JPH11183239A - 自動重量選別機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁力平衡型の電子天びんを重量測定部とし
て用いた自動重量選別機において、従来に比して選別時
間を短くする。 【解決手段】 基準となる重量を設定する重量設定手段
１０５と、その設定された重量に相当する電磁力を発生
するための電流をフォースコイル１５に流して、電子天
びん１を強制的にアンバランス状態とする電流供給手段
（演算制御部１０２，電流発生部１０３）と、物品が電
子天びん１に負荷されたことを検出する物品検出手段３
を設け、物品検出手段３による物品検出出力の発生後に
電子天びん１がバランス動作を開始するように構成する
ことで、電子天びん１に対する無負荷状態から物品載置
状態への移行時においてフォースコイル１５に流れる電
流の変化量を少なくし、天びん機構１０のバランスに要
する時間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動重量選別機に関
し、更に詳しくは、電磁力平衡型の電子天びんを用いた
自動重量選別機に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁力平衡型の電子天びんでは、静磁場
中にフォースコイルを配置するとともに、そのコイルに
電流を流すことによって生じる電磁力を被測定荷重に対
抗させることによって天びん機構をバランスさせ、その
バランス状態においてフォースコイルに流れる電流の大
きさから被測定荷重を求める。

【０００３】このような電磁力平衡型の電子天びんを重
量測定部として用い、その測定結果をあらかじめ設定さ
れた選別重量と比較部において比較して、その比較結果
を表示または印字、あるいは物品を仕分けるための機構
の動作出力を発生するようにした自動重量選別機が知ら
れている。

【０００４】この種の自動重量選別機においては、従
来、無負荷状態の電子天びんの測定皿に順次被選別物品
を載置するとともに、各物品の載置後に天びん機構の平
衡状態が得られた時点における天びん出力を比較部に供
給するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁力平衡
型の電子天びんは、零位法に基づく測定原理によって高
精度の測定を行うことが可能であるが、天びん機構を無
負荷状態で平衡している状態から被測定物品を負荷した
ときのステップ応答速度は、任意に速くすることはでき
ず、ＰＩＤ（比例・積分・微分）演算を行って可及的に
速やかに安定するように考慮されているものの自ずと限
界があり、そのため、自動重量選別機の重量測定部とし
て用いた場合には、物品の重量選別に要する時間もある
程度以上には短くできないという問題がある。

【０００６】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
もので、電磁力平衡型の電子天びんを重量測定部として
用いることによって高精度の秤量を行い、しかも物品の
重量選別時間を従来に比して短くすることのできる自動
重量選別機の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施の形態を表す図１を参照しつつ説明す
ると、本発明の自動重量選別機は、電磁力平衡型の電子
天びん１と、その電子天びん１からの出力を選別すべき
重量と比較してその結果を出力する比較手段２を備えた
自動重量選別機において、基準となる重量を設定する重
量設定手段１０５と、その設定された重量に相当する電
磁力を発生するための電流を電子天びん１のフォースコ
イル１５に供給して当該電子天びん１を強制的にアンバ
ランス状態とする電流供給手段（演算部制御１０２およ
び電流発生部１０３）と、電子天びん１に対する物品の
負荷を検出する物品検出手段３を有し、電子天びん１
は、物品検出手段３による検出出力の発生後にバランス
状態を保つためのサーボ動作を開始するよう構成されて
いることによって特徴づけられる。

【０００８】本発明は、電磁力平衡型の電子天びんの天
びん機構を平衡させるのに要する電磁力に近い電磁力
を、物品が載置される前、つまり無負荷状態においてあ
らかじめ発生させておくことにより、物品の負荷時にお
けるサーボ機構のステップ応答量を少なくし、天びん機
構がバランスするのに要する時間を短くしようとするも
のである。

【０００９】すなわち、使用に際して、重量設定手段１
０５により任意の重量を設定すると、その設定された重
量に相当する電磁力を発生するための電流が電子天びん
１のフォースコイル１５に供給される。これにより、電
子天びん１は強制的にアンバランス状態となる。この重
量設定手段１０５による設定重量を、例えば選別すべき
重量、あるいは物品の平均重量程度としておくことによ
り、電子天びん１に物品を載置したときに、サーボ系は
その設定重量と物品との重量差分だけの電磁力を発生す
ることによってバランス状態とすることができ、バラン
スに要する時間を短縮することができる。

【００１０】ここで、電子天びん１の天びん機構１０
は、無負荷状態においてアンバランス状態となってお
り、機械的には通常の電子天びんに比してバランスする
のに要する時間は長くなる。しかし、この種の天びん機
構１０の固有振動数は一般に８〜３０Ｈｚ程度であり、
サーボ系のステップ応答量を低下させることによる時間
短縮量の方が大きく、従って電子天びん１の全体として
の所要時間は本発明の採用によって短くなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の構成
を示すブロック図である。

【００１２】電磁力平衡型の電子天びん１は、被測定物
品が載せられる皿１１をロバーバル機構１２およびレバ
ー１３等からなる公知の天びん機構１０によって支承し
ており、その天びん機構１０のレバー１３の変位は変位
センサ１４によって検出される。

【００１３】レバー１３にはフォースコイル１５が固着
されており、このフォースコイル１５は磁気回路が作る
静磁場中に配置されている。従ってこのフォースコイル
１５に電流を流すことによって電磁力が発生する。

【００１４】変位センサ１４によるレバー１５の変位検
出出力は、Ａ−Ｄ変換器１０１によってデジタル化され
た後、演算制御部１０２に取り込まれる。演算制御部１
０２は、レバー１５の変位検出データに対してＰＩＤ演
算処理を施して、その処理結果であるＰＩＤデータを電
流発生部１０３に供給する。電流発生部１０３では、演
算制御部１０２からのＰＩＤデータの大きさに応じた電
流を発生してフォースコイル１５に供給する。このフォ
ースコイル１５に電流が流れることによって発生する電
磁力は、レバー１５の変位を０にするように働き、全体
としてデジタルサーボ系が構築されている。

【００１５】演算制御部１０２からのＰＩＤデータは、
同時に計量値決定部１０４に取り込まれ、皿１１上の重
量値に変換されたうえで比較部２に出力される。ただ
し、この比較部２に重量測定データが出力されるのはＰ
ＩＤデータが安定状態に到達した時点、つまり天びん機
構１０がバランス状態となった時点である。

【００１６】比較部２では、計量値決定部１０４からの
重量値と、あらかじめ設定されている選別重量、例えば
下限値と上限値等の重量範囲とを比較し、その結果を選
別結果として判定表示部１０６に出力すると同時に、仕
分けシュート等の選別部１０７に対して動作指令として
供給する。

【００１７】さて、演算制御部１０２には、重量設定部
１０５により設定された重量データと、物品検出センサ
３による物品検出出力が導入されている。

【００１８】重量設定部１０５は、以下に示す本発明の
実施の形態の動作の基準となる重量を設定するためのも
のであり、また、物品検出センサ３は電子天びんの皿１
１上に物品が載せられたことを検出したときに検出出力
を発生する。

【００１９】演算制御部１０２は、無負荷状態におい
て、つまり物品検出センサ３からの出力が到来しない状
態では、重量設定部１０５によって設定された重量に相
当する電磁力を発生するような電流をフォースコイル１
５に流すとともに、前記したサーボ系による天びん機構
１０のバランス動作を停止しており、その状態で物品検
出センサ３からの出力が到来した時点で、バランス動作
を開始する。

【００２０】重量設定部１０５による重量設定値は、選
別重量の近傍、前記したように上限値と下限値の重量範
囲が選別重量となっている場合には、例えばその中央値
等に設定することが好ましい。

【００２１】無負荷状態では、電子天びん１のフォース
コイル１５には、重量設定部１０５により設定された重
量に相当する電磁力を発生するような電流が流されてお
り、かつ、サーボ系によるバランス動作を停止している
ため、天びん機構１０はアンバランス状態となってい
る。

【００２２】その状態で物品が皿１１上に載せられ、ま
た、物品検出出力が到来すると、サーボ系はバランス動
作を開始するが、このとき、フォースコイル１５には既
に設定された重量に相当する電磁力を発生するような電
流が流されているため、フォースコイル１５に流れる電
流の変化量は、通常の無負荷状態からの変化量に比して
大幅に少なく、従って、天びん機構１０がバランス状態
に達するのに要する時間は短縮される。その結果、比較
部３には速やかに正確な物品の重量測定データが供給さ
れ、全体としての物品選別速度が向上する。特に、物品
の重量ばらつきが小さく、また、重量設定部１０５によ
り設定される重量がその重量ばらつき範囲の中央値近傍
である場合には、その時間短縮効果は大きなものとな
る。

【００２３】なお、以上の実施の形態では、比較部２に
おいて物品の重量を上限値と下限値の範囲に対して比較
した例を示したが、本発明はこれに限定されることな
く、例えば１つの重量を設定しておき、その重量に対す
る大小関係を選別したり、あるいは任意の複数の境界重
量を設定しておき、それらの境界重量で仕切られる複数
の重量範囲のいずれの範囲に入っているのかを選別する
等の使用も可能である。

【００２４】また、重量設定部１０５によって設定する
基準となる重量は、以上のような選別重量の近傍であれ
ば特に限定されるものではなく、要は、フォースコイル
１５に流れる電流の変化量ができるだけ少なくなるよう
に設定することが、本発明の効果を大きくするうえで有
用である。

【００２５】更に、以上の実施の形態では、重量設定部
１０５を設けて、装置の使用者が基準となる重量を設定
入力するように構成した例を示したが、本発明はこれに
限定されることなく、例えば選別すべき重量として上下
限重量値を設定したとき、その中央値を算出してその値
を自動的に基準重量値として設定するように構成しても
よい。

【００２６】また、物品が電子天びん１の皿１１上に載
せられたことを検出する手段は、以上の実施の形態のよ
うに物品検出センサ３を設けるほか、電子天びん１の変
位センサ１４の出力を兼用して用いる等、任意の手段を
採用し得ることは言うまでもない。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電磁力平衡型の電子天びんを物品の重量測定部として用
いた自動重量選別機において、重量設定部により設定さ
れた重量に相当する電磁力を発生する電流をあらかじめ
フォースコイルに流しておき、物品が電子天びんに負荷
された時点からサーボ系によるバランス動作を開始して
天びん機構をバランスさせるから、無負荷状態から直接
的に物品を皿上に載置する場合に比して、フォースコイ
ルに流れる電流の変化量が大幅に減少し、天びん機構が
バランス状態となるまでに要する時間が短縮され、ひい
ては物品の選別速度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１ 電子天びん １０ 天びん機構 １１ 皿 １２ ロバーバル機構 １３ レバー １４ 変位センサ １５ フォースコイル １０１ Ａ−Ｄ変換器 １０２ 演算制御部 １０３ 電流発生部 １０４ 計量値決定部 １０５ 重量設定部 １０６ 判定表示部 １０７ 選別部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁力平衡型の電子天びんと、その電子
   天びんからの出力を選別すべき重量と比較してその結果
   を出力する比較手段を備えた自動重量選別機において、
   基準となる重量を設定する重量設定手段と、その設定さ
   れた重量に相当する電磁力を発生するための電流を上記
   電子天びんのフォースコイルに供給して当該電子天びん
   を強制的にアンバランス状態とする電流供給手段と、上
   記電子天びんに対する物品の負荷を検出する物品検出手
   段を有し、上記電子天びんは、上記物品検出手段による
   検出出力の発生後にバランス状態を保つためのサーボ動
   作を開始するよう構成されていることを特徴とする自動
   重量選別機。