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技術 搬送計量装置

出願人 大和製衡株式会社
発明者 山下歩福田智也
出願日 2015年2月26日 (5年9ヶ月経過) 出願番号 2015-036673
公開日 2016年9月1日 (4年3ヶ月経過) 公開番号 2016-156783
状態 特許登録済
技術分野 移動中の材料の連続した流れの重量測定 重量測定装置
主要キーワード 平滑度合 交流ノイズ 収束度合 過渡応答信号 移動平均データ 軽量品 稼働運転 バラツキ成分
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図面 (12)

課題

計量コンベヤ無負荷状態の時間に応じたフィルタ処理を行うことによって、安定した精確な零点重量値を取得できるようにする。

解決手段

計量コンベヤの荷重を検出する荷重検出手段からの荷重信号をフィルタ処理するフィルタ処理手段は、応答特性の異なる複数のフィルタを有し、計量コンベヤ上に物品が存在しない無負荷時間を測定し、測定した無負荷時間に応じた応答特性のフィルタの出力を選択して計量コンベヤの無負荷状態の重量値である零点重量値を取得するようにしている。

概要

背景

この種の搬送計量装置、例えば、重量選別機は、物品計量コンベヤによって間隔をあけて搬送しながら物品毎に計量し、計量された物品の重量に応じて計量コンベヤの下流側で物品を振り分け選別するものである。

図11は、かかる重量選別機の計量コンベヤ付近を示す概略図である。図11(a)に示すように、荷重センサ10に支持された計量コンベヤ7に、送込みコンベヤ6から物品Gが送込まれ、計量コンベヤ7で物品Gの重量が測定されて、送出しコンベヤ8に搬出され、図示しない振分け装置によって、物品Gの重量に応じて振分けられる。

重量選別機では、周囲の微小な温度や湿度の変化によって、また、計量コンベヤ7への付着物の増加などによって計量コンベヤ7の零点重量値、すなわち、計量コンベヤ7上に物品が存在していない無負荷状態のときの重量測定値は、重量選別機の運転時間の経過に伴って少しずつ無視できない大きさまで変動する、いわゆる、零点変動が生じる。

したがって、高精度に物品の重量を測定するためには、前記零点変動を、零点調整を行って補正する必要があり、零点調整を行うためには、計量コンベヤ7上に物品が存在しない無負荷状態の重量値である零点重量値を測定する必要がある。

先行の物品Gと後続の物品Gとの搬送間隔について、図11(b)に示すように、物品Gの計量毎に、常に計量コンベヤ7に物品Gが存在しない無負荷状態を得るまでの間隔tpを見込むことは、高い生産装置後段搬送ラインに設けられる重量選別機では、実現困難な場合が多い。

このため、特許文献1では、後続の物品Gが計量コンベヤ7に乗込む前であって、先行の物品Gが計量コンベヤ7から離脱した直後の大きな過渡応答振動信号が現れる期間において、低域フィルタフィルタ処理した振動ノイズ信号を含む荷重信号を平均化した値を零点補正値とし、この零点補正値のN回分を平均化した値を最終的な零点補正値として零点調整を行っている。

概要

計量コンベヤの無負荷状態の時間に応じたフィルタ処理を行うことによって、安定した精確な零点重量値を取得できるようにする。計量コンベヤの荷重を検出する荷重検出手段からの荷重信号をフィルタ処理するフィルタ処理手段は、応答特性の異なる複数のフィルタを有し、計量コンベヤ上に物品が存在しない無負荷時間を測定し、測定した無負荷時間に応じた応答特性のフィルタの出力を選択して計量コンベヤの無負荷状態の重量値である零点重量値を取得するようにしている。

目的

本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、計量コンベヤが無負荷状態である無負荷時間に応じたフィルタ処理を行えるようにして、安定した精確な零点重量値を取得できるようにすることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

物品を搬送する搬送ラインに設けられて前記物品を搬送する計量コンベヤと、前記計量コンベヤの荷重を検出する荷重検出手段とを備え、前記物品を前記計量コンベヤで搬送しながら物品毎に計量する搬送計量装置であって、前記計量コンベヤ上に物品が存在しない無負荷状態である時間を、計量コンベヤの無負荷時間として測定する無負荷時間測定手段と、応答特性の異なる複数のフィルタを有すると共に、前記荷重検出手段からの荷重信号フィルタ処理するフィルタ処理手段と、前記無負荷時間測定手段によって測定される無負荷時間に応じた応答特性の前記フィルタの出力を選択して、前記無負荷状態における前記計量コンベヤの重量値である零点重量値を取得する零点重量値取得手段と、を備える搬送計量装置。

請求項2

前記フィルタ処理手段は、前記複数のフィルタが従属接続されて構成され、前記零点重量値取得手段は、前記無負荷時間に応じた応答時間の前記フィルタの出力を選択する、請求項1に記載の搬送計量装置。

請求項3

前記無負荷時間測定手段は、搬送される物品間時間間隔を測定する時間間隔測定部を有し、測定される前記時間間隔に基づいて、前記無負荷時間を測定する、請求項1または2に記載の搬送計量装置。

請求項4

前記零点重量値取得手段によって取得される零点重量値に基づいて、前記計量コンベヤの零点調整を行う零点調整手段を備える、請求項1ないし3のいずれかに記載の搬送計量装置。

請求項5

前記零点調整手段は、前記零点重量取得手段によって取得された零点重量値を、該零点重量値が取得されたときの前記無負荷時間に応じて修正して零点調整量を算出する零点調整量算出部と、該零点調整量算出部で算出される零点調整量によって、前記計量コンベヤの零点調整を行う零点調整部とを備える、請求項4に記載の搬送計量装置。

技術分野

0001

本発明は、間隔をあけて搬送される物品を、搬送しながら物品毎に計量する搬送計量装置に関する。

背景技術

0002

この種の搬送計量装置、例えば、重量選別機は、物品を計量コンベヤによって間隔をあけて搬送しながら物品毎に計量し、計量された物品の重量に応じて計量コンベヤの下流側で物品を振り分け選別するものである。

0003

図11は、かかる重量選別機の計量コンベヤ付近を示す概略図である。図11(a)に示すように、荷重センサ10に支持された計量コンベヤ7に、送込みコンベヤ6から物品Gが送込まれ、計量コンベヤ7で物品Gの重量が測定されて、送出しコンベヤ8に搬出され、図示しない振分け装置によって、物品Gの重量に応じて振分けられる。

0004

重量選別機では、周囲の微小な温度や湿度の変化によって、また、計量コンベヤ7への付着物の増加などによって計量コンベヤ7の零点重量値、すなわち、計量コンベヤ7上に物品が存在していない無負荷状態のときの重量測定値は、重量選別機の運転時間の経過に伴って少しずつ無視できない大きさまで変動する、いわゆる、零点変動が生じる。

0005

したがって、高精度に物品の重量を測定するためには、前記零点変動を、零点調整を行って補正する必要があり、零点調整を行うためには、計量コンベヤ7上に物品が存在しない無負荷状態の重量値である零点重量値を測定する必要がある。

0006

先行の物品Gと後続の物品Gとの搬送間隔について、図11(b)に示すように、物品Gの計量毎に、常に計量コンベヤ7に物品Gが存在しない無負荷状態を得るまでの間隔tpを見込むことは、高い生産装置後段搬送ラインに設けられる重量選別機では、実現困難な場合が多い。

0007

このため、特許文献1では、後続の物品Gが計量コンベヤ7に乗込む前であって、先行の物品Gが計量コンベヤ7から離脱した直後の大きな過渡応答振動信号が現れる期間において、低域フィルタフィルタ処理した振動ノイズ信号を含む荷重信号を平均化した値を零点補正値とし、この零点補正値のN回分を平均化した値を最終的な零点補正値として零点調整を行っている。

先行技術

0008

特公平4−51770号公報

発明が解決しようとする課題

0009

一般に搬送ラインにおいては、先行の物品と後続の物品との搬送間隔は変動し、計量コンベヤ上に物品が存在しない無負荷状態の時間である無負荷時間は変動するので、計量コンベヤの無負荷時間に応じて、出来るだけ安定した精確な零点重量値を測定することが望まれる。

0010

しかしながら、特許文献1では、先行の物品が計量コンベヤ7から離脱し、後続の物品が乗込む迄の短い無負荷時間に、荷重信号をフィルタ処理するために、零点重量の測定には、応答特性の速い高周波成分除去用の低域フィルタのみを使用している。

0011

このため、特許文献1では、変動する計量コンベヤの無負荷時間に応じた最適な特性のフィルタ処理ができない場合があり、例えば、フィルタの応答特性が、計量コンベヤ7の無負荷時間に比べて遅過ぎると、計量コンベヤ7上に未だ物品が存在しているときに測定した荷重信号成分がフィルタ演算に含まれてしまい、フィルタ出力が零点重量値を精確に表さないという問題がある。

0012

反対にフィルタの応答特性が、計量コンベヤ7の無負荷時間に比べて速過ぎると、計量コンベヤ7の無負荷時間が長い場合であっても、過渡応答振動信号の振幅を十分に減衰させたバラツキの小さい零点重量値を取得することができないという問題がある。

0013

本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、計量コンベヤが無負荷状態である無負荷時間に応じたフィルタ処理を行えるようにして、安定した精確な零点重量値を取得できるようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0014

上記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。

0015

(1)本発明の搬送計量装置は、物品を搬送する搬送ラインに設けられて前記物品を搬送する計量コンベヤと、前記計量コンベヤの荷重を検出する荷重検出手段とを備え、前記物品を前記計量コンベヤで搬送しながら物品毎に計量する搬送計量装置であって、
前記計量コンベヤ上に物品が存在しない無負荷状態である時間を、計量コンベヤの無負荷時間として測定する無負荷時間測定手段と、
応答特性の異なる複数のフィルタを有すると共に、前記荷重検出手段からの荷重信号をフィルタ処理するフィルタ処理手段と、
前記無負荷時間測定手段によって測定される無負荷時間に応じた応答特性の前記フィルタの出力を選択して、前記無負荷状態における前記計量コンベヤの重量値である零点重量値を取得する零点重量値取得手段とを備える。

0016

本発明によると、計量コンベヤの荷重を検出する荷重検出手段からの荷重信号をフィルタ処理するフィルタ処理手段は、応答特性の異なる複数のフィルタを有し、無負荷時間測定手段によって計量コンベヤ上に物品が存在しない無負荷時間を測定し、零点重量値取得手段は、測定された無負荷時間に応じた応答特性のフィルタの出力を選択して計量コンベヤの無負荷状態の重量値である零点重量値を取得するので、先行する物品と後続の物品との搬送間隔が変動し、計量コンベヤが無負荷状態となる無負荷時間が変動しても、その無負荷時間に応じた応答特性のフィルタによって荷重信号を適切にフィルタ処理することが可能となる。

0017

これによって、例えば、計量コンベヤの無負荷時間に比べて、フィルタの応答特性が遅過ぎて、計量コンベヤ上に未だ物品が存在する状態のときに測定した荷重信号成分がフィルタ処理されて精確な零点重量値を取得できなかったり、逆に、計量コンベヤの無負荷時間に比べて、フィルタの応答特性が速過ぎて、無負荷時間が長いにもかかわらず、過渡応答振動信号の振幅を十分に減衰させることができず、安定した零点重量値を取得することができないといったことがない。

0018

(2)本発明の好ましい実施態様では、前記フィルタ処理手段は、前記複数のフィルタが従属接続されて構成され、前記零点重量値取得手段は、前記無負荷時間に応じた応答時間の前記フィルタの出力を選択する。

0019

この実施態様によると、フィルタ処理手段は、複数のフィルタを従属接続して構成される応答時間の異なる複数のフィルタを有し、零点重量値取得手段は、計量コンベヤの無負荷時間に応じた応答時間のフィルタの出力を選択して零点重量値を取得することができる。これによって、計量コンベヤの無負荷時間に比べてフィルタの応答時間が長過ぎたり、逆に、短過ぎたりすることがなく、荷重信号を適切にフィルタ処理することができる。

0020

(3)本発明の好ましい実施態様では、前記無負荷時間測定手段は、搬送される物品間時間間隔を測定する時間間隔測定部を有し、測定される前記時間間隔に基づいて、前記無負荷時間を測定する。

0021

この実施態様によると、先行する物品と後続の物品との間の時間間隔を測定し、予め設定されている計量コンベヤの搬送速度や物品の長さ等に基づいて、計量コンベヤ上に物品が存在しない無負荷時間を算出することができる。

0022

(4)本発明の他の実施態様では、前記零点重量値取得手段によって取得される零点重量値に基づいて、前記計量コンベヤの零点調整を行う零点調整手段を備える。

0023

この実施態様によると、計量コンベヤの無負荷時間に応じた応答特性のフィルタによってフィルタ処理された荷重信号から取得される安定した精確な零点重量値によって計量コンベヤの零点調整を行うので、従来に比べて精確な零点調整を行うことが可能となる。

0024

(5)上記(4)の実施態様では、前記零点調整手段は、前記零点重量取得手段によって取得された零点重量値を、該零点重量値が取得されたときの前記無負荷時間に応じて修正して零点調整量を算出する零点調整量算出部と、該零点調整量算出部で算出される零点調整量によって、前記計量コンベヤの零点調整を行う零点調整部とを備えるようにしてもよい。

0025

この実施態様によると、零点重量値取得手段で取得される零点重量値は、その零点重量値が取得される際の計量コンベヤの無負荷時間に応じて信頼性が異なる、すなわち、計量コンベヤの無負荷時間の長さに応じて、計量コンベヤからの物品の離脱によって生じる過渡応答振動信号の減衰量は異なり、取得される零点重量値の信頼性が異なるので、零点重量値を、その信頼性に応じて修正して零点調整量とし、この零点調整量によって零点調整を行うことによって、信頼性の高い零点調整を行うことが可能となる。

発明の効果

0026

本発明によると、計量コンベヤの荷重を検出する荷重検出手段からの荷重信号をフィルタ処理するフィルタ処理手段は、応答特性の異なる複数のフィルタを有し、測定される計量コンベヤの無負荷時間に応じた応答特性のフィルタの出力を選択して計量コンベヤの無負荷状態の重量値である零点重量値を取得するので、計量コンベヤの無負荷時間が変動しても、その無負荷時間に応じた応答特性のフィルタによって荷重信号を適切にフィルタ処理して零点重量値を取得することができる。

図面の簡単な説明

0027

図1は本発明の一実施形態に係る搬送計量装置を備える物品搬送システム概略構成図である。
図2図1制御装置の要部のブロック図である。
先行の物品と後続の物品との搬送間隔を示す図である。
図4はフィルタ処理手段の構成例を示す図である。
図5図4のフィルタ処理手段の応答時間を説明するための図である。
図6は計量コンベヤの無負荷時間と零点重量値を修正するための変換係数との関係を示す図である。
図7は零点重量値の算出のためのデータの取得処理を示すフローチャートである。
図8零点調整処理を示すフローチャートである。
図9は計量コンベヤの無負荷時間と零点重量値を修正するための飽和零点調整量との関係を示す図である。
図10は他のフィルタ処理手段の構成例を示す図である。
図11は重量選別機の計量コンベヤ付近の概略図である。

実施例

0028

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

0029

図1は、本発明の一実施形態に係る搬送計量装置としての重量選別機を備える物品搬送システムの概略構成図である。

0030

この実施形態の物品搬送システムは、ボリウム容量式充填装置1と包装装置2とを有する商品生産装置3を備えている。この商品生産装置3から搬出される商品としての物品Gは、搬送ラインの搬送方向(図の右方向)の下流側に設置されている重量選別機4によって物品G毎に重量が測定され、図示しない振分け装置によって、良品不良品に選別される。商品生産装置3では、図示しない容器供給装置から供給される容器に対して、充填装置1によって原料所定体積分だけ充填され、原料が充填された容器が、次段の包装装置2によって商品の形態に包装されて物品Gとして順次搬出される。搬出された物品Gは、搬送コンベヤ5によって、間隔をあけて順次搬送される。商品生産装置3は、充填装置1に代えて、所定重量範囲の物品を組合せ計量して排出する組合せ秤などであってもよい。

0031

重量選別機4は、物品Gの搬送ラインを構成する搬送コンベヤ5からの物品Gを、計量コンベヤ7へ送込む送込みコンベヤ6と、ロードセル等からなる荷重検出手段としての荷重センサ10に支持された前記計量コンベヤ7と、計量コンベヤ7からの物品Gを、図示しない振分け装置へ搬出する送出しコンベヤ8と、計量コンベヤ7に搬入される物品を検知する物品センサ12と、荷重センサ10からの荷重信号及び物品センサ12からの検知出力に基づいて、後述のようにして物品Gの重量値や零点重量値を測定する共に、各部を制御する制御装置11とを備えている。

0032

物品センサ12は、例えばフォトセンサからなり、送込みコンベヤ6と計量コンベヤ7との間に設置されて、計量コンベヤ7に搬入される直前の物品Gを検知する。

0033

制御装置11では、計量コンベヤ7によって搬送される物品Gの重量を測定して、前記振分け装置を制御することにより、重量が所定範囲内の適量品と、所定範囲未満の軽量品と、所定範囲を超える過量品とに振分け選別する。

0034

図2は、図1の制御装置11の要部のブロック図であり、図1に対応する部分には、同一の参照符号を付す。

0035

制御装置11は、荷重センサ10からのアナログ荷重信号を増幅する増幅器15と、増幅器15からのアナログ荷重信号をデジタル荷重信号に変換するA/D変換器16と、A/D変換器16からのデジタル荷重信号に含まれる振動ノイズ等を減衰させるためのフィルタ処理を行なって物品の重量値及び零点重量値等を演算すると共に、各コンベヤ6〜8や振分け装置を含む重量選別機4の全体を制御する演算制御部17と、各種の設定などのために操作される操作キーを有する入力部18と、計量結果等を表示する表示部19とを備えている。入力部18及び表示部19は、それらを一体化したタッチパネルで構成してもよい。

0036

演算制御部17は、CPU、及び、制御プログラム及び重量値等のデータが記憶されるメモリ等を備え、後述のフィルタ処理手段を構成すると共に、計量コンベヤ7の無負荷状態の重量値である零点重量値を取得する零点重量値取得手段、及び、取得した零点重量値に基づいて、計量コンベヤ7の零点調整を行う零点調整手段としての機能を有する。この演算制御部17には、物品センサ12の検知出力が与えられ、この物品センサ12の検知出力に基づいて、先行の物品と後続の物品との時間間隔を測定する。この演算制御部17は、物品センサ12と共に、計量コンベヤ7上に物品が存在しない無負荷時間を測定する無負荷時間測定手段を構成する。

0037

重量選別機4において、高精度に物品の重量を測定するためには、周囲の温度や湿度の変化、あるいは、計量コンベヤ7への過大な荷重の印加や付着物などに起因する零点変動を、零点調整を行って補正する必要がある。零点調整を行うためには、計量コンベヤ7上に物品Gが存在しない無負荷状態の重量値である零点重量値を測定する必要がある。

0038

先行の物品と後続の物品との間の搬送間隔は、様々な要因、例えば、物品の滑走、あるいは、原料の密度変化追従させるため商品生産装置3の原料充填時間を長短制御することなどによって変動する。したがって、先行の物品が計量コンベヤ7から離脱した後、後続の物品が計量コンベヤ7に乗り込むまでの、計量コンベヤ7上に物品が存在しない無負荷状態の時間である無負荷時間、すなわち、計量コンベヤ7の零点重量を測定できる時間は、変動する。

0039

上記特許文献1では、上記のように、応答特性の速い高周波成分除去用の低域フィルタのみによって荷重信号をフィルタ処理して零点重量を測定しているので、計量コンベヤ7の無負荷時間が変動した場合に、無負荷時間に応じた適切なフィルタ処理が行えず、安定した精確な零点重量値を取得できない場合があるという課題がある。

0040

この実施形態では、先行の物品と後続の物品との搬送間隔が変動する、したがって、計量コンベヤ7の無負荷時間が変動する場合に、計量コンベヤ7の無負荷時間に応じた応答特性のフィルタでフィルタ処理を行うことによって、安定した精確な零点重量値を取得できるように、次のように構成している。

0041

すなわち、この実施形態では、種々の応答特性を持つ複数のフィルタを有するフィルタ処理手段を備えており、計量コンベヤ7の無負荷時間を測定し、測定した無負荷時間に対応する応答特性のフィルタの出力を選択して零点重量値を取得するようにしている。

0042

フィルタ処理手段の応答特性の異なる複数のフィルタは、複数のフィルタ素子を従属接続して構成し、零点重量値を測定する荷重信号を、フィルタ処理手段の前記複数のフィルタを通過させる。

0043

なお、物品の重量値は、従来と同様にフィルタ処理された荷重信号から従来と同様に測定する。

0044

複数のフィルタを従属接続すると、それぞれのフィルタから出力される荷重信号は、異なる応答特性と平滑特性を有し、後段に接続されたフィルタからの出力ほど、応答特性は遅く、すなわち、出力応答時間は長くなり、平滑特性は大きくなって振動成分の減衰量は大きくなる。

0045

反対に前段に接続されたフィルタからの出力ほど、応答特性は速く、すなわち、出力応答時間は短くなり、平滑特性は小さくなって振動成分の減衰量は小さくなる。

0046

この実施形態では、計量コンベヤ7の無負荷時間を測定し、複数のフィルタの各出力点を、計量コンベヤ7の無負荷時間に応じて選択することによって、計量コンベヤ7の無負荷時間に応じた応答特性のフィルタによってフィルタ処理された荷重信号を読み取って零点重量値を取得する。

0047

具体的には、計量コンベヤ7の無負荷時間が短いほど、応答特性の速い、すなわち、応答時間の短いフィルタの出力を選択し、計量コンベヤ7の無負荷時間が長いほど、応答特性の遅い、すなわち、応答時間の長いフィルタの出力を選択する。

0048

このように計量コンベヤ7の無負荷時間に応じた応答特性のフィルタの出力を読み取って零点重量値を取得するので、フィルタの応答時間が無負荷時間に比べて長過ぎて、計量コンベヤ7上に物品が未だ存在している状態のときにサンプリングした荷重信号成分がフィルタ演算に含まれるといったことがなく、荷重信号にレベル上で誤差のない精確な零点重量値を取得することができる。

0049

また、計量コンベヤ7の無負荷時間が長いほど、応答特性の遅い、平滑特性の大きいフィルタの出力を読み取って零点重量値を取得するので、荷重信号に含まれる、物品が計量コンベヤ7から離脱する際の過渡応答信号平滑度合が大きくなる、言い換えれば過渡応答振動信号の減衰度合が大きくなるので、バラツキのより少ない安定で精確な零点重量値を取得することができる。

0050

この実施形態では、図3に示すように、先行する物品G0を、計量コンベヤ7と送り込みコンベヤ6との間に設置された物品センサ12で検知してから後続の物品G1を物品センサ12で検知するまでの時間を物品間の時間間隔として測定し、この時間間隔から計量コンベヤ7上に物品Gが存在しない無負荷時間を後述のように算出する。算出された計量コンベヤ7の無負荷時間の長さに対応する応答特性のフィルタの出力点から、荷重信号を読み取って零点重量値を取得する。

0051

図3において、後続の物品G1が物品センサ12に検知されることなく、先行の物品G0の後端部が計量コンベヤ7から丁度離脱し、その先端部が、位置pに到達したとき、計量コンベヤ7が無負荷状態となり、無負荷時間が開始され、先行の物品G0の先端部が、位置aに到達したときに、計量コンベヤ7に物品が存在しない無負荷時間はTaとなり、先行の物品G0の先端部が、位置bに到達したときに、計量コンベヤ7の無負荷時間はTbとなる。

0052

先行する物品G0の先端部が物品センサ12で検知されてから、この物品G0の後端部が計量コンベヤ7から離脱して無負荷時間が開始されるまでに要する時間を無負荷開始時間tpとすると、測定された物品間の時間間隔がTxであるときには、先行の物品G0の先端部が、位置aに到達したとき(Tx=taのとき)の計量コンベヤ7の無負荷時間Taは、Ta=Tx−tp=ta−tpとなり、先行の物品G0の先端部が、位置bに到達したとき(Tx=tbのとき)の計量コンべヤ7の無負荷時間Tbは、Tb=tb−tpとなる。

0053

計量コンベヤ7の無負荷時間が開始される上記無負荷開始時間tpは、物品の品種(物品の長さ)、計量コンベヤ7の長さ、計量コンベヤ7の搬送速度が規定されると一定値となり、予めこれらの値は、入力部18から設定入力されるので、これらの値に基づいて、無負荷開始時間tpを算出する。すなわち、無負荷開始時間tpは、計量対象である物品の品種(物品の長さ)、計量コンベヤ7の長さ、及び、計量コンベヤ7の搬送速度が設定されると、設定に応じた一定の値が算出される。

0054

計量コンベヤ7の無負荷時間Tx’は、物品間の時間間隔の測定値をTxとすると、上記のように
Tx'=Tx−tp
として算出される。

0055

計量コンベヤ7の荷重センサ10から出力されるアナログ荷重信号は、上記図2の増幅器15で増幅され、A/D変換器16によって、短いサンプリング間隔Δt、例えば、1msec毎(Δt=1msec)にA/D変換され、デジタル荷重信号として演算制御部17へ読み込まれ、零点重量値を測定するデジタル荷重信号は、後述するフィルタ処理手段によってフィルタ処理される。また、物品の重量値は、従来と同様のフィルタによってフィルタ処理されたデジタル荷重信号によって算出される。

0056

デジタル荷重信号のフィルタ出力値をWa、予め調整段階で記憶させた計量コンベヤ7の無負荷時のデジタル荷重信号のフィルタ出力値(初期荷重)をWi、既知分銅などの荷重を計量コンベヤ7上に載置して定めたスパン係数をK、稼働運転中に生じる零点変動量積算値をWzとすると、物品が計量コンベヤ7上に存在するときの物品の重量測定値Wnは、
Wn=K・(Wa−Wi)−Wz ・・・(1)
として算出される。

0057

この(1)式のスパン係数K及び初期荷重Wiを求めるための荷重信号は、例えば、後述のフィルタ処理手段の最も応答特性が遅いフィルタの出力によるものである。

0058

物品が計量コンベヤ7上に存在しない無負荷時に得られ、後述のフィルタ処理手段によって無負荷時間に応じた応答特性のフィルタによってフィルタ処理された出力値Waに基づく重量測定値Wnは、計量コンベヤ7の零点重量値であり、Wn≠0であれば、Wnの値は、零点変動量を意味し、零点調整されるべき値である。

0059

なお、物品が計量コンベヤ7上に存在するときの物品の重量測定値Wnは、上記のように従来と同様のフィルタ処理、すなわち、物品Gが送込みコンベヤ6から離脱し、計量コンベヤ7上に完全に乗り移った図3のcの位置から、物品Gが送出しコンベヤ8に接触する直前の位置dに到達するまでに要する時間を応答特性とするフィルタによるフィルタ出力Waに基づいて、上記(1)式から算出される。

0060

図4は、演算制御部17に構成されるフィルタ処理手段を示す図である。

0061

この実施形態のフィルタ処理手段20には、1msecのサンプリング間隔(Δt=1msec)でアナログ荷重信号をデジタル荷重信号に変換する上記A/D変換器16からのデジタル荷重信号Wa´が読み込まれる。

0062

このフィルタ処理手段20は、A/D変換器16によってA/D変換された1つのA/Dサンプリングデータを記憶できるセルメモリS1(0)〜S1(N1−1)を、直列にN1個接続したシフトレジスタSR1と、各セルメモリS1(0)〜S1(N1−1)の出力の平均値を演算する平均値演算素子1/N1と、平均値演算素子1/N1の出力A1を記憶するセルメモリS2(0)〜S2(N2−1)を、直列にN2個接続したシフトレジスタSR2と、各セルメモリS2(0)〜S2(N2−1)の出力の平均値を演算する平均値演算素子1/N2と、平均値演算素子1/N2の出力A2を記憶するセルメモリS3(0)〜S3(q+r−1)を、直列にN3=q+r個接続したシフトレジスタSR3と、各セルメモリの出力の平均値をそれぞれ演算する複数の平均値演算素子1/q,1/(q+1),・・・,1/(q+r´),・・・,1/(q+r)とを備えている。

0063

このフィルタ処理手段20では、A/D変換器16からのデジタル荷重信号Wa´が、Δt=1msec毎に新たに読み込まれる度に、シフトレジスタSR1のセルメモリS1(0)〜S1(N1−1)の記憶データを図4の右方向へ順次シフトして、左端のセルメモリS1(0)に新たに読み込まれるデジタル荷重信号を記憶する。

0064

平均値演算素子1/N1は、Δt毎にセルメモリS1(0)〜S1(N1−1)の出力の平均値を演算してシフトレジスタSR2に出力する。

0065

シフトレジスタSR2は、平均値演算素子1/N1からの出力A1がΔt毎に入力される度に、セルメモリS2(0)〜S2(N2−1)の記憶データを図4の右方向へ順次シフトして、左端のセルメモリS2(0)に新たな入力を記憶する。

0066

平均値演算素子1/N2は、Δt毎にセルメモリS2(0)〜S2(N2−1)の出力の平均値を演算してシフトレジスタSR3に出力する。

0067

シフトレジスタSR3は、平均値演算素子1/N2からの出力A2がΔt毎に入力される度に、セルメモリS3(0)〜S3(q+r−1)の記憶データを図4の右方向へ順次シフトして、左端のセルメモリS3(0)に新たな入力を記憶する。

0068

複数の各平均値演算素子1/q,1/(q+1),・・・,1/(q+r´),・・・,1/(q+r)は、対応するセルメモリS3(0)〜S3(q−1),S3(0)〜S3(q),・・・,S3(0)〜S3(q+r´−1),・・・,S3(0)〜S3(q+r−1)の出力の平均値を演算して出力する。

0069

ここで、平均値演算素子1/(q+r´)は、図4の左端の平均値演算素子1/qから右端の平均値演算素子1/(q+r)までの各平均値演算素子を代表的に示すものであって、r´=0〜rであり、r´=0のときに、左端の平均値演算素子1/qに相当し、r´=rのときに、右端の平均値演算素子1/(q+r)に相当する。

0070

複数の各平均値演算素子1/q,1/(q+1),・・・,1/(q+r´),・・・,1/(q+r)の、例えば、平均値演算素子1/qは、セルメモリS3(0)〜S3(q−1)のq個の出力の加算値I(0)をqで除算して平均値I(0)/qを算出し、平均値演算素子1/(q+1)は、セルメモリS3(0)〜S3(q)のq+1個の出力の加算値I(1)をq+1で除算して平均値I(1)/(q+1)を算出し、平均値演算素子1/(q+r´)は、セルメモリS3(0)〜S3(q+r´−1)のq+r´個の出力の加算値I(r´)をq+r´で除算して平均値I(r´)/(q+r´)を算出し、平均値演算素子1/(q+1)は、セルメモリS3(0)〜S3(q+r−1)のq+r個の出力の加算値I(r)をq+rで除算して平均値I(r)/(q+r)を算出する。

0071

このようにシフトレジスタSR3では、セルメモリS3(q−1)以降に接続される1つのセルメモリ毎に順次応答時間が増加する方向に、対応するセルメモリの出力の平均値を出力する複数の平均値演算素子1/q,1/(q+1),・・・1/(q+r´)・・・,1/(q+r)を設け、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx’の長さに、従属接続したフィルタの出力の応答時間がΔt刻みで対応することができるようになっている。

0072

この実施形態では、複数の各平均値演算素子1/q,1/(q+1),・・・,1/(q+r´),・・・,1/(q+r)のいずれかの出力を、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´に応じて選択し、フィルタ処理手段20によるフィルタ出力とし、そのフィルタ出力から零点重量値を取得する。

0073

各フィルタの出力をそれぞれ与える、隣合う各平均値演算素子1/q,1/(q+1),・・・,1/(q+r´),・・・,1/(q+r)の間には、各セルメモリS3(q)〜S3(q+r−1)及び各加算素子が、順次それぞれ接続され、各フィルタが従属接続された構成とみなすことができる。

0074

シフトレジスタSR1のN1個のセルメモリS1(0)〜S1(N1−1)に記憶させるデータをサンプリングするのに要する時間は、計量コンベヤ7の固有振動信号の1周期に相当するように設定され、このシフトレジタSR1及び平均値演算素子1/N1によって、物品が計量コンベヤ7を離脱したときに生じる固有振動ノイズ信号を大きい減衰率で除去するようにしている。

0075

また、シフトレジスタSR2のN2個のセルメモリS2(0)〜S2(N2−1)に記憶させるデータをサンプリングするのに要する時間は、交流信号ノイズラインノイズ)の1周期に相当するように設定され、このシフトレジスタSR2と平均値演算素子1/N2によって、交流信号ノイズを大きい減衰率で除去するようにしている。

0076

いずれも零点重量値を測定する上で、除去すべきノイズ信号を大きい減衰率で除去するのに好適なフィルタを構成する。

0077

図5は、図4のフィルタ処理手段20に入力されるデジタル荷重信号Wa´に対する平均値演算素子1/N1,1/N2の出力A1,A2及び平均値演算素子1/q,1/(q+1),・・・,1/(q+r´),・・・,1/(q+r)の出力のタイミングを説明するための図である。図5において、○印は、A/D変換器16からΔt毎に入力されるデジタル荷重信号Wa´であり、このデジタル荷重信号Wa´が、シフトレジスタSR1のN1個のセルメモリS1(0)〜S1(N1−1)に順次入力されるので、各セルメモリS1(0)〜S1(N1−1)の出力となる。

0078

×印は、Δt毎にセルメモリS1(0)〜S1(N1−1)の出力の加算値をN1で除算した平均値演算素子1/N1の演算結果、すなわち、平均値演算素子1/N1の出力のデータ列A1である。この平均値演算素子1/N1の演算結果を得るまでには、デジタル荷重信号Wa´が、シフトレジスタSR1のセルメモリS1(0)に読み込まれた時点T=0から(N1−1)Δtの時間が経過しており、この時間(N1−1)Δtが、上記の計量コンベヤ7の固有振動信号の1周期に相当する。この平均値演算素子1/N1の演算結果は、シフトレジスタSR2のセルメモリS2(0)〜S2(N2−1)に順次記憶される。

0079

△印は、Δt毎に平均値演算素子1/N1の演算結果のデータA1を記憶したセルメモリS2(0)〜S2(N2−1)の出力の加算値をN2で除算した平均値演算素子1/N2の演算結果、すなわち、平均値演算素子1/N2の出力のデータ列A2である。この平均値演算素子1/N2の演算結果を得るまでには、平均値演算素子1/N1の演算結果が得られた時点から(N2−1)Δtの時間が経過しており、この時間(N2−1)Δtが、上記の交流ノイズ信号(ラインノイズ)の1周期に相当する。この平均値演算素子1/N2の演算結果は、シフトレジスタSR3のセルメモリS3(0)〜S3(q+r−1)に順次記憶される。

0080

平均値演算素子1/N2の演算結果は、2つの平均値演算過程を含み、多重移動平均データとなっている.
シフトレジスタSR3のセルメモリS3(0)〜S3(q−1)のq個の出力の加算値I(0)を、qで除算した平均値演算素子1/qの出力I(0)/qが、フィルタ処理手段20から取得する最も応答時間の短いフィルタの出力であって、このフィルタの出力から零点重量値が算出される。この平均値演算素子1/qの出力が得られる時点は、シフトレジスタSR2のセルメモリS2(0)〜S2(N2−1)の平均値、すなわち、平均値演算素子1/N2の出力A2が得られた時点から(q−1)・Δtの時間が経過した時点である。

0081

また、この時点は、デジタル荷重信号Wa´が、シフトレジスタSR1のセルメモリS1(0)に読み込まれた時点T=0からは、{(N1−1)+(N2−1)+(q−1)}・Δtの時間が経過した時点であり、この時間が、セルメモリS3(0)〜S3(q−1)の出力の加算値I(0)に対応するフィルタの出力点である平均値演算素子1/qまでの応答時間である。

0082

この時間{(N1−1)+(N2−1)+(q−1)}・Δtを、計量コンベヤ7の無負荷時における零点重量値を測定できる最短時間とする。この零点重量値を測定できる最短の無負荷時間(以下「第1無負荷時間」ともいう)は、図3におけるTaとして示すことができる。また、デジタル荷重信号Wa´が、シフトレジスタSR1のセルメモリS1(0)に読み込まれた時点T=0は、図3において、先行の物品G0の後端部が計量コンベヤ7から丁度離脱し、その先端部が、位置pに到達する時間である無負荷開始時間tpに対応する。

0083

第1無負荷時間Taを、例えば、計量コンベヤ7の長さ、物品の長さ、計量コンベヤ7の搬送速度によって定まる計量コンベヤ7の無負荷開始時間Tx=tpより、例えば100msec経過した時間とすると、
Ta={(N1−1)+(N2−1)+(q−1)}・Δt
=100(msec)
である。

0084

この例では、上記のようにΔt=1msecであるので、セルメモリを[(N1−1)+(N2−1)+(q−1)]=100個用意する。

0085

シフトレジスタSR3の最も少ないセルメモリS3(0)〜S3(q−1)の平均値の出力点である平均値演算素子1/qから最も多いセルメモリS3(0)〜S3(q+r−1)の平均値の出力点である平均値演算素子1/(q+r)までを代表的に示す平均値演算素子1/(q+r´)は、デジタル荷重信号Wa´が、シフトレジスタSR1のセルメモリS1(0)に読み込まれた時点T=0からは、{(N1−1)+(N2−1)+(q+r’−1)}・Δtの時間が経過した時点のフィルタ出力値であり、r’の値は、測定される計量コンベヤ7の無負荷時間Tx’の値に次のように対応づけられる。

0086

Tx’={(N1−1)+(N2−1)+(q+r’−1)}・Δt
=Ta+r’・Δt
そして、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx’の測定値によって、対応する平均値演算素子1/(q+r´)の出力I(r´)/(q+r´)が選択される。

0087

物品が計量コンベヤ7から離脱する際に生じる過渡応答振動信号の振幅が十分小さくなるまで収束し、十分安定なフィルタ出力、したがって、バラツキの小さな精確な零点重量値を取得できる応答時間Tbを定める。この応答時間Tbは、シフトレジスタSR3におけるセルメモリが最も多い場合、すなわち、セルメモリS3(0)〜S3(q+r−1)までの平均値を出力する平均演算素子1/(q+r)までの応答時間に対応する。

0088

この十分に安定なフィルタ出力が得られる応答時間Tbは、図3における無負荷時間Tb(=Tx−tp)として示すことができる。ここで、この無負荷時間Tbを、例えば、無負荷開始時間tpと同じ(Tb=tp)とする、すなわち、物品間の時間間隔Txが、無負荷開始時間tpの2倍(Tx=2・tp)となったときに、十分に安定なフィルタ出力を取得できるとする。

0089

この十分安定なフィルタ出力を取得できる無負荷時間Tb(以下「第2無負荷時間」ともいう)は、セルメモリS3(0)〜S3(q+r−1)の出力の加算値I(r)に対応するフィルタの出力点である平均演算素子1/(q+r)までの応答時間であり、図5に示すように、デジタル荷重信号Wa´が、シフトレジスタSR1のセルメモリS1(0)に読み込まれた時点T=0からは、{(N1−1)+(N2−1)+(q+r−1)}・Δtの時間が経過した時点である。したがって、第2無負荷時間Tbを、無負荷開始時間tpと同じとすると、
Tb={(N1−1)+(N2−1)+(q+r−1)}・Δt
=Ta+r・Δt=100+r=tp (∵Δt=1msec)
となるようにセルメモリを、第1無負荷時間Taの100個に加えて、更にr個用意する。

0090

計量コンベヤ7の無負荷時間Tx’が、この第2無負荷時間Tb以上のときには、十分に安定なフィルタ出力、したがって、バラツキの小さい精確な零点重量値を取得できるとして、平均値演算素子1/(q+r)から出カされるデータを選択する。

0091

この実施形態では、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´が、第1無負荷時間Ta未満であるときには、物品の計量コンベヤ7からの離脱による過渡応答振動信号が大きく、有効な零点調整を行うことができないとして零点調整を行わず、無負荷時間Tx´が、第1無負荷時間Ta以上で第2無負荷時間Tb以下であるときには、その無負荷時間Tx´に応じたフィルタの出力を選択して零点調整を行い、無負荷時間Tx´が、第2無負荷時間Tbを超えるときには、十分安定なフィルタ出力が得られるとして、第2無負荷時間Tbに応じたフィルタの出力を選択して零点調整を行うようにしている。

0092

計量コンベヤの無負荷時間Tx’が長いほど、計量コンベヤ7から物品が離脱したときに生じる過渡応答振動信号は収束してその振幅は小さくなり、加えて、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx’の長さに応じた応答時間の長いフィルタで処理できるので、過渡応答特性、フィルタの減衰特性のいずれの点からも、よりバラツキの小さい、安定した精確な零点重量値を得ることができる。

0093

物品が計量コンベヤ7から離脱した直後の過渡応答振動信号の振幅の収束度合は、時間が経過するにつれて大きくなる、すなわち、過渡応答振動信号の振幅は、時間が経過するにつれて小さくなる。測定される零点重量値は、過渡応答振動信号の振幅が大きいほどバラツキが大きく、振幅が小さいほど、バラツキが小さくなるので、計量コンベヤ7の無負荷時間が短いほど先行の物品の計量コンベヤ7からの離脱による過渡応答振動信号によってバラツキの大きい零点重量値が測定され、無負荷時間が長いほどバラツキの小さい精確な零点重量値が測定されることになる。

0094

また、フィルタ処理手段20によるフィルタ処理では、計量コンベヤ7の無負荷時間が短いほど、応答特性の速いフィルタの出力を選択するが、応答特性の速いフィルタは、ノイズ信号に対する平滑特性も小さいので、この応答特性の速いフィルタの出力から求めた零点重量値は、バラツキが大きい。

0095

そこで、この実施形態では、上記のようにして計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の長さに応じてフィルタ処理して零点重量値を測定した後に、測定した零点重量値そのもので零点調整を行うのではなく、測定した零点重量値を、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の長さに応じて修正し、修正した零点重量値を、実際に計量コンベヤ7の零点を調整する零点調整量としている。すなわち、測定した零点重量値を修正して零点調整量に変換し、この零点調整量によって零点調整を行うものである。

0096

計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´が長いと、計量コンベヤ7からの物品の離脱による過渡応答振動信号の振幅は小さくなるので、かつ、フィルタによる平滑特性が大きくなるので、測定される零点重量値のバラツキは小さくなり、逆に計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´が短いと、測定される零点重量値のバラツキは大きくなる。

0097

バラツキの大きい零点重量値では、精確に零点調整できないので、このバラツキの大きい零点重量値を、直接零点調整に用いることによって起きるかも知れない大きな誤調整を避けるために、測定した零点重量値を、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の長さに応じて修正して零点調整量とし、この零点調整量によって零点調整を行うものである。

0098

具体的には、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の長さに応じて、測定した零点重量値を修正して零点調整量に変換するための変換係数kaを定め、測定した零点重量値に変換係数kaを乗じて零点調整量とするようにしている。

0099

この変換係数ka(=0〜1)は、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´が、長くなるにつれて、最小値ka=0から最大値ka=1へと徐々に大きくなるようにしている。

0100

すなわち、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´が短いと、測定される零点重量値のバラツキは大きくなるので、無負荷時間Tx´が短いほど、測定した零点重量値に小さな変換係数kaを乗じてより小さい零点調整量に変換して零点調整を行うようにしており、これによって、バラツキの大きい零点重量値によって、大きな誤調整が行われるのを回避するようにしている。

0101

この実施形態では、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´が短いほど、すなわち、測定される零点重量値のバラツキが大きく信頼性が低いほど、実際に測定された零点重量値よりも小さな零点調整量に変換して零点調整し、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´が長いほど、すなわち、測定される零点重量値のバラツキが小さく信頼性が高いほど、実際に測定された零点重量値に近い零点調整量に変換して零点調整する。

0102

次に、測定される零点重量値の零点調整量への変換について、(a)計量コンベヤ7の無負荷時間が短いため、測定した零点重量値に大きいバラツキ成分が含まれる場合と、(b)計量コンベヤ7の無負荷時間が長いため、測定した零点重量値には小さいバラツキ成分しか含まれない場合とに分けて説明する。

0103

(a)計量コンベヤ7の無負荷時間が短いため、測定した零点重量値に大きいバラツキ成分が含まれる場合
計量コンベヤ7の無負荷時間が短いほど応答特性の速いフィルタで処理するので、零点重量値の測定値には、大きいバラツキ成分が含まれる。

0104

測定した零点重量値が、バラツキ成分を含んでいても、零点重量の測定値の絶対値、すなわち、零点変動量の測定値の絶対値が大きいほど、実際に生じている零点変動の大きさ、プラスまたはマイナス方向についての傾向が明らかに表れる。

0105

実際の零点重量の変動量が大きく、大きめの零点重量値が測定されたときであって、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´によってバラツキが大きいと判定される場合、すなわち、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´が短い場合、測定した零点重量値は、上記のように小さな変換係数kaが乗じられて大きく減衰されるものの、零点変動の傾向に応じて零点調整量が得られるようにしている。したがって、物品の搬送間隔が狭い搬送ラインであって、計量コンベヤ7の無負荷時間が生じる機会が少ないような場合であっても、その無負荷時間が生じる少ない機会を捉えて少しでも現在の実際の零点変動の傾向に応じた零点調整を行うことができる。

0106

反対に、零点重量の変動量が小さい場合は、実際の零点重量値は、例えばプラスの小さい値であるにもかかわらずバラツキが大きいために、零点重量値としてマイナスの値に測定されてしまうことがあるが、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´が短い場合には、測定した零点重量値には、小さな変換係数kaが乗じられて大きく減衰されて、零点調整量を極く小さく算出するので、算出した零点調整量が、実際の零点変動の方向と異なる方向、大きさであっても、誤調整の程度を小さく押さえることができる。

0107

(b)計量コンベヤ7の無負荷時間が長いため、測定した零点重量値には小さいバラツキ成分しか含まれない場合
計量コンベヤ7の無負荷時間が長く、荷重信号のバラツキの小さい場合は、安定で精確な零点重量値が測定できるので、物品の搬送間隔が狭い搬送ラインであって、計量コンベヤ7の無負荷時間が生じる機会が少ない場合であっても、計量コンベヤ7が無負荷状態になる機会を得たとき、実際に測定される零点重量値が大きくても小さくても、無負荷の機会を捉え、測定した零点重量値には、大きな変換係数kaを乗じて減衰量を小さくして零点調整量を算出し、1回の無負荷の機会であっても現時点の計量コンベヤ7の実際の零点重量値(零点変動量)に近いか等しい方向、大きさの零点調整量でもって精確に零点調整する。

0108

測定した零点重量値に掛ける変換係数kaは、例えば計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の長さに応じた変換係数の関数を設定し、稼働運転時には、計量コンベヤ7の無負荷時に測定した零点重量値に対して、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の長さに応じた変換係数kaを選択して乗算することによって零点変動量を小さくした零点調整量を算出し、この零点調整量によって零点調整する。

0109

図6は、この変換係数の関数を示すグラフであって、無負荷時間Tx’が上記第1無負荷時間Taと第2無負荷時間Tbの間の変換係数kaは、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx’をパラメータとする1次関数に定めている。なお、本発明の他の実施形態として、高次関数に定めてもよい。この図6では、零点重量値に乗じて零点調整量とする変換係数kaを、無負荷時間Tx´に応じて、次のように規定している。
(1)Tx’<Taのとき
ka=0
計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´が、第1無負荷時間Ta未満であるときには、物品の計量コンベヤ7からの離脱による過渡応答振動信号が大きく、有効な零点調整を行うことができないとして、いかなる零点重量値が測定されても零点調整量は0になる。つまり零点調整は行わない。
(2)Ta≦Tx’≦Tbのとき
ka={1/(Tb−Ta)}・Tx’−{Ta/(Tb−Ta)}
(3)Tx’>Tbのとき
ka=1
計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´が、第2無負荷時間Tbを超えるときには、物品の計量コンベヤ7からの離脱による過渡応答振動信号が十分に収束し、十分安定した精確な零点重量値が測定できるとして、測定した零点重量値そのものを零点調整量とする。

0110

次に、零点重量値を算出するためのデータの取得までの処理を、図7のフローチャートに基づいて説明する。

0111

この図7の処理は、演算制御部17に内蔵のクロック生成回路の、例えば1msec毎のクロックパルスによって、1msec間隔で起動し、他の処理によりも優先して処理される。すなわち、1msec毎に最優先で実行される。

0112

演算制御部17がA/D変換器16からデジタル荷重信号を読み込み(ステップn1)、上記図4に示すフィルタ処理手段20によってフィルタ演算処理を実施する(ステップn2)。但し、平均値演算素子による演算は、平均値演算素子1/N1と、平均値演算素子1/N2による多重平均演算処理のみを行う。平均値演算素子1/q,1/(q+1),・・・1/(q+r´)・・・,1/(q+r)による平均値演算は、別の処理プログラムで実行する。

0113

次に、フラグFoが「1」にセットされているか否かを判断し(ステップn3)、「1」にセットされていないときには、フラグFaが「1」にセットされているか否かを判断し(ステップn4)、「1」にセットされていないときには、物品センサ12が物品を検知したか否かを判断し(ステップn5)、検知していないときには終了する。すなわち、フラグFo及びフラグFaが、共に「0」である状態では、物品が物品センサ12で検知されないときには、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´を算出するための物品間の時間間隔Txはカウントしない。

0114

ステップn5で物品を検知したときには、フラグFo及びフラグFaに「1」をそれぞれセットし、次の処理サイクルより計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´を算出するための物品間の時間間隔Txをカウントできる状態にして終了する(ステップn6,n7)。

0115

ステップn3において、フラグFoが「1」にセットされているときには、物品を物品センサ12で検知し、物品が、物品センサ12の検知領域を通過中であるとして、物品が検知領域を完全に通過するまでの時間を計測する通過時間計測用カウンタCoをインクリメントし(ステップn9)、通過時間計測用カウンタCoのカウント値が、物品が物品センサ12の検知領域を完全に通過し終える時間To以上になったか否かを判断する(ステップn10)。

0116

通過時間計測用カウンタCoのカウント値が、物品が物品センサ12の検知領域を完全に通過し終えるまでの時間To以上になっていないときには、ステップn13に移り、検知領域を完全に通過し終える時間To以上になったときには、物品センサ12で検知された物品が、物品センサ12の検知領域を完全に通過したとして、フラグFo及び通過時間計測用カウンタCoをそれぞれリセットしてステップn13に移る(ステップn11,n12)。

0117

ステップn13では、先行する物品と後続の物品との時間間隔Txを計測する時間間隔計測用カウンタCaをインクリメントして終了する。物品が物品センサ12の検知領域を通過し終える時間Toが経過しても、時間間隔計測用カウンタCaのカウントを継続する。

0118

ステップn3において、フラグFoが「1」にセットされておらず、ステップn4において、フラグFaが「1」にセットされているときには、フラグFoが「1」にセットされているか否かを判断する(ステップn8)。

0119

ステップn8において、フラグFoが「1」にセットされているときには、物品が物品センサ12の検知領域を通過中であるとして、上記のステップn9に移り、「1」にセットされていないときには、ステップn14に移る。ステップn14では、物品間の時間間隔Txを計測する時間間隔計測用カウンタCaをインクリメントし、ステップn15に移る。すなわち、フラグFo=0であってもフラグFa=1であれば、次の物品が、物品センサ12に未だ到達していないので、時間間隔計測用カウンタCaによって物品間の時間間隔Txをカウントする。

0120

ステップn15では、物品センサ12で物品を検知したか否かを判断し、物品を検知していないときには、時間間隔計測用カウンタCaのカウント値Txから計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´(=Txーtp)を算出し、算出した無負荷時間Tx´が、上記第2無負荷時間Tb以上であるか否かを判断し(ステップn16)、第2無負荷時間Tb以上でないときには、終了する。

0121

ステップn15において、物品を検知したときには、無負荷時間Tx’が第2無負荷時間Tbに到達する前に次の物品が物品センサ12で検知されたとして、フラグFaを「0」にリセットし(ステップn17)、そのときの無負荷時間Tx´をメモリMtにストアし(ステップn18)、零点調整起動用フラグFzを「1」にセットし(ステップn19)、時間間隔計測用カウンタCaをリセットし(ステップn20)、この時点の零点重量値(零点変動量)を求めるために、無負荷時間Tx´に応じたセルメモリS3(0)〜S3(q+r´−1)の出力を、メモリMRへストアして終了する(ステップn21)。後述のように、別のプログラムで零点重量値、零点調整量を求め、零点調整する。最優先プログラムが実行されるとすぐに零点調整起動用フラグFz=1に基づくプログラムが実行されるので、零点調整の実施のタイミングに遅れが生じない。

0122

上記ステップn16で、無負荷時間Tx´が、上記第2無負荷間Tb以上になると、すなわち、次の物品の到来がないまま、無負荷時間Tx´が、第2負荷時間Tb以上になると、その時の無負荷時間Tx´をメモリMtにストアし(ステップn18)、零点調整起動用フラグFzを「1」にセットし(ステップn19)、時間間隔計測用カウンタCaをリセットする(ステップn20)。

0123

このときには、零点重量値(零点変動量)を求めるために、第2無負荷時間Tbに応じたセルメモリS3(0)〜S3(q+r−1)の出力を、メモリMRへストアして終了する(ステップn21)。

0124

この場合、すなわち、次の物品の到来がないまま、無負荷時間Tx´が、第2負荷時間Tb以上になったときには、フラグFaは「1」のままにしている。フラグFa=1であると、次の処理サイクルから上記のステップn4,n8,n14へと進み、次の物品が物品センサ12で検知されるまでは、再び、時間間隔計測用カウンタCaで物品間の時間間隔Txのカウントを開始する。

0125

なお、コンベヤ運転スイッチをオンすると、強制的にフラグFaを「1」にセットして最初の処理サイクルから上記のステップn4,n8,n14へと進み、次の物品が物品センサ12で検知されるまでは、再び、時間間隔計測用カウンタCaで物品間の時間間隔Txのカウントを開始する。

0126

図8は、零点調整処理を示すフローチャートであり、この図8は、図7より優先度の低いプログラム処理にて、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´とフィルタ出カデータとによって変換係数ka、零点重量値(零点変動量)Wnz、零点調整量Wnzaを算出し、零点調整を実施する処理を示す。

0127

先ず、零点調整起動フラグFzが「1」にセットされているか否かを判断し(ステップn101)、「1」にセットされているときには、零点調整起動フラグFzを「0」にリセットし(ステップn102)、メモリMtにストアされている計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の値を読み出す(ステップn103)。

0128

次に、図6に基づく上記(1)〜(3)に従って無負荷時間Tx´に応じた変換係数kaを決定する(ステップn104)。

0129

次に、メモリMRにストアされているセルメモリの値を読み出し、無負荷時間Tx´の値に応じて、複数の平均値演算素子1/q,1/(q+1),・・・1/(q+r´)・・・,1/(q+r)のいずれかの平均値を算出し、Waとし、上記(1)式より、計量コンベヤ7の無負荷時の重量値である零点重量値Wn=Wnzを求める(ステップn105)。

0130

このとき、無負荷時間Tx´が、第1無負荷時間Ta未満では、フィルタ出力は得られず、零点重量値は取得できない(Wnz=0)。また、無負荷時間Tx´が、平均値演算素子1/(q+r´)に対応するとすると、
Tx´<Taのときは、 Wnz=0
Tx´≧Taのときは、 Wa=I(r´)/(q+r´)
となる。

0131

次に、決定した変換係数kaを用いて零点調整量Wnzaを、
Wnza=ka・Wnzによって算出する(ステップn106)。

0132

次に、積算変動レジスタの値Wzに
Wz+Wnza→Wzと加算して零点調整を実行する。

0133

以上のように本実施形態によれば、計量コンベヤ7上に物品が存在しない無負荷時間を測定し、無負荷時間に応じた応答特性のフィルタの出力を選択して零点重量値を取得するので、先行する物品と後続の物品との搬送間隔が変動し、計量コンベヤ7が無負荷状態となる無負荷時間が変動しても、その無負荷時間に応じた応答特性のフィルタによって適切にフィルタ処理された荷重信号から零点重量値を取得することが可能となる。

0134

これによって、例えば、計量コンベヤ7の無負荷時間に比べて、フィルタの応答特性が遅過ぎて、計量コンベヤ7上に未だ物品が存在する状態のときに測定した荷重信号成分がフィルタ処理されて精確な零点重量値を取得できなかったり、逆に、計量コンベヤ7の無負荷時間に比べて、フィルタの応答特性が速過ぎて、無負荷時間が長いにもかかわらず、過渡応答振動信号の振幅を十分に減衰させることができず、安定した零点重量値を取得することができないといったことがない。

0135

更に、取得される零点重量値は、その零点重量値が取得される際の無負荷時間に応じて信頼性が異なるので、零点重量値を、その信頼性に応じて修正して零点調整量とし、この零点調整量によって零点調整を行うことによって、信頼性の低い零点重量値で零点調整を行って大きな誤調整が生じるのを防止することができる。

0136

上記実施形態では、変換係数kaによって零点重量値を修正して零点調整量としたけれども、本発明の他の実施形態として、例えば、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の長さに応じた大きさの零点調整量の飽和値を設定し、稼働運転時において、計量コンベヤ7の無負荷時に測定した零点重量値(零点変動量)を、そのときに測定した計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の長さに応じた飽和値と比較し、測定した零点重量値が、飽和値以上であれば飽和値を零点調整量とし、飽和値未満であればそのとき測定した零点重量値でもって零点調整を行うようにしてもよい。

0137

図9は、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx’に応じて、零点調整量の飽和値である飽和零点調整量を、段階的に定めた例を示したものであり、縦軸の飽和零点調整量は、A/D変換器16の出力をフィルタ処理したA/Dカウント値に対応する。

0138

計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の長さに応じた大きさの飽和零点調整量を設定し、稼働運転時において、無負荷時に測定した零点重量値を、そのときの測定した無負荷時間Tx´の長さに応じた飽和零点調整量と比較する。測定した無負荷時間Tx´が、飽和零点調整量以上であれば、飽和零点調整量を零点調整量とし、測定した無負荷時間Tx´が、飽和零点調整量未満であれば、そのとき測定した零点重量値を零点調整量として零点調整を行う。

0139

図9に示すように、上記の第1無負荷時間Taと第2無負荷時間Tbの間に、無負荷時間Tx’の複数の境界値T1〜T4を定めて複数の区間(1)〜(7)に区分すると共に、区間(1)〜(7)毎に飽和零点調整量を定める。

0140

ここで、上記(1)式のWn=K・(Wa−Wi)−Wzにおいて、重量値Wnは、A/D変換器16の出力Waに基づいて求められるが、A/D変換器16のデジタル分解能レベルは高く、A/Dカウント値であるWa、Wnは、実際に表示する表示重量値よりも分解能が高く、例えば、4倍以上の分解能を持つように構成される。

0141

Wa、Wnが表示重量値の4倍の分解能を持つ場合で、表示重量値の最小表示量をwdとすると、wdとは、A/Dカウント値であるWnでは、カウント値4であり、0.5wdとは、Wnではカウント値2である。飽和零点調整量は、絶対値であり、符号は測定した零点重量値の符号と同じにする。計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の各区間(1)〜(7)において、零点調整量は、次のようになる。
(1)Tx’<Taのとき
零点調整量=0
すなわち、零点調整を行わない。
(2)Ta≦Tx’<T1のとき
飽和零点調整量=0.5wd=2カウントとする。

0142

測定した零点重量値が2カウント以上であれば、零点調整量=2とし(符号は測定通り)2カウント未満(1〜0のいずれか)であれば、測定した零点重量値を零点調整量とする。
(3)T1≦Tx’<T2のとき
飽和零点調整量=wd=4カウントとする。

0143

測定した零点重量値が4カウント以上であれば、零点調整量=4とし(符号は測定通り)4カウント未満(3〜0のいずれか)であれば、測定した零点重量値を零点調整量とする。
(4)T2≦Tx’<T3のとき
飽和零点調整量=1.5wd=6カウントとする。

0144

測定した零点重量値が6カウント以上であれば、零点調整量=6とし(符号は測定通り)6カウント未満(5〜0のいずれか)であれば、測定した零点重量値を零点調整量とする。
(5)T3≦Tx’<T4のとき
飽和零点調整量=2.0wd=8カウントとする。

0145

測定した零点重量値が8カウント以上であれば、零点調整量=8とし(符号は測定通り)8カウント未満(7〜0のいずれか)であれば、測定した零点重量値を零点調整量とする。
(6)T4≦Tx´<Tbのとき
飽和零点調整量=2.5wd=10カウントとする。

0146

測定した零点重量値が10カウント以上であれば、零点調整量=10とし(符号は測定通り)10カウント未満 (9〜0のいずれか)であれば、測定した零点重量値を零点調整量とする。
(7)Tx’≧Tbのとき
飽和零点調整量を設けず、測定された零点重量値を、そのままの零点調整量とする。

0147

次に、この飽和値を定めて零点調整量を求める図9に好適なフィルタ処理手段について図10(a),(b)に基づいて説明する。

0148

図10(a)に示すフィルタ処理手段におけるフィルタFa、F1〜F4、Fbは、この順に応答特性が遅くなる性質のフィルタである。各フィルタFa、F1〜F4、Fbの持つ応答時間は、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx’の長さに応じた値となるように各フィルタのフィルタ定数次数形式を設定する。

0149

フィルタFa、F1〜F4、Fbの出カをそれぞれfa、f1、f2、f3、f4、fbとし、それら出力から取得される零点重量値をそれぞれWaa、Wa1、Wa2、Wa3、Wa4、Wabとする.
フィルタFaは、例えば、「1」の大きさのステップ信号の入カに対して、出カが「O.999」まで応答するに要する時間(=応答時間)が第1無負荷時間Taである応答特性を有する。出カfaは、無負荷時間Tx’が、上記図9の区間(1)または区間(2)のときに選択され、出力faによって零点重量値Waaを求める。但し、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx’が区間(1)の場合は、零点重量値を求めることは不要で、上記のように零点調整量は強制的に0にする。

0150

フィルタF1は、前記応答時間が図9のT1であり、出カf1は、無負荷時間Tx´が区間(3)のときに選択される。

0151

フィルタF2は、前記応答時間が図9のT2であり、出カf2は、無負荷時間Tx´が区間(4)のときに選択される。

0152

フィルタF3は、前記応答時間が図9のT3であり、出カf3は、無負荷時間Tx´が区間(5)のときに選択される。

0153

フィルタF4は、前記応答時間が図9のT4であり、出力f4は、無負荷時間Tx´が区間(6)のときに選択される。

0154

フィルタFbは、前記応答時間が第2無負荷時間Tbであり、出カfbは、無負荷時間Tx´が区間(7)のときに選択される。

0155

図10(b)のフィルタ処理手段は、フィルタFa、F1´、F2´、F3´、F4´、Fb´を従属接続したフィルタ列で構成されている。

0156

フィルタFaとフィルタF1´との従属フィルタの出カf1の応答時間が、図10(a)の上記フィルタF1と同じになるように、フィルタFaとフィルタF1´とフィルタF2´との従属フィルタの出カf2の応答時間が、図10(a)の上記フィルタF2と同じになるように、フィルタFaとフィルタF1´とフィルタF2´とフィルタF3´との従属フィルタの出カf3の応答時間が、図10(a)の上記フィルタF3と同じになるように、フィルタFaとフィルタF1´とフィルタF2´とフィルタF3´とフィルタF4´との従属フィルタの出カf4の応答時間が、図10(a)の上記フィルタF4と同じになるように、フィルタFaとフィルタF1´とフィルタF2´とフィルタF3´とフィルタF4´とフィルタFb´との従属フィルタの出力fbの応答時間が、図10(a)の上記フィルタFbと同じになるように、各フィルタFa、F1´、F2´、F3´、F4´、Fb´の特性が、それぞれ決められている。

0157

応答時間に応じていずれのフィルタFa、F1´、F2´、F3´、F4´、Fb´の出力を選択して零点重量値を求めるかについては上記実施形態と同じである。

0158

上記実施形態では、図6に示すように、変換係数kaを、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´の一次関数として規定したけれど、他の関数で規定するようにしてもよい。

0159

上記のように、Txを、物品間の時間間隔、零点調整が可能な零点重量値の測定可能な最短時間である第1無負荷時間Taを、例えば、Ta=100(msec)とし、Tx´を、計量コンベヤ7の無負荷時間、tpを無負荷開始時間、十分安定な零点重量値を測定できる第2無負荷時間Tbを、Tb=tpとし、更に、無負荷時間Tcを、Ta<Tc<Tbに選ぶ。

0160

この無負荷時間Tcのタイミングを、図5において、平均値演算素子1/(q+r´)に対応する加算値I(r´)に対応するタイミングであるとする。

0161

無負荷時間Tx´=Taのタイミングは、図5において、平均値演算素子1/qに対応する加算値I(0)に対応するタイミングである。

0162

予め、調整段階で繰り返し物品を流し、無負荷時間Tx´=Ta,Tcにおけるフィルタ出力に対応する加算値I(0)、I(r´)の値をそれぞれ測定してメモリに記憶させ、n回の試行の後に演算指令を行うと、無負荷時間Tx´=Taにおける、図5における加算値I(0)迄の平均値I(0)/q、加算値I(r´)迄の平均値I(r´)/(q+r´)を算出する。テスト終了時点で無負荷時間Tx´=Taに対応するフィルタ出力I(0)/qと、無負荷時間Tx´=Tcに対応するフィルタ出力I(r´)/(q+r´)のそれぞれのn回分の値から標準偏差σa、σcを求める。

0163

これらの値から、任意の負荷時間Tx´における標準偏差σ(Tx´)の推定値を求めるための式を、
σ(Tx´)=B・A(Tx´-Ta) Tx´≧Ta ・・・(2)
と定義し、無負荷時間Tx´と標準偏差σa、σcより(2)式におけるA,Bの値を定める。

0164

但し、Tx´<Taの場合は、σ(Tx´)=Bと規定する。(零点調整量=0となるように)
無負荷時間Tx´が増加するほど零点重量測定値のバラツキ量は小さくなり、ある値に安定するので、標準偏差時間関数σ(Tx´)は、次第にBより小さいある値Cに収束する。したがって、A<1に求まる。

0165

無負荷時間Tx´における零点重量測定値Wnzから零点調整量Wnzaを求める式として、上記のように下記の式を適用する。

0166

Wnza=ka・Wnz ・・・(3)
kaを、零点重量測定値に応じた変換係数であるとすると、稼働運転時に計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´を測定したときに
変換係数kaを定めるために(2)式に対して
k=σ(Tx´)/B ・・・(4)
ka=1−k ・・・(5)
式を定義する。

0167

すなわち、零点重量値の測定タイミングがTx´=Taであったときにおいては
A(Tx´-Ta)=1
であるから、上記(2)式より
σ(Tx´)=σ(Ta)=B
したがって、上記(4)式より
k=σ(Ta)/B=1
また、上記(5)式より
ka=0
である。
また、
Tx´>Taにおいては、σ(Tx´)<σ(Ta)=Bに求まるので、kの値は、
k=σ(Tx´)/B<1
∴ 1>ka≧0
の間で求まり、無負荷時間Tx´が大きいほど1に近い値に求まる。

0168

すなわち、無負荷時間Tx´が長いほど、零点調整量Wnzaは、零点重量測定値Wnzに近い値に求まるので、無負荷時間Tx´が長いほど、零点調整量Wnzaは零点重量測定値Wnzに近い値になる。

0169

調整段階の物品計量試行テストによって(2)式が定められる。また、予め(4)、(5)式が用意される。

0170

稼働運転の手順は、次のようにする。

0171

計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´を、Tx´=Tx−tpとして測定する。

0172

Tx´の値を(2)式に入れてσ(Tx´)を求める。

0173

求めたσ(Tx´)から(4)、(5)式より変換係数kaを求める。

0174

無負荷時間Tx´における零点重量値を測定する。

0175

Tx´=Tx−tp<Taであるときはσ(Tx´)=Bと規定する。(ka=0にする。)
その際、零点重量値を測定するために用意する、フィルタ用におけるシフトレジスタの従属列となるセルメモリ個数には限界があるので、図5におけるI(r)出力を取得するメモリを最大とすると、無負荷時間Tx´が、
Tx´=Tb={(N1−1)+(N2−1)+(q+r−1)}・Δt
以上であるときには、常に、零点重量値の測定値を、I(r)/(q+r)によって算出するものとする。

0176

求めた変換係数kaによって(3)式より零点調整量を求め、零点調整する。

0177

上記実施形態では、測定された零点重量値を、計量コンベヤ7の無負荷時間Tx´に応じて修正した零点調整量を算出し、算出した零点調整量によって計量コンベヤ7の零点調整を行ったけれども、本発明の他の実施形態として、測定した零点重量値を修正することなく、測定した零点重量値によって計量コンベヤ7の零点調整を行うようにしてもよい。

0178

上記実施形態では、測定された1回の零点重量値に基づいて、零点調整量を算出して零点調整を行ったけれども、本発明の他の実施形態として、零点重量値が測定される度に、それまでに測定された零点重量値を含む複数回分の零点重量値の平均値を算出し、複数回の零点重量値の平均値に基づいて、零点調整量を算出して零点調整を行うようにしてもよい。

0179

上記実施形態では、送込みコンベヤ6と計量コンベヤ7の間に、物品センサ12として、発光素子受光素子からなるフォトセンサを設置し、搬送される先行の物品の先端部がフォトセンサの光を遮断すると、物品が計量コンベヤ7の入り口に到達したとし、このタイミングから時間のカウントを開始し、後続の物品の先端部がフォトセンサの光を遮断するまでの時間、すなわち、物品間の時間間隔を測定したが、本発明の他の実施形態として、例えば、撮像装置によって計量コンベヤ7上の物品の搬送状態監視する方法や、荷重信号のレベルを検出して物品の時間間隔を測定するようにしてもよい。

0180

1充填装置
2包装装置
3商品生産装置
4重量選別機
5搬送コンベヤ
6送込みコンベヤ
7計量コンベヤ
8送出しコンベヤ
10荷重センサ
11制御装置
12物品センサ
20フィルタ処理手段
G 物品

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