(57)【要約】【課題】物品の破損を防止することができる組合せ集合装置を提供すること。【解決手段】インタフェース６２が取得した物品Ｗの計量値を、搬入センサ３２が搬入を検知した物品Ｗに対応付けて記憶する記憶部６４と、投入コンベア３０における各物品Ｗの位置を算出する位置算出部６５と、計量値の和が規定範囲となる物品Ｗの組合せを選択する組合せ演算部６６と、組合せ演算部６６が組合せを選択した物品Ｗを位置算出部６５が算出した投入コンベア３０における位置に基づいて把持して投入コンベア３０から排出コンベア５０に移動するよう集合アーム４０を駆動するとともに、集合アーム４０により投入コンベア３０から排出コンベア５０に物品Ｗが移動された後の投入コンベア３０における各物品Ｗの位置を位置算出部６５に再算出させる制御部６８と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
順次搬入される物品（Ｗ）を搬送する投入コンベア（３０）と、
前記投入コンベアへの物品の搬入を検知する搬入検知手段（３２）と、
前記搬入検知手段により前記投入コンベアへの搬入が検知された物品の計量値を取得する計量値取得手段（６２）と、
順次載置される物品を搬送する排出コンベア（５０）と、
前記投入コンベアが搬送している物品を把持して前記排出コンベアに載置することにより、前記投入コンベアから前記排出コンベアに物品を移動する集合アーム（４０）と、
前記計量値取得手段が取得した計量値を、前記搬入検知手段が搬入を検知した物品に対応付けて記憶する記憶手段（６４）と、
前記搬入検知手段が物品の搬入を検知したタイミング、および前記投入コンベアの搬送距離に基づいて、前記投入コンベアにおける各物品の位置を算出する位置算出手段（６５）と、
前記記憶手段に計量値が記憶されるとともに前記投入コンベアが搬送している物品のうち、計量値の和が規定範囲となる物品の組合せを選択する組合せ演算手段（６６）と、
前記組合せ演算手段が組合せを選択した物品を前記位置算出手段が算出した前記投入コンベアにおける位置に基づいて把持して前記投入コンベアから前記排出コンベアに移動するよう前記集合アームを駆動するとともに、前記集合アームにより前記投入コンベアから前記排出コンベアに物品が移動された後の前記投入コンベアにおける各物品の位置を位置算出手段に再算出させる制御手段（６８）と、を備えたことを特徴とする組合せ集合装置。
【請求項２】
物品を計量する計量手段（２６）を前記投入コンベアの搬送方向上流側に備え、
前記計量値取得手段は、前記計量手段の計量した計量結果を前記計量値として取得することを特徴とする請求項１に記載の組合せ集合装置。
【請求項３】
前記組合せ演算手段は、前記投入コンベア上の物品のうち計量値が所定範囲外の物品を組合せ対象から除外して物品の組合せを選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の組合せ集合装置。
【請求項４】
物品の異物の混入の有無もしくは形状に基づいて該物品の良否を検査する検査手段（２４）を前記投入コンベアの搬送方向上流側に備え、
前記記憶手段は、前記検査手段の検査結果および前記計量値取得手段が取得した計量値を、前記搬入検知手段が搬入を検知した物品と対応付けて記憶し、
前記組合せ演算手段は、前記投入コンベア上の物品のうち前記検査結果が否の物品を組合せ対象から除外して物品の組合せを選択することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の組合せ集合装置。
【請求項５】
前記組合せ演算手段は、前記記憶手段に計量値と対応付けられて記憶された前記投入コンベア上の物品の数が所定数以上のとき、前記組合せを選択することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の組合せ集合装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記投入コンベアにおける各物品の位置を位置算出手段に再算出させた後、前記投入コンベアにおける物品の無い空き位置に、この空き位置より搬送方向下流側の物品を移動するよう前記集合アームを駆動することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の組合せ集合装置。
【請求項７】
前記投入コンベアは、順次搬入される物品を搬送する第１の投入コンベア（３０）と、前記第１の投入コンベアの搬送方向下流側に接続され前記第１の投入コンベアにより搬送された物品の搬送方向を前記第１の投入コンベアの搬送方向とは反対の方向に変更するカーブコンベア（３４、３５）と、前記カーブコンベアの搬送方向下流側に接続され前記カーブコンベアにより搬送された物品を前記カーブコンベアにより変更された搬送方向に搬送する第２の投入コンベア（３６）と、から構成され、
前記排出コンベアは、順次載置される物品を搬送する第１の排出コンベア（５０）と、順次載置される物品を搬送する第２の排出コンベア（５６）と、から構成され、
前記集合アームは、前記第１の投入コンベアと前記第２の投入コンベアとからなる搬送領域のうちの第１の領域から物品を把持して移動する第１の集合アーム（４４）と、前記搬送領域から前記第１の領域を除いた第２の領域から物品を把持して移動する第２の集合アーム（４８）と、から構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の組合せ集合装置。
【請求項８】
前記カーブコンベアから前記第２の投入コンベアへの物品の通過を検知する通過検知手段（３８）を備え、
前記位置算出手段は、前記搬入検知手段が物品の搬入を検知したタイミング、前記通過検知手段が物品の通過を検知したタイミング、および前記第１の投入コンベアと前記第２の投入コンベアと前記カーブコンベアの搬送距離に基づいて、前記第１の投入コンベア、前記第２の投入コンベアおよび前記カーブコンベアにおける各物品の位置を算出し、
前記組合せ演算手段は、前記カーブコンベア上の物品を組合せ対象から除外して物品の組合せを選択することを特徴とする請求項７に記載の組合せ集合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品等の物品を規定計量値ずつ包装するために外部から順次搬入される物品の集合が規定範囲となるよう組合せる組合せ集合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、食品等の生産ラインにおいては、生産される物品を規定計量値ずつ包装するために、物品の集合が規定範囲となるよう組合せる組合せ集合装置が用いられている。
【０００３】
従来、この種の組合せ集合装置としては、物品を供給するトラフと、物品を一時的に蓄えるストックホッパと、物品を計量する計量ホッパと、物品を集合させる集合シュートを備え、供給トラフ、ストックホッパおよび計量ホッパからなるチャンネルを複数直線状の列に並べ、背合せで二列とすることにより、直線状一列にチャンネルを構成する構造に比べて機幅を小さくして集合シュートの高さを低くし、集合シュートに排出される物品の破損を防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この組合せ集合装置においては、物品の移動は重力による落下により行われるとともに、ストックホッパと計量ホッパの下部にそれぞれ設けられたシャッタの開閉により物品の落下が制御されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０９０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、物品を落下させて下方に移動させることにより物品の集合を行っているため、落下に伴う衝撃、またはシャッタに挟まれることによって物品に割れまたは欠け等の破損が生じてしまい、外観品質や商品価値を損なってしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、物品の破損を防止することができる組合せ集合装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る組合せ集合装置は、順次搬入される物品（Ｗ）を搬送する投入コンベア（３０）と、前記投入コンベアへの物品の搬入を検知する搬入検知手段（３２）と、前記搬入検知手段により前記投入コンベアへの搬入が検知された物品の計量値を取得する計量値取得手段（６２）と、順次載置される物品を搬送する排出コンベア（５０）と、前記投入コンベアが搬送している物品を把持して前記排出コンベアに載置することにより、前記投入コンベアから前記排出コンベアに物品を移動する集合アーム（４０）と、前記計量値取得手段が取得した計量値を、前記搬入検知手段が搬入を検知した物品に対応付けて記憶する記憶手段（６４）と、前記搬入検知手段が物品の搬入を検知したタイミング、および前記投入コンベアの搬送距離に基づいて、前記投入コンベアにおける各物品の位置を算出する位置算出手段（６５）と、前記記憶手段に計量値が記憶されるとともに前記投入コンベアが搬送している物品のうち、計量値の和が規定範囲となる物品の組合せを選択する組合せ演算手段（６６）と、前記組合せ演算手段が組合せを選択した物品を前記位置算出手段が算出した前記投入コンベアにおける位置に基づいて把持して前記投入コンベアから前記排出コンベアに移動するよう前記集合アームを駆動するとともに、前記集合アームにより前記投入コンベアから前記排出コンベアに物品が移動された後の前記投入コンベアにおける各物品の位置を位置算出手段に再算出させる制御手段（６８）と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
この構成により、従来のように物品を落下により移動させるのではなく、投入コンベア上を搬送される物品の位置の算出および組合せの選択を行うとともに、投入コンベア上の物品を集合アームにより把持して排出コンベアに載置することにより移動するので、物品の破損を防止することができる。
【０００９】
また、本発明に係る組合せ集合装置は、物品を計量する計量手段（２６）を前記投入コンベアの搬送方向上流側に備え、前記計量値取得手段は、前記計量手段の計量した計量結果を前記計量値として取得することを特徴としている。
【００１０】
この構成により、物品の破損を防止することができる。
【００１１】
また、本発明に係る組合せ集合装置は、前記組合せ演算手段は、前記投入コンベア上の物品のうち計量値が所定範囲外の物品を組合せ対象から除外して物品の組合せを選択することを特徴としている。
【００１２】
この構成により、計量値が所定範囲外の物品が他の物品と組合されることがないので、計量値が所定範囲内の物品のみの組合せを行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る組合せ集合装置は、物品の異物の混入の有無もしくは形状に基づいて該物品の良否を検査する検査手段（２４）を前記投入コンベアの搬送方向上流側に備え、前記記憶手段は、前記検査手段の検査結果および前記計量値取得手段が取得した計量値を、前記搬入検知手段が搬入を検知した物品と対応付けて記憶し、前記組合せ演算手段は、前記投入コンベア上の物品のうち前記検査結果が否の物品を組合せ対象から除外して物品の組合せを選択することを特徴としている。
【００１４】
この構成により、異物が混入している物品および形状不良の物品が他の物品と組合されることがないので、異物が混入しておらず、形状が正常な物品のみの組合せを行うことができる。
【００１５】
また、本発明に係る組合せ集合装置は、前記組合せ演算手段は、前記記憶手段に計量値と対応付けられて記憶された前記投入コンベア上の物品の数が所定数以上のとき、前記組合せを選択することを特徴としている。
【００１６】
この構成により、投入コンベア上の物品の数が所定数未満であり、計量値の和が規定範囲となる物品の組合せを得ることができないときに組合せを選択しようとすることがなくなり、組合せ演算手段の処理の負荷を低減することができる。
【００１７】
また、本発明に係る組合せ集合装置は、前記制御手段は、前記投入コンベアにおける各物品の位置を位置算出手段に再算出させた後、前記投入コンベアにおける物品の無い空き位置に、この空き位置より搬送方向下流側の物品を移動するよう前記集合アームを駆動することを特徴としている。
【００１８】
この構成により、物品の相互の間隔を短く保つことにより集合アームの移動距離を短くして効率よく物品の移動を行うことができるとともに、他の物品と組合される前の物品が投入コンベアの搬送方向下流側端部に到達してしまうことを防止することができる。
【００１９】
また、本発明に係る組合せ集合装置は、前記投入コンベアは、順次搬入される物品を搬送する第１の投入コンベア（３０）と、前記第１の投入コンベアの搬送方向下流側に接続され前記第１の投入コンベアにより搬送された物品の搬送方向を前記第１の投入コンベアの搬送方向とは反対の方向に変更するカーブコンベア（３４、３５）と、前記カーブコンベアの搬送方向下流側に接続され前記カーブコンベアにより搬送された物品を前記カーブコンベアにより変更された搬送方向に搬送する第２の投入コンベア（３６）と、から構成され、前記排出コンベアは、順次載置される物品を搬送する第１の排出コンベア（５０）と、順次載置される物品を搬送する第２の排出コンベア（５６）と、から構成され、前記集合アームは、前記第１の投入コンベアと前記第２の投入コンベアとからなる搬送領域のうちの第１の領域から物品を把持して移動する第１の集合アーム（４４）と、前記搬送領域から前記第１の領域を除いた第２の領域から物品を把持して移動する第２の集合アーム（４８）と、から構成されることを特徴としている。
【００２０】
この構成により、第１の投入コンベアと第２の投入コンベアにより多数の物品を搬送しながら第１の集合アームと第２の集合アームにより互いに異なる領域からの第１の排出コンベアおよび第２の排出コンベアへの物品の移動を行うことにより、物品の組合せ速度を速めることができるとともに、第１の投入コンベアにより搬送された物品の搬送方向をカーブコンベアにより反対方向にして第２の投入コンベアに搬送させているので、組合せ集合装置が占有する空間の長さを短くすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る組合せ集合装置は、前記カーブコンベアから前記第２の投入コンベアへの物品の通過を検知する通過検知手段（３８）を備え、前記位置算出手段は、前記搬入検知手段が物品の搬入を検知したタイミング、前記通過検知手段が物品の通過を検知したタイミング、および前記第１の投入コンベアと前記第２の投入コンベアと前記カーブコンベアの搬送距離に基づいて、前記第１の投入コンベア、前記第２の投入コンベアおよび前記カーブコンベアにおける各物品の位置を算出し、前記組合せ演算手段は、前記カーブコンベア上の物品を組合せ対象から除外して物品の組合せを選択することを特徴としている。
【００２２】
この構成により、カーブコンベアにより円弧状に移動する物品を第１の集合アームと第２の集合アームが把持し損ねる恐れがなくなり、第１の集合アームと第２の集合アームによる物品の移動を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、物品の破損を防止することができる組合せ集合装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る組合せ集合装置を示す平面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る組合せ集合装置の投入コンベアを示す側面図であり、（ｂ）は、組合せ集合装置の排出コンベアを示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る組合せ集合装置の記憶部の記憶内容の一例を示す図であり、物品数が第１の所定数のときに組合せ演算を行う場合を示す。
【図４】図３に続く記憶部の記憶内容の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る組合せ集合装置の記憶部の記憶内容の一例を示す図であり、物品数が第２の所定数のときに組合せ演算を行う場合を示す。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る組合せ集合装置の記憶部の記憶内容の一例を示す図であり、物品が異物混入または形状異常である場合を示す。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る組合せ集合装置の動作を示すフロー図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る組合せ集合装置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
まず構成について説明する。
【００２７】
図１、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、組合せ集合装置１０は、順次供給される食品等の物品Ｗを規定計量値ずつ包装するために、物品Ｗの集合が規定範囲となるよう組合せるものであり、順次搬入される物品Ｗを搬送する投入コンベア３０と、投入コンベア３０への物品Ｗの搬入を検知する搬入センサ３２と、順次載置される物品Ｗを搬送する排出コンベア５０と、投入コンベア３０が搬送している物品Ｗを把持して排出コンベア５０に載置することにより、投入コンベア３０から排出コンベア５０に物品Ｗを移動する集合アーム４０と、を備えている。
【００２８】
投入コンベア３０は、順次搬入される物品Ｗを矢印Ａで示す搬送方向に搬送するものであり、１組のローラ対およびこのローラ対に掛け渡された無端状のベルトとから構成され、図示しない駆動源により駆動されるようになっている。投入コンベア３０は、後述する制御回路６０によって搬送速度が制御されるようになっている。投入コンベア３０の搬送方向下流には、投入コンベア３０により搬送される途中で集合アーム４０により排出コンベア５０に移動されずに投入コンベア３０の搬送方向下流側端部まで到達した物品Ｗを収容する排出バスケット３１が配置されている。
【００２９】
搬入センサ３２は、一対の投光部３２ａおよび受光部３２ｂからなる透過形光電センサで構成されており、投入コンベア３０の搬送方向上流の端部に投入コンベア３０を跨ぐようにして配置されている。具体的には、投光部３２ａは、投入コンベア３０の幅方向一端側に配置され、受光部３２ｂは、投入コンベア３０の幅方向他端側で投光部３２ａに対向するように配置されており、物品Ｗが投光部３２ａおよび受光部３２ｂの間を通過すると物品Ｗにより受光部３２ｂが遮光されるので物品Ｗが投入コンベア３０に搬入されたことが検出されるようになっている。搬入センサ３２の検出信号は、制御回路６０に出力されるようになっている。
【００３０】
排出コンベア５０は、順次載置される物品Ｗを矢印Ｂで示す搬送方向に搬送するものであり、１組のローラ対およびこのローラ対に掛け渡された無端状のベルトとから構成され、図示しない駆動源により駆動されるようになっている。投入コンベア３０は、後述する制御回路６０によって搬送速度が制御されるようになっている。排出コンベア５０は、搬送方向上流側が搬送方向下流側より投入コンベア３０に近くなるよう、投入コンベア３０に対し９０°の角度で配置されており、排出コンベア５０の搬送方向と投入コンベア３０の搬送方向とは９０°の角度を成している。
【００３１】
排出コンベア５０の搬送方向下流側には、物品Ｗを包装する包装部５２が設けられており、包装部５２は、排出コンベア５０が搬送する複数の物品Ｗを１梱包として包装を行うようになっている。
【００３２】
集合アーム４０は、駆動機構４１により水平および垂直に移動可能に構成されており、投入コンベア３０が搬送している物品Ｗを把持し、把持した物品Ｗを排出コンベア５０に載置することにより、投入コンベア３０から排出コンベアに物品Ｗを移動するようになっている。駆動機構４１による集合アーム４０の水平方向の移動範囲４０ａは、投入コンベア３０の搬送方向上流側の端部から下流側の端部までを含むとともに、排出コンベア５０の搬送方向上流側を含むものとなっている。
【００３３】
投入コンベア３０の搬送方向上流側には、投入コンベア３０に搬入される物品Ｗを搬送する検査コンベア２０が接続されている。検査コンベア２０には、物品Ｗを計量する計量部２６と、物品Ｗ内の異物の混入の有無を検査するＸ線異物検査部２４とが設けられている。
【００３４】
計量部２６は、検査コンベア２０上を搬送される物品Ｗを計量するものであり、計量結果を制御回路６０に出力するようになっている。計量部２６は、電磁平衡機構、作動トランス機構、歪みゲージ機構などのはかり機構から構成される図示しない荷重センサにより物品Ｗを計量するようになっている。
【００３５】
Ｘ線異物検査部２４は、検査コンベア２０上を搬送される物品ＷにＸ線を照射し、このＸ線の照射に伴って物品Ｗを透過するＸ線の透過量から物品Ｗ中に異物が混入しているか否か、および形状の良否を検査するものであり、Ｘ線異物検査部２４の検査信号は、制御回路６０に出力されるようになっている。
【００３６】
なお、本実施の形態では、検査コンベア２０の搬送方向上流側にＸ線異物検査部２４を配置し、検査コンベア２０の搬送方向下流側に計量部２６を配置しているが、検査コンベア２９の搬送方向下流側にＸ線異物検査部２４を配置し、検査コンベア２０の搬送方向上流側に計量部２６を配置してもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、計量部２６を秤機構で構成される荷重センサにより物品Ｗの質量を計量するようにしたが、Ｘ線異物検査部２４におけるＸ線の透過量を利用して得られる物品Ｗの厚みから質量を算出するようにしてもよい。この場合、Ｘ線異物検査部２４で異物の有無と質量の両方が得られ、計量部とＸ線異物検査部２４の占有空間を小さくすることができる。
【００３８】
また、組合せ集合装置１０は、組合せ集合装置１０の制御を行う制御回路６０を備えている。制御回路６０は、インタフェース６２と、記憶部６４と、位置算出部６５と、組合せ演算部６６と、制御部６８とを備えている。
【００３９】
インタフェース６２は、搬入センサ３２により投入コンベア３０への搬入が検知された物品Ｗの計量値を取得するものであり、計量部２６からの計量結果を計量値として取得するようになっている。また、インタフェース６２は、Ｘ線異物検査部２４からの検査信号を取得するようになっている。
【００４０】
記憶部６４は、インタフェース６２が取得した物品Ｗの計量値を、搬入センサ３２が搬入を検知した物品Ｗに対応付けて記憶するようになっている。また、記憶部６４は、更にＸ線異物検査部２４が検査した異物の混入の有無、および形状の良否も、搬入センサ３２が搬入を検知した物品Ｗと対応付けて記憶するようになっている。
【００４１】
具体的には、記憶部６４には、図３に示すように、物品Ｗの計量値が、投入コンベア３０に投入されて搬入センサ３２により搬入が検知される毎に割り当てられるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、...といった識別番号とともに記憶される。また、記憶部６４には、図６に示すように、時間Ｔ６のとき位置Ｐ１に搬入された識別番号Ｄ６の物品Ｗが、計量値１１ｇで異物混入または形状不良であったとき、計量値１１ｇが、不良を表すＮＧが識別番号Ｄ６とともに記憶される。
【００４２】
なお、記憶部６４には、投入コンベア３０の搬送経路長等の種々のパラメータも記憶されている。
【００４３】
位置算出部６５は、搬入センサ３２が物品Ｗの搬入を検知したタイミング、および投入コンベア３０の搬送距離に基づいて、投入コンベア３０における各物品Ｗの位置を算出するようになっている。
【００４４】
具体的には、搬入センサ３２が物品Ｗの搬入を検知したタイミングからの経過時関をＴ、投入コンベア３０の搬送距離（経路長）をＬ、投入コンベア３０の搬送速度をＶとすると、経過時間がＴのときの投入コンベア３０における物品Ｗの搬送方向上流側からの距離はＶＴとなり、位置算出部６５は、投入コンベア３０の搬送距離Ｌを２０等分したＬ／２０の間隔で投入コンベア３０における位置を、図３に示すように、搬送方向上流側からＰ１、Ｐ２、・・・、Ｐ２０と割り当てておき、算出した物品Ｗの位置をＰ１、Ｐ２、・・・、Ｐ２０により取り扱うものとする。
【００４５】
そして、位置算出部６５は、図３に示すように、時間がＴ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・と経過するにともない移動する物品Ｗの投入コンベア３０上の位置を算出するようになっている。時間Ｔ１と時間Ｔ２の間隔、時間Ｔ２と時間Ｔ３の間隔等は、物品Ｗの搬入間隔と等しくなるよう設定されており、物品Ｗの搬入間隔が約１．３３秒であるとき、すなわち、毎分４５個の物品Ｗが投入コンベア３０に搬入されるときは、時間Ｔ１と時間Ｔ２の間隔、時間Ｔ２と時間Ｔ３の間隔等は、１．３３秒となる。
【００４６】
組合せ演算部６６は、記憶部６４に計量値が記憶されるとともに投入コンベア３０が搬送している物品Ｗのうち、計量値の和が規定範囲となる物品Ｗの組合せを選択するようになっている。ここで、規定範囲とは、予め組合せ演算部６６内の図示しない記憶領域に設定されたものであり、例えば、上限を設けずに「３０ｇ以上」等のように設定される。なお、規定範囲は、上限と下限の両方を設けて「２８ｇ以上３２ｇ以下」のように設定してもよい。
【００４７】
また、組合せ演算部６６は、投入コンベア３０上の物品Ｗのうち計量値が所定範囲外の物品を組合せ対象から除外して物品Ｗの組合せを選択するようになっている。ここで、所定範囲とは、予め組合せ演算部６６内の図示しない記憶領域に設定されたものである。また、計量値が所定範囲外の物品とは、例えば、製品として正常ではないとみなすべき計量値の物品Ｗである。例えば、１０ｇ程度が正常な物品Ｗの計量値であるときは、一定の許容値をもって所定範囲は、８ｇ以上１２ｇ以下等に設定される。
【００４８】
また、組合せ演算部６６は、記憶部６４に計量値と対応付けられて記憶された物品Ｗの数が第１の所定数となったとき、計量値の和が規定計量値となる物品Ｗの組合せを選択するようになっている。ここで、第１の所定数とは、組合せて包装部５２により包装する物品Ｗの個数と等しく、例えば、３個である。すなわち、組合せ演算部６６は、投入コンベア３０に搬入されて記憶部６４に計量値が記憶された物品Ｗの個数が３個になったときに、計量値の和が規定範囲となる物品Ｗの組合せを選択するので、投入コンベア３０に物品Ｗが１個、または２個しかなく計量値の和が規定範囲となる物品Ｗの組合せを得ることができないときに組合せを選択しようとすることがなくなり、組合せ演算部６６の処理の負荷を低減するようになっている。
【００４９】
なお、組合せ演算部６６は、記憶部６４に計量値と対応付けられて記憶された物品Ｗの数が第１の所定数以上である第２の所定数となったとき、計量値の和が規定範囲となる物品Ｗの組合せを選択するようにしてもよい。ここで、第２の所定数とは、例えば、第１の所定数が３個のときはこれより多い５個である。この場合、図５に示すように、投入コンベア３０における物品Ｗの個数が５個になってから組合せ演算を行うので、物品Ｗが３個のときより多くの物品Ｗを対象に組合せ演算をすることができ、規定範囲の範囲が狭いときでも歩留りを向上することができる。
【００５０】
制御部６８は、組合せ演算部６６が組合せを選択した物品Ｗを位置算出部６５が算出した投入コンベア３０における位置に基づいて把持して投入コンベア３０から排出コンベア５０に移動するよう集合アーム４０を駆動するようになっている。なお、移動する物品Ｗのうち、最も下流側に位置する物品Ｗを初めに移動し、最も上流側に位置する物品Ｗを最後に移動するよう集合アーム４０を駆動するのが好ましい。
【００５１】
また、制御部６８は、集合アーム４０により投入コンベア３０から排出コンベア５０に物品Ｗが移動された後の投入コンベア３０における各物品Ｗの位置を位置算出部６５に再算出させるようになっている。
【００５２】
また、制御部６８は、投入コンベア３０における各物品Ｗの位置を位置算出部６５に再算出させた後、投入コンベア３０における物品Ｗの無い空き位置に、この空き位置より搬送方向下流側の物品Ｗを移動するよう集合アーム４０を駆動するようになっている。例えば、図３の時刻Ｔ８のＰ２、Ｐ３、Ｐ４のように、集合アーム４０により移動されて空いた場所および空く予定の場所より搬送方向下流側に空きが有るときは、制御部６８は、識別番号Ｄ４の物品Ｗを識別番号Ｄ７の物品Ｗの１つ下流側に移動するよう集合アーム４０を駆動する。なお、図３の時刻Ｔ８の位置Ｐ２の識別番号Ｄ７の物品Ｗ（括弧で囲んで（Ｄ７、１０ｇ）と表示）は、時刻Ｔ７において識別番号Ｄ６と識別番号Ｄ５の物品Ｗと組合されて集合アーム４０により移動される途中であり、制御部６８は、時刻Ｔ８の位置Ｐ２を空き予定として取り扱い、搬送方向下流側の識別番号Ｄ４の物品Ｗの移動先として割り当てるようになっている。
【００５３】
組合せ集合装置１０は、物品Ｗの計量値、異物の有無、形状の良否、および組合せ結果を表示する表示部６７を備えており、表示部６７の表示制御は、制御部６８により行われるようになっている。
【００５４】
次に、本実施の形態に係る組合せ集合装置１０の動作を図７のフロー図に基づいて説明する。以下、組合せ集合装置１０が、毎分４５個の物品Ｗが搬入され、搬入される物品Ｗから計量値が規定範囲となる３個の物品Ｗを組合せて、３個の物品Ｗからなる集合物を毎分１５個得る場合について説明する。なお、集合アーム４０は、０．５秒で１個の物品Ｗを投入コンベア３０から排出コンベア５０に移動する能力を備え、組合せの規定範囲は３０ｇ以上であるものとする。
【００５５】
先ず、組合せ演算部６６は、記憶部６４に計量値と対応付けられて記憶された物品Ｗの数が所定数以上、すなわち第１の所定数である３個以上であるか否かを判別する（ステップＳ１）。
【００５６】
ここで、図３に示すように、時刻Ｔ１のとき投入コンベア３０の上流の位置Ｐ１に識別番号Ｄ１で計量値１０ｇの物品Ｗが搬入され、時刻Ｔ２になった場合、位置算出部６５は、識別番号Ｄ１の物品Ｗの時刻Ｔ２のときの位置を算出する。位置算出部６５は、投入コンベア３０の全ての物品Ｗに対して時間の経過とともに同様に位置を算出する。
【００５７】
また、時刻Ｔ３となり、投入コンベア３０上に識別番号Ｄ１で計量値１０ｇの物品Ｗ、識別番号Ｄ２で計量値１１ｇの物品Ｗ、識別番号Ｄ３で計量値１０ｇの物品Ｗが有るとき、物品Ｗの数が第１の所定数である３個となり、組合せ演算部６６は、計量値の和が規定範囲である３０ｇ以上となる物品Ｗの組合せの算出を行い、これら計量値の和が３１ｇとなる識別番号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の３つの物品Ｗを組合せる（ステップＳ２）。一方、組合せ演算部６６は、図３の時刻Ｔ６のように、３つの物品Ｗの計量値の和が規定範囲とならない場合は、時刻Ｔ７のように、新たに投入された物品Ｗも組合せの対象として組合せ演算を行う。
【００５８】
そして、制御部６８は、識別番号がＤ１、Ｄ２、Ｄ３の３つの物品Ｗを、位置算出部６５が算出した位置に基づいて把持して投入コンベア３０から排出コンベア５０に移動するよう集合アーム４０を駆動する（ステップＳ３）。なお、集合アーム４０による１個の物品Ｗの移動に０．５秒を要するので、３個の物品Ｗの移動には、１．５秒を要する。このため、例えば、図３の識別番号Ｄ３の物品Ｗは、時刻Ｔ４のときにはＰ２の位置に在留しており移動の途中（括弧で囲んで（Ｄ３、１０ｇ）と表示）であるが、時刻Ｔ５のときには既に集合アーム４０により排出コンベア５０に移動されている。図３〜図６において、移動の途中の物品Ｗは、括弧で囲んで（Ｄ３、１０ｇ）のように表示している。
【００５９】
次いで、制御部６８は、投入コンベア３０における各物品Ｗの位置を位置算出部６５に再算出させた後、図３の時刻Ｔ８の位置Ｐ２の空き位置に、この空き位置より搬送方向下流側にある識別番号Ｄ４の物品Ｗを移動するよう集合アーム４０を駆動する（ステップＳ４）。移動された識別番号Ｄ４の物品Ｗは、図４の時刻Ｔ９では位置Ｐ３となる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態に係る組合せ集合装置１０においては、順次搬入される物品Ｗを搬送する投入コンベア３０と、投入コンベア３０への物品Ｗの搬入を検知する搬入センサ３２と、搬入センサ３２により投入コンベア３０への搬入が検知された物品Ｗの計量値を取得するインタフェース６２と、順次載置される物品Ｗを搬送する排出コンベア５０と、投入コンベア３０が搬送している物品Ｗを把持して排出コンベア５０に載置することにより、投入コンベア３０から排出コンベア５０に物品Ｗを移動する集合アーム４０と、インタフェース６２が取得した計量値を、搬入センサ３２が搬入を検知した物品Ｗに対応付けて記憶する記憶部６４と、搬入センサ３２が物品Ｗの搬入を検知したタイミング、および投入コンベア３０の搬送距離に基づいて、投入コンベア３０における各物品Ｗの位置を算出する位置算出部６５と、記憶部６４に計量値が記憶されるとともに投入コンベア３０が搬送している物品Ｗのうち、計量値の和が規定範囲となる物品Ｗの組合せを選択する組合せ演算部６６と、組合せ演算部６６が組合せを選択した物品Ｗを位置算出部６５が算出した投入コンベア３０における位置に基づいて把持して投入コンベア３０から排出コンベア５０に移動するよう集合アーム４０を駆動するとともに、集合アーム４０により投入コンベア３０から排出コンベア５０に物品Ｗが移動された後の投入コンベア３０における各物品Ｗの位置を位置算出部６５に再算出させる制御部６８と、を備えたことを特徴としている。
【００６１】
このため、従来のように物品Ｗを落下により移動させるのではなく、投入コンベア３０上を搬送される物品Ｗの位置の算出および組合せの選択を行うとともに、投入コンベア３０上の物品Ｗを集合アーム４０により把持して排出コンベア５０に載置することにより移動するので、物品Ｗの破損を防止することができる。
【００６２】
また、本実施の形態に係る組合せ集合装置１０においては、物品Ｗを計量する計量部２６を投入コンベア３０の搬送方向上流側に備え、インタフェース６２は、計量部２６の計量した計量結果を計量値として取得することを特徴としている。
【００６３】
このため、物品の破損を防止することができる。
【００６４】
また、本実施の形態に係る組合せ集合装置１０においては、組合せ演算部６６は、投入コンベア３０上の物品Ｗのうち計量値が所定範囲外の物品を組合せ対象から除外して物品の組合せを選択することを特徴としている。
【００６５】
このため、計量値が所定範囲外の物品が他の物品Ｗと組合されることがないので、計量値が所定範囲内の物品Ｗのみの組合せを行うことができる。
【００６６】
また、本実施の形態に係る組合せ集合装置１０においては、物品Ｗの異物の混入の有無もしくは形状に基づいてこの物品Ｗの良否を検査するＸ線異物検査部２４を投入コンベア３０の搬送方向上流側に備え、記憶部６４は、Ｘ線異物検査部２４の検査結果およびインタフェース６２が取得した計量値を、搬入センサ３２が搬入を検知した物品Ｗと対応付けて記憶し、組合せ演算部６６は、投入コンベア３０上の物品Ｗのうち検査結果が否の物品Ｗを組合せ対象から除外して物品Ｗの組合せを選択することを特徴としている。
【００６７】
このため、異物が混入している物品Ｗおよび形状不良の物品Ｗが他の物品Ｗと組合されることがないので、異物が混入しておらず、形状が正常な物品Ｗのみの組合せを行うことができる。
【００６８】
また、本実施の形態に係る組合せ集合装置１０においては、組合せ演算部６６は、記憶部６４に計量値と対応付けられて記憶された投入コンベア３０上の物品Ｗの数が所定数（第１の所定数）以上のとき、組合せを選択することを特徴としている。
【００６９】
このため、投入コンベア３０上の物品Ｗの数が所定数未満であり、計量値の和が規定範囲となる物品Ｗの組合せを得ることができないときに組合せを選択しようとすることがなくなり、組合せ演算部６６の処理の負荷を低減することができる。
【００７０】
また、本実施の形態に係る組合せ集合装置１０においては、制御部６８は、投入コンベア３０における各物品Ｗの位置を位置算出部６５に再算出させた後、投入コンベア３０における物品Ｗの無い空き位置に、この空き位置より搬送方向下流側の物品Ｗを移動するよう集合アーム４０を駆動することを特徴としている。
【００７１】
このため、物品Ｗの相互の間隔を短く保つことにより集合アーム４０の移動距離を短くして効率よく物品Ｗの移動を行うことができるとともに、他の物品Ｗと組合される前の物品Ｗが投入コンベア３０の搬送方向下流側端部に到達してしまうことを防止することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態において、投入コンベア３０に投入される物品Ｗの搬入間隔が不定間隔である場合（特に、物品Ｗが搬入されない空き時間が有る場合）には、物品Ｗの搬入タイミングに応じて間欠的に投入コンベア３０を動作するようにしてもよい。すなわち、投入コンベア３０が、物品Ｗの搬入タイミングに応じて所定ピッチずつ物品Ｗを搬送するようにして、投入コンベア３０上の物品Ｗの間隔を一定にし、さらに投入コンベア３０が停止している間に集合アーム４０が物品Ｗを安定的に把持できるようにしてもよい。
【００７３】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態の組合せ集合装置について説明する。なお、第２の実施の形態の組合せ集合装置は、２つの投入コンベア、２つの排出コンベア、２つの集合アームを備えるよう構成して処理能力とスペース効率を高めたものであり、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図８に示すように、組合せ集合装置８０は、投入コンベア３０と、投入コンベア３０の搬送方向下流側に接続され投入コンベア３０により搬送された物品Ｗの搬送方向を投入コンベア３０の搬送方向とは反対の方向に変更するカーブコンベア３４、３５と、カーブコンベア３４、３５の搬送方向下流側に接続されカーブコンベア３４、３５により搬送された物品Ｗをカーブコンベア３４、３５により変更された搬送方向に搬送する投入コンベア３６と、を備えて構成されている。
【００７５】
カーブコンベア３４とカーブコンベア３５は、それぞれ、物品Ｗの搬送方向を９０°変更するようにカーブした扇型のコンベアであり、カーブコンベア３４とカーブコンベア３５とにより物品Ｗの搬送方向を１８０°変更するようになっている。また、投入コンベア３６は、投入コンベア３０と同様に構成されているが、順次搬入される物品Ｗを矢印Ｃで示す搬送方向、すなわち矢印Ａで示す投入コンベア３０の搬送方向とは反対の方向に搬送するようになっている。これにより、投入コンベア３０の下流側に投入コンベア３０の搬送方向と同じ搬送方向になるよう投入コンベア３６を接続した場合よりも、投入コンベア３０と投入コンベア３６との合計の長さを短くすることができる。
【００７６】
また、組合せ集合装置８０は、順次載置される物品Ｗを搬送する排出コンベア５０と、順次載置される物品Ｗを搬送する排出コンベア５６と、を備えている。排出コンベア５６は、排出コンベア５０と同様に構成されており、順次載置される物品Ｗを矢印Ｂで示す搬送方向に搬送するとともに、包装部５２と同様の包装部５８を備えている。排出コンベア５０は、投入コンベア３０の搬送方向下流側に近接して配置され、排出コンベア５６は、投入コンベア３０の搬送方向上流側に近接して配置されている。
【００７７】
また、組合せ集合装置８０は、投入コンベア３０と投入コンベア３６とからなる搬送領域のうちの投入コンベア３０の下流側の領域と投入コンベア３６の上流側の領域（第１の領域）から物品Ｗを把持して移動する集合アーム４４と、投入コンベア３０の上流側の領域と投入コンベア３６の下流側の領域（第２の領域）から物品Ｗを把持して移動する集合アーム４８と、を備えている。
【００７８】
集合アーム４４、４８は、集合アーム４０と同様に構成されており、駆動機構４１により水平および垂直に駆動されるようになっている。駆動機構４１による集合アーム４４の水平方向の移動範囲４４ａは、前述した第１の領域と排出コンベア５０の搬送方向上流側を含むものとなっており、駆動機構４１による集合アーム４８の水平方向の移動範囲４８ａは、前述した第２の領域と排出コンベア５６の搬送方向上流側を含むものとなっている。
【００７９】
投入コンベア３６の搬送方向上流側の端部には、カーブコンベア３５から投入コンベア３６への物品Ｗの通過を検知する通過センサ３８を備えている。通過センサ３８は、一対の投光部３８ａおよび受光部３８ｂからなる透過形光電センサで構成されており、投入コンベア３６の搬送方向上流の端部に投入コンベア３６を跨ぐようにして配置されている。具体的には、投光部３８ａは、投入コンベア３６の幅方向一端側に配置され、受光部３８ｂは、投入コンベア３６の幅方向他端側で投光部３８ａに対向するように配置されており、物品Ｗが投光部３８ａおよび受光部３８ｂの間を通過すると物品Ｗにより受光部３８ｂが遮光されるので物品Ｗがカーブコンベア３５から投入コンベア３６に乗り移ったことが検出されるようになっている。通過センサ３８の検出信号は、制御回路６０に出力されるようになっている。
【００８０】
本実施の形態では、位置算出部６５は、搬入センサ３２が物品Ｗの搬入を検知したタイミング、通過センサ３８が物品Ｗの通過を検知したタイミング、および投入コンベア３０、投入コンベア３６とカーブコンベア３４、３５の搬送距離に基づいて、投入コンベア３０、投入コンベア３６およびカーブコンベア３４、３５における各物品Ｗの位置を算出するようになっている。なお、投入コンベア３６の搬送経路長をＬとしたとき、この搬送経路長を２０等分したＬ／２０間隔で投入コンベア３６における位置を、搬送方向上流側からＰ２１、Ｐ２２、・・・、Ｐ４０と割り当てておき、算出した物品Ｗの位置をＰ２１、Ｐ２２、・・・、Ｐ４０により取り扱うものとする。また、位置算出部６５は、通過センサ３８が設けられていなかった場合でも、投入コンベア３６における物品Ｗの位置を算出することができるが、通過センサ３８を設けてカーブコンベア３５から投入コンベア３６への物品Ｗの通過を確認することにより、物品Ｗが投入コンベア３０とカーブコンベア３４、３５との間およびカーブコンベア３４、３５と投入コンベア３６との間で乗り移る際のスリップ等の影響が投入コンベア３６における位置算出に影響を与えないようになっている。
【００８１】
なお、位置算出部６５は、搬入センサ３２が物品Ｗの搬入を検知したタイミング、通過センサ３８が物品Ｗの通過を検知したタイミング、および投入コンベア３０、投入コンベア３６とカーブコンベア３４、３５の搬送距離に代えて、搬入センサ３２が物品Ｗの搬入を検知したタイミング、搬入センサ３２が物品Ｗの搬入を検知してからの経過時間、通過センサ３８が物品Ｗの通過を検知したタイミング、通過センサ３８が物品Ｗの通過を検知してからの経過時間、および投入コンベア３０と投入コンベア３６とカーブコンベア３４、３５の搬送速度に基づいて、投入コンベア３０、投入コンベア３６およびカーブコンベア３４、３５における各物品Ｗの位置を算出するようになっていてもよい。
【００８２】
また、組合せ演算部６６は、カーブコンベア３４、３５上の物品Ｗを組合せ対象から除外して物品Ｗの組合せを選択するようになっている。具体的には、組合せ演算部６６は、位置算出部６５による物品Ｗの位置の算出、および通過センサ３８による物品Ｗの通過に基づいて、カーブコンベア３４、４５上の物品Ｗを組合せの対象に含めないようにしている。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態に係る組合せ集合装置８０においては、各コンベアは、順次搬入される物品Ｗを搬送する投入コンベア３０と、投入コンベア３０の搬送方向下流側に接続され投入コンベア３０により搬送された物品Ｗの搬送方向を投入コンベア３０の搬送方向とは反対の方向に変更するカーブコンベア３４、３５と、カーブコンベア３４、３５の搬送方向下流側に接続されカーブコンベア３４、３５により搬送された物品Ｗをカーブコンベア３４、３５により変更された搬送方向に搬送する投入コンベア３６と、から構成され、各排出コンベアは、順次載置される物品Ｗを搬送する排出コンベア５０と、順次載置される物品Ｗを搬送する排出コンベア５６と、から構成され、各集合アームは、第１の領域から物品Ｗを把持して移動する集合アーム４４と、第２の領域から物品Ｗを把持して移動する集合アーム４８と、から構成されることを特徴としている。
【００８４】
このため、投入コンベア３０、３６により多数の物品Ｗを搬送しながら集合アーム４４、４８により互いに異なる領域からの排出コンベア５０、５６への物品Ｗの移動を行うことにより、物品Ｗの組合せ速度を速めることができるとともに、投入コンベア３０により搬送された物品Ｗの搬送方向をカーブコンベア３４、３５により反対方向にして投入コンベア３６に搬送させているので、組合せ集合装置８０が占有する空間の長さを短くすることができる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る組合せ集合装置８０においては、カーブコンベア３４、３５から投入コンベア３６への物品Ｗの通過を検知する通過センサ３８を備え、位置算出部６５は、搬入センサ３２が物品Ｗの搬入を検知したタイミング、通過センサ３８が物品Ｗの通過を検知したタイミング、および投入コンベア３０と投入コンベア３６とカーブコンベア３４、３５の搬送距離に基づいて、投入コンベア３０、投入コンベア３６およびカーブコンベア３４、３５における各物品Ｗの位置を算出し、組合せ演算部６６は、カーブコンベア３４、３５上の物品Ｗを組合せ対象から除外して物品Ｗの組合せを選択することを特徴としている。
【００８６】
このため、カーブコンベア３４、３５により円弧状に移動する物品Ｗを集合アーム４４、４８が把持し損ねる恐れがなくなり、集合アーム４４、４８による物品Ｗの移動を確実に行うことができる。
【００８７】
なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明に係る組合せ集合装置は、物品の破損を防止することができるという効果を有し、食品等の物品を規定計量値ずつ包装するために外部から順次搬入される物品の集合が規定範囲となるよう組合せる組合せ集合装置として有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１０、８０  組合せ集合装置
２０  検査コンベア
２４  Ｘ線異物検査部（検査手段）
２６  計量部（計量手段）
３０  投入コンベア（第１の投入コンベア）
３１  排出バスケット
３２  搬入センサ（搬入検知手段）
３６  投入コンベア（第２の投入コンベア）
３８  通過センサ（通過検知手段）
３４、３５  カーブコンベア
４０  集合アーム
４０ａ、４４ａ、４８ａ  移動範囲
４１  駆動機構
４４  集合アーム（第１の集合アーム）
４８  集合アーム（第２の集合アーム）  
５０  排出コンベア（第１の排出コンベア）
５６  排出コンベア（第２の排出コンベア）
５２、５８  包装部
６０  制御回路
６２  インタフェース（計量値取得手段）
６４  記憶部（記憶手段）
６５  位置算出部（位置算出手段）
６６  組合せ演算部（組合せ演算手段）
６７  表示部
６８  制御部（制御手段）
Ｗ  物品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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