JP5372465B2 - 整列搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、平面形状が長方形や正方形の搬送物を所定の向きに整列する整列搬送装置に関するものである。

搬送コンベアには、搬送物を単に載置して搬送するベルトコンベアやローラコンベアが多く用いられている。このような載置式の搬送コンベアでは、下面が略平坦な搬送物を同じ向きの姿勢のままで搬送することが多い。

前記載置式の搬送コンベアには、搬送物を搬送しながら搬送方向の左右で速度差を付与して、搬送物を搬送面内で回転させて方向転換させるようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。また、２つの搬送コンベアの間にターンテーブルを配設し、上流側の搬送コンベアで搬送される搬送物の姿勢を検出し、この検出結果に基づいて搬送物をターンテーブル上で所定の向きに方向転換して、下流側の搬送コンベアに受け渡すようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。

特許第３８２８１０８号公報 特開平５−２３１７７８号公報

上述した載置式の搬送コンベアで、平面形状が長方形や正方形の搬送物を搬送する際には、搬送物を所定の向きで供給端に供給しても、搬送中の振動や搬送面での摩擦係数の不均一等によって、搬送中に搬送物の向きが傾き、排出端に所定の向きで整列できない問題がある。例えば、搬送物が、帯状の段ボールシートをフォルダグルアで環状に折り畳んで両端を糊付けした箱用段ボールシートやその束である場合は、搬送物が比較的軽量で、その下面に重ね代部の段差が形成されるので、搬送中により傾きが生じやすくなる。

また、特許文献１に記載されたように、搬送物を搬送しながら方向転換させる搬送コンベアは、搬送物を高速で連続的に方向転換させることができるが、搬送面内での搬送物の回転に過不足を生じやすく、方向転換した搬送物を傾きなく所定の向きに整列するのが難しい。なお、特許文献２に記載されたように、２つの搬送コンベア間に配設したターンテーブルで搬送物を方向転換させるものは、整列精度はよくなるが、ターンテーブル上でバッチ式に搬送物を方向転換するので、搬送物を高速で整列することができない。

そこで、本発明の課題は、載置式の搬送コンベアで、平面形状が長方形や正方形の搬送物を、高速で精度よく所定の向きに整列できるようにすることである。

上記の課題を解決するために、本発明の整列搬送装置は、平面形状が長方形または正方形の搬送物を載置して搬送する搬送コンベアの下流側に、前記搬送物を載置して搬送しながら、搬送方向の左右で速度差を付与して搬送面内での向きを調整する向き調整コンベアを連続させて接続し、この向き調整コンベアの上方に、向き調整コンベア上を搬送される前記搬送物を刻々撮像する２次元ＣＣＤカメラを配設し、この２次元ＣＣＤカメラで刻々撮像される前記搬送物の所定の向きに対する傾きを検出して、検出された搬送物の傾きを小さくするように、前記向き調整コンベアに左右での速度差を刻々付与し、前記搬送コンベアから搬送されてくる搬送物を所定の向きに整列する構成を採用することにより、載置式の搬送コンベアで、平面形状が長方形や正方形の搬送物を、高速で精度よく所定の向きに整列できるようにした。

前記搬送物の所定の向きに対する傾きを検出する手段を、前記搬送物の少なくとも２つの隣り合う角点を検出し、この２つの角点を結ぶ前記搬送物の辺の所定の向きに対する傾きを検出するものとすることにより、２次元ＣＣＤカメラで撮像される搬送物の画像処理を効率よく行うことができる。

前記搬送物の平面形状が長方形である場合は、前記搬送物の少なくとも３つの角点を検出し、これらの検出された３つの角点のうちの２つずつの隣り合う角点間の距離から前記搬送物の長辺と短辺を判別して、判別した長辺または短辺の所定の向きに対する傾きを検出するようにするとよい。

上述した整列搬送装置は、前記搬送コンベアが、前記搬送物を搬送しながら搬送面内での向きを９０°単位で方向転換するものであり、前記向き調整コンベアが前記方向転換された搬送物を所定の向きに整列するものに好適である。

上述した整列搬送装置は、前記搬送物が、帯状の段ボールシートをフォルダグルアで環状に折り畳んで両端を糊付けした箱用段ボールシートまたは箱用段ボールシートの束であるものに好適である。

本発明の整列搬送装置は、平面形状が長方形または正方形の搬送物を載置して搬送する搬送コンベアの下流側に、搬送物を載置して搬送しながら、搬送方向の左右で速度差を付与して搬送面内での向きを調整する向き調整コンベアを連続させて接続し、この向き調整コンベアの上方に、向き調整コンベア上を搬送される搬送物を刻々撮像する２次元ＣＣＤカメラを配設し、この２次元ＣＣＤカメラで刻々撮像される搬送物の所定の向きに対する傾きを検出して、検出された搬送物の傾きを小さくするように、向き調整コンベアに左右での速度差を刻々付与し、搬送コンベアから搬送されてくる搬送物を所定の向きに整列するようにしたので、載置式の搬送コンベアで、平面形状が長方形や正方形の搬送物を、高速で精度よく所定の向きに整列することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この整列搬送装置は、平面形状が長方形の搬送物として、フォルダグルアで形成された箱用段ボールシートの束をパレタイジング装置に供給するために整列搬送するものであり、図１および図２に示すように、搬送物Ａを載置して搬送しながら搬送面内での向きを９０°単位で方向転換する搬送コンベア１の下流側に、搬送物Ａを載置して搬送しながら、搬送方向の左右で速度差を付与して搬送面内での向きを調整する向き調整コンベア２が連続させて接続され、向き調整コンベア２の上方に、搬送される搬送物Ａを撮像する２次元ＣＣＤカメラ３が配設されている。２次元ＣＣＤカメラ３は画像処理装置を内蔵するコントローラ４に接続され、コントローラ４は、後述する手順で向き調整コンベア２の左右の速度差を制御するようになっている。

前記平面形状が長方形の搬送物Ａは、搬送コンベア１の上流側に配設されたローラテーブル５から、長手方向を搬送方向直交方向に向けた横向き０°の姿勢で供給され、搬送コンベア１でそのままの姿勢で搬送されるか、長手方向を搬送方向に向けた縦向き±９０°の姿勢、または横向き１８０°の姿勢に方向転換される。向き調整コンベア２はこれらの姿勢で搬送されてくる搬送物Ａの傾きをなくすように調整し、その下流側のローラテーブル６に送り出す。ローラテーブル６上には、送り出された搬送物Ａの搬送方向に対する傾きを零とするように矯正するサイドガイド７が設けられている。

前記ローラテーブル６上で搬送方向に対する傾きを零とされた各姿勢の搬送物Ａは、図３に示すように、パレタイジング装置２０へと送られ、０°、±９０°および１８０°の姿勢のものが１段分として井桁状に組み合わされ、各段の井桁状の組み合わせを９０°ずつ回転させて、パレット２１の上に段積みされる。

前記向き調整コンベア２は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、幅方向の中央で左右に分割した搬送ベルト１０ａ、１０ｂに、それぞれ多数のボール１１ａ、１１ｂを上下面から突出するように回転自在に保持し、各搬送ベルト１０ａ、１０ｂの内面側に、同じく幅方向の中央で左右に分割したボール駆動ベルト１２ａ、１２ｂを、ボール１１ａ、１１ｂが転接するように配設したものである。各搬送ベルト１０ａ、１０ｂは同一の駆動ローラ１３に巻回されて等速で駆動され、各ボール駆動ベルト１２ａ、１２ｂは別々の駆動ローラ１４ａ、１４ｂに巻回されて、互いに異なる速度で駆動可能とされている。

前記向き調整コンベア２は、各ボール駆動ベルト１２ａ、１２ｂの駆動速度を搬送ベルト１０ａ、１０ｂよりも遅くするか、搬送ベルト１０ａ、１０ｂと反対方向に駆動または停止するときは、ボール駆動ベルト１２ａ、１２ｂに転接するボール１１ａ、１１ｂが順回転して、ボール１１ａ、１１ｂに載置される搬送物Ａの搬送速度が搬送ベルト１０ａ、１０ｂの速度よりも大きくなり、各ボール駆動ベルト１２ａ、１２ｂの駆動速度を搬送ベルト１０ａ、１０ｂよりも速くしたときは、各ボール１１ａ、１１ｂが逆回転して搬送物Ａの搬送速度が搬送ベルト１０ａ、１０ｂの速度よりも小さくなる。したがって、左右に分割したボール駆動ベルト１２ａ、１２ｂを異なる速度または反対方向に駆動するか一方のみを駆動することにより、これらに転接する左右のボール１１ａ、１１ｂの回転速度が異なるようになり、搬送ベルト１０ａ、１０ｂの速度とボール１１ａ、１１ｂの回転速度とによって決まる搬送物Ａの搬送速度に左右で速度差が付与される。

例えば、図４（ｂ）に矢印で示す搬送物Ａの搬送方向に向いて、右側のボール駆動ベルト１２ａの駆動速度を左側のボール駆動ベルト１２ｂの駆動速度よりも遅く（停止または反対方向への駆動を含む）すると、右側の搬送ベルト１０ａに保持されたボール１１ａの回転速度（順回転を正とする）が左側の搬送ベルト１０ｂに保持されたボール１１ｂの回転速度よりも速くなり、搬送物Ａの搬送速度が右側で速くなって、搬送物Ａは反時計回りに回転する。逆に、左側のボール駆動ベルト１２ｂの駆動速度を遅くした場合は、左側の搬送ベルト１０ｂに保持されたボール１１ｂの回転速度が速くなり、搬送物Ａの搬送速度が左側で速くなって、搬送物Ａは時計回りに回転する。なお、図示は省略するが、搬送コンベア１も同じ構成とされ、搬送速度に左右で速度差を付与することにより、搬送物Ａを搬送しながら方向転換する。

図５は、前記２次元ＣＣＤカメラ３で撮像された搬送中の搬送物Ａの撮像画面３ａの例を示す。２次元ＣＣＤカメラ３の撮影領域は、向き調整コンベア２の搬送面のほぼ全域に設定されている。向き調整コンベア２の搬送面は濃い青色とされており、箱用段ボールシートの束とされた薄い黄土色の搬送物Ａは明点、向き調整コンベア２の搬送面は暗点として画像処理される。コントローラ４は、画像処理された画像から搬送物Ａの搬送方向先端側の３つの角点Ｐ、Ｑ、Ｒを検出し、これらの３つの角点Ｐ、Ｑ、Ｒのうちの２つずつの隣り合う角点Ｐ、ＱおよびＱ、Ｒ間の距離から搬送物Ａの長辺ｍと短辺ｎを判別して、長辺ｍの所定の向きに対する傾き角θを検出する。この例では、搬送物Ａの所定の向きは、長辺ｍを搬送方向に向ける向きとされている。

図６は、前記コントローラ４によって搬送物Ａを所定の向きに整列する制御手順を示す。コントローラ４は、刻々２次元ＣＣＤカメラ３で撮像される撮像画面３ａをチェックし、搬送物Ａの全体が撮像画面３ａに入ったときに搬送物Ａの長辺ｍを判別する。コントローラ４には搬送物Ａの所定の向きが予め入力されており、コントローラ４は所定の向きに対する長辺ｍの傾き角θを刻々検出して、検出された傾き角θを小さくするように、各ボール駆動ベルト１２ａ、１２ｂを駆動し、向き調整コンベア２に左右での速度差ΔＶを刻々付与する。図５の撮像画面３ａの例では、矢印で示される搬送方向に向いて、向き調整コンベア２の右側の速度を左側よりも大きくし、搬送物Ａを反時計回りに回転させるようにする。コントローラ４は長辺ｍの傾き角θが予め設定した閾値θｓよりも小さくなると、左右の速度差ΔＶの制御を終了する。この実施形態では、傾き角θに比例ゲインを乗じた比例制御で速度差ΔＶを制御し、閾値θｓを７°としている。

図７は、前記コントローラ４による傾き角θの制御結果の例を示す。この例では、比例制御の制御周期が０．０３秒とされ、１７回の制御周期で傾き角θが閾値θｓ以下の６°となっている。

上述した実施形態では、左右に分割した向き調整コンベアを、多数のボールを保持した搬送ベルトの内面側に、ボールが転接するボール駆動ベルトを配設したものとしたが、向き調整コンベアは搬送物の搬送方向の左右で速度差を付与できるものであればよく、ベルトコンベアまたはローラコンベアを左右に分割し、左右で搬送速度に速度差を付与するものとしてもよい。

また、上述した実施形態では、上流側の搬送コンベアを、向き調整コンベアと同様の多数のボールを保持した搬送ベルトの内面側にボール駆動ベルトを配設したものとし、搬送物を搬送しながら方向転換させるものとしたが、上流側の搬送コンベアは、搬送物をそのままの姿勢で搬送する通常のベルトコンベアやローラコンベアであってもよい。

さらに、上述した実施形態では、搬送物を平面形状が長方形の箱用段ボールシートの束とし、その３つの角点を検出して長辺の傾き角を検出するようにしたが、搬送物は平面形状が長方形または正方形のものであればよく、単体のブロックや箱容器等とすることもできる。搬送物の平面形状が正方形である場合は、２つの隣り合う角点を検出して辺の傾き角を検出するようにしてもよい。

整列搬送装置の実施形態を示す正面図 図１の平面図 図１の整列搬送装置で整列した搬送物をパレタイジング装置に供給する概念を示す斜視図 ａは図１の向き調整コンベアを示す一部省略正面断面図、ｂはａの平面図 図１の２次元ＣＣＤカメラで撮像された搬送物の撮像画像の例を示す平面図 図１のコントローラによる制御手順を示すフローチャート 図６の制御結果の例を示すグラフ

符号の説明

Ａ 搬送物
１ 搬送コンベア
２ 向き調整コンベア
３ ２次元ＣＣＤカメラ
３ａ 撮像画面
４ コントローラ
５、６ ローラテーブル
７ サイドガイド
１０ａ、１０ｂ 搬送ベルト
１１ａ、１１ｂ ボール
１２ａ、１２ｂ ボール駆動ベルト
１３、１４ａ、１４ｂ 駆動ローラ
２０ パレタイジング装置
２１ パレット

Claims (4)

1. 平面形状が長方形または正方形の搬送物を載置して搬送する搬送コンベアの下流側に、前記搬送物を載置して搬送しながら、搬送方向の左右で速度差を付与して搬送面内での向きを調整する向き調整コンベアを連続させて接続し、この向き調整コンベアの上方に、向き調整コンベア上を搬送される前記搬送物を刻々撮像する２次元ＣＣＤカメラを配設し、この２次元ＣＣＤカメラで刻々撮像される前記搬送物の所定の向きに対する傾きを検出して、検出された搬送物の傾きを小さくするように、前記向き調整コンベアに左右での速度差を刻々付与し、前記搬送コンベアから搬送されてくる搬送物を所定の向きに整列するようにし、
   前記搬送物が、帯状の段ボールシートをフォルダグルアで環状に折り畳んで両端を糊付けした箱用段ボールシートまたは箱用段ボールシートの束である整列搬送装置。
2. 前記搬送物の所定の向きに対する傾きを検出する手段が、前記搬送物の少なくとも２つの隣り合う角点を検出し、この２つの角点を結ぶ前記搬送物の辺の所定の向きに対する傾きを検出するものである請求項１に記載の整列搬送装置。
3. 前記搬送物の平面形状が長方形であり、前記搬送物の少なくとも３つの角点を検出し、これらの検出された３つの角点のうちの２つずつの隣り合う角点間の距離から前記搬送物の長辺と短辺を判別して、判別した長辺または短辺の所定の向きに対する傾きを検出するようにした請求項２に記載の整列搬送装置。
4. 前記搬送コンベアが、前記搬送物を搬送しながら搬送面内での向きを９０°単位で方向転換するものであり、前記向き調整コンベアが前記方向転換された搬送物を所定の向きに整列するものである請求項１乃至３のいずれかに記載の整列搬送装置。

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