JP3799404B2 - ゾーン制御式コンベアシステムおよびゾーンコントローラ - Google Patents

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Description

本発明は、ゾーン制御式コンベアシステムに係り、更に詳しくは、被搬送物を停止位置に精度良く停止させるものに関する。また同時に提案される本発明は、そのゾーン制御式コンベアシステムに用いられるゾーンコントローラに関する。
搬送ラインを複数の制御ゾーンに分割し、各制御ゾーン毎にゾーンコントローラを設けて搬送制御を行うゾーン制御式コンベアシステムが開発されている。
特許文献１には、このような構成のコンベアシステムが開示されている。特許文献１に開示されたコンベアシステムは、各制御ゾーン毎に搬送用駆動ローラとフリーローラとを設け、これら駆動ローラとフリーローラとを互いに巻回された掛けベルトで連結している。また、各制御ゾーン毎に、在荷検知用の在荷センサーと駆動ローラを駆動するゾーンコントローラが設けられている。
各ゾーンコントローラは相互に接続され、上流側制御ゾーンおよび下流側制御ゾーンから伝送される在荷信号などを参照しつつ、自制御ゾーンの在荷信号に応じて駆動ローラの回転駆動あるいは停止を行うものである。このようなゾーンコントローラ同士の連携制御によって、被搬送物同士の衝突を回避しつつ搬送を行うゼロプレッシャ蓄積制御を行うものである。
特開平１１−１９９０３０号公報
ところが、従来のコンベアシステムは、被搬送物を停止させる際に、在荷センサーが被搬送物を検知すると、それまで通常搬送速度で搬送を行うべく駆動していた駆動ローラを急停止させて被搬送物を停止させていた。
このため、被搬送物は、通常搬送速度による搬送状態から急激に減速されることとなり、被搬送物の重量に応じて作用する慣性力が異なるため、被搬送物の停止位置を安定させることができなかった。また、駆動ローラの駆動を急停止するため、被搬送物に作用する慣性力によって被搬送物とローラとの間に滑りが生じ、被搬送物の停止位置を安定させることができなかった。また、被搬送物とローラとの間の摩擦が一定しないために、被搬送物がコンベア上で不規則に滑って載置方向がばらつくなどの不具合が生じていた。
本発明は、前記事情に鑑みて提案されるもので、被搬送物を停止位置において精度良く安定して停止させるゾーン制御式コンベアシステムを提供することを目的としている。また、同時に提案される発明は、そのゾーン制御式コンベアシステムに好適に用いることのできるゾーンコントローラを提供することを目的としている。
前記目的を達成するために提案される請求項１に記載の発明は、被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンは、搬送力を得る駆動ローラと当該駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラとを有し、当該各ゾーンコントローラに駆動ローラの駆動制御に用いる所定の信号が入力されるゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各制御ゾーンは、被搬送物の有無を検知する在荷センサーを備え、各ゾーンコントローラは、駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を通常搬送速度を含む複数の値に連続的または段階的に切換制御可能な構成とされ、特定の制御ゾーンにおいて下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、前記通常搬送速度よりも遅く、上流側に隣接する制御ゾーンの搬送速度よりも低下した第一搬送速度で特定の制御ゾーンの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物が特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止することを特徴とするゾーン制御式コンベアシステムである。
前記目的を達成するために提案される請求項２に記載の発明は、被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンは、搬送力を得る駆動ローラと当該駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラとを有し、当該各ゾーンコントローラに駆動ローラの駆動制御に用いる所定の信号が入力されるゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各制御ゾーンは、被搬送物の有無を検知する在荷センサーを備え、各ゾーンコントローラは、駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を通常搬送速度を含む複数の値に連続的または段階的に切換制御可能な構成とされ、特定の制御ゾーンにおいて下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、上流側から通常搬送速度で搬送される被搬送物を受け入れるために前記通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度で特定の制御ゾーンの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物が特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止することを特徴とするゾーン制御式コンベアシステムである。
前記目的を達成するために提案される請求項３に記載の発明は、被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンは、搬送力を得る駆動ローラと当該駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラとを有し、当該各ゾーンコントローラに駆動ローラの駆動制御に用いる所定の信号が入力されるゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各制御ゾーンは、被搬送物の有無を検知する在荷センサーを備え、各ゾーンコントローラは、駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を通常搬送速度を含む複数の値に連続的または段階的に切換制御可能な構成とされ、特定の制御ゾーンにおいて下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、前記通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度で特定の制御ゾーンの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物が特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、所定位置は、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度に切り換えてから在荷センサーによって在荷検知されるまでの間に、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度まで安定して低下させることが可能な位置よりも上流側に設定され、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止することを特徴とするゾーン制御式コンベアシステムである。
前記目的を達成するために提案される請求項４に記載の発明は、被搬送物を停止位置において精度良く安定して停止させるゾーン制御式コンベアシステムであって、被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンは、搬送力を得る駆動ローラと当該駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラとを有し、当該各ゾーンコントローラに駆動ローラの駆動制御に用いる所定の信号が入力されるゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各制御ゾーンは、被搬送物の有無を検知する在荷センサーを備え、各ゾーンコントローラは、駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を通常搬送速度を含む複数の値に連続的または段階的に切換制御可能な構成とされ、特定の制御ゾーンにおいて下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、前記通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度で特定の制御ゾーンの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物が特定の制御ゾーンの停止位置より上流側の所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止することを特徴とするゾーン制御式コンベアシステムである。
請求項１乃至４に係る発明によれば、特定の制御ゾーンから下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、特定の制御ゾーンでは、上流側から搬送される被搬送物を受け入れるために、通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度によって駆動ローラの駆動を開始する。この後、特定の制御ゾーンに被搬送物が移動し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの所定位置に到達すると、第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で搬送駆動が行われる。そして、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると搬送駆動が停止される。一方、これらの制御が行われている途中で、特定の制御ゾーンから下流側への被搬送物の搬送の禁止が解除されると、通常搬送速度による搬送駆動に戻って下流側への搬送が継続される。
従って、被搬送物の重量や形状に応じて第二搬送速度を低い値に設定することにより、第二搬送速度で搬送中に搬送駆動を停止しても、停止に伴って被搬送物に作用する慣性力が低減される。これにより、被搬送物に作用する慣性力によって駆動ローラが回転力を受けるような不具合が未然に防止される。また、慣性力が低減することにより、被搬送物が停止しているローラ上を滑ることが防止される。これにより、被搬送物を目的とする位置に安定して停止させることが可能となる。
本発明において、駆動ローラを第二搬送速度に切り換える所定位置は、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度に切り換えてから在荷センサーによって在荷検知されるまでの間に、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度まで安定して低下させることが可能な位置よりも上流側に設定すれば良い。
本発明において、第一搬送速度によって駆動ローラの搬送駆動を開始してから第二搬送速度に切り換えるまでの期間は、第一搬送速度をそのまま維持しても良く（請求項７）、あるいは、時間の経過に連れて搬送速度を第一搬送速度から漸減させる構成または段階的に低減させる構成を採ることができる（請求項９）。
前者の制御、則ち、第一搬送速度を維持する制御を採用することにより、制御を簡略化することができる。この制御を採用する場合、第一搬送速度を通常搬送速度と第二搬送速度の略中央の値に設定することにより（請求項８）、上流側の制御ゾーンから特定の制御ゾーンに被搬送物が移動する際の搬送速度の低下幅、および、第一搬送速度から第二搬送速度へ切り換える際の搬送速度の低下幅が縮小される。これにより、制御ゾーン間の移動や搬送速度の切換に際して被搬送物に作用する慣性力を低減することができ、スムーズな停止制御が可能となる。
また、後者の制御、則ち、時間の経過に連れて搬送速度を第一搬送速度から漸減または段階的に低減させる制御を採用することもできる。この制御によれば、例えば、第一搬送速度を通常搬送速度に近接した値とし、第二搬送速度に切り換える直前の搬送速度を当該第二搬送速度に近接した値とすることにより、搬送速度の過渡的な変動を低下させることができる。これにより、制御ゾーン間の移動や搬送速度の変更に際して被搬送物に作用する慣性力を著しく低減することができ、一層スムーズな停止制御が可能となる。
また、本発明において、駆動ローラの搬送速度（回転速度）を低下させる場合、回転速度が所定値に低下するまで、駆動ローラを駆動するモータへの供給電圧を遮断したり、あるいは、回転方向を逆転させる供給電圧を印加する制御を採ることができる。また、モータへの供給電圧を低下し、制動信号を印加しつつ回転速度を低下させることも可能である。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各ゾーンコントローラは、搬送方向における被搬送物の配列状態を維持しつつ、各制御ゾーンの被搬送物を下流側へ向けて一斉に搬送させる一斉搬送モードと、被搬送物の存在する制御ゾーン同士の間に被搬送物の存在しない制御ゾーンを所定数だけ介在させて被搬送物を切り離しつつ下流側へ向けて搬送させる分離搬送モードとを切換設定するモード設定手段を備え、前記被搬送物の下流側への搬送が禁止される特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が一斉搬送されるときは、当該上流側の制御ゾーンよりも更に上流側のいずれかの制御ゾーンにおいて分離搬送モードに切換設定する構成とされている。
複数の被搬送物が上流側から連続して一斉搬送される場合、被搬送物を停止させる特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンも、更に上流側に隣接する制御ゾーンから搬送される被搬送物を停止させる制御ゾーンとなる。このため、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンにおいても、被搬送物を停止させるための停止制御を行う必要がある。このため、前記請求項１に記載した制御、則ち、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから通常搬送速度で被搬送物を搬送する制御とは異なる制御が要求される。
しかし、本発明によれば、分離搬送モードに切換設定した制御ゾーンによって被搬送物の存在する制御ゾーン同士の間に被搬送物の存在しない制御ゾーンを所定数だけ介在させて被搬送物を切り離しつつ下流側へ向けて搬送させる。これにより、被搬送物を停止させる特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンで在荷信号が検知されたときは、当該上流側の制御ゾーンの更に上流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が存在しない状態を作り出すことができ、請求項１に記載の発明と同様の制御を実施することが可能となる。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のゾーン制御式コンベアシステムにおいて、分離搬送モードに切換設定される制御ゾーンは、コンベアシステムを形成する各制御ゾーンの配列に応じて予め選択されるか、または、各制御ゾーンに設けられたゾーンコントローラと接続される上位制御装置により搬送状況に応じて選択される構成とされている。
本発明によれば、コンベアシステムにおいて、被搬送物を停止させる制御ゾーンが予め判明している場合は、当該制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに順次停止する被搬送物の数に応じて分離搬送モードに設定する制御ゾーンを適宜選択することが可能である。また、コンベアシステムを形成する制御ゾーンに設けられた各ゾーンコントローラと上位制御装置を接続する構成を採用すれば、被搬送物を停止させる制御ゾーンが発生した場合に、搬送状況に応じて当該制御ゾーンから上流側に隣接する制御ゾーンに順次停止する被搬送物の数を上位制御装置で判別して自動的に分離搬送モードに設定する制御ゾーンを選択することが可能である。
請求項１０に記載の発明は、被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分されたコンベアシステムの各制御ゾーンに設けられ、搬送力を得るために各制御ゾーンに設けられた駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラであって、当該ゾーンコントローラが属する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに設けられた在荷センサーの在荷信号が入力されると共に、前記駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を、通常搬送速度と当該通常搬送速度よりも遅く、上流側に隣接する制御ゾーンの搬送速度よりも低下した第一搬送速度と、当該第一搬送速度よりも更に遅い第二搬送速度とに切換制御可能な構成とされ、ゾーンコントローラの属する特定の制御ゾーンから下流側への搬送が禁止される期間は、当該特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから在荷信号が出力されると、当該特定の制御ゾーンの駆動ローラを前記第一搬送速度で駆動を開始し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、当該特定の制御ゾーンの在荷センサーが在荷信号を検知すると駆動ローラの駆動を停止する構成とされている。
請求項１１に記載の発明は、被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分されたコンベアシステムの各制御ゾーンに設けられ、搬送力を得るために各制御ゾーンに設けられた駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラであって、当該ゾーンコントローラが属する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに設けられた在荷センサーの在荷信号が入力されると共に、前記駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を、通常搬送速度と当該通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度と、当該第一搬送速度よりも更に遅い第二搬送速度とに切換制御可能な構成とされ、ゾーンコントローラの属する特定の制御ゾーンから下流側への搬送が禁止される期間は、当該特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから在荷信号が出力されると、上流側から通常搬送速度で搬送される被搬送物を受け入れるために当該特定の制御ゾーンの駆動ローラを前記第一搬送速度で駆動を開始し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、当該特定の制御ゾーンの在荷センサーが在荷信号を検知すると駆動ローラの駆動を停止する構成とされている。
請求項１２に記載の発明は、被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分されたコンベアシステムの各制御ゾーンに設けられ、搬送力を得るために各制御ゾーンに設けられた駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラであって、当該ゾーンコントローラが属する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに設けられた在荷センサーの在荷信号が入力されると共に、前記駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を、通常搬送速度と当該通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度と、当該第一搬送速度よりも更に遅い第二搬送速度とに切換制御可能な構成とされ、ゾーンコントローラの属する特定の制御ゾーンから下流側への搬送が禁止される期間は、当該特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから在荷信号が出力されると、当該特定の制御ゾーンの駆動ローラを前記第一搬送速度で駆動を開始し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、当該所定位置は、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度に切り換えてから在荷センサーによって在荷検知されるまでの間に、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度まで安定して低下させることが可能な位置よりも上流側に設定されており、当該特定の制御ゾーンの在荷センサーが在荷信号を検知すると駆動ローラの駆動を停止する構成とされている。
請求項１３に記載の発明は、被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、被搬送物を停止位置において精度良く安定して停止させるゾーン制御式コンベアシステムの各制御ゾーンに設けられ、搬送力を得るために各制御ゾーンに設けられた駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラであって、当該ゾーンコントローラが属する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに設けられた在荷センサーの在荷信号が入力されると共に、前記駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を、通常搬送速度と当該通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度と、当該第一搬送速度よりも更に遅い第二搬送速度とに切換制御可能な構成とされ、ゾーンコントローラの属する特定の制御ゾーンから下流側への搬送が禁止される期間は、当該特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから在荷信号が出力されると、当該特定の制御ゾーンの駆動ローラを前記第一搬送速度で駆動を開始し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの停止位置より上流側の所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、当該特定の制御ゾーンの在荷センサーが在荷信号を検知すると駆動ローラの駆動を停止する構成とされている。
請求項１０乃至１３に係る発明は、請求項１乃至４のゾーン制御式コンベアシステムに採用するゾーンコントローラの構成を示したものである。
本発明のゾーンコントローラにおいても、請求項１乃至４のコンベアシステムに用いるゾーンコントローラと同様に、第一搬送速度によって駆動ローラの駆動を開始してから第二搬送速度に切り換えるまでの期間は、第一搬送速度をそのまま維持しても良く（請求項１７）、あるいは、時間の経過に連れて搬送速度を第一搬送速度から漸減させても良い（請求項１９）。
本発明のゾーンコントローラをゾーン制御式コンベアシステムに採用することにより、前記請求項１乃至４に記載したシステムと同様の作用・効果を奏する。
請求項１４に記載の発明は、請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載のゾーンコントローラにおいて、駆動ローラまたは当該駆動ローラを回転駆動するモータの回転数を検知する回転数検知手段を備え、第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始したときから回転数検知手段によって計測される回転数が所定値に至ったときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置に到達したものと判別する構成とされている。
ここで、特定の制御ゾーンにおいて、被搬送物が駆動ローラに対して滑りを生じず、また、駆動ローラが第一搬送速度を維持する限り、被搬送物は第一搬送速度で搬送される。一方、上流側に隣接する制御ゾーンにおいても、被搬送物が駆動ローラに対して滑りを生じず、また、駆動ローラが通常搬送速度を維持する限り、被搬送物は通常搬送速度で下流側に搬送される。従って、下流側の制御ゾーンのゾーンコントローラが第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始してから所定回転数が検知される時点では、被搬送物は常に特定の制御ゾーンの同一位置に位置する。これにより、駆動ローラの回転数を計測することにより、被搬送物が所定位置に到達したことを判別することが可能である。
請求項１５に記載の発明は、請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載のゾーンコントローラにおいて、時間を計時する計時手段を備え、第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始した時点から所定時間が経過したときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置に到達したものと判別する構成とされている。
前記請求項１４の記載と同様の理由により、特定の制御ゾーンのゾーンコントローラが第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始してから所定時間が経過した時点では、被搬送物は常に特定の制御ゾーンの同一位置に位置する。従って、所定時間の経過を計測することにより、被搬送物が所定位置に到達したことを判別することが可能である。
請求項１６に記載の発明は、請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載のゾーンコントローラにおいて、被搬送物が所定位置に到達したことを検知する位置センサーを備え、位置センサーから位置信号が出力されたときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置へ到達したものと判別する構成とされている。
本発明によれば、位置センサーによって直接的に被搬送物が所定位置に到達したことを検知する。従って、被搬送物が駆動ローラに対して滑りを生じた場合や、被搬送物の荷重によって駆動ローラの搬送速度が低下するような場合であっても、被搬送物の所定位置への到達を確実に検知することができ、安定した停止制御を行うことが可能となる。
請求項２０に記載の発明は、請求項１０乃至１９のいずれか１項に記載のゾーンコントローラにおいて、搬送方向における被搬送物の配列状態を維持しつつ、各制御ゾーンの被搬送物を下流側へ向けて一斉に搬送させる一斉搬送モードと、被搬送物の存在する制御ゾーン同士の間に被搬送物の存在しない制御ゾーンを所定数だけ介在させて被搬送物を切り離しつつ下流側へ向けて搬送させる分離搬送モードとを切換可能に設定するモード設定手段を備え、特定の制御ゾーンにおける在荷センサーの在荷信号を隣接する上流側および下流側の制御ゾーンへ出力すると共に、隣接する上流側および下流側の制御ゾーンから出力される在荷信号を入力し、更に、特定の制御ゾーンにおける駆動ローラの駆動状態を示す駆動状態信号を上流側に隣接する制御ゾーンに出力すると共に、下流側に隣接する制御ゾーンから出力される駆動状態信号を入力する構成とされている。
本発明によれば、特定の制御ゾーンにおいて、ゾーンコントローラのモード設定手段によって一斉搬送モードに切換設定したときは、当該特定の制御ゾーンの在荷信号と、当該特定の制御ゾーンの上流側および下流側に隣接する制御ゾーンから出力される在荷信号、および、当該特定の制御ゾーンの下流側に隣接する制御ゾーンから出力される駆動状態信号を参照する構成を採ることができる。
これにより、下流側に隣接する制御ゾーンの駆動ローラが駆動状態の場合は、特定の制御ゾーンまたは当該ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの少なくともいずれかに被搬送物があれば当該ゾーンの駆動ローラを駆動する制御を行う。また、下流側に隣接する制御ゾーンの駆動ローラが非駆動状態の場合は、下流側に隣接する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が有り、特定の制御ゾーンに被搬送物がないとき、または、下流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が無く、特定の制御ゾーンまたは上流側に隣接する制御ゾーンの少なくともいずれかに被搬送物が有るときに特定の制御ゾーンの駆動ローラを駆動する制御を行う。これにより、ゾーンコントローラによる一斉搬送を容易に行うことが可能となる。
また、特定の制御ゾーンにおいて、ゾーンコントローラのモード設定手段によって分離搬送モードに切換設定したときは、当該特定の制御ゾーンの在荷信号と、当該特定の制御ゾーンの上流側および下流側に隣接する制御ゾーンから出力される在荷信号を参照する構成を採ることができる。
これにより、下流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が有る場合は、特定の制御ゾーンに被搬送物が無く、上流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が有るときに、特定の制御ゾーンの駆動ローラを駆動する制御を行う。また、下流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が無い場合は、特定の制御ゾーンまたは上流側に隣接する制御ゾーンの少なくともいずれかに被搬送物が有るときに、特定の制御ゾーンの駆動ローラを駆動する制御を行う。これにより、ゾーンコントローラによる分離搬送を容易に行うことが可能となる。
請求項１〜４に記載のゾーン制御式コンベアシステムによれば、下流側への搬送が禁止される制御ゾーンにおいて段階的に搬送速度を低下させつつ被搬送物を停止させることができ、駆動ローラの急停止に伴う被搬送物の慣性力による滑りなどの発生を効果的に防止し、停止位置に精度良く安定して停止させることが可能となる。
請求項５，６に記載の発明によれば、一斉搬送モードと分離搬送モードを適宜に切り換えることにより、高速搬送を維持しつつ請求項１〜４に記載の発明を効果的に実施可能なゾーン制御式コンベアシステムを提供できる。
請求項１０〜２０に記載の発明によれば、簡単な構成によって、請求項１〜６に記載のゾーン制御式コンベアシステムに好適に採用可能なゾーンコントローラを提供することができる。
以下に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。尚、本発明の実施形態の説明に際しては、ゾーン制御式コンベアシステムの有する基本動作が前提となる。従って、本発明の停止制御の説明に先立って、コンベアシステムの基本動作を説明する。
図１は本発明の実施形態に係るゾーン制御式コンベアシステムを示す平面図および側面図、図２は図１に示すコンベアシステムの各制御ゾーンに設けられたゾーンコントローラの接続を示す説明図、図３は図２に示すゾーンコントローラの駆動信号を生成する論理回路および当該論理回路で生成される駆動信号の論理値表である。
本実施形態のコンベアシステム（コンベアライン）１は、図１の様に、制御ゾーンＡ、制御ゾーンＢおよび制御ゾーンＣを含む複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンＡ，Ｂ，Ｃは、各々コンベアユニット２を有している。コンベアユニット２は、平行に配置された左右一対のサイドフレーム３，３間に、被搬送物を搬送する複数の搬送ローラ４を搬送方向に所定間隔で軸支した構成である。搬送ローラ４は、モータを内蔵する駆動ローラ４ａと自由に回転するフリーローラ４ｂからなり、隣接する搬送ローラ４同士は伝動ベルト５で巻き回されて、駆動ローラ４ａの回転駆動力を全てのフリーローラ４ｂに伝動する構成とされている。本実施形態では、ユニットの略中央部に一つの駆動ローラ４ａを配し、他はフリーローラ４ｂとしている。
コンベアユニット２には、各々在荷センサーＳ（ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ）がサイドフレーム３上に設けられ、各在荷センサーＳと対向するサイドフレーム３上には、各々発光素子６が設けられている。在荷センサーＳおよび各発光素子６は、コンベアユニット２の搬送方向略中央部に設けられ、被搬送物の搬送方向先端がコンベアユニット２の搬送方向中央部まで搬送されたか否かを検知する機能を有する。
則ち、コンベアユニット２では、被搬送物の搬送位置に応じて、発光素子６から輻射される光の光電センサへの照射がオン・オフされ、これによって、被搬送物が在荷センサーＳの固定位置まで搬送されたことを検知する構成とされている。この在荷センサＳの出力を、各制御ゾーンＡ，Ｂ，Ｃにおける被搬送物の有無を示す在荷信号として用いている。
在荷センサＳとしては光電センサなどを採用することができ、発光素子６としては可視光線や赤外線を発光する発光ダイオードなどを採用することができる。
各コンベアユニット２には、図２の様に、駆動ローラ４ａに内蔵される駆動モータ１１の駆動制御を行うためのゾーンコントローラ１０が備えられている。そして、隣接するゾーンコントローラ１０同士の間は、信号線７および信号線８で相互に渡り接続され、特定の制御ゾーン（図２ではゾーンＢ）に属するゾーンコントローラ１０は、信号線９を介して上位制御装置（P.L.C.）５０に接続されている。
ゾーンコントローラ１０は、在荷センサーＳで検知される在荷信号、駆動モータ１１の駆動状態を示す駆動状態信号、あるいは、信号線７，８を介して隣接するゾーンコントローラ１０から伝送される信号、信号線９を介して上位制御装置５０から伝送される信号に基づいて駆動ローラ４ａに内蔵された駆動モータ１１の駆動信号を生成する機能を有する。
ゾーンコントローラ１０は、図２の様に、制御回路部２０，モータ駆動回路２１，モード設定手段１７を備えている。また、他のゾーンコントローラ１０や上位制御装置５０との間で相互に信号伝送を行うための上流接続コネクタ１８ａ、下流接続コネクタ１８ｂおよび上位接続コネクタ１９を備えている。
制御回路部２０は、ゼロプレッシャ蓄積制御（ＺＰＡ制御）を行うＺＰＡコントローラを含んで形成される。制御回路部２０は、在荷センサＳから出力される在荷信号、あるいは、駆動モータ１１に設けられたホール素子（磁極位置検出子）１４の検知信号に加えて、上流接続コネクタ１８ａあるいは下流接続コネクタ１８ｂを介して伝送される信号を参照して、駆動モータ１１を駆動する駆動信号を生成してモータ駆動回路２１へ送出する機能を有する。また、制御回路部２０は、上位制御装置(P.L.C.)５０から伝送される搬送指令信号（RUN/STOP信号）や搬送方向指令信号（CW/CCW信号）などの外部入力信号を受けて駆動モータ１１を駆動するための駆動信号を生成してモータ駆動回路２１へ送出する機能を有する。また、制御回路部２０は、駆動モータ１１を制動するための制動信号を生成する機能も備えている。
一方、モータ駆動回路２１は、制御回路部２０から伝送される駆動信号や制動信号を受けてモータ１１を駆動あるいは制動する機能を有する。
制御回路部２０で参照する信号はモード設定手段１７で選択的に設定される。則ち、本実施形態では、モード設定手段１７によって参照する信号を切り換えることにより、一斉搬送モード、分離搬送モードおよび搬送禁止モードに切換可能な構成としている。
ここで、各ゾーンコントローラ１０の間で、送受信を行い得る信号は所望のものとすることができる。本実施形態のコンベアシステム１では、図２の様に、制御ゾーンＢの在荷信号および駆動状態信号が上流接続コネクタ１８ａを介して上流側の制御ゾーンＡに出力されると共に、上流側の制御ゾーンＡの在荷信号が上流接続コネクタ１８ａを介して制御ゾーンＢに入力される。また、制御ゾーンＢの在荷信号が下流接続コネクタ１８ｂを介して下流側の制御ゾーンＣに出力されると共に、下流側の制御ゾーンＣの在荷信号および駆動状態信号が下流接続コネクタ１８ｂを介して制御ゾーンＢに入力される。
また、上位制御装置（P.L.C.）から出力される搬送指令信号（RUN/STOP信号）や搬送方向指令信号（CW/CCW信号）は、信号線９を介してゾーンコントローラ１０の上位接続コネクタ１９に伝送され、更に、上流接続コネクタ１８ａおよび下流接続コネクタ１８ｂを介してシステム１の全てのゾーンコントローラに伝送される。
本実施形態のコンベアシステム１では、各コンベアユニット２の運転状態は、上位制御装置５０によって集中管理され、上位制御装置５０から、各コンベアユニット２を搬送運転するか停止するかを設定する搬送指令信号（RUN/STOP信号）や搬送方向指令信号（CW/CCW信号）などの指令信号（外部入力信号）が供給され、これら指令信号に基づいてコンベアユニット２で形成されるコンベアライン１全体の制御が行われる。
また、搬送ラインにおける各制御ゾーンＡ，Ｂ，Ｃは、各々センサの検知信号や、上下流の制御ゾーンから伝送される信号に基づいて独立した搬送制御を行いつつ、搬送ラインとしての連携した搬送を確保している。
図３は、ゾーンコントローラ１０の制御回路部２０に設けられた駆動ローラ４ａの駆動信号を生成する論理回路の一例を論理値表と共に示したものである。
この論理回路は、図２における制御ゾーンＢの在荷信号ＳＳ、上流側制御ゾーンＡの在荷信号ＵＳ、下流側制御ゾーンＣの在荷信号ＤＳと駆動状態信号ＤＲに基づいて、駆動モータ１１を駆動するための駆動信号を生成する。
そして、生成された駆動信号（RUN信号 ）は上位制御装置（P.L.C.）５０などから伝送される 搬送指令信号（RUN/STOP信号 ）と論理和が取られ、これを制御ゾーンＢの駆動信号ＳＲとして出力して駆動モータ１１の駆動に用いている。また、駆動信号ＳＲは上流側制御ゾーンＡに送出されて駆動状態信号ＤＲとしても用いられる。則ち、上位制御装置５０から伝送される搬送指令信号によって各制御ゾーンは強制的に駆動されると共に、搬送指令信号が伝送されないときは、各制御ゾーンの制御信号に従った制御が行われる。
ここで、図３の論理回路におけるタイマ回路は、論理回路で生成された駆動信号（RUN 信号）を所定時間保持することにより、上流側制御ゾーンから搬送される被搬送物を確実に自制御ゾーンに搬送させると共に、自制御ゾーンの被搬送物を確実に下流側制御ゾーンに搬送させるためのものである。本実施形態では、タイマ回路の保持時間を、被搬送物を制御ゾーンＢの略中央から制御ゾーンＣの略中央まで搬送させるのに要する時間に設定している。
図３に示す論理回路は、ＡＮＤ回路、ＯＲ回路、ＮＯＲ回路およびＮＯＴ回路を組み合わせて構成され、モード設定手段（モード設定スイッチ）ＳＷを備えている。そして、モード設定スイッチＳＷを閉成すると一斉搬送モードに設定され、開成すると分離搬送モードに設定される。一斉搬送モードおよび分離搬送モードでは、図３の論理値表に示す論理信号（ＲＵＮ信号）が得られる。各モードにおける動作を示すと下記のようになる。
（一斉搬送モード）
（１）下流側制御ゾーンＣの駆動ローラが駆動状態（駆動状態信号ＤＲがＨレベル）の場合、自制御ゾーンＢまたは上流側制御ゾーンＡの少なくともいずれかに被搬送物があれば制御ゾーンＢの駆動ローラを駆動。
（２）下流側制御ゾーンＣの駆動ローラが非駆動状態（駆動状態信号ＤＲがＬレベル）の場合、下流側制御ゾーンＣおよび上流側制御ゾーンＡに被搬送物があり自制御ゾーンＢに被搬送物が無いときは、自制御ゾーンＢの駆動ローラを駆動し、下流側制御ゾーンＣに被搬送物が無いときは、自制御ゾーンＢまたは上流側制御ゾーンＡの少なくともいずれかに被搬送物があれば自制御ゾーンＢの駆動ローラを駆動。
（分離搬送モード）
（１）下流側制御ゾーンＣに被搬送物がある場合、自制御ゾーンＢに被搬送物が無く上流側制御ゾーンＡに被搬送物があるときは、自制御ゾーンＢの駆動ローラを駆動する。
（２）下流側制御ゾーンＣに被搬送物が無い場合、自制御ゾーンＢまたは上流側制御ゾーンＡの少なくともいずれかに被搬送物があれば、自制御ゾーンＢの駆動ローラを駆動する。
また、一斉搬送モードまたは分離搬送モードの特殊な例として、搬送禁止モードを備えている。
（搬送禁止モード）
搬送禁止モードは、図３に示す論理回路の一斉搬送モードまたは分離搬送モードのいずれかにおいて、下流側制御ゾーンＣの駆動状態信号ＤＲを常にＬレベル、在荷信号ＤＳを常にＨレベルに固定した論理出力に従う動作を行う。則ち、搬送禁止モードに設定すると、自制御ゾーンＢに被搬送物が無く上流側制御ゾーンＡに被搬送物が有る場合に限って自制御ゾーンＢの駆動ローラ４ａの駆動が行われ、他の場合の下流側への搬送が禁止される。
尚、搬送禁止モードの設定方法については特に図示していないが、例えば、図３に示す論理回路に設定スイッチを追加して、下流側制御ゾーンの駆動状態信号ＤＲをＬレベルに、また、在荷信号ＤＳをＨレベルに固定させる構成を採ることができる。また、例えば、ゾーンコントローラ１０の下流接続コネクタ１８ｂにおける駆動状態信号ＤＲおよび在荷信号ＤＳの端子に、強制的にＬレベルおよびＨレベルの信号を加える構成を採ることも可能である。
次に、図３の論理回路で生成される駆動信号に基づいて実行される一斉搬送および分離搬送における被搬送物の搬送状態を、図４，図５を参照して説明する。
図４は、各制御ゾーンのゾーンコントローラ１０を一斉搬送モードに設定して形成されたコンベアラインの搬送状態を示す説明図である。但し、コンベアラインの右方を上流側、左方を下流側とし、下流端の制御ゾーンは搬送禁止モードに設定している。
図３に示す論理回路において、モード設定スイッチＳＷを閉成すると一斉搬送モードに設定される。一斉搬送モードでは、図４の様に、制御ゾーンＤ，Ｃ，Ａに３個の被搬送物が到来すると、搬送方向への配列状態を維持したまま、則ち、３個の被搬送物の間隔を維持しつつ下流側へ一斉搬送が行われる。但し、搬送禁止モードに設定された制御ゾーンＨでは、下流側の搬送が禁止されるので、制御ゾーンＨに被搬送物が到来すると、以降は、隣接する上流側の制御ゾーンに間隔をあけることなく被搬送物が滞留する搬送が行われる。則ち、一斉搬送モードでは、各制御ゾーンの駆動ローラを通常搬送を行う通常搬送速度で駆動しつつ、効率の良い搬送が行われる。
一方、図３に示す論理回路において、モード設定スイッチＳＷを開成すると分離搬送モードに設定される。図５は、一斉搬送モードに設定された制御ゾーンの途中に分離搬送モードに設定された制御ゾーンＦを設けて形成されたコンベアラインであり、下流端の制御ゾーンＬは搬送禁止モードに設定されている。
この構成のコンベアラインでは、図５の様に、上流側から被搬送物が連続して搬送されると、一斉搬送モードに設定された制御ゾーンでは、被搬送物同士の間隔をあけることなく下流側へ向けて一斉搬送が行われる。一方、分離搬送モードに設定された制御ゾーンＦでは、特定の条件において下流側への搬送が制限される。
則ち、制御ゾーンＦと下流側制御ゾーンＧの双方に被搬送物があるときは、下流側制御ゾーンＧの被搬送物Ｗがなくなるまで搬送が行われない。これにより、分離搬送モードに設定された制御ゾーンＦを境として、以降の下流側制御ゾーンは、被搬送物のある制御ゾーンと被搬送物のない制御ゾーンとが交互に生成され、この配列を維持しつつ下流側へ向けて一斉搬送が行われる。
このコンベアライン構成においても、下流側端部の制御ゾーンＬに被搬送物が到来すると、下流側への搬送が禁止される。そして、隣接する上流側の一斉搬送モードに設定された制御ゾーンに間隔をあけることなく被搬送物が滞留する搬送が行われてゼロプレッシャ蓄積搬送が行われる。このように、特定の制御ゾーンのゾーンコントローラ１０を分離搬送モードに切換設定すると、それまで連続したりあるいは１つおきの間隔を不規則にあけて搬送されて来た被搬送物を、規則正しく１つおきに整列させて搬送する。
以上、本実施形態のコンベアシステム１における基本的な動作を説明したが、次に、本発明の停止制御を行う構成および制御の詳細を、図２、図６〜図９を参照して説明する。
本実施形態のコンベアシステム１は、前記したコンベアシステム１と基本的に同一構成であるが、駆動モータ１１の回転数を検知する回転数検知手段１４’が付加された構成である。則ち、図２において、駆動モータ１１に設けられたホール素子（磁極位置検出子）１４の磁極検知信号に基づいて駆動モータ１１の回転数を検知する回転数検知手段１４’を設けた構成であり、ホール素子１４が駆動モータ１１の回転子の磁極位置検知機能と回転子の回転数検知機能とを兼ね備えた構成としている。
図６は、制御ゾーンＡ〜Ｄで形成されるコンベアラインにおいて被搬送物Ｗに停止制御が施される状態を示す説明図、図７は、図６のコンベアラインにおける各部の信号を示すタイムチャートである。図６のコンベアラインでは、制御ゾーンＡ〜Ｄは一斉搬送モードに設定され、下流端の制御ゾーンＤは隣接する下流側の制御ゾーンに被搬送物が滞留しているために搬送が禁止されているものとする。
図６のコンベアラインにおいて、上流側の制御ゾーンＡからワークＷが搬送される場合、搬送されるワークＷを制御ゾーンＣで停止させる必要がある。
そこで、搬送されるワークＷが通常搬送速度Ｖｎで制御ゾーンＢに搬送され、制御ゾーンＢの在荷センサＳＢで在荷信号が検知されると、制御ゾーンＣのゾーンコントローラ１０は、通常搬送速度Ｖｎよりも遅い第一搬送速度Ｖ１で駆動ローラ４ａの駆動を開始する（図６ａ、図７ａ，ｅ参照）。また、制御ゾーンＣのゾーンコントローラ１０は、駆動ローラ４ａの駆動を開始すると同時に、回転数検知手段１４’の検知信号に基づいて、駆動モータ１１の回転数のカウントを開始する（図６ａ、図７ａ，ｄ参照）。
則ち、この状態は、制御ゾーンＢから通常搬送速度ＶｎでワークＷが下流側へ向けて搬送される状態であり、制御ゾーンＣでは、制御ゾーンＢから搬送されるワークＷを受け入れるべく第一搬送速度Ｖ１で駆動ローラ４ａの駆動を開始する。
ワークＷが制御ゾーンＢから制御ゾーンＣに搬送される途中で、制御ゾーンＣにおいて、回転数検知手段１４’でカウントされる回転数が所定カウント値に達すると、制御ゾーンＣのゾーンコントローラ１０は、駆動ローラ４ａの搬送速度を第一搬送速度Ｖ１から第二搬送速度Ｖ２まで低下させる（図６ｂ，ｃ、図７ｄ，ｅ参照）。則ち、この状態は、搬送されるワークＷが制御ゾーンＣの所定位置Ｐに到達した状態であり、搬送停止に備えて搬送速度が第一搬送速度Ｖ１から第二搬送速度Ｖ２に低減される。
そして、ワークＷが第二搬送速度Ｖ２で搬送中に、制御ゾーンＣの在荷センサーＳＣが在荷信号を検知すると、ゾーンコントローラ１０は駆動ローラ４ａの搬送駆動を停止する（図６ｃ，ｄ、図７ｃ，ｅ参照）。搬送駆動の停止に伴って、ワークＷには僅かな慣性力が作用し、在荷センサーＳＣによる検知位置よりも僅かに下流側に移動した位置で停止する（図６ｅ参照）。
下流端の制御ゾーンＤにおいて下流側へのワークＷの搬送が禁止される期間は上記制御が行われる。一方、制御ゾーンＤに停止しているワークＷの下流側への搬送が開始されると、前記一連の停止制御を中断して、各制御ゾーンに設定された搬送モードに従って通常搬送速度Ｖｎによる搬送が再開される。
このように、本実施形態のコンベアシステム１によれば、ワークＷの搬送を停止させる制御ゾーンＣにおいて、通常搬送速度Ｖｎよりも遅い第一搬送速度Ｖ１による搬送から更に搬送速度の遅い第二搬送速度Ｖ２に低下させ、この後に、在荷センサーＳＣの検知によって搬送駆動を停止させる制御を行う。従って、第二搬送速度Ｖ２で搬送中に停止させても、ワークＷには慣性力が殆ど作用することがなく、通常搬送速度Ｖｎによる搬送状態から急停止させる場合に比べて、ワークＷの停止位置を安定させることが可能である。また、駆動ローラ４ａの駆動停止に伴ってワークＷに作用する慣性力が少ないので、ワークが搬送ローラ４に対して滑ることが無く、ワークＷを所定の位置に精度良く停止させることが可能となる。
ところで、図６では、上流側の制御ゾーンＡからワークＷを停止させる制御ゾーンＣに向けて一つのワークＷが搬送される場合を示したが、上流側から複数のワークＷが連続して搬送される場合においても、本発明の停止制御を適用することが可能である。以下に、複数のワークＷが連続して搬送される場合の動作を説明する。
図８は、制御ゾーンＡ〜Ｅで形成されるコンベアラインにおいて複数の被搬送物Ｗに停止制御が施される状態を示す説明図、図９は、図８のコンベアラインにおける各部の信号を示すタイムチャートである。図８のコンベアラインでは、上流端の制御ゾーンＡは分離搬送モードに設定され、他の制御ゾーンＢ〜Ｅは一斉搬送モードに設定されている。また、下流端の制御ゾーンＥは隣接する下流側の制御ゾーンに被搬送物が滞留しているために搬送が禁止されているものとする。
図８（ａ）の様に、制御ゾーンＡ，Ｂに連続してワークＷ１，Ｗ２が搬送されると、分離搬送モードに設定された制御ゾーンＡでは、下流側制御ゾーンＢのワークＷ１が制御ゾーンＣに搬送されるまで、ワークＷ２の搬送が待機される（図８ａ，ｂ参照）。
ワークＷ１が制御ゾーンＣに移動して下流側へ向けて通常搬送速度Ｖｎで搬送されると、制御ゾーンＡのワークＷ２も下流側へ向けて通常搬送速度Ｖｎで搬送される。そして、制御ゾーンＣの在荷センサーＳＣがワークＷ１を検知すると、制御ゾーンＤのゾーンコントローラ１０は第一搬送速度Ｖ１で駆動ローラ４ａの駆動を開始する（図８ｂ、図９ｃ，ｈ参照）。また、制御ゾーンＤのゾーンコントローラ１０は、駆動ローラ４ａの駆動を開始すると同時に、回転数検知手段１４’の検知信号に基づいて、駆動モータ１１の回転数のカウントを開始する（図８ｂ、図９ｃ，ｇ参照）。この状態は、制御ゾーンＣでは、通常搬送速度ＶｎでワークＷ１が下流側へ向けて搬送される状態であり、制御ゾーンＤでは、制御ゾーンＢから搬送されるワークＷ１を受け入れるべく第一搬送速度Ｖ１で駆動ローラ４ａの駆動を開始する。
ワークＷ１が制御ゾーンＣから制御ゾーンＤに搬送される途中で、制御ゾーンＤにおいて、回転数検知手段１４’でカウントされる回転数が所定カウント値に達すると、制御ゾーンＤのゾーンコントローラ１０は、駆動ローラ４ａの搬送速度を第一搬送速度Ｖ１から第二搬送速度Ｖ２まで低下させる（図８ｂ，ｃ、図９ｇ，ｈ参照）。則ち、この状態は、搬送されるワークＷ１が制御ゾーンＤの所定位置Ｐに到達した状態であり、搬送停止に備えて搬送速度が第一搬送速度Ｖ１から第二搬送速度Ｖ２に低減される。
そして、ワークＷ１が第二搬送速度Ｖ２で搬送中に、制御ゾーンＤの在荷センサーＳＤが在荷信号を検知すると、ゾーンコントローラ１０は駆動ローラ４ａの搬送駆動を停止する（図８ｅ、図９ｆ，ｈ参照）。搬送駆動の停止に伴って、ワークＷには僅かな慣性力が作用し、在荷センサーＳＤによる検知位置よりも僅かに下流側に移動した位置で停止する（図８ｆ参照）。
一方、制御ゾーンＤにおいてワークＷ１の停止制御中も、ワークＷ２は制御ゾーンＡから制御ゾーンＢへ向けて搬送され、制御ゾーンＢの在荷センサーＳＢがワークＷ２を検知すると、制御ゾーンＣのゾーンコントローラ１０は第一搬送速度Ｖ１で駆動ローラ４ａの駆動を開始する（図８ｃ〜ｅ、図９ａ，ｅ参照）。また、制御ゾーンＣのゾーンコントローラ１０は、駆動ローラ４ａの駆動を開始すると同時に、回転数検知手段１４’の検知信号に基づいて、駆動モータ１１の回転数のカウントを開始する（図８ｅ、図９ａ，ｄ参照）。この状態は、制御ゾーンＢでは、通常搬送速度ＶｎでワークＷ２が下流側へ向けて搬送される状態であり、制御ゾーンＣでは、制御ゾーンＣから搬送されるワークＷ２を受け入れるべく第一搬送速度Ｖ１で駆動ローラ４ａの駆動を開始する。
そして、前記ワークＷ１と同様に、ワークＷ２が制御ゾーンＢから制御ゾーンＣに搬送される途中で、制御ゾーンＣにおいて、回転数検知手段１４’でカウントされる回転数が所定カウント値に達すると、制御ゾーンＣのゾーンコントローラ１０は、駆動ローラ４ａの搬送速度を第一搬送速度Ｖ１から第二搬送速度Ｖ２まで低下させる（図８ｆ，ｇ、図９ｄ，ｅ参照）。則ち、この状態は、搬送されるワークＷ２が制御ゾーンＣの所定位置Ｐに到達した状態であり、搬送停止に備えて搬送速度が第一搬送速度Ｖ１から第二搬送速度Ｖ２に低減される。
そして、ワークＷ２が第二搬送速度で搬送中に、制御ゾーンＣの在荷センサーＳＣが在荷信号を検知すると、ゾーンコントローラ１０は駆動ローラ４ａの搬送駆動を停止する（図８ｈ、図９ｃ，ｅ参照）。搬送駆動の停止に伴って、ワークＷ２には僅かな慣性力が作用し、在荷センサーＳＣによる検知位置よりも僅かに下流側に移動した位置で停止する（図８ｉ参照）。
下流端の制御ゾーンＥにおいて下流側へのワークＷの搬送が禁止される期間は上記制御が行われる。一方、制御ゾーンＥに停止しているワークＷの下流側への搬送が開始されると、前記一連の停止制御を中止して、各制御ゾーンに設定された搬送モードに従って通常搬送速度Ｖｎによる搬送が再開される。
尚、図８では、ワークＷが２個連続して搬送される場合を例に挙げて説明したが、制御ゾーンＡよりも更に上流側の制御ゾーンを分離搬送モードに設定することにより、３個以上のワークＷが連続して搬送される場合にも、本発明を適用して安定した停止制御を行うことが可能である。
このように、本実施形態のコンベアシステム１によれば、複数のワークＷが連続して搬送される場合であっても、ワークＷを停止させる制御ゾーンを順次上流側に移動させつつ安定した停止制御を行うことができる。従って、前記図６で示した場合と同様に、停止に伴ってワークＷに作用する慣性力を著しく低減させることができ、通常搬送速度による搬送状態から急停止させる場合に比べて、ワークＷの停止位置を安定させることが可能となる。また、駆動ローラ４ａの駆動停止に伴って、ワークＷに作用する慣性力が少ないため、ワークが搬送ローラ４に対して滑ることが無く、所定の位置に精度良く停止させることが可能となる。
尚、前記実施形態では、各制御ゾーンのゾーンコントローラ１０において、第一搬送速度Ｖ１から第二搬送速度Ｖ２に切り換えるタイミングを、回転数検知手段１４’でカウントされるカウント値に基づいて行う構成としたが、本発明はこのような構成に限られるものではない。例えば、図には示していないが、ゾーンコントローラ１０に時間を計時する計時手段（タイマー）Ｔを設け、上流側の制御ゾーンで在荷信号が検知された時点から所定時間が経過したときに、被搬送物が所定位置Ｐに到達したものと判別して第二搬送速度Ｖ２に切り換えることも可能である。
また、図には示さないが、各コンベアユニット２の所定位置Ｐに、在荷センサーＳと発光素子６の組み合わせで形成される位置センサーＰＳを設けることにより、当該位置センサーＰＳによってワークＷが検知されたときに第二搬送速度Ｖ２に切り換える構成を採用することも可能である。この構成によれば、上流側で搬送ローラ４に対してワークＷが滑りを生じた場合であっても、所定位置Ｐで確実に搬送速度を切り換えることができ、一層安定した停止制御を行うことが可能となる。
また、図８に示したコンベアラインでは、制御ゾーンＡを予め分離搬送モードに設定した構成として説明したが、本発明はこのような構成に限られるものではない。例えば、各制御ゾーンに設けたゾーンコントローラ１０の搬送モードを上位制御装置５０で設定可能な構成とすることにより、上位制御装置５０によって被搬送物の搬送状況を監視しつつ特定の制御ゾーンを分離搬送モードに切換設定する構成を採ることも可能である。
また、前記実施形態では、第一搬送速度Ｖ１で駆動ローラ４ａの駆動を継続し、ワークＷが所定位置Ｐに到達した時点で第二搬送速度Ｖ２に低減させる停止制御を行ったが、ワークＷが所定位置Ｐに近接するに連れて搬送速度を第一搬送速度Ｖ１から徐々に低下させる制御を行うことも可能である。
前記実施形態では、ゾーンコントローラ１０によって駆動ローラ４ａの駆動速度を第一搬送速度Ｖ１から第二搬送速度Ｖ２へ低下させる構成を採用したが、以下に、このような駆動ローラ４ａの駆動速度制御を安定して行うための制動制御の構成および制御の詳細を、ブラシレスモータを採用した例を用いて説明する。
図１０は、前記実施形態で示したコンベアシステム１において、コンベアユニット２に設けられる駆動モータ（ブラシレスモータ）１１の駆動構成を示すブロック図である。また、図１１は図１０に示すブラシレスモータ本体の内部構造を示す模式図、図１２は図１０に示すゾーンコントローラ１０で生成される駆動信号を示すタイムチャート、図１３は図１０で採用するドライブ回路の回路例図、図１４は図１０で採用する三相インバータ回路の回路例図である。
本実施形態では、図１０の様に、ゾーンコントローラ１０は、制御回路部２０、モータ駆動回路２１および電源回路部２２を備え、制御回路部２０で生成された駆動信号あるいは制動信号に基づいて、モータ駆動回路２１によりブラシレスモータ１１へ通電制御して回転制御や制動制御を行う構成とされている。
ブラシレスモータ１１は、図１０の様に、モータ本体１２と回転速度検出部（回転速度検知手段）１６を備えた構成である。
モータ本体１２は、図１１の様に、円筒形のロータ（回転子）１５の内部中心軸上に固定子１３を配した構造である。本実施形態に採用するブラシレスモータ１１は３相型であり、ロータ１５の磁極数が２、固定子１３のスロット数が３の構成である。則ち、本実施形態に採用する３相ブラシレスモータ１１は、２極３スロット型である。
ロータ１５の内周面には、図１１の様に、異なる磁極を対向させて永久磁石１５ａ，１５ｂが固定されている。また、固定子１３の３つのスロット（相）Ｕ，Ｖ，Ｗには、各々励磁コイル１３ａ，１３ｂ，１３ｃが同一方向に巻装され、各励磁コイルの中央側端部は互いに接続されると共に、各励磁コイルの他端側１３ｄ〜１３ｆはモータ本体１２の外部に導出されている。則ち、３つの相の各励磁コイルはＹ型結線され、各励磁コイルの端部１３ｄ〜１３ｆは外部に導出されて各々モータ駆動回路２１に接続されている。
モータ本体１２の内部には、図１１の様に、ロータ１５の磁極位置を検知するホール素子１４ａ〜１４ｃが設けられている。各ホール素子１４ａ〜１４ｃはロータ１５の中心軸に対して１２０度の間隔をあけて固定され、これらの３つのホール素子１４ａ〜１４ｃによって磁極位置検知手段１４を形成している。
また、図１０に示すブラシレスモータ１１の回転速度検出部１６は、ロータ１５の回転に応じてパルスを出力する機能を有し、例えば、ロータリエンコーダなどを用いて構成される。本実施形態では、ロータ１５が１回転する毎に回転速度検出部１６から１パルスが出力される構成としている。
本実施形態のゾーンコントローラ１０は、ブラシレスモータ１１の励磁コイルＵ〜Ｗに順次切換通電を行うために、制御回路部２０によって図１２に示す駆動信号が生成される。則ち、制御回路部２０は、磁極位置検知手段１４で検知されるロータ１５の回転位置に応じて、１２０度だけＨレベルを維持し、残りの２４０度だけＬレベルとなる６つの駆動信号Ｕu，Ｖu，Ｗu，ＵL，ＶL，ＷLを順次生成してモータ駆動回路２１に出力する。
ここで、駆動信号Ｖuは駆動信号Ｕuに対して１２０度位相を遅らせ、駆動信号Ｗu は駆動信号Ｖuに対して１２０度位相を遅らせた信号である。また、駆動信号ＵLは駆動信号Ｕuに対して１８０度位相を遅らせた信号であり、駆動信号ＶLは駆動信号ＵL に対して１２０度位相を遅らせ、駆動信号ＷLは駆動信号ＶLに対して１２０度位相を遅らせた信号である。
従って駆動信号Ｕu，Ｖu，Ｗu は、いずれの二つの信号も同時にＨレベルになることはなく、駆動信号ＵL，ＶL，ＷL についても、いずれの二つの信号も同時にＨレベルになることはない。モータ駆動回路２１はこれらの駆動信号に基づいて、後述するようにＵ，Ｖ，Ｗの各相の励磁コイル１３ａ〜１３ｃへの通電を順次切換つつ回転制御を行う。
尚、図３に示す各駆動信号は、磁極位置検知手段１４の検知信号、則ち、ロータ１５の回転速度に応じて、上記位相関係を維持しつつ周波数を変動させて生成されるものであり、駆動信号の周期はロータ１５の回転速度に応じて変動する。
次に、モータ駆動回路２１のドライブ回路２３および三相インバータ回路２４について説明する。
ドライブ回路２３は、制御回路部２０から伝送される駆動信号および後述する制動信号を処理して三相インバータ回路２４に適合した信号を生成する機能を有する。ドライブ回路２３は、図１３の様に、４個のNOT回路(NOT1〜4)および６個のNOR回路(NOR1〜6)を用いて形成される。
ドライブ回路２３に入力される駆動信号Ｕu，Ｖu，Ｗu は、各々NOT回路(NOT1〜3)で反転されて、駆動信号Ｕu'，Ｖu'，Ｗu'として三相インバータ回路２４に出力される。また、駆動信号ＵL，ＶL，ＷL は、各々NOR回路(NOR1〜3)の一方の入力端子に加えられ、各NOR回路(NOR1〜3)の出力は駆動信号ＵL'，ＶL'，ＷL'として三相インバータ回路２４に出力される。
ここで、駆動信号Ｕu，Ｖu，Ｗu は三相インバータ回路２４において後述する上アーム制御部を駆動する信号に用いるため、以降はこれらの信号を上アーム駆動信号Ｓu と称する。また、駆動信号ＵL，ＶL，ＷL は三相インバータ回路２４において後述する下アーム制御部を制御する信号に用いるため、以降はこれらの信号を下アーム駆動信号ＳL と称する。
NOR回路(NOR1〜3)の一方の入力端子には、前記したように下アーム駆動信号ＳL が印加され、他方の入力端子には、NOR回路(NOR4〜6) の出力が加えられる。また、NOR回路(NOR4〜6)の一方の入力端子には、後述する制動信号(Brake)をNOT回路(NOT4) で反転した信号が印加される。従って、制動信号(Brake) がＬレベルの期間、則ち、制動信号(Brake) が入力されない期間は、NOR回路(NOR4〜6)の出力は全てＬレベルとなり、制動信号の伝達は行われない。
則ち、ドライブ回路２３は、制動信号(Brake) が入力されない期間は、単に、上アーム駆動信号Ｓu および下アーム駆動信号ＳL を各々反転した上アーム駆動信号Ｓu'および下アーム駆動信号ＳL' を三相インバータ回路２４へ出力する動作を行う。
また、ドライブ回路２３は、制御回路部２０から伝送される搬送指令信号(RUN信号 )を増幅器(AMP1 )で増幅した搬送指令信号(RUN信号)を三相インバータ回路２４へ出力する動作を行う。
三相インバータ回路２４は、図１４の様に、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と通電制御部２５を中心に構成され、ドライブ回路２３から伝送される駆動信号に応じてブラシレスモータ１１の各Ｕ，Ｖ，Ｗ相の励磁コイル１３ａ〜１３ｃへ通電切換を行う回路である。
通電制御部２５は、ドライブ回路２３から伝送される搬送指令信号(RUN) の電圧レベルに応じて電源回路部から供給される電圧レベルを制御し、搬送指令信号(RUN) がＬレベルのときに非導通となって電圧供給を遮断する機能を有する。
また、通電制御部２５（正電源側）から各々スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を介して各励磁コイルの端部１３ｄ，１３ｅ，１３ｆへ接続されて上アーム制御部２６が形成され、更に、各励磁コイルの端部１３ｄ，１３ｅ，１３ｆから各々スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６を介して接地電位（負電源側）へ接続されて下アーム制御部２７が形成されている。
本実施形態では、上アーム制御部２６のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３としてＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用い、下アーム制御部２７のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６としてＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いている。
上アーム制御部２６の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３には、各々のゲート電位を制御するトランジスタＱ７〜Ｑ９が接続され、各トランジスタＱ７〜Ｑ９には、各々のベース電位を制御するフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３が接続されている。また、下アーム制御部２７の各スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６には、各々のゲート電位を制御するフォトカプラＰＣ４〜ＰＣ６が接続されている。
そして、上アーム駆動信号Ｓu のうちの駆動信号Ｕu'が能動（Ｌレベル）になると、フォトカプラＰＣ１の二次側（フォトトランジスタ）の通電がオフし、トランジスタＱ７がオンする。これにより、スイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間に電位差を生じさせてスイッチング素子Ｑ１を導通させる動作を行う。
また、下アーム駆動信号ＳL のうちの駆動信号ＵL'が能動（Ｌレベル）になると、フォトカプラＰＣ４の二次側（フォトトランジスタ）の通電がオフし、これによって、スイッチング素子Ｑ４のゲート・ソース間に電位差を生じさせてスイッチング素子Ｑ４を導通させる動作を行う構成とされている。
尚、上アーム駆動信号Ｓuおよび下アーム駆動信号ＳLの入力部分に設けたフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ６は、ドライブ回路２３と三相インバータ回路２４との電源電圧差に伴うインターフェースを行いつつ、伝送される駆動信号を反転させる機能を有する。
則ち、三相インバータ回路２４は、上アーム駆動信号Ｓu'のいずれかがＬレベルになると、対応したスイッチング素子Ｑ１（Ｑ２，Ｑ３）が導通して対応する相の励磁コイルの端部１３ｄ（１３ｅ，１３ｆ）が正電源へ接続される。また、下アーム駆動信号ＳL'のいずれかがＬレベルになると、対応したスイッチング素子Ｑ４（Ｑ５，Ｑ６）が導通して対応する相の励磁コイルの端部１３ｄ（１３ｅ，１３ｆ）が接地電位へ接続される動作を行う。
従って、図１２に示す駆動信号Ｕu は、Ｕ相（スロットＵ）の励磁コイル１３ａの端部１３ｄを正電源側へ接続する信号として作用し、駆動信号ＵL は、Ｕ相の励磁コイル１３ａの端部１３ｄを接地電位側へ接続する信号として作用する。同様に、駆動信号Ｖu は、Ｖ相の励磁コイル１３ｂの端部１３ｅを正電源側へ接続する信号として作用し、駆動信号ＶL は、Ｖ相の励磁コイル１３ｂの端部１３ｅを接地電位側へ接続する信号として作用する。更に、駆動信号Ｗu は、Ｗ相の励磁コイル１３ｃの端部１３ｆを正電源側へ接続する信号として作用し、駆動信号ＷL は、Ｗ相の励磁コイル１３ｃの端部１３ｆを接地電位側へ接続する信号として作用する。
次に、ゾーンコントローラ１０の制御回路部２０に設けられた制動信号回路部３０の構成を説明する。
図１５は制動信号回路部３０の構成を示すブロック図、図１６は図１５に示す制動信号回路部３０で制動信号が生成される状態を示すタイムチャート、図１７は制御回路部２０で生成される駆動信号および制動信号とドライブ回路２３から出力される制動信号を含む駆動信号とを対応させたタイムチャートである。
制御回路部２０は、前記図１２に示した駆動信号を生成する機能に加えて、図１５の様に、制動信号(Brake) を生成する制動信号回路部３０を備えている。制動信号回路部３０は、回転速度を規定する基準信号を生成する基準信号生成部３１と、基準信号生成部３１で生成された基準信号とブラシレスモータ１１の回転速度検出部１６が出力する検知信号とを比較して、双方の信号に応じた誤差信号を出力する誤差検出部３２と、誤差検出部３２から出力される誤差信号に基づいて制動信号を出力する制動信号生成部３３を備えている。
本実施形態では、基準信号生成部３１において１ＫＨｚの基準クロック信号を生成し、回転速度検出部１６は、ロータ１５の回転速度に応じたパルス信号を出力する構成としている。そして、回転速度検出部１６から出力されるパルス信号が基準クロック信号の０．１倍の周波数、則ち、１００Ｈｚとなったときに、ロータ１５の回転速度が基準クロック信号で規定される回転速度と一致する構成を採用している。
この構成によれば、例えば、ロータ１５の回転速度が規定値で、回転速度検出部１６から出力される検知パルス信号の周波数が１００Ｈｚのときは、図１６（ａ）の様に、検知パルス信号の１周期間にカウントされる基準クロック信号のクロック数は１０となり、誤差検出部３２から出力される誤差信号をゼロとする。これにより、制動信号生成部３３から出力される制動信号はＬレベルを継続する。
一方、ブラシレスモータ１１の回転制御中に、外力などの要因によって回転速度が増加すると、回転速度検出部１６から出力される検知パルス信号の周波数が１００Ｈｚを越え、検知パルス信号の１周期時間が短くなる。このため、図１６（ｂ）の様に、検知パルス信号の１周期間にカウントされる基準クロック信号数が減少する（図１６ｂでは９クロック）。また、ロータ１５の回転速度が更に増加すると、図１６（ｃ）の様に、検知パルス信号の１周期間にカウントされる基準クロック信号数が更に減少する（図１６ｃでは５クロック）。
従って、誤差検出部３２は、検知パルス信号の１周期間にカウントされる基準クロック数に応じて、図１６（ｂ）の様に、基準クロック数が９のときは、誤差信号の出力レベルを低減し、制動信号生成部３３からオン時間の短いパルス幅変調された制動信号を出力する。また、図１６（ｃ）の様に、基準クロック数が５のときは、カウント数の低下割合に応じて誤差信号の出力レベルを増加し、制動信号生成部３３からオン時間の長いパルス幅変調された制動信号を出力する。
本実施形態では、検知パルス信号の１周期間にカウントする基準クロック数に応じて、基準クロック数が９の状態から基準クロック数が０の状態までの１０段階の誤差信号を出力する構成としている。
このようにして制動信号回路部３０で生成された制動信号は、モータ駆動回路２１のドライブ回路２３に伝送される。
ここで、図１３の様に、ドライブ回路２３に伝送された制動信号(Brake)は、NOT回路(NOT4)で反転されてNOR回路(NOR4〜6)の一方の入力端子に加えられる。また、NOR回路(NOR4〜6)の他方の入力端子には、上アーム駆動信号Ｓuが各々入力される。
従って、例えば、制動信号(Brake)が入力される期間において、駆動信号Ｕu，ＷL がＨレベルの状態では（図１７波線ａ参照）、NOR回路(NOR4) の出力はＬレベルとなって制動信号の伝達が阻止され、NOR回路(NOR4,5)に入力された制動信号はNOR回路(NOR2,3)に伝達される。しかし、NOR回路(NOR3)には駆動信号ＷLが既に入力されているので、結果的に制動信号はNOR回路(NOR2)だけに伝達されて、制動信号ＶL' として三相インバータ回路２４へ出力される。
則ち、駆動信号Ｕu，ＷL がＨレベルの状態で制動信号(Brake)が印加されると、Ｕu'，ＷL'が能動（Ｌレベル）になると共に、ＶL'から能動（Ｌレベル）の制動信号が出力される（図１７波線ａ参照）。同様に、図１７波線ｂで示すように、駆動信号Ｖu，ＷLがＨレベルの状態で制動信号(Brake)が印加されると、Ｖu'，ＷL'が能動（Ｌレベル）になると共に、ＵL'から能動（Ｌレベル）の制動信号が出力される。また、図１７波線ｃで示すように、駆動信号Ｖu，ＵL がＨレベルの状態で制動信号(Brake)が印加されると、Ｖu'，ＵL'が能動（Ｌレベル）になると共に、ＷL'から能動（Ｌレベル）の制動信号が出力される。
言い換えれば、ドライブ回路２３に駆動信号と制動信号とが印加されると、図１７の様に、上アーム駆動信号Ｓuと下アーム駆動信号ＳLが能動（Ｈレベル）である相を除く残りの相の下アーム駆動信号ＳL'が能動（Ｌレベル）となる制動信号が付加されて三相インバータ回路２４へ送出される。
このような駆動信号および制動信号が印加された状態で制動が行われる過程を図１８を参照して説明する。
図１７波線ａで示す状態、則ち、駆動信号Ｕu，ＷL がＨレベルのときに制動信号(Brake)が印加されると、Ｕu'，ＷL'が能動になり、ＶL'から制動信号が出力される。これにより、図１８（ａ），（ｂ）の様に、駆動信号によって正電源から励磁コイル１３ａ，１３ｃを通じて接地電位に至る電流が流れてＵ相がＳ極、Ｗ相がＮ極に励磁される。同時に、励磁コイル１３ａを流れる電流は、制動信号に応じて励磁コイル１３ｂに分流し、Ｖ相が制動信号に応じてＮ極に励磁される。これにより、Ｕ相，Ｗ相の励磁によってロータ１５の回転駆動が行われると同時に、Ｖ相の励磁による永久磁石１５ｂの吸引力によって制動力が加わる。
駆動信号の位相が進んで、図１７の波線ｂで示す状態、則ち、駆動信号Ｖu，ＷLがＨレベルのときに制動信号(Brake) が印加される状態に移行すると、Ｖu'，ＷL'が能動になり、ＵL'から制動信号が出力される。これにより、図１８（ｃ），（ｄ）の様に、駆動信号によって正電源から励磁コイル１３ｂ，１３ｃを通じて接地電位に至る電流が流れてＶ相がＳ極、Ｗ相がＮ極に励磁される。同時に、励磁コイル１３ｂを流れる電流は、制動信号に応じて励磁コイル１３ａに分流し、Ｕ相が制動信号に応じてＮ極に励磁される。これにより、Ｖ相，Ｗ相の励磁によってロータ１５の回転駆動が行われると同時に、Ｕ相の励磁による永久磁石１５ａへの反発力によって制動力が加わる。
駆動信号の位相が更に進んで、図１７の波線ｃで示す状態、則ち、駆動信号Ｖu，ＵLがＨレベルのときに制動信号(Brake) が印加される状態に移行すると、Ｖu'，ＵL'が能動になり、ＷL'から制動信号が出力される。これにより、図１８（ｅ），（ｆ）の様に、駆動信号によって正電源から励磁コイル１３ｂ，１３ａを通じて接地電位に至る電流が流れてＶ相がＳ極、Ｕ相がＮ極に励磁される。同時に、励磁コイル１３ｂを流れる電流は、制動信号に応じて励磁コイル１３ｃに分流し、Ｗ相が制動信号に応じてＮ極に励磁される。これにより、Ｖ相，Ｕ相の励磁によってロータ１５の回転駆動が行われると同時に、Ｗ相の励磁による永久磁石１５ｂの吸引力によって制動力が加わる。
駆動信号が順次入力されると、前記した制御によって通電相および制動相を順次切り換えつつ回転制御および制動制御が行われる。そして、ロータ１５が所定回転速度まで低下すると制動信号が停止し、通常の回転制御に移行する。
このように、本実施形態のゾーンコントローラ１０によれば、回転制御によって通電される相（励磁コイル）を除く相の励磁コイルを接地電位（負電源側）に接続して通電することにより、回転制御を継続しつつ制動制御を行うことが可能となる。
これにより、ロータ１５に加わる外力や重力によって回転速度が設定値に比べて増加した場合でも、制動信号によって制動することにより、設定速度を安定して維持することが可能となる。また、本発明によれば、回転方向を逆転させる励磁を行う制動制御や通電を停止して発電制動を行うものに比べて、制動力の印加に伴う振動や衝撃を著しく低減することができ、しかも、通電電流の増加を抑えることができる。また、回転制御による通電中の励磁コイルを除いて、非通電中の励磁コイルに通電を行うだけであり、制動を行う構成を極めて簡略化することが可能である。
ここで、ブラシレスモータ１１を回転させようとする速度に応じて、図１５に示した基準信号生成部３１で生成する基準クロック信号の周波数、および、図１４で示した通電制御部２５から供給する直流電圧を変化させることにより、ブラシレスモータ１１は、基準信号生成部３１から出力される基準クロック信号に応じた任意の回転速度を維持しつつ回転駆動される。
本実施形態では、前記コンベアシステム１において、駆動ローラ４ａの通常搬送速度Ｖｎ、第一搬送速度Ｖ１および第二搬送速度Ｖ２に対応するブラシレスモータ１１の回転速度を予め求め、各々の回転速度に対応した基準クロック信号Ｃｎ，Ｃ１，Ｃ２を予め求めている。これにより、基準クロック信号を変化させるだけでブラシレスモータ１１の回転速度を変化させることができる。しかも、ワークＷに作用する慣性力などによってブラシレスモータ１１の回転速度が増加しようとすると、制動信号によって制動制御が行われて基準クロック信号に対応した速度を安定して維持することが可能となる。
このように、本実施形態のゾーンコントローラ１０によれば、ワークに作用する慣性力などの外力による速度変動を抑えつつ目的とする搬送速度にスムーズに変更設定することができ、前記した停止制御を極めて安定して行うことか可能となる。
尚、前記実施形態では、ブラシレスモータ１１として三相２極３スロット型のものを例に挙げて説明したが、ロータの磁極数およびステータのスロット数の異なるブラシレスモータについても同様の制動構成を採用することが可能である。
また、前記実施形態では、三相インバータ回路の上アーム制御部２６を正電源側に接続し、下アーム制御部２７を接地電位に接続した構成で示した。しかし、本発明はこのような構成に限られるものではなく、ドライブ回路２３とのインターフェースを適宜に行うことにより、例えば、上アーム制御部２６を正電源側に接続すると共に、下アーム制御部２７を負電源側に接続する構成や、上アーム制御部２６を接地電位側に接続すると共に、下アーム制御部２７を負電源側に接続する構成を採ることも可能である。
また、前記実施形態では、モータ駆動回路２１のドライブ回路２３を論理回路を用いて構成したが、このような構成の他にも、ＣＰＵを用いたプログラム処理によって同様の信号を生成することも可能である。
また、前記実施形態では、モータ駆動回路２１の三相インバータ回路２４にＭＯＳＦＥＴを用いた構成を採用したが、このような構成に限らず、接合型トランジスタやサイリスタなどを用いて構成することも可能である。
（ａ），（ｂ）は、本発明に係るゾーン制御式コンベアシステムのコンベアラインを示す平面図および側面図である。 図１に示すコンベアラインの各制御ゾーンに設けられるゾーンコントローラの接続図である。 図２に示すゾーンコントローラにおいて駆動信号を生成する論理回路例図、および、その論理値表である。 図１のコンベアラインで実施される一斉搬送を示す説明図である。 図１のコンベアラインで実施される分離搬送を示す説明図である。 図１のコンベアラインで実施される本発明の停止制御を、一つの被搬送物が搬送される状態で示す説明図である。 図６の停止制御における各部の動作を示すタイミングチャートである。 図１のコンベアラインで実施される本発明の停止制御を、複数の被搬送物が搬送される状態で示す説明図である。 図８の停止制御における各部の動作を示すタイミングチャートである。 図２に示すコンベアラインの各制御ゾーンにおける駆動モータを駆動する構成を示すブロック図である。 図１０に示す駆動モータの内部構造を示す模式図である。 図１０に示すゾーンコントローラで生成される駆動モータの駆動信号を示すタイムチャートである。 図１０に示すゾーンコントローラのモータ駆動回路を構成するドライブ回路の回路例図である。 図１０に示すゾーンコントローラのモータ駆動回路を構成する三相インバータ回路の回路例図である。 図１０に示すゾーンコントローラの制御回路部において制動信号を生成する構成を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１５に示す構成によって制動信号が生成される状態を示すタイムチャートである。 図１０に示すゾーンコントローラにおいて、駆動信号と制動信号が印加されたときの各部の信号を示すタイムチャートである。 （ａ）〜（ｆ）は、図１０に示すゾーンコントローラにおいて、図１７に示す駆動信号および制動信号が印加されたときの回転制御および制動制御を示す模式図である。
符号の説明
１ ゾーン制御式コンベアシステム
４ａ 駆動ローラ
１０ ゾーンコントローラ
１１ モータ（駆動モータ、ブラシレスモータ）
１４’ 回転数検知手段
５０ 上位制御装置
Ｖｎ 通常搬送速度
Ｖ１ 第一搬送速度
Ｖ２ 第二搬送速度
Ａ，Ｂ，Ｃ 制御ゾーン
Ｐ 所定位置
ＰＳ 位置センサー
ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ 在荷センサー
Ｔ 計時手段
Ｗ，Ｗ１，Ｗ２ 被搬送物（ワーク）

Claims (20)

  1. 被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンは、搬送力を得る駆動ローラと当該駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラとを有し、当該各ゾーンコントローラに駆動ローラの駆動制御に用いる所定の信号が入力されるゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各制御ゾーンは、被搬送物の有無を検知する在荷センサーを備え、各ゾーンコントローラは、駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を通常搬送速度を含む複数の値に連続的または段階的に切換制御可能な構成とされ、特定の制御ゾーンにおいて下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、前記通常搬送速度よりも遅く、上流側に隣接する制御ゾーンの搬送速度よりも低下した第一搬送速度で特定の制御ゾーンの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物が特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止することを特徴とするゾーン制御式コンベアシステム。
  2. 被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンは、搬送力を得る駆動ローラと当該駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラとを有し、当該各ゾーンコントローラに駆動ローラの駆動制御に用いる所定の信号が入力されるゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各制御ゾーンは、被搬送物の有無を検知する在荷センサーを備え、各ゾーンコントローラは、駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を通常搬送速度を含む複数の値に連続的または段階的に切換制御可能な構成とされ、特定の制御ゾーンにおいて下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、上流側から通常搬送速度で搬送される被搬送物を受け入れるために前記通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度で特定の制御ゾーンの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物が特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止することを特徴とするゾーン制御式コンベアシステム。
  3. 被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンは、搬送力を得る駆動ローラと当該駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラとを有し、当該各ゾーンコントローラに駆動ローラの駆動制御に用いる所定の信号が入力されるゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各制御ゾーンは、被搬送物の有無を検知する在荷センサーを備え、各ゾーンコントローラは、駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を通常搬送速度を含む複数の値に連続的または段階的に切換制御可能な構成とされ、特定の制御ゾーンにおいて下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、前記通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度で特定の制御ゾーンの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物が特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、所定位置は、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度に切り換えてから在荷センサーによって在荷検知されるまでの間に、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度まで安定して低下させることが可能な位置よりも上流側に設定され、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止することを特徴とするゾーン制御式コンベアシステム。
  4. 被搬送物を停止位置において精度良く安定して停止させるゾーン制御式コンベアシステムであって、被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、各制御ゾーンは、搬送力を得る駆動ローラと当該駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラとを有し、当該各ゾーンコントローラに駆動ローラの駆動制御に用いる所定の信号が入力されるゾーン制御式コンベアシステムにおいて、各制御ゾーンは、被搬送物の有無を検知する在荷センサーを備え、各ゾーンコントローラは、駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を通常搬送速度を含む複数の値に連続的または段階的に切換制御可能な構成とされ、特定の制御ゾーンにおいて下流側への被搬送物の搬送が禁止される期間は、特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンの在荷信号が検知されると、前記通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度で特定の制御ゾーンの駆動ローラの駆動を開始し、被搬送物が特定の制御ゾーンの停止位置より上流側の所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、特定の制御ゾーンの在荷センサーによって被搬送物が検知されると、駆動ローラの搬送駆動を停止することを特徴とするゾーン制御式コンベアシステム。
  5. 各ゾーンコントローラは、搬送方向における被搬送物の配列状態を維持しつつ、各制御ゾーンの被搬送物を下流側へ向けて一斉に搬送させる一斉搬送モードと、被搬送物の存在する制御ゾーン同士の間に被搬送物の存在しない制御ゾーンを所定数だけ介在させて被搬送物を切り離しつつ下流側へ向けて搬送させる分離搬送モードとを切換設定するモード設定手段を備え、前記被搬送物の下流側への搬送が禁止される特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンに被搬送物が一斉搬送されるときは、当該上流側の制御ゾーンよりも更に上流側のいずれかの制御ゾーンにおいて前記分離搬送モードに切換設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のゾーン制御式コンベアシステム。
  6. 前記分離搬送モードに切換設定される制御ゾーンは、コンベアシステムを形成する各制御ゾーンの配列に応じて予め選択されるか、または、各制御ゾーンに設けられたゾーンコントローラと接続される上位制御装置により搬送状況に応じて選択されることを特徴とする請求項５に記載のゾーン制御式コンベアシステム。
  7. 第一搬送速度によって駆動ローラの搬送駆動を開始してから第二搬送速度に切り換えるまでの期間は、第一搬送速度をそのまま維持することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のゾーン制御式コンベアシステム。
  8. 第一搬送速度を通常搬送速度と第二搬送速度の略中央の値に設定することを特徴とする請求項７に記載のゾーン制御式コンベアシステム。
  9. 第一搬送速度によって駆動ローラの搬送駆動を開始してから第二搬送速度に切り換えるまでの期間は、時間の経過に連れて搬送速度を第一搬送速度から漸減または段階的に低減させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のゾーン制御式コンベアシステム。
  10. 被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分されたコンベアシステムの各制御ゾーンに設けられ、搬送力を得るために各制御ゾーンに設けられた駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラであって、当該ゾーンコントローラが属する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに設けられた在荷センサーの在荷信号が入力されると共に、前記駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を、通常搬送速度と当該通常搬送速度よりも遅く、上流側に隣接する制御ゾーンの搬送速度よりも低下した第一搬送速度と、当該第一搬送速度よりも更に遅い第二搬送速度とに切換制御可能な構成とされ、ゾーンコントローラの属する特定の制御ゾーンから下流側への搬送が禁止される期間は、当該特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから在荷信号が出力されると、当該特定の制御ゾーンの駆動ローラを前記第一搬送速度で駆動を開始し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、当該特定の制御ゾーンの在荷センサーが在荷信号を検知すると駆動ローラの駆動を停止することを特徴とするゾーンコントローラ。
  11. 被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分されたコンベアシステムの各制御ゾーンに設けられ、搬送力を得るために各制御ゾーンに設けられた駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラであって、当該ゾーンコントローラが属する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに設けられた在荷センサーの在荷信号が入力されると共に、前記駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を、通常搬送速度と当該通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度と、当該第一搬送速度よりも更に遅い第二搬送速度とに切換制御可能な構成とされ、ゾーンコントローラの属する特定の制御ゾーンから下流側への搬送が禁止される期間は、当該特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから在荷信号が出力されると、上流側から通常搬送速度で搬送される被搬送物を受け入れるために当該特定の制御ゾーンの駆動ローラを前記第一搬送速度で駆動を開始し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、当該特定の制御ゾーンの在荷センサーが在荷信号を検知すると駆動ローラの駆動を停止することを特徴とするゾーンコントローラ。
  12. 被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分されたコンベアシステムの各制御ゾーンに設けられ、搬送力を得るために各制御ゾーンに設けられた駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラであって、当該ゾーンコントローラが属する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに設けられた在荷センサーの在荷信号が入力されると共に、前記駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を、通常搬送速度と当該通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度と、当該第一搬送速度よりも更に遅い第二搬送速度とに切換制御可能な構成とされ、ゾーンコントローラの属する特定の制御ゾーンから下流側への搬送が禁止される期間は、当該特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから在荷信号が出力されると、当該特定の制御ゾーンの駆動ローラを前記第一搬送速度で駆動を開始し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、当該所定位置は、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度に切り換えてから在荷センサーによって在荷検知されるまでの間に、駆動ローラの搬送速度を第二搬送速度まで安定して低下させることが可能な位置よりも上流側に設定されており、当該特定の制御ゾーンの在荷センサーが在荷信号を検知すると駆動ローラの駆動を停止することを特徴とするゾーンコントローラ。
  13. 被搬送物の搬送方向に並ぶ複数の制御ゾーンに区分され、被搬送物を停止位置において精度良く安定して停止させるゾーン制御式コンベアシステムの各制御ゾーンに設けられ、搬送力を得るために各制御ゾーンに設けられた駆動ローラの駆動制御を行うゾーンコントローラであって、当該ゾーンコントローラが属する制御ゾーンおよび上流側に隣接する制御ゾーンに設けられた在荷センサーの在荷信号が入力されると共に、前記駆動ローラによる被搬送物の搬送速度を、通常搬送速度と当該通常搬送速度よりも遅い第一搬送速度と、当該第一搬送速度よりも更に遅い第二搬送速度とに切換制御可能な構成とされ、ゾーンコントローラの属する特定の制御ゾーンから下流側への搬送が禁止される期間は、当該特定の制御ゾーンの上流側に隣接する制御ゾーンから在荷信号が出力されると、当該特定の制御ゾーンの駆動ローラを前記第一搬送速度で駆動を開始し、被搬送物が当該特定の制御ゾーンの停止位置より上流側の所定位置に到達した後は、前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度で駆動ローラの搬送駆動を行い、当該特定の制御ゾーンの在荷センサーが在荷信号を検知すると駆動ローラの駆動を停止することを特徴とするゾーンコントローラ。
  14. 前記駆動ローラまたは当該駆動ローラを回転駆動するモータの回転数を検知する回転数検知手段を備え、前記第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始した時点から前記回転数検知手段によって計測される回転数が所定値に至ったときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置に到達したものと判別することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載のゾーンコントローラ。
  15. 時間を計時する計時手段を備え、前記第一搬送速度で駆動ローラの駆動を開始した時点から所定時間が経過したときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置に到達したものと判別することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載のゾーンコントローラ。
  16. 被搬送物が前記所定位置に到達したことを検知する位置センサーを備え、前記位置センサーから位置信号が出力されたときに、被搬送物が制御ゾーンの所定位置へ到達したものと判別することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載のゾーンコントローラ。
  17. 第一搬送速度によって駆動ローラの搬送駆動を開始してから第二搬送速度に切り換えるまでの期間は、第一搬送速度をそのまま維持することを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載のゾーンコントローラ。
  18. 第一搬送速度を通常搬送速度と第二搬送速度の略中央の値に設定することを特徴とする請求項１７に記載のゾーンコントローラ。
  19. 第一搬送速度によって駆動ローラの搬送駆動を開始してから第二搬送速度に切り換えるまでの期間は、時間の経過に連れて搬送速度を第一搬送速度から漸減または段階的に低減させることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載のゾーンコントローラ。
  20. 搬送方向における被搬送物の配列状態を維持しつつ、各制御ゾーンの被搬送物を下流側へ向けて一斉に搬送させる一斉搬送モードと、被搬送物の存在する制御ゾーン同士の間に被搬送物の存在しない制御ゾーンを所定数だけ介在させて被搬送物を切り離しつつ下流側へ向けて搬送させる分離搬送モードとを切換可能に設定するモード設定手段を備え、
    特定の制御ゾーンにおける在荷センサーの在荷信号を隣接する上流側および下流側の制御ゾーンへ出力すると共に、隣接する上流側および下流側の制御ゾーンから出力される在荷信号を入力し、更に、特定の制御ゾーンにおける駆動ローラの駆動状態を示す駆動状態信号を上流側に隣接する制御ゾーンに出力すると共に、下流側に隣接する制御ゾーンから出力される駆動状態信号を入力することを特徴とする請求項１０乃至１９のいずれか１項に記載のゾーンコントローラ。
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