JP2022515241A - センサ機能ユニットを一体化した搬送装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、被搬送物を搬送するための搬送装置（１）に関するものであり、この搬送装置が、モータ駆動式搬送ローラ（１００）であって、ローラ軸（Ａ）を中心に回転可能に取り付けられたローラ本体（１０）と、ローラ本体（１０）内に配置された駆動ユニット（２０）であって、ローラ本体（１０）および軸要素（１６）に機械的に結合され、軸要素（１６）とローラ本体（１０）との間にトルクを発生させるように設計された駆動ユニット（２０）とを有するモータ駆動式搬送ローラと、ローラ本体（１０）内に配置され、モータ駆動式搬送ローラ（１００）により搬送される被搬送物を検出するように設計されたセンサ機能ユニット（４０）と、信号を伝送するためにセンサ機能ユニット（４０）に接続された制御ユニット（３０）とを備え、制御ユニット（３０）が、センサ機能ユニットからセンサ信号を受信し、センサ信号に応じて駆動ユニット（２０）に制御信号を送信するよう設計され、制御信号が、搬送動作モードにおいて、制御信号により予め設定される特性プロファイルを有するモータ駆動式搬送ローラの駆動用のデータを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、搬送装置、搬送デバイス、モータ駆動式搬送ローラ、および被搬送物の搬送方法に関するものである。

搬送装置では、モータ駆動式の搬送ローラが用いられる。搬送デバイスには、複数の搬送装置が設置されることが多い。搬送デバイスは、通常、被搬送物である搬送対象の物品が搬送経路に沿って連続して通過する複数の搬送ゾーンから構成される。ここで、各搬送ゾーンは、少なくとも１のモータ駆動式搬送ローラと、通常は、更なる搬送ローラとを有する。搬送装置は、搬送経路の一部として、そのような搬送ゾーンを形成することができる。この構造により、複数の物品を搬送デバイス内で同時に搬送することができ、それに対応して、個々の搬送ゾーンのモータ駆動式搬送ローラが作動することにより、個々の被搬送物間の接触を回避することができる。これにより、いわゆるゼロプレッシャー集積搬送が実現され、最近では、被搬送物の損傷に対する高い確実性を確保するために、それが多くの用途で求められている。

例えば、モータ駆動式搬送ローラを、ゼロプレッシャー集積、単一排出態様で作動させることが知られている。この動作モードでは、搬送ローラは、搬送方向下流の隣接する搬送ゾーンが空いている場合にのみ、すなわち、別の被搬送物によって占有されていない場合に、その搬送ゾーンで被搬送物を搬送するように作動する。別のゼロプレッシャー集積の動作方法は、いわゆるブロック排出モードである。このブロック排出モードでは、隣接する搬送ゾーンに沿ってすべてのモータ駆動式搬送ローラが同時に作動し、隣接する搬送ゾーンが被搬送物で占有されている場合でも、被搬送物が送り込まれる搬送ゾーンが、それまで当該搬送ゾーンにあった被搬送物を同時に送り出すため、非接触での搬送が可能となる。

ゼロプレッシャー集積搬送により、物品が搬送経路に沿って一列に密に並んで連続して搬送されても、物品の損傷を確実に防止することができる。ここでの問題点は、搬送装置の一部分で搬送に関連するパラメータが動作の過程で変化する可能性があることと、そのような影響力のあるパラメータが被搬送物の一部分でも変化することの両方である。例えば、搬送ローラと被搬送物との間の摩擦係数は、摩耗、汚れ、物品の下側の異なる材料条件の結果として変化する可能性があり、それにより多かれ少なかれ滑りが発生する。蓄積された搬送力が最前部の物品に作用することで、複数の物品が互いに渋滞している場合に特に発生し得る物品の損傷を防ぐために、物品の前端部と後端部の位置を監視することが知られている。

この監視のためには、搬送ローラの上方に配置されたセンサが不可欠であり、そのような搬送装置のモータ駆動式搬送ローラを、そのようなセンサのセンサ信号に応じて制御することが既に知られている。通常、この目的のために、光バリアが搬送経路に沿って配置され、この光バリアは、搬送経路に対して横方向に、搬送ローラが回転可能に取り付けられたフレームに固定される。ここで、先行技術では、各搬送ゾーンに１つのセンサが設けられている。搬送ゾーンのモータ駆動式搬送ローラは、そのようなセンサのセンサ信号に応じて作動する。センサ信号またはその値は、センサが被搬送物を検出したか否かと、いつ検出したかとに応じたものになる。

このようなセンサのセンサ信号をモータ駆動式搬送ローラの制御に利用するためには、センサから中央制御ユニットへ、また中央制御ユニットからモータ駆動式搬送ローラへと、対応する有線データ伝送を確立するのが一般的である。さらに、搬送経路に沿って配置された１または複数の分散型の制御ユニットのセンサのセンサ信号を送信することも知られている。搬送経路に沿って配置されたそれらの分散型の制御ユニットは、信号伝送のために互いに結合されている。

この先行技術の欠点は、先ず、ケーブル配線にかなりの費用がかかることである。さらに、搬送経路に沿って配置されたセンサとそれに対応するケーブルは、環境の影響に曝されて、被搬送物の検出を完全に妨げたり、邪魔したり、少なくとも制限したりする。特に、センサやケーブルは、例えば設置や保守、点検作業中に破損する可能性がある。このような障害は、一方では、搬送デバイスを完全に停止させることにつながり、特に物流センタや配送センタでは、かなりのコストとプロセスの遅延につながる。一方で、そのような障害は、搬送経路における圧力の蓄積につながり、それにより被搬送物に損傷が生じる可能性がある。

このため、一般的な目的は、動作状態において、被搬送物の損傷のない搬送を確実に可能にする、搬送装置、モータ駆動式搬送ローラおよび搬送デバイスを提供することである。

上記目的は、上述したタイプの搬送装置によって達成されるものであり、この搬送装置は、モータ駆動式搬送ローラであって、ローラ軸を中心に回転可能に取り付けられたローラ本体と、ローラ本体内に配置された駆動ユニットであって、ローラ本体および軸要素に機械的に結合され、軸要素とローラ本体との間にトルクを発生させるように設計された駆動ユニットとを有するモータ駆動式搬送ローラと、ローラ本体内に配置され、モータ駆動式搬送ローラにより搬送される被搬送物を検出するように設計されたセンサ機能ユニットと、センサ機能ユニットに信号伝送可能に接続された制御ユニットとを備え、制御ユニットが、センサ機能ユニットからセンサ信号を受信し、センサ信号に応じて駆動ユニットに制御信号を送信するよう設計され、制御信号が、搬送動作モードにおいて、制御信号により予め設定される特性プロファイルを有するモータ駆動式搬送ローラの駆動のためのデータを含む。

本発明に係る搬送装置では、センサ機能ユニットが、モータ駆動式搬送ローラのローラ本体内に配置されている。センサ機能ユニットは、モータ駆動式搬送ローラの駆動ユニットの作動に応じて、センサ信号を生成するように設計されている。具体的に、センサ信号は、被搬送物の有無を知らせる。搬送装置のセンサ信号に応じて、搬送方向の下流側および／または上流側に位置する搬送装置のモータ駆動式搬送ローラの１または複数の駆動ユニットを、制御ユニットによって作動させることも可能である。また、搬送方向の上流側または下流側に位置する搬送装置のセンサ信号に応じて、搬送装置を作動させることも可能である。ここで、センサ信号は、アナログ信号またはデジタル信号であってもよく、それに応じて、制御ユニットは、アナログ信号またはデジタル信号を処理するように設計することができる。

センサ機能ユニットは、機械的および／または電気的および／または電磁的および／または光学的な測定変数を検出するように設計されることが好ましい。そのような測定変数は、例えば、モータ駆動式搬送ローラ上の重量の変化、モータ駆動式搬送ローラの変形、モータ駆動式搬送ローラでの明るさまたは光条件の変化、またはモータ駆動式搬送ローラまたはその近傍における電気的または電磁的な変数の変化、特に駆動ユニットの電気的または電磁的な動作変数の変化を示す。例えば、センサ機能ユニットは、ロードセル、歪みゲージ、光学センサ、静電容量式センサ、誘導式センサ、またはこれらの組合せである。さらに、センサ機能ユニットは、回転速度および／またはトルクを検出するように設計されたものであってもよい。

モータ駆動式搬送ローラは、複数のセンサ機能ユニットまたは複数のセンサを有することが想定される。特に、モータ駆動式搬送ローラは、様々な測定変数を検出するために複数のセンサを備えている。

センサ機能ユニットは、好ましくは、モータ駆動式搬送ローラの動作中に通常発生または到達する動作温度、および／または通常行き渡る動作温度で使用するために適切な方法で設計される。具体的に、センサ機能ユニットは、少なくとも－３０℃、－２０℃、－１０℃、０℃、そして最大で＋２０℃、＋３０℃、＋４０℃、＋５０℃の動作温度で使用するように設計される。この好ましい形態では、センサ機能ユニットが、好ましくは、モータ駆動式搬送ローラの回転可能に取り付けられた要素、例えばローラ本体に配置される。しかしながら、センサ機能ユニットが、モータ駆動式搬送ローラの回転可能に取り付けられていない要素、例えば軸要素に配置されることが好ましい場合もある。

センサ機能ユニットは、信号伝送に関して制御ユニットに接続され、制御ユニットは、信号伝送に関して駆動ユニットに接続されている。制御ユニットは、搬送方向の下流側および／または上流側に位置する搬送装置のモータ駆動式搬送ローラの１または複数の駆動ユニットに、信号伝送に関して接続されていることが好ましい。制御ユニットは、例えばセンサ信号の伝送のために、別の制御ユニット、特に分散型制御ユニットに信号伝送に関して結合される分散型制御ユニットとして設計されるものであってもよい。さらに、制御ユニットは、複数の搬送装置、特に搬送デバイスの各搬送装置、またはモータ駆動式搬送ローラの駆動ユニットに信号伝送に関して結合される中央制御ユニットとして設計されるものであってもよい。

センサ信号に応じて、制御ユニットは、駆動ユニットを作動させる制御信号を生成する。この目的のために、制御信号は、搬送動作モードにおいて、制御信号によって予め定められる特性プロファイルを有するデータ、制御シーケンスを含む。特性プロファイルは、駆動トルク、および／または駆動トルクプロファイル、および／または速度、および／または速度プロファイル、および／または制動トルク、および／または制動トルクプロファイル、および／または回転方向、および／または搬送スループット、および／または蓄積通知、および／またはそれらの特性の２以上の組合せのなかから選択されることが好ましい。さらに、制御ユニットは、センサ信号に応じて、かつ、予め設定された特性プロファイルからの実際の特性プロファイルの逸脱に応じて、制御信号を形成することが好ましい。この目的のために、予め設定された特性プロファイルが実際の特性プロファイルと比較される。制御ユニットは、好ましくは、予め設定された特性プロファイルを実際の特性プロファイルと比較するように設計される。

このため、搬送装置には、予め設定された特性プロファイルに基づいて、モータ駆動式搬送ローラによる搬送プロセスを制御するように完全に設計された制御ユニットが割り当てられる。この搬送装置では、制御ユニットの対応するプログラミングにより、搬送経路全体に沿って搬送プロセスを実行することが可能であり、その場合、例えば、供給されたセンサ信号に基づいて駆動ユニットが作動し、そのようにして搬送経路が制御される。さらに、この方法では、搬送方向の上流側および／または下流側に配置された１または複数の搬送装置が、別の上位の制御ユニットを必要とせずに、かつそれに対応して上位の制御ユニットとの間で必要な信号伝送を必要とせずに、被搬送物を搬送することができる。

ローラ本体内のセンサ機能ユニットは、湿気、埃、グリース、光条件の変化などの環境の影響や損傷に対して、特に適切な方法で保護されている。特に、ローラ本体は、設置、保守または点検作業中の不適切な取り扱いによる損傷からセンサ機能ユニットを保護する。さらに、この構成により、規定された製造条件の下でセンサ機能ユニットを設置することができ、これにより、不正確に設置されるセンサ機能ユニットの数を減らすことができ、一方で、センサの設置を搬送デバイスの構築中に行う必要がなくなることを意味する。特に、センサ機能ユニットが予め取り付けられたそのようなモータ駆動式搬送ローラは、センサ機能ユニットの位置合わせや較正にかかる費用を最小限に抑えることが好ましい。センサ機能ユニットは、例えば、超音波センサやマイクロ波センサを含むことができる。センサ機能ユニットは、ローラ本体の外側の状態を検出するために、例えばローラ上方の被搬送物の有無を２値信号として検出するために、それらのセンサや他のセンサで形成されるものであってもよい。

さらに、本発明に係るそのような搬送装置は、コンパクトな設計のため、特に衛生面に関して厳しい要求がある使用分野に適している。

第１の好ましい実施形態によれば、制御ユニットがローラ本体内に配置される。

この好ましい実施形態では、ローラ本体内に、センサ信号に基づいてモータ駆動式搬送ローラによる搬送プロセスを制御するように特に設計された制御ユニットが配置されている。このため、搬送装置またはモータ駆動式搬送ローラは、ローラ本体の外側に配置された別の制御ユニットであって、搬送装置またはモータ駆動式搬送ローラに接続されて、搬送装置またはモータ駆動式搬送ローラに制御信号を送信する別の制御ユニットを必要としない。

さらに、制御ユニットは、好ましくは、モータ駆動式搬送ローラの動作中に通常発生または到達する動作温度で使用するのに適した方法で設計される。具体的に、制御ユニットは、少なくとも－３０℃、－２０℃、－１０℃、０℃、そして最大で＋２０℃、＋３０℃、＋４０℃、＋５０℃の動作温度で使用するように設計される。この好ましい形態では、センサ機能ユニットが、好ましくは、モータ駆動式搬送ローラの回転可能に取り付けられた要素、例えばローラ本体に配置される。また、センサ機能ユニットが、モータ駆動式搬送ローラの回転可能に取り付けられていない要素、例えば軸要素に配置されることが好ましい場合もある。さらに、制御ユニットがセンサ機能ユニットを含むことも可能である。

ローラ本体内の制御ユニットは、湿気、埃、グリース、光条件の変化などの環境の影響や損傷に対して、特に適切な方法で保護されている。特に、ローラ本体は、設置、保守または点検作業中の不適切な取り扱いによる損傷から制御ユニットを保護する。さらに、この構成により、規定された製造条件の下でセンサ機能ユニットを設置することができ、これにより、不正確に設置されるセンサ機能ユニットの数を減らすことができ、一方で、制御ユニットの設置を搬送デバイスの構築中に行う必要がなくなることを意味する。

さらに、設置費用と保守点検費用の両方が有利に削減される。ローラ本体内に配置された制御ユニットは、モータ駆動式搬送ローラの製造時に、駆動ユニットに直接接続することができ、すなわち、ケーブル配線にかかる費用を最小限に抑えることができる。

さらに、センサ機能ユニットは、センサ信号としてアナログ信号を提供することが好ましい。

具体的に、センサ機能ユニットは、電圧信号または電流信号をアナログ信号として提供するように設計されている。この好ましい実施形態では、制御ユニットが、センサ機能ユニットによって提供されるアナログ信号を処理するように設計される。ローラ本体は、有利なことに、センサ機能ユニットおよび特にアナログ信号を外乱に対して遮蔽し、その結果、ノイズ成分（外乱信号）の少ないセンサ信号を提供することが可能となる。

さらに好ましい実施形態では、駆動ユニットがセンサ機能ユニットを含むか、またはそれ自体がセンサ機能ユニットであり、かつ／または、センサ機能ユニットが駆動ユニットとは別のセンサを含むか、またはそれ自体が駆動ユニットとは別のセンサである。

この好ましい態様の一実施形態では、駆動ユニットがセンサ機能ユニットであるか、またはセンサ機能ユニットを含む。この好ましい実施形態では、特に、駆動ユニットに印加される電圧、駆動ユニットに印加される電流、および／または駆動ユニットに印加される磁界が、センサ機能ユニットによって提供されるセンサ信号となり得る。さらに、この好ましい実施形態では、センサ信号が、回転速度、トルクおよび／または温度に対応し得る。この実施形態では、有利なことに、追加のセンサを必要としない。これにより、特に設置のためのコストと費用が最小限に抑えられ、潜在的に保留される保守作業のための費用も削減される。

特に好ましい実施形態では、センサ機能ユニットが、駆動ユニットとは別個のセンサ、特に駆動ユニットとは別個の更なるセンサを含む。この実施形態は、特に、モータ駆動式搬送ローラまたはその近傍で、様々な測定変数を検出するのに適している。これにより、特に、駆動ユニットをより正確に作動させ、搬送経路全体に沿って搬送プロセスを実行することが可能になる。さらに、本実施形態は、例えば、特に安全性が要求される使用分野において、冗長的に、よって特にフェールセーフな方法で搬送するために、例えば、被搬送物の有無を検出するのに適している。

さらに好ましい実施形態は、センサ信号をデジタル信号に変換するように設計されたアナログ－デジタル変換ユニットを備え、制御ユニットがアナログ－デジタル変換ユニットを含むか、かつ／またはセンサ機能ユニットがアナログ－デジタル変換ユニットを含む。

この好ましい実施形態では、搬送装置が、アナログ－デジタル変換ユニットを備える。アナログ－デジタル変換ユニットは、アナログセンサ信号、例えば、駆動ユニットに印加される電圧、駆動ユニットに印加される電流、および／または駆動ユニットに印加される磁界を、制御ユニットでの更なる処理のためにデジタル信号に変換するように設計されている。アナログ－デジタル変換ユニットがアナログ信号をサンプリングする際のサンプリング周波数は、センサ信号の周波数に応じて設定可能であることが好ましい。特に、サンプリング周波数は、選択される予め設定された特性プロファイルに応じて、すなわち、制御信号に応じて設定可能である。

アナログ－デジタル変換ユニットは、好ましくは、カウント法、シリアル法に基づいて、またはパラレル変換器によって、アナログセンサ信号をデジタル信号に変換する。このようにデジタル化されたセンサ信号は、バスシステムでの伝送に適している。特に、デジタル信号は、コンピュータを使った処理に適している。さらに、有利なことに、デジタル信号に変換されたセンサ信号は、環境の影響、特に外乱信号に関して、より信頼性の高い駆動ユニットの作動を可能にし、その結果、より信頼性の高い搬送プロセスを保証する。

さらに好ましくは、制御ユニットは、センサ信号を送信するために、信号ラインによってセンサ機能ユニットに直接接続され、かつ／または駆動ユニットを作動させるために、制御ラインを介して駆動ユニットに接続され、かつ／または制御信号を受信するために、かつ／または、搬送装置の動作データを送信するために、バスラインに接続されている。

この好ましい実施形態では、制御ユニットがセンサ機能ユニットに接続され、制御ユニットが信号ラインを介して駆動ユニットに接続されている。信号ラインは、好ましくは、デジタル信号を伝送するように設計されている。

制御ユニットは、特に、動作データを生成し、バスラインを介して当該データを送信するように設計されている。この動作データの処理により、モータ駆動式搬送ローラの動作状態の信号化が可能となり、別の搬送装置などの搬送プロセスに関わる他のコンポーネントが、動作データを使用してその制御動作を規定することができる。動作データの交換により、１つのモータ駆動式搬送ローラの動作状態を、別のモータ駆動式搬送ローラの動作状態とすることができ、よって、搬送システムにおいて、この目的のために、モータ駆動式搬送ローラの外部に中央制御ユニットまたは分散型制御ユニットを必要とすることなく、完全に実装された制御インテリジェンスで個々のモータ駆動式搬送ローラを制御することが可能になる。

また、動作データは、モータ駆動式搬送ローラに隣接して配置されたモータ駆動式搬送ローラに由来するデータであって、その隣接するモータ駆動式搬送ローラの動作状態を知らせるデータであってもよい。このため、制御ユニットは、搬送方向の上流側および／または下流側に配置されたモータ駆動式搬送ローラの動作データを受信するように、すなわち、その隣接するモータ駆動式搬送ローラが駆動しているか、または停止しているかを信号で知らせるように設計されるものであってもよい。このため、それぞれの搬送装置の動作データは、予め設定された同一のデータ構造を有することが好ましい。

また、搬送装置は、電圧による電圧供給の形態の電源を受け入れるために、電源インターフェースも備えることが好ましい。

電源インターフェースは、２４Ｖ、特に４８Ｖの電圧による電圧供給用に設計されていることが好ましい。特に、電源インターフェースは、制御ユニットおよび／または駆動ユニットおよび／またはセンサ機能ユニットのための電圧供給用に設計されている。搬送装置は、好ましくは単一の電源インターフェースを備える。搬送装置が２以上の電源インターフェースを有することも可能である。

さらに、駆動ユニットがブラシレス電気モータを含み、制御ユニットが電気モータを作動させるための整流電子部品を含むことが好ましい。

基本的には、制御ユニットも、駆動ユニットの電気モータを電子的に整流するように設計されていることが好ましい。これにより、電子的な整流がモータ駆動式搬送ローラの外部で行われ、それに対応して多数の区別された信号が区別された信号ラインを介してローラ本体に導入される状況が回避される。その代わり、ローラ本体内への信号の空間的に制限されることが多い導入は、少数の信号ラインを介して行うことができ、その結果、堅牢でコンパクトな構成を実現することができる。

また、制御ユニットは、好ましくは、１または複数の特性および／または１または複数の特性プロファイルが記憶されているメモリユニットを有し、各特性プロファイルには個別の２進化コードが割り当てられ、制御ユニットが、受信したセンサ信号を個別の２進化コードと比較し、受信したセンサ信号に対応する個別のコードが割り当てられた特性プロファイルで駆動ユニットを作動させるように設計されている。

本実施形態では、制御ユニットが電子メモリとしてのメモリユニットを有し、このメモリユニットには、１または複数の特性または特性プロファイルが格納されている。これらの特性プロファイルは、モータ駆動式搬送ローラの特定の駆動動作、例えば加速または制動、最大速度または対応するプロファイルを記述しており、結果として、時間の経過に伴うモータ駆動式搬送ローラの速度のプロファイルを一般的に記述することができる。しかしながら、特性プロファイルは、例えばセンサ信号および／または動作データに応じた特定の特性を提供するモータ駆動式搬送ローラの論理的動作、すなわち、モータ駆動式搬送ローラの論理プログラミングを結果的に反映するモータ駆動式搬送ローラの論理的動作を意味すると理解されたい。例えば、単一排出モードまたはブロック排出モードでのモータ駆動式搬送ローラの動作に関するプログラミングは、特性プロファイルとして記憶することができる。基本的には、複数の特性プロファイルがメモリユニットに記憶され、それにより、センサ信号と個々の２進化コードとの比較による対応する検索により選択され、その後、モータ駆動式搬送ローラの動作に使用されるようにすることが可能である。しかしながら、メモリユニットは、プログラミングの過程で単一の特性プロファイルがそこに記憶されるように設計することもでき、その単一の特性プロファイルがモータ駆動式搬送ローラの動作に使用されるものであってもよい。

さらに好ましい実施形態によれば、制御ユニットが、バスコード化されたプログラミング信号を受信し、プログラミング信号によって、センサ信号と特性との間の論理的な依存関係、および／またはセンサ信号と特性プロファイルとの間の論理的な依存関係、および／または特性プロファイルを、メモリユニットに記憶するように設計されている。

この実施形態では、制御ユニットによって受信され、制御シーケンスの割り当てによって、またはプログラミングコマンドのシーケンスによって特徴付けられるプログラミング信号によって、搬送ローラのための対応する制御シーケンスが実装される。この実装は、プログラミングコマンドのシーケンスに基づいた具体的なプログラミングによって行われるものであってもよく、あるいはメモリに記憶された予めプログラムされた制御シーケンスが制御シーケンスの割り当てに基づいて検索されて、割り当てられることによって行われるものであってもよい。制御シーケンス自体は、センサ信号と特性プロファイルとの間の論理的な依存関係によって形成されるものであってもよく、ここで、例えば、搬送方向の上流側または下流側に配置された駆動ユニットの更なるセンサ信号のより高度な依存関係が、記憶される制御シーケンスとして想定されることは自明である。また、駆動特性の対応するプロファイルを、センサ信号に応じて論理的に記憶し、またはセンサ信号のプロファイルに応じて記憶し、制御の基礎とすることも可能である。最後に、プログラミング信号は、特性プロファイルの１つの特性のみを記憶する役割を果たし、その特性プロファイルが、対応する論理的な組合せを通じて、搬送ローラの制御シーケンスに使用され、すなわち、例えば、更なる論理的な依存関係を通じてセンサ信号に応じて制御シーケンスに設定される。

ここで、プログラミングコマンドがバスコード化されていることが特に好ましい。これにより、第一に、プログラミングコマンドをバスラインを介して送信することが可能になり、第二に、このようにして、バスラインに接続されている特定の搬送ローラのターゲットプログラミングが可能になる。

さらに好ましい実施形態では、制御ユニットが、センサ信号および／または制御信号に応じて、駆動ユニットを待機動作モードと搬送動作モードとの間で交互に切り替えるように設計されている。

搬送動作モードでは、制御ユニットが、選択された特性プロファイルに応じて駆動ユニットを作動させ、その結果、モータ駆動式搬送ローラが、実質的に一定の速度で、かつ／または実際の速度から設定速度まで増加する速度で、または実際の速度から設定速度まで低下する速度で、回転することが好ましい。待機動作モードでは、モータ駆動式搬送ローラの駆動ユニットが駆動しないことが好ましい。しかしながら、待機動作モードでは、好ましくは、制御ユニットが、センサ信号に応じて、モータ駆動式搬送ローラを駆動するために、駆動ユニットを直接作動させることができる。具体的に、待機動作モードでは、駆動ユニットは完全には停止しない。

さらに、センサ信号が搬送方向において自由空間から占有空間への変化、または占有空間から自由空間への変化を知らせる場合、駆動ユニットが待機動作モードから搬送動作モードに切り替わり、かつ／または、センサ信号が搬送方向において自由空間から占有空間への変化、または占有空間から自由空間への変化を知らせる場合、駆動ユニットが搬送動作モードから待機動作モードに切り替わることが好ましい。

さらに、搬送ローラおよびベルトドライブを有し、搬送ローラの駆動のために、モータ駆動式搬送ローラがベルトドライブによって搬送ローラに接続されている実施形態も好ましい。

この好ましい実施形態では、モータ駆動式搬送ローラが、ベルトドライブによって搬送ローラを駆動するようになっている。ベルトドライブは、例えば、Ｖベルト、ポリＶベルトまたは丸ベルトである。具体的に、センサ機能ユニットは、ベルトドライブを介してモータ駆動式搬送ローラにより受動的に駆動される搬送ローラの回転運動を検出するように設計されている。受動的に駆動される搬送ローラの回転運動は、好ましくは、どの駆動ユニットが作動されるのかに応じて、センサ信号に対応することができる。

本発明の更なる態様によれば、本発明の目的は、冒頭で述べたタイプの搬送デバイスであって、搬送装置の上述した実施形態の何れかに係る１または複数の搬送装置を備える搬送デバイスによって達成される。

本発明の第３の態様によれば、本発明の目的は、冒頭で述べたタイプのモータ駆動式搬送ローラによって達成され、このモータ駆動式搬送ローラが、ローラ軸を中心に回転可能に取り付けられたローラ本体と、ローラ本体内に配置された駆動ユニットであって、ローラ本体および軸要素に機械的に結合され、軸要素とローラ本体との間にトルクを発生させるように設計された駆動ユニットと、ローラ本体内に配置された制御ユニットであって、制御信号を受信し、制御信号応じて、制御信号により予め設定された特性で駆動するために駆動ユニットを作動させるように設計された制御ユニットと、ローラ本体内に配置されたセンサ機能ユニットとを備え、制御ユニットが、信号ラインを介してセンサ機能ユニットのセンサ信号を受信するように設計され、制御ユニットが、信号ラインを介して受信したセンサ信号をデジタル信号に変換するために、かつ、デジタル信号に変換されたセンサ信号を、好ましくはバスラインを介して、ローラ本体から送信するために、アナログ－デジタル変換ユニットを備える。

本発明の第４の態様によれば、本発明の目的は、冒頭で述べたタイプの方法であって、上述した実施形態に係る搬送デバイスを提供するステップ、および／または搬送するための被搬送物を検出するステップ、および／または１または複数の搬送装置を待機動作モードから搬送動作モードに切り替えるステップ、および／または被搬送物を搬送するステップを含む方法によって達成される。

第１の好ましい実施形態によれば、搬送が、単一排出モードでの搬送またはブロック排出モードでの搬送を含む。

さらに好ましくは、搬送のために被搬送物を搬送するステップが、選択された特性プロファイルに応じて、実質的に一定の速度で搬送すること、および／または実際の速度から設定速度まで増加する速度で搬送すること、および／または実際の速度から設定速度まで低下する速度で搬送することを含む。

本発明に係る方法は、特に、上述した搬送装置によって実行することができる。さらに、本発明に係る方法は、特に好ましくは、本発明に係る制御デバイスの上述した開発によって提供されるそれらの方法ステップを有するように、またはそれを可能にするように、開発されることを理解されたい。

これらの更なる態様およびその可能な発展の利点、設計の変形および設計の詳細に関しては、被搬送物を搬送するための搬送装置の対応する特徴に関する上記説明を参照されたい。

添付の図面に基づいて、本発明の好ましい実施形態を例として説明する。それら図面において、同一または機能的に実質的に同一または類似の要素は、同じ符号で示す。
図１は、本発明に係る搬送装置の好ましい例示的な一実施形態の縦断面図を示している。 図２は、本発明に係る搬送装置の好ましい例示的な別の実施形態の縦断面図を示している。 図３は、本発明に係る搬送装置の好ましい例示的な別の実施形態の概略平面図を示している。 図４は、本発明に係る搬送デバイスの概略平面図を示している。

図１および図２を参照すると、モータ駆動式の搬送ローラ１００を有する搬送装置１が示されており、この搬送装置は、ローラ本体１０を有し、そのそれぞれの端部側には、第１の軸要素１５および第２の軸要素１６が突出している。モータ駆動式搬送ローラは、それらの軸要素によって、搬送経路に沿って延びるフレーム１０３に取り付けられている。ここで、２つの軸要素１５、１６は、トルクに関して固定的にフレーム１０３に取り付けられている。ローラ本体１０は、軸要素１５、１６を中心に回転可能に取り付けられている。この回転可能な取り付けは、ローラ本体の第１の端部１１に挿入されたエンドキャップ１３に固定された第１の転がり軸受１７によって実現され、この第１の転がり軸受は、ローラ本体１０を第１の軸要素１５に回転可能に取り付ける。さらに、ローラ本体の第２の端部１２には、エンドキャップ１４が挿入され、このエンドキャップには、ローラ本体１０を第２の軸要素１６に回転可能に取り付ける第２の転がり軸受１８が取り付けられている。ここで、第２のエンドキャップ１４は、さらに、ローラ本体から軸方向に突出する円周面を一体的に有し、この円周面は、複数の環状溝１４ａにより、専用のモータ駆動装置を持たない隣接して位置する他の搬送ローラ１０１に、ポリＶベルト１０２によってトルクを出力することを可能にする。このようにして、モータ駆動式搬送ローラ１００は、複数の受動的に駆動されるローラ１０１を有する搬送ゾーンで使用することができ、搬送ゾーンにおいて、受動的に駆動される搬送ローラ１０１を駆動する役割を果たす。この例示的な実施形態では、搬送装置１が搬送ゾーンである。

ローラ本体１０の内部空間には、さらに、２つの軸要素１５、１６の一方または両方と、ローラ本体１０との間にトルクを発生させることができる駆動ユニット２０が配置されている。ローラ本体１０が回転可能に取り付けられている軸は、図示の実施形態では、軸スタブの形態の２つの軸要素１５、１６によって形成されている。代替的には、ローラ本体を貫通して延びる連続した軸を設けることも可能である。駆動ユニット２０は、トルクを直接発生させる電気モータ２１を含むことができ、この電気モータは、ステータにより、軸要素１５、１６の一方または両方にトルクに関して固定的に結合され、ロータにより、ローラ本体１０にトルクに関して固定的に結合されている。駆動ユニット２０は、さらに、電気モータ２１の回転速度を落としてそのトルクを増大させるために、トランスミッション２２も含むことができる。例えば、遊星トランスミッションや平歯車トランスミッションが使用されて、それらが電気モータ２１とともに、軸スタブまたは軸要素１５、１６とローラ本体１０との間のトルク伝達チェーンに組み込まれるようにしてもよい。

駆動ユニット２０は、制御ユニット３０によって、センサ機能ユニット４０に応じて作動される。制御ユニット３０は、ブラシレス電気モータ２１の場合、整流電子部品を有することができる。しかしながら、特に、制御ユニット３０は、受信したセンサ信号に基づいて、場合によっては動作データに応じて、論理的な制御決定を行うように設計されている。そのような制御ユニット３０は、一方では、図１に示す例示的な実施形態のように、ローラ本体１０の外側に配置されるものであってもよく、他方では、図２に示す例示的な実施形態のように、ローラ本体１０の内部に配置されるものであってもよい。図１に示すように、外部に位置する制御ユニット３０からは、信号ライン４１が軸要素１５の長手方向のボアを通って、ローラ本体内に位置するセンサ機能ユニット４０に導かれている。さらに、ライン４２は、軸要素１５を介して電気モータ２１に導かれ、このラインは、電気モータに電力を供給して、電気モータを作動させる。それらのライン４１、４２は、基本的にアナログ信号ラインの形態であり、これに対応して制御ユニットから電気モータへと、またセンサから制御ユニットへとアナログ信号を伝送することが可能であり、その逆も可能である。代替的には、制御ユニットとセンサまたは電気モータとの間の信号伝送は、デジタル信号の形態、特にバス信号の形態で行われるものであってもよく、その場合、ローラ本体内のセンサおよび電気モータに、対応するデコード回路の存在が必要となる。

図２の例示的な実施形態に示す制御ユニット３０は、メモリユニット３２を含む。メモリユニット３２では、モータ駆動式搬送ローラ１００の不変特性値、例えば、そのシリアル番号やそのトランスミッションの減速比などが記憶され、別のモータ駆動式搬送ローラや、別の制御ユニット、例えば上位の制御ユニットへのデータ伝送に利用することができる。さらに、センサ機能ユニット４０から提供されるセンサ信号を記憶することができる。さらに、メモリユニット３２は、モータ駆動式搬送ローラ１００の可変動作データ、例えば、その動作時間数、最高到達温度などの動作温度を特徴付ける特性値、回転速度、トルクなどを特徴付けるための特性値などを記憶することができる。それらの記憶データは、モータ駆動式搬送ローラに関する特性データを、例えば、ローラ本体の外側に位置する別の搬送装置の制御ユニットの信号受信機に送信するために、ローラ本体から送信されるように機能することができる。

さらに、メモリユニット３２は、１または複数の制御シーケンスを、特性プロファイルに応じて記憶することができ、この制御シーケンスに従って、制御ユニットは、センサ機能ユニット４０のセンサデータと、場合によってはモータ駆動式搬送ローラ１００の動作データとの論理的な組み合わせに応じて、かつそれに従って、駆動ユニット２０を作動させる。例えば、単一排出モード用の制御シーケンスを記憶することができ、また、ブロック排出モード用の制御シーケンスも記憶することができ、あるいはそれら２種類の制御シーケンスを、例えば搬送速度、加速ランプ、駆動トルクプロファイルなどの様々な特性とともに記憶することができる。一方で、それらの様々な制御シーケンスは、対応するデータの入力によって制御ユニット３０に外部からプログラム可能であり、それに対応して、制御ユニットは、プログラミングのために、対応するプログラミング信号を受信するように設計されるものであってもよい。特に、プログラミング信号によって、センサ信号と特性との間の論理的依存関係、センサ信号と特性プロファイルとの間の論理的依存性、さらには制御シーケンスをプログラムして、メモリユニット３２に記憶することができる。代替的には、特性プロファイルも、メモリユニット３２に記憶することができ、対応するセンサ信号を受信した場合に、それを制御ユニット３０によりメモリユニット３２から読み出して、駆動ユニット２０の制御シーケンスに使用することができる。その場合、各制御シーケンスには、対応するセンサ信号が割り当てられ、制御ユニット３０は、対応する比較を実行するように設計される。論理データ処理およびシーケンス制御のために、制御ユニットは、ブラシレス電気モータ２１のための整流電子部品を備えたデータ処理ユニット（ＣＰＵ）３３を含む。

この目的のために、制御ユニット３０は、図４に示すように、バスライン４３によって、１または複数の別の搬送装置に接続されている。このため、バスライン４３は、中空軸として設計されている第１の軸要素１５を通って導かれる。さらに、中空軸を介して電力ライン４４が配置されており、この電力ラインは、駆動ユニット２０、制御ユニット３０およびセンサ機能ユニット４０のための電力の伝達を提供する。電気モータ２１は、ライン４２によって制御ユニットに接続され、センサ機能ユニット４０は、信号ライン４１によって制御ユニットに接続され、そのラインまたは信号ラインは、アナログまたはデジタル伝送のために設計されるものであってもよい。

具体的に、センサ機能ユニット４０は、搬送対象の被搬送物の有無を検出するセンサを備える。例えば、図１に示す例示的な実施形態のセンサは、被搬送物がモータ駆動式搬送ローラ１００と係合すると直ぐに、重量の変化から搬送対象の被搬送物の存在を検出する。その後、制御ユニットは、センサ信号に応じて、また、選択される予め設定された特性プロファイルに応じて、例えば、特定の搬送速度に対する特定の駆動トルクプロファイルを使用して、駆動ユニットを作動させる。図２に示す例示的な実施形態では、電気モータ２１自体がセンサ機能ユニット４０である。この好ましい例示的な実施形態では、センサ信号が、電気モータ２１の磁界強度である。被搬送物がモータ駆動式搬送ローラ１００と係合することにより、ローラ本体１０は、電気モータ２１のステータに対して、ロータとともに回転し、それにより、変化するセンサ信号をもたらす。図２に示す例示的な実施形態では、制御ユニットに内蔵されたアナログ－デジタル変換ユニット３１が、駆動ユニットを作動させるために、アナログセンサ信号をデジタル信号に変換する。

さらに、センサ機能ユニット４０は、ローラ本体の温度を検出してそれを制御ユニットに信号で送るように設計された、例えば温度センサなどの更なるセンサを含むことができる。温度センサは、例えば、ローラの過負荷を検出し、制御ユニットが、温度データに基づいて、対応する制御信号を駆動ユニットに出力することで、対応する論理反応を実行できるように機能する。

図３は、図２に示す搬送装置に基づく搬送装置の更なる例示的な実施形態を示している。この目的のために、非モータ駆動式搬送ローラの形態をとる３つの受動的に駆動される搬送ローラ１０１が、モータ駆動式搬送ローラ１００とともに搬送ゾーンを形成する。モータ駆動式搬送ローラ１００と同様に、受動的に駆動される搬送ローラ１０１は、フレーム１０３に回転可能に取り付けられている。モータ駆動式搬送ローラ１００は、ポリＶベルト１０２によって、受動的に駆動される搬送ローラ１０１を駆動する。１つのモータ駆動式搬送ローラ１００の作動により、それぞれの搬送ゾーンにある３つの搬送ローラ１０１をまとめて回転させることができる。この構成によれば、各搬送ゾーンには、それぞれの搬送ゾーンにおける搬送対象の被搬送物の存在を検出することができる少なくとも１のセンサ機能ユニットが設けられている。

さらに、受動的に駆動される搬送ローラ１０１は、駆動ユニット２０を作動させるためのセンサ信号を発信することができる。搬送方向Ｆにおいて第１の搬送ローラ１０１が搬送対象の被搬送物と係合すると、搬送ローラ１０１の回転が生じる。ベルトドライブ１０２は、この回転運動をモータ駆動式搬送ローラに伝達し、この回転運動は回転速度センサによって検出することができ、それに対応して、制御ユニットは駆動ユニットを作動させることができる。

最後に、図４は、図３に示す例示的な実施形態に係る２つの搬送装置１を搬送方向Ｆに直列に配置してなる搬送デバイス２の好ましい例示的な実施形態を示している。

１ 搬送装置
２ 搬送デバイス
１０ ローラ本体
１１ ローラ体の第１の端部
１２ ローラ体の第２の端部
１３ エンドキャップ
１４ エンドキャップ
１４ａ 環状溝
１５ 軸要素、軸スタブ
１６ 軸要素
１７ 転がり軸受
１８ 転がり軸受
２０ 駆動ユニット
２１ 電気モータ
２２ トランスミッション
３０ 制御ユニット
３１ アナログ－デジタル変換ユニット
３２ メモリユニット
３３ ＣＰＵ、整流電子部品
４０ センサ機能ユニット
４１ 信号ライン
４２ 制御ライン
４３ バスライン
４４ 電力ライン
１００ モータ駆動式搬送ローラ
１０１ 受動的に駆動される搬送ローラ
１０２ ポリＶベルト
１０３ フレーム
Ａ ローラ軸
Ｆ 搬送方向

Claims (18)

1. 被搬送物を搬送するための搬送装置（１）において、
   －モータ駆動式搬送ローラ（１００）であって、
   ・ローラ軸（Ａ）を中心に回転可能に取り付けられたローラ本体（１０）と、
   ・前記ローラ本体（１０）内に配置された駆動ユニット（２０）であって、前記ローラ本体（１０）および軸要素（１６）に機械的に結合され、前記軸要素（１６）と前記ローラ本体（１０）との間にトルクを発生させるように設計された駆動ユニット（２０）と、を有するモータ駆動式搬送ローラと、
   －前記ローラ本体（１０）内に配置され、前記モータ駆動式搬送ローラ（１００）により搬送される被搬送物を検出するように設計されたセンサ機能ユニット（４０）と、
   －信号を伝送するために前記センサ機能ユニット（４０）に接続された制御ユニット（３０）とを備え、
   前記制御ユニット（３０）が、前記センサ機能ユニットからセンサ信号を受信し、前記センサ信号に応じて前記駆動ユニット（２０）に制御信号を送信するよう設計され、
   前記制御信号が、搬送動作モードにおいて、前記制御信号により予め設定される特性プロファイルを有する前記モータ駆動式搬送ローラの駆動のためのデータを含むことを特徴とする搬送装置。
2. 請求項１に記載の搬送装置（１）において、
   前記制御ユニット（３０）が、前記ローラ本体（１０）内に配置されていることを特徴とする搬送装置。
3. 請求項１または２に記載の搬送装置（１）において、
   前記センサ機能ユニット（４０）が、センサ信号としてアナログ信号を提供することを特徴とする搬送装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の搬送装置（１）において、
   －前記駆動ユニット（２０）が、前記センサ機能ユニット（４０）を含むか、または前記センサ機能ユニット（４０）であり、かつ／または、
   －前記センサ機能ユニット（４０）が、前記駆動ユニットとは別のセンサを含むか、または前記駆動ユニットとは別のセンサであることを特徴とする搬送装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の搬送装置（１）において、
   前記センサ信号をデジタル信号に変換するように設計されたアナログ－デジタル変換ユニット（３１）を備え、
   －前記制御ユニット（３０）が、前記アナログ－デジタル変換ユニット（３１）を含み、かつ／または、
   －前記センサ機能ユニット（４０）が、前記アナログ－デジタル変換ユニット（３１）を含むことを特徴とする搬送装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の搬送装置（１）において、
   前記制御ユニット（３０）は、
   －前記センサ信号を送信するために、信号ライン（４１）により前記センサ機能ユニット（４０）に直接接続され、かつ／または、
   －前記駆動ユニット（２０）を作動させるために、制御ライン（４２）を介して前記駆動ユニットに接続され、かつ／または、
   －前記制御信号を受信するために、かつ／または、前記搬送装置（１）の動作データを送信するために、バスライン（４３）に接続されていることを特徴とする搬送装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の搬送装置（１）において、
   電圧による電圧供給の形態で電源を受け取るための電源インターフェースを備えることを特徴とする搬送装置。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の搬送装置（１）において、
   前記駆動ユニット（２０）が、ブラシレス電気モータ（２１）を備え、前記制御ユニット（３０）が、電気モータ（２１）を作動させるための整流電子部品を備えることを特徴とする搬送装置。
9. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の搬送装置（１）において、
   前記制御ユニット（３０）が、１または複数の特性および／または１または複数の特性プロファイルが記憶されているメモリユニット（３２）を有し、各特性プロファイルには個別の２進化コードが割り当てられ、前記制御ユニット（３０）が、受信したセンサ信号を個別の２進化コードと比較し、受信したセンサ信号に対応する個別のコードが割り当てられた特性プロファイルで前記駆動ユニット（２０）を作動させるように設計されていることを特徴とする搬送装置。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の搬送装置（１）において、
    前記制御ユニット（３０）が、バスコード化されたプログラミング信号を受信するとともに、前記プログラミング信号によって、
    －センサ信号と特性との間の論理的な依存関係、および／または、
    －センサ信号と特性プロファイルとの間の論理的な依存関係、および／または、
    －特性プロファイル
    をメモリユニットに記憶するように設計されていることを特徴とする搬送装置。
11. 請求項１乃至１０の何れか一項に記載の搬送装置（１）において、
    前記制御ユニット（３０）が、センサ信号および／または制御信号に応じて、前記駆動ユニット（２０）を待機動作モードと搬送動作モードとの間で交互に切り替えるように設計されていることを特徴とする搬送装置。
12. 請求項１乃至１１の何れか一項に記載の搬送装置（１）において、
    －前記駆動ユニット（２０）は、前記センサ信号が搬送方向（Ｆ）において自由空間から占有空間へ、または占有空間から自由空間への変化を示す場合に、待機動作モードから搬送動作モードに切り替わり、かつ／または、
    －前記駆動ユニット（２０）は、前記センサ信号が搬送方向（Ｆ）において自由空間から占有空間へ、または占有空間から自由空間への変化を示す場合に、搬送動作モードから待機動作モードに切り替わることを特徴とする搬送装置。
13. 請求項１乃至１２の何れか一項に記載の搬送装置（１）において、
    搬送ローラ（１０１）およびベルトドライブ（１０２）を備え、前記搬送ローラ（１０１）の駆動のために、前記モータ駆動式搬送ローラ（１００）が、前記ベルトドライブによって、受動的に駆動される搬送ローラ（１０１）に接続されていることを特徴とする搬送装置。
14. 被搬送物を搬送するための搬送デバイス（２）であって、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の搬送装置（１）を１または複数備えることを特徴とする搬送デバイス。
15. 被搬送物を搬送するためのモータ駆動式搬送ローラ（１００）であって、
    －ローラ軸（Ａ）を中心に回転可能に取り付けられたローラ本体（１０）と、
    －前記ローラ本体（１０）内に配置された駆動ユニット（２０）であって、前記ローラ本体（１０）および軸要素（１６）に機械的に結合され、前記軸要素（１６）と前記ローラ本体（１０）との間にトルクを発生させるように設計された駆動ユニットと、
    －前記ローラ本体（１０）内に配置された制御ユニット（３０）であって、制御信号を受信し、前記制御信号に応じて、前記制御信号により予め設定される特性で駆動するために前記駆動ユニット（２０）を作動させるように設計された制御ユニットと、
    －前記ローラ本体（１０）内に配置されたセンサ機能ユニット（４０）とを備え、
    －前記制御ユニット（３０）が、信号ライン（４１）を介して前記センサ機能ユニット（４０）のセンサ信号を受信するように設計され、
    －前記制御ユニット（３０）が、前記信号ライン（４１）を介して受信したセンサ信号をデジタル信号に変換するために、かつ、デジタル信号に変換されたセンサ信号を、好ましくはバスライン（４３）を介して、前記ローラ本体（１０）から送信するために、アナログ－デジタル変換ユニット（３１）を備えることを特徴とするモータ駆動式搬送ローラ。
16. 被搬送物を搬送するための方法であって、
    －請求項１５に記載の搬送デバイス（１）を提供するステップ、および／または、
    －搬送するための被搬送物を検出するステップ、および／または、
    －１または複数の搬送装置を待機動作モードから搬送動作モードに切り替えるステップ、および／または、
    －被搬送物を搬送するステップを備えることを特徴とする方法。
17. 請求項１６に記載の方法において、
    前記搬送が、単一排出モードでの搬送、またはブロック排出モードでの搬送を含むことを特徴とする方法。
18. 請求項１６または１７に記載の方法において、
    搬送対象の被搬送物の搬送が、選択された特性プロファイルに応じて、
    －実質的に一定の速度で搬送すること、および／または、
    －実際の速度から設定速度まで増加する速度で搬送すること、および／または、
    －実際の速度から設定速度まで低下する速度で搬送することを含むことを特徴とする方法。

Images