JP4031352B2

JP4031352B2 - Heavy duty filling machine

Info

Publication number: JP4031352B2
Application number: JP2002331922A
Authority: JP
Inventors: 勝三川西; 孝橋　　徹
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: JP2004163357A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め定めた充填目標重量の物品を容器等に充填する重量式充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物品を所定量だけ充填する重量式充填装置の一例として、例えば特許文献１に開示されているものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−５５５４２号公報
【０００４】
この装置では、計量ホッパに物品が大供給流量で投入される。即ち、一次充填が行われる。計量ホッパへの物品の供給量が予め定めた一次充填重量にほぼ等しくなると、そのときまでの計量ホッパへの物品供給重量を計量する。この計量値と目標充填重量との差を二次充填重量として算出する。そして、計量ホッパから物品を包装容器等に向けて計量ホッパから物品を排出するのと並行して、上記二次充填重量だけ排出計量方式の充填装置から包装容器等に向けて物品を排出する。即ち、二次充填が行われる。この二次充填での供給流量は、計量ホッパへの供給流量よりも小さく設定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この装置では、計量ホッパから包装容器等への物品の排出と、排出計量方式の充填装置から包装容器等への物品の排出とが並行して行われているので、充填に要する時間を短くすることができる。しかし、この装置では、計量ホッパに供給する物品の重量が大きいので、計量ホッパへ一次充填重量に近い物品を供給するのに時間がかかる。さらに、計量ホッパへの物品供給は投入によって行われているので、計量ホッパが備える計量器の計量信号には外乱が発生しやすい。この外乱を押さえながら計量ホッパに物品を供給しようとすると、計量ホッパへの供給流量を少なくする必要があり、物品の供給に更に多くの時間がかかる。また、計量ホッパの計量器によって大きい重量（一次充填重量）の物品を計量している。そのため、計量器の質量が大きくなるので、計量器の計量信号に含まれる固有振動の周期が長くなる。これを除去するために計量信号を通過させるフィルタの時定数を大きくする必要がある。そのため、計量ホッパによる計量に要する時間が益々長くなる。
【０００６】
仮に、計量ホッパへの物品供給流量を多くした場合、物品が粉体や粒体のような粉粒体の場合、物品の密度のバラツキが大きくなったり、計量器に与えられる振動が大きくなったりする。そのため、計量ホッパへの物品の供給精度が低くなり、二次充填重量のバラツキが大きくなる。このバラツキを考慮して、一次充填重量を目標充填重量よりもかなり小さい値に設定する必要がある。その結果、二次充填による充填量が多くなり、小流量である二次充填に長い時間を要する。結果として、一次及び二次充填動作を通じて、余り大きな充填時間の短縮が実際には望めない。さらに、一次充填の完了後に、計量ホッパの計量器の計量信号が安定した後でなければ、正確な一次充填重量が決定されず、そのため、二次充填重量も計量信号の安定後でなければ決定されない。この点からも充填時間の短縮には、未だ解決すべき問題がある。
【０００７】
本発明は、充填に要する時間を短縮しながら、高精度に充填重量の物品を容器等に充填することができる重量式充填装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様による重量式充填装置は、それぞれに粉粒体が収容される複数の物品収容手段を有している。これら物品収容手段に収容される粉粒体を計量手段が計量する。各物品収容手段に計量手段を設けることもできるし、計量手段を備えた物品収容手段に物品を供給して、計量した後に、計量手段を備えていない物品収容手段に計量済みの物品を供給することもできる。組合せ演算手段が、計量手段によって計量された各物品収容手段内の粉粒体の重量を種々に組合せ、これら組合せの中から、予め定めた充填目標重量よりも小さくて近い値に設定された組合せ目標重量に等しいか、この組合せ目標重量よりも小さくて近い合計重量である選択合計重量を持つ選択組合せを選択する。この選択組合せの直後に、選択された組合せを構成する粉粒体を各物品収容手段から物品収集位置に向けて排出制御手段が排出する。前記選択合計重量と、充填目標重量との偏差に相当する重量の粉粒体を、物品供給計量手段が計量して、前記排出制御手段による排出時に、前記物品収集位置に向けて供給する。物品供給計量手段としては、例えば投入計量方式（投入された物品を計量する方式）でも、排出計量方式（投入された残りの物品を計量する方式）でも、使用することができる。なお、物品収容手段には、組合せ目標重量を予め定めた個数（例えば、物品収容手段の台数の約１／２の台数）で除算した値にほぼ等しい重量の物品を収容することが望ましい。
【０００９】
上記の態様において、物品収容手段、計量手段、組合せ演算手段及び排出制御手段からなる構成は、いわゆる組合せ秤として公知のものである。この組合せ秤では、高速に物品を包装容器等に充填することができる。しかし、組合せの対象となる物品がコーヒー豆やグラニュー糖のように１粒の重量が、充填目標重量に対して求められている精度に比べて小さい粉粒体であると、１粒の粉粒体の重量は、上記精度の達成には影響を与えない。この場合、組合せ演算手段によって選択された選択合計重量の精度が、充填目標重量に対する精度を決定する。選択合計重量の精度を向上させようとすると、組合せの数を増加させる必要があり、物品収容手段の数を増加させる必要が生じる。しかし、この様な物品収容手段の数を増加させることはコストアップを招き、好ましくない。ところで、小流量で粉粒体を供給しながら、その供給量を測定し、その供給量が所定値に達したときに粉粒体の供給を停止する方式では、静止秤における測定精度に近い充填精度を得ることができ、高精度に粉粒体を充填することができる。そこで、本態様では、組合せ演算によって選択された選択合計重量を一次充填重量として、粉粒体を物品収集位置に排出するのと並行して、物品供給計量手段によって、一次充填重量と充填目標重量との偏差分の重量の粉粒体を物品収集位置に向けて供給する。これによって、組合せ演算による高速性と物品供給計量手段による高精度計量とを満足させることができる。しかも、選択合計物品重量の排出と物品供給計量手段による充填とを並行させているので、充填に要する全体の時間も短縮することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、上記の態様と同様に、複数の物品収容手段と、計量手段と、物品供給計量手段とを備えている。この物品供給計量手段の作動開始時から所定時間後に、組合せ演算手段が、前記各物品収容手段内の粉粒体の重量を種々に組合せ、これら組合せの中から、充填目標重量よりも小さくかつ近い値に予め定めた組合せ目標重量に等しいか、この組合せ目標重量よりも小さくて近い合計重量である選択合計重量を持つ選択組合せを選択する。この組合せ選択の直後に、選択組合せを構成する前記物品収容手段から物品収集位置に向けて、粉粒体を排出制御手段が排出させる。選択合計重量と所定時間後の物品供給計量手段の計量値との合計値の充填目標重量に対する偏差に相当する重量の物品を、物品供給計量手段が前記収集位置に向けて供給したとき、制御手段が前記物品供給計量手段を停止させる。物品供給計量手段の供給流量と前記所定時間とは、所定時間後の前記物品供給計量手段の供給重量が、前記充填目標重量と前記組合せ目標重量との偏差以下になるように、設定されている。
【００１１】
本発明の第３の態様では、上記の両態様と同様に、複数の物品収容手段と、計量手段と、物品供給計量手段とを備えている。物品供給計量手段が、物品収集位置に向けて粉粒体を計量しながら供給を開始したときから所定時間後に、組合せ演算手段が、このときの前記物品供給計量手段による計量値と予め定めた充填目標重量との偏差に等しいか、この偏差よりも小さくて近い重量である選択合計重量を持つ前記物品収容手段内の粉粒体の組合せである選択組合せを選択する。この組合せ選択の直後に、選択組合せを構成する物品収容手段内の粉粒体が、排出制御手段によって、物品収容手段から物品収集位置に向けて排出される。選択合計重量と前記所定時間後の前記物品供給計量手段の計量値との合計値の充填目標重量に対する偏差に相当する重量の粉粒体を、物品供給計量手段が収集位置に向けて供給したとき、制御手段が、物品供給計量手段を停止させる。前記選択合計重量が前記目標重点重量より小さくて近い値になるように前記物品供給計量手段の流量が選択されている。
【００１２】
先に述べた第１の態様では、選択合計重量の粉粒体の排出と、物品供給計量手段による粉粒体の供給とが並行して行われているが、物品供給計量手段による粉粒体の供給の方が、選択合計重量の粉粒体の排出よりも長い時間を要する可能性がある。そこで、第２及び第３の態様では、物品供給計量手段による粉粒体の供給を、組合せ演算手段による選択合計重量の決定の開始よりも先行させてある。従って、重量式充填装置の全体の作動時間を短縮することができる。
【００１４】
上記各態様のいずれかにおいて、各物品収容手段を、物品を中央から周縁部に向けて供給する物品供給手段の前記周縁部に配置することが可能である。この場合、物品供給計量手段は、各物品収容手段のうち１台から物品が供給される。
【００１５】
物品供給計量手段には粉粒体の供給が必要である。この供給を専用の供給装置によって行うことが可能である。しかし、その場合、供給装置を設置する分だけコストが増大する。各物品収容手段に物品を供給している物品供給手段から物品供給計量手段へ供給することも考えられる。但し、物品供給計量手段からの物品供給流量は小さいので、物品供給計量手段に粉粒体が供給される頻度は、物品収容手段に粉粒体が供給される頻度よりも小さい。従って、周縁部に向けて粉粒体を供給する物品供給手段によって、物品収容手段及び物品供給計量手段に粉粒体を供給すると、物品供給計量手段に対応する物品供給手段の位置から余り粉粒体が供給されず、この位置に粉粒体が偏在する可能性が高い。そこで、物品収容手段から物品供給計量手段に粉粒体を供給するように構成してある。
【００１６】
本発明の第２または第３の態様において、物品供給計量手段から物品収集位置に向けて供給された粉粒体を一時的に貯留する一時貯留手段を設けることができる。排出制御手段によって選択組合せ物品が前記物品収容手段から物品収集位置に向けて排出されたとき、一時貯留手段から粉粒体を物品収集位置に向けて排出させる手段が設けられている。
【００１７】
このように構成した場合、物品収容手段及び一時貯留手段から物品収集位置にほぼ同時に粉粒体を集めることができる。物品収集位置には、袋等に物品を包装する包装装置が設けられることがあり、この装置には、包装されるべき粉粒体がいっときに供給されることが望ましい。従って、一時貯留手段が設けられている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の重量式充填装置は、図１に示すように、組合せ秤２を有している。
【００１９】
この組合せ秤２は、物品供給手段、例えば分散フィーダ４を備えている。分散フィーダ４は、円錐状部４ａをその中心軸の周囲に、振動源４ｂによって往復旋回させて、円錐状部４ａの周縁部に、物品、例えば粉粒体、具体的にはコーヒー豆やグラニュー糖を供給するものである。円錐状部４ａの周縁部には、複数台の直進フィーダ６が、円錐状部４ａの中心から放射状に配置されている（図２参照）。直進フィーダ６は、トラフ６ａを振動源６ｂによって振動させて、トラフ６ａに分散フィーダ４から供給された物品を、トラフ６ａの先端側に搬送するものである。
【００２０】
各トラフ６ａの先端側には、複数台の供給ホッパ８が環状に配置されている。これら供給ホッパ８は、直進フィーダ６から供給された物品を貯留するためのものである。これら供給ホッパ８の下方には、これらに対応して物品収容手段、例えば計量ホッパ１０が配置されている。供給ホッパ８は、２つのゲート８ａを開いて、物品を計量ホッパ１０に供給する。計量ホッパ１０に直進フィーダ４から直接に物品を供給すると時間がかかるので、これを短縮するために供給ホッパ８が設けられている。
【００２１】
各計量ホッパ１０には計量手段、例えばロードセル１２が設けられている。このロードセル１２によって、計量ホッパ１０内に収容された物品が計量される。各計量ホッパ１０には、排出ゲート１０ａ、１０ｂが設けられている。これら排出ゲート１０ａ、１０ｂは、独立して開閉可能に形成されている。排出ゲート１０ｂが開かれたとき、計量ホッパ１０内の物品は、計量ホッパ用排出シュート１４を介して物品収集位置にある集合シュート１６に排出される。集合シュート１６の下方には、図示していないが、包装機が配置されている。
【００２２】
各計量ホッパ１０のうち、１台の計量ホッパ１０の排出ゲート１０ａの下方に、物品供給計量手段、例えば排出計量装置１８が設けられている。この排出計量装置１８は、排出ゲート１０ａから物品の供給を受ける溜ホッパ１８ａを備えている。この溜ホッパ１８ａには計量手段、例えばロードセル１８ｂが設けられている。このロードセル１８ｂは、溜ホッパ１８ａ内の物品を計量している。溜ホッパ１８ａには、図２に示すように、物品供給手段、例えばスクリューフィーダ１８ｃが設けられている。このスクリューフィーダ１８ｃを駆動することによって、溜ホッパ１８ａ内の物品が排出計量器用排出シュート２０を介して集合シュート１６に排出される。スクリューフィーダ１８ｃが駆動されているとき、ロードセル１８ｂは、溜ホッパ１８ａ内の物品を計量しており、スクリューフィーダ起動開始時の溜ホッパ１８ａ内の物品の重量と現在の溜ホッパ１８ａ内の物品の重量との差を算出することによって、スクリューフィーダ１８ｃによって供給された物品の重量を検出することができる。
【００２３】
各計量ホッパ１０の各ロードセル１２からの計量信号は、図３に示すように、各制御部２２に供給される。制御部２２では、計量信号は、増幅器２２ａによって所定の利得で増幅される。増幅計量信号は、フィルタ２２ｂによって不要なノイズ成分が除去され、Ａ／Ｄ変換器２２ｃによってディジタル計量信号に変換される。ディジタル計量信号は、入出力装置２２ｄを介して制御手段、例えばＣＰＵ２２ｅに供給される。ＣＰＵ２２ｅは、メモリ２２ｆを備え、これに記憶されているプログラムに従って、ディジタル計量信号を処理する。
【００２４】
排出計量装置１８のロードセル１８ｂからの計量信号は、制御部２４に供給される。制御部２４も、制御部２２と同様に、増幅器２４ａ、フィルタ２４ｂ、Ａ／Ｄ変換器２４ｃ、入出力装置２４ｄ、ＣＰＵ２４ｅ、メモリ２４ｆを備えている。ＣＰＵ２４ｅは、ロードセル１８ｂからの計量信号をディジタル化したディジタル計量信号に基づいて、スクリューフィーダ１８ｃを制御する。
【００２５】
さらに、制御部２４には、通信回路を介して各制御部２２からディジタル計量信号（各ロードセル１２からの計量信号をディジタル化したもの）が供給され、これらに基づいて、物品を排出させる計量ホッパ１０を決定し、その計量ホッパ１０の排出ゲート１０ｂを開いて、物品を排出させる。
【００２６】
制御部２４には、データ入力キー２６や、表示装置２８が接続されている。キー２６は、この重量式充填装置によって、包装容器（図示せず）に充填しようとする重量を表す充填目標重量Ｗｔや、この充填目標重量に対する精度許容値ｅ等を設定するために使用される。また、表示装置２８は、実際に充填された物品の重量や、計量ホッパ１０から排出された物品の合計重量である選択合計重量等を表示するために使用される。
【００２７】
この重量式充填装置は、以下のように動作する。まず、前提として、分散フィーダ４には、それの上方から物品が供給され、分散フィーダ４の往復旋回運動によって各直進フィーダ６に物品が分散供給され、直進フィーダ６の振動によって各供給ホッパ８には物品が供給され、更に計量ホッパ１０にも物品が供給されているとする。また、既に充填目標重量Ｗｔはキー２６の操作によって設定されているとする。この充填目標重量Ｗｔの設定に伴い、充填目標重量Ｗｔよりも小さくて、これに近い値の組合せ目標重量Ｗｕが制御部２４のＣＰＵ２４ｅによって自動的に設定されているとする。各供給ホッパ８及び計量ホッパ１０に供給されている物品の重量は、組合せ目標重量Ｗｕを所定の数、例えば計量ホッパ１０の台数の約１／２の値で除算した値にほぼ等しくなるように、分散フィーダ４及び直進フィーダ６が設定されているとする。計量ホッパ１０等への物品の供給量を上記のように設定するのは、後述する組合せ演算において、計量ホッパ１０に対する全ての組合せのうち、計量ホッパ１０の約１／２の台数の計量ホッパ１０からなる組合せの数が最も多いからである。これによって、組合せ目標重量Ｗｕに合計値が近い組合せが多く形成されるので、これら組合せの中から選択すると、組合せ目標重量に最も近い組合せが得られる確率が向上する。また、各計量ホッパ１０の物品は、ロードセル１２によって計量され、その計量信号は制御部２２によってディジタル化され、制御部２４に伝送されているとする。
【００２８】
この状態において、制御部２４のＣＰＵ２４ｅにおいて、図４に示すように、ディジタル計量信号の組合せが作成される（ステップＳ２）。即ち、全てのディジタル計量信号の種々の組合せの合計重量と、これら組合せを構成する計量ホッパとが、メモリ２４ｆに記憶される。
【００２９】
組合せの合計重量Ｗａが、充填目標重量Ｗｔの上下に設定した許容範囲Ｗｔ＋ｅとＷｔ−ｅとの間に位置するものが存在するか、ＣＰＵ２４ｅが判断する（ステップＳ４）。この判断の答えがイエスの場合、この合計重量Ｗａの組合せを構成している物品が収容されている計量ホッパ１０の排出ゲート１０ｂを、ＣＰＵ２４ｅが開いて、計量ホッパ用排出シュート１４、集合シュート１６を介して包装機に物品を排出し（ステップＳ６）、この処理を終了する。
【００３０】
図示していないが、空になった計量ホッパ１０には、その上方の供給ホッパ８から物品が供給される。所定時間（供給ホッパ８から空の計量ホッパ１０へ物品が供給され、その物品が計量され、ディジタル化されるのに要する時間）の経過後に、再びステップＳ２から処理が実行される。
【００３１】
ステップＳ４において、組合せの合計重量Ｗａが、許容範囲Ｗｔ＋ｅとＷｔ−ｅとの間に位置するものが存在しないと判断されると、ＣＰＵ２４ｅは、先に作成された各組合せの中から、合計重量Ｗａが組合せ目標重量Ｗｕよりも小さくて、これに最も近い組合せ、即ち選択組合せを選択する（ステップＳ８）。このときの合計重量Ｗａを選択合計重量と称する。
【００３２】
選択組合せを構成する物品が収容されている計量ホッパ１０の排出ゲート１０ｂがＣＰＵ２４ｅによって開かれて、これら計量ホッパ１０から物品が集合シュート１６に向かって排出される（ステップＳ１０）。
【００３３】
これとほぼ同時に、ＣＰＵ２４ｅは、排出計量器１８のスクリューフィーダ１８ｃを起動し、溜ホッパ１８ａから物品の排出を開始させる（ステップＳ１２）。
【００３４】
スクリューフィーダ１８ｃの起動前の溜ホッパ１８ａ内の物品重量Ｗｓは、予めメモリ２４ｆに記憶されている。そして、フィーダ１８ｃの起動と同時にＣＰＵ２４ｅは、動的計量測定モードとなり、短いサンプリング周期で、Ａ／Ｄ変換器２４ｃからディジタル計量信号Ｗｘを入力する。ＣＰＵ２４ｅは、Ｗｘが得られるごとに、Ｗｐ＝Ｗｓ−Ｗｘの演算を行い（ステップＳ１４）、溜ホッパ１８ａから排出された物品の重量、即ち排出重量Ｗｐを求める。そして、選択合計重量Ｗａと排出重量Ｗｐとの合計値（Ｗａ＋Ｗｐ）が、目標充填重量（Ｗｔ）以上であるか、ＣＰＵ２４ｅが判断する（ステップＳ１６）。この判断の答えがイエスになるまで、ステップＳ１４、Ｓ１６を繰り返す。この判断の答えがイエスになると、スクリューフィーダ１８ｃを停止させる（ステップＳ１８）。なお、厳密な動作を行う場合には、フィーダ１８ｃを停止させてから実際に物品の落下が停止するまでに僅かな重量分（落差分）Ｗｆの物品が落下するので、これを見込んで、Ｗａ＋Ｗｐ−ＷｆがＷｔ以上であるかの判断を、ステップＳ１６において行う。
【００３５】
この場合でも、空になった計量ホッパ１０には、それの上方の供給ホッパ８から物品が供給され、計量が行われる。この計量が終了した後、即ち、所定時間の経過後には、再びステップＳ２から、処理が行われる。
【００３６】
この重量式充填装置では、一次充填として組合せ秤２において充填目標重量に近い重量Ｗａの物品が排出され、続いて排出計量器１８からＷｐまたはＷｐ−Ｗｆの物品が排出され、目標充填重量の物品が包装機に充填される。ＷｕをＷｔよりもわずかに小さい値に設定してあるので、ＷｐまたはＷｐ−Ｗｆは、ごく少量である。従って、スクリューフィーダ１８ｃからの供給流量はごく少量に設定される。ＷｐまたはＷｐ−Ｗｆを決定するためのＡ／Ｄ変換器２４ｃのサンプリング周期は短く設定されている。これらが相まって二次充填重量であるＷｐまたはＷｐ−Ｗｆは、極めて高精度に計量でき、しかも短時間で二次充填重量の物品を包装機に充填することができる。従って、計量ホッパ１０から物品が排出されてから、ごく僅かな時間の経過後には二次充填が終了しており、一次充填と二次充填との間に大きな時間遅れはない。
【００３７】
従来の組合せ秤では、組合せ演算の組合せ精度のみによって充填精度が決定されていたが、この重量式充填装置では、組合せ秤だけでは残存するバラツキ分を計量精度の限界まで補正しているので、更なる精度改善を実現している。しかも一次充填重量は組合せ演算によって決定されているので、組合せ目標重量Ｗｕを充填目標重量Ｗｔに非常に近い値に設定することができ、確率的にも組合せ目標重量Ｗｕに非常に近い一次充填重量が得られ、これは、充填目標重量Ｗｔに非常に近い値である。従って、二次充填重量ＷｐまたはＷｐ−Ｗｆは非常に小さい値とすることができ、二次充填に要する時間は短い。従って、計量ホッパ１０から排出された全ての物品が集合シュート１６の下部に到達するころには、二次充填された物品もほぼ集合シュート１６の下部に到達する。従って、組合せ秤が持つ高速性をそのまま維持することができる。
【００３８】
排出計量器１８の溜ホッパ１８ａにも物品の供給が必要である。しかし、溜ホッパ１８ａに必要な供給量は、溜ホッパ１８ａからの排出流量が少量であるので、減少量も少なく、計量ホッパ１０への供給される量から比べると非常に少ない。従って、溜ホッパ１８への物品供給経路を分散フィーダ４の周縁部の一部から取ると、物品の性状にもよるが、この供給経路が設けられた部分での物品の流れが供給ホッパ８への供給経路への流れと比較して悪く、分散フィーダ４上での物品の均等分布性が崩れ、他の供給ホッパ８、ひいては計量ホッパ１０への物品の供給量の定量性が失われる。そこで、物品の供給源から分散フィーダ４への搬送経路とは別に、溜ホッパ１８用の供給経路を設けることも考えられる。しかし、これでは設備が過大になる。
【００３９】
この重量式充填装置では、計量ホッパ１０に独立して駆動可能な２枚の排出ゲート１０ａ、１０ｂを設け、排出計量器１８の溜ホッパ１８ａの上部にある計量ホッパ１０では、これが組合せに参加したときには、ゲート１０ｂを開く。溜ホッパ１８ａ内の物品が不足してきたことを、ロードセル１８ｂの計量信号に基づいてＣＰＵ２４ｅが検出したとき、この計量ホッパ１０が組合せに参加していないときに、排出ゲート１０ａを開いて、物品を溜ホッパ１８ａに供給している。無論、空になった計量ホッパ１０には、その上方の供給ホッパ８から物品が供給される。さらに、供給ホッパ８には分散フィーダ４及び直進フィーダ６によって物品が供給される。溜ホッパ１８ａからの物品の供給量は少量であるので、頻繁に溜ホッパ１８ａが不足することがないので、溜ホッパ１８に頻繁に計量ホッパ１０から物品を供給する必要はなく、計量ホッパ１０から溜ホッパ１８ａに物品を供給するように構成しても、各計量ホッパに供給される物品の定量性に影響を与えることはない。なお、溜ホッパ１８ａが下方に設けられていない計量ホッパでは、物品を排出するとき、ゲート１０ａ、１０ｂを同時に開く。
【００４０】
第１の実施の形態では、排出計量装置１８を使用している。しかし、計量対象の物品の性質によって、排出計量装置１８のスクリューフィーダ１８ｃによって物品の供給を行うと、物品が破壊されて、商品価値を失うことがある。このような物品に対しては、電磁フィーダ、圧電フィーダ等の振動式供給装置の使用が好ましい。しかし、振動式の供給装置を計量部に載置して、二次充填重量を測定しようとした場合、振動の影響を受けて、高精度に少量の物品を計量することができない。
【００４１】
そこで、第２の実施の形態では、排出計量装置１８に代えて、以下に示すような構成の投入計量装置３０が使用されている。他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、同等部分には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００４２】
投入計量装置３０は、図５に示すように、計量ホッパ１０のゲート１０ａを介して物品が供給される投入計量用溜ホッパ３０ａを有している。この溜ホッパ３０ａには、これの内部からの物品の排出を滑らかに行うための振動器３０ｂが設けられている。この溜ホッパ３０ａの下方には、溜ホッパ３０ａから排出された物品を搬送するための振動式フィーダ、例えば直進フィーダ３０ｃが設けられている。この直進フィーダ３０ｃは、第１の実施の形態において使用した直進フィーダ６と同様なものである。この直進フィーダ３０ｃでの振動の影響を受けずに、物品を搬送しながら計量するために、計量コンベヤが使用されている。即ち、直進フィーダ３０ｃからの物品を上面で支持して搬送する、ベルトコンベヤやチェーンコンベヤのようなコンベヤ３０ｄに、計量手段、例えばロードセル３０ｅが結合されている。コンベヤ３０ｄにおける物品の供給位置は、コンベヤ３０ｄにおける物品搬送距離を長くするように、基端に近い位置に選択されている。コンベヤ３０ｄは、物品を排出計量器用排出シュート２０ａを介して集合シュート１６に供給する。また、コンベヤ３０ｄの搬送速度は高速及び低速の２段階に変更可能に構成されている。
【００４３】
一般的なホッパ等を備えた投入計量装置を使用した場合、組合せ秤による一次充填が終了した後に、一次充填の不足分を投入計量装置３０による二次充填で補うのが通常である。しかし、この構成では、二次充填された物品の排出タイミングが遅れる。この点を改善するために、第２の実施の形態では、投入計量装置３０に計量コンベヤを有するものを使用している。即ち、組合せ秤において組合せ演算が開始されるよりも予め定めた時間だけ先にコンベヤ３０ｄ上への物品の供給を開始しておく。コンベヤ３０ｄの先端から物品が集合シュート１６へ供給されるよりも前に、組合せ演算が完了するように、コンベヤ３０ｄの長さ及び速度が調整されている。組合せ演算が完了した時点以降、コンベヤ３０ｄ上の物品重量と組合せ演算によって選択された選択合計重量との合計値が求められ、この合計値が目標重量以上になるまで物品をコンベヤ３０ｄ上にさらに供給する。また、組合せ演算が完了した時点で、計量ホッパ１０から物品が集合シュート１６に排出されるが、このとき同時にコンベヤ３０ｄの搬送速度が高速にされ、コンベヤ３０ｄ上の物品も集合シュート１６に排出される。従って、投入計量装置３０からの物品の供給と組合せ秤からの物品の供給とは、ほぼ同期している。また、投入計量装置３０によって計量すべき物品の重量は元々少ないので、選択合計重量が決定された以降、上記目標重量に等しい合計重量になるように計量するための時間も短く、二次充填に要する時間が長くなることはない。
【００４４】
振動フィーダ３０ｃからの物品の供給は小流量であり、しかも、この物品の供給先はコンベヤ３０ｄであるので、物品が振動フィーダ３０ｃの直下に堆積しない。従って、振動フィーダ３０とコンベヤ３０ｄとは接近させることができるので、コンベヤ３０ｄには物品の供給の際に大きな衝撃が発生することはなく、落差量も少ない。従って、投入計量装置３０において、精度の高い計量が行え、投入計量でありながら、静止計量値を正確に予測することができ、集合シュート１６に二次充填物品を供給する前に静止計量する必要はなく、二次充填のタイミングが一次充填のタイミングからずれることはない。
【００４５】
しかも、コンベヤ３０ｄは、組合せ秤からの一次充填が開始されるまで、二次充填物品の一時滞留装置としても機能している。
【００４６】
上記のように組合せ秤２及び投入計量装置３０を動作させるために、まず組合せ秤２が所定時間Ｔごとに組合せ演算を実行すると仮定する。また、各計量ホッパ１０、供給ホッパ８、直進フィーダ６等の動作条件等は第１の実施の形態と同様と仮定する。
【００４７】
組合せ演算のタイミングよりも予め定めた時間ｔ０だけ先行して、図６に示すように、直進フィーダ３０ｃが起動され、かつコンベヤ３０ｄが低速運転を開始する（ステップＳ２０）。次に、所定時間ｔ０の経過を待つ（ステップＳ２２）。
【００４８】
所定時間ｔ０後に、第１の実施の形態と同様に、制御部２４において組合せ演算が実行され、選択合計重量Ｗａが決定され、計量ホッパ１０から物品が排出される（ステップＳ２４）。そして、ロードセル３０ｅから、現在の二次充填重量、即ちコンベヤ３０ｄ上の物品の重量Ｗｐが制御部２４に入力される（ステップＳ２６）。選択合計重量Ｗａと二次充填重量Ｗｐとの合計値から落差分Ｗｆ（振動フィーダ３０ｃとコンベヤ３０ｄとの間の落差分）を減算した値が、目標重量Ｗｔよりも小さいか判断する（ステップＳ２８）。この判断の答えがイエスであると、この判断の答えがイエスになるまで待つ。この間に直進フィーダ３０ｃからコンベヤ３０ｄへの物品の供給が継続され、その結果、時々刻々と変化している二次充填重量Ｗｐが所定時間ごとに制御部２４に供給され、やがてステップＳ２８の判断の答えがイエスになる。これに続いて、直進フィーダ３０ｃが停止され、かつコンベヤ３０ｄが高速運転される。なお、所定時間ｔ０だけコンベヤ１０ｄ上への物品の供給が先行して行われているので、ステップＳ２８の判断の答えがイエスになるまでに要する時間は非常に短時間であり、ステップＳ２４とステップＳ３０との時間差はごく僅かである。なお、所定時間ｔ０は、コンベヤ３０ｄの搬送速度、コンベヤ３０ｄの搬送距離等を基に決定されている。所定時間ｔ０と計量ホッパ１０からの物品排出流量とは、所定時間ｔ０後の二次充填重量Ｗｆが、目標重量Ｗｔと組合せ目標重量Ｗｕとの偏差よりも小さくなるように設定されている。
【００４９】
第２の実施の形態では、投入計量装置３０を用いて、二次充填を先行させたが、第１の実施の形態で使用した排出計量装置１８を用いても、二次充填を先行させることができる。その場合、例えば排出計量器用排出シュート２０の物品滑走面の適所に、物品を一時的に滞留させる一時滞留手段、例えば開閉可能なゲートを設け、排出計量装置１８から先行二次充填が開始されてから、組合せ秤２における選択合計重量が決定されるまで、ゲートを閉じておく。その後にゲートを開く。
【００５０】
上記の両実施の形態では、計量ホッパ１０内の物品を対象として組合せ演算を行ったが、計量ホッパ１０以外に、各計量ホッパ１０に対応させてメモリホッパを設け、各計量ホッパで物品を計量した後、計量ホッパの物品を対応するメモリホッパに移し、空になった計量ホッパには新たに物品を供給して、計量することによって、組合せ演算の対象となる物品の数を増加させることも可能である。
【００５１】
第１の実施の形態では、排出計量装置１８はスクリューフィーダ１８ｃを備えたものを示したが、これに限ったものではなく、テーブルフィーダ等の他の供給手段を使用することもできる。
【００５２】
第２の実施の形態では、供給計量装置３０には、コンベヤ３０ｄとロードセル３０ｅとからなる計量コンベヤを有するものを使用したが、これに限ったものではなく、一時的に物品を貯留しながら計量することができるもの、例えば計量ホッパを使用することもできる。第２の実施の形態では、所定時間ｔ０後に、充填目標重量より予め小さく定めた組合せ目標重量Ｗｕに等しいか近い合計重量を持つ組合せを選択し、Ｗａと二次充填重量Ｗｐとの合計値から落差分Ｗｆを減算した値が目標重量Ｗｔに等しくなるまで、二次充填を行ったが、所定時間ｔ０後に、そのときの二次充填重量Ｗｐと目標重量Ｗｔとの偏差に等しいか近い合計重量Ｗａを持つ組合せを選択し、Ｗａと二次充填重量Ｗｐとの合計値から落差分Ｗｆを減算した値が目標重量Ｗｔに等しくなるまで二次充填を行うようにすることもできる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、一次充填には組合せ秤を使用しているので、一時充填の計量時間を短縮することができる上に、一次充填重量を目標重量に近い値とすることができ、従来の重量充填装置よりも二次充填重量を極めて小さくすることができる。その結果、二次充填に要する時間も非常に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の重量式充填装置の概略構成図である。
【図２】図１の重量式充填装置の一部の拡大平面図である。
【図３】図１の重量式充填装置のブロック図である。
【図４】図１の重量式充填装置の動作フローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態の重量式充填装置の概略構成図である。
【図６】図５の重量式充填装置の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１０計量ホッパ（物品収容手段）
１２ロードセル（計量手段）
１８排出計量装置（物品供給計量手段）
２４制御部（組合せ演算手段、排出制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a weight-type filling device that fills a container or the like with an article having a predetermined filling target weight.
[0002]
[Prior art]
An example of a weight-type filling device that fills an article with a predetermined amount is disclosed in Patent Document 1, for example.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-55542
[0004]
In this apparatus, articles are put into the weighing hopper at a large supply flow rate. That is, primary filling is performed. When the supply amount of articles to the weighing hopper becomes substantially equal to a predetermined primary filling weight, the article supply weight to the weighing hopper is measured. The difference between this measured value and the target filling weight is calculated as the secondary filling weight. In parallel with discharging the article from the weighing hopper toward the packaging container or the like from the weighing hopper, the article is discharged toward the packaging container or the like from the discharge weighing type filling device by the secondary filling weight. That is, secondary filling is performed. The supply flow rate in the secondary filling is set smaller than the supply flow rate to the weighing hopper.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In this device, since the discharge of articles from the weighing hopper to the packaging container and the like and the discharge of articles from the discharge weighing type filling apparatus to the packaging container are performed in parallel, the time required for filling is shortened. be able to. However, in this apparatus, since the weight of articles supplied to the weighing hopper is large, it takes time to supply articles close to the primary filling weight to the weighing hopper. Furthermore, since the article supply to the weighing hopper is performed by charging, disturbance is likely to occur in the weighing signal of the weighing instrument provided in the weighing hopper. In order to supply articles to the weighing hopper while suppressing this disturbance, it is necessary to reduce the supply flow rate to the weighing hopper, and it takes much more time to supply the articles. Further, an article having a large weight (primary filling weight) is weighed by a weighing hopper. Therefore, since the mass of the measuring instrument is increased, the period of the natural vibration included in the measuring signal of the measuring instrument is increased. In order to eliminate this, it is necessary to increase the time constant of the filter that passes the measurement signal. Therefore, the time required for weighing by the weighing hopper becomes longer and longer.
[0006]
If the article supply flow rate to the weighing hopper is increased, if the article is a granular material such as a powder or a granular material, the variation in the density of the article increases, or the vibration applied to the measuring instrument increases. To do. For this reason, the supply accuracy of the articles to the weighing hopper is lowered, and the variation of the secondary filling weight is increased. In consideration of this variation, it is necessary to set the primary filling weight to a value considerably smaller than the target filling weight. As a result, the filling amount by the secondary filling increases, and a long time is required for the secondary filling with a small flow rate. As a result, too much reduction in filling time is not practically possible through primary and secondary filling operations. In addition, after the completion of the primary filling, the correct primary filling weight is not determined unless the weighing signal of the weighing hopper scale is stable, so the secondary filling weight is also not determined after the weighing signal is stable. Not. From this point of view, there is still a problem to be solved in shortening the filling time.
[0007]
An object of the present invention is to provide a weight-type filling device capable of filling a container or the like with an article having a filling weight with high accuracy while shortening the time required for filling.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  Each of the gravimetric filling devices according to the first aspect of the present invention comprises:PowderIt has a plurality of article storage means to be stored. Housed in these article housing meansPowderThe weighing means weighs. Each article storage means can be provided with a weighing means, or after the articles are supplied to the article storage means with the weighing means and weighed, the measured articles are supplied to the article storage means without the weighing means. Alsoit can. combinationThe computing means variously combines the weights of the powder particles in each article storage means weighed by the weighing means, and from these combinations,It was set to a value that was smaller than and close to the predetermined filling target weight.Equal to the combined target weight orFrom this combination target weightA selection combination is selected that has a selected total weight that is less than or equal to the total weight.Immediately after this selection combination,Configure the selected combinationPowderIs discharged from each article storage means toward the article collection position. The article supply and weighing means measures the granular material having a weight corresponding to the deviation between the selected total weight and the filling target weight,By the discharge control meansAt the time of discharge, the product is supplied toward the article collection position. As the article supply and weighing means, for example, an input weighing method (a method for weighing an inputted article) or a discharge weighing method (a method for weighing the remaining articles inputted) can be used. In addition, it is desirable that the article accommodating means accommodates an article having a weight substantially equal to a value obtained by dividing the combination target weight by a predetermined number (for example, approximately half the number of article accommodating means).
[0009]
  In the above aspect, the configuration including the article storage means, the weighing means, the combination calculation means, and the discharge control means is known as a so-called combination weigher. With this combination weigher, it is possible to fill a packaging container or the like at a high speed. However, the weight of one grain, such as coffee beans or granulated sugar, is smaller than the accuracy required for the target filling weight.Powder1 grainGranularThe weight does not affect the achievement of the accuracy. In this case, the accuracy of the selected total weight selected by the combination calculation means determines the accuracy with respect to the filling target weight. In order to improve the accuracy of the selected total weight, it is necessary to increase the number of combinations, and it is necessary to increase the number of article storage means. However, increasing the number of such article storage means increases the cost and is not preferable. By the way, while supplying the granular material at a small flow rate, the supply amount is measured, and when the supply amount reaches a predetermined valuePowderWith the method of stopping the supply, the filling accuracy close to the measurement accuracy of the stationary balance can be obtained, and the high accuracyPowderCan be filled. Therefore, in this aspect, the selected total weight selected by the combination calculation is used as the primary filling weight,PowderIn parallel with discharging the product to the article collection position, the article supply and weighing means supplies the granular material having a deviation of the primary filling weight and the filling target weight toward the article collection position. Thereby, the high speed by the combination calculation and the high precision weighing by the article supply weighing means can be satisfied. In addition, since the discharge of the selected total article weight and the filling by the article supply and weighing means are performed in parallel, the overall time required for filling can be shortened.
[0010]
  The second aspect of the present invention includes a plurality of article storage means, weighing means, and article supply weighing means, as in the above-described aspect. After a predetermined time from the start of operation of the article supply weighing means, the combination calculation means isOf the granular material in each article storage meansVarious combinations of weights, and from these combinations,It is equal to or smaller than the predetermined combination target weight that is smaller than and close to the filling target weight.Select a selection combination with a selected total weight that is a small and close total weight.Immediately after this combination selection, from the article accommodating means constituting the selected combinationTo the goods collection position,PowderThe discharge control means discharges. When the article supply weighing means supplies an article having a weight corresponding to the deviation of the total value of the selected total weight and the measured value of the article supply weighing means after a predetermined time with respect to the filling target weight toward the collection position, the control means Stops the article supply and weighing means. The supply flow rate of the article supply weighing means and the predetermined time are set so that the supply weight of the article supply measurement means after a predetermined time is not more than the deviation between the filling target weight and the combination target weight. .
[0011]
  In the third aspect of the present invention, a plurality of article storage means, weighing means, and article supply weighing means are provided as in the above two aspects. After a predetermined time from when the article supply and weighing means starts feeding while measuring the powder particles toward the article collection position, the combination calculation means sets the weighing value by the article supply and weighing means at this time and the predetermined filling. Has a selected total weight that is equal to or less than or equal to the deviation from the target weightIt is a combination of powder particles in the article storage meansSelect a selection combination. Immediately after this combination selection, the granular material in the article storage means constituting the selected combination is discharged from the article storage means toward the article collection position by the discharge control means. The weight corresponding to the deviation of the total value of the selected total weight and the measured value of the article supply weighing means after the predetermined time with respect to the filling target weight.PowderIs supplied to the collection position by the article supply metering means, the control means stops the article supply metering means.The flow rate of the article supply and weighing means is selected so that the selected total weight is smaller than and close to the target weight.
[0012]
  In the first aspect described above, the selected total weight ofPowderDischarge and goods supply and weighing meansPowderSupply in parallel with the supply of goodsGranularThe supply is the selected total weightGranularIt may take longer than the discharge. Therefore, in the second and third aspects, the article supply and weighing meansGranularThe supply is preceded by the start of the determination of the selected total weight by the combination calculation means. Accordingly, the overall operation time of the weight type filling device can be shortened.
[0014]
In any one of the above aspects, each article storage means can be arranged at the peripheral edge of the article supply means for supplying an article from the center toward the peripheral edge. In this case, the article supply and weighing means is supplied with articles from one of the article storage means.
[0015]
  Article supply and weighing meansPowderSupply is required. This supply can be performed by a dedicated supply device. However, in that case, the cost increases by installing the supply device. It is conceivable to supply the article supply means from the article supply means supplying the articles to the article storage means. However, since the article supply flow rate from the article supply weighing means is small,PowderIs supplied to the article storage meansPowderLess than the frequency of supply. Therefore, towards the peripheryPowderThe article supply means supplies the article storage means and the article supply weighing means.PowderWhen supplied, the remainder from the position of the article supply means corresponding to the article supply weighing meansPowderNot supplied in this positionPowderThere is a high possibility of uneven distribution. Therefore, from the article storage means to the article supply weighing meansPowderIt is configured to supply.
[0016]
  In the second or third aspect of the present invention, the article is supplied from the article supply and weighing means toward the article collection position.PowderTemporary storage means for storing temporarily can be provided. When the selected combination article is discharged from the article storage means toward the article collection position by the discharge control means, the temporary storage meansPowderMeans for discharging toward the article collection position is provided.
[0017]
  When configured in this way, the article storage means and the temporary storage means are almost simultaneously moved to the article collection position.PowderCan be collected. At the article collection position, there may be a packaging device that wraps the article in a bag or the like.PowderIt is desirable to be supplied at the same time. Therefore, temporary storage means are provided.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The weight-type filling device according to the first embodiment of the present invention has a combination weigher 2 as shown in FIG.
[0019]
The combination scale 2 includes article supply means, for example, a dispersion feeder 4. The dispersion feeder 4 reciprocates the conical portion 4a around the central axis thereof by the vibration source 4b, and the peripheral portion of the conical portion 4a has an article, for example, a granular material, specifically, coffee beans or granules. It supplies sugar. A plurality of rectilinear feeders 6 are arranged radially from the center of the conical portion 4a on the peripheral edge of the conical portion 4a (see FIG. 2). The rectilinear feeder 6 vibrates the trough 6a with the vibration source 6b, and conveys the article supplied to the trough 6a from the dispersion feeder 4 to the front end side of the trough 6a.
[0020]
A plurality of supply hoppers 8 are arranged in an annular shape at the front end side of each trough 6a. These supply hoppers 8 are for storing articles supplied from the linear feeder 6. Under these supply hoppers 8, article storage means, for example, weighing hoppers 10 are arranged correspondingly. The supply hopper 8 opens the two gates 8 a and supplies articles to the weighing hopper 10. Since it takes time to supply articles directly from the linear feeder 4 to the weighing hopper 10, a supply hopper 8 is provided to shorten this.
[0021]
Each weighing hopper 10 is provided with weighing means, for example, a load cell 12. The load cell 12 weighs articles stored in the weighing hopper 10. Each weighing hopper 10 is provided with discharge gates 10a and 10b. These discharge gates 10a and 10b are formed so that they can be opened and closed independently. When the discharge gate 10b is opened, the articles in the weighing hopper 10 are discharged to the collecting chute 16 at the article collection position via the weighing hopper discharge chute 14. Although not shown, a packaging machine is disposed below the collecting chute 16.
[0022]
Of each weighing hopper 10, an article supply weighing means, for example, a discharge weighing device 18 is provided below the discharge gate 10a of one weighing hopper 10. The discharge weighing device 18 includes a storage hopper 18a that receives supply of articles from the discharge gate 10a. The storage hopper 18a is provided with weighing means, for example, a load cell 18b. The load cell 18b measures the items in the storage hopper 18a. As shown in FIG. 2, the storage hopper 18a is provided with article supply means, for example, a screw feeder 18c. By driving the screw feeder 18c, the articles in the reservoir hopper 18a are discharged to the collecting chute 16 through the discharge chute discharging chute 20. When the screw feeder 18c is being driven, the load cell 18b measures the articles in the storage hopper 18a, and the weight of the articles in the storage hopper 18a at the start of starting the screw feeder and the current articles in the storage hopper 18a. By calculating the difference from the weight, the weight of the article supplied by the screw feeder 18c can be detected.
[0023]
The weighing signal from each load cell 12 of each weighing hopper 10 is supplied to each control unit 22 as shown in FIG. In the control unit 22, the measurement signal is amplified with a predetermined gain by the amplifier 22a. Unnecessary noise components are removed from the amplified weighing signal by the filter 22b, and the amplified weighing signal is converted to a digital weighing signal by the A / D converter 22c. The digital weighing signal is supplied to the control means, for example, the CPU 22e via the input / output device 22d. The CPU 22e includes a memory 22f and processes the digital weighing signal according to a program stored in the memory 22f.
[0024]
A weighing signal from the load cell 18 b of the discharge weighing device 18 is supplied to the control unit 24. Similarly to the control unit 22, the control unit 24 includes an amplifier 24a, a filter 24b, an A / D converter 24c, an input / output device 24d, a CPU 24e, and a memory 24f. The CPU 24e controls the screw feeder 18c based on a digital weighing signal obtained by digitizing the weighing signal from the load cell 18b.
[0025]
Furthermore, the control unit 24 is supplied with a digital weighing signal (a digitized weighing signal from each load cell 12) from each control unit 22 via a communication circuit, and a weighing hopper for discharging an article based on these signals. 10 is opened, the discharge gate 10b of the weighing hopper 10 is opened, and the article is discharged.
[0026]
A data input key 26 and a display device 28 are connected to the control unit 24. The key 26 is used to set a filling target weight Wt representing a weight to be filled in a packaging container (not shown), an accuracy allowable value e for the filling target weight, and the like by this weight type filling device. . The display device 28 is used to display the weight of the actually filled article, the selected total weight that is the total weight of the article discharged from the weighing hopper 10, and the like.
[0027]
This gravimetric filling device operates as follows. First, as a premise, the articles are supplied to the dispersion feeder 4 from above, the articles are distributed and supplied to each linear feeder 6 by the reciprocating swivel motion of the dispersion feeder 4, and each supply hopper 8 is vibrated by the vibration of the linear feeder 6. Suppose that an article is supplied and an article is also supplied to the weighing hopper 10. Further, it is assumed that the filling target weight Wt has already been set by operating the key 26. It is assumed that the combination target weight Wu that is smaller than the target fill weight Wt and close to the target target weight Wt is automatically set by the CPU 24e of the control unit 24 with the setting of the target fill weight Wt. The weight of the articles supplied to each supply hopper 8 and the weighing hopper 10 is substantially equal to a value obtained by dividing the combination target weight Wu by a predetermined number, for example, about half the number of the weighing hoppers 10. Assume that the distributed feeder 4 and the straight feeder 6 are set. The supply amount of the articles to the weighing hopper 10 and the like is set as described above because the combination hoppers 10 described later have about half the number of weighing hoppers 10 of the weighing hoppers 10 out of all the combinations for the weighing hoppers 10. This is because the number of combinations consisting of is the largest. As a result, many combinations having a total value close to the combination target weight Wu are formed. Therefore, when the combination is selected from among these combinations, the probability of obtaining the combination closest to the combination target weight is improved. In addition, it is assumed that the articles of each weighing hopper 10 are weighed by the load cell 12 and the weighing signal is digitized by the control unit 22 and transmitted to the control unit 24.
[0028]
In this state, the CPU 24e of the control unit 24 creates a combination of digital weighing signals as shown in FIG. 4 (step S2). That is, the total weight of various combinations of all the digital weighing signals and the weighing hoppers constituting these combinations are stored in the memory 24f.
[0029]
The CPU 24e determines whether there is a combination total weight Wa between the allowable ranges Wt + e and Wt−e set above and below the filling target weight Wt (step S4). If the answer to this determination is yes, the CPU 24e opens the discharge gate 10b of the weighing hopper 10 in which articles constituting the total weight Wa are accommodated, and the weighing hopper discharge chute 14 and the collecting chute 16 are opened. The product is discharged to the packaging machine via (Step S6), and this process is terminated.
[0030]
Although not shown, articles are supplied from the supply hopper 8 above the weighing hopper 10 which has been emptied. After elapse of a predetermined time (the time required for the article to be supplied from the supply hopper 8 to the empty weighing hopper 10 and the article to be weighed and digitized), the processing is executed again from step S2.
[0031]
If it is determined in step S4 that the total weight Wa of the combination does not exist between the allowable ranges Wt + e and Wt−e, the CPU 24e determines the total weight from the previously created combinations. Wa is smaller than the combination target weight Wu, and the closest combination, that is, the selected combination is selected (step S8). The total weight Wa at this time is referred to as a selected total weight.
[0032]
The discharge gate 10b of the weighing hopper 10 containing the articles constituting the selected combination is opened by the CPU 24e, and the articles are discharged from the weighing hopper 10 toward the collecting chute 16 (step S10).
[0033]
At substantially the same time, the CPU 24e activates the screw feeder 18c of the discharge meter 18 and starts discharging the articles from the storage hopper 18a (step S12).
[0034]
The article weight Ws in the storage hopper 18a before starting the screw feeder 18c is stored in the memory 24f in advance. Simultaneously with the activation of the feeder 18c, the CPU 24e enters the dynamic weighing measurement mode, and inputs the digital weighing signal Wx from the A / D converter 24c with a short sampling period. The CPU 24e calculates Wp = Ws−Wx every time Wx is obtained (step S14), and obtains the weight of the article discharged from the storage hopper 18a, that is, the discharged weight Wp. Then, the CPU 24e determines whether the total value (Wa + Wp) of the selected total weight Wa and the discharge weight Wp is equal to or greater than the target filling weight (Wt) (step S16). Steps S14 and S16 are repeated until the answer to this determination is yes. If the answer to this determination is yes, the screw feeder 18c is stopped (step S18). In the case of performing a strict operation, an article having a slight weight (drop difference) Wf falls from when the feeder 18c is stopped to when the article actually stops dropping. In step S16, it is determined whether -Wf is equal to or greater than Wt.
[0035]
Even in this case, articles are supplied to the empty weighing hopper 10 from the supply hopper 8 above the weighing hopper 10, and weighing is performed. After this measurement is completed, that is, after a predetermined time has elapsed, the process is performed again from step S2.
[0036]
In this weight-type filling device, an article having a weight Wa close to the filling target weight is discharged from the combination weigher 2 as the primary filling, and then an article of Wp or Wp-Wf is discharged from the discharge meter 18 to obtain an article having the target filling weight. Is filled into the packaging machine. Since Wu is set to a value slightly smaller than Wt, Wp or Wp-Wf is very small. Therefore, the supply flow rate from the screw feeder 18c is set to a very small amount. The sampling period of the A / D converter 24c for determining Wp or Wp-Wf is set short. Together, Wp or Wp-Wf, which is the secondary filling weight, can be measured with extremely high accuracy, and the secondary filling weight can be filled in the packaging machine in a short time. Therefore, after the article is discharged from the weighing hopper 10, the secondary filling is finished after a lapse of a very short time, and there is no large time delay between the primary filling and the secondary filling.
[0037]
In the conventional combination weigher, the filling accuracy is determined only by the combination accuracy of the combination calculation, but in this weight type filling device, the remaining variation is corrected to the limit of the weighing accuracy only by the combination weigher. The accuracy improvement is realized. Moreover, since the primary filling weight is determined by the combination calculation, the combination target weight Wu can be set to a value very close to the filling target weight Wt, and the primary filling weight is also very close to the combination target weight Wu stochastically. Is obtained, which is very close to the filling target weight Wt. Therefore, the secondary filling weight Wp or Wp-Wf can be set to a very small value, and the time required for the secondary filling is short. Therefore, when all the articles discharged from the weighing hopper 10 reach the lower part of the collecting chute 16, the secondary-filled articles also almost reach the lower part of the collecting chute 16. Therefore, the high speed of the combination weigher can be maintained as it is.
[0038]
It is necessary to supply articles to the storage hopper 18a of the discharge meter 18 as well. However, the supply amount necessary for the storage hopper 18a is small because the discharge flow rate from the storage hopper 18a is small, so that the decrease amount is small and very small compared to the amount supplied to the weighing hopper 10. Therefore, when the article supply path to the storage hopper 18 is taken from a part of the peripheral edge of the dispersion feeder 4, the flow of articles in the portion where the supply path is provided is supplied to the supply hopper 8, depending on the properties of the articles. Compared with the flow to the supply path, the uniform distribution of articles on the dispersion feeder 4 is lost, and the quantity of articles supplied to the other supply hoppers 8 and thus the weighing hopper 10 is lost. Therefore, it is conceivable to provide a supply path for the storage hopper 18 separately from the transport path from the article supply source to the dispersion feeder 4. However, this makes the equipment excessive.
[0039]
In this weight-type filling device, the weighing hopper 10 is provided with two discharge gates 10a and 10b that can be driven independently, and the weighing hopper 10 at the upper part of the storage hopper 18a of the discharge weighing device 18 participates in the combination. Sometimes the gate 10b is opened. When the CPU 24e detects that the articles in the reservoir hopper 18a have become insufficient based on the weighing signal of the load cell 18b, when the weighing hopper 10 is not participating in the combination, the discharge gate 10a is opened to remove the articles. It is supplied to the reservoir hopper 18a. Needless to say, articles are supplied to the empty weighing hopper 10 from the supply hopper 8 thereabove. Further, articles are supplied to the supply hopper 8 by the dispersion feeder 4 and the linear feeder 6. Since the supply amount of articles from the storage hopper 18a is small, the storage hopper 18a does not frequently run out. Therefore, it is not necessary to supply articles from the weighing hopper 10 to the storage hopper 18 frequently. Even if the article is supplied to the storage hopper 18a, the quantitativeness of the article supplied to each weighing hopper is not affected. In the weighing hopper in which the reservoir hopper 18a is not provided below, the gates 10a and 10b are opened simultaneously when the article is discharged.
[0040]
In the first embodiment, the discharge metering device 18 is used. However, depending on the property of the article to be weighed, if the article is supplied by the screw feeder 18c of the discharge weighing device 18, the article may be destroyed and the commercial value may be lost. For such articles, it is preferable to use a vibratory supply device such as an electromagnetic feeder or a piezoelectric feeder. However, when a vibratory supply device is placed on the weighing unit and the secondary filling weight is measured, a small amount of articles cannot be weighed with high accuracy due to the influence of vibration.
[0041]
Therefore, in the second embodiment, an input metering device 30 having the following configuration is used in place of the discharge metering device 18. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0042]
As shown in FIG. 5, the input weighing device 30 includes an input weighing storage hopper 30 a to which articles are supplied via a gate 10 a of the weighing hopper 10. The storage hopper 30a is provided with a vibrator 30b for smoothly discharging articles from the inside. Below the storage hopper 30a, a vibratory feeder for conveying articles discharged from the storage hopper 30a, such as a rectilinear feeder 30c, is provided. This linear feeder 30c is the same as the linear feeder 6 used in the first embodiment. A weighing conveyor is used for weighing an article while conveying it without being affected by the vibration of the linear feeder 30c. That is, weighing means, for example, a load cell 30e, is coupled to a conveyor 30d such as a belt conveyor or a chain conveyor that supports and conveys articles from the linear feeder 30c on the upper surface. The supply position of the articles on the conveyor 30d is selected at a position close to the base end so as to increase the article conveyance distance on the conveyor 30d. The conveyor 30d supplies articles to the collecting chute 16 via the discharge metering device discharge chute 20a. In addition, the conveyance speed of the conveyor 30d can be changed in two stages, high speed and low speed.
[0043]
When an input weighing device equipped with a general hopper or the like is used, after the primary filling by the combination weigher is completed, the shortage of the primary filling is usually compensated by the secondary filling by the input weighing device 30. However, in this configuration, the discharge timing of the secondary-filled article is delayed. In order to improve this point, in the second embodiment, the input weighing device 30 having a weighing conveyor is used. That is, the supply of articles onto the conveyor 30d is started a predetermined time before the combination calculation is started in the combination weigher. Before the article is supplied to the collecting chute 16 from the tip of the conveyor 30d, the length and speed of the conveyor 30d are adjusted so that the combination calculation is completed. After the completion of the combination calculation, the total value of the article weight on the conveyor 30d and the selected total weight selected by the combination calculation is obtained, and further articles are supplied onto the conveyor 30d until the total value exceeds the target weight. To do. Further, when the combination calculation is completed, the articles are discharged from the weighing hopper 10 to the collecting chute 16. At this time, the conveying speed of the conveyor 30 d is simultaneously increased, and the articles on the conveyor 30 d are also discharged to the collecting chute 16. The Accordingly, the supply of articles from the input weighing device 30 and the supply of articles from the combination weigher are substantially synchronized. In addition, since the weight of the article to be weighed by the input weighing device 30 is originally small, after the selected total weight is determined, the time for weighing so that the total weight equal to the target weight is short, and the secondary filling is performed. The time it takes does not increase.
[0044]
Since the supply of the article from the vibration feeder 30c is a small flow rate and the supply destination of the article is the conveyor 30d, the article is not deposited directly under the vibration feeder 30c. Accordingly, since the vibration feeder 30 and the conveyor 30d can be brought close to each other, a large impact is not generated on the conveyor 30d when an article is supplied, and the drop amount is small. Therefore, the input weighing device 30 can perform high-precision weighing, can accurately estimate the static measurement value while being input, and needs to perform static measurement before supplying the secondary filling article to the collecting chute 16. The secondary filling timing does not deviate from the primary filling timing.
[0045]
In addition, the conveyor 30d also functions as a temporary retention device for the secondary filled article until the primary filling from the combination weigher is started.
[0046]
In order to operate the combination weigher 2 and the input weighing device 30 as described above, first, it is assumed that the combination weigher 2 executes a combination calculation every predetermined time T. Further, it is assumed that the operation conditions and the like of each weighing hopper 10, supply hopper 8, linear feeder 6 and the like are the same as those in the first embodiment.
[0047]
As shown in FIG. 6, the linear feeder 30c is activated and the conveyor 30d starts a low-speed operation, as shown in FIG. 6, ahead of the timing of the combination calculation (step S20). Next, the process waits for a predetermined time t0 (step S22).
[0048]
After the predetermined time t0, as in the first embodiment, the combination calculation is executed in the control unit 24, the selected total weight Wa is determined, and the article is discharged from the weighing hopper 10 (step S24). Then, the current secondary filling weight, that is, the weight Wp of the article on the conveyor 30d is input from the load cell 30e to the control unit 24 (step S26). It is determined whether the value obtained by subtracting the drop difference Wf (drop difference between the vibration feeder 30c and the conveyor 30d) from the total value of the selected total weight Wa and the secondary filling weight Wp is smaller than the target weight Wt (step S28). ). If the answer to this decision is yes, wait until the answer to this decision is yes. During this time, the supply of articles from the linear feeder 30c to the conveyor 30d is continued, and as a result, the secondary filling weight Wp, which changes every moment, is supplied to the control unit 24 every predetermined time. The answer is yes. Following this, the linear feeder 30c is stopped and the conveyor 30d is operated at high speed. Since the article is supplied on the conveyor 10d in advance for the predetermined time t0, the time required for the answer to the determination in step S28 to be yes is very short. The time difference from S30 is negligible. The predetermined time t0 is determined based on the transport speed of the conveyor 30d, the transport distance of the conveyor 30d, and the like. The predetermined time t0 and the article discharge flow rate from the weighing hopper 10 are set such that the secondary filling weight Wf after the predetermined time t0 is smaller than the deviation between the target weight Wt and the combined target weight Wu.
[0049]
In the second embodiment, the secondary filling is preceded by using the input metering device 30, but the secondary filling is preceded by using the discharge metering device 18 used in the first embodiment. Can do. In that case, for example, temporary retention means for temporarily retaining the article, for example, an openable / closable gate, is provided at an appropriate position on the article sliding surface of the discharge chute 20 for the discharge metering device, and the preceding secondary filling is started from the discharge metering device 18. Until the selected total weight in the combination weigher 2 is determined. Then open the gate.
[0050]
In both of the above embodiments, the combination calculation is performed on the articles in the weighing hopper 10, but in addition to the weighing hopper 10, a memory hopper is provided corresponding to each weighing hopper 10, and the articles are weighed by each weighing hopper. After that, it is possible to increase the number of articles subject to the combination calculation by transferring the articles of the weighing hopper to the corresponding memory hopper, supplying new articles to the weighing hopper that has become empty, and weighing the articles. Is possible.
[0051]
In the first embodiment, the discharge metering device 18 includes the screw feeder 18c. However, the present invention is not limited to this, and other supply means such as a table feeder can also be used.
[0052]
In the second embodiment, the supply weighing device 30 has a weighing conveyor including a conveyor 30d and a load cell 30e. However, the supply weighing device 30 is not limited to this, and weighing is performed while temporarily storing articles. What can be done, for example a weighing hopper, can also be used. In the second embodiment, after a predetermined time t0, a combination having a total weight that is equal to or close to the combination target weight Wu that is set in advance smaller than the target filling weight is selected, and the total value of Wa and the secondary filling weight Wp is selected. Secondary filling was performed until the value obtained by subtracting the drop difference Wf became equal to the target weight Wt. After a predetermined time t0, the total weight equal to or close to the deviation between the secondary filling weight Wp and the target weight Wt at that time It is also possible to select a combination having Wa and perform secondary filling until the value obtained by subtracting the drop difference Wf from the total value of Wa and the secondary filling weight Wp is equal to the target weight Wt.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since a combination weigher is used for primary filling, the time for temporarily filling can be shortened, and the primary filling weight is set to a value close to the target weight. The secondary filling weight can be made extremely smaller than that of the conventional weight filling device. As a result, the time required for secondary filling can be greatly shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a weight-type filling device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged plan view of a part of the weight-type filling device of FIG.
FIG. 3 is a block diagram of the gravimetric filling device of FIG. 1;
FIG. 4 is an operation flowchart of the weight-type filling device in FIG. 1;
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a weight-type filling device according to a second embodiment of the present invention.
6 is an operation flowchart of the weight-type filling device in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
10 Weighing hopper (goods accommodation means)
12 Load cell (measuring means)
18 Discharge weighing device (goods supply weighing means)
24 Control unit (combination calculation means, discharge control means)

Claims

A plurality of article storage means each containing a powder ,
A weighing means for weighing the granular material accommodated in the article accommodating means;
Various combinations of the weights of the powder particles in the article storage means weighed by the weighing means are equal to a combination target weight set to a value smaller than and close to a predetermined priority target weight. Or a combination calculation means for selecting a selected combination having a selected total weight that is a total weight smaller than and close to the combination target weight ;
Immediately after the selection of the selected combination, a discharge control means for discharging the powder particles inside the article storage means storing the powder particles constituting the selected combination toward an article collection position;
Articles that weigh particles corresponding to the deviation between the selected total weight and the filling target weight and supply the weighed particles to the article collection position when discharged by the discharge control means Supply metering means,
A weight filling device.

A plurality of article storage means each containing a powder,
A weighing means for weighing the granular material accommodated in the article accommodating means;
Article supply and weighing means for feeding powder particles toward the article collection position while weighing
After a predetermined time from the start of the operation of the article supply and weighing means, the weights of the granular materials in the article storage means weighed by the weighing means are variously combined. A combination calculation means for selecting a selected combination having a selected total weight that is equal to or close to a predetermined combination target weight, or a total weight that is smaller and closer to the combined weight;
Immediately after the selection of the selected combination, a discharge control unit that discharges the particles constituting the selected combination from the article storage unit toward the article collection position;
The article supply and weighing means supplies an article having a weight corresponding to a deviation of the total value of the selected total weight and the measured value of the article supply and weighing means after the predetermined time with respect to the filling target weight toward the collection position. Control means for stopping the article supply and weighing means,
And the supply flow rate of the article supply weighing means and the predetermined time are such that the supply weight of the article supply measurement means after the predetermined time is equal to or less than a deviation between the filling target weight and the combination target weight. , Set weight type filling device.

A plurality of article storage means each containing a powder ,
A weighing means for weighing the granular material accommodated in the article accommodating means;
Article supply and weighing means for feeding powder particles toward the article collection position while weighing
Selection after a predetermined time from the start of operation of the article supply and weighing means, the weight being equal to or smaller than the deviation between the measured value by the article supply and weighing means at this time and a predetermined filling target weight A combination calculation means for selecting a combination that is a combination of the powder particles having a total weight in various combinations of the weights of the powder particles in the article storage means, and selecting from among the combinations;
Immediately after selecting the selected combination, discharge control means for discharging the powder particles from the article storage means storing the powder particles constituting the selected combination toward the article collection position;
The article supply and weighing means directs the powder particles having a weight corresponding to a deviation of the total value of the selected total weight and the measured value of the article supply and weighing means after the predetermined time with respect to the filling target weight to the collection position. Control means for stopping the article supply weighing means when
A weight-type filling device , wherein the flow rate of the article supply and weighing means is selected so that the selected total weight is smaller than and close to the target weight .

4. The weight-type filling device according to claim 1, wherein each of the article storage means is disposed around the article supply means for supplying the powder particles from the center toward the periphery , and the article supply and weighing means is A weight-type filling device in which the granular material is supplied from one of the article storage means.

The weight-type filling device according to claim 2 or 3, further comprising a temporary storage unit that temporarily stores the granular material supplied from the article supply and weighing unit toward the article collection position, wherein the discharge control unit when the powder or granular material toward the article collecting position from said article storage means for housing the granular material constituting the selected combination are discharged, toward the granular material in the article collecting position from said temporary holding means A weight-type filling device provided with means for discharging.