JP2561140B2 - 軽接触給送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、物品を物品処理機械に自動的に給送する装
置、特に、不規則な間隔をおいて搬送されてきた物品の
位置を連続補正して、物品を適宜な速度及び間隔で横形
包装機械等の受取コンベヤに給送する装置に関する。

従来技術及び発明が解決しようとする課題 横形包装機械は普通はコンベヤを使って、一連の物品
を搬送方向に相隔てて包装部に給送し、そこで１つ又は
それ以上の物品を各々の包装パッケージに入れるのが普
通である。普通、このような包装機械は、供給コンベヤ
から物品を受取りかつ包装機械の受取コンベヤに対応す
る適宜な速度及び間隔に補正する給送装置と共に使われ
る。給送装置は通常物品集積コンベヤを備えている。こ
の集積コンベヤは供給コンベヤから受取った物品を高速
で運搬することによって給送装置の給送部に集積させ
る。このような給送装置は、突合わさった状態の物品間
の当接圧力が強過ぎて損傷を受ける惧れのあるようなき
ゃしゃな物品では満足に動作しないことがある。

本願の発明者は、サーボ駆動の一対の平ベルトコンベ
ヤを備えコンピュータ制御される軽接触給送装置を米国
特許出願通し番号第06/929,457号において提案した。こ
の従来の２本ベルト給送装置は、不規則な間隔をおいて
搬送されて来た物品を受取り、それらを軽く接触させて
突合せ、その後、それらを隔てかつ搬送速度を調整して
包装機械の受取コンベヤに渡す。この２本ベルト給送装
置はコストが比較的安く、物品の摩擦特性が比較的一様
であれば、１つずつの物品を最大で毎分300個の速度で
給送することができる。物品の摩擦特性が大幅に変化す
る場合、この速度は低下する。この２本のベルト給送装
置は、間欠的に速度を変えることにより、物品を対の群
とすることができるという特徴を有する。このように対
の群にすることは、間欠的な速度変化においては加速が
制限されるため、給送速度が低い時にしか達成されな
い。

従来提案された、２本の平ベルトを用いるコストの安
い軽接触給送装置で達成し得るよりも一層速い速度で、
物品を１つずつ又は対をなして正確に給送する平ベルト
形の軽接触給送装置を用いることが多くの用途において
望ましい。

発明の要約 本発明は、不規則な間隔をおいて搬送された物品を受
取って、これらの物品を一旦軽く接触させ突合せた後
に、適宜な速度及び間隔を持たせて、包装機械等の受取
コンベヤに渡す高性能の軽接触給送装置を提供する。本
発明では、サーボモータによって個別に駆動される４個
の平ベルトコンベヤを用いる。これらのモータを自動的
に制御して、物品間のすき間をなくし、その後、物品を
包装機械等の受取コンベヤに対応する所定の速度に設定
しかつ相隔てる。すなわち、各々の物品の速度を個々に
調整して互いに一旦軽く当接させた後、包装機械又はそ
の他の物品処理機械の受取コンベヤに対応する適宜速度
及び間隔に調整する。

物品は軽く接触するだけであるから、きゃしゃな物
品、又は不規則な形を持つ物品でも、本発明によって適
宜な搬送速度及び間隔で包装機械等に対して搬送するこ
とができる。モータ制御装置は、長さの異なる物品をも
給送することができる。また、この制御装置は、到来す
る物品の速度を監視し、給送装置及び包装機械の速度を
制御して軽く突合わさった物品が集積する度合いを所定
限度内に押えることが可能であり、また、物品の供給の
開始及び停止に応答して、自動的に始動及び停止するこ
とができる。不規則な間隔で供給されうる物品も、本発
明の供給装置により、一様な間隔に離間され、そして比
較的高速に対の群にまとめられる。

本発明において第１及び第２の平ベルトコンベヤは、
発明者が前述の米国特許出願通し番号第06/929,457号に
記載した発明の２本の平ベルトコンベヤと同じように作
用する。この従来技術を基礎として、それを改善するた
め、さらに第３、第４のサーボ駆動の平ベルトコンベヤ
と、これと協働する制御装置を取入れて、物品を個々に
又は対として、正確かつ高速に給送することができるよ
うにした。本発明の方法は、４つのサーボ駆動の平ベル
トコンベヤを用いるが、第４の平ベルトコンベヤの長さ
は、包装される個々の物品の長さと比例していることを
必要とする。

実施例 第１図に示す自動給送及び包装装置は、物品供給コン
ベヤ（Ｓ）を含み、この供給コンベヤ（Ｓ）は、そのベ
ルト（１）上に不規則な間隔をおいて載置された物品
（２）を供給装置（４）に供給する。給送装置（４）は
モジュール化されている。供給装置（給送モジュール）
（４）は、物品の間の距離を調節する。このため物品
（２）は等間隔に離間され受取コンベヤ（11）の速度に
等しい速度で、包装機械（Ｗ）に送り出される。移送コ
ンベヤ（TC）（第１図、第２図、第3A図及び第3B図）
は、物品（２）をベルト（3a），（3b）によって、給送
装置（４）と一直線上に並ぶ包装機械（Ｗ）（第3B図）
の受取コンベヤ（11）、又は給送装置（４）に対して斜
めの角度に配置された包装機械の受取コンベヤ（11）
（第3A図）まで搬送する。同様な移送コンベヤ（図面に
示してない）を使って、給送装置に対して直角に配置さ
れた包装コンベヤに物品を移送することもできる。包装
コンベヤと給送装置（４）の間に他の色々な形式の移送
装置を接続することができる。

給送装置（４）（第１図、第２図及び第４図）は、物
品の間隔を変更して物品を集積させる第１のコンベヤ
（Ｇ）と、物品の速度調整を行う第２のコンベヤ（Ｍ）
とを備えている。第１及び第２のコンベヤは、給送装置
（４）のキャビネット部分（4a）に取付けられた電子回
路に応答して供給コンベヤ（Ｓ）から運ばれてくる物品
（２）の間のすき間間隔を次々と調節する。

給送装置（４）（第１図乃至第４図）の第１乃至第４
のコンベヤ（Ｇ），（Ｍ），（Ａ），（Ｐ）の各々に
は、複数個のローラ（６）と、これらのローラに掛回さ
れた平ベルト（5a〜5d）（第４図）が設けられている。
平ベルト（5a〜5d）はそれぞれ、駆動ベルト（８）を介
して第１乃至第４のモータ（M1〜M4）によって回転駆動
される駆動ローラ（７）によって駆動される。モータ
（M1〜M4）の回転位置及び速度は、これらのモータとそ
れぞれ協働する第１乃至第４のエンコーダ（E1〜E4）及
びこれらのエンコーダとそれぞれ協働するタコメータ
（T1〜T4）（図４及び図５）によって監視される。モー
タの速度は、運動制御装置（14a−14d）及びサーボモー
タ制御装置（コントローラ）（15a−15d）の閉ループ動
作を与えるため、配線（21a−21d）を介してサーボモー
タ制御装置（15a−15d）によって監視され、これにより
コンベヤベルト5a−5dの加速を制御する。エンコーダ
（E1〜E4）は速度及び位置に関する情報信号を出力す
る。この信号はデジタル信号であり、プログラム可能な
論理制御装置（13）（コンピュータ）によって直接的に
処理される。タコメータ（T1〜T4）はDCサーボモータ
（M1〜M4）に対して用いられるアナログ速度信号を与え
る。デジタルエンコーダは、論理制御回路による早い計
算に必要とされるデジタル情報を与え、一方アナログタ
コメータはDCモータを制御するために必要なアナログ信
号を与える。ローラ（６）及び駆動ローラ（７）の各々
は若干クラウンが付いていて、各々の端の直径が小さ
く、従ってベルト（5a〜5d）がローラの両端に対応して
自動的にセンタ振り分けされている。物品（２）を第１
のコンベヤ（Ｇ）上で軽く接触させて突合せる必要があ
るから、物品を拘束するために側面案内部が必要であ
る。この軽い圧力での突合せにより、きゃしゃな物品の
損傷が最小限に抑えられる。ローラ（６）及び（７）は
ベルト（5a〜5d）の内側部分にしか接触せず、このため
物品の残渣がローラ上にたまることがない。コンベヤの
下方に収集槽を配置して、ベルトから落下して来るばら
ばらの粒子を収集することができる。ベルトを掃除又は
交換のために取外すのは容易である。各々のベルトに対
して個別のサーボ駆動モータがあることにより、各々の
コンベヤモジュールの応答の良い独立の制御が行なわれ
る。物品（２）の有無が、コンベヤ（Ｓ），（Ｇ），
（Ａ）及び（TC）（第２図、第４図、及び第５図）の上
方に取付けられたセンサ、例えばフォトセル（9a）乃至
（9g）によって検出される。フォトセルは、コンベヤ上
の物品がそれを直接横切るというような位置であればこ
の他の位置に取付けてもよい。フォトセル（9a〜9g）の
出力信号は制御回路（10）（第５図）に送出され、この
回路が個別のモータ（M1〜M4）（第４図及び第５図）及
びこれらと協働するコンベヤベルト（5a−5d）の速度を
制御して、物品（２）の搬送間隔と搬送速度を制御す
る。

実施例においては、第１、第２及び第３のフォトセル
（9a,9b,9c）は第１の給送コンベヤ（Ｇ）に隣接して設
けられており、これらのフォトセルの位置に来る物品を
検出して信号を発生させる。第４及び第５のフォトセル
（9d,9e）は第３の給送コンベヤ（Ａ）に隣接して設け
られており、これらのフォトセルの位置に来る物品を検
出して信号を発生させる。第４のフォトセル（9d）は、
第２の給送コンベヤ（Ｍ）から第３の給送コンベヤ
（Ａ）へ渡された物品の間隔及び速度を受取コンベヤフ
ライト（Ｆ）の速度及び間隔に一致させて第４の給送コ
ンベヤ（Ｐ）に給送するように第３の給送コンベヤ
（Ａ）の速度を連続制御するために、第３の給送コンベ
ヤ（Ａ）上の物品を検出する。第５のフォトセル（9e）
は、第４の給送コンベヤ（Ｐ）を連続制御して第３の給
送コンベヤ（Ａ）から渡され第４の給送コンベヤ（Ｐ）
上に位置する個々の物品を受取コンベヤフライト（Ｆ）
に同期させるため、第４の給送コンベヤ（Ｐ）へ給送さ
れる第３の給送コンベヤ（Ａ）上の離間された物品を検
出する。第４及び第５のフォトセル（9d,9e）が発生す
る信号は、第４の給送コンベヤ（Ｐ）の速度を連続制御
して個々の物品をフライトコンベヤのフライトに同期さ
せるためプログラム可能な論理制御装置（13）によって
処理される。

第１のコンベヤ（Ｇ）は連続的にその速度を補正し
て、物品を互いに軽く接触させ突合せ状態になるように
物品（２）の位置を変える。包装機械（Ｗ）のフライト
コンベヤタイプの受取りコンベヤ（11）（第3A図及び第
3B図）の複数個の押子（プッシヤ）（Ｕ）の間に一連の
空間（F,F）（本明細書において「フライト」とい
う。）が形成され、フライト内に搬入された物品は押子
に押されて包装機械（Ｗ）の包装部（図面省略）に対し
て適宜同期して送り出される。なお、物品を包装部に対
して適宜送り出すため受取コンベヤの正規位置に物品を
保つために、摩擦が大きい材料のコンベヤベルト材料を
使うことにより、押子（Ｕ）を省略することができる。
第２のコンベヤ（Ｍ）を連続的に速度補正して、突合せ
状態の物品の速度を横形包装機械（Ｗ）の受取コンベヤ
（11）（第１図）のフライト（F,F）に対応するように
調整する。この速度補正後に、個々の物品は、第３のコ
ンベヤ（Ａ）（第１図、第２図、第3A図及び第3B図）に
よって、包装機械の受取コンベヤ（11）の速度と一致す
る速度まで加速されて、そのフライトに対して適宜な速
度を持つようになっている。第２のコンベヤ（Ｍ）は、
個々の物品を第３のコンベヤ及び包装機械への移送のた
めに、突合せ状態の物品の団塊の中の次の先頭の物品の
搬送速度を補正する。

第４のコンベヤ（Ｐ）における同期精細調整モードで
は、第４のコンベヤ（Ｐ）が通過する各々の物品（２）
を個別に、受取コンベヤ（11）、正確に言えば、その任
意のフライト（F,F）の位置に同期させる。これは、個
々の物品の摩擦特性がかなり異なるときでも、給送装置
（４）が個々の物品を比較的速い給送速度で正確に位置
決めすることを可能にする高精度調整モードである。こ
の動作モードでは、第４のコンベヤ（Ｐ）は、物品が第
２のコンベヤ（Ｍ）から第３のコンベヤである加速コン
ベヤ（Ａ）へと移送されその移送速度が上昇したことに
よって生じた物品の摩擦誤差による加速コンベヤ（Ａ）
に於ける物品（２）の位置の誤差を補正する。

第４のコンベヤ（Ｐ）は、連続的に送られてくる物品
を対の群にして包装機械に送り出すことができる。すな
わち、給送装置が物品（２）を対にグループ化するモー
ドになっているとき、コンベヤ（Ｐ）は、物品（２）を
対の群にして、受取コンベヤ（11）又はその任意のフラ
イト位置に対応するようにその対の群を適宜速度に調整
しかつ一様な間隔に隔てる役目をする。物品の対グルー
プ化モード“A"では、コンベヤ（Ｐ）は、対の内の後続
物品を先行物品に軽く当接させるために先行物品を遅ら
せるように機能する。物品の対グループ化モード“B"で
は、コンベヤ（Ｐ）は、前記後続物品を、それが前記先
行物品に軽く接触するまで進めるように機能する。

上に述べたどの動作モードでも、コンベヤ（Ｐ）の長
さが個々の物品（２）の長さと比例していることが必要
である。同期精細調整モードでは、１つ１つの物品
（２）の位置は、この１つの物品が充分コンベヤ（Ｐ）
上に載っている間だけ補正される。物品をコンベヤ
（Ｐ）に載せる時の速度とコンベヤから搬出する時の速
度は同一である。物品の対グループ化モード“A"では、
対の先行物品は、その物品の過半がコンベヤ（Ｐ）上に
載った時に遅らされる。物品の対グループ化モード“B"
では、対の後続物品は、先行物品の過半がコンベヤ
（Ｐ）から排出された時に、進められる。

給送装置制御回路（10）（第５図）は、集積コンベヤ
ベルト（5a）、速度調整コンベヤベルト（5b）、加速コ
ンベヤベルト（5c）及び同期調整コンベヤベルト（5d）
（第１図、第２図及び第４図）の動作を制御する回路モ
ジュール（12）を持っている。回路モジュール（12）
は、包装機械（Ｗ）、及びフォトセル（9a〜9g）から出
力された信号に応答して、第１乃至第４のモータ（M
1），（M2），（M3），（M4）の動作を制御するプログ
ラム可能なマスター論理制御装置又はコンピュータ（1
3）を含む。本発明で使うことができるこのような１つ
のマスター制御装置は、カルフォルニア州のザイアテク
コーポレイションによって製造されるZT−8815形であ
る。マスター制御装置（13）は第１乃至第４の軸運動制
御装置（14a），（14b），（14c），（14d）に対して制
御信号を送受信する。これらの軸運動制御装置（14a−1
4d）はそれぞれこれと協働し前記第１乃至第４のモータ
軸に接続された第１乃至第４のエンコーダ（E1〜E4）か
ら回転速度及び位置信号を受取る。軸運動制御装置（14
a），（14b），（14c），（14d）は何れもこれと協働す
る第１乃至第４のサーボモータ制御装置（15a−15d）に
制御信号を送信し、これらのサーボモータ制御装置が対
応するサーボモータ（M1〜M4）を駆動するための電力を
供給する。本発明で使うことができる１つの軸運動制御
装置（14）は、ワシントン州のアムテクディジタルシス
テムズインコーポレイテッド社によって製造されるSTD
−16.03である。本発明で使うことができる１つのサー
ボモータ制御装置（15）は、グレンテク社から入手し得
るパルス幅変調（PWM）形のGA4567P形である。本発明で
使うことができる軸エンコーダ（Ｅ）は、カルフォルニ
ア州のBEIモーションシステムズカンパニーによって製
造されるH25形である。

包装機械の状態信号はリード線（16a）を介して論理
制御装置（13）に送られる。論理制御装置は、また、リ
ード線（16b）を介し包装機械（Ｗ）に設けられたマス
ターエンコーダ（E5）から包装機械の速度基準信号及び
位置基準信号を受取る。論理制御装置（13）がこれらの
入力信号を連続的に処理し、第２、第３のコンベヤ（M,
A）の運動制御装置に対して連続的に出力制御信号を送
り出し、こうしてこれらのコンベヤを包装機械（Ｗ）の
動作と同期させる。論理制御装置（13）は、全てのフォ
トセル（9a〜9g）からの状態入力信号をも連続的に処理
し、リード線（17a）を介して出力信号を連続的に送り
出して、モータ（18）を自動的に制御して、包装機械
（Ｗ）の速度を制御すると共に、それによって突合せ状
態の物品（２）の集積度合いを自動的に予め設定した限
界内に保つ。リード線（17b）を介して、論理制御装置
（13）から出力される出力信号は、緊急停止、急始動等
のような過渡状態の間にときたま起り得る同期外れの物
品を取り除く装置に伝達する。ノズル（19）（第２図）
から空気を吹付けることによって、移送コンベヤ（TC）
から同期外れの物品が排除される。論理制御装置（13）
は、リード線（17c）を介して包装機械（Ｗ）に対する
始動／停止指令を与える。

包装機械（Ｗ）のエンコーダ（E5）（第５図）から送
出された信号によって、包装機械の動作に対応した給送
装置（４）の正しいタイミングの動作が行われ、一方、
第１乃至第４のエンコーダ（E1〜E4）から送出された信
号によって４つのコンベヤベルト（5a−5d）の各々の運
動は正確に測定される。エンコーダ（E1〜E4）及びタコ
メータ（T1〜T4）から伸びるリード線（20），（21）
が、軸運動制御装置（14a−14d）及びサーボモータ制御
装置（15a−15d）を閉ループで動作させ、これにより、
コンベヤベルトの加速が制御されて、滑りの問題を伴な
うこともなく動作が良好に実行される。エンコーダ（E
1、E5）は１回転当り最大で1000カウントの解像度を有
し、このため、非常に正確なタイミング処理が得られ
る。特に、給送装置に関連した低速度包装に適する。

本発明の制御装置（第５図）は、物品の「群（グルー
プ）」を、包装機械又はその他の物品処理機械のフライ
トコンベヤ又は非フライトコンベヤタイプの受取コンベ
ヤへ給送するようにプログラムすることができる。例え
ば、対にした物品の「群」は、論理制御装置（13）が、
包装機械の１サイクル毎に、多数の物品が移送モジュー
ルコンベヤ（TC）に移送されるように、第４のコンベヤ
（Ｐ）の速度を制御するようにプログラムすることによ
って達成される。このような群の使い方をするとき、論
理制御装置（13）は、包装機械（Ｗ）のフライトコンベ
ヤ又は非フライトコンベヤタイプの受取コンベヤに正し
いタイミングで移送されるように、対になる物品の
「群」の同期調整を行うようにプログラムされる。

複数の初期設定プログラムをコンピュータ（13）にロ
ードし、選択スイッチあるいはパーソナルコンピュータ
のような遠隔操作コンピュータとの通信回線によってプ
ログラムを選択して、オペレータである人間が適宜な速
度、パッケージ寸法及び群の分け方を容易に選択するこ
とができる。給送装置と包装機械とは信号の送受信が可
能に接続されているから、これらの装置と機械は正しく
同期する。包装機械のエンコーダ（E5）から給送装置
（４）にタイミング信号が送信されるので、２台の装置
及び機械を同期させるために、どのコンベヤにも、包装
機械にも、刷合せマークを必要としない。物品（２）の
前縁又は後縁を感知し、タイミング回路を使って、個々
のコンベヤベルトを加速すべきか又は減速すべきかを決
定することができる。

給送装置がコンピュータ（13）（第５図）を使って、
運動制御装置（14a−14d）及びモータ制御装置（15a−1
5d）を制御して、第１のコンベヤである集積コンベヤ
（Ｇ）から第２のコンベヤ（Ｍ）へ移送される物品の速
度が、その物品を搬送する第２のコンベヤの速度と釣合
うか、又はそれを若干越えるようにする。このため、集
積による接触圧力を制限することにより、物品の損傷が
最小限に抑えられる。

給送装置（４）は包装機械（Ｗ）に従動する。一方、
給送装置も包装機械に対して、予め設定された限度内
で、供給コンベヤベルト（１）から搬送されてくる物品
の供給速度に追従するように指令する。物品の供給速度
が増加すると、給送装置及び包装機械の作動速度も増加
し、物品の供給速度が下がると、給送装置及び包装機械
の作動速度も下がる。

給送装置（４）（第２図及び第４図）が包装機械
（Ｗ）に対して速度制御信号を送り、物品の供給と同じ
速度で動作するように指令する。給送装置（４）の第１
のコンベヤ（Ｇ）上にあるフォトセル（9a）（第２図及
び第４図）がこの位置で集積物品（２）を検出し、最大
集積レベルを越えていることが検出されると、給送装置
は、フォトセル（9a）のところに位置する物品の間の間
隔があくようになるまで、包装機械（Ｗ）に対して予め
設定した量だけ速度を増加させる信号を送る。給送装置
（４）上のフォトセル（9c）のところに位置する物品の
間隔があいていることが検出されると、給送装置は、物
品が最小の集積レベルで突合せ状態となるまで、包装機
械（Ｗ）に対し、予め設定した量だけ速度を減少させる
信号を送る。

第１のコンベヤ（Ｇ）は２つの動作モードを持つ。

（Ａ）追従モード この動作モードでは、第１コンベヤベルト（5a）が第
２コンベヤベルト（5b）の速度に追従する。このモード
では、第１ベルト上の集積物品に対して何の補正もしな
い。コンピュータは、フォトセル（9b）及び（9c）が突
合さる物品を検出した時には、何時でも追従モードを指
令する。従って、第１コンベヤ上の集積物品は次々と第
２コンベヤへ搬送されるので、それ以上集積することも
なく、また、押しつぶされたりすることがない。また、
第１のコンベヤが集積物品に対して空回りすることもな
い。

（Ｂ）すき間を詰めるモード 関連した物品検出用フォトセル（9b）又は（9c）によ
って、物品の間にすき間が検出された時には、何時でも
コンピュータがこのモードを指令する。その時、第１コ
ンベヤベルト（5a）は、コンピュータによって選択され
た速度増加モードの速度で動作するように指令される。
速度増加モードの速度は、随意選択により、コンピュー
タのアルゴリズムによって決定される。このアルゴリズ
ムによって第１ベルトコンベヤの可能な最大速度が決定
される。第１ベルトコンベヤの速度は、物品の長さの半
分の移動の間、予め設定した加速度で、基本給送装置
（パッケージ速度をベースにした速度）から前記最大速
度迄加速される。

第１の給送コンベヤは、対応物品検出フォトセルが突
合さる物品を検出するまで、この補正速度で動作を続け
る。上記検出後、第１コンベヤベルト5aは減速して、隣
接する下流側の第２コンベヤベルト（5b）の速度又は速
度比と一致するように制御され「追従モード」に入る。

給送装置が、包装機械に取付けられたエンコーダ又は
他の何らかの形式の位置／速度変換器（E5）を監視す
る。変換器の情報は、第２の給送コンベヤ（Ｍ）と協働
する物品位置センサ（9d）と共に用いられて、感知され
た実際の物品の位置と予め設定した所望の物品の位置と
の位置誤差を決定する。こうした決定された誤差に比例
する第２コンベヤ駆動補正信号が用いられる。これは、
コンピュータによって算出されたマシンタイム（コンピ
ュータ等のマシンによって決定される単位時間に基づく
時間であり、これは通常リアルタイムである）又はリア
ルタイムの間、第２のコンベヤベルト（5b）の速度を変
更することによって達成される。この動作によって物品
の位置が補正され、その結果生ずる新しい位置誤差は予
め設定した値より小さくなる。

本発明は、協働する包装機械が自動始動モードを持つ
場合にだけ使われる自動始動モードを持っている。包装
機械が自動始動モードで「オンライン」になった時、給
送装置が自動的に連動する。物品が、給送装置上に載っ
ていれば、これはコンピュータ（13）のメモリに記憶さ
れているので、給送装置が包装機械に対して始動信号を
送り、次の動作をトリガーする。

I.包装機械が警報器を始動し、適当な時間の経過後、給
送装置によって指令された速度で動作を開始する。

II.給送装置が包装機械に設けられたエンコーダ（E5）
のような速度／位置センサーを監視して、速度が上昇す
るとき、この機械に追従する。

III.供給コンベヤベルト（１）上にある物品の供給を物
品検出フォトセル（9g）によって監視する。この情報を
使って、給送装置及び包装機械の運転基本速度を設定す
る。

物品が給送装置の上に載置されていない場合、これは
コンピュータのメモリに記憶されているので、給送装置
は次のように動作する。

I.各給送コンベヤベルトは予め設定した始動速度で動作
するように指令される。

II.供給コンベヤ物品検出フォトセル（9g）が到来する
物品の供給速度を監視して、かなり一定した割合で、適
宜な数の物品が搬送されている状態か否かを決定する。
そういった状態でない場合、物品は移送コンベヤから排
除される。

III.適宜な数の物品が検出された時、給送装置は、物品
がリアルタイムで包装機械の受取コンベヤの最初の所望
のフライトに載せられるように、包装機械に始動するよ
うに指令し、こうして空の包装パッケージができるのを
防止する。

IV.給送コンベヤ（１）からの物品供給速度を物品検出
フォトセル（9g）で監視する。この情報を使って、給送
装置及び包装機械の運転基本速度を設定する。

物品供給がないか或いは余りに散発的な場合、これに
よって給送装置に次のことを行なわせる。

I.包装機械は減速して停止するように指令する。

II.給送装置は自動始動モードの「オンライン」に戻
る。この自動始動及び停止の間、同期はずれの物品があ
れば、それはエアブラストノズル（19）により、移送コ
ンベヤ（TC）から自動的に排除される。

包装機械及び給送装置を運転するためのプログラム
は、コンピュータ（13）に記憶しておいて、所望のプロ
グラムを通信回線を介してリモートコントロールにより
選択するか、或いは給送装置の制御キャビネット（4a）
に設けた随意選択の選択スイッチによって、プログラム
を選択することができる。プログラムデータは物品の長
さのようなパラメータを含む。

給送装置は、物品検出フォトセル（９）の物理的な位
置を除いて、物品の全ての具体的な動作の設定値を半自
動的に調節する能力を持っている。この設定手順は次の
通りである。

a.設定モード選択スイッチを「設定」位置にする。

b.包装機械（Ｗ）を「自動始動」モードにする。

c.次に給送装置（４）が包装機械（Ｗ）に対して始動し
て予め選ばれた速度で運転するように指令する。包装機
械は警報器を鳴らしてから始動する。

d.給送装置（４）が包装機械（Ｗ）に取付けられた速度
／位置変換器（E5）を監視する。コンピュータ（13）が
包装機械（Ｗ）の速度及び加速度を決定する。その速度
を使って、第２コンベヤベルト（5b）及び第１コンベヤ
ベルト（5a）に対する基本速度比の設定値を確認する。
加速度の測定値を使って給送装置と包装機械の間の始動
及び運転停止パラメータの釣合いをとる。

e.包装機械に停止するように指令する。

f.給送装置が全ての給送ベルトに毎秒５インチで運転さ
れるように指令する。

g.集積コンベヤベルトに１つの物品を手で載せる。この
物品が協働する物品検出フォトセル（９）を通り越し
て、各々のコンベヤの上を移動する。フォトセルを使っ
て、物品の長さを測定する。

h.全てのフォトセル（９）が物品が通過したことを感知
した後、コンベヤは停止する。

i.測定された物品の長さを使って、次の基本速度比とす
き間及び誤差とを感知するアルゴリズムを新しい物品に
対して自動的に定める。測定された長さを用いて、給送
装置（４）のコンピュータ（13）によって発生される包
装機械速度制御指令の最大範囲を自動的に制限する。物
品が長ければ長い程、包装機械の許容速度範囲は一層小
さい。

j.モード選択スイッチを「運転」位置にする。

k.包装機械を停止する。

第６図乃至第18図のフローチャートは、上に述べた給
送装置（４）の基本的な動作順序を更に詳しく示してお
り、これは給送装置のコンピュータ（13）をプログラム
するのに使うことができる。給送装置制御回路及び包装
機械（Ｗ）を制御するプログラムの全体が第６図に示さ
れている。第７図乃至第18図は夫々第６図の対応する１
つのブロックの詳しい動作を示している。例えば、プロ
グラムをプロセッサにロードし、エンコーダのゼロ位置
を検査することを含む基本的な実行プログラムが第７図
に示されている。給送装置の自動的な設定の工程が第８
図に示されている。

第６図乃至第18図は、基本的な２本ベルト給送装置及
びこれと協働する包装装置の速度制御の動作順序を詳し
く示している。当業者であれば、第６図乃至第18図に開
示された情報を、前に具体的に説明した夫々の機能を達
成するように、加速コンベヤ（Ａ）及び同期調整コンベ
ヤ（Ｐ）を制御するよく似た動作順序をプログラムする
ための案内として使うことができよう。

制御回路（10）（第５図）の詳細が、第19図及び第20
図に示されている。プログラム可能な論理制御装置（1
3）がマスターコンピュータ（13a）及び複数個の入力、
出力及び表示装置（48）乃至（53）を含む。本発明に使
うことができるリレー出力カード（48）は、カリフォル
ニア州のプロログコーポレイションによって製造される
7502形である。利用し得る入力カード（49）は、ノース
カロライナ州のマトリックスコーポレイションによって
製造されるADI−7911形である。アナログ出力カード（5
1）（第20図）はインジアナ州のマイクロリンク社によ
って製造されるSTD−139形である。利用し得るシリアル
インタフェースカード（52）は、カルフォルニア州のザ
イアテクコーポレイションによって製造されるZT−8840
である。利用し得るキーボード及び表示装置（53）は、
カンザス州のコンピュータワイズインコーポレイテッド
社によって製造されるトランスターム５形である。

第19図及び第20図は、基本的な２本ベルト給送装置の
動作及び関連する包装装置の速度制御に対する制御回路
の詳細を示す。当業者であれば、第19図及び第20図に開
示された情報を、前に具体的に説明したような夫々の機
能を達成するように、加速コンベヤ（Ａ）及び同期調整
コンベヤ（Ｐ）の速度を制御する回路を開発するための
案内として使うことができよう。

本発明によれば、非粘着性物品、不規則な間隔で搬送
される物品、きゃしゃな物品、薄くて重なりやすい物品
と云うように、これまでは包装機械及びその他の形式の
物品処理装置に給送するのが困難であった物品でさえ給
送することができる。

これまでの説明で本発明の好ましい実施例を開示した。
この実施例は、４つのサーボ駆動平ベルトコンベヤを用
いて、物品又は物品の群を物品包装機械又は処理機械の
受取コンベヤに高速で正確に給送する。別の実施例とし
て、加速コンベヤ（Ａ）と物品包装機械又は処理機械
（Ｗ）との間に駆動軸及び／又は駆動ベルトリンク機構
を用いることができる。こうすれば、サーボ駆動軸の必
要性が４から３に減少する。この別の実施例の物品給送
及び／又は群分け性能は、あらゆる点で前に説明した好
ましい実施例と同等である。

第21図乃至第23図に示した本発明の別の実施例の軽接
触給送装置は、エア・ベルト集積アッセンブリ（Ｇ′）
を持ち、これが第１図、第２図及び第４図の集積コンベ
ヤ（Ｇ）の代りになる。複数個のローラ（６）に取付け
た一対の相隔たるベルト（5a′）が、第４図に示すよう
にモータ（図面に示してない）からの動力を受ける駆動
ローラ（７）によって駆動される。モータ（25）が送風
機（26）（第21図）に動力を供給し、この送風機が低い
圧力の空気をダクト（28）を介してマニホルド（27）に
供給する。マニホルド（27）の頂部に設けられた複数個
の穴（31）は、物品がアッセンブリ（Ｇ′）に沿って移
動する時、物品（２）を部分的に支持する空気を供給す
る。一対の案内部（32）が物品（２）をベルト（5a′）
に対して中心合せした状態に保ち、押え棒（33）が物品
（２）が上向きに移動するのを制限する。案内部（32）
は、一対の水平支持部材（35）を支持する複数個の垂直
部材（34）に取付けられている。押え棒（33）が一対の
支持棒（36）によって支持部材（35）に接続される。一
対の止めねじ（40）（１つだけ示す）により、支持棒
（36）（第23図）の垂直位置を調節することができる。
アッセンブリ（Ｇ′）に沿って物品（２）が有るか無い
かが、フォトセル（9a乃至9c）によって検出される。物
品（２）に対する上向きの空気圧力が、物品（２）とベ
ルト（5a′）の間の摩擦を少なくすると共に、隣合った
物品の間の集積圧力を下げて、脆い物品の損傷を少なく
する。この結果、物品の間の接触圧力を比較的軽くし
て、アッセンブリ（Ｇ′）上に物品を突合せ状態で比較
的長く並べて集積することができる。集積物品数は、ア
ッセンブリ（Ｇ′）（第21図乃至第23図）の方が第４図
の集積コンベヤ（Ｇ）よりもかなり長くすることによ
り、更に増加することができる。

本発明は、きゃしゃな物品を受取り、物品を軽く突合
せた状態にし、物品をフライトコンベヤの個々のフライ
トと合うような速度に加速してフライトに同期させて、
物品を単独で又は対として、フライト形コンベヤへ、又
は非フライト形受取コンベヤの適当な位置へ送り出すこ
とができる給送装置を説明した。

本発明を実施する最もよい態様を図面に示して説明し
たが、本発明の要旨を逸脱せずに、種々の変更が可能で
あることは明らかである。

例えば、物品を３個づつ、あるいはそれ以上の数で１
つのフライトに対して送り出すこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いて横形包装機械に自動的に給送す
るコンベヤ４個からなる装置の平面図、第２図は本発明
のコンベヤ４個の軽接触給送装置の斜視図、第3A図及び
第3B図は、本発明の給送装置と横形包装機械又はその他
の物品処理機械の間で物品を移送する移送コンベヤを示
す図、第４図は軽接触給送装置の縦断面図で、給送装置
上で物品を搬送するのに使われるモータおよコンベヤベ
ルトの配置を示す。第５図は本発明のベルト４本の軽接
触給送装置の動作を制御する回路のブロック図、第６図
乃至第18図は第１図乃至第５図に示したベルト４本の軽
接触給送装置の動作を説明するフローチャート、第19及
び第20図は本発明のベルト４本の軽接触給送装置に使う
ことができる電子制御回路の回路図、第21図は本発明の
別の実施例の軽接触給送装置の１部分の側面図、第22図
は第21図に示した軽接触給送装置の平面図、第23図は第
21図の軽接触給送装置の端面図である。 Ｓ……供給コンベヤ Ｇ……第１のコンベヤ（集積コンベヤ） Ｍ……第２のコンベヤ（速度調整コンベヤ） Ａ……第３のコンベヤ（加速コンベヤ） Ｐ……第４のコンベヤ（同期調整コンベヤ） TC……移送コンベヤ Ｗ……包装機械 ２……物品 ４……給送装置（給送モジュール） 10……給送装置制御回路 11……受取コンベヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・ダブリュ・クルーガー アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 グ リーン・ベイ、バジャ・ストリート 1762、ナンバー ９ (56)参考文献 実開 昭54−153685（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−17979（ＪＰ，Ｕ)

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物品を包装機械等（Ｗ）に搬送するため不
   規則な間隔で搬送されてくる物品を受け取り一旦軽く接
   触させて突き合わせ、前記物品を少なくとも１つずつ受
   取りコンベヤ（11）の一連のフライト（Ｆ）に対応する
   速度及び送り出し間隔で前記受取りコンベヤに送り出す
   軽接触給送装置であって、 順次配設された第１（Ｇ）、第２（Ｍ）、第３（Ａ）及
   び第４（Ｐ）の給送コンベヤと、 前記第１の給送コンベヤ（Ｇ）に添って離間して設けら
   れた第１、第２及び第３のフォトセル（9a、9b、9c）で
   あって、前記それぞれのフォトセルは前記第１の給送コ
   ンベヤ（Ｇ）上の物品を当該フォトセルの位置において
   検出し該物品が間隔を置いた状態であるか接触突合わせ
   状態であるかを示す信号を発生するフォトセルと、 前記第１及び第３のフォトセルの信号に応答して前記包
   装機械等の速度を制御する手段（13、14、15、16、17）
   であって、前記手段は、前記第２及び第３のフォトセル
   の信号に応答し、前記第２及び第３のフォトセルの少な
   くとも１つによって突合わせ状態の物品が検出されない
   ときには前記第１のコンベヤ上の間隔を置いた前記物品
   を前記第２の給送コンベヤ上において軽接触した当接突
   合わせ状態にするため前記第１の給送コンベヤ（Ｇ）の
   速度を前記第２の給送コンベヤ（Ｍ）の速度以上の所定
   の速度に設定し、前記状態が突合わせ状態のときには前
   記突合わせ状態の物品を互いに軽接触させた状態で前記
   第２の給送コンベヤへ搬送するため前記第１の給送コン
   ベヤの速度を減速して前記第２の給送コンベヤの速度に
   一致させる手段と、 前記軽接触状態の物品を前記第２の給送コンベヤ上に集
   積させ、かつ、該個々の物品を前記受取りコンベヤフラ
   イト（Ｆ）に同期させて前記第３の給送コンベヤ（Ａ）
   に送り出すため前記第２のコンベヤ（Ｍ）の速度を連続
   制御する手段（E5、9d）と、 前記第３の給送コンベヤの速度を連続制御して前記第２
   の給送コンベヤから受け渡されて前記第３の給送コンベ
   ヤ上に存する前記物品を離間させて前記物品の間隔及び
   速度を前記受取りコンベヤフライト（Ｆ）の間隔及び速
   度に一致させて前記第４の給送コンベヤ（Ｐ）に給送す
   るため前記第３の給送コンベヤ（Ａ）上の前記物品を検
   出する第４のフォトセル（9d）と、 前記第４の給送コンベヤを連続制御して前記第３の給送
   コンベヤから受け渡され前記第４の給送コンベヤ上に存
   する前記個々の物品を前記受取りコンベヤフライト
   （Ｆ）に同期させるため、前記第４の給送コンベヤへ給
   送される前記第３の給送コンベヤ（Ａ）上の前記離間さ
   れた物品を検出する第５のフォトセル（9e）とを、 含んでなる軽接触給送装置。
2. 【請求項２】請求項１の装置であって、前記第４のコン
   ベヤを連続制御して前記受取コンベヤフライトに一対の
   物品を位置せしめる手段（10、13、E4、T4）を有する装
   置。
3. 【請求項３】請求項２の装置であって、前記第４の給送
   コンベヤを連続制御する前記手段（10、13、E4、T4）
   は、前記個々の受取りコンベヤフライトに３以上の物品
   を位置せしめるようにプログラム可能である、装置。
4. 【請求項４】請求項１の装置であって、前記第４のコン
   ベヤを連続制御して高速で配送された物品の位置を調整
   しかつ該物品の摩擦特性に対して補償を行う手段（10、
   13、E4、T4）を有する装置。
5. 【請求項５】請求項１の装置であって、前記信号応答手
   段に前記受取りコンベヤの作動速度及び位置に関する基
   準信号を受信する論理制御装置（13）を備え、前記論理
   制御手段（13）は前記作動速度及び位置基準信号を処理
   して前記第２及び第３の給送コンベヤの速度を前記受取
   りコンベヤフライトの速度及び位置に対応するように制
   御する信号を発生させる手段（12）を備える、装置。
6. 【請求項６】請求項１の装置であって、前記第１、第
   ２、第３、第４の給送コンベヤ及び前記フライトコンベ
   ヤの回転位置と回転速度とをそれぞれ表す信号を前記論
   理制御装置（13）に与える第１、第２、第３、第４及び
   第５の信号エンコーダ（E1−E5）と、前記第５のエンコ
   ーダ（E5）を前記受取りコンベヤに結合する手段（16
   b）と、前記第１乃至第４のエンコーダ（E1−E4）をそ
   れぞれ対応する前記第１、第２、第３及び第４の給送コ
   ンベヤの１つに連結する手段と、前記第１乃至第４のエ
   ンコーダ（E1−E4）から発生した信号を用いて前記第
   １、第２、第３及び第４の給送コンベヤを前記受取りコ
   ンベヤに対応するように適宜タイミングで動作させる手
   段（14a−14d、13）とを備える装置。
7. 【請求項７】請求項６の装置であって、複数のサーボモ
   ータコントローラ（15a−15d）と、前記各サーボモータ
   コントローラをそれぞれ対応する前記第１乃至第４のエ
   ンコーダ（E1−E4）の１つに接続する手段（20a−20d）
   と、複数のモータ（M1−M4）と、前記各モータをそれぞ
   れ対応する前記サーボモータコントローラに連結して前
   記各給送コンベヤの作動を制御する閉ループ系を形成す
   る手段（21a−21d）とを含んでなる装置。
8. 【請求項８】請求項１の装置であって、前記応答手段
   は、前記第１、第２及び第３のフォトセル（9a、9b、9
   c）から送信される前記信号を受信しかつ利用して、前
   記第２及び第３のフォトセルが前記第１の給送コンベヤ
   上の所定位置より下流において突合わせ状態の物品を検
   知しないときには該非突合わせ状態の物品を該物品が前
   記第２の給送コンベヤ上で軽接触状態になるような速度
   で前記第２の給送コンベヤへ搬送するため前記第１の給
   送コンベヤ（Ｇ）の速度を前記第２の給送コンベヤ
   （Ｍ）の速度よりも大きくし、前記第２及び第３のフォ
   トセルが前記所定位置より下流において突合わせ状態の
   物品を検知したときは前記突合わさる物品を軽接触状態
   で前記第２の給送コンベヤへ搬送するため前記第１の給
   送コンベヤの速度を減速して前記第２の給送コンベヤの
   速度に一致させるプログラム可能な論理制御装置（13）
   を備え、 前記論理制御装置は、前記第４の給送コンベヤの速度を
   連続制御して前記個々の物品を前記受取りコンベヤフラ
   イトに同期させるため前記第４及び第５のフォトセルか
   ら送信された前記信号を連続受信かつ利用する、装置。
9. 【請求項９】請求項８の装置であって、前記第４及び第
   ５のフォトセルから送信された前記信号を利用して前記
   第４の給送コンベヤの速度を連続制御して前記各受取り
   コンベヤフライトに１対の物品を位置させる手段（10、
   13、E4、T4）を備える装置。
10. 【請求項１０】請求項９の装置であって、前記第４及び
    第５のフォトセルから受信された前記信号を利用して前
    記第４の給送コンベヤの速度を連続制御する手段（10、
    13、E4、T4）は、前記受取りコンベヤフライトに３以上
    の物品を位置させるようにプログラム可能である、装
    置。
11. 【請求項１１】請求項８の装置であって、前記第４及び
    第５のフォトセルから送信された前記信号を利用して前
    記第４の給送コンベヤの速度を連続制御する手段（10、
    13、E4、T4）は、高速で搬送された物品の位置を調整し
    かつ該物品の摩擦特性を補償するようにプログラム可能
    である、装置。
12. 【請求項１２】請求項８の装置であって、前記論理制御
    装置（13）は、前記包装機等の速度と位置とに関する基
    準信号を前記受取りコンベヤから受信する手段（16a、1
    6b）と、前記速度及び位置基準信号を処理して前記受取
    りコンベヤフライトの速度及び位置に対応させて前記第
    ２及び第３の給送コンベヤの速度を制御する信号を発生
    させる手段（15a−15d）とを有する、装置。
13. 【請求項１３】請求項８の装置であって、前記第１、第
    ２、第３、第４の給送コンベヤ及び前記フライトコンベ
    ヤの回転位置と回転速度とをそれぞれ表す信号を前記論
    理制御装置（13）に与える第１、第２、第３、第４及び
    第５の信号エンコーダ（E1−E5）と、前記第５のエンコ
    ーダ（E5）を前記受取りコンベヤに結合する手段（16
    b）と、前記第１乃至第４のエンコーダ（E1−E4）をそ
    れぞれ対応する前記第１、第２、第３及び第４の給送コ
    ンベヤの１つに連結する手段と、前記第１乃至第４のエ
    ンコーダ（E1−E4）から発生した信号を用いて前記第
    １、第２、第３及び第４の給送コンベヤを前記受取りコ
    ンベヤに対応するように適宜タイミングで動作させる手
    段（14a−14d、13）とを備える装置。
14. 【請求項１４】請求項８の装置であって、複数のサーボ
    モータコントローラ（15a−15d）、前記各サーボモータ
    コントローラをそれぞれ対応する前記第１乃至第４のエ
    ンコーダ（E1−E4）の１つに接続する手段（20a−20d）
    と、複数のモータ（M1−M4）と、前記各モータをそれぞ
    れ対応する前記サーボモータコントローラに連結して前
    記各給送コンベヤの作動を制御する閉ループ系を形成す
    る手段（21a−21d）とを含んでなる装置。
15. 【請求項１５】請求項２乃至請求項４又は９乃至11のい
    ずれかの装置であって、前記第４の給送コンベヤの長さ
    が前記受取りコンベヤに給送される物品の長さに比例す
    る、装置。