JP2009113909A

JP2009113909A - 搬送装置

Info

Publication number: JP2009113909A
Application number: JP2007287945A
Authority: JP
Inventors: Hisatane Matsuno; 久種松野
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2009-05-28

Abstract

【課題】安価な検出スイッチを用いてワークの端部の位置を特定することが可能な搬送装置を提供する。
【解決手段】検出手段は物体の移動方向に並置された第一および第二の検出スイッチを有する。制御手段は第一の検出スイッチが物体を検出したときに動力手段を停止させる。判定手段は第一の検出スイッチが物体を検出したのち第二の検出スイッチが物体を検出していない状態が所定時間以上継続した場合に物体が所定位置に停止したと判定し、第一の検出スイッチが物体を検出したのち所定時間以内に第二の検出スイッチが物体を検出した場合に物体が所定位置を超えたと判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は搬送装置に関するものである。

ベルトコンベアやロボット・ハンド等の搬送装置で搬送される物体の位置を検出するために、光電センサや高周波誘導近接センサといった非接触型の検出センサが用いられる。例えば、特許文献１の技術的背景の欄にはローラコンベア装置によって搬送されるワークの位置を光電センサで検出することが開示されている。ここではワークの先端の位置について関心が持たれていないため、搬送方向の一点に設置された光電センサによってワークの有無のみが検出される。もし、停止状態にあるワークの先端の位置を正確に特定しようとする場合には、例えば特許文献２に開示されたエッジセンサが用いられる。このようなエッジセンサはワークの先端の位置を精密に特定することができるが、装置自体が高価である。
特許３３５０６７０特開２００４-１７７３３５

特許文献１のようにゾーン中のワークの有無を知るだけでは十分ではないが、さりとて特許文献２のエッジセンサを用いるほどの精密なワーク位置を要求しないアプリケーションは多い。本発明の目的は安価な検出スイッチを用いてワークの端部の位置を特定することが可能な搬送装置を提供することにある。

第一の発明は、物体を保持する保持手段と、保持手段に力を及ぼして保持手段を移動および停止させる動力手段と、物体の移動方向に並置されて物体の有無を検出する検出手段と、検出手段の検出状態に基づいて動力手段の動作を制御する制御手段と、検出手段の検出状態に基づいて物体の位置を判定する判定手段とを有する搬送装置において、検出手段は物体の移動方向に並置された第一および第二の検出スイッチを有すると共に第一の検出スイッチは第二の検出スイッチよりも先に物体を検出する位置に配置されているものであり、制御手段は第一の検出スイッチが物体を検出したときに動力手段を停止させるものであり、判定手段は第一の検出スイッチが物体を検出したのち第二の検出スイッチが物体を検出していない状態が所定時間以上継続した場合に物体が所定位置に停止したと判定し、第一の検出スイッチが物体を検出したのち所定時間以内に第二の検出スイッチが物体を検出した場合に物体が所定位置を超えたと判定するものである。

第二の発明は、物体を保持する保持手段と、保持手段に力を及ぼして保持手段を移動および停止させる動力手段と、物体の移動方向に並置されて物体の有無を検出する検出手段と、検出手段の検出状態に基づいて動力手段の動作を制御する制御手段と、検出手段の検出状態に基づいて物体の位置を判定する判定手段とを有する搬送装置において、検出手段は物体の移動方向に並置された第一ないし第三の検出スイッチを有すると共に第一の検出スイッチは第二の検出スイッチよりも先に物体を検出し第二のスイッチは第三のスイッチよりも先に物体を検出する位置に配置されているものであり、制御手段は、第一の検出スイッチが物体を検出したのち第二の検出スイッチが物体を検出していない状態が所定時間以上継続した場合に異常と判定し、第一の検出スイッチが物体を検出したのち所定時間後に、第二の検出スイッチが物体を検出していると共に第三の検出スイッチが物体を検出していなければ物体が所定位置に停止したと判定し、所定時間以内に第二および第三の検出スイッチが物体を検出した場合に物体が所定位置を超えたと判定するものである。

第一の発明によれば、第一の検出スイッチが動力手段を停止させるためのトリガ機能と、物体の位置を特定する位置検出機能とを兼ねているので、安価な構成で物体の停止位置を正確に判定することができる。

第二の発明によれば、第一の検出スイッチが動力手段を停止させるためのトリガ機能を担い、第二および第三の検出スイッチが物体の一を特定する位置検出機能を担っているので、トリガから物体の停止までに時間がかかる搬送装置であっても、安価な構成で物体の停止位置を正確に判定することができる。

発明を実施するための第一の形態について、図１〜３を用いて説明する。まず、図１を用いて搬送装置８の構成を述べる。搬送装置８は、保持手段２、動力手段３、検出手段４、制御手段５、判定手段６からなる。

保持手段２は搬送される物体１を保持する機能を有するものである。具体的にはコンベアのベルトやトレイのように物体１を載せる形態のもの、ロボット・ハンドのように物体１を把持する形態のもの、物体１の孔に掛かる鉤状の形態のもの、気圧や磁力によって物体１を吸着する形態のもの等がある。

動力手段３は保持手段２に直接または間接的に力を与えて保持手段２を特定の方向へ移動させる機能を有するものである。具体的には動力源としての電動モータ、空気圧アクチュエータ、内燃エンジン等であり、これらの動力源からの力を保持手段２へ伝達する歯車やベルト等の伝達機構を含む。

検出手段４は第一の検出スイッチ４１及び第二の検出スイッチ４２からなる。これらの検出スイッチ４１，４２は物体１の近接の有無を非接触で検出する機能を有するものである。具体的には光電スイッチ（透過形、反射形）、高周波誘導近接スイッチ、磁気リード・スイッチ等の形態のものがある。特に、透過形近接スイッチが用いられることが多い。すなわち、透過形近接スイッチ４１，４２は共に投光器４１１，４２１及び受光器４１２，４２２を有し、それぞれの投受光器が物体１の搬送経路を挟んで対向配置される。例えば、物体１が搬送されて投光器４１１と受光器４１２との間に位置するときは投光器４１１から受光器４１２に至る光芒が物体１によって遮蔽され受光器４１２が受光しなくなることで、透過形近接スイッチ４１は物体１の存在を検出する。図中で物体１は右方向へ移動するので、第一の検出スイッチ４１は第二の検出スイッチ４２の左側に配置されており、第二の検出スイッチ４２よりも先に物体１を検出する。第一の検出スイッチ４１と第二の検出スイッチ４２との距離は、物体１の、移動方向の全長よりも十分に短く設定されている。

制御手段５および判定手段６は検出手段４からの検出信号を受けて論理演算を行う演算回路であり、マイクロコンピュータのプログラムによって実現されることが一般的である。具体的には両者ともコントローラ７の機能として搭載される。コントローラ７は、マイクロコンピュータ及びそれを動作させるための周辺回路、外部との信号の入出力を行うためのインターフェース回路を有するものである。また、マイクロコンピュータはタイマ機能を有しており、予め設定された時間が経過すると終了信号を出力するものである。なお、タイマの時間設定・変更はコントローラ７のインターフェース回路を用いて行う。以上の構成要素はいずれも周知なので詳述は省略する。

次に図２を用いて搬送装置の動作を述べる。図２は搬送される物体１の位置と速度の関係を模式的に表すグラフであり、物体１及び検出スイッチ４１，４２の位置関係を併せて表示したものである。原点Oから搬送される物体１は一定速度で右方向に移動し第一の検出スイッチ４１に至る。第一の検出スイッチ４１は物体１を検出してコントローラ７へ検出信号を送り、コントローラ７の制御手段５はこの検出信号をトリガとして動力手段３に停止を指示する。物体１および保持手段２は慣性を持つので完全に停止するまでにはある程度の時間がかかる。あるいは保持手段２と物体１との間で滑りが生じた場合、保持手段２が完全に停止した後も物体１だけが移動を続ける。このようにして物体１が完全に停止した状態において物体１の右端の位置が許容限界内にあることが必要である。第二の検出スイッチ４２はこの許容限界の位置に設置され、物体１の右端が許容限界に到達したことを検出してコントローラ７へ検出信号を送る。コントローラ７の判断手段６は第一および第二の検出スイッチ４１，４２の検出信号の状態から物体１の右端の位置が許容限界内にあるかどうかを判定する。図中の実線は物体１が正常位置に停止した場合を表し、一点鎖線は許容限界を超えてオーバーランした場合を表す。

次に図３を用いて、制御手段５および判定手段６の動作手順を説明する。なお、制御手段５と判定手段６は協働しているので、両者の動作を分離せずにひとつのフロー図で表した。

ステップ１（以下ＳＴ１と略す）は第一の検出スイッチ４１が物体１を検出したことを判断するステップであり、物体１が検出されない限りこのステップに留まる。第一の検出スイッチ４１が物体１を検出するとＳＴ２に進む。ＳＴ２では制御手段５は動力手段３に停止指示を与え、判断手段６はタイマ（図示せず）をスタートさせ、ＳＴ３に進む。ＳＴ３はタイマが終了するまで待機するステップであり、この間に物体１が完全に停止するようにタイマの計時時間が設定されている。タイマが計時を終了するとＳＴ４に進む。ＳＴ４は第二の検出スイッチ４２が物体１を検出したことを判断するステップであり、検出していなければＳＴ５に進む。ＳＴ５は判定手段６が正常の判定を出力するステップである。すなわち、物体１は正常な位置に停止しているものと判定され、ＳＴ６に進む。ＳＴ６はタイマをリセットして計時動作可能な状態に戻すステップである。

ＳＴ４で物体１が検出された場合はＳＴ７に進む。ＳＴ７では判定手段６がオーバーランの判定を出力し、次いでＳＴ８では制御手段５が動力手段３に逆送・停止指示を与える。この逆送距離は極めて小さく設定されており、ＳＴ４，ＳＴ７，ＳＴ８のループを一回もしくは数回繰り返すことによって、物体１の右端は許容限界内に戻される。なお、ＳＴ４において、第一の検出スイッチ４１が非検出状態なら、第二の検出スイッチ４２の検出状態いかんにかかわらず故障と判定するようにしてもよい。

以上の通り、発明を実施するための第一の形態によれば、第一の検出スイッチ４１が動力手段３を停止させるためのトリガ機能と、物体１の位置を特定する位置検出機能とを兼ねており、物体１の端部が第一および第二の検出スイッチ４１，４２の間の位置に存在することを特定でき、安価な構成で物体の停止位置を正確に判定することができる。

次に、発明を実施するための第二の形態について、図４〜６を用いて説明する。なお、この第二の形態は、第一の形態（図１〜３）にひとつの検出スイッチを追加した形態であるため、両者の差異のみを述べる。図４は図１に、図５は図２に、図６は図３にそれぞれ対応しており、図中の共通の構成には同じ符号を付す。

まず、図４を用いて搬送装置８の構成を述べる。検出手段４は、図中左側から順に配置された第一の検出スイッチ４３、第二の検出スイッチ４４、第三の検出スイッチ４５からなる。図中で物体１は右方向へ移動するので、第一の検出スイッチ４３は第二の検出スイッチ４４より先に物体１を検出し、第二の検出スイッチ４４は第三の検出スイッチ４５より先に物体１を検出する。第二の検出スイッチ４４と第三の検出スイッチ４５との距離は、物体１の、移動方向の全長よりも十分に短く設定されている。

第一の検出スイッチ４３の検出信号は制御手段５および判定手段６に与えられ、第二および第三の検出スイッチ４４，４５の検出信号は判定手段６に与えられる（前述の、発明を実施するための第一の形態では、第一の検出スイッチ４１の検出信号は制御手段５および判定手段６に与えられ、第二の検出スイッチ４２の検出信号は判定手段６に与えられていた）。

次に図５を用いて搬送装置の動作を述べる。原点Oから搬送される物体１は一定速度で右方向に移動し第一の検出スイッチ４３に至る。第一の検出スイッチ４３は物体１を検出してコントローラ７へ検出信号を送り、コントローラ７の制御手段５はこの検出信号をトリガとして動力手段３に停止を指示する。物体１が完全に停止した状態において物体１の右端の位置が許容限界の幅内にあることが必要である。第二および第三の検出スイッチ４４，４５はこの許容限界の幅に設置され、物体１を検出してコントローラ７へ検出信号を送る。コントローラ７の判断手段６は第二および第三の検出スイッチ４４，４５の検出信号の状態から物体１の右端の位置が許容限界の幅内にあるかどうかを判定する。図中の実線は物体１が正常位置に停止した場合を表し、一点鎖線は許容限界を超えてオーバーランした場合を表す。

次に図６を用いて、制御手段５および判定手段６の動作手順を説明する。なお、制御手段５と判定手段６は協働しているので、両者の動作を分離せずにひとつのフロー図で表した。

ＳＴ１０は第一の検出スイッチ４３が物体１を検出したことを判断するステップであり、物体１が検出されない限りこのステップに留まる。第一の検出スイッチ４３が物体１を検出するとＳＴ２０に進む。ＳＴ２０では制御手段５は動力手段３に停止指示を与え、判断手段６はタイマ（図示せず）をスタートさせ、ＳＴ３０に進む。ＳＴ３０はタイマが終了するまで待機するステップであり、この間に物体１が完全に停止するようにタイマの計時時間が設定されている。タイマが計時を終了するとＳＴ４０に進む。ＳＴ４０は第二の検出スイッチ４４が物体１を検出したことを判断するステップであり、検出していればＳＴ５０に進む。ＳＴ５０は第三の検出スイッチ４５が物体１を検出したことを判断するステップであり、検出していなければＳＴ６０へ進む。ＳＴ６０は判定手段６が正常の判定を出力するステップである。すなわち、物体１は正常な位置に停止しているものと判定され、ＳＴ７０に進む。ＳＴ７０はタイマをリセットして計時動作可能な状態に戻すステップである。

ＳＴ４０で物体１が検出されない場合はＳＴ８０に進む。ＳＴ８０は判定手段６が異常の判定を出力するステップである。ＳＴ５０で物体１が検出された場合はＳＴ９０に進む。ＳＴ９０では判定手段６がオーバーランの判定を出力し、次いでＳＴ１００では制御手段５が動力手段３に逆送・停止指示を与える。この逆送距離は極めて小さく設定されており、ＳＴ５０，ＳＴ９０，ＳＴ１００のループを一回もしくは数回繰り返すことによって、物体１の右端は許容限界幅内に戻される。なお、ＳＴ５０において、第二の検出スイッチ４４が非検出状態なら、第三の検出スイッチ４２の検出状態いかんにかかわらず故障と判定するようにしてもよい。

以上の通り、第二の発明によれば、第一の検出スイッチが動力手段を停止させるためのトリガ機能を担い、第二および第三の検出スイッチが物体の一を特定する位置検出機能を担っているので、トリガから物体の停止までに時間がかかる搬送装置であっても、物体１の端部が第二および第三の検出スイッチ４４，４５の間の位置に存在することを特定でき、安価な構成で物体１の停止位置を正確に判定することのできる搬送装置８を得られる。

発明を実施するための第一の形態の構成図である。発明を実施するための第一の形態の動作を表すグラフである。発明を実施するための第一の形態の制御および判定に関するフローチャートである。発明を実施するための第二の形態の構成図である。発明を実施するための第二の形態の動作を表すグラフである。発明を実施するための第二の形態の制御および判定に関するフローチャートである。

符号の説明

１物体
２保持手段
３動力手段
４検出手段
４１第一の検出スイッチ（発明を実施するための第一の形態）
４２第二の検出スイッチ（発明を実施するための第一の形態）
４３第一の検出スイッチ（発明を実施するための第二の形態）
４４第二の検出スイッチ（発明を実施するための第二の形態）
４５第三の検出スイッチ（発明を実施するための第二の形態）
４１１，４２１投光器
４１２，４２２受光器
５制御手段
６判定手段
７コントローラ
８搬送装置

Claims

物体を保持する保持手段と、
保持手段に力を及ぼして保持手段を移動および停止させる動力手段と、
物体の移動方向に並置されて物体の有無を検出する検出手段と、
検出手段の検出状態に基づいて動力手段の動作を制御する制御手段と、
検出手段の検出状態に基づいて物体の位置を判定する判定手段とを有する搬送装置において、
検出手段は物体の移動方向に並置された第一および第二の検出スイッチを有すると共に第一の検出スイッチは第二の検出スイッチよりも先に物体を検出する位置に配置されているものであり、
制御手段は第一の検出スイッチが物体を検出したときに動力手段を停止させるものであり、
判定手段は第一の検出スイッチが物体を検出したのち第二の検出スイッチが物体を検出していない状態が所定時間以上継続した場合に物体が所定位置に停止したと判定し、第一の検出スイッチが物体を検出したのち所定時間以内に第二の検出スイッチが物体を検出した場合に物体が所定位置を超えたと判定するものであることを特徴とする搬送装置。
物体を保持する保持手段と、
保持手段に力を及ぼして保持手段を移動および停止させる動力手段と、
物体の移動方向に並置されて物体の有無を検出する検出手段と、
検出手段の検出状態に基づいて動力手段の動作を制御する制御手段と、
検出手段の検出状態に基づいて物体の位置を判定する判定手段とを有する搬送装置において、
検出手段は物体の移動方向に並置された第一ないし第三の検出スイッチを有すると共に第一の検出スイッチは第二の検出スイッチよりも先に物体を検出し第二のスイッチは第三のスイッチよりも先に物体を検出する位置に配置されているものであり、
制御手段は、第一の検出スイッチが物体を検出したのち第二の検出スイッチが物体を検出していない状態が所定時間以上継続した場合に異常と判定し、第一の検出スイッチが物体を検出したのち所定時間後に、第二の検出スイッチが物体を検出していると共に第三の検出スイッチが物体を検出していなければ物体が所定位置に停止したと判定し、所定時間以内に第二および第三の検出スイッチが物体を検出した場合に物体が所定位置を超えたと判定するものである搬送装置。