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技術 視覚ベースの物品の分類及び仕分けシステム

出願人 ファイブス・イントラロジスティクス・コーポレイション
発明者 スティーブン・バン・シュローダー
出願日 2018年5月5日 (2年7ヶ月経過) 出願番号 2019-560376
公開日 2020年10月8日 (2ヶ月経過) 公開番号 2020-529303
状態 未査定
技術分野 コンベヤ間の分岐・合流,特殊移送2 ヤードでの荷の取扱い 物品の選別 コンベヤの制御
主要キーワード 空き面積 動力ローラ 転向要素 転向位置 トラックトレーラ プログラマブル制御装置 コンベヤアセンブリ ベルト供給
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月8日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

異なるパーセルタイプを自動的に分離する分類荷降ろし及び物品仕分けシステムは、供給コンベヤと、受け取りコンベヤと、仕分けコンベヤと、カメラと、光電アイとを備える。オーバーヘッドカメラは、アイテムのサイズ、及びそれが実質的に立方体であるか否か、並びにそのアイテムの接地面のタイプ及びサイズを検出する。コンベヤローラポップアップベルトとが交互に配置されたインラインスライドソータは、物品を通過させて下流のコンベヤに搬送するか、又は下流のコンベヤから物品を転向させる。視覚ベースのシステムを利用することによって、物品間スペースを検出し、空きスペースに物品を挿入することもできる。

概要

背景

パーセル配達会社及び空港において、自動転送システムを利用して、搬入されるパッケージを当該パッケージの目的地に向かう適切な搬出に合わせる。例えば、宅配便業界において、荷送人は、封筒、パーセル、パッケージ、バッグを含む混合した荷物、又はサイズ、重量、及び高さ、幅、長さ、不規則な寸法などを含む物理的特性が異なる個々の物品トラックトレーラに積み込む。アイテムは、「小」、「通常」、及び「不規則/不適合グループ分類されていない。自動荷降ろし装置の従来の方法は、自動化の限られた成功を達成している。ロボットの「グリッパー」技術は高価である。仕分け装置は、非常に高速である必要があるとともに、様々な寸法、形状、及びサイズのパッケージを優しく正確に処理する必要がある。異なるタイプのアイテムを処理するには、異なる仕分けサブシステムを利用する必要がある。特殊な形状のパッケージの仕分けには、依然として手作業が利用される。

輸送コンテナからアイテムを分離する、すなわち、パーセルのタイプによって運搬するために、信頼できる需要が未だ存在している。この目標を達成することは、大きい又は重い不規則な形状のパッケージの場合には特に困難である。ベルト及びローラコンベヤシステムは、荷物を入庫ドック(docks)から出庫輸送移送するためのパッケージ仕分けシステムにおいてよく利用されている。コンベヤに沿って移動するパッケージの最初の仕分けは、目的地に基づいて、又はサイズ、重量、又はその他の特性に基づいて、コンベヤからパッケージを転向させることによって達成することができる。

いくつかのコンベヤシステムは、通常のコンベヤ表面の下のホイールの間に取り付けられたベルト、又は複数の動力ローラ又はホイールを備えたメインコンベヤを含む。米国特許第3,926,298号は、一次経路に沿って移動する物品のスピード中断することなくベルトコンベヤ上にパーセルを投下するために、駆動ローラセクション下げることができるコンベヤアセンブリを開示している。しかしながら、ベルトコンベヤは一方向にのみ方向転換できる。

米国特許第5,547,084号は、バッグが複数のコンベヤを含む移動キャリッジ(carriage)に供給される荷物仕分けシステムを開示している。積載の後、キャリッジは、出力コンベヤ整列するまでトラックに沿って移動する。次に、キャリッジコンベヤがバッグを当該キャリッジから適切な出力コンベヤに移動させる。バッグは、キャリッジに載って横方向に運ばれ、仕分け後に再び加速する必要があるため、当該システムは高速な仕分けシステムではない。

米国特許第5,699,161号は、三角距計レーザ(triangulation range finder laser)を利用してパッケージの寸法を測定する方法及び装置を開示している。

米国特許第6,690,995号及び第6,952,626号は、重心及び寸法測定デバイス及び装置を開示している。

従来のポップアップ搬送コンベヤは、コンベヤのポップのベルトを上昇させて起動し、
物品が受け取りコンベヤで搬送するための適切な向きに維持した状態で、当該物品を受け取り又は分岐コンベヤに移送するために、物品がポップアップ移送コンベヤを通過する際に、流入するコンベヤベルトを停止させる必要がある。このとき、1つの問題が生じる。すなわち、物品がポップアップコンベヤを通過するときに、流入するコンベヤが止まらない場合に、長手軸の方向の物品は、移送過程で横方向に回転し、これにより、受け取りコンベヤの下流配向の問題が発生する。

輸送又はコンテナの荷降ろしをするための手動シナリオと自動シナリオとの両方において、単一の拡張可能なベルトコンベヤを利用して、トレーラ又は保管施設内からアイテムを移送すると便利である。異なる仕分けサブシステムは、異なるタイプのアイテムを処理する。異なるパーセルタイプがトレーラ又は輸送物から荷降ろしされたときに、それらを自動的に分離する処理が必要である。また、モジュール式修理が容易なスライドソータメカニズム(slide sorter mechanism)を利用して、不規則な形状のパッケージをメインコンベヤパスから確実に転向できるダイバータが必要である。なお、これらの全ての処理は、メインパスに沿って高速なスループットを有しながら行われる。

概要

異なるパーセルタイプを自動的に分離する分類荷降ろし及び物品仕分けシステムは、供給コンベヤと、受け取りコンベヤと、仕分けコンベヤと、カメラと、光電アイとを備える。オーバーヘッドカメラは、アイテムのサイズ、及びそれが実質的に立方体であるか否か、並びにそのアイテムの接地面のタイプ及びサイズを検出する。コンベヤローラとポップアップベルトとが交互に配置されたインラインスライドソータは、物品を通過させて下流のコンベヤに搬送するか、又は下流のコンベヤから物品を転向させる。視覚ベースのシステムを利用することによって、物品間スペースを検出し、空きスペースに物品を挿入することもできる。

目的

少なくとも1つのカメラは、選択された移行ゾーン、選択された占有ゾーン、又は選択された移行ゾーン及び選択された占有ゾーンの選択された視野を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

分類及び荷降ろし仕分けシステムであって、荷物が積み込まれた輸送機との間に物品が流れ、独立した駆動モータを有する荷降ろしコレクタ供給コンベヤと、前記荷降ろしコレクタ供給コンベヤ上の選択された移行ゾーンと、前記移行ゾーンの視野を有する少なくとも1つのカメラと、式V2=V1×2×(DO%)/(RCO%+FCO%)(ここで、V2は流入物質の速度、V1は流出物質の速度、DOは所望の占有、RCOは受け取りコンベヤの占有、FCOは供給コンベヤの占有)に従って、荷降ろしコレクタ供給コンベヤのスピードを維持して、下流の受け取りコンベヤにおいて所望のコンベヤ面積利用を達成する制御手段と、スライドソータコンベヤスピード制御ステムと、を備え、前記スライドソータコンベヤスピード制御システムは、前記コンベヤの長手軸の方向において物品を搬送するように配置された第1のコンベヤと、前記コンベヤの前記長手軸を横切って配置されたスライドソータポップアップコンベヤであって、前記ポップアップコンベヤをホーム位置転向位置との間で移動させるように動作する手段を含み、前記ホーム位置において、パススルー要素が、前記コンベヤから物品を受け取り、それらを前記長手軸の方向に沿って移送し、前記転向位置において、ポップアップ要素が、前記コンベヤから前記物品を受け取り、選択された物品を前記長手軸の方向から離れるように移送する、前記スライドソータポップアップコンベヤと、前記物品の全長を検出する多重光スクリーンと、前記ポップアップコンベヤと係合することができる前記物品の部分を検出する、前記コンベヤの表面の上方のフォトセルと、前記多重光スクリーン及び前記フォトセルから送信されたデータに応答して前記ポップアップコンベヤの作動を制御するコンピュータ制御手段と、を含み、前記選択された物品は、前記ポップアップコンベヤにより前記選択された物品を転向される前に、前記コンベヤのスピードを減少させることによって転向することができ、前記ポップアップコンベヤの上昇とともに前記物品が前方方向に搬送され、前記選択された物品を前記ポップアップコンベヤに移送する前に、前記コンベヤのスピードは、前記物品の長さ又は前記物品の第1の部分の長さの関数として減少され、前記ポップアップコンベヤが係合し、横方向の力を与えて選択された物品を排出することができるように、前記物品の長さ又は前記物品の第1の部分の長さが搬送面に十分に近接の範囲内にある、分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項2

少なくとも1つのカメラ、少なくとも1つのビデオカメラ、少なくとも1つのピクセル検出デバイス、少なくとも1つのデジタル画像化デバイス、及びこれらの組み合わせは、受け取りコンベヤ、コレクタコンベヤ、シンギュレータコンベヤ、仕分けコンベヤ、及びこれらの組み合わせと視覚的に伝達しており、前記少なくとも1つのカメラ、少なくとも1つのビデオカメラ、少なくとも1つのピクセル検出デバイス、少なくとも1つのデジタル画像化デバイス、及びこれらの組み合わせからの前記データは、選択されたコンベヤにおける物品の所望の占有状態容積、面積、又は密度)を維持するために、前記コンピュータ通信されている、請求項1に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項3

コンベヤのスピード又は速度は、前記スライドソータ、前記コレクタコンベヤ、前記シンギュレータコンベヤ、前記受け取りコンベヤの直前の選択されたコンベヤにおける占有状態(容積、面積、又は密度)の関数として制御され、制御アルゴリズムにより、ベルト利用率スループットとの両方の観点から、流入するフローの占有状態(容積、面積、密度)を認識して、前記物品の投入フローを制御する、請求項1に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項4

少なくとも1つのカメラ、少なくとも1つのビデオカメラ、少なくとも1つのピクセル検出デバイス、少なくとも1つのデジタル画像化デバイス、及びこれらの組み合わせは、前記受け取りコンベヤ、前記コレクタコンベヤ、前記シンギュレータコンベヤ、前記仕分けコンベヤ、及びこれらの組み合わせの投入場所に配置されている、請求項1に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項5

ポップアップコンベヤとの協働係合を実現するように、コンベヤ上に載置されている物品の面積を検出するセンサを更に備える、請求項1に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項6

一端において前記スライドソータコンベヤとの間に物品が流れ、前記パススルーコンベヤから離れるように延びっている転向コンベヤを含む、請求項1に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項7

前記転向要素は、ローラコンベヤを含む、請求項6に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項8

前記スライドソータの反対側に配置された傾斜した受け取りコンベヤを更に含む、請求項1に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項9

前記ポップアップコンベヤの一部の上方で延在する取り出しローラと、転向された物品を受け取るための傾斜した受け取りコンベヤとを含む、請求項1に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項10

転向された物品を受け取るための前記傾斜した受け取りコンベヤは、前記取り出しローラの上面の下に配置されたスクリューオフセットローラコンベヤ表面によって、前記取り出しローラに隣接する縁部を有するように配置され、前記取り出しローラから物品を受け取るために、前記傾斜した受け取りコンベヤは、前記供給コンベヤに対して1−35°の選択した角度で上向き且つ外向きに傾斜し、前記スクリューオフセットローラの前方方向及び横方向の力により、前記傾斜した受け取りコンベヤの幅にわたる前記物品の横方向の移動が制限され、前記物品は、前記傾斜した受け取りコンベヤの中央領域に引っ張られる、請求項9に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項11

分類及び荷降ろし仕分けシステムであって、(a)視覚ベースバルパッケージコンベヤフロー管理システムと、(b)スライドソータコンベヤスピード制御装置と、を備え、(a)前記視覚ベースのバルクパッケージコンベヤフロー管理システムは、それぞれが独立した駆動手段を有する供給コンベヤ及び受け取りコンベヤを備え、前記供給コンベヤと前記受け取りコンベヤとの間の移行ゾーンを含み、前記選択された移行ゾーン、選択された占有ゾーン、又は前記選択された移行ゾーン及び前記選択された占有ゾーンの選択された視野を提供する少なくとも1つのカメラを含み、前記供給コンベヤ、前記受け取りコンベヤ、又は前記供給コンベヤと前記受け取りコンベヤとの両方は、式V2=V1×2×(DO%)/(RCO%+FCO%)(ここで、V2は流入物質の速度(コンベヤスピード)、V1は流出物質の速度(コンベヤスピード)、DOは所望の占有、RCOは受取コンベヤの占有、FCOは供給コンベヤの占有、占有は、コンベヤの面積、コンベヤの容積、又はコンベヤ占有(容積、面積、又は密度)を含む)に従って、選択された速度又は時間で搬送し、下流の受け取りコンベヤにおいて所望のコンベヤ面積利用を達成し、前記供給コンベヤは、選択された占有画定ゾーンを有し、前記受け取りコンベヤは、選択された占有画定ゾーンを有し、複数のパッケージを一方から他方に合流させるための、前記供給コンベヤと前記受け取りコンベヤとの間の移行セクションを含み、前記選択された移行セクションは、前記パッケージが前記供給コンベヤから前記受け取りコンベヤへ合流した後の前記受け取りコンベヤの所望の占有率を有し、選択した位置に所望の占有ゾーンを含むコンベヤエリアを含み、コンピュータを含み、前記コンピュータは、前記カメラから受信した信号に基づいて、前記供給コンベヤから追加のパッケージを挿入するのに十分なスペースの前記受け取りコンベヤ上の前記パッケージ間ギャップ識別し、前記コンベヤのスピード及び動きを制御し、(b)前記スライドソータコンベヤスピード制御装置は、第1の上流コンベヤを備え、前記第1の上流コンベヤは、選択されたサイズ、形状、不規則な底面、マーキング、又はその他の特性の第1の物品グループと、選択された異なるサイズ、形状の特性の第2の物品グループとを、前記第1の上流コンベヤの長手軸に沿って搬送し、第2の下流コンベヤを備え、前記第2の下流コンベヤは、前記第1の物品グループを前記第2の下流コンベヤの長手軸に沿って搬送し、ポップアップコンベヤを備え、前記ポップアップコンベヤは、前記第1の上流コンベヤの間に、且つ前記第1の上流コンベヤとの間に物品が流れるように配置されており、前記第1の上流コンベヤは、前記第1の物品グループを通過させ、前記ポップアップコンベヤは、前記第2の下流コンベヤから離れる方向に前記第2の物品グループを転向させて搬送し、前記ポップアップコンベヤは、(1)離間して配置された複数の平行のコンベヤローラを含むフレームを備え、前記コンベヤローラは、前記第1の上流コンベヤから、前記第1の物品グループを受け取り、搬送し、前記第2の下流コンベヤに渡すために、前記第1の上流コンベヤ及び前記第2の下流コンベヤに垂直して、概ね同一の高さで設置され、前記コンベヤローラを回転させるモータと駆動手段とを備え、(2)前記離間して配置された複数のコンベヤローラの間に配置された少なくとも1つのポップアップベルトを備え、前記少なくとも1つのポップアップベルトは、前記モータと駆動手段とを備える前記コンベヤローラから間隔をあけて平行に配置されており、(3)前記第1の上流コンベヤから前記第1の物品グループが、前記ポップアップコンベヤの前記コンベヤローラ上を通過して前記第2の下流コンベヤに搬送される間には、前記少なくとも1つのポップアップベルトは、前記コンベヤローラの下の選択された距離にある非アクティブ位置に停止しており、(4)前記ポップアップコンベヤは、前記少なくとも1つのポップアップベルトをコンベヤローラの上の選択された距離だけ上昇させるためのカム手段を備え、前記第2の物品グループを前記第2の下流コンベヤから搬送し、転向させ、前記第1の物品グループ及び前記第2の物品グループの全長を検出する少なくとも1つの多重光スクリーンセンサを含み、少なくとも1つのフォトセルを含み、前記フォトセルは、送信機受信機とを備え、前記送信機は、第1の上流コンベヤの表面にわたって選択した距離で少なくともシングルビーム投射し、前記受信機は、第1の上流コンベヤの表面に載っている第1の物品グループの、少なくとも1つのポップアップベルトが係合可能な部分と、第1の上流コンベヤの表面に載っている第2の物品グループの、少なくとも1つのポップアップベルトが係合可能な部分とを検出し、前記第1の上流コンベヤの搬送スピードを制御するための可変スピード制御手段を含み、コンピュータ制御手段を含み、前記コンピュータ制御手段は、前記少なくとも1つの多重光スクリーンセンサ及び前記少なくとも1つのフォトセルから送信されたデータに応答して、前記ポップアップコンベヤの前記少なくとも1つのポップアップベルトの作動を制御するために、前記可変スピード制御手段と、ポップアップコンベヤのモータと、少なくとも前記第1の上流コンベヤと電気通信をして、前記第1の物品グループを、前記コンベヤローラを通過させ、前記ポップアップコンベヤを介して前記第2の下流コンベヤへ搬送することを可能にし、前記カム手段を作動し、前記少なくとも1つのポップアップベルトを上昇させて、前記第1の上流コンベヤ及び前記第2の下流コンベヤを停止させることなく、前記第2の物品グループを前記第2の下流コンベヤから離れるように転向させ、前記コンピュータは、少なくとも1つの多重光スクリーンセンサからのインプットを受信し、前記第1の物品グループの全長及び前記第1の上流コンベヤの前記表面に載っている前記第2の物品グループの前記部分に基づいて、前記第1の上流コンベヤの最適スピードを制御し、前記第1の上流コンベヤを減速させ、前記ポップアップコンベヤを作動させ、前記ポップアップコンベヤの前記少なくとも1つのベルトを上昇させて、前記第1の物品グループから転向すべき前記第2の物品グループのうち前記選択された物品の前記部分に係合させ、前記コンピュータは、転向すべき前記物品の前記全長に基づいて、前記少なくとも1つのベルトが作動状態を維持する期間を制御し、前記コンピュータは、前記第1の上流コンベヤのスピードを制御し、前記第2の物品グループが前記ポップアップコンベヤに係合する前に、前記第1の上流コンベヤの前記スピードを、前記物品の長さ又は前記選択された物品の第1の部分の長さの関数として減少させ、前記ポップアップコンベヤが係合し、横方向の力を与えて前記第2の物品グループのうちの前記物品を転向するように、前記物品の長さ又は前記選択された物品の第1の部分の長さが搬送面に十分に近接の範囲内にある、請求項9に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項12

少なくとも1つのカメラ、少なくとも1つのビデオカメラ、少なくとも1つのピクセル検出デバイス、少なくとも1つのデジタル画像化デバイス、及びこれらの組み合わせは、受け取りコンベヤ、コレクタコンベヤ、シンギュレータコンベヤ、仕分けコンベヤ、及びこれらの組み合わせと視覚的に伝達しており、前記少なくとも1つのカメラ、少なくとも1つのビデオカメラ、少なくとも1つのピクセル検出デバイス、少なくとも1つのデジタル画像化デバイス、及びこれらの組み合わせからの前記データは、選択されたコンベヤにおける物品の所望の占有状態(容積、面積、又は密度)を維持するために、前記コンピュータと通信されている、請求項11に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項13

コンベヤのスピード又は速度は、前記スライドソータ、前記コレクタコンベヤ、前記シンギュレータコンベヤ、前記受け取りコンベヤの直前の選択されたコンベヤにおける占有状態(容積、面積、又は密度)の関数として制御され、制御アルゴリズムにより、ベルトの利用率とスループットとの両方の観点から、流入するフローの占有状態(容積、面積、密度)を認識して、前記物品の投入フローを制御する、請求項11に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項14

前記少なくとも1つのカメラ、少なくとも1つのビデオカメラ、少なくとも1つのピクセル検出デバイス、少なくとも1つのデジタル画像化デバイス、及びこれらの組み合わせは、前記受け取りコンベヤ、前記コレクタコンベヤ、前記シンギュレータコンベヤ、前記仕分けコンベヤ、及びこれらの組み合わせの投入場所に配置されている、請求項11に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項15

ポップアップコンベヤとの協働係合を実現するように、コンベヤ上に載置されている物品の面積を検出するセンサを更に備える、請求項11に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項16

一端において前記スライドソータコンベヤとの間に物品が流れ、前記パススルーコンベヤから離れるように延びっている転向コンベヤを含む、請求項11に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項17

前記転向要素は、ローラコンベヤを含む、請求項16に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項18

前記スライドソータの反対側に配置された傾斜した受け取りコンベヤを更に含む、請求項11に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項19

前記ポップアップコンベヤの一部の上方で延在する取り出しローラと、転向された物品を受け取るための傾斜した受け取りコンベヤとを含む、請求項18に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項20

転向された物品を受け取るための前記傾斜した受け取りコンベヤは、前記取り出しローラの上面の下に配置されたスクリューオフセットローラコンベヤ表面によって、前記取り出しローラに隣接する縁部を有するように配置され、前記取り出しローラから物品を受け取るために、前記傾斜した受け取りコンベヤは、前記供給コンベヤに対して1−35°の選択した角度で上向き且つ外向きに傾斜し、前記スクリューオフセットローラの前方方向及び横方向の力により、前記傾斜した受け取りコンベヤの幅にわたる前記物品の横方向の移動が制限され、前記物品は、前記傾斜した受け取りコンベヤの中央領域に引っ張られる、請求項9に記載の分類及び荷降ろし仕分けシステム。

請求項21

視覚管理システム及びポップアップスライドソータを使用して、バルクパッケージコンベヤフローからの物品を分類及び仕分けをする方法であって、スライドソータポップアップコンベヤを使用して、荷降ろし供給コンベヤからの選択されたパッケージを識別及び仕分けをするステップであって、選択されたサイズ、形状、不規則な底面、IDマーキング、又はその他の特性の選択された物品グループを、第1の上流の荷降ろし供給コンベヤの長手軸に沿って搬送するステップと、少なくとも1つのフォトアイデバイス及び/又は少なくとも1つの多重光スクリーンセンサデバイスにより、通過させて下流コンベヤに搬送すべき物品、又は前記下流コンベヤから転向すべき物品を識別及び仕分けをするステップと、を含む、前記スライドソータポップアップコンベヤを使用して、荷降ろし供給コンベヤからの選択されたパッケージを識別及び仕分けをするステップと、選択された物品を複数のローラを通過させ、ポップアップコンベヤを介して第2の下流コンベヤへ搬送するために、ポップアップ又はスライドソータコンベヤを第1の上流コンベヤの間に、且つ前記第1の上流コンベヤとの間に物品が流れるように配置するステップと、搬送される物品の表面に接触するためにローラの表面の上に持ち上げられたポップアップコンベヤの複数の従動ベルトにより、前記選択された物品を、ポップアップコンベヤによって、前記第2の下流コンベヤから離れる方向に転向させるステップと、それぞれが独立した駆動手段を有する供給コンベヤと受け取りコンベヤとの間で移行ゾーンを選択するステップと、前記選択された移行ゾーンのカメラ視野を選択するステップと、式V2=V1×2×(DO%)/(RCO%+FCO%)(ここで、Vは速度(コンベヤスピード)、DOは所望の占有、RCOは受取コンベヤの占有、FCOは供給コンベヤの占有、占有は、コンベヤの面積、コンベヤの容積、又はコンベヤの密度)に従って、前記供給コンベヤ、前記受け取りコンベヤ、又は前記供給コンベヤと前記受け取りコンベヤとの両方のスピード又は動きを設定して、下流の受け取りコンベヤにおいて所望のコンベヤ面積利用を達成するステップと、前記供給コンベヤの占有画定ゾーンの割合を決定するステップと、前記受け取りコンベヤの占有画定ゾーンの割合を決定するステップと、前記パッケージが前記供給コンベヤから前記受け取りコンベヤへ合流した後の前記受け取りコンベヤの所望の占有率を選択するステップと、選択した位置に所望の占有ゾーンを含むコンベヤエリアを選択するステップと、前記供給コンベヤから前記受け入れコンベヤの占有画定ゾーンに、前記パッケージを選択したスピードで供給するステップと、選択した位置で、前記パッケージを前記コンベヤエリアの前記所望の占有ゾーンに向かって搬送するステップと、前記供給コンベヤと前記受け取りコンベヤとの間で、前記移行セクションの前記コンベヤエリアにある前記パッケージを合流させるステップと、を含む、バルクパッケージコンベヤフローからの物品を分類及び仕分けをする方法。

請求項22

分類及び物品の仕分けシステムであって、物品が積み込まれた輸送機との間に物品が流れ、独立した駆動モータを有する荷降ろしコレクタ供給コンベヤと、前記荷降ろしコレクタ供給コンベヤ上の選択された移行ゾーンと、前記移行ゾーンの視野を有する少なくとも1つのカメラと、式V2=V1×2×(DO%)/(RCO%+FCO%)(ここで、V2は流入物質の速度、V1は流出物質の速度、DOは所望の占有、RCOは受取コンベヤの占有、FCOは供給コンベヤの占有)に従って、荷降ろしコレクタ供給コンベヤのスピードを維持して、下流の受け取りコンベヤにおいて所望のコンベヤ面積利用を達成する制御手段と、コンベヤスピード制御システムと、を備え、前記コンベヤスピード制御システムは、前記コンベヤの長手軸の方向において物品を搬送するように配置された第1のコンベヤと、前記第1のコンベヤの前記長手軸を横切って配置された第2のコンベヤであって、前記第2のコンベヤをホーム位置と転向位置との間で移動させるように動作する手段を含み、前記ホーム位置において、パススルー要素が、前記第2のコンベヤから物品を受け取り、それらを前記長手軸の方向に沿って移送し、前記転向位置において、前記第2のコンベヤが、前記第1のコンベヤから前記物品を受け取り、前記物品を前記長手軸の方向から離れるように移送する、前記第2のコンベヤと、前記物品の全長を検出する多重光スクリーンと、前記第2のコンベヤと係合することができる前記物品の部分を検出するための第1のコンベヤ表面の上のフォトセルと、前記多重光スクリーン及び前記フォトセルから送信したデータに応答して、前記第2のコンベヤの作動を制御するためのコンピュータ制御手段と、を含み、前記物品を前記第2のコンベヤにより転向される前に、前記第1のコンベヤのスピードを減少させ、前記第2のコンベヤが作動するとともに物品は前方方向に搬送され、前記物品を前記第2のコンベヤに移送する前に、前記第1のコンベヤのスピードは、前記物品の長さ又は前記物品の第1の部分の長さの関数として減少され、前記第2のコンベヤが係合し、横方向の力を与えて前記物品を排出することができるように、前記物品の長さ又は前記物品の第1の部分の長さが搬送面に十分に近接の範囲内にある、分類及び物品仕分けシステム

請求項23

少なくとも1つのカメラ、少なくとも1つのビデオカメラ、少なくとも1つのピクセル検出デバイス、少なくとも1つのデジタル画像化デバイス、及びこれらの組み合わせは、受け取りコンベヤ、コレクタコンベヤ、シンギュレータコンベヤ、仕分けコンベヤ、及びこれらの組み合わせと視覚的に伝達しており、前記少なくとも1つのカメラ、少なくとも1つのビデオカメラ、少なくとも1つのピクセル検出デバイス、少なくとも1つのデジタル画像化デバイス、及びこれらの組み合わせからの前記データは、選択されたコンベヤにおける物品の所望の占有状態(容積、面積、又は密度)を維持するために、前記コンピュータと通信されている、請求項22に記載の分類及び物品仕分けシステム。

請求項24

コンベヤのスピード又は速度は、前記スライドソータ、前記コレクタコンベヤ、前記シンギュレータコンベヤ、前記受け取りコンベヤの直前の選択されたコンベヤにおける占有状態(容積、面積、又は密度)の関数として制御され、制御アルゴリズムにより、ベルトの利用率とスループットとの両方の観点から、流入するフローの占有状態(容積、面積、密度)を認識して、前記物品の投入フローを制御する、請求項22に記載の分類及び物品仕分けシステム。

請求項25

少なくとも1つのカメラ、少なくとも1つのビデオカメラ、少なくとも1つのピクセル検出デバイス、少なくとも1つのデジタル画像化デバイス、及びこれらの組み合わせは、前記受け取りコンベヤ、前記コレクタコンベヤ、前記シンギュレータコンベヤ、前記仕分けコンベヤ、及びこれらの組み合わせの投入場所に配置されている、請求項22に記載の分類及び物品仕分けシステム。

請求項26

ポップアップコンベヤとの協働係合を実現するように、コンベヤ上に載置されている物品の面積を検出するセンサを更に備える、請求項22に記載の分類及び物品仕分けシステム。

請求項27

一端において前記スライドソータコンベヤとの間に物品が流れ、前記パススルーコンベヤから離れるように延びっている転向コンベヤを含む、請求項22に記載の分類及び物品仕分けシステム。

請求項28

前記転向要素は、ローラコンベヤを含む、請求項27に記載の分類及び物品仕分けシステム。

請求項29

前記スライドソータの反対側に配置された傾斜した受け取りコンベヤを更に含む、請求項22に記載の分類及び物品仕分けシステム。

請求項30

前記ポップアップコンベヤの一部の上方で延在する取り出しローラと、転向された物品を受け取るための傾斜した受け取りコンベヤとを含む、請求項22に記載の分類及び物品仕分けシステム。

請求項31

転向された物品を受け取るための前記傾斜した受け取りコンベヤは、前記取り出しローラの上面の下に配置されたスクリューオフセットローラコンベヤ表面によって、前記取り出しローラに隣接する縁部を有するように配置され、前記取り出しローラから物品を受け取るために、前記傾斜した受け取りコンベヤは、前記供給コンベヤに対して1−35°の選択した角度で上向き且つ外向きに傾斜し、前記スクリューオフセットローラの前方方向及び横方向の力により、前記傾斜した受け取りコンベヤの幅にわたる前記物品の横方向の移動が制限され、前記物品は、前記傾斜した受け取りコンベヤの中央領域に引っ張られる、請求項29に記載の分類及び物品仕分けシステム。

技術分野

0001

(関連出願の相互参照
本出願は、2017年5月5日に出願された米国出願第15/588,230号の一部継続出願である。米国出願第15/588,230号は、2016年5月5日に出願された米国仮出願番号第62/391,653号に基づいて優先権を主張して出願したものである。また、本出願は、2017年6月14日に出願された欧州出願第158758224.3−1731号の一部継続出願であって、これに基づいて優先権を主張する。欧州出願第158758224.3−1731号は、2014年12月31日に出願された米国仮出願第62/124,735号に基づいて優先権を主張して2015年12月31日に出願された国際出願PCT/US15/000481に基づいて優先権を主張している。これらの全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

0002

本発明は、材料の取扱いに関し、特に、パッケージを搬送するための方法及び装置、並びに鉄道車両航空機、又はトラックなどによる輸送中の荷物の場所及び物理的特性を検知して、当該物品を適切な仕分けシステム転送し、当該物品の転送スピードを制御する機構に関する。

背景技術

0003

パーセル配達会社及び空港において、自動転送システムを利用して、搬入されるパッケージを当該パッケージの目的地に向かう適切な搬出に合わせる。例えば、宅配便業界において、荷送人は、封筒、パーセル、パッケージ、バッグを含む混合した荷物、又はサイズ、重量、及び高さ、幅、長さ、不規則な寸法などを含む物理的特性が異なる個々の物品をトラックトレーラに積み込む。アイテムは、「小」、「通常」、及び「不規則/不適合グループ分類されていない。自動荷降ろし装置の従来の方法は、自動化の限られた成功を達成している。ロボットの「グリッパー」技術は高価である。仕分け装置は、非常に高速である必要があるとともに、様々な寸法、形状、及びサイズのパッケージを優しく正確に処理する必要がある。異なるタイプのアイテムを処理するには、異なる仕分けサブシステムを利用する必要がある。特殊な形状のパッケージの仕分けには、依然として手作業が利用される。

0004

輸送コンテナからアイテムを分離する、すなわち、パーセルのタイプによって運搬するために、信頼できる需要が未だ存在している。この目標を達成することは、大きい又は重い不規則な形状のパッケージの場合には特に困難である。ベルト及びローラコンベヤシステムは、荷物を入庫ドック(docks)から出庫輸送へ移送するためのパッケージ仕分けシステムにおいてよく利用されている。コンベヤに沿って移動するパッケージの最初の仕分けは、目的地に基づいて、又はサイズ、重量、又はその他の特性に基づいて、コンベヤからパッケージを転向させることによって達成することができる。

0005

いくつかのコンベヤシステムは、通常のコンベヤ表面の下のホイールの間に取り付けられたベルト、又は複数の動力ローラ又はホイールを備えたメインコンベヤを含む。米国特許第3,926,298号は、一次経路に沿って移動する物品のスピード中断することなくベルトコンベヤ上にパーセルを投下するために、駆動ローラセクション下げることができるコンベヤアセンブリを開示している。しかしながら、ベルトコンベヤは一方向にのみ方向転換できる。

0006

米国特許第5,547,084号は、バッグが複数のコンベヤを含む移動キャリッジ(carriage)に供給される荷物仕分けシステムを開示している。積載の後、キャリッジは、出力コンベヤ整列するまでトラックに沿って移動する。次に、キャリッジコンベヤがバッグを当該キャリッジから適切な出力コンベヤに移動させる。バッグは、キャリッジに載って横方向に運ばれ、仕分け後に再び加速する必要があるため、当該システムは高速な仕分けシステムではない。

0007

米国特許第5,699,161号は、三角距計レーザ(triangulation range finder laser)を利用してパッケージの寸法を測定する方法及び装置を開示している。

0008

米国特許第6,690,995号及び第6,952,626号は、重心及び寸法測定デバイス及び装置を開示している。

0009

従来のポップアップ搬送コンベヤは、コンベヤのポップのベルトを上昇させて起動し、
物品が受け取りコンベヤで搬送するための適切な向きに維持した状態で、当該物品を受け取り又は分岐コンベヤに移送するために、物品がポップアップ移送コンベヤを通過する際に、流入するコンベヤベルトを停止させる必要がある。このとき、1つの問題が生じる。すなわち、物品がポップアップコンベヤを通過するときに、流入するコンベヤが止まらない場合に、長手軸の方向の物品は、移送過程で横方向に回転し、これにより、受け取りコンベヤの下流配向の問題が発生する。

0010

輸送又はコンテナの荷降ろしをするための手動シナリオと自動シナリオとの両方において、単一の拡張可能なベルトコンベヤを利用して、トレーラ又は保管施設内からアイテムを移送すると便利である。異なる仕分けサブシステムは、異なるタイプのアイテムを処理する。異なるパーセルタイプがトレーラ又は輸送物から荷降ろしされたときに、それらを自動的に分離する処理が必要である。また、モジュール式修理が容易なスライドソータメカニズム(slide sorter mechanism)を利用して、不規則な形状のパッケージをメインコンベヤパスから確実に転向できるダイバータが必要である。なお、これらの全ての処理は、メインパスに沿って高速なスループットを有しながら行われる。

発明が解決しようとする課題

0011

スライドソータモジュールは、分類トンネル(typingtunnel)荷降ろしコレクションコンベヤに続いて配置される。スライドソータモジュールは、小さなアイテムを第1のサイドコンベヤに転向させるように配置されたスライドソータ中央コンベヤを有する。第1のサイドコンベヤは、中央コンベヤに対して選択した角度で配置され、中央コンベヤとの間で物品が流れ、受け取りコンベヤに向けて物品を搬送する。また、第1のサイドコンベヤは、必要に応じて、異なるサイズ又は異なる形状のアイテムを第2のサイドコンベヤに転送する。第2のサイドコンベヤは、中央コンベヤに対して選択した角度で配置され、中央コンベヤとの間で物品が流れ、スライドソータモジュールの第2の側における対向の受け取りコンベヤに物品を搬送する。不規則なものは、物品が流れるように配置された下流の受け取りコンベヤへストレートに搬送される。

0012

視覚ベースの制御システムとスライドソータコンベヤシステムについて、2015年12月31日に出願された、「視覚ベースのコンベヤパッケージ管理システム」を題とした米国出願第14/998,405号(米国公開第2016/0221762号)、及び2015年12月31日に出願された、「物品の特性に基づいた移送速度を有するスライドソータポップアップ転向コンベヤ」を題とした米国出願第14/998,406号(米国公開第2016/0221766号)に記載されている。両出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

0013

視覚ベースのアイテム分類及び分離システムは、分類トンネルを含む視覚ベースのシステムを採用し、分類トンネルは、荷降ろしコンベヤと、少なくとも1つ、好ましくは2つ以上のオーバーヘッドカメラ、及び低い位置のシングルビーム光電アイとを含む。カメラは、コンベヤの各側の上方に配置され、低い位置のシングルビーム光電アイ(PE)は、流れの方向においてカメラの設置位置の付近に配置される。オーバーヘッドカメラは、アイテムのサイズと、それが本質的に立方体であるか否かと、平坦な底面又は不規則な底面を含む接地面を有するか否かと、を検出する。必要に応じて、カメラ及びPEと組み合わせてスケールを使用することによって、重量によって物品の行き先を決定することができる。

0014

スライドソータモジュールは、分類トンネル(typingtunnel)荷降ろしコレクションコンベヤに続いて配置される。スライドソータモジュールは、小さなアイテムを第1のサイドコンベヤに転向させるように配置されたスライドソータ中央コンベヤを有する。第1のサイドコンベヤは、中央コンベヤに対して選択した角度で配置され、中央コンベヤとの間で物品が流れ、受け取りコンベヤに向けて物品を搬送する。また、第1のサイドコンベヤは、必要に応じて、異なるサイズ又は異なる形状のアイテムを第2のサイドコンベヤに転送する。第2のサイドコンベヤは、中央コンベヤに対して選択した角度で配置され、中央コンベヤとの間で物品が流れ、スライドソータモジュールの第2の側における対向の受け取りコンベヤに物品を搬送する。不規則なものは、物品が流れるように配置された下流の受け取りコンベヤへストレートに搬送される。

0015

ラインスキャンカメラは、従来、ピクセルセンサマトリックスではなく、ピクセルセンサの単一列を有すると考えられている。ラインが、プログラマブル制御装置又はコンピュータに連続的に供給され、コンピュータはそれらを相互に結合し、例えば、カメラの出力を産業用コンピュータのフレームグラバースロットに接続することによって画像を作成する。フレームグラバーは、画像をバッファリングし、処理のためにコンピュータソフトウェアに送信する前に処理を行うことがある。複数列センサを使用して、カラー画像を作成したり、TDI(時間遅延と積分)によって感度を高めたりすることができる。従来、広い2D領域で均一な光を維持することは非常に困難であるが、産業上応用においては広い視野を求めることが多い。ラインスキャンカメラを使用すれば、カメラによって現在監視されている「ライン」を横断して均一なイルミネーションが提供される。これにより、カメラを高速で通過させ、対象物の鮮明な写真を得ることができ、高速プロセス分析するための産業機器として使用することができる。1つ以上のカメラ、又は他のピクセル検出及び/又はデジタル画像化デバイスを利用する3Dカメラシステムを使用することによって、パッケージの高さを検出し、ボリューム密度を決定することも考えられる。

課題を解決するための手段

0016

カメラベース視覚システムは、荷降ろしコンベヤベルトの面積利用を認識して最大化しにする。複数のカメラが、荷降ろし供給コンベヤ及び受け取りコンベヤの流れの入口に配置される。制御アルゴリズムを有するコンピュータは、個々のアイテムの面積、アイテムの接地面、個々の対象物が通過する速度、及び荷降ろしベルトの面積利用を認識する。ビデオカメラ及びコンピュータベースのコンベヤパッケージ管理システムは、荷降ろしコンベヤ及びスライドソータ上に存在するパッケージの数及びサイズに基づいて、荷降ろしコンベヤのスピードを監視し、制御する。パッケージ処理システムにおける受け取りコンベヤ、コレクタコンベヤ、シンギュレータコンベヤ、及び/又は仕分けコンベヤからの情報も利用できる。カメラデータを利用して、コンベヤ上の利用可能な面積、又はスペース、又は容積を測定し、選択されたコンベヤにおける所望のパッケージの密度を維持する。コンベヤのスピードは、コレクタにおける占有、又はスライドソータコンベヤ、シンギュレータコンベヤ、又は受け取りコンベヤの直前の占有の関数として制御される。

0017

少なくとも1台のカメラ、ビデオカメラ、又はその他のピクセル検出、及び/又はデジタル画像化デバイスが、ベルト利用率とスループットとの両方の観点から、流入するフロー密度を認識する制御アルゴリズムを備え、各々の投入場所に配置される。これらの手段を使用して、パーセルの投入流量を減少させるように変更を行うことができる。フローが密集している場合には、供給ラインの停止を求めることができる。同様に、流量不足が認識された場合、投入コンベヤのスピードの増加を促すことができる。

0018

シンギュレータの表面を見るために配置されたカメラは、同様に、主に面積カバレッジの認識に基づいて、バッファ容量の利用率を算定するために利用される。このフィードバックは、供給ラインの動作を動的に調整するために使用される。webカム(web cams)を使用すると、システム制御室の可視性の面で更なる利点が得られる。システムの調整に使用されるパラメータの変動は、より効率的な方法で判断することができる。物詰まりやその他のシステムの問題がよりよく認識される。

0019

ビデオカメラ及びコンピュータベースのコンベヤパッケージ管理システムは、供給コンベヤ、コレクタコンベヤ、シンギュレータコンベヤ、及び/又はパッケージ処理システムの仕分けコンベヤに存在するパッケージの数及びサイズを監視するビデオカメラを含み、カメラのデータを使用して、コンベヤにおける利用可能な面積、又はスペース、又は容積を測定し、選択されたコンベヤにおけるパッケージの所望の密度を維持する。コンベヤのスピードは、コレクタの占有の関数、又はシンギュレータの直前の占有の関数として制御される。コンピュータは、情報をコンベヤスピード制御装置に送信し、1つ以上の供給コンベヤからコレクタコンベヤにパッケージを投入させる。パッケージは、1つ以上のカメラによって検出され、選択されたコンベヤのスピード、及び/又はパッケージ又は物品のスピードは、パッケージを配置するために制御される。パッケージが最適な間隔で配置されることによって、所定のコンベヤエリアにおけるパッケージの密度又はボリューム、及びシステムのスループットを最大化し、そしてシステムに必要なコンベヤの数を最小化する。コンベヤベルトの1つ、例えば、コレクタベルトに十分なスペースがあることがコンピュータに判断されると、コンピュータは、1つ又は複数のパッケージを追加するように制御装置に指令し、そして、供給ベルトは、コレクタベルトにおける当該スペース又は空いているエリアに1つ又は複数のパッケージを追加する。

0020

本発明によれば、ビデオ/カメラベースのコンベヤパッケージ管理システムが提供される。当該ビデオ/カメラベースのコンベヤパッケージ管理システムは、プログラマブルロジック制御装置又はコンピュータ、及びカメラ、ビデオカメラ、又は他のピクセル検出及び/又はデジタル画像化デバイス(ビデオカメラと総称される)と、コレクタコンベヤと、複数の供給コンベヤとを備える。コレクタコンベヤは、個別のスピード制御装置を有する個別のモータによって独立に駆動される独立したコンベヤセクションを含み、コレクタコンベヤのセクションのうち、選択されたセクションは、スキューローラなどの低摩擦搬送面、又はコレクタコンベヤの選択した側部にパッケージを押し付けることができる高摩擦搬送面などの手段を備える。複数の供給コンベヤは、独立したコンベヤセクションを含み、独立したコンベヤセクションは、個別のスピード制御装置を有する個別のモータによって独立に駆動される。第1のビデオカメラを含み、第1のビデオカメラは、各供給コンベヤとコレクタコンベヤとの合流面積まで導くコレクタコンベヤの面積を監視する。第2のビデオカメラを含み、第2のビデオカメラは、各供給コンベヤとコレクタコンベヤとの合流面積まで導く供給コンベヤの面積を監視する。ビデオコンピュータ内の制御プログラムを含み、ビデオコンピュータ内の制御プログラムは、ピクセルごとのデジタル情報により計算された流入する供給コンベヤ上のパッケージの接地面と比較して、所定のコレクタのセクションにおける空きスペースの算出量に基づいて、コレクタコンベヤのセクションのスピード、及び供給コンベヤのセクションのスピードを制御することができる。シンギュレータコンベヤは、コンベヤシステム内に組み込まれてもよく、コレクタコンベヤによって供給される。

0021

本発明はまた、ポップアップコンベヤ又は移送機構を利用するスライドソータを用いて、選択された物品、パーセル、パッケージ、バッグを上昇させ、異なる方向に配向された別のコンベヤに搬送し、パレット操作、郵便受けの取り扱い、又はトレーラの通常の荷降ろし速度よりも大きい速度、例えば、1時間1500アイテムの速度での作業にも利用される。ポップアップコンベヤの制御システムは、デジタルカメラのピクセル、フォトセル赤外、レーザ、又は他の電子又は放射線検出装置が重量、接地面、接地面の底面平坦度、接地面又は選択された場所の表面積を検出することにより、長さ、幅、又は高さを判定する。供給コンベヤから物品が近づくように移動していることが検知されたときのみ、ポップアップコンベヤは作動する。そして、ポップアップコンベヤは、物品が通過する際に、流入するコンベヤの表面レベルよりも上方に上昇して、物品又はその一部を持ち上げ、コンベヤ手段で支持して、異なるコンベヤ又は他の物品撤去装置に移送する。通常、ポップアップコンベヤは非作動状態を維持し、センサがポップアップコンベヤ上の物品が接近している又はポップアップコンベヤの付近にあることを感知すると、ポップアップコンベヤは、作動して上昇し、ベルト、ローラチェーンドライブ、又はこれらの組み合わせに係合して、物品の底面を接触し、選択した角度及び選択した方向、通常は流入する供給コンベヤから90度の方向に、当該物品を押し進める。

0022

本発明は、複数のセンサを含み、これらのセンサは、選択したサイズ、重量、密度、又は他の物理的特性の物品を検出してポップアップコンベヤを作動し、更なる分離のためにそれらの物品を分離して配向するように設置される。また、これらのセンサは、選択した特性を有する物品、例えば、封筒、四角の箱、又はパッケージが、ポップアップコンベヤを通り抜けて、流出するコンベヤに進むことを可能にするように設置することができる。

0023

スライドソータコンベヤスピード制御システムは、コンベヤの長手軸の方向において物品を搬送するように配置された第1の流入するフロースルーコンベヤ(flow through conveyor)を含む。スライドソータポップアップコンベヤは、長手軸に垂直に、又は長手軸を横切るように配置され、コンベヤの表面を横切って、且つコンベヤの表面と同等のレベルに、又はコンベヤの表面より僅かに低く配置される。当該スライドソータポップアップコンベヤは、ポップアップコンベヤをホームポジション間で移動するように動作する移送機構を含む。ホームポジションにおいて、流出するフロースルーコンベヤは、流入するフロースルーコンベヤから物品を受け取り、それらを長手軸の方向に沿って移送する。転向コンベヤ又は受け取りコンベヤは、フロースルーコンベヤのいずれかの側又は両側に配置され、ポップアップコンベヤによって移送されたアイテムを受け取り、それらを長手軸の方向から離れるように移動させる。1つ以上のセンサ、例えば、多重光スクリーンは、アイテムの全長を検出するために使用される。流入するコンベヤの表面の上に設けられたフォトセル、又はフォトアイ、又はレーザなどのセンサは、ポップアップコンベヤと係合することができる不規則なアイテムの部分を検出する。コンピュータ制御手段又はPLCは、多重光スクリーン及びフォトセルから送信されたデータに応じて、前記ポップアップコンベヤの作動を制御するために設けられる。更に、高さセンサアレイを使用して、物品の高さを検出し、高い物品がポップアップコンベヤに接触する直前に、流入するコンベヤを減速して、重い上部を有する物品の転倒を防止する。

0024

視覚ベースのアイテム分類及び分離システムは、仕分けシステムと組み合わせた視覚ベースのシステムを採用してもよい。

0025

視覚ベースのバルクパッケージコンベヤフロー管理システムは、以下の要素を備えるか、又は以下のように構成される。すなわち、それぞれ独立した駆動手段を有する供給コンベヤ及び受け取りコンベヤを備える。移行ゾーンは、供給コンベヤと受け取りコンベヤとの間で選択される。少なくとも1つのカメラは、選択された移行ゾーン、選択された占有ゾーン、又は選択された移行ゾーン及び選択された占有ゾーンの選択された視野を提供する。荷降ろし又は供給コンベヤ、受け取りコンベヤ、又はその両方が、式V2=V1×2×(DO%)/(RCO%+FCO%)(ここで、Vは速度(コンベヤスピード)、DOは所望の占有、RCOは受け取りコンベヤの占有、FCOは供給コンベヤの占有)に従って、選択された速度又は時間で搬送し、下流の受け取りコンベヤにおいて所望のコンベヤ面積利用を達成する。供給コンベヤは、選択された占有画定ゾーンを有する。受け取りコンベヤは、選択された占有画定ゾーンを有する。供給コンベヤと受け入れコンベヤとの間の移行セクションは、複数のパッケージを一方から他方に合流させるように適合されている。選択された移行セクションは、パッケージが前供給コンベヤから受け取りコンベヤへ合流した後の受け取りコンベヤの所望の占有率を有する。センサは、プログラマブルロジック制御デバイスへのインプットを提供する。「PLC」は、産業用電気機械プロセスの自動化に使用されるデジタルコンピュータである。アウトプット結果は、限られた時間内にインプット条件に応じて生成する必要があるため、PLCは、「ハード」型リアルタイムシステムを提供する。そうしなければ、意図しない動作が発生する。コンピュータは、供給コンベヤから追加のパッケージを挿入するのに十分なスペースを有する受け取りコンベヤにおけるパッケージ間ギャップ識別するカメラから受信した信号に基づいて、選択した位置に所望の占有ゾーン、コンベヤのスピード及び動きを計算する。

0026

スライドソータコンベヤスピード制御システムは、第1の上流コンベヤを備え、当該第1の上流コンベヤは、選択したサイズ、形状、不規則なベース、マーキング、又は他の特性を有する第1の物品グループと、選択した異なるサイズ、形状の特性を有する第2の物品グループとを、当該第1の上流コンベヤの長手軸に沿って搬送する。また、第2の下流コンベヤを備え、当該第2の下流コンベヤは、第1の物品グループを第2の下流コンベヤの長手軸に沿って搬送する。また、ポップアップ又はスライドソータコンベヤを備え、ポップアップ又はスライドソータコンベヤは、第1の物品グループを通過させる第1の上流コンベヤの間に、第1の上流コンベヤとの間で物品が流れるように配置される。ポップアップコンベヤは、第2の物品グループを第2の下流コンベヤから離れる方向に転向させて搬送する。ポップアップコンベヤは、フレームを有し、当該フレームは、離間して配置された複数の平行のコンベヤローラを含み、平行のコンベヤローラは、第1の上流コンベヤから、第1の物品グループを受け取り、搬送し、第2の下流コンベヤに渡すために、第1の上流コンベヤ及び第2の下流コンベヤに垂直して、概ね同一の高さで設置される。また、コンベヤローラを回転させるモータ及び駆動手段が備えられている。間隔を空けて配置されたコンベヤローラの間に少なくとも1つのポップアップベルトが配置される。当該ポップアップベルトは、コンベヤローラから間隔をあけて且つコンベヤローラと平行に配置されており、コンベヤローラは、ポップアップベルトを回転させるモータ及び駆動手段を備えている。ポップアップベルトは、第1の物品グループが、第1の上流コンベヤから、ポップアップコンベヤを通過して、第2の下流コンベヤへ搬送される間には、コンベヤローラの下の選択された距離にある非アクティブ位置に停止している。ポップアップコンベヤは、カム手段を有し、当該カム手段は、ポップアップベルトをコンベヤローラの上の選択した距離に上昇させて、第2の物品グループを第2の下流コンベヤから搬送し、転向させる。また、第1の物品グループ及び第2の物品グループの全長を検出する少なくとも1つの多重光スクリーンセンサを備える。少なくとも1つのフォトセルは、第1の上流コンベヤの表面にわたって選択した距離で少なくともシングルビームを投射する送信機を含む。少なくともシングルビームを受信する受信機は、第1の上流コンベヤの表面に載っている第1の物品グループの、少なくとも1つのポップアップベルトが係合可能な部分と、第1の上流コンベヤの表面に載っている第2の物品グループの、少なくとも1つのポップアップベルトが係合可能な部分とを検出する。第1の上流コンベヤの搬送スピードを制御するための可変スピード制御手段を有する。コンピュータ制御手段を有し、当該コンピュータ制御手段は、少なくとも1つの多重光スクリーンセンサ及び前記少なくとも1つのフォトセルから送信されたデータに応答して、前記ポップアップコンベヤの前記少なくとも1つのポップアップベルトの作動を制御するために、可変スピード制御手段と、ポップアップコンベヤのモータと、第1の上流コンベヤと電気通信をして、第1の物品グループを、コンベヤローラを通過させ、ポップアップコンベヤを介して第2の下流コンベヤへ進ませる。コンピュータは、カム手段を作動し、少なくとも1つのポップアップベルトを上昇させて、第1の上流コンベヤ及び第2の下流コンベヤを停止させることなく、第2の物品グループを、第2の下流コンベヤから離れるように転向させる。コンピュータは、多重光スクリーンセンサからのインプットを受信し、物品の全長及び第1の上流コンベヤの表面に載っている物品の部分に基づいて、第1の上流コンベヤの最適スピードを制御し、第1の上流コンベヤを減速させ、ポップアップコンベヤを作動させ、ベルトを上昇させて転向すべき物品の部分に係合させる。コンピュータは、転向すべき前記物品の全長に基づいて、少なくとも1つのベルトが作動状態を維持する期間を制御する。コンピュータは、第1の上流コンベヤのスピードを制御し、物品がポップアップコンベヤに係合する前に、第1の上流コンベヤをアイテムの長さ又は物品の第1部分の長さの関数として減速させ、アイテムの長さ又は物品の第1部分の長さが、ポップアップコンベヤの選択した近接の範囲内にあるように、第1の上流コンベヤのスピードが決められる。

0027

視覚管理システム及びポップアップスライドソータを使用して、バルクパッケージコンベヤフローから物品を荷降ろし、分類、仕分けをする1つの方法は、スライドソータポップアップコンベヤを使用して、荷降ろし供給コンベヤから選択されたパッケージを識別し、仕分けするステップを有する。当該ステップは、選択されたサイズ、形状、不規則な底面、IDマーキング、又はその他の特性の物品の選択された物品グループを、第1の上流荷降ろし供給コンベヤの長手軸に沿って搬送するステップを含み、少なくとも1つのフォトアイデバイス及び/又は少なくとも1つの多重光スクリーンセンサデバイスにより、下流コンベヤに移送される物品、又は下流コンベヤから転向される物品を識別及び分類をする。また、選択された物品を複数のローラを通して、ポップアップコンベヤを介して第2の下流コンベヤに移送するために、第1の上流コンベヤの間に、第1の上流コンベヤとの間に物品が流れるように、ポップアップ又はスライドソータコンベヤが配置される。複数のインラインローラ及び駆動ベルトを有するポップアップコンベヤを使用して、選択された物品を通過させるか、又は転向させる。駆動ベルトは、ローラの表面の上に上昇し、表面に接触して選択された物品を転向させる。移行ゾーンは、それぞれが独立した駆動手段を有する供給コンベヤと受け取りコンベヤとの間で選択することができる。選択された移行ゾーンのカメラ視野は、下流のコンベヤにおいて所望のコンベヤ面積利用を達成するように、供給コンベヤ、受け取りコンベヤ、又は供給コンベヤと受け取りコンベヤとの両方の速度又は動きを設定するために決められる。下流のコンベヤの所望のコンベヤ面積利用は、式V2=V1×2×(DO%)/(RCO%+FCO%)(ここで、Vは速度(コンベヤスピード)、DOは所望の占有、RCOは受け取りコンベヤの占有、FCOは供給コンベヤの占有)に満たす。供給コンベヤの占有画定ゾーンの割合が決定され、受け取りコンベヤの占有画定ゾーンの割合が決定され、パッケージが供給コンベヤから受け取りコンベヤへ合流した後の受け取りコンベヤの所望の占有率が選択される。選択した位置に所望の占有ゾーンを含むコンベヤエリアが選択される。パッケージは、供給コンベヤから選択したスピードで受け取りコンベヤの占有画定ゾーンに供給される。パッケージは、選択した位置で、コンベヤエリアの所望の占有ゾーンに向かって搬送される。移行セクションのコンベヤエリアにあるパッケージは、供給コンベヤと受け取りコンベヤとの間で合流される。

0028

本発明の目的は、コンベヤのポップアップスライドソータ機構及びスピード検知制御システムを提供することであって、ポップアップスライドソータでアイテムを転向させる前に、コンベヤを停止させること、又はアイテムを静止させることなく、アイテムを転向させることができる。また、ポップアップが上昇する前に、アイテムがポップアップの上に置かれることはない。

0029

本発明の目的は、ポップアップ移送の前に、コンベヤのスピードを、アイテムの長さ又は第1の部分の長さの関数として制御することであって、アイテムの長さ又は第1の部分の長さは、搬送面に十分に近接の範囲内にあり、コンベヤを減速することによって、ポップアップベルトが係合して、横方向の力を与えてアイテムを排出することができる。

0030

本発明の目的は、トレーラなどの輸送機から物品を取り出すための分類及び物品の荷降ろしコレクタコンベヤを提供することであって、カメラ及びコンピュータシステムを利用して処理するために、アイテムのサイズ、タイプ、寸法、及び不規則性を判定して仕分けをする。

0031

本発明の目的は、センサを提供し、コンベヤ上に載っている物品の面積を検出して、ポップアップコンベヤとの協働係合を実現することである。

0032

本発明の目的は、可変の、及び/又は複数のスピード能力を有するスライドソータスピード制御システムを提供することである。

0033

本発明の目的は、スライドソータスピード制御システムを提供することであって、当該スライドソータスピード制御システムは、少なくとも3つのスピードを提供し、転向動作を行う前に、供給ベルトのスピードを毎分300フィートから、毎分100フィート又は200フィートのいずれかに減速させるか、また毎分300フィートを維持することを含む。

0034

本発明の目的は、インダクトアイ(induct eye)により、各スピードに対して異なる上昇ポイントエンコーダパルス」、及びスローダウンポイント「エンコーダパルス」を提供することである。

0035

本発明の目的は、コンピュータ制御システムを組み込むことによって、バンパーチェーンソー、テーブル、タイヤバケット、一定範囲のフラットボトムスピードクライテリア(flat bottom speed criteria)を集めた様々な長さの2×4ボードなどの様々なアイテムを処理できる最速の速度を測定し、適用することである。

0036

本発明の目的は、ベルトの表面のすぐ上のフォトアイを使用して、ベルトの上方約3/8インチ以内にあるものを検出することである。

0037

本発明の目的は、平坦又はフォトアイによって第1の接触「pd」長さが測定された場合、フォトアイで測定されたアイテムの長さにより計算された最大安全スピードを提供することである。

0038

本発明の目的は、フォトアイを利用してスピード長さを測定することである。

0039

本発明の目的は、ルックアップテーブルからヒットポイント、又は上昇、及びスローダウンポイントを決定することである。

0040

本発明の別の目的は、流入するコンベヤ、流出するコンベヤ、ポップアップスライドソータコンベヤ、取り出しロール、及び受け取り又は転向コンベヤが可変スピードを有することである。

0041

本発明の目的は、アイテムの前部が第1のリフトレールを横切るときに上昇するように、タイミングを合わせたポップアップを開発することである。

0042

本発明の別の目的は、少なくとも3つのスピード調整を提供することである。すなわち、毎分300フィートにおいては、ヒットポイントが131であり、スローダウンが120である。毎分200フィートにおいては、ヒットポイントが134であり、スローダウンは125である。毎分100フィートにおいては、ヒットポイントが139であり、スローダウンは126である。

0043

本発明の目的は、上昇時に作動し、少なくとも2メートル/秒(394fpm)のスピードを有するポップアップベルトを提供することである。

0044

本発明の目的は、リフト機構が、第2のフォトアイで測定されたアイテムのリフト長に、フィードベルトエンコーダを使用した長さ加算(長さが約30インチ加算される)を足したリフト長に基づいて上昇し続ける(stay up)ことである。

0045

本発明の目的は、減速には約0.3G´秒のスピードで加速率及び減速率を提供することである。

0046

本発明の目的は、選択された最小ギャップを提供することである。

0047

本発明の目的は、背の高い重い物品を検出する高さセンサアレイを備えることによって、スライドソータの移送中に転倒を防止するための最大安全スピードを得ることである。

0048

視覚ベースの分類及び分離システムは、視覚管理システムでバルクパッケージコンベヤフローを制御する方法を提供する。視覚管理システムでバルクパッケージコンベヤフローを制御する方法は、以下のステップを含むか、又はそれらによって構成される。すなわち、それぞれが独立した駆動手段を有する荷降ろし供給コンベヤと受け取りコンベヤとの間で移行ゾーンを選択するステップと、選択された移行ゾーンのカメラの視野を選択するステップと、式V2=V1×2×(DO%)/(RCO%+FCO%)(ここで、Vは速度(コンベヤスピード)、DOは所望の占有、RCOは受け取りコンベヤの占有、FCOは供給コンベヤの占有)に従って、下流側の受け取りコンベヤにおいて所望のコンベヤ面積利用を達成するように、供給コンベヤ、受け取りコンベヤ、又は供給コンベヤと受け取りコンベヤとの両方のスピード又は動きを設定するステップと、供給コンベヤの占有画定ゾーンの割合を決定するステップと、受け取りコンベヤの占有画定ゾーンの割合を決定するステップと、パッケージが供給コンベヤから受け取りコンベヤへ合流した後の受け取りコンベヤの所望の占有割合を選択するステップと、選択した位置に所望の占有ゾーンを含むコンベヤエリアを選択するステップと、パッケージを供給コンベヤから受け取りコンベヤの占有画定ゾーンに、パッケージを選択したスピードで供給するステップと、選択した位置で、パッケージをコンベヤエリアの所望の占有ゾーンに向かって搬送するステップと、供給コンベヤと受け取りコンベヤとの間で、移行セクションのコンベヤエリアにあるパッケージを合流させるステップとを含む。

0049

スライドソータポップアップコンベヤを使用して、荷降ろし供給コンベヤから選択されたパッケージを転向させる方法は、選択したサイズ、形状、不規則なベース、IDマーキング、又はその他の特性の選択された物品グループを、第1の上流荷降ろし供給コンベヤの長手軸に沿って搬送するステップを含む。ポップアップ又はスライドソータコンベヤは、第1の上流コンベヤの間に、第1の上流コンベヤとの間に物品が流れるように配置され、選択された物品を複数のローラを通過させ、ポップアップコンベヤを介して第2の下流コンベヤへ進ませるために用いられる。ローラの表面の上に上昇して、搬送される物品の表面を接触するポップアップコンベヤの複数の駆動ベルトによって、選択された転向すべき物品は、スライドソータポップアップコンベヤによって、第2の下流コンベヤから離れる方向に搬送される。ポップアップベルトは、ポップアップベルトを回転させるためのモータ及び駆動手段を備えるコンベヤローラから間隔をあけて、平行に配置される。ポップアップベルトは、第1の物品グループが、第1の上流コンベヤから、ポップアップコンベヤのコンベヤローラを通過して、第2の下流コンベヤに搬送される間には、コンベヤローラの下の選択した距離にある非アクティブ位置に停止している。カム手段によってポップアップベルトをコンベヤローラの上の選択した距離に上昇させることで、第2の物品グループは、第2の下流コンベヤから離れる方向に転向される。

0050

フォトアイ及び多重光スクリーンセンサは、特定の応用においてカメラと一緒に、又はカメラの代わりに使用され、仕分けされて特定の場所に搬送される物品を識別することができる。第1の物品グループ及び第2の物品グループのうち選択された物品の全長を検出することは、少なくとも1つの多重光スクリーンセンサを使用して実現することができる。少なくとも1つのフォトセルを使用し、伝達装置を用いて少なくともシングルビームをコンベヤの表面を亘って受信装置までの選択した距離だけ投射することで、ポップアップベルトと係合可能な第1の上流コンベヤの表面に載っている物品の部分を検出することができる。可変スピード制御装置を使用して、第1の上流コンベヤの搬送スピードを制御することができる。可変スピード制御手段と、ポップアップコンベヤのモータと、第1の上流コンベヤのモータと電気的に通信するコンピュータ制御手段は、多重光スクリーンセンサ及びフォトセルから送信されたデータに応じて、ポップアップコンベヤのポップアップベルトの作動を制御し、第1の物品グループを、コンベヤローラを通過させ、ポップアップコンベヤを介して第2の下流コンベヤへ進ませる。ポップアップベルトを上昇させることによって、第1の上流コンベヤを停止することなく、選択された物品を第2の下流コンベヤから離れるように転向することができる。コンピュータは、多重光スクリーンセンサ、カメラ、又はその両方からのインプットを受信し、物品の全長及び第1の上流コンベヤの表面に載っている物品の部分に基づいて、第1の上流コンベヤの最適速度を制御し、第1の上流コンベヤを減速させ、ポップアップコンベヤを作動させ、ベルトを上昇させて、転向すべき物品の部分に係合させる。コンピュータは、転向すべき物品の全長に基づいて、ポップアップベルトが作動状態に維持する期間を制御する。コンピュータは、第1の上流コンベヤのスピードを制御し、物品がポップアップコンベヤに係合する前に、第1の上流コンベヤを減速させることができる。供給コンベヤ、ポップアップコンベヤのスピード、及びポップアップコンベヤ上の物品の滞留時間は、アイテムの長さ又は第1の部分の長さの関数として決められ、アイテムの長さ又は第1の部分の長さは、ポップアップコンベヤの選択した近接の範囲内にある。

0051

本発明の他の目的、特徴、及び利点は、本発明の好ましい実施形態を示す添付の図面と併せて、以下の詳細な説明により明らかになるであろう。

0052

本発明についてよりよい理解は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することにより得られるであろう。図面において、いくつかの図を通して同一の符号は同一の構成要素を示す。

図面の簡単な説明

0053

視覚ベースのアイテム分類及び分離装置の斜視図であって、トラック、トレーラの床から延びる、拡張可能な荷降ろしコレクタ供給コンベヤ、一対のカメラを支持するスタンド、荷降ろしコンベヤの上方に、占有画定ゾーンに光電アイが設置され、受け取りコンベヤの占有画定ゾーンの割合と、サイドコンベヤ及び下流コンベヤとの間に物品が流れるように配置されたスライドソータコンベヤとの間に流れるフローの割合を示している。
本発明に係る視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムの上面図であって、視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムのカメラ視野を示しており、インラインコンベヤのスピードは、下流コンベヤにおいて所望のコンベヤ面積利用を達成するように設定され、下流コンベヤにおける所望のコンベヤ面積利用は、カメラ視野の割合と、合流後の所望の占有の供給コンベヤの割合とを含む。
リニアパーセルシンギュレータに適用されるコンベヤシステムのセクションの斜視図であって、供給コンベヤと、受け取りコンベヤと、シンギュレータコンベヤとを示しており、ローラ及びベルトコンベヤは、独立したモータを利用してパーセルの搬送、配置、分離をし、コンベヤ面積利用の原理、及び選択されたコンベヤのフローの入り口に配置されたカメラを備えたシステムを利用したパーセル計数は、シンギュレータ又は他の仕分け装置に効率的に供給するように制御することができる。
供給コンベヤ及び受け取りコンベヤの移行セクションのカメラ視野を示す図である。複数のカメラの各々は、供給コンベヤの占有ゾーン、及び上流コンベヤと下流コンベヤとの合流の移行場所における受け取りコンベヤの占有画定ゾーンを定める視野を提供する。
サイド移送供給コンベヤと交差するコレクタコンベヤとの合流を示す上面図である。これらのコンベヤのスピードは、受け取りコンベヤの占有画定ゾーンと、供給コンベヤの占有画定ゾーンと、合流後の所望の占有とに基づき、交差点におけるカメラの視野に基づいて、コレクタコンベヤの下流部分において所望のコンベヤ面積利用を達成するように設定される。
先行技術の実施形態を示す図であって、流入するフロースルーコンベヤと、当該流入するフロースルーコンベヤの表面の下に、90度の方向に配置されたスライドソータポップアップベルトと、当該スライドソータに隣接し、且つ当該スライドソータとの間に物品が流れるように配置された転向コンベヤとを示している。
先行技術のスライドソータポップアップベルトのセクションの拡大図であって、コンベヤローラの間に配置されたベルトを示しており、コンベヤローラは、流れるアイテムをスライドソータの下流側の取り出しコンベヤに搬送する。
スライドソータのローラの位置に関するフィードバックをPLCに提供するプロキシスイッチを示す図である。
スライドソータのコンベヤローラの間のポップアップベルトを上昇させるために用いられるカムのホームダウン位置を検出する近接センサを示す図である。
フロースルーコンベヤを示す図である。当該フロースルーコンベヤは、スライドソータとセンサインプットとを備え、スライドソータは、一対の対向する90度の取り出し出力レーンとの間に物品が流れるポップアップベルトを有し、センサインプットは、アイテムの長さを検出する多重光スクリーンセンサと、ポップアップベルトにより係合可能なアイテムの部分を検出する(シングルビーム)フォトセルセンサとを含む。
不規則な底面を有するアイテムのセンサインプットの例を示す図であって、光センサとフォトセルとの高さを示している。
不規則な底面を有するアイテムの接地面のセンサインプットの例を示す図である。
流入するコンベヤ上の物品の接地面を示す図である。当該接地面は、スピード長さを決定するために第2のフォトアイによって測定され、エンコーダ分解能により変換可能な値を提供して、スライドソータに接近する最大安全スピードを決定する。
流入するコンベヤ上の不規則な形状の物品の一対の接地面を示す図である。当該一対の接地面は、スピード長さを決定するために第2のフォトアイによって測定され、エンコーダ分解能により変換可能な値を提供して、スライドソータに接近する最大安全スピードを決定する。
流入するフロースルーコンベヤの断面図であって、第1のフォトアイと第2のフォトアイとの位置を示している。
スピード対スピード長さに基づくスライドソータスピードの最大流速グラフである。
ポップアップベルトにより係合可能なアイテムの部分に配置された多重光スクリーン及びフォトセルの拡大図である。
多重光スクリーンセンサ及びフォトセルセンサを含む並列取り出し構成を有するインラインポップアップスライドソータを備えるフロースルーコンベヤを示す図である。
流入する及び流出するフロースルーコンベヤを示す斜視図であって、流入するフロースルーコンベヤと流出するフロースルーコンベヤとの間にスライドソータポップアップ移送コンベヤが配置され、隣接の取り出しローラは、フロースルーコンベヤと平行に、且つスライドソータと垂直に延びて、当該取り出しローラの長さに沿って延在する転向コンベヤ又は受け取りコンベヤが設けられている。転向コンベヤローラは、選択した角度で設置され、外側ローラが、取り出しローラに隣接する内側ローラ後方にあるように構成されて、外壁及び転向コンベヤの前縁に向かって前方及び横方向の動作を発生する。転向コンベヤは、取り出しローラの水平面よりも下方に配置されている。
図19に示すコンベヤシステムの下流斜視図である。
図19に示すコンベヤシステムの上流斜視図である。
ポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリ端面断面図であって、流入するコンベヤと、多重光スクリーンセンサと、フォトセル又はフォトアイとを示している。ポップアップ移送コンベヤのベルト上に載置されている長手の物品は、上昇位置にあり、部分的に反時計回りに回転されている。当該長手の物品は、転向コンベヤ又は受け取りコンベヤの一部の上に延在している取り出しローラにより支持されている。上昇位置のポップアップベルトは、流入するコンベヤ及び流出するフロースルーコンベヤの上方(約3/8インチ)に上昇し、取り出しローラと同様の高さを有する(流入する及び流出するフロースルーコンベヤの上方約3/8インチ)。受け取りコンベヤ又は転向コンベヤのローラは、取り出しローラ及びフロースルーコンベヤよりも約1/8インチの下方に位置し、受け取り転向コンベヤは、フロースルーコンベヤに対して1−35°の選択した角度で上方に傾斜することによって、受取コンベヤの幅の約25%を超えて延びた物品が受取コンベヤと接触する。
ポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリの斜視図であって、流入するコンベヤ上に載置され、多重光スクリーンセンサ及びフォトセル又はフォトアイを通過する長手の物品と、下方の停止位置にあるポップアップ移送コンベヤと、取り出しローラ及び転向コンベヤ又は受け取りコンベヤと、流出するフロースルーコンベヤとを示している。
ポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリの側面図であって、流入するコンベヤ上に載置され、多重光スクリーンセンサ及びフォトセル又はフォトアイを通過する長手の物品と、下方の停止位置にあるポップアップ移送コンベヤと、取り出しローラ及び転向コンベヤ又は受け取りコンベヤと、流出するフロースルーコンベヤとを示している。
ポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリの斜視図であって、流入するコンベヤの一端に載置され、多重光スクリーンセンサ、フォトセル又はフォトアイ、及びアイテムの長さに加え、その高さを測定するために更に配置されたセンサアレイを通過する背の高い円筒状のドラム又はバケットなどの物品と、フロースルーコンベヤの表面よりも低い下方の停止位置にあるポップアップ移送コンベヤと、取り出しローラ及び転向コンベヤ又は受け取りコンベヤとを示している。
ポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリの側面図であって、流入するフロースルーコンベヤ上に載置され、多重光スクリーンセンサ及びフォトセル、並びに高さセンサアレイを通過しているドラムを示しており、ポップアップ移送コンベヤは、取り出しローラ及び転向コンベヤ又は受け取りコンベヤに隣接して下方の静止位置にある。
ポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリの端面断面図であって、流入するフロースルーコンベヤ上に載置され、多重光スクリーンセンサ及びフォトセル、並びに高さセンサアレイを通過しているドラムを示しており、ポップアップ移送コンベヤは、取り出しローラ及び転向コンベヤ又は受け取りコンベヤに隣接して下方の静止位置にあって、1−35°の角度で傾斜するように示されている。
ポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリの斜視図であって、流入するコンベヤ及び多重光スクリーンセンサと、フォトセルと、高さセンサアレイとを示しており、ドラムは、ポップアップ移送コンベヤの持ち上げられたベルト上に支持されており、ポップアップ移送コンベヤは、流入する及び流出するフロースルーコンベヤの表面の上方の上昇位置にあり、流入するフロースルーコンベヤの表面の上方で、取り出しローラと同様の高さで、且つ隣接の受け取りコンベヤローラの一部(幅の約25%)と同様の高さでドラムを支持している。
ポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリの側面図であって、流入するコンベヤ及び多重光スクリーンセンサと、フォトセルと、高さセンサアレイとを示し、ドラムは、上昇位置のポップアップ移送コンベヤのベルト上に支持されている。
ポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリの端面断面図であって、流入するコンベヤ及び多重光スクリーンセンサと、フォトセルと、高さセンサアレイとを示し、ポップアップ移送コンベヤのベルト上に載置されているドラムと、取り出しコンベヤと、受け取りコンベヤローラの一部との全ては、水平面において互いに整列されたように示されている。
供給コンベヤ及び受け取りコンベヤを示すコンベヤシステムのセクションの図であって、コンベヤは、コンベヤ面積利用の原理を採用し、選択されたコンベヤのフローの入り口に設置されたカメラを備えたシステムを利用したパーセル計数が制御されて、効率的に下流の受け取りコンベヤに供給し、供給コンベヤの占有画定ゾーン(FCO%)における流入する材料の速度V2は、下流の受け取りコンベヤの移送後の所望の占有を画定する指定エリアにおける流出する材料の速度V1に比例し、比V2/V1は、物品によりカバーされる面積の所望の割合と物品によりカバーされた面積の流入割合との比に比例する。すなわち、V2/V1=(DO%)/(FCO%)である。
パッケージのバルクフローのボリュームを、流入するボリュームから、同じサイズの面積で選択されたパッケージのボリュームに変換するために使用されるレーザ高さセンサの使用を示す斜視図である。

実施例

0054

本明細書で使用される用語は、特定の例示的な実施形態のみを説明するためのものであり、限定することを意図するものではない。本明細書で使用される単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数形も含むことを意図する場合がある。「備える」、「備えている」、「含む」、「有する」という用語は包括的であり、従って、記載された機能、整数、ステップ、操作、要素、及び/又はコンポーネントの存在が示されるが、1つ以上の他の機能、整数、ステップ、操作、要素、コンポーネント、及び/又はグループの存在又は追加を排除するものではない。本明細書で説明される方法のステップ、プロセス、及び動作は、特に実行の順序として特定されない限り、議論又は示された特定の順序で実行される必要があると解釈されるべきではない。また、追加又は代替のステップを使用してもよいことも理解されたい。

0055

要素又はレイヤーが別の要素又はレイヤーの「上」、「係合する」、「接続」、又は「結合」と記載された場合、他の要素又はレイヤーに対して、直接的な上、直接に係合され、接続され、又は結合されてもよく、又は介在する素又はレイヤーが存在してもよい。反対に、要素が他の要素又はレイヤーに「直接的な上」、「直接に係合され」、「直接に接続され」、又は「直接に結合され」と記載された場合、介在する要素又はレイヤーは存在しない可能性がある。要素間の関係を説明するために使用される他の単語は、同様に解釈されるべきである(例えば、「間に」対「間で直接に」、「隣接」対「隣接で直接に」など)。本明細書で使用される「及び/又は」という用語は、1つ以上の関連するリストされたアイテムの任意の及び全ての組み合わせを含む。

0056

本明細書において、第1、第2、第3などの用語を使用して様々な要素、部材、領域、レイヤー、及び/又はセクションを説明しているが、これらの要素、部材、領域、レイヤー、及び/又はセクションはこれらの用語に限定されるべきではない。これらの用語は、1つの要素、部材、領域、レイヤー、又はセクションを、他の領域、レイヤー、又はセクションから区別するためにのみ使用することができる。本明細書で使用される「第1」、「第2」などの用語及び他の数値を表す用語は、文脈により明確に示されない限り、連続又は順序を意味しない。従って、以下で説明する第1の要素、部材、領域、レイヤー、又はセクションは、例示的な実施形態の開示から逸脱することなく、第2の要素、部材、領域、レイヤー、又はセクションと称することができる。

0057

空間的に相対的な用語、例えば、「内側」、「外側」、「下」、「下方」、「低い」、「上」、「上方」などは、本明細書において、一の要素又は特徴と図に示されている他の要素又は特徴との関係を簡単に説明するために使用することができる。空間的に相対的な用語は、図に示されている向きに加えて、使用又は動作におけるデバイスの異なる向きを包含することを意図する場合がある。例えば、図に示されたデバイスを引っ繰り返せば、他の要素又は特徴の「下方」又は「下」にある要素は、他の要素又は特徴の「上方」になるであろう。従って、用語例「下方」には、上方と下方との両方の向きが含まれる。デバイスは、他の方向に配向されることができ(90度又は他の方向に)、それに応じて本明細書で使用される空間的に相対的な記述用語が解釈される。

0058

本明細書で使用される「約」という用語が、記載された数値を±10%の範囲内で上回るか下回る値を示すことは、当業者により合理的に理解されるであろう。

0059

以下、本発明の好ましい実施形態が示されている添付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈するべきではない。むしろ、これらの実施形態は、当業者に十分且つ完全に、本発明の範囲を完全にカバーするように伝えるために提供されている。同じ番号は、全体を通して同じ要素を示す。

0060

図1−30に示すように、コンピュータ化されたカメラ視覚システムと、スライドソータポップアップ転向コンベヤと、スピード制御システムとを利用する視覚ベースのアイテム分類及び仕分けコンベヤ装置10は、搬送システムにおいて、仕分けするために、トラックなどの輸送機から荷降ろしする物品を選択及び分類をする手段を提供する。

0061

分類及び物品の仕分けシステムは、以下の要素を備えるか、又は以下のように構成される。すなわち、独立した駆動モータを有し、物品が積み込まれた輸送機との間に物品が流れるように配置された荷降ろしコレクタ供給コンベヤを備える。荷降ろしコレクタ供給コンベヤにおいて、移行ゾーンが選択される。少なくとも1つのカメラが当該移行ゾーンの視野を有する。制御装置手段は、式V2=V1×2×(DO%)/(RCO%+FCO%)(ここで、Vは速度(コンベヤスピード)、DOは所望の占有、RCOは受け取りコンベヤの占有、FCOは供給コンベヤの占有、占有は、コンベヤの面積、コンベヤの容積、又はコンベヤの密度を含む)に従って、荷降ろしコレクタ供給コンベヤのスピードを維持して、下流の受け取りコンベヤにおいて所望のコンベヤ面積利用を達成する。コンベヤスピード制御システムは、第1のコンベヤと第2のコンベヤとを含み、第1のコンベヤは、コンベヤの長手軸の方向において物品を搬送するように配置され、第2のコンベヤは、第1のコンベヤの長手軸に沿って配置され、ホームポジションと転向ポジションとの間で第2のコンベヤを移動させるように動作する手段を含む。ホームポジションにおいて、パススルー要素は、第2のコンベヤから物品を受け取り、長手軸の方向に沿ってそれらの物品を移送する。転向ポジションにおいて、第2のコンベヤは、第1のコンベヤから物品を受け取り、長手軸の方向に沿ってそれらの物品を移送する。多重光スクリーンは、物品の全長を検出する。第1のコンベヤの表面上のフォトセルは、第2のコンベヤに係合可能な物品の部分を検出する。物品は、第2のコンベヤで物品を転向させる前に、第1のコンベヤのスピードを低減させて転向することができる。第2のコンベヤが作動するとともに物品は前進し、第1のコンベヤのスピードは、アイテムの長さ又はアイテムの第1の部分の長さの関数として、第2のコンベヤに物品を移送する前に低減される。アイテムの長さ又は第1の部分の長さは、ポップアップベルトが係合し、横方向の力を与えて物品を排出することができるほど搬送面に十分に近接の範囲内にある。

0062

データは、少なくとも1つのカメラ、少なくとも1つのビデオカメラ、少なくとも1つのピクセル検出デバイス、少なくとも1つのデジタル画像化デバイス、及びこれらの組み合わせから得られる。少なくとも1つのカメラ、少なくとも1つのビデオカメラ、少なくとも1つのピクセル検出デバイス、少なくとも1つのデジタル画像化デバイス、及びこれらの組み合わせは、選択されたコンベヤにおける所望の物品の密度を維持するように、受け取りコンベヤ、コレクタコンベヤ、シンギュレータコンベヤ、仕分けコンベヤ、及びこれらの組み合わせの入り口に設置され、受け取りコンベヤ、コレクタコンベヤ、シンギュレータコンベヤ、仕分けコンベヤ、及びこれらの組み合わせと視覚的に伝達し、コンベヤの面積、コンベヤのスペース、コンベヤの容積、及びこれらの組み合わせを測定するコンピュータと通信する。

0063

コンベヤのスピード又は速度は、スライドソータ、コレクタコンベヤ、シンギュレータコンベヤ、受け取りコンベヤの直前の選択されたコンベヤにおける(容積、面積、又は密度の)占有の関数として制御され、制御アルゴリズムを用いて流入するフロー密度を認識し、ベルトの利用率とスループットとの両方の観点から、物品の投入流量が制御される。

0064

視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムは、以下の要素を備えるか、又は以下のように構成される。すなわち、ベルトの面積利用と荷物の数を認識するカメラベースの視覚システムを備える。カメラは、フローの入り口及びスライドソータに配置される。制御アルゴリズムは、個々のアイテムと、個々の対象物が通過する速度と、荷降ろしコレクタベルトの面積利用とを認識する必要がある。平均パーセルサイズも考慮することができる。本発明は、コンベヤの面積を増加させ、密度を制御する手段を提供する。また、ビデオベースのコンベヤパッケージ管理システムは、そのデジタル画像又は接地面によって、コンベヤ上のパッケージ、パーセル、又は他のアイテムを識別し、位置を特定し、又は追跡することができる。

0065

例えば、現在のFDXGは、制御コンベヤについて、選択した面積と速度との要求は、10分間で1時間あたり7,500パーセル、1時間あたり8250パーセルで2スライス(1分間)(10分間の試験において7500/12150=0.62=62%の効率)である。本発明は、利用可能なコンベヤ表面の面積利用を制御して、当該コンベヤについて1時間あたり9,375パーセルに相当する最大75%の効率を得る手段を提供する。更に、本発明による視覚ベースのコンベヤパッケージ管理システムによって、コンベヤは、15%の面積利用が増加し、すなわち、1時間当たり8,625パーセルとなる。

0066

カメラは、選択された個々の投入場所に設置され、コンピュータと有線又は無線通信する。コンピュータは、ベルトの利用率とスループットとの両方の観点から、流入するフロー密度を認識するプロセス制御アルゴリズムを含む。これらの測定は、フローが疎散すぎる又は密集すぎる場合、パーセルの投入流量を減少させ、又は供給ラインの停止を求めるように変更を行うために利用することができる。同様に、流量不足を認識し、選択された1つ又は複数の投入コンベヤのスピードの増加を促すことができる。

0067

例えば、供給コンベヤと受け取りコンベヤとを示すコンベヤシステムのセクションにおいて、コンベヤは、コンベヤ面積利用の原理と、カメラを有するシステムを用いたパーセル計数とを利用する。カメラは、選択されたコンベヤのフローの入り口に設置される。選択されたコンベヤは、下流の受け取りコンベヤを効率的に供給するように制御され、供給コンベヤの占有画定ゾーン(FCO%)における流入する材料の速度V2は、移送後の下流の受け取りコンベヤの所望の占有率(DO%)を規定する指定されたエリアにおける流出する材料の速度V1に比例する。比V2/V1は、物品によりカバーされる面積の所望の割合と物品によりカバーされた面積の流入割合との比に比例する。すなわち、V2/V1=(DO%)/(FCO%)である。

0068

シンギュレータの表面を監視するために配置されたカメラは、同様に、主に面積カバレッジの認識に基づいて、バッファ容量の利用を算定するために使用される。このフィードバックは、供給ラインの動作をダイナミックに調整するために使用される。ウエブカムの使用は、システム制御室の可視性と記録性に関して更なる利点を提供する。システムの調整に使用されるパラメータの変化は、より効率的に判断することができる。物詰まりやその他のシステムの問題がよりよく認識される。

0069

コンピュータプロセッサ及び複数のモニタと通信し、手持ちデイスプレー及びスマートフォンタブレットラップトップコンピュータなどの通信デバイスと通信する複数のカメラは、コンベヤパッケージ管理システムで使用される。本システムは、荷降ろしコレクタコンベヤの所定の面積に存在するパッケージの数とサイズを監視するビデオカメラを含む。オプションで、パッケージ処理システムにおける供給コンベヤ、コレクタコンベヤ、シンギュレータコンベヤ、及び仕分けコンベヤの所定の面積に存在するパッケージの数とサイズを監視するビデオカメラを含む。カメラのデータが収集され、分析されることによって、コンベヤ上利用可能な面積又はスペース、及びコンベヤ上のパッケージの密度を測定し、選択されたコンベヤ上のパッケージの所望の密度を最大化する。パッケージを提供する荷降ろしコレクタコンベヤのスピードは、受け取りコンベヤ、例えば、シンギュレータ又は他の選択された受け取りコンベヤの直前のスライドソータコンベヤ上の占有の関数として制御される。コンピュータは、カメラのパッケージ密度情報をコンベヤスピード制御装置に送信し、コレクタコンベヤからの1つ以上の供給コンベヤからパッケージを導入する。パッケージは、1つ以上のカメラにより検出され、選択されたコンベヤのスピードは、最も効率的な方法で選択されたコンベヤの面積を充填するように、最適な間隔又はサイズでパッケージを配置するように制御され、コンベヤ上のパッケージの密度及びシステムのスループットを最大化し、それによってシステムに必要なコンベヤ数を最小にする。コンベヤベルトの1つ、例えば、コレクタベルトに十分なスペースがあることがコンピュータに判断されると、コンピュータは、1つ又は複数のパッケージを追加するように制御装置に指令し、これを受けて、供給ベルトは、コレクタベルト上のスペース又は空き面積に1つ又は複数のパッケージを追加する。

0070

本発明によれば、ビデオ/カメラベースのコンベヤパッケージ管理システムが提供される。当該ビデオ/カメラベースのコンベヤパッケージ管理システムは、ビデオカメラ、又はコンピュータ若しくはマイクロプロセッサによって制御される他のデジタル若しくはピクセル検出及び/又は記録装置と、個別のスピード制御装置を備えた個別のモータによって独立に駆動されるコンベヤの個別のセクションを含む、少なくとも1つの荷降ろしコレクタコンベヤと、パッケージをコレクタコンベヤの選択した側部に押し付けることができるスキューローラなどの手段を有するコレクタコンベヤのセクションのうち選択されたセクションと、個別のスピード制御装置を備えた個別のモータによって独立に駆動されるコンベヤの個別のセクションを含む複数の受け取りコンベヤ又は出力コンベヤと、各供給コンベヤとコレクタコンベヤとの合流面積までのコレクタコンベヤの面積を監視する第1のビデオカメラと、各供給コンベヤとコレクタコンベヤとの合流面積までの供給コンベヤの面積を監視する第2のビデオカメラと、ビデオコンピュータ内のアルゴリズム制御プログラムとを備えるか、又はこれらによって構成されるか、又は基本的にこれらによって構成される。コンピュータ又はマイクロプロセスは、カメラの画像を解釈し、少なくとも1つの搬送装置の搬送スピードを制御するアルゴリズムを有する。ビデオコンピュータ内のアルゴリズム制御プログラムは、ピクセルごとに計算された、流入する供給コンベヤ上のパッケージの接地面と比較して、所定のコレクタセクション上の空きスペースの算出量に基づいて、様々なコンベヤのセクション及び荷降ろしコレクタコンベヤのセクションのスピード及び動きを制御することができる。シンギュレータコンベヤ及び/又はスライドソータコンベヤは、コンベヤシステム内に組み込まれてもよく、荷降ろしコレクタコンベヤによって供給されてもよい。

0071

視覚ベースのバルクパーセルフロー管理システムの一好ましい実施形態は、以下の要素を備えるか、又は以下のように構成される。すなわち、それぞれが個別の駆動モータを有する荷降ろしコレクタ及び供給コンベヤ及び受け取りコンベヤと、供給コンベヤと受け取りコンベヤとの間の移行ゾーンと、選択された移行ゾーンのカメラの視野とを備える。式V2=V1×2×(DO%)/(RCO%+FCO%)(ここで、Vは速度(コンベヤスピード)、DOは所望の占有、RCOは受け取りコンベヤの占有、FCOは供給コンベヤの占有)に従って、下流の受け取りコンベヤにおいて所望のコンベヤ面積利用を達成するためのインライン供給コンベヤスピードを有する。1台のカメラ、好ましくは2台のカメラは、選択された視野を提供する。荷降ろしコレクタ及び供給コンベヤは、選択された占有画定ゾーンを有し、受け取りスライドソータコンベヤは、合流後の所望の占有率を含む選択されたセクションを含む選択された占有画定ゾーンを有する。スライドソータ受け取りコンベヤは、選択された占有画定ゾーンと、選択した位置に所望の占有ゾーンを含むコンベヤエリアとを有する。荷降ろしコレクタと、供給コンベヤと、受け取りスライドソータコンベヤとの間の移行セクションは、1つのパーセルを他のパーセルに合流させる。カメラから受信した信号に基づいてコンベヤのスピードと動きを制御するコンピュータは、荷降ろしコレクタ供給コンベヤから追加のパッケージを挿入するのに十分なスペースのスライドソータ受け取りコンベヤ上のパッケージ間のギャップを識別する。

0072

より具体的には、ビデオベースのコンベヤ面積利用システムは、以下の要素を備えるか、又は以下のように構成される。すなわち、荷降ろしコレクタ供給コンベヤと、個別のスピード制御装置を備えた個別のモータによって独立に駆動されるコンベヤモジュールの独立したセクションを含むことができるスライドソータ受け取りコンベヤとを備える。荷降ろしコレクタ供給コンベヤは、独立したスピード制御装置を備えた個別のモータによって独立に駆動される少なくとも1つのセクションを含む。荷降ろしコンベヤの下流における少なくとも1つのスライドソータを備える。第1のビデオカメラを備え、当該第1のビデオカメラは、荷降ろしコレクタコンベヤの選択した面積を監視し、受け取りスライドソータコンベヤの占有率(RCO%)を決定するための視野を提供する。第2のビデオカメラを備え、当該第2のビデオカメラは、荷降ろしコレクタ供給コンベヤの選択した面積を監視し、供給コンベヤの占有率(FCO%)を決定するための視野を提供する。ビデオコンピュータ内の制御プログラムを備え、当該制御プログラムは、荷降ろしコレクタ供給コンベヤ上で搬送されるパッケージの面積と比較して、所定の受け取りセクションにおける利用可能な空きスペースの算出量に基づいて、スライドソータ受け取りコンベヤのスピード及び荷降ろしコレクタ供給コンベヤのスピードを制御することができる。供給スピードは、デジタルカメラのデータに基づいて計算及び制御され、受け取りコンベヤに到達する前に、利用可能な面積と、サイズ、幅、高さ、長さ、接地面、寸法、及び形状とを測定する。スライドソータ受け取りコンベヤのスピードは、デジタルカメラのデータに基づいて計算及び制御され、後続の受け取りコンベヤのスライドソータ上の利用可能な面積を測定する。式V2=V1×2×(DO%)/(RCO%+FCO%)(ここで、Vは速度(コンベヤスピード)、DOは所望の占有、RCOは受け取りコンベヤの占有、FCOは供給コンベヤの占有)に従って、下流の選択されたコンベヤにおいて所望のコンベヤ面積利用を達成するように、供給スピード及び受け取りコンベヤのスピードが制御される。

0073

光電センサ、又はフォトアイは、光送信機、多くの場合は赤外線、及び光電受信機を使用して、対象物の距離、不在、又は存在を検出するために使用されるデバイスである。3つの異なる機能タイプがある、すなわち、対向(スルービーム)、再帰反射、及び近接検知散乱)である。スルービーム配置は、送信機の視程範囲内に設置された受信機によって構成される。このモードにおいて、光ビームが送信機から受信機に到達することが遮断されたときに対象物が検出される。反射配置は、送信機と受信機とを同じ場所に配置し、反射器を使用して、送信機から光ビームを受信機へ跳ね返す。ビームが遮られて受信機に到達できないときに、対象物が検知される。近接検知(散乱)配置は、受信機に到達するために、送信された発光が対象物で反射される必要がある。このモードにおいて、受信者送信元見えない場合ではなく、送信元を見えた場合に対象物が検出される。再帰反射型センサと同様に、散乱型センサの発射機と受信機は同一のハウジング内に配置される。ただし、ターゲットは反射器として機能することによって、障害物によって反射された光が検出される。発射機は、全ての方向に発散する光ビーム(通常の場合、赤外線パルス可視域赤色光、又はレーザ)を出射して、検出領域を充満する。そして、ターゲットがその領域に入り、ビームの一部を受信機に偏向させる。受信機に十分な光を受けると、検出が行われ、出力がオン又はオフになる。光電センサの検出範囲は、その「視野」、又はセンサが情報を取得できる最大距離から最小距離を引いたものである。最小検出可能対象物とは、センサが検出できる最小の対象物である。より精確なセンサは、一般に極小サイズの最小検出可能対象物を有することができる。

0074

スピード制御スライドソータシステムは、パススルーコンベヤに垂直に配置される。スピード制御は、積み下ろしの効率を向上し、ベルトの利用可能面積を増加させ、センサに応じてコンベヤのスピードを選択して、ダイバータを作動する。センサは、コンベヤを停止させることなく、コンベヤを減速させて、ポップアップ移送コンベヤを係合させるように、選択した時間にポップアップベルトに係合することができる不規則な形状のパッケージ、パーセル、及びバッグの部分を検出する。

0075

例えば、レーザ高さセンサを使用して、パッケージのバルクフローのボリュームを、流入するボリュームから同じサイズの面積でパッケージの選択したボリュームに変換する。所定のボリュームのパッケージ又は物品を有する供給コンベヤの選択した面積は、受け取りコンベヤにおいて、同じサイズのコンベヤの面積で、物品又はパッケージの所望のボリュームを提供するように制御することができる。例えば、所定の面積で200ユニットの供給ボリュームで同じ面積で100ユニットに制限されたコンベヤにパッケージを搬送するために、供給コンベヤのスピードV2が受け取りコンベヤのスピードV1の1/2であることが必要である。このとき、速度の比は、V2/V1=(100ユニットのボリューム)/(200ユニットのボリューム)により決められる。

0076

コンベヤ仕分けアセンブリは、コンベヤの方向に対して横方向に動作するポップアップベルトスライドソータを含み、コンベヤに沿って移動する物品の通り道において、物品をパススルーコンベヤ又は転向コンベヤを経由させる。スライドソータは、リバーシブルベルト駆動装置に取り付けられており、好ましくは、パススルーコンベヤとの間に物品が流れるように配置された少なくとも1つの転向又は受け取りコンベヤを有する。スライドソータスピード制御ユニットは、可変スピードモータ及び可変移送速度、又は多速度システムを有し、パッケージのサイズ及び形状がコンベヤの所定の面積にあるように、流入するコンベヤベルトを通過するアイテムを、パッケージの物理的特性に応じて予め選択した低い速度に減速させ、又は予め選択した高い速度に加速することができる。大型及び/又は不規則な形状のパッケージを、高速に仕分けし、選択されたコンベヤに転向させることにより、コンベヤのより高密度の積み込み及びコンベヤ上のスペースのよりよい利用を達成することができる。小さ目の封筒及びパッケージは、重量、又は密度、又はその他の物理的特性に基づいて通過することができる。スライドソータのスピード制御は、積み下ろしの効率を向上し、ベルトの利用可能面積を増加させ、センサに応じてコンベヤのスピードを選択して、ダイバータを作動する。センサは、ポップアップベルトに係合することができる、不規則な形状のパッケージ、パーセル、及びバッグの部分を検出する。スピード制御スライドソータシステムは、パススルーコンベヤに垂直に配置され、スピード制御は、センサに応じてコンベヤのスピードを選択して、ダイバータを作動することによって積み下ろしの効率を向上し、ベルトの利用可能面積を増加させる。センサは、ポップアップベルトに係合することができる、不規則な形状のパッケージ、パーセル、及びバッグの部分を検出する。

0077

センサは、プログラマブルロジック制御デバイス「PLC」へインプットを提供する。PLCは、産業用電気技術プロセスの自動化、例えば、工場組立ラインにおける機械の制御に使用されるデジタルコンピュータである。PLCは、多くの産業の多くの機械で使用される。PLCは、デジタル及びアナログ入出力拡張された温度範囲電気ノイズに対する耐性、及び振動と衝撃に対する耐性の複数の配置のために設計される。機械の動作を制御するプログラムは、通常、バッテリーバックアップ又は不揮発性メモリに保存される。PLCは、限られた時間内にインプット条件に応じてアウトプット結果を生成する必要がある。そうしないと、意図しない動作が発生する。そのため、PLCは、「ハード」リアルタイムシステムの一例である。

0078

ポップアップスライドソータでアイテムを転向する前に、コンベヤを停止させてアイテムを載置することなく、アイテムを転向させることができる。また、ポップアップが上昇する前に、アイテムは、ポップアップの上に載置されない。不規則な形状のパッケージをポップアップで移送する前に、コンベヤのスピードは、アイテムの長さ又は第1の部分の長さの関数として減少又は増加する。アイテムの長さ又は第1の部分の長さは、ポップアップベルトが係合し、横方向の力を与えて物品を排出することができるほど搬送面に十分に近接の範囲内にある。センサは、コンベヤ上に載置された物品の面積を検出して、ポップアップコンベヤとの協働係合を実現する。

0079

図に示すように、従来のスライドソータ又はポップアップコンベヤ12は、少なくとも1つ、典型的には複数の平行ベルト14を含む。平行ベルト14は、選択した数の平行のポップアップコンベヤローラ16の間に、間隔を置いて配置されている。ポップアップベルトの間隔は通常約4−12インチであるが、任意の選択した幅であってもよい。単一のベルト又は複数のベルト14を一緒に使用することができる。ベルト14は、様々な上昇手段、例えば、カム手段18によって、ポップアップコンベヤ12の表面の上下で上昇又は下降することができる。一好ましい実施形態において、ベルト4は、非作動位置で停止しているとき、流入するコンベヤ22及び流出するコンベヤ24の表面20よりも約1/4インチ下にある。ベルト4は、アイテムを排出するために、コンベヤローラよりも上の選択した高さ、通常、流入するコンベヤ22及び流出するコンベヤ24の上方の約1/2から2と3/4インチ(1/2から2+3/4)まで上昇する。

0080

ポップアップベルトスライドソータ12は、フロースルーコンベヤ22,24の上を横切って動作する。ポップアップコンベヤ12を介して行先が変更されたアイテムは、任意の取り出しローラに搬送される。当該取り出しローラは、フロースルーコンベヤ22,24と転向コンベヤ26との間に、平行に取り付けられている。スライドソータ12は、リバーシブルベルトの駆動装置に取り付けられ、好ましくは、パススルーコンベヤ22,24との間に物品が流れるように配置された少なくとも1つの転向コンベヤ26を有する。転向コンベヤ又は受け取りコンベヤ26へ向かうアイテムは、ポップアップコンベヤ12によって排出される。他のアイテムは、そのサイズ又は物理的特性に基づいて、スライドソータ12をストレートに通過できる。

0081

ポップアップ機構を上昇させるために使用されるカム手段18は、図3及び図4において下降位置に示され、底部にローブ28を有する。近接センサ30は、ホーム/ダウン位置を示す(すなわち、排出していない)カムディスク34におけるスクリュー32を検出する。近接スイッチ、例えば、3つのスイッチは、ポップアップローラ16の存在及び位置を検出する。物詰まりの場合、ローラ16が上昇し、近接によりプログラマブルロジック制御「PLC」に指示を与え、PLCは、メンテナンスを実施するようにコンベヤを停止させる。

0082

スピード制御スライドソータシステム10は、パススルーコンベヤに対して垂直に配置され、スピード制御は、スライドソータスピード制御ユニットにおけるセンサ102に応じて、コンベヤのスピードを選択して転向動作を作動することによって、積み下ろしの効率を向上し、ベルト22,24上の利用可能面積を増加させる。センサ102は、ポップアップベルト14に係合することができる、不規則な形状のパッケージ、パーセル、及びバッグの部分を検出する。

0083

ポップアップベルトスライドソータ12は、パススルーコンベヤ22、24に沿って移動する物品の通り道において、フロースルーコンベヤ22、24に対して横方向に動作する。スライドソータアセンブリ12は、リバーシブルベルトの駆動装置に取り付けられ、好ましくは、パススルーコンベヤ12との間に物品が流れるように配置された少なくとも1つの転向コンベヤ26を有する。

0084

本発明の新規な特徴は、アイテムを横方向に移送する装置及び方法にあって、コンベヤが流入するフロースルーコンベヤ22及び流出するフロースルーコンベヤ24の上に上昇する前に、アイテムは、スライドソータポップアップコンベヤ12の上に載置されない。ポップアップコンベヤ12が、転向コンベヤ26、又はスライドソータ12と転向コンベヤ26との間に配置された取り出しロール25へ物品を移送する前及び移送する最中に、流入するフロースルーコンベヤ22及び流出するフロースルーコンベヤ24は、前方に搬送し続ける。流入するコンベヤ22は単に減速するのみである。本発明の他の新規な特徴は、ポップアップ移送の前に、アイテムの長さ又はアイテムの選択した部分の長さの関数として、流入するコンベヤ22のスピードを低減させるアルゴリズムの作成及び使用をするステップであって、アイテムの長さ又はアイテムの選択した部分の長さは、選択した有効高さ、例えば、1/2インチの高さにおいて、スライドソータ12のベルト14が係合して、横方向の力を与えてアイテムを排出することができるほど搬送面に十分に近接の範囲内にあるように、流入するコンベヤ22のスピードを低減させる。

0085

スライドソータスピード制御システムは、3つのスピードユニットを有し、コンベヤの所定の面積におけるパッケージのサイズ及び形状に応じて、流入するパススルーコンベヤベルト22が選択したより低いスピードに減速されるか、又は選択したより高いスピードに加速される。大型及び/又は不規則な形状のパッケージを、高速に仕分けし、選択されたコンベヤ26に転向させることにより、コンベヤのより高密度の積み込み及びコンベヤ上のスペースのよりよい利用を達成することができる。スライドソータのスピード制御は、積み下ろしの効率を向上し、ベルト22,24の利用可能面積を増加させ、センサ102に応じてコンベヤのスピードを選択して、ダイバータを作動する。センサ102は、ポップアップベルト14に係合することができる、不規則な形状のパッケージ、パーセル、及びバッグの部分を検出する。ポップアップスライドソータ12でアイテムを転向する前に、流入するフロースルーコンベヤ22を停止させてアイテムを載置することなく、アイテムを転向させることができる。また、ポップアップコンベヤが上昇する前に、アイテムは、ポップアップコンベヤ12の上に載置されない。ポップアップ移送の前に、流入するコンベヤ22のスピードは、アイテムの長さ又はアイテムの第1の部分の長さの関数として減少する。アイテムの長さ又はアイテムの第1の部分の長さは、ポップアップベルト14が係合して、横方向の力を与えてアイテムを排出することができるほど搬送面に十分に近接の範囲内にある。センサは、コンベヤ22上に載置された物品の面積又は接地面を検出して、ポップアップコンベヤ12との協働係合を実現する。

0086

多重化スクリーンセンサ102は、図5に示すように、アイテムの全長を検出する。図5は、両側に90度の取り出し出力又は転向コンベヤ26が配置されたフロースルーコンベヤ22,24を示している。フォトセル(シングルビーム)104は、ベルトより約3/8インチ上の、ポップアップベルト14に係合することができる、アイテムの部分を含む対象物を検出するように配置されている。更に、図6乃至図13に示すように、流入するコンベヤ22は、ポップアップベルト14及び転向コンベヤ26の一対の対向する90度の取り出し出力レーンによって、スライドソータ12との間に物品が流れるように設置されている。センサインプットは、多重化スクリーンセンサ102と、少なくとも1つのフォトセル(シングルビーム)センサ104とを含む。多重化スクリーンセンサ102は、ベルト22を亘って少なくとも1つのビームを投射してアイテムの長さを検出する。少なくとも1つのフォトセル(シングルビーム)センサ104は、ベルト22より約3/8インチ上に設置され、ベルト22を亘ってビームを投射して、図5乃至図7に示すように、ポップアップベルト12と係合することができる、流入するコンベヤの表面20の近く又は表面20に接触するアイテムの部分を検出する。図6には、アイテム106のセンサインプットを示し、フォトセル104により検出された不規則な底面と、光センサ102により検出された高さを示している。図7は、規則な底面108と不規則な底面110とを有するアイテムの接地面のセンサインプットを示している。

0087

図8は、スピード長さを決定するために測定された流入するコンベヤ22上の物品の接地面112を示している。第1のフォトアイ104と第2のフォトアイ106とによって、エンコーダ分解能によって変換することができる値が提供され、スライドソータに接近する最大安全スピードを決定することができる。図9は、スピード長さを決定するために、第2のフォトアイ106によって測定された流入するコンベヤ22上の不規則な形状の物品114の一対の接地面116,118を示している。エンコーダ分解能によって変換することができる値が提供され、スライドソータに接近する最大安全スピードを決定することができる。

0088

スライドソータの新規な特徴は可変スピード制御システムである。本発明の好ましい実施形態は、可変スピード及び少なくとも3つのスピード調整の選択肢を提供する。ポップアップベルト14は、少なくとも2m/秒(394fpm)のスピードを有し、上昇すると作動される。スライドソータ12の昇降機構は、第2のフォトアイ106で測定されたアイテムのリフト長に、供給ベルトエンコーダ(約30インチの長さが追加される)を利用して長さ増量を足した値に基づいて上昇し続ける。物品間最小間隔が指定され、例えば36インチである。

0089

スピード制御方法は、以下のステップを含むか、又はそれらによって構成される。コンベヤ上の搬送される物品を検出する第1の光電アイ104を作動するステップを含む。第2の光電アイ又はセンサ106は、コンベヤベルトの真上に配置され、ベルトの上方の所定の高さ、例えば3/8インチ以内に延在する対象物を検出する。コンベヤ供給ベルト又は流入フロースルーコンベヤ22から、ポップアップコンベヤ12へ物品を移送する最大安全スピードは、図8−9に示されているように、平坦の場合、第2光電アイ106により測定された、パッド長さ(SL)に等しいアイテムのリフト長(LL)を用いて計算するか、又は第2の光電アイ106により測定された接触パッド長さ(SL)を用いて計算される。最大安全スピード(FPM)=5×SL+100。ここで、SLはインチ単位の長さである(エンコーダ分解能のために変換され、実験的なテストデータ)。得られた値は、100,200,300フィート/分(fpm)などの選択された増分に丸められる。スピード長さは、第2フォトアイ106によって測定される。次いで、ヒットポイント(上昇ポイント)が決定される。スローダウンポイントは、アイテムの前部が第1リフトレールを横切るときに、スライドソータポップアップコンベヤ12を上昇させるために決定される。例えば、ヒットポイントが毎分300フィートで131の場合、スローダウンは120であり、ヒットポイントが毎分200フィートで134の場合、スローダウンは125であり、ヒットポイントが毎分100フィートで139の場合、スローダウンは126である。

0090

図11は、速度対スピード長さのグラフを示しており、選択したタイプの物品に対して、スライドソータの安全スピードの最大値を示している。

0091

ポップアップスピード制御装置は、2m/秒(394fpm)のスピードを有し、上昇すると作動される。リフト機構は、第2のフォトアイによって測定されたアイテムのリフト長さ(LL)に、供給ベルトエンコーダを使用する長さ増量(約30インチの長さが追加される)を加えた値に基づいて上昇し続ける。減速時の加速率及び減速率は、0.3G’sである。

0092

36インチの最小ギャップ距離を提供する走行距離計算結果は、以下の通りである。

0093

0094

物品を100fmpから300fpmまで加速させ、続いて100fpmに減速させて再び仕分けする場合、最初の13.8インチの加速に、13.8インチの減速を足して、アイテムの前に6インチのリフトベルトの間隔を足した後端は、0.3G’sを用いて33.6インチのベルト供給(B−F)で仕分けされる。

0095

ポップアップコンベヤ12の移送の前にコンベヤ22のスピードを減少させるために、センサ102,104,106は、インプットを提供し、PLCを利用して流入フロースルーコンベヤ22のスピードを制御する。コンベヤ22のスピードは、アイテムの長さ又は第1の部分の長さの関数として制御され、アイテムの長さ又は第1の部分の長さは、ポップアップベルトが係合し、横方向の力を与えて物品を排出することができるほど搬送面に十分に近接の範囲内にある。センサは、コンベヤ22上に載置された物品の面積を検出して、制御システム及び可変スピードコンベヤを含むポップアップコンベヤ12との協働係合を実現する。スライドソータスピード制御コンベヤ12装置は、転向動作を行う前に、供給ベルトが毎分300フィートから100又は200のいずれかに減速するのと、毎分300フィートの速度を維持するのと、を含む3つのスピードを有する。インダクタアイ(induct eye)により、各スピードに対し、異なる上昇ポイント「エンコーダパルス」、及びスローダウンポイント「エンコーダパルス」が生成される。

0096

ベルト表面20のすぐ上のフォトアイ104は、ベルトの上方約3/8インチ以内の物品を検出する。最大安全スピードを決定する方法は、平坦の場合には、フォトアイで測定されたアイテムの長さ、又はフォトアイで測定された第1の接触ポイントの長さを計算するステップを含むか、又はこれらによって構成される。このようにして、フォトアイを用いてスピード長さを測定し、そして、ヒットポイント又は上昇ポイント、及びスローダウンポイントは、ルックアップテーブルにより決められる。ポップアップは、アイテムの前部がポップアップコンベヤ12の第1のリフトレールを横切るときに上昇するようにタイミングを合わせる。ポップアップスライドソータ機構とスピードセンシング制御システムは、アイテムをポップアップスライドソータ12で転向させる前に、フロースルーコンベヤ22,24を停止させること、及びアイテムを停止させることなく、物品を転向させることができる。更に、ポップアップが上昇する前に、アイテムをポップアップの上に載置する必要がない。

0097

図13は、インラインポップアップスライドソータ12と、ペアとなっている取り出しロール25及び転向コンベヤ又は受け取りコンベヤ26とを有する流入する及び流出するフロースルーコンベヤ22,24をそれぞれ示している。多重光スクリーンセンサ102を含む平行の取り出し構成は、フォトセルセンサ104及び106と共に示されている。

0098

図14乃至図16に示す実施形態は、流入するフロースルーコンベヤ22と流出するフロースルーコンベヤ24との間に、スライドソータポップアップ移送コンベヤ12が配置され、隣接の取り出しローラ25は、フロースルーコンベヤ22,24と平行に、且つスライドソータ12と垂直に延びている。取り出しローラ25の長さに沿って延在する転向コンベヤ26又は受け取りコンベヤが設けられている。転向コンベヤ26のローラ28は、40度までの選択した角度で設置され、好ましくは、20度と25度の間の選択された角度で配置される。ローラ28の外側端部30は、取り出しローラに隣接するローラ28の内側端部32の後方にあるように構成され、外壁34及び転向コンベヤ26の前縁に向かって前方及び横方向の動作を発生する。オプションとして、ディフレクタ34は、取り出しローラ25の下流端に取り付けられ、フロースルーコンベヤを通過できなかったアイテム、又は転向コンベヤ26を介して移行するための適切な方向になっていないアイテムを偏向させる。

0099

図17に最も良く示されているように、ポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリの端面断面図は、流入するコンベヤ22と、多重光スクリーンセンサ102と、フォトセル又はフォトアイ104及び106とを示している。ポップアップ移送コンベヤのベルト上に載置されている長手の物品は、上昇位置にあり、部分的に反時計回りに回転されている。当該物品は、転向コンベヤ26又は受け取りコンベヤの一部の上に延在している取り出しローラ25により支持されている。上昇位置のポップアップベルト12は、流入するコンベヤ22及び流出するフロースルーコンベヤ24の上方(約3/8インチ)に上昇し、取り出しローラと同様の高さを有する(流入する及び流出するフロースルーコンベヤの上方約3/8インチ)。受け取りコンベヤ又は転向コンベヤ26のローラ28の近い端部32は、取り出しローラ25及びフロースルーコンベヤ22,24よりも約1/8インチの下方に位置し、受け取り転向コンベヤ26は、フロースルーコンベヤに対して1−35°の選択した角度で上方に傾斜することによって、受取コンベヤ26の幅の約25%を超えて延びた物品が受取コンベヤ25と接触し、オフセットローラ28の前方方向及び横方向の力によって、コンベヤの中央部に引っ張られる。

0100

従って、分類及び物品仕分けシステムの取り出しローラは、転向された物品を受け取るためにポップアップコンベヤの一部及び傾斜した受け取りコンベヤの上方に延在する。転向された物品を受け取るための傾斜した受け取りコンベヤ又は第2の受け取りコンベヤは
取り出しローラに隣接する縁部を有するように配置される。それによって、そのスクリューオフセットローラコンベヤ表面は、取り出しローラの上面の下に配置される。取り出しローラから物品を受け取るために、傾斜した受け取りコンベヤは、上向きで、供給コンベヤ及びポップアップコンベヤから離れて、供給コンベヤの表面に対して、最大35度、好ましくは1から35度の選択された角度で外側に向けて配置されている。傾斜した受け取りコンベヤは、スクリューオフセットローラの表面を滑る物品の横方向の動きを制限し、スクリューオフセットローラの前方及び横方向の力により、物品は、傾斜した受け取りコンベヤの概ね中央領域に引っ張られる。

0101

図18に示すポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリは、流入するコンベヤ22上に載置され、多重光スクリーンセンサ102及びフォトセル又はフォトアイ104を通過する長手の物品100と、下方の停止位置にあるポップアップ移送コンベヤ12と、取り出しローラ25及び転向コンベヤ又は受け取りコンベヤ26と、流出するフロースルーコンベヤ24とを有する。図19のポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリは、流入するコンベヤ22上に載置され、多重光スクリーンセンサ102及びフォトセル又はフォトアイ104を通過する長手の物品を示している。ポップアップ移送コンベヤ12は、取り出しローラ25の下方の停止位置にあるように示され、取り出しローラ25は、転向コンベヤ又は受け取りコンベヤ26の縁部の上方で延在している。

0102

図20図23は、ポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリを示し、流入するコンベヤ22と、多重光スクリーンセンサ102と、フォトセル又はフォトアイ104とを示している。ポップアップ移送コンベヤのベルト上に載置されている長手の物品100は、上昇位置にあり、部分的に反時計回りに回転されている。当該物品は、転向コンベヤ又は受け取りコンベヤ29の一部の上方で延在する取り出しローラ25によって支持されている。ポップアップベルト14も、流入するフロースルーコンベヤ22及び流出するフロースルーコンベヤ24の上方(約3/8インチ)に位置し、取り出しローラ25と同様の高さである。受け取りコンベヤ又は転向コンベヤ26のローラ28の近い端部は、取り出しローラ25の高さよりも下の選択された距離、例えば1/8インチ低い位置に位置する。転向コンベヤ26のコンベヤローラ28は、流入するフロースルーコンベヤ22及び流出するフロースルーコンベヤ24に対して、1−35°の選択した角度で上方に且つ外側向けて傾斜することによって、物品がローラ28に接近して接触する前に、受け取りコンベヤ26の一部(約25%)を越えて延びて、これによって、コンベヤローラ28に対してアイテム100を中央に寄せさせ、長手のアイテム100を回転及び配向させる。

0103

フロースルーコンベヤが非常に速く動作している場合、ポップアップ移送ベルト14が物品又はパーセルを持ち上げて、流入するフロースルーコンベヤ22から転向コンベヤ26へ移送するときに、背の高い物品200が転倒する可能性がある。フロースルーコンベヤ22上の物品の高さを検出し、ポップアップコンベヤ12に到達する前に速度を制御して、転向コンベヤ26に交差する間に物品が転倒することを防止するため、ポップアップスピード制御機構は、追加のフォトアイアレイ108を利用することができる。スピードは、物品の長さと高さの比に比例して調整される。

0104

例えば、高さ1.5フィートで、底部が3フィートのアイテム(長さと高さの比が3/1.5=2)は、300fpmのスピードで取り扱ってよいであろう。高さ1.5フィートで、底部が2フィートのアイテム(長さと高さの比が2/1.5=1.13)は、転倒することなく安全に取り扱うことができるスピードは、200fpmであろう。また、高さ1.5フィートで、底部が1フィートのアイテム(長さと高さの比が1/1.5=0.7)は、転倒することなく安全に取り扱うことができるスピードは、100fpmであろう。センサアイアレイ108は、アイテムの長さに加え、アイテムの高さを測定するように配置される。長さ対高さの比は、プロセッサによって決めることができ、安全に取り扱うスピードをコンベヤ駆動装置に指令することによって、物品が転倒することなく、安全に仕分けすることを可能にする。

0105

図24図29は、ドラム200のような高い円筒状の物品を搬送するポップアップ移送コンベヤスピード制御アセンブリ10を示している。当該円筒状の物品は、流入するコンベヤ22の端部に載置され、多重光スクリーンセンサ102及びフォトセル又はフォトアイ104,106を通過し、更に、アイテムの長さ及び高さを測定するように配置された高さセンサアレイ108を通過する。ポップアップ移送コンベヤ12は、フロースルーコンベヤ22,24の表面の下の「下降」停止位置に示され、取り出しローラ25及び転向コンベヤ又は受け取りコンベヤ26が示されている。

0106

前述した詳細な説明は、主に理解を明確にするためのものであり、これらの説明から不要な限定が理解されるべきではない。なぜなら、本開示を読む当業者にとって、変更が明らかになるであろうし、本発明の精神及び添付の特許請求の範囲から逸脱して修正を行ってもよいからである。したがって、本発明が、前記記載された特定の例示によって限定されることを意図するものではない。

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