JPH08133482A

JPH08133482A - パレタイジング方法

Info

Publication number: JPH08133482A
Application number: JP30309594A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Komai; 聖一駒井; Satoru Nakajima; 了中島
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1996-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】積付効率が良く取り扱いやすいパレタイズパ
ターンを得る。【構成】発注入力装置４から物品の種類・数量等が入
力されると、システムコントローラ５のパターン生成部
５１が物品の順序を変えて複数のパターンを生成する。
複数のパターンはパターン記憶部５４に記憶され、パタ
ーン比較部５２において評価され、パターン選択部５３
によって最適パターンが選択される。選択された最適パ
ターンに基づいて、パレタイズロボットのロボットコン
トローラ１３、クレーンコントローラ６に指令が与えら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パレタイズロボットに
よりパレット上に複数物品をパレタイズする方法に関
し、特に最適な物品積付パターンを自動生成できるパレ
タイジング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】配送センター等において、発注に応じて
各顧客向けに発送するために、パレット平面上に発注さ
れた種類の物品を発注数だけ自動的にパレタイズするパ
レタイズロボットが実用されている。図２は従来のパレ
タイズロボットを示す平面図である。パレタイズロボッ
ト１は、同種物品が複数積み付けられた単一パレット２
から物品Ｗをデパレタイズして、空の発送パレット３上
にパレタイズする。単一パレット２は自動倉庫に格納さ
れ、発注に応じて出庫される。また単一パレット２及び
発送パレット３は、図示しないコンベアにより搬送され
る。なお、単一パレット２からではなく、例えばコンベ
ア上を搬送されてくる物品を把持してパレタイズするよ
うなシステムもある。

【０００３】パレタイズロボット１のアーム１１の先端
には、物品Ｗの上面に吸着させて物品Ｗを把持する把持
装置１２が取り付けられている。把持装置１２は、アー
ム１１に対して垂直軸回りに回動可能であり、アーム１
１は伸縮可能であるとともにロボット本体に対して垂直
軸回りに回動可能かつ昇降可能である。従って、パレタ
イズロボット１は、任意の位置・高さ・向きで物品Ｗを
デパレタイズ及びパレタイズ可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】物品Ｗをパレタイズす
るにあたり、パレット平面上のパレタイズパターンが問
題となる。物品のパレタイズされた発送パレット３は、
通常トラックに載せられて発注先まで運送される。トラ
ックの台数をなるべく少なくして効率的な配送を実現す
るとともに、荷崩れ事故の防止や積降の容易さを考慮す
ると、どの物品をどの位置に載せるか、すなわちパレタ
イズパターンを最適なものにしなければならない。この
とき、パレタイズする物品の順番が問題になる。パレタ
イズロボット１の位置と、物品Ｗを運んでくる方向とか
らすると、物品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の順に、すなわちパレ
タイズロボット１に対して発送パレット３の奥寄りから
順にパレタイズすることを要する。パレタイズロボット
の構造上、既に手前に置かれている物品より低い奥寄り
の位置に物品を置いたり、物品と物品との間にぴったり
と物品を納めるように置くことはできないからである。
よって、積付可能であるような最適なパターンを決定し
なければならない。

【０００５】よって本発明の目的は、複数種類の物品
を、最適のパレタイズパターンに従ってパレタイズする
ことのできるパレタイジング方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、パレタイズロボットに対し
てパレットの奥寄りから順に複数物品をパレタイズする
パターンを、各物品の順番及び／又は向きを変えて複数
生成するパターン生成過程と、複数生成されたパターン
中から最適のパターンを選択するパターン選択過程と、
選択されたパターンに沿って積み付けを行う積付過程と
を含んでパレタイジング方法を構成した。

【０００７】請求項２に記載の発明は、前記パターン生
成過程は、パレタイズロボットに対してパレットの奥寄
りかつ左右いずれかの端寄りから順に複数の物品をパレ
タイズするパターンを複数生成するように請求項１に記
載のパレタイジング方法を構成した。

【０００８】請求項３に記載の発明は、前記パターン生
成過程は、左右いずれかの端寄りに拘らず、パレタイズ
ロボットに対してパレットの奥寄りから順に複数の物品
をパレタイズするパターンを複数生成するように請求項
１に記載のパレタイジング方法を構成した。

【０００９】

【作用】本発明は上記の構成としたので、次のような作
用を奏する。

【００１０】請求項１に記載の発明に係るパレタイジン
グ方法においては、複数の各物品の順番及び／または向
きを変えて、パレタイズパターンを複数生成する。この
時、パレタイズロボットの構造上、パレットの奥寄りか
ら順にパレタイズするパターンに制約される。次に、複
数生成されたパターン中から最適のパターンが選択さ
れ、選択されたパターンに沿って積み付けが行われる。

【００１１】請求項２に記載の発明に係るパレタイジン
グ方法においては、パターン生成過程において、パレタ
イズロボットに対してパレットの奥寄りかつ左右いずれ
かの端寄りから順に複数の物品をパレタイズするパター
ンが複数生成される。

【００１２】請求項３に記載の発明に係るパレタイジン
グ方法においては、パターン生成過程において、左右い
ずれかの端寄りに拘らず、パレタイズロボットに対して
パレットの奥寄りから順に複数の物品をパレタイズする
パターンが複数生成される。

【００１３】

【実施例】以下図示の実施例について説明する。

【００１４】（第１実施例）図１は、本発明に係るパレ
タイジング方法の一実施例が適用される図２のようなシ
ステムの制御構造の主要部を示すブロック図である。

【００１５】同図において、発注される物品の種類、数
量、発注元、発注区域等の発注データは、発注入力装置
４により入力される。システムコントローラ５は、発注
データを受信してシステムに属する各機器に指令を与え
る。例えばパレタイズロボット１に搭載されたロボット
コントローラ１３や、自動倉庫のスタッカクレーンを制
御するクレーンコントローラ６に対し、搬送指令を送信
する。

【００１６】パレタイジングについてはパターン生成部
５１、パターン比較部５２、パターン選択部５３、パタ
ーン記憶部５４が関与する。すなわち、パターン生成部
５１は発注された複数の物品をパレタイズするパターン
を複数生成してパターン記憶部５４に記憶させ、パター
ン比較部５２はパターン記憶部５４に記憶されている複
数のパターンについて比較を行い、パターン選択部５３
はパターン比較の結果に基づいて１つのパターンを選択
し、パターン記憶部５４から読み出してロボットコント
ローラ１３に指令を与える。

【００１７】さらに詳細に説明する。発注入力装置４か
らは、発注データがシステムコントローラ５に送信さ
れ、パターン生成部５１は図３に示すようなパターンを
複数生成する。そのため、パターン生成部５１は、各種
物品のサイズ、パレットのサイズ等の必要なデータを有
している。

【００１８】パレタイズパターンは、一定のルールに従
って生成される。すなわち、パレタイズロボット１は、
アーム１１が既に載置されている物品と干渉するため
に、手前に既に載置されている物品の奥寄りの低い平面
には、物品を置くことはできない。よって、パレタイズ
ロボット１に対して奥寄りから順に物品を載置する。図
３の例の場合、Ｗ１、Ｗ２・・・Ｗ６の順にパレタイズ
される。

【００１９】パレットの平面をＸＹ座標で表わし、左右
方向をＸ、奥行き方向をＹとし、図視左上の角を（０、
０）とすると、最初の物品Ｗ１は、その一つの角を座標
（０、０）に合致させて載置される。次の物品Ｗ２は、
物品Ｗ１により占められる区域の最も奥寄りかつ左寄
り、すなわち物品Ｗ１のＸ方向のサイズをｘＷ１とする
と、（ｘＷ１、０）の点が物品Ｗ２の角を合わせるべき
候補点となる。これを解候補点Ｐ２とする。

【００２０】解候補点Ｐ２に物品Ｗ２の角を合わせて載
置してみると、物品Ｗ２のＸ方向のサイズはパレットの
Ｘ方向のサイズからｘＷ１を差し引いた長さよりも小さ
いので、物品Ｗを置くことができることが分かる。同様
にして、解候補点Ｐ３に角を合わせて物品Ｗ３が載置さ
れる。

【００２１】次の物品Ｗ４の解候補点Ｐ４は、物品Ｗ３
の奥寄りかつ左寄りの点Ｐ４ａであるが、物品Ｗ４のｘ
方向サイズをＰ４ａのｘ座標の値に加えると、パレット
のＸ方向のサイズを超えてしまう。よって、Ｙ＝０の解
候補点には載置できない。

【００２２】次の解候補点は、Ｙ＝ｙ１の線上に設けら
れる。ｙ１は、それ以前の解候補点のＹ座標の値、すな
わちＹ＝０の解候補点に並べられた物品のうち、もっと
もＹ方向サイズが大きい物品を基準に決定される。図３
の例では、物品Ｗ２がもっとも大きいので、そのＹ方向
サイズをｙ１とする。よって解候補点Ｐ４の座標は、
（０、ｙ１）となる。

【００２３】以下同様にして解候補点Ｐ５、Ｐ６・・・
を決め、ｙ２、ｙ３・・・に解候補点を取り、物品のＹ
方向サイズが一杯になったら、２枚目のパレットについ
てパターンを決めていく。この過程を、全ての物品が載
置できるまで継続し、全物品を載置したら、物品の順番
及び／又は向きを変え、新たなパターンを生成する。生
成された複数のパターンは、パターン記憶部５４に格納
される。

【００２４】なお、本実施例において「奥」とは、通常
は、パレタイズロボット１から遠い方向であり、「左
右」は奥方向に直角の両方向である。これは上述のよう
に、手前に載置された物品より奥の低い平面には物品を
積めないという前提で定義される。しかしパレタイズロ
ボットのタイプによっては必ずしも物理的な位置を意味
せず、例えばハンドを旋回させて物品をパレタイズする
ために、載置された物品より左の低い平面に物品を積め
ないようなタイプの場合には、パレタイズロボットの左
方向が「奥」となることもある。

【００２５】パターン比較部５２は、生成された複数の
パターンについて評価を行い、数字で比較する。評価の
要素は以下の通りである。

【００２６】・積付効率パレットに載せられた全物品
の底面積の合計を、パレットの平面積で割った値。パレ
ットの有効利用のためには、高いほど好ましい。・重心位置重心が低いほど荷崩れしにくい。・配送先同一の顧客、同一の配送区域の物品は同じ
パレットに積んだ方が、効率的である。・品種同じ種類の物品は、同じパレットに積んだ
方が荷下ろししやすい。・荷姿荷崩れのみに着目すれば、パレットの中心
部がもっとも高くなっていることが好ましいが、トラッ
クに積み込んだ状態で物品の確認のしやすさを考慮する
と、パレットの端近くが高くなる階段状に積み上げた方
が良い。

【００２７】以上のような要素に適当な重みづけを行
い、各パターンについて評価関数にて計算値を求める。

【００２８】パターン選択部５３は、パターン比較部５
２において評価された各パターンの中から、もっともよ
い評価のパターン、すなわち最適のパターンを選択し、
パターン記憶部５４から読み出す。読み出したパターン
に基づき、クレーンコントローラ６には単一パレット２
の出庫指令を、ロボットコントローラ１３にはパレタイ
ズの指令をそれぞれ与える。ロボットコントローラ１３
は指令に従ってパレタイズロボット１を動作させ、最適
パターンのパレタイズを行う。

【００２９】以上のようなパレタイジング方法によれ
ば、パレタイズロボット１が積付可能で最適のパターン
でパレタイズを行うことができ、よってパレット数が最
少で、荷崩れ等の事故が少なく、物品を取り扱いやすい
配送作業を実現することができる。

【００３０】（第２実施例）図４は、パターン生成過程
におけるパターン生成のルールを変えた場合のパレタイ
ズパターンの一例を示す。このパターン生成方法による
と、より積付効率の高いパターンを得ることができる。

【００３１】図４（ｂ）は第１実施例のルールに基づい
て生成されたパターンであり、物品Ｗ１〜Ｗ４が載置さ
れている。次に物品Ｗ５を載置しようとすると、物品Ｗ
４のｙ方向サイズが大きいため、載置することができな
い。これに対して図４（ａ）では、さらに物品Ｗ５〜Ｗ
９まで載置することができる。

【００３２】このパターン生成方法を図５を参照しつつ
説明する。物品Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３までは、第１実施例の
方法と同様に解候補点Ｐ２、Ｐ３を求めてパターンを生
成する。ｙ方向サイズが一杯になると、第１実施例では
ｙ方向サイズが最大のサイズに解候補点のｙ方向の座標
を求めていた。すなわち解候補点は、Ｐ４ａとなってい
た。

【００３３】本実施例では、解候補点のｙ方向の値を小
さくできるかどうか検討する過程を含む。一応求められ
た解候補点Ｐ４ａは、ｙ方向にシフトされ、解候補点Ｐ
４が得られる。この解候補点Ｐ４に物品Ｗ４を仮に置い
てみると、物品Ｗ４は既に置いてある他の物品１〜３に
重ならないことが分かる。そこで解候補点Ｐ４に角を合
致させて物品Ｗ４を置く。

【００３４】次の解候補点は、Ｐ５である。これもＰ５
ａにシフトすることができる。ところが仮にＰ５ａを解
候補点として物品Ｗ５を配置してみると、物品Ｗ５は物
品Ｗ３と重なり合ってしまうことが分かる。よって解候
補点Ｐ５が選択される。

【００３５】以上のようなパターン生成方法によると、
第１実施例のパターン生成方法と比較してパレット平面
上のスペースを有効に利用することができ、積付効率を
より高めることができる。

【００３６】（第３実施例）図７は、さらにパターン生
成過程におけるパターン生成のルールを変えた場合のパ
レタイズパターンの一例を示す。このパターン生成方法
によると、第１実施例より積付効率の高いパターンを得
ることができる。

【００３７】物品Ｗ１〜３までは第１実施例と同様に解
候補点Ｐ２、Ｐ３を求めて配置していく。つぎに、第１
実施例の方法によれば、解候補点はＰ４ａに求められ
る。本実施例においては、解候補点は最も奥寄りで左寄
りの点に求められる。すなわち第２実施例では一応求め
た解候補点はｙ方向にのみシフトされたが、本実施例で
はｘ方向にもシフトされる。

【００３８】パターン生成部は、既に載置されている物
品Ｗ１〜３により形成されるＹ方向のエッジのｙ座標が
最も小さい点で、かつ最も左側の点を解候補点とする。
図３においては、物品Ｗ１〜３までが置かれた状態で、
次の物品Ｗ４を載置しようとするとき、最も奥寄りで左
寄りの点は、物品Ｗ３のエッジ上にあり、これを解候補
点Ｐ４とする。この解候補点Ｐ４に物品Ｗ４が置けるか
どうか判断し、置ければ物品Ｗ４を置いてさらに次の物
品について解候補点を求める。

【００３９】エッジのｙ座標が最小で最も左側の点であ
る解候補点は、物品のエッジ上にあるとは限らず、図７
のような場合には解候補点が左方向にシフトされる。図
７のようなエッジにおいて、物品ＷＬを載置しようとす
ると、まず解候補点ＰＬａが選ばれるが物品ＷＬを置く
ことができず、同様に解候補点ＰＬｂ、解候補点ＰＬｃ
も妥当ではない。解候補点ＰＬｄも妥当ではないが、解
候補点ＰＬｄの左側にはスペースがあるので、解候補点
ＰＬまでシフトすることができる。解候補点ＰＬによれ
ば物品ＷＬを置くことができる。解候補点を左側にシフ
トした時には、シフトされた部分のエッジ、すなわち解
候補点ＰＬａ、ＰＬｂの含まれるエッジは削除されてエ
ッジ情報が変更される。

【００４０】以上のようなパターン生成方法によると、
第１実施例のパターン生成方法と比較してパレット平面
上のスペースを有効に利用することができ、積付効率を
より高めることができる。

【００４１】また、一度解候補点として妥当でなかった
点を、以後解候補点から除くことにより、載荷順序の二
重性を防止することができる。図８は、同じ物品Ｗ１〜
６を順序を変えて載置した場合の配置結果を示す。

【００４２】図８（ａ）は、物品１〜４以下、物品Ｗ
５、６の順で載置した場合のパターンであり、物品Ｗ５
は解候補点Ｐａが妥当なので、物品Ｗ２のエッジに合わ
せられて載置される。これに対して図８（ｂ）は物品Ｗ
５、６の順を入れ替えて載置した場合のパターンであ
り、物品Ｗ５は物品Ｗ１のエッジに合わせられ、ややス
ペースが無駄になっている。

【００４３】図８（ｂ）の場合、物品Ｗ６について先に
載置箇所を求めるので、第一に候補となる解候補点Ｐａ
は妥当ではなく、次の解候補点Ｐｂが選択される。一度
妥当でなかった点は、以後解候補点から除かれるので、
物品Ｗ５については解候補点Ｐｃが選ばれるのである。

【００４４】従って、スペースが無駄なパターンが生成
されることになるが、本実施例は最適なパターンを選択
するために複数パターンを生成し、かつパターンは物品
の順序により特定されるので、結果として同じになるパ
ターンを生成しないようにして選択を単純にするために
有効である。

【００４５】但し、物品Ｗ７の載置時において、解候補
点Ｐｄは依然として解候補点とするようにして、スペー
スの有効利用を図っている。

【００４６】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨の範囲内において適宜変形実施可能であることは
言うまでもない。

【００４７】例えば、パターン生成とパターンの比較・
評価とは繰り返される場合もある。まず、ある程度の数
のパターンを生成し、各パターンを比較・評価し、適当
なものを仮に選択して、仮に選択したパターンに変更を
加えてさらに比較・評価する過程を繰り返し、最終的に
最適と認められるパターンを選択するようにすることも
できる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
係るパレタイジング方法によれば、積付可能な複数パタ
ーンから最適のパターンを選択して積み付けることによ
り、積付効率等が最適のパターンを得ることができ、よ
って効率や取り扱い面の優れた搬送を実現することがで
きる。

【００４９】請求項２に記載の発明に係るパレタイジン
グ方法においては、パレット平面上に無駄なスペースの
より少ないパターンを複数生成することができる。

【００５０】請求項３に記載の発明に係るパレタイジン
グ方法においては、パレット平面上に無駄なスペースの
より少ないパターンを複数生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るパレタイジング方法の第
１実施例を実現することのできるパレタイズシステムの
一例の制御構造を示すブロック図である。

【図２】図２は、図１に示した実施例が適用可能なパレ
タイズロボットを示す平面図である。

【図３】図３は、第１実施例のパターン生成過程による
パターンの一例を示す図である。

【図４】図４（ａ）（ｂ）は、それぞれ本発明に係るパ
レタイジング方法の第２実施例のパターン生成過程によ
るパターンの一例と、第１実施例のパターン生成過程に
よるパターンの一例とを示す図である。

【図５】図５は、第２実施例のパターン生成方法を説明
する図である。

【図６】図６は、本発明に係るパレタイジング方法の第
３実施例のパターン生成過程によるパターン生成方法を
説明する図である。

【図７】図７は、第３実施例のパターン生成方法を説明
する図である。

【図８】図８は（ａ）（ｂ）は、それぞれ第３実施例の
パターン生成方法における順序の相違による結果の相違
を説明する図である。

【符号の説明】

１３ロボットコントローラ４発注入力装置５システムコントローラ５１パターン生成部５２パターン比較部５３パターン選択部５４パターン記憶部６クレーンコントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パレタイズロボットに対してパレットの
奥寄りから順に複数物品をパレタイズするパターンを、
各物品の順番及び／又は向きを変えて複数生成するパタ
ーン生成過程と、複数生成されたパターン中から最適の
パターンを選択するパターン選択過程と、選択されたパ
ターンに沿って積み付けを行う積付過程とを含むことを
特徴とするパレタイジング方法。
【請求項２】前記パターン生成過程は、パレタイズロ
ボットに対してパレットの奥寄りかつ左右いずれかの端
寄りから順に複数の物品をパレタイズするパターンを複
数生成する請求項１に記載のパレタイジング方法。
【請求項３】前記パターン生成過程は、左右いずれか
の端寄りに拘らず、パレタイズロボットに対してパレッ
トの奥寄りから順に複数の物品をパレタイズするパター
ンを複数生成する請求項１に記載のパレタイジング方
法。