(57)【要約】【課題】可変速コンベヤに停止・起動の衝撃がかからない搬送装置を提供する。【解決手段】搬送装置１は、搬入可変速コンベヤ２、可変速コンベヤ３、定速コンベヤ４およびこれらコンベヤ２，３，４を制御可能な制御手段21を備える。制御手段21は、第１変速後目標速度を計算し、この目標速度への変速時間間の先行の搬送物の進行距離を可変速コンベヤ３が変速前速度のままとして計算する。制御手段21は、その進行距離を考慮して第１変速後目標速度への変速完了時の先後両搬送物間の仮想隙間を計算し、この仮想隙間を考慮して第２変速後目標速度を計算する。制御手段21は、第２変速後目標速度と第１変速後目標速度との一致性の有無を判断し、一致性有りと判断した場合には第２変速後目標速度を最終変速後目標速度として計算を終了する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の搬送物を搬送方向に搬送しながら、先行の搬送物の先端と後続の搬送物の先端との距離を目標ピッチにする搬送装置であって、
搬入可変速コンベヤと、
この搬入可変速コンベヤの下流に位置し、前記搬入可変速コンベヤの速度よりも速い速度で駆動する可変速コンベヤと、
この可変速コンベヤの下流に位置し、一定速度で駆動する定速コンベヤと、
少なくとも前記搬入可変速コンベヤの速度および前記可変速コンベヤの速度を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
先行の搬送物の搬送方向長さ、後続の搬送物の搬送方向長さ、前記可変速コンベヤ上の先後の両搬送物間の隙間、目標ピッチ、および前記定速コンベヤの一定速度に基づいて、前記可変速コンベヤの第１変速後目標速度を計算し、
この計算した第１変速後目標速度への変速時間間の先行の搬送物の進行距離を、この先行の搬送物が変速前速度の前記可変速コンベヤにて搬送されるとして計算し、
この計算した先行の搬送物の進行距離を考慮して前記第１変速後目標速度への変速完了時における先後の両搬送物間の仮想隙間を計算し、
この計算した先後の両搬送物間の仮想隙間を考慮して前記可変速コンベヤの第２変速後目標速度を計算し、
この計算した第２変速後目標速度と前記第１変速後目標速度との一致性の有無を判断し、一致性有りと判断した場合には前記第２変速後目標速度を最終変速後目標速度として計算を終了し、
前記可変速コンベヤの速度が前記最終変速後目標速度になるように、先行の搬送物の所定位置が変速影響点に到着した時に前記可変速コンベヤの変速を開始する
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
先行の搬送物の所定位置が変速影響点に到着した時とは、先行の搬送物の搬送方向前側半分が定速コンベヤ上に乗り移った時である
ことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項３】
可変速コンベヤ上の搬送物を検知する検知手段を備える
ことを特徴とする請求項１または２記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行の搬送物の先端と後続の搬送物の先端との距離を目標ピッチにする搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載された搬送装置が知られている。
【０００３】
この従来の搬送装置は、２段階の間隔制御によって、先行の搬送物の後端と後続の搬送物の先端との間隔を一定間隙に設定するものである。そして、この搬送装置は、搬送物を搬入する搬入搬送手段と、この搬入搬送手段により搬入された搬送物を所定の間隔に設定する間隔設定搬送手段と、この間隔設定搬送手段により設定された搬送物の間隔を一定に保持して搬送する間隔保持搬送手段と、搬入搬送手段および間隔設定搬送手段の速度差に基づき搬送物間の間隔を所定距離に設定すべく搬入搬送手段の速度を制御する搬入搬送制御手段と、間隔設定搬送手段上の搬送物間の距離を検出する間隔設定搬送上距離検出手段と、この間隔設定搬送上距離検出手段で検出された搬送物間の距離に基づき間隔設定搬送手段の速度を制御する間隔設定搬送制御手段とを具備している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１２７６５９号公報（図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の搬送装置では、例えば２段目実測間隔が小さい場合には、間隔設定搬送手段が一時停止動作となるため、間隔設定搬送手段に停止・起動の衝撃がかかるという問題がある。また、例えば２段目実測間隔が小さすぎる場合には、一時停止動作中に下流側の間隔保持搬送手段へ搬送物が乗り移ってしまうこともあり、制御できる最小隙間の制約も存在していた。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、可変速コンベヤに停止・起動の衝撃がかかる不具合を防止できかつ制御可能な範囲を拡大することができる搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の搬送装置は、複数の搬送物を搬送方向に搬送しながら、先行の搬送物の先端と後続の搬送物の先端との距離を目標ピッチにする搬送装置であって、搬入可変速コンベヤと、この搬入可変速コンベヤの下流に位置し、前記搬入可変速コンベヤの速度よりも速い速度で駆動する可変速コンベヤと、この可変速コンベヤの下流に位置し、一定速度で駆動する定速コンベヤと、少なくとも前記搬入可変速コンベヤの速度および前記可変速コンベヤの速度を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、先行の搬送物の搬送方向長さ、後続の搬送物の搬送方向長さ、前記可変速コンベヤ上の先後の両搬送物間の隙間、目標ピッチ、および前記定速コンベヤの一定速度に基づいて、前記可変速コンベヤの第１変速後目標速度を計算し、この計算した第１変速後目標速度への変速時間間の先行の搬送物の進行距離を、この先行の搬送物が変速前速度の前記可変速コンベヤにて搬送されるとして計算し、この計算した先行の搬送物の進行距離を考慮して前記第１変速後目標速度への変速完了時における先後の両搬送物間の仮想隙間を計算し、この計算した先後の両搬送物間の仮想隙間を考慮して前記可変速コンベヤの第２変速後目標速度を計算し、この計算した第２変速後目標速度と前記第１変速後目標速度との一致性の有無を判断し、一致性有りと判断した場合には前記第２変速後目標速度を最終変速後目標速度として計算を終了し、前記可変速コンベヤの速度が前記最終変速後目標速度になるように、先行の搬送物の所定位置が変速影響点に到着した時に前記可変速コンベヤの変速を開始するものである。
【０００８】
請求項２記載の搬送装置は、請求項１記載の搬送装置において、先行の搬送物の所定位置が変速影響点に到着した時とは、先行の搬送物の搬送方向前側半分が定速コンベヤ上に乗り移った時であるものである。
【０００９】
請求項３記載の搬送装置は、請求項１または２記載の搬送装置において、可変速コンベヤ上の搬送物を検知する検知手段を備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、一時停止動作で可変速コンベヤに停止・起動の衝撃がかかる不具合を防止しつつ制御可能な範囲を拡大することができ、よって、先行の搬送物の先端と後続の搬送物の先端との距離を適切に目標ピッチにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る搬送装置の概略構成図である。
【図２】同上搬送装置による制御方法を説明するための図である。
【図３】同上搬送装置による制御方法を示すフローチャートである。
【図４】切り離しの公式を示す図である。
【図５】加減速度の再計算式を示す図である。
【図６】同上搬送装置上の搬送物（小）の搬送状況を示す図である。
【図７】図６に続く搬送物（小）の搬送状況を示す図である。
【図８】同上搬送装置上の搬送物（大）の搬送状況を示す図である。
【図９】図８に続く搬送物（大）の搬送状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施の形態に係る搬送装置について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１において、１は搬送装置で、この搬送装置１は、複数の搬送物Ｗを搬送方向に搬送しながら、先行の搬送物Ｗの先端と後続の搬送物Ｗの先端との距離を目標ピッチにするものである。搬送装置１は、例えばベルト式のソータや他の高能力ソータ等の仕分け装置（図示せず）の上流に設置される。
【００１４】
搬送装置１は、図１に示されるように、搬送物Ｗを搬入して搬送方向に搬送する搬入可変速コンベヤ２と、搬入可変速コンベヤ２の下流に位置し搬入可変速コンベヤ２の速度Ｖ0よりも速い速度Ｖ1で駆動し搬送物Ｗを搬送方向に搬送する可変速コンベヤ３と、可変速コンベヤ３の下流に位置し可変速コンベヤ３の速度Ｖ1よりも速い一定速度Ｖ2で駆動し搬送物Ｗを搬送方向にする定速コンベヤ４とを備えている。つまり、搬送装置１は、互いに隣接して搬送方向に並ぶ３つのコンベヤ２，３，４を備えている。
【００１５】
可変する速度Ｖ1は、可変する速度Ｖ0よりも常に速く（Ｖ1＞Ｖ0）、これらＶ1とＶ0との速度比は常に一定である。なお、Ｖ1とＶ0との速度比が一定でない構成でもよい。また、可変しない一定速度Ｖ2は、可変する速度Ｖ1よりも常に速い（Ｖ2＞Ｖ1）。そして、これらコンベヤ２，３，４の速度差によって、互いに隣接していた搬送物Ｗが搬送途中で切り離されて、先行の搬送物Ｗの先端と後続の搬送物Ｗの先端との距離が一定の目標ピッチ（予め設定された設定目標ピッチ）に設定される。
【００１６】
搬入可変速コンベヤ２は、搬送物Ｗを上面の搬送面2aに載せて搬送する無端状の搬送ベルト６と、この搬送ベルト６が掛け渡された駆動ローラ７および従動ローラ８と、駆動ローラ７を回転させる駆動手段であるモータ（サーボモータ）９とを有している。
【００１７】
可変速コンベヤ３は、搬送物Ｗを上面の搬送面3aに載せて搬送する無端状の搬送ベルト11と、この搬送ベルト11が掛け渡された駆動ローラ12および従動ローラ13と、駆動ローラ12を回転させる駆動手段であるモータ（サーボモータ）14と、このモータ14に設けられモータ出力軸の回転角等を検知するコンベヤ移動距離検知用のエンコーダ15とを有している。
【００１８】
定速コンベヤ４は、搬送物Ｗを上面の搬送面4aに載せて搬送する無端状の搬送ベルト16と、この搬送ベルト16が掛け渡された駆動ローラ17および従動ローラ18と、駆動ローラ17を回転させる駆動手段であるモータ19とを有している。
【００１９】
また、搬送装置１は、少なくとも搬入可変速コンベヤ２の速度Ｖ0および可変速コンベヤ３の速度Ｖ1を制御する制御手段21と、可変速コンベヤ３の上流側に配設され可変速コンベヤ３上に位置する搬送物Ｗを検知する検知手段22と、定速コンベヤ４の上流端部（変速影響点）に配設され可変速コンベヤ３と定速コンベヤ４とに跨って位置する搬送物Ｗを検知する変速影響点検知手段23とを備えている。
【００２０】
制御手段21には、搬入可変速コンベヤ２のモータ９と、可変速コンベヤ３のモータ14およびエンコーダ15と、定速コンベヤ４のモータ19と、検知手段22と、変速影響点検知手段23とがそれぞれ電気的に接続されている。
【００２１】
検知手段22および変速影響点検知手段23は、いずれも例えば搬送物Ｗの通過でオンオフする光学系のセンサ（荷検知用ＰＨ）である。
【００２２】
次に、搬送装置１の動作等を説明する。
【００２３】
図２および図３に示すように、搬送装置１の制御手段21は、まず、検知手段22の検知に基づき、先行の搬送物Ｗの搬送方向長さＬnを把握して、δn-1、Ｐn-1_実際、Ｐn-1_目標を算出し（ステップ１）、また、後続の搬送物Ｗの搬送方向長さＬn+1を把握し、δn、Ｐn_実際、Ｐn_目標を算出する（ステップ２）。
【００２４】
なお、δnは、計測された先行の搬送物Ｗの後端と後続の搬送物Ｗの先端との距離、つまり可変速コンベヤ３上の先後の両搬送物Ｗ間の隙間（計測隙間）である。Ｐn_実際は、計測された先行の搬送物Ｗの先端と後続の搬送物Ｗの先端との距離（実際ピッチ）である。Ｐn_目標は、次工程の仕分け装置での要求能力等により求められる目標とする、先行の搬送物Ｗの先端と後続の搬送物Ｗの先端との距離（目標ピッチ）である。
【００２５】
次いで、制御手段21は、Ｐn_実際＜Ｐn_目標である場合には可変速コンベヤ３の第１変速後目標速度Ｖ1n(1)を次の式（１）により計算し、Ｐn_実際≧Ｐn_目標である場合にはＶ1n(1)の計算を行わずに現状速度Ｖ1n-1(last)を最終変速後目標速度Ｖ1n(last)とする（ステップ３）。
【００２６】
【数１】
2012111577.tif 000003
【００２７】
次いで、制御手段21は、可変速コンベヤ３の加減速度αn＝9.8MaxGを設定する（ステップ４）。αnは通常の加減速度制限値であり、MaxGは経験則から決定される係数である。
【００２８】
次いで、制御手段21は、可変速コンベヤ３の変速中における後続の搬送物Ｗの進行可能距離ＳＳn+1を次の式（２）により計算する（ステップ５）。つまり、可変速コンベヤ３の速度を変速制御するとして、その変速中に先行の搬送物Ｗが可変速コンベヤ（低速側コンベヤ）３の変速に影響されず、かつ、後続の搬送物Ｗが下流の定速コンベヤ（高速側コンベヤ）４の影響を全く受けない範囲内において可変速コンベヤ３上で進行可能な距離ＳＳn+1を次の式（２）により計算する。なお、可変速コンベヤ３の変速は、先行の搬送物Ｗの重心位置（搬送物Ｗの搬送方向中央位置）が予め設定された一定の変速影響点（変速影響位置）に到着した時点で開始するものとする。
【００２９】
【数２】
2012111577.tif 000004
【００３０】
次いで、制御手段21は、Ｖ1n-1(last)→Ｖ1n(1)への変速時間Ｔ1n、つまり、可変速コンベヤ３の現状速度Ｖ1n-1(last)から第１変速後目標速度Ｖ1n(1)への変速に要する時間Ｔ1nを次の式（３）により計算する（ステップ６）。
【００３１】
【数３】
2012111577.tif 000005
【００３２】
次いで、制御手段21は、可変速コンベヤ３上における変速時間Ｔ1n間の後続の搬送物Ｗの進行距離Ｓn+1を次の式（４）により計算する（ステップ７）。
【００３３】
【数４】
2012111577.tif 000006
【００３４】
次いで、制御手段21は、加減速度を後続の搬送物Ｗが乗移り開始前に変速完了するように再計算する（ステップ８）。つまり、可変速コンベヤ３の変速中に後続の搬送物Ｗが下流の定速コンベヤ４の影響を受けてしまう場合（後続の搬送物Ｗの先端が変速影響点に到着してしまう場合）には、そうならない加減速度αnを次の式（５）により再計算する。
【００３５】
【数５】
2012111577.tif 000007
【００３６】
次いで、制御手段21は、再計算した加減速度αnを考慮して、Ｖ1n-1(last)→Ｖ1n(1)への変速時間Ｔ1nを前記式（３）により再計算する（ステップ９）。
【００３７】
次いで、制御手段21は、再計算した変速時間Ｔ1n間の後続の搬送物Ｗの進行距離Ｓn+1を前記式（４）により再計算する（ステップ１０）。
【００３８】
次に、制御手段21は、変速時間Ｔ1n間の先行の搬送物Ｗの進行距離Ｓnを、この先行の搬送物Ｗが変速前速度Ｖ1n-1(last)の可変速コンベヤ３にて搬送されるとして、次の式（６）により計算する（ステップ１１）。
【００３９】
つまり、可変速コンベヤ３の変速間の先行の搬送物Ｗの進行距離Ｓnを可変速コンベヤ３の速度が変速前速度のままであると仮定して計算する。実際には先行の搬送物Ｗの所定位置（例えば搬送方向中央位置、重心位置）が定速コンベヤ４の変速影響点に到達しているので、先行の搬送物Ｗは、可変速コンベヤ３よりも高速の定速コンベヤ４の速度へ移行中（移行状態は不明）の状態であるが、速度差による切り離しにおいて、切り離し前後の状態は切り離し前の速度と切り離し完了後の速度のみによって支配されるため、上記の仮定を置くことができる。
【００４０】
【数６】
2012111577.tif 000008
【００４１】
次いで、制御手段21は、先行の搬送物Ｗの進行距離Ｓnを考慮して、現状速度Ｖ1n-1(last)から第１変速後目標速度Ｖ1n(1)への変速完了時における可変速コンベヤ３上の先後の両搬送物Ｗ間の仮想隙間δn_tmpを次の式（７）により計算する（ステップ１２）。
【００４２】
【数７】
2012111577.tif 000009
【００４３】
次いで、制御手段21は、先後の両搬送物Ｗ間の仮想隙間δn_tmpを考慮して、可変速コンベヤ３の第２変速後目標速度Ｖ1n(2)を次の式（８）により計算する（ステップ１３）。
【００４４】
【数８】
2012111577.tif 000010
【００４５】
次いで、制御手段21は、第１変速後目標速度Ｖ1n(1)と第２変速後目標速度Ｖ1n(2)との一致性の有無を判断し、一致性有りと判断した場合には、第２変速後目標速度Ｖ1n(2)を最終変速後目標速度Ｖ1n(last)として速度計算を終了する（ステップ１４）。また、一致性無しと判断した場合には、前記ステップ５に戻った後、第２変速後目標速度Ｖ1n(2)を第１変速後目標速度Ｖ1n(1)と置き直して再計算（再度ループ計算）を実行する。
【００４６】
つまり、仮想隙間δn_tmpより逆算されたＶ1n(2)が前段で計算されたＶ1n(1)±許容範囲[％]外であればＶ1n(2)を前段で計算されたＶ1n(1)と置き直して再計算を実行し、また、仮想隙間δn_tmpより逆算されたＶ1n(2)が前段で計算されたＶ1n(1)±許容範囲[％]以内であればＶ1n(2)をＶ1n(last)として計算を終了する。すなわち、制御手段21は、ループ計算の収束値を最終目標速度とする。
【００４７】
次いで、制御手段21は、可変速コンベヤ３の速度が最終変速後目標速度Ｖ1n(last)になるように、先行の搬送物Ｗの所定位置が変速影響点に到着した時に、可変速コンベヤ３の変速を開始する（ステップ１５）。この際、制御手段21は、エンコーダ15および変速影響点検知手段23の検知に基づき、先行の搬送物Ｗの所定位置が変速影響点に到着したことを把握する。
【００４８】
ここでいう先行の搬送物Ｗの所定位置が変速影響点に到着した時とは、例えば先行の搬送物Ｗの搬送方向中央位置である重心位置が変速影響点に到着し、先行の搬送物Ｗの一部である搬送方向前側半分が定速コンベヤ４の搬送面4a上に乗り移った時である（図２参照）。
【００４９】
なお、例えば搬送物Ｗの重心位置が搬送方向中央位置からずれている場合には、その重心位置が変速影響点に到着した時であってもよい。
【００５０】
このように、制御手段21は、可変速コンベヤ３の速度Ｖ1が最終変速後目標速度Ｖ1n(last)になるように可変速コンベヤ３のモータ14の制御を開始し、また同時に、搬入可変速コンベヤ２の速度Ｖ0がＶ1／Ｖ0＝一定となるように搬入可変速コンベヤ２のモータ９の制御を開始する。
【００５１】
そして、このような制御手段21によるインダクション制御方式の速度決定方法によって、例えば比較的小さい搬送物Ｗに関して、先行の搬送物（小）Ｗである先ワークＷの先端と後続の搬送物（小）Ｗである後ワークＷの先端との距離が目標ピッチになる場合の搬送状況を図６（ａ）〜（ｃ）および図７（ｄ）〜（ｈ）に示す。
【００５２】
また、制御手段21によるインダクション制御方式の速度決定方法によって、例えば比較的大きな搬送物Ｗに関して、先行の搬送物（大）Ｗである先ワークＷの先端と後続の搬送物（大）Ｗである後ワークＷの先端との距離が目標ピッチになる場合の搬送状況を図８（ａ）〜（ｃ）および図９（ｄ）〜（ｈ）に示す。なお、図示しないが、大きさが異なる搬送物Ｗが混在する場合であっても、先後の搬送物Ｗの先端間距離を所望の目標ピッチにすることが可能である。
【００５３】
そして、このような搬送装置１によれば、可変速コンベヤ３上での先後の両搬送物Ｗ間の隙間が小さくても、可変速コンベヤ３が完全に停止しないため、一時停止動作で可変速コンベヤ３に停止・起動の衝撃がかかる不具合を防止しつつ、先行の搬送物Ｗの先端と後続の搬送物Ｗの先端との距離を適切に目標ピッチにすることができる。
【００５４】
また、先後の両搬送物Ｗ間の隙間の下限値が拡大、つまり計測可能な最小隙間が制御可能な最小隙間となったため、制御可能な範囲を拡大することができ、先行の搬送物Ｗの先端と後続の搬送物Ｗの先端との距離をより一層適切に目標ピッチにすることができる。
【００５５】
さらに、制御手段21がループ計算の収束値を最終目標速度とするため、必要以上の隙間拡大を防止することができる。
【００５６】
なお、上記実施の形態では、変速影響点検知手段23が変速影響点、つまり、側面視で円筒状の従動ローラ18の回転中心線の真上の位置に設けられた構成について説明したが、エンコーダ15を設ければ、変速影響点検知手段23を設けない構成でもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１    搬送装置
２    搬入可変速コンベヤ
３    可変速コンベヤ
４    定速コンベヤ
21    制御手段
22    検知手段
Ｗ    搬送物
【図１】
2012111577.tif 000011
【図２】
2012111577.tif 000012
【図３】
2012111577.tif 000013
【図４】
2012111577.tif 000014
【図５】
2012111577.tif 000015
【図６】
2012111577.tif 000016
【図７】
2012111577.tif 000017
【図８】
2012111577.tif 000018
【図９】
2012111577.tif 000019