JP2005162394A - 分散供給装置及びそれを備えてなる組合せ計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転中でも分散テーブル上の物品量が適正に検出されているか否かが監視可能となり、整合性が無い場合には、警告を発して作業者の対応を促すことができる組合せ計量装置を提供する。
【解決手段】 分散テーブルに積載される物品について、重量を検出する重量検出手段と、高さを検出する高さ検出手段と、重量検出手段に基づいて物品の供給量制御を行う制御手段とを備えてなる分散供給装置において、重量検出手段と高さ検出手段の検出結果の整合性の有無を判定する判定手段と、判定手段によって検出結果に整合性が無いと判定された場合に警告を発する警告手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、分散テーブルにより物品を複数経路に分散する分散供給装置及びそれを備えてなる組合せ計量装置に関する。

従来、複数の計量手段に分散された物品を、各計量手段の計量結果に基づいて、目標重量範囲に収まるように組合せる組合せ計量装置が使用されており、このような組合せ計量装置において、まとめて供給された物品を分散させて各計量手段へ所定量ずつ供給するようにした分散供給装置が採用されている。

このような分散供給装置は、円板形状又は円錐形状に形成される分散テーブルと、分散テーブルに上下振動を与える振動付与手段と、分散テーブルの中央部に上方から物品を供給する搬送コンベアを備えてなり、分散テーブルの中央部に供給される物品を周縁部に向けて分散させるように振動させることにより、分散テーブルの周縁部に沿って配設された複数のプールホッパに物品を所定量ずつ供給する。各プールホッパに供給された物品は、その下方に各々設けられた計量ホッパに供給され、各計量ホッパの計量結果に基づいて、目標重量範囲に収まるように物品の組合せ計量が行われる。

ところで、分散テーブルから各プールホッパに対する物品供給を適正に行わせるために、上記分散装置には、分散テーブルに積載される物品の量を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて搬送コンベアからの供給量制御する制御手段とが備えられており、分散テーブルに積載される物品の量が所定レベルに保たれるようになっている。分散テーブルに積載される物品の量を検出する手段としては、分散テーブルの上方に光電センサを配設しておき、分散テーブルに積載されている物品による光の遮断状況をもとに物品の高さを検出するもの（例えば、特許文献１参照）と、分散テーブルの下方に秤を取り付けておき、分散テーブルに積載されている物品の重量を検出するもの（例えば、特許文献２参照）とが採用されている。
特開平５−１８０６８７号公報 特許第２９６１３３７号公報

しかしながら、上記の分散供給装置は、分散テーブルに積載される物品の量が正確に検出されることを前提としており、例えば、分散テーブルに物品が積載されたままで秤のゼロ点調整を実施したり、秤の可動部分に物品が噛み込んだり、あるいは、光電センサや秤のロードセル自体が故障している場合には、分散テーブルに積載される物品の正確な量が検出できず、その結果、物品の供給量制御を適正に行うことができなくなるという問題がある。また、このような不都合を運転中に検出することは困難であるため、気づかずに運転を継続させて、タイムロス等の損失を発生させるおそれがある。

本発明は、斯かる実情に鑑み、分散テーブルに積載される物品の量を検出する検出手段が適正に作動しているか否かを、運転中でも監視することができるようにした分散供給装置及びそれを備えてなる組合せ計量装置を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、物品を供給する供給手段と、該供給手段から供給される物品を受けて複数経路に分散する分散テーブルと、前記供給手段から供給されて前記分散テーブルに積載される物品について、重量を検出する重量検出手段と、高さを検出する高さ検出手段と、前記重量検出手段又は前記高さ検出手段のいずれかの検出結果に基づいて前記供給手段の供給量制御を行う制御手段と、を備えてなる分散供給装置であって、前記重量検出手段と前記高さ検出手段の検出結果の整合性の有無を判定する判定手段と、前記判定手段によって前記検出結果に整合性が無いと判定された場合に警告を発する警告手段と、を備えることを特徴とする分散供給装置を提供する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の分散供給装置であって、前記高さ検出手段は、複数の高さ位置を検出可能であることを特徴とする分散供給装置を提供する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の分散供給装置であって、前記重量検出手段及び前記高さ検出手段における検出結果を記録する記録手段を、備えることを特徴とする分散供給装置を提供する。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の分散供給装置を備えてなり、複数経路に分散された物品の重量値に基づいて組合せ計量を行うことを特徴とする組合せ計量装置を提供する。

請求項１〜４の発明によれば、分散テーブルに積載されている物品の量を重量検出手段と高さ検出手段で検出して、そのいずれかの検出結果に基づいて物品供給量を制御しながら、両検出手段による検出結果の整合性の判定を行うので、運転中でも分散テーブル上の物品量が適正に検出されているか否かが監視可能となり、整合性が無い場合には、警告を発して作業者の対応を促すことができるので、故障等に気づかないまま運転を継続してタイムロス等の損失を発生させることが防止される。その結果、物品供給装置、あるいは物品供給装置を備える組合せ計量装置の適正な稼動が確保され、製造される製品の品質保証を確実に行うことができるという優れた効果を奏し得るものである。

また、請求項２に記載されるように、複数の高さ位置を検出可能とすることにより、故障等の発生をより迅速に検出することができるものである。さらに、請求項３に記載されるように、前記重量検出手段及び前記高さ検出手段における検出結果を記録することにより、作業者がその検出結果から故障やトラブルが発生する可能性を予測することができ、事前に対応措置を取ることができるものである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しつつ説明する。

（組合せ計量装置１）
図１は、本発明を実施する形態の一例となる組合せ計量装置１を示す図であって、組合せ計量装置１は、その筐体１１の上部に配設される分散供給装置２と、下部に配設される計量装置３とを備えてなる。組合せ計量装置１は、分散供給装置２により、例えばスナック菓子等のように個々の重量が異なるバラ状の物品を複数経路に一旦分散させ、計量装置３により、分散させた物品をそれぞれ計量し、それらの重量値に基づいて所定の目標重量となる組合せを求めて、求められた組合せをひとまとめにして排出する組合せ計量を行う。組合せ計量装置１から排出された物品は、その下方に設けられた包装装置４の搬送コンベア４１上を搬送される包装容器Ｐに順次投入された後、包装容器Ｐの開口部がシールされることにより、自動的に包装される。

（分散供給装置２）
分散供給装置２は、上流工程から搬送されるバラ状の物品を供給する供給手段としての可変速コンベア２１と、可変速コンベア２１から供給される物品を受けて複数経路に分散する分散テーブル２４と、可変速コンベア２１から分散テーブル２４に積載される物品について重量を検出することができる重量検出手段としてのロードセル２６と、可変速コンベア２１から分散テーブル２４に積載される物品について複数の高さ位置を検出することができる高さ検出手段としての高さセンサ２７と、ロードセル２６の検出結果に基づいて可変速コンベア２１の供給量制御を行う制御手段としての制御部２９１を有する制御操作盤２９と、を備える。

また、分散供給装置２には、上記したものに加えて、さらに、距離センサ２２と、ホッパ２３と、振動器２５と、複数個の直線フィーダ２８と、が備えられる。なお、制御操作盤２９には、制御部２９１の他に、ロードセル２６と高さセンサ２７の検出結果の整合性の有無を判定する判定手段としての判定部２９２、判定部２９２によって検出結果の整合性が無いと判定された場合に警告を発する警告手段となる警告部２９３、ロードセル２６と高さセンサ２７の検出結果を同期的に記録する記録手段としての記録部２９４、及び記録部２９４の記録内容を表示できる表示部２９５が備えられる。

（可変速コンベア２１）
可変速コンベア２１は、その搬送面２１ａの上流端側に積載される物品を下流端側に向けて搬送し、下流端側から連続的に落下させることにより、分散テーブル２４の上面に物品を供給し積載する。搬送面２１ａへの物品の積載は、図示されない上流工程から物品を一定速度で連続搬送する定速コンベア２０により行われる。可変速コンベア２１の供給量、すなわち搬送速度は、距離センサ２２の検出結果に基づいて、搬送面２１ａに積載される物品層の厚み（以下、「層厚」という。）ｔが予め設定された範囲内に収まるように、かつ、ロードセル２６の検出結果に基づいて、分散テーブル２４に供給される物品の重量が予め設定された範囲に収まるように自動制御される。

（距離センサ２２）
距離センサ２２は、可変速コンベア２１の上方に、搬送面２１ａに対向するように設けられており、搬送面２１ａ上を搬送される物品の表面までの距離Ｈを検出する。この検出結果に基づいて、制御部２９１が、搬送面２１ａ上を搬送される物品の層厚ｔを予め設定された数値範囲に収めるように、可変速コンベア２１の搬送速度を制御する。層厚ｔが常に一定となるようにすることにより、組合せ計量装置１の精度及び稼働率の向上を図るものである。具体的には層厚ｔが予め設定された数値範囲よりも大きい場合には、可変速コンベア２１の搬送速度を速くすることにより、層厚ｔが小さくなるようにする一方、層厚ｔが予め設定された数値範囲よりも小さい場合には、可変速コンベア２１の搬送速度を遅くすることにより、層厚ｔが大きくなるように制御する。

（ホッパ２３）
ホッパ２３は、上広がりに形成される円形漏斗状に形成されており、可変速コンベア２１から落下させられる物品を分散テーブル２４の頂部２４ａ付近に集中させて供給させるとともに、分散テーブル２４に落下した物品が外部に飛散しないようにするカバーとして機能する。

（分散テーブル２４）
分散テーブル２４は、ホッパ２３と同心状に設けられる円錐形状のテーブルであって、振動器２５で微小振動させられることにより、可変速コンベア２１からホッパ２３を通して供給される物品を複数経路に分散する。物品が分散させられる複数経路は、分散テーブル２４の頂部２４ａから周縁部２４ｂへ向けて放射線状に延びる複数本の溝部２４ｃ（不図示）として形成される。すなわち、頂部２４ａ付近に供給された物品は、微小振動で経路となる溝部２４ｃに沿って周縁部２４ｂまで移動し、周縁部２４ｂの複数箇所から少量ずつ落下する。なお、頂部２４ａには、後述する重量検出シャフト２６２が挿通される上下貫通穴２４ｄが形成される。

（振動器２５）
振動器２５は、分散テーブル２４に微小振動を与える振動発生源となる振動器本体２５１と、筐体１１に支持される台座２５２と、振動器本体２５１と台座２５２の間に設けられる振動吸収体２５３とからなる。振動器本体２５１は、分散テーブル２４を下面側から支持固定しており、分散テーブル２４を上下方向及び円周方向に微小振動させる。なお、振動器２５には、後述する重量検出シャフト２６２との干渉を避けるための上下貫通穴が形成されている。

（ロードセル２６）
ロードセル２６は、筐体１１に固定支持されるロードセル本体２６１と、ロードセル本体２６１から上方に突出する重量検出シャフト２６２とを備えてなる。重量検出シャフト２６２は、分散テーブル２４の上下貫通穴２４ｄに挿通されており、先端２６２ａが分散テーブル２４の上面側に露出しているため、分散テーブル２４に供給される物品の重みを受けることにより、分散テーブル２４へ積載される物品の重量検出を行うことができるものである。なお、分散テーブル２４は上下方向及び円周方向に振動させられるが、同心線上を挿通させられる重量検出シャフト２６２に振動が伝達することはなく、物品の重量検出に支障を生じることがない。

（高さセンサ２７）
高さセンサ２７は、分散テーブル２４に積載された物品の高さが、分散供給装置２を支障なく作動できる許容範囲からはみ出しているか否かを検出できるものであり、上記許容範囲の上限高さ位置Ｐｈ１に設置される光電センサ２７１と、及び上記許容範囲の下限高さ位置Ｐｈ２に設置される光電センサ２７２とで構成される。光電センサ２７１は、ホッパ２３の側面部に対向配置される投光器２７１ａと受光器２７１ｂとで構成され、投受光器間の光の遮断有無をもとに、上限高さ位置Ｐｈ１以上の高さまで物品が積載されているか否かを検出することができ、光電センサ２７２は、ホッパ２３の側面部に対向配置される投光器２７２ａと受光器２７２ｂとで構成され、下限高さ位置Ｐｈ２以上の高さまで物品が積載されているか否かを検出することができる。

（直線フィーダ２８）
直線フィーダ２８は、分散テーブル２４に形成される複数経路（溝部２４ｃ）のそれぞれに対応するように複数個設けられる振動フィーダであって、樋状のフィーダ本体２８１と、筐体１１の上部に設けられてフィーダ本体２８１を振動可能に支持する振動器２８２とからなる。フィーダ本体２８１は、分散テーブル２４の周縁部２４ｂと上部ホッパ３１とをつなぐように放射状に配置されており、分散テーブル２４において複数経路に分散された物品を受け止める。振動器２８２は、フィーダ本体２８１を所定時間振動させて、受け止められた物品を計量装置３に設けられる上部ホッパ３１に略一定量ずつ供給する。なお、フィーダ本体２８１は、受け止められた物品が上部ホッパ３１へ移動し易いように傾斜させられている。

（制御操作盤２９）
制御操作盤２９には、上述したように、制御部２９１、判定部２９２、警告部２９３、及び記録部２９４が備えられる。制御部２９１は、ロードセル２６の検出結果に基づいて、分散テーブル２４へ積載される物品の重量を予め設定された所定範囲内に保つように、可変速コンベア２１の供給量制御を行う。計量装置３への物品供給量のバラツキを抑えて、計量装置の精度及び稼働率の向上を図るためである。この供給量制御は、分散テーブル２４へ積載される物品が少ない場合には、可変速コンベア２１の搬送速度を早くして供給量を増やすものであり、分散テーブル２４へ積載される物品が多い場合には、可変速コンベア２１の搬送速度を遅くして供給量を減らすものである。したがって、可変速コンベア２１の搬送速度は、距離センサ２２及びロードセル２６の検出結果に基づいて、制御部２９１で制御されることとなる。

判定部２９２は、上述したように、ロードセル２６と高さセンサ２７の検出結果の整合性の有無を判定する。詳しくは後述するが、具体的には、図２のフロー図に示されるような手順で判定が行われる。警告部２９３は、判定部２９２によってロードセル２６と高さセンサ２７の検出結果の整合性が無いと判定された場合に、警告音を鳴らすとともに警告灯を点滅させる。記録部２９４は、ロードセル２６と高さセンサ２７によって、常時検出される検出結果を、その検出が行われた時刻とともに記録するものであり、この記録を閲覧することにより、作業者が故障やトラブルが発生する可能性を予測することができ、事前に対応措置を取ることができる。表示部２９５は、記録部２９４に記録されたロードセル２６と高さセンサ２７の検出結果を閲覧することができる。

（計量装置３）
計量装置３は、複数個の直線フィーダ２８の各々に対応するように複数個設けられて、分散テーブル２４から直線フィーダ２８を介して分散供給される物品を受ける上部ホッパ３１と、上部ホッパ３１の各々に対応するように複数個設けられて、上部ホッパ３１から落下させられる物品を受ける下部ホッパ３２と、下部ホッパ３２から落下させられる物品をひとまとめにして落下排出させることができる排出シュート３３とを備えてなる。

上部ホッパ３１は、直線フィーダ２８から供給される略一定量の物品を一時的に保持するプールホッパであり、直下の下部ホッパ３２が空のときに、下部に設けられるドア３１１を開放することにより、物品を落下させるようになっている。下部ホッパ３２は、投入された物品の重量を計ることができる計量ホッパであり、不図示の組合せ演算部の指示で、所定の目標重量となる組合せのホッパのドア３２１を開放することにより、排出シュート３３に所定の目標重量の物品を落下させることができる。排出シュート３３は、その下方に包装容器Ｐが来たときにドア３３１を開放して、包装容器Ｐ内に目標重量分の物品を投入する。

（包装装置４）
包装装置４は、上述したように、組合せ計量装置１の下方に設けられており、排出シュートから排出される物品を受け止める包装容器Ｐを搬送コンベア４１で搬送し、物品が投入された後、包装容器Ｐの開口部をシールすることにより自動包装する。なお、包装装置４による包装スピードは、制御部４９１で可変速コンベア２１における層厚ｔが常に一定となるように制御されている。具体的には、層厚ｔが大きい場合に包装スピードを早くし、層厚ｔが小さい場合に包装スピードを遅くする制御が行われる。

（組合せ計量装置１の作動）
組合せ計量装置１を始動することにより、分散供給装置２では、上流工程から定速コンベア２０により搬送される物品が、可変速コンベア２１により分散テーブル２４に供給され、分散テーブル２４で複数経路に分散される。計量装置３では、上部ホッパ３１で受けた物品を、下部ホッパ３２で計量して、所定の目標重量となる組合せを選択し、ひとまとめにして排出する。このとき、分散テーブル２４に積載される物品は、ロードセル２６による検出結果に基づいて、可変速コンベア２１による供給量（搬送速度）を制御することにより、常に、分散供給装置２を支障なく作動できる所定の重量範囲内に収まるようになっている。

逆に、ロードセル２６による検出結果によれば、分散テーブル２４に積載される物品は、分散供給装置２を支障なく作動できる所定の重量範囲内にあると検出されていることとなる。しかしながら、重量検出シャフト２６２の上方に物品を載せたままでゼロ点調整を行う誤操作がなされたり、分散テーブル２４と直線フィーダ２８との間に物品が噛み込んだり、長時間の使用によりゼロ点のシフトが生じたり、あるいはロードセル２６自体の故障によって、分散テーブル２４に積載される物品の重量が、上記所定の重量範囲からは外れている場合があり得る。

判定部２９２では、高さセンサ２７（光電センサ２７１及び光電センサ２７２）の検出結果に基づいて、ロードセル２６と高さセンサ２７による検出結果が整合性を有するか否かの判定を、図２のフロー図に示される手順で繰り返し行っている。フロー図のステップ１では、光電センサ２７１により検出される物品の積載高さが、上限高さ位置Ｐｈ１より高い（Ｐｈ１における受光無し）か否かが判定され、上限高さ位置Ｐｈ１より高い場合には、ロードセル２６の検出結果との間に整合性が無いものとして、警告部２９３により警告がなされる。また、ステップ２では、光電センサ２７２により検出される物品の積載高さが下限高さ位置Ｐｈ２より低い（Ｐｈ２における受光有り）か否かが判定され、下限高さ位置Ｐｈ２より低い場合には、ロードセル２６の検出結果との間に整合性が無いものとして、警告がなされる。

本実施形態に係る組合せ計量装置１あるいは分散供給装置２によれば、分散テーブルに積載されている物品の量をロードセル２６と高さセンサ２７で検出し、ロードセル２６の検出結果に基づいて可変速コンベア２１による物品供給量を制御しながら、ロードセル２６と高さセンサ２７による検出結果の整合性の判定を行うので、運転中でも分散テーブル上の物品量が適正に検出されているか否かが監視可能となり、整合性が無い場合には、警告を発して作業者の対応を促すことができ、故障等に気づかないまま運転を継続してタイムロス等の損失を発生させることが防止される。その結果、組合せ計量装置１あるいは分散供給装置２の適正な稼動が確保され、製造される製品の品質保証を確実に行うことができる効果が得られるものである。

上記実施形態では、ロードセル２６の検出結果に基づいて可変速コンベア２１による物品供給量を制御することとしたが、これに代えて、高さセンサ２７の検出結果に基づいて可変速コンベア２１による物品供給量を制御することとしても、同様の効果を得られる。また、上記実施形態では、ロードセル２６と高さセンサ２７の検出結果に整合性が無い場合に、警告するのみであったが、合わせて装置を停止させるようにしても良い。さらに、上記実施形態では、光電センサ２７１，２７２で２箇所の高さ位置を検出可能とすることにより、故障等の発生を迅速に検出することができるようにしているが、３以上の高さ位置を検出可能とすることにようにしても良い。さらに、請求項３に記載されるように、前記重量検出手段及び前記高さ検出手段における検出結果を記録することにより、作業者がその検出結果から故障やトラブルが発生する可能性を予測することができ、事前に対応措置を取ることができるものである。

尚、本発明の組合せ計量装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係る組合せ計量装置を示す図。 判定部におけるロードセルと高さセンサの検出結果の整合性の判断手順を示す図。

符号の説明

１ 組合せ計量装置
２ 分散供給装置
３ 計量装置
４ 包装装置
２１ 可変速コンベア（供給手段）
２２ 距離センサ
２３ ホッパ
２４ 分散テーブル
２５ 振動器
２６ ロードセル（重量検出手段）
２７ 高さセンサ（高さ検出手段）
２８ 直線フィーダ
２９ 制御操作盤
２９１ 制御部（制御手段）
２９２ 判定部（判定手段）
２９３ 警告部（警告手段）
２９４ 記録部（記録手段）
２９５ 表示部

Claims (4)

1. 物品を供給する供給手段と、
   該供給手段から供給される物品を受けて複数経路に分散する分散テーブルと、
   前記供給手段から供給されて前記分散テーブルに積載される物品について、重量を検出する重量検出手段と、高さを検出する高さ検出手段と、
   前記重量検出手段又は前記高さ検出手段のいずれかの検出結果に基づいて前記供給手段の供給量制御を行う制御手段と、を備えてなる分散供給装置であって、
   前記重量検出手段と前記高さ検出手段の検出結果の整合性の有無を判定する判定手段と、
   前記判定手段によって前記検出結果に整合性が無いと判定された場合に警告を発する警告手段と、を備えることを特徴とする分散供給装置。
2. 請求項１に記載の分散供給装置であって、
   前記高さ検出手段は、複数の高さ位置を検出可能であることを特徴とする分散供給装置。
3. 請求項１又は２に記載の分散供給装置であって、
   前記重量検出手段及び前記高さ検出手段における検出結果を記録する記録手段を、備えることを特徴とする分散供給装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の分散供給装置を備えてなり、
   複数経路に分散された物品の重量値に基づいて組合せ計量を行うことを特徴とする組合せ計量装置。

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