JP4043377B2 - 計量装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、計量装置、特に、計量物を計量物収容体に入れて計量物収容体ごと重量を測定する計量部を備え零点調整が行われる計量装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、計量を高速且つ高精度に行うには、組合せ計量を行うことが望ましいとされている。組合せ計量においては、複数の計量ホッパ(計量物収容体)それぞれに収容した物品の重量をロードセル(計量部)により計り、各重量値の組合せ演算を行って所定範囲内の重量となる複数のホッパを選び出し、これらのホッパから物品を集合させる。これにより、所定重量あるいは所定個数の物品の集合体を得ることができる。
【0003】
このような組合せ計量を行う装置が、例えば特許文献1に記載されている。この装置では、組合せ演算に参加するホッパの数を増やして計量精度を向上させるために、2つのゲートを有する計量ホッパの下方にブースタホッパを設け、計量ホッパの一方のゲートを開けたときに物品が計量ホッパからブースタホッパへと落下するようにしている。そして、組合せ演算時には、計量ホッパにある物品の計量データとブースタホッパにある物品の計量データとを用いて組合せ演算を行い、計量ホッパの他方のゲートやブースタホッパのゲートを開けて合計が所定量になる物品を集合させる。
【0004】
また、組合せ計量を行う装置には、煮豆や漬け物などの粘着性の高い計量物を扱うものもある。これらの粘着性の高い計量物は、計量ホッパの内面に付着して残存しやすい。そして、以前の計量物が計量ホッパに残存している状態で新たな計量物が計量ホッパに投入されると、計量物の実際の重量と重量値とに差異が生じることになる。この差異は、計量物の排出後で計量ホッパ内が空の状態のときの重量値を零とみなす、いわゆる零点調整を行うことで抑えることができる。また、この零点調整によって、温度や湿度の変化によって生じる零点の変動を補正することも可能である。零点調整については、例えば特許文献2に開示されている。
【0005】
【特許文献1】
特公平6−56312号公報
【0006】
【特許文献2】
特公昭61−12523号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に記載されているようなブースタホッパが存在して計量ホッパにゲートが2つある装置や、同一の計量ホッパから異なる集合シュートに計量物を振り分けるために計量ホッパにゲートを2つ設ける計量装置においても、粘着性の高い計量物を扱う場合などには、零点調整を行う必要性が高い。
【0008】
しかし、2つ以上のゲートが設けられた計量ホッパを備えた計量装置の場合には、いずれのゲートを開閉した後であるのかという条件によって零点がシフトする現象が生じることに、本願発明者は気がついた。すなわち、複数のゲートが計量ホッパに設けられている場合には、特許文献2に示す装置のような従来の零点調整方法を採用しても、零点調整が不適切となる場合があり、計量不良の恐れがあることに気がついた。
【0009】
本発明の課題は、零点調整をより適切に行うことができる計量装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る計量装置は、計量物収容体と、第1開閉機構と、第2開閉機構と、計量部と、ゲート制御部と、零点設定部とを備えている。計量物収容体は、計量物を収容する。また、計量物収容体は、第1排出ゲート及び第2排出ゲートを有している。第1開閉機構は、第1排出ゲートを開閉する機構である。第2開閉機構は、第2排出ゲートを開閉する機構である。第1開閉機構の作動に起因する計量部への荷重方向である第1方向と、第2開閉機構の作動に起因する計量部への荷重方向である第2方向とは、異なっている。計量部は、計量物収容体の重量を計る。ゲート制御部は、計量物を第1排出場所に排出するために第1排出ゲートを開閉させ、計量物を第2排出場所に排出するために第2排出ゲートを開閉させる。零点設定部は、計量部からの重量値を受け、計量物の重量を演算する際の零点を調整する。また、零点設定部は、第1方向と第2方向とに応じて、零点を調整する。
【0011】
一般に、計量部は、直前に作用した荷重が解除されたときに元の状態に完全に戻るわけではない。したがって、計量部の重量値については、直前に荷重が作用したことを考慮し、完全に元の状態に計量部が戻っていないことを加味して修正する必要がある。この修正は、零点調整によって為すことができる。
一方、ここでは、計量物収容体の第1/第2排出ゲートを開閉する第1/第2開閉機構が作動するときの力が計量部へ荷重を作用させ、計量部に影響を与える。
【0012】
そして、ここでは、第1開閉機構の作動に起因する計量部への荷重方向である第1方向と、第2開閉機構の作動に起因する計量部への荷重方向である第2方向とが、異なっている。このため、第1開閉機構の作動が計量部に及ぼす影響と、第2開閉機構の作動が計量部に及ぼす影響とは、その大きさ及び/又は方向性が違ってくることになる。
【0013】
これに鑑み、ここでは、第1方向と第2方向とに応じた零点調整を、零点設定部が行っている。このため、請求項1の計量装置では、零点調整をより適切に行うことができるようになる。
請求項2に係る計量装置は、請求項1に記載の計量装置であって、第1方向は、鉛直上向きの成分を含んでいる。第2方向は、鉛直上向きの成分を含んでいない。
【0014】
一般に、計量部には、鉛直下向きの力が作用することが多く、原則として鉛直上向きの力が作用することはない。したがって、従来の零点調整は、計量物やゲートの開閉などによって一時的に鉛直下向きの力が計量部に作用することを前提として行われていることが多い。
しかし、ここでは、第1排出ゲートを開閉する際の第1開閉機構の作動で、計量部に対して、鉛直上向きの成分を含む第1方向に荷重が作用する。このように、計量部に鉛直上向きの成分を含む荷重が作用するときには、計量部に鉛直下向きの成分を含む荷重が作用するときに較べ、逆方向に零点の調整を行わなければならないことが多くなる。したがって、このような鉛直上向きの成分を含む第1方向の荷重が計量部に作用したときに、従来のように鉛直下向きの力が計量部に作用することを前提とした零点調整を行ったのでは、その調整は不適切なものとなってしまう。
【0015】
これに対し、本発明では、第1方向と第2方向とに応じた零点調整を行っているため、零点調整が適切なものとなる。
請求項3に係る計量装置は、請求項1又は2に記載の計量装置であって、零点設定部は、補正値を有している。この補正値は、第1開閉機構の作動後の計量部からの重量値と、第2開閉機構の作動後の計量部からの重量値とに基づき求められる。また、零点設定部は、第1開閉機構の作動及び第2開閉機構の作動の少なくとも一方の作動後には、補正値によって零点を補正する。
【0016】
ここでは、第1及び/又は第2開閉機構の作動を監視し、少なくとも一方の作動後に零点を補正値によって補正する。したがって、第1/第2開閉機構が計量部に及ぼす異なる影響を考慮した形で、適切に零点調整を行うことができるようになる。
なお、補正値は、第1開閉機構が計量部に及ぼす影響と第2開閉機構が計量部に及ぼす影響との差から1つだけ定めてもよいし、第1開閉機構が計量部に及ぼす影響を加味した第1補正値と第2開閉機構が計量部に及ぼす影響を加味した第2補正値とに分けて定めてもよい。
【0017】
請求項4に係る計量装置は、請求項3に記載の計量装置であって、零点設定部は、ゲート制御部によって第1排出ゲート及び第2排出ゲートを定期的に開閉させて補正値を更新する。
ここでは、予め検証したような固定の補正値により零点を補正するだけではなく、実際に排出ゲートを動かして補正値を定期的に更新している。このため、実際の最新の使用状況などに合致する補正値を使って零点の補正を行うことができるようになり、零点調整がさらに適切に行われるようになることが期待できる。
【0018】
請求項5に係る計量装置は、計量物収容体と、計量部と、零点設定部とを備えている。計量物収容体は、計量物を収容する。計量部は、計量物収容体の重量を計る。零点設定部は、計量部からの重量値を受け、計量物の重量を演算する際の零点を調整する。また、零点設定部は、計量物以外のものが一時的に計量部に力を作用させた後には、一時的に計量部に作用した力の向きに応じて、零点を調整する。
【0019】
一般に、計量部は、直前に作用した荷重が解除されたときに元の状態に完全に戻るわけではない。したがって、計量部の重量値については、直前に荷重が作用したことを考慮し、完全に元の状態に計量部が戻っていないことを加味して修正する必要がある。この修正は、零点調整によって為すことができる。
また、一般に、計量部には、鉛直下向きの力が作用することが多く、原則として鉛直上向きの力が作用することはない。したがって、従来の零点調整は、計量物やゲートの開閉などによって一時的に鉛直下向きの力が計量部に作用することを前提として行われていることが多い。
【0020】
しかし、計量部に鉛直上向きの成分を含む力が作用するときには、計量部に鉛直下向きの成分を含む力が作用するときに較べ、逆方向に零点の調整を行わなければならないことが多くなる。したがって、このような鉛直上向きの成分を含む力が計量部に作用したときに、従来のように鉛直下向きの力が計量部に作用することを前提とした零点調整を行ったのでは、その調整は不適切なものとなってしまう。
【0021】
これに対し、ここでは、計量物以外のものが一時的に計量部に力を作用させた後には、零点設定部が、一時的に計量部に作用した力の向きに応じて、零点を調整している。このように一時的に計量部に作用した力の向きを考慮することによって、誤った零点調整や不十分な零点調整が行われることが抑えられ、零点調整がより適切なものとなる。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係る組合せ計量装置1の側面概略図を、図1に示す。組合せ計量装置1は、複数の計量ホッパ5及びブースタホッパ6を備えており、各計量ホッパ5で食品などの物品(計量物)の重量を計り、各重量値を組合せ演算して所定の許容範囲内の重量となるよう幾つかのホッパを選択し、物品を集合させて排出するものである。
【0023】
<組合せ計量装置の構成>
組合せ計量装置1は、分散フィーダ2、放射フィーダ3、プールホッパ4、計量ホッパ5、ブースタホッパ6、集合シュート7、制御部30(図2参照)、フィーダやホッパを支持する本体フレーム10などから構成されている。
[分散フィーダ]
分散フィーダ2は、扁平な円錐テーブル状の部材である。分散フィーダ2は、その上方に配置された供給コンベア90からの物品供給を受ける。そして、分散フィーダ2は、その下部に組み込まれている電磁石により振動し、供給コンベア90から供給された物品を放射方向に分散させながら搬送する。分散フィーダ2により搬送された物品は、分散フィーダ2の外周側に配置される複数の放射フィーダ3へと載り移る。
【0024】
[放射フィーダ]
複数の放射フィーダ3は、ステンレス鋼板を折り曲げて成形した板金製の部材であり、分散フィーダ2の周囲に等間隔に配置されている。各放射フィーダ3も、その下部に組み込まれている電磁石により振動し、物品を外方に搬送し、対応するプールホッパ4に物品を供給する。
【0025】
[プールホッパ]
プールホッパ4は、それぞれ、放射フィーダ3に対応づけられており、放射フィーダ3の外端部の下方に配置されている。そして、プールホッパ4は、放射フィーダ3から物品の供給を受け、一時的に貯留する。このプールホッパ4は、制御部30(後述)の指示により下部のゲートを開け、計量ホッパ5に物品を供給する。
【0026】
[計量ホッパ]
計量ホッパ5は、それぞれ、プールホッパ4に対応づけられており、プールホッパ4の下方に配置されている。計量ホッパ5は、主として、本体ケーシング5cと、引っ掛け用アーム5dと、第1排出ゲート5aと、第2排出ゲート5bとから構成されている。本体ケーシング5cの下部開口が第1排出ゲート5a及び第2排出ゲート5bで塞がれることで容器形状が形成されており、計量ホッパ5内に物品を貯留することができる。引っ掛け用アーム5dは、本体ケーシング5cの側壁に一端が固定されており、他端がロードセル12から延びる計量用支持部材11の端部に引っ掛けられる(図3及び図5参照)。すなわち、計量ホッパ5は、計量用支持部材11を介してロードセル12に支持されている。
【0027】
(ロードセル)
ロードセル12は、計量ホッパ5、計量ホッパ5内の物品、後述する第1/第2排出ゲート5a,5bを開閉する第1/第2開閉機構50a,50bの各リンク部材の重量などを支える計量用支持部材11からの力を測定することができる秤であり、図1に示すように各計量ホッパ5の内側に配置されている。ロードセル12の固定端は、本体フレーム10に固定されている。ロードセル12の自由端には、計量用支持部材11が固定されている。計量用支持部材11は、その外周側端部に計量ホッパ支持部を有しており、この支持部により計量ホッパ5の引っ掛け用アーム5dを支持する。
【0028】
(第1/第2排出ゲート)
また、本体ケーシング5cの下部に設けられている第1排出ゲート5a及び第2排出ゲート5bは、それぞれ別々に開閉する。第1排出ゲート5aは、計量ホッパ5内の物品を集合シュート7へと落下させるためのゲートであり、後述する制御部30からの指令に基づき第1開閉機構50aにより開閉される。第2排出ゲート5bは、計量ホッパ5内の物品をブースタホッパ6内へと落下移動させるためのゲートであり、後述する制御部30からの指令に基づき第2開閉機構50bにより開閉される。
【0029】
(第1開閉機構)
第1排出ゲート5aを開閉させる第1開閉機構50aは、図3、図4、図7、及び図8に示すように、主として、モータ51と、第1カム51aと、第1リンク部材52と、第2リンク部材53と、第3リンク部材54と、第1バネ55と、ピン支持部材56と、第1コロ部材71と、第4リンク部材72と、第5リンク部材73と、第6リンク部材74とから構成されている。
【0030】
モータ51は、後述する制御部30からの指令により、第1カム51aを回転させる。
第1カム51aは、第1リンク部材52が回動軸52bを中心として回動して図7に示す状態から図8に示す状態へと変わるように、第1リンク部材52の下端52aに力F1を加える。この力F1は、概ね、鉛直下向きの成分を含む斜め下向きの力である(図8参照)。
【0031】
第1リンク部材52は、回動軸52bによって計量用支持部材11にピン支持されているとともに、上端52cで第2リンク部材53の上端にピン接合されている。
第2リンク部材53は、第1バネ55により下向きに引っ張られるバネ被支持部53aを有しており、常時下向きに引っ張られている。これにより、モータ51から第1カム51aにトルクが作用していないときには、第1リンク部材52や第2リンク部材53などが図8に示す状態から図7に示す状態へと自然に戻ることになる。
【0032】
第3リンク部材54は、V字形状を有しており、回動軸54bによって計量用支持部材11にピン支持されているとともに、一端54aが第2リンク部材53の下端にピン接合されている。したがって、第2リンク部材53の下端が図7に示す状態から図8に示す状態に移行して上昇すると、第3リンク部材54が回動軸54bを中心に回動し、第3リンク部材54の他端のU字部54cが図7の矢印R12の方向に回動する。
【0033】
第1バネ55は、上記のように第2リンク部材53に下向きの力を作用させる部品であり、その下端がピン支持部材56によって計量用支持部材11にピン支持されている。
第1コロ部材71は、その上下面が、第3リンク部材54の他端のU字部54cに支持されている。しかし、第1コロ部材71は、U字部54cの先端部分から中に入ったり戻ったりする動きは可能である。また、第1コロ部材71は、図3及び図4に示すように、第4リンク部材72の下端72aに支持されている。
【0034】
第4リンク部材72は、中央の回動軸72bが計量ホッパ5の本体ケーシング5cにピン支持されているとともに、下端72aと反対側の端部72cが第5リンク部材73の一端にピン接合されている。第5リンク部材73の他端は、第6リンク部材74の一端にピン接合されている。そして、第6リンク部材74の他端は、第1排出ゲート5aの上端に固定されている。第1コロ部材71が旋回しながら上昇して図3に示す状態から図4に示す状態に移行すると、第4リンク部材72の回動により第5リンク部材73を介して第6リンク部材74に力が作用し、第6リンク部材74及び第1排出ゲート5aが回動し、図4に示すように第1排出ゲート5aが開いた状態となる。これにより、図3に示す状態において計量ホッパ5内に貯留されていた物品は、図1の白抜きの矢印A1で示すように、集合シュート7へと落下する。
【0035】
(第2開閉機構)
第2排出ゲート5bを開閉させる第2開閉機構50bは、図5、図6、図9、及び図10に示すように、主として、第1開閉機構50aと共用のモータ51と、第2カム51bと、第7リンク部材62と、第8リンク部材63と、第9リンク部材64と、第10リンク部材65と、第2バネ66と、ピン支持部材67と、第2コロ部材81と、第11リンク部材82と、回動軸83とから構成されている。
【0036】
モータ51は、後述する制御部30からの指令により、第2カム51bを回転させる。なお、第2排出ゲート5bを開けるためのモータ51のシャフト回転方向は、第1排出ゲート5aを開けるためのモータ51のシャフト回転方向と反対である。
第2カム51bは、第7リンク部材62が回動軸62bを中心として回動して図9に示す状態から図10に示す状態へと変わるように、第7リンク部材62の上端62aに力F2を加える。この力F1は、概ね、鉛直上向きの成分を含む斜め上向きの力である(図10参照)。
【0037】
第7リンク部材62は、回動軸62bによって計量用支持部材11にピン支持されているとともに、下端62cでV字状の第8リンク部材63の上端にピン接合されている。また、第7リンク部材62は、第2バネ66により組合せ計量装置1の径方向外側に引っ張られるバネ被支持部62dを有しており、常時引っ張られている。これにより、モータ51から第2カム51bにトルクが作用していないときには、第7リンク部材62などが図10に示す状態から図9に示す状態へと自然に戻ることになる。
【0038】
第8リンク部材63は、V字形状を有しており、その一端にある回動軸63bが計量用支持部材11にピン支持されている。また、第8リンク部材63の中央部63aは、第9リンク部材64の上端にピン接合されている。そして、上述のように、第8リンク部材63の上端は、第7リンク部材62の下端62cにピン接合されている。
【0039】
第10リンク部材65は、V字形状を有しており、その一端65aが第9リンク部材64の下端にピン接合されている。また、第10リンク部材65の中央の回動軸65bは、計量用支持部材11にピン支持されている。したがって、第9リンク部材64の下端が図9に示す状態から図10に示す状態に移行して上昇すると、第10リンク部材65が回動軸65bを中心に回動し、第10リンク部材65の他端のU字部65cが図9の矢印R22の方向に回動する。
【0040】
第2バネ66は、上記のように第7リンク部材62に常時力を作用させる部品であり、その一端がピン支持部材67によって計量用支持部材11にピン支持されている。
第2コロ部材81は、その上下面が、第10リンク部材65の他端のU字部65cに支持されている。しかし、第2コロ部材81は、U字部65cの先端部分から中に入ったり戻ったりする動きは可能である。また、第2コロ部材81は、図5及び図6に示すように、第11リンク部材82の先端に支持されている。
【0041】
回動軸83は、第2排出ゲート5bの上部を計量ホッパ5の本体ケーシング5cにピン支持している。すなわち、第2排出ゲート5bは、回動軸83を中心に回動することができる。また、第2排出ゲート5bの外面には第11リンク部材82が固定されている。
第10リンク部材65の回動によってU字部65cが上昇すると、第2コロ部材81が旋回しながら上昇して図5及び図9に示す状態から図6及び図10に示す状態となる。すると、第11リンク部材82から第2排出ゲート5bに力が作用し、第2排出ゲート5bが回動軸83を中心に回転し、図6に示すように第2排出ゲート5bが開いた状態となる。これにより、図5に示す状態において計量ホッパ5内に貯留されていた物品は、図1の白抜きの矢印A2で示すように、ブースタホッパ6の中へと落下する。
【0042】
[ブースタホッパ]
ブースタホッパ6は、それぞれ、各計量ホッパ5の第2排出ゲート5bの下方に配置されており、計量ホッパ5から移行されてくる物品を一時的に貯留する。このブースタホッパ6に貯留された物品は、計量ホッパ5内の物品とともに、制御部30による組合せ演算の対象となる。ブースタホッパ6が下部のゲートを開くと、ブースタホッパ6内の物品が集合シュート7へと落下する。
【0043】
[集合シュート]
漏斗状の集合シュート7cは、計量ホッパ5及びブースタホッパ6から落下してくる物品を下方に集合させ、下部の排出口7aから排出する。
[制御部]
制御部30は、ロードセル12からの計量測定信号を基にして組合せ演算の処理を行い、各部の動きをコントロールする。制御部30は、図2に示すように、CPU31、ROM32、RAM33、マルチプレクサ34、A/D変換器35、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)36などから構成されている。
【0044】
中央演算装置であるCPU31は、計量測定値の零点調整や組合せ演算を行い、各部に対して指令を出す。ROM32やRAM33は、CPU31が制御する主要な記憶装置である。マルチプレクサ34は、増幅器12aで増幅されたロードセル12からの複数の計量測定信号から1つの計量測定信号を選択する装置である。A/D変換器35は、アナログ信号である計量測定信号をデジタル信号に変換する装置である。DSP36は、計量測定信号を処理する装置であり、主にA/D変換器35からの計量測定信号のフィルタリングを行う。CPU31は、バスラインを介してROM32、RAM33、DSP36等と相互に接続されている。
【0045】
各計量ホッパ5に保持される物品の重量は、ロードセル12によって測定される。ロードセル12から出力され増幅器12aにより増幅された計量測定信号は、随時マルチプレクサ34に送られる。CPU31から各計量測定信号のうち、あるロードセル12の計量測定信号を選択する信号が送られると、マルチプレクサ34は、CPU31により指定されたロードセル12の計量測定信号をA/D変換器35に送る。A/D変換器35は、アナログ信号である計量測定信号をデジタル信号に変換する。DSP36は、デジタル信号の計量測定信号をA/D変換器35から受けて、計量測定信号をフィルタリングする。CPU31は、このDSP36から送られてくるフィルタリング済みの計量測定信号を基に、ロードセル12に作用する力の大きさである計量測定値を求める。
【0046】
<組合せ計量装置の動作>
組合せ計量装置1では、プールホッパ4、計量ホッパ5、ブースタホッパ6から構成されるヘッドが、円周方向に等間隔に並んで配置されている。制御部30は、ロードセル12からの計量測定信号を基に、計量ホッパ5及びブースタホッパ6に収容されている物品の重量を把握した上で、組合せ演算を行って選択した複数のホッパ5,6から集合シュート7へと物品を落として集合排出させる。
【0047】
具体的には、供給コンベア90から供給され分散フィーダ2及び放射フィーダ3によりプールホッパ4に搬送されてきた適量の物品は、そのプールホッパ4の下に位置する計量ホッパ5が空である場合に、プールホッパ4から計量ホッパ5へと移される。そして、計量ホッパ5が物品を保持すると、上記のようにロードセル12から計量測定信号が出力され、最終的にDSP36でフィルタリングされた計量測定信号からCPU31が計量測定値を取得する。
【0048】
ここで取得された計量測定値に対しては、後述のように零点調整処理(図12参照)が施され、物品重量値として計量ホッパ5と対応づけられてRAM33に記憶される。また、RAM33に記憶された物品重量値は、対応する物品が計量ホッパ5からブースタホッパ6に移動した場合には、そのブースタホッパ6と対応づけられて新たにRAM33に記憶される。
【0049】
これらの計量ホッパ5及びブースタホッパ6に対応づけられた物品重量値を用いて、CPU31は、集合シュート7に集合させる物品が予め設定されている目標重量値になるように組合せ演算を行う。この組合せ演算の処理において、CPU31は、計量ホッパ5及びブースタホッパ6の中から、ホッパ内の物品重量値の合計と目標重量値とが一致する、あるいは許容範囲内で目標重量値に近くなるように、数個(例えば3個)のホッパを選択する。
【0050】
複数のホッパを選択すると、CPU31は、それらのホッパ内の物品を落下させ、集合シュート7により集合させる。集合した物品は、集合シュート7の下部の排出口7aから排出され、製袋包装機などに供給されることになる。
[零点値及び零点補正値の初期設定]
次に、計量測定値に対して零点調整処理(後述)を施して物品重量値とする際に用いる基準零点値S0及び零点補正値A0を前もって決定する初期設定の処理について説明する。この処理により、基準零点値S0及び零点補正値A0は、計量ホッパ5ごとに決められRAM33に記憶される。
【0051】
図11に示すように、初期設定の処理では、ステップS1〜ステップS3に示すように、第2排出ゲート5bを開閉した後に第1排出ゲート5aを開閉する動作を、2回繰り返す。ここでは、繰り返し回数を2回としているが、さらに排出ゲート5b,5aを交互に開閉させるように繰り返し回数を設定してもよい。
その後、ステップS4に移行して、CPU31が基準零点値S0をRAM33に記憶する。ここでは、計量ホッパ5内に物品がない空の状態でロードセル12による計量を行い、計量測定信号からCPU31が計量測定値を求める。この計量測定値が、基準零点値S0としてRAM33に記憶される。この基準零点値S0は、図8に示すように第1排出ゲート5aの開閉が行われて鉛直下向きの成分を含む斜め下向きの力F1が計量用支持部材11を介してロードセル12に作用した影響が加味されたものである。
【0052】
ステップS4における基準零点値S0の記憶が完了すると、次に、ステップS5において第2排出ゲート5bの開閉が行われる。これにより、ロードセル12には、図10に示すように鉛直上向きの成分を含む斜め上向きの力F2が計量用支持部材11を介して作用した影響が残る。この状態において、ステップS6では、零点補正値A0を求めてRAM33に記憶する。この零点補正値A0は、ステップS5の後にCPU31が取得した計量測定値とステップS4で取得した計量測定値との差である。
【0053】
ステップS5の後にCPU31が取得した計量測定値は、鉛直上向きの成分を含む斜め上向きの力F2がロードセル12に作用した影響を含んでおり、ステップS4で取得した計量測定値は、鉛直下向きの成分を含む斜め下向きの力F1がロードセル12に作用した影響を含んでいる。したがって、これら2つの計量測定値は異なっており、これらの差、すなわち零点補正値A0が存在する。この零点補正値A0をRAM33に記憶しておけば、以下に示す計量測定値の零点調整処理において適切な物品重量値の算出が可能になる。
【0054】
[計量測定値の零点調整処理]
次に、ロードセル12の計量測定信号から求めた計量測定値を基にして、基準零点値S0及び零点補正値A0を用い、計量ホッパ5内の物品だけの重量を物品重量値として求める処理について説明する。
CPU31は、ロードセル12から出力され最終的にDSP36でフィルタリングされた計量測定信号から、計量測定値を取得する。この計量測定値には、計量ホッパ5、計量ホッパ5内の物品、第1/第2排出ゲート5a,5bを開閉する第1/第2開閉機構50a,50bの各リンク部材の重量、計量用支持部材11などの重量が含まれているため、計量測定値から計量ホッパ5内の物品の重量(以下、物品重量値という。)だけを算出する処理を行う必要がある。ここでは、図12に示すようにして、計量測定値から物品重量値を求める零点調整処理を行う。
【0055】
まず、ステップS11において、対象となる計量ホッパ5について、前回どちらの排出ゲートが開閉されたのかを確認する。前回第1排出ゲート5aが開閉されていたときには、ステップS12に移行し、計量測定値から基準零点値S0を引くことによって物品重量値を算出する。上記のように、基準零点値S0は計量ホッパ5内に物品がない空の状態におけるロードセル12からの計量測定信号を基に求めた計量測定値であるので、計量測定値から基準零点値S0を引けば計量ホッパ5内にあるもの(物品)の重量が算出されることになる。また、基準零点値S0は第1排出ゲート5aの開閉が行われて斜め下向きの力F1がロードセル12に作用した後における計量測定値であるため、前回第1排出ゲート5aが開閉されていたというステップS12の条件と一致する。
【0056】
一方、ステップS11において、前回第2排出ゲート5bが開閉されていたと判断された場合には、ステップS13に移行する。ステップS13では、計量測定値から基準零点値S0を引くとともに零点補正値AOを加えることによって物品重量値を算出する。零点補正値AOは、第1排出ゲート5aの開閉が行われて斜め下向きの力F1がロードセル12に作用した直後の計量測定値と、第2排出ゲート5bの開閉が行われて鉛直上向きの成分を含む斜め上向きの力F2がロードセル12に作用した直後の計量測定値との差である。したがって、零点補正値A0を加味して物品重量値の算出を行うことにより、物品重量値が、前回第2排出ゲート5bが開閉されていたという条件に合った適切なものとなる。
【0057】
このような零点調整処理によって算出された物品重量値は、一旦RAM33に記憶され、組合せ演算において用いられることになる。
[零点値及び零点補正値の更新処理]
次に、定期的に行われる基準零点値S0及び零点補正値A0の更新処理について説明する。
【0058】
組合せ計量装置1が作動し続けているときにおいて、計量ホッパ5が物品を保持していなければ、前回は第1排出ゲート5aが開閉したという条件時にロードセル12の計量測定信号から求めた計量測定値は基準零点値S0に一致し、前回は第2排出ゲート5bが開閉したという条件時にロードセル12の計量測定信号から求めた計量測定値は基準零点値S0と零点補正値A0との差に一致するはずである。しかし、計量ホッパ5の内面に物品が付着して残存している場合には、これらの一致が成り立たなくなる。すなわち、組合せ計量装置1を使用し続けていると、初期設定(図11参照)において求めた基準零点値S0及び零点補正値A0を用いていたのでは、図12に示すような零点調整処理を行っても正しい物品重量値が算出されなくなる状態が生じてくる。
【0059】
このような不具合を抑えるために、組合せ計量装置1では、図13に示す基準零点値S0及び零点補正値A0の更新処理が、定期的に行われる。この更新処理は、組合せ計量処理が続けられているときに空の計量ホッパ5に対して施してもよいし、組合せ計量処理が中断されたときに施してもよい。但し、いずれにせよ、物品が入っていない空の計量ホッパ5に対して基準零点値S0及び零点補正値A0の更新処理が行われるのであり、物品が入っている状態の計量ホッパ5に対して更新処理を行うことはできない。
【0060】
図13に示すように、基準零点値S0及び零点補正値A0の更新処理では、まずステップS21で、空の計量ホッパ5について、前回どちらの排出ゲートが開閉したのかを確認する。前回第1排出ゲート5aが開閉している場合には、ステップS22に移行し、そのときの計量測定値に基づき基準零点値S0が更新される。一方、前回第2排出ゲート5bが開閉している場合には、ステップS23に移行し、そのときの計量測定値及び基準零点値S0に基づき零点補正値A0が更新される。
【0061】
<組合せ計量装置の特徴>
(1)
一般に、ロードセルは、直前に作用した荷重が解除されたときに元の状態に完全に戻るわけではない。したがって、ロードセルが出力する計量測定信号及びその信号から得られる計量測定値については、直前に荷重が作用したことを考慮し、完全に元の状態にロードセルが戻っていないことを加味して修正する必要がある。この修正は、従来から、いわゆる零点調整によって為されている。そして、計量物やゲートの開閉などによってロードセルの自由端に一時的に作用する力は一般に鉛直下向きであるため、このことを前提として従来の零点調整は行われている。
【0062】
これに対し、本実施形態の組合せ計量装置1では、第1排出ゲート5aの開閉が行われたときには鉛直下向きの成分を含む斜め下向きの力F1(図8参照)が計量用支持部材11を介してロードセル12に作用するが、第2排出ゲート5bの開閉が行われたときには鉛直上向きの成分を含む斜め上向きの力F2(図10参照)がロードセル12に作用するという特殊な事情が存在する。すなわち、第1開閉機構50aによる第1排出ゲート5aの開閉がロードセル12に及ぼす力(図8の力F1を参照)と、第2開閉機構50bによる第2排出ゲート5bの開閉がロードセル12に及ぼす力(図10の力F2を参照)とは、その大きさや方向が違っている。
【0063】
したがって、第1排出ゲート5aの開閉が行われた後においては、従来通りに基準零点値S0により計量測定値から物品重量値を算出すればよいが、第2排出ゲート5bの開閉が行われた後においては、従来通りに基準零点値S0だけにより計量測定値から物品重量値を算出したのでは計量精度が確保できない恐れがある。
【0064】
これに鑑み、ここでは、第1排出ゲート5aの開閉が行われた後の状態を前提にして基準零点値S0を設定するとともに、第2排出ゲート5bの開閉が行われた後に行われる零点調整(図12に示す零点調整処理のステップS13)のために、第1排出ゲート5aの開閉後の計量測定値及び第2排出ゲート5bの開閉後の計量測定値から導かれる零点補正値A0を設定している。そして、図12に示すような方法で零点調整を行っているため、第2排出ゲート5bが開閉し鉛直上向きの成分を含む斜め上向きの力F2(図10参照)がロードセル12に作用した後においても、そのことを加味した適切な零点調整が為されるようになる。
【0065】
このように、ここでは、制御部30のCPU31が、第1開閉機構50aによる第1排出ゲート5aの開閉及び第2開閉機構50bによる第2排出ゲート5bの開閉を確認し(図12のステップS11参照)、第1排出ゲート5aの開閉後は基準零点S0だけを用いて物品重量値を算出する零点調整を行い、第2排出ゲート5bの開閉後は基準零点S0を零点補正値A0で補正する形で用いて物品重量値を算出する零点調整を行うため、どちらの排出ゲート5a,5bが開閉した後であっても適切に零点調整が為されるようになっている。
【0066】
(2)
本実施形態の組合せ計量装置1では、図11に示す初期設定で求めた基準零点値S0及び零点補正値A0により零点調整を行うだけではなく、定期的にロードセル12からの計量測定信号に基づいて基準零点値S0及び零点補正値A0を更新している(図13参照)。このため、零点調整がさらに適切に行われるようになっている。
【0067】
<変形例>
(A)
上記実施形態では、片方のゲート5aから集合シュート7に物品を落とし他方のゲート5bからブースタホッパ6に物品を落とす計量ホッパ5を備えた組合せ計量装置1に対して本発明を適用したが、片方のゲートから第1集合シュートに物品を落とし他方のゲートから第2集合シュートに物品を落とす計量ホッパを備える組合せ計量装置に対して本発明を適用してもよい。
【0068】
(B)
上記実施形態では、第1排出ゲート5aを開閉させる第1開閉機構50aと第2排出ゲート5bを開閉させる第2開閉機構50bとでモータ51を共用しているが、それぞれの開閉機構50a,50bで別のモータを用いることも可能である。
【0069】
(C)
上記実施形態では、従来の零点調整で用いる調整値の代わりに、第1排出ゲート5aの開閉が行われて斜め下向きの力F1がロードセル12に作用した影響を含む基準零点値S0と、第1排出ゲート5aの開閉が行われて斜め下向きの力F1がロードセル12に作用した影響と第2排出ゲート5bの開閉が行われて鉛直上向きの成分を含む斜め上向きの力F2がロードセル12に作用した影響との差を反映した零点補正値A0とを用いて、計量測定値の零点調整処理(図12参照)を行っている。
【0070】
このような基準零点値S0及び零点補正値A0による計量測定値の零点調整処理に代えて、図14に示すように、従来と同様の零点調整値S01と、零点調整値S01が第1開閉機構50aによる第1排出ゲート5aの開閉後に変化する変化量である第1補正値A01と、零点調整値S01が第2開閉機構50bによる第2排出ゲート5bの開閉後に変化する変化量である第2補正値A02とを用いて計量測定値の零点調整処理を行ってもよい。この場合、ステップS51で前回開閉した排出ゲートを確認し、前回第1排出ゲート5aが開閉していたときには、計量測定値から零点調整値S01を引いた値に第1補正値A01を加えて物品重量値を算出し(ステップS52)、前回第2排出ゲート5bが開閉していたときには、計量測定値から零点調整値S01を引いた値に第2補正値A02を加えて物品重量値を算出する(ステップS52)。ここでは、第1補正値A01と第2補正値A02とは、一方が正の値で他方が負の値になることが想定される。
【0071】
(D)
上記実施形態では、図13に示す基準零点値S0及び零点補正値A0の更新処理が、いずれか一方の更新処理となっている。これに代えて、定期的な更新処理時には、必ず基準零点値S0及び零点補正値A0の両方が更新されるように、積極的に排出ゲート5a,5bを開閉させて各値S0,A0を求めるようにしてもよい。
【0072】
【発明の効果】
本発明では、第1開閉機構の作動に起因する計量部への荷重方向である第1方向と第2開閉機構の作動に起因する計量部への荷重方向である第2方向とが互いに異なるが、第1方向と第2方向とに応じた零点調整を行うため、計量装置における零点調整が適切なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る組合せ計量装置の側面視概略図。
【図2】組合せ計量装置の制御ブロック図。
【図3】第1開閉機構の計量ホッパ側の部分を示す側面図(第1排出ゲート閉)。
【図4】第1開閉機構の計量ホッパ側の部分を示す側面図(第1排出ゲート開)。
【図5】第2開閉機構の計量ホッパ側の部分を示す側面図(第2排出ゲート閉)。
【図6】第2開閉機構の計量ホッパ側の部分を示す側面図(第2排出ゲート開)。
【図7】第1開閉機構のロードセル側の部分を示す側面図(第1排出ゲート閉)。
【図8】第1開閉機構のロードセル側の部分を示す側面図(第1排出ゲート開)。
【図9】第2開閉機構のロードセル側の部分を示す側面図(第2排出ゲート閉)。
【図10】第2開閉機構のロードセル側の部分を示す側面図(第2排出ゲート開)。
【図11】零点値及び零点補正値の初期設定処理を示すフロー。
【図12】計量測定値の零点調整処理を示すフロー。
【図13】零点値及び零点補正値の更新処理を示すフロー。
【図14】変形例(C)における計量測定値の零点調整処理を示すフロー。
【符号の説明】
1 組合せ計量装置
5 計量ホッパ(計量物収容体)
5a 第1排出ゲート
5b 第2排出ゲート
6 ブースタホッパ(第2排出場所)
7 集合シュート(第1排出場所)
12 ロードセル(計量部)
30 制御部(零点設定部;ゲート制御部)
50a 第1開閉機構
50b 第2開閉機構
F1 第1排出ゲートの開閉によりロードセルに作用する斜め下向きの力
F2 第2排出ゲートの開閉によりロードセルに作用する斜め上向きの力
S0 基準零点値(零点)
S01 零点調整値(零点)
A0 零点補正値(補正値)
A01 第1補正値(補正値)
A02 第2補正値(補正値)
Claims (5)
- 第1排出ゲート及び第2排出ゲートを有し、計量物を収容する計量物収容体と、
前記第1排出ゲートを開閉する第1開閉機構と、
前記第2排出ゲートを開閉する第2開閉機構と、
前記計量物収容体の重量を計る計量部と、
前記計量物を第1排出場所に排出するために前記第1排出ゲートを開閉させ、前記計量物を第2排出場所に排出するために前記第2排出ゲートを開閉させるゲート制御部と、
前記計量部からの重量値を受け、前記計量物の重量を演算する際の零点を調整する零点設定部と、
を備えた計量装置であって、
前記第1開閉機構の作動に起因する前記計量部への荷重方向である第1方向と、前記第2開閉機構の作動に起因する前記計量部への荷重方向である第2方向とが異なり、
前記零点設定部は、前記第1方向と前記第2方向とに応じて、前記零点を調整する、
計量装置。 - 前記第1方向は、鉛直上向きの成分を含んでおり、
前記第2方向は、鉛直上向きの成分を含んでいない、
請求項1に記載の計量装置。 - 前記零点設定部は、
前記第1開閉機構の作動後の前記計量部からの重量値と、前記第2開閉機構の作動後の前記計量部からの重量値とに基づいて求めた補正値を有しており、
前記第1開閉機構の作動及び前記第2開閉機構の作動の少なくとも一方の作動後には、前記補正値によって前記零点を補正する、
請求項1又は2に記載の計量装置。 - 前記零点設定部は、前記ゲート制御部によって前記第1排出ゲート及び前記第2排出ゲートを定期的に開閉させて前記補正値を更新する、
請求項3に記載の計量装置。 - 計量物を収容する計量物収容体と、
前記計量物収容体の重量を計る計量部と、
前記計量部からの重量値を受け、前記計量物の重量を演算する際の零点を調整する零点設定部と、
を備え、
前記零点設定部は、前記計量物以外のものが一時的に前記計量部に力を作用させた後には、一時的に前記計量部に作用した力の向きに応じて、前記零点を調整する、
計量装置。
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