JP5588153B2 - 寸法重量測定装置及び寸法重量測定方法 - Google Patents
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Description
下記特許文献1には、こうしたシステムで使われる寸法測定装置の一例が記載されている。この種の装置の多くは、図8に示すように、駆動ローラ1やコンベアで搬送される貨物Aの寸法を光学的な手段を用いて非接触で測定する。
投光器4aと受光器4bとの間を貨物Aが通過すると、発光素子の光が遮光されて受光できない受光素子(即ち、遮光受光素子)が発生する。この遮光受光素子の発生位置や発生数、発生時刻t0や終了時刻t1を検出すれば、貨物Aの搬送速度vが一定の場合に、vと(t1−t0)とを乗じて、搬送方向の貨物Aの寸法を求めることができ、また、受光素子のピッチと遮光受光素子の数とを乗じて、搬送方向に直交する方向の貨物Aの寸法を求めることができる。
また、物流分野では、運送料金を単位体積当たりの重量で決める場合が有るが、こうしたとき、貨物の寸法と重量とを別々の装置で測定すると、コストが掛かり、貨物搬送のための広いスペースが必要になり、また、各貨物の寸法と重量のデータがずれたときに、大きな問題になる。
こうすることで貨物の縦、横、高さの寸法を測定することができる。
この装置では、貨物が搬送路上を移動する間に、貨物の寸法測定が行われ、並行して、第1のコンベア秤、または、第2のコンベア、あるいは、その両方により貨物の計量が行われる。
駆動ローラの回転角度を検出すれば、その回転角度と駆動ローラの半径とからコンベアの移動距離を求めることができる。
この装置は、時間帯によって貨物の搬送方向を逆にするような物流現場の使い方にも対応することができる。
この装置は、貨物の寸法及び重量を、狭い作業場所で測定することができる。
前記記憶手段に記憶されたデータを用いることにより、貨物の搬送速度の影響を受けない、貨物の正確な画像をモニタに表示することができる。
また、立方体や直方体形状の貨物が、どのような向きで搬送される場合でも、その貨物の縦、横或いは高さの寸法を、高精度に、且つ、簡単に求めることができる。
また、貨物の形状が、立方体や直方体に属さない場合でも、その形状を的確に把握することができ、貨物の所望方向の寸法を、高精度に、且つ、簡単に求めることができる。
多連秤は、特許第3249055号公報に記載されているように、隣接して直列に配置された第1のコンベア秤と第2のコンベア秤とを有している。図2に示す第1のコンベア10は、第1のコンベア秤の搬送手段であり、第2のコンベア20は、第2のコンベア秤の搬送手段である。
寸法重量測定装置は、さらに、第1のコンベア10及び第2のコンベア20の間に配置された光学ゲート50と、制御機構60と、貨物Aの形状を表示するモニタ70とを備えている。
また、コンベア10、20の面に垂直な右方枠体53には、多数の発光素子がΔLのピッチで配列され、右方枠体53に対向する左方枠体54には、多数の受光素子がΔLのピッチで配列されている。ここでは、左方枠体54の多数の受光素子をp1〜p20で表している。
また、右方枠体53の各発光素子は、コンベア10、20の面に平行な光を発光し、複数の発光素子から出射された平行光束は、遮光する貨物Aが存在しない場合に、左方枠体54の受光素子p1〜p20で受光される。遮光する貨物Aが存在する場合には、遮光された位置の受光素子(図3においてp1〜p7)は受光できず、遮光受光素子となる。
また、第1のコンベア10の入口位置、出口付近、及び、第2のコンベア20の出口位置には、貨物Aの通過を検出する透過型光電スイッチPH0、PH2、PH3が設置されている。
搬送された貨物Aが透過型光電スイッチPH2の位置に達すると(ステップ1)、光学ゲート50の遮光受光素子のチェックを開始する(ステップ2)。ロータリーエンコーダ12で検出した駆動ローラ11の回転角度と駆動ローラ11の半径とを用いて第1のコンベア10及び第2のコンベア20の搬送距離を算出し、搬送距離が一定量Δd(例えば、5mm)増加すると(ステップ3でYes)、光学ゲート50の受光素子の中に遮光受光素子があるか否かをチェックする(ステップ4)。この処理を遮光受光素子が検出されるまで繰り返し、遮光受光素子が検出されると、その遮光受光素子の位置を、透過型光電スイッチPH2の位置からの搬送距離に対応付けてメモリ62に格納する(ステップ5)。
ステップ6〜ステップ8の処理を遮光受光素子が無くなるまで繰り返し、遮光受光素子がゼロになれば(ステップ7でNo)、遮光受光素子のチェック処理を終了する(ステップ9)。
寸法測定部64は、メモリ62に格納されたデータから、図6の黒丸で表されたパターンを読み出して、平面図に展開した貨物Aの縦・横の寸法を算出し、図7の黒丸で表されたパターンを読み出して、貨物Aの高さの寸法を算出する(ステップ10)。
従って、黒丸で表されるパターンは、第1のコンベア10及び第2のコンベア20の搬送速度に影響されない。
そのため、このパターンから、Δd及びΔLを分解能とする精度で、貨物Aの寸法を高い精度で算出することができる。Δd及びΔLを小さく設定すれば、寸法測定の精度は更に向上する。
このように、黒丸パターンから寸法を算出することにより、複雑な突起やへこみのある貨物、タイヤの様な平たくて丸い貨物などの寸法も高精度に求めることができる。
そのため、第1のコンベア10及び第2のコンベア20の搬送速度に影響されない貨物Aの高精度の画像がモニタ70に表示される。
また、立方体や直方体形状の貨物が、どのような向きで搬送される場合でも、その貨物の縦、横或いは高さの寸法を、高精度に、且つ、簡単に求めることができる。
また、この貨物Aの画像をモニタ70に高い精度で表示することができる。
また、図6及び図7から明らかなように、貨物が、立方体や直方体以外の異形形状を有していても、その形状は黒丸のパターンにより的確に表される。そして、この黒丸のパターンから、貨物の所望方向の寸法を、高い精度で、且つ、簡単に求めることができる。
このように、荷重及び寸法の測定が終了した貨物を、その貨物が搬入された方向に戻すことにより、狭い場所での測定が可能になる。
この逆方向搬送時の寸法測定手順は、透過型光電スイッチPH2の代わりに透過型光電スイッチPH3を用いてスキャン開始時点を検出する点を除けば、順方向搬送時の寸法測定手順(図5)と同じである。
なお、逆方向搬送時の寸法測定用に、光学ゲート50の第2のコンベア20側に透過型光電スイッチPH2に対応する新たな透過型光電スイッチを追加し、それを用いて逆方向搬送時のスキャン開始時点を検出するようにしても良い。
ここでは、多連秤に寸法測定機構を組み合わせた例を示したが、単一のコンベア秤と寸法測定機構とを組み合わせても良い。また、ここでは、貨物の搬送手段としてコンベアを用いたが、特許文献1に記載されているように、多数本の駆動ローラが並行に配列された搬送手段を用いても良い。
また、ここでは、搬送手段の搬送距離を検出するためにロータリーエンコーダ12を使用したが、その他の手段で搬送手段の搬送距離を検出しても良い。また、ここでは、光学ゲート50の下部枠体52及び左方枠体54に受光素子を配列させたが、いずれか一方だけに受光素子を配置しても良いし、配列の上下及び左右の位置関係を逆にしても良い。
また、この寸法重量測定装置で測定する被測定物は、形状や大きさを問わない。
4a 投光器
4b 受光器
10 第1のコンベア
11 駆動ローラ
12 ロータリーエンコーダ
20 第2のコンベア
50 光学ゲート
51 上部枠体
52 下部枠体
53 右方枠体
54 左方枠体
60 制御機構
61 制御部
62 メモリ
63 計量部
64 寸法測定部
65 コンベア駆動部
66 表示部
70 モニタ
h1〜h20 下部枠体の受光素子
p1〜p20 左方枠体の受光素子
PH0、PH1、PH3 透過型光電スイッチ
Claims (8)
- 搬送路上を移動する貨物の寸法と重量とを測定する寸法重量測定装置であって、
前記貨物の搬送方向と直交する直交方向に複数の受光センサを配列し、前記直交方向から前記貨物に投影した平行光束を前記受光センサで受光して、前記貨物により遮光されて受光できない遮光受光センサの位置を検出する光学ゲートと、
前記貨物の搬送路上での搬送距離を検出する搬送距離検出手段と、
前記搬送距離が一定量増加するごとに、前記搬送距離に対応付けて前記光学ゲートの遮光受光センサの全ての位置を記憶し、この動作を、前記貨物が前記光学ゲートを通過するまで繰り返す記憶手段と、
前記貨物が前記光学ゲートを通過した後、前記記憶手段に記憶された前記遮光受光センサの全ての位置を囲む形状の中で面積が最小となる形状を求めて、前記貨物の寸法を算出する寸法測定手段と、
搬送路上を移動する前記貨物の重量を測定する重量測定手段と、
を備えることを特徴とする寸法重量測定装置。 - 請求項1に記載の寸法重量測定装置であって、前記光学ゲートが、前記搬送路の面に平行な方向に配列された複数の水平方向受光センサと、前記搬送路の面に垂直な方向に配列された複数の垂直方向受光センサとを備え、前記水平方向受光センサに向けて前記搬送路の面に垂直な方向の前記平行光束が投影され、前記垂直方向受光センサに向けて前記搬送路の面に平行な方向の前記平行光束が投影されることを特徴とする寸法重量測定装置。
- 請求項1または2に記載の寸法重量測定装置であって、前記搬送路が、第1のコンベア秤の搬送手段である第1のコンベアと、第2のコンベア秤の搬送手段である第2のコンベアとで構成され、前記光学ゲートが、前記第1のコンベアと前記第2のコンベアとの間に配置されていることを特徴とする寸法重量測定装置。
- 請求項3に記載の寸法重量測定装置であって、前記搬送距離検出手段が、前記第1のコンベアまたは第2のコンベアを駆動する駆動ローラの回転角度を検出するロータリーエンコーダを備えることを特徴とする寸法重量測定装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の寸法重量測定装置であって、前記貨物の搬送方向として正方向または逆方向が選択可能であり、前記貨物が正方向及び逆方向のいずれに搬送される場合でも、前記貨物の寸法及び重量を測定することを特徴とする寸法重量測定装置。
- 請求項1から5のいずれかに記載の寸法重量測定装置であって、前記光学ゲートを通過した前記貨物が、前記搬送路の搬送方向を逆転して、前記搬送路に搬入された側へ搬出されることを特徴とする寸法重量測定装置。
- 請求項1から6のいずれかに記載の寸法重量測定装置であって、さらに、モニタを備え、前記記憶手段に記憶された前記遮光受光センサの位置に基づいて作成された前記貨物の画像が前記モニタに表示されることを特徴とする寸法重量測定装置。
- 搬送路上を移動する貨物の寸法と重量とを測定する寸法重量測定方法であって、
前記搬送路の途中に、前記貨物の搬送方向と直交する直交方向に複数の受光センサを配列し、前記直交方向から前記貨物に投影した平行光束を前記受光センサで受光して、前記貨物により遮光されて受光できない遮光受光センサの位置を検出する光学ゲートを設置し、
前記搬送路を移動する前記貨物の重量を測定するとともに、
前記貨物の搬送路上での搬送距離を検出しながら、前記搬送距離が一定量増加するごとに、前記搬送距離に対応付けて前記光学ゲートの遮光受光センサの全ての位置を記憶手段に記憶し、この動作を、前記貨物が前記光学ゲートを通過するまで繰り返し、
前記貨物が前記光学ゲートを通過した後、前記記憶手段に記憶された前記遮光受光センサの全ての位置を囲む形状の中で面積が最小となる形状を求めて、前記貨物の寸法を算出することを特徴とする寸法重量測定方法。
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