JP6280463B2 - 物品搬送装置 - Google Patents

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Description

本発明は、連続して搬送される物品の搬送間隔を拡大可能な物品搬送装置に関する。
物品を搬送しながら複数の工程を経る場合、各工程における物品の取扱い単位や、加工サイクルなどの違いから、物品の搬送間隔を変更しなければならないことがある。搬送間隔を拡大する方法としては、搬送速度の遅いベルトコンベヤから搬送速度の速いベルトコンベヤに物品を乗り移させて搬送間隔を拡大する構成が知られている。例えば特許文献1に開示された搬送間隔調整装置では、求肥シートの搬送間隔を拡大するために同構成が採用されている。しかし、シート状の求肥は非常に軟らかいため、単純に搬送速度の異なるベルトコンベヤを利用して求肥シートの搬送間隔を拡大しようとすると、両ベルトコンベヤに跨る移乗中の求肥シートはその両端で移送速度が異なるため引き伸ばされてしてしまう。
そのため特許文献1の搬送間隔調整装置では、相対的に遅い搬送速度で駆動される送り込み(上流側)ベルトコンベヤの下流側端部と、相対的に速い搬送速度で駆動される受け取り(下流側)ベルトコンベヤの上流側端部とを、求肥がこれらのベルトコンベヤ間で移乗する間に上流側に向けて一体的に移動させることで同問題に対応している。すなわち、各求肥の移乗に掛かる時間を短縮することで、求肥に発生する伸びを低減している。
特許第4224155号公報
しかし、特許文献1の構成では、搬送される各物品の移乗に掛かる時間は短縮できるもののその間も両ベルトコンベヤの搬送速度は異なるので、求肥の伸びをゼロにすることはできない。また、同構成を用いて例えば一定間隔で連続搬送される物品を所定数からなるグループに分ける場合、グループ内における各物品の間隔が拡大されてしまう。
本発明は、連続搬送される物品の間隔を所望の位置で、他の物品の位置や寸法に影響を与えることなく変更可能な物品搬送装置を提供することを課題としている。
本発明の物品搬送装置は、複数の物品を搬送する第1コンベヤと、接続部を介して上流側に配される第1コンベヤから排出される物品を受け取り搬送する第2コンベヤと、接続部を物品の搬送方向に沿って前後に移動させる接続部移動手段と、第1、第2コンベヤの運転速度、および接続部の移動速度を制御する制御手段とを備える物品搬送装置において、制御手段は、第1コンベヤおよび第2コンベヤを第1運転速度で運転し、かつ、接続部を所定の速度で物品の搬送方向後方に向けて後退移動させることにより、第1コンベヤから第2コンベヤへと所定数の物品を乗り移らせる乗り移り制御と、第1コンベヤを第1運転速度で運転し、第2コンベヤを第1運転速度よりも高速の第2運転速度で運転し、かつ、接続部を第1運転速度と同速で物品の搬送方向前方に向けて前進移動させることにより、乗り移り制御によって第2コンベヤに乗り移らせた所定数の物品を後続の物品から切り離す切り離し制御とを交互に繰り返すことを特徴としている。
上記物品搬送装置は更に、第2コンベヤの下流に接続した第3コンベヤを備えることが好ましく、このとき制御手段は、例えば直前に行った切り離し制御によって第2コンベヤに乗り移らせた所定数の物品が、第3コンベヤに乗り移るまでの間だけ切り離し制御を行う。
更に、第3コンベヤの下流側端部を物品の搬送方向の前後方向に移動可能とし、制御手段が、所定数の物品が第2コンベヤから第3コンベヤへ乗り移るまでの間は、第3コンベヤを第2運転速度で運転し、所定数の物品が第3コンベヤに乗り移った後は、第3コンベヤを第2運転速度よりも高速の第3運転速度で運転し、所定数の物品が第3コンベヤの下流端位置に到達すると第3コンベヤを停止させ、その状態で第3コンベヤの下流側端部を物品の搬送方向の後方に向けて後退移動させることによって、所定数の物品を先頭から順に第3コンベヤの下流側端部から排出するように構成してもよい。
本発明によれば、連続搬送される物品の間隔を所望の位置で、他の物品の位置や寸法に影響を与えることなく変更可能な物品搬送装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る物品搬送装置の全体の構成を簡略化して示す側面図である。 切り離し制御とトレイへの物品排出が行われているときの物品および各コンベヤの配置を示す図である。 切り離し制御中において、トレイへの物品排出が終了した時点における物品および各コンベヤの配置を示す図である。 切り離し制御中に第2コンベヤから第3コンベヤへの物品の移乗が行われている状態における物品および各コンベヤの配置を示す図である。 切り離し制御の終了直後であって、物品の第2コンベヤから第3コンベヤへの移乗が完了した直後の物品および各コンベヤの配置を示す図である。 乗り移り制御が行われているときの物品および各コンベヤの配置を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る物品搬送装置の全体の構成を簡略化して示す側面図である。
本実施形態の物品搬送装置10は、例えば第1コンベヤ11と第2コンベヤ12と第3コンベヤ13とを備える。第1、第2、第3コンベヤ11、12、13は、この順で上流側から下流側へと1列に整列され、搬送面は全て同じレベルに維持される。本実施形態において搬送物品Aは例えば魚肉ソーセージであり、搬送方向に対し垂直に並べられ、互いに密接して連続的に上流側の魚肉ソーセージ製造装置(図示せず)から第1コンベヤ11に供給される。
第1コンベヤ11上を密接しながら連続的に搬送される物品Aは、第1コンベヤ11から第2コンベヤ12へ移乗される際、後述する乗り移り制御と切り離し制御の繰り返しにより所定数ずつ切り離される。すなわち第2コンベヤ12では、所定数の物品Aが1つのグループとして第1コンベヤ11の物品Aの列から分離される。そして、このグループ内では物品A同士の密接した状態が維持されるとともにグループ同士の間には所定の搬送間隔が与えられる。第2コンベヤ12から第3コンベヤに移乗された物品Aは、後述するようにグループを単位に第3コンベヤ13の下流側下方に配置されるトレイ14に供給され、トレイ14上に敷き詰められる。
第1〜第3コンベヤ11〜13は、ベルトコンベヤであり、第1コンベヤ11の搬送ベルト11Bは、一対のスナップローラ15A、15Bにより原動プーリ16に掛け回されて駆動される。原動プーリ16は駆動モータ17により図中時計回りに回転され、送り出し側スナップローラ15Aを介して原動プーリ16から送り出される搬送ベルト11Bは、第1コンベヤ11の上流側端部を規定する固定プーリ18と、第1コンベヤ11の下流側端部を規定する移乗用可動プーリ19との間に水平に張られ搬送面を構成する。搬送ベルト11Bは、その後調整用可動プーリ20、固定プーリ21を巡って、迎え入れ側スナップローラ15Bを介して原動プーリ16へと戻される。
一方、第2コンベヤ12の搬送ベルト12Bは、一対のスナップローラ22A、22Bにより原動プーリ23に掛け回されて駆動される。原動プーリ23は駆動モータ24により図中時計回りに回転され、搬送ベルト12Bは送り出し側スナップローラ22Aを介して原動プーリ23から送り出され、固定プーリ25を介して、調整用可動プーリ26に掛け回される。その後搬送ベルト12Bは、第2コンベヤ上流側端部を規定する移乗用可動プーリ27と、第2コンベヤ12の下流側端部を規定する固定プーリ28との間に水平に張られ搬送面を構成する。搬送ベルト12Bは、その後迎え入れ側スナップローラ22Bを介して原動プーリ23へと戻される。
第1コンベヤ11の移乗用可動プーリ19と第2コンベヤ12の移乗用可動プーリ27は近接して平行に配置され、第1、第2コンベヤ間の第1接続部C1を構成する。また移乗用可動プーリ19、27は、移乗用プーリ移動機構(接続部移動手段)29により一体的に搬送方向に沿って前後方向に移動可能とされる。また、調整用可動プーリ20、26は、調整用プーリ移動機構30、31により移乗用可動プーリ19、27の動きに連動し、移乗用可動プーリ19と調整用可動プーリ20の間隔、および移乗用可動プーリ27と調整用可動プーリ26の間隔が一定に保たれるように移動する。すなわち移乗用可動プーリ19、27が移動しても搬送ベルト11B、12Bの全走行経路が一定に維持されるよう調整され、走行中、搬送ベルト11B、12Bに掛かる張力が一定に維持される。なお、移乗用可動プーリ19、27で構成される第1接続部C1は、後述するように可動範囲R1内で往復運動を繰り返す。
また第3コンベヤ13の搬送ベルト13Bは、一対のスナップローラ32A、32Bにより原動プーリ33に掛け回されて駆動される。原動プーリ33は駆動モータ34により図中時計回りに回転され、搬送ベルト13Bは送り出し側スナップローラ32Aを介して原動プーリ33から送り出され、第3コンベヤ13の上流側端部を規定する固定プーリ35を介して、第3コンベヤ13の下流側端部を規定する後端可動プーリ36に掛け回される。すなわち搬送ベルト13Bは固定プーリ35と後端可動プーリ36の間に水平に張られ搬送面を構成する。搬送ベルト13Bは、その後調整用可動プーリ37、固定プーリ38、迎え入れ側スナップローラ32Bを介して原動プーリ33へと戻される。
第3コンベヤ13の上流側端部を規定する固定プーリ35は、第2コンベヤ12の下流側端部を規定する固定プーリ28に近接して平行に配置され、第2、第3コンベヤ間の固定された第2接続部C2を構成する。一方、第3コンベヤ13の下流側端部を規定する後端可動プーリ36は、後端プーリ移動機構39により搬送方向の前後に移動可能である。後端可動プーリ36には、搬送方向斜め下に向けて延出する板状のガイド40が一体的に設けられる。第3コンベヤ13上を搬送される物品Aは、後端可動プーリ36に達すると、ガイド40を滑り落ち、順次トレイ14へと排出される。このとき後端可動プーリ36は、後述するように搬送方向上流側に向けて後退移動され、物品Aは搬送方向に沿ってトレイ14上に一様に並べられる。
後端可動プーリ36は、後述するように可動範囲R2内で往復運動を繰り返す。このとき調整用可動プーリ37は、調整用プーリ移動機構41により後端可動プーリ36の動きに連動し、後端可動プーリ36と調整用可動プーリ37の間隔が一定に保たれるように移動する。すなわち後端可動プーリ36が移動しても搬送ベルト13Bの全走行経路の長さが一定に維持されるよう調整され、走行中、搬送ベルト13Bに掛かる張力が一定に維持される。
なお、上記物品搬送装置10において、駆動モータ17、24、34、調整用プーリ移動機構30、31、41、移乗用プーリ移動機構29、後端プーリ移動機構39はそれぞれ制御部42によってその駆動が制御される。
次に図1〜図6を参照して、制御部42によって制御される本実施形態の搬送動作について説明する。図1〜図6には、本実施形態の搬送動作の1周期に亘る物品Aのコンベヤ上の配置と第1接続部C1を構成する移乗用可動プーリ19、27、第3コンベヤ13の後端部を規定する後端可動プーリ36の配置が順を追って描かれる。ここで図1〜図5は切り離し制御の開始から終了まで、図5、図6、図1は乗り移り制御の開始から終了までに対応する。なお、図2〜図6では、駆動モータ17、24、34、移動機構29〜31、39、41、制御部42は省略されている。
図1には、第1接続部C1を構成する移乗用可動プーリ19、27が、その可動範囲R1の最も上流側に位置するとともに、第3コンベヤ13の後端可動プーリ36が、その可動範囲R2の最も下流側(下流端位置)に位置する状態が示される。すなわち図1には、移乗用可動プーリ19、27による物品Aの第1、第2コンベヤ11、12間の乗り移り制御が終了し、物品A同士の切り離し制御が開始される直前の状態が示される。そしてこのとき、前回の切り離し制御により分離された物品Aのグループは、図1に示されるように第3コンベヤ13の下流端直前まで移動されている。
図1の状態において、第1、第2コンベヤ11、12の搬送ベルト11B、12Bは、共に第1運転速度V1で走行され、第1接続部C1を構成する移乗用可動プーリ19、27の移動は停止(速度0)されている。すなわち、第1コンベヤ11上を連続的に密接しながら第1運転速度V1で搬送される物品Aは、第1接続部C1を介して第2コンベヤ12上へ密接したまま第1運転速度V1で移送される。そして、第2コンベヤ12上においても連続・密接した状態を維持しながら第1運転速度V1で搬送される。なお、このとき第3コンベヤ13の駆動は停止されている。
図2には、図1の状態から切り離し制御が開始された状態が示される。切り離し制御中は、第1コンベヤ11が第1運転速度V1で駆動され続けるとともに、第1接続部C1を構成する移乗用可動プーリ19、27が、下流側(搬送方向)へ第1運転速度V1で前進移動され、第2コンベヤ12は第1運転速度V1よりも速い第2運転速度V2で駆動される。一方、第3コンベヤ13では、搬送ベルト13Bの走行が停止された状態が維持されるとともに、後端可動プーリ36が搬送方向上流側へ向けて所定速度で後退移動される。
すなわち、切り離し制御中、移乗用可動プーリ19(第1接続部C1)は、第1コンベヤ11の搬送速度と等しい速さで下流側へと移動するので、物品Aが第1コンベヤ11から第2コンベヤ12へ移乗されることはない。そして、第2コンベヤ12は、第1コンベヤ11の第1運転速度V1よりも速い第2運転速度V2で駆動されるので、この切り離し制御が開始される直前までに第2コンベヤ12へ移乗された物品Aのグループは、第1コンベヤ11上の物品Aから相対速度(V2−V1)の速さで分離される。
また、第3コンベヤ13では、後端部を規定する後端可動プーリ36が上流側へと後退移動されるので、下流側後端にある物品Aは搬送ベルト13Bによる支えを失い、ガイド40の上を転がり落ちて順次トレイ14へと排出される。
図3は、図2の状態から切り離し制御が継続され、第2コンベヤ12に分離された物品Aのグループの先頭が第2接続部C2の直前にまで達するとともに、第3コンベヤ13の後端可動プーリ36が、その可動範囲R2の最上流側に達した状態を示す。図3に示されるように第2コンベヤ12上の物品Aは、図2の状態よりも更に第1コンベヤ11上の物品Aから引き離され、両者の搬送間隔は更に拡大されている。そして第2コンベヤ12上の物品Aのグループの先頭は、第3コンベヤ13へと乗り移りが開始される直前の状態にある。また、図3の状態において、ガイド40の先端は、トレイ14の上流側の端辺にまで達し、第3コンベヤ13上の物品Aは全てトレイ14に排出されている。このときトレイ14上には、物品Aがその全体に亘って一様に密接して並べられる。
図3の状態に達すると、第1、第2コンベヤ11、12の運転、第1接続部C1の移動、そして後端可動プーリ36の位置はそのままに、第3コンベヤ13の第2運転速度V2での駆動が直ちに開始される。すなわち第2接続部C2にまで達した第2コンベヤ12上の物品Aは、第2運転速度V2で駆動される第2コンベヤ12から第3コンベヤ13上に第2運転速度V2で移乗され、その後図4の状態となる。なお第2、第3コンベヤ12、13の運転速度は共にV2なので第2接続部C2を通した移乗で、物品Aのグループが更に分離されることはない。また、図3から図4の状態に移行する間に、物品Aで満たされた図3のトレイ14は排出され、新しい空のトレイ14に置き換えられる。
図5には、第1接合部C1が、その可動範囲R1の下流端にまで達するとともに、それまで第2コンベヤ12上を搬送されていた物品Aのグループの全てが、第3コンベヤ13に移乗され、第2コンベヤ12上には、物品Aがない状態が示される。この状態で、切り離し制御は、乗り移り制御に切り替えられ、第2コンベヤ12の運転速度が第1コンベヤ11と同じ第1運転速度V1に切り替えられるとともに、第1接続部C1の第1運転速度V1での搬送方向への移動が停止され、速さVnでの逆向きの移動(上流側への後退移動)に切り替えられる。また、このとき第3コンベヤ13の運転速度が、第2運転速度V2よりも速い第3運転速度V3に切り替えられ、更に第3コンベヤ13の後端可動プーリ36の搬送方向下流側に向けた前進移動が開始される。
図6には、図5の状態から開始された乗り移り制御の途中の状態が示される。第1接続部C1は、速度Vnで搬送方向上流側へ後退移動中であり、第1、第2コンベヤ11、12は第1運転速度V1で駆動されている。すなわち、第1コンベヤ11上を連続的に密接して速度V1で搬送される物品Aが、そのままの状態で順次第2コンベヤ12へと移乗されている。また、このとき第3コンベヤ13は、直前の切り離し制御で分離した物品Aのグループを載せて第3運転速度V3で駆動され、第3コンベヤ13の後端可動プーリ36は、その可動範囲R2の最も下流側まで、すなわち図1の下流端位置まで戻される。
第1接続部C1の後退速度Vnは、切り離し制御で分離する物品Aの数に対応して適宜設定される。本実施形態において、第1接続部C1が後退速度Vnで図1に示される可動範囲R1の最も上流側に到着すると、第2コンベヤ12には分離すべき所定数の物品Aが移乗されており、乗り移り制御は直ぐに切り離し制御に切り替えられる。そして、第1接続部C1は第1運動速度V1で下流方向へ前進され、図1〜図5の動作が繰り返される。これにより、図6で第3コンベヤ13上にある物品Aのグループはトレイ14に排出され、第2コンベヤ12により次のグループを構成する所定数の物品Aが、第1コンベヤ11上の物品Aから切り離される。
なお、本実施形態において、第1接続部の往復移動の切り替えのタイミングは、第3コンベヤ13からの物品の排出の進捗に合わせてタイマ制御される。また、運転速度V1、V2は上流側の物品製造装置からの単位時間当たりの物品供給量の変動に応じて、適宜増減されるので、運転中常に一定とされるわけではない。
以上のように、本実施形態によれば、物品が第1コンベヤから第2コンベヤに移乗される乗り移り制御時、第1コンベヤと第2コンベヤとが同じ速度で駆動されるため、第1、第2コンベヤにおいて物品同士の間の距離が変更されることがない。また、乗り移り制御の後、第1接続部を第1コンベヤと同じ速度で搬送方向に前進移動させながら第2コンベヤを第1コンベヤよりも速い速度で駆動することで、物品を速度の異なるコンベヤに跨らせることなく、コンベヤの速度差を利用して物品を所望の位置で切り離すことができる。そして、乗り移り制御の間、第1接続部を搬送方向逆向きに後退移動させることで、乗り移り制御と切り離し制御を繰り返すことが可能となり、上流側から連続的に搬送されてくる物品を、順次グループに分離しながらも、グループ内における物品間の距離の拡大を防止することができる。すなわち、連続搬送される物品の間隔を所望の位置で、他の物品の位置や寸法に影響を与えることなく変更可能とすることができる。
また本実施形態では、第3コンベヤの駆動を停止し、第3コンベヤの後端可動プーリを後退移動させることで物品をトレイに排出しているため、排出される物品の搬送方向への速度が低減され、排出時におけるトレイからの物品の飛び出しが防止される。
本実施形態では、直前に行った切り離し制御によって第2コンベヤに乗り移らせた所定数の物品が第3コンベヤに乗り移るまでは、乗り移り制御を行っていない。そのため第3コンベヤは、第2コンベヤから第3コンベヤへの物品の乗り移りが行われている間のみ第2コンベヤの運転速度に拘束され、その他の期間は第2コンベヤから独立して運転できる。更に、本実施形態では第2コンベヤから第3コンベヤへの物品の乗り移り完了後直ちに第1接続部を用いた乗り移り制御を開始しているので、切り離しに掛かる時間がより短縮されている。
なお、本実施形態では、連続的に搬送される物品をグループに分離する用途を例に説明を行ったが、特許文献1のように、物品の搬送間隔を変更する目的で本実施形態の物品搬送装置を利用することもできる。その場合、第1、第2コンベヤに跨る物品に引張力などの不要な力が掛かることがないので、例えば、求肥などの搬送物品の伸びを完全に防止することができる。
また本実施形態では、第1〜第3コンベヤの搬送面が全て同じレベルに設定されたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば下流側コンベヤの搬送面を上流側コンベヤの搬送面よりも低く設定することも可能である。
また本実施形態では、長さや直径が等しい同形状の物品(魚肉ソーセージ)を搬送物とし、これらを所定の数からなるグループに分けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば形状の異なる搬送物品のグループ分けにも利用できる。なお、この場合、物品毎に形状が異なるため、各グループに含まれる物品の数はばらつくことになる。
また本実施形態では、第1接続部の往復移動の切り替えのタイミングが、第3コンベヤからの物品の排出の進捗に合わせてタイマ制御された。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、例えばワークの位置や物品数をセンサで検出して第1接続部の往復移動の制御を切り替えてもよく、搬送ベルトを駆動するモータの回転回数を検出して制御を切り替えてもよい。
10 物品搬送装置
11 第1コンベヤ
12 第2コンベヤ
13 第3コンベヤ
11B、12B、13B 搬送ベルト
14 トレイ
15A、15B、22A、22B、32A スナップローラ
16、23、33 原動プーリ
17、24、34 駆動モータ
18、21、25、28、35、38 固定プーリ
19、27 移乗用可動プーリ
20、26、37 調整用可動プーリ
29 移乗用プーリ移動機構
30、31、41 調整用プーリ移動機構
36 後端可動プーリ
39 後端プーリ移動機構
42 制御部
A 物品(魚肉ソーセージ)
C1 第1接続部
C2 第2接続部
R1、R2 可動範囲

Claims (3)

  1. 複数の物品を搬送する第1コンベヤと、
    接続部を介して上流側に配される前記第1コンベヤから排出される前記物品を受け取り搬送する第2コンベヤと、
    前記接続部を前記物品の搬送方向に沿って前後に移動させる接続部移動手段と、
    前記第1、第2コンベヤの運転速度、および前記接続部の移動速度を制御する制御手段とを備える物品搬送装置において、
    前記制御手段が、
    前記第1コンベヤおよび前記第2コンベヤを第1運転速度で運転し、かつ、前記接続部を所定の速度で前記物品の搬送方向後方に向けて後退移動させることにより、前記第1コンベヤから前記第2コンベヤへと所定数の物品を乗り移らせる乗り移り制御と、
    前記第1コンベヤを第1運転速度で運転し、前記第2コンベヤを第1運転速度よりも高速の第2運転速度で運転し、かつ、前記接続部を前記第1運転速度と同速で前記物品の搬送方向前方に向けて前進移動させることにより、前記乗り移り制御によって前記第2コンベヤに乗り移らせた前記所定数の物品を後続の物品から切り離す切り離し制御とを交互に繰り返す
    ことを特徴とする物品搬送装置。
  2. 前記第2コンベヤの下流に接続した第3コンベヤを備え、
    前記制御手段が、
    直前に行った前記切り離し制御によって前記第2コンベヤに乗り移らせた前記所定数の物品が、前記第3コンベヤに乗り移るまでの間だけ前記切り離し制御を行う
    ことを特徴とする請求項1に記載の物品搬送装置。
  3. 前記第3コンベヤの下流側端部を前記物品の搬送方向の前後方向に移動可能とし、
    前記制御手段が、
    前記所定数の物品が前記第2コンベヤから前記第3コンベヤへ乗り移るまでの間は、前記第3コンベヤを前記第2運転速度で運転し、
    前記所定数の物品が前記第3コンベヤに乗り移った後は、前記第3コンベヤを前記第2運転速度よりも高速の第3運転速度で運転し、
    前記所定数の物品が前記第3コンベヤの下流端位置に到達すると前記第3コンベヤを停止させ、その状態で前記第3コンベヤの下流側端部を前記物品の搬送方向の後方に向けて後退移動させることによって、前記所定数の物品を先頭から順に前記第3コンベヤの下流側端部から排出する
    ことを特徴とする請求項2に記載の物品搬送装置。
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