JP3863125B2

JP3863125B2 - 組合せ計量装置

Info

Publication number: JP3863125B2
Application number: JP2003160597A
Authority: JP
Inventors: 修二村田; 雅喜中島
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: EP1510796A1; US7015399B2; US20050173159A1; AU2004245786A1; WO2004109243A1; EP1510796A4; JP2004361266A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の物品を計量し、所定重量又は所定個数の集合体を得る組合せ計量装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、組合せ計量装置は、複数の容器にそれぞれ物品を収納し、その状態で物品の重量を計量して組合せ演算を行うと共に、最適組合せに選択された物品を容器から排出して集合させることにより、該物品を目標重量に計量するものである。しかし、このような組合せ計量装置は、自由落下で物品の移送を行うものが一般的であり、物品と装置又は物品同士の衝突のために物品が損傷することがあった。また、組合せ計量装置は、複数のホッパやフィーダ等の複雑な構成の部材を備えているので清掃作業も困難であり、特に粘着性の物品を扱う場合に、物品の装置への付着による清掃作業が一層面倒なものであった。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するために、容器ごと物品を搬送するものが特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００４】
特許文献１に記載の組合せ計量装置は、複数のコンベアを水平面上に平行に配置した構造である。このようなコンベアとして、物品が収納された容器を装置に供給するコンベア、コンベアをストックするコンベア、容器集合用のコンベア、容器排出用のコンベア等を備えている。供給された容器は、計量された後順次ストックコンベア上にストックされる。次に、ストックされた容器に収納された物品に対する組合せ演算を行い、組合せに選択された物品を収納した容器は、押板でそれぞれ集合コンベアに押し出される。集合コンベアでは、選択された容器を一箇所に集合させ、続いて排出コンベアを介して排出口に向けて容器を倒すことで物品を集合・排出させる。
【０００５】
また、特許文献２に記載の組合せ計量装置は、複数の搬送トレイを有し、該搬送トレイを垂直に搬送させる循環搬送路を備えたものである。計量した物品は搬送トレイに供給され、循環搬送路に沿って搬送される。次に、計量値に基づいて循環搬送路内の複数の搬送トレイに収納された物品ついての組合せ演算を行い、組合せ選択された物品は循環搬送路下方に複数個並べられたプールホッパを介して直下方に配設された搬出コンベアに排出される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２９２４２（図１）
【特許文献２】
特開２００２−１５６２７６（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献１の計量装置は、選択された容器を集合コンベアで１箇所に集合させるので、集合場所から遠くに位置する容器が選択された場合には、集合に時間が掛かりすぎるという問題がある。一方、特許文献２に記載の計量装置も同様に、選択されて搬送トレイから排出された物品をコンベアで１箇所に集合させるので、高速計量に向かない。
【０００８】
さらに、特許文献１に記載の計量装置は、ストックコンベアにおいて計量された順に容器を貯留するので、組合せに参加させる容器の数の増加に伴って設置スペースも増大する。一方、設置スペースが小さく、組合せに参加する容器の数が少ない場合、物品の計量精度が低下する。
【０００９】
そこで、本発明では、計量精度を低下することなく、高速計量を可能にする組合せ計量装置の提供を課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。まず、本願の請求項１に記載の発明は、複数の容器にそれぞれ物品を収納し、その状態で物品の重量を計量して組合せ演算を行うと共に、最適組合せに選択された物品を容器から排出して集合させることにより、該物品を目標重量に計量する組合せ計量装置であって、容器に収納された物品の重量を計量する計量手段と、計量済みの物品を収納した容器を複数個ストックするストック手段とを有する計量ユニットが複数台備えられていると共に、各計量ユニットのストック手段にストックされている全ての物品の重量を組合せ演算に参加させ、各ユニットから最大１個の容器を選択して最適組合せを求める演算手段と、最適組合せに選択されて各ユニットのストック手段から取り出された容器を１箇所の集合部へ搬出する搬出手段とが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、各ユニットから最大１個の容器を選択して最適組合せを求める演算手段を備えたことにより、各ユニットから選択された最大１個の容器が同時に集合部に搬出されると共に物品が排出されるので、１回の組合せ演算に際して排出までに要する時間が容器の個数に関係なくなり、特許文献１のように順次容器をストックする場合の容器１個分の時間で済み、高速計量が可能となる。さらに、各ユニット内に組合せに参加させる容器を複数個ストックすることができるので、計量精度の確保と高速計量の両立を図ることができる。
【００１２】
次に、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の組合せ計量装置において、前記ストック手段は容器を縦方向にストックする構造であることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、ストック手段は容器を縦方向にストックする構造とすることにより、装置をコンパクトに構成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る組合せ計量装置Ａは、第１〜第４計量ユニット１，２，３，４を備え、食品や工業製品などの物品を上部に開口を有する複数の容器に供給し、その状態で物品の重量を計量して組合せ演算を行うと共に、最適組合せに選択された物品を容器から排出して集合させることにより、該物品を目標重量に計量する。
【００１５】
各計量ユニット１，２，３，４には、それぞれの下部に第１〜第４排出シュート１ａ，２ａ，３ａ，４ａが設けられており、該第１〜第４排出シュート１ａ，２ａ，３ａ，４ａ下方に集合シュート１０が配置されている。
【００１６】
図２及び図３に第１計量ユニット１の該略図を示す。図２は第１計量ユニット１の正面図であり、図３は第１計量ユニット１の平面図である。なお、第２〜第４計量ユニット２，３，４については、第１計量ユニット１と同様の構成であるため説明を省略する。
【００１７】
第１計量ユニット１は、主として、リフト２０、計量部２１、ストック部２２、排出部２３、移送装置２４、各部を支えるフレーム２５、及び第１排出シュート１ａにより構成されている。
【００１８】
リフト２０は、第１計量ユニット１の下部から上部にかけて設けられ、後述する移送装置２４から前回の計量で排出済みの空の容器Ｃが第１計量ユニット１の計量部２１へと送られる。この移送装置２４から排出されて計量部２１に移送する間に、供給フィーダ（図示せず）により自動的に、あるいは、作業者の手により物品が容器Ｃに投入される。
【００１９】
計量部２１は、容器Ｃを矢印Ｘ１方向に搬送しながら容器Ｃ内の物品の重量を計量する部分であり、リフト２０に隣接して設けられている。
【００２０】
ストック部２２は、計量済みの物品を収納した容器Ｃをストックする部分である。ストック部２２は、図２に示すように、縦方向に設けられた５つの層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅで構成される。なお、図３においては、ストック部２２の最上層３０ａのみを示しているが、他の層３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅも同様の構成である。以下、図３に基づいて、ストック部２２の最上層３０ａについて説明する。
【００２１】
ストック部２２の最上層３０ａは、水平面内で環状の通路を形成しており、ストックされる容器Ｃは環状の通路を巡回することができる。また、ストック部２２と計量部２１との間には、搬送部３１が設けられている。該搬送部３１は、第１計量ユニット１の上下に亘って設けられて矢印Ｘ２方向に回転する支柱３２と該支柱３２に備えられて上下に移動可能な搬送部材３３とを有する。計量部２１を通過した容器Ｃは、前記搬送部材３３によって縁部を支持されて、支柱３２を中心に矢印Ｘ２方向に回転しながらストック部２２の各層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅに搬送することができる。
【００２２】
ストック部２２にストックされる容器Ｃは、図示しない駆動源により各層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ内を回転しながらストックされる（図３の矢印Ｙ１参照）。そして、各層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅの近傍に備えられた選択レバー３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ（選択レバー３４ａのみ図３に図示）を動作させることにより回転していた容器Ｃが遠心力で接線方向（図３の矢印Ｙ２方向）に飛び出して排出部２３へ排出される。
【００２３】
排出部２３は、第１計量ユニット１の上部から下部に亘って垂直方向に設けられた通路であり、ストック部２２から排出された容器Ｃを移送装置２４へ送る。
【００２４】
移送装置２４は、第１計量ユニット１の下部に設けられ、排出部２３から排出された容器Ｃに収納された状態で供給される物品を排出シュート１ａへ移送する装置である。
【００２５】
排出シュート１ａは、上面と底面とが開口している箱状の部材であり、移送装置２４から移送された物品を第１計量ユニット１の下方に設けられた集合シュート１０へ排出する。なお、各排出シュート１ａ，２ａ，３ａ，４ａは、組合せ計量装置Ａの比較的下部の中心側にそれぞれ隣接するように位置している。
【００２６】
移送装置２４は、図２に示すように、旋回機構４０、回転部４１ａ，４１ｂ，４１ｃ及び筐体４２により構成される。
【００２７】
旋回機構４０は、物品を収納した容器Ｃを旋回軸４３周りに垂直面内で旋回させる機構であり、主として、旋回軸４３に組み付けられた旋回部材４４と旋回軸４３を駆動する筐体４２内部に配置された図示しない旋回モータ（図５参照）Ｍ１とにより構成される。
【００２８】
図２に示すように、回転部４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、物品を収納した容器Ｃを回転させる機構であり、それぞれ旋回部材４４を構成する３つのアーム部材４４ａ，４４ｂ，４４ｃの先端付近に構成されている。各回転部４１ａ，４１ｂ，４１ｃは筐体４２の内部に収容された回転モータＭ２，Ｍ３，Ｍ４（図５参照）によって、それぞれ個別に制御される。
【００２９】
図４に示すように、移送装置２４には、供給される物品を収納した容器Ｃを受け取って支持する部材ホルダー４５ａ，４５ｂ，４５ｃが備えられている。それぞれアーム部材４４ａ，４４ｂ，４４ｃの先端付近に設けられている。このホルダー４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、前記回転部４１ａ，４１ｂ，４１ｃによって駆動され、アーム部材４４ａ，４４ｂ，４４ｃに対して回転自在とされる。
【００３０】
排出部２３から排出された容器Ｃは、移送装置２４のホルダー４５ａ，４５ｂ，４５ｃのいずれかに保持される（図例では、ホルダー４５ａに保持される）。次に、図４に示すように、容器Ｃが所定角度旋回すると、旋回により物品Ｂに生じる遠心力ベクトル（実線矢印Ｚ）の向きと容器Ｃの開口とが一致するように容器Ｃを図示しない回転軸を中心に回転させる。すると、それまで物品Ｂを支えていた容器Ｃの側面あるいは底面が、容器Ｃの開口と入れ替わる。支えるものがなくなった物品Ｂは、遠心力により容器Ｃから排出される。
【００３１】
物品Ｂが排出されて空になった容器Ｃはさらに旋回して容器Ｃが移送装置２４下方を通過する際にホルダー４５ａ，４５ｂ，４５ｃから離れ、移送装置２４から排出される。移送装置２４から排出された空の容器Ｃは、物品が供給され、リフト２０により再び計量部２１へと移送される。
【００３２】
一方、移送装置２４から排出された物品Ｂは、排出シュート１ａに供給され、集合シュート１０へと排出される。集合シュート１０では、組合せ演算結果に基づいて他の計量ユニット２，３，４から排出された物品も同時に排出されるので、これらの物品が合計されて所定重量の物品が排出されることになる。
【００３３】
図５に示すように、制御部５０は、この組合せ計量装置Ａを総括的に制御するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等から構成され、各計量ユニット１，２，３，４のリフト２０、計量部２１、ストック部２２、移送装置２４、搬送部３１、及び選択レバー３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅが接続されている。制御部５０は、容器Ｃ内の物品の計量値を組合わせた合計が所定範囲内の値となる容器Ｃの組合せを選択する組合せ演算を行う。そして、特徴的なこととして、制御部５０は、各計量ユニット１，２，３，４から最大１つの容器Ｃを選択し、選択した容器Ｃをストック部２２から排出部２３に排出させる。このとき、選択された層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅに備えられた選択レバー３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅが駆動される。次に、制御部５０は、移送装置２４を制御して容器Ｃから物品を排出シュート１ａに排出させる。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る組合せ計量装置Ａが図６に示すような組合せ計量を行う場合に、制御部５０が行う制御について説明する。一例として、第１計量ユニット１の場合、まず、容器Ｃがリフト２０により第１計量ユニット１の上部にまで運ばれる間に容器Ｃに物品が投入されると、計量部２１は容器Ｃに収納された物品の重量を計量し、計量データを制御部５０へ出力する。計量後、容器Ｃは搬送部材３３に支持されてストック部２２に搬送され、容器Ｃを各層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅに一旦ストックする。このとき、第２〜第４計量ユニット２，３，４でも同様の動作が行われる。
【００３５】
制御部５０は、入力された計量データに基づいて各計量ユニット１，２，３，４のそれぞれ５つの層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅにストックされた全ての容器Ｃを参加させて、組合せ演算を行う。すなわち、制御部５０は、各計量ユニット１，２，３，４にストックされた容器Ｃの中から組合せ重量が目標重量と一致する、あるいは許容範囲内で目標重量に近くなる最適な組合せとなる容器Ｃを選択する。このとき、各計量ユニット１，２，３，４からそれぞれ最大１つの容器Ｃが選択される（つまり、各計量ユニット１，２，３，４から１個または０個の容器Ｃが選択される）。ここでは、図６に示すように、第１計量ユニット１からは第５層３０ｅの容器Ｃ、第２計量ユニット２からは第２層３０ｂの容器Ｃ、第３計量ユニット３からはなし、第４計量ユニット４からは第３層３０ｃの容器Ｃがそれぞれ選択され、１回の計量に際して全体として３つの容器Ｃが選択された場合である。
【００３６】
そして、第１計量ユニット１の選択レバー３４ｅ、第２計量ユニット２の選択レバー３４ｂ、第４計量ユニットの選択レバー３４ｃを図３に示す２点鎖線で示すように駆動することで、第１計量ユニット１の第５層３０ｅ、第２計量ユニット２の第２層３０ｂ、第４計量ユニット４の第３層３０ｃにストックされた容器Ｃはそれぞれストック部２２から排出部２３に排出される。このとき、第３計量ユニット３からは選択なし（０個）のため、該ユニット３に備えられた選択レバー３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅは全て図３に実線で示す位置に維持される。なお、ここでは３つの容器Ｃを選択する場合について述べたが、もちろん選択する容器Ｃの数（この場合は１〜４個）は任意に設定することができる。また、一回の計量ごとに、選択する容器Ｃの数（この場合は１〜４個）を任意に変更することもできる。
【００３７】
そして、選択された容器Ｃは移送装置２４に送られるが、このとき、旋回機構４０を旋回モータＭ１で回転することによって、容器Ｃはいずれかのホルダー４５ａ，４５ｂ，４５ｃに保持される。そして、旋回部材４４が所定角度旋回するまでは回転モータＭ２，Ｍ３，Ｍ４で旋回部材４４の回転による遠心力で物品が容器Ｃから排出されないようにモータＭ２，Ｍ３，Ｍ４の駆動を制御し、所定角度を超えると回転モータＭ２，Ｍ３，Ｍ４の駆動を制御することで、遠心力によって容器Ｃ内の物品を排出シュート１ａ，２ａ，３ａに排出する。
【００３８】
このように、本実施の形態に係る組合せ計量装置Ａは、複数台（この場合４台）の計量ユニット１，２，３，４を備えたことにより、ランダムに容器Ｃの搬出・集合を行うことができる構成となる。これによって、複数個の容器Ｃを同時に搬出・排出することができるので、従来の順次集合・排出を行う装置では必要であった容器Ｃを１箇所に集合するための待ち時間を省略することができ、高速計量が可能になる。また、１回の組合せ演算で各計量ユニット１，２，３，４から選択される容器Ｃの数を最大１つに制限することによって、１回の組合せ演算に際して排出までに要する時間が容器Ｃの個数に関係なくなり、従来の装置のように順次容器Ｃをストックする場合の容器Ｃ１個分の時間で済み、一層高速計量が可能となる。さらに、各計量ユニット１，２，３，４内に組合せに参加させる容器Ｃを複数個（この場合５個）ストックすることができるので、組合せ演算に参加する容器Ｃの数を十分に確保することができるので、計量精度の確保と高速計量の両立を図ることができる。
【００３９】
さらに、各計量ユニット１，２，３，４でそれぞれ５つの層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅを縦方向に配置することで、装置Ａをコンパクトに構成することができる。
【００４０】
また、本実施の形態に係る組合せ計量装置Ａは、備えるユニット数を４つとしたが、５つ以上のユニットでを備えたものでもよく、このようにユニット数を多くすれば組合せ演算に参加する容器Ｃの数が多くなり、計量精度を向上することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、本発明によると、各計量ユニットから最大１個の容器を選択して最適組合せを求める演算手段を備えたことにより、各ユニットから選択された最大１個の容器が同時に集合部に搬出されると共に物品が排出されるので、１回の組合せ演算に際して排出までに要する時間が容器の個数に関係なくなり、従来の装置のように順次容器をストックする場合の容器１個分の時間で済み、高速計量が可能となる。さらに、各ユニット内に組合せに参加させる容器を複数個ストックすることができるので、計量精度の確保と高速計量の両立を図ることができる。
【００４２】
また、ストック手段は容器を縦方向にストックする構造とすることにより、装置をコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る組合せ計量装置の概略斜視図である。
【図２】第１計量ユニットの正面図である。
【図３】第１計量ユニットの最上層の平面図である。
【図４】容器から物品を排出するときを示す移送装置の正面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る組合せ計量装置のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る組合せ選択の例を表す図である。
【符号の説明】
１第１計量ユニット
２第２計量ユニット
３第３計量ユニット
４第４計量ユニット
１０集合シュート（集合部）
２１計量部（計量手段）
２２ストック部（ストック手段）
２４移送装置（搬出手段）
５０制御部（演算手段）
Ａ組合せ計量装置
Ｂ物品
Ｃ容器

Claims

複数の容器にそれぞれ物品を収納し、その状態で物品の重量を計量して組合せ演算を行うと共に、最適組合せに選択された物品を容器から排出して集合させることにより、該物品を目標重量に計量する組合せ計量装置であって、容器に収納された物品の重量を計量する計量手段と、計量済みの物品を収納した容器を複数個ストックするストック手段とを有する計量ユニットが複数台備えられていると共に、各計量ユニットのストック手段にストックされている全ての物品の重量を組合せ演算に参加させ、各ユニットから最大１個の容器を選択して最適組合せを求める演算手段と、最適組合せに選択されて各ユニットのストック手段から取り出された容器を１箇所の集合部へ搬出する搬出手段とが設けられていることを特徴とする組合せ計量装置。
前記ストック手段は容器を縦方向にストックする構造であることを特徴とする請求項１に記載の組合せ計量装置。