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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fördervorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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In
der Industrie sind verschiedene Arten von Fördervorrichtungen weit verbreitet,
wobei jede Vorrichtung eine Mehrzahl von Rollen aufweist, wie es
in 13 gezeigt ist. Diese Fördervorrichtung 100 umfasst
ein Paar von Rahmen 101, die parallel zueinander angeordnet
sind und zwischen sich Rollen 102 und 103 halten.
Einige dieser Rollen 102 sind freie Rollen, die sich frei
relativ zu ihren Achsen drehen können.
Die anderen Rollen 103 sind jeweils motorbetriebene Rollen,
die einen Motor und ein Drehzahlreduktionsmittel aufweisen, so dass
der Motor jede Rolle 103 zwangsweise um seine Achse antreibt.
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Eine
derartige Fördervorrichtung 100 umfasst
ferner mehrere Sensoren 105, die auf dem und entlang des
Rahmens 105 angeordnet sind. Jeder Sensor 101,
wie beispielsweise ein lichtempfindlicher Sensor, erfasst Artikel,
die auf und entlang der Fördervorrichtung 100 bewegt
werden.
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Die
Fördervorrichtung 100 umfasst
ferner eine distale Steuerung oder eine Endsteuerung 106 zum
Steuern des Betriebs dieser motorbetriebenen Rollen (nachfolgend
als „motorisierte
Rollen" bezeichnet) 103.
Ein Überwachungs- oder zentrales Kontrollsystem,
wie beispielsweise eine nicht dargestellte programmierbare Steuerung,
ist mit der Endsteuerung 106 verbunden. Das zentrale Steuerungssystem
erfasst oder bestimmt basierend auf Datensignalen von den Sensoren 105,
ob ein Artikel auf der Vorrichtung 100 gefördert wird.
Wenn ein Artikel auf diese weise erfasst wird, werden die motorisierten Rollen 103 betätigt.
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Der
so genannte Vereinzelungsmodus sowie der so genannte „slug"-Modus sind bekannte
Verfahren zum synchronen oder gleichzeitigen Transportieren mehrerer
Artikel.
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In
dem Vereinzelungsmodus befindet sich stets wenigstens eine leere
oder ungenutzte Zone zwischen zwei benachbarten Zonen, in denen
gerade Artikel transportiert werden. Die Rollen einer Zone werden
nur dann betätigt,
wenn ein Artikel in dieser Zone erfasst wurde, jedoch kein Artikel
in der stromabwärts
angeordneten Zone detektiert wurde.
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In
dem „slug"-Modus bleibt die
Ausbildung jeder Reihe von geförderten
Artikeln während
ihres Transports von einer Zone in die benachbarte, stromabwärts angeordnete
Zone unverändert.
Ungeachtet dessen, ob in der stromabwärts angeordneten Zone ein Artikel
vorhanden ist oder nicht, werden die Rollen der einen Zone betätigt. Dieses
Prinzip kann jedoch nicht auf den stromabwärts angeordneten Endbereich
einer derartigen Transportlinie angewendet werden.
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Normalerweise
wird in wenigstens einer Walze, die einen derartigen Endbereich
bildet, ein Bremsmechanismus vorge sehen. Ein Bremsschuh oder dergleichen
wird elektrisch betätigt,
um den zylindrischen Körper
der Walze aufgrund der Reibung zwischen dem Körper und dem Schuh anzuhalten,
so dass jeder Artikel, der sich in einem derartigen Endbereich befindet,
in diesem verweilt.
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Bei
der bekannten Fördervorrichtung 100 müssen zusätzlich zu
den freien und motorisierten Rollen 102 und 103 zum
Transportieren von Artikeln Sensoren 105 zum Erfassen der
geförderten
Artikel an dem Rahmen 101 angeordnet sein. Um die Artikel ordnungsgemäß zu ihrem
Ziel zu fördern,
müssen viele
Sensoren 105 an dem Rahmen 101 angeordnet werden.
Entsprechend erfordert der Aufbau der Fördervorrichtung 100 viele
und verschiedene Einzelbauteile, wie beispielsweise die freien und
motorisierten Rollen 102 und 103, die Sensoren 105,
die Endsteuerung 106 und Kabel, um die Sensoren mit der Steuerung
zu verbinden. Aufgrund einer derart großen Anzahl von Bauteilen ist
der Aufbau der bekannten Fördervorrichtung
kompliziert, weshalb ihr Zusammenbau entsprechend komplex und teuer
ist, was ein Problem darstellt.
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Die
Druckschrift US-A-6,378,694 schlägt
vor, eine Fördervorrichtung
zu steuern, indem Änderungen
der Drehgeschwindigkeit einer motorisierten Rolle erfasst werden,
um eine Mehrzahl von Objekten entlang der Fördervorrichtung zu transportieren, während vermieden
wird, dass ein Objekt mit einem anderen Objekt aufgrund einer Verzögerung an
einem bestimmten Punkt des Förderwegs
kollidiert.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem für eine Fördervorrichtung
zu schaffen, die eine geringe Anzahl von Bauteilen aufweist, wie
beispielsweise Sensoren, Steuerungen und Kabel zum Verbinden der
Sensoren.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein
auf der Fördervorrichtung
befindlicher Artikel kann einer derartigen plötzlichen Änderung des Drehzustandes des
Motors nicht folgen. In einem solchen Fall wird die auf den Motor
wirkende Trägheitskraft
des Artikels zu einem normalen Drehwiderstand addiert, den das Gewicht
des Artikels stets auf den Motor ausübt. Wenn sich ein Artikel auf
der Rolle befindet, so wird eine stärkere Bremskraft auf den Motor
ausgeübt,
was zu einer abrupteren Änderung seines
Drehzustandes führt.
Anders gesagt kann das Vorhandensein/Nicht-Vorhandensein des Artikels
genauer erfasst werden, indem eine solche plötzliche Äderung des Drehzustands des
Motors erzeugt wird.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schafft eine Fördervorrichtung mit einer Vielzahl
von Rollen zur Förderung
eines Artikels, einem Motor, um wenigstens eine der Rollen anzutreiben, und
einer Steuerung, um die Tätigkeit
des Motors zu steuern. Die Steuerung umfasst einen Rotationsdetektor,
um eine aktuelle Information hin sichtlich des Rotationszustandes
von irgendeiner der Rollen zu erhalten. Die Steuerung umfasst ferner
einen Artikelstatusdetektor, welcher derart ausgebildet ist, dass die
aktuelle Information mit einem Standardwert verglichen wird, der
normale Rotationen der Rolle darstellt. Auf der Basis eines derart
ermittelten Unterschieds zwischen der aktuellen Information und
dem Standardwert wird der gegenwärtige
Status des geförderten
Artikels bestimmt.
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Die
zuvor verwendete Bezeichnung „Rotationszustand" bezieht sich unter
anderem auf die Geschwindigkeit, die Richtung, die Beschleunigung/Abbremsung,
den Winkelabstand, die Dauer und auf andere Merkmale der Drehbewegung
der Rolle. Die Bezeichnung „Materialzustand" bezieht sich unter
anderem auf das Vorhandensein/Nicht-Vorhandensein eines Artikels
an einer vorbestimmten Position der Vorrichtung, auf das Gewicht
des Artikels sowie auf die Normalität/Abnormalität der Bewegung
des geförderten
Artikels, wobei diese Definitionen für die nachfolgenden Ausführungen
gelten.
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Die
vorliegende Vorrichtung benötigt
keine separaten Sensoren wie die herkömmlichen Vorrichtungen, wobei
der Materialzustand dennoch erfasst werden kann, um einen ordnungsgemäßen Transport des
Artikels durchzuführen.
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Aufgrund
der Eliminierung der bekannten Sensoren wird bei der Fördervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Anzahl von Bauteilen reduziert, weshalb sie einen
einfachen Aufbau aufweist und einfach zusammenzubauen, zu warten
sowie preiswert herzustellen ist.
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Vorzugsweise
ist der Rotationsdetektor derart ausgebildet, dass der Rotationszustand
der Rolle basierend auf einer Information, welche den Rotationszustand
des Motors anzeigt, bestimmt wird.
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Die
gerade verwendete Bezeichnung „Rotationszustand" bezeichnet unter
anderem die Geschwindigkeit, die Richtung, die Beschleunigung/Abbremsung,
den Winkelabstand, die Dauer und sonstige Merkmale der Drehung des
Motors.
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Der
Rotationszustand der Rolle kann somit einfach durch direktes Erfassen
des Drehzustands des Motors ermittelt werden. wenn zwischen den
Motor und die Rolle ein Reduktionsgetriebe zwischengeschaltet wird,
so wird der Motor mit einer höheren
Geschwindigkeit als die Rolle drehen. Selbst eine geringe Änderung
des Drehzustands der Rolle kann in diesem Fall basierend auf einer
solchen direkten Erfassung des Drehzustandes des Motors erfasst
werden.
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Vorzugsweise
kann die Steuerung feststellen, ob ein Artikel auf der Fördervorrichtung
vorhanden ist oder nicht, indem ein aktueller Rotationszustand der
Rolle mit einem vorbestimmten Referenzwert verglichen wird. Dieser
aktuelle Zustand wird, wie zuvor beschrieben, durch den Rotationsdetektor erfasst,
und der vorbestimmte Referenzwert entspricht einem Leerzustand der
Vorrichtung, die nicht mit einem Artikel beladen ist.
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Der
aktuelle Rotationszustand der Rolle wird somit dazu verwendet, das
Vorhandensein/Fehlen des Artikels zu erfassen. Entsprechend benötigt die vorliegende
Vorrichtung keine separaten Sensoren wie die herkömmlichen
Vorrichtungen, wobei dennoch der Materialzustand erfasst werden
kann, um Artikel genau zu ihrem Ziel zu transportieren.
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Der
vorzubestimmende Referenzwert kann durch Messung von Leerdrehungen
erzielt werden, d.h. Drehungen des Motors, wenn die Vorrichtung
mit keinem Artikel beladen ist.
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Ferner
ist die Steuerung bevorzugt ausgebildet, um zu entscheiden, dass
der Artikel mit einem Hindernis kollidiert ist, wenn der Rotationsdetektor eine
viel kleinere Anzahl von Rotationen der Rolle verglichen mit einem
normalen Referenzwert ausgibt.
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Jeder
Zwischenfall oder Vorfall (wie beispielsweise eine Staubildung),
bei dem der Artikel mit einem Hindernis kollidiert, wird auf diese
Weise automatisch in dieser Vorrichtung detektiert, so dass ein Bediener
alarmiert wird und/oder der Motor abgestellt wird, um einen Energieverlust
zu vermeiden oder einen gleichmäßigen Transport
sicherzustellen.
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Die
Steuerung verändert
den Rotationszustand des Rotors beabsichtigt zu Testzwecken von einem
stationären
Modus in einen Vorwärts-Drehmodus
oder vice versa, von einem Vorwärts-
zu einem Rückwärts-Drehmodus
oder vice versa, oder von einem schnelleren zu einem langsameren
Drehmodus oder vice versa. Irgendeine aktuelle Änderung in dem so geänderten
Motor, möglicherweise
hinsichtlich der Last oder einem ähnlichen Parameter, wird verwendet,
um einen aktuellen Rotationszustand der Rolle zu ermitteln.
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Der
Artikel auf der Fördervorrichtung
wird einer derart plötzlichen Änderung
des Drehzustands der Rolle nicht folgen können, wobei diese Änderungen
durch die Veränderung
des Drehzustands des Motors verursacht wurde. In einem solchen Fall
addieren sich die auf einen Motor wirkende Trägheitskraft der Rolle und ein
normaler Drehwiderstand, den der Artikel stets auf diesen Motor
ausübt.
Wenn sich irgendein Artikel auf der Rolle befindet, so wirkt eine stärkere Bremskraft
auf den Motor, was zu einer größeren Änderung
seines Drehzustands führt.
Anders gesagt kann das Vorhandensein/die Abwesenheit des Artikels
genauer erfasst werden, indem der Motor dazu gebracht wird, eine
solche beabsichtigte und plötzliche
Anderung seines Drehzustands auszuführen.
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Vorzugsweise
bewirkt die Steuerung in vorgegebenen, regelmäßigen Zeitintervallen oder
periodisch, dass der Motor eine derartige beabsichtigte und plötzliche Änderung in
seinem Rotationszustand ausführt,
um den Rotationszustand der Rolle zu überprüfen.
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Eine
genaue Erfassung von Artikeln wird durch einen solchen elektrischen
Aufbau der Steuerung ermöglicht,
ohne dass diese durch eine Änderung
des Gewichts oder der Form der Artikel beeinflusst wird.
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Vorzugsweise
wird eine Signalpulsfolge in Reaktion auf Rotationen des Motors
erzeugt, der die Rolle antreibt. Der Rotationsdetektor zählt in diesem Fall
die Anzahl von Signalpulsen, die innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer
von dem Motor ausgegeben werden, um die aktuelle Rotationsgeschwindigkeit
der Rolle zu bestimmen.
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Bei
der vorliegenden Fördervorrichtung
wird die Drehgeschwindigkeit und jede Änderung der Drehgeschwindigkeit
sicher, genau und verlässlich erfasst.
Basierend auf den Informationen bezüglich des Drehzustands der
Rolle, insbesondere bezüglich einer Änderung
ihrer Drehgeschwindigkeit, kann der Zustand des Artikels, der sich
dann auf und entlang der Vorrichtung bewegt, bestimmt werden.
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Vorzugsweise
wird ferner eine Signalpulsfolge in Reaktion auf Drehungen des Motors
erzeugt und der Rotationsdetektor erhält die Informationen in Bezug
auf den Rotationsstatus der Rolle auf der Basis solcher Pulse. Der
Artikelstatusdetektor vergleicht in diesem Fall die erfasste Anzahl
von aktuellen Signalpulsen mit einer Referenzzahl von Pulsen im
Leerlaufbetrieb. Wenn die aktuelle Zahl und die Referenzzahl etwa
einander entsprechen, dann wird die Fördervorrichtung als leer angesehen.
Bei der Pulsreferenzzahl kann es sich um eine Zahl von Pulsen handeln,
die basierend auf einer im Leerlaufzustand der Vorrichtung durchgeführten Messung
bestimmt wird, während
der also die Vorrichtung nicht mit einem Artikel beladen ist.
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Die
gerade verwendete Bezeichnung „etwa gleich" bedeutet, dass die
Differenz zwischen der aktuellen Zahl und der Referenzzahl einem
vorgegebenen Grenzwert entspricht oder geringer als ein solcher
Grenzwert ist. Dieser Grenzwert kann zuvor experimentell ermittelt
werden, so dass vorliegend ein sehr einfacher Standard verwendet
wird, um festzustellen, ob sich ein Artikel auf einem bestimmten
Modul befindet oder nicht. Gleiches gilt auch für die nachfolgende Beschreibung
in Bezug auf gleiche oder ähnliche
Bezeichnungen und Grenzwerte.
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Ferner
wird die Signalpulsfolge auch bevorzugt in Reaktion auf Drehungen
des Motors erzeugt, und der Rotationsdetektor überwacht den Rotationsstatus
der Rolle auf der Basis von solchen Pulsen. Der Artikelstatusdetektor
wird in diesem Fall die erfasste Anzahl von aktuellen Pulsen mit
der Referenzzahl von Pulsen im Leerlaufbetrieb des Moduls vergleichen.
Wenn ein Unterschied zwischen der aktuellen Anzahl und der Referenzzahl
gleich oder weniger als ein anderer Grenzwert ist, so wird das Modul
der Vorrichtung als mit einem Artikel beladen angesehen.
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Auf
diese Weise wird auch in diesem Fall ein einfacher Standard verwendet,
um festzustellen, ob ein Artikel auf einem bestimmten Modul vorhanden ist
oder nicht.
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Ferner
wird bevorzugt eine Signalpulsfolge in Reaktion auf Drehungen des
Motors erzeugt, und der Rotationsdetektor kann den Zustand der Rolle auf
der Basis von solchen Pulsen überwachen.
Der Artikelstatusdetektor vergleicht einen Referenzwert mit der
aktuellen Anzahl von Pulsen, die während einer vorgegebenen Zeitdauer
direkt nach dem Betrieb des Motors für eine andere vorgegebene Zeitdauer gezählt worden
ist, so dass, wenn die aktuelle Zahl niedriger als der Referenzwert
ist, angenommen wird, dass der auf dem Modul vorhandene Artikel
mit einem Hindernis zusammengestoßen ist.
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Auf
diese Weise wird jede Staubildung auf der Vorrichtung automatisch
erfasst, so dass der Bediener alarmiert oder der Motor gestoppt
werden kann, um einen ruhigen Transport sicherzustellen und einen
Energieverlust zu vermeiden.
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Ferner
wird bevorzugt eine Signalpulsfolge in Reaktion auf Drehungen des
Motors erzeugt, und der Rotationsdetektor überwacht den Zustand der Rolle
auf der Basis derartiger Pulse. Der Artikelstatusdetektor vergleicht
die aktuellen Anzahlen von Pulsen, wobei eine Anzahl während einer
Zeiteinheit eines Vorwärtsbetriebs
gezählt
worden ist und die andere aktuelle Anzahl gemessen wird, nachdem
die Rotationsrichtung umgekehrt worden ist. Auch hier wird ein Unterschied
zwischen diesen Anzahlen verwendet, um festzustellen, ob ein Artikel
auf dem Modul vorhanden ist oder nicht.
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Wenn
ein Artikel sich auf und entlang dieser Vorrichtung bewegt, so ist
die Trägheitskraft
des Artikels, die auf den Motor ausgeübt wird, derart intensiv, dass
der Artikel einer plötzlichen Änderung
der Rotationsrichtung von vorwärts
nach rückwärts kaum
folgen kann. Ein Unterschied, der zwischen der Anzahl von Pulsen,
die während
einer Periode von Vorwärtsdrehungen
erzeugt wird, und der Anzahl von Pulsen, die während Rückwärtsdrehungen erzeugt wird,
festgestellte wurde, wird wesentlich größer als der entsprechende Unterschied
sein, der beim Leerlauf der Vorrichtung ermittelt wird, wenn auf
dieser keine Artikel vorhanden sind. Ein derartiger Unterschied
ist somit hilfreich, um das Vorhandensein/die Abwesenheit des Artikels
genau zu erfassen.
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Je
schwerer der auf der Fördervorrichtung vorhandene
Artikel ist, desto stärker
ist die Trägheitskraft,
die auf den Motor wirkt, so dass die Anzahl von Pulsen, die der
Motor erzeugt, merkbar abnehmen wird. Basierend auf diesem Zusammenhang
kann das Gewicht der Artikel bestimmt werden.
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Vorzugsweise
werden die Rollen, welche die Fördervorrichtung
bilden, unter der Bedingung in Betrieb gesetzt, dass sich ein Artikel
auf der Vorrichtung befindet.
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Auf
diese Weise kann ein ausreichend ruhiger Transport der Artikel entlang
dieser Fördervorrichtung
erzielt werden.
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Ferner
wird bevorzugt, dass die Fördervorrichtung
der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Förderzonen aufweist, die in
Reihe angeordnet sind. Jede Förderzone
umfasst eine Mehrzahl von Rollen zur Förderung eines Artikels, einen
Motor, um wenigstens eine der Rollen anzutreiben, und eine Steuerung
zur Steuerung des Betriebs des Motors. Jede der Steuerungen, die
in den entsprechenden Zonen angeordnet sind, ist geeignet, um die
Daten oder Informationen zu empfangen, die in den danebenliegenden
Zonen hinsichtlich der Anwesenheit/Abwesenheit von Artikeln erzeugt
werden.
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Jede
Zone dieser Fördervorrichtung
umfasst ihre eigene Steuerung, so dass die Position jedes Artikels
exakt bestimmt werden kann, selbst wenn dieser kürzer als jede einzelne Zone
ist. Während
des Transports solcher kurzen Artikel arbeiten die Steuerungen der
entsprechenden Zonen zusammen. Die Positionen entsprechender Artikel
in den einzelnen Zonen werden erfasst, und jede Gruppe von Rollen wird
unabhängig
von den anderen Gruppen von Rollen eingeschaltet oder ausgeschaltet.
Diese relativ kurzen Artikel werden so nach und nach und präzise positioniert
transportiert, ohne miteinander zu kollidieren.
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Jede
Steuerung dieser Vorrichtung empfängt von benachbarten Zonen
bestimmte Signale, welche das Vorhandensein/die Abwesenheit eines
Artikels oder eines Bereiches eines solchen Artikels in diesen benachbarten
Zonen anzeigt. Selbst wenn jeder Artikel relativ lang ist und sich über eine
oder mehrere Zonen erstreckt, kann dieser ruhig entlang dieser Vorrichtung
transportiert werden. Das liegt daran, dass die Steuerungen, die
in den benachbarten Zonen angeordnet sind, zusammenarbeiten, so
dass ihre Gruppen von Rollen beispielsweise in synchroner Art und
Weise angetrieben oder angehalten werden.
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Wie
zuvor beschrieben, umfasst jede Zone dieser Fördervorrichtung ihre eigene
Steuerung, und jede Steuerung dieser Zone empfängt von benachbarten Zonen
bestimmte Signale, die das Vorhandensein/die Abwesenheit eines Artikels
oder eines Bereiches eines Artikels in diesen benachbarten Zonen
anzeigen. Dank dieser kennzeichnenden Merkmale kann auf eine Aufsichtssteuerung,
wie beispielsweise auf programmierbare Rechner, die bei bekannten
Vorrichtungen verwendet werden, nunmehr verzichtet werden, so dass
sich der Aufbau der vorliegenden Vorrichtung einfacher gestaltet
und die Anordnung ihrer Fördermodule
leichter zu ändern
ist.
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Vorzugsweise
umfasst jede der Steuerungen eine Überwachungsvorrichtung für eine danebenliegende
Zone und eine Betätigungsbefehlsvorrichtung. Falls
und wenn der Artikel in einer stromaufwärtigen Zone erfasst wird, so
erzeugt und überträgt eine
Betätigungsbefehlsvorrichtung
in der Steuerung einer stromaufwärts
gelegenen Zone ein Transportbefehlssignal an eine andere Betätigungsbefehlsvorrichtung in
der Steuerung der stromaufwärtigen
Zone. Auf diese Weise wird die Betätigungsbefehlsvorrichtung in der
stromaufwärtigen
Zone betätigt,
um den darin angeordneten Motor einzuschalten, um die wenigstens eine
Rolle, welche zu der stromaufwärtigen
Zone gehört,
anzutreiben und zu drehen.
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Mit
anderen Worten wird ein Betriebssignal an die stromaufwärtige Zone übertragen,
das den derzeitigen Zustand der stromabwärtigen Zone anzeigt, um den
in der stromaufwärtigen
Zone angeordneten Motor anzutreiben, so dass sich der Artikel in Richtung
der stromabwärtigen
Zone bewegt. Auf diese Weise werden die Positionen des transportierten Artikels
genau gesteuert, wodurch eine Kollision der Artikel untereinander
verhindert wird.
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Selbst
wenn die Energiezufuhr an dem Motor unterbrochen bleibt, kann die
Rolle unter Zwang angetrieben werden und sich drehen, so dass der
Rotationsdetektor für
diesen Motor Drehungen des Motors erfasst, woraufhin die Energiezufuhr
zu dem Motor wieder aufgenommen wird.
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Genauer
gesagt, wenn ein Artikel einer Fördervorrichtung
oder einer Zone der Fördervorrichtung
von der benachbarten Vorrichtung oder der benachbarten Zone zugeführt wird,
oder wenn eine äußere Kraft
auf einen auf der Vorrichtung vorhandenen Artikel ausgeübt wird,
so werden die Rollen angetrieben und fangen an sich zu bewegen.
Resultierende Passivdrehungen des Motors werden dann durch den Rotationsdetektor
für diesen
Motor erfasst, wodurch die Energiezufuhr wieder aufgenommen wird, selbst
wenn sie ausgeschaltet wurde. Entsprechend werden die Rollen in
der stromabwärtigen
Zone bei einem von der stromabwärtigen
Vorrichtung oder einer stromabwärtigen
Zone kommenden Artikel betätigt,
um den Artikel ruhig in diese Zone zu bewegen. Durch jede externe
Kraft oder Fremdkraft, die beabsichtigt auf den Artikel in Richtung
der stromabwärtigen
Zone ausgeübt
wird, werden die Rollen in ähnlicher
Art und Weise in eine positive Bewegung versetzt, wodurch die Größe der Fremdkraft
verringert wird.
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Vorzugsweise
weist die Vorrichtung wenigstens eine derjenigen Rollen auf, die
als Bremse dienen und durch einen Motor angetrieben werden, welcher
wiederum durch eine Steuerung gesteuert wird. Diese Steuerung umfasst
einen Rotationsdetektor zur Überwachung
der Drehungen des Motors. Dieser Motor wird bei Bedarf dazu gebracht,
sich in einer Rückwärtsrichtung,
die entgegengesetzt zu der normalen Richtung der Vorwärtsrotationen
der Rolle gerichtet ist, zu drehen, um dadurch die Rolle zu bremsen.
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In
diesem Fall braucht die Vorrichtung keinen herkömmlichen und elektrisch angetriebenen
mechanischen Bremsschuh oder dergleichen. Artikel, die auf dieser
Vorrichtung, die ausgeschaltet wurde, vorhanden sind, können während Wartungsarbeiten
manuell entfernt werden. Der vorliegende Bremsmechanismus ohne mechanische
Bremsschuhe und ohne separate zusätzliche Positionssensoren führt zu einem
einfacheren Aufbau der Vorrichtung, wobei jedoch sichergestellt
ist, dass die Artikel an jedem beliebigen Punkt temporär angehalten
werden können.
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Vorzugsweise
umfasst wenigstens eine der Rollen, welche die Fördervorrichtung bilden, eine
feste Achse, einen Rollenkörper,
der in der Lage ist, frei relativ zu der Achse zu rotieren, und
einen Motor, der innerhalb des Rollenkörpers untergebracht ist. Ein Drehmoment
des Motors wird an den Rollenkörper übertragen,
so dass dieser um seine Achse dreht, wenn der Motor betätigt wird.
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Eine
derart angetriebene Rolle vereinfacht die Vorrichtung und macht
diese kompakter.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung zur Lösung der
zuvor genannten Aufgabe eine Fördervorrichtung
mit einer Vielzahl von Rollen zur Förderung eines Artikels, einen
Motor, um wenigstens eine der Rollen anzutreiben, und eine Steuerung,
um die Tätigkeit
des Motors zu steuern. Die Steuerung umfasst einen Rotationsdetektor
zum Erfassen aktueller Informationen hin sichtlich des Rotationszustandes
des Motors. Die Steuerung weist ferner einen Artikelstatusdetektor
auf, der die aktuellen Informationen hinsichtlich des Drehzustandes des
Motors mit einem Referenzwert vergleicht, der die Leerrotationen
des Motors repräsentiert.
Basierend auf einer so ermittelten Differenz zwischen den aktuellen
Informationen und dem Referenzwert wird das Vorhandensein/die Abwesenheit
des Artikels auf der Vorrichtung bestimmt.
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Der
Drehdetektor dient zum Erfassen des Drehzustands des Motors, der
dazu verwendet wird, das Vorhandensein/die Abwesenheit des Artikels
auf der Vorrichtung zu erfassen. Entsprechend braucht die vorliegende
Vorrichtung keine separaten und herkömmlichen Sensoren, die bei
herkömmlichen
Vorrichtungen erforderlich sind, wobei dennoch der Artikel erfasst
und zum gewünschten
Ziel transportiert wird.
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Aufgrund
der Eliminierung der herkömmlichen
Sensoren und relevanten Vorrichtungen ist die Anzahl der Bauteile
der vorliegenden Fördervorrichtung
reduziert, ihr Aufbau, ihr Zusammenbau und ihre Instandhaltung vereinfacht
und ihre Herstellung kostengünstig.
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Ferner
ist bevorzugt, dass eine Signalpulsfolge als Antwort auf die Drehungen
des Motors erzeugt wird, und dass der Rotationsdetektor die Informationen
bezüglich
des Rotationszustandes der Rollen basierend auf solchen Pulsen erhält. Der
Artikelstatusdetektor vergleicht die erfasste Anzahl von aktuellen
Signalpulsen mit einer Referenzanzahl von Pulsen im Leerlauf. Wenn
die aktuelle Anzahl etwa gleich der Referenzzahl ist, so wird die
Fördervorrichtung
als leer angesehen. Die Referenzzahl von Pulsen kann beispielsweise
basierend auf einer Messung bestimmt werden, die im Leerlauf einer
nicht mit Artikeln beladenen Vorrichtung durchgeführt wird.
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Ein
derart einfacher Standard wird vorliegend verwendet, um festzustellen,
ob ein Artikel auf einem bestimmten Modul der Fördervorrichtung vorhanden ist
oder nicht.
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Ferner
wird bevorzugt, dass die Signalpulsfolge als Antwort auf eine Rotation
des Motors erzeugt wird, und dass der Rotationsdetektor Informationen
hinsichtlich des Rotationszustandes der Rollen auf Basis derartiger
Pulse erhält.
Der Artikelstatusdetektor vergleicht in diesem Fall die erfasste
Anzahl der aktuellen Pulse mit der Referenzzahl von Pulsen im Leerlauf
des Moduls. Wenn ein Unterschied zwischen der aktuellen Zahl und
der Referenzzahl gleich oder geringer als ein anderer Grenzwert
ist, dann wird das Modul der Vorrichtung als mit einem Artikel beladen
angesehen.
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Somit
wird auch in diesem Fall ein einfacher Standard verwendet, um festzustellen,
ob ein bestimmtes Modul mit einem Artikel beladen ist oder nicht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft diese eine Fördervorrichtung,
die eine Mehrzahl von Rollen zur Förderung eines Artikels, einen
Motor, um wenigstens eine der Rollen anzutreiben, und eine Steuerung
umfasst, um die Tätigkeit
des Motors zu steuern. Diese Steuerung kann ein Rotationsdetektor,
um eine aktuelle Information hinsichtlich des Rotationszustandes
von irgendeiner der Rollen zu erhalten, sowie eine Kollisionsanzeigevorrichtung
aufweisen, so dass ein Referenzwert mit der aktuellen Anzahl von
Pulsen verglichen wird, die während
einer vorbestimmten Zeitdauer gemessen wurde, während sich der Motor dreht, so
dass, wenn die aktuelle Anzahl geringer als der Referenzwert ist,
darauf geschlossen wird, dass der auf dem Modul befindliche Artikel
mit einem Hindernis kollidiert ist.
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Auf
diese Weise werden Stauprobleme der vorliegenden Vorrichtung automatisch
detektiert, woraufhin der Bediener alarmiert oder der Motor angehalten
werden kann, um einen ruhigen Transport sicherzustellen und einen
Energieverlust zu vermeiden.
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Die
Steuerung wird den Drehzustand des Motors zu Testzwecken absichtlich
von einem stationären
Modus in einen Vorwärts-Drehmodus
oder vice versa, von einem Vorwärts- zu einem Rückwärts-Drehmodus
oder vice versa, oder von einem schnelleren zu einem langsameren
Drehmodus oder vice versa ändern.
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Auf
diese weise kann das Vorhandensein/die Abwesenheit des Artikels
präzise
erfasst werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Fördervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines der Module, welche die in 1 dargestellte
Vorrichtung bilden;
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3 ist
eine Querschnittansicht einer angetriebenen Rolle, die in dem in 2 dargestellten Modul
verwendet wird;
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4 ist
ein Blockdiagramm eines Schaltkreises, der das in 2 dargestellte
Modul steuert;
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5(a) bis 5(c) sind
schematische Ansichten, die einen Artikel zeigen, der auf der in 1 dargestellten
Vorrichtung transportiert wird, wobei 5(a) eine
erste Transportstufe des Artikels, und die 5(b) und 5(c) entsprechend eine zweite und dritte
Transportstufe zeigen;
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6(a) und 6(b) sind
modifizierte Querschnittansichten eines Rollenkörpers der motorisierten Rollen,
die in der in 1 dargestellten Vorrichtung
integriert sind;
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7(a) und 7(b) sind
weiter modifizierte Querschnittansichten eines Rollenkörpers der
motorisierten Rollen, die in der 1 dargestellten
Vorrichtung integriert sind;
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8(a) bis 8(f) sind
Zeitfunktionen von Signalpulsen, die in einem Betriebsmodus der
in 1 dargestellten Vorrichtung erfasst wurden;
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9(a) bis 9(f) sind
Zeitfunktionen von Signalpulsen, die in einem weiteren Betriebsmodus
der in 1 dargestellten Vorrichtung erfasst wurden;
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10(a) bis 10(f) sind
Zeitfunktionen von Signalpulsen, die in noch einem weiteren Betriebsmodus
der in der in 1 dargestellten Vorrichtung erfasst
wurden;
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11(a) bis 11(f) sind
Zeitfunktionen von Signalpulsen, die in einem weiteren Operationsmodus
der in 1 dargestellten Vorrichtung erfasst wurden;
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12 ist
eine perspektivische Ansicht einer Fördervorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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13 ist
eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Fördervorrichtung;
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14 ist
eine schematische Ansicht, die den stromabwärtigen Endbereich der in 13 dargestellten
herkömmlichen
Vorrichtung zeigt; und
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15 ist
eine schematische Ansicht, die den stromabwärtigen Endbereich der Vorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Gemäß dem in 1 dargestellten
Beispiel umfasst eine Fördervorrichtung 1 fünf Module 2 (nämlich 2a, 2b, 2c, 2d und 2e),
die entlang der Förderlinie
in der genannten Reihenfolge miteinander verbunden sind. Mit anderen
Worten ist eine derartige Förderlinie
in fünf
Einheitenzonen a, b, c, d und e aufgeteilt, die in dieser Reihenfolge
angeordnet sind. Jedes Modul 2 umfasst vier freie Rollen 5 und
eine motorisierte Rolle 6, die parallel zueinander und
zwischen zwei Rahmen 3, die sich parallel zueinander erstrecken,
angeordnet sind. In jedem Modul 2, das eine der Einheitenzonen
der Förderlinie
definiert, ist die angetriebene Rolle 6 mittig in dieser
Einheitenzone in einer Transportrichtung des Artikels vorgesehen.
Zwei der freien Rollen 5 sind an einer stromaufwärtigen Seite
jeder motorisierten Rolle 6 positioniert, wobei die anderen
beiden freien Rollen auf einer stromabwärtigen Seite dieser motorisierten
Rolle angeordnet sind, und zwar alle parallel zueinander.
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Jede
freie oder passiv drehend angetriebene Rolle 5 (nachfolgend
als „angetriebene
Rolle" bezeichnet)
umfasst einen zylindrischen Körper 7,
bei dem es sich um eine vorbestimmte Länge eines Metallzylinders handelt.
Die normalerweise offenen gegenüberliegenden
Enden des zylindrischen Körpers sind
mit Deckeln 8 und 10 verschlossen, und diese Deckel
sind fest in die Enden eingesetzt und an diesen befestigt, um einen
einteiligen Körper
zu bilden. Fest angeordnete Achsensegmente 13 und 15 durchdringen
diese Deckel von der Innenseite zur Außenseite des zylindrischen
Körpers 7.
In und um einen dieser Deckel 8 sind Riemennuten 11 und 12 ausgebildet,
wobei sich der zylindrische Körper 7 jedoch
frei relativ zu diesen Achsensegmenten 13, 15 drehen
kann.
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Wie
in den 2 und 3 zu erkennen ist und ähnlich wie
bei den passiv angetriebenen freien Rollen 5, umfasst die
motorisierte Rolle 6 einen metallischen zylindrischen Körper 7 und
ein Paar von Deckeln 8 und 10, welche die gegenüberliegenden Enden
des Körpers
fest verschließen.
In dem zylindrischen Körper 7 der
angetriebenen Rolle sind ein elektrischer Motor 16 und
ein Reduktionsgetriebe 17 angeordnet. Befestigte Achsensegmente 18 und 20 erstrecken
sich durch diese Deckel 8 und 10 von der Innenseite
zur Außenseite
des zylindrischen Körpers 7.
Ein Lager 21 hält
eines der befestigten Achsensegmente 18, so dass sich dieses
frei relativ zum Deckel 8 drehen kann. Dieses Achsensegment 18 ist
ein Hohlteil (obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt), durch das
sich ein paariges Kabel 19 auswärts erstreckt, um den Motor 16 mit
elektrischem Strom zu versorgen und um elektrische Signale von einem Hall-Effekt-Element
oder von Hall-Effekt-Elementen 28, wie nachfolgend beschrieben,
zu dem Motor 6 zu übertragen.
Das andere befestigte Achsensegment 20 ist ein Vollkörper, der
durch ein weiteres Lager 22 gehalten ist, so dass sich
dieser frei relativ zu dem Deckel 10 drehen kann.
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Jedes
Modul 2 der Förderlinie
umfasst, wie zuvor beschrieben, die beiden passiv drehenden freien
Rollen 5, die motorisierte Rolle 6 und die beiden weiteren
freien Rollen 5, die parallel zueinander Seite an Seite
in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Riemen 14, die zwischen
den zwei benachbarten freien Rollen 5 oder zwischen einer
von diesen und der motorisierten Rolle 6 gespannt sind,
befinden sich im Reibungseingriff mit zwei Riemennuten 11 oder 12 der
benachbarten Öffnungen 8.
Die mittlere moto risierte Rolle 6 übt auf die freien Rollen 5 über diese Riemen 14 ein
Moment aus. Somit drehen sich alle diese Rollen 5 und 6 im
Einklang und in derselben Richtung. Obwohl bei dem dargestellten
Beispiel Riemen 14 verwendet werden, kann in anderen nicht dargestellten
Beispielen auf solche Riemen verzichtet werden, wobei auch diese
anderen Beispiele in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
fallen.
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Der
Motor 16 ist ein dreiphasiger 4-Drahtmotor der bürstenlosen
Art mit einer Mehrzahl von Statoren (nicht gezeigt), bei denen es
sich um Elektromagnete handelt, einem Rotor (nicht gezeigt) mit
magnetischen Polen und einem Winkelpositionssensor 25.
Eine Achse 30 dieses Motors 16 umfasst gegenüberliegende
Enden, von denen eines von einem weiteren Lager 26 gehalten
ist, so dass sich dieses zu dem befestigten Achsensegment 18 drehen
kann. Das andere Ende der Achse 30, das mit dem Rotor verbunden
ist, ist durch noch ein weiteres Lager 27 gehalten und
ist mit der Eingangsseite des Reduktionsgetriebes 17 wirkverbunden.
Die Drehgeschwindigkeit eines Moments, das der Rotor ausübt, wird durch
das Reduktionsgetriebe 17 verringert, bevor dieses an den
Rollenkörper 7 übertragen
wird. Der Winkelpositionssensor 25, der nahe dem Rotor
positioniert ist, detektiert die Winkelposition der Magnetpole des
Rotors, wobei nach und nach eine Reihe von Polpositionssignalen
erzeugt wird.
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Der
Winkelpositionssensor 25 umfasst drei Hall-ICs 28 (28A bis 28C),
und jeder Hall-IC weist ein Hall-Effekt-Element auf, das in einer Gesamtheit
oder in einem Teil des Leistungsschalterschaltkreises integriert
ist. Genauer gesagt umfasst jedes Hall-IC 28 zusätzlich zu
dem Hall-Element zum Erfassen der Intensität des magnetischen Feldes einen
Verstärker zum
verstärken
schwacher Signale, die von diesem Element übertragen werden. Der Hall-IC 28 umfasst eine
Schmitt-Kippschaltung zum Konvertieren der verstärkten Signale einer Rechteckwelle,
einen Stabilisierkreis und einen Temperatur-Kompensationskreis.
Die Anzahl solcher Hall-ICs 28A bis 28C ist nicht
auf drei begrenzt, wie in dem dargestellten Beispiel, sondern es
können
auch mehr oder weniger als drei Hall-ICs vorgesehen sein. Der Winkelpositionssensor 25 zum
Erfassen der Magnetpolposition ist nicht auf die magnetische Art
eingeschränkt,
welche die beschriebenen Hall-ICs 28A bis 28C verwendet. Wie
bei dem Positionssensor 25 kann es sich entsprechend auch
um einen Positionssensor anderer Art handeln, beispielsweise um
einen Positionssensor der Foto-Unterbrecher-Art, der lichtemittierende Dioden
und fotoempfindliche Elemente verwendet, oder um einen Induktions-Positionssensor,
der magnetische Sättigungselemente
verwendet.
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Das
Reduktionsgetriebe 17 ist ein Planetengetriebezug, der
dazu geeignet ist, die Ausgangsdrehgeschwindigkeit des Motors 16 in
jedem gewünschten
Verhältnis
zu verringern. Die Achse 30 dieses Motors ist durch ein
Verbin dungselement 31 mit dem Deckel 10 wirkverbunden,
so dass das Ausgangsmoment von dem Motor 16 durch das Reduktionsgetriebe 17 verringert
und dann über
das Verbindungselement 31 an den Deckel 10 übertragen
wird. Stifte 32 sichern den Deckel fest an dem Rollenkörper 7,
so dass das Moment, das auf diesen Deckel wirkt, den Walzenkörper gleichmäßig mit
diesem antreibt.
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Die
Energiezufuhr zum Motor 16 sowie die Übertragung von Signalen zu
oder von diesem Motor oder Hall-Effekt-Elementen der Hall-ICs 28A bis 28C werden
durch ein Kabel 19 geleitet, das zu einer Steuerung 40 führt, die
an dem Rahmen 3 befestigt ist. Die Steuerung 40 kann
einen CMOS IC oder mehrere CMOS ICs, oder einen digitalen Schaltkreis, der
Differenzierungskreise und/oder Integrierungskreise verwendet, und,
wenn erforderlich, einen Mikrocomputer aufweisen, der zum Betätigen der
Steuerung verwendet wird.
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Derartige
Steuerungen 40 sind in den entsprechenden Fördermodulen 2a bis 2e angeordnet und
an entsprechende Kabel 19 angeschlossen, die zu den motorisierten
Rollen 6 führen,
die als Energiequellen dienen. Zwei benachbarte Steuerungen 40, die
zu benachbarten Modulen 2 gehören (nachfolgend, wenn nötig, manchmal
als Steuerungen 40c, 40d oder 40 bezeichnet)
kommunizieren über
ein Kommunikationskabel 41 miteinander.
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Derartige
Steuerungen 40 treiben die angetriebenen Rollen 6 in
den entsprechenden Modulen 2 unabhängig voneinander an oder stoppen
diese. Ein strukturelles kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden
Fördervorrichtung 1,
das nachfolgend beschrieben wird, ist ein Motor-Steuerabschnitt 45.
Dieser Abschnitt, der in jeder Steuerung 40 ausgebildet ist,
um einen auf dem Modul 2 vorhandenen Artikel zu erfassen,
unterscheidet die Erfindung von herkömmlichen Vorrichtungen, was
anhand der nachfolgenden Beschreibung deutlich wird.
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Der
Motor-Steuerabschnitt 45 als ein Hauptbereich der Steuerung 40 zum
Steuern des einzelnen Fördermoduls 2 umfasst
die in 4 dargestellten Komponenten. Diese Komponenten
sind eine Zustandsauswahleinrichtung 46, ein Rotationsdetektor 47,
ein Artikelzustandsdetektor 48, eine Überwachungsvorrichtung für eine danebenliegende
Zone 50, eine Betätigungsbefehlsvorrichtung 51 und
eine Motorbetätigungsvorrichtung 52.
Die Zustandsauswahleinrichtung 46 umfasst einen variablen
Resistor (nicht gezeigt), um eine an den Motor 16 angelegte Spannung
zu regulieren. Die Spannung (nämlich eine
Standardspannung), die an dem Motor angelegt wird, wird eingestellt,
indem der Wert des Widerstands mit Hilfe der Zustandsauswahleinrichtung 46 variiert
wird, so dass der Abschnitt 45 den Artikel erfassen kann.
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Der
Rotationsdetektor 47, der mit dem Winkelpositionssensor 25 verbunden
ist, erhält
die Polpositionssignale, die von den Hall-ICs 28 ausgegeben
werden, und konvertiert diese in eine Pulsfolge, die dem Artikelstatusdetektor 48 zugeführt wird. Wenn
das Fördermodul 23 leer
ist, also mit keinem Artikel beladen ist, während der Motorsteuerabschnitt 45 versucht,
diese Artikel zu erfassen, wird dem Artikelstatusdetektor 48 eine
Standardzahl „P" von Signalpulsen
pro vorbestimmter Zeitdauer zugeführt.
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Der
Artikelstatusdetektor 48 kann die Zahl von Signalpulsen
zählen,
die er von dem Rotationsdetektor 47 erhält, wodurch eine aktuelle Zahl „Pr" von Pulsen pro vorbestimmte
Zeitdauer erzielt wird. Diese Zahl „Pr" wird in und durch den Artikelstatusdetektor 48 mit
der Standardzahl „P" von Signalpulsen pro
Zeiteinheit verglichen, wobei die letzte Zahl „P" für
den Motor 16 erwartet wird, der unter der Standardspannung „V" ohne Last betrieben
wird. Ein derartiger Vergleich wird durchgeführt, um zu bestimmen bzw. zu
beurteilen, ob sich ein Artikel auf dem Fördermodul 2 befindet.
Mit anderen Worten, wenn diese Zahlen etwa einander entsprechen,
so wird dieses Modul von dem Artikelstatusdetektor 48 als
leer betrachtet. Wenn die Zahl „Pr" um wenigstens einen Puls kleiner als
die letztere Zahl „P" ist, so wird das Modul 2 als
mit einem Artikel beladen angesehen. Das Vergleichsergebnis bildet
eine Information, welche die Anwesenheit oder Abwesenheit des Artikels anzeigt,
und der Artikelstatusdetektor 48 liefert der Überwachungsvorrichtung 50 für die danebenliegende
Zone eine solche Artikelanzeigeinformation.
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Wenn
der Artikelstatusdetektor 48 in einer Zone Signalpulse
empfängt,
während
der Motor 16 im Leerlauf betrieben wird, so erfasst dieser
Detektor, dass ein Artikel von einem stromaufwärtigen Fördermodul 2 zu dieser
einen Zone transportiert wird, ohne dass eine externe Kraft auf
den Artikel wirkt, um diesen vorwärts zu bewegen. Entsprechend
wird von dem Detektor 48 ein Motorbetätigungsbefehl zu der Motorbetätigungseinrichtung 52 gesendet,
so dass die Rolle 6 zu drehen beginnt, um den Artikel in
die eine Zone zu transportieren.
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Die Überwachungseinrichtung
für die
daneben liegende Zone 50, welche die Artikelanzeigeinformation
von dem Artikelstatusdetektor 48 der einen Zone empfängt, erzeugt
ein Betriebssignal, also eine Information, die den geladenen Zustand
der einen Zone anzeigt. Dieses Betriebssignal wird dann den Steuerungen 40 der
benachbarten Module 2 zugeführt, während andere ähnliche
Betriebssignale von diesen benachbarten Modulen empfangen werden. Die Übertragung
solcher Betriebssignale zwischen benachbarten Modulen 2 lässt die
Fördervorrichtung 1 ihren
Gesamtladezustand erkennen.
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Das
eine Modul oder die eine Zone, die eine solche Betätigungsbefehlsvorrichtung 51 aufweist,
ist nahe bei und zwischen einem stromaufwärtigen Modul 2 (nachfolgend
manchmal als „eine
stromaufwärtige
Zone" bezeichnet)
und einem stromabwärtigen Modul
(ebenfalls nachfolgend als „eine
stromabwärtige
Zone" bezeichnet)
angeordnet. Wenn die stromaufwärtige
Zone mit einem Artikel beladen ist und die eine Zone leer ist, so
wird ein Transportbefehlssignal von der einen Zone an die stromabwärtige Zone
ausgegeben. Wenn die Betätigungsbefehlsvorrichtung der
einen Zone von der anderen Betätigungsbefehlsvorrichtung 51 der
stromabwärtigen
Zone ein weiteres Transportbefehlssignal empfängt, so gibt sie ein Motorantriebssignal
an die Motorbetätigungseinrichtung 52 aus
(was nachfolgend genauer beschrieben ist). Jede Betätigungsbefehlvorrichtung 51 wird
auf diese Weise betrieben, um die Transportbefehlssignale zu empfangen
oder auszugeben, um das Motorantriebssignal der Motorbetätigungseinrichtung
nach und nach auszusenden.
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Die
Motorbetätigungseinrichtung 52 treibt den
Motor 16 an, so dass sich dieser mit einer vorgegebenen
Geschwindigkeit und über
eine vorgegebene Zeitdauer „T1" auf Basis dieser
Motorantriebssignale von der Zustandsauswahleinrichtung 46,
dem Artikelstatusdetektor 48 und der Betätigungsbefehlsvorrichtung 51 dreht.
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Aufeinanderfolgende
Operationen einer solchen Fördervorrichtung 1 werden
nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer beschrieben. 5(a) zeigt eine erste Stufe der Vorrichtung 1 und
die 5(b) und 5(c) zeigen
entsprechend eine zweite und eine dritte Stufe dieser Vorrichtung,
wobei der schraffierte rechteckige Bereich einen zu fördernden
Artikel repräsentiert.
Die die Zahl „40" enthaltenden Bezugsziffern
repräsentieren
die Steuerung, wobei die relevanten Komponenten der Steuerung durch
die Zusätze „a", „b", „c", „d" oder „e" gekennzeichnet sind,
um diese knapper und genauer zu beschreiben.
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Bei
eingeschaltetem (nicht dargestellten) Hauptschalter der Fördervorrichtung 1 gibt
die Zustandsauswahleinrichtung 46 ein Motorantriebssignal
gemäß dem Widerstandswert,
der unter Verwendung des variablen Widerstandes eingestellt wurde, an
die Motorbetätigungseinrichtung 52 aus.
Diese Betätigungseinrichtung 52 legt
daraufhin eine Standardspannung „V" basierend auf einem solchen Motorantriebssignal
an dem Motor 16 an, um diesen zu starten. Zeitgleich mit
diesem Schritt nimmt der Zähler
in dem Artikelstatusdetektor 48 seinen Betrieb auf.
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Sobald
sich der Motor 16 zu drehen beginnt, erzeugt der Winkelpositionssensor 45 eine
Reihe von aufeinander folgenden Polpositionssignalen, die dem Rotationsdetektor 47 zugeführt werden.
Diese Signale werden in diesem verarbeitet, um eine Signalpulsfolge
zu erzeugen, die wiederum an den Artikelstatusdetektor 48 weitergeleitet
wird.
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Dieser
Artikelstatusdetektor 48 zählt die von dem Rotationsdetektor 47 zugeführten Signalpulse, um
die aktuelle Zahl „Pr" der Signalpulse
zu erfassen, die aufgrund der Drehung des Motors 16 erzeugt wurden.
Eine solche aktuelle Zahl wird dann mit der Standardzahl „P" von Signalpul sen
für den
Motor 16 verglichen, der mit der Standardspannung „V" betrieben wird.
Der entsprechende Artikelstatusdetektor 48 wird das Modul 2 als
leer erachten, wenn die Anzahl „Pr" in etwa gleich der Zahl „P" ist. Wenn hingegen die
Zahl „Pr" kleiner als die
Zahl „P" ist, so wird das Modul 2 als
mit einem Artikel beladen angesehen.
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Wenn
also ein Artikel auf das Fördermodul 2a gelegt
wird, wie es in 5(a) gezeigt ist,
so übt dieser
Artikel einen Widerstand gegen die Drehbewegung der motorisierten
Rolle 6 (nachfolgend als motorisierte Rolle 6a bezeichnet)
dieses Moduls aus. Entsprechend wird die Drehgeschwindigkeit des
Motors 16, der in dieser motorisierten Rolle 6a angeordnet
ist, verglichen mit einem Fall, in dem keine Last auf dieses Modul
ausgeübt
wird, verringert. Somit nimmt die aktuelle Zahl „Pr" der Drehsignalpulse, die durch den
Artikelstatusdetektor 48 erfasst werden, ab, so dass die
aktuelle Zahl „Pr" kleiner als die
Standardzahl „P" ist.
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Die
nachfolgend angeordneten Module 2b bis 2e, die
nicht mit einem Artikel beladen sind, weisen ebenfalls motorisierte
Rollen 6 (nachfolgend entsprechend als „motorisierte Rollen 6b bis 6e" bezeichnet) auf,
gegen deren Drehung kein Widerstand wirkt. Somit bleiben die aktuellen
Drehzahlen „Pr" jeder dieser motorisierten
Rollen 6b bis 6e, die durch entsprechende Motorüberwachungs abschnitte 45 überwacht
werden, im Wesentlichen gleich der Standardzahl „P".
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Der
Artikelstatusdetektor 48 erzeugt eine Information, die
die Anwesenheit oder Abwesenheit des Artikels anzeigt, und liefert
ein solches Artikelanzeigesignal oder eine solche Artikelanzeigeinformation
zu der Überwachungseinrichtung 50 der
benachbarten Zone dieses einen Moduls. Diese Artikelanzeigeinformation
wird dann über
entsprechende Kommunikationskabel 41 zu der Überwachungseinrichtung 50 der
anderen benachbarten Zone geleitet, die zu der anderen Steuerung 40 der
benachbarten Module 2 gehört. In dem in 5(a) dargestellten
Zustand empfängt
die Steuerung 40a des Moduls 2a die Artikelanzeigeinformation
von der benachbarten Steuerung 40b, so dass sie erfasst,
dass das Modul 2b leer ist. Auf die gleiche Art und Weise
empfängt jede
dieser Steuerungen 40b bis 40e Artikelanzeigeinformationen
von den Steuerungen 40 der benachbarten Module 2.
Somit erfasst die Steuerung 40b, dass sich der Artikel
derzeit nur auf dem benachbarten Modul 2a befindet.
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Sobald
die Überwachungsvorrichtung 50b der
benachbarten Zone der Steuerung 40b erkennt, dass sich
der Artikel am Ende des Moduls 2a befindet, überträgt die Betätigungsbefehlsvorrichtung 51b der
Steuerung 40b ein Transportbefehlssignal an die andere
Betätigungsbefehlsvorrichtung 51a der
Steuerung 41a. Basierend auf diesem Signal gibt die Betätigungsbefehlsvorrichtung 51a ein
Motorbetäti gungsbefehlssignal
an die Motorbetätigungsvorrichtung 52a aus.
Entsprechend dreht sich der Motor 16, um die motorisierte
Rolle 6a anzutreiben, bis das Befehlssignal der Steuerung 40b anhält. Zusammen
mit dieser motorisierten Rolle 6a drehen sich auch die angetriebenen
Rollen 5 des Moduls 2a für die vorbestimmte Zeitdauer
weiter, so dass sich der Artikel in Richtung des nächsten Moduls 2b bewegt.
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Sobald
sich der Artikel auf dem Modul 2a vorwärts bewegt, wird sich ein vorderer
Endbereich des Artikels auf das nächste Modul 2b bewegen,
wie es in 5(b) gezeigt ist. Entsprechend
werden die angetriebenen Rollen 5 und die motorisierte
Rolle 6 des Moduls 2b durch diesen Artikel aufgrund
ihres Reibungswiderstandes gegen diesen Artikel dazu gezwungen,
sich um ihre eigenen Achsen zu drehen.
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Sobald
die motorisierte Rolle 6b der nächsten Zone, die bislang stillgestanden
war, gezwungen wird, sich zu drehen, führt der elektrische Motor 16b, der
in dem Rollenkörper 7b angeordnet
ist, eine gezwungene Rotationsbewegung aus. Aufgrund einer solchen
gezwungenen Rotationsbewegung emittiert der Winkelpositionssensor 25b Polpositionssignale in
Richtung der Steuerung 40b des nächsten Fördermoduls 2b. Diese
Signale werden dann durch den Rotationsdetektor 47b erfasst
und in diesem verarbeitet, um eine Signalpulsfolge zu erzeugen,
die nachfolgend an den Artikelstatusdetektor 48b weitergeleitet
wird.
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Sobald
der Artikelstatusdetektor 48b eine solche Signalpulsfolge
von Polpositionssignalen von dem Rotationsdetektor 47b empfängt, wird
er erkennen, dass der Artikel gerade das stromaufwärtige Modul 2a verlässt und
sich auf das nächste
Modul 2b bewegt. Entsprechend gibt der Artikelstatusdetektor 48b ein
Motorantriebssignal an die Motorbetätigungsvorrichtung 52b aus,
das wiederum dem Motor 16b Energie zuführt, um die motorisierte Rolle 6b zu drehen.
Diese motorisierte Rolle 6b beginnt, den Artikel in Richtung
des Moduls 2b zu ziehen, und dreht für eine vorbestimmte Zeitdauer
weiter, bis der Artikel vollständig
auf dieses Modul überführt ist,
wie es in 5(c) gezeigt ist. Die Fördervorrichtung 1 fördert den
Artikel von dem Modul 2b der Reihe nach weiter bis zu dem
Modul 2e, indem die zuvor beschriebene Prozedur wiederholt
wird.
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Es
sollte klar sein, dass bei der vorliegenden Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung
die Erfassung eines Artikels auf dem Fördermodul 2 allein
dadurch erfolgen kann, dass die Signalpulse, die in dem sich drehenden
Motor 16 der motorisierten Rolle 6 erzeugt werden,
gezählt
werden. Daher kann auf herkömmliche
direkte Sensoren verzichtet werden, die bei herkömmlichen Fördervorrichtungen erforderlich sind,
wodurch entsprechend die Gesamtanzahl von Bauteilen der Vorrichtung
reduziert werden kann. Die hier vorgeschlagene Fördervorrichtung 1 ohne
die herkömmlichen
Sensoren weist einen vereinfachten Aufbau auf, ist preis wert herzustellen,
lässt sich
einfacher zusammenbauen und instand halten.
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Das
Gewicht eines Artikels, der auf dem Fördermodul 2 liegt,
kann einen derartig großen
Widerstand gegen die Drehung des Motors 16 erzeugen, dass
dessen Drehgeschwindigkeit reduziert wird. Aus diesem Grund wird
bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform
die aktuelle Zahl „Pr" von Signalpulsen,
die durch diesen Motor 16 erzeugt werden, verwendet, um
den Zustand des Artikels relativ zu den Fördermodulen zu erfassen. In
manchen Fällen ist
das Gewicht der Artikel jedoch zu gering, um einen ausreichend groben
Widerstand gegen die Drehung des Motors 16 zu erzeugen,
so dass eine genaue Erfassung des Vorhandenseins von Artikeln auf
diesen Modulen nicht möglich
ist. Als Gegenmaßnahme kann
der Drehzustand jedes Motors 16 gemäß der vorliegenden Erfindung
von einer Phase zur nächsten
oder umgekehrt für
eine vorbestimmte Zeitdauer „T2" invertiert werden.
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Beispielsweise
kann der Motor 16 in einem Modul 2 dazu gebracht
werden, dass er seine Drehrichtung plötzlich ändert. In diesem Fall wird
der auf diesem Modul vorhandene Artikel einer solchen plötzlichen Änderung
folgen. Die Trägheitskraft
des bewegten Artikels wird dann eine Reaktion erzeugen, die auf
die motorisierte Rolle 6 und den Motor 16 wirkt.
Ein Reaktionswiderstand, der durch einen solchen leichten Artikel
erzeugt wird oder der von anderen relevanten Konditionen des Systems
herrührt, wird
so mit zu dem normalen Widerstand aufgrund des Gewichts, der gegen
diesen Motor wirkt, addiert, wodurch eine exakte Erfassung dieses
leichten Artikels auf dem Modul 2 ermöglicht wird.
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Bei
weiteren Modifikationen kann der Motor 16 in regelmäßigen Zeitintervallen „T2" von seinem stationären Zustand
zu einem vorwärts
drehenden Zustand, oder umgekehrt, oder von einem Zustand höherer Geschwindigkeit
zu einem Zustand geringerer Geschwindigkeit, oder umgekehrt, überführt werden.
Bei all diesen möglichen
Modi wird eine ähnliche zusätzliche
Widerstandskraft, die durch die Trägheitskraft eines sich bewegenden
Artikels mit geringem Gewicht oder durch andere Konditionen des Systems
erzeugt wird, auf den Motor 16 ausgeübt. Jede Änderung des Drehzustands dieses
Motors wird auf diese Weise verstärkt, wodurch eine genaue Erfassung
eines solchen leichten Artikels auf dem Modul 2 ermöglicht wird.
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Wenigstens
eine der angetriebenen Rollen 5 und der motorisierten Rollen 6 kann
einen zylindrischen Rollenkörper 7 mit
einem polygonalen Querschnitt aufweisen, wie es in 6(a) oder 6(b) gezeigt ist. In diesem Fall wird eine
größere Kontaktfläche zwischen
einer solchen Rolle und dem Artikel erzeugt, so dass der Drehwiderstand
gegen die Drehung des Motors 16 der angetriebenen Rolle 6 merklich
zunimmt. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Erfassung von
Artikeln im Vergleich zu dem Fall, in dem alle Rollen einen runden
Querschnitt aufweisen, verbessert werden.
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Alternativ
kann wenigstens eine der angetriebenen Rollen 5 und der
motorisierten Rollen 6 einen zylindrischen Rollenkörper 7 mit
einer zerklüfteten
Oberfläche 60 (ein
Rotationswiderstandsbereich) aufweisen, wie in 7(a) gezeigt
ist, wodurch der Drehwiderstand gegen die Rolle erhöht wird.
Wenigstens eine der angetriebenen Rollen 5 und der motorisierten
Rollen 6 kann auch eine Gummihülse 61 oder einen
anderen Drehwiderstandsbereich aufweisen, wie in 7(b) gezeigt
ist. Ein derartiger Mantel oder eine derartige Hülse wird ebenso den Drehwiderstand
gegen die Rolle und den Motor erhöhen, was auch zu einer Erhöhung der
Genauigkeit der Erfassung der Artikel führt.
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Wie
zuvor beschrieben, wird an den Motor 16 in seinem Leerzustand,
in dem er mit keinem Artikel beladen ist, eine Standardspannung „V" angelegt, um die
Standardzahl „P" von Drehungen zu
messen. Anschließend
und während
seines normalen Betriebs wird dieser Motor, der mit dem Artikel
beladen ist, überwacht,
um die tatsächliche
Zahl „Pr" von Drehungen zu
ermitteln. Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird die Zahl „Pr" mit der Zahl „P" verglichen und beurteilt,
ob auf dem Modul ein Artikel transportiert wird oder nicht. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein derartiges System
beschränkt,
sondern es können
auch andere kompatible Optionen zu diesem Zweck und zum Erhalten
von sich auf den Drehzustand des Motors 16 beziehenden
Daten verwendet werden. Bei solchen Optionen kann es sich beispielsweise
um die Erfassung der Geschwindigkeit, der Richtung, der Beschleunigung und/oder
des Winkelmaßes
der Drehung des Motors 16 handeln.
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Bei
einer dieser alternativen Optionen können die Fördervorrichtung 1 und
ihre Module 2 derart ausgebildet sein, dass der Artikelstatusdetektor 48 im
Motorsteuerabschnitt 45 die Zahlen „P+" und „P–" der Signalpulse erzeugt. Die Zahl „P+" repräsentiert die
Summe von Signalpulsen, die während
der Vorwärtsdrehung
des Motors innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer „T0" erzeugt wird, und
die Zahl „P–" repräsentiert
eine weitere Summe von Signalpulsen, die während einer Rückwärtsdrehung
ebenfalls innerhalb der Zeitdauer „T0" erzeugt wird. Ein Unterschied, der
zwischen diesen Zahlen „P+" und „P–" festgestellt wird,
wird dazu verwendet, um das Vorhandensein oder die Abwesenheit des
Artikels auf einem Modul zu bestimmen.
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Unter
Bezugnahme auf die 8 bis 11 werden
nachfolgenden die Funktionen der Komponenten beschrieben, die den
Motorkontrollabschnitt 45 bilden. In diesen Figuren bezeichnen
die Bezugsziffern „P1" und „P2" die tatsächlichen
Signalpulswellen selbst, die von den entsprechenden Hall-Effekt-Elementen 28a und 28b während der
Vorwärts- und Rückwärtsdrehung
des Motors 16 übertragen werden.
Da der Motor 16 ein 3-Phasen-Motor ist, werden drei Pulsfolgen
bei einem Winkelversatz von 120° erzeugt,
wobei „P1" und „P2" zwei davon sind. während Vorwärtsdrehungen
kommt „P1" vor „P2", wobei während Rückwärtsdrehungen „P2" vor „P1" kommt . Auf diese
Weise kann die Drehrichtung dieses Motors erfasst werden, indem
ermittelt wird, welche der Pulse „P1" oder „P2" vor dem anderen kommt.
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Das
andere Bezugszeichen „P" repräsentiert eine Überlagerung
von Pulsen „P+" (für Vorwärtsdrehungen)
und „P–" (für Rückwärtsdrehungen),
wobei diese aus den Pulsfolgen „P1" und „P2" hergeleitet werden.
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Die
Zustandsauswahleinrichtung 46 in dem Motorsteuerabschnitt 45 wird
verwendet, um die Standardspannung „V" zu wählen, bei der sich der Motor 16 dreht.
Diese Auswahleinrichtung 46 wird ferner betrieben, um ein
Befehlssignal an diesem Motor auszugeben, um seine Drehrichtung
von Vorwärts nach
Rückwärts in dem
Intervall „T0/2" zu ändern. Dieses
Intervall ist die Hälfte
der Zeitdauer „T0", wie in den 8 bis 11 gezeigt
ist. Der Rotationsdetektor 47 erfasst die Polpositionssignale,
die von dem Winkelpositionssensor 25 während der Drehung des Motors 16 emittiert
werden. In diesem Detektor 47 werden diese Signale in Form
von Pulsen moduliert, die dann an den Artikelstatusdetektor 48 weitergeleitet
werden.
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Dieser
Sensor 48 berechnet die Zahl „P+" von Signalpulsen während einer Vorwärtsdrehung des
Motors 16 innerhalb der Zeitdauer „T0", sowie die Zahl „P–" von Pulsen während einer Rückwärtsdrehung.
In dem Artikelstatusdetektor 48 wird dann in jedem Fall
eine Differenz | P+ – P– | erhalten.
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Wenn
das Fördermodul 2 nicht
mit einem Artikel beladen ist, so wird auf den Motor 16 keine
wesentliche Trägheitskraft
ausgeübt.
Entsprechend wird der Motor seine Drehrichtung augenblicklich ändern, wie
es in 8 gezeigt ist, sobald von der Zustandsauswahleinrichtung 46 das
Befehlssignal zum Umschalten emittiert wird. Wenn „P+" für die Zeitdauer „T0" 3 (drei) ist, dann
muss auch entsprechend „P–" für die Zeitdauer „T0" 3 (drei) sein, wodurch
die Differenz | P+ – P– | 0 beträgt. Entsprechend
erfasst der Artikelstatusdetektor 48, dass sich auf dem
entsprechenden Modul kein Artikel befindet, bevor darauf folgend
ein Artikelanzeigesignal an die Überwachungsvorrichtung 50 der
benachbarten Zone gesendet wird.
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Wenn
sich ein Artikel mit normalem Gewicht auf dem Modul 2 und
entlang diesem bewegt, so wird eine merkliche Trägheitskraft auf den Motor 16 wirken.
Entsprechend kann dieser Motor seine Drehrichtung nicht augenblicklich ändern, was
in 9 gezeigt ist, sobald von der Auswahleinrichtung 46 das
Befehlssignal zum Umschalten der Drehrichtung imitiert wird. Selbst
wenn dann „P+" innerhalb der Zeitdauer „T0" 3 (drei) ist, wird „P–" innerhalb dieser Zeitdauer
geringer sein, beispielsweise 2. Mit anderen Worten, wenn einer
der Werte „P+" oder „P–" größer als
der andere ist, so ist die Differenz | P+ – P– | eine ganze Zahl größer oder
gleich 1. Entsprechend erfasst der Artikelstatusdetektor 48,
dass sich ein Artikel auf dem Modul befindet.
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Wenn
sich ein wesentlich schwererer Artikel auf dem Modul 2 befindet,
so wird „P", die Summe aus den
Zahlen „P+" und „P–", wesentlich geringer als
bei dem in 9 gezeigten Beispiel sein. Beispielsweise
ist „P" 3, wie in 10 gezeigt
ist, was bedeutet, dass die Gesamtanzahl von Pulsen, die innerhalb
der Zeitdauer „T0" erzeugt wurde, gerade
3 ist. Somit kann der Wert „P", der in dem Artikelstatusdetektor 48 berechnet
wurde, für
das System hilfreich sein, um das Gewicht des Artikels zu beurteilen.
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In
dem zuvor beschriebenen Modus bezeichnet der Wert „P+" die gezählte Zahl
von Vorwärtsdrehungen
des Motors 16 innerhalb der Zeitdauer „T0", wobei der andere Wert „P–" die Anzahl von Rückwärtsdrehungen
bezeichnet. Wenn der Artikel in dem Fördermodul 2 aufgrund
seines Kontaktes mit einem auf der stromabwärtigen Seite angeordneten Artikel gestoppt
würde,
so würden
nur die Pulse „P–", die den Rückwärtsdrehungen
des Motors entsprechen, erzeugt werden, und zwar ohne einen Puls „P+", der Vorwärtsdrehungen
repräsentiert.
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Diese
Werte „P+" und „P–", die in Kombination
verwendet werden, sind hilfreich, um die Anwesenheit/Abwesenheit
des Artikels genau zu bestimmen und um weitere Informationen zu
erhalten.
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Obwohl
sich die Fördervorrichtung 1 in
dem zuvor beschriebenen Modus auf die Differenz zwischen „P+" als Anzahl der Vorwärtsdrehungen
des Motors 16 und „P–" als die der Rückwärtsdrehungen innerhalb
der Zeitdauer „T0" verlässt, wenn
die Erfassung von Artikeln durchgeführt wird, ist die vorliegende
Erfindung nicht auf diesen Modus beschränkt, sondern sie kann auch
derart modifiziert werden, dass eine andere Differenz | t+ – t– | zwischen „t+" und „t–" verwendet wird,
welche die Länge
der Zeitdauer von Vorwärtsdrehungen
und die Länge
der Zeitdauer von Rückwärtsdrehungen
repräsentiert. Diese
Werte werden in einer vorgegebenen Zeitdauer „T0" erfasst, der der Motor 16 weiter
betrieben wird. Auch bei dieser Modifikation können die Anwesenheit/Abwesenheit
sowie das Gewicht der Artikel auf Basis dieser erfassten oder berechneten
Werte beurteilt werden.
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Die
zuvor beschriebene Fördervorrichtung 1 umfasst
die Steuerung 40, die jedem Fördermodul 2 zugeordnet
ist. Der Artikel kann in manchen Fällen kürzer als jedes der Module sein,
so dass die motorisierte Rolle 6 und die angetriebenen
Rollen 5 in einem Modul unabhängig von denen der anderen
Module gesteuert werden. Diese Rollen 6 und 5 werden entsprechend
an und ausgeschaltet, um den Artikel genau zu seinem Ziel zu transportieren.
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Bei
dieser Vorrichtung 1 empfängt jede Steuerung 40 Moment
für Moment
erforderliche Daten von den benachbarten Modulen 2 über ihren
Ladezustand mit einem oder mehreren Artikeln. Entsprechend besteht
keine Möglichkeit,
dass ein Artikel auf dem stromaufwärtigen Modul 2 mit
einem anderen Artikel, der sich auf und entlang dem stromabwärtigen Modul
bewegt, kollidiert oder in Eingriff kommt. Wenn ein Artikel derart
lang ist, dass er sich über zwei
oder mehrere benachbarte Module erstreckt, so werden die motorisierten
und angetriebenen Rollen 6 und 5 dieser Module
synchron betrieben, um einen ruhigen Transport des Artikels zu gewährleisten.
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Bei
der Fördervorrichtung 1 der
zuvor beschriebenen Ausführungsform
sind die Steuerungen 40, die zu den benachbarten Modulen 2 gehören, elektrisch
miteinander verbunden, um auf diese weise miteinander zusammenarbeiten
zu können.
Dank dieses Aufbaus braucht die vorliegende Vorrichtung keine übergeordnete
Steuerung, wie beispielsweise eine programmierbare Steuerung, die
herkömmliche Fördervorrichtungen
sehr komplex machen. Die Kommunikationskabel 41 zum Verbinden
der benachbarten Module 2 können umgeordnet werden, um
das Gesamtlayout der Vorrichtung 1 zu ändern.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
(in 12 gezeigt) ist eine Fördervorrichtung 1' vorgesehen,
die drei motorisierte Rollen (9s, 9t und 9u,
die jeweils eine Selbstbremsfunktion aufweisen) aufweist, die im
stromabwärtigen
Endbereich der Transportlinie vorgesehen sind. Die Rollen 9s, 9t und 9u sind
in dieser Reihenfolge in Richtung des Endes der Linie angeordnet,
und sie werden jeweils nur einzeln durch ihre Steuerungen 40' (40s, 40t und 40u)
gesteuert. Diese Vorrichtung 1' unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 der
zuerst beschriebenen und in 1 gezeigten
Ausführungsform
nur hinsichtlich dieser Bremsrollen 9 und der Steuerung 40'. Die Bremsrollen
weisen jeweils den gleichen inneren Aufbau wie die in 3 gezeigten
motorisierten Rollen 6 auf. Jede Bremsrolle 9 umfasst
einen Motor 16s, 16t und 16u (nicht gezeigt),
wobei sie keinen mechanischen Bremsschuh oder dergleichen aufweisen.
Jede Steuerung 40' weist
den gleichen Aufbau wie die in 4 gezeigte
Steuerung 40 auf, wobei die Steuerungen 40' jedoch nicht
mit einer anderen stromaufwärts
oder stromabwärts
angeordneten Steuerung elektrisch verbunden sind.
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Die
Bremsrollen 9 drehen sich nicht normal, sondern sie stehen
still, bis ein Artikel den Endbereich erreicht, so dass das vordere
Ende des Artikels die stromaufwärtsseitige
Bremsrolle 9s beaufschlagt. Aufgrund der Trägheitskraft
dieses Artikels führt
diese Rolle 9s für
eine Weile erzwungene Drehungen (nachfolgend „Vorwärtsdrehungen" genannt) aus, die wiederum
dazu führen,
dass auch der Motor 16s einige Vorwärtsdrehungen ausführt. Entsprechend
Polpositionssignale von einem Winkelpositionssensor 25s ausgegeben
und einem Drehdetektor 47s zugeführt. Eine Pulsfolge, die entsprechend
in diesem Detektor erzeugt wird, und wird nachfolgend einen Artikelstatusdetektor 48s zu geführt, woraufhin
der in dem Detektor 48s vorhandene Zähler diese Pulse zählt.
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Der
Artikelstatusdetektor 48s, der eine derartige Pulsfolge
empfängt,
die „Vorwärtsdrehungen" repräsentiert,
erzeugt dann ein Motorantriebssignal, das einer Motorbetätigungsvorrichtung 52s zugeführt wird.
Als Antwort auf dieses Signal schaltet die Betätigungsvorrichtung 52s den
Motor 16s an, so dass dieser beginnt, „Rückwärtsdrehungen" auszuführen. Auf
diese Weise wird ein Bremseffekt erzielt, der gegen die erzwungenen
Vorwärtsdrehungen
des Motors wirkt, obwohl einige Signalpulse der Vorwärtsdrehungen,
die durch die Trägheitskraft
erzeugt werden, weiterhin imitiert werden, bis dieser Motor 16s tatsächlich beginnt,
Rückwärtsdrehungen
auszuführen.
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Der
Artikel, der sich auf der ersten Bremsrolle 9s bewegt hat,
führt eine
weitere Abwärtsbewegung
aus, um sich auf der zweiten und dritten Bremsrolle 9t und 9u zu
bewegen, wodurch diese dazu gezwungen werden, Vorwärtsdrehungen
auszuführen. Ähnlich wie
bei der ersten Rolle 9s werden die Pulsfolgen, die entsprechend
in den Rotationssektoren 47t und 47u erzeugt wurden,
zu den Artikelstatusdetektoren 48t und 48u geleitet,
wodurch diese beginnen, die Pulse zu zählen. Auch für diese
Bremsrollen 9t und 9u erzeugen diese Detektoren 48t und 48u, die
solche die „Vorwärtsdrehungen" repräsentierende
Pulsfolgen empfangen haben, dann entsprechende Motorantriebssignale,
die den Motorbetätigungsvorrichtungen 52t und 52u zugeführt werden.
Als Antwort auf diese Pulsfolgen schalten die Betätigungsvorrichtungen 52t und 52u die
Motoren 16t und 16u an, so dass diese dazu gezwungen
werden, „Rückwärtsdrehungen" auszuführen.
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Auf
diese Weise werden alle Rollen 9s, 9t und 9u innerhalb
einer kurzen Zeitdauer dazu gebracht, Rückwärtsdrehungen auszuführen, wodurch der
Artikel dazu neigt, zurückgestoßen zu werden.
Zu diesem Zeitpunkt erzeugen die Winkelpositionssensoren 25s, 25t und 25u Polpositionssignale
als Antwort auf die Rückwärtsdrehungen
der Motoren 16s, 16t und 16u. Diese Signale
werden den entsprechenden Rotationsdetektoren 47s, 47t und 47u zugeführt, so
dass in diesen Signalpulse erzeugt werden, die der Reihe nach den
Artikelstatusdetektoren 48s, 48t und 48u zugeführt werden.
Entsprechend werden die Signalpulse von den Zählern gezählt, die in den Detektoren 48s, 48t und 48u integriert
sind.
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Motorbetätigungsvorrichtungen 52s, 52t und 52u treiben
die Motoren 16s, 16t und 16u weiter an, jede
in einer Rückwärtsrichtung
und für
eine vorbestimmte Zeitdauer, die der gezählten Zahl von Vorwärtsdrehpulsen
entspricht, wodurch die Bremsrollen 9s, 9t und 9u weiter
in Rückwärtsrichtung
drehen. Dieses System kann vorzugsweise derart ausgebildet sein,
dass die Zahl solcher positiver Rückwärtsdrehungen jeder Bremsrolle 9s, 9t und 9u mit
der Zahl von erzwungenen Vorwärtsbewegungen übereinstimmt.
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Die
hinterste der Bremsrollen 9u wird gezwungen, den kürzesten
Winkelabstand drehend zurückzulegen,
so dass sie ihre positiven Rückwärtsdrehungen
früher
als die beiden anderen Rollen 9s und 9t beendet.
Zu diesem Zeitpunkt berührt
das vordere Ende des Artikels, der gezwungenermaßen zurückbewegt wurde, nur geringfügig eine
stromaufwärtige
Umfangsoberflächenlinie
der Rolle 9u, so dass es fast hinter dieser angeordnet
ist. Ebenso, zu einem späteren
Zeitpunkt, wenn die Rolle 9t anhält, berührt das vordere Ende des Artikels,
der weiter zurück
gezwungen wurde, nur geringfügig
eine stromaufwärtige
Umfangsoberflächenlinie
der Rolle 9t, so dass es fast hinter dieser angeordnet
ist. Letztendlich berührt
das vordere Ende des Artikels, der noch weiter zurückbewegt
wurde, nur geringfügig
eine stromaufwärtige
Umfangsoberflächenlinie
der Rolle 9s, so dass es fast hinter dieser angeordnet
ist.
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Tatsächlich ist
ein chronometrisches Intervall zwischen dem vorhergehenden Zeitpunkt,
wenn sich der Artikel über
die erste Bremsrolle 9s bewegt, und dem darauf folgenden
Zeitpunkt, wenn der Artikel zurück über diese
Rolle gestoßen
wird, extrem kurz. Aus diesem Grund werden Beobachter diesen augenblicklichen
Moment nicht erfassen können,
sondern sie werden feststellen, dass der Artikel an seinem Ziel
plötzlich
gestoppt wird.
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Zuvor
wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem der Artikel eine beträchtliche
Trägheit
und übermäßige Vorwärtsbewe gung über sein
Ziel hinaus zeigt, so dass er sich auf den drei Bremsrollen 9s, 9t und 9u bewegt.
Wenn die Geschwindigkeit des Artikels, wenn sich dieser auf der
ersten Bremsrolle 9s bewegt, viel geringer ist, so wird
der Artikel möglicherweise
allein durch seine Fahrt auf der ersten Rolle 9s zurückgestoßen, oder
durch seine Fahrt auf der ersten Rolle 9s und der zweiten
Rolle 9t.
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Ferner
kann es vorkommen, dass ein darauf folgender Artikel oder irgendeine äußere Kraft
auf den vorhergehenden Artikel wirkt und diesen vorwärts bewegt,
der genau an seinem Ziel angehalten hat. Jedoch werden eine oder
mehrere Bremsrollen unmittelbar beginnen, Rückwärtsdrehungen auszuführen, um
den vorhergehenden Artikel unverzüglich zurückzubewegen. Entsprechend wird
es Beobachtern nicht möglich
sein, eine solche geringfügige
und unmittelbare Bewegung des vorhergehenden Artikels zu erfassen,
sondern sie werden einen Artikel beobachten, der im Wesentlichen
stationär
an seinem Zielort ist und dort verbleibt.
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Bislang
wurden mechanische Bremsmechanismen in solchen Bremsrollen vorgesehen.
Dieser Stand der Technik ist dahingehend problematisch, dass elektrisch
betätigte
Bremsschuhe oder dergleichen aus Gründen der Sicherheit untätig bleiben,
solange ihnen Energie zugeführt
wird. Mit anderen Worten sind die Bremsschuhe oder dergleichen nicht
länger
frei, sobald die Energieversorgung abgeschaltet wird. Aufgrund eines
solchen unflexiblen Bremsmechanismus können Wartungsarbeiter die Artikel nicht manuell
entlang einer nicht betätigten
Förderlinie
verschieben.
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Diese
Ausführungsform
verzichtet auf einen solchen bekannten Bremsmechanismus, der elektrisch
angetriebene Bremsschuhe oder dergleichen umfasst. Die hier verwendeten
Bremsrollen sind fast frei drehbar, selbst nachdem die Energieversorgung unterbrochen
ist, und jeder Widerstand, der stärker als derjenige ist, der
nur ein Getriebezug ausübt,
wird ein manuelles Drehen der Rolle nicht wirklich behindern. Dank
des vorliegenden flexiblen Mechanismus können Wartungsarbeiter Artikel
entlang einer nicht betätigten
Förderlinie
einfach manuell verschieben.
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Ohne
die Hilfe herkömmlicher
Sensoren kann jeder Artikel nun an jedem gewünschten Punkt der Förderlinie
angehalten werden, wie beispielsweise in der am weitesten stromabwärts angeordneten Zone.
Die hier verwendeten Bremsrollen umfassen keinen mechanischen Bremsmechanismus
und weisen denselben Aufbau wie die nicht gebremsten motorisierten
Rollen auf. Dank dieser Merkmale ist der Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung
vereinfacht.
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Die
Anzahl dieser Bremsrollen ist nicht auf drei beschränkt, sondern
es kann auch nur eine einzelne Bremsrolle vorgesehen werden, um
den Raum für
die Anordnung der Bremszone zu verringern. Im Gegensatz zu dem zuvor
genannten Fall, in dem eine einzelne Rolle eine relativ schwere
Aufgabe übernehmen
muss, kann die Anzahl von Bremsrollen auch auf vier oder mehr Bremsrollen
erhöht
werden, um die Last der einzelnen Rollen zu verringern, was zu einem
breiteren Raum für
die Rollen führt.
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Um
den genauen Anhaltepunkt jedes Artikels einzustellen oder zu ändern, kann
das zuvor beschriebene System derart modifiziert werden, dass die
Anzahl von Pulsen, die die positiven Rückwärtsdrehungen repräsentieren,
nicht der Anzahl von Pulsen entspricht, die die gezwungenen Vorwärtsdrehungen
repräsentieren.
Jede adäquate
mathematische oder funktionale Beziehung kann zwischen diesen Pulszahlen
eingeführt
werden.
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Beispielsweise
kann die Anzahl von Pulsen, die die positiven Rückwärtsdrehungen repräsentiert, etwas
geringer als die Anzahl von Pulsen eingestellt werden, die die erzwungenen
Vorwärtsdrehungen
repräsentiert,
so dass jeder Artikel in einer solchen Position anhält, wobei
sein vorderer Bereich ganz oder teilweise auf wenigstens einer der
Bremsrollen ruht.
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Es
besteht die Möglichkeit,
dass aufgrund eines Rutschens oder dergleichen dieselben der genannten
Anzahlen von Pulsen zu einem Versatz der tatsächlichen Position von einer
Zielposition führen, an
der jeder Artikel anhalten muss. In einem solchen Fall ist die Durchführung von
Experimenten hilfreich, um eine optimale mathematische Beziehung
zu ermitteln, die zwischen diesen genannten Anzahlen von Pulsen
voreingestellt werden muss.
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Ferner
wurde ein weiteres Problem in dem stoßweisen Transportmodus beobachtet,
das nachfolgend beschrieben wird.
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In 14 ist
eine Förderzone „z" die letzte Zone
und „y" die vorletzte Zone,
die benachbart zur letzten Zone „z" angeordnet ist, wobei Lastsensoren verwendet
werden, um die Positionen von Artikeln zu erfassen. Ein Artikel „A" ruht noch auf der
letzten Zone „z", wobei ein weiterer
Artikel „B" auf der vorletzten
Zone „y" angeordnet ist.
Die Rollen in der vorletzten Zone „y" werden nur dann betätigt, wenn ein Artikel in dieser
Zone erfasst wird, jedoch kein Artikel in der letzten (Stromabwärts) Zone „z" erfasst wird. Die
Artikel „A" und „B" berühren einander,
aber einer der Sensoren „Sz", der zwischen diesen
angeordnet ist, kann möglicherweise
fehlurteilen, dass sich kein Artikel auf der stromabwärtigen letzten
Zone „z" befindet, da der
Sensor „Sz" lediglich eine geringe
Last erfasst. Der Artikel „B" jedoch, der den
Artikel „A" (im Stauzustand)
berührt,
kann sich nicht weiter in stromabwärtiger Richtung bewegen. Folglich
drehen sich die Rollen in der vorletzten Zone „y", die den Artikel „B" tragen, weiter, da der Sensor „Sy" den Artikel „B" erfasst, so dass
hier unnötig
Energie verloren geht.
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Dieser
Nachteil ist auch bekannten Fördervorrichtungen
nicht fremd, bei denen die Betätigung der
Rollen in einer Zone nur basierend auf der Erfassung des Vorhandenseins eines
Artikels in dieser Zone entschieden wird. Genauer gesagt, kann der Artikel
in der stromabwärtigen
Zone aufgrund einer Unordnung oder dergleichen in diesem System
angehalten oder abgebremst werden, wodurch ein solches Problem entsteht.
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Die
zuvor genannten Probleme können selbst
bei der Fördervorrichtung
mit solchen motorisierten Rollen zum Erfassen von Artikeln gemäß der vorliegenden
Anmeldung auftreten.
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Unter
Bezugnahme auf 15 wird beispielsweise ein Artikel „A", der auf der letzten
Zone „z" ruht, nicht mit
Hilfe einer motorisierten Rolle 6z, die als ein Sensor
einer Zone „z" wirkt, erfasst,
da der Artikel „A" zu leicht ist, wohingegen
die Rolle in der vorletzten Zone „y" betätigt
wird, da der Artikel „B" durch eine motorisierte
Rolle 6y, die als ein Sensor in der Zone „y" wirkt, erfasst wird.
Der Artikel „B" jedoch, der den
Artikel „A" (im Stauzustand)
berührt,
kann sich jedoch nicht weiter in einer stromabwärtigen Richtung bewegen, da
sich der Artikel „A" aufgrund der motorisierten
Bremsrollen 9a, 9t und 9u nicht stromabwärts bewegen
kann. Folglich dreht sich die Rolle in der vorletzten Zone „y", auf der der Artikel „B" ruht, weiter, wodurch
Energie verloren geht.
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In
einem anderen Fall, wie in 14 dargestellt
ist, bei dem die Rolle 6z, die als ein Sensor wirkt, zwischen Artikeln „A" und „B" angeordnet ist, und
bei dem der Artikel „B" durch die Rolle 6y erfasst wird,
dreht sich die Rolle in der Zone „y", die den Artikel „B" trägt,
weiter, wodurch ebenfalls ein Energieverlust auftritt.
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Nachfolgender
Vorschlag dient dazu, einen solchen Energiefluss, der bei verschiedenen
Arten von Fördervorrichtungen
auftritt, zu verringern.
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Die
Details dieses Vorschlags werden nachfolgend erläutert. Es ist ein normaler
Fall, dass die motorisierte Rolle 6d in der Förderzone „d" die Anwesenheit
eines Artikels erfasst, wobei die stromabwärtige motorisierte Rolle 6e in
der darauf folgenden Zone „e" jedoch die Abwesenheit
eines Artikels in dieser Zone anzeigt. Die Betätigungsbefehlsvorrichtung 51e in
der Steuerung 40e der stromabwärtigen Zone „e" erzeugt und übermittelt
entsprechend ein Transportbefehlssignal an die Betätigungsbefehlsvorrichtung 51d der
stromabwärtigen
Zone „d". Nach der Übermittlung
dieses Signals betätigt
diese stromaufwärtige
Betätigungsbefehlsvorrichtung 51d den Motor 16d,
um auf diese Weise die stromabwärtige motorisierte
Rolle 6d in der Zone „d" für die Zeitdauer „T1" zu betreiben. Diese
Zeitdauer „T1" kann unter Berücksichtigung
einer Zeitdauer voreingestellt sein, die erforderlich ist, um den
Artikel um eine Zone voranzubewegen, und kann beispielsweise mehrere
Sekunden betragen.
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Wenn
der Motor 16d gerade für
die Zeitdauer „T1" betrieben wurde,
so wird der Rotationsdetektor 47, der in dieser Zone angeordnet
ist, auch nach dieser Zeitdauer „T1" für
einen gewissen Zeitraum weiterhin weitere Signalpulse erzeugen und
emittieren. Dies ist auf Trägheitsbewegungen
der Rollen 6d und des Motors 16d zurückzuführen, die
normalerweise anzeigen, dass der Artikel in diesem Moment die motorisierte
Rolle 6d bereits verlassen hat oder noch immer von dieser
vorwärts
bewegt wird.
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Das
Auftreten eines solchen Phänomens kann
bestätigt
werden, indem beurteilt wird, ob die Anzahl von „Trägheits"-Pulsen
von dem Motor 16d innerhalb einer Zeitdauer „T3" größer als
ein Grenzwert ist. Ist dies der Fall, dann nehmen diese motorisierten
Rollen 6d, 6e, etc. ihren Betrieb wieder auf, um
Artikel zu erfassen. Wenn die Betätigungsbefehlsvorrichtung 51d daraufhin
Transportbefehlssignale empfängt,
so betätigt
diese wieder den Motor 16d der Rolle 6d in der
Zone „d", so dass diese Rolle für eine Zeitdauer „T1" weiter betrieben
wird.
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Wenn,
wie zuvor beschrieben, der Motor 16d gerade für die Zeitdauer „T1" betrieben wurde,
so kann es vorkommen, dass der Artikel auf der Rolle 6d stillsteht,
da sich auf der Förderlinie
ein Stau gebildet hat. In diesem Fall führt diese motorisierte Rolle,
die durch den Artikel stromabwärts
gespannt ist, keine Trägheitsdrehungen
aus, oder die Anzahl von Trägheitsdrehungen
wird wesentlich geringer sein, als es normalerweise der Fall ist.
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Genauer
gesagt, wenn die Zahl von „Trägheits"-Pulsen von dem Motor 16d innerhalb
einer Zeitdauer „T3" geringer als ein
Grenzwert ist, so führt die
Rolle 6d, die noch mit dem Artikel beladen ist, eine wesentlich
geringere Anzahl von Trägheitsdrehungen
aus. In einem Extremfall, in dem die Anzahl von „Trägheits"-Pulsen 0 ist, befindet sich die motorisierte
Rolle 6d möglicherweise
in einem nahezu stationären
Zustand, in dem sie von dem Artikel herabgedrückt wird.
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In
diesen zuvor genannten Fällen
wird die Fördervorrichtung
erkennen, dass sich die Artikel derart gestaut haben, dass der Artikel
auf der stromaufwärtigen
Rolle 6d auf den vorangehenden Artikel auf der stromabwärtigen Rolle
aufgelaufen ist.
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Der „Grenzwert" für die Zahl
der Trägheitsdrehungen
kann experimentell vorbestimmt werden und die Variation der Zahlen
in normalen Fällen
berücksichtigen.
Beispielsweise kann der Grenzwert bevorzugt geringfügig kleiner
als ein Mittelwert verschiedener aktueller Zahlen gewählt werden.
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Wenn
die Zahl von Trägheitspulsen,
die innerhalb einer Zeitdauer „T3" erfasst wurde, geringer als
der Grenzwert (oder in Extremfällen
0) ist, so hält die
Betätigungsbefehlsvorrichtung 51d den
Motor 16d weiterhin im angehaltenen Zustand, ohne ausstehende
Transportbefehlssignale zu berücksichtigen.
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Eine
solche Unterbrechung der Betätigung des
Motors 16d dient der Reduzierung des Energieverlustes.
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Zum
gleichen Zweck kann auch die zuvor beschriebene Betätigung der
Rolle 6d zum Erfassen von Artikeln gestoppt werden, um
Energie zu sparen, da der Artikel zu diesem Zeitpunkt bereits detektiert wurde.
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Nach
einer vorbestimmten Zeitdauer „T4" nach Anhalten des
Motors 16d, wird die Artikelzustanderfassungsfunktion der
Rollen 6d und 6e wieder aufgenommen, um die zuvor
genannten Entscheidungen zu treffen, um das System wieder normal
zu betreiben.
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Der
Rotationsdetektor der vorliegenden Vorrichtung wird betrieben, um
Daten in Bezug auf den Zustand jeder Rolle oder jedes Motors zu
erhalten, wodurch eine Erfassung eines Artikels auf jedem Modul
ermöglicht
wird, in Bezug auf sein Vorhandensein/seine Abwesenheit, sein Gewicht,
einer Störung
beim Transport des Artikels oder dergleichen. Entsprechend sind
herkömmliche
und diskrete Sensoren, die bei bekannten Vorrichtungen verwendet werden,
nicht länger
erforderlich, um den Zustand von Artikeln präzise zu erfassen, die zu bestimmten Zielorten
transportiert werden sollen.
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Die
Fördervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, die keine herkömmlichen
und diskreten Sensoren zum Erfas sen von zu transportierenden Artikeln
aufweist, hat einen vereinfachten Aufbau, ist preiswert herzustellen
und kann einfacher zusammengebaut und gewartet werden.
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Die
zuvor beschriebenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dienen lediglich als Beispiele und schränken den
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung entsprechend nicht ein,
der durch die beiliegenden Ansprüche
definiert ist.