(57)【要約】      （修正有）【課題】板バネやコイルバネを使用しないために構造が単純であり、静電気による測定誤差を抑制できる質量測定装置及び質量測定方法を提供する。【解決手段】質量測定装置は、計量台に載置された物体の質量を測定するはかりと、計量台に裏面１２ａが接触する状態で載置され、かつ、測定対象物たるワークが載置されるアルミニウム製の皿１２と、を備える。皿１２は、上面１２ｂにアルマイト被膜１２ｄを有し、裏面１２ａのうちの計量台と接触する領域１２ｅにアルマイト被膜１２ｄを有さない。皿１２は、裏面１２ａの全面にアルマイト被膜１２ｄを有さないことが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計量台に載置された物体の質量を測定するはかりと、
前記計量台に裏面が接触する状態で載置され、かつ、測定対象物たるワークが載置されるアルミニウム製の皿と、を備える質量測定装置であって、
前記皿は、上面にアルマイト被膜を有し、前記裏面のうちの前記計量台と接触する領域に前記アルマイト被膜を有さないことを特徴とする質量測定装置。
【請求項２】
前記皿は、前記裏面の全面に前記アルマイト被膜を有さないことを特徴とする請求項１に記載の質量測定装置。
【請求項３】
前記質量測定装置は、前記ワークと前記皿の間に介在する樹脂製のトレイをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の質量測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の質量測定装置を用いて測定対象物たるワークの質量を測定する方法であって、
前記皿が前記計量台に載置され、かつ、前記ワークが前記皿に載置された状態とする準備ステップと、
前記はかりにより、前記計量台に載置された物体の質量を測定する測定ステップと、
前記計量台に載置された前記皿から、前記ワークを搬出する搬出ステップと、
前記はかりによって前記搬出ステップ後の前記計量台に載置された物体の質量を測定し、前記搬出ステップの前後の測定値から、前記搬出ステップで搬出された前記ワークの質量を算出する算出ステップと、を含むことを特徴とする質量測定方法。
【請求項５】
前記準備ステップでは、前記皿が前記計量台に載置され、かつ、複数の前記ワークが前記皿に載置された状態とし、
前記搬出ステップでは、１個の前記ワークを搬出し、
前記質量測定方法は、前記搬出ステップ及び前記算出ステップを繰り返すことにより、前記皿に載置された複数の前記ワークについて、それぞれ質量を測定することを特徴とする請求項４に記載の質量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物たるワークの質量測定装置及び質量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の品質を確保するため、製品の出荷前に、質量検査が行われる。質量検査では、製品の質量を測定することにより、製品の質量が基準を満足することを確認する。
【０００３】
質量測定には、はかり及び皿を備える質量測定装置が用いられる。はかりは、計量台に載置された物体の質量を測定し、皿は、ワークを載置した状態で計量台に載置される。このような質量測定装置では、静電気によって皿が帯電しやすい。皿が帯電した場合、皿とその周辺の部材との間に、クーロンの法則に伴う引力や斥力が発生し、その結果、測定誤差が発生する。したがって、ワークの質量を正確に測定できない。
【０００４】
ワークの質量測定に関する技術が、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載される計量器は、皿と、皿受と、非導電性の皿受足とを備え、皿受足が、皿と皿受の間に配置されている。この特許文献１の計量器では、皿と皿受とがコイルバネ及び板バネを介して電気的に接続される。これにより、皿の静電気をコイルバネ及び板バネを介して皿受に逃がすことができる。したがって、静電気によって皿が帯電するのに伴う測定誤差を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−９６９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の計量器によれば、板バネやコイルバネといった導電性の金属製部材を用いることにより、皿の静電気を逃がすことができる。しかしながら、静電気を逃がすために追加の部材が必要であり、構造が複雑化するとともに、コストが増大する。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、板バネやコイルバネを使用しないために構造が単純であり、静電気による測定誤差を抑制できる質量測定装置及び質量測定方法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】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る質量測定装置及び質量測定方法は、以下の通りである。
【０００９】
（１）計量台に載置された物体の質量を測定するはかりと、前記計量台に裏面が接触する状態で載置され、かつ、測定対象物たるワークが載置されるアルミニウム製の皿と、を備える質量測定装置であって、前記皿は、上面にアルマイト被膜を有し、前記裏面のうちの前記計量台と接触する領域に前記アルマイト被膜を有さないことを特徴とする質量測定装置。
【００１０】
（２）前記皿は、前記裏面の全面に前記アルマイト被膜を有さないことを特徴とする上記（１）に記載の質量測定装置。
【００１１】
（３）前記質量測定装置は、前記ワークと前記皿の間に介在する樹脂製のトレイをさらに備えることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の質量測定装置。
【００１２】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の質量測定装置を用いて測定対象物たるワークの質量を測定する方法であって、前記皿が前記計量台に載置され、かつ、前記ワークが前記皿に載置された状態とする準備ステップと、前記はかりにより、前記計量台に載置された物体の質量を測定する測定ステップと、前記計量台に載置された前記皿から、前記ワークを搬出する搬出ステップと、前記はかりによって前記搬出ステップ後の前記計量台に載置された物体の質量を測定し、前記搬出ステップの前後の測定値から、前記搬出ステップで搬出された前記ワークの質量を算出する算出ステップと、を含むことを特徴とする質量測定方法。
【００１３】
（５）前記準備ステップでは、前記皿が前記計量台に載置され、かつ、複数の前記ワークが前記皿に載置された状態とし、前記搬出ステップでは、１個の前記ワークを搬出し、  前記質量測定方法は、前記搬出ステップ及び前記算出ステップを繰り返すことにより、前記皿に載置された複数の前記ワークについて、それぞれ質量を測定することを特徴とする上記（４）に記載の質量測定方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の質量測定装置及び質量測定方法において、アルミニウム製の皿は、ワークが載置される上面にアルマイト被膜を有する。このため、軽量でありながら、測定時のワークの搬出及び搬入等に伴う皿の磨耗や変形を低減できる。また、アルミニウム製の皿は、計量台と接触する領域にアルマイト被膜を有さない。アルミニウムは導電性であるので、計量台と接触する領域は導電性となり、アルマイト被膜は非導電性（絶縁性）であるので、皿の上面周辺は非導電性となる。この場合、皿の上面周辺に発生した静電気を計量台と接触する領域から逃がすことができ、その結果、静電気による測定誤差を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態の質量測定装置を示す模式図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図である。
【図２】図２は、本実施形態の質量測定装置が備える皿を示す模式図であり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は底面図である。
【図３】図３は、本実施形態の質量測定方法のフロー図である。
【図４】図４は、本実施形態の質量測定方法の各ステップにおける質量測定装置の状態を示す模式図であり、同図（ａ）は準備ステップ前、同図（ｂ）は準備ステップ後、同図（ｃ）は搬出ステップ後をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る質量測定装置（以下、「本実施形態の質量測定装置」という）及び本発明の一実施形態に係る質量測定方法（以下、「本実施形態の質量測定方法」という）について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の質量測定装置を示す模式図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は平面図である。同図（ａ）には、ワークＷと、質量測定装置１０とを示す。ワークＷは、被測定対象物であり、例えば、ガラス粉末を造粒したタブレットとすることができる。質量測定装置１０は、はかり１１と、皿１２と、トレイ１３と、ワーク搬送装置１４と、補助台１５と、皿交換装置１６とを備える。なお、図面の理解を容易にするため、同図（ｂ）では、同図（ａ）と比べ、ワークＷ、トレイ１３及びワーク搬送装置１４を省略する。
【００１８】
はかり１１は、計量台１１ａを備える。計量台１１ａには、アルミニウム製（アルミニウム合金製を含む）の皿１２が載置され、その皿１２の上面１２ｂにはトレイ１３を介してワークＷが載置される。はかり１１は、計量台１１ａに載置された物体の質量を測定し、具体的には、ワークＷや皿１２、トレイ１３の合計質量を測定する。はかり１１として、例えば、ロードセル式はかりや、電磁式はかり、音叉式はかり、静電容量式はかり等を採用できる。
【００１９】
ワーク搬送装置１４は、皿１２に載置されたワークＷを持ち上げて搬出する。ワーク搬送装置１４は、例えば、ハンド１４ａと、産業用ロボット１４ｂとを備える。ハンド１４ａは、産業用ロボット１４ｂの先端に装着され、産業用ロボット１４ｂの動作によって上下方向及び水平方向に移動可能である（同図（ａ）の点線矢印参照）。また、ハンド１４ａは、吸着（吸引）や把持等によってワークＷを保持する。
【００２０】
質量測定装置１０は、皿１２を２枚備える。一方の皿１２は、前述の通り、はかり１１の計量台１１ａに載置され、他方の皿１２は、補助台１５に載置される。補助台１５に載置される皿１２は、前回の測定に使用され、かつ、次回の測定に使用される。
【００２１】
皿交換装置１６は、計量台１１ａに載置された皿１２と、補助台１５に載置された皿１２とを入れ替える。皿交換装置１６は、例えば、アーム１６ａと、駆動装置１６ｂとを備える。同図（ｂ）に示すように、アーム１６ａは、長手方向の両端にＵ字状の切り欠きを有し、その切り欠きの内側には、計量台１１ａ及び補助台１５がそれぞれ位置する。アーム１６ａは、長手方向の中央が駆動装置１６ｂに連結される。駆動装置１６ｂは、その動作により、アーム１６ａを昇降及び旋回させる（同図（ａ）の実線矢印参照）。
【００２２】
皿交換装置１６による皿１２の交換手順は、以下の通りである。先ず、駆動装置１６ｂを動作させることにより、アーム１６ａを計量台１１ａ及び補助台１５よりも高い位置に上昇させる。これに伴い、計量台１１ａ及び補助台１５の皿１２は、アーム１６ａの両端にそれぞれ移載される。続いて、アーム１６ａを１８０°旋回させ、２枚の皿１２の位置を入れ替える。その後、アーム１６ａを計量台１１ａ及び補助台１５よりも低い位置に下降させると、２枚の皿１２は計量台１１ａ及び補助台１５にそれぞれ移載される。
【００２３】
続いて、皿１２の構成について詳細に説明する。図２は、本実施形態の質量測定装置１０が備える皿１２を示す模式図であり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は底面図である。
【００２４】
本実施形態の質量測定装置１０において、アルミニウム製の皿１２は、アルマイト被膜１２ｄを上面１２ｂに有する。すなわち、皿１２の上面１２ｂには、表面処理としてアルマイト処理が施される。これにより、測定時のワークＷの搬出及び搬入等に伴う皿１２の磨耗や変形を低減できる。また、アルミニウムは導電性であるが、アルマイトは非導電性であるため、皿１２の上面１２ｂ周辺は、非導電性（絶縁性）となる。
【００２５】
加えて、皿１２は、裏面１２ａのうちで計量台１１ａと接触する領域１２ｅ（同図（ｂ）の二点差線で囲む領域）にアルマイト被膜を有さない。すなわち、計量台１１ａと接触する領域１２ｅには、アルマイト処理が施されることなく、母材１２ｃ（アルミニウム）が露出する。このため、計量台１１ａと接触する領域１２ｅは、導電性を有する。なお、同図に示す皿１２は、計量台１１ａと接触する領域１２ｅのみならず、皿１２の裏面１２ａの全面でアルマイト被膜を有さない。
【００２６】
このような本実施形態の質量測定装置１０では、例えば、皿１２からワークＷを搬出する際に剥離帯電による静電気が発生し、非導電性である皿１２の上面１２ｂ周辺が帯電する。しかしながら、皿１２では、計量台１１ａと接触する領域１２ｅは、導電性であるので、皿１２の上面１２ｂ周辺の静電気は、皿１２の内部（母材１２ｃ）を流れ、計量台１１ａと接触する領域１２ｅから金属製（例えばステンレス製や鉄製、アルミニウム製等）の計量台１１ａに逃げる。導電性を有する計量台１１ａは接地されているので、計量台１１ａに逃げた静電気は、大地へと逃げる。このようにして皿１２の帯電を防止できるので、皿１２とその周辺の部材との間に、クーロンの法則に伴う引力や斥力がほとんど発生しない。したがって、静電気による測定誤差を抑制でき、ワークＷの質量を正確に測定できる。
【００２７】
磨耗や変形を防止する観点では、アルミニウム製の皿１２の表面は、可能な限り広い領域にアルマイト被膜１２ｄを有することが望まれる。しかしながら、皿１２の裏面の一部を除いて、具体的には、計量台１１ａと接触する領域１２ｅのみを除いてアルマイト被膜１２ｄを形成することは、手間を要する。磨耗や変形を防止しながら、設備コストを削減する観点から、皿１２は、図２に示すように、裏面１２ａの全面にアルマイト被膜１２ｄを有さないことが好ましい。また、裏面１２ａを除く表面にアルマイト被膜１２ｄを有することがより好ましい。
【００２８】
本実施形態の質量測定装置１０は、ワーク検出装置（図示なし）を備えてもよい。ワーク検出装置は、皿１２上に載置されたワークＷを検出する。これにより、皿１２に載置されているワークＷの個数や位置が基準を満足するか検査する。このようなワーク検出装置は、例えば、ファイバセンサといった光電センサと、判定器とで構成できる。この場合、光電センサの投光部から検出対象のワークＷに向けて光を出し、光電センサの受光部でワークＷからの反射光を検知する。判定器は、受光部で検出された反射光の強度に応じてワークＷの有無を判定する。あるいは、ワーク検出装置は、皿１２の上面１２ｂを撮像するカメラと、撮像された画像データに処理を施すことによってワークＷの個数を求める画像解析装置とで構成できる。
【００２９】
上述のようなワーク検出装置を用いる場合、皿１２が金属光沢を有すると、光の反射によってワークＷの検出が困難となる。これを防止するため、アルマイト被膜１２ｄは、着色アルマイト被膜であることが好ましく、黒色アルマイト被膜であることがより好ましい。
【００３０】
図１に示す質量測定装置１０は、ワークＷを載置可能なトレイ１３を備えるが、トレイ１３を用いることなく、皿１２にワークＷを直接載置してもよい。トレイ１３を用いれば、皿１２の磨耗や変形をさらに低減できる。また、複数のワークＷが載置されたトレイ１３を皿１２に載置すれば、同時に複数のワークＷを皿１２に載置できる。このため、ワークＷの載置に要する時間を短縮でき、検査効率を向上できる。これらから、質量測定装置１０は、ワークＷと皿１２の間に介在するトレイ１３を備えることが好ましい。すなわち、トレイ１３がワークＷと皿１２の間に介在する状態で、ワークＷが皿１２に載置されることが好ましい。
【００３１】
トレイ１３は、軽量かつ安価であることから、樹脂製とすることが好ましい。前述のワーク検出装置を用いる場合、画像解析の精度を向上させるため、トレイ１３は黒色であることが好ましい。あるいは、皿１２のアルマイト被膜１２ｄが黒色アルマイト被膜であれば、トレイ１３は黒色又は透明であることが好ましい。
【００３２】
図３は、本実施形態の質量測定方法のフロー図である。本実施形態の質量測定方法は、準備ステップＳ１１、測定ステップＳ１２、搬出ステップ（Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ１７）及び算出ステップ（Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８）を含む。
【００３３】
図４は、本実施形態の質量測定方法の各ステップにおける質量測定装置の状態を示す模式図であり、同図（ａ）は準備ステップ前、同図（ｂ）は準備ステップ後、同図（ｃ）は搬出ステップ後をそれぞれ示す。
【００３４】
本実施形態の質量測定方法は、上述の質量測定装置を用いて測定対象物たるワークの質量を測定する方法である。図３及び図４に示す処理フローでは、前記図１及び図２に示す質量測定装置１０を用いる。ワークＷの質量を測定するにあたり、準備ステップＳ１１では、図４（ｂ）に示すように、皿１２が計量台１１ａに載置され、かつ、複数のワークＷが皿１２に載置された状態とする。なお、本処理フロー例のようにトレイ１３を用いる場合、トレイ１３がワークＷと皿１２の間に介在する。
【００３５】
このような準備ステップＳ１１では、例えば、以下の操作を行えばよい。先ず、図４（ａ）に示すように、ワークＷが載置された皿１２を補助台１５上に配置する。なお、本処理フロー例のようにトレイ１３を用いる場合、補助台１５上に配置された皿１２とワークＷの間には、トレイ１３が介在する。この状態で、皿交換装置１６により、補助台１５の皿１２と計量台１１ａの皿１２とを入れ替えれば、複数のワークＷが載置された皿１２が計量台１１ａに配置される（図４（ｂ）参照）。
【００３６】
測定ステップＳ１２では、はかり１１により、計量台１１ａに載置された物体の質量、より具体的には、皿１２及びワークＷの合計質量を測定する。なお、本処理フロー例のようにトレイ１３を用いる場合、合計質量（測定値）には、トレイ１３の質量も含まれる。その際、質量測定装置では、図４（ｂ）のような準備ステップ後の状態が維持される。
【００３７】
搬出ステップＳ１３では、計量台１１ａに載置された皿１２から、１個のワークＷを搬出する。具体的には、ワーク搬送装置１４により、皿１２上の１個のワークＷを持ち上げて搬出すればよい。これにより、図４（ｃ）に示すように、皿１２上のワークＷの個数が減少する。
【００３８】
算出ステップＳ１４では、はかり１１によって搬出ステップ後の計量台１１ａに載置された物体の質量を測定する。搬出ステップ後の皿１２上にワークが残存する場合、測定値は、皿１２と皿１２上のワークＷとの合計質量を示す。搬出ステップ後の皿１２上にワークが存在しない場合、測定値は、皿１２のみの質量を示す。なお、本処理フロー例のようにトレイ１３を用いる場合、測定値には、トレイ１３の質量が含まれる。
【００３９】
また、算出ステップＳ１４では、搬出ステップＳ１３の前後の測定値から、搬出ステップＳ１３で搬出されたワークＷの質量を算出する。当該算出ステップＳ１４において、搬出ステップＳ１３前の測定値Ｍ１（ｇ）は、測定ステップＳ１２の測定値を意味し、搬出ステップＳ１３後の測定値Ｍ２（ｇ）は、当該算出ステップＳ１４の測定値を意味する。搬出ステップＳ１３で搬出されたワークＷの質量Ｍ０（ｇ）は、例えば、下記（１）式によって算出できる。
Ｍ０＝Ｍ１−Ｍ２  ・・・（１）
【００４０】
算出ステップＳ１４の前後では、質量測定装置の見た目は変化することなく、図４（ｃ）のような搬出ステップＳ１３後の状態が維持される。
【００４１】
以降は、前述の搬出ステップ及び算出ステップを繰り返す（Ｓ１５〜Ｓ１８）。これにより、皿１２に載置された複数のワークＷについて、それぞれ搬出して質量を測定する。ただし、２回目以降の算出ステップにおいて、ワークＷの質量を算出する際、搬出ステップ前の測定値Ｍ１（ｇ）として、測定ステップの測定値でなく、前回の算出ステップにおける測定値を用いる。例えば、２回目の算出ステップＳ１６において、搬出ステップ前の測定値Ｍ１（ｇ）には、１回目の算出ステップＳ１４の測定値を用いる。
【００４２】
このような処理フローを採用できる本実施形態の質量測定方法は、前述の質量測定装置１０を用いる。このため、アルミニウム製の皿１２は、アルマイト被膜１２ｄを上面１２ｂに有するので、皿１２の磨耗や変形を低減できる。また、皿１２は、計量台１１ａと接触する領域１２ｅにアルマイト被膜を有さない。このため、静電気によって皿１２の上面１２ｂ周辺が帯電しても、静電気を計量台１１ａと接触する領域１２ｅを通して計量台１１ａに逃がすことができる。したがって、静電気による測定誤差を抑制でき、ワークＷの質量を正確に測定できる。
【００４３】
上述の処理フローでは、準備ステップで複数のワークＷを皿１２に載置したが、ワークＷを１個のみ皿１２に載置してもよい。検査効率を向上させる観点では、準備ステップで複数のワークＷを皿１２に載置することが好ましい。皿１２には、例えば５０〜１５０個のワークＷを載置すればよい。
【００４４】
また、上述の処理フローでは、搬出ステップで１個のワークＷを搬出したが、数個（例えば２〜１０個程度）のワークＷごとに質量を測定する場合、数個のワークＷを搬出してもよい。
【００４５】
トレイ１３を用いる場合、事前に複数のワークが載置されたトレイを用意することが好ましい。この場合、準備ステップは、複数のワークが載置された状態のトレイを補助台上の皿に載置することにより、皿１２にワークＷを載置するステップと、ワークＷが載置された皿１２を補助台１５から計量台１１ａに移載することにより、皿１２を計量台１１ａに載置するステップを含むことが好ましい。これにより、ワークＷを皿１２に載置するのに要する時間を短縮でき、検査効率をさらに向上できる。
【００４６】
ワークＷが軽量になるほど、静電気による測定誤差の影響が大きくなる。すなわち、ワークＷが軽量になるほど、本実施形態の質量測定装置及び質量測定方法を採用すれば、静電気による測定誤差を抑制できる効果が顕著となる。このため、ワークＷの質量は、５００ｍｇ以下であることが好ましく、２００ｍｇ以下であることがより好ましい。一方、ワークＷが過度に軽量であると、取り扱いが難しくなり、搬送で悪影響が発生するおそれがある。このため、ワークＷの質量は、２０ｍｇ以上であることが好ましく、５０ｍｇ以上であることがより好ましい。
【００４７】
ワークＷの形状や材質等に特に制限はないが、例えば、ガラス粉末を造粒したタブレットをワークＷとすることができる。
【符号の説明】
【００４８】
Ｗ      ワーク
１０    質量測定装置
１１    はかり
１１ａ  計量台
１２    皿
１２ａ  裏面
１２ｂ  上面
１２ｃ  母材
１２ｄ  アルマイト被膜
１２ｅ  計量台と接触する領域
１３    トレイ
１４    ワーク搬送装置
１４ａ  ハンド
１４ｂ  産業用ロボット
１５    補助台
１６    皿交換装置
１６ａ  アーム
１６ｂ  駆動装置
【図１】
2018066597.tif 000003
【図２】
2018066597.tif 000004
【図３】
2018066597.tif 000005
【図４】
2018066597.tif 000006