WO1999021784A1 - Methode d'elaboration de profil de charge - Google Patents

Description

明 細 書

積載パターン作成方法

[技術分野]

本発明は、 積載パターン作成方法、 特にロボッ トによる物品のパレタイズのた めの積載パターンを作成する方法に関するものである。

[背景技術]

パレット上への物品の積載、 すなわち、 パレタイズ作業をロボットを使って自 動化することが、 近年さかんに行われている。 元来、 このようなロボットにおい ては、 実機による教示、 すなわちロボットに実物の物品を持たせて、 実物のパレ ットに実際に積み上げて、 ロボッ ト動作プログラムを作成する作業が必要であつ た。 しかし、 この実機による教示は、 時問と手問がかかる作業なので、 ロボッ ト の動作を、 コンピュータ上でシミュレ一ションしてロボッ トの動作プログラムを 作るオフラインティーチングが普及しつつある。

従来、 ロボットによるパレタイズ作業のオフラインティーチングにおいては、 物品をパレツト上のどの位置に、 どの方向に向けて置くかを、 物品の一つずつに ついて、 その位置と方向を示すパラメータを数値入力していた。

ここで、 図 5に基づいて、 この従来技術を説明する。 図 5は積載パターンの平 面図である。

従来の方法では、 まず、 図 5に示す平面図を紙上で作図する必要があった。 図 5において、 3 1は、 長さが Lで、 幅が L + 2 Wの長方形の領城であり、 ノ レツ トの平面形に相当する。 3 2、 3 3および 3 4は、 長さが Lで幅が Wの長方形で あり、 前記パレット上に積載する物品の平面形に相当する。 この図は、 前記パレ ット上に、 まず長方形 3 2に相当する物品を置き、 次に長方形 3 3、 さらに長方 形 3 4に相当する物品を順に置き、 H字形に配置する積載パターンを示している 。 矢印 3 8は、 長方形 3 2、 3 3及び 3 4の方向を示す記号であり、 ここでは 物品の掴むハンドの爪が逃げる方向をしめす。 つまり矢印 3 8の方向に、 先に置 いた物品があると、 前記爪と前記物品が干渉することになる。 このように、 積載 パターンを決定するためには、 配置する順序と物品の方向に注意する必要がある 。 このような積載パターンを紙上で決定すると、 次に、 このパターンをオフラ ィンティーチングプログラムで読める数値データの形に、 作業者がコーディング する必要があった。 この数値データは、 所定の書式に従って、 パレッ トのサイズ 、 物品のサイズを記述し、 さらに、 積載する順序に従って、 物品の位置と方向を 、 物品のひとつずつについて記述したものである。 作業者は、 先に作図した積載 パターンから、 これらのデータを読み取って、 手作業でコーディングしていた。

ところが、 従来技術では、 手作業によって、 紙上で、 積載パターンを作成し、 前記積載パターンをもとに、 手作業でデータをコーディングしていたので、 非常 に手間がかかった。 またデータをコーディングするには、 データの構成や記述に 関するルールが複雑であるので、 作業者がコーディング作業に習熟するのにも、 時間がかかると言う問題もあった。 またコーディングに誤りがあっても、 オフラ ィンティ一チングプログラムにデータを読ませて、 シミュレーションを実行しな いと容易には、 発見できないという問題もあった。

[発明の開示]

そこで、 本発明は、 コンピュータの表示両面上で、 図形を順次、 配置領域に置 くシミュレ一シヨンを行いながら、 簡便に積載パターンを作成する方法を提供す ることを目的とするものである。

上記問題を解決するために本発明は、 パレツ トの平面形を示す領域をコンピュ ータの表示画面に表示し、 前記画面の前記領域とは別の場所に、 前記物品の平面 形と方向を示す図形を表示し、 前記画面上で前記図形を前記領域内の所望の位置 に移動させ、 所望の方向に向きを変更して、 前記図形の前記領域内での配匱を決 定することにより、 前記パレット上の物品の積載パターンを作成するものである

[図面の簡単な説明]

図 1は本発明の実施例の説明図であり、 （a ) はパーソナルコンピュータの構 成図であり、 （b ) はフローチャートであり、 （c ) はパーソナルコンピュータ で表示される画面を示す図である。

図 2は本発明の第 2の実施例の説明図であり、 （a ) は操作前の画面表示を示 す図であり、 （b ) ， （c ) ， ( d ) は操作後の画面表示を示す図である。 図 3は本発明の第 3の実施例の説明図であり、 （a ) は操作前の画面表示を示 す図であり、 （b) および （C) は操作後の画面表示を示す図である。

図 4は本発明の第 4の実施例の説明図であり、 （a) は操作前の画面表示を示 す図であり、 （b) は操作の過程の画面表示を示す図であり、 （c ) は操作後の 画面表示を示す図である。

図 5は従来技術の説明図であり、 （a) は積載パターンを示す平面図であり、 (b ) はフローチヤ一トである。

[発明を実施するため最良の形態]

以下、 本発明の実施例を図に基づいて説明する。

図 1は本発明の第 1の実施例を示す説明図であり、 図 1 (a) は積載パターン を作成するパーソナルコンピュータの構成図であり、 図 1 (b) はフローチヤ一 トであり、 図 1 (c ) は画面の表示を示す図である。

図 1 (a) において、 1はパーソナルコンピュータの本体であり、 本体 1には 、 キーボード 2とマウス 3、 及び表示装置 4が接続されている。 マウス 3には、 左右 2個のボタンが付いている。

図 1 (b) において、 ステップ ST 1 1は、 パーソナルコンピュータにパレツ トと前記パレットに積載する物品の寸法を、 キーボード 2を介して入力する段階 である。 ステップ S T 1 2は、 表示装置 4に前記パレッ トの平面形を示す領域を 表示する段階である。 ステップ ST 1 3は、 表示装置 4に前記物品の平面形を示 す図形を表示する段階である。 ステップ ST 1 4は前記図形を作業者が前記領域 の所望の位置に移動させ、 前記物品の前記パレッ 卜上に積載する位置を決定する 段階である。 ステップ S T 1 5は前記物品を前記パレッ トに置いた時の前記物品 の方向を作業者が選ぶ段階である。 ステップ S T 1 6は、 前記パレット上に、 続 けて物品を積み付けるか否かを判断する段階であり、 所定の個数の図形が前記領 域に配置されるまで、 ステップ S T 1 3からステップ S T 1 6までを繰り返す。 以上のフローを、 表示装置 4に表示される画面を参照しながら、 再度説明する 。 図 1 (c) において、 2 1はコンベアを示す領域であり、 22はパレットを示 す領域であり、 23は物品の平面形を示す図形である。 領域 21と領域 22と図 形 23および図示しないロボットの相対的な位置は、 実機の配置に合わせて事前 に設定されている。 ステップ S T 1 3が終了した段階で、 このように、 領域 2 1 と領域 2 2と図形 2 3力 S， 表示装置 4の画面上に表示される。 ここで、 2 3 aは 実機において、 物品を掴むハンドの爪が逃げる方向を示すマークであり、 2 3 b は物品のラベル貼付面を示すマークである。 この図では、 ハンドの爪は図の上に 逃げ、 ラベルは物品の右側面に貼付されている状態を示している。

作業者は、 この画面表示を見て、 マウス 3を操作して、 図示しないマウスボイ ンタを図形 2 3のところに持って行き、 マウス 3の左側のボタンを押して、 図形 2 3を指定し、 そのままマウス 3を動かして、 図形 2 3を領域 2 2まで、 移動さ せる。 移動の途中、 マウス 3の右側のボタンを押すと、 図形 2 3の方向が一定角 度ずつ切り替わる。 図形 2 3を領域 2 2の左肩 2 2 aまで、 持って行って、 マウ ス 3の左側のボタンを放すと、 図形 2 3の左肩隅を領域 2 2の左肩 2 2 aに合わ せて位置決めされ、 図形 2 3の内部に 「 1 一 Λ」 の文字が表示される。 これは、 1番目に積載される物品であり、 パレツ 卜の左肩 2 2 aを原点とする座標系で位 置決めされていることを示す表示である。 また、 パレッ トを示す領域 2 2を基準 に、 図形 2 3を位置決めするときの原点は、 左肩 2 2 aに限らない、 領域 2 2の 四隅の点ならどこでも選べる。 パレッ トの右肩、 右下、 および左下の隅の点を原 点とする座標系で、 1番目に積載する物品を位置決めすると、 前記の表示はそれ ぞれ、 「1— B」 、 「1— C J 、 および 「1— D」 になる。 つまりパレツ トの四 隅の何処からでも、 物品を積み始めることができる。 もちろん、 パレッ トの中央 部付近から積み始めることもできる。

図形 2 3の位置決めが終わると、 領域 2 1に新たに、 図形 2 3が表示されるの で、 領域 2 2に所定の数の図形 2 3を配置するまで、 以上の操作を続ける。

物品の積載パターンを作成するに当たって、 作業者が、 パレッ ト上に積載する 物品の数が最大になり、 かつ、 積み上げた時に転倒しにくいパターンを追求する ことは、 勿論である。 しかし、 実際のパレタイズ作業においては、 これら以外の 条件を考慮する必要がある。 例えば、 ハンドの爪の逃げ方向や、 ラベル貼付面の 方向などの問題である。 本実施例では、 作業者はマーク 2 3 aに注意して、 ハン ドの爪が先に積んだ物品と干渉しないように、 図形 2 3の方向を選ぶ、 また物品 を積み上げた時、 側面に貼付したラベルが外側から見えるように、 マーク 2 3 b に注意しながら、 図形 2 3の方向を選ぶ。 このように、 積載する物品の方向に関 する情報を図形 2 3に表示しているので、 作業者は物品の方向を視覚で確認しな がら、 積載パターンを作成できる。

また、 コンベアとロボッ トとパレットの位置関係、 および物品の寸法、 パレツ トの寸法に関する情報は、 変数の形でコンピュータの内部に蓄えられているので 、 前記位置関係や物品の寸法等の変更の場合は、 変数の値を変更するだけで、 口 ポットの動作プログラムを変更できる。

図 2は本発明の第 2の実施例を示す説明図である。

図 2 ( a ) において、 2 4は第 1の図形であり、 位置と方向が既に決定されてい る。 2 5は、 図形 2 4に続いて配置を決定しょうとする第 2の図形である。 2 6 はマウス 3が指示する画面上の位置を示すマウスポインタである。 P， Q , R， Sは、 図形 2 4の 4つの頂点である。 図形 2 4は、 1 2個の位置決め領域、 P Q 1， P Q 2， P Q 3 , Q R 1 , Q R 2 , Q R 3 , R S 1， R S 2 , R S 3， S P 1， S P 2， S P 3と中央部 Cに分けられる。

例えば、 作業者が第 2の図形 2 5を第 1の図形 2 4の辺 R Sに接するよう配置 しょうとするとき、 次のように操作する。

まずマウス 3を操作して、 画面上でマウスポインタ 2 6が第 2の図形 2 5を指 す位置に持っていき、 マウス 3の左側のボタンを押して第 2の図形 2 5を指定す る。 次に、 マウス 3の右側のボタンを押して、 第 2の図形 2 5を所望の方向に向 ける。 次にマウス 3の左側のボタンを押したまま、 マウス 3を動かし、 第 2の図 形 2 5を第 1の図形 2 4まで移動させる。 さらに、 マウスポインタ 2 6を位置決 め領域 R S 1、 R S 2または R S 3に移動させる。 マウスポインタ 2 6を位匱決 め領域 R S 1に置く と、 図 2 ( b ) に示すように、 第 2の図形 2 6は頂点 Rを基 準に、 辺 R Sに密着する。 また、 マウスポインタ 2 6を位置決め領域 R S 3に置 く と、 図 2 ( c ) に示すように、 第 2の図形 2 6は頂点 Sを基準に、 辺 R Sに密 着する。 さらにまた、 マウスポインタ 2 6を位置決め領域 R S 2に置くと、 図 2

( d ) に示すように、 第 2の図形 2 6は辺 R Sの中点をを基準に、 辺 R Sに密着 する。 このように、 第 2の図形 2 5の位置が所望のものになる位置決め領域に、 マウスポインタ 2 6を合わせて、 でマウス 3の左側のボタンを放すと、 第 2の図 形 2 5の配置が決定する。 第 2の図形 2 5を辺 Q Rで、 第 1の図形 2 4に密着さ せたいときは、 マウスポインタ 2 6を位置決め領域 Q R 1 , Q R 2または， Q R 3に持っていけばよレ、。 辺 P Q， 辺 S Pについてもそれぞれ同様である。 なお、 中央部 Cにマウスポインタ 2 6を合わせても、 何も動作しないようになつている 図示を省略したが、 第 1の実施例と同様に、 第 1の図形 2 4には 「1一 Λ」 の 文字が表示され、 第 2の図形 2 5には 「2— 1」 が表示される。 「2— 1」 は 2 番目に積載される物品であり、 1番目に積載した物品を基準とする座標系で位置 決めされていることを示す表示である。 このように、 物品の積載順序と位匱決め の基準となる座標系が図形に表示される。

図 3は本発明の第 3の実施例の説明図である。 図形 2 7は、 領域 2 8のなかに 配置された図形である。 今、 図 3 ( a ) に示すように、 直列に並んだ 3個の図形 2 7を連続して選択する。 次にセンタリングを選択すると、 前記 3個の図形 2 7 は、 図 3 ( b ) に示すように、 領域 2 8の中央に密集し、 等間隔配置を選択する と、 前記 3個の図形 2 7は、 図 3 ( c ) に示すように、 領域 2 8の左右の境界の 間で等間隔に並ぶ。 センタリングと等間隔配置の選択は図示しない画面上のメ二 ュ一をクリックするが、 キーボード 2から入力してもよい。

図 4は本発明の第 4の実施例の説明図である。 図 4 ( a ) において、 2 9は、 領域 3 0のなかに配置された図形である。 今、 図 4 ( b ) のように、 図形 2 9を マウスボインタ 2 6で選択しそのまま、 対角線方向にマウスボインタ 2 6をドラ ッグすると、 図形 2 9とマウスポインタ 2 6で指定される点を結ぶ線分を対角線 とすることで定義される矩形の領域に敷きつめるように、 図形 2 9力 図 4 ( c ) に示すように、 縦横に並ぶ。

以上述べたように、 本発明には、 次のような効果がある。

( 1 ) コンピュータの表示画面で、 積載する物品の方向を確認しながら、 積載 パターンを作成するので、 積載パターンを誤まりなく短時間で作成できる。

( 2 ) パレットを基準にする位置決めと、 先に匱いた物品を基準にする位置決 めを選べるので、 積載パタ一ン作成の効率が高い。

( 3 ) パレット上に積載する順序と、 位置決めの基準となる座標系を図形に表 示するので、 積載順序の確認と、 積載パターンの変更が容易である。

( 4 ) オフラインティーチングプログラムのデータの記述法に関する知識を必 要としないので、 操作が簡単である。

( 5 ) コンベア、 ロボッ ト、 パレッ ト等の装置の相互の位置、 および物品とパ レットの寸法等を変数の形でコンピュータに蓄えるので、 装置のレイアウ ト、 物 品およびパレッ トの寸法が変更されても、 変更された変数の値を入力するだけで 、 ロボッ トの動作プログラムを変更できる。

[産業上の利用可能性]

本発明は、 積載パターン作成方法、 特にロボッ トによる物品のパレタイズの ための積載パターンを作成する方法として有用である。

Claims

請求の範囲

1 . パレツトに物品を順次積載する積載パターンをコンピュータの表示画面上で 作成する積載パターン作成方法において、

前記パレットの平面形を示す領域を前記画面に表示し、 前記画面の前記領域と は別の場所に前記物品の平面形と方向を示す図形を表示し、 前記画面上で前記図 形を前記領域内の所望の位置に移動させ、 所望の方向に前記図形の向きを変更し て、 前記図形の前記領域内での配置を決定することにより、 前記パレット上の物 品の積載パターンを作成する積載パターン作成方法。

2 . 前記領域を基準にして、 前記図形の位置と方向を決定することを特徴とする 請求項 1に記載の積載パターン作成方法。

3 . 先行して配置した第 1の図形を基準にして、 後続して配置する第 2の図形の 位置と方向を決定することを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載の積載パ ターン作成方法。

4 . 先行して配置した第 1の図形の辺の端部の近傍を指定すると、 後続して配置 する第 2の図形の辺と前記第 1の図形の辺が前記端部を揃えて簠なるように前記 第 2の図形が配置され、 前記第 1の図形の辺の中点の近傍を指定すると、 前記第 2の図形の辺の中点と前記第 1の図形の辺の中点が一致し、 前記第 2の図形の辺 と前記第 1の図形の辺が重なるように前記第 2の図形が配置されることを特徴と する請求項 3に記載の積載パターン作成方法。

5 . 前記領域に直列に配置した複数の図形を指定して、 前記領域の一方の端から 他方の端まで、 等間隔に並ぶように、 前記指定した複数の図形を自動的に再配置 することを特徴とする請求項 1に記載の積載パターン作成方法。

6 . 前記領域に直列に配置した複数の図形を指定して、 前記領域の中央に、 前記 指定した複数の図形が密着して集まるように、 自動的に再配置することを特徴と する請求項 1に記載の積載パタ一ン作成方法。

7 . 前記領域に配置した、 前記図形のひとつを指定し、 前記図形の頂点を一方の 対角の頂点とし、 さらに他方の対角の頂点を別途、 指定し、 このようにして指定 された対角線で定義される長方形の領域を、 前記図形で埋めつくすように、 前記 図形を、 縦列および横列に配置することを特徴とする請求項 1に記載の積載バタ ーン作成方法。

8 . 積載順序と、 位置と方向の決定の基準とした座標系を前記図形上に表示する ことを特徴とする請求項 1から請求項 7までのいずれか 1項に記載の積載パター ン作成方法。