JP4128861B2 - 組合せ計量装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個々の重量が異なる計量物を所定の重量となるように組み合わせる組合せ計量装置に関する。より詳しくは、組合せ計量装置における計量物の量を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば菓子や野菜など、１つ１つの重量がそれぞれ異なる計量物を所定重量ずつ袋詰めする場合には、計量物を一旦複数個ずつ分散して計量し、それらの組合せが所定重量となるような組合せを選択する組合せ計量装置が用いられる。
【０００３】
一般的な組合せ計量装置の動作について簡単に説明すると、まず、装置内に搬入された計量物をクロスフィーダが分散フィーダに供給する。分散フィーダに供給された計量物は複数の放射フィーダに分散して排出された後、プールホッパを介して各計量ホッパに搬送される。各計量ホッパは、放射フィーダから搬送された計量物の重量（以下、「搬送量」と称する）をそれぞれ計量して、その計量結果をＣＰＵなどからなる制御部に出力する。制御部では、当該計量結果に基づいて、計量物の重量が所定重量となる最適な計量ホッパの組合せを選択するとともに、選択した計量ホッパに対して計量物を投入するよう指示を与える。制御部からの指示を受けた計量ホッパは開閉ゲートを開いて集合シュートに計量物を投入する。集合シュートに投入された計量物は、排出シュートを介して１つの袋に袋詰めされる。このような組合せ計量装置において、所定重量となる計量ホッパの組合せが存在する確率は、各計量ホッパに投入されている計量物の量（搬送量）に依存する。したがって、このような組合せ計量装置では、搬送量をいかに適切に制御するかが、効率のよい組合せ計量処理を行うために重要となる。
【０００４】
このような制御を行う例として、特許文献１には、計量ホッパからの計量結果（搬送量の計量結果）に基づいて、所定の演算手法により分散フィーダの供給能力を制御して、前述の搬送量を適切に制御する装置が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、搬送量が適切となるように計量ホッパの目標投入数（ｎ／２：ｎは装置が備える計量ホッパの数）を設定しておき、実際に投入動作を行った計量ホッパの数と目標投入数とを比較して、投入動作を行った計量ホッパの数が多い場合に、搬送量が減少しているとみなして、分散フィーダの駆動強度（加振力）を強める装置が記載されている。
【０００６】
しかし、特許文献１および特許文献２に記載されている装置では、分散フィーダ上に供給されている計量物の分布状態によって、分散フィーダから排出される計量物の量（以下、「排出量」と称する）が変動するため、分散フィーダの駆動強度を制御するのみでは搬送量が所望の値にならないという問題があった。すなわち、組合せ計量装置では、分散フィーダ上の分布状態を制御することが必要となる。
【０００７】
従来より、このような問題を解決するために、分散フィーダ上の計量物の層厚（分布状態）制御を実現する装置が提案されている。例えば、特許文献３には、所定値に基づいてＯＮ・ＯＦＦ制御されるクロスフィーダから、飛散防止筒を介して分散フィーダに計量物を供給する装置が記載されている。特許文献３に記載されている装置では、分散フィーダ上に存在する計量物の量（以下、「分散重量」と称する）から分散重量の重量変化率を求め、当該重量変化率と所定の値との比較結果に基づいて、この飛散防止筒の位置を制御することにより、分散フィーダ上に存在する計量物の層厚（分布状態）を制御する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３２４３７７公報
【特許文献２】
特開昭５６−９６２２４号公報
【特許文献３】
特開平８−１７８７３４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献３に記載されている装置では、制御すべき搬送量に基づいて制御が行われるのではなく、予め設定されている値に基づいて制御が行われる。したがって、例えば、装置の動作環境の影響などによって制御精度が低下し、計量効率が低下するという問題があった。
【００１０】
また、装置内に、飛散防止筒を正確に駆動する機構などを別途設ける必要があることから、装置構成が複雑になるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、装置構成を複雑化させることなく、効率的な計量を行う組合せ計量装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、所定量の被計量物を計量する組合せ計量装置であって、前記組合せ計量装置に供給された前記被計量物を搬送する第１搬送手段と、前記第１搬送手段により搬送された前記被計量物を分散して排出する分散手段と、前記分散手段上に存在する前記被計量物の目標値となる分散重量目標値に基づいて前記第１搬送手段を制御する供給量制御手段と、前記分散手段により分散して排出された前記被計量物をそれぞれ搬送する複数の第２搬送手段と、前記複数の第２搬送手段により搬送される前記被計量物の搬送量を、前記第２搬送手段ごとに計量する搬送量計量手段と、前記搬送量計量手段により計量された前記被計量物の搬送量に基づいて、前記第２搬送手段の空状態を検出するとともに、前記組合せ計量装置における計量状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記分散手段上の被計量物の供給状態を判定して、前記分散重量目標値を補正する補正手段とを備え、前記補正手段が、前記供給状態を複数の段階に分類して判定し、分類した前記段階のそれぞれの連続発生回数に応じて、前記分散重量目標値の補正量を変更しつつ補正することを特徴とする。
また、請求項２の発明は、所定量の被計量物を計量する組合せ計量装置であって、前記組合せ計量装置に供給された前記被計量物を搬送する第１搬送手段と、前記第１搬送手段により搬送された前記被計量物を分散して排出する分散手段と、前記分散手段上に存在する前記被計量物の目標値となる分散重量目標値に基づいて前記第１搬送手段を制御する供給量制御手段と、前記分散手段により分散して排出された前記被計量物をそれぞれ搬送する複数の第２搬送手段と、前記複数の第２搬送手段により搬送される前記被計量物の搬送量を、前記第２搬送手段ごとに計量する搬送量計量手段と、前記搬送量計量手段により計量された前記被計量物の搬送量に基づいて、前記第２搬送手段の空状態を検出するとともに、前記組合せ計量装置における計量状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記分散手段上の被計量物の供給状態を判定して、前記分散重量目標値を補正する補正手段とを備え、前記検出手段が、前記組合せ計量装置における計量状態に基づいて、前記組合せ計量装置における過量状態の発生率を求め、前記発生率が所定値以上である場合に、前記補正手段が前記分散重量目標値の補正を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る組合せ計量装置であって、前記補正手段が、前記供給状態を複数の段階に分類して判定し、分類した前記段階に応じて、前記分散重量目標値の補正量を変更しつつ補正することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４の発明は、請求項１の発明に係る組合せ計量装置であって、前記検出手段が、前記組合せ計量装置における計量状態に基づいて、前記組合せ計量装置における過量状態の発生率を求め、前記発生率が所定値以上である場合に、前記補正手段が前記分散重量目標値の補正を行うことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５の発明は、請求項２ないし４の発明に係る組合せ計量装置であって、前記発生率が連続して前記所定値以上となった場合において、前記補正手段が、前記分散重量目標値の補正を連続して行う回数を所定回数以下とすることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る組合せ計量装置であって、前記分散手段に存在する前記被計量物の量を計量する分散重量計量手段と、前記分散重量計量手段により計量された前記被計量物の量に応じて、前記分散手段の駆動継続時間を制御する排出量制御手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１９】
＜１． 第１の実施の形態＞
図１は、本発明における組合せ計量装置１の構成と各構成間の接続関係を示す図である。組合せ計量装置１は、クロスフィーダ２、分散フィーダ３、計量装置４、放射フィーダ（放射トラフ）５、プールホッパ６、および計量ホッパ７を備えている。また、主に各構成を制御するための構成としてＣＰＵ８、ＲＡＭ９、ＲＯＭ１０、および記憶装置１１を備え、オペレータとのインタフェースとして各種データを画面表示する表示部１２、オペレータからの指示を入力するための操作部１３を備える。操作部１３は、キーボードやマウスなどから構成されるが、タッチパネルディスプレイなどのように表示部１２と兼用されるものであってもよい。なお、図示を省略しているが、組合せ計量装置１には、さらに、計量ホッパ７から計量物が投入される集合シュートおよび排出シュートなども設けられている。
【００２０】
このような構成により、本実施の形態における組合せ計量装置１は、菓子や果物といった個々の重量が異なる計量物が所定重量（以下、「計量目標値Ｔｇ」と称する）となるように計量して袋詰めする装置として構成されているが、同様の目的で用いられる箱詰め装置や瓶詰め装置などにももちろん利用することができる。
【００２１】
クロスフィーダ２は、組合せ計量装置１に供給された計量物が載置されるトラフ２０とトラフ２０を所定の方向に駆動する駆動機構２１とから構成される。クロスフィーダ２は、駆動機構２１によりトラフ２０を所定の方向に駆動させることによって、組合せ計量装置１に供給された計量物（トラフ２０に載置された計量物）を分散フィーダ３に搬送する。すなわち、クロスフィーダ２が、主に本発明における第１搬送手段に相当する。
【００２２】
分散フィーダ３は、クロスフィーダ２から計量物が供給される分散テーブル３０と、分散テーブル３０を保持するベース３１とから構成される。
【００２３】
分散テーブル３０は、上面が略円錐形状とされており、図１に矢印で示すように、クロスフィーダ２によって搬送された計量物が上面の頂点付近に供給される。分散テーブル３０は、ベース３１によって所定の位置に保持されるとともに、振動駆動される。このように分散テーブル３０の振動駆動によって、分散テーブル３０に搬送された計量物は、図１に矢印で示すように、上面周方向に分散しつつ径方向に移動し、各放射フィーダ５に排出される。
【００２４】
計量装置４は、重量を計量するための一般的な秤の機能を有する装置であり、所定のタイミングで分散テーブル３０上に存在する計量物の重量（分散重量）を計量して、その計量結果（図２：分散重量データ１０３）をＣＰＵ８に出力する。
【００２５】
組合せ計量装置１では、分散テーブル３０の円形の縁の周囲に沿って、複数個の放射フィーダ５が配置されている。組合せ計量装置１では、分散フィーダ３が前述のように計量物を分散させつつ径方向に移動させることにより、計量物は各放射フィーダ５に分散して排出される。
【００２６】
各放射フィーダ５は、計量物を受け取って搬送するフィーダ部５０と、駆動機構５１とを備えており、駆動機構５１がフィーダ部５０を振動駆動させることよって、フィーダ部５０が受け取った計量物を所定の方向に搬送して、所定のプールホッパ６に搬入する。フィーダ部５０の振動強度は、駆動機構５１がＣＰＵ８からの制御信号に基づいて駆動することによって変更可能とされており、本実施の形態における組合せ計量装置１では、当該振動強度を調整することにより、放射フィーダ５の搬送量を制御することができる。すなわち、放射フィーダ５が、主に本発明における第２搬送手段に相当する。
【００２７】
プールホッパ６は、放射フィーダ５から搬入された計量物を一旦保持した後、図示しない開閉ゲートを所定のタイミングで開くことによって、保持している計量物を計量ホッパ７に投入する。
【００２８】
計量ホッパ７は、プールホッパ６から投入された計量物を保持しつつ、当該計量物の重量を計量して、その計量結果（図２：計量データ１００）をＣＰＵ８に出力する。また、ＣＰＵ８からの制御信号に基づいて、図示しない開閉ゲートを開くことにより、保持した計量物を集合シュートに投入する。なお、組合せ計量装置１は、それぞれ放射フィーダ５と同数のプールホッパ６および計量ホッパ７を備えており、各プールホッパ６および各計量ホッパ７は、それぞれの放射フィーダ５に一対一で設けられている。
【００２９】
このように各計量ホッパ７と各放射フィーダ５とが一対一で対応付けられていることから、各計量ホッパ７に保持されている計量物は、いずれの放射フィーダ５によって搬送された計量物であるかをＣＰＵ８において判別可能となっている。すなわち、計量ホッパ７が主に本発明における搬送重量計量手段に相当する。なお、本実施の形態における組合せ計量装置１では、１サイクルにおいて投入動作を行う計量ホッパ７の数（以下、「目標投入数Ｎ」と称する）が予め設定されている。
【００３０】
ＣＰＵ８は、図示しないインターフェイスおよびバス配線を介して、組合せ計量装置１の各構成と接続されている。ＣＰＵ８は、ＲＯＭ１０に記憶されているプログラムをＲＡＭ９上に読み出し、当該プログラムに従って、所定の演算や制御信号の生成などを行うことにより、組合せ計量装置１の各構成を制御する。
【００３１】
記憶装置１１は、各種データを保存しておく装置であって、読み書き可能なハードディスク装置などが該当する。なお、記憶装置１１は、ＣＤ−ＲＯＭ読み取り装置やカードリーダなどのように、可搬性を有する記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード）を用いる装置であってもよい。
【００３２】
図２は、主にＣＰＵ８により実現される機能構成を示すブロック図である。図２に示す、組合せ決定部８０、検出部８１、補正部８２、供給量制御部８３、および排出量制御部８４が、ＣＰＵ８が前述のプログラムに従って動作することにより実現される機能構成である。なお、図２では、それぞれ１つの放射フィーダ５および計量ホッパ７についてのみ図示しているが、本実施の形態における組合せ計量装置１では、すべての放射フィーダ５および計量ホッパ７について個別に同様の処理が行われる。
【００３３】
組合せ決定部８０は、各計量ホッパ７に投入されている計量物の重量（搬送量）を示す計量データ１００に基づいて、袋詰めされる計量物の重量が計量目標値Ｔｇに最も近い値となる計量ホッパ７の組合せを選択する。さらに、選択した計量ホッパ７の開閉ゲートを操作してそれらに投入されている計量物を前述の集合シュートに投入させる。また、選択した計量ホッパ７に投入されていた計量物の重量を合算することにより、集合シュートに投入された計量物の全重量（以下、「袋詰め重量」と称す）を求め、履歴データ１０４を生成する。履歴データ１０４は、各サイクルごとの袋詰め重量および投入動作を行った計量ホッパ７の数（以下、「投入数Ｍ」と称する）などの計量結果に関する情報を示すデータであって、適宜、記憶装置１１に出力されて記憶される。
【００３４】
検出部８１は、計量データ１００に示される搬送量に基づいて、当該搬送量が「０」であるか否かによって、放射フィーダ５の空状態を検出する。また、履歴データ１０４を参照することにより、袋詰め重量と計量目標値Ｔｇとを比較して、組合せ計量装置１における計量状態について、過量状態および軽量を検出する。さらに、履歴データ１０４に示される投入数Ｍと目標投入数Ｎとを比較することによって、組合せ計量装置１の計量状態を検出する。検出部８１は、計量状態の検出結果に応じて、検出データ１０１を生成する。
【００３５】
補正部８２は、まず、検出部８１の検出結果を示す検出データ１０１に基づいて、分散フィーダ３上の計量物の供給状態を判定する。そして、当該判定結果に応じて、分散重量目標値データ１０２に示される分散フィーダ３上に存在する計量物の目標値となる分散重量目標値ＤＦｔを補正し、分散重量目標値データ１０２を書き換える機能を有する。
【００３６】
供給量制御部８３は、分散重量目標値データ１０２に示される分散重量目標値ＤＦｔに基づいて、周知の手法であるＰＩＤ制御によりクロスフィーダ２を制御する。
【００３７】
排出量制御部８４は、分散重量を示す分散重量データ１０３に応じて、分散フィーダ３（ベース３１）の駆動継続時間Ｔを演算により求めて、分散フィーダ３を制御する。
【００３８】
以上が、本実施の形態における組合せ計量装置１の構成および機能の説明である。なお、ＲＡＭ９上に生成された各データは、適宜、記憶装置１１に出力され記憶されるとともに、必要に応じて記憶装置１１からＲＡＭ９上に読み出される。
【００３９】
次に、組合せ計量装置１が計量物を所定量（計量目標値Ｔｇ）ずつ計量する動作について説明する。なお、以下、特に断らないかぎり、組合せ計量装置１の各部の構成は、ＣＰＵ８によって制御される。
【００４０】
図３は、本実施の形態における組合せ計量装置１の動作を示す流れ図である。組合せ計量装置１では、計量動作が開始されると、所定の初期設定（図示せず）が実行される。初期設定では、計量目標値Ｔｇ、分散重量目標値ＤＦｔ、目標投入数Ｎ、駆動継続時間Ｔｉｎｉなどが設定され、記憶装置１１に初期値として保存される。
【００４１】
次に、供給量制御部８３が、分散重量目標値データ１０２を参照しつつ、分散重量目標値ＤＦｔに基づいて、ＰＩＤ制御により、クロスフィーダ２を動作させて分散フィーダ３に計量物を供給する（ステップＳ１）。すなわち、本実施の形態における組合せ計量装置１では、分散重量目標値ＤＦｔを適切に制御することによって、分散フィーダ３上の計量物の分布状態（分散フィーダ３に対する供給状態）が制御される。なお、分散重量目標値ＤＦｔを制御する手法については後述する。
【００４２】
なお、組合せ計量装置１におけるクロスフィーダ２の制御は、ＰＩＤ制御に限られるものではなく、例えば、分散重量目標値ＤＦｔを用いたＯＮ・ＯＦＦ制御などであってもよい。また、より詳しくはステップＳ１は、後の処理と並行して実行される処理である。
【００４３】
次に、組合せ計量装置１は組合せ計量処理（ステップＳ２）を実行する。ステップＳ２における組合せ計量処理について説明すると、まず、排出量制御部８４が、予め分散重量データ１０３に基づいて求めておいた分散フィーダ３の駆動継続時間Ｔだけ分散フィーダ３を継続駆動させる。これにより、駆動継続時間Ｔに応じた量の計量物が分散フィーダ３から各放射フィーダ５に分散供給される。すなわち、本実施の形態における組合せ計量装置１では、駆動継続時間Ｔを適切に制御することによって、分散フィーダ３からの排出量を制御することができる。駆動継続時間Ｔを制御する手法については後述する。
【００４４】
組合せ計量装置１は、分散フィーダ３の振動駆動と並行して、各放射フィーダ５（駆動機構５１）を振動駆動させる。これにより、各放射フィーダ５上の計量物が対応するプールホッパ６に投入される。なお、このとき全放射フィーダ５のうち、対応する計量ホッパ７が空状態となっている放射フィーダ５のみが振動駆動される。
【００４５】
分散フィーダ３および放射フィーダ５の１サイクル分の駆動が終了すると、放射フィーダ５から計量物の投入をうけたプールホッパ６の開閉ゲートが開放し、プールホッパ６内に保持されている計量物が計量ホッパ７に投入される。すなわち、空状態の計量ホッパ７にのみ新たに計量物が投入（搬送）される。
【００４６】
次に、新たに計量物が投入された計量ホッパ７が、投入された計量物の重量（搬送量に相当する）を計量し、その計量結果をＣＰＵ８に出力する。ＣＰＵ８では、各計量ホッパ７毎に得られた計量物の重量に基づいて、計量データ１００が生成される。なお、ＣＰＵ８は、新たに計量結果を出力した計量ホッパ７については当該出力に基づいて、本サイクルにおける計量データ１００を生成し、それ以外の計量ホッパ７についてはそれまでの計量データ１００に示されてる計量物の重量に基づいて、本サイクルにおける計量データ１００を生成する。
【００４７】
各計量ホッパ７に投入されている計量物の計量が終了し、本サイクルにおける計量データ１００が生成されると、組合せ決定部８０が計量データ１００に基づいて、いずれの計量ホッパ７に投入されている計量物を互いに組み合わせると、その合計重量（袋詰め重量）が計量目標値Ｔｇに最も近くなるかを判定する。さらに、判定結果に基づいて、当該サイクルにおいて投入動作を行う計量ホッパ７を選択し、選択した計量ホッパ７に対して開閉ゲートを開くように制御信号を出力する。これにより、選択された計量ホッパ７から集合シュートに計量物が投入され、排出シュートを介して袋詰めされる。
【００４８】
さらに、組合せ決定部８０は、投入動作を行った計量ホッパ７が投入した計量物の量を合計することにより、当サイクルにおける袋詰め重量を求めて履歴データ１０４を生成する。以上でステップＳ２の組合せ計量処理が終了する。
【００４９】
組合せ計量処理が終了すると、次に、排出量制御処理（ステップＳ３）を実行する。図４は、排出量制御処理を示す流れ図である。排出量制御処理では、まず、計量装置４が分散重量ＤＦｗを計量して、その計量結果をＣＰＵ８に出力する。これにより、分散重量データ１０３が生成される（ステップＳ１１）。
【００５０】
分散重量データ１０３が生成されると、排出量制御部８４が分散重量目標値データ１０２と分散重量データ１０３とを参照して、分散重量目標値ＤＦｔと分散重量ＤＦｗとを比較することにより、分散重量チェックを行う（ステップＳ１２）。具体的には、分散重量ＤＦｗが分散重量目標値ＤＦｔより大きいか否かの判定が行われる。
【００５１】
分散重量ＤＦｗが、分散重量目標値ＤＦｔより大きい場合（ステップＳ１２においてＹｅｓ）、排出量制御部８４が、例えば数１により、分散フィーダ３の駆動継続時間Ｔに対する操作量Δｔを演算する（ステップＳ１３）。
【００５２】
【数１】

【００５３】
次に、操作量Δｔに基づいて、例えば数２により、駆動継続時間Ｔを求めて、以後、前述の組合せ計量処理（ステップＳ２）において、排出量制御部８４が用いる駆動継続時間Ｔとして新たにセットする（ステップＳ１４）。
【００５４】
【数２】

【００５５】
なお、駆動継続時間Ｔは、図２において図示を省略しているが、初期値としては記憶されているＤＦｉｎｉが用いられ、以後ステップＳ１４において更新されるたびに、当該駆動継続時間Ｔが記憶され用いられる。
【００５６】
すなわち、組合せ計量装置１では、計量装置４により計量された計量物の量（分散重量ＤＦｗ）に応じて、当該分散重量ＤＦｗが分散重量目標値ＤＦｔよりも大きい場合に、分散フィーダ３の駆動継続時間を短くするように制御が行われる。
【００５７】
これにより、分散フィーダ３に分散重量目標値ＤＦｔよりも多く計量物が供給された場合（過大供給となっている場合）、排出量制御部８４によって、分散フィーダ３の駆動継続時間Ｔが短くされることから、分散フィーダ３から排出される計量物の量が過大供給によって増加することを抑制することができる。したがって、効率のよい計量を行うことができる。
【００５８】
一方、分散重量ＤＦｗが分散重量目標値ＤＦｔ以下である場合（ステップＳ１２においてＮｏ）、ステップＳ１３，Ｓ１４の処理をスキップすることにより、現在設定されている駆動継続時間Ｔを維持して、排出量制御処理を終了し、図３に示す処理に戻る。
【００５９】
次に、組合せ計量装置１は、履歴データ１０４に基づいて、組合せ計量装置１の稼働率が所定値以上であるか否かの判定を行う（ステップＳ４）。当該判定の結果、稼働率が所定値以上である場合には、分散重量目標値ＤＦｔを変更する処理（ステップＳ５）をスキップする。
【００６０】
これにより、組合せ計量装置１で実行される制御において、操作される値である分散重量目標値ＤＦｔの値がそれぞれ維持されることから、現在の制御状態が維持される。したがって、不必要な制御動作を抑制することができ、制御効率を向上させることができる。なお、稼働率は、例えば、履歴データ１０４に示される袋詰め重量に基づいて、組合せ計量装置１の動作回数（組合せ計量処理の実行回数）に対して袋詰め重量が正常（袋詰め重量が計量目標値Ｔｇに対して許容範囲にある場合をいう）となった回数の割合として求めることができる。
【００６１】
一方、稼働率が所定値未満である場合（ステップＳ４においてＮｏ）には、供給量制御処理（ステップＳ５）を実行する。図５は、供給量制御処理を示す流れ図である。供給量制御処理では、まず、検出部８１により組合せ計量装置１における計量の状態検出処理が行われる（ステップＳ２１）。
【００６２】
ステップＳ２１では、まず、検出部８１が計量データ１００を参照することにより、組合せ計量処理において空状態であった計量ホッパ７の数（以下、「空ヘッド数Ｅ」と称する）と、投入動作を行った計量ホッパ７の数（以下、「選択ヘッド数Ｍ」と称する）とを検出してカウントする。次に、履歴データ１０４を参照することにより、組合せ計量装置１における過量状態および軽量の有無を検出し、過量発生回数ｅ１および軽量発生回数ｅ２をカウントする。さらに、それぞれ検出された値（個数、回数）に基づいて、検出データ１０１を生成する。なお、過量状態には、過量とオーバースケールとの２つの状態がある。過量とは、ある計量ホッパ７が、予め定義された回数まで組合せに参加することができず、強制的に参加する形になった場合において、袋詰め重量が「許容重量」を超えた状態をいう。オーバースケールとは、１ヘッドあたりの計量ホッパ７に投入された計量物の重量値が計量目標値（＋上限値）を超えた状態をいう。また、軽量とは、逆に袋詰め重量が許容重量より軽くなった場合の計量状態をいう。
【００６３】
検出データ１０１が生成されると、組合せ計量装置１は、過量多発対応処理を実行する（ステップＳ２２）。図６は、過量多発対応処理を示す流れ図である。過量多発対応処理では、まず、補正部８２により、周期定義回数ｎ０の動作が行われたか否かの制御周期チェックが行われる（ステップＳ３１）。周期定義回数ｎ０の動作が行われていない場合には、ステップＳ３２ないしＳ３６の処理をスキップして、過量多発対応処理を終了して、図５に示す処理に戻る。
【００６４】
一方、周期定義回数ｎ０の動作が終了しており、制御周期に該当する場合（ステップＳ３１においてＹｅｓ）、補正部８２は、検出データ１０１を参照することにより、過量発生回数ｅ１が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。このような処理によって、組合せ計量装置１では、周期定義回数ｎ０の動作が行われるたびに、その間の過量発生回数ｅ１が所定値以上か否かが判定される。これは、組合せ計量装置１における過量状態の発生率（ｎ１／ｎ０）を求め、当該発生率が所定値以上であるか否かを判定する処理に相当し、過量状態が多発している状態であるか否かを判定することに相当する。
【００６５】
これにより、組合せ計量装置１は、過量状態の発生率に基づいて、過量が多発している状態を検出することができる。したがって、後述する処理によって過量多発状態に対応して分散重量目標値ＤＦｔの補正を行うことにより、効率のよい計量を行うことができる。
【００６６】
ステップＳ３２における判定により、過量発生回数ｅ１が所定値未満である場合（ステップＳ３２においてＮｏ）には、補正部８２が連続回数カウンタをリセットする。そして、過量多発対応処理を終了し、図５に示す処理に戻る。なお、連続回数カウンタとは、過量多発状態（ステップＳ３２における判定がＹｅｓとなる状態）に対する処理（ステップＳ３５，Ｓ３６）を連続して行った回数を示すカウンタである。
【００６７】
一方、過量発生回数ｅ１が所定値以上である場合（ステップＳ３２においてＹｅｓ）には、さらに、連続回数カウンタの値に基づいて、連続操作チェックを行う（ステップＳ３４）。本実施の形態における組合せ計量装置１では、ステップＳ３４において、連続回数カウンタの値が「１」以上であるか否かを判定する。すなわち、前回の制御周期においてステップＳ３５，Ｓ３６を実行した場合（ステップＳ３４においてＹｅｓと判定される）には、連続回数カウンタをリセットして、過量多発対応処理を終了し、図５に示す処理に戻る。すなわち、補正部８２は、後述するステップＳ３５，Ｓ３６の処理を連続して行う回数を所定回数以下（本実施の形態においては１回）となるように制御する。
【００６８】
連続回数カウンタの値が「０」である場合には、補正部８２により新たな分散重量目標値ＤＦｔｎが演算される（ステップＳ３５）。ステップＳ３５の処理は、例えば、数３によって実行することができる。ただし、Ｋｐは、分散重量目標値ＤＦｔの補正の度合いを示す数値（以下、「補正率」と称する）であって、ステップＳ３５においては（Ｋｐ＜１）を満たす定数である。
【００６９】
【数３】

【００７０】
さらに、補正部８２は、数４を実行することによって、新たな分散重量目標値ＤＦｔｎを分散重量目標値ＤＦｔとしてセットするとともに（ステップＳ３６）、連続回数カウンタをインクリメントする。すなわち、分散重量目標値データ１０２が新たに求めた分散重量目標値ＤＦｔｎに書き換えられ、以後の処理（例えば、ステップＳ１）において参照される。
【００７１】
【数４】

【００７２】
数３および数４が実行されることにより、分散重量目標値ＤＦｔが低下するため、以後、供給量制御部８３の制御において（ステップＳ１）、クロスフィーダ２から分散フィーダ３に供給される計量物の量が減少する。したがって、各計量ホッパ７に投入される計量物の量が減少するため、組合せ計量装置１の過量状態が抑制される。
【００７３】
また、補正部８２が、ステップＳ３５，Ｓ３６の処理を所定回数以上連続して実行しないように制御することにより、分散重量目標値ＤＦｔを変換する処理による効果（計量ホッパ７に投入される計量物の量が減少することにより、過量状態が解消される効果）が得られるまで同様の処理が繰り返されることによる過剰制御を防止することができる。また、このような制御を行うことにより、制御周期（周期定義回数ｎ０により定まる）を比較的短くすることができるため、過量多発状態に対する応答性を確保することができる。
【００７４】
新たな分散重量目標値データ１０２が生成されると、組合せ計量装置１は過量多発対応処理を終了して、図５に示す処理に戻る。
【００７５】
ステップＳ２２の過量多発対応処理が終了すると、組合せ計量装置１は、分散重量データ１０３を参照し、分散重量ＤＦｗが所定値以下であるか否かを判定することより組合せ計量装置１の供給不足チェックを行う（ステップＳ２３）。組合せ計量装置１に対する計量物の供給が不足している場合にはステップＳ２４ないしＳ２６の処理をスキップして、供給量制御処理を終了し、図３に示す処理に戻る。なお、この場合には、組合せ計量装置１の動作を終了するように構成してもよい。
【００７６】
一方、組合せ計量装置１に対する計量物の供給が不足していない場合には、補正部８２が、周期定義回数ｎ１の動作が行われたか否かの制御周期チェックを行い（ステップＳ２４）、周期定義回数ｎ１の動作が行われていない場合には、ステップＳ２５，Ｓ２６の処理をスキップして、供給量制御処理を終了し、図３に示す処理に戻る。
【００７７】
周期定義回数ｎ１の動作がすでに行われている場合（ステップＳ２４においてＹｅｓ）には、検出データ１０１を参照することにより、周期定義回数ｎ１の動作が行われている間の空ヘッド数Ｅの平均値（Ｅ／ｎ３）および選択ヘッド数Ｍの平均値（Ｍ／ｎ３）をそれぞれ演算する（ステップＳ２５）。
【００７８】
空ヘッド数Ｅの平均値および選択ヘッド数Ｍの平均値が求まると、組合せ計量装置１は、分類対応処理を実行する（ステップＳ２６）。図７は、分類対応処理を示す流れ図である。また、図８は、組合せ計量装置１の計量状態に応じて分類される各段階ごとの補正率Ｋｐを示す図である。
【００７９】
本実施の形態における組合せ計量装置１の分類対応処理では、図８に示すように分散フィーダ３上の計量物の供給状態を判定し、「大不足」、「小不足」、「正常」、および「過供給」の４段階に分類する。大不足とは比較的計量物の不足の度合いが大きい段階であり、小不足とは比較的不足の度合いが小さい段階である。また、過供給とは計量物の量が多くなっている段階である。
【００８０】
すなわち、まず、補正部８２が、検出データ１０１に基づいて、組合せ計量装置１の分散フィーダ３に対する供給状態が「大不足」であるか否かの判定を行う（ステップＳ４１）。補正部８２は、軽量発生回数ｅ２が所定の定義回数以上となっているか、または空ヘッド数Ｅの平均値が所定数（例えば１個）以上となっている場合に「大不足」であると判定する。分散フィーダ３の状態が「大不足」の段階であると判定された場合には、ステップＳ４２が実行される。
【００８１】
ステップＳ４２の処理を簡単に説明すると、組合せ計量装置１では、ステップＳ４２の処理が連続して実行される回数をカウントするカウンタに基づいて、図８に示す補正率Ｋｒ１ないしＫｒｎのうちから補正率Ｋｐを選択し、数３を実行することにより、分散重量目標値ＤＦｔｎを演算する。ここで、補正率Ｋｒ１ないしＫｒｎは、数５に示す関係を満たしていることが望ましい。
【００８２】
【数５】

【００８３】
したがって、ステップＳ４２の処理が連続して実行される場合に、その連続する回数に応じて、補正部８２が数５に示す関係を満たすように補正率Ｋｐを選択しつつ、新たな分散重量目標値ＤＦｔｎを演算することにより、「大不足」における制御の応答性を確保しつつ、過剰制御を防止することができる。
【００８４】
分散フィーダ３への供給状態が「大不足」でない場合（ステップＳ４１においてＮｏ）には、さらに、「小不足」であるか否かの判定が行われる（ステップＳ４３）。補正部８２は、空ヘッド数Ｅの平均値が所定数（例えば０．５）以上となっているか、または選択ヘッド数Ｍの平均値が目標投入数Ｎに対して所定の範囲より大きい場合に「小不足」であると判定する。分散フィーダ３への供給状態が「小不足」の段階であると判定された場合には、ステップＳ４４が実行される。
【００８５】
ステップＳ４４の処理を簡単に説明すると、補正部８２がステップＳ４４の処理が連続して実行される回数をカウントするカウンタに基づいて、図８に示す補正率Ｋｓ１ないしＫｓｎのうちから補正率Ｋｐを選択し、数３を実行することにより、分散重量目標値ＤＦｔｎを演算する。ここで、補正率Ｋｓ１ないしＫｓｎは、数６に示す関係を満たしていることが望ましい。
【００８６】
【数６】

【００８７】
したがって、ステップＳ４４の処理が連続して実行される場合に、その連続する回数に応じて、補正部８２が数６に示す関係を満たすように補正率Ｋｐを選択しつつ、新たな分散重量目標値ＤＦｔｎを演算することにより、「小不足」における制御の応答性を確保しつつ、過剰制御を防止することができる。
【００８８】
分散フィーダ３への供給状態が「大不足」および「小不足」でない場合（ステップＳ４３においてＮｏ）には、さらに、「正常」であるか否かの判定が行われる（ステップＳ４５）。補正部８２は、選択ヘッド数Ｍの平均値が目標投入数Ｎに対して所定の範囲にある場合に「正常」であると判定する。分散フィーダ３への供給状態が「正常」の段階であると判定された場合には、ステップＳ４６が実行される。
【００８９】
ステップＳ４６の処理を簡単に説明すると、補正部８２がステップＳ４６の処理が連続して実行される回数をカウントするカウンタに基づいて、図８に示す補正率Ｋｔ１ないしＫｔｎのうちから補正率Ｋｐを選択し、数３を実行することにより、分散重量目標値ＤＦｔｎを演算する。ここで、補正率Ｋｔ１ないしＫｔｎは、数７に示す関係を満たしていることが望ましい。
【００９０】
【数７】

【００９１】
したがって、ステップＳ４６の処理が連続して実行される場合に、その連続する回数に応じて、補正部８２が数７に示す関係を満たすように補正率Ｋｐを選択しつつ、新たな分散重量目標値ＤＦｔｎを演算することにより、分散フィーダ３に対する供給状態が「正常」と分類される段階における制御の応答性を確保しつつ、過剰制御を防止することができる。
【００９２】
分散フィーダ３への供給状態が「大不足」、「小不足」、「正常」のいずれでもない場合（ステップＳ４５においてＮｏ）には、補正部８２は、分散フィーダ３への供給状態が「過供給」であるとみなして、ステップＳ４７の処理を実行する。
【００９３】
ステップＳ４７の処理を簡単に説明すると、補正部８２がステップＳ４７の処理が連続して実行される回数をカウントするカウンタに基づいて、図８に示す補正率Ｋｕ１ないしＫｕｎのうちから補正率Ｋｐを選択し、数３を実行することにより、分散重量目標値ＤＦｔｎを演算する。ここで、補正率Ｋｕ１ないしＫｕｎは、数８に示す関係を満たしていることが望ましい。
【００９４】
【数８】

【００９５】
したがって、ステップＳ４７の処理が連続して実行される場合に、その連続する回数に応じて、補正部８２が数８に示す関係を満たすように補正率Ｋｐを選択しつつ、新たな分散重量目標値ＤＦｔｎを演算することにより、分散フィーダ３に対する供給状態が「過供給」であると分類される段階における制御の応答性を確保しつつ、過剰制御を防止することができる。
【００９６】
各段階における分散重量目標値ＤＦｔｎの演算（ステップＳ４２，Ｓ４４，Ｓ４６，Ｓ４７）が終了すると、補正部８２が、数４を実行することにより、新たに求めた分散重量目標値ＤＦｔｎを分散重量目標値ＤＦｔとして分散重量目標値データ１０２を書き換え（ステップＳ４８）る。さらに、分類対応処理を終了して、図５に示す処理に戻るとともに、供給量制御処理を終了して、図３に示す処理に戻る。
【００９７】
これにより、以後、供給量制御部８３によるクロスフィーダ２の制御は、新たに補正された分散重量目標値ＤＦｔに基づいて実行されるため、分散フィーダ３に供給される計量物の量が適切に制御される。
【００９８】
このように、組合せ計量装置１では、分散フィーダ３への供給状態を複数の段階に分類して判定し、分類した段階に応じて、分散重量目標値ＤＦｔの補正量（補正率Ｋｐ）を変更しつつ、分散重量目標値ＤＦｔの補正を行うことから、より状況に応じた補正が可能となり、計量効率がさらに向上する。
【００９９】
図３に示すステップＳ５の供給量制御処理が終了すると、組合せ計量装置１は、さらに、計量動作を継続するか否かを判定する（ステップＳ６）。そして計量動作を継続する場合はステップＳ１ないしＳ５の処理を繰り返して実行し、計量動作を継続しない場合は、処理を終了する。
【０１００】
以上のように、本実施の形態における組合せ計量装置１は、計量データ１００に基づいて生成される検出データ１０１に応じて分散重量目標値ＤＦｔを補正することができる。したがって、実測値に応じた分散重量目標値ＤＦｔの補正を行うことができることから、従来の装置のように予め設定された値にのみ基づいて制御する場合に比べて、分散フィーダ３に対する供給量制御の精度を向上させることができる。
【０１０１】
また、飛散防止筒を精密に駆動させる駆動機構など、特別な機構を用いることなく、分散フィーダ３に対する供給量制御を行うことができることから、装置構成をいたずらに複雑化させることもない。
【０１０２】
また、組合せ計量装置１の計量効率を向上させるために、最も精度よく制御すべき値（各計量ホッパ７に投入される計量物の量）に基づいて分散重量目標値ＤＦｔが制御されるため、さらに、計量効率が向上する。
【０１０３】
また、分散フィーダ３への供給状態を複数の段階に分類して判定し、分類した段階に応じて、分散重量目標値ＤＦｔの補正量（補正率Ｋｐ）を変更しつつ、分散重量目標値ＤＦｔの補正を行うことから、より状況に応じた補正が可能となり、計量効率がさらに向上する。
【０１０４】
また、連続回数カウンタを用いることによって、連続回数に応じて分散重量目標値ＤＦｔの補正量を変更しつつ補正を行うことにより、各段階に対する制御の応答性を確保しつつ、過剰制御を防止することができる。
【０１０５】
さらに、組合せ計量装置１は、計量状態に基づいて、過量状態の発生率を求め、当該発生率が所定値以上である場合に、分散重量ＤＦｗが減少する方向に分散重量目標値ＤＦｔを補正する。したがって、組合せ計量装置１が過量多発状態である場合に、すみやかに分散重量ＤＦｗを適切な値に補正することができ、効率のよい計量を行うことができる。
【０１０６】
また、連続回数カウンタを用いることによって、過量状態の発生率が連続して所定値以上となった場合、所定の割合（本実施の形態においては１／２）で分散重量目標値ＤＦｔの補正を行うことにより、過量多発状態における応答性を確保しつつ、過剰制御を防止することができる。
【０１０７】
＜２． 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【０１０８】
例えば、上記実施の形態では、分散フィーダ３への供給状態を前述のように４段階に分類して判定しているが、これに限られるものではなく、さらに細分化するような判定をおこなってもよい。
【０１０９】
また、各処理の手順は、上記実施の形態に示されるものに限られるものではない。例えば、分散フィーダ３への供給状態を判定する場合において、「過供給」から検出するように判定を行ってもよい。
【０１１０】
また、ＣＰＵ８による組合せ計量装置１の各構成の制御は、プログラムによるソフトウェアによって実現していたが、これらの機能を専用の演算回路を設けてハードウェアによって実現してもよい。
【０１１１】
また、上記実施の形態ではプログラムはＲＯＭ１０に予め記憶され実行されると説明したが、これに限られるものではなく、例えばＣＤ−ＲＯＭなどから予め記憶装置１１に読み込まれ記憶された後、実行されてもよい。
【０１１２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、検出手段の検出結果に基づいて、分散手段上の被計量物の供給状態を判定して、分散重量目標値を補正することにより、実測値に基づく計量状態に応じて分散重量目標値を補正することができることから、制御精度を向上させることができる。したがって、効率のよい計量を行うことができる。また、別途、駆動機構などを設ける必要がなく、装置構成を複雑化させることがない。
また、請求項１に記載の発明では、補正手段が、供給状態を複数の段階に分類して判定し、分類した段階のそれぞれの連続発生回数に応じて、分散重量目標値の補正量を変更しつつ補正することにより、さらに状況に応じた補正が可能となることから、計量効率を向上させることができる。
請求項２に記載の発明では、検出手段の検出結果に基づいて、分散手段上の被計量物の供給状態を判定して、分散重量目標値を補正することにより、実測値に基づく計量状態に応じて分散重量目標値を補正することができることから、制御精度を向上させることができる。したがって、効率のよい計量を行うことができる。また、別途、駆動機構などを設ける必要がなく、装置構成を複雑化させることがない。
また、請求項２に記載の発明では、検出手段が、組合せ計量装置における計量状態に基づいて、組合せ計量装置における過量状態の発生率を求め、発生率が所定値以上である場合に、補正手段が分散重量目標値の補正を行うことにより、組合せ計量装置において過量状態が多発している場合に、すみやかに対応することができる。
【０１１３】
請求項３に記載の発明では、補正手段が、供給状態を複数の段階に分類して判定し、分類した段階に応じて、分散重量目標値の補正量を変更しつつ補正することにより、さらに状況に応じた補正が可能となることから、計量効率を向上させることができる。
【０１１５】
請求項４に記載の発明では、検出手段が、組合せ計量装置における計量状態に基づいて、組合せ計量装置における過量状態の発生率を求め、発生率が所定値以上である場合に、補正手段が分散重量目標値の補正を行うことにより、組合せ計量装置において過量状態が多発している場合に、すみやかに対応することができる。
【０１１６】
請求項５に記載の発明では、過量の発生率が連続して所定値以上となった場合において、補正手段が、分散重量目標値の補正を連続して行う回数を所定回数以下とすることにより、応答性を確保しつつ、過剰制御を防止することができる。
【０１１７】
請求項６に記載の発明では、分散重量計量手段により計量された被計量物の量に応じて、分散手段の駆動継続時間を制御することにより、分散手段から排出される計量物の量を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における組合せ計量装置の構成と各構成間の接続関係を示す図である。
【図２】主にＣＰＵにより実現される機能構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態における組合せ計量装置の動作を示す流れ図である。
【図４】排出量制御処理を示す流れ図である。
【図５】供給量制御処理を示す流れ図である。
【図６】過量多発対応処理を示す流れ図である。
【図７】分類対応処理を示す流れ図である。
【図８】組合せ計量装置の計量状態に応じて分類される各段階ごとの補正率を示す図である。
【符号の説明】
１ 組合せ計量装置
１０ ＲＯＭ
１００ 計量データ
１０１ 検出データ
１０２ 分散重量目標値データ
１０３ 分散重量データ
１０４ 履歴データ
２ クロスフィーダ
２０ トラフ
２１ 駆動機構
３ 分散フィーダ
３０ 分散テーブル
３１ ベース
４ 計量装置
８ ＣＰＵ
８０ 組合せ決定部
８１ 検出部
８２ 補正部
８３ 供給量制御部
８４ 排出量制御部
Ｔ，Ｔｉｎｉ 駆動継続時間

Claims (6)

1. 所定量の被計量物を計量する組合せ計量装置であって、
   前記組合せ計量装置に供給された前記被計量物を搬送する第１搬送手段と、
   前記第１搬送手段により搬送された前記被計量物を分散して排出する分散手段と、
   前記分散手段上に存在する前記被計量物の目標値となる分散重量目標値に基づいて前記第１搬送手段を制御する供給量制御手段と、
   前記分散手段により分散して排出された前記被計量物をそれぞれ搬送する複数の第２搬送手段と、
   前記複数の第２搬送手段により搬送される前記被計量物の搬送量を、前記第２搬送手段ごとに計量する搬送量計量手段と、
   前記搬送量計量手段により計量された前記被計量物の搬送量に基づいて、前記第２搬送手段の空状態を検出するとともに、前記組合せ計量装置における計量状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて、前記分散手段上の被計量物の供給状態を判定して、前記分散重量目標値を補正する補正手段と、
   を備え、
   前記補正手段が、前記供給状態を複数の段階に分類して判定し、分類した前記段階のそれぞれの連続発生回数に応じて、前記分散重量目標値の補正量を変更しつつ補正することを特徴とする組合せ計量装置。
2. 所定量の被計量物を計量する組合せ計量装置であって、
   前記組合せ計量装置に供給された前記被計量物を搬送する第１搬送手段と、
   前記第１搬送手段により搬送された前記被計量物を分散して排出する分散手段と、
   前記分散手段上に存在する前記被計量物の目標値となる分散重量目標値に基づいて前記第１搬送手段を制御する供給量制御手段と、
   前記分散手段により分散して排出された前記被計量物をそれぞれ搬送する複数の第２搬送手段と、
   前記複数の第２搬送手段により搬送される前記被計量物の搬送量を、前記第２搬送手段ごとに計量する搬送量計量手段と、
   前記搬送量計量手段により計量された前記被計量物の搬送量に基づいて、前記第２搬送手段の空状態を検出するとともに、前記組合せ計量装置における計量状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて、前記分散手段上の被計量物の供給状態を判定して、前記分散重量目標値を補正する補正手段と、
   を備え、
   前記検出手段が、前記組合せ計量装置における計量状態に基づいて、前記組合せ計量装置における過量状態の発生率を求め、前記発生率が所定値以上である場合に、前記補正手段が前記分散重量目標値の補正を行うことを特徴とする組合せ計量装置。
3. 請求項２に記載の組合せ計量装置であって、
   前記補正手段が、前記供給状態を複数の段階に分類して判定し、分類した前記段階に応じて、前記分散重量目標値の補正量を変更しつつ補正することを特徴とする組合せ計量装置。
4. 請求項１に記載の組合せ計量装置であって、
   前記検出手段が、前記組合せ計量装置における計量状態に基づいて、前記組合せ計量装置における過量状態の発生率を求め、前記発生率が所定値以上である場合に、前記補正手段が前記分散重量目標値の補正を行うことを特徴とする組合せ計量装置。
5. 請求項２ないし４に記載の組合せ計量装置であって、
   前記発生率が連続して前記所定値以上となった場合において、
   前記補正手段が、
   前記分散重量目標値の補正を連続して行う回数を所定回数以下とすることを特徴とする組合せ計量装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の組合せ計量装置であって、
   前記分散手段に存在する前記被計量物の量を計量する分散重量計量手段と、
   前記分散重量計量手段により計量された前記被計量物の量に応じて、前記分散手段の駆動継続時間を制御する排出量制御手段と、
   をさらに備えることを特徴とする組合せ計量装置。

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