JP5154380B2 - 半自動式組合せ秤 - Google Patents

Description

本発明は、作業者によって被計量物が供給される半自動式組合せ秤に関する。

組合せ秤は、計量部への被計量物の供給方法及び排出方法の違いにより、自動式、半自動式、手動式に大別することができる。自動式組合せ秤では、被計量物の供給と排出が自動（機械の制御）で行われ、手動式組合せ秤では、被計量物の供給と排出が人手によって行われる。また、半自動式組合せ秤では、被計量物の供給は人手によって行われ、組合せされた被計量物の排出は自動で行われる（例えば、特許文献１参照）。

半自動式組合せ秤には、作業者が計量ホッパへ直接被計量物を供給するタイプや、計量ホッパの上方に供給ホッパが設けられ、その供給ホッパへ作業者が被計量物を供給するタイプがある。前者の場合、計量部が例えば１個の計量ホッパのみからなり、後者の場合、計量部が例えば１個の供給ホッパと１個の計量ホッパとからなる。それぞれ、複数の計量部が直線状に配設されている。
特開２００６−２１４７８４号公報

このような半自動式組合せ秤では、計量速度と組合せ計量精度向上のため、計量部の個数が多くなってきている。例えば、作業者が被計量物を供給する供給ホッパの下方に、ホッパ内部が２分割されてなる２つの計量室を有する計量ホッパが配設された構成の半自動式組合せ秤では、供給ホッパが９個のものが実現されており、機器は大型化している。このように機器が大型化すると、作業者が一人の場合、作業者から遠いホッパへは被計量物を供給しにくく、作業能率が低下するという問題が生じている。

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、被計量物を供給する作業者の作業能率を向上させることができる半自動式組合せ秤を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の第１の半自動式組合せ秤は、直線状に列設され、作業者によって被計量物が供給され、供給された被計量物を一時保持して排出可能なように構成された複数の作業者供給部と、各々の前記作業者供給部の下方に配設され、前記作業者供給部から排出される被計量物を一時保持して排出可能なように構成された複数の収納部と、作業者の立ち位置を割り出す作業者位置割出し手段と、全ての前記作業者供給部のうち前記作業者位置割出し手段により割り出される前記作業者の立ち位置との距離が短い順に選択された所定個数の前記作業者供給部に対応する前記収納部を優先組合せ部に決定する優先組合せ部決定手段と、保持している被計量物の合計重量が組合せ目標重量に対する許容範囲内になる前記収納部の組合せである適量組合せを求め、１つの前記適量組合せを排出組合せに決めるように構成されるとともに、前記適量組合せが複数存在し、かつ、複数の前記適量組合せの中に前記優先組合せ部が選択されている適量組合せが存在する場合には、前記優先組合せ部が選択されている適量組合せを前記排出組合せに決めるように構成された組合せ処理手段と、前記排出組合せに選択されている前記収納部に対し被計量物を排出させるとともに、前記作業者供給部に対し空の前記収納部へ被計量物を排出させる制御手段とを備えている。

この構成によれば、作業者の立ち位置を割り出し、その作業者の立ち位置との距離が他の作業者供給部より短い所定個数の作業者供給部に対応する収納部を優先組合せ部に決定し、この優先組合せ部が選択されている適量組合せが存在する場合には、その適量組合せを排出組合せに決めるようにしている。これにより、作業者に近い作業者供給部に対応する収納部の被計量物が排出される頻度が高くなり、同収納部へ作業者供給部から被計量物が供給される頻度も高くなる。すなわち、作業者にとって被計量物を供給しやすい作業者に近い作業者供給部が空になる確率が高くなるため、作業者が作業者供給部へ被計量物を供給する作業を効率よく行うことができ、作業能率を向上させることができる。

また、第２の半自動式組合せ秤は、直線状に列設され、作業者によって被計量物が供給され、供給された被計量物を一時保持して前記列設された方向と直交する第１及び第２の方向へ選択的に排出可能なように構成された複数の作業者供給部と、各々の前記作業者供給部の下方に、前記作業者供給部から前記第１の方向へ排出される被計量物を一時保持して排出可能なように構成された収納部と、前記作業者供給部から前記第２の方向へ排出される被計量物を一時保持して排出可能なように構成された収納部とのそれぞれが前記作業者供給部に対応して１個ずつ並んで配設された複数の収納部と、作業者の立ち位置を割り出す作業者位置割出し手段と、全ての前記作業者供給部のうち前記作業者位置割出し手段により割り出される前記作業者の立ち位置との距離が短い順に選択された所定個数の前記作業者供給部に対応する前記収納部を優先組合せ部に決定する優先組合せ部決定手段と、保持している被計量物の合計重量が組合せ目標重量に対する許容範囲内になる前記収納部の組合せである適量組合せを求め、１つの前記適量組合せを排出組合せに決めるように構成されるとともに、前記適量組合せが複数存在し、かつ、複数の前記適量組合せの中に前記優先組合せ部が選択されている適量組合せが存在する場合には、前記優先組合せ部が選択されている適量組合せを前記排出組合せに決めるように構成された組合せ処理手段と、前記排出組合せに選択されている前記収納部に対し被計量物を排出させるとともに、前記作業者供給部に対し空の前記収納部へ被計量物を排出させる制御手段とを備えている。

この第２の半自動式組合せ秤は、前述の第１の半自動式組合せ秤において、各作業者供給部に対応する収納部が２個ずつ設けられるとともに、各作業者供給部が対応する２個の収納部へ被計量物を選択的に排出可能なように構成されたものであり、第１の半自動式組合せ秤と同様の効果が得られる他、適量組合せの選択対象となる収納部の個数を多くすることができ、組合せ計量精度の向上を図ることができる。

この第２の半自動式組合せ秤において、各々の前記作業者供給部の下方に配設された２個ずつの前記収納部は、１個の重量センサが取り付けられた１個の計量ホッパが２室に仕切られて構成されていてもよい。これにより、例えば、各収納部に１個の重量センサを取り付ける場合と比べて重量センサの個数を半減することができる。

また、第３の半自動式組合せ秤は、直線状に列設され、作業者によって被計量物が供給され、供給された被計量物を一時保持して排出可能なように構成された複数の作業者供給部と、作業者の立ち位置を割り出す作業者位置割出し手段と、全ての前記作業者供給部のうち前記作業者位置割出し手段により割り出される前記作業者の立ち位置との距離が短い順に選択された所定個数の前記作業者供給部を優先組合せ部に決定する優先組合せ部決定手段と、保持している被計量物の合計重量が組合せ目標重量に対する許容範囲内になる前記作業者供給部の組合せである適量組合せを求め、１つの前記適量組合せを排出組合せに決めるように構成されるとともに、前記適量組合せが複数存在し、かつ、複数の前記適量組合せの中に前記優先組合せ部が選択されている適量組合せが存在する場合には、前記優先組合せ部が選択されている適量組合せを前記排出組合せに決めるように構成された組合せ処理手段と、前記排出組合せに選択されている前記作業者供給部に対し被計量物を排出させる制御手段とを備えていてもよい。

この第３の半自動式組合せ秤は、前述の第１の半自動式組合せ秤において、作業者供給部が適量組合せの選択対象となる収納部を兼ねた構成であり、第１の半自動式組合せ秤と同様の効果が得られる。すなわち、作業者の立ち位置を割り出し、その作業者の立ち位置との距離が他の作業者供給部より短い所定個数の作業者供給部を優先組合せ部に決定し、この優先組合せ部が選択されている適量組合せが存在する場合には、その適量組合せを排出組合せに決めるようにしている。これにより、作業者に近い作業者供給部の被計量物が排出される頻度が高くなる。すなわち、作業者にとって被計量物を供給しやすい作業者に近い作業者供給部が空になる確率が高くなるため、作業者が作業者供給部へ被計量物を供給する作業を効率よく行うことができ、作業能率を向上させることができる。

前述の第１〜第３の半自動式組合せ秤において、前記作業者位置割出し手段は、前記作業者供給部が列設された方向における作業者の立ち位置を割り出すように構成されていてもよい。

また、前述の第１〜第３の半自動式組合せ秤において、前記作業者位置割出し手段は、各々の前記作業者供給部に被計量物が供給されたことを検知する供給検知手段を有し、被計量物が前記作業者供給部へ供給されるたびに、前記作業者供給部から被計量物が排出されてから前記供給検知手段によって前記作業者供給部に被計量物が供給されたことを検知するまでの時間である供給所要時間を各々の前記作業者供給部に対して計測し、各々の前記作業者供給部に対して前記供給所要時間の平均値を算出し、前記供給所要時間の平均値に基づいて前記作業者の立ち位置を求めるように構成されていてもよい。

この場合、前記作業者位置割出し手段は、前記供給所要時間の平均値が最小である前記作業者供給部の位置を前記作業者の立ち位置に決定するように構成されていてもよい。これにより、作業者の立ち位置を容易に求めることができる。

また、前述の第１〜第３の半自動式組合せ秤において、前記組合せ処理手段は、前記優先組合せ部が選択されている適量組合せが複数存在する場合には、その複数のうちの、前記保持している被計量物の合計重量と前記組合せ目標重量との差の絶対値が最小である前記適量組合せを前記排出組合せに決めるように構成されていてもよい。これにより、組合せ計量精度の低下を極力抑え、かつ作業能率の向上を図ることができる。

また、前述の第１〜第３の半自動式組合せ秤において、前記組合せ処理手段は、前記優先組合せ部が選択されている適量組合せが複数存在する場合には、その複数のうちの、前記優先組合せ部の個数が最も多い前記適量組合せを前記排出組合せに決めるように構成されていてもよい。これにより、作業能率の向上をより図ることができる。

また、第１または第２の半自動式組合せ秤において、前記収納部の下方に配設され、前記収納部から排出される被計量物を載せて前記作業者供給ホッパが列設された方向と平行な方向へ搬送する搬送コンベアをさらに備えていてもよい。

また、第３の半自動式組合せ秤において、前記作業者供給部の下方に配設され、前記作業者供給部から排出される被計量物を載せて前記作業者供給部が列設された方向と平行な方向へ搬送する搬送コンベアをさらに備えていてもよい。

本発明は、以上に説明した構成を有し、半自動式組合せ秤において、被計量物を供給する作業者の作業能率を向上させ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の半自動式組合せ秤の外観の概略を示す図であり、図１（ａ）は同組合せ秤を上から見た平面図、図１（ｂ）は同組合せ秤の正面図、図１（ｃ）は同組合せ秤の側面図である。図２は本発明の実施の形態の半自動式組合せ秤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秤は、装置本体５の上部に、作業者によって被計量物が供給される複数の供給ホッパ（作業者供給部）１が１列に並んで直線状に列設され、装置本体５の上部の天板６には、各供給ホッパ１に対応して開口された供給口６ａが設けられている。

各供給ホッパ１の下方には、２つの計量室（収納部）２ａ、２ｂを有する計量ホッパ２が配設されている。各供給ホッパ３は、独立して駆動可能な２つの排出ゲート１０ａ、１０ｂ（図２）が設けられ、各排出ゲートを開くことにより、計量ホッパ２の計量室２ａと計量室２ｂとへ選択的に被計量物を排出可能なように構成されている。例えば、供給ホッパ３は、排出ゲート１０ａを開くことにより計量室２ａへ被計量物を排出し、排出ゲート１０ｂを開くことにより計量室２ｂへ被計量物を排出する。

また、各計量ホッパ２は、その一方の計量室２ａに排出ゲート１１ａ（図２）が設けられるとともに、他方の計量室２ｂに排出ゲート１１ｂ（図２）が設けられ、各排出ゲートを開くことにより、各計量室２ａ，２ｂから別々に被計量物を排出可能なように構成されている。

計量ホッパ２の下方には、計量ホッパ２から排出された被計量物を受けて例えば矢印Ａ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Ａ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被計量物は、直接あるいは連結用のコンベアを介して包装機へ供給される。矢印Ａ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２から排出された被計量物を矢印Ａ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。また、搬送コンベア３の両側には、計量ホッパ２から排出された被計量物が搬送コンベア３の外へ飛び出さないようにガイド板１２が配設されている。また、装置本体５に取付け支持部を介して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の下部には電装品収納部９が備えられ、この電装品収納部９には、図２に示された排出ゲート駆動回路１３、１４、Ａ／Ｄ変換回路１５、１６、コンベア駆動回路１７、制御部１８及びＩ／Ｏ回路２１が収納されている。

また、各供給ホッパ１にはロードセル等の重量センサ７が取り付けられており、この重量センサ７によって供給ホッパ１内の被計量物の重量が計測され、その重量値（アナログ重量信号）は、Ａ／Ｄ変換回路１５でディジタル信号に変換され、制御部１８に送られる。これにより制御部１８は、供給ホッパ１内の被計量物の重量を認識する。

また、各計量ホッパ２にはロードセル等の重量センサ８が取り付けられており、この重量センサ８によって計量ホッパ２内の被計量物の重量が計測され、その重量値（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、制御部１８に送られる。これにより制御部１８は、計量ホッパ２内の被計量物の重量を認識する。ここで、各計量ホッパ２では、一方の計量室例えば計量室２ａのみに被計量物が供給されているときに、計量室２ａ内の被計量物の重量が重量センサ８により計量される。さらに他方の計量室２ｂに被計量物が供給されると、２つの計量室２ａ，２ｂ内の被計量物の合計重量が重量センサ８により計量される。制御部１８では、この２つの計量室２ａ，２ｂ内の被計量物の合計重量から、先に計量されている計量室２ａ内の被計量物の重量を減算することで、計量室２ｂ内の被計量物の重量を算出し、各計量ホッパ２の計量室２ａ，２ｂ内の被計量物の重量に基づいて後述の組合せ処理を行う。

制御部１８は、例えばマイクロコンピュータ等によって構成され、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とを有している。記憶部２０には、運転用プログラム、動作パラメータのデータ、計量データ等が記憶される。

制御部１８は、演算制御部１９が記憶部２０に記憶されている運転用プログラムを実行することにより、前述の作業者位置割出し手段、優先組合せ部決定手段、組合せ処理手段及び制御手段等として機能し、組合せ秤の全体の制御を行うとともに後述の組合せ処理等を行う。例えば、排出ゲート駆動回路１３を介して各供給ホッパ１の排出ゲート１０ａ、１０ｂの開閉を制御する。また、排出ゲート駆動回路１４を介して各計量ホッパ２の排出ゲート１１ａ、１１ｂの開閉を制御する。また、コンベア駆動回路１７を介して搬送コンベア３の駆動動作を制御する。また、各供給ホッパ１に取り付けられた重量センサ７によって計測された重量値をＡ/Ｄ変換回路１５を介して取得し、各計量ホッパ２に取り付けられた重量センサ８によって計測された重量値をＡ/Ｄ変換回路１６を介して取得する。また、Ｉ／Ｏ回路２１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へ表示するデータ等の信号を出力する。

制御部１８による組合せ処理について説明する。

この組合せ処理では、被計量物を保持している計量室２ａ、２ｂ内の被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行い、保持している被計量物の合計重量（組合せ重量）が組合せ目標重量に対する許容範囲内になる計量室（２ａ、２ｂ）の組合せである適量組合せを全て求め、１つの適量組合せを排出組合せに決める。ここで、適量組合せが複数存在し、かつ、複数の適量組合せの中に優先計量室（優先組合せ部）が選択されている適量組合せが存在する場合には、優先計量室が選択されている適量組合せを排出組合せに決める。また、優先計量室が選択されている適量組合せが複数存在する場合には、その複数の適量組合せのうちの、組合せ重量と組合せ目標重量との差の絶対値が最小である適量組合せを排出組合せに決める。また、優先計量室が選択されている適量組合せが無い場合には、組合せ重量と組合せ目標重量との差の絶対値が最小である適量組合せを排出組合せに決める。排出組合せは、被計量物を排出すべき組合せであり、排出組合せに選択されている計量室（２ａ、２ｂ）から被計量物が排出される。なお、優先計量室については後述する。

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、組合せ秤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、制御部１８による組合せ処理の結果（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の半自動式組合せ秤の動作について説明する。この組合せ秤の動作は制御部１８の制御によって実現される。

まず、被計量物の流れに基づいて動作の概略を簡単に説明する。被計量物は、例えば、ブロイラー、水産物、農産物、漬物などである。

作業者は、空の供給ホッパ１に被計量物を随時供給する。制御部１８は、被計量物が供給されている供給ホッパ１の下方の計量室２ａ、２ｂの少なくともいずれか一方が空である場合には、供給ホッパ１のいずれか一方の排出ゲート（１０ａ、１０ｂ）を開閉させて、供給ホッパ１内の被計量物を１つの空の計量室（２ａ、２ｂ）へ供給させる。予め定められた規定数（所望の組合せ計量精度を維持するために必要な、組合せ演算で用いられる重量値の個数）以上の計量室２ａ、２ｂに被計量物が供給されていると、制御部１８は、前述の組合せ処理を行い排出組合せを決定する。包装機等からの排出命令信号がＩ／Ｏ回路２１を介して入力されると、排出組合せに選択されている計量室の排出ゲート１１ａ、１１ｂを開閉させて、計量室（２ａ、２ｂ）内の被計量物を搬送コンベア３上に落下させる。そして搬送コンベア３を駆動させて、被計量物を搬送コンベア３によって搬送し包装機等へ送り出す。また、制御部１８は、排出組合せに選択されている計量室２ａ、２ｂ内の被計量物を排出させると、Ｉ／Ｏ回路２１を介して排出完了信号を包装機へ出力する。以上の動作が繰り返し行われる。

次に詳しい動作を説明する。図３は、本実施の形態の半自動式組合せ秤の動作（制御部１８の処理）の一例を示すフローチャートである。図４は、各供給ホッパ１、各計量室２ａ、２ｂ及び作業者の位置について説明するための図である。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ各供給ホッパに対する平均供給時間の一例を示す図である。図６は、図３におけるステップＳ４で求められる適量組合せに関する情報を示す図である。

本実施の形態では、図４に示すように、予め、各供給ホッパ１に対して〔１〕〜〔９〕の識別番号が付与され、計量ホッパ２の計量室２ａ、２ｂに対して（１）〜（１８）の識別番号が付与されている。そして、図４の位置座標は、供給ホッパ１の列設方向（並び方向）における供給ホッパ１、計量室２ａ、２ｂ及び作業者の立ち位置（作業者が立っている位置）を定めるための座標である。ここでは、識別番号が〔１〕の供給ホッパ１及び識別番号が（１）と（２）の計量室２ａ、２ｂの位置座標が１、識別番号が〔２〕の供給ホッパ１及び識別番号が（３）と（４）の計量室２ａ、２ｂの位置座標が２、・・・、識別番号が〔９〕の供給ホッパ１及び識別番号が（１７と（１８）の計量室２ａ、２ｂの位置座標が９というように予め定められており、これらのことは制御部１８の記憶部２０に予め記憶されている。

また、本実施の形態では、作業者は、空の供給ホッパ１があれば、随時、被計量物を供給するようにしている。また、制御部１８は、供給ホッパ１に被計量物が供給されているか否かを、常時、重量センサ７で計測される供給ホッパ１内の被計量物の重量値に基づいて判断している。例えば、供給ホッパ１内の被計量物の重量値が予め定められている所定のしきい値Ｗｔ以上であれば被計量物が供給されていると判断し、所定のしきい値Ｗｔ未満であれば供給されていないと判断する。

まず、ステップＳ１では、被計量物が供給されている供給ホッパ１の排出ゲートを開閉して、供給ホッパ１からそれに対応する計量ホッパ２のいずれか１つの空の計量室（２ａ、２ｂ）へ被計量物を供給する。ここで、両方の計量室２ａ、２ｂに被計量物がすでに供給されている計量ホッパ２に対しては供給ホッパ１からの供給は行わない。

次にステップＳ２では、作業者の立ち位置（作業者が立っている位置）を決定する。制御部１８では、各供給ホッパ１についての平均供給時間を算出し、平均供給時間に基づいて作業者の立ち位置を決定する。ここで、ある供給ホッパ１についての平均供給時間は、例えば、同供給ホッパ１の被計量物が排出されてから同供給ホッパ１に被計量物が供給されるまでに要する時間（供給時間）の平均値とする。供給時間は、供給ホッパ１の排出ゲートを閉じてから同供給ホッパ１に被計量物が供給されるまでの時間としてもよいし、供給ホッパ１の排出ゲートを開きはじめてから、同排出ゲートを閉じた後、同供給ホッパ１に被計量物が供給されるまでの時間としてもよい。ここで、制御部１８は、供給ホッパ１に被計量物が供給された時点については、供給ホッパ１内の被計量物の重量値が前述のしきい値Ｗｔ以上になった時点を、被計量物が供給された時点として判断する。すなわち、制御部１８では、供給ホッパ１の排出ゲート１０ａ、１０ｂを開閉させ、空になった同供給ホッパ１に被計量物が供給されるたびに供給時間を算出して記憶し、さらに同供給ホッパ１についての供給時間の平均値（平均供給時間）を算出して記憶する。この平均値の算出方法については、例えば移動平均法を用いればよい。

作業者は、空の供給ホッパ１に被計量物を供給するが、手前の供給ホッパ１が見えやすく、かつ、供給しやすい。したがって、平均供給時間の分布が、図５（ａ）の場合には、作業者は、図４に示す位置座標が２の位置で作業していると予想でき、図５（ｂ）の場合には、作業者は、図４に示す位置座標が５の位置で作業していると予想でき、図５（ｃ）の場合には、作業者は、図４に示す位置座標が８の位置で作業していると予想できる。なお、作業者は、例えば、被計量物が貯留されている容器（貯留容器）から被計量物を取り出して供給ホッパ１へ供給するが、貯留容器の位置によって作業者の立ち位置も異なる。例えば、図４に示す位置座標が１の付近に貯留容器が配置されていると、作業者の立ち位置は位置座標が１に近い左寄りの位置となり、位置座標が９の付近に貯留容器が配置されていると、作業者の立ち位置は位置座標が９に近い右寄りの位置となる。また、被計量物の種類を変更する場合には、最初の種類の被計量物の計量が終了すると、一旦、組合せ秤の運転を終了してから、次の種類の被計量物を計量するために運転を開始する。このような場合に、最初の種類の被計量物の貯留容器が作業者の左側に配置され、次の種類の被計量物の貯留容器が作業者の右側に配置されることもある。

そこで、制御部１８では、例えば、平均供給時間が最小である供給ホッパ１の位置座標を作業者の立ち位置の位置座標に決める。例えば、図５（ａ）の場合には、作業者の立ち位置を図４に示す位置座標が２の位置であると判断する。また、図５（ｂ）の場合には、作業者の立ち位置を位置座標が５の位置であると判断する。図５（ｃ）の場合には、作業者の立ち位置を位置座標が８の位置であると判断する。なお、平均供給時間が最小である供給ホッパ１の位置座標を作業者の立ち位置とするのではなく、例えば、各供給ホッパ１の位置座標と平均供給時間との関係を示す曲線を求め、その曲線上で平均供給時間が最小となる位置座標を作業者の立ち位置に決めるようにしてもよい。

次にステップＳ３では、ステップＳ２で決定した作業者の立ち位置に近い所定個数（２×ｎ個）の計量室を選択し優先計量室に決める。ここでは、位置座標が作業者の立ち位置と同じあるいは相対的に近い２×ｎ個の計量室を優先計量室に決める。これは、作業者の立ち位置との距離が短い順に選択されたｎ個の供給ホッパ１に対応する計量室２ａ、２ｂを優先計量室に決めることである。すなわち、作業者の近くにあって作業者が被計量物を供給しやすい供給ホッパ１に対応する計量室２ａ、２ｂを優先計量室に決める。

例えば、優先計量室を６個選択するものとする。この場合、例えば、作業者の立ち位置の位置座標が１または２であるとき識別番号が（１）〜（６）の計量室を優先計量室とし、立ち位置の位置座標が３であるとき識別番号が（３）〜（８）の計量室を優先計量室とし、立ち位置の位置座標が４であるとき識別番号が（５）〜（１０）の計量室を優先計量室とし、立ち位置の位置座標が５であるとき識別番号が（７）〜（１２）の計量室を優先計量室とする。以下同様であり、立ち位置の位置座標が８または９であるとき識別番号が（１３）〜（１８）の計量室を優先計量室とする。なお、各供給ホッパ１の位置座標と平均供給時間との関係を示す曲線を求め、その曲線上で平均供給時間が最小となる位置座標を作業者の立ち位置とする場合など、立ち位置の位置座標が整数ではないときには、小数点以下を四捨五入して整数化すれば、上記と同様にして優先計量室を選択することができる。

また、制御部１８は、予め、作業者の立ち位置と優先計量室に選択される計量室との対応表を記憶部２０に記憶しておき、ステップＳ３では、ステップＳ２で求めた作業者の立ち位置と対応する優先計量室を上記対応表を参照して決めるようにしてもよい。

次のステップＳ４〜ステップＳ１０で行われる処理が前述の組合せ処理の一例である。ステップＳ４では、組合せ演算を行うことにより、複数の計量ホッパ２の計量室２ａ，２ｂの中から、供給されている被計量物の合計重量（組合せ重量）が組合せ目標重量に対する許容範囲内となる計量室の組合せである適量組合せを全て求める。そして、各適量組合せについて、組合せ重量と組合せ目標重量との差の絶対値が小さいものから順に、１番目、２番目、・・・・、ｍ番目と番号を付す。この場合、適量組合せが全部でｍ個存在する。

図６は、上記番号が付された適量組合せの一例を示す図である。この例は、組合せ目標重量が２０００ｇで、それに対する許容範囲が２０００ｇ〜２００１ｇの場合を示し、適量組合せが１０個存在し、１〜１０までの番号が付されている。また、組合せ重量が同じものについての番号の付し方（順番）は特に決めていない。適量組合せ選択番号は、適量組合せに選択されている計量室２ａ、２ｂの識別番号である。例えば、１番目（番号が１）の適量組合せには、図４に示す識別番号が（３）、（６）、（８）、（１１）の計量室が選択されている。

次にステップＳ５で変数ｋに１を代入する。

次のステップＳ６では、ｋ番目の適量組合せに優先計量室が含まれるか否かを判断する。このステップＳ６でｋ番目の適量組合せに優先計量室が含まれない場合は、ステップＳ８へ進んでｋの値を１増加し、増加したｋの値がｍ＋１でない場合には、ステップＳ６に戻る（ステップＳ９）。

ステップＳ９でｋの値がｍ＋１であればステップＳ１０へ進み、１番目の適量組合せを排出組合せに決定する。この場合、ｍ個全ての適量組合せに優先計量室が含まれていなかった場合であり、１番目の適量組合せ、すなわち、組合せ重量が組合せ目標重量に最も近いあるいは組合せ目標重量に等しい適量組合せが排出組合せに決定される。

また、ステップＳ６でｋ番目の適量組合せに優先計量室が含まれる場合には、そのｋ番目の適量組合せを排出組合せに決定する（ステップＳ７）。これにより、優先計量室が含まれる適量組合せが複数ある場合には、その適量組合せのうち、組合せ重量が組合せ目標重量に最も近いあるいは組合せ目標重量に等しい適量組合せが排出組合せに決定される。

次にステップＳ１１では、ステップＳ７あるいはステップＳ１０で決定された排出組合せに選択されている計量室から被計量物を排出させる。このステップＳ１１は、例えば包装機から排出命令信号が入力されている場合に実行するようにし、何らかの事情により排出命令信号が入力されていなければ入力されるまで待つ。そして、ステップＳ１１を実行した場合には、包装機へ排出完了信号を送出する。

この組合せ秤では以上の動作が繰り返し行われる。

上記の動作において、例えば、ステップＳ４で求めた適量組合せが、図６に示されるものであった場合に、ステップＳ２において決定された作業者の立ち位置が図４における位置座標が２である場合には、識別番号が（１）〜（６）の計量室が優先計量室となるので、識別番号が（３）と（６）の計量室を含む１番目の適量組合せが排出組合せに決定される。また、ステップＳ２において決定された作業者の立ち位置が図４における位置座標が５である場合には、識別番号が（７）〜（１２）の計量室が優先計量室となるので、識別番号が（８）と（１１）の計量室を含む１番目の適量組合せが排出組合せに決定される。また、ステップＳ２において決定された作業者の立ち位置が図４における位置座標が８である場合には、識別番号が（１３）〜（１８）の計量室が優先計量室となるので、識別番号が（１３）の計量室を含む２番目の適量組合せが排出組合せに決定される。

なお、上記の動作において、任意の１つの供給ホッパ１についての平均供給時間は、少なくとも１個の供給時間のデータがあれば求めることができる（供給時間のデータが１個の場合はその供給時間を平均供給時間とすればよい）。しかし、この組合せ秤の運転開始時においては、供給時間のデータが無いので平均供給時間を求めることができず、作業者の立ち位置を決めることができない。そこで、全ての供給ホッパ１の各々について少なくとも１個の供給時間のデータが得られるまでは、ステップＳ２、Ｓ３を行わず、かつステップＳ４〜Ｓ１０の組合せ処理に代えて、組合せ重量が組合せ目標重量に対する許容範囲内になる計量室（２ａ、２ｂ）の組合せである適量組合せを全て求め、その適量組合せのうち、組合せ重量と組合せ目標重量との差の絶対値が最小である１つの適量組合せを排出組合せに決める組合せ処理を行うようにすればよい。あるいは、全ての供給ホッパ１の各々について少なくとも１個の供給時間のデータが得られるまでは、ステップＳ２において、作業者の立ち位置を予め定められた位置、例えば図４の位置座標が中央の５の位置として、ステップＳ３以降の処理を行うようにしてもよい。

本実施の形態では、作業者の立ち位置を割り出し、その作業者の立ち位置との距離が他の供給ホッパ１より短い所定個数の供給ホッパ１に対応する計量室２ａ、２ｂを優先計量室に決定し、この優先計量室が選択されている適量組合せが存在する場合には、その適量組合せを排出組合せに決めるようにしている。これにより、作業者に近い供給ホッパ１に対応する計量室２ａ、２ｂの被計量物が排出される頻度が高くなり、同計量室２ａ、２ｂへ供給ホッパ１から被計量物が供給される頻度も高くなる。すなわち、作業者にとって被計量物を供給しやすい作業者に近い供給ホッパ１が空になる確率が高くなるため、作業者が供給ホッパ１へ被計量物を供給する作業を効率よく行うことができ、作業能率を向上させることができる。

なお、常に、組合せ重量と組合せ目標重量との差の絶対値が最小である適量組合せを排出組合せに決定する場合と比べれば、本実施の形態のように優先計量室を含む適量組合せを排出組合せに決定する場合には組合せ計量精度が低下する。そこで、本実施の形態では、優先計量室を含む適量組合せが複数存在する場合には、その複数の適量組合せのうち、組合せ重量と組合せ目標重量との差の絶対値が最小である適量組合せを排出組合せに決定するようにしているため、組合せ計量精度の低下を抑制することができる。

なお、優先計量室を含む適量組合せが複数存在する場合に、その複数の適量組合せのうち、優先計量室の個数が最も多い適量組合せを排出組合せに決定するように構成されていてもよい。この場合、より作業能率の向上を図ることができる。このようにしても組合せ計量精度の低下が小さい場合には、作業能率の向上を図る上で好ましい。

また、本実施の形態では、供給ホッパ１と２つの計量室２ａ、２ｂを有する計量ホッパ２とを用いたホッパ構成であるが、他のホッパ構成を用いてもよい。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は他のホッパ構成の一例を示す図である。

図７（ａ）の場合、作業者によって被計量物が供給される各供給ホッパ１の下方に、２つの計量ホッパ２Ａが配設されている。これは、図１の計量ホッパ２の各計量室２ａ、２ｂが完全に分離独立された構成であり、２つの計量ホッパ２Ａの各々に重量センサ８が取り付けられ、各計量ホッパ２Ａ内の被計量物の重量はそれぞれの重量センサ８によって計測される。各々の計量ホッパ２Ａが適量組合せの選択対象になる。

図７（ｂ）の場合、作業者によって被計量物が供給される計量ホッパ２Ａのみが直線状に複数配設されている。この場合、制御部１８は、計量ホッパ２Ａに取付けられた重量センサ８により計測される重量値に基づいて、計量ホッパ２Ａに被計量物が供給されているか否か、及び被計量物が供給された時点を検出するとともに、供給された被計量物の重量を検出する。各々の計量ホッパ２Ａが適量組合せの選択対象になる。

図７（ｃ）の場合、作業者によって被計量物が供給される計量ホッパ２Ｂが直線状に複数配設され、各計量ホッパ２Ｂの下方に、２つの収納室２２ａ、２２ｂを有するメモリホッパ２２が配設された構成である。この場合、計量ホッパ２Ｂは、メモリホッパ２２の２つの収納室２２ａ、２２ｂへ被計量物を選択的に排出可能なように構成されており、各々の収納室２２ａ、２２ｂが適量組合せの選択対象になる。この場合、制御部１８は、計量ホッパ２Ｂに取付けられた重量センサ８により計測される重量値に基づいて、計量ホッパ２Ｂに被計量物が供給されているか否か、及び被計量物が供給された時点を検出するとともに、供給された被計量物の重量を検出する。

また、本実施の形態において、計量ホッパ２が２室に分割されておらず、図７（ｂ）の計量ホッパ２Ａのように１室からなる構成も可能である。この場合、供給ホッパ１は、２方向へ排出できる構成ではなく、１方向の下方の計量ホッパへのみ排出できるように構成すればよい。

上記以外にも、ホッパ構成を種々変更することが可能である。

また、本実施の形態では、平均供給時間を求め、それに基づいて作業者の立ち位置を求めるようにしたが、他の方法によって作業者の立ち位置を求めるようにしてもよい。例えば、近接センサを用いて作業者の立ち位置を検出するようにしてもよい。あるいは、作業者を撮影するカメラ及び画像解析装置を用いて、カメラの撮影画像の解析処理を行うことにより作業者の立ち位置を検出するようにしてもよい。本実施の形態のように平均供給時間に基づいて作業者の立ち位置を求める場合には、上記の近接センサやカメラ等のように別途機器を設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。

本発明は、作業者が被計量物を供給する半自動式組合せ秤において、作業者の作業能率を向上させることができる組合せ秤として有用である。

（ａ）は本発明の実施の形態の半自動式組合せ秤を上から見た平面図、（ｂ）は同組合せ秤の正面図、（ｃ）は同組合せ秤の側面図である。 本発明の実施の形態の半自動式組合せ秤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の半自動式組合せ秤の動作の一例を示すフローチャートである。 各供給ホッパ、各計量ホッパの計量室及び作業者の位置について説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ各供給ホッパに対する平均供給時間の一例を示す図である。 図３におけるステップＳ４で求められる適量組合せに関する情報を示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ本発明の実施の形態の半自動式組合せ秤において用いるホッパの他の例を示す概略模式図である。

符号の説明

１ 供給ホッパ
２ 計量ホッパ
２ａ、２ｂ 計量室
３ 搬送コンベア
４ 操作設定表示部
５ 装置本体
７ 供給ホッパ用重量センサ
８ 計量ホッパ用重量センサ
１０ａ、１０ｂ 供給ホッパ用ゲート
１１ａ、１１ｂ 計量ホッパ用ゲート
１３ 供給ホッパ用排出ゲート駆動回路
１４ 計量ホッパ用排出ゲート駆動回路
１５、１６ Ａ／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
２１ Ｉ／Ｏ回路

Claims (9)

1. 直線状に列設され、作業者によって被計量物が供給され、供給された被計量物を一時保持して排出可能なように構成された複数の作業者供給部と、
   各々の前記作業者供給部の下方に配設され、前記作業者供給部から排出される被計量物を一時保持して排出可能なように構成された複数の収納部と、
   作業者の立ち位置を割り出す作業者位置割出し手段と、
   全ての前記作業者供給部のうち前記作業者位置割出し手段により割り出される前記作業者の立ち位置との距離が短い順に選択された所定個数の前記作業者供給部に対応する前記収納部を優先組合せ部に決定する優先組合せ部決定手段と、
   保持している被計量物の合計重量が組合せ目標重量に対する許容範囲内になる前記収納部の組合せである適量組合せを求め、１つの前記適量組合せを排出組合せに決めるように構成されるとともに、前記適量組合せが複数存在し、かつ、複数の前記適量組合せの中に前記優先組合せ部が選択されている適量組合せが存在する場合には、前記優先組合せ部が選択されている適量組合せを前記排出組合せに決めるように構成された組合せ処理手段と、
   前記排出組合せに選択されている前記収納部に対し被計量物を排出させるとともに、前記作業者供給部に対し空の前記収納部へ被計量物を排出させる制御手段とを備えた半自動式組合せ秤。
2. 直線状に列設され、作業者によって被計量物が供給され、供給された被計量物を一時保持して前記列設された方向と直交する第１及び第２の方向へ選択的に排出可能なように構成された複数の作業者供給部と、
   各々の前記作業者供給部の下方に、前記作業者供給部から前記第１の方向へ排出される被計量物を一時保持して排出可能なように構成された収納部と、前記作業者供給部から前記第２の方向へ排出される被計量物を一時保持して排出可能なように構成された収納部とのそれぞれが前記作業者供給部に対応して１個ずつ並んで配設された複数の収納部と、
   作業者の立ち位置を割り出す作業者位置割出し手段と、
   全ての前記作業者供給部のうち前記作業者位置割出し手段により割り出される前記作業者の立ち位置との距離が短い順に選択された所定個数の前記作業者供給部に対応する前記収納部を優先組合せ部に決定する優先組合せ部決定手段と、
   保持している被計量物の合計重量が組合せ目標重量に対する許容範囲内になる前記収納部の組合せである適量組合せを求め、１つの前記適量組合せを排出組合せに決めるように構成されるとともに、前記適量組合せが複数存在し、かつ、複数の前記適量組合せの中に前記優先組合せ部が選択されている適量組合せが存在する場合には、前記優先組合せ部が選択されている適量組合せを前記排出組合せに決めるように構成された組合せ処理手段と、
   前記排出組合せに選択されている前記収納部に対し被計量物を排出させるとともに、前記作業者供給部に対し空の前記収納部へ被計量物を排出させる制御手段とを備えた半自動式組合せ秤。
3. 各々の前記作業者供給部の下方に配設された２個ずつの前記収納部は、１個の重量センサが取り付けられた１個の計量ホッパが２室に仕切られて構成された、請求項２に記載の半自動式組合せ秤。
4. 直線状に列設され、作業者によって被計量物が供給され、供給された被計量物を一時保持して排出可能なように構成された複数の作業者供給部と、
   作業者の立ち位置を割り出す作業者位置割出し手段と、
   全ての前記作業者供給部のうち前記作業者位置割出し手段により割り出される前記作業者の立ち位置との距離が短い順に選択された所定個数の前記作業者供給部を優先組合せ部に決定する優先組合せ部決定手段と、
   保持している被計量物の合計重量が組合せ目標重量に対する許容範囲内になる前記作業者供給部の組合せである適量組合せを求め、１つの前記適量組合せを排出組合せに決めるように構成されるとともに、前記適量組合せが複数存在し、かつ、複数の前記適量組合せの中に前記優先組合せ部が選択されている適量組合せが存在する場合には、前記優先組合せ部が選択されている適量組合せを前記排出組合せに決めるように構成された組合せ処理手段と、
   前記排出組合せに選択されている前記作業者供給部に対し被計量物を排出させる制御手段とを備えた半自動式組合せ秤。
5. 前記作業者位置割出し手段は、前記作業者供給部が列設された方向における作業者の立ち位置を割り出すように構成された、請求項１〜４のいずれかに記載の半自動式組合せ秤。
6. 前記作業者位置割出し手段は、
   各々の前記作業者供給部に被計量物が供給されたことを検知する供給検知手段を有し、
   被計量物が前記作業者供給部へ供給されるたびに、前記作業者供給部から被計量物が排出されてから前記供給検知手段によって前記作業者供給部に被計量物が供給されたことを検知するまでの時間である供給所要時間を各々の前記作業者供給部に対して計測し、各々の前記作業者供給部に対して前記供給所要時間の平均値を算出し、前記供給所要時間の平均値に基づいて前記作業者の立ち位置を求めるように構成された、請求項１〜４のいずれかに記載の半自動式組合せ秤。
7. 前記作業者位置割出し手段は、前記供給所要時間の平均値が最小である前記作業者供給部の位置を前記作業者の立ち位置に決定するように構成された、請求項６に記載の半自動式組合せ秤。
8. 前記組合せ処理手段は、前記優先組合せ部が選択されている適量組合せが複数存在する場合には、その複数のうちの、前記保持している被計量物の合計重量と前記組合せ目標重量との差の絶対値が最小である前記適量組合せを前記排出組合せに決めるように構成された、請求項１〜４のいずれかに記載の半自動式組合せ秤。
9. 前記組合せ処理手段は、前記優先組合せ部が選択されている適量組合せが複数存在する場合には、その複数のうちの、前記優先組合せ部の個数が最も多い前記適量組合せを前記排出組合せに決めるように構成された、請求項１〜４のいずれかに記載の半自動式組合せ秤。

Images