JP2017081677A - 分離搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、高速に処理可能で下流に搬送される被搬送物を減らすことなく、確実に複数の被搬送物を分離することが可能な分離搬送システムを提供すること。【解決手段】被搬送物Ｗを載置して搬送する搬送ユニット１０２と被搬送物を重力で滑り落とすシュート１０３とを有する分離搬送システム１００であって、搬送ユニット１０２とシュート１０３の接続部における複数の被搬送物Ｗを個別に検出する被搬送物検出機構１３０と、搬送ユニット１０２の搬送速度を制御する制御部とを有し、制御部が被搬送物検出機構１３０の出力に応じて搬送ユニット１０２の搬送速度を制御するように構成されていること。【選択図】図１

Description

本発明は、上流から搬入された多数の被搬送物を個々に分離・整列して下流に搬出する分離搬送システムに関し、特に、形状、大きさが一定でなく、一度にコンベアに搬入される量や、搬入タイミングが一定でない被搬送物を、幅方向に重ならないように分離して下流に搬出するのに好適な分離搬送システムに関する。

従来、多数の被搬送物である荷物が搬入される物流センター等において、搬入された被搬送物を配送先に応じて仕分けを行なう物流ラインを、上流から下流までできる限り自動化して効率を上げることが望まれており、様々な、搬送機構、検出機構、仕分け機構等が提案されている。
検出、仕分けの際には、個々の被搬送物を特定し識別する必要があるが、被搬送物の形状、大きさが一定でなく、一度に搬入される数量や、搬入タイミングが一定でない場合、検出機構、仕分け機構に複数の被搬送物が搬送ラインの幅方向に並んだり、積み重なった状態で到達し、仕分けが不能となったり、誤った仕分けが行われたりすることがあった。
これを防止するためには、作業者が物流ラインへの供給時に個々に分離・整列して供給したり、作業者が物流ライン中で整列作業を行ったり、仕分け不能の被搬送物を作業者が手作業で再度仕分けたりする必要があり、自動化の障害となるとともに、全体の作業効率が低下する要因となっている。

これに対処するため、搬送ラインの幅方向に並んだり、積み重なった状態の被搬送物を自動的に分離・整列して下流に搬出するための整列システムが提案されている。
積み重なった状態で搬送される被搬送物に対しては、傾斜や振動を与えたコンベアで搬送したり、速度の異なるコンベア間で移載することで積み重なりを解消する手法（例えば、特許文献１等参照）が考えられる。

特開２００８−２８０１５６号公報 米国特許公開２０１５／０１２２６１３号公報 特表２００６−５０４５９７号公報

しかしながら、幅方向に並んだ状態で搬送される被搬送物に対しては、前述の公知の方法では分離することができず、１列に搬送するために寄せ集めた際に、被搬送物が再び重なったり、幅方向で互いに詰まって搬送ができなくなるという問題があった。
そのため、幅方向の所定の主搬送エリアから外れた被搬送物を側方に排除する搬送路を有するコンベア（セパレートコンベア）を使用するもの（例えば、特許文献２等参照。）や、被搬送物を幅方向、搬送方向に個別に位置変更するための駆動手段、制御手段を有するコンベアを使用するもの（例えば、特許文献３等参照。）等が公知である。
しかしながら、幅方向に並んだ状態で搬送される被搬送物に対して、特許文献１等で公知の手段を使用した場合、側方に排除された被搬送物を再度上流に戻して整列させる必要があり、また、幅方向の所定の搬送エリアから下流に搬送する被搬送物の間隔も広がるため、下流に搬送される被搬送物の量が少なくなり、効率が低下するという問題があった。
また、特許文献２等で公知の手段は、コンベアやその制御のための構造が複雑になるとともに、コンベア上での被搬送物の複雑な動きを正確に実現するためには高速処理することが困難であり、下流に搬送される被搬送物の速度が低くなり、効率が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡単な構成で、高速に処理可能で下流に搬送される被搬送物を減らすことなく、確実に複数の被搬送物を分離することが可能な分離搬送システムを提供することを目的とするものである。

本発明は、被搬送物を載置して搬送する搬送ユニットと、前記搬送ユニットの最下流に連続し被搬送物を重力で滑り落とすシュートとを有し、複数の被搬送物を分離する分離搬送システムであって、前記搬送ユニットとシュートの接続部における複数の被搬送物を個別に検出する被搬送物検出機構と、前記搬送ユニットの搬送速度を制御する制御部とをさらに有し、前記制御部が、前記被搬送物検出機構の出力に応じて前記搬送ユニットの搬送速度を制御するように構成されていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明によれば、搬送ユニットとシュートの接続部における複数の被搬送物を個別に検出する被搬送物検出機構と、搬送ユニットの搬送速度を制御する制御部とを有し、制御部が、被搬送物検出機構の出力に応じて搬送ユニットの搬送速度を制御することにより、搬送ユニットにおいて複数の被搬送物が幅方向に並んで搬送された場合でも、被搬送物検出機構が複数の被搬送物を個別に検出して各被搬送物の僅かな前後位置の差を捉え、制御部が搬送ユニットの搬送速度を制御して各被搬送物のタイミングを自由に変え、各被搬送物の搬送方向の間隔を適切に保ってシュートに送り出すことが可能となる。
このように被搬送物が搬送ユニットで幅方向に並んだ状態であっても、シュートに送り出すタイミングを所定間隔以上とすることで、シュートより下流で幅方向に並んでいない状態とすることができ、１列に搬送するために被搬送物を幅方向で寄せ集めた際に、被搬送物が再び重なったり、幅方向で互いに詰まって搬送ができなくなることを防止できる。
また、複数の被搬送物の搬送方向の間隔が広い場合は、制御部が搬送ユニットの搬送速度を上昇させることで、間隔を詰めてシュートに送り出すことが可能となり、下流に搬送される被搬送物の量も減ることがなく、作業効率の向上が可能となる。

本請求項２に記載の構成によれば、被搬送物検出機構が、搬送ユニットとシュートの接続部の上方幅方向に分散配置された複数の被搬送物検出センサを有することにより、それぞれの被搬送物検出センサを直下の被搬送物の有無のみを検出する簡単な構造のものとすることができる。
本請求項３に記載の構成によれば、制御部が、搬送ユニットの搬送速度を少なくとも高速、低速、停止の３段階に切り替え可能に構成されていることにより、低速と停止を切り替えてタイミングを自由に変えて各被搬送物の搬送方向の間隔を適切に保ってシュートに送り出すとともに、複数の被搬送物の搬送方向の間隔が広い場合は高速に切り替えて間隔を詰めてシュートに送り出すことができ、制御部の回路構成やロジックを簡単なものとすることができる。

本請求項４に記載の構成によれば、搬送ユニットが、搬送方向に直列に配置され独立して駆動される複数の搬送コンベアを有し、制御部が、少なくとも最下流の搬送コンベアの搬送速度を制御するように構成されていることにより、最下流以外の搬送コンベアを、積み重なった状態の被搬送物の分離や、姿勢の調整等の他の処理にも適したものとすることができる。
また、被搬送物の複数の搬送コンベア間での乗り移りの際にも、積み重なった状態の被搬送物の分離に寄与させることができる。
本請求項５に記載の構成によれば、複数の搬送コンベアの少なくとも１つは、振動により重なりを緩和する加振機構を有することにより、積み重なった状態の被搬送物の分離を促進することができる。
本請求項６に記載の構成によれば、搬送ユニットは、シュートとの接続部が最も高い位置となるように配置されていることにより、搬送方向に登りの傾斜となり、積み重なった状態の被搬送物の分離をさらに促進することができる。

本発明の一実施形態に係る分離搬送システムの概略正面図。 本発明の一実施形態に係る分離搬送システムの概略平面図。 本発明の一実施形態に係る分離搬送システムの動作説明図。 図３に続く動作説明図。

本発明の一実施形態に係る分離搬送システムは、図１及び図２に示すように、上流側から搬入コンベア１０１、搬送ユニット１０２、シュート１０３及び搬出コンベア１０４の順に配置されており、搬入コンベア１０１から搬入された被搬送物Ｗを、分離させて搬出コンベア１０４から下流に搬出するように構成されている。
被搬送物Ｗは、搬入コンベア１０１に、上下の積み重なりを有していたり幅方向に広がった状態で搬入される。
なお、搬送ユニット１０２は、第１搬送コンベア１１０及び第２搬送コンベア１２０からなる。
第１搬送コンベア１１０は、第１駆動モータ１１１で駆動されるベルトコンベアで構成され、下流側が上方になるように傾斜設置されている。
第２搬送コンベア１２０は、第２駆動モータ１２１で駆動されるベルトコンベアで構成され、第１搬送コンベア１１０の下流に連続し下流側が上方になるように傾斜設置されている。
また、第２駆動モータ１２１は制御部（図示せず）によって回転数が制御されて、第２搬送コンベア１２０の搬送速度を制御するように構成されている。

シュート１０３は、第２搬送コンベア１２０から搬出された被搬送物が、重力のみで搬出コンベア１０４まで滑り落ちるように設置されている。
第２搬送コンベア１２０とシュート１０３の接続部の上方には、幅方向に分散配置された複数の被搬送物検出センサＰＨを有する被搬送物検出機構１３０が配置されている。
被搬送物検出機構１３０の出力は制御部（図示せず）に伝達され、制御部が被搬送物検出機構１３０の出力に応じて第２搬送コンベア１２０の搬送速度を制御するように構成されている。
複数の被搬送物検出センサＰＨは、直下の被搬送物Ｗの有無でオン、オフ出力されるもので、想定される最小幅の被搬送物Ｗが検出できる間隔で配置されている。

本実施形態においては、第１搬送コンベア１１０と第２搬送コンベア１２０は同一の傾斜を有するように配置されているが、異なる傾斜となっていてもよく、それぞれ、水平や逆傾斜を有していてもよい。
また、第１搬送コンベア１１０と第２搬送コンベア１２０はベルトコンベアで構成されているが、ローラコンベア、振動コンベア等いかなるコンベア手段で構成されていてもよい。
本実施形態においては、被搬送物Ｗの上下の積み重なりを解消するために、各コンベアの速度差と傾斜を利用しているが、振動により重なりを緩和する加振機構を有していてもよい。
また、被搬送物検出機構１３０は、複数の被搬送物検出センサＰＨを用いず、１次元あるいは２次元の画像センサによって第２搬送コンベア１２０とシュート１０３の接続部の全体を撮像し、撮像された画像を解析して複数の被搬送物Ｗの位置や状態を出力するものであってもよい。

以上のように構成された本実施形態の分離搬送システム１００の動作について説明する。
まず、被搬送物Ｗは、搬入コンベア１０１から搬入され、搬送ユニット１０２の第１搬送コンベア１１０に移送される。
第１搬送コンベア１１０は、傾斜状に配置されるとともに、搬入コンベア１０１よりも高速の搬送速度に設定されており、傾斜と移載時の速度差によって、被搬送物Ｗの上下の積み重なりが解消される。
なお、第１搬送コンベア１１０に加振機構を付加することで、より確実に被搬送物Ｗの上下の積み重なりを解消することが可能となる。
第１搬送コンベア１１０に移載された被搬送物Ｗは、傾斜状に配置された第２搬送コンベア１２０に移載され、第１搬送コンベア１１０により搬送されてシュート１０３を滑り落ち、搬出コンベア１０４に移載される。
この時、第２搬送コンベア１２０とシュート１０３の接続部の上方に配置された被搬送物検出機構１３０の出力に応じて、制御部が第２搬送コンベア１２０の搬送速度を制御することで、シュート１０３を滑り落ちる被搬送物Ｗの間隔を調整し、搬出コンベア１０４に横方向に並ばない間隔に分離して移載される。

本実施形態では、被搬送物検出機構１３０は複数の被搬送物検出センサＰＨを有し、複数の被搬送物検出センサＰＨは、想定される最小幅の被搬送物Ｗが検出できる間隔で配置され、各被搬送物検出センサＰＨは、その直下の被搬送物Ｗの有無でそれぞれオン、オフ出の信号が出力される。
第２搬送コンベア１２０は、高速、低速、停止の３段階に切り替え可能に構成されており、複数の被搬送物検出センサＰＨの出力に対して以下の規則で第２搬送コンベア１２０の搬送速度が変更される。
（ａ）：すべてのＰＨの出力がオフ ：一定時間低速→高速
（ｂ）：１つのＰＨの出力がオフ→オン ：速度を維持
（ｃ）：１つ以上のＰＨの出力がオンで、
さらに別のＰＨの出力がオフ→オン ：低速
（ｄ）：いずれか１つのＰＨがオン→オフ ：一定時間停止→低速
（ｅ）：（ａ）、（ｄ）が同時に成立する場合は（ｄ）を処理後（ａ）を適用

このような規則での被搬送物Ｗの間隔の調整の動作を、図３、４を基に説明する。
なお、説明を簡明にするため、被搬送物検出センサＰＨを３つとし、それぞれに対応した位置に３つの被搬送物Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が幅方向に並び、前後方向に僅かにずれた状態で、第２搬送コンベア１２０とシュート１０３の接続部に向けて搬送されるものとする。
まず、図３の１に示すように、３つの被搬送物Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が幅方向に並び、前後方向に僅かにずれた状態で、高速で駆動される第２搬送コンベア１２０上を搬送される。
そして、図３の２に示すように、被搬送物Ｗ１の先端が被搬送物検出センサＰＨ１に検出された後、被搬送物Ｗ２が被搬送物検出センサＰＨ２に検出されると、第２搬送コンベア１２０は低速での駆動に変更される。
この状態で、先行する被搬送物Ｗ１は重心が第２搬送コンベア１２０からシュート１０３側に移動し、シュート１０３での落下を開始する。

その後すぐに、図３の３に示す状態となり、被搬送物Ｗ１がシュートを落下し、被搬送物検出センサＰＨ１の出力がオフに変わると、第２搬送コンベア１２０は一定時間停止する。
停止から一定時間経過後、再び第２搬送コンベア１２０は低速で駆動され、第２搬送コンベア１２０上で被搬送物Ｗ２が搬送され、図３の４に示す状態までくると、被搬送物Ｗ２の重心が第２搬送コンベア１２０からシュート１０３側に移動し、シュート１０３での落下を開始する。

その後すぐに、図３の５に示す状態となり、被搬送物Ｗ２がシュートを落下し、被搬送物検出センサＰＨ２の出力がオフに変わると、第２搬送コンベア１２０は一定時間停止する。
停止から一定時間経過後、再び第２搬送コンベア１２０は低速で駆動され、第２搬送コンベア１２０上で被搬送物Ｗ３が搬送され、被搬送物Ｗ３はシュート１０３を落下する。
そして、図３の６に示すように、すべての被搬送物検出センサＰＨ１、ＰＨ２、ＰＨ３の出力がオフとなると、第２搬送コンベア１２０は一定時間停止した後、低速での駆動に変更され、次いで、一定時間低速で駆動された後に再び高速に変更される。
このことで、次に到達する被搬送物Ｗ（図示せず）と先行する被搬送物Ｗ３との間隔を詰めることが可能となる。

以上、本発明の実施形態及び動作を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
また、搬送ユニットの搬送速度の制御の方法も、様々な方法を採用することが可能である。
例えば、第２搬送コンベア１２０の搬送速度とともに、第１搬送コンベア１１０、搬入コンベア１０１の搬送速度を変更制御してもよい。
上記動作の例では、３段階に速度を変更するものとしたが、２段階の変更でも、４段階以上の変更でもよく、連続的に変化させるよう制御してもよい。
また、上記動作の例では、少ない規則を用いて搬送ユニットの搬送速度を変更することで、被搬送物検出機構を簡素化することができ、制御部を単純な論理回路、タイマー回路のみで構成可能であるが、様々な大きさ、形状の被搬送物が想定される場合には、さらに複雑な規則や予測制御等を行ってもよい。

さらに、上記動作の例では、被搬送物検出機構を、搬送ユニットとシュートの接続部の上方でのみ被搬送物を検出するものとしたが、搬送ユニット上の適宜の複数の位置でも被搬送物を検出し、搬送速度を変更制御に利用してもよい。
また、被搬送物検出機構を、接続部の全体を撮像し解析して複数の被搬送物Ｗの位置や状態を出力するものとし、搬送ユニットの搬送速度の制御をより細かく行ってもよく、また、分離搬送システムの多数の箇所で被搬送物検出情報を取得し、さらに高度に制御を行なうように構成してもよい。

１００ ・・・ 分離搬送システム
１０１ ・・・ 搬入コンベア
１０２ ・・・ 搬送ユニット
１０３ ・・・ シュート
１０４ ・・・ 搬出コンベア
１１０ ・・・ 第１搬送コンベア
１１１ ・・・ 第１駆動モータ
１２０ ・・・ 第２搬送コンベア
１２１ ・・・ 第２駆動モータ
１３０ ・・・ 被搬送物検出機構
ＰＨ ・・・ 被搬送物検出センサ
Ｗ ・・・ 被搬送物

Claims (6)

1. 被搬送物を載置して搬送する搬送ユニットと、前記搬送ユニットの最下流に連続し被搬送物を重力で滑り落とすシュートとを有し、複数の被搬送物を分離する分離搬送システムであって、
   前記搬送ユニットとシュートの接続部における複数の被搬送物を個別に検出する被搬送物検出機構と、前記搬送ユニットの搬送速度を制御する制御部とをさらに有し、
   前記制御部が、前記被搬送物検出機構の出力に応じて前記搬送ユニットの搬送速度を制御するように構成されていることを特徴とする分離搬送システム。
2. 前記被搬送物検出機構が、前記搬送ユニットとシュートの接続部の上方幅方向に分散配置された複数の被搬送物検出センサを有することを特徴とする請求項１に記載の分離搬送システム。
3. 前記制御部が、前記搬送ユニットの搬送速度を少なくとも高速、低速、停止の３段階に切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分離搬送システム。
4. 前記搬送ユニットが、搬送方向に直列に配置され独立して駆動される複数の搬送コンベアを有し、
   前記制御部が、少なくとも最下流の搬送コンベアの搬送速度を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の分離搬送システム。
5. 前記複数の搬送コンベアの少なくとも１つは、振動により重なりを緩和する加振機構を有することを特徴とする請求項４に記載の分離搬送システム。
6. 前記搬送ユニットは、前記シュートとの接続部が最も高い位置となるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の分離搬送システム。

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