(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品を搬送する第１搬送手段，前記第１搬送手段の後流に配設され且つ第１搬送速度から個々の製品が整列状態に移載される第２搬送手段，前記第１搬送手段の下流側端部と前記第２搬送手段の上流側端部とを接続しつつ前記製品の搬送経路に沿って移動可能なシャトル，前記第１搬送手段によって搬送される前記製品の搬送状態を検出する製品検出センサ，及び前記製品検出センサが検出した前記製品の搬送状態に応答して個々の前記製品を前記第１搬送手段から前記第２搬送手段へ予め決められたパターンに整列して移載するための移載位置と移載時期とを予測し，予測された前記移載時期に且つ予測された前記移載位置において前記製品を移載するため，前記第２搬送手段の搬送速度に対応した前記第１搬送手段の搬送速度，又は前記シャトルの移動を制御するコントローラから成り，
前記コントローラは，前記製品検出センサが検出した前記第１搬送手段によって搬送される前記製品の間隔を予め決められた基準間隔と比較して当該比較結果に応じて前記第１搬送手段の前記搬送速度又は前記シャトルの移動を制御し，前記製品の間隔と前記基準間隔とが一致しているときには前記第１搬送手段の搬送速度を前記基準間隔と搬送能力とに対応した基準速度とし且つ前記シャトルの位置を不変とし，前記製品の間隔が前記基準間隔と比較して長いときには少なくとも前記シャトルの移動を制御して前記製品の前記移載位置を前記製品の搬送方向下流側に設定し，前記製品の間隔が前記基準間隔と比較して短いときには少なくとも前記シャトルの移動を制御して前記製品の前記移載位置を前記製品の搬送方向上流側に設定することから成る製品搬送装置。
【請求項２】
前記コントローラは，前記シャトルの移動速度及び移動時間を制御することにより，前記シャトルの移動を制御しており，遅くとも前記移載時期までに前記シャトルを前記移載位置に到達させるように制御することから成る請求項１に記載の製品搬送装置。
【請求項３】
前記コントローラは，前記製品の間隔が前記基準間隔と比較して長いときには，前記移載位置がシャトルが移動可能範囲外であるか否かを判定し，移動可能範囲外であると判定したときには先行して移載された前記製品の後に置かれる１又は複数の仮想製品に続けて次の前記製品を予め決められた前記パターンに整列して移載するように，前記製品の前記移載位置を前記製品の搬送方向上流側に設定することから成る請求項１又は２に記載の製品搬送装置。
【請求項４】
前記コントローラは，前記製品の間隔が前記基準間隔と比較して短いときには，前記移載位置がシャトルが移動可能範囲外であるか否かを判定し，移動可能範囲外であると判定したときには前記第１搬送手段の搬送速度を低下すると共に前記製品の前記移載位置を前記製品の搬送方向下流側に設定することから成る請求項１又は２に記載の製品搬送装置。
【請求項５】
予め決められた前記パターンは，前記製品を等間隔に整列するパターン，又は前記製品を予め決められた個数毎にグループ化するパターンであることから成る請求項１〜４のいずれか１項に記載の製品搬送装置。
【請求項６】
前記第１搬送手段，前記第２搬送手段及び前記シャトルは，サーボモータによって駆動されていることから成る請求項１〜５のいずれか１項に記載の製品搬送装置。
【請求項７】
前記製品搬送装置は，包装機へ前記製品を供給する製品供給装置に適用されていることから成る請求項１〜６のいずれか１項に記載の製品搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，製品搬送装置，特に，包装機やロボット等の後続の処理装置に製品を整列状態で供給するため，製品を予め決められたパターンに整列させることが可能な製品搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，製品整列装置の一つとして，例えば，バキューム手段によって製品をコンベア上で吸着して後続の製品を堰止めることにより，搬送手段で次々に搬送されてくる製品をプールしたり所定のパターンに整列させるものがある。また，各搬送速度を変更可能な複数のコンベヤを順に配設して，各コンベヤの搬送速度を変速することにより，製品の間隔を変更する製品整列装置も提案されている。
【０００３】
前者のような後続の製品を堰止める製品搬送装置では，蒸し饅頭や羊羹等の食品に見られるようなべとつき易い又は表面が付着し易い材料で形成されている製品，或いはクッキーやパイ菓子等のような壊れやすい製品を扱うことが困難である。例えば蒸し饅頭のような製品の場合には一旦製品同士が接触すると皮が剥がれ易く，壊れやすい製品の場合には製品同士の衝突で破損しやすく，いずれの場合も製品の商品価値が著しく低下する。また，厚みが薄い製品の場合には，衝突時に製品同士が重なり合い，そのままでは包装機等の後続の処理装置への製品の供給が行えない。更に，バキュームによって製品をコンベヤに吸着しているため，吸引力とコンベヤに対する摩擦力との作用によって製品が破損する虞もある。
【０００４】
後者のような多段に配列された変速コンベヤによる製品搬送装置では，一度ばらついて供給された製品を整列させるには，コンベヤを頻繁に変速させる必要がある。先行する製品との間隔にばらつきが生じうると，後続の製品を追いつかせるか或いは引き離すために，コンベヤの搬送速度の増減が繰り返される。また，製品の間隔の大きさに応じてコンベヤの変速量が大きく異なり，コンベヤ駆動用のモータの変速制御が大がかりになるという問題もある。
【０００５】
また，包装機やロボット等の製品の処理装置に製品を所定間隔毎に送り込む製品搬送装置として，前工程から送り出される時間当たりの製品搬送数にばらつきが存在していても，搬送装置の変速量を少なくしつつ後続の処理装置への製品送出し量を平均化するものがある。このような製品搬送装置の一例として，上流側から，導入コンベヤ，プールコンベヤ，分離コンベヤを順次配設し，導入コンベヤによって不等間隔に送られてくる製品を，導入コンベヤよりも低速で運転されるプールコンベヤにアキュームし，アキュームされた製品を，プールコンベヤよりも高速で運転される分離コンベヤによって，後続の製品から一定間隔ごとに切り離すものがある。前工程から送り出される時間当たりの製品量に変動があっても，製品の処理装置は，等速度で連続運転することが可能となる。
【０００６】
このような製品搬送装置において，導入コンベヤで搬送される製品をプールコンベヤに受け渡すため，導入コンベヤの下流側端部とプールコンベヤの上流側端部とを，搬送方向に所定範囲で移動可能な移動ホルダで接続し，移動ホルダに関連して製品検出センサを配設したものがある。製品検出センサが移動ホルダで移載される製品を検出する毎に移動ホルダが移動されるので，プールコンベヤ上には，隣接する製品間に所要の隙間が形成された非接触の状態で複数の製品がアキュームされる。プールコンベヤ上の製品は，プールコンベヤと共に駆動される分離コンベヤによって，搬送方向に所定ピッチで並んだ状態で後続の処理装置に搬送される（例えば，特開平６−２４５４５号公報参照）。
【０００７】
更に，上記の移動ホルダと製品検出センサを配設した製品搬送装置において，時間当たりの製品搬送量が多いときにはプールコンベヤの製品搬送領域を延ばして製品をプールコンベヤ上に略接触状態にアキュームし，時間当たりの製品搬送量が少ないときにはアキュームした製品を分離コンベヤにて１個又は２個にグループ化した包装単位で包装機に送り出して，包装機を一定の製品処理速度で稼働して断続運転の発生頻度を低減しているものがある（例えば，特開平９−６６９０６号公報参照）。移動ホルダが，その移動範囲の中央位置にまで逆上ると，センサが移動ホルダの中央位置までの移動を検出してプールコンベヤを駆動し，アキュームされた製品を分離コンベヤへ順に送り出す。このとき，移動ホルダもプールコンベヤと同速度で下流側へ移動を開始する。
【０００８】
導入コンベヤの供給先端に配設された製品検出センサが導入コンベヤで供給される製品の先端を検出する毎に，移動ホルダは製品搬送中のプールコンベヤの搬送速度よりも高速で上流側へ移動して製品をアキュームする。移動ホルダが中間位置と最上流位置との間にあるときには，包装機，分離コンベヤ，プールコンベヤ及び導入コンベヤの能力を同じ割合で上昇させることで製品の高速処理が可能である。導入コンベヤによる製品の供給量が減少したり途切れたりすると，プールコンベヤから分離コンベヤへの製品の供給を続行しながら，移動ホルダが下流側へ移動する。移動ホルダが最下流位置まで移動したときは，プールコンベヤの駆動を停止して導入コンベヤによる製品の供給を待つ。分離コンベヤと包装機の処理速度とは，分離コンベヤでの製品の搬送ピッチと後続の包装機でのフィルムカットピッチとが一致するように制御される。また，製品を２個毎に供給する例も開示されている。
【０００９】
上記各公報に掲載されているような，移動ホルダを備えた製品搬送装置では，導入コンベヤで供給された製品の先端が移動ホルダに配置された製品検出センサによって検出される毎に，移動ホルダが上流側に移動することによって，導入コンベヤで供給された製品は，先にプールコンベヤに移載された製品と非接触状態又は略接触状態で，プールコンベヤへ移載され且つアキュームされる。移動ホルダの移動は，プールコンベヤ側のアキューム状態に応じて行われており，導入コンベヤにおける製品の供給間隔等の製品の供給状態は，移動ホルダに設けられた製品検出センサが検出した段階で初めて認識することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような製品搬送装置は，上流側の第１搬送手段の下流側端部と第２搬送手段の上流側端部とを接続しつつ製品の搬送方向に沿って移動可能な移動ホルダを持ち，第１搬送手段での製品の搬送状態に応じて移動ホルダを移動させ，第１搬送手段によって不規則に搬送されてくる製品を第２搬送手段で予め決められたパターンに整列して搬送するものであるが，かかる製品搬送装置においては，第１搬送手段によって搬送される製品の間隔等の搬送状態に対応して予め移動ホルタを早期に移動させ，各搬送手段の変速量を一層少なくし，第２搬送手段への製品プールを一層早期に行い，製品供給不足や製品供給過剰に対して一層的確に対応することを可能にするという課題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記課題を解決することであり，シャトルの上流側に配設されている第１搬送手段に製品検出センサを配置し，該製品検出センサが検出した製品の搬送状態の変化に応じて第１搬送手段の搬送速度やシャトルの移動制御を素早く行い，第２搬送手段に整列される製品量の過不足を回避して，第２搬送手段における製品の整列や後続の処理装置の運転を高い稼働率で行うことを可能にする製品搬送装置を提供することである。
【００１２】
上記の課題を解決するため，この発明は次のように構成されている。即ち，この発明は，製品を搬送する第１搬送手段，前記第１搬送手段の後流に配設され且つ第１搬送速度から個々の製品が整列状態に移載される第２搬送手段，前記第１搬送手段の下流側端部と前記第２搬送手段の上流側端部とを接続しつつ前記製品の搬送経路に沿って移動可能なシャトル，前記第１搬送手段によって搬送される前記製品の搬送状態を検出する製品検出センサ，及び前記製品検出センサが検出した前記製品の搬送状態に応答して個々の前記製品を前記第１搬送手段から前記第２搬送手段へ予め決められたパターンに整列して移載するための移載位置と移載時期とを予測し，予測された前記移載時期に且つ予測された前記移載位置において前記製品を移載するため，前記第２搬送手段の搬送速度に対応した前記第２搬送手段の搬送速度，又は前記シャトルの移動を制御するコントローラから成る製品搬送装置に関する。
【００１３】
この製品搬送装置によれば，第１搬送手段による製品の搬送状態についての情報は，シャトルに製品が到達したときに初めて製品の搬送状態を知る場合と比較して，シャトルによる製品の第２搬送手段への移載前に予め知ることができる。製品がシャトルに到達するときのタイミング及び位置が予測されるので，シャトルの移載位置の制御は，そのようにして予め知られた製品の搬送状態に応じて行われる。例えば，第２搬送手段に整列されている製品の数が少なくなっていく場合には，第１搬送手段によって搬送されている製品は，下流側に移動したシャトルによって早期に第２搬送手段に移載されて整列されるので，整列製品の不足は早期に解消され，第２搬送手段及びその後工程の処理装置の稼働を継続することができる。また，第２搬送手段に整列された製品が増加していくときには，シャトルが早期に上流側に移動することによって第１搬送手段の駆動を停止することなく整列製品の増加に対応することができる。このような制御によって，第２搬送手段における製品の整列は，第２搬送手段の搬送範囲をフルに利用して行われ，そのため，第２搬送手段は，高い稼働率で整列された製品を後流の処理装置に搬出し続けることが可能となる。
【００１４】
前記コントローラは，前記シャトルの移動速度及び移動時間を制御することにより，前記シャトルの移動を制御している。シャトルの移動は，移動速度及び移動時間によって制御される。サーボモータの回転速度と作動時間を制御することにより，シャトルの移動速度の変化の応答性が良く，求められた時間に所定の距離を正確に移動させることができる。
【００１５】
前記コントローラは，遅くとも前記移載時期までに前記シャトルを前記移載位置に到達させるように前記シャトルの移動を制御する。シャトルを製品の移載位置に早期に移動させ，製品が到来するのを待って第２搬送手段に製品を移載させることができる。また，製品が到来する時期と同時にシャトルを製品の移載位置に到着させると，シャトルを必要最小速度で移動させることが可能である。
【００１６】
前記コントローラは，前記製品検出センサが検出した前記第１搬送手段によって搬送される前記製品の間隔を予め決められた基準間隔と比較し，前記製品の間隔と前記基準間隔との大小に応じて前記第１搬送手段の前記搬送速度又は前記シャトルの移動を制御する。前記コントローラは，前記製品の間隔と前記基準間隔とが一致しているときには，前記第１搬送手段の搬送速度を前記基準間隔と搬送能力とに対応した基準速度とし且つ前記シャトルの位置を変えない。なお，第１搬送速度は第２搬送速度よりも速い速度である。
【００１７】
前記コントローラは，前記製品の間隔が前記基準間隔と比較して長いときには，前記製品の前記移載位置を前記製品の搬送方向下流側に設定する。即ち，製品の間隔が前記基準間隔と比較して長いので，そのままでは，第２搬送手段に移載しても所定の間隔より長くなってしまうので，シャトルを先行して第２搬送手段に移載した製品に追いつくように搬送方向下流側に移動させてから，製品を第２搬送手段に移載する。
【００１８】
前記コントローラは，製品の前記移載位置がシャトルが移動可能範囲外であるか否かを判定し，移動可能範囲外であると判定したときには，先行して移載された前記製品の後に１又は複数の仮想製品が存在しているものとして次の前記製品を予め決められた前記パターンに整列して移載するように，前記製品の前記移載位置を前記製品の搬送方向上流側に設定する。即ち，シャトルを先行して移載した製品に追いつく方向に移動させても，シャトルの移動可能範囲内に追いつくことができない場合には，先行して移載された製品との間に１つ又は複数の仮想製品が存在していると仮定して何も載置されない空所を作り，その後に，仮想製品に実際に製品が存在するとしたときに整列される予め決められたパターンに従って，製品を第２搬送手段に移載するように，製品の移載位置を搬送方向上流側に設定し，その移載位置に向けてシャトルを移動させる。
【００１９】
前記コントローラは，前記製品の間隔が前記基準間隔と比較して短いときには，前記製品の前記移載位置を前記製品の搬送方向上流側に設定する。即ち，製品の間隔が前記基準間隔と比較して短い場合，そのままでは，第２搬送手段に移載しても先行して移載された製品との間隔が所定の間隔より短い間隔となるので，先行して移載した製品から離れるようにシャトルを上流側に移動させてから，製品を第２搬送手段に移載する。
【００２０】
前記コントローラは，製品の前記移載位置がシャトルが移動可能範囲外であるか否かを判定し，移動可能範囲外であると判定したときには，前記第１搬送手段の搬送速度を低下して前記製品の前記移載位置を前記製品の搬送方向下流側に設定する。即ち，シャトルを上流側に後退させても，シャトルの移動可能範囲内では製品を所定の整列で移載させることができない場合には，第１搬送手段の搬送速度を遅くする等によって，前記製品の前記移載位置が前記製品の搬送方向下流側になるように設定する。
【００２１】
予め決められた前記パターンは，前記製品を等間隔に整列するパターン，又は前記製品を予め決められた個数毎にグループ化するパターンである。勿論，グループ化された製品を所定の間隔を置いて整列させるパターンも含まれる。
【００２２】
前記第１搬送手段，前記第２搬送手段及び前記シャトルは，サーボモータによって駆動されている。サーボモータによって駆動することにより，正逆回転，回転速度，及び回転期間をそれぞれ正確に制御することが可能である。
【００２３】
前記製品搬送装置は，包装機へ前記製品を供給する製品供給装置に適用されている。製品搬送装置によって供給された製品は，直接，又は更に別の搬送装置を介して包装機に送り込まれる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下，添付図面を参照して，この発明による製品搬送装置の一実施例を説明する。図１はこの発明による製品搬送装置の一実施例を示す概略図，図２は図１に示す製品搬送装置のコントローラを示すブロック図である。
【００２５】
図１に示された製品搬送装置１は，下流側から順に，タイミングコンベヤＣＶ１，ＣＶ２，及び整列コンベヤＣＶ３，ＣＶ４を備えている。整列コンベヤＣＶ３，ＣＶ４間には，両整列コンベヤＣＶ３，ＣＶ４を接続しつつ製品の搬送経路に沿って移動可能なシャトル２が配設されている。タイミングコンベヤＣＶ１，ＣＶ２間には，両コンベヤ間で移載される製品を検出する製品検出センサＳ１が配置されている。整列コンベヤＣＶ３とタイミングコンベヤＣＶ２との間には，整列コンベヤＣＶ３からタイミングコンベヤＣＶ２へ移載される製品を検出する製品検出センサＳ２が配置されている。更に，整列コンベヤＣＶ４の搬入側には，整列コンベヤＣＶ４上を搬送される製品を検出する製品検出センサＳ３が配置されている。
【００２６】
タイミングコンベヤＣＶ１の後続には，後処理装置８が接続されている。後処理装置８は，図示の例では，コンベヤ９であって，コンベヤ９のプーリの回転速度がロータリエンコーダＲＥによって検出されている。ロータリエンコーダＲＥの検出により，後処理装置８における製品の処理速度についての情報を得ることができる。後処理装置８は，具体的には，搬送された製品を袋包装するピロー包装等の包装機や，製品のグループ化，姿勢変更，各種の加工，タイミング取り等の取扱いをするロボット等の各種装置とすることができる。
【００２７】
タイミングコンベヤＣＶ１は，駆動プーリ１１，従動プーリ１２，１３，これら各プーリに巻き掛けられたコンベヤベルト１０，及び駆動プーリ１１を回転駆動するサーボモータ１６から構成されている。タイミングコンベヤＣＶ２は，駆動プーリ２１，従動プーリ２２，２３，これら各プーリに巻き掛けられたコンベヤベルト２０，及び駆動プーリ２１を回転駆動するサーボモータ２６から構成されている。整列コンベヤＣＶ３は，駆動プーリ３１，従動プーリ３２，３３，３４，３５，これら各プーリに巻き掛けられたコンベヤベルト３０，及び駆動プーリ３１を回転駆動するサーボモータ３６から構成されている。同様に，整列コンベヤＣＶ４は，駆動プーリ４１，従動プーリ４２，４３，４４，４５，これら各プーリに巻き掛けられたコンベヤベルト４０，及び駆動プーリ４１を回転駆動するサーボモータ４６から構成されている。
【００２８】
シャトル２は，整列コンベヤＣＶ４の従動プーリ４３と整列コンベヤＣＶ３の従動プーリ３３との間に，従動プーリ４３と従動プーリ３３との回転軸を支持する支持部３と，支持部３に設けられたねじ送り機構とから構成されている。ねじ送り機構は，支持部３に固定されたナット体４，ナット体４に螺合するねじ軸５，及びねじ軸５を回転駆動するサーボモータ６から構成されている。サーボモータ６を駆動してねじ送り機構を作動すると，シャトル２を製品の搬送経路に沿って移動させることができる。シャトル２の位置の移動に応じてコンベヤベルト３０，４０を緊張した状態に維持するため，従動プーリ３５，４５の位置が，製品搬送方向と平行な方向に移動可能とされている。
【００２９】
タイミングコンベヤＣＶ１，ＣＶ２及び整列コンベヤＣＶ３，ＣＶ４に配設されている各サーボモータ１６，２６，３６，４６，及びシャトル２に配設されているサーボモータ６の駆動制御を行うために，図２に示すコントローラ５０が設けられている。図２は，この発明による製品搬送装置のコントローラのブロック図である。コントローラ５０は，ＣＰＵ５１，ＲＡＭ５２，及び基準パルス発生回路５３を備えている。コントローラ５０は，更に，ＣＰＵ５１と，製品搬送装置１を構成する各機器との間において，ＣＰＵ５１からの制御信号の送信と，各種センサ等の機器からの検出信号の受信とのために，各種のインターフェース（図では，Ｉ／Ｆと略記）を備えている。インターフェースには，製品検出センサＳ１〜Ｓ３からの検出信号が入力されるためのセンサ入力インターフェース５４，表示・設定器５８とＣＰＵ５１との間において情報を入出力する表示・設定器インターフェース５５，後工程装置８に設けられるロータリエンコーダＲＥからの情報を入力するためのエンコーダインターフェース５６，及び各サーボモータ６，１６，２６，３６のサーボドライバ７，１７，２７，３７，４７とＣＰＵ５１との間において情報を入出力するサーボインターフェース５７が含まれる。ＣＰＵ５１は，これらの情報に基づいて，製品の供給に必要な演算を施し，演算結果をＲＡＭ５２の各領域に記憶させると共に，表示・設定器インターフェース５５を通じて表示・設定器５８に新たな情報を表示し，サーボインターフェース５７を通じてサーボドライバ７，１７，２７，３７，４７を制御することでシャトル２及び各コンベヤＣＶ１〜ＣＶ４のサーボモータ６，１６，２６，３６，４６の作動を制御している。
【００３０】
ＲＡＭ５２には，製品の搬送に関するデータが記憶されている。ＲＡＭ５２には，製品検出センサＳ１〜Ｓ３がそれぞれ検出した製品の情報に対応してＳ１製品データテーブル〜Ｓ３製品データテーブルが区分して用意されている。例えば，Ｓ３製品データテーブルには，データカウンタｎ3 とするとき，ｎ3 個分の組のデータが記憶可能である。即ち，製品検出センサＳ３が検出したｎ3 個分の製品の通過タイミングと製品間隔との組のデータが，それぞれカウント１からｎ3 を付して記憶される。ＲＡＭ５２には，更に，タイミングコンベヤＣＶ１，ＣＶ２，及び整列コンベヤＣＶ３，ＣＶ４の移動量，及びシャトル２の現在位置を，それぞれ格納する領域が設定されている。
【００３１】
ＣＰＵ５１の行う制御に，図３のブロック図に示すセンサ監視処理がある。センサ監視処理は，製品検出センサＳ１〜Ｓ３について，製品が通過したタイミングと製品間の間隔を監視する監視処理（ステップ１〜３）を行う。例えば，Ｓ１監視処理（ステップ１）では，製品検出センサＳ１の状態と，タイミングコンベヤＣＶ１の移動量，及びタイミングコンベヤＣＶ２の移動量から製品の長さと製品の通過タイミングとを計測し，計測して得られたこれらのデータをＲＡＭ５２のＳ１製品データテーブルに記憶する。記憶されたデータは，タイミングコンベヤＣＶ１の制御処理にて利用される。また，Ｓ２監視処理（ステップ２）では，製品検出センサＳ２の状態と，タイミングコンベヤＣＶ２及び整列コンベヤＣＶ３の両移動量から製品の長さと製品の通過タイミングとを計測し，計測して得られたこれらのデータをＲＡＭ５２のＳ２製品データテーブルに記憶する。記憶されたデータは，タイミングコンベヤＣＶ２の制御処理において利用される。
【００３２】
Ｓ３監視処理（ステップ３）における処理内容が，ブロック図である図４に示されている。Ｓ３監視処理（ステップ３）では，製品検出センサＳ３の状態と，整列コンベヤＣＶ４の移動量から製品の長さ，製品の通過タイミング，及び製品間隔を計測して求め，計測して得られたこれらのデータをＲＡＭ５２のＳ３製品データテーブルに記憶する。記憶されたデータは，製品整列予測処理にて読み出されて利用される。
【００３３】
製品検出センサＳ３による監視処理のフローチャートが図４に示されている。即ち，製品検出センサＳ３がＯＮの状態であるか否かを判断する（ステップ１０）。製品検出センサＳ３がＯＮの状態であると，製品は製品検出センサＳ３を通過中であるので，逐次，整列コンベヤＣＶ４の移動量として製品長さＬが計測される（ステップ１１）。即ち，製品長さＬは，整列コンベヤＣＶ４の移動速度に，基準パルス信号によって逐次更新される時間カウンタのカウント値を乗じて得られる整列コンベヤＣＶ４の移動量として求めることができる。ステップ１１で計測した製品長さＬは，製品設定長さＬ0 と比較される（ステップ１２）。ステップ１２における比較の結果，製品長さＬが製品設定長さＬ0 よりも短いときには，製品はまだ完全に通過していないとして，製品検出センサＳ３の前回検出状態にＯＮを記憶する（例えば，検出状態を表すフラグに１をセットする。ステップ１３）。ステップ１２における比較の結果，計測した製品長さＬが製品設定長さＬ0 以上である場合には，複数の製品が隙間無しに連続して検出された状態であるとして，先頭の製品の通過タイミングと製品間隔ＩａとをＳ３製品データテーブルに記憶すると共に，Ｓ３データカウンタをカウントアップする（ステップ１４）。ステップ１０で製品検出センサＳ３がＯＮでないと判断されると，製品検出センサＳ３の前回検出状態として記憶されていたものがＯＮであったか否かが判断される（ステップ１５）。前回検出状態がＯＮであった場合には，製品検出センサＳ３がＯＮでなくなった時は，製品が通過した直後であるから，製品の通過タイミングと製品間隔ＩａとをＳ３製品データテーブルに記憶し，且つＳ３データカウンタをカウントアップする（ステップ１６）と共に，製品検出センサＳ３の前回検出状態にＯＦＦを記憶する（ステップ１７）。ステップ１５の判断で，製品検出センサＳ３の前回検出状態がＯＦＦであると，整列コンベヤＣＶ４上では製品が無通過中であると判断して，整列コンベヤＣＶ４の移動量として製品間隔Ｉａを計測する（ステップ１８）。
【００３４】
次に，ＣＰＵ５１が実行するサーボ制御処理について，図５に示すＣＰＵ５１のサーボ制御処理のフローチャートに基づいて説明する。サーボ制御処理は，各サーボモータ６，１６，２６，３６，４６の回転角度と速度との制御を行う処理である。タイミングコンベヤＣＶ１の制御処理（ステップ２０）では，製品検出センサＳ１が検出した製品の通過タイミングと，本来通過すべきタイミング（例えば，等間隔で搬送されるときのタイミング）との間にずれが生じていると，そのずれに対応してタイミングコンベヤＣＶ１の搬送速度を増減している。タイミングコンベヤＣＶ２の移動量は，ＲＡＭ５２の領域に記憶される。タイミングコンベヤＣＶ２の制御処理（ステップ２１）では，タイミングコンベヤＣＶ１の制御処理と同様に，製品検出センサＳ２が検出した製品の通過タイミングのずれに対応してタイミングコンベヤＣＶ２の搬送速度を増減している。整列コンベヤＣＶ３の制御処理（ステップ２２）では，整列コンベヤＣＶ３は一定速度Ｖｓで駆動される。整列コンベヤＣＶ３の移動量は，ＲＡＭ５２のＣＶ３移動量の領域に記憶される。更に，シャトル２及び整列コンベヤＣＶ４の制御処理（ステップ２３）では，製品整列予測処理により算出された内容に従って，シャトル２の位置と速度及び整列コンベヤＣＶ４の速度が制御される。シャトル２及び整列コンベヤＣＶ４の移動量は，それぞれＲＡＭ５２のシャトル位置又はＣＶ４移動量の領域に記憶される。
【００３５】
次に，ＣＰＵ５１が実行する製品整列予測処理について，図６に示すフローチャート，及び図７〜図１２に示す説明図に基づいて説明する。製品検出センサＳ３についてのセンサ監視処理（ステップ３，及び図４参照）において記憶されたデータがＲＡＭ５２から読み出される。ＣＰＵ５１は，製品Ｐが整列コンベヤＣＶ３に移載された時点での製品間隔Ｉを予め決められた値Ｉｓにするために，シャトル２の位置と整列コンベヤＣＶ４の速度を算出し，ステップ２３で示した，シャトル２及び整列コンベヤＣＶ４の制御処理に制御情報を受け渡す。
【００３６】
シャトル２を移動させる必要がない定常状態では，製品Ｐ（それぞれＰ1 〜Ｐ4 で示す）は，図７に示す状態で搬送されている。第２搬送手段である整列コンベヤＣＶ３においては，製品Ｐ1 と製品Ｐ2 とは整列間隔Ｉｓを保ちながら低速の搬送速度Ｖｓで搬送される。また，第１搬送手段である整列コンベヤＣＶ４においては，製品Ｐ3 と製品Ｐ4 とは基準間隔Ｉ0 を保ちながら，高速の搬送速度Ｖｈで搬送される。整列コンベヤＣＶ４と整列コンベヤＣＶ３との間に配設されているシャトル２は，図７では省略されている。図８は，整列コンベヤＣＶ３では整列間隔Ｉｓを保って搬送されているが，整列コンベヤＣＶ４において基準間隔Ｉ0 と異なる製品間隔Ｉａで搬送されている状態が示されている。
【００３７】
製品整列予測処理では，先ず，Ｓ３監視処理（ステップ３）において取得された実際の製品間隔ＩａをＲＡＭ５２から読み出す（ステップ３０）。製品間隔Ｉａと基準間隔Ｉ0 とを比較して（ステップ３１），製品間隔Ｉａが基準間隔Ｉ0 に等しいときには，整列コンベヤＣＶ４の搬送速度を基準速度に設定すると共に，シャトル２の位置も変更しない（ステップ３２）。ステップ３１の比較において製品間隔Ｉａが基準間隔Ｉ0 に等しくない場合には，ステップ３３へ移行して製品間隔Ｉａが基準間隔Ｉ0 よりも長いか否かを判定する。
【００３８】
ステップ３３の判定において，製品間隔Ｉａが基準間隔Ｉ0 よりも長いと判定されたときには，図９に示す制御Ａによって整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈと，製品の移載位置に応じてシャトル２の現在位置からの移動量を算出する（ステップ３４）。算出されたシャトル２の移動量が，実際にシャトルが移動可能な範囲外であるか否かを判定する（ステップ３５）。ステップ３５の判定で，シャトル２の移動量が移動可能範囲外であると判定されれば，図１１に示す制御Ｃにより整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈとシャトル２の移動量が算出され，シャトル２及び整列コンベヤＣＶ４の制御処理（ステップ２３）に受け渡される。ステップ３５において，シャトル２が移動量が移動可能範囲内であると判断されると，制御Ｃは実行されない。
【００３９】
図９に示す制御Ａにおいては，製品間隔Ｉａが基準間隔Ｉ0 よりも長いので，シャトル２を下流側に移動させて，製品Ｐ4 を高速の整列コンベヤＣＶ４で搬送する距離を長く取り，整列コンベヤＣＶ３に移載した時点で製品Ｐ3 に対して整列間隔Ｉｓに追いつく制御が行われる。図９には制御Ａによる制御の様子が示されており，図９の上側の列Ｐ1 〜Ｐ4 はシャトルによる製品Ｐ4 の移載前の搬送状態を，下側の列Ｐ1 〜Ｐ4 はシャトルによる製品Ｐ4 の移載後の整列状態を示している。即ち，製品検出センサＳ３が製品Ｐ4 を検出してからシャトル２が移動時間ｔの間移動をするとし，且つ次の製品Ｐ4 が移載位置に到達したと同時に，先行して移載されている製品Ｐ3 に対して製品整列間隔Ｉｓで整列コンベヤＣＶ３へ移載されるとすると，次の式が成立する。
Ｖｈ×ｔ＝Ｉａ＋Ｖｓ×ｔ−Ｉｓ
また，時間ｔにおけるシャトル２の移動量Ｌｓｈｔは，次の式で与えられる。
Ｌｓｈｔ＝Ｖｓ×ｔ−Ｉｓ
移動可能範囲内の移動量Ｌｓｈｔが得られるように，整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈ，シャトルの移動時間ｔ及びシャトル２の移動速度Ｖｓの組合せが求められ，その組合せにしたがって，サーボモータ６，４６が制御される。
【００４０】
実際の製品間隔Ｉａが長過ぎる等のために，製品Ｐ4 の移載時期が遅く且つシャトル２の移動量Ｌｓｈｔが長くなり，整列コンベヤＣＶ３において整列間隔Ｉｓを確保できないと判断される場合は，制御Ｃが実行される。制御Ｃでは，製品が欠品状態，即ち，仮想製品の位置に実際の製品が存在していたとすると，その製品も予め決められたパターン（例えば，等間隔）で整列し，後続の実際の製品も，そのパターンを維持する整列状態で整列コンベヤＣＶ３に移載されるように，整列コンベヤＣＶ４，及びシャトル２の移動が制御される。製品１個（又はその整数倍）の欠品であれば，先行する製品との間隔が不規則な間隔となるよりも，後工程装置８での製品の取扱いが簡単になる。例えば，後工程装置８が包装機である場合，製品が欠品している間はそのサイクル分だけ包装機の運転を減速又は停止するか，或いは製品が包装されていない包装体が製作される場合には，不完全な包装体を不良品として排除すればよい。
【００４１】
制御Ｃの内容が図１１に示されている。図１１の上側の列Ｐ1 〜Ｐ4 はシャトルによる製品Ｐ4 の移載前の搬送状態を，下側の列Ｐ1 〜Ｐ4 はシャトルによる製品Ｐ4 の移載後の整列状態を示している。整列コンベヤＣＶ３では，製品Ｐ3 ，Ｐ4 間に１個の欠品を生じる（即ち，製品整列間隔が２×Ｉｓとなる）ような製品の整列が行われる。図１１に示す製品の位置関係から，次の式が成立する。
Ｖｈ×ｔ＝Ｉａ＋Ｖｓ×ｔ−２×Ｉｓ
また，シャトル２の移動量Ｌｓｈｔは，次の式で与えられる。但し，移動量Ｌｓｈｔは負の値であり，シャトル２は上流側に逆上る。
Ｌｓｈｔ＝Ｖｓ×ｔ−２×Ｉｓ  （＝Ｖｈ×ｔ−Ｉａ）
移動可能範囲内の移動量Ｌｓｈｔが得られるように，整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈ，シャトルの移動時間ｔ，及びシャトル２の移動速度Ｖｓの組合せが求められ，その組合せにしたがって，サーボモータ６，４６が制御される。なお，制御Ａ及びＣにおいて，整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈは，整列コンベヤＣＶ３の搬送速度Ｖｓに対応した搬送速度に制御されることは言うまでもない。
【００４２】
ステップ３３の判定において，製品間隔Ｉａが基準間隔Ｉ0 よりも短いと判定されたときには，図１０に示す制御Ｂによって，整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈと，製品の移載位置に応じたシャトル２の現在位置からの移動量とが算出される（ステップ３７）。算出されたシャトル２の移動量が，実際に移動可能な範囲内であるか否かを判定する（ステップ３８）。ステップ３８の判定で，シャトル２が移動量が移動可能範囲外であると判定されれば，制御Ｄにより整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈとシャトル２の移動量が算出され，ステップ２３における，シャトル２及び整列コンベヤＣＶ４の制御処理に受け渡される。ステップ３８において，製品の移載位置がシャトル２の移動可能範囲内であると判断されると，制御Ｄは実行されない。
【００４３】
制御Ｂにおいては，製品間隔Ｉａが基準間隔Ｉ0 よりも短いので，シャトル２を上流側に移動させて，製品Ｐ4 を高速の整列コンベヤＣＶ４で搬送する距離を短くし，先行して整列コンベヤＣＶ３に移載された製品Ｐ3 の下流側に距離を確保して必要な整列間隔Ｉｓを得る制御が行われる。図１０には制御Ｂによる制御の様子が示されており，図１０の上側の列Ｐ1 〜Ｐ4 はシャトルによる製品Ｐ4 の移載前の搬送状態を，下側の列Ｐ1 〜Ｐ4 はシャトルによる製品Ｐ4 の移載後の整列状態を示している。図１０に示す製品の位置関係から，図９に示した制御Ａの場合と同様にして次の関係式が成立する。
Ｖｈ×ｔ＝Ｉａ＋Ｖｓ×ｔ−Ｉｓ
また，シャトル２の移動量Ｌｓｈｔは，次の式で与えられる。
Ｌｓｈｔ＝Ｖｓ×ｔ−Ｉｓ
Ｌｓｈｔは負の値となるが，このとき，シャトル２は上流側に逆上ることになる。シャトル２が逆上り得る移動量にも制限があるから，その制限を満たすように整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈ，シャトルの移動時間ｔ，及びシャトル２の移動速度Ｖｓの組合せが求められ，その時間ｔの間，サーボモータ６，４６が制御される。
【００４４】
シャトル２を上流に逆上らせる制御を行うと，整列される製品に欠品が生じてしまう場合には，制御Ｄが行われる。即ち，シャトル２を下流に順方向に送り，先行して第２整列コンベヤＣＶ３に移載された製品Ｐに追いつく制御が行われる。図１２には制御Ｄによる制御の様子が示されており，図１２の上側の列Ｐ1 〜Ｐ4 はシャトルによる製品Ｐ4 の移載前の搬送状態を，下側の列Ｐ1 〜Ｐ4 はシャトルによる製品Ｐ4 の移載後の整列状態を示している。図１２に示す製品の位置関係から，基本的に図９に示した制御Ａと同様の，次の関係式が成立する。
Ｖｈ×ｔ＝Ｉａ＋Ｖｓ×ｔ−Ｉｓ
また，シャトル２の移動量Ｌｓｈｔは，次の式で与えられる。
Ｌｓｈｔ＝Ｖｓ×ｔ−Ｉｓ  （＝Ｖｈ×ｔ−Ｉａ）
したがって，上記の２つの式を満たすように整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈ，シャトル２の移動時間ｔとシャトル２の移動速度Ｖｓとが求められ，その時間ｔの間，求められた移動速度Ｖｓが得られるように，サーボモータ６が制御される。なお，整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈは，整列コンベヤＣＶ３の搬送速度Ｖｓに対して制御されることは勿論である。
【００４５】
図４におけるステップ１４で，複数の製品が隙間なく連続して搬送されていることが検出された場合には，連続した製品の先頭の製品がシャトル２によって移載され，次の製品を移載するときに，整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈを減速するか，整列コンベヤＣＶ３の搬送速度Ｖｓを増速する制御が行われ，先に移載した製品との間に適正な間隔が設けられる。後処理装置８における製品の供給と処理速度とは可能な限り変えないことが望ましく，且つ整列コンベヤＣＶ４への製品の搬入については弾力的に対応可能である点を考慮すると，整列コンベヤＣＶ４の搬送速度Ｖｈを減速する方が好ましい。
【００４６】
【発明の効果】
この発明による製品搬送装置は，以上のように構成されているので，次のような効果を奏する。即ち，製品検出センサが検出した製品の搬送状態に応答して製品の移載位置と移載時期とを予測し，予測された移載時期に且つ予測された移載位置において製品を予め決められたパターンに整列した状態で第２搬送手段に移載するように，第２搬送手段の搬送速度に応じた第１搬送手段の搬送速度又はシャトルの移動を制御しているので，第１搬送手段による製品の搬送状態をシャトルによる製品の第２搬送手段への移載前に予め知ることができ，製品の移載位置の制御は，そのようにして予め知られた製品の搬送状態に応じて行われる。したがって，第２搬送手段及びその下流の後処理装置を，第２搬送手段上での移載状態に応じて運転と停止を繰り返すことなく，一定の速度で且つ殆ど連続した高い稼働率で作動させることが可能となる。また，第１搬送手段による製品の搬送状態を第２搬送手段への移載前に予め知ることにより，製品の整列は第２搬送手段上の搬送範囲をフルに利用して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による製品搬送装置の一実施例を示す概略図である。
【図２】図１に示す製品搬送装置のコントローラを示すブロック図である。
【図３】図２に示すコントローラが行うセンサ監視処理のブロック図である。
【図４】図３に示すセンサ監視処理のＳ３監視処理における処理内容を示すブロック図である。
【図５】コントローラが実行するサーボ制御処理のフローチャートである。
【図６】コントローラが実行する製品整列予測処理のフローチャートである。
【図７】整列コンベヤ間での製品の正常な移載状態を示す説明図である。
【図８】第１搬送手段における製品間隔が基準間隔より長い場合における製品移載態様を示す説明図である。
【図９】この発明による製品搬送装置において，シャトルを下流側に移動して行う製品の移載の態様を示す説明図である。
【図１０】この発明による製品搬送装置において，シャトルを上流側に移動して行う製品の移載の態様を示す説明図である。
【図１１】図９に示す製品の移載において，シャトルが下流側への移動範囲内に移動できないときの移載の態様を示す説明図である。
【図１２】図１０に示す製品の移載において，シャトルが上流側への移動範囲内に移動できないときの移載の態様を示す説明図である。
【符号の説明】
１    製品搬送装置
２    シャトル
３    支持体
４    ナット体
５    ねじ軸
６，１６，２６，３６，４６  サーボモータ
８    後処理装置
ＣＶ１，ＣＶ２    タイミングコンベヤ
ＣＶ３，ＣＶ４    整列コンベヤ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  製品検出センサ
Ｉ0   基準間隔
Ｉｓ  整列間隔
Ｉａ  製品間隔
Ｐ1 〜Ｐ4   製品
Ｌｓｈｔ  シャトルの移動量
Ｖｓ  整列コンベヤＣＶ３の搬送速度
Ｖｈ  整列コンベヤＣＶ４の搬送速度
【図１】
0004236302.tif 000002
【図２】
0004236302.tif 000003
【図３】
0004236302.tif 000004
【図４】
0004236302.tif 000005
【図５】
0004236302.tif 000006
【図６】
0004236302.tif 000007
【図７】
0004236302.tif 000008
【図８】
0004236302.tif 000009
【図９】
0004236302.tif 000010
【図１０】
0004236302.tif 000011
【図１１】
0004236302.tif 000012
【図１２】
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