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搬送制御
(はんそうせいぎょ)
コンベア：プッシャー部
搬送制御とは、コンベア、移動台車、リフター、転換機、プッシャーなどを連動させ、容器、パレット、原料、製品を目的の位置まで安全かつ確実に移動させる制御です。
単にモーターを起動・停止するだけではなく、搬送物の到着確認、行き先の振り分け、前後設備との受渡し、滞留防止、計量結果の追跡、異常時の復旧までをPLCで管理します。
容器搬送設備では、空容器、計量中の容器、計量済み容器、計量NG容器など、外観が同じでも状態が異なる搬送物を扱います。そのため、センサで位置を確認するだけでなく、容器番号や工程データを正しく引き継ぐ制御が重要です。
搬送制御の基本構成
一般的な搬送設備は、ローラーコンベア、チェーンコンベア、ベルトコンベア、ストッパー、プッシャー、転換機、リフター、位置検出センサ、モーター、インバーター、制御盤、PLC、タッチパネルなどで構成されます。
光電センサや近接センサで搬送物の到着と通過を検出し、下流側に空きがあることを確認してからコンベアを運転します。停止位置ではストッパーを上昇させ、容器が所定位置へ到着した後に計量、投入、ラベル発行などの工程を行います。
搬送経路が分岐する場合は、製造指示、計量結果、容器種類などに応じてプッシャーや転換機を動作させ、搬送先を切り替えます。
主な搬送制御
- 空容器と計量済み容器の搬送
- 計量ステーションへの容器の位置決め
- 計量OK・NGによる搬送先の振り分け
- 原料や製品を載せたパレットの搬送
- リフターによる上下階・高低差間の搬送
- 移動台車による複数ライン間の受渡し
- 容器番号と計量実績のトラッキング
基本的な搬送動作
搬送物の到着確認
光電センサなどで容器やパレットの到着を検出します。センサがONしただけで直ちに次工程を開始するのではなく、停止位置への到達、容器の向き、前後の搬送物との間隔などを確認します。
透明容器、光沢のある容器、形状に凹凸がある容器では、光電センサが安定して検出できない場合があります。対象物に応じて透過型、回帰反射型、距離設定型などを選定します。
下流側の空き確認
搬送先に容器が残っている状態で次の容器を送り込むと、衝突や詰まりにつながります。下流側の在荷センサ、設備運転状態、受入許可信号を確認してから搬送を開始します。
複数区間のコンベアを使用する場合は、下流側から順番に起動し、停止時は上流側から順番に停止することで、搬送物の滞留を抑えます。
停止と位置決め
容器を計量器や投入装置へ正確に停止させる場合は、ストッパー、ガイド、位置決めシリンダーなどを使用します。
コンベアを停止しただけでは慣性によって容器が進む場合があります。搬送速度、容器重量、ローラーの摩擦、停止位置の精度を確認し、必要に応じて低速運転へ切り替えてから停止します。
工程完了後の搬出
計量、充填、投入などの工程が完了した後、対象設備が安全な退避位置へ戻っていることを確認してから容器を搬出します。
充填ノズル、クランプ、ストッパー、計量台などが容器と干渉する状態では搬送を開始しません。下流側の空きと搬出許可も確認します。
プッシャーによる振り分け
プッシャーは、コンベア上の容器や箱を横方向へ押し出し、別の搬送ラインへ移す装置です。光電センサで対象物を確認し、所定位置へ停止させた後、エアシリンダーや電動アクチュエータで押し出します。
計量結果が許容範囲外となった容器をNGラインへ排出する、容器種類に応じて行き先を分けるといった用途で使用します。
押出し開始前には、対象物が正しい位置にあること、押出し先に空きがあること、プッシャーが原点にあることを確認します。押出し完了後は前進端と後退端を確認し、原点へ戻ってから次の搬送を許可します。
転換機による直交搬送
転換機は、容器やパレットを持ち上げる、または別方向の搬送機構を作動させることで、進行方向を直角に変える装置です。
プッシャーで横方向へ押す方式と比べて、容器底面を摺動させずに方向転換できるため、容器の傷、摩耗、転倒を避けたい場合に適しています。
転換動作では、搬送物が所定位置へ停止していること、昇降部が正しい高さにあること、直交側の搬送先が空いていることを確認します。昇降途中や方向転換途中にコンベアを動かさないインターロックが必要です。
計量設備との連携
搬送経路の途中に計量ステーションを設け、容器を搬送しながら順次計量する設備があります。空容器重量の取得、原料充填、計量完了、搬出を連続して制御します。
計量中は、容器が周辺コンベアやガイドに接触すると正確な重量を測定できません。計量台を搬送ラインから切り離す、昇降式の計量台で容器を持ち上げるなど、外力を受けにくい構造とします。
計量結果がOKの場合は次工程へ搬送し、NGの場合は手直し工程や排出ラインへ振り分けます。NG容器を誤って投入工程へ送らないよう、容器データと現在位置を照合します。
搬送物のトラッキング
トラッキングとは、各搬送物がどの位置にあり、どの製造指示や計量実績に対応するかを追跡する処理です。
例えば、計量ステーションで容器Aへ原料を計量した後、その計量実績を搬送区間ごとに引き継ぎます。投入装置へ到着した際に、容器Aの原料名、ロット、実計量値、投入先が一致していることを確認してから投入します。
トラッキングには、センサの通過順序を利用する方式、各搬送区間にデータを割り当てる方式、バーコードやRFIDで容器を識別する方式があります。
トラッキングずれを防ぐ制御
センサだけで搬送物を追跡する場合、容器の手動取出し、センサ見逃し、二重検出などによって、実際の位置とPLC内部のデータがずれることがあります。
搬送開始前後のセンサ状態を確認し、出発側から容器がなくなったことと、到着側で容器を検出したことの両方を確認します。一定時間以内に到着しない場合は搬送異常とします。
作業者が容器を手動で移動できる設備では、バーコードの再読取りや位置データの修正機能を設けます。修正操作は管理者権限とし、変更履歴を残す方法があります。
搬送順序と渋滞防止
複数の容器を連続搬送する場合は、各区間に容器が存在するかを管理し、前方が空いた区間から順に移動させます。
分岐や合流がある設備では、どちらのラインを優先するか、一定時間ごとに交互搬送するかなどを決めます。優先順位が固定されていると、一方のラインだけが長時間待機する場合があります。
下流設備の処理能力が低い場合は、上流からの搬送を一時停止し、バッファ区間へ容器を滞留させます。バッファが満杯になった場合の上流停止条件も設定します。
インターロック設計
搬送制御では、機器同士の干渉と搬送物の衝突を防ぐため、多数のインターロックを設けます。
- 下流側に空きがある場合だけ搬送する
- ストッパーが下降してからコンベアを起動する
- プッシャーが原点にある場合だけ容器を進入させる
- 転換機が搬送高さにある場合だけコンベアを動かす
- 計量や投入の完了後に搬出する
- 安全扉が開いている場合は自動運転を禁止する
センサ信号が矛盾している場合や、動作指令後に一定時間以内で完了信号が得られない場合は、自動運転を停止して異常を表示します。
異常監視と原因の切り分け
主な異常には、搬送物未到着、在荷センサ長時間ON、モーター過負荷、インバーター異常、ストッパー未動作、プッシャー未復帰、転換機位置異常などがあります。
搬送指令後に到着センサがONしない場合は、容器の引っ掛かり、ベルトやローラーの空転、センサ位置ずれ、下流側での衝突を確認します。
センサが常時ONの場合は、容器が残っているだけでなく、粉じんや汚れの付着、反射物、配線異常の可能性があります。タッチパネルへ各センサ状態と現在工程を表示すると、原因を切り分けやすくなります。
異常停止後の復旧
搬送途中で異常停止した場合は、各区間にある搬送物の位置とPLC内部のトラッキングデータを確認します。
無条件に自動原点復帰や再搬送を行うと、容器同士の衝突、二重投入、データの取り違えにつながる場合があります。手動運転で一台ずつ安全位置へ移動し、位置情報を確定してから自動運転へ戻します。
復旧画面では、異常箇所、対象搬送物、復旧可能な操作を表示し、動作可能な機器だけを操作できる構成とします。
停電・通信異常時の処理
停電時はコンベアやアクチュエータを安全に停止させます。リフターや傾斜搬送では、搬送物の落下や逆走を防ぐブレーキや機械的保持機構が必要です。
復電後は、センサ状態と保存した工程データを照合します。搬送物の位置が確定できない場合は自動運転を開始せず、作業者による確認を求めます。
上位システムとの通信が切れた場合は、受信済みの搬送指示で継続するか、新しい搬送を停止するかを設備条件に応じて決めます。容器番号や計量実績は一時保存し、復旧後に重複なく送信します。
保守・設備更新
定期点検では、コンベアのチェーン・ベルト・ローラー、ストッパー、シリンダー、位置センサ、モーター、減速機、インバーターを確認します。
搬送物の寸法や重量が変更された場合は、ガイド幅、停止距離、センサ位置、モーター容量、加減速時間を再確認します。
PLCやタッチパネルを更新する場合は、インターロック、タイマー、トラッキングデータ、手動復旧機能、上位通信を引き継ぎます。新旧PLCで処理周期や通信タイミングが異なる場合は、実際に容器を搬送して確認します。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、搬送物の形状・重量、必要能力、計量工程、投入工程、設置スペースを確認し、設備に適した搬送制御を検討します。
ローラーコンベア、チェーンコンベア、移動台車、転換機、プッシャー、リフターなどの機械設計と、制御盤、PLC、インバーター、タッチパネルを組み合わせます。
空容器、計量済み容器、計量NG容器などの状態を管理し、位置検出、振り分け、渋滞防止、前後設備とのインターロック、異常復旧まで一品一様で構成します。
計量実績、原料ロット、容器番号などを投入工程までトラッキングし、生産管理システムや上位システムと連携する構成についても、仕様を確認して検討します。
よくある質問
Q. 搬送物が途中で停止し、到着異常になる場合は何を確認しますか？
A. 容器の引っ掛かり、ローラーやベルトの空転、モーター・インバーター、ガイド幅、到着センサの位置と汚れを確認します。
Q. 計量NGとなった容器だけを別ラインへ振り分けられますか？
A. 計量結果と容器位置をひも付け、NG容器が振り分け位置へ到着した際にプッシャーや転換機を動作させる構成が可能です。
Q. 容器底面を傷つけずに直角方向へ搬送できますか？
A. 容器を横から押すのではなく、転換機で持ち上げて直交方向へ搬送する方法を検討できます。
Q. 停電後に搬送を自動で再開できますか？
A. 搬送物の位置と工程データを正確に復元できる場合は可能ですが、位置が不明な場合は手動確認後に再開する構成が安全です。
Q. 既設コンベアへトラッキング機能を追加できますか？
A. センサ配置、PLC容量、容器識別方法、既存ソフトを確認し、区間管理やバーコードを使ったトラッキングを追加できる場合があります。