JPH08151116A - ベルトコンベアの搬送物落下位置調整方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】搬送物の量の変更などの外乱が発生した場合で
あっても、下流側ベルトコンベアの蛇行を速やかに収束
させる。 【構成】蛇行測定器５によって下流側ベルトコンベア２
の蛇行量を検出する。この測定されたコンベアベルト２
１の現在蛇行量、およびシャトルコンベア１に対する前
回の駆動指令、前記コンベアベルト２１の現在蛇行量と
前回のコンベアベルト蛇行量測定値との差分に基づく蛇
行増減量を最小限の入力変数としてファジィ推論を行
い、得られた推論結果に基づいて算出された制御量に応
じて前記シャトルコンベア１を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベルトコンベア乗り継
ぎ部より下流側のベルトコンベアにおいて発生する蛇行
を抑制するため、前記乗り継ぎ部におけるベルトコンベ
ア搬送物の落下位置調整方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工場や工事現場等で汎用されるベルトコ
ンベア設備においては、隣接するベルトコンベア同士を
上下段に配置し、上流側ベルトコンベアから下流側ベル
トコンベアに搬送物を落下供給することにより、搬送路
または搬送方向の切換えを行っている。

【０００３】この種のベルトコンベア設備において、コ
ンベアベルトに蛇行が発生すると、たとえばコンベアベ
ルトがヘッドプーリ側のシュート枠体に押しつけられ
て、摩擦熱による火災発生やコンベアベルト折損の原因
となるため、コンベアベルトの蛇行は避けなければなら
ない。前記ベルトコンベアにおける蛇行発生の原因とし
ては、主として、次に示す２つの場合が挙げられる。 (1) ベルトコンベア設備におけるキャリアローラーの芯
出不足など機械的設備の不正確な設置により蛇行が発生
する場合 (2) 搬送物を上流側ベルトコンベアから下流側ベルトコ
ンベアへ落下供給した際、搬送物が下流側ベルトコンベ
アのコンベアベルト中心から左右いずれかの方向にずれ
て供給され、この荷重の偏りによりコンベアベルトにベ
ルト幅方向の分力が働き、コンベアベルトが左右いずれ
かに蛇行する場合 前者を原因とする蛇行の場合、自動調芯キャリアローラ
ーによって、比較的容易に蛇行を修正できるが、後者を
原因とする蛇行の場合には、自動調芯キャリアローラー
による修正を行うことはできない。

【０００４】そこで、後者が原因となる蛇行を制御する
ために上流側ベルトコンベアと下流側ベルトコンベアと
の乗り継ぎ部において、落下位置調整手段、たとえば落
下位置調整板または後述するシャトルコンベアを設置し
て、上流側ベルトコンベアからの搬送物を下流側ベルト
コンベアの中心に落下させるように制御する装置が提案
されている（特開昭55-106910 号公報、特開昭60-13021
6 号公報、特開昭62-100306 号公報参照) 。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種のベル
トコンベア設備において、搬送物の量や、水分値・嵩密
度等の組成の変更があったり、あるいは搬送物が設備へ
接触したりといった外乱が発生した場合、上記の落下位
置調整手段を用いたとしても、一時的に下流側ベルトコ
ンベアにおける落下位置が大きく変化して蛇行が発生
し、これが元の正常な状態に戻るまで相当の時間を要
し、搬送物の他への接触が一時的に持続するといった問
題が発生している。

【０００６】また、コンベア乗り継ぎ部において、跳ね
返り防止のために落下位置部分にシュートを設けた場合
などは、シュートに接触しないで下流側ベルトコンベア
に落下した場合と、シュートの漏斗部や内壁面などに衝
突してから下流側ベルトコンベアに落下する場合とで
は、コンベアベルトの蛇行方向と落下位置調整手段の操
作方向の相関関係が変化、つまり正逆反対となってしま
い、通常の制御方式では制御しきれないという問題があ
る。

【０００７】そこで、本発明の課題は、搬送物の量の変
更、銘柄変更等の種々の外乱やシュートへの接触の有無
に影響されることなく、上流側ベルトコンベアから落下
する搬送物を下流側ベルトコンベアの最適位置に落下さ
せて下流側ベルトコンベアに発生した蛇行を速やかに収
束させることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、上流側ベルトコンベアと下流側ベルトコ
ンベアとが上下段に配設されるとともに、これら両ベル
トコンベアの中間に落下位置調整手段が設けられたベル
トコンベアの乗り継ぎ部において、前記上流側ベルトコ
ンベアからの搬送物を前記落下位置調整手段を介して下
流側ベルトコンベアに案内するにあたり、前記落下位置
調整手段によって搬送物の落下位置を調整して前記下流
側ベルトコンベアにおけるコンベアベルトの蛇行を収束
させる搬送物落下位置調整方法であって、少なくとも前
記下流側ベルトコンベアにおけるコンベアベルトの蛇行
量を測定し、この測定されたコンベアベルトの現在蛇行
量、および落下位置調整手段に対する前回の駆動指令、
前記コンベアベルトの現在蛇行量と前回のコンベアベル
ト蛇行量測定値との差分に基づく蛇行増減量を最小限の
入力変数としてファジィ推論を行い、得られた推論結果
に基づいて算出された落下位置調整手段の調整量に応じ
て前記落下位置調整手段を駆動させることを特徴とする
ものである。

【０００９】また、かかる落下位置調整装置としては、
上流側ベルトコンベアから供給される搬送物を、下流側
ベルトコンベアに案内する落下位置調整手段と、前記下
流側ベルトコンベアのコンベアベルトの蛇行量を測定す
る蛇行量測定手段と、前記蛇行量測定手段により測定さ
れたコンベアベルトの現在蛇行量、および落下位置調整
手段に対する前回の駆動指令、前記コンベアベルトの現
在蛇行量と前回のコンベアベルト蛇行量測定値との差分
に基づく蛇行増減量を最小限の入力変数としてファジィ
推論を行い、得られた推論結果に基づいて落下位置調整
手段の調整量を算出するファジィ推論制御器と、前記落
下位置調整手段の調整量に基づいて落下位置調整手段を
駆動させる駆動手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。

【００１０】

【作用】本発明においては、上流側ベルトコンベアと下
流側ベルトコンベアとの間に配設される落下位置調整手
段の制御に際して、ファジィ制御を採用する。そして、
このファジィ制御においては、少なくともコンベアベル
トの現在蛇行量、および落下位置調整手段に対する前回
の駆動指令、前記コンベアベルトの現在蛇行量と前回の
コンベアベルト蛇行量測定値との差分に基づく蛇行増減
量の３因子を入力変数として扱いファジィ推論を行う。
ここで、コンベアベルトの現在蛇行量を入力変数とする
のは、制御規則において、蛇行量の大小に応じて落下位
置調整手段の調整量を大小とするためであり、また前回
の駆動指令と蛇行増減量とを入力変数とするのは、前回
駆動指令と蛇行増減量との相関関係を考慮しながら、す
なわち前回駆動指令の適切性を考慮しながら今回の制御
量を決定するためである。以上の点において、本発明は
顕著な特徴を有するものである。

【００１１】したがって、本発明においては、落下位置
調整手段における移動量は、搬送物の量の変更、銘柄変
更等の種々の外乱やシュートへの接触の有無に影響され
ることなく、１回のファジィ演算ごとにそのときの状態
に応じて適切に設定されることになるので、落下位置調
整手段の移動量、すなわち蛇行の修正量の無駄が少なく
なり、下流側ベルトコンベアの蛇行を効率的かつ短時間
で収束させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例により、具体的に説明
する。図１は、本発明に係る落下位置調整装置を有する
ベルトコンベア設備の概略図である。図示しない上流側
ベルトコンベアより供給される搬送物Ｓは、落下位置調
整手段であるシャトルコンベア１を介して下流側ベルト
コンベア２へ供給される。シャトルコンベア１は、走行
台車３に固定的に載置され、走行台車３がレールＬ上を
移動することにより下流側ベルトコンベア２への落下位
置を任意に調整できるようになっている。また、シャト
ルコンベア１より落下する搬送物Ｓは、シュート４によ
り周囲に飛び散らないようになっている。

【００１３】ここで、前記シャトルコンベア１を図２に
基づいて簡単に説明すると、シャトルコンベア１は、本
来は例えば上流側ベルトコンベア１０からの搬送物Ｓを
各３本の下流側ベルトコンベア２Ａ、２Ｂ、２Ｃに振り
分けるために、走行台車３上に一体的に載置され、レー
ルＬ上を移動可能とされる移動式ベルトコンベアであ
り、本発明のように、ベルトコンベアの乗り継ぎ部に配
置される場合には、走行台車３を横方向に若干動かすこ
とによって、下流側ベルトコンベア２に対する落下位置
を任意に変更することができ、当該下流側ベルトコンベ
ア２に発生した蛇行を修正するために利用される。

【００１４】走行台車３について詳述すると、台車基台
３１にモーター３２が載置され、モーター３２の原動プ
ーリと駆動車輪３３とに対してベルト３４が巻回され
て、後に説明するファジィ推論制御器６からの信号によ
り、モーター３２が正逆方向に回転され、走行台車３が
レールＬ上を走行する。

【００１５】再び図１に戻り、本発明においては、下流
側ベルトコンベア２のコンベアベルト２１に発生してい
る蛇行を測定するために、コンベアベルト２１の端部Ｍ
を睨む位置に蛇行測定器５が設置されている。この蛇行
測定器５は、コンベアベルト２１との距離を測定すると
ともに、この測定距離に基づいて、蛇行発生の有無を判
定する装置であり、距離を測定する手段としては、たと
えば超音波センサー５１を用いることができる。

【００１６】超音波センサー５１によって、超音波セン
サー５１とコンベアベルト２１との距離を測定し、測定
された距離が許容範囲を外れるとき、具体的には、セン
サー５１とコンベアベルト２１の端部Ｍとが近すぎる場
合は、蛇行測定器５が設けられている方向にコンベアベ
ルト２１が蛇行し、遠すぎる場合は、蛇行測定器５が設
けられている方向と反対の方向に蛇行していることにな
る。

【００１７】ここで、センサー５１と検出対象物（コン
ベアベルト２１の一端部）Ｍとの距離を測定するときの
原理を図３によって説明すると、図３(A) に示すよう
に、センサー５１から対象物Ｍに向けて発せられた超音
波パルスＰは、対象物Ｍに到達する。その後、超音波パ
ルスＰは、図３(B) に示すように、対象物Ｍに反射し、
図３(C) に示すように、反射したパルスＰをセンサー５
１が受信する。この間に蛇行測定器５においては、セン
サー５１から発せられた超音波パルスＰが対象物Ｍに反
射して戻ってくるまでの時間ｔを測定し、この時間ｔを
下記（１）式に代入し、この（１）式によって、下流側
ベルトコンベア２に発生した蛇行を検出するとともに蛇
行量Ｈを算出する。なお、ｔ×ｕ＝２Ｌのとき、Ｈ＝０
となって蛇行は発生していないことになり、Ｈ＞０のと
き、蛇行測定器５の方向に、Ｈ＜０のとき、その反対方
向に蛇行が発生していることになる。

【００１８】２（Ｌ−Ｈ）＝ｔ×ｕ………（１） 但し、Ｌ；通常時のセンサーと下流側ベルトコンベア端
部Ｍとの距離 Ｈ；蛇行量 ｕ；超音波速度 かくして、下流側ベルトコンベア２に蛇行が発生した場
合には、その蛇行量を算出することができる。得られた
蛇行量は、蛇行量情報としてファジィ推論制御器６へ出
力される。なお、距離センサとしては、前記超音波式の
他、光波式距離計など適宜の距離測定器を用いることが
できる。

【００１９】前記ファジィ推論制御器６においては、前
記蛇行測定器５より入力される蛇行量情報と、シャトル
コンベア１に対する前回の駆動指令、前記コンベアベル
トの現在蛇行量と前回のコンベアベルト蛇行量測定値と
の差分に基づく蛇行増減量を入力変数（ファジィ制御規
則におけるｉｆ式部分の変数、以下「前件部変数」とい
う。）としてファジィ推論を行い、得られた推論結果に
基づいて算出されたシャトルコンベア１の制御量（移動
量）に応じて前記シャトルコンベア１を移動させる。

【００２０】以下、前記ファジィ制御について具体的に
詳述する。ファジィ演算に用いられる制御規則の例を図
４に、その評価関数の例を図５にそれぞれ示し、図７か
ら図１０を参照しながら図６に示すフローチャートを用
いて具体的に説明する。本制御規則においては、前件部
変数として、コンベアベルト２１の蛇行量、すなわちコ
ンベアベルト２１の蛇行がどちらの方向に大きくまたは
小さくずれているのか等の情報、シャトルコンベアの前
回駆動指令、すなわちシャトルコンベアをどちらの方向
に大きく移動させたのか小さくさせたのか等の情報、そ
して蛇行増減量、コンベアベルト２１の蛇行が増えたの
か減ったのか等の情報を用い、図４に示した各制御規則
に当てはめてその適合度を求め、各制御規則の適合度か
ら、図１１に示すファジィ変数により制御量（出力）の
適合度が決定され、シャトルコンベア１の移動指令とし
て出力される。なお、ここでベルト蛇行量およびシャト
ル移動量（前回）のファジィ変数は、図５に示すつり鐘
型、または図示しないが三角形型のメンバーシップ関数
をもって評価される。もちろん、ベルト蛇行量の増減量
も同様にファジィ変数として評価することができる。ま
た、図４の例ではファジィ変数は５段階評価としてある
が、これは３段階評価でもよいし、また７段階評価でも
任意の段階数とすることができる。また、制御規則数に
ついても、前件部変数の組合せ方に依存するため任意で
あり、与えられる前件部変数の数やファジィ変数の段階
数によって変化する。さらに、前件部変数についても、
前記３因子に加えて、たとえば現在のシャトルコンベア
１の位置をファジィ変数として前件部変数とすることも
できるし、さらにシュート４に対して振動計を取付け、
搬送物Ｓがシュート４に接触しているか否かの情報を前
件部変数として取り込むこともできる。

【００２１】図６は、図７〜図１０までの状態変化と対
応付けてフローチャート化した図であり、上段側から順
に説明すると、図１のように、下流側ベルトコンベア２
に蛇行が発生していない場合は、制御規則＜３＞の適合
度が最大となるため、シャトルコンベア１は移動させな
い。ところが、図７に示すように、搬送物Ｓの落下位置
が左側に片寄り、コンベアベルト２１が右に蛇行した場
合には、制御規則の＜４＞または＜５＞の適合度が最大
となるためシャトルコンベア１が右方向に所定量移動さ
れる。その結果、シュート４に搬送物Ｓの接触がなけれ
ば図８に示すように搬送物Ｓの落下位置が右に片寄り、
ベルト蛇行が次第に解消する。しかし、図９に示すよう
に、右に移動した結果、シュート４の上部漏斗口に当た
ってバウンドする結果、搬送物Ｓの落下位置がさらに左
になって、蛇行量が増加した場合には、制御規則＜１０
＞または＜１１＞の適合度が最大となるため、シャトル
コンベア１を左方向に所定量移動させる。なお、図４に
おいて、前件部の蛇行増減量については、増えた場合と
減った場合の制御規則しか示していないが、たとえば大
きく減る、小さく減る、変化せず、小さく増える、大き
く増える、の５段階状態変数として規則を加えることも
できる。

【００２２】かくして、ファジィ推論制御器６により求
められた走行台車３の移動量は、いずれも信号化され
て、図示しないインバーターを介して、走行台車３へと
出力され、この移動量信号に基づいてモーター３２が所
定量だけ駆動されてシャトルコンベア１が移動される。

【００２３】ところで、本実施例においては、シャトル
コンベア１を落下位置調整手段とした場合について述べ
たが、図１２に示すように、落下位置調整板７０の傾斜
角度をシリンダ７１によって可変させる制御方式に対し
ても容易に適用することができる。なお、５はコンベア
ベルト蛇行量測定器、６はファジィ推論制御器、７２は
ストローク検出器である。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなとおり、本発明
によれば、搬送物の量の変更、銘柄変更、シュートとの
接触等の種々の外乱に影響されることなく、コンベアベ
ルトに蛇行が発生した場合には、ファジィ制御により落
下位置調整手段を最適の位置に移動させることによっ
て、下流側ベルトコンベアの蛇行を速やかに収束させる
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る落下位置調整装置を備えたベルト
コンベア設備の概念図である。

【図２】シャトルコンベアの説明のための側面概念図で
ある。

【図３】(A) 〜(C) は超音波センサーの原理を説明する
ための図である。

【図４】ファジィ演算に用いられる制御規則の例を示す
図である。

【図５】その評価関数の例を示す図である。

【図６】本発明に係る蛇行収束のためのフローチャート
である。

【図７】蛇行発生時のベルトコンベア設備の概念図であ
る。

【図８】その蛇行収束のための制御の段階を示す概念図
である。

【図９】その他の段階を示す概念図である。

【図１０】さらにその他の段階を示す概念図である。

【図１１】シャトルコンベア制御量の評価関数図であ
る。

【図１２】落下位置調整手段として落下位置調整板を用
いた場合の概要図である。

【符号の説明】

１…シャトルコンベア、２…下流側ベルトコンベア、３
…走行台車、４…シュート、５…蛇行測定器、６…ファ
ジィ推論制御器、１０…上流側ベルトコンベア、Ｓ…搬
送物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上流側ベルトコンベアと下流側ベルトコン
   ベアとが上下段に配設されるとともに、これら両ベルト
   コンベアの中間に落下位置調整手段が設けられたベルト
   コンベアの乗り継ぎ部において、前記上流側ベルトコン
   ベアからの搬送物を前記落下位置調整手段を介して下流
   側ベルトコンベアに案内するにあたり、前記落下位置調
   整手段によって搬送物の落下位置を調整して前記下流側
   ベルトコンベアにおけるコンベアベルトの蛇行を収束さ
   せる搬送物落下位置調整方法であって、 少なくとも前記下流側ベルトコンベアにおけるコンベア
   ベルトの蛇行量を測定し、この測定されたコンベアベル
   トの現在蛇行量、および落下位置調整手段に対する前回
   の駆動指令、前記コンベアベルトの現在蛇行量と前回の
   コンベアベルト蛇行量測定値との差分に基づく蛇行増減
   量を最小限の入力変数としてファジィ推論を行い、得ら
   れた推論結果に基づいて算出された落下位置調整手段の
   調整量に応じて前記落下位置調整手段を駆動させること
   を特徴とするベルトコンベアの搬送物落下位置調整方
   法。
2. 【請求項２】上流側ベルトコンベアから供給される搬送
   物を、下流側ベルトコンベアに案内する落下位置調整手
   段と、 前記下流側ベルトコンベアのコンベアベルトの蛇行量を
   測定する蛇行量測定手段と、 前記蛇行量測定手段により測定されたコンベアベルトの
   現在蛇行量、および落下位置調整手段に対する前回の駆
   動指令、前記コンベアベルトの現在蛇行量と前回のコン
   ベアベルト蛇行量測定値との差分に基づく蛇行増減量を
   最小限の入力変数としてファジィ推論を行い、得られた
   推論結果に基づいて落下位置調整手段の調整量を算出す
   るファジィ推論制御器と、 前記落下位置調整手段の調整量に基づいて落下位置調整
   手段を駆動させる駆動手段と、 を備えたことを特徴とするベルトコンベアの搬送物落下
   位置調整装置。