JPH0789289B2

JPH0789289B2 - 積付計画方法および装置

Info

Publication number: JPH0789289B2
Application number: JP58209057A
Authority: JP
Inventors: 洋三小西; 吉三明石; 英夫渡瀬; 達夫吉岡
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-11-09
Filing date: 1983-11-09
Publication date: 1995-09-27
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPS60101607A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明はパレタイジング・ロボツトの積付計画方法およ
び装置に関し、更に詳しくは、パレツト上に輸送要求の
あつた貨物をパレタイジング・ロボツトで自動的に積付
けるために必要な情報即ち貨物を効率よく積付けるよう
な積付配置と各貨物の積付順序とロボツト動作シーケン
スを決定する積付計画方法および装置に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

従来、パレツト上へ貨物を自動的に積付ける設備とし
て、オートパレタイザーおよびパレタイジング・ロボツ
ト（またはロボツト・パレタイザーとも言う）がある。
これらはひとつのパレツトに全て同一寸法の貨物しか積
付けることができない。従つて、多品種少量化輸送が進
行して、ひとつのパレツトに積付けるべき品種数が多く
なると従来のパレタイジング・ロボツトでは、積付不可
能である。

パレタイジング・ロボツトにより、一つのパレツトに種
々の異なつた寸法の貨物を自動的に積付ける場合、次の
問題点がある。

（１）積付配置の組合せ数が非常に多くなるため、人手
で貨物積付配置を決定する場合、パレツト上の有効積載
空間に対する積載効率が低下し易い。そこで、異なる寸
法の貨物の場合でも、高積載効率を実現する積付配置の
生成方式が必要である。ここで生成された積付配置を積
付パターンと呼ぶことにする。

（２）ロボツトにより各貨物を積付けるためには、各貨
物ごとにロボツトの動作を教示させる必要がある。各貨
物ごとに、この動作内容が異なるので、従来のプレイバ
ツク型動作教示方式では、教示のための工数が大とな
る。そこで、上記積付パターンの生成と同時に、ロボツ
トへの動作教示データである貨物積付順序とロボツト動
作シーケンスを自動的に決定する方式が必要である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、パレツトによる貨物の輸送の要求時
に、パレツト上の限定された有効積載空間内に、高積載
効率を実現する積付配置（積付パターン）を得る積付計
画方法および装置を提供することにある。本発明の他の
目的は、パレット上の有効積載空間への積付配置を簡単
な操作で短時間のうちに決定できる積付計画方法および
装置を提供することにある。本発明のさらに他の目的は
ロボツトへの動作教示のための工数削減を狙い、上記積
付パターンより自動的に貨物積付順序とロボツト動作シ
ーケンスを決定できる積付計画方法および装置を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明の積付計画方法および
装置は、次の二つの機能から成るようにした点に特徴が
ある。

（１）パレツトの種類によつて決まる有効積載空間を無
駄なく利用して各種の貨物を積付けるために、本発明で
は、上記有効積載空間内に、貨物の種類、形状、数量に
応じた各貨物の積付位置を人間が指定できるようにし、
この配置結果から、空き空間の認識容易化のためコンピ
ユータが、積付けられた貨物の配置状況をグラフイツク
端末に図形表示するという手順を繰返し、人間とコンピ
ユータの対話形式により次々と各貨物の積付配置（積付
パターン）を決定する。

（２）上記の最終的な積付位置（積付パターン）のデー
タを使つて、予め与えられた規則に従つて、各貨物の積
付順序を決定する。

更に、上記の最終的な積付配置と各貨物の積付順序が決
まれば、どの貨物の場合でも、その貨物を積付けるまで
に既に積付けられた貨物（既積付貨物）の配置状況を知
ることができる。従つて、各貨物ごとに、それぞれ既積
付貨物と当該貨物の接触を避けるような動作径路と速度
を決定できる。このようにして、ロボツトの動作シーケ
ンスを決定する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

第１図は、本発明の積付計画方法および装置の背景とな
るパレタイジング・ロボツトなどの関連設備の概要を示
した図である。1Aがロボツト、1Bがパレツト、1Cが自動
倉庫などのように指定された貨物を自動的に取り出す装
置、1Dが貨物の供給コンベア、1Eが貨物の確認装置、1F
が貨物、1Gが貨物積付済のパレツトである。予め与えら
れた積付順序に従つて、自動倉庫1Cから供給ライン1Dへ
貨物が投入される。一方、予め与えられた動作シーケン
スに従つて、パレタイジング・ロボツト1Aが、各貨物1F
を次々とパレツト1Bに積付ける。

本発明方法および装置は、これら貨物積付位置、貨物積
付順序およびロボツト動作シーケンスを決めるものであ
る。

第２図は、パレツト2A上の貨物2Bの位置関係を示す図で
ある。例えば、ロボツト側の左端を原点とする直交座標
系を設定して、貨物の積付位置を指定する。厳密には、
貨物のうち原点に最も近い点2Cの座標を貨物2Bの積付位
置と定義する。なお貨物積付向きは、ｘ軸方向に貨物2B
の向きを当該貨物の長手方向（Ｌの記号で表示）にする
か短手方向（Ｓの記号で表示）にするかで決める。

第３図は、平面図のなかで、各貨物の積付順序を表示し
た例である。原則としてロボツト側からみて（ｉ）下か
ら上へ、（ii）奥から手前へ、（iii）左端から右端へ
という優先規則で積付けた例である。

第４図は、供給コンベア4A上に供給された貨物4Bを既積
付貨物4E,4Cを乗り越えて、4Dの位置にロボツトが積付
ける動作経路を示した例である。4Fが動作点、4Gが動作
経路の例である。このように既積付貨物の各積付位置が
分れば、それらを障害物として、避けて通る最適な経路
を決定できる。従つて、第２図のような座標系で、既積
付貨物の位置が与えれば、ロボツトの動作シーケンスは
決定できる。

第５図は、本発明による積付計画方式を実現する装置の
全体構成を概略的に示すブロツク図であり、10はコンピ
ユータ、21はデータ入力用のライトペン、22はグラフイ
ツク・デイスプレイ装置、23はハードコピー出力装置、
24は補助記憶装置である。

コンピユータ10は、記憶部11に格納されたプログラムに
従つて動作するコントロール部19と、５つのデータ記憶
部12〜16からなつている。記憶部12には、例えば、第６
図に示す如く、予め登録されているパレツト種類毎の仕
様データがテーブル化して記憶されている。さらに記憶
部13には、例えば第７図に示す如く、予め登録されてい
る貨物毎の仕様データおよび積付残数量がテーブル化し
て記憶されている。記憶部14には、例えば第８図に示す
ごとく、操作者がライトペン21から入力する貨物積付位
置および積付向きが記憶される。記憶部15,16には、記
憶部12〜14からコンピユータが計算した貨物積付順序、
ロボツト動作シーケンスがそれぞれ記憶される。

本発明による積付計画方法または装置を利用する操作者
は、予め与えられた積付要求の伝票から要求量に見合つ
たパレツトの種類を判断し、このパレツトに対する貨物
別の概略的な積付方針を立てておく。操作者は、先ず積
付けるべきパレツトの種類を指定し、次にこのパレツト
に対して、第１の積付けるべき貨物コードとその積付位
置と積付向きを指定する。これらの指定はライトペン21
を介して行なわれる。コンピユータ10は、これら入力情
報を記憶部14にセツトする。この場合、記憶部14には、
例えば第８図の形式で、貨物の積付位置の座標（Ｘ軸,Y
軸およびＺ軸）と積付向き（長手方向Ｌおよび短手方向
Ｓ）を示すデータがそれぞれセツトされる。

次にコンピユータ10は、既に積付けられた貨物の積付配
置状況を平面図の形で、デイスプレイ装置22に表示す
る。操作者は、デイスプレイ装置22に表示された画面を
見ながら、空いている積載空間を探し、更に積付けるべ
きかどうかを判断する。積付を続ける場合、上記手順を
繰返し、パレツトの有効積載空間に次々と貨物を積付け
ていく。

操作者が、上記手順を繰返した後、最終的に積付を完了
すると判断した場合、コンピユータ10は、記憶部14内に
セツトされた積付位置の情報をもとに、各貨物の積付順
序を決定して、記憶部15にセツトする。この場合、記憶
部15には、例えば第９図の形式で、積付順ごとに貨物の
積付順序と貨物コードを示すデータがそれぞれセツトさ
れる。さらに、コンピユータ10は、記憶部12〜15にセツ
トされた情報をもとに、積付順序ごとに、ロボツト動作
シーケンスを決定して、記憶部16にセツトする。この場
合、記憶部16には、例えば第10図の形式で、積付順序ご
とに動作シーケンスを示すデータがそれぞれセツトされ
る。

第11図は上述した制御動作を行なうために記憶部11に格
納されるプログラムの概略フローチヤートを示す。

以下、このフローチヤートの動作ステツプ31〜46を追つ
て、本発明による積付計画方法および装置の具体的動作
を詳細に説明する。

ステツプ31:ライトペン21からの起動入力に応答して、
第６図のパレツト・テーブルの内容、即ちパレツト・コ
ードとパレツト仕様の一覧表をデイスプレイ装置22に表
示する。

ステツプ32:コンピユータは、ライトペン21からのパレ
ツト・コードの入力を持つ。操作者がデイスプレイ装置
22の表示内容を見て、適当なパレツトを選択し、ライト
ペン21からパレツト・コードを入力すると次のステツプ
に進む。

ステツプ33:ライトペンから入力されたパレツト・コー
ドに基づき、記憶部12から該当するパレツトの仕様デー
タを探し出して、その仕様データをデイスプレイ装置22
に表示させる。

ステツプ34:コンピユータは、記憶部12から該当するパ
レツトの仕様データを探し出し、また記憶部14から既積
付貨物の積付データを探し出して、例えば第12図Ａに示
す形式で指定パレツトの仕様データと当該パレツトの有
効積載空間に積付けられた貨物の平面図をデイスプレイ
装置22に表示させる。また同じ画面に、記憶部13から積
付残数量を探し出して、例えば第12図Ｂに示す形式で残
積付対象貨物一覧をデイスプレイ装置22に表示させる。
さらに同じ画面に例えば第12図Ｃに示す形式で積付向き
の選択メニユーを表示させる。

ステツプ35:コンピユータは、貨物積付位置の入力待ち
となる。操作者は適当と思う位置を想定し、ライトペン
により、例えば第12図Ｄに示す如く、座標を入力する。
入力が終れば次のステツプ36に進む。

ステツプ36:コンピユータは貨物コードの入力待ちとな
る。操作者は、適当と思う貨物コードを想定し、ライト
ペンにより、例えば第12図のＥに示す如く、当該貨物を
指定する。第12図の例では貨物コードS01を選択する例
である。入力が終れば、次のステツプ37に進む。

ステツプ37:コンピユータは貨物積付向きの入力待ちと
なる。操作者は、適当と思う積付向き（ＬまたはＳ）を
想定し、ライトペンにより、例えば第12図のＣに示す如
き積付向きの選択メニユーよりＬまたはＳを指定する。
即ち積付向きをＸ軸方向に対し、貨物の長手を向けたい
ときはＬを、短手を向けたいときはＳを指定する。入力
が終れば次のステツプ38に進む。

ステツプ38:コンピユータは、入力された貨物積付位
置、貨物コードおよび貨物積付向きを、記憶部14内に用
意された積付配置状況を示す第８図のテーブルの所定欄
にセツトする。次にコンピユータは、記憶部12〜14にセ
ツトされた情報に基づき、例えば第13図に示す形式で、
パレツト上での積付配置状況図をデイスプレイ22に表示
させる。またコンピユータは、累積的に積付けられた貨
物の積載効率を計算し、同一画面に表示させる。次にス
テツプ39に進む。

ステツプ39:コンピユータは、既積付貨物を回転表示す
るかの入力待ちとなる。既積付貨物の数が増えてくる
と、異なる高さの貨物が多いため、例えば第13図の如き
平面図で積付配置状況を表示した図では、操作者は次に
積付けるべき積付位置即ち空き空間の認識が容易でない
ことが多い。その場合、操作者は回転表示をコンピユー
タに要求すれば良い。操作者が、回転表示を指定した場
合、ステツプ40に進み、そうでない場合、ステツプ42に
進む。

ステツプ40:コンピユータは、回転角度の入力持ちとな
る。操作者が、適当な回転角度を想定し、デイスプレイ
22に表示された回転角度メニユーのなかから適当な角度
を選択し指定する。入力が終れば、次にステツプ41に進
む。

ステツプ41:コンピユータは、ステツプ40で入力された
情報に基づき、例えば第14図に示す形式で指定された角
度からみた既積付貨物の積付配置状況図をデイスプレイ
22に表示する。次にステツプ42に進む。

ステツプ42:コンピユータは、上記積付配置状況に満足
するかどうかの情報の入力待ちとなる。操作者は表示画
面を見て、積付配置状況に満足かどうかの回答情報を入
力する。コンピユータはこの入力情報を判定し、満足な
らばステツプ43に進み、そうでないならば、ステツプ34
に戻る。

ステツプ43:コンピユータは、記憶部14内に得られた最
終的な積付位置および積付向きの情報を使つて、所与の
優先規則により各貨物の積付順序を決定し、その結果
を、記憶部15内に用意された貨物積付順序を示す第９図
のテーブルの所定欄にセツトする。次にステツプ44に進
む。

ステツプ44:コンピユータは、記憶部14,15で得られた最
終的な積付位置と積付順序の情報を使つて各貨物ごと
に、既積付貨物の座標を計算し、それらと衝突しないよ
うなロボツトの動作シーケンスを決定し、その結果を記
憶部16内に用意されたロボツト動作シーケンスを示す第
10図のテーブルの所定欄にセツトする。次にステツプ45
に進む。

ステツプ45:コンピユータは端末装置23に指令し、積付
配置状況図や積付順序など必要な画面のハードコピーを
出力させる。このハードコピーは、パレタイジング・ロ
ボツトの動作監視や積付内容説明書などに使われる。次
にステツプ46に進む。

ステツプ46:コンピユータは、記憶部14,15,16に格納さ
れた積付位置一覧、積付順序、ロボツト動作シーケンス
を補助記憶装置24に出力させ、一速の制御動作を終了す
る。この補助記憶装置内の情報は、パレタイジング・ロ
ボツトの動作教示データとなる。

以上述べた実施例において、デイスプレイ装置22として
カラー・グラフイツクを用いると、逐一積付ける貨物ご
とに色分けし、操作者に分り易い表示を行なうことがで
きる。なお、できるだけ積載効率を向上させるため、操
作者に部分的積載空間を指定できるようにし、そのなか
へできるだけ多く貨物を積付けるための配列方法を自動
的に計算するプログラム・ルーチンを付加しても良い。
また、計画時間の短縮のため、貨物の平行移動、回転お
よび削除などの修正機能を付加して良く、過去の積付パ
ターンを検索する機能を付加して良い。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、任意の貨物積付要求
に対して簡単な操作により、短時間で積付配置（積付パ
ターン）を決定することができ、その積付パターンによ
つて、パレツトの積載効率を著しく向上させることがで
きる。また本発明によれば、自動的に積付順序とロボツ
ト動作シーケンスが決定でき、ロボツトへの教示工数を
削減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明積付計画方法および装置の背景を説明す
る図、第２図はパレツト上の貨物の位置関係を示す図、
第３図は積付順序を決めた例を示す図、第４図は動作シ
ーケンスを決める一例を示す図、第５図は本発明方式を
実現する装置の全体構成を示すブロツク図、第６〜10図
は、それぞれ上記方法および装置において記憶部に格納
される各種のデータの格納方式の一例を示す図、第11図
は上記方法および装置における制御のフローチヤート、
第12〜14図はデイスプレイ装置に表示される画面の一例
を示す図である。 10……コンピユータ、11〜16……記憶部、19……コント
ロール部、21……ライトペン、22……デイスプレイ装
置、23……積付計画書を出力するための端末装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉岡達夫東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内 (56)参考文献特開昭53−72978（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長さ、幅および高さの次元を有する積載空
間と該積載空間に積み付けるべき長さ、幅および高さの
次元を有する貨物とに関する仕様を記憶装置に格納し、
前記記憶装置に格納してある前記積載空間と貨物に関す
る仕様に基づいて、前記積載空間への前記貨物の積付配
置を指定し、前記指定に応じた貨物の積付配置状況を出
力装置に出力するとともに、前記積載空間への前記貨物
の積付配置を決定することを特徴とする積付計画方法。
【請求項２】特許請求の範囲第１項の記載の積付計画方
法において、前記指定は入力装置から行うことを特徴と
する積付計画方法。
【請求項３】特許請求の範囲第１項の記載の積付計画方
法において、前記出力装置に出力された配置状況を変更
するための情報を入力装置から入力することを特徴とす
る積付計画方法。
【請求項４】特許請求の範囲第３項の記載の積付計画方
法において、前記出力装置に出力された配置状況を変更
するための情報は、最後に積み付けられた貨物の回転ま
たは貨物の長さおよび幅の面での平行移動を指定する情
報であることを特徴とする積付計画方法。
【請求項５】特許請求の範囲第３項の記載の積付計画方
法において、前記出力装置に出力された配置状況を変更
するための情報は、既に積み付けられた貨物の削除を指
定する情報であることを特徴とする積付計画方法。
【請求項６】前記決定した貨物の積付配置を前記記憶装
置に格納することを特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第５項記載のいずれかに記載の積付計画方法。
【請求項７】特許請求の範囲第６項記載の積付計画方法
において、前記記憶装置に格納した前記貨物の積付配置
を検索することを特徴とする積付計画方法。
【請求項８】特許請求の範囲第１項記載の積付方法にお
いて、前記決定した積付配置から所与の規則に基づいて
個々の貨物の前記積載空間への積付順序および向きを決
定し、該積付順序を前記出力装置に出力することを特徴
とする積付計画方法。
【請求項９】特許請求の範囲第８項記載の積付計画方法
において、前記決定した積付順序に基づいて、前記貨物
の格納場所からの前記貨物の取り出し順序を決定し、前
記決定した取り出し順序を前記出力装置に出力すること
を特徴とする積付計画方法。
【請求項１０】特許請求の範囲第８項記載の積付計画方
法において、前記決定した積付順序に基づいて、前記積
載空間に前記貨物を積み付ける積付ロボットに対する教
示データを生成することを特徴とする積付計画方法
【請求項１１】特許請求の範囲第１項記載の積付計画方
法において、前記積載空間はパレット上の有効積載空間
であることを特徴とする積付計画方法。
【請求項１２】特許請求の範囲第１項記載の積付計画方
法において、前記決定した貨物の積付配置の前記出力装
置への出力は、前記配置を図形で出力することを特徴と
する積付計画方法。
【請求項１３】特許請求の範囲第12項記載の積付計画方
法において、前記配置の出力図形は、２次元配置図形と
３次元配置図形を選択的に用いて出力することを特徴と
する積付計画方法。
【請求項１４】特許請求の範囲第13項記載の積付計画方
法において、前記貨物の積付の高さの状況を知るため
に、２次元配置図形の回転角度を指定する情報を入力装
置から入力し、前記入力した情報に基づいて前記２次元
配置図形の回転図形を前記出力装置へ出力することを特
徴とする積付計画方法。
【請求項１５】特許請求の範囲第１項記載の積付計画方
法において、最後に積付た貨物の前記出力装置への出力
は、既積付貨物の積付状況とは異なる態様で出力するこ
とを特徴とする積付計画方法。
【請求項１６】長さ、幅および高さの次元を有する積載
空間と該積載空間に積み付けるべき長さ、幅および高さ
の次元を有する貨物とに関する仕様を格納する記憶装置
と、前記記憶装置から前記積載空間と貨物に関する仕様
を読みだし、前記積載空間への前記貨物の積付配置を指
定し、前記指定した貨物の積付配置状況を出力装置に出
力するとともに、前記積載空間への前記貨物の積付配置
を決定する手段とからなることを特徴とする積付計画装
置。
【請求項１７】特許請求の範囲第16項の記載の積付計画
装置において、前記指定は入力装置から行うことを特徴
とする積付計画装置。
【請求項１８】特許請求の範囲第16項の記載の積付計画
装置において、前記出力装置に出力された配置状況を変
更するための情報を入力装置から入力することを特徴と
する積付計画装置。
【請求項１９】特許請求の範囲第18項の記載の積付計画
装置において、前記出力装置に出力された配置状況を変
更するための情報は、最後に積み付けられた貨物の回転
または貨物の長さおよび幅の面での平行移動を指定する
情報であることを特徴とする積付計画装置。
【請求項２０】特許請求の範囲第18項の記載の積付計画
装置において、前記出力装置に出力された配置状況を変
更するための情報は、既に積み付けられた貨物の削除を
指定する情報であることを特徴とする積付計画装置。
【請求項２１】前記決定した貨物の積付配置を前記記憶
装置に格納することを特徴とする特許請求の範囲第16項
から第20項記載のいずれかに記載の積付計画装置。
【請求項２２】特許請求の範囲第21項記載の積付計画装
置において、前記記憶装置に格納した前記貨物の積付配
置を検索する検索手段を設けたことを特徴とする積付計
画装置。
【請求項２３】特許請求の範囲第16項記載の積付装置に
おいて、前記決定した積付配置から所与の規則に基づい
て個々の貨物の前記積載空間への積付順序および向きを
決定する手段を設け、前記出力装置は前記決定した該積
付順序を出力することを特徴とする積付計画装置。
【請求項２４】特許請求の範囲第23項記載の積付計画装
置において、前記決定した積付順序に基づいて、前記貨
物の格納場所からの前記貨物の取り出し順序を決定する
手段を設け、前記出力装置は前記決定した取り出し順序
を出力することを特徴とする積付計画装置。
【請求項２５】特許請求の範囲第23項記載の積付計画装
置において、前記決定した積付順序に基づいて、前記積
載空間に前記貨物を積み付ける積付ロボットに対する教
示データを生成する手段を設けたことを特徴とする積付
計画装置。
【請求項２６】特許請求の範囲第16項記載の積付計画装
置において、前記積載空間はパレット上の有効積載空間
であることを特徴とする積付計画装置。
【請求項２７】特許請求の範囲第16項記載の積付計画装
置において、前記決定した貨物の積付配置の前記出力装
置への出力は、前記配置を図形出力することを特徴とす
る積付計画装置。
【請求項２８】特許請求の範囲第27項記載の積付計画装
置において、前記配置の出力図形は、２次元配置図形と
３次元配置図形を選択的に用いて出力することを特徴と
する積付計画装置。
【請求項２９】特許請求の範囲第28項記載の積付計画装
置において、前記貨物の積付の高さの状況を知るため
に、２次元配置図形の回転角度を指定する情報を入力装
置から入力し、前記入力した情報に基づいて前記２次元
配置図形の回転図形を前記出力装置へ出力することを特
徴とする積付計画装置。
【請求項３０】特許請求の範囲第16項記載の積付計画装
置において、最後に積付た貨物の前記出力装置への出力
は、既積付貨物の積付状況とは異なる態様で出力するこ
とを特徴とする積付計画装置。