固形食品の計数装置及び組分け装置、並びに搬送システム
【課題】前後に接した状態で搬送される固形食品が含まれる場合であっても、固形食品を正確に計数可能な固形食品の計数装置を提供する。
【解決手段】搬送コンベア２により搬送される固形食品５の個数を計数する固形食品５の計数装置において、搬送コンベア２の上方に設置され、固形食品の高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力する高さ検出手段２０と、高さ検出手段２０からの出力波形が入力され、固形食品高さの変位に基づいて固形食品５を計数する制御手段３とを備え、制御手段３は、出力波形に基づいて固形食品高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったときに計数値を１加算する構成とした。
【解決手段】搬送コンベア２により搬送される固形食品５の個数を計数する固形食品５の計数装置において、搬送コンベア２の上方に設置され、固形食品の高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力する高さ検出手段２０と、高さ検出手段２０からの出力波形が入力され、固形食品高さの変位に基づいて固形食品５を計数する制御手段３とを備え、制御手段３は、出力波形に基づいて固形食品高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったときに計数値を１加算する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送コンベアにより搬送される固形食品の計数を行う固形食品の計数装置、及び該計数装置を有して固形食品を任意の個数にグループ化する組分け装置、並びに前記計数装置と前記組分け装置とを有する搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、食品工場等において、搬送コンベアにより搬送される被搬送物をセンサにより検出して自動で計数する計数装置が広く普及している。被搬送物を検出するセンサには、例えば光電センサ、超音波センサ等の非接触式デジタルセンサが多く用いられ、このようなセンサにより被搬送物の有無を電気的信号で出力するようになっている。
【０００３】
計数装置に用いられるセンサは、被搬送物に対して水平方向に設置される場合（特許文献１参照）と、鉛直方向に設置される場合（特許文献２参照）とがある。
図１７は、従来例であり、コンベア側方（水平方向）に設置された非接触式センサによる計数を説明する平面図で、（Ａ）は離間して搬送される被搬送物の状態を示す図、（Ｂ）は接触状態で搬送される被搬送物の状態を示す図、（Ｃ）はコンベア幅方向に多列で搬送される被搬送物の状態を示す図である。
【０００４】
同図に示す搬送システムは、搬送コンベア５０上に設けられた分離装置５４により被搬送物５５を１列化及び定ピッチ化し、個別分離した被搬送物５５の個体認識をセンサにてＯＮ−ＯＦＦ信号の接点出力に変換して行っている。例えば光電センサは、搬送コンベア５０の側方に配置された投光部５１と、搬送コンベア５０を挟んで前記投光部５１に対向して配置された受光部５２とを有しており、投光部５１から投光された光が被搬送物５５によって遮られるとＯＮ信号を出力し、受光部５２が光を受光したらＯＦＦ信号を出力し、このＯＮ信号−ＯＦF信号の切り替えで計数値を１加算するようになっている。
【０００５】
図１７（Ａ）に示すように、搬送方向前後に位置する被搬送物５５が離間した状態で搬送される場合には、被搬送物５５ごとにＯＦＦ信号が明瞭に出力され、確実に計数を行える。
しかし、図１７（Ｂ）に示すように、被搬送物５５が前後で接している場合には、被搬送物５５同士の継ぎ目をセンサで認識できないためＯＦＦ信号が出力されず、複数個を１個として計数してしまうことがあった。
また、図１７（Ｃ）に示すように、搬送コンベア５０の幅方向に多列で被搬送物５５が搬送される場合においても、被搬送物５５が水平方向に重複してしまいセンサによりＯＦＦ信号が出力されず、複数個を１個として計数してしまうことがあった。
【０００６】
図１８及び図１９は、従来例であり、コンベア上方（鉛直方向）に設置された非接触式センサによる計数を説明する図である。
図１８（Ａ）及び図１９（Ａ）に示す搬送システムは、搬送コンベア５０の上方に設けられたセンサ５３にて被搬送物５５の個体認識を行っている。例えば光電センサの場合、搬送コンベア５０の上方に投光部と受光部とを有するセンサ５３を配置し、投光部から投光された光が被搬送物５５によって反射して受光部に受光され、受光部の受光量によってＯＮ信号又はＯＦF信号を出力し、ＯＮ信号−ＯＦF信号の切り替えで計数値を１加算するようになっている。
【０００７】
図１８（Ａ）に示すように被搬送物５５が離間して搬送される場合には、図１８（Ｂ）に示すように被搬送物５５ごとにＯＦＦ信号が明瞭に出力され、確実に計数を行える。
しかし、図１９（Ａ）に示すように前後に接触して搬送される場合には、センサにより被搬送物５５の継ぎ目を認識できず、図１９（Ｂ）に示すようにＯＮ信号が連続してしまい、正確に計数できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２５００３７号公報
【特許文献２】特開平６−８９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、センサが水平方向に配置された従来の計数装置では、被搬送物が前後に接した状態で搬送されると、連続した２つ以上の被搬送物を１つの被搬送物と認識してしまうことがあり正確な計数ができないという問題があった。また、搬送コンベア上を被搬送物が多列で搬送されると、センサが設置された水平方向に対して被搬送物が重複してしまい、やはり正確な計数ができないという問題があった。
一方、センサが鉛直方向に配置された従来の計数装置においても、前後に接触して搬送される被搬送物の継ぎ目は認識できず、正確に計数できないという問題が残る。
【００１０】
したがって、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、前後に接した状態で搬送される固形食品が含まれる場合であっても、固形食品を正確に計数可能な固形食品の計数装置を提供することを目的とし、さらには固形食品を正確な個数で組分けすることを可能とした固形食品の組分け装置、並びに前記固体装置と組分け装置とを有する搬送システム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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明に係る固形食品の計数装置は、搬送コンベアにより搬送される固形食品の個数を計数する固形食品の計数装置において、前記搬送コンベアの上方に設置され、前記固形食品の高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力する高さ検出手段と、前記高さ検出手段からの出力波形が入力され、前記固形食品高さの変位に基づいて前記固形食品を計数する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記出力波形に基づいて前記固形食品高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったときに計数値を１加算することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、高さ検出手段により固形食品高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力し、この出力波形に基づいて固形食品の個数を計数することにより、固形食品が前後に接した状態で搬送される場合であっても正確に計数することが可能となる。すなわち、出力波形の凹部をしきい値により検出することで接触状態の固形食品同士の継ぎ目を認識でき、しきい値を跨ぐ時（しきい値より大きい状態からしきい値以下への変化、又はしきい値未満の状態からしきい値以上への変化の何れか一方）に計数値を１加算することによって連続した固体食品を誤って１個と計数することを防止できる。
なお、本発明において固形食品とは塊状の食品のことをいうが、該固形食品には液体又はゲル状食品が袋やカップ等の容器に封入されているものを含み、さらに、未調理の食品及び調理済みの食品を含むものである。また、固形食品の高さとは、搬送コンベア上面から固形食品上面までの高さをいう。
【００１３】
また、前記固形食品の移動距離を検出する移動距離検出手段をさらに備え、前記出力波形は、前記高さ検出手段と前記移動距離検出手段とから得られる前記固形食品の高さと移動距離とからなる波形であり、前記制御手段は、前記出力波形に基づいて前記固形食品高さが前記しきい値より大きいときの前記固形食品の移動距離を算出し、該移動距離が、前記固形食品の寸法に基づき設定された基準長より長い場合、該基準長に基づいて計数値を加算することが好ましい。
【００１４】
高さに差がなく上面が平坦な固形食品は、前後に接した状態で搬送されたときに、高さ検出手段で固形食品高さを検出しても、しきい値より大きい状態が続いて固形食品の連続した継ぎ目を検出することが難しいことがある。したがって本構成では、固形食品高さがしきい値より大きい状態が続く固形食品の場合に、固形食品の移動距離、すなわち固形食品の全長を検出して該移動距離が基準長より長い場合に適宜計数値を加算することによって、平坦な固形食品が接触状態で搬送される場合であっても確実に計数可能となる。なお、基準長は、１個の固形食品の寸法偏差に基づいて設定されることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る固形食品の組分け装置は、上記した計数装置と、前記搬送コンベア上で前記高さ検出手段より下流側に設置され、該搬送コンベアにより搬送される固形食品の搬送路を開閉するゲートとを備え、前記制御手段は、前記高さ検出手段により計数された前記固形食品の個数と、前記移動距離検出手段で検出された前記固形食品の移動距離とに基づいて前記ゲートを開閉制御し、前記固形食品を任意の個数にグループ化することを特徴とする。
このように、上記した計数装置で得られた計数値に基づいてゲートを開閉制御することにより、固形食品を任意の個数で精度よくグループ化することが可能となる。
【００１６】
さらに、前記高さ検出手段が、前記搬送コンベアの横断方向に複数設けられており、前記ゲートが前記複数の高さ検出手段ごとに設けられているとともに、各ゲートが前記制御手段によりそれぞれ独立して開閉制御されるように構成することが好ましい。
このように、複数のゲートがそれぞれ独立制御される構成とすることにより、搬送コンベアの各レーンで固形食品がランダムに配列されている場合であっても、固形食品を精度よくグループ化することが可能となる。
【００１７】
本発明に係る固形食品の搬送システムは、搬送面が複数のレーンに仕切られ、各レーンにて固形食品を搬送する搬送コンベアと、前記各レーンの上方にそれぞれ設置され、前記固形食品の高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力する高さ検出手段と、前記固形食品の移動距離を検出する移動距離検出手段と、前記各レーンごとに前記高さ検出手段より上流側に設置され、前記固形食品を同一方向に整列させる整列手段と、前記高さ検出手段からの出力波形が入力され、前記固形食品高さの変位に基づいて前記固形食品を計数する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記出力波形に基づいて、前記固形食品高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったときに計数値を１加算するとともに、前記固形食品高さが前記しきい値より大きいときの前記固形食品の移動距離を算出し、該移動距離が、前記固形食品の寸法に基づき設定された基準長より長い場合、該基準長に基づいて計数値を加算することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、高さ検出手段からの出力波形に基づいて固形食品の個数を計数することにより、固形食品が前後に接触状態で搬送される場合であっても正確に計数することが可能となる。また、固形食品の移動距離を検出し、移動距離が基準長より長い場合に適宜計数値を加算することによって、平坦な固形食品が接触状態で搬送される場合であっても確実に計数可能となる。さらに、高さ検出手段の上流側で固形食品を整列手段により整列させているため、確実に高さ検出手段の下方を固形食品が通過するようにでき、計数漏れを防止可能である。
【００１９】
また、前記各レーンの前記高さ検出手段より下流側にそれぞれ設置され、該レーン上を搬送される固形食品の搬送路を開閉するゲートをさらに備え、前記制御手段は、前記高さ検出手段により計数された前記固形食品の個数と、前記移動距離検出手段で検出された前記固形食品の移動距離とに基づいて複数の前記ゲートをそれぞれ独立して開閉制御し、前記固形食品を任意の個数にグループ化することが好ましい。
このように、上記した計数装置で得られた計数値に基づいてゲートを開閉制御することにより、固形食品を任意の個数で精度よくグループ化することが可能で、さらに複数のゲートがそれぞれ独立制御される構成とすることにより、各レーンで固形食品がランダムに配列されている場合であっても正確な個数でグループ化することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上記載のように本発明によれば、高さ検出手段により固形食品高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力し、この出力波形に基づいて固形食品の個数を計数することにより、固形食品が前後に接した状態で搬送される場合であっても正確に計数することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る固形食品の搬送システムを示す全体構成図である。
【図２】整列手段の具体的構成例を示す平面図である。
【図３】（Ａ）は手動式の整列手段とセンサの平面図で、（Ｂ）は自動式の整列手段とセンサの平面図である。
【図４】センサの概略構成を示す側面図である。
【図５】ワークの搬送状態を説明する図であり、（Ａ）はセンサ通過前の搬送状態を示す平面図で、（Ｂ）はセンサ通過後の搬送状態を示す平面図である。
【図６】離間して搬送されるワークの出力波形図である。
【図７】（Ａ）は接触状態で搬送されるワークの出力波形図で、（Ｂ）はワーク有無の判定結果を示す図である。
【図８】ワーク長さを利用した計数を説明する図であり、（Ａ）は接触状態のワークを示す側面図で、（Ｂ）はセンサの出力波形を示す図で、（Ｃ）はワーク有無の判定結果を示す図である。
【図９】本実施形態に係る計数装置の処理フローを示す図である。
【図１０】ワークの移動距離を説明する図である。
【図１１】多列レーンにおけるグルーピングを説明するための平面図である。
【図１２】ワーク搬送状態を示す図であり、（Ａ）はゲートが一部開放している状態を示す図で、（Ｂ）はゲートを閉じた状態を示す図で、（Ｃ）はゲートを閉じた後一定時間保持した状態を示す図である。
【図１３】ゲートの一例を示す平面図である。
【図１４】ゲートの動作を説明する図であり、（Ａ）はゲート開放状態を示す側断面図で、（Ｂ）はゲート閉鎖状態を示す側断面図である。
【図１５】本実施形態に係る組分け装置の処理フローを示す図である。
【図１６】ワーク移動距離を説明する図であり、（Ａ）はセンサ通過時のワークを示す図で、（Ｂ）はゲート通過時のワークを示す図である。
【図１７】従来例であり、コンベア側方に設置された非接触センサによる計数を説明する平面図で、（Ａ）は離間して搬送される被搬送物の状態を示す図で、（Ｂ）は接触状態で搬送される被搬送物の状態を示す図で、（Ｃ）は多列で搬送される被搬送物の状態を示す図である。
【図１８】従来例であり、コンベア上方に設置された非接触センサによる計数を説明する図で、（Ａ）は離間して搬送される被搬送物の状態を示す側面図で、（Ｂ）はセンサによる判定結果を示す図である。
【図１９】従来例であり、コンベア上方に設置された非接触センサによる計数を説明する図で、（Ａ）は接触した状態で搬送される被搬送物の状態を示す側面図で、（Ｂ）はセンサによる判定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。本実施形態は、搬送コンベアにより搬送される固形食品の個数を計数する計数装置と、該計数装置を備えた組分け装置と、組分け装置を備えた搬送システムとに関するものである。ここで固形食品とは塊状の食品のことをいうが、該固形食品には液体又はゲル状食品が袋やカップ等の容器に封入されているものを含み、さらに、未調理の食品及び調理済みの食品を含むものである。以下、固形食品５をワークと称する。
【００２３】
図１を参照して、本発明の実施形態に係る固形食品の搬送システムの全体構成を説明する。
本実施形態に係る搬送システム１は、主に、搬送コンベア２と、該搬送コンベア２上でワーク５を整列させる整列手段１０と、該整列手段１０の下流側に設けられワーク５の高さを検出する高さ検出センサ２０と、該センサ２０の下流側に設けられワーク５の搬送路を開閉するゲート３０と、ワーク５の移動距離をカウント数に基づき検出するエンコーダ３５と、ワーク５の計数演算やグループ化のためのゲート開閉制御を行なう制御手段３とを備える。
【００２４】
前記搬送コンベア２は、その上面（搬送面）に載置されたワーク５を所定速度で搬送するものであり、例えば、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラコンベア等が用いられる。なお、本実施形態では、全図において白抜きの矢印は搬送コンベア２の搬送方向を示す。また、本明細書中において上流側又は下流側の表記は、コンベア搬送方向に対する上流側又は下流側をさす。
【００２５】
前記整列手段１０は、搬送コンベア２により搬送されるワーク５を整列させる手段であり、図２にその具体的構成例を示す。同図に示されるように、整列手段１０は、搬送コンベア２を複数レーン１２に仕切るサイドガイド１１と、各レーン１２ごとに設置された整列バー１３及び整列バー移動駒１５とを有する。各レーン１２は、レーン幅がワーク幅より大きくなるようにサイドガイド１１により仕切られている。サイドガイド１１は、板状若しくは棒状に形成されており、搬送コンベア２上面から僅かに離間させて所定高さを有するように立設され、少なくとも整列バー１３からゲート３０まで延設されている。サイドガイド１１は、例えば上部から吊り下げたり、コンベアブラケットに固定したりして設置する。
【００２６】
レーン１２を挟む２つのサイドガイド１１のうち一側１１ａには、支軸１４を中心として回動自在な整列バー１３が設置されている。なお、整列バー１３が設置された側のサイドガイド１１を支軸側サイドガイド１１ａ、設置されていない側のサイドガイド１１を基準サイドガイド１１ｂと称する。整列バー１３は、棒状又は長尺板状に形成されており、上流端が支軸１４に支持され、下流端が自由端となっている。該整列バー１３の下流端は整列バー移動駒１５によってレーン１２上で位置決めされる。整列バー移動駒１５は、モータ１７によってレーン１２の幅方向に駆動される。整列バー１３の下流端と基準サイドガイド１１ｂとの距離をワーク寸法幅に合わせることによって、この間を通り抜けるワーク５を直線上に整列させることができる。
【００２７】
ここで、上記した図２と、さらに図３とを参照して、整列手段１０と高さ検出センサ２０のセット方法を説明する。図３（Ａ）は手動式の整列手段とセンサの平面図で、（Ｂ）は自動式の整列手段とセンサの平面図である。
最初に、ワーク５の種類ごとにその寸法幅を、制御手段３のデータベース（図示略）にマスタ登録する。例えば、寸法幅Ａ〜寸法幅Ｚまでを、製品の識別情報に関連付けて登録する。
搬送コンベア２に流すワーク５の識別情報を選択し、この識別情報に対応した寸法幅を前記データベースから抽出する。
【００２８】
抽出された寸法幅となるように整列バー移動駒１５をモータ１７ａにより動かし、次いで、基準サイドガイド１１ｂと整列バー１３先端との距離の中心位置に高さ検出センサ２０を動かす。例えば、ワークＡを選択したら、基準サイドガイド１１ｂと整列バー１３先端の距離が寸法幅Ａになる位置に整列バー移動駒１５を動かし、その後ワークＡの寸法幅／２の位置に高さ検出センサ２０を動かす。ワークＡより寸法幅が大きいワークＺを選択したら、上記と同様にして、固体寸法Ｚの寸法幅に対応した位置に整列バー移動駒１５を動かし、その後ワークの寸法幅Ｚ／２の位置に高さ検出センサ２０を動かす。図２及び図３において、実線は寸法Ａのときの整列バー１３、整列バー移動駒１５、高さ検出センサ２０の位置であり、破線は寸法幅Ｚのときの整列バー１３’、整列バー移動駒１５’、高さ検出センサ２０’の位置である。
【００２９】
図３（Ａ）に示すように、手動式の場合は、整列バー移動駒１５がスライド軸１６をスライド移動するように構成されるとともに、高さ検出センサ２０がスライド軸２２をスライド移動するように構成され、整列バー移動駒１５及び高さ検出センサ２０はそれぞれ手動でスライド移動するようになっている。
【００３０】
図３（Ｂ）に示すように、自動式の場合は、整列バー移動駒１５がスライド軸１６をスライド移動するように構成されるとともに、高さ検出センサ２０がスライド軸２２をスライド移動するように構成され、整列バー移動駒１５及び高さ検出センサ２０はそれぞれモータ１７ａ、１７ｂにより駆動され移動するようになっている。このモータ１７ａ、１７ｂは制御手段３に接続されており、不図示の入力手段により制御手段３にワーク５の識別情報が入力されたらこの識別情報に対応した寸法幅をデータベースから抽出し、該抽出された寸法幅に基づいて制御手段３によりモータ１７ａ、１７ｂを駆動することが好ましい。
【００３１】
前記高さ検出センサ２０は、図４に示すように、搬送コンベア２の上方に設置され、該搬送コンベア２により搬送されるワーク５の高さを連続的に検出してワーク高さの変位をアナログ値で出力する非接触式のセンサである。該高さ検出センサ２０は、光や超音波等を利用してワーク上面の変位を検出する変位センサが用いられ、この変位に基づいてワークの高さ（コンベア上面からワーク上端までの高さ）とコンベア移動距離の出力波形を出力するようになっている。高さ検出センサ２０からの出力波形は制御手段３に入力され、制御手段３の表示手段（不図示）に表示させてもよい。
【００３２】
本実施形態で用いられる高さ検出センサ２０は、例えば、光学式として、半導体レーザやＬＥＤ等の発光素子と、ＰＳＤ（光位置検出素子）又はＣＣＤとの組み合わせで構成され、三角測距又は光波測距等を利用してワーク５とセンサ２０との変位量を検出し、出力波形を生成する光学式変位センサ（光電センサ）が用いられる。光電センサは、応答速度が速いという利点があるため、多数のワーク５を短時間で計数する場合などに適している。一方、超音波式としては、発振子から超音波を発振し、ワーク上面で反射する超音波を受振子で受振し、この音波の発振から受振までの時間を計測することで距離を演算する超音波式変位センサが用いられる。超音波式変位センサは、透明又は半透明のワークであっても測定が可能であり、また色が変化しても測定への影響がないため、このようなワークの計数に適している。
ただし、高さ検出センサ２０は上記した構成に限定されるものではなく、検出したワーク高さをアナログ値で出力可能なセンサであればいずれの構成であってもよい。
【００３３】
前記ゲート３０は、搬送コンベア２上で高さ検出センサ２０より下流側に設置され、該搬送コンベア２により搬送されるワーク５の搬送路を開閉する。複数レーン１２を有する搬送コンベア２の場合は、各レーン１２ごとにゲート３０が設置され、それぞれ独立して開閉制御されることが好ましい。ゲート３０の具体的構成については後述する。
前記エンコーダ３５は、例えば搬送コンベア２の駆動ローラに取り付けられ、該ローラの回転数をカウントすることによりコンベアベルトの移動量、すなわちワーク５の移動距離を検出する。
【００３４】
本実施形態に係る計数装置につき説明する。
本実施形態では、前記高さ検出センサ２０と前記制御手段３とを含んで計数装置が構成されている。この計数装置では、高さ検出センサ２０でワーク高さを連続的に検出して該ワーク高さの変位をアナログ値で出力し、この出力波形が制御手段３に入力されて、該制御手段３で出力波形に基づいてワーク高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき（ＯＮ信号→ＯＦＦ信号）、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったとき（ＯＦＦ信号→ＯＮ信号）に計数値を１加算する。
【００３５】
ここで、図６及び図７を参照して、高さ検出センサの出力波形について説明する。なお、図５はワークの搬送状態を説明する図であり、（Ａ）はセンサ通過前の搬送状態を示す平面図で、（Ｂ）はセンサ通過後の搬送状態を示す平面図である。ワーク５は、１レーンから３レーンまでの各レーンにてそれぞれ整列した状態で搬送される。１レーンでは前後に位置するワーク５が離間した状態で搬送され、２レーンでは前後に位置するワーク５が接した状態で搬送されている。
【００３６】
図６は、離間して搬送されるワークの出力波形図であり、具体的には図５に示される１レーンのセンサ２０で検出された出力波形図である。同波形図に示されるように、前後のワーク５同士が離間しているため、それぞれのワーク５を明瞭に区別できる。
図７（Ａ）は、接触状態で搬送されるワークの出力波形図であり、具体的には図５の２レーンのセンサ２０で検出された出力波形図である。同波形図に示されるように、離間したワーク５同士は明瞭に区別でき、さらに、前後で接触状態にあるワーク５同士においても境界部分が凹状となっているため別個のワーク５であることが認識できる。
【００３７】
高さ検出センサ２０からの出力波形は制御手段３に入力され、該制御手段３にて出力波形の山を１個のワーク５として計数することにより、接触状態で搬送されるワーク５が存在しても正確に計数可能となる。
また、出力波形の山を１個のワーク５として計数するために、前後のワーク５同士の境界を検出するしきい値を予め制御手段３に設定しておく。これは、図７（Ｂ）に示すように、出力波形からワーク高さがしきい値より大きくなったとき、ワーク有無の判定結果をＯＮとし、しきい値以下となったときにワーク有無の判定結果をＯＦＦとする。判定結果がＯＮからＯＦＦに切り替わった時点で計数値を１加算する。又は、判定結果がＯＦＦからＯＮに切り替わった時点で計数値を１加算してもよい。しきい値は、ワーク５上面の凹凸状態に基づいて該ワーク５の種類ごとに設定することが好ましい。例えば、図７に示す出力波形においては、高さ２００（ｍｍ）をしきい値と設定するとよい。
【００３８】
上記したように、出力波形の凹部をしきい値により検出することで接触状態のワーク同士の継ぎ目を認識でき、しきい値以下（又はしきい値以上）となったら計数値を１加算することによって連続したワーク５を誤って１個と計数することを防止できる。
【００３９】
しかし、上面が平坦で高さに差がないワーク５においては、ワーク５が接触状態で搬送される時に計数できない場合がある。したがって本実施形態では、このようなワーク５においても確実に計数可能なように、上記した計数装置の構成に加えて、以下の構成を備えることが好ましい。
図８はワーク長さを利用した計数を説明する図であり、（Ａ）は接触状態のワークを示す側面図で、（Ｂ）はセンサの出力波形を示す図で、（Ｃ）はワーク有無の判定結果を示す図である。
【００４０】
図８（Ａ）に示すように接触状態で搬送される複数のワーク５において、図８（Ｂ）に示すように、予め制御手段３にワーク高さのしきい値を設定レベル１と設定レベル２（設定レベル２＞設定レベル１）の２つ登録しておき、まず最初に設定レベル２でワーク高さの変位を検出する。ワーク５に凹凸が存在して前後の境界が設定レベル２で検出可能で、図８（Ｃ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦの判定が可能であれば、ＯＮ信号−ＯＦＦ信号で１個とカウントする。
【００４１】
設定レベル２でＯＮ／ＯＦＦの判定ができない場合には、ワーク有無の確認を設定レベル１で行い、ワーク５が確認できている間、すなわちＯＮの状態の間をエンコーダ３５でカウントして連続しているワーク全体の長さＬを計測する。ワークの設計長（これを基準長とする）＝ｌとして、実際のワーク寸法が設計値±１０％以内（０．９ｌ＜ｌ１，ｌ２，ｌ３，ｌ４＜１．１ｌ）とすると、図８の場合には、計測値は３．６ｌ＜Ｌ＜４．４ｌになり、この全長を基準長（ｌ）で割ると、３．６＜計算個数＜４．４となり、これを四捨五入すると計算個数＝４としてワーク数が求められる。ｎ個連続している場合は、実際の製品寸法が設計値の±（１／２ｎ）×１００％以内であれば上記の手法で正しい個数が求められる。なお、図８のような４個連続の場合には、±１２．５％以内、１０個連続する場合は±５％以内となる。
【００４２】
このように、高さ検出センサ２０で検出困難である場合には、ワーク移動距離、すなわちワーク全長に基づいて計数することにより、平坦なワークが接触状態で搬送される場合にも正確に計数可能となる。
【００４３】
ここで、図９及び図１０を参照して、上記した構成を備える計数装置の処理フローにつき具体的に説明する。図９は本実施形態に係る計数装置の処理フローを示す図、図１０はワークの移動距離を説明する図である。なお、ここでは一例として、多列のレーンを有する搬送コンベア上を搬送されるワークを計数する場合について説明する。
【００４４】
制御手段３に、搬送コンベア２の全レーン１２の合計計数値をＮ、ワーク５の搬送方向長さをＬと設定すると、計数開始前はＮ＝０、Ｌ＝０であり、またレーン１のワークカウント数ｎ１＝０、現在値ｎ＝０、前回値ｎ（−１）＝０で初期値となっている（Ｓ１）。
高さ検出センサ２０によりワーク高さを検出する（Ｓ２）。そして、高さ検出センサ２０からの出力波形を制御手段３に入力し、この出力波形（例えば図７（Ａ））に基づいて、ワーク有無の判定をする（Ｓ３）。これは、制御手段３に予めワーク高さのしきい値を設定しておき、出力波形からこのしきい値以上の高さが検出された場合には、ワーク有無の判定結果をＯＮとする。判定結果がＯＦＦの場合には、高さ検出センサ２０により検出を続行する。
【００４５】
判定結果がＯＮの場合には、エンコーダ３５のカウント数によりコンベアベルト２ａの移動距離（Ｌ）を検出し（Ｓ４）、計測ワーク長Ｌがワーク設計寸法ｌ×１．４で求められる基準長以下であるか否かを判断する（Ｓ５）。計測ワーク長Ｌが基準長以下であり、さらに高さ検出センサ２０によりワーク有無の判定結果がＯＦＦとなったら（Ｓ６）、レーン１のワークカウント数を１加算する（Ｓ９）。
【００４６】
一方、計測ワーク長Ｌが基準長より大きい場合には、Ｎ／ｌを算出し、小数点以下一桁を四捨五入する（Ｓ７）。なお、ワークが連続状態であるか否かの判定において、ワーク設計寸法ｌに１．４を乗算した値を基準長としているが、この値は１．４に限定されるものではなく、ワーク設計寸法の誤差に基づいて適宜設定することが好ましい。
そして、ワークカウント数の現在値ｎが前回値ｎ（−１）から変化したか否かを判断し（Ｓ８）、変化していない場合にはコンベアベルト２ａの移動距離検出（Ｓ４）に戻る。ワークカウント数の現在値が変化している場合には、１レーンのワークカウント数を１加算する（Ｓ９）。
【００４７】
ワークカウント数を１加算したら、ワーク移動距離ｌ１＝０とし、前回のカウント値をリセットする（Ｓ１０）。
リセット後、再度エンコーダ３５によりワーク移動距離ｌ１の検出を開始し（Ｓ１１）、制御手段３に記憶されているワークカウント数の前回値ｎ（−１）を現在値に更新する（Ｓ１２）。
【００４８】
全レーン合計計数値Ｎが、制御手段３に予め設定された設定数ＳｅｔＮに達したか否かを判断し（Ｓ１３）、設定数に達していない場合には、高さ検出センサ２０によるワーク高さ検出（Ｓ２）に戻る。設定数に達している場合には、ワーク移動距離ｌ１の値をホールドし、移動距離の検出を停止する（Ｓ１４）。各レーン１２の計数の合計が設定数と一致した瞬間に、当該レーンで高さ検出センサ２０を通過した最終ワーク５ａからゲート３０までの残距離Ｌ１を計算する（Ｓ１５）。図１０に示すように、残距離Ｌ１は、（センサ２０からゲート３０までの距離）Ｌ０−（センサ２０から最終ワーク５ａまでの距離）ｌ１で計算できる。そして、初期設定（Ｓ１）に戻り、上記と同様にして次のロッドを計数する。
【００４９】
本実施形態に係る組分け装置について説明する。
本実施形態では、上記した計数装置と、図１に示すゲート３０とを含んで組分け装置が構成されている。
この組分け装置は、制御手段３で高さ検出センサ２０により計数されたワーク個数と、エンコーダ３５で検出されたワーク移動量とに基づいてゲート３０を開閉制御し、ワーク５を任意の個数にグループ化する。
このように、計数装置で得られた計数値に基づいてゲート３０を開閉制御することにより、ワーク５を任意の個数で正確にグループ化することが可能となる。
【００５０】
さらにゲート３０は、搬送コンベア２上にて多列でワーク５が搬送されるように複数レーン存在する場合には、制御手段５により各ゲート３０がそれぞれ独立して制御されるよう構成されていることが好ましい。
このように、複数のゲート３０がそれぞれ独立制御される構成とすることにより、各レーン１２でワーク５がランダムに配列されている場合であっても、ワーク５を正確な個数でグループ化することが可能となる。
【００５１】
図１１は多列レーンにおけるグルーピングを説明するための平面図で、図１２はワーク搬送状態を示す図で、（Ａ）はゲートが一部開放している状態を示す図、（Ｂ）はゲートを閉じた状態を示す図、（Ｃ）はゲートを閉じた後一定時間保持した状態を示す図である。
仮に、グルーピングのワーク設定数を５個とした場合、各レーン１２のセンサ２０がワーク５の通過順に個数をカウントし、各レーンの最後に通過したワーク５の移動距離を測定し、この移動距離を保持することでゲート３０の開閉制御を行なう。
【００５２】
具体的には、２レーンで５個目を認識した時、１レーンでは最後に通過した３番目のワークが移動している距離からゲートまでの距離を算出する。２レーンでは、５番目のワークがゲート３０を通過するまでの距離を算出する。３レーンでは最後に通過した前グループ５番目のワーク５の移動距離を算出する。このとき、前グループの５番目のワーク５は既に通過しているので、３レーンのゲート３０は閉じる。
最後に通過したワーク５を検出した後（５番目のワーク）、各ワーク５のセンサ２０からゲート３０までの移動距離をエンコーダ３５で検出し、列ごとの最後の移動距離を保持しておくとよい。
【００５３】
そして、各レーン１２の仕分け部分をエンコーダ３５で移動距離を算出し、ゲート３０が有するストッパによりワーク５の分割を行なう。一定時間ストッパで堰き止め、グルーピングを行なう。これを繰り返すことにより、多列及び／又はランダムピッチで搬送されるワーク５のグループ化、及びグループ分離を行なうことが可能となる。
【００５４】
図１３及び図１４に、本実施形態の組分け装置で用いられるゲート３０の一例を示す。
図１３はゲートの一例を示す平面図で、図１４はゲートの動作を説明する図であり、（Ａ）はゲート開放状態を示す側断面図で、（Ｂ）はゲート閉鎖状態を示す側断面図である。
ここで、搬送コンベア２の搬送面は、所定間隙を有して平行配置された複数の丸ベルト２ａにより構成されている。
【００５５】
ゲート３０は、搬送コンベア２の下部に設けられ、丸ベルト２ａの間隙に沿って配置された棒状のストッパ３１と、複数のストッパ３１を回動可能に固定するヒンジ３２と、ストッパ３１の一側端部に連結されて該ストッパ３１を回動させる駆動シリンダ３３とを有する。駆動シリンダ３３は制御手段３からの制御信号により制御される。
ワーク５を停止させるとき、駆動シリンダ３３を図１４（Ａ）の矢印方向に縮めることにより、ストッパ３１は図１４（Ｂ）の矢印方向に回動して丸ベルト２ａ間の間隙を通って搬送面上部に跳ね上げられ、該ストッパ３１にワーク５が当接して停止するようになっている。
このように、跳ね上げ式のストッパ３１を有するゲート３０を用いることにより、ゲート３０によるワーク５の噛み込みを防止可能となる。
なお、本実施形態で用いられるゲート３０は、上記した跳ね上げ式のゲートに限定されるものではなく、他の方式のゲートを用いてもよいことは勿論である。
【００５６】
次に、図１５及び図１６を参照して、上記した構成を備える組分け装置の処理フローにつき具体的に説明する。図１５は本実施形態に係る組分け装置の処理フローを示す図、図１６はワーク移動距離を説明する図で、（Ａ）はセンサ通過時のワークを示す図、（Ｂ）はゲート通過時のワークを示す図である。なお、ここでは一例として、多列のレーン１２を有する搬送コンベア２上を搬送されるワーク５をグループ化する場合について説明する。
【００５７】
上記図９で説明した計数処理フローによって各レーンの計数値（ｎ１，ｎ２，ｎ３）の合計Ｎを算出し（Ｓ２１）、この合計Ｎが制御手段３に予め設定された設定数ＳｅｔＮ以上であるか否かを該制御手段３で判断する（Ｓ２２）。合計Ｎが設定数ＳｅｔＮ以上である場合には、エンコーダ３５により現在位置からの移動距離（Ｌ♯Ａ）のカウントを開始する（Ｓ２３）。これは、各レーン１２ごとにセンサ２０を通過するたびにセンサ２０からの移動距離をカウントする。例えば、図１６（Ａ）に示すように、１レーンでは最初１番目のワーク位置をカウントするが、４番目のワークが新たにセンサ２０を通過したら１番目のワークのカウントは止めて４番目のワーク位置のカウントに切り替える。
【００５８】
設定数ＳｅｔＮ＝５と仮定し、５個目のワークを確認した時点で図１６（Ａ）に示すような位置関係であった場合、１レーンの最新のワークである４番目のワークの現在位置（移動距離ｌ４）を確定する。確定後は次のワークのカウント可となる。
２レーンは５個目のワークなので、現在位置＝０として確定する。確定後は次のワークのカウント可となる。
３レーン３は番目のワークが最新のワークなので、現在のカウント値（移動距離ｌ３）を現在位置として確定する。確定後は次のワークのカウント可となる。５番目のワークが通過した時点（ＯＮ→ＯＦＦ）で個数カウントがリセットされ、３レーンの６番目のワークが次グループの１個目となる。
【００５９】
現在位置が確定されると、ワークの現在位置からゲートまでの残距離は計算できる。１レーンでは、現在位置からＬ４だけ移動すれば４番目のワークのワークはゲートを抜けた位置に達する。したがって、１レーンのワークがゲート３５を通過したか否かを判断し（Ｓ２４）、通過したら１レーンのゲートを閉める（Ｓ２５）。同様に、２レーンでは現在位置からＬだけ移動すればゲートを抜ける。２レーンのワークがゲート３５を通過したか否かを判断し（Ｓ２６）、通過したら２レーンのゲートを閉める（Ｓ２７）。同様に、３レーンは現在位置からＬ３だけ移動すればゲートを抜ける。３レーンのワークがゲート３５を通過したか否かを判断し（Ｓ２８）、通過したら３レーンのゲートを閉める。これをレーン数分行なう（Ｓ２９）。
【００６０】
図１６（Ｂ）の状態では、Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌとなっており、５個目のワークを確認した時点からＬ３だけ移動した状態である。３レーンの３番目のワークはゲートを通過しているので、この時点で３レーンのゲートを閉めることができる。１レーンは、この時点ではゲートを抜けていないが、もう少し進んでＬ４に達すればゲートを閉めることが可能となる。５個目のワーク（２レーンに位置）も距離＝Ｌの移動を確認した時点でゲートを閉めることができる。２レーンが閉じた時点で全ゲートが閉状態となり、後からくるワークとの分離が可能となる。
【００６１】
全ゲートが閉じたか否かを判断し（Ｓ３０）、全ゲートが閉じている場合には、タイマをスタートする（Ｓ３１）。これは、次のグループとの距離を開けるためであり、必要なグループ間距離となるような時間を算出しておき、タイマがタイムアップしたら（Ｓ３２）、全ゲートを開けて（Ｓ３３）、上記と同様にして次のワークのグループ化を行なう（Ｓ２１）。
【符号の説明】
【００６２】
１ 搬送システム
２ 搬送コンベア
２ａ コンベアベルト
３ 制御手段
５ 固形食品
１０ 整列手段
１１ サイドガイド
１２ レーン
１３ 整列バー
１５ 整列バー移動駒
１７、１７ａ、１７ｂ、２１ モータ
２０ 高さ検出センサ
３０ ゲート
３１ 可動部
３３ 駆動シリンダ
３５ エンコーダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送コンベアにより搬送される固形食品の計数を行う固形食品の計数装置、及び該計数装置を有して固形食品を任意の個数にグループ化する組分け装置、並びに前記計数装置と前記組分け装置とを有する搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、食品工場等において、搬送コンベアにより搬送される被搬送物をセンサにより検出して自動で計数する計数装置が広く普及している。被搬送物を検出するセンサには、例えば光電センサ、超音波センサ等の非接触式デジタルセンサが多く用いられ、このようなセンサにより被搬送物の有無を電気的信号で出力するようになっている。
【０００３】
計数装置に用いられるセンサは、被搬送物に対して水平方向に設置される場合（特許文献１参照）と、鉛直方向に設置される場合（特許文献２参照）とがある。
図１７は、従来例であり、コンベア側方（水平方向）に設置された非接触式センサによる計数を説明する平面図で、（Ａ）は離間して搬送される被搬送物の状態を示す図、（Ｂ）は接触状態で搬送される被搬送物の状態を示す図、（Ｃ）はコンベア幅方向に多列で搬送される被搬送物の状態を示す図である。
【０００４】
同図に示す搬送システムは、搬送コンベア５０上に設けられた分離装置５４により被搬送物５５を１列化及び定ピッチ化し、個別分離した被搬送物５５の個体認識をセンサにてＯＮ−ＯＦＦ信号の接点出力に変換して行っている。例えば光電センサは、搬送コンベア５０の側方に配置された投光部５１と、搬送コンベア５０を挟んで前記投光部５１に対向して配置された受光部５２とを有しており、投光部５１から投光された光が被搬送物５５によって遮られるとＯＮ信号を出力し、受光部５２が光を受光したらＯＦＦ信号を出力し、このＯＮ信号−ＯＦF信号の切り替えで計数値を１加算するようになっている。
【０００５】
図１７（Ａ）に示すように、搬送方向前後に位置する被搬送物５５が離間した状態で搬送される場合には、被搬送物５５ごとにＯＦＦ信号が明瞭に出力され、確実に計数を行える。
しかし、図１７（Ｂ）に示すように、被搬送物５５が前後で接している場合には、被搬送物５５同士の継ぎ目をセンサで認識できないためＯＦＦ信号が出力されず、複数個を１個として計数してしまうことがあった。
また、図１７（Ｃ）に示すように、搬送コンベア５０の幅方向に多列で被搬送物５５が搬送される場合においても、被搬送物５５が水平方向に重複してしまいセンサによりＯＦＦ信号が出力されず、複数個を１個として計数してしまうことがあった。
【０００６】
図１８及び図１９は、従来例であり、コンベア上方（鉛直方向）に設置された非接触式センサによる計数を説明する図である。
図１８（Ａ）及び図１９（Ａ）に示す搬送システムは、搬送コンベア５０の上方に設けられたセンサ５３にて被搬送物５５の個体認識を行っている。例えば光電センサの場合、搬送コンベア５０の上方に投光部と受光部とを有するセンサ５３を配置し、投光部から投光された光が被搬送物５５によって反射して受光部に受光され、受光部の受光量によってＯＮ信号又はＯＦF信号を出力し、ＯＮ信号−ＯＦF信号の切り替えで計数値を１加算するようになっている。
【０００７】
図１８（Ａ）に示すように被搬送物５５が離間して搬送される場合には、図１８（Ｂ）に示すように被搬送物５５ごとにＯＦＦ信号が明瞭に出力され、確実に計数を行える。
しかし、図１９（Ａ）に示すように前後に接触して搬送される場合には、センサにより被搬送物５５の継ぎ目を認識できず、図１９（Ｂ）に示すようにＯＮ信号が連続してしまい、正確に計数できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２５００３７号公報
【特許文献２】特開平６−８９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、センサが水平方向に配置された従来の計数装置では、被搬送物が前後に接した状態で搬送されると、連続した２つ以上の被搬送物を１つの被搬送物と認識してしまうことがあり正確な計数ができないという問題があった。また、搬送コンベア上を被搬送物が多列で搬送されると、センサが設置された水平方向に対して被搬送物が重複してしまい、やはり正確な計数ができないという問題があった。
一方、センサが鉛直方向に配置された従来の計数装置においても、前後に接触して搬送される被搬送物の継ぎ目は認識できず、正確に計数できないという問題が残る。
【００１０】
したがって、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、前後に接した状態で搬送される固形食品が含まれる場合であっても、固形食品を正確に計数可能な固形食品の計数装置を提供することを目的とし、さらには固形食品を正確な個数で組分けすることを可能とした固形食品の組分け装置、並びに前記固体装置と組分け装置とを有する搬送システム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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明に係る固形食品の計数装置は、搬送コンベアにより搬送される固形食品の個数を計数する固形食品の計数装置において、前記搬送コンベアの上方に設置され、前記固形食品の高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力する高さ検出手段と、前記高さ検出手段からの出力波形が入力され、前記固形食品高さの変位に基づいて前記固形食品を計数する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記出力波形に基づいて前記固形食品高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったときに計数値を１加算することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、高さ検出手段により固形食品高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力し、この出力波形に基づいて固形食品の個数を計数することにより、固形食品が前後に接した状態で搬送される場合であっても正確に計数することが可能となる。すなわち、出力波形の凹部をしきい値により検出することで接触状態の固形食品同士の継ぎ目を認識でき、しきい値を跨ぐ時（しきい値より大きい状態からしきい値以下への変化、又はしきい値未満の状態からしきい値以上への変化の何れか一方）に計数値を１加算することによって連続した固体食品を誤って１個と計数することを防止できる。
なお、本発明において固形食品とは塊状の食品のことをいうが、該固形食品には液体又はゲル状食品が袋やカップ等の容器に封入されているものを含み、さらに、未調理の食品及び調理済みの食品を含むものである。また、固形食品の高さとは、搬送コンベア上面から固形食品上面までの高さをいう。
【００１３】
また、前記固形食品の移動距離を検出する移動距離検出手段をさらに備え、前記出力波形は、前記高さ検出手段と前記移動距離検出手段とから得られる前記固形食品の高さと移動距離とからなる波形であり、前記制御手段は、前記出力波形に基づいて前記固形食品高さが前記しきい値より大きいときの前記固形食品の移動距離を算出し、該移動距離が、前記固形食品の寸法に基づき設定された基準長より長い場合、該基準長に基づいて計数値を加算することが好ましい。
【００１４】
高さに差がなく上面が平坦な固形食品は、前後に接した状態で搬送されたときに、高さ検出手段で固形食品高さを検出しても、しきい値より大きい状態が続いて固形食品の連続した継ぎ目を検出することが難しいことがある。したがって本構成では、固形食品高さがしきい値より大きい状態が続く固形食品の場合に、固形食品の移動距離、すなわち固形食品の全長を検出して該移動距離が基準長より長い場合に適宜計数値を加算することによって、平坦な固形食品が接触状態で搬送される場合であっても確実に計数可能となる。なお、基準長は、１個の固形食品の寸法偏差に基づいて設定されることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る固形食品の組分け装置は、上記した計数装置と、前記搬送コンベア上で前記高さ検出手段より下流側に設置され、該搬送コンベアにより搬送される固形食品の搬送路を開閉するゲートとを備え、前記制御手段は、前記高さ検出手段により計数された前記固形食品の個数と、前記移動距離検出手段で検出された前記固形食品の移動距離とに基づいて前記ゲートを開閉制御し、前記固形食品を任意の個数にグループ化することを特徴とする。
このように、上記した計数装置で得られた計数値に基づいてゲートを開閉制御することにより、固形食品を任意の個数で精度よくグループ化することが可能となる。
【００１６】
さらに、前記高さ検出手段が、前記搬送コンベアの横断方向に複数設けられており、前記ゲートが前記複数の高さ検出手段ごとに設けられているとともに、各ゲートが前記制御手段によりそれぞれ独立して開閉制御されるように構成することが好ましい。
このように、複数のゲートがそれぞれ独立制御される構成とすることにより、搬送コンベアの各レーンで固形食品がランダムに配列されている場合であっても、固形食品を精度よくグループ化することが可能となる。
【００１７】
本発明に係る固形食品の搬送システムは、搬送面が複数のレーンに仕切られ、各レーンにて固形食品を搬送する搬送コンベアと、前記各レーンの上方にそれぞれ設置され、前記固形食品の高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力する高さ検出手段と、前記固形食品の移動距離を検出する移動距離検出手段と、前記各レーンごとに前記高さ検出手段より上流側に設置され、前記固形食品を同一方向に整列させる整列手段と、前記高さ検出手段からの出力波形が入力され、前記固形食品高さの変位に基づいて前記固形食品を計数する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記出力波形に基づいて、前記固形食品高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったときに計数値を１加算するとともに、前記固形食品高さが前記しきい値より大きいときの前記固形食品の移動距離を算出し、該移動距離が、前記固形食品の寸法に基づき設定された基準長より長い場合、該基準長に基づいて計数値を加算することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、高さ検出手段からの出力波形に基づいて固形食品の個数を計数することにより、固形食品が前後に接触状態で搬送される場合であっても正確に計数することが可能となる。また、固形食品の移動距離を検出し、移動距離が基準長より長い場合に適宜計数値を加算することによって、平坦な固形食品が接触状態で搬送される場合であっても確実に計数可能となる。さらに、高さ検出手段の上流側で固形食品を整列手段により整列させているため、確実に高さ検出手段の下方を固形食品が通過するようにでき、計数漏れを防止可能である。
【００１９】
また、前記各レーンの前記高さ検出手段より下流側にそれぞれ設置され、該レーン上を搬送される固形食品の搬送路を開閉するゲートをさらに備え、前記制御手段は、前記高さ検出手段により計数された前記固形食品の個数と、前記移動距離検出手段で検出された前記固形食品の移動距離とに基づいて複数の前記ゲートをそれぞれ独立して開閉制御し、前記固形食品を任意の個数にグループ化することが好ましい。
このように、上記した計数装置で得られた計数値に基づいてゲートを開閉制御することにより、固形食品を任意の個数で精度よくグループ化することが可能で、さらに複数のゲートがそれぞれ独立制御される構成とすることにより、各レーンで固形食品がランダムに配列されている場合であっても正確な個数でグループ化することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上記載のように本発明によれば、高さ検出手段により固形食品高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力し、この出力波形に基づいて固形食品の個数を計数することにより、固形食品が前後に接した状態で搬送される場合であっても正確に計数することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る固形食品の搬送システムを示す全体構成図である。
【図２】整列手段の具体的構成例を示す平面図である。
【図３】（Ａ）は手動式の整列手段とセンサの平面図で、（Ｂ）は自動式の整列手段とセンサの平面図である。
【図４】センサの概略構成を示す側面図である。
【図５】ワークの搬送状態を説明する図であり、（Ａ）はセンサ通過前の搬送状態を示す平面図で、（Ｂ）はセンサ通過後の搬送状態を示す平面図である。
【図６】離間して搬送されるワークの出力波形図である。
【図７】（Ａ）は接触状態で搬送されるワークの出力波形図で、（Ｂ）はワーク有無の判定結果を示す図である。
【図８】ワーク長さを利用した計数を説明する図であり、（Ａ）は接触状態のワークを示す側面図で、（Ｂ）はセンサの出力波形を示す図で、（Ｃ）はワーク有無の判定結果を示す図である。
【図９】本実施形態に係る計数装置の処理フローを示す図である。
【図１０】ワークの移動距離を説明する図である。
【図１１】多列レーンにおけるグルーピングを説明するための平面図である。
【図１２】ワーク搬送状態を示す図であり、（Ａ）はゲートが一部開放している状態を示す図で、（Ｂ）はゲートを閉じた状態を示す図で、（Ｃ）はゲートを閉じた後一定時間保持した状態を示す図である。
【図１３】ゲートの一例を示す平面図である。
【図１４】ゲートの動作を説明する図であり、（Ａ）はゲート開放状態を示す側断面図で、（Ｂ）はゲート閉鎖状態を示す側断面図である。
【図１５】本実施形態に係る組分け装置の処理フローを示す図である。
【図１６】ワーク移動距離を説明する図であり、（Ａ）はセンサ通過時のワークを示す図で、（Ｂ）はゲート通過時のワークを示す図である。
【図１７】従来例であり、コンベア側方に設置された非接触センサによる計数を説明する平面図で、（Ａ）は離間して搬送される被搬送物の状態を示す図で、（Ｂ）は接触状態で搬送される被搬送物の状態を示す図で、（Ｃ）は多列で搬送される被搬送物の状態を示す図である。
【図１８】従来例であり、コンベア上方に設置された非接触センサによる計数を説明する図で、（Ａ）は離間して搬送される被搬送物の状態を示す側面図で、（Ｂ）はセンサによる判定結果を示す図である。
【図１９】従来例であり、コンベア上方に設置された非接触センサによる計数を説明する図で、（Ａ）は接触した状態で搬送される被搬送物の状態を示す側面図で、（Ｂ）はセンサによる判定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。本実施形態は、搬送コンベアにより搬送される固形食品の個数を計数する計数装置と、該計数装置を備えた組分け装置と、組分け装置を備えた搬送システムとに関するものである。ここで固形食品とは塊状の食品のことをいうが、該固形食品には液体又はゲル状食品が袋やカップ等の容器に封入されているものを含み、さらに、未調理の食品及び調理済みの食品を含むものである。以下、固形食品５をワークと称する。
【００２３】
図１を参照して、本発明の実施形態に係る固形食品の搬送システムの全体構成を説明する。
本実施形態に係る搬送システム１は、主に、搬送コンベア２と、該搬送コンベア２上でワーク５を整列させる整列手段１０と、該整列手段１０の下流側に設けられワーク５の高さを検出する高さ検出センサ２０と、該センサ２０の下流側に設けられワーク５の搬送路を開閉するゲート３０と、ワーク５の移動距離をカウント数に基づき検出するエンコーダ３５と、ワーク５の計数演算やグループ化のためのゲート開閉制御を行なう制御手段３とを備える。
【００２４】
前記搬送コンベア２は、その上面（搬送面）に載置されたワーク５を所定速度で搬送するものであり、例えば、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラコンベア等が用いられる。なお、本実施形態では、全図において白抜きの矢印は搬送コンベア２の搬送方向を示す。また、本明細書中において上流側又は下流側の表記は、コンベア搬送方向に対する上流側又は下流側をさす。
【００２５】
前記整列手段１０は、搬送コンベア２により搬送されるワーク５を整列させる手段であり、図２にその具体的構成例を示す。同図に示されるように、整列手段１０は、搬送コンベア２を複数レーン１２に仕切るサイドガイド１１と、各レーン１２ごとに設置された整列バー１３及び整列バー移動駒１５とを有する。各レーン１２は、レーン幅がワーク幅より大きくなるようにサイドガイド１１により仕切られている。サイドガイド１１は、板状若しくは棒状に形成されており、搬送コンベア２上面から僅かに離間させて所定高さを有するように立設され、少なくとも整列バー１３からゲート３０まで延設されている。サイドガイド１１は、例えば上部から吊り下げたり、コンベアブラケットに固定したりして設置する。
【００２６】
レーン１２を挟む２つのサイドガイド１１のうち一側１１ａには、支軸１４を中心として回動自在な整列バー１３が設置されている。なお、整列バー１３が設置された側のサイドガイド１１を支軸側サイドガイド１１ａ、設置されていない側のサイドガイド１１を基準サイドガイド１１ｂと称する。整列バー１３は、棒状又は長尺板状に形成されており、上流端が支軸１４に支持され、下流端が自由端となっている。該整列バー１３の下流端は整列バー移動駒１５によってレーン１２上で位置決めされる。整列バー移動駒１５は、モータ１７によってレーン１２の幅方向に駆動される。整列バー１３の下流端と基準サイドガイド１１ｂとの距離をワーク寸法幅に合わせることによって、この間を通り抜けるワーク５を直線上に整列させることができる。
【００２７】
ここで、上記した図２と、さらに図３とを参照して、整列手段１０と高さ検出センサ２０のセット方法を説明する。図３（Ａ）は手動式の整列手段とセンサの平面図で、（Ｂ）は自動式の整列手段とセンサの平面図である。
最初に、ワーク５の種類ごとにその寸法幅を、制御手段３のデータベース（図示略）にマスタ登録する。例えば、寸法幅Ａ〜寸法幅Ｚまでを、製品の識別情報に関連付けて登録する。
搬送コンベア２に流すワーク５の識別情報を選択し、この識別情報に対応した寸法幅を前記データベースから抽出する。
【００２８】
抽出された寸法幅となるように整列バー移動駒１５をモータ１７ａにより動かし、次いで、基準サイドガイド１１ｂと整列バー１３先端との距離の中心位置に高さ検出センサ２０を動かす。例えば、ワークＡを選択したら、基準サイドガイド１１ｂと整列バー１３先端の距離が寸法幅Ａになる位置に整列バー移動駒１５を動かし、その後ワークＡの寸法幅／２の位置に高さ検出センサ２０を動かす。ワークＡより寸法幅が大きいワークＺを選択したら、上記と同様にして、固体寸法Ｚの寸法幅に対応した位置に整列バー移動駒１５を動かし、その後ワークの寸法幅Ｚ／２の位置に高さ検出センサ２０を動かす。図２及び図３において、実線は寸法Ａのときの整列バー１３、整列バー移動駒１５、高さ検出センサ２０の位置であり、破線は寸法幅Ｚのときの整列バー１３’、整列バー移動駒１５’、高さ検出センサ２０’の位置である。
【００２９】
図３（Ａ）に示すように、手動式の場合は、整列バー移動駒１５がスライド軸１６をスライド移動するように構成されるとともに、高さ検出センサ２０がスライド軸２２をスライド移動するように構成され、整列バー移動駒１５及び高さ検出センサ２０はそれぞれ手動でスライド移動するようになっている。
【００３０】
図３（Ｂ）に示すように、自動式の場合は、整列バー移動駒１５がスライド軸１６をスライド移動するように構成されるとともに、高さ検出センサ２０がスライド軸２２をスライド移動するように構成され、整列バー移動駒１５及び高さ検出センサ２０はそれぞれモータ１７ａ、１７ｂにより駆動され移動するようになっている。このモータ１７ａ、１７ｂは制御手段３に接続されており、不図示の入力手段により制御手段３にワーク５の識別情報が入力されたらこの識別情報に対応した寸法幅をデータベースから抽出し、該抽出された寸法幅に基づいて制御手段３によりモータ１７ａ、１７ｂを駆動することが好ましい。
【００３１】
前記高さ検出センサ２０は、図４に示すように、搬送コンベア２の上方に設置され、該搬送コンベア２により搬送されるワーク５の高さを連続的に検出してワーク高さの変位をアナログ値で出力する非接触式のセンサである。該高さ検出センサ２０は、光や超音波等を利用してワーク上面の変位を検出する変位センサが用いられ、この変位に基づいてワークの高さ（コンベア上面からワーク上端までの高さ）とコンベア移動距離の出力波形を出力するようになっている。高さ検出センサ２０からの出力波形は制御手段３に入力され、制御手段３の表示手段（不図示）に表示させてもよい。
【００３２】
本実施形態で用いられる高さ検出センサ２０は、例えば、光学式として、半導体レーザやＬＥＤ等の発光素子と、ＰＳＤ（光位置検出素子）又はＣＣＤとの組み合わせで構成され、三角測距又は光波測距等を利用してワーク５とセンサ２０との変位量を検出し、出力波形を生成する光学式変位センサ（光電センサ）が用いられる。光電センサは、応答速度が速いという利点があるため、多数のワーク５を短時間で計数する場合などに適している。一方、超音波式としては、発振子から超音波を発振し、ワーク上面で反射する超音波を受振子で受振し、この音波の発振から受振までの時間を計測することで距離を演算する超音波式変位センサが用いられる。超音波式変位センサは、透明又は半透明のワークであっても測定が可能であり、また色が変化しても測定への影響がないため、このようなワークの計数に適している。
ただし、高さ検出センサ２０は上記した構成に限定されるものではなく、検出したワーク高さをアナログ値で出力可能なセンサであればいずれの構成であってもよい。
【００３３】
前記ゲート３０は、搬送コンベア２上で高さ検出センサ２０より下流側に設置され、該搬送コンベア２により搬送されるワーク５の搬送路を開閉する。複数レーン１２を有する搬送コンベア２の場合は、各レーン１２ごとにゲート３０が設置され、それぞれ独立して開閉制御されることが好ましい。ゲート３０の具体的構成については後述する。
前記エンコーダ３５は、例えば搬送コンベア２の駆動ローラに取り付けられ、該ローラの回転数をカウントすることによりコンベアベルトの移動量、すなわちワーク５の移動距離を検出する。
【００３４】
本実施形態に係る計数装置につき説明する。
本実施形態では、前記高さ検出センサ２０と前記制御手段３とを含んで計数装置が構成されている。この計数装置では、高さ検出センサ２０でワーク高さを連続的に検出して該ワーク高さの変位をアナログ値で出力し、この出力波形が制御手段３に入力されて、該制御手段３で出力波形に基づいてワーク高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき（ＯＮ信号→ＯＦＦ信号）、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったとき（ＯＦＦ信号→ＯＮ信号）に計数値を１加算する。
【００３５】
ここで、図６及び図７を参照して、高さ検出センサの出力波形について説明する。なお、図５はワークの搬送状態を説明する図であり、（Ａ）はセンサ通過前の搬送状態を示す平面図で、（Ｂ）はセンサ通過後の搬送状態を示す平面図である。ワーク５は、１レーンから３レーンまでの各レーンにてそれぞれ整列した状態で搬送される。１レーンでは前後に位置するワーク５が離間した状態で搬送され、２レーンでは前後に位置するワーク５が接した状態で搬送されている。
【００３６】
図６は、離間して搬送されるワークの出力波形図であり、具体的には図５に示される１レーンのセンサ２０で検出された出力波形図である。同波形図に示されるように、前後のワーク５同士が離間しているため、それぞれのワーク５を明瞭に区別できる。
図７（Ａ）は、接触状態で搬送されるワークの出力波形図であり、具体的には図５の２レーンのセンサ２０で検出された出力波形図である。同波形図に示されるように、離間したワーク５同士は明瞭に区別でき、さらに、前後で接触状態にあるワーク５同士においても境界部分が凹状となっているため別個のワーク５であることが認識できる。
【００３７】
高さ検出センサ２０からの出力波形は制御手段３に入力され、該制御手段３にて出力波形の山を１個のワーク５として計数することにより、接触状態で搬送されるワーク５が存在しても正確に計数可能となる。
また、出力波形の山を１個のワーク５として計数するために、前後のワーク５同士の境界を検出するしきい値を予め制御手段３に設定しておく。これは、図７（Ｂ）に示すように、出力波形からワーク高さがしきい値より大きくなったとき、ワーク有無の判定結果をＯＮとし、しきい値以下となったときにワーク有無の判定結果をＯＦＦとする。判定結果がＯＮからＯＦＦに切り替わった時点で計数値を１加算する。又は、判定結果がＯＦＦからＯＮに切り替わった時点で計数値を１加算してもよい。しきい値は、ワーク５上面の凹凸状態に基づいて該ワーク５の種類ごとに設定することが好ましい。例えば、図７に示す出力波形においては、高さ２００（ｍｍ）をしきい値と設定するとよい。
【００３８】
上記したように、出力波形の凹部をしきい値により検出することで接触状態のワーク同士の継ぎ目を認識でき、しきい値以下（又はしきい値以上）となったら計数値を１加算することによって連続したワーク５を誤って１個と計数することを防止できる。
【００３９】
しかし、上面が平坦で高さに差がないワーク５においては、ワーク５が接触状態で搬送される時に計数できない場合がある。したがって本実施形態では、このようなワーク５においても確実に計数可能なように、上記した計数装置の構成に加えて、以下の構成を備えることが好ましい。
図８はワーク長さを利用した計数を説明する図であり、（Ａ）は接触状態のワークを示す側面図で、（Ｂ）はセンサの出力波形を示す図で、（Ｃ）はワーク有無の判定結果を示す図である。
【００４０】
図８（Ａ）に示すように接触状態で搬送される複数のワーク５において、図８（Ｂ）に示すように、予め制御手段３にワーク高さのしきい値を設定レベル１と設定レベル２（設定レベル２＞設定レベル１）の２つ登録しておき、まず最初に設定レベル２でワーク高さの変位を検出する。ワーク５に凹凸が存在して前後の境界が設定レベル２で検出可能で、図８（Ｃ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦの判定が可能であれば、ＯＮ信号−ＯＦＦ信号で１個とカウントする。
【００４１】
設定レベル２でＯＮ／ＯＦＦの判定ができない場合には、ワーク有無の確認を設定レベル１で行い、ワーク５が確認できている間、すなわちＯＮの状態の間をエンコーダ３５でカウントして連続しているワーク全体の長さＬを計測する。ワークの設計長（これを基準長とする）＝ｌとして、実際のワーク寸法が設計値±１０％以内（０．９ｌ＜ｌ１，ｌ２，ｌ３，ｌ４＜１．１ｌ）とすると、図８の場合には、計測値は３．６ｌ＜Ｌ＜４．４ｌになり、この全長を基準長（ｌ）で割ると、３．６＜計算個数＜４．４となり、これを四捨五入すると計算個数＝４としてワーク数が求められる。ｎ個連続している場合は、実際の製品寸法が設計値の±（１／２ｎ）×１００％以内であれば上記の手法で正しい個数が求められる。なお、図８のような４個連続の場合には、±１２．５％以内、１０個連続する場合は±５％以内となる。
【００４２】
このように、高さ検出センサ２０で検出困難である場合には、ワーク移動距離、すなわちワーク全長に基づいて計数することにより、平坦なワークが接触状態で搬送される場合にも正確に計数可能となる。
【００４３】
ここで、図９及び図１０を参照して、上記した構成を備える計数装置の処理フローにつき具体的に説明する。図９は本実施形態に係る計数装置の処理フローを示す図、図１０はワークの移動距離を説明する図である。なお、ここでは一例として、多列のレーンを有する搬送コンベア上を搬送されるワークを計数する場合について説明する。
【００４４】
制御手段３に、搬送コンベア２の全レーン１２の合計計数値をＮ、ワーク５の搬送方向長さをＬと設定すると、計数開始前はＮ＝０、Ｌ＝０であり、またレーン１のワークカウント数ｎ１＝０、現在値ｎ＝０、前回値ｎ（−１）＝０で初期値となっている（Ｓ１）。
高さ検出センサ２０によりワーク高さを検出する（Ｓ２）。そして、高さ検出センサ２０からの出力波形を制御手段３に入力し、この出力波形（例えば図７（Ａ））に基づいて、ワーク有無の判定をする（Ｓ３）。これは、制御手段３に予めワーク高さのしきい値を設定しておき、出力波形からこのしきい値以上の高さが検出された場合には、ワーク有無の判定結果をＯＮとする。判定結果がＯＦＦの場合には、高さ検出センサ２０により検出を続行する。
【００４５】
判定結果がＯＮの場合には、エンコーダ３５のカウント数によりコンベアベルト２ａの移動距離（Ｌ）を検出し（Ｓ４）、計測ワーク長Ｌがワーク設計寸法ｌ×１．４で求められる基準長以下であるか否かを判断する（Ｓ５）。計測ワーク長Ｌが基準長以下であり、さらに高さ検出センサ２０によりワーク有無の判定結果がＯＦＦとなったら（Ｓ６）、レーン１のワークカウント数を１加算する（Ｓ９）。
【００４６】
一方、計測ワーク長Ｌが基準長より大きい場合には、Ｎ／ｌを算出し、小数点以下一桁を四捨五入する（Ｓ７）。なお、ワークが連続状態であるか否かの判定において、ワーク設計寸法ｌに１．４を乗算した値を基準長としているが、この値は１．４に限定されるものではなく、ワーク設計寸法の誤差に基づいて適宜設定することが好ましい。
そして、ワークカウント数の現在値ｎが前回値ｎ（−１）から変化したか否かを判断し（Ｓ８）、変化していない場合にはコンベアベルト２ａの移動距離検出（Ｓ４）に戻る。ワークカウント数の現在値が変化している場合には、１レーンのワークカウント数を１加算する（Ｓ９）。
【００４７】
ワークカウント数を１加算したら、ワーク移動距離ｌ１＝０とし、前回のカウント値をリセットする（Ｓ１０）。
リセット後、再度エンコーダ３５によりワーク移動距離ｌ１の検出を開始し（Ｓ１１）、制御手段３に記憶されているワークカウント数の前回値ｎ（−１）を現在値に更新する（Ｓ１２）。
【００４８】
全レーン合計計数値Ｎが、制御手段３に予め設定された設定数ＳｅｔＮに達したか否かを判断し（Ｓ１３）、設定数に達していない場合には、高さ検出センサ２０によるワーク高さ検出（Ｓ２）に戻る。設定数に達している場合には、ワーク移動距離ｌ１の値をホールドし、移動距離の検出を停止する（Ｓ１４）。各レーン１２の計数の合計が設定数と一致した瞬間に、当該レーンで高さ検出センサ２０を通過した最終ワーク５ａからゲート３０までの残距離Ｌ１を計算する（Ｓ１５）。図１０に示すように、残距離Ｌ１は、（センサ２０からゲート３０までの距離）Ｌ０−（センサ２０から最終ワーク５ａまでの距離）ｌ１で計算できる。そして、初期設定（Ｓ１）に戻り、上記と同様にして次のロッドを計数する。
【００４９】
本実施形態に係る組分け装置について説明する。
本実施形態では、上記した計数装置と、図１に示すゲート３０とを含んで組分け装置が構成されている。
この組分け装置は、制御手段３で高さ検出センサ２０により計数されたワーク個数と、エンコーダ３５で検出されたワーク移動量とに基づいてゲート３０を開閉制御し、ワーク５を任意の個数にグループ化する。
このように、計数装置で得られた計数値に基づいてゲート３０を開閉制御することにより、ワーク５を任意の個数で正確にグループ化することが可能となる。
【００５０】
さらにゲート３０は、搬送コンベア２上にて多列でワーク５が搬送されるように複数レーン存在する場合には、制御手段５により各ゲート３０がそれぞれ独立して制御されるよう構成されていることが好ましい。
このように、複数のゲート３０がそれぞれ独立制御される構成とすることにより、各レーン１２でワーク５がランダムに配列されている場合であっても、ワーク５を正確な個数でグループ化することが可能となる。
【００５１】
図１１は多列レーンにおけるグルーピングを説明するための平面図で、図１２はワーク搬送状態を示す図で、（Ａ）はゲートが一部開放している状態を示す図、（Ｂ）はゲートを閉じた状態を示す図、（Ｃ）はゲートを閉じた後一定時間保持した状態を示す図である。
仮に、グルーピングのワーク設定数を５個とした場合、各レーン１２のセンサ２０がワーク５の通過順に個数をカウントし、各レーンの最後に通過したワーク５の移動距離を測定し、この移動距離を保持することでゲート３０の開閉制御を行なう。
【００５２】
具体的には、２レーンで５個目を認識した時、１レーンでは最後に通過した３番目のワークが移動している距離からゲートまでの距離を算出する。２レーンでは、５番目のワークがゲート３０を通過するまでの距離を算出する。３レーンでは最後に通過した前グループ５番目のワーク５の移動距離を算出する。このとき、前グループの５番目のワーク５は既に通過しているので、３レーンのゲート３０は閉じる。
最後に通過したワーク５を検出した後（５番目のワーク）、各ワーク５のセンサ２０からゲート３０までの移動距離をエンコーダ３５で検出し、列ごとの最後の移動距離を保持しておくとよい。
【００５３】
そして、各レーン１２の仕分け部分をエンコーダ３５で移動距離を算出し、ゲート３０が有するストッパによりワーク５の分割を行なう。一定時間ストッパで堰き止め、グルーピングを行なう。これを繰り返すことにより、多列及び／又はランダムピッチで搬送されるワーク５のグループ化、及びグループ分離を行なうことが可能となる。
【００５４】
図１３及び図１４に、本実施形態の組分け装置で用いられるゲート３０の一例を示す。
図１３はゲートの一例を示す平面図で、図１４はゲートの動作を説明する図であり、（Ａ）はゲート開放状態を示す側断面図で、（Ｂ）はゲート閉鎖状態を示す側断面図である。
ここで、搬送コンベア２の搬送面は、所定間隙を有して平行配置された複数の丸ベルト２ａにより構成されている。
【００５５】
ゲート３０は、搬送コンベア２の下部に設けられ、丸ベルト２ａの間隙に沿って配置された棒状のストッパ３１と、複数のストッパ３１を回動可能に固定するヒンジ３２と、ストッパ３１の一側端部に連結されて該ストッパ３１を回動させる駆動シリンダ３３とを有する。駆動シリンダ３３は制御手段３からの制御信号により制御される。
ワーク５を停止させるとき、駆動シリンダ３３を図１４（Ａ）の矢印方向に縮めることにより、ストッパ３１は図１４（Ｂ）の矢印方向に回動して丸ベルト２ａ間の間隙を通って搬送面上部に跳ね上げられ、該ストッパ３１にワーク５が当接して停止するようになっている。
このように、跳ね上げ式のストッパ３１を有するゲート３０を用いることにより、ゲート３０によるワーク５の噛み込みを防止可能となる。
なお、本実施形態で用いられるゲート３０は、上記した跳ね上げ式のゲートに限定されるものではなく、他の方式のゲートを用いてもよいことは勿論である。
【００５６】
次に、図１５及び図１６を参照して、上記した構成を備える組分け装置の処理フローにつき具体的に説明する。図１５は本実施形態に係る組分け装置の処理フローを示す図、図１６はワーク移動距離を説明する図で、（Ａ）はセンサ通過時のワークを示す図、（Ｂ）はゲート通過時のワークを示す図である。なお、ここでは一例として、多列のレーン１２を有する搬送コンベア２上を搬送されるワーク５をグループ化する場合について説明する。
【００５７】
上記図９で説明した計数処理フローによって各レーンの計数値（ｎ１，ｎ２，ｎ３）の合計Ｎを算出し（Ｓ２１）、この合計Ｎが制御手段３に予め設定された設定数ＳｅｔＮ以上であるか否かを該制御手段３で判断する（Ｓ２２）。合計Ｎが設定数ＳｅｔＮ以上である場合には、エンコーダ３５により現在位置からの移動距離（Ｌ♯Ａ）のカウントを開始する（Ｓ２３）。これは、各レーン１２ごとにセンサ２０を通過するたびにセンサ２０からの移動距離をカウントする。例えば、図１６（Ａ）に示すように、１レーンでは最初１番目のワーク位置をカウントするが、４番目のワークが新たにセンサ２０を通過したら１番目のワークのカウントは止めて４番目のワーク位置のカウントに切り替える。
【００５８】
設定数ＳｅｔＮ＝５と仮定し、５個目のワークを確認した時点で図１６（Ａ）に示すような位置関係であった場合、１レーンの最新のワークである４番目のワークの現在位置（移動距離ｌ４）を確定する。確定後は次のワークのカウント可となる。
２レーンは５個目のワークなので、現在位置＝０として確定する。確定後は次のワークのカウント可となる。
３レーン３は番目のワークが最新のワークなので、現在のカウント値（移動距離ｌ３）を現在位置として確定する。確定後は次のワークのカウント可となる。５番目のワークが通過した時点（ＯＮ→ＯＦＦ）で個数カウントがリセットされ、３レーンの６番目のワークが次グループの１個目となる。
【００５９】
現在位置が確定されると、ワークの現在位置からゲートまでの残距離は計算できる。１レーンでは、現在位置からＬ４だけ移動すれば４番目のワークのワークはゲートを抜けた位置に達する。したがって、１レーンのワークがゲート３５を通過したか否かを判断し（Ｓ２４）、通過したら１レーンのゲートを閉める（Ｓ２５）。同様に、２レーンでは現在位置からＬだけ移動すればゲートを抜ける。２レーンのワークがゲート３５を通過したか否かを判断し（Ｓ２６）、通過したら２レーンのゲートを閉める（Ｓ２７）。同様に、３レーンは現在位置からＬ３だけ移動すればゲートを抜ける。３レーンのワークがゲート３５を通過したか否かを判断し（Ｓ２８）、通過したら３レーンのゲートを閉める。これをレーン数分行なう（Ｓ２９）。
【００６０】
図１６（Ｂ）の状態では、Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌとなっており、５個目のワークを確認した時点からＬ３だけ移動した状態である。３レーンの３番目のワークはゲートを通過しているので、この時点で３レーンのゲートを閉めることができる。１レーンは、この時点ではゲートを抜けていないが、もう少し進んでＬ４に達すればゲートを閉めることが可能となる。５個目のワーク（２レーンに位置）も距離＝Ｌの移動を確認した時点でゲートを閉めることができる。２レーンが閉じた時点で全ゲートが閉状態となり、後からくるワークとの分離が可能となる。
【００６１】
全ゲートが閉じたか否かを判断し（Ｓ３０）、全ゲートが閉じている場合には、タイマをスタートする（Ｓ３１）。これは、次のグループとの距離を開けるためであり、必要なグループ間距離となるような時間を算出しておき、タイマがタイムアップしたら（Ｓ３２）、全ゲートを開けて（Ｓ３３）、上記と同様にして次のワークのグループ化を行なう（Ｓ２１）。
【符号の説明】
【００６２】
１ 搬送システム
２ 搬送コンベア
２ａ コンベアベルト
３ 制御手段
５ 固形食品
１０ 整列手段
１１ サイドガイド
１２ レーン
１３ 整列バー
１５ 整列バー移動駒
１７、１７ａ、１７ｂ、２１ モータ
２０ 高さ検出センサ
３０ ゲート
３１ 可動部
３３ 駆動シリンダ
３５ エンコーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送コンベアにより搬送される固形食品の個数を計数する固形食品の計数装置において、
前記搬送コンベアの上方に設置され、前記固形食品の高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力する高さ検出手段と、
前記高さ検出手段からの出力波形が入力され、前記固形食品高さの変位に基づいて前記固形食品を計数する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記出力波形に基づいて前記固形食品高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったときに計数値を１加算することを特徴とする固形食品の計数装置。
【請求項２】
前記固形食品の移動距離を検出する移動距離検出手段をさらに備え、
前記出力波形は、前記高さ検出手段と前記移動距離検出手段とから得られる前記固形食品の高さと移動距離とからなる波形であり、
前記制御手段は、前記出力波形に基づいて前記固形食品高さが前記しきい値より大きいときの前記固形食品の移動距離を算出し、該移動距離が、前記固形食品の寸法に基づき設定された基準長より長い場合、該基準長に基づいて計数値を加算することを特徴とする請求項１に記載の固形食品の計数装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の計数装置と、
前記搬送コンベア上で前記高さ検出手段より下流側に設置され、該搬送コンベアにより搬送される固形食品の搬送路を開閉するゲートとを備え、
前記制御手段は、前記高さ検出手段により計数された前記固形食品の個数と、前記移動距離検出手段で検出された前記固形食品の移動距離とに基づいて前記ゲートを開閉制御し、前記固形食品を任意の個数にグループ化することを特徴とする固形食品の組分け装置。
【請求項４】
前記高さ検出手段が、前記搬送コンベアの横断方向に複数設けられており、
前記ゲートが前記複数の高さ検出手段ごとに設けられているとともに、各ゲートが前記制御手段によりそれぞれ独立して開閉制御されるように構成したことを特徴とする請求項３に記載の固形食品の組分け装置。
【請求項５】
搬送面が複数のレーンに仕切られ、各レーンにて固形食品を搬送する搬送コンベアと、
前記各レーンの上方にそれぞれ設置され、前記固形食品の高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力する高さ検出手段と、
前記固形食品の移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記各レーンごとに前記高さ検出手段より上流側に設置され、前記固形食品を同一方向に整列させる整列手段と、
前記高さ検出手段からの出力波形が入力され、前記固形食品高さの変位に基づいて前記固形食品を計数する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記出力波形に基づいて、前記固形食品高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったときに計数値を１加算するとともに、前記固形食品高さが前記しきい値より大きいときの前記固形食品の移動距離を算出し、該移動距離が、前記固形食品の寸法に基づき設定された基準長より長い場合、該基準長に基づいて計数値を加算することを特徴とする固形食品の搬送システム。
【請求項６】
前記各レーンの前記高さ検出手段より下流側にそれぞれ設置され、該レーン上を搬送される固形食品の搬送路を開閉するゲートをさらに備え、
前記制御手段は、前記高さ検出手段により計数された前記固形食品の個数と、前記移動距離検出手段で検出された前記固形食品の移動距離とに基づいて複数の前記ゲートをそれぞれ独立して開閉制御し、前記固形食品を任意の個数にグループ化することを特徴とする請求項５に記載の固形食品の搬送システム。
【請求項１】
搬送コンベアにより搬送される固形食品の個数を計数する固形食品の計数装置において、
前記搬送コンベアの上方に設置され、前記固形食品の高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力する高さ検出手段と、
前記高さ検出手段からの出力波形が入力され、前記固形食品高さの変位に基づいて前記固形食品を計数する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記出力波形に基づいて前記固形食品高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったときに計数値を１加算することを特徴とする固形食品の計数装置。
【請求項２】
前記固形食品の移動距離を検出する移動距離検出手段をさらに備え、
前記出力波形は、前記高さ検出手段と前記移動距離検出手段とから得られる前記固形食品の高さと移動距離とからなる波形であり、
前記制御手段は、前記出力波形に基づいて前記固形食品高さが前記しきい値より大きいときの前記固形食品の移動距離を算出し、該移動距離が、前記固形食品の寸法に基づき設定された基準長より長い場合、該基準長に基づいて計数値を加算することを特徴とする請求項１に記載の固形食品の計数装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の計数装置と、
前記搬送コンベア上で前記高さ検出手段より下流側に設置され、該搬送コンベアにより搬送される固形食品の搬送路を開閉するゲートとを備え、
前記制御手段は、前記高さ検出手段により計数された前記固形食品の個数と、前記移動距離検出手段で検出された前記固形食品の移動距離とに基づいて前記ゲートを開閉制御し、前記固形食品を任意の個数にグループ化することを特徴とする固形食品の組分け装置。
【請求項４】
前記高さ検出手段が、前記搬送コンベアの横断方向に複数設けられており、
前記ゲートが前記複数の高さ検出手段ごとに設けられているとともに、各ゲートが前記制御手段によりそれぞれ独立して開閉制御されるように構成したことを特徴とする請求項３に記載の固形食品の組分け装置。
【請求項５】
搬送面が複数のレーンに仕切られ、各レーンにて固形食品を搬送する搬送コンベアと、
前記各レーンの上方にそれぞれ設置され、前記固形食品の高さを連続的に検出して該固形食品高さの変位をアナログ値で出力する高さ検出手段と、
前記固形食品の移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記各レーンごとに前記高さ検出手段より上流側に設置され、前記固形食品を同一方向に整列させる整列手段と、
前記高さ検出手段からの出力波形が入力され、前記固形食品高さの変位に基づいて前記固形食品を計数する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記出力波形に基づいて、前記固形食品高さが予め設定されたしきい値より大きい状態から該しきい値以下となったとき、又は前記しきい値未満の状態から該しきい値以上となったときに計数値を１加算するとともに、前記固形食品高さが前記しきい値より大きいときの前記固形食品の移動距離を算出し、該移動距離が、前記固形食品の寸法に基づき設定された基準長より長い場合、該基準長に基づいて計数値を加算することを特徴とする固形食品の搬送システム。
【請求項６】
前記各レーンの前記高さ検出手段より下流側にそれぞれ設置され、該レーン上を搬送される固形食品の搬送路を開閉するゲートをさらに備え、
前記制御手段は、前記高さ検出手段により計数された前記固形食品の個数と、前記移動距離検出手段で検出された前記固形食品の移動距離とに基づいて複数の前記ゲートをそれぞれ独立して開閉制御し、前記固形食品を任意の個数にグループ化することを特徴とする請求項５に記載の固形食品の搬送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−２１３４７１（Ｐ２０１１−２１３４７１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８５５５３（Ｐ２０１０−８５５５３）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（０００１４８３５７）株式会社前川製作所 (267)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（０００１４８３５７）株式会社前川製作所 (267)
【Ｆターム（参考）】
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