JP5331471B2

JP5331471B2 - 半自動式組合せ秤

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Publication number: JP5331471B2
Application number: JP2008318265A
Authority: JP
Inventors: 忠信田中
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2028-12-15
Also published as: JP2010139468A

Description

本発明は、組合せ秤に関する。より詳しくは、作業者の手により被計量物を装置に投入する半自動式組合せ秤に関する。

組合せ秤は、複数の計量部（秤）を有し、計量部の組合せによって、組合せ目標重量に対して許容重量範囲内に入る重量を持つ被計量物のバッチ（かたまり）を排出する計量装置である。組合せ秤としては、複数の計量部への被計量物の供給、各計量部における計量値の取得、計量値を用いた組合せ演算及び選択された計量部からの被計量物の排出を全て自動的におこなう全自動式組合せ秤と、計量部（ないしこれに対応する供給ホッパ）への被計量物の投入作業のみを作業者がおこなう半自動式組合せ秤と、被計量物の投入作業に加え、組合せ演算により選択された計量部からの被計量物の取り出しをも作業者が行う手動式組合せ秤がある。

組合せ秤においては、各計量部への被計量物の供給状況によっては、組合せ目標重量が許容重量範囲内となる組合せが成立しないという問題（組合せ不成立）が発生する。全自動式組合せ秤のように、被計量物の単体重量が組合せ目標重量に比して十分に小さい被計量物を計量する場合においては、最も計量値の小さい秤に被計量物を少量追加投入して再度計量値を取得して組合せ演算を行なうことで組合せ不成立に対応できる。かかる追加投入においては、制御装置によって追加投入量を制御すれば、適量な追加投入も実現することができる。したがって、全自動式組合せ秤では、追加投入が、組合せ不成立の解消に好適である。

一方、半自動式組合せ秤のように、被計量物の単体重量が大きい被計量物（例えば５〜７個で目標重量値に達してしまうような被計量物）を計量する場合においては、追加投入を採用することは困難である。なぜなら、最も計量値の小さい計量部に１単位の被計量物を追加投入しても、該計量部の計量値は大きく変動してしまうからである。このため、半自動式組合せ秤では、作業者が少なくとも１つの計量部の被計量物を別の新しい被計量物と入れ替えて再度計量値を取得して組合せ演算する方法により、組合せ不成立を解決することが現実的であった。

例えば、特許文献１に開示された半自動式組合せ秤では、作業員の入れ替え作業の手間を軽減するため、計量槽の被計量物を排出して回収槽に回収するとともに、新たな被計量物を空いた計量槽に供給して、再組合せをおこなう。

特許文献２に開示された計量装置は、組合せ計量または組合せ計数をおこなう計量装置において、オーバースケールが生じた計量機を検知する検知手段と、前記検知手段が計量機のオーバースケールを検知した時、オーバースケールした計量機の物品を排出すると共に該計量機に新たな物品を供給する第１の動作モードと、組合せ計量機の組合せ計量動作を停止させる第２の動作モードと、オーバースケールを生じた計量機の台数が所定値以上の時、組合せ計量機の計量動作を停止させ、所定値未満の時、オーバースケールの計量機を除いた計量機のみで組合せをおこなう第３の動作モードのうちの何れかの動作モードを選択する切換手段とを具備する。

特許文献３に開示された半自動式組合せはかりの誤投入防止装置は、半自動式組合せはかりにおいて、供給ホッパ内の品物の存否を検知する載荷検知装置を設けその載荷信号により供給ホッパゲートの開閉作動の実施、不実施を制御する。

特許文献４に開示された組合せ計量装置は、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おこなう組合せ演算手段とを有する組合せ計量装置であって、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有無を検出するための複数の第２荷重検出器と、該各々の第２荷重検出器からの検出結果に基づき、前記プールホッパ内に品物が検出されるまで前記搬送装置の駆動をおこわせる駆動制御手段とを備える。ただしこれは、品物をホッパに搬送する搬送装置が具備されており、自動式組合せ秤であって、半自動式組合せ秤ではない。なお、計量ホッパの上段で品物を検出することは、特許文献３と同様である。

特許文献５に開示された組合せ計量装置は、半自動式の組合せ計量装置であって、各々の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、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、組合せ手段で求められる組合せに選択されていない計量手段のうち、判定手段による判定結果が過量投入値の計量手段と過少投入値の計量手段とを、それぞれ区別して放置する放置手段とを備える。

特許文献６に開示された組合せ秤は、半自動式の組合せ秤であって、制御装置は、計量部の計量値を用いて組合せ演算を行い、組合せ演算により組合せ合計重量が許容重量範囲内となる組合せが得られない場合には、組合せ合計重量が組合せ目標重量よりも大きくかつ最も組合せ目標重量に近い組合せに参加する計量部のうち、計量値が大きいものから順に１個または複数個を、被計量物の入れ替えを行う計量部として選択する。
実公平６−３１３８０号公報特公平６−６３８１３号公報実開昭６３−１７０７２１号公報特開２００３−９８０００号公報特開２００６−２１４７８４号公報特開平６−１９８２５３号公報

しかしながら従来の半自動式組合せ秤において、例えば特許文献１に開示された構成では被計量物の入れ替えに時間がかかり、被計量物が損傷し易いなど、作業効率が悪かった。また、特許文献６に開示された構成では計量センサの検出信号が不安定になりやすく、精確な計量値を求めるのが困難であった。

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、安定かつ精確かつ簡便に計量値を取得でき、かつ作業効率の向上を図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する。

上記課題を解決すべく、本発明の半自動式組合せ秤は、被計量物を一時的に保持して排出する複数の供給ホッパと、前記供給ホッパに保持されている被計量物の重量を検出する供給重量センサと、前記供給ホッパの下方に配設され、前記供給ホッパから排出された被計量物を一時的に保持して排出する複数の計量ホッパと、前記供給重量センサの検出結果に基づいて、保持されている被計量物を作業者の手で交換すべき供給ホッパを選択して報知する供給ホッパ報知装置とを備える。

かかる構成では、計量ホッパの上方に供給ホッパが配設され、手による被計量物の投入は供給ホッパに対して行われる。よって、計量ホッパが外部から保護され、計量値が安定する。計量ホッパにおける計量値の取得は、計量ホッパへの被計量物の供給から安定時間を経過した時点、すなわち予め定められたタイミングで行うことが可能になる。よって、計量値の取得を安定かつ精確かつ簡便に行うことができる。計量ホッパに被計量物が投入される前に、供給ホッパにおいて、供給重量センサの検出結果に基づいて、最適組合せに参加しにくい被計量物のバッチが排除される。よって、迅速に被計量物を交換することが可能となり、組合せ不成立が効果的に抑制され、作業効率の向上が図られる。

上記の半自動式組合せ秤において、前記供給ホッパは開閉可能なゲートを備え、前記供給ホッパ報知装置は、前記供給重量センサの検出結果に基づいて第１の条件を充足する供給ホッパを選択し、該選択された供給ホッパのゲートを閉じた状態に維持して被計量物が排出されないようにすると共に、該選択された供給ホッパを報知することで、保持されている被計量物を作業者の手で交換すべき供給ホッパを選択して報知するように構成されていてもよい。

かかる構成では，選択された供給ホッパのゲートが閉状態に維持され、被計量物が計量ホッパに落下しないため、被計量物の入れ替えが容易となる。

上記の半自動式組合せ秤において、前記供給ホッパ報知装置は、前記複数の供給ホッパのそれぞれに対応して設けられた表示灯を備えてもよい。前記供給ホッパ報知装置は、前記表示灯を点滅させることにより保持されている被計量物を作業者の手で交換すべき供給ホッパを報知するように構成されていてもよい。

かかる構成では、点滅する表示灯により、保持されている被計量物を交換すべき供給ホッパ（入替対象供給ホッパ）を作業者が容易に識別できる。

上記の半自動式組合せ秤において、前記第１の条件は、保持されている被計量物の重量が所定重量以上であることであってもよい。

上記の半自動式組合せ秤において、さらに、前記計量ホッパに保持されている被計量物の重量を検出する計量重量センサを備え、前記制御装置は、保持されている被計量物の重量が最も重い計量ホッパに保持されている被計量物の重量に基づいて、前記第１の条件を充足する供給ホッパを選択するように構成されていてもよい。

また、本発明の半自動式組合せ秤の運転方法は、被計量物を一時的に保持して排出する複数の供給ホッパと、前記供給ホッパに保持されている被計量物の重量を検出する供給重量センサと、前記供給ホッパの下方に配設され、前記供給ホッパから排出された被計量物を一時的に保持して排出する複数の計量ホッパとを備えた半自動式組合せ秤の運転方法であって、前記供給重量センサの検出結果に基づいて、保持されている被計量物を作業者の手で交換すべき供給ホッパを選択する選択ステップと、該選択された供給ホッパを作業者に報知する報知ステップとを有する。

上記運転方法において、前記供給ホッパは開閉可能なゲートを備え、さらに、該選択された供給ホッパのゲートを閉じた状態に維持して被計量物が排出されないようにするゲート閉維持ステップを有してもよい。

本発明は、上記のような構成を有し、以下のような効果を奏する。すなわち、安定かつ精確かつ簡便に計量値を取得でき、かつ作業効率の向上を図ることができる半自動式組合せ秤を提供できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
［装置構成］
図１は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す上面図である。図２は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す正面図である。図３は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す側面図である。図４は、本発明の第１実施形態の組合せ秤における制御系統の概略構成の一例を示すブロック図である。以下、図１乃至図４を参照しながら、本実施形態の組合せ秤について、ハードウェアと制御系統に分けて説明する。なお、図１乃至図３には、本実施形態の組合せ秤の向き（前後左右上下）が記入されているが、向きはあくまで説明上便宜的に付してあるものであって、具体的な構成を限定するものではない。

本実施形態の組合せ秤は半自動式組合せ秤である。半自動式組合せ秤は、作業者（半自動式組合せ秤を用いて計量作業を実際に行う人）の手で被計量物を各ホッパに投入する形式の組合せ秤である。被計量物が投入された後は、組合せ演算と選択されたホッパからの被計量物の排出が自動で行われる。

最初に、ハードウェアについて以下に説明する。図１乃至図３に示す通り、本実施形態の組合せ秤１００（半自動式組合せ秤）は、被計量物の組合せ計量を行う本体１０３と、装置の制御用パラメータの入力や作動状況の出力を行う入出力装置１０４と、本体１０３から排出される被計量物を搬送する搬送装置１０５と、を備えている。本体１０３は、矩形状の底部と該底部の後端に立設された矩形状の側部とを有する基台１２０と、この側部の上端に前方に延びるように配設された略矩形状の天板１０２と、天板１０２の中央部に左右方向に一列に並ぶように天板１０２を貫通して配設された８個の供給ホッパ１０７（供給部）と、供給ホッパ１０７のそれぞれの下方に配設され基台１２０に支持された８個の計量ホッパ１０８と、基台１２０の側部に格納され計量ホッパ１０８のそれぞれに連接する８個の計量重量センサ１０９と、を有する。計量ホッパ１０８は、２個の独立した収納部１２３ａ、１２３ｂ（計量部）を備えている。収納部１２３ａは前方に、収納部１２３ｂは後方に配設されている。基台１２０の側部には制御基板１１０（制御装置）も格納されている。

天板１０２の上面にはそれぞれの供給ホッパ１０７に対応して８個の投入口１０６が一列に並んで開口している。点板１０２の上面には、それぞれの投入口１０６の後方に１個ずつ、例えば防水型の電球からなる投入口表示灯１１１（表示灯）が配設されている。供給ホッパ１０７は、図示されないモータによって開閉駆動される前ゲート１０７ａと後ゲート１０７ｂとを有している。該２個のゲートはそれぞれ独立して開閉が可能である。供給ホッパ１０７が保持（貯蔵）している被計量物は、前ゲート１０７ａが開かれると収納部１２３ａへ排出され、後ゲート１０７ｂが開かれると収納部１２３ｂへ排出される。計量ホッパ１０８は、それぞれの収納部１２３ａ、１２３ｂに、図示されないモータによって開閉駆動される計２個のゲート（図示せず）を有している。該２個のゲートはそれぞれ独立して開閉が可能であり、どちらか一方を開くことで、収納部１２３ａ、１２３ｂのいずれか一方から被計量物を選択的に排出できるように構成されている。両方のゲートを開けば、両側の収納部１２３ａ、１２３ｂから同時に被計量物が排出される。

搬送装置１０５は、基台１２０により支持され、計量ホッパ１０８の配列方向とベルトの走行方向が平行になるように計量ホッパ１０８の下方に配設されている。搬送装置１０５の包装機側に対して反対側にある端部（右端部）には、強制排出容器１２４が配設されている。基台１２０の側部の一端には、入出力装置１０４が配設されている。

供給ホッパ１０７、供給重量センサ１０１、計量ホッパ１０８、計量重量センサ１０９の個数は複数であれば特に限定されない。ただし、供給ホッパ１０７、供給重量センサ１０１、計量ホッパ１０８、計量重量センサ１０９の個数は同じである。

入出力装置１０４には、一例として同一画面上で動作状況の確認と設定ができる液晶タッチパネルが用いられる。入出力装置を一体として構成する必要は必ずしもなく、入力と出力を別個の装置で行ってもよい。

搬送装置１０５には、一例としてベルトコンベアを用いるが、本体１０３から排出された被計量物を包装機へ搬送することができるものであればよい。供給ホッパ１０７や計量ホッパ１０８が円周上に配設される場合には、搬送装置１０５は、重力により被計量物を集合させて排出する逆円錐形シュート等であってもよい。シュートを使用する場合には、排出口に振り分け装置（ゲート）を設けて、排出先を包装機とするか強制排出容器１２４とするかを選択できるようにしてもよい。供給重量センサ１０１および計量重量センサ１０９には、例えばロードセルが用いられる。強制排出容器１２４には、例えばバケツが用いられる。

本実施形態の組合せ秤１００が計量する被計量物は特に限定されないが、ブロイラー等の精肉、モンゴイカやカツオ等の魚介類等、粘着性があり単重（１個あたりの重さ）の大きい被計量物の計量に特に適している。

次に制御系統について図４を参照しつつ説明する。図中の矢印は信号が伝達される方向を示す。図４に示すとおり、本実施形態の組合せ秤１００の制御系統は、制御基板１１０と、入出力装置１０４と、供給ホッパ１０７_１〜８と、供給重量センサ１０１_１〜８と、計量ホッパ１０８_１〜８と、計量重量センサ１０９_１〜８と、搬送装置１０５と、投入口表示灯１１１_１〜８とを備えている。

制御基板１１０は、制御部１１２と、記憶部１１３と、供給ホッパゲート駆動回路１１４と、第１Ａ／Ｄ変換回路１１５と、計量ホッパゲート駆動回路１１６と、第２第２Ａ／Ｄ変換回路１１７と、搬送装置駆動回路１１８と、Ｉ／Ｏ回路１１９と、表示灯駆動回路１２１とを有している。制御部１１２には、例えばＣＰＵが用いられる。記憶部１１３には、例えば内部メモリが用いられる。

記憶部１１３、入出力装置１０４、Ｉ／Ｏ回路１１９はそれぞれ、制御部１１２と通信可能に接続されている。第１Ａ／Ｄ変換回路１１５および第２Ａ／Ｄ変換回路１１７は、アナログ信号をデジタル信号に変換して制御部１１２へ送る。供給ホッパゲート駆動回路１１４、計量ホッパゲート駆動回路１１６、搬送装置駆動回路１１８は、制御部１１２からの制御信号を受け取ることができるように、制御部１１２と通信可能に接続されている。

供給ホッパゲート駆動回路１１４は、供給ホッパ１０７_１〜８の前ゲート１０７ａおよび後ゲート１０７ｂをそれぞれ選択的に駆動するモータと接続されている。計量ホッパゲート駆動回路１１６は、計量ホッパ１０８_１〜８の収納部１２３ａ、１２３ｂが備えるゲートを選択的に駆動するモータと接続されている。第１Ａ／Ｄ変換回路１１５は、供給重量センサ１０１_１〜８と接続されている。第２Ａ／Ｄ変換回路１１７は、計量重量センサ１０９_１〜８と接続されている。搬送装置駆動回路１１８は、搬送装置１０５と接続されている。Ｉ／Ｏ回路１１９は、包装機と通信可能に接続されている。

表示灯駆動回路１２１は、制御部１１２からの制御信号を受け取ることができるように、制御部１１２と接続され、かつ、投入口表示灯１１１_１〜８を点灯、消灯、点滅できるように投入口表示灯１１１_１〜８と接続されている。制御部１１２は、処理結果に基づき必要に応じて、表示灯駆動回路１２１を介して、投入口表示灯１１１_１〜８を点灯、消灯、点滅させる。

以下、図４を参照しながら、制御基板１１０の動作の概略について説明する。制御部１１２に対し、入出力装置１０４から、組合せ目標重量や運転速度の条件を示すパラメータ等が入力される。制御部１１２は、受け取ったパラメータ等を記憶部１１３に記憶させる。記憶されたパラメータ等は、制御部１１２によって読み出され、必要に応じて入出力装置１０４に出力され、作業者によって確認される。また、記憶部１１３には、組合せ演算を行うためのプログラム等も記憶されている。

供給重量センサ１０１_１〜８は供給ホッパ１０７_１〜８の重量を検出して第１Ａ／Ｄ変換回路１１５に送信する。供給重量センサ１０１_１〜８から送られたアナログ信号は、第１Ａ／Ｄ変換回路１１５によりデジタル信号へと変換されて、制御部１１２へと送られる。制御部１１２は、第１Ａ／Ｄ変換回路１１５から受け取ったデジタル信号に基づいてそれぞれの供給ホッパ１０７に保持されている（投入されている）被計量物の重力を取得する。

制御部１１２は、供給ホッパゲート駆動回路１１４へと制御信号を与えることにより供給ホッパ１０７_１〜８のゲート開閉を制御する。

計量重量センサ１０９_１〜８は計量ホッパ１０８_１〜８の重量を検出して第２Ａ／Ｄ変換回路１１７に送信する。計量重量センサ１０９_１〜８から送られたアナログ信号は、第２Ａ／Ｄ変換回路１１７によりデジタル信号へと変換されて、制御部１１２へと送られる。制御部１１２は、被計量物が供給される前後における計量ホッパ１０８_１〜８の重量の増加分を演算し、演算結果を、被計量物が供給された収納部１２３ａ、１２３ｂが保持する被計量物の重量（計量値）として記憶する。制御部１１２は、記憶部１１３に記憶されているプログラムと、読み込まれた計量値を用いて、組合せ演算を行う。制御部１１２は計量ホッパゲート駆動回路１１６を介して、計量ホッパ１０８_１〜８のゲート開閉を制御する。

制御部１１２は、必要に応じて、処理結果を入出力装置１０４に出力する。制御部１１２は、搬送装置駆動回路１１８を介して搬送装置１０５の動作を制御する。制御部１１２はＩ／Ｏ回路１１９を介して包装機から排出命令信号を受け取り、包装機へ排出完了信号を送る。

以上の動作により、制御基板１１０は、包装機と連動しながら、供給ホッパ１０７_１〜８や計量ホッパ１０８_１〜８が保持し排出する被計量物の重量を検出、制御して組合せ秤を運転する。

なお、本実施形態の組合せ秤において、制御基板１１０、制御部１１２、記憶部１１３の数は１個である。しかし、制御基板、制御部、記憶部は複数であってもよい。すなわち、請求の範囲にいう制御装置とは、単独の制御装置のみならず、制御装置群をも意味し、制御基板、制御部、記憶部による制御は、集中制御であっても分散制御であってもよい。

本実施形態では、制御基板１１０と投入口表示灯１１１とにより、供給ホッパ報知装置が構成される。

［組合せ計量の概略］
以下、組合せ計量の概略を述べる。組合せ計量では、まず計量部が多数用意される。個々の計量部に被計量物が供給され、計量される。個々の計量部が保持する被計量物の重量を、計量値と呼ぶ。一連の計量部から１個または複数個を取り出す組合せのそれぞれにつき、計量値を合計した重量（組合せ合計重量）が演算される。組合せ合計重量は組合せの数だけ存在する。得られた多数の組合せ合計重量の中から、組合せ目標重量よりも大きく、かつ最も組合せ目標重量に近いものが選択され、該組合せ合計重量に対応する組合せが仮の最適組合せとされる。そして、仮の最適組合せの組合せ合計重量が許容重量範囲内にあれば、該組合せを最適組合せ（排出用の組合せ）として、被計量物が排出される。組合せ計量によれば、個々の計量値にばらつきがあっても、それを組み合わせることでばらつきが互いにキャンセルされ、組合せ目標重量に近い重量の被計量物を排出できる、という利点がある。

許容重量範囲は、一般に組合せ目標重量を下限とし、一定の幅を持って上限が設定される。例えば、鶏肉の２ｋｇ詰め業務用パックを製造する場合、凍結による減少分を考慮して、下限および組合せ目標重量は、表示量に１％を加えた重量（例えば２０２０ｇ）とし、これに数％の幅（例えば２％）を加えた重量（例えば２０６０ｇ）が上限とされる。組合せ目標重量を下限とするのは、包装の表示量よりも少ない場合に不正な製品とされる場合があるためである。表示量よりも実際の量が多ければ、歩留まりが悪くなるものの、不正な製品として問題にされることは防止できる。なお、組合せ目標重量は許容重量範囲の上限であってもよい。

［本実施形態の組合せ秤による組合せ計量の概略］
以上のような構成を有する本実施形態の組合せ秤１００を用いた組合せ計量の概略について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、被計量物が鶏肉である場合を例として説明する。

まず、ブロイラー解体部や搬送装置を組合せてなる供給機（図示せず）から、小口に切断された鶏肉が図示されない貯留容器へと供給される。貯留容器に供給された鶏肉は、作業者の手により、一から三個ずつを単位として、投入口１０６を通じて供給ホッパ１０７に投入される。供給ホッパ１０７のゲート（前ゲート１０７ａおよび後ゲート１０７ｂ）は通常時は閉じており、投入された鶏肉は供給ホッパ１０７内に一時的に保持される。制御基板１１０は、所定の時間間隔で、計量ホッパ１０８の収納部１２３ａまたは１２３ｂが空になっているか否かを確認し、空になっている収納部に対応する供給ホッパ１０７のゲートを開いて鶏肉を収納部１２３ａまたは１２３ｂへと排出する。計量ホッパ１０８のゲートは通常時は閉じており、供給ホッパから排出された鶏肉は収納部１２３ａまたは１２３ｂ内に一時的に保持される。制御基板１１０は、計量重量センサ１０９を介して計量ホッパ１０８の重量を検出し、重量の増加分から収納部１２３ａまたは１２３ｂに保持された鶏肉の重量（計量値）を検出する。すなわち、計量ホッパ１０８のそれぞれについて、計量値は２個（収納部の数だけ）存在する。制御基板１１０は、得られた計量値を用いて組合せ演算を行う。

組合せ演算により、組合せ合計重量が許容重量範囲内に入る組合せが得られた場合、制御基板１１０は、最適組合せに参加する収納部１２３ａまたは１２３ｂのゲートを開いて鶏肉を搬送装置１０５へと排出する。制御基板１１０は搬送装置１０５を順方向に駆動して、供給された鶏肉を図示されない包装機へと排出する。包装機への排出が完了すると、再び供給ホッパ１０７から計量ホッパ１０８へ鶏肉が供給（排出）され、組合せ演算と包装機への排出が行われる。作業者による供給ホッパ１０７への鶏肉の投入は連続的に行われる。かかる動作により、組合せ秤１００は、組合せ目標重量に略等しい重量の鶏肉を包装機へと排出する。

組合せ演算を行なっても組合せ合計重量が許容重量範囲となる組合せが得られない場合には、所定の基準に従って選択された計量ホッパ１０８の収納部１２４ａ、ｂから被計量物が搬送装置１０５へと排出されると共に、搬送装置１０５が逆回転されて強制排出容器１２４へと被計量物が排出される（強制排出）。強制排出が行われると、空になった収納部１２４、ｂへと供給ホッパ１０７から被計量物が供給され、再度組合せ演算が行なわれる。強制排出容器１２４に排出された被計量物は、例えば手で２つに切断されるなどして、再度供給ホッパ１０７へと投入されることで再利用される。

［特徴となる動作］
本実施形態の組合せ秤の主な特徴は、供給重量センサの検出結果に基づいて、保持されている（投入されている）被計量物を作業者の手で交換すべき供給ホッパ（入替対象供給ホッパ）を選択して報知する点にある。

組合せ演算では、上述したように、複数の計量値を組み合わせて最適組合せを選択する。このとき、例えば極端な値を持つ計量値は、最適組合せに参加しにくくなる。具体的には、例えば組合せ目標重量が２ｋｇであって、４個の計量値で最適組合せが通常作られる場合、１個の計量値は平均で５００ｇとなる。したがって、例えば１ｋｇを超えるような計量値は他の計量値と組み合わせて丁度２ｋｇになるような組合せを作ることが困難になる。最適組合せに参加しにくい計量値が発生すると、組合せ演算に用いられる計量値の数が実質的に少なくなり、計量精度が低下するという問題が生じる。

本実施形態では、このような最適組合せに参加しにくい計量値が生じることを予め防止する。具体的には、供給ホッパから計量ホッパへ被計量物が排出される前に、供給ホッパに保持されている被計量物を作業者が手で交換することにより、最適組合せに参加しにくい被計量物のバッチ（供給ホッパや各収納部に１回に投入される被計量物）を排除する。かかる交換を支援するために、本実施形態の組合せ秤は、被計量物を交換すべき供給ホッパに対応する投入口表示灯を点滅させる。

供給ホッパに保持されている被計量物のバッチが最適組合せに参加しにくいか否か（当該供給ホッパが入替対象供給ホッパであるか否か）を判定する基準（供給ホッパが第１の条件を充足する基準）には様々なものが考えられる。本実施形態では一例として、組合せ目標重量の２分の１を超える場合（所定重量以上である場合）に最適組合せに参加しにくいと判定する場合を説明する。

図５は、本実施形態にかかる半自動式組合せ秤の運転方法（制御部１１２の動作プログラム）の一例を概略的に示すフローチャートである。以下、本実施形態の組合せ秤の運転方法について、図５を参照しつつ説明する。

動作が開始されると（スタート）、まず各供給ホッパに保持されている被計量物の重量が検出される（ステップＳ１０１）。供給ホッパでの重量検出が完了すると、保持されている被計量物の重量が組合せ目標重量の１／２を超える供給ホッパが選択される（ステップＳ１０２）。供給ホッパの選択が完了すると、選択された供給ホッパのゲート（内側ゲート１０７ａおよび外側ゲート１０７ｂ）が閉止状態に維持されると共に（ステップＳ１０３）、選択された供給ホッパに対応する表示灯が点滅されることにより、選択された供給ホッパが作業者に報知される（ステップＳ１０４）。作業者は、点滅している表示灯に対応する供給ホッパに保持されている被計量物を手で交換する。これにより、最適組合せに参加しにくい被計量物のバッチが計量ホッパに投入される前に排除される。

次に動作終了の指示が入出力装置１０４から入力されているか否かの判定が行われ（ステップＳ１０５）、入力されていれば動作を終了し（エンド）、入力されていなければステップＳ１０１に戻る。

かかる動作と平行して、組合せ秤１００では一般的な組合せ計量、すなわち、供給ホッパ１０７から収納部１２３ａ、ｂへの被計量物の供給、収納部１２３ａ、ｂにおける計量値取得、組合せ演算、最適組合せに参加する収納部１２３ａ、ｂから搬送装置１０５への被計量物の排出、搬送装置１０５から包装機への被計量物の排出、供給ホッパ１０７から空になった収納部１２３ａ、ｂへの被計量物の供給が行われる。

組合せ秤１００では、一定の周期で、被計量物が、最適組合せに参加する収納部１２３ａ、ｂから搬送装置１０５を経て包装機へと排出される。空になった収納部１２３ａ、ｂに対応する供給ホッパ１０７のゲート（前ゲート１０７ａまたは後ゲート１０７ｂ）が開閉され、該収納部１２３ａ、ｂへ被計量物が供給される。個々のホッパを区別せずに考えれば、供給ホッパ１０７のゲートの開閉周期は、収納部１２３ａ、ｂのゲートの開閉周期と同じになる。

上述の通り、保持されている被計量物のバッチが最適組合せに参加しにくい（第１の条件を充足する）供給ホッパ１０７については、前ゲート１０７ａおよび後ゲート１０７ｂの開閉が禁止され（収納部１２３ａ、ｂへの被計量物の排出を行わずに）、投入口表示灯１１１によりその供給ホッパ１０７に保持されている被計量物の交換が指示される。かかる動作により、計量ホッパに被計量物が投入される前に、供給ホッパにおいて、供給重量センサの検出結果に基づいて、最適組合せに参加しにくい被計量物のバッチが排除される。

［効果］
供給ホッパがなく、手で被計量物を計量ホッパへ直接に投入する構成では、計量値が安定しているか否かを、検出値のサンプリング結果に基づいてリアルタイムで判断する必要がある。その結果、計量値の取得プロセスが複雑化する。また、計量ホッパが作業者の作業領域に露出しているため、計量値が不安定になりやすく、精確な計量値を求めるのが困難になる。本実施形態の組合せ秤では、計量ホッパの上方に供給ホッパが配設され、手による被計量物の投入は供給ホッパに対して行われる。かかる構成では、計量ホッパが外部から保護され、計量値も安定しやすくなる。また、計量ホッパへの被計量物の供給は供給ホッパにより行われる。供給のタイミングは、計量ホッパから被計量物が排出されるタイミングを基準に決定される（落下時間を考慮すれば、供給ホッパの開閉と計量ホッパの開閉とが同時に行われてもよいし、前者と後者とが所定時間だけずらして行われてもよい）。つまり、計量ホッパへの被計量物の供給は、一定の周期で定期的に行われることになる。かかる構成では、計量ホッパにおける計量値の取得は、計量ホッパへの被計量物の供給から安定時間を経過した時点、すなわち予め定められたタイミングで行うことが可能になる。よって、計量値の取得を安定かつ精確かつ簡便に行うことができる。

供給ホッパと計量ホッパとを備え、計量ホッパから排出した被計量物を搬送装置を介して回収することで被計量物を交換する構成では、回収に時間がかかり、作業効率が低下する。本実施形態の組合せ秤では、供給ホッパに供給重量センサを配設すると共に、計量ホッパに被計量物が投入される前に、供給ホッパにおいて、供給重量センサの検出結果に基づいて、最適組合せに参加しにくい被計量物のバッチを保持する供給ホッパが指示される。よって、迅速に被計量物を交換することが可能となり、組合せ不成立が効果的に抑制され、作業効率の向上が図られる。具体的には、搬送装置を用いた強制排出の回数が低減され、計量速度（包装機への単位時間あたりの排出回数）が向上する。

作業者にとっては、投入口の数が多くなると、被計量物を投入する負担が大きくなる。一方、計量値の数を減らせば、組合せ候補の数が減り、計量精度は低下する。計量ホッパの上方に被計量物を一時的に保持して排出する供給ホッパを配設すると共に、計量ホッパを本実施形態のように２槽式（２つの収納部を備える構成）とすることで、１個の投入口に対して２個の計量値が得られる。よって、計量値の数を多くして計量精度を向上させつつ、投入口の数を減らして作業者の負担を軽減できる。

［変形例］
組合せ演算に用いられる計量値は、計量重量センサを用いて検出される。供給重量センサで検出された重量値は、保持されている被計量物を作業者の手で交換すべき供給ホッパを選択するためにのみ用いられる。よって供給重量センサの計量精度（例えば１０グラム程度）は、計量重量センサの計量精度（例えば０．１グラム程度）より低くてもよい。一方、供給ホッパへは作業者の手で直接に被計量物が投入される。よって供給重量センサの耐久性は、計量重量センサよりも高いことが好ましい。

計量ホッパのみを計量部としたが、供給ホッパも計量部として機能させてもよい。すなわち、供給ホッパで取得された計量値も組合せ演算に参加させてもよい。この場合には、供給重量センサの計量精度は計量重量センサと同程度であることが好ましい。

供給ホッパも計量部として機能させる場合において、最適組合せに参加する供給ホッパに対応する計量ホッパ（あるいはその収納部の一方）が最適組合せに参加していないと、装置構成によっては該供給ホッパから被計量物を排出できなくなる。この場合、最適組合せに参加するホッパからの被計量物の排出に先立ち、最適組合せに参加する供給ホッパに対応する計量ホッパ（あるいはその収納部の一方）のゲートを開放して被計量物を搬送装置に排出し、搬送装置を逆回転させて被計量物を強制排出容器へと排出してもよい。その後に、最適組合せに参加するホッパ（ないし収納部）から被計量物が排出されればよい。

供給ホッパも計量部として機能させる場合において、供給ホッパに対応する計量ホッパ（あるいはその収納部の一方）が同時に選択される場合にのみ、該供給ホッパを最適組合せに参加させることとしてもよい。この場合、選択された供給ホッパから排出された被計量物を、選択されてゲートが開放された計量ホッパを経由して搬送装置へと排出することが可能になる。

供給ホッパも計量部として機能させる場合において、供給ホッパに対応する計量ホッパ（あるいはその収納部の一方）が同時に選択される組合せを優先的に最適組合せとしてもよい。すなわち、供給ホッパが参加する組合せにおいて、組合せ合計重量が許容重量範囲内にありかつ組合せ目標重量により近い組合せがあっても、該組合せにおいて供給ホッパに対応する計量ホッパ（あるいはその収納部の一方）が同時に選択されていない場合には、供給ホッパに対応する計量ホッパ（あるいはその収納部の一方）が同時に選択されている組合せであって組合せ合計重量が許容重量範囲内にある組合せを優先的に最適組合せとしてもよい。かかる態様では、可及的に強制排出の回数を減らすことが可能となり、計量速度を向上できる。

供給ホッパも計量部として機能させる場合において、最適組合せに参加しにくい重量の被計量物のバッチが保持されていると判定された（第１の条件を満たす）供給ホッパが存在しても、仮に該供給ホッパが最適組合せに参加する場合には、該供給ホッパの報知を行わない構成としてもよい。

供給重量センサの検出結果に基づいて、被計量物が供給ホッパに保持されているか否か（投入されているか否か）の判定が行われてもよい。例えば、供給重量センサの検出結果に基づいて、供給ホッパが保持している被計量物の重量が一定値以下と判定されれば、被計量物が供給ホッパに保持されていないと判定することができる。さらに、被計量物が保持されていないと判定された供給ホッパについては、ゲートの開閉が禁止され、計量ホッパないし収納部への被計量物の排出を行わないこととしてもよい。さらに、被計量物が保持されていないと判定された供給ホッパ（空になっている供給ホッパ）については、対応する投入口表示灯によりその供給ホッパへの被計量物の投入が指示されてもよい。この場合には、被計量物の交換指示（上述の例で言えば点滅）と異なる態様での指示（例えば点灯）としてもよい。かかる態様では、最適組合せに参加しやすくかつ被計量物が保持されている供給ホッパのみについてゲートが開閉され、下方の計量ホッパへと適量の被計量物が供給される。供給ホッパのゲートへの被計量物の噛み込みは防止され、作業効率がさらに向上する。

計量ホッパは１個の計量ホッパに１個の収納部のみが設けられた構成であってもよい。ただし、計量精度および作業効率を向上させるためには、１個の供給ホッパに２個の計量部を対応させた構成（例えば計量ホッパを２槽式とした構成、あるいは１個の供給ホッパに対応して２個の計量ホッパを設けた構成）とするのが好ましい。

供給ホッパが２列以上の列をなすように配設されていてもよい。ただし、作業効率の観点からは供給ホッパを１列をなすように配設するのが好ましい。供給ホッパを１列をなすように配設すると共に、１個の供給ホッパに２個の計量部を対応させた構成とすることが最も好ましい。

供給ホッパないし投入口は、直線状に配設されてもよく、円弧状に配設されてもよく、緩やかな角度のＶ字型に配設されてもよく、円周状に配設されてもよい。

供給ホッパに保持されている被計量物のバッチが最適組合せに参加しにくいか否かを判定する（第１の条件を充足する）基準の他の例としては、例えば、保持されている被計量物の重量が供給ホッパの中で最も重いものから順に所定の順位以内（例えば、２番目まで、あるいは３番目まで）であることであってもよい。第１の条件を充足するか否かが、保持されている被計量物の重量が最も重い計量ホッパに保持されている被計量物の重量に基づいて判定されてもよい。例えば、保持されている被計量物の重量が最も重い計量ホッパに保持されている被計量物の重量よりも重い被計量物が保持されている供給ホッパを、第１の条件を充足する供給ホッパと判定してもよい。

選択された供給ホッパの報知は、入出力手段の画面上での報知や、音声による報知など、さまざまな方法で行うことができる。すなわち、供給ホッパ報知装置は、液晶タッチパネルやスピーカなどを備えてもよい。ただし、作業者が作業に集中できるようにするためには、作業時に作業者の視野に入る領域、例えば天板上において、表示灯など視覚で確認できる手段により報知が行われることが好ましい。上述の例では表示灯が点滅されたが、例えば表示灯の色を変えることで報知が行われてもよい。

本発明に係る半自動式組合せ秤は、安定かつ精確かつ簡便に計量値を取得でき、かつ作業効率の向上を図ることができる半自動式組合せ秤として有用である。

図１は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す上面図である。図２は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す正面図である。図３は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成の一例を示す側面図である。図４は、本発明の第１実施形態の組合せ秤における制御系統の概略構成の一例を示すブロック図である。図５は、本実施形態にかかる半自動式組合せ秤の運転方法の一例を概略的に示すフローチャートである。

符号の説明

１００組合せ秤
１０１供給重量センサ
１０２天板
１０３本体
１０４入出力装置
１０５搬送装置
１０６投入口
１０７供給ホッパ
１０７ａ前ゲート
１０７ｂ後ゲート
１０８計量ホッパ
１０９計量重量センサ
１１０制御基板
１１１投入口表示灯
１１２制御部
１１３記憶部
１１４供給ホッパゲート駆動回路
１１５第１Ａ／Ｄ変換回路
１１６計量ホッパゲート駆動回路
１１７第２Ａ／Ｄ変換回路
１１８搬送装置駆動回路
１１９Ｉ／Ｏ回路
１２０基台
１２１表示灯駆動回路
１２３ａ、ｂ収納部
１２４強制排出容器

Claims

被計量物を一時的に保持して排出し、組合せ演算に参加する計量部でない複数の供給ホッパと、
前記供給ホッパに保持されている被計量物の重量を検出する供給重量センサと、
前記供給ホッパの下方に配設され、前記供給ホッパから排出された被計量物を一時的に保持して排出し、組合せ演算に参加する計量部である複数の計量ホッパと、
各供給ホッパに保持されている被計量物の重量である前記供給重量センサの検出結果に基づいて、保持されている被計量物を作業者の手で交換すべき供給ホッパを選択して報知する供給ホッパ報知装置とを備える、半自動式組合せ秤。
前記供給ホッパは開閉可能なゲートを備え、
前記供給ホッパ報知装置は、
前記供給重量センサの検出結果に基づいて第１の条件を充足する供給ホッパを選択し、
該選択された供給ホッパのゲートを閉じた状態に維持して被計量物が排出されないようにすると共に、
該選択された供給ホッパを報知することで、
保持されている被計量物を作業者の手で交換すべき供給ホッパを選択して報知するように構成されている、
請求項１に記載の半自動式組合せ秤。
前記供給ホッパ報知装置は、前記複数の供給ホッパのそれぞれに対応して設けられた表示灯を備える、請求項１に記載の半自動式組合せ秤。
前記供給ホッパ報知装置は、前記表示灯を点滅させることにより保持されている被計量物を作業者の手で交換すべき供給ホッパを報知するように構成されている、請求項３に記載の半自動式組合せ秤。
前記第１の条件は、保持されている被計量物の重量が所定重量以上であることである、請求項２に記載の半自動式組合せ秤。
さらに、制御装置と、前記計量ホッパに保持されている被計量物の重量を検出する計量重量センサとを備え、
前記制御装置は、保持されている被計量物の重量が最も重い計量ホッパに保持されている被計量物の重量に基づいて、前記第１の条件を充足する供給ホッパを選択するように構成されている、請求項２に記載の半自動式組合せ秤。
被計量物を一時的に保持して排出し、組合せ演算に参加する計量部でない複数の供給ホッパと、
前記供給ホッパに保持されている被計量物の重量を検出する供給重量センサと、
前記供給ホッパの下方に配設され、前記供給ホッパから排出された被計量物を一時的に保持して排出し、組合せ演算に参加する計量部である複数の計量ホッパとを備えた半自動式組合せ秤の運転方法であって、
各供給ホッパに保持されている被計量物の重量である前記供給重量センサの検出結果に基づいて、保持されている被計量物を作業者の手で交換すべき供給ホッパを選択する選択ステップと、
該選択された供給ホッパを作業者に報知する報知ステップとを有する、
半自動式組合せ秤の運転方法。
前記供給ホッパは開閉可能なゲートを備え、
さらに、該選択された供給ホッパのゲートを閉じた状態に維持して被計量物が排出されないようにするゲート閉維持ステップを有する、請求項７に記載の半自動式組合せ秤の運転方法。