JPH07128125A - 組合せ計量方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工場内の環境などに影響されることなく、被
計量物Ｍの歩留りと稼働率を向上させることができる組
合せ力方法と装置を提供する。 【構成】 組合せ演算時の計量値と再チェック時の計量
値との計量差Δを個々の計量器５について検知する計量
差検知手段２１と、この検知手段２１によって得られた
上記選択された計量器５についての過去の計量差Δに基
づき所望の稼働率と歩留りとが得られる最適値となるよ
うに補正値αを算出する補正値算出手段２４と、この補
正値算出手段２４で算出された補正値αを組合せ演算手
段１９に入力させる補正値設定手段２５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、食品のような被計量
物を多数集めて袋詰めする際に、袋詰めされた商品の内
容量が設定値となるように計量するときに使用される組
合せ計量方法とその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多数の被計量物を集めて自動包装
するような場合には、被計量物を複数の計量器で各別に
計量し、これら各計量器からの計量信号を組合せ演算
し、一定の許容範囲内で、下限となる設定値に所定の補
正値を加算した目標値に近い組合せを選択して、選択さ
れた計量器から被計量物を自動包装機へと排出させるよ
うにしている。

【０００３】つまり、自動包装時には、包装される被計
量物が量目不足となるのを極力防止するため、図３に示
すように、下限となる設定値Ａと上限値Ｂとの間で、設
定値Ａに所定の補正値αを加えた目標値Ｃを設定し、こ
の目標値Ｃを下回らないように被計量物の組合せ計量が
行われる。そして、組合わせ計量後で選択された計量器
から被計量物が排出される前に、選択された計量器から
の計量信号を取り込んで加算することにより、組合せ計
量値の再チェックが行われ、この再チェックの結果、設
定値未満であるときには各計量器から被計量物の排出を
行わないようにして、量目不足の商品の製造を防止して
いる（特公平２−５４８８５号参照）。

【０００４】ここで、上記補正値αは、次のようにして
算出される。つまり、各計量器からの計量信号は、図４
に示すように、被計量物の計量ホッパへの落下による計
量器の振動や床振動などにより、微小な変動がある。こ
のため、同図のタイミングＤで計量信号を取り込んで組
合せ計量を行った後に、タイミングＥで再チェックを行
ったとすると、両者間には信号レベル差Δ＝（Ｅ点の信
号レベル）−（Ｄ点の信号レベル）が発生する。このレ
ベル差Δは、正・負何れの値となる場合もあるが、たと
えば負の値のときには、再チェック時の重量が上記設定
値Ａよりも小さくなり、その結果、量目不足であるとし
て計量器からの排出を行わないことがある。そこで、上
記レベル差Δによる影響を排除して、量目不足の発生に
よる稼働率の低下を抑制できるように、補正値αを決定
している。

【０００５】すなわち、信号レベル差Δの分布、つまり
計量差分布が正規分布するものとして、その標準偏差を
σ₁ とすると、組合せ計量によってＮ個の計量器が選択
された場合は、その組み合わされた合計重量の計量差分
布も正規分布となり、その標準偏差σ_N はσ₁ √Ｎ（ル
ートＮ）となる。このとき、標準偏差σ_N を３倍した±
３σ_N の幅内に９９．８％の計量差が包含されるため、
３σ_N ＝３σ₁ √Ｎを上記補正値αとして採用すれば、
再チェックの結果量目不足となるケースが０．２％以下
に抑制されて、十分稼働率が向上すると考えられる。

【０００６】また、以上の組合せ計量時には、効率的な
計量を行うため、選択される計量器の平均計量器数Ｎ_L
から前記補正値α＝３σ₁ √Ｎ_L を求めて使用してい
る。たとえば、設定値（下限値に相当する）１００ｇの
被計量物を１０個の計量器の組合せによって計量する場
合には、経験的に標準偏差σ₁ を０．１ｇとし、平均計
量器数Ｎ_L を４とした場合の０．６（＝３×０．１×√
４）ｇが補正値αとして採用されている。この補正値α
を大きくすると、量目不足による装置停止の発生率が低
下して稼働率は向上するが、１袋に入る被計量物の量が
平均的に多くなるので、その分だけ歩留りが低下する。

【０００７】こうして補正値αを決定し、前記設定値Ａ
に補正値αを加算した値を目標値Ｃとし、組合せ演算に
よってこの目標値Ｃを下回らないような組合せを選択す
ることにより、再チェック後の量目不足の発生頻度を低
くして、稼働率を高めながら、歩留りも高く維持するよ
うにしている。

【０００８】ところが、以上のような被計量物の組合せ
計量装置においては、上記補正値が平均選択計量器数Ｎ
と経験的な標準偏差とに基づいて予め一定値に設定され
ているため、個々の特性が異なるすべての計量装置につ
いて被計量物の計量時に歩留りと稼働率の両方を高める
ことが困難になる。

【０００９】そこで、これを解決すべく、本件出願人は
特願平５−２４９８７６号において、組合せ演算時の組
合せ計量値と再チェック時の組合せ計量値との計量差を
検知し、得られた過去の計量差に基づいて所望の稼働率
と歩留りとが得られる最適値となるように補正値を更新
して設定する技術を提案した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記技術
は、各計量器の計量差分布に差異がなく、かつ、組合せ
計算の結果選択される計量器数がほぼ一定していること
を前提条件として、補正値を求め、これに基づき被計量
物の計量を行うものであるため、次のような問題が発生
する。すなわち、前記各計量器への被計量物の投入状況
や各計量器が配置される工場内の環境などによっては、
上記前提条件が成立しない場合がある。たとえば、工場
内に空調機が配置されていて、この空調機からの風が直
接当たる計量器では前記計量差が大きくなり易いのに対
し、風が当たらない計量器では、前記計量差が小さくな
る。したがって、計量差が大きい計量器のみが選択され
て組合されると、再チェック時の合計重量が下限の設定
値を下回る可能性が高まり、稼働率が低下する。逆に計
量差の小さい計量器のみが選択されて組合されると、再
チェック時の合計重量が下限の設定値よりもかなり大き
くなる可能性が高まり、歩留りが低下する。

【００１１】この発明は、以上のような問題に鑑みてな
されたもので、その目的は、工場内の環境などによる影
響を排除しながら、被計量物の歩留りと稼働率をともに
向上させることができる組合せ計量方法とその装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる組合せ計量方法は、組合せ演算時
の計量値と再チェック時の計量値との計量差を個々の計
量器について検知し、全ての計量器ではなく、組合せ演
算に係る計量器について得られた過去の計量差に基づき
所望の稼働率と歩留りとが得られる最適値となるように
補正値を設定することを特徴としている。

【００１３】また、この発明にかかる組合せ計量装置
は、組合せ演算時の計量値と再チェック時の計量値との
計量差を個々の計量器について検知する計量差検知手段
と、この検知手段によって得られた組合せ演算に係る計
量器についての過去の計量差に基づき所望の稼働率と歩
留りとが得られる最適値となるように補正値を算出する
補正値算出手段と、この算出手段で算出された補正値を
組合せ演算手段に入力させる補正値設定手段とを備えた
ことを特徴としている。

【００１４】

【作用】この発明の計量方法によれば、組合せ演算時の
計量値と再チェック時の計量値との計量差が、個々の計
量器ごとに検知される。そして、選択された計量器につ
いての過去の計量差に基づき、最適な補正値が算出され
て、この補正値を設定値に加算して新たな目標値が設定
され、この目標値に基づき被計量物の組合せ計量を行
う。

【００１５】この発明の計量装置によれば、組合せ演算
手段による計量値と、再チェック手段による再チェック
時の計量値との計量差が、計量差検知手段により個々の
計量器について検知される。そして、選択された計量器
について得られた過去の計量差に基づき、補正値算出手
段により最適な補正値が算出される。また、この補正値
が補正値設定手段により前記組合せ演算手段に入力さ
れ、前記補正値が設定値に加算されて新たな目標値とさ
れ、この目標値に基づいて被計量物の組合せ計量が行わ
れる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明にかかる組合せ計量方法とそ
の装置の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は組
合せ計量装置の全体構成を概略的に示しており、この計
量装置は、上部に位置する搬送コンベア１の下方に、円
錐形の分散フィーダ２が配置されている。上記搬送コン
ベア１は、製造ラインから送られる食品のような被計量
物Ｍを受け取って、上記分散フィーダ２の上方まで搬送
し、その中央に落下させる。上記分散フィーダ２の外周
囲には、複数の振動式フィーダ３が放射状に配置され、
これら各フィーダ３は、振動しながら被計量物Ｍを径方
向外方に送り出し、その下方に配置されたプールホッパ
４から複数の計量器５へと落下させる。

【００１７】上記各計量器５は、上記各プールホッパ４
からの被計量物Ｍを受け取る計量ホッパ５１と、ロード
セル５２とから構成されている。このロードセル５２
は、一端が基台５０に固定され、他端に上記計量ホッパ
５１が取付けられており、この計量ホッパ５１内に供給
された被計量物Ｍの重量を検出して、後述するＣＰＵ１
０に計量信号を出力する。また、上記計量ホッパ５１の
下方には集合排出シュート６が設けられ、このシュート
６の下方に自動包装機７が配置されている。

【００１８】図２は、上記組合せ計量装置のブロック図
を示しており、上記各ロードセル５２からの計量信号を
ＣＰＵ１０に入力させるために、各ロードセル５２に増
幅器１１とフィルタ１２がそれぞれ各別に接続されると
ともに、これらフィルタ１２の出力側にマルチプレクサ
１３が接続されて、このマルチプレクサ１３から上記各
計量信号が上記ＣＰＵ１０に入力される。なお、同図
中、１４はアナログ・デジタル変換器である。

【００１９】また、上記ＣＰＵ１０の入力側には読出手
段１５が接続され、アイテム選択キー１６を選択するこ
とにより、メモリ１７から各種データが読出され、上記
ＣＰＵ１０に入力される。さらに、ＣＰＵ１０の出力側
には、上記各計量ホッパ５１を選択的に開閉制御するホ
ッパ開閉制御回路１８が接続されている。

【００２０】そして、上記ＣＰＵ１０には、組合せ演算
手段１９、再チェック手段２０、計量差検知手段２１、
分散値演算手段２２、分散値保持手段２３、補正値算出
手段２４、補正値設定手段２５、設定値保持手段２６お
よび上限値設定手段２７が設けられている。

【００２１】上記組合せ演算手段１９は、上記各ロード
セル５２からの計量信号を組合せ演算し、図３で示した
ように、一定の許容範囲Ａ−Ｂ内で、下限となる設定値
Ａに補正値αを加算した目標値Ｃに近い組合せを選択す
る。ここで、メモリ１７には、個々の計量器についての
過去の計量差分布の分散Ｖｉが記憶されており、この分
散Ｖｉが読み出されて分散値保持手段２３に一旦保持さ
れる。補正値算出手段２４は、組合せ演算手段１９から
の組合せを示す組合せ信号Ｃ１を受けて、その組合せに
係る計量器についての計量差分布の分散Ｖｉに基づい
て、後述する算出方法で補正値αを算出する。補正値設
定手段２５は、上記補正値αを組合せ演算手段１９に設
定する。

【００２２】また、上記再チェック手段２０は、上記組
合せ演算手段１９による組合せ演算後で、選択された各
計量ホッパ５１から被計量物Ｍが排出される前に、組合
せ演算手段１９から選択された計量器を示す信号を受
け、その選択された計量器のロードセル５２からの計量
信号を取り込んで加算することにより、組合せ計量値の
再チェックを行う。そして、この再チェック値が上記許
容範囲Ａ−Ｂ内にあるとき、組合せ演算手段１９からの
選択計量器を示す信号をそのままホッパ開閉制御回路１
８に出力し、選択された各計量ホッパ５１を開放させ
る。一方、再チェック値が上記下限の設定値Ａ以下の場
合には、再チェック手段２０からホッパ開閉制御回路１
８には信号が出力されることなく、上記各計量ホッパ５
１は開放されない。

【００２３】上記計量差検知手段２１は、上記個々の計
量ホッパ５１について、組合せ演算手段１９による組合
せ演算時の計量値と、再チェック手段２０による再チェ
ック時の計量値との計量差Δを検知する。

【００２４】また、上記分散値演算手段２２は、上記計
量差検知手段２１で得られた選択された各計量ホッパ５
１についての計量差Δと、分散値保持手段２３からの過
去のデータに基づいた分散Ｖｉとに基づいて、新しい分
散Ｖｉを演算する。この新しい分散Ｖｉは、分散値更新
手段２８によって、メモリ１７に古い分散を更新して書
き込まれる。

【００２５】上記補正値算出手段２４は、上記計量差検
知手段２１により得られた計量差Δを時系列データとし
て、上記各計量ホッパ５１における計量差分布の分散Ｖ
ｉを不偏分散により推定して、補正値αを算出する。

【００２６】つまり、ある計量ホッパｉにおける計量差
分布の分散をＶｉとしたとき、組合せ演算に係るＮ個の
計量ホッパにおける合計重量差分布の分散Ｖは、 Ｖ＝Σ_i=1 ^N Ｖｉ となる。また、このとき標準偏差をσとすると、 σ＝√Ｖ＝√（Σ_i=1 ^N Ｖｉ） となる。

【００２７】そして、たとえば計量ホッパＮ₂ ，Ｎ₄ ，
Ｎ₅ ，Ｎ₈ の組合せ重量が演算される際、これら各計量
ホッパにおける計量差Δ₂ ，Δ₄ ，Δ₅ ，Δ₈ の合計重
量差分布の分散Ｖ＝Ｖ₂ ＋Ｖ₄ ＋Ｖ₅ ＋Ｖ₈ を求め、こ
の結果から上記標準偏差σ＝√Ｖを求める。

【００２８】このとき、上記各計量ホッパ５１における
計量差Δが、図３に示すような正規分布であるときに
は、上記補正値αとして上記標準偏差σを３倍したもの
が採用される。そして、上記補正値αを設定値Ａに加算
して新たな目標値Ｃを設定し、この目標値Ｃに基づき被
計量物Ｍの組合せ計量を行う。

【００２９】次に、以上の組合せ計量装置を用いた被計
量物Ｍの組合せ計量方法について説明する。先ず、図１
の搬送コンベア１から分散フィーダ２に供給された被計
量物Ｍは、複数の振動式フィーダ３を介してプールホッ
パ４にそれぞれ落下され、この各プールホッパ４からそ
の下方に配置された計量器５の計量ホッパ５１内へと供
給され、この計量ホッパ５１内の被計量物Ｍがロードセ
ル５２により各別に計量される。

【００３０】そして、上記各ロードセル５２からの計量
信号がＣＰＵ１０内の組合せ演算手段１９に送られ、ま
た、アイテム選択キー１６を選択することにより、メモ
リ１７から、選択された被計量物Ｍについての計量差分
布の分散値Ｖｉの初期値、設定値（下限値）Ａおよび上
限値Ｂが読出手段１５によって読出されて、上記ＣＰＵ
１０の分散値保持手段２３、設定値保持手段２６および
上限値設定手段２７に一旦保持される。上記分散値の初
期値は、補正値算出手段２４に入力されて補正値αの初
期値が算出され、補正値αの初期値が補正値設定手段２
５によって組合せ演算手段１９に入力される。他方、設
定値Ａおよび上限値Ｂは、設定値保持手段２６および上
限値設定手段２７から組合せ演算手段１９に入力され
る。

【００３１】また、上記組合せ演算手段１９からの組合
せを示す組合せ信号Ｃ１を受けた補正値算出手段２４
が、その組合せ演算に係る計量ホッパ５１についての計
量差分布の分散Ｖｉを、分散値保持手段２３から読み出
し、その分散Ｖｉに基づいて、その計量ホッパ５１の組
合せに対する補正値αを算出し、補正値設定手段２５が
上記補正値αを組合せ演算手段１９に設定する。この組
合せ演算手段１９において、上記各ロードセル５２から
の計量信号が組合せ演算され、上記補正値設定手段２
５、設定値保持手段２６および上限値設定手段２７から
の入力値α，Ａ，Ｂに基づき、前述したように、一定の
許容範囲Ａ−Ｂ内で、設定値Ａに補正値αを加算した目
標値Ｃに近い組合せが選択される。したがって、補正値
αは組合せの数だけ算出される。たとえば１０個の計量
ホッパ５１のうちの４つを組合せる場合には₁₀Ｃ₄ 通り
の補正値αが算出される。

【００３２】さらに、上記組合せ演算手段１９による組
合せ演算後には、選択された上記各ロードセル５２から
の計量信号が再チェック手段２０に取り込まれ、この再
チェック手段２０で上記組合せ演算手段１９による組合
せ計量値の再チェックが行われる。そして、この再チェ
ック値が上記許容範囲Ａ−Ｂ内にあるとき、ホッパ開閉
制御回路１８を介して選択された各計量ホッパ５１が開
放され、これら各ホッパ５１から被計量物Ｍが図１の集
合排出シュート６に排出されて、自動包装機７による包
装が行われる。他方、再チェック値が上記設定値Ｂ以下
の場合には、被計量物Ｍの排出が行われることなく、量
目不足の発生が防止される。

【００３３】また、以上のような被計量物Ｍの計量時に
は、図２のＣＰＵ１０内の計量差検知手段２１により、
上記組合せ演算手段１９による計量値と再チェック手段
２０による計量値との計量差Δが、上記個々の計量ホッ
パ５１ごとに検知される。

【００３４】この計量差Δは分散値演算手段２２に入力
され、この分散値演算手段２２により、上記選択された
各計量ホッパ５１における今回の計量差Δも含めた過去
の計量差Δに基づき、新たな分散値Ｖｉが算出される。

【００３５】そして、上記新しい分散値Ｖｉが分散値更
新手段２８によってメモリ１７に更新して書き込まれ
る。組合せ演算が終了して許容範囲Ａ−Ｂ内にある計量
ホッパ５１の組合せが選択されると、組合せ演算終了信
号ｅが読出手段１５に入力され、この読出手段１５が作
動して、メモリ１７から更新された分散Ｖｉを読み出
し、分散値保持手段２３に保持させる。こうして保持さ
れた分散Ｖｉに基づいて補正値算出手段２４で新たな補
正値αが算出され、この補正値αが上記組合せ演算手段
１９に入力されて、上記目標値Ｃに近い各計量ホッパ５
１を組合せ選択する上での基準とされる。

【００３６】このように、上記補正値αを設定値Ａに加
算して目標値Ｃとし、この目標値Ｃに基づいて上記被計
量物Ｍの組合せ計量を行うことにより、被計量物Ｍの重
量が設定値未満となる確率が極めて小さくなって、稼働
率が高められ、また、上記補正値αを極力小さくできる
ため歩留りも向上する。

【００３７】しかも、組合せ演算に係る計量ホッパ５１
についての過去の計量差Δに基づき、それら計量ホッパ
５１の組合せに固有の補正値αが算出され、この補正値
αを設定値Ａに加算した新たな目標値Ｃが組合せ演算手
段１９に設定される。したがって、計量ホッパ５１の異
なる組合せごとに異なる目標値Ｃが設定され、この目標
値Ｃに基づき被計量物Ｍの組合せ計量が行われるため、
計量時に工場内の環境などによる影響を受けることな
く、組合せごとに適切な目標値Ｃが設定されるので、被
計量物の歩留りと稼働率を一層向上させることができ
る。

【００３８】また、上記補正値αとしては、組合せに係
る計量ホッパにおける計量差Δ₂ ，Δ₄ ，Δ₅ ，Δ₈ の
うち最大値の絶対値を用いることもできる。この場合
は、上記補正値αが大きくなって歩留りが若干悪くなる
おそれはあるが、稼働率をほぼ１００％とすることがで
き、特に、上記計量差Δの分布が一様分布のときに適し
ている。

【００３９】さらに、上記補正値αとしては、上記各計
量差Δの絶対値の平均値を採用してもよく、この場合
は、補正値αを一層小さくできるから、若干の稼働率低
下を招くおそれはあるものの、歩留りを高めることがで
きる。

【００４０】また、組合せ計量装置として、前記各計量
ホッパ５１の下部側にメモリホッパを設け、組合せ計量
時に選択されなかった計量ホッパ５１を開放して、その
内部の被計量物Ｍを前記メモリホッパ内に投入し、この
メモリホッパ内の被計量物Ｍを次回の組合せ計量に使用
するようにしたメモリホッパ付きのものがあるが、本発
明は、このようなメモリホッパ付の計量装置に適用する
こともできる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、この発明の組合せ計量方
法および組合せ計量装置によれば、組合せ演算時の計量
値と再チェック時の計量値との計量差を個々の計量器に
ついて検知し、組合せ演算に係る各計量器について得ら
れた過去の計量差に基づき補正値を設定し、この補正値
を設定値に加算して目標値とし、この目標値に基づいて
被計量物の組合せ計量を行うようにしているため、工場
内の環境などに影響されることなく、歩留りと稼働率の
両方を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る組合せ計量装置の全体構成を示
す概略図である。

【図２】同組合せ計量装置の要部を示すブロック図であ
る。

【図３】目標値を設定するときの説明図である。

【図４】計量器から送られる計量信号を示す信号波形図
である。

【符号の説明】

５…計量器、１９…組合せ演算手段、２０…再チェック
手段、２１…計量差検知手段、２２…分散値演算手段、
２３…分散値保持手段、２４…補正値算出手段、２５…
補正値設定手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被計量物を計量する複数の計量器からの
   計量信号を組合せ演算し、一定の許容範囲内で、下限と
   なる設定値に補正値を加算した目標値に近い組合せを選
   択して、選択された計量器から被計量物を排出させ、組
   合せ演算後で選択された計量器から被計量物が排出され
   る前に、選択された計量器からの計量信号を取り込んで
   加算することにより組合せ計量値の再チェックを行う組
   合せ計量方法において、 組合せ演算時の計量値と再チェック時の計量値との計量
   差を個々の計量器について検知し、組合せ演算に係る計
   量器について得られた過去の計量差に基づき所望の稼働
   率と歩留りとが得られる最適値となるように前記補正値
   を設定することを特徴とする組合せ計量方法。
2. 【請求項２】 被計量物を計量して計量信号を出力する
   複数の計量器と、 これらの計量信号を組合せ演算し、一定の許容範囲内
   で、下限となる設定値に補正値を加算した目標値に近い
   組合せを選択して、選択された計量器から被計量物を排
   出させる組合せ演算手段と、 組合せ演算後で選択された計量器から被計量物が排出さ
   れる前に、選択された計量器からの計量信号を取り込ん
   で加算することにより組合せ計量値の再チェックを行う
   再チェック手段とを備えた組合せ計量装置において、 組合せ演算時の計量値と再チェック時の計量値との計量
   差を個々の計量器について検知する計量差検知手段と、 この検知手段によって得られた、組合せ演算に係る計量
   器についての過去の計量差に基づき、所望の稼働率と歩
   留りとが得られる最適値となるように前記補正値を算出
   する補正値算出手段と、 この補正値算出手段で算出された補正値を組合せ演算手
   段に入力させる補正値設定手段とを備えたことを特徴と
   する組合せ計量装置。