特許 7397016 物品搬送装置、物品選別装置および物品検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】物品搬送装置、物品選別装置および物品検査装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 43/00 20060101AFI20231205BHJP

【ＦＩ】

B65G43/00 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021024484

(22)【出願日】2021-02-18

(65)【公開番号】P2022126425

(43)【公開日】2022-08-30

【審査請求日】2022-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000000572

【氏名又は名称】アンリツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003694

【氏名又は名称】弁理士法人有我国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高柳 光男

【審査官】加藤 三慶

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１７６８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６８５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１１２５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１２０４０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ駆動によるコンベアの搬送路上で物品を搬送する物品搬送装置であって、
ＰＷＭ制御方式のインバータで前記コンベアを駆動するモータを駆動制御するモータ駆動制御部と、
前記モータ駆動制御部が前記モータに対して行う制御をベクトル制御方式とＶ／Ｆ制御方式とに切替え可能な搬送制御部と、
前記物品の搬送特性に応じて前記搬送制御部における制御方式を前記ベクトル制御方式および前記Ｖ／Ｆ制御方式のうちいずれか一方から他方に切り替え指示する制御方式設定部と、を備え、
前記制御方式設定部は、前記制御方式の選択または切換え指示用の操作表示画面を有することを特徴とする物品搬送装置。

【請求項2】

前記制御方式設定部は、前記物品の品種設定時に、前記制御方式を設定することを特徴とする請求項１に記載の物品搬送装置。

【請求項3】

前記搬送路上の所定位置に達した物品を検知する物品検知手段と、
前記物品検知手段の検知情報に基づいて前記物品の搬送状態を監視する搬送状態監視手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の物品搬送装置。

【請求項4】

前記モータ駆動によるコンベアが、搬送ベルトにより前記物品を搬送するベルトコンベアであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の物品搬送装置。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか一項に記載の物品搬送装置を搬送部として備え、前記搬送路上の前記物品を選別する選別部をさらに備えた物品選別装置。

【請求項6】

請求項１ないし４のいずれか一項に記載の物品搬送装置を搬送部として備え、前記搬送路上の前記物品を検査する検査部をさらに備えた物品検査装置。

【請求項7】

前記検査部が、前記物品をＸ線画像により検査するＸ線検査部で構成されるとともに、
前記Ｘ線画像に基づいて前記物品の搬送状態を監視する搬送状態監視手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の物品検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物品搬送装置、物品選別装置および物品検査装置に関し、特にコンベア搬送の制御方式を切り替え可能な物品搬送装置と同装置を搬送部とする物品選別装置および物品検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

物品搬送装置においては、従来、コンベアをモータ駆動するものが多用されているが、そのモータの駆動効率は物品搬送装置の搬送性能に大きく影響するので、モータの駆動効率を向上させることが要求される。

【0003】

このような場合に、規定された電圧と周波数では一定回転速度となるモータに対し、駆動電圧と周波数を可変とするインバータ制御を行うことで、モータ回転速度を変化させ、コンベア搬送速度を調整できることが広く知られている。

【0004】

さらに、誘導モータや同期モータ、ブラシレスＤＣモータ等について、インバータ制御によるモータの可変速運転が可能なことが知られている。

【0005】

この種のモータの駆動システムとしては、例えば速度制御のために周波数を変化させるとき、同時にその周波数に応じた一定比の電圧を出力するＶ／Ｆ制御と、モータ速度制御に必要なトルクに応じた電圧を出力するベクトル制御、例えばセンサレスベクトル制御と、を両制御の特徴を活かすよう切り替えつつ、ブラシレスＤＣモータを駆動制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。

【0006】

また、圧縮機モータの出力トルクおよび直流電圧のうち少なくとも１つを用いて切替回転数を設定し、この切替回転数を既定の最小切替回転数と比較することで、切替回転数が最小切替回転数以上か否かによってベクトル制御とＶ／Ｆ制御との切替えを行うようにして、切替回転数が最小切替回転数未満である場合にはセンサレスベクトル制御を採用し、最小切替回転数以上である場合にはＶ／Ｆ制御を採用するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００５－２１０８１３号公報

【文献】特開２０１０－２０６９４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上述のような従来の物品搬送装置、物品選別装置および物品検査装置にあっては、モータ回転数やコンベア搬送速度、あるいはインバータ周波数に応じて、モータ制御方式をＶ／Ｆ制御とベクトル制御とに切り替えることで、搬送時のモータ駆動負荷変動を抑えるようなモータ制御方式の切替え制御が行われていたものの、次のような問題があった。

【0009】

すなわち、物品検査装置や物品選別装置等においては、搬送部でのコンベア搬送時間の経過やパルス数によってその物品検査や物品選別のタイミング制御を行うため、一定間隔（時間や距離）で搬送されることが望ましいが、搬送時のモータの負荷変動のみならず、例えば製品の性状、典型的にはウェット品かドライ品かによる製品のすべり、生産環境下での水や油等による搬送スリップの有無により、搬送物品の搬送タイミングにずれが発生する。

【0010】

しかし、従来装置では、搬送物品である製品の性状やその生産環境に応じて、搬送時のモータ駆動負荷が変動したりコンベア上での搬送物品のスリップやコンベアベルト自体のすべり等が原因となって物品搬送タイミングにずれが生じたりすることがあっても、そのようなタイミングのずれを抑制するようなモータ制御方式を行うことはできなかった。そのため、物品搬送タイミングのずれによる物品検査装置の検査や物品選別装置の選別動作に悪影響が生じ、そのような搬送路上での物品操作の精度が低下し易くなっていた。

【0011】

本発明は、上述のような従来の課題を解決すべくなされたものであり、搬送タイミングのばらつきを抑えつつ安定した物品搬送状態を得ることができる物品搬送装置、物品選別装置および物品検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る物品搬送装置は、上記目的達成のため、モータ駆動によるコンベアの搬送路上で物品を搬送する物品搬送装置であって、ＰＷＭ制御方式のインバータで前記モータを駆動制御するモータ駆動制御部と、前記モータ駆動制御部が前記モータに対して行う制御をベクトル制御方式とＶ／Ｆ制御方式とに切替え可能な搬送制御部と、前記物品の搬送特性に応じて前記搬送制御部における制御方式を前記ベクトル制御方式および前記Ｖ／Ｆ制御方式のうちいずれか一方から他方に切り替え指示する制御方式設定部と、を備えたことを特徴とするものである。

【0013】

かかる構成により、本発明では、物品の搬送特性に応じてベクトル制御方式かＶ／Ｆ制御方式かを選択したり切り替えたりすることができ、搬送タイミングのばらつきを抑えつつ安定した物品搬送状態を得ることができる。なお、ここにいう物品の搬送特性には、物品の質量等の性状に応じた搬送特性のみならず、搬送時の加減速や振動等に対して要求される条件に応じた搬送特性が含まれ得る。

【0014】

本発明の好ましい実施形態においては、前記制御方式設定部は、前記制御方式の選択または切換え指示用の操作表示画面を有する構成とすることができる。

【0015】

この構成では、操作表示画面上で制御方式の選択または切換え指示が可能となるから、ユーザによる搬送制御方式の手動切換えを適時に実行できることになる。

【0016】

本発明の好ましい実施形態においては、前記搬送路上の所定位置に達した物品を検知する物品検知手段と、前記該物品検知手段の検知情報に基づいて前記物品の搬送状態を監視する搬送状態監視手段と、をさらに備えた構成とすることができる。

【0017】

この構成では、物品検知手段による物品検知タイミングから物品の搬送状態を的確に監視可能となり、その搬送状態監視手段の監視情報を基に物品搬送間隔を好適に維持するよう搬送制御方式の切換えを適時に実行できることになる。

【0018】

本発明の好ましい実施形態においては、前記モータ駆動によるコンベアが、搬送ベルトにより前記物品を搬送するベルトコンベアである構成とすることもできる。

【0019】

この構成では、搬送物品の質量や搬送方向長さ等を考慮した搬送制御方式の切換えを実行できるだけでなく、コンベアベルトと物品の間の摩擦や滑り等を考慮した搬送制御方式の切換えを実行できることになる。

【0020】

本発明に係る物品選別装置は、上記のいずれかの構成を有する物品搬送装置を搬送部として備え、前記搬送路上の前記物品を選別する選別部をさらに備えたものである。

【0021】

この発明の物品選別装置では、搬送部で物品搬送特性に応じてベクトル制御方式かＶ／Ｆ制御方式かを切り替え、搬送タイミングのばらつきを抑えつつ安定した物品搬送状態を得ることができるので、的確で安定した選別動作が可能となる。

【0022】

本発明に係る物品検査装置は、上記のいずれかの構成を有する物品搬送装置を搬送部として備え、前記搬送路上の前記物品を検査する検査部をさらに備えたものである。

【0023】

この発明の物品検査装置では、搬送部で物品搬送特性に応じてベクトル制御方式かＶ／Ｆ制御方式かを切り替え、搬送タイミングのばらつきを抑えつつ安定した物品搬送状態を得ることができるので、的確で安定した物品検査が可能となる。

【0024】

本発明の好ましい実施形態においては、前記検査部が、前記物品をＸ線画像により検査するＸ線検査部で構成されるとともに、前記Ｘ線画像に基づいて前記物品の搬送状態を監視する搬送状態監視手段をさらに備えた構成とすることができる。

【0025】

本発明の物品検査装置の好ましい実施形態においては、物品検査部で得られるＸ線画像に基づいて梱包や包装、未包装の物品の搬送状態をその内容物の状態を含めて的確に監視可能となり、より好適な物品検査ができることになる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、物品の搬送特性に応じてベクトル制御方式かＶ／Ｆ制御方式かを切り替えるので、搬送タイミングのばらつきを抑えつつ安定した物品搬送状態を得ることができる物品搬送装置、物品選別装置および物品検査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態に係る物品搬送装置を備えた物品生産システムの概略構成図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る物品搬送装置を備えた物品生産システムにおいて搬送方式を選択設定するための品種設定登録時の操作画面の説明図である。

【図3】本発明の一実施の形態に係る物品搬送装置を備えた物品生産システムにおける生産中の搬送状況監視処理の手順を示すフローチャートである。

【図4】本発明の一実施形態に係る物品搬送装置を備えた物品生産システムにおける２つの搬送制御方式を選択設定するための被搬送物品の分類の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0029】

図１ないし図４は、本発明の一実施形態に係る物品搬送装置を備えた物品生産システムを示しており、同システムが、物品搬送装置を搬送部として備え、さらに物品検査を行う検査部または物品選別を行う選別部を備えた物品検査装置または物品選別装置として構成される場合を例示している。なお、図１中には物品生産システムの一部を示しており、物品の投入もしくは加工、包装、搬出等のいずれかの工程が、本物品生産システムにおける図外の搬送領域でなされ得るものである。

【0030】

まず、その構成について説明する。

【0031】

図１に示すように、本実施形態の物品搬送装置１０は、モータ駆動によるコンベア搬送路上で物品搬送するものであり、それぞれベルトコンベアで構成された前段コンベア１１およびその下流側の搬送コンベア１２と、少なくとも搬送コンベア１２を駆動するモータ１３と、モータ１３に接続されたインバータ２１およびインバータ制御用の制御演算回路２２を有するモータ制御ユニット２０とを具備している。

【0032】

物品搬送装置１０は、さらに、モータ制御ユニット２０を介してモータ１３を駆動制御する制御部３０と、搬送コンベア１２上の製品Ｐ（物品）に対して所定の操作、例えば選別排出の操作もしくは物品検査に係る操作を実行することができる物品操作部４０とを具備しており、制御部３０は物品操作部４０の動作やその条件を設定および制御できるようになっている。

【0033】

ここで、物品操作部４０は、搬送コンベア１２上の製品Ｐをその搬送路１２ｐから外側方に選別排出する操作を行うことができる公知の物品選別部であるか、あるいは、搬送コンベア１２上の製品Ｐの製品品質に係る所定の物品検査、例えば搬送中の製品Ｐに対しＸ線を照射する操作および透過したＸ線を所定周期でライン検出する操作によってＸ線画像を形成し、画像判定によって製品品質を検査する物品検査部として構成されている。勿論、物品操作部４０は、他の検査、例えば製品Ｐ中に混入する金属を検出する金属検査や製品Ｐの質量を搬送中に自動計測する質量計測、あるいは製品Ｐの形状検査等を行うもの、あるいは、そのような複数の検査のうち少なくとも１つの検査を行うものであってもよい。

【0034】

物品搬送装置１０における前段コンベア１１およびその下流側の搬送コンベア１２は、それぞれ所定の物品サイズおよび質量範囲内の製品Ｐを搬送可能なコンベアであり、前段コンベア１１は、例えば複数のローラに無端のコンベアベルトを巻回し、支持させたベルトコンベア式のもので、製品Ｐを所定搬送速度で図１中の右方向に搬送可能である。

【0035】

また、搬送コンベア１２は、例えば平行に離間する駆動ローラ１２ａおよび従動ローラ１２ｂに無端のコンベアベルト１２ｃを巻回したベルトコンベア式のものであり、駆動ローラ１２ａがモータ１３によってコンベアベルト１２ｃの搬送駆動方向に回転駆動されるようになっている。もっとも、前段コンベア１１や搬送コンベア１２は、モータ１３の出力をベルトやチェーン等でフリーローラに伝動し、搬送駆動するローラコンベアタイプのものでもよい。

【0036】

モータ１３は、搬送コンベア１２の上流側の駆動ローラ１２ａをコンベアベルト１２ｃの搬送駆動方向に回転させる交流モータで、例えば３相誘導モータで構成されている。このモータ１３は、図示しない連動機構を介して、前段コンベア１１を搬送コンベア１２と同期駆動するようにしてもよい。

【0037】

モータ制御ユニット２０は、ＰＷＭ（パルス幅変調）方式のインバータ２１でモータ１３を駆動制御するモータ駆動制御部となっており、インバータ２１は、制御演算回路２２および制御部３０と協働して、例えばＶ／Ｆ制御とベクトル制御を含む複数の搬送方式（搬送モータ駆動方式）のうち任意の一方式でモータ１３を駆動することができるとともに、モータ１３の過電流・過電圧などの異常を検知して、制御演算回路２２に伝える機能を有している。

【0038】

このインバータ２１は、詳細を図示しないが、例えば外部の交流電源１５からの交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＰＷＭ制御される複数のパワートランジスタによりＡＣ／ＤＣコンバータからの直流を可変周波数の３相交流出力に変換するパワーアンプ回路と、必要とする周波数の指令信号と一定周波数の三角波信号との比較結果に応じて複数のパワートランジスタを制御し、各相の出力の時間平均電圧を調整するＰＷＭ制御回路とを有している。

【0039】

また、制御演算回路２２は、後述する製品通過時間に係る各種演算を実行するとともに、モータ制御ユニット２０を介してモータ１３を駆動制御する制御部３０と協働し、製品通過時間に応じてあるいは製品Ｐの品種設定情報等に応じて、インバータ２１によるモータ１３の駆動方式を、Ｖ／Ｆ制御とベクトル制御のうちいずれか一方に選択設定可能になっている。

【0040】

ここにいうＶ／Ｆ制御は、モータ１３の速度制御のためにインバータ周波数を変化させるときに同時にその周波数（Ｆ）に対する出力電圧（Ｖ）の比（Ｖ／Ｆ）を一定にする制御であり、モータ１３の３相コイルに一定の電流を流し、インバータ周波数と電圧出力の比（Ｖ／Ｆ）を一定に保ちながらＰＷＭ信号の電圧波形を可変して、モータ１３を駆動するようになっている。

【0041】

また、ここにいうベクトル制御は、モータ１３の速度制御に必要なトルクに応じた電圧を出力する制御で、インバータ２１の出力による３相誘導モータへの誘導電流から電流のトルク成分（トルク分電流）と励磁成分（励磁分電流）を抽出し、それぞれの成分をフィードバック制御することで合成したＰＷＭ信号の電圧波形を可変して、モータ１３を駆動するようになっている。

【0042】

このベクトル制御は、本実施形態では、速度センサを用いてモータ１３の回転速度を目標速度に追従させるＦ／Ｂ（フィードバック）制御でなく、モータ１３の電機子電流等から回転速度を推定するセンサレスベクトル制御である。すなわち、このセンサレスベクトル制御では、モータ１３の回転速度を電機子電流等から推定しつつ目標速度に追従させるオープンループ制御がなされるようになっている。

【0043】

Ｖ／Ｆ制御によるモータ１３の搬送駆動は、相対的に低トルク特性となり、さらに、Ｖ／Ｆ制御でのモータ１３の出力トルクは、例えば出力周波数６０Ｈｚを最大トルクとして周波数が低下すると出力トルクも低下し、２０Ｈｚでは基準トルクの８０％に、１０Ｈｚでは基準トルクの６０％に低下する。したがって、Ｖ／Ｆ制御による搬送駆動中に、前段コンベア１１から搬送コンベア１２に比較的質量の大きい製品Ｐが乗り移ると、モータ１３の駆動負荷が変動し、モータ１３の回転速度が一旦低下した後、徐々に元の回転速度に戻るという回転状態の変化が生じることになる。

【0044】

また、Ｖ／Ｆ制御は、インバータ周波数と電圧出力の比で指定速が決まるノンフィードバック制御であるため、応答が鈍く、安定した搬送トルクが得られない（例えば速度追従トルクが±５％程度）という欠点がある反面、急激な加速が無いことで、製品Ｐのスリップが発生し難いという利点もある。

【0045】

一方、ベクトル制御によるモータ１３の搬送駆動は、誘導モータのすべり分をリアルタイムに計算し上乗せするものとなるため、Ｖ／Ｆ制御による搬送駆動に比して、相対的に高トルクとなり、ベクトル制御でのモータ１３の出力トルクは、例えば出力周波数６０Ｈｚから２０Ｈｚまでの周波数範囲において基準トルクの１００％を保持でき、１０Ｈｚでも基準トルクの７０％程度を確保できることとなる。したがって、不可変動にかかわらず一定速度での搬送制御（例えば速度追従トルクが±１％程度）が可能となる。

【0046】

また、ベクトル制御では、速度ズレを検知もしくは推定すると、指定速度に素早く戻すので、安定した搬送力が得られる反面、製品Ｐのスリップが発生する可能性がある。

【0047】

モータ制御ユニット２０は、さらに、物品操作部４０の運転や停止、モータ１３に要求される速度制御用のパルスやモータ制御方式等といった制御部３０からのコンベア駆動指令を、制御演算回路２２で受信し、そのコンベア駆動指令に対応する接点信号やシリアル通信信号をインバータ２１に送出するようになっている。

【0048】

制御部３０は、例えば物品操作部４０における製品Ｐの品種設定等を操作表示部３１で実行する際に、モータ１３の駆動方式を、Ｖ／Ｆ制御とベクトル制御のうちいずれか一方に選択設定できるようになっている。

【0049】

具体的には、制御部３０は、タッチパネル状の操作表示部３１と、物品操作部４０の動作を制御する物品操作制御部３２と、モータ１３の回転を制御して搬送コンベア１２の搬送動作を制御するコンベア制御部３３とを含んでおり、コンベア制御部３３は、モータ制御ユニット２０がモータ１３に対して行う制御をベクトル制御方式とＶ／Ｆ制御方式とに切り替えることができる搬送制御部となっている。

【0050】

操作表示部３１は、物品操作制御部３２に対しユーザによる手動設定入力を行ったり、物品操作制御部３２からの表示制御信号に応じて物品搬送装置１０や物品操作部４０の動作あるいは設定に係る各種画面を出力したりするようになっている。

【0051】

図２に示すように、操作表示部３１では、製品Ｐの新品種を設定登録するときに、併せて、例えば箱状の製品搬送かバラ状の製品搬送かといった製品搬送方法の選択設定と、コンベア速度Ｖ（ｍｍ／ｓ）や製品長Ｌ（ｍｍ）、搬送時間間隔の許容ずれ率（％）等の搬送条件の入力と、搬送（モータ駆動）方式を手動設定するか自動設定するかの選択入力と、高トルクの搬送かそれより相対的に低トルクの搬送かの選択設定状態表示と、搬送方式を手動設定する場合の製品がドライ品かウェット品かの選択設定と、エラー／アラームの表示・出力設定と、運転／停止指令入力等を実行可能になっている。

【0052】

ここで、箱状か否か、高トルク搬送か否か、ドライ品か否かは、搬送方式を自動設定する場合に、モータ１３をベクトル制御で高トルク搬送することが可能か否かを決定するのに有効な選択設定入力であり、一方、バラ状か否か、低トルク搬送か否か、ウェット品か否かは、搬送方式を自動設定する場合に、モータ１３をＶ／Ｆ制御することで一定トルク搬送することが可能か否かを決定するのに有効な選択設定入力である。

【0053】

すなわち、制御部３０は、操作表示部３１により、製品Ｐの搬送特性に応じてコンベア制御部３３におけるモータ制御方式をベクトル制御方式およびＶ／Ｆ制御方式のうちいずれか一方から他方に切り替え指示する制御方式設定部の機能を有しており、制御方式の選択または切換え指示用の操作表示画面３１ａを形成可能な操作表示部３１を有している。ここにいう製品Ｐの搬送特性には、製品Ｐの質量や水分や油分等でスリップし易い等の性状に応じた搬送特性のみならず、搬送時の加減速や振動等に対して要求される制約条件に応じた搬送特性が含まれ得る。

【0054】

制御部３０のコンベア制御部３３は、図２に示すような操作表示部３１の選択設定画面３１ａ上で、選択ボタン操作等によって搬送方式の自動設定が選択されると、測定指定回数指令（自動測定のための搬送回数ｎやバッチ数Ｎ）等をモータ制御ユニット２０の制御演算回路２２に送信出力するようになっている。

【0055】

モータ制御ユニット２０には、さらに、搬送コンベア１２の搬送路１２ｐ上の製品Ｐが搬送方向の所定位置を通過するときにこれを検知する物品検知手段で、製品Ｐの搬送状態、例えば理想的な搬送タイミングからのずれを監視可能な物品通過監視センサ２５が設けられている。この物品通過監視センサ２５は、製品Ｐの先端が搬送方向の所定位置に達してから製品Ｐの後端が所定位置を通過するまで検出状態（ＯＮ）となり、そのセンサ信号がモータ制御ユニット２０の制御演算回路２２および制御部３０の物品操作制御部３２にそれぞれ取り込まれるようになっている。なお、物品操作制御部３２は、検査用のＸ線画像を画像処理することに加え、Ｘ線画像に基づき製品Ｐの搬送状態を監視することで、物品通過監視センサ２５に代わるかこれと協働する搬送状態監視手段の機能を有するものとすることもできる。

【0056】

制御演算回路２２またはコンベア制御部３３は、物品通過監視センサ２５からのセンサ情報を基に、例えば各製品Ｐが搬送方向所定位置を通過する通過時刻、もしくは所定個数差で前後する複数の製品Ｐの通過タイミングの時間間隔（製品搬送時間間隔）を、生産中の製品の通過平均時間として算出することができる。なお、ここでは、製品Ｐの先端が搬送方向所定位置を通過してから製品Ｐの後端が搬送方向所定位置を通過するまでの通過時間の中間時点を、製品Ｐの中心の通過タイミングとするが、先端通過タイミングや後端追加タイミングを用いてもよい。

【0057】

また、制御演算回路２２またはコンベア制御部３３は、理想的な製品通過平均時間を基準値として、各通過平均時間が許容範囲内か否か、例えば各製品Ｐの中心や先端の通過時刻が許容時間範囲内か否かチェックして、製品Ｐの搬送状態が許容範囲内となる正常状態か否かを監視することができる。コンベア制御部３３は、物品通過監視センサ２５の検知情報に基づいて製品Ｐの搬送状態を監視する搬送状態監視手段となっている。なお、モータ制御ユニット２０は、制御部３０側に統合されて搭載されてもよい。

【0058】

さらに、コンベア制御部３３は、搬送コンベア１２上での滑りによる製品Ｐの搬送タイミングのずれを監視するために、製品Ｐの通過タイミングが理想値に対し一定範囲内にあるか否かを判定するのみならず、生産中の搬送状況の変化により製品Ｐの通過タイミングが理想値から一定範囲外に外れると、操作表示部３１への警告表示等の所定形式のアラームを出力するようになっている。

【0059】

より具体的には、図２に示す設定画面３１ａ上における搬送（モータ駆動）方式の選択設定は、使用者が製品Ｐの性質や性状に応じて手動選択する方式と、予めの搬送テストにおける搬送状態の監視結果に応じて自動選択する方式とのうち任意の一方を選択するもので、モータ１３に対する異なる搬送駆動モードとして準備されている。

【0060】

手動選択の場合、物品搬送装置１０の使用者が、品種登録時に製品Ｐの性質に応じて図２に示す選択設定画面３１ａ上でドライ品、ウェット品のいずれかを選択することで、ドライ品選択時にはベクトル制御が、ウェット品選択時にはＶ／Ｆ制御が選択設定される。

【0061】

一方、選別方式の自動選択の場合、コンベア制御部３３は、制御演算回路２２と協働して、物品搬送装置１０を含む生産システムの生産開始前に、製品Ｐを指定速度でのそれぞれの搬送方式であるＶ／Ｆ制御とベクトル制御とで同一品種を指定回数ｎ回流すことで、各搬送方式について、物品通過監視センサ２５の通過時間平均値Ｔｐａ＝ΣＴｐ／ｎを測定し、Ｖ／Ｆ制御での通過時間平均値Ｔｐ＿ｆ（ｓ）と、ベクトル制御の通過時間平均値Ｔｐ＿ｖ（ｓ）とを算出した上で、理想通過時間Ｔｒ（ｓ）＝製品長Ｌ（ｍｍ）／コンベア速度Ｖｃ（ｍｍ／ｓ）に対する通過時間のずれ、すなわち時間差Ｔｒ－Ｔｐ＿ｆと時間差Ｔｒ－Ｔｐ＿ｖとの差が小さい方の搬送方式を選択するようになっている。

【0062】

換言すれば、Ｖ／Ｆ制御での時間差Ｔｒ－Ｔｐ＿ｆがベクトル制御での時間差Ｔｒ－Ｔｐ＿ｖ以上であれば、ベクトル制御を選択し、Ｖ／Ｆ制御での時間差Ｔｒ－Ｔｐ＿ｆがベクトル制御での時間差Ｔｒ－Ｔｐ＿ｖ未満であれば、Ｖ／Ｆ制御を選択することになる。また、ここで選択したモータ制御方式によって、物品操作部４０における物品選別もしくは検査のタイミングが調整されることになる。

【0063】

図４は、搬送方式を手動または自動設定する場合において、製品Ｐがドライ品かウェット品かを分類する条件を例示している。

【0064】

この場合、ドライ品は、箱物やカートン、袋物またはトレー製品のような搬送形態を有する物品であり、例えばカップ麺、製菓、食品缶（箱）、小麦粉、袋入りのマカロニ、野菜、果実、トレーに載せた穀物等があげられる。ドライ品は、滑りにくいので、重量物の搬送や定速搬送に好適で、ベクトル制御が有効である。

【0065】

ウェット品は、バラ状、いわゆる裸物、外装に水や氷等の液体成分が付着している物であり、例えば肉や肉加工品、裸物の水産品、水や油分を含む裸物の製品、豆・穀物などのバラ状製品、表面に水・氷が付着している箱入り、袋入りもしくはトレー付きの冷凍品等があげられる。ウェット品は、滑りやすいため、一定トルクでの搬送に好適で、Ｖ／Ｆ制御が有効である。

【0066】

次に、動作について説明する。

【0067】

上述のように構成された本実施形態の物品生産システムでは、搬送コンベア１２によって製品Ｐが順次所定間隔で搬送されるとき、物品操作部４０によって選別指令信号や検査結果信号に応じた選別排出動作、あるいは、製品Ｐの品質等に係る物品検査が実行され、それに伴う所定の動作が搬送コンベア１２の搬送路１２ｐ上で実行される。

【0068】

このような物品搬送状態においては、搬送状況が変化すると、各製品Ｐが搬送方向所定位置を通過する搬送タイミングにずれが生じ得るので、コンベア制御部３３は、図３に示すような処理手順で、生産中の物品搬送タイミングのずれ量を監視する。

【0069】

まず、本システムの運転開始前に、操作表示部３１からの設定入力によって、予め製品長（ｍｍ）やコンベア速度（ｍｍ/ｓ）等の生産情報を入力し、理想通過時間Ｔｒ（ｓ）＝製品長／コンベア速度を算出設定する。さらに、搬送監視設定として、搬送状態監視の有無、搬送監視発生時の処置、例えばエラーやアラームの有無やそれらの切替え条件、測定バッチ数Ｎ回、ずれ率（例えば、０－５０％）等を設定入力する（ステップＳ１１）。

【0070】

次に、システムの運転が開始されると、生産中に物品通過監視センサ２５で製品Ｐの通過時間を測定し、バッチ数Ｎ回分の移動平均演算で算出した平均通過時間を生産中製品通過平均時間Ｔｏ（ｓ）に設定する（ステップＳ１２）。すなわち、生産中製品通過平均時間Ｔｏ（ｓ）＝Σ測定Ｎ＿通過時間（ｓ）／バッチ数Ｎ（回）とする設定がなされる。

【0071】

そして、この生産中製品通過平均時間Ｔｏ（ｓ）が理想通過時間Ｔｒ（ｓ）×（１－ずれ率（％）／１００）未満で、製品Ｐのスリップによる搬送タイミングのずれが大きい（搬送時間間隔が縮まった）という所定搬送条件が成立するか否かを判定し（ステップＳ１３）、その所定搬送条件が不成立であれば、搬送タイミングのずれが許容範囲内であるものとして、再度バッチ数Ｎ回分の移動平均演算で生産中製品通過平均時間Ｔｏ（ｓ）を算出する。

【0072】

一方、前述の所定搬送条件が成立する場合には、次の判定に進み（ステップＳ１４）、今回の運転中におけるその条件成立回数が所定回数未満（同図中「成立回数小」）であれば、搬送コンベア１２を停止させることなく警告のみのアラーム表示を外部出力し、その条件成立回数が所定回数以上（同図中「成立回数大」）であれば、エラーと判定して搬送コンベア１２を停止させる（ステップＳ１５）。

【0073】

このように、本実施形態では、生産中製品通過平均時間Ｔｏ（ｓ）と理想通過時間Ｔｒ（ｓ）×（１－ずれ率（％）／１００）という２つの通過時間を比較して、生産中のタイミングのずれ量を監視し、搬送タイミングのずれ量が大きくなると、アラーム表示を外部に出力し、エラー時にはコンベアを停止する。

【0074】

次に、作用について説明する。

【0075】

上述のように構成された本実施形態においては、ＰＷＭ制御方式のインバータ２１でモータ１３を駆動制御するモータ制御ユニット２０（モータ駆動制御部）と、モータ制御ユニット２０がコンベア搬送駆動用のモータ１３に対して行う制御をベクトル制御方式とＶ／Ｆ制御方式とに切替え可能なコンベア制御部３３（搬送制御部）と、製品Ｐの搬送スリップの容易さにつながる性状（ウェット品）や包装形態や荷姿等の搬送特性に応じてコンベア制御部３３における制御方式をベクトル制御方式およびＶ／Ｆ制御方式のうちいずれか一方から他方に切り替え指示するタッチパネル状の操作表示部３１（制御方式設定部）を有する制御部３０とを備えている。

【0076】

したがって、本実施形態の物品生産システムでは、製品Ｐの搬送特性に応じてベクトル制御方式かＶ／Ｆ制御方式かを選択したり切り替えたりすることができ、搬送タイミングのばらつきを抑えつつ安定した物品搬送状態を得ることができる。

【0077】

また、本実施形態においては、制御部３０がモータ１３を駆動する制御方式の選択または切換え指示用のタッチパネル状の操作表示部３１を有するので、その操作表示画面３１ａ上での制御方式の選択または切換え指示が可能となり、ユーザによる搬送制御方式の手動切換えを適時に容易に実行できることになる。

【0078】

さらに、本実施形態では、搬送コンベア１２の搬送路１２ｐ上の所定位置に達した製品Ｐを検知する物品通過監視センサ２５と、その検知情報に基づいて製品Ｐの搬送状態を監視する搬送状態監視手段としてのコンベア制御部３３をさらに備えているので、物品通過監視センサ２５による物品検知タイミングから製品Ｐの搬送状態を的確に監視可能となり、その監視情報を基に製品Ｐの搬送間隔を好適に維持するよう搬送制御方式の切換えを適時に実行できることになる。

【0079】

加えて、本実施形態では、モータ駆動による搬送コンベア１２が、搬送ベルト１２ｃにより物品搬送するベルトコンベアであるから、搬送物品の質量や搬送方向長さ等を考慮した搬送制御方式の切換えを実行できるだけでなく、コンベアベルト１２ｃと製品Ｐの間の摩擦や滑り等を考慮した搬送制御方式の切換えを的確に実行できることになる。

【0080】

また、本実施形態では、物品搬送装置１０を搬送部とし、物品操作部４０を搬送路１２ｐ上の製品Ｐを選別する選別部としてさらに備える物品選別装置の構成をとり得るので、搬送部で物品搬送特性に応じてベクトル制御方式かＶ／Ｆ制御方式かを切り替えながら、搬送タイミングのばらつきを抑えつつ安定した物品搬送状態下で、的確で安定した選別動作を実行できることになる。

【0081】

さらに、本実施形態では、物品搬送装置１０を搬送部とし、物品操作部４０を搬送路１２ｐ上の製品Ｐを物品検査する検査部としてさらに備える物品検査装置の構成をとり得るので、搬送部で物品搬送特性に応じてベクトル制御方式かＶ／Ｆ制御方式かを切り替えながら、搬送タイミングのばらつきを抑えつつ安定した物品搬送状態下で、的確で安定した物品検査を実行できることになる。

【0082】

また、物品操作部４０が製品ＰをＸ線画像により検査するＸ線検査部として構成され得るので、Ｘ線画像に基づいて製品Ｐの搬送状態を監視する搬送状態監視手段を構成することも容易に可能であり、梱包や包装がされた製品Ｐの搬送状態をその内容物の状態を含めて的確に監視可能となり、より安定した好適な搬送制御および物品検査ができることになる。

【0083】

このように、本実施形態の物品生産システムにおいては、製品Ｐの搬送特性に応じてベクトル制御方式かＶ／Ｆ制御方式かを切り替えるので、搬送タイミングのばらつきを抑えつつ安定した物品搬送状態を得ることができる物品搬送装置、物品選別装置および物品検査装置を提供することができるものである。

【0084】

なお、上述の一実施形態においては、物品搬送装置１０が物品選別装置または物品検査装置として構成され得る生産システムとして例示したが、物品搬送装置１０は、各種製品の生産ラインに組み込まれて使用され得るものであり、物品操作部４０の操作内容が特に限定されるものでないことはいうまでもない。また、ここでは、モータ１３は３相誘導モータとして説明したが、インバータ制御が可能な他方式のモータであってもよいことは勿論である。また、交流電源１５も３相の交流電源に限定されるものではなく、単相の交流電源であってもよい。

【0085】

以上説明したように、本発明の物品搬送装置は、搬送タイミングのばらつきを抑えつつ安定した物品搬送状態を得ることができる物品搬送装置、物品選別装置および物品検査装置を提供することができるものである。かかる本発明は、コンベア搬送の制御方式を切り替え可能な物品搬送装置と同装置を搬送部とする物品選別装置および物品検査装置全般に有用である。

【符号の説明】

【0086】

１０ 物品搬送装置（搬送部）
１１ 前段コンベア
１２ 搬送コンベア（ベルトコンベア）
１２ａ 駆動ローラ
１２ｂ 従動ローラ
１２ｃ コンベアベルト
１２ｃ 搬送ベルト
１２ｐ 搬送路
１３ モータ
１５ 交流電源
２０ モータ制御ユニット（モータ駆動制御部）
２１ インバータ
２２ 制御演算回路
２５ 物品通過監視センサ（物品検知手段、搬送状態監視手段）
３０ 制御部（搬送状態監視手段）
３１ 操作表示部（制御方式設定部）
３１ａ 操作表示画面（選択設定画面）
３２ 物品操作制御部
３３ コンベア制御部（搬送制御部、制御方式設定部）
４０ 物品操作部（選別部、検査部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】