JP3974716B2

JP3974716B2 - リニア搬送装置およびこれを用いた組合せ計量計数装置

Info

Publication number: JP3974716B2
Application number: JP30369598A
Authority: JP
Inventors: 幸夫中川; 泰章森中
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2018-10-26
Also published as: JP2000131128A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータを駆動源として、物品を所定の搬送方向へ搬送するリニア搬送装置およびこれを用いた組合せ計量計数装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
複数の計量器による物品の計量値を組合せ演算し、許容範囲内の組合せ重量となる計量器内の物品を選択して組み合わせる組合せ計量装置の一例として、前記各計量器に供給する複数のフィーダを放射状に配置するとともに、その放射配列の中央部に例えば円錐状の分散フィーダを配置して、この分散フィーダの上方から投下した物品を分散フィーダを介して前記各フィーダに均等に分配供給するようにしたものが知られている。この場合、各フィーダには、傾斜方向に配置したトラフを加振器で加振して、トラフ上の物品を順次、前方に移動させる加振式の搬送装置が使用される。
【０００３】
しかし、加振式の搬送装置をフィーダとして使用した前記組合せ計量装置では、加振器でトラフを加振して搬送駆動を行うので、騒音が発生する。また、放射状に配置されたフィーダのトラフ上に物品が局所的に偏在した山形の堆積状態となり易く、従来、そのような物品の偏在した状態は自然に解消されるのに任せていた。そのため、各計量器への物品の所望量の供給が適正に行えず、組合せ演算の精度の向上を阻害する要因となっていた。
【０００４】
ところで、物品を搬送する装置として、上述した加振式の搬送装置のほかに、リニア搬送装置が知られている。このリニア搬送装置は、１次巻線鉄心により構成される固定子と磁石とからなるリニアモータを使用し、前記固定子を、ベース上に設けるとともに、前記磁石を、物品を載せるトラフの底面に前記固定子と所定の間隔を隔てた状態に取り付け、リニアモータの駆動でトラフを所定の搬送方向に往復動させることにより、トラフ上の物品を搬送するようにしたものである（特公昭５４−３５３９５号公報）。
【０００５】
このリニア搬送装置では、搬送駆動に伴い騒音が発生するのを防止することはできるが、トラフ上に載せられた物品が偏在した山形の堆積状態となっても、その堆積状態を解消する対策が講じられていないので、やはり物品の搬送量が一定しないという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたもので、トラフ上に載せられた物品が偏在した堆積状態となった場合に、この状態を自動的に解消して、物品を定量搬送することのできるリニア搬送装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、本発明の請求項１に係るリニア搬送装置は、物品が載置されるトラフと、前記トラフを搬送方向に往復動させて物品を計量部へ搬送させるリニアモータ式の駆動機と、前記トラフ上の物品が山形に偏在した堆積状態となっていることを判別する判別手段と、前記駆動機を制御するコントローラとを備える。前記コントローラは、前記偏在した堆積状態が判別されたとき、物品を搬送させないようにトラフを往復動させて前記偏在した堆積状態を解消する偏在解消手段を有する。
【０００８】
前記リニア搬送装置によれば、トラフ上の物品が山形に偏在した堆積状態となっていることを判別手段が判別すると、駆動機を制御するコントローラの偏在消去手段が、物品を搬送させないようにトラフを往復動させ、これにより物品の山が崩れ、物品が偏在して堆積する状態が解消される。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係るリニア搬送装置は、請求項１の構成において、前記判別手段が、前記トラフの前後部の重量を検出する一対の重量検出器と、検出された重量から前記偏在した堆積状態を判別する判別回路とを有している。
【００１０】
前記リニア搬送装置によれば、一対の重量検出器のそれぞれが検出するトラフ前後部の重量の差異に基づき、判別回路が偏在した堆積状態を判別するので、ビデオカメラなどの複雑な機構による映像処理で前記偏在した堆積状態を判別する必要がないので、安価な構成により偏在した堆積状態を正確に判別できる。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係る組合せ計量計数装置は、複数の計量器による物品の計量値または計数値を組み合わせ演算し、許容範囲内の組合せ重量または組合せ個数となる計量器内の物品を選択して組み合わせる装置であって、物品を前記計量器に供給するフィーダが、請求項１または２に記載のリニア搬送装置で構成されている。
【００１２】
前記組合せ計量計数装置によれば、トラフ上で物品が偏在した堆積状態になるのを自動的に解消できるので、計量器への所望量の物品の定量供給が適正に行われることになり、物品を正確に組合せ演算できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るリニア搬送装置を備えた組合せ計量装置を示す一部切断した概略正面図である。図１において、搬送コンベア１によって搬送されてきた被計量物である例えばスナック菓子のような物品Ｍは、投入シュート２を介して平坦な円錐状の単一の分散フィーダ３上に供給される。この分散フィーダ３は加振器４の駆動により上下に加振されて振動し、物品Ｍを全方位に分散させる。分散フィーダ３の下方周囲にはリニア搬送装置からなる複数の移送フィーダ７が放射状に配置され、各移送フィーダ７の先端部下方には、複数のプールホッパ９が各移送フィーダ７に個々に対応させて円形に配置されている。さらに、プールホッパ９の下方には、複数の計量ホッパ１０が各プールホッパ９に個々に対応させて円形に配置されている。前記プールホッパ９および計量ホッパ１０は、これらの下部排出口を開閉するゲート１３，１４を有する。
【００１４】
前記各移送フィーダ７は、分散フィーダ３から受けた物品Ｍを水平方向の往復動によって対応するプールホッパ９に供給し、プールホッパ９は、投入された物品Ｍを一時的にプールしたのちに、この物品Ｍをゲート１３の開動により排出して計量ホッパ１０に供給する。
【００１５】
前記計量ホッパ１０は、この計量ホッパ１０内の物品Ｍの重量を計量するロードセルのような計量手段１１を介して後述するケース２３に支持されている。計量ホッパ１０の下方には、計量ホッパ１０から排出された物品Ｍを中央下部に集める集合排出シュート１７が配置されており、この集合排出シュート１７は、着脱自在な複数の上段シュート部１７ａを、固定された下段シュート部１７ｂの回りに放射状に配置することにより構成されている。下段シュート部１７ｂの下端排出口から排出された物品Ｍは、集合排出シュート１７に集合されたうえで、振分シュート１８を通って包装機１９に供給されて包装される。
【００１６】
図示しない床に支持された支持架台２０上に本体フレーム２１が載置されており、この本体フレーム２１に、複数の支持脚２２を介してケース２３が支持されている。このケース２３の上部に、投入シュート２、分散フィーダ３、移送フィーダ７およびプールホッパ９が配置されているとともに、ケース２３の外周部に計量ホッパ１０が、内側に計量手段１１が、それぞれ配置されている。ケース２３内には、プールホッパ９および計量ホッパ１０の制御部や駆動モータなどが収納されている。
【００１７】
前記ケース２３内の制御部は、複数の計量ホッパ１０の物品Ｍの計量値を組合せ演算し、許容範囲内の組合せ重量となる計量ホッパ１０内の物品Ｍを選択し、それらの計量ホッパ１０のゲート１４を開動し、包装機１９に供給する。
【００１８】
図２は、前記移送フィーダ７の制御系の構成を示すブロック図である。この移送フィーダ７はリニア搬送装置からなる。このリニア搬送装置は、搬送する物品Ｍが載置されるトラフ２５と、このトラフ２５を水平な搬送方向Ｘ−Ｙに往復動させて物品Ｍを計量部のプールホッパ９へ搬送させるリニアモータ式の駆動機２６と、この駆動機２６を制御するコントローラ２９と、前記トラフ２５上の物品Ｍが山形に偏在した堆積状態となっていることを判別する判別手段３０とを備える。前記コントローラ２９には、前記判別手段３０によって前記偏在した堆積状態が判別されたとき、物品Ｍを搬送させないようにトラフ２５を往復動させて前記偏在した堆積状態を解消する偏在解消手段３３が内蔵されている。
【００１９】
前記トラフ２５の水平な底面の前後部は、上述した往復動が可能となるように、一対の重量検出器３１で支持される。この一対の重量検出器３１と、これら重量検出器３１で検出された前記トラフ２５の前後部の重量から、前記偏在した堆積状態を判別する判別回路３２とで、前記判別手段３０が構成される。
【００２０】
前記移送フィーダ７の駆動機２６は、前記トラフ２５の底面に設けた磁石２７と、前記トラフ２５を前記重量検出器３１を介して支持するベース３４の上面に設けたコイル２８とを有する。前記ベース３４は、ケース２３の上壁により形成されている。トラフ２５は、前記磁石２７とコイル２８との間に所定の上下隙間が生じる高さとなるように、上述した前後部の重量検出器３１で支持される。このように、駆動機２６の磁石２７とコイル２８とが、トラフ２５とベース３４に分けて設けられているので、必要に応じてトラフ２５をベース３４上から容易に取り外すことができ、しかも、トラフ２５に電気配線が不要なので、トラフ２５の洗浄を容易に行うことができる。
【００２１】
前記重量検出器３１は左右の固定部３１ａおよび可動部３１ｂと、これらを連結する上下のビーム部３１ｃ，３１ｃと、可動部３１ｂの上下変位量に相当する歪量を検出する歪ゲージとを有するロードセルからなる。そのロードセル３１の可動部３１ｂには、上方に突出してトラフ２５の底面を水平摺動可能に支持する支持ロッド３５が設けられ、また固定部３１ａは、下方に延びたブラケット３６を介して前記ベース３４に支持されている。
【００２２】
前記移送フィーダ７による物品Ｍの搬送動作は、図３に示すように行われる。すなわち、図３（Ａ）のようにトラフ２５の上に物品Ｍが載せられた状態で、コイル２８への通電により駆動機２６が作動して、図３（Ｂ）のようにトラフ２５が、トラフ２５に対する物品Ｍの静止摩擦抵抗に打ち勝たない程度のピーク値Ｐ１（図４）を持つ速度Ｖ_Fで前進側（Ｘ方向）に移動する。これにより、物品Ｍはトラフ２５と一体となって前進側に移動する。なお、物品Ｍは、わかり易くするために、一部分のみを記載している。
【００２３】
次に、駆動機２６の逆作動により、図３（Ｃ）のようにトラフ２５が、トラフ２５に対する物品Ｍの静止摩擦抵抗に打ち勝つように、前記前進速度Ｖ_Fよりも大きいピーク値Ｐ２（図４）を持つ速度Ｖ_Rで後退側（Ｙ方向）に移動する。これにより、物品Ｍは、トラフ２５上を、静止摩擦抵抗よりも小さい動摩擦抵抗を受けながら相対的に前進側に滑って移動する。以下、図３（Ｄ），（Ｅ）に示すように、トラフ２５の前記往復動を繰り返すことにより、物品Ｍが搬送方向に順次移動して搬送が行われ、トラフ２５の先端側の計量部のプールホッパ９（図１）に物品Ｍが投入される。
【００２４】
図４（Ａ）は、前記移送フィーダ７の搬送動作時のトラフ２５の速度変化を示す波形図である。縦軸はトラフ２５の移動速度を表し、横軸は時間を表す。また、縦軸の上側は前進速度Ｖ_Fを表し、下側は後退速度Ｖ_Rを表す。上述したように、後退速度Ｖ_Rのピーク値Ｐ２は、前進速度Ｖ_Fのピーク値Ｐ１より大きい値とされる。
【００２５】
なお、同図において、前進速度Ｖ_Fおよび後退速度Ｖ_Rの波形と時間軸（横軸）とで囲まれる部分の面積（波形の時間積分値）は、トラフ２５の往復動のストローク（振幅）を表し、前進速度Ｖ_Fの部分の面積と後退速度Ｖ_Rの部分の面積とは等しく、ピーク値の小さい前進速度Ｖ_Fの波形の時間軸Ｔ_Fは、ピーク値の大きい後退速度Ｖ_Rの波形の時間幅Ｔ_Rよりも長くなる。また、前進速度Ｖ_Fおよび後退速度Ｖ_Rの面積は、トラフ２５の往復動のストロークが長くなるほど大きくなる。図２のコイル２８の磁束密度に比例するコイル２８への通電電流の波形は、前記速度波形を時間微分した波形に相当する。
【００２６】
前記移送フィーダ７におけるトラフ２５上の物品Ｍが後部に偏在した山形の堆積状態となっている場合、図５に示すようにして偏在解消が行われる。すなわち、トラフ２５上の物品Ｍが前後に偏在した堆積状態となると、トラフ２５の前部重量を検出する一方の重量検出器３１の検出値と、トラフ２５の後部重量を検出する他方の重量検出器３１の検出値との差が大きくなる。これら両検出値を入力する図２の次段の判別回路３２では、前記両検出値の差が所定値以上になると、偏在判別信号を出力してコントローラ２９の偏在解消手段３３に入力させる。
【００２７】
これにより、偏在解消手段３３は、図５（Ａ）に示す停止状態から、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように、物品Ｍを搬送させないようにトラフ２５を往復動させて、前記偏在した堆積状態を解消する。すなわち、この偏在解消動作では、図４（Ｂ）に示すように、先述した搬送動作時の前進速度Ｖ_Fのピーク値Ｐ１よりも大きく、後退速度Ｖ_Rのピーク値Ｐ２よりも小さいピーク値Ｐ３となる前進速度Ｖ_Fおよび後退速度Ｖ_Rでトラフ２５を往復動させる。これにより、トラフ２５の往復動で、物品Ｍの下部は静止摩擦抵抗に打ち勝ってトラフ２５を滑動することはないが、物品Ｍの山の上部は前後に動くので、物品Ｍの山部が崩される。以下、図５（Ｄ），（Ｅ）に示すように、トラフ２５の前記往復動を繰り返すことにより、さらに物品Ｍの山部が崩されて、最終的に前後にわたって平坦化される。物品Ｍが平坦な堆積状態となると、前後の重量検出器３１の検出値の差が所定値以下となるので、図２の判別回路３２から偏在解消手段３３への偏在判別信号の出力が停止され、偏在解消動作が終了する。
【００２８】
図５において、物品の山がトラフ２５の前部に存在する場合、つまり、前部の重量検出器３１の検出値の方が後部の重量検出器３１よりも所定値以上大きいとき、山が崩れて前方の計量部の一部であるプールホッパ９内に不測に落下するのを避けるために、後退速度Ｖ_Rのピーク値Ｐ３の方を前進速度Ｖ_Fのピーク値Ｐ３よりも若干大きくして、山の上部が後方へ崩れ落ちるように設定する。
【００２９】
図１に示した組合せ計量装置は、その移送フィーダ７が、前記のように構成されたリニア搬送装置からなるので、トラフ２５上で物品Ｍが偏在した堆積状態となるのを自動的に解消でき、計量部のプールホッパ９９への物品Ｍの定量供給を適正に行うことができる。その結果、物品Ｍを正確に組合せ演算できる。
【００３０】
なお、前記実施形態では、トラフ２５上の物品Ｍが偏在した堆積状態であることを判別する判別手段３０を、前後１対の重量検出器３１と判別回路３２で構成したが、ビデオカメラなどによる映像処理により判別するようにしてもよい。
【００３１】
また、前記実施形態では、物品を定量ずつ切り出す組合せ計量装置について説明したが、飴や小粒のチョコレートのように、１個の重量のばらつきが小さく、重量（計量値）を単品重量で除して正確な個数（計数値）が求められる物品について、所定の個数となる計量ホッパの組合せを選択し、それらの計量ホッパから物品を排出させる組合せ計数装置にも、本発明を同様に適用することができる。
【００３２】
さらに、本発明のリニア搬送装置は、組合せ計量計数装置以外に、薬剤のような物品の秤量装置に物品を所望量ずつ供給する、いわゆるコンスタントフィーダとして用いることもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１のリニア搬送装置によれば、物品が載置されるトラフと、前記トラフを搬送方向に往復動させて物品を計量部へ搬送させるリニアモータ式の駆動機と、前記トラフ上の物品が山形に偏在した堆積状態となっていることを判別する判別手段と、前記駆動機を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記偏在した堆積状態が判別されたとき、物品を搬送させないようにトラフを往復動させて前記偏在した堆積状態を解消する偏在解消手段を有するものとしたため、トラフ上で物品が山形に偏在した堆積状態となって搬送されるのを解消することができ、所望量の物品の搬送を適正に行うことができる。
【００３４】
また、本発明の請求項３の組合せ計量装置によれば、複数の計量器による物品の計量値または計数値を組み合わせ演算し、許容範囲内の組合せ重量または組合せ個数となる計量器内の物品を選択して組み合わせるものにおいて、物品を前記計量器に供給するフィーダが前記構成のリニア搬送装置からなるものとしたため、計量器への所望量の物品の搬送が適正に行われ、物品を正確に組合せ演算できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るリニア搬送装置を使用した組合せ計量装置を示す一部破断した概略側面図である。
【図２】同リニア搬送装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】同リニア搬送装置の搬送動作を示す側面図である。
【図４】（Ａ）は搬送動作時のトラフ移動速度の波形図を示し、（Ｂ）は偏在解消動作時のトラフ移動速度の波形図を示す。
【図５】同リニア搬送装置の偏在解消動作を示す側面図である。
【符号の説明】
７…移送フィーダ（リニア搬送装置）、９，１０，１１…計量部、２５…トラフ、２６…駆動機、２７…磁石、２８…コイル、２９…コントローラ、３０…判別手段、３１…重量検出器、３２…判別回路、３３…偏在解消手段、Ｍ…物品

Claims

物品が載置されるトラフと、
前記トラフを搬送方向に往復動させて物品を計量部へ搬送させるリニアモータ式の駆動機と、
前記トラフ上の物品が山形に偏在した堆積状態となっていることを判別する判別手段と、
前記駆動機を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記偏在した堆積状態が判別されたとき、物品を搬送させないようにトラフを往復動させて前記偏在した堆積状態を解消する偏在解消手段を有しているリニア搬送装置。
請求項１において、前記判別手段は、前記トラフの前後部の重量を検出する一対の重量検出器と、検出された重量から前記偏在した堆積状態を判別する判別回路とを有するリニア搬送装置。
複数の計量器による物品の計量値または計数値を組み合わせ演算し、許容範囲内の組合せ重量または組合せ個数となる計量器内の物品を選択して組み合わせる組合せ計量計数装置において、物品を前記計量器に供給するフィーダが、請求項１または２に記載のリニア搬送装置で構成されていることを特徴とする組合せ計量装置。