JPH08225155A

JPH08225155A - パレタイジング方法

Info

Publication number: JPH08225155A
Application number: JP2975095A
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: 1995-02-17
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 1996-09-03

Abstract

(57)【要約】【目的】積み付けの際にパレタイズロボット及びロボ
ットが把持している物品が先置物品に衝突・干渉しない
ようにしつつ、積付効率を高くすることができるパレタ
イジング方法を提供する。【構成】積み付けの際にパレタイズロボット１及びロ
ボット１の把持装置１２で把持している物品Ｗが先置物
品Ｗに衝突・干渉しないように物品Ｗの載置候補位置を
決定する過程と、この候補位置の中から積み付け方向に
対して奥寄りな載置可能位置を判別して物品Ｗを配置す
る過程とを含む。載置候補位置である解候補点の抽出
は、物品Ｗを配置する毎に変更されるエッジ情報に基づ
いて行われる。エッジ情報において、配置された物品よ
り積み付け方向に対して奥寄り（左寄りかつ奥寄り）に
はエッジが存在しないようになされる。また、載置可能
位置を判別する際に載置不可能と判定された載置候補位
置は、以降の物品Ｗに対しても載置候補位置となり得
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、特に最適な物品積み付け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。このパレタイズロ
ボットは、各物品の順番及び／又は向きを変えて複数生
成された積み付けパターンの中から選択されたパターン
に従って、複数の物品をパレット上に順に積み付ける。
図５は従来の積み付けパターンの一例を示すパレットの
平面図である。パレタイズロボットに対してパレットの
奥寄りかつ左寄りから物品Ｗ１〜Ｗ３の順に積み付けら
れた後（１列目）、積み付けの際にロボット及びロボッ
トが把持している物品が、既に載置された物品（以下、
「先置物品」という。）Ｗ１〜Ｗ３に衝突・干渉するこ
とを防止するために、物品Ｗ１〜Ｗ３の中でＹ方向サイ
ズが最も大きい物品Ｗ２を基準として、物品Ｗ４〜Ｗ６
がＹ＝ｙ２の線上に揃えられて積み付けられる（２列
目）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】パレタイズロボットの
構造上、手前の先置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ので、パレット上に効率よく
物品を積み付けるためには、積み付け方向に対して奥寄
りから詰めて積み付ける必要がある。図５に示す例で
は、物品がパレタイズロボットにより右斜め手前から左
斜め奥に向かってパレット３上に積み付けられるが、物
品Ｗ６はより奥寄りに積み付けられても先置物品Ｗ１〜
５との衝突・干渉の問題はないにも関わらず、物品Ｗ
４、Ｗ５と同様にＹ＝ｙ２の線上に揃えて積み付けられ
ている。このように従来方法では、より奥寄りに積み付
けても衝突・干渉の問題がないにも関わらず、先置物品
に揃えて積み付けられることがあるので、高い積付効率
（パレットの平面積に対するパレット上の全物品の底面
積の割合）を得ることができない場合があった。積付効
率が低くなると、必要なパレット数が多くなり、配送時
の効率が悪くなるとともに荷崩れを起こす可能性も高く
なる。

【０００４】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、その目的は、積み付けの際にパレタイズロボット及
びロボットが保持している物品が先置物品に衝突・干渉
しないようにしつつ、積付効率を高くすることができる
パレタイジング方法を提供することにある。

【０００５】

【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記載の発明は、パレタイズロボットにより
パレットに複数の物品を積み付ける方法であって、積み
付けの際に前記ロボット及びロボットが保持している物
品が先置物品に衝突・干渉しないように物品の載置候補
位置を決定する過程と、この候補位置の中から積み付け
方向に対して奥寄りな載置可能位置を判別して物品を配
置する過程とを含むパレタイジング方法とする。

【０００６】請求項２記載の発明は、載置候補位置は物
品を配置する毎に変更されるエッジ情報に基づいて決定
され、エッジ情報において、配置された物品より積み付
け方向に対して奥寄りにはエッジが存在しないようにな
されるものとする。

【０００７】請求項３記載の発明は、載置可能位置を判
別する際に載置不可能と判定された載置候補位置は、以
降の物品に対しても載置候補位置となり得るものとす
る。

【０００８】

【作用効果】請求項１記載の発明では、積み付けの際に
パレタイズロボット及びロボットが把持している物品が
先置物品に衝突・干渉しないように物品の載置候補位置
が決定され、この候補位置の中から積み付け方向に対し
て奥寄りな載置可能位置を判別して物品が配置される。
よって、積み付けの際にパレタイズロボット及びロボッ
トが保持している物品が先置物品に衝突・干渉しないよ
うにしつつ、積付効率を高くすることができる。

【０００９】請求項２記載の発明では、載置候補位置は
物品を配置する毎に変更されるエッジ情報に基づいて決
定され、エッジ情報において、配置された物品より積み
付け方向に対して奥寄りにはエッジが存在しないように
なされるので、容易に物品を配置していくことができ、
積み付けの際にパレタイズロボット及びロボットが保持
している物品が先置物品に衝突・干渉しないようにしつ
つ、積付効率を高くすることができる。

【００１０】請求項３記載の発明では、載置可能位置を
判別する際に載置不可能と判定された載置候補位置は、
以降の物品に対しても載置候補位置となり得るので、同
じ載置候補位置に以降の大きさの異なる物品を配置する
ことによって、積付効率をより高くすることができる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を以下に図面を用いて説明す
るが、本発明は実施例に限定されることなく、本発明の
要旨の範囲内において適宜変形可能であることは言うま
でもない。図１は本発明の一実施例が適用されるシステ
ムの制御構造の主要部を示すブロック図、図２はパター
ン生成過程で生成されたパターンの一例を示す平面図、
図３はパターン生成部における処理動作を示すフロー
図、図４はパレタイズロボットを示す平面図である。

【００１２】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。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
直軸回りに回動自在であり、アーム１１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旋回自在
かつ昇降自在である。このような構成によって、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。尚、パレタイズ
ロボットは、本実施例のように、物品を１つずつパレッ
ト上にパレタイズしていくものの他、棒状に積み上げた
物品を一括してパレット上にパレタイズするもの等でも
よい。

【００１３】図１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。

【００１４】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。パターン生成部５１は、エ
ッジ情報を記憶するエッジ情報記憶部５５を含む。発注
入力装置４から発注データがシステムコントローラ５に
送信されると、パターン生成部５１はその発注データと
エッジ情報５５に記憶されたエッジ情報とに基づいて、
複数の物品を積み付ける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。パターン
記憶部５４はパターン生成部５１で生成された複数のパ
ターンを記憶し、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。

【００１５】パターン生成部５１において、積み付けパ
ターンは一定のルールに従って生成される。これは、物
品Ｗを積み付ける際にパレタイズロボット１のアーム１
１や把持装置１２に把持している物品Ｗが、パレット３
上の先置物品Ｗと衝突・干渉するために、先置物品Ｗの
左寄りかつ奥寄りの低い平面には物品Ｗを置くことはで
きないからである。よって、パレタイズロボット１に対
して左寄りかつ奥寄りから順に物品Ｗを載置する。図２
の例では、Ｗ１、Ｗ２・・・Ｗ６の順に積み付けられ
る。

【００１６】図３を用いて、パターン生成部５１におけ
る処理動作のフローについて説明する。発注データが入
力されると、まず、物品Ｗを載置する解候補点の抽出を
行う（Ｓ１）。解候補点の抽出は、エッジ情報に基づい
て一定のルールに従って行われる。次に、この解候補点
に物品Ｗを載置することができるか否かを判定し（Ｓ
２）、載置できる場合、物品Ｗをその解候補点に角を合
わせて配置（以下、単に「配置」という。）するととも
にエッジ情報を変更する（Ｓ３）。そして、次の物品Ｗ
があるか否かを判定し（Ｓ４）、ある場合はＳ１に戻っ
て次の物品Ｗに対する解候補点の抽出を行った後、先と
同様の処理を行う。次の物品Ｗがない場合は終了する。
Ｓ２において、抽出した解候補点に物品Ｗが載置できな
い場合、次の解候補点があるか否か判定し（Ｓ５）、あ
る場合はＳ１に戻って次の解候補点の抽出を行った後、
先と同様の処理を行う。次の解候補点がない場合は終了
して次のパレットに対する処理を行う。

【００１７】次に、図２を用いて、エッジ情報の変更に
基づくパターン生成過程について具体的に説明する。パ
レットの平面をＸＹ座標で表し、左右方向をＸ、奥行き
方向をＹとし、パレット３上の左上の角を（０、０）と
する。尚、パレット３のサイズは、Ｘ方向が１８、Ｙ方
向が１１である。まず、最初の物品Ｗ１は、パレット３
上の最も左寄りかつ奥寄りである座標（０、０）の解候
補点Ｐ１に配置される。そして、物品Ｗ１（Ｘ方向のサ
イズ７、Ｙ方向のサイズ４）により占められる区域に基
づいてエッジ情報が変更される。このとき、Ｙ方向のエ
ッジは、Ｙ＝０の線（Ｘ＝７〜１８）及びＹ＝４の線
（Ｘ＝０〜７）の２本、Ｘ方向のエッジは、Ｘ＝０の線
（Ｙ＝４〜１１）及びＸ＝７の線（Ｙ＝０〜４）の２本
である。これに基づいて次の物品Ｗ２に対する解候補点
Ｐ２（７、０）が抽出される。尚、解候補点は、前回に
配置された物品Ｗに対して、その右側でより近いものか
ら抽出される。

【００１８】そして、物品Ｗ２を解候補点Ｐ２（７、
０）に角を合わせて載置（以下、単に「載置」とい
う。）可能か否かが判定される。物品Ｗ２のＸ方向のサ
イズ５は、パレット３のＸ方向のサイズ１８から物品Ｗ
１のＸ方向のサイズ７を差し引いた長さよりも小さいの
で、解候補点Ｐ２に載置した物品Ｗ２がパレット３から
はみ出すことはない。よって、載置可能と判定され、解
候補点Ｐ２に物品Ｗ２が配置されるとともにエッジ情報
が変更される。このとき、エッジ情報におけるエッジ
は、Ｘ＝０の線（Ｙ＝５〜１１）、Ｙ＝５の線（Ｘ＝０
〜１２）及びＹ＝０の線（Ｘ＝１２〜１８）となる。物
品Ｗ２のＹ方向のサイズ５が物品Ｗ１のＹ方向のサイズ
４より大きいため、Ｘ＝０〜７の範囲におけるＹ方向の
エッジは、Ｙ＝４の線とならずにＹ＝５の線となる。即
ち、エッジ情報において、配置された物品Ｗより積み付
け方向に対して奥寄り（左寄りかつ奥寄り）にはエッジ
が存在しないようになされている。そして、このエッジ
情報に基づいて次の物品Ｗ３に対する解候補点Ｐ３（１
２、０）が抽出され、載置可能判定の後、解候補点Ｐ３
に物品Ｗ３が配置されるとともにエッジ情報が変更され
る。

【００１９】同様に次の物品Ｗ４に対する解候補点Ｐ４
ａ（１７、０）が抽出され、載置可能判定がなされる。
解候補点Ｐ４ａに物品Ｗ４（Ｘ方向のサイズ６）を載置
した場合、パレット３からはみ出すので、載置不可能と
判定され、次の解候補点Ｐ４として（０、５）が抽出さ
れる。物品Ｗ３を配置した後のエッジ情報に基づくと、
解候補点Ｐ４ａの他に（０、５）及び（１２、２）の２
点が解候補点となり得るが、先にＸ座標の小さい解候補
点（０、５）から抽出される。そして、載置可能判定の
後、物品Ｗ４が解候補点Ｐ４に配置されるとともにエッ
ジ情報が変更される。尚、載置不可能と判定された解候
補点Ｐ４ａを含むエッジ（Ｘ＝１７〜１８のＹ＝０の線
及びＹ＝０〜２のＸ＝１７）は引き続きエッジ情報とし
て記憶されるので、解候補点Ｐ４ａは物品Ｗ５以降の物
品に対しても解候補点となり得る。

【００２０】同様に次の物品Ｗ５が解候補点Ｐ５（６、
５）に配置されるとともにエッジ情報が変更される。配
置された物品Ｗより積み付け方向に対して奥寄り（左寄
りかつ奥寄り）にはエッジが存在しないようになされる
ので、Ｙ＝２の線（Ｘ＝１２〜１３）、Ｘ＝１２の線
（Ｙ＝２〜５）及びＹ＝５の線（Ｘ＝１２〜１３）はエ
ッジとはされない。よって、Ｘ＝１２〜１４の範囲にお
けるエッジは、Ｙ＝８の線（Ｘ＝１２〜１３）、Ｘ＝１
３の線（Ｙ＝２〜８）及びＹ＝２の線（Ｘ＝１３〜１
４）となる。

【００２１】同様に次の物品Ｗ６が解候補点Ｐ６（１
３、２）に配置されるとともにエッジ情報が変更され
る。そして、同様にエッジ情報に基づいて抽出された解
候補点Ｐ７ａ（１６、２）に対する次の物品Ｗ（Ｘ方向
サイズ＞２、Ｙ方向のサイズ＞４）の載置可能判定がな
される。解候補点Ｐ７ａを初めとして、エッジ情報に基
づいて抽出された他の４つの解候補点（１７、０）、
（０、９）、（６、８）及び（１３、７）に対しても全
て載置不可能と判定されるので、前回に配置した物品Ｗ
６を最後の物品としてこのパレット３に対する処理を終
了する。同様にして、配置すべき物品Ｗが無くなるまで
複数のパレット３に対する積み付けパターンの生成を行
う。

【００２２】以上のようにして生成されたパターンは、
パターン記憶部５４に記憶される。その後、物品の順番
及び／又は向きを変えてある程度の数のパターンを生成
し、各パターンを積付効率等を考慮した所定の評価方法
で評価・比較し、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評価・比較する過程
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。そして、選択された最適パターンによって、パレ
タイズロボット１を用いてパレット３に対する物品Ｗの
積み付けが行われる。

【００２３】尚、本明細書では、「奥」とはパレタイズ
ロボット１から遠い方向、「左右」とは奥方向に直角な
両方向であり、「積み付け方向に対して奥寄り」とは、
積み付け時の積み付け位置近傍での物品の移動方向であ
る。即ち、本実施例では、パレタイズロボット１のアー
ム１１を図４において反時計方向に旋回させて積み付け
るので、「積み付け方向」はほぼ右斜め手前から左斜め
奥に向かう方向となる。よって、「積み付け方向に対し
て奥寄り」とは左寄りかつ奥寄りとなり、先置物品より
左寄りかつ奥寄りの低い平面には物品が積めないとして
いる。尚、パレタイズロボットのタイプによる積み付け
方向の違いには、エッジ情報変更時のルールを適宜に変
更して対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が適用されるシステムの制御
構造の主要部を示すブロック図である。

【図２】パターン生成過程で生成されたパターンの一例
を示す平面図である。

【図３】パターン生成部における処理動作を示すフロー
図である。

【図４】パレタイズロボットを示す平面図である。

【図５】従来の積み付けパターンの一例を示すパレット
の平面図である。

【符号の説明】

１パレタイズロボット２単一パレット３パレット４発注入力装置５システムコントローラ６クレーンコントローラ１３ロボットコントローラ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５５エッジ情報記憶部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パレタイズロボットによりパレットに複
数の物品を積み付ける方法であって、積み付けの際に前
記ロボット及びロボットが保持している物品が先置物品
に衝突・干渉しないように物品の載置候補位置を決定す
る過程と、この候補位置の中から積み付け方向に対して
奥寄りな載置可能位置を判別して物品を配置する過程と
を含むパレタイジング方法。
【請求項２】載置候補位置は物品を配置する毎に変更
されるエッジ情報に基づいて決定され、エッジ情報にお
いて、配置された物品より積み付け方向に対して奥寄り
にはエッジが存在しないようになされる請求項１記載の
パレタイジング方法。
【請求項３】載置可能位置を判別する際に載置不可能
と判定された載置候補位置は、以降の物品に対しても載
置候補位置となり得る請求項１記載のパレタイジング方
法。