JP4618448B2 - 整列コンベア装置 - Google Patents
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Description
ここでは、出力コンベアの速度は通常は一定であり、変速コンベアの基準速度は出力コンベアの速度と同一に設定されている。また、変速コンベアの速度は、位置補正を行うとき以外は上記の基準速度としている。
一方、入力コンベアの速度は、変速コンベアの基準速度より遅く設定されている。これは、入力コンベアより製品が密着して供給された場合に、入力コンベアより変速コンベアを速くすることで、コンベア速度差により密着した製品を引き離すためである。(例えば、特許文献1参照)
また、変速コンベアでの製品の位置補正については、現在位置から出力コンベアの移載までの距離と出力コンベアでの目標位置から位置補正量を演算し、その補正量を各変速コンベアで分担して補正するようにしている。
この位置補正の方向については、前方側への補正、つまり変速コンベア速度を速くする方向でのみ補正を行っている。
また、位置補正量の決定に当たっては、変速コンベアの最大速度を考慮して位置補正量を算出している。
また、位置補正の方向については、変速コンベア速度を速くする方向でのみに補正を行うので、補正目標距離よりも変速コンベアでの残距離が少ない場合には、当該変速コンベアでの補正が困難であり、次のコンベアで補正せざるを得ないという問題があった。
また、下流コンベアへ製品が移載される時に、下流コンベアが位置補正を行うようになった場合には、当該コンベアと下流コンベアで速度差ができるので移載がうまくいかないという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、密着した製品を確実に引き離すことができ、かつ、変速コンベア速度を速くする方向または遅くする方向のいずれにも位置補正できる整列コンベア装置を提供することを目的とする。さらにいえば、下流コンベアが位置補正を行っている場合でも、移載を円滑に行うことができる整列コンベア装置を提供することを目的とする。
従来例における変速コンベアを、以降は本願の実施例に合わせて整列コンベアと称する。
請求項2に記載の発明によると、密着した状態を検出し、上流側製品に対して仮想製品センサ信号をONすることで引き続き密着を検出できるので、2個以上の密着した場合でも密着検出と引き離しができる。
請求項3に記載の発明によると、任意に設定されたフラップ間隔長で仮想的にフラップを検出できるため、製品の大きさが変わったり出力コンベアの整列間隔を変更したりする場合に、出力コンベアを機械的に変更する必要がない。
図において、整列コンベア装置は、入力コンベア1、出力コンベア2、入力コンベア1と出力コンベア2の間に配置される整列コンベア3、出力コンベア2と整列コンベア3を制御する制御装置7で構成される。
出力コンベア2は、一定間隔に配置されたフラップ13が設けられ、そのフラップ13を検知するフラップセンサ14が取り付けられている。
また、出力コンベア2の駆動ローラには、インダクションモータ91、エンコーダ92が連結され、インダクションモータ91とエンコーダ92は、インバータ9に接続されている。
整列コンベア3の駆動ローラには、サーボモータ81とエンコーダ82に接続され、これらがサーボドライバ8に接続されている。
また、整列コンベア3の上流側移載位置には、製品センサ12が取り付けられている。
インバータ9、サーボドライバ8、製品センサ12、フラップセンサ14は、制御装置7に接続されている。
また、制御装置7は、整列コンベア制御部71と、出力コンベア制御部72を備えている。
整列コンベア制御部71は、製品位置管理部712、位置補正演算部713、位置補正指令生成部715にて構成されている。製品位置管理部712には、製品密着検出部7121を備えている。
出力コンベア制御部72は、出力コンベア位置管理部721を備えている。
各機能ブロック間の関係は、図には示していないが、出力コンベア制御部72から各整列コンベア制御部71にフラップ位置情報が伝送され、また、各整列コンベア制御部71間ではコンベア速度情報が伝送されている。
本発明が特許文献1と異なる点は、整列コンベア毎に独立した整列コンベア制御部71を備え、整列コンベア制御部71の製品位置管理部712に製品密着検出部7121を備えたことである。
入力コンベア1は、製品を整列コンベア3に供給する。
出力コンベア2は、フラップ13間で製品を搬送する。出力コンベア2は、通常は一定速度で運転されるので、これに適したインダクションモータとインバータで駆動される。
フラップセンサ14は、フラップ13の通過を検出して制御装置7に伝送する。
製品センサ12は、製品が整列コンベアに完全に載った状態を検知する位置に設置され、整列コンベアに製品が移乗したことを検出して制御装置7に伝送する。
制御装置7は、各整列コンベアに対応した整列コンベア制御部71と、出力コンベア制御部72を備えている。
出力コンベア制御部72は、出力コンベア2が設定された速度で動作するように制御するとともに、エンコーダ92とフラップセンサ14の信号が入力され、フラップの位置情報を管理する。このフラップ位置情報は、整列コンベア制御部71に伝送される。
一方、整列コンベア制御部71は、エンコーダ82と製品センサ12の信号が入力され、また出力コンベア制御部72からフラップ位置情報が入力される。ここでは、製品位置管理部712にてコンベア上の製品位置を管理するとともに、位置補正演算部713にて位置補正演算を行い、位置補正指令生成部715にて位置補正指令を生成し、前記位置補正指令で駆動ローラ用のサーボモータ81を駆動することで、位置補正を行う。
ここで、各コンベアの搬送速度について述べると、整列コンベア3は出力コンベア2と等速としており、また入力コンベア1も整列コンベア3と等速としている。
図1では整列コンベアは4台であるため、図2においても同様に整列コンベア数を4としている。
整列コンベア毎に制御部が独立しており、各々同様な処理が実行される。
各整列コンベアの処理として、製品位置管理(STEP3)、位置補正演算(STEP4)、位置補正指令生成(STEP5)を行う。
なお、出力コンベアの処理として出力コンベア位置管理(STEP2)が実行され、その情報が各整列コンベアの処理に利用される。
このように、各整列コンベアにて位置補正を実施していき、最終的に出力コンベアの所定の位置へ製品が移乗されるようにしている。
図3は、本発明の第1実施例の制御フローチャートにおける出力コンベア位置管理の詳細フローチャートである。出力コンベア位置管理では、出力コンベア制御部72の出力コンベア位置管理部721が関与する。以下、図に従って説明する。
まず、出力コンベア2のフラップセンサ14とエンコーダ92をモニタする(STEP21)。
次に、エンコーダ92のパルス信号をカウントアップし、フラップセンサ14がフラップを検出する毎にリセットされるノコギリ波状の位置データを生成する(STEP22)。
次に、STEP22で得た位置データを、フラップ間の製品移載位置Aが、出力コンベアへの移載位置に来たときにリセットされるノコギリ波状の位置データに変換する(STEP23)。
つまり、出力コンベア位置管理とは、フラップ間の製品移載位置Aの動きを管理することを言う。この位置データは、後で述べる位置補正演算で使用される。
入力コンベア1から整列コンベア3に、または、整列コンベア3から直下流の整列コンベア3に製品を移載すると、製品センサ12が製品を検出しONする。ここで、製品センサ信号の立ち上がり位置を製品の先頭とし、ここで位置管理のためのトレースバッファQnがセットされる。製品センサは製品が通過する間ON状態となり、製品の長さに対応した信号が得られる。
トレースバッファQnとは、製品位置をトレースするためのバッファであり、整列コンベア上にある先頭の製品から順に割り当てられる。つまり、一番下流側にある製品にQ1、2番目の製品にQ2、・・というように割り当てられる。
このトレースバッファQnには、製品が検出されたときに、製品センサ12から直下流コンベアの移載位置までの距離Lnが設定される。Lnは、図1に示すように、整列コンベア1ではL1、整列コンベア2ではL2、整列コンベア3ではL3、整列コンベア4ではL4となる(STEP31)。
次に、製品密着検出部7121が製品の密着を検出する。製品センサ信号がONしている間、整列コンベア3の移動距離をカウントし、この移動距離カウント値LSと製品長LPに係数αを掛けた値とを比較する。ここで、製品長LPは初期値として設定される。係数αは1.1から1.5に設定されるが、製品の形状や搬送時の向きなどを状況に応じて調整される。
この製品センサ信号ON移動距離カウント値LSが製品長LPの係数倍より短い場合は、製品は密着していないと判断し、STEP34に移行する。
この製品センサ信号ON移動距離カウント値LSが製品長LPの係数倍より長い場合は、製品が密着していると判断し、STEP33に移行する(STEP32)。
次に、先の製品センサ信号ONの立ち上がり位置から製品長LPが減算された位置が上流側の製品位置と判断し、同様にトレースバッファがセットされる。これにより製品長より係数倍余分にカウントした移動距離が失われることが無く、密着した製品の位置管理が可能となる(STEP33)。
上記で上流側製品の先頭位置がセットされるが、上流側製品の先頭位置で仮想的に製品センサ信号をONするので、これを仮想製品センサONと呼称する。ここで、再びSTEP32に戻り、同様な処理で密着検出を行う。
このようにして、2個以上密着しても上流側製品の位置認識処理が可能となるのである。
図5は、本発明の第1実施例を示す製品位置管理の詳細フローチャートにおけるトレースバッファ遷移図であり、3つの製品が同一の整列コンベアで搬送されている場合のトレースバッファの状態を図解したものである。
トレースバッファQ1が0になる位置が移載開始位置であり、さらに移載距離Lfs分下流の位置が移載完了位置である。ここから、下流コンベアでの搬送や位置補正が可能となる。
図5に示すように、先頭製品のトレースバッファQ1が、0を通過して,−(移載距離Lfs)となったときにSTEP36に移行する。(STEP35)
STEP36では、下流の整列コンベアに移載した先頭製品のトレースバッファQ1を削除し、次の製品のトレースバッファQ2をQ1に、さらに次の製品のトレースバッファQ3をQ2へと順にシフトする。
位置補正演算では、位置補正演算部713が関与する。以下、図に従って説明する。
図4のSTEP35で整列コンベア上の先頭製品のトレースバッファが−Lfsになった時、次の製品が位置補正の対象になる。
まず、先頭となった製品に対して、補正目標距離Cを演算する。(STEP41)
図7は、補正目標距離演算のフローチャートであり、この図を用いて以下に説明する。
補正目標距離Cとは、出力コンベアと同期した速度で流れた場合に到達する出力コンベアでの位置と、出力コンベア上のフラップ間の移載位置Aとの差である。ここで、整列コンベアは、整列コンベア自身が補正動作を行っている時以外は、出力コンベアと同期して動作しているので、出力コンベアとの間にさらに整列コンベアがある場合でも、あたかも出力コンベアを上流側に伸ばしたような形で演算することができる。
先ず、図4のSTEP35の時点で先頭となった対象製品について、現在位置から下流コンベアの移載開始位置までの距離、すなわちこの時のトレースバッファQ1の値に下流の整列コンベアの総合長を加え、出力コンベアの単位に変換し残距離Mを算出する(STEP411)。
次に、残距離Mをフラップ間隔長で除算して得た余りを、出力コンベアの位置データに加算する(STEP412)。
STEP412で得た値からフラップ間隔長で除算して得た余りを、補正目標距離Cとする(STEP413)。
このようにして、補正目標距離が算出されるが、再び図6に戻り説明をする。
次に、現在位置から下流コンベアの移乗位置までの残距離Mから、補正目標距離Cを減算し、補正可能区間Nを算出する(STEP42)。
ここでは、上記の補正可能区間Nを出力コンベアの速度vで除算して、補正可能時間tを求める。
次に、この整列コンベアでの補正可能距離Cnを演算する(STEP44)。
ここでは三角波状の加減速を行うと仮定して、補正可能時間t内で補正可能な距離を求める。補正可能距離Cnは、図6に示すような三角形で囲まれる面積であり1/4×at2となる。なお、ここでの加速度aは、コンベアと製品間の摩擦力を考慮し、加減速で製品の位置ズレが発生しない最大値が使用される。よって、加減速時に位置ずれが発生なく、指令どおりに正確な位置補正ができるのである。
まず、上記の補正可能区間Nが、0より大きいか否かを比較する(STEP45)。
補正可能区間Nが正の場合は次のSTEPを実行するが、補正可能区間Nが負の場合は、STEP49で負方向の補正を行う。
続いて、補正目標距離Cがフラップ間隔長の1/2より大きいか否かを比較する(STEP46)。
これは、大きな加減速が可能な場合で補正可能距離が大きい場合には、フラップ間のポケットに2つの製品を入れるようになる場合があるので、これを防ぐため、補正後の位置がフラップ間の後ろ半分になる場合は、負方向の補正をするようにするためである。STEP46の判断で、補正目標距離Cがフラップ間隔長の1/2より大きい場合は、STEP49を実行し、負方向に補正する。逆に、補正目標距離Cがフラップ間隔長の1/2より小さい場合は、次のSTEPに移行する。
最後に、補正目標距離Cと補正可能距離Cnとを比較する(STEP47)。
ここで、補正目標距離C≦補正可能距離Cnであれば、補正目標距離分の補正が可能であるので、補正目標距離Cを実補正量とする。この場合、下流の整列コンベアでの位置補正がなくなる(STEP48)。
一方、補正目標距離C≧補正可能距離Cnの場合は、補正できる距離が不足しているので、1個分次のフラップ間の移載位置に乗せるようにする。この場合、補正目標距離からフラップ間隔長を減算した値を実補正距離とする。この場合、補正距離は負となり、当該整列コンベアが減速して補正する(STEP49)。
なお、整列コンベアが補正を行っている場合を除いて、当該整列コンベアと直下流整列コンベアまたは出力コンベアとは同期した速度で搬送するように制御されている。つまり、仮に直下流コンベアが補正動作をしている場合でも、直下流コンベアに同期して動作するようにしている。これは、製品が移載動作をしているときに直下流の整列コンベアが補正動作をしたときでも、移載動作が円滑に行われるようにするためである。
直下流整列コンベアと同期させるために、直下流用整列コンベア制御部は上流用整列コンベア制御部にコンベア速度の情報を伝送している。
また、移乗時に密着した場合の位置補正については、密着した製品の先頭が直下流のコンベアに移乗するときに上流側コンベアを減速することで、上流側製品を引き離すようにしている。
STEP51補間位置指令作成では、STEP45で算出した実補正量を実現する位置補正指令を演算する。図6のSTEP44では簡易計算で補正可能距離を算出したが、ここでは、この補正可能距離を実現するカム曲線データを生成する。つまり、補正時間t以内で、補正量1/4×at2が得られる演算を行う。
滑らかな速度指令データの作成方法については、一般によく知られているので説明を省略する。
なお、図8では、搬送速度を上げる方向と下げる方向を示しているが、補間位置指令生成は同様に処理される。
また、本発明では、それぞれの整列コンベアの制御は独立しているため整列コンベアの追加や削除も容易にできる。
実施例では整列コンベアが4台としているが、以下の理由により整列コンベア数は最低1台でもよい。従来例では、速度を上げる方向のみ位置補正が可能であったので、1回の移載では密着場合の引き離し処理が完了しないことがある。このため、次のコンベアでの移載で処理を行う必要があるので、整列コンベア数は最低2台が必要であった。しかし、本発明では、速度を下げる方向にも補正が可能なために、基本的には整列コンベアは1台でも良い。
第1実施例と異なる点は、フラップセンサ14の代わりに、出力コンベア制御回路72に仮想フラップセンサ部722を備えていることである。
仮想フラップセンサ部722にて、設定された仮想フラップ間隔長毎にフラップ検出信号をONさせることができる。
ここでは、フラップ間隔を任意に設定することができるので、製品長や整列間隔を変更したい場合にも出力コンベアを取り替えることなく容易に対応することができる。
2 出力コンベア
3 整列コンベア(3a、3b、3c、3d)
7 制御装置
8 サーボドライバ(8a、8b、8c、8d)
9 インバータ
11 供給される製品
12 製品センサ(12a、12b、12c、12d)
13 フラップ
14 フラップセンサ
71 整列コンベア制御部(71a、71b、71c、71d)
72 出力コンベア制御部
81 サーボモータ(81a、81b、81c、81d)
82 エンコーダ(82a、82b、82c、82d)
91 インダクションモータ
92 エンコーダ
712 製品位置管理部
7121 製品密着検出部
713 位置補正演算部
715 位置補正指令生成部
721 出力コンベア位置管理部
722 仮想フラップセンサ部
Claims (3)
- 製品を供給する入力コンベアと、
一定間隔に配置されたフラップを備えた出力コンベアと、
前記入力コンベアと前記出力コンベアとの間に設けられた単一又は複数からなる整列コンベアと、
前記出力コンベアに配置されたフラップを検出するフラップセンサと、
前記整列コンベア上に移乗された製品を検出する製品センサと、
前記整列コンベアと前記出力コンベアとが接続される制御装置と、を備えた整列コンベア装置において、
前記制御装置が、
前記整列コンベア上の製品の位置管理と位置補正を行う整列コンベア制御部と、
前記出力コンベアの位置管理を行う出力コンベア制御部とを備え、
前記出力コンベア制御部が、
前記フラップ間の製品移載位置を管理する出力コンベア位置管理部を備え、
前記整列コンベア制御部が、
前記整列コンベア上の製品位置を管理する製品位置管理部と、
前記フラップ間の製品移載位置と前記整列コンベア上の製品の位置とから、前記整列コンベア上の先頭製品についての位置補正量を求める位置補正演算部と、
前記位置補正量を満たす滑らかなカム曲線データを生成する位置補正指令生成部とを備え、
前記位置補正演算部が、位置補正のときコンベアと製品間の摩擦力を考慮し、加減速で位置ズレが発生しない最大値の加速度を使って補正可能距離を求め、前記補正可能距離で位置補正量を制限し、補正目標距離と前記補正可能距離とを比較して、補正不可の場合、前記補正目標距離からフラップ間隔長を減算した値を実補正値とすることを特徴とする整列コンベア装置。 - 前記製品位置管理部が、製品密着検出部を備え、前記製品密着検出部が、製品センサ信号ONの移動距離が製品長の係数倍より大きい場合に製品が密着していると判断し、前記製品センサ信号ONの開始位置から前記製品長を減算した位置を上流側製品の先頭位置とし、その位置で仮想的に製品センサ信号をONすることを特徴とする請求項1記載の整列コンベア装置。
- 前記出力コンベア制御部が、さらに仮想フラップセンサ部を備え、前記仮想フラップセンサ部が、任意に設定されたフラップ間隔長で仮想フラップ検出信号をONすることを特徴とする請求項1記載の整列コンベア装置。
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