JP5235821B2 - 組合せ秤 - Google Patents
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Description
1)ある時間長さの安定判別区間を設け、この安定判別区間において重量信号が安定であると判別されるタイミングをもって重量測定値を取得するタイミングとする。
2)被計量物が計量ホッパへ投下供給されるタイミングを時間測定の起点として、重量信号が安定するまでの時間をカウントする安定待ちタイマーを設け、この安定待ちタイマーの完了するタイミングをもって重量測定値を取得するタイミングとする。
被計量物を組合せ計量した後に排出する複数の計量ホッパと、各計量ホッパに被計量物を供給する供給ホッパとを有する組合せ秤において、
被計量物が前記供給ホッパから前記計量ホッパへ供給された時点を時間測定の起点とし、前記計量ホッパにおける被計量物の重量信号から、所定の計量精度の重量測定値を得るに適する前記重量信号の安定状態への到達が予想される時間である安定待ち時間を測定する安定待ち時間測定手段と、
前記重量信号の少なくとも前記安定待ち時間の完了する時点以前の重量信号を用いて前記安定待ち時間の完了する時点の重量信号が安定状態であるか否かを判別する安定判別手段と、
前記安定判別手段により前記安定待ち時間の完了する時点の重量信号が安定状態にあると判別された場合に、前記安定待ち時間の完了する時点の重量信号を組合せ選択演算に供する被計量物の重量測定値として取得する重量測定値取得手段を備えることを特徴とするものである。
各計量器11〜1kに装着される荷重センサ(LC1〜LCk)31〜3kはストレインゲージ式ロードセルで構成され、これら荷重センサ31〜3kからの出力信号はA/D変換回路(A/D1〜A/Dk)41〜4kによってデジタル信号化され、入出力回路(I/O1〜I/Ok)51〜5kを経由して中央演算処置回路(CPU1〜CPUk)61〜6kに取り込まれる。また、中央演算処置回路(CPU1〜CPUk)61〜6kには、重量信号測定に関するプログラム(の各ステップ)が書き込まれるメモリおよびデータ演算に必要なメモリや設定データを記憶するメモリで構成されるメモリ(MEM1〜MEMk)71〜7kが付設されている。さらに、中央演算処置回路61〜6kで管理されるカウンタータイマーをカウントさせるためのクロック回路(CLK1〜CLKk)81〜8kが付設されている。
本実施形態の組合せ秤においては調整モードが設けられ、この調整モードにおいて、安定待ち時間と安定判別基準が設定される。以下に、これらの設定手順について説明する。
(1.1)安定待ち時間の設定について
まず、組合せ秤を調整モードに設定した後、k個の計量器11〜1kの各供給ホッパに被計量物を供給する。次いで、各供給ホッパのゲートを同時に開いて被計量物を計量ホッパへ供給する。この供給ホッパのゲート開のタイミングを起点として、時間間隔Δt毎のサンプリング周期でカウンタータイマー(安定待ち時間タイマー)によって時間をカウントする。各計量器11〜1kの重量信号は重量信号処理用フィルタ(平滑フィルタ)から、カウンタータイマーのカウントに同期してΔt毎に出力されるものとする。
e1011=|w1011−w1s11|
同様に、計量器k(=1k)について、時刻t1nで得られる計量回数第m回目の重量信号誤差e1nmkは次式によって求められる。
e1nmk=|w1nmk−w1smk|
供給状態の変化による重量信号の安定性評価に関し、重量測定時点の重量信号の安定性評価(ばらつき評価)については、上述のように調整モードにて複数の異なる観測時点を設け、被計量物を供給ホッパから計量ホッパへ繰り返し供給することによって行うことができる。これに対して、稼働中に生じる確率的に低い不適切な供給状態については、1回の供給状態による重量信号を用いて行わなければならない。このため、1つの重量信号について時間経過に伴って現れる重量信号のばらつきの程度によって安定判別を行う手法を用いる必要がある。
重量信号のばらつきを評価するための時間間隔と評価を実施するタイミングは以下のように設定される。
供給状態の変動によって重量信号に最も大きい影響を与えるのは、重量信号に発生する計量器の固有振動である。通常、計量器には固有振動周期に対して最も高い減衰率を示すフィルタが用いられているが、計量器の固有振動は正弦波の如く時間経過に対して一定の振幅を繰り返すのではなく、計量機構の持つ減衰係数に基づく減衰振動となる。したがって、上記のフィルタを用いても過渡的には完全に振動信号を除去することができず、フィルタを通過した後にも振動信号が残る。
図2(a)に示された時点t1rは、通常の供給状態において目標の計量精度が得られる安定待ち時間t1qより、時間領域T0だけ前の時刻に設定されており、この時刻t1r〜時刻t1qの間の重量信号によって安定判別が実行される。ここで、時間領域(安定評価時間領域)T0は、予め計量器に被計量物が積載された場合の固有振動周期T0´の値を測定し、その値より長めの値として設定する。
上述の時間領域t1r〜t1qにおいて重量信号誤差がどのようにばらついているかについて調べる。
表1に示されるように表示制御装置10内のメモリ12に記憶されている重量信号に基づいて、計量器yの計量回数xについて、時刻t1r〜t1qにおける重量信号のばらつき幅Rをそれぞれ算出する。例えば、計量器1(=11)の計量回数1(第1回目)のばらつき幅Rは、w1r11〜w1q11の中の最大値と最小値との差で表される。すなわち、計量器yの計量回数xについて、時刻t1r〜t1qにおける重量信号の中で最大と最小の重量信号を求め、この差をもってばらつき幅R=Rxyとする。
Re=Ra+k・Rs (ただし、k=2〜3)
時間領域t1r〜t1qにおける各時刻毎の重量信号誤差のばらつき量を表す標準偏差は予め、t1qを決定するためにそれぞれσ1r、・・・・、σ1qと算出されているので、安定待ち時間t1qに至るまでの各時刻毎の重量信号誤差の時刻別ばらつきの最大許容値をu・σ1r、・・・・、u・σ1qとする(uは2〜3の値)。そして、これらの値の中で最大の値をもって安定待ち時間までのt1r〜t1qにおける重量信号誤差の許容ばらつき幅とする。
仮に時刻t1eのσ1eが最大値であったとすると、これはt1r〜t1qの間の各時刻で現れる重量信号のばらつき幅の中で最大値であるが、これを評価時間t1r〜t1q内の別の時刻に現れる重量信号のばらつき幅とみなして時間軸の方向に展開し、このばらつき幅が時刻t1rからt1qの間の重量信号が安定であるとみなすための最大ばらつき幅Reとして
Re=u・2σ1e (ただし、u=2〜3)
と定める。
組合せ秤が稼働モード(実際に組合せ秤を使用するモード)に設定されると、供給ホッパのゲート開信号でカウンタータイマー(安定待ち時間タイマー)が時間間隔Δt毎にカウントを開始する。そして、カウンタータイマーが時刻t1rに達すると、その時点以降のΔt毎に平滑フィルタから出力される重量信号を読み出し、最大値用メモリおよび最小値用メモリを更新していく。具体的には、時刻t1rの重量信号を最大値用メモリと最小値用メモリに入れ、それ以降の時刻に出力された重量信号を最大値用メモリおよび最小値用メモリの内容と大小比較し、最大値用メモリ内容より大きい場合はその内容を更新し、最大値用メモリ内容より小さい場合は、最小値用メモリ内容と比較し、最小値用メモリ内容より小さい場合はその内容を更新するという処理を行う。
また、Rx>Reであれば、更に3次安定待ち時間を設定して安定判別を行うことになるが、予め設定した所定の安定判別回数を繰り返しても安定と判別されない場合には、異常信号(異常を意味する外部信号もしくは表示、音声等)を演算処理ユニット14から出力する。
図4(a)は誤差0を中心として重量信号の各時刻毎の最大許容ばらつき幅をuシグマで表したものである。ここで、u=2に設定されているとすれば、安定待ち時間が経過するまでの時刻t1v〜時刻t1qの間に重量信号の振動信号の約95.5%が図中斜線の範囲に入ることになる。
wmax−wmin≦u・σ1x+u・σ1y
を満足する場合には、重量信号は安定待ち時間t1qの終了時点で安定であったと推定判別し、時刻t1qの重量信号w1qをもって重量測定値とする。
反対に図4(b)に示される重量信号G2のように、次式
wmax´−wmin´>u・σ1x´+u・σ1y´
が成立する場合には、重量信号は評価期間t1x〜t1qにおいて振動的であったとして、時刻t1qの時点の重量信号は不安定であると推定し、重量測定値として組合せ演算には参加させない。なお、この見送られた重量信号については、前述と同様にして再度安定判別動作を行わせる。
21〜2k,14 演算処理ユニット
31〜3k 荷重センサ
41〜4k A/D変換回路
51〜5k,13 入出力回路
61〜6k 中央演算処置回路
71〜7k,12 メモリ(MEM1〜MEMk)
81〜8k クロック回路
10 表示制御装置
11 中央演算処置回路
15 キースイッチ
16 表示器
Claims (4)
- 被計量物を組合せ計量した後に排出する複数の計量ホッパと、各計量ホッパに被計量物を供給する供給ホッパとを有する組合せ秤において、
被計量物が前記供給ホッパから前記計量ホッパへ供給された時点を時間測定の起点とし、前記計量ホッパにおける被計量物の重量信号から、所定の計量精度の重量測定値を得るに適する前記重量信号の安定状態への到達が予想される時間である安定待ち時間を測定する安定待ち時間測定手段と、
前記重量信号の少なくとも前記安定待ち時間の完了する時点以前の重量信号を用いて前記安定待ち時間の完了する時点の重量信号が安定状態であるか否かを判別する安定判別手段と、
前記安定判別手段により前記安定待ち時間の完了する時点の重量信号が安定状態にあると判別された場合に、前記安定待ち時間の完了する時点の重量信号を組合せ選択演算に供する被計量物の重量測定値として取得する重量測定値取得手段を備えることを特徴とする組合せ秤。 - 前記安定判別手段は、前記安定待ち時間の完了する時点以後の重量信号によって、前記安定待ち時間の完了する時点以前の重量信号が所定の計量精度を満足する重量測定値を取得するのに十分な安定状態にあると判別するものである請求項1に記載の組合せ秤。
- 前記安定判別手段により前記安定待ち時間の完了する時点の重量信号が安定状態にあると判別されなかった場合に、前記安定判別手段による安定判別を再実施もしくは繰り返し実施することを特徴とする請求項1または2に記載の組合せ秤。
- 前記安定判別手段が所定回数以上もしくは所定時間以上安定状態であると判別しない場合に警報信号が出力される請求項3に記載の組合せ秤。
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