JP4343497B2 - Heavy-weight filling device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器に所定重量ずつ物品を充填する重量式充填装置に関する。
【0002】
【発明の属する技術分野】
重量式充填装置としては、溜ホッパ、供給装置及び計量ホッパを備えたものがある。この充填装置では、溜ホッパから物品を最初は大きい供給量で供給装置によって計量ホッパに供給する。計量ホッパに一定重量の物品が供給されると、充填精度を高めるため、小さい供給量で供給装置によって計量ホッパに供給する。計量ホッパ内の物品の重量が落差量を見込んだ所定の値に到達すると、物品の供給を停止する。計量ホッパが安定後に物品の重量を正確に測定した上で、包装容器に物品を排出する。
【0003】
この充填装置では、包装容器に充填する所定量の大半を大きな供給量で計量ホッパに供給することによって充填速度を高めている。しかし、大きな供給量のみで充填を行うと、物品が計量ホッパに落下する際の衝撃外乱が大きく、また、供給流量のバラツキや、落差量も大きいので、高い精度での充填が行えない。そこで、物品の大半の供給が終了後に、供給量を少なくして、大供給流量時の衝撃外乱が収斂するのを待ちながら、計量ホッパ内の物品重量が上記所定の値に到達すると、物品の供給を停止し、落差量を含んで、所定量の物品が計量ホッパに充填されるようにしている。しかし、計量ホッパの安定を待ちながら、小供給量で充填するには長い時間が必要である。また、計量ホッパに設けられた1台の計量装置によって、大きい重量の物品を測定しているので、計量装置の固有振動周期が長くなり、重量信号を平滑させるためのフィルタの時定数の影響も含めて、重量信号の応答時間を遅くする要因が作られている。
【0004】
これらの問題を解決しようとする重量式充填装置が、例えば特開平7-55542号公報に開示されている。この装置では、一次充填装置と二次充填装置とが設けられ、それぞれに秤が組み込まれている。一次充填装置が備える計量ホッパによって物品の所定重量の大半が計量充填され、重量値が測定される。所定重量値と一次充填装置での充填重量との差が、二次充填装置の二次充填量と決定される。二次充填装置は排出計量方式のもので、一次充填装置からの物品が包装容器に排出されているときに、これと並行して、二次充填装置から二次充填量の物品が包装容器に排出される。
【0005】
この重量式充填装置では、全体の充填時間を短くしようとしている。しかし、(1)一次充填される重量が大きいことと、(2)一次充填物の計量が必要であるので大きい衝撃外乱の発生を抑えながら供給充填するのに時間が掛かることと、(3)長い固有振動周期に起因するフィルタ応答遅れが存在することとによって、一次充填時間を長く見込む必要がある。また、一次充填が終了して、計量ホッパが安定してから正確な静止計量値を測定しなければ、二次充填量を決定することができず、充填時間の完全な短縮には、まだ解決すべき問題が多い。
【0006】
これら2方式の他に、物品を高速に容器に充填することが可能なものとして、組合せ秤がある。この組合せ秤では、複数個の計量ホッパに物品を分割供給する。各物品の重量を測定する。これら重量を組み合わせて、その合計値が目標重量値に等しいか近い組合せを選択する。この選択された組合せを構成する計量ホッパから物品を包装容器に排出する。この組合せ秤では、計量ホッパへの物品の供給量を適切に設定すると、極めて短時間のうち高精度に物品を包装容器に充填することが可能になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、組合せ秤では、物品が、例えばコーヒーの粉やグラニュー糖のように1粒の重量が、計量ホッパの計量器の精度を考慮して達成すべき充填精度に比べて小さい粉粒体の場合には、一粒の粉粒体の重量は、所定量精度の達成には影響を与えない。このような物品の場合、選択された組合せの精度が充填精度を決定する。
【0008】
ところが、粉粒体の充填を、上述したような2つの方式の重量式充填装置で行った場合、その充填精度は、これら装置に使用されている秤の精度によって決定され、秤の精度によって保証された商品が流通している。従って、粉粒体の充填に組合せ秤を使用した場合には、充填時間を短縮することができる。しかし、充填精度が、秤の計量精度よりも原理的に低い精度しかでない組合せ精度によって保証されるので、上述した2つの方式の重量式充填装置に等しい精度の商品を作ることができなかった。
【0009】
これに対処する方法として、計量ホッパ数を増加させたり、或いは計量ホッパの下方にメモリホッパを設けたりして、組合せの対象になる物品の数を増加させて、組合せ精度を高めることが考えられる。しかし、この方法では、コストが高くなる上に、組合せ精度を向上させたとしても、単体の秤で得られる計量精度と比較すると、上述した2方式のものの精度には及ばない。
【0010】
本発明は、物品を、高速かつ高精度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。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明による重量式充填装置は、一次充填手段と二次充填手段とを、具備している。一次充填手段は、予め定められた一次充填重量に等しいか近い重量の物品を容器に充填する。物品は、例えば粉粒体のように一つ一つの重量が必要とされる精度に比較して小さいものや、流体等を使用することができる。二次充填手段は、充填される物品の重量と、これよりも大きく予め定められた目標重量との差に相当する二次充填重量の物品を排出計量方式で前記容器に充填する。特に、一次充填手段が、組合せ秤によって構成されている。
【0012】
このように構成された重量式充填装置では、一次充填手段が組合せ秤によって構成されているので、一次充填に要する時間を短縮することができるし、組合せ秤によって選択された物品の合計重量は、目標重量に非常に近いものとすることができる。目標重量と組合せ秤によって排出された物品の合計重量との差に対する二次充填は、二次充填する重量が比較的少なくなり、充填に要する時間を短縮することができる。また、排出計量方式は、計量部に与える衝撃外乱が小さいのと、少量の排出であるから排出流量を小さくできるので、高い計量精度を得ることができる。さらに、二次充填後に最終的に排出された物品の計量精度は、排出計量方式において使用される計量手段の計量精度によって決まる。計量手段の計量精度は、組合せ秤における組合せ精度よりも高い。従って、高精度にかつ高速に所定重量の物品を容器に充填することができる。
【0013】
前記組合せ秤と前記二次充填手段とは、物品が収容されている複数の物品収容手段を共有している。物品収容手段としては、例えば計量ホッパやメモリホッパ等を使用することができる。この場合、組合せ秤は、各物品収容手段内の物品の重量を種々に組合せ、これら組合せの中から合計値が一次充填重量に等しいか近い組合せを選択する組合せ演算を実行する組合せ演算手段と、選択された組合せを構成する物品を、これらが収容されている物品収容手段から排出させる排出制御手段とを、具備している。二次充填手段は、選択された組合せを構成する物品以外の物品が収容されている物品収容手段のうち少なくとも1つのものからなる二次充填用物品収容手段から、それの物品の重量が二次充填重量にほぼ等しい重量だけ減少するまで、物品を排出させる排出計量演算手段を、有している。
【0014】
このように構成した場合、物品収容手段が一次充填手段及び二次充填手段に共用されているので、一次充填用及び二次充填用の物品収容手段を設ける必要がない。特に、一次充填手段として組合せ秤を使用しているので、必ずといっていいほど、組合せに参加しない物品収容手段が存在する。これを二次充填手段として利用することができ、機器の利用効率を高めることができ、コストを低減することができる。
【0015】
さらに、各物品収容手段からの物品の排出は、排出流量可変手段を介して行うことができる。排出流量可変手段としては、例えば物品が粉粒体の場合、粉粒体が収容されている物品収容手段に設けられ、その開度を調整可能なゲートを使用することができる。また、流体を物品として使用する場合、排出流量可変手段としては、流体が収容されている物品収容手段に設けた流量調整可能なバルブとすることができる。組合せ演算手段によって選択された物品が収容されている物品収容手段から大流量で排出流量可変手段を介して物品が排出され、二次充填用物品収容手段から小流量で排出流量可変手段を介して物品が排出される。
【0016】
このように構成した場合、各物品収容手段のいずれが、組合せ秤用または二次充填手段用となっても、対応可能である。
【0017】
さらに、一次充填重量は目標重量よりも小さな値であって、排出流量可変手段において排出可能な流量に選択されている。このように構成すると、常に二次充填手段から排出される物品は、二次充填手段によって制御可能な重量となり、再現性が良好になる。
【0018】
或いは、物品収容手段のうち、組合せ秤によって物品が排出された物品収容手段には、新たに物品を収容することができる。この場合、各物品収容手段内の物品を対象として組合せ演算が実行される。二次充填用物品収容手段には、組合せに選択されなかった物品のうち最も重量が大きいものが収容されている物品収容手段が選択される。
【0019】
組合せ秤において選択されなかった物品のうち最も重量の多いものは、次回の組合せ演算においても選択されない可能性があるが、この物品は二次充填に使用されることによって重量が少なくなり、次回の組合せ演算において選択される可能性が高くなり、物品の滞留の防止をはかることができる。
【0020】
また、二次充填用物品収容手段を、複数台設けることができる。この場合、これら複数台の二次充填用物品収容手段が、二次充填重量分の物品を負担する。この二次充填重量の負担は、均等とすることもできるし、各二次充填用物品収容手段内の物品の重量に比例して割り当てることもできる。
【0021】
このように構成すると、例えば二次充填重量が大きい場合でも、短時間で二次充填を行うことができる。さらに、一台の物品収容手段からの多くの二次充填を行った場合、この物品収容手段が、以後の組合せ演算において選択されない可能性が高くなるが、このようなことを防止することもできる。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態の重量式充填装置は、図3に示すように、物品供給手段、例えば分散フィーダ2を有している。分散フィーダ2は、その上方から供給された物品、例えば粉粒体、具体的にはコーヒー粉やグラニュー糖等を、その周囲に分散させるものである。この分散フィーダ2の周囲に沿って、複数台の物品搬送手段、例えば直進フィーダ4が、外方に向かって配置されている。これら直進フィーダ4は、分散フィーダ2から供給された物品を、外方に向かって搬送させる。
【0023】
これら直進フィーダ4の外方端には、貯留手段、例えば供給ホッパ6が、各直進フィーダ4に対応して配置されている。これら供給ホッパ6には、直進フィーダ4の動作を適切に制御することによって、ほぼ所定量の物品が供給されている。これら供給ホッパ6は、排出手段、例えば排出ゲート6aが設けられており、これを開放することによって、下方に物品を供給することができる。
【0024】
これら供給ホッパ6の下方に、これらに対応して物品収容手段、例えば計量ホッパ8が配置されている。各計量ホッパ8には、計量手段、例えばロードセル10が、それぞれ設けられている。各計量ホッパ8に供給された物品の重量は、ロードセル10によって計量され、その計量値を表す計量信号がロードセル10によって生成される。
【0025】
各計量ホッパ8には、排出流量可変手段、例えば排出ゲート12a、12bが設けられている。これら排出ゲート12a、12bは、計量ホッパ8の下部に形成された排出口を、図示しない駆動手段、例えばエアーシリンダやステッピングモータによって開閉可能に構成されている。特に、その開度を変更可能に構成されている。
【0026】
即ち、図5(a)、(b)に示すように、非排出状態では、両排出ゲート12a、12bが重なりあって、物品が排出口から排出されない状態にある。但し、図5(a)、(b)に示すように、排出ゲート12bの先端中央には、切り込み14が形成されている。この切り込み14は、粉粒体等の物品が通過可能な微少なものである。閉状態においては、この切り込み14は排出ゲート12aと重なって閉じられており、この切り込み14を介して物品の排出はない。
【0027】
図5(c)、(d)に示すように両排出ゲート12a、12bを僅かに開いた小排出状態では、排出ゲート12a、12bが、計量ホッパ8の排出口をまだ閉じているが、切り込み14を開き、この切り込み14を介して微少な流量で物品を排出可能である。
【0028】
図5(e)、(f)に示すように、両排出ゲート12a、12bを大きく開いた大排出状態では、計量ホッパ8の排出口が完全に開かれ、大流量で物品が排出される。
【0029】
各計量ホッパ8から排出された物品は、図3に示すように、シュート16を介して集合ホッパ18に排出され、ここで集められて、集合ホッパ18の下方に配置された包装容器(図示せず)に充填される。
【0030】
図4に示すように、各ロードセル10の計量信号は、各ロードセル10に対応して設けられた重量測定装置20に供給される。各重量測定装置20では、対応するロードセル10からの計量信号を増幅器22によって増幅する。増幅された計量信号に含まれている振動成分が、フィルタ24によって除去され、アナログ/デジタル変換器(A/D)変換器26によってデジタル計量信号に変換される。このデジタル計量信号は、入出力装置28を介して制御手段、例えばCPU30に供給され、さらに、記憶手段、例えばメモリ32に記憶される。なお、デジタル計量信号には、計量ホッパ8の重量(風袋重量)等が含まれているので、これをCPU30で減算する等の演算処理が行われ、真の物品重量を表すデジタル計量信号が、メモリ32に記憶される。以下、この真の物品重量を表すデジタル計量信号を物品デジタル計量信号と称する。
【0031】
各重量測定装置20から物品デジタル計量信号は、主演算装置34に供給される。主演算装置34は、制御手段、例えばCPU36、記憶手段、例えばメモリ38を有している。このメモリ38には、入出力装置40及びCPU36を介して各物品デジタル計量信号が記憶される。CPU36は、メモリ38に記憶されているプログラムに従って、これら各物品デジタル計量信号に対して組合せ演算処理を施して、内部に収容されている全ての物品を排出する計量ホッパ8を決定する。そして、選択された計量ホッパ8から物品を排出させる。即ち、一次充填が行われる。
【0032】
また、選択されなかった計量ホッパ8のうち、1台の計量ホッパ8を選択する。例えば、最も物品デジタル計量信号が大きいものが選択される。この選択された計量ホッパ8からそれの内部にある物品を、それの重量が所定の重量だけ減少するまで排出させる排出計量方式で二次充填が重量測定装置20において行われる。
【0033】
即ち、主演算装置34のCPU36は、計量ホッパ8の一部と共に一次充填手段を構成し、計量装置20のCPU30は、残りの計量ホッパ8の一部(二次充填用物品収容手段)と共に、二次充填手段を構成する。この一次充填手段は、組合せ演算手段と、排出制御手段とを備えたものとなり、二次充填手段は、排出計量演算手段を有するものとなる。
【0034】
なお、主演算装置34には、表示手段、例えばモニタ42と、操作子、例えばキーボード44が設けられている。モニタ42には、例えば、組合せ演算の結果、どの計量ホッパ8から、どれだけの重量の物品が排出されたかとか、選択されなかった計量ホッパのうちどれからどれだけの量の物品が排出されたか等が表示される。また、キーボード44は、例えば、後述するような各種重量の設定に使用される。
【0035】
以下、CPU36が行う処理について説明する。今、この重量式充填装置において、1つの容器に充填しようとする目標重量Wtをキーボード44によって設定する。更に、CPU36が行う組合せ演算において選択しようとする組合せの合計重量(以下、境界重量と称する。)Wuをキーボード44によって設定する。WuはWtよりもわずかに小さく(Wu<Wt)、その差に相当する重量の物品が、計量ホッパ8の排出ゲート12a、12bを小排出状態としたときに供給可能に、その差は設定されている。また、各計量ホッパ8の台数をNとしたとき、そのうちのM(M<n)台の組合せにおいて、最もWuに近い値が合計重量となる組合せが得られるように、各計量ホッパ8に、ほぼWu/Mの物品が供給されるように、分散フィーダ2及び直進フィーダ4が設定されている。なお、組合せ演算では、合計重量がWuに等しいか、これに最も近い組合せが選択される。
【0036】
このように初期設定が行われて、物品が各計量ホッパ8に供給されると、図2に示すように、各重量測定装置20によって物品デジタル計量信号が生成され(ステップS2)、これらが主演算装置34のCPU36に伝送される(ステップS4)。CPU36では、組合せ演算手段として、N個の物品デジタル計量信号のM個の組合せを全て実行し、それぞれの組合せの合計重量を求める(ステップS6)。このときの合計重量は、図6に示すように、Wuを最大に大小の方向に次第に減少する正規分布する。この重量式充填装置の許容精度をWt±eとする。eは、WuとWtとの差よりも小さい値である。このようにWuを設定するのは、本来、Wt±e以内になる合計重量を持つ組合せが選択されれば、二次充填の必要はないが、許容精度を外れるがWtに近接しすぎた合計重量を持つ組合せを選択すると、Wt−e以内の充填重量となるように二次充填を行おうとすると、二次充填重量の制御が、排出ゲート12a、12bを小排出状態としたときに困難となるからである。
【0037】
この組合せ演算の結果、選択された組合せの合計重量がWt±e以内であるか判断され(ステップS8)、この判断がイエスであると選択された時点で、CPU36は、この選択された組合せを構成している計量ホッパ8の排出ゲート12a、12bを大排出状態とする(ステップS10)。即ち、排出制御手段として機能する。これによって、包装容器内には、合計重量がWt±e以内である物品が充填される。従って、二次充填は行われずに、空になった計量ホッパ8に、対応する供給ホッパ6から物品が供給され、再び組合せ演算が行われる。空になった供給ホッパ8には、対応する直進フィーダ4から、ほぼWu/Mの重量の物品が供給される。
【0038】
一方、ステップS8において、合計重量がWt±e以内でないと判断されると、二次充填が必要であるので、まず、図1に示すように、CPU36は、合計重量がWuよりも小さく、これに最も近い重量wckとなる組合せを選択し、この選択された組合せを構成している計量ホッパ8の排出ゲート12a、12bを大排出状態とする(ステップS12)。これによって、合計重量がwckである物品が包装容器に向かって排出される。
【0039】
また、CPU36は、組合せに参加しなかった残り(N−M)台の計量ホッパ8のうち、物品デジタル計量信号が最も大きいものの重量測定装置20を選択する(ステップS14)。また、CPU36は、wt=Wt−wckの演算を行って、二次充填すべき重量wtを決定し、ステップS14で選択した重量測定装置20にwtを送信する(ステップS16)。
【0040】
そして、ステップS14で選択した重量測定装置20のCPU30は、この選択された計量ホッパの物品デジタル計量信号をWxであるとすると、Wa=Wx−wtの演算を行って、この選択された計量ホッパ8からwtの物品を排出した後の残存重量Waを決定する(ステップS18)。CPU30は、この選択された計量ホッパ8の排出ゲート12a、12bを小排出状態とする(ステップS20)。更に、CPU30は、この選択された計量ホッパ8の残存重量がWa以下であるか判断する(ステップS22)。この判断がノーであると、イエスになるまでステップS22を繰り返す。即ち、小排出状態が維持される。そして、ステップS22の判断がイエスになると、排出ゲート12a、12bを閉じる(ステップS24)。即ち、排出計量(残差計量)が行われる。このように、CPU30は、排出計量(残差計量)演算手段として機能する。
【0041】
その後、空になった計量ホッパ8には、対応する供給ホッパ6からほぼWu/Mの重量の物品が供給され、再び組合せ演算が行われる。また、空になった供給ホッパ8には、対応する直進フィーダ4から物品が供給される。
【0042】
このように、この重量式充填装置は、一次充填した物品の目標重量Wtに対する不足分wtを二次充填するものであるが、一次充填が複数の秤による並列計量で、しかも組合せ計量方式によって行われるので、従来のもののように、供給流量を大きくした計量充填方式による一次充填に比べて、短い時間で一次充填重量であるwckをWtに近接した値にできる。従って、二次充填を排出計量によって行っているが、その排出計量する物品の量は極めて少なく、一次充填に要する時間のみならず、二次充填の排出計量に要する時間も、特開平7−55542号公報に開示されている技術と比較して、短縮することができる。しかも、二次充填される重量は小さいので、組合せ演算によって選択された計量ホッパ8から物品が排出されるタイミングに、殆ど遅れずに二次充填を行える。
【0043】
しかも、二次充填される物品は、選択されなかった計量ホッパ8内にあるものを使用しているので、二次充填用の排出計量装置を別途に準備する必要がない。さらに、二次充填重量は小さいので、排出計量を担当した計量ホッパ8の物品の減量はわずかである。従って、この排出計量を担当した計量ホッパ8を、次に行われる組合せ演算に対して、組合せ確率を低下させることなく、参加させることができる。特に、最も重量が多い計量ホッパ8から物品を排出させているので、その重量が減少していることにより、次回以降の組合せ演算において選択される可能性が高まり、物品の滞留防止に役立つ。
【0044】
また、最終的に包装容器に充填される物品の重量は、組合せ演算の結果によって得られた一次充填重量を、計量装置を用いて行う排出計量によって補正する二次充填によって行われるので、充填重量の精度を組合せ秤単体で行った場合よりも高かめることができる。
【0045】
計量ホッパ8の台数を少なくした場合、計量ホッパ8の台数が多い場合と比較して、合計重量がWuに近接する値となる確率が減少し、二次充填重量wtが比較的大きい値になることがある。この場合、選択されなかった1台の計量ホッパ8にwtを負担させるのではなく、選択されなかった複数台の計量ホッパ8にwtを負担させることができる。例えば選択されなかった計量ホッパ8のうち、最も多くの物品を収容しているものと、それの次に多くの物品を収容しているものとに、wt/2ずつ負担させることができる。この場合、これら2台の計量ホッパ8に対応する重量測定装置20に、wt/2を送信し、これら重量測定装置20によって、2台の計量ホッパ8から同時に排出計量させれば、排出計量時間を短縮することができる。但し、wt/2が排出計量の制御を高精度に行えないような小さな値にならないようにする必要がある。
【0046】
無論、3台以上の計量ホッパ8にwtを負担させてもよい。また、2台以上の計量ホッパ8にwtを負担させる場合、その負担重量を均等にする必要はなく、例えば各計量ホッパ8内の物品の重量に応じてwtを比例配分して、負担させてもよい。
【0047】
上記の実施の形態では、物品収容手段として、計量ホッパ8のみを使用したが、各計量ホッパ8の下方にメモリホッパを設け、各計量ホッパ8の物品が計量された後、メモリホッパに計量済みの物品を移送し、空になった計量ホッパ8には新たに物品を供給して、計量し、各計量ホッパ8の物品、各メモリホッパの物品の重量を対象として、組合せ演算を行ってもよい。この場合、各計量ホッパ8は、対応するメモリホッパに物品を移送することができる上に、かつ直接に集合ホッパ18に物品を排出できるように構成する。無論、各計量ホッパ8は、大排出状態と小排出状態とに切り替えることができるようにも、排出ゲートを構成する。
【0048】
上記の実施の形態では、物品としては粉粒体を使用したが、例えば液体のような流体に使用することもできる。この場合には、物品収容手段として、計量ホッパは使用せずに、流体の貯留用の容器を使用する。また、排出ゲートに代えて、流量を可変できるバルブを使用する。
【0049】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、一次充填手段と二次充填手段とによって、所定重量の物品を容器に充填するに際し、一次充填手段に組合せ秤を使用し、二次充填手段に排出計量手段を使用しているので、物品を、高速かつ高精度に充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施形態の重量式充填装置の動作の主要部を示すフローチャートである。
【図2】本発明の1実施形態の重量式充填装置の動作の残りの部分を示すフローチャートである。
【図3】本発明の1実施形態の重量式充填装置の概略構成図である。
【図4】図3の重量式充填装置のブロック図である。
【図5】図3の重量式充填装置の計量ホッパの開閉状態を示す図である。
【図6】図3の重量式充填装置における組合せ重量の分布状態を示す図である。
【符号の説明】
8 計量ホッパ(物品収容手段)
20 重量測定装置(排出計量手段)
34 主演算装置(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 with articles by a predetermined weight.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
As a weight type filling device, there is a device equipped with a storage hopper, a supply device, and a weighing hopper. In this filling device, articles are initially supplied from the storage hopper to the weighing hopper by a supply device with a large supply amount. When an article of a constant weight is supplied to the weighing hopper, it is supplied to the weighing hopper by a supply device with a small supply amount in order to improve the filling accuracy. When the weight of the article in the weighing hopper reaches a predetermined value that allows for a head drop, the supply of the article is stopped. After the weighing hopper is stabilized, the weight of the article is accurately measured, and then the article is discharged into the packaging container.
[0003]
In this filling device, the filling speed is increased by supplying most of the predetermined amount to be filled in the packaging container to the weighing hopper with a large supply amount. However, if the filling is performed with only a large supply amount, the impact disturbance when the article falls on the weighing hopper is large, and the variation in the supply flow rate and the drop amount are large, so that the filling with high accuracy cannot be performed. Therefore, after the supply of most of the articles is completed, the supply amount is reduced, and the article weight in the weighing hopper reaches the predetermined value while waiting for the impact disturbance at the large supply flow rate to converge. The supply is stopped, and a predetermined amount of articles including the drop amount is filled in the weighing hopper. However, it takes a long time to fill with a small supply while waiting for the weighing hopper to stabilize. In addition, since a large weight article is measured by a single weighing device provided in the weighing hopper, the natural vibration period of the weighing device becomes longer, and the influence of the time constant of the filter for smoothing the weight signal is also affected. Including the factors that slow down the response time of the weight signal.
[0004]
A weight-type filling device that attempts to solve these problems is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-55542. In this apparatus, a primary filling apparatus and a secondary filling apparatus are provided, and a scale is incorporated in each. A weighing hopper provided in the primary filling device measures and fills most of the predetermined weight of the article, and measures the weight value. The difference between the predetermined weight value and the filling weight in the primary filling device is determined as the secondary filling amount of the secondary filling device. The secondary filling device is of the discharge weighing type, and when the article from the primary filling device is discharged into the packaging container, the secondary filling amount of the article from the secondary filling device is transferred to the packaging container. Discharged.
[0005]
In this weight type filling device, an attempt is made to shorten the entire filling time. However, (1) the primary filling weight is large, (2) since it is necessary to measure the primary filling, it takes time to supply and fill while suppressing the occurrence of a large impact disturbance, and (3) Due to the presence of a filter response delay due to a long natural vibration period, it is necessary to allow a long primary filling time. Also, if the accurate static weighing value is not measured after the primary filling is completed and the weighing hopper is stable, the secondary filling amount cannot be determined, and there is still no solution to complete shortening of the filling time. There are many problems to be done.
[0006]
In addition to these two methods, there is a combination weigher that can fill a container with articles at high speed. In this combination weigher, articles are divided and supplied to a plurality of weighing hoppers. Measure the weight of each article. By combining these weights, a combination whose total value is equal to or close to the target weight value is selected. The article is discharged from the weighing hopper constituting the selected combination into the packaging container. In this combination weigher, if the amount of articles supplied to the weighing hopper is appropriately set, the articles can be filled into the packaging container with high accuracy within an extremely short time.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the combination weigher, the article is a granular material in which the weight of one grain such as coffee powder or granulated sugar is smaller than the filling accuracy to be achieved in consideration of the accuracy of the weighing hopper weighing instrument. In addition, the weight of a single granular material does not affect the achievement of a predetermined amount of accuracy. For such articles, the accuracy of the selected combination determines the filling accuracy.
[0008]
However, when the powder is filled with the two types of weight type filling devices as described above, the filling accuracy is determined by the accuracy of the balance used in these devices, and is guaranteed by the accuracy of the balance. The merchandise sold is in circulation. Therefore, when the combination weigher is used for filling the granular material, the filling time can be shortened. However, since the filling accuracy is assured by the combination accuracy that is in principle lower than the weighing accuracy of the scale, it has been impossible to produce a product with the same accuracy as the above-described two types of weight-type filling devices.
[0009]
As a method for dealing with this, it is conceivable to increase the number of weighing hoppers, or to provide a memory hopper below the weighing hoppers to increase the number of articles to be combined, thereby improving the combination accuracy. . However, in this method, the cost is high, and even if the combination accuracy is improved, the accuracy of the above-described two methods is not as high as the measurement accuracy obtained by a single scale.
[0010]
An object of this invention is to provide the weight type filling apparatus which can be filled with articles | goods at high speed and with high precision.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The weight type filling device according to the present invention includes a primary filling means and a secondary filling means. The primary filling means fills the container with an article having a weight equal to or close to a predetermined primary filling weight. The goods For example Uses small materials, fluids, etc. compared to the accuracy that requires each weight, such as granular materials can do. The secondary filling means fills the container with an article having a secondary filling weight corresponding to a difference between the weight of the article to be filled and a predetermined target weight larger than this in a discharge metering manner. In particular, the primary filling means is constituted by a combination weigher.
[0012]
In the weight-type filling apparatus configured as described above, since the primary filling means is constituted by a combination weigher, the time required for the primary filling can be shortened, and the total weight of the articles selected by the combination weigher is It can be very close to the target weight. The secondary filling with respect to the difference between the target weight and the total weight of the articles discharged by the combination scale can reduce the time required for filling by relatively reducing the weight of the secondary filling. In addition, since the discharge metering system has a small impact disturbance applied to the metering unit and a small amount of discharge, the discharge flow rate can be reduced, so that high metering accuracy can be obtained. Furthermore, the weighing accuracy of the articles finally discharged after the secondary filling is determined by the weighing accuracy of the weighing means used in the discharge weighing method. The weighing accuracy of the weighing means is higher than the combination accuracy of the combination weigher. Accordingly, it is possible to fill a container with a predetermined weight of goods with high accuracy and high speed.
[0013]
Above The combination weigher and the secondary filling means share a plurality of article storage means for storing articles. is doing. For example, a weighing hopper or a memory hopper can be used as the article storage means. In this case, the combination weigher variously combines the weights of the articles in each article storage means, and performs a combination calculation means for executing a combination calculation for selecting a combination whose total value is equal to or close to the primary filling weight from these combinations; Discharge control means for discharging the articles constituting the selected combination from the article storage means in which they are stored is provided. The secondary filling means includes a secondary filling article storage means composed of at least one of the article storage means in which articles other than the articles constituting the selected combination are stored. Discharge weighing calculation means for discharging the article until it is reduced by a weight substantially equal to the filling weight.
[0014]
In this case, since the article storage means is shared by the primary filling means and the secondary filling means, there is no need to provide primary and secondary filling article storage means. In particular, since a combination weigher is used as the primary filling means, there is an article accommodating means that does not necessarily participate in the combination. This can be used as a secondary filling means, the utilization efficiency of the equipment can be increased, and the cost can be reduced.
[0015]
Furthermore, the discharge of articles from each article storage means can be performed via the discharge flow rate variable means. As the discharge flow rate varying means, for example, when the article is a granular material, a gate that is provided in the article accommodating means in which the granular material is accommodated and whose opening degree can be adjusted can be used. Moreover, when using a fluid as an article, the discharge flow rate varying means can be a flow rate adjustable valve provided in the article accommodating means in which the fluid is accommodated. The article is discharged from the article storage means containing the article selected by the combination calculating means at a large flow rate via the discharge flow rate varying means, and from the secondary filling article storage means at a low flow rate via the discharge flow rate varying means. The article is discharged.
[0016]
When comprised in this way, it can respond even if any of each article | item accommodation means becomes the object for combination scales or a secondary filling means.
[0017]
Further, the primary filling weight is smaller than the target weight, and is selected as a flow rate that can be discharged by the discharge flow rate variable means. If comprised in this way, the articles | goods always discharged | emitted from a secondary filling means become the weight which can be controlled by a secondary filling means, and reproducibility becomes favorable.
[0018]
Or an article can be newly accommodated in the article accommodating means from which the article is discharged by the combination scale among the article accommodating means. In this case, the combination calculation is performed on the articles in each article storage unit. As the secondary filling article storage means, an article storage means is selected which stores the heaviest thing among the articles not selected for the combination.
[0019]
The most heaviest item that was not selected in the combination weigher may not be selected in the next combination calculation. The possibility of selection in the combination calculation is increased, and the retention of the article can be prevented.
[0020]
Further, a plurality of secondary filling article accommodating means can be provided. In this case, the plurality of secondary filling article storage means bears an article corresponding to the secondary filling weight. The burden of the secondary filling weight can be equal, or can be assigned in proportion to the weight of the articles in each secondary filling article storage means.
[0021]
If comprised in this way, even when secondary filling weight is large, for example, secondary filling can be performed in a short time. Furthermore, when many secondary fillings are performed from one article storage means, there is a high possibility that this article storage means will not be selected in the subsequent combination calculation, but this can also be prevented. .
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIG. 3, the weight-type filling device according to one embodiment of the present invention has article supply means, for example, a
[0023]
Storage means, for example, a
[0024]
Under these
[0025]
Each weighing hopper 8 is provided with discharge flow rate variable means, for example,
[0026]
That is, as shown in FIGS. 5A and 5B, in the non-discharge state, the
[0027]
As shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), in the small discharge state in which both discharge
[0028]
As shown in FIGS. 5 (e) and 5 (f), in the large discharge state where both the
[0029]
As shown in FIG. 3, the articles discharged from the respective weighing hoppers 8 are discharged to the
[0030]
As shown in FIG. 4, the weighing signal of each
[0031]
The article digital weighing signal from each
[0032]
Further, one weighing hopper 8 is selected from the weighing hoppers 8 not selected. For example, the one with the largest article digital weighing signal is selected. Secondary filling is performed in the
[0033]
That is, the
[0034]
The main
[0035]
Hereinafter, processing performed by the
[0036]
When the initial setting is performed in this manner and the article is supplied to each weighing hopper 8, as shown in FIG. 2, an article digital weighing signal is generated by each weight measuring device 20 (step S2). It is transmitted to the
[0037]
As a result of the combination calculation, it is determined whether the total weight of the selected combination is within Wt ± e (step S8). When this determination is selected to be yes, the
[0038]
On the other hand, if it is determined in step S8 that the total weight is not within Wt ± e, secondary filling is necessary. First, as shown in FIG. 1, the
[0039]
The
[0040]
Then, the
[0041]
Thereafter, the weighing hopper 8 which has been emptied is supplied with an article having a weight of approximately Wu / M from the
[0042]
As described above, this weight-type filling device secondary-fills the shortage wt with respect to the target weight Wt of the primary-filled article. However, the primary filling is performed by parallel weighing with a plurality of scales and by a combination weighing method. Therefore, as compared with the primary filling by the metering filling method in which the supply flow rate is increased as in the conventional case, the primary filling weight wck can be made close to Wt in a short time. Accordingly, the secondary filling is performed by discharge weighing. However, the amount of articles to be discharged and measured is extremely small, and not only the time required for the primary filling but also the time required for the discharge filling of the secondary filling is disclosed in JP-A-7-55542. It can be shortened compared with the technique currently disclosed by gazette. Moreover, since the secondary filling weight is small, the secondary filling can be performed with almost no delay from the timing when the article is discharged from the weighing hopper 8 selected by the combination calculation.
[0043]
In addition, since the article to be secondarily filled is the one in the weighing hopper 8 that has not been selected, there is no need to separately prepare a discharge weighing apparatus for secondary filling. Furthermore, since the secondary filling weight is small, the weight loss of the articles in the weighing hopper 8 responsible for discharge weighing is small. Therefore, the weighing hopper 8 in charge of the discharge weighing can participate in the next combination calculation without reducing the combination probability. In particular, since the article is discharged from the weighing hopper 8 having the largest weight, the weight is reduced, so that the possibility of being selected in the subsequent combination calculation is increased, which helps to prevent the article from staying.
[0044]
In addition, the weight of the article finally filled in the packaging container is performed by secondary filling in which the primary filling weight obtained as a result of the combination calculation is corrected by discharge weighing performed using a weighing device. The accuracy can be increased compared to the case where the combination weigher is used alone.
[0045]
When the number of the weighing hoppers 8 is reduced, the probability that the total weight is close to Wu is reduced as compared with the case where the number of the weighing hoppers 8 is large, and the secondary filling weight wt is a relatively large value. Sometimes. In this case, wt is not borne on one weighing hopper 8 that is not selected, but wt can be borne on a plurality of weighing hoppers 8 that are not selected. For example, among the weighing hoppers 8 that are not selected, the one that contains the most items and the one that contains the next most items can be burdened by wt / 2. In this case, if wt / 2 is transmitted to the
[0046]
Of course, three or more weighing hoppers 8 may be charged with wt. In addition, when two or more weighing hoppers 8 are burdened with wt, it is not necessary to equalize the burden weight. For example, wt is proportionally distributed according to the weight of the articles in each weighing hopper 8 to be borne. Also good.
[0047]
In the above embodiment, only the weighing hopper 8 is used as the article storage means. However, a memory hopper is provided below each weighing hopper 8, and after the articles in each weighing hopper 8 are weighed, the memory hopper has been weighed. The articles are transferred to the weighing hopper 8 which has been emptied, the articles are newly supplied and weighed, and the combination calculation is performed on the weights of the articles of the weighing hoppers 8 and the memory hoppers. Good. In this case, each weighing hopper 8 is configured so that the articles can be transferred to the corresponding memory hopper and can be discharged directly to the
[0048]
In the above embodiment, a granular material is used as an article, but it can also be used for a fluid such as a liquid. In this case, a container for storing fluid is used as the article storage means without using the weighing hopper. Further, instead of the discharge gate, a valve capable of changing the flow rate is used.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a predetermined weight of an article is filled into a container by the primary filling means and the secondary filling means, the combination weighing is used as the primary filling means, and the discharge weighing is applied to the secondary filling means. Since the means is used, the article can be filled at high speed and with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing the main part of the operation of a weight-type filling apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the remaining part of the operation of the weight-type filling device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a weight-type filling device according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of the gravimetric filling device of FIG. 3;
5 is a view showing an open / close state of a weighing hopper of the weight-type filling device of FIG. 3;
6 is a diagram showing a distribution state of combined weights in the gravimetric filling apparatus of FIG. 3; FIG.
[Explanation of symbols]
8 Weighing hopper (item storage means)
20 Weight measuring device (discharge measuring means)
34 Main arithmetic unit (combination arithmetic means, discharge control means)
Claims (5)
充填される前記物品の重量と、これよりも大きく予め定められた目標重量との差に相当する二次充填重量の物品を排出計量方式で前記容器に充填する二次充填手段とを、
具備し、前記一次充填手段が、組合せ秤によって構成され、
前記組合せ秤と前記二次充填手段とは、物品が収容されている複数の物品収容手段を共有し、
前記組合せ秤は、前記各物品収容手段内の前記物品の重量を種々に組合せ、これら組合せの中から合計値が前記一次充填重量に等しいか近い組合せを選択する組合せ演算を実行する組合せ演算手段と、選択された組合せを構成する前記物品を、これらが収容されている前記物品収容手段から排出させる排出制御手段とを、具備し、
前記二次充填手段は、前記選択された組合せを構成する物品以外の物品が収容されている前記物品収容手段のうち少なくとも1つのものからなる二次充填用物品収容手段から、それの前記物品の重量が前記二次充填重量にほぼ等しい重量だけ減少するまで、前記物品を排出させる排出計量演算手段を、有している
重量式充填装置。Primary filling means for filling a container with an article having a weight equal to or close to a predetermined primary filling weight;
A secondary filling means for filling the container with a discharge filling method of an article having a secondary filling weight corresponding to a difference between the weight of the article to be filled and a predetermined target weight larger than the predetermined weight;
And the primary filling means is constituted by a combination weigher,
The combination weigher and the secondary filling means share a plurality of article storage means in which articles are stored,
The combination weigher performs various combinations of the weights of the articles in the article storage means, and performs combination calculations for selecting a combination having a total value equal to or close to the primary filling weight from among the combinations. Discharge control means for discharging the articles constituting the selected combination from the article storage means in which they are stored,
The secondary filling means includes an article storage means for secondary filling consisting of at least one of the article storage means in which articles other than the articles constituting the selected combination are stored. A gravimetric filling device comprising discharge metering means for discharging the article until the weight is reduced by a weight substantially equal to the secondary filling weight.
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