JPH03162320A

JPH03162320A - パレタイズ装置

Info

Publication number: JPH03162320A
Application number: JP1302621A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Tajima; 田嶋　仁; Toru Shigeizumi; 茂泉　徹
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-11-21
Filing date: 1989-11-21
Publication date: 1991-07-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複数の同種または異種の貨物をパレットまた
は箱体等の受け具に効率良くパレタイズするパレタイズ
装置に関する。

（従来の技術）従来のパレタイズ装置は、パレットまたは箱体等の受け
具に同一寸法の貨物のみを複数積載するものが殆どであ
った。しかしながら、消費者の商品に対する需要が多様
化した現在においては、このような商品の多様化に基づ
く多品種小量輸送が必要となり、それに伴って貨物の寸
法も一様でなく異なった寸法の異種の貨物をパレタイズ
するパレタイズ装置が要求されている．上記の要求に応えるものとして、パレタイジング・ロボ
ット・システムにおけるティーチング方式が提案されて
いる（特開昭６１−２６１０９号公報〉。

該公報に記載のティーチング方式は、平面パターンを作
成する手段、平面パターンの組み合わせ及び積み付けパ
ターンそれぞれを作成する手段を備え、これらの人力デ
ータに従ってロボットの動作経路、動作制御情報をロボ
ットに教示する手段を備えたものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前記公報に記載のティーチング方式は、
各種データを入力してロボットの動作経路等を予め教示
してロボットを動作させるようにしたものであり、ティ
ーチング内容に基づいた一様な動作しかすることができ
なかった。そこで、各貨物の積載位置をティーチング等
により予め教示する方式ではなく、貨物の組み合わせに
応じてその都度演算により積載位置を決定する柔軟なシ
ステムを構築することができる。しかしながら、このよ
うに柔軟性のあるシステムにしても、１つの受け具に積
載する貨物間の隙間を極力少なくして無駄なスペースを
なくした状態で貨物を能率良く積載することができない
という課題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
複数の同種または異種の貨物をパレットまたは箱体の受
け具に積載するに際し、無駄なスペースを極力なくする
と共に貨物の供給順序及び積載順序の自由度を高くする
ことができ、しかも安価なパレタイズ装置をｔ是供する
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、貨物の寸法等の貨物データ
及び上記受け具Ｃ積載する貨物の種類、個数等の積載デ
ータに基づいて貨物の積載順序及び積載位置を演算する
荷姿演算手段と、該荷姿演算手段の演算結果に基づいて
貨物を積載するハンドリング手段と、該ハンドリング手
段によってパレタイズされる貨物を必要に応じて仮置き
する仮置台と、上記ハンドリング手段によって仮置台に
仮置された貨物の格納状況を記憶する記憶手段と、該貨
物格納状況をもとに、格納貨物と干渉しないようなパレ
ット上の貨物横付位置を演算する積付位置演算手段とを
備えたものである。

〔作用〕

本発明（よれば、同種または異種の貨物が供給されると
、荷姿演算手段の演算結果に基づいてハンドリング手段
を作動させて貨物を受け具へ積載する。その際、仮置台
に仮置した貨物の格納状況を記憶手段に記憶しておき、
その格納状況を基に、仮置台の貨物とパレットに横付す
る貨物が干渉することがないように、横付位置演算手段
にてパレット上の貨物積付位置を演算することでハンド
リング機構は仮置台の貨物に干渉されることなく、効率
の良い貨物のパレタイズを行うことができる。

（実施例）以下、第１図乃至第１０図に示す実施例に基づいて本発
明を説明する。尚、各図中、第１図は本発明のパレタイ
ズ装置の一実施例を示す平面図、第２図は第１図のパレ
タイズ装置のハンドを拡大して示す平面図、第３図（ａ
）　．　（ｂ）はそれぞれ貨物を示す図で、同図（ａ）
はその一部を破断して示す側面図、同図（ｂ）は他の側
面図、第４図はパレットに異なる寸法を有する貨物が混
載された状態を示す斜視図、第５図（ａ）　．　（ｂ）
　．　（ｃ）　，　（ｄ）　．　（ｅ）　．　（ｆ）は
それぞれ貨物の積載パターンを示すパターン図、第６図
は第１図に示すパレタイズ装置の動作を示すフロー図、
第７図は積載する際のスペースの概念を示す三次元座標
、第８図は積載するスペースの概念である−ベースを示
す概念図、第９図はパレット（７）に貨物を積付けると
き、仮置台（８）上の貨物との干渉状態を、側面把持貨
物の場合について示した図である。同図中のし寸法の範
囲の仮置台（８）に、貨物が格納されている場合は、こ
の位置に積付けることはできない。

本実施例のパレタイズ装ｆｉｔ　（Ｐ）　は、第１図に
示す如く、ロボット本体（１）　と、ロボット本体（１
）のアーム（２）の先端に取り付けられたハンド（３）
とを備えており、アーム（２）を同図中一点鎮線で示す
円弧状の動作領域（４）において伸縮させると共に水平
方向に揺勤させて搬入コンベア（５）によって供給され
る貨物（図示せず）をハンド（３）によって把持してパ
レットコンベア（６）によって搬送される受け具（以下
、「パレット」で代表する）（７）に所定数量だけ積載
するように構威されている。また、上記パレットコンベ
ア（６）ｅｌｔＪＲ接させると共に上記動作領域（４）
内に位置させて貨物を一時的に仮置きする仮置台（８）
が配設されている。そして、上記ハンド（３）は、第２
図に示す如く、貨物の上面に吸着させて把持する一対の
吸着パッド（３１），（３１）　と、第３図（ａ）　．
　（ｂ）に示す如く貨物（９）の側面に形成された孔（
９ｌ）を引っ掛けて把持するフック（２２）とを備え、
回転軸（３３）を介して対象となる貨物によって吸着パ
ッド（３１），（３ｌ）とフック（３２）とを適宜切り
替えて貨物を把持するように制御されている。

而して、本実施例のパレタイズ装置（Ｐ）は、例えば同
種または異種の貨物（９）をパレット（７）に混載し得
るようになされている（第４図参照）。

そして、該パレタイズ装置（Ｐ）は、貨物（９）の寸法
等の貨物データ及びパレット（７）に積載する貨物（９
）の種類、個数等の積載データをそれぞれ人力する入力
手段と、該入力手段によって入力されたデータ等を記憶
するメモリと、該メモリに記憶されたデータに基づいて
貨物（９）の積載順序及び積載位置を演算する荷姿演算
手段（装置）とを備えている。そして、該パレタイズ装
置（Ｐ）は、上記荷姿演算装置の演算結果に基づいてハ
ンドリング手段、即ち前記ハンド（３）を作動させて貨
物（９）をパレット（７）上に混載する。混載する際に
は、例えば第５図（ａ）〜（ｆ）　に示す６つの積載パ
ターンＰ４ａ，Ｐ４ｂ，Ｐ６ａ，Ｐ６ｂ，Ｐ８ａ及びＰ
８ｂに従って混載するようになされている。これらの積
載パターンは、予めメモリ（図示せず）に記憶させてあ
り、パレタイズする貨物（９）に即して演算により適宜
選択するようになされている．上記積載パターンＰ４ａ
，Ｐ４ｂはそれぞれ同一貨物（９）を４個積載する場合
のパターン、積載パターンＰ６ａ，Ｐ６ｂはそれぞれ同
一貨物（９）を６個積載する場合のパターン、積載パタ
ーンＰ８ａ，Ｐ８ｂはそれぞれ同一貨物（９）を８個積
載する場合のパターンを示している。

次に、本実施例のパレタイズ装置（Ｐ）　によって異種
の貨物（９＾）　．　（９Ｂ）をそれぞれ１１個，１２
個混載する場合を例に挙げて第５図、第６図に基づいて
説明する．パレタイズ装置（Ｐ）が始動すると、まず混載すべき貨
物（９＾）．（９Ｂ）それぞれの積載パターンの組み合
わせを演算する（ステップ１１０）。貨物（９＾）を１
１個積載する場合には次の３つの組み合わせが演算によ
って求められる。

１）８個の積載パターンと端数３個の組み合わせ２）６
個と４個の積載パターンと端数１個の組み合わせ．３）４個の積載パターン２つと端数３個との組み合わせここで、上記１）の組み合わせをＡ１＝＾Ｐ８＋Ａ旧と
定義し、＾ｌは貨物（９）の１つ目の組み合わせ、＾Ｐ
８は貨物（９Ａ）の８個の積載パターン、＾Ｈ３は貨物
（９Ａ）の端数（Ｈ）が３個あることを意味する。上記
２）　，３）の各組み合わせを上記ｌ）と同様に表わす
と、２）の組み合わせはＡ２＝＾Ｐ６＋＾Ｐ４　＋Ａ｝
＋１　、３）の組み合わせはＡ３＝ＡＰ４　＋ＡＰ４＋
＾Ｈ３となる。

貨物（９Ｂ）についても同様に表わすと、Ｂ１＝ＢＰ８
＋ＢＰ４　、Ｂ２＝ＢＰ６　＋ＢＰ４　＋ＢＨ２及びＢ
３＝ＢＰ４　＋［ＩＰ４　＋ＢＰ４の３つの組み合せが
ある。

上記の如く、各貨物（９＾）．（９Ｂ）の組み合わせが
演算されると、次にＡＰｆｌの場合には、第５図に示す
積載パターンＰ８ａ，Ｐ８ｂのいずれかを決定する必要
がある。積載パターンＰｌｌａ，Ｐ８ｂのいずれかは、
例えば次の規則に従って＾ｌ〜Ａ３が決定される。

１）横方向寸法（第５図中のｐｗ）がパレット（７）の
横寸法以内で且つ横寸法範囲で最も長いもの。

２）縦寸法（ＰＬ）が最も短く且つ、パレット（７）の
縦寸法範囲内のもの。

また、第２項め以降（例えばＢ２におけるＢＰ４・・・
）のときは、１）　，２）　に加えて、３）１つ前の項
（８２のＢＰ４に対するＢＰ６　）で決めたパターンの
上に乗ること．ステップ１１０において各貨物（９Ａ）　．　（９Ｂ）
毎の積載パターンの組み合わせが決定されると、次の組
み合わせのうち積載する優先順序が演算によって決定さ
れる（ステップ１２０　）　．この優先順序は、例えば
次のような項目に重み付けをして加算した評価式によっ
て決定される．ｌ）積載の段数（つまり、上記の項数、Ｂ１であれば２
、Ｂ２であれば３）２）最大パターンの縦寸法（ＰＬ）の短さ。

３）端数の少なさ。

ステップ１２０において積載パターンの組み合わせの優
先順序が決定されると、各貨物（９Ａ）　．　（９Ｂ）
間の積載パターンの組み合わせを演算する（ステップｌ
３０）。この演算は、例えば、ベースの概念を導入して
次のように行なわれる。ここで、ベースとは、その上に
貨物を積むことのできる矩形のスペースのことであり、
ベースの上に貨物を積み込めばその貨物を積み込んだ残
りのスペースと更に今積み込んだ貨物（９）の上も新た
なベースとなる。また、前述のパターンにも、そのパタ
ーンで積んだとき、その上のベースの寸法が定義されて
いる。つまり、ベースには、その縦横寸法、高さ、及び
スタート位置座標を持つ。即ち、初期条件で、ベースは
、パレット（ア）そのものであり、ベースの寸法がパレ
ット（７）の寸法、ベースの高さがＯｍｍで、スタート
の位置座標がパレット（７）の瑞（第７図参照）（０．
０）となる。この初期ベースをベース１とする。

次に、上記ベース１の上に貨物（９）を積載するとき、
このベースかどのように変化するかを第８図に基づいて
説明する。

空のパレット（ア）は、上述の如く、ベース１となり、
該パレット（７）の上にＰＡ４を積載する場合、同図中
ベース２と書かれた部分に置いたとき、ベース１は分割
されてベース２〜ベース４になる。即ち、ベース３とベ
ース４とは、ＰＡ４を置いた残りのスペースで、ベース
の定義が矩形であるため、同図のようにベース３とベー
ス４の２つになる。このとき、ベース２．３のベース高
さはＯＩのままであり、スタートの位置座標はそれぞれ
（７２）　，　（７：ｌ）　となる。ベース２はＰＡ４
を置いた上のスペースで、スタートの位置座標は（７１
），ペース高さは貨物（９Ａ）　　（ＰＡ４）の上であ
るから、貨物（９Ａ）の高さに等しくなる．このように
ベースの上に貨物を積載することによりベースが分割さ
れてゆく。この例では、混載する貨物（９Ａ）　．　（
９Ｂ）は、＾３＝ＡＰ４　＋ＡＰ４　十八Ｈ３　とＢ３
モＢＰ４　＋ＢＰ４　＋ＢＰ４　である。そこで、これ
らのパターンをいかに組み合わすかを説明する。

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計算を
繰り返す。

２）選択されたパターンの載せられる最小のベースを選
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、同一の場
合はできるだけ同一貨物上のベースを優先し選択する。

以上の繰り返しによりすべてのパターンが積載される。

ステップ１３０において貨物間の積載パターンの組み合
わせが上述の如く演算されると、残りの端数の組み合わ
せを演算する（ステップｌ４０）。端数の積載は、基本
的にはステップ１３０の積載と同様、ベースの分割演算
により端数の貨物（９）を積載してゆき、このときの対
象貨物（９）の選択順序は、貨物（９）の平面寸法の大
きい順にするのが一般的である。

而して、本実施例のパレタイズ装置に貨物を供給すると
き、すべての貨物（９）を積載順序に供給するのでは、
供給装置が高価となり実用的ではない。例えば、貨物（
９Ａ）を１２個積載する時、８個ある積載パターンで積
載し、次に別の貨物（９Ｂ）を積載し、再び貨物（９Ａ
）を４個積載する等が考えられる。この時、貨物（９Ａ
）を８個供給し、貨物（９Ｂ）を供給し、再び貨物（９
Ａ）を４個供給するのでｐよ、供給装置が複雑になりす
ぎる。このため、供給装置としては貨物（９Ａ）を１２
個連続し供給するが、８個を積み付け、残りの４個を一
時仮置台（８）に格納し、先に貨物（９Ｂ）を積み込み
、再び貨物（９Ａ）を積み込む時、仮置台（８）から貨
物（９Ａ）をビックして積載する，このように、仮置台
（８）は、貨物の供給順序と、実際に積載する順序を可
変とすることができる。これを第１図、第９図及び第ｌ
Ｏ図に基づいて具体的に説明すると、まず、貨物（９Ａ
）が１２個連続して搬入コンベア（５）から供給される
。このうち８個がパレット（７）に積載されるが、残り
の４個は仮置台（８）に一時的に格納される。このとき
、ロボットの動作領域（４）の関係からパレット（７）
と仮置台（８）は、隣接して設置せざるを得ない。従っ
て、仮置台（８）に貨物（９Ａ）を４個格納した状態で
貨物（９Ｂ）を積載する必要がある。だが、このように
仮置台（８）に貨物（９八）を格納した状態でパレット
（７）に貨物（９Ｂ）を積付しようとすると、例えば第
９図に示す如く、仮置台（８）とパレット（７）間のし
寸法に制限があると仮置台（８）より貨物をピックし、
パレットに積付する際、仮置台（８）の貨物格納状況に
よってはハンドリング機構の移動の自由度が小さくなり
、貨物をパレット（７）上の定義されたベースに積付し
ようとすると、ハンドリング機構と貨物が干渉し、貨物
積付が不能となることがある。

従って、本実施例では、パレット上の各ベースの分割演
算を行なう際、先ず仮置台（８）の貨物格納状況を記憶
手段（図示せず）に記憶する。そして、この時の仮置台
（８）とパレット（７）間のＬ寸法範囲をチェックし、
仮置台（６）とパレット（７）間におけるハンドリング
機構（３）の移動の自由度が大きくなるように、パレッ
トの各ベース分割演算を行なう。従ってハンドリング機
構（３）の貨物に対する干渉を避けることができるとと
もに、仮置台（８）を有効に利用することができ、搬入
コンベア（５）によって供給される貨物（９）をパレッ
ト（７）へ積載する際に、パレット（７）に極力隙間を
生じさせることなく貨物（９）を混載することができる
上、貨物（９）の供給順序、積載順序に自由度を持たせ
ることができ、パレタイズ作業を高効率に行なうことが
できる。そして、パレタイズ装置としての価格も安価で
ある。

（発明の効果）以上本発明によれば、複数の同種または異種の貨物をパ
レットまたは箱体等の受け具に積載するに際し、仮置台
の貨物格納状況に合わせて、パレット上の貨物積付を演
算するようにしたのでハンドリング機構の貨物に対する
干渉を避け、スペースの無駄なく確実に貨物をパレタイ
ズすることができ、しかも安価なパレタイズ装置を堤供
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を示す平面
図、第２図は第１図のパレタイズ装置のハンドを拡大し
て示す平面図、第３図（ａ）　．　（ｂ）はそれぞれ貨
物を示す図で、同図（ａ）はその一部を破断して示す側
面図、同図（ｂ）は他の側面図、第４図はパレットに異
なる寸法を有する貨物が混載ざれた状態を示す創視図、
第５図（ａ）　，　（ｂ）　，　（ｃ）（ｄ）　．　（
ｅ）　，　（ｆ）はそれぞれ貨物の積載パターンを示す
パターン図、第６図は第１図に示すパレタイズ装置の動
作を示すフロー図、第７図は積載する際のスペースの概
念を示す三次元座標、第８図は積載するスペースの概念
であるベースを示す概念図、第９図はパレット（７）に
貨物を積付けるとき、仮置台（８）上の貨物との干渉状
態を、側面把持貨物の場合について示した図である。各図中、（１）はロボット本体、（３）はハンド（ハン
ドリング手段）．（７）はパレット（受け具）．（８）
は仮置台、（９）は貨物、（Ｐ）はパレタイズ装置であ
る。尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

　複数の同種または異種の貨物を、パレットまたは箱体
等の受け具に積載するパレタイズ装置において、上記貨
物の寸法等の貨物データ及び上記受け具に積載する貨物
の種類、個数等の積載データに基づいて貨物の積載順序
及び積載位置を演算する荷姿演算手段と、該荷姿演算手
段の演算結果に基づいて貨物を積載するハンドリング手
段と、該ハンドリング手段によってパレタイズされる貨
物を必要に応じて仮置きする仮置台と、上記ハンドリン
グ手段によって仮置台に仮置された貨物の格納状況を記
憶する記憶手段と、該貨物格納状況をもとに、格納貨物
と干渉しないようなパレット上の貨物積付位置を演算す
る積付位置演算手段とを備えたことを特徴とするパレタ
イズ装置。