JP7359749B2 - 搬送装置、物品検査装置および振分け装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置、物品検査装置および振分け装置に関し、特に搬送駆動モータのトルク特性等による搬送能力制限を有する搬送装置、物品検査装置および振分け装置に関する。

食料品等の製品の生産ラインにおいては、各種の製品を箱詰めもしくは袋詰めした状態で検査したり、仕向け先や検査結果に応じて振り分けたりして出荷することが多い。また、個装品や複数個の箱詰めもしくは袋詰めされた製品が大量に段ボール詰めされた状態で搬送され、出荷されることも多い。

よって、コンベア搬送能力に対して搬送物品の重量が変化したり、コンベア上の物品の搬送ピッチの設定値が変化したりすることで、そのコンベアの搬送駆動を行うモータ等の負荷が大きく変動し得る。

そこで、従来、検査装置と選別振り分け装置の間に位置する中継コンベアに、比較的重量が大きい搬送物品やその搬送ピッチの変化に対応可能な搬送性能をもたせるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

この装置の通常の動作モードでは、選別タイミング信号に従って、良否判定信号を受けてから所定時間経過後にワークが選別位置まで搬送されるタイミングで選別機構を動作させ、不良品を選別させる。また、振り分け装置による製品の排出開始に先立って、その選別動作区域に接近すると危険であることを近くの作業者に報知するようにしている。

また、弁当詰めのために弁当容器を間欠搬送するコンベア搬送装置で、非常停止スイッチ入力や過負荷検知時に警報をタッチパネル表示したり、外部接続のブザーやシグナルタワーの点滅で使用者に異常発生を知らせたりして、異常発生時に運転を停止できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２－２０６８１６号公報 特開２０１１－２４６２０６号公報

しかしながら、前述のような従来の搬送装置、物品検査装置および振分け装置にあっては、搬送駆動用のモータの過負荷による異常を検知（電流検知やトルク検知）し、その過負荷検知時にコンベアを強制停止させるのみの構成となっていた。

そのため、前述の特許文献１に記載のものでは、ワークの搬送ピッチが過度に詰まると、複数のワークが搬送ベルト上に載ることで搬送ベルトを駆動するモータに過負荷がかかってしまい、特許文献２に記載のように過負荷を検知してコンベアを停止するようにしたとしても、モータ過負荷による異常停止が頻発することで、モータ焼損による生産停止を伴う大きなトラブルに繋がりかねないという懸念があった。

そこで、本発明は、搬送駆動時の過負荷による異常停止の頻発や搬送駆動モータの焼損による生産停止を有効に抑制可能な搬送装置、物品検査装置および振分け装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る搬送装置は、上記目的達成のため、生産ラインに組み込まれたコンベアにより物品を搬送する搬送手段と、前記コンベアの搬送速度および搬送駆動可能な最大搬送質量を指定する設定入力部と、前記コンベアの搬送機長、前記物品の搬送方向長さおよび質量、前記物品の搬送能力に応じた前記生産ラインの生産能力を含む搬送条件を記憶する記憶部と、前記最大搬送質量および前記搬送条件に基づいて、前記コンベア上の前記物品の搬送ピッチとして許容される下限ピッチを算出するピッチ算出部と、前記下限ピッチから前記最大搬送質量を満たす下限コンベア速度を算出するコンベア速度算出部と、前記設定入力部で指定された前記コンベアの搬送速度が前記下限コンベア速度より小さい場合には、前記下限コンベア速度となるように前記コンベアを駆動制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、本発明では、コンベアの最大搬送質量および搬送条件に基づいて、コンベア上の物品搬送ピッチとして許容される下限ピッチが算出されるとともに、その下限ピッチから最大搬送質量を満たす下限コンベア速度が算出され、設定入力部で指定されたコンベアの搬送速度が下限コンベア速度より小さい場合には、最大搬送質量を満たす下限コンベア速度となるようにコンベアが駆動制御される。したがって、コンベアの最大搬送質量に対する搬送条件の設定内容の適否が監視され、コンベアの最大搬送質量を超過しないようにコンベア搬送速度が制御されることで、搬送駆動時の過負荷による異常停止の頻発や搬送駆動モータの焼損による生産停止といったトラブルが未然に有効に抑制されることとなる。

（２）本発明の好ましい実施形態においては、前記生産ラインに投入された前記物品を検知する物品検知部を有し、前記ピッチ算出部は、前記物品検知部の複数の物品検知信号から得られる所定数の物品搬送ピッチのサンプルを基に生産中の物品搬送ピッチを算出し、前記制御部は、前記生産中の物品搬送ピッチが前記下限ピッチ以上の場合に、指定されたコンベア速度となるように前記コンベアを駆動制御する構成とすることができる。

この場合、生産中の物品搬送ピッチが所定数の物品搬送ピッチのサンプルを基に算出されることで、生産中の物品搬送ピッチが下限ピッチ以上であるか否かを適当な監視周期で監視可能となり、指定されたコンベア速度でのコンベア搬送駆動を過負荷を招くことなく的確に実行可能となる。

（３）本発明の好ましい実施形態においては、前記ピッチ算出部は、前記生産ラインに順次投入された一定個数の物品に対応する前記所定数の物品搬送ピッチのサンプルを取得し、前記所定数の物品搬送ピッチのサンプルを平均化処理して前記生産中の物品搬送ピッチを算出する構成とすることができる。

このようにすると、指定されたコンベア速度でのコンベア搬送駆動制御を負荷変動を抑えつつ的確に実行可能となる。

（４）本発明の好ましい実施形態においては、前記物品検知部が光電センサで構成され、前記ピッチ算出部は、複数のうち先行する先行物品についての前記物品検知部による検知タイミングと該先行物品に後続する後続物品についての前記物品検知部による検知タイミングとに基づいて、前記生産中の物品搬送ピッチを算出するように構成することもできる。

この場合、先行物品の検知タイミングからの後続物品の検知タイミングまでの搬送ピッチ相当の遅れ時間を基に、生産中の各物品毎もしくは搬送方向に前後する所定数の物品（トレイ搬送品や相互結合品でもよい）毎に、先行物品もしくは先行する物品群からの搬送ピッチのサンプルをデータ取得可能となる。

（５）本発明の好ましい実施形態においては、前記物品検知部が、前記コンベアにより形成される搬送路を撮像する撮像手段を有するとともに、該撮像手段により撮像された画像の変化から前記物品が前記搬送路上の所定位置に到達するときに前記物品を検知するものであってもよい。

このようにすると、既存の撮像手段（例えばＸ線検査用の撮像手段）を物品検知用に兼用可能となる。また、例えば形状が定形でない物品や箱詰めされた物品等でも内容物の位置や重心位置を考慮した搬送ピッチ検出が可能となる。

（６）本発明の物品検査装置は、上記目的達成のため、上記発明構成を具備する搬送装置と、前記生産ライン上の前記物品を検査する検査部と、を備えるものである。

本発明の物品検査装置では、コンベアの最大搬送質量に対する搬送条件の設定内容の適否が監視されたり、コンベアの最大搬送質量を超過しないようにコンベア搬送速度が制御されたりすることで、コンベア搬送駆動時の過負荷による異常停止の頻発や搬送駆動モータの焼損による生産停止といったトラブルが有効に抑制可能な物品検査装置となる。また、コンベア搬送駆動時に過負荷動作しない場合も、製品間ピッチを下限製品ピッチ以上に保つことが可能となる。

（７）本発明の振分け装置は、上記目的達成のため、上記発明構成を具備する搬送装置と、前記生産ライン上の前記物品を前記コンベアによる搬送方向とは異なる方向に振り分ける振り分け機構と、を備えるものである。

本発明の振分け装置では、コンベアの最大搬送質量に対する搬送条件の設定内容の適否が監視されたり、コンベアの最大搬送質量を超過しないようにコンベア搬送速度が制御されたりすることで、コンベア搬送駆動時の過負荷による異常停止の頻発や搬送駆動モータの焼損による生産停止といったトラブルが有効に抑制可能な振分け装置となる。

本発明によれば、搬送駆動時の過負荷による異常停止の頻発や搬送駆動モータの焼損による生産停止を有効に抑制可能な搬送装置、物品検査装置および振分け装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る搬送装置の概略構成を示す平面図であり、上流側の物品検査装置と下流側の振分け装置の間に位置する中継コンベアとして構成された場合を例示している。 （ａ）は本発明の第１実施形態に係る搬送装置において長さ基準の搬送ピッチに搬送速度制御するときの動作説明図であり、（ｂ）は第１実施形態に係る搬送装置において重さ基準の搬送ピッチに速度アップして搬送速度制御するときの動作説明図である。 本発明の第１実施形態に係る搬送装置の搬送能力に対して標準の長さ基準下限ピッチでは最大搬送質量を超過してしまう場合に質量基準の下限ピッチに設定変更する制御手順の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る搬送装置における生産中の搬送ピッチの更新制御手順を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る搬送装置における生産中の製品ピッチ時間を搬送ピッチとして測定しデータ取得するバッチ毎の測定手順を示すグラフであり、縦軸は製品ピッチを、横軸は測定回数を示している。 本発明の第１実施形態に係る搬送装置の物品搬送速度に対応する選別能力要求がユーザにより設定入力された場合であって、最大搬送質量を超過してしまうときに搬送速度アップする制御手順の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る搬送装置において標準の長さ基準下限ピッチでも最大搬送質量を超過してしまうことがなく速度アップ不要となる場合の制御手順の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る搬送装置において最大搬送質量を超過してしまうときに搬送速度アップして下限ピッチを大きくする他の制御手順の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る搬送装置において製品長さ基準でも最大搬送質量を超過してしまうことがなく、搬送速度アップが不要となる他の制御手順の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る搬送装置において最大搬送質量をわずかに超過してしまうときに搬送速度アップして下限ピッチを大きくする制御手順の説明図である。 本発明の第２実施形態に係る物品検査装置の概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る振分け装置の概略構成図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る搬送装置は、図１－３に示すように、上流側装置であるＸ線異物検出方式等の検査装置１０と下流側の振分け装置５０の間に介在する中継搬送装置２０として構成されている。

まず、その構成について説明すると、図１に示すように、中継搬送装置２０は、被検査物品であるワークＷを搬送する中継コンベア２１を有している。この中継コンベア２１は、検査装置１０側に位置する上流側コンベア（上流側）１１および振分け装置５０側に位置する下流側コンベア５１と共に、生産ライン１の一部を構成している。

生産ライン１においては、食品等がワークＷとして生産されつつ一連のコンベア１１，２１，５１によって下流側に搬送され、下流側から搬出されるようになっている。すなわち、中継コンベア２１は、生産ライン１に組み込まれており、上流側コンベア１１から順次搬入されるワークＷを所定の搬送方向に搬送する搬送手段となっている。

図１に示すように、中継搬送装置２０は、中継コンベア２１の上流端側に設置された物品検知センサ２２と、物品検知センサ２２から物品検知信号を取り込む制御ユニット３０と、制御ユニット３０からの搬送制御信号に従って中継コンベア２１を駆動制御可能なモータ部４０とを含んで構成されている。

物品検知センサ２２は、生産ラインに投入され中継コンベア２１の上流端付近に到達したワークＷを検知する物品検知部となっており、例えば光電センサで構成されている。

制御ユニット３０は、検査装置１０および振分け装置５０に対する制御機能を併有する制御回路構成となっており、手動操作による設定入力や画面表示が可能な操作部３１と、各装置仕様や製品品種に対応する設定情報や制御パラメータ、検出・測定データ、検査制御、搬送制御および振分け制御のための複数の制御プログラム等を記憶する記憶部３２と、検査制御、搬送制御および振分け制御のための各種制御値や判定値等を算出する制御・演算部３３と、検査装置１０の検査用の画像処理あるいは更に製品の質量やサイズを自動認識するための画像処理を実行する画像処理部３４とを有している。

具体的には、図２（ａ）、図２（ｂ）および図３に示すように、操作部３１は、中継コンベア２１のパラメータとして、搬送機長であるコンベア長Ｌｔ[mm]や最大搬送質量Ｍｔmax[ｇ]を設定入力可能であるとともに、ワークＷの製品品種毎に、その製品の質量Ｍａ[ｇ]や搬送方向の製品長Ｌａ[mm]、指定選別能力[個/min]、指定コンベア速度[mm/s]等の生産・製品情報を設定入力するための手動操作による設定入力部となっている。ここで、指定選別能力[個/min]とは、中継コンベア２１の物品搬送能力[個/min]および振分け装置５０の選別能力[個/min]に応じた生産ライン１の生産能力に相当する。

記憶部３２は、操作部３１で設定された中継コンベア２１のパラメータや、ワークＷの製品品種毎の生産・製品情報、中継コンベア２１の物品搬送能力および製品間隔Ｌｂ[mm]等の搬送条件、検出・測定データ、複数の制御プログラム等を読出し可能に記憶する記憶デバイスで構成されている。

制御・演算部３３は、操作部３１で指定入力された最大搬送質量Ｍｔmaxや、中継コンベア２１の搬送速度その他の搬送条件の設定情報に基づいて、中継コンベア２１上のワークＷの搬送ピッチとして許容される製品長さ基準の下限製品ピッチＰ０や製品質量基準の下限製品ピッチＰ１を算出するピッチ算出部の機能と、算出した下限製品ピッチＰ０もしくはＰ１から中継コンベア２１の最大搬送質量を満たす下限コンベア速度を算出するコンベア速度算出部の機能とを有している。

ここで、最大搬送質量Ｍｔmaxは、過負荷による異常停止の頻発や搬送駆動モータの焼損による生産停止を抑制するために決定された搬送装置としての搬送能力に関する仕様により特定される。

制御・演算部３３は、また、操作部３１で指定された中継コンベア２１の搬送速度が下限コンベア速度より小さい場合には、下限コンベア速度となるように中継コンベア２１を駆動制御するための制御信号を生成する制御部の機能をさらに有している。

画像処理部３４は、検査装置１０の検査用の画像処理、例えばＸ線透過画像の濃淡諧調データを基に特徴抽出処理や微分処理、フィルタ処理等を実行することで、混入異物の検査を行うことができ、あるいは更に、ワークＷの密度設定情報に基づいてＸ線透過厚さに対応する製品質量や製品長さを自動認識するための画像処理を実行するこができる。また、物品検知センサ２２の代用として、ワークＷを検知する物品検知部としての役割を担うようにしてもよい。

モータ部４０は、中継コンベア２１を駆動可能なモータ４１と、制御ユニット３０からの制御信号に従ってモータ４１に流す電流やタイミングを制御しつつ、モータ４１を駆動するモータドライバ４２とを有している。また、モータ４１は、流す電流量に応じて搬送駆動負荷に対抗するモータトルクを変化させ、搬送速度を変化させることができる可変速制御タイプのものである。モータドライバ４２は、図示しない電源に接続されている。

（設定時のコンベア速度補正）
より具体的には、制御ユニット３０の制御・演算部３３は、まず、搬送条件設定時の中継コンベア２１の搬送速度を必要に応じて補正できるように、図２に示すような製品長さ基準の下限製品ピッチＰ０と中継コンベア２１上に載る合計個数分の合計質量とを、次式〔１〕、〔２〕により算出する。

製品長さ基準_下限製品ピッチＰ０[mm]＝ 製品長Ｌａ＋製品間隔Ｌｂ ・・・〔１〕
製品長さ基準_合計個数＝コンベア長Ｌｔ／製品長さ基準_下限製品ピッチＰ０
＝合計個数（整数部）＋合計個数（小数部） ・・・〔２〕
なお、ここにいう製品間隔Ｌｂ[mm]は、検査装置１０での物品検査や振分け装置５０での選別動作を実行可能にするために必要な動作時間相当の間隔であるが、搬送中のワークＷに対する物品検査装置や振り分け装置の作業スペースとして要求される間隔等、他の要求事項により必要となる間隔であってもよく、任意設定も可能とする。

制御・演算部３３は、また、製品質量[ｇ]の設定値および算出済みの製品長さ基準_合計個数（整数部）＋合計個数（小数部）に基づいて、次式〔３ａ〕－〔３ｄ〕により、製品長さ基準_合計質量[ｇ]を算出し、その製品長さ基準_合計質量とパラメータとして記憶済みの最大搬送質量Ｍｔmax（図３参照）とを比較する。
半製品長さ基準_下限製品ピッチＰｈ[mm]＝
製品長さ基準_下限製品ピッチＰ０[mm]×合計個数（小数部）・・・〔３ａ〕
半製品搬送割合 ＝
（半製品長さ基準_下限製品ピッチＰｈ[mm] ）/（製品長Ｌa[mm] ） ・・・〔３ｂ〕
半製品搬送割合 ≧１の場合（半製品長さ基準_下限製品ピッチに製品１個分が載る）
└ 製品長さ基準_合計質量[g] ＝
（合計個数（整数部）+１）×製品質量[g] ・・・〔３ｃ〕
半製品搬送割合＜１の場合（半製品長さ基準_下限製品ピッチに製品１個分が載らない）
└ 製品長さ基準_合計質量[g] ＝
（合計個数（整数部）＋半製品搬送割合）×製品質量[g] ・・・〔３ｄ〕
そして、制御・演算部３３は、製品長さ基準の合計質量と最大搬送質量の比較結果に応じ、次の（ａ１）－（ａ３）に場合分けして、下限製品ピッチの設定処理を実行するようになっている。

（ａ１）製品長さ基準_合計質量 ≦ 最大搬送質量 の場合
製品長さ基準の下限製品ピッチＰ０を、下限製品ピッチとする。

（ａ２）製品長さ基準_合計質量 ＞ 最大搬送質量 の場合
製品質量基準の下限製品ピッチＰ１を、下限製品ピッチとする。

（ａ３）１つの製品質量 ＞ 最大搬送質量 の場合
コンベア搬送不可であるので、操作部３１でアラーム表示し、制御・演算部３３からのアラーム出力を実行する。

製品質量基準の下限製品ピッチＰ１を、下限製品ピッチとする場合、制御・演算部３３は、次式〔４〕－〔６〕により、製品質量基準の合計個数（（整数部）＋（小数部））から製品 質量基準の下限製品ピッチＰ１を求める。

製品質量基準_合計個数 ＝最大搬送質量Ｍｔmax[ｇ]／製品質量Ｍａ[ｇ]
＝ 合計個数（整数部）＋合計個数（小数部） ・・・〔４〕
半載製品長[mm]＝ 製品長[mm]× 合計個数（小数部） ・・・〔５〕
製品質量基準_下限製品ピッチＰ１[mm]
＝（コンベア長Ｌｔ－半載製品長）／合計個数（整数部）[個] ・・・〔６〕
次に、制御・演算部３３は、下限製品ピッチＰ１又はＰ０[mm]と選別能力[個/min]とから、最大搬送質量を満たす下限コンベア速度[mm/min]を、次式〔７〕により計算する。このとき、速度安全率は、１ないし１．２とする。

下限コンベア速度＝下限製品ピッチ×選別能力×速度安全率 ・・・〔７〕
次に、制御・演算部３３は、操作部３１で指定した指定コンベア速度が下限コンベア速度以上になるように、中継コンベア２１の搬送速度を次のように場合分けしつつ補正する。

（ｂ１）指定コンベア速度 ＜ 下限コンベア速度 の場合には、下限コンベア速度に補正し、（ｂ２）指定コンベア速度 ≧ 下限コンベア速度 の場合には、指定コンベア速度に補正する。

そして、生産開始時には、設定されたコンベア速度を制御・演算部３３からモータ部４０に指令して、最大搬送質量を超過しないコンベア速度で中継コンベア２１を駆動するようになっている。

（生産中のコンベア速度補正）
制御ユニット３０の制御・演算部３３は、中継コンベア２１の上流端付近の物品検知センサ２２で後続ワークＷの通過毎に検出される生産中の製品ピッチ時間[ｓ]を基に、以下の計算によって、生産中製品ピッチＰ２[mm]と最大搬送質量を超過しないコンベア速度とを求め、コンベア速度を自動調整するようになっている。

具体的には、制御・演算部３３は、まず、Ｎ個の測定した製品ピッチ時間[ｓ]から生産中製品ピッチ時間[ｓ]や生産中選別能力[個/min]、生産中製品ピッチ[mm]を、次式〔８〕－〔１０〕により計算する。

生産中製品ピッチ時間[ｓ]＝Σ測定Ｎ_製品ピッチ時間[ｓ]／バッチ数[回] ・・・〔８〕
生産中選別能力[個/min]＝６０／生産中製品ピッチ時間[ｓ] ・・・〔９〕
生産中製品ピッチＰ２[mm]
＝生産中製品ピッチ時間[ｓ]×コンベア速度[mm/s] ・・・〔１０〕
すなわち、制御・演算部３３は、生産中の製品の搬送ピッチ相当の物品検知時間間隔をバッチ毎に平均化した生産中製品ピッチ時間[ｓ]として測定し、それに対応するバッチ毎の生産中選別能力および生産中製品ピッチのデータを取得する。

そして、制御・演算部３３は、生産中コンベア速度[mm/min]を、次式〔１１〕により算出する。

生産中コンベア速度[mm/min]
＝下限製品ピッチ[mm]×生産中選別能力[個/min]×速度安全率・・・〔１１〕
このときの速度安全率は、１－１．２である。

図４に示すように、生産中の製品ピッチのデータ取得は、所定バッチ数、例えばバッチ数Ｎ回分だけ、繰り返され、各バッチ処理において、生産中製品ピッチ時間[ｓ]が繰り返し測定され（図４中に「Σ測定Ｎ_製品ピッチ時間」と記す）、測定値をバッチ数Ｎで除算することにより平均化処理され、平均された生産中製品ピッチ時間[ｓ]にコンベア速度[mm/s]をかけて生産中製品ピッチＰ２が算出される。また、生産中選別能力[個/min]が式〔９〕により６０／生産中製品ピッチ時間[ｓ]として算出される（図４中のステップＳ１１）。

図５に示すように、この生産中製品ピッチ計測のためのバッチ処理は、測定データのバラツキが大きくなる生産開始直後には休止され、その後に所定バッチ数Ｎ回、例えば５回のバッチ処理として生産中製品ピッチＰ２算出のためのデータ取得がなされ、後述するデータ更新の条件が成立すると、その更新がされ、直後の複数バッチ分、例えばバッチ数３回分は、好適な測定周期とするためにデータ取得が休止されるといったものである。

制御・演算部３３は、また、算出済みの生産中製品ピッチＰ２を設定済みの現在の下限製品ピッチＰ０またはＰ１（以下、下限製品ピッチＰｓという）と比較し（図４中のステップＳ１２）、「下限製品ピッチＰｓ＞生産中製品ピッチＰ２」の状態となった場合、最大搬送質量超過状態と判断して（図４中のステップＳ１２でＹＥＳの場合）、式〔１１〕により生産中コンベア速度の再計算を実行する（図４中のステップＳ１３）。

ところで、図５中では、生産開始直後に１バッチ分だけ測定休止した後、前述のデータ更新の条件が成立するか否かをバッチ毎に判定し、その条件が成立しないバッチ分は、データ更新を実行せず、生産中製品ピッチが低下し更新条件が成立するバッチとなった段階（バッチ数１０－１４）で、データの更新を実行するようになっている。図４に示すように、生産中コンベア速度[mm/s]を更新した場合も、略同様に、測定バッチの所定回数、例えば３回の休止処理を実行する（図４中のステップＳ１４）。

制御・演算部３３は、さらに、操作部３１で予め指定入力された指定コンベア速度であるか否かを判定し、指定コンベア速度である場合には、以下の場合分けを行って製品ピッチを判定し、コンベア速度を決定する。
（ｃ１）生産中製品ピッチ≧下限製品ピッチ[mm]の場合、コンベア速度を指定コンベア速度に決定する。
（ｃ２）生産中製品ピッチ＜下限製品ピッチ[mm]の場合、コンベア速度を生産中コンベア速度に決定する。

そして、制御・演算部３３は、決定したコンベア速度をモータ部４０に指令して、適時にコンベア速度を上げることで、最大搬送質量を超過しない製品ピッチに補正することができるようになっている。

なお、コンベア速度が、最大速度（上限値）に達した場合は、操作部３１からのアラーム表示と、制御・演算部１－３から外部放置機器へのアラーム出力を実行するようになっている。

このように、本実施形態においては、ピッチ算出部としての制御・演算部３３が、物品検知センサ２２の複数の物品検知タイミングで得られる物品検知信号から所定数の物品搬送ピッチのサンプルを取得し、所定数の物品搬送ピッチのサンプルを基に生産中の物品搬送ピッチを算出する。ここにいう所定数の物品搬送ピッチは、１以上の数値であり、前述の通り整数部と小数部を含み得る。

また、制御ユニット３０の制御・演算部３３（制御部）は、生産中の物品搬送ピッチＰ２が下限製品ピッチＰｓ以上の場合、操作部３１で予め指定された生産能力に対応するコンベア速度となるよう中継コンベア２１および前後のコンベア１１、５１を駆動制御する。

さらに、ピッチ算出部としての制御・演算部３３は、生産開始から製品ピッチ時間[ｓ]の測定のための所定製品個数毎のバッチ処理として実行される測定バッチ毎に、生産ライン１に順次投入された一定個数のワークＷに対応する所定数の物品搬送ピッチＰ２のサンプルを対応する製品ピッチ時間[ｓ]から取得し、その所定数の物品搬送ピッチＰ２のサンプルを平均化処理した上で、複数の測定バッチ処理について生産中の物品搬送ピッチＰ２を算出する。

加えて、本実施形態における物品検知センサ２２は光電センサで構成されており、制御・演算部３３は、複数個のうち先行するワークＷ（例えば図２中のＷ１またはＷ２）について物品検知センサ２２により非接触検知した第1の検知タイミングと、その先行するワークＷに後続するワークＷ（例えば図２中のＷ２またはＷ３）についての物品検知センサ２２による第２の検知タイミングとに基づいて、生産中の物品搬送ピッチＰ２を算出する。

なお、本発明にいう物品検知部は、物品検知センサ２２のように光電センサで構成されるもの限定されるものではなく、それに代えて、例えば中継コンベア２１により形成される搬送路２１ａを撮像する撮像手段を有するとともに、その撮像手段により撮像された画像の変化からワークＷが搬送路２１ａ上の所定位置（例えば物品検知センサ２２による先端検知時の搬送位置）に到達するときにワークＷを検知するものであってもよい。

次に、動作について説明する。

上述のように構成された本実施形態の生産ライン１中の搬送装置２０においては、中継コンベア２１の最大搬送質量および搬送条件に基づいて、そのコンベア２１上の物品搬送ピッチＰ２として許容される下限製品ピッチＰｓが製品長さ基準の下限製品ピッチＰ０または製品質量基準の下限製品ピッチＰ１として算出されるとともに、その下限製品ピッチＰｓから最大搬送質量を満たす下限コンベア速度が算出される。そして、操作部３１で指定された中継コンベア２１の指定搬送速度が下限コンベア速度より小さい場合には、最大搬送質量を満たす下限コンベア速度となるようにコンベアが駆動制御される。

例えば、図３に示すように、コンベア長Ｌｔ、製品質量Ｍａ、搬送方向の製品長Ｌａ、製品間隔Ｌｂ、製品長さ基準の下限製品ピッチＰ０＝Ｌａ＋Ｌｂであって、中継コンベア２１で正常に安定搬送可能な最大搬送質量Ｍｔmaxが中継コンベア２１の搬送能力を制限するとき、重さ視点で中継コンベア２１による同時搬送が可能な合計個数は、最大搬送質量Ｍｔmaxを製品質量Ｍａで除して、２．５個となる。

一方、製品長さ基準の下限ピッチ設定を行うと、製品ピッチＰ０＝Ｌａ＋Ｌｂであるから、コンベア長Ｌｔを製品ピッチＰ０で除した場合、中継コンベア２１に載せ得る合計個数は、製品長Ｌａや製品間隔Ｌｂに応じて、例えば３個となり得る。

この場合、３個分の搬送質量３Ｍａは、製品質量Ｍａの２．５個分に相当する最大搬送質量Ｍｔmaxを超過してしまう（Ｍｔmax＜３Ｍａ）ことになる。

そこで、このような設定状態の監視結果を基に、下限製品ピッチＰｓを製品長さ基準の下限ピッチ設定から製品質量基準の下限ピッチ設定に切り替え、最大搬送質量Ｍｔmax＝２．５Ｍａを等間隔に成立させる製品間隔Ｌｂ´（＞Ｌｂ）を設定することで、搬送速度アップを図るとともに、最大搬送質量Ｍｔmaxを超過するような過負荷状態の発生を回避する。

なお、数値を例示すると、コンベア長Ｌｔ＝８００[mm]、最大搬送質量Ｍｔmax＝５０００[ｇ]、製品質量Ｍａ＝２０００[ｇ]、製品長Ｌａ＝７０[mm]、製品間隔Ｌｂ＝２８０[mm]の設定に対し、下限製品ピッチＰｓが製品長さ基準の下限製品ピッチＰ０＝３５０[mm]となり、最大搭載数３個で最大搬送質量を超過する。そこで、製品質量基準の下限製品ピッチＰ１＝３８２．５[mm]に切り替えることで、製品間隔Ｌｂ＝２８０[mm]から製品間隔Ｌｂ´＝３１２．５[mm]に拡大されるよう速度アップし、２．５個載せて、最大搭載量とする。

本実施形態では、このように、生産開始に先立って、中継コンベア２１の最大搬送質量に対する搬送条件の設定内容の適否が監視され、中継コンベア２１の最大搬送質量を超過しないようにそのコンベア搬送速度が制御される。その結果、コンベア搬送駆動時のモータ４１（搬送駆動モータ）の過負荷による異常停止の頻発やモータ４１の焼損による生産停止といったトラブルが未然に有効に抑制される。

また、本実施形態では、生産中の物品搬送ピッチＰ２が所定数の物品搬送ピッチのサンプルを基に算出されることで、生産中の物品搬送ピッチＰ２が下限製品ピッチＰｓ以上であるか否かを適当な監視周期で監視可能となり、指定されたコンベア速度での中継コンベア２１の搬送駆動を過負荷を招くことなく的確に実行できることになる。

さらに、本実施形態では、制御・演算部３３が、物品搬送ピッチの測定バッチ毎に、生産ライン１に順次投入された一定個数の物品に対応する所定数の物品搬送ピッチのサンプルを取得し、その所定数の物品搬送ピッチのサンプルを平均化処理して生産中の物品搬送ピッチＰ２を算出する。したがって、指定されたコンベア速度でのコンベア搬送駆動を負荷変動を抑えつつ的確に実行可能となる。

加えて、本実施形態では、物品検知センサ２２が光電センサで構成され、ピッチ算出する制御・演算部３３が、複数のうち先行するワークＷについての第１の物品検知タイミングとその先行ワークＷに後続する後続ワークＷについての第２の物品検知タイミングとに基づいて、生産中の物品搬送ピッチＰ２を算出する。したがって、先行物品の検知タイミングからの後続物品の検知タイミングまでの搬送ピッチ相当の遅れ時間を基に、生産中の各物品毎もしくは搬送方向に前後する所定数の物品（トレイ搬送品や連包品等でもよい）毎に、先行物品もしくは先行する物品群からの搬送ピッチのサンプルをデータ取得可能となる。

ちなみに、図６には、製品質量Ｍａおよび製品長Ｌａが図３に示す場合より大きい場合を例示しており、この場合、製品質量Ｍａ＝２６００[ｇ]、製品長Ｌａ＝２４０[mm]、製品間隔Ｌｂ＝２８０[mm]のユーザ設定に対し、下限製品ピッチＰｓが製品長さ基準の下限製品ピッチＰ０＝５２０[mm]となり、最大搭載数２個で最大搬送質量を超過する。そこで、製品質量基準の下限製品ピッチＰ１＝５７８．５[mm]に切り替えることで、製品間隔Ｌｂ＝２８０[mm]から製品間隔Ｌｂ´＝３３８．５[mm]に拡大されるよう速度アップし、１．９２個載せて、最大搭載量とする。

図７には、製品質量Ｍａおよび製品長Ｌａが図３に示す場合より大きい場合を例示しており、この場合、製品質量Ｍａ＝２５００[ｇ]、製品長Ｌａ＝１２０[mm]、製品間隔Ｌｂ＝２８０[mm]で、Ｍｔmax＝２Ｍａ、Ｌｔ＝２Ｐ０が成立するので、下限製品ピッチＰｓは、製品長さ基準の下限製品ピッチＰ０＝４００[mm]のまま切り替えの必要がないものである。

図８には、製品質量Ｍａおよび製品長Ｌａが図３に示す場合より小さい場合を例示しており、この場合、製品質量Ｍａ＝１０００[ｇ]、製品長Ｌａ＝１００[mm]、製品間隔Ｌｂ＝５０[mm]の設定に対し、下限製品ピッチＰｓが製品長さ基準の下限製品ピッチＰ０＝１５０[mm]となり、最大搭載数５．５個で最大搬送質量を超過する。そこで、製品質量基準の下限製品ピッチＰ１＝１６０[mm]に切り替えることで、製品間隔Ｌｂ＝５０[mm]から製品間隔Ｌｂ´＝６０[mm]に拡大されるよう速度アップし、５個載せて、最大搭載量とする。

図９には、製品質量Ｍａおよび製品長Ｌａが図３に示す場合より小さい場合を例示しており、この場合、製品質量Ｍａ＝５００[ｇ]、製品長Ｌａ＝１００[mm]、製品間隔Ｌｂ＝５０[mm]で、下限製品ピッチＰｓを製品長さ基準の下限製品ピッチＰ０＝１５０[mm]としても、最大搭載数５．５個で最大搬送質量に満たない。よって、下限製品ピッチＰｓの切り替えや速度アップの必要がないものである。

図１０に例示する場合は、製品質量Ｍａ＝９５０[ｇ]、製品長Ｌａ＝１００[mm]、検査装置１０に依存する製品間隔Ｌｂ＝５０[mm]で、下限製品ピッチＰｓを製品長さ基準の下限製品ピッチＰ０＝１５０[mm]とすると、最大搭載数５．５個で最大搬送質量を超過する。そこで、製品質量基準の下限製品ピッチＰ１＝１５４．８[mm]に切り替えることで、製品間隔Ｌｂ＝５０[mm]から製品間隔Ｌｂ´＝５４．８[mm]に拡大されるよう速度アップし、５．２６個載せて、最大搭載量とする。

このように、本実施形態の搬送装置２０によれば、搬送駆動時の過負荷による異常停止の頻発やモータ４１の焼損による生産停止といった問題の発生を有効に抑制することができる。

（第２実施形態）
図１１は、本発明の第２実施形態に係る物品検査装置の概略構成を示している。

同図に示すように、本実施形態の物品検査装置１０は、前述の第１実施形態の搬送装置２０の構成を含むとともに、生産ライン１上のワークＷを検査するＸ線検査部１２（検査部）をさらに備えている。

このＸ線検査部１２は、図示しないＸ線管等のＸ線源と、Ｘ線源から照射されてワークＷを透過したＸ線を検出するＸ線ラインセンサ１３とを有しており、上流側コンベア１１で搬送されるワークＷの全体をＸ線で撮像することができる。すなわち、物品検査装置１０は、上流側コンベア１１により形成される搬送路１１を撮像する撮像手段を有している。また、コンベア１１の上流端近傍に、検査装置１０に投入されるワークＷを検出する物品検知センサ１４が設けられている。

さらに、制御ユニット３０には、画像処理部３４と協働する画像記憶部３５や図示しないＸ線源の駆動回路等が設けられており、モータ部４０には、上流側コンベア１１を駆動する搬送駆動モータ４３がモータドライバ４２を介して制御ユニット３０により駆動制御されるようになっている。

搬送装置２０の中継コンベア２１は、ここでは上流側コンベア１１と同期駆動される一連のもしくは一体的なコンベア１１、２１として構成されている。

本実施形態においては、コンベア１１、２１の最大搬送質量に対する搬送条件の設定内容の適否が監視されたり、コンベア１１、２１の最大搬送質量を超過しないようにコンベア１１、２１の搬送速度が制御されたりすることで、コンベア搬送駆動時の過負荷による異常停止の頻発や搬送駆動モータの焼損による生産停止といったトラブルが有効に抑制可能な物品検査装置となる。

物品検査装置１０は、上流側コンベア１１により形成される搬送路１１ａをワークＷと共に撮像する撮像手段を有しているので、その撮像手段により撮像された画像の変化からワークＷが搬送路１１ａ上の所定位置に到達するときにワークＷを検知する物品検知手段とすることもできる。

このようにすると、既存の撮像手段（例えばＸ線検査用の撮像手段）を物品検知用に兼用可能となり、しかも、ワークＷが形状が定形でないものや箱詰めされた物品等であっても内容物の位置や重心位置を考慮した搬送ピッチ検出が可能となる。

（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態に係る物品検査装置の概略構成を示している。

本実施形態の振分け装置５０は、前述の第１実施形態の搬送装置２０の構成を含むとともに、生産ライン１上のワークＷをコンベア２１による搬送方向（図１２中の右側）とは異なる方向（図１２中の下方向）に振り分ける振り分け機構５２を備えている。

また、制御ユニット３０には、画像処理部３４での画像処理結果に基づいて振分けによる選別制御信号を生成する選別制御部３６が設けられるとともに、この選別制御部３６からの選別制御信号に従って振り分け機構５２を作動させる空気圧等の流体圧の制御回路もしくは駆動回路５４が併設されている。振り分け機構５２は、本体部５３に対してプッシャ部５５を進退動させることで、生産ライン１上のワークＷをコンベア２１による搬送方向とは異なる図１２中の下方に排出する振り分け動作が可能になっている。勿論、振り分け機構５２がプッシャ方式に限定されるものでないことはいうまでもない。

さらに、モータ部４０には、振分け装置５０側の下流側コンベア５１を駆動する搬送駆動モータ４５が設けられており、このモータ４５がモータドライバ４２を介して制御ユニット３０により駆動制御されるようになっている。そして、搬送装置２０の中継コンベア２１は、ここでは下流側コンベア５１と同期駆動される一連のもしくは一体的なコンベア２１、５１として構成されている。

本実施形態においては、コンベア２１、５１の最大搬送質量に対する搬送条件の設定内容の適否が監視されたり、コンベア２１、５１の最大搬送質量を超過しないように両コンベア２１、５１の搬送速度が制御されたりすることで、コンベア搬送駆動時のモータ４１、４５の過負荷による異常停止の頻発や搬送駆動モータの焼損による生産停止といったトラブルが有効に抑制可能な振分け装置となる。

また、前述の第１実施形態の搬送装置２０を、物品検査装置や振分け装置の前段に配置して、コンベアの最大搬送質量に対する搬送条件の設定内容の適否が監視されたり、コンベアの最大搬送質量を超過しないようにコンベア搬送速度が制御されたりすることで、コンベア搬送駆動時の過負荷による異常停止の頻発や搬送駆動モータの焼損による生産停止といったトラブルが有効に抑制されるようにするだけでなく、製品間ピッチを下限製品ピッチ以上に保つことが可能である。

以上のように、本発明によれば、搬送駆動時の過負荷による搬送装置の異常停止の頻発や搬送駆動モータの焼損による生産停止を有効に抑制可能な搬送装置、物品検査装置および振分け装置を提供することができるものである。かかる本発明は、搬送駆動モータのトルク特性等による搬送能力制限を有する搬送装置、物品検査装置および振分け装置全般に有用である。

１ 生産ライン
１０ 検査装置（物品検査装置）
１１ コンベア（上流側コンベア、検査部のコンベア）
１１ａ 搬送路
１２ Ｘ線検査部
１３ Ｘ線ラインセンサ
１４、２２ 物品検知センサ（物品検知部）
２０ 中継搬送装置（搬送装置）
２１ コンベア（中継コンベア、搬送装置のコンベア、搬送手段）
２１ａ 搬送路
３０ 制御ユニット
３１ 操作部（設定入力部）
３２ 記憶部
３３ 制御・演算部
３４ 画像処理部
３５ 画像記憶部
３６ 選別制御部
４０ モータ部
４１、４３、４５ モータ（搬送駆動モータ）
４２ モータドライバ
５０ 振分け装置
５１ コンベア（下流側コンベア、振分け装置のコンベア）
５２ 振分け機構
５３ 本体部
５４ 駆動回路
５５ プッシャ部
Ｌａ 製品長（搬送方向物品長さ）
Ｌｂ 製品間隔（製品間の離間距離）
Ｌｂ´ 製品間隔（補正後の製品間隔）
Ｌｔ コンベア長（コンベア搬送機長）
Ｍａ 製品質量
Ｍｔｍａｘ 最大搬送質量
Ｐ０ 下限製品ピッチ（製品長さ基準の下限製品ピッチ）
Ｐ１ 下限製品ピッチ（製品質量基準の下限製品ピッチ）
Ｐ２ 生産中製品ピッチ（生産中の物品搬送ピッチ）
Ｐｈ 半製品長さ基準_下限製品ピッチ
Ｗ ワーク（物品、製品、被検査物品、被搬送物品、被振分け物品）
Ｗ１ ワーク（先行物品）
Ｗ２ ワーク（先行物品または後続物品）
Ｗ３ ワーク（後続物品）

Claims (7)

1. 生産ラインに組み込まれたコンベアにより物品を搬送する搬送手段と、
   前記コンベアの搬送速度および搬送駆動可能な最大搬送質量を指定する設定入力部と、
   前記コンベアの搬送機長、前記物品の搬送方向長さおよび質量、前記物品の搬送能力に応じた前記生産ラインの生産能力を含む搬送条件を記憶する記憶部と、
   前記最大搬送質量および前記搬送条件に基づいて、前記コンベア上の前記物品の搬送ピッチとして許容される下限ピッチを算出するピッチ算出部と、
   前記下限ピッチから前記最大搬送質量を満たす下限コンベア速度を算出するコンベア速度算出部と、
   前記設定入力部で指定された前記コンベアの搬送速度が前記下限コンベア速度より小さい場合には、前記下限コンベア速度となるように前記コンベアを駆動制御する制御部と、を備えたことを特徴とする搬送装置。
2. 前記生産ラインに投入された前記物品を検知する物品検知部を有し、
   前記ピッチ算出部は、前記物品検知部の複数の物品検知信号から得られる所定数の物品搬送ピッチのサンプルを基に生産中の物品搬送ピッチを算出し、
   前記制御部は、前記生産中の物品搬送ピッチが前記下限ピッチ以上の場合に、指定されたコンベア速度となるように前記コンベアを駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記ピッチ算出部は、前記生産ラインに順次投入された一定個数の物品に対応する前記所定数の物品搬送ピッチのサンプルを取得し、前記所定数の物品搬送ピッチのサンプルを平均化処理して前記生産中の物品搬送ピッチを算出することを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記物品検知部が光電センサで構成され、
   前記ピッチ算出部は、複数のうち先行する先行物品についての前記物品検知部による検知タイミングと該先行物品に後続する後続物品についての前記物品検知部による検知タイミングとに基づいて、前記生産中の物品搬送ピッチを算出することを特徴とする請求項２または３に記載の搬送装置。
5. 前記物品検知部が、前記コンベアにより形成される搬送路を撮像する撮像手段を有するとともに、該撮像手段により撮像された画像の変化から前記物品が前記搬送路上の所定位置に到達するときに前記物品を検知することを特徴とする請求項２または３に記載の搬送装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の搬送装置と、
   前記生産ライン上の前記物品を検査する検査部と、を備える物品検査装置。
7. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の搬送装置と、
   前記生産ライン上の前記物品を前記コンベアによる搬送方向とは異なる方向に振り分ける振り分け機構と、を備える振分け装置。

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