JPH06271074A

JPH06271074A - パレタイズ装置

Info

Publication number: JPH06271074A
Application number: JP6561493A
Authority: JP
Inventors: Akira Kanazawa; 暁金沢; Hisafumi Yokogawa; 尚史横川; Shoichiro Maeda; 昭一郎前田
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1993-03-24
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】パレットに荷箱を積み付けるパレタイズ装置に
おいて、種類の異なる荷箱を含む複数の荷箱について、
荷姿を安定させて積付けを行う。【構成】荷箱を低面積の大きなものから順に積み付け
る。パレットの基準線Ｔ１〜Ｔ４で仕切られた４象限の
積付け位置を設定する。ホストコンピュータ２で決定し
た積付け位置に荷箱を積み付ける。積付けを行うときの
下段の上面が略平坦であるときに基準線Ｔ１〜Ｔ４を荷
箱のサイズに応じてシフトする。シフトした段数のとこ
ろで上下段の段ボール箱の積付け位置（象限）が重なる
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、段ボール箱詰品などの
寸法の異なる荷箱を含む複数の荷箱をパレットに積付け
するのに適したパレタイズ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パレタイズ装置は、一つのパレッ
トに対して同一寸法の複数個の荷箱を積付けするものが
殆どであり、このような場合には、一つのパレットに対
して効率良く積付けする手順等を予め決めておくことが
でき、さらに、最終的な荷姿は一定で安定したものにな
る。

【０００３】しかし、多品種の製品をまとめて輸送する
場合など、パレタイズ装置により一つのパレットに対し
て寸法の異なる複数種類の荷箱を積付けすることも要求
されている。このような場合には、荷箱の積付け位置な
どを考慮して、荷姿を安定させることが必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、種類の異な
る荷箱を含む複数の荷箱について、荷姿を安定させてパ
レットに積付けを行なえるパレタイズ装置を提供するこ
とを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明のパレタイズ装置は、寸法の異なる荷
箱を含む複数の荷箱を、パレットの中心周りに４分割し
た４象限の領域に分配して該パレット上に積み付けるパ
レタイズ装置であって、前記複数の荷箱を底面積の大き
い順に供給する荷箱供給手段と、前記荷箱供給手段で供
給される荷箱を供給順に前記パレットに積み付ける積付
けロボットと、前記積付けロボットを制御して荷箱を該
荷箱に指定された積付け象限に積み付けるとともに、隣
接する象限に積み付けられた２つの荷箱の隣接方向の長
さの和の中心が前記パレットの中心線の位置になるよう
に、該隣接する象限の位置をシフトして前記積付けロボ
ットを制御するロボット制御手段と、を備えたことを特
徴とする。

【０００６】

【作用】本発明のパレタイズ装置において、荷箱供給手
段は複数の荷箱を底面積の大きい順に供給し、積付けロ
ボットは荷箱供給手段で供給されるに箱を供給順にパレ
ットに積み付ける。このとき、ロボット制御手段は、積
付けロボットを制御して荷箱を該荷箱に指定された積付
け象限に積付けるとともに、隣接する象限に積み付けら
れた２つの荷箱の隣接方向の長さの和の中心がパレット
の中心線の位置になるように、該隣接する象限の位置を
シフトして積付けロボットを制御する。

【０００７】したがって、このシフトにより、積付けら
れた荷箱の上下段で積付けられる領域が重なることがあ
り、荷姿が安定する。なお、荷箱を積み付ける順番は、
荷箱の低面積の大きなものから積み付けるようにする
と、さらに荷姿が安定する。

【０００８】

【実施例】図２は本発明実施例のパレタイズ装置を適用
したたばこ製品の仕分け装置を示す平面図である。この
装置は、たばこ製品を種類毎に箱詰めした荷箱（以後、
単に「段ボール箱」という。）について、一台のパレッ
トに対して多種類の製品の段ボール箱を積載する装置で
あり、積載される各段ボール箱の寸法（縦、横、高さ）
は種類に応じて異なり、各種類毎に所定の寸法となって
いる。

【０００９】図において、段ボール箱Ｂは、底面積の大
きなものから順にプールコンベア１０から順次供給さ
れ、ピッチ送りコンベア１０ａで１箱ずつフィードコン
ベア２０に送られる。このフィードコンベア２０は、段
ボール箱Ｂを取り込んで、この段ボール箱Ｂの前面をス
トッパ２０ａに当接させることにより段ボール箱Ｂを一
定の位置で停止させる。

【００１０】一方、パレットＰは、フリーローラコンベ
ア３０から供給されてチェーンコンベア３０ａを介して
リフト付コンベア４０に送られ、このリフト付コンベア
４０はパレットＰを取り込んでパレットＰの前面をスト
ッパ４０ａに当接させるとともに、プッシャ４０ｂでパ
レットＰの側面を押すことによりパレットＰを一定の位
置で停止させる。なお、リフト付コンベア４０は段ボー
ル箱の積付け高さに応じてパレットＰを下降できるよう
になっている。また、ストッパ４０ａは昇降可能になっ
ており、段ボール箱を積載したパレットを排出するとき
に下降するようになっている。

【００１１】積付けロボット１は、ロボット本体１１に
昇降機構１２を備えるとともにこの昇降機構１２にアー
ム１３が取付けられ、このアーム１３の先端には段ボー
ル箱Ｂの側面から挟みつける挟持プレート１４ａ，１４
ｂが配設されている。挟持プレート１４ａ，１４ｂはア
ーム１３の先端で鉛直方向を軸にして回動自在にされ、
アーム１３は昇降機構１２に対して図の矢印の方向に
摺動自在にされ、さらに、昇降機構１２はロボット本体
１１に対して支点Ｏを中心にして図の矢印のように回
動自在になっている。

【００１２】そして、フィードコンベア２０上の段ボー
ル箱Ｂは挟持プレート１４ａ，１４ｂで挟持されてリフ
ト付コンベア４０上のパレットＰ上に移動され、アーム
１３に対して挟持プレート１４ａ，１４ｂを回動させる
ことにより、段ボール箱ＢはパレットＰ上の任意の位置
で任意の方向に積載できるようになっている。

【００１３】フィードコンベア２０とチェーンコンベア
３０ａの間には、フィードコンベア２０の縁に沿って複
数のホットメルトガンを配列したホットメルト装置５０
が配設されており、積付けロボット１によって段ボール
箱Ｂがフィードコンベア２０から移動されるときに、ホ
ットメルト装置５０により段ボール箱Ｂの底部にホット
メルトが塗布され、段ボール箱を積載した後、パレット
の移動中の荷崩れが防止される。

【００１４】なお、ホットメルト装置５０はホットメル
トガンと同様に配列されたフォトセンサと、これと交叉
する方向に配列した２個のフォトセンサを備えており、
これらのフォトセンサで段ボール箱の長さと幅を検出し
て段ボール箱底部のサイズに応じた分だけホットメルト
を塗布する。

【００１５】ここで、積付けロボット１の挟持プレート
１４ａ，１４ｂはフィードコンベア２０上に位置すると
き、一方の挟持プレート１４ａはフィードコンベア２０
に対して一定の位置で停止され、他方の挟持プレート１
４ｂを移動させることにより、この挟持プレート１４
ａ，１４ｂによって段ボール箱Ｂの側面を挟持する。

【００１６】すなわち、段ボール箱Ｂはフィードコンベ
ア２０のストッパ２０ａおよび挟持プレート１４ａによ
り積付けロボット１に対して直交する２面を一定の位置
にした状態で挟持プレート１４ａ，１４ｂによって挟持
される。また、パレットＰもリフト付コンベア４０にお
いて積付けロボット１に対して一定の位置で停止される
ので、積付けロボット１が段ボール箱をフィードコンベ
ア２０からパレットＰ上に積み付けるとき、このパレッ
トＰ上での段ボール箱の積付け位置に応じて積付けロボ
ット１の各部の移動長や回転角度などの制御量は決ま
る。

【００１７】このようにして、積付けロボット１でパレ
ットＰに段ボール箱Ｂが所定高さ以内で積載できるだけ
積み付けられると、パレットＰはチェーンコンベア６０
を介して方向転換コンベア７０に供給され、この方向転
換コンベア７０によりストレッチ包装装置８０に送ら
れ、ストレッチ包装装置８０では、積み付けられた段ボ
ール箱の周囲にフィルム巻きが施され、荷姿が固定され
る。

【００１８】ここで、この実施例における段ボール箱の
積付け方法について説明する。図３はパレットにおける
積付け象限の一例を示す図であり、この実施例ではパレ
ットＰの中心Ｑに対して点対称となる４つの交叉する基
準線Ｔ１〜Ｔ４を予め設定して、基本的にはパレットＰ
の中心に１００mm四方の空き領域を作って、基準線Ｔ１
〜Ｔ４で区切られる周囲４箇所の領域をそれぞれ第１象
限(I) 、第２象限(II)、第３象限(III) および第４象限
(IV)とする。

【００１９】そして、例えば図４に示したように、フィ
ードコンベア２０上で一定位置となる段ボール箱Ｂの前
記直交する２面を隣接する基準線（Ｔ１とＴ４，Ｔ２と
Ｔ１，Ｔ３とＴ２，Ｔ４とＴ３）に一致するように段ボ
ール箱Ｂを各象限に積み付ける。なお、このように段ボ
ール箱ＢをパレットＰに対して所定の位置に積み付ける
ときの積付けロボット１の制御量は、このパレットＰ上
での基準線Ｔ１〜Ｔ４の位置情報と、積み付ける象限の
データに応じて決定される。

【００２０】ところで、図４のように、段ボール箱のサ
イズによってはパレットＰから段ボール箱Ｂの端部がは
み出す場合が生じる。また、基準線Ｔ１〜Ｔ４を一つの
パレットに対して一定の位置にして積付けを行うと、各
象限のすべての段で毎回同じ位置に積付けられることに
なるので荷姿の安定性という点であまり好ましくない。
そこで、この実施例では、以下の条件（イ），（ロ），
（ハ）を満足するとき、次のような基準線シフトの処理
を行う。

【００２１】条件（イ）：４つの段ボール箱が連続した
流れ順で、それぞれ異なる象限に積み付けられるような
場合。条件（ロ）：既に積み付けられている下段の上面が予め
設定された許容範囲内で平坦である。（なお、パレット
に最初の段を積み付けるときはその面は当然許容範囲内
で平坦となる。）条件（ハ）：積み付けた後の４象限の上面が予め設定さ
れた許容範囲内で平坦となる。

【００２２】以上の３条件を満足するとき、例えば図４
の場合には図５のように基準線Ｔ１〜Ｔ４をシフトし、
このシフトされた基準線に基づいて段ボール箱Ｂを積付
けてパレットＰに対して段ボール箱Ｂができるだけ収ま
るようにする。この基準線Ｔ１〜Ｔ４のシフト量は、図
５に示したように基準線Ｔ１〜Ｔ４の各交点を各象限に
対して設定したＸ−Ｙ座標系における２次元移動量とし
て求める。

【００２３】ここで、図６に示したように、第１象限
(I) のＸ₁−Ｙ₁座標系、第２象限(II)のＸ₂−Ｙ₂座
標系、第３象限(III) のＸ₃−Ｙ₃座標系および第４象
限(IV)のＸ₄−Ｙ₄座標系は、隣接する象限との間で互
いに９０度回転した方向に設定してあり、パレット中心
からの各シフト位置は各象限に配置する段ボール箱の長
（Ｌ）さと幅（Ｗ）から次式（１）〜（４）により演算
で求める。

【００２４】

【数１】

【００２５】上式の意味は、シフト後に隣接する段ボー
ル箱の一方の長さと幅の和の中心がパレットの中心線の
位置となるような演算であり、例えば第１象限(I) の段
ボール箱の長さ（Ｌ₁）と第４象限(IV)の段ボール箱の
幅（Ｗ₄）を足した長さの中心がパレットの中心線上に
位置するようにシフト後の基準線Ｔ４の位置をパレット
の中心線からの距離として求めるものである。

【００２６】図１は本発明実施例のパレタイズ装置のブ
ロック図であり、ホストコンピュータ２には、パレット
に積載する段ボール箱の種類データ（たばこの銘柄）、
各段ボール箱の３元データ（縦、横および高さの寸法）
が入力され、段ボール箱を底面積の大きな順に供給する
ために、入力された情報に基づいてこの供給順番を銘柄
名等で表示する。なお、段ボール箱の供給は、このよう
な表示に基づいて人手で供給してもよいが、底面積の大
きな順に自動供給するようにしてもよい。

【００２７】また、ホストコンピュータ２は、後述説明
するようにパレットに対して段ボール箱を効率良く荷姿
が安定するような最適積付けの計算を行い、段ボール箱
一つ毎にパレットに積み付けるべき象限（積付け象限）
を求め、積み付ける段ボール箱の３元データ、種類デー
タ、象限データをロボットパレタイズ制御盤３に出力す
る。

【００２８】ロボットパレタイズ制御盤３はマイクロコ
ンピュータ３１とシーケンサ３２を備えており、マイク
ロコンピュータ３１はホストコンピュータ２からの段ボ
ール箱の３元データ、種類データ、象限データを入力し
てこれらのデータに基づいてシーケンサ３２とロボット
制御盤４のシーケンサ４１の制御を行う。

【００２９】すなわち、マイクロコンピュータ３１は、
各象限毎に、現在までに積み付けられている段ボール箱
の全体の高さを記憶するとともに、この高さの情報とホ
ストコンピュータ２から入力されるデータに基づいて、
前記の３条件を判断し、基準線シフトの処理を行うとき
は前掲の式（１）〜（４）に基づいてシフト量を求め、
段ボール箱の３元データ、象限データ、シフト量データ
をロボット制御盤４のシーケンサ４１に出力する。

【００３０】また、マイクロコンピュータ３１はシーケ
ンサ３２に段ボール箱の３元データ、種類データ、象限
データ、段数データを送信し、シーケンサ３２は、これ
らの情報に基づいて、各種コンベア等、ホットメルト装
置５０の制御を行う。

【００３１】ロボット制御盤４のシーケンサ４１はマイ
クロコンピュータ３１からの段ボール箱の３元データ、
象限データ、シフト量データに基づいて、積付けロボッ
ト１の制御量を自動生成して出力することにより、象限
データで指定された象限およびシフト量に応じて段ボー
ル箱をパレットの所定の位置に積み付けるように積付け
ロボット１の動作を制御する。

【００３２】次に、ホストコンピュータ２の動作につい
て説明する。図７はホストコンピュータ２の制御を示す
フローチャートであり、この例では、段ボール箱４１箱
を１つの単位（デポ）として、これらの段ボール箱を複
数のパレットに順次積み付ける作業が行われる。なお、
ホストコンピュータ２は図示しないメモリに段ボール箱
のデータを積付け順に従って積付け象限等のデータを記
憶する記憶領域が設定されており、積付け象限が決定し
た段ボール箱の象限データが記憶される。

【００３３】ホストコンピュータ２は、先ず、入力され
た段ボール箱の３元データに基づいて、ステップＳ１で
１デポ分の段ボール箱の順番を底面積の大きな物から順
にソートして積み付ける段ボール箱の順番を決定する。
次に、ステップＳ２で現在の先頭の段ボール箱から５箱
分のデータを読み出し、ステップＳ３で５箱のそれぞれ
をどの象限に積み付けるか象限の組合せを決め、ステッ
プＳ４で、その組合せが今までの組合せ以上に多くの段
ボール箱を積付け可能か否かを判定し、不可能であれば
ステップＳ３に戻って同様の処理を行う。

【００３４】ステップＳ４で積付け可能であればステッ
プＳ５でその積付け位置の組合せについて最も高くなる
位置と最も低くなる位置の高低差を求めるとともに、積
付けロボット１における動作の回避量（例えば手前の段
ボール箱を回避してアームを移動させるのに必要な動作
量）を計算して記憶する。

【００３５】次に、ステップＳ６で、５箱の積付け位置
（象限）の全ての組合せが終了したか否かを判定し、終
了していなければステップＳ３に戻って他の組合せにつ
いて同様の処理を行い、全ての組合せについて終了して
いれば、ステップＳ７で５箱全てを積付け可能である組
合せがあるか否か判定する。５箱全てを積付け可能な組
合せがあればステップＳ１０に進み、５箱全てを積付け
可能な組合せがなければ、ステップＳ８で、高低差およ
び回避量に基づく評価値の判断を行って、一番高い評価
値となる組合せの全ての段ボール箱を積付け、ステップ
Ｓ９で１パレット分を終了してステップＳ２に戻る。こ
の評価値は、高低差が小さいものほど高く、高低差が同
じ場合には回避量の総和が小さい程高いものとする。

【００３６】なお、この積付け作業はこの処理中には実
際に行うものではなく、積み付けたものとしてメモリの
記憶領域にその荷箱の積付け象限のデータ、積み付けた
ときの高さデータ等を記憶しておく処理である。

【００３７】一方、ステップＳ７で全てを積付け可能な
組合せがあれば、ステップＳ１０で最後の５箱であるか
否かを判定し、最後の５箱でなければステップＳ１１で
一番高い評価値となる組合せの最初の１段ボール箱を積
付けてステップＳ２に戻り、最後の５箱であればステッ
プＳ１２で残りを積付けてステップＳ１３で１デポ分を
終了する。

【００３８】以上の処理により各段ボール箱について決
定された象限データ、段ボール箱の３元データおよび種
類データがロボットパレタイズ制御盤３のマイクロコン
ピュータ３１との間でデータ通信される。なお、このデ
ータ通信では、ホストコンピュータ２からマイクロコン
ピュータ３１へデータ送信要求信号を送り、マイクロコ
ンピュータ３１が受信可能であれば、ホストコンピュー
タ２から上記各データが供給される。

【００３９】次に、マイクロコンピュータ３１の動作に
ついて説明する。図８および図９はマイクロコンピュー
タ３の制御を示すフローチャートであり、マイクロコン
ピュータ３は先ずステップＳ２１でホストコンピュータ
２に対してデータを要求してデータ受信を行い、段ボー
ル箱の３元データ、銘柄名データ、象限データを受け取
る。

【００４０】次に、ステップＳ２２で、ホストコンピュ
ータ３から受け取ったデータに基づいて図９の基準線シ
フトの処理を行い、ステップＳ２３でロボットパレタイ
ズ制御盤３のシーケンサ３２に段ボール箱の３元デー
タ、種類データ、象限データ、段数データを送信し、ス
テップＳ２４でロボット制御盤４のシーケンサ４１に段
ボール箱の３元データ、象限データ、シフト位置データ
を出力する。なお、ロボットパレタイズ制御盤３はこれ
らのデータに基づいて空きパレットの供給等の処理を行
う。

【００４１】そして、ステップＳ２５で１パレット分の
段ボール箱の積付けが終了したか否かを監視して、終了
するとステップＳ２６で全段ボール箱の積付けが終了し
たか否かを判定し、全段ボール箱の積付けが終了してい
なければステップＳ２２に戻って次のパレットについて
の処理を行い、全段ボール箱の積付けが終了していれば
ステップＳ２７でホストコンピュータ２に終了データを
送信して処理を終了する。

【００４２】図９の基準線シフトの処理では、先ず、ス
テップＳ２２１で４段ボールが異なる象限であるか否か
を判定する。すなわち、シフトを実行しようとする４つ
の段ボール箱が、連続した供給順でさらに４つそれぞれ
が異なる象限であるか否かを判定し、連続した供給順序
で象限が異なればステップＳ２２２に進み、そうでなけ
ればステップＳ２２７に進む。

【００４３】ステップＳ２２２では、これから積付けを
行う下段の上面の４象限全体が予め設定された許容範囲
内で平坦であるか否かを判定し、平坦であればステップ
Ｓ２２３に進み、平坦でなければステップＳ２２７に進
む。ステップＳ２２３では４つの段ボール箱を積み付け
たときにその上面の４象限全体が予め設定された許容範
囲内で平坦であるか否かを判定し、平坦であればステッ
プＳ２２４でシフト量の計算を行ってステップＳ２２５
に進み、平坦でなければステップＳ２２７に進む。

【００４４】ステップＳ２２５では、１パレット全段ボ
ール箱のシフト量計算が終了したかを判定し、終了して
いれば処理を終了して元のルーチンに復帰し、終了して
いなければステップＳ２２６に進む。ステップＳ２２６
では、次の新しい段ボール箱を４つ取り出し、ステップ
Ｓ２２１に戻って同様の処理を行う。また、ステップＳ
２２７でもステップＳ２２５と同様の判定を行い、処理
を終了するかステップＳ２２８に進むかを決定する。ス
テップＳ２２８では、１個だけずらした４つの段ボール
箱を取り出し、ステップＳ２２１に戻って同様の処理を
行う。

【００４５】すなわち、以上の処理により、１パレット
全段ボール箱について、段ボール箱の積付け順にしたが
って、先頭から１箱づつずらしながらシフト可能な４段
ボール箱の組合せが順次検索され、シフト可能な４象限
の組合せについてシフト位置が求められる。

【００４６】以上の制御により、積付けを行う下段の上
面が略平坦な場合に基準線がシフトされるので、このシ
フトしたところで上下段の段ボール箱が異なる象限のも
のと接触するようになるので、異なる象限同志で互いに
段ボール箱を固定しあい、荷姿がさらに安定する。ま
た、この実施例では、ホストコンピュータ２により、段
ボール箱を積付ける象限すなわち積付け位置を、積付け
高さの高低差が小さくなるように順次決定するようにし
ているので、荷箱を積み付けるときの下段の上面が可能
な限り平面になり、積付け効率が良くなるとともに、前
記基準線をシフトを行う可能性が高くなる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のパレタイズ
装置によれば、パレットを４象限に４分割して領域に荷
箱を積み付ける際に、荷箱を底面積の大きい順に積み付
けるようにするとともに、隣接する象限に積み付けられ
た２つの荷箱の隣接面と垂直方向の長さの和の中心がパ
レットの中心線の位置になるように、該隣接する象限の
位置をシフトするようにしたので、このシフトにより、
積付けられた荷箱の上下段で積付けられる領域が重なる
部分が生じ、種類の異なる荷箱を含む複数の荷箱につい
て、荷姿を安定させて積付けを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のパレタイズ装置のブロック図で
ある。

【図２】実施例のパレタイズ装置を適用したたばこ製品
の仕分け装置を示す平面図である。

【図３】実施例における積付け位置の一例を示す図であ
る。

【図４】実施例におけるシフトをしていない積付け状態
の一例を示す図である。

【図５】実施例におけるシフトの一例を示す図である。

【図６】実施例における各象限の２次元座標軸を示す図
である。

【図７】実施例におけるホストコンピュータの制御のフ
ローチャートである。

【図８】実施例におけるマイクロコンピュータの制御の
フローチャートである。

【図９】実施例におけるマイクロコンピュータの基準線
シフトの制御のフローチャートである。

【符号の説明】

１…積付けロボット、２…ホストコンピュータ、３…ロ
ボットパレタイズ制御盤、４…ロボット制御盤、３１…
マイクロコンピュータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】寸法の異なる荷箱を含む複数の荷箱を、
パレットの中心周りに４分割した４象限の領域に分配し
て該パレット上に積み付けるパレタイズ装置であって、前記複数の荷箱を底面積の大きい順に供給する荷箱供給
手段と、前記荷箱供給手段で供給される荷箱を供給順に前記パレ
ットに積み付ける積付けロボットと、前記積付けロボットを制御して荷箱を該荷箱に指定され
た積付け象限に積み付けるとともに、隣接する象限に積
み付けられた２つの荷箱の隣接面と垂直方向の長さの和
の中心が前記パレットの中心線上に位置するように、該
隣接する象限の位置をシフトして前記積付けロボットを
制御するロボット制御手段と、を備えたことを特徴とす
るパレタイズ装置。