JP4764641B2

JP4764641B2 - 組合せ計量装置

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Publication number: JP4764641B2
Application number: JP2005025865A
Authority: JP
Inventors: 敏雄越智
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2025-02-02
Also published as: JP2006214784A

Description

本発明は、作業者が被計量物である物品を計量ホッパへ直接投入する半自動式の組合せ計量装置に関する。

組合せ計量装置は、計量を行なう物品の計量部（計量ホッパ、計量トレイ）への投入（移送）方法の違いにより、自動式、半自動式、手動式に大別することができる。自動式は、計量部への物品の投入と排出は自動（機械の制御）で行なう。半自動式では、計量部への物品の投入は人手で行ない、組合せされた物品の排出は自動で行なう。また、手動式では、計量部への投入と排出（取り出し）は人手で行なう。

半自動式の組合せ計量装置には、計量ホッパに直接物品を投入するタイプと、計量ホッパの上方に供給ホッパが設けられ、その供給ホッパに物品を投入するタイプとがある。

計量ホッパに直接物品を投入するタイプの従来の半自動式組合せ計量装置では、作業者が複数の計量ホッパに直接物品を投入し、組合せ計量装置が、組合せ演算を行うことにより、投入されている物品の合計重量が、予め設定された許容範囲内にある組合せを１つ求め、その組合せに選択されている計量ホッパから自動的に物品を排出させるように構成されている。また、物品の合計重量が許容範囲内となる組合せがない状態、すなわち組合せ不良が起こったときには、作業者が計量ホッパ内の物品を入れ替えた後、再度組合せ演算を行わせるようにしている。このような半自動式の組合せ計量装置において、組合せ不良が起こったときに、作業者に入れ替える物品の目安を認識しやすくするために、各計量ホッパのうち物品の重量が最も重いものから順に所定個数の計量ホッパを選択し、これらの重量の大きさの違いを認識できるように表示するための表示灯を、各計量ホッパに対応して設けた構成のものがある（例えば特許文献１参照）。この場合、作業者は、組合せ不良が起こったときに、表示灯の状態を参考にして計量ホッパ内の物品を入れ替えた後、再組合せスイッチを操作して、再度組合せ演算を行わせるようにしている。
実用新案登録第２５３１５５３号公報特許第３０８８５３２号公報特許第３４３９５２５号公報

上記従来の半自動式の組合せ計量装置では、作業者は、組合せ不良（原初の組合せ不良）が起こったときに、表示灯の状態を参考にして計量ホッパ内の物品を入れ替えることで、再度の組合せ演算で組合せ不良とはならず、物品の合計重量が許容範囲内となる組合せが得られる確率が高くなる。この構成では、原初の組合せ不良が起こったときに、物品を入れ替えた直後の組合せ不良が起こる頻度を少なくすることはできるが、原初の組合せ不良が起こる頻度を少なくすることができなかった。また、作業者は、組合せ不良が起こったときに、計量ホッパ内の物品を入れ替えた後、再度組合せ演算を行わせるための再組合せスイッチを操作する必要が有り、作業の煩わしさが増加していた。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、半自動式の組合せ計量装置において、組合せ不良が起こる頻度をより少なくすることができる組合せ計量装置を提供することを目的としている。さらには、組合せ不良が起こったときに、再組合せスイッチを操作するという作業の煩わしさを解消することができる組合せ計量装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の組合せ計量装置は、手動で物品が投入され、投入される物品の重量を計量する複数の計量手段と、各々の前記計量手段で計量された物品の計量値に基づいて組合せ演算を行うことにより、前記物品の計量値の合計が組合せ目標重量に対する許容範囲内にある前記計量手段の組合せを１組求める組合せ手段と、前記組合せ手段で求められる組合せの前記計量手段から物品を排出させる排出制御手段と、各々の前記計量手段で計量された物品の計量値が、予め定められた所定重量範囲内にあるか、前記所定重量範囲の上限値より大きい過量投入値であるか、前記所定重量範囲の下限値より小さい過少投入値であるかの判定を行う判定手段と、前記組合せ手段による組合せ演算の結果、前記許容範囲内にある前記計量手段の組合せが無かったときには、前記判定手段による判定結果が前記過量投入値の前記計量手段と前記過少投入値の前記計量手段とをそれぞれ区別して報知し、前記組合せ手段による組合せ演算の結果、前記許容範囲内にある前記計量手段の組合せが有ったときには、前記組合せに選択されていない前記計量手段のうち、前記判定手段による判定結果が前記過量投入値の前記計量手段と前記過少投入値の前記計量手段とをそれぞれ区別して報知する報知手段とを備えている。

この構成によれば、物品が排出される組合せに選択されていない計量手段のうち、過量投入値の計量手段と過少投入値の計量手段とが、それぞれ区別して報知される。この報知は、組合せ演算において許容範囲内の組合せが無い場合だけでなく、許容範囲内の組合せが有る場合にも行われ、報知内容に基づいて、作業者は、過量投入値の計量手段から物品の一部を取り出し、過少投入値の計量手段へ物品を追加投入して、これらの計量手段の物品の投入量を所定重量範囲内の重量すなわち組合せのできやすい投入量とすることにより、組合せ演算において許容範囲内の組合せが無い状態である組合せ不良が起こる頻度を少なくできる。

また、前記報知手段は、前記過量投入値の計量手段を報知する際に、前記過量投入値の計量手段で計量された物品の計量値の大きさに応じた情報も同時に報知するとともに、前記過少投入値の計量手段を報知する際に、前記過少投入値の計量手段で計量された物品の計量値の大きさに応じた情報も同時に報知するようにしてもよい。

これにより、作業者は、過量投入値の計量手段からの物品の取り出し量、過少投入値の計量手段への物品の追加投入量を把握できるので、物品の追加あるいは取り出しを的確に行うことができ、作業能率の向上が図れる。

また、前記報知手段は、各々の前記計量手段に対応して１個ずつ設けられた複数の表示灯と、前記組合せ手段で求められる組合せに選択されておらず、かつ前記過量投入値の計量手段に対応する前記表示灯と、前記組合せ手段で求められる組合せに選択されておらず、かつ前記過少投入値の計量手段に対応する前記表示灯とを、点灯状態を異ならせて点灯させる表示灯制御手段とを有した構成とすることができる。

これにより、作業者は、表示灯を見てその点灯状態から、過量投入値の計量手段と過少投入値の計量手段とを知ることができる。

また、前記報知手段は、各々の前記計量手段に対応して１対ずつ設けられた複数の表示灯と、前記組合せ手段で求められる組合せに選択されておらず、かつ前記過量投入値の計量手段に対応する前記１対の表示灯のうちの一方の前記表示灯を点灯させ、前記組合せ手段で求められる組合せに選択されておらず、かつ前記過少投入値の計量手段に対応する前記１対の表示灯のうちの他方の前記表示灯を点灯させる表示灯制御手段とを有した構成とすることができる。

これにより、作業者は、１対の表示灯のうちどちらの表示灯が点灯しているかによって、対応する計量手段が過量投入値であるか過少投入値であるかを知ることができる。

この場合、前記表示灯制御手段は、前記過量投入値の計量手段で計量された物品の計量値の大きさに応じて前記一方の表示灯の点灯状態を異ならせるとともに、前記過少投入値の計量手段で計量された物品の計量値の大きさに応じて前記他方の表示灯の点灯状態を異ならせることが好ましい。

これにより、作業者は、表示灯の点灯状態に基づいて、過量投入値の計量手段からの物品の取り出し量、過少投入値の計量手段への物品の追加投入量を把握できるので、物品の追加あるいは取り出しを的確に行うことができ、作業能率の向上が図れる。

また、いずれかの前記計量手段で計量される物品の計量値に変動が生じる度に、前記組合せ手段が組合せ演算を行うとともに前記判定手段が判定を行うように構成することが好ましい。

これにより、ある組合せ演算の結果、許容範囲内の組合せが無い状態である組合せ不良が起こった場合に、作業者による計量手段からの物品の一部取り出し、あるいは計量手段への物品の追加投入が行われて、物品の計量値に変動が生じると、自動的に再び組合せ演算が行われるので、従来のような再組合せスイッチが不要であり、再組合せスイッチを操作するという作業の煩わしさを解消することができる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、半自動式の組合せ計量装置において、組合せ不良が起こる頻度をより少なくすることができるという効果を奏する。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態における半自動式組合せ計量装置の外観を示す図であり、図１（ａ）は同組合せ計量装置を上から見た平面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は側面図である。図２は本発明の実施の形態における半自動式組合せ計量装置の概略構成を示すブロック図である。

本実施の形態における組合せ計量装置は、外形が略直方体形状の装置本体５の内部の上方に、作業者によって物品が投入される複数の計量ホッパ１が２列に並んで直線状に配設され、装置本体５の上部の天板６には、各計量ホッパ１に対応して開口された投入口７が設けられている。また、天板６上には、各計量ホッパ１に対応して各投入口７のそばにＬＥＤ（発光ダイオード）等からなる投入指示表示灯２が設けられている。この各投入指示表示灯２は、物品を追加投入して増量すべき計量ホッパ１、もしくは物品を一部取り出して減量すべき計量ホッパ１を、点灯もしくは点滅させることにより作業者に知らせるためのものである。

計量ホッパ１の下方には、計量ホッパ１から排出された物品を受けて例えば矢印１０の方向へ搬送する搬送コンベア３が配設されている。この場合、例えば矢印１０の方向側（図１（ｂ）における右側）に包装機が設置され、搬送コンベア３によって搬送された物品は、直接あるいは連結用のコンベアを介して包装機へ投入される。矢印１０の方向と逆方向側に包装機が設置される場合には、計量ホッパ１から排出された物品を矢印１０の方向と逆方向へ搬送するように搬送コンベア３が駆動される。図１（ｃ）に示すように、各計量ホッパ１には、例えば両開きのゲート１１が備えられ、そのゲート１１が開かれることで物品が下方へ排出される。また、搬送コンベア３の両側には、計量ホッパ１から排出された物品が搬送コンベア３の外へ飛び出さないようにガイド板８が配設されている。また、装置本体５の側面で支持された操作設定表示部４が装置本体５の上方に配設されている。また、装置本体５には電装品収納部９が備えられ、この電装品収納部９には、図２に示されたホッパ用ゲート駆動回路１４、表示灯駆動回路１５、Ａ／Ｄ変換回路１６、コンベア駆動回路１７、制御部１８及びＩ／Ｏ回路１３が収納されている。なお、各計量ホッパ１にはロードセル等の重量センサ１２（図１には不図示）が取り付けられており、この重量センサ１２によって計量ホッパ１内の物品の重量が計測された計量値（アナログ重量信号）は、Ａ／Ｄ変換回路１６でディジタル信号に変換され、演算制御部１９に送られる。

制御部１８は、ＣＰＵ等からなる演算制御部１９と、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリからなる記憶部２０とで構成されている。記憶部２０には、運転用プログラム、運転用設定データである多数の動作パラメータのデータ、計量データ等が記憶される。演算制御部１９は、記憶部２０に記憶されている運転用プログラムを実行して、組合せ計量装置の全体の制御を行うとともに組合せ演算等の演算を行う。例えば、組合せ演算では、複数の計量ホッパ１の中から排出すべき計量ホッパ１の組合せが１つ求められる。また、演算制御部１９は、ホッパ用ゲート駆動回路１４を介して各計量ホッパ１のゲート１１の開閉を行うためのパルスモータを制御する。また、表示灯駆動回路１５を制御することにより各投入指示表示灯２の状態（点灯、点滅、消灯）を制御する。また、前述のように各計量ホッパ１に取り付けられた重量センサ１２によって計測された計量値をＡ/Ｄ変換回路１６を介して取得する。また、コンベア駆動回路１７を制御することにより搬送コンベア３の駆動用モータを制御する。また、Ｉ／Ｏ回路１３を介して、外部の包装機（図示せず）等と信号の送受信を行う。また、操作設定表示部４から信号を入力するとともに、操作設定表示部４へ表示する組合せ演算の結果のデータ等の信号を出力する。

操作設定表示部４は、例えばタッチスクリーン式のディスプレイ画面を備え、このディスプレイ画面上で、組合せ計量装置の運転の開始及び停止等の操作、運転パラメータの設定等を行うことができるとともに、演算制御部１９による組合せ演算の結果（組合せ重量値等）をディスプレイ画面上に表示することができる。

以上のように構成された本実施の形態における組合せ計量装置の動作について説明する。組合せ計量装置の動作は演算制御部１９の制御によって実現される。

まず、物品の流れに基づいて動作の概略を簡単に説明する。予め定められた規定数（所望の組合せ精度を維持するために必要な、組合せ演算で用いられる計量値の個数）以上の計量ホッパ１に物品が投入されると、演算制御部１９は、各計量ホッパ１の計量値（各計量ホッパ１に投入されている物品の計量値）に基づいて組合せ演算を行い、排出すべき組合せの計量ホッパ１を決定するとともに、組合せに選択されていない計量ホッパ１のなかで、後述する「投入過多」あるいは「投入過少」の計量ホッパ１があれば、その計量ホッパ１に対応する投入指示表示灯２を点滅（点滅点灯）あるいは点灯（連続点灯）させる。包装機からの排出命令信号がＩ／Ｏ回路１３を介して入力されると、組合せ演算により求められた組合せの計量ホッパ１のゲート１１を、ホッパ用ゲート駆動回路１４により開閉駆動して、計量ホッパ１内の物品を排出させて、搬送コンベア３上に落下させる。搬送コンベア３はコンベア駆動回路１７により駆動され、物品は搬送コンベア３によって搬送されて包装機等に送られる。また、演算制御部１９は、組合せに選択されている計量ホッパ１内の物品を排出させると、Ｉ／Ｏ回路１３を介して排出完了信号を包装機へ出力する。

次に詳しい動作を説明する。図３は、本実施の形態における組合せ計量装置の動作（演算制御部１９の処理）を示すフローチャートである。図４は、図３におけるステップＳ１の詳細を示すフローチャートであり、図５は、図３におけるステップＳ５の詳細を示すフローチャートであり、図６は、図３におけるステップＳ６の詳細を示すフローチャートである。

この組合せ計量装置では、作業者により、物品が投入されていない計量ホッパ１への物品の投入、物品が投入されている計量ホッパ１に対し増量のための物品の追加投入、また減量のための物品の一部取り出しが行なわれる。まず、演算制御部１９は、各計量ホッパ１への物品の供給状態を示す各計量ホッパ１の状態フラグをセットする（ステップＳ１）。各計量ホッパ１の状態フラグは、それぞれ記憶部２０内の所定の記憶領域（以下、フラグ領域）にセットされる。例えば、各フラグ領域は３ビットの領域からなり、「０００」を初期状態とし、「００１」が「投入適量」のセット状態を示し、「０１０」が「投入過少」のセット状態を示し、「０１１」が「投入過多」のセット状態を示し、「１００」が「安定待ち中」のセット状態を示し、「１０１」が「未投入」のセット状態を示すものとすることができる。このフラグ領域は各計量ホッパ１に対応して設けられ、計量ホッパ１の総数と同数のフラグ領域が記憶部２０内に設けられている。各セット状態の内容については後述する。また、演算制御部１９は、Ａ／Ｄ変換回路１６を介して各重量センサ１２からの各計量ホッパ１の計量値を常時一定時間間隔で読み込んでいる。

図４に、ステップＳ１の詳細を示す。総数がｎ個の全計量ホッパに対して処理を行なうために繰り返し処理用フラグを用い、まず、繰り返し処理用フラグの値ｋに１をセットする（ステップＳ１００）。ここでは、計量ホッパ１が全部でｎ個備えられた構成において、ｎ個の計量ホッパ１をそれぞれ、計量ホッパＨｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ）とし、ステップＳ１１０で繰り返し処理用フラグの値ｋを１増加し、その増加した値ｋがｎ以下であればステップＳ１０１へ戻って処理を繰り返すことで、ｎ個全ての計量ホッパ（Ｈ１、Ｈ２、・・・、Ｈｎ）に対する処理が行なわれる。

ステップＳ１０１で、計量ホッパＨｋの計量値Ｗｋ（計量ホッパＨｋに投入されている物品の計量値Ｗｋ）を読込み、その計量ホッパＨｋに物品が投入されているか否か調べる。これは、計量ホッパＨｋの計量値Ｗｋを０と比較し、計量値Ｗｋが０より大きければ、物品が投入されていると判断し、計量値Ｗｋが０であれば投入されていない（空である）と判断する。物品が投入されていなければ、ステップＳ１０９で、計量ホッパＨｋの状態フラグを「未投入」にセットして、ステップＳ１１０で、次の計量ホッパに対する処理を行なうために繰り返し処理用フラグの値ｋを１増加し、ステップＳ１１１を経て、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０１において、計量ホッパＨｋに物品が投入されていると判断されると、ステップＳ１０２で計量ホッパＨｋが秤として安定しているか否か調べる。演算制御部１９は、計量ホッパＨｋの計量値Ｗｋを常時一定時間間隔で読み込んでおり、前回読み込んだ計量値と今回読み込んだ計量値とを比較し、同値であれば安定していると判断し、同値でなければ安定していないと判断する。安定していなければ、ステップＳ１０８で、計量ホッパＨｋの状態フラグを「安定待ち中」にセットして、ステップＳ１１０及びステップＳ１１１を経て、ステップＳ１０１に戻り、次の計量ホッパに対する処理に進む。

また、ステップＳ１０２で計量ホッパＨｋが秤として安定していると判断すると、計量ホッパＨｋの計量値Ｗｋに基づいて、計量ホッパＨｋの状態フラグを「投入適量」、「投入過少」、あるいは「投入過多」にセットし（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０７）、ステップＳ１１０及びステップＳ１１１を経て、ステップＳ１０１に戻り、次の計量ホッパに対する処理に進む。

以上のようにして、ｎ個の全計量ホッパに対して処理を行なう。なお、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０９における計量ホッパＨｋの状態フラグは、前述したように、各計量ホッパＨｋに対応して設けられている記憶部２０内の所定のフラグ領域にセットされる。

次に、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０７の内容について詳述する。

ステップＳ１０３では、計量ホッパＨｋへの投入量が適量であるか否かを判断し、ステップＳ１０４では、計量ホッパＨｋへの投入量が過少であるか否かを判断する。これらの判断をどのようにして行うかを、以下で詳細に説明する。

総数がｎ個の計量ホッパ１は、図１に示されるように、一般的に２列に並んで各列の計量ホッパが対応して設けられているため、ｎは一般的に偶数であり、組合せの数が最も多くなる場合の組合せに選択される計量ホッパ数はｎ／２で、次に組合せの数が多くなる場合の組合せに選択される計量ホッパ数は、ｎ／２−１とｎ／２＋１であり、その次に組合せの数が多くなる場合の組合せに選択される計量ホッパ数は、ｎ／２−２とｎ／２＋２であり、組合せに選択される計量ホッパ数がｎ／２から離れるほど組合せの数が少なくなる。例えば、１０個の計量ホッパを有する組合せ計量装置では、組合せの数が最も多いのは計量ホッパが５個選択される場合であり、この場合の組合せの数は_１０Ｃ_５である。計量ホッパがｍ個選択される場合の組合せの数は_１０Ｃ_ｍであり、ｍが３〜７の組合せの数は、それぞれ、
_１０Ｃ_３＝１２０
_１０Ｃ_４＝２１０
_１０Ｃ_５＝２５２
_１０Ｃ_６＝２１０
_１０Ｃ_７＝１２０
となる。組合せに選択される計量ホッパ数が３個以下の場合の組合せの数、もしくは、７個以上の場合の組合せの数は極端に少なくなる。すなわち、３個以下の計量ホッパの組合せ、もしくは７個以上の計量ホッパの組合せを目指す投入量は組合せができにくいことがわかる。

したがって、組合せ目標重量をＴＷとすると、計量ホッパＨｋへの投入量すなわち計量値Ｗｋが、以下の２つの式のいずれかを満たす場合には、組合せのできにくい投入量となる。

Ｗｋ≧ＴＷ÷（ｎ／２−２）
Ｗｋ≦ＴＷ÷（ｎ／２＋２）
このことから考えると、計量ホッパＨｋへの投入量Ｗｋが、以下の式（１）で表された条件を満たす場合には、組合せのできにくい投入量ではない（組合せのできやすい投入量である）と言える。

ＴＷ÷（ｎ／２＋２）＜Ｗｋ＜ＴＷ÷（ｎ／２−２）・・・（１）
また、組合せに選択される計量ホッパ数が４個〜６個の場合の組合せの数は多いため、計量ホッパへの投入量Ｗｋが、以下の式（２）で表された条件を満たす場合には、組合せのできやすい投入量であると言える。

ＴＷ÷（ｎ／２＋１）≦Ｗｋ≦ＴＷ÷（ｎ／２−１）・・・（２）
以上のことから、計量ホッパＨｋへの投入量Ｗｋが、以下の式（３）で表された範囲内の値の場合に、投入量Ｗｋは適量（組合せのできやすい投入量）であると判断し（ステップＳ１０３でＹＥＳの判定）、計量ホッパＨｋの状態フラグを、「投入適量」とセットする（ステップＳ１０５）。

Ａ≦Ｗｋ≦Ｂ・・・（３）
ただし、Ａ、Ｂはそれぞれ以下の式（４）、（５）で表された範囲内で予め決められた所定の値である。

ＴＷ÷（ｎ／２＋２）＜Ａ≦ＴＷ÷（ｎ／２＋１）・・・（４）
ＴＷ÷（ｎ／２−１）≦Ｂ＜ＴＷ÷（ｎ／２−２）・・・（５）
ここで、適量であると判断される投入量Ｗｋの範囲を最も広く設定すれば、前述の式（１）で示された範囲となり、最も狭く設定すれば、前述の式（２）で示された範囲となる。したがって、前述のように、組合せ演算の対象とする計量ホッパの個数ｎに対して組合せの数が最も多いのは、ｎ／２個の計量ホッパが組合せに選択される場合であり、ここで、適量であると判断される投入量Ｗｋの範囲は、組合せ目標重量ＴＷを、組合せ演算の対象とする計量ホッパの個数ｎに対して組合せの数が２番目に多くなる場合の組合せに選択される計量ホッパの個数（ｎ／２＋１）、（ｎ／２−１）で除算した値であるＴＷ／（ｎ／２＋１）、ＴＷ／（ｎ／２−１）を含み、かつ、組合せ目標重量ＴＷを組合せの数が３番目に多くなる場合の組合せに選択される計量ホッパの個数（ｎ／２＋２）、（ｎ／２−２）で除算した値であるＴＷ／（ｎ／２＋２）、ＴＷ／（ｎ／２−２）を含まないように決められる所定の重量範囲である。

計量ホッパＨｋへの投入量Ｗｋが、Ｗｋ＜Ａとなる場合には、投入量Ｗｋは過少であると判断し（ステップＳ１０４でＹＥＳの判定）、計量ホッパＨｋの状態フラグを「投入過少」とセットする（ステップＳ１０６）。

計量ホッパＨｋへの投入量Ｗｋが、上記以外の場合（ステップＳ１０４でＮｏの判定）、すなわち、Ｂ＜Ｗｋとなる場合には、投入量Ｗｋが過多であるとして、計量ホッパＨｋの状態フラグを「投入過多」とセットする（ステップＳ１０７）。

上記では、計量ホッパ１の総数ｎが１０個の場合を例に説明したが、１２個、１４個、１６個、１８個等の場合も、計量ホッパＨｋへの投入量Ｗｋについて適量の範囲、過少の範囲、過多の範囲を同様に設定することができる。

また、計量ホッパ１の総数ｎが多い場合、例えば１４個、１６個、１８個等の場合には、組合せの数が多いので「投入適量」とする重量範囲を拡げてもよい。例えば、式（３）で示されるＡ、Ｂを、それぞれ以下の式（６）、（７）で表された範囲内で予め決められた所定の値としてもよい。

ＴＷ÷（ｎ／２＋３）＜Ａ≦ＴＷ÷（ｎ／２＋２）・・・（６）
ＴＷ÷（ｎ／２−２）≦Ｂ＜ＴＷ÷（ｎ／２−３）・・・（７）
この場合、適量であると判断される投入量Ｗｋの範囲を最も広く設定すれば、
ＴＷ÷（ｎ／２＋３）＜Ｗｋ＜ＴＷ÷（ｎ／２−３）
で示された範囲となり、最も狭く設定すれば、
ＴＷ÷（ｎ／２＋２）≦Ｗｋ≦ＴＷ÷（ｎ／２−２）
で示された範囲となる。

なお、以上では、シングルシフト動作を前提に述べているが、計量ホッパ１の総数が１４個、１６個、１８個等の場合に、ダブルシフト動作を行わせるときには、「投入適量」とする重量範囲は異なる。計量ホッパ１の総数が１４個、１６個の場合は、後述のステップＳ２における規定数を例えば１０に設定し、前述の式（３）、（４）、（５）において、ｎ＝１０として「投入適量」とする重量範囲を設定すればよい。また、計量ホッパ１の総数が１８個の場合は、後述のステップＳ２における規定数を例えば１２に設定し、前述の式（３）、（４）、（５）において、ｎ＝１２として「投入適量」とする重量範囲を設定すればよい。

以上のように図３のステップＳ１で、各計量ホッパ１の状態フラグをセットした後、ステップＳ２で、計量完了の計量ホッパ数が規定数以上有るか否か調べる。計量完了の計量ホッパとは、ステップＳ１で、対応する状態フラグが「投入適量」あるいは「投入過少」あるいは「投入過多」にセットされている計量ホッパである。規定数とは、所望の組合せ精度を維持するために必要な、組合せ演算で用いられる計量値の個数であり、所望の組合せ精度を維持するため、計量完了の計量ホッパの数が規定数以上確保できたときに、それらの計量ホッパの計量値を用いて組合せ演算を行なうようにしている。規定数を計量ホッパ１の総数と同一にすると、全ての計量ホッパ１に物品が投入されて計量後に組合せ演算が行なわれることになり、最高の組合せ精度が得られる。計量完了の計量ホッパ１が規定数以上なければ、ステップＳ１に戻る。規定数以上になるとステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、計量ホッパ１の状態フラグを参照して、「投入過多」の計量ホッパ１が有るか無いかを判別し、「投入過多」の計量ホッパ１が無いと、ステップＳ４に進み、通常の組合せ演算が行なわれる。この組合せ演算では、計量完了の計量ホッパ１の中から、投入されている物品の合計重量（計量値の合計）が、組合せ目標重量に対する許容範囲（例えば、組合せ目標重量以上で、組合せ目標重量に所定の許容値を加算した値以下の範囲）内で、組合せ目標重量に等しいか最も近い、計量ホッパ１の組合せを１つ求める。「投入過多」の計量ホッパ１が有ると、ステップＳ６に進み、「投入過多」の計量ホッパ１を組合せに必ず参加させる優先ホッパに指定して組合せ演算を行なう。ステップＳ６の組合せ演算の結果、許容範囲内の組合せが無いときは（ステップＳ７でＮＯの判定）、ステップＳ４へ進んで、通常の組合せ演算を行った後、ステップＳ５へ進む。ステップＳ６の組合せ演算の結果、許容範囲内の組合せが有ったときは（ステップＳ７でＹＥＳの判定）、ステップＳ５へ進んで、計量ホッパ１の投入指示表示灯２の表示制御を行なう。

図６を用いて、ステップＳ６の詳細を説明する。ステップＳ６０１で「投入過多」の計量ホッパを１個選択して優先ホッパとし、その優先ホッパを必ず組合せに含むようにして組合せ演算を行なう（ステップＳ６０２）。この組合せ演算は、優先ホッパを必ず含む組合せを求めるようにする以外は、ステップＳ４の通常の組合せ演算と同様である。ステップＳ６０２での組合せ演算の結果、許容範囲内の組合せが有ると（ステップＳ６０３でＹＥＳの判定）、ステップＳ６の処理は終わる。許容範囲内の組合せが無いと（ステップＳ６０３でＮＯの判定）、ステップＳ６０４で、計量ホッパ１の状態フラグを参照して、以前に優先ホッパに選択された計量ホッパ１の他に「投入過多」の計量ホッパ１が有るか無いかを判別し、他に「投入過多」の計量ホッパ１が無いと、ステップＳ６の処理は終わる。他に「投入過多」の計量ホッパ１が有れば、その「投入過多」の計量ホッパ１のなかから１個選択して優先ホッパとし（ステップＳ６０５）、その１個の優先ホッパを必ず組合せに含むようにして組合せ演算を行なう（ステップＳ６０６）。この組合せ演算も、優先ホッパを必ず含む組合せを求めるようにする以外は、ステップＳ４の通常の組合せ演算と同様である。ステップＳ６０６での組合せ演算の結果、許容範囲内の組合せが有ると（ステップＳ６０７でＹＥＳの判定）、ステップＳ６の処理は終わる。許容範囲内の組合せが無いと（ステップＳ６０７でＮＯの判定）、ステップＳ６０４からの処理が繰り返される。ステップＳ６０４において、他に「投入過多」の計量ホッパ１が無いと判断された場合に、図３のステップＳ７で許容範囲内の組合せが無いと判断されて、ステップＳ４へ進む。また、ステップＳ６０３またはステップＳ６０７において、許容範囲内の組合せが有った場合に、図３のステップＳ７で許容範囲内の組合せが有ると判断されて、ステップＳ５へ進む。

図５を用いて、ステップＳ５の詳細を説明する。まず、全ての投入指示表示灯２に対して処理を行なうために繰り返し処理用フラグを用い、まず、繰り返し処理用フラグの値ｋに１をセットする（ステップＳ５００）。前述のステップＳ４あるいはステップＳ６による組合せ演算により計量ホッパＨｋが組合せに選ばれていると（ステップＳ５０１でＹＥＳの判定）、ステップＳ５０６で計量ホッパＨｋ用の投入指示表示灯２を消灯する。計量ホッパＨｋが組合せに選ばれていないと（ステップＳ５０１でＮＯの判定）、ステップＳ５０２に進み、計量ホッパＨｋの状態フラグを参照し、「投入過少」にセットされてあれば（ステップＳ５０２でＹＥＳの判定）、計量ホッパＨｋ用の投入指示表示灯２を点灯し（ステップＳ５０４）、「投入過多」にセットされてあれば（ステップＳ５０３でＹＥＳの判定）、計量ホッパＨｋ用の投入指示表示灯２を点滅し（ステップＳ５０５）、それ以外の場合は（ステップＳ５０３でＮＯの判定）、計量ホッパＨｋ用の投入指示表示灯２を消灯する（ステップＳ５０６）。ステップＳ５０１からステップＳ５０６の処理を全ての計量ホッパの投入指示表示灯２に対して行なう（ステップＳ５０７、ステップＳ５０８）。

このステップＳ５による投入指示表示灯２の制御処理は、ステップＳ４での組合せ演算が行なわれ、その組合せ演算の結果、許容範囲内の組合せが無かった場合にも、同様に行なわれる。この場合、ステップＳ５０１での判定が全ての計量ホッパＨｋについてＮＯとなる。

ステップＳ５の後、ステップＳ４あるいはステップＳ６による組合せ演算において許容範囲内の組合せが有った場合（ステップＳ８でＹＥＳの判定）、Ｉ／Ｏ回路１３を介して外部の包装機から排出命令信号が入力されると（ステップＳ９でＹＥＳの判定）、ステップＳ１０で、ホッパ用ゲート駆動回路１４を制御して組合せに選ばれている計量ホッパ１のゲート１１を開閉し、計量ホッパ１から物品を排出させ、Ｉ／Ｏ回路１３を介して排出完了信号を包装機へ出力する。許容範囲内の組合せが無かった場合（ステップＳ８でＮＯの判定）には、計量ホッパ１からの物品の排出は行われない。

作業者は、投入指示表示灯２の状態を参考にして作業を行なう。作業者は、投入指示表示灯２が点滅している計量ホッパ１からは、物品の一部を取り除いて減量し、投入指示表示灯２が点灯している計量ホッパ１には物品を追加投入して増量する。組合せに選ばれている計量ホッパ１の投入指示表示灯２は、「投入過少」あるいは「投入過多」であっても点滅あるいは点灯させずに消灯させている。また、作業者は、計量ホッパ１の中を直接見て、物品が投入されていない計量ホッパ１には、物品を投入する。

投入指示表示灯２の点灯あるいは点滅の開始の制御は、計量ホッパ１の状態フラグの内容に基づいて、ステップＳ５０４、Ｓ５０５で行われる。これに対し、点灯あるいは点滅している投入指示表示灯２の点灯あるいは点滅の終了（すなわち消灯）の制御は、フローチャートには示していないが、点灯あるいは点滅している投入指示表示灯２に対応する計量ホッパ１の計量値に変動があったときに行われる。すなわち、点灯あるいは点滅している投入指示表示灯２に対応する計量ホッパ１に対し、物品の追加投入あるいは一部取り出しが行われると、その計量ホッパ１の計量値が変動し、その変動を演算制御部１９が検出して投入指示表示灯２を消灯する。ここで、演算制御部１９は、常時一定時間間隔で読み込んでいる計量ホッパ１の前回読み込んだ計量値と今回読み込んだ計量値とを比較し、同値でない場合に、その計量ホッパ１に対応する投入指示表示灯２を消灯するように表示灯駆動回路１５を制御する。また、点灯あるいは点滅している投入指示表示灯２に対応する計量ホッパ１に対し、物品の追加投入あるいは一部取り出しが行われなかったときは、点灯あるいは点滅状態が維持されるが、その計量ホッパ１が次の組合せに選択された場合には、ステップＳ５０６で消灯される。

本実施の形態では、各投入指示表示灯２を対応する計量ホッパ１の近傍に設け、組合せに選択されていない計量ホッパ１のうち、「投入過少」の計量ホッパ１に対応する投入指示表示灯２を点灯させ、「投入過多」の計量ホッパ１に対応する投入指示表示灯２を点滅させるようにしているため、組合せ演算における許容範囲内の組合せが無い場合だけでなく、許容範囲内の組合せが有る場合にも、作業者は、投入指示表示灯２の点灯状態から「投入過少」であるか「投入過多」であるかを知ることでき、対応する計量ホッパ１に対し物品の追加投入や一部取り出しを行って組合せのできやすい投入量とすることにより、許容範囲内の組合せが無い状態である組合せ不良が起こる頻度を少なくでき、生産効率の向上を図ることができる。

また、本実施の形態では、組合せ不良が起こった場合（ステップＳ８でＮＯの判定）でも、作業者による物品の追加投入や一部取り出しが行われると、常時一定時間間隔で読み込まれている計量ホッパ１の計量値が変動し、それにより計量ホッパ１の状態フラグが更新され、組合せ演算が行われることになるので、従来のような再組合せスイッチが不要であり、再組合せスイッチを操作するという煩わしさを解消し、作業の容易化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、「投入過少」の場合に投入指示表示灯２を点灯させ、「投入過多」の場合に投入指示表示灯２を点滅させるようにしたが、「投入過少」の場合に投入指示表示灯２を点滅させ、「投入過多」の場合に投入指示表示灯２を点灯させるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、各計量ホッパ１に対し投入指示表示灯２を１個ずつ設けたが、各計量ホッパ１に対し、「投入過少」を報知するための投入指示表示灯２と、「投入過多」を報知するための投入指示表示灯２の計２個ずつ設け、「投入過少」と「投入過多」のそれぞれの場合に、それぞれに対応する投入指示表示灯２を点灯あるいは点滅させるようにしてもよい。さらに、この場合、２個の投入指示表示灯２のそれぞれの発光色を異ならせることで、作業者が「投入過少」と「投入過多」の区別がより容易になる。さらに、計量ホッパ１の計量値が「投入適量」に対応する重量範囲から離れた程度がわかるように投入指示表示灯２を制御することで、作業者は物品の追加量あるいは取り出し量を把握しやすくなり、物品の追加あるいは取り出しを的確に行うことができ、作業能率の向上が図れる。例えば、「投入過少」、「投入過多」のそれぞれの場合に、それぞれに対応する投入指示表示灯２を点滅させるようにし、計量ホッパ１の計量値が「投入適量」に対応する重量範囲から離れているほど点滅周期を短くするようにすればよい。この場合、例えば、「投入過少」に対応する重量範囲を複数の過少重量範囲に区分して、「投入適量」に対応する重量範囲から離れた過少重量範囲ほど点滅周期が短くなるようにそれぞれの過少重量範囲に対する投入指示表示灯２の点滅周期を予め設定しておき、計量ホッパ１の計量値が含まれる過少重量範囲に対する点滅周期で点滅させるようにすればよい。同様に、「投入過多」に対応する重量範囲を複数の過多重量範囲に区分して、「投入適量」に対応する重量範囲から離れた過多重量範囲ほど点滅周期が短くなるようにそれぞれの過多重量範囲に対する投入指示表示灯２の点滅周期を予め設定しておき、計量ホッパ１の計量値が含まれる過多重量範囲に対する点滅周期で点滅させるようにすればよい。

また、投入指示表示灯２に代えて、他の報知手段を用いてもよい。例えば、メッセージ（文字）を表示できる表示器を用いて、「投入過少」の場合には、そのことを示す文字、例えば「少（量）」、あるいは作業内容を指示する文字、例えば「増（量）」を表示し、「投入過多」の場合には、そのことを示す文字、例えば「多（量）」、あるいは作業内容を指示する文字、例えば「減（量）」を表示するようにしてもよい。この場合、作業者が見て瞬時に、計量ホッパ１の投入量の状態、あるいは作業内容を認識できる表示が好ましいので、短いメッセージ（文字）が好ましい。さらに、計量ホッパ１の計量値が「投入適量」に対応する重量範囲から離れた程度がわかるように表示することで、作業者は物品の追加量あるいは取り出し量を把握しやすくなる。この場合、「投入過少」に対応する重量範囲を複数の過少重量範囲に区分して、それぞれの過少重量範囲に対するメッセージ（文字）を予め決めておき、計量ホッパ１の計量値が含まれる過少重量範囲に対するメッセージを表示させるようにすればよい。同様に、「投入過多」に対応する重量範囲を複数の過多重量範囲に区分して、それぞれの過多重量範囲に対するメッセージ（文字）を予め決めておき、計量ホッパ１の計量値が含まれる過多重量範囲に対するメッセージを表示させるようにすればよい。例えば、「投入過少」に対応する重量範囲を３つの過少重量範囲に区分し、各過少重量範囲に対するメッセージ（文字）を、「投入適量」に対応する重量範囲に近い方から順に、「少」、「少少」、「少少少」、あるいは、「増」、「増増」、「増増増」などに決めておけばよい。同様に、「投入過多」に対応する重量範囲を３つの過多重量範囲に区分し、各過多重量範囲に対するメッセージ（文字）を、「投入適量」に対応する重量範囲に近い方から順に、「多」、「多多」、「多多多」、あるいは、「減」、「減減」、「減減減」などに決めておけばよい。また、同様にして、計量ホッパ１の計量値が「投入適量」に対応する重量範囲から離れた程度を、文字ではなく数字で表示するようにしてもよい。例えば、セブンセグメント表示器を用いて、「投入過少」の場合、「投入適量」に対応する重量範囲に近い過少重量範囲から順に、−１、−２、・・・、−ｐ（ｐは複数）と表示する数値を決めておき、計量ホッパ１の計量値が含まれる過少重量範囲に対する数値を表示させるようにすればよい。同様に、「投入過多」の場合、「投入適量」に対応する重量範囲に近い過多重量範囲から順に、１、２、・・・、ｑ（ｑは複数）と表示する数値を決めておき、計量ホッパ１の計量値が含まれる過多重量範囲に対する数値を表示させるようにすればよい。

また、スピーカを用いた音声による報知であってもよい。例えば、各計量ホッパ１に番号を付しておき、どの番号の計量ホッパ１が「投入過少」であるか、「投入過多」であるかを音声により報知するようにしてもよい。また、「投入過少」であるか、「投入過多」であるかを報知できれば、他の報知手段および報知方法を用いても構わない。さらには、「投入過少」または「投入過多」の場合に、その計量ホッパ１の計量値が「投入適量」に対応する重量範囲から離れた程度を報知するために、他の報知手段および報知方法を用いても構わない。

また、本実施の形態では、「投入過多」の計量ホッパ１を優先ホッパとして優先的に組合せに選ばれるようにしたが、「投入過少」の計量ホッパ１を優先ホッパにはしない。このことについて説明しておく。優先ホッパを設けず、通常の組合せ演算のみを行う場合、「投入過多」の計量ホッパ１は、組合せに選ばれる確率が低く、運転時間の経過とともに、「投入過多」の計量ホッパ１の数が増え、ついには許容範囲内の組合せがない状態になるやすい。したがって、「投入過多」の計量ホッパ１を優先ホッパに指定し優先的に組合せに選ばれるようにすることは、組合せがない状態である組合せ不良が起こる頻度を少なくすることに寄与している。これに対し、「投入過少」の計量ホッパ１は、その数が多くなると、「投入過少」の計量ホッパ１の計量値が２個合算されて「投入適量」に対応する重量となって組合せに選ばれる確率が高くなり、「投入過少」の計量ホッパ１が運転の時間経過とともに増えていく可能性は少ないので、優先ホッパとしなくても構わない。

本発明は、作業者が被計量物である物品を計量ホッパへ直接投入する組合せ計量装置において、組合せ不良が起こる頻度を少なくできる組合せ計量装置として有用である。

（ａ）は本発明の実施の形態における組合せ計量装置を上から見た平面図、（ｂ）は同組合せ計量装置の正面図、（ｃ）は同組合せ計量装置の側面図である。本発明の実施の形態における組合せ計量装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態における組合せ計量装置の処理を示すフローチャートである。図３のステップＳ１の詳細を示すフローチャートである。図３のステップＳ５の詳細を示すフローチャートである。図３のステップＳ６の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１計量ホッパ
２投入指示表示灯
３搬送コンベア
４操作設定表示部
５装置本体
１１計量ホッパ用ゲート
１２重量センサ
１３Ｉ／Ｏ回路
１４ホッパ用ゲート駆動回路
１５表示灯駆動回路
１６Ａ／Ｄ変換回路
１７コンベア駆動回路
１８制御部
１９演算制御部
２０記憶部

Claims

手動で物品が投入され、投入される物品の重量を計量する複数の計量手段と、
各々の前記計量手段で計量された物品の計量値に基づいて組合せ演算を行うことにより、前記物品の計量値の合計が組合せ目標重量に対する許容範囲内にある前記計量手段の組合せを１組求める組合せ手段と、
前記組合せ手段で求められる組合せの前記計量手段から物品を排出させる排出制御手段と、
各々の前記計量手段で計量された物品の計量値が、予め定められた所定重量範囲内にあるか、前記所定重量範囲の上限値より大きい過量投入値であるか、前記所定重量範囲の下限値より小さい過少投入値であるかの判定を行う判定手段と、
前記組合せ手段による組合せ演算の結果、前記許容範囲内にある前記計量手段の組合せが無かったときには、前記判定手段による判定結果が前記過量投入値の前記計量手段と前記過少投入値の前記計量手段とをそれぞれ区別して報知し、前記組合せ手段による組合せ演算の結果、前記許容範囲内にある前記計量手段の組合せが有ったときには、前記組合せに選択されていない前記計量手段のうち、前記判定手段による判定結果が前記過量投入値の前記計量手段と前記過少投入値の前記計量手段とをそれぞれ区別して報知する報知手段とを備えた組合せ計量装置。
前記報知手段は、前記過量投入値の計量手段を報知する際に、前記過量投入値の計量手段で計量された物品の計量値の大きさに応じた情報も同時に報知するとともに、前記過少投入値の計量手段を報知する際に、前記過少投入値の計量手段で計量された物品の計量値の大きさに応じた情報も同時に報知する請求項１記載の組合せ計量装置。
前記報知手段は、
各々の前記計量手段に対応して１個ずつ設けられた複数の表示灯と、
前記組合せ手段で求められる組合せに選択されておらず、かつ前記過量投入値の計量手段に対応する前記表示灯と、前記組合せ手段で求められる組合せに選択されておらず、かつ前記過少投入値の計量手段に対応する前記表示灯とを、点灯状態を異ならせて点灯させる表示灯制御手段とを有した請求項１記載の組合せ計量装置。
前記報知手段は、
各々の前記計量手段に対応して１対ずつ設けられた複数の表示灯と、
前記組合せ手段で求められる組合せに選択されておらず、かつ前記過量投入値の計量手段に対応する前記１対の表示灯のうちの一方の前記表示灯を点灯させ、前記組合せ手段で求められる組合せに選択されておらず、かつ前記過少投入値の計量手段に対応する前記１対の表示灯のうちの他方の前記表示灯を点灯させる表示灯制御手段とを有した請求項１記載の組合せ計量装置。
前記表示灯制御手段は、前記過量投入値の計量手段で計量された物品の計量値の大きさに応じて前記一方の表示灯の点灯状態を異ならせるとともに、前記過少投入値の計量手段で計量された物品の計量値の大きさに応じて前記他方の表示灯の点灯状態を異ならせる請求項４記載の組合せ計量装置。
いずれかの前記計量手段で計量される物品の計量値に変動が生じる度に、前記組合せ手段が組合せ演算を行うとともに前記判定手段が判定を行う請求項１〜５のいずれかに記載の組合せ計量装置。