JP4297265B2

JP4297265B2 - 乾燥食品の定量供給装置

Info

Publication number: JP4297265B2
Application number: JP2003385606A
Authority: JP
Inventors: 初雄桜沢
Original assignee: 株式会社冨士製作所
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: JP2005145653A

Description

本発明は、不定形な乾燥食品を食品容器に一定量ずつ供給する乾燥食品の定量供給装置に関する。

例えば、カップ麺と称される即席麺の製造ラインにおいては、乾燥卵や乾燥肉、乾燥蒲鉾等の「かやく」と呼ばれる具を、連続的に搬送されてくるカップ麺容器に順次供給していく工程がある。
かやく（以下、ワークと称する）は、同一種類のものでも幅や厚み、全体の形状に多少の違いがある不定形のものである。このような不定形のワークを一定量ずつカップ麺容器に供給する装置として、振動によりワークを整列させて供給する装置が知られている（例えば、特許文献１）。この特許文献１の装置は、円形皿型のボウルと直進フィーダからなるパーツフィーダと、カップ麺容器を搬送する容器移送用コンベヤに直交して延在している多数のワークバスケットを搬送するバスケットコンベヤとを備えた装置であり、ボウルの振動により整列されたワークが直進フィーダの先端に前進していき、直進フィーダの先端の下方にバスケットコンベヤの１つのワークバスケットが搬入されてくると、直進フィーダから所定量のワークが落下して投入される。そして、ワークが投入されたワークバスケットは容器移送用コンベヤまで移動し、所定のカップ麺容器内にワークを投入する。
特開平０９−０１２１３２号公報

上述した特許文献１の装置は、直進フィーダからワークバスケットに投入されるワークの供給量にバラツキが発生してしまい、一定量のワークをカップ麺容器に投入できないという問題が発生していた。そこで、ワークの適正量を測定してカップ麺容器に供給する方法として、例えば、直進フィーダの先端部に、重量測定センサとこの重量測定センサの情報により駆動する排出機構を配置し、重量測定センサが得た重量信号に基づいてワークが適正重量であると判断したときに、ワークを排出機構がカップ麺容器に投入する方法が考えられる。しかし、直進フィーダに接触している重量測定センサは、直進フィーダの振動の影響により高精度に重量を測定を行うことが難しく、適正な量のワークをカップ麺容器に投入することができない。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、振動フィーダの振動による測定誤差を解消して適正な量の乾燥食品を食品容器に供給することができる乾燥食品の定量供給装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る請求項１記載の乾燥食品の定量供給装置は、不定形な乾燥食品を貯留したストッカーと、このストッカーから搬送路に前記乾燥食品が所定量ずつ供給され、該搬送路を振動させて前記乾燥食品を搬送路の下流位置まで搬送していく振動フィーダと、この振動フィーダから排出トレイに受け継いだ前記乾燥食品を食品容器に排出する定量排出部と、前記排出トレイ上の前記乾燥食品を撮影して画像情報として得る撮像手段と、この撮像手段で得た画像情報に基づいて前記振動フィーダ及び前記定量排出部を駆動制御する制御手段とを備えた装置である。

この発明によると、振動フィーダの振動により測定誤差が生じやすい接触式の重量センサを使用せずに、非接触式の撮像手段による画像情報で食品容器に供給される乾燥食品の量を測定しているので、適正な量の乾燥食品を食品容器に供給することが可能となる。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の乾燥食品の定量供給装置において、前記定量排出部は、前記排出トレイを振動させて該排出トレイ上の前記乾燥食品を平面的に整列させる排出トレイ振動源を備えている。
この発明によると、排出トレイ振動源により排出トレイを振動させることで、排出トレイ上の乾燥食品が重なりを解消して平面的に広がって整列した状態となるので、撮像手段の画像認識による乾燥食品の量を正確に認識することができる。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の乾燥食品の定量供給装置において、前記制御手段は、予め、前記食品容器に供給すべき適量の前記乾燥食品が平面状に広がったときの規定面積を作成しておくとともに、前記撮像手段で得た画像情報に基いて前記排出トレイに搬送されてきた前記乾燥食品の認識面積データを作成し、前記認識面積データと前記規定面積とを比較して前記認識面積データが前記規定面積に等しいか、或いは上回ったときに、前記振動フィーダの振動動作を停止し、且つ、前記定量排出部による前記乾燥食品の排出動作を制御するようにした。

この発明によると、撮像手段で得た画像情報に基いて前記排出トレイ上に搬送されてきた前記乾燥食品の認識面積データを作成し、前記認識面積データと前記規定面積とを比較して前記認識面積データが前記規定面積に等しいかを判断し、振動フィーダの振動動作と、前記定量排出部による前記乾燥食品の排出動作の制御を行っているので、食品容器に適正な量の乾燥食品を高精度に供給することが可能となる。
さらに、請求項４記載の発明は、請求項３記載の乾燥食品の定量供給装置において、前記制御手段は、前記規定面積の値を適宜変更可能としている。
この発明によると、食品容器に供給すべき乾燥食品の量を容易に変更することができ、多品種の食品に乾燥食品の量を変更して供給することが可能となる。

本発明に係る乾燥食品の定量供給装置によると、振動フィーダの振動により測定誤差が生じやすい接触式の重量センサを使用せずに、非接触式の撮像手段による画像情報で食品容器に供給される乾燥食品の量を測定しているので、適正な量の乾燥食品を食品容器に供給することができる。

以下、本発明に係る乾燥食品の定量供給装置の１実施形態ついて、図面を参照しながら説明する。
図１は、バスケット２０に保持されて矢印方向に搬送されてくる複数のカップ麺容器Ｃと、各カップ麺容器Ｃに「かやく」（以下、ワークと称する）を適正量ずつ供給する乾燥食品の定量供給装置（以下、ワーク供給装置と称する）２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを示す図である。なお、バスケット２０には３個のカップ麺容器Ｃが保持されており、バスケット２０毎のカップ麺容器ＣにワークＷが同時に供給されるように、３台のワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが設置されているが、図１では１台のワーク供給装置２２Ａのみを詳細に示し、他の２台２２Ｂ，２２Ｃは配置位置のみを示している。

ワーク供給装置２２Ａは、ワークＷを貯留しているストッカー２４と、カップ麺容器Ｃの搬送方向の上方位置において前記搬送方向に沿って配置されている振動フィーダ２６と、振動フィーダ２６から供給されたワークＷを食品容器Ｃに供給する定量排出部２８と、定量排出部２８に搬送されてきたワークＷを画像情報として得るカメラ３０とを備えている。
振動フィーダ２６は、カップ麺容器Ｃの搬送方向に沿って延在している樋状の搬送路３２と、この搬送路３２を振動させる搬送路振動源３４とを備え、ストッカー２４の投入シュート２４ａから搬送路３２に投入されたワークＷは、搬送路振動源３４の振動によって搬送路３２の下流（搬送路３２の右側端部）まで移動した後、搬送路３２の下流側の下方に配置した定量排出部２８の排出トレイ２８ｅに落下していく。

定量排出部２８は、図２に示すように、排出トレイ２８ｅと、この排出トレイ２８ｅを振動させる排出トレイ振動源２８ｆと、排出トレイ２８ｅの上流側の幅方向に離間配置した一対の駆動スプロケット２８ａと、排出トレイ２８ｅの下流側の幅方向に離間配置した一対の従動スプロケット２８ｂと、これら一対の駆動スプロケット２８ａ及び従動スプロケット２８ｂにそれぞれ掛け渡されている一対の無端チェーン２８ｃと、一対の無端チェーン２８ｃに連結している一本の排出バー２８ｄとを備えた装置である。

カメラ３０は、排出トレイ２８ｅの上方に設置されており、ディスプレイ装置ＤＰに、排出トレイ２８ｆに供給されたワークＷを画像で表示するとともに、制御コントローラ４０に、排出トレイ２８ｅのワークＷの画像情報を出力する。
このように、ワーク供給装置２２Ａはストッカー２４、振動フィーダ２６、定量排出部２８及びカメラ３０を備えているが、他の２台のワーク供給装置２２Ｂ，２２Ｃも、同様な構造のストッカー２４、振動フィーダ２６、定量排出部２８及びカメラ３０を備えている。

そして、３台のワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの定量排出部２８は、１台の駆動モータ２９から駆動力が伝達されている。すなわち、各ワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの定量排出部２８の一対の駆動スプロケット２８ａは、駆動モータ２９に直結している駆動軸２９ａから回転駆動力が同時に伝達される。各ワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの一対の駆動スプロケット２８ａが回転すると、一対の無端チェーン２８ｃが回動し、これら一対の無端チェーン２８ｃに連結している排出バー２８ｄが排出トレイ２８ｅの上流側から下流側に移動していく。そして、各ワーク供給装置２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの排出バー２８ｄが排出トレイ２８ｅの下流側まで移動すると、排出トレイ２８ｅ上のワークＷは、縁部に鍔を設けた排出シュート３１から流れ落ち、バスケット２０に保持されている３個のカップ麺容器Ｃに同時に供給される。なお、ワークＷの排出動作を行った排出バー２８ｄは、駆動モータ２９の駆動により一対の無端チェーン２８ｃが回動することで、排出トレイ２８ｅの上流側近くまで戻って待機する。

また、前述した制御コントローラ４０は、図３に示すように、３台のワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃと、バスケット２０を矢印方向に搬送するバスケットコンベヤ３６に電気的に接続している。すなわち、制御コントローラ４０は、３台のワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃのカメラ３０から排出トレイ２８ｅ上のワークＷの画像情報が入力され、この画像情報に基づいて算出した認識ワーク面積データＳ_RCと、予め記憶している規定ワーク面積Ｓ_OKとの比較に基づいて駆動モータ２９、搬送路振動源３４、排出トレイ振動源２８ｆの駆動・停止制御を行うとともに、バスケットコンベヤ３６の駆動・停止制御を行う。

ここで、画像情報に基づいて算出される認識ワーク面積データＳ_RCとは、図６（ａ）に示すように、排出トレイ２８ｅ上で平面状に広がっているワークＷの面積データである。また、規定ワーク面積Ｓ_OKとは、図６（ａ）に示すように、カップ麺容器Ｃに供給すべき適量のワークＷが、平面状に連続して広がったときの面積であり、この規定ワーク面積Ｓ_OKの値は、キーボード等の外部入力によって適宜変更が可能とされている。

次に、制御コントローラ４０が行うワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの具体的な制御について、図４及び図５のフローチャートを参照して説明する。なお、ワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃのいずれかの排出シュート３１には非接触式の位置センサ（図示せず）が配置されている。制御コントローラ４０は、前記位置センサの情報に基づき、排出シュート３１の下方のワークＷが供給可能な位置にカップ麺容器Ｃが移動してきたことを確認してからバスケットコンベヤ３６の停止制御を行い、その後に図４の制御を開始する。また、制御コントローラ４０は、図４の制御を行う前は、各ワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの搬送路振動源３４を駆動し、駆動モータ２９を停止させている。

図４のフローチャートでは、先ず、ステップＳ２において制御フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３を「０」（ゼロ）に設定する。
次に、ステップＳ４に移行してワーク供給装置２２Ａのワーク量確認処理を行い、次にステップＳ６に移行してワーク供給装置２２Ｂのワーク量確認処理を行い、次にステップＳ８に移行してワーク供給装置２２Ｃのワーク量確認処理を行う。
次に、ステップＳ１０に移行し、制御フラグＦ１＝１であり、且つ制御フラグＦ２＝１であり、且つ制御フラグＦ３＝１であるか否かを判断し、上述した条件を満たす場合には、ステップＳ１２に移行し、駆動モータ２９の駆動によりワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの排出バー２８ｄのワークＷの排出動作を行い、各カップ麺容器ＣにワークＷを供給していく。そして、ステップＳ１４に移行し、バスケットコンベヤ３６を駆動して制御を終了する。一方、ステップＳ１０において、制御フラグＦ１＝１、且つ制御フラグＦ２＝１、且つ制御フラグＦ３＝１の条件を満たさない場合には、ステップＳ４に移行する。

前記ステップＳ６のワーク供給装置２２Ａのワーク量確認処理は、図５に示すように、先ず、ステップＳ６１において制御フラグＦ１が「１」であるか「０」であるかを判定する。そして、このステップＳ６１において、制御フラグＦ１＝０である場合にはステップＳ６２に移行し、制御フラグＦ１＝１である場合には処理を終了する。
ステップＳ６２では、排出トレイ振動源２８ｆを一時的に駆動する。

次に、ステップＳ６３に移行し、排出トレイ２８ｅに供給されたワークＷの画像情報を読み込み、次いで、ステップＳ６４に移行し、読み込んだワークＷの画像情報にもとづいて認識ワーク面積データＳ_RCを算出する。
次に、ステップＳ６５に移行し、算出した認識ワーク面積データＳ_RCと、予め記憶している規定ワーク面積Ｓ_OKとの比較を行う。このステップＳ６５において、認識ワーク面積データＳ_RC≧規定ワーク面積Ｓ_OKである場合には、ステップＳ６６に移行し、認識ワーク面積データＳ_RC＜規定ワーク面積Ｓ_OKである場合には処理を終了する。

ステップＳ６６では、制御フラグＦ１を「１」に設定する。次に、ステップＳ６７に移行して搬送路振動源３４を停止した後、処理を終了する。
ここで、図４で説明したステップＳ８のワーク供給装置２２Ｂのワーク量確認処理と、ステップＳ１０のワーク供給装置２２Ｃのワーク量確認処理は、図５で説明したワーク供給装置２２Ａのワーク量確認処理と制御フラグが異なるだけである（ステップＳ８のワーク供給装置２２Ｂのワーク量確認処理では、図５の制御フラグがＦ２となり、ステップＳ１０のワーク供給装置２２Ｃのワーク量確認処理は、図５の制御フラグがＦ３となる）。したがって、略同様の処理なので、フローチャート及び説明を割愛する。

次に、ワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃによるカップ麺容器ＣへのワークＷの供給動作について、図６のワークＷの比較画像データを参照しながら説明する。
各ワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃのストッカー２４は、投入シュート２４ａから搬送路３２にワークＷを投入し、各搬送路３２は、搬送路振動源３４の振動によってワークＷを搬送路３２の下流側まで搬送していく。そして、搬送路３２の下流側まで移動したワークＷは、定量排出部２８の排出トレイ２８ｅに落下していく。

また、カップ麺容器Ｃを搬送して排出シュート３１の下方まで移動してきたバスケット２０は、位置センサの確認により、排出シュート３１の下方にカップ麺容器Ｃが位置するように停止する。
そして、ワーク供給装置２２Ａのワーク量確認処理を行う（ステップＳ６）。すなわち、制御コントローラ４０は、排出トレイ振動源２８ｆを一時的に駆動する（ステップＳ６２）。これにより、搬送路３２から落下して排出トレイ２８ｅに供給された直後のワークＷは重なり合った状態になっているが、排出トレイ振動源２８ｆの一時的な駆動により排出トレイ２８ｅが振動すると、重なりを解消して排出トレイ２８ｅ上に平面的に広がって整列した状態となる。したがっら、カメラ３０の画像認識によるワークＷの量を正確に認識することが可能となる。

そして、画像情報に基づいて認識ワーク面積データＳ_RCを算出し（ステップＳ６３，ステップＳ６４）、認識ワーク面積データＳ_RCと、規定ワーク面積Ｓ_OKとの比較を行う（ステップＳ６５）。
ここで、図６（ａ）、（ｂ）は、制御コントローラ４０が算出したワークＷの比較画像データであるが、図６（ａ）の画像データのように、認識ワーク面積データＳ_RCが、規定ワーク面積Ｓ_OKより小さい場合には、カップ麺容器Ｃに供給すべき適量のワークＷが排出トレイ２８ｅに供給されてきていないものと判断し、搬送路振動源３４の振動によってワークＷを排出トレイ２８ｅに供給する動作を続行する（ステップＳ６５からリターンに移行する）。

一方、図６（ｂ）の画像データのように、認識ワーク面積データＳ_RCが、規定ワーク面積Ｓ_OKと等しいか、或いは大きい場合には、カップ麺容器Ｃに供給すべき適量のワークＷが排出トレイ２８ｅに搬送されてきいるものと判断し、搬送路振動源３４を停止する（ステップＳ６６、ステップＳ６７に移行）。
また、制御コントローラ４０は、ワーク供給装置２２Ｂ，２２Ｃのカメラ３０から得た排出トレイ２８ｅのワークＷの画像情報に基づいて、上述した動作と同様のワーク量確認処理を行う（ステップＳ６、ステップＳ８）。

そして、制御コントローラ４０は、３台のワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃのワーク量確認処理が終了したことを確認した後（ステップＳ１０）、駆動モータ２９の駆動によりワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの排出バー２８ｄのワークＷの排出動作を行う（ステップＳ１２）。これにより、各ワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの排出トレイ２８ｅ上のワークＷは、バスケット２０に保持されている３個のカップ麺容器Ｃに同時に供給されていく。

したがって、本実施形態によると、振動フィーダ２６の振動により測定誤差が生じやすい接触式の重量センサを使用せずに、非接触式のカメラ３０による画像でカップ麺容器Ｃに供給されるワークＷの量を測定しているので、適正な量のワークＷをカップ麺容器Ｃに供給することができる。
また、制御コントローラ４０は、カメラ３０の画像情報に基づいて算出した認識ワーク面積データＳ_RCと、カップ麺容器Ｃに供給すべき適量のワークＷが平面状に連続して広がったときの面積である規定ワーク面積Ｓ_OKとを比較し、排出トレイ２８ｅに適正な量のワークＷが搬送されてきたときにカップ麺容器Ｃに供給する制御を行っているので、カップ麺容器Ｃに適正な量のワークＷを高精度に供給することができる。

また、排出トレイ２８ｅに供給されたワークＷは、排出トレイ振動源２８ｆが一時的に駆動することで排出トレイ２８ｅが振動し、重なりを解消して排出トレイ２８ｅ上に平面的に広がって整列した状態となるので、カメラ３０の画像認識によるワークＷの量を正確に認識することができる。
ここで、図７の符号Ｓ'_OKは、キーボード等の外部入力によって変更した規定ワーク面積の値である。この変更した規定ワーク面積Ｓ'_OKを制御コントローラ４０が記憶して上述したワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの制御を行うと、カップ麺容器Ｃに供給すべきワークＷの量を容易に変更することができ、多品種のカップ麺に対してワークＷの量を変更して供給することができる。

なお、本実施形態では、カップ麺容器Ｃに「かやく」を適正量ずつ供給する装置について説明したが、本発明の装置がこれに限定されるものではなく、例えば、乾燥したスナック菓子類等の食品を食品容器に適正量ずつ供給する装置であっても、同様の作用効果を奏することができる。
また、本実施形態では、バスケット２０に３個のカップ麺容器Ｃが保持され、各カップ麺容器ＣにワークＷが同時に供給されるように３台のワーク供給装置２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを設置した例を示したが、バスケット２０に保持されているカップ麺容器Ｃの数、設置したワーク供給装置の台数を変更しても同様の作用効果を奏することができる。
さらに、本実施形態では、カップ麺容器Ｃを保持しながら搬送する容器搬送手段としてバスケット２０を採用したが、コンベヤ等の他の容器搬送手段を採用しても、本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係る乾燥食品の定量供給装置の概略を示す図である。本発明に係る装置の定量排出部を示す図である。本発明に係る装置の制御手段と他の構成との電気的接続を示すブロック図である。本発明に係る制御手段が行う制御の流れを示すフローチャート図である。制御手段が行う制御の流れのうちワーク量確認処理を示すフローチャート図である。制御手段が行う乾燥食品の画像処理を示す図である。制御手段が規定の画像面積を変更した状態を示す図である。

符号の説明

Ｗワーク（乾燥食品）
２４ストッカー
２６振動フィーダ
２８定量排出部
２８ｅ排出トレイ
２８ｆ排出トレイ振動源
３０カメラ（撮像手段）
３２搬送路
３４搬送路振動源
４０制御コントローラ（制御手段）
Ｃカップ麺容器（食品容器）
Ｓ_RC 認識ワーク面積データ（認識面積データ）
Ｓ_OK 規定ワーク面積（規定面積）
Ｗワーク（かやく）

Claims

不定形な乾燥食品を貯留したストッカーと、このストッカーから搬送路に前記乾燥食品が供給され、該搬送路を振動させて前記乾燥食品を搬送路の下流位置まで搬送していく振動フィーダと、この振動フィーダから排出トレイに受け継いだ前記乾燥食品を食品容器に排出する定量排出部と、前記排出トレイ上の前記乾燥食品を撮影して画像情報として得る撮像手段と、この撮像手段で得た画像情報に基づいて前記振動フィーダ及び前記定量排出部を駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする乾燥食品の定量供給装置。
前記定量排出部は、前記排出トレイを振動させて該排出トレイ上の前記乾燥食品を平面的に整列させる排出トレイ振動源を備えていることを特徴とする請求項１記載の乾燥食品の定量供給装置。
前記制御手段は、予め、前記食品容器に供給すべき適量の前記乾燥食品が平面状に広がったときの規定面積を作成しておくとともに、前記撮像手段で得た画像情報に基いて前記排出トレイに搬送されてきた前記乾燥食品の認識面積データを作成し、前記認識面積データと前記規定面積とを比較して前記認識面積データが前記規定面積に等しいか、或いは上回ったときに、前記振動フィーダの振動動作を停止し、且つ、前記定量排出部による前記乾燥食品の排出動作を制御することを特徴とする請求項１、又は２記載の乾燥食品の定量供給装置。
前記制御手段は、前記規定面積の値を適宜変更可能としたことを特徴とする請求項３記載の乾燥食品の定量供給装置。