(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石と板ばねを含む振動機構を備えた、物品を搬送する複数の振動フィーダと、各振動フィーダから供給される物品を計量する複数の計量ホッパとを備え、
前記振動フィーダと前記計量ホッパとは同じ架台に取り付けられ、各計量ホッパに供給された物品の重量または個数を組合せて、許容範囲内となる物品の組合せを選択する組合せ計量計数装置において、
隣接する振動フィーダの振動位相を逆位相に駆動させるフィーダ駆動制御手段を備えたことにより、前記振動フィーダによる前記架台の上下方向の振動を抑制することを特徴とする組合せ計量計数装置。
【請求項２】
電磁石と板ばねを含む振動機構を備えた、物品を搬送する複数の振動フィーダと、各振動フィーダから供給される物品を計量する複数の計量ホッパとを備え、
前記振動フィーダと前記計量ホッパとは同じ架台に取り付けられ、各計量ホッパに供給された物品の重量または個数を組合せて、許容範囲内となる物品の組合せを選択する組合せ計量計数装置において、
前記複数の振動フィーダのほぼ半数の振動位相を残りの振動フィーダと逆位相に駆動させるフィーダ駆動制御手段と、
組合せ選択されて物品を排出した各計量ホッパに物品を供給する各振動フィーダのうちの一部の振動位相が、残りの振動フィーダと逆位相となるように、前記計量ホッパの組合せを選択する組合せ選択手段とを備えたことにより、前記振動フィーダによる前記架台の上下方向の振動を抑制することを特徴とする組合せ計量計数装置。
【請求項３】
電磁石と板ばねを含む振動機構を備えた、物品を搬送する複数の振動フィーダと、各振動フィーダから供給される物品を計量する複数の計量ホッパとを備え、
前記振動フィーダと前記計量ホッパとは同じ架台に取り付けられ、各計量ホッパに供給された物品の重量または個数を組合せて、許容範囲内となる物品の組合せを選択する組合せ計量計数装置において、
組合せ選択されて物品を排出した各計量ホッパに物品を供給する複数の振動フィーダのうちの一部の振動位相を、残りの振動フィーダと逆位相に駆動させるフィーダ駆動制御手段を備えたことにより、前記振動フィーダによる前記架台の上下方向の振動を抑制することを特徴とする組合せ計量計数装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、各振動フィーダが電磁振動フィーダであって、そのフィーダ駆動制御手段が点弧角制御手段を有することを特徴とする組合せ計量計数装置。
【請求項５】
請求項４において、さらに、
前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段を備え、
前記フィーダ駆動制御手段が、前記検出されたゼロクロス点を基に前記点弧角制御手段を作動させる駆動タイミング制御手段を有することを特徴とする組合せ計量計数装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組合せ計量計数装置に用いられている振動フィーダの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に、振動フィーダを用いた組合せ計量装置の概略側面図を示す。この組合せ計量装置は架台ＢＦの上に支持され、供給コンベア２２から送られて来た物品Ｍは、供給シュート２４を介して振動式の分散フィーダ２５の中央に供給される。分散フィーダ２５の外周にはＮ個の振動フィーダ１（１-1〜１-n）が放射状に配置され、架台ＢＦに支持されたフレームＦに取付けられており、分散フィー２５の振動によって周囲に分散された物品Ｍを受け取り、所定の振幅および振動回数だけ振動して物品Ｍを径方向外方へ搬送し、振動フィーダ１の外端部下方に円形に並べてフレームＦに配置されたＮ個のプールホッパ２６（２６-1〜２６-n）に搬出する。
【０００３】
各振動フィーダ１で搬送された物品Ｍはプールホッパ２６（２６-1〜２６-n）に一時的にプールされた後、計量動作に合わせて選択されたプールホッパの排出ゲート２７（２７-1〜２７-n）が開かれて、その下方のフレームＦに取付けられている計量ホッパ２８（２８-1〜２８-n）に投入される。計量ホッパ２８内の物品Ｍの重量は、ロードセルのような重量検出手段３０（３０-1〜３０-n）で計測され、重量検出信号が出力される。これら重量検出信号に基づいて組合せ演算され、目標重量に基づいて定められた許容範囲内の重量となる計量ホッパ２８が選択され、これらの選択された複数の計量ホッパの排出ゲート２９（２９-1〜２９-n）が開放されて集合シュート３２に集合され、タイミングホッパ３３を通って排出される。排出された物品Ｍは、包装機３４により包装されて目標重量の袋詰め商品となる。
【０００４】
前記計量動作で空になった計量ホッパ２８には、次の計量サイクルでプールホッパ２６から物品が投入されて次回の計量動作が開始されるとともに、空になったプールホッパ２６に物品を搬送する振動フィーダ１がそれぞれ同時に作動してプールホッパ２６内に所定量の物品を供給したのち搬送動作を停止し、待機状態に移行する。上記組合せ計量装置の動作は、制御装置３１の制御によって実行される。
【０００５】
振動フィーダ１は、交流電源から給電される電磁石，可動体，および板ばね等からなる振動機構と、この振動機構によって振動されるトラフとを備え、交流電源から、ソリッド・ステート・リレー（ＳＳＲ）で構成されたスイッチング素子を介して電磁石に給電する通電時間を、スイッチング素子の点弧角を制御して調節し、電磁石の吸引力と吸引が解除された板ばねの復元力とでトラフを若干斜め上方に振動させてトラフ上の物品を搬送するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、複数の振動フィーダ１は分散フィーダ２５の周囲に放射状に配設されており、空になった複数のプールホッパ２１に対応する振動フィーダ１が同時に搬送動作を行うように構成されている。従来の振動フィーダ１の駆動方法は、複数の振動フィーダ１を同時に、同位相でもって駆動する方式であるため、振動フィーダを取り付けているフレームＦの上下方向の振動が大きくなり、同じフレームＦに取り付けられている重量検出手段に外部振動として影響するため、計量精度が低下するという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決して、複数の振動フィーダが同時に搬送動作を行ってもフレームの上下方向の振動を小さく抑えることができ、計量精度の低下を防ぐ組合せ計量計数装置を得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の構成に係る組合せ計量計数装置は、電磁石と板ばねを含む振動機構を備えた、物品を搬送する複数の振動フィーダと、各振動フィーダから供給される物品を計量する複数の計量ホッパとを備え、前記振動フィーダと前記計量ホッパとは同じ架台に取り付けられ、各計量ホッパに供給された物品の重量または個数を組合せて、許容範囲内となる物品の組合せを選択する組合せ計量計数装置において、隣接する振動フィーダの振動位相を逆位相に駆動させるフィーダ駆動制御手段を有することにより、前記振動フィーダによる前記架台の上下方向の振動を抑制することを特徴としている。
上記構成によれば、隣接する振動フィーダによる振動は架台の振動を打ち消し合うように働くので、架台の上下方向の振動が小さくなる。
【０００９】
本発明の第２の構成に係る組合せ計量計数装置は、電磁石と板ばねを含む振動機構を備えた、物品を搬送する複数の振動フィーダと、各振動フィーダから供給される物品を計量する複数の計量ホッパとを備え、前記振動フィーダと前記計量ホッパとは同じ架台に取り付けられ、各計量ホッパに供給された物品の重量または個数を組合せて、許容範囲内となる物品の組合せを選択する組合せ計量計数装置において、前記複数の振動フィーダのほぼ半数の振動位相を残りの振動フィーダと逆位相に駆動させるフィーダ駆動制御手段と、組合せ選択されて物品を排出した各計量ホッパに物品を供給する各振動フィーダのうちの一部の振動位相が残りの振動フィーダと逆位相となるように、前記計量ホッパの組合せを選択する組合せ選択手段とを有することにより、前記振動フィーダによる前記架台の上下方向の振動を抑制することを特徴としている。
上記構成によれば、各計量ホッパに同時に物品を供給する各振動フィーダの一部が残りと逆位相で作動して架台の振動を打ち消し合うように働くので、架台の上下方向の振動が小さくなる。
【００１０】
本発明の第３の構成に係る組合せ計量計数装置は、電磁石と板ばねを含む振動機構を備えた、物品を搬送する複数の振動フィーダと、各振動フィーダから供給される物品を計量する複数の計量ホッパとを備え、前記振動フィーダと前記計量ホッパとは同じ架台に取り付けられ、各計量ホッパに供給された物品の重量または個数を組合せて、許容範囲内となる物品の組合せを選択する組合せ計量計数装置において、組合せ選択されて物品を排出した各計量ホッパに物品を供給する複数の振動フィーダのうちの一部の振動位相を、残りの振動フィーダと逆位相に駆動させるフィーダ駆動制御手段を有することにより、前記振動フィーダによる前記架台の上下方向の振動を抑制することを特徴としている。
上記構成によれば、各計量ホッパに同時に物品を供給する各振動フィーダの一部が他部と逆位相で作動して架台の振動を打ち消し合うように働くので、架台の上下方向の振動が小さくなる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態に係る組合せ計量計数装置は、前記フィーダ駆動制御手段が点弧角制御手段を有する。
上記構成によれば、各振動フィーダの駆動制御が点弧角制御にて実現される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においては、さらに、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段を備え、前記フィーダ駆動制御手段が、前記検出されたゼロクロス点を基に前記点弧角制御手段を作動させる駆動タイミング制御手段を有している。
上記構成によれば、検出されたゼロクロス点を基に駆動タイミング制御手段が点弧角制御手段を制御して、フィーダを駆動させるので、フィーダの振動位相の選定が容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に、図５の組合せ計量装置に用いられる本発明の第１実施形態に係る振動フィーダのコントローラの構成図を示す。図１において、各振動フィーダ１-1〜１-nは、ソリッド・ステート・リレー（ＳＳＲ）で構成されたスイッチング素子４を備えている。振動フィーダ１-1〜１-nの振動位相を制御するコントローラ４１は、ゼロクロス検出手段８、ＣＰＵ９、入出力インターフェース１３および初期値付与手段１７を備えている。また、ＣＰＵ９は、フィーダ駆動制御手段４２を有し、前記フィーダ駆動制御手段４２は、点弧角制御手段１２と駆動タイミング制御手段４３とを有する。
さらに前記駆動タイミング制御手段４３は、駆動タイミング演算手段１１と、駆動フラグ記憶手段１０を有する。
【００１４】
振動フィーダ１は、振動機構１ａと、この振動機構１ａに固定されているトラフ１ｂとで構成され、振動機構１ａは、計量装置のフレームＦに防振用の弾性体Ｓを介して取り付けられるベースＢに、商用の交流電源２からスイッチング素子４を介して給電される電磁石３と前後一対の板ばね７の下端部とを固定し、前記一対の板ばね７の上端部にブラケットＢＲを連結し、このブラケットＢＲの前記電磁石３に対向する位置に可動鉄心５を固定したものである。
【００１５】
このように構成された振動フィーダ１は、電磁石３と可動鉄心５の間に間歇的に発生する吸引力と吸引力が消滅したときの板ばねの復元力とでもって板ばね７を振動させることにより、トラフ１ｂを若干斜め上方の駆動方向Ｐに沿って振動させ、トラフ１ｂ上の物品Ｍを前方（装置の径方向外方）ＦＷに搬送する。振動フィーダ１の固有振動数は、電源周波数付近に設定されており、これによって、小さい駆動電力でもってトラフ１ｂの大きい振幅を得ている。また、スイッチング素子４に印加される交流電力は、フィーダ駆動制御手段４２によって制御される。
【００１６】
点弧角制御手段１２は、スイッチング素子４に、搬送目標量に対応した点弧角の点弧信号を出力して、交流１サイクル当りのスイッチング素子４がオンとなるタイミングとオフされるタイミングを調整し、電磁石３に給電する電力を制御して振動機構１ａの振幅を制御する。また，前述動作を交流の何サイクル駆動させるかを制御することで、駆動時間を制御する。このことにより振動フィーダ１の搬送量が目標搬送量となるように制御する。ゼロクロス検出手段８は、給電電圧のゼロクロス点を検出するたびにゼロクロス点検出信号（以下、「ＺＣ信号」という）を出力する。
【００１７】
駆動フラグ記憶手段１０は、振動フィーダ１-1〜１-nにそれぞれ対応するＮo.１からＮo.ｎまでのｎ個の記憶領域を有しており、Ｎo.１〜Ｎo.ｎの記憶領域には、図２に示すように、初期値付与手段１７から「１」，「０」，「１」・・・「０」の初期値が与えられている。駆動フラグ記憶手段１０のＮo.１〜Ｎo.ｎの記憶領域は、それぞれゼロクロス検出手段８の検出したＺＣ信号が入力されるたびに“−１”の減算を行なう。駆動タイミング演算手段１１は、カウント値が「０」になった記憶領域に対応する振動フィーダを駆動する信号を点弧角制御手段１２に出力し、点弧角制御手段１２は、入出力インターフエース１３を介して各振動フィーダのスイッチング素子４を制御する。
【００１８】
次に、ＣＰＵ９によるスイッチング素子４の駆動制御動作を、図２に示したタイミング図を用いて説明する。
動作開始前の駆動フラグ記憶手段１０のＮo.１〜Ｎo.ｎの記憶領域には、図２に示すように、初期値付与手段１７から「１」，「０」，「１」・・・「０」の初期値が与えられている。つまり、隣接する振動フィーダの記憶領域に互いに異なる初期値が設定されている。
いま、ＣＰＵ９に時刻ｔ0 で駆動開始が指令されると、各記憶領域のうち初期値が「０」の記憶領域は駆動タイミング演算手段１１によって「２」に進められ、Ｎo.１〜Ｎo.ｎの記憶領域は「１」，「２」，「１」・・・「２」となる。
【００１９】
次に、時刻ｔ1 にＺＣ信号が入力されると、駆動タイミング演算手段１１によって、Ｎo.１〜Ｎo.ｎの各記憶領域の値はそれぞれ「１」減算されて「０」，「１」，「０」・・・「１」となる。駆動タイミング演算手段１１は、「０」になったＮo.１，Ｎo.３・・・の記憶領域に対応する振動フィーダ１-1，１-3・・・のスイッチング素子４に、点弧角制御手段１２および入出力インターフェース１３を介して点弧信号を送出し、点弧信号の入力時点から、次のゼロクロス点の前まで、スイッチング素子４から振動フィーダを駆動するためのフィーダ駆動信号１６の半サイクル分が出力される。他方この間に、「０」になったＮo.１，Ｎo.３・・・Ｎo.ｎの記憶領域の値は、それぞれ駆動タイミング演算手段１１によって「２」に書き換えられ、「２」，「１」，「２」・・・「１」となる。
【００２０】
次に、駆動フラグ記憶手段１０は、時刻ｔ２に次のＺＣ信号が入力されると、Ｎo.１〜Ｎo.ｎの記憶領域の値がそれぞれ「１」減算されて「１」，「０」，「１」・・・「０」となる。この半サイクルでは「０」になった記憶領域に対応するＮo.２，Ｎo.４・・・Ｎo.ｎの振動フィーダ１-2，１-4・・・１-nのスイッチング素子４に、点弧角制御手段１２および入出力インターフェース１３を介して点弧信号を送出し、やはり次のゼロクロス点の前まで、フィーダ駆動信号１６の半サイクル分を出力させる。他方この間に、「０」になったＮo.２，Ｎo.４・・・Ｎo.ｎの記憶領域の値は、それぞれ「２」に書き換えられる。こうして点弧角制御手段１２は、ゼロクロス点の１つおきのタイミングで作動し、配列番号が奇数と偶数の振動フィーダ１のスイッチング素子４に互いに１８０°異なる逆位相のフィーダ駆動信号１６を出力する。これにより、振動フィーダ１の総数が偶数のときは、半数ずつが正逆位相で駆動され、総数が奇数のときは、一方の位相で駆動されるものが他方の位相で駆動されるものよりも１つ多くなる。
駆動フラグ記憶手段１０、駆動タイミング演算手段１１および点弧角制御手段１２は、ＺＣ信号が入力されるたびに前記のような動作を繰り返す。
【００２１】
振動フィーダ１の電磁石３は、正負いずれの位相のフィーダ駆動信号１６が印加されても吸引力を発生して、トラフ１ｂを図１の後方（装置の径方向内方）Ｒへ後退させる。しかし、前記フィーダ駆動信号１６の印加がなくなると、板ばね７の反力により、印加時とは逆位相の振動位相となる。その時点で隣のフィーダにはフィーダ駆動信号が印加されているため互いの振動位相が逆になり、振動成分が打ち消し合う。したがって、フレームＦの上下方向の振動が抑制され、組合せ計量装置の計量精度が向上する。
【００２２】
なお、前記第１実施形態では、駆動電圧の半サイクルごとに奇数Ｎo.と偶数Ｎo.の振動フィーダを作動させる半波制御の例を説明したが、隣接する振動フィーダを１サイクル置きに駆動する全波制御、駆動フラグ記憶手段１０の各記憶領域の値が「０」になったとき「３」に更新して３半波ごとに駆動する１／３波制御、また駆動フラグ記憶手段１０の各記憶領域の値が「０」になったとき「４」に更新して４半波ごとに駆動する１／４波制御なども可能であり、同様の効果が得られる。
【００２３】
図３は、本発明の第２実施形態に係る組合せ計量装置の構成を示し、同時に作する振動フィーダのうちの一部が他部と逆の振動位相となるように、奇数Ｎo.と偶数Ｎo.の計量ホッパを組合せて選択する。図３において、図１と同一符号はそれぞれ同一部分または相当部分を示している。図において、振動フィーダ１-1〜１-n、プールホッパ２６-1〜２６-n、計量ホッパ２８-1〜２８-nは、図５に示した組合せ計量装置の構成部分である。振動フィーダ１-1〜１-nは、やはり、隣接するもの同志が互いに逆位相に設定されて、正逆半数ずつになっている。図３に示す２０は制御装置３１内に設けられた組合せ選択手段で、計量動作時に、組合せ目標値に基づいて定めた許容範囲内となる計量ホッパ２８の組合せを選択する際に、選択する各計量ホッパ２８に対応した複数の振動フィーダ１のうちの一部を駆動する交流電圧の位相が、他部と逆になるように、例えば正逆ほぼ同数となるように、計量ホッパ２８を選択する。例えば、合計重量が許容範囲内でほぼ同じとなっている選択グループが、組合せ選択手段２０によって特定される。１つは計量ホッパ２８-1，２８-3，２８-5，２８-6のグループ（１）であり、他方は２８-1，２８-2，２８-6，２８-7のグループ（２）である。この場合は組合せ選択手段２０によってグループ（２）が最終選択される。
【００２４】
この第２実施形態によれば、前記組合せ選択手段２０で選択された各計量ホッパ２８に、各プールホッパ２６を介して物品を供給するために同時に作動する複数の振動フィーダ１は、そのうちの一部が他部と互いに交流電源の逆位相で動作するので、図５に示したフレームＦの上下方向の振動が抑制されて、組合せ計量装置の計量精度が向上する。
【００２５】
図４は、本発明の第３実施形態に係る組合せ計量装置の構成を示し、組合せ選択された計量ホッパに対応する複数の振動フィーダを駆動する際に、一部の振動フィーダが他部と逆の振動位相となるように制御する。図４において、図３と同一符号はそれぞれ同一部分または相当部分を示している。以下、図３の第２実施形態と異なる部分の動作について説明する。
【００２６】
計量動作時に、組合せ選択手段２０で組合せ選択された計量ホッパ２８から物品が排出されると、次の計量サイクルで空の計量ホッパ２８にプールホッパ２６から物品が供給され、空になったプールホッパ２６に対応する振動フィーダ１が作動してプールホッパ２６に物品を供給するが、その際、作動する各振動フィーダ１に対応する駆動フラグ記憶手段１０内の各記憶領域の初期値を、駆動タイミング演算手段１１により設定する。例えば選択された複数の計量ホッパ２８のＮo.が小さい方から順に、「１」と「０」を交互に与えて、前記選択されたＮo.の複数の振動フィーダ１の駆動タイミングを制御する。
【００２７】
このように駆動フラグ記憶手段１０内の各記憶領域の値を設定して、前記選択されたＮo.の複数の振動フィーダ１の駆動タイミングを制御すると、同時に作動する振動フィーダ１の振動位相が正逆同数または一方が他方よりも１つ多いだけ、つまり正逆ほぼ同数となり、同時に作動する複数の振動フィーダ１は、ほぼ半数ずつが互いに逆位相の振動位相で動作する。これにより、図５に示したフレームＦの上下方向の振動が抑制されて、組合せ計量装置の計量精度が向上する。
【００２８】
なお、前記各実施形態では、組合せ計量装置を例に説明したが、本発明は、各計量ホッパの計量値を単品の重量で除して物品の個数を求め、個数を組合せ演算して、許容範囲内となる組合せ個数を選択する組合せ計数装置にも同様に適用できる。
【００２９】
また、本発明は、複数の計量ホッパを円周上に配置した円形配置の組合せ計量計数装置に限るものではなく、複数の計量ホッパを直線上に配置したインライン形の組合せ計量計数装置にも適用できる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の第１の構成によれば、隣接する振動フィーダの振動位相が逆位相に設定されるので、隣接する振動フィーダによる振動は架台の振動を打ち消し合うように働き、前記振動フィーダを取り付けている架台の上下方向の振動が抑制されて、計量計数精度が向上する。
【００３１】
本発明の第２の構成によれば、組合せ選択されて物品を排出した各計量ホッパに同時に物品を供給する各振動フィーダのうちの一部が、残りと逆の振動位相となるように、前記計量ホッパの組合せを選択するようにしたので、同時に作動する複数の振動フィーダは、ほぼ同数が互いに逆位相で動作し、前記振動フィーダを取り付けている架台の上下方向の振動が抑制されて、計量精度が向上する。
【００３２】
本発明の第３の構成によれば、選択されて物品を排出した各計量ホッパに同時に物品を供給する複数の振動フィーダのうちの一部を、残りと振動位相が逆となるように駆動するので、各計量ホッパに同時に物品を供給する各振動フィーダの一部が他部と逆位相で作動して架台の振動を打ち消し合うように働き、架台の上下方向の振動が抑制されて、計量計数精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動フィーダとそのコントローラを一部ブロック図で示す側面図である。
【図２】本実施形態のＣＰＵによる制御動作を説明するためのタイミング図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る組合せ計量装置のブロック図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る組合せ計量装置のブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る計量装置の概略側面図である。
【符号の説明】
１…振動フィーダ、２…交流電源、４…スイッチング素子、８…ゼロクロス検出手段、９…ＣＰＵ、１０…駆動フラグ記憶手段、１１…フィーダ駆動タイミング演算手段、１２…点弧角制御手段、１３…入出力インターフエース、１７…初期値付与手段、２０…組合せ選択手段、２１…駆動位相制御手段、２６…プールホッパ、２８…計量ホッパ、３１…制御装置、４１…コントローラ、４２…フィーダ駆動制御手段、４３…駆動タイミング制御手段。
【図１】
0004163813.tif 000002
【図２】
0004163813.tif 000003
【図３】
0004163813.tif 000004
【図４】
0004163813.tif 000005
【図５】
0004163813.tif 000006