JPH0769207B2

JPH0769207B2 - 組合せ計量装置

Info

Publication number: JPH0769207B2
Application number: JP18770187A
Authority: JP
Inventors: 聡小西
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 1987-07-29
Filing date: 1987-07-29
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPS6432122A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、床振動による測定誤差を除去して高精度に重
量検出を行なうようにした、組合せ計量装置に関する。

（従来の技術）近年、複数の計量ホッパから得られた複数の計量値を、
コンピュータを用いて組合せ、所定の目標重量値に等し
いかあるいはこれに最も近い合計重量値の組合せを得コ
ンピュータを用いた組合せ計量装置が開発されている。

このコンピュータを用いた組合せ計量装置は、被計量物
の荷重による歪によって抵抗値が変化するストレインゲ
ージを起歪体に貼付けたロードセルを使用している。そ
して該ロードセルうから出力されるアナログの計量信号
を増幅し、アナログ−デジタル変換器（以下AD変換器と
略記する）でこれをデジタル値に変換し、このデジタル
値を所定のパターンで組合せ演算して、目標重量に対す
る最適の組合せを選定するような構成を有している。

このような組合せ計量装置は高速計量が特徴であるの
で、計量ホッパ内に被計量物を投入した後、直ちに計量
値をコンピュータに入力したい。しかしながらコンピュ
ータ計量装置にあっては、工場設置のため一般の計量装
置より環境条件が悪く、附帯設備の稼動等による架台振
動も加わった床振動が発生するので、計量ホッパに被計
量物を投入した後、直ちに計量値を入力することができ
ず、これが高速計量の妨げになっていた。そして設置場
所によって異なる床振動の特性を現地で実測し、そのデ
ータによりローパスフィルタの遮断周波数を設定し直す
という面倒な作業を行ない、その結果その計量装置が精
度よく計量できる最高の計量速度が、該設置場所におけ
る高速計量の限界とされていた。

このため、第４図に示すような、ダミーセルを用いて床
振動の影響を除去する装置が提案されている。図におい
て、４は重量検出器1eの内部に設けられたロードセルで
ある。ロードセル４は、一端を基台に立設された支柱３
に固着され、他方端には計量ホッパ1dが取り付けられて
いる。このロードセル４は、計量ホッパ1dの中に被計量
物が投入されたとき、その重量に比例したアナログ電圧
を出力する。５はロードセルの反対側に設けられたダミ
ーセルであり、ロードセル４と同一構造であり、かつ同
一センス出力のロードセルからなり、その一端は支柱３
に固定され、他方端には、計量ホッパ1dと同一重量のお
もりが風袋重量として取り付けられている。６は加算器
であり、プラス入力端子にはロードセル４からの出力信
号が入力されている。また、マイナス入力端子にはダミ
ーセル５からの出力信号が入力されている。７はアナロ
グ値の重量検出信号をデジタル値に変換するアナログ−
デジタル変換器（以下AD変換器と略記する）であり、８
は計量ホッパ1dに被計量物を投入したときの計量系振動
によるノイズを低減するためのローパスフィルタであ
る。

4a,5aは、ロードセルおよびダミーセルで得られた信号
を増幅する増幅器であるが、省略することもできる。

次に、ダミーセルの作用について説明する。計量を行な
うため、計量ホッパ1dの中に被計量物を投入する。そし
て、投入された被計量物の重量に比例したアナログ電圧
がロードセル４から出力され、その出力信号は加算器６
のプラス入力端に入力される。しかし支柱３、ロードセ
ル４、計量ホッパ1dは絶えず床振動の影響を受けており
計量ホッパ1dへの被計量物投入により床振動と計量系振
動の両振動で加振される。（なお、この計量系振動によ
るノイズはローパスフィルタ８により除去されるので、
これについての説明は省略する。）このため、ロードセ
ル４はこの床振動に感応し、その振動によるノイズも併
せて出力される。すなわち第５図の曲線（イ）に示すよ
うに、時間ｔ＝０の時点において被計量物を投入する
と、まず被計量物の重量値Wtに向ってアナログ信号が上
昇するとともに、床振動による出力が加わって時間t₁に
おいては重量値Wtよりも小さくなり、時間t₂には重量値
Wtよりも大きくなるというように、重量値Wtを中心とし
て床振動に起因する出力変動が生じる。したがって、床
振動が発生すれば、ロードセル出力は重量値Wtに安定せ
ず、コンピュータには変動中の重量信号を入力すること
になり、高精度の計量が阻害される。（尚、第５図にお
ける床振動に起因する出力波形は説明の便宜上誇張して
描かれている。）一方、ダミーセル５は風袋重量のみで被計量物が負荷さ
れてはいないが、ロードセル４と同一構造で且つ近傍に
設置されているので、ロードセル４と同様床振動に感応
し、その出力端には、第５図において重量値Wtを中心と
して床振動に対応するロードセル４の振動分と同波形の
出力信号が出力される。そして、この信号は加算器６の
マイナス端子に入力される。この結果、加算器６におい
ては、第５図の曲線（イ）と曲線（ロ）の反転曲線との
合成がなされる。このため、加算器６において、ロード
セル４から出力されるアナログ信号のうち、床振動によ
るノイズ分が打ち消され、これからは第５図において太
線にて示す曲線（ハ）のような信号が出力される。すな
わち、加算器６の出力は被計量物を計量ホッパ1dに投入
した後、時間t₁後に被計量物の計量重量値Wtを出力する
ことになる。第５図において、点線で示す曲線（ニ）は
このような床振動によるノイズを低減するため、ローパ
スフィルタを挿入した従来装置の出力信号を示すもので
あり、これに比べてかなり早く重量値Wtに漸近するとと
もに、ローパスフィルタでは除去し切れない低周波ノイ
ズをもほとんど打ち消していることがわかる。

（発明が解決しようとする問題点）このような従来のダミーセルを用いた組合せ計量装置に
おいては、次のような問題点があった。

（１）計量セルと同等の性能を持つセル・アンプ系が必
要となり、コスト高となっていた。

（２）ダミーセルを有効に作動させるためには、その防
振効果を期待する周波数帯で、計量、ダミーの位相差を
無くす必要があり、この結果、計量器の一次モードの固
有振動数をかなり高く設定し、また安定させる必要があ
った。

（３）計量セルとダミーセルの両セルの自由振動成分の
位相、振幅をそろえることは不可能に近く、この振動成
分はダンパ、フィルタ等で十分に減衰させておく必要が
あった。

（４）振動によるセルの出力はバネ上の全質量に対して
比例関係にあるために、不安定計量を行なう計量セルに
対してダミーセルの出力に係数をかける必要があり、ア
ナログ系で処理する場合にはマルチプライヤが必要とな
り、装置が複雑になる。

（５）ダミーセルの零点調整、スパン調整、マルチプラ
イヤの調整が複雑になる。

そこで、本発明はこのような従来技術の問題点の解消を
目的とした、組合せ計量装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明の組合せ計量装置は、次のように構成される。即
ち、複数台の計量器により得られた被計量物品の重量
を、予め定められたパターンで組合せ演算して、目標値
に対して最適の組合せとなる計量器を選定し該計量器よ
り物品を排出する組合せ計量装置において、組合せに参
加しない計量器から得られる床振動に起因する出力信号
の平均値により、組合せに参加する計量器で得られた重
量を修正する制御手段を設けたことを特徴とするもので
ある。

（作用）上記のような構成とすることにより、特別にダミーセル
を設けることなく、床振動に起因する計量誤差を除去す
るので、設備費が低減され、また、外乱の影響のない精
密な測定値が得られる。

（実施例）以下、図により本発明の一実施例について説明する。

第１図は本発明に係る重量検出装置を適用した組合せ計
量を行なうコンピュータを用いた組合せ計量装置を示す
機構概略図である。同図中、11は被計量物を放射状に分
散させ、放射状に配設されている複数の計量セクション
に被計量物を分散投入する分散テーブルである。この分
散テーブル11は振動搬送タイプの構成を有し、所定時間
振動させることにより被計量物を各計量セクションに加
振提供することができる。1,1,1,…１は分散テーブル11
の回りに放射状に配置されたｎ個の計量セクションであ
り、それぞれ分散供給装置1a、プールホッパ1b、プール
ホッパゲート1c、計量ホッパ1f、ホッパ駆動部1gを有し
ている。なお、計量ホッパ1dと重量検出器1eとで計量器
が構成されている。各分散供給装置1aは支持台1hに分散
テーブル11を囲むように放射状に配設され、電磁振動部
1a−１とトラフ1a−２を有している。分散テーブル11よ
りトラフ1a−２に供給された被計量物は電磁振動部1a−
１の直線往復運動によりその先端部から各プールホッパ
1bに投入される。各プールホッパ1bにはプールホッパゲ
ート1cがそれぞれ設けられており該プールホッパゲート
1cがホッパ駆動部1gの制御で開くとプールホッパ1bに収
容されている被計量物が計量ホッパ1dに投入される。各
計量ホッパ1dには重量検出器1eがそれぞれ附帯されてお
り、各計量ホッパ1dに投入された被計量物の重量はこの
重量検出器1eにより測定されて組合せ処理部（図示せ
ず）に入力される。組合せ処理部は組合せ計量或いは組
合せ計数処理を行なって最適組合せを求める。ホッパ駆
動部1gは最適組合せを与える計量器に設けられた計量ホ
ッパゲートのみを開放し、中の被計量物を排出する。1j
は各計量ホッパ1dから排出された被計量物を下方中央部
に集めるように働く集合シュートであり、円錘、又は多
角型のジョーゴ型をなし、被計量物の自重により或いは
強制的なかき落し装置（図示せず）等により円周外周部
に排出された被計量物を下方中央部に集める。２は基台
であり、図示しない架台て支持されている。

第２図は、このような組合せ計量装置の信号処理の概略
構成を示すブロック図である。図において、それぞれ重
量検出装器を有するｎ台の計量器W₁〜Wnで得られた重量
は、増幅器A₁〜Anで増幅され、マルチプレクサＭに入力
される。CPU等で構成される演算装置からの切替信号に
より、マルチプレクサは順次増幅器を介して入力された
重量を選択してAD変換器に入力し、アナログ値の重量を
デジタル値に変換してから前記演算装置に入力する。演
算装置は組合せ演算等の必要な演算処理を実行し、プー
ルホッパ、計量ホッパ等の駆動信号を出力信号として形
成する。

第３図（ａ）〜（ｃ）は、本発明による信号処理の説明
図である。第３図（ａ）は、組合せ計量に参加する計量
器W_Aの時間ｔと出力信号の関係を示すものであり、時刻
t₁で計量ホッポを開とする指令信号を出力し、次いでプ
ールホッパを開とする指令信号が出力され、続いて計量
ホッパ閉として物品を計量ホッパに供給し、時刻t₂で重
量が安定してから時刻t₃までの間の計量サイクルで重量
を測定する。ここで、計量ホッパを開閉動作させると、
負方向（計量ホッパを持ち上げる方向）に力が加わり、
図のようにUNDERの信号が得られ、また、物品投入時に
は図のOVERの特性が得られる。

一方、組合せに参加しない計量器W_Bの特性は同図（ｂ）
のようになり、床振動に起因する出力信号が生じてい
る。本発明においては、組合せに参加しない計量器の出
力信号の平均値により床振動特性を求め、組合せに参加
した計量器の出力を補正するものである。

次に、第３図（ｃ）により平均値処理の方法について説
明する。図のように信号ｇ（ti）［ｇ（_０）,g（t₀）,g
（5t₁），…gt（t_K）］のＫ個の数の平均値Naは、として求めることができる。なお信号ｇ（t_i）を量子化
することにより、デジタル値の平均値を求めることもで
きる。

このような、組合せ計量に参加した計量値の重量を、組
合せに参加しない計量器の床振動に基づく出力信号を平
均値として求めて修正する処理は、CPUを用いた演算装
置により容易に求めることができる。そして、計量に参
加しない計量器の安定期間の出力信号を平均値処理する
ことにより、外乱の影響を除去することもできる。

なお、第１図に示した組合せ計量装置は、複数の計量器
を円形に配列しているが、複数の計量器を直線状に配列
した場合でも適用が可能である。

以上、本発明の主旨をその特定された実施例について説
明したが、既に述べたところに基づく本発明についての
変形あるいは修正は、種々に可能であることが明らかで
ある。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば次のような効果が
得られる。

（１）床振動による測定誤差除去のための特別なダミー
セルやアンプ等が不要となり、設備費が低減できる。

（２）ダミーセルに代えて、計量に参加しない計量器そ
のものを使用するので、バネ上の全質量を計測して補正
をかけることができる。

（３）１サイクルの計量に参加しなかった計量器は約１
秒間の安定期間があるので、平均化処理等により、外乱
の影響を減衰させることができる。

（４）計量器を円周上に配置した場合には、安定計量器
の出力と位置で、計量器全体がどの様に振動しているか
を判断できる可能性がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の組合せ計量装置の概略構成図、第２図
は本発明のブロック図、第３図（ａ）〜（ｃ）は特性
図、第４図は従来例のブロック図、第５図は従来例の特
性図である。 1a……分散供給装置、1b……プールホッパ、1c……プー
ルホッパゲート、1d……計量ホッパ、1e……重量検出
器、２……基台、11……分散テーブル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数台の計量器により得られた被計量物品
の重量を、予め定められたパターンで組合せ演算して、
目標値に対して最適の組合せとなる計量器を選定し該計
量器より物品を排出する組合せ計量装置において、組合
せに参加しない計量器から得られる床振動に起因する出
力信号の平均値により、組合せに参加する計量器で得ら
れた重量を修正する制御手段を設けたことを特徴とする
組合せ計量装置。