JP2017186139A - 物品仕分装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】搬送ユニットに物品を搭載する際の物品の挙動および姿勢を安定化させることができる物品仕分装置を提供することである。【解決手段】実施形態の物品仕分装置は、搬送路と、搬送ユニットと、物品形状取得部と、搭載装置と、制御装置とを持つ。搬送ユニットは、搬送路を第1搬送方向に移動する。搬送ユニットは、搭載する物品を第1搬送方向と交差する第2搬送方向に搬送する。物品形状取得部は、搬送ユニットに搭載される物品の形状の情報を取得する。搭載装置は、物品を任意方向へ移動させるとともに、物品形状取得部によって取得される物品の形状に応じて物品を選択的に回転させることによって、物品を搬送ユニットに搭載する。制御装置は、搬送ユニットの第1搬送方向への移動、搬送ユニットによる物品の第2搬送方向への搬送、および搭載装置による物品の搬送ユニットへの搭載を制御する。【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、物品仕分装置に関する。
従来、ベルト機構を有するセルを搬送路上で搬送しながら、インジェクターからセルのベルト上に物品を載せて、セルのベルト上から仕分け先のシューターに物品を送り出すクロスベルトソーターがある。セルのベルト機構は、セルがインジェクターに隣接した場合にベルトを駆動することによって、物品をインジェクターからベルト上に引き込む。セルのベルト機構は、セルが仕分け先のシューターに隣接した場合にベルトを駆動することによって、物品をベルト上からシューターに送り出す。
しかしながら、複数の物品の形状および姿勢が複数種類の多様な形状および姿勢であると、各物品がインジェクターからセルに移送される際に各物品の姿勢および挙動が不安定になる可能性があった。
特開平8−73022号公報 特表2003−511225号公報
本発明が解決しようとする課題は、搬送ユニットに物品を搭載する際の物品の挙動および姿勢を安定化させることができる物品仕分装置を提供することである。
実施形態の物品仕分装置は、搬送路と、搬送ユニットと、物品形状取得部と、搭載装置と、制御装置とを持つ。搬送ユニットは、搬送路を第1搬送方向に移動する。搬送ユニットは、搭載する物品を第1搬送方向と交差する第2搬送方向に搬送する。物品形状取得部は、搬送ユニットに搭載される物品の形状の情報を取得する。搭載装置は、物品を任意方向へ移動させるとともに、物品形状取得部によって取得される物品の形状に応じて物品を選択的に回転させることによって、物品を搬送ユニットに搭載する。制御装置は、搬送ユニットの第1搬送方向への移動、搬送ユニットによる物品の第2搬送方向への搬送、および搭載装置による物品の搬送ユニットへの搭載を制御する。
実施形態の物品仕分装置の構成を模式的に示す平面図。 実施形態の物品仕分装置のコンベヤセルの構成を模式的に示す斜視図。 実施形態の物品仕分装置のコンベヤセルの一部の構成を模式的に示す断面図。 実施形態の物品仕分装置の機能構成の一部を示すブロック図。 実施形態の物品仕分装置のコンベヤセルの一部の構成を模式的に示す斜視図。 実施形態の物品仕分装置の搭載ユニットおよびコンベヤセルの一部の構成を模式的に示す平面図。 実施形態の物品仕分装置の搭載ユニットの第2搬送部(バッファ搬送部)の構成を模式的に示す平面図。 実施形態の物品仕分装置における第2搬送部の自在駆動部の構成を模式的に示す平面図。 実施形態の物品仕分装置における第2搬送部の自在駆動部の構成を模式的に示す断面図。 実施形態の物品仕分装置の第2搬送部における複数の自在駆動部の駆動パターンの組み合わせを示す図であり、(1)直進パターンと、(2)停止パターンと、(3)横進パターン左と、(4)横進パターン右と、(5)左回転パターン(弱)と、(6)左回転パターン(強)と、(7)右回転パターン(弱)と、(8)右回転パターン(強)とを模式的に示す平面図である。 実施形態の物品仕分装置におけるインジェクターの機能構成を示すブロック図。 実施形態の物品仕分装置におけるコンベヤセルおよび第4搬送部の一部の構成を模式的に示す断面図。 実施形態の物品仕分装置の動作を示すフローチャート。 実施形態の物品仕分装置におけるバッファ搬送部での物品の長手方向と第2移送方向とのなす角度を示す平面図。 実施形態の物品仕分装置の動作を示すフローチャート。 実施形態の物品仕分装置の動作を示すフローチャート。 実施形態の物品仕分装置の動作の一例に伴うインジェクターにおける物品の状態を模式的に示す平面図であり、物品の長手方向寸法が長さ閾値以下の場合を示す図である。 実施形態の物品仕分装置の動作の一例に伴うインジェクターにおける物品の状態を模式的に示す平面図であり、物品の長手方向寸法が長さ閾値よりも大きい場合を示す図である。 実施形態の第1の変形例に係る物品仕分装置の第2搬送部(バッファ搬送部)の構成を模式的に示す平面図であり、4つの自在駆動部によって形成される1組の配置パターンを示す図。 実施形態の第1の変形例に係る物品仕分装置の第2搬送部(バッファ搬送部)の構成を模式的に示す平面図であり、7つの自在駆動部によって形成される1組の配置パターンを示す図。 実施形態の第2の変形例に係る物品仕分装置の搭載ユニットおよびコンベヤセルの一部の構成を模式的に示す平面図。 実施形態の第3の変形例に係る物品仕分装置の搭載ユニットおよびコンベヤセルの一部の構成を模式的に示す平面図。 実施形態の第4の変形例に係る物品仕分装置の搭載ユニットおよびコンベヤセルの一部の構成を模式的に示す平面図であり、物品仕分装置の動作の一例に伴うインジェクターにおける物品の状態を模式的に示す図。 実施形態の第5の変形例に係る物品仕分装置の搭載ユニットおよびコンベヤセルの一部の構成を模式的に示す平面図であり、物品仕分装置の動作の一例に伴うインジェクターにおける物品の状態を模式的に示す図。 実施形態の第6の変形例に係る物品仕分装置の搭載ユニットおよびコンベヤセルの一部の構成を模式的に示す平面図。
以下、実施形態の物品仕分装置を、図面を参照して説明する。
実施形態の物品仕分装置10は、図1に示すように、搬送路11と、複数のコンベヤセル12と、搬送路11に併設される搭載ユニット13および仕分ユニット14と、主制御装置15と、を備えている。図1に示す物品仕分装置10は、例えば、2つの搭載ユニット13と、2つの仕分ユニット14とを備えている。2つの搭載ユニット13は、第1搭載ユニット13aおよび第2搭載ユニット13bである。2つの仕分ユニット14は、第1仕分ユニット14aおよび第2仕分ユニット14bである。
搬送路11は、複数のコンベヤセル12の各々を案内する周回(循環)経路を形成する。搬送路11は、周回(循環)経路において各コンベヤセル12を、第1搬送方向D1に沿って、順次、第1搭載ユニット13a、第1仕分ユニット14a、第2搭載ユニット13b、および第2仕分ユニット14bに案内する。図1に示す第1搬送方向D1は、例えば反時計回りの搬送方向である。
搬送路11は、図2および図3に示すように、後述する各コンベヤセル12のガイドローラ52に接触して、ガイドローラ52の進路を誘導する案内壁20(例えば、第1案内壁20aおよび第2案内壁20b)を備えている。
搬送路11および複数のコンベヤセル12は、各コンベヤセル12を搬送路11において駆動するリニア同期モータ31を備えている。リニア同期モータ31は、例えば搬送路11の全域に亘って設けられる固定子としての電磁コイル32と、複数のコンベヤセル12の各々に設けられる可動子としての永久磁石列33と、を備えている。リニア同期モータ31は、電磁コイル32に流れる電流によって永久磁石列33に第1搬送方向D1の駆動力(搬送力)を発生する。電磁コイル32に流れる電流の状態は主制御装置15によって制御されるので、リニア同期モータ31は永久磁石列33に作用する搬送力によって各コンベヤセル12を任意の速度および加速度で搬送する。
搬送路11および複数のコンベヤセル12は、各コンベヤセル12に搬送路11から電力を供給する非接触給電部34を備えている。非接触給電部34は、例えば搬送路11の全域に亘って設けられる一次側コイル35と、複数のコンベヤセル12の各々に設けられる二次側コイル36と、を備えている。非接触給電部34は、一次側コイル35と二次側コイル36との間の電磁誘導によって搬送路11から各コンベヤセル12に電力を供給する。
搬送路11を移動する複数のコンベヤセル12は、第1搬送方向D1に一列状に並んで配置されている。第1搬送方向D1の前後で隣り合うコンベヤセル12同士は、例えば相互に連結されている。
複数のコンベヤセル12の各々は、シャーシ部41と、クロスベルト機構42と、シャーシ部41およびクロスベルト機構42を固定するフレーム部43と、バッテリ44と、セル通信部46と、セル制御部47と、記憶部48とを備えている。
シャーシ部41は、コンベヤセル12全体の土台となるシャーシ51と、シャーシ51に支持される2つのガイドローラ52と、連結機構53と、を備えている。
シャーシ51は、例えば、リニア同期モータ31の永久磁石列33を、搬送路11の底面11Aに対向するシャーシ51の下面51Aに固定している。これによりシャーシ51は、永久磁石列33を搬送路11の底面11Aに設けられている電磁コイル32に対向配置する。
シャーシ51は、例えば、非接触給電部34の二次側コイル36を、搬送路11の内壁面11Bに対向するシャーシ51の側面51Bに固定している。これによりシャーシ51は、二次側コイル36を搬送路11の内壁面11Bに設けられている一次側コイル35に対向配置する。
2つのガイドローラ52の各々は、シャーシ51によって支持される回動軸(図示略)を備えている。各ガイドローラ52は、コンベヤセル12が搬送路11において搬送される際に、搬送路11の案内壁20(つまり、第1案内壁20aおよび第2案内壁20bの各々)に接触しつつ、回動軸周りに回動する。これにより各ガイドローラ52は、コンベヤセル12を搬送路11の案内壁20によって誘導される進路に案内する。
連結機構53は、シャーシ51の前部および後部の各々に固定されている。各コンベヤセル12の連結機構53は、各コンベヤセル12に対して第1搬送方向D1の前後で隣接する他のコンベヤセル12の連結機構53と少なくとも鉛直方向の回動軸(図示略)に対して回動自由に結合する。これにより第1搬送方向D1の前後で隣り合うコンベヤセル12同士は、相互の動作を阻害することなく、相互の連結機構53によって連結される。
クロスベルト機構42は、例えば金属製のフレーム部43によってシャーシ部41に固定されている。クロスベルト機構42は、搭載する物品Pを第1搬送方向D1に直交する第2搬送方向D2に搬送する。第2搬送方向D2は、例えば、互いに反対方向である第1移送方向D2Aおよび第2移送方向D2Bである。第1移送方向D2Aは、例えば、第1搬送方向D1に向かってコンベヤセル12の右側方向である。第2移送方向D2Bは、例えば、第1搬送方向D1に向かってコンベヤセル12の左側方向である。
クロスベルト機構42は、クロスベルト61、駆動ローラ62、従動ローラ63、ベルト支持板64、モータ側歯付きプーリ65、ローラ側歯付きプーリ66、タイミングベルト67、およびモータ68を備えている。
クロスベルト61は、例えば平ベルトによって形成される筒状の無端ベルトである。クロスベルト61の表面は、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、または合成ゴムなどの合成樹脂によって被覆されている。クロスベルト61は、図2に示すように、駆動ローラ62と従動ローラ63との間に架け渡されている。クロスベルト61は、駆動ローラ62の回動駆動力によって回動し、従動ローラ63を従動回動させる。駆動ローラ62と従動ローラ63とは、各コンベヤセル12の左右方向(つまり第1移送方向D2Aおよび第2移送方向D2B)に所定間隔を置いて平行に配置されている。
クロスベルト61は、図2および図5に示すように、外面61Aのうち法線方向が鉛直方向上方となる上面によって物品Pが載置される載置面Aを形成する。ベルト支持板64は、クロスベルト61の内面61Bのうち載置面Aの裏面となる部位を支持する。これによりベルト支持板64は、クロスベルト61および載置面A上に載置される物品Pの重みに抗して、クロスベルト61に撓みが生じることを防ぐ。
駆動ローラ62および従動ローラ63の各々は、フレーム部43によって支持される回動軸(図示略)を備えている。駆動ローラ62および従動ローラ63の各々の回動軸は、各コンベヤセル12の左右方向(つまり第1移送方向D2Aおよび第2移送方向D2B)に所定間隔を置いて、前後方向(つまり第1搬送方向D1)に平行に配置されている。
モータ側歯付きプーリ65は、モータ68に同軸に接続されている。ローラ側歯付きプーリ66は、駆動ローラ62に同軸に接続されている。タイミングベルト67は、モータ側歯付きプーリ65およびローラ側歯付きプーリ66に噛み合う無端状の歯付きベルトである。タイミングベルト67は、モータ側歯付きプーリ65とローラ側歯付きプーリ66との間に架け渡されている。タイミングベルト67は、モータ側歯付きプーリ65の回動駆動力によって回動し、ローラ側歯付きプーリ66を従動回動させる。
モータ68は、セル制御部47により制御されるDCモータまたはブラシレスモータなどである。モータ68は、モータ側歯付きプーリ65に同軸に接続されている。モータ68は、非接触給電部34から供給される電力によって回転駆動力を発生し、モータ側歯付きプーリ65を回転駆動する。タイミングベルト67は、モータ側歯付きプーリ65の回転をローラ側歯付きプーリ66に伝達する。ローラ側歯付きプーリ66は、駆動ローラ62を回転駆動する。駆動ローラ62は、クロスベルト61および従動ローラ63に回転を伝達する。これによりクロスベルト61は、各コンベヤセル12の左右方向に駆動され、載置面A上に載置された物品Pを第1移送方向D2Aおよび第2移送方向D2Bに移送する。
バッテリ44は、図3に示すように、シャーシ部41に設けられている。バッテリ44は、非接触給電部34から供給される電力を蓄電する。バッテリ44は、少なくともセル通信部46とセル制御部47とに給電する。
セル通信部46は、シャーシ部41に設けられている。セル通信部46は、主制御装置15とセル制御部47との間の非接触通信(例えば、赤外線通信、または無線通信など)によって各種情報の送受信を行なう。セル通信部46は、主制御装置15に接続された通信部17aと通信を行う。セル通信部46は、バッテリ44から供給される電力により動作する。
セル制御部47は、例えばPLC(Programmable Logic Controller)または制御基板などである。セル制御部47は、シャーシ部41に固定されている。セル制御部47は、バッテリ44から供給される電力により動作する。セル制御部47は、主制御装置15から出力される制御指令に応じて、モータ68の駆動を制御する。
記憶部48は、シャーシ部41に固定されている。記憶部48は、各種のデータを記憶する。記憶部48は、例えば、セル制御部47がモータ68の駆動を制御する際に用いる駆動パターンのデータなどを記憶する。
搭載ユニット13は、図1に示すように、少なくとも1つ以上(例えば、複数)のインジェクター(搭載装置)70を備えている。インジェクター70は、図1および図6に示すように、複数のコンベヤセル12の各々に物品Pを搭載する。インジェクター70は、例えば搬送路11の外側に配置されている。図1に示す物品仕分装置10において、第1搬送方向D1が反時計回りの搬送方向である場合には、搬送路11の外側は、第1搬送方向D1に向かって搬送路11の右側、つまりコンベヤセル12の第1移送方向D2A側である。インジェクター70は、搬送路11の第1搬送方向D1に対して所定鋭角に交差する移送方向DAに直線状に並んで配列される第1搬送部71、第2搬送部(バッファ搬送部)72、第3搬送部73、および第4搬送部74を備えている。
第1搬送部71は、例えばベルトコンベヤである。第1搬送部71は、移送方向DAに駆動される第1搬送ベルト71aと、第1搬送ベルト71aが架け渡される第1駆動ローラ71bおよび第1従動ローラ71cとを備えている。第1駆動ローラ71bと第1従動ローラ71cとは、移送方向DAに所定間隔を置いて平行に配置されている。第1搬送ベルト71aは、第1駆動ローラ71bの回動駆動力によって回動し、第1従動ローラ71cを従動回動させる。
第2搬送部(バッファ搬送部)72は、ベース721と、ベース721に分散配置された複数の自在駆動部722とを備えている。
ベース721の大きさは、少なくとも複数の物品Pを同時に搭載することができる大きさに形成されている。ベース721の形状は、例えば矩形の板状などに形成されている。ベース721の幅(移送方向DAに直交する方向の幅)は、例えば、第1搬送ベルト71aの幅よりも大きく形成されている。ベース721は、例えば、幅方向において区分される受渡し領域721aおよびバッファ領域721bを備えている。受渡し領域721aは、移送方向DAにおいて第1搬送部71の第1搬送ベルト71aに隣接するように配置されている。バッファ領域721bは、ベース721の幅方向において受渡し領域721aに隣接するように配置されている。バッファ領域721bは、移送方向DAにおいて第1搬送部71の第1搬送ベルト71aに連続しないように、ベース721の幅方向にずれて配置されている。
複数の自在駆動部722は、所定の配置パターンによってベース721に分散配置されている。所定の配置パターンは、例えば図7に示すように、5つの自在駆動部722によって形成される1組の千鳥配置パターンSAを用いて、複数組の千鳥配置パターンSAが2次元状に配列されることによって形成されている。5つの自在駆動部722は、例えば、相互の1つの頂点を共有する2つの正三角形の頂点に配置されている。
自在駆動部722は、図8および図9に示すように、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bと、ローラ駆動モータ724と、駆動伝達ベルト725と、回動フレーム726と、フレーム回動モータ727とを備えている。
第1ローラ723aおよび第2ローラ723bは、回動フレーム726によって回動可能に支持されている。第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの相互の回動軸は、ベース721の表面に平行な方向において所定間隔を置いて平行に配置されている。第1ローラ723aおよび第2ローラ723bは、相互の外周面の少なくとも一部がベース721の表面上から突出するように配置されている。ローラ駆動モータ724は、回動フレーム726に固定されている。ローラ駆動モータ724は、例えば、回転位置および回転速度の詳細な制御が容易であるサーボモータまたはステッピングモータなどである。駆動伝達ベルト725は、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動軸と、ローラ駆動モータ724の駆動軸との間に架け渡されている。駆動伝達ベルト725は、ローラ駆動モータ724の回動駆動力を第1ローラ723aおよび第2ローラ723bに伝達することによって、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bを回動軸の軸周りに回動させる。ローラ駆動モータ724の回動方向および回動速度は、主制御装置15によって制御される。
回動フレーム726は、ベース721によって回動可能に支持されている。回動フレーム726の回動軸(フレーム回動軸)は、ベース721の表面に直交する方向に平行に配置されている。フレーム回動モータ727は、ベース721に固定されている。フレーム回動モータ727は、例えば、回転位置および回転速度の詳細な制御が容易であるサーボモータまたはステッピングモータなどである。フレーム回動モータ727の駆動軸は、直接的または間接的に回動フレーム726に接続されている。フレーム回動モータ727は、回動駆動力を直接的または間接的に回動フレーム726に伝達することによって、回動フレーム726をフレーム回動軸の軸周りに回動させる。フレーム回動モータ727の回動方向Drevおよび回動速度は、主制御装置15によって制御される。
第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの相互の外周面はベース721の表面上から突出しているので、第1搬送部71から第2搬送部72に移送された物品Pは、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bによって支持される。第1ローラ723aおよび第2ローラ723bによって支持される物品Pは、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動軸の軸周りの回動に伴って移動する。物品Pは、ベース721の表面に平行な方向において第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動軸に直交する方向Dstに移動する。第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動軸は回動フレーム726とともにフレーム回動軸の軸周りに回動するので、方向Dstは、ベース721の表面に平行な方向における任意の方向に変更可能である。自在駆動部722は、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bによって支持される物品Pの移動方向Dstを、ベース721の表面に平行な方向における任意の方向に変更しながら、物品Pを任意の速度で移動させる。
第2搬送部72は、図10に示すように、複数の自在駆動部722の駆動パターンの組み合わせに応じて、物品Pを複数の移動パターンの何れかによって移動させる。
第2搬送部72は、図10に示す(1)直進パターンでは、ベース721の表面に平行な2次元座標上において物品Pを移送方向DAに直進させる。直進パターンの場合、複数の自在駆動部722の各々は、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動軸の直交方向を移送方向DAとし、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bを相互に同一の回動速度で回動軸の軸周りに回動させる。
第2搬送部72は、図10に示す(2)停止パターンでは、ベース721の表面に平行な2次元座標上において物品Pを停止させる。停止パターンの場合、複数の自在駆動部722の各々は、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動を停止させる。
第2搬送部72は、図10に示す(3)横進パターン左では、ベース721の表面に平行な2次元座標上において物品Pを移送方向DAに直交する左方向に直進させる。移送方向DAに直交する左方向は、移送方向DAを前方とした場合の左方向である。横進パターン左の場合、複数の自在駆動部722の各々は、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動軸の直交方向を左方向とし、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bを相互に同一の回動速度で回動軸の軸周りに回動させる。
第2搬送部72は、図10に示す(4)横進パターン右では、ベース721の表面に平行な2次元座標上において物品Pを移送方向DAに直交する右方向に直進させる。移送方向DAに直交する右方向は、移送方向DAを前方とした場合の右方向である。横進パターン右の場合、複数の自在駆動部722の各々は、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動軸の直交方向を右方向とし、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bを相互に同一の回動速度で回動軸の軸周りに回動させる。
第2搬送部72は、図10に示す(5)左回転パターン(弱)では、ベース721の表面に平行な2次元座標上において物品Pを反時計回りに回転させる。左回転パターン(弱)の場合、第2搬送部72は、図10に示す(6)左回転パターン(強)に比べて、物品Pをより大回りに回転させる。複数の自在駆動部722の各々は、例えば、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動軸の直交方向を移送方向DAとする。複数の自在駆動部722の各々は、例えば、他の自在駆動部722に比べてベース721の左側に位置することに伴い、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動速度を減少傾向に変化させる。
第2搬送部72は、図10に示す(6)左回転パターン(強)では、ベース721の表面に平行な2次元座標上において物品Pを反時計回りに回転させる。左回転パターン(強)の場合、第2搬送部72は、図10に示す(5)左回転パターン(弱)に比べて、物品Pをより小回りに回転させる。複数の自在駆動部722の各々は、例えば、適宜の回転中心の周囲において第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動軸の直交方向を反時計回りの方向とし、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bを相互に同一の回動速度で回動軸の軸周りに回動させる。
第2搬送部72は、図10に示す(7)右回転パターン(弱)では、ベース721の表面に平行な2次元座標上において物品Pを時計回りに回転させる。右回転パターン(弱)の場合、第2搬送部72は、図10に示す(8)右回転パターン(強)に比べて、物品Pをより大回りに回転させる。複数の自在駆動部722の各々は、例えば、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動軸の直交方向を移送方向DAとする。複数の自在駆動部722の各々は、例えば、他の自在駆動部722に比べてベース721の右側に位置することに伴い、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動速度を減少傾向に変化させる。
第2搬送部72は、図10に示す(8)右回転パターン(強)では、ベース721の表面に平行な2次元座標上において物品Pを時計回りに回転させる。右回転パターン(強)の場合、第2搬送部72は、図10に示す(7)右回転パターン(弱)に比べて、物品Pをより小回りに回転させる。複数の自在駆動部722の各々は、例えば、適宜の回転中心の周囲において第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの回動軸の直交方向を時計回りの方向とし、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bを相互に同一の回動速度で回動軸の軸周りに回動させる。
第3搬送部73は、例えばベルトコンベヤである。第3搬送部73は、移送方向DAに駆動される第3搬送ベルト73aと、第3搬送ベルト73aが架け渡される第3駆動ローラ73bおよび第3従動ローラ73cとを備えている。第3駆動ローラ73bと第3従動ローラ73cとは、移送方向DAに所定間隔を置いて平行に配置されている。第3搬送ベルト73aは、第3駆動ローラ73bの回動駆動力によって回動し、第3従動ローラ73cを従動回動させる。
第4搬送部74は、例えばベルトコンベヤである。第4搬送部74は、移送方向DAに駆動される複数の第4搬送ベルト74aを備えている。各第4搬送ベルト74aの幅(移送方向DAに直交する方向のベルト幅)は、第1搬送ベルト71aおよび第3搬送ベルト73aの幅よりも小さく形成されている。複数の第4搬送ベルト74aは、幅方向(つまり移送方向DAに直交する方向)に所定の間隔を置いて配列されている。各第4搬送ベルト74aは、移送方向DAに所定間隔を置いて平行に配置される第4駆動ローラ74bおよび第4従動ローラ74cに架け渡されている。各第4搬送ベルト74aは、第4駆動ローラ74bの回動駆動力によって回動し、第4従動ローラ74cを従動回動させる。
これにより各インジェクター70は、搬送路11の第1搬送方向D1に対して所定鋭角に交差する移送方向DAに、順次、第1搬送部71、第2搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74から所望のコンベヤセル12へと物品Pを移送する。
各インジェクター70は、図6および図11に示すように、第1搬送部71、第3搬送部73、および第4搬送部74に配置される複数の光学センサを備えている。複数の光学センサは、例えば、第1搬送部72に配置される第1光学センサ75aと、第3搬送部73に配置される第2光学センサ75bおよび第3光学センサ75cと、第4搬送部74に配置される第4光学センサ75dとである。
第1光学センサ75aは、第1搬送部71の上方を横切るように対向配置される発光部および受光部を備えている。第1光学センサ75aの発光部および受光部は、第1の発光部75a1および受光部75a2である。第1光学センサ75aは、例えば、第1搬送部71の先端部(下流側端部)に配置されている。
第2光学センサ75b、および第3光学センサ75cの各々は、第3搬送部73の上方を横切るように対向配置される発光部および受光部を備えている。第2光学センサ75bの発光部および受光部は、第2の発光部75b1および受光部75b2である。第3光学センサ75cの発光部および受光部は、第3の発光部75c1および受光部75c2である。第2光学センサ75b、および第3光学センサ75cは、順次、移送方向DAに適宜の間隔を置いて配置されている。第2光学センサ75bは、例えば、第3搬送部73の後端部(上流側端部)に配置されている。
第4光学センサ75dは、第4搬送部74の上方を横切るように対向配置される発光部および受光部を備えている。第4光学センサ75dの発光部および受光部は、第4の発光部75d1および受光部75d2である。第4光学センサ75dは、例えば図12に示すように、第4搬送部74の先端部(下流側端部)に配置されている。
各光学センサ75a、75b、75c、75dにおいて、発光部から出力される照射光は、光軸上に物品Pが存在しない場合に受光部により受光される。各光学センサ75a、75b、75c、75dは、発光部から出力される照射光の光軸上に物品Pが存在し、受光部による照射光の受光が中断される場合(暗の場合)にON信号を出力する。各光学センサ75a、75b、75c、75dは、発光部から出力される照射光の光軸上に物品Pが存在せず、受光部による照射光の受光が継続される場合(明の場合)にOFF信号を出力する。
各インジェクター70は、第2搬送部72の全体を上方から撮像するカメラ76を備えている。カメラ76の撮像範囲は、少なくとも第2搬送部72の全体を含むように設定されている。カメラ76は、第2搬送部72の全体を含む撮像範囲を撮像して得られる画像データを出力する。
仕分ユニット14は、複数のコンベヤセル12の各々から放出される物品Pを受け取る。仕分ユニット14は、図1に示すように、搬送路11の第1搬送方向D1に沿って配列された複数の区分先が異なるシューター80を備えている。仕分ユニット14は、例えば搬送路11の内側および外側、つまり第1搬送方向D1が反時計回りの搬送方向である場合に第1搬送方向D1に向かって搬送路11の右側および左側に複数のシューター80を備えている。
主制御装置15は、物品仕分装置10を統括して制御する。
主制御装置15は、リニア同期モータ31の電磁コイル32に流れる電流の状態を制御することによって、各コンベヤセル12の加速、減速、および停止(非常停止など)等を制御する。
主制御装置15は、搬送路11上の適宜の位置または物品仕分装置10よりも上流の位置などにおいて情報取得部によって取得される物品Pの情報を管理する。物品Pの情報は、例えば、物品Pの区分先(仕分先)、物品Pの寸法、および重量などの情報である。
情報取得部は、例えば光学文字認識(OCR:Optical Character Recognition)装置、一次元コードまたは二次元コードなどを読み取るコード読取装置、もしくは物品Pに貼付または内蔵されたICタグと通信するRFリーダなどを備えている。情報取得部は、搭載ユニット13に搬入される物品Pに予め付与されている情報を取得し、取得した情報を主制御装置15に送信する。
主制御装置15は、情報取得部、搭載ユニット13、および仕分ユニット14の各々と有線または無線により通信し、各種情報の送受信を行なう。主制御装置15は、制御指令の送信によって、搭載ユニット13、および仕分ユニット14の各々の動作を制御する。主制御装置15は、複数のコンベヤセル12の各々のセル制御部47との間の非接触通信によって、各種情報の送受信を行なう。主制御装置15は、各セル制御部47の制御動作を指示する制御指令を各セル制御部47に送信する。主制御装置15は、各コンベヤセル12から受信する情報を管理する。コンベヤセル12から受信する情報は、例えば、各コンベヤセル12の搬送路11上での位置、および物品Pの搭載有無などである。
主制御装置15は、搭載ユニット13の各インジェクター70から各コンベヤセル12に物品Pが受け渡されるように、各コンベヤセル12のモータ68によるクロスベルト61の加減速駆動および停止の動作を各インジェクター70による物品Pの移送動作に同期させる。主制御装置15は、各コンベヤセル12のモータ68によるクロスベルト61の加減速駆動および停止のタイミングを指示する制御指令を各コンベヤセル12のセル制御部47に送信する。
各コンベヤセル12のセル制御部47は、主制御装置15によって指定されるタイミングでモータ68の加減速駆動および停止を制御することによって、クロスベルト61による物品Pの受け取りおよび保持を制御する。これにより搭載ユニット13は、各インジェクター70から各コンベヤセル12の載置面A上に物品Pを移送する。
各コンベヤセル12のセル制御部47は、予め記憶部48にモータ68の制御パターンのデータを記憶している場合には、主制御装置15の制御指令に応じて記憶部48の制御パターンのデータを用いてモータ68を制御する。
主制御装置15は、各インジェクター70による物品Pの移送動作を、各光学センサ75a、75b、75c、75dから出力される信号と、カメラ76から出力される画像データとに基づいて制御する。
主制御装置15は、各光学センサ75a、75b、75c、75dから出力される信号に基づいて、物品Pを移送方向DAに移送するように、第1搬送部71、第3搬送部73、および第4搬送部74を制御する。
主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データに特徴抽出などの画像処理を行うことによって、第2搬送部72に物品Pが存在するか否かを検出する。主制御装置15は、例えば、画像データにおける色情報(RGB各波長の光の強度など)を基にして、背景である第2搬送部72と物品Pとを切分ける。主制御装置15は、第2搬送部72に物品Pを検出した場合には、物品Pの形状および位置を検出する。主制御装置15は、第2搬送部72における物品Pの有無と、第2搬送部72に存在する物品Pの形状および位置とに基づいて、複数の自在駆動部722の各々におけるローラ駆動モータ724およびフレーム回動モータ727の回転速度およびトルクを制御する。主制御装置15は、第2搬送部72における物品Pの有無と、第2搬送部72に存在する物品Pの形状および位置とに基づいて、第2搬送部72での物品Pの任意方向への移動および物品Pの選択的な回転を制御する。
主制御装置15は、搭載ユニット13によって各コンベヤセル12の載置面A上に搭載された物品Pの情報を情報取得部から取得する。主制御装置15は、情報取得部から受信する物品Pの情報に応じて物品Pの区分先を把握し、把握した区分先に対応するシューター80を仕分ユニット14の複数のシューター80のうちから選択する。主制御装置15は、選択したシューター80に各コンベヤセル12から物品Pが投入されるように、各コンベヤセル12のモータ68によるクロスベルト61の駆動タイミング(つまり選択したシューター80に物品Pを投入するタイミング)を設定する。主制御装置15は、各コンベヤセル12のモータ68によるクロスベルト61の駆動タイミングを指示する制御指令を各コンベヤセル12のセル制御部47に送信する。
各コンベヤセル12のセル制御部47は、主制御装置15によって指定される駆動タイミングでモータ68の駆動を制御することによって、クロスベルト61による物品Pのシューター80への投入を制御する。これにより仕分ユニット14は、各コンベヤセル12の物品Pの情報に対応する区分先に応じて物品Pを仕分ける。各コンベヤセル12のセル制御部47は、予め記憶部48に物品Pの送り出し動作におけるモータ68の制御パターンのデータを記憶している場合には、記憶部48の制御パターンのデータを用いてモータ68を制御する。
以下に、上述した実施形態の物品仕分装置10の動作について説明する。
以下において、例えば、図1に示す搬送路11を循環する複数のコンベヤセル12の中における空のコンベヤセル(搭載可能セル)12aに搭載ユニット13によって物品Paを搭載する際の時系列に沿った動作について、図13から図18を参照して説明する。以下に説明する空のコンベヤセル12a以外の空のコンベヤセル12については、コンベヤセル12aと同様の動作を行う。
以下の動作は、全てのコンベヤセル12およびインジェクター70において、全ての周回および全ての物品Pに対して実施される。
以下において、各コンベヤセル12は、一定の主搬送速度V(例えば、2.0〜4.0m/s程度の範囲内における所定の移動速度など)にて搬送路11を移動する。各コンベヤセル12に搭載される物品Pは、仕分ユニット14の何れかのシューター80に区分される。
図13に示すように、先ず、主制御装置15は、各インジェクター70において、第1搬送部71を駆動し、第1光学センサ75aを監視しながら物品Paを移送方向DAへと搬送する(ステップS01)。
次に、主制御装置15は、第1光学センサ75aの出力がOFF信号からON信号へ切り替わったか否かを判定する(ステップS02)。
この判定結果が「NO」の場合、つまり第1光学センサ75aが明の場合、主制御装置15は、処理をステップS01に戻す(ステップS02のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、つまり第1光学センサ75aが物品Paによって遮られることによって明から暗に切り替わった場合、主制御装置15は、処理をステップS03に進める(ステップS02のYES側)。
次に、主制御装置15は、図17または図18に示す物品Paの状態(Pa(1))のように、第1光学センサ75aを遮る物品Paが存在する状態の第1搬送部71を停止させる(ステップS03)。
次に、主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データを参照し、画像データに特徴抽出などの画像処理を行う(ステップS04)。
次に、主制御装置15は、ベース721のバッファ領域721bに他の物品(後述する待機物品)Pbが存在しないか否かを判定する(ステップS05)。
この判定結果が「NO」の場合、つまりバッファ領域721bに他の物品Pbが存在する場合、主制御装置15は、処理を後述するステップS41に進める(ステップS05のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、つまりバッファ領域721bに他の物品Pbが存在しない場合、主制御装置15は、処理をステップS06に進める(ステップS05のYES側)。
次に、主制御装置15は、第1搬送部71を駆動して、物品Paを移送方向DAに向けて第1搬送部(バッファ搬送部)72へと搬送する(ステップS06)。
次に、主制御装置15は、バッファ搬送部72を直進パターンにて駆動し、第1光学センサ75aを監視しながら物品Paを第1搬送部71からバッファ搬送部72の受渡し領域721aへと受け渡す(ステップS07)。
次に、主制御装置15は、第1光学センサ75aの出力がON信号からOFF信号へ切り替わったか否かを判定する(ステップS08)。
この判定結果が「NO」の場合、つまり第1光学センサ75aが物品Paによって遮られることによって暗の場合、主制御装置15は、処理をステップS06に戻す(ステップS08のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、つまり物品Paが第1光学センサ75aを通過することによって暗から明に切り替わった場合、主制御装置15は、処理をステップS09に進める(ステップS08のYES側)。
次に、主制御装置15は、図17に示す物品Paの状態(Pa(2))のように、物品Paが第1光学センサ75aを通過した状態の第1搬送部71を停止させる(ステップS09)。
次に、主制御装置15は、バッファ搬送部72を停止させる(ステップS10)。
次に、主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データを参照し、画像データに特徴抽出などの画像処理を行う(ステップS11)。
次に、主制御装置15は、画像データに対する画像処理からバッファ搬送部72の受渡し領域721aにおける物品Paの外形寸法および位置を検出する(ステップS12)。
次に、主制御装置15は、物品Paの外形寸法に基づき、物品Paの長手方向寸法Lpを取得する(ステップS13)。
次に、主制御装置15は、物品Paの長手方向寸法Lpは、予め設定されている長さ閾値Lth以下であるか否かを判定する(ステップS14)。長さ閾値Lthは、例えば、クロスベルト61の第2搬送方向D2の長さ(搬送長さ)Lbに基づいて、0.5Lb<Lth<Lbとなるように設定され、より好ましくはLth=0.8Lbに設定されている。長さ閾値Lthが、例えば、Lth≦0.5Lbであると、複数のコンベヤセル12に跨って搭載されると判定される物品Paの数が過大になる虞がある。長さ閾値Lthが、例えば、Lth≧Lbであると、1つのコンベヤセル12に適切に搭載することができない物品Paの数が増大する虞がある。
この判定結果が「NO」の場合、主制御装置15は、処理を後述するステップS27に進める(ステップS14のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、主制御装置15は、処理をステップS15に進める(ステップS14のYES側)。
次に、主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データを参照しながら、物品Paの長手方向PLを第2移送方向D2Bに一致させるように、バッファ搬送部72を物品Paの姿勢に関する角度θに応じた駆動パターンにて駆動する(ステップS15)。物品Paの姿勢に関する角度θは、例えば図14に示すように、物品Paの長手方向PLと第2移送方向D2Bとのなす角度である。
主制御装置15は、物品Paがバッファ搬送部72の受渡し領域721aに到達した時点での角度θに応じて、例えば、迅速かつ短い搬送距離で物品Paの向きを変更するように、複数の自在駆動部722の駆動パターンを選択する。主制御装置15は、例えば角度θ=0°の場合には、図10に示す(1)直進パターンにて複数の自在駆動部722を駆動する。主制御装置15は、例えば0°<角度θ<45°の場合には、図10に示す(5)左回転パターン(弱)にて複数の自在駆動部722を駆動する。主制御装置15は、例えば45°≦角度θ≦90°の場合には、図10に示す(6)左回転パターン(強)にて複数の自在駆動部722を駆動する。主制御装置15は、例えば−45°<角度θ<0°の場合には、図10に示す(7)右回転パターン(弱)にて複数の自在駆動部722を駆動する。主制御装置15は、例えば−90°<角度θ≦−45°の場合には、図10に示す(8)右回転パターン(強)にて複数の自在駆動部722を駆動する。
次に、主制御装置15は、物品Paの角度θは、所定角度範囲でほぼゼロであるか否かを判定する(ステップS16)。所定角度範囲は、例えば、−5°よりも大きく、5°よりも小さい角度範囲(−5°<角度θ<5°)などである。
この判定結果が「NO」の場合、主制御装置15は、処理をステップS15に戻す(ステップS16のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、主制御装置15は、処理をステップS17に進める(ステップS16のYES側)。
次に、主制御装置15は、図17に示す物品Paの状態(Pa(3))のように、物品Paの角度θがほぼゼロである状態のバッファ搬送部72を停止させる(ステップS17)。
次に、主制御装置15は、第2光学センサ75bおよび第3光学センサ75cの出力がOFF信号であるか否かを判定する(ステップS18)。
この判定結果が「NO」の場合、つまり第2光学センサ75bまたは第3光学センサ75cが第3搬送部73に存在する他の物品Pによって遮られることによって暗の場合、主制御装置15は、ステップS18の判定処理を繰り返し実行する(ステップS18のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、つまり第3搬送部73に第2光学センサ75bまたは第3光学センサ75cを遮る他の物品Pが存在せずに第2光学センサ75bおよび第3光学センサ75cが明の場合、主制御装置15は、処理をステップS19に進める(ステップS18のYES側)。
次に、主制御装置15は、バッファ搬送部72を直進パターンにて駆動する(ステップS19)。
次に、主制御装置15は、第3搬送部73を駆動する(ステップS20)。
次に、主制御装置15は、第3光学センサ75cの出力がOFF信号からON信号へ切り替わったか否かを判定する(ステップS21)。
この判定結果が「NO」の場合、つまり第3光学センサ75cが明の場合、主制御装置15は、処理をステップS19に戻す(ステップS21のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、つまり第3光学センサ75cが物品Paによって遮られることによって明から暗に切り替わった場合、主制御装置15は、処理をステップS22に進める(ステップS21のYES側)。
次に、主制御装置15は、図17に示す物品Paの状態(Pa(4))のように、物品Paが第3搬送部73に搬送された状態のバッファ搬送部72を停止させる(ステップS22)。
次に、主制御装置15は、第3搬送部73を停止させる(ステップS23)。
次に、主制御装置15は、搬送路11上における複数のコンベヤセル12の各々から取得する情報に基づき、複数のコンベヤセル12の中で物品Pを搭載していない空のコンベヤセル12を探索し、物品Paに対する搭載可能セル12aとして記憶する(ステップS24)。
次に、主制御装置15は、探索した搭載可能セル12aの中で第1搬送方向D1における第4搬送部74から搭載可能セル12aまでの距離Xが所定条件下で最小である搭載可能セル12aを、実際に物品Paを搭載するための搭載先セル12bとして選択する(ステップS25)。
所定条件は、例えば、搭載可能セル12aが第1搬送方向D1にて第4搬送部74よりも上流側の範囲に位置しており、第1搬送方向D1における第4搬送部74から搭載可能セル12aまでの距離Xが第1下限値Xmin1よりも大きいこと(X>Xmin1)、などである。
第1下限値Xmin1は、例えば、一定値である主搬送速度Vと、予め定められた第3搬送部73および第4搬送部74の搬送パターンとに基づき、物品Paおよびコンベヤセル12の相互の位置および速度を同期させるのに必要な最短距離である。主搬送速度Vは、搬送路11の第1搬送方向D1におけるコンベヤセル12の移動速度である。第3搬送部73および第4搬送部74の搬送パターンは、例えば第3搬送部73および第4搬送部74の各々における物品Paの搬送速度および搬送長さなどの情報を備えている。第1下限値Xmin1は、例えば、物品Paが第3搬送部73および第4搬送部74によって加速されて、第1搬送方向D1に対して物品Paおよびコンベヤセル12の相互の位置および速度が等しくなるまでに要する時間に、主搬送速度Vを乗算して得られる値である。
次に、主制御装置15は、搭載先セル12bのクロスベルト61、第3搬送部73、および第4搬送部74の各々を、予め定めた駆動パターンに基づいて駆動する。主制御装置15は、図17に示す物品Paの状態(Pa(5))のように、物品Paを第4搬送部74から搭載先セル12bへと受け渡す(ステップS26)。そして、主制御装置15は、処理をエンドに進める。
また、図15に示すように、主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データを参照しながら、バッファ搬送部72を物品Paの姿勢に関する角度θに応じた駆動パターンにて駆動する(ステップS27)。主制御装置15は、図18に示す物品Paの状態(Pa(11)およびPa(12))のように、物品Paの長手方向PLを第1搬送方向D1に一致させるように物品Paを回転させるとともに、物品Paを移送方向DAに移動させる。
主制御装置15は、物品Paがバッファ搬送部72の受渡し領域721aに到達した時点での角度θに応じて、例えば、迅速かつ短い搬送距離で物品Paの向きを変更するように、複数の自在駆動部722の駆動パターンを選択する。主制御装置15は、例えば角度θ=90°の場合には、図10に示す(1)直進パターンにて複数の自在駆動部722を駆動する。主制御装置15は、例えば0°<角度θ<45°の場合には、図10に示す(8)右回転パターン(強)にて複数の自在駆動部722を駆動する。主制御装置15は、例えば45°≦角度θ≦90°の場合には、図10に示す(7)右回転パターン(弱)にて複数の自在駆動部722を駆動する。主制御装置15は、例えば−45°<角度θ<0°の場合には、図10に示す(6)左回転パターン(強)にて複数の自在駆動部722を駆動する。主制御装置15は、例えば−90°<角度θ≦−45°の場合には、図10に示す(5)左回転パターン(弱)にて複数の自在駆動部722を駆動する。
次に、主制御装置15は、物品Paの角度θは、所定角度範囲でほぼ90°であるか否かを判定する(ステップS28)。所定角度範囲は、例えば、85°よりも大きく、95°よりも小さい角度範囲(85°<角度θ<95°)などである。
この判定結果が「NO」の場合、主制御装置15は、処理をステップS27に戻す(ステップS28のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、主制御装置15は、処理をステップS29に進める(ステップS28のYES側)。
次に、主制御装置15は、図18に示す物品Paの状態(Pa(12))のように、物品Paの角度θがほぼ90°である状態のバッファ搬送部72を停止させる(ステップS29)。
次に、主制御装置15は、搬送路11上における複数のコンベヤセル12の各々から取得する情報に基づき、複数のコンベヤセル12の中で物品Pを搭載していない隣り合う2つの空のコンベヤセル12を探索する。主制御装置15は、物品Pを搭載していない隣り合う2つの空のコンベヤセル12を、物品Paに対する2つの搭載可能セル12cの組み合わせとして記憶する(ステップS30)。
次に、主制御装置15は、探索した2つの搭載可能セル12cの組み合わせの中で第1搬送方向D1における第4搬送部74から2つの搭載可能セル12cまでの距離Xが所定条件である2つの搭載可能セル12cの組み合わせを抽出する(ステップS31)。
所定条件の1つは、例えば、2つの搭載可能セル12cが第1搬送方向D1にて第4搬送部74よりも上流側の範囲に位置していることである。所定条件の他の1つは、例えば、第1搬送方向D1における第4搬送部74から2つの搭載可能セル12cまでの距離Xが上限値Xmaxよりも小さく、第2下限値Xmin2よりも大きいこと(Xmax>X>Xmin2)、などである。
上限値Xmaxは、例えば、物品仕分装置10のスループットを極大化し得るように任意に設定されている。上限値Xmaxは、例えば、第1搬送方向D1において第4搬送部74から最も近い上流のインジェクター70までの距離、または第1搬送方向D1において第4搬送部74から最も近い上流のシューター80までの距離などである。上限値Xmaxは、例えば、主搬送速度Vに基づいて設定されている。
第2下限値Xmin2は、例えば、一定値である主搬送速度Vと、バッファ搬送部72の搬送パターンと、予め定められた第3搬送部73および第4搬送部74の搬送パターンとに基づいて設定されている。第2下限値Xmin2は、例えば、物品Paおよびコンベヤセル12の相互の位置および速度を同期させるのに必要な最短距離である。上述した第1下限値Xmin1では物品Paの加速の起点が第3搬送部73であることに対して、第2下限値Xmin2では物品Paの加速の起点がバッファ搬送部72の受渡し領域721aである。バッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74の搬送パターンは、例えばバッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74の各々における物品Paの搬送速度および搬送長さなどの情報を備えている。物品Paは、バッファ搬送部72の受渡し領域721a、第3搬送部73、および第4搬送部74によって加速されて、所定の搬送速度に到達する。第2下限値Xmin2は、例えば、物品Paが加速されて、第1搬送方向D1に対して物品Paおよびコンベヤセル12の相互の位置および速度が等しくなるまでに要する時間に、主搬送速度Vを乗算して得られる値である。
次に、主制御装置15は、第1搬送方向D1における第4搬送部74からの距離Xが、上限値Xmaxよりも小さく、第2下限値Xmin2よりも大きい2つの搭載可能セル12cの組み合わせが存在するか否かを判定する(ステップS32)。
この判定結果が「NO」の場合、主制御装置15は、処理を後述するステップS36に進める(ステップS32のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、主制御装置15は、処理をステップS33に進める(ステップS32のYES側)。
次に、主制御装置15は、第2光学センサ75bおよび第3光学センサ75cの出力がOFF信号であるか否かを判定する(ステップS33)。
この判定結果が「NO」の場合、つまり第2光学センサ75bまたは第3光学センサ75cが第3搬送部73に存在する他の物品Pによって遮られることによって暗の場合、主制御装置15は、処理をステップS30に戻す(ステップS33のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、主制御装置15は、処理をステップS34に進める(ステップS33のYES側)。この場合は、第3搬送部73に第2光学センサ75bまたは第3光学センサ75cを遮る他の物品Pが存在せずに第2光学センサ75bおよび第3光学センサ75cが明の場合である。
次に、主制御装置15は、距離Xが所定条件(Xmax>X>Xmin2)を満たす2つの搭載可能セル12cの組み合わせの中で距離Xが最小である2つの搭載可能セル12cの組み合わせを、実際に物品Paを搭載するための2つの搭載先セル12dとして選択する(ステップS34)。
次に、主制御装置15は、2つの搭載先セル12dのクロスベルト61、バッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74の各々を、予め定めた駆動パターンに基づいて駆動し、物品Paを第4搬送部74から搭載先セル12bへと受け渡す(ステップS35)。先ず、主制御装置15は、例えば、上述したステップS19からステップS22と同一の処理を実行することによって、図18に示す物品Paの状態(Pa(13))のように、物品Paをバッファ搬送部72から第3搬送部73へと受け渡す。次に、主制御装置15は、2つの搭載先セル12dのクロスベルト61、第3搬送部73、および第4搬送部74の各々を、予め定めた駆動パターンに基づいて駆動する。主制御装置15は、図18に示す物品Paの状態(Pa(14))のように、物品Paを第4搬送部74から2つの搭載先セル12dへと受け渡す。
そして、主制御装置15は、処理をエンドに進める。
また、主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データを連続的または断続的に参照しながら、物品Paをバッファ搬送部72の受渡し領域721aからバッファ領域721bへと搬送する。主制御装置15は、図10に示す(3)横進パターン左にてバッファ搬送部72の複数の自在駆動部722を駆動する(ステップS36)。
次に、主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データを参照し、画像データに特徴抽出などの画像処理を行い、バッファ搬送部72のバッファ領域721bにおける物品Paの位置を検出する(ステップS37)。
次に、主制御装置15は、物品Paの位置はバッファ領域721bの中央であるか否かを判定する(ステップS38)。
この判定結果が「NO」の場合、主制御装置15は、処理をステップS36に戻す(ステップS38のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、主制御装置15は、処理をステップS39に進める(ステップS38のYES側)。
次に、主制御装置15は、バッファ搬送部72を停止させる(ステップS39)。
次に、主制御装置15は、バッファ領域721bの物品Paを待機物品Pbとして管理する。そして、主制御装置15は、処理をエンドに進める。
上述したステップS27からステップS40の処理では、主制御装置15は、物品Paの長手方向寸法Lpが長さ閾値Lthよりも大きい場合には、物品Paを隣り合う2つのコンベヤセル12に跨って搭載する。主制御装置15は、物品Paを搭載可能な隣り合う2つのコンベヤセル12が第4搬送部74の近くに存在しない場合には、物品Paを待機物品Pbとしてバッファ領域721bに待機させる。主制御装置15は、バッファ領域721bに待機物品Pbが存在する状態であっても、長手方向寸法Lpが長さ閾値Lth以下の物品Paを待機物品Pbよりも先に1つのコンベヤセル12に搭載することができる。
また、図16に示すように、主制御装置15は、第2光学センサ75bおよび第3光学センサ75cの出力がOFF信号であるか否かを判定する(ステップS41)。
この判定結果が「NO」の場合、つまり第2光学センサ75bまたは第3光学センサ75cが第3搬送部73に存在する他の物品Pによって遮られることによって暗の場合、主制御装置15は、ステップS41の処理を繰り返し実行する(ステップS41のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、主制御装置15は、処理をステップS42に進める(ステップS41のYES側)。この場合は、第3搬送部73に第2光学センサ75bまたは第3光学センサ75cを遮る他の物品Pが存在せずに第2光学センサ75bおよび第3光学センサ75cが明の場合である。
次に、主制御装置15は、搬送路11上における複数のコンベヤセル12の各々から取得する情報に基づき、複数のコンベヤセル12の中で物品Pを搭載していない隣り合う2つの空のコンベヤセル12を探索する。主制御装置15は、物品Pを搭載していない隣り合う2つの空のコンベヤセル12を、物品Paに対する2つの搭載可能セル12cの組み合わせとして記憶する(ステップS42)。
次に、主制御装置15は、探索した2つの搭載可能セル12cの組み合わせの中で第1搬送方向D1における第4搬送部74から2つの搭載可能セル12cまでの距離Xが所定条件である2つの搭載可能セル12cの組み合わせを抽出する(ステップS43)。
所定条件の1つは、例えば、2つの搭載可能セル12cが第1搬送方向D1にて第4搬送部74よりも上流側の範囲に位置していることである。所定条件の他の1つは、例えば、第1搬送方向D1における第4搬送部74から2つの搭載可能セル12cまでの距離Xが上限値Xmaxよりも小さく、第3下限値Xmin3よりも大きいこと(Xmax>X>Xmin3)、などである。
第3下限値Xmin3は、例えば、一定値である主搬送速度Vと、バッファ搬送部72の搬送パターンと、予め定められた第3搬送部73および第4搬送部74の搬送パターンとに基づき設定される。第3下限値Xmin3は、例えば、物品Paおよびコンベヤセル12の相互の位置および速度を同期させるのに必要な最短距離である。上述した第2下限値Xmin2では物品Paの加速の起点がバッファ搬送部72の受渡し領域721aであることに対して、第3下限値Xmin3では物品Paの加速の起点がバッファ搬送部72のバッファ領域721bである。バッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74の搬送パターンは、例えばバッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74の各々における物品Paの搬送速度および搬送長さなどの情報を備えている。物品Paは、バッファ搬送部72のバッファ領域721b、受渡し領域721a、第3搬送部73、および第4搬送部74によって加速されて、所定の搬送速度に到達する。第3下限値Xmin3は、例えば、物品Paが加速されて、第1搬送方向D1に対して物品Paおよびコンベヤセル12の相互の位置および速度が等しくなるまでに要する時間に、主搬送速度Vを乗算して得られる値である。
次に、主制御装置15は、第1搬送方向D1における第4搬送部74からの距離Xが、上限値Xmaxよりも小さく、第3下限値Xmin3よりも大きい2つの搭載可能セル12cの組み合わせが存在するか否かを判定する(ステップS44)。
この判定結果が「NO」の場合、主制御装置15は、処理をステップS45に進める(ステップS44のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、主制御装置15は、処理をステップS46に進める(ステップS44のYES側)。
次に、主制御装置15は、物品Paの長手方向寸法Lpは、予め設定されている長さ閾値Lth以下であるか否かを判定する(ステップS45)。
この判定結果が「NO」の場合、主制御装置15は、処理をステップS41に戻す(ステップS45のNO側)。つまり、主制御装置15は、バッファ領域721bが既に待機物品Pbに占有されているので、2つの搭載可能セル12cの組み合わせが生じるまで、ステップS41からステップS43の処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「YES」の場合、主制御装置15は、処理をステップS06に戻す(ステップS45のYES側)。つまり、主制御装置15は、長手方向寸法Lpが長さ閾値Lth以下の物品Paはバッファ領域721bでの待機が不要であることから、単一のコンベヤセル12を搭載先セル12bとするステップS06からステップS26の処理を実行する。
また、主制御装置15は、距離Xが所定条件(Xmax>X>Xmin3)を満たす2つの搭載可能セル12cの組み合わせの中で距離Xが最小である2つの搭載可能セル12cの組み合わせを、実際に物品Paを搭載するための2つの搭載先セル12dとして選択する(ステップS46)。
主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データを連続的または断続的に参照しながら、待機物品Pbをバッファ搬送部72のバッファ領域721bから受渡し領域721aへと搬送する。主制御装置15は、図10に示す(4)横進パターン右にてバッファ搬送部72の複数の自在駆動部722を駆動する(ステップS47)。
次に、主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データを参照し、画像データに特徴抽出などの画像処理を行い、バッファ搬送部72の受渡し領域721aにおける待機物品Pbの位置を検出する(ステップS48)。
次に、主制御装置15は、待機物品Pbの位置は受渡し領域721aの中央であるか否かを判定する(ステップS49)。
この判定結果が「NO」の場合、主制御装置15は、処理をステップS47に戻す(ステップS49のNO側)。
一方、この判定結果が「YES」の場合、主制御装置15は、処理をステップS50に進める(ステップS49のYES側)。
次に、主制御装置15は、2つの搭載先セル12dのクロスベルト61、バッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74の各々を、予め定めた駆動パターンに基づいて駆動し、待機物品Pbを第4搬送部74から搭載先セル12bへと受け渡す(ステップS50)。先ず、主制御装置15は、例えば、上述したステップS19からステップS22と同一の処理を実行することによって、待機物品Pbをバッファ搬送部72から第3搬送部73へと受け渡す。次に、主制御装置15は、2つの搭載先セル12dのクロスベルト61、第3搬送部73、および第4搬送部74の各々を、予め定めた駆動パターンに基づいて駆動する。主制御装置15は、待機物品Pbを第4搬送部74から2つの搭載先セル12dへと受け渡す。
そして、主制御装置15は、処理をエンドに進める。
主制御装置15は、上述したステップS01からステップS50の処理の実行後に、物品Paに関する情報(例えば、宛先、大きさ、形状、重量など)に基づいて、仕分ユニット14に存在する複数のシューター80の中から適切な区分先を選択する。主制御装置15は、物品Paが搭載されているコンベヤセル12を、選択した区分先に対応するシューター80に向けて搬送する。
主制御装置15は、物品Paを搭載しているコンベヤセル12が、物品Paの区分先に対応するシューター80の近くに到着した際、コンベヤセル12のセル制御部47に対して、物品Paをシューター80に放出することを指示する。コンベヤセル12のセル制御部47は、主制御装置15からの制御指令に応じてクロスベルト61を駆動し、物品Paをクロスベルト61の載置面A上からシューター80に放出する。
以上説明した実施形態によれば、物品Pの任意方向への移動および形状に応じた回転によって物品Pをコンベヤセル12に搭載するインジェクター70を持つことにより、コンベヤセル12に搭載する際の物品Pの挙動および搭載後の姿勢を安定化させることができる。物品Pを移動させつつ形状に応じて回転させるインジェクター70を持つので、例えば人手または自動荷降ろし装置などによって物品Pをインジェクター70に供給する際に、物品の向きを揃えるための煩雑かつ特別な処理が不要となり、処理効率を向上させることができる。
主制御装置15は、物品Paの長手方向寸法Lpが長さ閾値Lthよりも大きい場合に、インジェクター70において物品Paの長手方向PLが第1搬送方向D1に平行になるように物品Paを回転させるので、物品Paを複数のコンベヤセル12に跨って載せることができる。物品Paの長手方向寸法Lpに応じて物品Paを複数の移動パターンの何れかによって移動させる第2搬送部72を持つので、第2搬送部72よりも上流側においては物品Paの長手方向PLを任意の方向に向けておくことができる。物品Paの長手方向寸法Lpが長さ閾値Lthよりも大きい場合であっても、第3搬送部73および第4搬送部74の大きさを長大な物品Paに対応するように形成すればよく、インジェクター70の全体が過大に大型化することを防ぐことができる。
主制御装置15は、物品Paの長手方向寸法Lpが長さ閾値Lth以下の場合に、インジェクター70において物品Paの長手方向PLが第2移送方向D2Bに平行になるように物品Paを回転させるので、物品Paの長手方向寸法Lpに応じた選択的な処理を行うことができる。
主制御装置15は、インジェクター70における物品Pの有無、位置、および形状と、物品Pを搭載していないコンベヤセル12の位置とに基づいて、インジェクター70から物品Pが移送されるコンベヤセル12を選択するので、物品Pの搬送効率を向上させることができる。
主制御装置15は、物品Paの長手方向寸法Lpが長さ閾値Lth以下の場合に、空のコンベヤセル12の中でインジェクター70に最も近いコンベヤセル12を、物品Pの移送先として設定するので、コンベヤセル12を有効活用して、スループットを向上させることができる。
主制御装置15は、物品Paの長手方向寸法Lpが長さ閾値Lthよりも大きい場合に、物品Paの移送先となる複数のコンベヤセル12の組み合わせが存在しない場合に、物品Paをバッファ領域721bに待機させるので、インジェクター70の稼働率の低下を抑制することができる。主制御装置15は、長大な物品Paの移送先が存在しない場合に長大な物品Paをバッファ領域721bに待機させるので、1つのコンベヤセル12に搭載することができる後続の物品Paを長大な物品Paよりも先に処理することができる。複数のコンベヤセル12に跨って搭載される物品Paの数に比べて、1つのコンベヤセル12に搭載される物品Paの数が多い場合であっても、インジェクター70の稼働率の低下を抑制し、コンベヤセル12を有効活用することができる。
以下、変形例について説明する。
上述した実施形態では、複数の自在駆動部722の配置パターンは、5つの自在駆動部722によって形成される1組の千鳥配置パターンSAを用いて、複数組の千鳥配置パターンSAによって形成されるとしたが、これに限定されない。複数の自在駆動部722の配置パターンは、任意の数の自在駆動部722によって形成される1組の配置パターンを用いて形成されてもよい。
実施形態の第1の変形例に係る物品仕分装置10では、複数の自在駆動部722の配置パターンは、例えば図19に示す1組の配置パターンSB、または例えば図20に示す1組の配置パターンSCなどを用いて形成されてもよい。
図19に示す1組の配置パターンSBでは、例えば4つの自在駆動部722が正方形の頂点に配置されている。図20に示す配置パターンSCでは、例えば7つの自在駆動部722が正六角形の頂点および中心に配置されている。
上述した実施形態では、自在駆動部722の構成を図8および図9に示す構成としたが、これに限定されない。自在駆動部722の構成は、物品Pを回転および直進させる機能を有する他の構成とされてもよい。
上述した実施形態では、自在駆動部722は、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bを備えるとしたが、これに限定されず、1つのローラまたは3つ以上のローラを備えてもよい。
上述した実施形態では、自在駆動部722は、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの相互の外周面が物品Pを支持するとしたが、これに限定されず、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの外周面に掛け渡される搬送ベルトによって物品Pを支持してもよい。
上述した実施形態では、自在駆動部722は、回動フレーム726に固定されているローラ駆動モータ724を備えるとしたが、これに限定されず、第1ローラ723aおよび第2ローラ723bの各々に内蔵されるモータを備えてもよい。
また、ローラ駆動モータ724は、自在駆動部722の外部、例えばベース721などに固定されて、プーリおよびベルト、または歯車などを介して静止系から自在駆動部722に駆動力を伝えてもよい。
上述した実施形態では、複数の自在駆動部722の各々は、フレーム回動モータ727を備えるとしたが、これに限定されず、複数の自在駆動部722に共通の1つのモータを備え、1つのモータからベルトなどを介して複数の自在駆動部722を同時に駆動してもよい。
上述した実施形態では、ベース721の形状は、矩形の板状に形成されているとしたが、これに限定されず、他の形状、例えばL字形または曲線の図形による板状などに形成されてもよい。
上述した実施形態では、ベース721の大きさは、少なくとも複数の物品Pを同時に搭載することができる大きさに形成されるとしたが、これに限定されず、バッファ領域721bに複数の物品Pを同時に待機させることができる程度の大きさに形成されてもよい。
上述した実施形態では、物品Pの任意方向への移動および物品Pの形状に応じた回転を行う第2搬送部(バッファ搬送部)72を備えるとしたが、これに限定されず、バッファ搬送部72以外の他の機構によって物品Pを移動および回転させてもよい。
実施形態の第2の変形例に係る物品仕分装置10のインジェクター70は、図21に示すように、バッファ搬送部72の代わりに、少なくとも1つのロボットアーム91を備えている。第2の変形例のインジェクター70は、例えば、移送方向DAに順次に配列される第1搬送部71、第3搬送部73、および第4搬送部74と、第1搬送部71または第3搬送部73の周辺に配置されるロボットアーム91と、を備えている。
主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データを参照しながら、ロボットアーム91によって第1搬送部71または第3搬送部73の物品Pを移動および回転させる。カメラ76の撮像範囲は、少なくとも第1搬送部71または第3搬送部73の全体を含むように設定されている。カメラ76は、少なくとも第1搬送部71または第3搬送部73の全体を含む撮像範囲を撮像して得られる画像データを出力する。
ロボットアーム91の自由度は、少なくとも4自由度である。ロボットアーム91は、物品Pを吸着または把持可能なエンドエフェクタを備えている。ロボットアーム91は、例えば、第1搬送部71または第3搬送部73の物品Pをエンドエフェクタによって取り出し、物品Pの形状に応じて物品Pの角度θを所定角度に変更してから、物品Pを再び第1搬送部71または第3搬送部73に載せる。ロボットアーム91は、例えば、エンドエフェクタによって物品Pを取り出したままの状態を維持することによって、またはエンドエフェクタによって取り出した物品Pを別途に備えられる載置台92などに一時的に置くことによって、物品Pを待機させてもよい。
各インジェクター70に複数のロボットアーム91を備える場合には、複数のロボットアーム91を、協調作業を行うように配置及び制御してもよい。
ロボットアーム91は、物品仕分装置10を収容する建屋の床上、または天井などに配置されてもよい。
上述した実施形態の第2の変形例では、第2搬送部(バッファ搬送部)72が省略されることに伴って、第1搬送部71および第3搬送部73が移送方向DAで隣り合うように配列されているが、これに限定されない。
実施形態の第3の変形例に係る物品仕分装置10のインジェクター70は、図22に示すように、移送方向DAにおける第1搬送部71と第3搬送部73との間にフリーローラコンベヤ93を備えている。フリーローラコンベヤ93は、360°の全方向に回転可能なフリーローラ94を備え、フリーローラ94によって物品Pを支持する。
ロボットアーム91は、フリーローラコンベヤ93に載せられている物品Pを、エンドエフェクタによって吸着、把持、または押し出しながら、フリーローラコンベヤ93上の任意方向に滑らせることによって、物品Pを移動および回転させる。
フリーローラコンベヤ93の大きさは、少なくとも複数の物品Pを同時に搭載することができる大きさに形成されている。フリーローラコンベヤ93は、実施形態のバッファ搬送部72の受渡し領域721aおよびバッファ領域721bと同様に、物品Pを第1搬送部71と第3搬送部73との間で受け渡すための領域と、物品Pを待機させるための領域とを備えている。
上述した実施形態では、第3搬送部73および第4搬送部74をベルトコンベヤとしたが、これに限定されず、第3搬送部73および第4搬送部74の少なくとも何れかはローラコンベヤであってもよい。
上述した実施形態では、第1搬送部71、第2搬送部(バッファ搬送部)72、第3搬送部73、および第4搬送部74は移送方向DAに直線状に配列されるとしたが、これに限定されない。第1搬送部71、バッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74は、第4搬送部74における物品Pの搬送方向を移送方向DAに平行としながら、例えば折れ線状または曲線状などに並んで配列されてもよい。
実施形態の第4の変形例に係る物品仕分装置10のインジェクター70は、図23に示すように、移送方向DAに平行な方向DBでバッファ搬送部72に隣り合う第1搬送部71を備えている。第4の変形例に係るバッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74は、移送方向DAに直線状に配列されている。第1搬送部71は、移送方向DAに直交する方向つまりバッファ搬送部72の幅方向において、バッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74の配列からずれて配置されている。第1搬送部71の物品Pの搬送方向は、移送方向DAに平行な方向DBである。バッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74の各々における物品Pの搬送方向は、移送方向DAである。
第4の変形例に係るバッファ搬送部72のベース721の形状は、例えば多角形の板状などに形成されている。バッファ搬送部72の受渡し領域721aは、第1搬送部71および第3搬送部73の各々に隣接するように設定されている。バッファ領域721bは、ベース721において受渡し領域721a以外の領域とされている。
第4の変形例に係るインジェクター70は、バッファ搬送部72の受渡し領域721aに隣接する排出部95を備えている。排出部95は、例えばベルトコンベヤである。排出部95は、排出方向DCに駆動される排出ベルト95aと、排出ベルト95aが架け渡される駆動ローラ95bおよび従動ローラ95cとを備えている。排出方向DCは、例えば移送方向DAに交差する方向においてバッファ搬送部72から外部に向かう方向である。駆動ローラ95bと従動ローラ95cとは、排出方向DCに所定間隔を置いて平行に配置されている。排出ベルト95aは、駆動ローラ95bの回動駆動力によって回動し、従動ローラ95cを従動回動させる。排出部95は、排出対象の物品Pcをバッファ搬送部72の外部に排出する。
主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データを参照して、バッファ搬送部72に排出対象の物品Pcが存在する場合に、バッファ搬送部72および排出部95を駆動することによって、排出対象の物品Pcをバッファ搬送部72から排出部95へと受け渡す。排出対象の物品Pcの形状は、所定の許容形状から逸脱するように形成されている。排出対象の物品Pcの形状における寸法は、例えば、所定寸法未満に形成されている。排出対象の物品Pcの形状における底面の曲率は、例えば、所定値よりも大きく形成されている。
なお、図23においては、例えば、上述した実施形態のステップS27からステップS40の処理における物品Paの状態(Pa(11)〜P(14))を示している。
実施形態の第5の変形例に係る物品仕分装置10のインジェクター70は、図24に示すように、移送方向DAに交差する方向DDでバッファ搬送部72に隣り合う第1搬送部71を備えている。第5の変形例に係るバッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74は、移送方向DAに直線状に配列されている。第1搬送部71は、移送方向DAに直交する方向つまりバッファ搬送部72の幅方向において、バッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74の配列からずれて配置されている。第1搬送部71の物品Pの搬送方向は、移送方向DAに交差する方向DDである。バッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74の各々における物品Pの搬送方向は、移送方向DAである。
第5の変形例に係るバッファ搬送部72のベース721の形状は、例えば多角形の板状などに形成されている。バッファ搬送部72の受渡し領域721aは、第1搬送部71および第3搬送部73の各々に隣接するように設定されている。バッファ領域721bは、ベース721において受渡し領域721a以外の領域とされている。
第5の変形例に係るインジェクター70は、バッファ搬送部72の受渡し領域721aに隣接する排出部95を備えている。排出部95は、例えばベルトコンベヤである。排出部95は、排出方向DCに駆動される排出ベルト95aと、排出ベルト95aが架け渡される駆動ローラ95bおよび従動ローラ95cとを備えている。排出方向DCは、例えば移送方向DAに平行な方向においてバッファ搬送部72から外部に向かう方向である。
なお、図24においては、例えば、上述した実施形態のステップS27からステップS40の処理における物品Paの状態(Pa(11)〜P(14))を示している。
第4の変形例または第5の変形例によれば、第1搬送部71、バッファ搬送部72、第3搬送部73、および第4搬送部74は、直線状以外の適宜の形状に並んで配列されるので、レイアウトの柔軟性を向上させることができる。
さらに、バッファ搬送部72に隣接する排出部95を持つことにより、物品Pの形状に起因してインジェクター70および各コンベヤセル12における物品Pの搬送および受け渡しに不具合が生じることを防ぐことができる。
上述した実施形態では、インジェクター70は、第1搬送部71、第2搬送部(バッファ搬送部)72、第3搬送部73、および第4搬送部74を備えるとしたが、これに限定されない。
インジェクター70において、第3搬送部73を省略して、バッファ搬送部72および第4搬送部74を隣り合うように配置してもよい。
インジェクター70において、第3搬送部73および第4搬送部74を省略して、バッファ搬送部72から直接に所望のコンベヤセル12へと物品Pを受け渡してもよい。
インジェクター70において、第3搬送部73の前後に新たなコンベヤを追加して、より詳細な搬送制御によって物品Pを搬送してもよい。
上述した実施形態では、ステップS14に示すように待機物品Pbの長手方向寸法Lpは長さ閾値Lthよりも大きいとしたが、これに限定されない。
例えば、特定の目的のために物品Pの搬送順番を入れ替える場合などにおいて、物品Paの長手方向寸法Lpが長さ閾値Lthよりも大きいか否かにかかわらずに、物品Paを待機物品Pbとしてもよい。特定の目的は、例えば、シューター80での二次仕分作業、ロールボックスパレット等への荷積み作業、およびトラックまたはコンテナ等への積込作業などを効率化することなどである。
上述した実施形態では、インジェクター70は、単一の物品P毎に1つまたは複数のコンベヤセル12に物品Pを受け渡すとしたが、これに限定されず、複数の物品Pをまとめて1つのコンベヤセル12に受け渡してもよい。
実施形態の第6の変形例に係る物品仕分装置10のインジェクター70は、図25に示すように、バッファ搬送部72に区分先(仕分先)が同一の複数(例えば、3つなど)の物品Pを待機させた後に、複数の物品Pをまとめてバッファ搬送部72から第3搬送部73へと搬送する。インジェクター70は、区分先(仕分先)が同一の複数の物品Pをまとめて第3搬送部73から第4搬送部74へと搬送して、第4搬送部74から1つのコンベヤセル12に受け渡す。
第6の変形例によれば、区分先(仕分先)が同一である複数の物品Pの大きさが所定の大きさ以下である場合などにおいて、複数の物品Pをまとめて搬送するバッファ搬送部72を持つことにより、物品仕分装置10のスループットを向上させることができる。
上述した実施形態では、主制御装置15が直接的に各インジェクター70を制御するとしたが、これに限定されず、少なくとも1つのインジェクター70毎に1つのインジェクター制御装置を備えてもよい。各インジェクター制御装置は、例えば、主制御装置15と通信しながら、少なくとも1つのインジェクター70を制御する。インジェクター制御装置は、例えばPLC(Programmable Logic Controller)または制御基板などである。
上述した実施形態では、搬送路11を図1に示す構成としたが、これに限定されない。
実施形態の変形例において、搬送路11は、例えば、搭載ユニット13および仕分ユニット14の各々を、1箇所または複数箇所に備えてもよい。搬送路11は、例えば、カーブの数、向き、および形状が任意に設定されてもよいし、必要に応じて上り坂または下り坂を備えてもよい。
上述した実施形態では、搬送路11および複数のコンベヤセル12は、リニア同期モータ31を備えるとしたが、これに限定されず、リニア誘導モータを備えてもよい。
また、各コンベヤセル12は、リニア同期モータ31の代わりに駆動輪と駆動輪を回転駆動するモータとを備え、モータを走行駆動源として搬送路11を走行してもよい。
また、各コンベヤセル12は、リニア同期モータ31の代わりに機械的に駆動力が伝達される伝達機構によって搬送路11を搬送されてもよい。例えば、シャーシ部41のシャーシ51から鉛直方向下方に平板を垂らし、その平板の端部がモータ駆動により回転する一対のローラによって厚さ方向の両側から挟み込まれることで、第1搬送方向D1への駆動力を得てもよい。
上述した実施形態では、非接触給電部34は搬送路11の全域に亘って設けられるとしたが、これに限定されず、搬送路11の一部に設けられてもよい。
非接触給電部34は、少なくとも搭載ユニット13および仕分ユニット14の各々の周辺に設けられてもよい。
上述した実施形態では、隣接するコンベヤセル12同士の間が、非接触給電部34から供給される電力または制御信号を伝達するケーブルで接続されてもよい。
上述した実施形態では、各コンベヤセル12は、非接触給電部34から給電される電力に対して、直流変換を行うAC/DCコンバータ、電圧を昇降圧する電圧変換器、整流用のアキュームレーター、並びに蓄電用のキャパシタおよびバッテリなどを備えてもよい。
上述した実施形態では、非接触給電部34は、電磁誘導によって非接触で搬送路11から各コンベヤセル12に電力を供給するとしたが、これに限定されない。
非接触給電部34は、例えば、電波の送受信、磁界共鳴、または電界結合などによって非接触で搬送路11から各コンベヤセル12に電力を供給してもよい。
上述した実施形態では、第1搬送方向D1の前後で隣り合うコンベヤセル12同士は相互の連結機構53によって連結されるとしたが、これに限定されず、複数のコンベヤセル12は互いに独立に分離されてもよい。
上述した実施形態では、モータ68はDCモータまたはブラシレスモータであるとしたが、これに限定されず、モータ68は、例えばサーボモータまたはステッピングモータなどでもよい。
上述した実施形態では、ローラ駆動モータ724およびフレーム回動モータ727は、サーボモータまたはステッピングモータあるとしたが、これに限定されない。ローラ駆動モータ724およびフレーム回動モータ727の少なくとも何れかは、例えば、パルス制御などによって駆動されるDCモータまたはブラシレスモータなどでもよい。
上述した実施形態では、クロスベルト機構42は、駆動ローラ62と従動ローラ63との間隔を調整することによってクロスベルト61の張力を調整する張力調整機構を備えてもよい。
また、クロスベルト機構42は、駆動ローラ62および従動ローラ63に加えて、クロスベルト61の張力を調整するテンションローラを備えてもよい。
上述した実施形態では、仕分ユニット14の各シューター80は、各コンベヤセル12のクロスベルト61から放出される物品Pを引き込むように動作するベルトコンベヤなどの搬送部を備えてもよい。
上述した実施形態では、ベース721は幅方向において区分される受渡し領域721aおよびバッファ領域721bを備えるとしたが、これに限定されない。主制御装置15は、受渡し領域721aおよびバッファ領域721bを、予め固定的に区分してもよいし、動的に境界を移動させながら区分してもよい。
上述した実施形態では、主制御装置15は、第2搬送部72における物品Pの角度θに応じて、物品Pの回転方向(つまり左回転および右回転)と、各々の回転の強弱とを切り替えるとしたが、これに限定されない。
主制御装置15は、バッファ搬送部72の受渡し領域721aの大きさに応じて、物品Pの回転方向および回転の強弱を切り替えずに、一定の回転方向および回転の強さを維持するように複数の自在駆動部722を駆動してもよい。
主制御装置15は、例えば、受渡し領域721aの大きさが所定の大きさ以上である場合には、回転の強さを強に固定してもよいし、受渡し領域721aの大きさが所定の大きさ未満である場合には、回転の強さを弱に固定してもよい。
上述した実施形態では、主制御装置15は、ステップS25、ステップS34、およびステップS46に示すように、搭載可能セル12aの中から搭載先セル12bを選択するとしたが、これに限定されない。
主制御装置15は、例えば、物品Pに対する搭載先セル12bを選択した場合には、搭載先セル12bが後続の他の物品Pまたは他のインジェクター70に対する搭載可能セル12aとしてリストアップされないように設定してもよい。主制御装置15は、他の物品Pまたは他のインジェクター70に対する搭載可能セル12aとしてリストアップされていない空のコンベヤセル12を物品Paに対する搭載可能セル12aとして記憶してもよい。
この変形例によれば、複数のインジェクター70において協調的な動作を行うことができ、物品仕分装置10のスループットを向上させることができる。
上述した実施形態では、主制御装置15は、カメラ76から出力される画像データにおいて色情報(例えば、RGB各波長の光の強度など)に基づく画像処理を行うとしたが、これに限定されない。
主制御装置15は、例えば、距離画像センサまたはステレオカメラ等によって取得される距離情報(例えば、各センサに対する第2搬送部72と物品Pとの距離の差など)に基づいて、第2搬送部72に載った物品Pを検出してもよい。
上述した実施形態では、第3搬送部73および第4搬送部74の各々は、物品Paの加速完了後に、物品Paおよび搭載先セル12bの速度および位置が適切に同期されているか否かを確認することなどのためにマージン搬送区間を設けてもよい。第3搬送部73および第4搬送部74にマージン搬送区間を設ける場合には、速度および位置の同期に最低限必要な距離にマージン搬送区間の第1搬送方向D1の成分を加算して得られる値を各下限値Xmin1、Xmin2、Xmin3として設定すればよい。
また、第3搬送部73および第4搬送部74の各々における物品Pの搬送パターン、マージン搬送区間の有無および長さ、バッファ搬送部72の面積、並びに自在駆動部722の駆動パターン(例えば、搬送速度およびトルクなど)は、装置設計時などにおいて適宜に設定されてもよい。
上述した実施形態では、主制御装置15は、物品Pの搭載有無の情報を各コンベヤセル12から受信するとしたが、これに限定されない。
主制御装置15は、例えば、予め記憶している複数のコンベヤセル12の移動に関するデータと、搭載ユニット13および仕分ユニット14に対する制御動作の履歴のデータとなどに基づいて、搬送路11上における空のコンベヤセル12の位置情報を取得してもよい。
上述した実施形態では、ステップS03に示すように、カメラ76から出力される画像データを参照することに先立って、第1搬送部71を停止させるとしたが、これに限定されず、第1搬送部71の駆動を継続してもよい。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、物品Pの任意方向への移動および形状に応じた選択的な回転によって物品Pをコンベヤセル12に搭載するインジェクター70を持つことにより、物品Pの挙動および姿勢を安定化させることができる。物品Pを移動させつつ形状に応じて回転させるインジェクター70を持つので、例えば人手または自動荷降ろし装置などによって物品Pをインジェクター70に供給する際に、物品の向きを揃えるための煩雑かつ特別な処理が不要となり、処理効率を向上させることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
10…物品仕分装置、11…搬送路、12…コンベヤセル、13…搭載ユニット、14…仕分ユニット、15…主制御装置、70…インジェクター、71…第1搬送部、72…第2搬送部(バッファ搬送部)、73…第3搬送部、74…第4搬送部、76…カメラ、80…シューター、721…ベース、721a…受渡し領域、721b…バッファ領域、722…自在駆動部

Claims (10)

  1. 搬送路と、
    前記搬送路を第1搬送方向に移動するとともに、搭載する物品を前記第1搬送方向と交差する第2搬送方向に搬送する搬送ユニットと、
    前記搬送ユニットに搭載される前記物品の形状の情報を取得する物品形状取得部と、
    前記物品を任意方向へ移動させるとともに、前記物品形状取得部によって取得される前記物品の形状に応じて前記物品を選択的に回転させることによって、前記物品を前記搬送ユニットに搭載する搭載装置と、
    前記搬送ユニットの前記第1搬送方向への移動、前記搬送ユニットによる前記物品の前記第2搬送方向への搬送、および前記搭載装置による前記物品の前記搬送ユニットへの搭載を制御する制御装置と、
    を備える物品仕分装置。
  2. 前記制御装置は、
    前記物品形状取得部によって取得される前記物品の形状の長手方向寸法が閾値よりも大きい場合に、前記搭載装置において前記物品の長手方向が前記第1搬送方向に平行になるように前記物品を回転させた後に前記物品を前記搭載装置から前記搬送ユニットに移送する、
    請求項1に記載の物品仕分装置。
  3. 前記制御装置は、
    前記物品形状取得部によって取得される前記物品の長手方向寸法が閾値以下の場合に、前記搭載装置において前記物品の長手方向が前記第2搬送方向に平行になるように前記物品を回転させた後に前記物品を前記搭載装置から前記搬送ユニットに移送する、
    請求項1または請求項2に記載の物品仕分装置。
  4. 前記搭載装置における前記物品の有無、前記物品の位置、および前記物品の形状を検出する物品検出部と、
    前記物品を搭載していない前記搬送ユニットの位置を取得する搬送ユニット位置取得部と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記物品検出部によって検出される前記物品の有無、前記物品の位置、および前記物品の形状と、前記搬送ユニット位置取得部によって取得される前記搬送ユニットの位置とに基づいて、前記搭載装置から前記物品が移送される前記搬送ユニットを選択する、
    請求項1から請求項3の何れか1項に記載の物品仕分装置。
  5. 前記制御装置は、
    前記物品検出部によって検出される前記物品の形状の長手方向寸法が閾値以下の場合に、前記搬送ユニットの移動速度と、前記搭載装置における前記物品の搬送速度および搬送長さとに基づいて、前記物品を搭載していない前記搬送ユニットの中で前記搭載装置に最も近い前記搬送ユニットを、前記物品の移送先として設定する、
    請求項4に記載の物品仕分装置。
  6. 前記制御装置は、
    前記物品検出部によって検出される前記物品の長手方向寸法が閾値よりも大きい場合に、前記搬送ユニットの移動速度と、前記搭載装置における前記物品の搬送速度および搬送長さとに基づいて、前記物品を搭載していない連続する複数の前記搬送ユニットの組み合わせの中で前記搭載装置から所定距離以内の前記複数の前記搬送ユニットの組み合わせを、前記物品の移送先として設定する、
    請求項4に記載の物品仕分装置。
  7. 前記搭載装置は、
    前記物品の長手方向寸法が閾値よりも大きい物品を待機させ、後続の物品を先行して前記搬送ユニットに搭載可能な待機場所を有する、
    請求項6に記載の物品仕分装置。
  8. 前記制御装置は、
    前記物品の前記移送先となる前記複数の前記搬送ユニットの組み合わせが存在しない場合に、前記物品を前記搭載装置に待機させる、
    請求項6に記載の物品仕分装置。
  9. 前記閾値は、前記搬送ユニットの前記第2搬送方向の搬送長さに基づいて設定されている、
    請求項2、請求項3、請求項5、請求項6、請求項7、および請求項8の何れか1項に記載の物品仕分装置。
  10. 前記所定距離は、前記搬送ユニットの移動速度に基づいて設定されている、
    請求項6に記載の物品仕分装置。
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