JP2010038845A

JP2010038845A - 組合せ計量装置

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Publication number: JP2010038845A
Application number: JP2008204813A
Authority: JP
Inventors: Masaya Fujii; 昌也藤井; Satoshi Nishitsuji; 悟史西辻; Takumi Kawamura; 巧川村
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2028-08-07
Also published as: JP5100566B2

Abstract

【課題】計量精度の低下を回避しつつ、稼働率を向上し得る、組合せ計量装置を得る。
【解決手段】組合せ計量装置１は、複数のロードセルＲによる計量結果に基づいて各計量ホッパＷからの物品の排出を制御する制御装置３０を備える。物品の重量値に関して、目標値と、目標値より大きい第１上限値と、目標値より大きく第１上限値より小さい第２上限値とが設定されている。制御装置３０は、目標値以上で第１上限値以下の重量値を実現する計量ホッパＷの組合せが存在し、かつ、物品を貯留している計量ホッパＷの総数が所定個数以上である、という第１条件を満たす場合に、当該組合せに係る計量ホッパＷから物品を排出し、第１条件を満たさない場合は、物品を貯留している計量ホッパＷの総数に関わらず、目標値以上で第２上限値以下の重量値を実現する計量ホッパＷの組合せが存在するという第２条件を満たす場合に、当該組合せに係る計量ホッパＷから物品を排出する。
【選択図】図５

Description

本発明は、組合せ計量装置に関する。

一般的な組合せ計量装置においては、物品の目標重量値と上限重量値とによって許容重量範囲が設定されており、物品を貯留している複数の計量ホッパの中から、許容重量範囲内で最も目標重量値に近い合計重量値を実現する計量ホッパの組合せが選択されて、当該組合せに係る計量ホッパから物品が排出される。

その際、計量精度の低下を防止すべく、物品を貯留している計量ホッパの総数が所定個数以上であること、つまり、組合せの候補となる計量ホッパの総数が所定個数以上であることが、追加の条件として設定される場合もある。

なお、下記特許文献１には、組合せの対象となる計量ホッパの個数に許容下限値と許容上限値とを設定し、許容下限値以上かつ許容上限値以下の複数の計量ホッパの中から、物品の合計重量が所定の許容重量範囲内に含まれる計量ホッパの組合せを選択し、所定の端数率又は不良率が大きい場合には許容上限値を上げることにより、組合せの対象となる計量ホッパの個数を増加させる組合せ計量装置が、開示されている。

特許第２９２５２７６号公報

上記の追加の条件が設定された場合には、たとえ許容重量範囲内の合計重量値を実現する組合せが存在していたとしても、所定個数以上の計量ホッパに物品が貯留されるまで、装置は待機状態となる。従って、稼働率が低下する。

一方、上記の追加の条件を満たしていても、許容重量範囲内の合計重量値を実現する組合せが存在しない場合には、上限重量値を上げるという運用も考えられる。これにより稼働率は上がるが、計量精度が大幅に低下する。

あるいは、許容重量範囲内の合計重量値を実現する組合せが存在する場合には、上記の追加の条件を無視するという運用も考えられる。これにより稼働率は上がるが、上限重量値に近い組合せばかりが選択される可能性があり、この場合はやはり計量精度が低下する。

本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、計量精度の低下を回避しつつ、稼働率を向上し得る、組合せ計量装置を得ることを目的とする。

本発明の第１の態様に係る組合せ計量装置は、計量対象である物品を一時的に貯留する複数の計量ホッパと、各前記計量ホッパに貯留されている物品の重量を計量する計量手段と、複数の前記計量手段による計量結果に基づいて各前記計量ホッパからの物品の排出を制御する制御手段とを備え、物品の重量値に関して、目標値と、前記目標値より大きい第１上限値と、前記目標値より大きく前記第１上限値より小さい第２上限値とが設定されており、前記制御手段は、前記目標値以上で前記第１上限値以下の重量値を実現する前記計量ホッパの組合せが存在し、かつ、物品を貯留している前記計量ホッパの総数が所定個数以上である、という第１条件を満たす場合に、当該組合せに係る前記計量ホッパから物品を排出し、前記第１条件を満たさない場合は、物品を貯留している前記計量ホッパの総数に関わらず、前記目標値以上で前記第２上限値以下の重量値を実現する前記計量ホッパの組合せが存在するという第２条件を満たす場合に、当該組合せに係る前記計量ホッパから物品を排出することを特徴とするものである。

第１の態様に係る組合せ計量装置によれば、第１条件を満たさない場合、制御手段は、物品を貯留している計量ホッパの総数に関わらず、目標値以上で第２上限値以下の重量値を実現する計量ホッパの組合せが存在するという第２条件を満たす場合に、当該組合せに係る計量ホッパから物品を排出する。このように、第１条件を満たさない場合には、物品を貯留している計量ホッパの総数に関する条件を外すことにより、稼働率が向上する。また、この場合には第１上限値よりも厳しい第２上限値を用いることにより、計量精度が低下することを回避できる。

本発明の第２の態様に係る組合せ計量装置は、第１の態様に係る組合せ計量装置において特に、前記第２上限値は、前記第１上限値に対する一定割合の値として設定されることを特徴とするものである。

第２の態様に係る組合せ計量装置によれば、第２上限値は、重量値としてではなく、第１上限値に対する一定割合の値として設定される。従って、第１上限値が変更される度にオペレータが第２上限値を再入力する必要はなく、第１上限値の変更に伴って第２上限値を自動更新できるため、オペレータの労力が低減される。

本発明によれば、計量精度の低下を回避しつつ、稼働率を向上することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

図１及び図２はそれぞれ、本発明の実施の形態に係る組合せ計量装置１の全体構成を概略的に示す上面図及び正面図である。図１，２に示すように、組合せ計量装置１は、複数個（この例では１０個）のヘッドＨ（Ｈ１〜Ｈ１０）を備えて構成されている。各ヘッドＨは、供給トラフＭ（Ｍ１〜Ｍ１０）、プールホッパＰ（Ｐ１〜Ｐ１０）、及び計量ホッパＷ（Ｗ１〜Ｗ１０）をそれぞれ有している。例えばヘッドＨ１は、供給トラフＭ１、プールホッパＰ１、及び計量ホッパＷ１を有している。

各ヘッドＨにおいて、プールホッパＰは、供給トラフＭの先端部の下方に配置されており、計量ホッパＷは、プールホッパＰの下方に配置されている。図１，２に示すように、プールホッパＰ１〜Ｐ１０は、直線状に並んで配置されている。同様に、図２に示すように、計量ホッパＷ１〜Ｗ１０は、直線状に並んで配置されている。つまり、組合せ計量装置１において、複数のヘッドＨ１〜Ｈ１０は、複数のプールホッパＰ１〜Ｐ１０及び複数の計量ホッパＷ１〜Ｗ１０が、それぞれ直線状に並ぶように並列に配置されている。すなわち、組合せ計量装置１は、直線配置タイプ（又は並列配置タイプ）の組合せ計量装置である。

図２に示すように、計量ホッパＷ１〜Ｗ１０の下方には、搬送コンベア２０が配置されている。搬送コンベア２０の一端（図２では右端）の下方には、排出シュート２１が配置されている。また、各プールホッパＰの底面は、各ゲート駆動装置ＧＰ（ＧＰ１〜ＧＰ１０）（図４参照）によって開閉駆動されるゲートによって規定されている。同様に、各計量ホッパＷの底面は、各ゲート駆動装置ＧＷ（ＧＷ１〜ＧＷ１０）（図４参照）によって開閉駆動されるゲートによって規定されている。

図３は、ヘッドＨ６の位置に関して、組合せ計量装置１の断面構造を示す断面図である。図１，３に示すように、組合せ計量装置１は、供給トラフＭの上流に配置された複数個（この例では５個）の補助供給トラフＮ（Ｎ１〜Ｎ５）を備えている。図１に示すように、補助供給トラフＮ１は供給トラフＭ１，Ｍ２に対応し、補助供給トラフＮ２は供給トラフＭ３，Ｍ４に対応し、補助供給トラフＮ３は供給トラフＭ５，Ｍ６に対応し、補助供給トラフＮ４は供給トラフＭ７，Ｍ８に対応し、補助供給トラフＮ５は供給トラフＭ９，Ｍ１０に対応する。

図３に示すように、補助供給トラフＮ３は、わずかに前傾した姿勢で配置されている。他の補助供給トラフＮ１，Ｎ２，Ｎ４，Ｎ５についても同様である。なお、供給トラフＭは、補助供給トラフＮよりも緩やかに前傾した姿勢で配置されている。

供給トラフＭ６の底面には、供給トラフＭ６を振動させるための電磁フィーダＸ６が取り付けられている。また、補助供給トラフＮ３の底面には、補助供給トラフＮ３を振動させるための電磁フィーダＹ３が取り付けられている。他の供給トラフＭ１〜Ｍ５，Ｍ７〜Ｍ１０及び他の補助供給トラフＮ１，Ｎ２，Ｎ４，Ｎ５についても同様に、各供給トラフＭ（Ｍ１〜Ｍ１０）の底面には各電磁フィーダＸ（Ｘ１〜Ｘ１０）がそれぞれ取り付けられており、各補助供給トラフＮ（Ｎ１〜Ｎ５）の底面には各電磁フィーダＹ（Ｙ１〜Ｙ５）がそれぞれ取り付けられている。

計量ホッパＷ６には、計量ホッパＷ６内に貯留されている物品の重量を計量するための、ロードセルＲ６等の計量手段が連結されている。他の計量ホッパＷ１〜Ｗ５，Ｗ７〜Ｗ１０についても同様に、各計量ホッパＷ（Ｗ１〜Ｗ１０）には各ロードセルＲ（Ｒ１〜Ｒ１０）がそれぞれ連結されている。

図４は、組合せ計量装置１の制御系の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ等の制御装置３０は、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の記憶部３１に接続されている。また、制御装置３０は、電磁フィーダＸ１〜Ｘ１０、電磁フィーダＹ１〜Ｙ５、ゲート駆動装置ＧＰ１〜ＧＰ１０、ゲート駆動装置ＧＷ１〜ＧＷ１０、ロードセルＲ１〜Ｒ１０、及び搬送コンベア２０に接続されている。

計量対象である物品の合計重量に関する、目標重量値Ｃ０と、第１許容誤差値Ｃ１と、第２許容誤差値Ｃ２とが予め設定されて、記憶部３１に記憶されている。目標重量値Ｃ０は、正良品の下限重量値である。物品の合計重量が目標重量値Ｃ０未満である製品は、不良品となる。

第１許容誤差値Ｃ１は、正良品の上限重量値（第１上限値）を規定するパラメータである。目標重量値Ｃ０からの最大許容誤差の重量値が、第１許容誤差値Ｃ１として設定される。物品の合計重量が第１上限値Ｃ０＋Ｃ１を超える製品は、不良品となる。なお、第１許容誤差値Ｃ１の代わりに、第１上限値Ｃ０＋Ｃ１を記憶部３１に記憶することもできる。

第２許容誤差値Ｃ２は、目標重量値Ｃ０より大きく第１上限値Ｃ０＋Ｃ１より小さい上限重量値（第２上限値）を規定するパラメータである。第２許容誤差値Ｃ２は、「第１許容誤差値Ｃ１の５０％」又は「第１許容誤差値Ｃ１の４割」等のように、第１許容誤差値Ｃ１に対する所定割合の値として設定される。なお、第２許容誤差値Ｃ２の代わりに、第２上限値Ｃ０＋Ｃ２を記憶部３１に記憶することもできる。物品の合計重量が目標重量値Ｃ０以上かつ第２上限値Ｃ０＋Ｃ２以下である製品は、計量精度の高い製品ということになる。

また、その計量が適切な計量であるか否かを判定するための最少ヘッド数ＨＴが予め設定されて、記憶部３１に記憶されている。以下の例では、最少ヘッド数ＨＴが７ヘッドに設定されている場合について説明する。

図５は、組合せ計量装置１の動作の流れを示すフローチャートである。以下、図１〜５を参照して、組合せ計量装置１の動作について説明する。

計量対象である食品等の物品は、補助供給トラフＮの上流端部に投入される。物品は、電磁フィーダＹによって加振されている補助供給トラフＮのトラフ面上を、上流から下流に向けて搬送される。ここで、制御装置３０は、電磁フィーダＹ１〜Ｙ５の全てを同時に駆動することができ、また、電磁フィーダＹ１〜Ｙ５の中から任意のものを選択して駆動することもできる。

物品は、加振されている補助供給トラフＮの下流端部から排出されて、対応する供給トラフＭの上流端部に供給される。その後、物品は、電磁フィーダＸによって加振されている供給トラフＭのトラフ面上を、上流から下流に向けて搬送される。ここで、制御装置３０は、電磁フィーダＸ１〜Ｘ１０の全てを同時に駆動することができ、また、電磁フィーダＸ１〜Ｘ１０の中から任意のものを選択して駆動することもできる。

物品は、加振されている供給トラフＭの先端部から排出される。供給トラフＭから排出された物品は、対応するプールホッパＰに供給され、プールホッパＰ内で一時的に貯留される。制御装置３０の制御によってゲート駆動装置ＧＰがプールホッパＰのゲートを開くと、プールホッパＰ内に貯留されている物品が排出される。プールホッパＰから排出された物品は、対応する計量ホッパＷに供給され、計量ホッパＷ内で一時的に貯留される。

図５のステップＳ１において、物品を貯留している計量ホッパＷに関して、対応するロードセルＲによって物品の重量が計量される。各ロードセルＲによる計量の結果に関する重量データは、制御装置３０に入力される。

次にステップＳ２において、制御装置３０は、ロードセルＲから入力された重量データに基づいて、組合せ演算を行う。つまり、物品を貯留している計量ホッパＷを様々に組み合わせて、各組合せに係る重量データの加算を行う。

次にステップＳ３において、制御装置３０は、適切な組合せが成立するか否かを判定する。つまり、制御装置３０は、記憶部３１に記憶されている目標重量値Ｃ０及び第１許容誤差値Ｃ１を参照することにより、物品の合計重量が目標重量値Ｃ０以上かつ第１上限値Ｃ０＋Ｃ１以下となるような計量ホッパＷの組合せを探索する。

組合せが成立した場合（つまりステップＳ３における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合）は、次にステップＳ４において、制御装置３０は、有効ヘッド数が所定のヘッド数以上であるか否かを判定する。つまり、制御装置３０は、記憶部３１に記憶されている最少ヘッド数ＨＴを参照し、計量に寄与している計量ホッパＷの個数が、最少ヘッド数ＨＴで表されるヘッド数（この例では７ヘッド）以上であるか否かを判定する。ここで、ロードセルＲから入力された重量データがゼロでないヘッドＨについては、そのヘッドＨの計量ホッパＷは計量に寄与している。つまり、全ての計量ホッパＷ１〜Ｗ１０のうち、物品を貯留している計量ホッパＷの個数が７個以上であれば、有効ヘッド数が７ヘッド以上であるということになる。

有効ヘッド数が７ヘッド以上である場合（つまりステップＳ４における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合）は、次にステップＳ５において、制御装置３０は、成立した組合せに係る計量ホッパＷに対応するゲート駆動装置ＧＷに、対応する計量ホッパＷのゲートを開かせる。これにより、成立した組合せに係る計量ホッパＷに貯留されていた物品は、正良品として、計量ホッパＷから排出される。なお、成立した組合せが複数存在する場合には、物品の合計重量が最も小さい組合せが選択される。

計量ホッパＷから排出された物品は、搬送コンベア２０上に供給される。制御装置３０は、搬送コンベア２０を順回転方向（図２では右回転方向）に駆動する。これにより、搬送コンベア２０上の物品は排出シュート２１に順次送られ、組合せ計量装置１から排出シュート２１を介して包装機等の下流機器に向けて排出される。

次にステップＳ６において、全ての作業が完了したか否かが判定される。全ての作業が完了した場合（つまりステップＳ６における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合）は、処理を終了する。一方、全ての作業が完了していない場合（つまりステップＳ６における判定の結果が「ＮＯ」である場合）は、ステップＳ１に戻る。

上記ステップＳ３において適切な組合せが成立しない場合（つまりステップＳ３における判定の結果が「ＮＯ」である場合）は、次にステップＳ７において、制御装置３０は、物品の追加供給が可能であるか否かを判定する。つまり、物品を貯留していない計量ホッパＷが存在しているか否かを判定する。制御装置３０は、ロードセルＲから入力された重量データがゼロ（又は所定のしきい値以下の極小値）であることにより、そのロードセルＲに対応する計量ホッパＷは物品を貯留していないと判定する。

物品の追加供給が可能である場合（つまりステップＳ７における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合）は、次にステップＳ８において、制御装置３０は、物品を貯留していない計量ホッパＷに物品を供給する。その後、ステップＳ１に戻る。

一方、物品の追加供給が可能でない場合（つまりステップＳ７における判定の結果が「ＮＯ」である場合）は、次にステップＳ９において、制御装置３０は、全ての計量ホッパＷ１〜Ｗ１０から物品を排出させ、不良品として処理する。例えば、搬送コンベア２０を逆回転方向（図２では左回転方向）に駆動することにより、搬送コンベア２０上の物品を組合せ計量装置１から外部に排出する。その後、ステップＳ６に移行する。

上記ステップＳ４において有効ヘッド数が７ヘッド以上でない場合（つまりステップＳ４における判定の結果が「ＮＯ」である場合）は、次にステップＳ１０において、制御装置３０は、記憶部３１に記憶されている目標重量値Ｃ０及び第２許容誤差値Ｃ２を参照することにより、成立している組合せに係る物品の合計重量が第２上限値Ｃ０＋Ｃ２以下であるか否かを判定する。なお、成立している組合せが複数存在する場合には、物品の合計重量が最も小さい組合せが選択される。

成立している組合せに係る物品の合計重量が第２上限値Ｃ０＋Ｃ２以下である場合（つまりステップＳ１０における判定の結果が「ＹＥＳ」である場合）は、ステップＳ５に進み、制御装置３０は、その組合せに係る計量ホッパＷから物品を排出させ、正良品として処理する。ステップＳ５以降の動作は上記と同様である。

一方、成立している組合せに係る物品の合計重量が第２上限値Ｃ０＋Ｃ２以下でない場合（つまりステップＳ１０における判定の結果が「ＮＯ」である場合）は、ステップＳ７に進み、制御装置３０は、物品の追加供給が可能であるか否かを判定する。ステップＳ７以降の動作は上記と同様である。なお、ステップＳ１０を経由する場合には、有効ヘッド数は７ヘッド未満であるため、ステップＳ７における判定結果は必ず「ＹＥＳ」になる。従って、ステップＳ７を省略して、ステップＳ１０からステップＳ８に直接進んでも良い。

なお、以上の説明では、直線配置タイプの組合せ計量装置を対象として本発明を適用する例について説明した。但し、これに限らず、分散テーブルの周囲の円周上にプールホッパ及び計量ホッパが配置された、円形配置タイプの組合せ計量装置を対象としても、本発明を適用することは可能である。

本実施の形態に係る組合せ計量装置１によれば、図５のステップＳ４において有効ヘッド数が７ヘッド以上でない場合、制御装置３０は、成立している組合せに係る物品の合計重量が第２上限値Ｃ０＋Ｃ２以下であるか否かを判定する。そして、合計重量が第２上限値Ｃ０＋Ｃ２以下である場合には、物品を貯留している計量ホッパＷの総数に関わらず、当該組合せに係る計量ホッパＷから物品を正良品として排出する。このように、有効ヘッド数が７ヘッド以上でない場合であっても、合計重量が第２上限値Ｃ０＋Ｃ２以下であるという条件を満たす場合には、物品を正良品として排出することにより、組合せ計量装置１の稼働率が向上する。また、この場合には第１上限値Ｃ０＋Ｃ１よりも厳しい第２上限値Ｃ０＋Ｃ２を用いることにより、計量精度が低下することを回避できる。

また、本実施の形態に係る組合せ計量装置１によれば、第２上限値Ｃ０＋Ｃ２を規定するための第２許容誤差値Ｃ２は、重量値としてではなく、第１上限値Ｃ０＋Ｃ１（厳密には第１許容誤差値Ｃ１）に対する一定割合の値として設定される。従って、第１上限値Ｃ０＋Ｃ１が変更される度にオペレータが第２上限値Ｃ０＋Ｃ２（厳密には第２許容誤差値Ｃ２）を再入力する必要はなく、第１上限値の変更に伴って第２上限値を自動更新できるため、オペレータの労力が低減される。

本発明の実施の形態に係る組合せ計量装置の全体構成を概略的に示す上面図である。本発明の実施の形態に係る組合せ計量装置の全体構成を概略的に示す正面図である。組合せ計量装置の断面構造を示す断面図である。組合せ計量装置の制御系の構成を示すブロック図である。組合せ計量装置の動作の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１組合せ計量装置
３０制御装置
Ｈ（Ｈ１〜Ｈ１０）ヘッド
Ｐ（Ｐ１〜Ｐ１０）プールホッパ
Ｗ（Ｗ１〜Ｗ１０）計量ホッパ
Ｒ（Ｒ１〜Ｒ１０）ロードセル

Claims

計量対象である物品を一時的に貯留する複数の計量ホッパと、
各前記計量ホッパに貯留されている物品の重量を計量する計量手段と、
複数の前記計量手段による計量結果に基づいて各前記計量ホッパからの物品の排出を制御する制御手段と
を備え、
物品の重量値に関して、目標値と、前記目標値より大きい第１上限値と、前記目標値より大きく前記第１上限値より小さい第２上限値とが設定されており、
前記制御手段は、
前記目標値以上で前記第１上限値以下の重量値を実現する前記計量ホッパの組合せが存在し、かつ、物品を貯留している前記計量ホッパの総数が所定個数以上である、という第１条件を満たす場合に、当該組合せに係る前記計量ホッパから物品を排出し、
前記第１条件を満たさない場合は、物品を貯留している前記計量ホッパの総数に関わらず、前記目標値以上で前記第２上限値以下の重量値を実現する前記計量ホッパの組合せが存在するという第２条件を満たす場合に、当該組合せに係る前記計量ホッパから物品を排出する、組合せ計量装置。
前記第２上限値は、前記第１上限値に対する一定割合の値として設定される、請求項１に記載の組合せ計量装置。