(57)【要約】【課題】  計量値が変動するような異常を検知する。【解決手段】  複数の計量器２は、供給された物品の重量を表す重量信号を生成し、かつ物品を排出可能である。制御装置２０は、各重量信号を種々に組合せ、これら組合せの中から合計重量が目標重量に等しいか近い組合せを選択し、選択された組合せを構成する物品を対応する計量器２から排出させ、空になった計量器２に供給ホッパ４から物品を供給することを繰り返す。制御装置２０は、各計量器２の重量信号が安定後、内部の物品が排出されるまでの間に、重量信号の変動量が許容範囲外になったとき異常と判定する。更に、制御装置２０の判定結果に基づいて重量信号の経時変化を生じる異常があるか否か診断を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された物品の重量を表す重量信号を生成し、かつ前記物品を排出可能な複数の計量手段と、
前記各重量信号を種々に組合せ、これら組合せの中から合計重量が目標重量に等しいか近い組合せを選択する組合せ演算を実行し、選択された組合せを構成する物品を対応する前記計量手段から排出させ、空になった前記計量手段に物品供給手段から物品を供給することを繰り返す組合せ制御手段と、
前記計量手段ごとに設けられ、対応する計量手段の前記重量信号が安定後、前記対応する計量手段の物品が排出されるまでの間に、前記重量信号の変動量が許容範囲外になったとき異常と判定する複数の異常判定手段と、
これら異常判定手段の判定結果に基づいて前記各重量信号の経時変化を生じる異常があるか否か診断を行う異常診断手段とを、
具備する組合せ秤。
【請求項２】
請求項１記載の組合せ秤において、前記異常診断手段は、ほぼ同一期間に判定を行った全ての前記異常判定手段の判定結果が異常であるとき、外乱影響表示をする組合せ秤。
【請求項３】
請求項１記載の組合せ秤において、ほぼ同一期間に判定を行った全ての前記異常判定手段の判定結果が異常であると前記異常診断手段が判定したとき停止し、第１の所定時間の経過後に、第２の所定時間の間に前記各重量信号の変動量が許容範囲内であるか否か判定し、前記各重量信号の変動量が許容範囲内のとき運転を再開する組合せ秤。
【請求項４】
請求項１記載の組合せ秤において、ほぼ同一期間にわたる複数の前記異常判定手段の判定結果が異常であると前記異常診断手段が判定したとき停止し、第１の所定時間の経過後に、第２の所定時間の間に前記各重量信号の変動量が許容範囲内であるか否か判定し、前記各重量信号の変動量が許容範囲外のとき外乱異常表示をする組合せ秤。
【請求項５】
請求項１記載の組合せ秤において、前記各計量手段は、連続的に配置され、ほぼ同一期間にわたる前記各異常判定手段の判定結果のうち、複数のそれぞれ隣接する前記計量手段に対応するものが異常であるとき、前記異常診断手段が、部分的外乱異常表示を行う組合せ秤。
【請求項６】
請求項１記載の組合せ秤において、前記異常診断手段は、ほぼ同一期間にわたる前記異常判定手段の判定結果のうち異常であるものに対応する計量手段を表示する組合せ秤。
【請求項７】
請求項１記載の組合せ秤において、前記各異常判定手段は、前記組合せ演算の終了後から対応する前記計量手段の物品が排出されるまでの間に、前記重量信号の変動量が許容範囲外になったとき異常と判定し、前記各判定手段のうち判定を行っていないものに対応する計量手段の重量信号を組合せの対象から外す組合せ秤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組合せ秤に関し、特に、組合せの対象となる重量信号に異常があるか否か判定するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、組合せ秤、複数の計量手段によってそれぞれ計量された物品の重量を種々に組合せ、これら組合せの中から目標重量に等しいか近い組合せを選択し、その選択された物品を計量手段から排出するものである。このような計量手段では、計量手段に故障が生じた場合、正確に目標重量に等しいか近い組合せを選択することができなくなる。この点を改善した技術として、例えば特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
この技術では、計量手段としての計量ホッパに物品が供給され、計量が行われた後、その計量値が前回にその計量ホッパで計量された物品の計量値と比較したり、或いは他の計量ホッパの計量値の重量傾向と比較することによって、計量ホッパからの物品の排出機構や、計量ホッパへの物品供給機構または計量機構に、異常があるか否かを判定している。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２１８３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この技術では、計量ホッパに物品が供給された或る時点における計量値を基に異常があるか否かを判定している。しかし、これでは計量値を取得した後に、異常が発生した場合には異常を検出することができない。また、或る期間にわたって計量値が変動するような異常が生じた場合にも、これを検知することができない。
【０００６】
この発明は、計量値が変動するような異常を検知することができる組合せ秤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の組合せ秤は、複数の計量手段を有している。これら計量手段は、供給された物品の重量を表す重量信号を生成し、かつ前記物品を排出可能なものである。計量手段としては、例えば物品が収容され、かつこの物品を排出する排出手段を備えた物品収容手段と、この物品収容手段に接続された荷重検出手段とを備えたものとすることができる。組合せ制御手段が、前記各重量信号を種々に組合せ、これら組合せの中から合計重量が目標重量に等しいか近い組合せを選択する組合せ演算を実行する。組合せ制御手段は、この組合せ演算の結果、選択された組合せを構成する物品を対応する前記計量手段から排出させ、空になった前記計量手段に物品供給手段から物品を供給する。この組合せ演算、物品の排出、供給が繰り返される。なお、計量手段で計量された物品を他の物品収容手段に移送し、空になった計量手段に新たに物品を供給して、これら他の物品収容手段の物品、計量手段の物品を対象として組合せ演算を行うこともできる。また、計量手段からの物品の排出は、これら排出された物品を受け入れる物品受け入れ手段が受け入れ可能なときに発生する物品受け入れ信号に基づいて行うことができる。前記計量手段ごとに異常判定手段が設けられている。これら異常判定手段は、対応する計量手段の前記重量信号が安定後、前記対応する計量手段の物品が排出されるまでの間に、前記重量信号の変動量が許容範囲外になったとき異常と判定する。これら異常判定手段の判定結果に基づいて異常診断手段が各計量信号の経時変化を生じる異常があるか否か診断を行う。
【０００８】
組合せ秤全体に外乱が生じた場合、例えば例えば、組合せ秤を動作させるために使用している電源が変動したり、この電源にノイズが乗ったりした場合、全ての計量手段の重量信号に変動が生じる。或いは、一部の計量手段にのみ外乱が加わった場合、一部の計量手段の重量信号のみに変動が生じる。また、計量手段に個別に異常が生じた場合、他の計量手段の重量信号とは無関係に変動が生じる。これら計量信号の変動に基づいて、異常判定手段の判定結果は、様々なものとなる。このような判定結果を異常診断手段が診断して、どのような異常が生じているかを決定する。
【０００９】
例えば、前記異常診断手段は、ほぼ同一期間にわたって判定を行った全ての前記異常判定手段の判定結果が異常であるとき、外乱異常表示をする。上述したように組合せ秤全体に対して外乱が生じた場合、各計量手段の重量信号に変動が生じる。従って、或る期間にわたって各計量手段の重量信号を異常判定手段で判定すると、この期間に判定を行った異常判定手段の判断結果は全て異常となる。従って、全ての前記異常判定手段の判定結果が異常であるとき、外乱異常表示することによって、組合せ秤が外乱の影響を受けていることを報知することができる。
【００１０】
或いは、ほぼ同一期間にわたって判定を行った全ての前記異常判定手段の判定結果が異常であると前記異常診断手段が判定したとき、組合せ秤を停止し、第１の所定時間の経過後、例えば重量信号の安定に要する時間の経過後に、第２の所定時間の間に前記各重量信号の変動量が許容範囲内であるか否か判定し、前記各重量信号の変動量が許容範囲内のとき組合せ秤の運転を再開することができる。上述したように、ほぼ同一期間にわたって判定を行った全ての前記異常判定手段の判定結果が異常であると、組合せ秤が外乱の影響を受けていると考えられる。そこで、この外乱が一時的なものであるか否かを判断するために、組合せ秤を停止させ、第１の所定時間の経過を持ち、再び各異常診断を行う。このとき、全て異常が無いと判断されると、外乱は一時的なものであるので、組合せ秤の運転を再開する。
【００１１】
或いは、２度目の異常診断において、前記各重量信号の変動量が許容範囲外のとき、外乱は継続的に生じているので、外乱異常表示をする。これによって根本的に外乱の影響を除去するための対策をとることができる。
【００１２】
前記各計量手段は、連続的に配置することができる。例えば一列または複数列に配置したり、円形に配置したりすることができる。この場合、ほぼ同一期間にわたる前記各異常判定手段の判定結果のうち、複数のそれぞれ隣接する前記計量手段に対応するものが異常であるとき、前記異常診断手段が、部分的外乱異常表示を行う。上述したように全ての計量手段ではなく、一部の計量手段が外乱の影響を受けることがある。例えば連続的に配置されている一部の計量手段にのみ風があたっているような場合である。この場合、ほぼ同一期間にわたる前記各異常判定手段のうち、複数のそれぞれ隣接する前記計量手段に対応するものが異常との判定結果を出す。この場合、部分的外乱異常表示を行うことによって、計量手段の一部に外乱の影響があることが判る。
【００１３】
或いは、前記異常診断手段は、ほぼ同一期間にわたる前記異常判定手段の判定結果のうち異常であるものに対応する計量手段を表示することもできる。例えば計量手段に物品が収容されている状態で、計量手段から物品が脱落したり、或いは計量手段に供給手段から不用意に物品が供給されたり、或いは計量手段に備えられている荷重検出手段が故障したりした場合、重量信号が変動する。従って、異常診断手段によって重量信号の変動が検出された計量手段には異常が生じていることになり、この計量手段を表示することによって、この異常に対応することができる。
【００１４】
前記各異常判定手段は、前記組合せ演算の終了後から対応する前記計量手段の物品が排出されるまでの間に、前記重量信号の変動量が許容範囲外になったとき異常と判定するものとできる。この場合、組合せ演算によって継続して選択された組合せに含まれている計量手段に対応する異常判定手段は、判定を行えない。この判定を行えない状態が継続、例えば所定の回数にわたっている計量手段の重量信号を組合せの対象から外す。これによって、この計量手段に対して異常判定手段によって異常判定が行われる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、重量信号に経時的な変動が生じた場合に、その変動が全ての計量手段に生じているのか、一部の連設されている計量手段に生じているのか、独立して生じているか等を判定することによって、各計量手段にどのような異常が生じているかを判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の１実施形態の組合せ秤は、図１に示すように、複数の計量手段、例えば計量器２を有している。これら計量器２は、物品収容部、例えば計量ホッパ２ａと、荷重検出手段、例えばロードセル２ｂとを備え、図示していないが、計量ホッパ２ａから物品を排出する排出手段、例えば排出ゲートを有している。これら計量器２は、互いに接近して円環状に配置されている。
【００１７】
これら計量器２の上方には、それぞれ供給手段、例えば供給ホッパ４が配置されている。図示していないが、供給ホッパ４には、排出手段、例えば排出ゲートが設けられ、これを作動させることによって、供給ホッパ４内の物品が対応する計量ホッパ２に供給される。これら供給ホッパ４も円環状に配置されている。
【００１８】
各供給ホッパ４には、その上部から対応する直進フィーダ６によって物品が供給される。これら直進フィーダ６は、上記の円環の中心側から各供給ホッパ４に向かって放射状に配置されている。著心フィーダ６の振動を制御することによって、供給ホッパ４の物品供給量が制御される。
【００１９】
これら直進フィーダ６には、上記の円環の中心に位置する分散フィーダ８によって物品が供給される。即ち、分散フィーダ８の鉛直軸回りの旋回によって、各直進フィーダ６に物品が供給される。分散フィーダ８には、その上方に配置された物品供給装置、例えばバケットリフタや、振動装置を備えたトラフである。分散フィーダ８への物品供給量は、レベル検出装置１２によって検出された分散フィーダ８上の物品の層厚に基づいて制御される。
【００２０】
各計量ホッパ２ａの下方には、補助物品収容手段、例えばメモリホッパ１４が、それぞれ配置され、対応する計量ホッパ２ａから計量済みの物品が供給される。なお、各計量ホッパ２ａの排出ゲートは、メモリホッパ１４に物品を排出することが可能に、かつ、集合シュート１６に排出可能にも構成されている。またメモリホッパ１４の物品も集合シュート１６に排出可能に排出手段、例えば排出ゲートが設けられている。集合シュート１６に排出された物品は、集合シュート１６の下方に設けられた集合ファンネル１８を介して図示していない物品受け入れ手段、例えば包装機に供給され、ここで包装されて、別の生産ラインに搬送される。
【００２１】
これら計量器２、供給ホッパ４、直進フィーダ６、分散フィーダ８、物品供給装置１０、メモリホッパ１４は、制御手段、例えば制御装置２０によって制御される。
【００２２】
例えば、各計量ホッパ２、各メモリホッパ１４、各供給ホッパ４に物品が収容され、直進フィーダ６、分散フィーダ８上に物品がそれぞれ載置されているとする。更に、各計量ホッパ２、各メモリホッパ１４の物品の重量を表す各重量信号が制御装置２０に供給されているとする。
【００２３】
制御装置２０は、各重量信号を種々に組合せ、これら組合せの中から合計重量が予め制御装置２０に設定されている目標重量に等しいか、目標重量に対して設定された許容重量範囲内にあって最も目標重量に近い組合せを選択する組合せ演算を行う。
【００２４】
制御装置２０は、組合せ演算で選択された重量信号に対応する物品を収容している計量ホッパ２ａ、メモリホッパ１４から物品を集合シュート１６に排出させる。この排出は、包装機から排出指示信号が制御装置に送られたときに行われる。
【００２５】
制御装置２０は、物品を排出したメモリホッパ１４に、その上方にある計量ホッパ２ａから物品を送り込む。また、制御装置２０は、メモリホッパ１４に物品を排出した計量ホッパまたは集合シュート１６に物品を排出した計量ホッパ２ａには、それらの上方にある供給ホッパ４から物品を供給させる。この供給開始時からロードセル２ｂの重量信号が安定するのに要する安定時間が経過した後に、制御装置２０は、安定した重量信号を取り込む。そして、再び組合せ演算を実行する。以下、同様にして、排出、供給、組合せ演算が繰り返される。
【００２６】
一方、制御装置２０は、空になった供給ホッパ４に、対応する直進フィーダ６から物品の供給を行わせ、分散フィーダ８に各直進フィーダ６への物品の供給を行わせる。また、レベル検出器１２が分散フィーダ８上の物品が少なくなったことを検出したとき、制御装置２０は供給装置１０に分散フィーダ８への物品の供給を行わせる。
【００２７】
制御装置２０は、さらに各計量器２の異常判定手段としても機能する。この異常判定手段は、各計量器２０に対応して設けられ、図２に示すように、計量器２に物品が供給されてから重量信号が安定するまでの安定時間が経過した後、その計量器２の計量ホッパ２ａから物品が排出されるまでの期間、例えば組合せ演算が終了してから、包装機からの排出指令が供給されるまでの判定期間（但し、組合せ演算が終了してから排出指令が供給されるまでの時間が予め定めた期間以上あることが条件である）における重量信号の変化量、例えば最大値と最小値の差が予め定めた許容範囲内であるか否かを判定し、上記の差が許容範囲外のときに異常と判定するものである。
【００２８】
この判定期間は、図３の前半に示すように組合せ演算が終了して僅かな時間の経過後に排出指令が出力される場合には短くなるが、図３の後半に示すように組合せ演算が終了してから比較的長い時間が経過して排出指令が出力される場合には、長くなる。図３は、１台の計量器２の排出動作期間と、これに対応する供給ホッパ４の供給動作期間と、直進フィーダ６の動作期間と、組合せ演算が行われる期間と、排出指令が出力される時点との関係を示したものである。
【００２９】
例えば図４に示すフローチャートは、各計量器２のうち任意（ｎ番目）の計量器２が実行する異常判定処理を示したものである。この異常判定処理は、いずれの計量器２に対しても行われる。この処理では、まずｎ番目の計量器２の計量ホッパ２ａに物品が投入され、かつ計量が完了しているか判定する（ステップＳ２）。例えば、組合せ演算が終了して所定の時間が経過しているか判断する。この判定の答えがノーの場合、この計量器２に対応する異常判定用データ取り込み中フラグをオフし（ステップＳ４）、ステップＳ２を繰り返す。
【００３０】
ステップＳ２の判断の答えがイエスの場合、即ち、重量信号の取り込みが可能な状態である場合、異常判定用データ取り込み中フラグがオンであるか判断する（ステップＳ６）。この判断の答えがノーの場合、異常判定用データ取り込み中フラグをオンし（ステップＳ８）、前回に異常判定したときに使用したデータをクリアし（ステップＳ１０）、何度目の異常判定であるかを表す更新番号の値を１つ進める（ステップＳ１２）。
【００３１】
ステップＳ１２に続いて、或いはステップＳ８の判断の答えがイエスの場合、即ち既に異常判定用のデータの取り込みが行われている場合、重量信号（計量データ）の読み込みが行われる（ステップＳ１４）。そして、読み込んだ計量データが今までの最大値よりも大きいか判断し（ステップＳ１６）、この判断の答えがイエスの場合には、この計量データを新たな最大値とする（ステップＳ１８）。ステップＳ１６の判断の答えがノーの場合、計量データが今までの最小値よりも小さいか判断し（ステップＳ２０）、その判断の答えがイエスの場合、その計量データを新たな最小値とする（ステップＳ２２）。ステップＳ２０の判断の答えがノーの場合、或いはステップＳ１８またはＳ２２に続いて、最大値と最小値との差が予め定めた許容値よりも大きいか判断する（ステップＳ２４）。この判断の答えがイエスの場合、ｎ番目の計量器２に対して設けてある異常フラグをセットし（ステップＳ２６）、ステップＳ２から繰り返す。ステップＳ２４の判断の答えがノーの場合も、ステップＳ２から繰り返す。
【００３２】
図５は、上述したようにして各計量器２について異常判定が行われた結果を記憶している制御装置２０内のテーブルを示したものである。ここで、計量器２において更新番号に相違があるのは、判定期間は、その計量器２から物品が排出されるまで継続するからである。
【００３３】
このテーブルの内容を診断する異常診断処理手段としても、制御装置２０が機能する。例えば或る判定期間において判定された全計量器２０の判定結果が異常であると、組合せ秤に供給されている電源の電圧が変動しているか、電源電圧にノイズが乗っていると考えられる。そこで、図６に示すように、或る判定期間が終了すると、最新の更新番号を持つ（最も最近に判定が行われた）計量器２の異常フラグが全てセットされているか判断する（ステップＳ２８）。この判断の答えがイエスの場合、一旦、組合せ秤を停止させ（ステップＳ３０）、重量信号が安定するのに要する時間の経過を待ち（ステップＳ３２）、予め定めた時間内における各重量信号の変動が許容範囲内であるか判定する（ステップＳ３４）。即ち、ステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２６を一定時間にわたって繰り返す。次に、この判定で異常フラグがセットされたものがないか判定し（ステップＳ３６）、その答えがイエスの場合、即ちいずれの計量器２の重量信号にも異常がなければ、一時的に電源電圧にノイズが乗ったと判定し、組合せ秤の運転を再開する（ステップＳ３８）。いずれかの計量器２の重量信号に異常があれば、電源電圧にノイズが継続的に乗っているか、電源電圧が変動していると考えられる。そこで、その旨を表す警告表示を制御装置２０に付属している表示装置（図示せず）に表示して（ステップＳ４０）、根本的な対策をとることを促す。
【００３４】
ステップＳ２８の判断の答えがノーの場合、図７に示すように、最新更新番号の異常判定の結果、異常フラグがセットされている計量器２が近接している複数台のものであるか判断する（ステップＳ４２）。この判断の答えがイエスの場合、円形に配置されている各計量器２のうち、近接して配置されている複数台の計量器２に風が当たって重量信号が変動していると考えられる。そこで、風警告を上述した表示装置に表示する（ステップＳ４４）。
【００３５】
ステップＳ４２の判断の答えがノーの場合、最新更新番号の異常判定の結果の中に異常フラグがセットされているものがあるか判断する（ステップＳ４６）。この判断の答えがイエスの場合、計量器２単独で異常が生じていると判断されるので、その計量器２がいずれであるかを上述した表示装置に表示する（ステップＳ４８）。
【００３６】
ステップＳ４８に続いて、或いはステップＳ４６の判断の答えがノーの場合、更新が所定回数以上行われていない計量器２が存在するか、即ち所定回数以上にわたって判定が行われていない計量器２が存在しないか判定する（ステップＳ５０）。これは、組合せ演算が行われてから排出指令が与えられるまでの間に、判定用の所定時間が経過せずに物品を排出することが継続している計量器２が存在しているか否かを判定しているものである。この判定の結果がイエスの場合、このような計量器２では実質的に判定が行われない期間が長期間にわたっているので、その計量器２が組合せの対象から外している（ステップＳ５２）。これによって、その計量器の重量信号も判定されることになる。ステップＳ５２が終了すると、或いはステップＳ５０の判断の答えがノーの場合、この異常診断処理が終了する。
【００３７】
上記の実施の形態では、計量器２は円形に配置したが、これに限ったものではなく、例えば一列または複数列の直線状に計量器２を配置することもできる。また、上記の実施の形態では、メモリホッパ１４を設けたが、これを除去することもできる。また、計量ホッパ２ａの物品の供給は供給ホッパ４によって行ったが、直進フィーダ６から直接行うこともできるし、或いは作業員が手動によって供給することもできる。また、計量ホッパ２やメモリホッパ１４から排出された物品は、集合シュート１６、集合ファンネル１８を介して包装機に搬送したが、コンベヤ等の搬送手段によって搬送することもできる。また、上記の実施の形態では、電源電圧の変動またはノイズの重畳による重量信号の変動、風圧による重量信号の変動、計量器２単体の異常による重量信号の変動について診断したが、これらのうち最も頻繁に起こる可能性のあるもの１つだけを診断することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の１実施形態の組合せ秤の概略構成図である。
【図２】図１の組合せ秤に使用する計量器の重量信号の経時変化を示す図である。
【図３】図１の組合せ秤における１組の計量器、供給ホッパ、直進フィーダ、組合せ演算、物品排出のタイミングを示す図である。
【図４】図１の組合せ秤において実行する異常判定のフローチャートである。
【図５】図４の異常判定の結果作成されるテーブルを示す図である。
【図６】図５のテーブルを使用して行われる異常診断の一部のフローチャートである。
【図７】図５のテーブルを使用して行われる異常診断の残りの部分のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
２  計量器（計量手段）
４  供給ホッパ（供給手段）
２０  制御装置（制御手段、異常判定手段、異常診断手段）
【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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