JP5711011B2 - 物品選別装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査手段が設けられた搬送手段で物品を搬送しながら検査を行い、検査結果に応じて物品を自動的に選別する複連式の物品選別装置に係り、特に排除された物品中に良品と不良品が混在してしまうことがないため、人手を介することなく良品と不良品の分別を確実に行なうことができる物品選別装置に関するものである。

下記特許文献１には、複連秤量装置の前段に設けられ、高さの調節を容易に行なえるようにした複連助走コンベアの発明が開示されている。この複連助走コンベア１は、被測定物を所定方向に搬送しながら計量する秤量装置３を複数並設した複連秤量装置２の前段に設けられており、共通のモータ１２に駆動される共通の駆動軸１１に複数の助走コンベア１０が設けられたものである。複数の助走コンベア１０は、駆動軸１１を中心として従動ローラ１５側が移動可能である。各助走コンベア１０ごとに、従動ローラ１５側の高さを高さ調節手段２２で調節できる。高さ調節手段２２は、助走コンベア１０に設けられた支持板２３と、高さが調節可能で支持板２３に当接する調節部材２５を有する。以上の構成によれば、支持板２３に形成された透孔２４から工具を挿入し、調節部材２５を操作して高さを調整できる。

下記特許文献２には、秤量部の幅が搬送部の幅よりも大きい秤量装置を複数並設した複連秤量装置において、同一の設置面積により多数の秤量装置を設置できるようにした発明が開示されている。この複連秤量装置１は、秤量部２と、秤量部２に設けられて被測定物を所定方向に搬送する搬送部３を有する。搬送部３の幅は秤量部２の幅よりも小さい。また、搬送方向について搬送部３の過半が秤量部２から突出している。搬送部３のモータ７は秤量部２側に配置され、搬送部３の重心は秤量部２の側に設定される。搬送部は安定し、被測定物が搬送部に載せられた時の衝撃等で搬送部が測定に有害な振動を起こすことがない。そして複数の秤量装置４の複数の搬送部３が、搬送方向について同一の位置で搬送方向と直交する方向に並ぶように、複数の秤量装置４が千鳥状に配設されている。これによって秤幅がコンベア幅より大きくても秤の最小配置ピッチがコンベアの最小ピッチとなり、省スペースが実現できる。

特開２００４−１８２３７号公報 実開２００４−２０４９５号公報

背景技術の項で説明した従来の複連秤量装置や複連助走コンベアによれば、同一のロット（ここでは包装されて一の製品となったり、後工程で一塊にまとめられるような複数の同一物品の組を意味する。）を構成する複数個の物品が各連ごとに１個ずつ同期して供給され、各連ではこれらを検査し、良品と判断された物品を通過させて後工程に送り、後工程では各連から供給された同一ロットを構成する所定複数個の良品の物品をまとめて包装するという使用方法をとる場合があった。例えば、所定複数本入りのスティックシュガーのパックを製造するために、１パックのスティックシュガーの員数と同数の連からなる複連秤量装置で単体のスティックシュガーを同期して１本ずつ搬送・検査し、良品のみを後工程に排出して所定本数の１製品としてパックするといった使用形態である。

上に例示したような態様で使用される従来の複連秤量装置や複連助走コンベアによれば、検査結果に応じて物品を選別する際、物品は、合格判定を受けた良品（正量品）と不合格判定を受けた不良品（過量品又は軽量品）の２区分に選別され、良品と不良品に対応する異なる２方向の何れかに搬出されるようになっていた。

このような選別装置によれば、複連秤量装置の各連の全てについて良品が揃わない場合にも、良品は後段の装置へ搬送されてしまうため、そのロットについては物品の員数が足りないことになり、このロットについては後に作業員が手作業で良品の物品を追加し、員数調整を行なう必要があった。また、複数連のうち、何れかに欠品があった場合には、員数不足の当該ロットについては全て不良品として排出していたため、実際には良品であっても不良品と混じってしまい、後にこれを良品と不良品に仕分けするのが困難であった。

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、物品選別装置において、人手で員数調整を行なうような煩雑な作業の必要性をなくし、また良品と不良品の無用な混在を防止することができるようにすることを目的としている。

請求項１に記載された物品選別装置１は、
供給された同一ロットに属する物品Ｗを搬送する複数の搬送手段３と、
前記各搬送手段３に設けられて物品Ｗを検査する複数の検査手段４と、
前記各搬送手段３に設けられ、物品Ｗを後段の工程に供給する通過位置Ａと物品Ｗを待避させる待避位置Ｂと物品Ｗを排除する排除位置Ｃの何れかに選択的に設定される複数の選別手段５と、
前記各検査手段４による物品Ｗの検査結果に基づき、全ての前記搬送手段３が搬送する物品Ｗが合格であると判断される場合には全ての前記選別手段５を前記通過位置Ａに設定し、少なくとも一つの前記搬送手段３が搬送する物品Ｗが不合格であると判断される場合には当該搬送手段３の前記選別手段５を前記排除位置Ｃに設定するとともに他の前記選別手段５を前記待避位置Ｂに設定するように前記各選別手段５を制御する制御手段１０と、 を具備することを特徴としている。

請求項２に記載された物品選別装置１は、請求項１記載の物品選別装置１において、
前記制御手段１０は、少なくとも一つの前記搬送手段３において物品Ｗが搬送されてこないと判断される場合には、全ての前記搬送手段３の前記選別手段５を前記待避位置Ｂに設定するように制御することを特徴としている。

請求項３に記載された物品選別装置１は、請求項１又は２に記載の物品選別装置１において、
さらに前記各搬送手段３に設けられて搬送される各物品Ｗを検出する複数のセンサ７を有しており、
さらに前記制御手段１０は、前記各センサ７の検出結果に基づき、少なくとも一つの前記搬送手段３において所定の基準時間内に物品Ｗが検出されない場合には、全ての前記搬送手段３の前記選別手段５を前記待避位置Ｂに設定するように制御することを特徴としている。

請求項１に記載された物品選別装置１によれば、供給された同一ロットに属する物品Ｗをそれぞれ搬送しながら検査して選別する工程において、全ての搬送手段３で搬送される物品Ｗが合格の場合には、全ての選別手段５が通過位置Ａに設定されて全ての物品Ｗが後段の工程に送られる。また、少なくとも一つの搬送手段３で不合格の物品が出た場合には、当該物品Ｗは排除位置Ｃに設定された選別手段５によって不良品として所定位置に排除されるが、その他の搬送手段３の物品Ｗは待避位置Ｂに設定された選別手段５により、良品として不良品とは別の所定位置に排出される。従って、良品と不良品の無用な混在を防止することができる。

請求項２に記載された物品選別装置１によれば、請求項１の物品選別装置１において、少なくとも一つの搬送手段３において物品Ｗが搬送されてこない欠品が発生した場合には、全ての搬送手段３の選別手段５を待避位置Ｂに設定するので、欠品以外の合格の物品Ｗについては待避位置Ｂに設定された選別装置５によって良品としての所定位置に排出される。従って、欠品時においても、良品と不良品の無用な混在を確実に防止することができる。

請求項３に記載された物品選別装置１によれば、請求項１又は２に記載の物品選別装置１において、各センサ７の検出結果に基づき、少なくとも一つの前記搬送手段３において所定の基準時間内に物品Ｗが検出されない場合には、欠品の場合と同様に処理する。従って、基準時間に外れてはいるが実際には欠品ではなく、検査手段４による検査も合格の物品Ｗについては待避位置Ｂに設定された選別手段５により、良品の所定位置に排出される。

第１実施形態の物品選別装置の正面図である。 第１実施形態の物品選別装置の平面図である。 第１実施形態の物品選別装置の右側面図である。 第１実施形態の物品選別装置における物品選別作用の第１例を示す模式図である。 第１実施形態の物品選別装置における物品選別作用の第２例を示す模式図である。 第１実施形態の物品選別装置における物品選別作用の第３例を示す模式図である。 第２実施形態の物品選別装置の正面図である。 第２実施形態の物品選別装置の平面図である。 第２実施形態の物品選別装置の右側面図である。

１．第１実施形態（図１〜図６）
図１〜図３を参照して第１実施形態に係る物品選別装置１の構成を説明する。
本装置１は、構成各部を取り付ける本体として、床面上に設置される略箱型枠状のフレーム２を備えている。このフレーム２の上面側には複数の搬送手段３が設置されている。本実施形態の各搬送手段３は同一構造のベルトコンベアであり、本例では第１連から第６連までの６基の搬送手段３が同一の高さで始点及び終点を揃えて互いに平行かつ水平に配置されている。各連の搬送手段３は、前半の助走部３ａと後半の測定部３ｂからなり、後半の測定部３ｂは検査手段としての計量装置４に支持されている。物品は、各連ごとに図示しない前段の物品供給部から助走部３ａに供給され、助走部３ａで搬送されながら姿勢が安定したところで測定部３ｂに受け渡され、測定部３ｂで搬送されながら計量装置４によって重量を測定される。計量装置４は物品の重量を測定して計量信号を出力する。

各連の測定部３ｂの隣部には、ベルトコンベア状の選別手段５がそれぞれ設けられている。選別手段５は、測定部３ｂの終点側に対面する始点側のプーリが軸支されており、全体として水平状態から下方所定角度の間で揺動可能となっている。各選別手段５は、フレーム２に取り付けられた駆動手段６に連結されている。各駆動手段６は、上下逆向きの一対の駆動シリンダから構成されており、一対の駆動シリンダの駆動状態の組み合わせにより、各選別手段５を３つの位置の間で上下動させることができる。すなわち、図１に示すように、各選別手段５は、駆動手段６の駆動により、水平な第１の位置（選別手段５ａで表す）と、水平状態から斜め下方に向いた第２の位置（選別手段５ｂで表す）と、第２の位置からさらに斜め下方に向いた第３の位置（選別手段５ｃで表す）との３つの位置に選択的に設定することができる。

水平な第１の位置は、図示しない後段の工程に物品を供給する位置であり、良品と判定された物品の通過位置Ａである。この通過位置Ａにある選別手段５ａの先には、例えば排出された物品を包装する包装装置等のラインがある。また、水平状態から斜め下方に向いた第２の位置は、良品と判定された物品を一時待避させるための待避位置Ｂである。この待避位置Ｂにある選別手段５ｂの先には、良品が収納される収納部又はこれを所定の位置に搬送するための搬送部が設けられるが、図示はしていない。また、第２の位置からさらに斜め下方に向いた第３の位置は、不良品と判定された物品を排除する排除位置Ｃである。この排除位置Ｃにある選別手段５ｃの先には、不良品が収納される収納部又はこれを所定の位置に搬送するための搬送部が設けられるが、図示はしていない。

各連の搬送手段３において、助走部３ａと測定部３ｂの間の上方には物品を検出するセンサ７がそれぞれ設けられている。センサ７は、助走部３ａから測定部３ｂに移行する物品を検知して検知信号を出力する。

本装置１のフレーム２に隣接して、フレーム２とは別体に制御手段１０が設けられている。制御手段１０は、本装置１の各部を制御し、助走部３ａによる物品の搬送と、測定部３ｂによる物品の搬送及び計量装置４による計量を制御する。さらに制御手段１０は、測定部３ｂの計量装置４からの計量信号及びセンサ７からの検知信号を受け、後述するように、これら等に基づいて選別手段６を制御して物品の適切な選別を行なう。

図４〜図６を参照して第１実施形態に係る物品選別装置１の作用を説明する。
本実施形態の物品選別装置１は、以上説明した６連の搬送手段３等により、適正な重量範囲内にある６個の物品Ｗを１ロットとして後段に送り、包装工程等に供するための装置である。そして本実施形態においては、図示はしないが各連ごとに製造装置が対応して設けられており、この製造装置によって、同一のロット（ここでは包装されて一の製品となったり、後工程で一塊にまとめられるような複数の同一物品の組を意味する。）を構成する複数個の物品Ｗが原則として１個ずつ同時に製造され、同期して各連に供給されることになっている。しかしながら、製造装置から各物品Ｗが出る時点では略同時であっても、シュート等の供給経路を通過して本物品選別装置１の各連に到達した時点では、シュート等の摩擦等によって同期がとれておらず、時間差でばらばらに到達する場合もありうる。また製造装置での条件の差異等により、各物品Ｗの重量にもばらつきがある可能性もある。このため、このような不都合を解消して、所定個数（本例では６個）かつ適正重量の物品Ｗを後段に供給するため、本物品選別装置は、以下に説明するような態様で物品Ｗの選別を行うようになっている。

なお、以下の説明において、計量の結果、その物品Ｗの重量が許容範囲内にある場合、その物品Ｗは重量の検査に合格したものとし、重量の点で問題ない良品として、正量品と称する。また、計量の結果、その物品Ｗの重量が許容範囲を外れていた場合、その物品Ｗは重量の検査に不合格であったものとし、重量の点で問題がある不良品として、重量ＮＧ品と称する。重量ＮＧ品には、重量の許容範囲を越えた過量品と、重量の許容範囲を下回った軽量品とがあるが、実施形態の説明では特に区別せず、重量ＮＧ品と総称する。

また、前述したように、本物品選別装置１では、６連の搬送手段３により６個の物品Ｗが同期して搬送されてくることが予定されているが、以下に説明する制御手法でも言及するように、場合によっては物品Ｗが搬送されて来ない場合があり、このような事象を「欠品」と称する。欠品の原因としては、実際に物品Ｗが製造工程から供給されなかった場合や、搬送経路の中途に引っ掛かって物品選別装置まで到達しなかった場合がある。また、ある連だけ物品Ｗの供給が遅れてしまい、結果として到達はしたが、到達までに所定の許容時間を越えてしまった場合も、以下に説明するように欠品扱いとなる。

まず、全ての連において、許容範囲内の重量の物品Ｗが、欠品なく、かつ遅れなく許容時間内に搬送されてきた場合について説明する。各連の測定部３ｂの計量装置４からは、各物品Ｗの重量が許容範囲内にあることを示す計量信号が制御手段１０に送られ、制御手段１０がこれを確認する。また、各連のセンサ７からは、各物品Ｗの検知信号が送られてくるが、最初の検知信号の入力時刻から最後の検知信号の入力時刻までの時間が、所定時間以内であることが制御手段１０によって確認される。このため、ある連について時間経過による欠品扱いが生じることはない。その結果、すべての連において各選別手段５は通過位置Ａに設定される。各物品Ｗは測定部３ｂから出て、正量品として６個揃って後段の工程に供給される。

図４は、少なくとも一つの連、例えば第１連と第３連の２つの連の物品Ｗが重量ＮＧ品であり、その他の連はすべて正量品であり、欠品はなく、時間遅れもない場合である。この場合には、制御手段１０は、第１連と第３連の各測定部３ｂの各計量装置４から重量ＮＧの計量信号を受け、これに応じて第１連と第３連の各選別手段５を排除位置Ｃに設定し、その他の連の選別手段５については待避位置Ｂに設定する。これにより、第１連と第３連の重量ＮＧ品は不良品として回収され、他の連の正量品は良品として回収される。このように、重量ＮＧ品が発生した場合に、正量品を不良品とは分別して容易に回収することができる。

図５は、第２連に欠品が発生したが、その他の連では所定時間内に正量品の物品Ｗが搬送されてきた場合である。この場合には、第２連の測定部３ｂの計量装置４からは制御手段１０に正規の計量信号が送られて来ないため、制御手段１０は欠品と判断して全ての連の選別手段５を待避位置Ｂに設定する。これによって、物品Ｗが送られて来ない第３連以外の全ての連において、正量品を容易に回収することができる。

図６は、全ての連において正量品が搬送されてきたが、第２連においては所定時間を過ぎて遅れて搬送されてきた場合である。このような時間制限は制御手段１０によって次のように管理される。すなわち、６連の搬送手段３にそれぞれ設けられたセンサ７のうち、最も早く物品Ｗを検知したセンサ７からの検知信号が制御手段１０に入力されると、制御手段１０はそこから経過時間のカウントを開始する。限界となる所定時間が経過した後にセンサ７から物品Ｗの検知信号が入った連があった場合、これについては時間遅れと判断する。図６に示す例では、第２連のセンサ７から検知信号が制御手段１０に入力された時点では、最も早い連のセンサ７から検知信号が制御手段１０に入力された時から所定時間がすでに経過していると制御手段１０が判断した。その他の連については、すべて所定時間内に検知信号が制御手段１０に入力されている。そこで、制御手段１０は、少なくとも一つの連（第２連）で時間遅れが発生したので、欠品が生じた場合と同様、全ての連の選別手段５を待避位置Ｂに設定する制御を行い、第２連も含めてすべての連において正量品を回収する。

図６の例では、各連の間における到達時間のばらつきの限界を、同図中に示すように例えば１００ｍｓｅｃに設定している。この時間は、例えば搬送手段３の搬送速度が１９．８ｍ／分であるとすると、長さに換算して３３ｍｍに相当する。すなわち、６つの連を搬送されてくる各物品Ｗは搬送方向について寸法にして最大で３３ｍｍのずれまで許容されることとなる。

以上のようにして、各連では各物品Ｗの重量を計量し、すべての連について計量値が所定の重量範囲内に入っていれば良品と判断し、かつ搬送の時間遅れがない場合には、後工程に送る。図示しない後工程では、各連から供給された同一ロットの所定複数個の良品の物品Ｗをまとめて包装する。具体的な一例を示せば、この物品選別装置１は、その搬送手段３の連数と同数のスティックシュガーが入ったパック製品の製造工程に使用可能であり、一パックを構成する単体の各スティックシュガーを同期して１本ずつ搬送・検査し、良品のみを後工程に排出して所定員数の１製品としてパックすることができる。

仮に、何れかの連で重量ＮＧ品が出れば、その重量ＮＧ品は不良品として所定の位置に排出されて適切に処理され、その他の連の正量品も良品として所定の位置に排出されて再度物品選別装置１に供給される等、適切に再利用される。また、ある一部の連で欠品や搬送遅れが生じても、欠品のまま員数不足の物品Ｗを後工程に搬送することがないので、後工程で人手によって員数不足の製品に物品Ｗを追加する面倒な作業を行なう必要がない。欠品や時間遅れの連以外の連であって、重量ＮＧ品でないものは待避位置Ｂに設定された選別手段５ｂによって良品として所定の位置に排出されて再度物品選別装置１に供給される等、適切に再利用される。このように、本実施形態の物品選別装置１によれば、良品と不良品の選別を人手をかけずに効率的に行なうことができるので、従来よりも製品の生産性を向上させることができる。

図７〜図９を参照して第２実施形態に係る物品選別装置１’の構成を説明する。
この装置では、選別手段５は、連続して２段で配置された前選別部５ｄ及び後選別部５ｅから構成されており、その連の数は４連である。前選別部５ｄ及び後選別部５ｅは、それぞれ駆動シリンダ等の駆動手段６によって水平な第１位置と斜め下方に向いた第２位置に設定できる。前選別部５ｄ及び後選別部５ｅの水平な第１の位置は、図示しない後段の工程に物品Ｗを供給する位置であり、良品と判定された物品Ｗの通過位置Ａである。また、前選別部５ｄが斜め下方に向いた第２の位置は、不良品と判定された物品Ｗを排除する排除位置Ｃである。この排除位置Ｃにある前選別部５ｄの先には、不良品が収納される収納部としてのＮＧボックスが設けられている。ＮＧボックスの代わりに不良品を搬送する搬送部を設けてもよい。また、後選別部５ｅが斜め下方に向いた第２の位置は、良品と判定された物品Ｗを待避させるための待避位置Ｂである。この待避位置Ｂにある後選別部５ｅの先には、良品が収納される収納部又はこれを所定の位置に搬送するための搬送部が設けられるが、図示はしていない。その他、センサ７、制御手段１０の構成及び制御手段１０による制御の内容は第１実施形態と同様であり、対応する部分には第１実施形態と同一の符号を付してその説明を援用するものとする。
この第２実施形態の構成によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

以上の各実施形態の説明では、搬送手段３に設ける検査手段として計量装置４を例示したが、検査手段としては重量を測定する計量装置のみに限定する必要はなく、その他の検査手段、例えば磁気センサを利用した金属検出装置やＸ線等を利用した異物検査装置でもよいし、各種センサを利用して物品の形状や長さ等の寸法を計測する計測手段等であってもよい。

１，１’…物品選別装置
３…搬送手段
４…検査手段としての計量装置
５…選別手段
５ａ…第１の位置にある選別手段
５ｂ…第２の位置にある選別手段
５ｃ…第３の位置にある選別手段
５ｄ…２段構成の選別手段における前選別部
５ｅ…２段構成の選別手段における後選別部
７…センサ
１０…制御手段
Ｗ…物品
Ａ…通過位置
Ｂ…待避位置
Ｃ…排除位置

Claims (3)

1. 供給された同一ロットに属する物品（Ｗ）を搬送する複数の搬送手段（３）と、
   前記各搬送手段に設けられて物品を検査する複数の検査手段（４）と、
   前記各搬送手段に設けられ、物品を後段の工程に供給する通過位置（Ａ）と物品を待避させる待避位置（Ｂ）と物品を排除する排除位置（Ｃ）の何れかに選択的に設定される複数の選別手段（５）と、
   前記各検査手段による物品の検査結果に基づき、全ての前記搬送手段が搬送する物品が合格であると判断される場合には全ての前記選別手段を前記通過位置に設定し、少なくとも一つの前記搬送手段が搬送する物品が不合格であると判断される場合には当該搬送手段の前記選別手段を前記排除位置に設定するとともに他の前記選別手段を前記待避位置に設定するように前記各選別手段を制御する制御手段（１０）と、
   を具備することを特徴とする物品選別装置（１）。
2. 前記制御手段（１０）は、少なくとも一つの前記搬送手段（３）において物品（Ｗ）が搬送されてこないと判断される場合には、全ての前記搬送手段の前記選別手段（５）を前記待避位置（Ｂ）に設定するように制御することを特徴とする請求項１記載の物品選別装置（１）。
3. さらに前記各搬送手段（３）に設けられて搬送される各物品（Ｗ）を検出する複数のセンサ（７）を有しており、
   さらに前記制御手段（１０）は、前記各センサの検出結果に基づき、少なくとも一つの前記搬送手段において所定の基準時間内に物品が検出されない場合には、全ての前記搬送手段の前記選別手段（５）を前記待避位置（Ｂ）に設定するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の物品選別装置（１）。

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