JPS60197530A - 貨物積付作業システム - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、貨物積付作業システムに関し、更に詳しくは
輸送要求のあった貨物を高積載効率で積付けられるよう
な貨物配分とパレット毎の積付配置とから、貨物の積付
順序とロボット動作シーケンスを決定するようにした貨
物積付作業システムに関するものであろう 〔発明の背景〕 従来、パレット上への貨物を自動的に積付ける設備とし
て、オートパレタイザやパレタイジング・ロボット（マ
たはロボット・パレタイザとも言う）などがあるっこれ
らの設備は、１個のパレットに全て同一種類でかつ同一
寸法の貨物しか積付けることができない。従って、多品
種少量化輸送のニーズがでてきた場合には１個のパレッ
トに積付けるべき品種数が多くなり、従来のようなパレ
タイジング・日ポットでは、積付作業が不可能になるっ ところで、パレタイジング・ロボットにより。

１個のパレットに種々の貨物（寸法の異なる異形状の貨
物）を自動的に積付ける場合９次の問題点がある。

（１）種々の貨物を各パレットに配分する組合せ数が非
常に多くなる。この配分においては、パレット仕様（制
限高さ、制限重量等）や制約条件（同一パレットに積付
けるべき貨物の組合せ等）を満足させる必要がある。人
手で貨物の配分を決定する場合には、制約を満たす組合
せを見つげるために多大の時間を必要とするう また貨物の積付配置の組合せ数が非常に多くなるため９
人手で貨物積付配置を決定する場合、パレット上の有効
積載空間に対する積載効率が低下し易い。そこで、制約
を満たす配分と高積載効率を実現する積付配置の生成方
式が必要である。

（２）種々の貨物を従来のプレイバック型教示方式で行
なった場合には、各貨物ごと九ロボットの動作を教示さ
せる必要があるが、各貨物ごとＫこの動作内容が異なる
ので、教示のための工数が大となろうそこで、上記積付
配置の生成と同時に。

ロボット・＼の動作教示データである貨物積付順序とロ
ボット動作シーケンスを自動的に決定する方式が必要で
ある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、パレットによる貨物の輸送の要求に対
して１種々の制約を満足させる貨物配分とパレット上の
限定された有効積載空間内に、高積載効率を実現する積
付配置を簡単な操作で短時間のうちに設計でき、同時に
ロボット・＼の動作教示のための工数削減を狙い、上記
積付情報より自動的に貨物積付順序とロボット動作シー
ケンスを決定できる貨物積付作業システムを提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明の積付作業システムは１次の二つの機能から成る
。

（１）各パレット仕様や貨物仕様に基づいて、貨物配分
をする際に９種々の制約条件に対して９人間がその重要
度により重み値を指定し、コンビーータがこの重みの指
定に従って、制約条件を最も満足する組合せを予め与え
られた規則により計算し、その配分の状況を表示する。

また積付配置について、有効積載空間を無駄なく利用し
て貨物を積付けるために、貨物の種類、形状、数量に応
じた各貨物の積付位置を人間が指定できるようにし。

この配置結果から空き空間の認識容易化のため。

コンピュータが積付けられた貨物の配置状況をグラフィ
ック端末に図形表示する。

このように人間とコンビーータの対話形式により、貨物
の配分と積付配置を決定してゆく。

（２）上記の最終的な積付情報（積付貨物配分。

貨物積付配置）を使って、パレット毎の積付順序を決め
るため、予め与えられた規則に従って、その積付順序を
決定する。

更に、上記の最終的な積付情報と各貨物の積付順序が決
まれば、どの貨物の場合でも、その貨物を積付けるまで
に既に積付けられた貨物（既積付貨物）の配置状況を知
ることができる。従って。

各貨物の積付の動作経路を決定できる。このようにして
、ロボットの動作シーケンスを決定する。

〔発明の実施例〕

以下１本発明を実施例により詳細に説明する。

第１図は９本発明の積付作業システムの背景となるパレ
タイジング・ロボットなどの関連設備の概要を示した例
である５　１人がパＶタイジング−ロボッｈ、ｉＢがパ
ンツ）、ＩＣが自動倉庫などのように指定された貨物を
自動的に取り出す装置。

１Ｄが貨物の供給コンベア、１ｇが貨物の確認装置、Ｉ
Ｆがダンボール箱などの貨物、１Ｇが貨物積付源パレッ
ト、１Ｈがパレット供給装置、１１が貨物未積付パレッ
トである。上記構成において。

予め与えられた積付順序に従って、自動倉庫１Ｃから供
給コンベア１Ｄへ貨物が投入されるっ一方。

予め与えられた動作シーケンスに従って、パレタイジン
グ・ロボッ）ＩＡが、各貨物１Ｆを次々とパンツ）ＩＢ
に積付ける。パレット１Ｂへの積付けが完了すると、パ
レット供給装置１Ｈは、貨物未積付バレット１Ｈを、パ
レタイジング・ロボット１Ａに供給するっ 本発明システムは、これら積付貨物配分、貨物積付位置
、貨物積付順序およびロボット動作シーケンスを決める
積付作業方式に関するものであるう第２図は、パレッ）
２Ａ上の貨物２Ｂの位置関係を示す図である。例えば、
ロボット側の左端を原点とする直交座標系を設定して、
貨物の積付位置を指定する。厳密には、貨物のうち原点
に最も近い点２Ｃの座標を貨物２Ｂの積付位置と定義す
る。なお貨物積付向きは、Ｘ軸方向に貨物２Ｂの向きを
当該貨物２Ｂの長手方向（Ｌとする）にするか短手方向
（Ｓとする）にするかで決める。

第５図は、平面図のなかで各貨物の積付順序を表示した
例である。原則として、ロボット側からみて、（１）下
から上へ、　（Ｉ＋）奥から手前へ、　（Ｉｌｌ）左端
から右端へという優先規則で積付けた例である。

第４図は、供給コンベア４Ａ上に供給された貨物４Ｂを
既積付貨物４Ｅ、４Ｃを乗り越えて、４Ｄの位置にロボ
ットが積付動作経路を示した例でアル。パレタイジング
・ロボットの型式９寸法。

動作特性が分っているので、予め貨物積付の動作パター
ンは与えられている。さらに、積付ける貨物４Ｂの寸法
は既知であり、貨物積付位置と貨物積付順序より既積付
貨物の配置状況も知ることができるので、それらの障害
物を避けて通り、経路が最短となるような最適な教示点
４Ｆおよび経路４Ｇが決定できる。従って、第２図のよ
うな座標系での、教示点位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とその間の
速度等の動作条件のロボット動作シーケンスが決定でき
る。

第５図は９本発明による積付作業方式の全体構成を概略
的に示すブロック図であり、１０は演算装置のコンピュ
ータ、２１はデータ入力用のライトペン、２２はグラフ
ィック・ディスプレイ装置。

２５はハードコピー出力装置、２４は補助記憶装置、２
５は貨物仕様の入力装置、２６は積付作業情報の出力装
置である。

コンピュータ１０は、記憶部１１Ｆｃ格納されたプログ
ラムに従って動作するコントロール部１９と、６個のデ
ータ記憶部１２〜１７からなっている。記憶部１２には
９例えば第６図に示す如く。

パレット毎の仕様データが、入力装置２５より入力され
、テーブル化して記憶されている。さらに記憶部１３に
は９例えば第７図に示す如く、貨物毎の仕様データが、
入力装置２５より入力され。

テーブル化して記憶されている。記憶部１４には。

例えば第８図に示す如く、積付貨物配分データがテーブ
ル化して記憶されている。記憶部１５には。

操作者がライトペン２１がら入力する貨物積付位置およ
び横付向きが記憶される。記憶部１＜Ｓ、１７には、記
憶部１２〜１５からコンピュータが計算した貨物積付順
序、ロボット動作シーケンスがそれぞれ記憶される。

本発明方式を利用する操作者は、ライトペン２１より貨
物の配分に対して種々の制約条件について指示情報を入
力いさらにコンピータ１ｏにより計算された配分結果を
ディスプレイ２２で確認し、その結果に不満足であれば
、制約条件を再指定する。このように各パレットへの貨
物の配分を行なう。貨物の積付位置の決定について、操
作者は、積付けるべきパレット類を指定し、パレットに
対して、第１の積付けるべき貨物コードとその積付位置
と積付向きを指定するっこれらの指定は２イトベン２１
を介して行なわれる。コンピュータ１０は、これら入力
情報を記憶部１５にセットする。この場合、記憶部１４
には９例えば第９図の形式で、貨物の積付位置の座標（
Ｘ軸、Ｙ軸および２軸）と積付向き（長手方向りおよび
短手方向Ｓとする）を示すデータがそれぞれセットされ
る。

次にコンピュータ１０は、既に積付けられた貨物の積付
配置状況を平面図の形で、ディスプレイ装置２２ＩＣ表
示する。操作者は、ディスプレイ装置２２に表示された
画面を見ながら、空いている積載空間を探し、更に積付
けるべきかどうかを判断する。積付を続ける場合、上記
手順を繰返し。

パレットの有効積載空間に次々と貨物を積付けていく。

操作者が、上記手順を繰返した後、最終的に積付を完了
すると判断した場合、コンビ二一夕１゜は、記憶部１５
内にセットされた積付位置の情報をもとに、各貨物の積
付順序を決定して、記憶部１６にセットする。この場合
、記憶部１６には。

例えば第１０図の形式で、積付順に貨物の積付順序と貨
物コードを示すデータがそれぞれセットされる。さらに
、コンピュータ１０は、記憶部１２〜１６にセットされ
た情報をもとに、積付順序ごとに、ロボット動作シーケ
ンスを決定して、記憶部１７にセットする。この場合、
記憶部１７には。

例えば第１１図の形式で、積付順序ごとに動作シーケン
スを示すデータがそれぞれセットされる。

第１２〜１５図は、上述した制御動作を行なうために記
憶部１１に格納されるプログラムのフローチャートを示
す。

以下フローチャートの動作ステップを追って。

本発明方式の具体的動作を説明する。

ステップ６１においては、２イトベン２１からの起動入
力に応答して、入力装置２５がら、制限高さ、制限重量
等のパレット仕様と寸法１重量。

積付条件等の貨物仕様を入力し、ステップ６２に　□進
む。

ステップ５２においては、積付貨物の配分を行い、ステ
ップ５５に進む。詳細は、第１５図に示す。

ステップ５５においては、コンピュータ１０は。

上記積付貨物配分の状況に満足するかどうかの情報入力
待ちとなる。操作者は９表示画面を見て。

積付貨物配分状況に満足かどうかの回答情報を入力する
。コンビーータは、この入力情報を判断し。

満足ならばステップ５４に進み、そうでないならばステ
ップ５２に戻る。

ステップ５４において、コンピュータ１０は。

積付貨物配分を記憶部１４内に用意されて第８図のテー
ブルの所定欄にセットする。ステップ６５に進む。

ステップ５５においては、指定されたパレットの積付配
置を決定し、ステップ５６に進む。詳細は、第１４図に
示す。

ステップ５６において、コンピュータ１０は。

全パレットへの積付配置が決定されたかを判定し。

決定されていればステップ５７に進み、そうでなければ
ステップ５５に戻る。

ステップ５７においてコンピュータ１０は、積付順序と
ロボット動作シーケンスを決定する。詳細は、第１５図
に示す。

第１５図は、上記ステップ５２の詳細フローチャートで
あろう ステップ４１において、コンピュータ１０は。

ライトペン２１よりの配分制約の入力を待ちとなる。操
作者がディスプレイ装置２２の表示内容を見て、適当な
配分制約を入力すると、ステップ４２に進む。

ステップ４２において、コンピュータ１０は。

入力された上記配分制約と記憶部１２．１５のそれぞれ
パレット仕様、貨物仕様忙よって、パレットへの貨物の
配分を計算し、ステップ４５に進む。

ステップ４６において、コンピュータは、上記貨物配分
の計算結果をディスプレイ装置２２に表示する。

第１４図は、上記ステップ５５の詳細フローチャートで
ある。

ステップ５１において、コンビエータ１０は。

ライトペン２１からのパレット・コードの入力を待つ。

操作者がディスプレイ装置２２の表示内容を見て、適当
なパレットを選択し、ライトペン２１からパレット・コ
ードを入力すると次のステップ　□に進む。

ステップ５２においてコンビエータは、記憶部１２から
該当するパレットの仕様データを探し出し、また記憶部
１５から既積付貨物の積付データを探し出して１例えば
第１６図のＡに示す形式で指定パレットの仕様データと
当該パレットの有効　゛積載空間に積付けられた貨物の
平面図をディスプレイ装置２２に表示させる。また同じ
画面に、記憶部１４から積付残数量を探し出して９例え
ば第１６図のＢＫ示す形式で残積付対象貨物一覧をディ
スプレイ装置２２に表示させる。さらに同じ画面に例え
ば第１６図のＣに示す形式で積付向きの選択メニューを
表示させる。

ステップ５６においてコンビーータは、貨物積対位置の
入力待ちとなる。操作者は適当と思う位置を想定し、ラ
イトベンにより１例えば第１６図のＤに示す如く、座標
を入力する。入力が終れば次のステップ５４に進む。

ステップ５４においてコンピュータは貨物コードの入力
待ちとなる。操作者は、適当と思う貨物コードを想定し
、ライトベンにより９例えば第１６図のＥに示す如く、
当該貨物を指定する。第１６図の例では貨物コードＳＯ
１を選択する例である。

入力が終れば２次のステップ５５に進む。

ステップ５５においてコンピュータ１０は貨物積付向き
の入力待ちとなるっ操作者は、適当と思う積付向き（Ｌ
またはＳ）を想定し、ライトベン２１により１例えば第
１６図のＣに示す如き積付向きの選択メニー−よりＬま
たはＳを指定する。

即ち積付向きをＸ軸方向に対し、貨物の長手を向けたい
ときはＬを、短手を向けたいときはＳを指定する。入力
が終れば次のステップ５６に進ｔｒっステップ５６にお
いてコンピュータ１０は、入力された貨物積付位置、貨
物コードおよび貨物積付向きを、記憶部１５内に用意さ
れた積付配置状況を示す第９図のテーブルの所定欄にセ
ットする。

次にコンピュータ１０は、記憶部１２〜１５にセットさ
れた情報に基づき９例えば第１７図に示す形式で、パレ
ット上での積付配置状況図をディスプレイ２２に表示さ
せる。またコンピュータは。

累積的に積付けられた貨物の積載効率を計算し。

同一画面に表示させる。次にステップ５７に進む。

ステップ５７においてコンピュータ１０は、既積付貨物
を回転表示する　の入力待ちとなる。既積付貨物の数が
増えてくると、異なる高さの貨物がないため例えば第１
７図の如き平面図で積付配置状況を表示した図では、操
作者は次に積付けるべき積付位置即ち空き空間の認識が
容易でないことが多い。その場合、操作者は回転表示を
コンピュータに要求すればよい。操作者が９回転表示を
指定した場合、ステップ５８に進み、そうでない場合、
ステップ６０に進む。

ステップ５８においてコンピュータ１０は１回転角度の
入力待ちとなる。操作者が７適当な回転角度を想定し、
ディスプレイ２２に表示された回転角度メニューのなか
から適当な角度を選択し指定する。入力が終れば９次の
ステップ５９に進む。

ステップ５９においてコンピュータ１０は、ステップ５
８で入力された情報に基づき９例えば第１８図に示す形
式で指定された角度からみた既積付貨物の積付配置状況
図をディスプレイ２２に表示する５次にステップ６０に
進む。

ステップ６０においてコンピュータは、上記積付配置状
況に満足するかどうかの情報の入力待ちとなる。操作者
は表示画面を見て、積付配置状況に満足かどうかの回答
情報を入力する。コンピー−タはこの入力情報を判定し
、満足ならばステップ５乙に進み、そうでないならば、
ステップ５６に戻る。

第１５図は、上記ステップ５７の詳細フローチャートで
ある。

ステップ７１においてコンピュータｉｏは、記憶部１５
内に得られた最終的な積付位置および根付向きの情報を
使って、所与の優先規則により各貨物の積付順序を決定
し、その結果を、記憶部１６内に用意された貨物積付順
序を示す第１０図のテーブルの所定欄にセットする５次
にステップ７２に進む。

ステップ７２においてコンビーータ１０は、記憶部１５
で得られた最終的な積付位置と積付順序の情報を使って
各貨物ごとに、既積付貨物の座標を計算し、それらと衝
突しないようなロボットの動作シーケンスを決定し、そ
の結果を記憶部１７内に用意されたロボット動作シーケ
ンスを示す第１１図のテーブルの所定欄にセットする。

次にステップ７５に進む。

ステップ７５においてコンビーータは端末装置２５に指
令し、積付配置状況図や積付順序など必要な画面のハー
ドコピーを出力させる。この／・−トコピーはパレタイ
ジング・ロボットの動作看視や積付内容説明書などに使
われる。次にステップ７４に進む。

ステップ７４においてコンピュータ１０は、記憶部１５
．１６．１７に格納された積付位置一覧。

積付順序、ロボット動作シーケンスを補助記憶装置２４
に出力させ、一連の制御動作を終了するっこの補助記憶
装置内の情報は、パレタイジング・ロボットの動作教示
データとなるっ ステップ７５において、コンピュータ１０は。

記憶部１（Ｓ、１７の積付順序データとロボット動作シ
ーケンスデータを出力装置２６よりパレタイジング・ロ
ボットに出力する。

以上述べた実施例において、ディスプレイ装置２２とし
てカラー・グラフィックを用いると、逐一積付ける貨物
ごとに色分げし、操作者に分り易い表示を行なうことが
できる。なお、できるだけ積載効率を向上させるため、
操作者に部分的積載空間を指定できるようにし、そのな
かへできるだけ多く貨物を積付けるための配列方法を自
動的に計算するプログラム・ルーチンを付加しても良い
。

また、計画時間の短縮のため、貨物の平行移動。

回転および削除などの修正機能を付加して良く。

過去の積付パターンを検索する機能を付加して良（ゝり また上記の実施例では、プログラムが順序に従って継続
的に実行されていたが、プログラムの処理の中間結果を
補助記憶装置２４に記憶すれば。

継続的に実行する必要はない。

〔発明の効果〕

以上述べた如く１本発明によれば、任意の貨物積付要求
に対して、簡単な操作により、短時間で積付貨物配分と
積付貨物配置を決定することができ、積付仕様に基づき
、配分の制約条件を満足させ、各パレットの積載効率を
向上させることができる。

また本発明によれば、上記積付情報より自動的に積付順
序とロボット動作シーケンスが決定でき。

ロボットへの動作教示工数を著しく削減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明の積付作業システムを適用したパレタ
イジングロボットによる積付システムを説明するための
概略図、第２図は、パレット上の貨物の位置関係を示す
図、第５図は、各貨物の積付順序を表示した例を示す図
、第４図は、動作シーケンスを決める一例である。第５
図は１本発明システムの全体構成を示すブロック図、第
６〜１１図は、それぞれ上記方式において記憶部に格納
される各種データの格納方式の一例を示す図である。 第１２〜１５図は、前記システムにおける制御フローチ
ャートを示す図である。第」６〜１８図は。 ディスプレイ装置に表示される画面の一実施例を示す図
である。 １Ａ・・・パレタイジングロボット、ＩＢ・・・パレッ
ト。 １Ｆ・・・貨物、ＩＤ・・・供給コンベア、１Ｈ・・・
パレット供給装置、１０・・・コンピュータっ才　１　
図 ｒ４ １し オ　３１￥］ オ　４　旧 オ　タ　ｍ ／Ｕ　ｌ（ｌ オ　乙　図 才　７　図 オ８　図 オｃ１刀 オ　＋ｏ　ｖＵ 才　１１　図 才）２凹 才１ろ　凹 と く セ ５９＼ 才　１４　図 ハ’Ｌ−，） 一□人々 −− 回転 Ｅ５ 同東、； 一ヲψ Ｇ 牙　１号　図 オＩら図 し 第１７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のパレット仕様と複数の同種又は異種の貨物仕様の
   積付仕様、積付貨物配分と貨物積付位置の積付情報、貨
   物積付順序とロボット動作シーケンスの積付作業情報を
   記憶するための記憶手段と。 前記積付情報と積付作業情報を演算するための演算装置
   と、前記積付仕様を前記演算装置に入力するための装置
   ヤ前記演算装置に各パレットへの貨物配分の指示情報と
   パレットへの貨物積付の指示情報を入力するための入力
   端末装置と、前記演算装置から出力される各パレットへ
   の貨物配分の状況とパレット毎の貨物の積付配置の状況
   を表示するための端末装置と、前記演算装置から出力さ
   れる最終的な積付貨物配分の状況と貨物積付配置の状況
   と貨物積付順序を書類化するための端末装置と、前記演
   算装置から出力される積付情報と積付作業情報のための
   補助記憶装置と、パレタイジング・ロボットに対して積
   付作業情報を出力するための装置から構成したことを特
   徴とする貨物積付作業システムっ