JP2005067811A - ゾーン制御式コンベアシステムおよびゾーンコントローラ - Google Patents
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Abstract
【課題】 被搬送物を停止位置において精度良く停止させるゾーン制御式コンベアシステムを提供する。また、そのコンベアシステムに用いるゾーンコントローラを提供する。
【解決手段】 複数の制御ゾーンに区分されたゾーン制御式コンベアシステムにおいて、制御ゾーンCにおいて下流側への被搬送物Wの搬送が禁止される期間は、制御ゾーンCの上流側の制御ゾーンBの在荷信号が検知されると、通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度で制御ゾーンCの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物Wが制御ゾーンCの所定位置Pに到達した後は、第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、制御ゾーンCの在荷センサーSCによって被搬送物Wが検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止する構成。
【選択図】 図6
【解決手段】 複数の制御ゾーンに区分されたゾーン制御式コンベアシステムにおいて、制御ゾーンCにおいて下流側への被搬送物Wの搬送が禁止される期間は、制御ゾーンCの上流側の制御ゾーンBの在荷信号が検知されると、通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度で制御ゾーンCの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物Wが制御ゾーンCの所定位置Pに到達した後は、第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、制御ゾーンCの在荷センサーSCによって被搬送物Wが検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止する構成。
【選択図】 図6
Description
本発明は、ゾーン制御式コンベアシステムに係り、更に詳しくは、被搬送物を停止位置に精度良く停止させるものに関する。また同時に提案される本発明は、そのゾーン制御式コンベアシステムに用いられるゾーンコントローラに関する。
搬送ラインを複数の制御ゾーンに分割し、各制御ゾーン毎にゾーンコントローラを設けて搬送制御を行うゾーン制御式コンベアシステムが開発されている。
特許文献1には、このような構成のコンベアシステムが開示されている。特許文献1に開示されたコンベアシステムは、各制御ゾーン毎に搬送用駆動ローラとフリーローラとを設け、これら駆動ローラとフリーローラとを互いに巻回された掛けベルトで連結している。また、各制御ゾーン毎に、在荷検知用の在荷センサーと駆動ローラを駆動するゾーンコントローラが設けられている。
特許文献1には、このような構成のコンベアシステムが開示されている。特許文献1に開示されたコンベアシステムは、各制御ゾーン毎に搬送用駆動ローラとフリーローラとを設け、これら駆動ローラとフリーローラとを互いに巻回された掛けベルトで連結している。また、各制御ゾーン毎に、在荷検知用の在荷センサーと駆動ローラを駆動するゾーンコントローラが設けられている。
各ゾーンコントローラは相互に接続され、上流側制御ゾーンおよび下流側制御ゾーンから伝送される在荷信号などを参照しつつ、自制御ゾーンの在荷信号に応じて駆動ローラの回転駆動あるいは停止を行うものである。このようなゾーンコントローラ同士の連携制御によって、被搬送物同士の衝突を回避しつつ搬送を行うゼロプレッシャ蓄積制御を行うものである。
特開平11−199030号公報
ところが、従来のコンベアシステムは、被搬送物を停止させる際に、在荷センサーが被搬送物を検知すると、それまで通常搬送速度で搬送を行うべく駆動していた駆動ローラを急停止させて被搬送物を停止させていた。
このため、被搬送物は、通常搬送速度による搬送状態から急激に減速されることとなり、被搬送物の重量に応じて作用する慣性力が異なるため、被搬送物の停止位置を安定させることができなかった。また、駆動ローラの駆動を急停止するため、被搬送物に作用する慣性力によって被搬送物とローラとの間に滑りが生じ、被搬送物の停止位置を安定させることができなかった。また、被搬送物とローラとの間の摩擦が一定しないために、被搬送物がコンベア上で不規則に滑って載置方向がばらつくなどの不具合が生じていた。
本発明は、前記事情に鑑みて提案されるもので、被搬送物を停止位置において精度良く安定して停止させるゾーン制御式コンベアシステムを提供することを目的としている。また、同時に提案される発明は、そのゾーン制御式コンベアシステムに好適に用いることのできるゾーンコントローラを提供することを目的としている。
前記目的を達成するために提案される請求項1に記載の発明は、被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンは、搬送力を得る駆動ローラと当該駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラとを有し、当該各ゾーンコントローラに駆動ローラの駆動制御に用いる所定の信号が入力されるゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各制御ゾーンは、被搬送物の有無を検知する在荷センサーを備え、各ゾーンコントローラは、駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を通常搬送速度を含む複数の値に連続的または段階的に切換制御可能な構成とされ、特定の制御ゾーンにおいて下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度で特定の制御ゾーンの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物が特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止することを特徴とするゾーン制御式コンベアシステム。
本発明によれば、特定の制御ゾーンから下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、特定の制御ゾーンでは、上流側から搬送される被搬送物を受け入れるために、通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度によって駆動ローラの駆動を開始する。この後、特定の制御ゾーンに被搬送物が移動し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの所定位置に到達すると、第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で搬送駆動が行われる。そして、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると搬送駆動が停止される。一方、これらの制御が行われている途中で、特定の制御ゾーンから下流側への被搬送物の搬送の禁止が解除されると、通常搬送速度による搬送駆動に戻って下流側への搬送が継続される。
従って、被搬送物の重量や形状に応じて第二搬送速度を低い値に設定することにより、第二搬送速度で搬送中に搬送駆動を停止しても、停止に伴って被搬送物に作用する慣性力が低減される。これにより、被搬送物に作用する慣性力によって駆動ローラが回転力を受けるような不具合が未然に防止される。また、慣性力が低減することにより、被搬送物が停止しているローラ上を滑ることが防止される。これにより、被搬送物を目的とする位置に安定して停止させることが可能となる。
本発明において、駆動ローラを第二搬送速度に切り換える所定位置は、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度に切り換えてから在荷センサーによって在荷検知されるまでの間に、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度まで安定して低下させることが可能な位置よりも上流側に設定すれば良い。
本発明において、第一搬送速度によって駆動ローラの搬送駆動を開始してから第二搬送速度に切り換えるまでの期間は、第一搬送速度をそのまま維持しても良く、あるいは、時間の経過に連れて搬送速度を第一搬送速度から漸減させる構成または段階的に低減させる構成を採ることができる。
前者の制御、則ち、第一搬送速度を維持する制御を採用することにより、制御を簡略化することができる。この制御を採用する場合、第一搬送速度を通常搬送速度と第二搬送速度の略中央の値に設定することにより、上流側の制御ゾーンから特定の制御ゾーンに被搬送物が移動する際の搬送速度の低下幅、および、第一搬送速度から第二搬送速度へ切り換える際の搬送速度の低下幅が縮小される。これにより、制御ゾーン間の移動や搬送速度の切換に際して被搬送物に作用する慣性力を低減することができ、スムーズな停止制御が可能となる。
また、後者の制御、則ち、時間の経過に連れて搬送速度を第一搬送速度から漸減または段階的に低減させる制御を採用することもできる。この制御によれば、例えば、第一搬送速度を通常搬送速度に近接した値とし、第二搬送速度に切り換える直前の搬送速度を当該第二搬送速度に近接した値とすることにより、搬送速度の過渡的な変動を低下させることができる。これにより、制御ゾーン間の移動や搬送速度の変更に際して被搬送物に作用する慣性力を著しく低減することができ、一層スムーズな停止制御が可能となる。
また、本発明において、駆動ローラの搬送速度(回転速度)を低下させる場合、回転速度が所定値に低下するまで、駆動ローラを駆動するモータへの供給電圧を遮断したり、あるいは、回転方向を逆転させる供給電圧を印加する制御を採ることができる。また、モータへの供給電圧を低下し、制動信号を印加しつつ回転速度を低下させることも可能である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各ゾーンコントローラは、搬送方向における被搬送物の配列状態を維持しつつ、各制御ゾーンの被搬送物を下流側へ向けて一斉に搬送させる一斉搬送モードと、被搬送物の存在する制御ゾーン同士の間に被搬送物の存在しない制御ゾーンを所定数だけ介在させて被搬送物を切り離しつつ下流側へ向けて搬送させる分離搬送モードとを切換設定するモード設定手段を備え、前記被搬送物の下流側への搬送が禁止される特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が一斉搬送されるときは、当該上流側の制御ゾーンよりも更に上流側のいずれかの制御ゾーンにおいて分離搬送モードに切換設定する構成とされている。
複数の被搬送物が上流側から連続して一斉搬送される場合、被搬送物を停止させる特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンも、更に上流側に隣接する制御ゾーンから搬送される被搬送物を停止させる制御ゾーンとなる。このため、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンにおいても、被搬送物を停止させるための停止制御を行う必要がある。このため、前記請求項1に記載した制御、則ち、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから通常搬送速度で被搬送物を搬送する制御とは異なる制御が要求される。
しかし、本発明によれば、分離搬送モードに切換設定した制御ゾーンによって被搬送物の存在する制御ゾーン同士の間に被搬送物の存在しない制御ゾーンを所定数だけ介在させて被搬送物を切り離しつつ下流側へ向けて搬送させる。これにより、被搬送物を停止させる特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンで在荷信号が検知されたときは、当該上流側の制御ゾーンの更に上流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が存在しない状態を作り出すことができ、請求項1に記載の発明と同様の制御を実施することが可能となる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のゾーン制御式コンベアシステムにおいて、分離搬送モードに切換設定される制御ゾーンは、コンベアシステムを形成する各制御ゾーンの配列に応じて予め選択されるか、または、各制御ゾーンに設けられたゾーンコントローラと接続される上位制御装置により搬送状況に応じて選択される構成とされている。
本発明によれば、コンベアシステムにおいて、被搬送物を停止させる制御ゾーンが予め判明している場合は、当該制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに順次停止する被搬送物の数に応じて分離搬送モードに設定する制御ゾーンを適宜選択することが可能である。また、コンベアシステムを形成する制御ゾーンに設けられた各ゾーンコントローラと上位制御装置を接続する構成を採用すれば、被搬送物を停止させる制御ゾーンが発生した場合に、搬送状況に応じて当該制御ゾーンから上流側に隣接する制御ゾーンに順次停止する被搬送物の数を上位制御装置で判別して自動的に分離搬送モードに設定する制御ゾーンを選択することが可能である。
請求項4に記載の発明は、被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分されたコンベアシステムの各制御ゾーンに設けられ、搬送力を得るために各制御ゾーンに設けられた駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラであって、ゾーンコントローラが属する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに設けられた在荷センサーの在荷信号が入力されると共に、駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を、通常搬送速度と当該通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度と、当該第一搬送速度よりも更に遅い第二搬送速度とに切換制御可能な構成とされ、ゾーンコントローラの属する特定の制御ゾーンから下流側への搬送が禁止される期間は、当該特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから在荷信号が出力されると、当該特定の制御ゾーンの駆動ローラを第一搬送速度で駆動を開始し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、当該特定の制御ゾーンの在荷センサーが在荷信号を検知すると駆動ローラの駆動を停止する構成とされている。
本発明は、請求項1のゾーン制御式コンベアシステムに採用するゾーンコントローラの構成を示したものである。
本発明のゾーンコントローラにおいても、請求項1のコンベアシステムに用いるゾーンコントローラと同様に、第一搬送速度によって駆動ローラの駆動を開始してから第二搬送速度に切り換えるまでの期間は、第一搬送速度をそのまま維持しても良く、あるいは、時間の経過に連れて搬送速度を第一搬送速度から漸減させても良い。
本発明のゾーンコントローラをゾーン制御式コンベアシステムに採用することにより、前記請求項1に記載したシステムと同様の作用・効果を奏する。
本発明のゾーンコントローラにおいても、請求項1のコンベアシステムに用いるゾーンコントローラと同様に、第一搬送速度によって駆動ローラの駆動を開始してから第二搬送速度に切り換えるまでの期間は、第一搬送速度をそのまま維持しても良く、あるいは、時間の経過に連れて搬送速度を第一搬送速度から漸減させても良い。
本発明のゾーンコントローラをゾーン制御式コンベアシステムに採用することにより、前記請求項1に記載したシステムと同様の作用・効果を奏する。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のゾーンコントローラにおいて、駆動ローラまたは当該駆動ローラを回転駆動するモータの回転数を検知する回転数検知手段を備え、第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始したときから回転数検知手段によって計測される回転数が所定値に至ったときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置に到達したものと判別する構成とされている。
ここで、特定の制御ゾーンにおいて、被搬送物が駆動ローラに対して滑りを生じず、また、駆動ローラが第一搬送速度を維持する限り、被搬送物は第一搬送速度で搬送される。一方、上流側に隣接する制御ゾーンにおいても、被搬送物が駆動ローラに対して滑りを生じず、また、駆動ローラが通常搬送速度を維持する限り、被搬送物は通常搬送速度で下流側に搬送される。従って、下流側の制御ゾーンのゾーンコントローラが第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始してから所定回転数が検知される時点では、被搬送物は常に特定の制御ゾーンの同一位置に位置する。これにより、駆動ローラの回転数を計測することにより、被搬送物が所定位置に到達したことを判別することが可能である。
請求項6に記載の発明は、請求項4に記載のゾーンコントローラにおいて、時間を計時する計時手段を備え、第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始した時点から所定時間が経過したときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置に到達したものと判別する構成とされている。
前記請求項5の記載と同様の理由により、特定の制御ゾーンのゾーンコントローラが第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始してから所定時間が経過した時点では、被搬送物は常に特定の制御ゾーンの同一位置に位置する。従って、所定時間の経過を計測することにより、被搬送物が所定位置に到達したことを判別することが可能である。
請求項7に記載の発明は、請求項4に記載のゾーンコントローラにおいて、被搬送物が所定位置に到達したことを検知する位置センサーを備え、位置センサーから位置信号が出力されたときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置へ到達したものと判別する構成とされている。
本発明によれば、位置センサーによって直接的に被搬送物が所定位置に到達したことを検知する。従って、被搬送物が駆動ローラに対して滑りを生じた場合や、被搬送物の荷重によって駆動ローラの搬送速度が低下するような場合であっても、被搬送物の所定位置への到達を確実に検知することができ、安定した停止制御を行うことが可能となる。
請求項8に記載の発明は、請求項4乃至7のいずれか1項に記載のゾーンコントローラにおいて、搬送方向における被搬送物の配列状態を維持しつつ、各制御ゾーンの被搬送物を下流側へ向けて一斉に搬送させる一斉搬送モードと、被搬送物の存在する制御ゾーン同士の間に被搬送物の存在しない制御ゾーンを所定数だけ介在させて被搬送物を切り離しつつ下流側へ向けて搬送させる分離搬送モードとを切換可能に設定するモード設定手段を備え、特定の制御ゾーンにおける在荷センサーの在荷信号を隣接する上流側および下流側の制御ゾーンへ出力すると共に、隣接する上流側および下流側の制御ゾーンから出力される在荷信号を入力し、更に、特定の制御ゾーンにおける駆動ローラの駆動状態を示す駆動状態信号を上流側に隣接する制御ゾーンに出力すると共に、下流側に隣接する制御ゾーンから出力される駆動状態信号を入力する構成とされている。
本発明によれば、特定の制御ゾーンにおいて、ゾーンコントローラのモード設定手段によって一斉搬送モードに切換設定したときは、当該特定の制御ゾーンの在荷信号と、当該特定の制御ゾーンの上流側および下流側に隣接する制御ゾーンから出力される在荷信号、および、当該特定の制御ゾーンの下流側に隣接する制御ゾーンから出力される駆動状態信号を参照する構成を採ることができる。
これにより、下流側に隣接する制御ゾーンの駆動ローラが駆動状態の場合は、特定の制御ゾーンまたは当該ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの少なくともいずれかに被搬送物があれば当該ゾーンの駆動ローラを駆動する制御を行う。また、下流側に隣接する制御ゾーンの駆動ローラが非駆動状態の場合は、下流側に隣接する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が有り、特定の制御ゾーンに被搬送物がないとき、または、下流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が無く、特定の制御ゾーンまたは上流側に隣接する制御ゾーンの少なくともいずれかに被搬送物が有るときに特定の制御ゾーンの駆動ローラを駆動する制御を行う。これにより、ゾーンコントローラによる一斉搬送を容易に行うことが可能となる。
また、特定の制御ゾーンにおいて、ゾーンコントローラのモード設定手段によって分離搬送モードに切換設定したときは、当該特定の制御ゾーンの在荷信号と、当該特定の制御ゾーンの上流側および下流側に隣接する制御ゾーンから出力される在荷信号を参照する構成を採ることができる。
これにより、下流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が有る場合は、特定の制御ゾーンに被搬送物が無く、上流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が有るときに、特定の制御ゾーンの駆動ローラを駆動する制御を行う。また、下流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が無い場合は、特定の制御ゾーンまたは上流側に隣接する制御ゾーンの少なくともいずれかに被搬送物が有るときに、特定の制御ゾーンの駆動ローラを駆動する制御を行う。これにより、ゾーンコントローラによる分離搬送を容易に行うことが可能となる。
請求項1に記載のゾーン制御式コンベアシステムによれば、下流側への搬送が禁止される制御ゾーンにおいて段階的に搬送速度を低下させつつ被搬送物を停止させることができ、駆動ローラの急停止に伴う被搬送物の慣性力による滑りなどの発生を効果的に防止し、停止位置に精度良く安定して停止させることが可能となる。
請求項2,3に記載の発明によれば、一斉搬送モードと分離搬送モードを適宜に切り換えることにより、高速搬送を維持しつつ請求項1に記載の発明を効果的に実施可能なゾーン制御式コンベアシステムを提供できる。
請求項4〜8に記載の発明によれば、簡単な構成によって、請求項1〜3に記載のゾーン制御式コンベアシステムに好適に採用可能なゾーンコントローラを提供することができる。
請求項2,3に記載の発明によれば、一斉搬送モードと分離搬送モードを適宜に切り換えることにより、高速搬送を維持しつつ請求項1に記載の発明を効果的に実施可能なゾーン制御式コンベアシステムを提供できる。
請求項4〜8に記載の発明によれば、簡単な構成によって、請求項1〜3に記載のゾーン制御式コンベアシステムに好適に採用可能なゾーンコントローラを提供することができる。
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。尚、本発明の実施形態の説明に際しては、ゾーン制御式コンベアシステムの有する基本動作が前提となる。従って、本発明の停止制御の説明に先立って、コンベアシステムの基本動作を説明する。
図1は本発明の実施形態に係るゾーン制御式コンベアシステムを示す平面図および側面図、図2は図1に示すコンベアシステムの各制御ゾーンに設けられたゾーンコントローラの接続を示す説明図、図3は図2に示すゾーンコントローラの駆動信号を生成する論理回路および当該論理回路で生成される駆動信号の論理値表である。
図1は本発明の実施形態に係るゾーン制御式コンベアシステムを示す平面図および側面図、図2は図1に示すコンベアシステムの各制御ゾーンに設けられたゾーンコントローラの接続を示す説明図、図3は図2に示すゾーンコントローラの駆動信号を生成する論理回路および当該論理回路で生成される駆動信号の論理値表である。
本実施形態のコンベアシステム(コンベアライン)1は、図1の様に、制御ゾーンA、制御ゾーンBおよび制御ゾーンCを含む複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンA,B,Cは、各々コンベアユニット2を有している。コンベアユニット2は、平行に配置された左右一対のサイドフレーム3,3間に、被搬送物を搬送する複数の搬送ローラ4を搬送方向に所定間隔で軸支した構成である。搬送ローラ4は、モータを内蔵する駆動ローラ4aと自由に回転するフリーローラ4bからなり、隣接する搬送ローラ4同士は伝動ベルト5で巻き回されて、駆動ローラ4aの回転駆動力を全てのフリーローラ4bに伝動する構成とされている。本実施形態では、ユニットの略中央部に一つの駆動ローラ4aを配し、他はフリーローラ4bとしている。
コンベアユニット2には、各々在荷センサーS(SA,SB,SC)がサイドフレーム3上に設けられ、各在荷センサーSと対向するサイドフレーム3上には、各々発光素子6が設けられている。在荷センサーSおよび各発光素子6は、コンベアユニット2の搬送方向略中央部に設けられ、被搬送物の搬送方向先端がコンベアユニット2の搬送方向中央部まで搬送されたか否かを検知する機能を有する。
則ち、コンベアユニット2では、被搬送物の搬送位置に応じて、発光素子6から輻射される光の光電センサへの照射がオン・オフされ、これによって、被搬送物が在荷センサーSの固定位置まで搬送されたことを検知する構成とされている。この在荷センサSの出力を、各制御ゾーンA,B,Cにおける被搬送物の有無を示す在荷信号として用いている。
在荷センサSとしては光電センサなどを採用することができ、発光素子6としては可視光線や赤外線を発光する発光ダイオードなどを採用することができる。
在荷センサSとしては光電センサなどを採用することができ、発光素子6としては可視光線や赤外線を発光する発光ダイオードなどを採用することができる。
各コンベアユニット2には、図2の様に、駆動ローラ4aに内蔵される駆動モータ11の駆動制御を行うためのゾーンコントローラ10が備えられている。そして、隣接するゾーンコントローラ10同士の間は、信号線7および信号線8で相互に渡り接続され、特定の制御ゾーン(図2ではゾーンB)に属するゾーンコントローラ10は、信号線9を介して上位制御装置(P.L.C.)50に接続されている。
ゾーンコントローラ10は、在荷センサーSで検知される在荷信号、駆動モータ11の駆動状態を示す駆動状態信号、あるいは、信号線7,8を介して隣接するゾーンコントローラ10から伝送される信号、信号線9を介して上位制御装置50から伝送される信号に基づいて駆動ローラ4aに内蔵された駆動モータ11の駆動信号を生成する機能を有する。
ゾーンコントローラ10は、図2の様に、制御回路部20,モータ駆動回路21,モード設定手段17を備えている。また、他のゾーンコントローラ10や上位制御装置50との間で相互に信号伝送を行うための上流接続コネクタ18a、下流接続コネクタ18bおよび上位接続コネクタ19を備えている。
制御回路部20は、ゼロプレッシャ蓄積制御(ZPA制御)を行うZPAコントローラを含んで形成される。制御回路部20は、在荷センサSから出力される在荷信号、あるいは、駆動モータ11に設けられたホール素子(磁極位置検出子)14の検知信号に加えて、上流接続コネクタ18aあるいは下流接続コネクタ18bを介して伝送される信号を参照して、駆動モータ11を駆動する駆動信号を生成してモータ駆動回路21へ送出する機能を有する。また、制御回路部20は、上位制御装置(P.L.C.)50から伝送される搬送指令信号(RUN/STOP信号)や搬送方向指令信号(CW/CCW信号)などの外部入力信号を受けて駆動モータ11を駆動するための駆動信号を生成してモータ駆動回路21へ送出する機能を有する。また、制御回路部20は、駆動モータ11を制動するための制動信号を生成する機能も備えている。
一方、モータ駆動回路21は、制御回路部20から伝送される駆動信号や制動信号を受けてモータ11を駆動あるいは制動する機能を有する。
一方、モータ駆動回路21は、制御回路部20から伝送される駆動信号や制動信号を受けてモータ11を駆動あるいは制動する機能を有する。
制御回路部20で参照する信号はモード設定手段17で選択的に設定される。則ち、本実施形態では、モード設定手段17によって参照する信号を切り換えることにより、一斉搬送モード、分離搬送モードおよび搬送禁止モードに切換可能な構成としている。
ここで、各ゾーンコントローラ10の間で、送受信を行い得る信号は所望のものとすることができる。本実施形態のコンベアシステム1では、図2の様に、制御ゾーンBの在荷信号および駆動状態信号が上流接続コネクタ18aを介して上流側の制御ゾーンAに出力されると共に、上流側の制御ゾーンAの在荷信号が上流接続コネクタ18aを介して制御ゾーンBに入力される。また、制御ゾーンBの在荷信号が下流接続コネクタ18bを介して下流側の制御ゾーンCに出力されると共に、下流側の制御ゾーンCの在荷信号および駆動状態信号が下流接続コネクタ18bを介して制御ゾーンBに入力される。
また、上位制御装置(P.L.C.)から出力される搬送指令信号(RUN/STOP信号)や搬送方向指令信号(CW/CCW信号)は、信号線9を介してゾーンコントローラ10の上位接続コネクタ19に伝送され、更に、上流接続コネクタ18aおよび下流接続コネクタ18bを介してシステム1の全てのゾーンコントローラに伝送される。
本実施形態のコンベアシステム1では、各コンベアユニット2の運転状態は、上位制御装置50によって集中管理され、上位制御装置50から、各コンベアユニット2を搬送運転するか停止するかを設定する搬送指令信号(RUN/STOP信号)や搬送方向指令信号(CW/CCW信号)などの指令信号(外部入力信号)が供給され、これら指令信号に基づいてコンベアユニット2で形成されるコンベアライン1全体の制御が行われる。
また、搬送ラインにおける各制御ゾーンA,B,Cは、各々センサの検知信号や、上下流の制御ゾーンから伝送される信号に基づいて独立した搬送制御を行いつつ、搬送ラインとしての連携した搬送を確保している。
また、搬送ラインにおける各制御ゾーンA,B,Cは、各々センサの検知信号や、上下流の制御ゾーンから伝送される信号に基づいて独立した搬送制御を行いつつ、搬送ラインとしての連携した搬送を確保している。
図3は、ゾーンコントローラ10の制御回路部20に設けられた駆動ローラ4aの駆動信号を生成する論理回路の一例を論理値表と共に示したものである。
この論理回路は、図2における制御ゾーンBの在荷信号SS、上流側制御ゾーンAの在荷信号US、下流側制御ゾーンCの在荷信号DSと駆動状態信号DRに基づいて、駆動モータ11を駆動するための駆動信号を生成する。
この論理回路は、図2における制御ゾーンBの在荷信号SS、上流側制御ゾーンAの在荷信号US、下流側制御ゾーンCの在荷信号DSと駆動状態信号DRに基づいて、駆動モータ11を駆動するための駆動信号を生成する。
そして、生成された駆動信号(RUN信号 )は上位制御装置(P.L.C.)50などから伝送される 搬送指令信号(RUN/STOP信号 )と論理和が取られ、これを制御ゾーンBの駆動信号SRとして出力して駆動モータ11の駆動に用いている。また、駆動信号SRは上流側制御ゾーンAに送出されて駆動状態信号DRとしても用いられる。則ち、上位制御装置50から伝送される搬送指令信号によって各制御ゾーンは強制的に駆動されると共に、搬送指令信号が伝送されないときは、各制御ゾーンの制御信号に従った制御が行われる。
ここで、図3の論理回路におけるタイマ回路は、論理回路で生成された駆動信号(RUN 信号)を所定時間保持することにより、上流側制御ゾーンから搬送される被搬送物を確実に自制御ゾーンに搬送させると共に、自制御ゾーンの被搬送物を確実に下流側制御ゾーンに搬送させるためのものである。本実施形態では、タイマ回路の保持時間を、被搬送物を制御ゾーンBの略中央から制御ゾーンCの略中央まで搬送させるのに要する時間に設定している。
図3に示す論理回路は、AND回路、OR回路、NOR回路およびNOT回路を組み合わせて構成され、モード設定手段(モード設定スイッチ)SWを備えている。そして、モード設定スイッチSWを閉成すると一斉搬送モードに設定され、開成すると分離搬送モードに設定される。一斉搬送モードおよび分離搬送モードでは、図3の論理値表に示す論理信号(RUN信号)が得られる。各モードにおける動作を示すと下記のようになる。
(一斉搬送モード)
(1)下流側制御ゾーンCの駆動ローラが駆動状態(駆動状態信号DRがHレベル)の場合、自制御ゾーンBまたは上流側制御ゾーンAの少なくともいずれかに被搬送物があれば制御ゾーンBの駆動ローラを駆動。
(2)下流側制御ゾーンCの駆動ローラが非駆動状態(駆動状態信号DRがLレベル)の場合、下流側制御ゾーンCおよび上流側制御ゾーンAに被搬送物があり自制御ゾーンBに被搬送物が無いときは、自制御ゾーンBの駆動ローラを駆動し、下流側制御ゾーンCに被搬送物が無いときは、自制御ゾーンBまたは上流側制御ゾーンAの少なくともいずれかに被搬送物があれば自制御ゾーンBの駆動ローラを駆動。
(1)下流側制御ゾーンCの駆動ローラが駆動状態(駆動状態信号DRがHレベル)の場合、自制御ゾーンBまたは上流側制御ゾーンAの少なくともいずれかに被搬送物があれば制御ゾーンBの駆動ローラを駆動。
(2)下流側制御ゾーンCの駆動ローラが非駆動状態(駆動状態信号DRがLレベル)の場合、下流側制御ゾーンCおよび上流側制御ゾーンAに被搬送物があり自制御ゾーンBに被搬送物が無いときは、自制御ゾーンBの駆動ローラを駆動し、下流側制御ゾーンCに被搬送物が無いときは、自制御ゾーンBまたは上流側制御ゾーンAの少なくともいずれかに被搬送物があれば自制御ゾーンBの駆動ローラを駆動。
(分離搬送モード)
(1)下流側制御ゾーンCに被搬送物がある場合、自制御ゾーンBに被搬送物が無く上流側制御ゾーンAに被搬送物があるときは、自制御ゾーンBの駆動ローラを駆動する。
(2)下流側制御ゾーンCに被搬送物が無い場合、自制御ゾーンBまたは上流側制御ゾーンAの少なくともいずれかに被搬送物があれば、自制御ゾーンBの駆動ローラを駆動する。
(1)下流側制御ゾーンCに被搬送物がある場合、自制御ゾーンBに被搬送物が無く上流側制御ゾーンAに被搬送物があるときは、自制御ゾーンBの駆動ローラを駆動する。
(2)下流側制御ゾーンCに被搬送物が無い場合、自制御ゾーンBまたは上流側制御ゾーンAの少なくともいずれかに被搬送物があれば、自制御ゾーンBの駆動ローラを駆動する。
また、一斉搬送モードまたは分離搬送モードの特殊な例として、搬送禁止モードを備えている。
(搬送禁止モード)
搬送禁止モードは、図3に示す論理回路の一斉搬送モードまたは分離搬送モードのいずれかにおいて、下流側制御ゾーンCの駆動状態信号DRを常にLレベル、在荷信号DSを常にHレベルに固定した論理出力に従う動作を行う。則ち、搬送禁止モードに設定すると、自制御ゾーンBに被搬送物が無く上流側制御ゾーンAに被搬送物が有る場合に限って自制御ゾーンBの駆動ローラ4aの駆動が行われ、他の場合の下流側への搬送が禁止される。
(搬送禁止モード)
搬送禁止モードは、図3に示す論理回路の一斉搬送モードまたは分離搬送モードのいずれかにおいて、下流側制御ゾーンCの駆動状態信号DRを常にLレベル、在荷信号DSを常にHレベルに固定した論理出力に従う動作を行う。則ち、搬送禁止モードに設定すると、自制御ゾーンBに被搬送物が無く上流側制御ゾーンAに被搬送物が有る場合に限って自制御ゾーンBの駆動ローラ4aの駆動が行われ、他の場合の下流側への搬送が禁止される。
尚、搬送禁止モードの設定方法については特に図示していないが、例えば、図3に示す論理回路に設定スイッチを追加して、下流側制御ゾーンの駆動状態信号DRをLレベルに、また、在荷信号DSをHレベルに固定させる構成を採ることができる。また、例えば、ゾーンコントローラ10の下流接続コネクタ18bにおける駆動状態信号DRおよび在荷信号DSの端子に、強制的にLレベルおよびHレベルの信号を加える構成を採ることも可能である。
次に、図3の論理回路で生成される駆動信号に基づいて実行される一斉搬送および分離搬送における被搬送物の搬送状態を、図4,図5を参照して説明する。
図4は、各制御ゾーンのゾーンコントローラ10を一斉搬送モードに設定して形成されたコンベアラインの搬送状態を示す説明図である。但し、コンベアラインの右方を上流側、左方を下流側とし、下流端の制御ゾーンは搬送禁止モードに設定している。
図4は、各制御ゾーンのゾーンコントローラ10を一斉搬送モードに設定して形成されたコンベアラインの搬送状態を示す説明図である。但し、コンベアラインの右方を上流側、左方を下流側とし、下流端の制御ゾーンは搬送禁止モードに設定している。
図3に示す論理回路において、モード設定スイッチSWを閉成すると一斉搬送モードに設定される。一斉搬送モードでは、図4の様に、制御ゾーンD,C,Aに3個の被搬送物が到来すると、搬送方向への配列状態を維持したまま、則ち、3個の被搬送物の間隔を維持しつつ下流側へ一斉搬送が行われる。但し、搬送禁止モードに設定された制御ゾーンHでは、下流側の搬送が禁止されるので、制御ゾーンHに被搬送物が到来すると、以降は、隣接する上流側の制御ゾーンに間隔をあけることなく被搬送物が滞留する搬送が行われる。則ち、一斉搬送モードでは、各制御ゾーンの駆動ローラを通常搬送を行う通常搬送速度で駆動しつつ、効率の良い搬送が行われる。
一方、図3に示す論理回路において、モード設定スイッチSWを開成すると分離搬送モードに設定される。図5は、一斉搬送モードに設定された制御ゾーンの途中に分離搬送モードに設定された制御ゾーンFを設けて形成されたコンベアラインであり、下流端の制御ゾーンLは搬送禁止モードに設定されている。
この構成のコンベアラインでは、図5の様に、上流側から被搬送物が連続して搬送されると、一斉搬送モードに設定された制御ゾーンでは、被搬送物同士の間隔をあけることなく下流側へ向けて一斉搬送が行われる。一方、分離搬送モードに設定された制御ゾーンFでは、特定の条件において下流側への搬送が制限される。
則ち、制御ゾーンFと下流側制御ゾーンGの双方に被搬送物があるときは、下流側制御ゾーンGの被搬送物Wがなくなるまで搬送が行われない。これにより、分離搬送モードに設定された制御ゾーンFを境として、以降の下流側制御ゾーンは、被搬送物のある制御ゾーンと被搬送物のない制御ゾーンとが交互に生成され、この配列を維持しつつ下流側へ向けて一斉搬送が行われる。
このコンベアライン構成においても、下流側端部の制御ゾーンLに被搬送物が到来すると、下流側への搬送が禁止される。そして、隣接する上流側の一斉搬送モードに設定された制御ゾーンに間隔をあけることなく被搬送物が滞留する搬送が行われてゼロプレッシャ蓄積搬送が行われる。このように、特定の制御ゾーンのゾーンコントローラ10を分離搬送モードに切換設定すると、それまで連続したりあるいは1つおきの間隔を不規則にあけて搬送されて来た被搬送物を、規則正しく1つおきに整列させて搬送する。
以上、本実施形態のコンベアシステム1における基本的な動作を説明したが、次に、本発明の停止制御を行う構成および制御の詳細を、図2、図6〜図9を参照して説明する。
本実施形態のコンベアシステム1は、前記したコンベアシステム1と基本的に同一構成であるが、駆動モータ11の回転数を検知する回転数検知手段14’が付加された構成である。則ち、図2において、駆動モータ11に設けられたホール素子(磁極位置検出子)14の磁極検知信号に基づいて駆動モータ11の回転数を検知する回転数検知手段14’を設けた構成であり、ホール素子14が駆動モータ11の回転子の磁極位置検知機能と回転子の回転数検知機能とを兼ね備えた構成としている。
本実施形態のコンベアシステム1は、前記したコンベアシステム1と基本的に同一構成であるが、駆動モータ11の回転数を検知する回転数検知手段14’が付加された構成である。則ち、図2において、駆動モータ11に設けられたホール素子(磁極位置検出子)14の磁極検知信号に基づいて駆動モータ11の回転数を検知する回転数検知手段14’を設けた構成であり、ホール素子14が駆動モータ11の回転子の磁極位置検知機能と回転子の回転数検知機能とを兼ね備えた構成としている。
図6は、制御ゾーンA〜Dで形成されるコンベアラインにおいて被搬送物Wに停止制御が施される状態を示す説明図、図7は、図6のコンベアラインにおける各部の信号を示すタイムチャートである。図6のコンベアラインでは、制御ゾーンA〜Dは一斉搬送モードに設定され、下流端の制御ゾーンDは隣接する下流側の制御ゾーンに被搬送物が滞留しているために搬送が禁止されているものとする。
図6のコンベアラインにおいて、上流側の制御ゾーンAからワークWが搬送される場合、搬送されるワークWを制御ゾーンCで停止させる必要がある。
図6のコンベアラインにおいて、上流側の制御ゾーンAからワークWが搬送される場合、搬送されるワークWを制御ゾーンCで停止させる必要がある。
そこで、搬送されるワークWが通常搬送速度Vnで制御ゾーンBに搬送され、制御ゾーンBの在荷センサSBで在荷信号が検知されると、制御ゾーンCのゾーンコントローラ10は、通常搬送速度Vnよりも遅い第一搬送速度V1で駆動ローラ4aの駆動を開始する(図6a、図7a,e参照)。また、制御ゾーンCのゾーンコントローラ10は、駆動ローラ4aの駆動を開始すると同時に、回転数検知手段14’の検知信号に基づいて、駆動モータ11の回転数のカウントを開始する(図6a、図7a,d参照)。
則ち、この状態は、制御ゾーンBから通常搬送速度VnでワークWが下流側へ向けて搬送される状態であり、制御ゾーンCでは、制御ゾーンBから搬送されるワークWを受け入れるべく第一搬送速度V1で駆動ローラ4aの駆動を開始する。
則ち、この状態は、制御ゾーンBから通常搬送速度VnでワークWが下流側へ向けて搬送される状態であり、制御ゾーンCでは、制御ゾーンBから搬送されるワークWを受け入れるべく第一搬送速度V1で駆動ローラ4aの駆動を開始する。
ワークWが制御ゾーンBから制御ゾーンCに搬送される途中で、制御ゾーンCにおいて、回転数検知手段14’でカウントされる回転数が所定カウント値に達すると、制御ゾーンCのゾーンコントローラ10は、駆動ローラ4aの搬送速度を第一搬送速度V1から第二搬送速度V2まで低下させる(図6b,c、図7d,e参照)。則ち、この状態は、搬送されるワークWが制御ゾーンCの所定位置Pに到達した状態であり、搬送停止に備えて搬送速度が第一搬送速度V1から第二搬送速度V2に低減される。
そして、ワークWが第二搬送速度V2で搬送中に、制御ゾーンCの在荷センサーSCが在荷信号を検知すると、ゾーンコントローラ10は駆動ローラ4aの搬送駆動を停止する(図6c,d、図7c,e参照)。搬送駆動の停止に伴って、ワークWには僅かな慣性力が作用し、在荷センサーSCによる検知位置よりも僅かに下流側に移動した位置で停止する(図6e参照)。
下流端の制御ゾーンDにおいて下流側へのワークWの搬送が禁止される期間は上記制御が行われる。一方、制御ゾーンDに停止しているワークWの下流側への搬送が開始されると、前記一連の停止制御を中断して、各制御ゾーンに設定された搬送モードに従って通常搬送速度Vnによる搬送が再開される。
このように、本実施形態のコンベアシステム1によれば、ワークWの搬送を停止させる制御ゾーンCにおいて、通常搬送速度Vnよりも遅い第一搬送速度V1による搬送から更に搬送速度の遅い第二搬送速度V2に低下させ、この後に、在荷センサーSCの検知によって搬送駆動を停止させる制御を行う。従って、第二搬送速度V2で搬送中に停止させても、ワークWには慣性力が殆ど作用することがなく、通常搬送速度Vnによる搬送状態から急停止させる場合に比べて、ワークWの停止位置を安定させることが可能である。また、駆動ローラ4aの駆動停止に伴ってワークWに作用する慣性力が少ないので、ワークが搬送ローラ4に対して滑ることが無く、ワークWを所定の位置に精度良く停止させることが可能となる。
ところで、図6では、上流側の制御ゾーンAからワークWを停止させる制御ゾーンCに向けて一つのワークWが搬送される場合を示したが、上流側から複数のワークWが連続して搬送される場合においても、本発明の停止制御を適用することが可能である。以下に、複数のワークWが連続して搬送される場合の動作を説明する。
図8は、制御ゾーンA〜Eで形成されるコンベアラインにおいて複数の被搬送物Wに停止制御が施される状態を示す説明図、図9は、図8のコンベアラインにおける各部の信号を示すタイムチャートである。図8のコンベアラインでは、上流端の制御ゾーンAは分離搬送モードに設定され、他の制御ゾーンB〜Eは一斉搬送モードに設定されている。また、下流端の制御ゾーンEは隣接する下流側の制御ゾーンに被搬送物が滞留しているために搬送が禁止されているものとする。
図8(a)の様に、制御ゾーンA,Bに連続してワークW1,W2が搬送されると、分離搬送モードに設定された制御ゾーンAでは、下流側制御ゾーンBのワークW1が制御ゾーンCに搬送されるまで、ワークW2の搬送が待機される(図8a,b参照)。
ワークW1が制御ゾーンCに移動して下流側へ向けて通常搬送速度Vnで搬送されると、制御ゾーンAのワークW2も下流側へ向けて通常搬送速度Vnで搬送される。そして、制御ゾーンCの在荷センサーSCがワークW1を検知すると、制御ゾーンDのゾーンコントローラ10は第一搬送速度V1で駆動ローラ4aの駆動を開始する(図8b、図9c,h参照)。また、制御ゾーンDのゾーンコントローラ10は、駆動ローラ4aの駆動を開始すると同時に、回転数検知手段14’の検知信号に基づいて、駆動モータ11の回転数のカウントを開始する(図8b、図9c,g参照)。この状態は、制御ゾーンCでは、通常搬送速度VnでワークW1が下流側へ向けて搬送される状態であり、制御ゾーンDでは、制御ゾーンBから搬送されるワークW1を受け入れるべく第一搬送速度V1で駆動ローラ4aの駆動を開始する。
ワークW1が制御ゾーンCから制御ゾーンDに搬送される途中で、制御ゾーンDにおいて、回転数検知手段14’でカウントされる回転数が所定カウント値に達すると、制御ゾーンDのゾーンコントローラ10は、駆動ローラ4aの搬送速度を第一搬送速度V1から第二搬送速度V2まで低下させる(図8b,c、図9g,h参照)。則ち、この状態は、搬送されるワークW1が制御ゾーンDの所定位置Pに到達した状態であり、搬送停止に備えて搬送速度が第一搬送速度V1から第二搬送速度V2に低減される。
そして、ワークW1が第二搬送速度V2で搬送中に、制御ゾーンDの在荷センサーSDが在荷信号を検知すると、ゾーンコントローラ10は駆動ローラ4aの搬送駆動を停止する(図8e、図9f,h参照)。搬送駆動の停止に伴って、ワークWには僅かな慣性力が作用し、在荷センサーSDによる検知位置よりも僅かに下流側に移動した位置で停止する(図8f参照)。
一方、制御ゾーンDにおいてワークW1の停止制御中も、ワークW2は制御ゾーンAから制御ゾーンBへ向けて搬送され、制御ゾーンBの在荷センサーSBがワークW2を検知すると、制御ゾーンCのゾーンコントローラ10は第一搬送速度V1で駆動ローラ4aの駆動を開始する(図8c〜e、図9a,e参照)。また、制御ゾーンCのゾーンコントローラ10は、駆動ローラ4aの駆動を開始すると同時に、回転数検知手段14’の検知信号に基づいて、駆動モータ11の回転数のカウントを開始する(図8e、図9a,d参照)。この状態は、制御ゾーンBでは、通常搬送速度VnでワークW2が下流側へ向けて搬送される状態であり、制御ゾーンCでは、制御ゾーンCから搬送されるワークW2を受け入れるべく第一搬送速度V1で駆動ローラ4aの駆動を開始する。
そして、前記ワークW1と同様に、ワークW2が制御ゾーンBから制御ゾーンCに搬送される途中で、制御ゾーンCにおいて、回転数検知手段14’でカウントされる回転数が所定カウント値に達すると、制御ゾーンCのゾーンコントローラ10は、駆動ローラ4aの搬送速度を第一搬送速度V1から第二搬送速度V2まで低下させる(図8f,g、図9d,e参照)。則ち、この状態は、搬送されるワークW2が制御ゾーンCの所定位置Pに到達した状態であり、搬送停止に備えて搬送速度が第一搬送速度V1から第二搬送速度V2に低減される。
そして、ワークW2が第二搬送速度で搬送中に、制御ゾーンCの在荷センサーSCが在荷信号を検知すると、ゾーンコントローラ10は駆動ローラ4aの搬送駆動を停止する(図8h、図9c,e参照)。搬送駆動の停止に伴って、ワークW2には僅かな慣性力が作用し、在荷センサーSCによる検知位置よりも僅かに下流側に移動した位置で停止する(図8i参照)。
下流端の制御ゾーンEにおいて下流側へのワークWの搬送が禁止される期間は上記制御が行われる。一方、制御ゾーンEに停止しているワークWの下流側への搬送が開始されると、前記一連の停止制御を中止して、各制御ゾーンに設定された搬送モードに従って通常搬送速度Vnによる搬送が再開される。
尚、図8では、ワークWが2個連続して搬送される場合を例に挙げて説明したが、制御ゾーンAよりも更に上流側の制御ゾーンを分離搬送モードに設定することにより、3個以上のワークWが連続して搬送される場合にも、本発明を適用して安定した停止制御を行うことが可能である。
このように、本実施形態のコンベアシステム1によれば、複数のワークWが連続して搬送される場合であっても、ワークWを停止させる制御ゾーンを順次上流側に移動させつつ安定した停止制御を行うことができる。従って、前記図6で示した場合と同様に、停止に伴ってワークWに作用する慣性力を著しく低減させることができ、通常搬送速度による搬送状態から急停止させる場合に比べて、ワークWの停止位置を安定させることが可能となる。また、駆動ローラ4aの駆動停止に伴って、ワークWに作用する慣性力が少ないため、ワークが搬送ローラ4に対して滑ることが無く、所定の位置に精度良く停止させることが可能となる。
尚、前記実施形態では、各制御ゾーンのゾーンコントローラ10において、第一搬送速度V1から第二搬送速度V2に切り換えるタイミングを、回転数検知手段14’でカウントされるカウント値に基づいて行う構成としたが、本発明はこのような構成に限られるものではない。例えば、図には示していないが、ゾーンコントローラ10に時間を計時する計時手段(タイマー)Tを設け、上流側の制御ゾーンで在荷信号が検知された時点から所定時間が経過したときに、被搬送物が所定位置Pに到達したものと判別して第二搬送速度V2に切り換えることも可能である。
また、図には示さないが、各コンベアユニット2の所定位置Pに、在荷センサーSと発光素子6の組み合わせで形成される位置センサーPSを設けることにより、当該位置センサーPSによってワークWが検知されたときに第二搬送速度V2に切り換える構成を採用することも可能である。この構成によれば、上流側で搬送ローラ4に対してワークWが滑りを生じた場合であっても、所定位置Pで確実に搬送速度を切り換えることができ、一層安定した停止制御を行うことが可能となる。
また、図8に示したコンベアラインでは、制御ゾーンAを予め分離搬送モードに設定した構成として説明したが、本発明はこのような構成に限られるものではない。例えば、各制御ゾーンに設けたゾーンコントローラ10の搬送モードを上位制御装置50で設定可能な構成とすることにより、上位制御装置50によって被搬送物の搬送状況を監視しつつ特定の制御ゾーンを分離搬送モードに切換設定する構成を採ることも可能である。
また、前記実施形態では、第一搬送速度V1で駆動ローラ4aの駆動を継続し、ワークWが所定位置Pに到達した時点で第二搬送速度V2に低減させる停止制御を行ったが、ワークWが所定位置Pに近接するに連れて搬送速度を第一搬送速度V1から徐々に低下させる制御を行うことも可能である。
前記実施形態では、ゾーンコントローラ10によって駆動ローラ4aの駆動速度を第一搬送速度V1から第二搬送速度V2へ低下させる構成を採用したが、以下に、このような駆動ローラ4aの駆動速度制御を安定して行うための制動制御の構成および制御の詳細を、ブラシレスモータを採用した例を用いて説明する。
図10は、前記実施形態で示したコンベアシステム1において、コンベアユニット2に設けられる駆動モータ(ブラシレスモータ)11の駆動構成を示すブロック図である。また、図11は図10に示すブラシレスモータ本体の内部構造を示す模式図、図12は図10に示すゾーンコントローラ10で生成される駆動信号を示すタイムチャート、図13は図10で採用するドライブ回路の回路例図、図14は図10で採用する三相インバータ回路の回路例図である。
本実施形態では、図10の様に、ゾーンコントローラ10は、制御回路部20、モータ駆動回路21および電源回路部22を備え、制御回路部20で生成された駆動信号あるいは制動信号に基づいて、モータ駆動回路21によりブラシレスモータ11へ通電制御して回転制御や制動制御を行う構成とされている。
ブラシレスモータ11は、図10の様に、モータ本体12と回転速度検出部(回転速度検知手段)16を備えた構成である。
モータ本体12は、図11の様に、円筒形のロータ(回転子)15の内部中心軸上に固定子13を配した構造である。本実施形態に採用するブラシレスモータ11は3相型であり、ロータ15の磁極数が2、固定子13のスロット数が3の構成である。則ち、本実施形態に採用する3相ブラシレスモータ11は、2極3スロット型である。
モータ本体12は、図11の様に、円筒形のロータ(回転子)15の内部中心軸上に固定子13を配した構造である。本実施形態に採用するブラシレスモータ11は3相型であり、ロータ15の磁極数が2、固定子13のスロット数が3の構成である。則ち、本実施形態に採用する3相ブラシレスモータ11は、2極3スロット型である。
ロータ15の内周面には、図11の様に、異なる磁極を対向させて永久磁石15a,15bが固定されている。また、固定子13の3つのスロット(相)U,V,Wには、各々励磁コイル13a,13b,13cが同一方向に巻装され、各励磁コイルの中央側端部は互いに接続されると共に、各励磁コイルの他端側13d〜13fはモータ本体12の外部に導出されている。則ち、3つの相の各励磁コイルはY型結線され、各励磁コイルの端部13d〜13fは外部に導出されて各々モータ駆動回路21に接続されている。
モータ本体12の内部には、図11の様に、ロータ15の磁極位置を検知するホール素子14a〜14cが設けられている。各ホール素子14a〜14cはロータ15の中心軸に対して120度の間隔をあけて固定され、これらの3つのホール素子14a〜14cによって磁極位置検知手段14を形成している。
また、図10に示すブラシレスモータ11の回転速度検出部16は、ロータ15の回転に応じてパルスを出力する機能を有し、例えば、ロータリエンコーダなどを用いて構成される。本実施形態では、ロータ15が1回転する毎に回転速度検出部16から1パルスが出力される構成としている。
また、図10に示すブラシレスモータ11の回転速度検出部16は、ロータ15の回転に応じてパルスを出力する機能を有し、例えば、ロータリエンコーダなどを用いて構成される。本実施形態では、ロータ15が1回転する毎に回転速度検出部16から1パルスが出力される構成としている。
本実施形態のゾーンコントローラ10は、ブラシレスモータ11の励磁コイルU〜Wに順次切換通電を行うために、制御回路部20によって図12に示す駆動信号が生成される。則ち、制御回路部20は、磁極位置検知手段14で検知されるロータ15の回転位置に応じて、120度だけHレベルを維持し、残りの240度だけLレベルとなる6つの駆動信号Uu,Vu,Wu,UL,VL,WLを順次生成してモータ駆動回路21に出力する。
ここで、駆動信号Vuは駆動信号Uuに対して120度位相を遅らせ、駆動信号Wu は駆動信号Vuに対して120度位相を遅らせた信号である。また、駆動信号ULは駆動信号Uuに対して180度位相を遅らせた信号であり、駆動信号VLは駆動信号UL に対して120度位相を遅らせ、駆動信号WLは駆動信号VLに対して120度位相を遅らせた信号である。
従って駆動信号Uu,Vu,Wu は、いずれの二つの信号も同時にHレベルになることはなく、駆動信号UL,VL,WL についても、いずれの二つの信号も同時にHレベルになることはない。モータ駆動回路21はこれらの駆動信号に基づいて、後述するようにU,V,Wの各相の励磁コイル13a〜13cへの通電を順次切換つつ回転制御を行う。
尚、図3に示す各駆動信号は、磁極位置検知手段14の検知信号、則ち、ロータ15の回転速度に応じて、上記位相関係を維持しつつ周波数を変動させて生成されるものであり、駆動信号の周期はロータ15の回転速度に応じて変動する。
尚、図3に示す各駆動信号は、磁極位置検知手段14の検知信号、則ち、ロータ15の回転速度に応じて、上記位相関係を維持しつつ周波数を変動させて生成されるものであり、駆動信号の周期はロータ15の回転速度に応じて変動する。
次に、モータ駆動回路21のドライブ回路23および三相インバータ回路24について説明する。
ドライブ回路23は、制御回路部20から伝送される駆動信号および後述する制動信号を処理して三相インバータ回路24に適合した信号を生成する機能を有する。ドライブ回路23は、図13の様に、4個のNOT回路(NOT1〜4)および6個のNOR回路(NOR1〜6)を用いて形成される。
ドライブ回路23は、制御回路部20から伝送される駆動信号および後述する制動信号を処理して三相インバータ回路24に適合した信号を生成する機能を有する。ドライブ回路23は、図13の様に、4個のNOT回路(NOT1〜4)および6個のNOR回路(NOR1〜6)を用いて形成される。
ドライブ回路23に入力される駆動信号Uu,Vu,Wu は、各々NOT回路(NOT1〜3)で反転されて、駆動信号Uu',Vu',Wu'として三相インバータ回路24に出力される。また、駆動信号UL,VL,WL は、各々NOR回路(NOR1〜3)の一方の入力端子に加えられ、各NOR回路(NOR1〜3)の出力は駆動信号UL',VL',WL'として三相インバータ回路24に出力される。
ここで、駆動信号Uu,Vu,Wu は三相インバータ回路24において後述する上アーム制御部を駆動する信号に用いるため、以降はこれらの信号を上アーム駆動信号Su と称する。また、駆動信号UL,VL,WL は三相インバータ回路24において後述する下アーム制御部を制御する信号に用いるため、以降はこれらの信号を下アーム駆動信号SL と称する。
ここで、駆動信号Uu,Vu,Wu は三相インバータ回路24において後述する上アーム制御部を駆動する信号に用いるため、以降はこれらの信号を上アーム駆動信号Su と称する。また、駆動信号UL,VL,WL は三相インバータ回路24において後述する下アーム制御部を制御する信号に用いるため、以降はこれらの信号を下アーム駆動信号SL と称する。
NOR回路(NOR1〜3)の一方の入力端子には、前記したように下アーム駆動信号SL が印加され、他方の入力端子には、NOR回路(NOR4〜6) の出力が加えられる。また、NOR回路(NOR4〜6)の一方の入力端子には、後述する制動信号(Brake)をNOT回路(NOT4) で反転した信号が印加される。従って、制動信号(Brake) がLレベルの期間、則ち、制動信号(Brake) が入力されない期間は、NOR回路(NOR4〜6)の出力は全てLレベルとなり、制動信号の伝達は行われない。
則ち、ドライブ回路23は、制動信号(Brake) が入力されない期間は、単に、上アーム駆動信号Su および下アーム駆動信号SL を各々反転した上アーム駆動信号Su'および下アーム駆動信号SL' を三相インバータ回路24へ出力する動作を行う。
また、ドライブ回路23は、制御回路部20から伝送される搬送指令信号(RUN信号 )を増幅器(AMP1 )で増幅した搬送指令信号(RUN信号)を三相インバータ回路24へ出力する動作を行う。
また、ドライブ回路23は、制御回路部20から伝送される搬送指令信号(RUN信号 )を増幅器(AMP1 )で増幅した搬送指令信号(RUN信号)を三相インバータ回路24へ出力する動作を行う。
三相インバータ回路24は、図14の様に、スイッチング素子Q1〜Q6と通電制御部25を中心に構成され、ドライブ回路23から伝送される駆動信号に応じてブラシレスモータ11の各U,V,W相の励磁コイル13a〜13cへ通電切換を行う回路である。
通電制御部25は、ドライブ回路23から伝送される搬送指令信号(RUN) の電圧レベルに応じて電源回路部から供給される電圧レベルを制御し、搬送指令信号(RUN) がLレベルのときに非導通となって電圧供給を遮断する機能を有する。
通電制御部25は、ドライブ回路23から伝送される搬送指令信号(RUN) の電圧レベルに応じて電源回路部から供給される電圧レベルを制御し、搬送指令信号(RUN) がLレベルのときに非導通となって電圧供給を遮断する機能を有する。
また、通電制御部25(正電源側)から各々スイッチング素子Q1,Q2,Q3を介して各励磁コイルの端部13d,13e,13fへ接続されて上アーム制御部26が形成され、更に、各励磁コイルの端部13d,13e,13fから各々スイッチング素子Q4,Q5,Q6を介して接地電位(負電源側)へ接続されて下アーム制御部27が形成されている。
本実施形態では、上アーム制御部26のスイッチング素子Q1〜Q3としてPチャネル型MOSFETを用い、下アーム制御部27のスイッチング素子Q4〜Q6としてNチャネル型MOSFETを用いている。
上アーム制御部26の各スイッチング素子Q1〜Q3には、各々のゲート電位を制御するトランジスタQ7〜Q9が接続され、各トランジスタQ7〜Q9には、各々のベース電位を制御するフォトカプラPC1〜PC3が接続されている。また、下アーム制御部27の各スイッチング素子Q4〜Q6には、各々のゲート電位を制御するフォトカプラPC4〜PC6が接続されている。
上アーム制御部26の各スイッチング素子Q1〜Q3には、各々のゲート電位を制御するトランジスタQ7〜Q9が接続され、各トランジスタQ7〜Q9には、各々のベース電位を制御するフォトカプラPC1〜PC3が接続されている。また、下アーム制御部27の各スイッチング素子Q4〜Q6には、各々のゲート電位を制御するフォトカプラPC4〜PC6が接続されている。
そして、上アーム駆動信号Su のうちの駆動信号Uu'が能動(Lレベル)になると、フォトカプラPC1の二次側(フォトトランジスタ)の通電がオフし、トランジスタQ7がオンする。これにより、スイッチング素子Q1のゲート・ソース間に電位差を生じさせてスイッチング素子Q1を導通させる動作を行う。
また、下アーム駆動信号SL のうちの駆動信号UL'が能動(Lレベル)になると、フォトカプラPC4の二次側(フォトトランジスタ)の通電がオフし、これによって、スイッチング素子Q4のゲート・ソース間に電位差を生じさせてスイッチング素子Q4を導通させる動作を行う構成とされている。
尚、上アーム駆動信号Suおよび下アーム駆動信号SLの入力部分に設けたフォトカプラPC1〜PC6は、ドライブ回路23と三相インバータ回路24との電源電圧差に伴うインターフェースを行いつつ、伝送される駆動信号を反転させる機能を有する。
また、下アーム駆動信号SL のうちの駆動信号UL'が能動(Lレベル)になると、フォトカプラPC4の二次側(フォトトランジスタ)の通電がオフし、これによって、スイッチング素子Q4のゲート・ソース間に電位差を生じさせてスイッチング素子Q4を導通させる動作を行う構成とされている。
尚、上アーム駆動信号Suおよび下アーム駆動信号SLの入力部分に設けたフォトカプラPC1〜PC6は、ドライブ回路23と三相インバータ回路24との電源電圧差に伴うインターフェースを行いつつ、伝送される駆動信号を反転させる機能を有する。
則ち、三相インバータ回路24は、上アーム駆動信号Su'のいずれかがLレベルになると、対応したスイッチング素子Q1(Q2,Q3)が導通して対応する相の励磁コイルの端部13d(13e,13f)が正電源へ接続される。また、下アーム駆動信号SL'のいずれかがLレベルになると、対応したスイッチング素子Q4(Q5,Q6)が導通して対応する相の励磁コイルの端部13d(13e,13f)が接地電位へ接続される動作を行う。
従って、図12に示す駆動信号Uu は、U相(スロットU)の励磁コイル13aの端部13dを正電源側へ接続する信号として作用し、駆動信号UL は、U相の励磁コイル13aの端部13dを接地電位側へ接続する信号として作用する。同様に、駆動信号Vu は、V相の励磁コイル13bの端部13eを正電源側へ接続する信号として作用し、駆動信号VL は、V相の励磁コイル13bの端部13eを接地電位側へ接続する信号として作用する。更に、駆動信号Wu は、W相の励磁コイル13cの端部13fを正電源側へ接続する信号として作用し、駆動信号WL は、W相の励磁コイル13cの端部13fを接地電位側へ接続する信号として作用する。
次に、ゾーンコントローラ10の制御回路部20に設けられた制動信号回路部30の構成を説明する。
図15は制動信号回路部30の構成を示すブロック図、図16は図15に示す制動信号回路部30で制動信号が生成される状態を示すタイムチャート、図17は制御回路部20で生成される駆動信号および制動信号とドライブ回路23から出力される制動信号を含む駆動信号とを対応させたタイムチャートである。
図15は制動信号回路部30の構成を示すブロック図、図16は図15に示す制動信号回路部30で制動信号が生成される状態を示すタイムチャート、図17は制御回路部20で生成される駆動信号および制動信号とドライブ回路23から出力される制動信号を含む駆動信号とを対応させたタイムチャートである。
制御回路部20は、前記図12に示した駆動信号を生成する機能に加えて、図15の様に、制動信号(Brake) を生成する制動信号回路部30を備えている。制動信号回路部30は、回転速度を規定する基準信号を生成する基準信号生成部31と、基準信号生成部31で生成された基準信号とブラシレスモータ11の回転速度検出部16が出力する検知信号とを比較して、双方の信号に応じた誤差信号を出力する誤差検出部32と、誤差検出部32から出力される誤差信号に基づいて制動信号を出力する制動信号生成部33を備えている。
本実施形態では、基準信号生成部31において1KHzの基準クロック信号を生成し、回転速度検出部16は、ロータ15の回転速度に応じたパルス信号を出力する構成としている。そして、回転速度検出部16から出力されるパルス信号が基準クロック信号の0.1倍の周波数、則ち、100Hzとなったときに、ロータ15の回転速度が基準クロック信号で規定される回転速度と一致する構成を採用している。
この構成によれば、例えば、ロータ15の回転速度が規定値で、回転速度検出部16から出力される検知パルス信号の周波数が100Hzのときは、図16(a)の様に、検知パルス信号の1周期間にカウントされる基準クロック信号のクロック数は10となり、誤差検出部32から出力される誤差信号をゼロとする。これにより、制動信号生成部33から出力される制動信号はLレベルを継続する。
一方、ブラシレスモータ11の回転制御中に、外力などの要因によって回転速度が増加すると、回転速度検出部16から出力される検知パルス信号の周波数が100Hzを越え、検知パルス信号の1周期時間が短くなる。このため、図16(b)の様に、検知パルス信号の1周期間にカウントされる基準クロック信号数が減少する(図16bでは9クロック)。また、ロータ15の回転速度が更に増加すると、図16(c)の様に、検知パルス信号の1周期間にカウントされる基準クロック信号数が更に減少する(図16cでは5クロック)。
従って、誤差検出部32は、検知パルス信号の1周期間にカウントされる基準クロック数に応じて、図16(b)の様に、基準クロック数が9のときは、誤差信号の出力レベルを低減し、制動信号生成部33からオン時間の短いパルス幅変調された制動信号を出力する。また、図16(c)の様に、基準クロック数が5のときは、カウント数の低下割合に応じて誤差信号の出力レベルを増加し、制動信号生成部33からオン時間の長いパルス幅変調された制動信号を出力する。
本実施形態では、検知パルス信号の1周期間にカウントする基準クロック数に応じて、基準クロック数が9の状態から基準クロック数が0の状態までの10段階の誤差信号を出力する構成としている。
本実施形態では、検知パルス信号の1周期間にカウントする基準クロック数に応じて、基準クロック数が9の状態から基準クロック数が0の状態までの10段階の誤差信号を出力する構成としている。
このようにして制動信号回路部30で生成された制動信号は、モータ駆動回路21のドライブ回路23に伝送される。
ここで、図13の様に、ドライブ回路23に伝送された制動信号(Brake)は、NOT回路(NOT4)で反転されてNOR回路(NOR4〜6)の一方の入力端子に加えられる。また、NOR回路(NOR4〜6)の他方の入力端子には、上アーム駆動信号Suが各々入力される。
従って、例えば、制動信号(Brake)が入力される期間において、駆動信号Uu,WL がHレベルの状態では(図17波線a参照)、NOR回路(NOR4) の出力はLレベルとなって制動信号の伝達が阻止され、NOR回路(NOR4,5)に入力された制動信号はNOR回路(NOR2,3)に伝達される。しかし、NOR回路(NOR3)には駆動信号WLが既に入力されているので、結果的に制動信号はNOR回路(NOR2)だけに伝達されて、制動信号VL' として三相インバータ回路24へ出力される。
ここで、図13の様に、ドライブ回路23に伝送された制動信号(Brake)は、NOT回路(NOT4)で反転されてNOR回路(NOR4〜6)の一方の入力端子に加えられる。また、NOR回路(NOR4〜6)の他方の入力端子には、上アーム駆動信号Suが各々入力される。
従って、例えば、制動信号(Brake)が入力される期間において、駆動信号Uu,WL がHレベルの状態では(図17波線a参照)、NOR回路(NOR4) の出力はLレベルとなって制動信号の伝達が阻止され、NOR回路(NOR4,5)に入力された制動信号はNOR回路(NOR2,3)に伝達される。しかし、NOR回路(NOR3)には駆動信号WLが既に入力されているので、結果的に制動信号はNOR回路(NOR2)だけに伝達されて、制動信号VL' として三相インバータ回路24へ出力される。
則ち、駆動信号Uu,WL がHレベルの状態で制動信号(Brake)が印加されると、Uu',WL'が能動(Lレベル)になると共に、VL'から能動(Lレベル)の制動信号が出力される(図17波線a参照)。同様に、図17波線bで示すように、駆動信号Vu,WLがHレベルの状態で制動信号(Brake)が印加されると、Vu',WL'が能動(Lレベル)になると共に、UL'から能動(Lレベル)の制動信号が出力される。また、図17波線cで示すように、駆動信号Vu,UL がHレベルの状態で制動信号(Brake)が印加されると、Vu',UL'が能動(Lレベル)になると共に、WL'から能動(Lレベル)の制動信号が出力される。
言い換えれば、ドライブ回路23に駆動信号と制動信号とが印加されると、図17の様に、上アーム駆動信号Suと下アーム駆動信号SLが能動(Hレベル)である相を除く残りの相の下アーム駆動信号SL'が能動(Lレベル)となる制動信号が付加されて三相インバータ回路24へ送出される。
このような駆動信号および制動信号が印加された状態で制動が行われる過程を図18を参照して説明する。
図17波線aで示す状態、則ち、駆動信号Uu,WL がHレベルのときに制動信号(Brake)が印加されると、Uu',WL'が能動になり、VL'から制動信号が出力される。これにより、図18(a),(b)の様に、駆動信号によって正電源から励磁コイル13a,13cを通じて接地電位に至る電流が流れてU相がS極、W相がN極に励磁される。同時に、励磁コイル13aを流れる電流は、制動信号に応じて励磁コイル13bに分流し、V相が制動信号に応じてN極に励磁される。これにより、U相,W相の励磁によってロータ15の回転駆動が行われると同時に、V相の励磁による永久磁石15bの吸引力によって制動力が加わる。
図17波線aで示す状態、則ち、駆動信号Uu,WL がHレベルのときに制動信号(Brake)が印加されると、Uu',WL'が能動になり、VL'から制動信号が出力される。これにより、図18(a),(b)の様に、駆動信号によって正電源から励磁コイル13a,13cを通じて接地電位に至る電流が流れてU相がS極、W相がN極に励磁される。同時に、励磁コイル13aを流れる電流は、制動信号に応じて励磁コイル13bに分流し、V相が制動信号に応じてN極に励磁される。これにより、U相,W相の励磁によってロータ15の回転駆動が行われると同時に、V相の励磁による永久磁石15bの吸引力によって制動力が加わる。
駆動信号の位相が進んで、図17の波線bで示す状態、則ち、駆動信号Vu,WLがHレベルのときに制動信号(Brake) が印加される状態に移行すると、Vu',WL'が能動になり、UL'から制動信号が出力される。これにより、図18(c),(d)の様に、駆動信号によって正電源から励磁コイル13b,13cを通じて接地電位に至る電流が流れてV相がS極、W相がN極に励磁される。同時に、励磁コイル13bを流れる電流は、制動信号に応じて励磁コイル13aに分流し、U相が制動信号に応じてN極に励磁される。これにより、V相,W相の励磁によってロータ15の回転駆動が行われると同時に、U相の励磁による永久磁石15aへの反発力によって制動力が加わる。
駆動信号の位相が更に進んで、図17の波線cで示す状態、則ち、駆動信号Vu,ULがHレベルのときに制動信号(Brake) が印加される状態に移行すると、Vu',UL'が能動になり、WL'から制動信号が出力される。これにより、図18(e),(f)の様に、駆動信号によって正電源から励磁コイル13b,13aを通じて接地電位に至る電流が流れてV相がS極、U相がN極に励磁される。同時に、励磁コイル13bを流れる電流は、制動信号に応じて励磁コイル13cに分流し、W相が制動信号に応じてN極に励磁される。これにより、V相,U相の励磁によってロータ15の回転駆動が行われると同時に、W相の励磁による永久磁石15bの吸引力によって制動力が加わる。
駆動信号が順次入力されると、前記した制御によって通電相および制動相を順次切り換えつつ回転制御および制動制御が行われる。そして、ロータ15が所定回転速度まで低下すると制動信号が停止し、通常の回転制御に移行する。
このように、本実施形態のゾーンコントローラ10によれば、回転制御によって通電される相(励磁コイル)を除く相の励磁コイルを接地電位(負電源側)に接続して通電することにより、回転制御を継続しつつ制動制御を行うことが可能となる。
これにより、ロータ15に加わる外力や重力によって回転速度が設定値に比べて増加した場合でも、制動信号によって制動することにより、設定速度を安定して維持することが可能となる。また、本発明によれば、回転方向を逆転させる励磁を行う制動制御や通電を停止して発電制動を行うものに比べて、制動力の印加に伴う振動や衝撃を著しく低減することができ、しかも、通電電流の増加を抑えることができる。また、回転制御による通電中の励磁コイルを除いて、非通電中の励磁コイルに通電を行うだけであり、制動を行う構成を極めて簡略化することが可能である。
これにより、ロータ15に加わる外力や重力によって回転速度が設定値に比べて増加した場合でも、制動信号によって制動することにより、設定速度を安定して維持することが可能となる。また、本発明によれば、回転方向を逆転させる励磁を行う制動制御や通電を停止して発電制動を行うものに比べて、制動力の印加に伴う振動や衝撃を著しく低減することができ、しかも、通電電流の増加を抑えることができる。また、回転制御による通電中の励磁コイルを除いて、非通電中の励磁コイルに通電を行うだけであり、制動を行う構成を極めて簡略化することが可能である。
ここで、ブラシレスモータ11を回転させようとする速度に応じて、図15に示した基準信号生成部31で生成する基準クロック信号の周波数、および、図14で示した通電制御部25から供給する直流電圧を変化させることにより、ブラシレスモータ11は、基準信号生成部31から出力される基準クロック信号に応じた任意の回転速度を維持しつつ回転駆動される。
本実施形態では、前記コンベアシステム1において、駆動ローラ4aの通常搬送速度Vn、第一搬送速度V1および第二搬送速度V2に対応するブラシレスモータ11の回転速度を予め求め、各々の回転速度に対応した基準クロック信号Cn,C1,C2を予め求めている。これにより、基準クロック信号を変化させるだけでブラシレスモータ11の回転速度を変化させることができる。しかも、ワークWに作用する慣性力などによってブラシレスモータ11の回転速度が増加しようとすると、制動信号によって制動制御が行われて基準クロック信号に対応した速度を安定して維持することが可能となる。
このように、本実施形態のゾーンコントローラ10によれば、ワークに作用する慣性力などの外力による速度変動を抑えつつ目的とする搬送速度にスムーズに変更設定することができ、前記した停止制御を極めて安定して行うことか可能となる。
尚、前記実施形態では、ブラシレスモータ11として三相2極3スロット型のものを例に挙げて説明したが、ロータの磁極数およびステータのスロット数の異なるブラシレスモータについても同様の制動構成を採用することが可能である。
また、前記実施形態では、三相インバータ回路の上アーム制御部26を正電源側に接続し、下アーム制御部27を接地電位に接続した構成で示した。しかし、本発明はこのような構成に限られるものではなく、ドライブ回路23とのインターフェースを適宜に行うことにより、例えば、上アーム制御部26を正電源側に接続すると共に、下アーム制御部27を負電源側に接続する構成や、上アーム制御部26を接地電位側に接続すると共に、下アーム制御部27を負電源側に接続する構成を採ることも可能である。
また、前記実施形態では、モータ駆動回路21のドライブ回路23を論理回路を用いて構成したが、このような構成の他にも、CPUを用いたプログラム処理によって同様の信号を生成することも可能である。
また、前記実施形態では、モータ駆動回路21の三相インバータ回路24にMOSFETを用いた構成を採用したが、このような構成に限らず、接合型トランジスタやサイリスタなどを用いて構成することも可能である。
また、前記実施形態では、モータ駆動回路21の三相インバータ回路24にMOSFETを用いた構成を採用したが、このような構成に限らず、接合型トランジスタやサイリスタなどを用いて構成することも可能である。
1 ゾーン制御式コンベアシステム
4a 駆動ローラ
10 ゾーンコントローラ
11 モータ(駆動モータ、ブラシレスモータ)
14’ 回転数検知手段
50 上位制御装置
Vn 通常搬送速度
V1 第一搬送速度
V2 第二搬送速度
A,B,C 制御ゾーン
P 所定位置
PS 位置センサー
SA,SB,SC 在荷センサー
T 計時手段
W,W1,W2 被搬送物(ワーク)
4a 駆動ローラ
10 ゾーンコントローラ
11 モータ(駆動モータ、ブラシレスモータ)
14’ 回転数検知手段
50 上位制御装置
Vn 通常搬送速度
V1 第一搬送速度
V2 第二搬送速度
A,B,C 制御ゾーン
P 所定位置
PS 位置センサー
SA,SB,SC 在荷センサー
T 計時手段
W,W1,W2 被搬送物(ワーク)
Claims (8)
- 被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンは、搬送力を得る駆動ローラと当該駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラとを有し、当該各ゾーンコントローラに駆動ローラの駆動制御に用いる所定の信号が入力されるゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各制御ゾーンは、被搬送物の有無を検知する在荷センサーを備え、各ゾーンコントローラは、駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を通常搬送速度を含む複数の値に連続的または段階的に切換制御可能な構成とされ、特定の制御ゾーンにおいて下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、前記通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度で特定の制御ゾーンの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物が特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止することを特徴とするゾーン制御式コンベアシステム。
- 各ゾーンコントローラは、搬送方向における被搬送物の配列状態を維持しつつ、各制御ゾーンの被搬送物を下流側へ向けて一斉に搬送させる一斉搬送モードと、被搬送物の存在する制御ゾーン同士の間に被搬送物の存在しない制御ゾーンを所定数だけ介在させて被搬送物を切り離しつつ下流側へ向けて搬送させる分離搬送モードとを切換設定するモード設定手段を備え、前記被搬送物の下流側への搬送が禁止される特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が一斉搬送されるときは、当該上流側の制御ゾーンよりも更に上流側のいずれかの制御ゾーンにおいて前記分離搬送モードに切換設定することを特徴とする請求項1に記載のゾーン制御式コンベアシステム。
- 前記分離搬送モードに切換設定される制御ゾーンは、コンベアシステムを形成する各制御ゾーンの配列に応じて予め選択されるか、または、各制御ゾーンに設けられたゾーンコントローラと接続される上位制御装置により搬送状況に応じて選択されることを特徴とする請求項2に記載のゾーン制御式コンベアシステム。
- 被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分されたコンベアシステムの各制御ゾーンに設けられ、搬送力を得るために各制御ゾーンに設けられた駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラであって、当該ゾーンコントローラが属する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに設けられた在荷センサーの在荷信号が入力されると共に、前記駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を、通常搬送速度と当該通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度と、当該第一搬送速度よりも更に遅い第二搬送速度とに切換制御可能な構成とされ、ゾーンコントローラの属する特定の制御ゾーンから下流側への搬送が禁止される期間は、当該特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから在荷信号が出力されると、当該特定の制御ゾーンの駆動ローラを前記第一搬送速度で駆動を開始し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、当該特定の制御ゾーンの在荷センサーが在荷信号を検知すると駆動ローラの駆動を停止することを特徴とするゾーンコントローラ。
- 前記駆動ローラまたは当該駆動ローラを回転駆動するモータの回転数を検知する回転数検知手段を備え、前記第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始した時点から前記回転数検知手段によって計測される回転数が所定値に至ったときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置に到達したものと判別することを特徴とする請求項4に記載のゾーンコントローラ。
- 時間を計時する計時手段を備え、前記第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始した時点から所定時間が経過したときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置に到達したものと判別することを特徴とする請求項4に記載のゾーンコントローラ。
- 被搬送物が前記所定位置に到達したことを検知する位置センサーを備え、前記位置センサーから位置信号が出力されたときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置へ到達したものと判別することを特徴とする請求項4に記載のゾーンコントローラ。
- 搬送方向における被搬送物の配列状態を維持しつつ、各制御ゾーンの被搬送物を下流側へ向けて一斉に搬送させる一斉搬送モードと、被搬送物の存在する制御ゾーン同士の間に被搬送物の存在しない制御ゾーンを所定数だけ介在させて被搬送物を切り離しつつ下流側へ向けて搬送させる分離搬送モードとを切換可能に設定するモード設定手段を備え、特定の制御ゾーンにおける在荷センサーの在荷信号を隣接する上流側および下流側の制御ゾーンへ出力すると共に、隣接する上流側および下流側の制御ゾーンから出力される在荷信号を入力し、更に、特定の制御ゾーンにおける駆動ローラの駆動状態を示す駆動状態信号を上流側に隣接する制御ゾーンに出力すると共に、下流側に隣接する制御ゾーンから出力される駆動状態信号を入力することを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載のゾーンコントローラ。
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