(57)【要約】      （修正有）【課題】エラーが生じた際にエラーをより効果的に処理する計量装置を提供する。【解決手段】複数ヘッドの計量器は、複数のヘッドと、複数ヘッドから排出された商品を受け取り、第１の場所または第２の場所に、選択的に搬送する、第１および第２の排出シュートと、組合せ時に目標基準を満たす、一以上のヘッドの組合せを判定し、判定されたヘッドの組合せから、個別の排出シュートを介して、第１の場所に商品を排出する、組合せ計量判定システムと、を備える。さらに判定システムは、複数のヘッドのエラーが発生した時期を判定し、エラーが発生したヘッドから、排出シュートを介して、排出シュートが第１の場所に商品を搬送するために使用されていないときに、第２の場所に商品を排出するよう機能する。【選択図】図４
2014041129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商品を保持し排出する複数のヘッドと、
複数のヘッドの個別の第１および第２サブセットから排出された商品を受け取るように配置され、それぞれが前記商品を第１の場所または第２の場所に選択的に搬送可能な第１および第２の排出シュートと、
商品を保持する複数のヘッドから、組合せ時に目標基準を満たす、一以上のヘッドの組合せを判定し、前記判定された一以上のヘッドの組合せから、それらの個別の排出シュートを介して、前記第１の場所に商品を排出する、組合せ計量判定システムと、
を備え、さらに、ここで、
前記組合せ計量判定システムは、複数のヘッドの一つで所定の状態が発生した時期を判定するよう機能し、
前記組合せ計量判定システムは、もし所定の状態が発生した場合には、所定の状態が発生したヘッドから、そのヘッドからの商品を受け取るように配置された前記排出シュートを介して、前記排出シュートが商品を前記第１の場所に搬送するために使用されていないときに、前記第２の場所に商品を排出するようさらに機能する、
複数ヘッドの計量器。
【請求項２】
前記組合せ計量判定システムは、もし所定の状態が発生した場合には、組合せ時に目標基準を満たす一以上のヘッドの組合せを、前記所定の状態が発生しなかったヘッドのサブセットから判定するようにさらに機能する、
請求項１に記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項３】
前記組合せ計量判定システムは、もし所定の状態が発生した場合には、組合せ時に目標基準を満たす一以上のヘッドの組合せが、前記所定の状態が発生しなかったヘッドのサブセットから判定されるまで、前記所定の状態が発生したヘッド内に商品を保持するようにさらに機能する、
請求項１または２に記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項４】
前記組合せ計量判定システムは、もし所定の状態が発生した場合には、もし前記判定された組合せが、前記所定の状態が発生なかったヘッドのサブセットからであれば、前記判定された一以上のヘッドの組合せから商品を排出するのと同時に、所定のエラーが発生したヘッドからの商品を排出するように機能する、
請求項１から３のいずれかに記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項５】
もし所定の状態が発生した場合には、前記所定の状態が発生したヘッドからの商品は、前記判定された一以上のヘッドの組合せからの排出された商品とは異なるシュートを介して、排出される、
請求項１から４のいずれかに記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項６】
前記第１および第２の排出シュートは、第１および第２のタイミングホッパをそれぞれ備え、前記タイミングホッパは、前記第１および第２の排出シュートからの商品を受け取り保持するように配置されており、ここで、
前記第１および第２のタイミングホッパのそれぞれは、第１のモードで、商品を第１の場所に排出し、第２のモードで、商品を第２の場所に排出し、
前記組合せ計量判定システムは、前記判定されたヘッドの組合せから前記第１の場所に商品を排出する際に、前記第１モードを選択し、前記所定の状態が発生したヘッドから商品を排出する際に、前記第２のモードを選択する、
請求項１から５のいずれかに記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項７】
前記第１および第２のタイミングホッパのそれぞれは、前記第１のモードで、排出された商品を前記第１の場所に案内する第１の方向に開き、前記第２のモードで、排出された商品を前記第２の場所に案内する第２の方向に開く、２ウェイハッチを備える、
請求項６に記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項８】
前記ヘッドは、個別のヘッドで保持される前記商品の重量を判定する計量ヘッドであり、前記目標基準は、少なくとも目標重量基準を含む、
請求項１から７のいずれかに記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項９】
前記ヘッドは、個別のヘッドで保持される商品に関するサイズ情報を判定し、前記目標基準は、少なくとも前記目標サイズ基準を含む、
請求項１から８のいずれかに記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項１０】
前記ヘッドは、個別のヘッドで保持される商品に関する総数情報を判定し、前記目標基準は、少なくとも総数基準を含む、
請求項１から９のいずれかに記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項１１】
前記所定の状態は、エラー状態、総数状態、重量状態、およびバルク状態のうち、少なくとも一つである、
請求項１から１０のいずれかに記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項１２】
前記所定の状態は、エラー状態であり、ヘッド内の商品が、少なくとも一つの他のヘッドとの組合せたとき、目標基準を満たさない場合に、そのヘッド内に発生する、
請求項１から１１のいずれかに記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項１３】
前記第１の場所は、バッチングテーブルである、
請求項１から１２のいずれかに記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項１４】
前記第２の場所は、バルクビンである、
請求項１から１３のいずれかに記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項１５】
複数ヘッドの計量器を動作させるための方法であって、
前記複数ヘッドの計量器は、商品を保持および排出する複数のヘッドと、複数のヘッドの個別の第１および第２のサブセットから排出された商品を受け取るように配置され、それぞれが第１の場所または第２の場所に前記商品を選択的に搬送する、第１および第２の排出シュートとを有し、
前記方法は、
（ａ）組合せ時に目標基準を満たす商品を保持する複数のヘッドから一以上のヘッドの組合せを判定する判定するステップと、
（ｂ）判定された一以上のヘッドの組合せから、それらの個別の排出シュートを介して前記第１の場所に商品を排出するステップと、
（ｃ）所定の状態が複数のヘッドの一つで発生した時期を判定するステップと、および
（ｄ）所定の状態が複数のヘッドの一つで発生したことを判定すると、前記所定の状態が発生したヘッドから、前記第２の場所に、そのヘッドからの商品を受け取るように配置された排出シュートを介して、前記排出シュートが前記第１の場所に商品を搬送するために使用されていないときに、商品を排出するステップと、
を備える、
方法。
【請求項１６】
所定の状態が複数ヘッドの一つで発生したことを判定すると、組合せ時に目標基準を満たす一以上のヘッドの組合せを、前記所定の状態が発生しなかったヘッドのサブセットから判定するステップをさらに備える、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
所定の状態が複数ヘッドの一つで発生したことを判定すると、前記所定の状態が発生したヘッド内の商品を、組合せ時に目標基準を満たす一以上のヘッドの組合せが、前記所定の状態が発生しなかったヘッドのサブセットから判定されるまで、保持するステップをさらに備える、
請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
所定の状態が複数ヘッドの一つで発生したことを判定すると、もし前記判定された組合せが所定の状態が発生しなかったヘッドのサブセットからである場合、前記判定された一以上のヘッドの組合せから商品を排出するのと同時に、所定のエラーが発生した前記ヘッドから商品を排出するステップをさらに備える、
請求項１５から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
所定の状態が複数ヘッドの一つで発生したことを判定すると、前記判定された一以上のヘッドの組合せから商品を排出するために使用されたシュートとは異なるシュートを介して、前記所定の状態が発生したヘッドから商品を排出するステップをさらに備える、
請求項１５から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
機械によって実行されたとき、前記機械に、請求項１５から１９のいずれかによる方法を実行するように機能させる、実行可能な指示を備える機械で読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計量装置に関し、特に、しかし、排他的ではないが、複数ヘッドの組合せ計量装置および製品についての重量計量を行うための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
包装済みの商品を製造する際、包装システムにおいて、商品を計量し、商品を容器に排出する効率的な手段を有することは重要である。シールされた容器（例えば、トレイ）は、一般的に、所定のトレイ重量を生成するために組合せる複数の部分からなる商品が、各容器に配置された状態で製造される。トレイは、それらが分配の準備が整ってシールされる場所であるトレイシーリングユニットに搬送される。目標重量を形成するために組み合わせる部分を搬送するために、複数の計量ヘッドを備えた計量装置が使用される。複数の計量ヘッドからの商品の組合せは、目標重量またはサイズを有する商品を搬送するために使用される。作動中、計量ヘッドのそれぞれは、ヘッド内で計量される商品の一群（batch）を受け取る。計量ヘッド内で保持される重量の組合せは、目標基準に一致するものが判定され、商品は、組合せを生成すると判定されたこれらのヘッドから、排出される。
【０００３】
イシダヨーロッパリミティッドによって製造された組合せ計量器のモデルＣＣＷ−Ｒ２２０Ｗは、そのような計量装置の一例である。
【０００４】
しかしながら、計量ヘッドで受け取られた商品は、そのヘッド内で生じるエラー状態の原因を引き起こす可能性がある。例えば、そのヘッド内の商品が最大重量またはサイズを超える場合である。一般的に、もし、エラー状態が判定されると、アラームが鳴り、エラー商品がオペレータによって手作業で取り除かれる。これは、非常に非効率的で、実質的に処理能力を低下させる。代替的に、エラー状態が判定されると、エラー商品は、その計量サイクル内に排出される。これが生じると、オペレーションのサイクルは、エラー商品をエラーポジションに排出させるために使用されなければならない。エラー商品が排出される間、他のヘッドからの組合せは生成されず、通常のオペレーションは、次のサイクルのオペレーションで再開できるのみである。
【０００５】
発明者によって認識されたように、エラー商品を排出する際に失われた計量サイクルは、計量器および包装システム全体の非効率性につながる。それゆえ、エラーが生じた際にエラーをより効果的に処理する計量装置を有することが望まれる。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の第１観点によると、複数ヘッドの計量器が提供される。複数ヘッドの計量器は、商品を保持し、排出する複数のヘッドと、複数のヘッドのうち個別の第１および第２サブセットから排出された商品を受け取るように配置され、それぞれが前記商品を第１の場所または第２の場所に選択的に搬送可能な第１および第２の排出シュートと、組合せ時に目標基準を満たす商品を保持する複数のヘッドから一以上のヘッドの組合せを判定し、判定された一以上のヘッドの組合せから、それらの個々の排出シュートを介して、第１の場所に、商品を排出する組合せ計量判定システムとを備える。さらに、ここで、組合せ計量判定システムは、所定の状態が複数ヘッドのうちの一つで発生した時期を判定する。また、組合せ計量判定システムはさらに、もし所定の状態が発生した場合に、商品を、所定の状態が発生したヘッドから、そのヘッドから商品を受け取るように配置された排出シュートを介して、前記排出シュートが、第１の場所に商品を送るために使用されていないときに、第２の場所に排出する。
【０００７】
通常のオペレーションの間、計量器は、一般的に、「サイクル」で動作する。ここで、商品は、各サイクルにおいて、第１の場所および第２の場所のいずれか、または、第１の場所および第２の場所の両方に送られる。目標基準を満たす組合せは、ヘッドのいずれかにある商品から生成され、商品のその組合せは、（組合せを生成するために選択されたヘッドに応じて）排出シュートのいずれか、または両方を介して、第１の場所に排出される。一旦組合せが第１の場所に搬送されると、複数ヘッドの計量器におけるヘッドに対して、次の分量の商品が搬送される。これによって、次のサイクルが始まる。商品は、一般的に、規則的な時間間隔で計量器から排出される。時折、商品の組合せは、一のサイクルで生成されず、そのサイクル中に、いかなる商品も第１の場所に搬送されない。
【０００８】
複数ヘッドの計量器は、一般的に、複数群の商品、例えば、鶏の胸肉のような食品の群、を計量し（連続処理にも用いられてよいが）、シールされるトレイに詰める後続の工程のために用いられる。そのような場合には、第１の場所は、バッチングテーブル（batching table）であってもよく、それによって、オペレータは、その後、その一群を、シールされるトレイに入れて包装する。代替的に、第１の場所は、トレイであってもよい。この場合、商品は、直接トレイに搬送され、包装プロセスを加速する。第２の場所は、バルクビン（bulk bin）であってもよい。それによって、特定の群に適していない（すなわち、所定の状態が「エラー」状態である）商品は、別の群に再度使用されるか、廉価で販売される。代替的に、第２の場所は、ゴミ箱（waste bin）であってもよい。
【０００９】
複数のヘッドは、それぞれのヘッドで保持される商品の重量を判定する計量ヘッドであってもよく、前記基準は、少なくとも目標重量基準を含む。これによって、例えば、鶏のもも肉１０００ｇまたは鶏の胸肉８００ｇのように、特定の重量群の計量が可能になる。第１の場所に搬送される一群は、一般的に、複数ヘッドのうち３つまたは４つのヘッドからの商品によって生成される。
【００１０】
代替的に、または追加的に、複数のヘッドは、それぞれのヘッドで保持される商品に関するサイズ情報を判定し、前記基準は、少なくとも目標サイズ基準を含む。代替的に、または追加的に、複数のヘッドは、それぞれのヘッドで保持されている商品に関する総数情報を判定し、前記基準は少なくとも総数基準を含む。例えば、複数のヘッドからの商品を含む最終的な群（final batch）は、４つの鶏のもも肉であってもよい。一般的に、複数のヘッドは、上述した基準よりも多くの基準の一つを用いて、組合せを判定することができる。
【００１１】
本発明は、複数のヘッドについての個別の第１および第２サブセットから排出される商品を受け取るように配置され、それぞれが前記商品を、第１の場所または第２の場所に選択的に搬送する、第１および第２の排出シュートを備える。複数のヘッドについての各サブセットは、全てのヘッドよりは少ない数を含み、好ましくは、複数のサブセットのうち少なくとも一つが、最も好ましくは、各サブセットが、二つ以上のヘッドを含む。さらに、各ヘッドは、好ましくは、たった一つのサブセットのメンバーである。すなわち、サブセット間で重複は無く、各ヘッドは、関連するサブセットにのみ専用のシュートに、商品を排出できる。第１および第２の排出シュートの特徴は、「所定の状態」（例えば、エラー）が複数ヘッドの計量器によって処理される方法についての柔軟性を、有利に向上させる。上記のように、複数ヘッドの一つに所定の状態を検出すると直ぐに、商品は、所定の状態が発生したヘッドから、そのヘッドから商品を受け取るように配置された排出シュートを介して、前記排出シュートが第１の場所に商品を搬送するために使用されていないときに、第２の場所に排出される。
【００１２】
これは、複数ヘッドの計量器から所定の状態の商品を排出することが、判定された商品群の排出とは独立しており、それにより、所定の状態の商品の排出は、複数ヘッドの計量器の通常のオペレーションに悪影響を与えない。例えば、所定の状態の商品は、複数サイクルの間に排出されてもよい。
【００１３】
好ましくは、組合せ計量判定システムは、もし所定の状態が発生した場合、所定の状態が発生しなかったヘッドのサブセットから、組合せ時に目標基準を満たす一以上のヘッドの組合せをさらに判定する。もし、目標基準を満たすヘッドの組合せが、所定の状態が発生しなかったヘッドのサブセットに見つかれば、所定の状態の商品によって、複数ヘッドの計量器の通常のオペレーションに与える混乱や稼働停止時間を最小限にするように、第１および第２の排出シュートについて、効果的な使用が可能になる。
【００１４】
好ましくは、組合せ計量判定システムは、もし所定の状態が発生すると、組合せ時に目標基準を満たす一以上のヘッドの組合せが、所定の状態が発生しなかったヘッドのサブセットから判定されるまで、所定の条件が発生したヘッド内に商品を保持するようにさらに動作する。計量器が目標基準の組合せを生成するために残りのヘッドを使用して通常モードのオペレーションを継続している間、商品はそのヘッド内に保持される。本発明に係る計量器は、一般的に、１０以上の計量ヘッドを備えてもよく、したがって、例え、一つのヘッドが所定の状態であり、そのヘッド内の商品が複数サイクルの間保持されていたとしても、一般的に組合せを生成するために３つまたは４つのヘッドが使用されているため、残りの９つのヘッドから目標基準を満たす組合せを判定する可能性は、依然として、容認できる程度に高い。さらに好ましくは、計量器は、所定の状態がそのサブセットのヘッドに発生した後であっても、各サブセットに対して目標基準を満たす組合せの判定について高い可能性を維持するように、各サブセットにおいて、１０以上の計量ヘッドを備える。
【００１５】
組合せ計量判定システムは、もし、前記判定された組合せが、所定の状態が発生していないヘッドのサブセットからの組合せである場合、判定された一以上のヘッドの組合せから商品を排出するのと同時に、所定のエラーが発生している（複数の）ヘッドから、商品を排出することができる。
【００１６】
そのような「並列排出（parallel discharging）」は、所定の状態の商品および判定された組合せが同一のサイクルにおいてそれらの個別の場所に排出されることを意味する。この配置によって、例え、所定の状態（例えば、エラー）が生じたとしても、複数ヘッドの計量器は、通常のオペレーションを維持することが、有利に、可能になる。これによって、所定の状態を満たす商品を排出するために、計量サイクルを損なう必要が無いため、より高い計量効率および商品計量の最適化をもたらす。
【００１７】
上述したように、「並列排出」は、所定の状態の商品および判定された組合せが、同一の計量サイクルにおいて排出されることを意味する。一般的に、それらは同時に排出される。しかし、それらは、同一のサイクル内の異なる時間に排出されてもよい。
【００１８】
好ましくは、所定の状態が発生した場合に、所定の状態が発生した（複数の）ヘッダからの商品は、一以上のヘッドのうち判定された組合せから排出された商品とは異なるシュートを介して、排出される。例えば、組合せは、所定の状態の商品が、第２の場所（例えば、バルクビン）に、その個別の排出シュートを介して排出される間に、第１の場所（例えば、バッチングテーブル）に、その個別のシュートを介して排出されてもよい。
【００１９】
もし、一以上のヘッドに所定の状態が発生し、目標組合せが所定の状態が発生したヘッドを含まないヘッドのサブセットの中から判定された場合には、所定の状態が発生した複数のヘッドからの商品を、上述したものと同じ態様で同時に排出してもよい。代替的な方法として、もし、所定の状態が、異なる複数のサブセットのヘッド内で発生した場合には、その後、もし、複数ヘッドの計量器が目標組合せを生成できない場合（そして、さもなければサイクルを「失う」場合）には、これらのヘッドにある商品は、それらの個別の排出シュートを介して、同時に排出されてもよい。
【００２０】
好ましくは、第１および第２の排出シュートは、第１および第２のタイミングホッパをそれぞれ備える。前記タイミングホッパは、第１および第２の排出シュートからの商品を受け取り保持するように構成されている。ここで、前記第１および第２のタイミングホッパのそれぞれは、商品を第１の場所に排出する第１のモードおよび商品を第２の場所に排出する第２のモードで動作可能である。前記組合せ計量判定システムは、さらに、判定された複数のヘッドの組合せから商品を第１の場所に排出する際に、第１モードを選択し、所定の状態が発生した（複数の）ヘッドから商品を排出する際に、第２モードを選択する。
【００２１】
第１および第２のタイミングホッパは、個別のシュートから受け取られた商品を、第１または第２の場所に選択的に排出する効果的な手段を提供する。また、ホッパ内に商品を保持することによって、計量サイクルの同期を容易にする。
【００２２】
タイミングホッパが用いられる場合、第１および第２の排出シュートは、一つの部材として形成されてもよい。これにより、複数ヘッドの計量器において、より少ないスペースしか要さないという点で有利である。
【００２３】
タイミングホッパの代替手段として、第１および第２排出シュートは、シュートの出口ポートが、第１の場所および第２の場所の間で可動可能なように、可動可能に取り付けられていてもよい。シュートが、実質的に垂直に配置されれば、粘着性のある商品（例えば、鶏肉）について、シュート内での商品のくっつきを予防するのに特に有益である。
【００２４】
第１および第２タイミングホッパは、それぞれ、第１モードで、排出された商品を第１の場所に誘導するように第１方向に開き、第２モードで、排出された商品を第２の場所に誘導するように第２方向に開くように配置された、２方向ハッチをさらに備えてもよい。これは、商品を適当な場所に案内するシンプルな機械的手段を提供する。そのような２方向ハッチは、機械的に単純である結果として、製造するのに信頼性があり、また、安価である。しかしながら、代替的に、タイミングホッパは、例えば、独立して動作可能な、二つのドアを有してもよい。
【００２５】
一般的に、ヘッド内の商品が、処理が行われているバッチ（batch）に対して、目標基準を満たさなければ、所定の状態がヘッド内で発生する。そのような場合、所定の状態は、「エラー」状態である。しかしながら、所定の状態は、一以上の異なる状態であってもよい。例えば、所定の状態は、重量状態であってもよい。これは、目標基準が満たされない条件において、所定の状態が発生する場合の「マイナスの」エラー状態よりむしろ、「プラスの」状態である。所定の状態が重量状態である時、複数ヘッドの計量器は、上述したように、複数バッチの商品（例えば、５００ｇの鶏の手羽肉）を検量し続けてもよい。しかしながら、もしヘッドが狭い重量範囲内で商品を検出した場合、そのヘッド内の商品はそれに応じて（包装されたり分配されたり）処理されるように、第２の場所に排出されうる。これは、厳しい重量許容範囲（tight weight tolerances）が必要とされる、例えば、ファストフードレストランの注文を生産する際に、特に有利である。このように、許容範囲内で所望の重量を満たす商品が検出されたとき、その商品は、その群の商品から分離させて、第２の場所に排出されてもよい。そのような場合、第２の場所はさらに、バッチングテーブル、またはシールされ分配されるためのトレイまたはクレートであってもよい。
【００２６】
所定の状態の他の例は、特定数の商品の部分を有するヘッドが第２の場所に排出される、総数の状態と、第２の場所が特定の重量で満たされるクレートであり、第２の場所への複数の排出は、所望のクレート重量を生成するために実行される、バッチの状態と、第２の場所がバルクビンであり、計量器に商品を入れる速度が、計量器の動作（サイクル）速度に一致しない場合、過剰商品が第２の場所に排出される、バルク状態とを含む。
【００２７】
好ましくは、所定の状態は、少なくとも、エラー状態、総数状態、重量状態、およびバルク状態のリストのうちの一つである。特に、複数のヘッドが３つ以上のサブセットに分かれており、それぞれが、個別の排出シュートおよび場所を備える場合には、所定の状態は、複数の状態であってもよい。
【００２８】
本発明の第２の態様によると、複数ヘッドの計量器を操作する方法が提供され、前記複数ヘッドの計量器は、商品を保持し排出する複数のヘッドと、複数ヘッドの個別の第１および第２のサブセットから排出された商品を受け取るように配置され、それぞれが前記商品を第１の場所または第２の場所に選択的に搬送することができる第１および第２の排出シュートと、を有し、前記方法は、（ａ）組合せ時に目標基準を満たす商品を保持する複数のヘッドから一以上のヘッドの組合せを判定するステップと、（ｂ）判定された一以上のヘッドの組合せから、それらの個別の排出シュートを介して第１の場所に商品を排出するステップと、（ｃ）所定の状態が複数のヘッドの一つでいつ発生したかを判定するステップと、（ｄ）所定の状態が複数のヘッドの一つで発生したことを判定した際に、商品を、所定の状態が発生したヘッドから、そのヘッドからの商品を受け取るように配置された排出シュートを介して、前記排出シュートが第１の場所に商品を搬送するために使用されていないとき、第２の場所に排出するステップと、を備える。
【００２９】
さらに、方法は、複数のヘッドの一つに所定の状態が発生したことを判定した際、組合せ時に目標基準を満たす一以上のヘッドの組合せが、所定の状態が発生しなかったヘッドのサブセットから判定されるまで、所定の状態が発生したヘッド内で商品を保持するステップを含む。
【００３０】
さらに、方法は、複数のヘッドの一つに所定の状態が発生したことを判定した際、もし前記判定された組合せが、所定の状態が発生しなかったヘッダのサブセットからの組合せである場合、一以上のヘッドの判定された組合せから商品を排出するのと同時に、所定のエラーが発生したヘッドから商品を排出するステップを含む。
【００３１】
さらに、方法は、複数のヘッドの一つに所定の状態が発生したことを判定した際、所定の状態が発生したヘッドからの商品を、一以上のヘッドの判定された組合せから商品を排出するために使用されるシュートとは異なるシュートを介して、排出するステップを含む。
【００３２】
本発明の第３の観点によると、機械で読み取り可能な媒体が提供され、機械で読み取り可能な媒体は、機械によって実行されたとき、機械を第２の観点の方法を実行するように運転可能にする、実行可能な命令を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
実施形態は、添付の図面を参照しながら説明する。図面では、次の内容が示されている。
【図１ａ】複数ヘッドの計量器を有し、商品を搬送するように配置された、ツインレーンの生産ラインについて、上から見下ろした概略図である。
【図１ｂ】複数ヘッドの計量器を有し、商品を搬送するように配置された、ツインレーンの生産ラインについて、側面図である。
【図２ａ】図２ａは、本発明による組合せ計量器の一例についての上からの概略図を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明による組合せ計量器の一例についての側方概観図の概略図を示す。
【図２ｃ】図２ｃは、組合せ計量器の各シュートの基礎に配置された電子タイミングホッパの斜視図を示す。
【図３】図３は、図２ａおよび図２ｂの組合せ計量器を備える機能的構成要素を示すブロック図である。
【図４】図４は、組合せ計量器によって実行される処理ステップを設定するフローチャートである。
【図５ａ】図５ａは、計量ヘッドの一つにエラーが検出されたときに組合せ計量器がどのように動作するかについての例を示す。
【図５ｂ】図５ｂは、計量ヘッドの一つにエラーが検出されたときに組合せ計量器がどのように動作するかについての例を示す。
【図５ｃ】図５ｃは、計量ヘッドの一つにエラーが検出されたときに組合せ計量器がどのように動作するかについての例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下の説明は、「所定の状態」がエラー状態である場合に関連する。第１の場所は、良い場所としてみなされ、第２の場所は、エラーの場所としてみなされる。しかしながら、既に述べたように、所定の状態は、エラー状態とは異なるものであってもよい。
【００３５】
図１ａおよび図１ｂには、本発明の組合せ計量器の典型的な適用例が示され、ツイントレイデネスター（de-nester）１と、並列のコンベア２ａ，２ｂを含むツインレーンコンベア２とを備える食品包装システム１００を示す。二つのコンピュータ組合せ計量器（ＣＣＷ）３ａ，３ｂおよびトレイシーラー６は、搬送路に沿って配置されている。ＣＣＷ３ａ，３ｂは、商品を計量および分配し、トレイシーラーは、搬送路に沿って搬送されたトレイをシールする。
【００３６】
食品包装システム１００は、トレイが沿って搬送され、充填され、そしてシールされる二つのレーンを有する。トレイは、一般的に、ネスト（nest）に供給され、ツイントレイデネスター１のそれぞれのトレイカセットに入れられる。使用されるトレイデネスターは、トレイの表面との接触を最小限にするためにスクロールデネスターであるが、当然のことながら、本分野において知られる他の従来のデネスターが代替的に使用されうる。トレイは、デネスターの第１および第２トレイカセット１ａ，１ｂから抜きだされ、一定間隔でコンベア２ａ，２ｂに供給される。抜き出されたトレイは、コンベア２ａ，２ｂに沿って互いに等しい間隔をあけて配置される。ツイントレイデネスター１は、第１および第２のトレイカセットにトレイを保持する。第１および第２のカセット内の前記トレイは、それぞれ等しいまたは異なる寸法を有する。
【００３７】
デネスター１の傍に置かれたトレイは、ツインレーンコンベア２のコンベア２ａ，２ｂによって個別のＣＣＷ３ａ，３ｂに向けて搬送される。コンベア２のレーンは、それぞれのＣＣＷ３ａ，３ｂの下を通る。各ＣＣＷ３ａ，３ｂは、所定量（所定バッチ）の商品を計量および排出するように構成されている。バッチの目標のプロパティは、一般的に、重量および／またはサイズおよび／または総数に関し、商品が置かれることになるトレイの寸法に対応して選択される。ＣＣＷ３ａ，３ｂの下には、個別の往復分配システム４ａ，４ｂが配置される。各分配システムは、対応するＣＣＷ３ａ，３ｂの下に配置され、ＣＣＷ３ａ，３ｂから搬送された商品が分配システムの搬送ヘッド５ａ，５ｂ内で受け取られるように配置されている。分配システムは、商品がトレイに均等に分配されるように、通過していくトレイの上のヘッド５ａ，５ｂの位置を、反復的に行ったり来たりさせる。この態様において、ツインレーン上を通過する全てのトレイは、それぞれのレーンで使用されるトレイサイズに対応する量の商品で、等しく満たされる。
【００３８】
ＣＣＷ３ａ，３ｂの下を通り過ぎた後、充填されたトレイは、シールおよび分配のため、トレイシーラー６に向けて搬送される。
【００３９】
図１に示す生産ラインにおいて、ＣＣＷの効率が重要である。ＣＣＷの計量ヘッドの一つに発生したエラーに起因して、ＣＣＷからの商品を配置するのが遅れると、処理能力の低下につながる。
【００４０】
図２ａおよび図２ｂに、本発明に係るシングルＣＣＷの例を示す。示されるように、ＣＣＷ２００は、第１および第２のシュート２０１ａ，２０１ｂを備える。第１および第２のシュート２０１ａ，２０１ｂの上方には、計量ヘッド２０３ａ，２０３ｂの第１および第２のグループ（すなわち、サブセット）が配置されている。本実施形態では、ヘッド２０３ａの第１のグループがヘッド１−１０を備え、ヘッド２０３ｂの第２のグループがヘッド１１−２０を備える。したがって、各グループは、１０個の計量ヘッドを備え、第１および第２のグループ２０３ａ，２０３ｂのヘッドから排出された商品は、下にある個別のシュート２０１ａ，２０１ｂに搬送される。しかしながら、当然のことながら、より多い、あるいは、より少ない数のヘッドが可能であり、さらに、いくつかの実施形態では、第１および第２のグループ２０３ａ，２０３ｂが等しい数の計量ヘッドを有さなくてもよい。一般的に、ヘッドの各グループまたは「サブセット」は、全ヘッドより少ない数のヘッドを含み、好ましくは、少なくともサブセットの一つ、より好ましくは各サブセットが、二つ以上のヘッドを含む。
【００４１】
第１および第２のシュート２０１ａ，２０１ｂの排出ポイントには、個別の第１および第２のエラー迂回タイミングホッパ（ＥＤＴＨ）２０２ａ，２０２ｂが配置されている。計量ヘッドの第１グループ２０３ａから第１のシュート２０１ａに排出された商品は、第１のＥＤＴＨ２０２ａに搬送される。同様に、計量ヘッドの第２グループ２０３ｂから第２のシュート２０１ｂに排出された商品は、第２のＥＤＴＨ２０２ｂに搬送される。通常のオペレーションに関し、以下により詳細に説明されるように、ヘッド１−２０に保持される商品の組合せは、目標基準（例えば、目標重量または総数）を生成するためにどれを組合せるかが判定される。その組合せの構成要素が含まれるヘッドは、それらの個別のシュートに排出され、ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂに搬送される。オペレーションの次のサイクルの際、ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂの内容物は、出口に向けて排出される。
【００４２】
ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂの構造が、図２ｃに示される。ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂのそれぞれは、商品が排出される際に二つの出口のいずれかに向かって案内されるように、第１の回転軸２０２２ａ，２０２２ｂおよび第２の回転軸２０２３ａ，２０２３ｂを基準に解放可能な２ウェイハッチ２０２１ａ，２０２１ｂを有するホッパを備える。ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂの各２ウェイハッチは、好ましくは、３つのポジションのうちいずれか一つに電気的に制御可能であることが好ましい。閉鎖ポジションでは、ハッチが閉じられ、商品がホッパ内に保持される。第１の開放ポジションでは、ハッチが第１の回転軸で開放され、ハッチが時計回りの動きで下方に揺れて開く。そして、第２の開放ポジションでは、ハッチが第２の回転軸で開放され、ハッチが反時計回り動きで下方に揺れて開く。ホッパは、第１および第２の開放ポジションから閉鎖ポジションに戻るように作動可能である。
【００４３】
したがって、第１の開放ポジションで、商品は、ホッパから出て第１の方向に案内され、第２の開放ポジションで、商品は、異なる方向に案内される。開放ポジションは、第１のポジションで排出された商品が良い場所に向かって案内され、第２のポジションのとき、エラーの場所に向けて排出されるように構成される。
【００４４】
したがって、ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂのそれぞれは、その中に保持される商品を、良品の出口およびエラー商品の出口のそれぞれにつながる２つの経路のいずれかに、選択的に排出するための手段を提供する。
【００４５】
良い場所は、例えば、バッチングテーブル、または、包装システムにおいて、コンベア上で充填されるトレイであってもよい。一方、エラー場所は、バルク商品または廃棄容器であってもよい。
【００４６】
図３に、組合せ計量装置を制御するために共に協働する機能的構成要件を示すブロック図が示される。ヘッド２０３ａ，２０３ｂおよびＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂを有する計量器２００は、組合せ計量判定システム３００（ＣＷＤＳ）に接続されている。ＣＷＤＳ３００は、制御ユニット３０１および判定ユニット３０２を備える。判定ユニット３０２は、計量器２００からの電子信号、特に、計量ヘッド２０３ａ，２０３ｂからの計量データを受け取り、その受け取ったデータに基づいて判定を実行するように構成されている。具体的に、計量ヘッド ２０３ａ，２０３ｂに何らかのエラーが発生したか否か、および目標基準を満たすいくつかの適切な組合せが存在するか否かを判定するように構成されている。制御ユニット３０１は、判定ユニット３０２によってなされた判定の結果を受け取り、計量器２００の計量ヘッド２０３ａ，２０３ｂおよびＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂに／から、制御信号を送信し受け取る。好ましくは、制御ユニットもまた、ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂおよびそれらが含むもの（すなわち、エラー商品または有効な組合せの全てまたは一部を構成する商品）に関連するステータスデータを格納するためのメモリを備える。
【００４７】
ＣＷＤＳ３００および計量器２００は、図３において、分離された機能的ユニットとして示されているが、当然のことながら、ＣＷＤＳは、計量器２００それ自身の一部に含まれていても、分配システムにおける構成要素として独立していてもよい。例えば、ＣＷＤＳ内の制御ユニット３０１および判定ユニット３０２は、ハードウェア要素、または、計量器と通信するコンピュータで動作するソフトウェアモジュールを備えることができる。さらに、それらの機能は、判定処理および制御信号の生成が一つの機能的構成要素によって実行されるように組み合わせることができる。
【００４８】
図３の計量装置のオペレーションを、図４に示される処理フローチャートを参照して説明する。ステップ４０１で、判定ユニット３０２は、計量器２００の計量ヘッド２０３ａ，２０３ｂから重量データを受け取り、そのデータから、いずれかのヘッドで計量エラーが発生したか否かを判定する。例えば、計量ヘッド２０３ａ，２０３ｂの一つにある商品の重量が所定の重量範囲から外れるか、所定の総数が満たされない場合、エラーが発生したと示す。
【００４９】
もし、いかなるエラーも検出されなければ、その後、処理はステップ４０２に続き、判定ユニットが、計量ヘッド２０３ａ，２０３ｂ内で保持されている商品から目標重量基準を満たす組合せが生成可能か否かを判定する。一旦組合せが発見されると、判定ユニットは、ヘッドの組合せを特定するためのデータを制御ユニット３０１に受け渡す。その後、制御ユニット３０１は、ステップ４０３で、計量器に対して、計量器２００の次の排出サイクルを開始させる適切な制御信号を送信する。制御信号は、ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂの先の内容物を排出し、組合せを生成すると判定されたヘッドを、それらの個別のシュートに排出させるための、計量器２００に対する指令を含む。ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂの内容物は、前のサイクルにおいて計量ヘッド２０３ａ，２０３ｂから受け取った商品がエラー商品を含まなかった場合に、良い場所に排出される。反対に、ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂのいずれか一つが、前のサイクルで受け取ったエラー商品を含む場合、制御ユニット３０１は、それをメモリに記憶し、関連するＥＤＴＨに、エラー側へ排出するように指示することを知っている。排出後、ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂは、制御ユニットによって、それらの保持位置に戻される。制御ユニットは、その後、組合せを生成する計量ヘッド２０３ａ，２０３ｂに、それらの個別のシュートに排出するように指示する。ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂは、これらのシュートから商品を受け取る。二つのＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂに保持される商品重量の組合せは、目標重量を生成するために組み合わせられる。それによって、次の排出サイクル時に、ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂの両方は、制御ユニット３０１からの指示があった際に、良い場所に排出される。
【００５０】
その後、処理は、ステップ４０１に戻り、計量ヘッド２０３ａ，２０３ｂにおいてエラーが発生したか否かに関し、新規の判定がなされる。もし、いかなるエラーも発生しなかった場合には、計量器２００は、ステップ４０２および４０３を繰り返すことによって、組合せを生成しＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂから良い出口に商品を排出し続ける。
【００５１】
しかしながら、エラーが発生すると、処理は、その後、ステップ４０４に分岐する。判定ユニット３０２は、エラーが発生したこと、および、どのヘッドにエラー商品があるのかを知る。ステップ４０４では、制御ユニットは、エラー商品がその個別の計量ヘッドに保持されていることを確認する。ステップ４０５では、判定ユニット３０２が、エラーが発生したヘッドを含まないヘッドのいずれかから（グループ２０３ａまたはグループ２０３ｂのいずれかから）、組合せが生成されうるかどうかを判定する。もし、適切な組合せがそのとき生成できなければ、その後、エラー（もしくは、複数のエラー）が、ステップ４０６で排出され、プロセスは、ステップ４０１に戻る。これにより、いかなるサイクルも「無駄」でないことを保証する。例えそうであっても、代替的な実施形態では、もしいかなる組合せも生成されない場合に、プロセスは、ステップ４０４に戻り、エラーは、保持され続ける。エラー商品の排出は、全てのヘッドを解放するので、次のサイクルで生成される組合せの機会が増加する。一旦、利用可能な計量ヘッド２０３ａ，２０３ｂの残りから組合せが判定されると、その後、プロセスはステップ４０７に続く。
【００５２】
ステップ４０７において、判定ユニット３０２は、エラーが発生したヘッドを含まないヘッドのグループのみから組み合わせが生成できるか否かを判定する。もし、上記があてはまらない場合（例えば、もし組合せがグループ２０３ａの二つのヘッドおよび一つのヘッド２０３ｂの商品によって生成される場合）には、その後、組合せがそれぞれのシュートを介して、計量ヘッドからＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂに排出される（ステップ４０３）間ずっと、エラー商品は、保持され続ける。
【００５３】
しかしながら、もし目標基準を満たす組合せが、エラーが発生しなかったヘッドのグループにあるヘッドから生成されうる場合（例えば、エラーがグループ２０３ａにあり、一方組合せはグループ２０３ｂのみからで生成できる場合）、処理は、ステップ４０８に進む。ここで、ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂは、制御ユニット３０１からの指示を受けると、制御ユニットが、そのメモリから、それらがエラー商品、または、有効な組合せの少なくとも一部を生成する商品を、それぞれ含むことを呼び出すか否かによって、適切なよい場所またはエラーの場所に解放される。ＥＤＴＨ２０２ａ，２０２ｂは、保持位置に戻り、その後、エラー商品を有するヘッドは、その個別のシュートを介して、対応するＥＤＴＨに排出され、組合せを生成する他のグループからのヘッドは、それらのシュートを介して、他のＥＤＴＨに排出される。この段階で、一つのＥＤＴＨは、商品重量の有効な組合せを生成する商品を含み、他のＥＤＴＨは、エラー商品を含む。したがって、次の排出サイクル時、エラー商品を有するＥＤＴＨは、エラー場所に排出され、有効な組合せを有するＥＤＴＨは、よい場所に排出される。ヘッドの他のグループから組合せを迅速に探す確率は、少なくとも各グループのヘッドの数および目標重量によって決まる。例えば、何回かの実施において、同一のグループから２つのヘッドを選択することによって組合せを生成する機会は、２回に１回の可能性であり、３つのヘッドから生成する機会は、４回に１回である。したがって、このような確率を有するため、少ない数のサイクルで組合せを生成する可能性は高い。
【００５４】
図５ａから図５ｃを参照して、計量器２００のオペレーションの例を説明する。この例において、計量器２００は、二つのサイド２０３ａ，２０３ｂを有し、それぞれが１０の計量ヘッド１−１０，１１−２０のグループを有する。
【００５５】
図５ａでは、ヘッド１５において計量エラーが検出された場合の状況を示す。両方のサイド２０３ａ，２０３ｂから、残りのヘッド１〜１４，１６〜２０の全てが組合せを生成するために利用可能である。図示されているように、ヘッド２，５，１２が、目標重量基準に満たす組合せとして判定される。選択されたヘッド２，５は、シュート１に排出され、選択されたヘッド１２は、シュート２に排出される。一方、エラーは、ヘッド１５に保持される。ＥＤＴＨ１およびＥＤＴＨ２は、初めは空であり、それゆえ、ヘッド２，５，１２からの商品を受け取るように保持状態で留まる。このサイクルの最後には、したがって、ＥＤＴＨ１およびＥＤＴＨ２は、共に、組合せ時に、目標重量基準を満たす商品を含む。
【００５６】
図５ｂは、オペレーションの次のサイクルを示す。このサイクルにおいて、ヘッド１５のエラーは、依然として保持されているが、さらなるエラーは検出されていない。それゆえ、前のサイクルと同じように、残りのヘッド１〜１４および１６〜２０は、組合せを生成するために利用可能である。このサイクルでは、ヘッド２，５，７が目標重量基準を満たす組合せに利用可能である。図５ｂからわかるように、ヘッド２，５，７は、全てヘッド２０３ａのグループに含まれており、一方、エラーヘッドは、ヘッド２０３ｂに含まれている。ＥＤＴＨ１およびＥＤＴＨ２は、両方ともそれらの良いサイドに開放されており、前のサイクルと同様、それらは両方とも、組み合わせて目標重量基準を生成するための商品を保持する。図５ｂに概略的に示されるように、ＥＤＴＨ１およびＥＤＴＨ２の良いサイドは、互いに向き合って開いている。これによって、両方のＥＤＴＨからの商品が一つの場所で組み合わせることを保証する（例えば、ＥＤＴＨ間に配置されたコンベア上のトレイに分配される）。ＥＤＴＨ１およびＥＤＴＨ２は、その後、それらの閉鎖ポジションに戻り、シュート１およびシュート２のそれぞれからの商品を受け取るために準備する。
【００５７】
計量ヘッド２，５，７は、その後、シュート１からＥＤＴＨ１に排出され、計量ヘッド１５は、シュート２からＥＤＴＨ２に排出される。このサイクルの最後に、ＥＤＴＨ１は、ヘッド２，５，７からの商品を含み、一方、ＥＤＴＨ２は、ヘッド１５からのエラー商品を含む。ＥＤＴＨ１で保持される商品は、組合せ時、目標重量を生成する。
【００５８】
図５ｃに示される次のサイクルでは、さらなるエラーが検出されないので、新しい組合せは計量ヘッド４，８，１４，１７から判定される。ＥＤＴＨ１は、良い場所に排出され、ＥＤＴＨ２は、エラー場所（例えば、バルク）に排出される。計量ヘッド４，８，１４，１７は、それらの個別のシュートからＥＤＴＨ１およびＥＤＴＨ２に排出される。このサイクルの最後に、ＥＤＴＨ１は、ヘッド４，８からの商品を含む。一方、ＥＤＴＨ２は、ヘッド１４，１７からの商品を含む。ＥＤＴＨ１およびＥＤＴＨ２で保持される商品は、組合せ時、目標重量を生成する。
【００５９】
計量ヘッドは、複数サイクルの間に新規商品で再び満たされながら、処理は、このような態様で続く。もしさらなるエラーが検出されると、それらは図５ａから５ｃの態様で処理され、エラー商品を排出するためにサイクルを失う必要がない。これによって、計量器２００を特に効率的にし、生産ラインまたは工場システムにおける処理能力を向上させる。
【００６０】
この例では、良い組合せは、３つまたは４つの計量ヘッドから生成されるが、当然のことながら、目標重量は任意の数の利用可能なヘッドから満たされてもよい。代替的に、判定ユニットの処理を抑えるために、組合せを生成しうるヘッドの数は、組合せを生成しうる最小および／または最大数のヘッドを設定することによって制限することができる。
【００６１】
同様に、計量器は、一つ以上のエラーが判定されたときの状況を処理することが可能である。もし、ヘッド２０３ａ，２０３ｂの両方のグループが同時にエラーを含む場合、その後、エラーを含むヘッドは、それらの個別のＥＤＴＨを介して、同時に省かれる。
【００６２】
本分野の当業者によって理解されるように、制御ユニットおよび判定ユニットは、ハードウェアおよび組合せ計量器の構成要素と通信するために電子信号を処理するソフトウェアとの任意の適切な組合せにおいて、ここで説明したような処理を行うために実行されてもよい。さらに、制御および判定ユニットは、コンピュータを実行した際、実行可能な指示が、これらの処理を実行するために、組合せ計量器と協働して動作可能になる、プログラム可能な装置を備えてもよい。
【００６３】
上記実施形態では、組合せ計量器のヘッドは、計量ヘッド２０３ａ，２０３ｂとして説明され、判定は、目標重量を満たす重量の適切な組合せ、および計量エラーがある場合に関してなされた。しかし、他の実施形態では、ヘッドはその中に保持されている商品の他の特性を判定するように構成されてもよく、組合せは、これらの特性に基づいた目標基準を満たし、エラーは、これらの特性に基づいて判定されたエラーである。例えば、目標基準は商品のサイズであってもよく、エラーは許容可能な境界を外れたサイズを有する商品に関するものであってもよい。さらなる例として、目標基準は、商品の総数であってもよく、エラーは許容可能な限界を外れた総数を有するものに関してもよい。代替的に、目標を満たすため、あるいは、エラーを判定するために、基準の組合せ、例えば、サイズおよび重量基準の組合せ、が必要とされてもよい。
【００６４】
発明の概要のセクションで説明したように、図５ａおよび図５ｂを参照すると、ヘッド１５に見られる所定の状態は、エラーに代えて、所望する商品重量（例えば、ファストフードレストランに適する）であってもよい。このような状況では、ヘッド１５内の商品は、図５ａから図５ｃを参照して説明したものと同様、組合せから分離される。他の所定の状態がまた予想される。
【００６５】
上記実施形態は、２ウェイハッチまたはフラップを有するＥＤＴＨを使用するが、商品をよい場所またはエラー場所に選択的に排出するために他の手段が用いられることができる。例えば、シュート２０１ａ，２０１ｂは、それらの出口ポートが良い場所およびエラー場所の間で移動するように移動可能に取り付けられてもよい。
【００６６】
上述した実施形態は、ヘッド、シュート、および、ホッパについて第１および第２のグループを有する分割計量器（split weigher）を説明したが、さらなる実施形態では、ヘッド、シュート、および、ホッパの二つ以上のグループを用いることができる。例えば、計量器の計量ヘッドは、ヘッドの３つ以上のグループに分割し、各グループがそれ自体で個別のシュートおよびＥＤＴＨを有する。複数のヘッドの全体を３つ以上のグループに分割することは、もしエラーが検出された場合に、目標基準を満たす組合せが、エラーヘッドを含むグループ内にはないヘッドから生成される可能性を増加させる。これによって、組合せおよびエラーを同時に排出させることを可能にする。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【外国語明細書】
Title of Invention
WEIGHING APPARATUS
Field of the Invention
This invention relates to weighing apparatus and in particular but not exclusively to a multi-head combination weighing apparatus and method for weighing batches of product.
Description of the Related Art
In manufacturing pre-packaged product it is important to have an efficient means of weighing and discharging product to containers in a packaging system. Sealed containers (e.g. trays) are produced where typically product comprised of portions which combine to make up a predetermined tray weight is deposited in each container. The trays are conveyed to a tray sealing unit where they are sealed ready for distribution.  In order to deliver portions combining to form the target weight, weighing devices can be used having multiple weighing heads.  Combinations of product from the multiple weighing heads are used to deliver product having a target weight or size.  In operation, each of the weighing heads receives batches of product which are weighed in the head.  A combination of weights held within the weighing heads is determined which matches a target criteria and product is discharged from those heads that are determined to make up the combination. 
Combination weigher model CCW-R220W made by Ishida Europe Limited is an example of such a weighing device.
However, it is possible that product received in a weighing head can cause an error condition to occur in that head.  For example, where the product received in that head exceeds a maximum weight or size.  Typically, if an error condition is determined, an alarm sounds and the error product is manually removed by an operator. This is extremely inefficient and substantially reduces throughput. Alternatively, when an error condition is determined, the error product is discharged in that weighing cycle. When this occurs, a cycle of operation must be used to have the error product discharged to an error position. While the error product is discharged no combination can be made from the other heads and normal operation can only resume on the next cycle of operation. 
As recognised by the inventors, weighing cycles lost in discharging error product leads to inefficiency in the weigher and the overall packaging system.  It would, therefore, be desirable to have a weighing device which is more effective in dealing with errors as they occur.
Summary of Invention
According to a first aspect of the present invention there is provided a multi-head weigher comprising: a plurality of heads operable to hold and discharge product; first and second discharge chutes arranged to receive product discharged from respective first and second subsets of the plurality of heads and each operable to selectively deliver said product to a first location or a second location; a combinational weight determining system operable to determine a combination of one or more heads from the plurality of heads that hold product which in combination meets a target criterion, and to discharge product from the determined combination of one or more heads through their respective discharge chute(s) to the first location, and further wherein the combinational weight determining system is operable to determine when a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, and the combinational weight determining system is further operable, if a predetermined condition has occurred, to discharge product from the head(s) in which the predetermined condition has occurred to the second location via the discharge chute arranged to receive product from that head(s), at a time when said discharge chute is not being used to deliver product to the first location.
During normal operation the weigher typically operates in "cycles", where product will be delivered to either or both of the first location or second location in each cycle. A combination meeting a target criterion can be made from product in any of the heads, and that combination of product is discharged to the first location via either or both discharge chutes (depending on the heads selected to make the combination). Once the combination has been delivered to the first location, another quantity of product is delivered to the heads in the multi-head weigher, thereby starting the next cycle. The product is typically discharged from the weigher at regular time intervals. Occasionally a combination of product cannot be made in a cycle, and no product is delivered to the first location in that cycle.
The multi-head weigher is typically used to weigh out batches of product (although it may also be used for continuous processes), for example batches of food product such as chicken breast for subsequent packing into trays to be sealed. In such a case, the first location may be a batching table, whereby an operator then packages the batch into a tray to be sealed. Alternatively, the first location may be a tray, in which case product is delivered directly into the tray, speeding up the packing process. The second location may be a bulk bin, whereby product that is not suitable for that particular batch (i.e. the predetermined condition is an "error" condition) is either re-used in another batch or sold cheaply. Alternatively, the second location could be a waste bin.
The heads may be weighing heads operable to determine the weight of product held in the respective head and said criterion comprises at least a target weight criterion. This allows certain weight batches, such as 1000g of chicken leg or 800g of chicken breast, to be weighed out. The batch delivered to the first location is typically made up of product from three or four of the heads.
Alternatively or in addition, the heads are operable to determine size information relating to product held in the respective head and said criterion comprises at least a target size criterion. Alternatively or in addition, the heads are operable to determine count information relating to product held in the respective head and said criterion comprises at least a count criterion. For example, the final batch comprising product from the heads may be four chicken thighs. Typically, the heads are operable to determine combinations using one of more of the above-described criteria.
The present invention comprises first and second discharge chutes arranged to receive product discharged from respective first and second subsets of the plurality of heads and each operable to selectively deliver said product to a first location or a second location. Each subset of heads contains less than all of the heads and preferably at least one of the subsets, most preferably each subset, comprises two or more heads.  Furthermore, each head is preferably a member of one subset only, i.e. there is no 'overlap' between the subsets, and each head can discharge product to the chute dedicated to the relevant subset only.  The feature of the first and second discharge chutes advantageously increases the flexibility of how a "predetermined condition" (for example an error) is dealt with by the multi-head weigher. As seen above, upon detection of a predetermined condition in one of the plurality of heads, product is discharged from the head(s) in which the predetermined condition occurred to the second location via the discharge chute arranged to receive product from that head(s), at a time when said discharge chute is not being used to deliver product to the first location.
This means that the discharge of predetermined condition product from the multi-head weigher is independent of the discharge of determined batches of product, and therefore the discharge of the predetermined condition product does not adversely affect the normal operation of the multi-head weigher. For example, the predetermined condition product may be discharged between cycles.
Preferably, the combinational weight determining system is further operable, if a predetermined condition has occurred, to determine a combination of one or more heads which in combination meets a target criterion, from the subset of heads in which the predetermined condition did not occur. If a combination of heads meeting the target criterion can be found in the subset of heads in which the predetermined condition did not occur, efficient use can be made of the first and second discharge chutes such that the predetermined condition product causes minimum disruption and downtime to the normal operation of the multi-head weigher. 
Preferably, the combinational weight determining system is further operable, if a predetermined condition has occurred, to hold product in the head(s) in which the predetermined condition occurred until a combination of one or more heads which in combination meets a target criterion is determined from the subset of heads in which the predetermined condition did not occur. The product is held in that head while the weigher continues its normal mode of operation using the remaining heads to make up the target criteria combination. A weigher according to the present invention may typically comprise of 10 or more weighing heads, and so even if a head has a predetermined condition and the product in that head is held for a number of cycles, the probability of determining a combination meeting the target criterion from the remaining 9 remains acceptably high as typically three or four heads are used to make up the combination.  Preferably still, the weigher comprises 10 or more weighing heads in each subset so that a high probability of determining a combination meeting the target criterion is maintained for each subset even after a predetermined condition has occurred for a head in that subset.
The combinational weight determining system may be operable to discharge product from the head(s) in which the predetermined error occurred in parallel with discharging product from the determined combination of one or more heads if said determined combination is from the subset of heads in which the predetermined condition did not occur.
Such "parallel discharging" means that the predetermined condition product and the determined combination are discharged to their respective locations in the same cycle. This arrangement advantageously allows the multi-head weigher to maintain normal operation even if a predetermined condition (such as an error) occurs. This results in higher weighing efficiency and optimisation of product weighing, as a weighing cycle does not have to be missed in order to discharge a product meeting a predetermined condition.
As explained above, "parallel discharging" means that the predetermined condition product and the determined combination are discharged in the same weigher cycle. Typically they are discharged simultaneously; however, they may be discharged at different times within the same cycle.
Preferably, if a predetermined condition has occurred, product from the head(s) in which the predetermined condition occurred is discharged through a different chute to discharged product from the determined combination of one or more heads. For example, the combination may be discharged to the first location (for example a batching table) via its respective chute while the predetermined condition product is discharged to the second location (for example a bulk bin) via its respective discharge chute.      
If a predetermined condition occurs in more than one head, and a target combination is determined from among the subset of heads not including the heads in which the predetermined condition has occurred, then the product from the plurality of heads in which the predetermined condition has occurred may be discharged in parallel in the same manner as described above. Alternatively, if a predetermined condition has occurred in heads from different subsets, then the product in those heads may be discharged in parallel via their respective discharge chutes if the multi-head weigher is unable to make up a target combination (and would otherwise "miss" a cycle). 
Preferably, the first and second discharge chutes comprise first and second timing hoppers respectively, said timing hoppers arranged to receive and hold product from the first and second discharge chutes, wherein each of said first and second timing hoppers are operable in a first mode to discharge product to the first location and in a second mode to discharge product to the second location, and said combinational weight determining system is further operable upon discharging product from the determined combination of heads to the first location, to select the first mode, and upon discharging product from the head(s) in which the predetermined condition occurred, to select the second mode.
The first and second timing hoppers provide an effective means of selectively discharging product received from the respective chutes to the first or second location.  Also, by holding product in the hoppers, synchronisation of weighing cycles is facilitated. 
Where timing hoppers are used, the first and second discharge chutes may be formed as a unitary member, thereby advantageously taking up less space in the multi-head weigher.
As an alternative to timing hoppers, the first and second discharge chutes may be moveably mounted such that exit ports of the chutes are moveable between the first location and the second location. If the chutes are arranged to be substantially vertical, this is particularly useful for sticky product (such as chicken) to prevent product sticking in the chutes.
The first and second timing hoppers may each further comprise a two-way hatch which is arranged so that in the first mode it opens in a first direction so that it guides discharged product to the first location and in the second mode opens in a second direction so that it guides discharged product to the second location.  This provides a simple mechanical means to direct the product to the appropriate location.  Such a two-way hatch is reliable and cheap to manufacture as a result of its mechanical simplicity. Alternatively however, the timing hoppers may have two separately operable doors, for example.
Typically, a predetermined condition has occurred in a head if the product in that head does not meet the target criteria for the batch being processed. In such a case, the predetermined condition is an "error" condition. However, the predetermined condition may be one or more different conditions. The predetermined condition may be a weight condition for example. This is a "positive" condition rather than the "negative" error condition where the predetermined condition occurs if the target criteria are not met. When the predetermined condition is a weight condition, the multi-head weigher may continue to weigh out batches of product (such as 500g batches of chicken wings) as described above. However, if a head detects product within a narrow weight range, then the product in that head can be discharged to the second location to be processed accordingly (such as packaged and distributed). This is particularly advantageous when producing orders for fast food restaurants for example, where tight weight tolerances are required. Thus, when product meeting a desired weight within tolerance is detected, that product may be separated from the batch product and discharged to the second location. In such a case the second location may be a further batching table or a tray or crate ready to be sealed and distributed.
Other examples of predetermined conditions include a count condition, where heads with a specific number of product portions may be discharged to the second location; a batching condition where the second location may be a crate to be filled with a specific weight, and a plurality of discharges to the second location may be performed to make up the desired crate weight; and a bulk condition, where the second location may be a bulk bin, and if the speed of product input to the weigher does not match the weigher working (cycle) speed, excess product may be discharged to the second location.
Preferably, the predetermined condition is at least one from the list of: an error condition, a count condition, a weight condition and a bulk condition. The predetermined condition may be a plurality of conditions, particularly in a case where the plurality of heads are split into three or more subsets, each with a respective discharge chute and location.
According to a second aspect of the present invention there is provided a method of operating a multi-head weigher, said multi-head weigher having a plurality of heads operable to hold and discharge product, first and second discharge chutes arranged to receive product discharged from respective first and second subsets of the plurality of heads and each operable to selectively deliver said product to a first location or a second location, said method comprising: (a) determining a combination of one or more heads from the plurality of heads that hold product which in combination meets a target criterion; (b) discharging product from the determined combination of one or more heads through their respective discharge chute(s) to the first location; (c) determining when a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, and (d) upon determination that a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, discharging product from the head(s) in which the predetermined condition has occurred to the second location via the discharge chute arranged to receive product from that head(s), at a time when said discharge chute is not being used to deliver product to the first location.
The method may further comprise the step of; upon determination that a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, holding product in the head(s) in which the predetermined condition occurred until a combination of one or more heads which in combination meets a target criterion is determined from the subset of heads in which the predetermined condition did nor occur.
The method may further comprise the step of; upon determination that a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, discharging product from the head(s) in which the predetermined error occurred in parallel with discharging product from the determined combination of one or more heads if said determined combination is from the subset of heads in which the predetermined condition did not occur.
The method may further comprise the step of; upon determination that a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, discharging product from the head(s) in which the predetermined condition occurred through a different chute to that used to discharge product from the determined combination of one or more heads.
According to a third aspect of the present invention there is provided a machine readable medium comprising  executable instructions than when executed by a machine cause the machine to become operable to perform the method of the second aspect.
Brief Description of Drawings
Embodiments will now described with reference to the accompanying drawings in which:
Figure 1a shows a top-down schematic and Figure 1b is a side elevation of a twin lane production line having multi-head weighers arranged to deliver product;
Figures 2a and 2b show schematic views of an example of a combination weigher according to the present invention from overhead and side profiles;
Figure 2c shows a perspective view of electronic timing hoppers arranged at the base of each chute of the combination weigher;
Figure 3 is a block diagram showing the functional components that comprise the combination weigher of Figures 2a and 2b;
Figure 4 is a flow chart setting out the process steps performed by the combination weigher; and
Figures 5a to 5c show an example of how the combination weigher would operate when an error is detected in one of its weighing heads.
Description of Embodiments
The following description relates to the case where the "predetermined condition" is an error condition. The first location is referred to as a good location, and the second location is referred to as an error location. However, as has been discussed, the predetermined condition may be different to an error condition. 
An example of a typical application for the combination weigher of the present invention is illustrated in Figures 1a and 1b, which shows a food packaging system 100 comprising a twin tray de-nester 1 and a twin lane conveyor 2 comprising parallel conveyors 2a,2b. Two computer combination weighers (CCWs) 3a and 3b and a tray sealer 6 are positioned along the transport path.  The CCWs 3a and 3b are operable to weigh and distribute product and the tray sealer is operable to seal the trays conveyed along the transport path.
The food packaging system 100 has two lanes along which trays can be conveyed, filled and sealed.  The trays are typically supplied in nests and sit within respective tray cassettes of the twin tray de-nester 1.  The tray de-nester used is a scroll de-nester in order to minimize contact with the surface of the trays but it will be appreciated that other conventional de-nesters known in the art could alternatively be used.  The trays are extracted from the first and second tray cassettes 1a and 1b of the de-nester and supplied on the conveyors 2a and 2b at regular intervals.  The extracted trays are equally spaced from each other along the conveyors 2a and 2b.  The twin tray de-nester 1 holds trays in first and second tray cassettes said trays in the first and second cassettes having equal or different dimensions respectively.
The trays deposited by the de-nester 1 are transported towards the respective CCWs 3a and 3b by the conveyors 2a,2b of the twin lane conveyor 2.  The lanes of the conveyor 2 pass under the respective CCWs 3a and 3b.   Each CCW 3a, 3b is configured to weigh and discharge a predetermined batch of product.  The target properties of the batch typically relate to weight and/or size and/or count and are selected to correspond to the dimensions of the tray into which the product is to be deposited.  Beneath the CCWs 3a and 3b there are positioned respective reciprocating distribution systems 4a and 4b.  Each distribution system is positioned beneath a corresponding CCW 3a, 3b and arranged such that product delivered from the CCW 3a, 3b is received into a delivery head 5a, 5b of the distribution system.  The distribution system is operable to oscillate the position of the head 5a, 5b above a passing tray in a reciprocal manner such that the product is evenly distributed across the tray.  In this manner, every passing tray on the twin lanes is evenly filled with a quantity of product corresponding to the tray size being used in the respective lane.
After passing under the CCWs 3a and 3b the filled trays are transported towards the tray sealer 6 for sealing and distribution.
In a production line as shown in Figure 1, the efficiency of the CCWs is critical.  Any delay in depositing product from a CCW due to an error in one of its weighing heads can lead to a reduction in throughput.
An example of a single CCW according to the present invention is shown in Figures 2a and 2b.  As shown, the CCW 200 comprises first and second chutes 201a and 201b.  Above the first and second chutes 201a and 201b are arranged first and second groups (i.e. subsets) of weighing heads 203a and 203b.  In this embodiment the first group of heads 203a comprises heads 1-10 and the second group of heads 203b comprises heads 11-20.  Thus, each group comprises ten weighing heads arranged so that product discharged from the heads in the first and second group 203a and 203b are delivered to the respective chute 201a and 201b below.    However, it is to be understood that a greater or fewer number of heads is possible and moreover in some embodiments the first and second group 203a and 203b may not have an equal number of weighing heads.  In general each group or 'subset' of heads contains less than all of the heads and preferably at least one of the subsets, most preferably each subset, comprises two or more heads.
Arranged at the exit points of the first and second chutes 201a and 201b are respective first and second error diverting timing hoppers (EDTHs) 202a and 202b. Product discharged into the first chute 201a from the first group of weighing heads 203a is delivered to the first EDTH 202a.  Similarly, product into the second chute 201b from the second group of weighing heads 203b is delivered to the second EDTH 202b.  As will be described in more detail below in normal operation, a combination of product held in the heads 1-20 is determined which combine to make a target criteria (e.g. a target weight or count).  The heads containing the components of that combination are discharged into their respective chutes and delivered to the EDTHs 202a, 202b.  Upon the next cycle of operation the contents of the EDTHs 202a, 202b are discharged to an outlet.
The structure of the EDTHs 202a and 202b is shown in Figure 2c.  Each comprises a hopper having a two way hatch 2021a and 2021b which is releasable about first pivot point 2022a, 2022b and second pivot point 2023a, 2023b such that product can be guided towards either of two outlets upon discharge.  Each two way hatch of EDTH 202a and 202b is preferably electronically controllable to be in one of three positions.  A closed position in which the hatch is closed and product is held in the hopper, a first open position in which the hatch is released at the first pivot point and swings open downwardly in a clockwise motion, and a second open position in which the hatch is released at the second pivot point and swings open downwardly in an anti-clockwise motion.  The hopper can be actuated from the first and second open positions to return to the closed position. 
Accordingly, in the first open position product is guided out of the hopper is a first direction and in the second open position guided in a different direction.  The opening positions are configured so that in the first position discharged product is guided towards a good location and when in the second position discharged towards an error location.
Thus, each EDTH 202a and 202b provides means for selectively discharging product held therein to either of two paths leading to a good product outlet and an error product outlet respectively.
The good location may, for example, be a batching table or a tray to be filled on a conveyor in a packaging system, while the error location may be a bulk product or waste container.
A block diagram showing the functional components which co-operate together to control the combination weigher is shown in Figure 3.  The weigher 200 having the heads 203a, 203b and EDTHs 202a, 202b is connected to a combinational weight determining system 300 (CWDS). The CWDS 300 comprises control unit 301 and a determination unit 302.  The determination unit 302 is configured to receive electronic signals from the weigher 200 and in particular weighing data from the weighing heads 203a, 203b and to perform determinations based on that received data.  Specifically, to determine whether any error has occurred with the weighing heads 203a, 203b and whether any suitable combination exists that meets the target criteria.  The control unit 301 is operative to receive the results of the determinations made by the determination unit 302 and send and receive control signals to/from the weighing heads 203a, 203b and EDTHs 202a, 202b of the weigher 200.  Preferably, the control unit also comprises a memory to store status data relating to the EDTHs 202a, 202b and what they contain (i.e. error product or product comprising all or part of a valid combination).
Although the CWDS 300 and the weigher 200 are shown as separate functional units in Figure 3, it is to be understood that the CWDS could be included as part of the weigher 200 itself or separately as components in a distributed system.  For example, the control unit 301 and the determination unit 302 within the CWDS could comprise hardware components or software modules running on a computer in communication with the weigher.  Further their functions could be combined so that the determination processes and the generation of control signals are performed by a single functional component.
Operation of the weigher apparatus of Figure 3 will now be described with reference to the process flow chart shown of Figure 4.  At step 401 the determination unit 302 receives weight data from the weighing heads 203a and 203b of the weigher 200 and determines from that data whether a weighing error has occurred in any of the heads.  For example, if the weight of product in one of the weighing heads 203a, 203b falls outside a predetermined range of weights or a predetermined count is not met then this may indicate an error has occurred.
If no error is detected then processing continues at step 402 where the determination unit determines whether a combination can been made from the product held in the weighing heads 203a, 203b which meets the target weight criteria.  Once a combination has been found the determination unit passes data specifying the combination of heads to the control unit 301.  The control unit 301 at step 403 then sends suitable control signals to the weigher 200 that initiate the next discharge cycle of the weigher 200.  The control signals contain instructions for the weigher 200 to discharge the previous contents of the EDTHs 202a, 202b and to discharge the heads determined to make up the combination to their respective chutes.  The content of an EDTH 202a, 202b is discharged to the good location where the product received from the weighing heads 203a, 203b in the previous cycle did not include error product.  In contrast, where one of the EDTHs 202a, 202b contains error product received in the previous cycle, the control unit 301 remembers this in memory and knows to instruct the relevant EDTH to discharge to the error side.  After discharging, the EDTHs 202a, 202b are returned to their holding position by the control unit.  The control unit then instructs the weighing heads 203a, 203b making up the combination to discharge into their respective chutes.  The EDTHs 202a, 202b receive product from those chutes.  The combination of product weights held in the two EDTHs 202a, 202b combine to make up the target weight.  Thus, upon the next discharge cycle both EDTHs 202a, 202b will be discharged upon instruction from the control unit 301 to the good location.
Processing then returns to step 401 where a fresh determination is made as to whether any error has occurred in the weighing heads 203a, 203b.  Provided no error has occurred the weigher 200 will continue to make combinations and discharge product from the EDTHs 202a, 202b to the good outlet by repeating steps 402 and 403.
However, when an error occurs, processing then branches to step 404.  The determination unit 302 knows that an error has occurred and in which head the error product lies. At step 404 the control unit ensures that the error product is held in its respective weighing head.  At step 405, the determination unit 302 determines if a combination can be made from any of the heads (either from group 203a or 203b) which does not include the head in which the error has taken place.  If no suitable combination can be made at that time then the error (or errors) is discharged at step 406 and the process returns to step 401. This ensures that no cycles are "wasted". Even so, in alternative embodiments, if no combination can be made the process returns to step 404 and the error continues to be held.  Discharging the error product frees up all of the heads and so the chances of a combination being made in the next cycle increases. Once a combination is determined from the remainder of available weighing heads 203a, 203b then processing continues at step 407.
At step 407 the determination unit 302 determines whether the combination can be made solely from the group of heads which does not include the head in which the error has occurred. If this is not the case (for example if the combination is made up of product in two heads in group 203a and  one head 203b), then the error product continues to be held, whilst the combination is discharged (step 403) from the weighing heads into the EDTHs 202a, 202b via the respective chutes. 
However, if a combination meeting the target criterion can be made up from heads in the group of heads in which the error did not occur (for example if the error is in group 203a whereas the combination can be made up solely from group 203b), processing continues to step 408. Here, the EDTHs 202a, 202b are discharged upon instruction from the control unit 301 to the appropriate good or error locations depending on whether the control unit recalls from its memory that they contain error product or product making up at least part of a valid combination respectively.  The EDTHs 202a, 202b are returned to the holding position and then the head with the error product is discharged via its respective chute into the corresponding EDTH and the heads from the other group making up the combination are discharged via their chute into the other EDTH.  At this stage one EDTH contains product making up a valid combination of product weights and the other EDTH contains error product. Thus, upon the next discharge cycle the EDTH with the error product will be discharged to the error location and the EDTH with the valid combination will be discharged to the good location.  The probability of rapidly finding a combination from the other group of heads depends on at least the number of heads in each group and the target weight.  For example, in some implementations there is a 1 in 2 chance of making up the combination by selecting two heads from the same group and a 1 in 4 chance of making it up from three heads.  Accordingly, with those probabilities the likelihood of making a combination within a small number of cycles is high.
An example of the operation of the weigher 200 will now be described with reference to figures 5a to 5c.  In this example, the weigher 200 has two sides 203a, 203b each having a group of ten weighing heads 1-10 and 11-20.
In figure 5a, a scenario is shown whereby a weighing error has been detected in head 15. All of the remaining heads 1 to 14 and 16 to 20 from both sides 203a, 203b are available to make a combination. As illustrated, heads 2, 5 and 12 are determined to combine to meet the target weight criterion. The selected heads 2 and 5 are discharged into chute 1 and selected head 12 is discharged into chute 2 whilst the error is held in head 15. EDTH 1 and EDTH 2 are initially empty and therefore remain in their hold state to receive product from heads 2, 5 and 12. At the end of this cycle, therefore, EDTH 1 and EDTH 2 together contain product that in combination makes up a target weight criterion. 
Figure 5b shows the next cycle of operation. In this cycle, the error in head 15 is still held, but no further errors are detected. Therefore, as in the previous cycle, the remaining heads 1 to 14 and 16 to 20 are available to make a combination. In this cycle, heads 2, 5 and 7 are available to combine to meet a target weight criterion. As can be seen in Figure 5b, the heads 2, 5 and 7 are all contained within the group of heads 203a, whereas the error head is contained within head 203b. EDTH 1 and EDTH 2 are both opened to their good sides, as in the previous cycle they both held product to combine to make up the target weight criterion. As schematically shown in Figure 5b, the good sides of EDTH 1 and EDTH 2 open facing each other. This ensures that the product from both EDTHs combines at a single location (e.g. dispensed to a tray on a conveyor positioned between the EDTHs). EDTH 1 and EDTH 2 are then returned to their closed positions ready to receive product from chute 1 and chute 2 respectively.
Weighing heads 2, 5 and 7 are then discharged into chute 1 to EDTH 1 and weighing head 15 is discharged into chute 2 to EDTH 2. At the end of this cycle, EDTH 1 contains the product from heads 2, 5 and 7 while EDTH 2 contains the error product from head 15. The product held in EDTH 1 in combination makes up the target weight. 
In the next cycle shown in Figure 5c, as no further error is detected, a new combination is determined from weighing heads 4, 8, 14 and 17. EDTH 1 is discharged to the good location and EDTH 2 is discharged to the error location (e.g. to bulk). Weighing heads 4, 8, 14 and 17 are discharged into their respective chutes to EDTH 1 and EDTH 2. At the end of this cycle, EDTH 1 contains the product from heads 4 and 8, while EDTH 2 contains the product from heads 14 and 17. The product held in EDTH 1 and EDTH 2 in combination makes up the target weight.
Processing would continue in this manner while the weighing heads are refreshed with fresh product between cycles.  If further errors are detected they are dealt with in the manner of Figures 5a to 5c and there is no need to lose a cycle to discharge the error product.  This makes the weigher 200 particularly efficient and allows increased throughput in a production line or factory system.
Although in this example, the good combinations are made up from three or four weighing heads, it is to be understood that the target weight could be met from any number of available heads.  Alternatively, in order to moderate the processing of the determination unit, the number of heads from which a combination can be made could be limited by setting a minimum and/or maximum number of heads from which a combination is to be made.
Similarly, the weigher is capable of dealing with a situation when more than one error is determined. If both groups of heads 203a, 203b contain an error simultaneously, then the heads containing the errors are dispensed with at the same time through their respective EDTHs.
As will be appreciated by those skilled in the art, the control unit and determination unit may be implemented in any suitable combination of hardware and software which process electronic signals to communicate with the components of the combination weigher to perform the processes described herein.  Further, the control and determination unit may comprise programmable apparatus which upon executing computer executable instructions become operable to co-operate with the combination weigher to perform those processes.
In the above embodiments, the heads of the combination weigher are described as weighing heads 203a, 203b and a determination is made as to a suitable combination of weights to meet a target weight and where there is a weighing error.  However, in other embodiments the heads may be configured to determine other characteristics of the product held therein and the combination is to meet a target criteria based on those characteristics and the error is an error determined based on those characteristics.  For example, the target criteria may be the size of product and an error may be related to product having a size outside acceptable bounds. As a further example the target criteria may be the count of product and an error may be related to having a count outside of acceptable limits. Alternatively, a combination of criteria could be required to meet the target or determine errors, for example a combination of size and weight criteria.
As described in the summary of invention section, referring to figures 5a and 5b, the predetermined condition seen in head 15 could be a desired product weight (for example suitable for a fast food restaurant) instead of an error. In such a scenario, the product in head 15 is separated from the combination in the same way as described with reference to figures 5a to 5c. Other predetermined conditions are also envisaged. 
Although the above embodiment uses an EDTH having a two-way hatch or flap, other means could be used to selectively discharge product to the good or error location. For example, the chutes 201a, 201b may be moveably mounted such that their exits ports move between the good and error locations.
Although the above described embodiments describe a split weigher having first and second groups of heads, chutes and hoppers, in further embodiments more than two groups of heads, chutes and hoppers could be used.  For example the weighing heads in the weigher could be split into three of more groups of heads, with each group having its own respective chute and EDTH. Splitting the whole plurality of heads into three or more groups increases the probability that, if an error is detected, a combination meeting the target criteria can be made up from heads not in the group containing the error head, allowing the combination and error to be discharged simultaneously.
Claims
1.    A multi-head weigher comprising:
a plurality of heads operable to hold and discharge product;
first and second discharge chutes arranged to receive product discharged from respective first and second subsets of the plurality of heads and each operable to selectively deliver said product to a first location or a second location;
a combinational weight determining system operable to determine a combination of one or more heads from the plurality of heads that hold product which in combination meets a target criterion, and to discharge product from the determined combination of one or more heads through their respective discharge chute(s) to the first location, and further wherein;
the combinational weight determining system is operable to determine when a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, and
the combinational weight determining system is further operable, if a predetermined condition has occurred, to discharge product from the head(s) in which the predetermined condition has occurred to the second location via the discharge chute arranged to receive product from that head(s), at a time when said discharge chute is not being used to deliver product to the first location. 
2.    A multi-head weigher according to claim 1, wherein the combinational weight determining system is further operable, if a predetermined condition has occurred, to determine a combination of one or more heads which in combination meets a target criterion, from the subset of heads in which the predetermined condition did not occur.
3.    A multi-head weigher according to claim 1 or claim 2, wherein the combinational weight determining system is further operable, if a predetermined condition has occurred, to hold product in the head(s) in which the predetermined condition occurred until a combination of one or more heads which in combination meets a target criterion is determined from the subset of heads in which the predetermined condition did not occur.
4.    A multi-head weigher according to any of the preceding claims, wherein the combinational weight determining system is operable, if a predetermined condition has occurred, to discharge product from the head(s) in which the predetermined error occurred in parallel with discharging product from the determined combination of one or more heads if said determined combination is from the subset of heads in which the predetermined condition did not occur.
5.    A multi-head weigher according to any of the preceding claims, wherein, if a predetermined condition has occurred, product from the head(s) in which the predetermined condition occurred is discharged through a different chute to discharged product from the determined combination of one or more heads. 
6.    A multi-head weigher according to any of the preceding claims, wherein the first and second discharge chutes comprise first and second timing hoppers respectively, said timing hoppers arranged to receive and hold product from the first and second discharge chutes,
wherein each of said first and second timing hoppers are operable in a first mode to discharge product to the first location and in a second mode to discharge product to the second location, and
said combinational weight determining system is further operable upon discharging product from the determined combination of heads to the first location, to select the first mode, and upon discharging product from the head(s) in which the predetermined condition occurred, to select the second mode. 
7.    A multi-head weigher according to claim 6, wherein said first and second timing hoppers each comprise a two-way hatch which is arranged so that in the first mode it opens in a first direction that guides discharged product to the first location and in the second mode opens in a second direction that guides discharged product to the second location.
8.    A multi-head weigher according to any preceding claim, wherein said heads are weighing heads operable to determine the weight of product held in the respective head and said target criterion comprises at least a target weight criterion.
9.    A multi-head weigher according to any preceding claim, wherein said heads are operable to determine size information relating to product held in the respective head and said target criterion comprises at least a target size criterion.
10.   A multi-head weigher according to any preceding claim, wherein said heads are operable to determine count information relating to product held in the respective head and said target criterion comprises at least a count criterion. 
11.   A multi-head weigher according to any preceding claim, wherein the predetermined condition is at least one from the list of: an error condition, a count condition, a weight condition and a bulk condition.
12.   A multi-head weigher according to any preceding claim, wherein the predetermined condition is an error condition and occurs in a head if the product in that head, in combination with at least one other head, does not meet the target criterion. 
13.   A multi-head weigher according to any preceding claim, wherein the first location is a batching table.
14.   A multi-head weigher according to any preceding claim, wherein the second location is a bulk bin. 
15.   A method of operating a multi-head weigher, said multi-head weigher having a plurality of heads operable to hold and discharge product, first and second discharge chutes arranged to receive product discharged from respective first and second subsets of the plurality of heads and each operable to selectively deliver said product to a first location or a second location, said method comprising:
(a) determining a combination of one or more heads from the plurality of heads that hold product which in combination meets a target criterion;
(b) discharging product from the determined combination of one or more heads through their respective discharge chute(s) to the first location;
(c) determining when a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, and
(d) upon determination that a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, discharging product from the head(s) in which the predetermined condition has occurred to the second location via the discharge chute arranged to receive product from that head(s), at a time when said discharge chute is not being used to deliver product to the first location.
16.  A method according to claim 15, further comprising the step of;
upon determination that a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, determining a combination of one or more heads which in combination meets a target criterion, from the subset of heads in which the predetermined condition did not occur.
17.   A method according to claim 15 or claim 16, further comprising the step of;
upon determination that a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, holding product in the head(s) in which the predetermined condition occurred until a combination of one or more heads which in combination meets a target criterion is determined from the subset of heads in which the predetermined condition did nor occur. 
18.   A method according to any of claims 15 to 17, further comprising the step of;
upon determination that a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, discharging product from the head(s) in which the predetermined error occurred in parallel with discharging product from the determined combination of one or more heads if said determined combination is from the subset of heads in which the predetermined condition did not occur.
19.   A method according to any of claims 15 to 18, further comprising the step of;
upon determination that a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, discharging product from the head(s) in which the predetermined condition occurred through a different chute to that used to discharge product from the determined combination of one or more heads. 
20.   A machine readable medium comprising executable instructions than when executed by a machine cause the machine to become operable to perform the method according to any of claims 15 to 19.
Abstract
A multi-head weigher is provided. The multi-head weigher comprises a plurality of heads operable to hold and discharge product; first and second discharge chutes arranged to receive product discharged from respective first and second subsets of the plurality of heads and each operable to selectively deliver said product to a first location or a second location; a combinational weight determining system operable to determine a combination of one or more heads from the plurality of heads that hold product which in combination meets a target criterion, and to discharge product from the determined combination of one or more heads through their respective discharge chute(s) to the first location, and further wherein; the combinational weight determining system is operable to determine when a predetermined condition has occurred in one of the plurality of heads, and the combinational weight determining system is further operable, if a predetermined condition has occurred, to discharge product from the head(s) in which the predetermined condition has occurred to the second location via the discharge chute arranged to receive product from that head(s), at a time when said discharge chute is not being used to deliver product to the first location.
[Figure 4]
Figure 1a
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Figure 1b
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Figure 2a
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Figure 2b
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Figure 2c
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Figure 3
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Figure 4
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