JPH08233643A

JPH08233643A - 計量装置

Info

Publication number: JPH08233643A
Application number: JP32950395A
Authority: JP
Inventors: Yukio Wakasa; 由喜夫若狭; Sachiko Tajiri; 祥子田尻; Yoshihiro Nakamura; 嘉宏中村
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1996-09-13
Anticipated expiration: 2015-11-24
Also published as: JP3631546B2

Abstract

(57)【要約】【目的】床振動周波数の変化にかかわらず、容易に高速
かつ高精度の計量を図ることができる床振動補償方式の
計量装置を提供する。【構成】第１または第２のディジタルフィルタリング手
段１０，１２の少なくとも一方は、計量セル２と床振動
検出セル４との床振動に対する感度の周波数特性より算
出した出力感度比αに基づいて、そのフィルタ周波数特
性を補正して、第１と第２のディジタルフィルタリング
手段１０，１２の出力レベルの比が床振動周波数と無関
係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定されている。従
って、床振動周波数と無関係に正確な床振動補償を行う
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、計量セルからの
計量信号から、その計量セルを設置した床の低周波の振
動成分による計量誤差を除去するようにした計量装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工場生産ラインにおいて、被計
量物を計量する際、被計量物を計量装置に載せたときに
機械振動が生じるとともに、計量装置の設置場所におい
て地盤，建屋，床，架台などの環境に起因して床振動が
生じ、これらの振動分が計量信号に重畳する。この重畳
された計量信号はＡ／Ｄ変換器で所定サンプリング周波
数でディジタル変換されディジタルフィルタでフィルタ
リングされ、その機械振動分が除去される。しかし、床
振動分の周波数が機械振動分の周波数より低周波である
場合、１つのディジタルフィルタで除去しようとする
と、ディジタルフィルタのカットオフ周波数を低く設定
する必要があり、そうするとフィルタリング時間が長く
なって計量速度が低下する。

【０００３】この場合に、床振動分は別途補正によって
除去する床振動補償（ＡＦＶ）機能を有する計量装置が
用いられる。この計量装置においては、被計量物を計量
してその重量に対応した計量信号を出力する計量セルの
近傍で該計量セルと同一の床に、床振動検出信号を出力
する床振動検出セルを設置する。そして、同じフィルタ
周波数特性のディジタルフィルタを２つ設けて、両信号
をそれぞれフィルタリングして機械振動を除去した後
に、計量信号から床振動信号を減算することにより、計
量信号中から床振動成分を除去する床振動補償を行って
いる。これにより、ディジタルフィルタのカットオフ周
波数を高く設定することを可能にし、高速計量の実現を
図っている。

【０００４】このとき、図１４に示すように、計量セル
側と床振動検出セル側とでは、入力信号に対する出力信
号のゲインや位相の遅れ方が異なり、そのままでは正確
な床振動の除去が行えない場合がある。このゲインの相
違や位相差の発生は、計量セルと床振動検出セルとで、
ばね定数および負荷重量（風袋を含む）が相違すること
に起因する。このため、ゲインの相違に関してはいずれ
か一方のセルの出力感度を他方に合わせる感度補正を行
って、両セルの出力のゲインを合わせる必要がある。な
お、位相差は比較的小さいので無視することができる。
以下、この感度補正について説明する。

【０００５】図１５の振動モデルにおいて、計量セルお
よび床振動検出セルの運動方程式は、式（１）および式
（２）で示すようになる。両式（１），（２）におい
て、Ｍ０は床振動検出セルの自由端の荷重（質量）、Ｍ
１は被計量物が載置されていない状態での計量セルの自
由端の荷重（質量）、ｍは被計量物の質量、ｋ０，ｋ１
は床振動検出セルと計量セルのばね定数、ｘ０，ｘ１は
両セルの自由端の変位、ｘ_Bは床Ｆの変位である。

【０００６】

【数１】

【０００７】ここで、床側と荷重側の相対変位が各セル
の出力となるので、上記式（１）および式（２）は、式
（３）および式（４）のように変形することができる。

【０００８】

【数２】

【０００９】上記の両式（３）（４）を、床の変位を系
の入力、セルの出力を系の出力として、その入出力の関
係である伝達関数を求め、さらに、振幅の周波数特性Ｇ
1(ｊω）およびＧo(ｊω）を求めると、式（５）および
式（６）となる。式（５）および式（６）において、ω
は補正対象である床振動の周波数、ω₁は計量セルの固
有振動数、ω₀は床振動検出セルの固有振動数である。

【００１０】

【数３】

【００１１】したがって、計量セル側と床振動検出セル
側の出力感度比αは、次の式（７）となる。

【００１２】

【数４】

【００１３】ここで、1 ≫（ω/ ω_o)²、1 ≫（ω/ ω
₁)²、即ち、補正対象とする床振動の周波数に対して、
計量セル側、床振動検出セル側ともに固有振動数が十分
に高い周波数である場合は、式（８）となる。

【００１４】

【数５】

【００１５】この式（８）において、の部分は、ｍ＝
０、つまり、被計量物が載置されていない状態での両セ
ルの出力感度比を表し、また、の部分は、被計量物が
載置された状態での両セルの出力感度比を表している。
これらの感度比は、計量セルの感度が被計量物の載置の
有無によってどれだけ変化するかを示す。従って、上記
で示す簡単な式で計算された出力感度比に基づいて例え
ば計量セルの感度補正を行って、両セルの出力のゲイン
を合わせ、高精度の床振動補償を行う。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置においては、次のような問題があった。上記のよう
に、従来装置は、1 ≫（ω/ ω_o)²、1 ≫（ω/ ω₁)²
の条件の下で使用していたので、出力感度比αは床振動
の周波数ωに関係せず一定であると仮定していた。とこ
ろが、生産性を向上するために、計量をより高速化しよ
うとすると、ディジタルフィルタへの入力サンプル数が
低下し、周波数領域によってはディジタルフィルタのカ
ットオフ周波数が上昇して両セルの固有振動数に近づ
く。このときの各セルの出力感度に対する床振動の周波
数特性を図１６に示す。この場合、横軸は床振動の周波
数（Ｈｚ）で、縦軸は出力感度（ｇｆ／μｍ）である。

【００１７】この図のように床振動の周波数ωが大きく
なると、式（７）における周波数ωを無視できないた
め、式（８）が成立せず、式（７）のように出力感度比
αは一定にならない。従って、従来のように出力感度比
αを一定として感度補正した場合、感度比が一致する床
振動周波数以外の周波数領域においては、実際と異なる
感度比で感度補正することとなり、床振動補償の正確性
を欠き高精度の計量が図れないという問題があった。

【００１８】この発明は、上記の問題点を解決して、床
振動周波数の変化にかかわらず、容易に高速かつ高精度
の計量を図ることができる計量装置を提供することを目
的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、被計量物を計量して、その重量
に対応した計量信号を出力する計量セルと、この計量セ
ルが設置された床の振動を検出して、床振動検出信号を
出力する床振動検出セルと、上記計量信号をフィルタリ
ングする第１のディジタルフィルタリング手段と、上記
床振動検出信号をフィルタリングする第２のディジタル
フィルタリング手段と、計量セルと床振動検出セルとの
間の出力感度比を算出する感度算出手段と、計量信号ま
たは床振動検出信号の少なくとも一方を上記出力感度比
で補正して出力感度補正済信号を生成する感度補正手段
と、信号間の出力感度比が補正された計量信号から床振
動信号を減算して、床振動に起因する計量信号の誤差を
補償した床振動補正済信号を出力する床振動補償手段と
を備え、上記第１または第２のディジタルフィルタリン
グ手段の少なくとも一方は、計量セルと床振動検出セル
との床振動に対する感度の周波数特性より算出した出力
感度比に基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正し
て、第１と第２のディジタルフィルタリング手段の出力
レベルの比が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフ
ィルタ特性に設定されている。上記構成によれば、第１
または第２のディジタルフィルタリング手段の少なくと
も一方は、計量セルと床振動検出セルとの床振動に対す
る感度の周波数特性より算出した出力感度比に基づい
て、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と第２の
ディジタルフィルタリング手段の出力レベルの比が床振
動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定
されている。従って、床振動周波数と無関係に正確な床
振動補償を行うことができる。

【００２０】請求項２の発明は、複数の計量ホッパに投
入された各被計量物をそれぞれ計量して、その重量に対
応した計量信号を出力する複数の計量セルと、これら計
量セルが設置された床の振動を検出して、床振動検出信
号を出力する複数の床振動検出セルと、上記各計量信号
をフィルタリングする第１のディジタルフィルタリング
手段と、上記各床振動検出信号をフィルタリングする第
２のディジタルフィルタリング手段と、上記各床振動検
出信号に基づいて床の振動モードを検出して、各計量セ
ルが設置された位置の床の上下方向変位を算出する床振
動算出手段と、計量セルと床振動検出セルとの間の出力
感度比を、上記振動モードを形成する振動モード成分に
対応させて求める感度算出手段と、計量信号または床振
動検出信号の少なくとも一方を上記出力感度比で補正し
て出力感度補正済信号を生成する感度補正手段と、信号
間の出力感度比が補正された計量信号から床振動信号を
減算して、床振動に起因する計量信号の誤差を補償した
床振動補正済信号を出力する床振動補償手段と、各計量
ホッパの被計量物の重量を示す上記床振動補正済信号計
量信号に基づいて、各被計量物を選択的に組み合わせ
て、一定の許容範囲内で目標値に近い組合せを演算する
組合せ演算手段とを備え、上記第１または第２のディジ
タルフィルタリング手段の少なくとも一方は、計量セル
と床振動検出セルとの床振動に対する感度の周波数特性
より算出した出力感度比に基づいて、そのフィルタ周波
数特性を補正して、第１と第２のディジタルフィルタリ
ング手段の出力レベルの比が床振動周波数と無関係にほ
ぼ一定となるフィルタ特性に設定されている。上記構成
によれば、組合せ計量装置において、第１または第２の
ディジタルフィルタリング手段の少なくとも一方は、各
計量セルと床振動検出セルとの床振動に対する感度の周
波数特性より算出した出力感度比に基づいて、そのフィ
ルタ周波数特性を補正して、第１と第２のディジタルフ
ィルタリング手段の出力レベルの比が床振動周波数と無
関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定されている。
従って、各計量セルについて床振動周波数と無関係に正
確な床振動補償を行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。図１に、この発明の一実施形態に
係る計量装置の構成を示す。この計量装置は、計量セル
（ロードセル）２，床振動検出セル（ロードセル）４，
増幅器５，ローパスフィルタ６，Ａ／Ｄ変換器８，第１
のディジタルフィルタリング手段１０，第２のディジタ
ルフィルタリング手段１２，感度算出手段１４と感度補
正手段１６とからなる感度補償手段１８，および床振動
補償手段２０を備えている。第１および第２のディジタ
ルフィルタリング手段１０，１２と感度補償手段１８と
床振動補償手段２０とはＣＰＵ９に内蔵されている。以
下、この装置の動作を説明する。

【００２２】まず、計量セル２から検出された物品Ｍの
計量信号、および計量セル２と同一の床Ｆに設置された
床振動検出セル４から検出された床振動検出信号は、そ
れぞれ増幅器５により増幅され、ローパスフィルタ６に
よって一定の周波数以上が除去され、Ａ／Ｄ変換器８に
より所定サンプリング周波数でディジタル変換される。
この場合、ローパスフィルタ６はＡ／Ｄ変換器８の上記
サンプリング周波数との関係で一定の周波数以上を除去
（アンチエリアス）する目的で使用される。この計量信
号および床振動検出信号には、その重量に応じた機械振
動が重畳されている。そこで、計量信号は第１のディジ
タルフィルタリング手段１０でフィルタリングされ、機
械振動が除去されてフィルタ済計量信号Ｗ（ｔ）が出力
される。また、床振動検出信号は、第２のディジタルフ
ィルタリング手段１２でフィルタリングされ、機械振動
が除去されてフィルタ済床振動検出信号Ａ（ｔ）が出力
される。

【００２３】次に、フィルタ済計量信号Ｗ（ｔ）および
フィルタ済床振動検出信号Ａ（ｔ）は感度補償手段１８
に入力される。この感度補償手段１８は、感度算出手段
１４と感度補正手段１６とを備えている。感度算出手段
１４は、計量セル２と床振動検出セル４とのばね定数お
よび負荷重量（風袋を含む）の相違に起因する計量セル
２と床振動検出セル４との出力感度比αを算出する。感
度補正手段１６は、算出された出力感度比αに基づい
て、例えば、床振動検出セル４からのフィルタ済床振動
検出信号Ａ（ｔ）を補正して感度補正済信号α・Ａ
（ｔ）を出力する。なお、フィルタ済計量信号Ｗ（ｔ）
を補正するようにしてもよい。

【００２４】次に、計量セル２のフィルタ済信号Ｗ
（ｔ）と床振動検出セル４の感度補正済計量信号α・Ａ
（ｔ）とについて床振動補償手段２０により減算処理を
行い、Ｗ（ｔ）−α・Ａ（ｔ）＝Ｏ（ｔ）の演算によ
り、計量セル２が設置された位置の上下方向の変位であ
る床振動を補正した床振動補正済信号Ｏ（ｔ）を出力す
る。これにより、床振動に起因する計量信号の誤差が補
償された床振動補正済信号Ｏ（ｔ）が得られる。

【００２５】ここで用いられる第１または第２のディジ
タルフィルタリング手段１０，１２の少なくとも一方
は、以下のように、第１段階のフィルタ特性を補正して
第２段階のフィルタ特性を得るものである。このディジ
タルフィルタリング手段には、例えば直線位相ＦＩＲデ
ィジタルフィルタが用いられる。

【００２６】まず、第１段階においては、計量装置の計
量時の能力から決まるフィルタリングの遅れ時間や振動
系の固有振動数を減衰させる減衰効果などから、フィル
タ特性が設定される。この例では、図２のように、第１
段階のフィルタ周波数特性Ｆ0 （ω）を有するメインフ
ィルタとプリフィルタとが２段に組み合わされて使用さ
れている。

【００２７】図３に、この第１段階のフィルタと計量セ
ルの床振動に対する感度の周波数特性とをかけ合わせた
周波数特性を示し、図４に、この第１段階のフィルタと
床振動検出セルの床振動に対する感度の周波数特性とを
かけ合わせた周波数特性を示す。この第１段階では、床
振動の周波数が１５Ｈｚ付近での床振動補償（ＡＦＶ）
の減衰効果が最も大きくなるように、１５Ｈｚでの感度
比αが用いられる。床振動の周波数が１５Ｈｚでは、計
量セルの床振動に対する感度はＳ1 、床振動検出セルの
床振動に対する感度はＳ2 であるので、感度比αはα＝
Ｓ1 ／Ｓ2 （一定）で表される。その際の床振動補償の
減衰効果を示す周波数特性を図５に示す。このグラフに
おいて、床振動補償の減衰効果は、マイナス無限大（ｄ
Ｂ）であれば大きく、０（ｄＢ）に近づくにつれ減衰効
果が小さくなる。

【００２８】ここで、計量がより高速化されると、各デ
ィジタルフィルタリング手段への入力サンプル数が低下
し、周波数領域では各ディジタルフィルタリング手段の
カットオフ周波数が上昇して、この出力感度比αは、α
＝ｆ（ω）のように床振動の周波数ωの関数となる。こ
の感度比周波数特性を図６に示す。この図のように、床
振動の周波数ωが高くなると、感度比αは急激に変化す
る。従って、上記のような第１段階のフィルタでは、床
振動周波数１５Ｈｚの場合には、感度比が一致して所望
のフィルタ周波数特性が得られるが、その他の周波数の
場合には、感度比が異なり所望のフィルタ周波数特性が
得られないことから、床振動補償の効果を発揮できな
い。

【００２９】そこで、本装置においては、第１段階のフ
ィルタを次の第２段階のフィルタ特性に補正する。すな
わち、第１ディジタルフィルタリング手段１０または第
２ディジタルフィルタリング手段１２の少なくとも一方
は、計量セルと床振動検出セルとの床振動に対する感度
の周波数特性（床振動に対する伝達関数）より算出され
た計量セル２と床振動検出セル４との出力感度比αの床
振動周波数ωによる変化、つまり次の式（９）に表すα
＝ｆ（ω）の関係を補償して、第１と第２のディジタル
フィルタリング手段１０，１２の出力レベルの比が床振
動周波数ωと無関係にほぼ一定となるようなフィルタ特
性に設定される。なお、式（９）の出力感度比αはと
をかけ合わせたものであり、は床振動周波数に無関
係の主に負荷重量に起因する出力感度比を示し、は床
振動周波数に関係する主に負荷重量に起因する出力感度
比を示す。

【００３０】

【数６】

【００３１】この第２段階のフィルタ特性の設定の一例
を以下に説明する。いま、計量セル側の振幅の周波数特
性をＧ1 （ω）、第１のディジタルフィルタリング手段
１０の第２段階のフィルタ周波数特性をＦ1 （ω）と
し、床振動検出セル側の振幅の周波数特性をＧ2
（ω）、第２のディジタルフィルタリング手段１２の第
２段階のフィルタ周波数特性をＦ2 （ω）とした場合
に、次の式（１０）の左辺に示す第１と第２のディジタ
ルフィルタリング手段１０，１２の出力レベルの比がＣ
（定数）になるように、フィルタ周波数特性Ｆ1
（ω），Ｆ2 （ω）が設定される。このＦ1 （ω），Ｆ
2 （ω）は、式（９）におけるα＝ｆ（ω）＝Ｆ1
（ω）／Ｆ2 （ω）の関係にある。

【００３２】

【数７】

【００３３】この第２段階のフィルタ周波数特性Ｆ1
（ω）またはＦ2 （ω）は、図２の第１段階のフィルタ
周波数特性Ｆ0 （ω）に図６の感度比α＝ｆ（ω）をか
け合わせて求めたものである。この場合、フィルタ周波
数特性Ｆ1 （ω），Ｆ2 （ω）の双方について求めてい
るが、いずれか一方について求めてもよい。この所望の
第２段階のフィルタ周波数特性の一例を図７に示す。図
７のフィルタ周波数特性は、図２の第１段階のメインフ
ィルタのフィルタ周波数特性を第２段階に補正したもの
である。

【００３４】なお、図１のディジタルフィルタリング手
段１０，１２では、時系列データに重み係数をかけ合わ
せて足し込む、いわゆる重畳積分処理が行われるため、
求めた周波数領域の特性を時間領域の特性に変換する、
すなわち重み係数を求めなければならないが、これはフ
ーリエ逆変換により簡単に求めることができる。また、
ディジタルフィルタの設計手法として公知のＲｅｍｅｚ
のアルゴリズムを用いた設計手法（所望の周波数特性，
サンプリング周波数，および重み係数の数を与え、その
重み係数を求める手法）を用いて、重み係数を求めても
よい。こうして、第１と第２のディジタルフィルタリン
グ手段１０，１２は、その出力レベルの比が床振動周波
数ωと無関係にほぼ一定となるようなフィルタ特性に設
定される。

【００３５】なお、これらフィルタの設計を図１の感度
算出手段１４で行うことも可能であるが、実際リアルタ
イムで設計することが困難である場合には、予め、異な
る負荷重量ｍによる複数のフィルタを用意しておき、求
めた感度からこれに最も適するフィルタを選択するよう
にしてもよい。

【００３６】図８に、こうして設定されたフィルタ特性
のディジタルフィルタリング手段による床振動補償（Ａ
ＦＶ）の減衰効果周波数特性に示す。この図のように、
図５の出力レベル補正前に比較して、出力レベル補正後
は減衰効果が大きく、床振動に対する感度を１／１０〜
１／１００に小さくすることができる。また、３０Ｈｚ
以上の高周波においても十分減衰しており、比較的高周
波の周波数領域においても床振動補償の効果を発揮して
いる。

【００３７】また、図９は計量セルの床振動周波数に対
する床振動感度特性を示す。この図において、出力レベ
ル補正前のカーブは、図４のフィルタ後と図８の出力レ
ベル補正前の床振動補償の減衰効果周波数特性とをかけ
合わせたものであり、出力レベル補正後のカーブは、図
４のフィルタ後と図８の出力レベル補正前の床振動補償
の減衰効果周波数特性とをかけ合わせたものである。こ
の図のように、全周波数領域に同じ大きさの床振動検出
信号が入った場合の出力レベル補正前の床振動感度特性
に比較して、出力レベル補正後は、床振動補償の床振動
に対する感度の影響がさらに小さくなり、床振動周波数
ωの変化にかかわらず計量の性能が上がる。

【００３８】なお、上記のように、出力レベル比が一定
になるように補正しても床振動補償の減衰効果は完全に
０（マイナス無限大（ｄＢ））にならない。これは、次
式のように、計量信号Ｗ（ｔ）と床振動検出信号Ａ
（ｔ）間の感度比誤差および位相差θがあるからであ
る。いま、計量信号Ｗ（ｔ）＝βｓｉｎωｔとし、感度
補正済の床振動検出信号α・Ａ（ｔ）＝γβｓｉｎ（ω
ｔ＋θ）として床振動補正済信号Ｏ（ｔ）を求めると、Ｏ（ｔ）＝Ｗ（ｔ）−α・Ａ（ｔ）＝βｓｉｎωｔ−γβｓｉｎ（ωｔ＋θ）＝β√（１＋γ²−２γｃｏｓθ）・ｓｉｎ（ωｔ＋
φ） φ＝ｔａｎ^-1｛γｓｉｎθ／（１−γｃｏｓθ）｝となり、床振動補償の減衰効果は、Ｅ＝√（１＋γ²−
２γｃｏｓθ）となる。ただし、実際の運用上、位相差
θは小さく床振動補償の減衰効果の上では問題にならな
い。

【００３９】次に、第２実施形態の説明に移る。図１０
および図１１は、第２実施形態に係る組合せ計量装置の
概略構成図を示す。この装置において、被計量物Ｍの計
量結果から床振動による計量誤差を除去するために、図
１０に示すように、複数の計量セル２-1〜２-nと、フレ
ームＦＲを介して計量セル２-1〜２-nと同一の床Ｆに複
数（３個以上）の床振動検出用セル４-1〜４-mとが設置
されている。また、この装置は、図１１に示すように、
ＣＰＵ９において、複数の計量セル２-1〜２-nに対応し
て、それぞれ、第１のディジタルフィルタリング手段１
０-1〜１０-n、感度算出手段１４-1〜１４-n、感度補正
手段１６-1〜１６-nおよび床振動補償手段２０-1〜２０
-nが設けられている。また、複数の床振動検出セル４-1
〜４-mに対応して、第２のディジタルフィルタリング手
段１２-1〜１２-mおよび床振動算出手段３４が設けられ
ている。

【００４０】この場合、装置の小型化と低コスト化を図
るために、計量セル２-1〜２-nと床振動検出用セル４-1
〜４-mとは１対１でなく、通常、床振動検出用セル４-1
〜４-mは、計量セル２-1〜２-nよりも少ない数（ｎ＞
ｍ）に設定される。このため、床振動算出手段３４は、
床振動検出セル４-1〜４-mの出力から床の振動モードを
面計算し、その振動モードから各計量セル２-1〜２-nの
設置位置での床振動成分を算出する。

【００４１】図１０において、複数の計量セル２-1〜２
-nからそれぞれ検出された計量ホッパ２８-1〜２８-nに
投入された被計量物Ｍの計量信号と、床振動検出セル４
-1〜４-mからそれぞれ検出された床振動検出信号とは、
それぞれ増幅器５により増幅され、ローパスフィルタ６
を介して、マルチプレクサ７に入力される。各信号は、
マルチプレクサ７からＣＰＵ９からの切換信号ｃによっ
て選択的にＡ／Ｄ変換器８に出力されてディジタル信号
に変換され、ＣＰＵ９に入力される。

【００４２】図１１において、計量信号は、ＣＰＵ９に
内蔵された第１のディジタルフィルタリング手段１０-1
〜１０-nでフィルタリングされ、機械振動が除去されて
フィルタ済計量信号Ｗ1(ｔ) 〜Ｗn(ｔ) となる。また、
床振動検出信号は、第２のディジタルフィルタリング手
段１２-1〜１２-mでフィルタリングされ、機械振動が除
去されてフィルタ済床振動検出信号Ａ1(ｔ) 〜Ａm(ｔ)
となる。各フィルタ済信号は、感度手段１４-1〜１４-
n、感度補正手段１６-1〜１６-nおよび床振動補償手段
２０-1〜２０-nにより床振動補正される。組合せ演算手
段３６は、この床振動補償信号Ｏ1(ｔ) 〜Ｏn(ｔ) に基
づいて、各被計量物Ｍの重量を組み合わせて、一定の許
容範囲内で目標値に近い組合せとなるように、計量セル
２-1〜２-nに対応する計量ホッパ２８-1〜２８-nを選択
的に開放するための開放信号ＯＳを出力する。

【００４３】図１２に、この組合せ計量装置の側面図を
示す。この装置は、図示しない供給コンベアから、供給
シュート２１を介して被計量物Ｍが分散テーブル２２上
に供給投入される。分散テーブル２２に供給された被計
量物Ｍは、周囲に分散され、放射トラフ２４-1〜２４-n
を介してプールホッパ２６-1〜２６-nに供給されて、そ
こで一時プールされ、続いて各計量ホッパ２８-1〜２８
-nに供給される。この計量ホッパ２８-1〜２８-n内の被
計量物Ｍは、計量ホッパ２８-1〜２８-nに付帯する計量
セル２-1〜２-nにより計量され、計量値に基づいて組合
せ演算されて、上記の開放信号ＯＳにより計量ホッパ２
８-1〜２８-nのゲートが選択的に開放され、集合シュー
ト３０に排出される。排出された物品Ｍは、包装機３２
により包装されて目標重量の袋詰め商品となる。

【００４４】ここで、第１のディジタルフィルタリング
手段１０-1〜１０-nおよび第２のディジタルフィルタリ
ング手段１２-1〜１２-mの少なくとも一方は、第１実施
形態と同様に、各計量セル２と床振動検出セル４との床
振動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比
に基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１
と第２のディジタルフィルタリング手段１０，１２の出
力レベルの比が床振動周波数と無関係にほぼ一定となる
フィルタ特性に設定されている。この実施形態では、第
１のディジタルフィルタリング手段１０-1〜１０-nが上
記フィルタ特性に設定されているものとする。以下、図
１１により、この設定動作について説明する。この場
合、床振動算出手段３４により床の振動モードが求めら
れ、続いて、感度算出手段１４により、計量セル２-1〜
２-nと、床の振動モードを形成する振動モード成分に対
応させて求めたその設置位置における仮想上の床振動検
出セルとの出力感度比が求められる。

【００４５】まず、床振動算出手段３４により床の振動
モードが算出される。図１３に示すＸＹ平面（水平面）
において、点Ｐ（ｘ，ｙ）の位置に固定されている床振
動検出セル４-1〜４-mの出力のうち、床の振動モードを
形成する床の振動成分Ｖｐ（ｔ）（ｔは時間）を、Ｖｐ（ｔ）＝Ａ（ｔ）・ｘ＋Ｂ（ｔ）・ｙ＋Ｃ（ｔ） …（１１）と表すことにより、各計量セル２-1〜２-nの設置位置で
の床の振動成分を算出する。この場合、床振動検出セル
４-1〜４-mは、ＸＹ平面の挙動のうち、Ｘ軸回りの回転
運動で生じる垂直（２軸）方向成分、Ｙ軸回りの回転で
生じる垂直（２軸）方向成分、およびＸＹ平面に垂直な
軸（Ｚ）方向の運動を検出し、それ以外の運動は検出し
ないので、Ｘ軸回りの回転運動で生じる垂直（Ｚ軸）方
向成分の運動をＢ（ｔ），Ｙ軸回りの回転運動で生じる
垂直（Ｚ軸）方向の運動をＡ（ｔ）、Ｚ軸方向の運動を
Ｃ（ｔ）として、これら運動の組合せで床振動を表して
いる。

【００４６】床の振動モードは、式（１１）におけるＡ
（ｔ），Ｂ（ｔ），Ｃ（ｔ）を求めることにより得られ
る。すなわち、Ａ（ｔ），Ｂ（ｔ），Ｃ（ｔ）の値を既
知の値とした式（１１）はＸＹ平面の任意の位置Ｐ
（ｘ，ｙ）の振動に起因する出力を表す。Ａ（ｔ），Ｂ
（ｔ），Ｃ（ｔ）の値は、ＸＹ面上に固定されている例
えば３個の床振動検出セル４の出力Ｖｐ（ｔ）と各床振
動検出セル４の位置座標（ｘ，ｙ）を式（１１）に当て
はめて、３元一次連立方程式を解くことによって求める
ことができるが、実際には、各床振動検出セル４の出力
に誤差があるため、３点以上の位置の床振動検出セル４
により、最小自乗法を用いて、上記Ａ（ｔ），Ｂ
（ｔ），Ｃ（ｔ）の値を求めるのがよい。

【００４７】こうして、床振動算出手段により算出され
た各計量セル２-1〜２-nの設置位置Ｐ1(ｘ1,ｙ1)〜Ｐn
(ｘn,ｙn)での床の振動成分Ｖ1(ｔ) 〜Ｖn(ｔ) が感度
算出手段１４および感度補正手段１６に出力される。そ
して、感度算出手段１４により、各計量セル２-1〜２-n
と、その設置位置に仮想した床振動検出セルとの床振動
に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比α1
〜αn が求められる。第１のディジタルフィルタリング
手段１０-1〜１０-nは、第１実施形態と同様に、この出
力感度比α1 〜αn に基づいて、それぞれ、そのフィル
タ周波数特性を補正して、第１と第２のディジタルフィ
ルタリング手段１０，１２の出力レベルの比が床振動周
波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定され
る。これにより、組合せ計量装置において、各計量ホッ
パ２８-1〜２８-nからの計量信号について、床振動周波
数と無関係に正確な床振動補償を行うことができる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、第１
または第２のディジタルフィルタリング手段の少なくと
も一方は、計量セルと床振動検出セルとの床振動に対す
る感度の周波数特性より算出した出力感度比に基づい
て、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と第２の
ディジタルフィルタリング手段の出力レベルの比が床振
動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性に設定
されている。従って、床振動周波数と無関係に正確な床
振動補償を行うことができる。これにより、床振動周波
数の変化にかかわらず、容易に高速かつ高精度の計量を
図ることができる計量装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る計量装置を示す概
略構成図である。

【図２】第１段階のフィルタ周波数特性を示す図であ
る。

【図３】第１段階の計量セルの対床振動感度周波数特性
を示す図である。

【図４】第１段階の床振動検出セルの対床振動感度周波
数特性を示す図である。

【図５】第１段階の床振動補償（ＡＦＶ）の減衰効果周
波数特性を示す図である。

【図６】感度比周波数特性を示す図である。

【図７】第２段階のフィルタ周波数特性を示す図であ
る。

【図８】第２段階の床振動補償（ＡＦＶ）の減衰効果周
波数特性を示す図である。

【図９】第２段階の計量セルの対床振動感度周波数特性
を示す図である。

【図１０】他の実施形態に係る組合せ計量装置を示す概
略構成図の一部である。

【図１１】上記組合せ計量装置を示す概略構成図の一部
である。

【図１２】上記組合せ計量装置を示す側面図である。

【図１３】床の振動モードを算出する面計算の原理を示
す説明図である。

【図１４】ディジタルフィルタの入力信号に対する出力
信号の状態を示す図である。

【図１５】振動モデルを示す図である。

【図１６】従来の対床振動感度周波数特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

２…計量セル、４…床振動検出セル、１０…第１のディ
ジタルフィルタリング手段、１２…第２のディジタルフ
ィルタリング手段、１４…感度算出手段、１６…感度補
正手段、１８…感度補償手段、２０…床振動補償手段、
３４…床振動算出手段、３６…組合せ演算手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被計量物を計量して、その重量に対応
した計量信号を出力する計量セルと、この計量セルが設置された床の振動を検出して、床振動
検出信号を出力する床振動検出セルと、上記計量信号をフィルタリングする第１のディジタルフ
ィルタリング手段と、上記床振動検出信号をフィルタリングする第２のディジ
タルフィルタリング手段と、計量セルと床振動検出セルとの間の出力感度比を算出す
る感度算出手段と、計量信号または床振動検出信号の少なくとも一方を上記
出力感度比で補正して出力感度補正済信号を生成する感
度補正手段と、信号間の出力感度比が補正された計量信号から床振動信
号を減算して、床振動に起因する計量信号の誤差を補償
した床振動補正済信号を出力する床振動補償手段とを備
え、上記第１または第２のディジタルフィルタリング手段の
少なくとも一方は、計量セルと床振動検出セルとの床振
動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比に
基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と
第２のディジタルフィルタリング手段の出力レベルの比
が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性
に設定されている計量装置。
【請求項２】複数の計量ホッパに投入された各被計
量物をそれぞれ計量して、その重量に対応した計量信号
を出力する複数の計量セルと、これら計量セルが設置された床の振動を検出して、床振
動検出信号を出力する複数の床振動検出セルと、上記各計量信号をフィルタリングする第１のディジタル
フィルタリング手段と、上記各床振動検出信号をフィルタリングする第２のディ
ジタルフィルタリング手段と、上記各床振動検出信号に基づいて床の振動モードを検出
して、各計量セルが設置された位置の床の上下方向変位
を算出する床振動算出手段と、計量セルと床振動検出セルとの間の出力感度比を、上記
振動モードを形成する振動モード成分に対応させて求め
る感度算出手段と、計量信号または床振動検出信号の少なくとも一方を上記
出力感度比で補正して出力感度補正済信号を生成する感
度補正手段と、信号間の出力感度比が補正された計量信号から床振動信
号を減算して、床振動に起因する計量信号の誤差を補償
した床振動補正済信号を出力する床振動補償手段と、各計量ホッパの被計量物の重量を示す上記床振動補正済
信号計量信号に基づいて、各被計量物を選択的に組み合
わせて、一定の許容範囲内で目標値に近い組合せを演算
する組合せ演算手段とを備え、上記第１または第２のディジタルフィルタリング手段の
少なくとも一方は、計量セルと床振動検出セルとの床振
動に対する感度の周波数特性より算出した出力感度比に
基づいて、そのフィルタ周波数特性を補正して、第１と
第２のディジタルフィルタリング手段の出力レベルの比
が床振動周波数と無関係にほぼ一定となるフィルタ特性
に設定されている組合せ計量装置。