JPH0797042B2

JPH0797042B2 - 組合せ計量装置

Info

Publication number: JPH0797042B2
Application number: JP5023354A
Authority: JP
Inventors: 文祐政
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1993-01-18
Filing date: 1993-01-18
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH0694509A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、菓子、果物、野菜な
どのように個々の重量にバラツキのある物品を、ほぼ一
定重量となるように、複数個ひとまとめにして袋詰めな
どを行なう際に使用される、組合せ計量装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】個々の重量にバラツキのある被計量物
を、設定重量分だけ、複数個ひとまとめにしようとして
も、設定重量との間に誤差が生じる。この誤差は被計量
物１個の平均重量が大きいほど著しくなる。

【０００３】この問題を解決するものとして、図９に示
す組合せ計量装置が用いられている。即ち、この組合せ
計量装置では、複数の計量ホッパ２_１〜２_ｎに、設定重
量のほぼＭ分の一に相当する被計量物をそれぞれフィー
ダ１_１〜１_ｎによって供給し、各計量ホッパ２_１〜２_ｎ
ごとに設けた計量器３_１〜３_ｎによって、収容された被
計量物をそれぞれ計量する。そして、この計量器３_１〜
３_ｎの出力に基づいて、被計量物の組合せ重量を、異な
るすべての組合せについて算出する。この組合せ重量の
うち、設定重量Ｗとの差が最も小となる組合せを選定
し、この計量ホッパ内の被計量物を排出して集合シュー
ト４などに集合する。

【０００４】しかして、このような構成の従来の組合せ
計量装置では、各計量ホッパへの被計量物の供給量が設
定重量の整数分の一に近い程、設定重量となる組合せが
得られる確率が高くなる。

【０００５】このため、従来の組合せ計量装置では、例
えば各フィーダ毎に所定の供給回数毎の平均供給量を算
出して、その平均供給量が設定重量Ｗの整数分の一（即
ちＷ／Ｍ）になるように、フィーダの被計量物に対する
送力をフィードバック制御しして、図１０のａのよう
に、計量ホッパ１個当たりの重量分布をＷ／Ｍに集中さ
せ、計量ホッパＭ個当たりの重量分布ｂを設定重量Ｗに
集中させていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに各フィーダの供給量がＷ／Ｍに極めて近くなるよう
に制御され、その分布がＷ／Ｍを中心とする極めて狭い
幅に集中している場合に、各フィーダの電源ラインの変
動や各フィーダに対する被計量物の供給状態の同一方向
への変動があって、計量ホッパ１個当たりの重量分布ａ
の中心がａ′のように僅かにずれると、計量ホッパＭ個
当たりの分布もｂ′のようにずれて、Ｍ個のホッパで設
定重量が得られる確率が激減してしまい、最悪の場合、
設定重量となる組合せが得られず、運転が停止してしま
うという問題がある。この発明は上記の問題を解決した
組合せ計量装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の組合せ計量装置は、駆動信号に応じた送力
で被計量物を送り出す複数のフィーダ（１３_１〜１
３_ｎ）と、前記複数のフィーダの送力を決定するための
送力パラメータを記憶する送力記憶手段（５２）と、前
記送力記憶手段に記憶されている送力パラメータに比例
した駆動信号で前記各フィーダを選択的に駆動するフィ
ーダ制御手段（６０）と、前記複数のフィーダから送り
出された被計量物をそれぞれ受ける複数の計量ホッパ
（１６_１〜１６_ｎ）と、前記複数の計量ホッパに収容さ
れた被計量物をそれぞれ計量する複数の計量器（１７_１
〜１７_ｎ）と、前記複数の計量器によって計量された被
計量物の組合せの中から、設定重量に近い組合せを、各
計量値に基づいて選定し、該選定された被計量物を排出
させる組合せ排出装置（３０）と、前記複数の計量器か
らの計量信号を受け、該計量信号から計量ホッパ内に被
計量物が収容されているか否かをそれぞれ判定して、前
記複数の計量ホッパのうち、被計量物が収容されている
収容済ホッパの数を検出する収容済ホッパ数検出手段
（４２）と、前記複数の計量器からの計量信号を受け
て、前記収容済ホッパ内の被計量物の全重量値を算出す
る全重量演算手段（４１）と、前記全重量値を前記収容
済ホッパ数で除算して、前記収容済ホッパ１個当りの平
均収容量を算出する平均収容量演算手段（４６）と、前
記平均収容量で計量ホッパ１個当りの目標重量を除算す
る除算手段（５１）と、前記除算手段で算出した値に前
記送力記憶手段に記憶されている現段階の送力パラメー
タを乗算した結果と予め設定されている所定の制御係数
とによって、次回のフィーダ駆動用の新たな送力パラメ
ータを算出する演算手段（５３、７０、７２、７３）
と、前記演算手段によって算出された送力パラメータ
を、前記送力記憶手段に記憶させる送力更新手段（５
４）とを備え、前記複数のフィーダから前記複数の計量
ホッパに供給される被計量物の平均収容量が前記計量ホ
ッパ１個当りの目標重量を中心に分散するようにしてい
る。

【０００８】

【作用】このように構成したため、本発明の組合せ計量
装置では、平均収容量で計量ホッパ１個当りの目標重量
を除算した値に現段階の送力パラメータを乗じて得られ
る乗算結果と予め設定されている所定の制御係数とによ
って、次回のフィーダ駆動用の新たな送力パラメータを
算出し、その新たな送力パラメータで被計量物を計量ホ
ッパへ供給するため、被計量物を供給した後の平均収容
量が、計量ホッパ１個当りの目標重量に対して制御係数
に応じた適度な幅で分散され、各フィーダに対する被計
量物の供給量の同一方向への変動や電源変動によって、
その平均が移動しても、設定重量となる組合せ確率は大
きく減少することがなく、設定重量に近い組合せが得ら
れる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図１は、一実施例の組合せ計量装置の機構部
の概略構成図、図２は制御部の概略構成図、図３〜図６
は図２の各部の内部構成を示している。

【００１０】図１において、１１は被計量物を順次円形
フィーダ１２へ供給する供給器である。円形フィーダ１
２の周縁部下方には、Ｎ個の中間ホッパ１４_１〜１４_ｎ
が円形に配置され、それぞれフィーダ１３_１〜１３_ｎを
介して被計量物が供給される。中間ホッパ１４_１〜１４
_ｎの下方には、それぞれ計量ホッパ１６_１〜１６_ｎが設
置されている。中間ホッパ１４_１〜１４_ｎに収容された
被計量物は、排出ゲート１５_１〜１５_ｎを開くと、それ
ぞれ計量ホッパ１６_１〜１６_ｎへ落下収容される。

【００１１】計量ホッパ１６_１〜１６_ｎには、それぞれ
計量器１７_１〜１７_ｎが設置されている。計量器１７_１
〜１７_ｎは、それぞれ計量ホッパ１６_１〜１６_ｎに収容
された被計量物を計量し、その計量値を出力する。

【００１２】計量ホッパ１６_１〜１６_ｎの下方には、集
合シュート１９が設置されている。計量ホッパ１６_１〜
１６_ｎに収容された被計量物は、それぞれ計量ホッパ１
６_１〜１６_ｎの排出ゲート１８_１〜１８_ｎを開くと、集
合シュート１９に落下する。集合シュート１９の下方に
は、包装機２１が設置されている。集合シュート１９の
底部には、一定時間ごとに、あるいは包装機２１とのタ
イミングを合わせて開くタイミングホッパ２０が設けら
れている。

【００１３】計量ホッパ１６_１〜１６_ｎの排出ゲート１
８_１〜１８_ｎは、組合せ排出装置３０の排出制御装置３
３によって開閉制御される。

【００１４】組合せ排出装置３０は、図３に示すよう
に、計量値記憶回路３１と、組合せ選定回路３２と、排
出制御装置３３とを備えている。

【００１５】図３において前記計量器１７_１〜１７_ｎか
らの各計量値は、組合せ排出装置３０の計量値記憶回路
３１へ送られる。計量値記憶回路３１は計量ホッパ１６
_１〜１６_ｎ内の収容物の計量値をそれぞれ記憶する。

【００１６】組合せ選定回路３２は、計量値記憶回路３
１に記憶された各計量ホッパ１６_１〜１６_ｎの収容物の
計量値に基づいて、被計量物の組合せ重量を、異なるす
べての組合せについて算出する組合せ計算部３２ａと、
設定重量Ｗを設定記憶する重量設定部３２ｂと、組合せ
計算部３２ａの組合せ重量出力と重量設定部３２ｂの設
定重量出力とを比較し、例えば設定重量との差が所定範
囲内で最も小となる計量ホッパの組合せを選定して組合
せ選定信号を出力する組合せ判別部３２ｃとを備えてい
る。

【００１７】排出制御装置３３は、前記組合せ選定信号
を受けると、排出ゲート１８_１〜１８_ｎのうちの指定さ
れたゲートを開くとともに、一定時間をおいて排出済み
の計量ホッパへの中間ホッパの排出ゲートを開くよう
に、開閉制御を行なう。

【００１８】また、各計量器１７_１〜１７_ｎからの各計
量値は、図２に示しているように、空の計量ホッパへの
フィーダの供給量を制御するための供給量制御回路４０
へ送られる。

【００１９】供給量制御回路４０は、全重量演算回路４
１と、収容済ホッパ数検出回路４２と、平均収容量演算
回路４６と、目標重量演算回路４７と、パラメータ演算
回路５０と、フィーダ制御装置６０とを備えている。

【００２０】各計量器１７_１〜１７_ｎからの計量値は全
重量演算回路４１に入力され、被計量物を収容している
全計量ホッパ１６_１〜１６_ｎの計量値が加算される。

【００２１】また、収容済ホッパ数検出回路４２は、図
４に示すように、各計量器１７_１〜１７_ｎからの計量値
を比較器４３_１〜４３_ｎで受け、零設定器４４に設定さ
れた重量零を表わす値と計量値とをそれぞれ比較し、計
量値が零より大の場合には、“１”を、零の場合には
“０”を、ビット加算器４５へ出力するように構成され
ており、被計量物が収容されている収容済計量ホッパの
数Ｌを、ビット加算器４５から出力する。

【００２２】平均収容量演算回路４６は、図２に示して
いるように、全重量演算回路４１からの加算値Ｗａと、
収容済計量ホッパ数検出回路４２からの収容済ホッパ数
Ｌとを受け、ＷａをＬで除算して、計量ホッパに供給さ
れている被計量物の平均収容量を算出する。

【００２３】目標重量演算回路４７の除算器４８は、組
合せ排出装置３０の重量設定部３２ｂ（図３参照）に設
定された設定重量Ｗを、組合せホッパ数設定器４９に設
定された目標組合せ数Ｍで除算する。従って、除算器４
８の出力Ｗ／Ｍは、Ｍ個の計量ホッパを組合せて設定重
量Ｗを得る場合の、各計量ホッパ１個当りの目標重量を
表わしている。

【００２４】パラメータ演算回路５０は、図５に示すよ
うに、目標重量演算回路４７からの目標重量で平均収容
量演算回路４６からの平均収容量を除算器５１によって
除算する。この除算器５１の出力は、計量ホッパ１個当
りの目標重量と、現段階での空でない計量ホッパ１個当
りの平均収容量との比を表わしている。

【００２５】送力記憶器５２は、フィーダの振動振幅や
振動時間を比例制御して、被計量物の送り出し量を決定
するための送力パラメータＦ_Ｎを記憶し、出力する。乗
算器５３は、後述する減算器７０、乗算器７２および加
算器７３とともに、この実施例の演算手段を形成するも
のであり、除算器５１の出力に送力記憶機器５２に記憶
されている送力パラメータＦ_Ｎを乗算する。この乗算結
果Ｆ_Ｓは次回の被計量物供給時の平均収容量が目標重量
Ｗ／Ｍに等しくなるための送力パラメータに相当してい
る。

【００２６】減算器７０は、乗算器５３の乗算結果Ｆ_Ｓ
と現パラメータＦ_Ｎとの差ΔＦを演算して、乗算器７２
へ出力する。

【００２７】一方、制御係数設定器７１には、フィーダ
から空のホッパへ新たに供給される被計量物の量によっ
て全体の平均収容量が、目標重量に対して適度に分散す
るための１以外の係数Ｘが、予め設定されている。

【００２８】乗算器７２は、制御係数設定器７１に設定
されている制御係数Ｘと差ΔＦとを乗算し、その結果を
加算器７３へ出力する。加算器７３は、その乗算結果Ｘ
・ΔＦに現段階の送力パラメータＦ_Ｎを加算した値を、
次のフィーダ駆動のための新たな送力パラメータＦ
_Ｎ＋１としてスイッチ５４へ出力する。

【００２９】スイッチ５４は、この実施例の送力更新手
段であり、送力記憶器５２に記憶されていた現段階の送
力パラメータＦ_Ｎを、加算器７３から出力される新たな
送力パラメータＦ_Ｎ＋１に更新記憶させる。

【００３０】フィーダ制御装置６０は、送力記憶器５２
に記憶されている送力パラメータに比例した送力で各フ
ィーダを駆動するために、図６に示すように構成されて
いる。即ち、供給制御回路６１は、排出された計量ホッ
パに被計量物を供給するための各フィーダ毎の供給信号
を出力する。乗算器６２_１〜６２_ｎは、供給すべき計量
ホッパに対応して、供給制御回路６１から出力される供
給信号と、送力記憶器５２に記憶されている送力パラメ
ータを乗算し、駆動回路６３_１〜６３_ｎは乗算器６２_１
〜６２_ｎからの出力に応じてフィーダ１３_１〜１３_ｎを
駆動する。

【００３１】次に上記実施例による組合せ計量装置の動
作を具体的に説明する。被計量物が、供給器１１、円形
フィーダ１２を経てフィーダ１３_１〜１３_ｎによってそ
れぞれ中間ホッパ１４_１〜１４_ｎへ供給され、中間ホッ
パ１４_１〜１４_ｎを介して各計量ホッパ１６_１〜１６_ｎ
に収容されて計量される。

【００３２】しかして、Ｎ個の全計量ホッパ１６_１〜１
６_ｎのうち、Ｌ個の計量ホッパには、各フィーダによっ
て既に被計量物が収容され、残りの（Ｎ−Ｌ）個の計量
ホッパは排出済みで空の状態になっているとすると、各
計量ホッパ１６_１〜１６_ｎに対応した各計量器１７_１〜
１７_ｎからの計量値は、収容済計量ホッパ数検出回路４
２の比較器４３_１〜４３_ｎへ入力され、ビット加算器４
５から収容済ホッパ数Ｌを表わす信号が、平均収容量演
算回路４６へ出力される。

【００３３】一方、各計量値は全重量演算回路４１で加
算され、その全重量Ｗａが平均収容量演算回路４６出力
される。この結果、空でない収容済みの計量ホッパに供
給されている被計量物の平均収容量Ｗａ／Ｌが、平均収
容量演算回路４６からパラメータ演算回路５０へ出力さ
れる。

【００３４】パラメータ演算回路５０は、目標重量演算
回路４７からの計量ホッパ１個当りの目標重量Ｗ／Ｍ
を、空でないＬ個の計量ホッパの平均収容量で除算し、
その除算結果に現段階の送力パラメータＦ_Ｎを乗算す
る。

【００３５】この結果、この乗算出力Ｆ_Ｓは、Ｆ_Ｓ＝〔（Ｗ／Ｍ）÷（Ｗａ／Ｌ）〕Ｆ_Ｎとなる。そして乗算出力Ｆ_Ｓと現段階の送力パラメータ
Ｆ_Ｎとの差ΔＦ（＝Ｆ_Ｓ−Ｆ_Ｎ）が求められ、その差Δ
Ｆに制御係数Ｘが乗算され、さらにこの乗算結果に現段
階のパラメータＦ_Ｎが加算されて、その加算結果が次回
のフィーダ駆動時の送力パラメータＦ_Ｎ＋１として、ス
イッチ５４を介して送力記憶器５２に更新記憶される。

【００３６】新たに記憶された送力パラメータＦ_Ｎ＋１
はフィーダ制御装置６０に送出され、駆動回路６３_１〜
６３_ｎのうち、空の計量ホッパに対応する駆動回路が、
この新たな送力パラメータＦ_Ｎ＋１とそのフィーダに対
応した供給信号との乗算出力に応じた送力でフィーダを
駆動し、空の計量ホッパに対する被計量物の供給がなさ
れる。

【００３７】このように、計量ホッパの平均収容量を目
標重量に一致させるための送力パラメータに相当する乗
算結果Ｆ_Ｓと現段階の送力パラメータとの差ΔＦに、制
御係数Ｘを乗じた値分だけ、送力パラメータが更新され
る。即ち、制御係数Ｘが１より大きければ、乗算結果Ｆ
ｓより大きな送力パラメータが送力記憶器５２に更新記
憶される。したがって、新たな送力パラメータが乗算結
果Ｆｓから大きく離れない範囲で、１より大きな制御係
数Ｘが設定されているとき、この更新された送カパラメ
ータによって被計量物が供給された後の平均収容量は、
図７に示すように、目標重量Ｗ／Ｍの上下を適度な幅で
振動するように変化する。

【００３８】このために、各フィーダから供給される被
計量物の重量値の重量分布は、図８のａのように、Ｗ／
Ｍを中心に適度に広がって分散され、例えば、これらを
Ｍ−１個、Ｍ個、Ｍ＋１個組合せた組合せ重量の分布も
ｃ、ｄ、ｅのように、互いに重なる部分が生じるように
広がる。したがって、Ｍ個付近での重量分布はｆのよう
にほぼ平坦な分布となる。

【００３９】この結果、たとえフィーダへの被計量物の
供給状態が同一方向に変化してその重量分布ａの平均値
がＷ／Ｍから移動しても、それを組合せた重量分布ｆは
平行にずれるだけなので、目標とする設定重量Ｗを中心
とする範囲ｈ内にはいる確率はほとんど変化せず、常に
設定重量Ｗに近い組合せを見い出すことができる。な
お、フィーダ制御装置６０の供給制御回路６１からの各
供給信号の大きさを僅かずつ異なる値にしておけば、こ
の重量分布をより広く且つ平坦にすることができ、フィ
ーダの電源変動やフィーダに対する供給状態の変化に対
してより強い計量装置となる。

【００４０】このようにして、全計量ホッパ１６_１〜１
６_ｎへの供給が完了すると、組合せ選定回路３２は、全
計量ホッパ１６_１〜１６_ｎについて計量値記憶回路３１
に記憶された各計量値に基づいて、すべての異なる組合
せについて、組合せ重量を算出し、重量設定部３２ｂに
設定された設定重量Ｗとの差が最も小となる計量ホッパ
の組合せを選定し、組合せ選定信号を排出制御装置３３
へ送出する。排出制御装置３３は、組合せ選定信号によ
って指定された計量ホッパの排出ゲートを開き、集合シ
ュート１９に排出される。排出された被計量物は集合シ
ュート１９でひとまとめにされ、タイミングホッパ２０
が開くと包装機２１へ落下して袋詰めされる。

【００４１】このようにして１回の組合せ排出が終了す
ると、次に、排出済みの空の計量ホッパには、前記同様
に供給量制御回路４０によって送力が制御された各フィ
ーダから被計量物が収容され、以下同様の動作で順次組
合せ計量が繰り返される。

【００４２】なお、上記の実施例では、計量の度に、フ
ィーダ送力の制御を行なっていたが、これは、スイッチ
５４の動作のタイミングを変えることによって、計量の
数回おきに行なってもよいし、また一定時間毎でもよ
い。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の組合せ計
量装置は、平均収容量で計量ホッパ１個当りの目標重量
を除算した値に現段階の送力パラメータを乗じて得られ
る乗算結果と予め設定されている所定の制御係数とによ
って、次回のフィーダ駆動用の新たな送力パラメータを
算出し、その新たな送力パラメータで被計量物を計量ホ
ッパへ供給するため、被計量物を供給した後の平均収容
量が、計量ホッパ１個当りの目標重量に対して制御係数
に応じた適度な幅で分散され、各フィーダに対する被計
量物の供給量の同一方向への変動や電源変動によって、
その平均が移動しても、設定重量となる組合せ確率は大
きく減少することがなく、安定した確率で組合せが得ら
れ、効率的な計量を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の機構部を示す概略構成図で
ある。

【図２】図１の制御部を示す概略構成図である。

【図３】図２の要部の内部構成を示すブロック図であ
る。

【図４】図２の要部の内部構成を示すブロック図であ
る。

【図５】図２の要部の内部構成を示すブロック図であ
る。

【図６】図２の要部の内部構成を示すブロック図であ
る。

【図７】実施例による目標重量に対する供給量の制御を
示す図である。

【図８】実施例による計量ホッパの収容物の重量分布と
組合せ重量の分布を示す図である。

【図９】従来の組合せ計量装置を示す概略構成図であ
る。

【図１０】計量ホッパの収容物の重量分布組合せ重量の
分布との関係を示す図である。

【符号の説明】

１１供給器１２円形フィーダ１３_１〜１３_ｎフィーダ１６_１〜１６_ｎ計量ホッパ１７_１〜１７_ｎ計量器１８_１〜１８_ｎ排出ゲート１９集合シュート３０組合せ排出装置３１計量値記憶回路３２組合せ選定回路３３排出制御装置４０供給量制御回路４１全重量演算回路４２収容済ホッパ数検出回路４６平均収容量演算回路４７目標重量演算回路５０パラメータ演算回路６０フィーダ制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動信号に応じた送力で被計量物を送り出
す複数のフィーダ（１３_１〜１３_ｎ）と、前記複数のフィーダの送力を決定するための送力パラメ
ータを記憶する送力記憶手段（５２）と、前記送力記憶手段に記憶されている送力パラメータに比
例した駆動信号で前記各フィーダを選択的に駆動するフ
ィーダ制御手段（６０）と、前記複数のフィーダから送り出された被計量物をそれぞ
れ受ける複数の計量ホッパ（１６_１〜１６_ｎ）と、前記複数の計量ホッパに収容された被計量物をそれぞれ
計量する複数の計量器（１７_１〜１７_ｎ）と、前記複数の計量器によって計量された被計量物の組合せ
の中から、設定重量に近い組合せを、各計量値に基づい
て選定し、該選定された被計量物を排出させる組合せ排
出装置（３０）と、前記複数の計量器からの計量信号を受け、該計量信号か
ら計量ホッパ内に被計量物が収容されているか否かをそ
れぞれ判定して、前記複数の計量ホッパのうち、被計量
物が収容されている収容済ホッパの数を検出する収容済
ホッパ数検出手段（４２）と、前記複数の計量器からの計量信号を受けて、前記収容済
ホッパ内の被計量物の全重量値を算出する全重量演算手
段（４１）と、前記全重量値を前記収容済ホッパ数で除算して、前記収
容済ホッパ１個当りの平均収容量を算出する平均収容量
演算手段（４６）と、前記平均収容量で計量ホッパ１個当りの目標重量を除算
する除算手段（５１）と、前記除算手段で算出した値に前記送力記憶手段に記憶さ
れている現段階の送力パラメータを乗算した結果と予め
設定されている所定の制御係数とによって、次回のフィ
ーダ駆動用の新たな送力パラメータを算出する演算手段
（５３、７０、７２、７３）と、前記演算手段によって算出された送力パラメータを、前
記送力記憶手段に記憶させる送力更新手段（５４）とを
備え、前記複数のフィーダから前記複数の計量ホッパに供給さ
れる被計量物の平均収容量が前記計量ホッパ１個当りの
目標重量を中心に分散するようにしたことを特徴とする
組合せ計量装置。