JPH07108730B2 - 定量供給制御方法 - Google Patents

定量供給制御方法

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JPH07108730B2
JPH07108730B2 JP61071605A JP7160586A JPH07108730B2 JP H07108730 B2 JPH07108730 B2 JP H07108730B2 JP 61071605 A JP61071605 A JP 61071605A JP 7160586 A JP7160586 A JP 7160586A JP H07108730 B2 JPH07108730 B2 JP H07108730B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は、予め定められた目標重量だけ物品を供給す
る定量供給制御方法に関する。
<従来技術> 従来、上記の制御方法には、計重ホツパの上方に、この
計重ホツパに物品を供給する溜めホツパを設け、この溜
めホツパの下端に2〜3枚のカツトゲートを設け、これ
らゲートの開閉により供給量を制御する2段投入方式、
3段投入方式と称するものである。第4図(a)、
(b)に3段投入方式の制御原理を示す。この方式で
は、計重信号が設定重量W1を超えるまでは大きな流量と
なるゲート位置G1で物品を供給し(大投入)、計重信号
が設定重量W2を超えるまでは中程度の流量となるゲート
位置G2で物品を供給し(中投入)、計重信号が設定重量
wpに落差量dを見込んだ重量(wp−d)になるまで小程
度の流量となるゲート位置G3で物品を供給し(小投
入)、そして(wp−d)に計重信号がなると物品の供給
を停止する。この方式では、投入流量の切換点が2点と
少なく、切換時点での流量差に起因する衝撃値のため計
重信号がオーバーシユートし、そのため真の計重心号が
見掛けのオーバーシユートの中に埋没し、判読できなく
なり、結局オーバーシユートの影響が消えるまで、次段
の制御を行なえず、投入時間を伸ばさなければならなか
つた。
この点を改良するため、目標重量と計重信号との差に比
例した制御信号により流量を制御する方式が提案されて
いる(特開昭60−238723号公報)。第5図(a)、
(b)は、特開昭60−238723号の方式を中投入に用いた
3段投入方式の場合である。これは、第5図(a)に示
すようにゲート開度をA点からB点まで下記の演算式 に基づいて制御している。
<発明が解決しようとする問題点> 第6図は、特開昭60−238723号の方式に用いる装置を示
した図で、40は計重ホツパ、42は溜めホツパ、44はゲー
トである。この図から明らかなように計重ホツパ40と溜
めホツパ42との間には距離があり、物品が溜めホツパ42
から計重ホツパに到達するまでには時間Lを要する。従
つて、ゲート44の開口度を小さくするように切換えた
際、空中の落下中の物品は、切換以前の時間当りの流量
になつているため、計重ホツパ40の荷重が増加する割合
は、切換以前と同様で、切換えて時間Lだけ経過して初
めて切換えてからの流量となる。従つて、切換えから時
間Lの間は、急激に計重ホツパ40内の物品の重量は目標
値に近づく。このとき、(1)式に基づいてゲートの開
口度を制御すると、第5図(a)におけるA点からB点
に切換える初期のA−A′間のゲート開口度の変化が大
きく、以然として弱いオーバーシユートが生じていた。
<問題点を解決するための手段> 上記の問題点を解決するため、この発明は、単位時間当
りの流量を可変できる供給装置からの供給開示時から供
給された物品の重量が第1の切換重量になるまで一定の
流量で供給を行ない、第1の切換重量からこれよりも大
きい第2の切換重量まで或いは上記流量が第2の切換重
量に対応する値になるまで上記重量を第2の切換重量と
現在の供給重量との偏差のべきに比例して制御するもの
であり、その指数は0.3乃至0.7に設定されている。
〔実施例〕
第1の実施例を第1図乃至第3図に示す。第1の実施例
は、いわゆる3段投入の場合のものである。まず、便宜
上、この第1の実施例に用いる装置について説明する。
第1図において、2は溜めホツパで、その内部には物品
が収容されている。溜めホツパ2の下部には排出口が設
けられている。この排出口には開閉ゲート4が設けられ
ており、この開閉ゲート4の開口度を変化させることに
よつて、溜めホツパ2の単位時間当りの流量が連続的に
変化する。この開閉ゲート4にギヤ6、8を介して結合
されているサーボモータ10によつて、開閉ゲート4の開
口度の制御が行われる。サーボモータ10の回転軸には、
現在の回転軸の回転角度、ひいては開閉ゲート4の開口
度を検出するためのポテンシヨメータ12が取付けられて
おり、その出力とD/A変換器14を介して制御部16から供
給された開口信号との差に基づいて、サーボアンプ18が
サーボモータ10に駆動信号を与え、サーボモータ10が開
口信号に比例した開口度に開閉ゲート4を制御する。
溜めホツパ2の下方には、溜めホツパ2から物品の供給
を受けるように計重ホツパ20が設けられている。この計
重ホツパ20には、ロードセル22が設けられている。この
ロードセル22は、計重ホツパ20内に供給された物品の重
量を検出するためのもので、その計重信号は増幅器24で
増幅された後に、A/D変換器26でデイジタル信号に変換
されて、制御部16に供給される。制御部16は、例えばマ
イクロコンピユータで構成されており、A/D変換器26か
らのデイジタル信号や設定部28によつて設定された各設
定重量W1、W2、W3、ゲート開口度G1、G2を表わすデータ
DW1、DW2、DW3、DG1、DG2に基づいて演算を行ない、開
口信号をD/A変換器14に供給する。なお、第2図(b)
から明らかなようにW1は、大投入から中投入に切換える
重量、W2は、中投入から小投入に切換える重量、W3は、
小投入を中止し、落差分dの落下を待つ重量で、また同
図(a)から明らかなようにG1は大投入期間のゲート開
口度、G2は小投入期間のゲート開口度である。落差分α
の落下が終了すると、計重ホツパ20には目標重量wpの物
品が供給されるが、この目標重量wpの物品は、制御部16
からの信号によつて駆動されるシリンダ30によつて計重
ホツパ20の下部に設けた排出ゲート32が開かれ排出され
る。
次に、第3図に示す制御部16のプログラムをもとに、こ
の発明の方法を説明する。なお、DW1、DW2、DW3、DG1、
DG2は既に設定されているとする。
まず、ゲート開口データDG1をD/A変換器14に供給する
(ステツプS2)。これによつて、D/A変換器14が開口信
号を開閉ゲート4に供給し、開閉ゲート4の開口度は第
2図(a)に示すようにG1となり、計重ホツパ20への物
品の供給が開始される。そして、A/D変換器26からのデ
イジタル信号を読込み、計重ホツパ20内に供給された物
品の重量を表わす計重データDWxを算出し(ステツプS
4)、DWxがDW1に等しいか判断し(ステツプS6)、NOで
あればYESになるまでステツプS2、S4、S6を繰り返す。
この間、第2図(a)に示すように開口度G1と一定であ
り、第2図(b)に示すように計重ホツパ20内に供給さ
れた物品の重量は、開口度がG1となつてから時間L経過
したとき急峻に増加し、以後直線的に増加していく。な
お、時間Lの時間遅れが生じるのは、上述したように計
重ホツパ20と溜めホツパ2との間に距離があるからであ
る。これらステツプS2〜S6がいわゆる大投入の制御であ
る。
ステツプS6で判断がYESとなると、再び計重信号DWxを算
出し(ステツプS8)、開閉ゲート4の開口度Gxを表わす
データDGxを算出する(ステツプS10)。この開口度デー
タDGxは、 によつて算出される。ただし、αは0<α<1の値で、
望ましくは0.3〜0.7、この実施例では0.5に選択してあ
る。算出されたDGxは、D/A変換器14へ送出され(ステツ
プS12)、そのDGxに対応した開口度Gxに開閉ゲート4の
開口度が変更される。そしてDXxがDX2に等しいか判断し
(ステツプS14)、NOであると、YESになるまでステツプ
S8〜S14が繰返される。これらステツプS8〜S14がいわゆ
る中投入制御である。この中投入制御の間には、W2とWx
との偏差の0.5乗に比例して開口度Gxが制御され、開口
度Gxの各変化量は緩やかである。従つて、大投入から中
投入に切換つてから時間Lの間は、大投入制御に従つて
物品が計重ホツパ20に供給され、その後に中投入制御に
従つて物品が計重ホツパ20に供給されるので、開口度Gx
の変化量は余り大きくないので、オーバーシユートは生
じない。
ステツプS14での判断がYESになると、D/A変換器14へDG2
が供給される(ステツプS16)。これによつて、開閉ゲ
ート4の開口度はG2に固定される。そして、DWxが算出
され(ステツプS18)、DWxがDW3に等しいか判断され
(ステツプS20)、NOであると、YESになるまでステツプ
S16〜S20が繰返される。従つて、この間は第2図(a)
に示すようにゲート開口度はG2に固定され、第2図
(b)に示すようにDWxは直線的に増加していく。そし
て、ステツプS20の判断がYESになると、ゲート閉データ
がD/A変換器14に供給され(ステツプS22)、開閉ゲート
4が閉じられる。これによつて、落差分dが計重ホツパ
20に供給され、目標重量wp分の物品や計重ホツパ20への
供給が完了する。その後、図示しないプログラムに従つ
てシリンダ30が駆動され、排出ゲート32が開かれ、目標
重量wp分の物品が計重ホツパ20から排出される。このス
テツプS16〜S20がいわゆる小投入の制御である。
上記の実施例では、サーボモータ10を用いたが、この他
にパルスモータ、多点位置決めエヤシリンダ等を用いる
こともできる。上記の実施例では(2)式に従つて開口
度データを計算してから、D/A変換器14へその開口度デ
ータを供給したが、予め各計重データの値と開口度デー
タとに対応関係をつけて制御部16内に記憶させておき、
各算出された計重データに対応する開口度データを読み
出して、D/A変換器14へ供給してもよい。また、ステツ
プS14では計重データDWxとDW2とが一致するか判断した
が、この判断がYESになるときは、開口度データDGxはDG
2に等しくなるので、ステツプS14を代えてDGxがDG2に等
しいかの判断のステツプに代えてもよい。さらに、上記
の実施例では、計重ホツパ20にロードセル22を設けて、
計重ホツパ20内に供給された物品重量を検出したが、ロ
ードセル22を溜めホツパ2側に設け、ロードセル22の出
力の減少から計重ホツパ20に供給された物品重量を検出
してもよい。また、上記の実施例では、溜めホツパ2の
開閉ゲート4の開口度を変えて、流量を変えたが、これ
ら溜めホツパ2や開閉ゲート4に代えて、いわゆるスク
リユーフイーダを用いて、その回転速度を制御してもよ
いし、いわゆる電磁フイーダを用い、その振幅を制御す
るようにしてもよい。
〔効果〕
以上述べたように、この発明によれば、少なくとも2段
階投入の第2段階投入、例えば3段階投入の中投入制御
を、供給された物品の重量と第2の切換重量(上記の実
施例ではW2)との偏差のべきに比例して制御し、そのべ
き指数が0.3乃至0.7と設定されているので、オーバーシ
ユートが生じず第2切換重量に到達するのに要する時間
が短縮され、引いては目標重量の物品を供給するのに要
する時間を短縮できる。なお、べき指数を1に近い値に
選んだ場合、べき指数を1に選んだ場合とゲートの開口
度の変化はさして変わらず、発明が解決しようとする課
題の欄でのべたのと同様なオーバシュートの問題が生じ
る。また、べき指数を0に近い値に選んだ場合、供給重
量が第1の切換重量に近い値の当たりでは、ゲートの開
口度の変化は非常に緩やかであるが、第2の切換重量に
供給重量が近づいてくると、ゲートの開口度の変化は非
常に急激になり、供給重量が第2の切換重量を超えた後
に新たなオーバシュートの問題が生じる。このような問
題が生じない範囲として0.3乃至0.7をべき指数として選
択している。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による定量供給制御方法の1実施例に
用いる装置のブロツク図、第2図は同実施例における供
給装置のゲートの開口度変化と重量変化との関係を示す
図、第3図は同実施例に用いる装置の制御部のフローチ
ャート、第4図は従来の3段投入制御の場合のゲートの
開口度変化と重量変化との関係を示す図、第5図は従来
の他の3段投入制御の場合のゲートの開口度と重量変化
との関係を示す図、第6図は同他の3段投入制御に用い
る装置の一部を示す図である。 2……溜めホツパ、4……開閉ゲート、10……サーボモ
ータ、18……サーボアンプ、16……制御部、20……計重
ホツパ、22……ロードセル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単位時間当たりの流量を可変できる供給装
    置から供給開始時から供給された物品の重量が第1の切
    換重量になるまで一定の流量で供給を行ない、第1の切
    換重量からこれよりも大きい第2の切換重量までまたは
    上記供給装置の流量が第2の切換重量に対応する値にな
    るまで、上記供給装置の流量を、第2の切換重量と現在
    の供給重量との偏差のべきに比例して制御し、上記べき
    のべき指数が0.3乃至0.7であることを特徴とする定量供
    給制御方法。
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