箱詰め装置
【課題】定量カット精度に優れ、適量の物品を高速かつ連続的に箱詰めできる箱詰め装置を提供する。
【解決手段】箱詰め装置２００は、複数の物品Ｍを複数列に整列させて供給する供給部２1〜nと、供給部２1〜nの各列に対応して配され、各列から排出された物品の重量を測定する複数の計量部７1〜nと、各計量部７1〜nにより計量される物品Ｍの重量が所定の単重量範囲内か否かを判定する制御部１５０と、各計量部７1〜nに対応して配され、制御部１５０による判定結果に基づいて単重量範囲外の物品Ｍを排除するように、物品Ｍを振り分ける複数の振分部９1〜nと、各振分部９1〜nに対応して配され、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの通過を開閉により調整する複数のカットゲート１１1〜nと、各カットゲート１１1〜nを通過した物品Ｍを集合させて収納箱１３に投入する投入部１２と、を備える。
【解決手段】箱詰め装置２００は、複数の物品Ｍを複数列に整列させて供給する供給部２1〜nと、供給部２1〜nの各列に対応して配され、各列から排出された物品の重量を測定する複数の計量部７1〜nと、各計量部７1〜nにより計量される物品Ｍの重量が所定の単重量範囲内か否かを判定する制御部１５０と、各計量部７1〜nに対応して配され、制御部１５０による判定結果に基づいて単重量範囲外の物品Ｍを排除するように、物品Ｍを振り分ける複数の振分部９1〜nと、各振分部９1〜nに対応して配され、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの通過を開閉により調整する複数のカットゲート１１1〜nと、各カットゲート１１1〜nを通過した物品Ｍを集合させて収納箱１３に投入する投入部１２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、箱詰め装置に係り、更に詳しくは、定量カット精度に優れ、物品を高速かつ連続的に箱詰めできる箱詰め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
青果物や工業部品などの箱詰め用の物品は、処理施設から出荷される際には、ダンボール箱に収納される。このため、物品の形状や出荷形態に合わせて、物品の箱詰めを効率的に行える様々な箱詰め技術が従来から提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１には、青果物が定量箱詰めされたダンボール箱を、複数の自動箱詰め機から送出し、１台の自動封函機で効率良く封函できる従来技術が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、青果物が供給された載せ台上の収納箱を自動計量して、定量の青果物を収納箱に正確かつ効率的に投入できる従来技術が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、カートン当たりの重量分自動的に切出された球体を適切に整列でき、カートンに自動的に充填できる従来技術が記載されている。
【特許文献１】特公昭６２−４６４０１号公報
【特許文献２】特開平８−４０４１１号公報
【特許文献３】特開２００１−２８７７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、本件発明者等は、半導体パッケージの封止材として使用されるエポキシ製の円柱状のタブレットを定量分、高速かつ連続的に箱詰できる箱詰め装置の高精度化（定量カット精度の改善）に取り組んでいる。
【０００７】
既存のタブレットの箱詰め処理は、例えば、カットゲート付きフィーダ排出口から台秤上に載荷した収納箱への連続的な落下投入によりなされている。この場合、台秤で計量されるトータルのタブレットの重量が、収納箱と排出口との間の落差による落下途中のタブレットの個数を予め見込んで目標値に到達したタイミングで、カットゲートを用いてフィーダ排出口が閉じられる。これにより、定量分のタブレットが、収納箱に箱詰めされる。
【０００８】
ところが、収納箱と排出口との間の落差による落下途中のタブレットの推定個数には誤差がある。特にタブレットの高速排出の際には、この誤差が無視できなくなっている。つまり、上述の技術には、定量カットの精度において難点がある。
【０００９】
また、台秤による正確な重量測定には、台秤の秤安定時間を確保する必要があり、このことが、高速箱詰めの障害になっている。
【００１０】
そこで、本件発明者等は、多連式の重量選別機能およびカットゲート機能を箱詰め装置に組み込むことにより、上述の問題を克服できると考えているが、特許文献１〜３記載の従来技術には、このような観点において参酌に値するものがない。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、定量カット精度に優れ、適量の物品を高速かつ連続的に箱詰めできる箱詰め装置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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、複数の物品を複数列に整列させて供給する供給部と、
前記供給部の各列に対応して配され、前記各列から排出された物品の重量を測定する複数の計量部と、
前記各計量部により計量される物品の重量が所定の単重量範囲内か否かを判定する制御部と、
前記各計量部に対応して配され、前記制御部による判定結果に基づいて前記単重量範囲外の物品を排除するように、前記物品を振り分ける複数の振分部と、
前記各振分部に対応して配され、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の通過を開閉により調整する複数のカットゲート部と、
前記各カットゲート部を通過した物品を集合させて収納箱に投入する投入部と、
前記収納箱を移送する移送手段と、を備える箱詰め装置を提供する。
【００１３】
ここで、前記箱詰め装置によるカットゲート部の動作例として、前記制御部は、前記カットゲート部が開いている状態において、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の重量を累積加算する際に、前記物品の累積重量値が、前記収納箱に投入する物品の目標重量範囲に到達したタイミングで、前記累積重量値を零にリセットして、前記カットゲート部を閉めることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を中断させてもよい。
【００１４】
そして、この場合、前記制御部は、前記カットゲート部が閉まっている状態において、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を開始させ、その後、前記投入が完了したタイミングで、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を停止させ、前記カットゲート部を開けることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を開始させてもよい。
【００１５】
更に、前記制御部は、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入停止時から次回の前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入開始時までの間に、前記移送手段を用いて、前記物品が投入された収納箱を、空の収納箱に切り替えてもよい。
【００１６】
このようにして、本発明の箱詰め装置は、多連式の重量選別機能およびカットゲート機能を有しており、単重量範囲内として選別された物品の通過を、定量カット精度に優れた多連式のカットゲートにより適切に調整しているので、物品のトータル重量が目標重量範囲になるように、収納箱に物品を高精度に箱詰めできる。
【００１７】
また、投入部による物品の収納箱への投入時においては、カットゲートに到達する後続の物品は、現在、待機中の収納箱に投入せずに、次回の箱詰め時の収納箱に投入する必要がある。このため、カットゲートを閉めることにより、物品を一時的にカットゲートに貯めることができる。このようなカットゲートの物品の通過調整の作用により、物品を高速かつ連続的に箱詰めできる。
【００１８】
また、前記箱詰め装置によるカットゲート部の他の動作例として、前記制御部は、前記カットゲート部が開いている状態において、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の個数を累積加算する際に、前記物品の累積個数が、前記収納箱に投入する物品の目標個数に到達したタイミングで、前記累積個数を零にリセットして、前記カットゲート部を閉めることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を中断させてもよい。
【００１９】
そして、この場合、前記制御部は、前記カットゲート部が閉まっている状態において、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を開始させ、その後、前記投入が完了したタイミングで、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を停止させ、前記カットゲート部を開けることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を開始させてもよい。
【００２０】
更に、前記制御部は、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入停止時から次回の前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入開始時までの間に、前記移送手段を用いて、前記物品が投入された収納箱を、空の収納箱に切り替えてもよい。
【００２１】
このようにして、本発明の箱詰め装置は、多連式の重量選別機能およびカットゲート機能を有しており、単重量範囲内として選別された物品の通過を、多連式のカットゲートにより適切に調整しているので、物品のトータル個数が目標個数になるように、収納箱に物品を容易に箱詰めできる。
【００２２】
また、投入部による物品の収納箱への投入時においては、カットゲートに到達する後続の物品は、現在、待機中の収納箱に投入せずに、次回の箱詰め時の収納箱に投入する必要がある。このため、カットゲートを閉めることにより、物品を一時的にカットゲートに貯めることができる。このようなカットゲートの物品の通過調整の作用により、物品を収納箱に高速かつ連続的に箱詰めできる。
【００２３】
また、前記箱詰め装置の他の処理例として、前記制御部は、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の重量および個数を累積加算して、前記物品の累積重量値を、前記物品の累積個数で除した前記物品の平均単重値を取得し、
前記収納箱に投入する物品の目標個数から前記累積個数を減じた個数に、前記平均単重値を乗じて得られる見込み加算重量値を取得し、
前記見込み加算重量値と前記累積重量値との和が、前記収納箱に投入する物品の目標重量範囲から逸れる場合、所定の警告を発してもよい。
【００２４】
このように制御部が、「平均単重値」や「見込み加算重量値」を演算して取得することにより、作業者は、箱詰め装置による物品の収納箱への箱詰め完了前に、適量の物品を収納箱に箱詰めできるか否かを察知することができる。
【００２５】
その結果、適量の物品を収納箱に箱詰めできないと予測される場合、作業者は、収納箱内の物品を回収して再処理を行う手間を省力化することができ、ひいては、箱詰め装置の復帰動作など適切な対応を迅速に取ることができる。
【００２６】
例えば、多数の物品の重量が、単重量範囲内の下限値や上限値に偏っている場合、目標個数の物品を収納箱に投入すると、目標重量範囲から逸れることがあり、このような場合に、上述の警告が有用になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、定量カット精度に優れ、適量の物品を高速かつ連続的に箱詰めできる箱詰め装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態による箱詰め装置の一構成例を示した概略図であり、箱詰め装置を側方視した図である。
【００３０】
また、図２は、本実施形態による箱詰め装置の信号処理に関するハードウェア構成例を示したブロック図である。
【００３１】
なお、図１において、以下の説明の便宜上、箱詰め装置２００における重力の作用方向を「下方向」といい、その逆方向を「上方向」という。また、後述のＶ型振動フィーダ２1〜nにおける物品Ｍの搬送方向を「後方向」といい、その逆方向を「前方向」という。更に、上述の「上下方向」および「前後方向」に鉛直な方向を「幅方向」という。
【００３２】
箱詰め装置２００は、図１に示すように、物品Ｍの供給元として機能する供給機能部１００と、物品Ｍの重量を測定する計量機能部１１０と、物品Ｍの重量に基づいて物品Ｍの重量選別を行うように物品Ｍを振り分ける振分機能部１２０と、物品Ｍの通過を調整するカットゲート機能部１３０と、収納箱１３に物品Ｍを集合させるように投入して箱詰めする投入機能部１４０と、収納箱１３を移送する収納箱切り替えコンベヤ１４（移送手段）と、制御部１５０と、を備える。
【００３３】
供給機能部１００は、分散供給用フィーダ１と複数列（ここではｎ列；ｎ＞１）に並んだＶ型振動フィーダ２1〜nと、を備える。
【００３４】
Ｖ型振動フィーダ２1〜nは、ミニタブレットのような円柱形状の物品Ｍを、その長手方向を前後方向に向かせてｎ列に整列させる機能を有する。つまり、Ｖ型振動フィーダ２1〜nは、振動エネルギーを物品Ｍの搬送力として利用した公知の搬送装置である。また、各Ｖ型振動フィーダ２1〜nには、前後方向に延びるＶ字状の溝（図示せず）が形成され、これにより、物品Ｍの長手方向が、前後方向を向くように、各Ｖ型振動フィーダ２1〜nのＶ溝に物品Ｍが嵌まって配列される。そして、Ｖ型振動フィーダ２1〜n上の物品Ｍが１個ずつ整列搬送され、後述の計量機能部１１０に排出される。
【００３５】
分散供給用フィーダ１は、例えば、公知の回旋式コンベヤであり、上下方向から見た場合、分散供給用フィーダ１の前端を中心にしてスイングするように構成されている。これにより、分散供給用フィーダ１の後端から各Ｖ型振動フィーダ２1〜nに物品Ｍが均等供給される。
【００３６】
なお、図２に示すように、ＣＰＵ２８（後述）は、各Ｖ型振動フィーダ２1〜nに内蔵される加振部（図示せず）に振動用の駆動信号を与えるＶ型振動フィーダ駆動回路２２を用いて各Ｖ型振動フィーダ２1〜nによる物品Ｍの供給動作を制御する。また、ＣＰＵ２８は、分散供給用フィーダ１に駆動信号を与える分散供給用フィーダ駆動回路２１を用いて分散供給用フィーダ１による物品Ｍの供給動作を制御する。
【００３７】
計量機能部１１０は、図１に示すように、Ｖ型振動フィーダ２1〜nの各列に対応して配される移送コンベヤ４1〜nと、Ｖ型振動フィーダ２1〜nの各列に対応して配される複数個（ｎ個）の計量ホッパ７1〜n（計量部）と、各計量ホッパ７1〜nに対応して配される複数個（ｎ個）の計量センサ６1〜nと、各計量ホッパ７1〜nに対応して配される複数個（ｎ個）の物品検出センサ５1〜nと、を備える。
【００３８】
移送コンベヤ４1〜nは、Ｖ型振動フィーダ２1〜nの後端から搬送される物品Ｍを載せることができるよう、Ｖ型振動フィーダ２1〜nの後端近傍に配設されたベルト式のコンベヤである。これらの移送コンベヤ４1〜nにより、物品Ｍは、前後方向に連なるように整列して搬送される。
【００３９】
なお、図２に示すように、ＣＰＵ２８は、第１コンベヤ駆動回路２３を用いて移送コンベヤ４1〜nによる当該物品Ｍの移送動作を制御する。
【００４０】
各計量ホッパ７1〜nは、移送コンベヤ４1〜nの後端から自重落下した物品Ｍを格納できるように、移送コンベヤ４1〜nの後端の下方近傍に配設された漏斗状の部材である。
【００４１】
各計量ホッパ７1〜nへの物品Ｍの投入の有無は、各計量ホッパ７1〜nの上方に配された物品検出センサ５1〜nにより検出される。物品検出センサ５1〜nとして、例えば、光電センサを用いることができる。
【００４２】
また、各計量ホッパ７1〜nは、計量センサ６1〜nにより、計量ホッパ７1〜n内の物品Ｍの重量を測定可能なように支持されている。各計量センサ６1〜nとして、例えば、ロードセルを用いることができる。
【００４３】
更に、各計量ホッパ７1〜nは、シャッターゲート８1〜nを有し、各計量ホッパ７1〜n内の物品Ｍの重量の測定が終了する度に、この各計量ホッパ７1〜n内に格納された物品Ｍを外部に排出できるよう、シャッターゲート８1〜nを開閉可能に構成されている。つまり、シャッターゲート８1〜nは、図１に示すように、支点８Ａ1〜nを中心にしてスイング移動可能に支持されたスイング板からなり、ＣＰＵ２８から出力された制御信号に基づいて、図２のゲート駆動回路２６により、このスイング板をスイング駆動させ（図１中に実線と点線を付した位置にスイング移動）、これにより、シャッターゲート８1〜nが開閉される。
【００４４】
図２に示すように、各物品検出センサ５1〜nの出力側は、Ｉ／Ｏ回路２４を介してＣＰＵ２８に接続されている。そして、ＣＰＵ２８は、物品検出センサ５1〜nにより検知された出力信号に基づいて、計量センサ６1〜nを用いて物品Ｍの計量を開始するとともに、計量センサ６1〜nにより検知された物品Ｍの重量が、所定の単重量範囲内か否かを判定する。各計量センサ６1〜nの出力側は、増幅器（図示せず）を通してＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路２５の入力側に接続され、Ａ／Ｄ変換回路２５の出力側は、ＣＰＵ２８に接続されている。
【００４５】
なお、所定の単重量範囲とは、個々の物品Ｍの重量選別の基準となる運転パラメータであり、物品Ｍの重量が単重量範囲内であれば、物品Ｍは良品として処理され、物品Ｍの重量が単重量範囲外であれば、物品Ｍは不良品として処理される。
【００４６】
振分機能部１２０は、図１に示すように、各計量ホッパ７1〜nに対応して配された複数の振分ゲート９1〜n（振分部）を有し、各計量センサ６1〜nにおいて計量された物品Ｍの重量に基づいて、振分ゲート９1〜nの切り替え動作により、個々の物品Ｍを単重量範囲外の物品Ｍと単重量範囲内の物品Ｍとを振り分ける。つまり、振分ゲート９1〜nは、図１に示すように、支点９Ａ1〜nを中心にしてスイング移動可能に支持されたスイング板からなり、ＣＰＵ２８から出力された制御信号に基づいて、図２のゲート駆動回路２６により、このスイング板がスイング駆動される。
【００４７】
より詳しくは、物品Ｍの重量が単重量範囲内であれば、振分ゲート９1〜nは、図１中に実線で付した位置にスイング移動し、これにより、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍは、後述のカットゲート機能部１３０に移送される。一方、物品Ｍの重量が単重量範囲外であれば、振分ゲート９1〜nは、図１中に点線で付した位置にスイング移動し、これにより、単重量範囲外として振り分けられた物品Ｍは、後述の搬送コンベヤ１０に移送される。
【００４８】
搬送コンベヤ１０は、図１に示すように、各計量ホッパ７1〜nの下方に配設されたベルト式のコンベヤである。この搬送コンベヤ１０は、各振分ゲート９1〜nにより単重量範囲外として振り分けられた物品Ｍを、箱詰め装置２００から排除するように搬送できる。
【００４９】
なお、図２に示すように、ＣＰＵ２８は、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて搬送コンベヤ１０による当該物品Ｍの搬送動作を制御する。
【００５０】
カットゲート機能部１３０は、図１に示すように、各振分ゲート９1〜nに対応して配された複数のカットゲート１１1〜n（カットゲート部）を有し、カットゲート１１1〜nの開閉動作により、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの集合搬送コンベヤ１２（後述）に向けた通過を調整できる。つまり、カットゲート１１1〜nは、図１に示すように、支点１１Ａ1〜nを中心にしてスイング移動可能に支持されたスイング板からなり、ＣＰＵ２８から出力された制御信号に基づいて、図２のゲート駆動回路２６により、このスイング板がスイング駆動される。
【００５１】
なお、カットゲート１１1〜nの開閉動作（カットゲート１１1〜nによる物品Ｍの通過調整動作）の詳細は、後述する。
【００５２】
投入機能部１４０の集合搬送コンベヤ１２は、図１に示すように、各カットゲート１１1〜nの下方に配設されたベルト式のコンベヤである。この集合搬送コンベヤ１２は、各振分ゲート９1〜nにより単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍを集合させて、収納箱１３に投入するように搬送できる。
【００５３】
なお、図２に示すように、ＣＰＵ２８は、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて集合搬送コンベヤ１２による当該物品Ｍの搬送動作を制御する。
【００５４】
また、箱詰め装置２００の収納箱切り替えコンベヤ１４は、物品Ｍの箱詰めが完了した収納箱１３を、空の収納箱１３と切り替えるように、収納箱１３を移送することができる。
【００５５】
なお、図２に示すように、ＣＰＵ２８は、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて収納箱切り替えコンベヤ１４による収納箱１３の切り替え動作を制御する。
【００５６】
制御部１５０は、マイクロプロセッサ等からなるＣＰＵ２８と、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）やＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等からなるメモリ部２９と、操作設定表示部３０とを備える。
【００５７】
ＣＰＵ２８は、メモリ部２９に予め記憶されている制御プログラムに従って動作し、箱詰め装置２００による物品Ｍの箱詰め動作を制御する。
【００５８】
メモリ部２９は、ＣＰＵ２８に接続され、上述の制御プログラムや、物品Ｍの箱詰め動作に必要な各種の運転パラメータ（例えば、上述の単重量範囲や後述の目標重量範囲）を記憶している。
【００５９】
操作設定表示部３０は、上述の運転パラメータの入力用の設定ボタンを配設した操作設定部（例えばキーボード；図示せず）と、ＣＰＵ２８から出力されたメッセージや箱詰め装置２００の運転状況等を表示する表示部（例えば、液晶パネル；図示せず）と、を備える。
【００６０】
なお、制御部１５０は、所定の警告（後述）を作業者に認識させる通報装置（例えばスピーカ；図示せず）を備えてもよい。
【００６１】
また、図１および図２に記載された制御部１５０は、必ずしも単独のＣＰＵで構成される必要はなく、複数のＣＰＵが分散配置されていて、それらが協働して箱詰め装置２００の動作を制御するよう構成されていてもよい。
【００６２】
次に、本実施形態による箱詰め装置２００のカットゲート１１1〜nの開閉動作例について、図面を参照しながら詳しく説明する。
【００６３】
図３は、本実施形態による箱詰め装置のカットゲートの開閉動作例を示したフローチャートである。
【００６４】
ＣＰＵ２８に接続される操作設定表示部３０の運転開始スイッチを押すと、その表示画面には複数の測定メニューが表示され、操作設定表示部３０の操作により、以下の処理を開始できる。
【００６５】
本処理を以下のように実行するにあたり、作業者の行う各種入力手順の指示は、表示部にメッセージ表示される。また、メモリ部２９から制御プログラムがＣＰＵ２８に読み込まれる。そして、この制御プログラムが、本処理を箱詰め装置２００の各種機器を制御しながら実行する。
【００６６】
なお、ここでは、物品Ｍの収納箱１３への投入開始から完了までの箱詰めの一サイクルを示しているが、実際には、箱詰め装置２００による複数個の収納箱１３への物品Ｍの箱詰めを想定しているので、図３に示された箱詰めサイクルが、継続的に繰り返される。
【００６７】
まず、カットゲート１１1〜nが開いている状態での処理（Ａ）について述べる。
【００６８】
ＣＰＵ２８は、振分ゲート９1〜nにより単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの重量を累積加算する際に（ステップＳ３０１）、物品Ｍの累積重量値が、所定の目標重量範囲に到達した否かを判定する（ステップＳ３０２）。この所定の目標重量範囲とは、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル重量の目標範囲であり、予めメモリ部２９に記憶されている。
【００６９】
物品Ｍの累積重量値が目標重量範囲に到達したタイミングで（ステップＳ３０２において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２８は、上述の累積重量値を「０（零）」にリセットするとともに、多連式のカットゲート１１1〜nを閉めることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を中断させる（ステップＳ３０３）。但し、物品Ｍの重量の累積加算は継続されている。
【００７０】
このようにカットゲート１１1〜nが多連式に構成され、定量カット精度に優れているので、物品Ｍの累積重量値を高精度に調整できる。つまり、多連式のカットゲート１１1〜nのスイング板を閉めるタイミングを、個々に調整することにより、物品Ｍの累積重量値を確実に目標重量範囲に入れることができるようになり好適である。
【００７１】
そして、ＣＰＵ２８は、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて集合搬送コンベヤ１２の作動をオン（ＯＮ）することにより、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入を開始させる（ステップＳ３０３）。
【００７２】
次に、カットゲート１１1〜nが閉まっている状態での処理（Ｂ）について述べる。
【００７３】
ＣＰＵ２８は、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの重量を累積加算する際に（ステップＳ３０４）、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入が完了したか否かを判定する（ステップＳ３０５）。なお、本実施形態では、この判定動作の間に、物品Ｍの累積重量値が、再び、上述の目標重量範囲に到達しないものと仮定する。
【００７４】
物品Ｍの収納箱１３への投入が完了したタイミングで（ステップＳ３０５において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２８は、カットゲート１１1〜nを開けることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を開始させ、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて集合搬送コンベヤ１２の作動をオフ（ＯＦＦ）することにより、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入を停止させる（ステップＳ３０６）。但し、物品Ｍの重量の累積加算は継続されている。なお、ＣＰＵ２８は、集合搬送コンベヤ１２の搬送長とコンベヤ搬送速度とに基づいて、上述の投入完了タイミングを見積もることができる。
【００７５】
このようにして、ＣＰＵ２８は、物品Ｍの収納箱１３への投入開始から完了までの箱詰めの一サイクルを終え、次回のカットゲート１１1〜nが開いている状態での処理（Ａ）に再び移行する。
【００７６】
また、ＣＰＵ２８は、次回の箱詰めサイクルに備えて、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて、集合搬送コンベヤ１２の作動オフ（物品Ｍの収納箱１３への投入停止時）から次回の作動オン（次回の物品Ｍの収納箱１３への投入開始時）までの間に、収納箱切り替えコンベヤ１４を用いて、物品Ｍの箱詰めが完了した収納箱１３を、空の収納箱１３と切り替える。これにより、収納箱１３の切り替え動作が効率的に行える。
【００７７】
本実施形態の箱詰め装置２００は、以上に述べた如く、物品Ｍを複数列に整列させて供給するＶ型振動フィーダ２1〜nと、Ｖ型振動フィーダ２1〜nの各列に対応して配され、各列から排出された物品の重量を測定する計量ホッパ７1〜nと、計量ホッパ７1〜nにより計量される物品Ｍの重量が所定の単重量範囲内か否かを判定する制御部１５０と、計量ホッパ７1〜nに対応して配され、制御部１５０による判定結果に基づいて単重量範囲外の物品Ｍを排除するように、物品Ｍを振り分ける振分ゲート９1〜nと、振分ゲート９1〜nに対応して配され、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの通過を開閉により調整するカットゲート１１1〜nと、カットゲート１１1〜nを通過した物品Ｍを集合させて収納箱１３に投入（搬送）する集合搬送コンベヤ１２と、物品Ｍの箱詰めが完了した収納箱１３を、空の収納箱１３と切り替えるように、収納箱１３を移送する収納箱切り替えコンベヤ１４と、を備える。
【００７８】
そして、制御部１５０は、カットゲート１１1〜nが開いている状態では、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの重量を累積加算する際に、物品Ｍの累積重量値が、収納箱１３に投入する物品Ｍの目標重量範囲に到達したタイミングで、この累積重量値を零にリセットして、カットゲート１１1〜nを閉めることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を中断させるように構成されている。
【００７９】
また、制御部１５０は、カットゲート１１1〜nが閉まっている状態では、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入を開始させ、その後、この投入が完了したタイミングで、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入を停止させ、カットゲート１１1〜nを開けることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を開始させるように構成されている。
【００８０】
このようにして、本実施形態の箱詰め装置２００は、多連式の重量選別機能およびカットゲート機能を有しており、単重量範囲内として選別された物品Ｍの通過を、定量カット精度に優れた多連式のカットゲート１１1〜nにより適切に調整しているので、物品Ｍのトータル重量が目標重量範囲になるように、収納箱１３に物品Ｍを高精度に箱詰めできる。
【００８１】
ここで、本実施形態の箱詰め装置２００によれば、以下の如く、物品Ｍの高精度箱詰めが可能であると見積もれる。
【００８２】
個々のばらつきを持った複数の集合体における総合ばらつきについては、統計的に以下の式（１）で表される。
（総合ばらつき）＝√（Ａ12＋Ａ22＋Ａ32＋・・・・Ａn2）・・（１）
式（１）において、「Ａ1」、「Ａ2」、「Ａ3」は、個々のばらつきを表している。
【００８３】
本実施形態の箱詰め装置２００のばらつき（誤差）は、±２０ｍｇ（３σであることから、例えば、１．４ｇの物品Ｍを２０ｋｇ箱詰めする場合、物品Ｍの総個数を１４２８６個とすると、総合ばらつきは、√（０．０２2×１４２８６）＝±２．３９ｇ（３σ）となる。
【００８４】
なお、物品Ｍの重量と、２０ｋｇ相当の物品Ｍのトータル個数、総合ばらつき、および、個数換算ばらつき（ＭＡＸ個数）の関係を、以下の表１にまとめて示している。
表１ 本実施形態の箱詰め装置２００の精度（誤差）評価結果を示した表
【００８５】
【表１】
表１から理解されるように、１．４ｇの物品Ｍの場合、総合ばらつきが約±２．４ｇであることにより、０〜４．８ｇの誤差が生じ、これを、個数換算ばらつき（ＭＡＸ個数）で表すと、物品Ｍの個数は４個に相当する。同様に、表１に示すように、２．０ｇの物品Ｍの場合には、物品Ｍの総個数は１００００個であり、物品Ｍの個数換算ばらつきは、最大でも２個である。また、４．０ｇの物品Ｍの場合には、物品Ｍの総個数は５０００個であり、物品Ｍの個数換算ばらつきは、最大でも１個である。
【００８６】
以上の精度評価により、本実施形態の箱詰め装置２００は、物品Ｍを高精度に箱詰めできると期待される。
【００８７】
更に、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入時においては、カットゲート１１1〜nに到達する後続の物品Ｍは、現在、待機中の収納箱１３に投入せずに、次回の箱詰め時の収納箱１３に投入する必要がある。このため、本実施形態では、カットゲート１１1〜nを閉めることにより、物品Ｍを一時的にカットゲート１１1〜nに貯めることができる。このようなカットゲート１１1〜nの物品Ｍの通過調整の作用により、物品Ｍを収納箱１３に高速かつ連続的に箱詰めできる。
（変形例１）
本実施形態の箱詰め装置２００では、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル重量を目標重量範囲内に調整する例を述べた。これに代えて、本変形例の箱詰め装置２００の如く、制御部１５０（ＣＰＵ２８）が、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル個数を目標個数になるように調整してもよい。つまり、本変形例では、箱詰め装置２００により、目標個数の物品Ｍを収納箱１３に箱詰めする状況が想定されている。
【００８８】
なお、この場合、ＣＰＵ２８は、計量センサ６1〜nにより検知された物品Ｍの重量を取得しているので、この重量のデータに基づいて、振分ゲート９1〜nにより単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの個数を計数することができ、その結果、収納箱１３に投入される物品Ｍの個数を把握できる。
【００８９】
図４は、本変形例による箱詰め装置のカットゲートの他の開閉動作例を示したフローチャートである。
【００９０】
ＣＰＵ２８に接続される操作設定表示部３０の運転開始スイッチを押すと、その表示部には複数の測定メニューが表示され、操作設定表示部３０の操作により、以下の処理を開始できる。
【００９１】
本処理を以下のように実行するにあたり、作業者の行う各種入力手順の指示は、表示部にメッセージ表示される。また、メモリ部２９から制御プログラムがＣＰＵ２８に読み込まれる。そして、この制御プログラムが、本処理を箱詰め装置２００の各種機器を制御しながら実行する。
【００９２】
なお、ここでは、物品Ｍの収納箱１３への投入開始から完了までの箱詰めの一サイクルを示しているが、実際には、箱詰め装置２００による複数個の収納箱１３への箱詰めを想定しているので、図４に示された箱詰めサイクルが、継続的に繰り返される。
【００９３】
まず、カットゲート１１1〜nが開いている状態での処理（Ａ）について述べる。
【００９４】
ＣＰＵ２８は、振分ゲート９1〜nにより単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの個数を累積加算する際に（ステップＳ４０１）、物品Ｍの累積個数が、所定の目標個数に到達した否かを判定する（ステップＳ４０２）。この所定の目標個数とは、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル個数の目標値であり、予めメモリ部２９に記憶されている。
【００９５】
物品Ｍの累積個数が目標個数に到達したタイミングで（ステップＳ４０２において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２８は、上述の累積個数を「０（零）」にリセットするとともに、多連式のカットゲート１１1〜nを閉めることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を中断させる（ステップＳ４０３）。但し、物品Ｍの個数の累積加算は継続されている。
【００９６】
このようにカットゲート１１1〜nを閉めることにより、物品Ｍの累積個数を容易に調整できる。
【００９７】
そして、ＣＰＵ２８は、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて集合搬送コンベヤ１２の作動をオン（ＯＮ）することにより、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入を開始させる（ステップＳ４０３）。
【００９８】
次に、カットゲート１１1〜nが閉まっている状態での処理（Ｂ）について述べる。
【００９９】
ＣＰＵ２８は、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの個数を累積加算する際に（ステップＳ４０４）、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入が完了したか否かを判定する（ステップＳ４０５）。なお、本実施形態では、この判定動作の間に、物品Ｍの累積個数が、再び、上述の目標個数に到達しないものと仮定する。
【０１００】
物品Ｍの収納箱１３への投入が完了したタイミングで（ステップＳ４０５において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２８は、カットゲート１１1〜nを開けることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を開始させ、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて集合搬送コンベヤ１２の作動をオフ（ＯＦＦ）することにより、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入を停止させる（ステップＳ４０６）。但し、物品Ｍの個数の累積加算は継続されている。なお、ＣＰＵ２８は、集合搬送コンベヤ１２の搬送長とコンベヤ搬送速度とに基づいて、上述の投入完了タイミングを見積もることができる。
【０１０１】
このようにして、ＣＰＵ２８は、物品Ｍの収納箱１３への投入開始から完了までの箱詰めの一サイクルを終え、次回のカットゲート１１1〜nが開いている状態での処理（Ａ）に再び移行する。
【０１０２】
また、ＣＰＵ２８は、次回の箱詰めサイクルに備えて、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて、集合搬送コンベヤ１２の作動オフ（物品Ｍの収納箱１３への投入停止時）から作動オン（次回の物品Ｍの収納箱１３への投入開始時）までの間に、収納箱切り替えコンベヤ１４により物品Ｍの箱詰めが完了した収納箱１３を、空の収納箱１３と切り替える。これにより、収納箱１３の切り替え動作が効率的に行える。
【０１０３】
本変形例の箱詰め装置２００では、制御部１５０は、カットゲート１１1〜nが開いている状態では、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの個数を累積加算する際に、物品Ｍの累積個数が、収納箱１３に投入する物品Ｍの目標個数に到達したタイミングで、累積個数を零にリセットし、カットゲート１１1〜nを閉めることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を中断させるように構成されている。
【０１０４】
また、制御部１５０は、カットゲート１１1〜nが閉まっている状態では、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入を開始させ、その後、この投入が完了したタイミングで、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入を停止させ、カットゲート１１1〜nを開けることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を開始させるように構成されている。
【０１０５】
このようにして、本変形例の箱詰め装置２００は、多連式の重量選別機能およびカットゲート機能を有しており、単重量範囲内として選別された物品Ｍの通過を、多連式のカットゲート１１1〜nにより適切に調整しているので、物品Ｍのトータル個数が目標個数になるように、収納箱１３に物品Ｍを容易に箱詰めできる。
【０１０６】
更に、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入時においては、カットゲート１１1〜nに到達する後続の物品Ｍは、現在、待機中の収納箱１３に投入せずに、次回の箱詰め時の収納箱１３に投入する必要がある。このため、本変形例では、カットゲート１１1〜nを閉めることにより、物品Ｍを一時的にカットゲート１１1〜nに貯めることができる。このようなカットゲート１１1〜nの物品Ｍの通過調整の作用により、物品Ｍを収納箱１３に高速かつ連続的に箱詰めできる。
（変形例２）
本実施形態の箱詰め装置２００では、制御部１５０（ＣＰＵ２８）が、物品Ｍの重量を累積加算するとともに、この累積重量値を収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル重量としての目標重量範囲と比較する例を述べた。
【０１０７】
本変形例の箱詰め装置２００では、制御部１５０（ＣＰＵ２８）は、物品Ｍの重量と個数の両方を累積加算して、これらの数値を以下のように処理する。つまり、本変形例では、箱詰め装置２００により、目標個数の物品Ｍを目標重量範囲内になるように、収納箱１３に箱詰めする状況が想定されている。
【０１０８】
図５は、本変形例による箱詰め装置の処理ルーチン例を示したフローチャートである。
【０１０９】
ＣＰＵ２８に接続される操作設定表示部３０の運転開始スイッチを押すと、その表示画面には複数の測定メニューが表示され、操作設定表示部３０の操作により、以下の処理を開始できる。
【０１１０】
本処理を以下のように実行するにあたり、作業者の行う各種入力手順の指示は、表示部にメッセージ表示される。また、メモリ部２９から制御プログラムがＣＰＵ２８に読み込まれる。そして、この制御プログラムが、本処理を箱詰め装置２００の各種機器を制御しながら実行する。
【０１１１】
まず、ＣＰＵ２８は、振分ゲート９1〜nにより単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの重量および個数を累積加算する（ステップＳ５０１）。なお、当該累積加算は、継続的になされている。
【０１１２】
次に、ＣＰＵ２８は、物品Ｍの累積重量値を、物品Ｍの累積個数で除した物品Ｍの「平均単重値」を演算して取得する（ステップＳ５０２）。
【０１１３】
次に、ＣＰＵ２８は、物品Ｍの所定の目標個数から累積個数を減じた個数に、ステップＳ５０２で求めた「平均単重値」を乗じて得られる「見込み加算重量値」を演算して取得する（ステップＳ５０３）。
【０１１４】
なお、所定の目標個数とは、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル個数の目標値であり、予めメモリ部２９に記憶されている。
【０１１５】
ここで、ＣＰＵ２８は、ステップＳ５０３で求めた「見込み加算重量値」とステップＳ５０１で求めた物品Ｍの累積重量値との和が、物品Ｍの所定の目標重量範囲内か否かを判定する（ステップＳ５０４）。
【０１１６】
なお、所定の目標重量範囲とは、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル重量の目標範囲であり、予めメモリ部２９に記憶されている。
【０１１７】
上述の両者の和が、物品Ｍの目標重量範囲から逸れる場合（ステップＳ５０４において「ＮＯ」の場合）、ＣＰＵ２８は、スピーカ（図示せず）や操作設定表示部３０を用いて、『このまま箱詰め作業を続けても、適量の物品を収納箱に収納できない可能性が高い』などの音声や表示による警告を作業者に発信する。
【０１１８】
一方、上述の両者の和が、物品Ｍの目標重量範囲内である場合（ステップＳ５０４において「ＹＥＳ」の場合）、ＣＰＵ２８は、何等警告を発することなく、本処理を終える。
【０１１９】
本変形例の箱詰め装置２００では、制御部１５０は、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの重量および個数を累積加算して、物品Ｍの累積重量値を、物品Ｍの累積個数で除した物品Ｍの「平均単重値」を取得し、収納箱１３に投入する物品Ｍの目標個数から累積個数を減じた個数に、上述の「平均単重値」を乗じて得られる「見込み加算重量値」を取得し、上述の「見込み加算重量値」と物品Ｍの累積重量値との和が、収納箱１３に投入する物品Ｍの目標重量範囲から逸れる場合、所定の警告を発するように構成されている。
【０１２０】
このようにして、制御部１５０が、「平均単重値」や「見込み加算重量値」を演算して取得することにより、作業者は、箱詰め装置２００による物品Ｍの収納箱１３への箱詰め完了前に、適量の物品Ｍを収納箱１３に箱詰めできるか否かを察知することができる。
【０１２１】
その結果、適量の物品Ｍを収納箱１３に箱詰めできないと予測される場合、作業者は、収納箱１３内の物品Ｍを回収して再処理を行う手間を省力化することができ、ひいては、箱詰め装置２００の復帰動作など適切な対応を迅速に取ることができる。
【０１２２】
例えば、多数の物品Ｍの重量が、単重量範囲内の下限値や上限値に偏っている場合、目標個数の物品Ｍを収納箱１３に投入すると、目標重量範囲から逸れることがあり、このような場合に、上述の警告が有用になる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明の箱詰め装置は、定量カット精度に優れ、適量の物品を高速かつ連続的に箱詰めでき、物品を高精度かつ効率的に箱詰めできる自動箱詰め機器等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施形態による箱詰め装置の一構成例を示した概略図である。
【図２】本発明の実施形態による箱詰め装置の信号処理に関するハードウェア構成例を示したブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による箱詰め装置のカットゲートの開閉動作例を示したフローチャートである。
【図４】本発明の変形例１による箱詰め装置の箱詰め装置のカットゲートの他の開閉動作例を示したフローチャートである。
【図５】本発明の変形例２による箱詰め装置の処理ルーチン例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 分散供給用フィーダ
２1〜n Ｖ型振動フィーダ
４1〜n 移送コンベヤ
５1〜n 物品検知センサ
６1〜n 計量センサ
７1〜n 計量ホッパ
８1〜n シャッターゲート
９1〜n 振分ゲート
１０ 搬送コンベヤ
１１1〜n カットゲート
８Ａ1〜n、９Ａ1〜n、１１Ａ1〜n 支点
１２ 集合搬送コンベヤ
１３ 収納箱
１４ 収納箱切り替えコンベヤ
２１ 分散供給用フィーダ駆動回路
２２ Ｖ型振動フィーダ駆動回路
２３ 第１コンベヤ駆動回路
２４ Ｉ／Ｏ回路
２５ Ａ／Ｄ変換回路
２６ ゲート駆動回路
２７ 第２コンベヤ駆動回路
２８ ＣＰＵ
２９ メモリ部
３０ 操作設定表示部
１００ 供給機能部
１１０ 計量機能部
１２０ 振分機能部
１３０ カットゲート機能部
１４０ 投入機能部
１５０ 制御部
２００ 箱詰め装置
Ｍ 物品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、箱詰め装置に係り、更に詳しくは、定量カット精度に優れ、物品を高速かつ連続的に箱詰めできる箱詰め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
青果物や工業部品などの箱詰め用の物品は、処理施設から出荷される際には、ダンボール箱に収納される。このため、物品の形状や出荷形態に合わせて、物品の箱詰めを効率的に行える様々な箱詰め技術が従来から提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１には、青果物が定量箱詰めされたダンボール箱を、複数の自動箱詰め機から送出し、１台の自動封函機で効率良く封函できる従来技術が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、青果物が供給された載せ台上の収納箱を自動計量して、定量の青果物を収納箱に正確かつ効率的に投入できる従来技術が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、カートン当たりの重量分自動的に切出された球体を適切に整列でき、カートンに自動的に充填できる従来技術が記載されている。
【特許文献１】特公昭６２−４６４０１号公報
【特許文献２】特開平８−４０４１１号公報
【特許文献３】特開２００１−２８７７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、本件発明者等は、半導体パッケージの封止材として使用されるエポキシ製の円柱状のタブレットを定量分、高速かつ連続的に箱詰できる箱詰め装置の高精度化（定量カット精度の改善）に取り組んでいる。
【０００７】
既存のタブレットの箱詰め処理は、例えば、カットゲート付きフィーダ排出口から台秤上に載荷した収納箱への連続的な落下投入によりなされている。この場合、台秤で計量されるトータルのタブレットの重量が、収納箱と排出口との間の落差による落下途中のタブレットの個数を予め見込んで目標値に到達したタイミングで、カットゲートを用いてフィーダ排出口が閉じられる。これにより、定量分のタブレットが、収納箱に箱詰めされる。
【０００８】
ところが、収納箱と排出口との間の落差による落下途中のタブレットの推定個数には誤差がある。特にタブレットの高速排出の際には、この誤差が無視できなくなっている。つまり、上述の技術には、定量カットの精度において難点がある。
【０００９】
また、台秤による正確な重量測定には、台秤の秤安定時間を確保する必要があり、このことが、高速箱詰めの障害になっている。
【００１０】
そこで、本件発明者等は、多連式の重量選別機能およびカットゲート機能を箱詰め装置に組み込むことにより、上述の問題を克服できると考えているが、特許文献１〜３記載の従来技術には、このような観点において参酌に値するものがない。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、定量カット精度に優れ、適量の物品を高速かつ連続的に箱詰めできる箱詰め装置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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、複数の物品を複数列に整列させて供給する供給部と、
前記供給部の各列に対応して配され、前記各列から排出された物品の重量を測定する複数の計量部と、
前記各計量部により計量される物品の重量が所定の単重量範囲内か否かを判定する制御部と、
前記各計量部に対応して配され、前記制御部による判定結果に基づいて前記単重量範囲外の物品を排除するように、前記物品を振り分ける複数の振分部と、
前記各振分部に対応して配され、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の通過を開閉により調整する複数のカットゲート部と、
前記各カットゲート部を通過した物品を集合させて収納箱に投入する投入部と、
前記収納箱を移送する移送手段と、を備える箱詰め装置を提供する。
【００１３】
ここで、前記箱詰め装置によるカットゲート部の動作例として、前記制御部は、前記カットゲート部が開いている状態において、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の重量を累積加算する際に、前記物品の累積重量値が、前記収納箱に投入する物品の目標重量範囲に到達したタイミングで、前記累積重量値を零にリセットして、前記カットゲート部を閉めることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を中断させてもよい。
【００１４】
そして、この場合、前記制御部は、前記カットゲート部が閉まっている状態において、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を開始させ、その後、前記投入が完了したタイミングで、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を停止させ、前記カットゲート部を開けることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を開始させてもよい。
【００１５】
更に、前記制御部は、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入停止時から次回の前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入開始時までの間に、前記移送手段を用いて、前記物品が投入された収納箱を、空の収納箱に切り替えてもよい。
【００１６】
このようにして、本発明の箱詰め装置は、多連式の重量選別機能およびカットゲート機能を有しており、単重量範囲内として選別された物品の通過を、定量カット精度に優れた多連式のカットゲートにより適切に調整しているので、物品のトータル重量が目標重量範囲になるように、収納箱に物品を高精度に箱詰めできる。
【００１７】
また、投入部による物品の収納箱への投入時においては、カットゲートに到達する後続の物品は、現在、待機中の収納箱に投入せずに、次回の箱詰め時の収納箱に投入する必要がある。このため、カットゲートを閉めることにより、物品を一時的にカットゲートに貯めることができる。このようなカットゲートの物品の通過調整の作用により、物品を高速かつ連続的に箱詰めできる。
【００１８】
また、前記箱詰め装置によるカットゲート部の他の動作例として、前記制御部は、前記カットゲート部が開いている状態において、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の個数を累積加算する際に、前記物品の累積個数が、前記収納箱に投入する物品の目標個数に到達したタイミングで、前記累積個数を零にリセットして、前記カットゲート部を閉めることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を中断させてもよい。
【００１９】
そして、この場合、前記制御部は、前記カットゲート部が閉まっている状態において、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を開始させ、その後、前記投入が完了したタイミングで、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を停止させ、前記カットゲート部を開けることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を開始させてもよい。
【００２０】
更に、前記制御部は、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入停止時から次回の前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入開始時までの間に、前記移送手段を用いて、前記物品が投入された収納箱を、空の収納箱に切り替えてもよい。
【００２１】
このようにして、本発明の箱詰め装置は、多連式の重量選別機能およびカットゲート機能を有しており、単重量範囲内として選別された物品の通過を、多連式のカットゲートにより適切に調整しているので、物品のトータル個数が目標個数になるように、収納箱に物品を容易に箱詰めできる。
【００２２】
また、投入部による物品の収納箱への投入時においては、カットゲートに到達する後続の物品は、現在、待機中の収納箱に投入せずに、次回の箱詰め時の収納箱に投入する必要がある。このため、カットゲートを閉めることにより、物品を一時的にカットゲートに貯めることができる。このようなカットゲートの物品の通過調整の作用により、物品を収納箱に高速かつ連続的に箱詰めできる。
【００２３】
また、前記箱詰め装置の他の処理例として、前記制御部は、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の重量および個数を累積加算して、前記物品の累積重量値を、前記物品の累積個数で除した前記物品の平均単重値を取得し、
前記収納箱に投入する物品の目標個数から前記累積個数を減じた個数に、前記平均単重値を乗じて得られる見込み加算重量値を取得し、
前記見込み加算重量値と前記累積重量値との和が、前記収納箱に投入する物品の目標重量範囲から逸れる場合、所定の警告を発してもよい。
【００２４】
このように制御部が、「平均単重値」や「見込み加算重量値」を演算して取得することにより、作業者は、箱詰め装置による物品の収納箱への箱詰め完了前に、適量の物品を収納箱に箱詰めできるか否かを察知することができる。
【００２５】
その結果、適量の物品を収納箱に箱詰めできないと予測される場合、作業者は、収納箱内の物品を回収して再処理を行う手間を省力化することができ、ひいては、箱詰め装置の復帰動作など適切な対応を迅速に取ることができる。
【００２６】
例えば、多数の物品の重量が、単重量範囲内の下限値や上限値に偏っている場合、目標個数の物品を収納箱に投入すると、目標重量範囲から逸れることがあり、このような場合に、上述の警告が有用になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、定量カット精度に優れ、適量の物品を高速かつ連続的に箱詰めできる箱詰め装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態による箱詰め装置の一構成例を示した概略図であり、箱詰め装置を側方視した図である。
【００３０】
また、図２は、本実施形態による箱詰め装置の信号処理に関するハードウェア構成例を示したブロック図である。
【００３１】
なお、図１において、以下の説明の便宜上、箱詰め装置２００における重力の作用方向を「下方向」といい、その逆方向を「上方向」という。また、後述のＶ型振動フィーダ２1〜nにおける物品Ｍの搬送方向を「後方向」といい、その逆方向を「前方向」という。更に、上述の「上下方向」および「前後方向」に鉛直な方向を「幅方向」という。
【００３２】
箱詰め装置２００は、図１に示すように、物品Ｍの供給元として機能する供給機能部１００と、物品Ｍの重量を測定する計量機能部１１０と、物品Ｍの重量に基づいて物品Ｍの重量選別を行うように物品Ｍを振り分ける振分機能部１２０と、物品Ｍの通過を調整するカットゲート機能部１３０と、収納箱１３に物品Ｍを集合させるように投入して箱詰めする投入機能部１４０と、収納箱１３を移送する収納箱切り替えコンベヤ１４（移送手段）と、制御部１５０と、を備える。
【００３３】
供給機能部１００は、分散供給用フィーダ１と複数列（ここではｎ列；ｎ＞１）に並んだＶ型振動フィーダ２1〜nと、を備える。
【００３４】
Ｖ型振動フィーダ２1〜nは、ミニタブレットのような円柱形状の物品Ｍを、その長手方向を前後方向に向かせてｎ列に整列させる機能を有する。つまり、Ｖ型振動フィーダ２1〜nは、振動エネルギーを物品Ｍの搬送力として利用した公知の搬送装置である。また、各Ｖ型振動フィーダ２1〜nには、前後方向に延びるＶ字状の溝（図示せず）が形成され、これにより、物品Ｍの長手方向が、前後方向を向くように、各Ｖ型振動フィーダ２1〜nのＶ溝に物品Ｍが嵌まって配列される。そして、Ｖ型振動フィーダ２1〜n上の物品Ｍが１個ずつ整列搬送され、後述の計量機能部１１０に排出される。
【００３５】
分散供給用フィーダ１は、例えば、公知の回旋式コンベヤであり、上下方向から見た場合、分散供給用フィーダ１の前端を中心にしてスイングするように構成されている。これにより、分散供給用フィーダ１の後端から各Ｖ型振動フィーダ２1〜nに物品Ｍが均等供給される。
【００３６】
なお、図２に示すように、ＣＰＵ２８（後述）は、各Ｖ型振動フィーダ２1〜nに内蔵される加振部（図示せず）に振動用の駆動信号を与えるＶ型振動フィーダ駆動回路２２を用いて各Ｖ型振動フィーダ２1〜nによる物品Ｍの供給動作を制御する。また、ＣＰＵ２８は、分散供給用フィーダ１に駆動信号を与える分散供給用フィーダ駆動回路２１を用いて分散供給用フィーダ１による物品Ｍの供給動作を制御する。
【００３７】
計量機能部１１０は、図１に示すように、Ｖ型振動フィーダ２1〜nの各列に対応して配される移送コンベヤ４1〜nと、Ｖ型振動フィーダ２1〜nの各列に対応して配される複数個（ｎ個）の計量ホッパ７1〜n（計量部）と、各計量ホッパ７1〜nに対応して配される複数個（ｎ個）の計量センサ６1〜nと、各計量ホッパ７1〜nに対応して配される複数個（ｎ個）の物品検出センサ５1〜nと、を備える。
【００３８】
移送コンベヤ４1〜nは、Ｖ型振動フィーダ２1〜nの後端から搬送される物品Ｍを載せることができるよう、Ｖ型振動フィーダ２1〜nの後端近傍に配設されたベルト式のコンベヤである。これらの移送コンベヤ４1〜nにより、物品Ｍは、前後方向に連なるように整列して搬送される。
【００３９】
なお、図２に示すように、ＣＰＵ２８は、第１コンベヤ駆動回路２３を用いて移送コンベヤ４1〜nによる当該物品Ｍの移送動作を制御する。
【００４０】
各計量ホッパ７1〜nは、移送コンベヤ４1〜nの後端から自重落下した物品Ｍを格納できるように、移送コンベヤ４1〜nの後端の下方近傍に配設された漏斗状の部材である。
【００４１】
各計量ホッパ７1〜nへの物品Ｍの投入の有無は、各計量ホッパ７1〜nの上方に配された物品検出センサ５1〜nにより検出される。物品検出センサ５1〜nとして、例えば、光電センサを用いることができる。
【００４２】
また、各計量ホッパ７1〜nは、計量センサ６1〜nにより、計量ホッパ７1〜n内の物品Ｍの重量を測定可能なように支持されている。各計量センサ６1〜nとして、例えば、ロードセルを用いることができる。
【００４３】
更に、各計量ホッパ７1〜nは、シャッターゲート８1〜nを有し、各計量ホッパ７1〜n内の物品Ｍの重量の測定が終了する度に、この各計量ホッパ７1〜n内に格納された物品Ｍを外部に排出できるよう、シャッターゲート８1〜nを開閉可能に構成されている。つまり、シャッターゲート８1〜nは、図１に示すように、支点８Ａ1〜nを中心にしてスイング移動可能に支持されたスイング板からなり、ＣＰＵ２８から出力された制御信号に基づいて、図２のゲート駆動回路２６により、このスイング板をスイング駆動させ（図１中に実線と点線を付した位置にスイング移動）、これにより、シャッターゲート８1〜nが開閉される。
【００４４】
図２に示すように、各物品検出センサ５1〜nの出力側は、Ｉ／Ｏ回路２４を介してＣＰＵ２８に接続されている。そして、ＣＰＵ２８は、物品検出センサ５1〜nにより検知された出力信号に基づいて、計量センサ６1〜nを用いて物品Ｍの計量を開始するとともに、計量センサ６1〜nにより検知された物品Ｍの重量が、所定の単重量範囲内か否かを判定する。各計量センサ６1〜nの出力側は、増幅器（図示せず）を通してＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路２５の入力側に接続され、Ａ／Ｄ変換回路２５の出力側は、ＣＰＵ２８に接続されている。
【００４５】
なお、所定の単重量範囲とは、個々の物品Ｍの重量選別の基準となる運転パラメータであり、物品Ｍの重量が単重量範囲内であれば、物品Ｍは良品として処理され、物品Ｍの重量が単重量範囲外であれば、物品Ｍは不良品として処理される。
【００４６】
振分機能部１２０は、図１に示すように、各計量ホッパ７1〜nに対応して配された複数の振分ゲート９1〜n（振分部）を有し、各計量センサ６1〜nにおいて計量された物品Ｍの重量に基づいて、振分ゲート９1〜nの切り替え動作により、個々の物品Ｍを単重量範囲外の物品Ｍと単重量範囲内の物品Ｍとを振り分ける。つまり、振分ゲート９1〜nは、図１に示すように、支点９Ａ1〜nを中心にしてスイング移動可能に支持されたスイング板からなり、ＣＰＵ２８から出力された制御信号に基づいて、図２のゲート駆動回路２６により、このスイング板がスイング駆動される。
【００４７】
より詳しくは、物品Ｍの重量が単重量範囲内であれば、振分ゲート９1〜nは、図１中に実線で付した位置にスイング移動し、これにより、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍは、後述のカットゲート機能部１３０に移送される。一方、物品Ｍの重量が単重量範囲外であれば、振分ゲート９1〜nは、図１中に点線で付した位置にスイング移動し、これにより、単重量範囲外として振り分けられた物品Ｍは、後述の搬送コンベヤ１０に移送される。
【００４８】
搬送コンベヤ１０は、図１に示すように、各計量ホッパ７1〜nの下方に配設されたベルト式のコンベヤである。この搬送コンベヤ１０は、各振分ゲート９1〜nにより単重量範囲外として振り分けられた物品Ｍを、箱詰め装置２００から排除するように搬送できる。
【００４９】
なお、図２に示すように、ＣＰＵ２８は、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて搬送コンベヤ１０による当該物品Ｍの搬送動作を制御する。
【００５０】
カットゲート機能部１３０は、図１に示すように、各振分ゲート９1〜nに対応して配された複数のカットゲート１１1〜n（カットゲート部）を有し、カットゲート１１1〜nの開閉動作により、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの集合搬送コンベヤ１２（後述）に向けた通過を調整できる。つまり、カットゲート１１1〜nは、図１に示すように、支点１１Ａ1〜nを中心にしてスイング移動可能に支持されたスイング板からなり、ＣＰＵ２８から出力された制御信号に基づいて、図２のゲート駆動回路２６により、このスイング板がスイング駆動される。
【００５１】
なお、カットゲート１１1〜nの開閉動作（カットゲート１１1〜nによる物品Ｍの通過調整動作）の詳細は、後述する。
【００５２】
投入機能部１４０の集合搬送コンベヤ１２は、図１に示すように、各カットゲート１１1〜nの下方に配設されたベルト式のコンベヤである。この集合搬送コンベヤ１２は、各振分ゲート９1〜nにより単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍを集合させて、収納箱１３に投入するように搬送できる。
【００５３】
なお、図２に示すように、ＣＰＵ２８は、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて集合搬送コンベヤ１２による当該物品Ｍの搬送動作を制御する。
【００５４】
また、箱詰め装置２００の収納箱切り替えコンベヤ１４は、物品Ｍの箱詰めが完了した収納箱１３を、空の収納箱１３と切り替えるように、収納箱１３を移送することができる。
【００５５】
なお、図２に示すように、ＣＰＵ２８は、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて収納箱切り替えコンベヤ１４による収納箱１３の切り替え動作を制御する。
【００５６】
制御部１５０は、マイクロプロセッサ等からなるＣＰＵ２８と、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）やＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等からなるメモリ部２９と、操作設定表示部３０とを備える。
【００５７】
ＣＰＵ２８は、メモリ部２９に予め記憶されている制御プログラムに従って動作し、箱詰め装置２００による物品Ｍの箱詰め動作を制御する。
【００５８】
メモリ部２９は、ＣＰＵ２８に接続され、上述の制御プログラムや、物品Ｍの箱詰め動作に必要な各種の運転パラメータ（例えば、上述の単重量範囲や後述の目標重量範囲）を記憶している。
【００５９】
操作設定表示部３０は、上述の運転パラメータの入力用の設定ボタンを配設した操作設定部（例えばキーボード；図示せず）と、ＣＰＵ２８から出力されたメッセージや箱詰め装置２００の運転状況等を表示する表示部（例えば、液晶パネル；図示せず）と、を備える。
【００６０】
なお、制御部１５０は、所定の警告（後述）を作業者に認識させる通報装置（例えばスピーカ；図示せず）を備えてもよい。
【００６１】
また、図１および図２に記載された制御部１５０は、必ずしも単独のＣＰＵで構成される必要はなく、複数のＣＰＵが分散配置されていて、それらが協働して箱詰め装置２００の動作を制御するよう構成されていてもよい。
【００６２】
次に、本実施形態による箱詰め装置２００のカットゲート１１1〜nの開閉動作例について、図面を参照しながら詳しく説明する。
【００６３】
図３は、本実施形態による箱詰め装置のカットゲートの開閉動作例を示したフローチャートである。
【００６４】
ＣＰＵ２８に接続される操作設定表示部３０の運転開始スイッチを押すと、その表示画面には複数の測定メニューが表示され、操作設定表示部３０の操作により、以下の処理を開始できる。
【００６５】
本処理を以下のように実行するにあたり、作業者の行う各種入力手順の指示は、表示部にメッセージ表示される。また、メモリ部２９から制御プログラムがＣＰＵ２８に読み込まれる。そして、この制御プログラムが、本処理を箱詰め装置２００の各種機器を制御しながら実行する。
【００６６】
なお、ここでは、物品Ｍの収納箱１３への投入開始から完了までの箱詰めの一サイクルを示しているが、実際には、箱詰め装置２００による複数個の収納箱１３への物品Ｍの箱詰めを想定しているので、図３に示された箱詰めサイクルが、継続的に繰り返される。
【００６７】
まず、カットゲート１１1〜nが開いている状態での処理（Ａ）について述べる。
【００６８】
ＣＰＵ２８は、振分ゲート９1〜nにより単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの重量を累積加算する際に（ステップＳ３０１）、物品Ｍの累積重量値が、所定の目標重量範囲に到達した否かを判定する（ステップＳ３０２）。この所定の目標重量範囲とは、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル重量の目標範囲であり、予めメモリ部２９に記憶されている。
【００６９】
物品Ｍの累積重量値が目標重量範囲に到達したタイミングで（ステップＳ３０２において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２８は、上述の累積重量値を「０（零）」にリセットするとともに、多連式のカットゲート１１1〜nを閉めることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を中断させる（ステップＳ３０３）。但し、物品Ｍの重量の累積加算は継続されている。
【００７０】
このようにカットゲート１１1〜nが多連式に構成され、定量カット精度に優れているので、物品Ｍの累積重量値を高精度に調整できる。つまり、多連式のカットゲート１１1〜nのスイング板を閉めるタイミングを、個々に調整することにより、物品Ｍの累積重量値を確実に目標重量範囲に入れることができるようになり好適である。
【００７１】
そして、ＣＰＵ２８は、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて集合搬送コンベヤ１２の作動をオン（ＯＮ）することにより、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入を開始させる（ステップＳ３０３）。
【００７２】
次に、カットゲート１１1〜nが閉まっている状態での処理（Ｂ）について述べる。
【００７３】
ＣＰＵ２８は、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの重量を累積加算する際に（ステップＳ３０４）、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入が完了したか否かを判定する（ステップＳ３０５）。なお、本実施形態では、この判定動作の間に、物品Ｍの累積重量値が、再び、上述の目標重量範囲に到達しないものと仮定する。
【００７４】
物品Ｍの収納箱１３への投入が完了したタイミングで（ステップＳ３０５において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２８は、カットゲート１１1〜nを開けることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を開始させ、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて集合搬送コンベヤ１２の作動をオフ（ＯＦＦ）することにより、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入を停止させる（ステップＳ３０６）。但し、物品Ｍの重量の累積加算は継続されている。なお、ＣＰＵ２８は、集合搬送コンベヤ１２の搬送長とコンベヤ搬送速度とに基づいて、上述の投入完了タイミングを見積もることができる。
【００７５】
このようにして、ＣＰＵ２８は、物品Ｍの収納箱１３への投入開始から完了までの箱詰めの一サイクルを終え、次回のカットゲート１１1〜nが開いている状態での処理（Ａ）に再び移行する。
【００７６】
また、ＣＰＵ２８は、次回の箱詰めサイクルに備えて、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて、集合搬送コンベヤ１２の作動オフ（物品Ｍの収納箱１３への投入停止時）から次回の作動オン（次回の物品Ｍの収納箱１３への投入開始時）までの間に、収納箱切り替えコンベヤ１４を用いて、物品Ｍの箱詰めが完了した収納箱１３を、空の収納箱１３と切り替える。これにより、収納箱１３の切り替え動作が効率的に行える。
【００７７】
本実施形態の箱詰め装置２００は、以上に述べた如く、物品Ｍを複数列に整列させて供給するＶ型振動フィーダ２1〜nと、Ｖ型振動フィーダ２1〜nの各列に対応して配され、各列から排出された物品の重量を測定する計量ホッパ７1〜nと、計量ホッパ７1〜nにより計量される物品Ｍの重量が所定の単重量範囲内か否かを判定する制御部１５０と、計量ホッパ７1〜nに対応して配され、制御部１５０による判定結果に基づいて単重量範囲外の物品Ｍを排除するように、物品Ｍを振り分ける振分ゲート９1〜nと、振分ゲート９1〜nに対応して配され、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの通過を開閉により調整するカットゲート１１1〜nと、カットゲート１１1〜nを通過した物品Ｍを集合させて収納箱１３に投入（搬送）する集合搬送コンベヤ１２と、物品Ｍの箱詰めが完了した収納箱１３を、空の収納箱１３と切り替えるように、収納箱１３を移送する収納箱切り替えコンベヤ１４と、を備える。
【００７８】
そして、制御部１５０は、カットゲート１１1〜nが開いている状態では、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの重量を累積加算する際に、物品Ｍの累積重量値が、収納箱１３に投入する物品Ｍの目標重量範囲に到達したタイミングで、この累積重量値を零にリセットして、カットゲート１１1〜nを閉めることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を中断させるように構成されている。
【００７９】
また、制御部１５０は、カットゲート１１1〜nが閉まっている状態では、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入を開始させ、その後、この投入が完了したタイミングで、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入を停止させ、カットゲート１１1〜nを開けることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を開始させるように構成されている。
【００８０】
このようにして、本実施形態の箱詰め装置２００は、多連式の重量選別機能およびカットゲート機能を有しており、単重量範囲内として選別された物品Ｍの通過を、定量カット精度に優れた多連式のカットゲート１１1〜nにより適切に調整しているので、物品Ｍのトータル重量が目標重量範囲になるように、収納箱１３に物品Ｍを高精度に箱詰めできる。
【００８１】
ここで、本実施形態の箱詰め装置２００によれば、以下の如く、物品Ｍの高精度箱詰めが可能であると見積もれる。
【００８２】
個々のばらつきを持った複数の集合体における総合ばらつきについては、統計的に以下の式（１）で表される。
（総合ばらつき）＝√（Ａ12＋Ａ22＋Ａ32＋・・・・Ａn2）・・（１）
式（１）において、「Ａ1」、「Ａ2」、「Ａ3」は、個々のばらつきを表している。
【００８３】
本実施形態の箱詰め装置２００のばらつき（誤差）は、±２０ｍｇ（３σであることから、例えば、１．４ｇの物品Ｍを２０ｋｇ箱詰めする場合、物品Ｍの総個数を１４２８６個とすると、総合ばらつきは、√（０．０２2×１４２８６）＝±２．３９ｇ（３σ）となる。
【００８４】
なお、物品Ｍの重量と、２０ｋｇ相当の物品Ｍのトータル個数、総合ばらつき、および、個数換算ばらつき（ＭＡＸ個数）の関係を、以下の表１にまとめて示している。
表１ 本実施形態の箱詰め装置２００の精度（誤差）評価結果を示した表
【００８５】
【表１】
表１から理解されるように、１．４ｇの物品Ｍの場合、総合ばらつきが約±２．４ｇであることにより、０〜４．８ｇの誤差が生じ、これを、個数換算ばらつき（ＭＡＸ個数）で表すと、物品Ｍの個数は４個に相当する。同様に、表１に示すように、２．０ｇの物品Ｍの場合には、物品Ｍの総個数は１００００個であり、物品Ｍの個数換算ばらつきは、最大でも２個である。また、４．０ｇの物品Ｍの場合には、物品Ｍの総個数は５０００個であり、物品Ｍの個数換算ばらつきは、最大でも１個である。
【００８６】
以上の精度評価により、本実施形態の箱詰め装置２００は、物品Ｍを高精度に箱詰めできると期待される。
【００８７】
更に、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入時においては、カットゲート１１1〜nに到達する後続の物品Ｍは、現在、待機中の収納箱１３に投入せずに、次回の箱詰め時の収納箱１３に投入する必要がある。このため、本実施形態では、カットゲート１１1〜nを閉めることにより、物品Ｍを一時的にカットゲート１１1〜nに貯めることができる。このようなカットゲート１１1〜nの物品Ｍの通過調整の作用により、物品Ｍを収納箱１３に高速かつ連続的に箱詰めできる。
（変形例１）
本実施形態の箱詰め装置２００では、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル重量を目標重量範囲内に調整する例を述べた。これに代えて、本変形例の箱詰め装置２００の如く、制御部１５０（ＣＰＵ２８）が、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル個数を目標個数になるように調整してもよい。つまり、本変形例では、箱詰め装置２００により、目標個数の物品Ｍを収納箱１３に箱詰めする状況が想定されている。
【００８８】
なお、この場合、ＣＰＵ２８は、計量センサ６1〜nにより検知された物品Ｍの重量を取得しているので、この重量のデータに基づいて、振分ゲート９1〜nにより単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの個数を計数することができ、その結果、収納箱１３に投入される物品Ｍの個数を把握できる。
【００８９】
図４は、本変形例による箱詰め装置のカットゲートの他の開閉動作例を示したフローチャートである。
【００９０】
ＣＰＵ２８に接続される操作設定表示部３０の運転開始スイッチを押すと、その表示部には複数の測定メニューが表示され、操作設定表示部３０の操作により、以下の処理を開始できる。
【００９１】
本処理を以下のように実行するにあたり、作業者の行う各種入力手順の指示は、表示部にメッセージ表示される。また、メモリ部２９から制御プログラムがＣＰＵ２８に読み込まれる。そして、この制御プログラムが、本処理を箱詰め装置２００の各種機器を制御しながら実行する。
【００９２】
なお、ここでは、物品Ｍの収納箱１３への投入開始から完了までの箱詰めの一サイクルを示しているが、実際には、箱詰め装置２００による複数個の収納箱１３への箱詰めを想定しているので、図４に示された箱詰めサイクルが、継続的に繰り返される。
【００９３】
まず、カットゲート１１1〜nが開いている状態での処理（Ａ）について述べる。
【００９４】
ＣＰＵ２８は、振分ゲート９1〜nにより単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの個数を累積加算する際に（ステップＳ４０１）、物品Ｍの累積個数が、所定の目標個数に到達した否かを判定する（ステップＳ４０２）。この所定の目標個数とは、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル個数の目標値であり、予めメモリ部２９に記憶されている。
【００９５】
物品Ｍの累積個数が目標個数に到達したタイミングで（ステップＳ４０２において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２８は、上述の累積個数を「０（零）」にリセットするとともに、多連式のカットゲート１１1〜nを閉めることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を中断させる（ステップＳ４０３）。但し、物品Ｍの個数の累積加算は継続されている。
【００９６】
このようにカットゲート１１1〜nを閉めることにより、物品Ｍの累積個数を容易に調整できる。
【００９７】
そして、ＣＰＵ２８は、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて集合搬送コンベヤ１２の作動をオン（ＯＮ）することにより、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入を開始させる（ステップＳ４０３）。
【００９８】
次に、カットゲート１１1〜nが閉まっている状態での処理（Ｂ）について述べる。
【００９９】
ＣＰＵ２８は、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの個数を累積加算する際に（ステップＳ４０４）、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入が完了したか否かを判定する（ステップＳ４０５）。なお、本実施形態では、この判定動作の間に、物品Ｍの累積個数が、再び、上述の目標個数に到達しないものと仮定する。
【０１００】
物品Ｍの収納箱１３への投入が完了したタイミングで（ステップＳ４０５において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２８は、カットゲート１１1〜nを開けることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を開始させ、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて集合搬送コンベヤ１２の作動をオフ（ＯＦＦ）することにより、集合搬送コンベヤ１２に載った物品Ｍの収納箱１３への投入を停止させる（ステップＳ４０６）。但し、物品Ｍの個数の累積加算は継続されている。なお、ＣＰＵ２８は、集合搬送コンベヤ１２の搬送長とコンベヤ搬送速度とに基づいて、上述の投入完了タイミングを見積もることができる。
【０１０１】
このようにして、ＣＰＵ２８は、物品Ｍの収納箱１３への投入開始から完了までの箱詰めの一サイクルを終え、次回のカットゲート１１1〜nが開いている状態での処理（Ａ）に再び移行する。
【０１０２】
また、ＣＰＵ２８は、次回の箱詰めサイクルに備えて、第２コンベヤ駆動回路２７を用いて、集合搬送コンベヤ１２の作動オフ（物品Ｍの収納箱１３への投入停止時）から作動オン（次回の物品Ｍの収納箱１３への投入開始時）までの間に、収納箱切り替えコンベヤ１４により物品Ｍの箱詰めが完了した収納箱１３を、空の収納箱１３と切り替える。これにより、収納箱１３の切り替え動作が効率的に行える。
【０１０３】
本変形例の箱詰め装置２００では、制御部１５０は、カットゲート１１1〜nが開いている状態では、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの個数を累積加算する際に、物品Ｍの累積個数が、収納箱１３に投入する物品Ｍの目標個数に到達したタイミングで、累積個数を零にリセットし、カットゲート１１1〜nを閉めることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を中断させるように構成されている。
【０１０４】
また、制御部１５０は、カットゲート１１1〜nが閉まっている状態では、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入を開始させ、その後、この投入が完了したタイミングで、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入を停止させ、カットゲート１１1〜nを開けることにより、集合搬送コンベヤ１２に向けた物品Ｍの通過を開始させるように構成されている。
【０１０５】
このようにして、本変形例の箱詰め装置２００は、多連式の重量選別機能およびカットゲート機能を有しており、単重量範囲内として選別された物品Ｍの通過を、多連式のカットゲート１１1〜nにより適切に調整しているので、物品Ｍのトータル個数が目標個数になるように、収納箱１３に物品Ｍを容易に箱詰めできる。
【０１０６】
更に、集合搬送コンベヤ１２による物品Ｍの収納箱１３への投入時においては、カットゲート１１1〜nに到達する後続の物品Ｍは、現在、待機中の収納箱１３に投入せずに、次回の箱詰め時の収納箱１３に投入する必要がある。このため、本変形例では、カットゲート１１1〜nを閉めることにより、物品Ｍを一時的にカットゲート１１1〜nに貯めることができる。このようなカットゲート１１1〜nの物品Ｍの通過調整の作用により、物品Ｍを収納箱１３に高速かつ連続的に箱詰めできる。
（変形例２）
本実施形態の箱詰め装置２００では、制御部１５０（ＣＰＵ２８）が、物品Ｍの重量を累積加算するとともに、この累積重量値を収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル重量としての目標重量範囲と比較する例を述べた。
【０１０７】
本変形例の箱詰め装置２００では、制御部１５０（ＣＰＵ２８）は、物品Ｍの重量と個数の両方を累積加算して、これらの数値を以下のように処理する。つまり、本変形例では、箱詰め装置２００により、目標個数の物品Ｍを目標重量範囲内になるように、収納箱１３に箱詰めする状況が想定されている。
【０１０８】
図５は、本変形例による箱詰め装置の処理ルーチン例を示したフローチャートである。
【０１０９】
ＣＰＵ２８に接続される操作設定表示部３０の運転開始スイッチを押すと、その表示画面には複数の測定メニューが表示され、操作設定表示部３０の操作により、以下の処理を開始できる。
【０１１０】
本処理を以下のように実行するにあたり、作業者の行う各種入力手順の指示は、表示部にメッセージ表示される。また、メモリ部２９から制御プログラムがＣＰＵ２８に読み込まれる。そして、この制御プログラムが、本処理を箱詰め装置２００の各種機器を制御しながら実行する。
【０１１１】
まず、ＣＰＵ２８は、振分ゲート９1〜nにより単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの重量および個数を累積加算する（ステップＳ５０１）。なお、当該累積加算は、継続的になされている。
【０１１２】
次に、ＣＰＵ２８は、物品Ｍの累積重量値を、物品Ｍの累積個数で除した物品Ｍの「平均単重値」を演算して取得する（ステップＳ５０２）。
【０１１３】
次に、ＣＰＵ２８は、物品Ｍの所定の目標個数から累積個数を減じた個数に、ステップＳ５０２で求めた「平均単重値」を乗じて得られる「見込み加算重量値」を演算して取得する（ステップＳ５０３）。
【０１１４】
なお、所定の目標個数とは、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル個数の目標値であり、予めメモリ部２９に記憶されている。
【０１１５】
ここで、ＣＰＵ２８は、ステップＳ５０３で求めた「見込み加算重量値」とステップＳ５０１で求めた物品Ｍの累積重量値との和が、物品Ｍの所定の目標重量範囲内か否かを判定する（ステップＳ５０４）。
【０１１６】
なお、所定の目標重量範囲とは、収納箱１３に投入する物品Ｍのトータル重量の目標範囲であり、予めメモリ部２９に記憶されている。
【０１１７】
上述の両者の和が、物品Ｍの目標重量範囲から逸れる場合（ステップＳ５０４において「ＮＯ」の場合）、ＣＰＵ２８は、スピーカ（図示せず）や操作設定表示部３０を用いて、『このまま箱詰め作業を続けても、適量の物品を収納箱に収納できない可能性が高い』などの音声や表示による警告を作業者に発信する。
【０１１８】
一方、上述の両者の和が、物品Ｍの目標重量範囲内である場合（ステップＳ５０４において「ＹＥＳ」の場合）、ＣＰＵ２８は、何等警告を発することなく、本処理を終える。
【０１１９】
本変形例の箱詰め装置２００では、制御部１５０は、単重量範囲内として振り分けられた物品Ｍの重量および個数を累積加算して、物品Ｍの累積重量値を、物品Ｍの累積個数で除した物品Ｍの「平均単重値」を取得し、収納箱１３に投入する物品Ｍの目標個数から累積個数を減じた個数に、上述の「平均単重値」を乗じて得られる「見込み加算重量値」を取得し、上述の「見込み加算重量値」と物品Ｍの累積重量値との和が、収納箱１３に投入する物品Ｍの目標重量範囲から逸れる場合、所定の警告を発するように構成されている。
【０１２０】
このようにして、制御部１５０が、「平均単重値」や「見込み加算重量値」を演算して取得することにより、作業者は、箱詰め装置２００による物品Ｍの収納箱１３への箱詰め完了前に、適量の物品Ｍを収納箱１３に箱詰めできるか否かを察知することができる。
【０１２１】
その結果、適量の物品Ｍを収納箱１３に箱詰めできないと予測される場合、作業者は、収納箱１３内の物品Ｍを回収して再処理を行う手間を省力化することができ、ひいては、箱詰め装置２００の復帰動作など適切な対応を迅速に取ることができる。
【０１２２】
例えば、多数の物品Ｍの重量が、単重量範囲内の下限値や上限値に偏っている場合、目標個数の物品Ｍを収納箱１３に投入すると、目標重量範囲から逸れることがあり、このような場合に、上述の警告が有用になる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明の箱詰め装置は、定量カット精度に優れ、適量の物品を高速かつ連続的に箱詰めでき、物品を高精度かつ効率的に箱詰めできる自動箱詰め機器等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施形態による箱詰め装置の一構成例を示した概略図である。
【図２】本発明の実施形態による箱詰め装置の信号処理に関するハードウェア構成例を示したブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による箱詰め装置のカットゲートの開閉動作例を示したフローチャートである。
【図４】本発明の変形例１による箱詰め装置の箱詰め装置のカットゲートの他の開閉動作例を示したフローチャートである。
【図５】本発明の変形例２による箱詰め装置の処理ルーチン例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２５】
１ 分散供給用フィーダ
２1〜n Ｖ型振動フィーダ
４1〜n 移送コンベヤ
５1〜n 物品検知センサ
６1〜n 計量センサ
７1〜n 計量ホッパ
８1〜n シャッターゲート
９1〜n 振分ゲート
１０ 搬送コンベヤ
１１1〜n カットゲート
８Ａ1〜n、９Ａ1〜n、１１Ａ1〜n 支点
１２ 集合搬送コンベヤ
１３ 収納箱
１４ 収納箱切り替えコンベヤ
２１ 分散供給用フィーダ駆動回路
２２ Ｖ型振動フィーダ駆動回路
２３ 第１コンベヤ駆動回路
２４ Ｉ／Ｏ回路
２５ Ａ／Ｄ変換回路
２６ ゲート駆動回路
２７ 第２コンベヤ駆動回路
２８ ＣＰＵ
２９ メモリ部
３０ 操作設定表示部
１００ 供給機能部
１１０ 計量機能部
１２０ 振分機能部
１３０ カットゲート機能部
１４０ 投入機能部
１５０ 制御部
２００ 箱詰め装置
Ｍ 物品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物品を複数列に整列させて供給する供給部と、
前記供給部の各列に対応して配され、前記各列から排出された物品の重量を測定する複数の計量部と、
前記各計量部により計量される物品の重量が所定の単重量範囲内か否かを判定する制御部と、
前記各計量部に対応して配され、前記制御部による判定結果に基づいて前記単重量範囲外の物品を排除するように、前記物品を振り分ける複数の振分部と、
前記各振分部に対応して配され、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の通過を開閉により調整する複数のカットゲート部と、
前記各カットゲート部を通過した物品を集合させて収納箱に投入する投入部と、
前記収納箱を移送する移送手段と、
を備える箱詰め装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記カットゲート部が開いている状態において、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の重量を累積加算する際に、前記物品の累積重量値が、前記収納箱に投入する物品の目標重量範囲に到達したタイミングで、前記累積重量値を零にリセットして、前記カットゲート部を閉めることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を中断させる、請求項１記載の箱詰め装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記カットゲート部が閉まっている状態において、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を開始させ、
その後、前記投入が完了したタイミングで、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を停止させ、前記カットゲート部を開けることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を開始させる、請求項２記載の箱詰め装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入停止時から次回の前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入開始時までの間に、前記移送手段を用いて、前記物品が投入された収納箱を、空の収納箱に切り替える、請求項３記載の箱詰め装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記カットゲート部が開いている状態において、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の個数を累積加算する際に、前記物品の累積個数が、前記収納箱に投入する物品の目標個数に到達したタイミングで、前記累積個数を零にリセットして、前記カットゲート部を閉めることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を中断させる、請求項１記載の箱詰め装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記カットゲート部が閉まっている状態において、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を開始させ、
その後、前記投入が完了したタイミングで、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を停止させ、前記カットゲート部を開けることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を開始させる、請求項５記載の箱詰め装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入停止時から次回の前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入開始時までの間に、前記移送手段を用いて、前記物品が投入された収納箱を、空の収納箱に切り替える、請求項６記載の箱詰め装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の重量および個数を累積加算して、前記物品の累積重量値を、前記物品の累積個数で除した前記物品の平均単重値を取得し、
前記収納箱に投入する物品の目標個数から前記累積個数を減じた個数に、前記平均単重値を乗じて得られる見込み加算重量値を取得し、
前記見込み加算重量値と前記累積重量値との和が、前記収納箱に投入する物品の目標重量範囲から逸れる場合、所定の警告を発する、請求項１記載の箱詰め装置。
【請求項１】
複数の物品を複数列に整列させて供給する供給部と、
前記供給部の各列に対応して配され、前記各列から排出された物品の重量を測定する複数の計量部と、
前記各計量部により計量される物品の重量が所定の単重量範囲内か否かを判定する制御部と、
前記各計量部に対応して配され、前記制御部による判定結果に基づいて前記単重量範囲外の物品を排除するように、前記物品を振り分ける複数の振分部と、
前記各振分部に対応して配され、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の通過を開閉により調整する複数のカットゲート部と、
前記各カットゲート部を通過した物品を集合させて収納箱に投入する投入部と、
前記収納箱を移送する移送手段と、
を備える箱詰め装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記カットゲート部が開いている状態において、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の重量を累積加算する際に、前記物品の累積重量値が、前記収納箱に投入する物品の目標重量範囲に到達したタイミングで、前記累積重量値を零にリセットして、前記カットゲート部を閉めることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を中断させる、請求項１記載の箱詰め装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記カットゲート部が閉まっている状態において、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を開始させ、
その後、前記投入が完了したタイミングで、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を停止させ、前記カットゲート部を開けることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を開始させる、請求項２記載の箱詰め装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入停止時から次回の前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入開始時までの間に、前記移送手段を用いて、前記物品が投入された収納箱を、空の収納箱に切り替える、請求項３記載の箱詰め装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記カットゲート部が開いている状態において、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の個数を累積加算する際に、前記物品の累積個数が、前記収納箱に投入する物品の目標個数に到達したタイミングで、前記累積個数を零にリセットして、前記カットゲート部を閉めることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を中断させる、請求項１記載の箱詰め装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記カットゲート部が閉まっている状態において、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を開始させ、
その後、前記投入が完了したタイミングで、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入を停止させ、前記カットゲート部を開けることにより、前記投入部に向けた前記物品の通過を開始させる、請求項５記載の箱詰め装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入停止時から次回の前記投入部による前記物品の前記収納箱への投入開始時までの間に、前記移送手段を用いて、前記物品が投入された収納箱を、空の収納箱に切り替える、請求項６記載の箱詰め装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記単重量範囲内として振り分けられた物品の重量および個数を累積加算して、前記物品の累積重量値を、前記物品の累積個数で除した前記物品の平均単重値を取得し、
前記収納箱に投入する物品の目標個数から前記累積個数を減じた個数に、前記平均単重値を乗じて得られる見込み加算重量値を取得し、
前記見込み加算重量値と前記累積重量値との和が、前記収納箱に投入する物品の目標重量範囲から逸れる場合、所定の警告を発する、請求項１記載の箱詰め装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−３０２９３８（Ｐ２００８−３０２９３８Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４８９９７（Ｐ２００７−１４８９９７）
【出願日】平成１９年６月５日（２００７．６．５）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月５日（２００７．６．５）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
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