JP2007085886A - 組合せ秤および組合せ計量方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 より簡便な方法により、排出が行われにくい計量部の発生を減らすことが可能な組合せ秤または組合せ計量方法を提供する。
【解決手段】 被計量物の重量を検出する重量検出手段と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記重量検出手段が検出する被計量物の重量に基づいて組合せ条件を設定し、前記重量検出手段が検出する被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って被計量物を排出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、組合せ秤および組合せ計量方法に関する。より詳しくは、組合せ条件を変更可能な組合せ秤および組合せ計量方法に関する。

組合せ計量においては、複数の計量部に投入された被計量物の各々の重量が測定されると共に、組合せ目標重量に最も近い組合せ合計重量を与える被計量物の組合せが選択され、該選択された被計量物が排出されるのが一般的である。組合せ計量を続けると、排出が行われにくい計量部が発生する場合がある。排出が行われにくい計量部が発生すると、投入された被計量物が計量部内に滞留して被計量物が劣化したり、組合せ演算の要素数や候補となる組合せの数が実質的に減少して計量精度の低下を招くという問題があった。

かかる問題を解決する組合せ計量方法として、特許文献１に開示されている計量方法がある。この計量方法では、計量ホッパに投入する被計量物の量が組合せ目標重量に応じて微調整されることで、排出が行われにくい計量ホッパの発生が防止されている。
特開昭５８−１２４９１８号公報

しかしながら、前記従来の構成において肉や魚介類など１個あたりの重量が大きい被計量物を計量する場合には、計量ホッパへの投入量を微調整することができず、依然として排出が行われにくい計量ホッパが発生しやすかった。

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、より簡便な方法により、排出が行われにくい計量部の発生を減らすことが可能な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。

［組合せ計量の概略と用語の定義］
以下、組合せ計量の概略を述べる。組合せ計量では、まず計量部が多数用意される。個々の計量部に被計量物が投入され、計量される。個々の計量部が保持する被計量物の重量を以下、計量値と呼ぶ。一連の計量部から１個または複数個を取り出す組合せのそれぞれにつき、計量値を合計した重量（組合せ合計重量）が演算される（組合せ演算）。組合せ合計重量は組合せの数だけ存在する。得られた多数の組合せ合計重量の中から、条件に最も適した組合せ合計重量が選ばれる。選ばれた組合せ合計重量に対応する組合せを、最適組合せと呼ぶ。最後に、最適組合せに参加する計量部から被計量物が排出される。組合せ計量によれば、個々の計量値にばらつきがあっても、計量値を組み合わせることでばらつきを互いにキャンセルし、目標重量に近い重量の被計量物を排出できる、という利点がある。必ずしも全ての組合せについて演算が行われる必要はなく、所定の条件（計量値の数等）により組合せの絞込みが可能な場合等においては、一部の組合せのみについて組合せ演算が行われてもよい。

条件はどのようなものであってもよいが、一般には、所定の上限と下限の範囲（組合せ許容範囲）に入り、かつ１回の排出の目標重量（組合せ目標重量）に最も近くなるように、最適組合せが選ばれる。例えば、鶏肉の２ｋｇ詰め業務用パックを製造する場合、凍結による減少分を考慮して、下限および組合せ目標重量は、表示量に１％を加えた重量（例えば２０２０ｇ）とし、これに数％の幅（例えば１％）を加えた重量（例えば２０４０ｇ）が上限とされる。この場合、上限と下限の範囲に入るときに組合せ条件が満たされるものとする。組合せ条件を満たす組合せが複数ある場合には、その中から最も組合せ目標重量に近い合計重量となる組合せが最適組合せとして選ばれる。通常は、組合せ許容範囲の下限が目標重量とされる。包装の表示量よりも少ない場合に不正な製品とみなされる場合があるためである。表示量よりも実際の量が多ければ、歩留まりが悪くなるものの、不正な製品として問題にされることは防止できる。
［本発明に至った経緯］
肉や魚介類など、１個あたりの重量（以下、単重）が大きいものを被計量物とする例として、鶏肉を２ｋｇの業務用パックに組合せ計量する場合を考える。鶏肉は、季節や生産工場によって成長が異なるため、ムネ肉やモモ肉の単重には、ばらつきが生じる。単重は概略として３００ｇから５００ｇ程度であり、４枚から６枚で合計重量に達する。計量ホッパへの投入量は１枚か２枚となるため、穀物やクラッカーなど単重の軽い被計量物と異なり計量ホッパへの投入量を微調整することができない。

組合せ演算を行っても組合せ合計重量が組合せ許容範囲に入る組合せが得られない場合には、計量ホッパに投入された肉片を入れ替えて再度計量と組合せ演算が行われる。入れ替えても組合せ許容範囲に入る組合せが得られない場合には、肉片を切って再度計量と組合せ演算が行われる等の方策が取られる。しかし、消費者は小さな肉片が混在するパックを好まないため、肉片を切らずにパックすることが望まれている。

本発明者らは、かかる問題を解決すべく鋭意検討を行った結果、以下の点に気づいた。すなわち、単重が重い肉片は最適組合せに参加しにくいことが判明した。組合せ計量を続けると、単重の重い肉片が計量ホッパに溜まってしまい、組合せ許容範囲に入る組合せが得られにくくなることも分かった。かかる現象は、組合せ合計重量の頻度分布のピークと、組合せ目標重量との間にずれがあるために生じると考えられた。該ピークが組合せ目標重量よりも大きい場合、平均よりも軽い被計量物が優先的に排出され、平均よりも重い被計量物が残留することになる。

かかる知見を基に、本発明者らは、被計量物の重量に基づいて組合せ条件を調整することに想到した。例えば、組合せ許容範囲にあり、かつ、組合せ合計重量の頻度分布のピーク（極大値）にあたる重量が組合せ目標重量とされる。かかる設定を行えば、平均から外れた肉片が計量ホッパに溜まりにくくなる。平均より重い肉片が発生しても、平均より同程度に軽い肉片がほぼ等しい確率で発生し、両者が平均からのずれを打ち消し合って、最適組合せに参加できるからである。計量ホッパに投入される被計量物の重量（計量値）、あるいは単重、が正規分布すると仮定すれば、該ピークに対応する重量はその整数倍になると考えられる。かかる前提によれば、組合せ目標重量を、計量値あるいは単重の平均値の整数倍に設定しても、同様な効果が得られる。

従来の組合せ計量においては、組合せ目標重量は外部からの入力に基づいて変更されない限り、固定されたものであった。被計量物の重量に基づいて組合せ目標重量を変更あるいは補正するような技術はこれまで知られていない。組合せ目標重量を調整することにより、投入量を微調整しなくても、より簡便な方法で、排出が行われにくい計量部の発生を減らし、組合せ計量の効率を向上させることが可能となる。
［本発明の原理］
以下、本発明の原理についてより詳細に説明する。ｎ個の被計量物を組み合わせる場合を考える。図１は、組合せ計量における、組合せ合計重量の頻度分布と組合せ許容範囲、組合せ目標重量の関係を示す図である。曲線ｎ−１、曲線ｎ、曲線ｎ＋１は、それぞれｎ−１個、ｎ個、ｎ＋１個の被計量物の組合せ合計重量の頻度分布を示す。Ｒは組合せ許容範囲を示す。単重が正規分布すると仮定すると、図１に示すように、被計量物の個数ごとに組合せ合計重量の頻度分布も一山型の分布を示す。単重の分布が平均を中心に左右対称であれば、組合せ合計重量の分布も左右対称となり、そのピークは単重の平均値の整数倍となる。

ここで、図に示すように、組合せ目標重量の初期値Ｍ_０が組合せ合計重量の頻度分布のピークよりも低いとする。このとき、合計重量がＭ_０とされると、被計量物１個あたりの重量は平均よりも軽くなり、組合せ計量を行うと平均より軽い被計量物が選択的に排出されやすくなる。被計量物の重量分布が平均を中心に対称分布する（例えば正規分布する）と仮定すれば、平均より重い被計量物と軽い被計量物は等しい確率で発生するため、平均よりも重い被計量物が残りやすくなる。

そこで、組合せ目標重量が、組合せ許容範囲内にあり、かつ組合せ合計重量の確率分布が極大となる重量Ｍに設定される。Ｍは単重の平均値の整数倍だから、組合せ合計重量が組合せ目標重量に等しい場合、被計量物１個あたりの重量は単重の平均値に等しくなる。平均値よりも重い被計量物と軽い被計量物はお互いに平均値からのずれを打ち消しあって最適組合せに参加できるようになる。重い被計量物と軽い被計量物は等しい確率で発生するから、一方の被計量物のみが滞留することを防止できる。

例えば、計量ホッパに物品を必ず１個投入するとして、組合せ演算される被計量物の単重の平均値が２５ｇの場合、４個の組合せでは１００ｇ前後の組合せが最も多い。したがって、組合せ目標重量が１００ｇであれば、組合せ計量を安定的に継続できる。しかし、組合せ目標重量が９０ｇの場合、重量が２２．５ｇ（＝９０ｇ÷４）前後の被計量物が最適組合せに参加しやすくなる。組合せ計量を続けると、２２．５ｇを大きく外れた被計量物が計量ホッパ中に滞留することになり、組合せ許容範囲内の組合せが得られにくくなる。

ここで、規定重量（パック詰めの表示重量）が９０ｇであり、プラス２０ｇまでが許容範囲とすると、組合せ許容範囲は９０ｇ以上１１０ｇ以下となる。この場合、組合せ目標重量が１００ｇでも適量となる。組合せ合計重量が１００ｇとすれば、被計量物１個あたりの重量は２５ｇであって、被計量物の平均重量に等しくなる。平均より重い被計量物と平均より軽い被計量物は等しい確率で発生する。両者が同時に最適組合せに参加すれば、お互いに平均からのずれを打ち消しあうため、平均より軽い（重い）被計量物が選択的に排出されるということがなくなる。組合せ目標重量を１００ｇとし、下側許容幅を１０ｇ、上側許容幅を１０ｇとすることで、組合せ計量を安定的に継続できることになる。

歩留まりを考えれば、規定重量が９０ｇであるのに１００ｇを組合せ目標重量とすれば、１０ｇが無駄になるようにも思える。しかし、規定重量通りに９０ｇを組合せ目標重量とすれば、２２．５ｇを大きく外れた被計量物ばかりが計量ホッパ中に残ることになる。重い被計量物を排出しようとすれば、被計量物を小さく分割するか、組合せ許容範囲を広げて強制的に排出を行うことになる。かかる事態は、歩留まりの低下につながる上、均質な包装品を作るという品質管理の面からも好ましいことではない。組合せ秤の効率的な運転や品質管理という点からは、被計量物の平均重量である２５ｇの整数倍（４倍）である１００ｇを組合せ目標重量とする方がよい。

組合せ目標重量の設定は、組合せ合計重量の頻度分布を実際に作成して、そのピークに合わせてもよいし、単重の平均値の整数倍としてもよい。単重の平均値の整数倍とするのは、一つの組合せが被計量物を整数個だけ組合せて作成されるためである。すなわち、単重の分布を左右対称と仮定すれば組合せ合計重量の分布も左右対称であって、組合せ合計重量のピークは単重の平均値の整数倍に一致する。頻度分布の演算は複雑であるため、平均値の整数倍とすることで、演算を簡略化できる。

以上、被計量物１個あたりの重量（単重）を単位として考えたが、計量部１個あたりの重量（計量値）を単位として考えても同様のことが言える。計量部に投入される被計量物の個数は整数であり、組合せられる計量部の数も整数である。組合せ合計重量は、単重あるいは計量値の整数倍となるから、単重と計量値のいずれの整数倍を組合せ合計重量としても同様の効果が得られる。

以下、実例を用いて、本発明の効果を説明する。図２は、組合せ目標重量を組合せ許容範囲の下限とした場合の計量値の変動を示す表である。図２では、鶏肉のモモ肉の計量において、組合せ目標重量を２０２０ｇ、上側許容幅を２０ｇ、下限許容幅を０ｇ、計量部の数を１０個として組合せ計量を行う場合を示す。計量部には必ず１枚の肉片を投入して計量し、計量結果を計量値として組合せ演算が行われる。モモ肉の単重は正規分布するものとし、平均値が５１０ｇ、最小値が４９０ｇ、最大値が５３０ｇとする。以上の数値は、鶏肉のモモ肉の真空包装用重量として、業界において現実的な数値である。真空包装時と冷凍室での保管時に水分がパックから抜け出して重量が減少するため、規定重量である２ｋｇに対して組合せ目標重量を２０ｇ多めに設定して真空包装機に投入し、真空包装している。モモ肉の単重は、本発明を説明するための仮の数値である。現実のブロイラーは、同一の生産者で同じ時期に出荷されたブロイラーであれば生育状態が同じため、解体されたモモ肉部分の重量も揃っている。しかし、現実の解体工場では、多様な生産者からのブロイラーが集まり、重量にもばらつきがある。近年では生産者事態の飼育技術の向上により、ばらつきは小さくなっている。一般的に、モモ肉の単重のばらつきは正規分布する。

被計量物の単重が正規分布している場合、組合せ目標重量が単重の平均値の整数倍であると、目標に近い組合せが得られやすくなる。また、平均より重いあるいは軽い被計量物が滞留することも少なくなる。図２では肉片の単重の平均値が５１０ｇであるため、目標重量が２０４０ｇ（単重の平均値の４倍）の場合に目標に近い組合せが得られやすいことになる。しかし、図２では組合せ目標重量が２０２０ｇであって、平均値の整数倍より低い。このため、組合せ計量を継続すると、平均より重い肉片（図中において斜線で太字のもの）が残ってゆく（図２の下段を参照）。結果として、許容範囲内の組合せが得られなくなるか、許容範囲を広げて目標から極端に外れた組合せを排出しなければならなくなる。

図３は、組合せ目標重量を単重の平均値の整数倍とした場合の計量値の変動を示す表である。図３では、ブロイラーのモモ肉の計量において、組合せ目標重量を２０４０ｇ、上側許容幅を０ｇ、下限許容幅を２０ｇ、計量部の数を１０個として組合せ計量が行われる。図２と図３の許容範囲は一致しているため、品質管理上の差異はほとんどない。さらに、図３の場合は、単重の平均値から大きく外れた肉片であっても、プラス側とマイナス側にほぼ等しく外れた肉片同士であれば、平均からのずれをお互いに打ち消しあうことが可能である。平均から外れた肉片であっても排出されやすくなる。よって、単重の平均値から大きく外れた肉片（図中において斜線で太字のもの）が滞留する確率は低くなり、運転を継続しても特定の肉片が残るということは起こりにくくなる（図３の下段を参照）。組合せ目標重量が２０２０ｇでよいところを２０４０ｇとしているため、一見したところ歩留まりが悪くなっているようにも見える。しかし、図２のように目標重量を２０２０ｇとすれば、結果として許容範囲内の組合せが得られにくくなるため、許容範囲を広げて強制的に排出するなどの処理をせねばならず、歩留まりや運転効率の低下を招く。図３のように組合せ目標重量を単重の平均値の整数倍とすれば、運転効率や歩留まりを全体として向上できる。

図４は、組合せ目標重量を組合せ許容範囲の中央値とした場合の計量値の変動を示す表である。図４では、ブロイラーのモモ肉の計量において、組合せ目標重量を２０３０ｇ、上側許容幅を１０ｇ、下限許容幅を１０ｇ、計量部の数を１０個として組合せ計量が行われる。図３ほどではないが、図２に比べれば単重の平均値から大きく外れた肉片（図中において斜線で太字のもの）は残りにくくなっている（図４の下段を参照）。よって、組合せ目標重量を、単重の平均値の整数倍に近づけるだけでも効果はある。
［本発明の構成］
上記課題を解決するために、本発明の組合せ秤は、被計量物の重量を検出する重量検出手段と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記重量検出手段が検出する被計量物の重量に基づいて組合せ条件を設定し、前記重量検出手段が検出する被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って被計量物を排出する。

かかる構成では、被計量物の重量に従って組合せ条件を設定することが可能となり、より簡便な構成により、最適組合せに参加しにくい計量値の発生を減らすことができる。なお、組合せ条件はどのようなものであってもよい。例えば、組合せ目標重量であってもよいし、組合せ許容範囲であってもよいし、両者の組合せであってもよい。また、設定とは、組合せ条件全部の設定や変更の他、一部の設定や変更も含む。すなわち、組合せ条件の一部は作業者により入力、変更されてもよい。また、制御装置による組合せ条件の設定は、運転前に行われてもよく、運転中に行われてもよい。

上記組合せ秤において、さらに、被計量物を保持し排出する複数の計量部を備え、前記重量検出手段は、前記計量部のそれぞれが保持する被計量物の重量である第１の重量を検出する第１の重量検出手段であり、前記制御装置は、前記第１の重量に基づいて組合せ条件を設定し、前記第１の重量を用いて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って前記計量部から被計量物を排出してもよい。

かかる構成では、計量部に投入された被計量物の重量に基づいて組合せ条件を設定することが可能となる。組合せ条件の設定に用いられる重量と組合せ演算に用いられる計量値とを同一の装置（第１の重量検出手段）で検出するため、簡潔な構成で、最適組合せに参加しにくい計量値の発生を減らすことができる。

上記組合せ秤において、さらに、組合せ許容範囲を入力する入力装置を備え、前記制御装置は、組合せ合計重量の頻度分布を演算し、前記組合せ許容範囲内において頻度の極大値が存在する場合に、前記極大値を与える組合せ合計重量を組合せ目標重量とし、前記組合せ許容範囲内にありかつ前記組合せ目標重量に最も近い組合せを最適組合せとし、前記最適組合せに参加する計量部から被計量物を排出してもよい。

かかる構成では、組合せ合計重量の頻度のピークと組合せ目標重量が一致するため、平均よりも軽い被計量物と重い被計量物がお互いに平均値からのずれを打ち消しあって最適組合せに参加できる。よって、最適組合せに参加しにくい計量値の発生を減らすことができる。

上記組合せ秤において、さらに、組合せ許容範囲を入力する入力装置を備え、前記制御装置は、組合せ合計重量の頻度分布を演算し、前記組合せ許容範囲内において頻度が最大となる重量を組合せ目標重量とし、前記組合せ許容範囲内にありかつ前記組合せ目標重量に最も近い組合せを最適組合せとし、前記最適組合せに参加する計量部から被計量物を排出してもよい。

かかる構成では、組合せ合計重量の頻度のピークが組合せ許容範囲にある場合には、ピークを組合せ目標重量とする一方で、ピークが組合せ許容範囲にない場合には、できるだけピークに近い組合せ目標重量が設定される。組合せ目標重量を該ピークにできるだけ近づけることで、最適組合せに参加しにくい計量値の発生を減らすことができる。

上記組合せ秤において、さらに、組合せ許容範囲を入力する入力装置を備え、前記制御装置は、前記第１の重量の平均値を演算し、前記組合せ許容範囲内にありかつ前記平均値の整数倍となる重量を前記組合せ目標重量とし、前記組合せ許容範囲内にありかつ前記組合せ目標重量に最も近い組合せを最適組合せとし、前記最適組合せに参加する計量部から被計量物を排出してもよい。

かかる構成では、計量値の平均値を用いて組合せ条件の設定が行われる。組合せ合計重量の頻度分布を演算する必要がなく、より簡潔な構成で、最適組合せに参加しにくい計量値の発生を減らすことができる。

上記組合せ秤において、さらに、被計量物を保持し排出する複数の計量部を備え、前記重量検出手段は、前記計量部のそれぞれが保持する被計量物の重量である第１の重量を検出する第１の重量検出手段と、被計量物の重量である第２の重量を検出する第２の重量検出手段であって、前記制御装置は、前記第２の重量に基づいて組合せ条件を設定し、前記第１の重量を用いて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って前記計量部から被計量物を排出してもよい。

かかる構成では、組合せ条件の設定に用いられる重量（第２の重量）と組合せ演算に用いられる計量値（第１の重量）とを別々の装置で検出する。よって、組合せ条件の設定をより精密に行うことができ、最適組合せに参加しにくい計量値の発生を減らすことができる。

上記組合せ秤において、さらに、組合せ許容範囲を入力する入力装置を備え、前記第２の重量は、被計量物１個あたりの重量であって、前記制御装置は、前記第２の重量の平均値を演算し、前記組合せ許容範囲内にありかつ前記平均値の整数倍となる重量を組合せ目標重量とし、前記組合せ許容範囲内にありかつ前記組合せ目標重量に最も近い組合せを最適組合せとし、前記最適組合せに参加する計量部から被計量物を排出してもよい。

かかる構成では、単重（被計量物１個あたりの重量）に基づいて組合せ条件の設定を行うことができる。組合せ合計重量はかならず単重の整数倍（整数個の被計量物の合計重量）であるため、確実に組合せ条件の最適化を行うことができる。

上記組合せ秤において、作業者の手により被計量物を計量部へ投入してもよい。

かかる構成では、肉や魚介類など、ハンドリングが難しい被計量物の組合せ計量に特に適している。特に肉や魚介類などは、被計量物１個あたりの重量が大きく、計量部への投入量の微調整が困難であるため、最適組合せに参加しにくい計量値が発生しやすい。本発明の組合せ秤によれば、肉や魚介類であっても、最適組合せに参加しにくい計量値の発生を減らし、組合せ計量の効率を向上できる。

また、本発明の組合せ計量方法は、被計量物の重量を検出し、前記被計量物の重量に基づいて組合せ条件を設定し、前記被計量物の重量を用いて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って被計量物を排出する。

かかる構成では、被計量物の重量に従って組合せ条件を設定することが可能となり、より簡便な方法により、最適組合せに参加しにくい計量値の発生を減らすことができる。

上記組合せ計量方法において、複数の計量部に被計量物を投入し、前記計量部のそれぞれが保持する被計量物の重量である第１の重量を検出し、前記第１の重量に基づいて前記組合せ条件を設定し、前記第１の重量を用いて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って計量部から被計量物を排出してもよい。

かかる構成では、計量部に投入された被計量物の重量に基づいて組合せ条件を設定することが可能となる。組合せ条件の設定に用いられる重量と組合せ演算に用いられる計量値とを同一の装置（第１の重量検出手段）で検出するため、簡潔な方法で、最適組合せに参加しにくい計量値の発生を減らすことができる。

上記組合せ計量方法において、被計量物の重量である第２の重量を検出し、前記第２の重量に基づいて前記組合せ条件を設定し、複数の計量部に被計量物を投入し、前記計量部のそれぞれが保持する被計量物の重量である第１の重量を検出し、前記第１の重量を用いて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って計量部から被計量物を排出してもよい。

かかる構成では、組合せ条件の設定に用いられる重量（第２の重量）と組合せ演算に用いられる計量値（第１の重量）とを別々の装置で検出する。よって、組合せ条件の設定をより精密に行うことができ、最適組合せに参加しにくい計量値の発生を減らすことができる。

本発明は、上記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、より簡便な方法により、排出が行われにくい計量部の発生を減らすことが可能な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という効果を奏する。

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５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６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７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８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５乃至図８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。なお、図５乃至図８には、本実施形態の組合せ秤の向き（前後左右上下）が記入されているが、向きはあくまで説明上便宜的に付してあるものであって、具体的な構成を限定するものではない。

最初に、ハードウェアについて以下に説明する。図５乃至図７に示す通り、本実施形態の組合せ秤１００は、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、組合せ秤１００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。組合せ秤１００は、矩形状の底部と該底部の後端に立設された矩形状の背部とを有する基台１２０と、この背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の中央部に左右方向に一列に並ぶように天板１０２を貫通して配設された８個の供給ホッパ１０７（供給部）と、供給ホッパ１０７のそれぞれの下方に配設され基台１２０に支持された８個の計量ホッパ１０８と、基台１２０の背部に格納され計量ホッパ１０８のそれぞれに連接する８個の計量重量センサ１０９（保持重量検出装置、第１の重量検出手段）と、を有する。計量ホッパ１０８は、２個の独立した収納部１２３ａ、１２３ｂ（計量部）を備えている。基台１２０の背部には制御基板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供給ホッパ１０７に対応して８個の投入口１０６が一列に並んで開口している。供給ホッパ１０７は、図示されないモータによって開閉駆動される２個のゲート（図示せず）を有している。該２個のゲートはそれぞれ独立して開閉が可能であり、どちらか一方を開くことで、被計量物を計量ホッパ１０８の一方の収納部１２３ａまたは１２３ｂに選択的に投入できるように構成されている。計量ホッパ１０８は、それぞれの収納部１２３ａ、１２３ｂに、図示されないモータによって開閉駆動される計２個のゲート（図示せず）を有している。該２個のゲートはそれぞれ独立して開閉が可能であり、どちらか一方を開くことで、収納部１２３ａまたは１２３ｂから被計量物を選択的に排出できるように構成されている。両方のゲートを開けば、両側の収納部１２３ａ、１２３ｂから被計量物が排出される。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。入出力装置１０４は、基台１２０の背部の左端に配設されている。

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の計量に特に適している。供給ホッパ１０７、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することができるものであればよい。供給ホッパ１０７や計量ホッパ１０８が円周上に配設され、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。計量重量センサ１０９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８中の矢印は信号が伝達される方向を示す。図８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と、入出力装置１０４と、供給ホッパ１０７_１〜８と、計量ホッパ１０８_１〜８と、計量重量センサ１０９_１〜８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、供給ホッパゲート駆動回路１１４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。

記憶部１１３、入出力装置１０４、Ｉ／Ｏ回路１１８はそれぞれ、制御部１１２と接続されている。Ａ／Ｄ変換回路１１６は、計量重量センサ１０９_１〜８からのアナログ信号をデジタル信号に変換して制御部１１２へ送る。供給ホッパゲート駆動回路１１４は、制御部１１２からの制御信号に応じて、供給ホッパ１０７_１〜８の２個のゲートをそれぞれ選択的に駆動する。計量ホッパゲート駆動回路１１５は、制御部１１２からの制御信号に応じて、計量ホッパ１０８_１〜８の収納部１２３ａ、１２３ｂが備えるゲートを選択的に駆動する。搬送装置駆動回路１１７は、制御部１１２からの制御信号に応じて、搬送装置１０５を駆動する。Ｉ／Ｏ回路１１８は、制御部１１２と包装機との信号のやり取りを仲介する。

以下、図８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、受け取っ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、作業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。制御部１１２は、供給ホッパゲート駆動回路１１４へと制御信号を与えることにより供給ホッパ１０７_１〜８のゲート開閉を制御する。計量重量センサ１０９_１〜８は計量ホッパ１０８_１〜８の重量を検出してＡ／Ｄ変換回路１１６に送信する。計量重量センサ１０９_１〜８から送られたアナログ信号は、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、被計量物の投入前後における計量ホッパ１０９_１〜８の重量の増加分を演算し、演算結果を、収納部１２３ａ、１２３ｂが保持する被計量物の重量（計量値、第１の重量）として記憶する。制御部１１２は、記憶部１１３に記憶されているプログラムと、読み込まれた計量値を用いて、組合せ演算を行う。制御部１１２は計量ホッパゲート駆動回路１１５を介して、計量ホッパ１０８_１〜８のゲート開閉を制御する。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を介して搬送装置１０５の動作を制御する。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、計量ホッパ１０８_１〜８が保持し排出する被計量物の重量を検出、制御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５乃至図７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、鶏肉が図示されない貯留容器へと供給される。貯留容器に供給された鶏肉は、使用者（作業者）の手により、１個から２個ずつを単位として、投入口１０６を通じて供給ホッパ１０７に投入される。供給ホッパ１０７のゲートは通常時は閉じられており、投入された鶏肉は供給ホッパ１０７内に保持される。制御基板１１０は、計量ホッパ１０８の収納部１２３ａまたは１２３ｂが空になっていれば、対応する供給ホッパ１０７のゲートを開いて鶏肉を収納部１２３ａまたは１２３ｂへと投入する。計量ホッパ１０８のゲートは通常時は閉じられており、供給ホッパから投入された鶏肉は収納部１２３ａまたは１２３ｂ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の重量を検出し、重量の増加分から収納部１２３ａまたは１２３ｂに保持された鶏肉の重量（計量値、第１の重量）を演算する。すなわち、計量ホッパ１０８のそれぞれについて、計量値は最大２個（収納部の数だけ）存在する。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。制御基板１１０は、組合せ許容範囲内（例えば、２０２０ｇ以上２０４０ｇ以下）にあり、かつ組合せ目標重量（例えば２０２０ｇ）に最も近い重量となる組合せを最適組合せとして選択する。最適組合せに参加する収納部１２３ａまたは１２３ｂのゲートが開かれ、鶏肉が搬送装置１０５へと供給される。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する。包装機への排出が完了すると、再び供給ホッパ１０７から計量ホッパ１０８へ鶏肉が投入され、組合せ演算と排出が行われる。作業者により供給ホッパ１０７への鶏肉の投入は連続的に行われる。かかる動作により、組合せ秤１００は、目標重量に略等しい重量の鶏肉を包装機へと間歇的に排出する。
［特徴となる動作］
本実施形態の組合せ秤の特徴は、組合せ合計重量の頻度分布に基づいて組合せ目標重量が設定される点にある。組合せ合計重量は計量値に基づいて演算されるので、組合せ目標重量は計量値に基づいて設定されることになる。図９は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図９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詳細に説明する。
１．初期設定
起動（スタート）後、まず初期設定が行われる（ステップＳ１０１〜Ｓ１０２）。作業者により、入出力装置１０４を介して、組合せ許容範囲の上限と下限が入力され（ステップＳ１０１）、制御基板１１０により、該下限が組合せ目標重量の初期値として記憶される（ステップＳ１０２）。
２．組合せ合計重量のサンプリング
初期設定が終了すると、組合せ合計重量のサンプリングが行われる（ステップＳ１０３〜Ｓ１０６）。組合せ合計重量のサンプリングでは、仮に設定された組合せ目標重量を用いて組合せ計量が行われ、同時に、組合せ合計重量データの収集が行われる。まず、作業者により供給ホッパ１０７に鶏肉が投入され、供給ホッパ１０７から計量ホッパ１０８の空になった収納部１２３ａ、１２３ｂに鶏肉が供給され、該供給の前後における計量重量センサ１０９の検出値の差分から、収納部１２３ａ、１２３ｂに供給された鶏肉の重量（計量値）が演算される（ステップＳ１０３）。制御基板１１０により、計量値を用いた組合せ演算が行われ、それぞれの組合せ毎に得られた組合せ合計重量が記憶される（ステップＳ１０４）。組合せ演算が終了すると、組合せ許容範囲内にありかつ組合せ目標重量の初期値に最も近い組合せ合計重量を与える組合せが最適組合せとして選択され、最適組合せに参加する収納部１２３ａ、１２３ｂから被計量物が排出される（ステップＳ１０５）。排出が完了すると、排出回数が所定の回数（例えば２０回）を超えたか否かの判定が行われる（ステップＳ１０６）。排出回数が所定回数を超えない場合には、再びステップＳ１０３に戻る。
３．組合せ目標重量の設定
ステップＳ１０６で排出回数が所定回数を超えたと判定された場合には、組合せ目標重量の設定が行われる（ステップＳ１０７〜Ｓ１０９）。まず、制御基板１１０により、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の結果を用いて、組合せ合計重量の頻度分布が作成される（ステップＳ１０７）。頻度分布は、組合せ合計重量と頻度（確率）の関係を表すものであればどのようなものであってもよい。例えば、組合せ合計重量を１ｇおきにランク分けし、各ランクに該当する組合せ合計重量の個数が頻度とされる。

頻度分布が得られたら、組合せ許容範囲内において組合せ合計重量の頻度が極大となる重量があるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０８）。具体的には、例えば、上記ランクと頻度の関係から、両隣のランクより頻度が高いランクが組合せ許容範囲内にあるか否かが判定され、かかるランクがある場合にはＹｅｓと判定される。

ステップＳ１０８でＹｅｓと判定された場合には、組合せ許容範囲内において頻度が極大となる重量により、組合せ目標重量が更新される（ステップＳ１０９）。具体的には、例えば、両隣のランクより頻度が高いランクの中央値に相当する重量が組合せ目標重量とされる。ステップＳ１０８でＮｏと判定された場合には、組合せ目標重量の更新は行われない。
４．組合せ計量
組合せ目標重量の設定が終了すると、通常の組合せ計量が行われる（ステップＳ１１０〜Ｓ１１１）。作業者により供給ホッパ１０７に鶏肉が投入され、供給ホッパ１０７から計量ホッパ１０８の空になった収納部１２３ａ、１２３ｂに鶏肉が供給され、該供給の前後における計量重量センサ１０９の検出値の差分から、収納部１２３ａ、１２３ｂに供給された鶏肉の重量（計量値）が演算される（ステップＳ１１０）。制御基板１１０により、計量値を用いた組合せ演算が行われ、組合せ許容範囲内にありかつ組合せ目標重量の初期値に最も近い組合せ合計重量を与える組合せが最適組合せとして選択され、最適組合せに参加する収納部１２３ａ、１２３ｂから被計量物が排出される（ステップＳ１１１）。排出が完了すると、装置を停止する命令が入出力装置１０４から入力されているか否かの判定が行われる（ステップＳ１１２）。停止命令が入力されている場合には、運転が停止される（エンド）。停止命令が入力されていない場合には、再びステップＳ１１０に戻る。
［効果］
本実施形態の組合せ秤では、組合せ合計重量の頻度分布のピークが組合せ目標重量とされる。かかる構成により、平均より軽い被計量物と平均より重い被計量物が平均からのずれをお互いに打ち消しあって最適組合せに参加できるようになる。軽い被計量物と重い被計量物は等しい確率で発生するため、特定の収納部に被計量物が滞留しにくくなる。この結果、投入量を調整することなく最適組合せに参加しにくい収納部の発生を減らすことができ、組合せ計量の効率が向上する。

本実施形態の組合せ秤によれば、実際の組合せ合計重量の頻度分布を利用して組合せ目標重量を調整するため、より確実に効率向上を図ることができる。組合せ合計重量の頻度が高くなるように組合せ目標重量が設定されるため、最適組合せが得られる確率も高くなり、より均質なパックの作成が可能となる。

本実施形態の組合せ秤では、被計量物は鶏肉であって、収納部１個あたり、１個から２個の鶏肉が投入される。かかる構成では、収納部への被計量物の投入量を微調整できない。従来の組合せ秤では、投入量を微調整できない場合、平均値から外れた被計量物が最適組合せに参加しにくくなり、組合せ計量の効率が低下しやすかった。本実施形態の組合せ秤では、かかる場合にあっても最適組合せに参加しにくい収納部の発生を減らすことが可能となるため、より簡便な方法で、組合せ計量の効率向上を図ることができる。
［変形例］
許容範囲内に極大値がない場合にはその旨が作業者に報知されてもよい。さらに極大値がない場合には、許容範囲を広げるか、許容範囲内で組合せ目標重量を設定するかを選択できるような構成であってもよい。許容範囲内で組合せ目標重量を設定する場合に、極大値であって許容範囲に最も近いものが許容範囲を超える場合には、許容範囲の上限が組合せ目標重量とされてもよい。このように柔軟な設定を可能にすることで、組合せ計量の効率をさらに向上できる。

許容範囲内において組合せ合計重量の頻度が最大となる重量が組合せ目標重量とされてもよい。かかる構成では、極大値が許容範囲を外れた場合でも、許容範囲内でより極大値に近くなるように組合せ目標重量を設定でき、組合せ計量の効率が向上する。

上述の説明では、計量重量センサ１０９を用いて検出された収納部１２３ａ、１２３ｂの保持量（計量値、第１の重量）を用いて、組合せ合計重量の頻度分布が求められたが、他の方法で組合せ合計重量の頻度分布が求められてもよい。例えば、計量重量センサ１０９とは別に上皿秤（第２の重量検出手段）が用意され、該上皿秤に１個から２個の被計量物が置かれ、被計量物の重量（第２の重量）のサンプリングが行われる。サンプリング後に、得られた重量値（第２の重量）を用いて組合せ演算が行われれば、組合せ合計重量の頻度分布を求めることが可能となる。上皿秤の検出結果は自動的に制御基板１１０に送信されてもよいし、作業者により入力されてもよい。

同時に排出される収納部の個数が既に決まっている（例えば４個）場合には、その個数でのみ組合せ演算が行われ、組合せ合計重量の頻度分布が求められてもよい。

本実施形態では、計量ホッパ１個につき２個の収納部を備える構成とした。かかる構成は、投入作業の効率化、計量重量センサの個数の削減、装置の小型化などに有効である。ただし、計量ホッパ１個につき１個の収納部を備えた構成であってもよい。

組合せ目標重量は必ずしも組合せ合計重量の極大値に等しくする必要はなく、初期値よりも該極大値に近くなるように設定されてもよい。組合せ目標重量を極大値に完全に等しくしなくても、組合せ計量の効率は向上することができる。

組合せ条件として組合せ目標重量の設定は必ずしも必須ではない。組合せ条件はどのようなものであってもよく、組合せ合計重量の頻度分布に基づいて組合せ条件を設定可能なものであればよい。例えば組合せ許容範囲のみが組合せ条件とされてもよい。かかる場合には、組合せ合計重量の頻度分布に基づいて組合せ許容範囲が設定される。

上述の説明では、組合せ条件の初期値は作業者により全て入力され、制御装置は組合せ条件を変更するのみであった。しかし、必ずしも組合せ条件の全ての初期値が作業者により入力されなくてもよい。例えば、組合せ許容範囲のみを作業者が入力し、制御装置により、該組合せ許容範囲に入りかつ組合せ合計重量が極大となる重量が組合せ目標重量とされてもよい。組合せ目標重量を組合せ条件と考えれば、組合せ条件を制御装置が設定することになる。

上述の説明では、組合せ条件の設定は通常運転の前に行われたが、運転中に行われてもよい。運転時に何度組合せ条件の設定が行われてもよい。組合せ計量の効率や計量ホッパ内の被計量物の滞留状況に応じて組合せ条件の設定が行われるような構成であってもよい。
（第２実施形態）
第１実施形態の組合せ秤では、組合せ合計重量の頻度分布のピークが組合せ目標重量とされるのに対し、第２実施形態の組合せ秤では、計量値の平均値に基づいて組合せ目標重量が設定される点で異なる。しかし、ハードウェアと制御系統の構成および動作の概略は第１実施形態と同様である。よって、第２実施形態については、各構成要素に第１実施形態と同一の符号と名称を付すこととして、ハードウェアと制御系統の構成および動作の概略に関する説明を省略する。
［特徴となる動作］
本実施形態の組合せ秤の特徴は、計量値の平均値に基づいて組合せ目標重量が設定される点にある。図１０は、本発明の第２実施形態の組合せ秤の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図１０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詳細に説明する。
１．初期設定
起動（スタート）後、まず初期設定が行われる（ステップＳ２０１〜Ｓ２０２）。初期設定については第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
２．計量値のサンプリング
初期設定が終了すると、計量値のサンプリングが行われる（ステップＳ２０３〜Ｓ２０６）。計量値のサンプリングでは、仮に設定された組合せ目標重量を用いて組合せ計量が行われ、同時に計量値データの収集が行われる。まず、作業者により供給ホッパ１０７に鶏肉が投入され、供給ホッパ１０７から計量ホッパ１０８の空になった収納部１２３ａ、１２３ｂに鶏肉が供給され、該供給の前後における計量重量センサ１０９の検出値の差分から、収納部１２３ａ、１２３ｂに供給された鶏肉の重量（計量値）が演算され、記憶される（ステップＳ２０３）。制御基板１１０により、計量値を用いた組合せ演算が行われる（ステップＳ２０４）。組合せ演算が終了すると、組合せ許容範囲内にありかつ組合せ目標重量の初期値に最も近い組合せ合計重量を与える組合せが最適組合せとして選択され、最適組合せに参加する収納部１２３ａ、１２３ｂから被計量物が排出される（ステップＳ２０５）。排出が完了すると、排出回数が所定の回数（例えば２０回）を超えたか否かの判定が行われる（ステップＳ２０６）。排出回数が所定回数を超えない場合には、再びステップＳ２０３に戻る。
３．組合せ目標重量の設定
ステップＳ２０６で排出回数が所定回数を超えたと判定された場合には、組合せ目標重量の設定が行われる（ステップＳ２０７〜Ｓ２０９）。まず、制御基板１１０により、ステップＳ２０３〜Ｓ２０６の結果を用いて、計量値の平均値が演算される（ステップＳ２０７）。計量値の平均値が得られたら、組合せ許容範囲内において該平均値の整数倍となる重量があるか否かの判定が行われる（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８でＹｅｓと判定された場合には、該整数倍となる重量により、組合せ目標重量が更新される（ステップＳ２０９）。ステップＳ２０８でＮｏと判定された場合には、組合せ目標重量の更新は行われない。
４．組合せ計量
組合せ目標重量の設定が終了すると、通常の組合せ計量が行われる（ステップＳ２１０〜Ｓ２１２）。通常の組合せ計量については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
［効果］
本実施形態の組合せ秤では、計量値の平均値の整数倍が組合せ目標重量とされる。かかる構成によれば、平均値よりも軽い収納部と重い収納部が平均からのずれを打ち消しあって最適組合せに参加できるようになる。軽い収納部と重い収納部は等しい確率で発生するため、特定の収納部に被計量物が滞留しにくくなる。したがって、投入量を調整することなく最適組合せに参加しにくい収納部の発生を減らすことができ、組合せ計量の効率が向上する。また、組合せ合計重量の頻度が高くなるように組合せ目標重量が設定されるため、最適組合せが得られる確率も高くなり、より均質なパックの作成が可能となる。

また、本実施形態の組合せ秤では、組合せ合計重量の頻度分布の演算が不要であり、動作を簡略化できる。
［変形例］
許容範囲内に計量値の平均値の整数倍が存在しない場合にはその旨が作業者に報知されてもよい。かかる場合には、許容範囲を広げるか、許容範囲内で組合せ目標重量を設定するかを選択できるようにしてもよい。許容範囲内で組合せ目標重量が設定される場合に、平均値の整数倍の重量であって許容範囲に最も近いものが許容範囲を超える場合には、許容範囲の上限が組合せ目標重量とされてもよい。このように柔軟な設定を可能にすることで、組合せ計量の効率をさらに向上できる。

上述の説明では、計量重量センサ１０９を用いて検出された収納部１２３ａ、１２３ｂの保持量（計量値、第１の重量）を利用して計量値の平均値が求められたが、他の方法で組合せ計量値の平均値が求められてもよい。例えば、計量重量センサ１０９とは別に上皿秤（第２の重量検出手段）が用意され、該上皿秤に１個から２個の被計量物が置かれ、被計量物の重量（第２の重量）のサンプリングが行われる。サンプリングで得られた重量値（第２の重量）の平均値が、計量値の平均値とされる。上皿秤の検出結果は自動的に制御基板１１０に送信されてもよいし、作業者により入力されてもよい。

同時に排出される収納部の個数が既に決まっている（例えば４個）場合には、その個数に計量値の平均値を乗じた重量が組合せ目標重量とされてもよい。

本実施形態でも第１実施形態と同様、計量ホッパ１個につき１個の収納部を備える構成としてもよい。組合せ目標重量は必ずしも計量値の平均値の整数倍に等しい必要はなく、初期値よりも該整数倍に近くなるように設定されてもよい。

組合せ条件として組合せ目標重量の設定は必ずしも必須ではない。組合せ条件はどのようなものであってもよく、計量値の平均値に基づいて組合せ条件を設定可能なものであればよい。例えば組合せ許容範囲のみが組合せ条件とされてもよい。かかる場合には、計量値の平均値に基づいて組合せ許容範囲が設定される。

上述の説明では、組合せ条件の初期値は作業者により全て入力され、制御装置は組合せ条件を変更するのみであった。しかし、必ずしも組合せ条件の全ての初期値が作業者により入力されなくてもよい。例えば、組合せ許容範囲のみを作業者が入力し、制御装置により、該組合せ許容範囲に入り、かつ組合せ合計重量が極大となる重量が組合せ目標重量とされてもよい。組合せ目標重量を組合せ条件と考えれば、組合せ条件を制御装置が設定することになる。

上述の説明では、組合せ条件の設定は通常運転の前に行われたが、運転中に行われてもよい。運転時に何度組合せ条件の設定が行われてもよい。組合せ計量の効率や計量ホッパ内の被計量物の滞留状況に応じて組合せ条件の設定が行われるような構成であってもよい。
（第３実施形態）
第２実施形態の組合せ秤では、計量値の平均値に基づいて組合せ目標重量が設定されるのに対し、第３実施形態の組合せ秤は、単重（被計量物１個あたりの重量）の平均値に基づいて組合せ目標重量が設定される点で異なる。しかし、ハードウェアと制御系統の構成および動作の概略は第１実施形態および第２実施形態と同様である。よって、第３実施形態についても、各構成要素に第１実施形態と同一の符号と名称を付すこととして、ハードウェアと制御系統の構成および動作の概略に関する説明を省略する。
［特徴となる動作］
本実施形態の組合せ秤の特徴は、単重の平均値に基づいて組合せ目標重量が設定される点にある。図１１は、本発明の第３実施形態の組合せ秤の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図１１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詳細に説明する。
１．初期設定
起動（スタート）後、まず初期設定が行われる（ステップＳ３０１〜Ｓ３０２）。初期設定については第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
２．単重のサンプリング
初期設定が終了すると、単重のサンプリングが行われる（ステップＳ３０３〜Ｓ３０６）。単重のサンプリングでは、組合せ計量は行われず、単重データの収集のみが行われる。まず、作業者により供給ホッパ１０７に鶏肉が１個ずつ投入され、供給ホッパ１０７から計量ホッパ１０８の空になった収納部１２３ａ、１２３ｂに鶏肉が供給される（ステップＳ３０３）。該供給の前後における計量重量センサ１０９の検出値の差分から、収納部１２３ａ、１２３ｂに供給された鶏肉の重量（計量値）が演算され、単重として記憶される（ステップＳ３０４）。単重の検出が行われた収納部１２３ａ、１２３ｂから被計量物が排出される（ステップＳ３０５）。排出された鶏肉は、搬送装置１０５を逆転させて回収され、再利用される。排出が完了すると、排出回数が所定の回数（例えば２０回）を超えたか否かの判定が行われる（ステップＳ３０６）。排出回数が所定回数を超えない場合には、再びステップＳ３０３に戻る。
３．組合せ目標重量の設定
ステップＳ３０６で排出回数が所定回数を超えたと判定された場合には、組合せ目標重量の設定が行われる（ステップＳ３０７〜Ｓ３０９）。まず、制御基板１１０により、ステップＳ３０３〜Ｓ３０６の結果を用いて、単重の平均値が演算される（ステップＳ３０７）。単重の平均値が得られたら、組合せ許容範囲内において該平均値の整数倍となる重量があるか否かの判定が行われる（ステップＳ３０８）。ステップＳ３０８でＹｅｓと判定された場合には、該整数倍となる重量により、組合せ目標重量が更新される（ステップＳ３０９）。ステップＳ３０８でＮｏと判定された場合には、組合せ目標重量の更新は行われない。
４．組合せ計量
組合せ目標重量の設定が終了すると、通常の組合せ計量が行われる（ステップＳ３１０〜Ｓ３１２）。通常の組合せ計量については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
［効果］
本実施形態の組合せ秤では、単重の平均値の整数倍が組合せ目標重量とされる。かかる構成でによれば、平均よりも軽い被計量物と重い被計量物が平均からのずれを打ち消しあって最適組合せに参加できるようになる。軽い被計量物と重い被計量物は等しい確率で発生するため、特定の収納部に被計量物が滞留しにくくなる。したがって、投入量を調整することなく最適組合せに参加しにくい収納部の発生を減らすことができ、組合せ計量の効率が向上する。また、組合せ合計重量の頻度が高くなるように組合せ目標重量が設定されるため、最適組合せが得られる確率も高くなり、より均質なパックの作成が可能となる。

本実施形態の組合せ秤でも、第２実施形態と同様に、組合せ合計重量の頻度分布の演算が不要であり、動作を簡略化できる。
［変形例］
許容範囲内に単重の平均値の整数倍が存在しない場合にはその旨が作業者に報知されてもよい。かかる場合には、許容範囲を広げるか、許容範囲内で組合せ目標重量を設定するかを選択できるような構成であってもよい。許容範囲内で組合せ目標重量を設定する場合に、単重の平均値を整数倍した重量であって許容範囲に最も近いものが許容範囲を超える場合には、許容範囲の上限が組合せ目標重量とされてもよい。柔軟な設定を可能にすることで、組合せ計量の効率をさらに向上できる。

上述の説明では、計量重量センサ１０９を用いて検出された収納部１２３ａ、１２３ｂの保持量（計量値、第１の重量）を利用して単重の平均値が求められたが、他の方法で単重の平均値が求められてもよい。例えば、計量重量センサ１０９とは別に上皿秤（第２の重量検出手段）が用意され、該上皿秤に１個ずつ被計量物が置かれ、被計量物の単重（第２の重量）のサンプリングが行われる。サンプリングで得られた単重（第２の重量）の平均値が、単重の平均値とされる。上皿秤の検出結果は自動的に制御基板１１０に送信されてもよいし、作業者により入力されてもよい。

同時に排出される収納部の個数が既に決まっている（例えば４個）場合には、その個数に単重の平均値を乗じた重量が組合せ目標重量とされてもよい。

本実施形態でも第１実施形態と同様、計量ホッパ１個につき１個の収納部を備える構成であってもよい。組合せ目標重量は必ずしも単重の平均値の整数倍に等しくする必要はなく、初期値よりも該整数倍に近くなるように変更されてもよい。

組合せ条件として組合せ目標重量の設定は必ずしも必須ではない。組合せ条件はどのようなものであってもよく、単重の平均値に基づいて組合せ条件を変更可能なものであればよい。例えば組合せ許容範囲のみが組合せ条件とされてもよい。かかる場合には、単重の平均値に基づいて組合せ許容範囲が変更される。

上述の説明では、組合せ条件の初期値は作業者により全て入力され、制御装置は組合せ条件を変更するのみであった。しかし、必ずしも組合せ条件の全ての初期値が作業者により入力されなくてもよい。例えば、組合せ許容範囲のみを作業者が入力し、制御装置により、該組合せ許容範囲に入り、かつ単重の平均値の整数倍となる重量が組合せ目標重量とされてもよい。組合せ目標重量を組合せ条件と考えれば、組合せ条件を制御装置が設定することになる。

上述の説明では、組合せ条件の設定は通常運転の前に行われたが、運転中に行われてもよい。運転時に何度組合せ条件の設定が行われてもよい。組合せ計量の効率や計量ホッパ内の被計量物の滞留状況に応じて組合せ条件の変更が行われるような構成であってもよい。

本発明に係る組合せ秤および組合せ計量方法は、より簡便な方法により、排出が行われにくい計量部の発生を減らすことが可能な組合せ秤または組合せ計量方法として有用である。

組合せ計量における、組合せ合計重量の頻度分布と組合せ許容範囲、組合せ目標重量の関係を示す図である。 組合せ目標重量を組合せ許容範囲の下限とした場合の計量値の変動を示す表である。 組合せ目標重量を単重の平均値の整数倍とした場合の計量値の変動を示す表である。 組合せ目標重量を組合せ許容範囲の中心とした場合の計量値の変動を示す表である。 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実施形態の組合せ秤の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態の組合せ秤の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態の組合せ秤の動作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
１０２ 天板
１０３ 本体
１０４ 入出力装置
１０５ 搬送装置
１０６ 投入口
１０７ 供給ホッパ
１０８ 計量ホッパ
１０９ 計量重量センサ
１１０ 制御基板
１１２ 制御部
１１３ 記憶部
１１４ 供給ホッパゲート駆動回路
１１５ 計量ホッパゲート駆動回路
１１６ Ａ／Ｄ変換回路
１１７ 搬送装置駆動回路
１１８ Ｉ／Ｏ回路
１２０ 基台
１２３ａ、１２３ｂ 収納部

Claims (11)

1. 被計量物の重量を検出する重量検出手段と、
   制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記重量検出手段が検出する被計量物の重量に基づいて組合せ条件を設定し、
   前記重量検出手段が検出する被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って被計量物を排出する組合せ秤。
2. さらに、被計量物を保持し排出する複数の計量部を備え、
   前記重量検出手段は、前記計量部のそれぞれが保持する被計量物の重量である第１の重量を検出する第１の重量検出手段であり、
   前記制御装置は、前記第１の重量に基づいて組合せ条件を設定し、
   前記第１の重量を用いて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って前記計量部から被計量物を排出する、請求項１に記載の組合せ秤。
3. さらに、組合せ許容範囲を入力する入力装置を備え、
   前記制御装置は、組合せ合計重量の頻度分布を演算し、前記組合せ許容範囲内において頻度の極大値が存在する場合に、前記極大値を与える組合せ合計重量を組合せ目標重量とし、
   前記組合せ許容範囲内にありかつ前記組合せ目標重量に最も近い組合せを最適組合せとし、前記最適組合せに参加する計量部から被計量物を排出する、請求項２に記載の組合せ秤。
4. さらに、組合せ許容範囲を入力する入力装置を備え、
   前記制御装置は、組合せ合計重量の頻度分布を演算し、前記組合せ許容範囲内において頻度が最大となる重量を組合せ目標重量とし、
   前記組合せ許容範囲内にありかつ前記組合せ目標重量に最も近い組合せを最適組合せとし、前記最適組合せに参加する計量部から被計量物を排出する、請求項２に記載の組合せ秤。
5. さらに、組合せ許容範囲を入力する入力装置を備え、
   前記制御装置は、前記第１の重量の平均値を演算し、前記組合せ許容範囲内にありかつ前記平均値の整数倍となる重量を前記組合せ目標重量とし、
   前記組合せ許容範囲内にありかつ前記組合せ目標重量に最も近い組合せを最適組合せとし、前記最適組合せに参加する計量部から被計量物を排出する、請求項２に記載の組合せ秤。
6. さらに、被計量物を保持し排出する複数の計量部を備え、
   前記重量検出手段は、
   前記計量部のそれぞれが保持する被計量物の重量である第１の重量を検出する第１の重量検出手段と、
   被計量物の重量である第２の重量を検出する第２の重量検出手段であって、
   前記制御装置は、前記第２の重量に基づいて組合せ条件を設定し、
   前記第１の重量を用いて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って前記計量部から被計量物を排出する、組合せ秤。
7. さらに、組合せ許容範囲を入力する入力装置を備え、
   前記第２の重量は、被計量物１個あたりの重量であって、
   前記制御装置は、前記第２の重量の平均値を演算し、前記組合せ許容範囲内にありかつ前記平均値の整数倍となる重量を組合せ目標重量とし、
   前記組合せ許容範囲内にありかつ前記組合せ目標重量に最も近い組合せを最適組合せとし、前記最適組合せに参加する計量部から被計量物を排出する、請求項７に記載の組合せ秤。
8. 作業者の手により被計量物を計量部へ投入する、請求項１に記載の組合せ秤。
9. 被計量物の重量を検出し、
   前記被計量物の重量に基づいて組合せ条件を設定し、
   前記被計量物の重量を用いて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って被計量物を排出する、組合せ計量方法。
10. 複数の計量部に被計量物を投入し、
    前記計量部のそれぞれが保持する被計量物の重量である第１の重量を検出し、
    前記第１の重量に基づいて前記組合せ条件を設定し、
    前記第１の重量を用いて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って計量部から被計量物を排出する、請求項９に記載の組合せ計量方法。
11. 被計量物の重量である第２の重量を検出し、
    前記第２の重量に基づいて前記組合せ条件を設定し、
    複数の計量部に被計量物を投入し、
    前記計量部のそれぞれが保持する被計量物の重量である第１の重量を検出し、
    前記第１の重量を用いて組合せ演算を行い、前記組合せ条件に従って計量部から被計量物を排出する、請求項９に記載の組合せ計量方法。
    

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