JP4744364B2 - 多連式重量選別機 - Google Patents

Description

本発明は、異常判定手段を備えた多連式重量選別機に関するものである。

従来、重量選別機は、被包装物を計量コンベアで計量し、その重量が許容重量範囲内にあるかどうかをチェックする装置で、主に被包装物（商品）を充填機あるいは包装機で容器に詰めて包装し、搬送する生産ライン中に設置される。その生産ラインによっては包装機または充填機から複数列の搬送コンベアで同時に包装物が移送される場所で、これら複数列の搬送コンベアで移送される包装物を同時に別個に計量し選別するのに多連式重量選別機が使用されている。このような重量選別機については例えば特許文献１で知られるものがある。

また、一般に計量器に適用される荷重センサは、如何なる種類のものであってもスパン変化による誤差を生じる。荷重センサのスパン変化はそのまま重量測定値のスパン変化となる。この場合、調整作業中であれば分銅など既知の重量値を持つ被計量物を測定することによって、その重量測定結果から荷重センサのスパンの異常を判定することができる。しかし、計量器の運転中では、計量される被計量物の重量値は既知でないので、測定結果によって荷重センサにスパン異常が生じていることを判定することはできない。

ところで、例えば特許文献２によって知られる装置では、複数の荷重センサが同一の計量容器に装着され、被計量物を前記計量容器に収容した状態での計測で、被計量物の全体重量の大小にかかわらず、各荷重センサには常に同一の荷重が加わることが前提条件として存在する場合、各荷重センサの出力を相互に比較し、一定値以上離れていればいずれかの計量値は異常（故障）であるという判定が計量器の使用中であっても可能であり、異常と判断する境界値を設定し、相互の荷重センサの出力差が境界値以上であれば異常判定を出力している。

特開２００６−８４１９４号公報 特開平５−２６４３７５号公報

しかし、前記特許文献２による荷重センサの故障診断装置では、１個の重量測定値にはばらつきが含まれるので、厳密な比較判定ができないという問題点がある。また、重量選別機の場合には、一台の計量台を複数の荷重センサで支持することはあっても被計量物が計量台上を移動するので、計量部の構造が被計量物の重量測定に上記の条件が当てはまらない。したがって、運転中において、計量台の無負荷時の荷重の測定による零点異常の判定は可能であるが、被計量物重量値を判定しなければならないスパン異常の判定は困難である。また、被計量物が計量台上を移動している状態での重量測定は振動信号の混入などがあって同じ重量値のものでも測定値のばらつきが大きくなるので、厳密な判定は困難である。

本発明はこのような問題点を解決して、複数の被計量物が同時に搬送される計量ライン上でも重量選別が適正に行える多連式重量選別機を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、第１発明による多連式重量選別機は、
複数の同種製品を製品化部で製品化して複数の出力部から出力する製品出力装置と、前記複数の出力部に対応して設置され前記製品出力装置より出力された製品の重量を測定する複数の重量選別手段とを備える多連式重量選別機において、
前記複数の出力部のうち特定の出力部から出力される製品の重量測定値の複数個分による平均値と、前記複数の出力部から出力される製品の重量測定値の複数個分による平均値との比較でもって、前記製品出力装置における前記特定の出力部に対応する前記製品化部または前記特定の出力部に対応して設置された重量選別手段の異常を判定する異常判定手段を備えることを特徴とするものである。

また、第２発明による多連式重量選別機は、
複数の同種製品を製品化部で製品化して複数の出力部から出力する製品出力装置と、前記複数の出力部に対応して設置され前記製品出力装置より出力された製品の重量を測定する複数の重量選別手段とを備える多連式重量選別機において、
前記複数の出力部のうち特定の出力部から出力される製品の重量測定値の複数個分によるばらつき量と、前記複数の出力部から出力される製品の重量測定値の複数個分によるばらつき量との比較でもって、前記製品出力装置における前記特定の出力部に対応する前記製品化部または前記特定の出力部に対応して設置された重量選別手段の異常を判定する異常判定手段を備えることを特徴とするものである。

前記第１発明において、前記重量設定手段において前記製品の重量測定値から製品包装材分の重量を引いて、その後の重量測定値を被計量物重量測定値に変換するようにされる重量設定手段を備えるのがよい（第３発明）。また、前記重量選別手段の異常判定とそれに関連する警報を表示する表示手段を備えるのがよい（第４発明）。

第１発明によれば、製品の重量選別作業の運転時に、同種複数の製品を、複数の出力部を備えた製品出力装置における特定の出力部から出力される製品の重量測定値の複数個分による平均値と、前記複数の全出力部から出力される製品の重量測定値の複数個分による平均値との比較でもって、前記製品出力装置における特定の出力部に対応する同種製品の製品化部またはその特定の出力部に対応して設置された重量選別手段の異常を判定するようにされているので、計量部の荷重センサのスパンがドリフトした場合、製品の密度が変化してもそれに影響されることなく厳密に異常判定することができるという効果を奏する。

また、第２発明によれば、重量測定値の複数回の平均値をとることによって異常判定のパラメータを形成しているので、外来ノイズによるばらつき要因が除去され、厳密な判定ができる。また、平均値には現れにくいが、計量器の荷重センサのトラブルや関連する充填包装装置の充填部の機構のトラブルにより製品重量値に異常なばらつきが発生した場合は、床振動や製品の密度変化によるばらつきと区別して検出し、異常判定することができるので、重量選別ラインの作業者にとって故障要員が見極め易い、あるいは不必要な異常信号が生じないなどの利点がある。
さらに、製品重量の密度変化、床振動ノイズなど、大きさの判定が難しい要因が判定用のパラメータに入っていると故障判定（異常判定）の許容限界値の設定が難しいが、これらの不確定要因が除外されているので、許容限界値が定め易いという利点もある。

次に、本発明による多連式重量選別機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には本発明に係る多連式重量選別機を用いる物品の生産・計量システムを表わす概略図が示され、図２には異常判定信号を出力する重量選別機のブロック図が示されている。

この実施形態においては、多連式重量選別機１の前工程として充填包装装置２が設置され、さらに上流側に位置する被計量物の生産設備３から例えば粉粒体などの被計量物（以下、被計量物には粉粒体・粘性体・液状体などがあるが、これらを総称して単に「被計量物」として説明する。）が輸送パイプなどの輸送手段４によって前記充填包装装置２に供給され、この充填包装装置２において被計量物を一定の体積分ずつ包装し製品化されて多連式重量選別機１（以下、単に「重量選別機１」という。）へ送られ、この重量選別機１にて製品の重量測定がなされた後、所定の重量で包装されている製品のみが出荷できるようにされている。

前記充填包装装置２は、ｎ個の一定の体積量を有する充填用容器（図示せず。以下同様）が配備されており、前記充填用容器に被計量物をその体積の１００％分充填するゲート機構があり、充填用容器に被計量物をｎ個分、同じタイミングで１００％充填する。この充填包装装置２には、充填部の下方に別の部分から供給された紙などの包装材で袋を作成する製袋機構が備えられている。充填部で前記充填用容器にて計量された被計量物は、前記製袋機構で作成されて前記充填用容器下に供給された袋（容器）の開口部へ投入充填され、その直後にその袋の開口部がシールされて製品となるようにされている。

こうして被計量物を包装された製品は、ｎ個分並列に充填包装装置２から出力されて、ｎ列の計量コンベア１ａを備える重量選別機１に供給され、前記計量コンベア１ａ（計量器１０を備えている）上を搬送されながら重量測定される。

前記重量選別機１では、並列して設けてあるｎ個の計量コンベア１ａの各計量部（図示せず）において、前記充填包装装置２での充填体積量に相応する充填重量値が基準値として設定され、その基準重量値に対して良品と定義される許容上限値、下限値が設定され、これら許容値と重量測定値とが比較される。そして、測定重量値が許容値より小さいか大きい製品は、この重量選別機１に連設される振り分け装置５によってライン外へ振り分けられ、許容値内に収まった製品のみが出荷するように選別される。前記計量コンベア１ａおよび振り分け装置５が本発明の重量選別手段に相当する。また、充填包装装置２は、本発明の製品出力装置に相当する。

このような重量選別機１における被計量物の重量選別では、運転中における計量値の異常を判定して対応させる必要がある。言換えると、重量選別が許容設定値以内に収まっている製品以外はライン外に振り分け排出する必要がある。そこで、本発明は、運転中においても計量器１０の異常判定を継続して診断するようにしたものであり、以下に述べる技術思想に基づくものである。

一般に、包装容器の重量ばらつきは、供給された被計量物の重量ばらつきや重量選別機が持つ計量誤差に比べて無視できるほど小さいとすると、被計量物が収容された包装容器、すなわち製品の重量ばらつきは前記充填用容器へ供給された被計量物の体積量ばらつきに支配される。

しかし、充填体積量のばらつきがある程度小さく、それによる重量ばらつき量が標準偏差σの場合、製品ｍ個の平均値を求めるようにすると、平均値のばらつき量はσ／ｍ^１／２となる。したがって、ばらつき量の大きさに対して計量器の異常判定に必要な精度に見合う十分な大きさのｍの値を選べば、ｍ個の製品の重量測定値の平均値Ｗａは既知の分銅の如く計量器運転時の異常判定のために十分な精度をもつ基準重量値とみなせる。

そこで、上述のような、ほぼ一定の重量値の製品を製作する充填包装装置２が前工程に設置されている重量選別機１では、予め調整の時点で充填包装装置２が製作する製品のｍ個の平均値ｗａを基準重量値（基準値Ｗａ）として重量選別機１（具体的には付属する設定器１４）に設定しておき、運転中にｍ個の被計量物の重量値を測定するたびに、計測制御装置１１の演算部１２で平均値ｗａを求め基準値Ｗａと測定値の平均値ｗａとを比較して、両者の差を求め、差の絶対値の大きさが予め設定していた境界値より大きい場合は重量選別機１の計量コンベア１ａにおける計量器１０のスパンが異常であると、高い精度で判定することが可能である。なお、図２において符号１３はＡ／Ｄ変換器である。

しかしながら、被計量物には後述するような問題があって、この方法だけでは高精度な判定ができない。その理由としては、例えば荷重センサがストレインゲージを金属製弾性体に貼付したロードセルの場合であれば、ストレインゲージがシリコンゴム、ブチルゴムなどによってコーティングされていても繰り返し高い湿度の雰囲気に曝されると、長い期間の間に徐々に水分がゲージのベースとなっている樹脂の中に侵入し樹脂の厚みや剛性が変化してスパンが増減いずれかの方向へ徐々に変化する現象が起きる。この現象の現れる期間は長くかかるがロードセルによっては比較的早く現れたり遅く現れたりしてロードセルの個体によって一様でない。

スパン変動は、長い時間の間に判定すればよいので、製品（被計量物）の標準偏差σが多少大きくてもサンプル個数であるｍの値を十分大きく取ることが可能になり、ばらつきの少ない値によって判定することができる。

ところで、製品の重量測定値は、荷重センサ（ロードセル）のスパン変動を原因とする以外にも周囲温度の変化、あるいは被計量物自身の温度変化によってその被計量物の密度が変化し、製品重量が変動する。また、被計量物が粉粒体の場合には製造工程の都合で生じる粒度変化による嵩密度が変化する場合もある。

これらによる変動分は、短期間にスパン変動分より大きい値の変動率でもって起きるが、重量選別機の故障というわけでない。このような現象が起きれば先に述べたような一定の値の基準値とその基準値の上下に狭い幅の境界値を設定して荷重センサのスパンの異常を厳密に検出しようとしても、被計量物自身の性状変化によって重量測定値が境界値を超えてしまうので、厳密な精度でもって荷重センサのスパン変動の厳密な異常判定をすることができない。

しかし、複数の搬送レーン（以下、単に「レーン」という。）のそれぞれに重量選別手段が設置され、このような多連式重量選別機の前段（前工程）に、被計量物を互いにほぼ同量で一定の体積分充填包装された製品（被計量物）を製作する充填包装部を複数箇所備えた充填包装装置２が配置され、この充填包装装置２の複数箇所から出力（送出）される製品を複数レーンのそれぞれの重量選別手段に供給し、製品重量を測定するシステムでは、次のようにすることで、重量選別機１における荷重センサのスパン変動の厳密な異常判定が可能になる。

なお、前記充填包装装置２では、被計量物の生産設備３から送られてきた被計量物を複数の充填包装部でほぼ同じタイミングにて並列に各充填用容器に一定体積分充填された後、製袋機構から供給される袋（容器）に注入充填して製品化されて次に工程の重量選別機に一斉に出力される。したがって、複数の充填包装部で製品化された製品の間で被計量物の性状はほぼ同じ状態であり、その密度も同じである。特に、複数個の単位で見れば、複数の充填包装部から出力される製品の被計量物は互いにほぼ同じ性質を持つといえる。

そこで、ｎ番目の充填包装部に設けられる充填部の充填体積をＶ〈ｎ〉、被計量物の密度をｐ〈ｎ〉、紙袋など包装容器の重量をｗｔとすると、製品重量Ｗ〈ｎ〉は、
Ｗ〈ｎ〉＝Ｖ〈ｎ〉・ｐ〈ｎ〉＋ｗｔ （１）
で表される。このＷ〈ｎ〉は後段の重量選別機によって測定される。なお、
〈 〉で括ってある符号は添え字である（以下同様）。
充填用容器に対してその容量の１００％分の被計量物を正確に誤差なく１００％充填することは困難であり、充填体積量には目的充填体積量に対して各搬送レーンに特有のオフセット誤差と毎回の充填動作に起因するばらつきとによる誤差が生じる。

一方、包装容器の重量は、主として紙製の袋などでその重量は充填重量に比べてきわめて小さいので無視する。つまり、包装容器の重量値ｗｔは一定であるとする。しかし、包装容器自身の重量は、包装されている被計量物重量の大きさに対して無視できない場合があるので、重量選別機１には製品の包装材分（包装容器分）の重量値ｗｔの設定が可能なようにし、いわば風袋引きして被計量物の重量のみを評価できるようにする。

製品重量Ｗ〈ｎ〉は標準偏差ｓ１〈ｎ〉の値で表されるばらつき量をもっているとする。さらに、製品重量Ｗ〈ｎ〉を測定する重量選別機の計量部（計量器１０）での測定値の方も重量信号に混入する振動ノイズなどによって標準偏差ｓ２〈ｎ〉のばらつきがある。

そうすると、製品重量測定値のばらつきの標準偏差ｓ〈ｎ〉は、
ｓ〈ｎ〉＝（ｓ１〈ｎ〉^２＋ｓ２〈ｎ〉^２ ）^１／２と表される。
製品重量の測定値が上記の各種ばらつき要因をもっていても、計量部、すなわち荷重センサのスパン変動を評価するには十分な量の製品を扱って重量変化を見ればよいので、評価のためのサンプリング数Ｎを大きく設定し、重量選別機１で測定したｎ番目のレーンの製品重量Ｗ〈ｎ〉のＮ個分の平均値を求め、平均値Ｗ〈ｎ〉ａとする。
この平均値Ｗ〈ｎ〉ａのばらつき量は
ｓ〈ｎ〉／Ｎ^１／２ （２）
である。
サンプリング数Ｎには、スパン変動が評価でき（＝平均値Ｗ〈ｎ〉ａの値の上にスパン変動現象が現れ）、かつＷ〈ｎ〉ａの値を厳密に評価するに十分な（＝平均値Ｗ〈ｎ〉ａのばらつき量が十分小さくなる）大きさの値を選択する。ただし、温度などを要因として変動する密度の変化がＷ〈ｎ〉ａにおいて現れるようにするため、余り大きいサンプリング数Ｎの値を選ぶことはできない。

前記密度変化によって重量が変化するのは中身の被計量物の分だけであるから、ｎ番目のレーンの被計量物重量の平均値Ｗ〈ｎ〉ａ′は、包装容器の重量ｗｔを引いて、
Ｗ〈ｎ〉ａ′＝Ｗ〈ｎ〉ａ−ｗｔ （３）
であり、Ｗ〈ｎ〉ａ′の変動の異常を判定評価する。
なお、包装されている被計量物の重量に比べて包装材の重量が十分小さい場合は、包装容器の重量ｗｔを引く手続は不要である。

被計量物の平均重量値Ｗ〈ｎ〉ａ′は、上述のように、目標充填重量Ｗｓに対して各レーンの特性によってオフセットが生じる可能性があるのと、評価用の測定重量値に突然のノイズなどによって本来の計量器の特性とかけ離れたものを採用してはならないので、次の準備をする。

１）まず調整段階において、
調整中であっても重量選別機１は突然の床振動、電気ノイズなどを受けて少数の計量値が通常のばらつき幅を超えて異常な大きさでばらついたり変位することがまれに起こり得るので、それらの値を除外するため、各レーンが作る製品重量の通常の状態で起きると予測される最大ばらつき幅、例えば充填目標重量値の±数％程度の範囲内のデータを採用するように、重量測定値の取捨選択の範囲を設定して、できるだけ多くのサンプル個数Ｒを取って求めるものとする。

これには、調整段階で製品重量値をＲ個分測定して記憶させ、その平均値を求め、平均値の±数％以内の値のみを新たに製品重量の記憶値から選択して、選択された記憶重量測定値の平均値を求めればよい。この場合、測定値として採用されたそれぞれ１〜ｎレーンのサンプル個数ｒ〈１〉〜ｒ〈ｎ〉は前記Ｒの値より減少しており、また各レーンによってその値は異なるが、これらの重量測定値を使ってそれぞれ平均値と標準偏差とを求める。
各レーンの製品（または被計量物）重量測定値のばらつき量の標準偏差をｓ〈１〉〜ｓ〈ｎ〉とすると、
ｓ〈１〉〜ｓ〈ｎ〉については、レーン全体のばらつき量の代表値として標準偏差の平均値として
ｓ′＝（ｓ〈１〉＋・・・＋ｓ〈ｎ〉）／ｎ （４）
を定める。
また、１〜ｎレーンのそれぞれｒ１〜ｒｎ個の製品重量の平均値
Ｗ〈１〉ａ、・・・・・・Ｗ〈ｎ〉ａ （５）
を求める。

すべてのレーンでの製品重量値が得られると、それらの平均値を求めて１〜ｎレーンのそれぞれにおいて被計量物の平均重量値Ｗ〈１〉ａ′〜Ｗ〈ｎ〉ａ′が算出される。
Ｗ〈１〉ａ′＝Ｗ〈１〉ａ−ｗｔ
・
・
・
Ｗ〈ｎ〉ａ′＝Ｗ〈ｎ〉ａ−ｗｔ （６）
充填される被計量物重量値の基準値はＷｓ′であるとする。
そこで、
Ｗｓ′＝ｋ〈１〉・Ｗ〈１〉ａ′、・・・・Ｗｓ′＝ｋ〈ｎ〉・Ｗ〈ｎ〉ａ′ （７）
のごとく、各レーンで充填される被計量物重量値が基準重量値Ｗｓ′に変換されるような変換係数ｋ〈１〉〜ｋ〈ｎ〉を決定し、これら係数を演算装置のメモリへ記憶させる。この変換係数を使用することによって各レーンで運転中に充填される被計量物の重量値は基準重量相当値に変換される。
なお、計量器のスパンチェックを１日の運転開始直前に実施するようなラインでは、上記の演算および設定・記憶操作は、当日の運転の開始直後に全レーンがそれぞれＲ個の製品重量を測定した結果に基づいて運転中に行い、設定・記憶完了後に自動的に下記に述べる故障診断のモードに入るようにしてもよい。

２）運転時において
異常判定を行うための評価値を求めるには、連続運転中に重量選別機１は突然の床振動、電気ノイズなどを受けて少数の計量値が通常のばらつき幅を超えて異常にばらついたり変位する場合がある。そこで、例えば測定データ全体の９５％程度の計測値が評価データとして採用できる範囲である標準偏差±２・ｓ′の値を計測値の取捨選択の幅として採用すると定める。

運転直後の製品重量の計測値の取捨選択の中心値としては、調整段階で得られた平均値Ｗ〈１〉ａ〜Ｗ〈ｎ〉ａを適用する。例えばｎレーンの計測値（製品重量値）の取捨選択の境界値の上限をＷ〈ｎ〉ｕ、下限値をＷ〈ｎ〉ｌとすると、それぞれ
Ｗ〈ｎ〉ｕ＝Ｗ〈ｎ〉ａ＋２・ｓ′ （８）
Ｗ〈ｎ〉ｌ＝Ｗ〈ｎ〉ａ−２・ｓ′ （９）
と設定する。他のレーンも同様にする。
そして、この幅によって重量選別機１による製品重量の測定値が選択される。

すべてのレーンでＮ個の製品重量値が得られると、それらの平均値Ｗ〈１〉ａ〜Ｗ〈ｎ〉ａを求めて、続いて被計量物の平均重量値Ｗ〈１〉ａ′〜Ｗ〈ｎ〉ａ′が算出される。
Ｗ〈１〉ａ′＝Ｗ〈１〉ａ−ｗｔ
Ｗ〈ｎ〉ａ′＝Ｗ〈ｎ〉ａ−ｗｔ （１０）
次のサンプル数Ｎ個を選択するときの上下限値を計算するときは、直前のサンプルＮ個の製品重量値の平均値を使用する。

ここで、荷重センサのスパン異常を厳密に判定するには、１〜ｎレーンの計量器１０の荷重センサにスパン異常が起きるタイミングは荷重センサの相互間に時間差があるので、各レーンともそれぞれ、上下限重量値を式（８）、（９）による製品重量値選択の結果、Ｎサンプルの製品重量値が求まった時点で、式（５）による製品重量の平均値、そして式（６）による被計量物重量の平均値を求める。さらに、上記で求めた１〜ｎまでの被計量物の平均重量値に対して、それぞれ既にメモリに記憶させている変換係数ｋ〈１〉〜ｋ〈ｎ〉を乗じて、式（７）による如く基準重量相当値へ変換する。

そして、１レーンの被計量物重量の判定式は、１レーンを除く他のすべてのレーンの被計量物の基準値重量相当値を加算し、ｎ−１で除して、１レーンを除く被計量物の基準値重量相当値の平均値Ｗｐａ〈ｅ・１〉を求め、この値を分母に置く。分子は１レーンの被計量物の基準値重量相当値Ｗｐａ〈１〉を置いて
ｒｎ＝Ｗｐａ〈１〉／Ｗｐａ〈ｅ・１〉 （１１）
と定義する。
他のレーンの判定式も同様である。ｎレーンの判定式の場合は、ｎレーンを除く他のすべてのレーンの被計量物の基準値重量相当値を加算し、ｎ−１で除して、ｎレーンを除く被計量物の基準値重量相当値の平均値Ｗｐａ〈ｅ・ｎ〉を分母に置く。分子はｎレーンの被計量物の基準値重量相当値Ｗｐａ〈ｎ〉を置いて
ｒｎ＝Ｗｐａ〈ｎ〉／Ｗｐａ〈ｅ・ｎ〉 （１２）
上記のように判定式を構成すると、被計量物の密度変化は無く、荷重センサのスパン変化も無ければＷｐａ〈ｎ〉、Ｗｐａ〈ｅ・ｎ〉はそれぞれ１の値をとり、ｒ〈ｎ〉も１の値をとる。

ここで、被計量物の密度変化があれば、この現象は全レーンにおいて一様に起きるので分母、分子ともにほぼ同じ影響を受けて同じ割合だけ変化する。したがって、この影響は分母、分子で相殺され、ｒ〈ｎ〉は１を維持する。しかし、もしｎレーンの重量選別機の荷重センサのスパンにドリフトがあれば、ｒ〈ｎ〉は１から増減いずれかの方向へ変化する。また、ラインの機器に故障が無くても被計量物の種類によっては温度変化で、また生産工程を要因として相当量変化する場合もあるので、密度変化が判定式に含まれると厳密にスパン異常の検出ができない。
しかしながら、上記判定式ならば、その要素を含まないので、１を中心にきわめて小さい上限値、下限値を設定することができ、小さい異常の間に荷重センサの交換などの対応ができる。

レーン数が多い場合は、一つのレーンのスパン変化分の全レーンに与える影響は小さいので分母には全レーンの被計量物の基準値重量相当値の平均値を用いてもよい。また、複数個にスパン異常が発生しても、全体の個数を比べて数が少ない場合は、分母におけるそれらの影響は小さくなるので、やはり厳密な判定ができる。

ここで、数値事例として、仮に±０．１％を異常判定の境界値に選ぶとすれば、ｒ〈ｎ〉が正常と判定する範囲は、
０．９９９＜ｒｎ＜１．００１ （１３）
とする。
一般に、荷重センサのスパン変動は緩やかに生ずるので、時々前段の生産機械３や充填包装装置２の停止する機会において、製品が流れてこない機会に実施される重量選別機１における計量器１０の零点計測のタイミングをとらえて、各レーンともに零点計測後のＮ個のサンプリングでもって判定を行えば、零点ドリフトの影響も受けず，より正確にスパン変動が判定できる。

また、本発明の別の効果としては、計量器１０のスパン異常の検出のみならず、前段の充填包装装置２の特定のレーンにおける被計量物の充填部がトラブルを起こし設定された体積量より少なく、あるいは多く充填されるように変化すれば、やはり式（１３）で決められた許容範囲を超えるので故障判定できる。

したがって、重量選別機１にては、各レーンごとに配される計量器１０から常時計測制御装置１１に計測データが送られ、前述のようにして設定器１４で設定されたデータと前記計測データとを演算器１２において比較演算させ、計量器１０のスパンや充填包装装置２の異常の判定を行い、運転中に或レーンの計量器１０にて故障判定が出れば、表示装置１５（図２参照）により警告表示させるとともに警報を発生させる。これらの警報が発せられると、作業者はまずラインを停止させ、故障が報じられたレーンの計量台（計量器１０）に分銅を置くなどしてその計量器１０のスパンをチェックし、それが正しければ充填包装装置２の充填部の充填機構などの故障をチェックして正常化を図る。

次に、製品重量測定値の標準偏差について、製品重量測定値のばらつく要因は、充填包装装置２における充填部の充填量のばらつき、重量選別機１の計量器１０自身が持つ計量特性のばらつきに加え、床振動などの外来ノイズによるばらつきが含まれる。

製品重量測定値は測定結果のばらつきによって特定レーンの計量器１０の状態および充填包装装置２における充填部の正常・異常状態を運転中に診断することが考えられるが、単に単独のレーンの製品重量測定値の標準偏差を直接評価すると、運転中の製品密度変化や外来ノイズの影響という充填包装装置２や重量選別機１以外の因子が入ってしまうことになる。

そこで、ばらつきの程度を測定評価するので製品重量測定値の取捨選択は行わず、各レーンがＮ個の製品重量の測定を行うごとに、１〜ｎレーンの標準偏差ｓ２〈１〉〜ｓ２〈ｎ〉を求め、一方でレーン全体のばらつき量の代表値として
ｎレーンを評価する場合は、ｎレーンの標準偏差を除いたそのほかのレーン（合計ｎ−１のレーン）の標準偏差の平均値
ｓ２〈ｅ・ｎ〉"＝（ｓ２〈１〉＋・・・＋ｓ２〈ｎ−１〉）／（ｎ−１） （１４）
を求め、ｎレーンの標準偏差ｓ２〈ｎ〉との比率ｑｎをとって
ｑｎ＝ｓ２〈ｎ〉／ｓ２〈ｅ・ｎ〉" （１５）
を評価する。ｑｎの評価方法は、式（１３）と同様であり、全レーンに均等に影響するばらつきの因子が除かれるので、厳密に単独レーン特有のばらつき異常を判定することができる。

本発明に係る多連式重量選別機を用いる物品の生産・計量システムを表わす概略図 異常判定信号を出力する重量選別機のブロック図

符号の説明

１ 重量選別機
１ａ 計量コンベア
２ 充填包装装置
５ 振り分け装置
１０ 計量器
１１ 計測制御装置
１２ 演算部
１４ 設定器
１５ 表示装置

Claims (4)

1. 複数の同種製品を製品化部で製品化して複数の出力部から出力する製品出力装置と、前記複数の出力部に対応して設置され前記製品出力装置より出力された製品の重量を測定する複数の重量選別手段とを備える多連式重量選別機において、
   前記複数の出力部のうち特定の出力部から出力される製品の重量測定値の複数個分による平均値と、前記複数の出力部から出力される製品の重量測定値の複数個分による平均値との比較でもって、前記製品出力装置における前記特定の出力部に対応する前記製品化部または前記特定の出力部に対応して設置された重量選別手段の異常を判定する異常判定手段を備えることを特徴とする多連式重量選別機。
2. 複数の同種製品を製品化部で製品化して複数の出力部から出力する製品出力装置と、前記複数の出力部に対応して設置され前記製品出力装置より出力された製品の重量を測定する複数の重量選別手段とを備える多連式重量選別機において、
   前記複数の出力部のうち特定の出力部から出力される製品の重量測定値の複数個分によるばらつき量と、前記複数の出力部から出力される製品の重量測定値の複数個分によるばらつき量との比較でもって、前記製品出力装置における前記特定の出力部に対応する前記製品化部または前記特定の出力部に対応して設置された重量選別手段の異常を判定する異常判定手段を備えることを特徴とする多連式重量選別機。
3. 前記重量設定手段において前記製品の重量測定値から製品包装材分の重量を引いて、その後の重量測定値を被計量物重量測定値に変換するようにされる重量設定手段を備える請求項１に記載の多連式重量選別機。
4. 前記重量選別手段の異常判定とそれに関連する警報を表示する表示手段を備える請求項１または２に記載の多連式重量選別機。

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