JP5086506B2 - 組合せ計量装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は品物の計量を行う計量ホッパと、該計量ホッパに供給する品物を一時的に貯留するプールホッパとを備えた組合せ計量装置に関するものである。
【0002】
【発明の背景】
組合せ計量装置において、前記プールホッパへの品物の供給は、一般に、フィーダやコンベヤなどの搬送装置を所定時間駆動させることによって行われている。しかし、所定時間駆動させても、プールホッパに品物が供給されない場合があり、この場合、組合せ精度の低下や稼動率の低下を招く。
【0003】
そこで、プールホッパまでの品物の搬送経路上に光電管やカメラなどの光検出器を設け、当該光検出器の検出結果に基づいてプールホッパ内に品物が供給されたか否かの判別を行う方法が提案されている(特開平06−144542号公報参照)。しかし、反射率の異なる品物ごとに光検出器を調整する必要があり、煩雑となる。また、光が入出射する窓の汚れによって検出不能になる場合があるため、頻繁に清掃を行う必要がある。さらに、品物が2個重なって供給された場合には検出が難しい。
【0004】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたもので、その主目的は、メンテナンスが容易であり、かつ、確実にプールホッパへの品物の供給を行うことのできる組合せ計量装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の組合せ計量装置は、品物を搬送する複数の搬送装置と、該搬送装置の各々に対応して設けられ、前記搬送装置から品物を受け取り品物を一時的に貯留する複数のプールホッパと、該プールホッパの各々に対応して設けられ、前記プールホッパから品物を受け取り品物を計量するための複数の計量ホッパと、該複数の計量ホッパの各々を支持し、前記計量ホッパ内の品物の重量を検出するための複数の第1荷重検出器と、該第1荷重検出器からの出力に基づき組合せ計算を行う組合せ演算手段と、前記複数のプールホッパの各々を支持し、前記プールホッパ内の品物の重量を検出するための複数の第2荷重検出器とを有する組合せ計量装置であって、前記プールホッパから計量ホッパに品物が供給されてから所定時間経過後に、前記搬送装置を駆動し、その後に前記第2荷重検出器からの計量値を取り込みながら品物の有無の判別によりプールホッパ内に品物が落下したか否かを繰返し判別し、品物の有無の判別によりプールホッパに品物が落下したと判別すると、それから一定時間経過後に前記搬送装置の駆動を停止させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0006】
本発明によれば、第2荷重検出器の検出結果に基づいてプールホッパ内の品物の有無を検出することにより、確実にプールホッパへの品物の供給を行うことができる。
また、荷重検出器を用いて品物の有無を検出するので、光検出器を用いる場合とは異なり、反射率の異なる品物に応じて微調整を行ったり、窓の汚れを頻繁に清掃する必要がないから、メンテナンスが容易になる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
全体構成:
図1(a)は組合せ計量装置の平面図、図1(b)は同正面図である。
図1(a)に示すように、組合せ計量装置は上部に複数の供給コンベヤ(搬送装置)43i を備えている。前記供給コンベヤ43i は、前後方向Xに掛け渡された無端状のベルトコンベヤからなり、左右方向Yに複数組設けられている。オペレータが該供給コンベヤ43i 上に品物Mを置くと、供給コンベヤ43i が品物Mを搬送して組合せ部4に落下させて供給する。
【0008】
図1(b)に示す前記組合せ部4は、供給された品物Mを計量した後、組み合わせて一まとめにし、下方に設けられた一対の集合コンベヤ6,6に排出する。集合コンベヤ6,6は、左右方向Yに設けられた一対の無端状のベルトコンベヤからなり、該集合コンベヤ6,6上の品物Mを互いに中央方向に向って搬送し、集合排出シュート7に落下させる。該集合排出シュート7から一まとめにされた品物Mは下流に排出される。
【0009】
組合せ部:
前記組合せ部4は、数個のプールホッパ42i 、計量ホッパ41i およびブースタホッパ40i からなる。
前記各プールホッパ42i は、供給コンベヤ43i の各々に対応して該供給コンベヤ43i の下方に設けられ、供給コンベヤ43i から供給された品物Mを受け取り一時的に貯留する。前記計量ホッパ41i は、プールホッパ42i の各々に対応して該プールホッパ42i の下方に設けられ、プールホッパ42i から供給された品物Mを受け取り該品物Mの計量を行う。前記ブースタホッパ40i は、計量ホッパ41i の下方に設けられており、計量された品物Mを一時的に貯留し、計量ホッパ41i と共に、組合せ計算に参加する。前記組合せ計算で選択された各ホッパ40i ,41i 内の品物Mは、所定のタイミングで下方の集合コンベヤ6,6に排出される。
【0010】
図2の概略側面図に示すように、前記プールホッパ42i 、計量ホッパ41i およびブースタホッパ40i には、それぞれ、第2ゲート52i 、第1ゲート51i および第3ゲート50i が設けられている。前記各ゲート52i ,51i ,50i の開閉により、後述する所定のタイミングで、前記供給コンベヤ43i 上の品物Mは、下方のプールホッパ42i 、計量ホッパ41i およびブースタホッパ40i の順に供給される。
【0011】
前記複数の計量ホッパ41i の各々には、当該計量ホッパ41i を支持し、後述するように、計量ホッパ41i 内の品物Mの重量を検出するための第1荷重検出器10が設けられている。一方、前記複数のプールホッパ42i の各々には、プールホッパ42i を支持し、後述するように、該プールホッパ42i 内の品物Mの有無を検出するための第2荷重検出器20が設けられている。前記第1荷重検出器10および第2荷重検出器20は、同一種類、同一構造の重量検出器(ロードセル)で構成されている。
【0012】
機器構成:
図3に示すように、前記複数の各第1および第2荷重検出器10,20は、マルチプレクサ11に接続されている。マルチプレクサ11には、A/D変換器12が接続されている。前記各荷重検出器10,20は、検出した各重量信号をアナログ信号としてマルチプレクサ11に出力する。マルチプレクサ11は、所定の同期信号が印加されると該重量信号をA/D変換器12に出力する。A/D変換器12は、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)13に接続され、該DSP13は図示しないインターフェイスを介してマイコン30に接続されている。該A/D変換器12は、アナログの前記重量信号をデジタル信号に変換し、DSP13で所定のフィルタリングを行い計量値に変換して該計量値をマイコン30に出力する。
【0013】
前記マイコン30は、CPU31、メモリ32および計時を行うタイマ33を備えている。前記CPU31は、後述する重量決定手段31a、組合せ演算手段31bおよび判別手段31cを備えている。
前記メモリ32には、後述する組合せ目標記憶部32a、閾値記憶部32bおよび重量値記憶部32cが設けられている。前記重量値記憶部32cには、各計量ホッパ41i およびブースタホッパ40i 内の重量値が各ホッパごとに記憶される。
【0014】
前記マイコン30には、前記DSP13の他に、各供給コンベヤ43i の駆動制御を行う駆動制御手段35、およびゲート51i ,52i ,50i の開閉など各機器の動作制御を行う機器制御手段36が接続されている。
【0015】
組合せ計量:
プールホッパ42i における品物の有無判別の説明に先立ち、計量ホッパ41i における組合せ計量について簡単に説明する。
前記組合せ目標記憶部32aには、予め品物Mごとに設定された組合せ目標値が記憶されている。重量決定手段31aは、前記DSP13からの計量値のうち、第1荷重検出器10からの計量値(以下、「第1計量値」という)に基づき、計量ホッパ41i 内の重量の決定を行う。
ここで、計量を行った当該計量ホッパ41i の下のブースタホッパ40i 内に品物Mがない場合には、CPU31が、前記重量値記憶部32cの当該ブースタホッパ40i に対応する記憶欄に重量値として記憶させると共に、当該品物Mをブースタホッパ40i に排出させる。一方、当該下のブースタホッパ40i に品物Mがある場合には、重量値記憶部32cの当該計量ホッパ41i に対応する記憶欄に前記重量値を記憶させる。
前記組合せ演算手段31bは、重量値記憶部32cに記憶された各重量値に基づいて組合せ計算を行う。
【0016】
すなわち、重量決定手段31aが、後述する所定のタイミングで前記第1計量値に基づき、品物の重量を決定する。前記決定後、組合せ演算手段31bは、前記各重量のうち、1以上を組み合わせて組合せ算出値を算出する。組合せ演算手段31bは、前記組合せ算出値を前記組合せ目標値と比較して、組合せ算出値が組合せ目標値に等しいか又は近い組合せのうち、最も組合せ目標値に近い組合せ(最適組合せ)を求め、図2に示す当該組合せに対応する計量ホッパ41i の第1ゲート51i やブースタホッパ40i の第3ゲート50i を開放させて、品物Mを下方の集合コンベヤ6に排出させる。一方、CPU31は、当該排出した当該ホッパ40i ,41i に該当する重量値記憶部32cの重量値を0クリアする。
なお、前述の組合せ計算において、計量ホッパ41i が選択される場合には、常に下にあるブースタホッパ40i とペアで選択される。一方、ブースタホッパ40i は単独で選択される。
【0017】
品物の有無判別:
図3の前記閾値記憶部32bには、プールホッパ42i 内の品物Mの有無を判別するための所定の閾値が記憶されている。
前記閾値は、プールホッパ42i に品物Mが供給されていない空の状態の重量よりも若干大きな値に設定されている。前記閾値は、品物排出時のプールホッパ42i の重量を零点とし、該零点に対して、たとえば、空気の流れや、プールホッパ42i に設けられた第2ゲート52i の開閉、モータの回転振動などによる重量の変化よりも若干大きな値に設定する。
【0018】
前記判別手段31cは、前記DSP13からの計量値のうち、第2荷重検出器20からの計量値(以下、「第2計量値」という)に基づき、かつ、プールホッパ42i 内に品物が落下した際に生じる荷重の変動により、プールホッパ42i 内の品物Mの有無の判別を行う。
すなわち、前記判別手段31cは、後述する所定のタイミングで、前記第2計量値と前記閾値とを比較し、第2計量値が閾値を越える場合には、当該プールホッパ42i 内に品物Mが有ると判別する。
【0019】
動作タイミング:
つぎに、本装置の主な動作タイミングについて、図4に示すタイミングチャートに基づいて簡単に説明する。
前記計量ホッパ41i の第1ゲート51i が開閉し、計量ホッパ41i 内の品物Mを排出して所定時間経過後、プールホッパ42i の第2ゲート52i が開き、下方の計量ホッパ41i に品物Mを供給する。同時に前記タイマ33が計時を開始する。
前記タイマ33による計時が開始されてから、所定の駆動開始時間T3経過後に、供給コンベヤ43i が駆動を開始する。その後、所定の品物判別時間T2が経過すると、前記判別手段31cが第2荷重検出器20からの第2計量値を取り込み始め、閾値記憶部32bから読み出した閾値との比較を行い、品物の有無の判別を行う。前記第2計量値が閾値以上の場合には、プールホッパ42i に品物Mが落下したと判別して、一定時間経過後に駆動制御手段35が当該供給コンベヤ43i を停止させる。なお、駆動開始時間T3は、品物判別時間T2よりも短い時間に設定されている。
ここで、前記品物判別時間T2は、第2ゲート52i の開弁後、開閉によるプールホッパ42i の振動が概ね納まる短い時間に設定されている。
【0020】
一方、前記タイマ33が計時を開始してから、所定の重量決定時間T1が経過すると、前記重量決定手段31aが第1荷重検出器10からの第1計量値に基づいて品物の重量を決定する。その後、当該第1計量値に基づいて組合せ演算が行われる。
前記重量決定時間T1は計量ホッパ41i が安定し、正確な重量を検出可能にするためにDSP13のフィルタ時間に、計量ホッパ41i で品物Mの挙動が安定する時間が加算された時間に設定されている。これに比して、プールホッパ42i 内の品物の有無の判別開始までの品物判別時間T2は、プールホッパ42i の第2ゲート52i が閉じる時間のみを考慮し、当該ゲートが閉じる時間よりも若干大きな値としている。これは、プールホッパ42i では正確な重量値を取り込む必要がないため、ゲートが閉じる時間のみを考慮すればよいからである。
【0021】
本装置の運用:
つぎに、本装置の運用について図5に示すフローチャートを用いて説明する。
なお、以下に説明する各ステップのタイミングの理解を容易にするために、図4のタイムチャートの相当部分に、前記各ステップのステップ番号を付している。
【0022】
組合せ計量がスタートすると、前記タイマ33が計時をスタートさせると共に、オペレータが供給コンベヤ43i 上に品物Mを置いてステップS1に進む。
ステップS1では、前記タイマ33の計時した時間と駆動開始時間T3(図4)との比較が行われ、駆動開始時間T3が経過した場合にはステップS2に進む。
【0023】
ステップS2では、前記駆動制御手段35が供給コンベヤ43i の駆動を開始させてステップS3に進む。
ステップS3では、前記タイマ33の計時した時間と品物判別時間T2(図4)との比較が行われ、品物判別時間T2が経過した場合にはステップS4に進む。
【0024】
ステップS4では、前記第2荷重検出器20からの重量信号に基づいて算出された前記第2計量値が取り込まれ、ステップS5に進む。
ステップS5では、プールホッパ42i 内の品物Mの有無の判別が行われる。すなわち、判別手段31cが前記閾値記憶部32bから閾値を読み出し、前記第2計量値との比較を行い、当該第2計量値が閾値以上の場合には、供給コンベヤ43i 上の品物Mが搬送されて、プールホッパ42i に落下したと判別してステップS6に進む。一方、第2計量値が閾値よりも小さい場合にはステップS4に戻る。
【0025】
ステップS6では、前記ステップS5で判別手段31cがプールホッパ42i に品物Mが落下したと判別してから一定時間後に、駆動制御手段35が当該供給コンベヤ43i を停止させてステップS7に進む。
すなわち、判別手段31cがプールホッパ42i 内に品物Mが落下したと判別するまで、駆動制御手段35が供給コンベヤ43i の駆動を行わせ、一方、判別手段31cがプールホッパ42i 内に品物Mが落下したと判別した後、一定時間経過後に、駆動制御手段35が供給コンベヤ43i による品物Mの搬送を停止させる。
【0026】
ステップS7では、計量ホッパ41i が組合せに選択されて第1ゲート51i が開いたか否かの判別が行われる。第1ゲート51i が開いて当該計量ホッパ41i 内の品物Mがブースタホッパ40i に排出されるとステップS8に進むと共に、後述する図6のステップS10がスタートする。
ステップS8では、計量ホッパ41i の第1ゲート51i が開いてから、開放開始時間T4が経過したか否かの判別が行われ、開放開始時間T4が経過した場合にはステップS9に進む。
ステップS9では、プールホッパ42i の第2ゲート52i の開閉が行われる。当該第2ゲート52i が開くと、前記タイマ33が計時をスタートさせてステップS1に戻る。
【0027】
このように、各々の第2荷重検出器20からの排出結果に基づき、プールホッパ42i 内に品物Mが検出されるまで、駆動制御手段35が供給コンベヤ43i の駆動を行なわせるので、確実にプールホッパ42i への品物Mの供給を行うことができる。そのため、プールホッパ42i から計量ホッパ41i に確実に品物Mが供給されるので、組合せに参加できない空の計量ホッパ41i が生じにくいから、組合せの母数の減少が防止されることにより、高い組合せ精度を維持することができる。
【0028】
また、プールホッパ42i 内に品物Mが供給されるまで供給コンベヤ43i の駆動が行われるから、供給コンベヤ43i 上に品物Mを配置するピッチを何ら考慮する必要がないので、、オペレータの負担が軽減される。
【0029】
ここで、たとえば、切り野菜等のように多数の小片からなる品物の場合には、前記小片の全てがプールホッパ42i に落下するのに比較的時間がかかる。本装置では、判別手段31cがプールホッパ42i 内に品物が落下したと判別した後、一定時間後に供給コンベヤ43i の駆動を行わせるので、品物Mの性状に拘わらず確実に計量ホッパ41i に品物を供給することができる。
【0030】
また、荷重検出器を用いているので、光検出器を用いる場合とは異なり、微調整や清掃などのメンテナンスを頻繁に行う必要がない。また、品物が2個重なって落下した場合であっても確実に該品物を判別することができる。
【0031】
前述のように、ステップS7で計量ホッパ41i の第1ゲート51i が開くと、図6に示すステップS10がスタートする。
ステップS10では、CPU31が前記重量決定時間T1(図4)が経過したか否かの判別を行う。重量決定時間T1が経過した場合にはステップS11に進む。
ステップS11では、重量決定手段31aが第1荷重検出器10からの前記第1計量値を取り込み、当該第1計量値に基づいて重量を決定してステップS12に進む。
ステップS12では、CPU31が前記重量値記憶部32cから当該ブースタホッパ40i に対応する重量値を読み出し、当該重量値が0gである場合には、ステップS13に進む。一方、0gでない場合にはステップS16に進む。
ステップS13では、前記ステップS11で決定された重量値を重量値記憶部32cの当該ブースタホッパ40i に該当する記憶欄に記憶させ、ステップS14に進む。
ステップS14では、当該計量ホッパ41i の第1ゲート51i を開閉させてステップS15に進む。なお、当該開閉情報に基づき前述のステップS7(図5)の判別が行われる。
ステップS16では、前記ステップS11で決定された重量値を重量値記憶部32cの当該計量ホッパ41i に対応する記憶欄に記憶させてステップS15に進む。
ステップS15では、前記決定された重量を組合せ演算手段31bによる組合せに参加させる。組合せ演算手段31bは重量値記憶部32cの記憶内容に基づいて最適組合せを求める。CPU31は、選択された計量ホッパ41i やブースタホッパ40i のゲート51i ,50i を開き、品物Mを集合コンベヤ6上に排出させる。
【0032】
ところで、品物判別時間T2は、プールホッパ42i 内の重量を正確に検出するための時間ではなく、プールホッパ42i の振動が概ね納まる短い時間に設定されている。そのため、品物判別時間T2は重量決定手段31aによる重量決定時間T1よりも短く設定されているから、サイクルタイムが長くなるおそれもない。
【0033】
なお、前記実施形態では、第1および第2荷重検出器10,20として、同一種類の重量検出器を用いたが、第2荷重検出器20は品物Mの正確な重量を検出するためではなく、品物Mの有無を検出できれば十分であるから、第2荷重検出器20は第1荷重検出器10よりも精度の低い安価な重量検出器を用いてもよい。
また、前記実施形態では、第2荷重検出器20はプールホッパ42i を支持するとしたが、第2荷重検出器として重量検出器の代わりに加速度検出器を用い、プールホッパ42i に該加速度検出器を固定するようにしてもよい。
【0034】
更に、第2ゲート52i の開閉後に判別手段31cがプールホッパ42i 内に品物Mが存在しているか否かの判別を行い、プールホッパ42i 内に品物Mが存在していないと判別した場合にのみ、供給コンベヤ43i による品物Mの搬送を開始し、プールホッパ42i 内の品物Mの過量を防止するようにしてもよい。
【0035】
また、必ずしもブースタホッパ40i を設ける必要はない。
また、前記実施形態では、複数のホッパが直線上に配列された組合せ計量装置を例示して説明したが、本発明は、たとえば、円環状にホッパを配列し、各ホッパに品物を供給する複数の分散フィーダ(搬送装置)を有する完全自動の組合せ計量装置についても適用される。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のプールホッパの各々を支持し、前記プールホッパ内への品物の落下を検出するための第2荷重検出器を設けたので、該第2荷重検出器の検出結果に基づいてプールホッパ内への品物の落下を検出することにより、確実にプールホッパへの品物の供給を行うことができる。さらに、重量を求めるのではなく、品物の落下の有無を知るだけであるから、品物の落下の有無の判別を短時間に行うので、計量ホッパに供給されるまでの時間も短くなり、組合せ精度の向上や稼動率の向上も期待できる。
また、荷重検出器を用いてプールホッパ内の品物の検出を行うので、光検出器を用いる場合とは異なり、品物の反射率に応じて微調整を行ったり、検出器を頻繁に清掃する必要がないから、メンテナンスが容易である。
【0037】
さらに、品物がプールホッパ内に落下したと前記判別手段が判別した後、一定時間後に前記搬送装置による品物の搬送を停止するので、たとえば、切り野菜などのように多数の小片からなる品物であっても、確実にプールホッパに供給することができる。
【0038】
なお、搬送装置上にオペレータが品物を供給するセミオートタイプにおいては、品物間のピッチにバラツキが生じても品物を確実にプールホッパ内に供給でき、したがって、オペレータは空の搬送装置上に品物を置くだけで、品物を置く位置に気を配る必要がないから、オペレータの負担が著しく軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す組合せ計量装置の平面図および正面図である。
【図2】同装置を側面から見た状態で示す要部を示す概略構成図である。
【図3】同組合せ計量装置の概略構成図である。
【図4】本装置の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【図5】本装置の計量動作を示すフローチャートである。
【図6】本装置の計量動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10:第1荷重検出器
20:第2荷重検出器
31a:重量決定手段
31b:組合せ演算手段
31c:判別手段
35:駆動制御手段
41i :計量ホッパ
42i :プールホッパ
43i :供給コンベヤ(搬送装置)
M:品物
Claims (2)
- 品物を搬送する複数の搬送装置と、
該搬送装置の各々に対応して設けられ、前記搬送装置から品物を受け取り品物を一時的に貯留する複数のプールホッパと、
該プールホッパの各々に対応して設けられ、前記プールホッパから品物を受け取り品物を計量するための複数の計量ホッパと、
該複数の計量ホッパの各々を支持し、前記計量ホッパ内の品物の重量を検出するための複数の第1荷重検出器と、
該第1荷重検出器からの出力に基づき組合せ計算を行う組合せ演算手段と、
前記複数のプールホッパの各々を支持し、前記プールホッパ内の品物の重量を検出するための複数の第2荷重検出器とを有する組合せ計量装置であって、
前記プールホッパから計量ホッパに品物が供給されてから所定時間経過後に、前記搬送装置を駆動し、その後に前記第2荷重検出器からの計量値を取り込みながら品物の有無の判別によりプールホッパ内に品物が落下したか否かを繰返し判別し、品物の有無の判別によりプールホッパに品物が落下したと判別すると、それから一定時間経過後に前記搬送装置の駆動を停止させる制御手段とを備えた組合せ計量装置。 - 請求項1に記載の組合せ計量装置において、
前記プールホッパへの品物の落下を判別するための閾値を記憶した記憶手段を更に備え、
前記第2荷重検出器からの計量値が前記閾値以上になると、プールホッパに品物が落下したと判別するようにした組合せ計量装置。
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