JP3424763B2

JP3424763B2 - 計量コンベヤ

Info

Publication number: JP3424763B2
Application number: JP02627294A
Authority: JP
Inventors: 武好長尾
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 1994-01-27
Filing date: 1994-01-27
Publication date: 2003-07-07
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: JPH07218325A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物品を搬送しながら計
量する計量コンベヤに関し、特に処理能力を維持しなが
ら計量精度を高めるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】上記計量コンベヤは、一定の速度で物品
を搬送しながら、その物品の重量を測定するもので、例
えば重量選別機等に使用されることがある。図６（ｂ）
に示すように計量コンベヤ２は、上面に物品を支持して
搬送するベルトコンベヤ４と、このベルトコンベヤ４に
設けられた重量検出部６とを有している。

【０００３】このベルトコンベヤ４は、インダクション
モータのような駆動装置８によって図６（ｃ）に示すよ
うに一定速度ｖで走行させられる。この速度ｖは、単位
時間当たりに計量する必要のある物品１４の個数、即ち
処理能力によって決定される。１０は送り込みコンベ
ヤ、１２は送り出しコンベヤである。

【０００４】計量コンベヤ２に物品１４が乗り込み、搬
送されて、送りだされるまでに、重量検出部６によって
得られる重量信号の波形の変化を図６（ａ）に示す。同
図において、通過時間Ｔは、物品１４がベルトコンベヤ
４に乗り始めてから降り終わるまでの時間で、ベルトコ
ンベヤ４の長さをＬとすると、Ｌ／ｖによって得られ
る。乗り込み時間ｔ０は、物品１４がベルトコンベヤ４
へ乗り始めてから乗りおわるまでの時間で、物品１４の
長さをＬ１とすると、Ｌ１／ｖで求められる。また、ｔ
Ｒは、物品１４がベルトコンベヤ４に乗っている時間、
即ち滞在時間でＴ−ｔ０によって求められる。ｔｋは、
重量検出部６の重量信号が安定するのに要する安定時間
である。

【０００５】計量コンベヤ２に物品１４が乗り込むとき
の衝撃や、物品を搬送させながらの動的状態で計量する
ことに起因する様々な振動成分が、重量検出部６の出力
（重量信号）に含まれる。比較的高周波の振動成分は、
図示していない電気的フィルタにより除去できるが、衝
撃による振動成分は、乗り込み状態によって大きく変わ
り、これは重量信号の波形の再現性に重大な影響を及ぼ
す。そのため、計量コンベヤ２において、高精度に重量
測定するためには、衝撃や乗り込みの不確定さによる一
過性の振動が充分に減衰するための安定時間ｔｋの経過
後に、重量検出部６の重量信号を処理装置等に取り込む
必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】工場等の生産ラインに
上記の計量コンベヤ２が設けられることがある。このよ
うな場合、単位時間当たりの生産能力が低く、計量コン
ベヤ２に単位時間当たりに送り込まれる物品１４の個数
が少ないと、計量コンベヤ２の速度ｖを遅くして、処理
能力を低くできる。この場合、通過時間Ｔは長くなるの
で、安定時間ｔｋを充分に長くとれ、計量精度を向上さ
せることができる。

【０００７】逆に、生産ラインの生産能力が高い場合に
は、計量コンベヤ２の速度ｖを速くして、処理能力を向
上させる必要がある。この場合、通過時間Ｔも短くな
り、必然的に滞在時間ｔＲも短くなる。安定時間ｔｋ
は、計量コンベヤ２固有のもので、ほぼ一定であるの
で、ｔｋ＞ｔＲとなる。従って、乗り込み時の衝撃等に
起因する振動成分が充分に安定していないにもかかわら
ず、重量信号を処理装置等に取り込まねばならず、精度
の劣化が生じる。

【０００８】上記の説明は、物品１４の長さが常にＬ１
と一定の場合であるが、物品によっては、ベルトコンベ
ヤ４の全長Ｌに比較してＬ１が短いものや長いものがあ
る。短い場合には、乗り込み時間ｔ０が短くなり、その
分だけ通過時間Ｔに占める滞在時間ｔＲを長くとること
ができ、安定時間ｔｋのためには都合がよい。逆に、物
品１４の長さＬ１が長い場合には、通過時間Ｔに占める
乗り込み時間ｔ０が長くなり、必然的にｔＲが短くな
り、ｔｋ＞ｔＲとなり、上記と同様に計量精度の劣化を
生じる。

【０００９】上記の説明では、安定時間ｔｋは、ほぼ一
定としたが、厳密には速度を上げると、乗り込み時の衝
撃も大きくなり、その分、必要な安定時間ｔｋは長くな
る。即ち、速度を上げるということは、単に滞在時間ｔ
Ｒが短くなるだけでなく、更に衝撃の大きさにより安定
時間ｔｋが延びる分だけ、条件的には悪くなる。

【００１０】以上のように、計量コンベヤ２のベルトコ
ンベヤ４の速度が一定速度である、従来のものではコン
ベヤ長Ｌと物品１４の長さＬ１により、計量コンベヤ２
の能力は決まってしまい、計量精度を高めようとする
と、能力を落とさねばならなかった。逆に、高い能力を
確保しようとすると、計量精度を犠牲にしなければなら
なかった。

【００１１】物品１４の長さＬ１が長くなってベルトコ
ンベヤ４の全長Ｌに近づく場合にも、上記の理由により
必要な能力を達成できなかったり、能力が達成させるた
めには、ベルトコンベヤ４の全長を長くして、安定時間
ｔＲを確保できるように滞在時間ｔＲを長くする必要が
ある。しかし、生産ラインの長さは予め定められてお
り、そのライン中に設けられる計量コンベヤ２の長さを
伸ばすことは、実質的に不可能である。

【００１２】本発明は、コンベヤの長さを変更すること
なく、高精度、高能力に計量できる計量コンベヤを提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、速度可変で上面に物品を支持して搬送
するコンベヤと、このコンベヤに設けられた計量手段
と、上記コンベヤへの物品の乗り込みを検出する乗り込
み検出手段と、上記乗り込みの検出に応じて上記コンベ
ヤの速度を基準速度よりも速い第１の速度に乗り込み時
間にわたって制御する第１の制御手段と、上記乗り込み
時間の経過後に上記コンベヤの速度を上記基準速度以下
の第２の速度に滞在時間にわたって制御する第２の制御
手段とを、具備するものである。

【００１４】第２の速度は上記基準速度よりも遅くする
ことができ、乗り込み時間と滞在時間との和は、計量コ
ンベヤに割り当てられた処理能力によって定まる通過時
間以内とすることもできる。

【００１５】また、上記の計量コンベヤにおいて、上記
コンベヤの前段に設けられた送り込みコンベヤと、上記
送り込みコンベヤに設けられた被計量物品の測長手段
と、この測長手段による被計量物品の長さと第１の速度
とに基づいて上記乗り込み時間を設定する乗り込み時間
設定手段とを、設けることもできる。

【００１６】

【作用】本発明によれば、コンベヤに物品が乗り込む
と、第１の制御手段がコンベヤの速度を基準速度よりも
速い第１の速度とし、乗り込み後には、第２の制御手段
がコンベヤの速度を基準速度よりも遅い第２の速度とす
る。即ち、第１の速度とした分だけ、乗り込み時間が基
準速度の場合よりも短縮され、その分だけ滞在時間が長
くされる。さらに、第２の速度は基準速度よりも遅いの
で、これによっても滞在時間を長くできる。また、乗り
込み時間の設定を物品の長さに応じて自動的に行える。

【００１７】

【実施例】本実施例は、図１に示すように、上面に物品
２０を支持して搬送するコンベヤ、例えばベルトコンベ
ヤ２２を有している。このベルトコンベヤ２２には、例
えばロードセル等によって構成された重量検出部２４が
設けられており、ベルトコンベヤ２２上を搬送される物
品２０の重量を表す重量信号を発生する。この重量信号
は、図示しない重量選別部に供給され、物品２０が良
品、不良品等の選別に使用される。

【００１８】ベルトコンベヤ２２は、その速度を任意に
可変できる駆動手段、例えばサーボモータ２６によって
駆動される。このサーボモータ２６には、速度検出手
段、例えばタコジェネレータ２８が設けられており、サ
ーボモータ２６の速度を表す速度検出信号を生成する。
この速度検出信号は、サーボアンプ３０に供給され、制
御装置３２から供給されている速度制御信号と速度検出
信号との誤差が零となるように、サーボアンプ３０が、
サーボモータ２６の速度を制御する。

【００１９】ベルトコンベヤ２２の前段には、同じくベ
ルトコンベヤで構成した送り込みコンベヤ３４が、ベル
トコンベヤ２２上に物品２０を送り込むことができるよ
うに配置されている。同様に、ベルトコンベヤ２２の後
段には、同じくベルトコンベヤで構成した送り出しコン
ベヤ３６が、ベルトコンベヤ２２上の物品２０を送りだ
せるように配置されている。これら送り込みコンベヤ３
４、送り出しコンベヤ３６及びベルトコンベヤ２２は、
物品２０の生産ライン中に設けられている。

【００２０】これら送り込みコンベヤ３４、送り出しコ
ンベヤ３６は、上記生産ラインの物品生産能力に応じた
基準速度ｖ１とされている。また、後述するようにベル
トコンベヤ２２も、物品２０を搬送させていない状態で
は、上記基準速度ｖ１で走行するように、制御装置３２
からサーボアンプに速度制御信号が供給される。

【００２１】ベルトコンベヤ２２の送り込み側の端部に
は、ベルトコンベヤ２２に物品２０が乗り込み始めたこ
とを検出するための物品検出手段、例えば光電検出器３
８が設けられている。この光電検出器３８が物品２０を
検出したことを表す物品検出信号は、例えばマイクロコ
ンピュータによって構成された制御装置３２に供給され
る。

【００２２】また、送り込みコンベヤ３４上には、この
送り込みコンベヤ３４上を物品２０が搬送されている間
に、その長さを測定するために用いる検出手段、例えば
光電検出器４０が設けられている。この光電検出器４０
からの検出信号も制御装置３２に供給されている。

【００２３】制御装置３２は、基準速度制御信号の他
に、第１及び第２の速度制御信号をサーボアンプ３０に
供給可能とされている。第１の速度制御信号は、ベルト
コンベヤ２２の速度を、基準速度ｖ１よりも速い一定速
度ｖ２とするためのものである。また、第２の速度制御
信号は、ベルトコンベヤ２２の速度を、基準速度ｖ１よ
りも遅い一定速度ｖ３とするためのものである。

【００２４】また、第１の速度制御信号は、光電検出器
３８が物品２０を検出したときから、乗り込み時間ｔ０
の間、制御装置３２からサーボアンプ３０に供給され
る。乗り込み時間ｔ０は、光電検出器４０の検出信号に
基づいて制御装置３２が決定した物品２０の長さと、第
１の速度ｖ２とによって、事前に制御装置３２が決定す
る。

【００２５】即ち、図５（ａ）に示すように、送り込み
コンベヤ３４上において、光電検出器４０において物品
２０の前端部が検出されてから、同図（ｂ）に示すよう
に物品２０の後端部が検出されるまでの間、同図（ｃ）
に示すようなパルス信号を光電検出器４０が発生する。
このパルス信号の発生時間ｔｐを制御装置３２によって
計測する。また、送り込みコンベヤ３４の速度はｖ１と
一定である。

【００２６】従って、ｖ１・ｔｐの演算を制御装置３２
が行うことによって、物品２０の長さＬ２が決定され
る。そして、この長さＬ２の物品２０が、ベルトコンベ
ヤ３４上に乗り込むのに要する乗り込み時間ｔ０は、ベ
ルトコンベヤ３４の速度がｖ２と一定にされているの
で、制御装置３２において、Ｌ２／ｖ２を演算すること
によって、演算される。

【００２７】また、基準速度ｖ１によってベルトコンベ
ヤ２２を物品２０が通過するのに要する通過時間Ｔ（こ
れはベルトコンベヤ２２の長さを基準速度ｖ１で除算す
ることによって求められる。）から、乗り込み時間ｔ０
を減算して求めた滞在時間ｔＲを、制御装置３２が算出
し、通過時間ｔ０の経過後に、滞在時間ｔＲにわたって
第２の速度制御信号を、サーボアンプ３０に制御装置３
２が供給する。

【００２８】図２は、図１の計量コンベヤにおける計測
パターンを示すもので、同図（ａ）に示すように光電検
出器３８によって物品２０の乗り込みが検出されると、
同図（ｂ）に示すように、この検出に応じて制御装置３
２はサーボモータ３０に第１の速度制御信号を通過時間
ｔ０の間、供給する。そして、これに続いて、滞在時間
ｔＲにわたって、第２の速度制御信号をサーボアンプ３
０に供給する。

【００２９】これに応じて同図（ｃ）に示すように、ベ
ルトコンベヤ２２の速度は、基準速度ｖ１から、これよ
りも速いｖ２と変化し、通過時間ｔ０の経過後に、ベル
トコンベヤ２２の速度は、基準速度ｖ１よりも遅いｖ３
と変化する。なお、サーボモータ２６に時間遅れがある
ので、同図（ｃ）に示す速度特性は曲線カーブとなって
いる。

【００３０】このようなベルトコンベヤ２２の速度制御
によって、一定の通過時間Ｔ内において、乗り込み時間
ｔ０は短縮され、その分だけ、滞在時間ｔＲが延長さ
れ、さらに第２の速度が基準速度よりも遅いので、これ
によっても滞在時間ｔＲが延長される。これによって、
重量検出部２４からの重量信号の波形は、同図（ｄ）に
示すように安定時間ｔｋ＜ｔＲとなり、ベルトコンベヤ
３４の長さを伸ばすことなく、即ち、通過時間Ｔを延長
することなく、充分に長い滞在時間ｔＲを得ることがで
き、同図（ｅ）に示すようなタイミングで、図示しない
選別装置で重量検出部２４の重量信号を取り込むこと
で、高精度の計量値を得られる。

【００３１】なお、図２では、ベルトコンベヤ２２上の
物品２０が送り出しコンベヤに送りだされた時点（即
ち、通過時間Ｔの経過後）に、直ちに次の物品２０がベ
ルトコンベヤ２２上に送り込まれることを想定している
ので、通過時間Ｔの経過後、ベルトコンベヤ２２の速度
は、直ちにｖ２となっているが、物品２０が送りだされ
てから、新たな物品２０が送り込まれるまでに若干の時
間がある場合には、ベルトコンベヤ２２の速度は、ｖ２
からｖ１に戻り、物品２２が送り込まれた時点で、速度
はｖ２となる。

【００３２】上記のような制御を行うため、制御装置３
２は、図３に示すフローチャートのような動作を行う。
先ず、通過時間や滞在時間をカウントするためのカウン
タＴＭを０にセットする（ステップＳ２）。そして、光
電検出器３８によって物品２０が検出されているか判断
する（ステップＳ４）。物品２０が検出されていなけれ
ば、コンベヤ２２を基準速度ｖ１で連続運転するよう
に、基準速度制御信号をサーボアンプ３０に供給し（ス
テップＳ６）、ステップＳ４に戻る。

【００３３】ステップＳ４において物品２０が検出され
ていると、物品２０がベルトコンベヤ２２に乗り込みを
開始しているので、ベルトコンベヤ２２の速度を第１速
度ｖ２に上げて運転するように第１速度制御信号をサー
ボアンプ３０に供給する（ステップＳ８）。

【００３４】そして、カウンタＴＭの値を１増加させ
（ステップＳ１０）、カウンタＴＭの値が通過時間ｔ０
以上であるか判断し（ステップＳ１２）、通過ｔ０以上
でなければ、ステップＳ１０に戻る。即ち、カウンタＴ
Ｍの値がｔ０以上になるまで、ステップＳ１０、Ｓ１２
のループを繰り返す。なお、通過時間ｔ０は、上述した
ように光電検出器４０の検出信号を用いて、事前に制御
装置３２によって演算され、設定されている。

【００３５】カウンタＴＭの値が通過時間ｔ０以上にな
ると、カウンタＴＭの値を０にセットし（ステップＳ１
４）、さらにベルトコンベヤ２２の速度を第２速度ｖ３
に下げて運転するように、第２速度制御信号をサーボア
ンプ３０に供給する（ステップＳ１６）。

【００３６】そして、カウンタＴＭの値を１増加させ
（ステップＳ１８）、カウンタＴＭの値が滞在時間ｔＲ
以上であるか判断する（ステップＳ２０）。滞在時間ｔ
Ｒ以上でなければ、ステップＳ１８に戻り、カウンタＴ
Ｍの値が滞在時間ｔＲ以上になるまで、ステップＳ１
８、Ｓ２０のループを繰り返す。なお、滞在時間ｔＲ
は、通過時間Ｔ（これは基準速度ｖ１とベルトコンベヤ
２２の全長とから事前に判明している）から乗り込み時
間ｔ０を制御装置３２が減算して、自動的に設定されて
いる。

【００３７】カウンタＴＭの値がｔＲ以上になると、ベ
ルトコンベヤ２２の速度を基準速度ｖ１で連続運転する
ように、基準速度制御信号をサーボアンプ３０に供給し
（ステップＳ２２）、ステップＳ２に戻る。

【００３８】上記の実施例では、乗り込み時間ｔ０は、
光電検出器４０の出力に基づいて自動的に制御装置３２
によって演算されて、かつ自動的に設定されるが、物品
２０の長さを制御装置３２に入力装置４２を用いて入力
し、上述したのと同様に通過時間ｔ０を自動的に演算し
て、自動的に設定するようにしてもよい。また、直接に
通過時間ｔ０を入力装置４２によって制御装置３２に設
定してもよい。

【００３９】また、上記の実施例では、第１及び第２の
速度ｖ１、ｖ２は、図２（ｂ）から明らかなように、い
ずれも一定速度であるが、通過時間を上記通過時間Ｔに
維持でき、処理能力が減少しなければ、必ずしも第１及
び第２の速度ｖ１、ｖ２は一定速度にする必要はない。

【００４０】例えば急激な加減速による物品２０のスリ
ップが生じることを防止したり、ベルトコンベヤ２２の
駆動装置のハード的な能力の制約を超えるのを防止した
りする場合には、図４に示すように第１の速度ｖ２ａを
徐々に最大値まで曲線的に増速し、最大値から徐々に曲
線的に減速させてもよく、同様に第２の速度ｖ３ａも徐
々に最小値まで曲線的に減速し、この最小値から徐々に
基準速度まで徐々に曲線的に増速してもよい。無論、こ
の場合、通過時間（図４における面積Ｓ）がＴとなるよ
うにする必要はある。

【００４１】また、上記の実施例では、送り込みコンベ
ヤ３４、送り出しコンベヤ３６は、常に基準速度ｖ１と
したが、物品２０の乗り降りを円滑にし、衝撃等が生じ
ないようにするため、ベルトコンベヤ２２と同期をとっ
て運転することもできる。

【００４２】例えばベルトコンベヤ２２の速度がｖ２と
なったときは、少なくとも乗り込みコンベヤ３４の速度
もｖ２とし、ベルトコンベヤ２の速度がｖ３となったと
きは、少なくとも送り出しコンベヤ３４の速度をｖ３と
すればよい。また、乗り込み時間後に、基準速度よりも
遅い第３の速度としたが、乗り込み時間後に基準速度と
することもできる。この場合には、滞在時間の延長は、
乗り込み時間が短縮されたことによるものだけとなる。

【００４３】また、上記の実施例では、サーボモータ２
６を用いてベルトコンベヤ２２を駆動したが、パルスに
よって駆動されるパルスモータやステップモータ等を使
用することもできる。さらに、上記の実施例では、物品
２０の測長を光電検出器４０を用いて行ったが、これに
限ったものではなく、撮像装置等を使用することもでき
る。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本第１の発明によれば、
速度可変で上面に物品を支持して搬送するコンベヤへの
物品の乗り込みを乗り込み検出手段によって検出し、こ
れに応じてコンベヤの速度を基準速度よりも速い第１の
速度に乗り込み時間にわたって制御し、乗り込み時間の
経過後にコンベヤの速度を基準速度以下の第２の速度に
滞在時間にわたって制御している。従って、乗り込みに
要する時間が短くなるので、必然的に滞在時間が長くな
り、コンベヤの全長を長くすることなく、計量精度を向
上させることができる。また、第２の発明によれば、第
２の速度が基準速度よりも遅いので、第１の発明よりも
更に長く滞在時間をとることができ、益々計量精度を高
めることができる。

【００４５】さらに、本第３の発明によれば、乗り込み
時間と滞在時間との和が、計量コンベヤに割り当てられ
た処理能力によって定まる通過時間以内であるので、計
量コンベヤの処理能力を低下させることなく、しかもコ
ンベヤの全長を伸ばすことなく、計量精度を向上させる
ことができる。

【００４６】また、第４の発明によれば、コンベヤの前
段の送り込みコンベヤに被計量物品の測長手段を設け、
この測長手段による被計量物品の長さと、コンベヤへの
被計量物品の乗り込み時の速度である第１の速度とに基
づいて、乗り込み時間設定手段が乗り込み時間を設定す
るので、自動的に乗り込み時間を設定することができ、
被計量物品の長さに応じた乗り込み時間を自動的に設定
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による計量コンベヤの１実施例のブロッ
ク図である。

【図２】同実施例の動作説明図である。

【図３】同実施例のフローチャートである。

【図４】同実施例の変形例における計量コンベヤの速度
パターン図である。

【図５】同実施例における測長手段の原理図である。

【図６】従来の計量コンベヤの構成図、重量信号波形図
及び速度パターン図である。

【符号の説明】

２０物品２２ベルトコンベヤ２４重量検出部（計量手段）３２制御装置（第１及び第２の制御手段、乗り込み時
間設定手段）３８光電検出器（乗り込み検出手段）４０光電検出器（測長手段）

フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−66468（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−66762（ＪＰ，Ａ) 特公平６−41874（ＪＰ，Ｂ２) 特公平５−68644（ＪＰ，Ｂ２) 特公平６−5177（ＪＰ，Ｂ２) 特公平３−17289（ＪＰ，Ｂ２) 特公平３−17290（ＪＰ，Ｂ２) 特公平３−17291（ＪＰ，Ｂ２) 特許3305792（ＪＰ，Ｂ２) 特許2640880（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01G 11/

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】速度可変で上面に物品を支持して搬送す
るコンベヤと、このコンベヤに設けられた計量手段と、
上記コンベヤへの物品の乗り込みを検出する乗り込み検
出手段と、上記乗り込みの検出に応じて上記コンベヤの
速度を基準速度よりも速い第１の速度に乗り込み時間に
わたって制御する第１の制御手段と、上記乗り込み時間
の経過後に上記コンベヤの速度を上記基準速度以下の第
２の速度に滞在時間にわたって制御する第２の制御手段
とを、具備する計量コンベヤ。
【請求項２】請求項１記載の計量コンベヤにおいて、
第２の速度が上記基準速度よりも遅いことを特徴とする
計量コンベヤ。
【請求項３】請求項１または２記載の計量コンベヤに
おいて、上記乗り込み時間と上記滞在時間との和が、上
記計量コンベヤに割り当てられた処理能力によって定ま
る通過時間以内であることを特徴とする計量コンベヤ。
【請求項４】請求項１、２または３記載の計量コンベ
ヤにおいて、上記コンベヤの前段に設けられた送り込み
コンベヤと、上記送り込みコンベヤに設けられた被計量
物品の測長手段と、この測長手段による被計量物品の長
さと第１の速度とに基づいて上記乗り込み時間を設定す
る乗り込み時間設定手段とを、具備する計量コンベヤ。