JP4509246B2

JP4509246B2 - 組合せ計量装置

Info

Publication number: JP4509246B2
Application number: JP11809099A
Authority: JP
Inventors: 克彰河野; 幸夫中川; 靖山口
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2019-04-26
Also published as: US6365846B1; EP1048937A1; JP2000304598A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は組合せ計量装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図２に示す組合せ計量装置が知られている。図２において、分散フィーダ２の中央部に落下した内容物（品物）Ｍは、多数の供給トラフ３ｉおよびプールホッパ４ｉによって、計量ホッパ６ｉに供給される。計量ホッパ６ｉには、それぞれ重量検出器７ｉが設けられており、計量ホッパ６ｉに投入された内容物Ｍの重量を検出する。重量検出器７ｉで検出された内容物Ｍの重量を組み合わせることで、目標値もしくは目標値に近い値とし、当該組合せに参加した内容物Ｍを一まとめにして、下方の集合排出シュート９から下流に落下させる。
【０００３】
図１に示すように、組合せ計量装置１から排出された内容物Ｍは、シュート２０３に落下した後、製袋包装機２００によって連続的に包装される。製袋包装機２００は、上方から落下する内容物Ｍを筒状のフィルムＦ内に充填した状態で、該フィルムＦにおける内容物Ｍの上方の端部Ｆ１をエンドシーラ２０２で溶着する（シールする）と共に切断して商品Ｍ１を連続的に製造する。製造された商品Ｍ１は重量チェッカー３００まで搬送されて、内容物Ｍの重量が所定の範囲か否かをチェックされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかるシステムにおいて、内容物Ｍがポテトチップスのような嵩張るものである場合には、漏斗状に形成されたシュート２０３の経路が細くなった部分Ａ１で内容物Ｍ同士が干渉し合って流れが遅くなったり、時には内容物Ｍがブリッジを形成して、完全に詰まってしまうこともある。しかも、かかるシステムは高速運転されているから、詰まり始めると短時間に多量の内容物Ｍが堆積する。多量に堆積した内容物Ｍを取り除いてシステムを再稼働させるには、多くの時間と労力を要するのでシステムの稼働率が低下する。
したがって、本発明の目的は、内容物の流れの異常を逸早く検出して、組合せ計量装置の高い稼働率や生産性（歩留り）を維持することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の組合せ計量装置は、複数のホッパに供給された品物を計量した後に排出して前記品物を組み合わせて一まとめの商品にする組合せ計量装置において、前記組合せ計量装置よりも下流の装置で計量した前記商品の重量である後計量値と前記一まとめにされる品物の重量を組み合わせた組合せ算出値とを比較して前記２つの値が所定の誤差よりも大きく異なっている場合は前記組合せ計量装置の下流の落下経路において品物の流れに詰まりが生じつつあると推定し、前記ホッパから品物を排出する一部または全部のホッパ間の排出の時差が長くなるように各ホッパの排出タイミングを自動的に変更するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の組合せ計量装置においては、組合せ計量装置とは別の装置からの指令に応じて、前記排出タイミングを自動的に変更してもよい。
【０００７】
本発明によれば、内容物に詰まりが生じ易くなったら、当該事態を判別したり、あるいは、他の装置からの指令を受けて、同時排出から時差排出に変更したり、あるいは、時差排出の時差を変更して、詰まりが生じにくい状態とする。
【０００８】
本発明において、「内容物の流れ」とは、計量装置のホッパから排出された内容物が袋等に充填されるまでの内容物の流れをいう。
「自動的に変更する」とは、オペレータによるキー操作がなくても変更されることをいう。したがって、本発明では、流れ状態の検出手段や他の装置からの変更指令を受けて排出タイミングを変更する。
「排出タイミングの変更」の態様としては、同時排出から時差排出に変更したり、あるいは、時差排出の時差を変更したり、あるいは、時差を持つホッパの数や群を変更するなどの態様がある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
まず、本発明が適用される計量包装検査システムの概略について説明する。
図１において、１００は搬送コンベヤ、１は組合せ計量装置、２００は製袋包装機（包装機）、３００は重量チェッカー、４００はシールチェッカー、７００は箱詰装置である。搬送コンベア１００は、被計量物である内容物（品物）Ｍを組合せ計量装置１の分散フィーダ２の中央部へ落下させる。なお、内容物Ｍは数個ないし多数個が集められて後に袋詰めされて商品となる。
【００１０】
図２に示すように、前記分散フィーダ２および各供給トラフ３ｉはそれぞれ加振装置の駆動により振動することで、分散フィーダ２上の内容物Ｍを、各供給トラフ３ｉの下流に設けられた多数のプールホッパ４ｉに供給する。これら各プールホッパ４ｉには、ゲート５ｉが設けられ前記各供給トラフ３ｉから供給されて受け取った内容物Ｍを一時的に収容して貯留する。前記各プールホッパ４ｉの下流には計量ホッパ６ｉが設けられている。これら各計量ホッパ６ｉには、前記プールホッパ４ｉから該計量ホッパ６ｉに投入された内容物Ｍの重量を検出する重量検出器７ｉを備えた計量ヘッドおよびゲート８ｉが設けられている。ゲート８ｉの下方には大きな集合排出シュート９が設けられており、後述するように、前記各重量検出器７ｉで検出された内容物Ｍの重量を組み合わせることで、内容物Ｍを一まとめにして目標値もしくは目標値に近い値とし、図１の製袋包装機２００に内容物Ｍを落下させる。
【００１１】
図１に示す製袋包装機２００は、いわゆる縦型ピロー包装機で、フィルムロールＦｒから巻き出したシート状のフィルムＦを縦シーラ２０１で溶着して筒状に形成し、上方から落下する内容物Ｍを筒状のフィルムＦ内に充填した状態で、前記フィルムＦにおける内容物Ｍの上方の端部（フィルムのエンド）Ｆ１をエンドシーラ２０２で溶着する（シールする）と共に切断して商品Ｍ１を連続的に包装する（たとえば、特開平４−２８１０５号公報参照）。包装済の商品Ｍ１は下方に落下すると共に、前倒具３０１によって受取コンベヤ３０２上に倒されて搬送される。商品Ｍ１は受取コンベヤ３０２から重量チェッカー３００に搬送される。
【００１２】
前記重量チェッカー３００は、図３に示すように、商品Ｍ１の重量を計量するロードセルのような重量検出器３０５と、重量検出器３０５の上部に支持されたコンベヤ３０３を有している。図１に示すように、重量チェッカー３００は、商品Ｍ１を斜め上方に向って搬送しながら商品Ｍ１の重量を計って検査する。商品Ｍ１は重量チェッカー３００からシールチェッカー４００に搬送される。
【００１３】
前記シールチェッカー４００は、重量チェッカー３００から搬送された商品Ｍ１を押え具４０１で上から押さえながら斜め上方に搬送すると共に、包装袋のシール不良および商品Ｍ１の長さを検査する。振分装置５００は、シールチェッカー４００から受け取った商品Ｍ１を前記各検査結果に基づいて、不良であれば系外に排出すると共に、良品であれば、下流に搬送する。商品Ｍ１は振分装置５００および整列搬送装置６００などからなる搬送装置を介して下流の箱詰装置７００に搬送される。箱詰装置７００は、段ボール箱Ｂ内に商品Ｍ１を箱詰する。
【００１４】
つぎに、本組合せ計量装置の組合せ制御について説明する。
図３に示すように、各重量検出器７ｉは、検出した重量をマルチプレクサ７０に出力する。マルチプレクサ７０は、所定の同期信号が印加されると各計量信号をＡ／Ｄ変換器７１に出力する。該Ａ／Ｄ変換器７１は各計量信号をデジタル信号からなる計量値に変換して該計量値を組合せコントローラ１０に出力する。
【００１５】
組合せコントローラ１０は、前記計量値の１以上を組み合わせた組合せ算出値Ｗｃを算出して、該組合せ算出値Ｗｃを所定の組合せ目標値と比較し、組合せ算出値Ｗｃが該組合せ目標値に等しいかまたは近い組合せを求め、当該組合せに対応する図２のゲート８ｉを開放させて、計量ホッパ６ｉから集合排出シュート９に内容物Ｍを組合せ排出させる。
【００１６】
つぎに、本システムの要部の構成について説明する。
図３に示すように、制御を行う組合せコントローラ１０およびチェッカー制御部３０は、図示しないインターフェイスを介してアクチュエータやモータなどの機器に接続されている。組合せコントローラ１０およびチェッカー制御部３０は、図示しないインターフェイスを介して互いに接続されている。
【００１７】
前記チェッカー制御部３０には、計量手段３４が接続されている。計量手段３４は、重量検出器３０５からの出力を重量信号に変換し、チェッカー制御部３０に出力する。チェッカー制御部３０は、重量信号が安定した時点で、当該重量信号から風袋重量を減算して後計量値Ｗｓを算出すると共に、当該後計量値Ｗｓが所定の重量よりも大きい場合あるいは小さい場合には、図示しない振り分け装置５００（図１）に不良信号を出力する。振り分け装置５００は当該不良信号に基づいて該商品Ｍ１を系外に排出する。一方、チェッカー制御部３０は、該後計量値Ｗｓを組合せコントローラ（マイクロコンピュータ）１０に出力する。
【００１８】
前記組合せコントローラ１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２およびＲＡＭ１３を備えている。ＲＡＭ１３には、計量履歴記憶部１３ａ、排出パターン記憶部１３ｂおよび品名別記憶部１３ｃが設けられている。
図３（ｂ）に示すように、計量履歴記憶部１３ａには、組合せ算出値Ｗｃおよび当該組合せの後計量値Ｗｓが互いに関連付けて記憶される。
【００１９】
前記排出パターン記憶部１３ｂには、図４に示すような、２以上の排出パターンが記憶されている。各排出パターンは、以下に説明するように、各計量ホッパ６ｉから内容物Ｍを排出する排出タイミングが異なっている。
【００２０】
図４（ａ）の同時排出パターン(0) では、組合せ選択された各計量ホッパ６ｉのゲート８ｉが同時に開いて、ほぼ同時に各ホッパ６ｉより内容物Ｍが集合排出シュート９から製袋包装機２００に排出される。
図４（ｂ）の時差排出パターン(1) では、組合せ選択された各計量ホッパ６ｉのゲート８ｉがΔＴ（たとえば20msec) ずつの時差を持って、小さな号機番号の計量ホッパ６ｉから順に内容物Ｍを時差排出する。
図４（ｃ）の時差排出パターン(2) では、組合せ選択された各計量ホッパ６ｉのゲート８ｉが２ΔＴ（たとえば40msec) ずつの時差を持って、小さな号機番号の計量ホッパ６ｉから順に内容物Ｍを時差排出する。
前記品名別記憶部１３ｃは、図３（ｃ）のように、前記排出パターンを品物Ｍないし品名（商品Ｍ１の種類）ごとに更新記憶するためのものである。この品名別記憶部１３ｃは、品名に対応して、同時排出パターン(0) の場合には「０」を記憶し、時差排出パターン(1) の場合には「１」を記憶し、時差排出パターン(2) の場合には「２」を記憶する。
【００２１】
なお、組合せコントローラ１０には、包装コントローラ２０およびタッチスクリーン１４が図示しないインターフェイスを介して接続される。
【００２２】
つぎに、商品Ｍ１の流れの異常の検出原理について説明する。
組合せ計量装置１による組合せ算出値Ｗｃと重量チェッカー３００による後計量値Ｗｓとは、本来、互いに一致すべきである。したがって、後計量値Ｗｓが組合せ算出値Ｗｃに一致しない場合（過不足）が検出されたときには、内容物Ｍの流れに異常が発生していると推定することができる。該流れの異常としては、内容物Ｍの一部が次回の商品Ｍ１として包装される（前後症）場合や詰まりが生じつつある場合が生じた場合が考えられる。
したがって、商品Ｍ１の重量の過不足を検出することで、内容物Ｍの流れ状態を検出することができる。
【００２３】
つぎに、本システムの運用を図５のフローチャートを用いて説明する。
本システムがスタートすると、ステップＳ０において、ＣＰＵ１１が品名別記憶部１３ｃから当該品名についての排出パターンを読み出す。次のステップＳ１で後計量値Ｗｓが組合せコントローラ１０に入力され、ＣＰＵ１１は計量履歴記憶部１３ａに後計量値Ｗｓを記憶させる。つぎのステップＳ２で、ＣＰＵ１１は、組合せ算出値Ｗｃと後計量値Ｗｓとを比較し、両者Ｗｃ，Ｗｓの値が所定の誤差よりも大きく異なっている場合はステップＳ３に進む。
【００２４】
ステップＳ３では排出パターンの変更が可能か否かをＣＰＵ１１が判別する。すなわち、本実施形態では、図４の３つの排出パターンを記憶しているが、図４（ｃ）の時差排出パターン(2) で既に運転している場合には、当該パターンよりも時差の大きいパターンを記憶していないので、排出パターンを変更できない。したがって、このような場合には、ステップＳ４に進んで、ＣＰＵ１１は、組合せ計量装置１からの排出を停止させると共に、警報を作動させ、更に、タッチスクリーン１４に当該事態を表示させる。
【００２５】
ステップＳ３において、図４（ａ）の同時排出を行っていた場合には、ステップＳ５に進んで、ＣＰＵ１１は図４（ｂ）の時差排出パターン(1) に排出パターンを変更する。すなわち、同時排出していた状態から時差排出する状態に自動的に変更される。
同様に、ステップＳ３において、図４（ｂ）の時差排出パターン(1) で時差排出していた場合は、ステップＳ５に進んで、図４（ｃ）の時差排出パターン(2) に排出パターンを変更する。
【００２６】
このように、本システムでは、内容物Ｍの流れ状態に応じて、計量ホッパ６ｉからの排出タイミングを自動的に変更するので、内容物Ｍ同士がスムースに流れるから、包装機２００のシュート２０３などにおいて、内容物Ｍが完全に詰まるのを未然に防止し得る。
【００２７】
なお、つぎのステップＳ６では、前記自動的に変更した排出パターンを、ＣＰＵ１１が品名別記憶部１３ｃに当該品名と対応させて更新記憶させる。つまり、品名別記憶部１３ｃの当該品名には、新たに採用された排出パターンNo. が対応させて記憶される。
【００２８】
つぎに、排出パターン（排出タイミング）の変更にかかる変形例について説明する。
前記実施形態では、時差を変更したが、以下のように、時差を持つ計量ホッパ６ｉの数を変更してもよい。この場合には、図４の排出パターンの他に、図６（ａ）の時差排出パターン(3) を予めＲＡＭ１３の排出パターン記憶部１３ｂに記憶させておく。排出パターン記憶部１３ｂには、時差を持つ計量ホッパ６ｉとして第１群に属する計量ホッパ６ｉの号機No. と、第２群に属する計量ホッパ６ｉの号機No. とが記憶されていると共に、時差ΔＴが記憶されている。該時差排出パターン(3) では、組合せ選択された計量ホッパ６ｉのうち、まず、第１群に属する計量ホッパ６ｉから内容物Ｍが排出された後、ΔＴ秒後に、第２群に属する計量ホッパ６ｉから内容物Ｍが排出されて時差排出される。
なお、この場合、時差を持つ計量ホッパ６ｉの群を３つ以上に分けてもよいし、さらには、前記群を予め登録せずに、組合せ選択された計量ホッパ６ｉを排出時に２以上の群に分けて排出してもよい。
【００２９】
また、前記実施形態では、先に排出した計量ホッパ６ｉと、つぎに排出する計量ホッパ６ｉとの間の時差ΔＴを一定としたが、本発明では、図６（ｂ）のように、最初に排出した計量ホッパ６ｉと最後に排出する計量ホッパ６ｉとの間の時差ΔＴを一定としてもよい。この場合、各計量ホッパ６ｉ間の時差ｄＴは、下記の(1) 式で求める。
ｄＴ＝ΔＴ／（ｍ−１） …(1)
但し、ｍ：組合せ選択された計量ホッパ６ｉの数
【００３０】
また、前記実施形態では、時差排出のパターンを予め記憶させて、その中から１つのパターンを選択したが、本発明では、時差ΔＴを小さな値に設定し、該時差ΔＴを整数倍して、排出タイミングの種類を多くしてもよい。
【００３１】
つぎに、同時排出から時差排出への移行の是非や、時差の拡大（変更）の是非についての判別の変形例について説明する。
まず、本変形例では、ＲＡＭ１３に図７（ａ）の必要処理能力記憶部１３ｄおよびパターン別処理能力記憶部１３ｅが付加されている。必要処理能力記憶部１３ｄには商品Ｍ１ごとに必要な処理能力が記憶されている。一方、パターン別処理能力記憶部１３ｅには、排出パターンごとに最大処理能力が記憶されている。ＣＰＵ１１は、排出パターンを変更して新たに採用しようとする排出パターン（排出タイミング）が決まると、当該パターンによる最大処理能力をパターン別処理能力記憶部１３ｅから読み出すと共に、当該商品Ｍ１について要求される必要処理能力を必要処理能力記憶部１３ｄから読み出し、両者を比較する。この比較の結果、最大処理能力が必要処理能力よりも小さくなる場合には、ＣＰＵ１１は排出パターンの変更を行わない。
【００３２】
ここで、時差排出を行うと、計量排出ないしは包装のサイクルタイムが長くなるのは避けられない。一方、システムには、各商品Ｍ１ごとに予め課せられた必要な処理能力が存在する。
これに対し、本変形例では、組合せ計量装置１の最大処理能力が必要処理能力以下となる場合には、前記時差への移行や時差の拡大を行わないから、処理能力の著しい低下を防止し得る。
【００３３】
ところで、前記実施形態では、時差排出の変更を行う必要があるか否かについて、組合せ計量装置１自体のＣＰＵ１１で判別したが、本発明では、かかる判別を組合せ計量装置１で行わずに、組合せ計量装置１とは別の装置からの指令を受けて、自動的に排出タイミングを変更してもよい。
たとえば、図８に示すように、リモートコントローラ５０を設け、該リモートコントローラ５０に組合せ算出値Ｗｃや後計量値Ｗｓを組合せコントローラ１０およびチェッカー制御部３０から入力して、該リモートコントローラ５０で時差排出を行うか否かをＣＰＵ５１で判別してもよい。この場合、リモートコントローラ５０から組合せコントローラ１０に排出タイミングの変更指令を出力する。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、品物の流れ状態に応じて、ホッパからの排出タイミングを自動的に変更するようにしたので、下流の経路で品物が完全に詰まるという事態を未然に防止し得る。したがって、装置の高い稼働率を維持することができる。
【００３５】
また、商品の種類ごとに排出タイミングを記憶しておけば、商品ごとに高い稼働率を維持することができる。
なお、請求項７の発明によれば、必要な処理能力以下に低下するのを防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる計量包装システムの概略側面図である。
【図２】組合せ計量装置の機能を示す概念図である。
【図３】本発明の要部を示す概略構成図、計量履歴記憶部および品名別記憶部の記憶内容を示す図表である。
【図４】排出パターンを示す概念図である。
【図５】フローチャートである。
【図６】他の排出パターンを示す概念図である。
【図７】品名、パターンと処理能力との関係を記憶する記憶部の記憶内容を示す図表である。
【図８】システムの変形例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１：組合せ計量装置
６ｉ：ホッパ
１３ｃ：品名別記憶部
Ｍ：品物（内容物）
Ｍ１：商品

Claims

複数のホッパに供給された品物を計量した後に排出して前記品物を組み合わせて一まとめの商品にする組合せ計量装置において、
前記組合せ計量装置よりも下流の装置で計量した前記商品の重量である後計量値と前記一まとめにされる品物の重量を組み合わせた組合せ算出値とを比較して
前記２つの値が所定の誤差よりも大きく異なっている場合は前記組合せ計量装置の下流の落下経路において品物の流れに詰まりが生じつつあると推定し、
前記ホッパから品物を排出する一部または全部のホッパ間の排出の時差が長くなるように各ホッパの排出タイミングを自動的に変更するようにした組合せ計量装置。
請求項１において、
該組合せ計量装置とは別の装置からの指令に応じて、前記排出タイミングを自動的に変更するようにした組合せ計量装置。
請求項１もしくは２において、
ほぼ同時に各ホッパより品物を排出していた状態から一部または全部のホッパについて時差排出する状態に変更して、前記排出の時差が長くなるように前記排出タイミングの変更を行う組合せ計量装置。
請求項１もしくは２において、
一部または全部のホッパについて時差排出していた状態から、前記時差を変更することで、前記排出の時差が長くなるように前記排出タイミングの変更を行う組合せ計量装置。
請求項１もしくは２において、
一部のホッパについて時差排出していた状態から、前記時差を持つホッパの数を変更することで、一部のホッパ間の排出の時差が長くなるように前記排出タイミングの変更を行う組合せ計量装置。
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記自動的に変更した排出タイミングを前記品物ないし商品の種類ごとに更新記憶する記憶部を設けた組合せ計量装置。
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記ホッパからの排出タイミングについて予め２以上のパターンが設定記憶され、該設定記憶された２以上のパターンから１つを選択することで、前記排出タイミングの変更を行う組合せ計量装置。
請求項１ないし５のいずれか１項において、
変更して新たに採用しようとする排出タイミングによる処理能力と、要求される必要処理能力とを比較し、前記処理能力が必要処理能力よりも小さくなる場合には前記変更を行わないようにした組合せ計量装置。