JP2006036452A

JP2006036452A - コンベヤシステム

Info

Publication number: JP2006036452A
Application number: JP2004218511A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ogawa; 和彦小川
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2004-07-27
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【構成】投入コンベヤとメインコンベヤとの間に計数コンベヤを設け、計数コンベヤ上の物品の個数値をカウントする。カウントした個数値が所定値を越えると、計数コンベヤと投入コンベヤとを減速し、メインコンベヤへ投入される物品数を少なくする。
【効果】コンベヤシステムの停止回数を最小限にし、投入コンベヤで作業する作業者が感じる不快感を少なくする。
【選択図】図１

Description

この発明は、投入コンベヤから投入した物品を、コンベヤで処理部まで搬送して処理するようにしたコンベヤシステムに関し、特に過剰数の物品が投入されることによるシステムの停止を減らすことに関する。

配送センターや物流の拠点あるいは工場などで、投入コンベヤから物品を処理部までコンベヤで搬送するようにしたシステムが用いられている。処理部は例えばバーコードリーダやソータ、詰め合わせ部、ピッキングステーションなどからなり、処理部の能力に上限があるため、時間当たりに投入可能な物品の個数に制限がある。この制限を越えて物品が投入されると、コンベヤを停止させる必要があり、これに伴って投入部での投入作業なども停止させるためシステム全体への影響が大きく、さらにコンベヤなどの寿命を縮めることになる。

なお特許文献１は、物品間の間隔を調整して一定値に揃えるコンベヤシステムを開示している。即ち物品の間隔を検出して、間隔が狭いと上流側のコンベヤを減速して、下流側のコンベヤ上の物品との間隔を拡げ、間隔が広いと上流側のコンベヤを増速して間隔を狭めることを開示している。
特開２０００−１３６０２１号公報

この発明の課題は、処理部へ投入される物品の個数オーバーのために、コンベヤが停止する回数を最小限にすることにより、コンベヤシステムの機械寿命を延ばし、また投入コンベヤでの物品の投入作業を容易にすることにある。
請求項２の発明での追加の課題は、メインコンベヤへ過剰な個数の物品が投入されるのを簡単に防止することにある。
請求項３の発明での追加の課題は、まとまって投入された物品をコンベヤシステムでの搬送方向に沿って分散させることにある。

この発明のコンベヤシステムは、物品を投入するための投入コンベヤと、投入コンベヤへ投入された物品を処理部へ搬送するためのメインコンベヤとを備えたシステムにおいて、所定期間内に前記投入コンベヤへ投入された物品の個数値をカウントするためのカウント手段と、物品をバッファするためのバッファ手段と、カウントした個数値が所定値以上の際に物品を前記バッファ手段にバッファさせて、処理部への搬送を遅らせるための制御手段、とを設けたことを特徴とする。前記の所定期間は一定としても良く、あるいは実施例のようにあるエリア内にある物品の個数値をカウントして、所定期間内に投入された物品の個数値とするなどの、可変の期間としても良い。

好ましくは、前記投入コンベヤとメインコンベヤとの間に、前記バッファ手段として計数コンベヤを設けて、前記カウント手段で計数コンベヤ上の所定エリア上の物品の個数値をカウントし、かつカウントした個数値が所定値以上の際に、前記制御手段により計数コンベヤを減速させる。ここでの所定エリアは、例えば計数コンベヤの全域としてもよく、あるいは計数コンベヤの一部のエリアとしても良い。

特に好ましくは、前記計数コンベヤを減速した後に増速するに際し、減速後の計数コンベヤでの搬送距離が少なくとも記所定エリアの長さに達するまで、増速を遅延させるための遅延手段を設ける。なお遅延時間は、所定値以上の物品を検出して減速を開始した時点などからカウントしても、あるいは計数コンベヤの所定エリア上の物品の個数値が所定値未満に低下してからカウントしても良い。また搬送距離は、計数コンベヤの搬送速度と時間との積を意味する。

この発明では、投入コンベヤへ所定期間内に投入された物品の個数値をカウントする。そしてカウントした個数値が所定値以上となると、物品をバッファ手段でバッファして処理部への搬送を遅らせる。このため処理部へ過剰な数の物品が搬送されることが無く、個数オーバーによりコンベヤシステムがダウンすることがない。そしてコンベヤシステムが停止する頻度を小さくすると、コンベヤなどのハードウエアの機械寿命を延ばすことができると共に、物品の投入を中断させることによる投入作業の混乱なども防止でき、さらにコンベヤを一旦停止させた後に再起動するタイムロスも解消できる。

請求項２の発明では、投入コンベヤとメインコンベヤとの間に計数コンベヤを設け、計数コンベヤ上の所定エリアの物品の個数をカウントして、この個数値が所定値以上で計数コンベヤを減速させる。このため簡単な構成で、メインコンベヤへ過剰数の物品が搬入されるのを防止できる。

請求項３の発明では、計数コンベヤを減速した後に増速するに際して、減速後の計数コンベヤでの搬送距離が少なくとも前記所定エリアの長さに達するまで、増速を遅延させる。このため計数コンベヤ上に密に存在する物品を間隔を空けてメインコンベヤへ送り出すことができる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図６に、実施例を示す。これらの図において、２はコンベヤシステムで、４は投入コンベヤで、例えば人手により物品を投入するが、適宜の物品投入装置から自動的に物品を投入してもよい。コンベヤシステム２を宅配便などでの荷物の仕分けなどに利用すると、投入される物品はサイズがまちまちで、複数の作業者により投入されるためランダムに物品が投入される。６は計数コンベヤで、コンベヤの構造自体は通常のローラやベルトなどの動力コンベヤである。８は計数コンベヤ６上の計数エリアで、例えば計数コンベヤ６の下流側の所定長さに渡って設けるが、計数コンベヤ６の全域を計数エリア８としてもよい。１０はメインコンベヤで物品を処理部へと搬送し、１２ａ，ｂは光センサなどを用いた物品センサで、計数コンベヤ６へ投入コンベヤ４から搬入された物品を１個ずつカウントする。

メインコンベヤ１０の下流側には、物品の処理部としてのバーコードリーダ１４やソータ１６，分岐部１８などを設け、例えばバーコードリーダ１４で物品のバーコードなどのＩＤを読み取り、その送り先や物品の種類などにより、ソータ１６により複数の分岐コンベヤ１８のいずれかへ分岐させる。処理部には、時間当たりの物品の処理個数に上限がある。例えばバーコードリーダ１４の場合、バーコードを読み取るための時間間隔から、時間当たりの物品の最大投入個数が定まる。ソータ１６の場合、個々の物品を分岐コンベヤ１８へとソートするために、時間当たりの物品を処理できる個数に上限が生じる。

２０は制御部で、コンベヤシステム２の全体を制御するが、ここでは投入コンベヤ４や計数コンベヤ６の速度制御に関する部分を中心に説明する。バーコードリーダ１４で物品のバーコードを読み取れない、あるいはソータ１６で物品を制御部２０からの指令通りにソートできない、などのトラブルが生じると、制御部２０にはエラー信号が入力され、コンベヤ４，６，１０を停止させる。メインコンベヤ１０を停止させるような事態をシステムダウンと呼び、これ以外の場合、制御部２０は物品センサ１２ａ，ｂの信号により、計数エリア８内の物品の個数値をシミュレーションにより求めて、この個数値に応じて、投入コンベヤ４並びに計数コンベヤ６への速度制御を行う。なお速度制御の対象は計数コンベヤ６のみとしてもよく、また速度制御以外に、物品の投入速度の低下要求などを出力するようにしても良い。この要求信号は、図示しない別途のコンベヤなどから、投入コンベヤ４へ自動的に物品を投入する場合に、計数エリア８上の物品の個数値に応じて、単位時間当たりに投入する物品の数を減少させるためのものである。また実施例のように投入コンベヤ４へ人手で物品を投入する場合、注意ランプや警告ランプなどに投入個数が多すぎることを表示して、投入コンベヤ４への物品の投入を控えるように呼びかけてもよい。

図２に、制御部２０の構成を、投入コンベヤ４や計数コンベヤ６への速度制御に関係する部分を中心に示す、物品センサが物品を検出する毎に、センサインターフェース２２へ例えばパルス信号が入力され、このパルス信号によりシミュレーション部２４は、物品所在テーブル２６に物品の存在をセットする。物品所在テーブル２６でのデータは、計数エリア８内の物品の位置を表し、テーブル内移動部２８により例えば所定時間毎に、物品所在テーブル２６上の物品の位置を計数コンベヤ６の下流方向へと移動させる。そしてこの時の物品の移動速度は、後述のコンベヤ制御部３６から計数コンベヤ６へ指示している搬送速度に対応したものとし、計数コンベヤ６が高速の場合、物品所在テーブル２６内を物品が高速で移動し、計数コンベヤ６が低速の場合、物品所在テーブル２６でも物品が低速が移動するようにする。また所定の時間毎に物品所在テーブル２６内の物品の位置を抹消部３０でチェックし、計数エリア８に対応する範囲を通過した物品を、物品所在テーブル２６から抹消する。このため物品所在テーブル２６により、計数エリア８内での物品の位置をシミュレーションすることができる。

なお計数エリア８内の物品の個数値をシミュレーションにより求める代わりに、ＣＣＤカメラなどにより物品を撮像して求めても良く、あるいは計数エリア８に多数の物品センサを設けて、物品の所在をチェックしても良い。また実施例では、計数コンベヤ６内の上流側は計数エリアとしなかったが、これは計数コンベヤ６を投入コンベヤ４よりも高速として、投入コンベヤ４からまとまって投入された物品を計数コンベヤ６の上流側である程度間隔を空け、この後に個数値をカウントするようにしたためである。

カウント部３２はシミュレーション部２４からのデータを用いて、計数エリア内の物品の個数値をカウントし、個数値カウント信号は遅延処理部３４へ入力する。物品の個数値が所定値以上の場合、遅延時間無しで直ちに減速し、物品の個数値が減少した場合、遅延時間をおいて低速から高速へ増速する。遅延については後に詳述する。

コンベヤ制御部３６は、遅延処理部３４からの遅延の処理済み信号により、投入コンベヤ４並びに計数コンベヤ６の速度を高速Ｈ，中速Ｍ，低速Ｌの３段階に制御し、これ以外にバーコードリーダやソータなどからエラー信号が入力された場合、投入コンベヤ４と計数コンベヤ６の他にメインコンベヤ１０を停止させる。コンベヤ制御部３６が投入コンベヤ４や計数コンベヤ６へ加えている速度制御は、遅延処理部３４やテーブル内移動部２８へもフィードバックされ、遅延時間は計数コンベヤ６や投入コンベヤ４が低速なほど長く、また物品所在テーブル２６内の物品移動も計数コンベヤ６や投入コンベヤ４が低速なほど遅くなる。

図３に、計数エリア上の物品の個数値が増加した際のコンベヤの減速制御を示す。計数コンベヤの全長は例えば１〜５ｍ程度とし、計数エリアの長さは例えば１〜３ｍ程度、投入コンベヤの長さは例えば１〜１０ｍ程度とする。計数エリア８上の物品の個数値を一定と考えると、メインコンベヤ１０で搬送される物品の個数値は、計数コンベヤの速度をｖ1，メインコンベヤ１０の搬送速度をｖ2として、ｖ1／ｖ2で定まり、計数コンベヤの速度ｖ1を低下させると、時間当たりに処理部へ搬送される物品の個数値が低下する。そして実施例では、計数エリア８上の物品の個数値がＡ個未満の場合は、計数コンベヤ及び投入コンベヤとも高速Ｈとし、Ａ個以上でＢ個未満の場合は共に中速Ｍとし、Ｂ個以上Ｃ個未満の場合は共に低速Ｌとし、Ｃ個以上では例えば計数コンベヤと投入コンベヤとを停止させる。ただしこの場合、メインコンベヤは停止させる必要がない。また投入コンベヤの速度ｖ0は、計数コンベヤの速度ｖ1よりも小さくし、投入コンベヤに物品が密に投入されても、計数コンベヤで物品が分散するようにする。

図４は、計数エリア上の物品の個数値が徐々に減少した際の、投入コンベヤや計数コンベヤへの速度制御を示し、例えば時刻ｔ1に物品の個数値が減少して、低速から中速への所定値Ｂ未満となったとする。例えば時刻ｔ1から計数コンベヤでの物品の搬送距離（搬送速度×時間）が計数エリアの長さに達するまでの間は低速のままとし、時刻ｔ2に中速に復帰させる。時刻ｔ3に計数エリア上の物品の個数値がＡ個未満に低下したとする。この場合も、例えば時刻ｔ３から計数コンベヤの搬送距離が計数エリアの長さに達するまで増速を遅延させ、時刻ｔ4に計数コンベヤと投入コンベヤとを高速Ｈに復帰させる。なお遅延は、計数コンベヤと投入コンベヤとに対して同様に加える。

図５に、投入コンベヤや計数コンベヤの速度を増速する際の処理を示す。物品の個数値が減少し、図３の所定値Ｂ個未満やＡ個未満に低下すると、タイマをスタートさせ、タイムアウトまでの間に物品の個数値が所定値以上に増加しなければ、タイムアウトを待って増速する。途中で個数値が所定値以上に増加した場合、例えばタイマをリセットし、再度物品の個数値が減少するまで減速したままとする。タイムアウトまでの時間は、減速後の速度で、計数コンベヤの搬送距離が計数エリアの長さに達するまでの時間である。図５のアルゴリズムでは、計数エリア上の物品の個数値が減少した時点から、計数エリアの長さ分だけ計数コンベヤが物品を搬送した後に増速する。そしてひとかたまりに投入された物品が、計数エリアから全数搬出されるまでは、物品は比較的低速でメインコンベヤに搬出され、計数コンベヤとメインコンベヤとの速度差により間隔を空けられ、搬送方向に沿って分散する。

図６のアルゴリズムでは、計数コンベヤや投入コンベヤの速度を低下させた時点でタイマをスタートし、タイムアウトまでの間に新たな物品が投入されなければ、タイムアウトした時点で増速する。この場合のタイマの時間は、減速後の速度で計数エリアの長さ分だけ計数コンベヤが物品を搬送するまでの時間である。図６のアルゴリズムでは、物品の個数値が増加して速度を低下させるとタイマをスタートし、新たな物品の投入の有無をチェックする。新たな物品の投入がなく、かつ計数エリアの下流側の物品がメインコンベヤへと運び出されて、所定値未満に物品の個数値が減少すると、タイマがタイムアウトしているかどうかをチェックし、タイムアウトしていれば増速し、タイムアウトしていない場合、タイムアウトまで増速を遅延させる。また新たな物品が投入され、さらに減速が必要な場合、投入コンベヤや計数コンベヤの速度をさらに低下させ、新たな物品が投入されたがこれ以上減速する必要がない場合、タイマをリセットして再度スタートさせる。

図６のアルゴリズムでは、計数エリア上に所定値以上の物品が存在すると、これらの物品を計数コンベヤから搬出し終わるまで減速し、ひとかたまりの物品を分散させる。またひとかたまりの物品を搬出し終わる前に他の物品がさらに投入されると、遅延時間を延長する。図６のアルゴリズムは、計数エリア上の物品の個数値が所定値以上となる頻度が比較的低い場合に適しており、図５のアルゴリズムは計数エリア上の物品の個数値が所定値以上となる頻度が高い場合に適している。

実施例の動作を説明する。例えば作業者が投入コンベヤ４へ人手で物品を投入するものとし、システムの用途は例えば宅配便などの荷物の仕分け作業とする。投入された物品は計数コンベヤへ運び込まれ、計数コンベヤは常時投入コンベヤよりも高速にしてあるので、投入コンベヤ４に物品が密に投入されても、計数コンベヤ６である程度物品間に間隔が空き、物品センサ１２ａ，ｂで物品の個数値をカウントできる。そして計数エリア８内の物品の個数値をカウントし、この値に応じてコンベヤ４，６を減速させる。また前記のように、コンベヤ４，６を減速させた後に元の速度に復帰させる場合、計数エリア８の長さ分の搬送距離だけ計数コンベヤ６が物品を搬送するまでの間増速を遅延させ、計数エリア８内にまとまって存在する物品を分散してメインコンベヤ１０へと送り出す。

メインコンベヤ１０の速度は例えば一定で、例えば計数コンベヤ６が高速の場合、メインコンベヤ１０の速度と計数コンベヤ６の速度は一致し、中速や低速では、メインコンベヤ１０と計数コンベヤ６との速度差のため、物品間の間隔が増す。また計数コンベヤ６の搬送速度を低下させると、単位時間当たりにメインコンベヤ１０へ搬出される物品の個数値が減少し、バーコードリーダ１４やソータ１６などの処理能力を越えるのを防止できる。

計数コンベヤ６を減速させるのと同時に投入コンベヤ４を減速させるので、計数コンベヤ６に物品が集まってしまうのを防止できる。これと同時に過剰な物品は投入コンベヤ４に溜まり、作業者は物品の投入を控えるもしくは遅らせた方がよいことが分かり、物品の投入速度を遅らせる。このようにして投入コンベヤ４や計数コンベヤ６上に過剰に存在する物品を解消する。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) バーコードリーダ１４やソータ１６などの処理能力以上の個数値の物品が、処理部へ搬送されることを防止し、システムダウンを減らすことができる。
(2) 投入コンベヤ４のすぐ下流に計数コンベヤ６を設けることにより、過剰数の物品がメインコンベヤ１０へ搬入されるのを防止すると共に、投入コンベヤ４側へフィードバックする。
(3) 制御部２０内で計数エリア８上の物品の個数値をシミュレーションすることにより、多数個の物品センサを設けたり、ＣＣＤカメラで撮像したりする必要を無くす。
(4) 計数エリアに密に存在する物品を、計数コンベヤ６での増速を遅延することにより、分散してメインコンベヤ１０へ送り出す。

実施例のコンベヤシステムのレイアウトを示す平面図実施例での制御部のブロック図減速時の計数コンベヤ上の物品の個数値と、計数及び投入コンベヤの速度との関係を模式的に示す図計数及び投入コンベヤの増速時の、計数コンベヤ上の物品の個数値が減少した後の遅延を模式的に示す図増速時の遅延アルゴリズムを示すフローチャート他の遅延アルゴリズムを示すフローチャート

符号の説明

２コンベヤシステム
４投入コンベヤ
６計数コンベヤ
８計数エリア
１０メインコンベヤ
１２ａ，ｂ物品センサ
１４バーコードリーダ
１６ソータ
１８分岐コンベヤ
２０制御部
２２センサインターフェース
２４シミュレーション部
２６物品所在テーブル
２８テーブル内移動部
３０抹消部
３２カウント部
３４遅延処理部
３６コンベヤ制御部

Claims

物品を投入するための投入コンベヤと、投入コンベヤへ投入された物品を処理部へ搬送するためのメインコンベヤとを備えたシステムにおいて、
所定期間内に前記投入コンベヤへ投入された物品の個数値をカウントするためのカウント手段と、
物品をバッファするためのバッファ手段と、
カウントした個数値が所定値以上の際に物品を前記バッファ手段にバッファさせて、処理部への搬送を遅らせるための制御手段、とを設けたことを特徴とする、コンベヤシステム。
前記投入コンベヤとメインコンベヤとの間に、前記バッファ手段として計数コンベヤを設けて、前記カウント手段で計数コンベヤ上の所定エリア上の物品の個数値をカウントし、かつカウントした個数値が所定値以上の際に、前記制御手段により計数コンベヤを減速させるようにしたことを特徴とする、請求項１のコンベヤシステム。
前記計数コンベヤを減速した後に増速するに際し、減速後の計数コンベヤでの搬送距離が少なくとも記所定エリアの長さに達するまで、増速を遅延させるための遅延手段を設けたことを特徴とする、請求項２のコンベヤシステム。