JP2007046968A

JP2007046968A - 組合せ秤

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Publication number: JP2007046968A
Application number: JP2005230314A
Authority: JP
Inventors: Kon Teramoto; 墾寺本
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2005-08-09
Filing date: 2005-08-09
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2025-08-09
Also published as: JP4676837B2

Abstract

【課題】動作状況に応じて組合せ条件を変更することで、被計量物の劣化あるいは歩留まりの低下を防止する組合せ秤または組合せ計量方法を提供する。
【解決手段】被計量物を貯留する貯留部と、前記貯留部における被計量物の貯留量を検出する貯留量検出装置と、貯留部から移送された被計量物を保持し排出する複数の計量部と、前記計量部のそれぞれに保持された被計量物の重量を検出する保持重量検出装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記貯留量に基づいて組合せ条件を変更し、かつ、前記保持重量および前記組合せ条件に基づいて組合せ演算を行い最適組合せに参加する計量部から被計量物を排出させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、組合せ秤に関する。より詳しくは、動作状況に応じて組合せ条件を変更する組合せ秤に関する。

組合せ計量において、動作状況に応じて組合せ条件を変更するものとして、特許文献１に開示された組合せ計量装置がある。この組合せ計量装置では、組合せ条件を満たす組合せが得られれば、被計量物を包装機へと排出する。一方、組合せ条件を満たす組合せが得られない場合（組合せ不良の場合）には、計量機に追加投入をし、再度組合せ演算を行う。組合せ不良が所定回数連続して発生した場合には、装置を停止することなく、組合せ条件、すなわち許容範囲の上限値または上下限値を緩和して、この条件に適合する組合せの計量機から被計量物を強制排出する。強制排出された被計量物は、重量チェッカーを用いて不良品として排除する。
特公平６−６３８１６号公報

しかしながら、前記従来の構成の組合せ計量装置では、緩和された条件の下で排出された被計量物は、その全量が不良排出として排除される。生鮮食料品等を扱う場合、不良排出された被計量物を再び組合せ秤に投入すると滞留時間が長くなり、被計量物の劣化を招く。逆に、不良排出された被計量物を廃棄すれば歩留まりが低下する。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、動作状況に応じて組合せ条件を変更することで、被計量物の劣化あるいは歩留まりの低下を防止する組合せ秤または組合せ計量方法を提供することを目的としている。

本発明者らは、鶏肉やタコ、カツオ、イカのような食材で上記のような問題が顕著であることを発見し、計量時の歩留まり向上を目的として鋭意検討を行った。その結果、以下のような知見が得られた。

鶏肉やタコ、カツオ、イカのような食材は大きさや形状が不ぞろいであるため、かかる食材を全自動の組合せ秤で計量するのは困難である。特に、被計量物を計量部に振り分ける部分では、不定形の被計量物を一〜三個という単位でスムーズに処理する必要があるため、機械による自動化が困難である。かかる被計量物の計量では、計量部に被計量物を振り分ける部分のみを作業者の手により行う半自動式の組合せ秤が利用される。半自動式の組合せ秤では、上流から供給された被計量物は貯留部に貯留され、これが作業者により各計量部に振り分けられる。

半自動式の組合せ秤では、作業者の熟練度や食材自身の大きさの不均一性等（以下、不均質化要素）によって、各計量部への投入量にばらつきが生じやすい。組合せ計量では、計量値（計量部が保持する被計量物の重量）のばらつきが大きくなれば（例えば、極端に保持重量の多い計量部が存在すれば）、組合せ条件を満たす組合せが得られにくくなる。かかる場合、前記従来の構成では強制排出が増加して歩留まりを低下させる。強制排出された被計量物を再び貯留部に戻せば、歩留まりを向上できるとも考えられる。しかし、貯留部の貯留量が増加し包装機への排出量が減少すれば、滞留時間が長くなり、被計量物の劣化が発生して商品価値が下がり、やはり歩留まりが低下する。

組合せ条件を緩和すれば、強制排出は発生しにくくなり、被計量物の劣化を防止できるとも考えられる。しかし、組合せ条件を緩和すれば、組合せ精度が低下する。一般に食材の包装では、包装に表示した重量を目標重量とし、これを下限として組合せ合計重量が下限を超えるように計量が行われる。組合せ精度が低下すれば、余分に排出した分だけ歩留まりが低下するという問題が生じる。歩留まりを向上させるためには、組合せ条件の緩和を必要最小限度に留める必要がある。しかしながら、計量の現場において不均質化要素は多様に変動するため、組合せ条件を常に適正に設定することは非常に困難であった。

ここで、本発明者らは、組合せ条件と貯留量に相関があることに思い至った。不均質化要素に対して組合せ条件が相対的に厳しければ、被計量物の排出速度が遅くなり、上流からの供給速度に追いつかず貯留量が増加する。不均質化要素に対して組合せ条件が緩ければ、被計量物の排出速度が速くなり、上流からの供給速度以上に排出して貯留量が減少する。一般的に、組合せ秤の排出速度は上流からの供給速度とほぼ一致する必要がある。逆に、上流からの供給速度と一致するような排出速度とすることが、被計量物の劣化や歩留まりの低下の防止につながるとも言える。貯留量に基づいて組合せ条件をフィードバック制御により調整すれば、不均質化要素や上流からの供給速度が変動しても、排出速度を適正に保つことができ、被計量物の劣化や歩留まりの低下を防止できる。

一方、作業者の熟練度が高い等の理由から、排出能力に余裕がある場合もある。かかる場合には、一時的に上流から多量の被計量物が供給され貯留量が増加したとしても、組合せ条件を緩める必要はない。なぜなら、作業者が作業速度を上げれば排出速度が向上して、貯留量も自然に減少するからである。かかる状況を考慮すれば、作業者の熟練度が低い等、不均質化要素（ばらつき）が拡大して組合せ条件を満たす組合せが得られにくくなっている場合にのみ、組合せ条件を緩和するのが望ましい。不均質化要素が拡大すると、特定の計量部（例えば、被計量物が過剰に投入された計量部）が最適組合せに実質的に参加できなくなる（参加すると必ず組合せ条件を外れてしまう）場合がある。かかる場合には、組合せの候補が実質的に減少して、組合せ条件を満たしにくくなることが多い。よって、貯留量と、最適組合せに参加できずに待機している計量ホッパ（滞留計量ホッパ）の個数の両方に基づいて、組合せ条件を制御することとしてもよい。かかる方法によれば、不均質化要素が大きく、組合せ条件が満たされにくくなっている場合には、組合せ条件を緩和して、被計量物の劣化や歩留まりの低下を防止できる。一方、排出能力に余裕がある場合には組合せ条件を厳しく維持できるため、歩留まりがさらに向上する。

上記課題を解決するために、本発明の組合せ秤は、被計量物を貯留する貯留部と、前記貯留部における被計量物の貯留量を検出する貯留量検出装置と、貯留部から移送された被計量物を保持し排出する複数の計量部と、前記計量部のそれぞれに保持された被計量物の重量を検出する保持重量検出装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記貯留量に基づいて組合せ条件を変更し、かつ、前記保持重量および前記組合せ条件に基づいて組合せ演算を行い最適組合せに参加する計量部から被計量物を排出させる。

かかる構成では、貯留量（滞留時間）に応じて組合せ条件（組合せ精度）をフィードバック制御することが可能となる。よって、滞留時間と組合せ精度のバランスをとって、歩留まりの最適化を図ることができる。すなわち、組合せ条件を調整することで、被計量物の劣化あるいは歩留まりの低下を防止することができる。

また、本発明の組合せ秤において、前記貯留量は、前記貯留部に貯留された被計量物の重量であってもよい。かかる構成では、貯留部の重量を検出し、これに基づいて組合せ条件をフィードバック制御することで、被計量物の劣化あるいは歩留まりの低下を防止することができる。

また、本発明の組合せ秤において、前記制御装置は、前記貯留量が増加するに従って前記組合せ条件を緩和してもよい。かかる構成では、貯留量が増加すれば組合せ条件が緩和されるため、滞留時間と組合せ精度のバランスをとって、被計量物の劣化あるいは歩留まりの低下を防止することができる。

また、本発明の組合せ秤において、前記制御装置は、前記貯留量が所定の閾値以上になったときに前記組合せ条件を緩和してもよい。かかる構成では、貯留量が所定の閾値以上になった場合にのみ組合せ条件を緩和することで、滞留時間と組合せ精度のバランスをとって、被計量物の劣化あるいは歩留まりの低下を防止することができる。

また、本発明の組合せ秤において、前記制御装置は、前記貯留量が所定の閾値以上であり、かつ、所定の回数以上連続して排出組合せに参加できずに被計量物を保持している計量部の数が所定の個数以上になったときに、前記組合せ条件を緩和してもよい。かかる構成では、貯留量と滞留計量部の個数の双方が増加した場合にのみ組合せ条件を緩和する。一時的に被計量物の供給量が増えて貯留量が増加した場合には、組合せ条件を変更しない。よって、歩留まりをさらに向上できる。

また、本発明の組合せ計量方法は、被計量物を貯留部に貯留し、前記貯留部から複数の計量部へ被計量物を移送し、前記計量部のそれぞれに保持されている被計量物の重量を検出し、前記貯留部に貯留されている被計量物の重量を検出し、前記貯留部に貯留されている被計量物の重量が所定の閾値以上になったときに組合せ条件を緩和し、前記計量部の保持重量および前記組合せ条件に基づいて組合せ演算を行い、前記組合せ演算の結果に基づいて組合せ条件を満たす組合せに参加する計量部から被計量物を排出させる。

かかる方法によれば、貯留量（滞留時間）に応じて組合せ条件（組合せ精度）をフィードバック制御することが可能となる。よって、滞留時間と組合せ精度のバランスをとって、歩留まりの最適化を図ることができる。すなわち、組合せ条件を調整することで、被計量物の劣化あるいは歩留まりの低下を防止することができる。

また、本発明の組合せ計量方法は、被計量物を貯留部に貯留し、前記貯留部から複数の計量部へ被計量物を移送し、前記計量部のそれぞれに保持されている被計量物の重量を検出し、前記貯留部に貯留されている被計量物の重量を検出し、前記貯留部に貯留されている被計量物の重量が所定の閾値以上であり、かつ、所定の回数以上連続して排出組合せに参加できずに被計量物を保持している計量部の数が所定の個数以上になったときに、組合せ条件を緩和し、前記計量部の保持重量および前記組合せ条件に基づいて組合せ演算を行い、前記組合せ演算工程の結果に基づいて組合せ条件を満たす組合せに参加する計量部から被計量物を排出させてもよい。

かかる方法では、貯留量と滞留計量部の個数の双方が増加した場合にのみ組合せ条件を緩和する。一時的に被計量物の供給量が増えて貯留量が増加した場合には、組合せ条件を変更しない。よって、歩留まりをさらに向上できる。

なお、「組合せ合計重量」とは、複数の計量部から１個または複数の計量部を取り出す組合せを作成した際に、前記組合せに基づいて取り出された計量部の保持重量（計量値）の合計をいう。

また、「組合せ目標重量」とは、組合せ秤が計量することを目標とする重量をいう。

また、「最適組合せ」とは、組合せ条件を満たし、かつ組合せ目標重量に最も近い組合せ合計重量をもたらす組合せをいう。最適組合せに参加する計量部については被計量物が排出される。一方、最適組合せに参加しない計量部については被計量物が排出されずに残る。

また、「閾値以上」とは、必ずしも所定の閾値を含む範囲でなくともよく、該閾値を超える範囲であってもよい。

また、「排出速度」とは、組合せ秤が下流の包装機等へ排出する速度をいい、強制排出による排出は含まれない。

本発明の組合せ秤または組合せ計量方法は、上述のような構成を有し、以下のような効果を奏する。すなわち、動作状況に応じて組合せ条件を変更することで、被計量物の劣化あるいは歩留まりの低下を防止する組合せ秤または組合せ計量方法を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
［装置構成］
図１は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す上面図である。図２は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す正面図である。図３は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す側面図である。図４は、本発明の第１実施形態の組合せ秤における制御系統の概略構成の一例を示すブロック図である。以下、図１乃至図４を参照しながら、本実施形態の組合せ秤について、ハードウェアと制御系統に分けて説明する。

最初に、ハードウェアについて以下に説明する。図１乃至図３に示す通り、本実施形態の組合せ秤１００は、概略として、被計量物を貯留する貯留容器１０１（貯留部）と、被計量物の組合せ計量を行う本体１０３と、装置の制御用パラメータの入力や作動状況の出力を行う入出力装置１０４と、本体１０３から排出される被計量物を搬送する搬送装置１０５と、を備えている。貯留容器１０１は、貯留容器１０１に貯留された被計量物の重量（貯留量）を検出する貯留重量センサ１１１（貯留量検出装置）を備えている。本体１０３は、矩形状の底部と該底部の後端に立設された矩形状の側部とを有する基台１２０と、この側部の上端に前方に延びるように配設された略矩形状の天板１０２と、天板１０２の左右方向の中心軸をはさんで１列８個ずつ前後２列合計１６個が並ぶように天板１０２を貫通して配設された計量ホッパ１０８（計量部）と、天板１０２に格納され計量ホッパ１０８のそれぞれに連接する１６個の計量重量センサ１０９（保持重量検出装置）と、を有する。基台１２０の側部には制御基板１１０（制御装置）も格納されている。天板１０２の上面にはそれぞれの計量ホッパ１０８に対応して１６個の投入口１０６が２列に並んで開口している。計量ホッパ１０８は、図示されないモータによって開閉駆動されるゲート（図示せず）を有している。搬送装置１０５は、基台１２０により支持され、計量ホッパ１０８の配列方向とベルトの走行方向が平行になるように計量ホッパ１０８の下方に配設されている。搬送装置１０５の包装機側と反対側の端部（右端部）には強制排出容器１１９が配設されている。入出力装置１０４は、基台１２０の側部に配設されている。

本実施形態の組合せ秤１００が計量する被計量物は特に限定されないが、ブロイラー等の精肉、モンゴイカやカツオ等の魚介類等の計量に特に適している。貯留容器１０１には、一例としてステンレス製のシンクを用いるが、供給機から供給される被計量物を一時的に貯留できる構造であればよく、テーブル等であってもよい。計量ホッパ１０８、計量重量センサ１０９の個数は複数であれば特に限定されない。入出力装置１０４には、一例として同一画面上で動作状況の確認と設定ができる液晶タッチパネルを用いる。入出力装置を一体として構成する必要は必ずしもなく、入力と出力を別個の装置で行ってもよい。搬送装置１０５には、一例としてベルトコンベアを用いるが、本体１０３から排出された被計量物を図示されない包装機へ搬送し、本体１０３から強制排出（後述）された被計量物を強制排出容器１１９に搬送することができるものであればよい。搬送装置１０５は、重力により被計量物を集合させて排出する逆円錐形シュート等であってもよい。強制排出容器１１９には、例えばバケツを用いる。計量重量センサ１０９および貯留重量センサ１１１には、例えばロードセルが用いられる。

次に制御系統について説明する。図４に示すとおり、本実施形態の組合せ秤１００の制御系統は、制御基板１１０（制御装置）と、入出力装置１０４と、計量ホッパ１０８_１〜１６と、計量重量センサ１０９_１〜１６と、貯留重量センサ１１１と、搬送装置１０５と、を備えている。制御基板１１０は、制御部１１２と、記憶部１１３と、計量ホッパゲート駆動回路１１５と、Ａ／Ｄ変換回路１１６と、搬送装置駆動回路１１７と、Ｉ／Ｏ回路１１８と、を有している。制御部１１２には、例えばＣＰＵが用いられる。記憶部１１３には、例えば内部メモリが用いられる。制御部１１２と記憶部１１３、入出力装置１０４、Ｉ／Ｏ回路１１８は相互に通信可能に接続されている。Ａ／Ｄ変換回路１１６、搬送装置駆動回路１１７は制御部１１２からの信号を送信できるように、制御部１１２と接続されている。計量ホッパゲート駆動回路１１５は、制御部１１２からの信号を受信できるように、制御部１１２と接続されている。Ｉ／Ｏ回路１１８は、包装機と相互に通信可能に接続されている。図中の矢印は信号が伝達される方向を示す。

以下、図４を参照しながら、制御基板１１０の動作の概略について説明する。制御部１１２に対し、入出力装置１０４から、組合せ目標重量や運転速度の条件を示すパラメータ等が入力される。制御部１１２は、入力されたパラメータ等を記憶部１１３に記憶させる。記憶されたパラメータ等は、制御部１１２によって読み出され、必要に応じて入出力装置１０４に出力され、使用者によって確認される。また、記憶部１１３には、組合せ演算を行うためのプログラム等も記憶されている。貯留重量センサ１１１は、貯留容器１０１の貯留量を検出してＡ／Ｄ変換回路１１６に送信する。計量重量センサ１０９_１〜１６は計量ホッパ１０８_１〜１６の保持重量を検出してＡ／Ｄ変換回路１１６に送信する。貯留重量センサ１１１および計量重量センサ１０９_１〜１６から送られた検出信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換回路１１６によりデジタル信号へと変換されて、制御部１１２へと送られる。制御部１１２は、記憶部１１３に記憶されたプログラムを用いて、受け取った検出信号等を処理する。さらにまた、制御部１１２は計量ホッパゲート駆動回路１１５に制御信号を出力して、計量ホッパ１０８_１〜１６を制御する。また、制御部１１２は、必要に応じて、処理結果を入出力装置１０４に出力する。制御部１１２は、搬送装置駆動回路１１７に制御信号を出力して、搬送装置１０５を制御する。制御部１１２はＩ／Ｏ回路１１８を介して包装機から排出命令信号を受け取り、包装機へ排出完了信号を送る。以上の動作により、制御基板１１０は、包装機と連動しながら、貯留容器１０１に貯留される被計量物の重量、および計量ホッパ１０８_１〜１６が保持し排出する被計量物の重量を検出して、組合せ秤を運転する。

なお、本実施形態の組合せ秤において、制御基板１１０、制御部１１２、記憶部１１３の数は１個である。しかし、制御基板、制御部、記憶部は複数であってもよい。制御基板、制御部、記憶部による制御は、集中制御であっても分散制御であってもよい。
［動作の概略］
以上のような構成を有する本実施形態の組合せ秤１００の動作の概略について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、被計量物が鶏肉である場合を例として説明する。

まず、ブロイラー解体部や搬送装置を組合せてなる供給機（図示せず）から、小口に切断された鶏肉が貯留容器１０１へと供給される。貯留容器１０１に供給された鶏肉は、使用者（作業者）の手により、一から三個ずつを単位として、投入口１０６を通じて計量ホッパ１０８に投入される。計量ホッパ１０８のゲートは通常時は閉じており、投入された鶏肉は計量ホッパ１０８内に保持される。制御基板１１０は、計量重量センサ１０９を介して計量ホッパ１０８に保持された鶏肉の重量（以下、計量値）を検出する。制御基板１１０は、得られた計量値を用いて組合せ演算を行う。組合せ演算では、組合せ条件を満たし、組合せ合計重量（組合せに参加する計量ホッパの計量値の合計）が組合せ目標重量（１回の排出の目標重量）に最も近くなる最適組合せが選択される。選択が完了すると、制御基板１１０は、最適組合せに参加する計量ホッパ１０８のゲートを開いて鶏肉を搬送装置１０５へと供給する。制御基板１１０は搬送装置１０５を順方向に駆動して、供給された鶏肉を図示されない包装機へと排出（適正排出）する。

包装機への排出が完了すると、再び計量ホッパ１０８へ鶏肉が投入され、組合せ演算と排出が行われる。計量ホッパ１０８への鶏肉の投入や供給器から貯留容器１０１への鶏肉の供給は継続的に行われる。かかる動作により、組合せ秤１００は、目標量の鶏肉を包装機へと排出する。

組合せ演算において組合せ条件を満たす組合せが得られないとき、制御基板１１０は、最も保持重量の多い（計量値が最も高い）計量ホッパ１０８から鶏肉を強制排出する。強制排出が発生すると、制御基板１１０は搬送装置１０５を逆方向に駆動して、鶏肉を強制排出容器１１９へと排出する。その後は、計量ホッパ１０８に再び鶏肉が供給され、再度の組合せ演算と排出が行われる。強制排出容器１１９に排出された被計量物は、作業者により貯留容器１０１に戻される。あるいは強制排出容器１１９から貯留容器１０１に被計量物を移送する自動移送装置が設置されてもよい。必ずしも強制排出された被計量物の全てを貯留容器１０１に戻す必要はなく、一部が戻される構成であってもよい。
［特徴となる動作］
本実施形態の組合せ秤の特徴は、貯留容器１０１における被計量物の貯留量に基づいて組合せ条件を変動させる点にある。以下の説明では、組合せ目標重量（ｍ）を下限（Ｍｍｉｎ）とし、組合せ目標重量に許容重量（Δｍ）を足したものを上限（Ｍｍａｘ）とする範囲に組合せ合計重量（Ｓ）が含まれる場合に、組合せ条件が満たされるものとする。本実施形態における組合せ条件の変動とは、貯留量が増加した場合に組合せ条件を緩和することをいい、組合せ条件を緩和するとは、上限Ｍｍａｘを高くすることをいう。上限が高くなれば、強制排出が生じにくくなり、組合せ秤から包装機に対する被計量物の排出速度が向上する。図５は、本発明の第１実施形態の制御基板の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。以下、図５を参照しつつ、本実施形態の組合せ秤の特徴となる動作について説明する。

組合せ秤の動作がスタートすると、まず、ステップＳ１において、操作パラメータの読み込みが行われる。操作パラメータは、組合せを開始する計量ホッパ数の閾値（第１の閾値）、組合せ条件を緩和する閾値（第２の閾値）、組合せ目標重量（ｍ）、通常の組合せ上限値（Ｍ）、緩和量（α）等からなり、記憶部１１３に記憶されている。操作パラメータは、予め記憶部１１３に記憶されていてもよいが、入出力装置１０４を介して使用者による操作パラメータの入力・変更が受け付けられるよう構成されていてもよい。組合せ秤の作動中に操作パラメータが変更可能に構成されていてもよい。

次に、ステップＳ２において、計量重量センサ１０９の検出結果等に基づいて、被計量物が投入されている計量ホッパの数（Ｎ）が検出される。

次に、ステップＳ３においては、Ｎが第１の閾値（例えば６）以上となっているか否かの判定が行われる。第１の閾値は、組合せ精度を維持するのに必要な計量値の数である。Ｎが第１の閾値以上となっていないと判定された場合、ステップＳ２に戻る。Ｎが第１の閾値以上となっていると判定された場合、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４においては、包装機からの排出命令信号がＯＮになっているか否かの判定が行われる。包装機からの排出命令信号がＯＮになっていないと判定された場合、再びステップＳ４に戻り、包装機からの排出命令信号がＯＮになるまで待機する。包装機からの排出命令信号がＯＮになっていると判定された場合、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５においては、貯留重量センサ１１１を介して、貯留容器１０１に貯留されている被計量物の重量（貯留量：Ｍｓｔａｇ）が検出される。

次に、ステップＳ６においては、貯留量が第２の閾値（例えば５０ｋｇ）以上になっているか否かの判定が行われる。貯留量が第２の閾値以上になっていないと判定された場合、ステップＳ７に進む。貯留量が第２の閾値以上になっていると判定された場合、ステップＳ８に進む。

ステップＳ７においては、通常の組合せ条件の設定が行われる。下限値（Ｍｍｉｎ）としては組合せ目標重量（ｍ：例えば２０００ｇ）が、上限値（Ｍｍａｘ）としては、組合せ目標重量に許容重量（Δｍ：例えば２０ｇ）を足した通常上限値（Ｍ：例えば２０２０ｇ）が設定される。ステップＳ７が終了するとステップＳ９に進む。

一方、ステップＳ８においては、緩和された組合せ条件の設定が行われる。下限値（Ｍｍｉｎ）としては組合せ目標重量（ｍ）が、上限値（Ｍｍａｘ）としては、組合せ目標重量に許容重量（Δｍ：例えば２０ｇ）と緩和量（α：例えば２０ｇ）を足した緩和上限値（Ｍ＋α：例えば２０４０ｇ）が設定される。ステップＳ８が終了するとステップＳ９に進む。

ステップＳ９においては、組合せ演算が行われる。それぞれの計量ホッパ１０８が保持する被計量物の重量（計量値）が検出され、組合せ合計重量が組合せ条件の範囲（Ｍｍｉｎ以上Ｍｍａｘ以下の範囲）に入る組合せ（組合せ条件を満たす組合せ）が存在するか否かの判定が行われる。組合せ条件を満たす組合せが存在すると判定された場合には、ステップＳ１０に進む。組合せ条件を満たす組合せが存在しないと判定された場合には、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１０においては、組合せ条件を満たす組合せのうち、組合せ合計重量が最も小さい組合せ（最適組合せ）に参加する計量ホッパから被計量物が排出される。すると、搬送装置１０５が順方向に駆動され、計量ホッパから排出された被計量物は、搬送装置により搬送されて包装機へと排出される。そして、制御基板１１０から包装機へと、排出完了信号が送られる。ステップＳ１０が終了すると、ステップＳ２に戻り、新たな計量サイクルが開始される。

一方、ステップＳ１１においては、強制排出条件を満たす計量ホッパから被計量物が強制排出される。強制排出条件としては様々な条件が設定されうる。保持重量の最も多い（計量値が最も高い）計量ホッパが強制排出条件を満たすとされてもよい。保持重量の多い順に２個あるいは３個の計量ホッパが強制排出条件を満たすとされてもよい。あるいは、保持重量が組合せ目標重量の一定割合（例えば半分）を超える計量ホッパが強制排出条件を満たすとされてもよい。強制排出後、搬送装置１０５が逆方向に駆動され、強制排出された被計量物は、搬送装置により搬送されて強制排出容器１１９へと排出される。ステップＳ１１が終了すると、ステップＳ２に戻り、新たな計量サイクルが開始される。

上述の動作プログラムにおいて特徴となるのは、ステップＳ６乃至Ｓ８の部分である。かかる部分において、制御基板１１０は、貯留容器１０１における被計量物の貯留量に基づいて組合せ条件を変更する。すなわち、貯留量が所定の閾値（第２の閾値）以上になっていなければ、通常の組合せ条件が設定される一方で、貯留量が所定の閾値以上になっていれば、通常の組合せ条件よりも緩和された条件（上限値を通常よりも高く設定する）が組合せ条件とされる。
［効果］
作業者の熟練度が低い、被計量物の大きさや重さのばらつきが大きい等、不均質化要素が大きければ組合せ条件を満たす組合せが得られにくくなり、排出速度が低下して、貯留量が増加する。上述の構成および方法によれば、貯留量は貯留重量センサ１１１で検出され、検出された貯留量が高く（第２の閾値以上に）なっている場合には、制御基板１１０が組合せ条件を緩和させる。組合せ条件が緩和されれば、強制排出が起こりにくくなり、適正排出が起こりやすくなる。時間当たりの適正排出量が増えれば、排出速度が向上する。排出速度を向上すれば滞留時間も短くなり、被計量物の劣化や歩留まりの低下が防止される。

作業者の熟練度が高い、被計量物の大きさや重さのばらつきが小さい等、不均質化要素が小さければ、逆に貯留量が減少する。上述の構成および方法によれば、貯留量が低く（第２の閾値より小さく）なっている場合には、組合せ条件が緊縮される。条件を緊縮することで、組合せ目標重量を超えて過剰に排出し包装される量が減り、歩留まりが向上する。
［変形例］
貯留量は、必ずしも重量である必要はなく、貯留量と相関関係を有する物理量であってもよい。例えば、被計量物の容積や容器中における被計量物の高さ（レベル）等であってもよい。貯留量検出装置は、必ずしも重量センサである必要はなく、貯留量と相関関係を有する物理量を検出可能なセンサであってもよい。例えば、光センサを利用したレベルセンサ等であってもよい。

組合せ条件はどのようなものであってもよく、例えば、組合せ目標重量に対して所定の幅を持って下限値と上限値を設定するものでもよい。組合せ条件の変動は必ずしも組合せ条件の緩和に限られず、例えば、貯留量が少なくなったときに組合せ条件を厳しくしてもよい。組合せ条件の緩和はどのような方法で行ってもよく、例えば、下限値をさらに下げることで組合せ条件を緩和してもよい。貯留量に基づいて組合せ条件が連続的に変更されてもよく、例えば、貯留量の増加と共に組合せ条件が連続的に緩和されるように組合せ条件が変更されてもよい。

計量ホッパは、被計量物を独立して保持排出できる収納部を２つ備えていてもよい。この場合には、計量ホッパの上流に各収納部へ被計量物を選択的に供給できる供給ホッパを設けることが好ましい。各収納部が保持する被計量物の重量は、投入前後における計量ホッパの重量の増加分として検出されうる。それぞれの収納部は計量ホッパとしての機能を果たす。かかる構成では、１対の収納部の保持重量を１個の重量センサで検出するため相対的に重量センサの個数を減らすことができ、装置の小型化・低コスト化が可能となる。

本実施形態では組合せ条件を毎回の組合せ演算毎に設定しているが、所定の条件を満たした時にのみ組合せ条件の変更が行われてもよい。例えば、組合せ条件として初期設定値が設定され、貯留量が増えたときにだけ組合せ条件を緩和するようにプログラムが構成されてもよい。

強制排出容器は必ずしも包装機と逆側に備えられている必要はなく、搬送装置の下流に振り分け装置（ゲート）が配設され、通常の排出時は被計量物が包装機へ排出され、強制排出時には被計量物が強制排出容器に排出されるようにしてもよい。かかる構成では、搬送装置の駆動方向を切り替える必要がない。強制排出ではなく、作業者による被計量物の入れ替え等の介入作業を行ってもよい。
（第２実施形態）
第１実施形態は、貯留量が所定の閾値以上となった場合に組合せ条件が緩和された。これに対し、第２実施形態は、貯留量が所定の閾値以上であり、かつ、所定の回数以上連続して排出組合せに参加できずに被計量物を保持している計量ホッパ（以下、滞留計量ホッパ）の数が所定の個数以上になったときに、組合せ条件が緩和される点で第１実施形態と異なる。第２実施形態における組合せ秤の構成や動作の概略は第１実施形態と同様であるので、対応する要素には同一の名称および符号を付して説明を省略する。
［特徴となる動作］
本実施形態の組合せ秤の特徴は、貯留容器１０１における被計量物の貯留量および滞留計量ホッパの数に基づいて組合せ条件を変動させる点にある。本実施形態における組合せ条件の変動とは、貯留量が増加した場合に組合せ条件を緩和することをいい、組合せ条件を緩和するとは、上限Ｍｍａｘを高くすることをいう。以下の説明では、組合せ目標重量（ｍ）を下限（Ｍｍｉｎ）とし、組合せ目標重量に許容重量（Δｍ）を足したものを上限（Ｍｍａｘ）とする範囲に組合せ合計重量（Ｓ）が含まれる場合に、組合せ条件が満たされるものとする。上限が高くなれば、強制排出が生じにくくなり、組合せ秤から包装機へよりスムーズに被計量物が排出されるようになる。図６は、本発明の第２実施形態の制御基板の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。以下、図６を参照しつつ、本実施形態の組合せ秤の特徴となる動作について説明する。

組合せ秤の動作がスタートすると、まず、ステップＳ２１において、操作パラメータの読み込みが行われる。操作パラメータは、組合せを開始する計量ホッパ数の閾値（第１の閾値）、貯留量の閾値（第２の閾値）、待機回数の閾値（第３の閾値）、滞留計量ホッパ数の閾値（第４の閾値）、組合せ目標重量（ｍ）、通常の組合せ上限値（Ｍ）、緩和量（α）等からなり、記憶部１１３に記憶されている。操作パラメータは、予め記憶部１１３に記憶されていてもよいが、入出力装置１０４を介して使用者による操作パラメータの入力・変更が受け付けられるよう構成されていてもよい。組合せ秤の作動中に操作パラメータが変更可能に構成されていてもよい。

次に、ステップＳ２２において、計量重量センサ１０９の検出結果等に基づいて、被計量物が投入されている計量ホッパの数（Ｎ）が検出される。

次に、ステップＳ２３において、Ｎが第１の閾値（例えば６）以上となっているか否かの判定が行われる。第１の閾値は、組合せ精度を維持するのに必要な計量値の数である。Ｎが第１の閾値以上となっていないと判定された場合、ステップＳ２２に戻る。Ｎが第１の閾値以上となっていると判定された場合、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４においては、包装機からの排出命令信号がＯＮになっているか否かの判定が行われる。包装機からの排出命令信号がＯＮになっていないと判定された場合、再びステップＳ２４に戻り、包装機からの排出命令信号がＯＮになるまで待機する。包装機からの排出命令信号がＯＮになっていると判定された場合、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５においては、貯留重量センサ１１１を介して、貯留容器１０１に貯留されている被計量物の重量（貯留量：Ｍｓｔａｇ）が検出される。

次に、ステップＳ２６において、貯留量が第２の閾値（例えば５０ｋｇ）以上になっているか否かの判定が行われる。貯留量が第２の閾値以上になっていないと判定された場合、ステップＳ２７に進む。貯留量が第２の閾値以上になっていると判定された場合、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２７においては、通常の組合せ条件の設定が行われる。下限値（Ｍｍｉｎ）としては組合せ目標重量（ｍ：例えば２０００ｇ）が、上限値（Ｍｍａｘ）としては、組合せ目標重量に許容重量（Δｍ：例えば２０ｇ）を足した通常上限値（Ｍ：例えば２０２０ｇ）が設定される。ステップＳ２７が終了するとステップＳ３１に進む。

一方、ステップＳ２８においては、待機回数が第３の閾値（例えば１０回）以上となっている計量ホッパの個数が検出され、滞留計量ホッパの個数（ＮＳ）として記憶される。

ステップＳ２９においては、滞留計量ホッパの個数（ＮＳ）が第４の閾値（例えば３個）以上になっているか否かの判定が行われる。滞留計量ホッパの個数が第４の閾値以上になっていると判定された場合、ステップＳ３０に進む。滞留計量ホッパの個数が第４の閾値以上になっていないと判定された場合、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ３０においては、緩和された組合せ条件の設定が行われる。下限値（Ｍｍｉｎ）には組合せ目標重量（ｍ）が、上限値（Ｍｍａｘ）には、組合せ目標重量に許容重量（Δｍ：例えば２０ｇ）と緩和量（α：例えば２０ｇ）を足した緩和上限値（Ｍ＋α：例えば２０４０ｇ）が代入される。ステップＳ３０が終了するとステップＳ３１に進む。

ステップＳ３１においては、組合せ演算が行われる。それぞれの計量ホッパ１０８が保持する被計量物の重量（計量値）が検出され、組合せ合計重量が組合せ条件の範囲（Ｍｍｉｎ以上Ｍｍａｘ以下の範囲）に入る組合せ（組合せ条件を満たす組合せ）が存在するか否かの判定が行われる。組合せ条件を満たす組合せが存在すると判定された場合には、ステップＳ３２に進む。組合せ条件を満たす組合せが存在しないと判定された場合には、ステップＳ３５に進む。

ステップＳ３２においては、組合せ条件を満たす組合せのうち、組合せ合計重量が最も小さい組合せ（最適組合せ）に参加する計量ホッパから被計量物が排出される。すると、搬送装置１０５が順方向に駆動され、計量ホッパから排出された被計量物は、搬送装置により搬送されて包装機へと排出される。そして、制御基板１１０から包装機へと、排出完了信号が送られる。

次に、ステップＳ３３においては、被計量物が排出された計量ホッパの待機回数がゼロとされる（リセットされる）。これにより、次回の計量サイクルにおいては、被計量物が排出された計量ホッパが滞留計量ホッパとして検出されることがなくなる。

次に、ステップＳ３４においては、被計量物の排出を行わなかった計量ホッパの待機回数に１が加えられる。これにより、次回の計量サイクルにおいては、被計量物が排出された計量ホッパの待機回数が１だけ上昇しており、待機回数が第３の閾値以上になっている場合には滞留計量ホッパとして検出されることになる。ステップＳ３４が終了すると、ステップＳ２２に戻り、新たな計量サイクルが開始される。

一方、ステップＳ３５においては、強制排出条件を満たす計量ホッパから被計量物が強制排出される。強制排出条件としては様々な条件が設定されうる。保持重量の最も多い（計量値が最も高い）計量ホッパが強制排出条件を満たすとされてもよい。保持重量の多い順に２個あるいは３個の計量ホッパが強制排出条件を満たすとされてもよい。あるいは、保持重量が組合せ目標重量の一定割合（例えば半分）を超える計量ホッパが強制排出条件を満たすとされてもよい。強制排出後、搬送装置１０５が逆方向に駆動され、強制排出された被計量物は、搬送装置により搬送されて強制排出容器１１９へと排出される。ステップＳ３５が終了すると、ステップＳ３３にすすむ。

上述の動作プログラムにおいて特徴となるのは、ステップＳ２６乃至Ｓ３０の部分である。かかる部分において、制御基板１１０は、貯留容器１０１における被計量物の貯留量および滞留計量ホッパの個数に基づいて組合せ条件を変更する。すなわち、貯留量が所定の閾値（第２の閾値）以上になっており、かつ、滞留計量ホッパの個数が所定の閾値（第４の閾値）以上になっていなければ通常の組合せ条件が設定される一方で、貯留量と滞留計量ホッパの個数がそれぞれ所定の条件を満たせば、通常の組合せ条件よりも緩和された条件（上限値を通常よりも高く設定する）が組合せ条件とされる。
［効果］
不均質化要素が拡大すると、被計量物が過剰に投入された計量ホッパが発生し、最適組合せに参加できなくなる。かかる場合には、組合せの候補が実質的に減少して、組合せ条件を満たしにくくなる場合が多い。本実施形態では、最適組合せに参加できない計量ホッパを滞留計量ホッパとして検出し、貯留量と滞留計量ホッパの個数に基づいて組合せ条件が変更される。すなわち、貯留量が高く（第２の閾値以上に）なっており、かつ、滞留計量ホッパの個数が多く（第４の閾値以上に）なっている場合に限って、組合せ条件が緩和される。

かかる構成および方法によれば、供給量の一時的な増加でなく、不均質化要素が高いために排出速度が不足している場合には、組合せ条件が緩和されて排出速度が向上され、被計量物の劣化や歩留まりの低下が防止される。逆に、作業者の熟練度が高い等の理由から排出能力に余裕があり、一時的に上流から多量の被計量物が供給されたために貯留量が増加している場合には、組合せ条件は緩められずに維持される。不要な条件緩和を防止することで、組合せ目標重量を超えて過剰に排出し包装される量が減り、歩留まりがさらに向上する。
［変形例］
本実施形態においても、第１実施形態と同様の変形例が可能である。

本発明の組合せ秤または組合せ計量方法は、動作状況に応じて組合せ条件を変更することで、被計量物の劣化あるいは歩留まりの低下を防止する組合せ秤または組合せ計量方法として有用である。

本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す上面図である。本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す正面図である。本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す側面図である。本発明の第１実施形態の組合せ秤における制御系統の概略構成の一例を示すブロック図である。本発明の第１実施形態の制御基板の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態の制御基板の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００組合せ秤
１０１貯留容器
１０２天板
１０３本体
１０４入出力装置
１０５搬送装置
１０６投入口
１０８計量ホッパ
１０９計量重量センサ
１１０制御基板
１１１貯留重量センサ
１１２制御部
１１３記憶部
１１５計量ホッパゲート駆動回路
１１６Ａ／Ｄ変換回路
１１７搬送装置駆動回路
１１８Ｉ／Ｏ回路
１１９強制排出容器
１２０基台

Claims

被計量物を貯留する貯留部と、
前記貯留部における被計量物の貯留量を検出する貯留量検出装置と、
貯留部から移送された被計量物を保持し排出する複数の計量部と、
前記計量部のそれぞれに保持された被計量物の重量を検出する保持重量検出装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記貯留量に基づいて組合せ条件を変更し、かつ、前記保持重量および前記組合せ条件に基づいて組合せ演算を行い最適組合せに参加する計量部から被計量物を排出させる、組合せ秤。
前記貯留量は、前記貯留部に貯留された被計量物の重量である、請求項１に記載の組合せ秤。
前記制御装置は、前記貯留量が増加するに従って前記組合せ条件を緩和する、請求項１に記載の組合せ秤。
前記制御装置は、前記貯留量が所定の閾値以上になったときに前記組合せ条件を緩和する、請求項１に記載の組合せ秤。
前記制御装置は、前記貯留量が所定の閾値以上であり、かつ、所定の回数以上連続して排出組合せに参加できずに被計量物を保持している計量部の数が所定の個数以上になったときに、前記組合せ条件を緩和する、請求項１に記載の組合せ秤。
被計量物を貯留部に貯留し、
前記貯留部から複数の計量部へ被計量物を移送し、
前記計量部のそれぞれに保持されている被計量物の重量を検出し、
前記貯留部に貯留されている被計量物の重量を検出し、
前記貯留部に貯留されている被計量物の重量が所定の閾値以上になったときに組合せ条件を緩和し、
前記計量部の保持重量および前記組合せ条件に基づいて組合せ演算を行い、
前記組合せ演算の結果に基づいて組合せ条件を満たす組合せに参加する計量部から被計量物を排出させる、組合せ計量方法。
被計量物を貯留部に貯留し、
前記貯留部から複数の計量部へ被計量物を移送し、
前記計量部のそれぞれに保持されている被計量物の重量を検出し、
前記貯留部に貯留されている被計量物の重量を検出し、
前記貯留部に貯留されている被計量物の重量が所定の閾値以上であり、かつ、所定の回数以上連続して排出組合せに参加できずに被計量物を保持している計量部の数が所定の個数以上になったときに、組合せ条件を緩和し、
前記計量部の保持重量および前記組合せ条件に基づいて組合せ演算を行い、
前記組合せ演算工程の結果に基づいて組合せ条件を満たす組合せに参加する計量部から被計量物を排出させる、組合せ計量方法。