JP2005227006A - 組合せ秤における追加重量決定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 排出用の組合せが得られるように組合せ秤に追加する物品の重量を決定する。
【解決手段】 各計量ホッパ4の物品の重量を種々に組合せ、これら組合せの中から合計重量が、予め定めた許容重量範囲内に入る排出用組合せを選択する。排出用組合せが選択不能なとき、複数の山からなり各合計重量とこれに対応する組合せの数とからなる分布における、許容重量範囲よりも小さな重量側に分布している山のうち1つの山で組合せの数が多い合計重量を決定する。この決定された合計重量と許容重量範囲内にある目標重量との差を、追加物品重量として出力する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、組合せ秤において排出するのに適した組合せが得られなかった状態で、再度組合せを実行したときに適した組合せが得られるように、組合せ秤に追加する物品の重量を決定する追加重量決定装置に関する。
組合せ秤は、複数の計量ホッパ内の物品の重量を種々に組合せ、これら組合せの中から合計重量が予め定めた許容重量範囲内に属する計量ホッパの排出用組合せを選択し、この選択された物品を組合せ秤から排出するものである。この組合せ秤では、各物品の平均単重の値や単重のばらつきが小さい場合、排出用組合せが得られないことがある。この問題の解決法として、例えば特許文献1に開示されたようなものがある。
この技術では、複数の第1の計量器からの計量信号を組み合わせても、排出用の組合せが得られなかった場合、第1の計量器の物品よりも軽い物品を計量している第2の計量器からの計量信号と第1の計量器からの計量信号とを組み合わせて、排出用組合せを得ようとするものである。
実用新案登録公報第2576401号
しかし、この技術では、排出用の組合せが得られない場合を想定して、予め第2の計量器を準備しておかなければならず、組合せ秤が大型になる。そのため、排出用の組合せが得られなかった場合に、計量器に物品を追加することが望ましい。この物品を追加する場合、例えば各計量器のうち最も軽い物品を計量している計量器を検索し、この計量器に物品を追加することも考えられるが、どの程度の重量の物品を追加すればよいかを決定することが困難である。
本発明は、排出用の組合せが得られるように物品収容手段に追加供給する物品の重量を決定することができる追加重量決定装置を提供することを目的とする。
本発明による追加重量決定装置が設けられる組合せ秤は、複数の物品収容手段の物品の重量を種々に組合せ、これら組合せの中から合計重量が、予め定めた許容重量範囲内に入る物品収容手段の排出用組合せを選択し、排出するものである。この組合せ秤では、物品収容手段には、例えば物品が手動または自動によって供給される。また、この組合せ秤は、これら物品を計量する複数の計量手段と、これら計量手段からの計量値を基に上述した排出用組合せを選択する組合せ演算手段とを備えたものとすることができる。各物品収容手段から物品は手動または自動で排出させることができる。この組合せ秤において、排出用組合せが選択不能なとき、即ち、排出用組合せが選択できなかったとき、決定手段が、各合計重量とこれに対応する組合せの数とからなる分布(これは複数の山から構成されている)における、前記許容重量範囲よりも小さな重量側に分布している山のうち1つの山で前記組合せの数が多い、例えば最も組合せの数が多い前記合計重量を決定する。追加重量決定手段が、この決定された合計重量と前記許容重量範囲内にある目標重量との差を、追加物品重量として出力する。
上記分布における複数の山の数は、組合せに参加している物品の数に対応している。例えば物品の数をNとすると、N個のうち1個の物品が参加している組合せ、N個のうち2個の物品が参加している組合せ、N個のうち3個の物品が参加している組合せ・・・N個のうちN個が参加している組合せに、各山が対応する。今、組合せに参加している物品の数をM(M=1乃至N)とすると、各山において組合せの数が多い、例えば最も多い組合せの合計重量は、その山に参加している物品の個数Mにおいて最も排出用組合せとして選択される可能性が高い合計重量である。従って、各山のうち許容重量範囲よりも合計重量が小さいいずれか1つの山において組合せの数が多い合計重量と目標重量との差に相当する重量の物品を追加することによって、その個数Mからなる組合せが排出用組合せとして選択される確率が高くなる。
前記決定手段は、前記目標重量を、前記各物品の平均重量Wavで除算して整数化して、前記物品の数nを算出する手段を有している。この物品の数nは、各物品が全て平均重量Wavであるとするなら、何個の物品で合計重量が目標重量となる組合せが得られるかを表している。実際には、全ての物品が平均重量Wavでないので、排出用組合せの選択は行えていない。しかし、許容重量範囲よりも小さな重量側に分布し、最も許容重量範囲に近い山に属する組合せに参加している物品の数は、上記物品の数nであると推定することはできる。従って、最も許容重量範囲に近い山に属する組合せを使用するなら、この山における最も組合せ数の多い合計重量は、平均重量Wavと物品の数nを乗算した値であると推定することができる。また、許容重量範囲よりも小さな重量側に分布し、許容重量範囲側から数えてm番目の山を構成する組合せに参加している物品の数はn−(m−1)である。例えば、許容重量範囲に最も近い山に属する組合せに参加している物品数が7(=n)であると、2(=m)番目の山を構成する組合せに参加している物品の数は6(=n−m(−1))である。従って、この山における最も組合せの数が多い合計重量は平均重量範囲Wav*(n−(m−1))と推定することができ、演算手段によって、(n−(m−1))Wavの演算を行うことによって、許容重量範囲よりも小さな重量側に分布している山のうち、1つの山における最も組合せの数が多い合計重量を決定することができる。
また、組合せ秤は、物品が手動によって供給されるものとすることができる。この場合、追加重量決定手段から出力された追加重量を、視認または聴取可能に出力する報知手段を設ける。このように構成した場合、組合せ秤を操作している操作員が、追加すべき物品を選択する目安が得られる。
或いは、組合せ秤を物品が手動で供給されるものとした場合、追加重量決定手段から出力された追加重量が、予め定めた複数の重量ランクのいずれに該当するかを視認または聴取可能に出力する報知手段を備えることもできる。この場合、算出された重量に完全に一致する物品を得られない場合でも、それに近い重量を持つ物品を選択する際の目安が得られる。
以上のように、本発明によれば、追加すべき物品の重量を自動的に決定することができる。
本発明の第1の実施形態では、組合せ秤は、半自動式(物品の供給が手動で行われ、排出が自動で行われる)のもので、図1(a)、(b)に示すように、概略直方体状の本体2を有している。同図(b)に示すように、本体2の内部に、その長手方向に沿って、物品収容手段、例えば計量ホッパ4が、複数台、例えば14台が7台ずつ2列に配置されている。これら計量ホッパ4に対応させて、本体2の上壁には供給口6が形成されている。この供給口6を介して物品、例えば容易に分離が不可能な物品、例えばブロイラーが投入される。これら物品は、計量ホッパ4にそれぞれ設けられた計量手段、例えばロードセル8(図2参照)によって計量される。また、各計量ホッパ4には、排出手段、例えば排出ゲート(図示せず)が設けられている。
このゲートを開くことによって、各計量ホッパ4の下方に配置されている搬送手段、例えば上面で物品を支持して搬送する搬送手段、具体的にはコンベヤ10上に物品が排出される。このコンベヤ10は、本体2の長手方向に沿って配置されている。このコンベヤ10の一方の端部には、このコンベヤ10によって搬送された物品を、後処理する後処理手段、例えば搬送された物品を包装する包装機12が設けられている。符号14で示すのは、コンベヤ10から包装機12へ物品を受け渡すためのシュートである。コンベヤ10の他方の端部には、リジェクトされた物品を収容するための容器16が配置されている。符号18で示すのは、搬送コンベヤ10から容器16に物品を受け渡すためのシュートである。搬送コンベヤ10は、包装機12側に物品を搬送することが可能なように、また容器16側に物品を搬送可能なように、搬送方向を変化させることが可能に形成されている。
図2に示すように各ロードセル8からの計量信号は、本体2内に設けられた制御部20のA/D変換器22によってデジタル計量信号に変換され、CPU24に供給される。CPU24は、記憶手段、例えばROM26に記憶されているプログラムに従って、記憶手段、例えばRAM28をデータエリアとして使用しながら、まずデジタル計量信号の組合せ演算を行う。
この組合せ演算では、各デジタル信号を種々に組み合わせる。例えば14個のデジタル計量信号のうち1つが参加した組合せから14個のデジタル計量信号のうち全てが参加した組合せまでの合計214−1通りの組合せを実行する。これら組合せのうち、予め定めた許容重量範囲内に合計重量が入るものが選択される。例えば許容重量範囲の下限重量を規定する目標重量よりも合計重量が大きいもののうち目標重量に等しいか、目標重量に最も近い組合せを選択し、その選択された組合せの合計重量が、許容重量範囲の上限重量を規定する許容上限重量よりも小さいとき、その選択された組合せを排出用組合せと決定する。なお、14個のデジタル計量信号のうち1つが参加した組合せや、14個のデジタル計量信号が全て参加した組合せにおいて、許容重量範囲内に合計重量が入る組合せが得られる可能性は少ないので、これらの組合せを実行しないように予め規定しておくこともできる。
CPU24は、排出用組合せに基づいて排出処理を行う。即ち、排出用組合せを構成している物品が収容されている計量ホッパ4の排出ゲートを開くように入出力回路30を介してゲート開閉装置32に指示を与える。また、コンベヤ10を包装機12側に走行させる。これによって、排出用組合せを構成する物品が包装機12に搬送され、包装される。なお、排出用組合せが選択できなかった場合、各計量ホッパ4のうち適切なものを選択し、選択された計量ホッパ4から物品を排出するように入出力回路30を介してゲート開閉装置32に指示が与えられ、同時にコンベヤ10を容器16側に搬送させるようにコンベヤ10を制御する。これによって、いくつかの計量ホッパ4から物品が排出され、空になった計量ホッパ4には新たな物品が供給され、再度組合せ演算が行われる。
なお、上述した許容重量範囲の設定は、図1に示すように本体2の上部側方に設けられた操作表示部34によって行われる。この操作表示部34は、図2に示すように制御部20に設けられた通信回路36と通信する通信回路38を備えており、操作表示部34と制御部20とは通信可能である。操作表示部34は、制御手段、例えばCPU40、CPU40に対するプログラムが記憶された記憶手段、例えばROM42及びワーキングエリアとして使用する記憶手段、例えばRAM44を有している。CPU40は、入出力回路46を介して表示手段、例えば表示器48と、データ入力手段、例えばキーボード50に接続され、許容重量範囲を規定する目標重量、許容上限重量をキーボード50によって入力すると、その値が表示器48に表示され、かつ例えばEEPROM等によって構成された設定値記憶部52に記憶される。また、通信回路38、36を介して制御部20にも送信される。なお、表示器48には、選択された排出用組合せを構成する各計量ホッパ4を表す表示、選択された合計重量等の表示も、制御部20から通信回路36、38を介して送信された表示を基になされる。これら表示されたデータは、プリンタ54によって印字される。
図3は、この組合せ秤において、排出用組合せが選択できなかった場合の1例での各組合せの合計重量と、その合計重量に対応する組合せの個数との分布を示したものである。この分布は、同図に示すように複数の山で構成されている。同図において、符号Aで示す山が組合せに参加している計量ホッパ4(物品)の数が7個の場合、符号Bで示す山が組合せに参加している計量ホッパ4(物品)の数が6個の場合、符号Cで示す山が組合せに参加している計量ホッパ4(物品)の数が8個の場合、符号Dで示す山が組合せに参加している計量ホッパ4(物品)の数が9個の場合である。なお、これら山以外の山も形成されているが、図示は省略してある。同図では、目標重量は2015gで、許容上限重量は2060gである。
許容重量範囲よりも合計重量が小さい山は、図3においては山A、Bである。従って、例えば山Aにおける最も組合せ個数が多い合計重量、即ち山Aのピークに対応する合計重量と目標重量との差の重量分の物品をいずれかの計量ホッパ4に追加すると、許容重量範囲に合計重量が入る組合せが得られる可能性が高くなる。山Aに代えて、山Bにおいてもそのピークに対応する合計重量と目標重量との差の重量分の物品をいずれかの計量ホッパ4に追加すると、許容重量範囲に合計重量が入る組合せが得られる可能性が高くなる。ピークの合計重量を求めたが、厳密にピークの重量値である必要はなく、分布は広がっているので、前記差の重量分は計量値の近くの値でもよい。これが、この発明における追加投入重量決定手段の原理である。
そこで、山AまたはBの組合せ個数が最も多い合計重量を求める必要がある。実際に図3に示すような分布を求めて、これら分布から山AまたはBの組合せ個数が最も多い合計重量を求めることも可能である。しかし、この分布を求めるためには、かなりの演算が必要であり、速やかに決定ができない。そこで、各計量ホッパ4に供給されている物品の平均重量を利用して、この合計重量を求めている。即ち、各計量ホッパ4に供給されている物品の実際の平均重量Wavを算出する。これは、各計量ホッパ4での計量値の合計値を計量ホッパ4の台数で除算することによって容易に求められる。或いは、各計量ホッパ4に投入される物品の重量の移動平均を用いてもよい。この平均重量Wavで目標重量を除算し、その除算値を整数化、例えば小数点以下を切り捨てると、山Aを構成している計量ホッパ4の台数nが算出される。小数点以下を切り上げたなら、許容重量範囲よりも合計重量が大きい山、図3では山Cを構成する計量ホッパ4の台数を誤って算出すること可能性がある。そこで、小数点以下を切り捨てている。このように物品数決定手段が、この組合せ秤に設けられている。
この算出された台数と、平均重量Wavとを乗算すると、山Aにおけるピークの合計重量と目される重量が算出される。この算出された重量と、目標重量との差を算出して、この差分だけ、いずれかの計量ホッパ4に物品を追加する。即ち、演算手段が、この組合せ秤に設けられている。
例えば図3では、目標重量が2015gであって、平均重量Wavが271.5gである。そこで、2015/271.5の除算を行い、その除算値を整数化すると、7となり、山Aを構成する計量ホッパ4の台数nが7と確定する。この台数7と平均重量Wav(271.5g)とを乗算することによって、山Aのピークの合計重量(271.5*7=1900.5)が算出される。この合計重量(1900.5g)と目標重量2015gとの差(115g)を算出すると、追加すべき重量が算出される。
また、山Bを使用する場合には、山Bを構成する計量ホッパの台数を確定する必要がある。ところで、上述したように山Bは、許容重量範囲よりも合計重量が小さくて最も許容重量範囲に近い山Aを1番目の山とすると、山Bは2番目の山である。即ち、許容重量範囲よりも合計重量が小さい各山は、m(n≧m≧1)で表される。上述したように許容重量範囲よりも合計重量が小さい組合せの山を構成する計量ホッパの台数は、許容重量範囲から離れるに従って少なくなる。例えば山Aでは計量ホッパ4の台数は7であり、山Bでは計量ホッパ4の台数は1だけ少ない6となる。従って、山Bにおけるピークに対応する合計重量は、上述したように演算した山Aにおける計量ホッパ4の台数nよりも、山Bが許容重量範囲から何番目の山であるかを表す数m(この場合には2)から1を減算した値(2−1=1)だけ少ない台数であるので、平均重量Wav*(7−1)の演算を行って1629gという山Bにおけるピークに対応する合計重量を求める。この合計重量と目標重量との差(2015−1629=386)を算出し、追加重量を決定する。
山Aまたは山Bのような許容重量範囲よりも合計重量が小さい山のいずれかにおけるピークに対応する合計重量を求める式を一般式で表すと、Wav*(n−(m−1))となる。
図4に上述したように山Aのピークに対応する合計重量に基づいて115gの物品を追加したときの組合せ合計重量と組合せ個数との分布状態を点線で示す。同じく図5に上述したように山Bのピークに対応する合計重量に基づいて386gの物品を追加したときの組合せ合計重量と組合せ個数との分布状態を点線で示す。これら両図から明らかなように、計算によって算出された物品を追加することによって、許容重量範囲に入る組合せが構成されるようになった。従って、排出用組合せを得ることができる。
例えば山Aを使用した場合には追加すべき重量が小さく、かつ計量される物品がブロイラーのような分割不能な物品であって、追加すべき重量に対応する物品が存在しないことがある。このような場合、山Bを使用することによって、追加すべき重量は山Aを使用した場合よりも、追加重量は少なくとも平均重量Wav分は大きいので、追加すべき重量に対応する物品を容易に得ることができる。
このようにして追加すべき物品の重量が決定されると、操作表示部38の表示器48に例えば115gの物品を計量ホッパ4の第1番目のものに投入して下さいというように、追加投入すべき重量と、追加する計量ホッパ4を表示する。或いは、音声によって報知することも可能である。追加すべき計量ホッパ4は、例えば1台の計量ホッパ4を追加投入すべき計量ホッパ4として予め決定していてもよいし、例えば各計量ホッパ4の計量値のうち最も軽量のものを選択し、その選択された計量ホッパ4を物品追加用計量ホッパ4と決定しても良い。
或いは、物品の重量が分布している重量範囲が予め判明している場合、例えば100g乃至400gというように判明している場合、この重量範囲を複数のランクに分割し、例えば小(100g乃至200g)、中(200g乃至300g)、大(300g乃至400g)と言うようにランク分けし、決定された重量がいずれのランクに属するか決定し、その属するランクの物品を特定の計量ホッパ4に投入するように表示する、例えばランク小の物品を計量ホッパ4の第1番目のものに投入して下さいというように表示する。なお、重量ランクのサンプル物品を本体2の近傍に陳列しておき、各サンプル物品に異なる番号を割り当て、該当するランクに対応する番号を表示することもできるし、操作表示部34に各ランクに対応する色分けされたランプを設け、該当するランクのランプを点灯しても良い。音声合成等により、追加すべき物品の重量または追加すべき物品のランクを発音させても良いし、例えば各ランクに異なる回数のブザー音を割り当て、決定されたランクに対応する回数だけブザー音を発生させても良い。このように視認または聴取可能な方法で追加すべき物品の重量またはランクを報知する。
図6にこのような処理をフローチャートによって説明する。まず、各計量ホッパ4に物品が投入される(ステップS2)。次に、組合せ演算が行われる(ステップS4)。この組合せ演算の結果、排出用組合せが得られた判断が行われる(ステップS6)。排出用組合せが得られた場合、選択された計量ホッパから物品を排出し(ステップS8)、コンベヤ10を包装機12側に搬送させ(ステップS10)、ステップS2から再び実行する。
ステップS6において排出用組合せが得られなかったと判断され場合、追加投入が既に行われているか判断する(ステップS12)。追加投入がまだ行われていない場合、上述したようにして追加投入すべき物品の重量が決定される(ステップS14)。そして、上述したように作業者に追加投入すべき物品の重量が指示され(ステップS16)、追加投入が行われ(ステップS18)、その後、再び組合せ演算が実行される。
ステップS12において、追加投入が行われていると判断されると、追加投入しても排出用組合せが得られていないので、組合せの対象となる物品を変更する必要がある。そのため、物品を排出する計量ホッパ4を選択する(ステップS20)。次に現在、コンベヤ10上に包装機12側に搬送すべき物品が存在する可能性があるので、これら物品が全て包装機12側に搬送されるのに必要な時間だけ、包装機12側にコンベヤ10を搬送させ(ステップS22)、その後、選択された計量ホッパ4から物品を排出し(ステップS24)、コンベヤ10を包装機12と反対側の容器16側に搬送させ、排出された物品を容器16に回収する。その後、ステップS2を実行し、新たな物品を空になった計量ホッパ4に投入する、以下、上述したのと同様に行われる。
本発明の第2の実施形態の組合せ秤を図7(a)、(b)、(c)に示す。この組合せ秤では、7台の計量ホッパ4aが一列に本体2に配置されている。計量ホッパ4aは、同図(c)に示すように2つの部屋に仕切られ、1台のロードセル8が設けられている。そして、一方の部屋に物品が供給された状態で、その物品を計量し、他方の部屋にも物品が供給された状態で、両方の部屋の物品の計量値から、一方の部屋の物品の計量値を減算することによって、他方の部屋の物品の計量値が求められる。この演算は、CPU24によって行われる。
各計量ホッパ4aの上方に、供給ホッパ60がそれぞれ設けられている。供給ホッパ60は、計量ホッパ4aの各部屋に対応させてゲート60a、60bを有し、例えばゲート60aを開くことによって計量ホッパ4aの一方の部屋に物品を供給することができ、ゲート60bを開くことによって計量ホッパ4aの他方の部屋に物品を供給することができる。他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
上記の実施の形態では、本発明を半自動式組合せ秤に実施したが、物品の供給及び排出を全て自動で行なう自動式組合せ秤や、供給も排出も手動で行なう手動式組合せ秤にも本発明を実施することができる。手動式組合せ秤の場合には、物品収容手段として、物品が載置される載皿を使用することも可能である。
本発明の第1の実施形態の組合せ秤の平面図、縦断正面図である。 図1の組合せ秤のブロック図である。 図1の組合せ秤において排出用組合せが得られなかった場合の組合せ合計重量と組合せ個数との分布図である。 図1の組合せ秤において排出用組合せが得られなかった場合の組合せ合計重量と組合せ個数との分布図と、山Aのピークに対応する組合せ重量と目標重量との差の重量の物品を追加した後の組合せ合計重量と組合せ個数との分布図とである。 図1の組合せ秤において排出用組合せが得られなかった場合の組合せ合計重量と組合せ個数との分布図と、山Bのピークに対応する組合せ重量と目標重量との差の重量の物品を追加した後の組合せ合計重量と組合せ個数との分布図とである。 図1の組合せ秤のフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態の組合せ秤の平面図、縦断正面図及び部分省略側面図である。
符号の説明
2 本体部
4 4a 計量ホッパ(物品収容手段)
10 搬送コンベヤ
24 CPU(追加重量決定手段)

Claims (4)

  1. 複数の物品収容手段の物品の重量を種々に組合せ、これら組合せの中から合計重量が、予め定めた許容重量範囲内に入る前記物品収容手段の排出用組合せを選択し、排出する組合せ秤において、
    前記排出用組合せが選択不能なとき、複数の山からなり前記各合計重量とこれに対応する組合せの数とからなる分布における、前記許容重量範囲よりも小さな重量側に分布している山のうち1つの山で前記組合せの数が多い前記合計重量を決定する決定手段と、
    この決定された合計重量と前記許容重量範囲内にある目標重量との差を、追加物品重量として出力する追加重量決定手段とを、
    具備する組合せ秤における追加重量決定装置。
  2. 請求項1記載の組合せ秤における追加重量決定装置において、前記決定手段が、
    前記目標重量を、前記各物品の平均単体重量Wavで除算して整数化して、前記物品の数nを算出する手段と、
    前記1つの山が前記許容重量範囲よりも小さな重量側に分布している山のうち前記許容重量範囲側から数えて何番目であるかを表す数mと、前記数nと前記数mと前記平均重量Wavとに基づいて(n−(m−1))Wavの演算を行う演算手段とを、
    具備する組合せ秤における追加重量決定装置。
  3. 請求項1記載の組合せ秤における追加重量決定装置において、前記組合せ秤は、前記物品が手動によって供給され、前記追加重量決定手段から出力された前記追加重量を、視認または聴取可能に出力する報知手段を備える追加重量決定装置。
  4. 請求項1記載の組合せ秤における追加重量決定装置において、前記組合せ秤は、前記物品が手動によって供給され、前記追加重量決定手段から出力された前記追加重量が、予め定めた複数の重量ランクのいずれに該当するかを視認または聴取可能に出力する報知手段を備える追加重量決定装置。
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