JPH0765925B2 - 組合せ計量装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、同一規格で作られた物品の個数を重量に基づ
いて算出し、所定個数の物品を供給する組合せ計量装置
に関する。

（従来の技術） 同一規格の下に製作されたボルト、ナット、バネ、さら
には小容器に封入された食品等を予め定められた個数分
に仕分ける場合には、複数の計量ホッパそれぞれに重量
検出器を取付け、上方から供給フィーダにより被計量物
を供給するように構成された組合せ計量機を用いて、所
定個数分に相当する重量となる計量ホッパの組合せを選
択して物品を排出することが行われている。

このような手法によれば、全ての物品が全く同一の重量
である場合に、重量イコール目標個数となるが、周知の
ように１つの基準を目指して製作された物品のグループ
は、重量や寸法が正規分布曲線に従うバラツキを持つこ
とになる。

（発明が解決しようとする課題） このため、計量ホッパを組合せ選択して排出された物品
の全重量は、目標重量に一致しているとしても、重量が
大きい方に片寄っている物品だけが選択された場合に
は、目標とする個数よりも少なくなり、内容量の個数表
示を必要とする商品によっては不都合を招くという問題
がある。

このような問題を解消するために各計量ホッパに投入す
る物品の重量を個数換算限界内に、つまり軽めに製作さ
れてしまった物品の重量WLと、重めに製作されてしまっ
た物品の重量WHと、１個当りの平均重量Wuを予め求めて
おき、一度に計数可能な最大個数Ｎを W/WL−W/WH＜１ W/Wu＝Ｎ なる関係に制限することも考えられるが、計量装置の計
量の能力を制限して使用することになり、作業能率が低
下するという問題がある。

このような問題を解消するために、特開昭62−113030号
公報に見られるように、予め標準偏差を考慮して登録さ
れた各個数と重量との対応表から秤に載せられた被計量
物の個数を判定する計数装置も提案されているが、個数
判定のためのデータ量が膨大になるという問題があるば
かりでなく、目標値を１つ上回る可能性を高い確率で内
在しているという問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは個数判定のためのデータ量
を可及的に少なくするとともに、目標値を下回る個数は
もとより、目標値を１つ上回る個数の計数をも確実に排
除することができる新規な組合せ計量装置を提供するこ
とである。

（課題を解決するための手段） このような問題を解決するために本発明においては、重
量検出手段にホッパを取り付けてなる計量ホッパを複数
備えた計量装置本体と、被計量物の平均単位重量と、被
計量物の標準偏差値とに基づいて目標個数ｎよりも１少
ない個数（ｎ−１）の被計量物の重量分布の上限値を演
算する手段と、前記重量分布の上限値を超え、かつ前記
上限値に最も近い値の重量となるように前記計量ホッパ
を選択する手段とを備えるようにした。

（発明の作用） 計量ホッパに個数換算限界以上の重量となる被計量物が
投入されたとしても、目標個数ｎよりも１つ少ない個数
（ｎ−１）の重量以下を排除するため、目標個数を下回
る確率が極めて低く、またこの算出された重量を上回る
最も近い重量の組合せを選択するため、過剰な供給をも
排除することができる。

（実施例） そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施例の基づい
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すものであって、図中
符号１は、組合せ計量装置本体で、物品供給機構２から
排出された物品を放射状に分散させる分散テーブル３
と、これから排出された物品を受ける複数のトラフ４、
４、４…と、各トラフ４、４、４…からの物品を一時的
にストックするプールホッパ５、５、５…と、各プール
ホッパ５、５、５…からの物品を受ける計量ホッパ６、
６、６…上下方向に配置して構成されている。

これら計量ホッパ６、６、６…は、物品の排出を行うた
めのゲート７を備えたホッパ８を、片持梁状に基台の固
定されたロードセル９の自由端に固定されていて、物品
の重量に一致した重量信号を出力するように構成されて
いる。

各ロードセル９、９、９…からの重量信号は、切換回路
10を介して前置増幅器11と、フィルタ12と、重量信号を
ディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器
13からなる重量信号処理回路14に入力している。これら
計量ホッパの内、１つの計量ホッパ６′は、物品の投入
量が個数換算限界内となるようにトラフに物品投入量制
限機構が設けられている。

15は、マイクロコンピュータから成る制御装置で、重量
信号処理回路14からのディジタル信号と、キーボード等
の外部入力手段16からのデータが入力しており、これら
データに基づいて所定の演算処理を行って、目標値に一
致する組合せに適合する計量ホッパ６、６、６…のゲー
ト７、７、７…を開放するように構成されている。

第２図は、前述の制御装置15の機能を概念的に示すもの
であって、図中符号20は、サンプリング用に選択された
計量ホッパ６′からの重量信号と、平均単重との商を丸
め演算して個数を算出する個数演算手段、21は、サンプ
リング用の計量ホッパの重量データと個数演算手段20の
個数データから平均単重を算出して平均単重記憶手段22
に出力する平均単重演算手段、23は、サンプリング数記
憶手段24のサンプリング数と平均単重記憶手段22に格納
されている各時点の平均単重との基づいて平均単重の移
動平均値を演算する移動平均単重演算手段、25は、移動
平均された単重、標準偏差値記憶手段26に格納されて
いる単重の標準偏差値σから設定個数ｎより１だけ少な
い個数（ｎ−１）の重量分布（第４図Ｉ）の上限値 を演算する（ｎ−１）個上限値演算手段、27は、上限値
Ｗ′を超え、かつ上限値Ｗ′に最も近い重量となる計量
ホッパ６、６、６…の組合せを検索し、この組合せに一
致する計量ホッパ６、６、６…のゲート７、７、７…を
開放するゲート制御手段である。

次に、このようにし構成した装置の動作を第３図に示し
たフロチャートに基づいて説明する。

計量に先立って外部入力手段16により、物品１個の平均
の重量（以下、平均単重という）、標準偏差値σ、所
望する目標個数ｎ、及び移動平均を求める際のサンプリ
ング数をそれぞれ入力すると、これらのデータ、それぞ
れ平均単重記憶手段22、標準偏差値記憶手段26、目標個
数ｎ記憶手段、及びサンプリング数記憶手段24に格納さ
れる（ステップ イ）。

このような準備を終えた段階で、装置を作動させると、
物品供給装置２から分散テーブル３に物品が供給される
（ステップ ロ）。この物品は、分数テーブル３により
四方にばら撒かれながらトラフ４、４、４…に移動し、
ここからプールホッパ５、５、５…に流れ込む。プール
ホッパ５、５、５…に物品が収容された時点で、制御装
置15は、プールホッパのゲートを開放して計量ホッパ
６、６、６…に物品を排出させる。

これにより、各計量ホッパ６、６、６…は、ここに投入
された物品の重量に一致する重量信号を出力する。この
重量信号は、切換器10により順次走査されて重量信号処
理回路14に入力し、ここでフィルタ12により雑音成分を
除去され、ついでアナログ−ディジタル変換器13により
ディジタル信号に変換されて制御装置15に入力する。

個数演算手段20は、サンプリング用計量ホッパ６′の重
量データと、平均単重記憶手段22からのデータに基づい
て、ここに投入されている物品の個数Ｎを算出する。平
均単重演算手段21は、個数Ｎとサンプリング用計量ホッ
パ６′の重量データに基づいて現在計量対象となってい
る物品の平均単重を求めて平均単重記憶手段22に格納
する。移動平均演算手段23は、サンプリング数記憶手段
24に格納されているサンプル数の平均単重データを平均
単重記憶手段22から抽出して、これに基づいて移動平均
を求める（ステップ ニ）。云うまでもなく、サンプリ
ング用計量ホッパ６′への物品の投入個数は、最大重量
内となるように規制されているので、個数換算データに
誤差を含むことはない。

（ｎ−１）個上限値演算手段25は、目標個数ｎ記憶手段
28に格納されているデータｎ、標準偏差値記憶手段26に
格納されている標準偏差値σ、及び移動平均換算手段23
のデータを使用して、目標個数ｎより１個少ない個数
（ｎ−１）の重量分布を統計的に推測し、これに基づい
て上限値Wm を求める（ステップ ホ）。

ゲート制御手段27は、この重量Wmを上回る直近の値Ｗ′
ｍとなる計量ホッパの組合せを求め（ステップ ヘ）、
これに一致する計量ホッパ６、６、６…のゲート７、
７、７…を開放する（ステップ ト）。このようにして
集められた全商品の重量は、第４図に示したように（ｎ
−１）個分の重量分布（Ｉ）の上限を超え、しかも目標
個数ｎの重量分布（II）の範囲内で、上限値Wmに最も近
い重量となるように選択されているので、99.7パーセン
トの確率で規定個数ｎ個分を含んでいることになる。

以下、このようにして各計量毎にその時点での物品のバ
ラツキを加味した移動平均により平均単重を求めながら
次の計量動作を継続していく。これにより、供給される
物品の平均単重が徐々に変化する場合であっても、目標
個数ｎを下回る物品の排出が防止されることになる。

なお、この実施例においては、サンプリング用の計量ホ
ッパを用意し、ここへの投入量を積極的に制限するよう
にしているが、個数制限内の計量ホッパをサーチし、こ
こに収容されている物品についてサンプリングデータを
得るようにしても同様の作用を奏することは明らかであ
る。

第５図は、本発明の第２実施例を示すものであって、図
中符号30は、サンプリング用計量ホッパ６′に付属する
プールホッパで、これのゲート31は、サンプリングゲー
ト駆動回路32にからの信号により、合計の重量が個数制
限内となるように複数回に分けて追加的に補給するよう
に開閉されるように構成されている。

33は、マイクロコンピュータから成る制御装置で、重量
信号処理回路14からのディジタル信号と、キーボード等
の外部入力手段16からのデータが入力しており、これら
デーダに基づいて後述する所定の演算処理を行って、目
標値に一致する組合せに適合する計量ホッパ６、６、６
…のゲート７、７、７…を開放するように構成されてい
る。

第６図は、前述の制御装置33の機能を概念的に示すもの
であって、図中符号40は、サンプリング用に選択された
計量ホッパ６′からの重量信号と、平均単重との商を丸
め演算して個数を算出する個数演算手段、41は、サンプ
リング用の計量ホッパの重量データと個数演算手段40の
個数データから平均単重を算出して平均単重記憶手段42
に出力する平均単重演算手段、43は、サンプリング数記
憶手段44のサンプリング数と平均単重記憶手段42に格納
されている各時点の平均単重に基づいて単重の移動平均
値を演算する移動平均単重演算手段、45は、移動平均さ
れた単重と、サンプリング用計量ホッパ６′への各投入
時ごとの平均単重により標準偏差値を演算し、標準偏差
値記憶手段46に出力する標準偏差値演算手段45と、標準
偏差値記憶手段46のデータに基づいて標準偏差値の移動
平均σを演算する第２の移動平均演算手段47と、48は、
第２の移動平均演算手段47からの単重の標準偏差値、移
動平均された平均単重から設定個数ｎより１だけ少な
い個数（ｎ−１）の重量分布（第４図Ｉ）の上限値 を演算する（ｎ−１）個上限値演算手段、49は、上限値
Ｗ′を超え、かつ上限値Ｗ′に最も近い重量となる計量
ホッパ６、６、６…の組合せを検索し、この組合せに一
致する計量ホッパ６、６、６…のゲート７、７、７…を
開放するゲート制御手段である。

次に、このように構成した装置の動作を第７図に示した
フローチャートに基づいて説明する。

計量に先立って外部入力手段16により、平均単重、所望
する目標個数ｎ、及び移動平均を求める際のサンプリン
グ数をそれぞれ入力すると、これらのデータは、それぞ
れ平均単重記憶手段42、目標個数ｎ記憶手段50、及びサ
ンプリング数記憶手段44に格納される（ステップ
イ）。

このような準備を終えた段階で装置を作動させると、物
品供給装置２から分散テーブル３に物品が供給される
（ステップ ロ）。この物品は、分散テーブル３により
四方にばら撒かれながらトラフ４、４、４…に移動し、
ここからプールホッパ５、５、５…、30に流れ込む。プ
ールホッパ５、５、５…に物品が収容された時点で、制
御装置15は、プールホッパ５、５、５…のゲートを開放
して計量ホッパ６、６、６…に物品を排出させる。

一方、プールホッパ30は、サンプリングゲート駆動回路
32によりゲート31を制御されて、個数換算限界内の個数
を複数回で供給できる程度の重量の物品をサンプリング
用計量ホッパ６′に排出する（ステップ ハ）。

個数演算手段40は、今投入された物品の重量に相当する
サンプリング用計量ホッパ６′からの重量信号と、平均
単重記憶手段42からの平均単重に基づいて、サンプリン
グ用計量ホッパ６′に投入されている物品の個数N₁を算
出する。平均単重演算手段41は、個数N₁とサンプリング
用計量ホッパ６′の重量データに基づいて現在計量対象
となっている物品の平均単重を演算する（ステップ
ニ）。平均単重の演算が終了すると、再びサンプリング
ゲート駆動回路32は、プールホッパ30のゲート31を制御
して個数換算限界内の個性の物品を小出しにしてサンプ
リング用計量ホッパ６′に排出する（ステップ ハ）。
このようにして規定回数の平均単重が演算された段階で
（ステップ ホ）、標準偏差値演算手段45は、今投入さ
れている物品の標準偏差を演算し（ステップ ヘ）、こ
れを標準偏差記憶手段46に出力し格納する。

移動平均演算手段43は、サンプリング数記憶手段44に格
納されているサンプル数の平均単重データを平均単重記
憶手段42から抽出して、平均単重の移動平均を、第２の
移動平均演算手段47は、サンプリング数記憶手段に44に
格納されているサンプル数の標準偏差値を標準偏差値記
憶手段46から抽出して、標準偏差値の移動平均を求める
（ステップ ト）。

（ｎ−１）個上限値演算手段48は、目標個数ｎ記憶手段
50に格納されているデータｎ、各移動平均演算手段43、
47からの平均単重、標準偏差値σに基づいて目標個数
ｎより１個少ない個数（ｎ−１）の重量分布を統計的に
推測し、これに基づいて上限値Wm を求める（ステップ チ）。

ゲート制御手段49は、この重量Wmを上回る直近の値Ｗ′
ｍとなる計量ホッパの組合せを求め（ステップ リ）、
これに一致する計量ホッパ６、６、６…のゲート７、
７、７…を開放する（ステップ ヌ）。このようにして
集められた全商品の重量は、第４図に示したように（ｎ
−１）個分の重量分布（Ｉ）の上限を超え、しかも目標
個数ｎの重量分布（II）の範囲内で、上限値Wmに最も近
い重量となるように選択されているので、99.7パーセン
トの確率で規定個数ｎ個分を含んでいることになる。

この実施例によれば、標準偏差値をも移動平均している
ため、物品重量の変動に対応して重量分布を算出するこ
とができるため、より精度の高い計量が可能となる。

なお、この実施例においてはサンプリング用計量ホッパ
６′に、ゲートを小開けできるプールホッパ30を付属さ
せるようにしているが、計量ホッパへの物品供給を複数
回に分け、第１回目の供給は個数制限内の供給を行な
い、この時の全ての計量ホッパの重量と、個数に基づい
て、平均単重と標準偏差値を求めるようにしても同様の
作用を奏することは明らかである。

（発明の効果） 以上説明したように本発明においては、重量検出手段に
ホッパを取り付けてなる計量ホッパを複数備えた計量装
置本体と、被計量物の平均単位重量と、被計量物の標準
偏差値とに基づいて目標個数ｎよりも１少ない個数（ｎ
−１）の被計量物の重量分布の上限値を演算する手段
と、重量分布の上限値を超え、かつ上限値に最も近い値
の重量となるように計量ホッパを選択する手段を備えた
ので、個数換算のためのデータ量を可及的に少なくでき
るばかりでなく、目標値を下回る個数となるホッパの組
み合わせはもとより、目標値を上回る個数となるホッパ
の組み合わせを確実に排除して高い個数精度の個数計量
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の構成図、第２図
は同上装置における制御装置の機能を示すブロック図、
第３、４図は同上装置の動作を示すフローチャートと説
明図、第５図は本発明の他の実施例を示す装置の構成
図、第６図は第５図装置における制御装置の機能を示す
ブロック図、第７図は第５図装置の動作を示すフローチ
ャートである。 １……組合せ計量装置本体 ４、４、４……トラフ ５、５、５……プールホッパ ６、６、６……計量ホッパ ６′……サンプリング用計量ホッパ ７、７、７……ゲート 14……重量信号処理回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量検出手段にホッパを取り付けてなる計
   量ホッパを複数備えた計量装置本体と、被計量物の平均
   単位重量と、被計量物の標準偏差値とに基づいて目標個
   数ｎよりも１少ない個数（ｎ−１）の被計量物の重量分
   布の上限値を演算する手段と、前記重量分布の上限値を
   超え、かつ前記上限値に最も近い値の重量となるように
   前記計量ホッパを選択する手段とを備えてなる組合せ計
   量装置。
2. 【請求項２】前記計量ホッパの内、個数換算時の誤差を
   生じない重量の計量ホッパから重量信号をサンプリング
   用データとして平均単位重量の移動平均を演算する手段
   を備えてなる請求項１の組合せ計量装置。
3. 【請求項３】重量検出手段にホッパを取り付けてなる計
   量ホッパを複数備えた計量装置本体と、被計量物を複数
   回に分けて投入する手段を備えたサンプリング用計量ホ
   ッパと、該サンプリング用計量ホッパからの被計量物投
   入時点での重量データに基づいて平均単位重量と標準偏
   差値を求める手段と、前記平均単位重量及び標準偏差値
   に基づいて目標個数ｎよりも１少ない個数（ｎ−１）の
   被計量物の重量分布の上限値を演算する手段と、前記重
   量分布の上限値を超え、かつ前記重量分布の上限値に最
   も近い値の重量となるように前記計量ホッパを選択する
   手段とを備えてなる組合せ計量装置。