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特許7491543計量装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】計量装置

(51)【国際特許分類】

G01G 19/387 20060101AFI20240521BHJP

B25J 13/08 20060101ALI20240521BHJP

G01G 17/00 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

G01G19/387 Z

G01G19/387 D

B25J13/08 Z

G01G17/00 C

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019175388

(22)【出願日】2019-09-26

(65)【公開番号】P2021051045

(43)【公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-09-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000147833

【氏名又は名称】株式会社イシダ

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】前田修一

(72)【発明者】

【氏名】北條正晃

【審査官】大森努

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－１４５７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４０１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１９１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９２５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８６３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２５６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６４３８５２５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１３－００３１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２８６２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１６６６９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０９５２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５３８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３３３７４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１１－２９２２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０１８９２７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０７－０３２２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２００９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２７５０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｇ１／００－２３／４８

Ｂ２５Ｊ１／００－２１／０２

Ｂ０７Ｃ１／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器に収容されている物品群の物品を計量し、所定の排出先に排出させる計量装置であって、
ロボットアームと、
前記ロボットアームの先端に取り付けられ、前記容器内の物品群から一部の物品を把持する複数の把持部と、
複数の前記把持部が把持した物品の重量値それぞれを計量する複数の計量部と、
前記把持部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、複数の前記把持部のうち、いずれかの把持部の動作状態および当該把持部に対応する前記計量部の計量結果の少なくとも一つが所定条件に該当すると判断した場合、前記所定条件に該当する把持部が把持した物品を前記排出先に排出させずに前記容器に戻す、
計量装置。

【請求項2】

容器に収容されている物品群の物品を計量し、所定の排出先に排出させる計量装置であって、
ロボットアームと、
前記ロボットアームの先端に取り付けられ、前記容器内の物品群から一部の物品を把持する複数の把持部と、
複数の前記把持部が把持した物品の重量値それぞれを計量する複数の計量部と、
前記把持部の動作を制御する制御部と、
前記把持部から排出される物品を受け取り排出する排出シュートと、
を備え、
前記制御部は、複数の前記把持部それぞれが把持した物品の重量値を用いて組合せ計算を行い、予め設定された目標重量値となる組合せを選択し、
さらに前記制御部は、複数の前記把持部のうち、少なくともいずれかの把持部に対応する前記計量部の計量結果が所定条件に該当すると判断した場合、前記所定条件に該当する前記把持部が把持する物品を前記容器に戻し、その後、前記所定条件に該当しない前記把持部が把持する物品を前記排出シュートに排出させる、
計量装置。

【請求項3】

前記所定条件は、前記計量部が計量した前記物品の重量値が予め設定される目標重量値ではないこと、を含む、
請求項１又は請求項２に記載の計量装置。

【請求項4】

前記所定条件は、前記把持部による前記物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいこと、を含む、
請求項１又は請求項２に記載の計量装置。

【請求項5】

前記所定条件は、前記把持部による前記物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さいこと、を含む、
請求項１又は請求項２に記載の計量装置。

【請求項6】

前記把持部は前記物品を掴む少なくとも２つの爪を有し、
前記動作量は、前記２つの爪の開度である、
請求項４又は請求項５に記載の計量装置。

【請求項7】

前記所定条件は、前記計量結果が前記目標重量値となる組合せに選択されなかったこと、を含む、
請求項２に記載の計量装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記目標重量値となる組合せがない場合は、全ての前記把持部が把持する前記物品を前記容器に排出させる、
請求項７に記載の計量装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記把持部が把持した前記物品を前記容器に戻す際に、前記把持部と前記容器とを相対移動させる、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の計量装置。

【請求項10】

前記容器は、互いに直交する水平な第１方向と第２方向に移動可能であり、
前記制御部は、前記把持部が把持した前記物品を前記容器に戻す際に、前記把持部と前記容器とを前記第１方向および前記第２方向のいずれか一方に相対移動させる、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の計量装置。

【請求項11】

前記把持部及び前記容器の少なくとも一方は、鉛直軸周りに回転可能であり、
前記制御部は、前記把持部と前記容器とを、平面視で所定相対角度回転させる、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の計量装置。

【請求項12】

容器に収容されている物品群の物品を計量し、所定の排出先に排出させる計量装置であって、
前記容器内の物品群から一部の物品を把持する複数の把持部と、
複数の前記把持部が把持した物品の重量値それぞれを計量する複数の計量部と、
前記把持部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、複数の前記把持部それぞれが把持した物品の重量値を用いて組合せ計算を行い、予め設定された目標重量値となる組合せを選択し、
さらに前記制御部は、複数の前記把持部の動作状態および前記計量部の計量結果の少なくとも一つが所定条件に該当すると判断した場合、前記所定条件に該当する前記把持部が把持した物品を目標となる前記排出先に排出させずに前記容器に戻し、前記所定条件に該当しない前記把持部が把持する物品を前記排出先に排出させる、計量装置。

【請求項13】

前記容器は、互いに直交する水平な第１方向と第２方向のいずれか一方に移動可能である、
請求項１２に記載の計量装置。

【請求項14】

容器に収容されている物品群の物品を計量し、所定の排出先に排出させる計量装置であって、
前記容器内の物品群から一部の物品を把持する複数の把持部と、
複数の前記把持部が把持した物品の重量値それぞれを計量する複数の計量部と、
前記把持部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、複数の前記把持部のうち、いずれかの把持部の動作状態および当該把持部に対応する前記計量部の計量結果の少なくとも一つが所定条件に該当すると判断した場合、前記所定条件に該当する把持部が把持した物品を前記排出先に排出させずに前記容器に戻す、
計量装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容器に収容されている物品群の物品を計量する計量装置に関する。

【背景技術】

【0002】

秤量して分配する装置として、例えば、特許文献１（特開平６－３１８２号公報）に、製品の一部分を把持して取り去る把持手段および、製品の一部分の重量を記録する秤量手段が各々に備えられている複数の採集ユニットを有する装置が開示されている。

【0003】

当該装置は、分配手段と、所定の合計重量のために予めプログラムされているコンピュータをさらに備え、把持手段により把持された物品の重量を秤量手段により計測し、計測した重量値に基づき、組合せ計量を行う。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記装置では、物品が食材のようなこぼれ易いものの場合、組合せに参加しない把持手段から食材が落下する虞があり、かかる場合、落下した食材が組合せ計量後の食材と混ざり、計量精度を低下させる。

【0005】

本発明の課題は、把持手段から物品が落下して計量精度を低下させてしまうことを抑制した計量装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１観点に係る計量装置は、容器に収容されている物品群の物品を計量し、所定の排出先に排出させる計量装置であって、ロボットアームと、複数の把持部と、複数の計量部と、制御部とを備えている。複数の把持部は、ロボットアームの先端に取り付けられ、容器内の物品群から一部の物品を把持する。複数の計量部は、複数の把持部が把持した物品の重量値それぞれを計量する。制御部は、複数の把持部のうち、いずれかの把持部の動作状態および当該把持部に対応する計量部の計量結果の少なくとも一つが所定条件に該当すると判断した場合、当該所定条件に該当する把持部が把持した物品を排出先に排出させずに容器に戻す。

【0007】

この計量装置では、「所定条件に該当する場合、把持部が把持した物品を目標となる排出先に排出せずに容器に戻す」という制御を行うことによって、把持部が「排出すべきでない物品」を持ったまま動作することが回避される。その結果、把持部から物品が落下して計量精度を低下させてしまうことが抑制される。

【0008】

本発明の第２観点に係る計量装置は、容器に収容されている物品群の物品を計量し、所定の排出先に排出させる計量装置であって、ロボットアームと、複数の把持部と、複数の計量部と、制御部と、排出シュートとを備えている。複数の把持部は、ロボットアームの先端に取り付けられ、容器内の物品群から一部の物品を把持する。複数の計量部は、複数の把持部が把持した物品の重量値それぞれを計量する。排出シュートは、把持部から排出される物品を受け取り排出する。制御部は、複数の把持部それぞれが把持した物品の重量値を用いて組合せ計算を行い、予め設定された目標重量値となる組合せを選択する。さらに制御部は、複数の把持部のうち、少なくともいずれかの把持部に対応する計量部の計量結果が所定条件に該当すると判断した場合、当該所定条件に該当する把持部が把持する物品を容器に戻し、その後、所定条件に該当しない把持部が把持する物品を排出シュートに排出させる。

【0009】

本発明の第３観点に係る計量装置は、第１観点又は第２観点に係る計量装置であって、所定条件は、計量部が計量した物品の重量値が予め設定される目標重量値ではないこと、を含む。

【0010】

この計量装置では、把持部が「重量値が目標重量値ではない物品」を持ったまま動作することが回避される。その結果、把持部から物品が落下して計量精度を低下させてしまうことが抑制される。さらに、無駄な動作がなくなり、生産効率の向上を図ることができる。

【0011】

本発明の第４観点に係る計量装置は、第１観点又は第２観点に係る計量装置であって、所定条件は、把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいこと、を含む。

【0012】

ここで、「把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きい」を具体的に説明する。例えば、把持部が複数の把持部材で物品を挟んで持つ場合、目標重量値の下限値と一致する物品を挟んだときの各把持部材に対する最小内接円と、目標重量値の上限値と一致する物品を挟んだときの各把持部材に対する最小内接円と、によって囲まれた範囲は、目標重量値を満たす所定範囲である。

【0013】

したがって、目標重量値の上限値を超える物品を挟んだときの各把持部材に対する最小内接円は、円中心から視て所定範囲よりも外側に位置する。つまり、各把持部材の到達位置（座標）が目標重量値の上限値と一致する物品を挟んだ把持部材の到達位置（座標）よりも外側にあることを意味する。

【0014】

かかる場合、「把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きい」と判断する。

【0015】

一方、把持部材の把持動作開始時が全開状態である場合において、把持する物品の重量値が目標重量値よりも大きいときは、把持部材の動作量は目標重量値の物品を把持するときよりも小さくなる。このように、把持部材の全開状態を基準にして、動作量を「変位」で考えた場合、「把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さい」ということは、その物品の重量値が目標重量値よりも大きいことを意味する。

【0016】

この計量装置では、把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいということは、その物品の重量値が目標重量値ではないことを意味する。それゆえ、把持部が「重量値が目標重量値ではない物品」を持ったまま動作することが回避される。その結果、把持部から物品が落下して計量精度を低下させてしまうことが抑制される。さらに、無駄な動作がなくなり、生産効率の向上を図ることができる。

【0017】

本発明の第５観点に係る計量装置は、第１観点又は第２観点に係る計量装置であって、所定条件は、把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さいこと、を含む。

【0018】

ここで、「把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さい」を具体的に説明する。例えば、把持部が複数の把持部材で物品を挟んで持つ場合、目標重量値の下限値と一致する物品を挟んだときの各把持部材に対する最小内接円と、目標重量値の上限値と一致する物品を挟んだときの各把持部材に対する最小内接円と、によって囲まれた範囲は、目標重量値を満たす所定範囲である。

【0019】

したがって、目標重量値の下限値未満の物品を挟んだときの各把持部材に対する最小内接円は、円中心から視て所定範囲よりも内側に位置する。つまり、各把持部材の到達位置（座標）が目標重量値の下限値と一致する物品を挟んだ把持部材の到達位置（座標）よりも内側にあることを意味する。

【0020】

かかる場合、「把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さい」と判断する。

【0021】

一方、把持部材の把持動作開始時が全開状態である場合において、把持する物品の重量値が目標重量値よりも小さいときは、把持部材の動作量は目標重量値の物品を把持するときよりも大きくなる。

【0022】

このように、把持部材の全開状態を基準にして、動作量を「変位」で考えた場合、「把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きい」ということは、その物品の重量値が目標重量値よりも小さいことを意味する。

【0023】

この計量装置では、把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さいということは、その物品の重量値が目標重量値ではないことを意味する。それゆえ、把持部が「重量値が目標重量値ではない物品」を持ったまま動作することが回避される。その結果、無駄な動作がなくなり、生産効率の向上を図ることができる。

【0024】

本発明の第６観点に係る計量装置は、第４観点又は第５観点に係る計量装置であって、把持部が、物品を掴む少なくとも２つの爪を有している。動作量は、２つの爪の開度である。

【0025】

例えば、目標重量値の下限値と一致する物品を挟んだときの各爪に対する最小内接円と、目標重量値の上限値と一致する物品を挟んだときの各爪に対する最小内接円と、によって囲まれた範囲は、目標重量値を満たす所定範囲である。

【0026】

したがって、目標重量値の上限値を超える物品を挟んだときの各爪に対する最小内接円は、円中心から視て所定範囲よりも外側に位置する。つまり、各爪の到達位置（座標）が、目標重量値の上限値と一致する物品を挟んだ爪の到達位置（座標）よりも外側にあることを意味する。かかる場合、「２つの爪の開度が所定範囲よりも大きい」と判断する。

【0027】

これに対し、目標重量値の下限値未満の物品を挟んだときの各爪に対する最小内接円は、円中心から視て所定範囲よりも内側に位置する。つまり、各爪の到達位置（座標）が目標重量値の下限値と一致する物品を挟んだ爪の到達位置（座標）よりも内側にあることを意味する。かかる場合、「２つの爪の開度が所定範囲よりも小さい」と判断する。

【0028】

一方、２つの爪の把持動作開始時が全開状態である場合において、把持する物品の重量値が目標重量値よりも大きいときは、爪の動作量は目標重量値の物品を把持するときよりも小さくなる。このように、爪の全開状態を基準にして、動作量を「変位」で考えた場合、「爪による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さい」ということは、その物品の重量値が目標重量値よりも大きいことを意味する。

【0029】

他方、２つの爪の把持動作開始時が全開状態である場合において、把持する物品の重量値が目標重量値よりも小さいときは、爪の動作量は目標重量値の物品を把持するときよりも大きくなる。

【0030】

このように、爪の全開状態を基準にして、動作量を「変位」で考えた場合、「爪による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きい」ということは、その物品の重量値が目標重量値よりも小さいことを意味する。

【0031】

この計量装置では、２つの爪の開度が所定範囲よりも大きいということが、その物品の重量値が目標重量値よりも大きいことを意味する。また、２つの爪の開度が所定範囲よりも小さいということが、その物品の重量値が目標重量値よりも小さいことを意味する。それゆえ、把持部が「重量値が目標重量値ではない物品」を持ったまま動作することが回避される。その結果、把持部から物品が落下して計量精度を低下させてしまうことが抑制される。さらに、無駄な動作がなくなり、生産効率の向上を図ることができる。

【0032】

本発明の第７観点に係る計量装置は、第２観点に係る計量装置であって、所定条件は、計量結果が目標重量値となる組合せに選択されなかったこと、を含む。

【0033】

この計量装置では、組合せに選択されなかった把持部が把持する物品を容器に戻してから、組合せに選択された把持部が把持する物品を排出シュートに排出させるので、組合せに選択されなかった把持部が把持する物品が把持部から零れ落ちて排出シュートに排出されることがなく、計量精度の向上を図ることができる。

【0034】

本発明の第８観点に係る計量装置は、第７観点に係る計量装置であって、制御部は、目標重量値となる組合せがない場合は、全ての把持部が把持する物品を容器に排出させる。

【0035】

本発明の第９観点に係る計量装置は、第１観点から第８観点のいずれか１つに係る計量装置であって、制御部は、把持部が把持した物品を容器に戻す際に、把持部と容器とを相対移動させる。

【0036】

この計量装置では、前回の物品を掴んだ場所に戻した場合、次に物品を掴んだときに適量が得られる可能性が低いので、把持部と容器とを相対移動させ、物品を戻す場所をずらすことによって、適量の物品を掴む可能性を高める。

【0037】

本発明の第１０観点に係る計量装置は、第１観点から第８観点のいずれか１つに係る計量装置であって、容器が、互いに直交する水平な第１方向と第２方向に移動可能である。制御部は、把持部が把持した物品を容器に戻す際に、把持部と容器とを第１方向および第２方向のいずれか一方に相対移動させる。

【0038】

この計量装置では、把持部と容器との位置関係を平面座標で把握した上で物品を容器に戻すので、容器内の物品の分布を均すような物品の戻し方が可能となる。

【0039】

本発明の第１１観点に係る計量装置は、第１観点から第８観点のいずれか１つに係る計量装置であって、把持部および容器の少なくとも一方が、鉛直軸周りに回転可能である。制御部は、把持部と容器とを、平面視で所定相対角度回転させる。

【0040】

本発明の第１２観点に係る計量装置は、容器に収容されている物品群の物品を計量し、所定の排出先に排出させる計量装置であって、複数の把持部と、複数の計量部と、制御部とを備えている。複数の把持部は、容器内の物品群から一部の物品を把持する。複数の計量部は、複数の把持部が把持した物品の重量値それぞれを計量する。制御部は、把持部の動作を制御する。また、制御部は、複数の把持部それぞれが把持した物品の重量値を用いて組合せ計算を行い、予め設定された目標重量値となる組合せを選択する。さらに制御部は、把持部の動作状態および計量部の計量結果の少なくとも一つが所定条件に該当すると判断した場合、所定条件に該当する把持部が把持した物品を目標となる排出先に排出させずに容器に戻し、所定条件に該当しない把持部が把持する物品を排出先に排出させる。

【0041】

この計量装置では、把持した物品のうち、排除すべきでない物品が誤って排除されることを防ぎ、適切な物品を排出することができる。

【0042】

本発明の第１３観点に係る計量装置は、第１２観点の計量装置であって、容器が、互いに直交する水平な第１方向と第２方向のいずれか一方に移動可能である。

【0043】

本発明の第１４観点に係る計量装置は、容器に収容されている物品群の物品を計量し、所定の排出先に排出させる計量装置であって、複数の把持部と、複数の計量部と、制御部とを備えている。複数の把持部は、容器内の物品群から一部の物品を把持する。複数の計量部は、複数の把持部が把持した物品の重量値それぞれを計量する。制御部は、複数の把持部のうち、いずれかの把持部の動作状態および当該把持部に対応する計量部の計量結果の少なくとも一つが所定条件に該当すると判断した場合、当該所定条件に該当する把持部が把持した物品を排出先に排出させずに容器に戻す。

【0044】

【発明の効果】

【0045】

本発明に係る計量装置では、「所定条件に該当する場合、把持部が把持した物品を目標となる排出先に排出せずに容器に戻す」という制御を行うことによって、把持部が「排出すべきでない物品」を持ったまま動作することが回避される。その結果、把持部から物品が落下して計量精度を低下させてしまうことが抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】本発明の一実施形態に係る計量装置の模式図。

【図2】図１の計量装置のブロック図。

【図3】図１の計量装置のロボット、可動部材、計量部及び把持器の概略斜視図。

【図4】図１の計量装置の可動部材、計量部及び把持器の概略斜視図。

【図5A】図１の計量装置の把持器が取り付けられた可動部材を、把持器の把持部材側から見た底面図。

【図5B】図５Ａの把持器の１つについて、その把持器の把持部材を下方から見た底面図であり、物品を把持する前又は物品の把持を解除した状態の、遠隔位置に位置している把持部材を描画している図。

【図5C】図５Ａの把持器の１つについて、その把持器の把持部材を下方から見た底面図であり、物品を把持する際の、近接位置に位置している把持部材を描画している図。

【図5D】目標重量値の下限値と一致する仮想物品を挟む３つの把持部材を、把持部材の先端側から視たときの平面図。

【図5E】目標重量値の上限値と一致する仮想物品を挟む３つの把持部材を、把持部材の先端側から視たときの平面図。

【図5F】目標重量値の上限値を超える仮想物品を挟む３つの把持部材を、把持部材の先端側から視たときの平面図。

【図5G】目標重量値の下限値未満の仮想物品を挟む３つの把持部材を、把持部材の先端側から視たときの平面図。

【図6A】図１の計量装置の動作を説明するための計量装置の主要部分の概略側面図であり、把持器が物品を把持する前の状態（初期状態）を描画している図。

【図6B】図１の計量装置の動作を説明するための計量装置の主要部分の概略側面図であり、物品の把持のため、把持器の把持部材が物品群に差し込まれた状態を描画している図。

【図6C】図１の計量装置の動作を説明するための計量装置の主要部分の概略側面図であり、物品を把持した把持器の把持部材が、物品群収容容器外に移動した状態を描画している図。

【図6D】図１の計量装置の動作を説明するための計量装置の主要部分の概略側面図であり、組合せに選択されなかった重量値に対応する把持器が物品を物品群収容容器に投下した状態を描画している図。

【図6E】図１の計量装置の動作を説明するための計量装置の主要部分の概略側面図であり、戴置部が第２位置に移動した状態を描画している図。

【図6F】図１の計量装置の動作を説明するための計量装置の主要部分の概略側面図であり、把持器が物品の排出のためシュートの近傍に移動した状態を描画している図。

【図6G】図１の計量装置の動作を説明するための計量装置の主要部分の概略側面図であり、把持器の一部が物品をシュートに投下した状態を描画している図。

【図6H】図１の計量装置の動作を説明するための計量装置の主要部分の概略側面図であり、把持器が鉛直上方に移動した状態を描画している図。

【図6I】図１の計量装置の動作を説明するための計量装置の主要部分の概略側面図であり、戴置部が第１位置に移動した状態を描画している図。

【図7A】第１実施形態に係る計量装置の動作を説明するためのフローチャート。

【図7B】第１実施形態の変形例に係る計量装置の動作を説明するためのフローチャート。

【図8A】第２実施形態に係る計量装置の動作を説明するためのフローチャート。

【図8B】第２実施形態の変形例に係る計量装置の動作を説明するためのフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0047】

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明される実施形態は、本発明の具体例の一つであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0048】

＜第１実施形態＞
（１）計量装置１００の構成
図１は、計量装置１００の模式図である。また、図２は、計量装置１００のブロック図である。図１及び図２において、計量装置１００は、物品Ａの集まりである物品群Ａ１から一部の物品Ａを取り出して排出する装置である。

【0049】

具体的には、計量装置１００は、物品群Ａ１から、重量が目標重量範囲となるように一部の物品Ａを取り出して排出する。計量装置１００が排出する物品Ａは、例えば、計量装置１００の後工程で袋に包装されたり、或いは、容器に収容されたりして、商品として出荷される。

【0050】

計量装置１００は、ロボットアーム１０と、可動部材２０と、把持器３０と、計量部４０と、戴置部５０と、戴置部駆動部５４と、排出シュート６０と、制御部７０とを備えている。制御部７０は、各種演算を行うと共に、計量装置１００の各部の動作を制御する。

【0051】

戴置部５０には、物品群Ａ１が戴置される。物品Ａは、例えば、食品である。また、物品Ａは、例えば、スパゲティ等の麺類や、糖類を多く含む食品等の、粘着性の高い食品である。

【0052】

戴置部５０は、戴置部駆動部５４により、把持器３０が戴置部５０に戴置される物品群Ａ１の物品Ａを把持する第１位置と、把持器３０が戴置部５０に戴置される物品群Ａ１から物品Ａを把持しない第２位置との間を移動させられる。

【0053】

各把持器３０は、物品Ａを把持する把持部材３２を有する。可動部材２０には、把持器３０が取り付けられている。本実施形態では、可動部材２０には、複数の把持器３０が取り付けられている。

【0054】

ロボットアーム１０は、把持器３０が取り付けられている可動部材２０を移動させる。計量部４０は、把持器３０のそれぞれが把持する物品Ａの重量値を計量する。排出シュート６０は、把持器３０が把持を解除した物品Ａを受けて排出する。

【0055】

制御部７０は、戴置部駆動部５４、把持部材駆動機構３４及びロボットアーム１０を含む計量装置１００の各種構成の動作の制御や、計量部４０の計量した物品Ａの重量値を利用した組合せ計算等を行う。

【0056】

制御部７０は、ロボットアーム１０の動作を制御して可動部材２０を移動させ、把持器３０を、物品群Ａ１の戴置されている第１位置に置かれた戴置部５０へと近づける。制御部７０は、各把持器３０の把持部材駆動機構３４をそれぞれ制御して、戴置部５０に戴置された物品群Ａ１の物品Ａの一部を、各把持器３０の把持部材３２に把持させる。

【0057】

各計量部４０は、その計量部４０に対応する把持器３０が把持する物品Ａの重量値を計量する。制御部７０は、各計量部４０の計量した把持器３０の把持する物品Ａの重量値に基づいて組合せ計算を行う。

【0058】

組合せ計算は、把持器３０のそれぞれが把持する物品Ａの重量値を足し合わせた結果、その合計値が目標重量範囲となる重量値の組合せを見つける処理である。制御部７０は、組合せ計算の結果に基づいて、目標重量範囲となる重量値の組合せに対応する把持器３０の把持部材３２に、排出シュート６０の上方で物品Ａの把持を解除させ、排出シュート６０から目標重量範囲の物品Ａを排出させる。

【0059】

（２）詳細構成
図３は、ロボットアーム１０、可動部材２０、計量部４０及び把持器３０の概略斜視図である。また、図４は、可動部材２０、計量部４０及び把持器３０の概略斜視図である。さらに、図５Ａは、把持器３０が取り付けられた可動部材２０を、把持器３０の把持部材３２側（下方）から見た底面図である。図５Ｂ、及び図５Ｃは、図５Ａの把持器３０の１つについて、その把持器３０の把持部材３２を下方から見た底面図である。

【0060】

（２－１）可動部材２０
可動部材２０は、把持器３０が取り付けられている部材である。本実施形態では、可動部材２０には、複数の把持器３０が取り付けられている。可動部材２０は、把持器３０を支持するフレームである。可動部材２０は、ロボットアーム１０により移動させられる部材である。

【0061】

なお、「把持器３０が可動部材２０に取り付けられている」という記載は、把持器３０が可動部材２０に直接取り付けられる態様だけを表すものではなく、把持器３０が他の部材を介して可動部材２０に取り付けられている態様も含む。本実施形態では、図４に示すように、把持器３０は、計量部４０のセンサ部４２を介して可動部材２０に取り付けられている。

【0062】

（２－２）ロボットアーム１０
ロボットアーム１０は、可動部材２０を支持し、可動部材２０を移動させる装置である。本実施形態では、ロボットアーム１０は、可動部材２０を単一軸に沿って移動させる。具体的には、ロボットアーム１０は、可動部材２０を、鉛直方向に延びる単一軸に沿って上下に移動させる。

【0063】

本実施形態では、ロボットアーム１０は、図１に示すような多関節ロボットである。ただし、ロボットアーム１０の種類は、多関節ロボットに限定されない。ロボットアーム１０は、所定の方向に可動部材２０を移動させることが可能な装置であればよい。

【0064】

また、計量装置１００は、ロボットアーム１０に代えて、可動部材２０を所定の方向に移動させることが可能なシリンダを有してもよい。例えば、計量装置１００は、ロボットアーム１０に代えて、可動部材２０を単一軸に沿って移動させることが可能なシリンダを有してもよい。

【0065】

（２－３）把持器３０
把持器３０は、物品Ａを把持する装置である。各把持器３０は、把持部材３２と、把持部材３２を駆動する駆動機構としての把持部材駆動機構３４と、を有する。把持部材駆動機構３４は、例えば、モータや流体圧を駆動源として、把持部材３２を駆動する。

【0066】

本実施形態では、把持部材３２は、図４に示すように、棒状又は指状の部材である。各把持器３０は、複数（例えば、３本）の把持部材３２を有する。なお、図４等に描画されている把持部材３２の数や形状は例示に過ぎず、適宜変更可能である。

【0067】

本実施形態では、図５Ａに示すように、各把持器３０を把持部材３２側から見たとき、複数の把持部材３２は周方向に並べて配置されている。また、各把持器３０の把持部材３２側から見たときに、複数の把持部材３２は周方向に概ね等間隔に並べて配置されている。さらに、各把持器３０を把持部材３２側から見たときに、把持部材３２は径方向に移動可能である。

【0068】

また、図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、把持器３０は、互いに離れた状態にある把持部材３２を、把持部材駆動機構３４で径方向内向きに動かして互いに近づいた状態にすることによって、複数の把持部材３２の間に物品Ａを挟み込んで物品Ａを把持する。

【0069】

さらに、把持器３０は、互いに近づいた状態にある把持部材３２を、把持部材駆動機構３４で径方向外向きに動かして互いに離れた状態にすることによって、物品Ａの把持を解除する。

【0070】

図３、図４及び図５Ａのように、複数の把持器３０が可動部材２０に取り付けられている。各把持器３０は、計量部４０のセンサ部４２を介して、可動部材２０に取り付けられている。計量部４０のセンサ部４２は、把持器３０と、これを支持する可動部材２０との間に配置されている。

【0071】

図３、図４及び図５Ａに示す例では、１１個の把持器３０が可動部材２０に取り付けられているが、一例であって、把持器３０の数を限定するものではない。可動部材２０に取り付けられた複数の把持器３０は、ロボットアーム１０が可動部材２０を上下に移動させることで、一体的に上下に移動する。

【0072】

図５Ａに示すように、各把持器３０は、可動部材２０に取り付けられた把持器３０を把持部材３２側から見ると略円形状を有する。本実施形態では、把持器３０は、可動部材２０に取り付けられた把持器３０を把持部材３２側から見たとき、概ね千鳥状に配置されている。但し、その配置は一例であって、千鳥状の配置に限定するものではない。

【0073】

（２－４）計量部４０
計量装置１００では、各把持器３０に対して、１台の計量部４０が設けられる。計量部４０は、対応する把持器３０の把持部材３２が把持している物品Ａの重量値を計量する。

【0074】

各計量部４０は、センサ部４２と、図示しない制御部と、を含む。各把持器３０は、図４に示すように、センサ部４２を介して可動部材２０に取り付けられている。センサ部４２は、力センサと、加速度センサとを含む。力センサとして、例えば、歪みゲージ式ロードセルが採用される。加速度センサは、例えば、歪みゲージ式ロードセルや、ＭＥＭＳ型の小型加速度センサが採用される。

【0075】

計量部４０の制御部は、物品Ａを把持した状態の把持器３０が可動部材２０の移動に伴い移動させられるとき、センサ部４２で計測される力及び加速度に基づいて、把持器３０の把持している物品Ａの質量を測定する。具体的には、計量部４０の制御部は、力センサで計測された力を、加速度センサで計測された加速度で除すことで、把持器３０の把持している物品Ａの質量を測定する。

【0076】

但し、計量部４０は、把持器３０の移動時に計測される力と加速度とに基づいて物品Ａの質量を計量する方式に限定されるものではない。計量部４０は、ロードセル等を用いて、静止状態の把持器３０が把持している物品Ａの重量を計量するものであってもよい。

【0077】

（２－５）戴置部５０及び戴置部駆動部５４
戴置部５０には、物品群Ａ１が戴置される。具体的には、戴置部５０は、物品Ａ（物品群Ａ１）が収容されている物品群収容容器５２を含む。戴置部５０では、戴置面５２ａ（ここでは、物品群収容容器５２の底面）に物品群Ａ１が戴置されている。

【0078】

把持器３０は、物品群収容容器５２に収容されている物品群Ａ１から、物品Ａの一部を把持する。本実施形態では、物品群収容容器５２は、上方が開いた直方体状の容器である。戴置部５０は、物品群収容容器５２の内部に収容される物品Ａの量が減少すると、人又は機械が、内部の物品Ａの量が減少した物品群収容容器５２を、新たな（物品Ａが多く収容されている）物品群収容容器５２と交換可能に構成されている。

【0079】

なお、戴置部５０は、物品群収容容器５２が交換可能に構成される代わりに、物品群収容容器５２に物品Ａを供給するための物品供給機構を有してもよい。

【0080】

戴置部５０は、戴置部駆動部５４により、第１位置と、第２位置との間を移動する。戴置部駆動部５４は、例えば、モータや流体圧を駆動源として、戴置部５０を移動させる。第１位置は、把持器３０が戴置部５０に戴置される物品群Ａ１の物品Ａを把持する位置である。第２位置は、把持器３０が戴置部５０に戴置される物品群Ａ１から物品Ａを把持しない位置である。

【0081】

戴置部駆動部５４は、戴置部５０を、第１位置と第２位置との間で、可動部材２０の移動方向と交差する方向に移動させる。本実施形態では、戴置部駆動部５４は、戴置部５０を、第１位置と第２位置との間で水平方向に移動させる。

【0082】

戴置部５０の第１位置は、具体的には、把持器３０の直下の位置である。戴置部５０が第１位置にある時には、可動部材２０がロボットアーム１０により移動し、把持器３０が戴置部５０に対して所定の位置まで近づけられると、把持器３０は戴置部５０に戴置されている物品Ａを把持することができる。また、戴置部５０の第１位置は、排出シュート６０の直上の位置である。

【0083】

一方、戴置部５０の第２位置は、把持器３０の直下を外れた位置である。本実施形態では、把持器３０の取り付けられている可動部材２０が鉛直方向にしか移動しないため、戴置部５０が第２位置にある時には、把持器３０は戴置部５０に戴置されている物品Ａを把持することができない。また、戴置部５０の第２位置は、排出シュート６０の直上を外れた位置である。

【0084】

（２－６）排出シュート６０
排出シュート６０は漏斗状の部材である。排出シュート６０は、把持器３０の直下に配置される。また、排出シュート６０は、戴置部５０が第１位置にあるとき、戴置部５０の直下に配置される。言い換えれば、第１位置に位置する戴置部５０は、把持器３０と排出シュート６０との間に配置される。

【0085】

一方、戴置部５０が第２位置にあるとき、把持器３０と排出シュート６０との間には、戴置部５０は存在しない。

【0086】

排出シュート６０は、把持器３０が把持を解除することで、把持器３０から供給される物品Ａを計量装置１００の外に排出する。具体的には、排出シュート６０は、戴置部５０が第２位置に位置する時に、把持器３０が把持を解除して落下させる物品Ａを受けて計量装置１００の外に排出する。

【0087】

（２－７）制御部７０
制御部７０は、図示を省略するＣＰＵや、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリを有する。図２に示すように、制御部７０は、ロボットアーム１０、把持部材駆動機構３４、計量部４０、戴置部駆動部５４と電気的に接続されている。

【0088】

制御部７０は、ＣＰＵがメモリに記憶されているプログラムを実行することで、ロボットアーム１０、把持部材駆動機構３４、戴置部駆動部５４等の計量装置１００の各種構成の動作の制御や、計量部４０の計量した物品Ａの重量値を利用した組合せ計算等を行う。

【0089】

なお、制御部７０の各種機能は、ソフトウェアで実現されなくてもよく、ハードウェアで実現されても、ハードウェアとソフトウェアとが協働することで実現されてもよい。

【0090】

（２－７－１）把持部材駆動機構３４の動作の制御
制御部７０は、把持部材駆動機構３４の制御モードとして、第１制御モードと、第１制御モードとは異なる第２制御モードとを有する。

【0091】

第１制御モードでは、制御部７０が、把持部材駆動機構３４を制御して、把持部材３２に第１動作を実行させる。

【0092】

第１動作とは、把持部材３２が、物品Ａを把持し、その後に物品Ａの把持を解除する動作である。ここでは、第１動作は、図５Ｂに示すような互いに離れた位置にある複数の把持部材３２が、径方向内向きに動き、図５Ｃに示すような互いに近づいた位置に移動し、その後に再び、図５Ｂに示すような互いに離れた位置に戻る、という一連の動作である。

【0093】

第２制御モードでは、制御部７０は、把持部材駆動機構３４を制御して、把持部材３２に第２動作を実行させる。第２動作とは、把持部材３２が、把持部材３２に付着した付着物を除去する動作である。

【0094】

付着物は、例えば物品Ａ自体や、物品Ａに含まれている粘着性の物質等である。例えば、物品Ａがスパゲティである場合、付着物は、麺又は具材や、スパゲティのソース等である。

【0095】

制御部７０が、把持部材駆動機構３４の制御モードとして第２制御モードを有することで以下のような効果が得られる。

【0096】

把持器３０に対応する計量部４０は、把持部材３２が把持している物品Ａの重量だけではなく、把持部材３２に付着している付着物の重量も物品Ａの重量として計量する。

【0097】

しかし、付着物は把持部材３２が把持している物品Ａではないため、把持部材３２が物品Ａの把持を解除しても、付着物は把持部材３２から落下しないおそれがある。

【0098】

そのため、把持部材３２に付着している付着物の重量が増加すると、把持器３０の排出する物品Ａの重量と、その把持器３０と対応する計量部４０が計量する物品Ａの重量とは、乖離するおそれがある。

【0099】

また、逆に、落ちなかった付着物が、突然、排出シュート６０へ落下して、計量精度を損なわせるおそれがある。

【0100】

さらに、付着物が把持部材３２に長時間付着したままとなる状態は、衛生的に好ましくない。本実施形態では、制御部７０が把持部材駆動機構３４の制御モードとして第２制御モードを有し、把持部材３２が把持部材３２に付着した付着物を除去する第２動作を行うことで、この様な不具合を軽減することができる。

【0101】

把持部材３２の第２動作は、第１動作と異なる動作である。なお、第１動作と第２動作とが異なるとは、第１動作における把持部材３２の動きの態様と、第２動作における把持部材３２の動きの態様とが異なる場合を含む。

【0102】

また、第１動作と第２動作とが異なるとは、把持部材３２の動きの態様は同一で、第１動作と第２動作とで、把持部材３２の動作速度及び動作の実行回数のいずれかが異なる場合を含む。

【0103】

把持部材３２の第２動作の具体例を説明する。なお、以下で説明する一の例の把持部材３２の第２動作の態様は、互いに矛盾のない範囲で他の例に係る第２動作の態様と適宜組み合わされてもよい。

【0104】

（ａ）把持部材３２の第２動作の第１の例
説明の便宜上、図５Ｂに描画されている複数の把持部材３２の位置を遠隔位置と呼び、図５Ｃに描画されている複数の把持部材３２の位置を近接位置と呼ぶ。

【0105】

第１の例の把持部材３２の第２動作は、第１動作と同様に、図５Ｂのように互いに離れて遠隔位置に配置されている複数の把持部材３２が、径方向内向きに動いて図５Ｃのような近接位置へと移動し、その後に再び遠隔位置に戻る一連の動作である。

【0106】

ただし、第２動作時には、遠隔位置から近接位置へと把持部材３２が移動する平均動作速度（以後、接近時速度という。）が、第１動作時の接近時速度より速い。これに加えて、又は、これに代えて、第２動作時には、近接位置から遠隔位置へと把持部材３２が移動する平均動作速度（以後、離反時速度という。）が、第１動作時の離反時速度より速い。

【0107】

言い換えれば、第２動作時には、把持部材３２の遠隔位置から近接位置への移動、及び／又は、把持部材３２の近接位置から遠隔位置への移動が、第１動作時に比べて短時間で行われる。

【0108】

特に、本実施形態では、第２動作時の接近時速度及び離反時速度は、それぞれ、第１動作時の接近時速度及び離反時速度よりも速い。例えば、把持部材３２の第２動作時の接近時速度及び離反時速度は、第１動作時の接近時速度及び離反時速度に比べて、２倍以上（さらに好ましくは、５倍以上）の高速である。

【0109】

また、第２動作時の、遠隔位置から近接位置へと把持部材３２を移動させる際の把持部材３２の最大加速度（以後、接近時加速度という。）は、第１動作時の接近時加速度より大きい。

【0110】

また、これに加えて、又は、これに代えて、第２動作時の、遠隔位置から近接位置へと把持部材３２を移動させる際の把持部材３２の最大減速度（減速の際の負の加速度の絶対値、以後、接近時減速度という。）は、第１動作時の接近時減速度より大きい。

【0111】

これに加えて、又は、これに代えて、第２動作時の、近接位置から遠隔位置へと把持部材３２が移動させる際の把持部材３２の最大加速度（以後、離反時加速度という。）は、第１動作時の離反時加速度より大きい。また、これに加えて、又は、これに代えて、第２動作時の、近接位置から遠隔位置へと把持部材３２を移動させる際の把持部材３２の最大減速度（減速の際の負の加速度の絶対値、以後、接近時減速度という。）は、第１動作時の離反時加速度より大きい。

【0112】

例えば、把持部材３２の第２動作時の接近時加速度及び離反時加速度は、第１動作時の接近時加速度及び離反時加速度に比べて、２倍以上（さらに好ましくは、５倍以上）である。また、把持部材３２の第２動作時の接近時減速度及び離反時減速度は、第１動作時の接近時減速度及び離反時減速度に比べて、２倍以上（さらに好ましくは、５倍以上）である。

【0113】

（ｂ）把持部材３２の第２動作の第２の例
第１の例の把持部材３２の第２動作は、第１動作と同様に、図５Ｂに示すような互いに離れて遠隔位置に配置されている複数の把持部材３２が、径方向内向きに動いて図５Ｃに示すような近接位置へと移動し、その後に再び遠隔位置に戻る一連の動作である。

【0114】

ただし、第２動作時には、遠隔位置から近接位置へと又は近接位置から遠隔位置へと把持部材３２を動作させる回数が、第１動作時より多い。例えば、第１動作時には、把持部材３２が遠隔位置から近接位置に移動し再び遠隔位置に戻る一連の動作が１回実行される。これに対し、第２動作時には、把持部材が遠隔位置から近接位置に移動し再び遠隔位置に戻る一連の動作が複数回実行される。例えば、第２動作時には、把持部材３２が一連の動作を２回以上（さらに好ましくは４回以上）実行する。

【0115】

（ｃ）把持部材３２の第２動作の第３の例
把持部材３２は、第２動作時には、第１動作時のように遠隔位置と近接位置との範囲を移動しなくてもよい。例えば、把持部材３２は、第２動作時には、第１動作時より狭い範囲で移動してもよい。例えば、第２動作時の把持部材３２の移動量は、第１動作時の把持部材３２の移動量の３／４以下（さらに好ましくは１／２以下）に設定される。また、限定するものではないが、例えば、第２動作時の把持部材３２の移動量は、第１動作時の把持部材３２の移動量の１／８以上に設定される。

【0116】

例えば、制御部７０は、第２制御モードにおいて、以上の第１～第３の例の態様を組合せて、把持部材３２が狭い区間を高速で複数回往復動するように把持部材駆動機構３４を制御する。このような制御部７０の制御により、把持部材３２は、高速振動することとなる。把持部材３２がこのような動作を行うことで、把持部材３２に付着した付着物の除去が促進されやすくなる。

【0117】

なお、上記の第２動作の第１～第３の例の態様は、全て同時に組み合わせられる必要はなく、適宜組み合わせられればよい。例えば他の形態では、制御部７０は、第２制御モードにおいて、把持部材３２が第１動作と同一の動き（遠隔位置から近接位置へ移動し、再び遠隔位置へと戻る動き）を、１回だけ、高速で行うように、把持部材駆動機構３４を制御してもよい。

【0118】

（３）計量装置１の動作
制御部７０により制御される計量装置１００の動作について、図６Ａ～図６Ｉ及び図７Ａを参照しながら説明する。なお、ここでは、複数の把持器３０を備えた計量装置１を例に説明するが、単一の把持器３０を備えた計量装置に適用することができる。

【0119】

図６Ａ～図６Ｉは、図１の計量装置１００の動作を説明するための計量装置１００の概略側面図である。

【0120】

図６Ａ～図６Ｉでは、可動部材２０を移動させるロボットアーム１０の描画を省略している。図７Ａは、第１実施形態に係る計量装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。

【0121】

図６Ａは、把持器３０が物品Ａを把持する前の初期状態を描画している。図６Ａにおいて、可動部材２０は、把持器３０の把持部材３２が戴置部５０の物品群収容容器５２の外に配置されるように、所定位置に配置されている。戴置部５０は、把持器３０の直下の第１位置に配置されている。各把持器３０の把持部材３２は、図５Ｂのように遠隔位置に配置されている。

【0122】

（ステップＳ１）
計量装置１００の運転中には、制御部７０は、初期状態から、ロボットアーム１０を制御して可動部材２０を鉛直下方に移動させ、複数の把持器３０を戴置部５０に近づける。

【0123】

具体的には、制御部７０は、把持器３０の把持部材３２が物品群収容容器５２内の物品Ａを把持可能な所定位置に配置されるように、ロボットアーム１０の動作を制御し、可動部材２０を鉛直下方に移動させる（図６Ｂ参照）。

【0124】

より具体的には、制御部７０は、把持部材３２の少なくとも一部が物品群Ａ１に差し込まれた状態になるように、ロボットアーム１０の動作を制御し、可動部材２０を鉛直下方に移動させる。

【0125】

（ステップＳ２）
次に、ステップＳ２では、制御部７０は、各把持器３０の把持部材駆動機構３４を制御して、把持部材３２に物品Ａを把持させる。好ましくは、制御部７０は、複数の把持器３０に同時に物品Ａを把持させる。ただし、これに限定されるものではなく、制御部７０は、複数の把持器３０に、異なるタイミングで物品Ａを把持させてもよい。

【0126】

（ステップＳ３）
次に、制御部７０は、複数の把持器３０が物品Ａを把持した状態で、ロボットアーム１０を制御して、把持器３０の把持部材３２が戴置部５０の物品群収容容器５２の外に配置されるように、可動部材２０を鉛直上方に移動させる（図６Ｃ参照）。ロボットアーム１０が可動部材２０を鉛直上方に移動させる際、各計量部４０は、対応する把持器３０が把持する物品Ａの重量を計量する。

【0127】

（ステップＳ４）
次に、制御部７０は、各把持器３０の動作状態および計量部４０の計量結果の少なくとも一つが、把持器３０が把持した物品Ａを排出シュート６０に排出せずに物品群収容容器５２に戻すための、所定条件に該当しているか否かを判定する。

【0128】

ここで、所定条件について説明する。この判定の主目的は、計量部４０が計量した物品Ａの重量値が予め設定される目標重量値ではない、又は目標重量値ではないと推定される場合は、物品群収容容器５２を移動させる前に物品群収容容器５２に戻しておくことによって、誤って物品Ａを排出シュート６０に排出させてしまうことを防止しようとするものである。

【0129】

それゆえ、「所定条件に該当する」とは、
（１）計量部４０が計量した物品Ａの重量値が予め設定される目標重量値ではないこと、
（２）把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいこと、
（３）把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さいこと、
の少なくとも１つに該当することである。

【0130】

特に、条件（２）の場合、把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいということは、その物品Ａの重量値が目標重量値よりも大きいことを意味する。

【0131】

図５Ｄは、目標重量値の下限値と一致する仮想物品を挟む３つの把持部材３２を把持部材３２の先端側から視たときの平面図である。図５Ｄにおいて、円Ｃ１は、３つの把持部材３２に対する最小内接円である。

【0132】

図５Ｅは、目標重量値の上限値と一致する仮想物品を挟む３つの把持部材３２を把持部材３２の先端側から視たときの平面図である。図５Ｅにおいて、円Ｃ２は、３つの把持部材３２に対する最小内接円である。そして、円Ｃ１と円Ｃ２とで囲まれた範囲は、目標重量値を満たす所定範囲Ｒである。

【0133】

図５Ｆは、目標重量値の上限値を超える仮想物品を挟む３つの把持部材３２を把持部材３２の先端側から視たときの平面図である。図５Ｆにおいて、円Ｃａは、円中心から視て所定範囲Ｒよりも外側に位置する。つまり、各把持部材３２の到達位置（座標）が目標重量値の上限値と一致する仮想物品を挟んだ把持部材の到達位置（座標）よりも外側にあることを意味する。

【0134】

かかる場合、「把持部材３２による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きい」と判断する。

【0135】

また、条件（３）の場合、把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さいということは、その物品の重量値が目標重量値よりも小さいことを意味する。

【0136】

図５Ｇは、目標重量値の下限値未満の仮想物品を挟む３つの把持部材３２を把持部材３２の先端側から視たときの平面図である。図５Ｇにおいて、円Ｃｂは、円中心から視て所定範囲Ｒよりも内側に位置する。つまり、各把持部材３２の到達位置（座標）が目標重量値の下限値と一致する仮想物品を挟んだ把持部材３２の到達位置（座標）よりも内側にあることを意味する。

【0137】

かかる場合、「把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さい」と判断する。

【0138】

なお、上記所定条件（２）および（３）のいずれかに該当するか否かの判断は、ステップＳ２完了時に行うことができるので、図７Ｂに示すように、ステップＳ２とステップＳ３との間に、上記所定条件（２）および（３）に該当するか否かの判断を行うステップを設けてもよい。詳細は、後段の［（５）第１実施形態の変形例］において説明する。

【0139】

制御部７０は、各把持器３０の動作状態および計量部４０の計量結果の少なくとも一つが、所定条件に該当していると判定したときはステップＳ５へ進み、該当していないと判定したときはステップＳ６へ進む。

【0140】

（ステップＳ５）
次に、制御部７０は、上記所定条件（１）、（２）および（３）の少なくとも１つに該当する把持器３０の把持部材駆動機構３４を制御して、その把持器３０に物品Ａの把持を解除させる（図６Ｄ参照）。

【0141】

言い換えれば、制御部７０は、重量値が目標重量値ではない物品Ａを把持している把持器３０があれば、その把持器３０の把持部材駆動機構３４を制御して、その把持器３０に物品Ａの把持を解除させる。

【0142】

把持器３０の把持していた物品Ａは、第１位置に配置されている戴置部５０の物品群収容容器５２へと落下し、物品群Ａ１の物品Ａとして再利用される。この時点で、上記所定条件に該当した把持器３０の把持部材３２は、第１動作を完了する。

【0143】

また、制御部７０は、把持器３０の把持部材３２が第１動作によって物品Ａの把持を解除した直後に、その把持器３０の把持部材駆動機構３４を制御して、把持部材３２に第２動作を実行させる。なお、物品Ａが把持部材３２に付着し難い物品の場合には、必ずしも第２動作を実行させる必要はない。

【0144】

条件（１）、（２）および（３）の少なくとも１つに該当する把持器３０の物品Ａを物品群収容容器５２に戻すことによって、「重量値が目標重量値ではない物品Ａ」を持ったまま動作することが回避される。その結果、把持器３０から物品が落下して計量精度を低下させてしまうことが抑制される。さらに、無駄な動作がなくなり、生産効率の向上を図ることができる。

【0145】

（ステップＳ６）
次に、制御部７０は、戴置部駆動部５４を制御して、戴置部５０を第１位置から第２位置へと移動させる（図６Ｅ参照）。戴置部５０が第２位置へと移動することで、把持器３０と排出シュート６０との間には戴置部５０が配置されない状態となる。

【0146】

（ステップＳ７）
次に、制御部７０は、ロボットアーム１０を制御して可動部材２０を鉛直下方に移動させ、複数の把持器３０を排出シュート６０に近づける（図６Ｆ参照）。

【0147】

なお、物品によっては、この「近づける動作」を実行させる必要のないものもあり、かかる場合は、可動部材２０を鉛直下方に移動させることなく、当該物品を落下させてもよい。

【0148】

（ステップＳ８）
次に、制御部７０は、ステップ５で所定条件（１）、（２）および（３）のいずれにも該当しなかった把持器３０に物品Ａの把持を解除させ、排出シュート６０から物品Ａを排出する（図６Ｇ参照）。これら把持器３０の把持部材３２は、この時点で第１動作を完了する。

【0149】

【0150】

（ステップＳ９）
物品Ａの排出が終了すると、制御部７０は、ロボットアーム１０を制御して、可動部材２０を元の位置へと戻す（図６Ｈ参照）。

【0151】

（ステップＳ１０）
次に、制御部７０は、戴置部駆動部５４を制御して、戴置部５０を第２位置から、把持器３０の直下の第１位置に戻す（図６Ｉ参照）。

【0152】

（ステップＳ１１）
そして、制御部７０は、運転停止指令の有無を判定する。制御部７０は、運転停止指令が有ると判定したときは制御を停止し、運転停止指令が無いと判定したときはステップＳ１へ戻る。

【0153】

ここで説明した計量装置１００の動作は、一例に過ぎず、矛盾しない範囲で適宜変更可能である。

【0154】

また、例えば、制御部７０は、複数の把持器３０が物品Ａを把持した状態でロボットアーム１０を制御して、可動部材２０を、図６Ｂに描画されている位置から図６Ｃに描画されている位置へと上方に移動させる際、可動部材２０を１回以上下方に移動させるようにロボットアーム１０を制御してもよい。

【0155】

また、把持器３０が把持解除する際にも、上記のような可動部材２０の上下動作により、把持部材３２に付着している物品をふるい落とすことができる。把持部材３２に付着している物品は、把持部材３２に把持されておらず、把持部材３２の動作によらず落下するおそれのある物品である。可動部材２０を下方に移動させて把持部材３２に付着している物品を予めふるい落としておくことで、計量部４０の計量する物品Ａの重量を、把持部材３２が把持している物品Ａの重量に近づけて計量精度を向上することができる。

【0156】

（４）第１実施形態の特徴
（４－１）
計量装置１００では、制御部７０は、把持器３０の動作状態および計量部４０の計量結果の少なくとも一つが、（１）計量部４０が計量した物品Ａの重量値が予め設定される目標重量値ではないこと、（２）把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいこと、（３）把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さいこと、という条件のいずれかに該当する場合、把持器３０が把持した物品Ａを排出シュート６０に排出せずに物品群収容容器５２に戻す。

【0157】

把持器３０による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいということは、その物品の重量値が目標重量値よりも大きいことを意味する。

【0158】

例えば、３つの把持部材３２で物品Ａを挟んで持つ場合、目標重量値の下限値と一致する物品を挟んだときの各把持部材３２に対する最小内接円と、目標重量値の上限値と一致する物品Ａを挟んだときの各把持部材３２に対する最小内接円と、によって囲まれた範囲は、目標重量値を満たす所定範囲Ｒである。

【0159】

したがって、目標重量値の上限値を超える物品Ａを挟んだときの各把持部材３２に対する最小内接円は、円中心から視て所定範囲Ｒよりも外側に位置する。つまり、各把持部材の到達位置（座標）が目標重量値の上限値と一致する物品Ａを挟んだ把持部材３２の到達位置（座標）よりも外側にあることを意味する。

【0160】

かかる場合、「把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲Ｒよりも大きい」と判断する。それゆえ、把持器３０が「重量値が目標重量値ではない物品」を持ったまま動作することが回避される。

【0161】

また、把持器３０による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さいということは、その物品の重量値が目標重量値よりも小さいことを意味する。

【0162】

例えば、目標重量値の下限値未満の物品Ａを挟んだときの各把持部材３２に対する最小内接円は、円中心から視て所定範囲Ｒよりも内側に位置する。つまり、各把持部材３２の到達位置（座標）が目標重量値の下限値と一致する物品Ａを挟んだ把持部材３２の到達位置（座標）よりも内側にあることを意味する。

【0163】

かかる場合、「把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲Ｒよりも小さい」と判断する。

【0164】

それゆえ、把持器３０が「重量値が目標重量値ではない物品」を持ったまま動作することが回避される。その結果、把持器３０から物品Ａが落下して計量精度を低下させてしまうことが抑制される。また、無駄な動作がなくなり、生産効率の向上を図ることができる。

【0165】

（４－２）
計量装置１００では、把持器３０による物品Ａを持つ動作の動作量は、把持部材３２の開度である。把持部材３２の開度が所定範囲よりも大きいということが、その物品Ａの重量値が目標重量値よりも大きいことを意味する。また、把持部材３２の開度が所定範囲よりも小さいということが、その物品Ａの重量値が目標重量値よりも小さいことを意味する。

【0166】

（５）第１実施形態の変形例
図７Ｂは、第１実施形態の変形例に係る計量装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。図７Ｂにおいて、本変形例と図７Ａとの違いは、ステップＳ２とステップＳ３との間に、ステップＳ２ａ、ステップＳ２ｂを挿入している点である。

【0167】

図７ＢのステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３～Ｓ１１は図７Ａと同じであるので説明は省略し、ここでは、新たに挿入したステップＳ２ａ、ステップＳ２ｂについて説明する。

【0168】

（ステップＳ２ａ）
ステップＳ２ａにおいて、制御部７０は、各把持器３０の動作状態が、把持器３０が把持した物品Ａを排出シュート６０に排出せずに物品群収容容器５２に戻すための、所定条件に該当しているか否かを判定する。

【0169】

ここで、「所定条件に該当する」とは、第１実施形態のステップＳ４で説明した所定条件（１）～（３）のうち（１）を除いた
（２）把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいこと、
（３）把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さいこと、
の少なくとも１つに該当することである。

【0170】

そもそも、ステップＳ２において、制御部７０が把持部材３２に物品Ａを把持させた時点において、把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいか小さいかを判定することができるので、第１実施形態のように、制御部７０が可動部材２０を鉛直上方に移動させるまで待つ必要がない。

【0171】

制御部７０は、各把持器３０の動作状態が、上記所定条件（２）又は（３）に該当していると判定したときはステップＳ２ｂへ進み、該当していないと判定したときはステップＳ３へ進む。

【0172】

（ステップＳ２ｂ）
次に、制御部７０は、上記所定条件（２）および（３）の少なくとも１つに該当する把持器３０の把持部材駆動機構３４を制御して、その把持器３０に物品Ａの把持を解除させる（図６Ｄ参照）。

【0173】

【0174】

【0175】

【0176】

条件（２）および（３）の少なくとも１つに該当する把持器３０の物品Ａを物品群収容容器５２に戻すことによって、「重量値が目標重量値ではない物品Ａ」を持ったまま動作することが回避される。その結果、把持器３０から物品が落下して計量精度を低下させてしまうことが抑制される。さらに、無駄な動作がなくなり、生産効率の向上を図ることができる。

【0177】

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、定量把持する計量装置を前提に説明した。第２実施形態では、組合せ計量する組合せ計量装置について説明する。

【0178】

なお、第２実施形態に係る計量装置の構造は、第１実施形態に係る計量装置の構造をそのまま利用して、制御のみを異ならせるので、各部の詳細な説明は省略する。

【0179】

（１）計量装置１００の動作
制御部７０により制御される計量装置１００の動作について、図６Ａ～図６Ｉ及び図８Ａを参照しながら説明する。

【0180】

図８Ａは、第２実施形態に係る計量装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。

【0181】

図６Ａにおいて、可動部材２０は、把持器３０の把持部材３２が戴置部５０の物品群収容容器５２の外に配置されるように、所定位置に配置されている。戴置部５０は、把持器３０の直下の第１位置に配置されている。各把持器３０の把持部材３２は、図５Ｂのように遠隔位置に配置されている。

【0182】

（ステップＳ１０１）
計量装置１００の運転中には、制御部７０は、初期状態から、ロボットアーム１０を制御して可動部材２０を鉛直下方に移動させ、複数の把持器３０を戴置部５０に近づける。

【0183】

【0184】

【0185】

（ステップＳ１０２）
次に、制御部７０は、各把持器３０の把持部材駆動機構３４を制御して、把持部材３２に物品Ａを把持させる。好ましくは、制御部７０は、複数の把持器３０に同時に物品Ａを把持させる。ただし、これに限定されるものではなく、制御部７０は、複数の把持器３０に、異なるタイミングで物品Ａを把持させてもよい。

【0186】

なお、第１実施形態における所定条件（２）および（３）のいずれかに該当するか否かの判断を、ステップＳ１０２完了時に行うことができるので、ステップＳ１０２とステップＳ１０３との間に、上記所定条件（２）および（３）に該当するか否かの判断を行うステップを設けてもよい。詳細は、後段の［（３）第２実施形態の変形例］において説明する。

【0187】

（ステップＳ１０３）
次に、制御部７０は、複数の把持器３０が物品Ａを把持した状態で、ロボットアーム１０を制御して、把持器３０の把持部材３２が戴置部５０の物品群収容容器５２の外に配置されるように、可動部材２０を鉛直上方に移動させる（図６Ｃ参照）。ロボットアーム１０が可動部材２０を鉛直上方に移動させる際、各計量部４０は、対応する把持器３０が把持する物品Ａの重量を計量する。

【0188】

（ステップＳ１０４）
次に、制御部７０は、各計量部４０から計量した各把持器３０が把持する物品Ａの重量値を用いた組合せ計算を行い、その合計値が目標重量範囲となる重量値の組合せを見つける。

【0189】

（ステップＳ１０５）
次に、制御部７０は、把持器３０のうち組合せに選択されていない把持器３０があるか否かを判定する。

【0190】

制御部７０は、組合せに選択されていない把持器３０があると判定したときはステップＳ６へ進み、組合せに選択されていない把持器３０がと判定したときはステップＳ７へ進む。

【0191】

（ステップＳ１０６）
次に、制御部７０は、把持している物品Ａの重量が組合せに選ばれなかった把持器３０があれば、その把持器３０の把持部材駆動機構３４を制御し、第１動作によって、その把持器３０に物品Ａの把持を解除させる（図６Ｄ参照）。

【0192】

把持器３０の把持していた物品Ａは、第１位置に配置されている戴置部５０の物品群収容容器５２へと落下し、物品群Ａ１の物品Ａとして再利用される。この時点で、組合せに選択されていない把持器３０の把持部材３２は、第１動作を完了する。

【0193】

また、制御部７０は、物品Ａの把持を解除した把持器３０の把持部材３２が第１動作によって物品Ａの把持を解除した直後に、その把持器３０の把持部材駆動機構３４を制御して、把持部材３２に第２動作を実行させる。なお、物品Ａが把持部材３２に付着し難い物品の場合には、必ずしも第２動作を実行させる必要はない。

【0194】

（ステップＳ１０７）
次に、制御部７０は、戴置部駆動部５４を制御して、戴置部５０を第１位置から第２位置へと移動させる（図６Ｅ参照）。戴置部５０が第２位置へと移動することで、把持器３０と排出シュート６０との間には戴置部５０が配置されない状態となる。

【0195】

（ステップＳ１０８）
次に、制御部７０は、ロボットアーム１０を制御して可動部材２０を鉛直下方に移動させ、複数の把持器３０を排出シュート６０に近づける（図６Ｆ参照）。

【0196】

（ステップＳ１０９）
次に、制御部７０は、組合せ計算の結果に基づいて、排出シュート６０の上方で目標重量範囲となる重量値の組合せに対応する把持器３０に物品Ａの把持を解除させ、排出シュート６０から物品Ａを排出する（図６Ｇ参照）。組合せに選択された把持器３０の把持部材３２は、この時点で第１動作を完了する。

【0197】

【0198】

（ステップＳ１１０）
目標重量範囲となる重量値の組合せの全てに対して物品Ａの排出が終了すると、制御部７０は、ロボットアーム１０を制御して、可動部材２０を元の位置へと戻す（図６Ｈ参照）。

【0199】

（ステップＳ１１１）
次に、制御部７０は、戴置部駆動部５４を制御して、戴置部５０を第２位置から、把持器３０の直下の第１位置に戻す（図６Ｉ参照）。

【0200】

（ステップＳ１１２）
そして、制御部７０は、運転停止指令の有無を判定する。制御部７０は、運転停止指令が有ると判定したときは制御を停止し、運転停止指令が無いと判定したときはステップＳ１へ戻る。

【0201】

ここで説明した計量装置１００の動作は、一例に過ぎず、矛盾しない範囲で適宜変更可能である。

【0202】

【0203】

【0204】

（２）第２実施形態の特徴
（２－１）
計量装置１００では、把持している物品Ａの重量が組合せに選択されなかった把持器３０があれば、組合せに選択されなかった把持器３０が把持する物品Ａを物品群収容容器５２に戻してから、組合せに選択された把持器３０が把持する物品Ａを排出シュート６０に排出させる。その結果、組合せに選択されなかった把持器３０が把持する物品Ａが把持器３０から零れ落ちて排出シュート６０に排出されることがなく、計量精度の向上を図ることができる。

【0205】

（２－２）
計量装置１００では、制御部７０は、目標重量値となる組合せがない場合は、全ての把持部が把持する物品を物品群収容容器５２に排出させる。

【0206】

（３）第２実施形態の変形例
図８Ｂは、第２実施形態の変形例に係る計量装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。図８Ｂにおいて、本変形例と図８Ａとの違いは、ステップＳ１０２とステップＳ１０３との間に、ステップＳ１０２ａ、ステップＳ１０２ｂを挿入している点である。

【0207】

図８ＢのステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３～Ｓ１１２は図８Ａと同じであるので説明は省略し、ここでは、新たに挿入したステップＳ１０２ａ、ステップＳ１０２ｂについて説明する。

【0208】

（ステップＳ１０２ａ）
ステップＳ１０２ａにおいて、制御部７０は、把持器３０のうち組合せに選択されていない把持器３０があるか否かを判定する。

【0209】

ここで、「把持器３０のうち組合せに選択されていない」とは、第１実施形態のステップＳ４で説明した所定条件（１）～（３）のうち（１）を除いた
（２）把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいこと、
（３）把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さいこと、
の少なくとも１つに該当することである。

【0210】

そもそも、ステップＳ１０２において、制御部７０が把持部材３２に物品Ａを把持させた時点において、把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいか小さいかを判定することができるので、第１実施形態および第２実施形態のように、制御部７０が可動部材２０を鉛直上方に移動させるまで待つ必要がない。

【0211】

制御部７０は、各把持器３０の動作状態が、上記所定条件（２）又は（３）に該当していると判定したときはステップＳ１０２ｂへ進み、該当していないと判定したときはステップＳ３へ進む。

【0212】

（ステップＳ１０２ｂ）
次に、制御部７０は、上記所定条件（２）および（３）の少なくとも１つに該当する把持器３０の把持部材駆動機構３４を制御して、その把持器３０に物品Ａの把持を解除させる（図６Ｄ参照）。

【0213】

言い換えれば、制御部７０は、把持している物品Ａの重量が組合せに選ばれなかった把持器３０があれば、その把持器３０の把持部材駆動機構３４を制御し、第１動作によって、その把持器３０に物品Ａの把持を解除させる。

【0214】

【0215】

【0216】

条件（２）および（３）の少なくとも１つに該当する把持器３０の物品Ａを物品群収容容器５２に戻すことによって、「組合せに選ばれなかった物品Ａ」を持ったまま動作することが回避される。その結果、把持器３０から物品が落下して計量精度を低下させてしまうことが抑制される。さらに、無駄な動作がなくなり、生産効率の向上を図ることができる。

【0217】

＜その他の構成＞
（Ａ）
計量装置１００では、制御部７０は、把持器３０が把持した物品Ａを物品群収容容器５２に戻す際に、把持器３０と物品群収容容器５２とを相対移動させる。

【0218】

かかる場合、前回の物品Ａを掴んだ場所に戻した場合、次に物品Ａを掴んだときに適量が得られる可能性が低いので、把持器３０と物品群収容容器５２とを相対移動させ、物品Ａを戻す場所をずらすことによって、適量の物品Ａを掴む可能性を高める。

【0219】

（Ｂ）
計量装置１００では、物品群収容容器５２が、互いに直交する水平な第１方向と第２方向に移動可能である。制御部７０は、把持器３０が把持した物品Ａを物品群収容容器５２に戻す際に、把持器３０と物品群収容容器５２とを第１方向および第２方向のいずれか一方に相対移動させる。

【0220】

かかる場合、把持器３０と物品群収容容器５２との位置関係を平面座標で把握した上で物品Ａを物品群収容容器５２に戻すので、容器内の物品の分布を均すような物品の戻し方が可能となる。

【0221】

（Ｃ）
計量装置１００では、把持器３０および物品群収容容器５２の少なくとも一方が、鉛直軸周りに回転可能である。制御部７０は、把持器３０と物品群収容容器５２とを、平面視で所定相対角度回転させる。これによって、物品Ａを戻す場所をずらすことができ、適量の物品Ａを掴む可能性を高めることができる。

【0222】

（Ｄ）
第１実施形態では、把持部材３２による物品Ａを持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きいか小さいかの判断を、物品Ａを挟んだときの各把持部材３２に対する最小内接円が所定範囲Ｒよりも外側にあるか内側にあるかによって、すなわち、把持部材３２の到達位置（座標）によって判断した。

【0223】

しかしながら、把持部材３２の把持動作開始時が全開状態である場合、把持する物品の重量値が目標重量値よりも小さいときは、把持部材３２の動作量は目標重量値の物品を把持するときよりも大きくなる。

【0224】

逆に、把持する物品の重量値が目標重量値よりも大きいときは、把持部材３２の動作量は目標重量値の物品を把持するときよりも小さくなる。

【0225】

このように、把持部材３２の把持動作開始時が全開状態である場合において、把持部材３２の全開状態を基準にして、動作量を「変位」で考えた場合、「把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも大きい」ということは、その物品の重量値が目標重量値よりも小さいことを意味する。また、「把持部による物品を持つ動作の動作量が所定範囲よりも小さい」ということは、その物品の重量値が目標重量値よりも大きいことを意味する。

【符号の説明】

【0226】

１０ロボットアーム
３０把持器（把持部）
３２把持部材（爪）
４０計量部
５２物品群収容容器（容器）
６０排出シュート
７０制御部
１００計量装置
Ａ物品

【先行技術文献】

【特許文献】

【0227】

【文献】特開平６－３１８２号公報

【図1】