JP3187009B2 - ランダムパレタイズ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パレット上に複数
の積み荷を積載するランダムパレタイズ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、物流業界においては、品物の積み
替え作業はいたる所で行われているが、なかなか機械化
ができず、人手によって品物の積み替え作業は単純な作
業の繰り返しとして消化されてきた。近年、ロボット技
術の進展に伴い、この物流の世界にも機械化の波が押し
寄せてきている。

【０００３】しかしながら、様々な注文に応じた異品種
の混載積み付け作業（ランダムパレタイジング）を実現
するのは極めて困難であった。本願発明者は、このよう
なランダムパレタイジングを実現する手法として、特願
平３−２７４２６３号や、特願平４−１８６７３５号等
を提案している。

【０００４】特願平３−２７４２６３号においては、自
動倉庫とロボットの組合せによるランダムパレタイズ
（平積み）を行うことを提案している。そして、特願平
４−１８６７３５号においては、自動倉庫又はコンベア
と、積み方教示装置と、バランサーと、を組み合わせて
ランダムパレタイズ（平積み）を実現している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した各ラ
ンダムパレタイジング方法においては、基本的に平積み
であったため、先積み後出し、すなわち、配送ルート順
に沿った積み付け（棒積み）ができないという問題があ
る。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、棒積みを行うことが可能なランダムパ
レタイズ装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第一の本発明は、上記課
題を解決するために、搬送されてくる複数の積み荷を、
操作者の指示に基づきマニピュレータを用いてパレット
の上に積むランダムパレタイズ装置において、搬送され
てくる複数の積み荷の外観を、前記操作者に示すために
表示する入力表示手段と、前記パレット上に積み荷が積
載されている様子を示す積み姿図を、前記操作者に示す
ために表示する出力表示手段と、前記出力表示手段によ
り表示された積み姿図の上で、前記操作者の指示に基づ
き、積み荷を次に積載したい位置を指示する指示手段
と、前記指示手段によって指示された位置に基づき、少
なくとも計算機画面の解像度に伴う２次元表示空間での
位置と実パレット上の３次元空間での位置との誤差を補
正して補正後の位置を前記３次元空間での最適積載位置
として求める最適積載位置算出手段と、前記最適積載位
置算出手段によって求められた最適積載位置を前記マニ
ピュレータに送出する送出手段と、を含むランダムパレ
タイズ装置であり、さらに以下の構成を含む。

【０００８】すなわち、本発明は、積み荷を積む際に川
替えのメニューが指示された場合は、前記パレット上の
現在の列における棒積みが完成したものとして積載対象
の列を次の列に切替え、前記指示手段により指示された
位置の近傍における積載場所を探索する際に、前記棒積
みが完成した列を積載場所から除外して探索するように
する川替え処理手段を更に含むことを特徴とするランダ
ムパレタイズ装置である。

【０００９】この第一の本発明における川替え指示手段
は、川替えを指示可能である。

【００１０】第二の本発明は、上記課題を解決するため
に、搬送されてくる複数の積み荷を、操作者の指示に基
づきマニピュレータを用いてパレットの上に積むランダ
ムパレタイズ装置において、搬送されてくる複数の積み
荷の外観を、前記操作者に示すために表示する入力表示
手段と、前記パレット上に積み荷が積載されている様子
を示す積み姿図を、前記操作者に示すために表示する出
力表示手段と、前記出力表示手段により表示された積み
姿図の上で、前記操作者の指示に基づき、積み荷を次に
積載したい位置を指示する指示手段と、前記指示手段に
よって指示された位置に基づき、少なくとも計算機画面
の解像度に伴う２次元表示空間での位置と実パレット上
の３次元空間での位置との誤差を補正して補正後の位置
を前記３次元空間での最適積載位置として求める最適積
載位置算出手段と、前記最適積載位置算出手段によって
求められた最適積載位置を前記マニピュレータに送出す
る送出手段と、を含むランダムパレタイズ装置であり、
さらに以下の構成を含む。

【００１１】すなわち、本発明は、前記出力表示手段
は、パレットに積載された積み荷を斜めから見た様子を
表す斜視図を描画する手段であって、前記積み荷毎に描
画を行う描画手段と、描画する前記積み荷の重なり状態
に基づいて、他の積み荷から隠される積み荷を、他の積
み荷を隠す積み荷より先に描画するように、各積み荷の
描画順を決定し管理する描画順管理手段と、前記描画順
管理手段に管理されている描画順に従って、前記描画手
段に積み荷の描画を指示する描画制御手段と、を備える
斜視図表示手段を含み、前記描画管理手段は、描画順を
表す描画順リストと、新たに前記パレット上の積み荷が
増えた場合に、この新たな積み荷を含めて描画順を表す
ように前記描画順リストを更新する描画順リスト更新手
段と、を含むことを特徴とするランダムパレタイズ装置
である。

【００１２】この第二の本発明における描画順管理手段
は、描画順リストに基づいて、斜視図における各積み荷
の描画を行う。そして、新たな積み荷が積載された場合
には、描画順リストが更新されるので、各積み荷の隠れ
関係を考慮しながら、斜視図の表示が行える。

【００１３】第三の本発明は、上記課題を解決するため
に、搬送されてくる複数の積み荷を、操作者の指示に基
づきマニピュレータを用いてパレットの上に積むランダ
ムパレタイズ装置において、搬送されてくる複数の積み
荷の外観を、前記操作者に示すために表示する入力表示
手段と、前記パレット上に積み荷が積載されている様子
を示す積み姿図を、前記操作者に示すために表示する出
力表示手段と、前記出力表示手段により表示された積み
姿図の上で、前記操作者の指示に基づき、積み荷を次に
積載したい位置を指示する指示手段と、前記指示手段に
よって指示された位置に基づき、少なくとも計算機画面
の解像度に伴う２次元表示空間での位置と実パレット上
の３次元空間での位置との誤差を補正して補正後の位置
を前記３次元空間での最適積載位置として求める最適積
載位置算出手段と、前記最適積載位置算出手段によって
求められた最適積載位置を前記マニピュレータに送出す
る送出手段と、を含むランダムパレタイズ装置であり、
さらに以下の構成を含む。

【００１４】すなわち、本発明は、前記最適積載位置算
出手段は、前記パレット上に積載されている積み荷のな
かで、上面に他の積み荷が積まれていない積み荷である
最上段リストと、前記最上段リストの中から、新たに積
む積み荷が上に乗る可能性のある積み荷を検索する検索
手段と、前記検索手段によって検索された積み荷の上面
の範囲において、前記指示手段によって指示された位置
が安定しない位置と判断した場合には前記新たに積む積
み荷の重心の位置判断により安定する位置へのすりよせ
処理をして積載位置を補正するすりよせ手段と、を含
み、前記すりよせ手段によってすりよらせた箱の位置で
且つ前記計算機画面の解像度に伴う誤差を補正した位置
を前記３次元空間での最適積載位置として算出すること
を特徴とするランダムパレタイズ装置である。

【００１５】この第三の本発明におけるすりよせ手段
は、積もうとしている積み荷が乗る他の積み荷の上面の
範囲内で、積もうとしている積み荷を所定方向にすり寄
せる。

【００１６】第四の本発明は、上記課題を解決するため
に、第三の本発明のランダムパレタイズ装置において、
更に、前記算出された最適積載位置に前記新たに積む積
み荷を積んだ場合に、前記積み荷が乗っている積み荷の
上面の面積を算出する上面面積算出手段と、前記上面面
積算出手段によって算出された上面の面積が所定の値未
満になった場合に、前記積み荷が新たに乗せられた積み
荷を、前記最上段リストから削除する削除手段と、を含
むことを特徴とするランダムパレタイズ装置である。

【００１７】この第四の本発明における削除手段は、上
に他の積み荷が積載され、上面の面積が所定の値以下に
なった場合には、その積み荷を最上段リストから削除す
る。従って、最上段リストには、常に、他の積み荷が乗
る可能性のある最上段の積み荷のみを含ませることがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて、説明する。

【００１９】図１には、本発明の好適な実施の形態であ
るランダムパレタイズ装置のシステム構成図が示されて
いる。図１に示されているように、物流を制御する上位
物流コンピュータ１０と、ランダムパレタイズ装置の制
御を行うパーソナルコンピュータ（以下、パソコンとい
う）１２とは、ＲＳ２３２ＣやＥｔｈｅｒ−Ｎｅｔ等で
接続されている。なお、パソコン１２は、ＥＷＳ等を用
いても好適である。

【００２０】本実施の形態に係るランダムパレタイズ装
置は、このパソコン１２と、複数の荷積み付け装置から
構成されている。図１に示されているように、この荷積
み付け装置としては、上記パソコン１２から直接制御さ
れる通常荷積み付け装置１４と、シーケンサ通信局１６
を含みネットワークの一端末を形成しているネットワー
ク荷積み付け装置１８との２種類がある。

【００２１】通常荷積み付け装置１４は、ロボット制御
装置２０と、ロボット２２と、シーケンサ２４とを含ん
でいる。このシーケンサ２４は、例えば、位置決めコン
ベア等の制御を行い、この位置決めコンベアが停止する
位置を制御したりするものである。

【００２２】ネットワーク荷積み付け装置１８は、上述
したシーケンサ通信局１６と、ロボット制御装置２６
と、ロボット２８と、シーケンサ３０とを含んでいる。

【００２３】なお、本実施の形態においては、上位物流
コンピュータ１０とパソコン１２とは別の構成とした
が、パソコン１２が上位物流コンピュータ１０を兼ねる
構成としても好適である。

【００２４】本実施の形態におけるランダムパレタイズ
装置のパソコン１２の画面の様子が図２に示されてい
る。図２に示されているように、この画面には向かって
左側に入力表示画面４０が示されている。この入力表示
画面４０によって、操作者はコンベアに運ばれてやって
くる積み荷の大きさ・形状を把握することができる。ま
た、この入力表示画面４０の下部には、全体荷姿立面図
画面４２が示されている。この全体荷姿立面図は、積み
荷がパレット上に積まれてゆく様子を斜めから見た場合
の図であり、積み荷が積まれてゆく様子をリアルに表現
することができる。この全体荷姿立面図においては、パ
レット上に積み荷が積まれるべき空間が立体として示さ
れており、また、黒色の部分はパレットを表している。

【００２５】全体荷姿立面図画面４２の右隣には、全体
荷姿平面図画面４４が示されている。この全体荷姿平面
図は、パレット上に積まれてゆく積み荷の様子を真上か
ら見た図である。また、全体荷姿平面図画面４４の右隣
には、次に行う操作を指示するための操作ガイダンス画
面４６が示されている。この操作ガイダンス画面から、
操作者は所望の操作をマウスによって指示することが可
能である。

【００２６】また、このパソコン１２の画面の右上に
は、これまでに積んだ積み荷の内容等の情報を示す情報
表示画面が設けられている。図２に示されているよう
に、積み付けの対象となった積み荷の種類・品名だけで
なく、その積まれた段ボール箱の個数、プラスチック箱
の個数、伝票内容等の各種情報が表示されている。

【００２７】操作ガイダンス画面４６は、操作を指示し
やすくするために所定の階層構造をなしている。図３に
示されているように、まず第一階層５０においては、
「コンベアからパレットへ」と、「コンベアから仮置き
へ」と、「仮置きからパレットへ」と、「川替え」との
４つのメニューが示されている。操作者は、これら４つ
のメニューの中から所望の操作を選択し、選択したメニ
ュー上でマウスの左ボタンをクリックする。

【００２８】第一階層５０において、「コンベアからパ
レットへ」が選択された場合には、第二階層５２ａが操
作ガイダンス画面４６に現れる。これは、コンベアによ
って搬送されてきた段ボール箱や折りたたみコンテナ等
を直接パレット上に積載する場合に選択される操作であ
る。上記第二階層５２ａは、図３に示されているよう
に、「回転しない」と、「９０゜回転する」との２つの
メニューが設けられている。これは、コンベアによって
搬送されてきた段ボール箱をパレット上にそのままの向
きで積載するのか、もしくは９０゜向きを変えて積載す
るのかを指定するものである。

【００２９】この指定を終えると、操作ガイダンス画面
４６には、新たに第三階層５４ａが現れる。この第三階
層５４ａにおいては、「パレットのどこへ？」というメ
ッセージが示され、マウスによって、全体荷姿立面図画
面４２上で積みたい位置を指定するのである。尚、指定
は、マウスの左ボタンのクリックによる。以上のような
操作によって、各積み荷をパレット上に積載してゆくこ
とが可能である。

【００３０】第一階層５０において、「コンベアから仮
置きへ」が選択された場合には、第二階層５２ｂが操作
ガイダンス画面４６に現れる。ここで、仮置きとは段ボ
ール等の積み荷を一旦置いておく場所を言い、パレット
に積む操作を先に延ばすために一旦積み荷を置いておく
のである。

【００３１】本実施の形態によれば、上述したように、
入力表示画面４０によって搬送されてくる積み荷を８個
あらかじめ確認することができる。パレタイジングの熟
練者である場合には、この８個の積み荷を見るだけで、
次の積み荷をどの位置に置くのが最適であるのか瞬時に
判断可能であるが、不慣れなものが操作をする場合にお
いては、判断に迷う場合もある。そこで、積み荷をパレ
ットの上に載せずに、仮に置いておく場所があると便利
である。上記「コンベアから仮置きへ」は、このような
場合に選択される操作のメニューである。

【００３２】第一階層５０において「コンベアから仮置
きへ」が選択されると、第二階層５２ｂが表示される。
この第二階層５２ｂの様子が図３に示されている。この
図３に示されているように、第二階層５２ｂは、第二階
層５２ａと全く同様の画面構成をなしている。この第二
階層５２ｂにおいて、上記第二階層５２ａと同様にし
て、積み付けの対象である段ボールなどを回転するか否
かを指定すると、次に、第三階層５４ｂが操作ガイダン
ス画面４６に現れる。この第三階層５４ｂにおいては、
「仮置き場所１」、「仮置き場所２」、「仮置き場所
３」、「仮置き場所４」、「仮置き場所５」の５つのメ
ニューが表示され、操作者は、コンベアから搬送された
積み荷をどこに仮置きするのかを、前記メニューを選択
することによって指定する。尚、メニューの選択は、選
択したいメニューの上にマウスのカーソルを持ってゆ
き、マウスの左ボタンを押すことによって行われる。

【００３３】一方、第一階層５０において、「仮置きか
らパレットへ」のメニューが選択された場合には、第二
階層５２ｃが操作ガイダンス画面４６に現れる。これ
は、上記「コンベアから仮置きへ」のメニューを選択し
たときに仮置き場所に置かれていた積み荷を、仮置き場
所からパレット上へ置くことを表す操作のメニューであ
る。このメニューが選択された場合にも、上記第二階層
５２ａ、５２ｂと同様に、「回転しない」と、「９０゜
回転する」との２つのメニューを有する第二階層５２ｃ
が操作ガイダンス画面４６に表示される。この第二階層
５２ｃにおいて、いずれかのメニューを選択すると、積
み荷の移動元である仮置き場所を指定する第三階層５４
ｃの画面に移行する。この第三階層５４ｃにおいては、
上述した第二階層５４ｂと同様に、マウスの左ボタンを
クリックすることにより、積み付けの荷物を採ってくる
場所を指定することになる。

【００３４】第三階層５４ｃにおいて、所望の場所を指
定した後は、移動先を指定することを促す第四階層５６
が、操作ガイダンス画面４６に表示される。この第四階
層５６には、「パレットの何処へ」と言うメッセージが
記載されており、操作者は、係るメッセージに従って、
マウスのカーソルを全体荷姿立面図画面４２上で指示す
ることにより積む位置を指定することができる。

【００３５】尚、第一階層５０におけるメニューには、
図３に示されるように、「川替え」があるが、これは棒
積みの列を替えることである。

【００３６】全ての選択は、マウスの左ボタンのクリッ
クによって行われる。また、本実施の形態においては、
右ボタンをクリックすることによって、誤った選択を取
り消すことが可能となるように構成されている。

【００３７】以上述べたように、本実施の形態における
ランダムパレタイズ装置においては、操作者がマウスに
より積み付け位置を指定するように構成した。ここで、
指定された積み付け位置は、ロボットに伝達され、ロボ
ットは指示通りに段ボール箱や、折りたたみコンテナ等
をパレット上に順次積載していく。

【００３８】以下、本実施の形態に係るランダムパレタ
イズ装置の個々の要素技術についての特徴を種々述べ
る。

【００３９】Ａ．箱の相関認識を実現するデータ構造 Ａ−１ 箱の基本管理 図４には、一個の箱のデータ構造についての説明図が示
されている。図４に示されているように、ＪＹＯＵＤＡ
Ｎ＄（−）は、一個の箱に対して１８個の要素からなる
構造体である。本実施の形態におけるランダムパレタイ
ズ装置の積載の対象は、上述したように段ボール箱や、
折りたたみコンテナ等の直方体であるため、以下の説明
においては、積載の対象を包括的に「箱」と称する。

【００４０】図４（ａ）に示されているように、ＪＹＯ
ＵＤＡＮ＄（−）には、箱の位置がパレット上の相対座
標で記録されている。この相対座標はＸ、及びＹ座標で
ある。尚、この相対座標はパレットの左下を原点として
いる。そして、箱の長さ、幅、高さの値がそれぞれ記録
されている。この相対座標の説明図が図４（ｂ）に示さ
れている。

【００４１】図４（ａ）において「置かれた底面高さ」
はその箱の底面の高さを表す。この高さはパレットの上
面からの高さである。また、同様に、「置かれた上面高
さ」はその箱の上面の高さを表す。この高さもパレット
の上面からの高さである。また、「自分の上面のフリー
面積」は、この箱の上面であって、他の箱が載っていな
い部分の面積を言う。このフリー面積の説明図が、図４
（ｃ）に示されている。

【００４２】図４（ａ）の「最上段ｆｏｒｗａｒｄリン
ク」は、最上段に位置する箱のリストを構成するための
リンクを表すポインタである。このポインタは、「最上
段ｆｏｒｗａｒｄリンク」と、「最上段ｂａｃｋリン
ク」との２つが備えられている。これによって、最上段
に位置する箱のデータのみを集めた最上段の箱のデータ
のリストが形成されている。尚、最上段に位置しない箱
の場合には、この２つのリンクの欄は空欄となってい
る。すなわち、このリンクの記載がなされている箱は最
上段に位置する箱の集合（リスト）を形成する。

【００４３】図４（ａ）において、「３次元を２次元に
写像した場合の切片ｂ１」の説明をする。この「３次元
を２次元に写像した場合の切片ｂ１」とは、図４（ｄ）
に示されているように、この箱を２次元上に写像した場
合の、箱のＺ軸方向の辺がＹ軸と交わるＹ切片であっ
て、最も値の大きなＹ切片を言う。尚、辺は４本あり、
Ｙ切片も４個あるが、一番大きな値のものをこのｂ１と
呼び、大きさの順にそれぞれｂ２、ｂ３、ｂ４と呼ぶ。
但し、図４（ａ）に示されているように、「ｂ１」の他
は「ｂ２」と「ｂ４」とのみデータ構造中に記憶されて
いる。

【００４４】また、その他の座標情報としては、図４
（ａ）に示されているように、頂点ｐ７のＹ座標と、頂
点Ｐ１のＹ座標とが記録されている。

【００４５】箱のデータ構造は、上述したように、各箱
のデータをリンクするポインタによってリスト構造を形
成している旨述べたが、データ構造中には、描画順を表
すポインタも含まれている。このポインタは、図４
（ａ）において、「描画順ｆｏｒｗａｒｄリンク」と、
「描画順ｂａｃｋリンク」との２種類のポインタが用意
されている。この描画順は、上述した全体荷姿立面図に
おける各箱の描画する順番を表す。

【００４６】本実施の形態において特徴的なことは、上
述した全体荷姿立面図の描画において、各箱の描画順が
このリスト構造によって規定されていることである。一
般に３次元物体の描画においては、隠線処理が大きな問
題となる。本実施の形態においては、描画をする際の各
箱の位置関係、重なり関係に基づいて、いわば奥の方に
ある箱から描画するようにしたものである。すなわち、
他の箱によって隠されている箱は、その隠す箱より先に
描画することにより、隠す箱が描画される際に上書きさ
れることによって、隠される様子が自動的に表現される
のである。このように、いわば奥の方の物体から描画す
ることは従来から行われてきたことであるが、本実施の
形態においては、箱の積み付けに対応して、上記箱のデ
ータ構造の中の描画順を表すポインタを操作することに
より、描画順を算出している。本実施の形態において特
徴的なことの一つであるこの描画順ポインタの操作につ
いては、後に詳述する。

【００４７】図４（ａ）の最後に示されているように、
各箱のデータの最後には、その箱の品種を表すコードが
記録されている。尚、図４（ａ）の右覧には上記各項目
のデータ中における位置と、長さとが記載されている。

【００４８】Ａ−２ 上に他の箱が載る可能性の有無 図５には、図４（ａ）に示されているデータ構造中の
「最上段ｆｏｒｗａｒｄリンク」と、「最上段ｂａｃｋ
リンク」とを用いて、最上段に位置する箱のみがリスト
構造をなしていることを表す説明図が示されている。本
実施の形態においては、このデータ構造を最上段リスト
構造と呼ぶ。この最上段リスト構造は、箱の最上面高さ
の高い順のリスト構造であって、上に他の箱が載ってい
る箱の場合は、フリー面積が３５０ｃｍ² 以上あるもの
に限ってリストの中に含ませている。

【００４９】図５に示されているように、ＵＥＬＩＳＴ
（−）の最上段リンクリストＦＩＲＳＴによってアドレ
スが指定される箱が全ての箱の中でその最上面の高さが
高い箱である。そして、この最上段の高さが最も高い箱
の「最上段ｆｏｒｗａｒｄリンク」は、次に最上面の高
さが高い箱のデータのアドレスを指している。

【００５０】例えば、図５に示されている例において
は、箱２が最も最上面の高い箱であり、次に高いのが箱
４である。そして、箱９が最も高さの低い箱である。つ
まり、箱１や、箱３は最上段リスト構造の中には含まれ
ない。尚、ＪＹＯＵＤＡＮ＄（−）内で最も下にある
「箱」として、パレットがデータ構造中に含まれてい
る。パレット上に何も箱が積まれていない場合には、こ
のデータ構造ＪＹＯＵＤＡＮ＄（−）内には、パレット
が、その平面積と同一の最上面の面積を有する「箱」と
して記録されている。尚、各箱のデータ中には、上述し
たように、「最上段ｆｏｒｗａｒｄリンク」だけでな
く、「最上段ｂａｃｋリンク」によってもリンクされて
おり、最上面の低い順にデータのアクセスをすることも
可能である。

【００５１】尚、本実施の形態においては、最も高い最
上面を有する箱のデータ中の「最上段ｂａｃｋリンク」
や、最も低い最上面を有する箱のデータ中の「最上段ｆ
ｏｒｗａｒｄリンク」には、「φ」が格納されている。
この「φ」によって、最も高い箱、もしくは最も低い箱
であることが検出される。

【００５２】本実施の形態においては、このように、最
上面に位置する箱をリスト構造で管理しているため、箱
の検索操作などの演算が速くなるという効果を奏する。

【００５３】Ａ−３ 人の目に隠れて見えること（ロボ
ットハンド干渉可能性）の管理 これから積もうとする箱が、手前にその底面より高い上
面を有する箱が存在するために、人にとって一部（ある
いは全部）が隠れて見えることの判断は、ソフトウェア
にとってマンマシンインターフェイス（あるいはロボッ
トハンドの干渉）の点において、非常に重要なことであ
る。

【００５４】隠れ判断は後述するが、隠れると判断した
場合には、グラフィック表示において隠れるものから先
に描画することが必要になる。この隠れの判断は常に再
帰的な判断を必要とする。その理由は、遠く離れてお
り、描画上関係を有していなかった２つの箱の間に新し
く箱が挿入されることにより関係が発生することがある
ためである。

【００５５】Ａ−４ 隠れ判断 本実施の形態における隠れ判断の方法を、図６を用いて
説明する。図６には、２つの隠れの関係を検査される対
象である２つの箱が示されている。そして、これらの２
つの箱を２次元上に写像して表示した場合の図が示され
ている。図６において、細い線で描かれており、頂点ｐ
ｂ１〜ｐｂ７を有する箱は、これから隠れの検査の対象
となる箱Ｂであり、隣接する箱Ａによって、隠されるか
否かが検査されるのである。図６に示されているよう
に、箱Ａは太い線で描かれており、頂点ｐａ１〜ｐａ７
を有する箱である。

【００５６】また、各箱Ａ、Ｂを、２次元上に写像した
場合に、各箱Ａ、ＢのＺ軸方向の辺の延長線と、Ｙ軸と
が交わる点であるＹ切片を、それぞれａ１、ａ２、ａ
３、ａ４、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４とする。

【００５７】以下、人にこの２つの箱Ａ、Ｂがどのよう
に見えるかについて以下のように検査する。

【００５８】まず、自分すなわち箱Ｂの奥の辺のＹ座標
を、ＢＲで表す。そして、相手すなわち箱Ａの奥の辺の
Ｙ座標を、ＡＲで表す。また、箱Ｂの奥の左辺のＹ座標
を、ＢＬで表す。そして、箱Ａの左辺の辺のＹ座標を、
ＡＬで表す。

【００５９】また、（箱Ｂの）頂点ｐｂ１のＹ座標をＢ
１Ｙで表し、頂点ｐｂ７のＹ座標をＢ７Ｙで表し、（箱
Ａの）頂点ｐａ１のＹ座標をＡ１Ｙで表し、頂点ｐａ７
のＹ座標をＡ７Ｙで表す。

【００６０】そして、自己（箱Ｂ）の底面の高さをＢＢ
Ｈで表し、相手（箱Ａ）の上面高さをＡＵＨで表す。

【００６１】また、ＷＰＢ１Ｘと、ＷＰＡ５Ｘとをそれ
ぞれ以下のようにして求める。

【００６２】 ＷＰＢ１Ｘ＝ＷＢＸ０＋ＷＢＹ０＊COS(θ) ＷＰＡ５Ｘ＝ＷＡＸ０＋ＷＡＹ０＊COS(θ) ＋ＷＡＬ＋
ＷＡＷ＊COS(θ) ここで、 （ＷＢＸ０、ＷＢＹ０）＝（ｐｂ１ｘ、ｐｂ１ｙ） （ＷＡＸ０、ＷＡＹ０）＝（ｐａ１ｘ、ｐａ１ｙ） である。また、相手の箱（Ａ）の長さをＷＡＬで表し、
相手の箱（Ａ）の幅をＷＡＷで表す。

【００６３】本実施の形態においては、以上のような表
記方法を採用し、次に示すような式が全て満足される場
合には、隠れが発生しない。すなわち箱Ｂが、箱Ａによ
って隠れることがない、と判断する。

【００６４】ＢＲ≦ＡＬ ＢＬ≧ＡＲ ｂ４≧ａ１ ｂ２≦ａ４ Ｂ７Ｙ＞Ａ１Ｙ Ｂ１Ｙ＜Ａ７Ｙ ＢＢＨ≧ＡＵＨ ＷＰＢ１Ｘ≧ＷＰＡ５Ｘ このような検査をパレット上の全ての箱の相関において
検査し終わったとき隠れの判断が終了する。パレット上
には一般的におよそ２００個程度にも及ぶ箱が積載され
る。そのため、その箱の順列組合せの相関を虱潰しに行
ってしまってはＣＰＵの計算時間が膨大なものとなって
しまい、マンマシンインターフェイスを悪化させてしま
う。そこで、本実施の形態においては以下のような工夫
をしている。

【００６５】本実施の形態においては、箱の描画順を常
に把握している。この描画順は描画順リスト構造で管理
している。この描画順リストは、上述した図４の（ａ）
に示されているように、ＪＹＯＵＤＡＮ＄（−）内の
「描画順ｆｏｒｗａｒｄリンク」と、「描画順ｂａｃｋ
リンク」とによって形成されている。この２つのリンク
ポインタによって、描画順を表すリスト構造が形成され
る様子が図７に示されている。図７に示されているよう
に、ＢＹＯＵＧＡ（−）には、「描画順リスト先頭ポイ
ンタ」と、「描画順リストエレメント数」とが記録され
ており、「描画順リスト先頭ポインタ」は一番最初に描
画されるべき箱のデータが記録されているアドレスを指
している。なお、このアドレスは、上述したＪＹＯＵＤ
ＡＮ＄（−）内のアドレスである。図７に示されている
例では、一番最初に描画されるべき箱は箱１であり、２
番目に表示されるべき箱は箱４である。以下、順に箱
２、箱７、箱８、箱９の順に描画される。尚、最後の箱
９においては、「描画順ｆｏｒｗａｒｄリンク」として
Φが書き込まれ、最後の箱であることを表している。

【００６６】新たな箱がパレット上に積載された場合に
は、上述した描画順リストは、以下のようにして更新さ
れる。

【００６７】まず、新たに積載された箱を、リスト中の
各エレメント（箱）との関係において隠れが生じるか否
かの検査を、各エレメント毎に行う。この検査は、上述
したような演算を行うことにより行われ、また、リスト
中の先頭のエレメントから順番に行われる。そして、新
たな箱が隠されるような箱が描画順リスト中に初めて見
い出された場合には、新たな箱を隠す箱以降の箱のグル
ープ（以下、グループ甲と呼ぶ）と、新たな箱を隠さな
い箱のグループ（以下、グループ乙と呼ぶ）との２つの
グループに描画順リストを分ける。

【００６８】そして、グループ甲の最後に新たな箱をつ
け加える。

【００６９】次にグループ乙に含まれる箱のそれぞれに
対して、上述した新しく加えられた箱と同様の処理を行
う。すなわち、グループ乙の箱それぞれを順番に、上記
グループ甲の各箱と隠れが生じるか否かについて検査を
行うのである。この場合、隠れが生じる箱が見い出され
た場合には、グループ乙に含まれていた箱をグループ甲
のその位置に配置し、先頭からその配置された箱までを
グループ甲｀と名付ける。また、グループ甲のその位置
以降の部分を切り離してグループ乙｀と名付ける。そし
て、グループ乙｀に含まれる箱のそれぞれに対して、グ
ループ甲｀に含まれる箱と順番に隠れが生じるか否かに
ついて検査を行うのである。このような処理がグループ
乙に箱がなくなるまで繰り返される。

【００７０】このようにして、描画順リストを次々に分
割していって、新たな描画順リストを構築するのであ
る。このような演算処理を実現するために、いわゆる再
帰的処理が本実施の形態では採用されている。再帰的処
理が可能なルーチンを使用することにより、ルーチンの
中から、自分自身を呼び出すことができ、効率的な演算
が可能となる。

【００７１】Ｂ．箱を積載する位置を指定する方法 操作者が箱を積みたい位置を３次元空間内で指定する為
には、その操作者にとって、その空間が見えていなけれ
ばならない。しかし、３次元空間は、人にとって、目を
ふさぐ障害物がある場合には見えなくなってしまい、
「積みたい位置」の指定が不可能となってしまう。本実
施の形態においては、この問題を解決するために、３次
元空間での人の目の位置を固定し（見る角度は後からの
指示により変更可能）、３次元空間でのものの見え方
と、真上からの平面図によるものの見え方との両方を表
示することにより、操作者が容易に積みたい位置を指示
することが可能となる。

【００７２】本実施の形態において特徴的なことは、こ
のように２種類の図を操作者に同時に表示することによ
り、３次元空間における位置の指定が可能となったこと
である。すなわち、操作者は３次元空間イメージ図を参
照しながら２次元平面図で場所を指定することによりプ
ログラムが人の意思を解釈し「しかるべき位置」に箱を
表示してあげることにより「積むべき位置」を決定して
いる。

【００７３】このとき、計算機と操作者とのインターフ
ェイスにおいて、「計算機画面の解像度」と、「入力機
器（マウス）の曖昧さ」と、「人の指定の曖昧さ」が発
生し、人の指示通りに位置を解釈すると、誤差が過大な
ものとなってしまう。そのため、ロボットがものを積む
ために要求される位置精度を達成するために、後述の
「前提」と「解釈」とを考慮に入れて、指定位置に対し
て、一定の補間を行うことによって、所定の位置精度を
実現している。

【００７４】Ｂ−１ 入力手段 本実施の形態においては、全ての入力・指示は、マウス
によって、行われている。

【００７５】Ｂ−２ 表示手段 本実施の形態においては、上述したようにコンベア上を
流れてくる箱を常時８箱、流れの順に立面図で表示し、
操作者が積み姿を容易に想像できるようにしている。ま
た、パレット上の容積率の目安としてパレット長さ＊幅
＊積み付け許容高さの８０パーセントを１００として全
箱の体積総和率を表示している。これによって、効率の
良い積み付けが可能となる。

【００７６】また、特殊容器（プラスチック箱のような
上が開いているもの）の全体は個数を表示し、特殊配慮
の可能性を操作者に知らせるようにしてある。また、い
わゆる「先積み後崩しルール」において届け先単位毎に
全体に対する容積パーセンテージと、特殊容器の個数と
が示されている（ように構成した）。更に、パレット上
の全体荷姿立面図画面４２と、全体荷姿平面図画面４４
とを同時に異なるウィンドウに表示し積み荷姿が操作者
に容易にイメージできるように構成されている。

【００７７】Ｂ−３ 写像 本実施の形態においては、３次元空間と、２次元表示空
間とは、次の変換式を用いて、変換している。

【００７８】ｘ＝Ｘ＋Ｙｃｏｓ（θ） ここで、
θは任意の視角角度である。

【００７９】ｙ＝Ｚ＋Ｙｓｉｎ（θ） ここで、
θは任意の視角角度である。

【００８０】また、２次元座標（０、０）−（３２０
０、３２００）を、（０、０）−（１９９、１９９）の
２次元ＣＲＴ空間に表示する。

【００８１】Ｂ−４ 曖昧さを補正するための前提 上述したように、３次元上において操作者が指示する位
置はある程度の曖昧さを有している。この曖昧さを排除
するために、本実施の形態においては一定のルールがあ
らかじめ決められているものとの前提を設けている。

【００８２】前提１：人はパレット上に「先積み後崩し
ルール」に則って箱を積みたいという意思がある。

【００８３】前提２：人はなるべく充填率の良い積み方
をしたいという意思がある。

【００８４】前提３：積むべき箱は、人の意思とは関係
なく概ね配送ルート順に流れてくるものとする。

【００８５】Ｂ−５ 操作者が何処に積もうと思ったか
の解釈の仕方 この解釈は以下の複数のステップを実行することによっ
て行われる。

【００８６】（ステップ１）今回の箱がどの箱の上に乗
せられようとしているかの判断は、指定された近辺で自
分の重心が（現実に）乗る箱（パレットも含まれる）を
探すことにより行われる。この探索は、上述した最上段
リンクリストの中から所望の箱を検索することにより行
われる。

【００８７】（ステップ２）今回の箱がブリッジをなす
ような積み方をなされようとしているか否かの判断を以
下のように行う。

【００８８】（ステップ２−１）自分の左近傍（±１５
０ｍｍ）において、自己の底面より高い上面を有する箱
を探す。

【００８９】（ステップ２−２）自分の奥行き近傍（±
１５０ｍｍ）において、自己の底面より高い上面を有す
る箱を探す。

【００９０】（ステップ２−３）自分の右近傍（±１５
０ｍｍ）において、自己の底面より高い上面を有する箱
を探す。

【００９１】（ステップ２−４）自分の手前近傍（±１
５０ｍｍ）において、自己の底面より高い上面を有する
箱を探す。

【００９２】（ステップ２−５）上記ステップ２−１か
ら、ステップ２−４までのステップにおいて見つけられ
た箱の集団を集団Ａと呼ぶ。そして、この集団Ａの中か
ら、以下の条件が成立するものを探す。

【００９３】ＸＢＬ＋α≦ＸＡＲ≦ＸＢＧ、ＹＢＵ−α
≧ＹＡＤ≧ＹＢＤ または ＸＢＬ＋α≦ＸＡＲ≦ＸＢＧ、ＹＢＵ≧ＹＡＵ≧ＹＢＤ
＋α または ＸＢＬ＋α≦ＸＡＲ≦ＸＢＧ、ＹＡＵ≧ＹＢＵ、ＹＡＤ
≦ＹＢＤ ここで、ＸＡＲは集団Ａ中の検査対象である箱の右辺で
あり、ＹＡＤは前記箱の手前の辺であり、ＸＡＵは前記
箱の奥の辺である。また、ＸＢＬは自己の箱の左辺であ
り、ＹＢＵは自己の箱の奥の辺であり、ＹＢＤは自己の
箱の手前の辺であり、ＸＢＧは自己の箱の重心である。

【００９４】尚、上記αは、通常は１０ｍｍ〜２０ｍｍ
程度の値であり、引っかかりの程度をどの程度まで見る
かを表す数である。具体的には、積もうとしている箱が
段ボール箱か、もしくは金属箱かで決まる値である。

【００９５】上記いずれかの条件を満足する箱の集団を
集団Ｌと称する。また、この集団Ｌの要素数をＮＬで表
す。この集団Ｌは、自己の箱の左側において引っかかる
可能性の箱の集団である。

【００９６】（ステップ２−６）次に上記集団Ａの中か
ら、以下の条件が成立するものを探す。

【００９７】ＸＢＲ−α≧ＸＡＬ≧ＸＢＧ、ＹＢＵ−α
≧ＹＡＤ≧ＹＢＤ または ＸＢＲ−α≧ＸＡＬ≧ＸＢＧ、ＹＢＵ≧ＹＡＵ≧ＹＢＤ
＋α または ＸＢＲ−α≧ＸＡＬ≧ＸＢＧ、ＹＡＵ≧ＹＢＵ、ＹＡＤ
≦ＹＢＤ ここで、ＸＡＬは集団Ａ中の検査対象である箱の右辺で
あり、ＹＡＤは前記箱の手前の辺であり、ＸＡＵは前記
箱の奥の辺である。また、ＸＢＲは自己の箱の右辺であ
り、ＹＢＵは自己の箱の奥の辺であり、ＹＢＤは自己の
箱の手前の辺であり、ＸＢＧは自己の箱の重心である。

【００９８】尚、上記αは、通常は１０ｍｍ〜２０ｍｍ
程度の値であり、引っかかりの程度をどの程度まで見る
かを表す数である。具体的には、積もうとしている箱が
段ボール箱か、もしくは金属箱かで決まる値である。

【００９９】上記いずれかの条件を満足する箱の集団を
集団Ｒと称する。また、この集団Ｒの要素数をＮＲで表
す。この集団Ｒは、自己の箱の右側において引っかかる
可能性の箱の集団である。

【０１００】（ステップ２−７）次に上記集団Ａの中か
ら、以下の条件が成立するものを探す。

【０１０１】ＹＢＵ−α≧ＹＡＤ≧ＹＢＧ、ＸＢＬ≦Ｘ
ＡＬ≦ＸＢＲ−α または ＹＢＵ−α≧ＹＡＤ≧ＹＢＧ、ＸＢＲ≧ＸＡＲ≧ＸＢＬ
＋α または ＸＢＵ−α≧ＸＡＬ≧ＸＢＧ、ＸＡＲ≧ＸＢＲ、ＸＡＬ
≦ＸＢＬ ここで、ＸＡＬは集団Ａ中の検査対象である箱の右辺で
あり、ＸＡＲは前記箱の右辺であり、ＹＡＤは前記箱の
手前の辺である。また、ＸＢＲは自己の箱の右辺であ
り、ＸＢＬは自己の箱の左辺であり、ＹＢＵは自己の箱
の奥の辺であり、ＸＢＧは自己の箱の重心である。

【０１０２】尚、上記αについては、ステップ２−５、
２−６と同様である。

【０１０３】上記いずれかの条件を満足する箱の集団を
集団Ｕと称する。また、この集団Ｕの要素数をＮＵで表
す。この集団Ｕは、自己の箱の奥側において引っかかる
可能性の箱の集団である。

【０１０４】（ステップ２−８）次に上記集団Ａの中か
ら、以下の条件が成立するものを探す。

【０１０５】ＹＢＤ＋α≧ＹＡＵ≧ＹＢＧ、ＸＢＬ≦Ｘ
ＡＬ≦ＸＢＲ−α または ＹＢＤ＋α≧ＹＡＵ≧ＹＢＧ、ＸＢＲ≧ＸＡＲ≧ＸＢＬ
＋α または ＸＢＤ＋α≧ＹＡＵ≧ＹＢＧ、ＸＡＲ≧ＸＢＲ、ＸＡＬ
≦ＸＢＬ ここで、ＸＡＬは集団Ａ中の検査対象である箱の右辺で
あり、ＸＡＲは前記箱の右辺であり、ＹＡＵは前記箱の
奥の辺である。また、ＸＢＲは自己の箱の右辺であり、
ＸＢＬは自己の箱の左辺であり、ＹＢＤは自己の箱の手
前の辺であり、ＸＢＧは自己の箱の重心である。

【０１０６】尚、上記αについては、ステップ２−５、
２−６、２−７と同様である。

【０１０７】上記いずれかの条件を満足する箱の集団を
集団Ｄと称する。また、この集団Ｄの要素数をＮＤで表
す。この集団Ｄは、自己の箱の手前側において引っかか
る可能性の箱の集団である。

【０１０８】（ステップ２−９）このようにして作成し
た集団Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄの中から一番上面の高い箱を見つ
けだし、その高さ 〜 その高さ−βの範囲にある集団
Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄのエレメントを探し出し、集団ＬＬ、Ｒ
Ｒ、ＵＵ、ＤＤを作りだし、それぞれのエレメント数を
ＭＬ、ＭＲ、ＭＵ、ＭＤで表す。このエレメント数Ｍ
Ｌ、ＭＲ、ＭＵ、ＭＤの値によって、以下のステップ２
−１０ 〜 ２−１３のいずれか又は２つ以上のステッ
プが実行されることになる。

【０１０９】（ステップ２−１０）上記ＭＬ、ＭＲ、Ｍ
Ｕ、ＭＤがいずれも「０」でない場合には少なくとも４
点によって、自己の箱が支えられていることになる。す
なわち完全ブリッジとなる。そのため、この一番高い上
面を自分の底面の高さとして決定する。そして、自分の
箱が乗ったために自分の下になった箱の残りのフリー面
積の再計算を行い、この残面積が規定値以下となったら
最上段リンクリストよりはずすのである。一方、自分の
箱は最上段リンクリストの所定の場所に挿入される。

【０１１０】（ステップ２−１１）上記ＭＬ、ＭＲのど
ちらも「０」でない場合には、箱の重心ＹＢＧが集団Ｌ
Ｌ、ＲＲの両集団に対して、ＹＡＵ≧ＹＢＧ≧ＹＡＤで
あれば安定なブリッジであるので、この一番高い上面を
自分の箱の底面高さとして決定する。そして、自分の箱
が乗ったために自分の下になった箱の残りのフリー面積
の再計算を行い、この残面積が規定値以下となったら最
上段リンクリストよりはずすのである。一方、自分の箱
は最上段リンクリストの所定の場所に挿入される。

【０１１１】（ステップ２−１２）上記ＭＵ、ＭＤのど
ちらも「０」でない場合には、箱の重心ＸＢＧが集団Ｕ
Ｕ、ＤＤの両集団に対して、ＸＡＬ≧ＸＢＧ≧ＸＡＲで
あれば安定なブリッジであるので、この一番高い上面を
自分の箱の底面高さとして決定する。そして、自分の箱
が乗ったために自分の下になった箱の残りのフリー面積
の再計算を行い、この残面積が規定値以下となったら最
上段リンクリストよりはずすのである。一方、自分の箱
は最上段リンクリストの所定の場所に挿入される。

【０１１２】（ステップ２−１３）同様にして上記Ｍ
Ｌ、ＭＲ、ＭＵ、ＭＤのいずれか３つが「０」でない場
合には、重心の位置判断によってブリッジが成立してい
れば、その積載位置が採用される。

【０１１３】（ステップ３）集団Ａが存在しない場合に
は、過去の川の最右端にすりよらせて位置決めを行う。
集団Ａが存在しない場合とは、いわゆる何も置かれてい
ない広いところにおいてクリックがなされたような場合
である。このときにおいても自分が乗ったことでその下
になった箱がある場合には、その下になった箱の上面の
フリー面積の残面積を計算する。この残面積が規定値以
下になった場合には、最上段リンクリストからこの箱を
はずすのである。一方、自分は最上段リンクリスト中の
所定の位置に挿入される。

【０１１４】（ステップ４）集団Ａは存在するものの、
安定ブリッジ条件が成立しない場合には、すりより処理
と引っかかりチェックとが行われる。奥へのすりより
と、左へのすりより（本実施の形態においては、積み荷
は向かって左側から積まれるものとする）とが行われ
る。但し、奥、左ともに自分の乗っているものの境界を
越えてすりよることはしない。このようなすりより処理
を行った後、手前引っかかり、右引っかかりのチェック
を行い、引っかかった場合はクリック（指定）誤りであ
ると判断して、操作者に対し再入力を促す。もし、引っ
かかりがない場合には、補正された位置を指定位置とし
て採用し、その位置に自分の箱を積むのである。このと
きも自分が乗ったことでその下になった箱がある場合に
は、その箱の上面のフリー面積の残面積を計算し、この
計算された面積が所定の規定値以下になった場合には、
この箱を最上段リンクリストからはずし、一方、自分の
箱は最上段リンクリストの所定の位置に挿入される。

【０１１５】Ｃ．ロボットの作業環境への適応 本実施の形態においては、上述したようにして、操作者
が積み荷を積載する位置を指定し、これに基づいて、最
適な位置を算出した。このようにして算出された最適な
位置に、ロボットが積み荷を積むのである。本実施の形
態においては、このロボットの動作について種々の工夫
がなされている。以下、順に説明する。

【０１１６】Ｃ−１ 左利き、右利きの環境設定 ロボットは、いわゆる右利きで作業をさせられたり、左
利きで作業をさせられたりする。ここで、いわゆる左利
きとは、ロボットから見て右方向よりものを運び、左手
奥から右手前に向けてものを運んでいく形態と定義す
る。逆に右利きとは、左方向からものを運んで、右奥か
ら左手前に向けてものを積んでいく形態である。

【０１１７】Ｃ−２ パラメータ 本実施の形態においては、コンベア、すなわち、ロボッ
トがものを掴む位置を、ユーザが５箇所指定できるよう
にしてある。この指定は、本実施の形態では、パラメー
タとして装置内部に記憶保持される。このパラメータ
は、（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Θ）である。それぞれＸ座標、Ｙ座
標、Ｚ座標、を表し、最後のΘはロボットがものを掴む
ときのハンド角である。

【０１１８】Ｃ−３ 仮置き場所 本実施の形態においては、仮置き場所、すなわち、もの
を仮においておく場所を、ユーザが５箇所指定できるよ
うにしてある。この指定は、本実施の形態では、パラメ
ータとして装置内部に記憶保持される。このパラメータ
は、（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Θ）である。それぞれＸ座標、Ｙ座
標、Ｚ座標、を表し、最後のΘはロボットがものを掴む
ときのハンド角である。

【０１１９】Ｃ−４ 動作モード 本実施の形態における装置は、リアルタイムモードと、
シミュレーション＆実行モードとの２種類の動作モード
を有している。また、各モードは、ステップ実行と、自
動実行との２種類の実行方法を採用することができる。

【０１２０】リアルタイムモードとは、実際に操作者の
指示に従って、ロボットが段ボール箱などの積み荷をパ
レット上に積載していくモードである。また、シミュレ
ーション＆実行モードとは、ものの移動を伴わずに、単
にコンピュータ上で積み荷の積載を試しに行ってみるモ
ードである。このモードにおいては、シミュレーション
の結果は、コンピュータ内部に記憶保持されており、実
行段階において、操作者が手を加えなくとも、装置が自
動的に内部に記憶された動作に基づいて、実際のものの
積載をロボットに指示するのである。

【０１２１】Ｃ−５ ユーザが指定するパラメータ 本実施の形態においては、パレットの位置及び大きさ、
及び積み付け許容高さをユーザが設定できるようにして
ある。すなわち、パレットの位置、大きさ及び積み付け
許容高さはユーザがパラメータとして指定することが可
能である。

【０１２２】Ｄ．人の操作に関する事項 本実施の形態によれば、操作者の指示によって、最適な
積載位置を算出し、ロボットによる迅速な積み付けを行
うことが可能である。

【０１２３】また、本実施の形態によれば、操作ガイダ
ンスも含めて全てマウスクリックで行えるように構成
し、キーボード入力をいっさいなくしてある。

【０１２４】また、積み付けのやり直しや、操作ガイダ
ンスの選択のやり直しなど全ての操作のやり直しができ
るように構成されている。特に、本実施の形態において
は、積み付けに関するやり直しは、コンベア、仮置き、
パレット間の移動経緯及びその際のハンド回転なども復
元しなければならない。そのため、図８に示されている
データ構造を有する操作手順リストが操作とともに作成
されるようにし、係る問題を解決するように構成されて
いる。

【０１２５】図８に示されているＯＰＥＳＥＱ＄（−）
は、ｏｐｅｎｏをインデックスとするデータ構造体であ
り、移動起点ｉｄ、移動先ｉｄ等を項目として含んでい
る。

【０１２６】移動起点ｉｄは、操作がものの移動である
場合にその起点を表すものである。この移動起点ｉｄの
例が図９に示されている。図９に示されているように、
移動起点ｉｄは、コンベアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅや、仮置
場所１、２、３、４、５等である。

【０１２７】また、移動先ｉｄは、操作がものの移動で
ある場合にその移動先を表すものである。この移動先ｉ
ｄの例も図９に示されている。図９に示されているよう
に、移動先ｉｄは、パレットＰや、仮置場所１、２、
３、４、５等である。

【０１２８】また、現在の伝票番号や、現在の伝票内レ
コード番号は、操作が行われているときに取り扱ってい
る伝票の番号及びその伝票のレコード番号を表す。

【０１２９】また、レコード内箱番号はレコード中の箱
の番号を表す。

【０１３０】対応する箱基本管理テーブルのエレメント
番号は、箱のデータを全て保持している基本管理テーブ
ル内のエレメント番号を表す。このエレメント番号によ
って、データのリンクが行われているのである。

【０１３１】回転識別は、箱の向きを変えて積載される
のか否かについて表すものであり、その例も図９に示さ
れている。図９に示されているように、この回転識別は
１か２の値を採り、１である場合には回転しないことを
意味し、２である場合には９０゜回転させることを表
す。

【０１３２】品種コードは、その積載される箱の内容物
の品種を表す。

【０１３３】Ｌ、Ｗ、Ｈは、それぞれ箱の長さ、奥行
き、高さを表す。

【０１３４】移動元は、箱が移動されるときの始点を表
し、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標によって位置が表されてい
る。このＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の説明図が図１０に示
されている。図１０に示されているように、これらの座
標はパレット上面の原点を基準とした座標系である。ま
た、ＯＰＥＳＥＱ＄（−）内のＸ、Ｙ、Ｚの各値は、箱
の左隅のパレット原点からの相対座標である。

【０１３５】つまり、画面の上で川を替えることはマウ
スクリックの場所指定では一般になかなかうまくその点
を指定することができない。そのため、本実施の形態に
おいては、川替えを指定しやすくするために川替えの為
の特別な「川替え」という操作ガイダンスのメニューを
設けている。上述した図２において操作ガイダンス画面
４６の右下に「川替え」というメニューがあったが、こ
のメニューが川替えを円滑に行うための操作ガイダンス
画面を開くためのメニューである。本実施の形態におい
ては、この操作も上述した移動と同様に操作手順リスト
として、ＯＰＥＳＥＱ＄（−）内に登録することにして
いる。この操作が動作手順リストに登録されている様子
が図１１に示されている。

【０１３６】本実施の形態においては、パレット上に乗
せる箱として直方体の箱のみを考慮しているが、箱の中
には、特殊なものも多い。例えば、その箱の上には、同
一のものか、もしくは長さや幅がそれを越えるものしか
乗らないような箱がある。このような特殊容器に関して
は、他の通常の箱とは異なる色で画面に表示し、操作者
が特殊性を有する箱であることを認識することができる
ようにしてある。

【０１３７】Ｅ．その他の重要データ構造及びファイル
構造 本実施の形態に係るランダムパレタイズ装置において
は、パソコン１２に管理のための種々のファイルが設け
られている。

【０１３８】Ｅ−１ 品種マスターファイル ＨＩＮＳＨＵ．ＴＸＴと、ＨＩＮＳＯＲＴ．ＴＸＴとの
２つのマスターファイルが設けられている。このうち、
ＨＩＮＳＨＵ．ＴＸＴは、ＨＩＮＮＳＨＵをランダムに
記録したファイルであり、ＨＩＮＳＯＲＴ．ＴＸＴは、
品種のマスターファイルを品種コードでソートしたもの
であり、両者とも同様のフォーマットである。これらの
ファイルのフォーマットの説明図が図１１に示されてい
る。また、第一カラム目に＊があるものはコメント行を
意味し、その具体例が後述する図１３に示されている。
また、本実施の形態においては、図１１に示されている
ような様式のデータをファイルから読み込み、ＭＡＳＴ
ＡＲ＄（−）に蓄積している。この蓄積されている様子
が図１２に示されている。このＭＡＳＴＡＲ＄（−）
は、パソコン１２内に記憶されている。また、読み込ん
だレコードのｍａｘは、ＩＭＡＸで抑えられている。

【０１３９】Ｅ−２ 伝票ファイル ＤＥＮＰＹＯＵ．ＴＸＴというファイルがパソコン１２
内に記憶されている。このファイルの形式の説明図が図
１３に示されている。この図１３において、第一カラム
目に＊があるものはコメント行を意味する。しかし、上
記品種マスターファイルとは異なり、この伝票ファイル
におけるコメント行は意味を有している。つまり、本実
施の形態においては、コメント行で伝票の始め／終わ
り、パレットの始め／終わりなどの区切りを表してい
る。これらの区切りは、図１３に示されているように、
パレット毎、伝票毎にネスト構造を有している。図１３
に示されているような例において、このコメントによる
ネスト構造を解釈し切れ目を制御している注文レコード
の形式は、図１３に示されているような形式となる。

【０１４０】Ｅ−３ 内部伝票管理配列変数 内部伝票管理配列変数ＤＥＮＰＹＯＵ＄（−、−）が、
パソコン１２内部に記憶されている。この配列変数は、
伝票ファイルと品種マスターファイルとを参照すること
によって、１パレット区切り、１伝票区切りの２次元配
列によって、伝票の内容を管理する配列変数である。こ
の配列変数の説明図が図１４に示されている。この配列
変数は２次元の配列であるので、図１４に示されている
ように、表の形式で表すことができる。ここで、伝票番
号ＩＤＸで示される配列の最後はレコードの終わりを示
すために「ＥＮＤ」が挿入されている。

【０１４１】Ｅ−４ 伝票分解データ 伝票分解データＤＳＰＲＥＣ＄（−）は、１伝票を注文
レコード単位でなくて１箱毎に分解しその情報をシーケ
ンシャルに蓄積している１次元配列である。この伝票分
解データの形式が図１６に示されている。尚、複数の伝
票のデータを表の形式に表した場合の様子が図１５に示
されている。

【０１４２】Ｅ−５ 仮置き管理 ＫＡＲＩＯＫＩ１＄
（−）〜ＫＡＲＩＯＫＩ５＄（−） 仮置き場における箱の管理を行う変数である。本実施の
形態においては、仮置き場は５個所用意されており、各
仮置き場に対応して５個の変数が設けられている。尚、
各変数ＫＡＲＩＯＫＩ１＄（−）〜ＫＡＲＩＯＫＩ５＄
（−）の形式は同一であり、その詳細な説明図が図１７
に示されている。尚、各仮置き場に置かれている箱の個
数はＫＮＯ１、ＫＮＯ２、ＫＮＯ３、ＫＮＯ４、ＫＮＯ
５で表されている。

【０１４３】Ｆ． 重要変数 本実施の形態におけるランダムパレタイズ装置におい
て、パソコン１２が備えるソフトウェアには、以下のよ
うな変数が用いられている。

【０１４４】Ｆ−１ 操作ガイダンス選択番号 操作ガイダンス選択番号を保持する変数としては、ＳＬ
ＣＴ１、ＳＬＣＴ２、ＳＬＣＴ３、ＳＬＣＴ４、および
ＢＫＮＯがある。これらの変数は、操作ガイダンス画面
４６において操作者の指示を表す変数である。

【０１４５】ＳＬＣＴ１は、操作ガイダンス画面４６に
おける第一階層５０における操作者の指示を表す変数で
ある。このＳＬＣＴ１が、１のときは「コンベアからパ
レットへ」を意味し、２のときは「コンベアから仮置き
へ」を意味し、３のときは「仮置きからパレットへ」を
意味し、４のときは「川替え」を意味する。また、５の
ときは、「やり直し」を意味するものとする。尚、ＳＬ
ＣＴ１が５であって、やり直しを意味する場合には、変
数ＢＫＮＯにおいてやり直しの影響度を指定するのであ
る。この変数ＢＫＮＯについては後述する。

【０１４６】ＳＬＣＴ２は、操作ガイダンス画面４６に
おける第二階層５２ａにおける操作者の指示を表す変数
である。このＳＬＣＴ２が、１のときは「回転せず」を
意味し、２のときは「９０゜回転」を意味し、３のとき
は「やり直し」を意味する。

【０１４７】ＳＬＣＴ３は、操作ガイダンス画面４６に
おける第二階層５２ｂにおける操作者の指示を表す変数
である。このＳＬＣＴ３が、１のときは「仮置き１を指
定」したことを意味し、２のときは「仮置き２を指定」
したことを意味し、３のときは「仮置き３を指定」し、
４のときは「仮置き４を指定」したことを意味し、５の
ときは「仮置き５を指定」したことを意味する。また、
６のときは「やり直し」を意味する。

【０１４８】ＳＬＣＴ４は、操作ガイダンス画面４６に
おける第三階層５４ａにおける操作者の指示を表す変数
である。上述したように、第三階層５４ａは、「パレッ
トのどこへ？」というメッセージを表示する階層であ
り、操作者は、係る指示に従い、マウスによって、積み
たい位置を指定する。変数ＳＬＣＴ４が１であるときは
「場所指定」がなされたことを意味し、２であるとき
は、「やり直し」、すなわち、マウスの右ボタンによる
クリックがなされたことを意味する。

【０１４９】変数ＢＫＮＯは、変数ＳＬＣＴ２が６（す
なわち「やり直し」）である場合に参照される変数であ
り、やり直しがどの程度まで影響を与えるのかを示す変
数である。この変数ＢＫＮＯが１であるときには伝票を
跨いでやり直すことを意味し、２であるときは注文レコ
ードを跨いでやり直しが行われることを意味し、３のと
きは単純にバックすることを意味し、４のときは仮置き
への復旧が行われることを意味し、５のときは川替えが
復旧することを意味する。

【０１５０】Ｆ−２ 環境変数 その他、コンベアや、仮置きの管理のために様々な環境
変数が準備されている。以下、代表的な変数の例を説明
する。

【０１５１】変数ＯＲＩＧＩＮは、左利きか右利きかを
指定する変数であり、その値が１のときは左利きを示
し、２であるときは右利きを示す。

【０１５２】変数ＣＶＡＸ０、ＣＶＡＹ０、ＣＶＡＺ
０，ＣＶＡＨＡＮＤは、コンベアＡのロボット座標を表
す。変数ＣＶＢＸ０、ＣＶＢＹ０、ＣＶＢＺ０、ＣＶＢ
ＨＡＮＤは、コンベアＢのロボット座標を表す。変数Ｃ
ＶＣＸ０、ＣＶＣＹ０、ＣＶＣＺ０、ＣＶＣＨＡＮＤ
は、コンベアＣのロボット座標を表す。変数ＣＶＤＸ
０、ＣＶＤＹ０、ＣＶＤＺ０、ＣＶＤＨＡＮＤは、コン
ベアＤのロボット座標を表す。変数ＣＶＥＸ０、ＣＶＥ
Ｙ０、ＣＶＥＺ０、ＣＶＥＨＡＮＤは、コンベアＥのロ
ボット座標を表す。

【０１５３】変数ＫＡ１Ｘ０、ＫＡ１Ｙ０、ＫＡ１Ｚ
０、ＫＡ１ＨＡＮＤは、仮置き１のロボット座標を表
す。変数ＫＡ２Ｘ０、ＫＡ２Ｙ０、ＫＡ２Ｚ０、ＫＡ２
ＨＡＮＤは、仮置き２のロボット座標を表す。変数ＫＡ
３Ｘ０、ＫＡ３Ｙ０、ＫＡ３Ｚ０、ＫＡ３ＨＡＮＤは、
仮置き３のロボット座標を表す。変数ＫＡ４Ｘ０、ＫＡ
４Ｙ０、ＫＡ４Ｚ０、ＫＡ４ＨＡＮＤは、仮置き４のロ
ボット座標を表す。変数ＫＡ５Ｘ０、ＫＡ５Ｙ０、ＫＡ
５Ｚ０、ＫＡ５ＨＡＮＤは、仮置き５のロボット座標を
表す。

【０１５４】また、本実施の形態においては、ＳＩＭＦ
ＬＧという変数が準備されている。この変数ＳＩＭＦＬ
Ｇは、シミュレーションであるのか、もしくは実際に積
み荷を積載するのかを指定する変数である。本実施の形
態においては、この変数が１である場合にシミュレーシ
ョンであることを意味し、２である場合に実際に積み荷
を積載することを意味する。更に、本実施の形態におい
ては、実行のモードをステップ実行か、もしくは連続的
に実行される自動実行か選択することが可能である。変
数ＥＸＭＯＤＥは、その値が１のときステップ実行を意
味し、２であるときは連続的に自動実行されることを意
味する。このステップ実行と自動実行とに関しては後に
詳述する。

【０１５５】また、ＰＡＲＥＬ、ＰＡＲＥＷ、ＨＬＩＭ
ＩＴは、パレットの長さ、幅、積み付け許容高さをそれ
ぞれ表す変数である。

【０１５６】Ｆ−３ 補正変数 積載の際の一定の誤差等を吸収するために、補正変数が
準備されている。

【０１５７】変数ＬＹＯＹＵは、左方向すりより時限度
間隔を表し、例えば本実施の形態においては１０ｍｍに
設定されている。また、変数ＲＹＯＹＵは、右方向すり
より時限度間隔を表す。変数ＵＹＯＹＵは、上方向すり
より時限度間隔を表す。そして、変数ＤＹＯＹＵは、下
方向すりより時限度間隔を表す。

【０１５８】また、本実施の形態におけるパソコン１２
内のソフトウェアでは、定数として、ＴＨＥＴＡ、α、
ＢＥＴＡ、ＧＡＮＭＡを使用している。ここで、ＴＨＥ
ＴＡは、視角の定数であり、その値はπ／６である。α
は上述した引っかかりの程度を表す数であり本実施の形
態においては１０ｍｍである。ＢＥＴＡは、干渉候補近
傍値であり、本実施の形態においては、その値は１５０
ｍｍである。ＧＡＮＭＡは、採用近傍値であり、本実施
の形態においては、その値は１００ｍｍである。

【０１５９】Ｇ．リアルタイムモードとシミュレーショ
ンモード 本実施の形態におけるランダムパレタイズ装置は、上述
したように、操作者にリアルな積み姿図を表示すること
により、操作者がマウスによって積むべき位置を容易に
指示することが可能となった。

【０１６０】更に、本実施の形態に係るランダムパレタ
イズ装置は、その動作のモードとしてリアルタイムモー
ドと、シミュレーションモードとが備えられている。以
下、これら２つの動作のモードについて説明する。

【０１６１】リアルタイムモードとは、操作者が移動場
所の指定を行うと同時にロボットに対してその座標を指
定して動作指示が与えられるモードを言う。当然のこと
ではあるが、位置を指定すると同時にロボットに対して
動作指示がでてしまうので、やり直しの自由度は大きく
はない。やり直しを、そのまま直前の逆の行動として伝
えることは理論上は可能であるが、「物流」の世界にお
いては、次の積載すべきものが到着していることが多い
ので、一般的には事実上困難である。

【０１６２】シミュレーションモードとは、操作者が位
置の指定をしても計算機上でのみその経緯を記録してお
き、ロボットには同時には動作指示が行われないモード
を言う。本実施の形態に係るランダムパレタイズ装置に
おいては、シミュレーションの区切りは、１パレット毎
に荷姿確定の確認で行うものとしている。確定した荷姿
はファイルに記録され、ロボット制御ユーティリティで
そのファイル名を指定することにより実行される。この
場合は、荷姿を確定するまで、何度でもやり直しができ
るという特徴を有する。尚、確定した荷姿が記録される
ファイル名は、操作者が自由に指定することができる。

【０１６３】すなわち、リアルタイムモードにおいて
は、操作者が箱を積載すべき位置の指定を行うと同時に
ロボットに動作指示が出されるのであるが、シミュレー
ションモードでは、動作指示を行っても、計算機は、こ
の指示を記録しておくだけで、ロボットには指示は出さ
れないのである。そして、シミュレーションモードにお
いては、１パレットにおける荷姿を確定する旨の指示を
操作者が出すと、その１パレットの積み付け順が所定の
ファイルに記録されるのである。換言すれば、１パレッ
トにおける荷姿を確定する旨の指示を出す前であればそ
のパレットにおける積み付けは何度でもやり直しができ
るのである。このようにしてファイルに記録された積み
付け順は、その後、ロボット制御ユーティリティによっ
て実行される。このロボット制御ユーティリティという
プログラムは、ファイルに記録された積み付け順にした
がって、ロボットに積み付けを指示するのである。

【０１６４】一般に、物流においては搬送すべき商品の
順番が決まっていることが多い。例えば、一つの店舗に
おいて大きな商品から順に流されることも多い。このよ
うにあらかじめ商品の流れる順番が決まっている場合に
は、シミュレーションモードによって、積み付けの順番
をあらかじめ決めておくのが好適である。上述したよう
に、シミュレーションモードにおいては、一つのパレッ
トにおいて荷姿確定の指示を出すまでは何度でもやり直
しが可能であるので、充填率の高い好適な積み付けの手
順をあらかじめ決定しておくことが可能である。そし
て、この決定した順番をファイルに記録し、ロボット制
御ユーティリティによってかかる順番に従って積み付け
を自動的に行わせることが可能である。尚、このとき、
操作者はなんら操作をする必要がなく、画面上において
積み付けが行われる様子を監視するだけで良いことは言
うまでもない。

【０１６５】Ｈ．ステップ実行と自動実行 本実施の形態に係るランダムパレタイズ装置において
は、その動作モードとしてリアルタイムモードと、シミ
ュレーションモードとがあることを説明した。そして、
シミュレーションモードにおいては、ロボット制御ユー
ティリティが、ファイルに記録された動作の順にしたが
って、ロボットに動作の指示を出し、操作者は、具体的
な動作指示を行う必要がないことを述べた。

【０１６６】このロボット制御ユーティリティにおいて
は、その実行モードとして２つのモードを有している。
一つは、ステップ実行モードであり、もう一つは自動実
行モードである。

【０１６７】ステップ実行モードは、一つの動作毎に操
作者がＥＮＴＥＲキーを押すことによりロボットに動作
指示が行われるモードである。一方、自動実行モード
は、ユーティリティを起動した後、自動的に所定のファ
イルを読み出し、積み付けを連続的に行う実行モードで
ある。

【０１６８】一般には、自動実行モードにより、連続し
て積み付けを行わせることが好適であるが、実験、試
験、検証などの際にはステップ実行モードにより、操作
者が一つ一つの動作を確認しながら実行を進める必要が
ある場合がある。係る場合に、ステップ実行モードは有
用なモードである。

【０１６９】Ｉ．ロボットとのインターフェイス 以下、本実施の形態のランダムパレタイズ装置における
ロボット２２、ロボット２８とのインターフェイスの概
要について説明する。

【０１７０】Ｉ−１ 通信シーケンス ロボット２２、２８に対しては、ＸＷＲＩＴＥコマン
ド、又はＶＡＬコマンドによる通信が行われる。

【０１７１】ＸＷＲＩＴＥコマンドは、そのパラメータ
のｆｒｏｍと、ｔｏによって示される位置データによっ
て、所定の座標が指示される。このコマンドに対して
は、ロボット２２、２８から、ＡＣＫもしくはＮＡＫな
どの信号が返ることにより、係るコマンドが受信された
ことが確認される。

【０１７２】ＶＡＬコマンドは、動作完了のチェックの
ために用いられる。すなわち、このＶＡＬコマンドによ
るポーリングを行うことにより、ロボット２２、２８の
動作が完了したか否かが確認されるのである。このと
き、ロボット２２、２８からはインタロックデータが返
されることになる。

【０１７３】Ｉ−２ 通信電文形式 上述したコマンドＸＷＲＩＴＥの通信電文形式が図１８
に示されている。図１８に示されているように、ＳＴＸ
（スタートオブテキスト）は、ｈｅｘ“０２”であり、
デバイスＮＯ（番号）は、例えば“００”である。

【０１７４】また、図１８に示されている「コマンド」
はＸＷＲＩＴＥコマンドの場合、“（”であり、書き込
み開始変数名は、“Ｈ”であり、書き込み終了変数名
は、“Ｔ”である。また、インタロック値は、パレット
か開始時に“＋００００１”に設定され、ＸＷＲＩＴＥ
電文を送出する度にインクリメント（＋１）されるので
ある。

【０１７５】また、図１８に示されているように、ＦＲ
ＯＭは、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Θの４つのパラメータを含んでい
るが、このうち、Ｘ、Ｙ、Ｚは、“＋ＮＮＮＮＮ”、ま
たは“−ＮＮＮＮＮ”であり、ロボット座標を示す。な
お、この単位は０．１ｍｍである。Θは“＋ＭＭＭＭ
Ｍ”、または“−ＭＭＭＭ”であり、ロボットハンド角
を示す。尚、この単位は、０．１度である。また、ＴＯ
についてのＸ、Ｙ、Ｚ、Θも同様である。

【０１７６】寸法は、Ｌ、Ｗ、Ｈの３つのパラメータを
含んでいるが、これらのパラメータは、“＋ＬＬＬＬ
Ｌ”、または“−ＬＬＬＬ”であり、箱の寸法を表す。
尚、この単位は０．１ｍｍである。箱特性である品種コ
ードは、“＋ＸＸＸＸＸ”であり、品種コードを示す。
例えば、“＋００００１”は、プラスチック箱を意味す
る。ＢＣＣは、ＳＴＸの次から、ＢＣＣの前までの８単
位ビットの論理加算を行い、その結果を２文字の１６進
文字に変換したコードである。最後にデータ区切りは、
Ｈｅｘａ ０Ｄである。

【０１７７】コマンドＶＡＬの通信電文形式が図１９に
示されている。図１９において、ＳＴＸ（スタートオブ
テキスト）は、ＸＷＲＩＴＥコマンドと同様にｈｅｘ
“０２”であり、デバイスＮＯ（番号）は、ＸＷＲＩＴ
Ｅコマンドと同様に例えば“００”である。

【０１７８】また、図１９に示された「コマンド」はＶ
ＡＬコマンドの場合、Ｈｅｘａ“２７”であり、読み込
み開始変数名は、“Ｃ”であり、読み込み終了変数名
も、“Ｃ”である。また、ＢＣＣは、上記ＸＷＲＩＴＥ
コマンドと同様にＳＴＸの次から、ＢＣＣの前までの８
単位ビットの論理加算を行い、その結果を２文字の１６
進文字に変換したコードである。最後にデータ区切りも
ＸＷＲＩＴＥコマンドと同様に、Ｈｅｘａ ０Ｄであ
る。

【０１７９】ＡＣＫ／ＮＡＫの通信電文形式が図２０に
示されている。図２０において、ＳＴＸ（スタートオブ
テキスト）は、ＸＷＲＩＴＥコマンドと同様にｈｅｘ
“０２”である。また、ＡＣＫ／ＮＡＫの部分には、Ａ
ＣＫのときは“＝”が設定され、ＮＡＫのときは“−”
が設定されている。また、ＢＣＣは、上記ＸＷＲＩＴＥ
コマンドと同様にＳＴＸの次から、ＢＣＣの前までの８
単位ビットの論理加算を行い、その結果を２文字の１６
進文字に変換したコードである。最後にデータ区切りも
ＸＷＲＩＴＥコマンドと同様に、Ｈｅｘａ ０Ｄであ
る。

【０１８０】Ｉ−３ インタロック パソコン１２を介して、ロボットへ送信したデータのイ
ンタロックは変数名Ｈで取り扱われている。パレット開
始時にインタロック値は“＋００００１”に設定され、
位置データを送信する毎に、インクリメント（＋１）が
なされる。ロボットの動作完了時のインタロックは変数
名Ｃを介して行われる。これは、パレットへの積載の開
始時に、変数名Ｃを“＋００００１”に設定することに
より行われる。

【０１８１】すなわち、まず、計算機側が送信インタロ
ックを変数名Ｈに書き込むと、ロボットは、変数Ｈが以
前のものと変わっていることにより新しいデータが送り
込まれたことを認識する。その後、ロボットが動作完了
をした場合に、ロボットは変数名Ｃに完了インタロック
を書き込む。これによって、計算機側は、完了インタロ
ックが以前のものと異なることを検出することによっ
て、直前に（計算機側が）行った動作指示による動作が
（ロボット側において）完了したものと判断することが
可能である。

【０１８２】Ｉ−４ 障害リトライ回数 ロボットからＮＡＫが返ってきたり、ＢＣＣエラーが検
出された場合におけるリトライ（再試行）の回数は、本
実施の形態においては両方とも５回に設定されている。
すなわち、ＮＡＫが５回連続して返ってきた場合には障
害が発生したと見なして警告を外部に発する。尚、本実
施の形態においては、無応答（動作完了変化せず）の場
合には、無限ポーリングを繰り返すようにしてあるが、
この場合でも、計算機側において操作者がＳＴＯＰキー
を押すことにより、制御を停止することができる。

【０１８３】Ｊ． 動作の具体例 以下、本実施の形態のシミュレーションモードにおける
具体的な動作の例を、図面に基づいて詳細に説明する。
シミュレーションモードにおいて、リアルタイムモード
と異なる点は、積み付けの操作順番がファイルとして保
存されるか否かだけであり、その他は全く同一である。

【０１８４】シミュレーションモード 上述した図２の状態から、箱が６個積まれた状態が図２
１に示されている。図２には、パレット上にまだ箱が積
まれていない状態が示されている。また、図２１に示さ
れている様態においては、仮置き場３に箱が一個仮置き
されている様子が示されている。

【０１８５】図２２には、操作ガイダンス画面４６に、
第三階層５４ａが現れている様子が示されている。図３
における説明図において説明したように、この第三階層
５４ａが現れたときには、操作者は、マウスカーソルを
移動させて箱を積む位置を指定しなければならない。例
えば、図２２に示されている例においては、全体荷姿平
面図画面４４において、操作者は箱を積む位置を指定し
ている。

【０１８６】尚、全体荷姿立面図画面４２の下部に示さ
れている数値はロボット座標Ｘ、Ｙ、Ｚ、Θである。

【０１８７】図２２において指定した位置に箱が積まれ
た状態が図２３に示されている。図２２と、図２３とを
比較することにより、操作者が指示した位置に箱が積ま
れていることが理解されよう。

【０１８８】図２４には、図２３に示されている状態か
ら、さらに箱が積まれる場合において、箱の上に箱が積
み上げられるように、マウスカーソルによる指示が行わ
れている例が示されている。

【０１８９】図２４において指定した位置に箱が積まれ
た状態が図２５に示されている。図２４と、図２５とを
比較することにより、操作者が指示した位置に箱が積ま
れていることが理解されよう。

【０１９０】図２６には、仮置き場に数個の箱が置かれ
ている様子が示されている。図２６に示されている例に
おいては、仮置き場１に一個の箱が、仮置き場２に二個
の箱が、それぞれ置かれている。

【０１９１】図２７には、図２６から、新たに２個の箱
が積まれた様子が示されている。ここで、留意すべき点
は、この新たな２個の箱が仮置き場１、２からではな
く、コンベアから搬送されてきた箱である点である。図
２６と図２７との入力表示画面４０を比較すれば、図２
６における入力表示画面４０において１と２との位置に
表示されていた箱が新たに積まれたことが理解されよ
う。

【０１９２】図２８には、図２７に示されている状態か
ら、仮置き場１に置かれていた箱が積まれた状態が示さ
れている。図２８から理解されるように、図２７におい
て新たに積まれた２個の箱の上に、仮置き場１にあった
箱が積まれている。

【０１９３】図２９には、図２８に示されている状態か
ら、コンベアから搬送されてきた２個の箱と、仮置き場
２に置かれていた２個の箱が積まれた状態が示されてい
る。

【０１９４】図３０には、ちょうど２列目の「川」が完
成したところが示されている。図３０の全体荷姿平面図
画面４４に示されているように、ちょうど２つの川が形
成されていることが理解されよう。すなわち、この図３
０は、川替えが成立しているところを示す図である。

【０１９５】図３１には、上の箱が下の箱の上面よりは
み出して置かれている図が示されている。このような場
合でも、上の箱の重心が下の箱の上面内に入っていれば
置くことが可能である。

【０１９６】図３２には、３列目の川の途中に、いわゆ
る田の字型に小さな箱が一段目に４個積まれており、二
段目に同様の小さな箱が３個積まれている様子が示され
ている。図３２においては、この二段目の４個目の箱の
位置をマウスカーソルが示しており、二段目にも４個目
の箱が積まれようとしている。

【０１９７】図３３には、上記図３２において指定され
た位置に小さな箱が積載された様子が示されている。こ
れによって、一段目及び二段目ともにいわゆる田の字型
に小さな箱が積まれている様子が理解されよう。

【０１９８】図３４には、上記図３３において示された
二段の田の字型に積まれている小さな８個の箱に、大き
な箱が１個積まれている様子が示されている。これはい
わゆるブリッジの状態と呼ばれる状態であり、この場
合、大きな箱は、下の４個の小さな箱に支えられてい
る。

【０１９９】図３５には、図３４から更に積み付けが進
んだ状態が示されている。図３５に示されている例にお
いては、仮置き場１に一個の大きな箱が置かれている。
これは、後で折りコンの上に乗せるために、取っておい
たのである。仮置き場１にとっておかれた箱の使用法は
後述する。

【０２００】図３６には、図３５の状態から川替えが行
われ、積み付けが進んだ状態が示されている。

【０２０１】図３７には、図３６の状態から、更に積み
付けが進んだ状態が示されている。更に、図３８と、図
３９とにも、上記図３７の状態から積み付けが順次進ん
でいく様子が示されている。

【０２０２】図４０には、上述した図３５に示された状
態において取っておかれた大きな箱６０が折りコン５８
の上に乗せられている様子が示されている。本実施の形
態においては、折りコン５８にはふたがついておらず、
その結果、この折りコン５８の上には、折りコン５８の
上面より小さい底面を有する箱を乗せることはできな
い。そこで、上述したように、あらかじめ折りコン５８
より十分に大きな箱６０が搬送されてきた場合には、こ
の大きな箱６０を、仮置き場１（２〜４でもかまわな
い）に取っておき、折りコン５８が積まれた後、この大
きな箱６０を折りコン５８の上に積み付けることが可能
である。

【０２０３】尚、図４０においては、一個のパレットに
対する積み付けが完了している。このように積み付けが
完了すると、操作ガイダンス画面４６には、「荷姿を確
定しますか？」というメッセージが表示される（図４０
参照）。

【０２０４】これに対し、「Ｙ」キーを押せば、荷姿は
確定する。一方、ここで「Ｎ」キーを押せば、荷姿は確
定せず、もう一度最初から積み付けをやり直すことが可
能である。すなわち、本動作例の説明は上記シミュレー
ションモードにおける積み付けを説明したわけである
が、リアルタイムモードにおいても積み付けの指示・操
作は全く同じである。異なる点は、図４０に示されてい
るような「荷姿を確定しますか？」というメッセージ
が、リアルタイムモードにおいては表示されないことで
ある。

【０２０５】更に、本動作例において、「Ｙ」キーを押
した場合には荷姿が確定する訳であるが、その積み付け
順を記憶・保存しておくファイル名を指定する必要があ
る。そのため、上述したように「Ｙ」キーを押した場合
にはその操作ガイダンス画面４６の下部に「保管ファイ
ル名？」というメッセージが表示され、積み付けも順番
を記録するファイル名の入力が促される。

【０２０６】以上のようにして、一つのパレットに対す
る積み付けが終了し、記録するファイル名等を指定する
と、これまでも積み付け手順が全てファイルに記録され
る。この記録が終了すると、画面には、図４１に示され
ているように新たなパレットの様子が示され、新たな積
み付けを行う準備が既に完了している。

【０２０７】ロボット制御ユーティリティ 上記動作の例において示されているように、１パレット
における積み付けが終了する度に、指定された名称のフ
ァイルに積み付けの手順が記録される。このようにして
記録された積み付けの手順は、上述したロボット制御ユ
ーティリティを用いて実行される。

【０２０８】図４２には、このロボット制御ユーティリ
ティの起動画面が示されている。図４２に示されている
ように、ロボット制御ユーティリティは、起動される
と、まず、実行する確定荷姿ファイルの指定を促すメッ
セージを表示する。操作者は係るメッセージに従って、
実行するファイル名を入力する。図４２においては、例
えば、ファイル名として、ＨＯＮＢＡＮ．ＬＯＧが指定
されている。

【０２０９】尚、図４２に示されているように、ロボッ
ト制御ユーティリティの画面は、全体立面図画面７０
と、仮置き場画面７２と、対象箱及び場所情報画面７４
と、メッセージ画面７６とに分割されている。

【０２１０】全体立面図画面７０は、上述した全体荷姿
立面図画面４２とほぼ同様であるが、箱を積む限界であ
る空間の線は表示されていない。すなわち、全体立面図
画面７０には、初期状態においては、一個のパレットし
か表示されていない。

【０２１１】仮置き場画面７２には、仮置き場の様子、
具体的には各仮置き場１〜５にどのような箱が置かれて
いるのかを表す。

【０２１２】対象箱及び場所情報画面７４には、箱の内
容物や、何処の場所から、どの場所に移動するかなどの
各種の情報が表示される。

【０２１３】メッセージ画面７６は、上述したように、
確定荷姿ファイルの指定をしたり、その他、操作者が各
種の指示を与えたりする画面である。

【０２１４】図４３には、メッセージ画面７６にステッ
プ実行を行うメッセージが表示されている様子が示され
ている。上述したように、ロボット制御ユーティリティ
における実行モードには、ステップ実行モードと、自動
実行モードとがあることを上に述べた。図４３に示され
ている図には、このステップ実行モードが採用されてい
る場合の例が示されている。このため、メッセージ画面
７６には、「ステップ実行を行います。ロボットがＯＫ
なら何かキーを押してください。」とのメッセージが表
示され、箱を運搬する移動毎に操作者からのキー入力を
待つのである。操作者は、画面を監視しており、画面に
表示される各種の値、及び荷姿などが正常であれば、何
かのキーを押し、積み付けを進めることになる。

【０２１５】図４３に示された状態から、キーを何回か
押し、積み付けを進めた状態が図４４に示されている。
また、積み付けが進み、折りコンの上に最後の大きな箱
を置く直前の状態が図４５に示されている。

【０２１６】

【発明の効果】第一の本発明によれば、操作者は川替え
を容易に指示可能なランダムパレタイズ装置が提供でき
るという効果を奏する。

【０２１７】第二の本発明によれば、描画順リストによ
り、斜視図の表示における各積み荷の描画順が管理され
ているので、各積み荷の重なり具合を考慮した斜視図を
迅速に描画可能なランダムパレタイズ装置が提供できる
という効果を奏する。

【０２１８】第三の本発明によれば、積み荷は指示され
た位置の近傍において、最適な積載位置を算出し、自動
的に最適な積載位置に積み荷を積載するランダムパレタ
イズ装置が提供できるという効果を奏する。

【０２１９】第四の本発明によれば、パレット上の積み
荷のなかで、他の積み荷がその上に乗っていない最上段
の積み荷のリストを管理し、上面の開き面積が所定の値
以下になった場合にその積み荷を最上段のリストから削
除するので、積もうとする積み荷が乗るべき他の積み荷
を迅速に検索可能なランダムパレタイズ装置が提供でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施の形態であるランダムパレ
タイズ装置の構成図である。

【図２】本発明の好適な実施の形態であるランダムパレ
タイズ装置のパソコンの画面の様子を表す説明図であ
る。

【図３】本発明の好適な実施の形態であるランダムパレ
タイズ装置のパソコンの画面の操作ガイダンス画面の階
層構造の説明図である。

【図４】本発明の好適な実施の形態であるランダムパレ
タイズ装置における一個の箱のデータ構造についての説
明図である。

【図５】パレットに積載されている箱のうち、最上段に
位置する箱のみがリスト構造をなしていることを表す説
明図である。

【図６】本実施の形態の隠れ判断の方法の説明図であ
る。

【図７】本実施の形態において、箱の描画順を表すリス
ト構造が形成される様子を示す説明図である。

【図８】本実施の形態において、操作手順リストのデー
タ構造を説明する説明図である。

【図９】本実施の形態において、操作手順リストにおけ
る移動起点ｉｄの例を示す説明図である。

【図１０】本実施の形態において、移動起点ｉｄ等を指
定する際のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の説明図である。

【図１１】本実施の形態において用いられる品種マスタ
ーファイルのフォーマットの説明図である。

【図１２】本実施の形態において、品種のマスターファ
イルからデータを読み込み、ＭＡＳＴＡＲ＄（−）に蓄
積されている様子の説明図である。

【図１３】本実施の形態におけるＤＥＮＰＹＯＵ．ＴＸ
Ｔというファイルの形式の説明図である。

【図１４】パソコン内部に記憶されている内部伝票管理
配列変数ＤＥＮＰＹＯＵ＄（−、−）の説明図である。

【図１５】本実施の形態における、複数の伝票のデータ
を表の形式に表した場合の説明図である。

【図１６】本実施の形態における個々の伝票分解データ
の形式を表す説明図である。

【図１７】本実施の形態における仮置き場に対応する変
数ＫＡＲＩＯＫＩ１＄（−）〜ＫＡＲＩＯＫＩ５＄
（−）の形式を表す説明図である。

【図１８】本実施の形態においてランダムパレタイズ装
置からロボットに出力されるコマンドＸＷＲＩＴＥの通
信電文形式を表す説明図である。

【図１９】本実施の形態においてランダムパレタイズ装
置からロボットに出力されるコマンドＶＡＬの通信電文
形式を表す説明図である。

【図２０】本実施の形態においてランダムパレタイズ装
置からロボットに出力されるコマンドＡＣＫ／ＮＡＫの
通信電文形式を表す説明図である。

【図２１】本実施の形態におけるランダムパレタイズ装
置を用いて、図２に示された状態から、箱が６個積まれ
た状態の例を表す図である。

【図２２】操作ガイダンス画面に、第三階層が現れてい
る様子が示されている動作説明図である。

【図２３】図２２において指定した位置に箱が積まれた
状態を示す説明図である。

【図２４】図２３に示されている状態から、さらに箱が
積まれる場合において、箱の上に箱が積み上げられるよ
うに、マウスカーソルによる指示が行われている様子を
示す説明図である。

【図２５】図２４において指定した位置に箱が積まれた
状態を示す説明図である。

【図２６】仮置き場に数個の箱が置かれている様子を示
す説明図である。

【図２７】図２６の状態から、新たに２個の箱が積まれ
た様子を示す説明図である。

【図２８】図２７に示されている状態から、仮置き場に
置かれていた箱が積まれた状態を示す説明図である。

【図２９】図２８に示されている状態から、コンベアか
ら搬送されてきた２個の箱と、仮置き場２に置かれてい
た２個の箱が積まれた状態を示す説明図である。

【図３０】ちょうど２列目の「川」が完成したところを
示す説明図である。

【図３１】上の箱が下の箱の上面よりはみ出して置かれ
ている状態の説明図である。

【図３２】３列目の川の途中に、いわゆる田の字型に小
さな箱が一段目に４個積まれており、二段目に同様の小
さな箱が３個積まれている様子を示す説明図である。

【図３３】図３２において指定された位置に小さな箱が
積載された様子を示す説明図である。

【図３４】図３３において示された二段の田の字型に積
まれている小さな８個の箱に、大きな箱が１個積まれて
いる様子を示す説明図である。

【図３５】図３４から更に積み付けが進んだ状態を示す
説明図である。

【図３６】図３５の状態から川替えが行われ、積み付け
が進んだ状態を示す説明図である。

【図３７】図３６の状態から、更に積み付けが進んだ状
態を示す説明図が示されている。

【図３８】図３７の状態から積み付けが順次進んでいく
様子を示す説明図である。

【図３９】図３７の状態から積み付けが順次進んでいく
様子を示す説明図である。

【図４０】図３５に示された状態において取っておかれ
た大きな箱が折りコンの上に乗せられている様子を示す
説明図である。

【図４１】一つのパレットの積載が終了し、画面に箱が
積載されていない新たなパレットが示された状態を示す
説明図である。

【図４２】本実施の形態におけるロボット制御ユーティ
リティの起動画面を示す説明図である。

【図４３】メッセージ画面にステップ実行を行うメッセ
ージが表示されている様子を示す説明図である。

【図４４】図４３に示された状態から、キーを何回か押
し、積み付けを進めた状態を示す説明図である。

【図４５】図４４に示されている状態から積み付けが進
み、折りコンの上に最後の大きな箱を置く直前の状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 上位物流コンピュータ １２ パソコン １４ 通常荷積み付け装置 １６ シーケンサ通信局 １８ ネットワーク荷積み付け装置 ２０ ロボット制御装置 ２２ ロボット ２４ シーケンサ ２６ ロボット制御装置 ２８ ロボット ３０ シーケンサ ４０ 入力表示画面 ４２ 全体荷姿立面図画面 ４４ 全体荷姿平面図画面 ４６ 操作ガイダンス画面 ５０ 第一階層 ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ 第二階層 ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ 第三階層 ５６ 第四階層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 57/00 - 57/32 B65G 60/00 - 61/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送されてくる複数の積み荷を、操作者
   の指示に基づきマニピュレータを用いてパレットの上に
   積むランダムパレタイズ装置において、 搬送されてくる複数の積み荷の外観を、前記操作者に示
   すために表示する入力表示手段と、 前記パレット上に積み荷が積載されている様子を示す積
   み姿図を、前記操作者に示すために表示する出力表示手
   段と、 前記出力表示手段により表示された積み姿図の上で、前
   記操作者の指示に基づき、積み荷を次に積載したい位置
   を指示する指示手段と、積み荷を積む際に川替えのメニューが指示された場合
   は、前記パレット上の現在の列における棒積みが完成し
   たものとして積載対象の列を次の列に切替え、前記指示
   手段により指示された位置の近傍における積載場所を探
   索する際に、前記棒積みが完成した列を積載場所から除
   外して探索するようにする川替え処理手段と、 前記指示手段によって指示された位置に基づき、少なく
   とも計算機画面の解像度に伴う２次元表示空間での位置
   と実パレット上の３次元空間での位置との誤差を補正し
   て補正後の位置を前記３次元空間での最適積載位置とし
   て求める最適積載位置算出手段と、 前記最適積載位置算出手段によって求められた最適積載
   位置を前記マニピュレータに送出する送出手段と、 を含み、 前記マニピュレータに積み荷を最適積載位置に積ませる
   ことを特徴とするランダムパレタイズ装置。
2. 【請求項２】 搬送されてくる複数の積み荷を、操作者
   の指示に基づきマニピュレータを用いてパレットの上に
   積むランダムパレタイズ装置において、 搬送されてくる複数の積み荷の外観を、前記操作者に示
   すために表示する入力表示手段と、 前記パレット上に積み荷が積載されている様子を示す積
   み姿図を、前記操作者に示すために表示する出力表示手
   段と、 前記出力表示手段により表示された積み姿図の上で、前
   記操作者の指示に基づき、積み荷を次に積載したい位置
   を指示する指示手段と、 前記指示手段によって指示された位置に基づき、少なく
   とも計算機画面の解像度に伴う２次元表示空間での位置
   と実パレット上の３次元空間での位置との誤差を補正し
   て補正後の位置を前記３次元空間での最適積載位置とし
   て求める最適積載位置算出手段と、 前記最適積載位置算出手段によって求められた最適積載
   位置を前記マニピュレータに送出する送出手段と、 を含み、 前記出力表示手段は、パレットに積載された積み荷を斜
   めから見た様子を表す斜視図を描画する手段であって、
   前記積み荷毎に描画を行う描画手段と、 描画する前記積み荷の重なり状態に基づいて、他の積み
   荷から隠される積み荷を、他の積み荷を隠す積み荷より
   先に描画するように、各積み荷の描画順を決定し管理す
   る描画順管理手段と、 前記描画順管理手段に管理されている描画順に従って、
   前記描画手段に積み荷の描画を指示する描画制御手段
   と、 を備える斜視図表示手段を含み、 前記描画管理手段は、 描画順を表す描画順リストと、 新たに前記パレット上の積み荷が増えた場合に、この新
   たな積み荷を含めて描画順を表すように前記描画順リス
   トを更新する描画順リスト更新手段と、 を含み、 前記マニピュレータに積み荷を最適積載位置に積ませる
   ことを特徴とするランダムパレタイズ装置。
3. 【請求項３】 搬送されてくる複数の積み荷を、操作者
   の指示に基づきマニピュレータを用いてパレットの上に
   積むランダムパレタイズ装置において、 搬送されてくる複数の積み荷の外観を、前記操作者に示
   すために表示する入力表示手段と、 前記パレット上に積み荷が積載されている様子を示す積
   み姿図を、前記操作者に示すために表示する出力表示手
   段と、 前記出力表示手段により表示された積み姿図の上で、前
   記操作者の指示に基づき、積み荷を次に積載したい位置
   を指示する指示手段と、 前記指示手段によって指示された位置に基づき、少なく
   とも計算機画面の解像度に伴う２次元表示空間での位置
   と実パレット上の３次元空間での位置との誤差を補正し
   て補正後の位置を前記３次元空間での最適積載位置とし
   て求める最適積載位置算出手段と、 前記最適積載位置算出手段によって求められた最適積載
   位置を前記マニピュレータに送出する送出手段と、 を含み、更に 前記最適積載位置算出手段は、 前記パレット上に積載されている積み荷のなかで、上面
   に他の積み荷が積まれていない積み荷である最上段リス
   トと、 前記最上段リストの中から、新たに積む積み荷が上に乗
   る可能性のある積み荷を検索する検索手段と、 前記検索手段によって検索された積み荷の上面の範囲に
   おいて、前記指示手段によって指示された位置が安定し
   ない位置と判断した場合には前記新たに積む積み荷の重
   心の位置判断により安定する位置へのすりよせ処理をし
   て積載位置を補正するすりよせ手段と、 を含み、前記すりよせ手段によってすりよらせた箱の位
   置で且つ前記計算機画面の解像度に伴う誤差を補正した
   位置を前記３次元空間での最適積載位置として算出する
   ことを特徴とするランダムパレタイズ装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のランダムパレタイズ装置
   において、更に、 前記算出された最適積載位置に前記新たに積む積み荷を
   積んだ場合に、前記積み荷が乗っている積み荷の上面の
   面積を算出する上面面積算出手段と、 前記上面面積算出手段によって算出された上面の面積が
   所定の値未満になった場合に、前記積み荷が新たに乗せ
   られた積み荷を、前記最上段リストから削除する削除手
   段と、 を含むことを特徴とするランダムパレタイズ装置。