JP2015059796A - 組合せ計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】稼働率を低減させずに継続して運転することが可能な組合せ計量装置を提供する。
【解決手段】組合せ計量装置１は、複数のホッパ５と、複数の計量部１１と、選択部８４ｃと、設定部８４ｂとを備える。複数のホッパは、物品を貯留する。計量部は、複数のホッパのそれぞれに対応して設けられ、複数のホッパのそれぞれに貯留されている物品の重量を計量する。選択部は、複数の計量部による計量結果に基づいて組合せ演算を実行することにより、複数のホッパのうち目標重量値以上かつ許容上限値以下の合計重量値を得るホッパの組合せを選択する。設定部は、選択部によって組合せ演算が実行された回数に占める組合せの成立回数の割合である稼働率に基づいて、前記許容上限値を修正した値である修正許容上限値を設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、組合せ計量装置に関する。

従来、組合せ計量装置によって物品の組合せ（組合せ物品）を生成する場合、組合せ計量装置に対して許容重量範囲を予め設定している。許容重量範囲は、目標重量値と許容上限重量値（許容上限値）とからなる。組合せ計量装置は、物品を貯留している複数の計量ホッパのうち、物品の合計重量値が許容重量範囲内に収まる計量ホッパの組合せを選択する。すなわち、組合せ計量装置は、貯留されている物品の重量値の合計が目標重量値以上かつ許容上限値以下となる計量ホッパの組合せを選択する。その後、組合せ計量装置は、選択した計量ホッパから物品を排出する。

ところで、組合せ計量装置の稼働率を向上させるため、例えば、特許文献１（特開２０１０−１６０１２７号公報）に記載の組合せ計量装置は、直近の複数回の組合せ演算によって得られた複数の合計重量値の平均値に基づいて、許容上限値を変更する。ここで、特許文献１に記載の組合せ計量装置では、複数の合計重量値の平均値に基づいて、許容上限値を変動させるが、この組合せ計量装置では、稼働率を低減させることなく継続して運転することが難しい場合がある。

本発明の課題は、稼働率を低減させずに継続して運転することが可能な組合せ計量装置を提供することにある。

本発明に係る組合せ計量装置は、複数のホッパと、複数の計量部と、選択部と、設定部とを備える。複数のホッパは、物品を貯留する。計量部は、複数のホッパのそれぞれに対応して設けられ、複数のホッパのそれぞれに貯留されている物品の重量を計量する。選択部は、複数の計量部による計量結果に基づいて組合せ演算を実行することにより、複数のホッパのうち目標重量値以上かつ許容上限値以下の合計重量値を得るホッパの組合せを選択する。設定部は、選択部によって組合せ演算が実行された回数に占める組合せの成立回数の割合である稼働率に基づいて、修正許容上限値を設定する。修正許容上限値は、許容上限値を修正した値である。本発明に係る組合せ計量装置では、稼働率に基づいて、許容上限値を修正する。これにより、稼働率を低減させずに継続して運転することができる。

また、設定部は、目標閾値範囲と稼働率とを比較し、稼働率が目標閾値範囲にあるとき、許容上限値を維持することが好ましい。また、設定部は、稼働率が目標閾値範囲から外れた値であって、目標閾値範囲に近い値であるとき、第1修正許容上限値を設定することが好ましい。第１修正許容上限値は、許容上限値を僅かに変更した修正許容上限値である。また、設定部は、稼働率が目標閾値範囲から外れた値であって、目標閾値範囲から遠い値であるとき、第２修正許容上限値を設定することが好ましい。第２修正許容上限値は、許容上限値を大きく変更した修正許容上限値である。現実の稼働率と、稼働率の目標閾値範囲との関係で、修正許容上限値が変更されるため、現実の稼働率に応じた適切な許容上限値を設定できる。その結果、適切な稼働率を維持することができる。

また、設定部は、第２修正許容上限値を設定した後、稼働率が目標閾値範囲に近づくと、第２修正許容上限値を第１修正許容上限値に変更し、第１修正許容上限値を設定した後、稼働率が目標閾値範囲内の値になると、第１修正許容上限値を許容上限値に戻すことが好ましい。稼働率が改善すると、修正許容上限値が少し戻される。これにより、稼働率の低減を抑え、継続的な運転を可能にする。

また、設定部は、修正許容上限値を設定した後、選択部による組合せ演算が所定回数実行されるまで修正許容上限値の変更を待機し、選択部による組合せ演算が所定回数行われた後、稼働率に基づいて、新たな修正許容上限値を設定することが好ましい。修正許容上限値は、組合せ演算が所定回数行われた後、稼働率に基づいて、設定される。これにより、修正許容上限値の頻繁な変更を抑制することができる。

さらに、設定部は、稼働率の平均値に基づいて、許容上限値を設定する。稼働率とは、直近の複数回の組合せ演算に占める組合せの成立回数の割合である。稼働率が、移動平均であるため、突発的な事象に影響を受けることなく適切な許容上限値を設定することができる。

本発明に係る組合せ計量装置では、稼働率を低減させずに継続して運転することができる。

本発明の一実施形態に係る組合せ計量装置の側面図である。 組合せ計量装置の平面図である。 組合せ計量装置の制御ブロック図である。 組合せ計量装置の機能ブロック図である。 補正情報記憶領域に記憶されている補正情報の例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る組合せ計量装置１の側面図である。また、図２は、組合せ計量装置１の平面図である。本実施形態に係る組合せ計量装置１では、被計量物（物品）Ｍとして、例えば、鶏肉などの柔らかく、粘着性の高い物品を取り扱う。

図１から図３のいずれかに示すように、組合せ計量装置１は、主として、分散テーブル２と、複数のヘッドＨ（Ｈ１〜Ｈ１２）と、集合排出シュート７０と、制御装置８０とで構成されている。

分散テーブル２は、上方に配置された搬送コンベア１５０から投下される物品Ｍを受け取り、物品Ｍを周方向に分散させる。分散テーブル２によって分散された物品Ｍは、複数のヘッドＨに供給される。複数のヘッドＨは、分散テーブル２の周囲に配列されている。本実施形態では、組合せ計量装置１が、１２個のヘッドＨ（Ｈ１〜Ｈ１２）を備える。複数のヘッドＨのぞれぞれは、搬送部３、プールホッパ４、および計量ホッパ（ホッパ）５を有する。

図１および図２に示すように、搬送部３の第１端部は、分散テーブル２の外周縁の下方に位置し、搬送部３の第２の端部は、プールホッパ４の上方に位置する。計量ホッパ５は、プールホッパ４の下方に位置する。分散テーブル２によって分散された物品Ｍは、搬送部３を介して、プールホッパ４に送られる。物品Ｍは、プールホッパ４で一時的に貯留され、その後、計量ホッパ５に供給される。

なお、プールホッパ４には、第１ロードセル１０が設けられている。プールホッパ４で一時的に貯留された物品Ｍは、第１ロードセル１０によって計量される。計量ホッパ５は、複数の物品の重量を第２ロードセル（計量部）１１で計量する。組合せ計量装置１は、第２ロードセル１１によって得られた計量結果に基づき、所定の重量となる複数の物品をそれぞれ保持する計量ホッパ５の組合せを選択する。ここで、許容重量範囲とは、予め定められた重量の範囲（許容重量範囲）を意味する。具体的に、所定の重量とは、目標重量値以上であって、かつ、許容上限値以下の値である。なお、許容上限値は、後述する初期許容上限値および修正許容上限値のいずれか一方を意味する。組合せ計量装置１は、組合せを選択すると、選択した組合せに係る計量ホッパ５に貯留される複数の物品を、計量ホッパ５から落下させる。計量ホッパ５から落下した複数の物品の組み合わせは、集合排出シュート７０で集合して、その後、集合排出シュート７０から排出される。以下、組合せ計量装置１に含まれる各部の構成を詳細に説明する。

（２）詳細構成
（２−１）分散テーブル
分散テーブル２は、上述した搬送コンベア１５０から供給された物品Ｍを受けて、当該物品Ｍを複数のヘッダＨ１〜Ｈ１２へ搬送する。具体的に、分散テーブル２は、搬送コンベア１５０から供給された物品Ｍを周方向に分散させて、物品Ｍを各ヘッダＨ１〜Ｈ１２に送る。

分散テーブル２は、テーブル部２ａと、分散テーブル駆動部２ｂとを有する（図１または図３参照）。テーブル部２ａは、頂点Ｖが偏心した円錐状の形状を有する。具体的に、テーブル部２ａは、母線の長い緩傾斜面２ｆと母線の短い急傾斜面２ｅとを有する。テーブル部２ａは、母線の長い緩傾斜面２ｆ上に回転中心Ｃが設定されている。

分散テーブル駆動部２ｂは、テーブル部２ａを回転駆動する。分散テーブル駆動部２ｂの駆動源は、ステッピングモータである。分散テーブル駆動部２ｂは、後述する制御装置８０から送られる制御指令に基づいて、ＯＮ・ＯＦＦ制御、或いは、所定定速で回転するように制御される。また、分散テーブル駆動部２ｂは、後述する制御装置８０によって、分散テーブル２の緩傾斜面２ｆを、空のプールホッパ４が属するヘッドＨに向けるように駆動される。

また、分散テーブル駆動部２ｂは、予め設定されている速度でテーブル部２ａを回転させるよう制御される。なお、テーブル部２ａの回転速度は、物品Ｍの供給量に応じて変更されてもよい。

物品Ｍは、回転するテーブル部２ａの遠心力と傾斜により、テーブル部２ａの表面上を滑落し、搬送部３に供給される。すなわち、分散テーブル２は、分散テーブル駆動部２ｂの駆動により、分散テーブル２上の物品Ｍを周方向（外縁方向）に分散させながら半径方向に搬送する。

（２−２）搬送部
搬送部３は、分散テーブル２の外周縁から排出された物品Ｍを受け取る位置に配置されている。搬送部３は、分散テーブル２から受け取った物品Ｍを、プールホッパ４に搬送する。搬送部３は、トラフ３１と、２つのスパイラル部材３２，３３と有する。トラフ３１は、円筒のほぼ上半部が切り取られた形状を有する。すなわち、トラフ３１は、円筒の内面として規定される底面と、開口した上面とを有する。

トラフ３１は、第１端部および第２端部を有する。トラフ３１の第１端部は、組合せ計量装置１の中心軸Ｃに近い位置にある端部である。トラフ３１の第２端部は、組合せ計量装置１の中心軸Ｃから遠い位置にある端部である。トラフ３１は、第１端部よりも第２端部のほうが下方に位置するように、水平面に対して傾斜している（図１参照）。これにより、トラフ３１の底面は、その第１端部から第２端部に向かって下りのスロープとなる。

スパイラル部材３２，３３は、トラフ３１の底面上で、回動自在に配置されている。スパイラル部材３２，３３それぞれの第１端部は、図１に示すように、回転軸３４に固定されている。回転軸３４は、スパイラル部材回転駆動部３０によって回転駆動される（図１および図３参照）。回転軸３４の回転により、スパイラル部材３２，３３は、トラフ３１内の物品Ｍをトラフ３１の第１端部側からトラフ３１の第２端部側に向けて押し出す方向に回転駆動される。また、スパイラル部材３２，３３は、スパイラル部材回転駆動部３０による回転駆動が停止された状態で、物品Ｍの滑落を停止するためのストッパとして機能する。

（２−３）プールホッパ
プールホッパ４は、搬送部３によって搬送された物品Ｍを一時的に貯留する。プールホッパ４は、第１ロードセル１０を用いて、内部に収容される物品Ｍの重量を計量する。第１ロードセル１０によって計量された物品Ｍの重量に従って、分散テーブル２の回転および搬送コンベア１５０の動作が制御される。

プールホッパ４は、搬送部３の第２端部近傍の下方に配置される。各プールホッパ４は、平面視で、等間隔に配置される（図２参照）。

プールホッパ４は、筒形状の部材であり、投入口および排出口を有する。投入口はプールホッパ４の上部に設けられ、排出口はプールホッパ４の下部に設けられる。各プールホッパ４の排出口には第１ゲート４１が設けられる。プールホッパ４の排出口は、第１ゲート４１によって開閉される。第１ゲート４１は、第１ゲート開閉モータ４２によって駆動される（図３参照）。第１ゲート開閉モータ４２は、ステッピングモータである。第１ゲート開閉モータ４２は、制御装置８０によって制御される。プールホッパ４は、第１ゲート４１が閉状態のとき、物品Ｍを一時的に保持し、第１ゲート４１が開状態のとき、同一のヘッドＨに属する計量ホッパ５に物品Ｍを供給する。

（２−４）計量ホッパ
計量ホッパ５は、プールホッパ４から供給された物品Ｍを一時的に貯留する。計量ホッパ５は、第２ロードセル１１を用いて、内部に収容される物品Ｍの重量を計量する。すなわち、計量ホッパ５は、第２ロードセル１１を用いて、プールホッパ４から供給された物品Ｍの重量を計量する。

計量ホッパ５は、プールホッパ４の第１ゲート４１の下方に配置される。計量ホッパ５もまた、プールホッパ４と同様、平面視で、等間隔に配置される。

計量ホッパ５もまた、筒形状の部材であり、投入口と排出口とを有する。投入口は、計量ホッパ５の上部に設けられ、排出口は計量ホッパ５の下部に設けられている。計量ホッパ５の排出口には、第２ゲート５１が設けられる。計量ホッパ５の排出口は、第２ゲート５１によって開閉される。第２ゲート５１は、第２ゲート開閉モータ５２によって駆動される（図３参照）。第２ゲート開閉モータ５２は、ステッピングモータである。第２ゲート開閉モータ５２は、制御装置８０によって制御される。計量ホッパ５は、第２ゲート５１が閉状態のとき、物品Ｍを保持し、第２ゲート５１が開状態のとき物品Ｍを集合排出シュート７０へ落下させる。

（２−５）集合排出シュート
集合排出シュート７０は、計量ホッパ５の下方に配置される。集合排出シュート７０は、投入口７１と、排出口７２とを有する。投入口７１は、集合排出シュート７０の上部に設けられる。排出口７２は、集合排出シュート７０の下部に設けられる。排出口７２の中心位置と、投入口７１の中心位置とは一致する。集合排出シュート７０は、計量ホッパ５から落下した物品Ｍを集合させ、その後、下流に配置されている包装装置９０に向けて集合させた物品Ｍ（物品の集合体）を排出する。

（２−６）制御装置
制御装置８０は、組合せ計量装置１を制御するための装置である。図３に、組合せ計量装置１の制御ブロック図を示す。図３に示すように、制御装置８０は、ＣＰＵ８１およびメモリ８２を搭載している。また、制御装置８０は、搬送コンベア１５０、分散テーブル駆動部２ｂ、スパイラル部材回転駆動部３０、第１ロードセル１０、第１ゲート開閉モータ４２、第２ロードセル１１、および第２ゲート開閉モータ５２に接続されている。

制御装置８０には、第１ロードセル１０および第２ロードセル１１のそれぞれから、計量結果（計量信号）が入力される。制御装置８０は、第１ロードセル１０から入力された計量信号（第１計量信号）に基づいて、物品Ｍが貯留されていないプールホッパ（空のプールホッパ）４を特定する。また、制御装置８０は、第２ロードセル１１から入力された計量信号（第２計量信号）に基づいて、物品Ｍが貯留されていない計量ホッパ（空ホッパ）５を特定する。

また、制御装置８０は、搬送コンベア１５０、分散テーブル駆動部２ｂ、スパイラル部材回転駆動部３０、第１ゲート開閉モータ４２、および第２ゲート開閉モータ５２に制御指令を送る。

さらに、制御装置８０は、記憶部８３および制御部８４として機能する（図４参照）。以下、図各部の機能を詳細に説明する。

（２−６−１）記憶部
記憶部８３には、組合せ計量装置１を動作させるために必要な各種プログラムが記憶されている。また、記憶部８３には、第１ロードセル１０によって入力された第１計量信号および第２ロードセル１１によって入力された第２計量信号が、各ヘッドＨ１〜Ｈ１２に対応付けて記憶されている。さらに、記憶部８３は、主として、設定値記憶領域８３ａ、計量情報記憶領域８３ｂ、および補正情報記憶領域８３ｃを有する。

（ａ）設定値記憶領域
設定値記憶領域８３ａには、組合せ計量装置１を動作させるための各種設定値が記憶される。各種設定値には、組合せ演算に用いる目標重量値、許容上限値の初期値（初期許容上限値）、許容上限値の補正値（修正許容上限値）、計量能力、および稼働率の目標値（目標稼働率）が含まれる。

ここで、目標重量値とは、組合せ演算によって得られる組合せ物品の総重量（合計重量）の目標値である。後述する選択部８４ｃは、組合せ物品を生成するための計量ホッパ５を選択する際、目標重量値と等しい値、あるいは、目標重量値よりも大きい値となる組合せ物品が生成されるよう複数の計量ホッパ５からいくつかの計量ホッパ５を選択する。すなわち、目標重量値とは、許容重量範囲の下限値である。許容重量範囲は、目標重量値と、初期許容上限値または補正許容上限値とによって定義される範囲である。

初期許容上限値とは、組合せ物品の許容重量範囲の上限値である。具体的に、初期許容上限値は、組合せ計量装置１の駆動開始時、もしくは、組合せ計量装置１の稼働率が９０％〜１００％の範囲にある場合に参照される許容重量範囲の上限値である。初期許容上限値は、オペレータによって予め設定される。

補正許容上限値もまた、組合せ物品の許容重量範囲の上限値である。但し、補正許容上限値は、組合せ計量装置１の稼働率が９０％より低い場合に参照される許容重量範囲の上限値である。補正許容上限値は、組合せ計量装置１の稼働率に応じて設定される値である。補正許容上限値は、後述する設定部８４ｂによって設定される。

計量能力とは、所定時間内に実行する組合せ演算の回数である。例えば、組合せ計量装置１が、１分間に６０回の組合せ演算を実行する場合、組合せ計量装置１の計量能力は、６０回／分で表される。計量能力は、オペレータによって予め入力される。

稼働率とは、所定の時間内に実行される組合せ演算の回数に占める、組合せの成立回数の割合である。より具体的に、稼働率とは、直近の複数回の組合せ演算に占める組合せの成立回数の割合である。組合せの成立回数とは、組合せ演算において、目標重量値以上であって、かつ、初期許容上限値あるいは補正許容上限値以下の値の組合せが成立した回数である。例えば、計量能力が６０回／分であった場合に、組合せの成立回数が６０回／分であれば、稼働率が１００％であり、組合せの成立回数が３０回／分であれば、稼働率が５０％である。稼働率は、後述する稼働率算出部８４ａによって算出される毎に記憶される。

（ｂ）計量情報記憶領域
計量情報記憶領域８３ｂは、組合せ物品の合計重量値を記憶する。すなわち、計量情報記憶領域８３ｂには、各組合せ演算によって得られた合計重量値が蓄積される。

（ｃ）補正情報記憶領域
補正情報記憶領域８３ｃは、補正許容上限値を生成するために参照する情報（補正情報）が記憶されている。図５に示すように、補正情報記憶領域８３ｃには、稼働率に応じた補正値が記憶されている。言い換えると、補正情報記憶領域８３ｃでは、稼働率と、稼働率に応じた補正値とが関連付けて記憶されている。

詳細に、補正情報記憶領域８３ｃでは、稼働率に関する複数の閾値範囲と、複数の閾値範囲のそれぞれに対して準備された補正値とが記憶されている。具体的に、複数の閾値範囲には、一つの目標閾値範囲と、目標閾値範囲から外れた５つの閾値範囲とが含まれる。稼働率ｒの目標閾値範囲（第１閾値範囲）は、９０％≦ｒ≦１００％である。目標閾値範囲から外れた５つの閾値範囲には、８０％≦ｒ＜９０％（第２閾値範囲）、７０％≦ｒ＜８０％（第３閾値範囲）、６０％≦ｒ＜７０％（第４閾値範囲）、５０％≦ｒ＜６０％（第５閾値範囲）、およびｒ＜５０％（第６閾値範囲）が含まれる。図５では、第１閾値範囲（目標閾値範囲）の稼働率と、補正値０ｇとが関連付けられている。また、第２閾値範囲の稼働率と、補正値５ｇとが関連付けられている。さらに、第３閾値範囲の稼働率には、補正値１０ｇ、第４閾値範囲の稼働率には、補正値１５ｇ、第５閾値範囲の稼働率には、補正値２０ｇ、第６閾値範囲の稼働率には、補正値３０ｇがそれぞれ関連付けられている。

（２−６−２）制御部
制御部８４は、記憶部８３に記憶されている各種プログラムおよびデータに基づいて、主として、稼働率算出部８４ａ、設定部８４ｂ、および選択部８４ｃとして機能する。

（ａ）稼働率算出部
稼働率算出部８４ａは、組合せ計量装置１の稼働率を算出する。稼働率とは、上述したように、所定の時間内に実行される組合せ演算の回数に占める、組合せの成立回数の割合である。ここで、所定の時間内に実行される組合せ演算の回数は、上述した設定値記憶領域８３ａの計量能力に対応する。稼働率算出部８４ａは、稼働率を算出する度に、算出した稼動率を記憶部８３に記憶する。

また、稼働率算出部８４ａは、記憶部８３に記憶した複数の稼働率に基づいて、稼働率の平均値を算出する。詳細に、稼働率算出部８４ａは、直近の複数の稼働率に基づいて、稼働率の移動平均を算出する。なお、稼働率算出部８４ａは、稼働率が算出されるたびに、稼働率の移動平均を算出する。算出された稼働率の平均値は、記憶部８３に記憶される。

（ｂ）設定部
設定部８４ｂは、組合せ計量装置１の稼働率に応じて、許容重量範囲の上限値（許容上限値）を設定する。具体的に、設定部８４ｂは、補正情報記憶領域８３ｃに記憶された補正情報に基づいて、現実の稼働率に応じた許容上限値を設定する。より具体的に、設定部８４ｂは、現実の稼働率に応じて、初期許容上限値を補正した値である修正許容上限値、あるいは、修正許容上限値を補正して元に戻した値である初期許容上限値を設定する。

なお、ここで、許容上限値を設定する際に考慮する稼働率は、上述の稼働率算出部８４ａによって算出された稼働率の平均値である。言い換えると、稼働率は、直近の複数の稼働率に基づいて算出された稼働率の移動平均である。すなわち、設定部８４ｂは、稼働率の平均値に基づいて、許容上限値を設定する。以下、設定部８４ｂによって設定される許容上限値について説明する。

設定部８４ｂは、稼働率（すなわち、直近の複数の稼働率の平均値）と目標閾値範囲とを比較して、許容上限値を設定する。具体的に、設定部８４ｂは、稼働率が目標閾値範囲にあるとき、許容上限値を維持する。すなわち、稼働率が目標閾値範囲にあるとき、設定部８４ｂは、許容上限値の設定を変更しない。また、稼働率が目標閾値範囲から外れた値であって、目標閾値範囲に近い値であるとき、設定部８４ｂは、初期許容上限値を僅かに変更した補正許容上限値である補正許容上限値（第1修正許容上限値）を設定する。また、稼働率が目標閾値範囲から外れた値であって、目標閾値範囲から遠い値であるとき、設定部８４ｂは、初期許容上限値を大きく変更した補正許容上限値（第２修正許容上限値）を設定する。

詳細に、稼働率が第１閾値範囲であった場合、設定部８４ｂは、許容重量範囲の上限値を、初期許容上限値とする。すなわち、設定されている許容上限値が、初期許容上限値である場合、設定を維持する。また、設定されている許容上限値が、修正許容上限値である場合、設定を補正して、初期許容上限値に戻す。

一方、稼働率が第１閾値範囲ではなかった場合、設定部８４ｂは、稼働率と閾値範囲との関係で、設定されている許容上限値を、稼働率に応じた許容上限値に補正する。具体的に、稼働率が第２閾値範囲であった場合、設定部８４ｂは、上限値を、初期許容上限値ｓｔに５ｇを加えた値（ｓｔ＋５ｇ）に補正し、補正後の上限値（補正許容上限値）を許容上限値に設定する。また、稼働率が第３閾値範囲であった場合、設定部８４ｂは、上限値を、初期許容上限値ｓｔに１０ｇを加えた値（ｓｔ＋１０ｇ）に補正し、補正許容上限値を許容上限値に設定する。また、稼働率が第４閾値範囲であった場合、設定部８４ｂは、上限値を、初期許容上限値ｓｔに１５ｇを加えた値（ｓｔ＋１５ｇ）に補正し、補正許容上限値を許容上限値に設定する。また、稼働率が第５閾値範囲であった場合、設定部８４ｂは、上限値を、初期許容上限値ｓｔに２０ｇを加えた値（ｓｔ＋２０ｇ）に補正し、補正許容上限値を許容上限値に設定する。さらに、稼働率が第６閾値範囲であった場合、設定部８４ｂは、上限値を、初期許容上限値ｓｔに３０ｇを加えた値（ｓｔ＋３０ｇ）に補正し、補正許容上限値を許容上限値に設定する。

また、設定部８４ｂは、補正許容上限値を設定した後も、稼働率に応じた許容上限値を設定する。すなわち、設定部８４ｂは、補正許容上限値を設定した後、稼働率が変化すると、変化後の稼働率に応じて、許容上限値を補正し、新たな許容上限値を設定する。

なお、設定部８４ｂは、稼働率を確実に改善するために、補正許容上限値の設定後、稼働率が１５％以上改善した場合に、許容上限値を再度設定する。また、設定部８４ｂは、補正許容上限値の設定後、選択部８４ｃによる組合せ演算が所定回数実行されるまで補正許容上限値の変更を待機する。すなわち、設定部８４ｂは、補正許容上限値の設定後、選択部８４ｃによる組合せ演算が所定回数行われた後に、稼働率に基づいて、新たな許容上限値を設定する。具体的に、設定部８４ｂは、補正許容上限値の設定後、補正許容上限値に変更した後のデータに基づいて得られた稼働率の平均値に基づき、許容上限値を改めて設定する。

（ｃ）選択部
選択部８４ｃは、許容重量範囲に関する情報に基づいて、組合せ演算を実行する。許容重量範囲とは、上述したように、目標重量値以上であって、かつ、許容上限値以下の値である。ここで、許容上限値とは、現在の稼働率の閾値範囲に応じた上限値（初期許容上限値または補正許容上限値）である。すなわち、許容上限値は、上述の設定部８４ｂによって設定された許容上限値である。

選択部８４ｃは、第２ロードセル１１による計量結果を用いて、組合せ演算を実行する。また、選択部８４ｃは、所定重量の組合せ物品を生成するために、組合せ演算の結果に基づいて、複数の計量ホッパ５から、いくつかの計量ホッパ５を選択する。具体的に、選択部８４ｃは、複数の計量ホッパ５のうち、目標重量値以上かつ許容上限値以下の合計重量値を有する組合せ物品を生成しうる計量ホッパ５の組合せを選択する。

（３）組合せ計量装置の動作
制御装置８０は、第１ロードセル１０によって入力された第１計量信号に基づいて、物品Ｍが貯留されていないプールホッパ（空のプールホッパ）４を特定する。制御装置８０は、分散テーブル２の緩傾斜面２ｆが、空のプールホッパ４が属するヘッドＨに向くように、分散テーブル駆動部２ｂを駆動する。制御装置８０は、搬送コンベア１５０を駆動し、分散テーブル２に物品Ｍを排出する。物品Ｍは、緩傾斜面２ｆ上に投下され、緩傾斜面２ｆ上を滑落して分散テーブル２から排出される。その後、物品Ｍは、空のプールホッパ４が属するヘッドＨに物品Ｍを搬送する搬送部３に供給される。搬送部３では、スパイラル部材３２，３３による後方からの押圧と、下りのスロープの滑落との相互作用によって、物品Ｍが効率的に下流に搬送される。

制御装置８０は、第２ロードセル１１によって入力された第２計量信号に基づいて、物品Ｍが貯留されていない計量ホッパ（空ホッパ）５を特定する。制御装置８０は、空ホッパ５を含むヘッドＨを対象として、第１ゲート４１を開く。これにより、空ホッパ５と同一のヘッドに属するプールホッパ４内の物品Ｍが計量ホッパ５に供給される。

制御装置８０は、設定値記憶領域８３ａに記憶されている計量能力に基づいて、所定時間あたり複数回の組合せ演算を実行する。本実施形態では、１分間に６０回の組合せ演算を実行するものとする。組合せ演算では、選択部８４ｃによって、物品Ｍを貯留している全ての計量ホッパ５のうち、目標重量値以上であって、かつ、許容上限値以下の重量値を有する組合せ物品の生成を実現する計量ホッパ５の組合せが選択される。

ここで、許容上限値は、稼働率の平均値（平均稼働率）に応じて適宜変更される。具体的には、平均稼働率が目標閾値範囲にあるか否かに応じて、設定部８４ｂによって許容上限値が補正される（図５参照）。具体的に、稼働率が第２閾値範囲内の値であった場合、許容上限値は、初期許容上限値ｓｔに５ｇを加えた値（ｓｔ＋５ｇ）に設定され、稼働率が第３閾値範囲内の値であった場合には、許容上限値は、初期許容上限値ｓｔに１０ｇを加えた値（ｓｔ＋１０ｇ）に設定される。また、稼働率が第４閾値範囲内の値であった場合、許容上限値は、初期許容上限値ｓｔに１５ｇを加えた値（ｓｔ＋１５ｇ）に設定され、稼働率が第５閾値範囲内の値であった場合、許容上限値は、初期許容上限値ｓｔに２０ｇを加えた値（ｓｔ＋２０ｇ）に設定される。さらに、稼働率が第６閾値範囲であった場合、許容上限値は、初期許容上限値ｓｔに３０ｇを加えた値（ｓｔ＋３０ｇ）に設定される。さらに、許容上限値は、平均稼働率が目標閾値範囲に近づいてくると、改めて、許容上限値を設定する。

制御部８４は、選択部８４ｃによって選択された当該組合せに係る計量ホッパ５の第２ゲート開閉モータ５２を駆動させ、第２ゲート５１を開く。それにより、組合せに係る計量ホッパ５内で貯留された物品Ｍを集合排出シュート７０に向けて排出する。計量ホッパ５から排出された物品Ｍは、集合排出シュート７０によって集合されて、包装装置９０に向けて排出される。

（４）特徴
（４−１）
上記実施形態に係る組合せ計量装置１は、複数の計量ホッパ（ホッパ５）と、複数の第２ロードセル（計量部）１１と、選択部８４ｃと、設定部８４ｂとを備える。複数の計量ホッパ５は、物品Ｍを貯留する。第２ロードセル１１は、複数の計量ホッパ５のそれぞれに対応して設けられ、複数の計量ホッパ５のそれぞれに貯留されている物品Ｍの重量を計量する。選択部８４ｃは、複数の第２ロードセル１１による計量結果に基づいて組合せ演算を実行することにより、複数の計量ホッパ５のうち目標重量値以上かつ許容上限値以下の合計重量値を得る計量ホッパ５の組合せを選択する。設定部８４ｂは、選択部８４ｃによって組合せ演算が実行された回数に占める、組合せの成立回数の割合である稼働率に基づいて、許容上限値を修正（補正）した値である修正許容上限値を設定する。

従来の組合せ計量装置では、稼働率を向上させるため、計量ホッパによって直近の複数回の計量によって複数の合計重量値を取得し、複数の合計重量値の平均値に基づいて、許容上限値を変更していた。このような従来の組合せ計量装置では、稼働率を低減させることなく継続して運転することが難しい場合があった。合計重量値の平均値に基づいて許容上限値を変更すると、所望する稼働率を得るまでに時間がかかる。その結果、稼働率が所望する稼働率から外れた状態が長く続くことがあった。

しかし、上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、稼働率に基づいて、許容重量範囲の許容上限値を設定する。具体的には、初期設定値に補正値を加えて新たな許容上限値を設定する。ここで、許容上限値が補正されて、新たな許容上限値が初期設定値よりも大きい値に設定されると、許容重量範囲に含まれる組合せ物品の生成確率が高くなる。すなわち、稼働率が目標閾値範囲から外れている場合、設定部８４ｂによって許容重量範囲が広げられると、組合せ演算によって組合せ物品が生成しやすくなる。その結果、稼働率が改善される。すなわち、組合せの不成立が頻発する事態を回避できるため、組合せ計量装置１の稼働率を向上することができる。これにより、稼働率の低減を確実に抑えることができる。

なお、上記実施形態に係る組合せ計量装置１において、第１ロードセル１０および第２ロードセル１１の両方を備える構成としているが、組合せ演算に関し第１ロードセル１０は、必須の構成ではない。すなわち、組合せ計量装置１は、第１ロードセル１０から入力される第１計量信号に関係なく、第２ロードセル１１から入力される第２計量信号に基づいて、所定の計量能力で組合せ演算を実行し、また、所定の時間内に実行される組合せ演算の回数に占める、組合せの成立回数の割合である稼働率に基づいて、修正許容上限値を設定する。

（４−２）
また、上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、設定部８４ｂは、目標閾値範囲と稼働率とを比較し、稼働率が目標閾値範囲にあるとき、許容上限値を維持する。すなわち、稼働率が目標閾値範囲にあるときには、設定されている許容上限値を補正しない。また、設定部８４ｂは、稼働率が目標閾値範囲から外れた値であって、目標閾値範囲に近い値であるとき、第1修正許容上限値を設定する。第１修正許容上限値は、初期許容上限値を僅かに変更した修正許容上限値である。また、設定部８４ｂは、稼働率が目標閾値範囲から外れた値であって、目標閾値範囲から遠い値であるとき、第２修正許容上限値を設定する。第２修正許容上限値は、初期許容上限値を大きく変更した修正許容上限値である。

組合せ計量装置１の稼働率が安定しない場合、所定時間で製造される製品の量に予測がつかない。したがって、所定時間で所望する量の製品を製造するためには、組合せ計量装置１の稼働率を安定させる必要がある。しかし、重量にばらつきがある物品Ｍを組み合わせて組合せ物品を生成する場合、合計重量値が当初の許容重量範囲内に収まるような組合せ物品を生成し続け、所定範囲の稼働率を維持することは困難である。

しかし、上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、現実の稼働率と、稼働率の目標閾値範囲との関係で、許容上限値が修正される。すなわち、現実の稼働率に応じた適切な許容上限値が設定される。その結果、所望する稼働率を維持することができる。

（４−３）
また、上記実施形態に係る組合せ計量装置１において、設定部８４ｂは、第２修正許容上限値を設定した後、稼働率が目標閾値範囲に近づくと、第２修正許容上限値を第１修正許容上限値に変更する。また、第１修正許容上限値を設定した後、稼働率が目標閾値範囲内の値になると、第１修正許容上限値を初期上限値に戻す。

現実の稼働率を目標閾値範囲に近づけるために初期許容上限値を修正して新たな許容上限値（修正許容上限値）を設定すると、稼働率は改善する。しかし、稼働率を改善するために、許容上限値を初期許容上限値から離れた値に設定し、その状態を維持することは好ましくない。具体的に、初期許容上限値を修正して目標閾値範囲を広げると、各組合せ物品に必要な物品Ｍの数が増え、歩留まりが悪くなる。したがって、設定される許容上限値は、初期許容上限値に近ければ近いほど好ましい。

上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、稼働率が改善すると、その後、修正許容上限値を初期許容上限値に近づく方向に少し戻す。すなわち、稼働率が目標閾値範囲に近づくと、設定されている修正許容上限値を、初期許容上限値に近づく方向に補正し、許容上限値が改めて設定される。これにより、稼働率の低減を継続して抑えることができるとともに、歩留まりの著しい低減も抑えることができる。

（４−４）
また、上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、設定部８４ｂは、修正許容上限値を設定した後、選択部８４ｃによる組合せ演算が所定回数実行されるまで修正許容上限値の変更を待機し、選択部８４ｃによる組合せ演算が所定回数行われた後、稼働率に基づいて、新たな修正許容上限値を設定する。すなわち、組合せ計量装置１は、許容上限値を修正したあと、所定回数の組合せ演算が実行されるまでは、新たな許容上限値を設定しない。

例えば、現実の稼働率が、第６閾値範囲内にあった場合、設定部８４ｂは、まず、許容上限値を初期許容上限値＋３０ｇに設定する（図５参照）。その後、稼働率算出部８４ａは、組合せ計量装置１の稼働率を算出し、記憶部８３に記憶する。稼働率とは、上述したように、所定の時間内に実行される組合せ演算の回数に占める、組合せの成立回数の割合である。また、稼働率算出部８４ａは、記憶部８３に記憶した複数の稼働率に基づいて、複数の稼働率の平均値を算出する。すなわち、稼働率算出部８４ａは、直近の複数の稼働率に基づいて、稼働率の移動平均を算出する。このように、稼働率算出部８４ａは、直近の複数の稼働率に基づいて算出されるため、設定部８４ｂによって許容上限値が修正された後すぐに新たな稼働率が算出されると、許容上限値の修正による状況の改善を正確に把握することができない。言い換えると、設定部８４ｂによって許容上限値が修正された後、直ぐに算出された稼働率に基づいて、稼働率がいずれの閾値範囲内にあるかが判断されると、許容上限値を修正した後の正しい稼働率が算出できない。また、正しい稼働率が算出されないため、正しい平均稼働率も算出されない。

上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、一旦、許容上限値が修正されると、組合せ演算が所定回数行われるまで、新たな許容上限値を設定しない。すなわち、組合せ計量装置１は、許容上限値を修正したことによる結果が反映された後の稼働率に基づいて、新たな許容上限値を設定する。これにより、修正許容上限値の頻繁な変更を抑制することができる。また、これにより、稼働率を確実に向上させることができる。

（４−５）
さらに、上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、設定部８４ｂは、稼働率の平均値に基づいて、許容上限値を設定する。稼働率とは、上述したように、近の複数回の組合せ演算に占める組合せの成立回数の割合である。稼働率が、移動平均であるため、突発的な事象に影響を受けることなく適切な許容上限値を設定することができる。

（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、一旦許容上限値を修正した後、組合せ演算が所定回数行われるまで、新たな許容上限値を設定しない。

ここで、組合せ計量装置１は、組合せ演算の回数に代えて、所定の時間が経過するまで、新たな許容上限値を設定しない構成にしてもよい。いずれの構成であっても、修正許容上限値の頻繁な変更を抑制することができ、また、稼働率を確実に向上させることができる。

（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、被計量物（物品）Ｍとして、例えば、鶏肉などの柔らかく、粘着性の高い物品を取り扱う。しかし、組合せ計量装置１で取り扱う物品Ｍは、粘着性の高い物品に限られるものではない。

（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態に係る組合せ計量装置１では、組合せ演算において第１ロードセル１０は必須の構成ではない。しかし、組合せ演算を行う際、第１ロードセル１０から入力される第１計量信号を参照して、組合せ演算のレスポンス性を向上させるような構成としてもよい。また、第１ロードセル１０によって得られる値に応じて、分散テーブル２に供給する物品Ｍの量を変動させたり、第１ロードセル１０によって得られる値に基づいて、予め仮の組合せ演算を行ったりすることにより、組合せの成立回数を上げることもできる。

１ 組合せ計量装置
２ 分散テーブル
３ 搬送部
４ プールホッパ
５ 計量ホッパ
１０ 第１ロードセル
１１ 第２ロードセル
７０ 集合排出シュート
８０ 制御装置
８３ 記憶部
８３ａ 設定値記憶領域
８３ｂ 計量情報記憶領域
８３ｃ 補正情報記憶領域
８４ 制御部
８４ａ 稼働率算出部
８４ｂ 設定部
８４ｃ 選択部
１５０ 搬送コンベア
Ｈ（Ｈ１〜Ｈ１２） ヘッド

特開２０１０−１６０１２７号公報

Claims (5)

1. 物品を貯留する複数のホッパと、
   前記複数のホッパのそれぞれに対応して設けられ、前記複数のホッパのそれぞれに貯留されている物品の重量を計量する複数の計量部と、
   前記複数の計量部による計量結果に基づいて組合せ演算を実行することにより、前記複数のホッパのうち目標重量値以上かつ許容上限値以下の合計重量値を得るホッパの組合せを選択する、選択部と、
   前記選択部によって前記組合せ演算が実行された回数に占める組合せの成立回数の割合である稼働率に基づいて、前記許容上限値を修正した値である修正許容上限値を設定する設定部と、
   を備える、組合せ計量装置。
2. 前記設定部は、
   目標閾値範囲と前記稼働率とを比較し、
   前記稼働率が前記目標閾値範囲にあるとき、前記許容上限値を維持し、
   前記稼働率が前記目標閾値範囲から外れた値であって、前記目標閾値範囲に近い値であるとき、前記許容上限値を僅かに変更した前記修正許容上限値である第1修正許容上限値を設定し、
   前記稼働率が前記目標閾値範囲から外れた値であって、前記目標閾値範囲から遠い値であるとき、前記許容上限値を大きく変更した前記修正許容上限値である第２修正許容上限値を設定する、
   請求項１に記載の組合せ計量装置。
3. 前記設定部は、
   前記第２修正許容上限値を設定した後、前記稼働率が前記目標閾値範囲に近づくと、前記第２修正許容上限値を前記第１修正許容上限値に変更し、
   前記第１修正許容上限値を設定した後、前記稼働率が前記目標閾値範囲内の値になると、前記第１修正許容上限値を前記許容上限値に戻す、
   請求項２に記載の組合せ計量装置。
4. 前記設定部は、前記修正許容上限値を設定した後、前記選択部による組合せ演算が所定回数実行されるまで前記修正許容上限値の変更を待機し、前記選択部による組合せ演算が前記所定回数行われた後、前記稼働率に基づいて、新たな前記修正許容上限値を設定する、
   請求項１から３のいずれかに記載の組合せ計量装置。
5. 前記設定部は、直近の複数回の前記組合せ演算に占める前記組合せの成立回数の割合である稼働率の平均値に基づいて、前記許容上限値を設定する、
   請求項１から４のいずれかに記載の組合せ計量装置。

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