(57)【要約】物品（３８）を操作するためのシステム（２０，２２）及び方法は、少なくとも１つの運搬面を有するベッド（３０）を提供することを含む、運搬面は、物品（３８）を運搬方向にベッドの上流端部から下流端部へ移動させる。少なくとも１つのセンサ（３６，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）は、ベッド（３０）上のあらゆる物品（３８）の位置を決定するために設けられている。選択された物品は、まだ操作されていないベッド上を移動する物品よりも概して高い速度で運搬方向に移動させられ、物品は選択的に回転させられる。
2006504597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
概して運搬方向に移動する物品を操作するためのシステム（２０，２０′）において、
複数のコンベヤ群を含むベッド（３０）が設けられており、それぞれの前記コンベヤ群が概して運搬方向で互いに整列させられており、それぞれの前記コンベヤ群が、運搬方向に対して直交方向で並置された複数の個別のコンベヤ（４２）を含んでおり、該コンベヤが、該コンベヤ上を移動する物品（３８）を少なくとも部分的に支持し、物品を運搬方向に移動させるようになっており、
前記複数のコンベヤ群上を移動する物品の位置を決定するための少なくとも１つのセンサが設けられており、
前記少なくとも１つのセンサ（３６，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）及び前記コンベヤと通信する制御装置（４０）が設けられており、該制御装置が、前記コンベヤの速度を制御することによって、前記ベッド上を移動する物品を操作するようになっており、前記制御装置がさらに、物品の下方に位置する選択されたコンベヤの速度を制御することによって、前記ベッド上に位置決めされた物品を回転させるようになっていることを特徴とする、概して運搬方向に移動する物品を操作するためのシステム。
【請求項２】
前記制御装置がさらに、物品が前記ベッド上で回転させられながら、前記ベッド上の少なくとも１つの他の物品を運搬方向に移動させるようになっている、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記制御装置がさらに、前記ベッド上で横方向で重なり合っている２つの物品が、運搬方向に延びた分割線の両側に位置しているかどうかを決定し、前記横方向は運搬方向に対して直交方向に延びており、前記制御装置が、前記２つの物品が前記分割線の両側に位置しているならば前記２つの物品を少なくとも１つの一致した瞬間に前記ベッドから排出させるようになっている、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記制御装置がさらに、前記ベッド上の２つの物品が以下の条件、すなわち
（ｉ）前記２つの物品が、運搬方向に対して直交方向で重なり合っており、運搬方向に延びた分割線の両側に位置している
（ｉｉ）前記２つの物品のうちの一方又は両方が、前記ベッドを出る前に回転させられることができ、これにより、前記２つの物品が、回転後に前記分割線の両側において前記直交方向で重なり合って整列している
を満たすかどうかを決定し、
前記制御装置が、条件（ｉ）又は（ｉｉ）のいずれかが満たされているならば前記２つの物品を少なくとも１つの一致した瞬間に排出させるようになっている、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのセンサが、前記ベッドの上方に配置された少なくとも１つのビデオカメラ（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）を含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのセンサが、概して鉛直方向に伝播する信号を送信及び検出するように向けられた、光センサの少なくとも１つの配列（３６）を含んでおり、前記信号が、前記配列を通過する物品によって遮断されるようになっている、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記ベッドの上流に配置された間隙形成機構（２６）が設けられており、該間隙形成機構が、該間隙形成機構上を移動する物品を運搬方向に対して直交方向にさらに離反させるようになっている、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記制御装置がさらに、前記コンベヤの速度を、ゼロではない３つ以上の異なる速度で制御するようになっている、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記ベッドの上流に移行ベルトが設けられており、該移行ベルトが、操作されるべき物品を前記ベッドに実質的に連続的に供給する、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御装置がさらに、物品の下方の選択されたコンベヤの速度を、前記選択されたコンベヤのうちの少なくとも第１のコンベヤが前記選択されたコンベヤのうちの第２のコンベヤとは異なる速度を有するように制御することによって、前記ベッド上に配置された物品を回転させることができる、請求項８記載のシステム。
【請求項１１】
それぞれの前記コンベヤユニットが、少なくとも２つの第１のアイドラローラ（４６）の周囲に少なくとも部分的に巻き付けられた第１のコンベヤベルト（４４）を含んでおり、該第１のコンベヤベルトが、該第１のコンベヤベルト上に支持された物品を運搬方向に移動させるようになっており、
それぞれの前記コンベヤユニットがさらに、少なくとも２つの第２のアイドラローラ（４６）の周囲に少なくとも部分的に巻き付けられた第２のコンベヤベルト（４４）を含んでおり、該第２のコンベヤベルトが、該第２のコンベヤベルト上に支持された物品を前記運搬方向に移動させるようになっており、前記第２のコンベヤベルトが、前記第１のコンベヤベルトと並んで配置されている、請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
それぞれの前記コンベヤユニットがさらに第１の駆動ローラ（４８）を含んでおり、該第１の駆動ローラの周囲に前記第１のコンベヤベルトが少なくとも部分的に巻き付けられており、前記第１の駆動ローラが第１の軸線を中心に回転可能であり、
それぞれの前記コンベヤユニットがさらに第２の駆動ローラ（４８）を含んでおり、該第２の駆動ローラの周囲に前記第２のコンベヤベルトが少なくとも部分的に巻き付けられており、前記第２の駆動ローラが第２の軸線を中心に回転可能であり、
前記第１及び第２の軸線が、運搬方向に対して直交する方向で見て互いに同一直線上にない、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１の駆動ローラが、前記運搬方向で前記第２の駆動ローラの前方に配置されている、請求項１２記載の操作ベッド。
【請求項１４】
それぞれの前記コンベヤユニットがさらに、前記第１の駆動ローラに取り付けられた第１のモータ（４９）と、前記第２の駆動ローラに取り付けられた第２のモータ（４９）とを有しており、前記第１のモータは、運搬方向に対して直交方向で前記第２のコンベヤベルトに向かって延びており、前記第２のモータは、運搬方向に対して直交方向に前記第１のコンベヤベルトに向かって延びている、請求項１２記載の操作ベッド。
【請求項１５】
それぞれの前記コンベヤユニットがさらに、前記第１のコンベヤベルトに接触した第１のテンションローラ（５１）と、前記第２のコンベヤベルトに接触した第２のテンションローラ（５１）とを含んでいる、請求項１２記載の操作ベッド。
【請求項１６】
それぞれの前記コンベヤユニットがさらに、前記第１のテンションローラを押し付けるための第１のテンショニングばね（５１ａ）と、前記第２のテンションローラを押し付けるための第２のテンショニングばね（５１ａ）とを含んでいる、請求項１５記載の操作ベッド。
【請求項１７】
それぞれの前記運搬ユニットがさらに、前記第１及び第２のアイドラローラと、前記第１及び第２の駆動ローラとを支持するために、前記第１のコンベヤベルトと第２のコンベヤベルトとの間に支持板（４３）を含んでいる、請求項１２記載の操作
ベッド。
【請求項１８】
物品を操作する方法において、
ベッド（３０）を提供し、該ベッドが、物品を運搬方向に前記ベッドの上流端部から下流端部へ移動させるための少なくとも１つの運搬面（４２）を有しており、
少なくとも１つのセンサ（３６，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）を提供し、少なくとも１つの瞬間における前記ベッド上のあらゆる物品の位置を決定するために前記少なくとも１つのセンサを使用し、
操作されるべき、前記ベッド上の物品（３８）を選択し、
前記選択された物品が回転させられるべきであるかどうかを決定し、
前記選択された物品を運搬方向に、まだ操作されていない前記ベッド上を移動する物品よりも概して高い速度で移動させ、
前記物品が回転させられるべきであるならば、選択された物品を回転させることを特徴とする、物品を操作する方法。
【請求項１９】
前記選択された物品を回転させることが、前記物品が回転させられながら１つ又は２つ以上の物品が前記ベッドの上流端部において受け取られることができるように、前記運搬面の少なくとも上流部分を同時に移動させることを含んでいる、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記ベッドが複数のコンベヤ群を含み、該コンベヤ群が概して運搬方向で互いに整列させられており、それぞれの前記コンベヤ群が、運搬方向に対して直交方向で並置された、複数の個別のコンベヤを含んでいる、請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記ベッド上で横方向で重なり合って整列した２つの物品が、運搬方向に延びた分割線の両側に位置しているかどうかを決定することを含み、この場合、前記横方向は運搬方向に対して直交する方向に延びており、
前記２つの物品が前記分割線の両側に位置しているならば前記２つの物品が少なくとも１つの一致する瞬間に前記ベッドから排出されるように、前記運搬面を移動させることを含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
前記ベッド上の２つの物品が以下の条件、すなわち：
（ｉ）前記２つの物品が、運搬方向に対して直交方向で重なり合って整列しており、運搬方向に延びた分割線の両側に位置しているか、又は
（ｉｉ）前記２つの物品のうちの一方又は両方が前記ベッドから排出される前に回転させられることができ、これにより、前記物品が、回転後に、前記直交方向で重なり合って配列されかつ前記分割線の両側に位置する；を満たすかどうかを決定し、
条件（ｉ）又は（ｉｉ）が満たされるならば２つの物品が少なくとも１つの一致した瞬間に前記ベッドから排出されるように、前記運搬面を移動させることを含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの運搬面が複数のコンベヤ（４２）から形成されており、前記選択された物品を回転させることが、前記コンベヤのうちの選択されたコンベヤの速度を、前記選択されたコンベヤのうちの少なくとも第１のコンベヤが前記選択されたコンベヤのうちの第２のコンベヤとは異なる速度を有するように制御することを含む、請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベヤ、特に物品を操作するコンベヤに関する。本発明は、例えば小包を一度に１つずつ解放することによって小包のバッチを分離することを含む多くの形式で適用される。別の用途は、物品の間に概して制御された間隙を備えながら物品を一度に１つずつ供給することによって物品の流れを操作することである。物品は例えば長さ方向に整列もさせられる。
【背景技術】
【０００２】
ベルトコンベヤ、ローラコンベヤ及びその他のタイプのコンベヤ等のコンベヤは、荷物、小包、郵便物、箱及びその他の物品を１つの場所から別の場所へ移動させるために今日では広く使用されている。多くの状況において、コンベヤによって運搬しようとする物品は、最初に、コンベヤシステムによって搬送及び処理されるのに適していない形式でコンベヤ上に配置される。通常、コンベヤシステムは、物品が一列に配置された時に物品を最適に搬送するようにセットアップされている。多くの状況において、物品は、横並びに並置された多数の物品を受け入れるのに十分に幅広のコンベヤにおいてコンベヤシステムに進入する。これらの並置された物品を有効に処理するために、物品がもはや並置されずに一列に配置されるように物品を操作することが望ましい。また、物品の間に制御された間隙を提供しかつ物品を特定の向き、例えば長さ方向に向けることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複数の従来技術の個別化装置（singulator）に関する前記欠点を考慮して、これらの欠点及びその他の欠点を克服する改良された個別化装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
したがって、本発明は、従来技術に関連した多くの問題を克服する改良された分散形操作システムを提供する。特に、本発明の分配形操作システムは、比較的小さな床面積を占め、物品を迅速に処理し、アイテムの再循環を必要とせず、比較的静粛であり、物品が約２０インチの平均長さを有する場合に毎時６０００以上の物品を処理する。本発明による、分散形操作システムは、格別な器用さを得るために極めて多数の個別のアクチュエータを使用する。
【０００５】
本発明の態様による、概して運搬方向に移動する物品を操作するためのシステムは、複数のコンベヤ群から成るベッドを有しており、各コンベヤ群は運搬方向で互いに整列しており、各コンベヤ群は、運搬方向に対して直交方向で並置された複数の個別コンベヤから成っている。コンベヤは、コンベヤ上を移動する物品を少なくとも部分的に支持し、物品を運搬方向に移動させる。複数のコンベヤ群上を移動する物品の位置を決定するために少なくとも１つのセンサが設けられている。少なくとも１つのセンサとコンベヤとに関連して制御装置が設けられている。制御装置は、コンベヤの速度を制御することによって操作ベッド上を移動する物品を操作する。さらに、制御装置は、コンベヤのうちの選択されたコンベヤの少なくとも第１のものが、選択されたコンベヤのうちの第２のものとは異なる速度を有するように、物品の下方のコンベヤのうちの選択されたものの速度を制御することによって操作ベッド上に位置決めされた物品を回転させる。
【０００６】
発明の別の態様によれば、物品を操作する方法は、物品を運搬方向でベッドの上流端部から下流端部へ移動させるための少なくとも１つの運搬面を有するベッドを提供することを含んでいる。さらに、この方法は、少なくとも１つのセンサを提供し、少なくとも１つの瞬間にベッド上のあらゆる物品の位置を決定するために少なくとも１つのセンサを使用することを含む。さらに、この方法は、操作しようとするベッド上の物品を選択し、選択された物品が配置されるかどうかを決定し、選択された物品を運搬方向に、まだ操作されるべきではないベッド上を移動する物品よりも概して高い速度で移動させることを含む。物品を回転させようとする場合、選択された物品が回転させられる。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、概して運搬方向に移動する物品を操作するためのシステムは、物品を運搬方向にベッドの上流端部から下流端部へ移動させるための少なくとも１つの運搬面を有するベッドを有している。ベッド上を移動する物品の位置を決定するための少なくとも１つのセンサが設けられている。少なくとも１つのセンサ及びベッドと通信する制御装置が設けられている。制御装置は、運搬面の速度を制御することによって、ベッド上を移動する物品を操作する。さらに、制御装置は、ベッド上において横方向で重なり合う整列を有する２つの物品が、運搬方向に延びた分割線の両側に位置するかどうかを決定する。横方向は、運搬方向に対して直交方向に延びている。制御装置は、２つの物品が分割線の両側に位置しているならば少なくとも１つの一致した瞬間に２つの物品をベッドの下流端部から排出させる。
【０００８】
発明の別の態様によれば、物品を操作する方法は、物品を運搬方向にベッドの上流端部から下流端部へ移動させるための少なくとも１つの運搬面を有するベッドを提供することを含む。さらに、この方法は、少なくとも１つのセンサを提供し、少なくとも１つの瞬間にベッド上のあらゆる物品の位置を決定するためにセンサを使用することを含む。さらに、この方法は、ベッド上の２つの物品が横方向で重なり合った整列を有するかどうか、及びこれらの２つの物品が分割線の両側に位置しているかどうかを決定することを含む。横方向は運搬方向に対して直交する方向に延びている。分割線は運搬方向に延びている。２つの物品が分割線の両側に位置しておりかつ重なり合った横方向の整列を有するならば、この方法は、少なくとも１つの一致した瞬間に物品がベッドの下流端部から排出されるように２つの物品を移動させる。
【０００９】
発明の別の態様によれば、概して運搬方向に移動する物品を操作するためのシステムは、複数のコンベヤ群を含むベッドを有しており、コンベヤ群は概して運搬方向で互いに整列させられている。コンベヤ群のそれぞれは、運搬方向に対して直交する方向で並置された複数の個別のコンベヤから成っている。コンベヤは、コンベヤ上を移動する物品を少なくとも部分的に支持し、物品を運搬方向に移動させる。複数のコンベヤ群上を移動する物品の位置を決定するための少なくとも１つのセンサが設けられている。制御装置は少なくとも１つのセンサ及びコンベヤと通信する。制御装置は、コンベヤの速度を制御することによって、ベッド上を移動する物品を操作する。さらに、制御装置は、ゼロではない３つ以上の異なる速度でコンベヤの速度を制御することができる。
【００１０】
前記のように、本発明の様々な実施形態は、再循環を使用しない、静粛で、迅速で、コンパクトな分散形操作システムを提供する。本発明のこれらの利点及びその他の利点は、以下の明細書及び添付の図面を考慮することにより当業者に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここで本発明を添付の図面を参照して説明する。これらの図面において、以後の記載された説明における参照符号は添付の図面における同じ番号のエレメントに相当する。本発明の第１の実施形態による物品操作システム２０が図１及び図１Ａに示されている。物品操作システム２０は物品を矢印２２によって示された運搬方向に移動させる。物品操作システム２０は、供給コンベヤ２４と、間隙形成装置２６と、移行コンベヤ２８と、分散形操作ベッド３０と、下流コンベヤ３２とを有している。さらに、物品操作システム２０は１つ又は２つ以上の物品センサを有している。例示された実施形態においては、複数のビデオカメラ３４及び光センサ配列３６が使用されている。しかしながら、物品センサのその他の構成が使用されてよい。例えば、複数の平行な光センサ配列３６が、個々のコンベヤ群４２の間に操作ベッド３９に沿って間隔を置いて配置されていてよい。択一的に、下方の物品の形状を検出するためにカメラ３４の代わりに、その他のタイプのオーバーヘッド画像捕捉装置が使用されてよい。
【００１２】
作動中、物品３８は供給コンベヤ２４から間隙形成装置２６へ移動する。間隙形成装置２６は物品３８の間の間隙を少なくとも横方向（すなわち運搬方向２２に対して直交する方向）に拡大する。間隙形成装置２６を通過した後、物品３８は移行コンベヤ２８へ移動する。物品３８の位置、寸法及び向きは光センサ配列３６及び／又はビデオカメラ３４によって検出される。この情報は制御装置４０へ供給され、制御装置４０はこの情報を処理し、操作ベッド３０を形成する個々のコンベヤの速度を制御する。制御装置４０は、物品３８が物品の間に所望の間隙を備えながら一度に１つずつ操作ベッド３０から排出されるように、操作ベッド３０の作動を制御する。択一的に、操作ベッド３０は物品３８を物品の１つの流れになるように操作する。以下にさらに説明するように、制御装置４０は、選択的に、図１１〜図１７に示された実施形態に関してより詳細に説明されるように、物品を、排出される物品の２つの流れになるように操作するようにプラグラムされることができる。
【００１３】
操作ベッド３０は多数の個別のコンベヤ４２から成っている。図１及び図１Ａの実施形態において、コンベヤ４２はベルトコンベヤである。もちろん、本発明の範囲内で、その他のタイプのコンベヤ、例えば操縦される車輪又は操縦されない車輪、ローラ、又はその他のタイプの運搬構造体を使用するコンベヤを使用することができる。図２Ａ及び図２Ｂに示したように、コンベヤユニット４１の各コンベヤ４２は、２つ以上のアイドラローラ４６に巻き掛けられたベルト４４を有しており、前記アイドラローラは概して水平面において整列させられている。ベルト４４は、アイドラローラ４６の下方に配置された駆動ローラ４８にも巻き掛けられている。電動式ローラ４８の配列及び位置は、図１Ａに示されたようなものであるか、又は択一的に、図２Ａ及び図２Ｂに示されたようなものであってよい。
【００１４】
図２Ａ及び図２Ｂにおいて、各駆動ローラ４８の位置は、隣接する各コンベヤ４２のために、図２Ａ及び図２Ｂのうちの一方に示された前方位置と、図２Ａ及び図２Ｂのうちの他方に示された後方位置との間で交互になっている。このことは、駆動ローラ４８、これらの駆動ローラに関連したモータ４９、あらゆる制御ワイヤ及び／又はその他の構造体のための付加的な空間を提供する。図２Ａの各ベルトは、さらに、関連するベルトと作用的に接触したテンションローラ５１を有している。テンションローラ５１はそれぞれ、エキセントリック５１ｂに対して作用するばね５１ａによって、関連するベルトに向かって押し付けられており、エキセントリック５１ｂは、テンションローラを回転可能に支持したシャフトを移動させるために働く。ばね５１ａ及びエキセントリック５１ｂは、支持板４３の、関連するテンションローラとは反対側に配置されている。テンションローラ５１は、テンションローラ５１に加えられるバイアスによりベルト４４に一定の張力を維持する。有利には、必ずしもではないが、テンションローラ５１は運搬方向に対して直交する方向で整列させられていない。このことは、ベルト４４の上面の下側に、支持構造体を位置決めするためのより多くの空間を提供する。
【００１５】
各駆動ローラ４８は通信線５２を介して制御装置４０と通信する。通信線５２は、各駆動ローラ４８に接続された１つの通信バスであるか、多数の個別の通信バスであって良く、これらの通信バスはそれぞれ駆動ローラ４８の幾つかに接続されている。さらに別の択一例として、通信線５２は、制御装置４０からそれぞれの及び全ての駆動ローラ４８への別個の通信線を有することができる。以下により詳しく説明するように、制御装置４０は通信線５２を介して速度制御命令を各駆動ローラ４８に送信し、これにより、コンベヤ４２が製品を運搬方向２２に運搬する速度を制御する。通信線５２は、通信線を介して通信されるメッセージを迅速に、例えば数ミリ秒で伝達させるべきであるが、より大きな通信時間が使用されてもよい。制御装置４０は、全体材料取扱いシステムのその他の構成部材と連通するための付加的な通信線（図示せず）を有していてもよい。したがって、十分な物品がコンベヤ３２に供給されていない場合、制御装置４０は操作速度を増大することができる。択一的に、制御装置４０は、下流のコンベヤが物品を十分に迅速に処理していない場合には操作速度を減速することができる。制御装置４０は有利には、必ずしもではないが、操作ベッド３０のコンベヤ４２に加えてコンベヤ２８及び３２の速度も制御する。
【００１６】
操作ベッド３０のコンベヤ４２は、アレータイプ又はマトリックスタイプの配列で配列されている。択一的に述べると、操作ベッド３０は、大文字Ａ〜Ｈによって図１に示されたコンベヤ４２の複数のコラム若しくはグループから形成されている。これらのコンベヤグループのそれぞれは、概して運搬方向２２に対して直交する方向に延びている。操作ベッド３０は、小文字ａ〜ｋによって図１に示された複数のコンベヤ列をも有している。図１に示された実施形態において、８つのコンベヤグループ（コラム）と、１１列のコンベヤ４２とが設けられている。したがって、操作ベッド３０は８８個の個別のコンベヤ４２から成っている。これらの８８個のコンベヤ４２のそれぞれは、駆動ローラ４８を有しており、この駆動ローラは、制御装置４０との通信のための独特なアドレスを有している。したがって、各個別のコンベヤ４２の速度は個々に制御することができる。
【００１７】
間隙形成装置２６は、物品の間の間隙を増大させるために使用される選択的な構成部材である。間隙は、運搬方向２２に対して直交する方向、横方向、又はこれら両方向で増大される。この間隙を増大することは、ビデオカメラ３４及び／又は光センサ配列３６が個々の物品３８の境界を識別することを助ける。間隙形成装置２６は、１つの実施形態において、多数の個別のベルトコンベヤ５４を有している。各ベルトコンベヤ５４は、運搬方向２２に対して所定の角度を成して配置されている。この角度の大きさは、間隙形成装置２６の中央から外縁部に向かうに従って増大している。したがって、図１において、ベルトコンベヤ５４Ｄは間隙形成装置２６の中央から僅かに外方へ傾斜させられている。ベルトコンベヤ５４Ｃは、より大きく外方へ傾斜させられている。ベルト５４Ｂは、さらに一層外方へ傾斜させられており、ベルト５４Ａが最も外方へ傾斜させられている。ベルト５４Ｅ〜Ｈは、ベルト５４Ａ〜Ｄの角度の鏡像である角度を備えて示されている。物品３８が間隙形成装置２６上を移動すると、ベルトコンベヤ５４の傾斜させられた性質が、物品３８に横方向の力を加える。この横方向の力は、物品の間に横方向の間隙を形成するか、又は予め存在するあらゆる横方向の間隙を増大させる傾向がある。
【００１８】
ビデオカメラ３４及び／又はセンサ配列３６が個々の物品の間を識別することができるように十分な長手方向間隙が物品３８の間の存在することを保証するために、間隙形成装置２６は供給コンベヤ２４よりも高い長手方向速度で動作する。このより高い長手方向速度により、供給コンベヤ２４から間隙形成装置２６上へ移動する物品の間の長手方向間隙が増大する。供給コンベヤ２４と、間隙形成装置２６の増大された長手方向速度との組み合わせは、物品３８が横方向及び長手方向で互いに十分に離反されることを保証し、これにより、物品はセンサ配列３６及び／又はビデオカメラ３４によって適切に検出及び処理されることができる。間隙形成装置２６の構造は、ここに示されたものとは実質的に異なっていてもよい。例えば、車輪又は、ベルトを使用しないその他の運搬手段を使用する択一的な構造を使用することができる。
【００１９】
光センサ配列３６は、複数の個々の光センサから成っており、これらの光センサは、移行コンベヤ２８及び配列３６の表面へ下方に放出される光又はその他の電磁エネルギを検出するために配置されている。この光は蛍光電球（図示せず）から放出された蛍光であり、この蛍光電球は、物品が電球の下方を移行コンベヤ２８上で移動することができるような十分な高さに配列３６の上方に配置されている。光センサ配列３６は、光エネルギを検出するためのセンサを含む。光又はその他のエネルギは、配列３６上を通過する物品３８によって遮断されるので、光センサ配列３６は移行コンベヤ２８上の物品３８と空いた空間との間を識別することができる。配列３６における各センサの出力は、有利には、毎秒複数回スキャンされ、この場合、物品が配列３６上を通過しながら物品３８の寸法、向き及び位置が検出されるような十分な速度で行われる。この情報は、配列３６から通信線６０を介して制御装置４０へ伝送される。制御装置４０はこの情報を、設けられているならばビデオカメラ３４からの情報と共に使用し、どの物品が次に操作されるべきか、物品が回転される必要があるかどうかを決定し、以下に詳細に説明するようなその他の決定を行う。
【００２０】
ビデオカメラ３４ａ〜３４ｃは操作ベッド３０及び移行コンベヤ２８の上方に配置されている。したがって、ビデオカメラ３４ａ〜３４ｃは移行コンベヤ２８及び操作ベッド３０上の物品３８の移動を検出する。さらに、ビデオカメラ３４ａ〜３４ｃは、制御装置４０が操作ベッド３０上の物品を適切に操作することができるような十分な精度で各物品３８の位置及び／又は形状を決定する。ビデオカメラ３４ａ〜３４ｃは通信線６２を介して制御装置４０と通信する。ビデオカメラ３４ａ〜３４ｃは、光センサ配列３６と連係して使用されるか、又は光センサ配列３６なしに使用される。択一的に、物品操作システムは、ビデオカメラ３４を全く使用しないで光センサ配列３６のみを使用してもよい。
【００２１】
慣用のプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）パーソナルコンピュータ、又はあらゆるその他のタイプのコンピュータであってよい制御装置４０は、ビデオカメラ３４ａ〜３４ｃ及び／又は光センサ配列３６からの情報を受信及び処理する。制御装置４０は、ビデオカメラ３４ａ〜３４ｃから受信された情報を処理する、慣用のビデオイメージ処理ソフトウェアを有する。このソフトウェアにより、制御装置４０は、各物品３８が移行コンベヤ２８又は操作ベッド３０上のどこに配置されているかを正確に知ることができる。特に、物品３８が操作ベッド３０上に配置されている場合、ビデオカメラ３４ａ〜３４ｃからの出力により、制御装置４０は、どの特定のコンベヤ４２が操作ベッド３０上の各物品３８の下方に位置しているかを決定することができる。次いで、制御装置４０は、通信線５２を介して適当な速度命令を送信し、個々のコンベヤ４２の速度を制御し、物品３８の操作を行う。
【００２２】
逸らせ装置／合流コンベヤ６４は操作ベッド３０の下流端部に隣接して配置されている。逸らせ装置／合流コンベヤ６４は、所望の用途に応じて複数の異なる機能を行うために使用される。１つの用途においては、逸らせ装置／合流コンベヤ６４は単に、操作ベッド３０から進入する物品を、コンベヤの側部６６ａ，６６ｂに関してコンベヤ６４上の概して均一な位置に向かって単に方向付ける。これは、コンベヤ６４の下流のコンベヤがコンベヤ６４よりも狭い幅を有している場合に有効な作業である。コンベヤ６４から出てくる物品がこのより狭い幅と整合させられるように、コンベヤ６４は、コンベヤ上を移動する物品が、下流のコンベヤと整合させられるように物品を操作する。
【００２３】
制御装置４０は、操作ベッド３０上で生じる物品３８の操作を制御する。制御装置４０は、物品を様々な形式で操作するようにプログラムすることができる。物品を操作するための図１の方法が図４〜図１０に示されている。物品を操作する第２の方法が図１１に示されている。第１の方法において、操作ベッド３０上を移動する物品は、物品の長手方向軸線が運搬方向に対して平行に近くなるように回転させられる。物品が回転させられるかどうかに拘わらず、この第１の制御方法は、物品を一度に１つずつ操作ベッド３０の下流端部から排出させる。図１１に示された第２の操作形式では、物品の回転はプログラミングの一部として含まれている又は含まれていない。回転が制御装置４０のプログラミングの一部として含まれているかどうかに拘わらず、第２の方法は、物品が横方向で十分に離間させられているならば物品を操作ベッド４０の下流端部から同時に排出させることを含む。これらの２つの方法を以下にさらに詳細に説明する。
【００２４】
ここで図４を参照すると、複数の物品３８はまず移行コンベヤ２８上に配置されて示されている。物品は大文字Ａ〜Ｇによって個々に示されている。図４に示された瞬間には、ビデオカメラ３４及び／又は光センサ配列３６は、制御装置４０に、制御装置４０が物品Ａ〜Ｇの位置を決定するために十分な情報を提供している。制御装置４０は、隣接する物品と衝突することなく前進させられることができる最も下流の物品を選択する。図４において、物品Ｂは、図示された物品のあらゆる他の部分よりも最も下流にある角を有している。しかしながら、物品Ｂが運搬方向に前進させられると、物品Ｂは物品Ａと衝突することになる。したがって、制御装置４０は、操作されるべき第１の物品として物品Ａを選択する。したがって、制御装置４０は、物品が操作ベッド３０上を移動する時にコンベヤ４２のどの列が物品Ａの下方に配置されるかを決定する。
【００２５】
操作ベッド３０の個々のコンベヤ４２は、概して、２つの異なる速度のうちの一方で作動するように制御される。以下にさらに説明するように、物品の回転が望まれる場合、これらの２つの異なる速度以外の他の速度が使用されてもよい。第１の速度は、図４にＶＵとして示されており、操作ベッド３０の上流端部における速度と呼ばれる。速度ＶＵは移行コンベヤ２８の速度であってもよい。その他の速度が図４にＶｄとして示されており、操作ベッド３０の下流速度と呼ばれる。速度Ｖｄは、下流コンベヤ３２の速度であってもよい。境界線７２は、速度Ｖｄで作動しているコンベヤ４２を、速度ＶＵで作動しているコンベヤから分離している。速度Ｖｄで作動しているコンベヤは、見やすくするために図４〜図１０では斜線で示されている。速度Ｖｄは速度ＶＵよりも大きい。したがって、速度Ｖｄで作動しているコンベヤ４２上を移動する物品は、速度ＶＵで移動するコンベヤ４２上の他の物品から離反する。
【００２６】
制御装置４０は、境界線７２を越えて速度ＶＵから速度Ｖｄへ移行する物品が、減じられた又は最小化されたその瞬間的な加速を有するように、個々のコンベヤ４２の速度を制御することが理解されるであろう。すなわち、Ｖｄで作動することになっており、速度ＶＵで移動する隣接するコンベヤの下流に位置するコンベヤ４２は、まず、隣接する上流のコンベヤの速度ＶＵに合致するように又はそれに近くなるように設定された速度を有している。物品が下流のコンベヤ４２へ移行させられた後、この速度Ｖｄまで増大される。この形式において、コンベヤベルト上における物品の滑り、この滑りによる騒音、及びベルト上における摩耗が減じられる。したがって、コンベヤベルト４２は、ゼロではない２つ以上の速度で作動可能であり、本質的に無限に可変の速度で作動可能である。速度Ｖｄで作動しているコンベヤ４２を表す、添付図面における斜線の領域は、制御装置４０によって使用される、基礎をなす制御論理を示すために幾分一般化されている。斜線の領域の個々のベルト、特に物品が境界線７２を越えるときに作用するベルトは、Ｖｄ以外の速度で作動する。Ｖｄで作動するベルトの下流の、占められていないベルトは、速度Ｖｄで移動する物品がこれらの占められていないベルトに実際に供給されるまでは、この同じ速度で作動しない。
【００２７】
制御装置４０は、物品が操作されるように、物品３８が操作ベッド３０上を移動している時に境界線７２を変化させるように働く。
【００２８】
図４において物品Ａが移行コンベヤ２８から操作ベッド３０へ移行する時に、物品Ａの速度は、物品Ａの下方におけるコンベヤ４２によって制御されるために、物品Ａが十分に操作ベッド３０上に位置する瞬間に、他の物品よりも増大される。したがって、物品Ａの速度がＶＵからＶｄへ移行した後、物品Ａと他の物品との間の長手方向間隔が増大し始める。図５によって示された瞬間に、物品Ａの下方にある個々のコンベヤ４２は、コンベヤ４２Ａｆ及び４２Ａｇである。物品Ｂの小さな部分もコンベヤ４２Ａｆ上に位置している。この部分は物品Ｂのサイズに対して小さいので、制御装置４０は、速度Ｖｄでのコンベヤ４２Ａｆの作動は物品Ｂの位置又は向きに影響しないことを決定する。
【００２９】
図５における物品Ｂがさらにコンベヤ４２Ａｆへ延びているならば、物品Ｂがコンベヤ４２Ａｆ及びＡｇの一方又は両方に到達するまで制御装置４０はコンベヤ４２Ａｆ及びＡｆのみを速度Ｖｄで運転する。その瞬間、制御装置４０はこれらの２つのコンベヤの速度をＶＵに減じる。したがって、物品Ａと物品Ｂとの間の長手方向間隙は、物品Ａが速度Ｖｄで移動しかつ物品Ｂが速度ＶＵで移動している間のみ増大させられる。コンベヤ４２Ａｆ及びＡｇを速度Ｖｄで作動させることによって形成された物品ＡとＢとの間にさらに大きな長手方向間隙が望まれるならば、物品Ｂがコンベヤ４２Ｂｆ及びＢｇのいずれにも進入していない間にコンベヤ４２Ｂｆ及びＢｇを速度Ｖｄで作動させることによって、増大した長手方向間隙を形成することができる。物品ＡとＢとの間の同様の長手方向間隙は、コンベヤ４２Ｃｆ及びＣｇ、及び列ｆ及びｇ及びコラムＤ，Ｅ，Ｆ及びＧにおけるコンベヤを使用して形成することができる。
【００３０】
図６は、図５に示された瞬間の後の瞬間を示している。この瞬間において、制御装置４０はコンベヤＡｆ及びＡｇの速度をＶＵに戻している。制御装置４０は、操作されるべき次の物品が物品Ｂであると決定している。コンベヤ４２Ａｆ及びＡｇを速度ＶＵに戻すことによって、他の物品、例えば物品Ｂに対する物品Ｄの相対的な位置が変化させられる。制御装置４０がビデオカメラ３４ａ〜３４ｃ及び光センサ３６から受け取る情報は、物品Ａが操作ベッド３０の側部７４Ａ及び７４Ｂに対して傾斜していることを示している。ビデオカメラ３４及び光センサ配列３６は、側部７４に対するこの傾斜を決定するために、制御装置４０に十分な情報を提供する。この傾斜が所定の値を超えると、制御装置４０は、物品が回転させられるべきであることを決定する。次いで、物品は、この角度が減じられるように回転させられる。物品のこの回転は、運搬システムにおける物品の下流の処理を助ける。
【００３１】
例示された実施形態において、制御装置４０は、物品Ａがこのような傾斜を有していることを決定し、物品は回転させられる。制御装置４０は、図６に矢印７６によって示された時計回りに物品Ａを回転させる。この回転は、コンベヤ４２Ｂｆの速度をコンベヤ４２Ｂｇの速度よりも速くすることによって遂行される。物品Ａの下方に位置する列ｆ及びｇにおけるコンベヤの制御された速度差は、回転が生じるまで各コンベヤコラムにおいて維持される。したがって、図７に示したように、コンベヤＣｆ及びＣｇは、少なくとも初期の瞬間の間、速度差を生じながら作動する。コンベヤ４２Ｃｆは、速度Ｖｄ＋Ｋで作動している。コンベヤ４２Ｃｇは速度Ｖｄ−Ｋで作動している。この速度差は物品Ａを回転させ、物品Ａの側部は、操作ベッド３０の側部７４ａ及び７４ｂに対する傾斜が小さくなる。変数Ｋの正確な値は、希望に応じて変化させることができる。物品をより迅速に回転させるために、当業者によって知られるように、値Ｋはより高いべきである。Ｋの値は、物品の傾斜の程度、物品の寸法及びその他の要因に応じて、各物品に対して変化する。Ｋの値は、与えられた物品の回転の間、時間を追って変化してもよい。
【００３２】
図８に示したように、物品Ａの下方のコンベヤ４２の速度は、物品の回転が完了した後、Ｖｄに再設定される。次いで、物品ＡはＶｄで操作ベッド上を移動し続ける。物品Ｂの下方のコンベヤの速度は、物品ＡとＢとの間に所望の長手方向間隙が得られると、Ｖｄにまで高められる。この間隙は、どこにおいても、ゼロから、特定の用途において物品のために間隔が望まれるものまで設定される。回転させられない物品については、間隙は、先行する物品の上流端部と後続の物品の下流端部との間の長手方向距離である。１つ又は２つ以上の物品が回転させられる場合、間隙は、回転後の、先行する物品の上流端部と後続の物品の下流端部との間の長手方向距離である。図８に示されているように、所望の間隙は、物品Ａの上流端部と物品Ｂの下流端部との間の間隙よりも小さい。なぜならば、制御装置４０は、物品Ｂが回転させられることを決定しているからである。したがって、所望の間隙は、物品Ｂが回転させられた後に存在する、物品ＡとＢとの間の長手方向分離である。制御装置４０は、この間隙を計算し、物品の回転を証明するためにカメラ３４からのフィードバックを使用する。所望の間隙の寸法は制御装置４０によって動的に変化させることができる。この所望の間隙が得られると、列ｂ〜ｅのコンベヤ４２が、コンベヤコラムＢ〜Ｆのために速度Ｖｄに設定される。したがって、物品Ｂは、速度ＶＵで移動する他の物品から長手方向に分離し始める。
【００３３】
図９に示されているように、物品Ｂの回転は物品Ａの回転と同様の形式で行われる。具体的には、物品Ｂの下方の列ｂ及びｃのコンベヤの速度が、列ｄ及びｅのコンベヤ４２の速度よりも高められる。図９に示されているように、コンベヤ４２Ｄｂ及びＥｂは速度Ｖｄ＋Ｌで作動している。コンベヤ４２Ｄｃ及び４２Ｅｃは、速度Ｖｄ＋Ｋに設定されている。コンベヤＤｄ及びＥｄは、速度Ｖｄ−Ｋに設定されている。コンベヤ４２Ｄｅ及びＥｅは、速度Ｖｄ−Ｌに設定されている。これらの速度Ｋ及びＬは、物品Ｂにおける回転の箇所から離れる方向での横方向距離に比例するように設定される。つまり、変数Ｌは変数Ｋよりも大きな値を有する。Ｌの値は、Ｋの値のように、物品の間で変化し、与えられた物品を回転させる経過において時間を追って変化してよい。つまり、物品Ｂの下方に位置するコンベヤの様々な速度が、物品Ｂを時計回りに回転させる。回転後、物品Ｂと物品Ａとの間には所望の長手方向間隙が得られる。
【００３４】
図９に示されているように、物品Ｂ（回転後）と物品Ｃとの間に所望の間隙が得られると、制御装置４０は物品Ｃの下方のコンベヤの速度を高める。物品Ｃは回転させられないので、物品Ｃの下方のコンベヤは速度Ｖｄにまで高められるだけである。図１０に示されているように、物品ＣとＤとの間に所望の間隙が得られるように物品Ｃが操作ベッド３０を前進すると、物品Ｄの下方のコンベヤ４２は制御装置４０によってＶｄにまで高められた速度を有する。制御装置は、引き続き各物品の下方に位置するコンベヤの速度を増大し、所望の間隙が得られる。つまり、所望の間隙が得られた後制御装置４０は物品Ｅの下方のコンベヤ４２の速度を高める。物品Ｅは回転させられるので、この所望の間隙は、回転後に形成された間隙となる。制御装置４０は物品Ｆ及びＧ、及び全ての後続の物品のために同様の形式で作動し続ける。
【００３５】
図１１は、本発明の別の態様による物品操作システム２０′の択一的な実施形態を示している。物品操作システム２０′は、１対の分岐コンベヤ７８ａ，７８ｂが下流コンベヤ３２の下流に配置されているという点において、物品操作システム２０とは異なる。したがって、下流コンベヤ３２を出る物品は、分岐コンベヤ７８ａ又は７８ｂのうちの一方を移動する。物品操作システム２０′は、供給コンベヤ２４と、間隙形成装置２６と、移行コンベヤ２８と、操作ベッド３０と、下流コンベヤ３２とを有している。さらに、図１１には示されていないが、物品操作システムはビデオカメラ３４及び／又は光センサ配列３６（図示せず）を有している。移行コンベヤ２８は、移行コンベヤ２８の製造コストを最小限にするために多数の別個のベルトから形成されている。
【００３６】
概して、物品操作システム２０′の操作ベッド３０は、物品操作システム２０に関して前に説明したのと概して同様の形式で作動する。物品操作システム２０′は、物品操作システム２０′が仮想分割線８０を有しているという点において物品操作システム２０とは異なる。仮想分割線８０は、分岐コンベヤ７８ａと７８ｂとの間の分離線と同一直線上にある、操作ベッド３０の側部７４ａ及び７４ｂに関して横方向の位置に配置されている。制御装置４０は、多数の物品が分割線８０の両側に位置している瞬間に、又は物品がコンベヤ７８ａ及び７８ｂのそれぞれを移動するためにコンベヤ３２によって分離されることができる瞬間に、多数の物品を操作ベッド３０から同時に排出させるようにプラグラムされている。つまり、物品操作システム２０′は、可能であれば物品を物品の２つの流れに操作する。
【００３７】
物品操作システム２０′の操作ベッド３０は、ちょうど物品操作システム２０の操作ベッド３０のように、連続形式又はバッチ形式でも作動する。前述のように、物品操作システム２０′の制御装置４０は選択的に、図４〜図１０に関して説明した形式で物品を回転させるプログラミングを含んでいる。制御装置４０がこのようにプログラムされていると、制御装置４０は、物品の回転後の位置に基づき、分割線８０に対するその決定の全てを行う。すなわち、制御装置４０は、物品が回転させられた後にどの位置を占めるかを決定する。次いで、これらの回転後の位置は、物品が分割線８０のいずれかの側に完全に位置しているかどうか、及び物品が別の物品と横方向で整列しているかどうかを決定する。
【００３８】
物品操作システム２０′の操作ベッド３０を出る物品の間の間隙は制御装置４０によって動的に制御される。制御装置４０は、全体のコンベヤ又は材料取扱いシステムにおける他の構成部材から受け取る情報に基づきこれらの間隙を変化させる。択一的に、間隙は、操作者がこの情報を制御装置４０に入力することによって調整される。物品操作システム２０′において、所望の間隙は、同じ分岐コンベヤ７８ａ及び７８ｂを移動する物品に関して決定される。つまり、１対の物品は、コンベヤ７８ａ及び７８ｂの向き合ったコンベヤに沿って送られるならば、２つの物品の間の所望の長手方向間隙よりも小さな間隙を備えたベッド３０から出る。このような場合、制御されるのは、同じ目的地コンベヤ７８ａ又は７８ｂ上のそれぞれの物品と下流の物品との間の長手方向間隙であり、対におけるそれぞれの物品の間の長手方向間隙ではない。
【００３９】
本発明は、図面に描かれた複数の有利な実施形態に関して説明され、上の明細書において論じられているが、本発明はこれらの特定の実施形態に限定されるのではなく、添付の請求項に定義された本発明の精神及び範囲に当てはまるあらゆる全ての修正を含むことが当業者によって理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の１つの実施形態による物品操作システムの平面図である。
【図１Ａ】図１の物品操作システムの側面図である。
【図２Ａ】図１及び図１Ａの操作ベッドにおいて使用されるコンベヤユニットにおける２つの個別のコンベヤのうちの一方を示す斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されたコンベヤユニットにおける２つの個別のコンベヤのうちの他方を示す斜視図である。
【図３】本発明による物品操作システムの第２実施形態を示す平面図である。
【図３Ａ】図３の逸らせ装置／合流コンベヤを示す平面図である。
【図４】第１の瞬間における操作ベッドと隣接するコンベヤとを示す平面図である。
【図５】第２の瞬間における、図４のコンベヤを示す平面図である。
【図６】第３の瞬間における、図４のコンベヤを示す平面図である。
【図７】第４の瞬間における、図４のコンベヤを示す平面図である。
【図８】第５の瞬間における、図４のコンベヤを示す平面図である。
【図９】第６の瞬間における、図４のコンベヤを示す平面図である。
【図１０】第７の瞬間における、図４のコンベヤを示す平面図である。
【図１１】図３のシステムのエレメントを有する、物品操作システムを示す平面図である。
【符号の説明】
【００４１】
２０  物品操作システム、  ２２  矢印、  ２４  供給コンベヤ、  ２６  間隙形成装置、  ２８  移行コンベヤ、  ３０  分散形操作ベッド、  ３２  下流コンベヤ、  ３４  ビデオカメラ、  ３６  光センサ配列、  ３８  物品、  ３９  操作ベッド、  ４０  制御装置、  ４１  コンベヤユニット、  ４２  コンベヤ群、  ４３  支持板、  ４４  ベルト、  ４６  アイドラローラ、  ４８  電動式ローラ、  ４９  モータ、  ５１  テンションローラ、  ５１ａ  ばね、  ５１ｂ  エキセントリック、  ５２  通信線、  ５４  ベルトコンベヤ、  ６４  逸らせ装置／合流コンベヤ、  ６６ａ，６６ｂ  側部、  ７２  境界線、  ７４ａ，７４ｂ  側部、  ７８ａ，７８ｂ  分岐コンベヤ、  ８０  分割線
【図１】
2006504597.tif 000003
2006504597.tif 000004
【図３】
2006504597.tif 000005
2006504597.tif 000006
【図４】
2006504597.tif 000007
【図５】
2006504597.tif 000008
【図６】
2006504597.tif 000009
【図７】
2006504597.tif 000010
【図８】
2006504597.tif 000011
【図９】
2006504597.tif 000012
【図１０】
2006504597.tif 000013
【図１１】
2006504597.tif 000014
【国際調査報告】
2006504597.tif 000015
2006504597.tif 000016
2006504597.tif 000017