クロスベルトソーター

クロスベルトソーターは、荷物、アパレル、小包、パッケージ、郵便物などの品目を処理および誘導するためにさまざまな業界で使用されている、高度なコンベアベースの自動仕分けシステムです。このシステムは、メイントラックに沿って横方向に取り付けられた、ループ状に編成されたクロスベルトと呼ばれる一連の独立して動作する短いコンベアベルト^[1]を使用して、品物を指定された目的地に迅速かつ正確に仕分けします。クロスベルトソーターは、その高い効率、スループット、精度により、物流、電子商取引、郵便サービスで広く利用されています。

クロスベルトソーターにはさまざまな種類があり、業界やクロスベルトソーターメーカーごとに独自の製品があります。しかし、標準的な2つは水平クロスベルトソーターと垂直クロスベルトソーターです。どちらの場合も、現在の世代ではリニア誘導モーター技術が採用されており、操作やメンテナンスが簡単で、経年劣化による機械の摩耗が少なくなっています。^[2]

クロスベルトソーターの主なコンポーネントは次のとおりです。

1. 導入エリア: ここで品物が仕分け機に投入されます。品物は主にコンベア ベルトまたは他の供給機構から自動的に供給されますが、例外として、オペレーターが低速で手動で供給するものもあります。
2. トラック: トラックは、列車をあらかじめ定義された経路に沿って誘導します。トラック (またはレール) の構成には、主に水平と垂直の 2 種類があります。水平ループと呼ばれていますが、このトラックにはさまざまな高さに到達するための傾斜セクションと下降セクションを含めることができます。ただし、トラックの曲線は通常水平面にあり、閉ループには多くの曲がり角を含めることができます。このソーター構成では、再循環も可能になります。再循環とは、排出する必要なくソーター ループ上に残ることができるアイテムを指す用語です。これは、排出ポイントが利用できない場合に便利です。垂直ループには水平トラックの曲線がなく、アイテムは 1 つの誘導領域から一方向および水平面にのみ輸送されます。この構成では、水平ソーターと比較してスループットが制限されますが、より狭い領域内でのクロスベルト ソーティングが可能です。クロスベルトが誘導領域に戻る前にすべてのアイテムを排出する必要があるため、ソーターでの再循環は不可能です。
3. 列車:キャリアのグループは列車と呼ばれます。冗長性のために、通常は複数の列車が端から端まで結合され、1 つの連続したループを形成します。1 つの列車が通信を失っても、ソーターの可用性は維持されます。
4. キャリア: これらの車輪付きユニットが互いに連結されて列車を形成します。
5. セル: キャリアの上に取り付けられた個別のコンベヤ ベルトです。各クロスベルト セルには独自のモーターまたはアクチュエータがあり、アイテムを移動方向に対して垂直に左または右に移動できるため、アイテムを特定のスライド、シュート、またはコンベヤに正確に向けることができます。キャリアは 1 つ以上のセルを運ぶことができます。
6. 制御システム: 多くの場合、センサーやソフトウェアと統合された高度な制御システムが仕分けプロセスを管理します。各アイテムを識別し、その行き先を決定し、適切なタイミングで適切なクロスベルトを起動します。
7. 排出ポイント: 通常は特定の目的地に向けて、品物が仕分け機から排出される場所です。ビン、シュート、コンベア ベルト、または輸送コンテナに直接排出されることもあります。

クロスベルトソーターはいくつかの段階で動作します。

1. 誘導: アイテムは通常、30˚ または 45˚ の角度で、一連のコンベアを介して移動ソーターに供給され、アイテムをソーターの速度まで加速します。次にクロスベルトが作動し、アイテムはゼロ相対速度でソーターセルに誘導されます。誘導されたアイテムは、サイズ、重量、キャリア構成に応じて、1 つ以上のセルを占有できます。
2. スキャン:通常、誘導後、品目は仕分け機の正しい排出ポイントを知るために識別が必要です。これには、OCR、バーコードリーダー、RFIDスキャナー、またはその他の識別が含まれます。アプリケーションによっては、誘導前または誘導中に実行することもできます。
3. 仕分け: アイテムがトラックに沿って移動すると、制御システムはスキャン情報に応じて各アイテムを排出ポイントに割り当てます。アイテムが指定された排出ポイントに到達すると、クロスベルトセルが起動し、アイテムを適切なシュートまたはコンベアに移動します。
4. 排出：仕分けされた品物はそれぞれのビン、シュート、またはコンベアに排出されます。その後、さらに処理するか、出荷の準備をすることができます。

通常、クロスベルト トレインを動作させるには、3 つの主要な接続が必要です。ハイエンドのクロスベルト ソーターは、メンテナンスを最小限に抑えるために非接触技術を採用しています。つまり、摩耗はほとんど発生しないかまったく発生しないため、信頼性の高いシステムが提供され、ライフサイクル コストが削減されますが、他の技術に比べて資本コストがわずかに高くなります。

リニア同期モーター (LSM) は、メンテナンスがほとんど必要なく、非接触で、正確な加速、減速、または速度の維持が可能なため、ハイエンドの仕分け機で使用されています。最大速度は 3m/s と報告されていますが、小包用途では、軽量品の飛び出し (加速または移動中に空中に浮く品物) を防止するために、通常、最大 2.5m/s の仕分け機速度が使用されます。通常、冗長性のためにトラックに LSM が追加されるため、LSM が非アクティブになった場合でも、残りの LSM によって十分な推進力が提供されるため、パフォーマンスの低下は発生しません。

代替の接触ソリューションでは、摩擦によって選別機の下の平らなプレートを動かす電動ホイールを採用しています。

誘導電力伝送 (IPT) は、磁場を使用して非接触で電気エネルギーを伝送します。または、キャリア上のモーター付きホイールがセルに電力を生成します。多くの場合、より安価ですがメンテナンスに手間がかかるソリューションでは、バスバー システムとブラシを使用します。

接触型のアクティベーションでは、機械式アクチュエータを使用してセルをアクティベートしますが、通常、排出ポイントは固定位置である必要があるため、動的排出が少なくなり、速度とスループットが低くなります。

産業用 Wi-Fi は、汚れやゴミによって妨げられることのない非接触通信を提供するため、一般的に使用されています。代替技術としては赤外線などがあります。

クロスベルトソーターにはいくつかの利点があります。

• 優しい取り扱い:選別機は、傾斜トレイなどの重力に頼ってアイテムを排出しません。つまり、排出がより適切に制御され、信頼性が高くなります。
• シュート密度:迂回ポイントを近づけることができるため、シュート密度が増加し、スペースの利用率が向上します。
• 低い運用コスト:使用するテクノロジーに応じて、低いメンテナンスと高いエネルギー効率の組み合わせにより、低い運用コストを実現できます。
• 高いスループット: 1 時間あたり数千個のアイテムを仕分けできるクロスベルト ソーターは、スループットと効率を大幅に向上させます。さらに、水平ソーターでは、仮想誘導エリアを追加することでスループットを倍増できます。これは、ソーターを連続して配置した場合と同様です。たとえば、3 つの誘導エリアがあり、各誘導エリアのスループットが 1 時間あたり 12,000 個の荷物である場合、1 時間あたり 36,000 個の荷物が仕分けられることになります (すべての荷物が次の誘導エリアの前にソーターから出荷されると仮定)。${\displaystyle スループット={SorterSpeed(MetersPerHour)\times No.OfCellsPerCarrier\times EfficiencyFactor} \over CarrierPitch(Meters)}$
• 精度: 精密な制御と高度なスキャン技術により、これらのシステムは高精度の仕分けを実現します。一部のクロスベルトは、シュートへの充填を改善するために、またはサイズや重量特性に基づいて排出ポイントを動的に調整することもできます。
• 柔軟性: さまざまなサイズ、形状、重量のアイテムや、ポリ袋などの扱いにくいアイテムの取り扱いに適しており、さまざまな業界で汎用的に使用できます。
• スケーラビリティ: モジュール設計により、簡単に拡張およびカスタマイズでき、増大する運用上の要求に対応できます。

クロスベルトソーターは、以下を含むさまざまな分野で採用されています。

• 電子商取引: 大量の注文と返品を処理し、タイムリーな配送と効率的な処理を保証します。
• 郵便サービス: 郵便物や小包を迅速かつ正確に仕分けして配達時間を短縮します。
• 小売流通: 流通センターで、店舗または顧客に直接出荷するために製品を仕分けします。
• 空港手荷物処理：手荷物を効率的に仕分けし、適切なフライトまたはターミナルに誘導します。