JP2008528403A - 重量を制御して製品をロットにまとめるための装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、多数の未分類の製品を供給する給送要素（１１）、製品を選別するユニット（１２）、選別された製品を取り去るための案内要素（１３）、計量装置（１４）を備える、製品のロットへの重量制御組合せのための装置に関する。本発明の装置は、選別するユニット（１２）が多数の保持要素（１８）を有しており、計量装置（１４）が選別された製品を計量する多数の要素（２１）を有しており、１つの要素（２１）が各々の保持要素（１８）に割り当てられているという点で特徴づけられる。本発明はまた、対応する方法にも関連する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の未分類の製品を供給する供給要素、製品を選別する装置、選別された製品を取り出すための取出し要素、計量装置を含む、重量を制御して製品をロットにまとめるための装置に関する。

特に食品のための包装業の分野であるが、他の分野においてもまた、未分類のバッチから個々のロットを、例えば数個の製品からなる包装ロットを、すなわち例えば所定の総重量を備える包装品としてまとめる、すなわち集成することが望ましいし必要である。この種の包装ロットは種々の要求条件を満たさなければならない。これらの要求条件は、一例として具体的には、一方で目標または最低重量（とりわけ包装規則によって規定された）に達することとともに、他方で包装のわずかな詰めすぎ（包装工場の経済的関心）を含む。例えば初期バッチにおける製品重量の不調和な配分、装置の高歩留まり、製品の衛生的な取扱いといった生産上の影響は、包装ロットの集成にも求められるように、詰め込みと調和させなければならない。

具体的には、例えば数個の魚の切り身を有する包装品を形成することが望まれる。包装内容の総重量は例えば３００ｇであるとする。加工処理から得られた切り身は例えば各々およそ５０ｇと計量され、その結果、通常これらの魚の切り身のうちの６個が１個の包装品または包装ロットに対して集成されなければならない。当然、魚の切り身の重量は異なる。５０ｇより重いものもあれば、重さが足りないものもある。それゆえ、単に数に従って各々の包装ロットを集成することは、恐らく最低重量を達成しないか、または包装を詰めすぎにするかのどちらかにつながるであろう。種々の要求条件の間の最適条件または中道を見つけると同時に、上記の生産パラメータを考慮に入れるために、魚の切り身は計量され、数個の魚の切り身の中から、第一に最低重量に達し、第二に最低重量を超える詰めすぎを最小限にする６個の魚の切り身が選択される。

これまで、この目的で、製品は不揃いまたは未分類のバッチから選別されてきた。選別は手作業かまたは適切な取扱い装置によって行うことができる。供給要素で供給された製品は、グリッパまたは吸引ノズルによって供給要素から取り去られ、別の位置で取出しベルトに置かれる。こうして、取出しベルトには以前に不揃い／未分類の製品の流れから選別された製品が配列される。その後この取出しベルトから、製品は包装ロットに集成される前に計量される。この目的で製品は秤に供給される。個々の製品の計量後、それらは所定の重量を備える包装ロットを形成するために集成される。秤への供給とロットの集成は手作業で行うことができる。代替として、選別された製品が、次々と自動的に秤に供給され、直接包装ロットにすることもできる。しかし、この既知の装置または対応する方法は、ロットの他の位置がすでに選定され割り当てられた製品によって確定されているので、最終的にはこれから割り当てられるロットの最後の位置だけが総重量を最適化するために利用可能であるという欠点を有する。さらにそれは、詰められるロットのいずれにも割り当てられることができない魚の切り身が何度も巡回するということがあるかもしれず、それは装置の効率を制限しそれゆえ経済的存立可能性が低減する。

従って、本発明の目的は、数個の製品からなるロットの最適化された集成を保証するコンパクトな装置を提起することである。

この目的は、選別装置が吸引ノズルとして設計された数個の保持要素を含み、計量装置が選別された製品を計量する数個の要素を含み、各々の要素が吸引ノズルが割り当てられており、要素および、従って関係する吸引ノズルは供給要素のまわりの外側に環状に配置されており、また、吸引ノズルは一方でフレームに固定して配置されており、他方で供給要素から製品を受け入れるためにと製品を要素に放出するために可動であるように設計されているという事実による上述した特徴を備える装置によって第一に達成される。この設計により、最適化された包装ロットの自動化集成を達成することが単純かつ信頼できる方式で可能である。また自動化された取扱いは、手による接触が回避されるので、より高度な衛生状態が得られることにつながる。さらに、軽微な製品あふれが本発明に従った構成のために起きる。これに関して製品あふれは、割り当てられることができない製品が完全に放出されるかまたは反復的にサイクルに供給されることを意味する。本発明はこの製品あふれを低減するので、増大した容量および改善された製品品質につながる。さらに、供給要素のまわりの環状構成により、第一に特にコンパクトで取扱容易な装置が提供される。第二に、供給管との個々の保持要素の接続が特に容易であり、これもまた、生産コストの節減とは別個に、全部の構成要素への容易なアクセスにつながる。一方での固定した構成および他方での可動性は、移送される製品を節約し移送誤りを最小限にする短い移送距離を生じる。保持要素の可動性のために、供給要素の上でサーチ動作が可能である。言い換えると、保持要素は、一種の「スナッフリング（snuffling）」で、関係する受け器の真正面で供給要素の領域を調べる。これは、供給要素での製品の位置とは無関係に製品の信頼できる受入れを確実にする。

本発明の特に好ましい実施態様において、保持要素、受け器、製品を計量する要素、一時貯蔵器の全部が、別個に制御される。その結果、それが包装またはさらなる生産段階に供給される前に複数の計量された製品から最適なロットを集成することが可能である。

さらなる好ましい有利な特徴および実施形態は、付随する請求項および説明から明らかである。特に好ましい実施形態は添付図面を用いてさらに詳細に説明される。

図示した装置は、製品の選別と包装ロットまたは以後の処理のための重量を制御して製品をロットにまとめるために使用される。

図１に図示されたロットへの、特に包装ロットへの製品の重量制御集成と重量最適化集成のための装置１０は、複数の未分類の不揃いな製品を供給する供給要素１１、製品を選別する装置１２、選別された製品を取り出すための取出し要素１３、製品を計量する計量装置１４を本質的に含む。

供給要素１１は、供給ベルト１５等によって供給され、製品バッチの、すなわち複数の未分類の不揃いな製品の連続的流入を保証する回転貯蔵テーブルとして設計されている。しかし、供給要素１１は、貯蔵容器、シュートまたは他のいずれかの一般的な方式としても設計されてもよい。製品を選別する装置１２は、供給要素１１から製品を取り、移送中に製品を保持し、以下で説明する以降の装置に製品を放出するように設計されている。この目的で、装置１２はフレーム１７、スタンド等に取り付けられた数個のユニット１６を含む。ユニット１６は、好適にはフレーム１７の固定位置に固定して配置され、供給要素１１のまわりで外側に環状に分散されている。ユニット１６間の距離は異なってもよいが、好ましくは通常水平向きの供給要素１１の外周の上に均等に分散され、その際、例えば供給ベルト１５が設けられている領域には間隙が形成される。

各ユニット１６は保持要素１８を備える。保持要素１８は好ましくは、真空システム（図示せず）に接続された吸引ノズル１９として設計されている。把持要素または機械的把持要素と吸引要素の組合せも同様に使用することができる。吸引ノズル１９を備える保持要素１８は、供給要素１１からの製品の受け入れ、保持要素１８に割り当てられた受け器２０への製品の移送、および受け器２０への製品の放出のために可動である。保持要素１８は、平面内において、保持要素１８の範囲内のいずれの地点にも到達できるように数自由度を有する。動きは通常、吸引ノズル１９が径方向で直線状に供給要素１１を「調べる」ように垂直平面において延びる。保持要素１８の制御は、例えばカム円板等によって機械的か、または電子的とすることができる。

各保持要素１８または各吸引ノズル１９には、供給要素１１から取った製品を受け入れる、または溜めておくための受け器２０が割り当てられている。好ましくは、各々の受け器２０は単一の製品を受け入れるように設計されている。受け器２０は、同様に、供給要素１１のまわりに同心に配置されている。各々の受け器２０は、その内側で製品の放出のために開かれ、別の製品を受け入れるために閉じられるようになっている。図示された実施形態において、受け器２０の開閉は、丁番付き底面フラップによって行われる。受け器２０を開閉する他の機構、例えば摺動機構またはピボット式受け器２０もまた、製品を受け入れて放出するために使用することができる。さらなる実施形態では、受け器２０はまた、受け器２０の供給要素１１と反対側に形成または配置されたじゃま板等を有することもできる。

各々の受け器２０の下方には、製品を計量する計量装置１４の一部としての要素２１が配置されている。これらの要素２１もまた開閉される機構（図示せず）を備えており、それにより製品は、計量後、各々の要素２１の下方に位置する一時貯蔵器２２に落下することができる。言い換えれば、各々の保持要素１８は、一番上から下まで、受け器２０、要素２１、一時貯蔵器２２といういくつかのレベルで多段構成配置が割り当てられている。要素２１は、各々の受け器２０について別個に設計されるか、または受け器２０の一体部分とすることができる。また、普通の多ヘッド秤を使用することができ、ヘッドの数は受け器２０の数に対応する。

一時貯蔵器２２の下にカウンタドライブコンベヤベルト２３、２４が配置されている。コンベヤベルト２３、２４によって、ロットに集成される製品はその後、取出し要素１３に供給される。一時貯蔵器２２の下に、かつ製品の落下方向でコンベヤベルト２３、２４の前面にはまた、それらの原位置において直立した垂直位置に回動させられたピボット式フラップ２５が配置されている。原位置では、一時貯蔵器２２からコンベヤベルト２３、２４への通路が開かれている。必要な場合、フラップ２５は原位置から水平放出位置に回動可能である。放出位置では、一時貯蔵器２２からコンベヤベルト２３、２４への通路はふさがれ、その結果、一時貯蔵器２２から落下する製品はフラップ２５上に落下する。全部のフラップは別個に制御され作動させられる。フラップ２５から、製品は、回動によって以降のコンベヤ２６上に転移される。

一時貯蔵器２２の下にコンベヤ２６が配置されている。コンベヤ２６は、一時貯蔵器２２の領域において環形状をしており、一時貯蔵器２２またはフラップ２５から供給ベルト１５の領域かまたは、回収または貯蔵受け器に通じている。じゃま板２７によって、製品は随意選択で供給ベルト１５かまたは１個以上の回収受け器２８に戻される。

装置１０全体は制御システム（図示せず）と接続されている。言い換えれば、装置１０はプログラム制御される。制御システムによって、保持要素１８、受け器２０、要素２１、一時貯蔵器２２の全体が別個に制御される。特に、一時貯蔵器２２は、数個の一時貯蔵器２２が最適重量のロットを形成するために、好ましくは同時に開放されるように制御され、それによりロットを形成する製品は数個の一時貯蔵器２２からコンベヤベルト２３、２４で取出し要素１３上へ移動させられる。

装置１０は、単一の装置として、または例えば切り身加工機械とその後に配される包装機械等によるラインにおいて動作させられてもよい。保持要素１８が供給要素１１のまわりに環状に配置されている図１、２に図示された設計に加えて、保持要素１８は、図３、４に図示の通り、交互に一列に配置されてもよい。保持要素１８と要素２１の線形配列に関して、（それぞれの場合に保持要素１８と要素２１から構成される）個々のステーションは、供給要素１１としてのコンベヤベルト等によって互いに接続される。明示していない装置１０の変種において、計量装置１４は要素２１だけを含むこともできる。これは受け器２０、一時貯蔵器２２、さらにはフラップ２５が省かれ、それにより、製品は保持要素１８から要素２１上に、そして要素２１からコンベヤベルト２３、２４上に直接移動されることを意味する。

以下に、方法は魚の切り身の包装ロットの集成に関して図１に関してさらに詳細に説明する。すなわち、魚の切り身の未分類のバッチが例えば供給ベルト１５によって装置１０に供給される。魚の切り身は異なる重量を有する。装置１０によって、包装ロットに対して数個の魚の切り身の最善の可能な組合せが集成され、一方で包装品の法的規制を順守し他方で詰めすぎを最小限にする。この目的で、魚の切り身は最初に選別される。供給ベルト１５から、魚の切り身は供給要素１１上に、すなわち貯蔵テーブル上に落下する。貯蔵テーブルは、周囲の保持要素１８または吸引ノズル１９を通過するその回転経路で何度も魚の切り身を移送する。吸引ノズル１９は、随意選択で供給要素１１と接触してか、または接触することなく供給要素１１から短い距離で径方向で前後に移動する。工程中、それらは専ら一方向で、すなわちＸ方向においてか、またはＸ方向とＺ方向の動きを行うことができ、従って例えば波動経路と表現することができる。この「スナッフリング」により、通過して動いている製品は、吸引ノズル１９によって検出され、吸い上げられ、拾い上げられる。吸引ノズル１９が製品を拾い上げるとすぐに、真空スイッチが真空を指示し、吸引ノズル１９または保持要素１８は製品を関係する受け器２０に放出するコマンドを受け取る。それによって、製品が受け器２０に向けた移動の間にじゃま板に当たることが有用かもしれない。製品が受け器２０の上に位置するとただちに、製品は受け器２０に落され格納される。受け器２０がいっぱいになるとただちに、保持要素１８は待機位置にとどまる。しかし、また、保持要素１８はそれが到達できる領域を連続的に調べることもできる。随意選択で、保持要素１８または、より正確には吸引ノズル１９は、好ましくは製品領域の外側で、水洗によってクリーニングを受けることができる。また、図示せぬ監視要素によって、真空が生じた時に、吸い上げられたものが実際に製品であるかまたは微塵等にすぎないかどうかを決定できる可能性も存在する。後者の場合、保持要素１８はクリーニング位置に移されクリーニングを受け入れることができる。

製品はその後、受け器２０から、計量のために下方にある要素２１に放出される。製品が要素２１の方向で受け器２０を出るとすぐに、保持要素１８は、再び空になっている受け器２０が補充される次の製品を吸い上げるために再びサーチ移動を開始する。製品の計量後、製品が要素２１の下に位置する一時貯蔵器２２に移される。

一時的に貯蔵された製品またはそれらの重量がわかると、コンピュータ支援またはプログラム支援制御システムは最適重量のロットを集成する。理想的なロットがコンピュータによって集成されるとすぐに、製品は最適重量の組合せで一時貯蔵器２２から解放されるか、または開かれ、それにより確定したロットの製品はコンベヤベルト２３、２４上に、さらにその後、取出し要素１３上に落下し、そこでさらなる生産段階に供給されるか、またはロットとして直接包装される。全部の構成要素は互いに機能的に接続されており、その結果、受け器２０、要素２１、一時貯蔵器２２において空のままである期間は可能な限り短い。これは、製品が計量されて一時貯蔵器２２に入れられるとすぐに、後者に空きがある限り、要素２１は上方の受け器２０から新しい製品が補充されることを意味する。しかしこの制御システムは、必要に応じて可変である。

それらの重量のためにいずれのロットにも適合しない製品が計量された場合、これらの製品は随意選択で生産フローに放出され再び供給され、重量がわかれば、個別の小部分で回収されることができる。この目的で、関係する一時貯蔵器２２の下のフラップ２５は放出位置に移動される。一時貯蔵器２２を開くことによって、製品はフラップ２５上に落下する。フラップを初期の垂直位置に回動させることによって、製品は、製品を搬送するコンベヤ２６上に落下する。じゃま板２７によって、製品が再び供給ベルト１５に、または回収受け器２８に供給されるかを選択することができる。放出された製品の知られた重量に従って、受け器２８のいくつかが満たされる。

当然ながら、方法は、他の製品および／または他の目的、例えば以降の段階におけるさらなる処理のためのロットを集成することについても同様である。

本発明に従った装置の第１の実施形態の側面図である。 図１と同様の装置の平面図である。 本発明に従った装置の別の実施形態の側面図である。 図３と同様の装置の平面図である。

Claims (20)

1. 複数の未分類の製品を供給する供給要素（１１）、製品を選別する装置（１２）、選別された製品を取り出すための取出し要素（１３）、計量装置（１４）を含む、重量を制御して製品をロットにまとめるための装置であって、選別装置（１２）が数個の保持要素（１８）を含み、計量装置（１４）が選別された製品を計量する数個の要素（２１）を含み、各々の保持要素（１８）に要素（２１）が割り当てられていることを特徴とする装置。
2. 要素（２１）および、従って保持要素（１８）が、供給要素（１１）のまわりの外側に環状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 供給要素（１１）は円形貯蔵テーブルであることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 要素（２１）および、従って保持要素（１８）が、交互に一列に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 供給要素（１１）は直線状に方向づけられたコンベヤであることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 各々の要素（２１）の上方にこれから計量される個々の製品を受け入れるための受け器（２０）が配置されており、各々の要素（２１）の下方にはすでに計量された製品を受け入れるための一時貯蔵器（２２）が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
7. 保持要素（１８）は、一方がフレーム（１７）に固定して配置され、他方が供給要素（１１）から製品を受け入れ製品を受け器（２０）に放出するために可動であるように設計されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
8. 保持要素（１８）は吸引ノズル（１９）として設計されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
9. 各々の受け器（２０）は開閉される底面フラップ等を有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の装置。
10. 装置（１０）は制御システムに接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
11. 全部の保持要素（１８）、受け器（２０）、要素（２１）、一時貯蔵器（２２）は別個に制御されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 数個の一時貯蔵器（２２）が最適重量のロットを形成するために開放され、ロットを形成する製品が数個の一時貯蔵器（２２）から取出し要素（１３）上へ移動されるように、一時貯蔵器（２２）が制御されることを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載の装置。
13. 各々の一時貯蔵器（２２）の下方に不要な製品を放出する要素（フラップ２５）が配置されていることを特徴とする請求項６〜１２のいずれかに記載の装置。
14. 重量を制御して製品をロットにまとめるための方法であって、
    複数の未分類の製品を供給するステップと、
    製品を選別するステップと、
    個々の製品を計量するステップと、
    ロットにまとめるステップとを含み、
    製品の選別および選別された製品の計量装置（１４）への供給は自動的に行われ、数個の選別された製品が一時的に別個に貯蔵され、個々の重量を知ることで、プログラムの制御下に最適重量の組合せを有するロットに集成されることを特徴とする、方法。
15. 集成は完全に自動的に行われることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 供給要素（１１）から製品を受け取るための保持要素（１８）は、所定の領域において供給要素の上で移動し、製品を個別に吸い上げることを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
17. 保持要素の移動は、２方向で、すなわちＸ方向とＺ方向で生じることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 一時貯蔵器（２２）において空であることが制御システムに指示されると、それにより空の一時貯蔵器（２２）は新しい製品で満たされることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれかに記載の方法。
19. ロットに適合しない製品は放出されることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれかに記載の方法。
20. 放出された製品は、生産プロセスに戻されるかまたは、重量をしることで、個別の小部分に収集されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。

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