特開 2023-146386 ピッキング装置、自動倉庫システム、積み付け方法

(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】P2023146386

(43)【公開日】2023-10-12

(54)【発明の名称】ピッキング装置、自動倉庫システム、積み付け方法

(51)【国際特許分類】

   B65G 60/00 20060101AFI20231004BHJP

【ＦＩ】

B65G60/00 A

B65G60/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022053540

(22)【出願日】2022-03-29

(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】藤井 直弘

(57)【要約】

【課題】本開示の目的の一つは、荷を効率的に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、１以上の荷１を含む第１荷集合１１の上に、１以上の荷１を含む第２荷集合１２を積み付けるピッキング装置であって、第１荷集合１１の荷１の大きさおよび数量に関する荷情報を取得する取得部と、取得部で取得された荷情報に基づいて、第２荷集合１２を積み付ける積付領域を決定する決定部と、決定部で決定された積付領域に第２荷集合１２を積み付ける移載機構６と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１以上の荷を含む第１荷集合の上に、１以上の荷を含む第２荷集合を積み付けるピッキング装置であって、
前記第１荷集合の荷の大きさおよび数量に関する荷情報を取得する取得部と、
前記取得部で取得された前記荷情報に基づいて、前記第２荷集合を積み付ける積付領域を決定する決定部と、
前記決定部で決定された前記積付領域に前記第２荷集合を積み付ける移載機構と、
を備えるピッキング装置。

【請求項2】

前記第１荷集合は、複数種類の荷を含み、前記荷情報は、複数種類の荷のそれぞれの大きさおよび数量に関する情報を含む請求項１に記載のピッキング装置。

【請求項3】

前記決定部は、前記荷情報に基づいて、前記第１荷集合の上面のうち平坦に連続する領域のうち、前記第２荷集合を積み付け可能な大きさを有する積付可能領域を前記積付領域に決定する請求項１に記載のピッキング装置。

【請求項4】

前記決定部は、前記積付可能領域が複数あるときは、複数の前記積付可能領域のうち最も広い領域を前記積付領域に決定する請求項３に記載のピッキング装置。

【請求項5】

前記決定部は、前記積付可能領域が複数あるときは、複数の前記積付可能領域のうち、最も低位置の領域を前記積付領域に決定する請求項３に記載のピッキング装置。

【請求項6】

前記決定部は、前記積付可能領域が複数あるときは、複数の前記積付可能領域のうち、前記第１荷集合に前記第２荷集合を積み付けて形成される統合荷集合の最大高さの統合荷集合の底面積に対する比率が最も小さい領域を前記積付領域に決定する請求項３に記載のピッキング装置。

【請求項7】

前記決定部は、前記積付可能領域が複数あるときは、複数の前記積付可能領域のうち、積み付け時に前記移載機構が前記第１荷集合と干渉しない領域を前記積付領域に決定する請求項３に記載のピッキング装置。

【請求項8】

前記決定部は、前記積付可能領域が複数あるときは、複数の前記積付可能領域のうち、ピッキング時の前記第２荷集合の移動距離が最も短い領域を積付領域に決定する請求項３に記載のピッキング装置。

【請求項9】

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、１以上の荷を含む第１荷集合の上に、１以上の荷を含む第２荷集合を積み付ける装置であって、
前記第１荷集合の荷の大きさおよび数量に関する荷情報を取得する取得部と、
前記取得部で取得された前記荷情報に基づいて、前記第２荷集合を積み付ける積付領域を決定する決定部と、
前記決定部で決定された前記積付領域に前記第２荷集合を積み付ける移載機構と、
を備える自動倉庫システム。

【請求項10】

１以上の荷を含む第１荷集合の上に、１以上の荷を含む第２荷集合を積み付ける方法であって、
前記第１荷集合の荷の大きさおよび数量に関する荷情報を取得することと、
取得された前記荷情報に基づいて、前記第２荷集合を積み付ける積付領域を決定することと、
決定された前記積付領域に前記第２荷集合を積み付けることと、
を含む積み付け方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピッキング装置、自動倉庫システムおよび積み付け方法に関する。

【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、ピッキング装置について以下の新たな認識を得た。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、効率的に積み付ける観点から、一度の動作でなるべく多くの荷を積付できることが望ましい。この場合、先に積み付けられた荷の上に新たな荷を積み付ける態様によっては、パレット上の荷の安定性が低下し、荷を移送する際に荷崩れを生じる可能性がある。これらから、従来のピッキング装置は、荷を効率的に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、荷を効率的に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、１以上の荷を含む第１荷集合の上に、１以上の荷を含む第２荷集合を積み付けるピッキング装置であって、第１荷集合の荷の大きさおよび数量に関する荷情報を取得する取得部と、取得部で取得された荷情報に基づいて、第２荷集合を積み付ける積付領域を決定する決定部と、決定部で決定された積付領域に第２荷集合を積み付ける移載機構と、を備える。

【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、１以上の荷を含む第１荷集合の上に、１以上の荷を含む第２荷集合を積み付ける装置であって、第１荷集合の荷の大きさおよび数量に関する荷情報を取得する取得部と、取得部で取得された荷情報に基づいて、第２荷集合を積み付ける積付領域を決定する決定部と、決定部で決定された積付領域に第２荷集合を積み付ける移載機構と、を備える。

【0008】

本発明のさらに別の態様は積み付け方法である。この方法は、１以上の荷を含む第１荷集合の上に、１以上の荷を含む第２荷集合を積み付ける方法であって、第１荷集合の荷の大きさおよび数量に関する荷情報を取得することと、取得された荷情報に基づいて、第２荷集合を積み付ける積付領域を決定することと、決定された積付領域に第２荷集合を積み付けることと、を含む。

【0009】

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】

【0010】

本発明によれば、荷を効率的に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】

【0011】

【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】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3】図１の自動倉庫システムの機能ブロックを示すブロック図である。

【図4】決定部の決定条件の第１の例を説明する図である。

【図5】決定部の決定条件の第２の例を説明する図である。

【図6】決定部の決定条件の第３の例を説明する図である。

【図7】決定部の決定条件の第４の例を説明する図である。

【図8】決定部の決定条件の第５の例を説明する図である。

【図9】決定部の位置決定条件の一例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

［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。

【0015】

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。

【0016】

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。荷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。単数または複数の荷の集合を「荷集合」という。また、荷集合がパレットに載置されたものは、パレットを含めて「荷集合」という。

【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１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１を移動する移動手段７４、７５、７６と、荷１を保持して移動させるピッキング装置１０と、情報処理部８０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１を、Ｘ方向、Ｙ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１をＹ方向に沿って移動させうる。第２移動手段７５は、荷１をＸ方向に沿って移動させうる。第３移動手段７６は、荷１をＺ方向に移動させうる。

【0019】

例えば、搬送手段は、荷１を棚５の保管部５２から搬出できる。例えば、搬送手段は、荷１を棚５の保管部５２に搬入できる。例えば、搬送手段は、荷１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１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。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１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１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および後述するピッキング空間５８においてＹ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Ｘ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１を搭載した状態で第１走行路７１をＹ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Ｘ方向に走行する。第２移動手段７５は、空荷の状態または荷１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１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１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１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】

図３を参照して情報処理部８０を説明する。図３は、自動倉庫システム１００の機能ブロックを示すブロック図である。図３に示す情報処理部８０の各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。

【0025】

図３に示すように、情報処理部８０は、入力部８０１と、第１制御部８０２と、第２制御部８０３と、取得部３と、決定部４と、計算部８０４と、記憶部８０５とを含む。入力部８０１は、操作入力部８２２に入力されたユーザの操作入力を取得する。第１制御部８０２は、ユーザの操作入力に基づいて、荷１を入庫、出庫、搬出、移送等するために、移動手段７４、７５、７６を制御する。第２制御部８０３は、荷１をピッキングするためにピッキング装置１０の移載機構６（クレーン機構６０、保持部６７）の動作を制御する。取得部３、決定部４、計算部８０４および記憶部８０５については後述する。

【0026】

（ピッキング装置）
図１、図２を参照して、ピッキング装置１０を説明する。図２は、ピッキング装置１０の一例を概略的に示す正面図である。ピッキング装置１０は、ピッキング空間５８においてピッキング動作を実行する。

【0027】

ピッキング動作は、一の荷集合から１以上の荷を取り出して他の荷集合に積み付けて荷を統合する動作である。図２の例では、単一種の荷が積まれた単載パレット１４を複数準備し（例えば、３種類）、客先の要望に合わせて複数種の荷を混載した組立パレット１５を作成する例を示す。

【0028】

組立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１４の１層分の荷のうち１以上の荷を取り出して組立パレット１５に移載できる。単載パレット１４は、ピッキング元の荷集合であり、組立パレット１５はピッキングで形成された荷集合である。

【0029】

ピッキングするために、単載パレット１４から取り出された１以上の荷１を含む荷集合を第２荷集合１２という。また、第２荷集合１２が積み付けられる荷集合を第１荷集合１１といい、第１荷集合１１に第２荷集合１２が積み付けられて形成される荷集合を統合荷集合という。

【0030】

（ピッキング空間）
ピッキング空間５８には、単載パレット１４を載置するための第１領域５２１と、組立パレット１５を載置するため第２領域５２２とが設けられる。したがって、第２領域５２２には組立パレット１５を形成する過程の第１荷集合１１が載置される。

【0031】

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。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１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。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。

【0032】

実施形態のピッキング空間５８には、第１走行路７１がＹ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。ピッキング前の単載パレット１４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、単載パレット１４から第２荷集合１２を吸着して持ち上げ、所定の移動方向に移動させ、第１荷集合１１の上に積み入れする。ピッキングが済んだ組立パレット１５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。

【0033】

（移載機構）
ピッキング装置１０は、移載機構６を備える。移載機構６は、クレーン機構６０と、保持部昇降機構６６と、保持部６７とを含む。実施形態では、クレーン機構６０は、いわゆるガントリ型のクレーン機構で、保持部昇降機構６６および保持部６７を支持する。図２では、一部の柱、梁、フレームなどの記載を省略している。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、保持部昇降機構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。

【0034】

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。保持部昇降機構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。

【0035】

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を上下方向に移動可能に支持している。

【0036】

図２に示すように、保持部６７は、保持部昇降機構６６の下端に連結され、保持部昇降機構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】

保持部昇降機構６６の下端には保持部６７が連結される。保持部昇降機構６６は、情報処理部８０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、保持部６７を昇降させることができる。保持部昇降機構６６は、情報処理部８０の制御に基づいて、保持部６７を鉛直回転軸の周りに回転させることができる。

【0038】

保持部６７は、１または複数の荷１を保持可能である。この例の保持部６７は、ブラケットに支持された複数の吸着部６８を備える。複数の吸着部６８は、Ｘ方向およびＹ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１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１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６７は、情報処理部８０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１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１を吸着して保持できる。

【0041】

図１～図３を参照して、ピッキング装置１０のピッキング動作の一例を説明する。ピッキング動作は、１以上のピッキングサイクルを含む。各ピッキングサイクルは、ピッキング装置１０によって、第１領域５２１の単載パレット１４から取り出した第２荷集合１２を、第２領域５２２に移動し、第２領域５２２の第１荷集合１１の上に積み付け、統合荷集合を形成する。統合荷集合は、次のピッキングサイクルにおける第１荷集合１１となる。最終のピッキングサイクルにおける統合荷集合は組立パレット１５になる。

【0042】

ピッキング装置１０では、先に積み付けられた荷集合の上面の適切な領域に別の荷集合を積み付けすることが重要である。しかし、互いに高さが異なる複数種類の荷１を含む第１荷集合１１の上面は一様でなく、相対的に高位置の凸領域と、凸領域よりも低位置の凹領域を有する。ピッキング装置１０では、第１荷集合１１の凹凸を有する上面に第２荷集合１２を積み付けるために、上面の凹凸に関する情報（以下、「凹凸分布情報」という）を使用する。ピッキング装置１０は、凹凸分布情報を取得するために、取得部３と、計算部８０４と、記憶部８０５とを有する。

【0043】

ピッキング装置１０では、取得部３は、ネットワーク１１１を介して上位システム１１２から、第１荷集合１１に含まれる各荷の大きさおよび数量に関する荷情報Ｊを取得する。上位システム１１２は、社内コンピュータシステムであってもよいし、外部コンピュータシステムであってもよい。

【0044】

計算部８０４は、取得部３で取得された荷情報Ｊに基づいて、第１荷集合１１が仮想パレット上に配置された状態をシミュレーションする。また、計算部８０４は、このシミュレーション結果に基づいて、第１荷集合１１の各層の上面の凹凸分布情報を導出する。つまり、計算部８０４は、仮想パレット上に積まれた荷の大きさおよび数量から、凸領域および凹領域の位置、形状、高さを算出し、凹凸分布情報を導き出す。したがって、凹凸分布情報は、凸領域および凹領域の位置、形状、高さの情報を含んでいる。導き出された凹凸分布情報は、記憶部８０５に記憶される。

【0045】

凹凸分布情報が導き出されたら、決定部４は、凹凸分布情報に基づいて、第２荷集合１２の積付位置を決定するための決定条件（以下、「決定条件」という）を満たす積付領域Ｓを抽出し、その領域を積付領域Ｓに決定する。移載機構６は、決定部４で決定された積付領域Ｓに第２荷集合１２を積み付ける。以下、図４～図８を参照して、積付領域Ｓを決定するための条件を説明する。

【0046】

（第１の例）
図４を参照して、決定条件の第１の例を説明する。図４は、決定条件の第１の例を説明する図である。図４において、（Ａ）は第１荷集合１１の平面図、（Ｂ）は第１荷集合１１の正面図、（Ｃ）は統合荷集合１３の正面図である。この例および後続の例では、Ｌ１は第１種類の荷１を示し、Ｌ２は第２種類の荷１を示す。Ｌ１、Ｌ２は直方体で、底面積は等しく、Ｌ２の高さＨ２はＬ１の高さＨ１の１．２倍である。

【0047】

第１荷集合１１は、互いに高さが異なる複数種類の荷１を含んでおり、第２荷集合１２を第１荷集合１１の上面の凸凹がある領域に積み付けると、凹凸により積み付けた荷１が崩れる可能性が高い。そこで、実施形態では、決定部４は、荷情報Ｊに基づいて、第１荷集合１１の上面のうち平坦に連続する領域（以下、単に「連続領域」という）のうち、第２荷集合１２を積み付け可能な形状を有する積付領域Ｓに決定する。

【0048】

図４の例では、第１荷集合１１の上面は、連続領域Ｐ１１、Ｐ１２を有する。また、連続領域Ｐ１１、Ｐ１２は、第２荷集合１２を積み付け可能な形状を有しており、移載機構６は、連続領域Ｐ１１、Ｐ１２のいずれにも第２荷集合１２を積み付けできる。第２荷集合１２を積み付け可能な形状は、連続領域が、第２荷集合１２の平面範囲（水平面に投影した範囲）をすべて含みうる形状である。

【0049】

一度の積み付け動作で、できるだけ多数の荷１を含む第２荷集合１２を積み付けできることが望ましい。そこで、実施形態では、決定部４は、積付可能領域が複数あるときは、当該複数の積付可能領域のうち最も広い領域を積付領域Ｓに決定する。図４の例では、連続領域Ｐ１１は、連続領域Ｐ１２よりも広いため、決定部４は、連続領域Ｐ１１を積付領域Ｓに決定する。

【0050】

（第２の例）
図５を参照して、決定条件の第２の例を説明する。図５は、決定条件の第２の例を説明する図である。図５において、（Ａ）は第１荷集合１１の平面図、（Ｂ）は第１荷集合１１の正面図、（Ｃ）は統合荷集合１３の正面図である。

【0051】

図５の例では、第１荷集合１１の上面は、連続領域Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３を有する。このうち、連続領域Ｐ２１、Ｐ２２は、第２荷集合１２を積み付け可能な形状を有しており、移載機構６は、連続領域Ｐ２１、Ｐ２２のいずれにも第２荷集合１２を積み付けできる。

【0052】

第２荷集合１２を、第１荷集合１１の上面の高位置に積み付けると、積み付けた荷１の最大高さが高くなり安定性が低下する。そこで、実施形態では、決定部４は、積付可能領域が複数あるときは、複数の積付可能領域のうち、最も低位置の領域を積付領域Ｓに決定する。図５の例では、連続領域Ｐ２１は、連続領域Ｐ２２よりも低位置であるため、決定部４は、連続領域Ｐ２１を積付領域Ｓに決定する。

【0053】

（第３の例）
図６を参照して、決定条件の第３の例を説明する。図６は、決定条件の第３の例を説明する図である。図６において、（Ａ）は第１荷集合１１の平面図、（Ｂ）は第１荷集合１１の正面図、（Ｃ）は統合荷集合１３の正面図である。

【0054】

図６の例では、第１荷集合１１の上面は、連続領域Ｐ３１、Ｐ３２を有する。連続領域Ｐ３１、Ｐ３２は、第２荷集合１２を積み付け可能な形状を有している。また、連続領域Ｐ３１は、連続領域Ｐ３２よりも広い。したがって、移載機構６は、連続領域Ｐ３１、Ｐ３２のいずれにも第２荷集合１２を積み付けできる。

【0055】

第１荷集合１１に第２荷集合１２を積み付けて形成される統合荷集合１３の安定性の観点から、統合荷集合１３の最大高さの統合荷集合１３の底面積に対する比率は、低いことが望ましい。そこで、実施形態では、決定部４は、積付可能領域が複数あるときは、複数の積付可能領域のうち、第１荷集合１１に第２荷集合１２を積み付けて形成される統合荷集合１３の最大高さの統合荷集合１３の底面積に対する比率が最も小さい領域を積付領域Ｓに決定する。

【0056】

荷集合の底面積は、パレット２０に接する各荷の底面積の総和である。図６の例では、第２荷集合１２を連続領域Ｐ３２に積み付けた場合、連続領域Ｐ３１に積み付けた場合よりも、統合荷集合１３の底面積は１．４倍大きく、統合荷集合１３の最大高さは、１．３倍大きい。よって、統合荷集合１３の最大高さの底面積に対する比率は、連続領域Ｐ３２に積み付けた方が小さくなる。これらから、決定部４は、最大高さの底面積に対する比率が最も小さい連続領域Ｐ３２を積付領域Ｓに決定する。

【0057】

（第４の例）
図７を参照して、決定条件の第４の例を説明する。図７は、決定条件の第４の例を説明する図である。図７において、（Ａ）は第１荷集合１１の平面図、（Ｂ）は第１荷集合１１の正面図、（Ｃ）は統合荷集合１３の正面図である。

【0058】

図７の例では、第１荷集合１１の上面は、連続領域Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４３を有する。連続領域Ｐ４２、Ｐ４３は、第２荷集合１２を積み付け可能な形状を有しており、移載機構６は、連続領域Ｐ４２、Ｐ４３のいずれにも第２荷集合１２を積み付けできる。

【0059】

積み付けるために第２荷集合１２を移動させる際、移載機構６が第１荷集合１１と干渉すると、第１荷集合１１が崩れる可能性がある。そこで、実施形態では、決定部４は、積付可能領域が複数あるときは、複数の積付可能領域のうち、積み付け時に移載機構６が第１荷集合１１と干渉しない領域を積付領域Ｓに決定する。

【0060】

図７の例では、連続領域Ｐ４２は、前後の連続領域Ｐ４１、４３よりも低位置にあり、第２荷集合１２の積み付け時に移載機構６の保持部６７と干渉する可能性がある。このため、決定部４は、積み付け時に移載機構６が第１荷集合１１と干渉しない連続領域Ｐ４３を積付領域Ｓに決定する。

【0061】

（第５の例）
図８を参照して、決定条件の第５の例を説明する。図８は、決定条件の第５の例を説明する図である。図８において、（Ａ）は第１荷集合１１の平面図、（Ｂ）は第１荷集合１１の正面図、（Ｃ）は統合荷集合１３の正面図である。

【0062】

図８の例では、第１荷集合１１の上面は、連続領域Ｐ５１、Ｐ５２、Ｐ５３を有する。連続領域Ｐ５１、Ｐ５３は、第２荷集合１２を積み付け可能な形状を有しており、移載機構６は、連続領域Ｐ５１、Ｐ５３のいずれにも第２荷集合１２を積み付けできる。

【0063】

第２荷集合１２を、第１荷集合１１の上面のピッキング時の第２荷集合１２の移動距離が長い位置に積み付けると、積み付けに掛かる時間が長くなり、稼働効率の観点から不利になる。そこで、実施形態では、決定部４は、積付可能領域が複数あるときは、複数の積付可能領域のうち、ピッキング時の第２荷集合１２の移動距離が最も短い領域を積付領域Ｓに決定する。移動距離が最も短い領域は、ピッキング元の元荷集合（単載パレット１４）に最も近い領域であってもよい。

【0064】

図８で矢印Ｆは移載機構６の移動方向を示す。図８の例では、連続領域Ｐ５１は、連続領域Ｐ５３よりもピッキング時の第２荷集合１２の移動距離が短い。このため、決定部４は、ピッキング時の第２荷集合１２の移動距離が最も短い連続領域Ｐ５１を積付領域Ｓに決定する。

【0065】

図９を参照して、積付領域Ｓのうち第２荷集合１２を積み付ける位置を説明する。図９は、位置決定条件の一例を説明する図である。図９において、（Ａ）は第１荷集合１１の平面図、（Ｂ）は第１荷集合１１の正面図、（Ｃ）は統合荷集合１３の正面図である。

【0066】

積付領域Ｓが決定された場合、決定部４は、当該積付領域Ｓのうち、所定の条件（以下、「位置決定条件」という）を満たす位置を第２荷集合１２の積付位置に決定する。

【0067】

図９の例では、第１荷集合１１の上面は、連続領域Ｐ６１、Ｐ６２を有する。連続領域Ｐ６１は、第２荷集合１２を積み付け可能な形状を有しており、移載機構６は、連続領域Ｐ６１に第２荷集合１２を積み付けできる。

【0068】

第１荷集合１１の連続領域Ｐ６１に第２荷集合１２を載せたとき、当該連続領域Ｐ６１のうち第２荷集合１２によって覆われない非カバー領域は、次のピッキングサイクルで連続領域となる。このため、次のピッキングサイクルの積み付けを容易にする観点から非カバー領域は広いことが望ましい。そこで、決定部４は、第１荷集合１１の連続領域Ｐ６１に第２荷集合１２を載せたときに、当該連続領域Ｐ６１のうち第２荷集合１２によって覆われない非カバー領域が最も広くなる位置を積付位置として決定してもよい。

【0069】

図９に示すように、決定部４は、連続領域Ｐ６１のうち移載機構６の移動方向で奥側の位置を積付位置として決定してもよい。この場合、非カバー領域Ｑが移載機構６の移動方向で手前側に形成されるので、次のピッキングサイクルの積み付けが容易になる。

【0070】

上述の第１～第５の決定条件および位置決定条件は、単独で用いられてもよいし、複数組み合わせて用いられてもよいし、他の決定条件または位置決定条件と組み合わせて用いられてもよい。

【0071】

実施形態のピッキング装置１０の特徴を説明する。ピッキング装置１０は、１以上の荷１を含む第１荷集合１１の上に、１以上の荷１を含む第２荷集合１２を積み付けるピッキング装置であって、第１荷集合１１の荷１の大きさおよび数量に関する荷情報Ｊを取得する取得部３と、取得部３で取得された荷情報Ｊに基づいて、第２荷集合１２を積み付ける積付領域Ｓを決定する決定部４と、決定部４で決定された積付領域Ｓに第２荷集合１２を積み付ける移載機構６と、を備える。

【0072】

この構成によれば、荷１の大きさおよび数量に基づいて積付領域Ｓを決定するため、先に積み付けられた荷集合の上の適切な領域を積付領域Ｓに決定でき、適切な領域に別の荷集合を積み付け可能なため、荷を効率的に積み付けできる。

【0073】

実施形態では、第１荷集合１１は、複数種類の荷１を含み、荷情報Ｊは、複数種類の荷１のそれぞれの大きさおよび数量に関する情報を含む。この場合、複数種類の荷１のそれぞれの大きさおよび数量に関する情報に基づいて積付領域Ｓを決定するため、複数種類の荷１の荷集合の上に別の荷集合を積み付けできる。

【0074】

実施形態では、決定部４は、荷情報Ｊに基づいて、第１荷集合１１の上面のうち平坦に連続する領域のうち、第２荷集合１２を積み付け可能な大きさを有する領域を積付領域Ｓに決定する。この場合、第１荷集合１１の上面に凸凹の段差がある領域を避けて、連続平坦領域に積み付けできる。

【0075】

実施形態では、決定部４は、積付可能領域が複数あるときは、複数の積付可能領域のうち最も広い領域を積付領域Ｓに決定する。この場合、最も広い領域を積付領域Ｓに決定することで、一度の積み付け動作によって積み付け可能な荷１の数が増えるため、一層効率的にピッキングできる。

【0076】

実施形態では、決定部４は、積付可能領域が複数あるときは、複数の積付可能領域のうち、最も低位置の領域を積付領域Ｓに決定する。この場合、高位置に積み付ける場合と比較して、積み付け後の荷１の最大高さが低くなり、安定性が向上する。

【0077】

実施形態では、決定部４は、積付可能領域が複数あるときは、複数の積付可能領域のうち、第１荷集合１１に第２荷集合１２を積み付けて形成される統合荷集合の最大高さの統合荷集合の底面積に対する比率が最も小さい領域を積付領域Ｓに決定する。この場合、統合荷集合の最大高さの底面積に対する比率が高い領域に積み付ける場合と比較して、統合荷集合の安定性が向上する。

【0078】

実施形態では、決定部４は、積付可能領域が複数あるときは、複数の積付可能領域のうち、積み付け時に移載機構６が第１荷集合１１と干渉しない領域を積付領域Ｓに決定する。この場合、移載機構６が第１荷集合１１と干渉しない領域に積み付けできる。

【0079】

実施形態では、決定部４は、積付可能領域が複数あるときは、複数の積付可能領域のうち、ピッキング時の第２荷集合１２の移動距離が最も短い領域を積付領域Ｓに決定する。この場合、移動距離が長い位置に積み付ける場合と比較して、積み付けに掛かる時間が短くなり、一層効率的にピッキングできる。この移動距離は平面視の移動距離であってもよい。

【0080】

実施形態の自動倉庫システム１００の特徴を説明する。自動倉庫システム１００は、荷１を保管する保管部５２を有する棚５と、保管部５２の荷１を移動させるピッキング装置１０と、を備える自動倉庫システムであって、ピッキング装置１０は、１以上の荷１を含む第１荷集合１１の上に、１以上の荷１を含む第２荷集合１２を積み付ける装置であって、第１荷集合１１の荷１の大きさおよび数量に関する荷情報Ｊを取得する取得部３と、取得部３で取得された荷情報Ｊに基づいて、第２荷集合１２を積み付ける積付領域Ｓを決定する決定部４と、決定部４で決定された積付領域Ｓに第２荷集合１２を積み付ける移載機構６と、を備える。

【0081】

この構成によれば、荷１の大きさおよび数量に基づいて積付領域Ｓを決定するため、先に積み付けられた荷集合の上の適切な領域を積付領域Ｓに決定できる。

【0082】

本開示の技術は積み付け方法に適用できる。この積み付け方法は、１以上の荷１を含む第１荷集合１１の上に、１以上の荷１を含む第２荷集合１２を積み付ける方法であって、第１荷集合１１の荷１の大きさおよび数量に関する荷情報Ｊを取得することと、取得された荷情報Ｊに基づいて、第２荷集合１２を積み付ける積付領域Ｓを決定することと、決定された積付領域Ｓに第２荷集合１２を積み付けることと、を含む。

【0083】

この方法によれば、荷１の形状および数量に基づいて積付領域Ｓを決定するため、先に積み付けられた荷集合の上の適切な領域を積付領域Ｓに決定できる。

【0084】

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も設計変更が許容されうる。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。

【0085】

（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。

【0086】

実施形態の説明では、図４～図９の第１荷集合１１が１層である例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１荷集合１１は２層以上であってもよい。

【0087】

実施形態の説明では、図４～図９の第１荷集合１１が２種類の荷１を含む例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１荷集合１１は３種類以上の荷１を含んでもよい。

【0088】

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。

【0089】

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１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。

【0090】

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。

【0091】

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１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１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。

【0092】

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。

【0093】

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。

【0094】

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。

【0095】

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】

【0096】

１ 荷、 ３ 取得部、 ４ 決定部、 ５ 棚、 ６ 移載機構、 １０ ピッキング装置、 １１ 第１荷集合、 １２ 第２荷集合、 １３ 統合荷集合、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】