JP2013095587A - 物品投入設備および物品投入設備における集品容器からの物品のはみ出し検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、集品容器から落下するおそれのある物品を正確に検出でき、設備の処理効率の低下を防止できる物品投入設備および物品投入設備における集品容器からの物品のはみ出し検出方法を提供する。
【解決手段】上方開放部から物品１３が投入される集品容器１２を搬送経路に沿って搬送する搬送装置１４と、搬送経路に沿って配置され、集品容器１２に対して物品１３の投入を行う投入装置１５と、搬送経路における投入装置１５の下流側に配置され、搬送される集品容器１２の上端より上方に位置する物体の存否を検出する光電センサ１８と、光電センサ１８による物体の搬送方向に沿った検出長さに基づいて検知距離を演算し、検知距離が予め設定される閾値を上回ると荷繰りが必要であると判定する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、投入装置により集品容器に物品を自動的に投入する物品投入設備および物品投入設備における集品容器からの物品のはみ出し検出方法に関する。

従来の物品投入設備が特許文献１に開示されている。
この特許文献１に記載された物品投入設備は、物品が投入される上方開口部を有する集品容器を搬送装置により搬送し、搬送装置による集品容器の搬送経路に沿って配置された投入装置によって、搬送される集品容器に物品を自動で上方から投入する設備である。

特開２００８−２２２３２８号公報

従来の物品投入設備では、投入装置により集品容器に物品の投入を行う際、集品容器の外に物品が落下する投入ミスが発生することがある。投入ミスが発生して物品が集品容器の外に落下すると、落下した物品の処理を行うために搬送装置を一旦停止する必要があり、設備の処理が滞ることになる。そのため、投入ミスの発生はできるだけ回避する必要がある。

このような投入ミスが発生する主な原因の一つは、投入装置により自動的に集品容器に物品を投入するため、物品間に隙間が空いて物品が集品容器に収納されることにより、予定より早く集品容器に物品が一杯になってしまい、次の投入装置により投入される物品が集品容器に入り切らなくなることにある。作業者は、物品が一杯となって物品の落下のおそれがある集品容器を発見すると、釦スイッチを押圧操作する等して手動で搬送装置を停止する。そして、作業者により、物品で一杯となった集品容器内を均して、次の投入装置が集品容器内に物品を投入可能な空間を形成する「荷繰り」を行う。
このような「荷繰り」をより効率的に確実に行うために、物品のはみ出しを検知して、搬送装置を自動的に停止することが考えられる。

しかしながら、単純に、集品容器からの物品のはみ出しを検知するだけでは、集品容器に被せた袋や集品容器から落下するおそれのない物品も検知してしまい、荷繰りを行う必要のない集品容器についてまで搬送装置が停止される場合があり、このような搬送装置の無駄な停止は、設備の処理効率の低下を招くことになり好ましくない。

そこで、本発明は、集品容器から落下するおそれのある物品を正確に検出でき、設備の処理効率の低下を防止できる物品投入設備および物品投入設備における集品容器からの物品のはみ出し検出方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載の如く、上方開口部から物品が投入される集品容器を搬送経路に沿って搬送する搬送装置と、搬送経路に沿って配置され、集品容器に対して物品の投入を行う投入装置と、搬送経路における投入装置の下流側に配置され、搬送される集品容器の上端より上方に位置する物体の存否を検出する検知装置と、検知装置による物体の搬送方向に沿った検出長さに基づいて検知距離を演算し、検知距離が予め設定される閾値を上回ると荷繰りが必要であると判定する制御装置と、を備えたことを特徴とする。したがって本発明によれば、搬送される集品容器の上端より上方に位置する物体で、予め設定される閾値を上回る検知距離の物体が検知装置により検出されたときに、荷繰りが必要であると判定される。

また本発明は、請求項５に記載の如く、上方開口部から物品が投入される集品容器を搬送経路に沿って搬送し、搬送経路に沿って配置される投入装置により集品容器に対する物品の投入を行い、搬送経路における投入装置の下流側に配置され、搬送される集品容器の上端より上方に位置する物体の存否を検出する検知装置により、物体の搬送方向に沿った検出長さに基づいて検知距離を演算し、検知距離が予め設定される閾値を上回ると荷繰りが必要であると判定することを特徴とする。このようにすると、搬送される集品容器の上端より上方に位置する物体で、予め設定される閾値を上回る検知距離の物体が検知装置により検出されたときに、荷繰りが必要であると判定され、不必要な荷繰りを防止できる。

また本発明は、請求項２に記載の如く、搬送装置の駆動部に連動してパルス信号を発するエンコーダを備え、制御装置は、エンコーダのパルス信号に基づいて検知距離を演算可能であることが好適である。このような構成であると、検知距離の演算が行われる際に、搬送装置の搬送速度の影響を無くすことができ、検知精度の向上を図ることができる。

また本発明は、請求項３に記載の如く、検知装置を、光の光軸が集品容器の上端より上方を通過するように構成した、投光部および受光部からなる光電センサにより構成し、集品容器は、透光性を有する集品用の袋を被せたものとしたことが好適である。このような構成であると、基本的に、光電センサの検知光が集品用の袋を透過するので、集品用の袋を集品容器からはみ出した物品として誤検知することが防止される。

また本発明は、請求項４に記載の如く、制御装置により荷繰りが必要であると判定されると、荷繰りが必要な集品容器に対して物品を投入する予定の投入装置がどれであるかを特定する情報を表示する表示器を設けたことが好適である。このような構成であると、荷繰りが必要であると判定されると、表示器に荷繰りが必要な集品容器に対して物品を投入する予定の投入装置がどれであるかを特定する情報が表示されるので、作業者は、荷繰りが必要な集品容器に対して物品を投入する予定の投入装置の物品を確認可能とされ、集品容器内に必要となる空きスペースの大きさを見積もりながら荷繰りを行うことが可能とされる。

本発明の物品投入設備および集品容器に対する物品投入設備における集品容器からの物品のはみ出し検出方法によれば、搬送される集品容器の上端より上方にはみ出して集品容器から落下のおそれのある物品のみが正確に検知され、搬送装置の無駄な停止が防止され、設備全体の処理効率の低下を防止できる。

本発明の実施形態における物品投入設備の全体構成を示す平面図である。 同物品投入設備の要部側面図である。 同物品投入設備における物品のはみ出し検出方法を説明する正面断面図であり、（ａ）は、物品が集品容器の上端からはみ出している場合、（ｂ）は、物品が集品容器の上端からはみ出していない場合、（ｃ）は、袋にしわが寄っている場合、（ｄ）は、袋にしわは寄っていないが、袋が光電センサの光軸にかかっている場合を示す。 同物品投入設備の物品のはみ出し検出方法を説明する要部側面図であり、（ａ）は、厚みの薄い物品がはみ出している場合、（ｂ）は、袋にしわが寄っている場合、（ｃ）は、搬送方向に厚みのある物品がはみ出している場合を示す。 同物品投入設備の制御構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、集品容器１２に物品１３を自動的に投入するための物品投入設備１１の全体構成を示す平面図である。
この物品投入設備１１は、搬送装置１４により複数の集品容器１２を搬送経路に沿って搬送し、搬送経路に沿って配置された投入装置１５によって物品１３を集品容器１２に自動的に投入する設備である。

物品投入設備１１には、作業者（図示せず）が作業を担当する作業領域Ｚ（ゾーンともいう）が複数配置されている。
作業領域Ｚには、種類毎の物品を保管する物品保管手段２３、作業者によって物品保管手段２３から取り出された物品１３を搬送装置１４により搬送される集品容器１２に自動的に投入する複数の投入装置１５、集品容器１２について物品１３のはみ出しを検知する検知装置が取り付けられた門型のフレーム１７、ディジタル表示部等を有する表示器２４が備えられている。

図２に示すように、投入装置１５は、搬送装置１４の上方に設置され、搬送装置１４により水平方向に搬送される集品容器１２に対し、上方から物品１３を落として集品容器１２の上方開口部より物品１３の投入を行う。集品容器１２には、集品用の透光性を有する袋１２ａが被されているのが通常であるが、集品容器１２に袋１２ａを被せるか否かは任意である。

作業領域Ｚの作業者は、集品容器１２に対応する物品１３を物品保管手段２３から取り出して、いずれかの投入装置１５の中に載置する。作業者により物品１３の載置された投入装置１５は、投入装置１５に目的の集品容器１２が近づくと、投入動作を開始して集品容器１２に物品１３を自動的に投入する。

投入装置１５により物品１３が投入された集品容器１２は、門型のフレーム１７をくぐって搬送され、門型のフレーム１７の左右内側に設けられた検知装置によって、集品容器１２から物品１３がはみ出しているか否かの検査が行われる。
検知装置は、搬送装置１４により搬送される集品容器１２の上端よりも上方に位置する物体の存否を検知するものである。より具体的には、検知装置は、例えば、投光部１８ａと投光部１８ａに対向される受光部１８ｂからなる光電センサ１８により構成することが好適である。この場合、投光部１８ａから受光部１８ｂに向かう光の光軸１８ｃが、図２や図３に示すように、集品容器１２の上端より距離ｈだけやや上方の位置を通過するように構成されている。集品容器１２の上端よりやや上方の距離ｈの位置を検知することにより、光電センサ１８が、落下のおそれのない物品１３を検知する等の可能性が低減される。この距離ｈは、例えば、約１０ｍｍ程度とすることが好適であり、これにより、光電センサ１８の光軸１８ｃが、集品容器１２の上端の袋１２ａの折り返し部分にかかる可能性を低減でき、袋１２ａを物品１３として誤検知するおそれがさらに低減される。
袋１２ａは透光性があり、集品容器１２に対する被せ方が不十分で袋１２ａが光電センサ１８の光軸１８ｃに入り込んでも、基本的に、光電センサ１８の検知光が袋１２ａを透過するので、この袋１２ａを物品１３として誤検知することはないが、袋１２ａにしわが寄っている場合等には、しわの寄った部分に透光性がなくなり、光が透過せずに物品１３として誤検知する可能性がある。しかし、経験的にしわがあまり大きな範囲にわたって形成されることはない。そこで、閾値を設定することにより、このような誤検知が防止される。

図３は、光電センサ１８による物体を検知する高さについて説明する正面断面図である。図３（ａ）に示すように、集品容器１２の上端から物品１３がはみ出している場合は、投光部１８ａからの光が物品１３により遮断され、受光部１８ｂに到達せず、光電センサ１８は物体の検知信号を出力する。
また、図３（ｂ）に示すように、集品容器１２の上端より下に物品１３が収まっている場合と、上方への物品のはみだしが距離ｈ未満の場合は、投光部１８ａからの光は遮られることなく受光部１８ｂに到達し、光電センサ１８は物体の非検知信号を出力する。

さらに、図３（ｃ）に示すように、集品容器１２の上端の近傍で、袋１２ａにしわが折り重なって寄っている場合は、袋１２ａが透光性を有するにもかかわらず、投光部１８ａからの光は袋１２ａの折り重なった部分に遮られ、受光部１８ｂに到達せず、光電センサ１８は物体の検知信号を出力する。
そして、図３（ｄ）に示すように、集品容器１２の上端の近傍では袋１２ａが折り重なっていないが、光軸１８ｃにかかっている場合は、投光部１８ａからの光は袋１２ａを透過して受光部１８ｂに到達し、光電センサ１８は物体の非検知信号を出力する。このように、光センサ装置１８は、折り重なっていない袋１２ａは光を透過するように構成されていることが好適である。これにより、光電センサ１８が袋１２ａを物品１３として誤検知することが防止され、搬送装置１４の無駄な停止を防止できる。

搬送装置１４には、搬送距離を演算するためのパルス信号を発するエンコーダ１９が備えられている（図１，図５）。エンコーダ１９は、搬送装置１４の駆動部の回転に連動してパルス信号を発するものであり、搬送装置１４の搬送速度に依存することなく、搬送装置１４による搬送距離を正確に求めるために用いられる。これにより、検知距離の演算が行われる際に、搬送装置の搬送速度の影響を無くすことができ、検知精度の向上を図ることができる。

また物品投入設備１１には、図５に示すように、エンコーダ１９および光電センサ１８の入力信号に基づいて、作業者による荷繰りのために搬送装置１４の停止や減速、表示器２４による投入装置を特定する情報の表示などを行う制御装置２０が備えられている。制御装置２０は、距離演算部２１と、はみ出し検出部２２を有している。

距離演算部２１は、エンコーダ１９より入力したパルス信号を搬送距離に変換して出力する。はみ出し検出部２２は、検知距離の閾値（閾値長さｄ）が予め設定されている（図４）。はみ出し検出部２２は、光電センサ１８から物体の検知信号を入力してから光電センサ１８から物体の検知信号を連続して入力している間、搬送距離の差分として検知距離を演算する。検知距離とは、すなわち、集品容器１２の上端からはみ出た物品１３の搬送方向の長さである。

はみ出し検出部２２は、演算している検知距離が、閾値長さｄを上回ると、荷繰りが必要であると判定して、搬送装置１４に停止信号を出力し、搬送装置１４による集品容器１２の搬送を停止する。またはみ出し検出部２２は、演算している検知距離が閾値長さｄを超えるまでに、光電センサ１８から物体の非検知信号が入力されると、演算していた検知距離をゼロにリセットする。これにより、搬送される集品容器の上端より上方に位置する物体で、予め設定される閾値を上回る検知距離の物体が検知装置により検出されたときに、荷繰りが必要であると判定され、不必要な荷繰りを防止できる。

また、はみ出し検出部２２は、荷繰りが必要であると判定すると、荷繰りが必要な集品容器に対して物品を投入する予定の投入装置がどれであるかを特定する情報を表示器に表示する。作業者は、荷繰りが必要な集品容器に対して物品を投入する予定の投入装置の物品を確認可能とされ、集品容器内に必要となる空きスペースの大きさを見積もりながら荷繰りを行うことが可能とされる。例えば、図１に示すように、１つの作業領域Ｚ内に投入装置１５を３台設置する場合、各投入装置１５には、搬送方向順にＮｏ．１，Ｎｏ．２，Ｎｏ．３と番号が付されているとする。はみ出し検出部２２により荷繰りが必要であると判定されたとき、荷繰りが必要な集品容器１２に対して、Ｎｏ．１の投入装置１５からは物品の投入予定が無く、Ｎｏ．２とＮｏ．３の投入装置からは物品を投入する予定がある場合、表示器２４のディジタル表示部等には「３ ２ −」等のように、投入装置に付された番号を表示する。これにより、作業者は、Ｎｏ．２とＮｏ．３の投入装置１５の物品１３を確認可能となり、集品容器内にＮｏ．２とＮｏ．３の投入装置１５から新たに物品を投入する際に必要となる空きスペースの大きさを見積もりながら荷繰りを行うことが可能とされる。

集品容器１２から物品１３のはみ出しが検出されて、制御装置２０により搬送装置１４が停止されると、作業者は、物品１３のはみ出しが検出された集品容器１２について荷繰りを行い、再度、搬送装置１４を、釦スイッチを押圧操作する等して手動で再起動する。

図４に、集品容器１２の状態の具体例を示す。
図４（ａ）は、厚みの薄い袋状や板状の物品１３が集品容器１２の上端からはみ出している場合を示している。この場合、板状の物品の搬送方向の長さ（厚み）が、閾値長さｄを下回っているため、制御装置２０により搬送装置１４は停止されない。このような厚みの薄い板状の物品１３は、集品容器１２から落下するおそれは殆どないため、これにより、搬送装置１４の無駄な停止が防止される。

図４（ｂ）は、集品容器１２に被せた袋１２ａに、搬送方向に折り重なってしわが寄っている場合を示している。この場合、袋１２ａに形成されたしわの搬送方向長さが、閾値長さｄを下回っているときは、制御装置２０により搬送装置１４は停止されず、一方、閾値長さｄを上回っているときは、制御装置２０により搬送装置１４が停止される。経験上、集品容器１２に被せた袋１２ａの一部にしわが寄っていても、しわの部分が集品容器１２の搬送方向に長く形成されることは稀であるので、例えば、閾値長さｄを３０ｍｍ程度に設定しておけば、袋１２ａに形成されたしわの部分を物品１３として誤検知することをほぼ回避できる。

図４（ｃ）は、搬送方向に長い（厚みのある）物品１３が集品容器１２の上端からはみ出している場合を示している。この場合は、制御装置２０により搬送装置１４は停止される。搬送方向に長い物品１３が、検知距離の閾値長さｄを上回っているためである。
これにより、物品１３の落下のおそれのある集品容器１２を正確に検知することができる。

ある作業領域Ｚで、光電センサ１８によりはみ出しが検知されたなら、その作業領域Ｚ内で荷繰りを行って、はみ出しを解消した状態で投入装置１５を次の作業領域Ｚに搬送することができる（図１）。なお、場合によっては、複数の作業領域Ｚごとに１つの光電センサ１８を設けた構成とすることも可能である。
また、物品保管手段２３と投入装置１５との間に、投入装置１５へ物品１３を送り込むためのコンベヤが設けられていてもよい。
さらに、エンコーダ１９の代わりに、複数の光電センサ１８を用いてもよい。すなわち、複数の光電センサ１８を、最上流の光電センサ１８と最下流の光電センサ１８との間の距離を閾値長さｄとして、各光軸１８ｃが搬送方向に並ぶように配置するようにしてもよい。この場合、全ての光電センサ１８が物体の検出信号を出力したときに、制御装置２０により荷繰りが必要であると判定されて搬送装置１４が停止される。この手法によっても、搬送装置１４の搬送速度に依存することなく、物品１３のはみ出しを検出できる。

以上のように、本実施形態の物品投入設備によれば、上方開放部から物品１３が投入される集品容器１２を搬送経路に沿って搬送する搬送装置１４と、搬送経路に沿って配置され、集品容器１２に対して物品１３の投入を行う投入装置１５と、搬送経路における投入装置１５の下流側に配置され、搬送される集品容器１２の上端より上方に位置する物体の存否を検出する光電センサ１８と、光電センサ１８による物体の搬送方向に沿った検出長さに基づいて検知距離を演算し、検知距離が予め設定される閾値を上回ると荷繰りが必要であると判定することにより、集品容器１２から落下のおそれのある物品１３のみが正確に検知され、搬送装置１４の無駄な停止が防止され、設備全体の処理効率の低下を防止できる。

ｄ 閾値長さ
ｈ 距離
Ｚ 作業領域
１１ 物品投入設備
１２ 集品容器
１２ａ 袋
１３ 物品
１４ 搬送装置
１５ 投入装置
１７ フレーム
１８ 光電センサ
１８ａ 投光部
１８ｂ 受光部
１８ｃ 光軸
１９ エンコーダ
２０ 制御装置
２１ 距離演算部
２２ はみ出し検出部
２３ 物品保管手段
２４ 表示器

Claims (5)

1. 上方開口部から物品が投入される集品容器を搬送経路に沿って搬送する搬送装置と、
   搬送経路に沿って配置され、集品容器に対して物品の投入を行う投入装置と、
   搬送経路における投入装置の下流側に配置され、搬送される集品容器の上端より上方に位置する物体の存否を検出する検知装置と、
   検知装置による物体の搬送方向に沿った検出長さに基づいて検知距離を演算し、検知距離が予め設定される閾値を上回ると荷繰りが必要であると判定する制御装置と、を備えたこと
   を特徴とする物品投入設備。
2. 搬送装置の駆動部に連動してパルス信号を発するエンコーダを備え、
   制御装置は、エンコーダのパルス信号に基づいて検知距離を演算可能であること
   を特徴とする請求項１に記載の物品投入設備。
3. 検知装置を、光の光軸が集品容器の上端より上方を通過するように構成した、投光部および受光部からなる光電センサにより構成し、
   集品容器は、透光性を有する集品用の袋を被せたものとしたこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の物品投入設備。
4. 投入装置を複数設け、
   制御装置により荷繰りが必要であると判定されると、荷繰りが必要な集品容器に対して物品を投入する予定の投入装置がどれであるかを特定する情報を表示する表示器を設けたこと
   を特徴とする請求項１〜３に記載の物品投入設備。
5. 上方開口部から物品が投入される集品容器を搬送経路に沿って搬送し、搬送経路に沿って配置される投入装置により集品容器に対する物品の投入を行い、搬送経路における投入装置の下流側に配置され、搬送される集品容器の上端より上方に位置する物体の存否を検出する検知装置により、物体の搬送方向に沿った検出長さに基づいて検知距離を演算し、検知距離が予め設定される閾値を上回ると荷繰りが必要であると判定すること
   を特徴とする物品投入設備における集品容器からの物品のはみ出し検出方法。
   

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