JP2004125694A - 組合せ秤の滞留防止装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の計量ホッパ2に収容されている物品の重量を種々に組み合わせて、これら組合せの中から合計重量が目標重量に等しいか近い適合組合せを選択し、この適合組合せを構成している物品を収容している計量ホッパ2から物品を排出し、空になった計量ホッパ2には、対応する供給ホッパ8及び直進フィーダ10から新たに物品を供給し、再度適合組合せを選択する。CPU22は、各計量ホッパのうち適合組合せに選択されない滞留物品を検出する。検出された前記滞留物品を含めて適合組合せを構成する場合に、追加する必要のある追加物品重量を、CPU22が演算する。演算された追加物品重量の物品を、いずれかの計量ホッパ2に、これに対応する供給ホッパ8、直進フィーダ10からCPU22が供給させる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、組合せ秤に関し、特に物品の滞留を防止するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
組合せ秤の最も基本的な形態は、複数の物品収容手段として、複数の計量ホッパを備えている。これら計量ホッパ内の物品の重量が計量される。これら重量を種々に組合せ、これら組合せの中から合計重量が、予め定めた目標重量に等しいか近い組合せを選択する。選択された組合せを構成する物品が収容されている計量ホッパから物品が排出される。各計量ホッパに対応して物品供給手段、例えば直進フィーダが設けられている。空になった計量ホッパに対応する直進フィーダから、空になった計量ホッパに物品が供給される。全ての計量ホッパに物品が供給されると、上述したのと同様に、組合せの選択が行われる。上記の説明は、基本形態に関するものであり、実際には、各計量ホッパと対応する直進フィーダとの間には、予め直進フィーダから物品が供給されている供給ホッパが設けられ、空になった計量ホッパへの物品の供給を迅速に行っている。また、各直進フィーダには、分散フィーダから物品が供給される。
【0003】
このような組合せ秤では、組合せ計量精度を高めるために、各計量ホッパに供給される物品が予め定められた設定供給重量とほぼ同じになるように、直進フィーダは設定されている。ところが、たまに物品の性状等に起因して、特定の計量ホッパにだけ、設定供給重量よりも多くの或いは少なく物品が供給されることがある。この物品は、選択された組合せになかなか含まれず、長期にわたって特定の計量ホッパに滞留することがある。
【0004】
このような滞留物品に対する処理として、従来、例えば特許文献1に開示されているようなものがあった。即ち、所定時間にわたって組合せ演算を行ったときに、一度も組合せに選択されなかった計量ホッパの物品を滞留物品と決定し、この滞留物品を強制的に含ませて組合せを選択することが行われていた
【0005】
【特許文献1】
実公平1−8976号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような滞留防止装置では、滞留していると判断した物品を無理矢理に組合せに参加させようとしているので、他の計量ホッパに収容されている物品の重量によっては、滞留物品を含ませて、目標重量に等しいか近い組合せを得ることができないことがある。そのような場合に備えて、この公報に開示した組合せ秤では、組合せに選択されなかった滞留物品を手動で排出することを促すための警報機が設けられている。
【0007】
本発明は、計量ホッパのような物品収容手段に物品が滞留することを防止することができる組合せ秤の滞留防止装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による組合せ秤の滞留防止装置は、組合せ秤に設けられている。組合せ秤では、複数の物品収容手段に収容されている物品の重量が種々に組み合わされて、これら組合せの中から合計重量が目標重量に等しいか近い適合組合せが選択される。物品収容手段としては、例えば、計量ホッパを使用することもできるし、計量ホッパと、この計量ホッパから物品が供給された補助ホッパとを、使用することもできる。この適合組合せを構成している前記物品を収容している前記物品収容手段から前記物品が排出される。空になった前記物品収容手段には、対応する物品供給手段から新たに物品が供給される。物品供給手段としては、例えば所定の振幅で振動する直進フィーダを使用することもできるし、この直進フィーダから物品が供給された供給ホッパを使用することもできる。なお、空になった物品収容手段に物品が新たに供給されると、再び上述したような適合組合せの選択が行われる。前記各物品収容手段のうち、前記適合組合せに非選択の滞留物品を滞留物品検出手段が検出する。この滞留物品の検出手段としては、種々のものを使用することができ、例えば所定時間または所定回数にわたって、適合組合せの選択が行われた後、一度も適合組合せに選択されていない物品を検出することもできるし、適当な時期に、特定物品収容手段の物品を常に含めた状態で適合組合せの選択を行い、その適合組合せに或る物品収容手段の物品が含まれていない場合、その特定物品収容手段の物品を滞留している物品とすることもできる。この特定物品収容手段を、順に変更していくことによって、全ての物品収容手段の各物品のうちから、滞留物品を検出することができる。検出された前記滞留物品を含めて、前記適合組合せを構成する場合に、追加する必要のある追加物品重量を追加物品重量演算手段が演算する。制御手段が、演算された前記追加物品重量の物品を、いずれかの前記物品収容手段に、これに対応する物品供給手段から供給させる。
【0009】
このように構成された組合せ秤の滞留防止装置によれば、滞留している物品を検出し、この滞留物品を適合組合せに含ませるために追加すべき物品の重量が決定され、それが追加される。従って、上述したような適合組合せの選択を開始すると、いずれ滞留物品が含まれた適合組合せが選択される。このように、滞留物品を強制的に適合組合せに入れるために、いずれかの物品収容手段に積極的に物品を追加供給しているので、滞留物品が適合組合せに含まれて排出される確率が高くなる。
【0010】
前記追加物品重量演算手段は、前記各物品収容手段の各物品のうち、前記滞留物品を除いた物品の平均重量を算出する平均重量算出手段と、零から1ずつ増加する乗数及び前記平均重量値の乗算値と、前記滞留物品の重量との各合計値の前記目標重量に対する各偏差のうち、前記平均重量値よりも小さいものを、前記追加物品重量と決定する追加物品重量決定手段とを、具備している。
【0011】
このように追加物品重量演算手段を構成すると、追加物品重量と滞留物品の重量と、適当な個数の平均重量値との和が、目標重量に比較的近い値となる。従って、滞留物品を含んだ適合組合せを選択できる可能性が高くなるし、追加する物品の重量も少なくなる。
【0012】
前記滞留物品検出手段は、前記適合組合せに非選択の複数の滞留物品のうち、前記各滞留物品を除いた前記各物品の平均重量から最も重量が離れているものを選択することができる。
【0013】
複数の滞留物品が存在することがある。この場合、滞留物品を除いた各物品の平均重量から最も重量が離れている物品が、最も長期にわたって滞留する可能性が高い。そこで、この最も長期にわたって滞留する可能性の高い物品を目標として排出するように構成してある。この他に、複数の滞留物品が存在する場合、適当な個数の滞留物品を排出するための重量を、同一タイミングで計算することもできる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の1実施の形態の滞留防止装置は、例えば図1に示すような組合せ秤に実施されている。この組合せ秤は、複数の物品収容手段、例えば複数の計量ホッパ2を有している。これら計量ホッパ2は、所定の円周上に配置されている。これら計量ホッパ2内に収容されている物品の重量は、これら計量ホッパ2に個別に取り付けられている計量手段、例えばロードセル4によって測定される。これら計量ホッパ2には、図示していないが、排出手段、例えば排出ゲートが設けられ、これら排出ゲートを介して内部に収容されている物品が集合ホッパ6に排出される。
【0015】
これら計量ホッパ2の上方には、計量ホッパ2に対応して、物品供給手段の一部をなす供給ホッパ8が配置されている。供給ホッパ8も図示していないが、排出ゲートを有している。計量ホッパ2が空の場合、その上方に位置する供給ホッパ8から排出ゲートを介して物品が供給される。これら供給ホッパ8も所定の円周上に位置している。
【0016】
これら供給ホッパ8に対応して、物品供給手段の残りの部分をなす複数の直進フィーダ10が配置されている。これら直進フィーダ10は、トラフ10aと、これを振動させる振動源10bとを有し、振動源10bを設定された振幅で、設定された時間にわたって斜め上方向に振動させることによって、トラフ10a上の物品を、対応する供給ホッパ8に供給する。なお、後述する制御に使用するため、各直進フィーダ10には、トラフ10a上にある物品を計量する計量手段、例えばロードセル11が取り付けられている。
【0017】
直進フィーダ10に物品を供給するため、直進フィーダ10が位置する円周の中心に分散フィーダ12が配置されている。この分散フィーダ12は、トップコーン12aと振動源12bとを有し、振動源12bを振動させることによって、トップコーン12aを捩り旋回させて、各供給ホッパ8のトラフ8a上にほぼ均等にトップコーン12a上の物品を供給する。なお、トップコーン12aには、その上方に設けられた供給フィーダ14から物品が供給される。
【0018】
この組合せ秤では、図2に示すように、同一の上下方向に位置する直進フィーダ10、供給ホッパ8、計量ホッパ2が1つの計量ユニット16を構成している。従って、この組合せ秤では、複数の計量ユニット16が設けられている。各計量ユニット16に対応してユニット制御部18が設けられている。
【0019】
ユニット制御部18に含まれる振動器制御回路20が、CPU22からの制御信号に応動して、直進フィーダ10を作動させる。また、ゲート駆動回路24が、CPU22からの制御信号に応動して、計量ユニット16内のゲート駆動制御器26を制御して、計量ホッパ2及び供給ホッパ8のゲートを開閉させる。また、CPU22における制御に使用するために、ロードセル4、14からのアナログ計量信号が、ユニット制御部18内のA/D変換器28、30によってデジタル計量信号に変換されて、CPU22に供給される。また、CPU22は、振動器制御器34を介して分散フィーダ12も制御する。
【0020】
CPU22には、記憶手段、例えばメモリ35が付属している。このメモリ35に記憶されているプログラムに従って、各計量ホッパ2、各供給ホッパ8、各直進フィーダ10、分散フィーダ12を制御する。また、メモリ35は、このような制御を行う際のワーキングエリアとしても使用される。また、この制御を行う際に使用するパラメータ、例えば目標重量等を設定したり、組合せ演算の結果等を表示したりするための操作表示部36が、CPU22に接続されている。
【0021】
この組合せ秤における基本動作は、次の通りである。各計量ホッパ2の物品の重量を表す各ロードセル4からのデジタル計量信号を、CPU22において種々に組み合わせる。これら組合せの中で、合計重量が目標重量に等しいか最も近い適合組合せをCPU22が選択する。この適合組合せを構成している物品が収容されている計量ホッパ2から物品を集合シュート6にCPU22が排出させる。この排出によって空になった計量ホッパ2には、その上方にある供給ホッパ8から物品を供給する。新たに供給された物品のデジタル計量信号がCPU22に供給される。CPU22は、全ての計量ホッパ2の物品のデジタル計量信号が得られると、上述したように、適合組合せの選択を行う。供給ホッパ8から計量ホッパ2への物品の供給が完了後、供給された物品の計量が行われている間に、空になった供給ホッパ8には、対応する直進フィーダ10から物品が供給される。このようにして、直進フィーダ10上の物品が減少すると、CPU22は、分散フィーダ14を作動させて、各直進フィーダ10に物品を供給する。
【0022】
このような処理を繰り返し行っている間であって、適当な期間が経過したとき、例えば所定の回数にわたって適合組合せの選択が行われたとき、CPU22は、次のような処理を行う。なお、以下の処理において使用するレジスタ、カウンタ、ポインタは、CPU22によって、ソフトウエアによって構成されるものである。
【0023】
まず、図3に示す処理を行って、滞留物品を検出する。即ち、CPU22は、対流物品検出手段として機能する。まず、計量ホッパ2を指定するためのポインタmと、滞留物品が収容されている計量ホッパ2の数をカウントするためのカウンタpとの値を初期値0とする(ステップS2)。
【0024】
ポインタmによって指定された計量ホッパ2の物品を含めて組合せ演算を行う(ステップS4)。即ち、ポインタmによって指定された計量ホッパ2の物品が必ず含まれている全ての組合せを作成する。
【0025】
次に、適合組合せが存在するか判断する(ステップS6)。即ち、ステップS4で作成した各組合せの中で、合計重量が目標重量に等しいか近い組合せが存在するか判断する。
【0026】
適合組合せが存在すれば、即ち、ステップS6の判断の答えがイエスであれば、ポインタmによって指定されている計量ホッパ2の物品は排出される可能性があるので、次の計量ホッパ2を指定するためにポインタmの値を1だけ増加させる(ステップS8)。適合組合せが存在しなければ、即ちステップS6の判断の答えがノーであれば、ポインタmによって指定されている計量ホッパ2の物品は排出される可能性が無いので、即ち滞留物品であるので、カウンタpによって指定されるWypレジスタにその滞留物品の重量Wmを記憶させ、その後にカウンタpの値を1増加させる(ステップS10)。そして、ステップS8を実行する。
【0027】
ステップS8に続いて、ポインタmの値が、全計量ホッパ2の数Hに等しい数であるか判断する(ステップS12)。即ち、全ての計量ホッパ2に対して滞留物品があるか検査が終了したか判断する。ステップS12の判断の答えがノーであると、全ての計量ホッパ2に対して検査が終了していないので、ステップS4から再び実行する。ステップS12の判断の答えがイエスであると、全ての計量ホッパ2に対して検査が終了しているので、図3に示す処理を終了する。
【0028】
従って、図3に示す処理が終了した時点で、複数の滞留物品が存在すると、滞留物品の数がカウンタpに記憶され、Wypレジスタには、各滞留物品の重量が記憶されている。
【0029】
図3の処理が終了すると、図4の処理が行われ、複数の滞留物品が存在する場合、いずれの滞留物品を排出させるようにするかを決定する。即ち、CPU22は、滞留物品選択手段として機能する。
【0030】
まず、複数の滞留ホッパが存在するか判断する(ステップS14)。即ち、滞留物品を収容している計量ホッパ2が複数存在するか判定するために、カウンタpの値が1であるか否かを判断する。
【0031】
カウンタpの値が1であると、滞留物品を収容している計量ホッパ2は1台だけであるので、カウンタpの値(=1)によって指定されているレジスタWy1の値を排出予定の物品の重量レジスタWyに記憶させ(ステップS16)、図4の処理を終了する。
【0032】
カウンタpの値が1でないと、滞留物品を収容している計量ホッパ2が複数台あるので、滞留物品以外の物品の平均重量を算出するために、滞留物品以外の物品の合計重量WTを算出する(ステップS18)。次に、このWTを、全計量ホッパ2の台数Hから滞留物品を収容している計量ホッパ2の台数を表しているカウンタpの値を減算した値で除算して、平均重量を算出し、平均重量レジスタWAに記憶する(ステップS20)。以下、平均重量レジスタWAの値を平均重量WAと表記する。
【0033】
次に、各滞留物品の重量の平均重量WAに対する離散度を算出し、離散度が最も大きいものを算出する(ステップS22)。即ち、各滞留物品の重量を記憶しているレジスタWy0乃至Wyp−1のうち、平均重量WAに対する差の絶対値が最も大きいものを算出する。そして、この算出された、即ち離散度が最も大きい滞留物品の重量を、排出予定の物品の重量レジスタWyに記憶させる(ステップS24)。以下、排出予定の滞留物品の重量レジスタWyの値を排出予定滞留物品重量Wyと表記する。
【0034】
このようにして排出しようとする滞留物品の重量Wyが決定されると、図5に示す処理が行われて、この滞留物品を排出するために追加すべき物品の重量が決定される。即ち、CPU22は、追加物品重量演算手段として機能する。図5の処理では、まず平均重量WAに対する乗数をカウントするカウンタnの値を1に設定し、かつ後述する離散度の最小値を記憶するレジスタWに初期値として滞留物品以外の物品の重量の合計値WTを記憶させる(ステップS26)。以下、レジスタWの値を離散度最小値Wと表記する。
【0035】
次に、排出予定滞留物品の重量Wyが、目標重量TWよりも大きいか判断する(ステップS28)。もし、この判断の答えがイエスであるならば、物品を追加することによって滞留物品を排出することは不可能であるので、操作表示部36にオーバーウエイトエラーの表示を行い(ステップS30)、図5の処理を終了する。
【0036】
ステップS30での判断の答えがノーである場合、追加投入することによって、滞留物品を排出することが可能であるので、追加重量の候補値を算出し、その候補値の平均重量WAに対する離散度を算出する(ステップS32)。即ち、カウンタnの値から1を減算した値と平均重量WAとの乗算値と、滞留物品の重量Wyとを、目標重量WTから減算し、その減算値を追加重量の候補値レジスタWXnに記憶する。以下、追加重量の候補値レジスタWXnの値を、追加重量の候補値WXnと表記する。さらに、このWXnと平均重量WAとの差の絶対値を算出し、離散度レジスタWnに記憶する。以下、離散度レジスタWnの値を離散度Wnと表記する。
【0037】
この離散度Wnが離散度最小値Wよりも小さいか判断する(ステップS34)。この判断の答えがイエスであると、今までの最小の離散度よりも今回算出された離散度の方が小さいので、離散度最小値Wを今回の離散度Wnに更新し、かつ、このときの追加重量候補値WXnの値を最小追加重量レジスタWXに記憶させる(ステップS36)。
【0038】
次に、追加重量の候補値WXnの値が零よりも小さいか判断する(ステップS38)。この判断の答えがノーであると、まだ追加重量として新たな値の採用の可能性があるので、カウンタnの値を1つ増加させて(ステップS40)、ステップS32に戻る。また、この判断の答えがイエスであると、これ以上には、追加重量の候補値は無いので、図5の処理を終了する。
【0039】
なお、ステップS34の判断の答えがノーの場合、今までの最小の離散度の方が今回算出された離散度より小さいので、離散度最小値W、レジスタWXの値は更新せずに、ステップS38を実行する。
【0040】
このように処理することによって、ステップS38の判断の答えがイエスになったとき、レジスタWXには、滞留物品を排出するために追加する必要のある最小の重量値が記憶されている。
【0041】
レジスタWXに記憶されている重量だけ、物品をいずれかの計量ホッパ2に追加し、通常の組合せ演算を実行すれば、この滞留物品が排出される可能性が高くなる。そこで、滞留物品が収容されていない計量ホッパ2のいずれかに対応する供給ホッパ8に物品を供給する直進フィーダ10が、その供給ホッパ8に、レジスタWXの値だけ物品を追加するように、CPU22が直進フィーダ10を制御する。即ち、CPU22は、制御手段として機能する。
【0042】
例えば直進フィーダ10のトラフ10a上にある物品の重量をUとする。また、直進フィーダ10の振幅をaとする。直進フィーダ10の駆動時間をTとし、直進フィーダ10の構造と直進フィーダ10が搬送する物品の性状によって決まる係数をαとする。直進フィーダ10から供給しようとする物品の重量をWとすると、Wは、W=α*U*a*Tによって求められる。ここで、Wは、レジスタWXの値によって決まっており、Uの値はロードセル11によって測定されている(無論、直進フィーダ10が停止しているときに測定される)。αの値は既知であるので、aもしくはTまたは両方の値を適当に選択することによって、レジスタWXの値の物品を、滞留物品を収容していないいずれかの計量ホッパ2に対応する供給ホッパ4に供給することができる。この状態で、再び、通常の組合せ演算が実行されると、いずれ滞留物品は、適合組合せに含まれて、計量ホッパ2から排出される。
【0043】
なお、αの値は、例えば予めW、U、a、Tの適当な個数のサンプル値をそれぞれ求めて、例えば最小二乗法等を用いることによって決定することができる。
【0044】
上記の実施の形態では、供給ホッパ8を使用しているので、計量ホッパ2が空にならない限り、供給ホッパ8の物品が計量ホッパ2には供給されない。そのため、排出しようとしている滞留物品を収容している計量ホッパ2に対応する供給ホッパ8に物品を追加しても、この供給ホッパ8の物品が滞留している物品を収容している計量ホッパ2に供給される可能性は非常に少ない。そこで、追加の物品を滞留物品が収容されていない計量ホッパ2に供給している。しかし、供給ホッパ8を使用せずに、直進フィーダ10から直接に物品を計量ホッパ2に供給する構成の場合、排出しようとしている滞留物品を収容している計量ホッパ2にレジスタWXの値に相当する重量の物品を直接に追加投入することもできる。上記の実施の形態では、複数の滞留物品が存在する場合、そのうちの1つの滞留物品を排出するように追加重量を決定したが、適当な個数の滞留物品を個別に排出できるように、追加重量値を計算して、直進フィーダ10を制御することもできる。上記の実施の形態では、滞留物品の検出を図3に示すフローチャートに基づいて行ったが、これに限ったものではなく、例えば適合組合せの選択を所定の回数にわたって行った際に、一度も適合組合せに選択されなかった計量ホッパ2の物品を滞留物品と決定することもできる。上記の実施の形態では、物品収容手段として計量ホッパ2のみを使用したが、これに限ったものではなく、例えば計量ホッパ2と、これに対応するように設けられ、対応する計量ホッパ2から物品が供給される補助ホッパとを物品収容手段とすることもできる。また、直進フィーダ10を使用したが、これに代えて例えばチェーンコンベヤやベルトコンベヤを使用することもできる。さらに、計量ホッパ2や供給ホッパ8は、円形に配置したが、直線状等の非円形に配置することも可能である。
【0045】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、滞留物品を適合組合せに含めて排出させるために追加すべき物品の重量を決定して、これを物品収容手段に追加するように構成しているので、滞留物品を適合組合せに含ませて、排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施形態の組合せ秤の概略構成図である。
【図2】図1の組合せ秤のブロック図である。
【図3】図1の組合せ秤において滞留物品を検出する処理を示すフローチャートである。
【図4】図1の組合せ秤において複数の滞留物品のうち排出すべき滞留物品を決定する処理を示すフローチャートである。
【図5】図1の組合せ秤において、図4のフローチャートで決定された滞留物品を排出するために必要な追加物品重量を決定する処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
2 計量ホッパ(物品収容手段)
8 供給ホッパ(物品供給手段)
10 直進フィーダ(物品供給手段)
22 CPU(滞留物品検出手段、追加物品重量演算手段、制御手段)
Claims (3)
- 複数の物品収容手段に収容されている物品の重量を種々に組み合わせて、これら組合せの中から合計重量が目標重量に等しいか近い適合組合せを選択し、この適合組合せを構成している前記物品を収容している前記物品収容手段から前記物品を排出し、空になった前記物品収容手段には、対応する物品供給手段から新たに物品を供給する組合せ秤において、
前記各物品収容手段のうち、前記適合組合せに非選択の滞留物品を検出する滞留物品検出手段と、
検出された前記滞留物品を含めて、前記適合組合せを構成する場合に、追加する必要のある追加物品重量を演算する追加物品重量演算手段と、
演算された前記追加物品重量の物品を、いずれかの前記物品収容手段に、これに対応する物品供給手段から供給させる制御手段とを、
具備する組合せ秤の滞留防止装置。 - 請求項1記載の組合せ秤の滞留防止装置において、前記追加物品重量演算手段は、
前記各物品収容手段の各物品のうち、前記滞留物品を除いた物品の平均重量を算出する平均重量算出手段と、
零から1ずつ増加する乗数及び前記平均重量値の乗算値と、前記滞留物品の重量との各合計値の前記目標重量に対する各偏差のうち、前記平均重量値よりも小さいものを、前記追加物品重量と決定する追加物品重量決定手段とを、
具備する組合せ秤の滞留防止装置。 - 請求項1記載の組合せ秤の滞留防止装置において、前記滞留物品検出手段は、前記適合組合せに非選択の複数の滞留物品のうち、前記各滞留物品を除いた前記各物品の平均重量から最も重量が離れているものを選択する組合せ秤の滞留防止装置。
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