JPH04253291A - 個数計量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動フィーダまたはこれ
と同様の機能を有する装置を用いた個数計量装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば製品の組み立てラインにおいては
、組み立てに必要な小物の部品やネジ等を個数計量装置
を用いて所定数定期的に供給する場合が多い。このよう
な部品計数用の装置の一つとして振動フィーダを用いた
個数計量装置がある。以下本発明の実施例も含めて「個
数計量装置」として示すものは、この振動フィーダ方式
の装置を意味するものとする。

【０００３】個数計量装置は個数計量を行う対象（以下
「部品」とする）の排出を行う排出機構たる振動フィー
ダ、部品の排出重量を測定する重量測定部、および制御
部とからなっている。この装置の基本原理は、部品１個
の重量を予め求めておき、この一個の重量（単量）から
所望の個数の部品総重量を演算し、装置から排出される
部品重量がこの総重量となった時点で部品排出を終了す
ることにより所望の個数の部品を得るようにしているこ
とにある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上の個数計量装置で
は通常２台の振動フィーダを設置している。即ち、一方
の振動フィーダは流量の大きい大投入用フーィダであり
、他方の振動フィーダは流量の小さい小投入用フィーダ
となっている。先ず大投入フィーダで大量の部品を短時
間に排出し、続いて小投入フィーダに切り換えて残りの
部品を正確に排出するようにし、これにより部品排出時
間全体を短縮すると共に排出個数の正確を期すようにし
ている。

【０００５】然し、以上の装置では各振動フィーダその
ものの流量は制御されていないため、大投入フィーダか
ら小投入フィーダに切り換えるタイミングの設定をする
のに手間がかかり、このタイミングを誤ると部品排出個
数が不正確になったり、また排出時間が長くなったりす
ることになる。また設定が適正であっても、かさ比重や
流動性の異なる排出対象物ではまた異なる設定をし直さ
なければならない。即ち、排出対象物の流速は振動フィ
ーダの振幅に比例し、流量は対象物の流動層の断面積×
流速（振幅）×かさ比重×流動性（対象物の形状、表面
状態等）として決定される。このため従来型の振幅を一
定としてある振動フィーダでは対象物を一定流量で流す
ため、かさ比重や流動性が変化する毎に流動層断面積、
即ち対象物の通過するゲートの高さや、トラフの幅を調
整して大投入量や小投入量を設定し直している。

【０００６】また部品の排出時に部品の詰まりが生じる
ことがあるが、この場合振幅や振動周波数が一定である
と詰まりを解消することができず、排出作業は中断して
しまう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために構成したものであって、一台の振動フィー
ダの振動モードを変化させることにより所定個数の部品
を短時間に正確に排出するようにした個数計量装置であ
って、対象物を排出する手段である振動フィーダと、振
動フィーダから排出される部品の重量を測定する重量測
定手段と、振動フィーダを制御する制御手段とから成り
、この制御手段は小投入時には排出対象物の一個出しを
行い、かつこの一個出しを監視する機能を有するように
した個数計量装置である。

【０００８】

【作用】振動フィーダのホッパに充填してある部品の排
出量は重量測定手段により測定され、その排出量が予め
設定してある値となったならば制御装置は振動モードを
大投入モードから小投入モードに切り換える。

【０００９】小投入モードでは部品の一個出しを確実に
行うためにチエック時間を設定し、このチエック時間内
に一個の部品が排出されるように振動が制御される。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参考に説明する
。

【００１１】図１および図２は本発明の個数計量装置の
具体的な構成を示す。

【００１２】図中矢印１は個数計量装置全体の制御を行
う制御部、矢印２は部品の排出個数の設定等、各種設定
を行い、かつ排出個数や排出重量等を表示するための設
定・表示部である。図中２ａは装置の作動を開始させる
スタートボタン、２ｂは装置の作動を停止させるストッ
プボタン、２ｃは残り部品の排出等に用いるイジェクト
ボタンである。また２ｄは排出個数（カウント数）や設
定データ等を表示する表示板である。

【００１３】矢印３は部品の排出を行う排出手段と、こ
の排出手段から排出された部品の重量を測定する重量測
定手段とから成る排出・重量測定部である。

【００１４】図２はこの排出・重量測定部の内部構造を
示す。

【００１５】５は架台４に設置された重量測定手段たる
ロードセルである。また６は電磁式の振動発生装置であ
る。図示の振動発生装置は交流電圧を印加することによ
り、その交流周波数に対応して断続的に電磁的な吸引力
を生じ、かつこの吸引力に抗するように弾発する弾性体
との係合によって振動するようになっている。またこの
装置に印加する交流の周波数を制御することにより装置
の振動周波数を変えられるように構成してある。

【００１６】７は排出対象である部品を充填するホッパ
、８はこのホッパに接続し、充填してある部品を排出す
るためのトラフである。なおトラフに対しては短時間の
大量投入と、少量の正確な投入の両方が行えることが必
要であり、トラフ形状としては別途出願中の、トラフ底
面に蛇行溝を凹設したものが好適である。

【００１７】以上の構成のうちホッパ７およびトラフ８
は振動発生装置６に載置され、この振動発生装置６によ
り振動するようになっており、さらにホッパ７およびト
ラフ８を載置した振動発生体６は前記ロードセル５上に
載置される構成となっている。これによりトラフ８から
排出される部品の重量はロードセル５により減量分とし
て測定されるロスインウェイ方式が用いられている。

【００１８】この重量測定方式は、落下供給された部品
を重量増加分として測定する方式に比較して、部品排出
と同時に重量測定が可能なこと、落下途中の部品の有無
による測定精度の低下や測定遅れがなく、精密な重量測
定およびこれに基づく迅速な制御が要求される場合に適
当な測定方式である。

【００１９】次に図３に示すブロック図を用いて個数計
量装置の各部の関係および作動の概略を説明する。

【００２０】部品受入器であるホッパ７に対して充填し
た部品は振動制御手段９により設定された振動モードで
作動する振動発生装置６により振動し、部品排出器であ
るトラフ８はこの振動に対応した流速で部品を排出する
。排出される部品は重量測定手段であるロードセル５に
より減量分として測定される。その測定結果は、予め測
定しておいた部品一個当たりの重量データに基づき制御
部１の排出個数演算手段１Ａにより排出部品個数に換算
され、その結果はリアルタイムに設定／表示部２におい
て表示される。

【００２１】比較判定手段１Ｂは排出部品個数設定手段
１Ｃに設定してある供給個数（最終的に得たい部品数）
やモード切り換え個数（大投入モードから小投入モード
に切り換える時点の個数）と現在の部品排出個数とを比
較し、後述するような方法で現在の排出部品個数に対応
した振動モードを設定する。この振動モードは指令信号
として前記振動制御手段９に送られ振動発生装置６の振
動を制御する。なお１Ｄは部品排出の所要時間を設定す
る手段であるが、この手段１Ｄは個数計量装置の制御を
特に時間設定優先で行う際に有効な手段である。また１
Ｅは小投入モードにおける部品の一個出し時の、チエッ
ク時間を設定するタイマーである。

【００２２】図４は以上の装置の作動状態の一例を示す
フロー図である。

【００２３】先ず設定・表示部２のスタートボタン２ａ
により装置を作動状態とし、さらに入力データ１０とし
て供給個数を設定し（符号１１）、個数設定手段１Ｃに
データとして蓄える。一方部品１個の重量が判明してい
る場合にはこれも入力データ１０として入力する。部品
一個の重量が判明していない場合には定まった数である
ｎ個の部品をホッパ７に入れてその重量を測定し（符号
１２）、これにより部品一個の重量（以下「単位重量」
とする）ＰＷを算出する（符号１３）。また単位重量Ｐ
Ｗと設定した供給個数から、この供給個数に対応する部
品全重量Ｗを算出する。これら単位重量ＰＷ、全重量Ｗ
は以後の制御に必要なデータとして貯えられる。なお、
単位重量ＰＷを得るために用いた部品は、イジェクトボ
タン２ｃを用いて一旦排出する外、排出せずに後から充
填する部品と一緒にして供給部品としてもよい。

【００２４】なお個数設定手段１Ｃは前記の外、大投入
振動モードから小投入振動モードに切り換えるべき時点
を示す排出個数、すなわちモード切り換え個数も設定す
る。このモード切り換え個数の設定は、例えば全排出個
数の９０パーセントの個数となったならば小投入振動モ
ードに切り換える等の方法により自動的に行うが、これ
以外にも切り換え時点の設定を前記入力データ１０とし
て別途入力するようにしてもよい。

【００２５】次に排出手段である振動フィーダを作動さ
せてホッパに充填してある部品を排出する作動に移る。

【００２６】先ず図３の如く制御部１における比較判定
手段１Ｂの指令信号を受けて振動制御手段９は振動発生
装置６を大投入振動モード１４とする。これによりホッ
パ７に充填してある部品は急速に排出されることになる
。図５は振動発生装置の振動の強さ、この振動の強さに
対する部品流量および設定個数に対する部品残量を各々
示す。

【００２７】ここで、部品の排出量の制御は振幅を変化
させたり、また振動周波数を変化させることにより行う
ことが可能である。本装置では振幅はほぼ一定として振
動周波数を制御することにより部品の排出量の制御を行
うようにしている。

【００２８】一定の振動周波数を境として、この周波数
よりも低い周波数域では周波数を増加させることにより
部品排出量が増加するが、この一定周波数を越えると振
動周波数を増加させると逆に部品の排出量は低下する。 従って設定する振動周波域によりより周波数の増減と部
品排出量の増減との関係は逆になるが、何れの方法でも
制御可能である。以上の点を考慮して、ここでは部品の
排出量（排出速度）が大きくなるように制御された振動
を強い振動とし、反対に部品の排出量が小さくなるよう
に制御された振動を弱い振動とする。即ち図５の「振動
の強さ」は以上の意味を示す部品排出量変化の要素とす
る。

【００２９】大投入振動モード１４で排出される部品の
重量は重量測定装置たるロードセル５で減量分として測
定される。この際、流量をできるだけ一定にするよう、
この大投入モードにおいても振動の強さは調節される。 このようにして排出された部品重量の測定結果は排出数
の演算手段１Ａを介して部品排出個数として比較判定手
段１Ｂにおいて、個数設定手段のモード切り換え個数と
比較判定される（符号１６）。部品排出個数がモード切
り換え個数に達したならば比較判定手段１Ｂは振動制御
手段９に小投入振動モード指令信号を発し、振動発生装
置６の振動は図５に示す如く大投入モードのＦ１から小
投入モードのＦ２に低下して部品の一個出しモードとな
る（符号１７）。またこのモード切り換えにより図３に
示すタイマー１Ｅが作動し、予め設定されたチエック時
間ｔ１　をカウントする。因にこのチエック時間ｔ１　
の長さは通常、数分の１秒である。

【００３０】小投入振動モードにより部品は図５のＰ１
、Ｐ２・・・Ｐｎの如く一個出しされる。この間に比較
判定手段１Ｂはタイマー１Ｅから出力されるチエック時
間ｔ１　と排出数の演算手段１Ａから出力される一個出
し信号とを比較し（符号１８）、チエック時間ｔ１　内
に部品が出ないことを判断したならば振動制御手段９に
振動を強くするよう指令信号を発する（符号１９）。こ
れにより振動は第５図の如くＦ３に増加し、部品の排出
を促す。時間Δｔ後に部品の排出が確認できたならば振
動はまたＦ２に低下させる。このようにして確実に一個
出しを行って供給個数に至るまで排出個数をチェックし
（符号２０）、最初に設定した排出個数になったならば
部品の排出を停止して作業を終了する。

【００３１】なお、上述の小投入振動モードでは、振動
フィーダ自体は連続的に作動（振動）しているが、次の
実施例で示すようにチエック時間ｔ１　内で作動をオン
、オフさせるように制御してもよい。

【００３２】図６は第２の実施例を示す。

【００３３】この実施例では部品の排出時間を優先して
設定し、装置を制御するようにしている。

【００３４】まず設定・表示部２のキーを用いて小投入
流量Ｑ１の設定２１を行う。この小投入流量Ｑ１を設定
することにより制御部１は内部のファンクションを用い
て流量Ｑ１に特定の倍率Ａを掛けることにより大投入流
量Ｑ２を設定する（符号２２）。次に大投入切り出し目
標値Ｗ１を設定する（符号２３）。この目標値は排出部
品重量である外、この排出部品重量を部品個数に換算し
たものでもよいが、以下部品重量を例に説明する。

【００３５】大投入切り出し目標値Ｗ１を設定したこと
により前記大投入流量Ｑ２と目標値Ｗ１から大投入切り
出し時間Ｔ１を所要時間演算手段１Ｄ（図３参照）によ
り算出２４し、記憶する。

【００３７】時間Ｔ１の演算が完了したならば装置は大
投入振動モード１４で作動し、前記図４に示す手順によ
り部品を排出する。この際タイマー１Ｅは大投入切り出
し時間Ｔ１をカウントし、この設定時間終了により比較
判定手段１Ｂは振動制御手段９に対して小投入振動モー
ド信号を発し、振動装置は小投入振動モード１７になる
。

【００３８】一方制御部１は前記大投入切り出し目標値
Ｗ１の算出に続いて、小投入量Ｗ２を算出し（符号２５
）、さらに小投入時間Ｔ２を算出する（符号２６）。 またさらにこの小投入時間Ｔ２と、小投入量流量Ｑ１か
ら一個出しのチエック時間ｔ１　を算出する。即ち、小
投入量Ｗ２は部品の個数または個数を算出できる小投入
部品重量であるため、小投入部品個数と小投入時間Ｔ２
からチエック時間ｔ１　を算出設定する。

【００３９】図７及び図８は部品の一個出しのチエック
方法を示す。

【００４０】図７は大投入振動モードから小投入振動モ
ードに切り換えた際の、振動の強さと部品の排出状態と
の関係の概略を示し、図８は小投入振動モードにおける
振動と部品排出の状態をより詳細に示す。

【００４１】主として図８において、小投入振動モード
とすることにより、振動制御装置９はチエック時間ｔ１
　を基準としてその作動をオン・オフする。即ち、振動
制御装置９はチエック時間ｔ１　内に部品の排出があっ
たならば、この部品排出と共に振動を停止するよう制御
し、かつこのチエック時間が終わるまでこのままの状態
を保持し、次のチエック時間開始と共に振動を開始して
同様に部品の排出をチェックする（符号２８）。なお部
品Ｐ３の場合のように所定のチエック時間内に部品の排
出が無い場合は振動を停止することなく次のチエック時
間まで振動を継続し、これによって部品の排出を促す。

【００４２】このように部品の排出毎に振動発生装置６
を停止させることにより部品の一個出しをより確実に行
う。なお、この方法の外に、図５に示すように小投入振
動モードを継続させるまで部品排出を行うことももとよ
り可能である。

【００４３】以上のようにして部品の排出をチエックし
ながら小投入を行い、小投入時間Ｔ２が経過したならば
装置を停止し、目標値Ｗの排出終了２９とする。次に排
出された部品を実際に使用する等して、最終的な部品の
排出個数が予め設定した供給個数（目標値Ｗ）と等しい
か、少なくとも許容値以内であるかを判断３０する。こ
れにより排出個数が許容値から外れた場合には前記倍数
Ａを減少させるように再設定３１を行う。これは、許容
値から外れた結果となったのは、大まかな大投入による
部品排出量（数）が多すぎた結果であるので、大投入流
量Ｑ１を先の設定よりも小さくするようにして、小投入
による排出量を多くし、これによって排出精度を向上さ
せるためである。

【００４４】排出個数が許容値以内であるならば、所定
量排出として排出終了した時点と、小投入時間Ｔ２の残
り時間が許容値以内であるかを判断する（符号３２）。 この残り時間が許容値以上である場合には、排出精度が
高いにも係わらず、不必要に小投入時間を長く設定して
いることになるから、この場合には倍数Ａを増加するよ
うに再設定し（符号３３）、前記大投入流量Ｑ２を大き
くするようにする。

【００４５】これらの再設定は次回の部品供給の精度を
より高いものとするために行われる。

【００４６】以上本発明における供給（排出）対象を、
部品を例に説明したが、もとより部品に限定する趣旨で
はなく、例えば錠剤の計数等およそ個数計測を必要とす
る対象物に広く応用可能である。

【００４７】

【効果】本発明の個数計量装置によれば振動フィーダ等
振動型部品排出手段を一つとして、この部品排出手段の
振動モードを制御することにより排出対象物の個数測定
を短時間で正確に行うことが可能となる。

【００４８】また流動性、かさ比重等の流動特性が異な
る対象に対しても、装置自体が自動的にフィードバック
調整を行って作動するため、操作者が複雑な調整を行う
必要がなく、また性質の異なる対象物に対しても直ちに
対応することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の構成例を示す個数計量装置の斜視
図である。

【図２】図１に示す個数計量装置の排出・重量測定部の
分解斜視図である。

【図３】個数計量装置のブロック図である。

【図４】個数計量装置作動のフロー図である。

【図５】各振動モードに於ける振動の強さ、部品流量、
部品残量の変化の状態を示す線図である。

【図６】第２の実施例を示す個数計量装置作動のフロー
図である。

【図７】小投入振動モードに於ける振動の強さと部品流
量との関係の概略を示す線図である。

【図８】図７の詳細を示す線図である。

【符号の説明】

１　　制御部 ２　　設定・表示部 ３　　排出・重量測定部 ５　　ロードセル ６　　振動発生装置 ７　　ホッパ ８　　トラフ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　部品等の個数計量対象物を振動発生装
   置によって振動させることにより排出し、排出した個数
   計量対象物の重量を測定することによって予め設定した
   個数の部品を排出供給するようにした装置において、振
   動を可変とした振動発生装置と、排出する個数計量対象
   物の重量を減量分として測定する重量測定装置と、前記
   振動発生装置の振動を制御する制御部とから成り、制御
   部は、前記重量測定装置の測定重量に基づき個数計量対
   象物の排出個数を算出する手段と、振動発生装置の振動
   を大投入モードと小投入モードの少なくとも二段に切り
   換える手段と、予め設定された作動時間に基づき各投入
   モードの作動時間を配分設定する手段と、各投入モード
   における個数計量対象物の流量を制御する手段と、最終
   の投入モードにおいて単位時間内での部品各個の排出を
   監視する手段とを有することにより、一つの振動発生装
   置を制御して所望の個数の部品を設定時間内に排出供給
   するようにしたことを特徴とする個数計量装置。