以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
〔実施の形態1の構成例1〕
図1(a)は、本発明の実施の形態1の構成例1の組合せ秤(計量装置)を側方から視た一部断面の概略模式図であり、図1(b)は、同組合せ秤の集合シュート(内側シュート及び外側シュート)と計量ホッパ及びメモリホッパとを上方から視た概略模式図であり、図1(c)は、同組合せ秤の下部シュートを上方から視た概略模式図である。
この組合せ秤は、図1(a)に示すように、装置中央にセンター基体(ボディ)11が、例えば4本の脚(図示せず)によって支持されて配置され、その上部に、外部の供給装置から供給される被計量物を振動によって放射状に分散させる円錐形の分散フィーダ1が設けられている。分散フィーダ1の周囲には、分散フィーダ1から送られてきた被計量物を振動によって各供給ホッパ3に送りこむための複数のリニアフィーダ2が設けられている。各リニアフィーダ2の下方には、供給ホッパ3、計量ホッパ4及びメモリホッパ5がそれぞれ対応して設けられ、複数の供給ホッパ3、計量ホッパ4及びメモリホッパ5はそれぞれセンター基体11の周囲に円状に配置されている。分散フィーダ1、リニアフィーダ2、供給ホッパ3、計量ホッパ4及びメモリホッパ5は、センター基体11に取り付けられ、センター基体11内にそれらの駆動ユニット(分散フィーダ1及びリニアフィーダ2の振動装置や、供給ホッパ3、計量ホッパ4及びメモリホッパ5のゲート開閉装置等)が収納されている。また、各計量ホッパ4には、計量ホッパ4内の被計量物の重量を計測するロードセル等の重量センサ41が取り付けられ、重量センサ41もセンター基体11内に駆動ユニットとともに収納されている。各重量センサ41による計測値は制御部20へ出力される。各メモリホッパ5は、各計量ホッパ4の下方で、かつ計量ホッパ4より内側方向よりに配設されている。メモリホッパ5は空になると計量ホッパ4から被計量物が投入される。なお、内側方向とは、計量ホッパ4及びメモリホッパ5が円状に配置されている円の中心に向かう方向であり、その逆方向を外側方向という。円状に列設されたメモリホッパ5の下方には、略逆円錐台形状のシュートが2分割された形状の2つの内側シュート6a、6bが配設され、各内側シュート6a、6bに対応して各内側シュート6a、6bの外側に沿って外側シュート7a、7bが配設されている。
各計量ホッパ4は、その下方のメモリホッパ5と外側シュート7aまたは7bとへ選択的に被計量物を排出可能なように2つのゲート(図示せず)が設けられた構成である。すなわち、各計量ホッパ4には、メモリホッパ5へ被計量物を排出するためのゲート(以下、「内側ゲート」という)と、外側シュート7aまたは7bへ被計量物を排出するためのゲート(以下、「外側ゲート」という)とが設けられている。また、各メモリホッパ5は、その下方の内側シュート6aまたは6bと外側シュート7aまたは7bとへ選択的に被計量物を排出可能なように2つのゲート(図示せず)が設けられた構成である。すなわち、各メモリホッパ5には、内側シュート6aまたは6bへ被計量物を排出するためのゲート(以下、「内側ゲート」という)と、外側シュート7aまたは7bへ被計量物を排出するためのゲート(以下、「外側ゲート」という)とが設けられている。なお、図1(a)中の円21内に、計量ホッパ4あるいはメモリホッパ5の実物に近い形状と内側ゲート22及び外側ゲート23を模式的に示す。
この構成例1では、円状に列設されている全ての計量ホッパ4及びメモリホッパ5を2つのグループA、Bに分け、2つのグループA、Bに対応して2つの内側シュート6a、6b及び2つの外側シュート7a、7bが配設されている。各内側シュート6a、6bは、その上端縁部が、対応するグループA、Bのホッパの列設形状(円弧状)に対応して円弧状であり、その円弧の中心よりの下部に排出口6ae、6beが設けられている。それぞれの下部排出口6ae、6beには被計量物を一時保持して排出する集合ホッパ8a、8bが配設されている。また、各内側シュート6a、6bの外側に沿って配設されている各外側シュート7a、7bも、その上端縁部が円弧状であり、その円弧の中心よりの下部に排出口7ae、7beが設けられている。それぞれの下部排出口7ae、7beには被計量物を一時保持して排出する集合ホッパ9a、9bが配設されている。
ここで、グループAの計量ホッパ4及びメモリホッパ5を含み、グループAに対応して配設されているリニアフィーダ2、供給ホッパ3、内側シュート6a、外側シュート7a及び集合ホッパ8a、9aから構成される部分を第1の組合せ秤部と言う。また、グループBの計量ホッパ4及びメモリホッパ5を含み、グループBに対応して配設されているリニアフィーダ2、供給ホッパ3、内側シュート6b、外側シュート7b及び集合ホッパ8b、9bから構成される部分を第2の組合せ秤部と言う。
第1の組合せ秤部の集合ホッパ8a、9aの下方には、集合ホッパ8a、9aから排出される被計量物を受けて下部の排出口10aeから排出させる下部シュート10aが配設されている。同様に、第2の組合せ秤部の集合ホッパ8b、9bの下方には、集合ホッパ8b、9bから排出される被計量物を受けて下部の排出口10beから排出させる下部シュート10bが配設されている。
この組合せ秤の下部シュート10a、10bの下方には、図示されない2台の包装機あるいは被計量物の投入口を2つ有するツイン型の包装機が配置されており、下部シュート10aの排出口10ae及び下部シュート10bの排出口10beのそれぞれから排出される被計量物は、それぞれ異なる包装機の投入口(第1、第2の包装機投入口)へ投入され、包装機でそれぞれ袋詰めされながら包装される。このように本構成例では、第1の組合せ秤部の集合ホッパ8a、9aから排出される被計量物を下部シュート10aを介して第1の包装機投入口へ投入し、第2の組合せ秤部の集合ホッパ8b、9bから排出される被計量物を下部シュート10bを介して第2の包装機投入口へ投入するように構成されている。
本構成例では、第1の組合せ秤部と第2の組合せ秤部とが、それぞれ1つの組合せ秤として動作するように制御部20によって制御される。
制御部20は、各組合せ秤部の制御手段および組合せ演算手段を含み、組合せ秤全体の動作を制御するとともに、第1及び第2のそれぞれの組合せ秤部ごとに、被計量物を排出すべき計量ホッパ4及びメモリホッパ5の組合せ(排出組合せ)を決定する組合せ処理を行う。組合せ処理では、計量ホッパ4及びメモリホッパ5のそれぞれのホッパ内の被計量物の重量の計量値(重量センサ41による計測値)に基づいて組合せ演算を行い、計量値の合計である組合せ計量値(=組合せ重量値)が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になる計量ホッパ4及びメモリホッパ5の組合せを1つ求めて適量組合せに決定する。この組合せ処理において用いられるメモリホッパ5内の被計量物の計量値は、その上方の計量ホッパ4において重量センサ41により計量されたときの計量値である。また、目標重量値に対する許容範囲内の値になる組合せが複数存在する場合には、例えば計量値の合計(組合せ計量値)が目標重量値に最も近い組合せ(目標重量値と一致する組合せがあればその組合せ)、すなわち計量値の合計と目標重量値との差の絶対値が最小である組合せを適量組合せに決定する。本実施の形態1の場合、適量組合せが排出組合せである。なお、組合せ秤では、目標重量値及びその目標重量値に対する許容範囲が予め定められている。許容範囲は、例えば、目標重量値を下限値とし、目標重量値より大きい値を上限値として定められている。一例を示せば、目標重量値が400gに定められ、許容範囲はその下限値が目標重量値である400gに、その上限値が目標重量値より大きい420gに定められている。また、許容範囲は、目標重量値より小さい値を下限値とし、上限値を定めない場合もある(この場合、上限値は無限大と考えればよい)。なお、目標重量値に対する許容範囲が目標重量値以上の範囲に設定されている場合、すなわち、許容範囲の下限値が目標重量値と等しい値に設定されている場合には、適量組合せの計量値の合計である組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値は、組合せ計量値から目標重量値を減算した値(差)に等しい。
以下では、計量ホッパ4とメモリホッパ5とを特に区別しないときに、両方を包含して組合せ用ホッパ4、5という。
以上のように構成された組合せ秤の動作について、まずその概略を説明する。
外部の供給装置から分散フィーダ1へ供給された被計量物は、分散フィーダ1から各リニアフィーダ2を介し各供給ホッパ3へ供給され、各供給ホッパ3から各計量ホッパ4へ被計量物が投入される。各計量ホッパ4へ投入された被計量物の重量が各重量センサ41で計測され、その計量値が制御部20へ送出される。計量ホッパ4にて重量が計測された被計量物は、その下方のメモリホッパ5が空であれば、そのメモリホッパ5へ供給される。そして、各組合せ秤部ごとに、前述の組合せ処理が行われて排出組合せ(適量組合せ)が決定される。そして、排出組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5から被計量物が排出される。空になったメモリホッパ5の上方の計量ホッパ4に被計量物が保持されている場合には空になったメモリホッパ5へ計量ホッパ4から被計量物が投入される。また、空になった計量ホッパ4へは供給ホッパ3から被計量物が投入される。また、空になった供給ホッパ3へはリニアフィーダ2から被計量物が供給される。
本実施の形態では、各組合せ秤部に対して、組合せ処理が順次行われて排出組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5から被計量物が排出されるが、組合せ処理で決定される排出組合せごとに組合せ用ホッパ4、5からの排出方向をその都度切り替える。すなわち、順次決定される排出組合せごとに組合せ用ホッパ4、5から内側シュート6a、6bと外側シュート7a、7bとへ交互に被計量物を排出させる。これに合わせて、内側シュート用集合ホッパ8a、8bと外側シュート用集合ホッパ9a、9bとから交互に被計量物を排出させる。ここで、例えば第1の組合せ秤部において、組合せ処理が繰り返し行われる際、組合せ処理ごとに求められる組合せ用ホッパ4,5の被計量物は、内側シュート6aと外側シュート7aとへ交互に排出される。内側シュート6aへ排出する排出組合せを求める組合せ処理では、計量ホッパ4が排出組合せに選択されるのは、その下方に配置されている対応するメモリホッパ5がともに選択される場合のみとする。この場合、計量ホッパ4とメモリホッパ5のそれぞれの内側ゲートが開かれて被計量物が排出され、計量ホッパ4から排出される被計量物はメモリホッパ5内を通過して内側シュート6aへ排出される。この内側シュート6aへ排出する排出組合せを求める組合せ処理では、メモリホッパ5は排出組合せに自由に選択できる。また、外側シュート6aへ排出する排出組合せを求める組合せ処理では、計量ホッパ4及びメモリホッパ5は排出組合せに自由に選択できる。以上のことは、第2の組合せ秤部においても同様である。
次に、第1及び第2の各組合せ秤部をダブルシフト動作させるように構成した場合の動作を詳しく説明する。ダブルシフト動作させる場合には、例えば、各グループA、Bにおいて、計量ホッパ4及びメモリホッパ5のそれぞれの個数を9個または10個にし、組合せ処理による予定選択個数(適量組合せに選択される組合せ用ホッパ4、5の予定個数)を4個とすれば良好な組合せ計量精度が得られる。組合せ処理による予定選択個数を4個にするということは、各供給ホッパ3から計量ホッパ4へ1回に投入される被計量物の目標の投入量が、目標重量値の略1/4となるようにリニアフィーダ2等の動作設定がなされていることである。
図2は、本実施の形態の構成例1の組合せ秤の各組合せ秤部をダブルシフト動作させるように構成した場合のタイミングチャートである。
各組合せ秤部における1動作サイクル時間Twは、例えば、直前の動作サイクル中での組合せ処理により排出組合せが決定された直後から、その排出組合せに選択されている計量ホッパ4(計量ホッパ4が排出組合せに選択されている場合)から被計量物が排出され、次にその排出組合せの計量ホッパ4に被計量物が投入され、重量センサ41の安定時間が経過してその計量ホッパ4内の被計量物の重量を計測後に組合せ処理が行われ、それにより排出組合せが決定されるまでに要する時間である。なお、1計量サイクル時間は、例えば、直前の動作サイクル中での組合せ処理により決定されている排出組合せに選択されている計量ホッパ4(計量ホッパ4が排出組合せに選択されている場合)から被計量物が排出され始めたときから、次にその排出組合せの計量ホッパ4に被計量物が投入され、重量センサ41の安定時間が経過してその計量ホッパ4内の被計量物の重量を計測後に組合せ処理が行われ、それにより排出組合せが決定されるまでに要する時間である。したがって、1計量サイクル時間は、組合せ処理により排出組合せが決定されてから、その排出組合せに選択されているホッパから被計量物が排出され始めるまでの余裕時間あるいは待ち時間等が零の場合の1動作サイクル時間Twに等しい。1動作サイクル時間Twを1計量サイクル時間に等しくすることが、高速動作をさせる上で好ましいので、本実施の形態では、1動作サイクル時間Twを1計量サイクル時間に等しい時間、あるいは略等しい時間となるように設定している。
各組合せ秤部におけるダブルシフト動作は、Tw/2時間ごとに組合せ処理が行われるとともに、その組合せ処理で選択された適量組合せの組合せ用ホッパ4、5からの被計量物の排出が行われる。このダブルシフト動作における組合せ処理は、各組合せ秤部において、全ての組合せ用ホッパ4、5のうち、各重量センサ41により重量値が計測済みの被計量物を保有している組合せ用ホッパ4、5の計量値(被計量物の重量値)を用いて組合せ演算を行い、計量値の合計が所定重量範囲内の値になる組合せ用ホッパ4、5の組合せを1つ求めて適量組合せとし、連続する2回の組合せ処理における組合せ演算によって全ての組合せ用ホッパ4、5の計量値が用いられる。各組合せ秤部において、Tw/2時間ごとに組合せ処理が繰り返されて順次選択される適量組合せの組合せ用ホッパ4、5からの被計量物の排出は、適量組合せごとに内側シュート6a、6bと外側シュート7a、7bとへ交互に行われ、それに合わせて、集合ホッパ8a、8bと集合ホッパ9a、9bとから交互に被計量物の排出が行われる。これにより、各組合せ秤部から、1動作サイクル時間Tw内に2回、包装機へ被計量物が投入される。この場合、各組合せ秤部の1排出サイクル時間Td1は、1動作サイクル時間Twの1/2の時間である。なお、1排出サイクル時間Td1は包装機の1包装サイクル時間Tp1と同じである。なお、ここでは、各組合せ秤部において、連続する2回の組合せ処理における組合せ演算によって全ての組合せ用ホッパ4、5の計量値が用いられるものとしたが、必ずしも全ての組合せ用ホッパ4、5の計量値が用いられるとは限らない。例えば、各組合せ秤部における組合せ用ホッパ4、5の全個数が多い場合等に、1回の組合せ演算で用いる計量値の個数を制限する、すなわち個数を予め決めておくことで、連続する2回の組合せ演算によって全ての組合せ用ホッパ4、5の計量値が用いられない場合もある。
制御部20は、例えば包装機から投入指令信号が入力されると、その投入指令信号に応答して内側シュート用集合ホッパ8a、8bのゲートを開いて被計量物を包装機へ排出させる(時刻t1)。そして、集合ホッパ8a、8bのゲートの動作タイミングに基づいて適量組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5の内側ゲートを開いて、組合せ用ホッパ4、5から内側シュート6a、6bへ被計量物を排出させる(時刻t1)。次の投入指令信号が入力されると、その投入指令信号に応答して外側シュート用集合ホッパ9a、9bのゲートを開いて被計量物を包装機へ排出させる(時刻t2)。そして、集合ホッパ9a、9bのゲートの動作タイミングに基づいて適量組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5の外側ゲートを開いて、組合せ用ホッパ4、5から外側シュート7a、7bへ被計量物を排出させる(時刻t2)。さらに次の投入指令信号が入力されると、その投入指令信号に応答して内側シュート用集合ホッパ8a、8bのゲートを開いて被計量物を包装機へ排出させ、適量組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5の内側ゲートを開いて、組合せ用ホッパ4、5から内側シュート6a、6bへ被計量物を排出させる(時刻t3)。以降、同様に繰り返される。
この図2の場合、時刻t1で、内側ゲートが開かれて組合せ用ホッパ4、5から排出された被計量物は、時刻t3までの間に内側シュート用集合ホッパ8a、8bに集められて保持され、時刻t3で集合ホッパ8a、8bのゲートが開いて包装機へ排出される。同様に、時刻t2で、外側ゲートが開かれて組合せ用ホッパ4、5から排出された被計量物は、時刻t4までの間に外側シュート用集合ホッパ9a、9bに集められて保持され、時刻t4で集合ホッパ9a、9bのゲートが開いて包装機へ排出される。
このように、適量組合せの組合せ用ホッパ4、5から被計量物を内側シュート6a、6bと外側シュート7a、7bとへ交互に排出させるとともに、それに合わせて、内側シュート用集合ホッパ8a、8bと外側シュート用集合ホッパ9a、9bとから交互に被計量物を包装機へ排出させる。なお、図2の場合、集合ホッパ8a、8bのゲートの開閉タイミングと組合せ用ホッパ4、5の内側ゲートの開閉タイミングとを同じにし、集合ホッパ9a、9bのゲートの開閉タイミングと組合せ用ホッパ4、5の外側ゲートの開閉タイミングとを同じにしているが、これに限られるものではない。制御部20が、例えば、集合ホッパ8a、8b、9a、9bのゲートの開閉のタイミングに基づいて組合せ用ホッパ4、5のゲートの開閉のタイミングを制御することで、それぞれのゲートの開閉のタイミングを異ならせることもできる。
以上のように各組合せ秤部をダブルシフト動作させることにより、各組合せ秤部からTw/2時間ごとに包装機への排出が行われ、シングルシフト動作の場合の2倍の速度での高速排出が可能となり、所定時間内における生産量(組合せ秤から包装機への総排出回数)の向上を図ることができ、高速に動作する包装機に対応できる。
次に、各組合せ秤部をトリプルシフト動作させるように構成した場合の動作を詳しく説明する。トリプルシフト動作させる場合には、例えば、各グループA、Bにおいて、計量ホッパ4及びメモリホッパ5のそれぞれの個数を11個または12個にし、組合せ処理による予定選択個数を4個とすれば良好な組合せ計量精度が得られる。
図3は、本実施の形態の構成例1の組合せ秤の各組合せ秤部をトリプルシフト動作させるように構成した場合のタイミングチャートである。
各組合せ秤におけるトリプルシフト動作は、Tw/3時間ごとに組合せ処理が行われるとともに、その組合せ処理で選択された適量組合せの組合せ用ホッパ4、5からの被計量物の排出が行われる。このトリプルシフト動作における組合せ処理は、各組合せ秤部において、全ての組合せ用ホッパ4、5のうち、各重量センサ41により重量値が計測済みの被計量物を保有している組合せ用ホッパ4、5の計量値(被計量物の重量値)を用いて組合せ演算を行い、計量値の合計が所定重量範囲内の値になる組合せ用ホッパ4、5の組合せを1つ求めて適量組合せとし、連続する3回の組合せ処理における組合せ演算によって全ての組合せ用ホッパ4、5の計量値が用いられる。各組合せ秤部において、Tw/3時間ごとに組合せ処理が繰り返されて順次選択される適量組合せの組合せ用ホッパ4、5からの被計量物の排出は、適量組合せごとに内側シュート6a、6bと外側シュート7a、7bとへ交互に行われ、それに合わせて、集合ホッパ8a、8bと集合ホッパ9a、9bとから交互に被計量物の排出が行われる。これにより、各組合せ秤部から、1動作サイクル時間Tw内に3回、包装機へ被計量物が投入される。この場合、各組合せ秤部の1排出サイクル時間Td2は、1動作サイクル時間Twの1/3の時間である。なお、1排出サイクル時間Td2は包装機の1包装サイクル時間Tp2と同じである。なお、ここでは、各組合せ秤部において、連続する3回の組合せ処理における組合せ演算によって全ての組合せ用ホッパ4、5の計量値が用いられるものとしたが、必ずしも全ての組合せ用ホッパ4、5の計量値が用いられるとは限らない。例えば、各組合せ秤部における組合せ用ホッパ4、5の全個数が多い場合等に、1回の組合せ演算で用いる計量値の個数を制限する、すなわち個数を予め決めておくことで、連続する3回の組合せ演算によって全ての組合せ用ホッパ4、5の計量値が用いられない場合もある。
制御部20は、例えば包装機から投入指令信号が入力されると、その投入指令信号に応答して内側シュート用集合ホッパ8a、8bのゲートを開いて被計量物を包装機へ排出させる(時刻t11)。そして、集合ホッパ8a、8bのゲートの動作タイミングに基づいて適量組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5の内側ゲートを開いて、組合せ用ホッパ4、5から内側シュート6a、6bへ被計量物を排出させる(時刻t11)。次の投入指令信号が入力されると、その投入指令信号に応答して外側シュート用集合ホッパ9a、9bのゲートを開いて被計量物を包装機へ排出させる(時刻t12)。そして、集合ホッパ9a、9bのゲートの動作タイミングに基づいて適量組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5の外側ゲートを開いて、組合せ用ホッパ4、5から外側シュート7a、7bへ被計量物を排出させる(時刻t12)。さらに次の投入指令信号が入力されると、その投入指令信号に応答して内側シュート用集合ホッパ8a、8bのゲートを開いて被計量物を包装機へ排出させ、適量組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5の内側ゲートを開いて、組合せ用ホッパ4、5から内側シュート6a、6bへ被計量物を排出させる(時刻t13)。以降、同様に繰り返される。
この図3の場合、時刻t11で、内側ゲートが開かれて組合せ用ホッパ4、5から排出された被計量物は、時刻t13までの間に内側シュート用集合ホッパ8a、8bに集められて保持され、時刻t13で集合ホッパ8a、8bのゲートが開いて包装機へ排出される。同様に、時刻t12で、外側ゲートが開かれて組合せ用ホッパ4、5から排出された被計量物は、時刻t14までの間に外側シュート用集合ホッパ9a、9bに集められて保持され、時刻t14で集合ホッパ9a、9bのゲートが開いて包装機へ排出される。
このように、組合せ演算が行われるたびに適量組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5から被計量物を内側シュート6a、6bと外側シュート7a、7bとへ交互に排出させるとともに、それに合わせて、内側シュート用集合ホッパ8a、8bと外側シュート用集合ホッパ9a、9bとから交互に被計量物を包装機へ排出させる。なお、図3の場合、集合ホッパ8a、8bのゲートの開閉タイミングと組合せ用ホッパ4、5の内側ゲートの開閉タイミングとを同じにし、集合ホッパ9a、9bのゲートの開閉タイミングと組合せ用ホッパ4、5の外側ゲートの開閉タイミングとを同じにしているが、これに限られるものではない。制御部20が、例えば、集合ホッパ8a、8b、9a、9bのゲートの開閉のタイミングに基づいて組合せ用ホッパ4、5のゲートの開閉のタイミングを制御することで、それぞれのゲートの開閉のタイミングを異ならせることもできる。
以上のように各組合せ秤部をトリプルシフト動作させることにより、各組合せ秤部からTw/3時間ごとに包装機への排出が行われ、シングルシフト動作の場合の3倍の速度での高速排出が可能となり、所定時間内における生産量の向上を図ることができ、高速に動作する包装機に対応できる。
なお、上記では、図2、図3のタイミングチャートで示されるように、制御部20によって第1の組合せ秤部と第2の組合せ秤部とが同じタイミングで動作するように制御される場合を示したが、第1の組合せ秤部と第2の組合せ秤部とをそれぞれ異なるタイミングで動作するように制御することも可能である。この場合、例えば、包装機から、第1の組合せ秤部に対する投入指令信号と、第2の組合せ秤部に対する投入指令信号とが制御部20に入力されるようにし、制御部20がそれぞれの投入指令信号に応じて各組合せ秤部の動作を制御するようにすればよい。
上記の構成例1では、各組合せ秤部において、中心角が略180度以下の円弧状(構成例1の場合は半円状)に配置された組合せ用ホッパ4、5のグループA、Bに対応して内側シュート6a、6bが配設され、その外側に沿って外側シュート7a、7bが配設されているため、集合シュート(内側シュート及び外側シュート)の構造を比較的簡単にできるとともに、各組合せ用ホッパ4、5から内側シュート6a、6bあるいは外側シュート7a、7bへ排出された被計量物の各集合ホッパ9a、9bまでの移送距離を略同等に短くでき、ほとんどの被計量物の性状にかかわらず、組合せ用ホッパ4、5から排出された被計量物の全部をそれぞれの集合ホッパ9a、9bへ短時間で集めることができる。したがって、集合シュートの構造を比較的簡単にし、ほとんどの被計量物の性状にかかわらず高速運転が可能になる。そして、各組合せ秤部において、運転速度を遅くすることなく、前述のダブルシフト動作あるいはトリプルシフト動作を行わせることが可能になる。
〔実施の形態1の構成例2〕
図4(a)は、本発明の実施の形態1の構成例2の組合せ秤(計量装置)の集合シュート(内側シュート及び外側シュート)と計量ホッパ及びメモリホッパとを上方から視た概略模式図であり、図4(b)は、同組合せ秤の下部シュートを上方から視た概略模式図である。
図1に示す構成例1では2つの組合せ秤部を備えた構成であったのに対し、本構成例では、3つの組合せ秤部を備えた構成である。本構成例も、構成例1と同様、図1(a)に示されているセンター基体11、分散フィーダ1、リニアフィーダ2、供給ホッパ3、重量センサ41が取り付けられた計量ホッパ4及びメモリホッパ5を備えており、これらの構成は構成例1と同様であるので、その説明を省略する。
この構成例2では、全ての計量ホッパ4及びメモリホッパ5を3つのグループA、B、Cに分け、各グループA、B、Cに対応して各グループを含む組合せ秤部が備えられている。したがって、3つのグループA、B、Cに対応して3つの内側シュート6a、6b、6cが配設され、各内側シュート6a、6b、6cの下部排出口6ae、6be、6ceには被計量物を一時保持して排出する集合ホッパ8a、8b、8cが配設されている。また、3つのグループA、B、Cに対応して3つの外側シュート7a、7b、7cが配設され、各外側シュート7a、7b、7cの下部排出口7ae、7be、7ceには被計量物を一時保持して排出する集合ホッパ9a、9b、9cが配設されている。ここで、グループAを含む組合せ秤部を第1の組合せ秤部、グループBを含む組合せ秤部を第2の組合せ秤部、グループCを含む組合せ秤部を第3の組合せ秤部とする。
第1の組合せ秤部の集合ホッパ8a、9aの下方には、集合ホッパ8a、9aから排出される被計量物を受けて下部の排出口10aeから排出させる下部シュート10aが配設されている。同様に、第2の組合せ秤部の集合ホッパ8b、9bの下方には、集合ホッパ8b、9bから排出される被計量物を受けて下部の排出口10beから排出させる下部シュート10bが配設されている。同様に、第3の組合せ秤部の集合ホッパ8c、9cの下方には、集合ホッパ8c、9cから排出される被計量物を受けて下部の排出口10ceから排出させる下部シュート10cが配設されている。
この組合せ秤の下部シュート10a、10b、10cの下方には、図示されない3台の包装機あるいは被計量物の投入口を3つ有する包装機が配置されており、下部シュート10aの排出口10ae、下部シュート10bの排出口10be及び下部シュート10cの排出口10ceのそれぞれから排出される被計量物は、それぞれ異なる包装機の投入口(第1〜第3の包装機投入口)へ投入され、包装機でそれぞれ袋詰めされながら包装される。このように本構成例では、第1の組合せ秤部の集合ホッパ8a、9aから排出される被計量物を下部シュート10aを介して第1の包装機投入口へ投入し、第2の組合せ秤部の集合ホッパ8b、9bから排出される被計量物を下部シュート10bを介して第2の包装機投入口へ投入し、第3の組合せ秤部の集合ホッパ8c、9cから排出される被計量物を下部シュート10cを介して第3の包装機投入口へ投入するように構成されている。
また、制御部20(図1(a)参照)を備え、制御部20によって、本構成例の組合せ秤全体の動作を制御するとともに、第1、第2及び第3のそれぞれの組合せ秤部ごとに、被計量物を排出すべき計量ホッパ4及びメモリホッパ5の組合せ(排出組合せ)を決定する組合せ処理を行う。各組合せ秤部における組合せ処理は、構成例1の場合と同様である。
上記以外の構成は、構成例1と同様であり、その説明を省略する。
構成例2において、各組合せ秤部をダブルシフト動作させる構成及びトリプルシフト動作させる構成も構成例1の場合と同様にして構成すればよい。
第1、第2及び第3の組合せ秤部のそれぞれをダブルシフト動作させる場合、第1及び第2の組合せ秤部のタイミングチャートは、例えば図2と同様であり、第3の組合せ秤部も第1及び第2の組合せ秤部のタイミングチャートと同様である。
第1、第2及び第3の組合せ秤部のそれぞれをトリプルシフト動作させる場合、第1及び第2の組合せ秤部のタイミングチャートは、例えば図3と同様であり、第3の組合せ秤部も第1及び第2の組合せ秤部のタイミングチャートと同様である。
この構成例2の組合せ秤では、備えられている組合せ秤部の個数が構成例1の組合せ秤と異なるだけで、構成例1の組合せ秤と同様の効果が得られる。
また、構成例1の場合同様、上記では、制御部20によって第1、第2及び第3の組合せ秤部が同じタイミングで動作するように制御される場合を示したが、第1、第2及び第3のそれぞれの組合せ秤部をそれぞれ異なるタイミングで動作するように制御することも可能である。この場合、例えば、包装機から、第1の組合せ秤部に対する投入指令信号と、第2の組合せ秤部に対する投入指令信号と、第3の組合せ秤部に対する投入指令信号とが制御部20に入力されるようにし、制御部20がそれぞれの投入指令信号に応じて各組合せ秤部の動作を制御するようにすればよい。
なお、構成例1では2つの組合せ秤部を備えた構成について述べ、構成例2では3つの組合せ秤部を備えた構成について述べたが、同様にして4つ以上の組合せ秤部を備えた構成としてもよい。
なお、上記実施の形態1では、各組合せ秤部をダブルシフト動作させる構成及びトリプルシフト動作させる構成について述べたが、動作速度(排出速度)の遅いシングルシフト動作させる構成とすることは当然可能である。各組合せ秤部をシングルシフト動作させる構成の場合は、1動作サイクル時間Tw内に、組合せ演算が1回行われるとともに組合せ用ホッパ4、5による排出動作が1回行われ、かつ集合ホッパから包装機への排出動作が1回行われる。この場合、組合せ秤の1排出サイクル時間は、1動作サイクル時間Twと同じである。
(実施の形態2)
〔実施の形態2の構成例a〕
図5(a)は、本発明の実施の形態2の構成例aの組合せ秤(計量装置)を側方から視た一部断面の概略模式図であり、図5(b)は、同組合せ秤の集合シュート(内側シュート及び外側シュート)と計量ホッパ及びメモリホッパとを上方から視た概略模式図であり、図5(c)は、同組合せ秤の下部シュートを上方から視た概略模式図である。
本実施の形態の構成例aの組合せ秤は、図5(c)に示すように、2つの下部シュート10a、10bが4つの集合ホッパ8a、8b、9a、9bの下方に配設され、集合ホッパ8a及び集合ホッパ9bは一方の下部シュート10aへ被計量物を排出可能なようにゲート(図示せず)が設けられた構成であり、集合ホッパ8b及び集合ホッパ9aは他方の下部シュート10bへ被計量物を排出可能なようにゲート(図示せず)が設けられた構成である。下部シュート10a、10bへ排出された被計量物は、それぞれの排出口10ae、10beから排出される。上記以外の構成は、図1に示された実施の形態1の構成例1と同様であり、その説明を省略する。ただし、本実施の形態の構成例aでは、制御部20による組合せ処理及び動作タイミングが実施の形態1の構成例1の場合とは異なる。本構成例aでも、構成例1の場合と同様、グループAの計量ホッパ4及びメモリホッパ5を含み、グループAに対応して配設されている部分を第1の組合せ秤部とし、グループBの計量ホッパ4及びメモリホッパ5を含み、グループBに対応して配設されている部分を第2の組合せ秤部とする。
この組合せ秤の下部シュート10a、10bの下方には、図示されない2台の包装機あるいは被計量物の投入口を2つ有するツイン型の包装機が配置されており、下部シュート10aの排出口10ae及び下部シュート10bの排出口10beのそれぞれから排出される被計量物は、それぞれ異なる包装機の投入口(第1、第2の包装機投入口)へ投入され、包装機でそれぞれ袋詰めされながら包装される。このように本構成例では、第1の組合せ秤部の集合ホッパ8a及び第2の組合せ秤部の集合ホッパ9bから排出される被計量物を下部シュート10aを介して第1の包装機投入口へ投入し、第1の組合せ秤部の集合ホッパ9a及び第2の組合せ秤部の集合ホッパ8bから排出される被計量物を下部シュート10bを介して第2の包装機投入口へ投入するように構成されている。
制御部20は、各組合せ秤部の制御手段および組合せ演算手段を含み、組合せ秤全体の動作を制御するとともに、第1及び第2のそれぞれの組合せ秤部ごとに、被計量物を排出すべき計量ホッパ4及びメモリホッパ5の組合せ(排出組合せ)を決定する組合せ処理を行う。組合せ処理では、計量ホッパ4及びメモリホッパ5のそれぞれのホッパ内の被計量物の重量の計量値(重量センサ41による計測値)に基づいて組合せ演算を行い、計量値の合計である組合せ計量値(=組合せ重量値)が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になる計量ホッパ4及びメモリホッパ5の組合せを2組求めてそれぞれを排出組合せに決定する。この組合せ処理において用いられるメモリホッパ5内の被計量物の計量値は、その上方の計量ホッパ4において重量センサ41により計量されたときの計量値である。この組合せ処理の詳細については後述する。
以下では、計量ホッパ4とメモリホッパ5とを特に区別しないときに、両方を包含して組合せ用ホッパ4、5という。
以上のように構成された組合せ秤の動作について、まずその概略を説明する。
外部の供給装置から分散フィーダ1へ供給された被計量物は、分散フィーダ1から各リニアフィーダ2を介し各供給ホッパ3へ供給され、各供給ホッパ3から各計量ホッパ4へ被計量物が投入される。各計量ホッパ4へ投入された被計量物の重量が各重量センサ41で計測され、その計量値が制御部20へ送出される。計量ホッパ4にて重量が計測された被計量物は、その下方のメモリホッパ5が空であれば、そのメモリホッパ5へ供給される。そして、各組合せ秤部ごとに、制御部20による組合せ処理が行われて2組の排出組合せが同時に決定される。そして、各組合せ秤部において2組の排出組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5から被計量物が排出される。空になったメモリホッパ5の上方の計量ホッパ4に被計量物が保持されている場合には空になったメモリホッパ5へ計量ホッパ4から被計量物が投入される。また、空になった計量ホッパ4へは供給ホッパ3から被計量物が投入される。また、空になった供給ホッパ3へはリニアフィーダ2から被計量物が供給される。
上記において、各々の組合せ秤部では、組合せ処理により同時に決定される2組の排出組合せの組合せ用ホッパ4、5からの排出方向を異ならせる。すなわち、各組合せ秤部において、2組の排出組合せのうちの一方の排出組合せの組合せ用ホッパ4、5から内側シュート(6a、6b)へ被計量物を排出させると同時に、他方の排出組合せの組合せ用ホッパ4、5から外側シュート(7a、7b)へ被計量物を排出させる。また、内側シュート用集合ホッパ(8a、8b)と外側シュート用集合ホッパ(9a、9b)とから同時に被計量物を排出させる。なお、例えば第1の組合せ秤部において、2組の排出組合せのうち内側シュート6aへ排出する排出組合せにおいて、計量ホッパ4が選択されるのは、その下方に配置されている対応するメモリホッパ5がともに選択される場合のみとする。この場合、計量ホッパ4とメモリホッパ5のそれぞれの内側ゲートが開かれて被計量物が排出され、計量ホッパ4から排出される被計量物はメモリホッパ5内を通過して内側シュート6aへ排出される。この内側シュート6aへ排出する排出組合せには、メモリホッパ5は自由に選択できる。また、外側シュート6aへ排出する排出組合せには、計量ホッパ4及びメモリホッパ5は自由に選択できる。以上のことは、第2の組合せ秤部においても同様である。
次に、本実施の形態における組合せ処理の詳細を説明する。図6は、本実施の形態における任意の組合せ秤部の組合せ処理を示すフローチャートである。第1及び第2の各組合せ秤部において、ステップS1〜S4で示された組合せ処理が行われる。
ステップS1では、任意の組合せ秤部において、その組合せ秤部の全ての組合せ用ホッパ4、5に供給されている被計量物の計量値を用いて組合せ演算を行うことにより、計量値の合計である組合せ計量値が目標重量値に対する許容範囲内の値になる組合せを全て求め、それぞれの組合せを適量組合せとする。
ステップS2では、同一の組合せ用ホッパ4、5を含まない適量組合せを2組ずつ組合せてなる適量組合せセットを求める。ここで、本実施の形態では、組合せられる2組の適量組合せの両方に、計量ホッパ4が選択され、かつその選択されている計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が選択されていない場合は、その2組の適量組合せを適量組合せセットから除外する(適量組合せセットにはしない)。したがって、適量組合せセットを構成する2組の適量組合せの両方に計量ホッパ4が選択されている場合には、少なくとも一方の適量組合せは、選択されている計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が必ず選択されている。
ステップS3では、各々の適量組合せセットについて、適量組合せセットを構成する各々の適量組合せの組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値を求めて、それらの差の絶対値の合計を算出する。なお、組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値は、組合せ計量値から目標重量値を減算した値の絶対値、あるいは目標重量値から組合せ計量値を減算した値の絶対値であり、零または正の値になる。
ステップS4では、ステップ3で求めた差の絶対値の合計が最小である適量組合せセットを1つ選択し、そのセットを構成する2組の適量組合せのうちの一方を内側シュート(6a、6b)へ排出する排出組合せ(第1の排出組合せ)に決定し、他方を外側シュート(7a、7b)へ排出する排出組合せ(第2の排出組合せ)に決定する。ここで、選択された適量組合せセットを構成する2組の適量組合せのうち、一方の適量組合せに、計量ホッパ4が選択され、かつその計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が選択されていない場合には、その適量組合せを、外側シュートへ排出する第2の排出組合せに決定し、他方の適量組合せを内側シュートへ排出する第1の排出組合せに決定する。計量ホッパ4が選択され、かつその計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が選択されていない適量組合せが、選択された適量組合せセットに含まれていない場合には、2組の適量組合せを第1の排出組合せと第2の排出組合せとに決定する方法は、予め定めておけばどのような方法でもよい。例えば、各メモリホッパ5に対して順に番号を付しておき、最も小さい番号のメモリホッパ5が含まれる方の適量組合せを第1の排出組合せに決定し、他方の適量組合せを第2の排出組合せに決定するようにしておいてもよいし、その逆でもよい。あるいは、組合せ計量値の大小によって決定するようにしておいてもよい。例えば、組合せ計量値の大きい方の適量組合せを第1の排出組合せに決定し、組合せ計量値の小さい方の適量組合せを第2の排出組合せに決定するようにしておいてもよいし、その逆でもよい。あるいは、組合せ処理が行われるたびに、組合せ計量値の大きい方の適量組合せと小さい方の適量組合せとが交互に第1の排出組合せと第2の排出組合せとに決定されるようにしておいてもよい。
なお、ステップS3、S4において、各々の適量組合せセットについて、各々の適量組合せの組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値の合計を算出し、差の絶対値の合計が最小である適量組合せセットを1つ選択して、2組の排出組合せを決定するようにしたが、各々の適量組合せセットについて、各々の適量組合せの組合せ計量値と目標重量値との差の2乗の合計を算出し、差の2乗の合計が最小である適量組合せセットを1つ選択して、2組の排出組合せを決定するようにしてもよい。
上記のように、1回の組合せ処理によって2組の排出組合せが求められる。本構成例aでは、例えば、実施の形態1の構成例1においてダブルシフト動作させるように構成した場合と同様に、例えば、各グループA、Bにおいて、計量ホッパ4及びメモリホッパ5のそれぞれの個数を9個または10個にし、組合せ処理において1組の適量組合せに選択される予定選択個数を4個とすれば良好な組合せ計量精度が得られる。
図7は、本実施の形態の構成例aの組合せ秤の動作を示すタイミングチャートである。
各組合せ秤部における1動作サイクル時間Twは、例えば、直前の動作サイクル中での組合せ処理により2組の排出組合せが決定された直後から、その2組の排出組合せに選択されている計量ホッパ4(計量ホッパ4が排出組合せに選択されている場合)から被計量物が排出され、次にその排出組合せの計量ホッパ4に被計量物が投入され、重量センサ41の安定時間が経過してその計量ホッパ4内の被計量物の重量を計測後に、次の組合せ処理により2組の排出組合せが決定されるまでに要する時間である。なお、1計量サイクル時間は、例えば、直前の動作サイクル中での組合せ処理により決定されている2組の排出組合せに選択されている計量ホッパ4(計量ホッパ4が排出組合せに選択されている場合)から被計量物が排出され始めたときから、次にその2組の排出組合せの計量ホッパ4に被計量物が投入され、重量センサ41の安定時間が経過してその計量ホッパ4内の被計量物の重量を計測後に、次の組合せ処理により2組の排出組合せが決定されるまでに要する時間である。したがって、1計量サイクル時間は、組合せ処理により2組の排出組合せが決定されてから、その2組の排出組合せに選択されているホッパから被計量物が排出され始めるまでの余裕時間あるいは待ち時間等が零の場合の1動作サイクル時間Twに等しい。1動作サイクル時間Twを1計量サイクル時間に等しくすることが、高速動作をさせる上で好ましいので、本実施の形態では、1動作サイクル時間Twを1計量サイクル時間に等しい時間、あるいは略等しい時間となるように設定している。
本構成例aでは、第1の組合せ秤部の動作と第2の組合せ秤部の動作とがTw/2時間ずれて行われるが、各組合せ秤部における動作は同様である。各組合せ秤部では、Tw時間ごとに、2組の排出組合せを同時に決定する組合せ処理が行われるとともに、その組合せ処理で決定された2組の排出組合せの組合せ用ホッパ4、5から同時に被計量物の排出が行われる。また、Tw時間ごとに、内側シュート用集合ホッパ(8a、8b)と外側シュート用集合ホッパ(9a、9b)とから同時に被計量物の排出が行われる。これにより、各組合せ秤部では、1動作サイクル時間Tw内に2組の排出組合せの被計量物が包装機へ投入される。この場合、各組合せ秤部の1排出サイクル時間Td3は、1動作サイクル時間Twと同じである。また、1排出サイクル時間Td3は包装機の1包装サイクル時間Tp1の2倍になっている。
制御部20は、例えば包装機から投入指令信号が入力されると、その投入指令信号に応答して、例えば第1の組合せ秤部の内側シュート用集合ホッパ8a及び外側シュート用集合ホッパ9aのゲートを同時に開いて被計量物を包装機へ排出させる(時刻t1)。そして、集合ホッパ8a、9aのゲートの動作タイミングに基づいて、一方の排出組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5の内側ゲートを開いて内側シュート6aへ被計量物を排出させると同時に、他方の排出組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5の外側ゲートを開いて外側シュート7aへ被計量物を排出させる(時刻t1)。次の投入指令信号が入力されると、第2の組合せ秤部の内側シュート用集合ホッパ8b及び外側シュート用集合ホッパ9bのゲートを同時に開いて被計量物を包装機へ排出させる(時刻t2)。そして、集合ホッパ8b、9bのゲートの動作タイミングに基づいて、一方の排出組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5の内側ゲートを開いて内側シュート6bへ被計量物を排出させると同時に、他方の排出組合せに選択されている組合せ用ホッパ4、5の外側ゲートを開いて外側シュート7bへ被計量物を排出させる(時刻t2)。投入指令信号が入力されるたびに上記動作が繰り返される(時刻t3、t4、t5)。
この図7の場合、時刻t1で、第1の組合せ秤部において、内側ゲートが開かれて組合せ用ホッパ4、5から排出された被計量物は、時刻t3までの間に内側シュート用集合ホッパ8aに集められて保持され、時刻t3で集合ホッパ8aのゲートが開かれ、集合ホッパ8aの被計量物が下部シュート10aを通過して第1の包装機投入口へ投入される。同様に、時刻t1で、第1の組合せ秤部において、外側ゲートが開かれて組合せ用ホッパ4、5から排出された被計量物は、時刻t3までの間に外側シュート用集合ホッパ9aに集められて保持され、時刻t3で集合ホッパ9aのゲートが開かれ、集合ホッパ9aの被計量物が下部シュート10bを通過して第2の包装機投入口へ投入される。
また、時刻t2で、第2の組合せ秤部において、内側ゲートが開かれて組合せ用ホッパ4、5から排出された被計量物は、時刻t4までの間に内側シュート用集合ホッパ8bに集められて保持され、時刻t4で集合ホッパ8bのゲートが開かれ、集合ホッパ8bの被計量物が下部シュート10bを通過して第2の包装機投入口へ投入される。同様に、時刻t2で、第2の組合せ秤部において、外側ゲートが開かれて組合せ用ホッパ4、5から排出された被計量物は、時刻t4までの間に外側シュート用集合ホッパ9bに集められて保持され、時刻t4で集合ホッパ9bのゲートが開かれ、集合ホッパ9bの被計量物が下部シュート10aを通過して第1の包装機投入口へ投入される。
なお、図7の場合、各組合せ秤部において、内側シュート用及び外側シュート用集合ホッパのゲートの開閉タイミングと組合せ用ホッパの内側ゲート及び外側ゲートの開閉タイミングとを同じにしているが、これに限られるものではない。制御部20が、例えば、集合ホッパのゲートの開閉のタイミングに基づいて組合せ用ホッパの内側ゲート及び外側ゲートの開閉のタイミングを制御することで、集合ホッパと組合せ用ホッパのゲートの開閉のタイミングを異ならせることもできる。
以上のように2つの組合せ秤部を動作させることにより、2つの包装機投入口のそれぞれに、Tw/2時間ごとに被計量物が投入される。したがって、1動作サイクル時間Tw内に、2つの包装機投入口へそれぞれ2回ずつ被計量物が排出され、所定時間内における生産量(組合せ秤から包装機への総排出回数)の向上を図ることができる。
本実施の形態の構成例aでは、実施の形態1の構成例1の場合同様、各組合せ秤部において、中心角が略180度以下の円弧状(構成例aの場合は半円状)に配置された組合せ用ホッパ4、5のグループA、Bに対応して内側シュート6a、6bが配設され、その外側に沿って外側シュート7a、7bが配設されているため、集合シュート(内側シュート及び外側シュート)の構造を比較的簡単にできるとともに、各組合せ用ホッパ4、5から内側シュート6a、6bあるいは外側シュート7a、7bへ排出された被計量物の各集合ホッパ9a、9bまでの移送距離を略同等に短くでき、ほとんどの被計量物の性状にかかわらず、組合せ用ホッパ4、5から排出された被計量物の全部をそれぞれの集合ホッパ9a、9bへ短時間で集めることができる。したがって、集合シュートの構造を比較的簡単にし、ほとんどの被計量物の性状にかかわらず高速運転が可能になる。そして、各組合せ秤部において、運転速度を遅くすることなく、前述の1動作サイクル時間Tw内に2組の被計量物の組合せ及び排出動作が可能になる。
さらに、図6のフローチャートで示した組合せ処理(第1の組合せ処理)では、各々の適量組合せの組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値の合計が最小である適量組合せセットを選択し、その適量組合せセットに含まれる2組の適量組合せのそれぞれを排出組合せに決定するため、排出される被計量物の全体としての組合せ計量精度の向上を図ることができる。
また、図6のフローチャートで示した第1の組合せ処理に代えて、以下に説明する第2または第3の組合せ処理を行うようにしてもよい。
まず、第2の組合せ処理について説明する。図8は、本実施の形態における任意の組合せ秤部の組合せ処理を示すフローチャートである。第1及び第2の各組合せ秤部において、ステップS11〜S15で示された組合せ処理が行われる。
ステップS11では、任意の組合せ秤部において、その組合せ秤部の全ての組合せ用ホッパ4、5に供給されている被計量物の計量値を用いて組合せ演算を行うことにより、計量値の合計である組合せ計量値が目標重量値に対する許容範囲内の値になる組合せを全て求め、それぞれの組合せを許容組合せとする。このステップS11の処理は、図6のステップS1の処理と同じであり、ステップS1で求められる適量組合せは、このステップS11で求められる許容組合せに相当する。
ステップS12では、全ての許容組合せの中から、組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値が小さいものを優先して、所定のm個(mは複数)例えば10個選択し、選択したそれぞれの許容組合せを第1の適量組合せとする。
ステップS13では、組合せ秤部の全ての組合せ用ホッパ4、5から任意の1つの第1の適量組合せに属する組合せ用ホッパ4、5を除いた組合せ用ホッパ4、5の組合せからなる許容組合せの中から、組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値が小さいものを優先して1つの許容組合せを選択し、この許容組合せを上記任意の1つの第1の適量組合せに対応する第2の適量組合せとする。同様にして、m個それぞれの第1の適量組合せに対応する第2の適量組合せを求める。このようにして、m個それぞれの第1の適量組合せに対応する第2の適量組合せを求め、それぞれ対応する第1の適量組合せと第2の適量組合せとからなる適量組合せセットをm個求める。ここで、本実施の形態では、第1の適量組合せと、それに対応する第2の適量組合せの候補となる許容組合せとの2組の組合せの両方に、計量ホッパ4が選択され、かつその選択されている計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が選択されていない場合は、その許容組合せを第2の適量組合せに選択しない。したがって、適量組合せセットを構成する2組の適量組合せの両方に計量ホッパ4が選択されている場合には、少なくとも一方の適量組合せは、選択されている計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が必ず選択されている。
ステップS14では、各々の適量組合せセットについて、適量組合せセットを構成する第1及び第2の適量組合せの各々の組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値を求めて、それらの差の絶対値の合計を算出する。
ステップS15では、ステップS14で求めた差の絶対値の合計が最小である適量組合せセットを1つ選択し、そのセットを構成する2組の適量組合せのうちの一方を内側シュート(6a、6b)へ排出する排出組合せ(第1の排出組合せ)に決定し、他方を外側シュート(7a、7b)へ排出する排出組合せ(第2の排出組合せ)に決定する。ここで、選択された適量組合せセットを構成する2組の適量組合せのうち、一方の適量組合せに、計量ホッパ4が選択され、かつその計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が選択されていない場合には、その適量組合せを、外側シュートへ排出する第2の排出組合せに決定し、他方の適量組合せを内側シュートへ排出する第1の排出組合せに決定する。計量ホッパ4が選択され、かつその計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が選択されていない適量組合せが、選択された適量組合せセットに含まれていない場合には、2組の適量組合せを第1の排出組合せと第2の排出組合せとに決定する方法は、予め定めておけばどのような方法でもよい。例えば、各メモリホッパ5に対して順に番号を付しておき、最も小さい番号のメモリホッパ5が含まれる方の適量組合せを第1の排出組合せに決定し、他方の適量組合せを第2の排出組合せに決定するようにしておいてもよいし、その逆でもよい。あるいは、組合せ計量値の大小によって決定するようにしておいてもよい。例えば、組合せ計量値の大きい方の適量組合せを第1の排出組合せに決定し、組合せ計量値の小さい方の適量組合せを第2の排出組合せに決定するようにしておいてもよいし、その逆でもよい。あるいは、組合せ処理が行われるたびに、組合せ計量値の大きい方の適量組合せと小さい方の適量組合せとが交互に第1の排出組合せと第2の排出組合せとに決定されるようにしておいてもよい。
なお、ステップS14、S15において、各々の適量組合せセットについて、各々の適量組合せの組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値の合計を算出し、差の絶対値の合計が最小である適量組合せセットを1つ選択して、2組の排出組合せを決定するようにしたが、各々の適量組合せセットについて、各々の適量組合せの組合せ計量値と目標重量値との差の2乗の合計を算出し、差の2乗の合計が最小である適量組合せセットを1つ選択して、2組の排出組合せを決定するようにしてもよい。
次に、第3の組合せ処理について説明する。第1及び第2の各組合せ秤部において、以下に述べる第3の組合せ処理が行われる。
この第3の組合せ処理では、まず、任意の組合せ秤部において、その組合せ秤部の全ての組合せ用ホッパ4、5に供給されている被計量物の計量値を用いて組合せ演算を行うことにより、計量値の合計である組合せ計量値が目標重量値に対する許容範囲内の値になる組合せを全て求め、それぞれの組合せを許容組合せとする。そして、全ての許容組合せの中から、組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値が最小である許容組合せを1つ選択し、この選択した許容組合せを第1の適量組合せとする。
次に、組合せ秤部の全ての組合せ用ホッパ4、5から第1の適量組合せに属する組合せ用ホッパ4、5を除いた組合せ用ホッパ4、5の組合せからなる許容組合せの中から、組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値が小さいものを優先して1つの許容組合せを選択し、この選択した許容組合せを第2の適量組合せとする。ここで、本実施の形態では、第1の適量組合せと、それに対応する第2の適量組合せの候補となる許容組合せとの2組の組合せの両方に、計量ホッパ4が選択され、かつその選択されている計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が選択されていない場合は、その許容組合せを第2の適量組合せに選択しない。したがって、第1及び第2の2組の適量組合せの両方に計量ホッパ4が選択されている場合には、少なくとも一方の適量組合せは、選択されている計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が必ず選択されている。
そして、第1の適量組合せ及び第2の適量組合せのうちの一方を内側シュートへ排出する排出組合せ(第1の排出組合せ)に決定し、他方を外側シュートへ排出する排出組合せ(第2の排出組合せ)に決定する。ここで、2組の適量組合せのうち、一方の適量組合せに、計量ホッパ4が選択され、かつその計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が選択されていない場合には、その適量組合せを、外側シュートへ排出する第2の排出組合せに決定し、他方の適量組合せを内側シュートへ排出する第1の排出組合せに決定する。第1の適量組合せ及び第2の適量組合せの両方が、計量ホッパ4が選択され、かつその計量ホッパ4に対応するメモリホッパ5が選択されていない組合せに該当しない場合には、2組の適量組合せを第1の排出組合せと第2の排出組合せとに決定する方法は、前述の第2の組合せ処理の場合と同様にして予め定めておけばよい。
なお、上記の第1、第2、第3の組合せ処理において、目標重量値に対する許容範囲が目標重量値以上の範囲に設定されている場合、すなわち、許容範囲の下限値が目標重量値と等しい値に設定されている場合には、適量組合せあるいは許容組合せの組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値は、組合せ計量値から目標重量値を減算した値(差)に等しい。したがって、この場合には、例えば図6のステップS3及び図8のステップS14において、各々の適量組合せの組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値の合計を算出することは、各々の適量組合せの組合せ計量値から目標重量値を減算した差の合計を算出することと同等である。
また、許容範囲の下限値が目標重量値と等しい値に設定されている場合には、図6のステップS3、S4及び図8のステップS14、S15に代えて、各々の適量組合せセットについて、適量組合せセットを構成する2組の適量組合せの組合せ計量値の合計を算出し、この算出した合計が最小である適量組合せセットを1つ選択し、そのセットを構成する2組の適量組合せを第1及び第2の排出組合せに決定するようにしてもよい。この場合も、ステップS3、S4及びステップS14、S15の処理結果と同じ2組の排出組合せが求められる。
各組合せ秤部において、以上に述べた第1、第2または第3の組合せ処理を行うことにより、1動作サイクル時間Twごとに排出すべき2組の排出組合せを同時に決定するため、2組の排出組合せを求める際の組合せ演算において、各組合せ秤部内の全ての組合せ用ホッパ4、5の被計量物の重量を用いることが可能となり、排出される被計量物の全体としての組合せ計量精度の向上を図ることが可能になる。
なお、第2の組合せ処理では、第3の組合せ処理において、第1の適量組合せの選択条件を拡張して、複数の第1の適量組合せを求め、それぞれの第1の適量組合せに対応する第2の適量組合せを求め、その中から、2組の適量組合せの組合せ計量値の合計が最小であるものを選択するようにしている。したがって、第2の組合せ処理を用いた場合の方が、第3の組合せ処理を用いた場合よりも、排出される被計量物全体としての組合せ計量精度を向上させることができる。さらに、第1の組合せ処理では、全ての適量組合せの中から2組ずつ組合せられてなる適量組合せセットの中から、2組の適量組合せの組合せ計量値と目標重量値との差の絶対値の合計が最小であるものを選択するようにしているため、排出される被計量物全体としての組合せ計量精度をより向上させることができる。
また、第1の組合せ処理、第2の組合せ処理、第3の組合せ処理の順に、演算の処理量が少なくなり、その順に組合せ処理に要する時間の短縮を図ることが可能になる。
なお、本構成例aでは、集合ホッパ8a及び集合ホッパ9bの被計量物を下部シュート10aへ排出させ、集合ホッパ9a及び集合ホッパ8bの被計量物を下部シュート10bへ排出させるように構成しているが、第1の組合せ秤部の集合ホッパ8a及び集合ホッパ9aのいずれか一方の集合ホッパの被計量物を下部シュート10aへ排出させ、他方の集合ホッパの被計量物を下部シュート10bへ排出させるように構成し、第2の組合せ秤部の集合ホッパ8b及び集合ホッパ9bのいずれか一方の集合ホッパの被計量物を下部シュート10aへ排出させ、他方の集合ホッパの被計量物を下部シュート10bへ排出させるように構成してあればよい。
〔実施の形態2の構成例b〕
図9(a)は、本発明の実施の形態2の構成例bの組合せ秤(計量装置)の集合シュート(内側シュート及び外側シュート)と計量ホッパ及びメモリホッパとを上方から視た概略模式図であり、図9(b)は、同組合せ秤の下部シュートを上方から視た概略模式図である。
図5に示す構成例aでは2つの組合せ秤部を備えた構成であったのに対し、本構成例では、4つの組合せ秤部を備えた構成である。本構成例も、構成例aと同様、図5(a)に示されているセンター基体11、分散フィーダ1、リニアフィーダ2、供給ホッパ3、重量センサ41が取り付けられた計量ホッパ4及びメモリホッパ5を備えており、これらの構成は構成例aと同様であるので、その説明を省略する。
この構成例bでは、全ての計量ホッパ4及びメモリホッパ5を4つのグループA、B、C、Dに分け、各グループA、B、C、Dに対応して各グループを含む組合せ秤部が備えられている。したがって、4つのグループA、B、C、Dに対応して4つの内側シュート6a、6b、6c、6dが配設され、各内側シュート6a、6b、6c、6dの下部排出口6ae、6be、6ce、6deには被計量物を一時保持して排出する集合ホッパ8a、8b、8c、8dが配設されている。また、4つのグループA、B、C、Dに対応して4つの外側シュート7a、7b、7c、7dが配設され、各外側シュート7a、7b、7c、7dの下部排出口7ae、7be、7ce、7deには被計量物を一時保持して排出する集合ホッパ9a、9b、9c、9dが配設されている。ここで、グループAを含む組合せ秤部を第1の組合せ秤部、グループBを含む組合せ秤部を第2の組合せ秤部、グループCを含む組合せ秤部を第3の組合せ秤部、グループDを含む組合せ秤部を第4の組合せ秤部とする。
第1の組合せ秤部の集合ホッパ9aと第2の組合せ秤部の集合ホッパ9bの下方に下部シュート10aが配設されており、集合ホッパ9a、9bから排出される被計量物は、下部シュート10aを通過してその排出口10aeから排出される。また、第1の組合せ秤部の集合ホッパ8aと第2の組合せ秤部の集合ホッパ8bの下方に下部シュート10bが配設されており、集合ホッパ8a、8bから排出される被計量物は、下部シュート10bを通過してその排出口10beから排出される。また、第3の組合せ秤部の集合ホッパ8cと第4の組合せ秤部の集合ホッパ8dの下方に下部シュート10cが配設されており、集合ホッパ8c、8dから排出される被計量物は、下部シュート10cを通過してその排出口10ceから排出される。また、第3の組合せ秤部の集合ホッパ9cと第4の組合せ秤部の集合ホッパ9dの下方に下部シュート10dが配設されており、集合ホッパ9c、9dから排出される被計量物は、下部シュート10dを通過してその排出口10deから排出される。
この組合せ秤の下部シュート10a、10b、10c、10dの下方には、図示されない4台の包装機あるいは被計量物の投入口を4つ有する包装機が配置されており、下部シュート10aの排出口10ae、下部シュート10bの排出口10be、下部シュート10cの排出口10ce及び下部シュート10dの排出口10deのそれぞれから排出される被計量物は、それぞれ異なる包装機の投入口(第1〜第4の包装機投入口)へ投入され、包装機でそれぞれ袋詰めされながら包装される。このように本構成例では、第1の組合せ秤部の集合ホッパ9a及び第2の組合せ秤部の集合ホッパ9bから排出される被計量物を下部シュート10aを介して第1の包装機投入口へ投入し、第1の組合せ秤部の集合ホッパ8a及び第2の組合せ秤部の集合ホッパ8bから排出される被計量物を下部シュート10bを介して第2の包装機投入口へ投入するように構成されている。また、第3の組合せ秤部の集合ホッパ8c及び第4の組合せ秤部の集合ホッパ8dから排出される被計量物を下部シュート10cを介して第3の包装機投入口へ投入し、第3の組合せ秤部の集合ホッパ9c及び第4の組合せ秤部の集合ホッパ9dから排出される被計量物を下部シュート10dを介して第4の包装機投入口へ投入するように構成されている。
また、制御部20(図5(a)参照)を備え、制御部20によって、本構成例の組合せ秤全体の動作を制御するとともに、第1、第2、第3及び第4のそれぞれの組合せ秤部ごとに、被計量物を排出すべき計量ホッパ4及びメモリホッパ5の組合せ(排出組合せ)を決定する組合せ処理を行う。各組合せ秤部における組合せ処理は、構成例aの場合と同様である。
上記以外の構成は、構成例aと同様であり、その説明を省略する。なお、本構成例bでも、構成例aの場合と同様に、例えば、各グループA、B、C、Dにおいて、計量ホッパ4及びメモリホッパ5のそれぞれの個数を9個または10個にし、組合せ処理において1組の適量組合せに選択される予定選択個数を4個とすれば良好な組合せ計量精度が得られる。
この構成例bでは、隣接して配置される2組の組合せ秤部のペアごとに動作のタイミングをとる。本構成例では、第1の組合せ秤部と第2の組合せ秤部とをペアにするとともに、第3の組合せ秤部と第4の組合せ秤部とをペアにしている。
第1の組合せ秤部及び第2の組合せ秤部のタイミングチャートは、例えば図7と同様であり、第3の組合せ秤部及び第4の組合せ秤部のタイミングチャートは、第1の組合せ秤部及び第2の組合せ秤部のタイミングチャートと同様である。すなわち、本構成例における第1の組合せ秤部及び第2の組合せ秤部のペアと、第3の組合せ秤部及び第4の組合せ秤部のペアとは、構成例aにおける第1の組合せ秤部及び第2の組合せ秤部のペアと同様の動作をさせればよく、その説明を省略する。なお、本構成例における第1の組合せ秤部及び第2の組合せ秤部のペアと、第3の組合せ秤部及び第4の組合せ秤部のペアとは、異なる投入指令信号によって制御されるようにしてもよい。すなわち、それぞれのペアを構成する2つの組合せ秤部の間では、図7のように、動作のタイミングをTw/2の時間ずらす必要があるが、2つのペアの間の動作のタイミングには、特に関係がなくてもよい。
この構成例bの組合せ秤では、組合せ秤部のペアの数が構成例aの組合せ秤と異なるだけであり、構成例aの組合せ秤と同様の効果が得られる。
なお、構成例aでは2つの組合せ秤部(組合せ秤部のペアの数が1つ)を備えた構成について述べ、構成例bでは4つの組合せ秤部(組合せ秤部のペアの数が2つ)を備えた構成について述べたが、同様にして6つ以上の偶数個の組合せ秤部(組合せ秤部のペアの数が3つ以上)を備えた構成としてもよい。
〔実施の形態2の構成例c〕
本発明の実施の形態2の構成例cの組合せ秤(計量装置)は、構成例aが示された図5において、2つの下部シュート10a、10bが無く、4つの集合ホッパ8a、8b、9a、9bが、それぞれ同一方向(例えば真下)に被計量物を排出可能な構成である。これ以外の構成は、構成例aと同様であるので、その説明を省略する。以下では、図5を参照して説明する(但し、本構成例cでは、前述のように下部シュート10a、10bは無い)。
この構成例cでは、計量ホッパ4及びメモリホッパ5のグループAを含む第1の組合せ秤部と、グループBを含む第2の組合せ秤部とを同じタイミングで動作させ、4つの集合ホッパ8a、8b、9a、9bから同時に被計量物を排出させるようにしている。第1及び第2の組合せ秤部では、構成例aの場合と同様、第1の組合せ処理、第2の組合せ処理及び第3の組合せ処理のいずれかの組合せ処理を行い、それぞれ同時に2組の排出組合せを決定する。
図10は、この構成例cの組合せ秤の動作を示すタイミングチャートである。
前述の構成例aの場合には、図7に示されるように第1の組合せ秤部の動作と第2の組合せ秤部の動作とがTw/2時間ずれて行われていたが、この構成例cの場合には、各組合せ秤部における動作が同じタイミングで行われる。この場合、各組合せ秤部の1排出サイクル時間Td3は、1動作サイクル時間Twと同じである。また、1排出サイクル時間Td3は包装機の1包装サイクル時間Tp3と同じである。
各組合せ秤部では、Tw時間ごとに、2組の排出組合せを同時に決定する組合せ処理が行われるとともに、その組合せ処理で決定された2組の排出組合せの組合せ用ホッパ4、5から同時に被計量物の排出が行われる。また、Tw時間ごとに、内側シュート用集合ホッパ(8a、8b)と外側シュート用集合ホッパ(9a、9b)とから同時に被計量物の排出が行われる。各組合せ秤部における動作は構成例aの場合と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
この組合せ秤の下方には、図示されない4台の包装機あるいは被計量物の投入口を4つ有する包装機が配置されており、4つの集合ホッパ8a、8b、9a、9bから同時に排出される被計量物は、それぞれ異なる包装機の投入口(第1〜第4の包装機投入口)へ投入され、包装機でそれぞれ包装される。
この構成例cの組合せ秤では、構成例aの組合せ秤と各組合せ秤部における動作のタイミングと被計量物の排出先が異なるだけであり、構成例aの組合せ秤と同様の効果が得られる。
この構成例cのように2つの組合せ秤部を同じタイミングで動作させることにより、4つの包装機投入口のそれぞれに、Tw時間ごとに被計量物が投入される。したがって、1動作サイクル時間Tw内に、4つの包装機投入口へそれぞれ1回ずつ被計量物が排出され、所定時間内における生産量の向上を図ることができる。
ここで、4つの包装機投入口を有する包装機の一例を図11に示す。図11(a)は、いわゆるバキューム式の包装機の概略構成を示す断面図であり、(b)は、同包装機を上から視た概略平面図である。
この包装機では、組合せ秤の4つの集合ホッパ8a、8b、9a、9bのそれぞれの下方に漏斗51が配設されている。この場合、漏斗51が包装機投入口である。なお、包装機の種類等によっては、包装機で製造あるいは使用される包装袋または包装容器の開口部が、被計量物が投入される包装機投入口になる場合もある。
この包装機では、まず、成形部52において、ロールから引き出された樹脂製フィルムが吸引及び加熱処理されて同時に4個の包装容器55が順次成形される。包装容器55が成形された樹脂製フィルムは、図示されないコンベヤ等の搬送手段に保持され、矢印56の方向へ間欠的に搬送される。そして、組合せ秤は、包装機から投入指令信号を入力すると、4つの集合ホッパ8a、8b、9a、9bから同時に被計量物を排出させる。これらの被計量物は、それぞれの漏斗51を通過して包装容器55へ投入される。包装機は、組合せ秤から例えば排出完了信号を受け、かつ搬送準備が整うと、次の4個の包装容器55を4個の漏斗51の下へ搬送して停止し、投入指令信号を組合せ秤へ送信する。このようにして、4個ずつの包装容器55に同時に被計量物が投入されて、蓋シール部53へ搬送される。蓋シール部53では、包装容器55の開口部に蓋をするために樹脂製のフィルムを包装容器55の上面に接着する。その後、蓋シール部53の後段に配置された図示されない切断部にて、例えば4個あるいは1個の包装容器55ごとに切断される。
また、本構成例cの組合せ秤に対応する包装機としては他に、個別に分離された4つの袋を同時に4つの集合ホッパ8a、8b、9a、9bの下方に移送し、これらの各集合ホッパから排出される被計量物を各袋の開口部に漏斗等を介して各袋に投入し、その後、各袋の開口部をシールするように構成された給袋式の包装機であってもよい。また、1枚あるいは2枚の樹脂製のフィルムがロールから引き出され、フィルムに加熱及び加圧処理が施されて各袋がつながった状態で4つの袋が同時に作製され、これらの袋を4つの集合ホッパ8a、8b、9a、9bの下方に移送し、これらの各集合ホッパから排出される被計量物を各袋の開口部に漏斗等を介して各袋に投入し、その後、各袋の開口部をシールするとともに各袋ごとに切断により分離するように構成された包装機であってもよい。
また、予め作製されている樹脂製の包装容器(例えば、図11の包装容器55が分離成形されたような容器)を順次4個ずつベルトコンベヤ上に載せて4つの集合ホッパ8a、8b、9a、9bの下方に移送し、組合せ秤から4個の包装容器に同時に被計量物が投入された後、各包装容器の開口部に樹脂製のフィルム等で蓋をするように構成された包装ラインであってもよい。
本構成例cのように、4組の被計量物を同時に排出するために、例えば図13に示された従来の組合せ秤を用いた場合、次の(1)〜(3)のような構成が考えられる。
(1)4台の組合せ秤を用いて、それぞれの動作タイミングを同じにして、各組合せ秤から1組ずつ排出させることにより、4組の被計量物を同時に排出する。
(2)2台の組合せ秤と振分け排出装置を用いて、それぞれの組合せ秤の動作タイミングを同じにし、かつダブルシフト動作させる。この場合、1動作サイクル時間Twの1/2時間ごとに各組合せ秤から1組ずつ排出されるので、2台の組合せ秤全体としてはTw/2時間ごとに2組の被計量物が排出され、Tw時間内に4組の被計量物が排出される。そしてこの場合、Tw時間内に排出される4組の被計量物を個別に受け入れて、それらを同時に包装機へ排出するための振分け排出装置が必要である。例えば、2台の組合せ秤の集合ホッパ13(図13)の下方に、4つの排出ホッパ(第1〜第4の排出ホッパ)を直線状に配置し、これら2つの集合ホッパ13と4つの排出ホッパとによって振分け排出装置を構成する。ここで、2つのうちの一方の集合ホッパ13を第1の排出ホッパと第2の排出ホッパへ交互に被計量物を排出できるように構成するとともに、他方の集合ホッパ13を第3の排出ホッパと第4の排出ホッパへ交互に被計量物を排出できるように構成し、4つの排出ホッパに被計量物が投入されているときに同時に4つの排出ホッパから被計量物を包装機へ排出させるように構成する。
(3)1台の組合せ秤と振分け装置を用いて、Tw/4時間ごとに組合せ演算が行われるとともに、その組合せ演算で選択された組合せの計量ホッパ4からの被計量物の排出が行われ、それに応じて集合ホッパ13からの被計量物の排出が行われるようにする(以下、この動作を「フォースシフト動作」という)。この場合、Tw/4時間ごとに組合せ秤から1組の被計量物が排出されるので、Tw時間内に4組の被計量物が排出される。そしてこの場合も、構成は異なるが、上記の(2)の場合と同様、Tw時間内に排出される4組の被計量物を個別に受け入れて、それらを同時に包装機へ排出するための振分け排出装置が必要である。ここでの振分け排出装置としては、例えば、上記の(2)の場合の振分け排出装置が2段構成になったような装置を考えればよい。
上記の(1)の構成の場合、4台の組合せ秤が必要となり、設備費が増大する。また、(2)の構成の場合、2台の組合せ秤及び高価な振分け排出装置が必要となり、設備費が増大する。また、(3)の構成の場合、(2)の構成の場合よりも、構成が複雑でより高価な振分け排出装置が必要となり、設備費が増大する。また、(2)の構成の場合はダブルシフト動作を行い、(4)の構成の場合はフォースシフト動作を行うが、いずれの場合も、それぞれの組合せ秤において1つの集合シュート12(図13)を有するのみであるので、被計量物の性状によっては集合シュート12上で先の組合せに選択された計量ホッパ4から排出された被計量物とその次の組合せに選択された計量ホッパ4から排出された被計量物との間隔が十分にとれなくなり、高速運転が困難になる。
これらの構成に対し、構成例cの組合せ秤では、設備費の増大を抑え、かつ、ほとんどの被計量物の性状にかかわらず、高速運転が可能になる。
なお、この構成例cでは2つの組合せ秤部を備えた構成について述べたが、同様にして3つ以上の組合せ秤部を備えた構成としてもよい。例えば、組合せ秤に3つの組合せ秤部を備えた構成の場合、例えば図4(a)のように6つの集合ホッパ8a、8b、8c、9a、9b、9cを備え、これら6つの集合ホッパから同時に被計量物が排出される。この場合の包装機、例えば図11に示すような包装機では、同時に6個の包装容器55が順次成形されて搬送され、それぞれの漏斗51を介して包装容器55へ被計量物が投入される。この場合、図4(a)のように6つの集合ホッパは直線状に配置されていないので、6つのそれぞれの漏斗51を変形させて、直線状に配置された6個の包装容器55へ被計量物を導くようにすればよい。例えば、それぞれの漏斗51の上部の受け口が各集合ホッパの下方に位置し、漏斗51の下部の管部分を少し長くして管の下端が各包装容器55の真上に位置するように変形された漏斗51を用いればよい。
なお、上記の実施の形態1、2では、それぞれ円状に列設された計量ホッパ4及びメモリホッパ5を複数のグループに分け、1つの組合せ秤に複数のグループのそれぞれに対応する組合せ秤部を備えた構成としたが、例えば1つのグループに対応する組合せ秤部のみを備えた組合せ秤(円弧型組合せ秤)を構成してもよい。例えば、図1に示す構成例1における、分散フィーダ1とグループAに対応する第1の組合せ秤部と下部シュート10aとを備え、ダブルシフト動作あるいはトリプルシフト動作させる構成の組合せ秤である。この場合、供給ホッパ3、計量ホッパ4及びメモリホッパ5がそれぞれ半円状に列設された構成であり、その列設形状に合わせて、リニアフィーダ2も配設されているので、リニアフィーダ2へ被計量物を供給する分散フィーダ1の形状も変更すればよい。この場合、上から見て略半円型(中心角が略180度の扇形)の組合せ秤が構成される。また、同様に、図4に示す構成例2における、分散フィーダ1とグループAに対応する第1の組合せ秤部と下部シュート10aとを備え、ダブルシフト動作あるいはトリプルシフト動作させる構成の組合せ秤とすれば、上から見て中心角が略120度の扇形の組合せ秤が構成される。これらの扇形の組合せ秤から排出される被計量物は、下部シュート10aを介して1つの包装機投入口に投入される。また、上記の構成において、下部シュート10aを設けずに、第1の組合せ秤部の2つの集合ホッパ8a、9a(例えば図1参照)のそれぞれから排出される被計量物を、それぞれ異なる2つの包装機投入口へ投入するように構成してもよい。また、上記の構成において、ダブルシフト動作あるいはトリプルシフト動作させる構成に代えて、実施の形態2で説明した第1、第2、第3のいずれかの組合せ処理および動作を行うように構成するとともに、下部シュート10aを設けずに、第1の組合せ秤部の2つの集合ホッパ8a、9a(例えば図1参照)のそれぞれから排出される被計量物を、それぞれ異なる2つの包装機投入口へ投入するように構成してもよい。以上に説明した組合せ秤は、組合せ用ホッパ4、5の1つのグループ(例えば、図1のグループA、図4のグループA、図9のグループA等)に対応する組合せ秤部のみを備え、中心角が略180度あるいは180度未満の円弧状に、供給ホッパ3、計量ホッパ4及びメモリホッパ5のそれぞれが列設された構成である。
また、上記の実施の形態1、2における各構成例及び上記の円弧型組合せ秤において、必要な下部シュート(10a、10b、10c、10d)は、包装機に備えられてあってもよい。
また、上記の実施の形態1、2における各構成例及び上記の円弧型組合せ秤では、供給されている被計量物の計量値を組合せ演算に用いる組合せ用ホッパとして、計量ホッパ4とその斜め下方に配置されたメモリホッパ5とを用いた例を示したが、このような組合せ用ホッパに限られるものではない。図12(a)、(b)、(c)はそれぞれ他の例の組合せ用ホッパ等のホッパを模式的に示す平面図である。図12(a)、(b)、(c)において、内側シュート6Xは、例えば図1、図5の内側シュート6a、6b等に該当し、外側シュート7Xは、例えば図1、図5の外側シュート7a、7b等に該当する。図12(a)、(b)、(c)における各計量ホッパ4には、1個の重量センサ41(図1、図5参照)が取り付けられている。
例えば、図12(a)に示すように、各計量ホッパ4をそれぞれに被計量物が投入される2つの室(計量室)4a,4bを有するものとし、さらに各計量ホッパ4の斜め下方に、計量ホッパ4の計量室4a,4bと対応する2つの室(収容室)5a,5bを有するメモリホッパ5を設けてもよい。各計量ホッパ4の2つの計量室4a、4bは複数の計量ホッパ4の並び方向(列設方向)と略同方向に並んで配置され、各メモリホッパ5の2つの収容室5a、5bは複数のメモリホッパ5の並び方向(列設方向)と略同方向に並んで配置されている。この場合、供給ホッパ3は計量ホッパ4の計量室4aと計量室4bへ選択的に被計量物を排出可能な構成である。また、計量ホッパ4の計量室4aはメモリホッパ5の収容室5aと外側シュート7Xとへ選択的に被計量物を排出可能な構成であり、計量ホッパ4の計量室4bはメモリホッパ5の収容室5bと外側シュート7Xとへ選択的に被計量物を排出可能な構成である。また、メモリホッパ5の2つの収容室5a,5bはそれぞれ内側シュート6Xと外側シュート7Xとへ選択的に被計量物を排出可能な構成である。組合せ演算は、各計量ホッパ4の計量室4a、4b内の被計量物の重量(計量値)及び各メモリホッパ5の収容室5a、5b内の被計量物の重量(計量値)を用いて行われ、各計量室4a、4b及び各収容室5a、5bが排出組合せに選択される。各計量ホッパ4では、一方の計量室例えば計量室4aのみに被計量物が供給されているときに、計量室4a内の被計量物の重量が重量センサ41により計量される。さらに他方の計量室4bに被計量物が供給されると、2つの計量室4a,4b内の被計量物の合計重量が重量センサ41により計量される。制御部20(図1、図5参照)では、この2つの計量室4a,4b内の被計量物の合計重量から計量室4a内の被計量物の重量を減算することで、計量室4b内の被計量物の重量(計量値)を算出する。各収容室5a、5b内の被計量物の計量値は、その上方の計量ホッパ4の各計量室4a,4bにおいて計量及び算出されたときの計量値が用いられる。この場合、内側シュート6Xへ排出する排出組合せに各計量室4a,4bが選択される場合には、それと対応する収容室5a,5bが同時に選択されるものとする。例えば、対応する計量室4aと収容室5aとが同時に選択された場合、計量室4aの被計量物は収容室5aを通過して内側シュート6X上へ排出される。
また、図12(b)に示すように、メモリホッパ5を設けずに、各計量ホッパ4を2つの計量室4a,4bを有するものとしてもよい。各計量ホッパ4の2つの計量室4a、4bは複数の計量ホッパ4の並び方向(列設方向)と略同方向に並んで配置されている。この場合、供給ホッパ3は計量ホッパ4の計量室4aと計量室4bとへ選択的に被計量物を排出可能な構成であり、計量ホッパ4の2つの計量室4a、4bはそれぞれ内側シュート6Xと外側シュート7Xとへ選択的に被計量物を排出可能な構成である。組合せ演算は、各計量ホッパ4の計量室4a、4b内の被計量物の重量(計量値)を用いて行われ、各計量室4a、4bが排出組合せに選択される。各計量室4a、4b内の被計量物の重量の算出方法は、図12(a)の場合と同様である。
また、図12(c)に示すように、各メモリホッパ5を2つの収容室5a,5bを有するものとしてもよい。各メモリホッパ5の2つの収容室5a、5bは複数のメモリホッパ5の並び方向(列設方向)と略同方向に並んで配置されている。ここでは、計量ホッパ4へ被計量物を供給する供給ホッパ3(図1、図5参照)は図示していない。この場合、計量ホッパ4はメモリホッパ5の収容室5aと収容室5bへ選択的に被計量物を排出可能な構成であり、計量ホッパ4から内側シュート6X及び外側シュート7X上へは排出されない。メモリホッパ5の2つの収容室5a、5bはそれぞれ内側シュート6Xと外側シュート7Xとへ選択的に被計量物を排出可能な構成である。組合せ演算は、例えば、各メモリホッパ5の収容室5a、5b内の被計量物の重量(計量値)を用いて行われ、各収容室5a、5bが排出組合せに選択され、計量ホッパ4は組合せに参加しない。各収容室5a、5b内の被計量物の重量は、その上方の計量ホッパ4において計量されたときの重量が用いられる。なお、各計量ホッパ4と、それと対応するメモリホッパ5のいずれかの収容室5a,5bとが同時に選択される組合せのみ有効として、計量ホッパ4を組合せに参加させることもできる。例えば、対応する計量ホッパ4とメモリホッパ5の収容室5aとが同時に排出組合せに選択された場合、計量ホッパ4の被計量物は収容室5aを通過して内側シュート6Xあるいは外側シュート7X上へ排出される。
上記以外にも、組合せ用ホッパ等のホッパ構成を種々変更してもよい。なお、本実施の形態1、2の各構成例で示した計量ホッパ4及びメモリホッパ5を用いた構成では、計量ホッパ4に取り付けられた1個の重量センサ41に対して組合せ演算で用いる計量値が2個得られる。また、図12(a)の構成の場合には、1個の重量センサ41に対して組合せ演算で用いる計量値が4個得られ、図12(b)の構成の場合には、1個の重量センサ41に対して組合せ演算で用いる計量値が2個得られ、図12(c)の構成で、計量ホッパ4を組合せに参加させない場合には、1個の重量センサ41に対して組合せ演算で用いる計量値が2個得られ、計量ホッパ4を組合せに参加させる場合には、1個の重量センサ41に対して組合せ演算で用いる計量値が3個得られる。したがって、このようなホッパ構成とすることにより、高価な重量センサ41の有効活用が図られるとともに、組合せ用ホッパの列設形状である円の径の増大を抑え、組合せ演算に用いる計量値の個数を増やして組合せ計量精度の向上を図ることが可能になる。
また、上記説明した実施の形態1、2において、制御部20は、必ずしも単独の制御装置で構成される必要はなく、複数の制御装置が分散配置されていて、それらが協働して組合せ秤の動作を制御するよう構成されていてもよい。