JP2005134310A - 物品に対する計量または検査を行う装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬入物品の品質管理状態を正しく判定できるようにする。
【解決手段】 管理限界算出手段２９は、予め管理基準値設定手段２８によって設定された管理対象値の基準平均値、基準標準偏差から管理限界を算出する。管理統計値算出手段３０は、運転中に搬入される物品の管理対象値の平均値、標準偏差を予め設定されたバッチ処理毎に算出する。判定ルール指定手段３２は、判定ルール記憶手段３１に記憶されている複数の判定ルールから任意の判定ルールを任意数選択指定させる。判定手段３３は、管理統計値算出手段３０によって算出された管理対象値の平均値、標準偏差の管理限界に対する変化を、選択指定された判定ルールにしたがって判定し、その判定結果を判定結果出力手段３４が表示、音、信号等で出力する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、製造ライン等から連続的に搬入される食品等の物品に対する計量または検査を行う装置において、製造ラインに発生している問題等を正確に判定するための技術に関する。

食品等の製造工場では、製造ラインから搬出される物品に対して計量装置や異物検査装置等によって計量や検査を行い、計量結果が印刷されたラベルを物品に貼付けて搬出したり、検査によって不良品と判断された物品をラインから排除している。

この種の装置では、単に物品の計量や検査を行うだけでなく、搬入される物品の品質の変動傾向等を把握できるように、計量値や検査の対象となる値についての平均値や標準偏差を算出して、その変化を表すグラフ等を表示器に表示出力したり、プリンタから印刷出力する機能を有しており、その出力されるグラフ等からその物品の品質管理が正しく行われているか否かを判断していた。

このような統計値を出力する機能を有する装置は、例えば、次の非特許文献１に記載されている。

アンリツテクニカル６２号 ｐ８０〜ｐ８２ １９９１年発行

しかしながら、上記のように、計量値や検査対象値の平均値や標準偏差の変化を示すグラフを見て、その物品の品質管理が正しく行われているか否かを判定する作業は、熟練を要し、また、判定する者によってその結果が大きく相違し、製造ラインへフィードバックを誤ることがある。

本発明は、この問題を解決して、計量対象あるいは検査対象の物品についての品質管理が正しく行われているか否かを正しく判定することができる物品に対する計量または検査を行う装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１の物品に対する計量または検査を連続的に行う装置は、
物品に対する計量または検査を連続的に行う装置において、
計量または検査の対象となる値を管理対象値とし、該管理対象値の基準平均値、基準標準偏差およびバッチ処理情報を設定するための管理基準値設定手段（２８）と、
前記管理基準値設定手段によって設定された基準平均値および基準標準偏差から管理限界を算出する管理限界算出手段（２９）と、
運転中に搬入される物品の管理対象値の平均値、標準偏差を前記設定されたバッチ処理毎に算出する管理統計値算出手段（３０）と、
前記管理統計値算出手段によって算出された管理対象値の平均値、標準偏差の前記管理限界に対する変化に関する複数の判定ルールを予め記憶している判定ルール記憶手段（３１）と、
前記判定ルール記憶手段に記憶されている複数の判定ルールから任意の判定ルールを任意数選択指定させるための判定ルール指定手段（３２）と、
前記管理統計値算出手段によって算出された管理対象値の平均値、標準偏差の前記管理限界に対する変化を、前記選択指定された判定ルールにしたがって判定する判定手段（３３）と、
前記判定手段の判定結果を出力する判定結果出力手段（３４）とを備えたことを特徴としている。

また、本発明の請求項２の物品に対する計量または検査を行う装置は、請求項１の物品に対する計量または検査を行う装置において、
任意の判定ルールを前記判定ルール記憶手段に登録する判定ルール登録手段（３５）を備えたことを特徴としている。

また、本発明の請求項３の物品に対する計量または検査を行う装置は、請求項１または請求項２の物品に対する計量または検査を行う装置において、
前記管理基準値設定手段は、異なる複数のバッチ処理情報の設定が可能に構成され、
前記判定ルール指定手段は、前記設定された複数のバッチ処理情報毎に判定ルールの選択指定が行えるように構成されていることを特徴としている。

このように、本発明の物品に対する計量または検査を行う装置では、物品についての管理統計値の管理限界に対する変化を、複数の判定ルールから予め選択指定された判定ルールにしたがって判定し、その判定結果を出力しているので、計量対象あるいは検査対象の物品についての品質管理が正しく行われているか否かを正しく把握でき、製造ラインへの的確なフィードバックが可能となる。

また、任意の判定ルールの登録が可能であるため、物品の品質や装置に固有の判定ルール等を用いてより細かな管理をすることができる。

また、バッチ処理情報（時間や個数）を複数設定でき、その複数のバッチ処理情報に判定ルールを設定できるようにしたものでは、異なる期間における品質変動傾向に対する判定結果を把握することができ、また、装置自体の動作傾向の把握も可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した重量選別装置２０の全体構成を示している。

図１において、計量部２１は、コンベア２１ａとそれを支持する計量器２１ｂ等を含み、前段コンベア１０から順次搬出される物品１をコンベア２１ａの一端側で受けて他端側へ搬送し、その搬送中に物品の１の重量値Ｗを計量器２１ｂで検出し、その計量済の物品１をコンベア２１ａの他端側から選別部２２に搬出する。なお、ここで、物品１がコンベア２１ａに搬入されたときに計量器２１ｂが出力する重量値Ｗは、コンベア２１ａと物品１の合計重量からコンベア２１ａの自重を減じた結果、即ち、搬入物品の重量とする。

選別部２２は、コンベア２２ａと物品排除装置２２ｂとを有し、後述する制御部２３から良品信号を受けたときには計量部２１から搬出される物品をそのまま後段コンベア１１に搬出し、制御部２３から不良信号を受けたときには計量部２１から搬出される物品を排除する。

コンピュータ構成の制御部２３は、操作部２４、表示器２５、選別判定手段２６、品質管理処理部２７とを有している。

選別判定手段２６は、計量部２１によって検出された物品の重量値Ｗが、操作部２４の操作等によって予め設定された重量範囲に入るか否かを判定し、重量範囲に入るときには選別部２２に対して良品信号を出力して、その物品を良品として通過させ、重量範囲を超えるときには選別部２２に対して不良信号を出力して、その物品を不良品として排除させる。

品質管理処理部２７は、計量部２１によって検出された物品の重量値Ｗに基づいて、前段ライン１０から搬入される物品の品質に係わる各種処理を行うためのものであり、図２に示すように、管理基準値設定手段２８、管理限界算出手段２９、管理統計値算出手段３０、判定ルール記憶手段３１、判定ルール指定手段３２、判定手段３３、判定結果出力手段３４、判定ルール登録手段３５、管理図表示手段３６とを有している。

管理基準値設定手段２８は、計量選別対象の物品についての計量値（単体重量）を管理対象値とし、その管理対象値の基準平均値Ａｒ、基準標準偏差σｒおよび平均化の対象となる物品数あるいは時間を示すバッチ処理情報数Ｂを設定するためのものであり、例えば設定用画面を表示器２５に表示し、操作部２４の操作によりこれらの各値を設定できるように構成されている。

なお、基準平均値Ａｒと基準標準偏差σｒは、例えば、計量対象の物品を過去に計量したときに得られた単体重量の平均値と標準偏差とする。また、バッチ処理情報Ｂは、複数種設定することができるようになっている。

管理限界算出手段２９は、管理基準値設定手段２８によって設定された基準平均値Ａｒおよび基準標準偏差σｒから管理限界ＵＣＬ、ＬＣＬを、例えば、次の演算によって求める。

ＵＣＬ＝Ａｒ＋３・σｒ
ＬＣＬ＝Ａｒ−３・σｒ

また、平均値ＡｒからＵＣＬまでの範囲を、次のように３つの等しい範囲Ｕ１〜Ｕ３に分割する境界値Ａｒ＋σｒ、Ａｒ＋２・σｒを求める。

Ａｒ≦Ｕ１＜Ａｒ＋σｒ
Ａｒ＋σｒ≦Ｕ２＜Ａｒ＋２・σｒ
Ａｒ＋２・σｒ≦Ｕ３＜ＵＣＬ

また、平均値ＡｒからＬＣＬまでの範囲を、次のように３つの等しい範囲Ｌ１〜Ｌ３に分割する境界値Ａｒ−σｒ、Ａｒ−２・σｒを求める。

Ａｒ＞Ｌ１≧Ａｒ−σｒ
Ａｒ−σｒ＞Ｌ２≧Ａｒ−２・σｒ
Ａｒ−２・σｒ＞Ｌ３≧ＬＣＬ

管理統計値算出手段３０は、運転中に搬入される物品についての管理対象値の平均値Ａ、標準偏差σを予め設定されているバッチ処理情報Ｂ毎に算出して、これを記憶する。

判定ルール記憶手段３１には、管理統計値算出手段３０によって算出された管理対象値の平均値Ａ、標準偏差σの管理限界に対する変化に関する複数の規定の判定ルールＲｒが予め記憶されている。

また、この判定ルール記憶手段３１には、判定ルール登録手段３５によって任意の判定ルールＲｆが登録できるようになっている。

ここで、規定の判定ルールＲｒとしては、例えば、図３に示しているように、平均値の変動に対してＪＩＳ２９０２１にしたがった次の８つのルールＲｒ１〜Ｒｒ８を用いたり、あるいは旧ＪＩＳの判定ルールを用いてもよい。

Ｒｒ１：平均値の１点がＵＣＬまたはＬＣＬを超えている。
Ｒｒ２：連続する平均値９点が基準平均値Ａｒの一方の側にある。
Ｒｒ３：連続する平均値６点が単調増加または単調減少している。
Ｒｒ４：連続する平均値１４点が交互に増減している。
Ｒｒ５：連続する平均値３点中の２点が、Ｕ３以上の領域またはＬ３以下の領域にある。
Ｒｒ６：連続する平均値５点中の４点が、Ｕ２以上の領域またはＬ２以下の領域にある。
Ｒｒ７：連続する平均値１５点が領域Ｕ１、Ｌ１にある。
Ｒｒ８：連続する平均値８点が領域Ｕ２以上、Ｌ２以下の領域にある。

また、標準偏差σについては、基準標準偏差σｒとの大小比較や、標準偏差σの増減に傾向性があるか否か等を判定する。

判定ルール指定手段３２は、判定ルール記憶手段３１に記憶されている複数の判定ルールから任意の判定ルールを任意数選択指定させるためのものであり、例えば、表示器２５に、選択指定可能な全ての判定ルールＲを一覧表示し、操作部２４の操作によって任意の判定ルールを選択させる。なお、この判定ルールの指定は、設定されたバッチ処理情報Ｂ毎に行えるようになっている。

判定手段３３は、管理統計値算出手段３０によって算出された管理対象値の平均値Ａ、標準偏差σの変化を、判定ルール指定手段３２によって選択指定された判定ルールにしたがって判定する。

例えば、前記ルールＲｒ１の現象が発生した場合、前段ラインでの製造品質のバラツキが大き過ぎると判定する。また、前記ルールＲｒ２の現象が発生した場合、前段ラインでの製造品質に偏りがあると判定する。

また、前記ルールＲｒ３の現象が発生した場合、前段ラインでの製造品質に単調変化をきたす傾向変動があると判定する。

また、前記ルールＲｒ４〜Ｒｒ８等の現象が発生した場合、前段ラインでの製造品質の制御が過度あるいは緩慢である等と判定する。

判定結果出力手段３４は、上記した判定手段３３の判定結果を出力するためのものであり、例えば、アラーム音を発生するとともに、上記判定結果を表示器２５の画面上に文字等による表示出力、音声出力あるいは信号出力によって前段ラインへフィードバックして、作業者に注意を促す。

また、判定ルール登録手段３５は、任意の判定ルールを判定ルール記憶手段３１に登録するためのものであり、例えば、表示器２５の画面上に、判定ルールの新規作成用画面を表示し、連続ポイント数、領域等のパラメータを操作部２４の操作によって設定させて、新規の判定ルールを作成させたり、規定の判定ルールＲｒを選択表示させ、そのポイント数や領域等のパラメータを変更させて新規の判定ルールを作成させるように構成されている。

管理図表示手段３６は、管理統計値算出手段３０によって算出される平均値Ａと標準偏差σの変化を、基準平均値Ａｒおよび基準標準偏差σｒを中心とする座標上にそれぞれグラフ表示する。この表示は、平均値Ａのグラフと標準偏差σのグラフを同一画面上に表示する並列表示方式の他に、操作部２４の操作等で選択された方を表示する選択表示方式であってもよい。

このように構成された重量選別装置２０では、管理基準値設定手段２８によって基準平均値Ａｒ、基準標準偏差σｒ、少なくとも１つのバッチ処理情報Ｂを設定するとともに、そのバッチ処理情報Ｂ毎に判定ルールを選択指定した状態で、運転を開始する。なお、以下の説明では、バッチ処理情報Ｂが個数の場合を示している。

運転開始によって、前段コンベア１０から物品１が計量部２１に搬入されて、その重量値Ｗが検出され、制御部２３に入力される。

制御部２３の選別判定手段２６は、この検出された重量値Ｗが設定範囲内であれば良品信号を選別部２２に出力して、その物品を後段コンベア１１へ搬出させ、検出された重量値Ｗが設定範囲外であれば不良信号を選別部２２に出力して、その物品を排除させる。

このような選別動作が継続している間、計量部２１で検出された重量値Ｗは、管理統計値算出手段３０に入力されて記憶され、その記憶数が指定された数Ｂに達すると、その重量値Ｗについての平均値Ａと標準偏差σが算出されて記憶されるとともに、管理図表示手段３６によって表示器２５にグラフ表示される。

また、この算出された平均値Ａと標準偏差σに対して、判定手段３３による判定が行われ、その変化が予め指定された判定ルールに合致した場合、アラーム音が発生するとともに、その判定ルールに対応した判定結果が、音声出力あるいは表示器２５に表示出力される（前段ラインへ信号出力される場合もある）。

このアラーム音に気づいた作業者は、音声出力あるいは表示出力された判定結果を確認して、物品の製造品質をよりよくするために前段ラインへフィードバックする。

このように実施例の重量選別装置２０では、予め指定した判定ルールにしたがって、物品の重量の平均値や標準偏差の変化を判定して、その判定結果を出力するようにしているので、熟練者でなくても、前段での物品の製造品質の管理が正しく行われているか否かを正確に把握することができ、製造ラインへ的確なフィードバックが可能となる。

また、バッチ処理情報Ｂを複数設定でき、バッチ処理情報毎に判定ルールを指定できるので、物品の短期間の品質変動と長期間の品質変動についてそれぞれ判定を行うことができ、よりきめの細かい品質管理を行うことができる。

上記説明は、物品の品質変化のみに着目し、計量値の平均値の変化を判定ルールにしたがって判定していたが、計量値の平均値の変化は、重量選別装置２０自体の計量部のドリフト等によっても発生する。

特に、効率を優先して物品の搬入間隔を短くした場合、コンベア２１ａ上に物品が無い状態で且つ計量済みの物品を搬出した際の振動成分が収まっている状態を発生させることができなくなり、計量器２１ｂのドリフトの補正が行えない。

この場合、計量器２１ｂのドリフトは、検出する物品の重量値にそのまま反映し、重量値を単調増加させたり、単調減少させる。

したがって、製造ラインでの品質管理が的確に行われていることが確認されているにも関わらず、平均値Ａの単調増加や単調減少が判定された場合には、重量選別装置２０自体の計量部のドリフトによるものと判断できる。

また、物品の製造品質の変化の周期に比べて、重量選別装置２０自体のドリフトの周期が短いことが分かっているような場合には、物品の製造品質の変化の周期に対応した大きな数や長い時間を示すバッチ処理情報Ｂ１と、重量選別装置２０自体のドリフトの周期に対応した少ない数や短い時間を示すバッチ処理情報Ｂ２を設定し、それぞれのバッチ処理情報Ｂ１、Ｂ２に対して適切な判定ルールを指定しておくことで、物品の製造品質の変化と、重量選別装置２０のドリフトによる変化とを区別して把握でき、製造ラインへのフィードバックだけでなく、重量選別装置２０自体の動作状態の把握やメンテナンスを適切に行うことができる。

なお、上記実施例は、本発明を重量について検査を行う重量選別装置に適用していたが、本発明は、他の計量装置や検査装置についても同様に適用できる。

例えば、複数の計量ホッパに物品を供給してその重量を検出し、検出した重量に基づいて、その組合せ重量や組合せ個数が目標範囲となる組合せを選定して、ひとまとめに排出する組合せ計量装置についても本発明を同様に適用できる。

この場合、計量ホッパに供給される物品数が１個とは限らないので、計量ホッパの計量値から個数換算によって収容個数を求め、計量値をその個数で除算して得られる値を、物品の単品重量と仮定して、前記同様の管理統計値の算出を行う。

また、検査装置、例えば磁界を物品の搬送路に発生し、その搬送路を通過する物品の磁界への影響の大きさを検出して、物品に金属が混入しているか否かを検査する金属検出装置や、搬送中の物品にＸ線を照射し、その物品を透過したＸ線の画像の影部の濃さや大きさを検出して、物品に異物が混入しているか否かを検査するＸ線異物検査装置についても本発明を適用できる。

このような異物検査装置の場合、磁界に対する物品の影響度や透過Ｘ線の濃さ（強さ）が物品の製造品質を表す値となり、それらに対応した信号の大きさについて、前記同様の管理統計値の算出を行う。

本発明の実施例の全体構成図 本発明の実施例の要部のブロック図 規定の判定ルールを説明するためのグラフ

符号の説明

１０……前段コンベア、１１……後段コンベア、２０……重量選別装置、２１……計量部、２１ａ……コンベア、２１ｂ……計量器、２２……選別部、２２ａ……コンベア、２２ｂ……物品排除装置、２３……制御部、２４……操作部、２５……表示器、２６……選別判定手段、２７……品質管理処理部、２８……管理基準値設定手段、２９……管理限界算出手段、３０……管理統計値算出手段、３１……判定ルール記憶手段、３２……判定ルール指定手段、３３……判定手段、３４……判定結果出力手段、３５……判定ルール登録手段、３６……管理図表示手段

Claims (3)

1. 物品に対する計量または検査を連続的に行う装置において、
   計量または検査の対象となる値を管理対象値とし、該管理対象値の基準平均値、基準標準偏差およびバッチ処理情報を設定するための管理基準値設定手段（２８）と、
   前記管理基準値設定手段によって設定された基準平均値および基準標準偏差から管理限界を算出する管理限界算出手段（２９）と、
   運転中に搬入される物品の管理対象値の平均値、標準偏差を前記設定されたバッチ処理毎に算出する管理統計値算出手段（３０）と、
   前記管理統計値算出手段によって算出された管理対象値の平均値、標準偏差の前記管理限界に対する変化に関する複数の判定ルールを予め記憶している判定ルール記憶手段（３１）と、
   前記判定ルール記憶手段に記憶されている複数の判定ルールから任意の判定ルールを任意数選択指定させるための判定ルール指定手段（３２）と、
   前記管理統計値算出手段によって算出された管理対象値の平均値、標準偏差の前記管理限界に対する変化を、前記選択指定された判定ルールにしたがって判定する判定手段（３３）と、
   前記判定手段の判定結果を出力する判定結果出力手段（３４）とを備えたことを特徴とする物品に対する計量または検査を行う装置。
2. 任意の判定ルールを前記判定ルール記憶手段に登録する判定ルール登録手段（３５）を備えたことを特徴とする請求項１記載の物品に対する計量または検査を行う装置。
3. 前記管理基準値設定手段は、異なる複数のバッチ処理情報の設定が可能に構成され、
   前記判定ルール指定手段は、前記設定された複数のバッチ処理情報毎に判定ルールの選択指定が行えるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の物品に対する計量または検査を行う装置。

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