積み付け装置およびこれを備える搬送設備
【課題】従来より簡易かつ安価な積み付け装置およびこれを備える搬送設備を提供すること。
【解決手段】搬送路３から搬送される荷物ＷをパレットＰに積み付ける積み付け装置２であって、前記荷物Ｗを把持および解放する把持部９と、前記搬送路３と前記パレットＰとの間で前記把持部９を移動させるとともに、前記パレットＰに対する前記把持部９の高さを調整する移動機構４，８と、前記把持部９に取り付けられ、前記把持部９の下方に配された前記荷物Ｗに対する距離を検出する検出部１０とを備え、前記把持部９は、前記検出部１０の検出結果に応じて、前記移動機構４，８によって前記パレットＰに対する高さが調整されるように構成されていることを特徴とする。
【解決手段】搬送路３から搬送される荷物ＷをパレットＰに積み付ける積み付け装置２であって、前記荷物Ｗを把持および解放する把持部９と、前記搬送路３と前記パレットＰとの間で前記把持部９を移動させるとともに、前記パレットＰに対する前記把持部９の高さを調整する移動機構４，８と、前記把持部９に取り付けられ、前記把持部９の下方に配された前記荷物Ｗに対する距離を検出する検出部１０とを備え、前記把持部９は、前記検出部１０の検出結果に応じて、前記移動機構４，８によって前記パレットＰに対する高さが調整されるように構成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷物をパレットに積み付ける積み付け装置およびこれを備える搬送設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送路から連続して搬送される荷物をパレットに連続して積み付け、パレットごと荷物を搬出する作業は、積み付け装置などを利用して行われている（例えば、特許文献１参照。）。
例えば、図８に示すように、搬送設備１００は、積み付け装置１０１と、フィードコンベア１０２と、高さ検出装置１０７とを備えている。
積み付け装置１０１は、装置本体部１０３と、荷物Ｗを把持・解放する把持部１０５と、これら装置本体部１０３と把持部１０５とを連結する連結アーム１０４とを備えている。
装置本体部１０３は、鉛直方向に延びる回転軸線を中心として旋回動作するようになっている。
連結アーム１０４は、折り畳み動作や展開動作などにより、装置本体部１０３の旋回動作と合わせて、把持部１０５の位置や高さを調整するようになっている。
把持部１０５は、荷物Ｗを挟んで支持する把持爪部１０５ａを備えている。
フィードコンベア１０２は、荷物Ｗを連続的に搬送するようになっている。
【０００３】
このような構成のもと、荷物Ｗの積み付け動作が以下のようにして行われる。
まず、フィードコンベア１０２によって搬送されてきた荷物Ｗの上方に、把持部１０５が配される。そして、連結アーム１０４が折り畳まれることにより、把持部１０５が下方に移動し、把持爪部１０５ａが荷物Ｗを把持する。この状態で、把持部１０５が上方に移動して装置本体部１０３が旋回することにより、把持部１０５が、荷物Ｗを把持したままパレットＰの所定の積み付けエリアの上方に配される。そして、把持爪部１０５ａが荷物Ｗを解放することにより、荷物Ｗが自重により落下しパレットＰに積み付けられる。それから、装置本体部１０３が再び元の方向に旋回すると、把持部１０５が、フィードコンベア１０２によって新たに搬送されてきた荷物Ｗの上方に配される。これら一連の動作を繰り返すことにより、図９に示すように、複数の荷物ＷがパレットＰに積み付けられる。なお、パレットＰの上方に配される把持部１０５の位置や高さは、積み付けごとにあらかじめ決められている。例えば一段に対して荷物Ｗが５個積み付けられ、これら５個の荷物Ｗが１５段の高さに積み付けられるように、装置本体部１０３や連結アーム１０４により、各積み付け時の把持部１０５の位置や高さが調整されるようになっている。そして、所定数の荷物Ｗが積み付けられると、不図示のフォークリフトによって、荷物ＷがパレットＰごと搬出される。
【０００４】
さて、図９に示すように、荷物Ｗを複数段積み付けていくと、荷物Ｗが自重によって沈み込んで下方に圧縮されたり、または気温差（温度差）により複数の荷物Ｗの内容物の充填率がそれぞれ変化したりするため、荷物Ｗの理論上の高さと実際の高さが異なる場合がある。
例えば、荷物Ｗを６段積み付けるとき、以下のようにして、床面からの荷物Ｗの高さ寸法ｈ１が算出される。すなわち、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法に６を乗じて、この値にパレットＰの高さ寸法Ｐ１を足すことにより、高さ寸法ｈ１が算出される。この高さ寸法ｈ１を理論上の荷物高さ寸法ｈ１とする。
つまり、
理論上の荷物高さ寸法ｈ１＝積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法×段数＋パレットの高さ寸法Ｐ１
となる。
【０００５】
一方、荷物Ｗが複数段積み付けられ自重によって下方に圧縮されたり、内容物の充填率が変化したりすると、圧縮されたり変化した分だけ、床面からの実際の高さ寸法が理論上の荷物高さ寸法ｈ１よりも小さくなる。この高さ寸法を実際の荷物高さ寸法ｈ２とする。
なお、把持部１０５が積み付けごとに配される高さ寸法は、理論上の荷物高さ寸法ｈ１に合わせられている。すなわち、把持部１０５は、理論上の荷物高さ寸法ｈ１から一定の間隔寸法Ｌ１だけ上方に離された高さ寸法Ｈ１の高さに配されるようにあらかじめ教示されている。この間隔寸法Ｌ１を理論上の間隔寸法Ｌ１とし、高さ寸法Ｈ１を理論上の把持高さ寸法Ｈ１とする。
つまり、
理論上の把持高さ寸法Ｈ１＝理論上の荷物高さ寸法ｈ１＋理論上の間隔寸法Ｌ１
となる。
また、理論上の把持高さ寸法Ｈ１に配された把持部１０５の高さと、実際の荷物高さ寸法ｈ２との間の間隔寸法Ｌ２を実際の間隔寸法Ｌ２とする。
【０００６】
ここで、荷物Ｗが複数段積み付けられ自重によって下方に圧縮されると、把持部１０５が理論上の把持高さ寸法Ｈ１に配されるため、実際の間隔寸法Ｌ２が、理論上の間隔寸法Ｌ１よりも大きくなってしまう。
そのため、理論上の把持高さ寸法Ｈ１に配された把持部１０５が、実際の荷物高さ寸法ｈ２の高さに積み付けられた下方の荷物Ｗに対して、把持している荷物Ｗを解放すると、解放された荷物Ｗが自重により下方の荷物Ｗに到達したときの運動エネルギーが、理論上の間隔寸法Ｌ１のときよりも増大してしまう。そのため、下方の荷物Ｗに到達した荷物Ｗが、その反動で、理論上の間隔寸法Ｌ１のときよりも横方向に大きくズレてしまう場合がある。この場合、荷物Ｗを精度よく積み付けることができなくなってしまう。
【０００７】
そこで、高さ検出装置１０７を用いて実際の荷物高さ寸法ｈ２を検出することにより、把持部１０５の高さを実際の荷物高さ寸法ｈ２に合わせて調整することが行われる。
高さ検出装置１０７は、図１０に示すように、検出部１０７ｂと、反射部１０７ａとを備えている。
検出部１０７ｂは、床面から鉛直方向上方に延びる支柱部１０７ｂ１と、光電センサ１０７ｂ３と、モータやエンコーダなどを備える駆動部１０７ｂ２と、これら光電センサ１０７ｂ３と駆動部１０７ｂ２とを連結する連結チェーン１０７ｂ４とを備えている。
また、反射部１０７ａは、床面から鉛直方向上方に延びる支柱部１０７ａ１と、この支柱部１０７ａ１の長さ方向の全長にわたって所定の間隔を空けて複数設けられた反射板１０７ａ２とを備えている。
【０００８】
そして、検出部１０７ｂと反射部１０７ａとに間に荷物Ｗが配されていない状態で、かつ駆動部１０７ｂ２が光電センサ１０７ｂ３を最下方に配した状態で、光電センサ１０７ｂ３が反射部１０７ａに対して光を照射する。その光は、最下方に配された反射板１０７ａ２に到達し、そこで反射され、再び光電センサ１０７ｂ３に到達する。光電センサ１０７ｂ３は、この到達した光を検出する。
一方、検出部１０７ｂと反射部１０７ａとに間に荷物Ｗが配されていると、光の進行が遮られることから、光電センサ１０７ｂ３によって照射された光は光電センサ１０７ｂ３に再び戻ることはなく、光電センサ１０７ｂ３は、光を検出しない。すなわち、光電センサ１０７ｂ３は、光の検出をオンとし、光の非検出をオフとすることにより、荷物Ｗの有無を検出するようになっている。
【０００９】
そして、光電センサ１０７ｂ３が下方から上方に段階的に移動して、光のオンオフを検出することにより、以下のようにして荷物Ｗの床面からの高さが検出される。
すなわち、検出部１０７ｂと反射部１０７ａとに間に荷物Ｗが配された状態で、光の検出をオフとすると、光電センサ１０７ｂ３は、駆動部１０７ｂ２によって上方に一段階移動され、光のオンオフの検出を行う。光電センサ１０７ｂ３は、光の検出がオンになるまでこれら動作を繰り返す。光の検出がオンになると、光電センサ１０７ｂ３から照射された光が遮られることなく戻ってきたことになるため、当該段階においては、検出部１０７ｂと反射部１０７ａとに間に荷物Ｗが配されていないことを意味する。そこで、光電センサ１０７ｂ３は、光の検出がオンになると、現段階よりも一段階前の位置に基づいて、荷物Ｗの床面からの高さを算出する。この高さが実際の荷物高さ寸法ｈ２となる。そして、この実際の荷物高さ寸法ｈ２に理論上の間隔寸法Ｌ１が足されることにより、把持部１０５の高さが調整される。すなわち、高さ検出装置１０７は、荷物Ｗが一段階積み付けられるごとに荷物Ｗの実際の荷物高さ寸法ｈ２を検出し、把持部１０５は、実際の荷物高さ寸法ｈ２と理論上の間隔寸法Ｌ１とを足した高さに配されるようになる。つまり、把持部１０５は、実際の荷物高さ寸法ｈ２に対して、常に理論上の間隔寸法Ｌ１の高さに配されることになり、荷物Ｗが解放されて下方の荷物Ｗに到達したときに横にズレることが抑制される。
【００１０】
しかしながら、高さ検出装置１０７は、光電センサ１０７ｂ３を移動させる駆動部１０７ｂ２や反射板１０７ａ２などが必要となるため、構成が複雑になりコストが増大してしまうという問題がある。
また、高さ検出装置１０７に代えて、エリアスキャナなどを設けることが考えられるが、エリアスキャナの場合、光学系や制御などさらに複雑な構成が必要となり、やはりコストが増大してしまうという問題があることに変わりはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−３４５７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、従来より簡易かつ安価な積み付け装置およびこれを備える搬送設備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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、搬送路から搬送される荷物をパレットに積み付ける積み付け装置であって、前記荷物を把持および解放する把持部と、前記搬送路と前記パレットとの間で前記把持部を移動させるとともに、前記パレットに対する前記把持部の高さを調整する移動機構と、前記把持部に取り付けられ、前記把持部の下方に配された前記荷物に対する距離を検出する検出部とを備え、前記把持部は、前記検出部の検出結果に応じて、前記移動機構によって前記パレットに対する高さが調整されるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、従来のように複雑な高さ検出装置やエリアスキャナなどを不要としつつも、把持部の高さを荷物に合わせて調整することができることから、従来よりも簡易かつ安価に構成することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記検出部が、複数の検出ポイントにおいて前記距離を検出し、前記把持部が、前記検出部の複数の検出結果のうち前記距離が最も短い最短点を基準として前記移動機構によって所定の高さに配されるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、把持部の高さを高精度に調整することができる。
【００１７】
また、本発明は、前記検出部が、前記把持部のうち前記荷物が把持される把持領域の外に設けられており、前記把持部が前記荷物を把持したまま前記搬送路から前記パレットに移動する一連の動作において前記距離を検出するように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、検出部の検出と荷物の積み付けを効率よく行うことができる。
【００１９】
また、本発明は、前記把持部が、前記移動機構によって前記パレットを斜めに横切って移動するように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、効率よく高精度に距離の検出を行うことができる。
【００２１】
また、本発明は、前記把持部が前記荷物を前記パレットに積み付けるごとに前記検出部が前記距離を検出するように構成されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、積み付けるごとに検出部が検出を行うことから、迅速かつ容易に積み付け動作を行うことができる
【００２３】
また、本発明は、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に前記検出部が配されるように、前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記検出部が前記距離を検出し、前記把持部は、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも大きい場合に、対応する積み付け領域にあらかじめ前記荷物を積み付けるように構成されていることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、荷物の積み付け状態を意識しなくても、荷物を安定的に積み付けることができ、積み付け作業を容易に再開することができる。
【００２５】
また、本発明は、前記パレットへの前記荷物の積み付けが完了したことを示す完了情報を入力する入力部を備え、前記検出部が、前記入力部によって完了情報が入力されると、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に配されるように前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記距離を検出し、前記把持部が、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも小さい場合に、対応する積み付け領域以外の積み付け領域から前記荷物を積み付けるように構成されていることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、荷物の積み付け状態を意識しなくても、荷物を安定的に積み付けることができ、積み付け作業を容易に開始することができる。
【００２７】
また、本発明は、前記パレットへの前記荷物の積み付けが完了したことを示す完了情報を入力する入力部と、前記パレットに前記荷物が積み付けられていることを警告する警告部とを備え、前記検出部が、前記入力部によって完了情報が入力されると、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に配されるように前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記距離を検出し、前記警告部が、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも小さい場合に、前記警告するように構成されていることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、積み付け動作を開始するときに、パレット上に荷物がすでに積み付けられていることを周りの作業員などに知らしめることができる。
【００２９】
また、本発明は、前記搬送路と、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の積み付け装置とを備えることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の積み付け装置と同様の効果を奏することができるだけでなく、迅速かつ容易に積み付け動作を行うことができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、従来よりも簡易かつ安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態における積み付け装置および搬送設備を示す平面図である。
【図２】パレット上に荷物を複数段積み付ける様子を示す説明図である。
【図３】図１の把持部が搬送位置から突出位置に移動する様子を示す説明図である。
【図４】パレット上に荷物を複数段積み付ける際に、把持部の高さを調整した様子を示す説明図である。
【図５】パレット上に荷物が複数段積み付けられた状態で、積み付け動作を再開する様子を示す説明図である。
【図６】積み付け再開時において、把持部がパレット上を移動する移動奇跡を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における積み付け装置および搬送設備を示す平面図である。
【図８】従来の積み付け装置および搬送設備を示す平面図である。
【図９】従来において、パレット上に荷物を複数段積み付ける様子を示す説明図である。
【図１０】従来の高さ検出装置を示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態における積み付け装置およびこれを備える搬送設備について、図面を参照して説明する。
図１は、搬送設備の全体構成の概略を示す平面図である。
搬送設備１は、パレットＰに荷物Ｗを積み付ける積み付け装置２と、荷物Ｗを搬送するフィードコンベア（搬送路）３とを備えている。
積み付け装置２は、本体部としての装置本体部（移動機構）４と、荷物Ｗを把持・解放する把持部９と、これら装置本体部４と把持部９とを連結する連結アーム（移動機構）８とを備えている。また、積み付け装置２は、装置本体部４および連結アーム８を操作する操作部（入力部）１２と、警報音などによって警報を発する警報部（警告部）１３とを備えている。
【００３４】
装置本体部４は、駆動部４ａと、この駆動部４ａを制御する制御部４ｂとを備えている。そして、装置本体部４は、駆動部４ａにより、鉛直方向に延びる回転軸線を中心として旋回動作するようになっている。制御部４ｂは、操作部１２、警報部１３、駆動部４ａおよび後述する検出部１０に接続されている。
連結アーム８は、装置本体部４に連結された基アーム部５と、把持部９に連結された先端アーム部７と、これら基アーム部５と先端アーム部７とを回転可能に連結する回転軸部６とを備えている。基アーム部５の基端部は、水平方向に延びる回転軸線を中心として回転可能になるように装置本体部４に連結されている。先端アーム部７の先端部は、水平方向に延びる回転軸線を中心として回転可能になるように把持部９に連結されている。そして、駆動部４ａによって、基アーム部５と先端アーム部７とが回転軸部６を中心として互いに回転するようになっている。すなわち、基アーム部５と先端アーム部７との折り畳み動作および展開動作と、装置本体部４の旋回動作とにより、把持部９の位置や高さを調整するようになっている。
【００３５】
把持部９は、矩形板状の把持本体部９ｂと、この把持本体部９ｂの対向する二辺の長辺部にそれぞれ設けられた複数の把持爪部９ａとを備えている。把持本体部９ｂの一方の長辺部に設けられた把持爪部９ａと、把持本体部９ｂの他方の長辺部に設けられた把持爪部９ａとは、互いに接近・離隔するように移動可能に構成されている。そして、把持爪部９ａが互いに接近したときに荷物Ｗを把持し、それから把持爪部９ａが互いに離隔したときに、把持していた荷物Ｗを解放するようになっている。また、把持爪部９ａが荷物Ｗを把持すると、荷物Ｗは、把持本体部９ｂの対向する長辺部内の領域に収まるようになっている。すなわち、把持本体部９ｂの下面は、荷物Ｗが把持されることにより覆われる把持領域Ｍとなる。
また、把持本体部９ｂには、把持本体部９ｂの下方に配された面（床面や荷物Ｗの上面など）と把持本体部９ｂの下面との距離を検出する検出部１０が設けられている。検出部１０は、把持本体部９ｂの側面に設けられている。すなわち、検出部１０は、把持本体部９ｂのうち把持領域Ｍの外に設けられており、把持爪部９ａが荷物Ｗを把持した状態でも、上記距離を検出することができるようになっている。また、検出部１０は、把持本体部９ｂの下方に配された面と把持本体部９ｂの下面との距離を検出すると、検出結果を制御部４ｂに出力する。
【００３６】
操作部１２は、例えば教示ペンダントからなり、装置本体部４および連結アーム８が所定の動作をするようにあらかじめプログラミングするようになっている。また、操作部１２は、積み付け完了ボタンを備えており、ユーザの操作によって、積み付け完了ボタンが押圧されると、積み付けが完了したことを示す完了情報を制御部４ｂに出力する。
警報部１３は、制御部４ｂから出力された警報信号を入力することにより、警報を発する。
フィードコンベア３は、不図示の駆動部によって駆動されて、荷物Ｗを搬送路上において連続して搬送するようになっている。
【００３７】
次いで、図２を参照して、各寸法について説明する。なお、ここでの寸法はあくまでも一例であって、それぞれ自由に変更できることは言うまでもない。なお、図２では、荷物Ｗを４段積み付けた様子を一例として示している。
パレットＰの高さ寸法Ｐ１は、１５ｃｍとなっている。また、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法は、１０ｃｍとなっている。
荷物Ｗが積み付けられたときの理論上の荷物高さ寸法（床面から荷物Ｗの上面までの高さ寸法）ｈ３は、以下の式によって算出される。
つまり、
理論上の荷物高さ寸法ｈ３＝積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法×段数＋パレットの高さ寸法Ｐ１
となる。
したがって、図２において、理論上の荷物高さ寸法ｈ３は、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法（１０ｃｍ）×段数（４段）＋パレットの高さ寸法Ｐ１（１５ｃｍ）となり、５５ｃｍとなる。
【００３８】
さらに、把持部９の理論上の把持高さ寸法（床面から把持部９の下面までの高さ寸法）Ｈ２は、以下の式で算出される。
つまり、
理論上の把持高さ寸法Ｈ２＝理論上の荷物高さ寸法ｈ３＋理論上の間隔寸法Ｌ４
となる。
なお、理論上の間隔寸法Ｌ４は、１５ｃｍに設定されている。
また、荷物Ｗが積み付けられたときの実際の高さ寸法を実際の荷物高さ寸法ｈ４とし、理論上の把持高さ寸法Ｈ２に配された把持部９の下面と、実際の荷物高さ寸法ｈ４との間の間隔寸法Ｌ３を実際の間隔寸法Ｌ３とする。
【００３９】
次に、このように構成された本実施形態における積み付け装置２および搬送設備１の動作について説明する。
まずは、積み付け動作の前の積み付け準備について説明する。
ユーザが把持部９を手動によって動かすことにより、操作部１２が把持部９の動作をあらかじめプログラミングする。例えば、ユーザが、パレットＰ上の５つの積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５（図１に示す）の上方に把持部９を手動で順に移動させることにより、操作部１２が把持部９をパレットＰ上の５つの積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に順番に移動させるようにあらかじめプログラミングする。さらに、ユーザが操作部１２を操作して、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法と積み付け段数とを入力する。例えば、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法を上記の通り１０ｃｍとし、積み付け段数を１５段とする。これにより、操作部１２は、各段数ごとの理論上の把持高さ寸法Ｈ２を算出し、把持部９が各段数ごとに理論上の把持高さ寸法Ｈ２の高さに配されるように、あらかじめプログラミングする。
これにより、積み付け準備が完了する。
【００４０】
以下では、積み付け動作について説明する。
なお、把持部９はフィードコンベア３の先端部の上方の搬送位置Ａ１に配され、かつ当該先端部に荷物Ｗが搬送されているものとする。さらに、パレットＰには荷物Ｗが積み付けられていないものとし、荷物Ｗの一段目の積み付け動作であるものとする。
操作部１２があらかじめ生成したプログラムによって、装置本体部４、連結アーム８および把持爪部９ａが駆動される。すなわち、把持部９が、搬送位置Ａ１において下方に移動し、把持爪部９ａが荷物Ｗを把持する。この状態で、把持部９が上方に移動し、さらに搬送位置Ａ１から荷物Ｗを把持したまま左側のパレットＰ（図１の紙面に対して左側のパレットＰ）に移動していく。そして、あらかじめプログラミングされた通りに、検出部１０が駆動されることなく、積み付け領域ａ１の上方に移動し停止する。なお、このときの把持部９は、理論上の把持高さ寸法Ｈ２が３０ｃｍに設定されている。すなわち、パレットＰの高さ寸法Ｐ１（１５ｃｍ）と理論上の間隔寸法Ｌ４（１５ｃｍ）とが加算されて、把持部９が３０ｃｍの高さになるようにあらかじめプログラミングされている。そして、荷物Ｗが解放されて自重により落下することによって積み付け領域ａ１に積み付けられる。それから、把持部９は、搬送位置Ａ１に戻されて、新たに搬送された荷物Ｗを把持する。これらの積み付け動作が５回繰り返されることにより、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に一段目の荷物Ｗが積み付けられる。
【００４１】
さらに、２段目以降の積み付け動作について説明する。２段目以降の積み付け動作は、１５段目まで同じであり、ここでは、図３および図４を参照して、５段目の積み付け動作について説明する。
なお、把持部９はフィードコンベア３の先端部の上方の搬送位置Ａ１に配され、かつ当該先端部に荷物Ｗが搬送されているものとする。
把持部９が、搬送位置Ａ１において下方に移動し、把持爪部９ａが荷物Ｗを把持する。この状態で、把持部９が上方に移動し、図３に示すように、搬送位置Ａ１から荷物Ｗを把持したまま左のパレットＰの上方を通ってパレットＰを飛び出した突出位置Ａ２まで移動していく。このときの検出部１０の移動奇跡Ｋは、矩形状のパレットＰの対角線上に近接する。すなわち、移動奇跡Ｋは、パレットＰを斜めに横切るように描かれる。また、このときの把持部９の高さは、理論上の把持高さ寸法Ｈ２に設定される。すなわち、理論上の荷物高さ寸法ｈ３が、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法（１０ｃｍ）×段数（４段）＋パレットの高さ寸法Ｐ１（１５ｃｍ）で、５５ｃｍとなり、理論上の把持高さ寸法Ｈ２が、理論上の荷物高さ寸法ｈ３（５５ｃｍ）＋理論上の間隔寸法Ｌ４（１５ｃｍ）で、７０ｃｍとなる。
そして、搬送位置Ａ１から突出位置Ａ２までの把持部９の移動の間、検出部１０は、一定の間隔おきに複数の検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６において、距離の検出を行う。すなわち、検出部１０は、把持部９が荷物Ｗを把持した状態で搬送位置Ａ１から突出位置Ａ２まで移動する一連の動作において、複数の検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６における距離の検出を行う。さらに、検出部１０は、各検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６における検出結果を順次制御部４ｂに出力する。
【００４２】
このときの検出結果は、検出ポイントＳ１，Ｓ６が床面上であるからともに等しくなり一番大きくなる。ただし、これら検出ポイントＳ１，Ｓ６は、床面上であって積み付け領域ではないため、そこでの検出結果は、ともに無視される。具体的には、所定の閾値が決められ、この閾値よりも検出結果が大きい場合は、制御部４ｂが当該検出結果を抽出しない。
また、パレットＰ上の検出ポイントＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５における距離は、実際の間隔寸法Ｌ３となる。なお、パレットＰ上の検出ポイントＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５においては、荷物Ｗが自重により下方に圧縮されるものの、荷物Ｗの面方向において不均一に圧縮されることから、それぞれ検出結果が異なることになる。例えば、検出ポイントＳ３が検出結果の一番小さい最短点とし、実際の間隔寸法Ｌ３が２０ｃｍだったとする。
【００４３】
ここで、把持本体部９ｂの下面と積み付けられた荷物Ｗとの間の距離が一番小さいということは、その検出ポイントが床面から一番高いことになる。そのため、制御部４ｂは、最短点（検出ポイントＳ３）における検出結果を抽出すると、実際の間隔寸法Ｌ３（２０ｃｍ）が、理論上の間隔寸法Ｌ４（１５ｃｍ）になるように、把持部９の理論上の把持高さ寸法Ｈ２（７０ｃｍ）から５ｃｍ低く設定する。すなわち、制御部４ｂは、最短点（検出ポイントＳ３）における実際の間隔寸法Ｌ３（２０ｃｍ）から、理論上の間隔寸法Ｌ４（１５ｃｍ）を負算して、調整値Ｄ１（５ｃｍ）を算出することにより、把持部９の理論上の把持高さ寸法Ｈ２（７０ｃｍ）から調整値Ｄ１（５ｃｍ）を負算して、把持部９の実際の把持高さ寸法Ｈ３（６５ｃｍ）を算出する。そして、制御部４ｂは、把持部９が実際の把持高さ寸法Ｈ３（６５ｃｍ）の高さに配されるように連結アーム８を介して高さを調整する。これにより、検出ポイントＳ３においては、把持本体部９ｂの下面と荷物Ｗとの実際の間隔寸法が理論上の間隔寸法Ｌ４（１５ｃｍ）となる。さらに、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５の順に荷物Ｗが積み付けられていき、これら積み付け動作が１５段目まで繰り返される。
１５段目まで積み付けが終了すると、積み付け装置２は、右側に配されたパレットＰ（図１の紙面に対して右側のパレットＰ）に対して、上記と同様に積み付け動作を行う。その間、不図示のフォークリフト（搬出装置）によって、左側のパレットＰごと荷物Ｗが搬出され、新たなパレットＰが左側に設置される。
【００４４】
次いで、パレットＰに途中まで荷物Ｗが積み付けられた状態から、改めて積み付け作業を再開する場合について説明する。
図５は、パレットＰに３段目の途中まで荷物Ｗが積み付けられた様子を示す説明図である。
まず、把持部９は、検出部１０がすべての積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５の上方に配されるように移動する。図６に示すように、このときの移動奇跡Ｋ２は、すべての積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５を通ってパレットＰの縦横方向に沿って描かれる。そして、検出部１０は、それら積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５において、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５ごとに検出を行う。例えば、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５ごとに、それぞれ検出ポイントＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５が設定される。
【００４５】
また、３段目の積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５のうち積み付け領域ａ３にのみ荷物Ｗが積み付けられていなかったとする。すなわち、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ４，ａ５には、荷物Ｗが３段積み付けられ、積み付け領域ａ３には、荷物Ｗが２段のみ積み付けられていたとする。
制御部４ｂは、検出ポイントＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５における検出結果が、あらかじめ入力された閾値よりも大きいか否かを判定する。制御部４ｂは、すべての検出結果が閾値よりも小さいと判定すると、あらかじめ決められたプログラムによって、上記と同様にして、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に荷物Ｗを順次積み付けていく。一方、制御部４ｂは、例えば検出ポイントＳＡ１においてのみ、検出結果が、閾値よりも大きいと判定すると、当該検出ポイントＳＡ１に対応する積み付け領域ａ３に荷物Ｗを積み付ける。すなわち、検出結果が閾値よりも大きい場合、その積み付け領域には、荷物Ｗが積み付けられていないことを意味するから、積み付け動作が再開されたときに、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に同じ段数分荷物Ｗが積み付けられているかを最初に検出し、当該段数において荷物Ｗが積み付けられていない積み付け領域があった場合、その積み付け領域に荷物Ｗを最初に積み付ける。
【００４６】
次いで、左側のパレットＰごと荷物Ｗが搬出されたのち、ユーザによって、操作部１２が操作されて積み付け完了ボタンが押圧される場合の動作について説明する。
左側のパレットＰごと荷物Ｗを搬出すると、ユーザは、操作部１２の積み付け完了ボタンを押圧する。これにより、操作部１２は、積み付けが完了したことを示す完了情報を制御部４ｂに出力する。制御部４ｂは、操作部１２から出力された完了情報を入力すると、次の積み付け動作の前に、新たなパレットＰの積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５において、荷物Ｗが搬出されているか否かを判定するために、駆動部４ａを介して把持部９を移動させる。すなわち、図６に示す移動奇跡Ｋ２と同様に、把持部９が移動し、検出部１０が、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５ごとに、検出ポイントＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５において検出を行う。
【００４７】
また、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５のうち積み付け領域ａ３にのみ荷物Ｗが一段積み付けられていたとする。
制御部４ｂは、検出ポイントＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５における検出結果が、あらかじめ入力された閾値よりも小さいか否かを判定する。制御部４ｂは、すべての検出結果が閾値よりも大きいと判定すると、あらかじめ決められたプログラムによって、上記と同様にして、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に荷物Ｗを順次積み付けていく。一方、制御部４ｂは、例えば検出ポイントＳＡ１においてのみ、検出結果が、閾値よりも小さいと判定すると、当該検出ポイントＳＡ１に対応する積み付け領域ａ３以外の積み付け領域ａ１，ａ２，ａ４，ａ５から荷物Ｗを積み付ける。すなわち、検出結果が閾値よりも小さい場合、その積み付け領域には、荷物Ｗが積み付けられていることを意味するから、積み付け動作を開始する前に、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に荷物Ｗが積み付けられていないことを最初に検出し、すでに荷物Ｗが積み付けられている積み付け領域があった場合、その積み付け領域以外の積み付け領域から荷物Ｗを積み付ける。
【００４８】
また、制御部４ｂは、例えば検出ポイントＳＡ１においてのみ、検出結果が、閾値よりも小さいと判定すると、警報部１３に警報信号を出力する。そして、警報部１３は、制御部４ｂから出力された警報信号を入力すると、サイレン音や光などの警報を発する。すなわち、積み付け動作を開始する前に、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に荷物Ｗが積み付けられていないことを最初に検出部１０が検出し、すでに荷物Ｗが積み付けられている積み付け領域があった場合、警報部１３が警報を発する。
【００４９】
以上より、本実施形態における積み付け装置２および搬送設備１によれば、従来のように複雑な高さ検出装置やエリアスキャナなどを不要としつつも、把持部９の高さを荷物Ｗの高さに合わせて調整することができることから、従来よりも簡易かつ安価に構成することができる。
また、床面に高さ検出装置やエリアスキャナなどを設置する必要がないことから、床面のスペースの利用効率を向上させることができる。
また、検出部１０が複数の検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を検出し、制御部４ｂが最短点を抽出することから、把持部９の高さを高精度に調整することができるだけでなく、把持部９と荷物Ｗとの干渉を防止することができる。
また、把持部９が荷物Ｗを把持した状態で搬送位置Ａ１から突出位置Ａ２へと移動する一連の動作において、検出部１０が複数の検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を検出することから、検出部１０の検出と荷物Ｗの積み付けを効率よく行うことができる。
また、把持部９が、パレットＰを斜めに横切って移動する間に、検出部１０が複数の検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を検出することから、効率よく高精度に検出を行うことができる。
【００５０】
また、パレットＰに途中まで荷物Ｗが積み付けられた状態から、改めて積み付け作業を再開する場合において、同一段数において荷物Ｗが積み付けられていない積み付け領域があると、プログラムによって動作があらかじめ決められた把持部９が、その積み付け領域に荷物Ｗが積み付けられているものとして動作してしまうことから、荷物Ｗを安定的に積み付けることができない。しかし、本実施形態における積み付け装置２および搬送設備１によれば、同一段数において荷物Ｗが積み付けられていない積み付け領域があったときでも、その積み付け領域に荷物Ｗを最初に積み付けるようになっていることから、荷物Ｗの積み付け状態を意識しなくても、荷物Ｗを安定的に積み付けることができ、積み付け作業を容易に再開することができる。
【００５１】
また、積み付け動作を最初から行う場合、パレットＰに少しでも荷物Ｗが積み付けられていると、プログラムによって動作があらかじめ決められた把持部９が、パレットＰに荷物Ｗが積み付けられていないものとして動作してしまうことから、荷物Ｗを安定的に積み付けることができない。しかし、本実施形態における積み付け装置２および搬送設備１によれば、ユーザによって、操作部１２が操作されて積み付け完了ボタンが押圧されると、積み付け動作を開始する前に、すでに荷物Ｗが積み付けられている積み付け領域があった場合、その積み付け領域以外の積み付け領域から荷物Ｗを積み付けることから、荷物Ｗの積み付け状態を意識しなくても、荷物Ｗを安定的に積み付けることができ、積み付け作業を容易に開始することができる。
【００５２】
また、積み付け動作を開始する前に、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に荷物Ｗが積み付けられていないことを最初に検出部１０が検出し、すでに荷物Ｗが積み付けられている積み付け領域があった場合、警報部１３が警報を発することから、積み付け動作を開始するときに、パレットＰ上に荷物Ｗがすでに積み付けられていることを周りの作業員などに知らしめることができる。そのため、すでに積み付けられている荷物Ｗと、把持部９とが接触するような事態を抑制することができる。
【００５３】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態を示したものである。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。
本実施形態における検出部２０は、把持本体部９ｂの下面のうち中央部に設けられている。すなわち、検出部２０は、把持本体部９ｂの把持領域Ｍ内に設けられている。
【００５４】
そして、把持部９は、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に順次荷物Ｗを積み付けるとき、荷物Ｗを積み付けるごとに、検出部１０が、積み付けられた荷物Ｗと把持本体部９ｂの下面との間の距離を検出する。すなわち、検出部１０は、同一段数において、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５のそれぞれの領域において、一回ずつ計５回検出を行う。そして、制御部４ｂは、これら計５回の検出結果から、最も小さい最短点を抽出して、上記第１の実施形態と同様にして２段目以降の把持部９の高さ位置を調整する。
【００５５】
以上より、本実施形態における積み付け装置２ａおよび搬送設備１ａによれば、第１の実施形態と同様の効果奏することができるだけでなく、検出部１０によるスキャン動作を不要にすることができ、迅速かつ容易に積み付け動作を行うことができる。
【００５６】
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、警報部１３や積み付け完了ボタンを設けるとしたが、これら警報部１３や積み付け完了ボタンは、省略してもよい。その場合、積み付け完了ボタンを押圧することによる積み付け開始前の検出は行わない。
また、把持部９がパレットＰを斜めに横切って移動するとしたが、これに限ることはなく、その移動奇跡は適宜変更可能である。
また、把持部９が荷物Ｗを把持したまま移動するときの一連の動作において、検出部１０が、検出を行うとしているが、これに限ることはなく、荷物Ｗを把持しない状態で、検出のためだけに把持部９を移動させてもよい。
また、検出部１０が複数の検出ポイントにおいて検出を行うとしているが、これに限ることはなく、一点だけを検出してもよい。
また、検出部１０が複数の検出ポイントにおいて検出を行う場合、最短点を抽出するとしたが、これに限ることはなく、抽出する検出ポイントは適宜変更可能である。例えば、最長点や、最短点と最長点との中間点などであってもいいし、任意の点であってもよい。さらに、複数の任意の点の平均値などとしてもよい。
また、警報部１３は、音や光により警報を発するとしているが、これに限ることはなく、文字や振動などにより警告するようにしてもよい。
また、積み付け完了ボタンが操作部１２に設けられているとしたが、これに限ることはなく、その取付位置は適宜変更可能である。例えば、別個の制御盤や安全柵に取り付けてもよい。
また、積み付け動作を複数パレットＰに対して行う場合、１回目のパレットＰの積み付け時において、一連の動作情報や高さ情報をメモリに記憶しておき、２回目のパレットＰへの積み付け動作からは、検出部１０による検出を行うことなく、メモリに記憶した情報を元に一連の積み付け動作を行うことができる。
また、各実施形態や各変形例を自由に組み合わせることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５７】
１，１ａ 搬送設備
２，２ａ 積み付け装置
３ フィードコンベア（搬送路）
４ 装置本体部（移動機構）
８ 連結アーム（移動機構）
９ 把持部
１０，２０ 検出部
１２ 操作部（入力部）
１３ 警報部（警告部）
Ｐ パレット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷物をパレットに積み付ける積み付け装置およびこれを備える搬送設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送路から連続して搬送される荷物をパレットに連続して積み付け、パレットごと荷物を搬出する作業は、積み付け装置などを利用して行われている（例えば、特許文献１参照。）。
例えば、図８に示すように、搬送設備１００は、積み付け装置１０１と、フィードコンベア１０２と、高さ検出装置１０７とを備えている。
積み付け装置１０１は、装置本体部１０３と、荷物Ｗを把持・解放する把持部１０５と、これら装置本体部１０３と把持部１０５とを連結する連結アーム１０４とを備えている。
装置本体部１０３は、鉛直方向に延びる回転軸線を中心として旋回動作するようになっている。
連結アーム１０４は、折り畳み動作や展開動作などにより、装置本体部１０３の旋回動作と合わせて、把持部１０５の位置や高さを調整するようになっている。
把持部１０５は、荷物Ｗを挟んで支持する把持爪部１０５ａを備えている。
フィードコンベア１０２は、荷物Ｗを連続的に搬送するようになっている。
【０００３】
このような構成のもと、荷物Ｗの積み付け動作が以下のようにして行われる。
まず、フィードコンベア１０２によって搬送されてきた荷物Ｗの上方に、把持部１０５が配される。そして、連結アーム１０４が折り畳まれることにより、把持部１０５が下方に移動し、把持爪部１０５ａが荷物Ｗを把持する。この状態で、把持部１０５が上方に移動して装置本体部１０３が旋回することにより、把持部１０５が、荷物Ｗを把持したままパレットＰの所定の積み付けエリアの上方に配される。そして、把持爪部１０５ａが荷物Ｗを解放することにより、荷物Ｗが自重により落下しパレットＰに積み付けられる。それから、装置本体部１０３が再び元の方向に旋回すると、把持部１０５が、フィードコンベア１０２によって新たに搬送されてきた荷物Ｗの上方に配される。これら一連の動作を繰り返すことにより、図９に示すように、複数の荷物ＷがパレットＰに積み付けられる。なお、パレットＰの上方に配される把持部１０５の位置や高さは、積み付けごとにあらかじめ決められている。例えば一段に対して荷物Ｗが５個積み付けられ、これら５個の荷物Ｗが１５段の高さに積み付けられるように、装置本体部１０３や連結アーム１０４により、各積み付け時の把持部１０５の位置や高さが調整されるようになっている。そして、所定数の荷物Ｗが積み付けられると、不図示のフォークリフトによって、荷物ＷがパレットＰごと搬出される。
【０００４】
さて、図９に示すように、荷物Ｗを複数段積み付けていくと、荷物Ｗが自重によって沈み込んで下方に圧縮されたり、または気温差（温度差）により複数の荷物Ｗの内容物の充填率がそれぞれ変化したりするため、荷物Ｗの理論上の高さと実際の高さが異なる場合がある。
例えば、荷物Ｗを６段積み付けるとき、以下のようにして、床面からの荷物Ｗの高さ寸法ｈ１が算出される。すなわち、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法に６を乗じて、この値にパレットＰの高さ寸法Ｐ１を足すことにより、高さ寸法ｈ１が算出される。この高さ寸法ｈ１を理論上の荷物高さ寸法ｈ１とする。
つまり、
理論上の荷物高さ寸法ｈ１＝積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法×段数＋パレットの高さ寸法Ｐ１
となる。
【０００５】
一方、荷物Ｗが複数段積み付けられ自重によって下方に圧縮されたり、内容物の充填率が変化したりすると、圧縮されたり変化した分だけ、床面からの実際の高さ寸法が理論上の荷物高さ寸法ｈ１よりも小さくなる。この高さ寸法を実際の荷物高さ寸法ｈ２とする。
なお、把持部１０５が積み付けごとに配される高さ寸法は、理論上の荷物高さ寸法ｈ１に合わせられている。すなわち、把持部１０５は、理論上の荷物高さ寸法ｈ１から一定の間隔寸法Ｌ１だけ上方に離された高さ寸法Ｈ１の高さに配されるようにあらかじめ教示されている。この間隔寸法Ｌ１を理論上の間隔寸法Ｌ１とし、高さ寸法Ｈ１を理論上の把持高さ寸法Ｈ１とする。
つまり、
理論上の把持高さ寸法Ｈ１＝理論上の荷物高さ寸法ｈ１＋理論上の間隔寸法Ｌ１
となる。
また、理論上の把持高さ寸法Ｈ１に配された把持部１０５の高さと、実際の荷物高さ寸法ｈ２との間の間隔寸法Ｌ２を実際の間隔寸法Ｌ２とする。
【０００６】
ここで、荷物Ｗが複数段積み付けられ自重によって下方に圧縮されると、把持部１０５が理論上の把持高さ寸法Ｈ１に配されるため、実際の間隔寸法Ｌ２が、理論上の間隔寸法Ｌ１よりも大きくなってしまう。
そのため、理論上の把持高さ寸法Ｈ１に配された把持部１０５が、実際の荷物高さ寸法ｈ２の高さに積み付けられた下方の荷物Ｗに対して、把持している荷物Ｗを解放すると、解放された荷物Ｗが自重により下方の荷物Ｗに到達したときの運動エネルギーが、理論上の間隔寸法Ｌ１のときよりも増大してしまう。そのため、下方の荷物Ｗに到達した荷物Ｗが、その反動で、理論上の間隔寸法Ｌ１のときよりも横方向に大きくズレてしまう場合がある。この場合、荷物Ｗを精度よく積み付けることができなくなってしまう。
【０００７】
そこで、高さ検出装置１０７を用いて実際の荷物高さ寸法ｈ２を検出することにより、把持部１０５の高さを実際の荷物高さ寸法ｈ２に合わせて調整することが行われる。
高さ検出装置１０７は、図１０に示すように、検出部１０７ｂと、反射部１０７ａとを備えている。
検出部１０７ｂは、床面から鉛直方向上方に延びる支柱部１０７ｂ１と、光電センサ１０７ｂ３と、モータやエンコーダなどを備える駆動部１０７ｂ２と、これら光電センサ１０７ｂ３と駆動部１０７ｂ２とを連結する連結チェーン１０７ｂ４とを備えている。
また、反射部１０７ａは、床面から鉛直方向上方に延びる支柱部１０７ａ１と、この支柱部１０７ａ１の長さ方向の全長にわたって所定の間隔を空けて複数設けられた反射板１０７ａ２とを備えている。
【０００８】
そして、検出部１０７ｂと反射部１０７ａとに間に荷物Ｗが配されていない状態で、かつ駆動部１０７ｂ２が光電センサ１０７ｂ３を最下方に配した状態で、光電センサ１０７ｂ３が反射部１０７ａに対して光を照射する。その光は、最下方に配された反射板１０７ａ２に到達し、そこで反射され、再び光電センサ１０７ｂ３に到達する。光電センサ１０７ｂ３は、この到達した光を検出する。
一方、検出部１０７ｂと反射部１０７ａとに間に荷物Ｗが配されていると、光の進行が遮られることから、光電センサ１０７ｂ３によって照射された光は光電センサ１０７ｂ３に再び戻ることはなく、光電センサ１０７ｂ３は、光を検出しない。すなわち、光電センサ１０７ｂ３は、光の検出をオンとし、光の非検出をオフとすることにより、荷物Ｗの有無を検出するようになっている。
【０００９】
そして、光電センサ１０７ｂ３が下方から上方に段階的に移動して、光のオンオフを検出することにより、以下のようにして荷物Ｗの床面からの高さが検出される。
すなわち、検出部１０７ｂと反射部１０７ａとに間に荷物Ｗが配された状態で、光の検出をオフとすると、光電センサ１０７ｂ３は、駆動部１０７ｂ２によって上方に一段階移動され、光のオンオフの検出を行う。光電センサ１０７ｂ３は、光の検出がオンになるまでこれら動作を繰り返す。光の検出がオンになると、光電センサ１０７ｂ３から照射された光が遮られることなく戻ってきたことになるため、当該段階においては、検出部１０７ｂと反射部１０７ａとに間に荷物Ｗが配されていないことを意味する。そこで、光電センサ１０７ｂ３は、光の検出がオンになると、現段階よりも一段階前の位置に基づいて、荷物Ｗの床面からの高さを算出する。この高さが実際の荷物高さ寸法ｈ２となる。そして、この実際の荷物高さ寸法ｈ２に理論上の間隔寸法Ｌ１が足されることにより、把持部１０５の高さが調整される。すなわち、高さ検出装置１０７は、荷物Ｗが一段階積み付けられるごとに荷物Ｗの実際の荷物高さ寸法ｈ２を検出し、把持部１０５は、実際の荷物高さ寸法ｈ２と理論上の間隔寸法Ｌ１とを足した高さに配されるようになる。つまり、把持部１０５は、実際の荷物高さ寸法ｈ２に対して、常に理論上の間隔寸法Ｌ１の高さに配されることになり、荷物Ｗが解放されて下方の荷物Ｗに到達したときに横にズレることが抑制される。
【００１０】
しかしながら、高さ検出装置１０７は、光電センサ１０７ｂ３を移動させる駆動部１０７ｂ２や反射板１０７ａ２などが必要となるため、構成が複雑になりコストが増大してしまうという問題がある。
また、高さ検出装置１０７に代えて、エリアスキャナなどを設けることが考えられるが、エリアスキャナの場合、光学系や制御などさらに複雑な構成が必要となり、やはりコストが増大してしまうという問題があることに変わりはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−３４５７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、従来より簡易かつ安価な積み付け装置およびこれを備える搬送設備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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、搬送路から搬送される荷物をパレットに積み付ける積み付け装置であって、前記荷物を把持および解放する把持部と、前記搬送路と前記パレットとの間で前記把持部を移動させるとともに、前記パレットに対する前記把持部の高さを調整する移動機構と、前記把持部に取り付けられ、前記把持部の下方に配された前記荷物に対する距離を検出する検出部とを備え、前記把持部は、前記検出部の検出結果に応じて、前記移動機構によって前記パレットに対する高さが調整されるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、従来のように複雑な高さ検出装置やエリアスキャナなどを不要としつつも、把持部の高さを荷物に合わせて調整することができることから、従来よりも簡易かつ安価に構成することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記検出部が、複数の検出ポイントにおいて前記距離を検出し、前記把持部が、前記検出部の複数の検出結果のうち前記距離が最も短い最短点を基準として前記移動機構によって所定の高さに配されるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、把持部の高さを高精度に調整することができる。
【００１７】
また、本発明は、前記検出部が、前記把持部のうち前記荷物が把持される把持領域の外に設けられており、前記把持部が前記荷物を把持したまま前記搬送路から前記パレットに移動する一連の動作において前記距離を検出するように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、検出部の検出と荷物の積み付けを効率よく行うことができる。
【００１９】
また、本発明は、前記把持部が、前記移動機構によって前記パレットを斜めに横切って移動するように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、効率よく高精度に距離の検出を行うことができる。
【００２１】
また、本発明は、前記把持部が前記荷物を前記パレットに積み付けるごとに前記検出部が前記距離を検出するように構成されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、積み付けるごとに検出部が検出を行うことから、迅速かつ容易に積み付け動作を行うことができる
【００２３】
また、本発明は、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に前記検出部が配されるように、前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記検出部が前記距離を検出し、前記把持部は、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも大きい場合に、対応する積み付け領域にあらかじめ前記荷物を積み付けるように構成されていることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、荷物の積み付け状態を意識しなくても、荷物を安定的に積み付けることができ、積み付け作業を容易に再開することができる。
【００２５】
また、本発明は、前記パレットへの前記荷物の積み付けが完了したことを示す完了情報を入力する入力部を備え、前記検出部が、前記入力部によって完了情報が入力されると、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に配されるように前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記距離を検出し、前記把持部が、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも小さい場合に、対応する積み付け領域以外の積み付け領域から前記荷物を積み付けるように構成されていることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、荷物の積み付け状態を意識しなくても、荷物を安定的に積み付けることができ、積み付け作業を容易に開始することができる。
【００２７】
また、本発明は、前記パレットへの前記荷物の積み付けが完了したことを示す完了情報を入力する入力部と、前記パレットに前記荷物が積み付けられていることを警告する警告部とを備え、前記検出部が、前記入力部によって完了情報が入力されると、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に配されるように前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記距離を検出し、前記警告部が、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも小さい場合に、前記警告するように構成されていることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、積み付け動作を開始するときに、パレット上に荷物がすでに積み付けられていることを周りの作業員などに知らしめることができる。
【００２９】
また、本発明は、前記搬送路と、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の積み付け装置とを備えることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の積み付け装置と同様の効果を奏することができるだけでなく、迅速かつ容易に積み付け動作を行うことができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、従来よりも簡易かつ安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態における積み付け装置および搬送設備を示す平面図である。
【図２】パレット上に荷物を複数段積み付ける様子を示す説明図である。
【図３】図１の把持部が搬送位置から突出位置に移動する様子を示す説明図である。
【図４】パレット上に荷物を複数段積み付ける際に、把持部の高さを調整した様子を示す説明図である。
【図５】パレット上に荷物が複数段積み付けられた状態で、積み付け動作を再開する様子を示す説明図である。
【図６】積み付け再開時において、把持部がパレット上を移動する移動奇跡を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における積み付け装置および搬送設備を示す平面図である。
【図８】従来の積み付け装置および搬送設備を示す平面図である。
【図９】従来において、パレット上に荷物を複数段積み付ける様子を示す説明図である。
【図１０】従来の高さ検出装置を示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態における積み付け装置およびこれを備える搬送設備について、図面を参照して説明する。
図１は、搬送設備の全体構成の概略を示す平面図である。
搬送設備１は、パレットＰに荷物Ｗを積み付ける積み付け装置２と、荷物Ｗを搬送するフィードコンベア（搬送路）３とを備えている。
積み付け装置２は、本体部としての装置本体部（移動機構）４と、荷物Ｗを把持・解放する把持部９と、これら装置本体部４と把持部９とを連結する連結アーム（移動機構）８とを備えている。また、積み付け装置２は、装置本体部４および連結アーム８を操作する操作部（入力部）１２と、警報音などによって警報を発する警報部（警告部）１３とを備えている。
【００３４】
装置本体部４は、駆動部４ａと、この駆動部４ａを制御する制御部４ｂとを備えている。そして、装置本体部４は、駆動部４ａにより、鉛直方向に延びる回転軸線を中心として旋回動作するようになっている。制御部４ｂは、操作部１２、警報部１３、駆動部４ａおよび後述する検出部１０に接続されている。
連結アーム８は、装置本体部４に連結された基アーム部５と、把持部９に連結された先端アーム部７と、これら基アーム部５と先端アーム部７とを回転可能に連結する回転軸部６とを備えている。基アーム部５の基端部は、水平方向に延びる回転軸線を中心として回転可能になるように装置本体部４に連結されている。先端アーム部７の先端部は、水平方向に延びる回転軸線を中心として回転可能になるように把持部９に連結されている。そして、駆動部４ａによって、基アーム部５と先端アーム部７とが回転軸部６を中心として互いに回転するようになっている。すなわち、基アーム部５と先端アーム部７との折り畳み動作および展開動作と、装置本体部４の旋回動作とにより、把持部９の位置や高さを調整するようになっている。
【００３５】
把持部９は、矩形板状の把持本体部９ｂと、この把持本体部９ｂの対向する二辺の長辺部にそれぞれ設けられた複数の把持爪部９ａとを備えている。把持本体部９ｂの一方の長辺部に設けられた把持爪部９ａと、把持本体部９ｂの他方の長辺部に設けられた把持爪部９ａとは、互いに接近・離隔するように移動可能に構成されている。そして、把持爪部９ａが互いに接近したときに荷物Ｗを把持し、それから把持爪部９ａが互いに離隔したときに、把持していた荷物Ｗを解放するようになっている。また、把持爪部９ａが荷物Ｗを把持すると、荷物Ｗは、把持本体部９ｂの対向する長辺部内の領域に収まるようになっている。すなわち、把持本体部９ｂの下面は、荷物Ｗが把持されることにより覆われる把持領域Ｍとなる。
また、把持本体部９ｂには、把持本体部９ｂの下方に配された面（床面や荷物Ｗの上面など）と把持本体部９ｂの下面との距離を検出する検出部１０が設けられている。検出部１０は、把持本体部９ｂの側面に設けられている。すなわち、検出部１０は、把持本体部９ｂのうち把持領域Ｍの外に設けられており、把持爪部９ａが荷物Ｗを把持した状態でも、上記距離を検出することができるようになっている。また、検出部１０は、把持本体部９ｂの下方に配された面と把持本体部９ｂの下面との距離を検出すると、検出結果を制御部４ｂに出力する。
【００３６】
操作部１２は、例えば教示ペンダントからなり、装置本体部４および連結アーム８が所定の動作をするようにあらかじめプログラミングするようになっている。また、操作部１２は、積み付け完了ボタンを備えており、ユーザの操作によって、積み付け完了ボタンが押圧されると、積み付けが完了したことを示す完了情報を制御部４ｂに出力する。
警報部１３は、制御部４ｂから出力された警報信号を入力することにより、警報を発する。
フィードコンベア３は、不図示の駆動部によって駆動されて、荷物Ｗを搬送路上において連続して搬送するようになっている。
【００３７】
次いで、図２を参照して、各寸法について説明する。なお、ここでの寸法はあくまでも一例であって、それぞれ自由に変更できることは言うまでもない。なお、図２では、荷物Ｗを４段積み付けた様子を一例として示している。
パレットＰの高さ寸法Ｐ１は、１５ｃｍとなっている。また、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法は、１０ｃｍとなっている。
荷物Ｗが積み付けられたときの理論上の荷物高さ寸法（床面から荷物Ｗの上面までの高さ寸法）ｈ３は、以下の式によって算出される。
つまり、
理論上の荷物高さ寸法ｈ３＝積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法×段数＋パレットの高さ寸法Ｐ１
となる。
したがって、図２において、理論上の荷物高さ寸法ｈ３は、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法（１０ｃｍ）×段数（４段）＋パレットの高さ寸法Ｐ１（１５ｃｍ）となり、５５ｃｍとなる。
【００３８】
さらに、把持部９の理論上の把持高さ寸法（床面から把持部９の下面までの高さ寸法）Ｈ２は、以下の式で算出される。
つまり、
理論上の把持高さ寸法Ｈ２＝理論上の荷物高さ寸法ｈ３＋理論上の間隔寸法Ｌ４
となる。
なお、理論上の間隔寸法Ｌ４は、１５ｃｍに設定されている。
また、荷物Ｗが積み付けられたときの実際の高さ寸法を実際の荷物高さ寸法ｈ４とし、理論上の把持高さ寸法Ｈ２に配された把持部９の下面と、実際の荷物高さ寸法ｈ４との間の間隔寸法Ｌ３を実際の間隔寸法Ｌ３とする。
【００３９】
次に、このように構成された本実施形態における積み付け装置２および搬送設備１の動作について説明する。
まずは、積み付け動作の前の積み付け準備について説明する。
ユーザが把持部９を手動によって動かすことにより、操作部１２が把持部９の動作をあらかじめプログラミングする。例えば、ユーザが、パレットＰ上の５つの積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５（図１に示す）の上方に把持部９を手動で順に移動させることにより、操作部１２が把持部９をパレットＰ上の５つの積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に順番に移動させるようにあらかじめプログラミングする。さらに、ユーザが操作部１２を操作して、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法と積み付け段数とを入力する。例えば、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法を上記の通り１０ｃｍとし、積み付け段数を１５段とする。これにより、操作部１２は、各段数ごとの理論上の把持高さ寸法Ｈ２を算出し、把持部９が各段数ごとに理論上の把持高さ寸法Ｈ２の高さに配されるように、あらかじめプログラミングする。
これにより、積み付け準備が完了する。
【００４０】
以下では、積み付け動作について説明する。
なお、把持部９はフィードコンベア３の先端部の上方の搬送位置Ａ１に配され、かつ当該先端部に荷物Ｗが搬送されているものとする。さらに、パレットＰには荷物Ｗが積み付けられていないものとし、荷物Ｗの一段目の積み付け動作であるものとする。
操作部１２があらかじめ生成したプログラムによって、装置本体部４、連結アーム８および把持爪部９ａが駆動される。すなわち、把持部９が、搬送位置Ａ１において下方に移動し、把持爪部９ａが荷物Ｗを把持する。この状態で、把持部９が上方に移動し、さらに搬送位置Ａ１から荷物Ｗを把持したまま左側のパレットＰ（図１の紙面に対して左側のパレットＰ）に移動していく。そして、あらかじめプログラミングされた通りに、検出部１０が駆動されることなく、積み付け領域ａ１の上方に移動し停止する。なお、このときの把持部９は、理論上の把持高さ寸法Ｈ２が３０ｃｍに設定されている。すなわち、パレットＰの高さ寸法Ｐ１（１５ｃｍ）と理論上の間隔寸法Ｌ４（１５ｃｍ）とが加算されて、把持部９が３０ｃｍの高さになるようにあらかじめプログラミングされている。そして、荷物Ｗが解放されて自重により落下することによって積み付け領域ａ１に積み付けられる。それから、把持部９は、搬送位置Ａ１に戻されて、新たに搬送された荷物Ｗを把持する。これらの積み付け動作が５回繰り返されることにより、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に一段目の荷物Ｗが積み付けられる。
【００４１】
さらに、２段目以降の積み付け動作について説明する。２段目以降の積み付け動作は、１５段目まで同じであり、ここでは、図３および図４を参照して、５段目の積み付け動作について説明する。
なお、把持部９はフィードコンベア３の先端部の上方の搬送位置Ａ１に配され、かつ当該先端部に荷物Ｗが搬送されているものとする。
把持部９が、搬送位置Ａ１において下方に移動し、把持爪部９ａが荷物Ｗを把持する。この状態で、把持部９が上方に移動し、図３に示すように、搬送位置Ａ１から荷物Ｗを把持したまま左のパレットＰの上方を通ってパレットＰを飛び出した突出位置Ａ２まで移動していく。このときの検出部１０の移動奇跡Ｋは、矩形状のパレットＰの対角線上に近接する。すなわち、移動奇跡Ｋは、パレットＰを斜めに横切るように描かれる。また、このときの把持部９の高さは、理論上の把持高さ寸法Ｈ２に設定される。すなわち、理論上の荷物高さ寸法ｈ３が、積み付け前の荷物Ｗの高さ寸法（１０ｃｍ）×段数（４段）＋パレットの高さ寸法Ｐ１（１５ｃｍ）で、５５ｃｍとなり、理論上の把持高さ寸法Ｈ２が、理論上の荷物高さ寸法ｈ３（５５ｃｍ）＋理論上の間隔寸法Ｌ４（１５ｃｍ）で、７０ｃｍとなる。
そして、搬送位置Ａ１から突出位置Ａ２までの把持部９の移動の間、検出部１０は、一定の間隔おきに複数の検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６において、距離の検出を行う。すなわち、検出部１０は、把持部９が荷物Ｗを把持した状態で搬送位置Ａ１から突出位置Ａ２まで移動する一連の動作において、複数の検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６における距離の検出を行う。さらに、検出部１０は、各検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６における検出結果を順次制御部４ｂに出力する。
【００４２】
このときの検出結果は、検出ポイントＳ１，Ｓ６が床面上であるからともに等しくなり一番大きくなる。ただし、これら検出ポイントＳ１，Ｓ６は、床面上であって積み付け領域ではないため、そこでの検出結果は、ともに無視される。具体的には、所定の閾値が決められ、この閾値よりも検出結果が大きい場合は、制御部４ｂが当該検出結果を抽出しない。
また、パレットＰ上の検出ポイントＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５における距離は、実際の間隔寸法Ｌ３となる。なお、パレットＰ上の検出ポイントＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５においては、荷物Ｗが自重により下方に圧縮されるものの、荷物Ｗの面方向において不均一に圧縮されることから、それぞれ検出結果が異なることになる。例えば、検出ポイントＳ３が検出結果の一番小さい最短点とし、実際の間隔寸法Ｌ３が２０ｃｍだったとする。
【００４３】
ここで、把持本体部９ｂの下面と積み付けられた荷物Ｗとの間の距離が一番小さいということは、その検出ポイントが床面から一番高いことになる。そのため、制御部４ｂは、最短点（検出ポイントＳ３）における検出結果を抽出すると、実際の間隔寸法Ｌ３（２０ｃｍ）が、理論上の間隔寸法Ｌ４（１５ｃｍ）になるように、把持部９の理論上の把持高さ寸法Ｈ２（７０ｃｍ）から５ｃｍ低く設定する。すなわち、制御部４ｂは、最短点（検出ポイントＳ３）における実際の間隔寸法Ｌ３（２０ｃｍ）から、理論上の間隔寸法Ｌ４（１５ｃｍ）を負算して、調整値Ｄ１（５ｃｍ）を算出することにより、把持部９の理論上の把持高さ寸法Ｈ２（７０ｃｍ）から調整値Ｄ１（５ｃｍ）を負算して、把持部９の実際の把持高さ寸法Ｈ３（６５ｃｍ）を算出する。そして、制御部４ｂは、把持部９が実際の把持高さ寸法Ｈ３（６５ｃｍ）の高さに配されるように連結アーム８を介して高さを調整する。これにより、検出ポイントＳ３においては、把持本体部９ｂの下面と荷物Ｗとの実際の間隔寸法が理論上の間隔寸法Ｌ４（１５ｃｍ）となる。さらに、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５の順に荷物Ｗが積み付けられていき、これら積み付け動作が１５段目まで繰り返される。
１５段目まで積み付けが終了すると、積み付け装置２は、右側に配されたパレットＰ（図１の紙面に対して右側のパレットＰ）に対して、上記と同様に積み付け動作を行う。その間、不図示のフォークリフト（搬出装置）によって、左側のパレットＰごと荷物Ｗが搬出され、新たなパレットＰが左側に設置される。
【００４４】
次いで、パレットＰに途中まで荷物Ｗが積み付けられた状態から、改めて積み付け作業を再開する場合について説明する。
図５は、パレットＰに３段目の途中まで荷物Ｗが積み付けられた様子を示す説明図である。
まず、把持部９は、検出部１０がすべての積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５の上方に配されるように移動する。図６に示すように、このときの移動奇跡Ｋ２は、すべての積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５を通ってパレットＰの縦横方向に沿って描かれる。そして、検出部１０は、それら積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５において、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５ごとに検出を行う。例えば、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５ごとに、それぞれ検出ポイントＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５が設定される。
【００４５】
また、３段目の積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５のうち積み付け領域ａ３にのみ荷物Ｗが積み付けられていなかったとする。すなわち、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ４，ａ５には、荷物Ｗが３段積み付けられ、積み付け領域ａ３には、荷物Ｗが２段のみ積み付けられていたとする。
制御部４ｂは、検出ポイントＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５における検出結果が、あらかじめ入力された閾値よりも大きいか否かを判定する。制御部４ｂは、すべての検出結果が閾値よりも小さいと判定すると、あらかじめ決められたプログラムによって、上記と同様にして、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に荷物Ｗを順次積み付けていく。一方、制御部４ｂは、例えば検出ポイントＳＡ１においてのみ、検出結果が、閾値よりも大きいと判定すると、当該検出ポイントＳＡ１に対応する積み付け領域ａ３に荷物Ｗを積み付ける。すなわち、検出結果が閾値よりも大きい場合、その積み付け領域には、荷物Ｗが積み付けられていないことを意味するから、積み付け動作が再開されたときに、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に同じ段数分荷物Ｗが積み付けられているかを最初に検出し、当該段数において荷物Ｗが積み付けられていない積み付け領域があった場合、その積み付け領域に荷物Ｗを最初に積み付ける。
【００４６】
次いで、左側のパレットＰごと荷物Ｗが搬出されたのち、ユーザによって、操作部１２が操作されて積み付け完了ボタンが押圧される場合の動作について説明する。
左側のパレットＰごと荷物Ｗを搬出すると、ユーザは、操作部１２の積み付け完了ボタンを押圧する。これにより、操作部１２は、積み付けが完了したことを示す完了情報を制御部４ｂに出力する。制御部４ｂは、操作部１２から出力された完了情報を入力すると、次の積み付け動作の前に、新たなパレットＰの積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５において、荷物Ｗが搬出されているか否かを判定するために、駆動部４ａを介して把持部９を移動させる。すなわち、図６に示す移動奇跡Ｋ２と同様に、把持部９が移動し、検出部１０が、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５ごとに、検出ポイントＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５において検出を行う。
【００４７】
また、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５のうち積み付け領域ａ３にのみ荷物Ｗが一段積み付けられていたとする。
制御部４ｂは、検出ポイントＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５における検出結果が、あらかじめ入力された閾値よりも小さいか否かを判定する。制御部４ｂは、すべての検出結果が閾値よりも大きいと判定すると、あらかじめ決められたプログラムによって、上記と同様にして、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に荷物Ｗを順次積み付けていく。一方、制御部４ｂは、例えば検出ポイントＳＡ１においてのみ、検出結果が、閾値よりも小さいと判定すると、当該検出ポイントＳＡ１に対応する積み付け領域ａ３以外の積み付け領域ａ１，ａ２，ａ４，ａ５から荷物Ｗを積み付ける。すなわち、検出結果が閾値よりも小さい場合、その積み付け領域には、荷物Ｗが積み付けられていることを意味するから、積み付け動作を開始する前に、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に荷物Ｗが積み付けられていないことを最初に検出し、すでに荷物Ｗが積み付けられている積み付け領域があった場合、その積み付け領域以外の積み付け領域から荷物Ｗを積み付ける。
【００４８】
また、制御部４ｂは、例えば検出ポイントＳＡ１においてのみ、検出結果が、閾値よりも小さいと判定すると、警報部１３に警報信号を出力する。そして、警報部１３は、制御部４ｂから出力された警報信号を入力すると、サイレン音や光などの警報を発する。すなわち、積み付け動作を開始する前に、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に荷物Ｗが積み付けられていないことを最初に検出部１０が検出し、すでに荷物Ｗが積み付けられている積み付け領域があった場合、警報部１３が警報を発する。
【００４９】
以上より、本実施形態における積み付け装置２および搬送設備１によれば、従来のように複雑な高さ検出装置やエリアスキャナなどを不要としつつも、把持部９の高さを荷物Ｗの高さに合わせて調整することができることから、従来よりも簡易かつ安価に構成することができる。
また、床面に高さ検出装置やエリアスキャナなどを設置する必要がないことから、床面のスペースの利用効率を向上させることができる。
また、検出部１０が複数の検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を検出し、制御部４ｂが最短点を抽出することから、把持部９の高さを高精度に調整することができるだけでなく、把持部９と荷物Ｗとの干渉を防止することができる。
また、把持部９が荷物Ｗを把持した状態で搬送位置Ａ１から突出位置Ａ２へと移動する一連の動作において、検出部１０が複数の検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を検出することから、検出部１０の検出と荷物Ｗの積み付けを効率よく行うことができる。
また、把持部９が、パレットＰを斜めに横切って移動する間に、検出部１０が複数の検出ポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を検出することから、効率よく高精度に検出を行うことができる。
【００５０】
また、パレットＰに途中まで荷物Ｗが積み付けられた状態から、改めて積み付け作業を再開する場合において、同一段数において荷物Ｗが積み付けられていない積み付け領域があると、プログラムによって動作があらかじめ決められた把持部９が、その積み付け領域に荷物Ｗが積み付けられているものとして動作してしまうことから、荷物Ｗを安定的に積み付けることができない。しかし、本実施形態における積み付け装置２および搬送設備１によれば、同一段数において荷物Ｗが積み付けられていない積み付け領域があったときでも、その積み付け領域に荷物Ｗを最初に積み付けるようになっていることから、荷物Ｗの積み付け状態を意識しなくても、荷物Ｗを安定的に積み付けることができ、積み付け作業を容易に再開することができる。
【００５１】
また、積み付け動作を最初から行う場合、パレットＰに少しでも荷物Ｗが積み付けられていると、プログラムによって動作があらかじめ決められた把持部９が、パレットＰに荷物Ｗが積み付けられていないものとして動作してしまうことから、荷物Ｗを安定的に積み付けることができない。しかし、本実施形態における積み付け装置２および搬送設備１によれば、ユーザによって、操作部１２が操作されて積み付け完了ボタンが押圧されると、積み付け動作を開始する前に、すでに荷物Ｗが積み付けられている積み付け領域があった場合、その積み付け領域以外の積み付け領域から荷物Ｗを積み付けることから、荷物Ｗの積み付け状態を意識しなくても、荷物Ｗを安定的に積み付けることができ、積み付け作業を容易に開始することができる。
【００５２】
また、積み付け動作を開始する前に、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に荷物Ｗが積み付けられていないことを最初に検出部１０が検出し、すでに荷物Ｗが積み付けられている積み付け領域があった場合、警報部１３が警報を発することから、積み付け動作を開始するときに、パレットＰ上に荷物Ｗがすでに積み付けられていることを周りの作業員などに知らしめることができる。そのため、すでに積み付けられている荷物Ｗと、把持部９とが接触するような事態を抑制することができる。
【００５３】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態を示したものである。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは主として異なる点について説明する。
本実施形態における検出部２０は、把持本体部９ｂの下面のうち中央部に設けられている。すなわち、検出部２０は、把持本体部９ｂの把持領域Ｍ内に設けられている。
【００５４】
そして、把持部９は、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５に順次荷物Ｗを積み付けるとき、荷物Ｗを積み付けるごとに、検出部１０が、積み付けられた荷物Ｗと把持本体部９ｂの下面との間の距離を検出する。すなわち、検出部１０は、同一段数において、積み付け領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５のそれぞれの領域において、一回ずつ計５回検出を行う。そして、制御部４ｂは、これら計５回の検出結果から、最も小さい最短点を抽出して、上記第１の実施形態と同様にして２段目以降の把持部９の高さ位置を調整する。
【００５５】
以上より、本実施形態における積み付け装置２ａおよび搬送設備１ａによれば、第１の実施形態と同様の効果奏することができるだけでなく、検出部１０によるスキャン動作を不要にすることができ、迅速かつ容易に積み付け動作を行うことができる。
【００５６】
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、警報部１３や積み付け完了ボタンを設けるとしたが、これら警報部１３や積み付け完了ボタンは、省略してもよい。その場合、積み付け完了ボタンを押圧することによる積み付け開始前の検出は行わない。
また、把持部９がパレットＰを斜めに横切って移動するとしたが、これに限ることはなく、その移動奇跡は適宜変更可能である。
また、把持部９が荷物Ｗを把持したまま移動するときの一連の動作において、検出部１０が、検出を行うとしているが、これに限ることはなく、荷物Ｗを把持しない状態で、検出のためだけに把持部９を移動させてもよい。
また、検出部１０が複数の検出ポイントにおいて検出を行うとしているが、これに限ることはなく、一点だけを検出してもよい。
また、検出部１０が複数の検出ポイントにおいて検出を行う場合、最短点を抽出するとしたが、これに限ることはなく、抽出する検出ポイントは適宜変更可能である。例えば、最長点や、最短点と最長点との中間点などであってもいいし、任意の点であってもよい。さらに、複数の任意の点の平均値などとしてもよい。
また、警報部１３は、音や光により警報を発するとしているが、これに限ることはなく、文字や振動などにより警告するようにしてもよい。
また、積み付け完了ボタンが操作部１２に設けられているとしたが、これに限ることはなく、その取付位置は適宜変更可能である。例えば、別個の制御盤や安全柵に取り付けてもよい。
また、積み付け動作を複数パレットＰに対して行う場合、１回目のパレットＰの積み付け時において、一連の動作情報や高さ情報をメモリに記憶しておき、２回目のパレットＰへの積み付け動作からは、検出部１０による検出を行うことなく、メモリに記憶した情報を元に一連の積み付け動作を行うことができる。
また、各実施形態や各変形例を自由に組み合わせることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５７】
１，１ａ 搬送設備
２，２ａ 積み付け装置
３ フィードコンベア（搬送路）
４ 装置本体部（移動機構）
８ 連結アーム（移動機構）
９ 把持部
１０，２０ 検出部
１２ 操作部（入力部）
１３ 警報部（警告部）
Ｐ パレット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路から搬送される荷物をパレットに積み付ける積み付け装置であって、
前記荷物を把持および解放する把持部と、
前記搬送路と前記パレットとの間で前記把持部を移動させるとともに、前記パレットに対する前記把持部の高さを調整する移動機構と、
前記把持部に取り付けられ、前記把持部の下方に配された前記荷物に対する距離を検出する検出部と
を備え、
前記把持部は、前記検出部の検出結果に応じて、前記移動機構によって前記パレットに対する高さが調整されるように構成されていることを特徴とする積み付け装置。
【請求項２】
前記検出部は、複数の検出ポイントにおいて前記距離を検出し、
前記把持部は、前記検出部の複数の検出結果のうち前記距離が最も短い最短点を基準として前記移動機構によって所定の高さに配されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の積み付け装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記把持部のうち前記荷物が把持される把持領域の外に設けられており、前記把持部が前記荷物を把持したまま前記搬送路から前記パレットに移動する一連の動作において前記距離を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積み付け装置。
【請求項４】
前記把持部は、前記移動機構によって前記パレットを斜めに横切って移動するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の積み付け装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記把持部が前記荷物を前記パレットに積み付けるごとに前記距離を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の積み付け装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に配されるように前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記距離を検出し、
前記把持部は、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも大きい場合に、対応する積み付け領域にあらかじめ前記荷物を積み付けるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の積み付け装置。
【請求項７】
前記パレットへの前記荷物の積み付けが完了したことを示す完了情報を入力する入力部を備え、
前記検出部は、前記入力部によって完了情報が入力されると、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に配されるように前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記距離を検出し、
前記把持部は、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも小さい場合に、対応する積み付け領域以外の積み付け領域から前記荷物を積み付けるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の積み付け装置。
【請求項８】
前記パレットへの前記荷物の積み付けが完了したことを示す完了情報を入力する入力部と、
前記パレットに前記荷物が積み付けられていることを警告する警告部と
を備え、
前記検出部は、前記入力部によって完了情報が入力されると、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に配されるように前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記距離を検出し、
前記警告部は、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも小さい場合に、前記警告するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の積み付け装置。
【請求項９】
前記搬送路と、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の積み付け装置と
を備えることを特徴とする搬送設備。
【請求項１】
搬送路から搬送される荷物をパレットに積み付ける積み付け装置であって、
前記荷物を把持および解放する把持部と、
前記搬送路と前記パレットとの間で前記把持部を移動させるとともに、前記パレットに対する前記把持部の高さを調整する移動機構と、
前記把持部に取り付けられ、前記把持部の下方に配された前記荷物に対する距離を検出する検出部と
を備え、
前記把持部は、前記検出部の検出結果に応じて、前記移動機構によって前記パレットに対する高さが調整されるように構成されていることを特徴とする積み付け装置。
【請求項２】
前記検出部は、複数の検出ポイントにおいて前記距離を検出し、
前記把持部は、前記検出部の複数の検出結果のうち前記距離が最も短い最短点を基準として前記移動機構によって所定の高さに配されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の積み付け装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記把持部のうち前記荷物が把持される把持領域の外に設けられており、前記把持部が前記荷物を把持したまま前記搬送路から前記パレットに移動する一連の動作において前記距離を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積み付け装置。
【請求項４】
前記把持部は、前記移動機構によって前記パレットを斜めに横切って移動するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の積み付け装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記把持部が前記荷物を前記パレットに積み付けるごとに前記距離を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の積み付け装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に配されるように前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記距離を検出し、
前記把持部は、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも大きい場合に、対応する積み付け領域にあらかじめ前記荷物を積み付けるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の積み付け装置。
【請求項７】
前記パレットへの前記荷物の積み付けが完了したことを示す完了情報を入力する入力部を備え、
前記検出部は、前記入力部によって完了情報が入力されると、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に配されるように前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記距離を検出し、
前記把持部は、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも小さい場合に、対応する積み付け領域以外の積み付け領域から前記荷物を積み付けるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の積み付け装置。
【請求項８】
前記パレットへの前記荷物の積み付けが完了したことを示す完了情報を入力する入力部と、
前記パレットに前記荷物が積み付けられていることを警告する警告部と
を備え、
前記検出部は、前記入力部によって完了情報が入力されると、前記荷物が積み付けられる前記パレット上のすべての積み付け領域の上方に配されるように前記移動機構によって前記把持部とともに移動している間に、前記積み付け領域ごとに前記距離を検出し、
前記警告部は、前記検出部によって検出された距離が閾値よりも小さい場合に、前記警告するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の積み付け装置。
【請求項９】
前記搬送路と、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の積み付け装置と
を備えることを特徴とする搬送設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２３６７１４（Ｐ２０１２−２３６７１４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６６９２（Ｐ２０１１−２３６６９２）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【基礎とした実用新案登録】実用新案登録第３１６９２１５号
【原出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（５９１２１３６２３）不二輸送機工業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【基礎とした実用新案登録】実用新案登録第３１６９２１５号
【原出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（５９１２１３６２３）不二輸送機工業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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