JPH07102900B2 - パレタイズ装置 - Google Patents

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、需要者の多様化に伴ない、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、各貨物の積み付け
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、その積み付け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け位置及び積み付
けパターンを自動的に仮決定し、次いで、仮決定された
積み付け位置及び積み付け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崩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
積み付け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）は仮の積み付けパターンを示す図、同図
（ｂ）は安定化した積み付け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、エアー吸着パ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、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）上での積み付け位置及び積み付けパターンを
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
各貨物毎の積み付けパターンの組み合わせを演算すると
（ステップ110）、それぞれの積み付けパターンの組み
合わせの優先順位を演算によって決定し（ステップ12
0）、次いで、各貨物間の積み付けパターンの組み合わ
せ演算した後（ステップ130）、各貨物の積み付けパタ
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）、貨物の仮の積み付け位置及び積み付けパ
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け位置及び積み付け
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貨物の積み付け
パターンの組み合わせを演算するが、その前にその積み
付けパターンとして、第５図乃至第７図に示す各種の積
み付け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（P4
a），（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
次の積み付け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個のパターンの端数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AHと定義
し、また上記，，の各組み合わせのパターンをA
1,A2及びA3と定義すると、上記，，は次のように
定義される。

A1＝AP8＋AH4 A2＝AP6＋AP4＋AH1 A3＝AP4＋AP4＋AP3 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。

′B1＝BP8＋BP4 ′B2＝BP6＋BP4＋BH2 ′B3＝BP4＋BP4＋BP4 而して、上記AP8の場合には、第７図に示すパターン（P
8a），（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。

決定基準 １）横方向の寸法（第７図中P_W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P_L）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つの貨物の積み付けパターンが２種以上の
積み付けパターンの組み合わせである場合には、２番目
以降の積み付けパターンをその前の積み付けパターンの
上に形成すること（上記′のB2を例に挙げれば、BP6
の上にBP4を形成する）。

上記１）〜３）の決定基準に従ってＡ貨物の積み付けパ
ターンA1〜A3およびB1〜B3を決定する。

以上の如くしてＡ貨物及びＢ貨物の積み付けパターンA1
〜A3、B1〜B3の組み合わせが決定されると、各積み付け
パターンA1〜A3、B1〜B3のいずれの積み付けパターンを
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。

優先順位基準 １）積み付け段数 積み付け段数は、積み付け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P_L）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貨物の積み付けパターン
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、上記積み付けパターンに従っ
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けパターンの組み
合わせを上記優先順位との関係から演算する。即ち、一
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0mm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、スタート座標（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０、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貨物との積み付けパターンがA3,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
けパターンはA3＝AP4＋AP4＋AH3、Ｂ貨物の積み付けパ
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。

組み合わせ基準 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140へ
移る。

ステップ140においては、貨物間における積み付けパタ
ーンの組み合わせ演算を上述の如くした後、端数の積み
付け処理の演算を行う。端数の積み付けは、基本的には
上記ステップ130の積み付け処理と同様に、ベースの分
割演算によって端数貨物を積み付け、その積み付け順位
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へ移る。

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10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け位置及び
積み付けパターンを第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）の個数を算出してあるため、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
み付け位置及び積み付けパターンを演算し、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10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（８）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
み付け位置及び積み付けパターンを自動品に仮決定し、
次いで、この仮決定した積み付け位置及び積み付けパタ
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10図
（ａ），（ｂ）はそれぞれ積み付けパターンに従って積
み付けた貨物を示す側面図、同図（ａ）は仮の積み付け
パターンを示す図、同図（ｂ）は安定化した積み付けパ
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（受け具）、（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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、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。