(57)【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の前記第１および第２サブセットから、組合せ時に目標基準を満たす、ヘッドの組合せを判定し、前記判定された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し、かつ、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、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、前記所定の状態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または２に記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項４】
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３のいずれかに記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項５】
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５に記載の複数ヘッドの計量器。
【請求項７】
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６のいずれか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】
前記第１の場所は、バッチングテーブルである、
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２の場所は、バルクビンである、
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】
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の前記第１および第２サブセット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、商品を排出し、かつ、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と、
を備える、
方法。
【請求項１５】
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１４に記載の方法。
【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、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１４または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１４から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
機械によって実行されたとき、前記機械に、請求項１４から１７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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