JPH03111337A

JPH03111337A - パレタイズ装置

Info

Publication number: JPH03111337A
Application number: JP1246648A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Tajima; 仁田島; Toru Shigeizumi; 茂泉　徹
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1991-05-13
Anticipated expiration: 2010-11-08
Also published as: JPH07102900B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ロボットを用いたパレタイズ装置に関し、よ
り詳しくは、物品をより安定した状態で積載することが
できるパレタイズ装置に関する。

（従来の技術〕従来のこの種の装置は、１つのパレット等の受け具上に
同一寸法の物品（以下「貨物」という）のみを複数個積
み付けするものが殆どであった。

しかしながら、需要者の多様化に件ない、多品種小量輸
送時代を迎えた現在では、パレタイズの対象となる貨物
も多種多様で１つのパレットに寸法を異にする複数種の
貨物を積載し得るパレタイズ装置の要求が富に高まって
いる。

このような要求に応えるものとして、各貨物の積み付は
位置等をパターン化してそれらのパターンを予めロボッ
トにティーチングする方式のものが提案されている（特
開昭６１−２６１０９号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のティーチング方式のパレタイズ装
置では、多品種の貨物を積載（混載）する際に、その都
度ティーチングする必要があって、多品種の貨物をパレ
タイズする上で柔軟性に劣るという課題があった。そこ
で、従来のティーチング方式を改め、多品種の貨物の組
み合わせに則して、その都度、荷姿を演算によって決定
することによって、多品種の貨物の混載に柔軟に対応さ
せたパレタイズ装置が考えられている。

しかし、このようなパレタイズ装置においては、１つの
パレットにできるだけ多くの貨物を積み付ける必要があ
り、その積み付はパターンを演算するに際し、貨物と貨
物との隙間を極力少なくして無駄なスペースを少なくし
、安定した状態で積載する必要があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
同種または異種の寸法の貨物の積み付は位置及び積み付
はパターンを自動的に仮決定し、次いで、仮決定された
積み付は位置及び積み付はパターンに基づいて貨物間の
位置関係をより安定な状態の荷姿で貨物を積み付けて混
載することができるパレタイズ装置を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のパレタイズ装置は、ロボットハンドによって同
種または異種の物品をパレット、箱体等の受け具上に複
数積載するパレタイズ装置において、積載する物品の組
み合わせに応じて上記受け具上での積載位置及び積載パ
ターンを演算する荷姿演算装置を備え、且つ該荷姿演算
装置が、上記積載位置及び積載パターンを上記物品の仮
の位置関係として演算する第１の演算装置と該第１の演
算装置の演算結果に基づいて荷姿に安定等を付与した演
算位置及び積載パターンを再演算する第２の演算装置と
を備えて構成されている。

（作用）本発明によれば、同種または異種の物品の混載要求があ
ると、荷姿演算装置の第１の演算装置で仮の積載位置及
び積載パターンを演算し、この演算結果に基づいて第２
の演算装置で物品の荷姿に安定等を付与した積載位置及
び積載パターンを再演算して荷揃れすることのない安定
した状態で物品を混載することができる。

〔実施例）以下、第１図乃至第１０図（ａ）　、　（ｂ）　に基づ
いて本発明を説明する。尚、各図中、第１図は本発明の
パレタイズ装置の一実施例の全体を示す平面図、第２図
は第１図のパレタイズ装置に用いられるロボットハンド
を示す正面図、第３図は異種の貨物を１つのパレット上
に混載した状態を示す斜視図、第４図は第３図の混載荷
姿を演算する過程を示すフロー図、第５図（ａ）　、　
（ｂ）はそれぞれ４個の貨物を積み付けるパターンの具
体例を示す平面図、第６図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞ
れ６個の貨物を積み付けるパターンの具体例を示す平面
図、第７図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ８個の貨物を
積み付けるパターンの具体例を示す平面図、第８図はパ
レットを３次元化した座標、第９図は異種の貨物を積み
付けるスペースの概念を示す平面図、第１０図（ａ）。

（ｂ）はそれぞれ積み付はパターンに従って積み付けた
貨物を示す側面図で、同図（ａ）は仮の積み付はパター
ンを示す図、同図（ｂ）は安定化した積み付はパターン
を示す図である。

本実施例のパレタイズ装置は、第１図に示す如く、ロボ
ット本体（１）　　と、該ロボット本体（１）から伸縮
可能に延設されたロボットハンド（２）とを備え、搬入
コンベア（３）によって搬入された貨物をパレットコン
ベア（４）に載置されたパレット（５）上にロボットハ
ンド（２）によって積み付けるように構成されている。

そして、ロボットハンド（２）は、第１図に示す如く、
搬入コンベア（３）上の貨物の位置及びパレットコンベ
ア（４）上のパレット（５）に積み付ける貨物の位置に
よって仮想線で示す領域（Ｒ）を揺動、伸縮動作をする
ようになされている。

また、本実施例におけるロボットハンド（２）は、第２
図に示す如く、エアー吸着バット等からなる一対の把持
具（２ａ）　、　（２ａ）を備え、該把持具（２ａ）　
、　（２ａ）によって貨物を吸着、把持して貨物をパレ
タイズするように構成されている。

また、本実施例のパレタイズ装置は、第３図に示す如く
、複数種の貨物（６）を１つのパレット（５）上に積み
付ける貨物間の隙間を極力少なくしてより多くの貨物を
混載し得るように構成されている。このように、無駄な
スペースを最大限抑制してより多くの貨物（６）を混載
するために、木実流側のパレタイズ装置は、積み付ける
貨物の種類（特に寸法上における種類）に応じてパレッ
ト（５）上での積み付は位置及び積み付はパターンを演
算する荷姿演算装置を備えている。勿論、荷姿演算装置
で演算するために、本実施例のパレタイズ装置は、演算
データとなる貨物（６）の寸法等の入力手段、及びこれ
らのデータを記憶するメモリを備え、更に、所定のパレ
ット（５）上に積み付ける貨物（６）の種類及びそれら
の個数の入力手段を備えている。

本実施例のパレタイズ装置は、上記各入力手段によって
各種のデータが入力されると、上記荷姿演算装置によっ
て、以下の処理がなされるように構成されている。

即ち、上記荷姿演算装置は、第４図に示す如く、第１の
演算装置によって所定のパレット（５）上に混載すべき
各貨物毎の積み付はパターンの組み合わせを演算すると
（ステップ１１０）、それぞれの積み付はパターンの組
み合わせの優先順位を演算によって決定しくステップ１
２０　）　、次いで、各貨物間の積み付はパターンの組
み合わせ演算した後（ステップ１３０　）　、各貨物の
積み付はパターンにおける各貨物の端数の組み合わせを
演算して（ステップ１４０　）　、貨物の仮の積み付は
位置及び積み付はパターンを演算する。次いで、第２の
演算装置によって、上記仮の演算結果に基づいて積み付
は位置及び積み付はパターンにおける各貨物の位置関係
、即ち上下左右の位置関係を安定化した状態にするよう
に再演算する（ステップ１５０）。

次に、上記各ステップにおける演算処理内容を更に詳述
する。

例えば、Ａ貨物を１１個、Ｂ貨物を１２個共に１つのパ
レット（５）上に積み付ける場合について説明する。

ステップ１１０においては、各Ａ貨物、Ｂ貨物の積み付
はパターンの組み合わせを演算するが、その前にその積
み付はパターンとして、第５図乃至第７図に示す各種の
積み付はパターンを予め登録しておく。即ち、第５図は
同一貨物を４個積み付ける場合の２種類のパターン（Ｐ
４ａ）　、　（Ｐ４ｂ）を示し、第６図は６個の貨物を
積み付ける場合の２種類のパターン（Ｐ６ａ）　、　（
Ｐ６ｂ）を示し、第７図は８個の貨物を積み付ける場合
の２種類のパターン（Ｐ８ａ）　、　（Ｐ８ｂ）を示し
ている。この場合、Ａ貨物を１１個積み付けることにな
るから、上記パターンを用いれば次の積み付は態様とし
て以下のパターンがある。

■８個のパターンと端数３個 ■６個及び４個のパターンと端数１個 ■４個のパターン２つと端数３個便宜上、貨物８個のパターンをＡｒ１　、貨物６個のパ
ターンを八Ｐ６　、貨物４個のパターンをＡｒ４及び端
数をＡ）ｌと定義し、また上記■、■、■の各組み合わ
せのパターンをＡＩ、Ａ２及びＡ３と定義すると、上記
■、■、■は次のように定義される。

■＾１＝ＡＰ８　＋ＡＨ４ ■Ａ２＝ＡＰ６　＋ＡＰ４　＋ＡＨ１ ■Ａ３＝＾Ｐ４　＋ＡＰ４＋＾Ｈ３ＢＡｒ４＋＾Ｈ３Ｂ貨物定義すると次の各パターンがあ
る。

■’　　Ｂ１＝ＢＰ８　　＋ＢＰ４ ■　　Ｂ２＝ＢＰ６　　＋ＢＰ４　　＋Ｂｌ（２■’　
　Ｂ３＝ＢＰ４　　＋ＢＰ４　　＋ＢＰ４而して、上記
ＡＰ８の場合には、第７図に示すパターン（Ｐ８ａ）　
、　（Ｐ８ｂ）のいずれのパターンを選択するかを判断
する必要がある。いずれのパターンを選択するかについ
ては、予め次の選択基準を設定しておく。

汰ＩＬ準１）横方向の寸法（第７図中ｐｗ）がパレットの横寸法
以内であり、且つパレットを配列した場合に該横寸法で
最も長くなること。

２）縦方向の寸法（第７図中ｐｔ、）が最も短く、且つ
パレットの縦寸法以内になること。

３）更に、１つの貨物の積み付はパターンが２種以上の
積み付はパターンの組み合わせである場合には、２番目
以降の積み付はパターンをその前の積み付はパターンの
上に形成すること（上記■。

のＢ２を例に挙げれば、ＢＰｆｔの上にＢＦ２を形成す
る）。

上記ｌ）〜３）の決定基準に従ってＡ貨物の積み付はパ
ターンＡ１〜Ａ３および８１〜Ｂ３を決定する。

以上の如くしてＡ貨物及びＢ貨物の積み付はパターンＡ
１〜＾３、Ｂ１〜Ｂ３の組み合わせが決定されると、各
積み付はパターンＡ１〜Ａ３．８１〜Ｂ３のいずれの積
み付はパターンを優先するかを決定するステップ１２０
へ移る。

ステップ１２０においては、次の各積み付けをして加算
した評価式を優先順位決定の基準にする。

ｌ五亘亘１１１）積み付は段数積み付は段数は、積み付はパターンを定義する式の項数
で表わされる（上記■°のＢ１では２段、■゛では３段
）２）最大パターンの縦寸法（第７図中ｐｔ、）の短さ３
）端数の少なさ上記１）〜３）の優先順位基準に基づいて所定の評価式
から演算し、優先順位を決定する。

以上の如くしてＡ貨物およびＢ貨物の積み付はパターン
の優先順位が決定されると、Ａ貨物、Ｂ貨物間のパター
ンの組み合わせを演算するステップ１３０へ移る。

ステップ１３０においては、上記積み付はパターンに従
って積み付けられる貨物の占める矩形のスペースをベー
スと定義し、このベースを基準に積み付はパターンの組
み合わせを上記優先順位との関係から演算する。即ち、
−のベース上に貨物を積み付けた場合、残りのスペース
及び積み付けられた貨物の上面に形成されるスペースが
それぞれ新たなベースとなる。即ち、ベースは、その縦
横寸法、高さ及びスタート位置をもった座標として定義
される（第８図参照）。具体的には、パレット（５）が
ベースになり、貨物を積み付ける前では、パレット（５
）の縦横寸法がベースの縦横寸法になり、高さがＯｍｍ
になる。そして、スタート位置の座標は座標点（０，０
）である。このような条件にあるベースを初期ベース１
とする。而して、初期ベース１となるパレット（５）に
、第９図に示す如く、スタート座１（７１）を含むベー
ス２上に貨物を積み付けると、ベース１は、積み付けら
れた貨物の上面に形成される新たなベース２と、貨物の
ないベース３及びベース４に分割された矩形のスペース
が形成される。このとき、ベース３及びベース４それぞ
れは、ベース高さが０５スタート座標が（７２）　、　
（７３）　　となる。一方、ベース２は、貨物の上面に
形成されているため、ベース高が貨物の高さに等しく、
スタート座標が（７１）である。このように、パレット
（５）に貨物を積み付けると、ベースが順次分割されて
新たなベースを形成することになる。而して、前記ステ
ップ１２０においてＡ貨物とＢ貨物との積み付はパター
ンが＾３．Ｂ３を最優先する旨演算されたとする。従っ
て、混載されるＡ貨物の積み付はパターンはＡ３−ＡＰ
４＋＾Ｐ４　＋ＡＨ３、Ｂ貨物の積み付はパターンはＢ
　＝ＢＰ４　＋ＢＰ４　＋ＢＰ４である。これらの各パ
ターンを上述したベースの概念に基づいて組合わせる場
合には、次のようにする。

組みムわせ基準１）それぞれの貨物の最大パターンの最も寸法の大きい
ものを選択し、全パターンが終了するまで以下の演算を
繰り返す。

２）選択されたパターンの載せられる最小のスペースを
選択し、上述のベース分割を行なう。このとき、貨物の
上下段でできるだけ同一種の貨物となるように、同一種
の場合には、できるだけ同一貨物上に形成されるベース
を優先して選択する。

以上の繰り返しによって全てのパターンが積み付けられ
ると、次に端数の組み合わせを演算するステップ１４Ｇ
へ移る。

ステップ１４０においては、貨物間における積み付はパ
ターンの組み合わせ演算を上述の如くした後、端数の積
み付は処理の演算を行う。端数の積み付けは、基本的に
は上記ステップ１３０の積み付は処理と同様に、ベース
の分割演算によって端数貨物を積み付け、その積み付は
順位は貨物の平面寸法の大きさの順になる。このように
して端数の処理を終えるとステップ１５０へ穆る。

ステップ１５０においては、第１の演算装置のステップ
１１０乃至ステップ１４０の処理によって算出された第
１Ｏ図（ａ）に示す仮の混載状態からより安定化した荷
姿である第１０図（ｂ）に示す混載状態にする積み付は
位置及び積み付はパターンを第２の演算装置によって演
算する。即ち、上記ステップ１１０乃至ステップ１４０
によって貨物（６）の上下左右の位置関係が決定され混
載すべき貨物（６）の個数を算出しであるため、該ステ
ップ１５０では荷姿の安定性の観点からより安定化した
荷姿にすべく積み付は位置及び積み付はパターンを演算
し、この演算結果に基づいて貨物（６）を並べ替えて第
１０図（ａ）に示す不安定な状態からより安定した第１
０図（ｂ）に示す状態にする。

而して、上記演算は次のようにして行なわれる。前述の
如くして作成された全てのベースに対して、その上に載
せる貨物（６）の種別から最も高さの大きい貨物（６）
を中心にし、高さの高い順にその左右に貨物（６）を積
載するように貨物（６）を順に並べ替える。次に該当す
るベースの上に載せる貨物（６）の底辺の総和を算出し
、ベースの寸法を用いてセンタリング計算を行ない、こ
の算出結果に基づいてベースに載せる貨物（６）全体の
重心が極力ベースの中央に位置するように貨物（６）を
並べ替える。

〔発明の効果〕

以上本発明によれば、同種または異種の寸法の物品の積
み付は位置及び積み付はパターンを自動的に仮決定し、
次いで、この仮決定された積み付は位置及び積み付はパ
ターンに基づいて物品間の位置関係をより安定な状態の
荷姿で物品を受け具上に混載することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパレタイズ装置の一実施例の全体を示
す平面図、第２図は第１図のパレタイズ装置に用いられ
るロボットハンドを示す正面図、第３図は異種の貨物を
１つのパレット上に混載した状態を示す斜視図、第４図
は第３図の混載の荷姿を演算する過程を示すフロー図、
第５図（ａ）。（ｂ）はそれぞれ４個の貨物を積み付けるパターンの具
体例を示す平面図、第６図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞ
れ６個の貨物を積み付けるパターンの具体例を示す平面
図、第７図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ８個の貨物を
積み付けるパターンの具体例を示す平面図、第８図はパ
レットを３次元化した座標、第９図は異種の貨物を積み
付けるスペースの概念を示す平面図、第１Ｏ図（ａ）　
、　（ｂ）はそれぞれ積み付はパターンに従って積み付
けた貨物を示す側面図、同図（ａ）は仮の積み付はパタ
ーンを示す図、同図（ｂ）は安定化した積み付はパター
ンを示す図である。各図中、（１）はロボット本体、（２）はロボットハン
ド、（５）はパレット（受は具）、（６）は貨物である
。尚、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

　ロボットハンドによつて同種または異種の物品をパレ
ット、箱体等の受け具上に複数積載するパレタイズ装置
において、積載する物品の組み合わせに応じて上記受け
具上での積載位置及び積載パターンを演算する荷姿演算
装置を備え、且つ該荷姿演算装置が、上記積載位置及び
積載パターンを上記物品の仮の位置関係として演算する
第１の演算装置と該第１の演算装置の演算結果に基づい
て荷姿に安定等を付与した演算位置及び積載パターンを
再演算する第２の演算装置とを備えたことを特徴とする
パレタイズ装置。