JPH03111339A - パレタイズ装置 - Google Patents

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、ロボットハンドが積載された物品に干渉す
ることなく最大数量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んどであった。

しかしながら、需要者の多様化に伴い、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決定し、且つ貨物とロボットハン
ドとの干渉を回避しつつ貨物間の隙間を最小限にして効
率よく貨物を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、その演算結果に基づいて上記ロボットハンドに
よって物品を積載する際に、既に積載された物品と該ロ
ボットハンドとが干渉する範囲を演算する干渉演算装置
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、荷姿演算装置で各種物品の積み付は装置及び積み
付はパターンを演算し、この演算結果に基づいて、干渉
演算装置で既に積載された物品と次の物品を積載する際
のロボットハンドとが干渉する範囲を演算することによ
って、ロボットハンドが物品に干渉することがないよう
に最小限の隙間を設けながら物品を混載することができ
る。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第１２図に示す実施例に基づいて本発
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図の混載の荷姿を演
算する過程を示すフロー図、第５図（ａ）　、　（ｂ）
は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図は異種の貨物の積み付けるスペース
の概念を示す平面図、第１０図は寸法を異にする貨物を
積み付ける際の貨物とロボットハンドとが干渉する状態
を示す正面図、第１１図は積み付ける貨物とロボットハ
ンドとの関係を示す平面図、第１２図は複数個の貨物を
積み付けた状態を示すロボットハンドと各貨物との関係
を示す平面図である。

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、エアー吸着パッド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
、異種の貨物（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ぃる。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、本実施例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、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くステップ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
算によって決定する（ステップ１２０）。次いで、異種
の各貨物間の積み付はパターンの組み合わせを演算した
後（ステップ１３０）、最後に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）、一連の処理を終了して最大混載量を確保
するようになされている。

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
４．）　、　（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（Ｐ６．）　、　（
Ｐｅ＋ｂ）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（Ｐ８．）　、　（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ＡＰ８　、貨物６個のパ
ターンをＡＰ６　、貨物４個のパターンをＡＰ４及び端
数を＾Ｈ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。

■ＡＩ＝ＡＰ８　＋ＡＨ４ ■Ａ２＝＾Ｐ６　＋ＡＰ４　＋ＡＨ１ ■Ａ３−ＡＰ４　＋ＡＰ４　＋ＡＨ３ Ｂ貨物についても同様に定義すると次の各パターンがあ
る。

■’　８ｌ−ＢＦ２　＋ＢＰ４ ■’　Ｂ２＝ＢＰ６　＋ＢＰ４　＋ＢＨ２■’　　Ｂ３
＝ＢＰ４　　＋ＢＰ４　　＋ＢＰ４而して、上記ＡＰ８
の場合には、第７図に示すバタニン（Ｐ８．）　、　（
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。

汰一定−五−里 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８２を例に挙げれば、Ｂ
Ｆ２の上にＢＦ２を形成する） 上記１）〜３）の決定基準に従ってＡ貨物の積み付はパ
ターンＡ１〜Ａ３及び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
Ａ１〜Ａ３、Ｂｌ〜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．　Ｂｌ〜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１
２０へ移る。

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

ｌ逸」Ｕ虹１１ １）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工数
で表される（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ＰＬ）の短かさ 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貨物及び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フた座標として定
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Ｏｍ
ｍ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０１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。

このとき、既に積み付けられた貨物と、これから積み付
けようとする貨物の高さの関係によっては、ロボットハ
ンド（２）が既に積み付けられた貨物と干渉することが
ある。このようにロボットハンド（２）が積み付けられ
た貨物と干渉する場合には、これから積み付ける貨物を
隙間なく密着させて積み付けられるとは限らない。例え
ば、第１Ｏ図に示す如く、高さを異にする貨物（６ａ）
　、　　（６ｂ）を密着させて積み付けようとするとロ
ボットハンド（２）が貨物（６ｂ）と干渉するから、干
渉せぬように一定の隙間をもたせて積み付ける必要があ
る。そのために、本実施例装置では、干渉演算装置によ
って干渉の有無を演算によって算出しチエツクするよう
に構成されている。これを第１１図、第１２図を参照し
つつ説明する。即ち、積み付けられる貨物（６）の大き
さは、ロボットハンド（２）よりも大きいものもあれば
、小さいものもあり、ロボットハンド（２）の方が大き
い場合に上述の如き干渉が生じる。ロボットハンド（２
）が第１１図に示す如く、部分的に貨物（６）よりも大
きく、この貨物（６）をより高い寸法の貨物に隣接させ
て積み付けようとすると第１０図に示す関係になって隙
間を予め演算して隙間を形成するように積み付けるよう
にしている。つまり、同一種の貨物（６ｃ）　、　（６
ｄ）　。

（６ｅ）を第１２図に示す如く積み付けようとすると、
これら３個の貨物（６ｃ）　、　（ａｄ）　、　（６ｅ
）は同一高さであるため密着させて積み付けられるが、
高さを異にする他の貨物を積み付けようとすると、各貨
物（６ｃ）　、　（８ｄ）　、　　（６ｅ）におけるロ
ボットハンド（２）の位置を一括した一点鎖線で示す包
絡線の範囲が、この積み付はパターンの干渉領域（７）
になる。この積み付はパターンで第７図に示すベース２
に貨物（６ｃ）　、　（ａｄ）　、　（Ｂｅ）を積み付
け、次の貨物（６）をベース４に積み付ける際に、ベー
ス２に積み付けられた貨物（８ｃ）　、　　（ａｄ）　
、　　（８ｅ）の高さとベース４に積み付ける貨物（６
）の高さとの差が第１０図に示すＨ寸法以上あればロボ
ットハンド（２）が干渉するため、貨物（６）を密着さ
せて積み付けることができず、第１２図に示す干渉領域
（７）　を回避して積み付ける。この干渉領域（７）の
有無は次のようにして行われる。

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Ａ３．８３を最優先する旨演算されたとす
ると、混載されるＡ貨物の積み付はパターンは、Ａ３冨
ＡＰ４　＋ＡＰ４　＋ＡＨ３、Ｂ貨物の積み付はパター
ンはＢ冨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み合わ
せる場合には次のようにする。

１医皇互ヱ１Ｊ 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１４０
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り、ロボットハン
ドの干渉の有無についてもチエツクする。

以上説明した如く、本実施例によれば、異種の貨物の寸
法等のデータが入力されるとメモリに記憶しておき、ま
た、パレット（５）に混載する貨物（６）の種類及び個
数を入力しておくと、荷姿演算装置によってステップ１
１０からステップ１４０の一連の積み付はパターンの演
算を行うと共に、干渉演算装置によってロボットハンド
（２）が貨物（６）に干渉しないように干渉領域（７）
を演算して異種貨物間の必要とされる隙間を自動的に設
けて最大量の貨物（６）をパレット（５）上に混載する
。

〔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貨物の混
載要求に基づいて各種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決定し、且つ貨物とロボットハン
ドとの干渉を回避しつつ貨物間の隙間を最小限にして効
率よく貨物を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）はそれぞれパレットに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概念を
示す平面図、第１０図は寸法を異にする貨物を積み付け
る際の貨物とロボットハンドとが干渉する状態を示す正
面図、第１１図は積み付ける貨物とロボットハンドとの
関係を示す平面図、第１２図は複数個の貨物を積み付け
た状態を示すロボットハンドと各貨物との関係を示す平
面図である。 各図において、（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）、（８）は貨
物（物品）、（７）は干渉領域である。 尚、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第 １ 図 １　：Ｏホ′ット漆４本 第 第 図 図 ｓ　、１＊　（豹ｌ） 第 図 第 図 （ａ） （ｂ） ４ｂ 第 図 （ａ） （ｂ） ６ａ ６ｂ 第 図 （ａ） （ｂ） ｗ １’５Ｍ 第 ８ 図 第 ０ 図 第 １ 図 第 ２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　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、その演算結果に基
   づいて上記ロボットハンドによって物品を積載する際に
   、既に積載された物品と該ロボットハンドとが干渉する
   範囲を演算する干渉演算装置を備えたことを特徴とする
   パレタイズ装置。