JPH09183519A - 荷積み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パレット上に積み付ける物品が少数他品種で
構成されていた際に、効率よく物品を積みつけることが
できなかった。 【解決手段】積付面上に積み付けるべき物品の数として
予め定めた数と、上記積付面上に積み付けようとする物
品の数とを比較し、予め定めた数より少ないか否かを判
断する第１工程と、この第１工程により予め定めた数よ
り少ないと判断された端数物品について演算し、上記予
め定めた数により形成される平面積より小さく、かつ上
記積付面の半分以上の平面積を形成する予め定めた特定
形状を形成する端数物品を決定する第２工程と、この第
２工程により決定された物品の数分、物品を積み付ける
第３工程と、を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、産業用ロボット
を使用したパレダイズにおける、他品種ワークの混載作
業を効率よく実現する方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来のパレダイズ装置によ
り、物品Ｗが積み付けられた状態を示す状態図であり、
図１１（ａ）は荷姿の正面図、図１１（ｂ）は荷姿の平
面図である。図において、１は同一形状の物品Ｗａを積
み付けることにより、その物品Ｗａの上面により構成さ
れた積付平面であり、説明のため、物品Ｗａを（ａ×
ｂ）個積み付けた際に生じる平面として説明する。ここ
で、物品Ｗａの積付個数である（ａ×ｂ）個は、物品Ｗ
ａ自身を積み付ける積付面積（パレット２の平面積等）
との関係上、これ以上積み付けることができない最大の
個数を示している。３は最上段の積付平面１を２分割し
た時の積付有効面、４は積付有効面３上に積み付けられ
た端数物品であり、例えば物品Ｗａならば、その物品Ｗ
ａが（ａ×ｂ）個存在しないために最大面積を有する積
付平面１を構成することができない場合に残った物品を
示している。５は端数物品４と積付有効面３上に積み付
けることにより、端数物品４の上面により形成された端
数物品積付平面である。

【０００３】次に、従来のパレタイズ装置による複数の
種類（大きさ、形状）を有する物品の積付動作を、図１
２の従来の荷積み方法における処理の流れを示したフロ
ーチャートを用いて説明する。ステップＳ１で、複数の
種類の物品毎に積付平面１を形成すべく、物品毎に定め
られている積付平面１を形成するための積付個数と、実
際に積み付けるべき物品の個数とを求め、ステップＳ２
に移行する。ステップＳ２で、パレット２上にステップ
Ｓ１で求めた結果に基づき、複数種類の物品それぞれに
おいて、同一形状の物品Ｗａを積み付け、積付平面１を
形成して、ステップＳ３に移行する。ここで、積付平面
１を形成するだけの積付個数に達していない物品は、す
べて端数物品４とする。

【０００４】ステップＳ３で、端数物品４の存在を確認
し、端数物品４が存在していれば、ステップＳ４に移行
し、最上段の積付平面１を２分割し、２つの積付有効面
３を形成し、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５
で、端数物品４のうち同一物品が複数個あるものを優先
的に積付有効面３に積み付ける。また、他の種類の同一
物品は、先に積み付けた端数物品４の側面と対向させて
他方の積付有効面３に積み付ける。ここで、端数物品４
により優先的に積み付けた同一物品Ｗａの上面に形成さ
れた端数物品積付平面５上に、残りの端数物品４を上記
同様に積み付けることを繰り返す。すべての端数物品４
を積み終わる、あるいは端数物品４を積み付けることの
できる積付有効面がなくなったとき積み付けを完了す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の様な従来の荷積
み方法では、同一形状の物品で積付平面１を形成するだ
けの積付個数に達していない物品の品種は端数物品４と
なり、最上段に端数物品４として積み付けられる。例え
ば、積付平面１を構成できないほど少数で複数種からな
る物品Ｗを従来の荷積み方法で積付けると、必ずしも積
付平面１を構成できず、すべての物品Ｗが端数物品４と
して積み付けられてしまう。そのため、積付平面１を均
等に２分割した積付有効面３上に、端数物品４のうち同
一物品の多いものを優先的に積み付け、積み付けた端数
物品４上に形成される端数物品積付平面５をさらに２分
割し、同様に処理を繰り返して物品を積み付けるので、
積み付けられた物品間のすき間が大きくなり、パレット
２上に十分な数量を積付けることができないという問題
点があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、第１の目的は、物品が少数多品
種で構成されていても効率良く積み付けることによって
パレットに十分な数量の物品を積付けることができる荷
積み方法を得ることである。また、この発明の第２の目
的は、さらに物品を積み付ける際の作業性を考慮し、広
い積付平面を得ることができる荷積み方法を得ることで
ある。また、この発明の第３の目的は、より広い段積み
面を形成することができる荷積み方法を得ることであ
る。さらに、第４の目的は、積物品が倒れることによる
不具合を解消し、積付作業の効率を向上させる荷積み方
法を得ることである。また、第５の目的は、物品を積付
ける際の物品相互の衝突等の干渉を抑えることができる
荷積み方法を得るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る荷積み方
法は、積付面上に積み付けるべき物品の数として予め定
めた数と、上記積付面上に積み付けようとする物品の数
とを比較し、予め定めた数より少ないか否かを判断する
第１工程と、この第１工程により予め定めた数より少な
いと判断された端数物品について演算し、上記予め定め
た数により形成される平面積より小さく、かつ上記積付
面の半分以上の平面積を形成する予め定めた特定形状を
形成する端数物品を決定する第２工程と、この第２工程
により決定された物品の数分、物品を積み付ける第３工
程と、を備えたものである。

【０００８】また、積付面上に積み付けるべき物品の数
として物品の種類に応じ予め定めた数と、上記積付面上
に積み付けようとする複数種の物品の数とを比較し、予
め定めた数より少ないか否かを判断する第１工程と、こ
の第１工程により予め定めた数より少ないと判断された
端数物品が複数種ある場合に、上記積付面上に積み付け
ようとする物品により形成される平面の面積を、物品の
種類毎に算出し、最も広い平面積を形成する物品の種類
を判断する物品であると判断する第２工程と、この第２
工程により最も広い平面積を形成する物品であると判断
された特定種類の端数物品を、上記積付面上に積み付け
る第３工程と、を備えたものである。

【０００９】また、端数物品により形成される特定形状
の平面積は、四角形状となるべく上記端数物品を積み付
けるようにしたものである。

【００１０】さらに、積み付ける端数物品と略同一形状
となるべく他の端数物品を組み合わせて端数物品群と
し、この端数物品群及び上記端数物品を同一平面を形成
すべく積み付けるようにしたものである。

【００１１】また、特定形状の平面積を形成する端数物
品は、複数ある端数物品毎の平面寸法と高さ寸法とから
求まる安定度が最も良い物品を選択し、使用するように
したものである。

【００１２】また、積み付けるべき物品の積み付けが完
了した積付完了状態を演算する第１工程と、この積付完
了状態から、特定方向に物品を順に取り出す際に、積み
付けられている他の物品と干渉しない取り順を求める第
２工程と、この第２工程で求められた取り順とは逆の順
序で物品を積み付けるべく積付順を決定する第３工程
と、第３工程で決定された積付順により物品を実際に積
み付ける第４工程と、をそなえたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施形態１．この発明に係る荷積み方法の一実施形態を
説明する。図１は、この発明に係る荷積み方法の一実施
例を示す荷積み装置全体の構成を示す構成図であり、図
において、６はコンベアからなる供給装置７から供給さ
れる物品Ｗをパレット２上にパレタイズ作業する把手６
１が設けられた産業用ロボット、８は受注情報等による
出荷指令に基づく物品Ｗの積付指令を出力する積付指令
装置、９は積付指令にかかわる各種物品Ｗの形状、外形
寸法等の物品の諸元が登録されていて、積付指令に対応
した所要の積付要領を出力する制御装置、１０は制御装
置９からの積付要領により、供給装置７に対して所要の
物品Ｗの供給を指示するとともに、産業用ロボット６に
対して所要の物品Ｗの積付動作を指示する指示装置であ
る。

【００１４】図２は、この発明により積み付けれた物品
Ｗの積付状態を示す状態図であり、積付面積（同一形状
の物品から構成される積付平面）１Ａ上に、端数物品Ｗ
x の積付により、端数物品積付平面５Ａが形成された状
態を示している。１１は積付面積１Ａ上における、端数
物品Ｗx を積み付けなかった部分に相当する平面であ
り、この平面１１及び端数物品積付平面５Ａが、次に端
数物品４を積付可能な積付有効面となる。

【００１５】次に図１に示される荷積み装置における制
御装置９が行う処理の動作について図３のフローチャー
トを用いて説明する。まず、積付指令装置からの積付指
令に基づき、制御装置９は、複数種類の物品群の中か
ら、同一形状の物品で積付平面１を形成すべく、その物
品毎の縦横寸法と、物品を積み付ける積付面積とからそ
の物品毎の積付個数を演算し、その結果を積付要領とし
て指示装置１０に出力する。指示装置１０では、制御装
置９からの積付要領に基づき、同一形状の物品を供給す
べく供給装置７に指示を与えるとともに、産業用ロボッ
ト６に対してその供給装置７により供給されてくる同一
形状の物品をパレット２上に積み付け、積付平面１を形
成する。

【００１６】ステップＳ１１において、その内部に登録
されている各種物品の形状、外形寸法等の物品の諸元を
もとに、上述のようにパレット２上に形成された積付平
面１（＝積付面積１Ａ）の大きさＰ（ＰL,ＰW ）を演算
して、ステップＳ１２に移行する。ここで、ＰL は積付
平面Ｐにおける縦寸法、ＰW は積付平面Ｐにおける横寸
法を示している。

【００１７】ステップＳ１２において、積付平面１を形
成できなかった端数物品４のうち、最も残数の多い物品
Ｗx を選択し、ステップＳ１３に移行する。その際に、
登録されている物品Ｗx の寸法（ＷxL: 縦寸法、ＷxW:
横寸法、ＷxH: 横寸法）も求めておく。

【００１８】ステップＳ１３において、物品Ｗx の縦横
寸法（ＷxL, ＷxW）の整数倍で構成される平面寸法（Ｗ
xL×ｍ, ＷxW×ｎ）が、積付面積１Ａである積付平面Ｐ
の縦横寸法（ＰL,ＰW ）以下になる、物品Ｗx の残数で
構成できる最大の平面を演算し、ステップＳ１４に移行
する。

【００１９】ステップＳ１４において、物品Ｗx で構成
された端数物品積付平面５Ａを積付平面Ｐ１（図２にお
けるＰ１）としてステップＳ１５に移行する。これによ
り、積付平面１は、計算上において、積付平面Ｐ１と平
面１１とに分割される。

【００２０】ステップＳ１５において、制御装置９で演
算された結果に基づき、積付平面Ｐ１上に、縦にｍ個、
横にｎ個の物品Ｗx （合計ｍ×ｎ個）を積み付けるべく
指示装置１０に対して指示を与え、物品Ｗx を積み付け
る。その際、積付平面Ｐ上への物品Ｗx の積み付けによ
り、残りの面から新たな平面１１を発生する。その後、
ステップＳ１６に移行して、他の端数物品４が残ってい
るかどうかの判断を行い、物品が残っていないのなら全
てのパレタイズ作業を終了し、残っているのであればス
テップＳ１７へ移行する。

【００２１】ステップＳ１７において、残った端数物品
４を新たに積付平面Ｐ１（ＷxL×ｍ, ＷxW×ｎ）上に積
み付け可能かどうかを判断し、残った端数物品４を再度
積み付け不可能であれば、そのパレット２上に物品Ｗを
積み付けるパレタイズ作業を終了する。一方、積付平面
Ｐ１上に、端数物品４を積み付け可能ならば、再度ステ
ップＳ１１に移行して、積付平面Ｐ１の大きさ（Ｐ１
（Ｐ１L,Ｐ１W ）を同様に演算して、上述したフローを
繰り返し、端数物品４をパレット２上に積み付ける。本
実施形態では、上述したように、積み付けの可能な平面
に収まる物品の集合を構成し、積み付けていくことにな
る。

【００２２】本実施形態によれば、同一物品Ｗａにより
積付平面１を形成できなくなった際には、端数物品４の
中から最も残数の多い物品Ｗx を選択し、その物品Ｗx
を可能な限り積付平面Ｐ（＝積付平面１）上に積み付
け、広い積付平面Ｐ１を形成することができ、限られた
パレット２上のスペースを無駄を少なく有効活用するこ
とができる。即ち、従来のごとく、積付個数に達せず積
付平面１を形成できない端数物品４が発生した際に、最
上段の積付平面１を均等に２分割して積付有効面３と
し、その積付有効面３上に端数物品４を積み付ける作業
を繰り返すことにより生じる無駄なスペースを発生させ
ることがない。そのため、積み付けるべき物品Ｗにおい
て、同一品種の数が少なくともパレット２上に効率よく
物品を密に積み上げることができる。

【００２３】また、本実施形態では、端数物品４の中か
ら最も残数の多い物品Ｗx を選択し、その物品Ｗx を可
能な限り積み付ける構成としたが、本実施形態は、最も
広い積付平面Ｐ１を得るために、端数物品４の中から最
も底面積（上面積）の大きい物品を選択し、それらの物
品の組み合わせにより最も広い積付平面Ｐ１を形成する
ようにしても同様である。

【００２４】実施形態２．上述した実施形態１では、端
数物品４の中で最も残数の多い物品Ｗx により、物品Ｗ
x の縦横寸法（ＷxL, ＷxW）の整数倍で構成される平面
寸法（ＷxL×ｍ,ＷxW×ｎ）が、積付平面１（＝積付平
面Ｐ）の縦横寸法（ＰL,ＰW ）以下になる、最大の積付
平面を演算し、物品Ｗx を積付面積上に積み付ける方法
を示したが、あくまで物品Ｗx の残数以内で四角形状の
積付平面Ｐ１ができるように、ｍ×ｎそれぞれの係数を
抑えなければならなかった。そこで、本実施形態では、
物品Ｗx の残数による積付平面Ｐ１の形成に捕らわれる
ことなく、物品Ｗx の残数により例え四角形状に納まら
なくても、物品Ｗx とは別の端数物品４である物品Ｗ
ｙ、Ｗｚ等との組み合わせにより、より広い積付平面Ｐ
２を形成する方法を示したものである。

【００２５】図４は、この発明により積み付けられた物
品Ｗの積付状態を示す状態図であり、図において、１２
は例えば物品Ｗx が所定の積付個数に一つ足りず積付平
面Ｐ２を構成することができない時に生じる不足物品、
１３は不足物品１２に対応する余剰物品、１４は他の端
数物品４である物品Ｗｙ、Ｗｚ等により不足物品１２
（物品Ｗx ）と同じ寸法（ＷxL: 縦寸法、ＷxW: 横寸
法、ＷxH: 高さ寸法）となるべく集合させられた仮想物
品である

【００２６】次に図１で示される荷積み装置における制
御装置９が行う処理の動作について図５に示すフローチ
ャートを用いて説明する。ステップＳ２１において、パ
レット２上に同一形状の物品Ｗx を縦横整数倍並べて積
付平面１を形成するための構成（個数、並べ方等）を計
算し、ステップＳ２２に移行する。

【００２７】ステップＳ２２においては、ステップＳ２
１で計算した結果に基づき、物品Ｗx により積付平面Ｐ
２を形成するのに必要な積付個数（物品Ｗx の個数）が
あるか否かを判断し、積付平面Ｐ２を形成するのに必要
な積付個数があれば、実施形態１で説明したように積付
要領として指示装置１０に出力し、物品Ｗx を供給すべ
く供給装置７に指示を与えるさせるとともに、産業ロボ
ット６に対してその供給装置７により供給されてくる物
品Ｗx をパレット２上に積み付け、積付平面Ｐ２を形成
させる。一方、積付平面Ｐ２を形成するのに必要な積付
個数分の物品Ｗx がなければ、ステップＳ２３に移行す
る。

【００２８】ステップＳ２３においては、その他の端数
物品４の中から物品Ｗx の寸法（ＷxL: 縦寸法、ＷxW:
横寸法、ＷxH: 高さ寸法）以下の物品群を全て抽出して
ステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４において
は、積付平面Ｐ２を形成するための積付個数に達しない
物品Ｗx の不足物品１２に相当する仮想空間Ｋ（ＷxL
α: 縦寸法、ＷxWβ: 横寸法、ＷxH: 高さ寸法）を求
め、ステップＳ２５に移行する。ここで、α、βは、不
足物品１２に対応する係数であり、例えば不足物品１２
が一つの場合は、それぞれ“１”となり、不足物品１２
が二つの場合は、何れか一方が“２”、他方が“１”と
なる自然数である。

【００２９】ステップＳ２５においては、仮想空間Ｋ内
にステップＳ２３で抽出した物品群の中から物品Ｗｙを
積み付けることができる空間があるか否かを判断し、積
み付けることができる空間あれば、ステップＳ２６に移
行する。一方、物品Ｗｙを積み付けることができる空間
がなければ、ステップＳ２７に移行する。

【００３０】ステップＳ２６では、仮想空間Ｋ（ＷxL
α: 縦寸法、ＷxWβ: 横寸法、ＷxH:高さ寸法）内に、
物品Ｗｙ（ＷyL: 縦寸法、ＷyW: 横寸法、ＷyH: 高さ寸
法）を積み付けたと仮定する。そして、ステップＳ２５
に再度移行して、仮想空間Ｋに物品Ｗｙを積み付けたこ
とにより発生する仮想空間Ｋ１（仮想空間Ｋに物品Ｗｙ
を積み付けた結果残る空間）を求め、その仮想空間Ｋ１
をもとにステップＳ２５、ステップＳ２６をループし
て、仮想空間内の空間体積に物品群を積み付けることが
できなくなるまで繰り返し演算する。ここで、物品Ｗｙ
のみを用いるのではなく、他の物品Ｗｚ等をも用いて、
仮想空間内の空間体積と物品群で形成される空間体積と
ができるだけ等しくなるように演算する。

【００３１】ステップＳ２７では、ステップＳ２５、ス
テップＳ２６により演算された仮想空間Ｋに対応する物
品群で形成される空間と仮想空間Ｋとのすき間が、あら
かじめ定められた許容範囲（経験則から求められる数値
であり、物品の形状、固さ等により左右され、例えば５
ｍｍ程度）以内であるか否かを判断し、物品群で形成さ
れる空間が許容範囲以外であれば、ステップＳ２８に移
行して、物品Ｗx のみによるの縦横整数倍の積付平面を
形成すべく余剰物品１３を取り除く。一方、物品群で形
成される空間が許容範囲内であれば、ステップＳ２９に
移行して、物品Ｗx と物品Ｗｙ等の物品群とにより積付
平面Ｐ２を形成すべく、物品群を仮想空間Ｋ内に積み付
ける。

【００３２】本実施形態によれば、同一の物品Ｗx によ
り積付平面Ｐ２を形成することができない際には、他の
物品群の中から、物品Ｗｙ、Ｗｚ等を選び、それらの物
品群の積み付けにより物品Ｗx の不足分を補い、他の物
品Ｗｙ、Ｗｚ等により代用することができる。したがっ
て大きな面積を持つ積付平面Ｐ２を構成しやすくなり、
これにより効率よく物品を積み付けることができるよう
になる。

【００３３】実施形態３．上述した実施形態１、２で
は、以下に効率よく物品を積み付けるかを主題として、
端数物品４により積付平面Ｐ１、Ｐ２を形成する実施形
態を説明したが、本実施形態３では、さらに積み付けた
物品の安定性をも考慮した物である。以下に、積付平面
１上の残りの面である平面１１上に他の端数物品４を安
定良く積み付ける際の実施形態について説明する。

【００３４】図６は、物品Ｗを積み付けた際の倒れやす
さに対する安定度を説明するために２種類の物品Ｗ１、
Ｗ２の構成を示す構成図であり、図６（ａ）は物品Ｗ１
を示し、図６（ｂ）は物品Ｗ２を示す。図において、物
品Ｗ１の寸法は（Ｌ：縦寸法，Ｗ：横寸法，４Ｈ：高さ
寸法）で表され、物品Ｗ２の寸法は（２Ｌ：縦寸法，２
Ｗ：横寸法，Ｈ：高さ寸法）で表される。

【００３５】次に、積付平面の倒れやすさに対する安定
度の計算について説明する。物品Ｗを積み付けた際の倒
れやすさに対する安定度は、「積み付けられた物品Ｗの
高さ÷底面を構成する縦横寸法のうち短い寸法」で算出
された結果をもとに判断できる。例えば、Ｌ：縦寸法＜
Ｗ：横寸法の関係があるとすれば、図６（ａ）におい
て、物品Ｗ１の高さは、４Ｈ、底面を構成する横寸法の
うち短い寸法は、Ｌとなる。一方、図６（ｂ）において
は、物品Ｗ２の高さは、１Ｈ、底面を構成する横寸法の
うち短い寸法は、２Ｌとなる。

【００３６】（ａ）の安定度＝４Ｈ／Ｗ＝８Ｈ／２Ｗ （ｂ）の安定度＝Ｈ／２Ｗ となる。安定度は、値が小さいほど安定性が良いことを
示しているので、この２つの安定度を比較すると、
（ｂ）の値の方が明らかに小さく、安定性が高いことを
示している。そこで、安定度の低い、安定性のより物品
Ｗ２を平面１１に積み付ける。本実施形態では説明を省
略したが、物品Ｗ２の積付面積が、平面１１より大きけ
れば積み付けることができないのは言うまでもなく、あ
くまで平面１１内に積み付けることのできる物品の中か
ら抽出するものである。

【００３７】本実施形態では、積付面積上の残りの面で
ある平面１１上に他の端数物品４を安定よく積み付ける
際の実施形態について説明したが、例えば上述した実施
形態２において、物品Ｗｙ、Ｗｚ等により不足物品１２
とほぼ同一の寸法となるべく仮想物品を選択する際に、
上述した安定度を考慮して物品Ｗｙ、Ｗｚ等を選択する
ようにしてもよい。そうすることにより、物品Ｗｙ、Ｗ
ｚ等の組み合わせによる仮想物品の安定性が向上して、
積付けが容易になる。

【００３８】本実施形態では、平面１１に端数物品４を
積み付ける際に、複数ある物品の中からより安定度の低
い物品を抽出して積み付けることにより、比較的小面積
の平面１１内に転倒しにくく物品を積み付けることが可
能となり、物品の転倒による危険回避、その片づけ等の
作業性、積付けの信頼性等が向上する。

【００３９】実施形態４．上述した実施形態３では、安
定度により、平面１１内に物品Ｗを積み付ける際の優先
順位を求めたが、本実施形態４では、より無駄のない空
間となるべく充填率により積み付ける物品を抽出する動
作について説明する。

【００４０】図７は充填率を説明するため複数（本実施
形態では３つ）の物品Ｗ４により平坦な上面を形成する
ように構成した構成図であり、図において、１５は積付
平面Ｐ３を形成した際の、積付平面Ｐ３を上面とした直
方体であり、例えば（ＬＡ：縦寸法，ＷＡ：横寸法，Ｈ
Ａ：高さ寸法）として説明する。ここで、充填率とは、
直方体１５の体積と、直方体１５内部に積み付けられた
物品Ｗ３、Ｗ４等により形成される総体積との比によっ
て求められる。物品Ｗ３、Ｗ４等により形成される総体
積と直方体１５の体積とが等しい、つまり充填率（体積
比）が１である場合にもっとも効率よく物品Ｗ３、Ｗ４
を直方体１５内に積付けることができる。

【００４１】例えば、直方体１５の空間（ＬＡ：縦寸
法，ＷＡ：横寸法，ＨＡ：高さ寸法）に物品Ｗを積み付
ける際に、端数物品４の中からの特定の物品Ｗ３、Ｗ４
等の組み合わせにより形成される体積と、物品Ｗ３、Ｗ
４等の組み合わせにより形成される積付平面Ｐ３を上面
とした直方体１５の体積との比を制御装置９が演算し、
最もその比が“１”に近似したものを算出し、その組み
合わせに基づいて、物品Ｗ３、Ｗ４等を積付平面Ｐ３に
積み付けるべく指示装置１０に積付要領を出力し、物品
Ｗ３、Ｗ４を積み付ける。

【００４２】具体的には、図７に示されるように、物品
Ｗ３及び物品Ｗ４により直方体の空間１５に物品を積み
付ける際に、１個の物品Ｗ３及び１個の物品Ｗ４とによ
り形成される物品の総体積と物品Ｗ３の上面を積付平面
Ｐ３とした時の直方体の体積との比である第１の充填率
と、２個の物品Ｗ３及び３個の物品Ｗ４の組み合わせに
より形成される物品の総体積と２つ積まれた物品Ｗ３の
上面を積付平面Ｐ３とした時の直方体の体積との比であ
る第２の充填率と、の関係より、第２の充填率の方がよ
り“１”に近似していたとすると、２個の物品Ｗ３及び
３個の物品Ｗ４の組み合わせにより積み付ける方法を抽
出する。

【００４３】すなわち、積み付ける物品と平面１１の底
面積との関係にのみ捕らわれることなく、高さ方向をも
含めた充填率との関係により、物品を積み付けるので、
より無駄なスペースのない積付けが可能となり、物品が
疎に積み付けられたり、物品の積み付けの高さが異なる
端数物品積付平面を抑えることができ、限られたパレッ
ト上を有効活用することができる。

【００４４】また、積付平面Ｐ３を例えば、他の物品で
形成された積付平面Ｐ１（図２参照）と同一の高さ（許
容範囲を±５ｍｍ程度）となるように設定し、積付平面
Ｐ１と積付平面Ｐ３とにより、より広い積付平面Ｐ４を
形成することが可能となり、さらに物品Ｗの積み付け効
率が向上することができる。本実施形態では説明を省略
したが、直方体１５の高さは、パレット上に積み付けら
れるあらかじめ定められた高さを越えてはいけないのは
言うまでもない。

【００４５】本実施形態では、積付平面１上の残りの面
である平面１１上に他の端数物品４を充填率に基づいて
積み付ける際の実施形態について説明したが、例えば上
述した実施形態２において、物品Ｗｙ、Ｗｚ等により不
足物品１２とほぼ同一の寸法となるべく仮想物品を選択
する際に、上述した充填率を考慮して物品Ｗｙ、Ｗｚ等
を選択するようにしてもよい。そうすることにより、物
品Ｗｙ、Ｗｚ等の組み合わせによる仮想物品の充填率が
向上して、積付けの無駄がより少なくなる。

【００４６】実施形態５．上述した実施形態３、４で
は、安定度または充填率により物品を積み付ける方法を
示したが、本実施形態では、これら安定度、充填率等を
評価関数として、より安定性良く、無駄なスペースがな
いように物品Ｗを積み付ける際の方法について説明す
る。

【００４７】図８の本実施形態における制御装置９のフ
ローチャートを用いて、積み付け面Ｐ５決定までのフロ
ーを説明する。ステップＳ３１において、複数の種類か
らなる物品を積付ける有効面よりも小さい底面を有する
平坦な上面（上述したように許容範囲を±５ｍｍ程度）
を形成する積み付け面Ｐ５を発生する際に、複数個物品
の組み合わせにより形成される積付面候補を発生し、ス
テップＳ３２に移行する。

【００４８】ステップＳ３２において、上記候補すべて
について上述したように安定度や充填率などの複数の評
価値Ｅｎ（ｎ＝１，２，３…ｎ）を求める。その後、ス
テップＳ３３〜ステップＳ３６において、上記候補すべ
てについてのそれぞれの評価値Ｅｎを同一の基準で扱う
ために上記評価値Ｅｎの偏差値Ｄを求める。実際には、
ステップＳ３３において、評価値Ｅｎの平均値Ｅを求め
（数１）、ステップＳ３４において、分散Ｓ２を求め
（数２）、ステップＳ３５において、標準偏差Ｓを求め
る（数３）。その後、ステップＳ３６において、各候補
の偏差値Ｄを求める（数４）。

【００４９】

【数１】

【００５０】

【数２】

【００５１】

【数３】

【００５２】

【数４】

【００５３】そして、ステップＳ３７において、全ての
評価値について偏差値Ｄの計算を行ったか否かを判断
し、全ての評価値の計算を行っていない際にはステップ
Ｓ３３にループして、全ての評価値の計算を行う。一
方、全ての評価値の計算を行った場合には、ステップＳ
３８に移行して、上記積付平面候補すべてについて求め
られた安定度の偏差値、充填率の偏差値等すべての評価
値を足したものを上記積付平面候補それぞれの得点とし
て記憶し、ステップＳ３９に移行する。

【００５４】ステップＳ３９において、ステップＳ３８
で求められた各積付平面候補ごとの得点を比較し、この
得点の最も高い積付平面候補を採用抽出し、積付平面Ｐ
５を形成すべく、指示装置１０に積付要領を出力し、積
付平面Ｐ５を形成する。

【００５５】本実施形態によれば、積付平面Ｐ５を形成
する際に、多数の積付平面候補の中から、安定性、充填
率等が良いものを抽出することができ、無駄なスペース
がなく、物品の転倒による危険回避、その片づけ等の作
業性、積付けの信頼性等が向上した優秀な積付平面を得
ることができる。従って、この積付平面Ｐ５を用いて優
秀な積み荷姿を得ることができる。

【００５６】また、評価関数として、安定度、充填率を
説明したが、このほかにもパレット２の下方により重量
の重い物品を積み付け、上方に行くに従い軽いものを積
み付けることにより積付けを安定させる重量分布、パレ
ット２上の見た目、梱包時に都合の良い最上段の積み荷
の高さの差等を評価関数として追加することにより優秀
な積み付け平面を得ることができる。

【００５７】実施形態６．本実施形態６では、積付平面
上に物品Ｗを積み付ける際に、制御装置９内部におい
て、その物品Ｗの積付順序を決定する際の動作に関して
説明する。図９は、積付平面上に物品Ｗが積み付けられ
た際の構成を示す平面図であり、図１０は、制御装置９
内部において演算され、積付平面上に物品Ｗを積み付け
る際の積付順序を決定するフローを説明するフローチャ
ートである。図９において、１６は物品Ｗの取りだし方
向、１７は取りだし方向１６に物品Ｗを移動した際の干
渉区域、１８は干渉区域１７に他の物品が存在したとき
の干渉部である。

【００５８】次に、図１０のフローチャートをもとに積
付順序決定の動作を説明する。まず、積付平面上に物品
Ｗの積み付けが決定されると、制御装置９内部におい
て、その物品Ｗが実際に積み付けられたと仮定した際の
積付構成（積付形状）の予想が立てられる。ステップＳ
４１では、物品Ｗを取りだし方向１６に移動したと仮定
した時の干渉区域１７内に他の物品Ｗが存在し、干渉部
１８が発生するのであれば別の物品について同様に調
べ、干渉部１８の存在しない物品Ｗがあればこの物品Ｗ
を演算からはずすとともに、取り順を記憶してステップ
Ｓ４２に移行する。

【００５９】ステップＳ４２では、まだ積付平面上に演
算すべき物品Ｗが存在するのであれば、ステップ４１に
戻り、演算すべき物品Ｗがなくなるまで繰り返し、すべ
ての物品Ｗの取り順を決定し、ステップＳ４３に移行す
る。ステップＳ４３では、制御装置９内部に記憶されて
いる取り順を逆向きに並び変えて、積み付け順として記
憶する。そして、この積み付け順に基づいて、積付要領
として指示装置１０に出力し、指示装置１０から物品Ｗ
を供給すべく供給装置７に指示を与えるとともに、段業
用ロボット６に対してその供給装置７により供給されて
くる物品Ｗをパレット上に積み付ける。

【００６０】本実施形態では、物品Ｗを積み付けた後
の、物品Ｗ間が干渉しない取り順をもとに積み付け順序
を決定するので、他の物品Ｗに干渉せずに積付けること
の可能な積み順を求めることができる。したがって、産
業用ロボットにより物品Ｗを積み付ける際に、物品同士
の衝突のない安全な積み付けが可能となる。

【００６１】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。積付面
上に積み付けるべき物品の数として予め定めた数と、上
記積付面上に積み付けようとする物品の数とを比較し、
予め定めた数より少ないか否かを判断する第１工程と、
この第１工程により予め定めた数より少ないと判断され
た端数物品について演算し、上記予め定めた数により形
成される平面積より小さく、かつ上記積付面の半分以上
の平面積を形成する予め定めた特定形状を形成する端数
物品を決定する第２工程と、この第２工程により決定さ
れた物品の数分、物品を積み付ける第３工程と、を備え
たので、広い面積を持つ端数物品による積付平面を形成
することができ、物品間のすき間を小さくし、物品を密
に効率よく積み付けることができる。

【００６２】また、積付面上に積み付けるべき物品の数
として物品の種類に応じ予め定めた数と、上記積付面上
に積み付けようとする複数種の物品の数とを比較し、予
め定めた数より少ないか否かを判断する第１工程と、こ
の第１工程により予め定めた数より少ないと判断された
端数物品が複数種ある場合に、上記積付面上に積み付け
ようとする物品により形成される平面の面積を、物品の
種類毎に算出し、最も広い平面積を形成する物品の種類
を判断する物品であると判断する第２工程と、この第２
工程により最も広い平面積を形成する物品であると判断
された特定種類の端数物品を、上記積付面上に積み付け
る第３工程と、を備えたので、広い面積を持つ端数物品
による積付平面を形成することができ、物品間のすき間
を小さくし、物品を密に効率よく積み付けることができ
る。

【００６３】また、端数物品により形成される特定形状
の平面積は、四角形状となるべく上記端数物品を積み付
けるので、端数物品積付平面にさらに端数物品を積み付
ける際の作業効率が向上する。

【００６４】また、積み付ける端数物品と略同一形状と
なるべく他の端数物品を組み合わせて端数物品群とし、
この端数物品群及び上記端数物品を同一平面を形成すべ
く積み付けるので、より広い端数物品積付平面を得るこ
とができ、物品の積付効率がより向上する。

【００６５】また、特定形状の平面積を形成する端数物
品は、複数ある端数物品毎の平面寸法と高さ寸法とから
求まる安定度が最も良い物品を選択し、使用するので、
端数物品積付平面を形成する際に、物品を積付面の法線
方向に棒状に積み上げただけの転倒しやすい端数物品積
付平面の発生が抑えられ、物品が倒れることなくパレッ
ト搬送等を行うことができ、作業効率が向上する。

【００６６】また、積み付けるべき物品の積み付けが完
了した積付完了状態を演算する第１工程と、この積付完
了状態から、特定方向に物品を順に取り出す際に、積み
付けられている他の物品と干渉しない取り順を求める第
２工程と、この第２工程で求められた取り順とは逆の順
序で物品を積み付けるべく積付順を決定する第３工程
と、第３工程で決定された積付順により物品を実際に積
み付ける第４工程と、を備えたので、物品を積み付ける
際の物品相互の衝突等の干渉を抑えることができ、積付
作業効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 荷積み方法における荷積み装置全体の構成を
示す説明図。

【図２】 この発明の実施例１を示す図で、積付平面に
段積み面を配置した荷姿の一例を示す平面図。

【図３】 図１の装置の動作を説明するフローチャー
ト。

【図４】 この発明の実施例２を示す図で、不足物品を
不足物品より小さい物品で構成した一例を示す平面図。

【図５】 図３の装置の動作を説明するフローチャー
ト。

【図６】 この発明の実施例３を示す図で、倒れやすさ
に対する安定度を説明する斜視図。

【図７】 この発明の実施例３を示す図で、段積み面の
充填率を説明する斜視図。

【図８】 図６、図７から荷姿の得点を計算する動作を
説明するフローチャート。

【図９】 この発明の実施例４を示す図で、積み順決定
方法を説明する平面図。

【図１０】 図９をもとに積み順決定方法を説明するフ
ローチャート。

【図１１】 産業用ロボットによりパレットに積み付け
た物品の正面図。

【図１２】 従来の積み付け方法を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１ 段積み面、２ パレット、６ 産業用ロボット、７
供給装置、８ 積付指令装置、９ 制御装置、１０
指示装置、１１ 平面、１２ 不足物品、１３余剰物
品、１４ 仮想物品、１５ 直方体、１６ 取りだし方
向、１７ 干渉区域、１８ 干渉部。

フロントページの続き (72)発明者 野々垣 智仁 愛知県名古屋市北区東大曽根町上五丁目 1071番地三菱電機メカトロニクスソフトウ エア株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積付面上に積み付けるべき物品の数とし
   て予め定めた数と、上記積付面上に積み付けようとする
   物品の数とを比較し、予め定めた数より少ないか否かを
   判断する第１工程と、 この第１工程により予め定めた数より少ないと判断され
   た端数物品について演算し、上記予め定めた数により形
   成される平面積より小さく、かつ上記積付面の半分以上
   の平面積を形成する予め定めた特定形状を形成する端数
   物品を決定する第２工程と、 この第２工程により決定された物品の数分、物品を積み
   付ける第３工程と、を備えた荷積み方法。
2. 【請求項２】 積付面上に積み付けるべき物品の数とし
   て物品の種類に応じ予め定めた数と、上記積付面上に積
   み付けようとする複数種の物品の数とを比較し、予め定
   めた数より少ないか否かを判断する第１工程と、 この第１工程により予め定めた数より少ないと判断され
   た端数物品が複数種ある場合に、上記積付面上に積み付
   けようとする物品により形成される平面の面積を、物品
   の種類毎に算出し、最も広い平面積を形成する物品の種
   類を判断する物品であると判断する第２工程と、 この第２工程により最も広い平面積を形成する物品であ
   ると判断された特定種類の端数物品を、上記積付面上に
   積み付ける第３工程と、を備えた荷積み方法。
3. 【請求項３】 端数物品により形成される特定形状の平
   面積は、四角形状となるべく上記端数物品を積み付ける
   ことを特徴とする請求項第１項または第２項記載の荷積
   み方法。
4. 【請求項４】 積み付ける端数物品と略同一形状となる
   べく他の端数物品を組み合わせて端数物品群とし、この
   端数物品群及び上記端数物品を同一平面を形成すべく積
   み付けることを特徴とする請求項第３項記載の荷積み方
   法。
5. 【請求項５】 特定形状の平面積を形成する端数物品
   は、複数ある端数物品毎の平面寸法と高さ寸法とから求
   まる安定度が最も良い物品を選択し、使用することを特
   徴とする請求項第１項または第２項記載の荷積み方法。
6. 【請求項６】 積み付けるべき物品の積み付けが完了し
   た積付完了状態を演算する第１工程と、 この積付完了状態から、特定方向に物品を順に取り出す
   際に、積み付けられている他の物品と干渉しない取り順
   を求める第２工程と、 この第２工程で求められた取り順とは逆の順序で物品を
   積み付けるべく積付順を決定する第３工程と、 第３工程で決定された積付順により物品を実際に積み付
   ける第４工程と、を備えた荷積み方法。