JPH03162319A - 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、複数の同種または異種の貨物をパレットまた
は箱体等の受け具に効率良くパレタイズするパレタイズ
装置に関する． （従来の技術〕 従来のパレタイズ装置は、パレットまたは箱体等の受け
具に同一寸法の貨物のみを複数積載するものが殆どであ
った．しかしながら、消費者の商品に対する需要が多様
化した現在においては、このような商品の多様化に基づ
く多品種小量輸送が必要となり、それに伴って貨物の寸
法も一様でなく異なった寸法の異種の貨物をパレタイズ
するパレタイズ装置が要求されている． 上記の要求に応えるものとして、バレタイジング・ロボ
ット・システムにおけるティーチング方式が提案されて
いる（特開昭６１−２６１０９号公報）．該公報に記載
のティーチング方式は、平面パターンを作成する手段、
平面パターンの組み合わせ及び積み付けパターンそれぞ
れを作成する手段を備え、これらの入力データに従って
ロボットの動作経路、動作制御情報をロボットに教示す
る手段を備えたものである． （発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記公報に記載のティーチング方式は、
各種データを入力してロボットの動作経路等を予め教示
してロボットを動作させるようにしたものであり、ティ
ーチング内容に基づいた一様な動作しかすることができ
なかった。そこで、各貨物の積載位置をティーチング等
により予め教示する方式ではなく、貨物の組み合わせに
応じてその都度演算により積載位置を決定する柔軟なシ
ステムを構築することができる。しかしながら、このよ
うに柔軟性のあるシステムにしても、１つの受け具に積
載する貨物間の隙間を極力少なくして無駄なスペースを
なくした状態で貨物を能率良く積載することができない
という！！ｉ！題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
複数の同種または異種の貨物をパレットまたは箱体の受
け具に積載するに際し、無駄なスペースを極力なくする
と共に貨物の供給順序及び積載順序の自由度を高くする
ことができ、しかも安価なパレタイズ装置を堤供するこ
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、貨物の寸法等の貨物データ
及び上記受け具に積載する貨物の種類、個数等の積載デ
ータに基づいて貨物の積載順序及び積載位置を演算する
荷姿演算手段と、該荷姿演算手段の演算結果に基づいて
貨物を積載するハンドリング手段と、該ハンドリング手
段によってパレタイズされる貨物を必要に応じて仮置き
する仮置台と、該仮置台にハンドリング手段にて貨物を
積載する際の貨物位置及び置順序を演算するｆ！載位置
演算手段とを備えたものである。

〔作用〕

本発明によれば、同種または異種の貨物が供給されると
、荷姿演算手段の演算結果に基づいてハンドリング手段
を作動させて貨物を受け具へ積載する。その際、必要に
応じて貨物を仮置台に仮置きするが、この場合、仮置台
に最初に置かれた貨物によって後から積載される貨物が
干渉を受けないよう、仮置台における貨物の置位置及び
置順序を積載位置演算手段によって演算することで、貨
物のピッキングが容易となるとともに、仮置台が有効利
用できる。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第ｌＯ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
ズ装置の一実施例を示す平面図、第２図は第１図のパレ
タイズ装置のハンドを拡大して示す平面図、第３図（ａ
）　．　（ｂ）はそれぞれ貨物を示す図で、同図（ａ）
はその一部を破断して示す側面図、同図（ｂ）は他の側
面図、第４図はパレットに異なる寸法を有する貨物が混
載された状態を示す斜視図、第５図（ａ）　，　（ｂ）
　．　（ｃ）　．　（ｄ）　，　（ｅ）　．　（ｆ）は
それぞれ貨物の積載パターンを示すパターン図、第６図
は第１図に示すパレタイズ装置の動作を示すフロー図、
第７図は積載する際のスペースの概念を示す三次元座標
、第８図は積載するスペースの概念であるベースを示す
概念図、第９図はパレット（７）に貨物を積付けるとき
、仮置台（８）上の貨物との干渉状態を、側面把持貨物
の場合について示した図、第１０図（ａ）　．　（ｂ）
は上記干渉を最小にするため、仮置台への格納順序を決
めるための手順を示した図である。

本実施例のパレタイズ装置ＣＰ）は、第１図に示す如く
、ロボット本体（１）　と、ロボット本体（１）のアー
ム（２）の先端に取り付けられたハンド（３）とを備え
ており、アーム（２）を同図中一点鎖線で示す円弧状の
動作領域（４）において伸縮させると共に水平方向に揺
動させて搬入コンベア（５）によって供給される貨物（
図示せず）をハンド（３）によって把持してパレットコ
ンベア（６）によって搬送される受け具（以下，「パレ
ット」で代表する）（ア）に所定数量だけ積載するよう
に構成されている。また、上記パレットコンベア（６）
に隣接させると共に上記動作領域（４）内に位置させて
貨物を一時的に仮置きする仮置台（８）が配設されてい
る。そして、上記ハンド（３）は、第２図に示す如く、
貨物の上面に吸着させて把持する一対の吸着パッド（３
　１）　．　（：ｌ　１）　　と、第３図（ａ）　．　
（ｂ）に示す如く貨物（９）の側面に形成された孔（９
１）を引っ掛けて把持するフック（２２）とを備え、回
転軸（３３）を介して対象となる貨物によって吸着パッ
ド（３ｌ）（３１）とフック（３２）とを適宜切り替え
て貨物を把持するように制御されている。

而して、本実施例のパレタイズ装置（Ｐ）は、例えば同
種または異種の貨物（９）をパレット（７）に混載し得
るようになされている（第４図参照）。

そして、該パレタイズ装置（Ｐ）は、貨物（９）の寸法
等の貨物データ及びパレット（７）に積載する貨物（９
）の種類、個数等の積載データをそれぞれ入力する人力
手段と、該入力手段によって入力されたデータ等を記憶
するメモリと、該メモリに記憶されたデータに基づいて
貨物（９）の積載順序及び積載位置を演算する荷姿演算
手段（装置）とを備えている。そして、該パレタイズ装
置（Ｐ）は、上記荷姿演算装置の演算結果に基づいてハ
ンドリング手段、即ち前記ハンド（３）を作動させて貨
物（９）をパレット（７）上に混載する。混載する際に
は、例えば第５図（ａ）〜（ｆ）に示す６つの積載パタ
ーンＰ４ａ，Ｐ４ｂ，Ｐ８ａ，Ｐ６ｂ，Ｐ８ａ及びＰ８
ｂに従って混載するようになされている。これらの積載
バターンは、予めメモリ（図示せず）に記憶させてあり
、パレタイズする貨物（９）に即して演算により適宜選
択するようになされている。上記積載パターンＰ４ａ，
Ｐ４ｂはそ．れぞれ同一貨物（９）を４個積載する場合
のパターン、積載パターンＰｅａ，Ｐ６ｂ　Ｇｔそれぞ
れ同一貨物（９）を６個積載する場合のパターン、積載
パターンＰ８ａ，Ｐ８ｂはそれぞれ同一貨物（９）を８
個積載する場合のパターンを示している． 次に、本実施例のパレタイズ装置（Ｐ）によって異種の
貨物（９Ａ）　．　（９８１　をそれぞれＩｆ個，１２
個混載する場合を例に挙げて第５図、第６図に基づいて
説明する． パレタイズ装置（Ｐ）が始動すると、まず混載すべき貨
物（９Ａ）　，　（９Ｂ）それぞれの積載パターンの組
み合わせを演算する（ステップ１１０　）。貨物（９Ａ
）を１１個積載する場合には次の３つの組み合わせが演
算によって求められる． １）８個の積載パターンと端数３個の組み合わせ２）６
個と４個の積載パターンと端数１個の組み合わせ ３）４個の積載パターン２つと端数３個との組み合わせ ここで、上記１）の組み合わせを＾１＝ＡＰ８＋＾旧と
定義し、ＡＩは貨物（９）の１つ目の組み合わせ、ＡＰ
８は貨物（９＾）の８個の積載パターン、＾Ｈ３は貨物
（９八）の端数（Ｈ）が３個あることを意味する。上記
２）　，３）の各組み合わせを上記！）と同様に表わす
と、２）の組み合わせはＡ２＝＾Ｐ６＋＾Ｐ４　＋ＡＨ
１　，３）の組み合わせはＡ３＝＾Ｐ４＋＾Ｐ４　＋Ａ
Ｈ３となる。

貨物（９８）についても同様に表わすと、Ｂｌ　＝　Ｂ
Ｐ８＋ＢＰ４　，　Ｂ２＝ＢＰ６　＋ＢＰ４　＋ＢＨ２
及びＢ３＝ＢＰ４　＋ＢＰ４　＋８Ｐ４の３つの組み合
せがある。

上記の如く、各貨物（９＾）　，　（９Ｂ）の組み合わ
せが演算されると、次に＾Ｐ８の場合には、第５図に示
す積載パターンＰ８ａ，Ｐ８ｂのいずれかを決定する必
要がある．積載パターンＰ８ａ，Ｐ８ｂのいずれかは、
例えば次の規則に従って＾１〜＾３が決定される。

１）横方向寸法（第５図中のｐｗ）がパレット（７）の
横寸法以内で且つ横寸法範囲で最も長いもの。

２）縦寸法（ＰＬ）が最も短く且つ、パレット（７）の
縦寸法範囲内のもの。

また、第２項め以降（例えばＢ２におけるＢＰ４・・・
）のときは、１）　，２）に加えて、３）１つ前の項（
８２のＢＰ４に対するＢＰ６　）で決めたパターンの上
に乗ること。

ステップ１１０において各貨物（９＾）　，　（９Ｂ）
毎の積載パターンの組み合わせが決定されると、次の組
み合わせのうち積載する優先順序が演算によって決定さ
れる（ステップ１２Ｇ　）　，この優先順序は、例えば
次のような項目に重み付けをして加算した評価式によっ
て決定される。

１）積載の段数（つまり、上記の項数、Ｂ１であれば２
、Ｂ２であれば３） ２）最大パターンの縦寸法（ＰＬ）の短さ。

３）端数の少なさ． ステップ１２０において積載パターンの組み合わせの優
先順序が決定されると、各貨物（９＾）　，　（９Ｂ）
間の積載パターンの組み合わせを演算する（ステップ１
３０　）　，この演算は、例えば、ベースの概念を導入
して次のように行なわれる。ここで、ベースとは、その
上に貨物を積むことのできる矩形のスペースのことであ
り、ベースの上に貨物を積み込めばその貨物を積み込ん
だ残りのスペースと更に今積み込んだ貨物（９）の上も
新たなベースとなる。また、前述のパターンにも、その
パターンで積んだとき、その上のベースの寸法が定義さ
れている。つまり、ベースには、その縦横寸法、高さ、
及びスタート位置座標を持つ。即ち、初期条件で、ベー
スは、パレット（７）そのものであり、ベースの寸法が
パレット（７）の寸法、ベースの高さがＯｍｍで、スタ
ートの位置座標がパレット（７）の端（第７図参照）（
０，Ｏ）となる。この初期ベースをベース１とする。

次に、上記ベース１の上に貨物（９）を積載するとき、
このベースかどのように変化するかを第８図に基づいて
説明する。

空のパレット（７）は、上述の如く、ベース１となり、
該パレット（７）の上にＰＡ４を積載する場合、同図中
ベース２と書かれた部分に置いたとき、ベース１は分割
されてベース２〜ベース４にｔｔ　６。即ち、ベース３
とベース４とは、ＰＡ４を置いた残りのスペースで、ベ
ースの定義が矩形であるため、同図のようにベース３と
ベース４の２つになる。このとき、ベース２．３のベー
ス高さはＯＩＩＩＩＩ１のままであり、スタートの位置
座標はそれぞれ（７２）　，　（７３）　　となる。ベ
ース２はＰ＾４を置いた上のスペースで、スタートの位
置座標は（７１）、ベース高さは貨物（９Ａ）　　（Ｐ
Ａ４）の上であるから、貨物（９Ａ）の高さに等しくな
る。このようにベースの上に貨物を積載することにより
ベースが分割されてゆく。この例では、混載する貨物（
９Ａ）　．　（９Ｂ）は、Ａ３　＝　ＡＰ４　＋＾Ｐ４
　＋Ａ｝１３　と８３＝ＢＰ４　＋ＢＰ４　＋ＢＰ４で
ある。そこで、これらのパターンをいかに組み合わすか
を説明する。

ｌ）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計算を
繰り返す。

２）選択されたパターンの載せられる最小のベースを選
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、同一の場
合はできるだけ同一貨物上のベースを優先し選択する。

以上の繰り返しによりすべてのパターンが積載される。

ステップ１３０において貨物間の積載パターンの組み合
わせが上述の如く演算されると、残りの端数の組み合わ
せを演算する（ステップ１４０　）　，端数の積載は、
基本的にはステップ１３０の積載と同様、ベースの分割
演算により端数の貨物（９）を積載してゆき、このとき
の対象貨物（９）の選択順序は、貨物（９）の平面寸法
の大きい順にするのが一般的である。

而して、本実施例のパレタイズ装置に貨物を供給すると
き、すべての貨物（９）を積載順序に供給するのでは、
供給装置が高価となり実用的ではない。例えば、貨物（
９Ａ）をｌ２個積載する時、８個ある積載パターンで積
載し、次に別の貨物（９Ｂ）を積載し、再び貨物（９＾
）を４個積載する等が考えられる。この時、貨物（９Ａ
）を８個供給し、貨物（９Ｂ）を供給し、再び貨物（９
Ａ）を４個供給するのでは、供給装置が複雑になりすぎ
る．このため、供給装置としては貨物（９＾）をｌ２個
連続し供給するが、８個を積み付け、残りの４個を一時
仮置台（８）に格納し、先に貨物（９Ｂ）を積み込み、
再び貨物（９Ａ）を積み込む時、仮置台（８）から貨物
（９Ａ）をピックして積載する。このように、仮置台（
８）は、貨物の供給順序と、実際に積載する順序を可変
とすることができる。これを第１図、第９図及び第１０
図に基づいて具体的に説明すると、まず、貨物（９八）
が１２個連続して搬入コンベア（５）から供給される．
このうち８個がパレット（７）Ｃ積載されるが、残りの
４個は仮置台（８）に一時的に格納される。このとき、
ロボットの動作領域（４）の関係からパレット（７）と
仮置台（８）は、隣接して設置せざるを得ない．従って
、仮置台（８）に貨物（９Ａ）を４個格納した状態で貨
物（９Ｂ）を積載する必要がある。

しかし、パレット（７）に貨物を積付けるとき、第９図
に示すようにＬ寸法の範囲の仮置台（８）に、貨物が格
納されている場合は、この貨物にハンド（３）或は積付
する貨物が干渉し、この位置に貨物を積付することはで
きない。

そのため、これらの干渉を最小にするため、第ｌＯ図（
ａ）　．　（６）に示すよう仮置台（８）への格納順序
を決める。この場合、計算の簡単化のため最大貨物の大
きさが採用されることが多い。同図の例では、第ｌＯ図
（ａ）におけるｆ，ｅの位置に最初に貨物を格納したと
き、後から格納される貨物の干渉を受ける可能性が多い
、従って、この仮置台（８）　＆：貨物を格納するとき
、ａ，ｂ，ｃ，・・・の順に貨物を格納したほうが干渉
が少なくなる。従ってこのように、仮置台の格納位置を
、貨物の干渉を考慮して制御することで効率よく貨物を
積載することができる。故に、仮置台の格納位置を演算
する演算器によりこのように格納制御をすると、より効
率の良い積付が可能となる。

〔発明の効果〕

以上本発明によれば、複数の同種または異種の貨物を一
時仮置台に仮置きした後、パレットまたは箱体等の受け
具に積載するに際し、仮置台に位置する貨物の置位置及
び置順序を予め積載位置演算手段にて演算することで、
貨物間の干渉を無くし、しかも無駄なスペースをあける
ことなく、効率よく貨物を仮置することができる。

【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を示す平面
図、第２図は第１図のパレタイズ装置のハンドを拡大し
て示す平面図、第３図（ａ）　．　（ｂ）はそれぞれ貨
物を示す図で、同図（ａ）はその一部を破断して示す側
面図、同図（ｂ）は他の側面図、第４図はパレットに異
なる寸法を有する貨物が混載された状態を示す斜視図、
第５図（ａ）　，　（ｂ）　，　（ｃ）（ｄ）　，　（
ｅ）　．　（ｆ）はそれぞれ貨物の積載パターンを示す
パターン図、第６図は第１図に示すパレタイズ装置の動
作を示すフロー図、第７図は積載する際のスペースの概
念を示す三次元座標、第８図は積載するスペースの概念
であるベースを示す概念図、第９図はパレット（７）に
貨物を積付けるとき、仮置台上の貨物との干渉状態を、
側面把持貨物の場合について示した図、第！Ｏ図は上記
干渉を最小にするため、仮置台への格納順序を決めるた
めの手順を示した図である。 各図中、（１）はロボット本体、（３）はハンド（ハン
ドリング手段），（７）はパレット（受け具），（８）
は仮置台、（９）は貨物、（Ｐ）はパレタイズ装置であ
る。 尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数の同種または異種の貨物を、パレットまたは箱体
   等の受け具に積載するパレタイズ装置において、上記貨
   物の寸法等の貨物データ及び上記受け具に積載する貨物
   の種類、個数等の積載データに基づいて貨物の積載順序
   及び積載位置を演算する荷姿演算手段と、該荷姿演算手
   段の演算結果に基づいて貨物を積載するハンドリング手
   段と、該ハンドリング手段によってパレタイズされる貨
   物を必要に応じて仮置きする仮置台と、該仮置台にハン
   ドリング手段にて貨物を積載する際の貨物位置及び置順
   序を演算する積載位置演算手段とを備えたことを特徴と
   するパレタイズ装置。