コンベア動作制御装置、ワーク搬送装置およびコンベア動作制御方法
【課題】電力消費量を抑えたワーク搬送装置を提供する。
【解決手段】コンベア動作制御装置１１０は、ワーク１３１のバルク１３０を、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベア１０１〜１０３の動作を制御するためのコンベア動作制御装置であって、複数のコンベア１０１〜１０３に含まれる第１コンベアにより搬送されるワーク１３１の最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動手段１１１を備える。
【解決手段】コンベア動作制御装置１１０は、ワーク１３１のバルク１３０を、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベア１０１〜１０３の動作を制御するためのコンベア動作制御装置であって、複数のコンベア１０１〜１０３に含まれる第１コンベアにより搬送されるワーク１３１の最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動手段１１１を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークのバルクを一列に整列させつつ搬送するためのコンベア動作制御装置、ワーク搬送装置およびコンベア動作制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生産設備において、梱包容器や原材料、中間生成物といった各種ワークのバルクを、単列化しつつ搬送するワーク搬送装置において、ジャミングを起こすことなくワークを単列化するための様々な技術が開発されている。
【０００３】
たとえば、図５に示すようなワーク搬送装置５００が存在する。図５は、一般的なワーク搬送装置の構成を示す模式図である。図５に示すように、ワーク搬送装置５００は、ベルトコンベア５０１・５０２・５０３・５０４・５０５・５０６・５０７・５０８およびガイド部５０９を備える。
【０００４】
ベルトコンベア５０１〜５０８は、上流から下流に向かってこの順番で並んでおり、また、ベルトコンベア５０２〜５０８は、下流のベルトコンベアほど高速度になるような速度設定で常時稼動している。
【０００５】
また、ガイド部５０９は、ベルトコンベア５０２〜５０８の下流端部付近に備えられる板状の部材であり、各ベルトコンベアにより搬送されるワークを堰き止め、一段下流のベルトコンベアへと流すものである。
【０００６】
次に、図６は、一般的なワーク搬送装置において、ワークのバルクを切り出す様子を模式的に示す図である。速度差を設けた複数のベルトコンベアを常時稼動させてワークのバルクを切り出す様子を、図６を用いて説明すると、以下のとおりである。
【０００７】
図６に示すように、ベルトコンベア６０１へと供給されたバルク６１０は、ベルトコンベア６０１によりベルトコンベア６０２へと押し出され、ガイド部６０９に当接した後、下流側のベルトコンベア６０３〜６０８へと順番に流されていく。
【０００８】
ここで、図６において矢印の長短によって示されているように、下流側のベルトコンベアほど高速度となるように速度設定がなされている。すると、ワーク６１１は、下流のベルトコンベアへと流される度に、上流のベルトコンベアに搬送されていたときよりも、ガイド部６０９に対してさらにばらけて当接しようとする。その結果、ベルトコンベア６０１から押し出されたワーク６１１は、下流へと流される間に徐々に整列されていき、ベルトコンベア６０８まで到達する頃には、ワーク６１１は一列となって搬送される。
【０００９】
そのほかに、特許文献１には、コンベアの速度比を、それ以前の小さな速度比から大きな速度比へ変更することで、容器の方向が不揃いになることを防止する技術が開示されている。
【００１０】
また、特許文献２には、順列に加速される多列並行コンベア、及び当該コンベア上に搬送幅を狭めるようにカーブして設けられた片側案内板を設け、容器の単列流を円滑に形成させる技術が開示されている。
【００１１】
また、特許文献３には、コンベアの速度およびガイド部の当該コンベアに対する傾斜角度の関係を規定することで、壜の移送をスムーズに行いつつ、壜がガイド部に衝突する際の転倒を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３３４８６３号公開公報（平成１１年１２月７日公開）
【特許文献２】特開２００９−２２０９３７号公開公報（平成２１年１０月１日公開）
【特許文献３】特許第４００６２８５号公報（平成１９年８月３１日登録）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上記従来技術においては、全てのベルトコンベアが常時稼働しているため、電気消費量が増大してしまうという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、ワークのバルクを一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの電力消費量を低減可能な、コンベア動作制御装置、ワーク搬送装置、コンベア動作制御方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るコンベア動作制御装置は、上記の課題を解決するために、ワークのバルクを、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの動作を制御するためのコンベア動作制御装置であって、上記複数のコンベアに含まれる第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動手段を備えていることを特徴としている。
【００１６】
本発明に係るコンベア動作制御方法は、ワークのバルクを、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの動作を制御するためのコンベア動作制御方法であって、上記複数のコンベアに含まれる第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動ステップを備えていることを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知した後、コンベア起動手段およびコンベア起動ステップは、第１コンベアを起動する。
【００１８】
よって、上記第１コンベアが起動するまでの間は、第１コンベアの駆動電力は不要となるため、電力消費量を抑えることが可能となる。
【００１９】
また、上記第１コンベアにより搬送されているワークがなくなったことを検知すると、上記第１コンベアを停止させるコンベア停止手段を備えていることが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、第１コンベアは、搬送すべきワークがなくなると停止され、次に起動されるまでの間は、駆動電力は不要となるため、より効果的に電力消費量を抑えることが可能となる。
【００２１】
また、上記第１コンベアと、上記第２コンベアとを略同速度で運動させることが好ましい。
【００２２】
下流側のコンベアほど搬送速度を速くすることで、多列に並んでいたワークを一列に整列することが一般的に行われている。また、各コンベアの前方には、ワークを堰き止め、一段下流のコンベアにワークを流す為のガイド部が設けられている。
【００２３】
そして、従来のコンベアにおいては、コンベアにより搬送された複数のワークがガイド部に当接した際、コンベア間の速度差によって、当該複数のワークは、なるべくばらけてガイド部に当接しようとする。つまり、速度の速い下流側コンベア上のワークが、速度の遅い上流側コンベア上のワークに対して、どんどん下流に進行しようとする。したがって、当該ガイド部によりワークが流される方向と、速度の速いコンベアによるワークの搬送方向とがなす角度を、上記ガイド部によりワークが流される方向と、速度の遅いコンベアによりワークの搬送方向とがなす角度よりも大きくしておかなければ、速度の速い下流側コンベア上のワークがガイド部に当接した際の衝撃が大きくなってしまい、ワークの破損を招来する。そしてこのように角度の差を設けることは、コンベア長さの増大に繋がってしまう。
【００２４】
しかしながら、第１コンベアと第２コンベアとを略同速度で運動させることにより、複数のワークがガイド部に当接した際に、均一な状態で複数のワークをガイド部に当接させることができる。つまり、第１コンベア上のワークがガイド部に当接する速度と、第２コンベア上のワークがガイド部に当接する速度が略等しいので、第１コンベア上のワークがガイド部に当接する状態と、第２コンベア上のワークがガイド部に当接する状態とは、それほど大きな差がない。したがって、当該ガイド部によりワークが流される方向と、第１コンベアおよび第２コンベアのそれぞれによるワークの搬送方向とがなす角度を略等しくすることができ、コンベアの長さの増大を防ぐことができる。そして、設備の省スペース化を実現することが可能となる。
【００２５】
また、上記第２コンベアにより搬送されているワークのうち、上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に到達したワークの数が、上記第２コンベアにより搬送されているワークの個数に達したことを、上記第２コンベアを駆動するスプロケットの回転角を検出することで確認すると、上記第１コンベアを起動させることが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、上記第２コンベアにより搬送されているワークのうち、上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に到達したワークの数は、上記第２コンベアを駆動するスプロケットの回転角を検出することにより確認される。
【００２７】
よって、ワークに外的作用を及ぼすことなく上記ワークの数を計数することが可能となるので、ワークの変質を防止することができる。また、回転角の検出を行っているので、特別な対策を行うことなく、コンベア速度の変化に対応することが可能である。
【００２８】
また、上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、上記第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことの検知は、上記最前部と上記最後部との間に隙間が生じたことを検知することで行われることが好ましい。
【００２９】
上記構成によれば、上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、上記第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことの検知は、上記最前部と上記最後部との間に隙間が生じたことを光電管によって検知することによって行われる。
【００３０】
よって、上記最前部と最後部との間の隙間を検知したかどうかという基準のみによって起動タイミングを判断することができる。したがって、例えばバルクおよびワークの大きさなどのパラメータを入力する手間を省くことが可能となり、簡単に起動タイミングの判断を行うことができる。
【００３１】
本発明にかかるワーク搬送装置は、上記コンベア動作制御装置を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るコンベア動作制御装置は、以上のように、上記の課題を解決するために、ワークのバルクを、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの動作を制御するためのコンベア動作制御装置であって、上記複数のコンベアに含まれる第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動手段を備える構成である。
【００３３】
それゆえ、上記第１コンベアが起動するまでの間は、第１コンベアの駆動電力は不要となるため、電力消費量を抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の一形態にかかるワーク搬送装置を示す模式図であり、（ｂ）は、上記ワーク搬送装置の変更例を示す模式図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態におけるバルクの切り出しの様子を示す模式図である。
【図３】図１および図６に示すベルトコンベアの速度の比較図である。
【図４】図１および図６に示すワーク搬送装置の電力消費量の比較図である。
【図５】一般的なワーク搬送装置の構成を示す模式図である。
【図６】一般的なワーク搬送装置において、ワークのバルクを切り出す様子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の実施の一形態について図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３６】
〔ワーク搬送装置１００の構成〕
まず、図１（ａ）を用いて、本発明の実施の一形態にかかるワーク搬送装置１００の構成を説明する。図１（ａ）は、本発明の実施の一形態にかかるワーク搬送装置を示す模式図である。図１に示すように、ワーク搬送装置１００は、ベルトコンベア（コンベア）１０１・１０２・１０３・１０４・１０５・１０６と、ガイド部１０９と、コンベア動作制御装置１１０と、起動停止タイミング判断部１２０とを備えている。
【００３７】
また、ワーク搬送装置１００は、当該搬送装置の外部から供給され、３列のベルトコンベア１０１・１０２・１０３にまたがった供給位置に積載されたワーク１３１のバルク１３０を、当該３列のベルトコンベアに時間差を設けて起動することで切り出し、上記ワーク１３１の整列を効率的に行うものである。なお、バルク１３０の切り出しに加担するベルトコンベアの数は３列に限定されるものではなく、２列以上であれば、何列でもかまわない。なお、バルク１３０の切り出しの具体的な手順については、後段の〔本実施形態におけるコンベア動作〕にて説明する。
【００３８】
また、ベルトコンベア１０１〜１０４は、上流のベルトコンベア１０１から下流に向かってこの順番で平行に並ぶ、直線状のベルトコンベアである。なお、ベルトコンベア１０１〜１０４の幅の合計値はＷである。
【００３９】
また、ベルトコンベア１０４の下流には、ベルトコンベア１０５と、その下流にベルトコンベア１０６とが接続され、ベルトコンベア１０６は次工程の場所（排出位置）に向かって延伸している。
【００４０】
そして、ベルトコンベア１０１〜１０３により切り出されたバルク１３０は、ベルトコンベア１０４〜１０６において下流側のベルトコンベアに乗り換えるうちに少ない列数に整列され、ベルトコンベア１０６上ではワーク１３１が一列となって搬送される。
【００４１】
なお、ベルトコンベア１０１〜１０３は同じ幅を持ち、ベルトコンベア１０４およびベルトコンベア１０５は、いずれもその半分ほどの幅を持つ。そして、ベルトコンベア１０６はさらに幅が狭く、上述のように、１列に整列されたワーク１３１が搬送可能な幅となっている。
【００４２】
ここで、図１（ｂ）は、ワーク搬送装置１００の変更例を示す模式図である。図１（ｂ）において、図１（ａ）と共通であるベルトコンベア１０５、ベルトコンベア１０６、コンベア動作制御装置１１０、コンベア起動停止部１１１および起動停止タイミング判断部１２０は省略している。
【００４３】
ワーク搬送装置１００は、図１（ｂ）に示すように、ベルトコンベア１０３の幅がベルトコンベア１０１および１０２の幅よりも狭くなるように構成されていてもよい。このような構成とすることで、ベルトコンベア１０３上に積載されるワーク１３１の数が少なくなるため、当該ワーク１３１がガイド部１０９に衝突する際に生じる抵抗を、少なくすることが可能となる。よって、ワーク１３１の破損の防止が可能となる。
【００４４】
また、ベルトコンベア１０３の幅を狭くすれば、ベルトコンベア１０３上でガイド部１０９に当接しているワーク１３１の数は減少するため、ベルトコンベア１０３上に積載されている総てのワーク１３１の底部で生じる摩擦抵抗の総量が低減し、よって、消費電力を低減することが可能となる。
【００４５】
ここで、ベルトコンベア１０３は、ベルトコンベア１０１および１０２よりも先に起動し、そして、最後に停止する。なお、各コンベアを起動および停止するタイミングの詳細は、後述の〔本実施形態におけるコンベア動作〕にて説明する。
【００４６】
すなわち、ベルトコンベア１０３は、上記３列のベルトコンベアのうちで最も稼働時間が長いので、上述の、ワーク１３１の破損防止、消費電力の低減といった効果を、最も多く得ることができる。
【００４７】
よって、ベルトコンベア１０３の幅を、ベルトコンベア１０１および１０２の幅よりも狭くすれば、ワーク１３１の破損の防止および消費電力の低減を効果的に行うことができる。
【００４８】
また、本実施形態において、上記ワークは、例えば、ガラスびん、スチール缶、アルミ缶、ペットボトル等の梱包容器である。
【００４９】
ガイド部１０９は、ベルトコンベア１０１〜１０４の下流端部付近に備えられる板状の部材であり、各ベルトコンベアにより図中矢印の向きに搬送されるワークを堰き止め、一段下流のベルトコンベアへと流すものである。
【００５０】
コンベア動作制御装置１１０は、コンベア起動停止部（コンベア起動手段・コンベア停止手段）１１１を備え、ベルトコンベア１０１〜１０３の起動および停止を制御するものである。また、起動停止タイミング判断部１２０は、ベルトコンベア１０１〜１０３を起動ないし停止させるための検知信号（詳細は後述する）をコンベア起動停止部１１１に送信するものである。
【００５１】
そして、コンベア起動停止部１１１は、起動停止タイミング判断部１２０から検知信号を受信すると、受信した検知信号に応じて、ベルトコンベアを起動すべき旨を命令する信号である起動命令信号、あるいはベルトコンベアを停止すべき旨を命令する信号である停止命令信号を、ベルトコンベア１０１〜１０３のそれぞれへと送信する。
【００５２】
なお、コンベア動作制御装置１１０による具体的なコンベア動作の制御方法については、後段の〔本実施形態におけるコンベア動作〕および〔ベルトコンベアの起動停止タイミング判断〕において詳細に説明する。
【００５３】
コンベア動作制御装置１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリ等で構成することができる。この場合、コンベア動作制御装置１１０は、図示しない記憶装置などに記憶されているベルトコンベアの起動／停止を制御するためのプログラムを、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成される一次記憶部に読み出して実行する。これにより、コンベア動作制御装置１１０は、ベルトコンベア１０１〜１０６の起動／停止、特にベルトコンベア１０１〜１０３の起動／停止を制御する。
【００５４】
コンベア動作制御装置１１０による具体的なコンベア動作のベルトコンベア１０１〜１０３の起動／停止の制御方法については後述する。
【００５５】
起動停止タイミング判断部１２０は、ベルトコンベア１０１〜１０３の起動および停止のタイミングを判断するものであり、ベルトコンベア１０１〜１０３を駆動するスプロケットの回転角を示す信号を検知信号として生成するセンサ、および各コンベア上に積載されたワーク１３１の有無を示す信号を検知信号として生成する光電管により実現される。起動停止タイミング判断部１２０は、当該検知信号をコンベア起動停止部１１１へ送信する。
【００５６】
なお、ベルトコンベア１０１〜１０６は、一般的に用いられるベルトコンベアであり、モータによって駆動するベルトの上部にワークを積載し、一定方向に搬送するものである。なお、ベルトコンベアは、チェーンコンベア、ローラコンベア、およびスクリュコンベアなどの各種コンベアであってもよい。
【００５７】
〔本実施形態におけるコンベア動作〕
次に、本実施形態におけるコンベア動作を、図２を用いて説明する。図２（ａ）〜図２（ｄ）は、本実施形態におけるバルク２２０の切り出しの様子を示す模式図である。
【００５８】
以下では、コンベア動作制御装置１１０によって制御される各ベルトコンベアが、下流側に隣接するベルトコンベアの状態から判断されるどのようなタイミングおよび速度にて、コンベア起動停止部１１１によって起動されるかを説明する。そして、ワークのバルクがどのように切り出されるかについて説明する。
【００５９】
なお、以降で説明される内容は、ベルトコンベアの列数に関わらず、ほぼ同様の内容でバルクが切り出されていくことは、当業者なら容易に理解できることである。
【００６０】
つまり、以降の説明においては、説明を分かりやすくするために、５列のベルトコンベアによりバルク２２０の切り分けを行うものとしている。しかしながら、図１に示したような３列のベルトコンベアがバルク１３０の切り出しを行うワーク搬送装置１００についても、以降で説明する内容とほぼ同様にバルクが切り出されることは、当業者であれば容易に理解できる。
【００６１】
まず、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、ベルトコンベア２０１・２０２・２０３・２０４・２０５・２０６は、上流のベルトコンベア２０１からこの順番で平行に並んでいる。なお、ベルトコンベア２０１〜２０５はすべて略同速度であり、ベルトコンベア２０６はより高速度である。
【００６２】
また、ガイド部２０９は、ガイド部１０９と同様に、ベルトコンベア２０１〜２０６の下流端部付近に備えられ、各ベルトコンベアにより図中矢印の向きに搬送されるワーク２２１を堰き止め、一段下流のベルトコンベアへと流すものである。
【００６３】
なお、以下の説明においては、図中矢印により示されるベルトコンベアの進行方向を「前方」と定義するものとする。
【００６４】
はじめに、バルク２２０が外部から供給され、ベルトコンベア２０１〜２０５にまたがって積載されると、ベルトコンベア（第２コンベアに相当）２０５が起動する。
【００６５】
すると、図２（ａ）に示すように、ベルトコンベア２０５上に積載されたワーク２２１のみがベルトコンベア２０５によって搬送され、やがてガイド部２０９に当接し、ベルトコンベア２０６へと流される。
【００６６】
そして、ベルトコンベア２０４（ベルトコンベア２０５を第２コンベアとみなした場合、第１コンベアに相当）は、下流側に隣接するベルトコンベア２０５上に積載されたワーク２２１の最後部αが、ベルトコンベア２０４上に積載されたワーク２２１の最前部βより前に到達した場合に起動する。よって、図２（ａ）に示すように、最後部αは、最前部βの上流側斜め後方を搬送される形となる。なお、上記起動停止タイミングを判断する方法の詳細については後に説明する。
【００６７】
また仮に、最後部αが最前部βよりも前に到達しないうちにベルトコンベア２０４が起動すると、ベルトコンベア２０４上に積載されたワーク２２１が、その後ガイド部２０９に当接して下流へと流される際に、ベルトコンベア２０５上に積載されるワーク２２１と衝突を起こす。このように、ガイド部２０９に当接する箇所において、ワーク２２１同士の衝突が起こると、その結果、当該衝突が起きた場所でワーク２２１の列数が増大し、後にワークを一列に整列させることが困難となる。
【００６８】
しかし、上述のように、最後部αは、最前部βの上流側斜め後方を搬送される。よって、ベルトコンベア２０４上に積載されるワーク２２１は、ガイド部２０９に当接する際に、ベルトコンベア２０５上に積載されたワーク２２１と衝突を起こすことがなく、図２（ｂ）に示すように、ベルトコンベア２０５上に積載されていたワーク２２１の後ろに続いて流されていく。
【００６９】
また、ベルトコンベア２０３（ベルトコンベア２０４を第２コンベアとみなした場合、第１コンベアに相当）も同様に、下流側に隣接するベルトコンベア２０４（ここでは第２コンベアに相当）に積載されたワークの最後部α´が、ベルトコンベア２０３上に積載されたワーク２２１の最前部β´より前に到達した場合に起動する。よって、最後部α´は、最前部β´の上流側斜め後方を搬送されるので、図２（ｃ）に示すように、ベルトコンベア２０３上に積載されるワーク２２１はベルトコンベア２０４上に積載されていたワーク２２１の後ろに続いて下流へと流されていく。
【００７０】
その後、ベルトコンベア２０２およびベルトコンベア２０１も同様のタイミングにて起動するため、図２（ｄ）に示すように、ワーク２２１同士の衝突を起こすことなく搬送することが可能である。
【００７１】
そして、ベルトコンベア２０１〜２０６は、ワーク２２１が全く積載されていない状態になると停止し、次にバルクが供給されるのを待つ。
【００７２】
なお、図２（ｄ）において、ベルトコンベア２０５からより高速度のベルトコンベア２０６に乗り移ったワーク２２１は、ベルトコンベア２０１〜２０５上に積載されているワーク２２１よりもばらけている。これは、高速度のベルトコンベア２０６上のワークが、低速度のベルトコンベア２０５上のワークに対して、どんどん下流に進行しようとするからである。
【００７３】
そして、ベルトコンベア２０６上においてもそうなっているように、ガイド部２０９によりワークが流される方向と、当該ベルトコンベア２０６によるワークの搬送方向とがなす角度θを、ガイド部２０９によりワークが流される方向と、低速度のベルトコンベア２０５とがなす角度よりも大きくしておかなければ、高速度のベルトコンベア２０６上のワークがガイド部２０９に当接する際の衝撃が大きくなってしまい、ワークの破損を招来する。そして、このように角度の差を設けることは、コンベア長さの増大に繋がってしまう。
【００７４】
しかしながら、ベルトコンベア２０１〜２０５を略同速度で運動させることにより、複数のワークがガイド部に当接した際に、均一な状態で複数のワークをガイド部に当接させることができる。たとえば、ベルトコンベア２０５上のワークがガイド部２０９に当接する速度と、ベルトコンベア２０４のワークがガイド部２０９に当接する速度とが略等しいので、ベルトコンベア２０５上のワークがガイド部に当接する状態と、ベルトコンベア２０４上のワークがガイド部に当接する状態とは、それほど大きな差がない。
【００７５】
したがって、ガイド部２０９によりワークが流される方向と、ベルトコンベア２０４および２０５のそれぞれによるワークの搬送方向とがなす角度を略等しくすることができ、コンベアの長さの増大を防ぐことができる。よって、設備の省スペース化を実現することが可能となる。
【００７６】
なお、同様に、本実施形態ではコンベア起動停止部１１１の制御によって、上記ベルトコンベア１０１〜ベルトコンベア１０３が略同速度で運動するが、ベルトコンベア１０１〜１０３が、制御を受けずとも、略同速度で運動するように初期設定されていてもよい。
【００７７】
〔ベルトコンベアの起動停止タイミング判断〕
次に、〔本実施形態におけるコンベア動作〕欄にて説明したベルトコンベアの起動および停止について、そのタイミングの判断方法について説明する。
【００７８】
まず、起動時の説明を行う。本実施形態において、起動停止タイミング判断部１２０は、上述のとおり、各ベルトコンベアのコンベアベルトを駆動するスプロケットの回転角を示す信号を検知信号として生成するセンサ（図示せず）を備える。そして、検知信号が示すスプロケットの回転角から、各コンベアにより一定時間内に搬送されたワーク１３１の数を把握することができる。
【００７９】
ベルトコンベア１０２および１０３を例にとって具体的に説明すると以下の通りである。コンベア起動停止部１１１は、上記センサから受信した検知信号が示す、ベルトコンベア１０３を駆動するスプロケットの回転角と、そのスプロケットの歯数とから、ベルトコンベア１０３の移動量を算出する。さらに、当該移動量をワーク１３１の胴径によって除し、またさらにベルトコンベア１０３上に積載されるワーク１３１の列数を乗じる。すると、ベルトコンベア１０３上に積載されたワーク１３１のうち、ベルトコンベア１０２上に積載されたワーク１３１の最前部よりも前に到達したワーク１３１の数が得られる。そして、ベルトコンベア１０２上に積載されたワーク１３１の最前部よりも前に到達したワーク１３１の数が、ベルトコンベア１０３により搬送されているワークの個数に達した時に、コンベア起動停止部１１１は、当該上流側のベルトコンベアに起動命令信号を送信する。
【００８０】
次に、停止時の説明を行う。起動停止タイミング判断部１２０は、上述のとおり、各コンベア上に積載されたワーク１３１の有無を示す信号を検知信号として生成する光電管（図示せず）を備える。
【００８１】
そして、コンベア動作制御装置１１０は、いずれかのベルトコンベア上からワーク１３１が無くなったことを示す検知信号を、上記光電管から受信すると、当該ワーク１３１が無くなったベルトコンベアに停止命令信号を送信する。
【００８２】
また、光電管は、ベルトコンベアの起動タイミングの判断に用いることも可能である。
【００８３】
たとえば、上流側のベルトコンベア上に積載されたワークの最前部の前を、下流側のベルトコンベア上に積載されたワークが全て通過したことを、光電管によって上記最前部と上記最後部との間の隙間を検知する方法が考えられる。
【００８４】
なお、起動停止タイミング判断部１２０は、各コンベア上の上記隙間の検知を、上記光電管のみならず、レーザなど他の構成によって行ってもよい。
【００８５】
〔ベルトコンベアの速度設定〕
次に、ベルトコンベア１０１〜１０６の速度、およびベルトコンベア５０１〜５０８の速度設定について、図３を用いて説明する。
【００８６】
図３はベルトコンベア１０１〜１０６およびベルトコンベア５０１〜５０８の速度の比較図である。
【００８７】
図３において、上部のグラフは、左から順番に、ベルトコンベア１０１〜１０６の速度を表し、下部のグラフは、左から順番に、ベルトコンベア５０１〜５０８の速度を表す。
【００８８】
図３に表すように、ベルトコンベア１０１〜１０３の速度は、一分あたりのワーク搬送数Ｎ（ｍｉｎ−１）、ベルトコンベア１０１〜１０４の幅の合計値Ｗ（ｍ）およびワーク胴径ｄ（ｍ）を用いて、３Ｎ・ｄ２／Ｗ（ｍ／ｍｉｎ）で表される。なお、図３中におけるＮの単位「ｂｐｍ」とは、「ｂｏｔｔｌｅ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅｓ」の略語であり、「ｍｉｎ−１」と同じ次元である。
【００８９】
また、ベルトコンベア５０１の速度は、上記Ｎ、ｄおよびベルトコンベア５０１の幅Ｗ´（ｍ）を用いて、Ｎ・ｄ２／Ｗ´（ｍ／ｍｉｎ）で表される。また、〔背景技術〕の項で説明したとおり、ベルトコンベア５０２〜５０８は下流のベルトコンベアほど高速度になるような速度設定となっている。
【００９０】
また、ベルトコンベア１０６および５０８の速度は、一分間に排出される数のワークを一列に連ねたときの全長であるといえるので、Ｎ・ｄ（ｍ／ｍｉｎ）で表される。
【００９１】
また、図３に示すように、ベルトコンベア５０２〜５０８は、下流のベルトコンベアほど高速度に設定されている。一般的なワーク搬送装置においては、このような速度設定とすることで、ワークを一列に整列させている。
【００９２】
これに対し、ワーク搬送装置１００においては、ベルトコンベア１０４〜１０６に関しては、下流のベルトコンベアほど高速度であるが、バルクの切り出しを行うベルトコンベア１０１〜１０３は略同速度に設定されている。ワーク搬送装置１００の構成において説明したとおりである。
【００９３】
〔電力消費量〕
次に、図４を用いてワーク搬送装置１００の電力消費量について説明する。
【００９４】
図４は、ワーク搬送装置１００およびワーク搬送装置５００の電力消費量の比較図である。
【００９５】
図４に示すように、最初はベルトコンベア１０５およびベルトコンベア１０６の２列のみが稼動しており、その後、前項（本実施形態におけるコンベア動作）にて説明した起動タイミングで、ベルトコンベア１０４、ベルトコンベア１０３、ベルトコンベア１０２、ベルトコンベア１０１がこの順番で起動していき、最終的に６列のベルトコンベアが稼動する。そして、一段のバルクを処理し終えると、ベルトコンベア１０１〜１０４は停止する。
【００９６】
このように、ベルトコンベア１０１〜１０４は、搬送するべきワークが無い時は停止するので、常時４列のコンベアが稼動している場合と同じ量の電力消費ですむ。これは、常時８列のベルトコンベアが稼動するワーク搬送装置５００の出力消費量を１００％とすると半分の５０％であり、このことから、ワーク搬送装置１００が少ない電力消費量でワークのバルクを整列・搬送することが言える。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、小規模の生産ライン内のワークのバルクの搬送装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１００ ワーク搬送装置
１０１〜１０６ ベルトコンベア（コンベア）
１０９ ガイド部
１１０ コンベア動作制御装置
１１１ コンベア起動停止部（コンベア起動手段・コンベア停止手段）
１２０ 起動停止タイミング判断部
１３０、２２０ バルク
１３１、２２１ ワーク
α、α´ 最後部
β、β´ 最前部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークのバルクを一列に整列させつつ搬送するためのコンベア動作制御装置、ワーク搬送装置およびコンベア動作制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生産設備において、梱包容器や原材料、中間生成物といった各種ワークのバルクを、単列化しつつ搬送するワーク搬送装置において、ジャミングを起こすことなくワークを単列化するための様々な技術が開発されている。
【０００３】
たとえば、図５に示すようなワーク搬送装置５００が存在する。図５は、一般的なワーク搬送装置の構成を示す模式図である。図５に示すように、ワーク搬送装置５００は、ベルトコンベア５０１・５０２・５０３・５０４・５０５・５０６・５０７・５０８およびガイド部５０９を備える。
【０００４】
ベルトコンベア５０１〜５０８は、上流から下流に向かってこの順番で並んでおり、また、ベルトコンベア５０２〜５０８は、下流のベルトコンベアほど高速度になるような速度設定で常時稼動している。
【０００５】
また、ガイド部５０９は、ベルトコンベア５０２〜５０８の下流端部付近に備えられる板状の部材であり、各ベルトコンベアにより搬送されるワークを堰き止め、一段下流のベルトコンベアへと流すものである。
【０００６】
次に、図６は、一般的なワーク搬送装置において、ワークのバルクを切り出す様子を模式的に示す図である。速度差を設けた複数のベルトコンベアを常時稼動させてワークのバルクを切り出す様子を、図６を用いて説明すると、以下のとおりである。
【０００７】
図６に示すように、ベルトコンベア６０１へと供給されたバルク６１０は、ベルトコンベア６０１によりベルトコンベア６０２へと押し出され、ガイド部６０９に当接した後、下流側のベルトコンベア６０３〜６０８へと順番に流されていく。
【０００８】
ここで、図６において矢印の長短によって示されているように、下流側のベルトコンベアほど高速度となるように速度設定がなされている。すると、ワーク６１１は、下流のベルトコンベアへと流される度に、上流のベルトコンベアに搬送されていたときよりも、ガイド部６０９に対してさらにばらけて当接しようとする。その結果、ベルトコンベア６０１から押し出されたワーク６１１は、下流へと流される間に徐々に整列されていき、ベルトコンベア６０８まで到達する頃には、ワーク６１１は一列となって搬送される。
【０００９】
そのほかに、特許文献１には、コンベアの速度比を、それ以前の小さな速度比から大きな速度比へ変更することで、容器の方向が不揃いになることを防止する技術が開示されている。
【００１０】
また、特許文献２には、順列に加速される多列並行コンベア、及び当該コンベア上に搬送幅を狭めるようにカーブして設けられた片側案内板を設け、容器の単列流を円滑に形成させる技術が開示されている。
【００１１】
また、特許文献３には、コンベアの速度およびガイド部の当該コンベアに対する傾斜角度の関係を規定することで、壜の移送をスムーズに行いつつ、壜がガイド部に衝突する際の転倒を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３３４８６３号公開公報（平成１１年１２月７日公開）
【特許文献２】特開２００９−２２０９３７号公開公報（平成２１年１０月１日公開）
【特許文献３】特許第４００６２８５号公報（平成１９年８月３１日登録）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上記従来技術においては、全てのベルトコンベアが常時稼働しているため、電気消費量が増大してしまうという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、ワークのバルクを一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの電力消費量を低減可能な、コンベア動作制御装置、ワーク搬送装置、コンベア動作制御方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るコンベア動作制御装置は、上記の課題を解決するために、ワークのバルクを、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの動作を制御するためのコンベア動作制御装置であって、上記複数のコンベアに含まれる第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動手段を備えていることを特徴としている。
【００１６】
本発明に係るコンベア動作制御方法は、ワークのバルクを、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの動作を制御するためのコンベア動作制御方法であって、上記複数のコンベアに含まれる第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動ステップを備えていることを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知した後、コンベア起動手段およびコンベア起動ステップは、第１コンベアを起動する。
【００１８】
よって、上記第１コンベアが起動するまでの間は、第１コンベアの駆動電力は不要となるため、電力消費量を抑えることが可能となる。
【００１９】
また、上記第１コンベアにより搬送されているワークがなくなったことを検知すると、上記第１コンベアを停止させるコンベア停止手段を備えていることが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、第１コンベアは、搬送すべきワークがなくなると停止され、次に起動されるまでの間は、駆動電力は不要となるため、より効果的に電力消費量を抑えることが可能となる。
【００２１】
また、上記第１コンベアと、上記第２コンベアとを略同速度で運動させることが好ましい。
【００２２】
下流側のコンベアほど搬送速度を速くすることで、多列に並んでいたワークを一列に整列することが一般的に行われている。また、各コンベアの前方には、ワークを堰き止め、一段下流のコンベアにワークを流す為のガイド部が設けられている。
【００２３】
そして、従来のコンベアにおいては、コンベアにより搬送された複数のワークがガイド部に当接した際、コンベア間の速度差によって、当該複数のワークは、なるべくばらけてガイド部に当接しようとする。つまり、速度の速い下流側コンベア上のワークが、速度の遅い上流側コンベア上のワークに対して、どんどん下流に進行しようとする。したがって、当該ガイド部によりワークが流される方向と、速度の速いコンベアによるワークの搬送方向とがなす角度を、上記ガイド部によりワークが流される方向と、速度の遅いコンベアによりワークの搬送方向とがなす角度よりも大きくしておかなければ、速度の速い下流側コンベア上のワークがガイド部に当接した際の衝撃が大きくなってしまい、ワークの破損を招来する。そしてこのように角度の差を設けることは、コンベア長さの増大に繋がってしまう。
【００２４】
しかしながら、第１コンベアと第２コンベアとを略同速度で運動させることにより、複数のワークがガイド部に当接した際に、均一な状態で複数のワークをガイド部に当接させることができる。つまり、第１コンベア上のワークがガイド部に当接する速度と、第２コンベア上のワークがガイド部に当接する速度が略等しいので、第１コンベア上のワークがガイド部に当接する状態と、第２コンベア上のワークがガイド部に当接する状態とは、それほど大きな差がない。したがって、当該ガイド部によりワークが流される方向と、第１コンベアおよび第２コンベアのそれぞれによるワークの搬送方向とがなす角度を略等しくすることができ、コンベアの長さの増大を防ぐことができる。そして、設備の省スペース化を実現することが可能となる。
【００２５】
また、上記第２コンベアにより搬送されているワークのうち、上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に到達したワークの数が、上記第２コンベアにより搬送されているワークの個数に達したことを、上記第２コンベアを駆動するスプロケットの回転角を検出することで確認すると、上記第１コンベアを起動させることが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、上記第２コンベアにより搬送されているワークのうち、上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に到達したワークの数は、上記第２コンベアを駆動するスプロケットの回転角を検出することにより確認される。
【００２７】
よって、ワークに外的作用を及ぼすことなく上記ワークの数を計数することが可能となるので、ワークの変質を防止することができる。また、回転角の検出を行っているので、特別な対策を行うことなく、コンベア速度の変化に対応することが可能である。
【００２８】
また、上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、上記第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことの検知は、上記最前部と上記最後部との間に隙間が生じたことを検知することで行われることが好ましい。
【００２９】
上記構成によれば、上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、上記第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことの検知は、上記最前部と上記最後部との間に隙間が生じたことを光電管によって検知することによって行われる。
【００３０】
よって、上記最前部と最後部との間の隙間を検知したかどうかという基準のみによって起動タイミングを判断することができる。したがって、例えばバルクおよびワークの大きさなどのパラメータを入力する手間を省くことが可能となり、簡単に起動タイミングの判断を行うことができる。
【００３１】
本発明にかかるワーク搬送装置は、上記コンベア動作制御装置を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るコンベア動作制御装置は、以上のように、上記の課題を解決するために、ワークのバルクを、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの動作を制御するためのコンベア動作制御装置であって、上記複数のコンベアに含まれる第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動手段を備える構成である。
【００３３】
それゆえ、上記第１コンベアが起動するまでの間は、第１コンベアの駆動電力は不要となるため、電力消費量を抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の一形態にかかるワーク搬送装置を示す模式図であり、（ｂ）は、上記ワーク搬送装置の変更例を示す模式図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態におけるバルクの切り出しの様子を示す模式図である。
【図３】図１および図６に示すベルトコンベアの速度の比較図である。
【図４】図１および図６に示すワーク搬送装置の電力消費量の比較図である。
【図５】一般的なワーク搬送装置の構成を示す模式図である。
【図６】一般的なワーク搬送装置において、ワークのバルクを切り出す様子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の実施の一形態について図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３６】
〔ワーク搬送装置１００の構成〕
まず、図１（ａ）を用いて、本発明の実施の一形態にかかるワーク搬送装置１００の構成を説明する。図１（ａ）は、本発明の実施の一形態にかかるワーク搬送装置を示す模式図である。図１に示すように、ワーク搬送装置１００は、ベルトコンベア（コンベア）１０１・１０２・１０３・１０４・１０５・１０６と、ガイド部１０９と、コンベア動作制御装置１１０と、起動停止タイミング判断部１２０とを備えている。
【００３７】
また、ワーク搬送装置１００は、当該搬送装置の外部から供給され、３列のベルトコンベア１０１・１０２・１０３にまたがった供給位置に積載されたワーク１３１のバルク１３０を、当該３列のベルトコンベアに時間差を設けて起動することで切り出し、上記ワーク１３１の整列を効率的に行うものである。なお、バルク１３０の切り出しに加担するベルトコンベアの数は３列に限定されるものではなく、２列以上であれば、何列でもかまわない。なお、バルク１３０の切り出しの具体的な手順については、後段の〔本実施形態におけるコンベア動作〕にて説明する。
【００３８】
また、ベルトコンベア１０１〜１０４は、上流のベルトコンベア１０１から下流に向かってこの順番で平行に並ぶ、直線状のベルトコンベアである。なお、ベルトコンベア１０１〜１０４の幅の合計値はＷである。
【００３９】
また、ベルトコンベア１０４の下流には、ベルトコンベア１０５と、その下流にベルトコンベア１０６とが接続され、ベルトコンベア１０６は次工程の場所（排出位置）に向かって延伸している。
【００４０】
そして、ベルトコンベア１０１〜１０３により切り出されたバルク１３０は、ベルトコンベア１０４〜１０６において下流側のベルトコンベアに乗り換えるうちに少ない列数に整列され、ベルトコンベア１０６上ではワーク１３１が一列となって搬送される。
【００４１】
なお、ベルトコンベア１０１〜１０３は同じ幅を持ち、ベルトコンベア１０４およびベルトコンベア１０５は、いずれもその半分ほどの幅を持つ。そして、ベルトコンベア１０６はさらに幅が狭く、上述のように、１列に整列されたワーク１３１が搬送可能な幅となっている。
【００４２】
ここで、図１（ｂ）は、ワーク搬送装置１００の変更例を示す模式図である。図１（ｂ）において、図１（ａ）と共通であるベルトコンベア１０５、ベルトコンベア１０６、コンベア動作制御装置１１０、コンベア起動停止部１１１および起動停止タイミング判断部１２０は省略している。
【００４３】
ワーク搬送装置１００は、図１（ｂ）に示すように、ベルトコンベア１０３の幅がベルトコンベア１０１および１０２の幅よりも狭くなるように構成されていてもよい。このような構成とすることで、ベルトコンベア１０３上に積載されるワーク１３１の数が少なくなるため、当該ワーク１３１がガイド部１０９に衝突する際に生じる抵抗を、少なくすることが可能となる。よって、ワーク１３１の破損の防止が可能となる。
【００４４】
また、ベルトコンベア１０３の幅を狭くすれば、ベルトコンベア１０３上でガイド部１０９に当接しているワーク１３１の数は減少するため、ベルトコンベア１０３上に積載されている総てのワーク１３１の底部で生じる摩擦抵抗の総量が低減し、よって、消費電力を低減することが可能となる。
【００４５】
ここで、ベルトコンベア１０３は、ベルトコンベア１０１および１０２よりも先に起動し、そして、最後に停止する。なお、各コンベアを起動および停止するタイミングの詳細は、後述の〔本実施形態におけるコンベア動作〕にて説明する。
【００４６】
すなわち、ベルトコンベア１０３は、上記３列のベルトコンベアのうちで最も稼働時間が長いので、上述の、ワーク１３１の破損防止、消費電力の低減といった効果を、最も多く得ることができる。
【００４７】
よって、ベルトコンベア１０３の幅を、ベルトコンベア１０１および１０２の幅よりも狭くすれば、ワーク１３１の破損の防止および消費電力の低減を効果的に行うことができる。
【００４８】
また、本実施形態において、上記ワークは、例えば、ガラスびん、スチール缶、アルミ缶、ペットボトル等の梱包容器である。
【００４９】
ガイド部１０９は、ベルトコンベア１０１〜１０４の下流端部付近に備えられる板状の部材であり、各ベルトコンベアにより図中矢印の向きに搬送されるワークを堰き止め、一段下流のベルトコンベアへと流すものである。
【００５０】
コンベア動作制御装置１１０は、コンベア起動停止部（コンベア起動手段・コンベア停止手段）１１１を備え、ベルトコンベア１０１〜１０３の起動および停止を制御するものである。また、起動停止タイミング判断部１２０は、ベルトコンベア１０１〜１０３を起動ないし停止させるための検知信号（詳細は後述する）をコンベア起動停止部１１１に送信するものである。
【００５１】
そして、コンベア起動停止部１１１は、起動停止タイミング判断部１２０から検知信号を受信すると、受信した検知信号に応じて、ベルトコンベアを起動すべき旨を命令する信号である起動命令信号、あるいはベルトコンベアを停止すべき旨を命令する信号である停止命令信号を、ベルトコンベア１０１〜１０３のそれぞれへと送信する。
【００５２】
なお、コンベア動作制御装置１１０による具体的なコンベア動作の制御方法については、後段の〔本実施形態におけるコンベア動作〕および〔ベルトコンベアの起動停止タイミング判断〕において詳細に説明する。
【００５３】
コンベア動作制御装置１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリ等で構成することができる。この場合、コンベア動作制御装置１１０は、図示しない記憶装置などに記憶されているベルトコンベアの起動／停止を制御するためのプログラムを、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成される一次記憶部に読み出して実行する。これにより、コンベア動作制御装置１１０は、ベルトコンベア１０１〜１０６の起動／停止、特にベルトコンベア１０１〜１０３の起動／停止を制御する。
【００５４】
コンベア動作制御装置１１０による具体的なコンベア動作のベルトコンベア１０１〜１０３の起動／停止の制御方法については後述する。
【００５５】
起動停止タイミング判断部１２０は、ベルトコンベア１０１〜１０３の起動および停止のタイミングを判断するものであり、ベルトコンベア１０１〜１０３を駆動するスプロケットの回転角を示す信号を検知信号として生成するセンサ、および各コンベア上に積載されたワーク１３１の有無を示す信号を検知信号として生成する光電管により実現される。起動停止タイミング判断部１２０は、当該検知信号をコンベア起動停止部１１１へ送信する。
【００５６】
なお、ベルトコンベア１０１〜１０６は、一般的に用いられるベルトコンベアであり、モータによって駆動するベルトの上部にワークを積載し、一定方向に搬送するものである。なお、ベルトコンベアは、チェーンコンベア、ローラコンベア、およびスクリュコンベアなどの各種コンベアであってもよい。
【００５７】
〔本実施形態におけるコンベア動作〕
次に、本実施形態におけるコンベア動作を、図２を用いて説明する。図２（ａ）〜図２（ｄ）は、本実施形態におけるバルク２２０の切り出しの様子を示す模式図である。
【００５８】
以下では、コンベア動作制御装置１１０によって制御される各ベルトコンベアが、下流側に隣接するベルトコンベアの状態から判断されるどのようなタイミングおよび速度にて、コンベア起動停止部１１１によって起動されるかを説明する。そして、ワークのバルクがどのように切り出されるかについて説明する。
【００５９】
なお、以降で説明される内容は、ベルトコンベアの列数に関わらず、ほぼ同様の内容でバルクが切り出されていくことは、当業者なら容易に理解できることである。
【００６０】
つまり、以降の説明においては、説明を分かりやすくするために、５列のベルトコンベアによりバルク２２０の切り分けを行うものとしている。しかしながら、図１に示したような３列のベルトコンベアがバルク１３０の切り出しを行うワーク搬送装置１００についても、以降で説明する内容とほぼ同様にバルクが切り出されることは、当業者であれば容易に理解できる。
【００６１】
まず、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、ベルトコンベア２０１・２０２・２０３・２０４・２０５・２０６は、上流のベルトコンベア２０１からこの順番で平行に並んでいる。なお、ベルトコンベア２０１〜２０５はすべて略同速度であり、ベルトコンベア２０６はより高速度である。
【００６２】
また、ガイド部２０９は、ガイド部１０９と同様に、ベルトコンベア２０１〜２０６の下流端部付近に備えられ、各ベルトコンベアにより図中矢印の向きに搬送されるワーク２２１を堰き止め、一段下流のベルトコンベアへと流すものである。
【００６３】
なお、以下の説明においては、図中矢印により示されるベルトコンベアの進行方向を「前方」と定義するものとする。
【００６４】
はじめに、バルク２２０が外部から供給され、ベルトコンベア２０１〜２０５にまたがって積載されると、ベルトコンベア（第２コンベアに相当）２０５が起動する。
【００６５】
すると、図２（ａ）に示すように、ベルトコンベア２０５上に積載されたワーク２２１のみがベルトコンベア２０５によって搬送され、やがてガイド部２０９に当接し、ベルトコンベア２０６へと流される。
【００６６】
そして、ベルトコンベア２０４（ベルトコンベア２０５を第２コンベアとみなした場合、第１コンベアに相当）は、下流側に隣接するベルトコンベア２０５上に積載されたワーク２２１の最後部αが、ベルトコンベア２０４上に積載されたワーク２２１の最前部βより前に到達した場合に起動する。よって、図２（ａ）に示すように、最後部αは、最前部βの上流側斜め後方を搬送される形となる。なお、上記起動停止タイミングを判断する方法の詳細については後に説明する。
【００６７】
また仮に、最後部αが最前部βよりも前に到達しないうちにベルトコンベア２０４が起動すると、ベルトコンベア２０４上に積載されたワーク２２１が、その後ガイド部２０９に当接して下流へと流される際に、ベルトコンベア２０５上に積載されるワーク２２１と衝突を起こす。このように、ガイド部２０９に当接する箇所において、ワーク２２１同士の衝突が起こると、その結果、当該衝突が起きた場所でワーク２２１の列数が増大し、後にワークを一列に整列させることが困難となる。
【００６８】
しかし、上述のように、最後部αは、最前部βの上流側斜め後方を搬送される。よって、ベルトコンベア２０４上に積載されるワーク２２１は、ガイド部２０９に当接する際に、ベルトコンベア２０５上に積載されたワーク２２１と衝突を起こすことがなく、図２（ｂ）に示すように、ベルトコンベア２０５上に積載されていたワーク２２１の後ろに続いて流されていく。
【００６９】
また、ベルトコンベア２０３（ベルトコンベア２０４を第２コンベアとみなした場合、第１コンベアに相当）も同様に、下流側に隣接するベルトコンベア２０４（ここでは第２コンベアに相当）に積載されたワークの最後部α´が、ベルトコンベア２０３上に積載されたワーク２２１の最前部β´より前に到達した場合に起動する。よって、最後部α´は、最前部β´の上流側斜め後方を搬送されるので、図２（ｃ）に示すように、ベルトコンベア２０３上に積載されるワーク２２１はベルトコンベア２０４上に積載されていたワーク２２１の後ろに続いて下流へと流されていく。
【００７０】
その後、ベルトコンベア２０２およびベルトコンベア２０１も同様のタイミングにて起動するため、図２（ｄ）に示すように、ワーク２２１同士の衝突を起こすことなく搬送することが可能である。
【００７１】
そして、ベルトコンベア２０１〜２０６は、ワーク２２１が全く積載されていない状態になると停止し、次にバルクが供給されるのを待つ。
【００７２】
なお、図２（ｄ）において、ベルトコンベア２０５からより高速度のベルトコンベア２０６に乗り移ったワーク２２１は、ベルトコンベア２０１〜２０５上に積載されているワーク２２１よりもばらけている。これは、高速度のベルトコンベア２０６上のワークが、低速度のベルトコンベア２０５上のワークに対して、どんどん下流に進行しようとするからである。
【００７３】
そして、ベルトコンベア２０６上においてもそうなっているように、ガイド部２０９によりワークが流される方向と、当該ベルトコンベア２０６によるワークの搬送方向とがなす角度θを、ガイド部２０９によりワークが流される方向と、低速度のベルトコンベア２０５とがなす角度よりも大きくしておかなければ、高速度のベルトコンベア２０６上のワークがガイド部２０９に当接する際の衝撃が大きくなってしまい、ワークの破損を招来する。そして、このように角度の差を設けることは、コンベア長さの増大に繋がってしまう。
【００７４】
しかしながら、ベルトコンベア２０１〜２０５を略同速度で運動させることにより、複数のワークがガイド部に当接した際に、均一な状態で複数のワークをガイド部に当接させることができる。たとえば、ベルトコンベア２０５上のワークがガイド部２０９に当接する速度と、ベルトコンベア２０４のワークがガイド部２０９に当接する速度とが略等しいので、ベルトコンベア２０５上のワークがガイド部に当接する状態と、ベルトコンベア２０４上のワークがガイド部に当接する状態とは、それほど大きな差がない。
【００７５】
したがって、ガイド部２０９によりワークが流される方向と、ベルトコンベア２０４および２０５のそれぞれによるワークの搬送方向とがなす角度を略等しくすることができ、コンベアの長さの増大を防ぐことができる。よって、設備の省スペース化を実現することが可能となる。
【００７６】
なお、同様に、本実施形態ではコンベア起動停止部１１１の制御によって、上記ベルトコンベア１０１〜ベルトコンベア１０３が略同速度で運動するが、ベルトコンベア１０１〜１０３が、制御を受けずとも、略同速度で運動するように初期設定されていてもよい。
【００７７】
〔ベルトコンベアの起動停止タイミング判断〕
次に、〔本実施形態におけるコンベア動作〕欄にて説明したベルトコンベアの起動および停止について、そのタイミングの判断方法について説明する。
【００７８】
まず、起動時の説明を行う。本実施形態において、起動停止タイミング判断部１２０は、上述のとおり、各ベルトコンベアのコンベアベルトを駆動するスプロケットの回転角を示す信号を検知信号として生成するセンサ（図示せず）を備える。そして、検知信号が示すスプロケットの回転角から、各コンベアにより一定時間内に搬送されたワーク１３１の数を把握することができる。
【００７９】
ベルトコンベア１０２および１０３を例にとって具体的に説明すると以下の通りである。コンベア起動停止部１１１は、上記センサから受信した検知信号が示す、ベルトコンベア１０３を駆動するスプロケットの回転角と、そのスプロケットの歯数とから、ベルトコンベア１０３の移動量を算出する。さらに、当該移動量をワーク１３１の胴径によって除し、またさらにベルトコンベア１０３上に積載されるワーク１３１の列数を乗じる。すると、ベルトコンベア１０３上に積載されたワーク１３１のうち、ベルトコンベア１０２上に積載されたワーク１３１の最前部よりも前に到達したワーク１３１の数が得られる。そして、ベルトコンベア１０２上に積載されたワーク１３１の最前部よりも前に到達したワーク１３１の数が、ベルトコンベア１０３により搬送されているワークの個数に達した時に、コンベア起動停止部１１１は、当該上流側のベルトコンベアに起動命令信号を送信する。
【００８０】
次に、停止時の説明を行う。起動停止タイミング判断部１２０は、上述のとおり、各コンベア上に積載されたワーク１３１の有無を示す信号を検知信号として生成する光電管（図示せず）を備える。
【００８１】
そして、コンベア動作制御装置１１０は、いずれかのベルトコンベア上からワーク１３１が無くなったことを示す検知信号を、上記光電管から受信すると、当該ワーク１３１が無くなったベルトコンベアに停止命令信号を送信する。
【００８２】
また、光電管は、ベルトコンベアの起動タイミングの判断に用いることも可能である。
【００８３】
たとえば、上流側のベルトコンベア上に積載されたワークの最前部の前を、下流側のベルトコンベア上に積載されたワークが全て通過したことを、光電管によって上記最前部と上記最後部との間の隙間を検知する方法が考えられる。
【００８４】
なお、起動停止タイミング判断部１２０は、各コンベア上の上記隙間の検知を、上記光電管のみならず、レーザなど他の構成によって行ってもよい。
【００８５】
〔ベルトコンベアの速度設定〕
次に、ベルトコンベア１０１〜１０６の速度、およびベルトコンベア５０１〜５０８の速度設定について、図３を用いて説明する。
【００８６】
図３はベルトコンベア１０１〜１０６およびベルトコンベア５０１〜５０８の速度の比較図である。
【００８７】
図３において、上部のグラフは、左から順番に、ベルトコンベア１０１〜１０６の速度を表し、下部のグラフは、左から順番に、ベルトコンベア５０１〜５０８の速度を表す。
【００８８】
図３に表すように、ベルトコンベア１０１〜１０３の速度は、一分あたりのワーク搬送数Ｎ（ｍｉｎ−１）、ベルトコンベア１０１〜１０４の幅の合計値Ｗ（ｍ）およびワーク胴径ｄ（ｍ）を用いて、３Ｎ・ｄ２／Ｗ（ｍ／ｍｉｎ）で表される。なお、図３中におけるＮの単位「ｂｐｍ」とは、「ｂｏｔｔｌｅ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅｓ」の略語であり、「ｍｉｎ−１」と同じ次元である。
【００８９】
また、ベルトコンベア５０１の速度は、上記Ｎ、ｄおよびベルトコンベア５０１の幅Ｗ´（ｍ）を用いて、Ｎ・ｄ２／Ｗ´（ｍ／ｍｉｎ）で表される。また、〔背景技術〕の項で説明したとおり、ベルトコンベア５０２〜５０８は下流のベルトコンベアほど高速度になるような速度設定となっている。
【００９０】
また、ベルトコンベア１０６および５０８の速度は、一分間に排出される数のワークを一列に連ねたときの全長であるといえるので、Ｎ・ｄ（ｍ／ｍｉｎ）で表される。
【００９１】
また、図３に示すように、ベルトコンベア５０２〜５０８は、下流のベルトコンベアほど高速度に設定されている。一般的なワーク搬送装置においては、このような速度設定とすることで、ワークを一列に整列させている。
【００９２】
これに対し、ワーク搬送装置１００においては、ベルトコンベア１０４〜１０６に関しては、下流のベルトコンベアほど高速度であるが、バルクの切り出しを行うベルトコンベア１０１〜１０３は略同速度に設定されている。ワーク搬送装置１００の構成において説明したとおりである。
【００９３】
〔電力消費量〕
次に、図４を用いてワーク搬送装置１００の電力消費量について説明する。
【００９４】
図４は、ワーク搬送装置１００およびワーク搬送装置５００の電力消費量の比較図である。
【００９５】
図４に示すように、最初はベルトコンベア１０５およびベルトコンベア１０６の２列のみが稼動しており、その後、前項（本実施形態におけるコンベア動作）にて説明した起動タイミングで、ベルトコンベア１０４、ベルトコンベア１０３、ベルトコンベア１０２、ベルトコンベア１０１がこの順番で起動していき、最終的に６列のベルトコンベアが稼動する。そして、一段のバルクを処理し終えると、ベルトコンベア１０１〜１０４は停止する。
【００９６】
このように、ベルトコンベア１０１〜１０４は、搬送するべきワークが無い時は停止するので、常時４列のコンベアが稼動している場合と同じ量の電力消費ですむ。これは、常時８列のベルトコンベアが稼動するワーク搬送装置５００の出力消費量を１００％とすると半分の５０％であり、このことから、ワーク搬送装置１００が少ない電力消費量でワークのバルクを整列・搬送することが言える。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、小規模の生産ライン内のワークのバルクの搬送装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１００ ワーク搬送装置
１０１〜１０６ ベルトコンベア（コンベア）
１０９ ガイド部
１１０ コンベア動作制御装置
１１１ コンベア起動停止部（コンベア起動手段・コンベア停止手段）
１２０ 起動停止タイミング判断部
１３０、２２０ バルク
１３１、２２１ ワーク
α、α´ 最後部
β、β´ 最前部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークのバルクを、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの動作を制御するためのコンベア動作制御装置であって、
上記複数のコンベアに含まれる第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動手段を備えていることを特徴とするコンベア動作制御装置。
【請求項２】
上記第１コンベアにより搬送されているワークがなくなったことを検知すると、上記第１コンベアを停止させるコンベア停止手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のコンベア動作制御装置。
【請求項３】
上記第１コンベアと、上記第２コンベアとを略同速度で運動させることを特徴とする請求項１または２に記載のコンベア動作制御装置。
【請求項４】
上記第２コンベアにより搬送されているワークのうち、上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に到達したワークの数が、上記第２コンベアにより搬送されているワークの個数に達したことを、上記第２コンベアを駆動するスプロケットの回転角を検出することで確認すると、上記第１コンベアを起動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンベア動作制御装置。
【請求項５】
上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、上記第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことの検知は、上記最前部と上記最後部との間に隙間が生じたことを検知することで行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンベア動作制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のコンベア動作制御装置を有することを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項７】
ワークのバルクを、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの動作を制御するためのコンベア動作制御方法であって、
上記複数のコンベアに含まれる第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動ステップを備えていることを特徴とするコンベア動作制御方法。
【請求項１】
ワークのバルクを、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの動作を制御するためのコンベア動作制御装置であって、
上記複数のコンベアに含まれる第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動手段を備えていることを特徴とするコンベア動作制御装置。
【請求項２】
上記第１コンベアにより搬送されているワークがなくなったことを検知すると、上記第１コンベアを停止させるコンベア停止手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のコンベア動作制御装置。
【請求項３】
上記第１コンベアと、上記第２コンベアとを略同速度で運動させることを特徴とする請求項１または２に記載のコンベア動作制御装置。
【請求項４】
上記第２コンベアにより搬送されているワークのうち、上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に到達したワークの数が、上記第２コンベアにより搬送されているワークの個数に達したことを、上記第２コンベアを駆動するスプロケットの回転角を検出することで確認すると、上記第１コンベアを起動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンベア動作制御装置。
【請求項５】
上記第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、上記第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことの検知は、上記最前部と上記最後部との間に隙間が生じたことを検知することで行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンベア動作制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のコンベア動作制御装置を有することを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項７】
ワークのバルクを、上流側の供給位置から下流側の排出位置へと一列に整列させつつ搬送する複数のコンベアの動作を制御するためのコンベア動作制御方法であって、
上記複数のコンベアに含まれる第１コンベアにより搬送されるワークの最前部よりも前に、当該第１コンベアに対して下流側で隣接する第２コンベアにより搬送されているワークの最後部が到達したことを検知すると、上記第１コンベアを起動させるコンベア起動ステップを備えていることを特徴とするコンベア動作制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１９００９１（Ｐ２０１１−１９００９１Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５９６０９（Ｐ２０１０−５９６０９）
【出願日】平成２２年３月１６日（２０１０．３．１６）
【出願人】（０００１７８８２６）日本山村硝子株式会社 (140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１６日（２０１０．３．１６）
【出願人】（０００１７８８２６）日本山村硝子株式会社 (140)
【Ｆターム（参考）】
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