物Ｗを載置する。具体的には、２つの第１支柱７の間に、例えば荷物Ｗの大きさを三段階に区分けして荷物Ｗを載置する。大きい荷物Ｗは、荷物収納棚１１に２つ並べて載置し、小さい荷物Ｗは荷物収納棚に４つ並べて載置し、中間の大きさの荷物Ｗは、荷物収納棚１１に３つ並べて載置する。したがって、スタッカクレーン３は、荷物Ｗのサイズに応じて停止位置が異なる。
【００１４】
前ラック２ａの左側の最下段には、荷物Ｗを入庫するための入庫ステーション１７が配置されている。後ラック２ｂの左側の最下段には、荷物Ｗを出庫するための出庫ステーション１９が配置されている。したがって、入庫ステーション１７及び出庫ステーション１９においても、複数個の荷物Ｗを入出庫可能である。
【００１５】
（３）スタッカクレーン
図１及び図２において、走行通路５に沿って、上ガイドレール２１ａ及び下ガイドレール２１ｂが設けられており、上ガイドレール２１ａ及び下ガイドレール２１ｂにスタッカクレーン３が左右Ｙ方向に移動可能に案内されている。スタッカクレーン３は、多数の荷物収納棚１１と入庫ステーション１７と出庫ステーション１９との間で荷物Ｗを搬送する。
【００１６】
スタッカクレーン３は、図１及び図２に示すように、台車本体２３及び昇降台２７を有する走行台車２２と、昇降台２７に設けられた移載装置２９と、を有している。台車本体２３は、左右Ｙ方向の両端部に左走行車輪２３ａ及び右走行車輪２３ｂを有している。左走行車輪２３ａ及び右走行車輪２３ｂは、台車本体２３に軸受により回転自在に支持され、下ガイドレール２１ｂ上を走行する。台車本体２３は、下ガイドレール２１ｂを挟んで両端に一対配置された前ガイドローラ２３ｃ及び後ガイドローラ２３ｄにより下ガイドレール２１ｂに案内される。前ガイドローラ２３ｃは、図２において、下ガイドレール２１ｂを挟んで後ガイドローラ２３ｄと同じ位置に配置されている。右走行車輪２３ｂは、走行モータ８７により駆動される。台車本体２３の左走行車輪２３ａ及び右走行車輪２３ｂの内側には、左マスト２５ａ及び右マスト２５ｂが固定されている。左マスト２５ａ及び右マスト２５ｂは、上下方向に延びている。昇降台２７は、台車本体２３に設けられた左マスト２５ａ及び右マスト２５ｂに昇降自在に装着されている。
【００１７】
（４）移載装置
移載装置２９は、入庫ステーション１７、出庫ステーション１９及び荷物収納棚１１と、の間で荷物Ｗを移載するための装置である。移載装置２９は、図３及び図４に示すように、昇降台２７としても機能する装置本体３１と、コンベア部３２と、クランプ部３３と、を備えている。入庫ステーション１７、出庫ステーション１９及び荷物収納棚１１は、他の装置の一例である。
図４に示すように、装置本体３１の左右Ｙ方向の中央部分に、荷物Ｗを載置して前後Ｘ方向（移載方向）に沿って荷物収納棚１１側へ移動させるコンベア部３２が設けられている。装置本体３１のコンベア部３２の外側に、荷物Ｗを把持して荷物収納棚１３側へ移動させるクランプ部３３が設けられている。
【００１８】
（４−１）装置本体
装置本体３１は、荷物Ｗを載置可能な荷物載置領域３１ａを有している。荷物載置領域３１ａには、荷物Ｗが後端基準で載置される。ここで荷物Ｗの後端とは、クランプ部３３が把持する側であり、移載対象の前ラック２ａ又は後ラック２ｂから離れた端部である。したがって、前ラック２ａが移載対象の場合、図３右側の端部が後端になり、後ラック２ｂが移載対象の場合、図３左側の端部が後端になる。
【００１９】
（４−２）コンベア部
コンベア部３２は、荷物Ｗを載置して移動させるものである。コンベア部３２は、図３に示すように、装置本体３１の左右Ｙ方向の中央部分には、中心に対して対称に配置された第１コンベアユニット３２ａと第２コンベアユニット３２ｂと、これらを駆動するコンベア駆動部４２と、を有している。第１コンベアユニット３２ａ及び第２コンベアユニット３２ｂは、例えばベルトコンベアである。なお、コンベアの種類としては、ベルトコンベアでなくてもよく、ローラコンベアやチェーンコンベア等でもよい。コンベア駆動部４２は、コンベア駆動モータ９５と、コンベア駆動モータ９５から動力を第１コンベアユニット３２ａ及び第２コンベアユニット３２ｂに伝達する駆動軸４０と、を有している。
【００２０】
（４−３）クランプ部
クランプ部３３の構成を、図３及び図４により説明する。クランプ部３３は、側面を挟持して荷物Ｗを移載可能な機構である。クランプ部３３は、開閉するベース部５１と、ベース部５１から伸縮するアーム部５３と、開閉駆動部６０と、伸縮駆動部６１と、を有している。ベース部５１は、左右Ｙ方向に間隔を隔てて配置された第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂを有する。アーム部５３は、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂのそれぞれ内側に配置された第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂを有する。第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂは、対向して配置される。開閉駆動部６０は、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１を開閉することにより、第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂを開閉させる。伸縮駆動部６１は、第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂを同期して伸縮させる。第１ベース部材５１ａ及び第１アーム５３ａと、第２ベース部材５１ｂ及び第２アーム５３ｂは、鏡像関係にある構造である。
【００２１】
（４−４）第１ベース部材及び第２ベース部材
第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂは、左右Ｙ方向に互いに接近及び離反して開閉可能に装置本体３１に設けられている。第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂは、第１コンベアユニット３２ａ及び第２コンベアユニット３２ｂの左右Ｙ方向両外側に配置されている。
【００２２】
第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂは、前後Ｘ方向に延びる概ね矩形板状の部材である。第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの両端部は、装置本体３１の前後Ｘ方向の両端に左右Ｙ方向に沿って配置された第１リニアガイド３４ａ及び第２リニアガイド３４ｂに案内され、装置本体３１に左右Ｙ方向に移動自在に支持されている。第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの両端部には、第１リニアガイド３４ａ及び第２リニアガイド３４ｂに案内される案内部としての第１リニア軸受６３ａ及び第２リニア軸受６３ｂがボルトにより各別に固定されている。
第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの下部の前後Ｘ方向の両端には、アーム部５３が荷物収納棚１１に収納された荷物Ｗの間に差込可能であるか否かを判断するための内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂが配置されている。内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの両端に固定され、装置本体３１の内方に延びるセンサブラケット７０に固定されている。内差込センサ９８ａは、荷物検出部の一例である。図３に示すように、内差込センサ９８ａは外差込センサ９８ｂの内側に配置されている。内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂは、例えば反射型の光電検出器を用いており、非接触で荷物Ｗを検出可能なセンサである。内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂは、前ラック２ａ及び後ラック２ｂに向けて斜め上方に光を照射可能に配置されている。図３に示すように、内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂの光軸の間隔Ｌは、アーム部５３の第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂのそれぞれの左右Ｙ方向の長さより長い。このため、内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂが両方とも荷物Ｗを検出していないと、アーム部５３を差込可能であると判断できる。
【００２３】
（４−５）第１アーム及び第２アーム
第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの内側面に前後Ｘ方向に伸縮自在に各別に設けられている。
第１アーム５３ａは、第１中間アーム部５４ａと、第１先端アーム部５５ａと、を有している。第２アーム５３ｂは、第２中間アーム部５４ｂと、第２先端アーム部５５ｂと、を有している。
【００２４】
第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂは、概ね矩形板状の部材である。第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの内側面に伸縮自在に各別に支持されている。第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂは、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂより短い概ね矩形板状の部材である。第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂは、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂの内側面に伸縮自在に各別に支持されている。
【００２５】
第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂは、第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂと図示しない連動機構により連結されている。連動機構は、ベルト及びプーリを有している。第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂが前後Ｘ方向の前側（図３の右側）又は後側（図３の左側）に移動すると、連動機構により、第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂは、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂの２倍の速度で同じ方向に移動する。このため、第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂは、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂに対して伸縮する。
【００２６】
（４−６）開閉駆動部
開閉駆動部６０は、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂを左右Ｙ方向に開閉駆動するための機構である。開閉駆動部６０は、アーム開閉モータ９３とアーム開閉モータ９３に連結されたボールねじ軸６２と、を有している。また、開閉駆動部６０は、図４に示すように、ボールねじ軸６２に螺合する第１ナット部材６４ａ及び第２ナット部材６４ｂと、を有している。
【００２７】
図３に示すように、アーム開閉モータ９３は、ボールねじ軸６２を回転駆動する。ボールねじ軸６２は、左右Ｙ方向に沿って配置されている。ボールねじ軸６２には、左右Ｙ方向の中心位置を境に右ねじ部６２ａと左ねじ部６２ｂとが形成されている。図４に示すように、第１ナット部材６４ａ及び第２ナット部材６４ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの対向する内側面に各別に配置されている。ここで、第１ナット部材６４ａは、右ねじ部６２ａに螺合する右ねじの部材であり、第２ナット部材６４ｂは、左ねじ部６２ｂに螺合する左ねじの部材である。
【００２８】
アーム開閉モータ９３によりボールねじ軸６２が一方向に回転すると、第１ベース部材５１ａと第２ベース部材５１ｂが互いに離反する開方向に移動し、他方向に回転すると接近する閉方向に移動する。そして、ボールねじ軸６２が他方向に回転して第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂが荷物Ｗの両側に接触して荷物Ｗを挟持すると、図示しない挟持センサがオンして閉動作が停止する。
【００２９】
（４−７）伸縮駆動部
伸縮駆動部６１は、図３に示すアーム駆動モータ９１及びスプライン軸６９と、図４に示す第１駆動プーリ７６ａ及び第２駆動プーリ７６ｂ、一対の第１従動プーリ７７ａ及び一対の第２従動プーリ７７ｂ、ならびに第１移動ベルト７８ａ及び第２移動ベルト７８ｂと、を有している。
【００３０】
図３に示すように、スプライン軸６９は、左右Ｙ方向に沿って配置されており、アーム駆動モータ９１により回転駆動される。第１駆動プーリ７６ａ及び第２駆動プーリ７６ｂは、スプライン軸に一体回転可能かつ軸方向移動自在に係合する。第１駆動プーリ７６ａ及び第２駆動プーリ７６ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの外側面に第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの外側面に開閉方向（左右Ｙ方向）の移動に連動して移動可能に配置されている。一対の第１従動プーリ７７ａ及び一対の第２従動プーリ７７ｂは、第１ベース部材５１ａ及び第２ベース部材５１ｂの両端に回転自在に支持されている。第１駆動プーリ７６ａ及び第２駆動プーリ７６ｂの上方には、一対の第１テンションプーリ７９ａ及び一対の第２テンションプーリ７９ｂが配置されている。一方（例えば図４右側）の第１第１テンションプーリ７９ａ及び一対の第２テンションプーリ７９ｂは、第１移動ベルト７８ａ及び第２移動ベルト７８ｂに張力を各別に付与する方向に移動可能である。第１駆動プーリ７６ａ及び第２駆動プーリ７６ｂと、一対の第１従動プーリ７７ａ及び一対の第２従動プーリ７７ｂと、は、歯付きプーリである。
【００３１】
アーム駆動モータ９１によりスプライン軸６９が回転すると、第１移動ベルト７８ａ及び第２移動ベルト７８ｂが循環駆動される。これにより、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂが前後Ｘ方向の前ラック２ａ側又は後ラック２ｂ側に移動し、さらに第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂが前ラック２ａ又は後ラック２ｂの荷物収納棚１３に配置される。
【００３２】
（５）クレーン制御部
図５において、スタッカクレーン３のクレーン制御部８１は、スタッカクレーン３に搭載されている。クレーン制御部８１は、自動倉庫１全体を制御するコントローラ８２と通信可能である。クレーン制御部８１は、ＣＰＵやメモリ等のコンピュータ・ハードウェアを含んでいるが、図５においてはコンピュータ・ハードウェアとソフトウェアの協働によって実現される機能ブロックとして表現されている。なお、制御信号の送受信は無線（電波）で行っているが、有線であってもよい。
【００３３】
クレーン制御部８１は、台車本体２３の走行及び停止の制御を行う走行制御部８３と、昇降台２７の昇降制御を行う昇降制御部８４と、移載装置２９の移載制御を行う移載制御部８５と、を備えている。クレーン制御部８１には、走行モータ８７と、昇降モータ８９と、が接続されている。また、クレーン制御部８１には、アーム駆動モータ９１と、アーム開閉モータ９３と、コンベア駆動モータ９５と、が接続されている。さらに、クレーン制御部８１には、内差込センサ９８ａと、外差込センサ９８ｂと、その他のセンサとが接続されている。その他のセンサには、挟持センサ等のその他の制御に必要なセンサが含まれる。
【００３４】
（６）スタッカクレーンの荷積み動作
以下、図６のフローチャートを用いて、スタッカクレーン３の荷積み動作を説明する。フローチャートはクレーン制御部８１による制御動作を示しているが、説明の簡略化のためにコンベア部３２の動作を省略している。
【００３５】
図６を用いて、スタッカクレーン３が荷物Ｗを搬送元に迎えに行って積み込むまでの移載動作について説明する。
【００３６】
ステップＳ１では、搬送元の荷物Ｗがある荷物収納棚１１の搬送元情報、荷物Ｗの搬送先の荷物収納棚１１の搬送先情報、及び荷物Ｗの概略のサイズを含む搬送指令が示す搬送元への装着を待つ。搬送元にスタッカクレーン３の昇降台２７が到着するとステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂからの出力により、アーム部５３を荷物Ｗの間に差込可能か否かを判断する。いずれかの差込センサがオンして差込不能であると判断すると、差込可能になるのを待つ。差込可能であるとステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、伸縮駆動部６１によりアーム部５３を伸長させる。ステップＳ４では、第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂが荷物Ｗの側方に配置されるのを待つ。この判断は、例えばアーム駆動モータ９１に設けられるロータリエンコーダの出力により判断する。第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂが荷物Ｗの側方に配置されると、ステップＳ５に移行し、アーム部５３の伸長動作を停止する。
アーム部５３が停止すると、ステップＳ６に移行し、開閉駆動部６０のアーム開閉モータ９３を閉方向に高速で回転駆動し、アーム部５３を高速閉動作させる。ステップＳ７では、内差込センサ９８ａがオンして荷物Ｗを検出するのを待つ。アーム部５３が閉動作するとアーム部５３とともにベース部５１も荷物Ｗに近づくため、内差込センサ９８ａは荷物Ｗを検出可能になる。荷物Ｗを検出するとステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、アーム部５３を低速で閉動作させる。具体的には、アーム開閉モータ９３を閉方向に低速で回転駆動する。ステップＳ９では、アーム部５３が荷積みする荷物Ｗに接触するのを待つ。前述したように第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂが荷物Ｗに接触すると、図示しない挟持センサがオンする。アーム部５３が荷物Ｗに接触すると、ステップＳ１０に移行し、アーム部５３の閉動作を停止する。ステップＳ１１では、伸縮駆動部６１のアーム駆動モータ９１によりアーム部５３を収縮させる。ステップＳ１２では、アーム部５３が収縮完了するのを待つ。この判断は、例えばアーム駆動モータ９１に設けられるロータリエンコーダの出力により判断する。アーム部５３が所定の位置に到達すると収縮完了と判断してステップＳ１３に移行し、アーム部５３の収縮動作を停止する。
【００３７】
（７）特徴
上記実施形態は、下記のように表現可能である。
（Ａ）移載装置２９は、入庫ステーション１７、出庫ステーション１９及び荷物収納棚１１と、の間で荷物Ｗを移載可能な装置である。移載装置２９は、アーム部５３と、内差込センサ９８ａと、アーム制御部８５ａと、を備える。アーム部５３は、第１アーム５３ａと第１アーム５３ａと対向して配置される第２アーム５３ｂとを有する。アーム部５３は、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉する。アーム部５３は、第１アーム５３ａと第２アーム５３ｂとの間で荷物を移載可能である。内差込センサ９８ａは、アーム部５３の開閉動作と連動して移動可能である。内差込センサ９８ａは、入庫ステーション１７、出庫ステーション１９及び荷物収納棚１１にある荷物Ｗを非接触で検出可能である。アーム制御部８５ａは、アーム部５３の閉動作のとき、内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出するまではアーム部５３を高速で閉動作させる。アーム制御部８５ａは、内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出するとアーム部５３を低速で閉動作させる。
この移載装置２９では、開状態のアーム部５３を閉動作させる場合、内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出するまでは高速でアーム部５３を閉動作させる。すなわち、アーム部５３が荷物Ｗに接近するまではアーム部５３を高速で閉動作させる。そして、内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出しアーム部５３が荷物Ｗに接近すると、低速でアーム部５３を閉動作させる。ここでは、荷物Ｗの検出の有無によりアーム部５３の閉動作の速度を高速から低速に切り換えている。これにより、アーム部５３が荷物Ｗに接近するまでは高速で閉動作するため、アーム部５３が荷物Ｗを移載可能に閉じるまでの閉動作の時間を短縮できる。
【００３８】
（Ｂ）移載装置２９がアーム部５３を、入庫ステーション１７、出庫ステーション１９及び荷物収納棚１１と、に対して伸縮可能に支持するベース部５１をさらに備え、アーム制御部８５ａは、アーム部５３がベース部５１から伸長動作を始める前にと、内差込センサ９８ａにより入庫ステーション１７、出庫ステーション１９又は荷物収納棚１１にある荷物Ｗを検出しないことを確認してからアーム部５３を伸長させてもよい。
この場合には、アーム部５３を伸長させる前にアーム部を伸長させることができるかを判断する検出部と閉動作の速度を切り換えるための検出部とを内差込センサ９８ａにより兼用できる。
【００３９】
（Ｃ）移載装置の閉動作方法は、アーム部５３を備える移載装置２９の閉動作方法である。アーム部５３は、第１アーム５３ａと第１アーム５３ａと対向して配置される第２アーム５３ｂとを有し、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉し、第１アーム５３ａと第２アーム５３ｂとの間で荷物を移載可能である。移載装置２９の閉動作方法は、配置ステップ（図６のステップＳ４）と、高速ステップ（図６のステップＳ６）と、低速ステップ（図６のステップＳ８）と、を含む。配置ステップでは、アーム部５３を荷物Ｗの側方に配置する。高速ステップでは、アーム部５３の開閉動作に連動して移動する内差込センサ９８ａが荷物かを検出する（図６のステップＳ７）まで、アーム部５３を高速で閉じる。低速ステップでは、内差込センサ９８ａが荷物を検出する（図６のステップＳ７）とアーム部５３を低速で閉じる。
この移載装置の閉動作方法では、アーム部５３が荷物Ｗの側方に配置されると、内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出するまでは高速でアーム部５３が閉じる。すなわち、アーム部５３が荷物Ｗに接近するまではアーム部５３を高速で閉動作させる。内差込センサ９８ａが荷物Ｗを検出しアーム部５３が荷物に接近すると、アーム部５３が低速で閉じる。ここでは、荷物Ｗの検出の有無によりアーム部５３の閉動作の速度を高速から低速に切り換えている。これにより、アーム部５３が荷物Ｗに接近するまでは高速で閉動作するため、アーム部５３が荷物Ｗを移載可能になるまでの閉動作の時間を短縮できる。
【００４０】
（８）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。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
【００４１】
（ａ）前記実施形態では、第１アーム５３ａ及び第２アーム５３ｂのいずれもが開閉動作したが、一方だけが開閉動作し、他方が開閉動作しなくてもよい。アーム部に開閉可能に設けられたフックで荷物Ｗを押し引きして移載する移載装置では、片方のアームだけを開閉する場合がある。この場合には、開閉する一方のアームの閉速度を荷物Ｗの検出タイミングで高速から低速に切り換えればよい。
【００４２】
（ｂ）前記実施形態では、荷積みする荷物Ｗとその隣の荷物との隙間を検出する内差込センサ９８ａ及び外差込センサ９８ｂのうち、荷積みする荷物Ｗに近い内差込センサ９８ａで荷物の検出を判断したが、本発明はこれに限定されない。内差込センサ９８ａと別に閉動作専用の荷物検出用のセンサを用いてもよい。
【００４３】
（ｃ）前記実施形態では、非接触で荷物を検出する荷物検出部として光電検出器を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、荷物検出部として、レーザ又は音波等で距離を検出できるものを用いてもよい。また、荷物検出部として、荷物Ｗが磁気を帯びている場合はホール素子又はリードスイッチ等の磁気検出部を用いてもよい。
【００４４】
（ｄ）前記実施形態では、アーム部として第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂと第１先端アーム部５５ａ及び第２先端アーム部５５ｂとを開示した。しかし、アーム部の形態は、前記実施形態に限定されず、第１中間アーム部５４ａ及び第２中間アーム部５４ｂで荷物Ｗを把持するようなものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る物品搬送装置は、例えば、自動倉庫のスタッカクレーン等に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 自動倉庫
２ａ 前ラック
２ｂ 後ラック
３ スタッカクレーン
５ 走行通路
７ 第１支柱
９ 第２支柱
１１ 荷物収納棚
１７ 入庫ステーション
１９ 出庫ステーション
２１ａ 上ガイドレール
２１ｂ 下ガイドレール
２２ 走行台車
２３ 台車本体
２３ａ 左走行車輪
２３ｂ 右走行車輪
２３ｃ 前ガイドローラ
２３ｄ 後ガイドローラ
２５ａ 左マスト
２５ｂ 右マスト
２７ 昇降台
２９ 移載装置
３１ 装置本体
３１ａ 荷物載置領域
３２ コンベア部
３２ａ 第１コンベアユニット
３２ｂ 第２コンベアユニット
３３ クランプ部
３４ａ 第１リニアガイド
３４ｂ 第２リニアガイド
４０ 駆動軸
４２ コンベア駆動部
５１ａ 第１ベース部材
５１ｂ 第２ベース部材
５３ アーム部
５３ａ 第１アーム
５３ｂ 第２アーム
５４ａ 第１中間アーム部
５４ｂ 第２中間アーム部
５５ａ 第１先端アーム部
５５ｂ 第２先端アーム部
６０ 開閉駆動部
６１ 伸縮駆動部
６２ ボールねじ軸
６２ａ 右ねじ部
６２ｂ 左ねじ部
６３ａ 第１リニア軸受
６３ｂ 第２リニア軸受
６４ａ 第１ナット部材
６４ｂ 第２ナット部材
６９ スプライン軸
７０ センサブラケット
７６ａ 第１駆動プーリ
７６ｂ 第２駆動プーリ
７７ａ 第１従動プーリ
７７ｂ 第２従動プーリ
７８ａ 第１移動ベルト
７８ｂ 第２移動ベルト
７９ａ 第１テンションプーリ
７９ｂ 第２テンションプーリ
８１ クレーン制御部
８３ 走行制御部
８４ 昇降制御部
８５ 移載制御部
８５ａ アーム制御部
８５ｂ コンベア制御部
８７ 走行モータ
８９ 昇降モータ
９１ アーム駆動モータ
９３ アーム開閉モータ
９５ コンベア駆動モータ
９８ａ 内差込センサ
９８ｂ 外差込センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷物を他の装置との間で移載可能な移載装置であって、
第１アームと前記第１アームと対向して配置される第２アームとを有し、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉し、前記第１アームと前記第２アームとの間で前記荷物を移載可能なアーム部と、
前記アーム部の開閉動作と連動して移動可能であり、前記他の装置にある荷物を非接触で検出可能な荷物検出部と、
前記アーム部の閉動作のとき、前記荷物検出部が前記荷物を検出するまでは前記開閉アーム部を高速で閉動作させ、前記荷物検出部が前記荷物を検出すると前記アーム部を低速で閉動作させるアーム制御部と、
を備える移載装置。
【請求項２】
前記アーム部を前記他の装置に対して伸縮可能に支持するベース部をさらに備え、
前記アーム制御部は、前記アーム部が前記ベース部から伸長動作を始める前に前記荷物検出部により前記他の装置にある前記荷物を検出しないことを確認してから前記アーム部を伸長させる、請求項１に記載の移載装置。
【請求項３】
第１アームと前記第１アームと対向して配置される第２アームとを有し、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉し、前記第１アームと前記第２アームとの間で前記荷物を移載可能なアーム部を備える移載装置の閉動作方法であって、
前記アーム部を前記荷物の側方に配置する配置ステップと、
前記アーム部の開閉動作に連動して移動する荷物検出部が前記荷物を検出するまで、前記アーム部を高速で閉じる高速ステップと、
前記荷物検出部が前記荷物を検出すると前記アーム部を低速で閉じる低速ステップと、
を含む移載装置の閉動作方法。
【請求項１】
荷物を他の装置との間で移載可能な移載装置であって、
第１アームと前記第１アームと対向して配置される第２アームとを有し、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉し、前記第１アームと前記第２アームとの間で前記荷物を移載可能なアーム部と、
前記アーム部の開閉動作と連動して移動可能であり、前記他の装置にある荷物を非接触で検出可能な荷物検出部と、
前記アーム部の閉動作のとき、前記荷物検出部が前記荷物を検出するまでは前記開閉アーム部を高速で閉動作させ、前記荷物検出部が前記荷物を検出すると前記アーム部を低速で閉動作させるアーム制御部と、
を備える移載装置。
【請求項２】
前記アーム部を前記他の装置に対して伸縮可能に支持するベース部をさらに備え、
前記アーム制御部は、前記アーム部が前記ベース部から伸長動作を始める前に前記荷物検出部により前記他の装置にある前記荷物を検出しないことを確認してから前記アーム部を伸長させる、請求項１に記載の移載装置。
【請求項３】
第１アームと前記第１アームと対向して配置される第２アームとを有し、少なくとも一方のアームが他方のアームに対して開閉し、前記第１アームと前記第２アームとの間で前記荷物を移載可能なアーム部を備える移載装置の閉動作方法であって、
前記アーム部を前記荷物の側方に配置する配置ステップと、
前記アーム部の開閉動作に連動して移動する荷物検出部が前記荷物を検出するまで、前記アーム部を高速で閉じる高速ステップと、
前記荷物検出部が前記荷物を検出すると前記アーム部を低速で閉じる低速ステップと、
を含む移載装置の閉動作方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８８２４５（Ｐ２０１２−１８８２４５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３７１５（Ｐ２０１１−５３７１５）
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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