JP5554189B2

JP5554189B2 - 計量コンベア装置

Info

Publication number: JP5554189B2
Application number: JP2010204912A
Authority: JP
Inventors: 和行篠崎
Original assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Current assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-09-13
Also published as: JP2012058217A

Description

本発明は、被計量物を搬送しながら計量する計量コンベア装置に関し、精度の高い計量を可能にするものである。

計量コンベア装置は、例えば搬送コンベアのライン中に配置され、上流の搬送コンベアから送り込まれた物品を下流側に送り出す過程で、その物品の重量を測定する。
また、計量コンベア装置には、下記特許文献１に記載されているように、複数の計量コンベアを縦列配置した多連秤装置が含まれる。多連秤装置は、移動中の被計量物が一つの計量コンベアに単独で載る状態のとき、その計量コンベアで被計量物の重量を測定し、また、被計量物が複数の計量コンベアに跨る長さを有するとき、複数の計量コンベアの測定値を加算して被計量物の重量を算出する。

計量コンベア装置では、被計量物が載った状態の搬送コンベアの重量をロードセルなどの重量センサで検出し、搬送コンベアの重量分を差し引いて被計量物の重量を算出する。重量センサの検出信号には、搬送機構の振動などに起因する不要信号成分が含まれており、この不要信号成分をフィルタで除去した後、検出信号から計量値が演算される。
そのため、被計量物が計量コンベアに単独で載っている時間が、フィルタ処理に要する時間を超えていない場合は、被計量物の精確な計量ができない。
従来から、被計量物の計量コンベア上での滞留時間を知るため、計量コンベアの搬入口や搬出口に近接スイッチや光電センサなどの物理センサを置いて貨物の通過時間を検知することが行われている。

また、上流から送られて来る貨物を次々と計量する計量コンベア装置では、貨物と測定データとを関連付ける紐付け（トラッキング）処理が必要になる。
このトラッキングのため、従来から、貨物に付したコードをコードスキャナで読み取り、コードで特定した貨物と、測定データとを関連付けることが行われている。

特開平１０−１２２９４０公報

しかし、貨物が十分な間隔を保って搬送されているときは、計量コンベアの搬入・搬出口の光電センサを利用して、貨物の通過時間を検出したり、搬出された貨物に測定データを関連付けたりすることが容易に実施できるが、計量コンベア装置を使用する物流現場では、出荷状況に応じて貨物搬送ライン全体の速度を変えたり、一時的にラインを止めたりする場合があり、それにより、貨物の間隔が詰まる状態がしばしば発生する。
貨物の間隔が詰まり、その結果、計量コンベア上に複数の貨物が滞留する状況では、被計量物の単独での滞留時間を、搬入・搬出口の光電センサだけで測定することはできない。
また、多連秤では、貨物の間隔が詰まると、個々の計量コンベアの測定データや、複数の計量コンベアの加算データを、どの貨物に紐付ければよいか、判断が難しくなる。

本発明は、こうした事情を考慮して創案したものであり、被計量物が計量コンベア上に単独で滞留する時間を精確に測定することができ、また、トラッキング処理を精確に行うことができる計量コンベア装置を提供することを目的としている。

本発明は、被計量物を搬送しながら計量する計量コンベア装置であって、被計量物が載った状態の搬送コンベアの重量を検出する重量センサと、重量センサの検出信号から被計量物の計量値を算出する計量部と、搬送コンベアの被計量物の搬入位置及び搬出位置に設置された、搬入位置及び搬出位置での被計量物の有無を検知する被計量物検知センサと、被計量物検知センサの検知信号をイベントとして、被計量物が単独で搬送されている状態に状態遷移してから次の状態に状態遷移するまでの時間を計時するステートマシンと、このステートマシンが計時に用いるタイマと、搬入位置の被計量物検知センサの検知信号をイベントとして、各被計量物にステートマシンを割り当て、被計量物が搬出位置を通過してから計量コンベアの搬送距離が一定距離に達した時点でそのステートマシンを削除する貨物ステートマシンと、ステートマシンにより計時された時間が、重量センサの検出信号のフィルタ処理に要する時間を超えているか否かを識別し、超えていれば、計量部で算出された計量値が精確であると識別し、超えていなければ、計量部で算出された計量値が精確でないと識別する計量判定部と、貨物ステートマシンが割り当てた現存する各被計量物のステートマシンに計量判定部の識別結果が付された計量値を紐付けるトラッキング部と、を備えることを特徴とする。
ステートマシンは、予め決められた複数の状態を、決められた条件に従って、決められた順序で遷移するものであり、ソフトウエアで動作が規定されたマイクロコンピュータや、論理デバイスによって実現される。この装置では、被計量物が計量コンベア上に単独で滞留している状態の時間を精確に求めることができる。
また、この計量コンベア装置では、トラッキング処理を精確に行うことができる。

また、本発明では、被計量物検知センサが、複数の計量コンベアを縦列配置した多連秤の被計量物の搬入位置及び搬出位置、並びに、計量コンベア間の連結位置に設置され、ステートマシンは、個々の計量コンベアの搬送方向前端及び後端に設置された被計量物検知センサの検知信号に基づいて、当該計量コンベアで被計量物が単独で搬送されている時間を計時し、連続する複数の計量コンベアの搬送方向前端及び後端に設置された被計量物検知センサの検知信号に基づいて、複数の計量コンベアを組合わせて成る計量コンベアで被計量物が単独で搬送されている時間を計時する。
多連秤を構成する各計量コンベアでの被計量物の単独滞留時間や、複数の計量コンベアの計測値を加算して一つの被計量物の重量を算出する多連計量コンベアでの被計量物の単独滞留時間を精確に求めることができる。

また、本発明では、さらに、搬入位置の被計量物検知センサの検知信号をイベントとして、各被計量物にステートマシンを割り当て、被計量物が搬出位置を通過してから計量コンベアの搬送距離が一定距離に達した時点で当該ステートマシンを削除する貨物ステートマシンと、貨物ステートマシンが割り当てた現存する各被計量物のステートマシンに計測データを紐付けるトラッキング部とを備えている。
この計量コンベア装置では、トラッキング処理を精確に行うことができる。

また、本発明の計量コンベア装置は、被計量物搬送用のプーリまたはモータの回転を検出するエンコーダを備えており、貨物ステートマシンは、搬出位置の被計量物検知センサが被計量物の搬出を検出した後のエンコーダの検知信号をイベントとしてステートマシンを削除する。
貨物ステートマシンが被計量物に対して割り当てたステートマシンは、搬出位置の被計量物検知センサが、その被計量物の搬出を検出した後、エンコーダの検知信号から、計量コンベアの搬送距離が一定距離に達したことを確認した時点で削除される。こうすることで、計測データの算出が被計量物の搬出後に及んでしまった計測データを被計量物に紐付けることができる。

また、本発明の計量コンベア装置のトラッキング部は、貨物ステートマシンが先に割り当てたステートマシンに計量値を与え、当該ステートマシンが既に同種の計量値を受けているときは、貨物ステートマシンがその次に割り当てたステートマシンに前記計量値を与えることにより、貨物ステートマシンが割り当てたステートマシンに計量値を紐付けるようにしている。
貨物ステートマシンにより複数の被計量物に割り当てられた複数のステートマシンは、先入れ先出しのデータ構造を持ってリンクしており、トラッキング部は、この複数のステートマシンの最初のステートマシンに計量値を与える。最初のステートマシンは、計量値を未だ受け取っていない場合には、その計量値を受け取り、既に計量値を受け取っている場合には、その計量値を次のステートマシンに送る。次のステートマシンも同様に、計量値の受け取り、または、さらに次のステートマシンへの計量値の送付を行う。こうすることで、各被計量物のステートマシンに計量値を紐付けることができる。

本発明の計量コンベア装置は、被計量物の計量コンベア上における単独での滞留時間を精確、且つ、簡便に測定することができる。そのため、この滞留時間に基づいて、計量値が精確か否かを的確に判断することができる。
また、計量値を被計量物に対して的確に紐付けることができる。

本発明の第１の実施形態に係る計量コンベア装置の概略図図１の計量コンベア装置の状態遷移を説明する図本発明の第２の実施形態に係る計量コンベア装置の概略図本発明の第３の実施形態に係る計量コンベア装置の概略図各貨物に割り当てられたステートマシンの存続期間を説明する図各貨物に割り当てられたステートマシンに対する計量値の紐付けを説明する図

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る計量コンベア装置を示している。
この装置は、駆動プーリ２１及び従動プーリ２２の間に掛け渡された無終端ベルト２３と、駆動プーリ２１に回転力を与えるモータ２４と、重量を検出するロードセル（重量センサ）１３と、無終端ベルト２３による貨物の搬送経路の前端及び後端に設置された光電センサ（被計量物検知センサ）１０、１１と、計量コンベアを制御する制御部３０とを備えている。
光電センサ１０、１１は、無終端ベルト２３を間に挟んで設置された発光素子と受光素子とから成り、受光素子で受光されている発光素子の光が貨物により遮光されることで、貨物が検知される。

制御部３０は、重量センサ１３の検出信号から計量値を算出する計量部３１と、光電センサ１０、１１の検知信号に基づいて、貨物が単独で無終端ベルト２３の上に載る時間を計時するステートマシン３３と、ステートマシン３３が計時に用いるタイマ３４と、ステートマシン３３が計時した時間を基に、計量部３１で算出された計量値が精確か否かを識別する計量判定部３２とを備えている。

ステートマシン３３は、予め決められた複数の状態を、決められた条件に従って決められた順序で遷移する。ステートマシン３３への入力メッセージはイベントと呼ばれ、ステートマシン３３は、イベントによりトリガされて状態遷移を行う。
ステートマシン３３は、ソフトウエアで動作が規定されたマイクロコンピュータや、論理デバイスによって実現される。

ステートマシン３３は、図２に示すように、何も無い無終端ベルト２３上で貨物Ａを検知した光電センサ１０から、その後、貨物の非検知信号が入力すると（図２（ａ）の状態）、この非検知信号をイベントとして、時間計時の状態に状態遷移し、タイマ３４の時間を計時する。
また、この状態が維持された後、貨物Ａを検知した光電センサ１１から、貨物の検知信号が入力すると（図２（ｃ）の状態）、この検知信号をイベントとして、時間非計時の状態に状態遷移し、タイマ３４の時間計時を止め、その間に計測した計測時間を計量判定部３２に出力する。
また、図２（ａ）の状態の後、貨物Ｃを検知した光電センサ１０から、貨物の検知信号が入力すると（図２（ｄ）の状態）、この検知信号をイベントとして、時間非計時の状態に状態遷移し、タイマ３４の時間計時を止め、その間に計測した計測時間を計量判定部３２に出力する。

また、ステートマシン３３は、貨物Ｂと貨物Ａとが無終端ベルト２３上に載る状態から、光電センサ１１が貨物Ｂを検知し、その後、光電センサ１１から貨物Ｂの非検知信号が入力すると（図２（ｂ）の状態）、この非検知信号をイベントとして、時間計時の状態に状態遷移し、タイマ３４の時間を計時する。
その後、図２（ｃ）または図２（ｄ）の状態になると、時間非計時の状態に状態遷移し、タイマ３４の時間計時を止め、その間に計測した計測時間を計量判定部３２に出力する。

計量判定部３２は、ステートマシン３３から出力された計測時間が、重量センサ１３の検出信号のフィルタ処理に要する時間を超えているか否かを識別し、超えていれば、計量部３１で算出された計量値が精確であると識別し、超えていなければ、計量部３１で算出された計量値が精確でないと識別する。

このように、この計量コンベア装置では、ステートマシン３３を用いて、貨物が単独で無終端ベルト２３上に載っている滞留時間を精確、且つ、簡便に測定することができる。
なお、ここでは、光電センサを用いて貨物を検知しているが、近接スイッチなど、その他の被計量物検知センサを用いても良い。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る多連秤装置を示している。
この装置は、縦列配置された計量コンベア５１と計量コンベア５２とを有し、計量コンベア５１と計量コンベア５２との連結位置に光電センサ４２が設置され、計量コンベア５１の他端に光電センサ４１が、また、計量コンベア５２の他端に光電センサ４３が、それぞれ設置されている。
制御部３０の構成は、第１の実施形態と同じであるが、計量部３１には、計量コンベア５１の重量センサ５１１の検出信号と、計量コンベア５２の重量センサ５２１の検出信号とが入力し、また、ステートマシン３３には、光電センサ４１、４２、４３の検知信号が入力する。

ステートマシン３３は、光電センサ４１、４２の検知信号を用いて計量コンベア５１に単独の貨物が載っている時間を計測し、光電センサ４２、４３の検知信号を用いて計量コンベア５２に単独の貨物が載っている時間を計測し、さらに、光電センサ４１、４３の検知信号を用いて、計量コンベア５１と計量コンベア５２とを組合せた多連計量コンベアに貨物が単独で載っている時間を計測する。
貨物の単独滞留時間を計測する手順は、第１の実施形態と同じである。
ステートマシン３３は、計測した各計測時間を計量判定部３２に出力する。

計量部３１は、計量コンベア５１の重量センサ５１１の検出信号から求めた計量値と、計量コンベア５２の重量センサ５２１の検出信号から求めた計量値と、それらを加算した多連計量コンベアの計量値とを計量判定部３２に出力する。
計量判定部３２は、ステートマシン３３から出力された各計測時間に基づいて、計量コンベア５１の計量値、計量コンベア５２の計量値、及び多連計量コンベアの計量値の精確性を識別する。
このように、この多連秤装置では、ステートマシンを用いて、多連秤を構成する個々の計量コンベア、及び、連続する複数の計量コンベアを組合せた多連計量コンベアにおける貨物の単独滞留時間を精確、且つ、簡便に測定することができ、それを基に、個々の計量コンベア、及び、多連計量コンベアの計量値の精確性を識別することができる。

（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態に係る多連秤装置を示している。
この装置は、下流側計量コンベア５２のプーリの回転数を検出するエンコーダ６２を備えており、また、制御部３０は、貨物の各々にステートマシンを割り当てる貨物ステートマシン３５と、各貨物に割り当てられたステートマシンに計量値を紐付けるトラッキング部３６とを備えている。その他の構成は、第２の実施形態と変わりがない。

貨物ステートマシン３５には、エンコーダ６２の検出信号と、多連秤の貨物搬入口及び搬出口に設置された光電センサ４１、４３の検知信号とが入力する。
貨物ステートマシン３５は、貨物搬入口の光電センサ４１の検知信号をイベントとして、多連秤に搬入された各貨物にステートマシンを割り当てる。そして、その貨物が搬出口の光電センサ４３で検出されると、エンコーダ６２の検知信号に着目し、エンコーダ６２の検知信号から、プーリが所定数回転し、無終端ベルトの搬送距離が所定距離に達したことを検知した時点で、その貨物に割り当てたステートマシンを削除する。

図５は、貨物イ、ロ、ハが、計量コンベア５１及び計量コンベア５２から成る多連秤に搬入されたときの各貨物のステートマシン７１、７２、７３の存続期間を示している。貨物イのステートマシン７１は、貨物イが上流側計量コンベア５１の貨物搬入口に達した時点で割り当てられ、貨物イが下流側計量コンベア５２の貨物搬出口を越え、さらに、エンコーダ６２の検知信号を基に設定した搬送距離（Ｃで示す区間）に達した時点で消滅する。貨物ロのステートマシン７２、貨物ハのステートマシン７３についても同様である。
貨物ステートマシン３５は、現存する複数のステートマシン７１、７２、７３を先入れ先出しのデータ構造でリンクさせている。

トラッキング部３６は、貨物ステートマシン３５が割り当てた現存する各貨物のステートマシンに、計量判定部３２で精確かどうかが判定された計量値を紐付ける。
この紐付けは、次のように行われる。
計量判定部３２で判定された計量値を、先入れ先出しのデータ構造でリンクしているステートマシンの最初のステートマシンに与える。最初のステートマシンは、同種の計量値を未だ受け取っていない場合、その計測値を受け取る。また、既に同種の計測値を受け取っている場合は、その計測値を次のステートマシンに回す。次のステートマシンも同様に、同種の計測値を未だ受け取っていない場合に受け取り、既に受け取っている場合に次のステートマシンに回す。

図６は、ステートマシンに対する計量値の紐付けの手順を模式的に示している。
最初の計量コンベア５１の計量値、計量コンベア５２の計量値、及び、多連計量コンベア（５１＋５２）の計量値は、貨物イに対応するステートマシン７１が受け取る。二番目の計量コンベア５１の計量値、計量コンベア５２の計量値、及び、多連計量コンベア（５１＋５２）の計量値は、ステートマシン７１が受け取るが、ステートマシン７１は既に同じ種類の計量値を受け取っているため、次の貨物ロに対応するステートマシン７２に回す。ステートマシン７２は、これを自分のものとして受け取る。三番目の計量コンベア５１の計量値を受け取った時点では、貨物イに対応するステートマシン７１が消滅しているため、受け取り手が貨物ロに対応するステートマシン７２となるが、ステートマシン７２は、既に同じ種類の計量値を受け取っているため、貨物ハに対応するステートマシン７３に回す。ステートマシン７３は、これを自分のものとして受け取る。

このように、この多連秤装置では、各貨物に対応するステートマシンに対して、個々の計量コンベア、及び、多連計量コンベアの計量値を的確に紐付けることができる。
そして、これらの計量値には、計量判定部３２による精確性の判定が付されているため、それを基に精確な計量値を確定することができる。

なお、貨物ステートマシン３５が各貨物に割り当てたステートマシンの削除時点を、貨物が多連秤から搬出された時点よりも図５の区間Ｃだけ遅らせているため、計量部３１での算出が貨物の搬出後に及んでしまった計測値であっても、ステートマシンに紐付けることができる。
また、各貨物に割り当てられたステートマシンには、計量値以外にも紐付けることが可能であり、寸法測定機構を備える多連秤装置では、測定された貨物の寸法を紐付けることができる。また、貨物に付したコードを読み取るコードスキャナを配置し、貨物のコードをステートマシンに紐付けることで、貨物とステートマシンとの対応を取ることができる。
また、ここでは、エンコーダ６２でプーリの回転数を検出しているが、モータ２４の回転数を検出するようにしても良い。
また、ここでは、無終端ベルトを用いて貨物を搬送する計量コンベア装置について説明したが、本発明は、ローラを用いて貨物を搬送する計量コンベア装置にも適用できる。

本発明の計量コンベア装置は、各種物品を搬送しながら精確に計量することが可能であり、物流施設や、荷物を仕分ける輸送施設、原材料の搬入や製品の搬出を行う製造工場など、幅広い分野で利用することができる。

１０光電センサ
１１光電センサ
１３重量センサ（ロードセル）
２１駆動プーリ
２２従動プーリ
２３無終端ベルト
２４モータ
３０制御部
３１計量部
３２計量判定部
３３ステートマシン
３４タイマ
３５貨物ステートマシン
３６トラッキング部
４１光電センサ
４２光電センサ
４３光電センサ
５１計量コンベア
５２計量コンベア
６２エンコーダ
７１貨物イに割り当てられたステートマシン
７２貨物ロに割り当てられたステートマシン
７３貨物ハに割り当てられたステートマシン
５１１重量センサ
５２１重量センサ

Claims

被計量物を搬送しながら計量する計量コンベア装置であって、
被計量物が載った状態の搬送コンベアの重量を検出する重量センサと、
前記重量センサの検出信号から被計量物の計量値を算出する計量部と、
前記搬送コンベアの被計量物の搬入位置及び搬出位置に設置された、前記搬入位置及び搬出位置での被計量物の有無を検知する被計量物検知センサと、
前記被計量物検知センサの検知信号をイベントとして、被計量物が単独で搬送されている状態に状態遷移してから次の状態に状態遷移するまでの時間を計時するステートマシンと、
前記ステートマシンが計時に用いるタイマと、
前記搬入位置の前記被計量物検知センサの検知信号をイベントとして、各被計量物に前記ステートマシンを割り当て、被計量物が搬出位置を通過してから計量コンベアの搬送距離が一定距離に達した時点で当該ステートマシンを削除する貨物ステートマシンと、
前記ステートマシンにより計時された前記時間が、前記重量センサの検出信号のフィルタ処理に要する時間を超えているか否かを識別し、超えていれば、前記計量部で算出された計量値が精確であると識別し、超えていなければ、前記計量部で算出された計量値が精確でないと識別する計量判定部と、
前記貨物ステートマシンが割り当てた現存する各被計量物の前記ステートマシンに前記計量判定部の識別結果が付された前記計量値を紐付けるトラッキング部と
を備えることを特徴とする計量コンベア装置。
請求項１に記載の計量コンベア装置であって、前記被計量物検知センサが、複数の計量コンベアを縦列配置した多連秤の被計量物の搬入位置及び搬出位置、並びに、前記計量コンベア間の連結位置に設置され、
前記ステートマシンは、個々の計量コンベアの搬送方向前端及び後端に設置された前記被計量物検知センサの検知信号に基づいて、当該計量コンベアで被計量物が単独で搬送されている時間を計時し、連続する複数の計量コンベアの搬送方向前端及び後端に設置された前記被計量物検知センサの検知信号に基づいて、前記複数の計量コンベアを組合わせて成る計量コンベアで被計量物が単独で搬送されている時間を計時することを特徴とする計量コンベア装置。
請求項１に記載の計量コンベア装置であって、被計量物搬送用のプーリまたはモータの回転を検出するエンコーダを備え、前記貨物ステートマシンは、搬出位置の前記被計量物検知センサが被計量物の搬出を検出した後の前記エンコーダの検知信号をイベントとして前記ステートマシンを削除することを特徴とする計量コンベア装置。
請求項３に記載の計量コンベア装置であって、前記トラッキング部は、前記貨物ステートマシンが先に割り当てた前記ステートマシンに前記計量値を与え、当該ステートマシンが既に同種の計量値を受けているとき、前記貨物ステートマシンがその次に割り当てた前記ステートマシンに当該計量値を与えることにより、前記貨物ステートマシンが割り当てた前記ステートマシンに前記計量値を紐付けることを特徴とする計量コンベア装置。