JP2003532601A - コンベア誘導システム - Google Patents
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Abstract
Description
導(Induct for Next Generation Sorter)」と題する米国特許仮出願第6
0/203301号の優先権を主張するものである。
る。コンベアシステムの誘導部とは、一般に物品が運搬仕分けシステムに導入さ
れる運搬システムの部分を指す。誘導部は、通常運搬システム上を進行中の包装
品又は他の物品間に、包装品が正しい配分のために仕分けられるよう、適正な間
隙を与える機能を果たす。運搬システム上の物品間の適正な間隙は、様々な理由
から重要である。第一に、物品間の間隙は、しばしば高度な商業的意義の要因で
ある運搬システムの取扱数に影響する。運搬システム上の物品間の間隙を縮小す
ることで、ある時間に運搬システム上に置ける物品の数が増える。より多数の物
品をある時間に運搬システム上に置くことが可能になれば、ある時間内により多
数の物品を移動させ、従って運搬システムの取扱数を増大させられる。
常に重要である。運搬中の物品を仕分けるべく運搬システムが機能する場合、従
来技術の運搬システムは、通常物品を主コンベアから1つ以上の分岐コンベア上
に押し出す押出シュー又は他の分流手段を使用してきた。これら押出シューが包
装品を正しく仕分けるには、押出器が第2物品を分流している間に間違って別の
物品を押出さないよう、物品間に十分な間隔を置く必要がある。更に一部の仕分
け装置の押出シューは、物品を分岐コンベア上に分流させた際、少なくとも部分
的に、物品を回転させる傾向がある。この回転により、物品は分流時に分岐コン
ベアと適正に整列する。しかし、物品を回転させるには、物品の回転のための余
地を与えるべく、物品の背後に十分な間隔が必要となる。不十分な間隔しかない
場合、物品は、回転する間に別の物品と接触し、そのため誤って整列されたまま
分岐コンベアに入るか、又は全く分流しないことになる。
益を重視するのに対し、取扱数を考慮するとこの間隙をできる限り小さくすると
いう利益を重視する。これら相対する利害を最善に均衡させるべく、運搬システ
ムの誘導部分は、理想的には、運搬システムの仕分け部の間隙要件に適応する程
に十分に大きいが、それらの最小限の間隙要件をめったに超えない間隙を一貫し
て正確に生み出すべきである。しかし、従来技術の誘導システムは、一貫性、精
度および物品間の間隙創出を実行する速度に関し改良の余地を残している。特に
取扱数の向上は、間隙を縮小させつつコンベア速度を増大させることに依拠して
いるので、コンベアシステムでの精確な間隙創出の必要性が増大している。
ものへ移行する際に物品を制御する上で生じる不正確さであった。物品間の間隙
は、別の物品に対する1つの物品の速度を変えることによって変更できるにすぎ
ないので、間隙の創出および制御は、少なくとも2つのコンベアを利用すること
によって行われることになる。例えば上流コンベアが第1の速度で走行し、下流
コンベアが第1コンベアとは異なる速度で走行している場合、上流コンベアから
下流コンベアに移動する物品は、下流コンベアに移る際に、それとその背後の何
れかの後続包装品との間の間隙を増大させる。この間隙の増大は、それが最初に
第2コンベアに到達した時の物品の加速に起因する。一定量の時間の間、先行す
る物品は、上流コンベアの速度で進んでいる後続の物品より高速(下流コンベア
の速度)で進んでいる。この速度差が2つの物品間の間隙を拡大する。
隙の不正確さを結果として生じてきた。これはある程度、物品が上流コンベアに
よってその速度を制御されているため、下流コンベアに切換わる点を正確に決定
できなかったからである。この点は、しばしば物品の重心が上流コンベアと下流
コンベアのとの中間点に到達した時点に対応すると仮定されるが、この仮定は不
正確になることが多く、従って創出される間隙の不正確さをもたらす。
テムがコンベア上の物品の位置を正確に決定できないために不正確でもあった。
例えば一部の従来技術の運搬システムでは、物品の位置は、コンベアの傍らに配
置された単一の光センサにより物品の通過を検出することで決定された。物品が
単一の光センサを過ぎて移動する際、その位置は、物品が検出されてからコンベ
アベルトがどれほどの距離動いたかを計算することで算出された。コンベアベル
トがどれほどの距離動いたかを決定することは、通常コンベアベルトを作動させ
るモータの回転量を測定するエンコーダによって実行された。測定の不正確さ、
スリップおよび他の要因のため、コンベア上の物品位置の計算は、著しく不確実
である。コンベア上の物品位置のこの不確実さは、従来技術のシステムにおいて
創出された間隙を制御することを難しくする。
一貫性を改善する誘導システムの必要性が存在する。
する。この方法と装置は、個々のコンベア上で移動中の物品の位置をより正確に
決定可能にし、それによって間隙創出工程の正確さと精度を助成する。本発明の
方法と装置はまた、あるコンベアから別のコンベアに移動する物品が、上流コン
ベアによってその速度を制御されることから下流コンベアのそれに変わる点に関
し、仮定ではなく、正確な決定がなされることを可能にする。
方法を提供する。この方法は、第1と第2コンベアを設けることを含む。第1コ
ンベアは、第2コンベアの上流端部と整列した下流端部を備える。この方法は、
物品が第2コンベアに到達し、物品の速度に変化が生じた時点を検出することを
更に含む。
を提供する。この方法は、相互に整列した第1、第2コンベアを設けることを含
む。第2コンベアの速度は、第1コンベアの速度と異なるよう設定する。第1物
品の制御点は、第1物品が第1コンベアから第2コンベアに移る際に測定する。
第1物品が速度可調整コンベアで少なくとも部分的に移動している間に、第1と
第2物品の間隙を測定する。測定した間隙を所要の間隙と比較し、速度可調整コ
ンベアの速度を、前記測定した間隙と前記所要の間隙との差異を縮小すべく調整
する。
する。該方法は、相互に整列した第1、第2コンベアを設けることを含む。第1
コンベアは速度可調整コンベアである。第1物品が第1コンベア上に少なくとも
部分的に位置している間に、第1と第2物品間の間隙を反復的に測定する。測定
した間隙と所要の間隙の差異を計算する。所要の間隙と測定した間隙の差異を取
り、速度可調整コンベアの速度を調整する指令を出力する帰還制御器を設ける。
出力する指令は、測定した間隙と所要の間隙との差異に基づく。
品間の間隙の測定は、光センサの水平アレーによって実行する。物品の制御点の
決定もまた、光センサの水平アレーによって実行する。間隙の大きさの決定は、
その間隙の大きさに基づく速度指令の発令と同様に、個々の間隙について複数回
繰り返す。このようにして、間隙を維持するか又は変更する何れの際にも、速度
可調整コンベアの速度制御器に直接的帰還を与える。帰還制御器は比例積分微分
形制御器とすることができる。本発明の更に別の態様において、物品の制御点を
決定するための方法および装置は、間隙を創出するための方法および装置と組み
合わせるか又は、それらと別個に利用できる。
る改善された誘導システムを提供すると共に、誘導システムが、その改善された
精度と一貫性を維持しつつ、より高速で動作することを可能にする。本発明の上
記および他の利益は、添付図面と関連して読めば、以下の明細書に照らして当業
者には明白となろう。
おいて同じ要素に対応する。図1は、コンベア誘導システム20を平面図とブロ
ック図形式で概略図示する。コンベア誘導システム20は、互いに独立して又は
互いに組み合わせて利用できる2つのサブシステムよりなる。一方の当該サブシ
ステムは、以下で詳細に説明するように、個々の物品に関する制御点の位置を正
確に決定する働きをする制御点決定モジュール38である。コンベア誘導システ
ム20の他方のサブシステムは、搬出コンベア32上に出て行く際、物品間の所
要の間隙を創出すべくコンベアの内の1つ以上の速度を制御する間隙制御システ
ム40である。背景として、間隙のこの種制御は、共同所有の米国特許第526
7638号および第5038911号明細書にも記載されており、それらの開示
は参照によって本願に含まれる。本願が優先権を主張する、共同譲渡された20
00年5月11日出願の米国特許仮出願第60/203301号明細書の開示も
参照の結果本願の明細書に含まれる。
は各運搬面26で包装品や他の物品を矢印28で示す方向に搬送する。運搬面2
6の特定の形式は本発明の範囲内で限定しないが、品物を移送可能なベルト、ロ
ーラ、スラットおよび他の全形式の運搬構造物を含む。蓄積コンベア30を含む
供給コンベアが、包装品を誘導システム20に送給する。搬出コンベア32は、
適切な間隙をあけた包装品を、仕分けシステム(図示せず)又は他の下流の合流
部に搬送する。コンベア30、32は、図1では部分的にのみ示している。搬出
コンベア32は、第2コンベア24の下流に、それと整列して配置され、第2コ
ンベア24からその上に転送された物品を移送する。コンベア22、24、30
および32の寸法は縮尺通りではなく、これらコンベアの長さと幅は、当業者に
自明のとおり、変更可能である。一連の物品34a〜hが各種コンベアの運搬面
26に載り、矢印28の方向に動く。本発明の一部ではない物品34は、様々な
大きさで描いてあり、縮尺通りにではなく、説明のためのみに示してある。
テム20に入る物品34は、これら物品間に間隙が全く存在しないように、密に
纏っているものとする。このような間隙の不足は本発明の範囲内で必須ではない
が、過剰な間隙は物品が第1コンベア22に達する前に除去又は最小限にするこ
とが望ましい。通常物品は、トラックや他の車両から荷下しする労働者により手
作業でコンベアシステムに載せられるので、それらの最初の荷下し時に物品間に
当初相当量の間隔があることが多い。この間隔は数10cmかそれ以上になるこ
ともあり、物品が第1コンベア22に到達する前に削除又は縮小させることが望
ましい。そのため、間隙が縮小又は消滅するよう、幾つかの入荷コンベアを単一
のコンベアラインに併合するとよい。コンベアのそのような併合は包装品間の平
均間隙の縮小を生じるが、異なる大きさの個別の間隙が依然として残存し得る。
蓄積コンベアは、物品を十分な高速度でコンベアシステムに送給する場合、そう
した間隙の除去を助ける。しかし、蓄積コンベアは本発明の必須の構成要素では
ない。蓄積コンベアを用いる場合、それは、多様な形式の従来の蓄積コンベアの
何れか又は、当業者には周知の他の形式の蓄積コンベアとすることができる。
であるすぐ上流のコンベアの最高速度以下の速度で動作する。第1コンベア22
の速度を蓄積コンベア30の最大速度に制限することで、蓄積コンベア30から
第1コンベア22上に進行する物品は、それらの先行又は後続間隙のどちらも増
大させることはない。物品間の間隙は、物品が第1コンベア22から第2コンベ
ア24に移行する時に変化する。第1コンベア22は、第2コンベア24のそれ
より一般に小さい速度を有し、従って、物品間の間隙はそれらが第1コンベア2
2から第2コンベア24に移る際に増大する。必須ではないが、第1コンベア2
2の速度を第2コンベア24のそれに対し固定の比率で設定し、その結果第2コ
ンベア24の速度変化が、第1コンベア22の速度の比例変化を生じさせるよう
にすることもできる。代替的に、ある時間中は同じ速度で動作し、別のある時間
中は異なる速度で動作するよう、第1コンベア22と第2コンベア24の速度を
制御することが望ましい。
を、物品34eと34dとの間に見ることができる。この間隙は、物品34dを
第2コンベア24と同じ速度で搬送すべく、第2コンベア24上に十分に移り終
える迄増大し続ける。物品34dが第2コンベア24上に移行後、物品34d、
34e間に生じた間隙が所要の寸法と等しいとは限らない。所要の間隙は、第2
コンベア24から搬出コンベア34への物品の移行中に創出される。所要の間隙
の例を、図1中に物品34hの後縁と物品34gの前縁との間に例示する。
すべく、物品が第1コンベアの速度から第2コンベアの速度での移動へ移る時点
を正確に知ることが役立つ。この情報は、個々の物品の制御点の位置を見つける
べく制御点決定モジュール38を使用することで得られる。物品の制御点とは、
それがコンベア上の指定の基準点と整列した際、物品の速度が1つのベルトによ
る制御から別のベルトによる制御に切換わる時点を示す、物品上の点である。物
品間の間隙創出段階で物品の制御点を知ることは重要である。何故なら、間隙を
創出する間のコンベアの速度調整は、速度を調整する作用を果たす特定のコンベ
アで物品を制御しない限り、物品の速度を変更する上で無効だからである。
の第2の集合よりなる光センサ42の水平アレーとを含む。発光素子44は、受
容器46の向かい側に、それらと整列して第1コンベア22の反対側に配置され
ている。当業者に自明のとおり、発光素子が受容器と対向している限り、発光素
子44と受容器46が位置するその側は重要ではない。光センサアレー42は、
発光素子44から第1コンベア22を横切って受容器46へ、光、赤外線又は他
の信号等の電磁信号を放出し、受容器46は、発光素子44と受容器46の間の
視線を遮断するいかなる物品も第1コンベア22上に存在しない限り、放出され
た信号を検出する。このようにして、光センサアレー42は、どの特定の光セン
サが任意の時点に遮断されないかを判定することで、物品間の間隙がどこに位置
するかを決定できる。光センサ42の水平アレーは、しばしば光カーテンと呼ば
れ、コア・コンピューティング社(Kore Computing、カムストック・パーク、
ミシガン州)又はSICK、INC。社(ブルーミントン、ミネソタ州)から市販され
ているもの等、任意の形式の従来の光センサのアレーとすることができる。他の
形式の光センサも使用できる。光センサアレー42は、間隙の位置と第1コンベ
ア22上を移動している物品の位置について正確な情報が収集できるよう、一体
的かつ相対的に密に離間された光センサを含む。他の間隔も本発明の範囲内であ
るが、水平アレー42の長さに沿って5mm毎に配置した光センサが使える。当
然ながら、他の全要因が等しいままなら、より密に離間した光センサの方が、物
品および間隙の位置に関しより精確な情報を提供できる。
センサのアレー全体に関する更新された情報を与える。この更新率は、特により
高速な更新率に関して、本発明の範囲内で広範に変わり得る。光センサアレー4
2が運搬面26上方に配置される高さは、光センサアレー42が、コンベア上を
移動する非常に低い物品を見過ごさないよう、ごく小さくすべきである。即ち、
アレー42の精確な高さは、仕分ける物品の種類に応じ変更できる。一般に、運
搬面26の上方数mmの高さが殆どの状況に適切であろう。また、物品に関する
高さ情報と共に、物品形状に関する情報を得るため、垂直方向に相互に積み重ね
た光センサ42の複数のアレーを備えることが望ましい。光センサアレー42の
長さは、必須ではないが、好ましくは最大予想物品長の少なくとも半分である。
従って、第1コンベア22を相当の長さの物品を移送する用途に使用することが
予期される場合、アレー42の長さを相応に増大せねばならない。最大予想物品
長の半分未満である光センサアレーの長さも本発明の範囲に該当するが、以下の
検討で例示するように、物品の制御点を正確に決定できない確率が増大する。
決める。図2は、1次元参照フレーム48を、第1と第2コンベア22、24に
平行な向きで例示している。基準点50を参照フレーム48に示す。基準点50
は、第1コンベア22の下流端部と、第2コンベア24の上流端部間の中間に位
置する。制御点52は物品34dに図示している。制御点52が基準点50に到
達する、即ち基準点50と整列すると、物品34dの制御は、第1コンベア22
から第2コンベア24に切換わる。従って、図2に例示した位置で、物品34d
は、その一部が第2コンベア24上に位置するにも係らず第1コンベア22によ
り制御される。制御が第1コンベア22から第2コンベア24に切換わる精確な
時点は、主に特定の物品の重心ばかりでなく、物品とコンベアの摩擦特性に依存
する。これ迄、制御点は通常物品の中心であると仮定していたが、制御点決定モ
ジュール38は制御点の位置を実際に測定する。
隙を監視することで物品の制御点の位置を測定する。物品34dがまだ第1コン
ベア22によって制御されている限り、この間隙は変わらない。しかし、第1コ
ンベア22より高速度で走行中の第2コンベア24による制御へと物品34dが
移行するやいなや、物品34dは物品34cよりも前方に進み始め、その結果、
物品34cと34dとの間に間隙を創出するか又は既に存在する間隙を拡大する
かの何れかである。図3は、物品34dの制御点52が基準点50に到達した時
点を図示する。この時点で、物品34dは物品34cから分離し始め、従って物
品34c、34d間に間隙を創出する。この間隙を図3に例示しており、光セン
サアレー42からのビーム54が遮断されないとき間隙の存在が検出される。ア
レー42上のどの特定の光センサがこの新たに創出又は拡大された間隙を検出し
たかを監視することで、物品34dの制御点を計算機56により決定できる。各
個の光センサが基準点50から離れて位置する距離が既知なので、計算機56は
制御点52をその同じ距離であるとして単純に計算できる。しかし、制御点52
の位置のこの計算は、物品34dの後縁からの制御点52の長手方向距離に基づ
く。一般に、例えば物品34dの前縁といった異なる目標に対する制御点52の
位置を知ることが望ましい。計算機56は、物品34dの後縁迄の制御点52の
長手方向距離を物品34dの全長から引き算することで制御点52のこの位置を
容易に算出できる。当然ながら、代替の計算方法も可能である。
の前縁を、それがアレー42の検出帯域内にある間に、光センサアレー42で監
視することである。この検出帯域から出ると、第1コンベア22の速度は物品3
4dと34cとの間隙の変化が生じる迄記録される。間隙のこの変化が生じた時
点で、コンベア22の記録された速度を使い、その前縁が光センサ検出帯域を離
れた時から速度変化が生じた時迄の間に物品34dが進行した距離を決定する。
該距離は、物品34dの前縁からの制御点52の距離に等しいはずである。
るかに係る。上述のように、基準点50を制御点52の位置を定義するために用
いる。他の基準点も使用できる。例えば基準点58を、制御点52の定義のため
代替的に使用できる。基準点58は、第1コンベア22の下流端部の正にその縁
に位置する。基準点58を基準点として用いる場合、制御点52は、物品34の
制御が第1コンベア22から第2コンベア24へ移行する時点に基準点58と整
列している物品34上の位置である。この制御点は、基準点50と58の位置が
異なるため、物品34の異なる物理的位置に対応する。コンベア24の上流端部
の、正にその縁に位置する基準点60もまた、基準点として使用できる。更に前
述の通り、その特定の基準点が既知であり、コンベアシステムの残部全体にわた
り一貫して使用する限り、制御点の定義時に他の全ての基準点を使用できる。
へ移行する際に物品間の間隙の創出又は拡大を伴い、これら間隙の創出や拡大は
容易に制御できる。これら間隙は、第1コンベア22に対する第2コンベア24
のより大きい速度の結果として創出又は拡大される。コンベア22がコンベア2
4の速度の一定割合で走行するよう設定した場合、コンベア22からコンベア2
4に移行する物品間に生ずる間隙は、物品の長さが変わると変化する。例えば長
い物品だけがコンベア22上を移動する際、それらは相対的に大きい間隙を持つ
傾向がある。小さい物品だけが移動する際、それらは相対的に小さい間隙を持つ
傾向がある。小さい物品と大きい物品の両方をコンベア22と24で運搬する場
合 、それらは異なる長さの間隙を持つ傾向がある。異なる長さは、すぐ下流
の物品が第2コンベア24の大きい速度で移動している間、長い物品と短い物品
が第1コンベア22の速度で移動するのに費やす、異なる時間量に起因する。間
隙長さのこのばらつきを低減又は削除することが、多くの場合に望ましい。
かの理由から望ましい。第一に、間隙制御システム40等の下流の何等かの間隙
制御システムは、物品が広範に異なる間隙でシステムに投入された場合、効果的
には動作しない。これは、コンベア速度が増大するにつれて大きな問題となる。
第二に、制御点決定モジュール38で創出された間隙が所要の間隙より大きい場
合、それらを下流で間隙制御システムにより削減する必要がある。制御点決定モ
ジュール38により創出された間隙を削減することは、当然ながら間隙制御シス
テムを一層酷使する結果となり、従ってシステムの効率を低下させる。
速度を第2コンベア24のそれに引き上げるよう、第1コンベア22の速度を制
御する制御器を追加できる。これは、制御点を決定した後に間隙が少しでも大き
くなるのをほぼ防止し、コンベア速度が固定比率のままである場合、大きい物品
と小さい物品に関し別の結果を生じる間隙のばらつきを低減する傾向がある。コ
ンベア22の速度をコンベア24のそれ迄引き上げた後も、既存の間隙は変わら
ない。制御器は、制御点が基準点に到達する時点迄、コンベア24と同じ速度に
コンベア22を維持する。その時点で、制御器は、コンベア24に対するコンベ
ア22の速度を、次の物品の制御点が測定可能な、許容できる低い速度迄低下さ
せる。それを測定した後、コンベア22の速度を再びコンベア24のそれ迄増大
し、以下同様に行う。代替的に、第1コンベア22ではなく、第2コンベア24
の速度調整を行うことでも、この制御を具体化できる。
ての他のシステム、モジュール又は構造に供給する。図1に示す実施形態では、
この情報を間隙制御システム40に供給し、テークアウトコンベアで出て行く物
品の間隙をより正確に制御すべくそこで使用する。代替的に、この情報を、共同
譲渡された2000年9月25日出願の「高速度誘導システム(High Rate In
duction SYSTEM)」と題する米国特許出願第09/699170号明細書に記
載の誘導工程においても使用でき、その開示は参照によって本願に含まれる。
の水平アレーを含む。アレー62は、コンベア24の一部、コンベア32の一部
およびコンベア24とコンベア32との間の間隙の傍らに沿って配置する。アレ
ー62は、好ましくは、運搬する物品の最大予想長さに等しい距離だけ延びてい
る。間隙センサ64がアレー62からの出力を受け取り、それを用いてアレー6
2の検出帯域内を移動中の物品間の間隙を決定する。図1に例示するように、間
隙センサ64は、物品34e、34f間と、物品34f、34g間の間隙の双方
を検出する。間隙センサ64は、どの個別の光センサが物品により遮断されるか
また、どれが遮断されないかを検知することで、それらの間隙を検出する。物品
間で遮断されない光センサの数又は連続する光センサのうち最も広く離れ、遮断
されない組の間の距離の何れか一方に基づき、間隙の長さを決定する。また、ど
の個別の光センサが遮断されないかを検知することで、コンベア24に対する間
隙の位置を、光センサの個々の既知の位置に基づき決定する。
後、その情報を間隙選択器66に渡す。間隙選択器66は、もし複数存在する場
合、センサ64により検出した間隙のうちの何れかを選択し、コンベア24の速
度を制御する帰還制御ループで使用する。どの間隙を使用するかの決定は、制御
点52の位置に基づく。図1に例示した位置で、物品34fの制御点52は、コ
ンベア24、32間の空間の中心にまだ到達していない。従って、物品34fの
速度はまだコンベア24により制御されている。従って、コンベア24の速度を
調整することで、依然として物品34f、34g間の間隙を調整することができ
る。それ故間隙選択器66は、帰還制御ループ内で使用する間隙として(物品3
4f、34g間の)この間隙を選択する。この間隙の寸法は、その後所要の間隙
70からの入力も受け取る比較器に供給される。所要の間隙70は、運搬システ
ムの残部の要求に従い選択され又は他の何れかの方法で選択される。図1に例示
するように、物品34g、34h間の間隙は、所要の間隙に一致していなければ
ならない。比較器68は、間隙選択器66からの測定した間隙を所要の間隙70
と比較し、その間隙の差異を帰還制御器72に出力する。帰還制御器72は、可
変速モータ制御器74に対し、制御器74に命令通りにコンベア24の速度を変
更させる指令を出力する。この指令は、測定した間隙と所要の間隙70の差異に
応じて生ずる。可変速モータ制御器74は、コンベア24を作動させるモータ7
6に信号を出力する。モータ76の特定の形式は本発明によって限定されず、コ
ンベア24に対するモータ76の位置は図1に図示したものとは異なり得る。
御器又は他の帰還制御器でよい。帰還制御器72が用いる1つ又は複数の帰還方
程式の特定の形態は、それら方程式で使用する特定の定数又はゲインと共に、当
業者には周知のとおり、使用する制御器の形式、1つ又は複数の被制御モータの
応答、帰還レートおよび他の因子に応じ異なる。他の指令レートも使用でき、帰
還制御器72に毎秒約20回指令を発信・更新すれば一般に十分である。帰還制
御器72から発信する指令は、ディジタル又はアナログの何れであってもよい。
ディジタルの場合、モータの動作範囲は、100以上の異なる速度で動作させる
べく命令可能なようにディジタル化するとよい。しかし、より少ないディジタル
化も本発明の範囲内で使用できる。アレー62による物品間隙の反復的測定は、
制御器72から指令を発信するのと同じレート又は異なるレートで行える。
f、34g間に所要の間隙を創出すべく、モータ76に対しその速度を調整する
ための指令を反復的に発信する。帰還制御器72は、制御点がコンベア間の中間
の基準点に基づくと仮定して制御点52がコンベア24、32間の中間点に到達
する迄、物品34f、34g間の間隙を調整すべく指令を出力し続ける。制御点
52がこの中間点に達すると、物品34fは、その一部がまだ物理的にコンベア
24上に位置しているにも係らず、もはやコンベア24によっては制御されない
。従って、物品34f、34g間の間隙を変更するためのモータ76による調整
は無効である。それ故、物品34fの制御点52がコンベア24、32間の中間
点に到達した際、間隙選択器66は、比較器68にその寸法が入力される間隙と
して物品34e、34f間の間隙を選択する。その後、モータ76の速度調整は
、物品34f、34g間ではなく、物品34e、34f間の間隙に作用する。物
品34e34f間の間隙の必要な調整が、物品34eの制御点がコンベア24、
32間の中間点に到達する迄、間隙制御システム40により実施され続ける。そ
の時点で、間隙制御は次の下流の間隙に切り換わり、以下同様に行われる。
できるので、間隙制御システム40により実行する間隙の制御を増強できる。そ
うした制御点情報により、間隙制御システム40は、当該制御がもはや不可能に
なる迄、対象となる間隙の全ての変更を正しく実行できる。かかる制御点情報は
また、コンベア76の速度の変更が、他に対してではなく意図した間隙にのみ作
用するよう保証するのを助勢する。前述の通り、本発明は、そうした制御点情報
が制御点決定モジュール38からもたらされるか、同様に他の源泉からもたらさ
れると想定する。例えば制御点情報が単に物品の中心点等の制御点の位置に関す
る仮定である間隙制御システム40を利用することが可能である。かかるシステ
ムは、多分制御点を実際に測定するシステムよりも不正確であろうが、間隙制御
システム40はその種のシステムにも同等の適用可能性がある。
は、当業者において自明である。例えば間隙を制御すべくその速度を調整するコ
ンベアを、上流コンベアではなく下流コンベアであるように、間隙制御システム
40を具体化することも代替的に可能である。また、複数の間隙制御システム4
0をシーケンス的に具体化してもよい。間隙制御システムのそのようなシーケン
シャルアレーは、特に所要の間隙が間隙制御システム40に供給される物品間の
既存の間隙と著しく異なる場合に、最終間隙の精度を更に高め得る。更に別の代
替例では、間隙制御システム40を、開ループ形式の制御を行う1つ以上の付加
的なコンベアをコンベア24の上流に備え、間隙制御システム40が所要の間隙
を創出すべく必要なら微調整を行うだけでよいように、物品間隙の精密化を行う
よう修正できる。更に別の代替実施形態では、水平の光センサアレーを、間隙の
状態と物品の位置に関する反復的更新を行う他のセンサで代替できる。そうした
センサは、物品の移動を視覚的に記録すべく適切に設置した1つ又は複数のカメ
ラとすることができる。そのビデオ画像を、適切なソフトウェアで処理し、間隙
および物品長さを測定し帰還ループに入力を供給できる。また、音響センサも、
更に別のセンサと同様、光センサアレーの代替として使用できる。
還制御器72を適応させ得る。この加速度の制限は、主にコンベア22上を移動
中の物品の転倒を回避する目的に適う。かかる制限は、制御点52の決定に基づ
き修正できる。制御点52が加速すべき物品上の前方にあればある程、他の全部
の要因が等しいままなら、物品は一般に転倒することなくより大きな加速度に耐
える。物品の高さを決定するための備えを行えば、その情報は、物品が転倒せず
に耐える適切な加速度を決定するために使用できる。物品の長さもまた、当業者
に自明のように、物品の許容可能な加速度の決定の因子となし得る。
態に関して本発明を説明したが、本発明がこれら特定の実施形態に限定されるも
のではなく、請求項において規定した本発明の精神および範囲内にある一部およ
び全部の当該変更例を含むことは、当業者に自明である。
との組合せである。
テムの平面図である。
Claims (55)
- 【請求項1】 コンベアシステム上を移動中の物品の制御点を決定する方法
であって、 下流端部と第1物品運搬面とを有する第1コンベアを設けることと、 前記第1コンベアの前記下流端部と、整列した上流端部と前記第1物品運搬面
とは異なる速度で少なくとも不定期的に動作する第2物品運搬面とを有する第2
コンベアを設けることと、 前記物品の速度が前記第1の運搬面ではなくて前記第2の運搬面によって制御
されるように、前記物品が前記第2の運搬面から前記第1の運搬面に十分に移動
したことにより物品の速度の変化が生じる時点を検出することとを含む方法。 - 【請求項2】 前記制御点を、前記速度の変化が生じた際に固定基準点と整
列している前記物品上の点であるように設定する請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記物品の速度の変化検出が、前記物品とこれに隣り合う上
流の物品との間の間隔の変化の検出を含む請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記固定基準点が、前記第1および第2コンベア間の中間に
位置する請求項2記載の方法。 - 【請求項5】 前記第1コンベアの傍らに沿って位置する光センサの水平ア
レーを設けることと、前記物品の速度の変化が生じた時点を決定するために前記
光センサを監視することとを更に含む請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 前記物品とこれに隣り合う上流の物品との間の間隔の変化を
検出することを更に含む請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 前記制御点を決定した後に、前記第2の運搬面に対する前記
第1の運搬面の相対速度を調整することを更に含む請求項1記載の方法。 - 【請求項8】 前記第2の運搬面に対する前記第1の運搬面の相対速度の調
整が、前記第1および第2の運搬面の速度を相互に等しく設定することを含む請
求項7記載の方法。 - 【請求項9】 前記物品の前縁を検出することと、前記速度の変化が生じた
際に前記第2の運搬面上の物品の前縁の位置を決定することと、前記物品の制御
点迄の前縁の距離を計算することとを更に含む請求項1記載の方法。 - 【請求項10】 コンベアシステムで移動している第1物品と第2物品との
間の間隙を制御する方法であって、 第1コンベアを設けることと、 該コンベアと整列した第2コンベアを設け、該コンベアは前記第1コンベアと
は異なる速度で動作させることと、 前記第1物品が前記第1コンベアから第2コンベアに移行する際に前記第1物
品の制御点を測定することと、 前記第1物品が速度可調整コンベアで少なくとも部分的に移動している間に前
記第1物品と第2物品との間の間隙を測定することと、 該測定した間隙を所要の間隙と比較することと、 前記測定した間隙と所要の間隙との差異を低減するために前記第2の包装品が
前記速度可調整コンベア上に存在しない間に該コンベアの速度を調整することと
を含む方法。 - 【請求項11】 前記速度可調整コンベアが前記第2コンベアと同じである
請求項10記載の方法。 - 【請求項12】 前記間隙の測定が、 特定の時間に前記第1物品の前縁の位置を測定することと、 前記第1物品の前縁が測定したのとほぼ同時に前記第2物品の後縁の位置を測
定することと、 前記第1物品の前縁と前記第2物品の後縁との間の距離を決定することとを含
む請求項10記載の方法。 - 【請求項13】 前記第1物品がまだ少なくとも部分的に前記速度可調整コ
ンベア上にある間に、前記第1物品と第2物品との間の前記間隙を再測定するこ
とと、 前記再測定した間隙と所要の間隙との何れかの差異に基づき、前記速度可調整
コンベアの速度を再調整することとを更に含む請求項10記載の方法。 - 【請求項14】 前記間隙の再測定および前記速度の再調整を毎秒複数回繰
り返す請求項13記載の方法。 - 【請求項15】 前記第1物品が前記第1コンベアから第2コンベアに移行
する際に前記第1物品の制御点を測定する工程が、 前記第1物品が第2コンベアに到達したことにより前記第1物品の速度に変化
が生じた時点を検出することと、 前記第1物品の制御点を、速度変化が生じた際に固定基準点と整列している前
記第1物品上の点であると決定することとを含む請求項10記載の方法。 - 【請求項16】 前記第1物品の速度変化の検出が、前記第1物品と、該物
品に隣り合いその上流の第3の物品との間の間隔の変化を検出することを含む請
求項15記載の方法。 - 【請求項17】 前記第1物品が第2物品の上流に位置する請求項10記載
の方法。 - 【請求項18】 前記第1と第2物品との間の間隙の測定が、前記速度可調
整コンベアに少なくとも部分的に沿って位置する光センサの水平アレーを設ける
ことを更に含む請求項10記載の方法。 - 【請求項19】 前記光センサのアレーが、前記速度可調整コンベアの第1
の側に沿って配置した発光素子のアレーおよび該コンベアの第2の側に沿って配
置された受光素子のアレーを含み、前記発光素子のアレーが、発光素子のアレー
と受光素子のアレーとの間の速度可調整コンベア上に1つ以上の物品が位置しな
い限り受光素子のアレーによって検出される電磁信号を周期的に放出する請求項
18記載の方法。 - 【請求項20】 前記第1物品の長さを測定することを更に含む請求項10
記載の方法。 - 【請求項21】 前記速度可調整コンベアの加速度を制限することを更に含
む請求項10記載の方法。 - 【請求項22】 前記第1物品の制御点の測定に少なくともある程度基づい
て、前記速度可調整コンベアの加速度の限界を変更することを更に含む請求項2
1記載の方法。 - 【請求項23】 コンベアシステム上で移動中の第1物品と第2物品の間隙
を制御する方法であって、 速度可調整コンベアである第1コンベアを設けることと、 前記第1コンベアと整列された第2コンベアを設けることと、 前記第1物品が前記第1コンベアに少なくとも部分的に位置している間の第1
の時点で、前記第1物品と第2物品との間隙を測定することと、 所要の間隙と、第1の時点で測定した前記間隙との差異を計算することと、 前記所要の間隙と、第1の時点で測定した前記間隙との差異を低減すべく、前
記第1コンベアの速度を調整するための第1の指令を生成することと、 前記指令は前記所要の間隙と第1の時点に測定された前記間隙との間の差異に
基づいており、前記第1物品が第1コンベアに少なくとも部分的に位置している
間の第2の時点で前記第1と第2物品との間の間隙を測定することと、 前記所要の間隙と第2の時点で測定した間隙との差異を計算することと、 前記所要の間隙と、第2の時点で測定した間隙との差異を低減すべく、前記第
1コンベアの速度を調整するための第2の指令を生成することとを含み、 前記第2の指令は前記所要の間隙と第2の時点に測定した前記間隙との間の差
異に基づいている方法。 - 【請求項24】 前記第1又は第2の時点の何れかにおける間隙の測定が、 ある特定の時間に前記第1物品の前縁の位置を測定することと、 前記第1物品の前縁を測定するのとほぼ同時に前記第2物品の後縁の位置を測
定することと、 前記第1物品の前縁と前記第2物品の後縁との間の距離を決定することとを含
む請求項23記載の方法。 - 【請求項25】 前記第1コンベアを第2コンベアの上流に配置する請求項
23記載の方法。 - 【請求項26】 前記第1物品が第2物品の上流に位置する請求項25記載
の方法。 - 【請求項27】 前記第1の指令が、前記所要の間隙と第1の時点で測定し
た前記間隙との間の差異に比例している請求項23記載の方法。 - 【請求項28】 前記第1および第2の指令を、相互に1秒以下の範囲内で
生成する請求項23記載の方法。 - 【請求項29】 前記第1および第2の時点における間隙の測定を、1秒未
満の時間間隔内で行う請求項27記載の方法。 - 【請求項30】 前記第1の時点における間隙の測定を、前記第1の速度可
調整コンベアに少なくとも部分的に沿って位置する光センサの水平アレーにより
行うことを更に含む請求項23記載の方法。 - 【請求項31】 前記第1の指令が、前記第1の速度可調整制御器に少なく
とも100の異なる速度を指定できる請求項23記載の方法。 - 【請求項32】 前記第1物品が2つのコンベア間の転移点上を通過する際
、前記第1物品の制御点を測定することを更に含む請求項23記載の方法。 - 【請求項33】 前記2つのコンベアが、前記第1の速度可調整コンベアと
該コンベアの上流に位置する第3のコンベアである請求項32記載の方法。 - 【請求項34】 前記制御点の測定が、 前記物品が前記転移点を横切った際に、前記第1物品の速度変化が生じる時点
を検出することと、 前記第1物品の前記制御点を、速度変化が生じた時点で固定基準点と整列して
いる前記第1物品上の点であると決定することとを含む請求項32記載の方法。 - 【請求項35】 前記第1物品の速度変化の検出が、前記第1物品と、該物
品に隣り合いその上流の第3の物品との間の間隔の変化を検出することを含む請
求項34記載の方法。 - 【請求項36】 前記制御点の測定結果にある程度基づいて、前記第1の速
度可調整コンベアの加速度を制限することを更に含む請求項32記載の方法。 - 【請求項37】 コンベアシステムで移動している物品の制御点を測定する
装置であって、 第1コンベアと、 該コンベアと整列しつつその下流に位置し、かつ第1コンベアとは異なる速度
で動作する第2コンベアと、 該コンベアで前記物品の速度を制御すべく、物品が第2コンベア上に十分に移
動したことに伴い前記物品の速度に変化が生じた時点を検出するように構成され
たセンサとを含む装置。 - 【請求項38】 前記速度の変化が生じた際に、固定基準点と整列している
前記物品上の点であるように物品の制御点を計算する制御器を更に含む請求項3
4記載の装置。 - 【請求項39】 前記基準点が、前記第1および第2コンベア間の中間に位
置する請求項38記載の装置。 - 【請求項40】 前記センサが、前記第1コンベアの傍らに沿って配置され
た光センサの水平アレーを含む請求項37記載の装置。 - 【請求項41】 光センサの前記水平アレーが、前記物品の最大予想長さの
距離に少なくとも等しい水平距離だけ延びている、請求項40記載の装置。 - 【請求項42】 前記光センサの水平アレーが上流端部と下流端部とを有し
ており、前記下流端部は前記第1および第2コンベア間の中間に位置し、前記上
流端部は下流端部の上流に位置している請求項41記載の装置。 - 【請求項43】 コンベア誘導システムであって、 第1コンベアと、 前記第1コンベアと整列された第2コンベアと、前記第2コンベアは前記第1
コンベアとは異なる速度で動作し、 前記第1物品が前記第1コンベアから前記第2コンベアに移行する際に前記第
1物品の制御点を測定する第1のセンサと、 前記第1物品が速度可調整コンベアで少なくとも部分的に移動している間に前
記第1と前記第2物品との間の間隙を測定する第2のセンサと、 前記測定した間隙を所要の間隙と比較し、測定した間隙と所要の間隙との間の
差異を低減すべく前記第2の包装品が速度可調整コンベア上にない間に該コンベ
アの速度を調整する制御器とを含むコンベア誘導システム。 - 【請求項44】 前記速度可調整コンベアが前記第2コンベアと同じである
請求項43記載のシステム。 - 【請求項45】 前記第1のセンサが光センサの水平アレーを含む請求項4
3記載のシステム。 - 【請求項46】 前記第2のセンサが光センサの水平アレーを含む請求項4
5記載のシステム。 - 【請求項47】 前記第2のセンサが、前記第1物品の前縁と第2物品の後
縁の位置をほぼ同時に測定する請求項46記載のシステム。 - 【請求項48】 前記第2のセンサが、前記第1および第2物品間の間隙を
毎秒少なくとも10回測定する請求項43記載のシステム。 - 【請求項49】 コンベア誘導システムであって、 速度可調整の第1コンベアと、 該第1コンベアと整列されており、かつこのコンベアとは異なる速度で動作す
る第2コンベアと、 第1物品が前記第1の速度可調整コンベアに少なくとも部分的に位置している
間に、第1と第2物品との間隙を反復的に測定するセンサと、 該センサから情報を受け取る帰還制御器とを備え、 該制御器が前記測定した間隙と所要の間隙との間の差異を計算し、前記帰還制
御器は測定した間隙と前記所要の間隙との間の差異に基づき前記速度可調整コン
ベアの速度を調整するための指令を出力するコンベア誘導システム。 - 【請求項50】 前記センサが光センサの水平アレーを含む請求項49記載
の装置。 - 【請求項51】 前記光センサの水平アレーが、その一部が前記第1コンベ
アの傍らに沿うよう配置され、前記水平アレーの一部が前記第2コンベアの傍ら
に沿うよう配置されるように、前記第1コンベアから第2コンベア迄延びている
請求項50記載の装置。 - 【請求項52】 前記第1コンベアが第2コンベアの上流に位置する請求項
49記載の装置。 - 【請求項53】 前記第1物品が第2物品の上流に位置する請求項52記載
の装置。 - 【請求項54】 前記帰還制御器が比例積分微分制御器である請求項49記
載の装置。 - 【請求項55】 前記帰還制御器が速度可調整コンベアの速度を調整すべく
毎秒複数の指令を出力する請求項49記載の装置。
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