JP3028384B2

JP3028384B2 - 組合せ計量装置

Info

Publication number: JP3028384B2
Application number: JP3287156A
Authority: JP
Inventors: 文祐政
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1991-10-07
Filing date: 1991-10-07
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JPH0599732A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の計量部で計量し
た物品を、所定量分組合せて排出する組合せ計量装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】組合せ計量装置は、個々の重量にバラツ
キのある物品を、所定量分ひとまとめにするために、一
般的に図８に示すように構成されている。

【０００３】即ち、図示しない供給装置から複数の中間
ホッパ１₁〜１_nに、ほぼ同量ずつ収容された物品Ｗ
は、各中間ホッパ１₁〜１_nに対応して設けられた計量
ホッパ２₁〜２_nへそれぞれ供給される。

【０００４】計量ホッパ２₁〜２_nに供給された物品Ｗ
野尻は、ぞれぞれの計量器３₁〜３_nによって計量さ
れ、各計量器３₁〜３_nからの計量信号に基づいて、目
標とする所定重量に近い組合せが選定される。

【０００５】組合せに選定された物品は、その計量ホッ
パから集合シュート４に一斉に排出される。

【０００６】集合シュート４に排出された物品は、一旦
排出ホッパ５に集められた後、図示しない包装機へ排出
される。

【０００７】このような構成の組合せ計量装置では、一
般的に包装機側からの排出要求信号を受けて、物品の排
出が起動される。

【０００８】即ち、排出要求信号が入力されると、組合
せに選定された物品を収容している計量ホッパが所定時
間開閉し、この選定物品を一旦排出ホッパ５に収容し、
排出ホッパ５を所定時間開閉して選定物品を排出する。
この間に、空の計量ホッパに対応する中間ホッパが所定
時間開閉して、新たな物品が計量ホッパに供給されると
ともに他の計量ホッパによる組合せが選定され、次の排
出要求信号の入力に備える。

【０００９】以下、排出要求信号が入力される毎に、上
記の一連の動作を繰り返し行って、所定量分の物品を順
次排出させる。

【００１０】この種の計量装置に対し、高速化の要求が
年々増しており、上記の一連の動作をそれぞれ短時間に
行うことが必要になってきている。

【００１１】ところが、上記の動作のタイミングは、計
量する物品の種類や、目標とする量等の違いによって、
一律に短縮化することはできない。

【００１２】例えば、流れのよい物品を計量する場合
と、流れにくい物品を計量する場合とでは、同一の目標
量であっても、各ホッパの開閉時間や、ホッパ間の移動
時間等が大きく異なってしまい、上記の一連の動作を単
純に短縮させる訳にはいかない。

【００１３】このため、従来は、計量運転を開始する前
に試運転を行い、実際の排出動作を見ながら、物品を高
速でかつ安定に排出できるように、各ホッパの開閉時間
や、動作タイミングを手動調整していた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように、試運転中の実際の排出動作を見ながら、各ホッ
パの開閉時間や動作タイミングを手動調整する方法で
は、調整者の差によってその速度や安定性にバラツキが
生じて、計量物品に対する計量装置の能力を最大に設定
させることは困難である。

【００１５】例えば、高速性のみを重視した調整をして
しまうと、計量ホッパあるいは排出ホッパが完全に閉じ
きっていないときに、中間ホッパあるいは計量ホッパか
らの物品が到達して、物品の噛み込みや、飛散などの問
題を発生させてしまう。逆に、安定性のみを重視した調
整をしてしまうと、運転速度が上がらない。

【００１６】このため、このタイミング調整には、かな
り熟練した調整者が必要となっていた。

【００１７】本発明は、この課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。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、第１の発明の組合せ計量装置は、複数のホッパに収
容された計量済み物品の組合せを選定して、選定した組
合せの物品を前記ホッパの開閉によって一斉に排出し、
集合シュートを介して排出ホッパに収容し、該排出ホッ
パの開閉によって前記選定物品を排出する組合せ計量装
置において、物品が前記集合シュートから前記排出ホッ
パに到達したことを検出するためのセンサと、前記セン
サからの信号を受けて、物品が、前記複数のホッパから
排出されたから、前記排出ホッパに到達するまでの時間
を検出する到達時間検出手段と、前記センサからの信号
を受けて、前記集合シュートを流れる物品の先頭部分が
前記排出ホッパに到達してから、物品の最後部が前記排
出ホッパに到達するまでの時間を検出する物品流れ時間
検出手段と、前記到達時間検出手段および前記物品流れ
時間検出手段によって検出された時間に基づいて、前記
複数のホッパと前記排出ホッパの開閉時間とそのタイミ
ングを決定するタイミング決定手段とを備えている。

【００１９】また、第２の発明の組合せ計量装置は、計
量器をそれぞれ有する複数の計量ホッパに物品を複数の
中間ホッパからそれぞれ供給し、前記複数の計量器から
出力される計量信号に基づいて組合せを選定し、選定し
た物品を前記計量ホッパから一斉に排出する組合せ計量
装置において、前記計量器からの計量信号を受けて、前
記中間ホッパが開き始めてから計量信号が立ち上りを開
始するまでの到達時間と、計量信号の立ち上り開始から
変曲点に達するまでの流れ時間とを検出する供給時間検
出手段と、前記供給時間検出手段によって検出された到
達時間と流れ時間とに基づいて、前記計量ホッパに対す
る前記中間ホッパの開閉時間とそのタイミングを決定す
るタイミング決定手段とを備えている。

【００２０】

【作用】本発明によれば、センサからの信号によって、
ホッパから排出された物品が排出ホッパへ到達するまで
の時間と、その物品の長さに対応した時間とが検出さ
れ、これらの時間に基づいて、ホッパおよび排出ホッパ
の開閉時間とそのタイミングが決定される。

【００２１】また、計量ホッパの計量器からの信号によ
って検出された供給時間から、中間ホッパの開閉時間と
そのタイミングが決定される。

【００２２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。

【００２３】図１は、本発明の一実施例の組合せ計量装
置の構成を示す図であり、前述の中間ホッパ１₁〜
１_n、計量ホッパ２₁〜２_n、計量器３₁〜３_n、集合
シュート４および排出ホッパ５を有している。

【００２４】なお、集合シュート４は、図２に示すよう
に、切頭逆円錐形に形成されており、上方の開口面４ａ
で受けた物品を下方の開口面４ｂから排出させる。

【００２５】この集合シュート４と排出ホッパ５との間
には、集合シュート４から排出される物品の通過を光学
的に検出するためのセンサ８が設けられている。

【００２６】センサ８の投光部８ａは、集合シュート４
の開口面４ｂの中心から所定距離ｆだけ下方の位置を水
平に通るビーム光を出力し、受光部８ｂは、このビーム
光を受光する位置に配置されている。

【００２７】なお、この距離ｆは、集合シュート４に受
け入れられた物品が必ず通過する位置（集合シュートの
排出焦点）に決められている。

【００２８】このセンサ８の検出信号は、各計量器３₁
〜３_nの計量信号とともに制御部１０に入力されてい
る。

【００２９】制御部１０の組合せ選定装置１１は、後述
する運転モード判定手段３０からの起動信号を受ける
と、各計量器３₁〜３_nからの計量信号に基づいて、所
定ホッパ数Ｍの組合せ重量のなかから目標値に近い組合
せを選定して、選定された計量ホッパに対応する選定信
号を、選定完了信号とともに出力する。

【００３０】なお、この選定に要する時間は、各ホッパ
の開閉時間等に比べてほとんど無視できるため、以下の
説明では、選定完了信号は、起動信号とほぼ同期して出
力されるものとする。

【００３１】この選定完了信号を受けた排出ホッパ開閉
装置１２は、排出ホッパ５を、選定完了信号の入力時か
ら、第１の遅延時間設定器１３に設定されている遅延時
間Ｔ１だけ遅れたタイミングに、第１の開閉時間設定器
１４に設定されている開閉時間Ｔｈで開閉させるための
開閉信号を出力する。

【００３２】計量ホッパ開閉装置１５は、組合せ選定装
置１１からの選定信号によって指定された計量ホッパ
を、第２の開閉時間設定器１７に設定されている開閉時
間Ｔｋで開閉させるための開閉信号を出力する。

【００３３】計量ホッパ開閉装置１５からの開閉信号を
受けた中間ホッパ開閉装置１８は、選定された計量ホッ
パに対応する中間ホッパを、第２の遅延時間設定器１９
に設定されている遅延時間Ｔ２だけ遅れたタイミング
に、第３の開閉時間設定器２０に設定されている開閉時
間Ｔｍで開閉させるための開閉信号を出力する。

【００３４】なお、中間ホッパ開閉装置１８からの開閉
信号は、その開閉信号に応じた中間ホッパに物品を供給
するための供給装置（図示せず）に出力されている。

【００３５】一方、センサ８からの検出信号は、到達時
間検出手段２１および物品流れ時間検出手段２２に入力
されている。

【００３６】到達時間検出手段２１は、計量ホッパが開
閉動作を開始してから、その計量ホッパの物品の先頭が
センサ８のビーム光を遮るまでの時間Ｔｄを、到達時間
として検出する。

【００３７】物品流れ時間検出手段２２は、集合シュー
ト４から排出される物品が、センサ８のビーム光を遮る
時間Ｔｗを、物品の流れ時間として検出する。

【００３８】なお、集合シュート４の開口面４ｂと排出
ホッパ５との距離は、集合シュート４の内壁４ｃの長さ
に比べて無視できる長さであり、この到達時間Ｔｄは、
計量ホッパから排出された物品の先頭が、排出シュート
５に到達するまでの時間とほぼ等しいものとする。

【００３９】到達時間検出手段２１および物品流れ時間
検出手段２２からの到達時間Ｔｄと流れ時間Ｔｗの情報
は、第１のタイミング決定手段２５に入力されている。

【００４０】第１のタイミング決定手段２５は、後述す
る運転モード判定手段３０からの試運転モード信号を受
けると、所定回数（例えば１０回）の組合せ排出動作で
得られた到達時間Ｔｄおよび流れ時間Ｔｗの平均値Ａ
（Ｔｄ）、Ａ（Ｔｗ）と分散σ（Ｔｄ）、σ（Ｔｗ）と
をそれぞれ算出する。

【００４１】そして、次式の計算によって、実際の流れ
時間が確率的にこれ以上長くなることのない最長流れ時
間Ｓｗ（＋）と、実際の到達時間が確率的にこれ以上長
くなることのない最長到達時間Ｓｄ（＋）および実際の
到達時間が確率的にこれ以上短くなることのない最短到
達時間Ｓｄ（−）を算出する。

【００４２】Ｓｗ（＋）＝Ａ（Ｔｗ）＋４σ（Ｔｗ）

【００４３】Ｓｄ（＋）＝Ａ（Ｔｄ）＋４σ（Ｔｄ）

【００４４】Ｓｄ（−）＝Ａ（Ｔｄ）−４σ（Ｔｄ）

【００４５】そして、算出された最長流れ時間Ｓｗ
（＋）を計量ホッパの開閉時間Ｔｋとして第２の開閉時
間設定器１７に設定し、排出ホッパ５の開閉時間Ｔｈを
次式によって算出して第１の開閉時間設定器１４に設定
する。

【００４６】Ｔｃ−Ｓｗ（＋）−Ｓｄ（＋）＋Ｓｄ（−）＝Ｔｈ

【００４７】ここで、Ｔｃは、組合せ計量装置に対して
要求される運転サイクルであり、この開閉時間Ｔｈは、
図３に示すように、この運転サイクルＴｃ内に排出ホッ
パ５が、完全に閉じきった状態から、最長到達時間と最
短到達時間の差（即ち到達時間幅Ｗｄ）と最長流れ時間
Ｓｗ（＋）を待って次の開閉を開始することのできる最
長の時間である。

【００４８】また、タイミング決定手段２５は、次式の
計算によって、計量ホッパの開閉開始ｔから、排出ホッ
パ５の開閉開始までの遅延時間Ｔ１を算出して、第１の
遅延時間設定器１３に設定する。

【００４９】Ｓｄ（−）−Ｔｈ＝Ｔ１

【００５０】このＴ１は、図４の（ａ）に示すように、
計量ホッパが開き始めてから、その物品の先頭が、最短
時間で排出ホッパ５に到達したときに、排出ホッパ５が
同図の（ｂ）に示すように完全に閉じ終わっているため
の最大の遅延時間である。

【００５１】第２のタイミング決定手段２７は、この試
運転モード時に各計量器からの計量信号に基づいて、第
２の遅延時間設定器１９および第３の開閉時間設定器２
０に対する遅延時間Ｔ２と開閉時間Ｔｍを設定する。

【００５２】即ち、図５の（ａ）に示すように、中間ホ
ッパが開閉を開始してから、対応する計量ホッパの計量
信号が、同図の（ｂ）のように、立ち上がり変化を開始
するまでの到達時間Ｔａと、計量信号が立ち上がり変化
を開始してから、例えば２回目の変曲点までの流れ時間
Ｔｂを試運転中に検出し、その平均値Ａ（Ｔａ）、Ａ
（Ｔｂ）と、分散σ（Ｔａ）、σ（Ｔｂ）を算出する。

【００５３】そして、前記同様に、最長流れ時間Ｓｂ
（＋）と、最短到達時間Ｓａ（−）を、次式の計算によ
って検出する。

【００５４】Ｓｂ（＋）＝Ａ（Ｔｂ）＋４σ（Ｔｂ）

【００５５】Ｓａ（−）＝Ａ（Ｔａ）−４σ（Ｔａ）

【００５６】そして、この最長流れ時間Ｓｂ（＋）を中
間ホッパの開閉時間Ｔｍとして第３の開閉時間設定器２
０に設定する。

【００５７】また、計量ホッパが開閉を開始してから、
中間ホッパの開閉を開始するまでの遅延時間Ｔ２を次式
の計算によって検出し、第２の遅延時間設定器１９に設
定する。

【００５８】Ｔｋ−Ｓａ（−）＝Ｔ２

【００５９】なお、第１のタイミング決定手段２５およ
び第２のタイミング決定手段２７は、試運転の初期に通
常運転時の設定値に比べて非常に大きな値を各設定器に
初期設定し、時間測定の誤差を発生させない遅い速度
で、この組合せ計量装置を運転させている。

【００６０】運転モード判定手段３０は、試運転スイッ
チ３１のスイッチ操作を検知して、第１、第２のタイミ
ング決定手段２５、２７に試運転モード信号を出力し、
低速の起動信号を組合せ選定装置１１に出力する。そし
て所定回数の組合せ排出動作が終了すると、運転サイク
ルＴｃの起動信号を組合せ選定装置１１へ出力して、こ
の物品に対する最高速度での運転に切り替える。

【００６１】次に、この実施例の動作について説明す
る。

【００６２】計量条件が未知の物品の計量を開始する場
合には、試運転スイッチ３１をオン操作する。

【００６３】このスイッチ操作によって、この計量装置
は、試運転モードとなり、組合せ選定装置１１には、図
６の（ａ）に示すような、長い初期サイクルＴｃ₀の起
動信号が入力される。

【００６４】組合せに選定された物品を収容している計
量ホッパは、同図の（ｂ）に示すように、起動信号に同
期して初期開閉時間Ｔｋ₀で開閉される。

【００６５】この開閉によって排出された物品は、集合
シュート４を介して排出ホッパ５に収容される。このと
き、センサ８の検出信号によって、第１回目の到達時間
Ｔｄと流れ時間Ｔｗが検出される。

【００６６】排出ホッパ５に収容された物品は、起動信
号の入力から初期遅延時間Ｔ１₀だけ遅れたタイミング
に初期開閉時間Ｔｈ₀で開閉して、物品を排出させる。

【００６７】空になった計量ホッパには、起動信号から
初期遅延時間Ｔ２₀だけ遅れたタイミングに初期開閉時
間Ｔｍ₀で開閉する中間ホッパから新たな物品が供給さ
れる。

【００６８】このとき、計量器からの信号によって、第
１回目の到達時間Ｔａと流れ時間Ｔｂが検出される。

【００６９】以下同様にして、この初期サイクルでの運
転が続けられ、例えば１０回目のサイクルが終了する
と、第１のタイミング決定手段２５および第２のタイミ
ング決定手段２７によって決定された各開閉時間と遅延
時間が、それぞれの設定器に設定されて、この物品に対
応した最も高速で安定な動作タイミングでの運転が開始
される。

【００７０】図７は、この運転の様子を示しており、同
図の（ａ）に示すようにＴｃの間隔で入力される起動信
号に同期して、計量ホッパは、同図の（ｂ）のようにＴ
ｋ時間、即ち、Ｓｗ（＋）時間開閉して、物品を排出さ
せる。

【００７１】この開閉によって、計量ホッパ内の物品
は、完全に集合シュート４へ排出され、その先頭は、最
短でＳｄ（−）時間後に排出ホッパ５へ到達する。

【００７２】排出ホッパ５は、同図の（ｃ）に示すよう
に、起動信号の入力からＴ１時間遅れてＴｈ時間開閉し
た直後にこの物品を、その到達時間幅Ｗｄと最大流れ時
間Ｓｗ（＋）との期間で受けて、次の開閉動作に入る。

【００７３】また、計量ホッパの開閉から遅延時間Ｔ２
だけ遅れたタイミングには、同図の（ｄ）に示すよう
に、中間ホッパがＴｍ時間開閉して、次の物品を供給す
る。以下、同様の動作が繰り返されて、Ｔｃ毎に目標量
の物品が排出されていくことになる。

【００７４】

【他の実施例】なお、前記実施例では、排出ホッパ５へ
の物品の到達時間と流れ時間を検出するために、１組の
投受光器からなるセンサ８を用いていたが、これは本発
明を限定するものでなく、複数のセンサを平行にあるい
は円形に並べて、物品の検出をおこなってもよい。ま
た、光学式のセンサだけでなく、超音波センサ等を用い
てもよい。また、排出ホッパに計量器を連結させ、この
計量器をセンサとして用いてもよく、この場合には、計
量ホッパから排出された物品が、全て排出ホッパに収容
されているかを判定することもできる。

【００７５】また、前記実施例では、計量ホッパで計量
した物品を直接集合シュート４へ排出する構成の計量装
置について説明したが、計量ホッパで計量した物品を直
ちにメモリホッパへ排出して、次の計量に備える形式の
組合せ計量装置についても本発明を同様に適用すること
ができる。

【００７６】また、前記実施例では、試運転によって、
各ホッパの開閉時間や、遅延時間の設定を行なっていた
が、通常運転中の到達時間や流れ時間を検出して、各設
定時間を更新していくように構成してもよい。

【００７７】

【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、センサからの信号によって、ホッパから排出
された物品が集合シュートを介して排出ホッパに到達す
るまでの到達時間とその流れ時間が検出され、この検出
時間に基づいて、ホッパと排出ホッパの開閉時間や遅延
時間が決定されるように構成されているため、従来のよ
うに、設定者による計量能力のバラツキがなく、物品に
対応した最適な条件で計量運転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構成を示す図である。

【図２】一実施例の要部を示す斜視図である。

【図３】一実施例のホッパ間の動作時間の関係図であ
る。

【図４】一実施例のホッパ間の動作時間の関係図であ
る。

【図５】一実施例のホッパ間の動作時間の関係図であ
る。

【図６】一実施例の試運転時の各ホッパの動作状態を示
すタイミング図である。

【図７】一実施例の通常運転時の各ホッパの動作状態を
示すタイミング図である。

【図８】計量装置の一般的な構成を示す図である。

【符号の説明】

１₁〜１_n 中間ホッパ２₁〜２_n 計量ホッパ３₁〜３_n 計量器４集合シュート５排出ホッパ８センサ１０制御部１１組合せ選定装置１２排出ホッパ開閉装置１３第１の遅延時間設定器１４第１の開閉時間設定器１５計量ホッパ開閉装置１７第２の開閉時間設定器１８中間ホッパ開閉装置１９第２の遅延時間設定器２０第３の開閉時間設定器２１到達時間検出手段２２物品流れ時間検出手段２５第１のタイミング決定手段２７第２のタイミング決定手段３０運転モード判定手段３１試運転モードスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01G 19/387

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のホッパに収容された計量済み物品の
組合せを選定して、選定した組合せの物品を前記ホッパ
の開閉によって一斉に排出し、集合シュートを介して排
出ホッパに収容し、該排出ホッパの開閉によって前記選
定物品を排出する組合せ計量装置において、物品が前記集合シュートから前記排出ホッパに到達した
ことを検出するためのセンサと、前記センサからの信号を受けて、物品が前記複数のホッ
パから排出されてから、前記排出ホッパに到達するまで
の時間を検出する到達時間検出手段と、前記センサからの信号を受けて、前記集合シュートを流
れる物品の先頭部分が前記排出ホッパに到達してから、
物品の最後部が前記排出ホッパに到達するまでの時間を
検出する物品流れ時間検出手段と、前記到達時間検出手段および前記物品流れ時間検出手段
によって検出された時間に基づいて、前記複数のホッパ
と前記排出ホッパの開閉時間とそのタイミングを決定す
るタイミング決定手段とを備えたことを特徴とする組合
せ計量装置。
【請求項２】計量器をそれぞれ有する複数の計量ホッパ
に物品を複数の中間ホッパからそれぞれ供給し、前記複
数の計量器から出力される計量信号に基づいて組合せを
選定し、選定した物品を前記計量ホッパから一斉に排出
する組合せ計量装置において、前記計量器からの計量信号を受けて、前記中間ホッパが
開き始めてから計量信号が立ち上りを開始するまでの到
達時間と、計量信号の立ち上り開始から変曲点に達する
までの流れ時間とを検出する供給時間検出手段と、前記供給時間検出手段によって検出された到達時間と流
れ時間とに基づいて、前記計量ホッパに対する前記中間
ホッパの開閉時間とそのタイミングを決定するタイミン
グ決定手段とを備えたことを特徴とする組合せ計量装
置。