JPH0251131B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜本発明の産業上の利用分野＞ この発明は、菓子、果物、野菜などのように
個々の重量にバラツキのある物品（以下、塊状物
と記す）を、ほぼ一定重量となるように、複数個
ひとまとめにして袋詰めなどを行なう際に使用さ
れる、組合せ計量装置に関する。

＜従来技術＞ 個々の重量にバラツキのある塊状物を、設定重
量分だけ、複数個ひとまとめにしようとしても、
設定重量との間に誤差が生じる。この誤差は塊状
物（なお塊状物でなく、粉体物などでもよいの
で、以降、被計量物と記す。）１個の平均重量が
大きいほど著しくなる。

この問題を解決するものとして、従来より、第
１図に示す如き組合せ計量装置が用いられてい
る。

即ち、この組合せ計量装置では、複数の組合せ
ホツパー２₁〜２ｎに、設定組合せ重量のほぼＭ
分の一に相当する複数の被計量物をそれぞれフイ
ーダ１₁〜１ｎによつて供給し、各組合せホツパ
ー２₁〜２ｎごとに設けた計量器３₁〜３ｎによつ
て、収容された被計量物をそれぞれ計量する。そ
して、この計量器３₁〜３ｎの出力に基いて、所
定個数Ｍ個の組合せホツパーの組合せによる被計
量物の組合せ重量を、異なるすべての組合せにつ
いて算出する。この組合せ重量のうち、設定組合
せ重量Ｗとの差が最も小となる組合せを判別し、
この組合せのＭ個の組合せホツパー内の被計量物
を排出して、集合シユート４などに集合する。

しかして、このような構成の従来の組合せ計量
装置では、設定組合せ重量との差が小さい組合せ
重量を常に得るためには、計量器、組合せホツパ
ーなどの数を多くして、組合せ数が大となるよう
にしなければならない。

しかしながら、計量器などは高価であるため、
数を多くすると、装置全体が極めて高価となり、
また、計量器は常に調整が必要なため、メンテナ
ンスが繁雑となり、計量の信頼性が劣下するなど
の欠点があつた。

このように計量器、組合せホツパーなどの数を
増やすことなく、常に設定組合せ重量との差が小
さい良好な組合せが得られるように、特願昭56−
63152号において、組合せホツパーへの被計量物
の投入量を自動調整することが提案されている。

即ち、特願昭56−63152号の組合せ計量装置で
は、全計量ホツパーにそれぞれ被計量物が収容さ
れている際に、各計量信号の総和を求める。そし
て、各計量ホツパーにそれぞれ投入すべき被計量
物の１個当り目標重量に、全計量ホツパーの数を
乗じた全計量ホツパーへ投入すべき目標総重量を
演算する。そして、この目標総重量と前記計量信
号の総和とを比較し、その比較結果に基づいて、
被計量物の新たな投入の際の投入重量を調整す
る。

＜本発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、特願昭57−175923号の組合せ計
量装置では、 (イ) 全計量ホツパーに被計量物を充填した状態で
の総重量を、目標総重量と比較して、次の投入
量を制御している。このため、全部の計量ホツ
パーに被計量物が収容されるまで待たないと、
新たな投入量を決められないので、高能率の組
合せ計量が不可能である。

(ロ) 毎回の組合せ選定において、全部の計量ホツ
パーに被計量物が充填された後に、組合せ選定
しているため、高能率の組合せ計量が不可能で
ある。

(ハ) 全計量ホツパーの充填量によつて投入量を制
御しているので、例えば１つ又は複数の計量ホ
ツパーにおいて例えば排出ゲートが故障して使
用できない状態になると、直ちにこれに対応し
た新たな投入量の制御をすることができない。

などの問題点があつた。

本発明はこのような問題点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。

＜前記問題点を解決するための手段＞ 前記問題点を解決するための本発明の組合せ計
量装置では、 予め組合せ重量設定部に設定された設定組合せ
重量値を、予め設定された組合せ数で除算してホ
ツパー１個当り目標重量を演算し、該ホツパー１
個当り目標重量を荷動中の全ホツパー数で乗算し
て全ホツパー目標総重量を演算する全ホツパー目
標総重量演算回路４７と、 現時点での空のホツパーを含む前記全ホツパー
についての重量信号を加算して、現時点全重量を
演算する現時点全重量演算回路４１と、 前記全ホツパーについての各重量信号をそれぞ
れ零設定器に設定された値と比較して、空のホツ
パーの数を検出する空ホツパー数検出回路４２
と、 前記全ホツパー目標総重量演算回路４７から出
力される前記全ホツパー目標総重量から前記現時
点全重量演算回路４１から出力される前記全重量
を減算して両者の差を演算し、誤差を、前記空ホ
ツパー数検出回路４２から出力される空ホツパー
数で除算して、空ホツパー１個当りの収容すべき
供給量を演算して供給量信号を出力する空ホツパ
ー供給量演算回路５２と、 前記空ホツパー供給量演算回路５２で演算され
た供給量出力信号に基づいて、前記各空のホツパ
ーへのそれぞれ対応する前記各フイーダによる被
計量物の供給量を、演算された該供給量に近づく
ように制御するフイーダ制御装置５５と を備えた ことを特徴としている。

＜作用＞ このようにしたため本発明の組合せ計量装置で
は、全部のホツパーが充填れされず、空ホツパー
が存在する状態での、現時点での充填されたのみ
のホツパーの全重量が現時点全重量演算回路４１
で演算される。そして、全ホツパー目標総重量か
ら、この現時点全重量が減算される。この結果
は、現時点での空ホツパーへ投入すべき目標総重
量となる。これを、空ホツパー供給量演算回路５
２は、空ホツパー数で除算する。この結果は、空
ホツパー１個当りの目標重量となる。これに近づ
くようにフイーダ制御装置５５は、空ホツパーへ
の投入量を制御する。

従つて、全ホツパーの充填を待たずに、空ホツ
パーが存在する状態で投入制御量が決められる。
このため、空ホツパーの存在のまま、組合せ選定
ができる。また、１つ又は複数ホツパーが故障し
ても、全ホツパー充填状態で投入制御量を決める
ものではないので、この故障にも対応できる。

＜本発明の実施例＞ 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明
する。

第３，４図は、この発明の一実施例を示し、第
３図は組合せ計量装置の機構部の概略構成図、第
４図は制御部の概略構成図である。

第３図において、１１は被計量物を順次円形フ
イーダ１２へ供給する供給器である。円形フイー
ダ１２の周縁部下方には、Ｎ個の中間ホツパー１
４₁〜１４ｎが円形に配置され、それぞれフイー
ダ１３₁〜１３ｎを介して複数の被計量物が供給
される。中間ホツパー１４₁〜１４ｎの下方には、
それぞれ計量ホツパー１６₁〜１６ｎが設置され
ている。中間ホツパー１４₁〜１４ｎに収容され
た被計量物は、排出ゲート１５₁〜１５ｎを開く
と、それぞれ計量ホツパー１６₁〜１６ｎへ落下
収容される。

計量ホツパー１６₁〜１６ｎには、それぞれ計
量器１７₁〜１７ｎが設置されている。計量器１
７₁〜１７ｎは、それぞれ計量ホツパー１６₁〜１
６ｎに収容された複数の被計量物を計量し、重量
を表わす重量信号を出力する。

計量ホツパー１６₁〜１６ｎの下方には、集合
シユート１９が配置されている。計量ホツパー１
６₁〜１６ｎに収容された被計量物は、それぞれ
計量ホツパー１６₁〜１６ｎの排出ゲート１８₁〜
１８ｎを開くと、集合シユート１９に落下する。

集合シユート１９の下方には、包装機２１が設
置されている。集合シユート１９の底部には、一
定時間ごとに、あるいは包装機とのタイミングを
合わせて開くタイミングホツパー２０が設けてあ
る。

排出ゲート１８₁〜１８ｎは、組合せ排出装置
３０の排出制御装置３３によつて開閉制御され
る。

組合せ排出装置３０は、第４図に示すように、
計量値記憶回路３１と、組合せ選定回３２と、排
出制御装置３３とを備えている。

前記計量器１７₁〜１７ｎからの重量信号は、
組合せ排出装置３０の計量値記憶回路３１へ送ら
れる。計量値記憶回路３１は計量ホツパー１６₁
〜１６ｎ内の収容物の重量をそれぞれ記憶する。

組合せ選定回路３２は、計量値記憶回路３１に
記憶された各計量ホツパー１６₁〜１６ｎの収容
物の重量信号に基いて、所定組合せ個数Ｍ個の計
量ホツパーの組合せによる被計量物の組合せ重量
を、異なるすべての組合せについて算出する組合
せ計算部３２ａと、設定重量Ｗを設定記憶する重
量設定部３２ｂと、組合せ計算部３２ａの組合せ
重量出力と重量設定部３２ｂの設定重量出力とを
比較し、設定重量との差が最も小となる計量ホツ
パーの組合せを判別して組合せ選別信号を出力す
る組合せ判別部３２ｃとを備えている。

排出制御装置３３は、前記組合せ選別信号を受
けると、排出ゲート１８₁〜１８ｎのうちの指定
されたゲートを開くとともに、一定時間をおいて
排出済みの計量ホツパーへの中間ホツパーの排出
ゲートを開くように、開閉制御を行なう。

また、各計量器１７₁〜１７ｎからの各重量信
号は、第４図に示すように、空の計量ホツパーへ
のフイーダの供給量を制御するための供給量制御
回路４０へ送られる。

供給量制御回路４０は、現時点全重量演算回路
４１と、空ホツパー数検出回路４２と、全ホツパ
ー目標総重量演算回路４７と、空ホツパー供給量
演算回路５２と、フイーダ制御装置５５とを備え
ている。

これらで構成される供給量制御回路４０は、次
のような原理で動作するように構成されている。

即ち、各組合せホツパーに収容した被計量物の
重量が、設定重量Ｗを所定組合せ個数Ｍで除した
１個当り目標重量Ｗ／Ｍからバラツくほど、Ｍ個
の組合せホツパー内の被計量物を集合した組合せ
重量も大きくバラツくことになる。すなわち、第
２図に符号ａで示すように、１個の組合せホツパ
ー内の被計量物の計量実測値のバラツキの幅が
Ｗ／Ｍを中心として広いと、Ｍ個の組合せホツパ
ーを組合せた組合せ重量のバラツキの幅も第２図
に符号ｂで示すように広くなる。したがつて、組
合せ重量が常に設定重量Ｗに極めて近い値として
得られるようにするには、各組合せホツパーへの
各フイーダによる被計量物の供給量が常にＷ／Ｍ
に極めて近い値となるようにしなければならな
い。このことは、被計量物を収容した場合の全組
合せホツパーの重量の総和が、前記１個当り目標
重量Ｗ／Ｍに全組合せホツパー数Ｎを乗算した値
（目標総重量）となるようにすれば、常に設定重
量に極めて差が小さい組合せ重量が得られること
を意味している。

したがつて、各組合せホツパーへ各フイーダに
よつて被計量物を供給する際に、すでに供給済み
の組合せホツパーの収容物の重量を加算し、残り
の空の組合せホツパーへの供給量を、全組合せホ
ツパーの収容物の総重量が前記目標総重量に近似
するように制御すれば、常に設定重量との差が極
めて小さい組合せ重量を得られることになる。こ
のように残りの空の組合せホツパーへの供給量を
制御することは、全組合せホツパーへの供給量を
いずれもＷ／Ｍとなるように制御することによ
り、はるかに簡単である。

即ち、各計量器１７₁〜１７ｎからの重量信号
は、現時点全重量演算回路４１に入力し、空ホツ
パーのある状態における全計量ホツパー１６₁〜
１６ｎについての重量信号が加算される。

また、各計量器１７₁〜１７ｎからの重量信号
は、空ホツパー数検出回路４２の比較器４３₁〜
４３ｎにそれぞれ入力する。比較器４３₁〜４３
ｎは、零設定器４４に設定された重量零を表わす
信号と重量信号とをそれぞれ比較し、重量信号に
よる重量が充填されているため零より大の場合に
は“１”を、空のため零の場合には“０”を、ビ
ツト加算器４５へ出力する。

ビツト加算器４５は比較器４３₁〜４３ｎの出
力を加算する。したがつて、ビツト加算器４５の
出力Ｌは、空でない計量ホツパーの数を表わして
いる。

減算器４６は、後述する荷動中ホツパー数設定
器５１に設定された荷動中全ホツパー数Ｎから、
ビツト加算器４５の出力Ｌを減算する。

したがつて、減算器４６の出力（Ｎ−Ｌ）は、
空の計量ホツパーの数を表わしている。

全ホツパー目標総重量演算回路４７の除算器４
８は、組合せ重量設定部３２ｂに設定された設定
組合せ重量Ｗを、組合せ数設定器４９に設定され
たホツパーの所定組合せ個数Ｍで除算する。

したがつて、除算器４８の出力Ｗ／Ｍは、Ｍ個
の計量ホツパーを組合せて設定重量Ｗを得る場合
の、各計量ホツパーの１個当り目標重量を表わし
ている。

荷動中全ホツパー数設定器５１には荷動中の全
計量ホツパーの数Ｎが設定記憶されている。

乗算器５０は、除算器４８の出力Ｗ／Ｍに、荷
動中全ホツパー数設定器５１に設定された荷動中
の全組合せホツパー数Ｎを乗算する。

したがつて、この乗算器５０の出力（Ｗ／Ｍ）
×Ｎは、すべての計量ホツパー１６₁〜１６ｎの
収容物の重量をいずれも目標重量Ｗ／Ｍにした場
合の、全計量ホツパーについての重量の総和、す
なわち全ホツパー目標総重量を表わしている。

空ホツパー供給量演算回路５２の減算器５３で
は、乗算器５０の全ホツパー目標総重量から、現
時点全重量演算回路４１の現時点全重量を減算す
る。

したがつて、減算器５３の出力は、１個当り目
標重量に計量ホツパー数を乗算した全ホツパー目
標総重量と、現時点での空ホツパーを含む全計量
ホツパーの現時点全重量との差を表わしている。

除算器５４は、減算器５３の出力を空ホツパー
数を表わす減算器４６の出力で除算して、空ホツ
パー１個当りの収容すべき供給量を算出して、こ
の供給量を表わす信号を出力する。

フイーダ制御装置５５は、除算器５４の出力を
受けると、空の計量ホツパーが除算器の出力によ
つて表わされる重量に近づくように、空の計量ホ
ツパーへ被計量物を供給する各フイーダの供給量
を、制御する。

次に上記実施例による組合せ計量装置の動作を
具体的に説明する。

被計量物が、供給器１１、円形フイーダ１２を
経てフイーダ１３₁〜１３ｎによつてそれぞれ中
間ホツパー１４₁〜１４ｎへ供給され、中間ホツ
パー１４₁〜１４ｎを介して各計量ホツパー１６₁
〜１６ｎに収容され、それぞれ計量器１７₁〜１
７ｎによつて計量される。

しかして、Ｎ個の全計量ホツパー１６₁〜１６
ｎのうち、Ｌ個の計量ホツパーには、各フイーダ
によつて既に被計量物が収容され、残りの（Ｎ−
Ｌ）個の計量ホツパーは排出済みで後の状態にな
つているとすると、各計量ホツパー１６₁〜１６
ｎに対応した各計量器１７₁〜１７ｎからの重量
信号は比較器４３₁〜４３ｎへ入力して空である
か否かが検出され、減算器４６から空ホツパー数
（Ｎ−Ｌ）を表わす信号が出力される。

また、各重量信号は現時点全重量演算回路４１
で加算されて、現時点での空でないホツパーの全
重量が総和される。

全ホツパー目標総重量演算回路４７からは、１
個当り目標重量Ｗ／Ｍを荷動中の全ホツパー数Ｎ
で乗算した全ホツパー目標総重量（Ｗ／Ｍ）×Ｎ
が出力される。

空ホツパー供給量演算回路５２は、この全ホツ
パー目標総重量から、空でないしＬ個の計量ホツ
パーの合計重量を減算し、これを空ホツパーの数
（Ｎ−Ｌ）で除算する。従つて、この除算結果は、
空ホツパー１個当りの目標重量となる。

除算器５４の出力に基いて、フイーダ制御回路
５５は、空の計量ホツパーへのフイーダの供給量
が、除算器５４の出力で表わされる重量に近づく
ように、空の計量ホツパーの各フイーダの被計量
物の供給量を制御する。

このようにして、空の計量ホツパーに被計量物
が投入される。

組合せ選定回路３２は、空ホツパーの存在する
状態において、全計量ホツパー１６₁〜１６ｎに
ついて計量値記憶回路３１に記憶された重量信号
に基いて、所定組合せ個数Ｍ個の計量ホツパーの
組合せによる組合せ重量を、すべての異なる組合
せについて算出し、組合せ重量設定部３２ｂに設
定された設定組合せ重量Ｗとの差が、許容範囲内
の計量ホツパーの組合せを選定し、組合せ選別信
号を排出制御装置３３へ送出する。

排出制御装置３３は、組合せ選別信号によつて
指定されたＭ個の計量ホツパーの排出ゲートを開
き、集合シユート１９に排出させる。被計量物は
集合シユート１９でひとまとめにされ、タイミン
グホツパー２０が開くと包装機２１へ落下して袋
詰めされる。

このようにして、空ホツパーが存在する状態で
組合せ排出をしつつ、この間に空ホツパーに記前
制御に基づいて被計量物を投入する。従つて、前
記組合せ排出によつてこの時、再び空ホツパーが
存在する状態となり、前回と同じように、この空
ホツパーへの投入制御量が演算され、この間に
も、残りのホツパーで次の組合がなされる。

以下同様の動作で組合せ計量及び空ホツパーへ
の投入が繰り返される。

このように、常に空の計量ホツパーへの被計量
物の供給量が、全計量ホツパーの収容物の総重量
が目標総重量になるように制御されるから、供給
済みのＬ個の計量ホツパーの収容物の重量の和が
（Ｗ／Ｍ）×Ｌよりも大の場合には、残りの（Ｎ−
Ｌ）個の空のホツパーへの供給量はそれぞれＷ／
Ｍより小で、全計量ホツパー（Ｎ個）の収容物の
総重量が（Ｗ／Ｍ）×Ｎに近づくように制御され
る。

逆に（Ｗ／Ｍ）×Ｌよりも小の場合には、残り
の空のホツパーへの供給量はそれぞれＷ／Ｍより
大で全総和が（Ｗ／Ｍ）×Ｎに近づくように制御
される。

したがつて、計量ホツパー数が少なくても、常
に設定重量との差が極めて小さい組合せ重量が、
得られることになる。

なお、計量ホツパー、計量機、排出ゲートなど
に故障が生じた場合には、その計量ホツパーにつ
いては組合せ演算を行なえないので、この故障を
検知して自動的に荷動中全ホツパー数設定器５１
の設定数を故障した計量ホツパーの数だけ減算す
るようにしてもよく、あるいは手動で、設定数を
変更してもよい。

このように荷動中のホツパー数に設定を変更で
きるから、計量ホツパーに故障が生じたり、ある
いは故障が回復したりして、ホツパーの荷動数が
変わつても、これによつて前記乗算、減算に用い
る数Ｎが変わるため、故障に関係なく、空ホツパ
ーへの供給制御ができる。

なお、上記実施例では、組合せホツパーとして
計量ホツパー１６₁〜１６ｎを用いた場合を説明
したが、第５図に示すように、組合せ数を増やす
ために組合せホツパーとして記憶ホツパー２２₁
〜２２_2oを設け、記憶ホツパーを組合せるように
してもよい。

すなわち、１個の計量ホツパーごとに２個の記
憶ホツパーを設け、計量ホツパー１６₁〜１６ｎ
で計量済みの被計量物を、排出ゲート１８₁〜１
８_2oによつていずれか空の記憶ホツパー２２₁〜
２２_2oへ収容できるようにし、Ｍ個の記憶ホツパ
ーの収容物の重量信号を組合せ選定回路で組合せ
る。そして排出ゲート２３₁〜２３_2oのうち、選
定されたＭ個の記憶ホツパーの排出ゲートを開い
て集合ゲート１９に排出集合させる。

この場合にも、空の記憶ホツパーへの供給量
が、供給量演算回路５２で演算された値に近づく
ように、フイーダの供給量が制御される。

＜本発明の効果＞ 以上説明したように、本発明の組合せ計量装置
では、空ホツパーが存在する状態で空の組合せホ
ツパーへの次の供給の量を制御するようにしたの
で、 (イ) 全ホツパーの充填を待たずに、空ホツパーが
存在する状態で投入制御量が決められるので、
ホツパーが存在した状態のまま、残りのホツパ
ーで組合せ選定排出を行ない、この間に空ホツ
パーに充填することができるので、特願昭56−
63152号のように毎回全ホツパーの充填を待つ
て組合せ選定排出を行なう方式に比べて、格段
に高能率となる。特に組合せ計量装置は、組合
せ動作を短時間に何十万回も反復するものであ
るから、この一回ごとの全ホツパーを待つ時間
は累積されて厖大な時間となるため、著しく高
能率化される。

(ロ) 全ホツパーの充填を待たずに次の投入量制御
ができるので、次の投入も従来より早く行なう
ことができ、この時間の差も同様に反復動作に
おいて累積されるから、著しく高能率となる。

(ハ) また、作業中に１つ又は複数ホツパーが故障
しても、荷動中全ホツパー数設定器５１の設定
数を変えるだけで対応できる。

(ニ) 同じくこの設定数を変えることにより、被計
量物の種類に応じて、自由にホツパー数を変え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の組合せ計量装置を示す概略構成
図、第２図は計量ホツパーの収容物の重量のバラ
ツキと組合せ重量のバラツキとの関係を示す図、
第３図はこの発明の一実施例の機構部を示す概略
構成図、第４図はその制御部を示す概略構成図、
第５図は機構部の他の実施例を示す概略構成図で
ある。 １１……供給器、１２……円形フイーダ、１３
_１〜１３ｎ……フイーダ、１６₁〜１６ｎ……計量
ホツパー、１７₁〜１７ｎ……計量器、１８₁〜１
８_2o……排出ゲート、１９……集合シユート、２
２₁〜２２_2o……記憶ホツパー、２３₁〜２３_2o…
…排出ゲート、３０……組合せ排出装置、３１…
…計量値記憶回路、３２……組合せ選定回路、３
３……排出制御装置、４０……供給量制御回路、
４１……現時点全重量演算回路、４２……空ホツ
パー数検出回路、４７……全ホツパー目標総重量
演算回路、５２……空ホツパー供給量演算回路、
５５……フイーダ制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被計量物を複数のホツパーにそれぞれ供給す
   る複数のフイーダと、 前記各ホツパーへ供給される被計量物を計量す
   る複数の計量器と、 前記計量値に基いて前記ホツパーに収容された
   被計量物の組合せを選定して、選定された計量値
   に対応するホツパーから被計量物を排出する組合
   せ排出装置とを備えた組合せ計量装置において、 予め組合せ重量設定部に設定された設定組合せ
   重量値を、予め設定された組合せ数で除算してホ
   ツパー１個当り目標重量を演算し、該ホツパー１
   個当り目標重量を荷動中の全ホツパー数で垂算し
   て全ホツパー目標総重量を演算する全ホツパー目
   標総重量演算回路４７と、 現時点での空のホツパーを含む前記全ホツパー
   についての重量信号を加算して、現時点全重量を
   演算する現時点全重量演算回路４１と、 前記全ホツパーについての各重量信号をそれぞ
   れ零設定器に設定された値と比較して、空のホツ
   パーの数を検出する空ホツパー数検出回路４２
   と、 前記全ホツパー目標総重量演算回路４７から出
   力される前記全ホツパー目標総重量から前記現時
   点全重量演算回路４１から出力される前記全重量
   を減算して両者の差を演算し、誤差を、前記空ホ
   ツパー数検出回路４２から出力される空ホツパー
   数で除算して、空ホツパー１個当りの収容すべき
   供給量を演算して供給量信号を出力する空ホツパ
   ー供給量演算回路５２と、 前記空ホツパー供給量演算回路５２で演算され
   た供給量出力信号に基づいて、前記各空のホツパ
   ーへのそれぞれ対応する前記各フイーダによる被
   計量物の供給量を、演算された該供給量に近づく
   ように制御するフイーダ制御装置５５と を備えたことを特徴とする組合せ計量装置。