分揀系統和分揀方法與流程

本發明涉及分揀系統和分揀方法。

背景技術：

在從多種商品中根據顧客的要求分別少量地分揀商品的情況下，工作人員帶著推車(cart)在倉庫內巡視，根據推車屏幕的顯示進行從貨架分揀商品。這種情況下，工作人員從有商品的貨架向下一個貨架要走很長的距離。

作為分揀系統，我們知道將有軌臺車連接到由堆垛起重機和支架構成的自動倉庫，將裝有商品的貨箱從有軌臺車向分揀區域搬送的系統。并且知道利用輸送機將分揀區域與發貨區域連接起來的技術。這種情況下，若商品的種類多，則需要大量的支架，有必要增加堆垛起重機的通道的數量和有軌臺車的數量。并且，由于堆垛起重機只能在一條通道中往復行駛，因此即使是向一個發貨目的地的分揀，也需要多臺堆垛起重機行駛。

這里敘述相關的現有技術。專利文獻1(JPS63-242809A)提出了利用橋式吊車在工廠的進貨區域、零部件倉庫的多個支架、以及裝配線之間搬送物品的方案。并且，專利文獻1中在橋式吊車的行駛路徑中設置分支部和匯合部，使橋式吊車能夠出入多個支架。但是，專利文獻1對于分揀沒有進行研究。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JPS63-242809A

技術實現要素：

發明要解決的技術問題

本發明的課題就是要通過使一種搬送車沿著可以自由地分支和匯合的行駛路徑行駛，來提供能夠高效率地向分揀單元和發貨區域搬送商品的分揀系統和分揀方法。

用于解決技術問題的手段

本發明為一種依據訂單、從保管在支架上的多個貨箱分揀商品的系統，具有：

沿著可以自由地分支和匯合的行駛路徑行駛的搬送車，

沿著行駛路徑設置的多個支架，

沿著行駛路徑設置，并且具有搬送車對貨箱進行搬入的搬入工位以及搬送車對貨箱和分揀好的商品進行搬出的搬出工位的多個分揀單元，

沿著行駛路徑的外周設置的發貨區域，以及

控制搬送車使存放有訂單商品的貨箱從支架向搬入工位搬送、使分揀好的商品向發貨區域搬送、使分揀商品后的貨箱向支架搬送的控制器。

并且，在本發明的分揀方法中，使用分揀系統從保管在支架上的多個貨箱分揀商品，分揀系統具備：

沿著可以自由地分支和匯合的行駛路徑行駛的搬送車，

沿著行駛路徑設置的多個支架，

沿著行駛路徑設置，并且具有搬送車對貨箱進行搬入的搬入工位以及搬送車對貨箱和分揀好的商品進行搬出的搬出工位的多個分揀單元，

沿著行駛路徑的外周設置的發貨區域，以及

控制搬送車的控制器；

并且,該方法執行以下步驟：

利用控制器控制搬送車，將存放有訂單商品的貨箱從支架向搬入工位搬送的步驟，

通過分揀單元從貨箱分揀訂單商品的步驟，以及

利用控制器控制搬送車，將分揀好的商品向發貨區域搬送、將分揀好商品后的貨箱向支架搬送的步驟。

本發明中例如使多臺搬送車行駛，將貨箱從支架向分揀單元的搬入工位搬入。搬入工位兼作貨箱的緩沖區，工作人員等通過分揀單元分揀商品，利用搬送車將分揀后的貨箱和商品從搬出工位搬出。因此，貨箱用搬送車向工作人員一側搬入搬出，工作人員專心從貨箱分揀商品就可以，沒有必要移動到有商品的貨架。

由于在可以自由地分支和匯合的行駛路徑上行駛，因此搬送車能夠出入寬廣范圍的支架，并且能進行從支架向分揀單元的搬送和從分揀單元向發貨區域和支架的搬送。因此用1種搬送車就可以，沒有必要設置堆垛起重機和有軌臺車、豎直輸送機、長距離輸送機等多種搬送裝置。通過沿著行駛路徑的外周設置發貨區域，使向卡車等發貨變得容易，發貨區域優選設置在地面層。

在本說明書中，分揀指從庫存物品中取出商品進行發貨，有關分揀系統的記載原封不動地應用于分揀方法。并且，將具備多個分揀單元的區域稱為分揀區域，并不局限于行駛路徑的外周，在內周也可以設置分揀區域。并且，前后表示沿著搬送車的行駛方向的前后，左右表示以行駛方向為中心在其兩側的左右。

優選沿著行駛路徑的外周還設置有進貨區域，以控制搬送車將貨箱從進貨區域向支架搬送的方式構成控制器。與通過分揀單元進行進貨的情況相比，通過另外設置進貨區域，能夠防止商品向分揀單元集中。通過沿著行駛路徑的外周設置進貨區域，從搬運車等進貨變得容易，進貨區域優選設置在地面層。

優選控制器以存儲每個貨箱的空出區域的方式構成，并且在分揀單元設置有分揀后的空出區域的輸入部。由于輸入分揀后的空出區域，因此能夠準確地管理空出區域。并且，通過管理空出區域，能夠容易地管理可對哪個貨箱追加多少商品。

尤其優選貨箱中以可自由移動的方式設置有存放商品的區域與空出區域之間的隔板，借助例如5級等的按鈕、以通過輸入隔板的位置來輸入空出區域的方式構成空出區域的輸入部。如果這樣，能夠快速并且準確地輸入空出區域，并且利用隔板分隔貨箱，因此與商品散在整個貨箱中的情況相比，取出商品變得容易。

優選行駛路徑由設置在分揀系統的建筑物的頂部的軌道構成。在頂部行駛的搬送車由以下部分構成：沿著軌道行駛、并且具有驅動懸掛保持構件的升降機的臺車，以豎直向下地安裝在臺車上的例如前后一對立柱，以及由立柱引導、借助懸掛保持構件升降、并且具有移載裝置的升降臺。如果不是地上行駛的堆垛起重機，而是從頂部行駛的臺車懸吊立柱，則臺車只要能夠支承來自立柱等的垂直載荷就可以，因此成為了重量輕的搬送裝置。通過用立柱引導升降臺，能夠抑制升降臺搖晃，能夠搭載滑叉等移載裝置。

尤其優選升降臺上具備移載裝置，沿著豎直方向設置有多塊可自由載置貨箱的平板。如果這樣，能夠統一搬送多個貨箱，尤其能夠對一個分揀單元統一搬送多個貨箱。如果沿豎直方向層疊平板，則能夠縮短搬送車的長度，分支和匯合變得容易。

優選沿著搬送車的行駛方向在升降臺的中央部并列配置有多臺從分揀單元接收分揀好的商品的搬入輸送機，并且在搬入輸送機的前后設置有將貨箱向搬入工位搬入的移載裝置和將貨箱從搬出工位取出的移載裝置；

分揀單元還具備：

具備從搬入工位搬送貨箱的貨箱搬送用輸送機的工作臺，

設置在工作臺的行駛路徑一側、并且將分揀好的商品向搬入輸送機搬出的多臺并列的搬出輸送機，以及

位于貨箱搬送用的輸送機的出口一側的貨箱的載置空間；

搬出輸送機和載置空間構成搬出工位。

在本例中，從升降臺向搬入工位搬入貨箱，在分揀單元的工作臺向例如每個分揀目的地的搬出輸送機分揀商品。并且從搬出輸送機向升降臺的搬入輸送機移載商品，將分揀完的貨箱從分揀單元向升降臺的移載裝置搬出。如果這樣，能夠容易地向多個分揀目的地分揀商品。

附圖說明

圖1為表示實施例的分揀系統的布局的俯視圖；

圖2為表示實施例中的自動倉庫、其周邊的分揀區域、進貨區域和發貨區域的配置的俯視圖；

圖3為實施例的分揀系統的側視圖；

圖4為示意地表示實施例的分揀系統的擴展的圖；

圖5為表示實施例中的橋式搬送車和左右支架的主視圖；

圖6為圖5的放大部分的主視圖；

圖7為表示實施例中在共同的軌道上行駛的2種橋式搬送車的俯視圖；

圖8為實施例中的橋式搬送車的退避通道和維修平臺的俯視圖；

圖9為表示實施例中的橋式搬送車的升降臺的圖；

圖10為實施例中的具有搬入工位、搬出工位和工作臺的分揀單元的俯視圖；

圖11為表示實施例的控制系統的方框圖；

圖12為表示實施例中的分揀算法的流程圖；

圖13為表示變形例中的橋式搬送車的升降臺和分揀單元的俯視圖。

具體實施方式

下面敘述用來實施本發明的優選實施例。本發明的范圍應該根據權利要求的范圍的記載、參考說明書的記載和本領域內眾所周知的技術，依據本領域技術人員的理解確定。

實施例

圖1～圖13表示實施例的分揀系統2及其變形。圖1表示分揀系統2的布局，4為自動倉庫，在其頂部設置頂部軌道6，具備多個分支匯合部8、9，橋式搬送車10行駛。頂部軌道(以下簡稱“軌道”)6可以允許向雙方向行駛，但實施例中橋式吊車10只沿一個方向行駛。分支匯合部8為進行分支和匯合的區間，橋式搬送車10能夠自我控制是分支還是一直朝前前進(在分支的情況下)、或者是一直朝前前進還是匯合(匯合的情況)。軌道6在分支匯合部8的結構采用例如與眾所周知的橋式吊車系統相同的結構。另外，分支匯合部9為以短的間隔設置了2個分支匯合部的部分。面向軌道6設置多個支架20，7為旁通通道，既可以不設置，也可以作為后述的退避通道使用。12為通向分揀區域22的通道，14為通向進貨區域26的通道。在不設置旁通通道7的情況下，借助分支匯合部9將面向支架20的軌道6與通道12、14連接。

在自動倉庫4的例如四個角部設置分揀區域22、發貨區域24和進貨區域26，在這些區域中，發貨區域24和進貨區域26設置在例如地面層并且行駛軌道6的最外周一側，使卡車等的進出容易，分揀區域22例如橫跨多層設置。30為分揀系統2的控制器，既可以由1臺計算機構成，也可以將多臺計算機分散配置來構成。

圖2、圖3表示自動倉庫4和周圍的分揀區域22、發貨區域24及進貨區域26的配置。對于橋式搬送車10來說，最大的搬送目的地為分揀區域22，發貨區域24次之，在多品種少量的分揀系統2中，進貨區域26的搬送量最少。因此，根據橋式搬送車10的搬送量和在各區域22、24、26的工作量等決定區域22、24、26的占地面積。

分揀系統2能夠依次擴展，將這種狀態表示在圖4。在圖4中，標記＇表示擴展后的組成部分，22、22＇中的數字22等表示是同一種類的組成部分。例如將圖4的上圖最初的分揀系統2擴展，變成中圖的分揀系統2＇。此時，分揀區域22和圖1的通道12既可以撤去，也可以不撤去，通過增設軌道6和支架20等變成自動倉庫4＇。若像圖4的下圖那樣再進行增設，則變成自動倉庫4＇＇。實施例中布局上具有靈活性，增設也容易。

圖5、圖6表示橋式搬送車(以下稱為“搬送車”)10的結構。軌道6固定在自立式支架20的建筑物的頂部21，永久磁鐵50沿著搬送車10的行駛方向排列在軌道6內。搬送車10具備多個行駛單元51，從未圖示的非接觸供電裝置等獲得電力，利用行駛單元51內的線圈單元52和軌道6一側的永久磁鐵50構成線性電動機。

53為軌道6的登踏面，支承車輪54，行駛單元51具備導引輥55，由設置在軌道6上的導軌56引導。多個行駛單元51通過可轉動自如的軸57支承載架58。設置在載架58或行駛單元51上的切換單元67通過使導引輥55升降或左右轉動來切換與導軌56的接觸。由此控制搬送車10分支或一直朝前前進。另外，載架58和行駛單元51為橋式搬送車10的臺車。載架58的升降機59驅動鏈條等懸掛保持構件60，使升降臺62沿立柱66升降，升降臺62的平衡配重收容在例如立柱66內。27為支架20的支柱，28為分隔開口，29為擱板支架。

例如，用銷軸將前后一對立柱66沿行駛方向以可自由傾斜的方式懸吊在載架58上。并且，用立柱66引導導引輥64，限制升降臺62的搖晃、扭動等，在升降臺62上搭載有1個至多個滑叉等移載裝置68。前后一對立柱66的下端用例如水平的連接部件72連接，連接部件72具備未圖示的導引輥，由設置在建筑物的地面部分上的導軌70引導。立柱66可沿著行駛方向自由擺動，通過以不在其固有振動頻率附近進行加減速的方式控制行駛單元51來進行減振。并且，在立柱66向載架58的安裝部設置未圖示的減振器、減振橡膠等，減小緊急停止時的搖晃。另外，既可以不連接前后立柱66、66，下部的導軌70等也可以不設置，反之，也可以在連接部件72上設置行駛輪來支承自重的一部分。另外，立柱66的根數、結構等是任意的。

分揀系統2有時要處理商品保管用的貨箱、發貨用的貨箱、大商品用的貨箱和小商品用的貨箱等尺寸不同的貨箱。為了應對這種情況，可以使尺寸不同的多種搬送車10、10＇沿著共同的軌道6行駛。將這種狀態表示在圖7中。搬送車10具備例如具有4個行駛單元51的大載架58、大升降臺62和大移載裝置68，搬送車10＇具備例如具有2個行駛單元51的小載架58＇、小升降臺62＇和小移載裝置68＇。在圖7中，使升降臺62＇的縱深(相對于軌道6的左右方向的寬度)比升降臺62的縱深小，但也可以使它們相等。通過使尺寸不同的搬送車10、10＇沿著同一條軌道6行駛，能夠高效率地搬送尺寸不同的貨箱，同時還增加搬送車10、10＇能夠移動的范圍。

沒有必要使所有的搬送車10始終運行。如圖8所示，若將圖1的旁通通道7等作為退避通道80、使不運行的搬送車10退避，則能夠減少消耗電力。并且如果在退避通道80內設置維修平臺81，則升降臺62和載架58等的維護變得容易。

分揀系統2多數情況下搬送重量輕的貨箱。因此優選例如圖9所示在升降臺62上分上下層疊多塊平板92，在各平板92上設置移載裝置68，能夠同時搬送多個貨箱94、95。另外，在圖7的小升降臺62＇上也同樣分上下層疊多塊平板。當然，也可以像以往那樣只使用一層(僅一層平板92)升降臺。

圖10表示分揀單元100，配置了多個分揀單元100的地方就是圖1等的分揀區域22。存放有商品的貨箱94利用搬送車從軌道6一側的搬入工位101搬入，利用未圖示的輸送機經由緩沖區101b向分揀用工作臺104搬送。工作臺104上具備條形碼讀取器106等Id讀取器、終端108和標簽打印機112，工作人員依照終端108的顯示器109的顯示從貨箱94向紙殼箱等的發貨貨箱95分揀商品。終端108和標簽打印機112既可以是一體，也可以從多個貨箱94向一個發貨貨箱95進行分揀，或者從一個貨箱94向多個發貨貨箱95進行分揀。

在分揀后，工作人員使貨箱94的隔板96以與空出區域(貨箱94中空的空間所占的比例)一致的方式移動，從輸入部110輸入分揀完畢的信息和貨箱94的空出區域。例如，在輸入部110上設置多個與隔板96的位置相對應的按鈕，能夠通過選擇并按下按鈕輸入空出區域。然后，從標簽打印機112取出打印了發貨目的地的地址的標簽并粘貼到發貨貨箱95上。借助未圖示的輸送機將分揀后的貨箱94和發貨貨箱95經由緩沖區102b向搬出工位102搬送，用搬送車將貨箱94向支架搬送，將發貨貨箱95向發貨區域搬送。

圖11表示分揀系統2的控制系統。控制器30將以下文件存儲到存儲器116～120中，庫存文件存儲分揀系統2的庫存，貨箱文件存儲每個貨箱94的ID、位置、存放商品的清單以及空出區域。進貨文件存儲進貨商品的清單，發貨文件存儲發貨商品的清單。分揀文件對每個訂單存儲發貨商品的清單、商品向貨箱94的分配、發貨目的地以及分揀的進展情況。

控制器30內的搬送控制124分配向多輛橋式搬送車10的搬送指令，控制貨箱94、95的搬送。其中，在橋式搬送車10能夠一次性搬送多個貨箱94的情況下，優選將多個貨箱94統一向分揀單元搬送。控制器30與分揀單元的終端108進行通信，將分揀的商品與貨箱94的條形碼等ID建立起對應關系顯示在顯示器中，同時發送發貨目的地的地址。并且接收來自輸入部110的輸入，更新貨箱文件和分揀文件。進貨終端126設置在進貨區域，作成進貨商品的清單，控制器30據此更新進貨文件。發貨終端128設置在發貨區域，作成發貨商品和發貨目的地的清單，控制器30據此更新發貨文件。

圖12表示分揀的算法。在步驟1中，利用搬送車10將貨箱94從支架20向搬入工位101搬送，在緩沖區101b待機到分揀順序到來。當分揀的順序來了時，工作人員用輸送機使貨箱94從緩沖區101b向工作臺104移動，同時將發貨貨箱95放置到工作臺104上(步驟2)。然后，工作人員讀取貨箱94的ID(條形碼)，條形碼被向控制器30發送，返回分揀商品的清單顯示在顯示器109中(步驟3)。工作人員依照顯示器的顯示從貨箱94向發貨貨箱95分揀，完成后移動隔板96，從輸入部110設定空出區域，同時輸入分揀完成的信息(步驟4)。

當輸入分揀完成時，貨箱94經由緩沖區102b向搬出工位102搬送(步驟5)。在向發貨貨箱95的分揀完成的情況下，即在沒有從其他的貨箱94分揀并打包在一起的商品的情況下，將發貨目的地的標簽粘貼到發貨貨箱95上，經由緩沖區102b向搬出工位102搬送(步驟6、7)。貨箱94、95借助搬送車10向發貨區域24、支架20等搬送目的地搬送。

圖13表示變形例的分揀單元和橋式搬送車的升降臺。與圖10相同的標記表示相同的結構，除了以下幾點外與實施例相同。在升降臺上例如分別設置多層并列配置了搬入輸送機132的輸送板130和具備移載裝置68的平板134、135。并且，輸送板130優選借助未圖示的進退裝置在圖的實線表示的后退位置與點劃線的前進位置之間移動。在分揀用工作臺104上設置有將貨箱94從搬入工位101向搬出工位102(載置空間)搬送的貨箱搬送用的輸送機。并且，在工作臺104的橋式搬送車的行駛路徑一側設置有具備多個并列的搬出輸送機141的分揀目的地板140。另外，142為一個個商品，平板134、135、130既可以各設置1層，也可以平板134、135和平板130層數不同。并且，前后一對搬送裝置68、68中哪個作為搬入用、哪個作為搬出用能夠適當變更。

貨箱94被經由搬入工位101、緩沖區101b向工作臺104搬入，工作人員將商品142向分揀目的地板140的搬出輸送機141進行載置。其中，若將搬出輸送機141按每個發貨目的地劃分，則能夠同時進行向多個發貨目的地的分揀。當分揀完成時，使輸送板130前進到圖13的點劃線的位置，從搬出輸送機141向搬入輸送機132移送商品142。并且將分揀完成的貨箱94向平板135移送、使輸送板130后退進行搬送。在圖13中，搬出工位102和分揀目的地板140相當于權利要求范圍中的搬出工位。并且，也可以不在分揀目的地板140上設置搬出輸送機140，而例如借助工作人員的人工將商品向搬入輸送機132移送。橋式搬送車既可以在分揀期間待機也可以不待機。并且，在發貨區域24借助搬入輸送機132向每個發貨目的地的貨箱投入商品。

實施例中具有以下特征。

1)橋式搬送車10由于只要能夠支承施加到立柱66上的垂直載荷就可以，因此與現有的堆垛起重機相比能夠輕量化。

2)通過使用線性電動機，不會給軌道6施加行駛方向的力。因此，軌道6也能夠降低重量。

3)除了分揀單元100的輸送機等，能夠利用橋式搬送車10進行所有的搬送。

4)由于橋式搬送車10能夠進入自動倉庫2內的所有區域，因此能夠進行高效率的搬送。

5)借助退避通道80能夠節省電力，借助維修平臺81使橋式搬送車10的維護變得容易。

6)分揀系統2富有擴展性。

7)能夠使多種橋式搬送車10、10＇在共同的軌道6上行駛，并且在橋式搬送車10、10＇之間能夠共用行駛單元51。

8)如在橋式搬送車10的升降臺62上設置多層平板92，則由于能夠提高搬送效率、車體長度不會變長，因此分支和匯合變得容易。尤其能夠將分揀的貨箱集中搬入分揀單元100、載置到緩沖區101b等內。并且能夠將分揀后的貨箱94等集中從搬出工位102搬出。

9)借助圖13的分揀單元和升降臺，能夠同時進行向多個發貨目的地的分揀。

10)能夠提高現有的由推車和工作人員構成的人海戰術的分揀效率，并且能夠將組合了多種搬送裝置和分揀裝置的復雜分揀系統改進為簡單、高效率的系統。

雖然實施例中敘述了工作人員進行分揀的例子，但在能夠利用機器人取代的情況下，也可以利用機器人進行分揀。并且，雖然敘述了橋式搬送車作為搬送車，但并不局限于此。雖然實施例中將分揀區域22設置在了橋式搬送車10的行駛路徑的外周一側，但也可以設置在內周一側。

也可以將多個發貨貨箱95的商品集中起來湊齊1個訂單量的商品，這種情況下，不需要向貨箱95粘貼標簽。

附圖標記的說明，2-分揀系統；4-自動倉庫；6-頂部軌道；7-旁通通道；8、9-分支匯合部；10-橋式搬送車；12、14-通道；20-支架；21-頂部；22-分揀區域；24-發貨區域；26-進貨區域；27-支柱；28-分隔開口；29-擱板支架；30-控制器；50-永久磁鐵；51-行駛單元；52-線圈單元；53-登踏面；54-車輪55、64-導引輥；56、70-導軌；57-軸；58-載架；59-升降機；60-懸掛保持構件；62-升降臺；66-立柱；67-切換單元；68-移載裝置；72-連接部件；80-退避通道；81-維修平臺；92-平板；94-貨箱；95-發貨貨箱；96-隔板；100-分揀單元；101-搬入工位；102-搬出工位；104-工作臺；106-條形碼讀取器；108-終端；109-顯示器；110-輸入部；112-標簽打印機；116～120-存儲器；122-輸入輸出；124-搬送控制；126-進貨終端；128-發貨終端；130-輸送板；132-搬入輸送機；134、135-平板；140-分揀目的地板(搬出工位)；141-搬出輸送機；142-商品。