JP2000211730A

JP2000211730A - コンベヤ搬送装置及びこれを用いた搬送ライン

Info

Publication number: JP2000211730A
Application number: JP11011166A
Authority: JP
Inventors: Sumio Harukawa; 澄夫春川
Original assignee: Hirata Corp
Current assignee: Hirata Corp
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】予測できない将来の生産状況の変化に柔軟かつ
俊敏に対応できる変種変量生産システムに好適であり、
かつハードウエアコストを安価にすることができるコン
ベヤ搬送装置及びこれを用いた搬送ラインの提供。【解決手段】加工装置３の作業位置でワークＷ１、Ｗ２
を停止させ、作業後にワークの搬送を行なう動作を繰返
し行なうコンベヤ搬送装置において、各コンベヤ３にワ
ークが載置されたことを検出するセンサユニット６と、
駆動モータ４と、各コンベヤ２の集中制御を行なう集中
制御部１とを具備し、駆動モータ４の移動量検出を行な
うことで、ワークの停止及び搬送を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンベヤ搬送装置及
びこれを用いた搬送ラインに係り、例えば生産ラインや
物流ラインに設けられる多数のコンベヤを任意に駆動及
び停止させるようにした汎用性に富むコンベヤ搬送技術
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ワークである種々の搬送物を
コンベヤで搬送し、所望位置に停止させ、再度搬送する
ための方法として、コンベヤの各所にストッパーを設
け、ストッパーに搬送物を衝突させ停止させる方法と、
コンベヤそのものを停止させることでコンベヤ上の搬送
物を停止させる２通りの方法がある。

【０００３】前者のストッパーを用いる方法は製品の分
野を問わず多くの搬送ラインに用いられており、特にワ
ークを搭載するパレットを使用した組立てライン等に多
く用いられている。このようなストッパーを用いたコン
ベヤ１台当たりの機長は概して長尺であり、複数のスト
ッパーを搬送途中に配設し複数の搬送物を所望位置に停
止させ、その後に搬送するようにしている。このような
コンベヤにおいては、ストッパーとワークとの衝突によ
る衝撃力を緩和し、ワークである製品にダメージを与え
ないため、かつまた衝撃力で精密な小物の部品等が飛散
することを抑制するため、および重量物搬送の場合にお
いて、ストッパー自体の保護も兼ねるための緩衝装置と
してのショックアブソーバーをストッパーに設けるのが
一般的である。

【０００４】一方、コンベヤ自体を停止する方法では、
ワークとワークの干渉を避けるためにコンベヤ１台当た
りのワーク搭載数を１枚に限定し、かつ単独で制御可能
な短いコンベヤを連続的に並べ、各々のコンベヤに上流
側から停止センサー、減速センサー、排出センサーを設
け、低速走行状態から停止センサーがオンされるとコン
ベヤすなわちワークを停止させるようにしている。この
とき、搬送手段表面（例えばベルトコンベヤの場合では
ベルト表面）とワークである搬送物の表面のスリップ発
生を防止したい場合には、スリップしない加（減）速度
と十分な加（減）速距離を確保し、停止位置の手前では
低速走行状態になるような速度制御をインバーター制御
等により行うことで、ワークが所定の作業位置に停止す
る停止精度を向上させるようにしている。

【０００５】ところで、生産システムは「変種変量生産
システム」を前提としたものが近年多く導入されてい
る。すなわち、設備導入は将来の生産予測に基づき成さ
れるものであり、ニーズが多様化し変化が激しい今日、
計画通りまた予測通りに事が運ぶことは皆無に近く、設
備導入時に予想あるいは予定していなかった新製品を生
産するようになったり、設備能力以下もしくは能力以上
の生産に対応しなければならない場合も少なくない。

【０００６】設備能力は導入時に予測した生産量に基づ
き決定されるが、予測量が市場の要求量より低い場合
は、設備能力以下での生産となり投資額を回収できなく
なるといった問題がある。これとは逆に、ありがたいこ
とではあるが設備能力以上の要求があった場合でも、こ
れに応えることができず、最大の機会損失を招く虞があ
る。換言すれば、設備導入時に予定していた製品が市場
に受け入れてもらえるか否か、その量と期間はいつまで
か等を設備導入時点において正確に予測するのは不可能
に近い。さらには、レイアウトや設備の改造を伴うよう
な新製品生産にも柔軟に対応できるシステムや設備でな
い限り、新たに膨大な費用と期間が発生し機械損失は益
々増大する可能性がある。しかも一旦導入した生産シス
テムや設備については、少なくとも数年間、長いもので
は十数年稼動させないと投資分を回収できないことにな
るが、一方この原価消却間において製品は何回も変化す
ることになる。

【０００７】通常、製品は軽薄短小化の傾向で変化し、
一気に新製品に切り替わる場合もあれば、徐々に切り替
わる場合も有り、多品種を混在して生産することが少な
くない。例えば、電子機器の組立てラインにおいて、旧
製品と新製品を混在するような生産を行なうときに、取
り扱う部品等が軽薄化した場合に、従来の搬送速度でワ
ークを走行させストッパーで停止させるようにすると、
軽薄化した部品の飛散や衝撃によるダメージを与えるよ
うな問題が発生する。

【０００８】この対策には、搬送速度を遅くすればよい
が、生産性の低下を招く欠点があるので採用できない。
そこで上記のようなストッパーに設けられた緩衝装置を
調整する方法があるが、その調整にも限界が有り、また
その調整作業には相当の時間を要する問題がある。ま
た、ワークの変動の都度調整作業が発生し、生産性が低
下するといった欠点がある。一方、緩衝装置を複数並べ
品種に合わせて切り替えて運用するといった方法も知ら
れているが、装置や制御のコストが高くなるといった欠
点があった。

【０００９】そこで、本願出願人等は、図１０に図示の
コンベヤ装置を提案している。すなわち、図示では３機
のみ図示したが多くの短いコンベヤ２０２を連続的に多
数配置し、各々のコンベヤを所定作業機器に対応する位
置にワークが搬送されると停止させるようにして、大き
さ、形状の異なるワークである製品を搬送する設備を導
入してきた。そして、各コンベヤ２０２にコンベヤベル
ト駆動用の駆動モータ２０５を設けモータドライバー２
１５に接続される制御装置２０１によりモータ駆動制御
するとともに、上流側から順番に減速センサー２０３、
停止センサー２０４、在席センサー２０５、排出センサ
ー２０６を設けておき、各センサーからの出力を制御装
置２０１にポート２１６を介して入力することで、短い
コンベヤ２０２を個別的に制御することで、大小さまざ
まな形状のワークＷａ、Ｗｂ、Ｗｃを図示のような夫々
異なる作業位置で停止させるための停止パターンである
先端基準停止、後端基準停止、中央基準停止のいずれか
で順次停止するようにしていた。

【００１０】また、図示の左側のコンベヤにおいてワー
ク中心で停止させる場合、ワーク先頭を検出してから、
減速させ、停止させるためのセンサーユニット２１０を
任意の位置に停止できるようにした数値制御の直線移動
機構（×テーブル）に搭載することで任意の位置で停止
することを実現してきた。さらに生産のサイクルタイム
を短縮させる目的で、コンベヤ先端にワーク排出センサ
ー２０６を設け排出を確認し、次のワークの受け入れ準
備にすばやく取り掛かるようにしていた。

【００１１】以上のように、短いコンベヤ２０２を連続
的に多数配置し、各々のコンベヤを所定作業機器に対応
する位置にワーク搬送し、停止させることで、大きさ、
形状の異なるワークを扱える汎用コンベヤシステムを提
案して実績を上げている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように中央停止のためのセンサーユニット２１０を任意
の位置に停止させるための数値制御の直線移動機構を、
全てのコンベヤに設けるとその費用は膨大になる。ま
た、上記のようにワークを所定位置に停止させるために
最低でも３個のセンサーを各コンベヤに設ける必要があ
ったので、全体としてのセンサー数は膨大な数になり、
その費用は膨大になる問題があり、センサー数を削減し
柔軟性の高いワーク停止方法を実現することが大きな課
題となっていた。

【００１３】また、任意の方向にワーク搬送を行なうた
めには、ワーク搬送方向を検出するとともに搬送位置を
常時モニターしなければならず、このためのハードウエ
アコストは膨大になることから、ワーク搬送方向は上流
から下流に限られていた。

【００１４】したがって、本発明は上記の問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的は、予測できない将来
の生産状況の変化に柔軟かつ俊敏に対応できる変種変量
生産システムに好適であり、かつハードウエアコストを
安価にすることができるコンベヤ搬送装置及びこれを用
いた搬送ラインを提供することにある。

【００１５】また、予測できない将来の生産状況の変化
に柔軟かつ俊敏に対応できる変種変量生産システムに好
適であり、かつ任意の方向にワーク搬送を行なうための
ハードウエアコストを大幅に低減することができるコン
ベヤ搬送装置及びこれを用いた搬送ラインを提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明によれば、ワークの搬送を
行なうコンベヤの複数分を配設し、所定作業を行なうた
めの所定作業手段の作業位置でワークを停止させ、前記
所定作業後にワークの搬送を行なう動作を繰返し行なう
コンベヤ搬送装置において、前記各コンベヤを、基部
と、前記基部で支持されるとともに、ワークを載置状態
で移動する搬送手段と、前記搬送手段を駆動するための
駆動モータ手段と、前記搬送手段にワークが載置された
ことを検出する有無検出手段と、前記有無検出手段によ
る検出後に、前記駆動モータ手段の前記駆動にともない
移動したワークの移動量を検出する移動量検出手段と、
前記各コンベヤの前記駆動モータ手段と前記有無検出手
段と前記移動量検出手段とに接続され、前記各コンベヤ
の集中制御を行なう制御手段とを具備し、前記集中制御
により、前記有無検出手段による検出後に、前記駆動モ
ータ手段の移動量検出を行なうことで、前記作業位置で
ワークを停止させ、前記所定作業後にワークの搬送を行
なうように前記駆動モータ手段を制御することを特徴と
している。

【００１７】また、ワークの搬送を行なうコンベヤの複
数分を配設し、所定作業を行なうための所定作業手段の
作業位置でワークを停止させ、前記所定作業後にワーク
の搬送を行なう動作を繰返し行なうコンベヤ搬送装置に
おいて、前記各コンベヤを、基部と、前記基部で支持さ
れるとともに、ワークを載置状態で移動する搬送手段
と、前記搬送手段を駆動するための駆動モータ手段と、
ワークの搬送方向に沿うようにワークに設けられるパル
ス発生手段と、前記パルス発生手段を検出することで前
記搬送手段にワークが最初に載置されたことを検出する
とともに、前記駆動モータ手段の前記駆動にともない移
動したワークの移動量を前記パルス発生手段から検出す
る移動量検出手段と、前記各コンベヤの前記駆動モータ
手段と前記移動量検出手段に接続され、前記各コンベヤ
の集中制御及び分散制御を行なう制御手段とを具備し、
前記集中制御及び分散制御により、前記作業位置でワー
クを停止させ、前記所定作業後にワークの搬送を行なう
ことを特徴としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施形態に
ついて添付の図面を参照して述べる。

【００１９】図１は、コンベヤ搬送装置を用いた搬送ラ
インのブロック図である。また、図２は図１のコンベヤ
２ａ、２ｂ、２ｃの外観斜視図である。

【００２０】図１と図２において、ワークＷ１、Ｗ２は
パレット２０上に載置またはコンベヤ２の搬送ベルト上
に直に載置されて矢印方向に搬送されることで、各コン
ベヤ２の上方に位置する作業手段である加工装置類３に
対応する位置で停止され、部品取付なとの所定作業終了
後に下流側の加工装置３に送られてワークの組立て作業
等を行なうように構成されている。

【００２１】各コンベヤ２は搬送経路に沿って配置され
る基部となるコンベヤフレーム１０と、コンベヤフレー
ム１０に支持される搬送手段である搬送ベルト１１と、
搬送ベルト１１を駆動及び停止させる駆動モータ４とか
ら構成されている。駆動モータ４は、集中制御部１に接
続されるモータドライバ部１４に接続されている。

【００２２】また、各コンベヤ２には、有無検出手段で
あって、パレット２０の端部に固定されたドグ２１を検
出するためのセンサユニット６ａ、６ｂ、６ｃが図示の
ようなワーク入口付近の所定位置に夫々固定されてお
り、各センサユニットからの出力信号をセンサ部１６に
出力するとともに、このセンサ部１６が接続されている
集中制御部１に出力を出すようにして後述の制御を行な
うようにしている。

【００２３】一方、センサユニット６ａ、６ｂ、６ｃの
固定位置から加工装置３までの距離に該当する駆動モー
タ４の駆動パルス数Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃは集中制御部１に
接続された入力部７からディスプレイ８を見ながら予め
入力する。

【００２４】駆動モータ４には汎用モータとサーボモー
ターやステッピングモーターが使用可能であるが、汎用
モータの場合にはパルス発生及び移動量検出手段を兼ね
る単独のエンコーダ５が出力軸に固定されており、集中
制御部１に接続されたエンコーダ部１５に対して発生パ
ルスを出力するように構成されている。

【００２５】また、上記のエンコーダ５は駆動される構
成部品、例えば駆動シャフトやプーリーあるいは走行す
る搬送ベルト１１に係合させ配置することもできること
は言うまでもなく、要するに搬送ベルト１１の移動量を
発生パルス数として得るようにしている。駆動モータ４
にサーボモーターやステッピングモーターを使用する場
合には、エンコーダ５は不要となる。

【００２６】このようにして、汎用モータである場合に
はモータの速度制御をインバーター制御で行ない、サー
ボモーター等の場合には所謂オープン駆動により、ワー
クＷの正確な位置決めを実現可能にしている。以上のよ
うに構成することで、図５で述べた減速センサーや停止
センサーあるいは排出完了センサー等の機能を果たすだ
けでなく、ワーク速度制御も可能となる。すなわち、搬
入されてきたワークをセンサユニット６ａ、６ｂ、６ｃ
により検出し、ワークの位置を確認することができ、検
出位置から加工装置３の停止位置までの距離を予めパル
ス数で設定しておき、必要であれば減速開始位置も設定
して、コンベヤを停止させる一方で、排出するときは、
予め設定した加速距離（パルス）もしくはタイマー制御
により予め設定した速度まで加速させることが可能とな
る。また、減速時の加速度も同様にして行なうことも可
能である。このために、集中制御部１にはデータ部９が
接続または内蔵されており、ワーク毎の加速及び減速時
の加速度をテーブルから入力できるようにしている。

【００２７】すなわち、加速時や減速時の加速度とワー
ク移動の最高速度および停止位置をプログラマブルに設
定および可変できるようにすることで、生産品種が頻繁
に変化するような場合や多品種を同時に生産するような
場合であっても、停止位置や搬送速度、加速度等の制御
データを予め品種ごとに設定することで、品種情報を入
力するだけで瞬時に対応できるようにしている。また、
新しい品種を生産する場合も制御データーを入力するだ
けで良く機械のセンサー位置の調整等を一切必要としな
いようにしている。

【００２８】この加速度制御は設定値通りにワークを移
動させるために特に重要となり、ワークとワークを載置
したパレット２０と搬送ベルト１１との間においてスリ
ップが発生しないようにすることが重要となる。すなわ
ち、ワークの急速な加速、減速および急停止はスリップ
を伴なうので、設定した停止位置をオーバーランする可
能性が高い。このようにして発生するスリップを抑制す
るためには、例えばベルト搬送の例で説明すると、ベル
トとパレット２０が接触する搬送面の摩擦係数μと加速
度αと重力加速度Ｇとの関係が、μＧ＞αなる条件であ
ればスリップしないことになる。μは生産環境により変
化することもあるので十分に余裕を与えた加速度にする
ことが望ましく、摩擦係数が高い搬送表面の組合せ材料
で組み合わせると効果が高い。

【００２９】このように、加速度を調整できるようにす
ると、パレット２０等を使用せずにワークを直に搬送す
る場合でもワークにスリップキズや衝撃によるダメージ
を与えることなく搬送できる。加えて搬送ベルト１１へ
のダメージも軽減することができ、さらには摩耗粉等の
発生を抑制することができるので製品の品質向上と設備
の長寿命化が期待できることになる。

【００３０】図３は以上の構成のコンベヤ装置の集中制
御手段における制御例を示したフローチャートであっ
て、図１の中央に位置するコンベヤ２ｂで代表して述べ
ると、起動後に、ステップＳ１〜Ｓ３においてコンベヤ
２ｂがワークを上流側のコンベヤ２ａに対して要求し、
コンベヤ２ａは排出準備を完了する。

【００３１】その後に、ステップＳ４に進み予め入力さ
れているワーク及び加速度情報を読み込む。その後に、
ステップＳ５においてコンベヤ２ａ、２ｂを同時にスタ
ートさせ同加速度で加速して、加速中にパレット２０の
先端がコンベヤ２ｂに載るようにする。次にステップＳ
６で、パレット２０に設けた検出用ドグ２１をセンサユ
ニット６ｂで検出する。この検出点をパルスカウント基
点としコンベヤの速度制御を行なう。

【００３２】図３中の左太線部の流れはインバータ制御
の汎用モーター動作例である。このインバータ制御のス
テップＳ７において、検出点からのパルスカウントがエ
ンコーダ５ｂにより開始され、同時にワーク有りが記憶
される。次に、ステップＳ８において走行しているパレ
ット２０が加工装置までのパルス数Ｐｂ手前の減速位置
にまで移動したか否かの判断が行われ、パルス数Ｐｂ手
前の減速位置にまで移動したと判断されるとステップＳ
９に進み、減速制御が実行されて、上記のテーブルから
選択された減速加速となるように減速駆動されて、ステ
ップＳ１０のパルス数Ｐｂの停止位置になるまで減速さ
れ、ステップＳ１１の停止位置で停止される。また、コ
ンベヤ２ｂの駆動モータにパルスモータあるいはサーボ
モータを使用する場合には、ステップＳ１３に進み、検
出点からのパルスカウントが開始され、同時にワーク有
りが記憶される。位置決め指令が出され、走行している
パレット２０が加工装置までのパルス数Ｐｂ手前の減速
位置にまで移動したか否かの判断が行われ、パルス数Ｐ
ｂ手前の減速位置にまで移動したと判断された後に、減
速制御が実行されて、上記のテーブルから選択された減
速加速となるように減速駆動されて、パルス数Ｐｂの停
止位置になるまで減速され、ステップＳ１４の停止位置
で停止される。

【００３３】以上のようにして、加工装置３の下方にワ
ークＷ２が停止すると、ステップＳ１５に進み所定の作
業を実行するか、あるいは待機する。ステップＳ１６で
は、所定作業が終了したか否かを判断して、終了すると
ステップＳ１７に進み、次に下流側のコンベヤ２ｃがワ
ークを要求するように指示する。加速領域が下流コンベ
ヤとまたがる場合は、コンベヤ２ｂ、２ｃを同期させる
制御とする（ステップＳ１８）。コンベヤ２ｂの停止動
作は下流コンベヤからその動作信号を受けることも、コ
ンベヤ２ｂが出力するパルス信号から行なうことも可能
であり、下流のコンベヤ２ｃと同期した停止動作も可能
である。コンベヤ２ｂの停止でワークは完全に排出され
たことになる。コンベヤ内のワークの有無をソフトで記
憶する方法で説明してきたが、有無を検出するためのセ
ンサーを設けたり、パレットに長尺ドグを設けパルス基
点センサーを在席確認センサーとして利用することも可
能となる。

【００３４】図４は、図３において、各々のコンベヤ２
においてワークの加速領域、減速領域を十分確保できる
場合のサーボモーター系における動作フローチャート例
を示している。ワーク搬入時は最高速度に達した後に、
ワークが搬入され減速され、停止され、ワーク排出時は
加速し最高速に達するまでは下流に進入しない。このよ
うに制御することで、コンベヤ制御に前後コンベヤとの
同期を取る必要が無く簡単な制御で実現できるようにな
る。

【００３５】また、駆動系には汎用モーターとエンコー
ダーを組合わせインバーターによる速度制御を行なうこ
とも、ステッピングモーターやサーボモーターと制御手
段とで速度制御位置制御を行なうことも、スピードコン
トロールモーターにエンコーダーを組み合わせ速度制御
や位置制御を行なうことも可能である。

【００３６】停止精度について説明する。

【００３７】（１）高速移動中の搬送物を検出し所定の
パルスで動作制御を行なうようにする場合において、検
出器の応答誤差、入出力信号の時間的誤差、の累積が検
出時点の誤差となり、その他にモーター制動誤差が加え
られることになる。市販されている通常のセンサーユニ
ット６の検出誤差は１ｍｓｅｃ以下のものが多く、制御
回路の時間的誤差は数ｍｓｅｃ以下に抑えることは容易
に可能で、温度変化による誤差を時間的に換算し、検出
時点の誤差を合計しても１０ｍｓｅｃ以下にはできるこ
とになる。

【００３８】しかしながら、例えば１０ｍｓｅｃの誤差
は検出移動速度を３００ｍｍ／ｓｅｃとしたとき３ｍｍ
の距離誤差が最初に発生することになる。停止時の誤差
はインバーター制御による減速、停止をとった場合で高
速時の１／１０を低速の速度と仮定し、１０ｍｓｅｃの
検出誤差と仮定すると同じように０．３ｍｍの距離誤差
が発生し、合計３．３ｍｍ程度つまり±２ｍｍ以下の停
止精度となる。マニュアル作業や搬送物を滞留させる等
の作業工程であればこの精度で何ら問題なくなる。

【００３９】搬送物検出手段としてのセンサーユニット
６の固定位置は停止位置より上流側で減速距離を確保し
た位置であればどの場所でも良く、さらに停電時の復帰
動作を容易にしようとすると、その固定位置はワークを
停止した時点で確認できる位置であることが望ましい。
一般の生産ラインにおいて搬送速度が４００ｍ／ｓｅｃ
を超えることは希であるため±２ｍｍ程度の停止精度で
良い場合はこのような制御で十分である。

【００４０】もちろん、停止位置に停止センサーを設置
し停止精度を高めることも、またワーク停止後に位置決
め装置を別に設けてワーク位置決めを行なう事も可能で
あることはいうまでもない。

【００４１】（２）高精度停止を要求する場合には、最
高速度を低速に抑えることで実現できるようになるが、
搬送時間を短縮できない欠点がある。例えば前記と同じ
条件とすると精度±１ｍｍを実現するには検出時速度が
２００ｍｍ／ｓ以下、±０．５ｍｍの場合は１００ｍｍ
／ｓｅｃ以下の検出時速度であれば良い。

【００４２】高精度停止の実現方法の１例を説明する
と、上流コンベヤの排出動作と同期するように受取コン
ベヤを作動させ加速し最高速に達し減速させる。減速し
所望の速度以下になった位置にセンサーユニット６を配
置し、センスした位置から所定のパルス位置へ位置決め
動作を行なわせて停止させる方法がある。

【００４３】この方法は、排出前の上流コンベヤで待機
しているワークのセンス用位置（例えばパレットに設け
たセンス用ドグ２１の位置、または、ワークの搬送先端
位置）と受取コンベヤに設けたセンサーユニット６の固
定位置および停止位置は生産品種毎に変化しようともそ
の距離情報は伝達することができるので、このような速
度制御位置制御のプログラミングを行なえば、自動制御
が可能であり高精度の停止位置を保証できるようにな
る。

【００４４】また、センサーユニット６の固定位置を上
流側の加速域に配置し、低速走行時にセンスし、その後
高速まで加速し位置決め動作させることも可能であり、
また、ワークの停止位置が品種に拘わらず一定であれ
ば、位置決め停止近傍に配置し制御することも可能であ
る。以上説明した高精度の停止には、ステッピングモー
ターやサーボモーター等を利用すると簡単に実現でき
る。

【００４５】以上説明したように、衝撃を抑制しなけれ
ばならない工程が全工程の一部であった場合、その一部
に上記のコンベヤを使用し、その前後に従来のコンベヤ
を配置することも可能である。将来の生産品種の変更に
伴い既存ラインを改造する場合に、改造対象の工程のコ
ンベヤを交換することで対応できる。

【００４６】また、コンベヤ１台当たりの投入枚数を１
個に制限すると、ワーク同士が互いに干渉しない安全な
搬送を機械的な停止装置すなわちストッパーレスでの停
止が実現できる。

【００４７】さらに、上流から搬入したワークを停止さ
せず下流のコンベヤに直接流す通過運用もできるように
なる。尚、情報の種類は生産情報、品種情報、制御情
報、運用情報等である。

【００４８】例えば、コンベヤをベースマシンとした数
十を超える作業工程から成るエンジン組立て設備では、
搬送するワーク（シリンダーブロック）があるときは鉄
製であり、次のロットはＡＬ製であったりし、多品種を
生産するにロット生産方式を採用する場合が多い。

【００４９】１例で説明すると初工程でのシリンダーブ
ロック自重は約２０ｋｇ〜８０ｋｇで、最終工程では１
００ｋｇ〜３００ｋｇまで組立て工程が進むにつれて重
くなる。このようなラインにおいては従来からの緩衝装
置の調整範囲に限界があることから、上記のように構成
されるコンベヤを使用することで緩衝装置を不要にする
ことができる。すなわち、各コンベヤの速度制御を行な
うことで、スムースで衝撃を伴わない搬送を実現し、か
つまた各コンベヤにおけるワークの位置制御を行なうこ
とで、任意の位置に停止できるようにし、かつコンベヤ
１台あたりの搬送物搭載数を制限することで衝撃の無
い、センサーが少ない、任意の位置に停止でき、任意の
速度に設定でき、多品種を混在して搬送することがで
き、容易に移設や追加ができるとともに、発塵を抑制で
きるようになる。

【００５０】以上説明してきた構成のコンベヤは、ベル
トやチェーンやローラー等のコンベヤ種類に拘わらずど
のようなコンベヤでも実現可能である。

【００５１】このように、滑りや衝撃を伴わない搬送コ
ンベヤおよびの実現は、ゴミ（摩耗粉）の発生を抑える
ことができるので、製品の品質向上や、クリーンな作業
環境維持をでき、コンベヤやパレット等のダメージを抑
え、寿命を延ばすことができるといったような効果と、
短尺コンベヤでライン構成した設備レイアウトの変更や
追加等の改造が、従来のコンベヤに比すると極めて容易
にできるようになり、搬送速度や停止位置の変化にはソ
フトで対応し従来の搬送装置の調整を不要にしたので、
改造に費やす費用と期間を圧縮することができ生産性の
向上に大いに貢献するといった効果がある。

【００５２】尚、上記の説明では３機のコンベヤを直線
方向に配設し、中央のコンベアの制御例に基づき説明し
たが、これに限定されず、コンベヤ数は何台でもよくま
た配設方向はエンドレス、直交、異形など種々あり、さ
らに搬送ベルト以外にも搬送チェーン、螺旋送り機構な
どが搬送手段として使用可能であることは言うまでもな
い。さらに、パレット上にワークを載置せずに、光学式
センサユニットを設けてワークの搬送の最初の側面を検
出するように構成しても良い。

【００５３】次に、本発明の第２の実施形態について添
付の図面を参照して述べる。

【００５４】図５は、コンベヤ搬送装置を用いた搬送ラ
インのブロック図である。また、図６は図５のコンベヤ
２ａ、２ｂ、２ｃの外観斜視図である。

【００５５】図５と図６において、ワークＷはパレット
２０上に載置またはコンベヤ２の搬送ベルト上に直に載
置されて両矢印の内の一方向に搬送されることで、各コ
ンベヤ２の上方に位置する作業手段である加工装置類３
に対応する位置で停止し、部品取付なとの所定作業終了
後に下流側または上流側の加工装置３に送られてワーク
の組立て作業等を行なうように構成されている。

【００５６】各コンベヤ２は搬送経路に沿って配置され
るコンベヤの基部となるコンベヤフレーム１０と、コン
ベヤフレーム１０に支持される搬送手段である搬送ベル
ト１１と、搬送ベルト１１を駆動及び停止させるための
駆動モータ４とから構成されている。この駆動モータ４
は、集中制御を司る制御部１に接続されたモータドライ
バ部１４に接続されている。

【００５７】また、各コンベヤ２上に搭載されるパレッ
ト２０の側面には透過型または反射型のリニアスケール
１０５が搬送方向に沿うように張り付けられており、図
示のようにコンベヤ２の上流側と下流側に配設された移
動量検出手段である第１のセンサー１０６と、第２のセ
ンサー１０７のいずれかでリニアスケール１０５の内容
を読取るとともに、パルス波形をセンサ部１６に送るよ
うにして、所謂リニアエンコーダー機能を得るように構
成されている。

【００５８】例えば、リニアスケール１０５が透過型の
場合は透過しない材料に複数のスリットを有する形状の
ものや、透過する材料に透過しない複数の線状膜を焼き
付けたり印刷したものを用いることにより、上記のセン
サー１０６、１０７により非接触で検出できるようにし
ている。

【００５９】また、リニアスケール１０５の本体と複数
の線状膜を相対的にいずれか一方を光を反射させるよう
にし他方を反射しにくい表面とすることで反射型の光学
式センサーと透過型のセンサーとを組み合わせることも
可能にしている。さらにセンサーやリニアスケールは磁
気式でも良く、要するに非接触状態でパレット２０の移
動状態を検出できるものであればなんでも良い。

【００６０】また、図７、図８のリニアスケールの実態
図において、リニアスケール１０５の少なくとも一端に
は、パルス読み取りの基点を認識するための標部が設け
られており、これをリニアスケールの先頭におけるコー
ドエリア１０５ａとし、これに連続して等間隔ピッチの
スケールエリア１０５ｂを上記のように透過型または反
射型として形成している。

【００６１】このコードエリア１０５ａの目的は、種々
の外乱に影響を受けずに正確に読み取り開始を行なうた
めのものであって、コード読取り後、スケール読み取り
準備（準備時間約１ｍｓｅｃ）を行ない、スケールエリ
ア１０５ｂのスリットもしくは線状膜からパルスを得る
ようにしている。また、図８は先頭に設けたコードエリ
ア１０５ａと反対のコードエリア１０５ａ（例えば、１
０１１のコードと１１０１のコード）をスケール両端に
対称に配置する様子を示しており、このように形成する
ことで、パレットに載置されたワークがいずれの方向か
ら流れてきても制御可能になる。

【００６２】また、搬送物の後端認識として反対のコー
ドエリア１０５ａの検出信号を取り扱うようにして、制
御タイマーと併用することで搬送物排出完了後の次の搬
送物要求出力のタイミングを得ることが可能となる。

【００６３】このように、リニアスケールを搬送物に設
けるとリアルタイムで現在地を検出することが可能とな
り、モータをインバーター制御する場合は減速開始位置
や停止位置をスケールエリアの範囲内で任意に設定する
ことが可能となる。さらに、サーボモーター等で任意の
位置に位置決め動作を行なわせることも容易に実現でき
る。

【００６４】図５において、センサー１０６、１０７は
図示のようなワーク入口付近の所定位置に夫々固定され
ており、各センサーからの出力信号をセンサ部１６に出
力するとともに、このセンサ部１６が接続されている集
中制御部１に出力を出すようにして後述の制御を行なう
ようにしている。一方、各センサー１０６、１０７の固
定位置から加工装置３までの距離に該当する駆動モータ
４の駆動パルス数Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃは集中制御部１に接
続された入力部７からディスプレイ８を見ながら予め入
力することができるようにして汎用性を確保している。

【００６５】駆動モータ４に汎用モータが使用される場
合には、モータの速度制御をインバーター制御で行なう
一方、サーボモーター等の場合には所謂オープン駆動に
より、ワークＷの正確な位置決めを実現可能にしてい
る。

【００６６】以上のように構成することで、従来の装置
である図１０で述べた減速センサーや停止センサーある
いは排出完了センサー等の機能を果たすだけでなく、ワ
ーク速度制御も可能となる。

【００６７】すなわち、搬入されてきたワークをセンサ
ー１０６、１０７により検出し、ワークの位置を確認す
ることができ、検出位置から加工装置３の停止位置まで
の距離を予めパルス数で設定しておき、必要であれば減
速開始位置も設定して、コンベヤを停止させる一方で、
排出するときは、予め設定した加速距離（パルス）もし
くはタイマー制御により予め設定した速度まで加速させ
ることが可能となる。また、減速時の加速度も同様にし
て行なうことも可能である。このために、集中制御部１
にはデータ部９が接続または内蔵されており、ワーク毎
の加速及び減速時の加速度をテーブルから入力できるよ
うにしている。

【００６８】すなわち、加速時や減速時の加速度とワー
ク移動の最高速度および停止位置をプログラマブルに設
定および可変できるようにすることで、生産品種が頻繁
に変化するような場合や多品種を同時に生産するような
場合であっても、停止位置や搬送速度、加速度等の制御
データを予め品種ごとに設定することで、品種情報を入
力するだけで瞬時に対応できるようにしている。また、
新しい品種を生産する場合も制御データーを入力するだ
けで良く機械のセンサー位置の調整等を一切必要としな
いようにしている。

【００６９】この加速度制御は設定値通りにワークを移
動させるために特に重要となり、ワークとワークを載置
したパレット２０と搬送ベルト１１との間においてスリ
ップが発生しないようにすることが重要であって、上記
のようにベルトとパレット２０が接触する搬送面の摩擦
係数μと加速度αと重力加速度Ｇとの関係が、μＧ＞α
なる条件にする。

【００７０】図９は以上の構成のコンベヤ装置の集中制
御手段における制御例を示したフローチャートであっ
て、図５の中央に位置するコンベヤ２ｂで代表して述べ
る。

【００７１】コンベヤのモータ起動後にワークＷが移動
されて、ステップＳ１においてパレット２０のリニアス
ケール１０５のコードエリア１０５ａの通過によりコン
ベヤ２ｂのセンサー１０６または１０７のいずれかで検
出される状態を待ち、コードエリアの検出がいずれかの
センサーで行われると、ステップＳ２に進み、予め入力
されているコードに対応するワーク種別の判定と、作業
装置３の作業位置分のパスル数Ｐｂの読み出しが行われ
る。

【００７２】以上でワークの所定搬送の準備が整い、ス
テップＳ３において、パルス数Ｐｂを減じながらモータ
４の駆動を行ない、ステップＳ４においてパルス数Ｐｂ
のモータ駆動が終了するまで、モータ駆動が実行され
て、ステップＳ５でモータ駆動が停止される。

【００７３】この停止位置は、作業装置３の作業位置に
対応するので、ステップＳ６において、部品取付などの
所定作業が実施されて、ステップＳ７で作業が終了する
のを待ち、終了すると、ステップＳ８に進みモータ駆動
が再開されて、ステップＳ９において次のコンベヤ２ｃ
または２ａにワークが搬送されて終了する。

【００７４】以上のように、リニアスケールからワーク
搬送方向を判断することでワークを上流側または下流側
のコンベヤに対して要求するように制御する。

【００７５】尚、上記の説明では３機のコンベヤを直線
方向に配設し、中央のコンベアの制御例に基づき説明し
たが、これに限定されず、コンベヤ数は何台でもよくま
た配設方向はエンドレス、直交、異形など種々あり、さ
らに搬送ベルト以外にも搬送チェーン、螺旋送り機構な
どが搬送手段として使用可能であることは言うまでもな
い。さらに、ワークが長尺の場合にはリニアスケール１
０５を直に張り付けてパレット上に載置せずに、ワーク
の位置検出を行なうように構成しても良い。

【００７６】以上説明してきた構成のコンベヤは、ベル
トやチェーンやローラー等のコンベヤ種類に拘わらずど
のようなコンベヤでも実現可能である。このように、滑
りや衝撃を伴わない搬送コンベヤおよび実現は、ゴミ
（摩耗粉）の発生を抑えることができるので、製品の品
質向上や、クリーンな作業環境維持をでき、コンベヤや
パレット等のダメージを抑え、寿命を延ばすことができ
る効果と、短尺コンベヤでライン構成した設備レイアウ
トの変更や追加等の改造が、従来のコンベヤに比すると
極めて容易にできるようになり、搬送速度や停止位置の
変化にはソフトで対応し従来の搬送装置の調整を不要に
したので、改造に費やす費用と期間を圧縮することがで
き生産性の向上に大いに貢献するといった効果がある。

【００７７】尚、集中制御と分散制御の違いは、集中制
御盤のコンピュータがダウンしたときに、集中制御の監
視下にあるものは総べてが停止するが、複数に分散制御
を行なうとダウンしたときに停止するエリアが限定され
ることになるので、生産システムに及ぼす影響を最小限
度にできることになる。したがって上記のように分散制
御することによりコンバヤ１台毎に制御盤からの指示に
より、ワーク搬送を行なうとともに、品種情報などのや
りとりも可能となる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予測できない将来の生産状況の変化に柔軟かつ俊敏に対
応できる変種変量生産システムに好適であり、かつハー
ドウエアコストを安価にすることができるコンベヤ搬送
装置及びこれを用いた搬送ラインを提供することができ
る。

【００７９】また、予測できない将来の生産状況の変化
に柔軟かつ俊敏に対応できる変種変量生産システムに好
適であり、かつワーク搬送方向を任意に設定可能にする
ためのハードウエアコストを抑えることができるコンベ
ヤ搬送装置及びこれを用いた搬送ラインを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンベヤ搬送装置を用いた搬送ラインのブロッ
ク図である。

【図２】図１のコンベヤ２ａ、２ｂ、２ｃの外観斜視図
である。

【図３】コンベヤ装置の制御手段における制御例を示し
たフローチャートである。

【図４】コンベヤ装置の制御手段における制御例を示し
たフローチャートである。

【図５】コンベヤ搬送装置を用いた搬送ラインのブロッ
ク図である。

【図６】図５のコンベヤ２ａ、２ｂ、２ｃの外観斜視図
である。

【図７】リニアスケールの正面図である。

【図８】リニアスケ−ルの正面図である。

【図９】コンベヤ装置の集中制御手段における制御例を
示したフローチャートである。

【図１０】従来のコンベヤ搬送装置を用いた搬送ライン
のブロック図である。

【符号の説明】

１制御部２コンベヤ３加工装置４駆動モータ５エンコーダ（移動量検出手段）６ａ、６ｂ、６ｃセンサー（有無検出手段）１０５リニアスケール（パルス発生手段）１０６センサー（移動量検出手段）１０７センサー（移動量検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークの搬送を行なうコンベヤの複数分
を配設し、所定作業を行なうための所定作業手段の作業
位置でワークを停止させ、前記所定作業後にワークの搬
送を行なう動作を繰返し行なうコンベヤ搬送装置におい
て、前記各コンベヤを、基部と、前記基部で支持されるとともに、ワークを載置状態で移
動する搬送手段と、前記搬送手段を駆動するための駆動モータ手段と、前記搬送手段にワークが載置されたことを検出する有無
検出手段と、前記有無検出手段による検出後に、前記駆動モータ手段
の前記駆動にともない移動したワークの移動量を検出す
る移動量検出手段と、前記各コンベヤの前記駆動モータ手段と前記有無検出手
段と前記移動量検出手段とに接続され、前記各コンベヤ
の集中制御及び分散制御を行なう制御手段とを具備し、前記集中制御及び分散制御により、前記有無検出手段に
よる検出後に、前記駆動モータ手段の移動量検出を行な
うことで、前記作業位置でワークを停止させ、前記所定
作業後にワークの搬送を行なうように前記駆動モータ手
段を制御することを特徴とするコンベヤ搬送装置。
【請求項２】前記駆動モータ手段として、前記駆動に
ともない移動したワークの移動量を検出する機能を有す
るサーボモータまたはステッピングモータを用いること
で、前記移動量検出手段を不要にすることを特徴とする
請求項１に記載のコンベヤ搬送装置。
【請求項３】前記制御手段に接続されるとともに、前
記載置状態のワークが前記搬送手段から滑ることを防止
するための加速時や減速時の加速度と搬送最高速度およ
び停止位置をプログラマブルに設定および変更するため
の設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ま
たは２のいずれかに記載のコンベヤ搬送装置。
【請求項４】前記各コンベヤへのワークの載置量を１
個に制限することを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
かに記載のコンベヤ搬送装置。
【請求項５】ワークをパレットに載置し、前記パレッ
トを載置状態で前記搬送手段により搬送することを特徴
とする請求項１乃至４のいずれかに記載のコンベヤ搬送
装置。
【請求項６】前記各コンベヤは上流側から下流側に向
けてワークを搬送するように配設されるとともに、下流
側の前記コンベヤにワークが載置されていない状態にな
ると、上流側の前記コンベヤにワークを搬送するように
要求するように前記集中制御及び分散制御を行なうこと
を特徴とする請求項１に記載のコンベヤ搬送装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載のコン
ベヤ搬送装置を用いた搬送ラインであって、前記所定作業手段を生産設備機器または物流設備機器と
して搬送ラインの一部に配設し、前記各コンベヤを前記
生産設備機器または前記物流設備機器に沿って配設する
ことを特徴とするコンベヤ搬送装置を用いた搬送ライ
ン。
【請求項８】ワークの搬送を行なうコンベヤの複数分
を配設し、所定作業を行なうための所定作業手段の作業
位置でワークを停止させ、前記所定作業後にワークの搬
送を行なう動作を繰返し行なうコンベヤ搬送装置におい
て、前記各コンベヤを、基部と、前記基部で支持されるとともに、ワークを載置状態で移
動する搬送手段と、前記搬送手段を駆動するための駆動モータ手段と、ワークの搬送方向に沿うようにワークに設けられるパル
ス発生手段と、前記パルス発生手段を検出することで前記搬送手段にワ
ークが最初に載置されたことを検出するとともに、前記
駆動モータ手段の前記駆動にともない移動したワークの
移動量を前記パルス発生手段から検出する移動量検出手
段と、前記各コンベヤの前記駆動モータ手段と前記移動量検出
手段に接続され、前記各コンベヤの集中制御及び分散制
御を行なう制御手段とを具備し、前記集中制御及び分散制御により、前記作業位置でワー
クを停止させ、前記所定作業後にワークの搬送を行なう
ことを特徴とするコンベヤ搬送装置。
【請求項９】前記パルス発生手段に、ワーク種別を判
断するコード記録部をさらに設け、前記コード記録部を
読取るとともに前記制御手段に接続される読取手段をさ
らに備えることを特徴とする請求項８に記載のコンベヤ
搬送装置。
【請求項１０】前記制御手段に接続されるとともに、
前記載置状態のワークが前記搬送手段から滑ることを防
止するための加速時や減速時の加速度と搬送最高速度お
よび停止位置をプログラマブルに設定および変更するた
めの設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項８
または９のいずれかに記載のコンベヤ搬送装置。
【請求項１１】前記各コンベヤへのワークの載置量を
１個に制限することを特徴とする請求項８乃至１０のい
ずれかに記載のコンベヤ搬送装置。
【請求項１２】上流側または下流側、あるいは下流側
から上流側に向けて任意にワークを搬送するために、前
記コード記録部を前記パルス発生手段の両側に夫々設
け、上流側または下流側の前記コンベヤにワークが載置
されていない状態になると、上流側または下流側の前記
コンベヤにワークを搬送するように要求するように前記
集中制御及び分散制御を行なうことを特徴とする請求項
８乃至１１のいずれかに記載のコンベヤ搬送装置。
【請求項１３】ワークをパレットまたは容器に載置す
るとともに、前記パルス発生手段を表面に設けたことを
特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載のコンベ
ヤ搬送装置。
【請求項１４】前記パルス発生手段はリニアスケール
であり、前記移動量検出手段はエンコーダーモジュール
であり、双方を組み合わせることでリニアエンコーダー
機能を実行することを特徴とする請求項８乃至１３のい
ずれかに記載のコンベヤ搬送装置。
【請求項１５】請求項８乃至１４のいずれかに記載の
コンベヤ搬送装置を用いた搬送ラインであって、前記所定作業手段を生産設備機器または物流設備機器と
して搬送ラインの一部に配設し、前記各コンベヤを前記
生産設備機器または前記物流設備機器に沿って配設する
ことを特徴とするコンベヤ搬送装置を用いた搬送ライ
ン。