JP2015118063A - Combination balance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、計量した物品を包装機等へ投入する組合せ秤に関する。 The present invention relates to a combination weigher that puts a weighed article into a packaging machine or the like.
図14は、組合せ秤の従来例の概略構成を示す図である。中央上方の供給装置2から計量される物品、例えば、菓子類等の物品がメインフィーダ(分散フィーダ)3の円錐状のトップコーン3a上に供給され、トップコーン3aの振動によって、トップコーン3aの周囲に等間隔に配列された複数のリニアフィーダ(直進フィーダ)4のリニアフーダトラフ(直進トレイ)4a上に送り込まれる。振動によって物品を外方へ搬送する複数のリニアフィーダトラフ4aの搬送終端には、複数の供給ホッパ5、更にその下方に複数の計量ホッパ6が設けられている。各リニアフィーダトラフ4aの振動によって搬送された物品は、各供給ホッパ5にそれぞれ投入される。複数の供給ホッパ5では、一時的に物品が保持された後、排出用のゲート5aを開放して、各計量ホッパ6に供給される。
FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional example of a combination weigher. Articles to be weighed from the
各計量ホッパ6へ供給された物品の重量が、各計量ホッパ6にそれぞれ連結された複数の各重量センサ11によってそれぞれ計量され、図示しない制御部によって、それら計量値に基づいて組合せ演算が行われる。
The weight of the articles supplied to each weighing
この組合せ演算では、各計量ホッパ6の計量値を種々に組合せ、組合せた合計重量である組合せ重量が、目標組合せ重量Wt以上、許容上限値Wu以下であって、目標組合せ重量Wtに一致するか、最も近い計量ホッパ6の組合せを最適組合せとして選択する。組合せ演算で選択された計量ホッパ6の排出用のゲート6aを開放し、物品が、集合シュート7及び排出シュート8を介して図示しない包装機へ投入されて組合せ商品として包装される。
In this combination calculation, whether the weighing values of the weighing
前記組合せ演算によって最適組合せとして選択され、物品を排出して空になった計量ホッパ6には、その上方の供給ホッパ5から物品が供給され、供給ホッパ5が空になると、供給ホッパ5の上部のリニアフィーダトラフ4aが作動し、リニアフィーダトラフ4a上の物品を供給ホッパ5へ供給する。
The
上記組合せ演算における目標組合せ重量を上記のようにWt、組合せ演算で選択される計量ホッパ6の目標組合せ台数をM台とすると、計量ホッパ6に供給される物品の重量を、目標供給重量Wt/Mとするのが好ましい。
Assuming that the target combination weight in the combination calculation is Wt as described above and the target combination number of the
目標組合せ台数Mは、組合せに参加する計量ホッパ6の総台数、すなわち、組合せ秤の計量ホッパ6の総台数をSとすると、Sが偶数の場合はM=S/2、Sが奇数の場合はM=(S−1)/2または(S+1)/2に設定すれば、S台からM台を選ぶ組合せ数SCMが最大となる。これによって、組合せ演算において、最適組合せを選択するときに、選択の対象となる組合せ個数が最も多くなるので、目標組合せ重量Wtに近い組合せの選択確率が高くなり、歩留りが向上する。したがって、各計量ホッパ6へ供給する物品の供給重量を、目標組合せ重量Wtを目標組合せ台数Mで除算した目標供給重量Wt/Mとするのが好ましい。
When the total number of the weighing
計量ホッパ6には、供給ホッパ5から物品が供給されるので、リニアフィーダ4によって供給ホッパ5へ供給する物品の重量を、上記目標供給重量Wt/Mとなるように制御すれば、必然的に計量ホッパ6へも同重量付近の物品が供給されることになる。
Since articles are supplied from the
このため、リニアフィーダ4によって、供給ホッパ5へ供給される物品の重量が、目標供給重量Wt/Mとなるように、物品を搬送するリニアフィーダ4の搬送力、具体的には、リニアフィーダ4の振動強度や駆動時間が調整される。
For this reason, the conveyance force of the
後掲の特許文献1には、各計量ホッパ6(組合せホッパ)に供給される物品の重量が、目標供給重量=Wt/M(設定重量を組合せ個数で除算した値)になるように、各計量ホッパ6に対応するフィーダ4の搬送力が設定され、計量ホッパ6毎に、物品が所定回数供給される度に、物品の供給重量の平均値を算出し、算出した供給重量の平均値が、目標供給重量Wt/Mに近くなるように、フィーダ4による次回からの搬送力を制御する技術が開示されている。
In
計量ホッパ6に供給される物品の重量が、目標供給重量Wt/Mになるように、リニアフィーダ4に同じ操作量を与えて振動させても、すなわち、同じ搬送力になるように制御してもリニアフィーダトラフ4a上の物品の分布の仕方や物品の性状による挙動の状況などによって、供給ホッパ5へ供給される物品の重量、したがって、計量ホッパ6へ供給される物品の重量は、毎回ばらつく。このばらつきは、予測できないランダムなばらつきである。
Even if the
また、周囲の温度変化やリニアフィーダ4自身の動作による温度上昇変化に伴ってリニアフィーダ4の電磁力が変化し、リニアフィーダ4の物品搬送力に変化が生じる場合があるが、かかる変化は、周期の比較的長い極めて緩やかな変化である。
In addition, the electromagnetic force of the
計量ホッパ6へ供給される物品重量の毎回のランダムなばらつきに対しては、上記特許文献1のように、所定回数の物品の供給重量について、その平均値を算出してリニアフィーダ4を制御することによって、ばらつきを平滑化してその影響を抑制することができる。また、周囲温度変化等に伴うリニアフィーダ4の搬送力の変化のような極めて緩やかな変化による物品重量の変動に対しては、前記所定回数を比較的大きな回数とし、この所定回数の供給重量についての平均値を算出してリニアフィーダ4を制御することで、追従遅れなく制御することができる。
For each random variation in the weight of articles supplied to the
しかしながら、組合せ秤では、供給重量の変動は、上記のようなランダムなばらつきや周囲温度変化のような極めて緩やかな変化による変動以外に、周期の比較的短い変動が生じる場合がある。この変動について説明する。 However, in the combination weigher, fluctuations in the supplied weight may occur in a relatively short cycle other than the above-described random fluctuations and fluctuations due to extremely gradual changes such as changes in ambient temperature. This variation will be described.
組合せ秤では、図14に示すように、供給装置2から円錐状のトップコーン3a上に物品を供給するのであるが、この物品の供給は、トップコーン3a上の物品の量が、図示しない検出器によって下限値になったことが検出されると、供給装置2からトップコーン3aへの物品の供給を開始し、トップコーン3a上の物品の量が、前記検出器によって上限値になったことが検出されると、供給装置2からの物品の供給を停止するというように、間欠的に行われる。
In the combination weigher, as shown in FIG. 14, an article is supplied from a
このように物品を間欠的に供給するために、トップコーン3a上の重なり合った物品の層の厚み、すなわち、物品の層厚に変動が生じ、更に、トップコーン3a上での物品の不均等な配分による層厚の変動やトップコーン3a上の各部位における物品の挙動の相違などによって、各リニアフィーダトレイ4aに供給される物品の重量には、周囲温度変化のような極めて緩やかな変動に比べて、周期が比較的短い傾向的な増減変動、すなわち、毎回ばらつきながらも全体的に増加方向、あるいは、減少方向へ変動するといった傾向的な増減変動が生じる。例えば、供給装置2からトップコーン3aに供給される物品の、トップコーン3a上への落下位置に偏りがあると、トップコーン3a上の一部の箇所に物品滞在量に偏りが生じ、その箇所に対応する計量ホッパの物品重量の変動量も大きくなる。また、トップコーン3a全体への物品の1回の供給ごとの供給量が多過ぎたり少なすぎたりしてリニアフィーダ4からの排出量との間に差がありすぎると、全体の計量ホッパそれぞれに対する供給量の均一性が低下し、全体の計量ホッパの重量変動量が大きくなりすぎることによって制御の追従性が低下する。それによって計量ホッパへ供給される物品重量が、目標重量から離れ、組合せ精度が低下する。
Since the articles are intermittently supplied in this way, the thickness of the layers of the overlapping articles on the
以上のように計量ホッパ6へ供給される物品の重量は、予測できないランダムなばらつきと、周期が比較的短い傾向的な増減変動とによって上記目標供給重量Wt/Mからずれて誤差を生じる。
As described above, the weight of the articles supplied to the weighing
上記特許文献1では、単に計量ホッパ6に供給される重量の所定回数の平均値に基づいて、次回の供給量を制御するようにしており、上記のような周期が比較的短い傾向的な増減変動については、特段考慮されていない。
In the above-mentioned
ここで、計量ホッパ6への物品の供給重量の制御を行うことなく、すなわち、リニアフィーダ4の搬送力を、目標供給重量Wt/Mに対応する一定の搬送力に維持したままで、例えば、10回に亘って物品を計量ホッパ6へ供給し、計量ホッパ6に供給される物品の重量が、毎回ばらつきながらも全体として目標供給重量(Wt/M)から増加する傾向にある場合、すなわち、傾向的な増加変動がある場合を想定する。
Here, without controlling the supply weight of the article to the weighing
計量ホッパ6へ供給する回数が、例えば、1〜3回と少ない間は、計量ホッパ6へ供給される供給重量が、目標供給重量Wt/Mを上回る重量は少ないが、例えば、8〜10回と供給する回数が多くなって最新の回数である10回に近づくにつれて、上記のように毎回ばらつきながらも全体として増加する傾向があるので、計量ホッパ6へ供給される供給重量が、目標供給重量Wt/Mを上回る重量は、徐々に大きくなる。
While the number of times of supply to the weighing
上記特許文献1のように、所定回数、例えば、10回の供給重量の平均値を算出すると、平均化される結果、例えば、4〜6回程度の中間の供給回数における供給重量値付近の値となり、この値に基づいて、次回の供給重量、すなわち、11回目の供給重量が制御されることになる。
When the average value of the supply weight of a predetermined number of times, for example, 10 times is calculated as in
しかしながら、傾向的な増加変動があるために、4〜6回程度の中間の供給回数における供給重量は、最新の供給回数である10回の供給回数付近、例えば、8〜10回の供給回数の供給重量に比べて少なく、この少ない供給重量に基づいて、11回目の計量ホッパへの供給重量が制御されることになる。 However, since there is a gradual increase variation, the supply weight at the intermediate supply frequency of about 4 to 6 times is around the latest supply frequency of 10 times, for example, 8 to 10 times. The supply weight to the 11th weighing hopper is controlled based on this small supply weight.
このように、実際は、供給する回数が多くなるにつれて、全体的に供給重量が増加しているにもかかわらず、単に平均値を算出すると、最新の供給状態に比べて供給重量が少なく見積もられることになり、傾向的な増加変動に追従した制御をすることができない。 In this way, in reality, as the number of times of supply increases, the supply weight generally increases, but if the average value is simply calculated, the supply weight can be estimated less than the latest supply state. Therefore, it is impossible to perform control that follows the gradual increase.
上記では、傾向的な増加変動がある場合について説明したが、毎回ばらつきながらも全体として減少する傾向がある場合、すなわち、傾向的な減少変動がある場合も同様である。傾向的な減少傾向がある場合に、単に平均値を算出すると、最新の供給状態に比べて供給重量が多く見積もられることになり、傾向的な減少変動に追従した制御をすることができない。 In the above description, the case where there is a gradual increase variation has been described. However, the same applies to the case where there is a tendency to decrease as a whole despite variations every time, that is, the case where there is a gradual decrease variation. If the average value is simply calculated when there is a tendency to decrease, the supply weight is estimated to be larger than that of the latest supply state, and control that follows the trend of decrease fluctuation cannot be performed.
以上のように単に所定回数の供給重量の平均値を算出し、平均値に基づいて次回の供給重量を制御する特許文献1では、傾向的な増減変動がある場合には、それに追従した制御ができないという課題がある。また従来の制御を行うとしても調整運転において平均値を求めるための適切な所定回数を決めるに際して、また、先ずは計量ホッパへの供給される重量の傾向的な変動状況、すなわち変動速度を精確に見極めることによって所定回数を決める必要があり、さらに稼動運転中にも物品の性状が変化したり、供給装置へ供給される物品の量が増減し、トップコーン3aに供給される物品の量が変化することによって制御状態が変化した場合に、制御中における各計量ホッパに供給される物品の傾向変動量を精確に把握した上で所定回数を変更する必要がある。すなわち変動速度が速いときは、制御の追従性を高めるため所定回数を小さめに、変動速度が遅いときは、制御の安定性を高めるために所定回数を大きめに設定する必要がある。
As described above, in
ところが各計量ホッパへの毎回の供給重量には傾向的な変動量に比べて大きいばらつきが存在するので、供給重量の変動状況を把握するには、ばらつき成分を平滑にするため大きい所定回数分の平均値を求めて表示せざるを得ず、このような平均値では傾向的な変動量が縮小されてしまい、精確に把握できないという課題がある。 However, since there is a large variation in the supply weight for each weighing hopper compared to the trending fluctuation amount, in order to grasp the fluctuation state of the supply weight, a large predetermined number of times is used to smooth the variation component. There is a problem that an average value must be obtained and displayed, and such an average value reduces a trending fluctuation amount and cannot be accurately grasped.
また稼動運転中において、物品の性状が供給装置からの物品供給状態の都合で制御の追従性が低下し、各計量ポッパへの毎回の供給重量に大きい傾向変動量が現れても作業者は容易に、精確に判断できないという課題がある。 In addition, during operation, the characteristics of the articles are reduced due to the condition of the article supply state from the supply device, and the follow-up of the control is reduced, and even if a large trend fluctuation amount appears in the supply weight for each weighing popper, the operator can easily However, there is a problem that it cannot be judged accurately.
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであって、計量ホッパへ供給される物品の重量に、傾向的な増減変動がある場合にも、精確に傾向的な増減変動量を表示させ、調整容易にすると共に正しく追従して制御できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and even when there is a gradual increase / decrease variation in the weight of the article supplied to the weighing hopper, the gradual increase / decrease variation amount is accurately determined. It is intended to make it easy to display and adjust and to be able to follow and control correctly.
上記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
(1)本発明の組合せ秤は、物品をそれぞれ供給する複数のフィーダと、前記複数の各フィーダを介して前記物品がそれぞれ供給されると共に、供給された前記物品の重量をそれぞれ計量する複数の計量ホッパとを備え、
複数の計量ホッパでそれぞれ計量される前記物品の重量及び目標組合せ重量に基づいて、組合せ演算を行う組合せ秤において、
前記複数の計量ホッパへ供給される前記物品の供給重量の少なくとも3回以上の所定回数の供給重量に基づいて、前記所定回数における回数当たりの供給重量の変化量を、傾向的な変動量として計量ホッパ毎に推定算出する傾向変動量算出手段を備え、前記傾向変動量算出手段によって推定算出した前記計量ホッパ毎の前記所定回数における回数当たりの供給重量の変化量を表示する表示手段を備える。
(1) The combination weigher of the present invention includes a plurality of feeders that respectively supply articles, and a plurality of feeders that respectively supply the articles via the plurality of feeders and that measure the weight of the supplied articles. With a weighing hopper,
In a combination weigher that performs a combination calculation based on the weight of the article and a target combination weight that are respectively weighed by a plurality of weighing hoppers,
Based on the supply weight of a predetermined number of times of at least three times of the supply weight of the article supplied to the plurality of weighing hoppers, the amount of change in the supply weight per number of times in the predetermined number of times is measured as a trending variation amount. A trend variation amount calculating means for estimating and calculating for each hopper is provided, and a display means for displaying a change amount of the supplied weight per number of times in the predetermined number of times for each weighing hopper estimated and calculated by the trend variation amount calculating means.
本発明の組合せ秤によると、各計量ホッパへ供給される物品の供給重量の、少なくとも3回以上の所定回数の供給重量に基づいて、前記所定回数における回数当たりの供給重量の変化量を、計量ホッパ毎の傾向的な変動を表す量として、毎回の供給重量が持つばらつきの中から、傾向変動成分を残してばらつき成分のみを減縮するように推定算出し、推定算出した各計量ホッパ毎の前記所定回数における回数当たりの供給重量の変化量を表示するので、制御中でない場合は精確に各計量ホッパへ供給される物品の供給重量の傾向の実態が把握でき、制御中であれば正確に各計量ホッパへ供給される物品の供給重量の制御状態が把握できる。 According to the combination weigher of the present invention, the amount of change in the supplied weight per number of times in the predetermined number of times is measured based on the supplied weight of the article supplied to each weighing hopper at least three times. As an amount representing the trend variation for each hopper, from the variation of each supplied weight, it is estimated and calculated so as to reduce only the variation component while leaving the trend variation component, and the estimated calculation for each weighing hopper Since the amount of change in the supply weight per number of times is displayed, the actual trend of the supply weight of articles supplied to each weighing hopper can be accurately grasped when not under control. The control state of the supply weight of articles supplied to the weighing hopper can be grasped.
(2)本発明の組合せ秤は、物品をそれぞれ供給する複数のフィーダと、前記複数の各フィーダを介して前記物品がそれぞれ供給されると共に、供給された前記物品の重量をそれぞれ計量する複数の計量ホッパとを備え、
複数の計量ホッパでそれぞれ計量される前記物品の重量及び目標組合せ重量に基づいて、組合せ演算を行う組合せ秤において、
前記複数の計量ホッパへ供給される前記物品の供給重量の供給重量の少なくとも3回以上の所定回数の供給重量に基づいて、前記所定回数における回数当たりの供給重量の変化量を、傾向変動量として計量ホッパ毎に推定算出する傾向変動量算出手段と、前記所定回数における回数当りの供給重量の変化量である傾向変動量を反映した供給重量に関する予測値を、計量ホッパ毎にそれぞれ推定算出する予測値算出手段と、前記予測値算出手段によってそれぞれ推定算出される前記計量ホッパ毎の前記予測値に基づいて、前記各計量ホッパへ供給される前記物品の供給重量が、前記目標組合せ重量に基づいて規定される目標供給重量になるように、前記各フィーダによる供給量をそれぞれ制御する制御手段とを備える。
(2) The combination weigher of the present invention includes a plurality of feeders that respectively supply articles, and a plurality of feeders that respectively supply the articles via the plurality of feeders and that measure the weight of the supplied articles. With a weighing hopper,
In a combination weigher that performs a combination calculation based on the weight of the article and a target combination weight that are respectively weighed by a plurality of weighing hoppers,
Based on the supply weight of the predetermined number of times of at least three times of the supply weight of the supply weight of the article supplied to the plurality of weighing hoppers, the amount of change in the supply weight per number of times in the predetermined number of times is set as the trend variation amount A trend variation amount calculating means that estimates and calculates for each weighing hopper, and a prediction that estimates and calculates a predicted value related to the supply weight that reflects the trend variation amount that is a change amount of the supplied weight per number of times in the predetermined number of times. Based on the predicted value for each weighing hopper estimated and calculated by the value calculating means and the predicted value calculating means, the supply weight of the article supplied to each weighing hopper is based on the target combination weight. Control means for controlling the supply amount by each of the feeders so as to achieve a prescribed target supply weight.
供給重量に関する予測値は、供給重量そのものの予測値であってもよいし、供給重量の目標供給重量からの誤差の予測値などであってもよい。 The predicted value related to the supplied weight may be a predicted value of the supplied weight itself, or a predicted value of an error of the supplied weight from the target supplied weight.
本発明の組合せ秤によると、各計量ホッパに供給される物品の重量の、少なくとも3回以上の所定回数の供給重量に基づいて、その所定回数の供給重量の傾向的な変動を反映した供給重量に関する予測値を推定算出し、推定算出した予測値に基づいて、各計量ホッパへ供給される物品の供給重量が、目標供給重量になるように、各フィーダによる供給量を制御するので、各計量ホッパに供給される供給重量が、毎回ばらつきながらも全体として増加方向へ変動したり、あるいは、減少方向へ変動する場合、すなわち、傾向的な増減変動がある場合に、その変動に追従した制御が可能となる。 According to the combination weigher of the present invention, the supply weight reflecting the trend of the predetermined number of supply weights based on the predetermined number of supply weights of the articles supplied to each weighing hopper at least three times or more. Since the feed amount by each feeder is controlled so that the supply weight of the articles supplied to each weighing hopper becomes the target supply weight based on the estimated value calculated and estimated. When the supply weight supplied to the hopper fluctuates every time but changes as a whole or decreases, that is, when there is a gradual increase / decrease, control is performed to follow the change. It becomes possible.
(3)本発明の組合せ秤の好ましい実施態様では、前記予測値算出手段は、最新の前記所定回数の供給重量に基づいて、供給重量に関する前記予測値として、前記各計量ホッパへ供給される前記物品の供給重量の、前記目標供給重量からの誤差の予測値を推定算出する。 (3) In a preferred embodiment of the combination weigher of the present invention, the predicted value calculation means is supplied to the weighing hoppers as the predicted value related to the supplied weight based on the latest predetermined number of supplied weights. A predicted value of an error of the supply weight of the article from the target supply weight is estimated and calculated.
この実施態様によると、最新の所定回数の物品の供給重量に基づいて、各計量ホッパへ供給される物品の供給重量の、目標供給重量からの誤差の予測値を算出するので、推定算出される誤差の予測値をキャンセルするように、各計量ホッパへの物品の供給重量を制御する。 According to this embodiment, the estimated value of the error of the supply weight of the articles supplied to each weighing hopper from the target supply weight is calculated on the basis of the latest predetermined number of supply weights of the articles. The supply weight of articles to each weighing hopper is controlled so as to cancel the predicted value of error.
(4)本発明の組合せ秤の他の実施態様では、前記予測値算出手段は、前記所定回数の供給重量の傾向的な変動を反映した近似関数に基づいて、前記予測値を推定算出する。 (4) In another embodiment of the combination weigher of the present invention, the predicted value calculation means estimates and calculates the predicted value based on an approximate function reflecting the predetermined fluctuation of the supplied weight.
近似関数は、一次関数や二次関数が好ましいが、3次以上の関数で近似してもよい。 The approximate function is preferably a linear function or a quadratic function, but may be approximated by a function of third order or higher.
この実施態様によると、計量ホッパへ供給される所定回数の物品の供給重量を関数近似し、近似関数に基づいて、傾向的な変動を反映した予測値を推定算出することができる。 According to this embodiment, it is possible to approximate the function of the supply weight of the predetermined number of articles supplied to the weighing hopper, and to estimate and calculate a predicted value that reflects the tendency variation based on the approximate function.
(5)本発明の組合せ秤の好ましい実施態様では、前記制御手段による前記各フィーダの制御を行わない調整運転において、前記所定回数をサンプル数として、該サンプル数を異ならせたときに、前記傾向変動量算出手段は、前記計量ホッパへ供給される前記異ならせたサンプル数の前記物品の供給重量に基づいて、前記異ならせたサンプル数における回数当たりの供給重量の変化量を傾向変動量として計量ホッパ毎に推定算出するものであり、前記傾向変動量算出手段によって推定算出される前記傾向変動量を前記異ならせたサンプル数と共に一覧表示する表示手段を備える。 (5) In a preferred embodiment of the combination weigher of the present invention, in the adjustment operation in which the feeder is not controlled by the control means, the tendency is obtained when the predetermined number of times is set as the number of samples and the number of samples is varied. The fluctuation amount calculating means measures the change amount of the supply weight per number of times in the different number of samples as the trend fluctuation amount based on the supply weight of the article with the different number of samples supplied to the weighing hopper. It is estimated and calculated for each hopper, and includes display means for displaying a list of the trend fluctuation amount estimated and calculated by the trend fluctuation amount calculation means together with the different number of samples.
この実施態様によると、フィーダの制御を行っていない調整運転時に、計量ホッパへ供給される物品の供給重量の傾向的な変動を表す傾向変動量が表示手段に表示されるので、どの程度の傾向的な変動があるかを把握することができ、また、所定回数をサンプル数とし、サンプル数を異ならせたときの傾向変動量の一覧が表示されるので、所定回数の選択が容易となる。 According to this embodiment, during the adjustment operation in which the feeder is not controlled, the trend variation amount representing the trend variation of the supply weight of the articles supplied to the weighing hopper is displayed on the display means. In addition, since the list of trend fluctuation amounts when the number of samples is different and the number of samples is different is displayed, it is easy to select the predetermined number of times.
(6)上記(5)の実施態様では、前記調整運転において、前記計量ホッパへ供給される前記異ならせたサンプル数の前記物品の供給重量に基づいて、前記異ならせたサンプル数の供給重量の標準偏差を算出する標準偏差算出手段を備え、前記表示手段は、標準偏差算出手段によって算出される標準偏差を前記表示手段に前記異ならせたサンプル数と共に一覧表示するようにしてもよい。 (6) In the embodiment of the above (5), in the adjustment operation, the supply weight of the different number of samples is based on the supply weight of the article of the different number of samples supplied to the weighing hopper. Standard deviation calculating means for calculating a standard deviation may be provided, and the display means may display a list of standard deviations calculated by the standard deviation calculating means together with the number of samples that have been changed on the display means.
この実施態様によると、供給重量の標準偏差は、供給重量のランダムなばらつきの程度を表すので、供給重量のランダムなばらつきと、傾向的な変動との両者を考慮して所定回数として適切な回数を選択することができる。 According to this embodiment, since the standard deviation of the supply weight represents the degree of random variation of the supply weight, an appropriate number of times as a predetermined number in consideration of both the random variation of the supply weight and the tendency variation. Can be selected.
(7)本発明の組合せ秤の好ましい実施態様では、予め前記傾向変動量に対し、前記傾向変動量の正常な大きさの限界を表す許容値、つまりこれ以上追従性が悪くなり、計量ホッパへの供給重量が目標値から離れると組合せ選択される確率が低下し、組合せ精度の確保に影響を及ぼすような値を操作設定表示器より設定し、稼動運転における何れかの計量ホッパにおける傾向変動量が許容値を超えると警報信号を出する制御追従性警報手段を備える。 (7) In a preferred embodiment of the combination weigher of the present invention, an allowable value that represents a limit of a normal magnitude of the trend variation amount in advance, that is, a follow-up property further deteriorates with respect to the trend variation amount. If the supply weight of the product deviates from the target value, the probability that a combination will be selected decreases, and a value that affects the securing of the combination accuracy is set from the operation setting display, and the amount of trend fluctuation in any weighing hopper during operation Control follow-up alarm means for issuing an alarm signal when the value exceeds the allowable value.
この実施態様によると追従性のよい制御ができていない事態が生じた場合に作業者は容易に速やかに確認できる。 According to this embodiment, the operator can easily and quickly confirm when there is a situation in which control with good followability is not possible.
本発明によると、各計量ホッパへ供給される物品の供給重量の、少なくとも3回以上の所定回数の供給重量に基づいて、前記所定回数における回数当たりの供給重量の変化量を、計量ホッパ毎の傾向的な変動を表す量として、推定算出し、推定算出した各計量ホッパ毎の前記所定回数における回数当たりの供給重量の変化量を表示するので、制御中でない場合は精確に各計量ホッパへ供給される物品の供給重量の傾向の実態が把握でき、制御中であれば正確に各計量ホッパへ供給される物品の供給重量の制御状態が把握できる。 According to the present invention, based on the supply weight of the article supplied to each weighing hopper at a predetermined number of times of at least three times, the amount of change in the supply weight per number of the predetermined number of times is calculated for each weighing hopper. As the amount representing the trend fluctuation, it is estimated and calculated, and the amount of change in the supply weight per count at the predetermined number of times calculated for each weighing hopper is displayed, so that it is accurately supplied to each weighing hopper when it is not under control. The actual condition of the supply weight trend of the articles to be measured can be grasped, and if the control is being performed, the control state of the supply weight of the articles supplied to each weighing hopper can be grasped accurately.
また、本発明によると、各計量ホッパへ供給される物品の供給重量の少なくとも3回以上の所定回数の供給重量に基づいて、その傾向的な変動を反映した供給重量に関する予測値を算出し、算出した予測値に基づいて、各計量ホッパへ供給される物品の供給重量が、目標供給重量になるように、各フィーダによる供給量を制御するので、各計量ホッパに供給される供給重量に、比較的周期の短い傾向的な増減変動がある場合に、その変動に追従した制御が可能となる。 Further, according to the present invention, based on the supply weight of a predetermined number of times of at least three times of the supply weight of the articles supplied to each weighing hopper, a predicted value related to the supply weight reflecting the tendency variation is calculated, Based on the calculated predicted value, the supply amount of each feeder is controlled so that the supply weight of the articles supplied to each weighing hopper becomes the target supply weight, so the supply weight supplied to each weighing hopper is When there is a gradual increase / decrease variation with a relatively short cycle, control that follows the variation is possible.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る組合せ秤の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a combination weigher according to an embodiment of the present invention.
この実施形態の組合せ秤1は、計量すべき菓子類等の物品を振動によって供給する供給装置2と、供給装置2から供給される物品を放射状に振り分けて搬送する円錐状のトップコーン3a及びトップコーン3aを振動させる加振器3bを有するメインフィーダ(分散フィーダ)3と、トップコーン3aから供給される物品を外方へ搬送するリニアフィーダトラフ(直進トレイ)4a及びリニアフィーダトラフ4aを振動させる加振器4bをそれぞれ有する複数のリニアフィーダ(直進フィーダ)4と、各リニアフィーダ4から供給された物品を一時的に保持して排出する複数の供給ホッパ5と、各供給ホッパ5から供給された物品を収容して計量するための複数の計量ホッパ6と、計量ホッパ6から排出される物品を集合させ、下流へ供給する複数の集合シュート7と、集合シュート7から供給される物品を集めて図示しない包装機へ排出する排出シュート8とを備えている。
The
上記メインフィーダ3、リニアフィーダ4、供給ホッパ5及び計量ホッパ6等は、中央のセンター基体22に装備されている。
The
各供給ホッパ5及び各計量ホッパ6は、下部にそれぞれホッパゲート5a,6aを備えており、ホッパゲート5a,6aを閉止、開放することによって、それぞれ物品を保持し、排出する。
Each
また、本実施形態に係る組合せ秤1は、制御系統として、制御装置9と、トップコーン3a上の物品の量を検出する、例えば光学センサからなるレベル検出器10と、計量ホッパ6に収容された物品の重量を検出するロードセル等からなる重量センサ11と、操作設定表示器12と、を備えている。
Further, the
図2は、この実施形態における組合せ秤1の制御系統の要部の概略構成を示すブロック図であり、図1に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a main part of the control system of the
図2に示すように、制御装置9は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される制御部21を有する。この制御部21は、各部を制御すると共に、組合せ演算を行う主演算制御部17と、記憶部18と、複数の計量ホッパ6にそれぞれ連結された複数の重量センサ11の荷重信号が与えられるA/D変換部15と、計量ホッパ6毎に供給された物品の重量等を個別に演算する個別演算部16と、複数のリニアフィーダ4の振動を制御する振動制御回路部19とを備えている。記憶部18は、組合せ秤1の動作プログラム、及び、操作設定表示器12で設定される動作パラメータ等を記憶しており、また、主演算制御部17の演算などの作業領域となる。前記動作パラメータには、振動によって物品を搬送するリニアフィーダ4等の振動強度(振動振幅)や駆動時間、目標組合せ重量Wtなどを含む。
As illustrated in FIG. 2, the
組合せ演算では、各計量ホッパ6の計量値を種々に組合せ、組合せた合計重量である組合せ重量が、目標組合せ重量Wt以上、許容上限値Wu以下であって、目標組合せ重量Wtに一致するか、最も近い計量ホッパ6の組合せを最適組合せとして選択する。
In the combination calculation, the weighing values of the weighing
なお、制御部21は、図1のレベル検出器10の検出出力に基づいて、供給装置2の駆動を制御し、トップコーン3a上の物品の量が、下限値になると、トップコーン3aへの物品の供給を開始し、物品の量が上限値なると、トップコーン3aへの物品の供給を停止するというように、物品をトップコーン3aへ間欠的に供給する。また、制御部21は、図1の供給ホッパ5及び計量ホッパ6のホッパゲート5a,6aの開閉を制御する。
The
上記のように、組合せ秤1では、供給装置2からトップコーン3a上に物品を間欠的に供給するので、トップコーン3a上の重なり合った物品の層の厚み、すなわち、物品の層厚に変動が生じ、更に、トップコーン3a上での物品の不均等な配分による層厚の変動やトップコーン3a上の各部位における物品の挙動の相違などによって、各リニアフィーダトラフ4aに供給される物品の重量には、周期が比較的短い傾向的な増減変動が生じる場合がある。
As described above, in the
この場合、各リニアフィーダトラフ4aから各供給ホッパ5へ供給される物品の重量、したがって、各供給ホッパ5から各計量ホッパ6へ供給される物品の重量にも傾向的な増減変動が生じる。
In this case, a gradual increase / decrease fluctuation also occurs in the weight of articles supplied from the respective
このような傾向的な増減変動は、周囲温度変化などを要因とする変動に比べて変動速度が速く、且つ変動量も大きい。各計量ホッパ6へ供給される物品の重量のばらつきには、このように比較的速い速度(短い周期)での傾向的な増減変動が含まれる場合がある。
Such a gradual increase / decrease fluctuation has a higher fluctuation speed and a larger fluctuation amount than a fluctuation caused by a change in ambient temperature or the like. The variation in the weight of the articles supplied to each weighing
この実施形態では、計量ホッパ6へ供給される物品の重量に、このような傾向的な増減変動がある場合にも、それに追従した制御を行えるようにするために、次のようにしている。
In this embodiment, the following is performed in order to perform control that follows even when such a tendency of increase or decrease in the weight of the article supplied to the weighing
すなわち、計量ホッパ6毎に、供給される物品の供給重量を、物品が供給される度に取得すると共に、目標供給重量Wt/Mからの誤差を算出し、算出した少なくとも3回以上の所定回数の供給重量誤差の傾向的な増減変動を推定し、推定した傾向的な増減変動に基づいて、次回の供給重量誤差を予測する。この供給重量誤差の予測値をキャンセルして目標供給重量Wt/Mとなるように、リニアフィーダ4の操作量を算出し、リニアフィーダ4による物品の供給重量を制御する。
That is, for each weighing
ここで、目標供給重量Wt/Mは、上記と同様であり、組合せ演算における目標組合せ重量Wtを、計量ホッパ6の目標組合せ台数Mで除算した値である。
Here, the target supply weight Wt / M is the same as described above, and is a value obtained by dividing the target combination weight Wt in the combination calculation by the target combination number M of the weighing
この実施形態では、リニアフィーダ4の駆動時間は、一定時間に設定されており、リニアフィーダ4に対する操作量は、リニアフィーダ4の振動強度、すなわち、振動の振幅を規定する。
In this embodiment, the driving time of the
計量ホッパ6への物品の供給重量の比較的周期の短い傾向的な増減変動に対する予測制御について詳細に説明する。この予測制御は、上記のように計量ホッパ6毎に行われる。
Prediction control for a gradual increase / decrease in the supply weight of articles to the weighing
重量センサ11に連結された計量ホッパ6に物品が供給される度に、計量ホッパ6で計量される供給重量に基づいて、次式のように供給重量誤差を算出する。
Each time an article is supplied to the weighing
供給重量誤差=供給重量−目標供給重量Wt/M
そして、予め定めた少なくとも3回以上の最新の所定回数N1の供給重量誤差に基づいて、供給重量誤差の傾向的な増減変動を表す近似関数である誤差変動関数eを後述のようにして求める。この誤差変動関数eによって、次回の供給重量誤差を予測して、その誤差を打消すようにリニアフィーダ4による物品の供給重量を制御する。
Supply weight error = Supply weight-Target supply weight Wt / M
Then, an error variation function e, which is an approximation function representing a gradual increase / decrease variation of the supply weight error, is obtained as described below based on the latest predetermined number N1 of supply weight errors at least three times in advance. A next supply weight error is predicted by the error variation function e, and the supply weight of the article by the
少なくとも3回以上の供給重量誤差を用いるのは、2回では、差分となり、傾向的な増減変動を求めることができないからである。 The reason why the supply weight error of at least three times is used is that a difference in two times and a gradual increase / decrease fluctuation cannot be obtained.
この誤差変動関数eに基づく供給重量誤差の予測について、図3に基づいて説明する。 The prediction of the supply weight error based on the error variation function e will be described with reference to FIG.
図3は、縦軸が計量ホッパ6への物品の供給重量を示し、横軸が計量ホッパ6への物品の供給回数xをそれぞれ示している。この図3は、供給重量の制御を行っていない状態における、供給回数1回から10回までの計量ホッパ6への物品の供給重量(W1,W2,…W10)の変化を示し、11回目は、1回〜10回の供給重量に基づく予測値を示している。また、目標供給重量(Wt/M)を併せて示している。
In FIG. 3, the vertical axis indicates the weight of articles supplied to the weighing
この図3では、計量ホッパ6への供給重量が、毎回ばらつきながらも、1回から10回まで全体としては増加傾向にある場合、すなわち、傾向的な増加変動がある場合の例を示している。
FIG. 3 shows an example in which the weight supplied to the weighing
この実施形態では、最新の所定回数N1の供給重量誤差に基づいて、関数近似し、供給重量誤差の傾向的な変動を表す1次式の誤差変動関数eを求める。 In this embodiment, a function approximation is performed on the basis of the latest predetermined number N1 of supply weight errors, and an error fluctuation function e of a linear expression that represents a tendency fluctuation of the supply weight error is obtained.
図3では、所定回数N1を10回とし、1回から10回までの供給重量W1〜W10の目標供給重量(Wt/M)からの各供給重量誤差に基づいて、最小二乗法等によって一点鎖線で示される右上がりの直線である誤差変動関数e=ax+bを求める。この誤差変動関数eにおいて、xは、計量ホッパ6への物品の供給回数であり、aは、図3に示すように、直線の勾配であって、回数当たりの供給重量の変化量を表し、傾向的な変動の度合を表すものであり、傾向変動量という。
In Figure 3, a predetermined number of times N1 is set to 10 times, based on the supply weight error from the target supply weight of the feed weight W 1 to W-10 from one to 10 times (Wt / M), by the least square method An error variation function e = ax + b that is a straight line rising to the right indicated by a one-dot chain line is obtained. In this error variation function e, x is the number of articles supplied to the weighing
この実施形態では、求めた誤差変動関数eによって、次回である11回目の計量ホッパ6への供給重量の、目標供給重量(Wt/M)からの供給重量誤差を予測する。
In this embodiment, the supplied weight error from the target supply weight (Wt / M) of the supply weight to the 11th weighing
図3では、11回目の供給重量誤差の予測値は、e11´で示され、11回目の供給重量の予測値は、W11´で示される。すなわち、11回目の供給重量の予測値W11´は、直線状の誤差変動関数e=ax+b上にあり、供給重量誤差の予測値e11´は、供給重量予測値W11´の目標供給重量Wt/Mからの差となる。 In Figure 3, the predicted value of the supply weight error of 11 th, indicated by E11', the predicted value of the supply weight of 11 th is represented by W 11 '. That is, the predicted value W 11 ′ of the eleventh supply weight is on the linear error fluctuation function e = ax + b, and the predicted value e 11 ′ of the supply weight error is the target supply weight Wt of the supply weight predicted value W 11 ′. The difference from / M.
このように次回である11回目の供給重量誤差の予測値e11´あるいは供給重量の予測値W11´は、1回から10回までの10回の供給重量W1〜W10の傾向的な増加変動を反映した値となる。そして、この実施形態では、この傾向的な増加変動を反映した供給重量誤差の予測値e11´を打ち消して11回目の計量ホッパ6への供給重量が、目標供給重量(Wt/M)となるように、リニアフィーダ4の振動強度を制御する。
As described above, the predicted value e11 ′ of the 11th supply weight error or the predicted value W11 ′ of the supply weight for the next time is a gradual increase in the 10 supply weights W 1 to W 10 from 1 to 10. The value reflects the fluctuation. In this embodiment, the predicted value e11 ′ of the supply weight error that reflects this gradual increase variation is canceled out so that the eleventh supply weight to the weighing
ここで、上記特許文献1のように、計量ホッパ6に供給される供給重量の所定回数の平均値を算出し、算出した供給重量の平均値に基づいて、次回の供給重量を制御した場合に、傾向的な変動には、正確に追従できない点について説明する。
Here, when the average value of the predetermined number of supply weights supplied to the weighing
所定回数、例えば、図3に示すように1回から10回までの供給重量W1〜W10を平均すると、供給重量の平均値はWaで示され、供給重量誤差の平均値はeaで示される。特許文献1では、実質的には、供給重量誤差の平均値eaを、次回である11回目の供給重量誤差の予測値とし、それを打ち消すように制御する。
When the supplied weights W 1 to W 10 are averaged a predetermined number of times, for example, 1 to 10 times as shown in FIG. 3, the average value of the supplied weight is indicated by Wa, and the average value of the supplied weight error is indicated by ea. It is. In
供給重量誤差の平均値eaや供給重量の平均値Waは、1回〜10回までの供給重量W1〜W10に基づいて、単に平均をとっただけであって、毎回ばらつきながらも全体として増加傾向にある傾向的な増加変動は、考慮されていない。このため、供給重量誤差の平均値eaや供給重量の平均値Waは、供給回数が中間程度の供給回数、例えば、4回〜6回程度の供給回数時点の供給重量誤差や供給重量W4〜W6に対応したものとなり、最新の供給回数である10回付近の供給回数時点の供給重量誤差や供給重量W10に比べて小さくなっている。 Average value Wa of the average value ea and supply the dispensed weight weight error, based on the feed weight W 1 to W-10 up to 10 times once, merely by taking the average as a whole while the variation each time The increasing trend of increasing trend is not taken into account. Therefore, the average value ea and the average value Wa of feed dispensed weight weight error is fed the number of supply times of about an intermediate, for example, four times the supply weight error of the supply count time of about 6 times and supply weight W 4 ~ This corresponds to W 6 , and is smaller than the supply weight error and the supply weight W 10 at the time of the supply number near the latest supply number of 10 times.
すなわち、実際の供給重量は、1回から10回へと供給回数が増えるにつれて、毎回ばらつきながらも全体としては増加しており、1回目付近に比べて10回目付近の供給回数の方が、供給重量は大きくなるのに対して、特許文献1では、1回から10回までの単に平均値を算出するので、実際の供給重量誤差に比べて、供給重量誤差が少なく見積もられ、この少なく見積もられた供給重量誤差に基づいて制御することになる。このため、傾向的な増加変動に即した制御とならず、計量ホッパ6への供給重量を、目標供給重量(Wt/M)に正しく制御することができない。
That is, the actual supply weight increases as the number of times of supply increases from one to ten times, although it fluctuates every time, and as a whole increases, the number of times of supply in the vicinity of the tenth time supplies more than in the vicinity of the first time. While the weight increases,
これは、傾向的な増加変動に限らず、傾向的な減少変動の場合も同様であり、傾向的な減少変動の場合には、実際の供給重量誤差に比べて、供給重量誤差が大きく見積もられることになる。 This is not limited to a trend of increasing fluctuations, but is also the case of a trend of decreasing fluctuations. In the case of a trending decreasing fluctuation, the supply weight error is estimated to be larger than the actual supply weight error. It will be.
このように特許文献1では、傾向的な増減変動がある場合に、十分に追従することができない。このようにしていた理由は、平均回数が少ないと、平均値のばらつきが大きく、ばらつきの大きさ次第で、実際の誤差から離れた値を予測してしまうことを回避するためであった。
Thus, in
次の上記誤差変動関数eの算出及びそれに基づくリニアフィーダ4に対する操作量の算出について詳細に説明する。
Next, the calculation of the error variation function e and the calculation of the operation amount for the
この実施形態では、最新の少なくとも3回以上の所定回数N1の供給重量の誤差を、図2の各個別演算部16のシフトレジスタにストアし、ストアした最新のN1個の供給重量誤差の傾向的な変動を表す誤差変動関数を最小2乗法などの方法によって求める。この方法であれば、供給重量の誤差が毎回ランダムにばらついてもばらつき成分を減縮させ、傾向的な変動量を精確に推定できる。
In this embodiment, the latest supply weight error of the predetermined number N1 of at least three times or more is stored in the shift register of each individual
例えば、計量ホッパ6への物品の供給回数を、サンプル数xiとし、このサンプル数xiの供給重量に現れる誤差の変動関数をeiとして最小2乗法によって、上記のように1次式
e=ax+b ・・・(1)
に定めるとすると、
b=(eiの平均値)−a・(xiの平均値)
であるから、仮に供給重量誤差の傾向的な変動が小さいとき、すなわちa=0に近く、傾向的な変動が殆どないときは、誤差変動関数は、
b=(eiの平均値)として求まる。
For example, the number of samples supplied to the weighing
Stipulate that
b = (average value of ei) −a · (average value of xi)
Therefore, if the trend variation of the supply weight error is small, that is, close to a = 0 and there is almost no trend variation, the error variation function is
b = (average value of ei).
この場合は、次回の供給重量誤差の予測値は、サンプル数N1個の供給重量誤差の平均値となり、所定回数の平均値を算出して制御する上記特許文献1と同等となる。
In this case, the predicted value of the next supply weight error is an average value of the supply weight errors of N1 samples, and is equivalent to the above-described
すなわち、傾向的な変動以外の予測できないランダム外乱による毎回のばらつきに対する平滑効果は、本実施形態と特許文献1とは同等である。
In other words, the smoothing effect for each variation due to unpredictable random disturbances other than the tendency fluctuations is equivalent to that of the present embodiment and
しかし、上記のように、供給重量誤差に傾向的な変動があれば、変動の変化率(勾配)である傾向変動量aは、
a={Σ(xi・ei)−N1・(xiの平均値)・(eiの平均値)}/{ Σ(xi2)− N1・(xiの平均値)2}
と求まるので、図3に示すように、傾向変動量aは、最新のサンプル数N1個の供給重量誤差の傾向的な変動を表す値となる。
However, as described above, if there is a tendency variation in the supply weight error, the trend variation amount a which is the variation rate (gradient) of the variation is
a = {Σ (xi · ei) −N1 · (average value of xi) · (average value of ei)} / {Σ (xi 2 ) −N1 · (average value of xi) 2 }
Therefore, as shown in FIG. 3, the trend variation amount a is a value representing the trend variation of the supply weight error of the latest number of samples N1.
この傾向変動量aについて、各計量ホッパ毎に、調整運転時であれば所定回数などの制御条件を決める前に、各リニアフィーダに一定の操作量を与え、制御を施さない状態における各計量ホッパ毎の供給重量の目標値に対する誤差の傾向変動量aを推定算出し、操作設定表示器12に表示させれば、ばらつき成分が除去され変動の傾向のみ抽出された値となるので、精確に各リニアフィーダの物品供給特性の実態が把握でき、制御運転に際して所定回数の決定や、供給装置2の物品投入位置、供給流量の調節が容易にできるようになる。
With respect to this trend variation amount “a”, each weighing hopper is given a certain amount of operation to each linear feeder before the control conditions such as a predetermined number of times are determined for each weighing hopper, and the control is not performed. If the error trend variation amount a with respect to the target value for each supply weight is estimated and calculated and displayed on the
また、調整運転中であっても稼動運転中であっても、制御を実施しながら各計量ホッパ毎の誤差の変動傾向量aを表示させると、現在の制御追従性の状況が精確に把握できるので、作業者は、よりよい制御を行うための再調整が容易にできるようになる。
誤差の傾向変動量は供給重量の変動傾向量でもある。
In addition, whether the adjustment control operation or the operation operation is being performed, the current fluctuation of the amount of error a for each weighing hopper is displayed while the control is being performed. Therefore, the operator can easily perform readjustment for performing better control.
The error trend fluctuation amount is also the fluctuation trend amount of the supply weight.
供給重量の制御のため、次回の計量ホッパ6への物品の供給重量誤差の予測値ei´は、上記(1)式に、サンプル数xi=N1+1を代入して求める。
In order to control the supply weight, the predicted value ei ′ of the supply weight error of the article to the next weighing
求めた供給重量誤差の予測値ei´によって、その予測値ei´をキャンセルするように、次回の計量ホッパ6への物品の供給重量yを
y=(Wt/M)−ei´
と算出し、この次回の供給重量yによって、次回のリニアフィーダ4の操作量であるフィーダ操作量Yxを、後述のように調整時点で予め求めたフィーダ操作量への変換関数f(y)を用いて算出する。
The supply weight y of the article to the next weighing
y = (Wt / M) −ei ′
Based on this next supply weight y, a feeder operation amount Yx, which is the operation amount of the next
なお、傾向的な変動を2次式で表し、傾向変動量aは、2次式を微分した結果のxの係数として求めてもよい。 The trending variation may be expressed by a quadratic expression, and the trend variation amount a may be obtained as a coefficient of x as a result of differentiating the quadratic expression.
次に、上記のようにして求められる次回の供給重量yに基づくフィーダ操作量の算出方法について説明する。 Next, a method for calculating the feeder operation amount based on the next supply weight y obtained as described above will be described.
図4に、個別の計量ホッパ6に対する供給重量のフィードバック制御のモデルを示す。リニアフィーダ4によって供給ホッパ5へ供給される物品の重量には、毎回のランダムなばらつきや傾向的な変動による外乱信号が加わる。計量ホッパ6には、供給ホッパ5を介して物品が供給されるので、1回分の無駄時間が生じるが、この無駄時間要素は無視する。
FIG. 4 shows a model of feedback control of the supply weight for the individual weighing
計量ホッパ6に供給される物品の供給重量Wxと設定値である目標供給重量Wt/Mとの偏差に基づいて、上記フィーダ操作量Yxを算出するコントローラ13は、上記図2の制御部21に相当する。
The
コントローラ13は、上記のようにして供給重量誤差の予測値を算出すると共に、その供給重量誤差の予測値をキャンセルするように計量ホッパ6への次回の供給重量yを算出する。
The
算出された供給重量yは、次のようにしてフィーダ操作量Yxに変換され、コントローラ13に内蔵のD/A変換器によってD/A変換されて、アナログ出力信号がフィーダドライバ14へ与えられ、このフィーダドライバ14によってリニアフィーダ4が駆動される。
The calculated supply weight y is converted into a feeder operation amount Yx as follows, D / A converted by a D / A converter built in the
リニアフィーダ4は、例えば、一定の設定時間、所定の周波数にて、コントローラ13から出力されるアナログ出力信号によって決まる振幅の大きさで振動する。
For example, the
供給重量yを、操作量に変換するために、先ず、組合せ秤1の調整時点において、コントローラ13に内蔵のD/A変換器の入力値について、実際に計量ホッパ6へ供給される物品の供給重量が、目標供給重量Wt/MとなるD/A変換器への入力値pを求める。
In order to convert the supply weight y into the manipulated variable, first, at the time of adjustment of the
入力値pが求まると、Wt/M=K・pとなる変換係数Kを求める。 When the input value p is obtained, a conversion coefficient K such that Wt / M = K · p is obtained.
計量ホッパ6への物品の供給重量yとして、種々の値yが与えられたときに、実際にリニアフィーダ4を介して計量ホッパ6に供給される物品の重量が、yの値の通りになるようにしなければならない。
When various values y are given as the supply weight y of articles to the weighing
供給重量yの物品を供給する操作量をYxとし、供給重量が、目標供給重量Wt/Mを中心に変化するように操作量Yxの値を増減変化させ、Yxに上記変換係数Kを掛けてD/A変換器へ入力したときに、実際に計量ホッパ6に供給される物品の重量値Wxをそれぞれ測定する。
The operation amount for supplying an article with a supply weight y is Yx, the value of the operation amount Yx is increased or decreased so that the supply weight changes around the target supply weight Wt / M, and Yx is multiplied by the conversion coefficient K. When input to the D / A converter, the weight value Wx of the article actually supplied to the weighing
そのとき実際に供給された重量Wxと入力値Yxの値との複数組により、最小2乗法などによって、供給重量Wxを得るために必要な操作量入力値Yxを求める関係式
Yx=f(Wx)
を作成する。稼働運転時には、下記の制御演算によって次回の供給重量Wxは、yによって与えられるので、
Yx=f(y)
とする。Yxをフィーダ操作量と呼ぶ。
At this time, a relational expression for obtaining the manipulated variable input value Yx necessary for obtaining the supplied weight Wx by the least square method or the like using a plurality of sets of the actually supplied weight Wx and the input value Yx.
Yx = f (Wx)
Create During operation, since the next supply weight Wx is given by y by the following control calculation,
Yx = f (y)
And Yx is called a feeder operation amount.
稼働運転時には、制御演算によって次回の供給重量yが算出されると、次回の計量ホッパ6への物品の供給重量が、算出された供給重量yの通りに実際になるように、フィーダ操作量Yxを、上記式より算出する。
During the operation, when the next supply weight y is calculated by the control calculation, the feeder operation amount Yx is set so that the next supply weight of the article to the weighing
Yxと変換係数KをもってD/A変換器への入力値であるpを定め、D/A変換器へ入力する。なお、変換係数K=1とし、Yx=Wt/MをD/A変換器へ入力させたときのアナログ出力電圧によって実際の供給重量がWt/Mになるようにフィーダドライバー14の振幅ゲインを調整するようにしてもよい。
P, which is an input value to the D / A converter, is determined with Yx and the conversion coefficient K, and is input to the D / A converter. Note that the conversion gain K = 1, and the amplitude gain of the
稼働運転時は、次回の供給重量値yが求まると、Yx=f(y)によって求めたYxの値に変換係数Kを掛けてD/A変換器へ与え、リニアフィーダ4を制御する。
At the time of operation, when the next supply weight value y is obtained, the value of Yx obtained by Yx = f (y) is multiplied by the conversion coefficient K and given to the D / A converter, and the
以上のように、本実施形態では、最新の少なくとも3回以上の所定回数N1の計量ホッパ6への供給重量誤差に基づいて、リニアフィーダ4に対する操作量を制御する、すなわち、計量ホッパ6への供給重量誤差のN1個分をサンプルとして、リニアフィーダ4に対する操作量を制御するのであるが、このサンプル数N1の設定について説明する。
As described above, in the present embodiment, the amount of operation with respect to the
計量ホッパ6への物品の供給重量誤差の要因には、上記のように予測できないランダム外乱によるばらつきと、傾向的な増減変動とが存在し、上記サンプル数N1は、ランダム外乱によるばらつきの影響を抑制できると共に、傾向的な増減変動に追従できるような値に設定するのが好ましい。
Factors of the supply weight error of articles to the weighing
上記特許文献1では、比較的周期の短い傾向的な増減変動については、特段考慮されておらず、専らランダム外乱によるばらつきの影響を抑制するように、平均値を算出するための所定回数、すなわち、サンプル数が設定されている。
In the above-mentioned
サンプル数N1を大きくすれば、ランダム外乱によるばらつきを平滑化してその影響を抑制することができるけれども、比較的周期の短い傾向的な増減変動に追従するのが難しくなり、逆に、サンプル数N1を小さくすれば、比較的周期の短い傾向的な増減変動に追従することができるけれども、ランダム外乱によるばらつきの影響を十分に抑制することができない。 If the number of samples N1 is increased, it is possible to smooth the variation caused by random disturbances and suppress the influence thereof, but it becomes difficult to follow the trend of fluctuations with a relatively short period. Conversely, the number of samples N1 However, the influence of variation due to random disturbance cannot be sufficiently suppressed.
この実施形態では、ランダム外乱によるばらつきの影響を抑制すると共に、比較的周期の短い傾向的な増減変動に追従できるサンプル数N1を、作業者が選択する際の指針を与えるようにしている。 In this embodiment, the influence of variation due to random disturbance is suppressed, and a guideline for the operator to select the number of samples N1 that can follow a gradual increase / decrease variation with a relatively short cycle is provided.
具体的には、稼働運転に先立って、適切なサンプル数N1を選択設定するための調整運転を行うようにしている。 Specifically, an adjustment operation for selecting and setting an appropriate sample number N1 is performed prior to the operation operation.
この調整運転では、サンプル数N1として、下限値NLと上限値NUとを設定する。設定された下限値NLから上限値NUまでサンプル数N1を異ならせて、計量ホッパ6へ供給される物品の供給重量を計測し、サンプル数毎に、ランダム外乱によるばらつきと、傾向的な変動とをそれぞれ評価するための評価用指標値として、後述の区間平均値標準偏差及び区間傾向変動量を算出し、操作設定表示器12に表示する。
In this adjustment operation, the lower limit value NL and the upper limit value NU are set as the number of samples N1. The sample weight N1 is varied from the set lower limit value NL to the upper limit value NU, and the supply weight of the articles supplied to the weighing
この調整運転では、サンプル数の大きさに応じて、計量ホッパ6へ供給される物品の重量がどのようにばらつくかを把握するものであるので、リニアフィーダ4の制御は行わず、リニアフィーダ4に対する操作量は、目標供給重量Wt/Mに対応する一定の操作量に維持する。
In this adjustment operation, since the weight of the articles supplied to the weighing
また、この調整運転は、稼働運転時に使用するための適切なサンプル数を選択するための指針を与えるものであるから、リニアフィーダ4の制御を行わないことを除いて、出来るだけ定められた仕様条件に合せて稼働運転と同じ運転条件、同じ物品、同様の組合せ演算の条件でテスト的に行う。
In addition, since this adjustment operation provides a guideline for selecting an appropriate number of samples to be used during the operation operation, the specification determined as much as possible except that the
この調整運転では、上記のように、サンプル数を、下限値NLから上限値NUまで異ならせて、計量ホッパ6へ供給される物品の供給重量を計測してデータを集計し、ランダム外乱によるばらつきと、傾向的な変動とをそれぞれ評価するための評価用指標値を算出する。下限値NL及び上限値NUは、作業者が、操作設定表示器12を操作して設定し、データを集計する期間は、作業者が、操作設定表示器12を操作して指令する。この例では、サンプル数の下限値NLとして、3個以上である5個を、上限値として15個を設定した場合について説明する。
In this adjustment operation, as described above, the number of samples is varied from the lower limit value NL to the upper limit value NU, the supply weight of the articles supplied to the weighing
図5は、この調整運転時において、計量ホッパ6へ供給される物品の重量の取得タイミング等を示す動作シーケンス図であり、指定した或る1つの計量ホッパ61についての動作シーケンスを示している。
5, during the adjustment operation is an operation sequence diagram illustrating the acquisition timing of the weight of the articles supplied to the weighing
データの集計指令ONからの集計指令OFFまでの期間に亘って、計量ホッパ61へ供給される物品の供給重量である計量値が取得されて集計される。この例は、上記のようにサンプル数の下限値NL=5、上限値NU=15であるので、サンプル数の5個〜15個を1つの単位であるブロックとし、データの集計演算処理を繰り返すようにしている。なお、CAは、上限値NUである15個までのサンプル数を計数するカウンタを示し、CBは、ブロック数を計数するカウンタを示している。なお、これらカウンタCA,CBやシフトレジスタ等は、図2の制御部21に備えられている。
For a period up to the count command OFF from aggregation command ON data, the weighing values are aggregated is obtained which is supplied weight of articles supplied to the weighing
この調整運転の集計処理では、各サンプル数に応じた区間毎の供給重量、例えば、サンプル数が5個の場合は、1個から5個までの区間の供給重量、サンプル数が6個の場合は、1個から6個までの区間の供給重量、サンプル数が7個の場合は、1個から7個までの区間の供給重量といったようにサンプル数に応じた区間毎の供給重量に基づいて集計処理を行う。 In the total processing of this adjustment operation, the supply weight for each section according to the number of samples, for example, when the number of samples is 5, the supply weight of the section from 1 to 5 and the number of samples is 6 Is based on the supply weight of each section according to the number of samples, such as the supply weight of 1 to 6 sections, or the supply weight of 1 to 7 sections when the number of samples is 7 Perform aggregation processing.
この実施形態では、各サンプル数に応じた区間毎の供給重量に基づいて、区間の標準偏差である区間標準偏差を求め、さらに区間標準偏差の値によって区間の平均値の標準偏差である区間平均値標準偏差を次のようにして求める。 In this embodiment, a section standard deviation, which is a standard deviation of a section, is obtained based on the supplied weight for each section according to the number of samples, and a section average that is a standard deviation of the average value of the section is calculated based on the section standard deviation value. The value standard deviation is obtained as follows.
すなわち、サンプル数がN1個、区間標準偏差がσであれば、区間平均値標準偏差は、σ/(N1)1/2として求める。 That is, if the number of samples is N1 and the section standard deviation is σ, the section average standard deviation is obtained as σ / (N1) 1/2 .
また、区間毎の上記の誤差変動関数eの傾向変動量を、区間傾向変動量aとして求める。 Further, the trend variation amount of the error variation function e for each section is obtained as the section trend variation amount a.
サンプル数に応じた各区間毎に、区間平均値標準偏差と、区間傾向変動量とが求まるので、調整運転においては、集計指令ONから集計指令OFFまでのデータ集計期間に亘って区間平均値標準偏差及び区間傾向変動量について、それぞれ最大値、最小値、及び平均値を算出して記憶する処理を行う。 For each section corresponding to the number of samples, the section average standard deviation and the section trend fluctuation amount are obtained. Therefore, in the adjustment operation, the section average standard over the data summing period from the summation command ON to the summation command OFF. A process of calculating and storing a maximum value, a minimum value, and an average value for the deviation and the interval trend fluctuation amount is performed.
区間傾向変動量aは、計量ホッパ61へ供給される物品の供給重量誤差の増減に伴って、正負何れかの極性を持つが、ここでは正負いずれであっても傾向変動量の大小を表す値として絶対値を用いる。
Section trend amount a is, with the increase or decrease in the supply weight error of the articles supplied to the weighing
集計指令ONから集計指令OFFまでのデータ集計期間における区間平均値標準偏差の最大値、最小値、平均値、及び、区間傾向変動量の最大値、最小値、平均値を、例えば、図6に示すように、サンプル数の下限値NL=5から上限値NU=15まで、サンプル数別にテーブルを作成し、操作設定表示器12に表示する。
For example, FIG. 6 shows the maximum value, minimum value, average value of the section average standard deviation and the maximum value, minimum value, and average value of the section trend fluctuation amount in the data collection period from the summation command ON to the summation command OFF. As shown, a table is created for each sample number from the lower limit value NL = 5 to the upper limit value NU = 15 of the sample number, and is displayed on the
この図6のテーブルにおいて、区間平均値標準偏差は、ランダム外乱によるばらつきを表し、区間傾向変動量は、傾向的な変動を表す。 In the table of FIG. 6, the section average standard deviation represents variation due to random disturbance, and the section trend fluctuation amount represents trending fluctuation.
これらは、制御を行っていない調整運転において、組合せ秤1が持つばらつき量や傾向変動量の大きさに関する供給重量誤差の特性を評価するための評価用の指標値である。これらの指標値を参考に、作業者は、稼働運転開始に当たって設定すべき適切なサンプル数N1を決定する。
These are evaluation index values for evaluating the characteristics of the supply weight error related to the amount of variation and tendency variation of the
組合せ演算において、選択の対象となる組合せ個数を多くして組合せ重量を精度よく選択できるように、各計量ホッパ6に供給する物品の供給重量を、目標供給重量Wt/Mに制御するには、供給重量の変動について、ランダムなばらつきの影響が少なく、かつ、比較的周期の短い傾向的な変動に追従可能な制御が求められる。
In the combination calculation, in order to control the supply weight of the articles supplied to each weighing
図6において、ランダム外乱によるばらつきを表す誤差の区間平均値標準偏差、及び、傾向的な変動による誤差の区間傾向変動量は、いずれもサンプル数が小さいほど大きく現れ、サンプル数が大きいほど小さく現れる。 In FIG. 6, the interval average standard deviation of errors representing variation due to random disturbance and the interval trend fluctuation amount of errors due to trending variation both increase as the number of samples decreases and decrease as the number of samples increases. .
この図6のテーブルの区間平均値標準偏差の数値、及び、区間傾向変動量の数値の大小に基づいて、ランダム外乱によるばらつきの程度、及び、傾向的な変動の程度を判定し、適切なサンプル数を決定する。 Based on the numerical value of the section average standard deviation and the numerical value of the section trend fluctuation amount in the table of FIG. 6, the degree of variation due to random disturbance and the degree of trend fluctuation are determined, and an appropriate sample is obtained. Determine the number.
例えば、区間傾向変動量が小さい場合、すなわち、傾向的な変動が小さい場合には、予測できないランダム外乱によるばらつきの影響を抑制する、すなわち、ばらつきを平滑化するためにサンプル数を大きくする必要がある。 For example, when the interval trend fluctuation amount is small, that is, when the trend fluctuation is small, it is necessary to suppress the influence of variation due to unpredictable random disturbance, that is, to increase the number of samples in order to smooth the variation. is there.
一方、区間傾向変動量が大きい場合、すなわち、傾向的な変動が大きい場合には、傾向的な変動に追従して制御を行うために、サンプル数を小さくする必要がある。 On the other hand, when the section trend variation amount is large, that is, when the trend variation is large, it is necessary to reduce the number of samples in order to control following the trend variation.
作業者は、サンプル数を小さい値に設定して制御すると、物品の層厚の速い変動、すなわち、傾向的な変動に対して制御の追従性はよいが、予測できないランダム外乱によるばらつきが大きい場合には、十分に平滑できず、算出される操作量のばらつきを拡大させ、その結果として発生する供給重量誤差のばらつきを拡大させてしまう弊害を考慮しなければならない。 When the operator sets the number of samples to a small value and controls it, the follow-up of the control is good for fast fluctuations in the layer thickness of the article, that is, the tendency fluctuations, but the fluctuation due to unpredictable random disturbance is large. In this case, it is necessary to take into account the adverse effect that the variation in the calculated operation amount cannot be sufficiently smoothed and the variation in the supply weight error that occurs as a result increases.
反対にサンプル数を大きい値に設定して制御すると、大きいランダム外乱に対する平滑特性は良好であるが、供給重量誤差の傾向的な変動に対する追従遅れによって供給誤差を拡大させてしまう弊害を考慮しなければならない。 On the other hand, if the number of samples is set to a large value and controlled, smooth characteristics against large random disturbances are good, but the adverse effect of increasing the supply error due to the tracking delay for the trend fluctuation of the supply weight error must be taken into account. I must.
ランダム外乱によるばらつきは小さいが、傾向的な変動周期の短い物品を対象として運転する場合は、サンプル数を小さめの値に設定し、傾向的な変動周期は長いが、ランダム外乱によるばらつきの大きい物品を対象として運転する場合は、サンプル数を大きめの値に設定するのが好ましい。 When operating on an article with a short trending fluctuation cycle, although the fluctuation due to random disturbance is small, set the number of samples to a smaller value, and the article with a long fluctuation period but a large fluctuation due to random disturbance. When operating on the target, it is preferable to set the number of samples to a larger value.
ランダム外乱によるばらつき、及び、傾向的な変動速度の双方が大きい場合には、双方の大きさのバランスを勘案した中間のサンプル数に設定する。 When both the variation due to random disturbance and the trending fluctuation speed are large, the number of samples is set to an intermediate number considering the balance of both sizes.
なお、調整運転におけるデータの集計期間を変更して、例えば、図6のテーブルを複数作成し、それらに基づいて、サンプル数を設定してもよい。 Note that, for example, a plurality of tables in FIG. 6 may be created by changing the data aggregation period in the adjustment operation, and the number of samples may be set based on them.
このように、作業者は、操作設定表示器12に表示される図6のテーブルを見ることによって、サンプル数毎の区間平均値標準偏差及び区間傾向変動量からランダム外乱のよるばらつき及び傾向的な変動によるばらつきを判断した上で、稼働運転の開始時に使用する適切なサンプル数を選択することができる。
In this way, the operator looks at the table of FIG. 6 displayed on the
この適切なサンプル数を選択するための調整運転における計量ホッパ6の供給重量の計測及び前記評価用の指標値の取得は、上記のように指定した或る1つの計量ホッパ61について行ってもよいし、全計量ホッパ61〜6nについて行ってその平均値を代表値として表示してもよい。
Obtaining the proper measurement and index for the evaluation of the feed by weight of the weighing
また、この調整運転は、主に製造メーカにおいて行われ、適切なサンプル数N1が設定されて製品として出荷される。なお、ユーザにおいても、調整運転を行ってサンプル数N1を設定変更するようにしてもよい。 This adjustment operation is mainly performed by the manufacturer, and an appropriate sample number N1 is set and shipped as a product. Note that the user may perform adjustment operation to change the number of samples N1.
次に、図7のフローチャートに基づいて、図5の調整運転における集計処理について説明する。 Next, based on the flowchart of FIG. 7, the totaling process in the adjustment operation of FIG. 5 will be described.
先ず、データ集計指令がONされているか否かを判断し(ステップn1)、ONされていないときには、全ての集計用レジスタ、フラグをクリヤして終了する(ステップn15)。 First, it is determined whether or not the data totaling command is turned on (step n1). If not, all the totaling registers and flags are cleared and the process ends (step n15).
データ集計指令がONされているときには、指定された或る1つの計量ホッパ61の重量値Wx1を読取り(ステップn2)、読取った重量値Wx1が、零付近検出レベルWzt1未満であるか否かを判断し(ステップn3)、零付近検出レベルWzt1未満でないときには、計量ホッパ61は空でないとしてステップn5に移り、零付近検出レベルWzt1未満であるときには、計量ホッパ61が、零付近検出レベルWzt1未満の状態、すなわち、空の状態を経たことを示すフラグF0を「1」にセットしてステップn5に移る(ステップn4)。
When data aggregation command is ON, it reads the weight values Wx1 of a certain one of the weighing
ステップn5では、フラグF0が「1」であるか否かを判断し、「1」でないときには、計量ホッパ61が空の状態を経ていないとしてステップn1に戻り、「1」であるときには、計量ホッパ61が空の状態を経たとしてステップn6に移る。ステップn6では、読取った重量値Wx1が、物品が載置されたことを示す物品載置検出レベルWzt2より大きいか否かを判断し、物品載置検出レベルWzt2より大きくないときには、物品が載置されていないとしてステップn1に戻る。ステップn6で、読取った重量値Wx1が、物品載置検出レベルWzt2より大きいときには、計量ホッパ61が空の状態を経た後に、物品が供給されたとして、計量ホッパ61が空の状態を経たことを示すフラグF0を「0」にクリヤし(ステップn7)、安定待ちタイマによる時間が経過して安定した重量値を再度読み込む(ステップn8,n9)。
At step n5, the flag F0 is judged whether or not "1", when not "1", the process returns to step n1 as the weighing
次に、ステップn10では、サンプル数の上限個数である15個までのサンプル数を計数するカウンタCAをインクリメントし、読取った重量値Wx1の二乗を求め(ステップn11)、積算する(ステップn12)。また、読取った重量値Wx1を積算し(ステップn13)、重量値をストアするシフトレジスタを右シフトして最新の重量値Wx1を左端にストアし(ステップn14)、図8のステップn16に移る。 Next, at step n10, it increments the counter C A for counting the number of samples of up to 15 which is the upper limit number of sample number, read calculates the square of the weight values Wx1 (step n11), integrating (step n12) . Further, the read weight value Wx1 is integrated (step n13), the shift register for storing the weight value is shifted to the right to store the latest weight value Wx1 at the left end (step n14), and the process proceeds to step n16 in FIG.
次に、図8のステップn16では、5個までのデータの集計演算処理が完了していることを示すフラグF5が「0」にクリヤされているか否か、すなわち、5個までの集計演算処理が完了していないか否かを判断し、完了していないときには、ステップn17に移り、完了しているときには、図9のステップn27に移る。 Next, in step n16 of FIG. 8, it is determined whether or not the flag F5 indicating that the total calculation processing of up to five pieces of data has been completed is “0”, that is, up to five total calculation processing. Is not completed, the process proceeds to step n17 if not completed, and to n27 in FIG. 9 if completed.
ステップn17では、サンプル数を計数するカウンタCAが「5」になったか否かを判断し、「5」になっていないときには、5個までのデータが収集されていないとしてステップn1に戻る。ステップn17で、サンプル数を計数するカウンタCAが「5」になったときには、サンプル数の下限値である5個分のデータが収集されたので、ブロック数を計数するカウンタCBをインクリメントし(ステップn18)、5個分のデータの集計演算処理を行う。すなわち、CA、ΣWx1、Σ(Wx1)2によって区間標準偏差Ws5´を算出し、Ws5´/√5によって区間平均値標準偏差Ws5を算出する(ステップn19)。 In step n17, the counter C A for counting the number of samples to determine whether it is "5", when not "5", the flow returns to step n1 as the data up to five is not being collected. In step n17, when the counter C A for counting the number of samples becomes "5", because five of data which is the lower limit of the number of samples have been collected, it increments the counter C B for counting the number of blocks (Step n18) Total data calculation processing for five pieces of data is performed. That is, the section standard deviation Ws5 ′ is calculated from C A , ΣWx1, and Σ (Wx1) 2 , and the section average standard deviation Ws5 is calculated from Ws5 ′ / √5 (step n19).
次に、取得した重量値をストアする上記シフトレジスタの左端から5個までのデータで誤差変動関数を算出し、区間傾向変動量a5を算出する。この区間傾向変動量a5は、絶対値とする(ステップn20)。 Next, an error variation function is calculated from up to five pieces of data from the left end of the shift register storing the acquired weight value, and an interval trend variation amount a5 is calculated. This section tendency fluctuation amount a5 is an absolute value (step n20).
次に、区間平均値標準偏差Ws5と、区間傾向変動量a5とのそれぞれについて、最大値、最小値を更新する(ステップn21)。ここで、最大値、最小値は、集計期間における、区間平均値標準偏差Ws5及び区間傾向変動量a5のそれぞれの最大値、最小値である。したがって、最初の1ブロック目は、区間平均値標準偏差Ws5及び区間傾向変動量a5のそれぞれの最大値、最小値をそれぞれストアする最大値及び最小値のレジスタには、上記ステップn19,n20でそれぞれ算出された区間平均値標準偏差Ws5及び区間傾向変動量a5が、最大値及び最小値としてそれぞれストアされる。すなわち、最大値及び最小値が同じ値となる。 Next, the maximum value and the minimum value are updated for each of the section average value standard deviation Ws5 and the section trend fluctuation amount a5 (step n21). Here, the maximum value and the minimum value are the maximum value and the minimum value of the section average value standard deviation Ws5 and the section trend fluctuation amount a5, respectively, in the counting period. Therefore, in the first block, the maximum value and minimum value registers for storing the maximum value and the minimum value of the section average standard deviation Ws5 and the section trend fluctuation amount a5 are stored in the steps n19 and n20, respectively. The calculated section average standard deviation Ws5 and section trend fluctuation amount a5 are stored as a maximum value and a minimum value, respectively. That is, the maximum value and the minimum value are the same value.
次に、ステップn22では、上記のようにして、図2の個別演算部16で算出された区間平均値標準偏差Ws5及び区間傾向変動量a5の最大値及び最小値を、主演算制御部17へ送信し、表示用テーブルにストアし、区間平均値標準偏差Ws5と区間傾向変動量a5とをそれぞれ積算し(ステップn23)、各積算値を、ブロック数を計数するカウンタCBで除算して集計期間における平均値を求め(ステップn24)、主演算制御部17へ送信して表示用テーブルにストアし、5個までのデータによる集計処理が完了したことを示すフラグF5に「1」をセットしてステップn1に戻る。
Next, in step n22, the section average value standard deviation Ws5 and the maximum value and the minimum value of the section trend fluctuation amount a5 calculated by the
上記ステップn16において、5個までのデータによる集計演算処理が完了しているときには、図9のステップn27に移る。図9のステップn27では、6個までのデータによる集計演算処理が完了していることを示すフラグF6が「0」にクリヤされているか否か、すなわち、6個までのデータによる集計演算処理が完了していないか否かを判断し、完了していないときには、ステップn28の6個までのデータの集計演算処理に移り、完了しているときには、ステップn30に移る。 In the above step n16, when the totaling calculation process using up to five pieces of data is completed, the process proceeds to step n27 in FIG. In step n27 of FIG. 9, it is determined whether or not the flag F6 indicating that the totaling calculation processing with up to six pieces of data has been completed is cleared to “0”, that is, the totaling calculation processing with up to six pieces of data is performed. It is determined whether or not it has been completed. If it has not been completed, the process proceeds to a totaling calculation process of up to six data in step n28, and if it has been completed, the process proceeds to step n30.
ステップn28の6個までのデータの集計演算処理では、先ず、6個分の集計データである、CA、ΣWx1、Σ(Wx1)2によって区間標準偏差Ws6´を算出し、Ws6´/√6によって区間平均値標準偏差Ws6を算出する(ステップn28−1)。 In the total calculation processing of up to six data in step n28, first, the section standard deviation Ws6 ′ is calculated from CA, ΣWx1, and Σ (Wx1) 2 which are the total data for six, and by Ws6 ′ / √6 The section average value standard deviation Ws6 is calculated (step n28-1).
シフトレジスタの左端から6個までのデータで誤差変動関数を算出し、区間傾向変動量a6を算出する(ステップn28−2)。この区間傾向変動量a6は、絶対値とする。 An error variation function is calculated from up to six pieces of data from the left end of the shift register, and an interval trend variation amount a6 is calculated (step n28-2). The section trend fluctuation amount a6 is an absolute value.
次に、区間平均値標準偏差Ws6と、区間傾向変動量a6とのそれぞれについて、最大値、最小値を更新し(ステップn28−3)、主演算制御部17へ送信し、表示用テーブルにストアし(ステップn28−4)、区間平均値標準偏差Ws6と区間傾向変動量a6とをそれぞれ積算し(ステップn28−5)、各積算値を、ブロック数を計数するカウンタCBで除算して集計期間における平均値を求め(ステップn28−6)、主演算制御部17へ送信して表示用テーブルにストアし(ステップn28−7)、6個までのデータによる集計演算処理が完了したことを示すフラグF6に「1」をセットし(ステップn29)、ステップn1に戻る。
Next, the maximum value and the minimum value are updated for each of the section average value standard deviation Ws6 and the section trend fluctuation amount a6 (step n28-3), transmitted to the main
上記ステップn27において、6個までのデータによる集計演算処理が完了しているときには、ステップn30に移り、7個までのデータによる集計演算処理が完了しているか否かを判断し、完了しているときには、図10のステップn33に移り、完了していないときには、ステップn31の7個までのデータによる集計演算処理に移る。この7個までのデータによる集計演算処理は、上記6個までのデータによる集計演算処理と基本的に同様であり、7個までのデータによる集計演算処理が終了すると、フラグF7に「1」をセットし(ステップn32)、ステップn1に戻る。 In the above step n27, when the aggregation calculation process with up to 6 data is completed, the process proceeds to step n30, where it is determined whether or not the aggregation calculation process with up to 7 data is completed. Sometimes, the process proceeds to step n33 in FIG. 10, and when it is not completed, the process proceeds to a totaling calculation process with up to seven data in step n31. The aggregation calculation process with up to 7 data is basically the same as the aggregation calculation process with up to 6 data. When the aggregation calculation process with up to 7 data ends, “1” is set in the flag F7. Set (step n32) and return to step n1.
ステップn30において、7個までのデータによる集計演算処理が完了しているときには、図10のステップn33に移り、8個までのデータによる集計演算処理が完了しているか否かを判断し、8個までのデータによる集計演算処理が完了しているときには、ステップn36に移り、完了していないときには、ステップn34の8個までのデータによる集計演算処理に移る。 In step n30, when the total calculation processing with up to seven pieces of data has been completed, the process proceeds to step n33 in FIG. 10 to determine whether the total calculation processing with up to eight pieces of data has been completed. When the total calculation processing with the data up to is completed, the process proceeds to step n36, and when not complete, the total calculation processing with up to eight data at step n34 is performed.
以下、同様にして、9個、10個、…、15個までのデータによる集計演算処理を行い、ステップn54において、上限値NUである15個までのデータによる集計演算処理が完了し、1ブロック分の集計が完了したと判断されたときには、カウンタCAを「0」にクリヤし(ステップn57)、重量値の積算値ΣWx1、重量値の二乗の積算値Σ(Wx1)2を「0」にクリヤし(ステップn58)、カウンタCBの計数値、すなわち、集計演算処理済みのブロック数を、主演算制御部17へ送信して表示し(ステップn59)、集計演算処理の完了を示す各フラグF5,F6,…,F15を「0」にクリヤして図8のステップn16に戻る(ステップn60)。 In the same manner, aggregation calculation processing is performed with up to 9, 10,..., 15 data, and in step n54, aggregation calculation processing with up to 15 data, which is the upper limit value NU, is completed. when the minute aggregate is determined to be completed, it clears the counter C a to "0" (step n57), the integrated value ΣWx1 weight value, the integrated value of the square of the weight values Σ a (Wx1) 2 "0" clears (step N58), the counter C B count value, i.e., the number of aggregation operation processed block, and displays the transmitted to the main arithmetic control section 17 (step n59), each indicating the completion of the aggregation processing The flags F5, F6,..., F15 are cleared to “0” and the process returns to step n16 in FIG. 8 (step n60).
以上のようにして、調整運転では、サンプル数毎に、区間平均値標準偏差の最大値、最小値、平均値、及び、区間傾向変動量の最大値、最小値、平均値が算出されて操作設定表示器12に表示される。
As described above, in the adjustment operation, the maximum value, the minimum value, the average value of the section average standard deviation and the maximum value, the minimum value, and the average value of the section trend fluctuation amount are calculated and operated for each number of samples. It is displayed on the setting
次に、調整運転によってサンプル数N1が選択されて設定された後のユーザによる稼働運転時の動作を図11のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、上記ように各計量ホッパ6毎に行われる。
Next, the operation at the time of operation by the user after the sample number N1 is selected and set by the adjustment operation will be described based on the flowchart of FIG. This process is performed for each weighing
先ず、ステップn101では、稼働運転がONされているか否かを判断し、ONされていないときには、シフトレジスタをクリヤして終了する(ステップn101)。 First, in step n101, it is determined whether or not the operation operation is turned on. If it is not turned on, the shift register is cleared and the process ends (step n101).
稼働運転がONされているときには、計量ホッパ6の重量値を読取り(ステップn102)、読取った重量値Wxが、零付近検出レベルWzt1未満であるか否かを判断し、零付近検出レベルWzt1未満でないときには、ステップn105に移り、零付近検出レベルWzt1未満であるときには、計量ホッパ6が空の状態を経たことを示すフラグF0を「1」にセットしてステップn105に移る(ステップn104)。
When the operation operation is ON, the weight value of the weighing
ステップn105では、フラグF0が「1」であるか否かを判断し、「1」でないときには、ステップn101に戻り、「1」であるときには、ステップn106に移り、読取った重量値Wxが、物品が載置されたことを示す物品載置検出レベルWzt2より大きいか否かを判断し、物品載置検出レベルWzt2より大きくないときには、ステップn101に戻り、物品載置検出レベルWzt2より大きいときには、計量ホッパ6が空の状態を経たことを示すフラグF0を「0」にクリヤし(ステップn107)、安定待ちタイマによる時間が経過して安定した重量値を再度読み込み(ステップn108,n109)、ステップn110では、シフトレジスタを右シフトして最新の重量値Wxを左端にストアする。
In step n105, it is determined whether or not the flag F0 is “1”. If it is not “1”, the process returns to step n101, and if it is “1”, the process proceeds to step n106, and the read weight value Wx becomes the article. Is determined to be greater than the article placement detection level Wzt2, and if not greater than the article placement detection level Wzt2, the process returns to step n101, and if greater than the article placement detection level Wzt2, the weighing is performed. The flag F0 indicating that the
次に、制御を開始可能か否か、すなわち、シフトレジスタにN1個以上のデータがあるか否かを判断し(ステップn111)、N1個以上のデータがないときには、ステップn101に戻り、N1個以上のデータがあるときには、制御演算できるデータが揃っているので、N1個の標準偏差を求め、最新のN1個のデータで誤差変動関数を求める。更に、傾向変動量aを求め(ステップn112)、図12のステップn114に移る。この傾向変動量aは、極性を有する。 Next, it is determined whether or not the control can be started, that is, whether or not there is N1 or more data in the shift register (step n111). If there is no N1 or more data, the process returns to step n101 and N1 When there is the above data, data that can be subjected to control calculation is prepared, so N1 standard deviations are obtained, and an error variation function is obtained from the latest N1 data. Further, the tendency variation amount a is obtained (step n112), and the process proceeds to step n114 in FIG. This tendency variation amount a has polarity.
次に、図12のステップn114では、平均値、標準偏差、極性付きの傾向変動量aを主演算制御部17へ送信し、表示させる。
Next, in step n114 of FIG. 12, the average value, the standard deviation, and the trend variation amount a with polarity are transmitted to the main
次に、傾向変動量aによって、次回の予測供給重量誤差e´を求める。求めた予測供給重量誤差e´によって、次回の供給重量値yを求め、リニアフィーダ4のフィーダ操作量Yxを算出し(ステップn115)、フィーダ操作量Yxを、主演算制御部17へ送信してステップn101に戻る(ステップn116)。主演算制御部17は、フィーダ操作量Yxによってリニアフィーダ4による物品の供給量を制御する。
Next, the next predicted supply weight error e ′ is obtained from the trend variation amount a. Based on the calculated predicted supply weight error e ′, the next supply weight value y is obtained, the feeder operation amount Yx of the
以上のようにして稼働運転時には、傾向変動量aによって、次回の予測供給重量誤差e´を求め、予測供給重量誤差e´をキャンセルするように次回の供給重量値yを求め、リニアフィーダ4のフィーダ操作量Yxを算出して制御するので、傾向的な増減変動がある場合にも、正しく追従して制御することができる。
As described above, during the operation operation, the next predicted supply weight error e ′ is obtained from the trend variation amount a, the next supply weight value y is obtained so as to cancel the predicted supply weight error e ′, and the
上記実施形態では、計量ホッパ6への物品の供給重量誤差の傾向的な変動を示す誤差変動関数を、最小2乗法を使用して求めたが、他の方法を用いて求めるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the error variation function indicating the gradual variation in the weight error of the articles supplied to the weighing
例えば、N1個のサンプル数の区間で1〜(N1/2)までの前半の区間の供給重量誤差の平均値と、(N1/2)〜N1までの後半の区間の供給重量誤差の平均値とを結ぶ直線を、誤差変動関数としてもよい。 For example, in the section of the number of N1 samples, the average value of the supply weight error in the first half section from 1 to (N1 / 2) and the average value of the supply weight error in the second half section from (N1 / 2) to N1 A straight line connecting the two may be an error variation function.
また、図13に示すように、例えば、N1=9個の供給重量誤差e1〜e9が発生した場合に、隣接する誤差の間の9個の変動量(傾き)a1〜a9の平均値をaとし、供給重量誤差e0〜e9の平均値をE、9回の誤差取得タイミングの平均値4.5によって(4.5,E)を通って平均の変動量aの直線をもって誤差の動関数eを求めてもよい。 Further, as shown in FIG. 13, for example, when N1 = 9 supply weight errors e1 to e9 occur, an average value of nine fluctuation amounts (slopes) a1 to a9 between adjacent errors is expressed as a. The average value of the supply weight errors e0 to e9 is E, and the error dynamic function e has a straight line of the average fluctuation amount a through (4.5, E) by the average value 4.5 of the nine error acquisition timings. You may ask for.
計量ホッパで計量された物品が供給されるメモリホッパを設け、計量ホッパ及びメモリホッパの物品の重量に基づいて、組合せ演算を行うようにしてもよい。 A memory hopper to which articles weighed by the weighing hopper are supplied may be provided, and the combination calculation may be performed based on the weights of the weighing hopper and the articles of the memory hopper.
また、予め傾向変動量aの絶対値に対する許容値ahを操作設定表示器12において設定し、稼動運転時において各計量ホッパにおいて新たに傾向変動量aが推定算出される度に許容値ahと比較し、算出された傾向変動量aが許容値ahを超える場合は、物品の性状変化や供給装置における物品量の減量など、何らかの異常で追従制御が精確に行われず、組合せ精度が低下する虞があるとして警報する制御追従性警報手段を備えると、作業者は傾向変動量の数値を逐次確認する必要が無く、好都合である。
In addition, an allowable value ah for the absolute value of the trend variation amount a is set in the
1 組合せ秤
2 供給装置
3 メインフィーダ(分散フィーダ)
4 リニアフィーダ (直進フィーダ)
4a リニアフィーダトラフ
4b 加振器
5 供給ホッパ
6 計量ホッパ
11 重量センサ
12 操作設定表示器
17 主演算制御部
18 記憶部
19 振動制御回路部
21 制御部
1
4 Linear feeder (straight forward feeder)
4a
Claims (7)
複数の計量ホッパでそれぞれ計量される前記物品の重量及び目標組合せ重量に基づいて、組合せ演算を行う組合せ秤において、
前記複数の計量ホッパへ供給される前記物品の供給重量の供給重量の少なくとも3回以上の所定回数の供給重量に基づいて、前記所定回数における回数当たりの供給重量の変化量を、傾向変動量として計量ホッパ毎に推定算出する傾向変動量算出手段と、
前記傾向変動量算出手段によって推定算出した前記計量ホッパ毎の前記所定回数における回数当たりの供給重量の変化量を表示する表示手段と、
を備える組合せ秤。 A plurality of feeders each supplying articles, and a plurality of weighing hoppers each weighing the weight of the supplied articles while the articles are respectively supplied via the plurality of feeders,
In a combination weigher that performs a combination calculation based on the weight of the article and a target combination weight that are respectively weighed by a plurality of weighing hoppers,
Based on the supply weight of the predetermined number of times of at least three times of the supply weight of the supply weight of the article supplied to the plurality of weighing hoppers, the amount of change in the supply weight per number of times in the predetermined number of times is set as the trend variation amount A trend variation calculating means for estimating and calculating for each weighing hopper;
Display means for displaying a change in supply weight per number of times in the predetermined number of times for each weighing hopper estimated and calculated by the trend fluctuation amount calculation means;
A combination weigher.
複数の計量ホッパでそれぞれ計量される前記物品の重量及び目標組合せ重量に基づいて、組合せ演算を行う組合せ秤において、
前記複数の計量ホッパへ供給される前記物品の供給重量の供給重量の少なくとも3回以上の所定回数の供給重量に基づいて、前記所定回数における回数当たりの供給重量の変化量を、傾向変動量として計量ホッパ毎に推定算出する傾向変動量算出手段と、
前記所定回数における回数当りの供給重量の変化量である傾向変動量を反映した供給重量に関する予測値を、計量ホッパ毎にそれぞれ推定算出する予測値算出手段と、
前記予測値算出手段によってそれぞれ推定算出される前記計量ホッパ毎の前記予測値に基づいて、前記各計量ホッパへ供給される前記物品の供給重量が、前記目標組合せ重量に基づいて規定される目標供給重量になるように、前記各フィーダによる供給量をそれぞれ制御する制御手段と、
を備える組合せ秤。 A plurality of feeders each supplying articles, and a plurality of weighing hoppers each weighing the weight of the supplied articles while the articles are respectively supplied via the plurality of feeders,
In a combination weigher that performs a combination calculation based on the weight of the article and a target combination weight that are respectively weighed by a plurality of weighing hoppers,
Based on the supply weight of the predetermined number of times of at least three times of the supply weight of the supply weight of the article supplied to the plurality of weighing hoppers, the amount of change in the supply weight per number of times in the predetermined number of times is set as the trend variation amount A trend variation calculating means for estimating and calculating for each weighing hopper;
A predicted value calculation means for estimating and calculating a predicted value related to a supplied weight reflecting a trend variation amount that is a change amount of the supplied weight per number of times in the predetermined number of times, for each weighing hopper;
Based on the predicted value for each weighing hopper estimated and calculated by the predicted value calculating means, the supply weight of the article supplied to each weighing hopper is defined based on the target combination weight. Control means for controlling the supply amount by each feeder so as to be weight,
A combination weigher.
請求項2に記載の組合せ秤。 The predicted value calculation means calculates an error of the supply weight of the article supplied to each weighing hopper from the target supply weight as the predicted value related to the supply weight based on the latest predetermined number of supply weights. Estimate the predicted value,
The combination weigher according to claim 2.
請求項2または3に記載の組合せ秤。 The predicted value calculation means estimates and calculates the predicted value based on an approximate function reflecting the predetermined fluctuation of the supplied weight of the predetermined number of times.
The combination weigher according to claim 2 or 3.
前記所定回数をサンプル数として、該サンプル数を異ならせたときに、前記傾向変動量算出手段は、前記計量ホッパへ供給される前記異ならせたサンプル数の前記物品の供給重量に基づいて、前記異ならせたサンプル数における回数当たりの供給重量の変化量を傾向変動量として計量ホッパ毎に推定算出するものであり、
前記傾向変動量算出手段によって推定算出される前記傾向変動量を前記異ならせたサンプル数と共に一覧表示する表示手段を備える、
請求項2ないし4のいずれかに記載の組合せ秤。 In the adjustment operation that does not control each feeder by the control means,
When the predetermined number of times is set as the number of samples and the number of samples is varied, the tendency fluctuation amount calculating means is configured to determine the difference in the number of samples supplied to the weighing hopper based on the supply weight of the article. The amount of change in the supplied weight per number of samples with different numbers of samples is estimated and calculated for each weighing hopper as a trend fluctuation amount.
Display means for displaying a list of the trend fluctuation amounts estimated and calculated by the trend fluctuation amount calculation means together with the number of samples different from each other;
The combination weigher according to any one of claims 2 to 4.
前記表示手段は、前記標準偏差算出手段によって算出される標準偏差を前記異ならせたサンプル数と共に一覧表示する、
請求項5に記載の組合せ秤。 In the adjustment operation, a standard deviation calculating unit that calculates a standard deviation of the supply weight of the different number of samples based on the supply weight of the different number of samples supplied to the weighing hopper,
The display means displays a list of the standard deviations calculated by the standard deviation calculation means together with the different number of samples.
The combination weigher according to claim 5.
稼動運転時において、何れかの計量ホッパにおける前記傾向変動量が前記許容値を超えると警報信号を出力する制御追従性警報手段と、
を備える、
請求項1ないし6のいずれかに記載の組合せ秤。 An allowable value setting means for setting an allowable value that is an upper limit value of a normal magnitude for the tendency variation amount in advance;
Control followability alarm means for outputting an alarm signal when the tendency variation amount in any weighing hopper exceeds the allowable value during operation operation,
Comprising
The combination weigher according to any one of claims 1 to 6.
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