JPH0423727B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は被計量物を搬送しつつ計量する連続
計量装置における計量値の算出方法に関する。

連続計量装置は、被計量物を搬送する搬送コン
ベア（例えばベルトコンベア）、この搬送コンベ
アを駆動するモータ等が一体に構成された計量ユ
ニツトと、この計量ユニツトの全重量をロードセ
ルによつて計量し、この計量結果から被計量物の
重量を算出する計量部とから構成されるもので、
被計量物の重量は被計量物を搬送しつつある時の
計量ユニツトの全重量から、被計量物がない時
（無負荷時）の計量ユニツトの全重量を減算する
ことにより求められる。

ところで、上記計量ユニツトにおけるモータ、
あるいはコンベアベルトを駆動するローラ等は、
軸の偏心等の原因で、程度の差はあるが必ず回転
周期に同期した固有の振動を有しており、このた
め、無負荷時におけるロードセルの出力が第１図
に示すように変動する。この結果、計量ユニツト
の無負荷時重量として、例えば第１図に示す点Ｐ
１あるいは点Ｐ２の値を用いた場合においては、
被計量物の計量値に大きな誤差が発生する。

この発明は上記事情に鑑み、計量ユニツトの振
動に基づく誤差を補正し、もつて高精度の計量を
可能とする連続計量装置における計量値の算出方
法を提供するもので、被計量物を連続的に搬送す
る搬送手段を有する計量ユニツトと、前記計量ユ
ニツトの全重量を計量する計量手段と、前記計量
ユニツト上に被計量物があるか否かを判断する判
断手段とを具備し、前記被計量物を搬送しつつそ
の重量を計量する連続計量装置において、前記計
量手段からの計量値をサンプリングする周期（サ
ンプリング周期）TSを、前記計量ユニツトが有
する固有振動の周期Ｔの１／Ｎ（Ｎは正の整数）
に設定し、前記判断手段が前記計量ユニツト上に
被計量物がないと判断している場合（無負荷時）
には、連続するＮ個のサンプリングされた計量値
（計量ユニツトが有する固有振動の１周期Ｔ分）
を記憶手段に記憶し、前記判断手段が前記計量ユ
ニツト上に被計量物があると判断している場合
（加負荷時）には、サンプリングした計量値から
前記記憶手段に記憶されているＮ個の無負荷時の
計量値の内、前記固有振動の周期Ｔに関して位相
が等しいものを減算して被計量物の計量値を算出
するとともに、無負荷時には前記記憶手段に記憶
する計量値の更新処理を常時行い、この更新処理
は前記固有振動の周期Ｔに関して位相の等しいも
の同士について今回サンプリングした計量値とす
でに記憶されている計量値とを比較し、その差が
所定値以下の場合には今回サンプリングした計量
値を記憶し、その差が所定値より大きい場合には
記憶されている計量値をそのまま維持することを
特徴としている。なお、この発明において計量ユ
ニツトが有する固有振動の周期とは、計量ユニツ
ト全体が、モータ，プーリ，ローラ等の回転部分
の回転により振動した場合に、それらの振動の合
成された振動の周期の意味で用いている。

以下、図面を参照しこの発明を詳細に説明す
る。

第２図はこの発明の一実施例による連続計量装
置の構成を示す概略図である。この図において、
符号１は被計量物Ｌを搬送するコンベアベルト、
２，３はベルト１を駆動するローラ、４はローラ
２を駆動するモータ、５，６はプーリ、７はＶベ
ルトであり、これらによつて計量ユニツト８が構
成されている。なお、プーリ５とプーリ６の直径
比は、この実施例においては１：２となつてお
り、したがつて、モータ４の回転数とローラ２の
回転数の比は２：１となる。また、ローラ２とロ
ーラ３の直径は同一である。符号９は計量ユニツ
ト８の全重量を計量するロードセルユニツトであ
り、基台１０に固定されている。１１は被計量物
Ｌがコンベアの入口部に到達したことを検出する
進入センサ、１２は被計量物Ｌがコンベアの出口
部に達したことを検出する排出センサであり、
各々光電検出器等により構成されている。

以上の構成による装置が稼動している場合、前
述したようにモータ４およびローラ２は各々固有
振動を有している。そして、モータ４とローラ２
の回転数の比が２：１であることから、各々の固
有振動の周期の比は１：２となる。第３図イ，ロ
は各々モータ４およびローラ２の振動波形の一例
を示す図であり、この図における周期Ｔ２は、 T2＝２×T1 ……(1) である。そして、この図に示すような振動がモー
タ４およびローラ２に発生すると、計量ユニツト
８全体では第３図イ，ロの各波形を合成した波
形、すなわち、第３図ハに示す波形の振動が発生
する。この合成波形の周期は第３図イ，ロの各波
形の周期の最小公倍数（第３図の例の場合T2）
となり、また、ロードセルユニツト９内のロード
セルには、無負荷時において第３図ハの波形と略
相似の電圧波形が発生する。

次に、第４図は上述した連続計量装置における
計量値算出部の構成を示すブロツク図である。こ
の図において、１５は第２図におけるロードセル
ユニツト９内に設けられているロードセル、１６
は演算制御部１７からのサンプルホールド信号
SHに基づいてロードセル１５の出力電圧をホー
ルドし、ホールドした電圧をデイジタルデータ
（以下、ロードセルデータDRと称す）に変換し
て出力するＡ／Ｄ（アナログ／デイジタル）変換
器、１７は被計量物Ｌの重量を算出する演算制御
部、１８はメモリ、１１，１２は各々第２図に示
す進入センサおよび排出センサ、１９はローラ２
が１回転する毎に１度オン状態となる同期スイツ
チである。

次に、上記回路の動作を説明する。まず、予め
演算制御部１７内に次の関係を有するサンプルホ
ールド信号SHの周期（サンプル周期）TSを設定
しておく（第３図ニ参照）。

TS＝T2／Ｎ ……(2) 但し、Ｎは正の整数 なお、周期TSはＡ／Ｄ変換器１６における
Ａ／Ｄ変換の時間より大となるように設定するこ
とが必要である。次に、装置に電源が投入され、
モータ４の回転が定常状態になると（この時、被
計量物Ｌはまだコンベアに到達していない）、演
算制御部１７は同期スイツチ１９がオンとなつた
時点以後、サンプルホールド信号SH（周期TS）
を順次出力してＮ個のロードセルデータDRを順
次取込み、第５図に示すメモリ１８の領域１８ａ
内にサンプル番号と共に書込む。

ここで、サンプル番号とは、同期スイツチ１９
がオンとなつた時点以後最初に取込まれたロード
セルデータDRのサンプル番号を１とし、以後、
ロードセルデータDRをサンプルする毎にＮまで
順次増加する番号である。また、上記サンプル動
作により第３図ハに示す振動波形の１周期分の無
負荷時ロードセルデータ（以下、ゼロ点データと
呼ぶ）がサンプルされたことになる。すなわち、
サンプル番号は、それぞれ周期T2の振動波形を
１／Ｎに区分した際の位相差に相当しており、同
じサンプル番号のデータは、周期T2の振動波形
の同一位相位置のデータとなつている。

以後、演算制御部１７は上記と同様にして、連
続的にロードセルデータDRのサンプルを行う
が、被計量物Ｌがコンベアに到達する以前におい
ては次の処理を行う。すなわち、まずサンプル番
号１のロードセルデータDRを取込んだ場合は、
メモリ１８から対応するサンプル番号１のロード
セルデータを読出し、読出したデータとサンプル
したデータとを比較する。そして、両者の差が一
定値以下の場合は新たにサンプルしたロードセル
データをメモリ１８のサンプル番号１のエリアに
書込み、一定値以上の場合は上記書込みを行わな
い。

これは、一定値以上の大幅な変化は、ゼロ点デ
ータの通常の状態における変化とは考えられず、
外部からの振動等の外乱が加わつた結果であり、
この値をゼロ点データとして計量値の算出を行な
うと大きな誤差が生じるからである。以下、サン
プル番号２、３、…の各ロードセルデータDRを
サンプルする毎に上記処理を行う。以上の処理に
より、メモリ１８内のゼロ点データが常時更新さ
れる。

次に、被計量物Ｌが進入センサ１１の位置に到
達すると、以後演算制御部１７は以下処理を行
う。すなわち、例えば進入センサ１１からの検出
信号が演算制御部１７へ供給された時点において
サンプルされたロードセルデータDRのサンプル
番号が「５」であつたとする。この場合、演算制
御部１７は、次のサンプル番号「６」のロードセ
ルデータDRをサンプルすると、まず、メモリ１
８の領域１８ａからサンプル番号「６」のゼロ点
データを読み出し、次いでサンプルしたロードセ
ルデータDRから上記ゼロ点データを減算し、こ
の減算結果を第６図に示すメモリ１８の領域１８
ｂのエリア１８ｂ−１内に書込む。この場合それ
までエリア１８ｂ−１に記憶されていたデータは
エリア１８ｂ−２へ、エリア１８ｂ−２に記憶さ
れていたデータはエリア１８ｂ−３へ、エリア１
８ｂ−３に記憶されていたデータはエリア１８ｂ
−４へそれぞれ書込まれ、記憶される。次にサン
プル番号「７」のロードセルデータDRをサンプ
ルすると、上記と同様にメモリ１８からサンプル
番号「７」のゼロ点データを読出し、サンプルし
たデータDRからこのゼロ点データを減算し、こ
の減算結果を領域１８ｂのエリア１８ｂ−１へ書
き込むとともに、上記の場合と同様にエリア１８
ｂ−２，１８ｂ−３および１８ｂ−４の書き替え
を行なう。以下同様の過程を繰返し、メモリ１８
の領域１８ｂに常に最新の減算結果を４つ記憶し
ておく。そして、排出センサ１２の検出信号が出
力されると、演算制御部１２は領域１８ｂ内の各
データを読出し、平均し、この平均によつて得ら
れたデータを被計量物Ｌの計量値として表示部等
の各部へ出力する。なお、上記処理過程から明ら
かなように、第２図および第４図に示す実施例に
おいては、被計量物Ｌがコンベアから排出される
直前の４サンプルデータに基づいて計量値を算出
するようになつているが、４つに限定されるもの
ではなく、最終的に平均するサンプルの数は任意
である。

また上記実施例装置においては、メモリ１８の
領域１８ａ内にサンプル番号に対応するゼロ点デ
ータを各々最新の１つだけ記憶させておき、この
記憶された１つのデータに基づいて、ゼロ点デー
タの書き替え、および計量値の算出を行なう構成
であつたが、これに限定されない。例えば、第７
図に示す様に、メモリ１８の領域１８ａにエリア
１８ａ−１，１８ａ−２，１８ａ−３，１８ａ−
４を設定し、このエリアにサンプル番号に対応す
るゼロ点データを各々最新の複数個（例えば４
個）を記憶しておき、これらの平均値に基づいて
今回のゼロ点データの書き替えを、行なうか否か
（すなわち、今回のゼロ点データと平均値との差
が一定値以下の場合には、今回サンプリングした
データの書き込みを行ない、一定値以上の場合に
は前回のゼロ点データを今回のゼロ点データとし
て書き込みを行なう）、および計量値の算出を行
なわせることも考えられる。このように、各サン
プル番号に対応して記憶するゼロ点データを複数
個とすることで計量の精度をますます高くするこ
とが可能となる。

なお、上述した実施例においては、計量ユニツ
ト８における固有振動を有する部分がモータ４と
ローラ２，３の３箇所であり、ローラ２，３の直
径が同一でかつモータが２回転した時ローラ２が
１回転する場合であつたが、これに限定されな
い。例えば、ローラ２，３の回転同期がモータ４
の回転同期の整数倍に設定されていない場合、あ
るいは、ローラ２，３の直径が同一でない場合、
または、振動数の異なる固有振動を有する部分が
３箇所以上ある場合には、各部の振動周期の最小
公倍数を求め、この求められた値をＮで割ること
によりサンプル周期TSを求めればよい。

さらに、上記実施例の場合の様にＶベルトによ
る駆動力の伝達では、計量ユニツトの固有振動数
が変化してしまうような場合には、タイミングベ
ルトあるいはギヤにより駆動力を伝達し、モータ
も同期モータを使用するように構成することで計
量ユニツトの固有振動数を正確に規定することが
可能となり、より高精度の計量が行なえる。ま
た、上記実施例においては無負荷時ロードセルデ
ータのサンプル周期と、負荷時ロードセルデータ
のサンプル周期を同一周期TSとしたが、負荷時
ロードセルデータのサンプル周期を無負荷時サン
プル周期TSと異ならせてもよい。この場合、計
量値算出の際におけるメモリ１８内の無負荷時ロ
ードセルデータは、負荷時サンプリング点に最も
近いデータを用いればよい。

以上説明したように、この発明によれば計量ユ
ニツトが有する固有振動の周期に基づいてサンプ
リング周期を決定し、決定されたサンプリング周
期で無負荷時の前記計量ユニツトの重量を計量
し、この無負荷時重量に基づいて前記被計量物の
計量値を算出するようにしたので、無負荷時の重
量が振動して安定しない場合であつても、被計量
物の計量値の算出を極めて高精度に行い得る利点
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続計量装置における無負荷時のロー
ドセルの出力電圧の変化を示す図、第２図はこの
発明の一実施例による連続計量装置の概略構成
図、第３図イ〜ハは各々同連続計量装置における
モータ４，ローラ２，計量ユニツト８の振動波形
を示す図、ニはサンプルタイミングを示す図、第
４図は同連続計量装置における計量値算出部の構
成を示すブロツク図、第５図、第６図は各々第４
図におけるメモリ１８内に設けられている記憶領
域を示す図、第７図はゼロ点データを複数個記憶
する場合におけるメモリ１８の領域１８ａ内の記
憶状態を示す図である。 １……コンベアベルト、２，３……ローラ、４
……モータ、１５……ロードセル、１６……Ａ／
Ｄ変換器、１７……演算制御部、１８……メモ
リ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被計量物を連続的に搬送する搬送手段を有す
   る計量ユニツトと、前記計量ユニツトの全重量を
   計量する計量手段と、前記計量ユニツト上に被計
   量物があるか否かを判断する判断手段とを具備
   し、前記被計量物を搬送しつつその重量を計量す
   る連続計量装置において、 前記計量手段からの計量値をサンプリングする
   周期（サンプリング周期）TSを、前記計量ユニ
   ツトが有する固有振動の周期Ｔの１／Ｎ（Ｎは正
   の整数）に設定し、 前記判断手段が前記計量ユニツト上に被計量物
   がないと判断している場合（無負荷時）には、連
   続するＮ個のサンプリングされた計量値（計量ユ
   ニツトが有する固有振動の１周期Ｔ分）を記憶手
   段に記憶し、 前記判断手段が前記計量ユニツト上に被計量物
   があると判断している場合（加負荷時）には、サ
   ンプリングした計量値から前記記憶手段に記憶さ
   れているＮ個の無負荷時の計量値の内、前記固有
   振動の周期Ｔに関して位相が等しいものを減算し
   て被計量物の計量値を算出するとともに、 無負荷時には前記記憶手段に記憶する計量値の
   更新処理を常時行い、 この更新処理は前記固有振動の周期Ｔに関して
   位相の等しいもの同士について今回サンプリング
   した計量値とすでに記憶されている計量値とを比
   較し、その差が所定値以下の場合には今回サンプ
   リングした計量値を記憶し、その差が所定値より
   大きい場合には記憶されている計量値をそのまま
   維持する ことを特徴とする連続計量装置における計量値の
   算出方法。