説明

箱詰め装置の運転方法

【課題】 物品収容部外へと物品を飛び出させるリスクおよび無端ベルトへの過剰負荷が、従来例よりも低減する箱詰め装置の運転方法を提供する。
【解決手段】 箱詰め装置100の運転方法は、整列コンベア2の運転パターンが、物品1の受け渡しにおける整列コンベア2での物品の処理能力に応じて区分けされている。そして、制御装置30が、検出手段20を用いて物品供給コンベア3での物品1の供給能力のサンプリングを行い、このサンプリングデータに基づいて物品1の供給能力の最大値を抽出し、この最大値に適合する運転パターンの設定値を用いて整列コンベア2での物品1の処理能力を調整する方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は箱詰め装置の運転方法に関する。特に、本発明は箱詰め装置の運転パターンの切り替え技術に関する。
【背景技術】
【0002】
図5に示すように、複数枚の仕切板2A間に物品1を収容することによって物品1を整列可能な整列コンベア2が、箱詰め装置10の物品1の搬送手段として用いられる。
【0003】
この整列コンベア2では、無端ベルト2V上に複数枚の仕切板2Aが立設しており、仕切板2Aの間に物品収容部2Cが形成される。そして、仕切板2Aが、コレイター部5の端部において、下方から上方に折り返すときに、物品供給コンベア3から図中のX方向に搬送される物品1が1個ずつ、物品収容部2C内に投入される。
【0004】
次いで、図5に示すように、物品収容部2C内の物品1は、コレイター部5における整列コンベア2の仕切板2Aの搬送動作によって、物品押し出し位置9に整列する。そして、物品1は、押し出しプレート4により整列コンベア2の側方(図5のY方向)に押し出される。
【0005】
その後、複数の物品1は、一対の保持プレート(図示せず)によって両側から挟むように保持される。そして、一対のシャッター部材(図示せず)が、左右に2分されるように開くと、この状態の物品1を、物品1の吸引手段(図示せず)および物品1の昇降手段(図示せず)を用いて降下させることができる。これにより、シャッター部材の下方に配置された外装箱(例えば、段ボール箱;図示せず)に物品1が収納される。
【0006】
なお、ここでの「コレイター部5」とは、物品1の集積場所のことをいい、例えば、図5に示すように、物品供給コンベア3によって搬送された物品1を、整列コンベア2の物品収容部2Cに1個ずつ順次、投入および収容させ、物品押し出し位置9に整列させる、整列コンベア2の部分に相当する。
【0007】
以上の箱詰め装置10では、物品供給コンベア3の供給能力が変動した場合、このような変動に合わせて整列コンベア2の仕切板2Aの搬送動作(仕切板2Aの移動速度等)を補正できると便利である。
【0008】
そこで、物品供給コンベア上の物品の搬送間隔が変動する場合、整列コンベアの収容ポケットの移動速度を、所定の補正タイミングにおいて補正するようにした制御方法がすでに提案されている(特許文献1参照)。また、この特許文献1では、物品供給コンベア上に配された一つまたは二つの光電センサの出力信号に基づいて、上記物品の搬送間隔および上記補正タイミングを求めることも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2002−284308号公報(図1および段落0020,0025,0030参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
ところで、従来の箱詰め装置10では、コレイター部5の無端ベルト2V(例えば、チェーンベルト)は、物品供給コンベア3における整列コンベア2への物品1の最大供給能力に適合できるレベルで常に回転している。よって、コレイター部5において、この最大供給能力よりも低い供給能力の下で、物品供給コンベア3から整列コンベア2への物品1の供給が行われる場合でも、コレイター部5の無端ベルト2Vは、上記最大供給能力に適合できるレベルの過剰な回転動作が行われる。このため、コレイター部5の無端ベルト2Vの運動性能は、物品供給コンベア3における整列コンベア2への物品1の供給能力がその最大供給能力よりも低く設定されている場合は、不必要に高くなる。その結果、従来の箱詰め装置10では、物品収容部2C内の物品1を外側へと向ける遠心力および無端ベルト2Vへの負荷が過剰に働く場合がある。
【0011】
以上の理由により、本件発明者等は、物品収容部2C外へと物品1を飛び出させるリスクの低減および無端ベルト2Vへの過剰負荷の低減において、従来の箱詰め装置10には未だ改善の余地があると判断している。
【0012】
なお、特許文献1では、上述の如く、物品供給コンベア上の物品の搬送間隔の変動に応じて整列コンベアでの物品の収容ポケットの移動速度が補正されている。また、特許文献1では、整列コンベアの物品の収容ポケットの空きスペース発生を防止するよう、物品の欠落検出が意図されている。
【0013】
しかし、特許文献1の制御方法に倣って、物品の欠落検出のたびに整列コンベア2の無端ベルト2Vの移動速度を頻繁に切り替えると、必ずしも、無端ベルト2Vへの過剰負荷の低減に有効ではない。例えば、無端ベルト2Vでの過度な速度切り替え動作は、却って、無端ベルト2Vの寿命低下を招く場合がある。
【0014】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、物品収容部外へと物品を飛び出させるリスクおよび無端ベルトへの過剰負荷が、従来例よりも低減する箱詰め装置の運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記課題を解決するため、本発明は、無端ベルト上に立設する複数の仕切部材によって形成されている物品収容部を用いて、前記無端ベルトの移動方向に沿って物品を整列させる整列コンベアと、前記物品収容部に前記物品を1個ずつ、供給する物品供給コンベアと、前記物品供給コンベアと前記整列コンベアとの間の前記物品の受け渡しにおける前記物品供給コンベアの物品の供給能力を検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号を受け取ることができる制御装置と、を備える箱詰め装置の運転方法であって、
前記整列コンベアの運転パターンが、前記物品の受け渡しにおける前記整列コンベアでの物品の処理能力に応じて区分けされ、
前記制御装置が、前記検出手段を用いて前記物品供給コンベアでの前記物品の供給能力のサンプリングを行い、前記サンプリングデータに基づいて前記物品の供給能力の最大値を抽出し、前記最大値に適合する前記運転パターンの設定値を用いて前記物品の処理能力を調整する、箱詰め装置の運転方法を提供する。
【0016】
以上により、本発明の箱詰め装置の運転方法では、物品供給コンベアの物品の供給能力の最大値に適合する運転パターンの設定値を用いて整列コンベアの物品の処理能力を調整しているので、物品収容部外へと物品を飛び出させるリスクおよび無端ベルトへの過剰負荷が、従来例よりも低減する。
【0017】
また、本発明の箱詰め装置の運転方法では、前記制御装置は、前記検出手段を用いて、前記物品の供給能力を監視することにより、前記調整された物品の処理能力の上限を超える前記物品の供給が検出された場合、前記物品の処理能力を上げる方向に前記運転パターンを切り替えるとよい。
【0018】
以上により、上記調整された物品の処理能力の上限を超える物品の供給でも物品を適切に処理可能(つまり、コレイター部での物品の受取可能)に整列コンベアでの物品の処理能力を調整できる。
【0019】
また、本発明の箱詰め装置の運転方法では、前記無端ベルトが架けられたプーリに駆動力を与える駆動装置を更に備えてもよい。そして、前記駆動装置の回転軸の駆動のための入力値を前記運転パターンの設定に用いてもよい。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、物品収容部外へと物品を飛び出させるリスクおよび無端ベルトへの過剰負荷が、従来例よりも低減する箱詰め装置の運転方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】図1は、本発明の実施形態の箱詰め装置の一構成例を示した図である。
【図2】図2は、図2の箱詰め装置の整列コンベアおよび物品供給コンベアの一部を側面視した図である。
【図3】図3は、本発明の実施形態の箱詰め装置の動作例を示したフローチャートである。
【図4】図4は、図3の整列コンベアの運転パターン設定の説明に用いる図である。
【図5】図5は、従来の箱詰め装置の一構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、重複する要素の説明を省略ないし簡略化する場合がある。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。つまり、以下の実施形態の説明は、上記箱詰め装置の運転方法の特徴を例示しているに過ぎない。
(実施形態)
[箱詰め装置の構成]
図1は、本発明の実施形態の箱詰め装置の一構成例を示した図である。図2は、図1の箱詰め装置の整列コンベアおよび物品供給コンベアの一部を側面視した図である。
【0023】
図1および図2に示すように、本実施形態の箱詰め装置100は、無端ベルト2V上に立設する複数の仕切板2A(複数のフィンからなる仕切部材)によって形成されている物品収容部2Cを用いて、無端ベルト2Vの移動方向に沿って物品1を整列できる整列コンベア2と、物品収容部2Cに1個ずつ、物品1を供給できる物品供給コンベア3と、物品供給コンベア3と整列コンベア2との間の物品1の受け渡しにおける物品供給コンベア3の物品1の供給能力を検出する反射型の光電センサ20(検出手段)と、光電センサ20の出力信号を受け取ることができる制御装置30と、を備える。
【0024】
また、図1および図2に示すように、整列コンベア2と、物品供給コンベア3と、は、物品1の搬送方向(X方向)に沿って並んで配置されている。
【0025】
整列コンベア2は、図1および図2に示す如く、複数本の無端ベルト2Vが架けられた一対のプーリ2R(物品供給コンベア3から離れている側のプーリの図示は省略)を備え、サーボモータ(駆動装置)2Dを用いて両プーリ2Rのうち何れか一方をドライブプーリとして駆動できるように構成されている。一方、物品供給コンベア3は、無端ベルト3Vが架けられた一対のプーリ3R(整列コンベア2から離れている側のプーリの図示は省略)を備え、サーボモータ(駆動装置)3Dを用いて両プーリ3Rのうち何れか一方をドライブプーリとして駆動できるように構成されている。
【0026】
反射型の光電センサ20は、投光部(図示せず)からの出射光が物品1によって反射された反射光を受光部(図示せず)において検出し出力信号を得るセンサである。本実施形態では、光電センサ20は、その検出窓が、物品供給コンベア3の無端ベルト3Vに対向するように配置されている。これにより、光電センサ20を用いて物品1の通過の有無を検出でき、その検出結果を出力信号として制御装置30に送信できる。
【0027】
なお、本検出手段として、光電センサ20に代えて、他のセンサ(例えば、超音波センサ等)を用いてもよい。
【0028】
制御装置30は、例えば、CPUと、このCPUの制御プログラム及び制御パラメータ等が記憶されているROM及びRAMのメモリ等を備えたマイクロコントローラ等からなる。制御装置30のCPUが、メモリに記憶されている制御プログラムを実行することにより、この箱詰め装置100全体の動作の制御等を行う。例えば、制御装置30は、上記サーボモータ2D、3Dの駆動を制御する。また、本実施形態の箱詰め装置100では、制御装置30は、光電センサ20の出力信号に基づいて、整列コンベア2の運転パターンの切り替えも制御する(詳細は後述する)。
【0029】
なお、制御装置30は、必ずしも、単独の制御装置で構成される必要はなく、複数の制御装置が分散配置されていて、それらが協働して箱詰め装置100の動作を制御するよう構成されていてもよい。
【0030】
このように、本実施形態の箱詰め装置100のハードウェアは、物品供給コンベア3の無端ベルト3V上に光電センサ20を設けたこと以外は、図5の従来の箱詰め装置10の構成と同じであり、後述する箱詰め装置の動作(運転方法)に特徴がある。よって、ここでは、両者に共通する構成の詳細な説明は省略する。
[箱詰め装置の動作]
図3は、本発明の実施形態の箱詰め装置の動作例を示したフローチャートである。
【0031】
図3の各動作フローを実行するための制御プログラムおよび制御パラメータは、予め制御装置30のメモリに記憶されている。
【0032】
そして、上記制御プログラムおよび制御パラメータは、箱詰め装置100の運転開始時に、制御装置30のメモリからCPUに読み出され、この制御プログラムに基づいて、制御装置30が、以下の動作を箱詰め装置100の各部を制御しながら実行する。
【0033】
まず、ユーザーにより箱詰め装置100の運転開始ボタン(図示せず)が押されると、箱詰め装置100では、物品1の処理能力が最大となる運転パターン(後述の「第1運転パターン」)の設定値を用いて整列コンベア2の運転が開始される(ステップS301)。
【0034】
この状態で、制御装置30は、光電センサ20の出力信号を常時監視しており、所定のサンプリング時間の間(例えば、1分間)、この出力信号を用いて、物品供給コンベア3での物品1の供給能力についてのサンプリングデータを取得する(ステップS302)。
【0035】
なお、上記サンプリング時間は、ユーザーにより任意の値に設定できるように構成するとよい。
【0036】
例えば、制御装置30は、光電センサ20を用いて無端ベルト3V上の個々の物品1の先端部1A(図2参照)が光電センサ20を通過するときのタイミングを取得できる。すると、物品1が光電センサ20を通過するたびに(例えば、物品1の先端部1Aが光電センサ20の検知窓の真下を通るたびに)、両隣の物品1(先行の物品1と後続の物品1)が光電センサ20を通過するタイミングの時間差を求めることができる。これにより、制御装置30は、この時間差から所定の単位時間(例えば、1分間)内に物品1が光電センサ20を通過する物品1の個数を予測できる(以下、本個数のことを「物品1の通過予測個数」と略す場合がある)。つまり、本実施形態の箱詰め装置100では、制御装置30が、物品1が光電センサ20を通過するたびに、物品1の通過予測個数をサンプリングでき、このような物品1の通過予測個数はそれぞれ、物品1のそれぞれが光電センサ20を通過したときの物品供給コンベア3の物品1の供給能力を表している。
【0037】
次に、制御装置30は、ステップS302のサンプリングデータに基づいて、物品供給コンベア3の物品1の供給能力の最大値を抽出する(ステップS303)。具体的には、制御装置30は、上記物品1の通過予測個数の最大値を、物品供給コンベア3の物品1の供給能力の最大値として抽出することができる。
【0038】
そして、制御装置30は、ステップS302の最大値に適合する整列コンベア2の運転パターンの設定値を用いて、整列コンベア2での物品1の処理能力を自動的に調整する(ステップS304)。
【0039】
ここで、以下の表1では、整列コンベア2の運転パターンの設定例が示されている。なお、表1の運転パターンは、ユーザーにより任意に設定できるように構成するとよい。
【0040】
【表1】

【0041】
本実施形態の箱詰め装置100では、表1に示すように、整列コンベア2の運転パターンが、物品供給コンベア3と整列コンベア2との間の物品1の受け渡しにおける、整列コンベア2での物品1の処理能力に応じて4つのパターンに区分けされている。
【0042】
具体的には、整列コンベア2での物品1の処理個数(コレイター部5での物品1の受取可能個数)が、120〜101パック/分の「第1運転パターン」と、100〜91パック/分の「第2運転パターン」と、90〜71パック/分の「第3運転パターン」と、70〜51パック/分の「第4運転パターン」と、50パック/分以下の「第5運転パターン」と、が例示されている。
【0043】
また、本実施形態の箱詰め装置100では、表1に示すように、サーボモータ3Dの回転軸を駆動のための入力値が整列コンベア2の運転パターンの設定に用いられている。
【0044】
具体的には、上記「第1、第2、第3、第4および第5運転パターン」はそれぞれ、コレイター部5の仕切板2A(無端ベルト2V)の動作(受取、搬送およびシフト)のそれぞれに対し、サーボモータ3Dの回転軸のS字駆動200(図4参照)の入力値(速度、加速度、減速度およびS字カーブ特性)をパラメータに用いて定められている。
【0045】
なお、上記受取とは、物品供給コンベア3と整列コンベア2との間の物品1の受け渡しが行われる整列コンベア2の物品受取位置11(図1参照)における仕切板2Aの動作のことを指す。上記搬送とは、整列コンベア2の物品受取位置11から整列コンベア2の物品押し出し位置9(図1参照)までの仕切板2A(無端ベルト2V)の動作を指す。上記シフトとは、整列コンベア2の物品押し出し位置9から整列コンベア2の仕切板待機位置12(図1参照)までの仕切板2A(無端ベルト2V)の動作を指す。
【0046】
また、上記速度は、サーボモータ3Dの回転軸の最高速度に対する割合(パーセント)により設定されている。上記加減速度は、図4に示すように、サーボモータ3Dの回転軸がその最高速度に到達するまでの時間ta、tb(ms)により設定されている。例えば、サーボモータ3Dの回転軸の最高速度が3000rpm、時間ta=200msの場合、サーボモータ3Dの回転軸がその最高速度に到達するまでの時間は200msである。この場合、上記割合が30%とすると、目的の速度に到達するまでの時間は、約66.7msと見積もることができる。また、上記S字カーブ特性は、図4に示すように、目的の速度(但し、図4では最高速度で例示)に到達するまでの遅れ時間(フィルタ時定数)td(ms)により設定されている。つまり、遅れ時間tdの設定により、サーボモータ3Dの加速領域および減速領域での最初の部分と最後の部分と、が、図4に示す如く緩やかなカーブを描くことができる。このため、サーボモータ3DのS字駆動200では、台形駆動300に比べて目的の速度に到達する時間が遅れる。
【0047】
このようにして、本実施形態の箱詰め装置100では、整列コンベア2での物品1の処理能力に対応した運転パターンを設定可能なテーブル(表1)が予め準備され、本テーブルが制御装置30のメモリに記憶されている。
【0048】
これにより、本実施形態の箱詰め装置100では、整列コンベア2での物品1の処理能力の変更において互いに複雑に絡み合う速度、加減速度およびフィルタ時定数の個々の調整が不要となり、上記テーブル(表1)を用いて、整列コンベア2での物品1の処理能力を簡易かつ適切に切り替えることができる。
【0049】
以上の表1を参照すると、上記ステップS304において、ステップS303の最大値が、例えば、60(パック/分)の場合、制御装置30は、この最大値に適合する「第4運転パターン」の設定値を用いて、整列コンベア2での物品1の処理能力(つまり、コレイター部5の無端ベルト2Vの運転性能)を自動的に調整できる。
【0050】
つまり、本実施形態の箱詰め装置100では、物品供給コンベア3における整列コンベア2への物品1の供給能力(具体的には、物品1の通過予測個数の最大値としての60パック/分)が、物品1の処理能力が最大となる「第1運転パターン」の下限(具体的には、101パック/分)よりも低い場合、この最大値(60パック/分)の物品1を処理できる必要最小限の「第4運転パターン」にまで、整列コンベア2のコレイター部5の無端ベルト2Vの運転性能を低くできる。
【0051】
これにより、本実施形態の箱詰め装置100では、物品収容部2C内の物品1を外側へと向ける遠心力および無端ベルト2Vへの負荷が過剰に働くことを低減できる。
【0052】
ここで、上記ステップS304において、制御装置30は、光電センサ20の出力信号を常時監視している。そして、ステップS305では、制御装置30は、光電センサ20の出力信号を用いて、ステップS304の運転パターンに対応する整列コンベア2での物品1の処理能力の上限を超える物品1の供給が検出されるか否かを判定している。
【0053】
例えば、ステップS304の運転パターンが、「第4運転パターン」の場合、制御装置30は、光電センサ20の出力信号に基づいて、「第4運転パターン」における物品1の処理能力の上限(70パック/分)を超える物品1の供給が検出されるか否かを判定している。
【0054】
制御装置30が、ステップS304の運転パターンに対応する物品1の処理能力の上限を超える物品1の供給を検出していない場合(ステップS305において「No」の場合)、整列コンベア2において物品1を適切に処理可能(つまり、コレイター部5での物品1の受取可能)であると考えられる。この場合、ステップS304の運転パターンを用いた整列コンベア2の運転がそのまま維持される。
【0055】
一方、制御装置30が、ステップS304の運転パターンに対応する物品1の処理能力の上限を超える物品1の供給を検出した場合(ステップS305において「Yes」の場合)、整列コンベア2において物品1を処理不能(つまり、コレイター部5での物品1の受取ミス)に陥ると考えられる。この場合、整列コンベア2での物品1の処理能力を上げる方向に整列コンベア2の運転パターンが即座に切り替えられる(ステップS306)。
【0056】
例えば、ステップS304の運転パターンが、「第4運転パターン」の場合に、制御装置30が、光電センサ20の出力信号を用いて、整列コンベア2での物品1の処理能力の上限(70パック/分)を超える物品供給コンベア3での物品1の供給例として、物品1の通過予測個数が80パック/分となる状態を検出したとする。この場合、制御装置30は、整列コンベア2の運転パターンを、「第4運転パターン」よりも物品1の処理能力が高い「第1運転パターン」、「第2運転パターン」或いは「第3運転パターン」に即座に切り替える。
【0057】
これにより、ステップS304の運転パターンに対応する整列コンベア2での物品1の処理能力の上限を超える物品1の供給でも物品1を適切に処理可能(つまり、コレイター部5での物品1の受取可能)に整列コンベア2での物品1の処理能力を自動的に調整できる。
【0058】
なお、このとき、コレイター部5の無端ベルト2Vの運動性能は、不必要に高くなっている場合があるので、ステップS302に戻り、ステップS302のサンプリングデータの取得が再び行われ、ステップS302以降の動作が繰り返される。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明の箱詰め装置の運転方法によれば、物品収容部外へと物品を飛び出させるリスクおよび無端ベルトへの過剰負荷を従来例よりも低減できる。よって、本発明は、例えば、ポテトチップ、豆、飴等の食品が袋詰めまたは箱詰めされた物品を、段ボール箱等の外装箱の内部に整然と自動収納できる箱詰め装置に利用できる。
【符号の説明】
【0060】
1 物品
2 整列コンベア
2A 仕切板
2C 物品収容部
3 物品供給コンベア
4 押し出しプレート
9 物品押し出し位置
11 整列コンベアの物品受取位置
12 整列コンベアの仕切板待機位置
20 光電センサ
30 制御装置
10,100 箱詰め装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
無端ベルト上に立設する複数の仕切部材によって形成されている物品収容部を用いて、前記無端ベルトの移動方向に沿って物品を整列させる整列コンベアと、前記物品収容部に前記物品を1個ずつ、供給する物品供給コンベアと、前記物品供給コンベアと前記整列コンベアとの間の前記物品の受け渡しにおける前記物品供給コンベアの物品の供給能力を検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号を受け取ることができる制御装置と、を備える箱詰め装置の運転方法であって、
前記整列コンベアの運転パターンが、前記物品の受け渡しにおける前記整列コンベアでの物品の処理能力に応じて区分けされ、
前記制御装置が、前記検出手段を用いて前記物品供給コンベアでの前記物品の供給能力のサンプリングを行い、前記サンプリングデータに基づいて前記物品の供給能力の最大値を抽出し、前記最大値に適合する前記運転パターンの設定値を用いて前記物品の処理能力を調整する、箱詰め装置の運転方法。
【請求項2】
前記制御装置は、前記検出手段を用いて、前記物品の供給能力を監視することにより、前記調整された物品の処理能力の上限を超える前記物品の供給が検出された場合、前記物品の処理能力を上げる方向に前記運転パターンを切り替える、請求項1に記載の箱詰め装置の運転方法。
【請求項3】
前記無端ベルトが架けられたプーリに駆動力を与える駆動装置を更に備え、
前記駆動装置の回転軸の駆動のための入力値を前記運転パターンの設定に用いる、請求項1または2に記載の箱詰め装置の運転方法。


【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate


【公開番号】特開2012−153398(P2012−153398A)
【公開日】平成24年8月16日(2012.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−13648(P2011−13648)
【出願日】平成23年1月26日(2011.1.26)
【出願人】(000208444)大和製衡株式会社 (535)
【Fターム(参考)】