(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023141993
(43)【公開日】2023-10-05
(54)【発明の名称】ピッキング装置、自動倉庫システム
(51)【国際特許分類】
B65G 47/90 20060101AFI20230928BHJP
B65G 1/04 20060101ALI20230928BHJP
B25J 9/02 20060101ALI20230928BHJP
【ＦＩ】
B65G47/90 A
B65G1/04 555Z
B25J9/02 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022048627
(22)【出願日】2022-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】503002732
【氏名又は名称】住友重機械搬送システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100116274
【弁理士】
【氏名又は名称】富所 輝観夫
(72)【発明者】
【氏名】川野 勉
(72)【発明者】
【氏名】河野 龍太
【テーマコード（参考）】
3C707
3F022
3F072
【Ｆターム（参考）】
3C707AS03
3C707BS05
3C707CS05
3C707CT03
3C707CV05
3C707CW05
3C707CY13
3C707DS01
3C707FS01
3C707FT02
3C707FT11
3C707FU01
3C707HS27
3C707KS03
3C707KS36
3C707KV11
3C707LT06
3C707LT12
3C707MT04
3C707NS06
3C707NS19
3F022EE02
3F022FF02
3F022JJ01
3F022JJ13
3F022KK11
3F022MM01
3F022MM66
3F072AA06
3F072GA10
3F072GD06
3F072GE05
3F072GF04
3F072KD01
3F072KD21
(57)【要約】
【課題】本開示の目的の一つは、荷を精度よく積み付け可能なピッキング装置を提供することにある。
【解決手段】ある態様のピッキング装置１０は、荷１２に対して相対移動可能に設けられ、荷１２を保持可能な吊具２と、吊具２とは別に独立昇降可能に設けられ、荷を少なくとも２方向から検出可能な検出機構３と、を備え、検出機構３で検出した荷１２に関する情報に基づいて、吊具２および検出機構３の少なくとも一方の位置を制御する。
【選択図】図３
【解決手段】ある態様のピッキング装置１０は、荷１２に対して相対移動可能に設けられ、荷１２を保持可能な吊具２と、吊具２とは別に独立昇降可能に設けられ、荷を少なくとも２方向から検出可能な検出機構３と、を備え、検出機構３で検出した荷１２に関する情報に基づいて、吊具２および検出機構３の少なくとも一方の位置を制御する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
地上の荷に対して相対移動可能に設けられ、荷を保持可能な吊具と、
前記吊具との相対位置を上下に変えることができるように設けられ、少なくとも２方向から荷を検出可能な第１検出機構と、
を備え、
前記第１検出機構で検出した荷に関する情報に基づいて、前記吊具および前記第１検出機構の少なくとも一方の位置を制御する、ピッキング装置。
前記吊具との相対位置を上下に変えることができるように設けられ、少なくとも２方向から荷を検出可能な第１検出機構と、
を備え、
前記第１検出機構で検出した荷に関する情報に基づいて、前記吊具および前記第１検出機構の少なくとも一方の位置を制御する、ピッキング装置。
【請求項2】
前記第１検出機構は、検出対象の荷に対して相対的に昇降可能に設けられる、請求項１に記載のピッキング装置。
【請求項3】
前記第１検出機構は、検出対象の荷を挟む位置に配置される２つの第１検出装置を含む、請求項１または２に記載のピッキング装置。
【請求項4】
前記第１検出機構は、前記吊具で保持した荷の下面を支持するための荷受部に取り付けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載のピッキング装置。
【請求項5】
前記荷受部は、前記吊具に対して昇降可能である、請求項４に記載のピッキング装置。
【請求項6】
前記第１検出機構とは別に、検出対象の荷に対して相対的に昇降可能に設けられ、少なくとも２方向から当該荷を検出可能な第２検出機構を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のピッキング装置。
【請求項7】
前記第２検出機構は、検出対象の荷を挟む位置に配置される２つの第２検出装置を含む、請求項６に記載のピッキング装置。
【請求項8】
前記第２検出機構は、荷を積み付けるための領域に設けられる、請求項６または７に記載のピッキング装置。
【請求項9】
前記吊具を移動させるための機構とは別に、地上の荷と前記吊具で保持された荷の間の相対位置を変更可能な相対位置変更機構を備える、請求項１から８のいずれか１項に記載のピッキング装置。
【請求項10】
荷を保管する保管部を有する棚と、前記保管部の荷を移動させるピッキング装置と、を備える自動倉庫システムであって、
前記ピッキング装置は、
地上の荷に対して相対移動可能に設けられ、荷を保持可能な吊具と、
前記吊具との相対位置を上下に変えることができるように設けられ、少なくとも２方向から荷を検出可能な第１検出機構と、を備え、
前記第１検出機構で検出した荷に関する情報に基づいて、前記吊具および前記第１検出機構の少なくとも一方の位置を制御する、自動倉庫システム。
前記ピッキング装置は、
地上の荷に対して相対移動可能に設けられ、荷を保持可能な吊具と、
前記吊具との相対位置を上下に変えることができるように設けられ、少なくとも２方向から荷を検出可能な第１検出機構と、を備え、
前記第１検出機構で検出した荷に関する情報に基づいて、前記吊具および前記第１検出機構の少なくとも一方の位置を制御する、自動倉庫システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ピッキング装置および自動倉庫システムに関する。
【背景技術】
【0002】
ある収容部の荷を、別の収容部へ移動させるピッキング装置が知られている。本出願人は、特許文献１において、ピッキング装置を備える自動倉庫システムに関する技術を開示した。このピッキング装置は、保持部と、保持部の底面に設けられた複数の吸着部と、ガントリ型のクレーン機構とを備えており、一の収容部の上方から対象の荷を取り出し、水平方向に移動させ、上方から他の収容部のパレットに当該対象の荷を降ろすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－２００１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者は、以下の認識を得た。ピッキング装置において、荷が積載されたパレットから一部の荷を取り出して別のパレットに積み付けるとき、荷を安定して保持する観点から、積み付けた荷同士の隙間は小さいことが望ましい。荷同士の隙間を小さくするためには、荷を精度よく積み付けることが重要である。しかし、特許文献１に記載のピッキング装置は、荷を精度よく積み付けるという観点からは改善の余地がある。
【0005】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、荷を精度よく積み付け可能なピッキング装置を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のピッキング装置は、地上の荷に対して相対移動可能に設けられ、荷を保持可能な吊具と、吊具との相対位置を上下に変えることができるように設けられ、少なくとも２方向から荷を検出可能な第１検出機構と、を備え、第１検出機構で検出した荷に関する情報に基づいて、吊具および第１検出機構の少なくとも一方の位置を制御する。
【0007】
本発明の別の態様は自動倉庫システムである。この自動倉庫システムは、荷を保管する保管部を有する棚と、保管部の荷を移動させるピッキング装置と、を備える自動倉庫システムであって、ピッキング装置は、地上の荷に対して相対移動可能に設けられ、荷を保持可能な吊具と、吊具との相対位置を上下に変えることができるように設けられ、少なくとも２方向から荷を検出可能な第１検出機構と、を備え、第１検出機構で検出した荷に関する情報に基づいて、吊具および第１検出機構の少なくとも一方の位置を制御する。
【0008】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、荷を精度よく積み付け可能なピッキング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施形態の自動倉庫システムを概略的に示す平面図である。
【図2】複数の荷が積層された荷姿の一例を示す斜視図である。
【図3】実施形態のピッキング装置の一例を示す正面図である。
【図6】ピッキング装置のピッキング動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明を好適な実施形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【0012】
また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
【0013】
［実施形態］
図面を参照して実施形態に係るピッキング装置１０を備えた自動倉庫システム１００の構成を説明する。図１は、自動倉庫システム１００を概略的に示す平面図である。
図面を参照して実施形態に係るピッキング装置１０を備えた自動倉庫システム１００の構成を説明する。図１は、自動倉庫システム１００を概略的に示す平面図である。
【0014】
説明の便宜上、図示のように、水平なある方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する水平な方向をＹ方向、両者に直交する方向すなわち鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を定める。また、Ｘ方向を横方向と、Ｙ方向を前後方向と、Ｚ方向を上下方向ということがある。このような方向の表記は自動倉庫システム１００の構成を制限するものではなく、自動倉庫システム１００は、用途に応じて任意の構成で使用されうる。
【0015】
本明細書では、荷について下記の用語を用いる。内容物を収容した段ボール等のケースを「荷」という。荷には複数の物品が収容されてもよい。また、空荷のパレットを単に「パレット１１」という。一のパレット１１上に荷１２が単数または複数載置されたものを「荷集合」という。以下の説明で「荷１２」というときは、荷１２単独の場合と、パレット１１に搭載された状態の荷１２の場合とを含む。荷１２はピッキングを行うときに取り扱いされる最小単位であってもよい。
【0016】
図２は、複数の荷１２が積層された荷姿の一例を示す斜視図である。内容物を取り出すために開封されることが想定された面を「反底面」といい、反底面とは反対側の面を底面という。図２では、反底面が上向で、底面が下向である状態の荷１２を示す。荷１２は、反転装置（不図示）により反転され、底面が上向面で反底面が下向面である反転状態でピッキング等の荷扱いがなされてもよい。反底面は、底面よりも開封容易であってもよいし、底面は、反底面よりも高強度であってもよい。表示方法の一例として、ケースの側面に印字された文字が反転した向きであれば反転状態であるとしてもよい。
【0017】
先に、自動倉庫システム１００の全体構成を説明する。図１に示すように、自動倉庫システム１００は、荷１２を保管可能な複数の保管部５２を有する棚５と、棚５に入庫または出庫のために荷１２を移動する移動手段７４、７５、７６と、荷１２を保持して移動させるピッキング装置１０と、制御部７８とを主に備える。
【0018】
移動手段７４、７５、７６は、第１移動手段７４（例えば、第１台車）と、第２移動手段７５（例えば、第２台車）と、第３移動手段７６（例えば、昇降装置）とを含む。第１移動手段７４、第２移動手段７５および第３移動手段７６は、荷１２を、Ｙ方向、Ｘ方向およびＺ方向に移動させる搬送手段を構成する。第１移動手段７４は、荷１２をＸ方向に沿って移動させうる。第２移動手段７５は、荷１２をＹ方向に沿って移動させうる。第３移動手段７６は、荷１２をＺ方向に移動させうる。
【0019】
例えば、搬送手段は、荷１２を棚５の保管部５２から搬出できる。例えば、搬送手段は、荷１２を棚５の保管部５２に搬入できる。例えば、搬送手段は、荷１２を棚５の一の保管部５２から棚５の他の保管部５２に搬送できる。
【0020】
棚５は、多数の荷１２を保管可能な保管スペースであり、保管棚と称されることがある。本実施形態の棚５は、第２走行路７３を挟んで図中右側の棚５５と、図中左側の棚５６に区分されている。棚５の構成は、複数の荷１２を収容、保管可能であれば、特に限定されない。この例では、棚５は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向（段方向）に沿って配列された複数の保管部５２を含む。Ｘ方向、Ｙ方向に配列された複数の保管部５２を保管ステージという。言い換えると、棚５は、段方向に配列された複数段（例えば、３段）の保管ステージを備える。各保管部５２は、荷１２を収容可能に構成されている。
【0021】
棚５には、第１移動手段７４が走行するための第１走行路７１（例えば、第１レール）と、第２移動手段７５が走行するための第２走行路７３（例えば、第２レール）とが設けられる。第１走行路７１は、棚５５、５６およびピッキング空間５８においてＸ方向に延設される。第１移動手段７４は、各保管部５２の下部を走行できる。第２走行路７３は、棚５５、５６およびピッキング空間５８に隣接してＹ方向に延設される。
【0022】
第１移動手段７４は、モータ（不図示）によって車輪を駆動し、空荷または荷１２を搭載した状態で第１走行路７１をＸ方向に走行する。第１移動手段７４は、第２移動手段７５および第３移動手段７６に乗降できる。第２移動手段７５は、モータ（不図示）によって車輪を駆動し、第２走行路７３をＹ方向に走行する。第２移動手段７５は、空荷の状態または荷１２を搭載した状態の第１移動手段７４を移送する。第３移動手段７６は、第２走行路７３に隣接して設けられる。第３移動手段７６は、第１移動手段７４および荷１２を任意の保管ステージから他の保管ステージに昇降させることができる。図１の例では、全段に対して単一の入出庫部７７が設けられ、入出庫部７７に第３移動手段７６が連設されている。
【0023】
この例では、入庫対象の荷１２は、フォークリフトなどの外部搬送手段（不図示）によって入出庫部７７に搬入され、第３移動手段７６によって目的の段に移送される。出庫対象の荷１２は、保管されていた段から第３移動手段７６によって入出庫部７７の段に昇降され、入出庫部７７に移送され、入出庫部７７から外部搬送手段によって運び出される。
【0024】
制御部７８は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などを含んで構成され、ユーザからの操作結果に基づき、入庫、出庫、搬出、移送等のために荷１２の移動を制御する。一例として、制御部７８は、入出庫用の領域と保管部との間や、複数の保管部間で荷１２を移送するように、第１移動手段７４、第２移動手段７５および第３移動手段７６の動作を制御する。また、制御部７８は、荷１２をピッキングするためにピッキング装置１０の動作を制御する。
【0025】
（ピッキング装置）
実施形態のピッキング装置１０は、単一種の荷が積まれた単載パレットを複数準備し（例えば、入庫により）、客先の要望に合わせて複数種の荷を混載した混載パレットを作成する用途に好適である。混載パレットを作成する場合に、ピッキング装置１０は、単載パレットの１層分の荷のうち一部の荷（１つ以上の荷）を取り出して混載パレットに移載する際、移載先の混載パレットの荷の状況を把握して、移載する荷の積み付け位置を高精度に制御することができる。
実施形態のピッキング装置１０は、単一種の荷が積まれた単載パレットを複数準備し（例えば、入庫により）、客先の要望に合わせて複数種の荷を混載した混載パレットを作成する用途に好適である。混載パレットを作成する場合に、ピッキング装置１０は、単載パレットの１層分の荷のうち一部の荷（１つ以上の荷）を取り出して混載パレットに移載する際、移載先の混載パレットの荷の状況を把握して、移載する荷の積み付け位置を高精度に制御することができる。
【0026】
【0027】
ピッキング空間５８は、ピッキング装置１０を用いてピッキングを行うためのスペースである。ピッキング空間５８は、棚５６の外部に設けられてもよいが、この例では棚５６内に設けられている。
【0028】
ピッキング空間５８には、ピッキング前の荷１２（以下、「第１荷集合１２１」という）を載置するための第１領域５２１と、ピッキング後の荷１２（以下、「第２荷集合１２２」という）を載置するための第２領域５２２とが設けられる。ピッキング装置１０は、第１領域５２１の第１荷集合１２１から取り出した荷１２を、第２領域５２２に移動し、第２領域５２２の第２荷集合１２２に積み付けることができる。
【0029】
なお、第１領域５２１および第２領域５２２は、ピッキング空間５８内の特定の場所を指すものではなく、荷１２を一時的に保管する領域を指している。したがって、ピッキング空間５８における第１領域５２１および第２領域５２２の位置や範囲はピッキング作業ごとに変化する場合もある。本実施形態の第１領域５２１および第２領域５２２は、保管部５２と同様の構成を有する。
【0030】
本実施形態のピッキング空間５８には、第１走行路７１がＸ方向に延設されている。第１領域５２１および第２領域５２２は、第１走行路７１上に設けられている。第１移動手段７４は、第１領域５２１および第２領域５２２の下部を走行できる。ピッキング前の第１荷集合１２１は、第１移動手段７４によって第１領域５２１に運び入れされる。ピッキング装置１０は、第１荷集合１２１から所定の荷１２を吸着して持ち上げ、移動させて、第２荷集合１２２に積み入れする。ピッキング後の第２荷集合１２２は、第１移動手段７４によって第２領域５２２から運び出される。
【0031】
図３（Ａ）に示すように、ピッキング装置１０は、ピッキング前の第１荷集合１２１から１以上の荷１２をピッキングして第２荷集合１２２へ移載する。本実施形態のピッキング装置１０は、いわゆるガントリ型のクレーン機構６０に支持されている。クレーン機構６０は、一対の横梁６３と、横桁６２と、クレーン台車６４と、吊具昇降機構６６とを備える。一対の横梁６３は、ピッキング空間５８の上部空間においてＹ方向両側に離隔して設けられる。横梁６３の両端は、縦柱６１の上端に支持される。
【0032】
横桁６２は、Ｙ方向に延びるレール状の構造体で、一対の横梁６３の間に架け渡される。横桁６２は、横梁６３上をＸ方向に自走可能に構成される。横桁６２は、クレーンガータと称されることがある。クレーン台車６４は、横桁６２上をＹ方向に自走可能な台車である。吊具昇降機構６６は、ピッキング装置１０をクレーン台車６４に吊下げるとともに、ピッキング装置１０をＺ方向に上下動させることができる。
【0033】
クレーン機構６０は、ピッキング装置１０を水平なＸ方向およびＹ方向に自在に移動可能に支持している。また、クレーン機構６０は、ピッキング装置１０を段方向（Ｚ方向）に移動可能に支持している。
【0034】
図４は、ピッキング装置１０の第１姿態を概略的に示す図であり、吊具２がクレーン機構６０に対して最も下降し、且つ、荷受部９が吊具２に対して最も下降した状態を示す。図５は、ピッキング装置１０の第２姿態を概略的に示す図であり、吊具２および荷受部９が最も上昇した状態を示す。図４（Ａ）、図５（Ａ）は正面図であり、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）は側面図である。これらの図では、説明に重要でない一部の柱やフレームなどの記載を省略している。
【0035】
図３、図４に示すように、ピッキング装置１０は、吊具２と、荷受部９と、第１検出機構３と、第２検出機構４と、第３検出機構１６と、相対位置変更機構８と、を備える。第１検出機構３、第２検出機構４および第３検出機構１６を総称するときは検出手段という。
【0036】
図４の例では、吊具２は、吊具本体２２と、荷１２を保持可能な保持部６を有し、地上の荷１２（以下、「地上荷」ということがある）に対して相対移動可能に設けられる。本明細書で「地上」は、ピッキング空間５８の下面であって、第１領域５２１および第２領域５２２を含む領域を意味する。吊具本体２２は、複数のフレーム材を組み合わせることによって形成された略長方形の平行六面体形状を有する。吊具本体２２は、吊具昇降機構６６の下端に連結され、吊具昇降機構６６の上端はクレーン機構６０のクレーン台車６４に連結される。
【0037】
吊具昇降機構６６は、クレーン台車６４に連結されるガイド部６６１と、第１スライダ６６２と、第２スライダ６６３とを有する。第１スライダ６６２は、ガイド部６６１に対して上下にスライドできる。第２スライダ６６３は、第１スライダ６６２に対して上下にスライドできる。吊具昇降機構６６は、制御部７８の制御に基づいて、モータを含む駆動手段（不図示）によって、第１スライダ６６２および第２スライダ６６３を上下に移動させることにより、吊具本体２２を昇降させることができる。
【0038】
保持部６は、ピッキング対象の荷１２を保持可能であり、吊具２の下方に取り付けられる。この例の保持部６は、複数の吸着部６８と、複数の吸着部６８を支持するブラケット６７とを備える。複数の吸着部６８は、Ｙ方向およびＸ方向に所定の間隔でマトリックス状に配置される。
【0039】
吸着部６８は、吸着パッドを有し、真空発生源（不図示）により生成された大気圧よりも低圧の空気（以下、「吸引流体」という）が通され、吸着部６８の吸着パッドに発生させた負圧によって、荷１２を吸着するための吸着力を発生させる。真空発生源は、真空ポンプ、エジェクタ、真空ブロアなどを含んで構成できる。真空発生源からの吸引流体は、配管（不図示）を通じて吸着部６８に供給される。
【0040】
吸着部６８が荷１２を吸着可能な吸着力を発生することを、吸着部６８は「オン状態」といい、オン状態でない状態を「オフ状態」という。保持部６は、制御部７８の制御に基づいて、複数の吸着部６８のそれぞれのオン／オフ状態を切り替えることにより、吸着対象の荷１２に対応する領域の吸着部６８をオン状態にし、当該吸着対象の荷１２を吸着して保持できる。
【0041】
荷受部９は、吊具２の保持部６で保持した荷１２（以下、「保持荷」いうことがある）の下面を支持するための機構である。図４の例では、荷受部９は、複数の支持部材９１と、一対の展開機構９２と、一対の退避機構９３とを含む。支持部材９１は、Ｘ方向に延びる円筒パイプで、荷１２を支持するときは、当該荷１２の下面に展開される。一対の展開機構９２は、吊具２のＸ方向両側に離間して配置され、展開された複数の支持部材９１の両端を支持できる。複数の支持部材９１はスラットと称されることがある。
【0042】
一対の退避機構９３は、退避した複数の支持部材９１の両端を支持できる。展開機構９２はＹ方向に延び、退避機構９３はＺ方向に延び、それぞれ角張ったＣ字状の断面を有する。展開機構９２の一端と退避機構９３の下端は連結され、正面視で横向きのＬ字状を呈する。複数の支持部材９１は、制御部７８の制御に基づいて、展開機構９２と退避機構９３との間で移動する。
【0043】
荷受部９は、吊具２との相対位置を上下に変えることができるように設けられる。荷受部９は、吊具昇降機構６６とは別の昇降機構により独立して昇降可能であってもよいが、図４の例では、吊具２に支持される。荷受部９は、荷受部昇降機構９６を介して吊具本体２２に連結され、荷受部昇降機構９６によって、吊具２との相対位置を上下に変えることができる。
【0044】
荷受部昇降機構９６は、吊具本体２２に連結されるガイド部９６１と、ガイド部９６１に対して上下にスライド可能なスライド部９６２とを有する。スライド部９６２は、荷受部９の退避機構９３に連結される。荷受部昇降機構９６は、制御部７８の制御に基づいて、モータを含む駆動手段（不図示）によって、スライド部９６２を上下に移動させることにより、荷受部９を昇降させることができる。
【0045】
第１検出機構３は、吊具２との相対位置を上下に変えることができるように設けられる。第１検出機構３は、吊具２および荷受部昇降機構９６とは別の昇降機構により独立して昇降可能であってもよいが、図４の例では、荷受部９に固定され、荷受部９と一体的に移動する。この構成により、第１検出機構３は、検出対象の荷１２に対して相対的に昇降できる。第１検出機構３は、吊具昇降機構６６および荷受部昇降機構９６の一方または両方によって、地上荷に対して、相対的に昇降できる。第１検出機構３は、荷受部昇降機構９６によって、保持荷に対して、相対的に昇降できる。
【0046】
第１検出機構３は、少なくとも２方向から荷１２を検出できる。第１検出機構３の検出対象の荷１２は、保持荷および地上荷の一方であってもよいが、この例では両方である。第１検出機構３は、検出対象の荷１２を囲むように互いに離間して配置された複数の第１検出装置３２を含み得る。特に、第１検出機構３は、検出対象の荷１２を挟む位置に配置される２つの第１検出装置３２を含み得る。
【0047】
図３（Ｂ）は、第１検出機構３の配置の一例を示す模式図である。図３（Ｂ）の例では、第１検出機構３は、検出対象の荷１２を囲む矩形の４隅に配置された４つの第１検出装置３２を含む。図３（Ｂ）では、第１検出装置３２のレーザの照射方向を４分円で示しており、それぞれの照射範囲は荷１２を含む。４つの第１検出装置３２の光軸Ｌ３は水平であり、照射光は図示の矢印の向きに照射される。つまり、第１検出装置３２は、矢印の向きにある物体までの距離を検出できる。４つの第１検出装置３２の光軸Ｌ３の高さは互いに異なっていてもよいが、この例では、同じである。
【0048】
第２検出機構４は、第１検出機構３とは別に設けられ、検出対象の荷１２に対して相対的に昇降可能に設けられ、少なくとも２方向から当該荷１２を検出できる。第２検出機構４は、荷１２を積み付けるための第２領域５２２に設けられる。第２検出機構４の検出対象の荷１２は、地上荷および保持荷の一方であってもよいが、この例では両方である。
【0049】
図３（Ｃ）は、第２検出機構４の配置の一例を示す模式図である。図３（Ｃ）の例では、第２検出機構４は、検出対象の荷１２を囲む矩形の４隅に配置された４つの第２検出装置４２を含む。図３（Ｃ）では、第２検出装置４２のレーザの照射方向を４分円で示しており、それぞれの照射範囲は荷１２を含む。４つの第２検出装置４２の光軸Ｌ４は水平であり、照射光は図示の矢印の向きに照射される。つまり、第２検出装置４２は、矢印の向きにある物体までの距離を検出できる。４つの第２検出装置４２の光軸Ｌ４の高さは互いに異なっていてもよいが、この例では同じである。
【0050】
第２検出機構４は、検出対象の荷１２に対して相対的に昇降可能に設けられる。図３（Ｃ）では、４つの第２検出装置４２は、４隅に立設された支柱４４に上下にスライド移動可能に設けられる。特に、各第２検出装置４２は、制御部７８の制御に基づいて、モータを含む駆動手段（不図示）によって、上下に移動できる。
【0051】
第３検出機構１６は、吊具本体２２の上部に固定され、上方から地上荷または保持荷の状態を検出できる。
【0052】
第１検出機構３、第２検出機構４および第３検出機構１６（以下、「検出機構」と総称する）は、荷１２を検出可能であれば構成に限定はないが、この例では、レーザ照射に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検知可能なレーザセンサを含む。一例として、検出機構は、LIDAR（Light Detection and Ranging）を含む。検出機構は、それぞれの検出結果を制御部７８に送信できる。
【0053】
保持荷を地上荷に積み付ける制度は高いことが望ましい。そこで、実施形態は吊具２を移動させるためのクレーン機構６０とは別に、地上の荷１２と吊具２で保持された荷１２の間の相対位置を変更可能な相対位置変更機構８を備える。実施形態では、第１検出機構３および第２検出機構４は、地上荷と保持荷の相対位置を検出し、相対位置変更機構８は、当該相対位置の検出結果に基づいてこれらの荷の位置を修正し、位置修正後に保持荷を地上荷に積み付けする。
【0054】
相対位置変更機構８は、地上荷と保持荷の一方を移動させるものであってもよいし、これらの両方を移動させるものであってもよい。図４の例では、相対位置変更機構８は、吊具２に設けられ、モータを含む駆動手段（不図示）により保持部６を水平移動させることにより、保持荷の位置を修正できる。
【0055】
制御部７８は、第１検出機構３と第２検出機構４の少なくとも一方の検出機構で検出した荷１２に関する情報に基づいて、上述の駆動手段を制御し、もって吊具２、第１検出機構３および第２検出機構４の少なくとも１つの位置を変更できる。制御部７８は、荷１２に関する当該情報に基づいて、相対位置変更機構８を制御し、もって地上荷と保持荷の相対位置を修正できる。
【0056】
以上のように構成された、ピッキング装置１０のピッキング動作の一例を説明する。図６は、ピッキング装置１０の動作Ｓ１１０を示すフローチャートである。図７～図２５は、動作Ｓ１１０の各過程を概略的に示す図である。これらの図では、説明に重要でない部材の記載を省略している。動作Ｓ１１０は、第１領域５２１の第１荷集合１２１（地上荷）からピッキング対象の荷１２（以下、「対象荷１２Ａ」という）を持ち上げて、第２領域５２２の第２荷集合１２２に積み付ける動作である。
【0057】
動作Ｓ１１０は、図７に示すように、ピッキング装置１０が第１領域５２１の地上荷である第１荷集合１２１の上方に位置する状態で開始される。動作Ｓ１１０が開始されると、図８に示すように、制御部７８は、第３検出機構１６により対象荷１２Ａの位置ずれを検出し、対象荷とピッキング装置１０の干渉がないことを確認する（ステップＳ１１１）。
【0058】
ステップＳ１１１を実行した後、図９に示すように、制御部７８は、第１検出機構３が対象荷１２Ａよりも低い位置になるよう、荷受部９を下降させるとともに、保持部６の下端が対象荷１２Ａに接するまで、吊具２を下降させる（ステップＳ１１２）。この下降の途中で、第１検出機構３の光軸Ｌ３は対象荷１２Ａと交差する。このステップにおいて、制御部７８は、所望の位置決め精度を確保し、高さのバラツキを抑制するように、第１検出機構３の検出結果に基づいて保持部６の高さ位置を制御する。
【0059】
ステップＳ１１２を実行した後、図１０に示すように、制御部７８は、対象荷１２Ａに対応する領域の吸着部６８をオン状態にし、対象荷１２Ａを吸着する（ステップＳ１１３）。図１０では、オン状態の吸着部６８を黒に塗りつぶして示している。
【0060】
ステップＳ１１３を実行した後、図１１に示すように、制御部７８は、吸着した対象荷１２Ａを保持して、吊具２を上昇させる（ステップＳ１１４）。このステップにおいて、制御部７８は、第１検出機構３の検出結果に基づいて、吸着された対象荷１２Ａが第１荷集合１２１から正常に分離され、正常姿勢で保持されているかを確認する。この確認動作は、第１検出機構３を上昇させながら実行できる。
【0061】
ステップＳ１１４を実行した後、図１２に示すように、制御部７８は、対象荷１２Ａを保持した状態で吊具２をさらに上昇させる（ステップＳ１１５）。このステップにおいて、制御部７８は、第１検出機構３の検出結果に基づいて、対象荷１２Ａと第１荷集合１２１の高さ間隔が、複数の支持部材９１を展開できる間隔を超えたかを確認する。この確認動作は、吊具２を上昇させながら実行できる。
【0062】
ステップＳ１１５を実行した後、図１３に示すように、制御部７８は、対象荷１２Ａを保持した状態で吊具２をさらに上昇させながら、複数の支持部材９１を展開する（ステップＳ１１６）。
【0063】
ステップＳ１１６を実行した後、図１４に示すように、制御部７８は、複数の支持部材９１が対象荷１２Ａの下面を支持可能な高さまで、荷受部９を上昇させる（ステップＳ１１７）。このステップは、吊具２を上昇させながら実行できる。
【0064】
ステップＳ１１７を実行した後、図１５に示すように、制御部７８は、第１検出機構３の検出結果に基づいて、対象荷１２Ａの高さを確認する（ステップＳ１１８）。このステップで、対象荷１２Ａの高さを確認したら、制御部７８は、複数の支持部材９１が対象荷１２Ａの下面に接するように荷受部９を上昇させる。このステップは、吊具２を上昇させながら実行できる。
【0065】
ステップＳ１１８を実行した後、図１６に示すように、制御部７８は、クレーン機構６０により、第２領域５２２の地上荷である第２荷集合１２２の上方位置まで、ピッキング装置１０を移動させる（ステップＳ１１９）。このステップで、制御部７８は、第２検出機構４の検出結果に基づいて、第２荷集合１２２の位置や姿勢を確認する。この確認動作は第２検出機構４を上下に移動させながら実行できる。また、必要に応じて、第２荷集合１２２を事前に旋回しておいてもよい。
【0066】
ステップＳ１１９を実行した後、図１７に示すように、制御部７８は、対象荷１２Ａが第２荷集合１２２の予定位置（破線の枠で示す）の上方にくるように、ピッキング装置１０を移動させる（ステップＳ１２０）。このステップで、制御部７８は、第１検出機構３によって対象荷１２Ａの位置を検出し、第２検出機構４によって予定位置に隣接する荷（以下、「隣接荷１２Ｂ」という）の位置を検出し、対象荷１２Ａと隣接荷１２Ｂの隙間が所定範囲内になるようにクレーン機構６０および相対位置変更機構８を制御する。
【0067】
ステップＳ１２０を実行した後、図１８に示すように、制御部７８は、対象荷１２Ａを第２荷集合１２２の予定位置に降ろすために吊具２と荷受部９を下降させる（ステップＳ１２１）。
【0068】
ステップＳ１２１を実行した後、図１９に示すように、制御部７８は、荷受部９が第２荷集合１２２と干渉しない高さまで、吊具２と荷受部９をさらに下降させる（ステップＳ１２２）。
【0069】
ステップＳ１２２を実行した後、図２０に示すように、制御部７８は、複数の支持部材９１を退避機構９３に退避させる（ステップＳ１２３）。この結果、対象荷１２Ａの下方が開き、対象荷１２Ａを予定位置まで下げうる状態になる。
【0070】
ステップＳ１２３を実行した後、図２１に示すように、制御部７８は、吊具２に対して荷受部９を上昇させる（ステップＳ１２４）。この結果、荷受部９が第２荷集合１２２と干渉しない状態になる。
【0071】
ステップＳ１２４を実行した後、図２２に示すように、制御部７８は、対象荷１２Ａを下げるために吊具２をさらに下降させる（ステップＳ１２５）。このステップでは、対象荷１２Ａが予定位置から所定の高さＨ（例えば、３０ｍｍ）になるまで吊具２を下降させる。
【0072】
ステップＳ１２５を実行した後、図２３に示すように、制御部７８は、第１検出機構３によって対象荷１２Ａの位置を検出し、第２検出機構４によって隣接荷１２Ｂの位置を検出し、これらの検出結果に基づいて相対位置変更機構８を制御し、対象荷１２Ａと隣接荷１２Ｂの間の隙間ｇを減らす（ステップＳ１２６）。
【0073】
ステップＳ１２６を実行した後、図２４に示すように、制御部７８は、吊具２を下降させ、対象荷１２Ａを予定位置に降ろす（ステップＳ１２７）。このステップでは、制御部７８は、対象荷１２Ａを吸着していた吸着部６８をオフ状態にする。
【0074】
ステップＳ１２７を実行した後、図２５に示すように、制御部７８は、クレーン機構６０によりピッキング装置１０を所定位置まで上昇させる（ステップＳ１２８）。このステップでは、空荷の吊具２と荷受部９が上昇する。
【0075】
ピッキング装置１０が所定位置まで上昇したら、動作Ｓ１１０は終了する。上述の各ステップは一例であって、各種の変形が可能である。
【0076】
以上のように構成されたピッキング装置１０の特徴を説明する。ピッキング装置１０は、地上の荷１２に対して相対移動可能に設けられ、荷１２を保持可能な吊具２と、吊具２との相対位置を上下に変えることができるように設けられ、少なくとも２方向から荷１２を検出可能な第１検出機構３と、を備える。ピッキング装置１０は、第１検出機構３で検出した荷１２に関する情報に基づいて、吊具２および第１検出機構３の少なくとも一方の位置を制御する。
【0077】
この構成によれば、持ち上げた荷１２を積み付ける場合に、荷１２の積み付け位置の精度を向上できる。このように位置精度を高めることにより、互いに隣接する荷１２同士の隙間を小さくできる。少なくとも２方向から荷１２を検出するので、荷１２の位置を高精度に検出できる。
【0078】
一例として、第１検出機構３は、検出対象の荷１２に対して相対的に昇降可能に設けられる。この場合、昇降する第１検出機構３の検出結果により、検出対象の荷１２の立体的な位置、形状および姿勢を検出できる。
【0079】
一例として、第１検出機構３は、検出対象の荷１２を挟む位置に配置される２つの第１検出装置３２を含む。この場合、荷１２を挟む位置から検出するので、両側から荷１２の位置と形状を検出できる。
【0080】
一例として、第１検出機構３は、吊具２で保持した荷１２の下面を支持するための荷受部９に取り付けられる。この場合、荷受部９を昇降させる機構で、第１検出機構３を昇降させることができる。第１検出機構３のために専用の昇降機構を設ける場合よりも、小型化、軽量化、低コスト化に有利である。
【0081】
一例として、荷受部９は、吊具２に対して昇降可能である。この場合、荷受部９は、吊具２と一体的に昇降することができる他に、吊具２とは別に昇降することとができる。
【0082】
一例として、第１検出機構３とは別に、検出対象の荷１２に対して相対的に昇降可能に設けられ、少なくとも２方向から当該荷１２を検出可能な第２検出機構４を備える。この場合、第１検出機構３による保持荷の検出結果と、第２検出機構４による地上荷の検出結果とから、保持荷と地上荷の相対位置関係を高精度に把握できる。
【0083】
一例として、第２検出機構４は、検出対象の荷１２を挟む位置に配置される２つの第２検出装置４２を含む。この場合、荷１２を挟む位置から検出するので、両側から荷１２の位置と形状を検出できる。
【0084】
一例として、第２検出機構４は、荷１２を積み付けるための第２領域５２２に設けられる。この場合、第２領域５２２に置かれた地上荷の位置を高精度に検出できる。
【0085】
一例として、吊具２を移動させるための機構６０とは別に、地上の荷１２と吊具２で保持された荷１２の間の相対位置を変更可能な相対位置変更機構８を備える。この場合、これらの荷の相対位置を微調整して、これらの荷の間の隙間を小さくできる。
【0086】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容に設計変更が許容されないわけではない。また、図面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
【0087】
（変形例）
以下、変形例を説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。
以下、変形例を説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。
【0088】
実施形態の説明では、第１、第２検出機構３、４は、側面から検出対象の荷１２を検出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１、第２検出機構は、上方または下方から検出対象の荷を検出可能な検出装置を含むことができる。
【0089】
実施形態の説明では、相対位置変更機構８が吊具２に設けられ、保持荷の位置を修正する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、相対位置変更機構は、地上荷の位置を変更可能な手段（例えば、台車）を含み、当該手段により地上荷の位置を修正する構成であってもよい。
【0090】
実施形態の説明では、ピッキング装置１０が、自動倉庫に適用される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明のピッキング装置は、自動倉庫以外でもアームロボットを使用したデパレイズ装置やパレタイズ装置にも適用できる。
【0091】
実施形態の説明では、ピッキング空間５８が、棚５と一体的に設けられる例を示したが、本発明はこれに限定されず、ピッキング空間５８は、棚５の外部に設けられてもよい。この場合、荷１２は、フォークリフトなどの搬送機構によって、棚５とピッキング空間５８との間で搬送されてもよい。
【0092】
実施形態の説明では、ピッキング空間５８が棚５と同じ平面に設けられる例を示したが、本発明はこれに限定されず、ピッキング空間５８は棚５とは異なる平面に設けられてもよい。また、ピッキング装置１０の一部が棚５と同じ平面に設けられ、他の部分が棚５の平面範囲から外へ張り出してもよい。
【0093】
実施形態の説明では、第２移動手段７５と第３移動手段７６が別個に備えられる例を示したが、これに限定されない。第２移動手段として、荷１２を段方向および列方向に移動可能な移動手段（例えば、スタッカークレーン）を採用してもよい。この場合、スタッカークレーンは、第１移動手段を搭載できないものであってもよいし、荷１２とともに第１移動手段を搭載可能なものであってもよい。
【0094】
実施形態の説明では、全段に対して単一の入出庫部７７が設けられ、入出庫部７７に第３移動手段７６が連設される例を示したが、これに限定されない。各段それぞれに入出庫部が設けられ、入出庫する荷は、フォークリフトによって各段の入出庫部に出し入れされてもよい。また、入出庫部は入庫部と出庫部とに分けられていてもよい。
【0095】
実施形態の説明では、ピッキング装置１０が、ガントリ型のクレーン機構６０によって天井側から支持される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ピッキング装置は多関節ロボットや別構成の支持手段によって支持されてもよい。また、ピッキング装置は側方の横壁に取付けられ、側方から支持される構成であってもよい。
【0096】
これらの各変形例は、実施形態と同様の作用と効果を奏する。
【0097】
上述した各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。
【符号の説明】
【0098】
２ 吊具、 ３ 第１検出機構、 ４ 第２検出機構、 ５ 棚、 ８ 相対位置変更機構、 ９ 荷受部、 １０ ピッキング装置、 １２ 荷、 ３２ 第１検出装置、 ４２ 第２検出装置、 ５２ 保管部、 ６６ 吊具昇降機構、 １００ 自動倉庫システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】