DE3318409C2 - Verfahren zum Ermitteln des Gewichtes von kontinuierlich geförderten einstückigen Gütern und Kontrollwaage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Ermitteln des Gewichtes von kontinuierlich geförderten einstückigen Gütern und Kontrollwaage zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Verfahren, Einrichtung und Schaltungsanordnung zum Ermitteln des Gewichtes von kontinuierlich und in Förderrichtung vereinzelt geförderten stückigen Gütern, z. B. befüllten Verpackungen, mittels einer selbsttätigen Kontrollwaage, deren Wägesystem außer einer Wägeplattform und einem über die Wägeplattform laufenden Transportband für die Güter rotierende oder schwingende Antriebselemente für das Transportband trägt, wobei zum Unterdrücken von dem Wägesignal überlagerten und durch Antriebselemente verursachten periodischen Störsignalen das Wägesignal eines jeden Gutes über einen Bewegungszyklus eines ausgewählten, Störsignale verursachenden Antriebselementes hinweg in etwa gleichen Abständen mehrmals abgetastet wird und aus den erhaltenen Abtastwerten des Wägesignals ein Mittelwert gebildet wird, der das Gewicht des betreffenden Gutes darstellt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln des Gewichtes von kontinuierlich geförderten einstückigen
Gütern mittels einer selbsttätigen Kontrollwaage, deren Wägesystem außer mit den einstückigen Gütern
mit einer Wägeplattform sowie mit einem über die Wägeplattform laufenden, durch Antriebselemente bewegten
Transportband belastet wird und ein von dieser Belastung abhängiges Wägesignal abgibt, wobei zur Erzeugung
des Gewichtswertes eine Mittelwertbildung des Wägesignals über ein Zeitintervall hinweg vorgenommen
wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Kontrollwaage zur Durchführung dieses Verfahrens.
Selbsttätige Kontrollwaagen dienen dazu, z. B. in einer Verpackungsstraße durch schnelle und genaue Wägung
aller abgefüllten Packungen sicherzustellen, daß keine unzulässigen Untergewichtspackungen in den
Handel gelangen. Darüberhinaus werden durch statistische Gewichtsauswertung Regelvorgänge an den Fiillvorrichtunqen
vorgenommen mit dem Ziel einer selbsttätigen Optimierung der Füllgewichte. Weit verbreitet
sind solche selbsttätigen Kontrollwaagen, rlie auf ihrpm
meist elektromechanischen Wägesystem eine Transporteinrichtung, insbesondere ein Transportband besitzen,
das dazu dient, die einzelnen Packungen mit der gleichen Geschwindigkeit über die Waage zu transportieren,
wie sie in der Abfüllstraße des Packunternehmens herrscht. Die Gewichtsermittlung erfolgt also ohne
Stillstand der Packung, während sie durch die mit
einem verhältnismäßig kurzen Förderband versehene Transporteinrichtung transportiert wird.
Die Konstruktion dieser bekannten selbsttätigen Kontrollwaagen hat zur Folge, daß auf das Wägesystem
neben der eigentlich interessierenden Gi:wichtskraft der einzelnen Packung noch andere, störende Kräfte
einwirken. Dies sind erstens jene dur?h eine gewisse Rückwirkung auf das Wägeband in dem Moment einwirkenden
Kräfte, während dem die anschließend zu wägende Packung von einem Zuförderband auf das
Transportband der Kontrollwaage übernommen wird. Diese Kräfte können im vorliegenden Zusammenhang
im wesentlichen außer Betracht bleiben.
Das oben erwähnte, auf der Plattform des Wägesystems befindliche Weine Transportband kann nicht anders
konstruiert werden, als daß es Bestandteil der Wägeplattform ist und daher mit allen seinen Konstruktionselementen
fortwährend mitgewogen wird; Rollenkonstruktion, Motor und Getriebe sowie das kleine
Transportband. Das Gewicht dieser Antrieuselemente ist dabei durch Leichtbau nicht störend, wohl aber sind
die durch die Bewegung dieser Antriebselemente auf das Wägesystem wirkenden Kräfte im Hinblick auf das
Erfordernis sowohl schneller als auch genauer Wägung äußerst störend. Diese Kräfte entstehen als Beschleunigungskräfte
der betreffenden, nur mit endlicher Präzision ausgewuchteten Antriebselemente, z. B. Motorenanker,
Ritzel, Schnecken, Getrieberäder, Übertragungsriemen, Transportrollen und Transportband. Diese Beschleunigungskräfte
verfälschen das vom Wägesystem abgegebene Gewichtssignal und begrenzen die Genauigkeit
des Wägeergebnisses. Ihrer Natur nach zeigen diese Störsignale ein rhythmisches bzw. periodisches
Verhalten mit einer durch die Rotationsfrequenz des verursachenden Teils wiederkehrenden Periodendauer.
Im Gegensatz zu den im vorhergehenden Absatz erwähnten, durch die Übernahme der Packung vom Zuförderband
auf das Transportband bedingten dynamischen Störungen, rlie ein Abklingverhalten zeigen, stellen
sich diese vom Antriebsystem herrührenden Störungen als ein nicht abklingendes Frequenzgemisch dar. Bei
den üblichen Transportgeschwindigkeiten der Kontrollwaagen umfaßt dieses Frequenzgemisch in der Praxis
einen Bereich von etwa 10 bis 300 Hz.
Der durch die rhythmischen bzw. periodischen Störungen beeinträchtigten Wägegenauigkeit versucht
man üblicherweise durch mechanische Dämpfung oder elektrische Filterung der in elektrische Strömungen
oder Spannungen umgesetzte Signale des Wägesystems zu begegnen. Leider sind hier aber bei selbsttätigen
Kontrollwaagen sehr enge Grenzen gezogen. Anders als beispielsweise bei Laborwaagen fordert die hohe
Füllgeschwindigkeit moderner Abfüll- und Verpakkungsstraßen eine für die einzelne Packung sehr begrenzte
Wägezeit. Die Filter können daher nicht für optimale Filterung ausgelegt werden, weil dadurch zu
viel Zeit verbraucht würde, ehe das Wägeergebnis vorliegt und weiter verarbeitet werden kann. Die praktisch
hinzunehmenden Filterzeitkonstanten erlauben es daher nicht, das aus dem Gesichtspunkt der Wägegenauigkeit
eigentlich Notwendige zu tun, sondern es wird hier ein oft kritischer Kompromiß erzwungen.
Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß die Abfüllstraßen aus produktionstechnischen Gründen oftmals
mit unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten der Transportvorrichtung betrieben werden. Wegen der
fälligen Eingliederung der selbsttätigen Kontrollwaage in die Abfüllstraße muß mithin auch die Transportgeschwindigkeit
des auf dem Wägetystem befindlichen Transportbandes verändert werden, da ein Geschwindigkeitsunterschied
wegen der vergrößerten Rückwirkung anläßlich der Übernahme der Packung auf das Transportband der Kontrollwaage nicht hingenommen
werden kann. Zumindest bei vergleichsweise geringeren Transportgeschwindigkeiten würde man gern die etwas
verlängerte Verweilzeit der Packung auf der Waage ausnutzen, um dem erwähnten Filter eine längere Filterzeitkonstante
verleihen zu können. Aus diesem Grund sind solche Filter manchmal mit an sich bekannten Stellgliedern
zur Veränderung der Filterzeitkonstante und damit der Grenzfrequenz des Filters versehen. Hier gut
jedoch, daß die Einstellung im Fall der Änderung der Transportgeschwindigkeit zumindest schwierig, manchmal
problematisch und niemals sicher optimal erfolgen kann. Dabei ist zu bedenken, daß gerade bei produktionstechnischen
Umstellungen, dem sogenannten Chargenwechsel am allerwenigsten Muße zu einer zeitaufwendigen,
empirischen Filteroptimierung gegeben ist
Eine weitere Schwierigkeit entsteht schließlich dadurch, daß die jeweils eingestellte Bandgeschwindigkeit
des Transportbandes der Kontrollwaage gar nicht völlig konstant ist, sondern in Abhängigkeit von dem Takt, in
dem Packungen auf das Transportband auflaufen, geringfügig geändert wird. Obwohl wegen der Übernahme
der Packung von einem mit gleicher Geschwindigkeit laufenden Zuförderband keine Beschleunigungsarbeit
zu erbringen ist, läßt sich der Einfluß einer Bremsung beim Auflaufen einer Packung auf das Transportband
der Kontrollwaage, in erster Linie infolge Reibungsarbeit zwischen Transportband und dessen Unterlage
meßtechnisch deutlich nachweisen. In den kurzen Zeiträumen, in denen das Transportband wieder unbelastet
läuft, erhöht sich dessen Geschwindigkeit wieder. Das heißt aber nichts anderes, als daß diese sich überlagernden,
nicht zwangsläufig regelmäßigen Verlangsamungen und Beschleunigungen des Transportbandes als
zusätzliche Störung zu den störenden Grundschwingungen des Wägesystems spürbar werden. Mit dem bei derartigen
Kontrollwaagen verwendeten klassischen Tiefpaßfilter läßt sich jedenfalls, hauptsächlich infolge der
fehlenen Synchronisation mit den anderen Störursachen, keine planmäßige Strategie wie etwa durch Wahl
einer besonders variierten einstellbaren Grenzfrequenz finden. Entsprechend weit vom an sich wünschbaren
doppelten Optimum an Wägegenauigkeit und Wägegeschwindigkeit verlaufen die mit der bekannten Technik
so erreichbaren Leistungen selbsttätiger Kontrollwaagen. Eine nach dem eingangs genannten, gattungsgemäßen
Verfahren arbeitende Kontrollwaage ist bereits der US-PS 42 31 439 als bekannt zu entnehmen. Die vorbeschriebenen
Probleme und Schwierigkeiten bei der Messung im Hinblick auf die rhythmischen bzw. periodisch
wiederkehrenden Störsignale von Bauelementen der Kontrollwaage kann die Kontrollwaage nach dieser
Druckschrift trotz der Bildung eines Mittelwertes bzw. Integrals aus mehreren Meßsignalen nicht vermeiden.
Allerdings ist es nf.ch dieser Druckschrift weiterhin auch
bekannt, mehrere Abtastwerte der Reihe nach in einem Speicher zu speichern und aus den gespeicherten Abtastwerten
einen Mittelwert zu bilden, der angezeigt und/o.Her für Regelzwecke verwendet werden kann.
Im übrigen ist es weiterhin aus der US-PS 36 43 753 bekannt, durch Antriebselemente einer Kontrollwaage
verursachte Störsignale mit Hilfe eines Filters zu unterdrücken.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von den bewegten oder schwingenden Antriebselementen
für das Transportband der Kontrollwaage ausgehenden rhythmischen bzw. periodischen Störungen zu unterdrücken
bzw. auszufiltern, und zwar unabhängig sowohl von der jeweiligen Geschwindigkeit des Transportbandes
der Kontrollwaage als auch von etwaigen Geschwindigkeitsschwankungen des Transportbandes infolge
der Passage von Packungen. Zur Lösung der umrissenen Aufgabe geht die Erfindung davon aus, daß es
stets möglich ist, in einem Gemisch von Störfrequenzen der Wägeplattform mit dem Transportband und deren
Antriebselementen eine Grundschwingung zu identifizierers. Dies ist jene Sinusschwingung in dem die Störschwingungen
bildenden Schwingungsgemisch, die unter den mit vorherrschender Amplitude meßbaren
Schwingungen die tiefste Frequenz hat.
Lösung
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe wird in erfindungsgemäßer Weiterbildung des eingangs genannten
Verfahrens vorgeschlagen, daß das Zeitintervall der Dauer des Bewegungszyklus eines ausgewählten Antriebselementes
entspricht, das vom Wägesystem getragen wird und zyklische Störungen des Wägesignals verursacht.
Dabei kann in weiterer Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 das Wägesignal in etwa gleichen zeitlichen
Abständen abgetastet und die Mittelwertbildung mit den dadurch erhaltenen Abtastwerten vorgenommen
werden. Eine andere ähnliche Möglichkeit besteht nach Anspruch 3 darin, daß zur Mittelwertbildung das Wägesignal
über das Zeitintervall hinweg integriert wird.
Die dem ständig vom Wägesystem abgegebenen Wägesignal überlagerten Störsignaie, die auf den Einfluß
der erwähnten, ungenügend ausgewuchteten Antriebselemente für das Transportband der Kontrollwaage zurückzuführen
sind, werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens unterdrückt bzw. ausgefiltert. Hierzu
ist es im Fall der Lösung nach Anspruch 2 lediglich notwendig, zum Verwiegen eines Gutes genau so viele
Abtastwerte des Wägesignals zu bilden und zu verarbeiten, wie es einem voiiständigen umlauf bzw. Bewegungszyklus
des betreffenden, am meisten störenden Antriebselementes für das Transportband der Kontrollwaage
entspricht Sinngemäß gilt dies auch für die Lösung nach Anspruch 3. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden damit die dem Wägesignals überlagerten Störsignale entweder durch Mittelwertbildung
oder Integralbildung vollständig eliminiert Wägeversuche unter Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens haben gezeigt, daß hiermit eine Standardabweichung
von 0,2% oder weniger zu erreichen ist
Damit die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile auch für den Fall größerer zu erwartender Geschwindigkeitsschwankungen
des Transportbandes zum Tragen kommen können, werden die Wägesignale nicht zeitabhängig, sondern abhängig vom zurückgelegten
Weg bzw. Drehwinkel des betreffenden Antriebselementes abgetastet Sinngemäß gilt für die Lösung nach
Anspruch 3 eine Integration nicht über die Zeit sondern über den Drehwinkel bzw. den Weg des betreffenden
Antriebselementes.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens schlägt Anspruch 3 vor, daß die Abtastung des Wägesignals
in weg- bzw. drehwinkelmäßig gleichen Abständen bezogen auf den Bewegungszyklus des ausgewählten
Antriebselementes durchgeführt wird. Dies hat — wie vorstehend schon angedeutet — den Vorteil, daß
Schwankungen der Geschwindigkeit des Transportbandes der Kontrollwaage im Verlauf eines Meßvorganges
keinen Einfluß auf die Genauigkeit des Wägeergebnisses haben. In diesem Sinn wird zur Weiterbildung der
Lösung des Anspruches 3 gemäß Anspruch 5 vorgeschlagen, daß Anfang und Ende des Zeitintervalls, über
ίο das integriert wird, durch den von dem ausgewählten Antriebselement zurückgelegten Drehwinkel bzw. den
entsprechenden Weg bestimmt wird.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht nach Anspruch 6 darin, daß
unter den zyklische Störungen verursachenden Antriebselernenten dasjenige mit der niedrigsten Drehzahl
bzw. Umlaufgeschwindigkeit als ausgewähltes Antriebselement Verwendung findet Eine andere Lösung
kann nach Anspruch 7 darin bestehen, daß unter den zyklische Störungen verursachenden Antriebselementen
dasjenige als ausgewähltes Antriebselement Verwendung findet welches die zyklischen Störungen mit
der größten Amplitude erzeugt
Im Hinblick darauf, daß im Fall nicht besonders aufeinander abgestimmter Antriebselemente für das Transportband der Kontrollwaage und/oder aus anderen Gründen nicht alle vom Antriebssystem ausgehenden Störsignaie mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens unterdrückt bzw. ausgefiltert werden können, kann eine Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 8 zur Verbesserung der Wägegenauigkeit beitragen, wonach das Wägesignal bei der Mittelwertbildung in vorgegebener Weise unterschiedlich gewichtet wird, z. B. entsprechend einer Parabelfunktion.
Im Hinblick darauf, daß im Fall nicht besonders aufeinander abgestimmter Antriebselemente für das Transportband der Kontrollwaage und/oder aus anderen Gründen nicht alle vom Antriebssystem ausgehenden Störsignaie mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens unterdrückt bzw. ausgefiltert werden können, kann eine Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 8 zur Verbesserung der Wägegenauigkeit beitragen, wonach das Wägesignal bei der Mittelwertbildung in vorgegebener Weise unterschiedlich gewichtet wird, z. B. entsprechend einer Parabelfunktion.
Um den Einfluß eines auch im Fall einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Kontrollwaage
im Meßkreis enthaltenen Tiefpasses bzw. den Einfluß des Einschwingvorganges durch das Auflaufen
der Packung auf das Wägeband auf die Wägegenauigkeit weitestgehend auszuschließen, ist es nach Anspruch
9 zweckmäßig, daß das Zeitintervall, über das die Mittelwertbildung vorgenommen wird, bei einem möglichst
kurzen zeitlichen Abstand vor dem Abtransport des jeweiligen Gutes von der Wägeplattform endet. Auf diese
Weise wird der Transportweg bzw. die Transportiängc des Gutes auf der Wägeplattform bezüglich der Wirkung
des Tiefpasses bestmöglich ausgenutzt, so daß der Tiefpaß praktisch keinen nennenswerten Einfluß mehr
auf das Wägeergebnis hat. Die schaltungsmäßige Realisierung dieses Gedankens ist verhältnismäßig einfach:
Bei der gewichteten Mittelwertbildung werden gleitend stets die neuesten einem Bewegungszyklus entsprechenden
Abtastwerte verarbeitet und die beim Ablaufen des jeweiligen Gutes von der Wägeplattform sich
ergebende krasse Änderung des Wägesignals oder das Unterbrechen einer Lichtschranke wird zur entsprechenden
»Positionierung« der betreffenden Anzahl der Abtastwerte bzw. des entsprechend kontinuierlich gebildeten
Integrals benutzt Ferner betrifft die Erfindung eine Kontrollwaage zum Durchführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens, die sich gemäß Anspruch 10 dadurch kennzeichnet daß das ausgewählte, zyklische Störungen
verursachende Antriebselement (6) in weg- bzw. drehwinkelmäßig gleichen Abständen mit abtastbaren
Markierungen (9) versehen ist denen zu ihrer Abtastung ein ortsfest angeordneter Sensor (8) zugeordnet
ist der eine einen Speicher mit einer der Anzahl der abtastbaren Markierungen (9) des ausgewählten An-
tricbselomenlcs (6) entsprechenden Anzahl von Speicherplätzen
enthaltende Auswerteschaltung mit Mittelwertbildner für die vom Wägesystem ermittelten Abtastwertc
(19) der Wägesignale (17) steuert.
Die Kontrollwaage nach Anspruch 10 kann dabei gemaß Anspruch 11 schaltungsmäßig derart ausgeführt
sein, daß ein Analog-/Digitalwandler (14) vorhanden ist, mit dessen Eingang der Ausgang (10) des Wägesystems
(1) der Kontrollwaage ggfs. über einen Tiefpaß (20) verbunden ist, der über einen weiteren Eingang mittels des
Sensors (8) von dem an dem ausgewählten Antriebselement (6) befindlichen weg- bzw. drehwinkelmäßig äquidistanten
abtastbaren Markierungen (9) getriggert wird und dessen Ausgang mit dem Eingang des Speichers mit
der der Anzahl der abtastbaren Markierungen (9) entsprechenden Anzahl von Speicherplätzen zum gleitenden
Speichern (First-in-first-out) für die über den Ana-Iog-/Digilal wandler (14) erhaltenen Signale verbunden
ist, dessen Ausgang ggfs. über ein Funktionsglied zum Erzielen einer vorgegebenen Gewichtung der Abtastwerte
(19) des Wägesignals (17) mit dem Eingang des Mittelwcrtbildners zum Bilden eines gleitenden Mittelwertes
verbunden ist, an dessen Ausgang Anzeige- und/ oder Steuermittel (16) für Regelzwecke angeschlossen
sind. Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, mehrere der erwähnten Schaltungselemente in einem
einzigen Baustein, insbesondere einem Mikroprozessor, zu vereinigen. An der grundsätzlichen Funktionsweise
ändert sich damit jedoch nichts.
Schließlich ist es nach Anspruch 12 im Zusammenhang mit der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens vorteilhaft, wenn die rotierenden oder schwingenden Antriebselemente der Kontrollwaage
derart bemessen sind, daß ihre Umlaufzahlen in ganzzahligen Verhältnissen zueinander stehen, vorzugsweise
in Verhältnissen niederer Ordnung. Hierdurch ist es dann möglich, alle von diesen Antriebselementen ausgehenden
Slörsignale auf die erfindungsgemäße Weise zu unterdrücken bzw. auszufiltern. Das führt letztlich dazu,
daß die betreffenden Antriebselemente nicht mehr mit der hohen Genauigkeit hergestellt und ausgewuchtet zu
werden brauchen, so daß die für den Antrieb des Transportbandes aufzuwendenden Kosten verringert werden
können.
Anhand der Fig. 1 und 2 der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden weiter erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine selbsttätige Kontrollwaage in schematischer
Darstellung und
F i g. 2 das während eines Bewegungszyklus eines ausgewählten Antriebselementen für das Transportband
der Kontrollwaage abgetastete, von einem Störsignal des betreffenden Antriebselementes überlagerte
Wägesignal.
F i g. 1 zeigt eine Kontrollwaage, die im wesentlichen aus einer Wägezelle 1, einer Wägeplattform 2, einem
Transportband 3, Antriebsrolle 4 und Führungsrolle 5, Antriebsrad 6 mit weiteren Antriebselementen (schematisch
dargestellt) 7 und einem Sensor 8 zum Abtasten von auf dem Antriebsrad 6 angebrachten Markierungen
9 besteht. Die Wägezelle 1 weist einen Ausgang 10 für das Wägesignal auf.
Das Transportband 3 ist im Anschluß eines Zuförderbandes
11 und vor einem Abförderband 12 angeordnet Vom Zuförderband 11 werden Packungen 13 auf das
Transportband 3 der Kontrollwaage gefördert, von diesem übernommen und über die Wägeplattform 2 ■weilergefördert
und an das Abförderband 12 übergeben.
Der Ausgang 10 der Wägezelle ist evtl. über einen Tiefpaß 20 mit einem Analog-/Digitalwandler 14 verbunden,
an dessen Ausgang ein Mikroprozessor 15 angeschlossen ist. An den Ausgang des Mikroprozessors
15 sind Anzeigemittel 16 und ggfs. — nicht dargestellte — Steuer- bzw. Regelungsmittel angeschlossen zum
Zweck der Optimierung des Gewichtes der Packungen 13.
Der Analog-/Digitalwandler 14 ist ferner mit dem Ausgang des Sensors 8 verbunden, der den Analog-/Digitalwandler
abhängig von am Sensor 8 vorbeilaufenden Markierungen 9 des Antriebsrades 6 zum Zweck
der Abgabe einzelner Abtastwerte des Wägesignals triggert bzw. steuert. — Die Markierungen 9 können
auch von den nicht dargestellten Zähnen des Antriebsrades 6 selbst gebildet sein, — Die aufgrund der Triggerung
vom Analog-/Digitalwandler an den Mikroprozessor 15 abgegebenen, in F i g. 2 dargestellten einzelnen
Abtastwerte des Wägesignals werden innerhalb des Mikroprozessors 15 zunächst in einem Speicher mit einer
der Anzahl der Markierungen 9 entsprechenden Anzahl von Speicherplätzen gleitend gespeichert (first-in —
first-out). Sodann wird aus den im Speicher enthaltenen, eine Summe bildenden und hier in digitaler Form vorliegenden
Abtastwerten des Wägesignals, die auch als — gleitendes — Integral aufgefaßt werden können, ein
Mittelwert gebildet. Dieser Mittelwert kann z. B. das arithmetische Mittel sein; jedoch kann von Fall zu Fall
evtl. auch die Bildung des geometrischen, quadratischen oder harmonischen Mittelwertes zweckmäßig sein.
Die Mittelwertbildung wird zweckmäßig derart durchgeführt, daß die hierzu auszuwertenden Abtastwerte
des Wägesignals, — die sich über eine oder mehrere vollständige Umdrehungen des Antriebsrades 6 erstrecken
—, auf einen Bewegungsbereich der Packung 13 beziehen, der von der Packung 13 kurz vor dem
Ablaufen auf das Abförderband 12 durchlaufen wird. Eine derartige Steuerung ist möglich unter Verwendung
des beim Ablaufen der Packung 13 vom Transportband entstehenden Unterschiedes in der Größe des von der
Wägezelle 1 abgegebenen Wägesignals oder einer Lichtschranke.
Im Mikroprozessor 15 kann ggfs. noch eine Gewichtung der auszuwertenden Wägesignale vorgenommen
werden, und zwar entsprechend einer vorgegebenen, für zweckmäßig gehaltenen Funktion, z. B. einer Parabelfunktion.
Wenn man in vereinfachender Weise einmal unterstellt, daß die rhythmischen bzw. periodischen Störungen
des bzw. der Abtastwerte des Wägesignals ausschließlich vom Antriebsrad 6 ausgehen, wird für den
Fall der Darstellung in F i g. 2 der aus den einzelnen Abtastwerten gebildete Mittelwert exakt dem (statischen)
Gewicht der Packung 13 entsprechen. Das überlagerte Störsignal in Form einer Sinusschwingung mit
bestimmter Amplitude wird vollständig unterdrück bzw. ausgefiltert.
Da die einzelnen Abtastwerte des Wägesignals abhängig vom Drehwinkel des Antriebsrades 6 gebildet
werden — und nicht in zeitlich konstanter Aufeinanderfolge —, können etwaige Schwankungen der Geschwindigkeit
des Transportbandes 3 und damit eine etwaige Änderung der Frequenz der Störschwingung keinen
nachteiligen Einfluß auf das Wägeergebnis ausüben.
In F i g. 2 ist das einem zu verwiegenden Gut zugeordnete Wägesignal mit 17 und die Amplitude des dem
Wägesignal 17 aufgeprägten Störsignals mit 18 bezeichnet, während die Abtastwerte des Wägesignals 17 mit 19
ίο
bezeichnet sind. — Aus Vereinfachungsgründen ist im Fall der Darstellung nach F i g. 2 davon ausgegangen
worden, daß ein Störsignal nur von dem z. B. ungenügend ausgewuchteten Antriebsrad 6 verursacht wird.
Dieses Störsignal mit der Amplitude 18 ist dem Wägesignal 17 aufgeprägt, wie es in Fig.2 dargestellt ist. Da
nun die auf dem Antriebsrad 6 befindlichen, konzentrisch um die Drehachse angeordneten Markierungen 9
gleichen Abstand zwischen benachbarten Markierungen haben, entspricht demgemäß auch der Abstand zwisehen
zwei benachbarten Abtastwerten 19 stets einem bestimmten, unveränderlichen Drehwinkel des Antriebsrades
6. F i g. 2 zeigt dabei Abtastwerte 19 über einen vollständigen Umlauf des Antriebsrades 6, also
über einen Dreh winkel in der Größenordnung von 2π hinweg betrachtet Durch die weg- bzw. drehwinkelabhängige
Abtastung wird das Wägesignal 17 völlig unabhängig von der jeweils eingestellten Geschwindigkeit
des Förderbandes der Kontrollwaage und auch unabhängig von etwaigen Geschwindigkeitsschwankungen.
Aus der Darstellung in F i g. 2 ist ohne weiteres ersichtlich, daß harmonische Störschwingungen zur dargestellten
Störschwingung ebenfalls unterdrückt bzw. ausgefiitert werden. Aus dieser Tatsache heraus ist es
vorteilhaft, die einzelnen Antriebselemente (4,5,6,7) für
das Transportband 3 der Kontrollwaage derart zu bemessen, daß von diesen ggfs. nur solche Störschwingungen
ausgehen können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
35
40
50
55
60
65
Claims (12)
1. Verfahren zum Ermitteln des Gewichtes von kontinuierlich geförderten einstöckigen Gütern mittels
einer selbsttätigen Kontrollwaage, deren Wägesystem außer mit den einstückigen Gütern mit einer
Wägeplattform sowie mit einem über die Wägeplattform laufenden, durch Antriebselemente bewegten
Transportband belastet wird und ein von dieser Belastung abhängiges Wägesignal abgibt, wobei
zur Erzeugung des Gewichtswertes eine Mittelwertbildung des Wägesignals über ein Zeitintervall
hinweg vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zeitintervall der Dauer (pr)
des Bewegungszyklus eines ausgewählten Antriebselementes (6) entspricht, das vom Wägesystem (1)
getragen wild und zyklische Störungen des Wägesignals
(17) verursacht
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wägesignal (17) in etwa gleichen
zeitlichen Abständen abgetastet wird und die Mittelwertbildung mit den dadurch enthaltenen Abtastwerten
(19) vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Mittelwertbildung das Wägesignal
(17) über das Zeitintervall hinweg integriert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung des Wägesignals (.17) in
weg- bzw. drehwinkelmäßig gleichen Abständen bezogen auf den Bewegungszyklus des ausgewählten
Antriebselementes (6) durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Anfang und Ende des Zeitintervalls,
über das integriert wird, durch den von dem ausgewählten Antriebselement (6) zurückgelegten Drehwinkel
bzw. den entsprechenden Weg bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unter den zyklische
Störungen verursachenden Antriebselementen dasjenige mit der niedrigsten Drehzahl bzw. Umlaufgeschwindigkeit
als ausgewähltes Antriebselement (6) Verwendung findet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unter den zyklische
Störungen verursachenden Antriebselementen dasjenige als ausgewähltes Antriebselement (6) Ver^
wendung findet, welches die zyklischen Störungen mit der größten Amplitude erzeugt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wägesignal (17)
bei der Mittelwertbildung in vorgegebener Weise unterschiedlich gewichtet wird, z. B. entsprechend
einer Parabelfunktion.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall, über
das die Mittelwertbildung vorgenommen wird, bei einem möglichst kurzen zeitlichen Abstand vor dem
Abtransport des jeweiligen Gutes (13) von der Wägeplattform endet.
10. Kontrollwaage zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das ausgewählte, zyklische Störungen verursachende Antriebselement (6) in weg- bzw. drehwinkelmäßig
gleichen Abständen mit abtastbaren Markierungen (9) versehen ist, denen zu ihrer Abtastung
ein ortsfest angeordneter Sensor (8) zugeordnet ist, der eine einen Speicher mit einer der Anzahl
der abtastbaren Markierungen (9) des ausgewählten Antriebselementes (6) entsprechenden Anzahl von
Speicherplätzen enthaltende Auswerteschaltung mit Mittelwertbildner für die vom Wägesystem (1) ermittelten
Abtastwerte (19) der Wägesignale (17) steuert
11. Kontrollwaage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet
daß ein Analog-/Digitalwandler (14) vorhanden ist mit dessen Eingang der Ausgang (10)
des Wägesystems (1) der Kontrollwaage ggfs. über einen Tiefpaß (20) verbunden ist der über einen weiteren
Eingang mittels des Sensors (8) von den an dem ausgewählten Antriebselement (6) befindlichen
weg- bzw. drehwinkelmäßig äquidistanten abtastbaren Markierungen (9) getriggeit wird und dessen
Ausgang mit dem Eingang des Speichers mit der der Anzahl der abtastbaren Markierungen (9) entsprechenden
Anzahl von Speicherplätzen zum gleitenden Speichern (First-in-first-out) für die über den
Analog-/Digitalwandler (14) erhaltenen Signale verbunden ist dessen Ausgang ggfs. über ein Fuhktionsglied
zum Erzielen einer vorgegebenen Gewichtung der Abtastwerte (19) des Wägesignals (17) mit dem
Eingang des Mittelwertbildners zum Bilden eines gleitenden Mittelwertes verbunden ist an dessen
Ausgang Anzeige- und/oder Steuermittel (16) für Regelzwecke angeschlossen sind.
12. Kontrollwaage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Antriebselemente (z. B. Antriebsrolle 4, Führungsrolle 5 und ausgewähltes Antriebselement (6))
der Kontrollwaage derart bemessen sind, daß ihre Umlaufzahlen in ganzzahligen Verhältnissen zueinander
stehen, vorzugsweise in Verhältnissen niederer Ordnung.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833318409 DE3318409C2 (de) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | Verfahren zum Ermitteln des Gewichtes von kontinuierlich geförderten einstückigen Gütern und Kontrollwaage zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833318409 DE3318409C2 (de) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | Verfahren zum Ermitteln des Gewichtes von kontinuierlich geförderten einstückigen Gütern und Kontrollwaage zur Durchführung des Verfahrens |
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DE3318409A1 DE3318409A1 (de) | 1984-11-22 |
DE3318409C2 true DE3318409C2 (de) | 1986-10-16 |
Family
ID=6199488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19833318409 Expired DE3318409C2 (de) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | Verfahren zum Ermitteln des Gewichtes von kontinuierlich geförderten einstückigen Gütern und Kontrollwaage zur Durchführung des Verfahrens |
Country Status (1)
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