【実施例1】
【0022】
図1、
図2に示す物品の仕分け収納設備10は、物品12を第1の移送経路14から第2の移送経路16を移送して、容器18に収納させるものである。物品12は、第1の移送経路14から第2の移送経路16に移送される時に仕分けされる。第2の移送経路16の下流端で物品12が容器18に収納される。第1の搬送経路14は図中のX方向を向いており、第2の搬送経路16はY方向を向いている。なお、
図2では、第2の搬送経路16に備えられた手段を示すために、物品12を省略している。
【0023】
第1の移送経路14には、物品12の移送経路に沿って平行に並べられた複数の第1の移送手段20が備えられる。第1の移送手段20は、物品12を載置して移動させる受け部材22、および物品12を第2の移送経路16に落下させるために受け部材22を傾倒させる傾倒手段24を備える(
図3)。
【0024】
各第1の移送手段20の一端には、駆動スプロケットが設けられる。駆動スプロケットの駆動源としてモータが使用される。モータによって、駆動スプロケットが回転する。また、各第1の移送手段20の他端には従動スプロケットを設ける。駆動スプロケットと従動スプロケットには、無端チェーン26がかみ合わされ、無端チェーン26が第1の移送経路14に沿って張られる。駆動スプロケットが回転することによって、無端チェーン26が第1の移送経路14に沿って周回する。
【0025】
複数の受け部材22が無端チェーン26に取り付けられている。受け部材22が第1の移送経路14に沿って並べられることとなる。無端チェーン26の周回によって各受け部材22も周回する。後述するように、パルス数または計数値によって物品12または受け部材22の位置が認識されるようにする。複数の受け部材22にわたって物品12が載せられる。
【0026】
受け部材22は、ホルダー28に連結ピン30を介して回転可能に連結され、水平姿勢で物品12を受け止める。ホルダー28は無端チェーン26の側方に取り付けられた棒状体32に取り付けられており、無端チェーン26が周回することによって、ホルダー28と共に受け部材22が周回する。安全性のために、無端チェーン26の周囲にはカバー34が設けられる。
【0027】
ピン等の被係合部材36が受け部材22の側面に固定され、フック38を有する係合部材40がホルダー28に回動ピン42を介して回転可能に連結されている。受部材22が水平姿勢をとるとき、係合部材40のフック38が受け部材22の被係合部材36に係合する。受け部材22は無端チェーン26の走行に従い第2の移送経路16の上方を通過する。第2の移送経路16を通過する時に傾倒手段24によって受け部材22を傾倒させることにより、物品12を第2の移送経路16に落下させる。
【0028】
傾倒手段24は、ソレノイドコイルを利用した駆動手段44が利用できる。駆動手段44に内蔵されたソレノイドコイルに電流が流れることによって、プッシュロッド46が下方に移動して、作動レバー48がピン50を支点として下方に押し下げる。このとき、作動レバー48の頭部52がピン42を中心として係合部材40をα方向に回転させる。この回転によって、被係合部材36と係合部材40のフック38が離れる。受け部材22は連結ピン30を支点としてβ方向に回転するため、受け部材22が下方に傾倒し、物品12が落下する。物品12は、複数の受け部材22にわたって載せられているので、その全ての受け部材22が同時に傾倒するようにする。傾倒した受け部材22は、第1の移送経路14の上流端に戻るまでに、カムレールによって元の状態に戻される。
【0029】
第2の移送経路16は、第1の移送経路14の下方を横切っている。第2の移送経路16には、複数の第2の移送手段60が第2の移送経路16に沿って平行に並べられている。傾倒手段24は、第1の移送手段20が各第2の移送手段60を横切るところに設けられている。第1の移送手段20から第2の移送手段60に物品12を落下させる時に、落下させる第2の移送手段60を選択することによって、物品12の仕分けをおこなうことができる。第2の移送手段60ごとに移送される物品12の等級などが異なることとなるが、複数の第2の移送手段60で移送される物品12を同じ等級などにして、順番に第2の移送手段60に落下させるようにしても良い。
【0030】
物品12の仕分けをおこなうために、第1の移送手段20に、物品12の内部品質を測定する手段、物品の外観を撮影する手段、または物品の重量を求める手段の少なくとも1つを備える。物品12の内部品質を測定する手段は、光源および受光素子を備え、必要に応じて外部からの光を遮光する暗室も備える。例えば近赤外線の光透過率を測定することによって、糖度や酸度などの内部品質を測定することができる。物品12の外観を撮影する手段は、CCDやCMOSのイメージセンサを使用したデジタルカメラである。撮影された画像から物品12の色彩、形状、傷などの外観を画像解析する。物品12の内部品質、外観、または重量の少なくとも1つによって、落下させる第2の移送手段60を選択する。
【0031】
第1の搬送手段20に、物品12の位置を把握するための手段を設ける。その手段として、パルスを発生させるパルスエンコーダ、および所定の位置で物品12を検出する光スイッチを備える。光スイッチは、発光ダイオードなどの発光素子と受光ダイオードなどの受光素子からなり、物品12によって光が遮られたことを検出するものである。パルスエンコーダが従動スプロケットの回転軸に取り付けられ、回転軸の回転に応じてパルスを発生させる。光スイッチは、物品12が載せられる位置から少し下流であり、他の手段よりも上流に設けられる。光スイッチがオンになった後にパルスエンコーダが計数したパルス数によって、光スイッチがオンになってからの移動距離が求められる。光スイッチから各傾倒手段24までの距離が設計時に既知となっているため、傾倒手段24ごとに駆動させるパルス数が異なる。所望の傾倒手段24を駆動させるパルス数になったとき、後述するような通信によって傾倒手段24を駆動させるようにする。
【0032】
また、パルスを使用する以外に、受け部材22に板体や棒体などの被検出部材を設け、上記の光スイッチのある位置、内部品質を測定する手段などのある位置、傾倒手段24のある位置に被検出部材を検出する検出装置を設けてもよい。検出装置としては、接触センサーや非接触センサーがあげられる。非接触センサーとして、上記の光スイッチと同様の物を使用してもよい。検出装置は、被検出部材を検出して、その数を計数することによって、いずれの受け部材22が通過中であるかが分かる。光スイッチで物品12を検出したときに検出装置で計数された値によって、いずれの受け部材22に物品12が載せられているかが分かる。後述するように、各傾倒手段24は、コンピュータから受信した計数値になったときに、傾倒手段24を駆動させることによって、所望の受け部材22を傾倒させることができる。
【0033】
計数値は、無端チェーン26が1周するたびにリセットされるようにする。したがって、各受け部材22には決まった計数値が対応することとなる。リセットする方法としては、所定の計数値になったときにリセットする方法、基準となる受け部材22に特定の被検出部材を設けておき、その特定の被検出部材を検出装置で検出したときにリセットする方法が挙げられる。
【0034】
第2の移送手段60は、容器18に物品12を投下する大出し口62を有し、大出し口62に物品12を供給する主投下コンベヤ64、および容器18に物品12を投下する小出し口66を有し、小出し口66に物品12を供給する副投下コンベヤ68を備える。主投下コンベヤ64と副投下コンベヤ68は並行して設けられている。また、物品12の落下箇所から各コンベヤ64,68までの搬送をおこなう横引きコンベヤ70も備える。各コンベヤ64、68、70は、ベルトコンベヤやローラーコンベヤなどが挙げられる。主投下コンベヤ64と副投下コンベヤ68は、y方向に移送する部分64y、68yとx方向に移送する部分64x、68xとで構成されている。
【0035】
主投下コンベヤ64では、容器18に収納すべき規定量以下であり、かつ規定量に近い値まで複数の物品12を投下させる。この規定量に近い値を第1の重量値、規定量を第2の重量値として以下説明する。大出し口62の下方に主秤量機72が設けられ、主投下コンベ64から物品12が投下されて容器18に収納されるとき、容器18は主秤量機72の上に配置される。物品12の総重量が第1の重量値になるまで物品12が投下される。第1の重量値になった後、主投下コンベヤ64を停止し、容器18を移動させて、小出し口66から容器18に物品12を投入する。
【0036】
主秤量機72に容器18が載せられて物品12が投下される前に、容器18の重量を計測して、主秤量機72と副秤量機74は計量する重量から容器18の重量を減算するようにする。なお、容器18の重量を含めて、第1の重量値と第2の重量値を規定しても良い。
【0037】
第1の重量値は、第2の移送手段60に投下された単位時間あたりの物品12の数量によって変更する。単位時間あたりの物品12の数量が多い場合は、主投下コンベヤ64を停止したときに空中にあり、停止後に容器12に入る物品12'の数量も多くなるため(
図5)、第1の重量値を下げる。反対に、物品12の数量が少なければ、第1の重量値を上げる。一定時間ごとに単位時間あたりの数量を求めても良いし、常時単位時間あたりの数量を求めても良い。第1の重量値の変更は、後述するように、コンピュータや制御盤によっておこなう。
【0038】
また、求められた第1の重量値を投下のために使用する。第1の重量値は、物品12を投下する直前に決定して、投下が終了するまで第1の重量値を固定する。第2の移送手段60に物品12が投下されてから大出し口62に物品12が到達するまでの時間を考慮して、その時間分だけ先に第2の移送手段60に落下された物品12の単位時間あたりの数量から求めた第1の重量値を使用することが好ましい。なお、第1の重量値を常時変更しながら物品12を投下させても良い。
【0039】
小出し口66の下方に副秤量機74が設けられ、副投下コンベヤ68から物品12が投入されて容器18に収納されるとき、容器18は副秤量機74の上に配置される。1つの物品12が容器18内に投下され、副秤量機74で重量測定がされた後、次の物品12が投下されるように、副投下コンベヤ68での物品12の投下速度を調節する。物品12の総重量が第2の重量値になったときに物品12の投下を停止することができ、第2の重量値だけの物品12を容器18に収納することができる。副投下コンベヤ68の速度を調節する以外に、ゲートを設けても良い。副秤量機74で重量測定ができたときにゲートを開けて物品12を投下し、ゲートを閉じる。
【0040】
上記のように物品12の重量を計量した後に次の物品12を投下すると、第2の重量値になるまで時間がかかりすぎる場合がある。そこで、副投下コンベヤ68での物品12の移送速度を2段階で変更してもよい。最初に、第2の重量値と計量値との差が一定範囲になるまでは主投下コンベヤ64と同様に連続して物品12を投下させる。次に、上記差が一定範囲に入れば、確実に物品12の重量を第2の重量値にする必要があるので、上記のように物品12の移送速度を遅くして、1つずつ物品12を投下する。
【0041】
なお、物品12を等級分けしたとしても、重量は個々に微妙に異なるため、必ず第2の重量値にすることができない。そのため、第2の重量値は一定の範囲を含むようにして、この範囲に入ったときに物品12の投下を終了する。
【0042】
副投下コンベヤ68よりも主投下コンベヤ64を幅広にし、搬送できる物品12の量を多くする。主投下コンベヤ64と副投下コンベヤ68の上流端が揃えられている。第2の移送手段60に物品12が投下されたあと、主投下コンベヤ64と副投下コンベヤ68の上流端まで物品12が搬送されるが、確率的に主投下コンベヤ64の方に多くの物品12が移送される。また、小出し口66よりも大出し口62の方が広く、一度に複数の物品12を投下させることができる。
【0043】
主投下コンベヤ64と副投下コンベヤ68とが並べられているため、主秤量機72と副秤量機74も並べられており、主秤量機72の上で物品12が収納されたあと、副秤量機74の上に容器18を移動させることができる。物品12を収納させやすくするために、主秤量機72と副秤量機74は容器18を傾斜させる手段を備えていても良い。
【0044】
容器18は、段ボール箱やコンテナなどである。容器18を主秤量機72の隣接場所まで移送し、待機させる装置を備える。この装置はベルトコンベヤ、ローラーコンベヤ、または容器18を押し出すプッシャーなどであり、主秤量機72の隣接場所まで容器18が到達すれば、容器18の移送が停止される。
【0045】
また、容器18は主秤量機72から副秤量機74に移動させるために、容器18を主秤量機72から副秤量機74に移送させる装置も備える。主秤量機74の上で物品12を投下後、主秤量機72の横で待機している容器18と一緒に副秤量機74に向けて押し出すプッシャーなどの装置であってもよい。さらに副秤量機74で物品12が第2の重量値になった後、容器18を副秤量機74の外に移動させるためにローラなどの装置を副秤量機74の容器18の載置部分に備える。副秤量機74から他の装置に向けて容器18を搬送させる。
【0046】
上述した各手段の動作を制御する制御手段80を備える(
図4)。制御手段80は、第1の移送手段20を移送される物品12の内容によって仕分けを決定するコンピュータ82、決定された仕分けにしたがって物品12を第2の搬送手段60に移送させるために傾倒手段24に取り付けられた制御盤84、第2の移送手段60における主秤量機72および副秤量機74での計測や主投下コンベヤ64および副投下コンベヤ68の駆動を制御する制御盤86を備える。各傾倒手段24および各第2の移送手段60に制御盤84,86が設けられるため、それらを統括する制御盤88,90も設けられる。これらの制御盤84,86,88,90は、ハードウェアまたはソフトウェアの少なくとも1つによって各手段を説明するような動作をおこなうように制御するものである。コンピュータ82および各制御盤84,86,88,90は通信機器によって、相互に通信できる。
【0047】
上記のように第2の移送手段60の制御盤86によって第1の重量値を変更する。変更の方法としては、単位時間あたりの物品12の数量に応じた第1の重量値を予め決定しておき、実際に受信した単位時間あたりの物品12の数量を第1の重量値に変換する方法が挙げられる。第1の重量値を予め決定するに当たって、物品12の数、大きさ、重さ、種類、大出し口62の広さ、主投入コンベヤ64の移送速度の少なくとも1つから決定しても良い。
【0048】
次に、上記の仕分け収納設備10を使用した仕分けの方法について説明する。(1)第1の移送手段20の上流端において、受け部材22に物品12を載置する。載置の方法は、自動または手動のいずれであっても良い。それぞれの第1の移送手段20において、物品12が順番に移送される。
【0049】
(2)物品12の載置直後に光スイッチによって、物品12が載せられたことを検出する。物品12を検出したときに信号をコンピュータ82に送ることにより、コンピュータ82では受け部材22に物品12が載せられたことが認識できる。パルス数ではなく計数値を使用する場合であれば、物品12を検出したときの被検出部材の計数値によって、どの受け部材22に物品12が載せられているかが分かる。
【0050】
(3)物品12は、第1の移送手段20を移送中に物品12の内部品質などが測定される。回転駆動装置から内部品質を測定する手段などの距離が設計時に規定であるため、パルス数から検査する手段を通過している受け部材22が分かり、どの物品12を検査したかが分かる。検査された値はコンピュータ82に送られ、コンピュータ82では、検査の値に応じて移送すべき第2の移送手段60が決定される。第2の移送手段60が決定されれば、傾倒手段24を駆動させるためのパルス数も決定される。なお、パルスを使用せずに計数をおこなう場合であっても、計数値によって、どの受け部材22に載せられた物品12を検査したかが分かり、いずれの傾倒手段24に計数値を送ればよいかが決定される。
【0051】
(4)傾倒手段24を駆動させるパルス数になったとき、コンピュータ82から上記のように決定された傾倒手段24の制御盤84に、受け部材22を傾倒させるための信号を送る。また、計数値を使用している場合は、決定された傾倒手段24に計数値を送る。傾倒手段24は、受け部材22を傾倒させるための信号を受けたとき、または被検出手段を検出手段で計数している値が受信した計数値になったとき、受け部材22を傾倒させる。受け部材22が傾倒されることによって、受け部材22に載せられた物品12が第2の移送手段60に落下する。
【0052】
(5)傾倒手段24の制御盤84は、傾倒させたことを示す信号を統括制御盤88,90を介して、物品12を投下させた第2の移送手段60の制御盤86に送る。第2の移送手段60の制御盤86は、第2の移送手段60ごとの単位時間あたりの物品量を求める。
【0053】
(6)第2の移送手段60の制御盤86は、物品12の単位時間あたりの数量にあわせて、第1の重量値を変更する。単位時間あたりの物品12の数量が多い場合は、第1の重量値を下げる。一方、物品12の数量が少なければ、第1の重量値を上げる。例えば、表2のように、5つの第2の移送手段60が備えられているとする。第1時間ではいずれも同じ第1の重量値(8kg)で物品12の投下を停止するとする。その後、第2時間では、1番と2番の第2の移送手段60に物品12が集中したため、第1の重量値を8kgから7kgに下げている。5番の第2の移送手段60への物品12が少ないため、第1の重量値を8kgから9kgに上げている。
【0054】
【表2】
【0055】
また、傾倒手段24の制御盤84からコンピュータ82に傾倒させたことを示す信号を送信し、コンピュータ82で第1の重量値を変更しても良い。第1の重量値を第2の移送手段60の制御盤86に送信する。
【0056】
(7)容器18を主秤量機72の上に移動させ、主投下コンベヤ64から容器18に物品12を投下する。主秤量機72で計量されている値が第1の重量値になったとき、主投下コンベヤ64を停止する。主投下コンベヤ64を停止してからも容器18に入る物品12'が有るため、容器18の中には、容器18の中に収納すべき規定された重量に近く、かつこの重量よりも小さい重量の物品12が収納される。
【0057】
(8)容器18を主秤量機72から副秤量機74へと移動させる。このとき、主秤量機72の横で待機している空の容器18と一緒に主秤量機72の上の容器18を副秤量機74に向けて押して移動させる。空の容器18が主秤量機72の上に配置され、物品12が入れられた容器18が副秤量機74の上に配置される。空の容器18には、上記のように主投下コンベヤ64から物品12が投下される。
【0058】
(9)副秤量機74で物品12の重量を測定しながら、物品12の重量が第2の重量値になるまで副投下コンベヤ68から物品12を投下する。第2の重量値になったときに、副投下コンベヤ68の駆動を停止する。副投下コンベヤ68は物品12の重量が測定されるたびに物品12を投下するようになっているため、副投下コンベヤ68の停止後に物品12が投下されることはない。
【0059】
(10)副投下コンベヤ68で物品12を投下後、物品12が収納された容器18を他の移送手段に移送させる。容器18の封止などがおこなわれ、出荷される。
【0060】
以上のように、第2の移送手段60に落下された物品12の数量によって、主投下コンベヤ64を停止させる第1の重量値を変更しているため、物品12の重量が超過することを防止できる。物品12を容器18に収納した後で、手作業によって超過した分の物品12を取り出す必要がない。物品12の仕分けをしてから収納が完了するまでの効率が向上する。物品12が少ない場合に、第1の重量値を上げているため、移送速度の遅い副投下コンベヤ68から投下される物品12の数が少なく保つことができるため、物品12の収納速度を高く保つことができる。