JP7822112B2 - 業務用洗濯ラインにおけるロールラインの運転制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、業務用洗濯ラインの後半に設置されるチェストロールやカレンダーロールなどのロール（アイロナー）への被洗物（以下、「品物」とも言う。）の供給からフォルダまでのライン（以下、「ロールライン」と言う。）の運転方法に関するものである。

業務用洗濯ラインに設置される連続式洗濯機、脱水機及び乾燥機、又は洗濯脱水機、で処理された被洗物は、図１に示すように、ロールライン先頭の投入ステーション５で人手により１枚ずつ投入され、バッファ１、フィーダ２、ロール３及びフォルダ４を通過して客先に納入する完成品となる。

近年、洗濯ラインの処理量を高めるために、処理速度が５０ｍ／ｍｉｎを超える能力を持つロールやフィーダ及びフォルダが使用されるようになってきた。

この高い処理速度を十分に活かすために、図１に示したようにフィーダ２の前に一時的に品物を貯留するバッファ１を配置して効率的にフィーダに品物を送る例がある。バッファ１は、フィーダ２と一体化することもでき、投入ステーション５の投入速度とロール３の処理速度の偏差を吸収する役目をしている。すなわち、バッファ１を設置すると、その下流にあるフィーダ２の前に品物をストックしておくことが可能になるため、投入ステーション５での投入に一時的な遅速が生じても、フィーダ２及びロール３へ所定間隔で次々と品物を供給できるようになる。よって、実質的にロールラインを最高処理速度で運転させることが可能になる。

例えば特許文献１には、布類を保持する保持チャックを備えた複数の走行体が循環走行する搬送ライン（バッファとして機能している。）に複数の供給位置と排出位置とを並列的に配置した布類搬送装置が提案されている。各供給位置は、搬送ラインで待機する走行体に布類を受け渡す投入機を備え、走行体と投入機とで並列処理ができるため、走行体と投入機の待機時間が短くなり処理効率が高くなる、とされている。

特開２０１６－５９６６１号公報

ロールラインにバッファを設けるのは、高速処理により生産性を高めることが目的であり、可能な限りロールが備える最高速度で処理を行うことができるように、処理速度が５０ｍ／ｍｉｎ以上で設定されることが多く、また、ロールの高速処理に対応できるように、投入ステーションも並列に４個（投入作業者４人）以上を設ける場合もある。

しかし、高速でロール３やフォルダ４が運転されているにも関わらず、例えば作業に慣れていない投入者がいる場合や投入者が一人欠けた場合などには、ロール３への品物の供給が追いつ
かず、無駄にロール及びフォルダを稼働させていることになり、不要なエネルギー（電気・蒸気）を消費していることとなる。

例えばカレンダロールであれば、高速処理が可能なようにシリンダ数を多くし、品物を高速で搬送して品物が必要とするシリンダ温度及び接触時間でのアイロンがけができるようにしている。このとき、品物の供給が間に合わないと、シリンダから無駄な熱放散が起こって蒸気が無駄に消費され、必要以上の速度で機械を運転することによる電気の無駄も生ずることとなる。

この発明は、高速運転されるロールラインにおいて、供給遅れが生じたときにその遅れ状態を検知してロール３やフォルダ４の処理速度を下げて省エネ運転を行わせることにより、無駄なエネルギー消費を避けることができるようにすることを課題としている。

この発明は、ロールライン先頭の投入ステーション５とロール３との間に設けたバッファ１内の品物のストック数、投入ステーション５に並列的に配置されている投入機器の稼働状況等を検出することによって判断されるバッファ１からフィーダ２への品物の移送状況に応じてロールラインの運転速度を制御することにより、上記課題を解決している。

バッファ１内のストック数は、品物を把持している搬送チャック１１の数やフィーダ側に移動する搬送チャックの数と戻る方向に移動する搬送チャックの数の差などを近接センサで検出することにより、検出できる。また、バッファ１の制御器がストック数をカウントしていれば、そのデータを受け取ればよい。

取得したストック数と予め制御器８に設定した切替ストック数（閾値）とを対比して、通常運転モード（高速処理モード）と省エネ運転モード（低速処理モード）とを切り替えることで、供給量がロールラインの設定処理速度に追いつかないときの蒸気や電力の無駄を避けることができる。

ロールラインに設置されるロール３の制御器８は、高速運転される通常運転モードと省エネ運転モードとにおける運転プログラムないし各種運転パラメータを設定する１個又は複数個の運転モード設定器２２、２３とその運転モードの切替手段２４を備えている。

ロール３の制御器８又はフィーダ２やライン全体を制御している制御器には、バッファ１内の被洗物の貯留状態を検出するセンサ（図示されていない）の検出信号の閾値を設定する設定器２５を備えている。運転速度の切り替えを緩やかに行うのが望ましいときは、運転モード切替時の待ち時間を設定する待ち時間設定手段２７を設ける。バッファ１内の被洗物のストック数が前記閾値に達したとき又は待ち時間設定手段２７に設定された時間経過後に、ロール３の運転モードを切り替える。待ち時間設定手段２７を備えない場合のロールラインの動作は、待ち時間設定手段２７に０を設定した場合の動作と同じである。

ロール３の運転状態を切り替えるトリガとしては、バッファ１内に被洗物のストック状態を検出する近接センサや光電センサを設けて当該センサの検出信号や、バッファ１やフィーダ２の被洗物投入ステーション５における搬送チャック１１などの機器の動作状態等をトリガとすれば、この発明を実施する装置ないし制御器の構造を容易に実現でき、既存のロールラインに適用することも容易である。

この発明により、品物の供給速度に応じてロールライン（フィーダ２、ロール３、フォルダ４）の運転速度を低減して不要な高速運転を避けることができるから、ロール３からの無駄な熱放散が少なくなり、高速運転を継続することによるライン全体の電力消費も低減できることから、大きな省エネ効果を得ることができる。また、運転速度を下げる際にロールのシリンダに供給する蒸気圧を下げることによる省エネも可能である。更に、高速運転に伴う部品の損傷や劣化も低減でき、機械寿命を延ばすこともできる。

洗濯ラインの省エネを図る手段として、従来は、例えばフィーダはフィーダ単体での省エネ化を、ロールはロール単体での省エネ化を意図した技術が提案されているのに対し、この発明は、フィーダ２とロール３とを組み合わせてライン全体としての省エネを図るものであり、比較的簡単な制御でロールライン全体の省エネを図ることができるという効果がある。

ロールラインの一例を示す模式的な側面図 第１実施例の制御手順を示すフローチャート 第１実施例のロールの動作を示す動作線図 第２実施例の制御手順を示すフローチャート 第２実施例のロールの動作を示す動作線図

以下、添付図面を参照して、この発明の実施形態を具体的に説明する。図１は、シーツやタオルなどのリネン製品の洗濯ラインにおけるロールラインを模式的に示した図である。連続式洗濯機で洗濯されて脱水機、乾燥機を経て１ロット毎にロールラインに送り込まれる品物（以下、「シーツ」とする。）は、バッファ１の投入ステーション５で、人手によりシーツの上辺両角を搬送チャック１１に把持させる。シーツを把持した搬送チャック１１は、上昇してバッファ１内をフィーダ２側に向けて移動し、待機している複数の搬送チャックの末尾で停止して待機する。なお、投入ステーションに設けた昇降チャックからバッファ内を周回する搬送チャックに品物を受け渡す構造の機械もある。

フィーダ２から受取許可信号を受けると、先頭の搬送チャック１１はシーツｗをフィーダ２に渡して投入ステーション５側に戻り、投入待ちをしている搬送チャックの末尾で待機する。搬送チャック１１を検出するセンサを設け、フィーダ側へと移動する搬送チャックと投入ステーション側に戻る搬送チャックの数をカウントすることで、バッファ内で待機しているシーツの数（ストック数）を検出することができる。

ストック数を検出する他の方法として、光電センサや近接センサで待機している搬送チャックやシーツの数を直接検出する方法、投入ステーションにおける搬送チャックの稼働状況とフィーダやロールの運転速度とを対比して演算する方法などがある。

フィーダ２は、受け取ったシーツｗの上辺を拡げ、ぶら下げられたシーツの下辺を外側へと負圧で吸引して拡げ、コンベア６でロール３に送る。

ロール３では、搬送ベルト１２で加熱したチェストや複数本のシリンダ１３にシーツｗを押し当てながら搬送していわゆるアイロンがけを行い、コンベア７でフォルダ４に送り、所定形状に折り畳んで完成品となる。

ロール３の制御器８には、機械の運転を制御する運転プログラム２１が登録されており、運転プログラム２１には、各運転モードにおける搬送速度やシリンダ蒸気圧などの各種パラメータを設定する通常運転モード設定器２２と省エネ運転モード設定器２３が設けられている。省エネ運転モード設定器２３の設定値は、通常運転モードの設定値に対する割合として設定することもできる。

制御器８には更に、モード切替手段２４と、バッファ内のシーツのストック数の閾値（以下、「切替ストック数」と言う。）を設定する閾値設定器２５と、起動待ち時間を設定する起動待ち時間設定器２６と、モード切替時の待ち時間を設定する切替待ち時間設定器２７と、バッファ１側で検出されたストック数の受信手段２８とを備えている。制御器８は、受信したストック数が設定された切替ストック数に達したあと切替待ち時間設定器２７に設定された時間が経過したときに運転モードを切り替える。

なお、モード設定器２２、２３は、例えば通常は４人で行う投入ステーション５の作業者が３人になったときの通常運転モードと省エネ運転モードのように、作業者の数に対応して複数設ければ、作業者が欠けたときの省エネを図ることもできる。

また、ロールラインの運転速度をフィーダ側の制御器が制御しているラインでは、モード設定器２２、２３、モード切替手段２４、閾値設定器２５、切替待ち時間設定器２７及びストック数の受信手段２８は、フィーダ２側の制御器に設けられる。

図２は、通常運転モードから省エネ運転モードに切り替えるときと省エネ運転モードから通常運転モードに切り替えるときのストック数を同一とした場合の動作を示すフローチャート、図３は、運転プログラムのパラメータを次のように設定して図２の手順を実行した場合の動作線図である。
通常運転速度 ４５ｍ／ｍｉｎ
切替ストック数 １５個
切替待ち時間 ３００秒
省エネ運転速度 ３５ｍ／ｍｉｎ
通常運転蒸気圧 ０．８ＭＰａ
省エネ運転蒸気圧 ０．６５ＭＰａ

図２のステップｓ３のＹＥＳからステップｓ５を繰り返すループＡは、通常運転モードで運転されているときのループで、図３の区間Ａにおける動作である。図２のステップｓ３のＮＯからステップｓ６のＮＯを経てステップｓ８を繰り返すループＣは、省エネ運転モードで運転されているときのループで、図３の区間Ｃにおける動作である。

図２のステップｓ３のＮＯからステップｓ６のＮＯ及びステップｓ７のＮＯを繰り返すループＢは、通常運転モードから省エネ運転モードに移行する際の切替待ち時の動作で、図３の区間Ｂにおける動作である。図２のステップｓ３のＹＥＳからステップｓ４のＮＯを繰り返すループＤは、省エネ運転モードから通常運転モードに移行する際の切替待ち時の動作で、図３の区間Ｄにおける動作である。

図２において、シリンダの加熱などの各機械の準備運転を行ってロールラインを起動すると、ロールの制御器８は、蒸気圧を通常運転蒸気圧、運転速度を通常運転速度に設定（ステップｓ１）して運転を開始し、必要な場合に設定される待ち時間が経過（ステップｓ２）したあと、ステップｓ３で検出されたストック数と設定された切替ストック数との比較を行う。

ストックがある程度たまった状態で運転が開始される場合は、ステップｓ３でＹＥＳとなり、ループＡでストック数が切替ストック数以下になるまでループＡを繰り返して通常運転モードを維持する。品物の投入が通常運転モードの処理速度に追いつかないときは、図３の区間Ａの線図ａに示すように、ストック数が減少して行く。

ループＡの通常運転モードでストック数が切替ストック数以下になると、ステップｓ３がＮＯとなり、ステップｓ６及びステップｓ７のＮＯからステップｓ３に戻る切替待ち状態となる。そして、切替待ち時間が経過してもステップｓ３のＮＯが維持されていれば、ステップｓ８で運転モードが省エネ運転モードに切り替えられて、ループＣの省エネ運転モードに入る。省エネ運転モードでは、図３の区間Ｃの線図ｃで示すように、ストック数が徐々に増加してゆく。そして、ストック数が切替ストック数を超えると、ステップｓ３がＹＥＳとなり、ループＤで切替待ち時間が経過した後、ステップｓ５で通常運転モードに戻る。

このようにして通常運転モードと省エネ運転モードとを交互に繰り返しながら運転を継続し（図３の区間Ｅ）、停止信号を受けると、図２のステップｓ６及びステップｓ９のＹＥＳでストック数が０になった時点でロール３が停止する。

なお、図３では蒸気圧ｐ及び運転速度ｖの切替が瞬時に行われ、ストック数の減少状態と増加状態の切り替わりが瞬時に行われるように記載しているが、実際には蒸気圧や運転速度の切替には時間がかかるので、ストック数の変化を示す線図のＶ形や逆Ｖ形の部分は、実際にはＵ形ないしＪ形や逆Ｕ形ないし逆Ｊ形の変化になる。

図４は、通常運転モードから省エネ運転モードに切り替えるときのストック数（切替ストック数Ａ）と省エネ運転モードから通常運転モードに切り替えるときのストック数（切替ストック数Ｂ）を異なる数とした場合の動作を示すフローチャート、図５は、運転プログラムのパラメータを次のように設定して図４の手順を実行した場合の動作線図である。
通常運転速度 ４５ｍ／ｍｉｎ
切替ストック数Ａ １０個
切替ストック数Ｂ ２０個
切替待ち時間 ３００秒
省エネ運転速度 ３５ｍ／ｍｉｎ
通常運転蒸気圧 ０．８ＭＰａ
省エネ運転蒸気圧 ０．６５ＭＰａ

図４のフローチャートは、ストック数の判別条件が１０個と２０個との２つになる（ｓ３がｓ３１とｓ３２になる）関係で、図２のフローチャートと異なる流れで示されているが、ループＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが図５の区間Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応しており、区間Ａが通常運転区間、区間Ｂが通常運転から省エネ運転に移行する区間、区間Ｃが省エネ運転区間、区間Ｄが省エネ運転から通常運転に移行する区間である点は、図２、３のものと同じである。

図４のフローチャートにおいて、ステップｓ１、ｓ２、ｓ４～ｓ９で行っている処理は、ｓ８の省エネ運転モードでの蒸気圧と運転速度の設定値が、図２では数値として設定されていることを前提としているのに対し、図４では、通常運転モードでの設定値に対するＸ％及びＹ％という低減割合で設定されていることを前提とした記載になっている点以外は同じである。

すなわち、第２実施例では、検出されたストック数が１０個を下回ってから５分後に速度と蒸気圧を下げて省エネ運転モードに移行し、ストック２０個を上回ると、５分後に通常運転速度と蒸気圧を戻すという動作を繰り返すという運転になる。これにより、図５に示すように、運転モードの切替回数が少なくなり、運転速度や蒸気圧の変更回数が少なくなることで、ロールラインを安定して稼働することが可能となる。

なお、上記の実施例では、制御器に設定した切替ストック数を基準にして運転モードの切替を行っているが、ストックの有無を基準にして、ストックが無ければ省エネ運転モードとし、ストックが１つでも有れば通常運転モードにするという制御も可能である。

また、上記実施例では、バッファ１内の品物のストック数を運転モード切替のトリガとしているが、ロールラインに品物を投入する作業者の数を基準にして運転状態を変更することも可能である。例えば、投入ステーションの規定人数が４人の場合、人感センサなどで検出された人数がこれより少ない場合は稼働状況が低い、規定人数いる場合は稼働状況が通常と判断して運転モードの切替を行うこともできる。

また、バッファ１への品物の投入チャックの稼働状況を用いて投入稼働状況を判断することもできる。例えば一定期間内に品物をチャックした回数が、現状の処理速度に対して想定している回数より少ない場合は稼働状況が低い、多い場合は稼働状況が通常、と判断する。

いずれの場合においても、稼働状況が低い場合にはロールラインの処理速度を落とし、かつロールの蒸気圧設定も下げることで、省エネを図る。その後、稼働状況が上がったときに、ロールラインの処理速度及びロールの蒸気圧を設定値に戻す。

また、上記の実施例では、省エネ運転モードは１モードであるが、複数の省エネ運転モードとして段階的に変化させることもできる。すなわち、処理速度・蒸気圧の下げ方（上げ方）は段階的に下げて（上げて）もよい。ストック数を例にとると、省エネ運転モードに切り替えるストック数ＮとＭ（Ｎ＞Ｍ）とを設定し、Ｎを切ると１段階下げ、Ｍを切ると更に１段階（結果として２段階）下げるというようにしてもよい。上げるときも同様に段階的に上げても良いし、下げるときと上げるときで段階の数を変えても良い。要は、ロールラインと処理される品物の特性に合わせて最適と考えられる方法で運転モードの切替を行えば良い。

１ バッファ
２ フィーダ
３ ロール
５ 投入ステーション
８ 制御器
１１ 搬送チャック
２２ 通常運転モード設定器
２３ 省エネ運転モード設定器
２４ モード切替手段
２５ 閾値設定器
２７ 切替待ち時間設定器
ｗ 被洗物

Claims (3)

1. 被洗物を投入する投入ステーションと、チェストロールやカレンダーロールなどのロールと、前記投入ステーションとロールとの間に前記投入された被洗物を貯留するバッファとを備えたロールラインの運転制御方法において、
   高速処理と低速処理とにおける各種パラメータを設定する運転モード設定器とその運転モードの切替手段を含む制御器と、当該制御器の指令に基づいて運転される前記ロールと、前記バッファ内の被洗物の貯留状態や前記投入ステーションの稼働状況を検出するセンサの検出信号の閾値を設定する設定器を備え、前記検出信号が閾値に達したとき又は当該達したときから設定された待ち時間後に、前記運転モードを高速処理のモードから低速処理のモードに切り替える、業務用洗濯ラインにおけるロールラインの運転制御方法。
2. 前記センサの検出対象が前記バッファ内の被洗物のストック状態である、請求項１記載の運転制御方法。
3. 前記センサの検出対象が、前記投入ステーションに並列的に配置されている投入機器の稼働状況である、請求項１記載の運転制御方法。