JP2007131457A - コンベヤベルトセンサシステムを自己同期させる方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンベヤベルトセンサ検出を同期させて検出誤差を最小限に抑える。
【解決手段】本発明の可動コンベヤベルトシステムは、ベルト８６に沿って間隔を置いて配置された複数のセンサ８と、検出器ヘッド９０，９２を通過するセンサ８８の存在を検出し識別する検出器ヘッド９０，９２とを有する。ベルト８６は、ベルト８６に沿って間隔を置いて配置された複数のタグ９６と、読取りヘッド９４を通過するタグの存在を検出し識別するタグリーダ９４とをさらに含む。検出され識別された機能しているタグ９６に基づいて、次のセンサＳ１について較正テーブルから関連する時間および距離目標値が取得され、時間および距離のカウンタが開始される。時間および距離目標値を超える前に次のセンサＳ１が検出されなかった場合にはコンベヤベルト８６を停止することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、ベルトの劣化を検知するために導電センサが組み込まれたコンベヤベルトに関し、特に、コンベヤベルトセンサ検出を同期させて検出誤差を最小限に抑える方法に関する。

多くの商業的用途では、製品および材料を輸送するために丈夫なコンベヤを使用するのが一般的である。このように使用されるベルトは、かなり長く、数マイルにも及び、産業材料運搬工程でのコストのかかる要素となることがある。多くの用途では、ベルトは、それによって輸送される材料から損傷を受けやすく、ベルト内に裂け（孔、切れ目、または裂け目）が生じることがある。裂けたベルトは、検出後に修理することができる。丈夫なコンベヤベルトの修理費用および損傷したベルトからこぼれた材料の清掃費用はかなりの額になることがある。しかし、そのような裂けまたは裂け目が始まり、ベルトが直ちに停止しない場合、裂けがベルトに沿ってかなりの距離にわたって広がる恐れがある。したがって、裂けが始まった後それをできるだけ速く検出し見つけて、直ちにベルトの動作を終了させ、それによってベルトの損傷の程度を最小限に抑えることが望ましい。

裂け検出システムの一部としてコンベヤベルト内にセンサを使用することが公知である。代表的なシステムでは、導電ワイヤのループの形をしたセンサが、ベルトに固定されるかまたは埋め込まれ、全体的な裂け検出システムの一部として裂け検出機構を形成する。裂け検出は、ベルト内の１つまたは２つ以上のセンサループにおける「開路」条件を間接的に検出することによって行われる。通常、ベルトの外部の電気エネルギー源は、ベルト内のセンサループに誘導結合または容量結合される。センサの導電ワイヤループの損傷は、遠隔送信器／受信器（励磁器／検出器）によって検出することができる。コンベヤに沿った間隔を置いた複数のこのようなセンサの配置は、各センサが様々な位置で１つまたは２つ以上の励磁器／検出器の読取り範囲内を通過するようにすることができる。裂けまたは裂け目は、近接したセンサループに遭遇しこれを損傷し、近接したセンサループの損傷がその次の通過でリーダによって開路として検出されたときに裂け目の存在が検出される。このようにして、裂けの存在は、迅速に検出され修理され、それによるベルトの損傷が最小限に抑えられる。

特許文献１（Ｅｎａｂｎｉｔ；１９７３）は、ベルトセンサシステム内で有用な「８の字」センサループを開示している。特許文献２（Ｓｔｒａｄｅｒ；１９８９）は、コンベヤベルトに沿って間隔を置いて配置された「８の字」センサループを教示している。特許文献３（Ｇａｒｔｌａｎｄ，２００２）は、アンテナが、２つの検出器ヘッドおよび電子パッケージから成る電磁回路に結合されるようにコンベヤベルトに埋め込まれたシステムを提供する。結合は、アンテナが検出器ヘッドを横切ったときにのみ生じ、ループの完全性が損なわれなかったときにのみ生じさせることができる。

特許文献４は、センサがコンベヤベルトに沿って所定の間隔で埋め込まれたセンサシステムを開示している。検出器は、センサの有無を検出し、この情報を使用してそのセンサ位置でのベルトの状態が評価される。
米国特許第３，７４２，４７７号 米国特許第４，８５４，４４６号 米国特許第６，３５２，１４９号 米国特許第６，７１５，６０２号

システムが正常に動作している間、ある種のデータ解釈問題が存在する。ベルト内に使用されるＲＦＩＤタグおよびこれらのタグが与える情報は、重大な結論を導く際に使用するには信頼性に欠ける。タグが読み取られない場合、システムは、ベルトを停止するように構成される。ベルト内のタグの位置と、タグによって検出された故障をベルトの故障と解釈すべきかどうかとを考慮すると、このような中断は必要である場合と必要でない場合がある。

したがって、タグが検出されない場合、システムが自動的に停止しないことが重要である。さらに、ベルトに沿ったセンサの読取りは、センサ位置の誤った識別またはセンサ誤動作の誤った検出の可能性を最小限に抑える信頼できる方法で同期させることが望ましい。これは、コンベヤシステムが老朽化し、センサ動作が断続的になったときに重要である。センサが断続的であると、システム内のメモリマップとベルト内の検出されたセンサの実際の位置とに矛盾が生じることがある。システムは、検出器ヘッドを通過している実際のセンサとは異なる、システムのメモリ内の埋込みセンサを探す可能性がある。その結果、検出システムとメモリマップに矛盾が生じ、信頼性に欠けるものとなる。

したがって、産業界では、正しいベルト位置をセンサシステム内に記憶されているデータ（メモリマップ）と相関付けることのできるコンベヤベルトセンサシステムおよび方法が依然として必要である。このようなシステムおよび方法は、コンベヤベルト用の広範囲に利用可能なセンサシステムでの使用に適合すべきである。さらに、この方法およびシステムは、信頼できるものであり、かつベルト内の断続的なセンサまたは機能していないセンサを確実に見つけるのを容易にすべきである。さらに、適切な方法およびシステムは、ベルトの位置をメモリマップと確実に同期させて、誤ったセンサ位置識別の可能性を最小限に抑える。

ベルト内のＲＦＩＤタグのアドレスと、そのタグの、システムメモリ内の位置とに基づく、コンベヤベルトセンサ動作用の自己同期システムおよび方法が開示される。可動コンベヤベルトシステムは、ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数のセンサと、センサリーダを通過するセンサの存在を検出し識別するセンサリーダとを有する。ベルトは、前記ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数の識別用のタグと、タグリーダを通過するタグの存在を検出し識別するタグリーダとをさらに含む。本発明の一態様によれば、センサの識別をベルトの移動と同期させる方法は、検出され識別された機能しているタグに基づいて、次のセンサ（Ｓ１）について較正テーブルから関連する時間および距離の目標値を取得することと、時間および距離のカウンタを起動することと、次のセンサ（Ｓ１）が時間および距離の目標値内で検出されたかどうかを判定することとを含む。コンベヤベルトは、時間および距離の目標値を超えた後でセンサ（Ｓ１）が検出された場合に停止することができる。

本発明の他の態様によれば、上記の方法は、センサ（Ｓ１）が時間および距離の目標値内で検出され識別された場合に第２のセンサ（Ｓ２）の関連する時間および距離の目標値を取得することを含んでよい。

本発明の他の態様によれば、可動コンベヤベルト用の自己同期センサシステムが提供される。ベルトは、ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数のセンサと、センサリーダを通過するセンサの存在を検出し識別するセンサリーダとを有する。自己同期システムは、前記ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数の識別用のタグと、タグリーダを通過するタグの存在を検出し識別するタグリーダと、機能しているタグの検出および識別に基づいて、次のセンサ（Ｓ１）について較正テーブルから関連する時間および距離の目標値を取得する手段と、時間および距離のカウンタを起動する手段と、次のセンサ（Ｓ１）が時間および距離の目標値内で検出されたかどうかを判定する手段と、センサ（Ｓ１）が時間および距離の目標値を超えた後で検出された場合にコンベヤベルトを停止する手段とを含む。

本発明の方法は、老朽化しているベルトを不都合なく停止させる一方、ベルトを監視するパターン／距離モードに依存する従来技術のシステムよりも高いレベルでの保護を維持できる。

従来の技術および本発明の一例に関して図面を参照しながら説明する。

最初に図１Ａおよび１Ｂを参照すると、引用によって本明細書に援用された特許文献３に教示された類の従来技術のコンベヤベルト裂け検出システム１０が示されている。このシステムは、ローラ（またはプーリ）１５によって駆動される、方向１４に走行するコンベヤベルト１２を有している。間隔を置いて配置された一連の導体またはセンサ１６がコンベヤベルト内に埋め込まれている。各導体１６は、「８の字」構成に配置された無端ループとして形成されている。センサは、荷重支持表面、中間カーカス層、およびプーリカバーを有する従来の構造のコンベヤベルト１２内に組み込まれるように構成される。センサ１６は、３つの層のいずれか内に埋め込むことができる。裂け検出システムは、市販されているタイプの外部送信器／励磁器１８および１つまたは２つ以上の受信器／検出器２０を含んでいる。装置１８、２０は、それぞれリード線２２、２４によって、接続箱２６を経てリード線２８を介してモータコントローラ２７に接続されている。コントローラ２７は、ローラ１５を動作可能に駆動する駆動モータ２９を制御する。システムセンサ１６は、互いに間隔を置いて配置され、弾性コンベヤベルト１２にベルト走行方向１４を横切る方向に埋め込まれている。

導体／センサ１６は、励磁／検出用の磁界または電界を使用することができる。導体１６は、電界または磁界を受けたときに電流を伝える。ベルト１２の裂けは、最終的に１つの導体１６を破壊するのに十分な距離まで広がる。送信器１８は、導体１６が無傷であれば導体１６によって受信器２０に伝達される電界または磁界を放出する。受信器２０は、制御回路に信号を供給し、制御回路は信号を処理して裂けを示す。裂け信号によって、アラームおよび／または信号がモータコントローラ２７に送られ、ベルト１２を駆動するモータ１２が自動的に停止し、コンベヤベルト１２が停止する。

少なくとも１つのセンサ１６の不連続性が検出器２０によって検出されると、ベルト１２が停止する。図１Ａおよび１Ｂに表されているシステムは、ベルト１２に埋め込まれたアンテナ１６を使用することによってベルトを保護する。通常の動作時には、２つの検出器ヘッド２０がベルトの縁部から等距離に取り付けられ、したがって、ベルトの回転に伴い、アンテナループの最大面積が検出器ヘッド上を通過する。システムが通過するループに結合されると、共振ピークが生成され、システムはその時間または距離カウンタおよび関連する目標値をリセットする。ベルトで裂けが発生し、ループの完全性が損なわれると、電磁回路はもはやループを検出しなくなり、停止信号が発信され、ベルトの損傷量が制限される。ベルト内のループ１６の分離は、時間または距離に関して監視することができる。

時間モードでは、システムは、ループを検出することが予期される時間まで所定の時間にわたって待機する。ループを検出せずにこの設定時間が経過した場合、システムはリレーを作動させ、ベルトを停止する。この手法は、それがベルトの実際の動きと相関せず、かつ保護の程度がベルトの速度にかなり依存するという点で制限される。

距離モードには、２つのオプション、すなわち標準距離とパターン距離がある。標準距離モードは、ベルトの速度に依存せず、その代わりに近接センサまたはエンコーダを利用してループの位置を判定する。システムは、ベルトを走査し、ベルト内の任意の２つのループを分離する最大距離を求め、その距離のベルトを保護する。パターンモードでは、システムは、較正時に最小ループ分離に同期し、その後ループが分離するたびに適切にベルトを保護する。この機能モードでは、システムは、ベルト内のセンサパターンを監視してベルトを保護する。しかし、ベルト内のセンサパターンが不規則であるか、あるいは１つまたは２つ以上のセンサの喪失、またはベルトセンサループ間の間隔を変更するベルトの修理によって修正されているときに問題が起こる。

前述したタイプの従来技術のシステムに関しては、いくつかの制限が明らかである。まず、従来技術のシステムは、ベルトの最小隙間に同期してベルト上のその最小隙間の位置を判定する。ベルト内のセンサループ位置とループ信号は、ループ識別に関しては相関がなく、修理はかなり不正確になる。図１Ａおよび１Ｂの従来技術のシステムでは、リーダはループをある間隔（時間または距離）で探すようにプログラムされる。ベルト位置が滑りなどによって変化した場合、リーダとループセンサとの同期が抑制され、システムは非同期状態になる。このような場合、システムは、リーダをセンサパターンに再同期させてその裂け監視工程を再開しなければならない。ベルトが修理され、ベルト内のセンサループのパターンが変更された場合も、同じ問題が生じる。すなわち、リーダは、ベルト内のセンサパターンが修正されたことを「知らない」。

従来技術のシステムで裂けが生じたときにはベルト内のセンサの位置を厳密には確認することができないので、「ストップオンコマンド」は信頼できない。ベルトを停止して物理的に検査し、ベルトの厳密な損傷位置またはベルト上の影響のある領域を判定しなければならない。ベルトは、「ストップオンコマンド」機能なしで、ベルト修理または検査を行うのに最も好都合な位置で確実に停止することはできない。さらに、このような従来技術のシステムでは、ループ構造の構成は比較的剛性があり柔軟性がない。既存のシステムはアナログ信号を使用してループの完全性を確認するので、システムでは、外部からの「雑音」および／または電磁干渉のための誤読取りも起こりやすい。さらに、既存のシステムは、そのセンサ構成による摩耗率を監視するのは容易ではなく、かつこのシステムでは、ベルトの通常の動作によって生じる応力によるセンサループの破壊によって早過ぎる故障が起こりがちである。

図２を参照すると、本発明のコンベヤベルト裂け検出システムの実施形態が示されている。システムは、３４で示されている方向に、上述のように移動可能なコンベヤベルト３２を含んでいる。モータ、モータコントローラ、およびローラ駆動システム（不図示）は特許文献３に示されているとおりである。システムは、一対の同心アンテナ／センサループ３８、４０と一対のＩＤトランスポンダ４２、４４とを含むトランスポンダおよびアンテナシステム３６を含んでいる。トランスポンダ４２、４４は、両方のトランスポンダを両方のループ３８、４０に電磁結合するのに不可欠な結合コイルを有するそれぞれの細長い半導体チップに集積されている。好ましい実施形態では、トランスポンダ４２、４４は、ループ３８、４０の互いに向かい合う長手方向側に相互にずれた関係に配置されかつ結合されている。ループ３８、４０は、概ね矩形であり、ベルトの全幅に及ぶサイズを有している。他のループ形状が好ましい場合にはそれを使用してよい。

一対の検出器４６、４８がベルト３２に隣接して図示の位置に取り付けられている。検出器４６は、ベルト３２の一方の側であって、導体ループ３８、４０の上方に配置され、検出器４８は、ベルト３２の反対側であって、トランスポンダ４２、４４の上方に位置している。それぞれ検出器４６、４８からのリード線５０、５２は、接続箱５４を経て入力し、リード線５６を介してモータ制御ユニット（不図示）に供給する。

本トランスポンダ４２、４４は、１３．５６ＭＨｚの周波数で動作し、市販されている。これに限定されるものではないが、一例として、適切なトランスポンダは、フランスのＢＰ１００−１３８８１ Ｇｅｍｅｎｏｓ ＣｅｄｅｘのＧＥＭＰＵＳによって製造され、Ｇ＋Ｒａｇ Ｓｅｒｉｅｓ ２００ ＡＲ１０ １０ＬＭの製品コードで販売されている。他の市販のトランスポンダで置き換えてもよい。比較的高い周波数を使用すると、より小さい検出器サイズを使用することができる。図示のトランスポンダは、適切な電磁場によって励磁されたときに１６ビットデジタル英数字識別信号を送信する。トランスポンダ４２、４４は、前述のように、それぞれ出力結合コイルを有する細長いそれぞれのチップとして組み立てられる。トランスポンダは、識別コードでコード化され、遠隔送信器によって誘導励磁することができる。トランスポンダ４２、４４は、そのそれぞれの出力コイルを通して両方のループ３８、４０に電磁結合されており、励磁されると導体ループにそのそれぞれの識別信号を誘導する。

市販の種類の一対のリーダ／検出器４６、４８が、図２に示されているようにループ３８、４０に対して位置するように設けられている。２８２０ Ｗｉｌｄｅｒｎｅｓｓ Ｐｌａｃｅ， Ｕｎｉｔ Ｃ， Ｂｏｕｌｄｅｒ， Ｃｏｌｏｒａｄｏ ８０３０１のＰｈａｓｅ ＩＶ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇによってコンベヤタグリーダという製品名で製造され販売されている検出器が適切であり、必要に応じて、他の公知の市販のリーダで置き換えることができる。結合は、アンテナループが検出器ヘッドを横切ったときにのみ生じ、ループの完全性が損なわれなかったときにのみ生じさせることができる。通常の動作時には、２つの検出器ヘッド４６、４８はベルトの縁部より１インチ（２５．４ミリ）から１１インチ（２７９．４ミリ）の距離に取り付けられる。トランスポンダ４２、４４は、受動装置であり、遠隔送信器（不図示）によってループ３８、４０に誘導された信号からその作動エネルギーを受け取る。トランスポンダ４２、４４は、作動後、識別番号を両方の導体ループ３８、４０内に誘導し、これがリーダ／検出器４８によって検出される。トランスポンダおよび２つの結合された導体ループ３８、４０は、好ましい実施形態では、冗長性のためにベルトに沿って各センサを有している。このような冗長性が望ましくないとみなされる場合、本発明を実施する際に、センサループ結合対に対する一連の単一トランスポンダを使用してよい。

第２の検出器ヘッド４６は、ベルトの反対側の上方に取り付けられ、ループ３８、４０を読み取り、トランスポンダ４２、４４からの誘導された識別信号が存在するかどうかを判定する。ループが無傷でない場合、信号はループによって保持されず、第２のセンサヘッドは信号を検出しない。したがって、ループ３８、４０が損傷しているという結論が導かれる。

検出器４６、４８からの出力は、リード線４８、５０を介し接続箱５４および出力リード線５６を経て制御ユニット（不図示）に転送される。制御システムは、トランスポンダ４２、４４から供給された識別番号をベルト上の特定の位置と相互参照する。ループ３８、４０が無傷でない場合、制御ユニット（図１Ｂの２７など）は、リレーを介してベルトを停止し、「裂け停止」を示す。

図２、３、および４を参照すると、前述のように、細長い形状を有する単一の集積チップにトランスポンダ４２、４４を組み込むことができる。好ましい実施形態では、この形状は概ね矩形で長手方向軸に対して対称的である。ベルトの通常の動作による損傷からチップおよびチップ回路構成要素の完全性を保護するように、チップは、円盤状で概ね円形のパッケージ５８内に組み込まれている。円形パッケージには応力を集中させる角部がない。パッケージ５８を形成する際、トランスポンダチップは、補強材料の互いに向かい合う層６０、６２の間に挟み込まれた弾性接着層６４内に埋め込まれている。図示の実施形態では、接着層６４はゴム化合物であり、層６０、６２は高温繊維ガラス補強材料を構成している。必要に応じて、産業界で公知の他の材料で置き換え、これを利用してよい。接着層６４は、内部にチップを密封し、層６０、６２に接着されて図示のパッケージ構造５８内に各層を保持する。

図４を見ると、ゴムと高温繊維ガラス補強材料との間に埋め込まれたＩＤチップから成る複合パッケージ５８は、さらに一方の端部に突起６６を備えている。突起６６は、ＩＤチップの長手方向軸に揃っており、ベルト３２内のチップの向きを定める手段を構成している。本発明の一態様によれば、図２に示されているように、ベルト走行方向３４を横切る方向に細長いＩＤチップ軸を向けると有利である。ベルト走行方向３４を横切る方向にトランスポンダチップを向けることによって、チップの長い辺ではなくより短い辺が、ベルトの通常の動作によってチップ内に誘導される曲げモーメントを受ける。このような曲げ応力に対するチップの抵抗は、より短い横チップ方向でより大きくなるため、チップの長手方向軸をベルト走行方向を横切る方向に向けたときにチップが損傷する可能性が低くなる。

図５は、従来技術のシステムの論理の概略図である。それぞれの結合されたセンサループ／トランスポンダの正確な位置が分かり、この位置をコンピュータメモリにプログラムすることができる。

従来技術のシステムでは、オペレータは、システムをアクティブモードに切り替える（６９）。構成テーブルから次のセンサループＩＤならびに関連する時間および距離「目標値」が得られる（７０）。次のトランスポンダ／センサループがどこで測定されるかを決定する時間および距離の変数が、システムによってロードされた基本保護目標値（７１）に基づいてリセットされる（７２）。時間および距離のカウンタが起動され（７４）、時間および距離の変数が更新される（７６）。システムは、メモリに記憶されているデータに基づいてベルト内の次のセンサ／トランスポンダのＩＤおよび推定位置を認識する。システムは、ループ内のトランスポンダによる識別信号の誘導を誘因する励磁信号をトランスポンダに送信する。２つのトランスポンダおよび２つの同心センサループを使用する場合、識別信号は両方のセンサループに現れる。トランスポンダまたはループの一方が損傷した場合、損傷していないループにおける信号の存在が検出され、システムは、ベルトの完全性は損なわれていないと結論付ける。しかし、ループ／トランスポンダの両方が損傷した場合、信号は検出されず、システムはベルトの安全性が損なわれたと結論付ける。

システムは、各センサループを監視し、機能しているループが検出されたかどうかを判定する（７８）。機能しているループが検出されていない場合、システムは、「時間および距離」に基づく「目標値」を超えているかどうかを判定する（８０）。時間および距離の値を超えている場合、ベルトを停止する励磁解除リレー信号（８４）が与えられる。値を超えていない場合、ループは元に戻り、「時間および距離」変数を更新する（７６）。機能しているループが検出され（７８）、かつ目標値を超えている（８２）と、ベルトが停止する（８４）。ループが検出され、かつ目標値を超えていない場合、プロセスは元に戻り、次のループＩＤならびに関連する時間および距離「目標値」を取得する。

従来技術のシステムでは、ベルトは、ＲＦＩＤタグを励磁する故障があるか、ＲＦＩＤタグの誤動作があるか、またはセンサワイヤに損傷があるときはいつでも停止する。簡単に言えば、ＲＦＩＤ故障は、必ずしもコンベヤベルトまたはセンサループの損傷や故障ではなく、検出システムにベルトを停止させることができるものである。このような動作は、唯一の故障が各センサループに関連するＲＦＩＤタグの故障であるときには保証されない。

さらに、ベルトセンサ位置のメモリマップを使用したベルト内のセンサの識別は、あるＲＦＩＤタグが誤動作を起こすかまたは断続的に動作してしまう場合には正確でないことがある。コンベヤベルトが老朽化すると、ＲＦＩＤタグが故障するかまたは断続的に動作することは希ではなくなる。図５のシステムでは、ＲＦＩＤタグが故障すると、システムが次に現れる機能しているセンサを誤って識別し、タグが正しい位置ではなく、ベルト上の故障したタグの位置にあると認識する。そうすると、ベルトセンサの識別が、ベルト内の各センサの位置を識別するメモリマップと同期しなくなる。したがって、ベルトのどこが損傷しているかを確実にかつ正確に見つけるシステムの能力が損なわれる。

図７を参照すると、本発明の教示を利用した代表的なシステムが、ベルト８６に沿って間隔を置いて配置された複数の埋め込みセンサ８８を有するコンベヤベルト８６を含むように示されている。センサ８８は、８の字形に示されているが、本発明はそのように制限されることはない。本発明から逸脱せずに他のセンサ構成および／または他のセンサループ構成が可能である。センサ、検出器、リーダ、およびタグ構成要素は、すでに従来技術に関して説明したように同じ市販の電源から電力を得ることができる。センサ８８は上述のように働く。すなわち、センサ８８が位置する所におけるベルトの裂けまたは裂け目は、センサ内の一方または両方のループを損傷させる。２つの検出器ヘッド９０、９２は、センサ８８が検出器ヘッド９０、９２の近くを通過するときにセンサ８８内のそれぞれのループの状況を検出するように位置している。検出器ヘッド９０、９２は次に、センサ９８の状況に関する情報を、処理ユニット（不図示）に転送できるように接続箱１００に送信する。読取りヘッド９４は、タグ９６が近くを通過する際にベルト８６内のＲＦＩＤタグ９６を検出し識別するように配置されている。読取りヘッド９４は、タグ９６の検出および識別に関する情報を、処理ユニットに転送できるように接続箱１００に送信する。

複数のＲＦＩＤタグ９６が、ベルト８６に沿って、コンピュータメモリマップに保持されている位置に配置されるようになっていることが理解されよう。同様に、センサ８８の位置はコンピュータメモリマップに保持されている。タグ９６の数は、必ずしもそうである必要はないが、センサ８８の数と等しくてよく、タグ９６の間隔は、必ずしもそうである必要はないが、ベルトに沿ったセンサ８８同士の間の間隔と等しくてよい。システムのメモリには、識別されたタグとベルト内の各センサ８８との間の距離を確認できるようにする較正テーブルが格納されている。このように、各タグ９６は、ベルトに沿った同期基準点である。読取りヘッド９４が、方向９８への所定のベルト移動速度でタグ９６を検出し識別すると、ベルト内の各センサ８８についてメモリマップ（較正テーブル）を参照することによって関連する時間および距離の「目標」値を取得することができる。すなわち、本体システムは、ＲＦＩＤタグをベルト内の基準アドレスとして使用する。タグの位置が決まると、システムはベルトをソフトウェアメモリと同期させることができる。システムは、センサ８８の時間および距離の目標値を検出され識別されたタグに関連付けて生成することのみのためにタグ９６を検出し識別する。

ベルト内の各タグ９６に対する各センサの空間関係が較正テーブルに格納されているため、任意のタグ９６を基準点として使用して較正テーブルから時間および距離の目標値を取得することができる。長時間にわたる１つまたは２つ以上のタグ９６の誤動作は、正確なベルト位置をシステムメモリ内に記憶されているデータに物理的に相関付けるシステムの能力に影響を与えない。任意の残りのタグを使用してシステムメモリを物理的なベルトに相関付けることができる。これに対して、タグの検出に基づく現在のシステムは、埋め込みセンサの動作状態が良好であると結論付ける。タグの故障は、このようなシステムではセンサループの故障と解釈される。このようなシステムは、このような例では、おそらく不要であるが、ベルトの移動が停止することを示す。この結果、コストのかかる不要な停止がなされる。さらに、既存のシステムでタグが誤動作した場合、システムは、次のタグの位置をすでに誤動作しているタグの位置と解釈する。それによって、システムのメモリマップに対するベルトの位置は正しくなくなり、システムが、メモリマップと実際のベルト位置との不一致を調整して回復することはできない。

本発明は、タグを使用してベルトの位置とセンサシステム内のベルトのメモリマップを同期させる。このことは、コンベヤシステムが老朽化し、センサが断続的になったときに重要になる。センサが断続的であると、センサシステム内のベルトのメモリマップがベルトの実際の位置から逸脱することがある。システムは、検出器ヘッドによって、通過中の実際のセンサとは異なる、システムのメモリ内の埋め込みセンサを探す。したがって、システムはもはや同期がとれなくなる。本発明は、ＲＦＩＤタグを基準位置として使用することによって、任意のＲＦＩＤタグのアドレスおよびシステムメモリ内のそのタグの位置に基づいて自己同期をとる。したがって、タグは、ベルト内の断続的なセンサまたは機能していないセンサを見つけて交換するのを容易にする。

本システムは自己較正式である。タグは、後述のように、ベルトに沿って間隔を置いて配置され、各センサタグが通過する際にそのセンサタグを検出して識別するタグリーダを通過する。リーダは、各センサが通過する際にそのセンサの存在を検出して識別し、時間および距離に関してセンサの分離が行われる。個々のセンサの分離のための時間および距離のカウンタは記録される。較正プロセスは、センサタグの繰返しパターンが検出され識別されるまで継続する。したがって、ベルト内のタグおよびセンサのパターンは、自己較正が行われるたびに更新されメモリに格納される。検出されず識別されない、見つからないタグまたはセンサあるいは損傷しているタグ／センサは記録される。各タグからセンサまでの距離に関するベルトのセンサ／タグマップを更新することによって、ベルトの寿命が切れるまでベルトセンサの配列の正確な状況を維持することができる。

さらに、本システムは、第１のセンサ（Ｓ１）が時間および距離の目標値内では検出されず識別されなかった場合、センサを自動的にスキップするように動作することができる。「スキップ１」モードが有効であるとき、第１のセンサ（Ｓ１）が時間および距離の目標値内では検出され識別された場合には、第２のセンサ（Ｓ２）に関連する時間および距離の目標値が、識別された機能しているタグから測定される。しかし、センサ（Ｓ１）が時間および距離の目標値内では検出されず識別されなかった場合、システムは、識別された機能しているタグから測定された第２のセンサ（Ｓ２）に関連する時間および距離の目標値を自動的に（スキップ１モードで）取得し、基本的に、検出されなかったセンサ（Ｓ１）をスキップする。したがって、システムは、センサがベルトの寿命が切れるまでにセンサが故障し始めたときでも、格納されているセンサ／タグマップを引き続き使用する。

図６は、本発明の方法の機能のブロック図である。較正テーブルから次のセンサループ（Ｓ１）に関連する時間および距離の目標値が取得される（１０２）。オペレータが較正済みのシステムをアクティブモードに切り換え、システムが標準的な距離保護目標値をロードする（１０８）と、時間および距離の変数がリセットされる（１０４）。標準的な距離の保護動作は、第１のタグが検出されかつシステムが同期をとるまでなされる。この方法によれば、システムは次に、機能しているＲＦＩＤタグが検出されたかどうかを判定する（１１４）。そうである場合、ＲＦＩＤタグを基準点として使用して、ＲＦＩＤタグに続く次のセンサについて関連する時間および距離の目標値が、システム較正テーブル（メモリマップ）から取得される（１１６）。システムは次に、機能しているセンサが検出されたかどうかを判定する（１１８）。そうである場合、センサが目標値内で検出されたかどうかが判定され（１２０）、システムは元に戻り、次のセンサループ（Ｓ２）に関連する時間および距離の目標値を取得する。その後、プロセスが繰り返される。１２０でＳ１の目標値を超えている場合、コンベヤベルトを停止するリレーコマンドが与えられる（１２４）。

機能しているセンサＳ１が検出されなかった場合（１１８）、目標時間および距離値を超えているかどうかが判定される（１２２）。超えていない場合、システムはフィードバックして時間および距離の変数を更新する（１１２）。時間および距離の変数を超えている場合、システムは、この場合もコンベヤベルトを停止する信号を出す（１２４）。機能しているＲＦＩＤタグが検出されない（１１４）場合でもコンベヤラインが自動的に停止されることはないことに留意されたい。その代わり、システムは、引き続き前の基準タグから時間および距離を測定し、後続の機能しているループセンサが時間および距離の目標値内に存在するかどうかを判定する。さらに、コンベヤは、基準ＲＦＩＤタグ位置からの時間および距離の目標値を超えている場合にのみ停止される（１２０、１２２）。したがって、システムは、正しい時間および距離の目標値を取得するために、各ＲＦＩＤタグを、センサループ検出の入力だけでなく、次のループすなわち機能しているＲＦＩＤタグで置き換えられるまでベルト上の基準位置として使用することができる。

本システムが自己較正式であることに留意されたい。すなわち、ＲＦＩＤタグを付加すると、システムは、すでに入力されているループ数のＲＦＩＤパターンの繰返しに基づいて自己較正することができる。本発明の方法は、老朽化しているベルトを不都合なく停止させ、一方、ベルトを監視するパターン／距離モードに依存する従来技術のシステムよりも高いレベルでの保護を維持できる。

ベルトが所定の目標値を超えた後のパルスについてユーザがシステムを監視できるようにするサイクルカウンタを使用することができる。

本発明は、特定の構成または向きのセンサや無線周波数で動作するタグの使用に制限されない。必要に応じて、本発明から逸脱せずに他のセンサまたはタグ構成を使用することができる。

コンベヤベルト用の従来技術のセンサシステムの概略図である。 コンベヤベルト用の従来技術のセンサシステムの概略図である。 他の構成を有する従来技術のセンサシステムの概略図である。 従来技術の階層トランスポンダパッケージの概略図である。 従来技術のトランスポンダパッケージの平面図である。 従来技術のシステムのブロック図である。 本発明によって構成されたシステムのブロック図である。 本発明によって構成されたコンベヤベルトおよびセンサシステムの図である。

符号の説明

８６ ベルト
８８ センサ
９０、９２ 検出器ヘッド
９４ 読取りヘッド
９６ タグ
９８ センサ
１００ 接続箱

Claims (14)

1. ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数のセンサと、センサリーダを通過する前記センサの存在を検出し識別するセンサリーダと、前記ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数の識別用のタグと、タグリーダを通過する前記タグの存在を検出し識別するタグリーダとを有するシステムタイプの可動コンベヤベルトシステムにおけるセンサ検出を同期させる方法において、
   検出され識別された機能している前記タグに基づいて、次のセンサ（Ｓ１）について較正テーブルから関連する時間および距離の目標値を取得することと、
   時間および距離のカウンタを起動することと、
   前記次のセンサ（Ｓ１）が前記時間および距離の目標値内で検出されたかどうかを判定することを含む、センサ検出を同期させる方法。
2. 前記時間および距離の目標値を超えた後で前記センサ（Ｓ１）が検出された場合に、前記コンベヤベルトを停止することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記センサ（Ｓ１）が前記時間および距離の目標値内で検出され識別された場合に、第２のセンサ（Ｓ２）に関連する時間および距離の目標値を取得することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記センサ（Ｓ１）が検出されなかった場合に、時間および距離の変数を更新することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 機能している前記タグを検出し識別することと、前記センサ（Ｓ１）が前記時間および距離の目標値内で検出され識別された場合に、識別された機能している前記タグから第２のセンサ（Ｓ２）に関連する時間および距離の目標値を取得することとをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数のセンサと、前記センサがセンサリーダを通過するときに前記センサの存在を検出し識別するセンサリーダと、前記ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数の識別用のタグと、前記タグがタグリーダを通過するときに前記タグの存在を検出し識別するタグリーダとを有するシステムタイプの可動コンベヤベルトシステムにおけるセンサ検出を同期させる方法において、
   時間および距離のカウンタを起動することと、
   機能している前記タグが検出されたかどうかを判定することと、
   機能している前記タグの検出および識別に基づいて、次のセンサ（Ｓ１）に関連する時間および距離の目標値を較正テーブルから取得することと、
   前記次のセンサ（Ｓ１）が前記時間および距離の目標値内で機能しておりかつ検出されたかどうかを判定することと、を含むセンサ検出を同期させる方法。
7. 前記次のセンサ（Ｓ１）が前記時間および距離の目標値内に検出されなかった場合に、前記ベルトを停止することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 機能している前記センサ（Ｓ１）が前記時間および距離の目標値内で検出された場合に、次のセンサ（Ｓ２）に関連する時間および距離の目標値を取得することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
9. 機能している前記センサ（Ｓ１）が検出されず、かつ前記時間および距離の目標値を超えていない場合に、時間および距離の変数を更新することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
10. 機能している前記センサ（Ｓ１）が前記時間および距離の目標値内に検出されなかった場合に、前記ベルトの移動を停止することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
11. ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数のセンサと、センサリーダを通過する前記センサの存在を検出し識別するセンサリーダとを有するベルトタイプの可動コンベヤベルト用の自己同期センサシステムにおいて、
    前記ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数の識別用のタグと、
    タグリーダを通過する前記タグの存在を検出し識別するタグリーダと、
    次のセンサ（Ｓ１）について較正テーブルから関連する時間および距離の目標値を取得する手段と、
    時間および距離のカウンタを起動する手段と、
    前記次のセンサ（Ｓ１）が前記時間および距離の目標値内に検出されたかどうかを判定する手段と、
    前記時間および距離の目標値を超えた後で前記センサ（Ｓ１）が検出された場合に、前記コンベヤベルトを停止する手段とを有するベルトタイプの可動コンベヤベルト用の自己同期センサシステム。
12. 機能している前記タグを検出し識別する手段と、
    前記センサ（Ｓ１）が前記時間および距離の目標値内に検出されずかつ識別されなかった場合に、識別された機能している前記タグから測定された第２のセンサ（Ｓ２）に関連する時間および距離の目標値を取得する手段とをさらに有する、請求項１１に記載の自己同期センサシステム。
13. 機能している前記タグを取得し識別する手段と、
    前記センサ（Ｓ１）が前記時間および距離の目標値内に検出され識別された場合に、識別された機能している前記タグから測定された第２のセンサ（Ｓ２）に関連する時間および距離の目標値を取得する手段と、
    機能していない１つのセンサをスキップするように制御論理手段が設定されているとき、前記ベルトが停止することなく、前記センサ（Ｓ１）が前記時間および距離の目標値内に検出されずかつ識別されなかった場合に、識別された機能している前記タグから測定された第２のセンサ（Ｓ２）に関連する時間および距離の目標値を取得する手段とをさらに有する、請求項１１に記載の自己同期センサシステム。
14. ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数のセンサと、センサリーダを通過する前記センサの存在を検出し識別するセンサリーダとを有するベルトタイプの可動コンベヤベルト用の自己同期センサシステムにおいて、
    前記ベルトに沿って互いに間隔を置いて配置された複数の識別用のタグと、
    時間および距離のデータにおける関連するセンサの分離を判定する手段、および個々のセンサの分離についての前記時間および距離のデータを記録する手段を含む較正手段と、
    センサパターンの繰返しが検出された時に前記較正手段を停止させる手段とを有する可動コンベヤベルト用の自己同期センサシステム。

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