JP2004035147A

JP2004035147A - 搬送システムおよび該システムの制御方法

Info

Publication number: JP2004035147A
Application number: JP2002192525A
Authority: JP
Inventors: Mitsutoshi Fujimoto; 藤本　光俊
Original assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】搬送システムにおいて、保守員の負担を軽減するとともに生産性を向上させる。
【解決手段】ワーク１１が所定の間隔または所定の間隔の複数倍の間隔で投入される搬入コンベア１２と、この搬入コンベア１２からのワーク１１を受け止める複数のポケット１６を等間隔で有する移載コンベア１４とを備え、移載コンベア１４の速度を制御することによりワーク１１の位置とポケット１６の位置を自動的に同期させるコントローラ２０を設ける。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークなどの被搬送物が所定の間隔で投入されるコンベアと、このコンベアからの被搬送物を受け止める複数のポケット状の受止部を等間隔で有するコンベアとを備えた搬送システムおよび該システムの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の搬送システムを示す平面図であり、図において、１はワーク、２はワーク１を矢印Ａ方向に搬入するベルトコンベアなどの搬入コンベア、２ａは搬入コンベア２のベルト、３は搬入コンベア２から離れた所に配置されてワーク１を矢印Ｂ方向に搬出するベルトコンベアなどの搬出コンベア、３ａは搬出コンベア３のベルト、４は搬入コンベア２が搬入したワーク１を受け止めて搬出コンベア３に移載する回転テーブル状の移載コンベアである。そして、５は移載コンベア４の円板、６は円板５の外周面に等間隔で形成され搬入コンベア２からのワーク１を受け止める複数のポケットであり、円板５は図示しない電動モータによって矢印Ｃ方向に回転駆動される。
【０００３】
次に動作について説明する。
ワーク１は、移載コンベア４の移動するポケット６に順次に受け止められるように、搬入コンベア２の移動するベルト２ａの上に等間隔で投入される。この際に、保守員はワーク１が移載コンベア４の移動するポケット６に確実に入るように、搬入コンベア２と移載コンベア４の位相と速度を目視で手動調整する。したがって、搬入コンベア２のベルト２ａの上に投入されたワーク１は、移載コンベア４の移動するポケット６に順次に受け止められ、円板５の回転に伴って搬出コンベア３のベルト３ａの上に移載される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の搬送システムは以上のように構成されているので、ワーク１が搬入コンベア２に最初に投入された際に、保守員はワーク１が移載コンベア４の移動するポケット６に確実に入るように、搬入コンベア２と移載コンベア４の位相と速度を目視で手動調整しなければならず、手間が掛かるなどの課題があった。
【０００５】
また、従来の搬送システムを長時間運転した場合に、搬入コンベア２と移載コンベア４に電気的および機械的な誤差が蓄積し、ワーク１とポケット６に位相差や速度差が生じるため、保守員は前述と同様な調整が必要となり、手間がさらに掛かるなどの課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、被搬送物と受止部の位相差や速度差を自動的に補正することにより、保守員の負担を軽減できるとともに生産性を向上させることができる搬送システムおよび該システムの制御方法を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る搬送システムは、第１のコンベアと第２のコンベアの少なくとも一方の速度を制御することにより被搬送物の位置と受止部の位置を自動的に同期させるコントローラを設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
この発明に係る搬送システムは、コントローラは被搬送物が第１のコンベアに最初に投入されたときに機能することを特徴とするものである。
【０００９】
この発明に係る搬送システムは、コントローラは第１のコンベアと第２のコンベアが所定の時間運転されたときに機能することを特徴とするものである。
【００１０】
この発明に係る搬送システムは、コントローラは被搬送物と受止部の位相差を無くすように機能することを特徴とするものである。
【００１１】
この発明に係る搬送システムは、位相差は相加平均値であることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明に係る搬送システムは、コントローラは被搬送物と受止部の速度差を無くすように機能することを特徴とするものである。
【００１３】
この発明に係る搬送システムは、速度差は相加平均値であることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明に係る搬送システムの制御方法は、被搬送物が所定の間隔または所定の間隔の複数倍の間隔で投入される第１のコンベアと、この第１のコンベアからの被搬送物を受け止める複数の受止部を等間隔で有する第２のコンベアとを備えた搬送システムの制御方法において、第１のコンベア上の被搬送物を検出するステップと、第２のコンベアの受止部を検出するステップと、被搬送物の検出信号と受止部の検出信号から被搬送物と受止部の位相または速度を求めるステップと、これらの位相または速度に基づいて第１のコンベアと第２のコンベアの少なくとも一方の速度を制御することにより被搬送物の位置と受止部の位置を自動的に同期させるステップとを有することを特徴とするものである。
【００１５】
この発明に係る搬送システムの制御方法は、位相または速度のそれぞれの相加平均値を求めるステップを有することを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１において、１１は例えば平面円形のワーク（被搬送物）、１２はワーク１１を矢印Ａ方向に搬入するベルトコンベアなどの搬入コンベア（第１のコンベア）、１２ａは搬入コンベア１２のベルト、１２ｂはベルト１２ａを駆動する電動モータ、１２ｃはベルト１２ａと電動モータ１２ｂを連結する動力伝達機構、１３は搬入コンベア１２から離れた所に配置されてワーク１１を矢印Ｂ方向に搬出するベルトコンベアなどの搬出コンベア、１３ａは搬出コンベア１３のベルト、１３ｂはベルト１３ａを駆動する電動モータ、１３ｃはベルト１３ａと電動モータ１３ｂを連結する動力伝達機構である。
【００１７】
また、１４は搬入コンベア１２が搬入したワーク１１を受け止めて搬出コンベア１３に移載する（移し替える）移載コンベア（第２のコンベア）、１５は矢印Ｃで示す時計回り方向に回転可能に配置された移載コンベア１４の円板、１６は円板１５の外周面に等間隔で形成され搬入コンベア１２からのワーク１１を受け止める複数のポケット（受止部）、１７は円板１５を回転駆動する電動モータ、１８は円板１５と電動モータ１７を連結する動力伝達機構、１９は電動モータ１７に電力を供給する電源、２０は電動モータ１７の回転速度を制御するコントローラである。
【００１８】
コントローラ２０において、２１は電動モータ１７と電源１９に接続され電動モータ１７の回転速度を変化させる可変速制御装置、２２は電動モータ１７に接続されその回転速度を検出して可変速制御装置２１にフィードバックするパルスジェネレータ、２３は可変速制御装置２１に接続されワーク１１とポケット１６の位相差や速度差を自動的に演算して可変速制御装置２１に制御信号Ｓを出力する演算装置、２４は演算装置２３に接続され搬入コンベア１２によって移動されるワーク１１を検出するワーク検出センサ、２５は演算装置２３に接続され円板１５の回転に伴って移動するポケット１６を検出するポケット検出センサ、２６は演算装置２３に接続され制御を開始する際に操作される操作スイッチである。この操作スイッチ２６は、オンにされたときにコントローラ２０が１回だけ有効となるように構成するのが好ましい。
【００１９】
次に動作について説明する。
搬入コンベア１２のＡ方向に移動するベルト１２ａの上には、ワーク１１が移載コンベア１４のＣ方向に移動するポケット１６に受け止められるように、所定の間隔で順次に投入される。そして、搬入コンベア１２に投入されたワーク１１は移載コンベア１４のポケット１６に順次に受け止められ、円板１５の回転に伴ってＣ方向に移動され、搬出コンベア１３のベルト１３ａの上に順次に移載される。
【００２０】
ワーク１１がワーク検出センサ２４の前方を通過すると、ワーク検出センサ２４はワーク１１の通過を順次に検出し、信号がワーク検出センサ２４から演算装置２３に入力する（ステップＳＴ１）。また、ポケット検出センサ２５も移載コンベア１４の移動するポケット１６の通過を順次に検出し、信号がポケット検出センサ２５から演算装置２３に入力する（ステップＳＴ２）。演算装置２３はワーク検出センサ２４からの信号とポケット検出センサ２５からの信号に基づいてそれらの位相差を演算する（ステップＳＴ３）。そして、保守員が操作スイッチ２６をオンにしたとき（ステップＳＴ４）、移載コンベア１４の位相（ポケット１６の位相）を搬入コンベア１２の位相（ワーク１１の位相）に合わせる動作を開始する（ステップＳＴ５）。
【００２１】
ここで、図３はワーク１１の位置とポケット１６の位置が同期している状態を示し、ワーク検出センサ２４とポケット検出センサ２５は、ワーク１１とポケット１６をそれぞれ同じタイミングで検出するように配置されている。したがって、このときのワーク１１とポケット１６の位置関係を示す位相検出時間は０となり、演算装置２３から可変速制御装置２１への信号Ｓのレベルは変化せず、電動モータ１７の速度は増減しない。
【００２２】
一方、図４に示すようにポケット１６の位置がワーク１１の位置よりも進んでいる場合には、ワーク１１を検出してからポケット１６を検出するまでの位相検出時間ＴＣが、ポケット１６（またはワーク１１）を検出してからポケット１６（またはワーク１１）を検出するまでの時間ＴＡの半分の時間ＴＢよりも長くなる。このとき、位相進み時間ＴＤは時間ＴＡ−時間ＴＣとなるので、演算装置２３は位相進み時間ＴＤを０にするように可変速制御装置２１への信号Ｓのレベルを調整し、移載コンベア１４の円板１５の回転速度を減少させるように電動モータ１７を制御する。この際に、ポケット１６の位置は位相が進んでいる距離だけ遅らせればよいので、演算装置２３は減速時間Ｔｄを
Ｔｄ＝ベルト１２ａの速度・時間ＴＤ／円板１５の減速速度（速度差）
とし、この減速時間Ｔｄだけ円板１５の回転速度を減少させる。
【００２３】
他方、図５に示すようにポケット１６の位置がワーク１１の位置よりも遅れている場合には、ワーク１１を検出してからポケット１６を検出するまでの位相検出時間ＴＣが、ポケット１６（またはワーク１１）を検出してからポケット１６（またはワーク１１）を検出するまでの時間ＴＡの半分の時間ＴＢよりも短くなる。このとき、演算装置２３は位相遅れ時間（位相検出時間ＴＣ）を０にするように可変速制御装置２１への信号Ｓのレベルを調整し、移載コンベア１４の円板１５の回転速度を増加させるように電動モータ１７を制御する。この際に、ポケット１６は位相が遅れている距離だけ進めればよいので、演算装置２３は増速時間Ｔａを
Ｔａ＝ベルト１２ａの速度・時間ＴＣ／円板１５の増速速度（速度差）
とし、この増速時間Ｔａだけ円板１５の回転速度を増加させる。
【００２４】
以上のように、この実施の形態１によれば、ワーク１１の初期投入や段取り替えの際に、搬入コンベア１２によって移動されるワーク１１と移載コンベア１４の円板１５の回転に伴って移動するポケット１６との位相差を自動的に補正できるので、従来では必要とされた保守員による調整作業を不要とし、保守員の負担を軽減させるとともに調整時間を短縮し、よって生産性を向上させるという効果を得ることができる。
【００２５】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２の搬送システムでは、コントローラ２０の機能が実施の形態１と異なり、その他の構成は実施の形態１と同様になっている。そして、実施の形態１では位相進み時間ＴＤまたは位相遅れ時間ＴＣを１回だけ演算し、移載コンベア１４を直ちに制御してワーク１１とポケット１６の位相差を補正したが、この実施の形態２では、ワーク１１を検出してからポケット１６を検出するまでの時間（位相差）ＴＣを数時間サンプリングして相加平均値を求め、この相加平均値に基づいて移載コンベア１４の位相ずれを補正している。
【００２６】
図６において、ワーク１１とポケット１６の位相差をサンプリングする時間（数）をｎ、位相差をｎ個サンプリングして積算するレジスタをＴＣＣとし、それらの初期値をそれぞれ０に設定する（ステップＳＴ１１）。次に、ワーク検出センサ２４がワーク１１を検出したときにタイマによる計数を開始し（ステップＳＴ１２）、ポケット検出センサ２５がポケット１６を検出したときにタイマによる計数を停止し（ステップＳＴ１３）、ワーク１１とポケット１６の位相差ＴＣを検出する（ステップＳＴ１４）。
【００２７】
次に、位相差ＴＣの加算を例えば１０００回（ｎ＝１０００）繰り返し（ステップＳＴ１５〜ステップＳＴ１７）、最後に１０００回の位相差ＴＣの相加平均値ＴＣＡを求める（ステップＳＴ１８）。この際に、位相差ＴＣの加算は１０００回に限定するものではない。そして、このように求めた相加平均値ＴＣＡに基づいて実施の形態１と同様に移載コンベア１４の電動モータ１７を制御し、円板１５を増速または減速させてワーク１１とポケット１６の位相差を補正する（ステップＳＴ１９）。
【００２８】
以上のように、この実施の形態２によれば、搬入コンベア１２や移載コンベア１４を長時間連続運転している場合に、ワーク１１とポケット１６の位相差の相加平均値に基づいて移載コンベア１４の位相合わせを行うので、搬入コンベア１２や移載コンベア１４の累積誤差を自動的に補正でき、運転を安定化させて信頼性を向上させ、さらには保守員の負担を軽減させ、よって生産性を向上させるという効果を得ることができる。
【００２９】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３の搬送システムでは、コントローラ２０の機能が実施の形態２と異なり、その他の構成は実施の形態２と同様となっている。そして、この実施の形態３ではポケット１６の速度を数時間サンプリングし、それらの速度の相加平均値を求め、この相加平均値に移載コンベア１４の速度を合わせている。
【００３０】
図７において、ポケット１６をサンプリングする時間をＴ、ポケット１６をサンプリングして積算するレジスタをＣＴ、このレジスタＣＴをサンプリングする個数をｎ、レジスタＣＴをｎ個サンプリングして積算するレジスタをＣＴＳＴとし、それらの初期値を０に設定する（ステップＳＴ２１）。
【００３１】
そして、ポケット検出センサ２５がポケット１６を検出したときにタイマの計数を開始し（ステップＳＴ２２）、１分（６０秒）間サンプリングする（ステップＳＴ２３）。これにより、ワーク／分の速度が求まる（ステップＳＴ２４）。この速度を１４４０回つまり２４時間サンプリングし（ステップＳＴ２５〜ステップＳＴ２７）、速度の相加平均値ＣＴＡを求める（ステップＳＴ２８）。このサンプリング数は１４４０回に限定するものではない。最後に、速度の相加平均値ＣＴＡに移載コンベア１４の円板１５の回転速度を合わせ（ステップＳＴ２９）、移載コンベア１４の累積誤差を自動的に補正する。
【００３２】
なお、ワーク１１が搬入コンベア１２に連続して投入されない場合、いわゆるワーク１１の間引きが行われた場合には、サンプリング時間が一定の時間よりも長くなる。この場合には、ワーク１１が所定の位置に連続して投入されたと仮定してサンプリング数に計数する。
【００３３】
以上のように、この実施の形態３によれば、搬入コンベア１２や移載コンベア１４を長時間連続運転している場合に、移載コンベア１４の速度の相加平均値に移載コンベア１４の速度を自動的に合わせることができるので、搬入コンベア１２や移載コンベア１４の累積誤差を自動的に補正できることを含めて実施の形態２と同様な効果を達成でき、さらにはワーク１１とポケット１６の同期状態を永続させるという効果を得ることができる。
【００３４】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４の搬送システムではコントローラ２０の機能が実施の形態３と異なり、その他の構成は実施の形態３と同様となっている。そして、実施の形態３では移載コンベア１４の速度の相加平均値だけを検出して移載コンベア１４の速度を補正したが、この実施の形態４ではさらにワーク１１の速度の相加平均値を検出し、それらの速度の相加平均値の差に基づいて移載コンベア１４の速度を補正している。
【００３５】
図８において、移載コンベア１４の速度の相加平均値の演算方法は実施の形態３と同様であるので、ステップＳＴ３１〜ステップＳＴ３８の説明は省略する。また、ポケット１６の計数がワーク１１の計数に変化しただけであるので、ワーク１１の速度の演算方法の説明も省略する。
【００３６】
２４時間サンプリングしたポケット１６の速度の相加平均値ＣＴＡとワーク１１の速度の相加平均値ＣＴＡＷの差をＶとし（ステップＳＴ３９）、この速度差Ｖをさらに数回、例えば５回サンプリングして速度差の相加平均値ＶＡを演算する（ステップＳＴ４０〜ステップＳＴ４３）。そして、速度差の相加平均値ＶＡが一定値ＶＳを超えた場合に（ステップＳＴ４４）、移載コンベア１４の速度を速度差の相加平均値ＶＡの分だけ補正する（ステップＳＴ４５）。
【００３７】
上述と同様に、ワーク１１が搬入コンベア１２に連続して投入されない場合、いわゆるワーク１１の間引きが行われた場合には、サンプリング時間が一定の時間よりも長くなる。この場合には、実施の形態３と同様にワーク１１が所定の位置に連続して投入されたと仮定してサンプリングに計数する。
【００３８】
以上のように、この実施の形態４によれば、搬入コンベア１２や移載コンベア１４を長時間連続運転している場合に、それらの速度を合わせることができるので、それらの累積誤差を実施の形態３よりも正確に補正できるうえに、ワーク１１とポケット１６の同期状態を永続させるという効果を得ることができる。
【００３９】
なお、上述の実施の形態１〜４では、移載コンベア１４のポケット１６が円方向に移動する場合を説明したが、ポケット１６が直線方向に移動する場合にもこの発明を適用できることは言うまでもない。
【００４０】
また、コントローラ２０が移載コンベア１４の電動モータ１７を制御するようにしたが、移載コンベア１４の電動モータ１７の代りに搬入コンベア１２の電動モータ１２ｂを制御したり、あるいは双方の電動モータ１７，１２ｂを制御したりするように構成することも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、第１のコンベアと第２のコンベアの少なくとも一方の速度を制御することにより被搬送物の位置と受止部の位置を自動的に同期させるコントローラを設けるように構成したので、初期投入や段取り替えの際の時間を短縮でき、保守員の負担を軽減させることができ、生産性を向上させることができるという効果が得られる。
【００４２】
この発明によれば、コントローラは被搬送物が第１のコンベアに最初に投入されたときに機能するように構成したので、保守員の負担を軽減することができるという効果が得られる。
【００４３】
この発明によれば、コントローラが第１のコンベアと第２のコンベアが所定の時間運転されたときに機能するように構成したので、それらの累積誤差を補正することができるという効果が得られる。
【００４４】
この発明によれば、コントローラが被搬送物と受止部の位相差を無くすように機能するように構成したので、初期投入や段取り替えの際の時間を短縮できるという効果が得られる。
【００４５】
この発明によれば、位相差が相加平均値であるように構成したので、第１のコンベアと第２のコンベアの累積誤差を正確に補正することができ、運転を安定化させて信頼性を向上させ、保守員の負担を軽減させ、生産性を向上させることができるという効果が得られる。
【００４６】
この発明によれば、コントローラが被搬送物と受止部の速度差を無くすように機能するように構成したので、被搬送物と受止部の同期状態を永続させることができるという効果が得られる。
【００４７】
この発明によれば、速度差が相加平均値であるように構成したので、第１のコンベアと第２のコンベアの累積誤差を正確に補正することができるうえに、被搬送物と受止部の同期状態を永続させることができ、運転を安定化させて信頼性を向上させ、保守員の負担を軽減させ、生産性を向上させることができるという効果が得られる。
【００４８】
この発明によれば、第１のコンベア上の被搬送物を検出するステップと、第２のコンベアの受止部を検出するステップと、被搬送物の検出信号と受止部の検出信号から被搬送物と受止部の位相または速度を求めるステップと、これらの位相または速度に基づいて第１のコンベアと第２のコンベアの少なくとも一方の速度を制御することにより被搬送物の位置と受止部の位置を自動的に同期させるステップとを有するので、初期投入や段取り切替えの際の時間を短縮でき、保守員の負担を軽減でき、生産性を向上させることができるという効果が得られる。
【００４９】
この発明によれば、位相または速度のそれぞれの相加平均値を求めるステップを有するので、第１のコンベアや第２のコンベアの累積誤差を正確に補正できるうえに、被搬送物と受止部の同期状態を永続させることができ、運転を安定化させて信頼性を向上させ、保守員の負担を軽減させ、生産性を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による搬送システムを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１のコントローラの処理手順を説明するフローチャートである。
【図３】ワークの位置とポケットの位置が同期している状態を示すタイミングチャートである。
【図４】ポケットの位置がワークの位置よりも進んでいる状態を示すタイミングチャートである。
【図５】ポケットの位置がワークの位置よりも遅れている状態を示すタイミングチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２のコントローラの処理手順を説明するフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３のコントローラの処理手順を説明するフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態４のコントローラの処理手順を説明するフローチャートである。
【図９】従来の搬送システムの平面図である。
【符号の説明】
１１　ワーク（被搬送物）、１２　搬入コンベア（第１のコンベア）、１２ａベルト、１２ｂ　電動モータ、１４　移載コンベア（第２のコンベア）、１５円板、１６　ポケット（受止部）、１７　電動モータ、２０　コントローラ、２１　可変速制御装置、２２　パルスジェネレータ、２３　演算装置、２４　ワーク検出センサ、２５　ポケット検出センサ、２６　操作スイッチ。

Claims

被搬送物が所定の間隔または該所定の間隔の複数倍の間隔で投入される第１のコンベアと、該第１のコンベアからの前記被搬送物を受け止める複数の受止部を等間隔で有する第２のコンベアとを備えた搬送システムにおいて、前記第１のコンベアと前記第２のコンベアの少なくとも一方の速度を制御することにより前記被搬送物の位置と前記受止部の位置を自動的に同期させるコントローラを設けたことを特徴とする搬送システム。
コントローラは、被搬送物が第１のコンベアに最初に投入されたときに機能することを特徴とする請求項１記載の搬送システム。
コントローラは、第１のコンベアと第２のコンベアが所定の時間運転されたときに機能することを特徴とする請求項１記載の搬送システム。
コントローラは被搬送物と受止部の位相差を無くすように機能することを特徴とする請求項１記載の搬送システム。
位相差は相加平均値であることを特徴とする請求項４記載の搬送システム。
コントローラは被搬送物と受止部の速度差を無くすように機能することを特徴とする請求項１記載の搬送システム。
速度差は相加平均値であることを特徴とする請求項６記載の搬送システム。
被搬送物が所定の間隔または該所定の間隔の複数倍の間隔で投入される第１のコンベアと、該第１のコンベアからの前記被搬送物を受け止める複数の受止部を等間隔で有する第２のコンベアとを備えた搬送システムの制御方法において、前記第１のコンベア上の前記被搬送物を検出するステップと、前記第２のコンベアの前記受止部を検出するステップと、前記被搬送物の検出信号と前記受止部の検出信号から前記被搬送物と前記受止部の位相または速度を求めるステップと、前記位相または速度に基づいて前記第１のコンベアと前記第２のコンベアの少なくとも一方の速度を制御することにより前記被搬送物の位置と前記受止部の位置を自動的に同期させるステップとを有することを特徴とする搬送システムの制御方法。
位相または速度のそれぞれの相加平均値を求めるステップを有することを特徴とする請求項８記載の搬送システムの制御方法。