JPH1159882A - 矩形状偏平物品の姿勢制御方法 - Google Patents

矩形状偏平物品の姿勢制御方法

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JPH1159882A
JPH1159882A JP22398397A JP22398397A JPH1159882A JP H1159882 A JPH1159882 A JP H1159882A JP 22398397 A JP22398397 A JP 22398397A JP 22398397 A JP22398397 A JP 22398397A JP H1159882 A JPH1159882 A JP H1159882A
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Kazuo Toba
和夫 鳥羽
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送中に書籍等の矩形状偏平物品の向きを効
率良く正確に揃えることのできる姿勢制御方法を提供す
る。 【解決手段】 搬送方向と直交する桟3が搬送面上に設
けられた搬送ベルト2を有する桟付ベルトコンベヤ1を
用い、前記搬送ベルトの搬送面と矩形状偏平物品間の静
止摩擦係数をμ、搬送ベルトを加速する際の加速度を
α、搬送ベルトを減速する際の加速度をβ(負値)、搬
送面の搬送方向前上方への傾斜角をθ、重力加速度をG
としたとき、α>G(μCOS θ−SIN θ)の条件を満た
す加速部分と−β<G(μCOS θ+SIN θ)の条件を満
たす減速部分とを含んで周期的に変動る速度パターンで
前記搬送ベルトを駆動することにより、搬送面上に載っ
ている物品Wを搬送面に対して搬送方向後方へ滑らせ、
その一辺を後方の桟3に当接させることにより向きを揃
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は書籍等の矩形状偏平
物品の姿勢制御方法に関し、特に、搬送方向と直交する
桟が搬送面上に設けられた搬送ベルトを有する桟付ベル
トコンベヤを用いて、搬送中に物品の向きを揃える方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、書籍にラベラでラベルを貼付する
場合や、ISBNコード(書籍カバー等に印字されてい
る英数字を組み合わせた識別コード)をOCRで読み取
る場合には、書籍を所定の向きに正しく揃えて行う必要
がある。
【0003】特に、ISBNコードのOCRによる読み
取る作業は、例えば、送り周期1.1secで間欠送り
されるコンベヤで書籍を搬送中に定位置に設置されたO
CRで読み取る場合、書籍の姿勢誤差が±3度以内でな
いと正しく読み取ることができず、姿勢誤差が大きくな
ると読み取りに時間がかかるため、従来では、熟練した
作業員がハンディスキャナを用いて手作業で行ってい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ハンディス
キャナを用いた手作業によるISBNコードの読み取り
作業は作業能率が低く、人件費も嵩む問題があった。こ
の問題を解決するためには、ベルトコンベヤの側方に搬
送方向に沿って姿勢矯正板を立設し、前記ベルトコンベ
ヤの搬送面を前記姿勢矯正板側が低くなるように側方に
傾斜させて、書籍を前記傾斜によって滑らせて姿勢矯正
板へ当接させて向きを揃えたり、あるいは、搬送方向と
直交する桟を有する急傾斜したベルトコンベヤで書籍を
搬送することによって、書籍を自重で搬送面上を滑らせ
てその一辺を搬送方向後方の桟に当接させてその向きを
揃えた状態で、ベルトコンベヤの下流に設置したOCR
にISBNコードを自動的に読み取らせる方法が考えら
れる。
【0005】しかしながら、これらの方法では何れもベ
ルトコンベヤの搬送面の傾斜を書籍が滑り落ちる角度以
上に大きくする必要があり、搬送状態が不安定になると
ともに、書籍の表面の状態によって、滑り落ち始める傾
斜角度がまちまちであるため、向きを正確に揃えること
が困難となる問題がある。
【0006】そこで、本発明は、前述したような従来の
技術の問題点を解決し、搬送中に書籍等の矩形状偏平物
品の向きを効率良く正確に揃えることのできる姿勢制御
方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的のため、本発明
の矩形扁平状物品の姿勢制御方法は、搬送方向と直交す
る桟が搬送面上に設けられた搬送ベルトを有する桟付ベ
ルトコンベヤを用いて矩形偏平状の物品の向きを揃える
ものであって、搬送ベルトの搬送面と物品間の静止摩擦
係数をμ、搬送ベルトを加速する際の加速度をα、搬送
ベルトを減速する際の加速度をβ(負値)、搬送面の搬
送方向前上方への傾斜角をθ、重力加速度をGとしたと
き、α>G(μCOS θ−SIN θ)の条件を満たす加速部
分と、−<G(μCOS θ+SIN θ)の条件を満たす減速
部分とを交互に含んで周期的に変する速度パターンで前
記搬送ベルトを駆動することにより、搬送面上に投入さ
れた物品を搬送面に対して搬送方向後方へ滑らせて、そ
の一辺を後方の桟に当接させることにより向きを揃える
ようにしたものである。
【0008】本発明の矩形扁平状物品の姿勢制御方法に
おいては、搬送ベルトを加速する際の加速度αの絶対値
が減速する際の加速度βの絶対値よりも大きく、且つ、
搬送面の搬送方向前上方に傾斜した部分で物品の向きを
揃えることが好ましい。
【0009】
【作用】書籍等の矩形扁平状物品を桟付ベルトコンベヤ
の上流側に投入すると、前記桟付ベルトコンベヤの搬送
ベルトは速度が周期的に変動しているため、物品には搬
送方向に周期的に変動する慣性力が作用する。
【0010】前記慣性力は、搬送ベルトを加速する際の
加速度αがα>G(μCOS θ−SIN)の条件を満たすと
きに、搬送ベルトの搬送面に対して物品を搬送方向後方
へ滑らせ、後方の桟に前記物品の一辺を押し付けてその
向きを矯正する。
【0011】一方、搬送ベルトを減速する際の加速度β
(これは負値)が−β<G( μCOS+SIN θ) の条件を
満たす限り、一度桟に一辺を当接するように押し付けら
れた品は、搬送ベルトの減速時に物品に作用する慣性力
で桟から前方へ再び離れることがなく、搬送中の物品の
向きは安定した状態で維持されている。
【0012】特に、搬送ベルトを加速する際の加速度α
の絶対値が、減速する際の加速度βの絶対値よりも大き
く、且つ、搬送面の搬送方向前上方に傾斜した部分で物
品の向きを揃えるようにしている場合には、前記加速度
αが小さくても、物品に作用する慣性力と重力の搬送方
向成分との合力が物品と搬送面との間に作用する最大静
止摩擦力を容易に越えて物品を後方の桟へ向けて滑らせ
るので、この場合には、搬送ベルトを駆動するモータの
動力消費量が低減される。
【0013】また、一度桟に当接した物品は重力の搬送
方向成分が作用しているため、搬送ベルトの減速途中に
おいて、物品と桟とがより安定した当接状態に維持され
る。
【0014】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図1は、矩形状偏平物品の一例である書籍を、搬
送中に姿勢制御する桟付ベルトコンベヤの側面図であっ
て、桟付ベルトコンベヤ1は、書籍Wの向きを揃えた
後、前記書籍Wに付してあるISBNコードの読み取り
とラベルの貼付を自動的に連続して行うために用いられ
るものである。
【0015】前記桟付ベルトコンベヤ1は、中間部分の
搬送面が略40度の角度で搬送方向の前上方に傾斜して
いる搬送ベルト2を有しており、前記搬送ベルト2の搬
送面上には搬送方向と直交する向きの桟3が搬送方向に
沿って等間隔に取り付けられている。
【0016】図2は、図1のA−A線位置における矢印
方向に見た断面図であって、同図に示すように、桟付ベ
ルトコンベヤ1のハウジング4内の搬送ベルト2の往き
側下面に対向して、前記搬送ベルト2に加わる書籍Wの
重量を支持するためのベルト支持板5が搬送方向に沿っ
て配置されている。
【0017】前記ハウジング4内の前記搬送ベルト2の
両側には、搬送方向に沿って一定間隔おきに上下に組に
なった回転自在な案内ローラ6が設けられており、搬送
ベルト2の両側縁に形成されているローラ受部2Aがこ
れらの案内ローラ6で上下から挟んで保持されて、搬送
ベルト2の走行時の蛇行と撓みが防止されている。
【0018】また、搬送ベルト2の搬送面に取り付けら
れている桟3には、図1における搬送ベルト2の搬出位
置Xと図示しない後続のコンベヤとの間を連絡する渡し
板の端に櫛歯状に交互に形成されている凹部と凸部を通
過する櫛歯状の凸部3Aと凹部3Bとが交互に形成され
ていて、前記渡し板と搬送ベルト2との隙間を大きくせ
ずに桟3が搬送ベルト2の戻り側へ反転できるようにし
ている。
【0019】なお、本実施例の搬送ベルト2には、書籍
Wを載置可能な搬送面の有効幅が300mm、搬送方向
前後の桟3どうしの間隔が475mmのものが用いられ
ている。また、桟3の長さは前記有効幅にほぼ等しく凸
部3Aの高さは20mmであって、現在出版されている
各サイズの書籍に対応することが可能である。
【0020】搬送ベルト2の搬送面上に載置された書籍
Wは、搬送面の左右両側近傍に突出形成されている搬送
方向に延びた一対の凸条2Bと、搬送面の両側に対向し
てハウジング4に取り付けられている一対のサイドガイ
ド7,7によって、搬送中の横方向の移動が規制されて
いる。
【0021】図1に示すように、前記桟付ベルトコンベ
ヤ1のハウジング4の傾斜部分には、書籍Wに付されて
いるISBNコードを読み取るためのOCR(光学式読
取り装置)8とラベラ9とが配置されている。
【0022】また、搬送ベルト2は、ハウジング4の上
端部に設けられているモータ10によって駆動され、前
記OCR8及びラベラ9を通過する書籍Wはこれらより
手前側で、図3に示すように搬送方向後方の桟3に書籍
Wの一辺が当接し、向きが揃えられた状態で保持され
る。
【0023】前記モータ10は、その回転速度が周期的
に変動するように制御されており、その結果、搬送ベル
ト2は、図4に示す速度パターンで駆動される。すなわ
ち、桟付ベルトコンベヤ1のコンベヤ速度(搬送ベルト
2の搬送速度)は、20m/minと30m/minと
の間を0.2secの周期で変動しており、20m/m
inから0.4Gの加速度で30m/minへ加速さ
れ、その後−0.2Gの加速度で減速されて20m/m
inへ戻る速度パターンを繰り返している。なお、ここ
でGは重力加速度を表わしている。
【0024】前述した速度パターンで駆動制御されてい
る搬送ベルト2上にハウジング4下端部の搬入位置Yか
ら投入された書籍Wは、搬送ベルト2の傾斜部へ搬送さ
れていくと、書籍Wと搬送ベルト2の搬送面との間の摩
擦が小さい場合は書籍Wは搬送面を滑って、後方から移
動してくる桟3に突き当たり、その一辺が桟3で支持さ
れて向きが矯正される。
【0025】また、書籍Wと搬送面との間の摩擦が大き
い場合でも、搬送ベルト2が急加速するときに、書籍W
に作用する重力の搬送面傾斜方向成分に搬送ベルト2の
加速による慣性力が加わって、書籍Wは搬送面に対して
瞬間的に滑りを生じ、両者間に作用する摩擦力が静止摩
擦の状態から滑り摩擦の状態へ移行して減少するため、
書籍Wは搬送面の傾斜に沿って滑り落ち、後方の桟3に
同様に支持される。
【0026】一方、搬送ベルト2が減速するときには、
書籍Wに作用する慣性力は、加速時の半分となり、しか
も、重力の搬送面傾斜方向成分と逆向きに作用するた
め、一度桟3に当接支持された書籍Wが前記桟3から搬
送方向前方に離れることはない。
【0027】こうして、桟3で向きを正しく矯正された
書籍Wはその上面に記されているISBNコードがOC
R8で読み取られ、さらに、ラベラ9を通過する際にラ
ベルが上面の所定位置に貼付される。
【0028】なお、搬送ベルト2の搬送面と書籍Wとの
間の静止摩擦係数をμ、搬送ベルト2を加速する際の加
速度をα、搬送面の搬送方向前上方への傾斜角をθとし
たとき、搬送ベルト2の加速時に、後方の桟3から離れ
て搬送面上に載っている書籍Wが搬送中に滑って前記桟
3へ移動するための条件は、α>G(μCOS θ−SIN)
となる。
【0029】一方、搬送ベルト2が減速する際の加速度
をβ(減速のため負値)としたとき、桟3に一度当接支
持された書籍Wが再び離れないための条件は、−β<G
(μCOS θ+SIN θ)となる。
【0030】なお、本実施例においては、搬送ベルト2
の搬送面が略40度傾斜している部分で、書籍Wの向き
の矯正を行っており、α=4G,β=−2Gとしている
が、前述した条件により、α/G>μ,−β/G<μで
あれば、搬送ベルト2の搬送面が水平(θ=0)の部分
で、書籍Wの向きの矯正を行うことができる。
【0031】また、搬送ベルト2を、例えば、V=V0
sin (2πt/T)(但しV0 : 平速度、t:経過時
間、T:変動周期)のような正弦関数的に変動する速度
パターンで駆動してもよく、その場合には、加速時の加
速度の最大値がαmax =(2πV0 /T)、減速時の加
速度の最大値がβmax =−(2πV0 /T)となり、こ
の場合には、後方の桟3から離れて搬送面上に載ってい
る書籍Wが搬送中に滑って前記桟3へ移動するための条
件は、αmax >G(μCOS θ−SIN θ)とる。
【0032】また、桟3に一度当接支持された書籍Wが
再び離れないための条件は、−βmax <G(μCOS θ+
SIN θ)となる。但し、このように正弦関数的に変動す
る速度パターンを用いる場合には、搬送面が水平(θ=
0)である場合は成立しないため、搬送面を傾斜させる
必要があるが、一定の回転速度のモータの回転を不等速
歯車等を用いて簡単に搬送ベルト2の速度を変動させる
ことができる。
【0033】また、前述した実施例では、矩形偏平状物
品として書籍を例にして説明したが、本発明の用途は、
書籍のみに限定するものでなく、同様な形状を有する箱
その他の物品の向きを搬送中に揃える場合に広く用いる
ことができるものである。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の矩形状偏
平物品の姿勢制御方法によれば、書籍等の矩形偏平状の
物品の向きを搬送中に効率良く正確に揃えることのでき
るため、書籍にラベラでラベルを貼付する作業や、IS
BNコードをOCRで読み取る作業等を自動化して、作
業の効率化を図ることができる。
【0035】そして、特に、搬送ベルトを加速する際の
加速度の絶対値が、減速する際の加速度の絶対値よりも
大きく、且つ、搬送面の搬送方向前上方に傾斜した部分
で物品の向きを揃えるようにした場合には、搬送ベルト
を加速する際の加速度が小さくても、物品に作用する慣
性力と重力の搬送方向成分との合力が物品と搬送面との
間に作用する最大静止摩擦力を容易に越えて物品を後方
の桟へ向けて滑らせることができ、搬送ベルトを駆動す
るモータの動力消費量を低減することができるととも
に、一度桟に当接した物品は重力の搬送方向成分が作用
しているため、搬送ベルトの減速途中において、物品と
桟とをより安定した当接状態に維持しておくことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の矩形状偏平物品の姿勢制御方法の1
実施例を示す、桟付ベルトコンベヤの側面図である。
【図2】 図1のA−A線位置における矢印方向に見た
断面図である。
【図3】 搬送ベルトの搬送面上における桟と書籍との
当接状態を示す図である。
【図4】 搬送ベルトのコンベヤ速度の速度パターンを
示す図である。
【符号の説明】
1 桟付ベルトコンベヤ 2 搬送ベルト 2A ローラ受部 2B 突条 3 桟 3A 凸部 3B 凹部 4 ハウジング 5 ベルト支持板 6 案内ローラ 7 サイドガイド 8 OCR 9 ラベラ 10 モータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送方向と直交する桟が搬送面上に設け
    られた搬送ベルトを有する桟付ベルトコンベヤを用いた
    矩形状偏平物品の姿勢制御方法であって、 搬送ベルトの搬送面と矩形状偏平物品間の静止摩擦係数
    をμ、搬送ベルトを加速する際の加速度をα、搬送ベル
    トを減速する際の加速度をβ(負値)、搬送面の搬送方
    向前上方への傾斜角をθ、重力加速度をGとしたとき、
    α>G( μCOS−SIN θ) の条件を満たす加速部分と、
    −β<G(μCOS θ+SIN θ)の条件をす減速部分とを
    含んで周期的に変動する速度パターンで前記搬送ベルト
    を駆動することにより、搬送面上に投入された物品を搬
    送面に対して搬送方向後方へ滑らせ、その一辺を後方の
    桟に当接させることにより向きを揃えることを特徴とす
    る矩形状扁平物品の姿勢制御方法。
  2. 【請求項2】 搬送ベルトを加速する際の加速度αの絶
    対値が減速する際の加速度βの絶対値よりも大きく、且
    つ、搬送面の搬送方向前上方に傾斜した部分で物品の向
    きを揃えるようにしたことを特徴とする請求項1記載の
    矩形状偏平物品の姿勢制御方法。
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