JP2023038771A - 計量システム - Google Patents

Abstract

【課題】物品が排出される重量値を精度よく設定可能な計量システムを提供する。【解決手段】計量システムは、容器に収容される物品群のうち一部の第１物品を把持し、排出する第１把持手を有する第１把持部と、物品群のうち他の一部の第２物品を把持し、排出し、かつ、第１把持手とは異なる形状を有する第２把持手を有する第２把持部と、第１把持部にて把持された第１物品の重量値、及び、第１把持部から排出された第１物品の重量値の少なくとも一方を取得する取得部と、重量値に基づき、第２把持部からの第２物品の排出を制御する制御部と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、計量システムに関する。

秤量して分配する装置として、例えば、下記特許文献１に、物品の一部分を把持して取り去る把持手段および、物品の一部分の重量を記録する秤量手段が各々に備えられている複数の採集ユニットを有する装置が開示されている。当該装置は、分配手段と、所定の合計重量のために予めプログラムされているコンピュータをさらに備え、把持手段により把持された物品の重量を秤量手段により計測し、所定場所に投入する。

特開平６－３１８２号公報

上記特許文献１に記載される上記装置では、所定場所に投入される物品の重量が、様々な要因にて予め設定される目標重量値の範囲外になってしまう問題がある。この場合、上記装置の後段にて、物品の重量調整が作業者の手作業にて実施されることとなり、コストアップの原因となる。

本発明の一側面の目的は、物品が排出される重量値を精度よく設定可能な計量システムの提供である。

本発明の一側面に係る計量システムは、容器に収容される物品群のうち一部の第１物品を把持し、排出する第１把持手を有する第１把持部と、物品群のうち他の一部の第２物品を把持し、排出し、かつ、第１把持手とは異なる形状を有する第２把持手を有する第２把持部と、第１把持部にて把持された第１物品の重量値、及び、第１把持部から排出された第１物品の重量値の少なくとも一方を取得する取得部と、重量値に基づき、第２把持部からの第２物品の排出を制御する制御部と、を備える。

この計量システムによれば、制御部は、取得部にて取得されると共に第１把持部に把持された第１物品の重量値に基づいて、第２把持部からの第２物品の排出を制御する。これにより、例えば重量値が目標重量値よりも少ない場合、第２把持部から第２物品が排出されることによって、計量システムから排出される物品の最終重量値を目標重量値の範囲内に精度よく設定できる。このように第１把持部及び第２把持部を用いることによって、計量システムから排出される物品の重量値を精度よく設定できる。

本発明の他の一側面に係る計量システムは、第１容器に収容される第１物品群のうち一部の第１物品を把持し、排出する第１把持手を有する第１把持部と、第２容器に収容される第２物品群のうち一部の第２物品を把持し、排出し、又は、第１把持部から排出された第１物品の一部を取り出し、かつ、第１把持手とは異なる形状を有する第２把持手を有する第２把持部と、第１把持部にて把持された第１物品の重量値、及び第１把持部から排出された第１物品の重量値の少なくとも一方を取得する取得部と、重量値に基づき、第２把持部による第２物品の排出、又は、第１物品の一部の排出を制御する制御部と、を備え、第２把持部は、第１把持部よりも後段に位置する。
。

この計量システムによれば、制御部は、取得部にて取得されると共に第１把持部に把持された第１物品の重量値に基づいて、第２把持部からの第２物品の排出、もしくは、第２把持部による第１物品の一部の排出を制御する。これにより、例えば上記重量値が目標重量値の範囲外である場合、第２把持部から第２物品が排出される、もしくは、第２把持部によって第１物品の一部が排出されることによって、計量システムから排出される物品の最終重量値を目標重量値に精度よく設定できる。このように第１把持部及び第２把持部を用いることによって、計量システムから排出される物品の重量値を精度よく設定できる。

第１把持部は、第１把持手を複数有し、取得部は、複数の第１把持手のそれぞれにて把持される第１物品の重量値を取得し、制御部は、取得部にて取得される重量値の組み合わせ計算を行い、予め設定された目標重量値もしくは当該目標重量値の近傍となる第１把持手の組み合わせを選択し、選択された第１把持手の把持を解除する制御を実施してもよい。この場合、第１把持部が第１物品を一度把持した後、計量システムは、複数回の目標重量値の物品を排出可能になる。これにより、物品の生産効率を向上できる。

第１把持手は、３つ以上の第１把持爪部を有し、第２把持手は、２つの第２把持爪部を有してもよい。この場合、第２把持手による第２物品の把持を少量に設定できるので、第２把持手による微細な重量調整を実施できる。

第２把持手の２つの第２把持爪部が閉じているとき、２つの第２把持爪部の間には、物品群に含まれる物品の径の０．５倍以上１．５倍以下の径を有する空間が設けられてもよい。この場合、第２把持手による第２物品の把持をより少量に設定できる。

第２把持手は、第２物品を把持したかどうかを検知する把持検知部を有してもよい。この場合、制御部は、第２把持部による重量調整の可否などを容易に判断できる。

本発明の一側面によれば物品が排出される重量値を精度よく設定可能な計量システムを提供できる。

図１は、第１実施形態に係る計量システムの正面図である。 図２は、計量システムのブロック図である。 図３は、把持ユニットの概略斜視図である。 図４（ａ）～（ｃ）は、把持器の把持爪を下方から見た底面図である。 図５（ａ）は、把持器を下方から見た底面図である。図５（ｂ），（ｃ）は、把持器の要部拡大側面図である。 図６は、第２実施形態に係る計量システムの構成を模式的に示すブロック図である。 図７は、組み合わせ計量装置の正面図である。 図８は、搬送装置及び重量調整装置を示す概略図である。 図９は、把持機構の変形例を示す要部拡大側面図である。

以下、本発明の一側面に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る計量システムの正面図である。図１に示される計量システム１１０は、容器５０（詳細は後述）に収容される物品群（第１物品群）のうち一部の物品を取り出し、当該物品を外部に排出する組み合わせ計量装置である。計量システム１１０は、物品群から、重量が目標重量範囲となるように一部の物品を取り出して排出する。計量システム１１０によって排出される物品は、例えば、計量システム１１０の後工程で袋に包装されたり、或いは、容器に収容されたりして、商品として出荷される。

計量システム１１０は、ユニット駆動部１０と、把持ユニット１５と、容器５０と、容器駆動部５４と、排出シュート６０と、制御部７０とを備える。

ユニット駆動部１０には、把持ユニット１５が取り付けられている。把持ユニット１５は、１つ以上の第１把持モジュール２０（第１把持部）と、１つ以上の第２把持モジュール２１（第２把持部）とを有するロボットアームである。

第１把持モジュール２０は、容器５０に収容される物品群のうち一部の物品（第１物品）を把持及び排出する把持器３０（第１把持手）と、当該物品の重量値を計量する計量器４０とを有する。各把持器３０は、物品を実際に把持する把持爪３０ａを有する。また、把持器３０には、把持爪３０ａを駆動する把持部材駆動機構３０ｂが組み込まれている。計量器４０は、把持器３０が把持する物品の重量値を計量する。

第２把持モジュール２１は、容器５０に収容される物品群のうち他の一部の物品（第２物品）を把持及び排出する把持器３１（第２把持手）と、当該物品の重量値を計量する計量器４１とを有する。各把持器３１は、第１把持モジュール２０の把持器３０とは異なる形状を有する（詳細は後述）。また、把持器３１には、把持部材駆動機構３２が組み込まれている。計量器４１は、把持器３１が把持する物品の重量値を計量する。

容器５０は、物品群が収容される部材（第１容器）であり、例えば、容器駆動部５４により第１位置と第２位置との間を移動可能である。容器５０が第１位置に位置する場合、把持器３０，３１が容器５０内の物品群から物品を把持可能である。容器５０が第２位置に位置する場合、把持器３０，３１が容器５０内の物品群から物品を把持不可能な位置である。排出シュート６０は、把持器３０，３１が把持を解除した物品を受けて排出する。なお、物品は、例えば、スパゲティ等の麺類、糖類を多く含む食品等である。物品は、高い粘着性を有する食品でもよい。

図２は、計量システムのブロック図である。図２において、制御部７０は、把持部材駆動機構３０ｂ，３２、容器駆動部５４などの計量システム１１０の各種構成の動作の制御を実施する。制御部７０は、計量器４０が計量した物品の重量値を利用した組合せ計算等を実施する。

制御部７０は、ユニット駆動部１０および容器５０を移動させ、把持器３０，３１と、容器５０とを近づける。制御部７０は、第１把持モジュール２０の把持部材駆動機構３０ｂを制御して、容器５０に載置された物品群の物品の一部を、各把持器３０の把持爪３０ａに把持させる。また、制御部７０は、第２把持モジュール２１の把持部材駆動機構３２を制御して、容器５０に載置された物品群の物品の別の一部を、各把持器３１に把持させる。

各計量器４０は、その計量器４０に対応する把持器３０が把持する物品の重量値を計量する。各把持器３０によって把持された物品の重量値は、例えば制御部７０に含まれる取得部（不図示）によって取得される。制御部７０は、各計量器４０の計量した把持器３０の把持する物品の重量値に基づいて組合せ計算を行う。

組合せ計算は、把持器３０それぞれが把持する物品の重量値を足し合わせた結果、その合計値が目標重量値となる重量値の組合せを見つける処理である。まず、制御部７０は、各重量値を取得する。続いて、制御部７０は、組合せ計算の結果に基づいて、目標重量値となる重量値の組合せに対応する把持器３０の把持爪３０ａを選択し、選択した把持器３０の把持を解除する制御を実施する。このとき、制御部７０は、排出シュート６０の上方で把持器３０による物品の把持を解除することによって、排出シュート６０から目標重量値の物品を排出させる。目標重量値となる重量値の組合わせが不可能である場合であって、目標重量値の近傍となる重量値の組合わせに対応する把持器３０の把持爪３０ａを見つけた場合、制御部７０は、当該組み合わせに対応する把持器３０を選択し、選択した把持器３０の把持を解除する制御を実施する。当該制御は、例えば、目標重量値となる重量値の組合せに対応する把持器３０以外の把持器３０の重量値を用いて実施される。

第１実施形態では、目標重量値は、理想となる重量値（理想重量値）を含む一定の重量範囲であり、予め設定される。例えば、目標重量値の下限は理想重量値の９０％、もしくは９５％であり、目標重量値の上限は理想重量値の１１０％、もしくは１０５％である。また、目標重量値の近傍は、例えば、上記下限の９０％以上１００％未満、もしくは上記下限の９５％以上１００％未満でもよいし、上記上限の１００％より大きく１１０％以下、もしくは上記上限の１００％より大きく１０５％以下でもよい。

（２）詳細構成
図３は、把持ユニットの概略斜視図である。図４（ａ）～（ｃ）は、把持器の把持爪を下方から見た底面図である。以下、図１、図３、図４（ａ）～（ｃ）を用いて、ユニット駆動部１０および把持ユニット１５を説明する。

（２－１）ユニット駆動部１０
図１に示されるように、計量システム１１０は、２つのユニット駆動部１０を備えている。図１の正面視左側のユニット駆動部１０を第１ユニット駆動部１０Ａとし、図１の正面視右側のユニット駆動部１０を第２ユニット駆動部１０Ｂとする。ただし、共通する構成および機能を説明するときは、単に、ユニット駆動部１０という。

ユニット駆動部１０は、２本の平行に延びるフレーム１２と、把持ユニット１５をフレーム１２に沿って水平移動させる前後移動機構１１を有している。ユニット駆動部１０は、前後移動機構１１によって、把持ユニット１５を保持するブロック１１１を正面視前方または正面視後方に移動させることができる。ユニット駆動部１０は、例えば、ブロック１１１を移動させるサーボモータ、エアシリンダなどを有する。

計量システム１１０では、第１把持ユニット１５Ａと第２把持ユニット１５Ｂとが水平方向に配置される。また、第１把持ユニット１５Ａは第１ユニット駆動部１０Ａによって、第２把持ユニット１５Ｂは第２ユニット駆動部１０Ｂによって、前後方向に水平移動することができる。容器５０内の物品群の位置と、把持ユニット１５毎に設定される物品把持位置とを合わせることができる。

（２－２）把持ユニット１５
図１に示すように、計量システム１１０は、２つの把持ユニット１５を備えている。図１の正面視左側の把持ユニット１５を第１把持ユニット１５Ａとし、図１の正面視右側の把持ユニット１５を第２把持ユニット１５Ｂとする。但し、共通する構成および機能を説明するときは、単に、把持ユニット１５という。

把持ユニット１５は、ユニット駆動部１０のブロック１１１に連結される板状の連結部材１６と、１つ以上の第１把持モジュール２０と、１つ以上の第２把持モジュール２１と、を含んでいる。

（２－２－１）連結部材１６
連結部材１６は、例えば、ネジ止めによってユニット駆動部１０のブロック１１１に連結される。

（２－２－２）第１把持モジュール２０
図３に示されるように、第１把持モジュール２０は、把持器３０と計量器４０とが一体的に組み立てられた機器である。計量器４０の天面は、取付金具４００を介して連結部材１６に固定されており、計量器４０の底面には把持器３０が固定されている。

（２－２－２－１）把持器３０
把持器３０は、物品を把持する装置である。各把持器３０は、把持爪３０ａと、把持爪３０ａを駆動する駆動機構としての把持部材駆動機構３０ｂとを有している。把持部材駆動機構３０ｂは、例えば、モータや流体圧を駆動源として、把持爪３０ａを駆動する。

第１実施形態では、把持爪３０ａは、図３に示す通り、棒状又は指状の部材の先端に、物品を引っ掛けることができるように内側へ屈曲させた爪を形成している。各把持器３０は、複数（例えば、３つ以上）の把持爪３０ａ（第１把持爪部）を有している。なお、図３等に描画されている把持爪３０ａの数や形状は例示に過ぎず、適宜変更可能である。

図４（ａ），（ｂ）に示されるように、各把持器３０を把持爪３０ａ側（下側）から視たとき、複数の把持爪３０ａは周方向に並べて配置されている。また、各把持器３０の把持爪３０ａ側から視たとき、複数の把持爪３０ａは周方向に概ね等間隔に並べて配置されている。さらに、各把持器３０を把持爪３０ａ側から視たとき、把持爪３０ａは径方向に移動可能である。把持器３０は、互いに離れた状態にある把持爪３０ａを、把持部材駆動機構３０ｂによって径方向内向きに動かして互いに近づいた状態にすることによって、複数の把持爪３０ａの間に物品を挟み込んで物品を把持する。把持器３０は、互いに近づいた状態にある把持爪３０ａを、把持部材駆動機構３０ｂによって径方向外向きに動かして互いに離れた状態にすることによって、物品の把持を解除する。言い換えると、把持ユニット１５の複数の把持爪３０ａは、少なくとも、第１状態と第２状態とのいずれかの状態に切り換えられる。第１状態は、把持爪３０ａ同士の相対距離を第１距離まで縮めて物品を把持する状態である。第２状態は、把持爪３０ａ同士の相対距離を第１距離より大きい第２距離まで広げて物品の把持を解除する状態である。第２状態は、例えば、把持器３０の把持爪３０ａは、図４（ｃ）に示される仮想円Ｃ１の位置まで閉じた状態でもよい。第２状態は、把持爪３０ａの初期状態とみなしてもよい。

但し、物品が把持爪３０ａによって潰されないように、または過負荷保護の目的で、把持力制限機能を設けている場合、把持爪３０ａ同士の相対距離を第１距離まで縮める前に物品からの外力で停止する。それゆえ、第１状態は必ずしも「把持爪３０ａ同士の相対距離を第１距離まで縮めた状態である必要はなく、第１状態は物品を把持することができる距離まで縮めた状態であってもよい。

（２－２－２－２）計量器４０
第１把持モジュール２０では、各把持器３０に対して、１個の計量器４０が設けられている。計量器４０は、対応する把持器３０の把持爪３０ａが把持している物品の重量値を計量する。

各計量器４０は、センサ部４０ａ（図３を参照）と、図示しない内部制御部とを含んでいる。センサ部４０ａは、力センサと、加速度センサとを含む。力センサとして、例えば、歪みゲージ式ロードセルが採用される。加速度センサは、例えば、歪みゲージ式ロードセルや、ＭＥＭＳ型の小型加速度センサが採用される。

計量器４０の内部制御部は、物品を把持した状態の把持器３０がユニット駆動部１０の移動に伴い移動させられるとき、センサ部４０ａで計測される力及び加速度に基づいて、把持器３０の把持している物品の質量を測定する。具体的には、計量器４０の内部制御部は、力センサで計測された力を、加速度センサで計測された加速度で除すことで、把持器３０の把持している物品の質量を測定する。

但し、計量器４０は、把持器３０の移動時に計測される力と加速度とに基づいて物品の質量を計量する方式に限定されるものではない。計量器４０は、ロードセル等を用いて、静止状態の把持器３０が把持している物品の重量を計量するものであってもよい。

（２－２－３）第２把持モジュール２１
図３に示されるように、第２把持モジュール２１は、把持器３１と計量器４１とが一体的に組み立てられた機器である。計量器４１の天面は、取付金具４００を介して連結部材１６に固定されており、計量器４１の底面には把持器３１が固定されている。

（２－２－３－１）把持器３１
把持器３１は、物品を把持する装置である。把持器３１は、把持器３０と比較して少量の物品を把持する。把持器３１が把持する物品の一部もしくは全部が排出されることによって、計量システム１１０から排出される物品の重量値が調整される。図３に示されるように、各把持器３１は、把持部材駆動機構３２と、複数の把持機構３３と、円盤部３４とを有する。把持部材駆動機構３２は、例えば円柱形状を有する主部であり、例えば、筐体内に収容されるモータなどを駆動源として、把持機構３３及び円盤部３４を駆動する。

図５（ａ）は、把持器を下方から見た底面図である。図５（ｂ），（ｃ）は、把持器の要部拡大側面図である。図５（ａ）に示されるように、把持器３１を下側から視たとき、複数の把持機構３３は、周方向に並べて配置されている。また、把持器３１を下側から視たとき、複数の把持機構３３は周方向に概ね等間隔に並べて配置されている。第１実施形態では、把持器３１には４つの把持機構３３が設けられるが、これに限られない。各把持機構３３は、互いに同期して駆動してもよいし、互いに独立して駆動してもよい。複数の把持機構３３のそれぞれは、筒部３５と、第１爪部３６及び第２爪部３７（第２把持爪部）とを有する。

筒部３５は、側面視にて円錐台形状を有する部分であって、円盤部３４に設けられる開口３４ａ内に設けられる。筒部３５の少なくとも一部は、円盤部３４よりも下方に位置する。筒部３３ａの径は、下側に向かうほど小さくなる。

第１爪部３６及び第２爪部３７は、把持器３１において物品を実際に把持する部分である。第１実施形態では、第１爪部３６は固定される一方で、第２爪部３７は把持部材駆動機構３２によって水平移動できる。図５（ｂ）、（ｃ）に示されるように、第２爪部３７が第１爪部３６に近づくように水平移動（径方向内側に移動）することによって、第１爪部３６と第２爪部３７とが閉塞状態になる。また、第２爪部３７が第１爪部３６から遠ざかるように水平移動（径方向外側に移動）することによって、第１爪部３６と第２爪部３７とが開放状態になる。例えば、把持機構３３が物品群に接する状態において、第１爪部３６と第２爪部３７とが閉塞状態になることによって、把持機構３３は、物品を把持する。

第１爪部３６は、基部３６ａと、先端部３６ｂと、溝部３６ｃとを有する。基部３６ａは、筒部３５に固定される棒状部分である。基部３６ａの一部は、筒部３５の先端から下方に突出している。先端部３６ｂは、基部３６ａの先端から下方に突出する部分である。先端部３６ｂは、第２爪部３７に対して離れるように延在する。先端部３６ｂにおいて第２爪部３７に対向する面は、曲面であるが、これに限られない。当該面は、傾斜面でもよい。先端部３６ｂの長さは、例えば４ｍｍ程度である。先端部３６ｂの先端は、円盤部３４の開口３４ａよりも内側に位置する。

溝部３６ｃは、第１爪部３６と第２爪部３７とが閉塞状態において物品が入り込む部分であり、基部３６ａに設けられる窪みである。第１実施形態では、溝部３６ｃは、基部３６ａにおいて第２爪部３７に対向する面上に設けられており、第２爪部３７から離れるように窪んでいる。第１爪部３６と第２爪部３７とが対向する方向ならびに上下方向に直交する方向において、溝部３６ｃは、基部３６ａの一端から他端まで延在している。側面視にて、溝部３６ｃは、例えば半円形状、半楕円形状などを有する。

第２爪部３７は、基部３７ａと、先端部３７ｂと、溝部３７ｃとを有する。基部３７ａは、筒部３５に設けられる溝３５ａ内を移動可能な棒状部分である。図示しないが、基部３７ａは、把持部材駆動機構３２に接続される。基部３７ａの一部は、筒部３５の先端から下方に突出している。先端部３７ｂは、基部３７ａの先端から下方に突出する部分である。先端部３７ｂは、第１爪部３６の先端部３６ｂと同様に、第１爪部３６に対して離れるように延在する。先端部３７ｂにおいて第１爪部３６に対向する面は、曲面であるが、これに限られない。当該面は、傾斜面でもよい。先端部３７ｂの長さは、例えば４ｍｍ程度である。第１爪部３６と第２爪部３７とが開放状態及び閉塞状態のいずれであっても、先端部３７ｂの先端は、円盤部３４の開口３４ａよりも内側に位置する。

溝部３７ｃは、第１爪部３６と第２爪部３７とが閉塞状態において物品が入り込む部分であり、基部３７ａに設けられる窪みである。第１実施形態では、溝部３７ｃは、基部３７ａにおいて第１爪部３６に対向する面上に設けられており、第１爪部３６から離れるように窪んでいる。第１爪部３６と第２爪部３７とが対向する方向ならびに上下方向に直交する方向において、溝部３７ｃは、基部３７ａの一端から他端まで延在している。側面視にて、溝部３７ｃは、例えば半円形状、半楕円形状などを有する。

第１爪部３６と第２爪部３７とが閉塞状態であるとき、基部３６ａ，３７ａが互いに接する一方で、先端部３６ｂ，３７ｂが互いに離間している。このため、閉塞状態においては、先端部３６ｂ，３７ｂによる物品の把持が不可能または困難になっている。一方、第１爪部３６と第２爪部３７とが閉じているとき、溝部３６ｃ，３７ｃが合わさることによって、第１爪部３６と第２爪部３７との間には、略円筒状の空間Ｓが設けられる。空間Ｓの径Ｄは、例えば物品群に含まれる物品の径の０．５倍以上１．５倍以下である。第１爪部３６及び第２爪部３７が以上の構成を有することによって、各把持機構３３によって把持される物品を、空間Ｓ内に収容される物品のみに制限できる。

円盤部３４は、把持部材駆動機構３２によって上下方向に移動可能な板部材である。円盤部３４が下方向に移動することによって、把持機構３３に付着する物品を落とすことができる。これにより、計量器４１により計量される物品の重量値と、把持器３１から排出される物品の重量値との間に差が発生しにくくなる。

図示しないが、第１実施形態では、把持器３１は、各把持機構３３が物品を把持したかどうかを検知する把持検知部を有する。把持検知部は、例えば、空間Ｓ内に物品が存在するか否かを検知する部材である。把持検知部は、例えば、フォトセンサ、静電容量センサなどである。

（２－２－３－２）計量器４１
第２把持モジュール２１では、各把持器３１に対して、１個の計量器４１が設けられている。計量器４１は、対応する把持器３１が把持している物品の重量値を計量する。第１実施形態では、各計量器４１の構造は、第１把持モジュール２０に含まれる計量器４０の構造と同一であるが、これに限られない。

（２－４）容器５０
容器５０には、物品群が収容されている。容器５０は、水平移動および鉛直移動する載置面５２に容器５０が載置されている。第１実施形態では、容器５０は、上方が開いた直方体状の容器である。容器５０は、内部に収容される物品の量が減少すると、人又は機械が、内部の物品の量が減少した容器５０を、新たな（物品が多く収容されている）容器５０と交換可能に構成されている。なお、容器５０は、容器が交換可能に構成される代わりに、容器５０に物品を供給するための物品供給機構を有してもよい。容器５０は、容器駆動部５４により、第１位置と、第２位置との間を移動する。

第１位置は、第１把持ユニット１５Ａの把持器３０の直下の位置であり、且つ第１把持ユニット１５Ａの把持器３０が容器５０内の物品を把持することができる位置である。容器５０が第１位置にある時には、第２把持ユニット１５Ｂの把持器３０，３１は容器５０内の物品を把持することができない。

一方、容器５０の第２位置は、第２把持ユニット１５Ｂの把持器３０の直下の位置であり、且つ第２把持ユニット１５Ｂの把持器３０が容器５０内の物品を把持することができる位置である。容器５０が第２位置にある時には、第１把持ユニット１５Ａの把持器３０，３１は容器５０内の物品を把持することができない。

（２－５）容器駆動部５４
容器駆動部５４は、モータ、流体圧を駆動源として、容器５０を水平移動させることができる。容器駆動部５４は、例えば、直方体形状の駆動体５４０を有している。図１において、正面視手前を前方としたとき、２つの排出シュート６０の前方にある駆動体を第１駆動体５４１、後方にある駆動体を第２駆動体（不図示）という。２つの排出シュート６０の前方には２本の水平支柱が上下に平行に設けられ、後方にも２本の水平支柱が上下に平行に設けられている。正面視において、下側の水平支柱が第１水平支柱５５１であり、上側の水平支柱が第２水平支柱５５２である。

容器駆動部５４の第１駆動体５４１は、例えば左右移動機構５６（図２を参照）を有しており、第１水平支柱５５１および第２水平支柱５５２に沿って水平移動することができる。また図示しないが、容器駆動部５４の第２駆動体も左右移動機構５７（図２を参照）を有しており、第１水平支柱５５１及び第２水平支柱５５２とは異なる水平支柱に沿って水平移動できる。第１駆動体５４１と第２駆動体とは同期して移動する。

このように、計量システム１１０では、第１把持ユニット１５Ａと第２把持ユニット１５Ｂとが水平方向に配置されており、容器５０は左右移動機構によって左右方向に水平移動することができるので、容器５０内の物品群の位置と、把持ユニット１５毎に設定される物品把持位置とを合わせることができる。

載置面５２は、その下面の４隅から鉛直下方に延びる４本の鉛直支柱を有している。正面視において、左側の支柱を第１鉛直支柱５２１とし、右側の支柱を第２鉛直支柱５２２とする。また、図示しないが、第１鉛直支柱５２１の裏には第３鉛直支柱が設けられ、第２鉛直支柱５２２の裏には第４鉛直支柱が設けられる。

第１駆動体５４１は、鉛直移動機構（不図示）を有しており、第１鉛直支柱５２１および第２鉛直支柱５２２を鉛直方向に移動させることができる。また、第２駆動体も同様の鉛直移動機構を有しており、第３鉛直支柱および第４鉛直支柱を鉛直方向に移動させることができる。第１駆動体５４１と第２駆動体とは、第１鉛直支柱５２１および第２鉛直支柱５２２と、第３鉛直支柱および第４鉛直支柱とを、同期して鉛直方向に移動させることができる。

このように、計量システム１１０では、容器５０は鉛直移動機構によって上下方向に移動することができるので、容器５０が各把持ユニット１５に対して鉛直方向に離れて配置されている場合でも、容器５０内の物品群の位置と、把持ユニット１５毎に設定される物品把持位置とを合わせることができる。また、計量システム１１０では、鉛直移動機構が左右移動機構を昇降させる必要はなく、容器５０だけを昇降させればよいので、容器５０を昇降させる際の負荷が軽減されている。さらに、計量システム１１０では、排出シュート６０の入口よりも上方の空間に左右移動機構５６が配置されていないので、排出シュート６０への異物混入が回避される。同様に、排出シュート６０の入口よりも上方の空間に鉛直移動機構が配置されていないので、排出シュート６０への異物混入が回避される。

（２－６）排出シュート６０
図１に示されるように、計量システム１１０は、２つの排出シュート６０を備えている。図１の正面視左側の排出シュート６０を第１排出シュート６０Ａとし、図１の正面視右側の排出シュート６０を第２排出シュート６０Ｂとする。但し、共通する構成および機能を説明するときは、単に、排出シュート６０という。

排出シュート６０は漏斗状の部材である。排出シュート６０は、把持ユニット１５の直下に配置される。具体的には、第１把持ユニット１５Ａの直下に第１排出シュート６０Ａが配置され、第２把持ユニット１５Ｂの直下に第２排出シュート６０Ｂが配置される。

容器５０は、第１把持ユニット１５Ａと第１排出シュート６０Ａとの間、または第２把持ユニット１５Ｂと第２排出シュート６０Ｂとの間に配置される。

第１排出シュート６０Ａは、容器５０が第２把持ユニット１５Ｂと第２排出シュート６０Ｂとの間に位置する時に、第１把持ユニット１５Ａの把持器３０が把持を解除して落下させる物品を受けて計量システム１１０の外に排出する。

同様に、第２排出シュート６０Ｂは、容器５０が第１把持ユニット１５Ａと第１排出シュート６０Ａとの間に位置する時に、第２把持ユニット１５Ｂの把持器３０が把持を解除して落下させる物品を受けて計量システム１１０の外に排出する。

本実施形態では、２つの排出シュートを用いているが、これに限定されるものではなく、第１把持ユニット１５Ａおよび第２把持ユニット１５Ｂが１つの排出シュートを共有することもある。また、排出シュートを使用せず、直接外部に排出することも可能である。

（２－７）制御部７０
制御部７０は、図示を省略するＣＰＵに加えて、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリを有する。図２に示すように、制御部７０は、ユニット駆動部１０、把持部材駆動機構３０ｂ，３２、計量器４０，４１、容器駆動部５４と電気的に接続されている。制御部７には、理想重量値等が操作パネル１０１を介して入力される。

制御部７０は、ＣＰＵがメモリに記憶されているプログラムを実行することで、ユニット駆動部１０、把持部材駆動機構３０ｂ，３２、容器駆動部５４等の計量システム１１０の各種構成の動作の制御や、計量器４０，４１の計量した物品の重量値を利用した組合せ計算等を行う。制御部７０の各種機能は、ソフトウェアで実現されなくてもよく、ハードウェアで実現されても、ハードウェアとソフトウェアとが協働することで実現されてもよい。

制御部７０は、把持部材駆動機構３０ｂを介して、把持爪３０ａを駆動し、把持爪３０ａに物品を把持させ、その後に物品の把持を解除させる。ここでは、「把持する」とは、図４（ａ）に示すような互いに離れた位置にある複数の把持爪３０ａが、径方向内向きに動き、図４（ｂ）に示すような互いに近づいた位置に移動することであり、「把持を解除する」とは、把持した後に再び、図４（ａ）に示すような互いに離れた位置に戻ること、という。

制御部７０は、把持部材駆動機構３２を介して、把持器３１の把持機構３３を駆動する。これにより、第１爪部３６及び第２爪部３７に物品を把持させ、その後に物品の把持を解除させる。制御部７０による把持部材駆動機構３２の制御は、把持器３０から取得される重量値に基づいて実施される。例えば、把持器３０から取得される重量値が目標重量値である場合、把持器３１による物品の把持は維持される。一方、把持器３０から取得される重量値が目標重量値未満であって、当該目標重量値の近傍である場合、一部もしくは全部の把持器３１による物品の把持が解除される。これにより制御部７０は、把持器３０，３１の両方から排出された物品の合計重量値を、目標重量値に到達させる。ここでは、「把持する」とは、図５（ｂ）に示すような互いに離れた位置にある複数の把持爪３０ａが、径方向内向きに動き、図５（ｃ）に示すような互いに近づいた位置に移動することであり、「把持を解除する」とは、把持した後に再び、図５（ｂ）に示すような互いに離れた位置に戻ること、という。

以上に説明した第１実施形態に係る計量システム１１０によれば、制御部７０は、計量器４０にて得られると共に把持器３０によって把持される第１物品の重量値に基づいて、把持器３１からの第２物品の排出を制御する。これにより、例えば重量値が目標重量値よりも少ない場合、第２把持モジュール２１の把持器３１から第２物品が排出されることによって、計量システム１１０から排出される物品の最終重量値を目標重量値の範囲内に精度よく設定できる。このように把持器３０，３１を用いることによって、計量システム１１０から排出される物品の重量値を精度よく設定できる。

第１実施形態では、第１把持モジュール２０は、把持器３０を複数有し、取得部としても機能する制御部７０は、複数の把持器３０のそれぞれにて把持される第１物品の重量値を取得し、上記取得部にて取得される重量値の組み合わせ計算を行い、予め設定された目標重量値もしくは当該目標重量値の近傍となる把持器３０の組み合わせを選択し、選択された把持器３０の把持を解除する制御を実施する。このため、把持器３０が容器５０の物品群から一部の物品を一旦把持した後、計量システム１１０は、目標重量値の物品を複数回排出可能になる。これにより、計量システム１１０による物品の生産効率を向上できる。

第１実施形態では、把持器３０は、３つ以上の把持爪３０ａを有し、把持器３１は、２つの爪部である第１爪部３６及び第２爪部３７を有する。このため、把持器３０による物品の把持を少量に設定できるので、把持器３０による微細な重量調整を実施できる。

第１実施形態では、第１爪部３６及び第２爪部３７が閉じているとき、第１爪部３６と第２爪部３７との間には、物品群に含まれる物品の径の０．５倍以上１．５倍以下の径Ｄを有する空間Ｓが設けられる。このため、把持器３１による物品の把持をより少量に設定できる。

第１実施形態では、把持器３１は、物品を把持したかどうかを検知する把持検知部を有する。このため、制御部７０は、把持器３１による重量調整の可否などを容易に判断できる。

（第２実施形態）
以下では、第２実施形態に係る計量システムについて説明する。第２実施形態の説明において第１実施形態と重複する記載は省略し、第１実施形態と異なる部分を記載する。つまり、技術的に可能な範囲において、第２実施形態に第１実施形態の記載を適宜用いてもよい。

図６は、第２実施形態に係る計量システムの構成を模式的に示すブロック図である。図６に示されるように、第２実施形態に係る計量システム３００は、組み合わせ計量装置１１０Ａと、搬送装置３１０と、重量調整装置３２０とを有する。計量システム３００においては、組み合わせ計量装置１１０Ａが最も上流に位置する。このため、搬送装置３１０と、重量調整装置３２０とは、組み合わせ計量装置１１０Ａよりも後段に位置する。

図７は、組み合わせ計量装置の正面図である。図７に示される組み合わせ計量装置１１０Ａは、第２把持モジュール２１を有さない点で、上記第１実施形態の計量システム１１０と異なる。換言すると、組み合わせ計量装置１１０Ａは、把持ユニット１５として、第２把持モジュール２１を含まない把持ユニット１５Ｃ，１５Ｄを有する。このため、組み合わせ計量装置１１０Ａに含まれる制御部は、複数の把持器３０のそれぞれにて把持される物品の重量値の組み合わせ計算を実施する。その後、当該制御部は、予め設定された目標重量値もしくは当該目標重量値の近傍となる把持器３０の組み合わせを選択し、選択された把持器３０の把持を解除する制御を実施する。当該制御後、把持器３０から排除された物品は、排出シュート６０を通って組み合わせ計量装置１１０Ａの外に排出される。当該物品は、例えば、排出シュート６０の出口に予め準備される収納容器内に収容される。

図８は、搬送装置及び重量調整装置を示す概略図である。図８に示されるように、搬送装置３１０は、組み合わせ計量装置１１０Ａから排出される物品Ｇ１を収容する収容容器ＳＣを搬送する装置であり、例えばベルトコンベアである。搬送装置３１０は、収容容器ＳＣの重量値を測定するための重量測定装置を有してもよい。例えば、収容容器ＳＣに含まれる物品Ｇ１の重量値が目標重量値から外れる場合、搬送装置３１０は、一時停止してもよい。この場合、収容容器ＳＣが重量調整装置３２０による重量調整が可能な位置まで搬送された後、搬送装置３１０が一時停止してもよい。重量調整装置３２０による重量調整が実施された後、搬送装置３１０による収容容器ＳＣの搬送が再開されてもよい。

重量調整装置３２０は、収容容器ＳＣ内の物品の重量を調整する装置（第２把持部）であり、例えばロボットアームである。重量調整装置３２０は、本体部３２１と、アーム３２２と、制御部３２３と、物品群Ｇ２（第２物品群）を収容する容器３２４（第２容器）とを有する。本体部３２１は、アーム３２２を支持する部分であって、工場の床などに固定される。本体部３２１は、ディスプレイ、タッチパネル、キーボードなどのユーザインターフェースを有してもよい。

アーム３２２は、容器３２４に収容される物品群Ｇ２、もしくは、収容容器ＳＣ内の物品Ｇ１を把持または排出する部分である。アーム３２２の先端には、把持器３１Ａ（第２把持手）及び計量器４１Ａを有する把持モジュール２１Ａが装着される。重量調整装置３２０の把持モジュール２１Ａは、上記第１実施形態の第２把持モジュール２１と同様の構造を有するため、組み合わせ計量装置１１０Ａの第１把持モジュール２０と異なる形状を有する。把持器３１Ａにおいては、上記第１実施形態の第２把持モジュール２１と同様の動作が可能である。アーム３２２の動作によって、把持モジュール２１Ａは、搬送装置３１０の直上と、容器３２４の直上とに移動可能である。加えて、把持モジュール２１Ａは、搬送装置３１０の近傍と、容器３２４の近傍とに接近可能である。このため、把持モジュール２１Ａに含まれる把持器３１Ａは、搬送装置３１０上の収容容器ＳＣ内の物品Ｇ１の一部と、容器３２４に収容される物品群Ｇ２の一部とのそれぞれを把持可能である。加えて、把持器３１Ａは、把持した物品Ｇ１の一部もしくは全部を容器３２４に排出可能であり、かつ、把持した物品群Ｇ２の一部を収容容器ＳＣ内に排出可能である。把持モジュール２１Ａに含まれる計量器４１Ａは、把持器３１Ａが把持した物品Ｇ１もしくは物品群Ｇ２の一部を計量する。

制御部３２３は、図示を省略するＣＰＵに加えて、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリを有する。制御部３２３は、組み合わせ計量装置１１０Ａ、及び搬送装置３１０と電気的に接続されている。制御部３２３は、ＣＰＵがメモリに記憶されているプログラムを実行することで、アーム３２２と把持モジュール２１Ａとの各種構成の動作の制御、計量器４１Ａが計量した重量値の取得、組み合わせ計量装置１１０Ａ及び／または搬送装置３１０から送信される重量値の取得、把持モジュール２１Ａが把持もしくは排出すべき重量値の算出等を行う。制御部３２３の各種機能は、ソフトウェアで実現されなくてもよく、ハードウェアで実現されても、ハードウェアとソフトウェアとが協働することで実現されてもよい。

制御部３２３は、アーム３２２の移動を制御することによって、容器３２４及び収容容器ＳＣの一方の近傍に把持モジュール２１Ａを位置させる。このとき、把持器３１Ａは、物品Ｇ１もしくは物品群Ｇ２に接触する。続いて、制御部３２３は、上記第１実施形態の制御部７０と同様に、把持器３１Ａに含まれる各部分を駆動させ、把持器３１Ａに物品を把持させる。続いて、制御部３２３は、アーム３２２の移動を制御することによって、容器３２４及び収容容器ＳＣの他方の近傍に把持モジュール２１Ａを位置させる。そして、組み合わせ計量装置１１０Ａ及び／または搬送装置３１０から得られる重量値に基づいて、把持モジュール２１Ａの把持を解除する制御を実施する。

例えば、組み合わせ計量装置１１０Ａから送信される物品Ｇ１の重量値が目標重量値である場合、重量調整装置３２０による重量調整はなされなくてもよいし、理想重量値になるように重量調整がなされてもよい。例えば、組み合わせ計量装置１１０Ａから送信される物品Ｇ１の重量値が目標重量値未満であって、当該目標重量値の近傍である場合、把持器３１Ａは、容器３２４から物品群Ｇ２の一部を把持した後、当該一部を収容容器ＳＣ内に排出する。例えば、組み合わせ計量装置１１０Ａから送信される物品Ｇ１の重量値が目標重量値よりも大きく、当該目標重量値の近傍である場合、把持器３１Ａは、収容容器ＳＣ内から物品Ｇ１の一部を把持した後、当該一部を容器３２４に排出する。以上の動作により、制御部３２３は、計量システム３００から排出された物品の合計重量値を、目標重量値に到達させる。

容器３２４は、物品群Ｇ２が収容される部材であり、所定位置に固定される。物品群Ｇ２は、収容容器ＳＣ内の物品Ｇ１と同一である。容器３２４は、搬送装置３１０を挟んで本体部３２１の反対側に位置するが、これに限られない。容器３２４内の物品群Ｇ２は、容器５０と同様の手法にて補充可能である。

以上に説明した第２実施形態に係る計量システム３００においても、上記第１実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて、第２実施形態によれば、組み合わせ計量装置１１０Ａから送信される物品Ｇ１の重量値が目標重量値よりも大きい場合であっても、計量システム３００から排出される物品の重量値を目標重量値に調整できる。このため、組み合わせ計量装置１１０Ａから物品が排出されやすくなるので、物品の生産効率をより向上できる。

以上、本発明を上記実施形態及び変形例に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態及び上記変形例に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲でさらなる変形が可能である。

図９は、把持機構の変形例を示す要部拡大側面図である。図９に示されるように、把持機構３３Ａは、筒部３５と、第１爪部３６Ａと、第２爪部３７Ａとを有する態様でもよい。第１爪部３６Ａは、先端部３６ｂを有さない代わりに、外周湾曲面３６ｄを有する点で、上記第１実施形態の第１爪部３６と異なる。外周湾曲面３６ｄは、第２爪部３７Ａから離れるように基部３６ａの先端から延在する側面であり、下に向かって凸となっている。同様に、第２爪部３７Ａは、先端部３７ｂを有さない代わりに、外周湾曲面３７ｄを有する点で、上記第１実施形態の第２爪部３７と異なる。外周湾曲面３７ｄは、第１爪部３６Ａから離れるように基部３７ａの先端から延在する側面であり、下に向かって凸となっている。このような把持機構３３Ａが用いられる場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果が発揮され得る。

上記第１実施形態では、第１把持モジュールが計量した物品の重量値に基づいて、第２把持モジュールの把持の解除の要否が判断されるが、これに限られない。例えば、制御部は、第１把持モジュールが排出した物品の重量値に基づいて、第２把持モジュールに把持される物品の排除を制御してもよい。この場合、例えば、排出シュート等に設けられる計量器から、制御部は、第１把持モジュールが排出した物品の重量値を取得する。また、制御部は、第１把持モジュールが計量した物品の重量値と、第１把持モジュールが排出した物品の重量値との両方に基づいて、第２把持モジュールに把持される物品の排除を制御してもよい。この場合、制御部は、例えば上記重量値の差分なども利用できる。

上記第２実施形態では、組み合わせ計量装置に含まれる第１把持モジュールが計量した物品の重量値に基づいて、制御部は、重量調整装置の把持器に把持される物品の排除、もしくは、収容容器内からの物品の回収を制御するが、これに限られない。例えば、制御部は、搬送装置等に含まれる重量測定装置が計量した物品の重量値に基づいて、重量調整装置による重量調整が実施されてもよい。また、組み合わせ計量装置に含まれる第１把持モジュールが計量した物品の重量値と、搬送装置等に含まれる重量測定装置が計量した物品の重量値との両方に基づいて、重量調整装置による重量調整が実施されてもよい。

上記第２実施形態では、重量調整装置が収容容器から物品を把持した場合、当該物品の把持を容器上にて解除するが、これに限られない。例えば、把持した物品を廃棄するためのシュート上等にて解除してもよい。また、重量調整装置が収容容器から物品を把持した場合、収容容器の重量値に応じて当該物品の一部または全てを収容容器内に戻してもよい。

１０…ユニット駆動部、１５…把持ユニット、２０…第１把持モジュール（第１把持部）、２１…第２把持モジュール（第２把持部）、２１Ａ…把持モジュール、３０…把持器（第１把持手）、３０ａ…把持爪（第１把持爪部）、３０ｂ，３２…把持部材駆動機構、３１，３１Ａ…把持器（第２把持手）、３３，３３Ａ…把持機構、３５…筒部、３６，３６Ａ…第１爪部、３６ａ，３７ａ…基部、３６ｂ，３７ｂ…先端部、３６ｃ，３７ｃ…溝部、３６ｄ，３７ｄ…外周湾曲面、３７，３７Ａ…第２爪部、４０，４１，４１Ａ…計量器、５０…容器（第１容器）、７０，３２３…制御部、１１０，３００…計量システム、１１０Ａ…組み合わせ計量装置、３１０…搬送装置、３２０…重量調整装置、３２４…容器（第２容器）、Ｇ１…物品、Ｇ２…物品群、Ｓ…空間。

Claims (6)

1. 容器に収容される物品群のうち一部の第１物品を把持し、排出する第１把持手を有する第１把持部と、
   前記物品群のうち他の一部の第２物品を把持し、排出し、かつ、前記第１把持手とは異なる形状を有する第２把持手を有する第２把持部と、
   前記第１把持部にて把持された前記第１物品の重量値、及び、前記第１把持部から排出された前記第１物品の重量値の少なくとも一方を取得する取得部と、
   前記重量値に基づき、前記第２把持部からの前記第２物品の排出を制御する制御部と、
   を備える計量システム。
2. 第１容器に収容される第１物品群のうち一部の第１物品を把持し、排出する第１把持手を有する第１把持部と、
   第２容器に収容される第２物品群のうち一部の第２物品を把持し、排出し、又は、前記第１把持部から排出された前記第１物品の一部を取り出し、かつ、前記第１把持手とは異なる形状を有する第２把持手を有する第２把持部と、
   前記第１把持部にて把持された前記第１物品の重量値、及び前記第１把持部から排出された前記第１物品の重量値の少なくとも一方を取得する取得部と、
   前記重量値に基づき、前記第２把持部による前記第２物品の排出、又は、前記第１物品の前記一部の排出を制御する制御部と、
   を備え、
   前記第２把持部は、前記第１把持部よりも後段に位置する、
   計量システム。
3. 前記第１把持部は、前記第１把持手を複数有し、
   前記取得部は、複数の前記第１把持手のそれぞれにて把持される前記第１物品の重量値を取得し、
   前記制御部は、
   前記取得部にて取得される前記重量値の組み合わせ計算を行い、
   予め設定された目標重量値もしくは当該目標重量値の近傍となる前記第１把持手の組み合わせを選択し、
   選択された前記第１把持手の把持を解除する制御を実施する、請求項１または２に記載の計量システム。
4. 前記第１把持手は、３つ以上の第１把持爪部を有し、
   前記第２把持手は、２つの第２把持爪部を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の計量システム。
5. 前記第２把持手の前記２つの第２把持爪部が閉じているとき、前記２つの第２把持爪部の間には、前記物品群に含まれる物品の径の０．５倍以上１．５倍以下の径を有する空間が設けられる、請求項４に記載の計量システム。
6. 前記第２把持手は、前記第２物品を把持したかどうかを検知する把持検知部を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の計量システム。

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