JP5890140B2 - 計量装置 - Google Patents

Description

本発明は、計量装置に関し、更に詳しくは、物品を搬送しながら計量する計量装置に関する。

この種の計量装置、例えば、重量選別機は、物品を計量コンベヤによって搬送しながら計量し、計量された物品の重量に応じて計量コンベヤの下流側で物品を振り分けて選別するものである。

かかる重量選別機では、計量コンベヤによって物品を搬送しながら短い時間内で計量するので、荷重信号には、計量コンベヤに付属するモータによる振動成分が重畳したり、物品の計量コンベヤへの載り込みによって生じる荷重信号の過渡応答が十分に収束しない短い時間内に計量されるために、計量誤差が生じ、物品を搬送しながら計量して得られる動的計量値が、物品の真の重量値である静的計量値（静止重量値）と異なってしまう。

このため、例えば、特許文献１では、静的計量値が既知の物品を、複数回計量コンベヤによって搬送しながら計量し、得られる動的計量値に基づいて、静的計量値に略等しくなるように動的計量値を補正する補正値を求めるための設定モードを設けている。そして、この設定モードによって、前記補正値を求めておき、物品の選別を行う通常の計量モードでは、動的計量値を、予め求めた前記補正値によって、静的計量値に略等しくなるように補正し、この補正した補正重量値に基づいて物品を選別するようにしている。

この特許文献１の設定モードでは、補正値は、次のようにして求められる。

すなわち、静的計量値Ｗｓが既知である物品をサンプル物品とし、その静的計量値Ｗｓを設定する。

次に、このサンプル物品を計量コンベヤによって搬送しながら１回目の計量を行い、１回目のサンプル物品の動的計量値Ｗ₁が得られると、（Ｗｓ−Ｗ₁）／Ｗ₁を算出し、補正値Ａ₁を次式で算出する。

Ａ₁＝１＋（Ｗｓ−Ｗ₁）／Ｗ₁＝Ｗｓ／Ｗ₁
補正状態を表示するために、この１回目の計量時には、静的計量値Ｗｓと１回目の動的計量値Ｗ₁との差であるＷｓ−Ｗ₁が算出されて表示される。

次に、上記サンプル物品を計量コンベヤによって搬送しながら２回目の計量を行い、２回目のサンプル物品の動的計量値Ｗ₂が求まると、前記１回目の補正値Ａ₁を用いて動的計量値を補正した補正重量値Ｗ₂・Ａ₁を算出し、２回目の補正値Ａ₂を次式で算出する。

Ａ₂＝｛（Ｗｓ／Ｗ₂）＋Ａ₁｝／２
補正の状態を表示するために、２回目の計量時には、静的計量値Ｗｓと補正重量値Ｗ₂・Ａ₁との差であるＷｓ−Ｗ₂・Ａ₁が算出されて表示される。

同様にしてＮ回目のサンプル物品の動的計量値Ｗ_nが求まると、Ｎ−１回目の補正値Ａ_n-1を用いて補正重量値Ｗｎ・Ａ_n-1を算出し、Ｎ回目の補正値Ａ_nを次式で算出する。

Ａ_n＝｛（Ｗｓ／Ｗ_n）＋Ａ_n-1｝／２
補正の状態を表示するために、ｎ回目の計量時は、静的計量値Ｗｓと補正重量値Ｗｎ・Ａ_n-1との差であるＷｓ−Ｗ₂・Ａ_n-1が算出されて表示される。

この補正状態を示す表示値が、所定の誤差の範囲内になったときに、補正重量値が静的計量値Ｗｓに略等しくなったとして設定モードを終了する。

例えば、Ｎ回の動的計量によって設定モードを終了したときには、最終的に記憶される補正値Ａ_nは、
Ａ_n＝｛（Ｗｓ／Ｗ_n）＋Ａ_n-1｝／２
となる。

物品の選別を行う通常の計量モードにおいては、物品を搬送しながら計量して得られる動的計量値を、設定モードで求めた前記補正値Ａ_nを用いて静的計量値に略等しくなるように補正し、この補正した補正重量値と、良品とされる重量の上限値及び下限値とを比較して、物品を良品と不良品とに選別するようにしている。

特公平６−９５０３４号公報

上記設定モードにおける１回からＮ回までの動的計量値Ｗ₁，Ｗ₂，Ｗ₃，……Ｗ_nは、計量コンベヤの振動成分等によるばらつきを有している。また、前記設定モードを終了するか否かの判定は、補正の状態を示す上記表示値（Ｗｓ−Ｗ_n・Ａ_n-1）によって行っているが、この表示値には、ばらつきを有する動的計量値Ｗｎが含まれているので、動的計量値Ｗｎのばらつきが毎回現れることになる。

このため、補正値が未だ正しく求まっておらず、充分良好な補正値ではないにも拘らず、動的計量値のばらつきによって、前記表示値が、たまたま所定の誤差の範囲内に入ってしまい、補正値を求めるための設定モードを終了してしまう場合があり、よりよい補正値があっても不充分な補正値のままで設定モードを終了してしまうことになる。このような設定モードの終了は、前記表示値と動的計量値のばらつきの大きさとが近接しているときには、度々生じることになる。

また、設定モードにおける動的計量値の測定中に、偶然に生じた床振動や風等の機械ノイズや電磁波による電気ノイズが混入し、本来、除外すべき動的計量値が取込まれてしまう場合があり、かかる場合には、正しい動的計量値に比べてかけ離れた動的計量値が取込まれるので、前記表示値が所定の誤差の範囲内に入るまでに不必要に多くの計量回数が必要となってしまう。

本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、動的計量値を補正するための補正値を精確に求めることを目的とする。

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。

（１）本発明の計量装置は、物品を搬送しながら計量する動的計量を行なうことによって得られる動的計量値を、補正値によって補正して補正重量値を算出する計量モードと、
前記補正値を算出するために、静止重量値が既知のサンプル物品を搬送しながら計量する動的計量を、予め設定される設定数以上の複数回行って複数の動的計量値を取得する補正モードとを備え、
前記補正モードで取得する複数の各動的計量値が、前記補正値を算出するのに適しているか否かをそれぞれ判定する判定手段を備え、
前記判定手段は、前記各動的計量値が、許容範囲内に在るか否かによって、前記補正値を算出するのに適しているか否かをそれぞれ判定するものであり、
前記計量モードでは、前記補正重量値が静止重量値に等しくなるように、動的計量値を前記補正値によって補正するものであり、
前記判定手段による判定に用いられる前記許容範囲の境界値が、前記計量モードの前記補正重量値の許容精度と前記設定数とに基づいて規定される。

サンプル物品とは、計量モードで実際に計量する物品のサンプルとなる代表的な物品であり、例えば、計量モードで実際に計量される物品の平均的な重量及び平均的な性状を有する物品であるのが好ましい。

本発明の計量装置によると、動的計量値を補正するための補正値を算出するための補正モードでは、設定数以上の動的計量を行なうことによって取得した複数の各動的計量値が補正値を算出するのに適しているか否かをそれぞれ判定するので、補正モードの実施中に得られたバラツキの大きい動的計量値、例えば、偶然に生じた床振動や風等の機械ノイズや電磁波による電気ノイズが混入した動的計量値など、補正値の算出に適していない動的計量値を除外することが可能となり、これによって、補正値の算出に適した動的計量値のみを用いて精確な補正値を算出することができ、この補正値によって補正された補正後の動的計量値も精確なものとなる。
また、許容範囲から外れるような動的計量値は、補正値の算出に適していない動的計量値として除外されるので、補正値の算出に適した動的計量値のみを用いて精確な補正値を算出することができる。
更に、動的計量値を補正値によって補正した補正重量値の許容精度、すなわち、静止重量値の許容精度と補正モードで動的計量を実施する最小回数である設定数とが設定されると、判定手段の判定基準となる許容範囲の境界値が自動的に規定されることになる。

なお、本発明の他の実施態様として、前記境界値を、補正値によって補正される補正重量値が、その許容精度を満たすように規定してもよい。

（２）本発明の計量装置は、物品を搬送しながら計量する動的計量を行なうことによって得られる動的計量値を、補正値によって補正して補正重量値を算出する計量モードと、
前記補正値を算出するために、静止重量値が既知のサンプル物品を搬送しながら計量する動的計量を、予め設定される設定数以上の複数回行って複数の動的計量値を取得する補正モードとを備え、
前記補正モードで取得する複数の各動的計量値が、前記補正値を算出するのに適しているか否かをそれぞれ判定する判定手段を備え、
前記判定手段によって、前記補正値を算出するのに適していると判定された動的計量値の数が、前記設定数以上になったときには、前記補正値を算出するのに適していると判定された動的計量値と前記静止重量値とに基づいて、前記補正値を算出する演算手段を備える。

演算手段では、前記設定数以上の複数の動的計量値を用いて補正値を算出する。

本発明の計量装置によると、補正値を算出するのに適していると判定された動的計量値の数が、予め設定される設定数以上になったときに、適していると判定された動的計量値と前記静止重量値とに基づいて、補正値を算出するので、設定数以上の動的計量値を用いて補正値が算出されることになり、精確な補正値を得ることができる。

なお、本発明の他の実施態様として、前記補正値を算出するのに適していると判定された動的計量値の数が、予め設定される設定数に達したときには、補正値を算出すると共に、補正モードにおける動的計量の回数が設定数に達したこと、あるいは、補正モードが終了したことを報知するようにしてもよい。これによって、使用者は、不必要にサンプル物品の動的計量を行う必要がない。

（３）本発明の計量装置は、物品を搬送しながら計量する動的計量を行なうことによって得られる動的計量値を、補正値によって補正して補正重量値を算出する計量モードと、
前記補正値を算出するために、静止重量値が既知のサンプル物品を搬送しながら計量する動的計量を、予め設定される設定数以上の複数回行って複数の動的計量値を取得する補正モードとを備え、
前記補正モードで取得する複数の各動的計量値が、前記補正値を算出するのに適しているか否かをそれぞれ判定する判定手段を備え、
前記補正モードにおいて前記サンプル物品の動的計量を行った回数が、前記設定数以上の回数に達した場合に、前記判定手段によって、前記補正値を算出するのに適していると判定された動的計量値の数が、前記設定数に達していないときには、前記補正モードにおいて前記サンプル物品の動的計量を行う回数が不足しているとして報知する報知手段を備える。

報知手段は、不足している回数を報知するのが好ましいが、不足している回数を報知することなく、不足している旨だけを報知するものであってもよい。この報知手段は、表示出力によって報知するのが好ましいが、音声出力や印字出力、あるいは、それらを組合せて報知するものであってもよい。

本発明の計量装置によると、補正モードにおいてサンプル物品の動的計量を、予め設定される設定数以上の回数行なっても、補正値を算出するのに適していると判定された動的計量値の数が、予め設定される設定数に達していないときには、サンプル物品についての動的計量の回数が不足していることが報知されるので、使用者は、サンプル物品についての動的計量の回数が不足していることを認識して、サンプル物品についての動的計量を追加して行うことができる。

なお、本発明の他の実施態様として、前記補正モードにおいて前記サンプル物品の動的計量を行った回数が、前記設定数に達してしない場合に、サンプル物品の動的計量を行う回数が不足しているとして報知手段で報知するようにしてもよい。

（４）本発明の計量装置の他の実施態様では、前記計量モードで算出される前記補正重量値に基づいて、物品の良否を判別する判別手段を備える。

この実施態様によると、補正重量値に基づいて、物品の良否を判別するので、物品を良品と不良品とに選別する重量選別機として好適である。

本発明によると、設定数以上の動的計量を行なうことによって取得した複数の各動的計量値が補正値を算出するのに適しているか否かをそれぞれ判定するので、例えば、バラツキの大きい動的計量値、あるいは、偶然に生じた床振動や風等の機械ノイズや電磁波による電気ノイズが混入した動的計量値などの補正値の算出に適していない動的計量値を除外することが可能となり、これによって、補正値の算出に適した動的計量値のみを用いて精確な補正値を算出することができ、この補正値によって補正された補正後の動的計量値も精確なものとなる。

図１は本発明の一実施形態に係る計量装置としての重量選別機の概略構成および計測タイミング等を示す図である。 図２は、図１の重量選別機のブロック図である。

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。

図１は、本発明の一つの実施形態に係る計量装置としての重量選別機の概略構成および計測タイミング等を示す図であり、図２は、図１の重量選別機のブロック図である。

この実施形態の重量選別機１は、図１（ａ）に示すように、搬入コンベヤ２と、計量コンベヤ３と、搬出コンベヤ４と、計量コンベヤ３を支持する、例えばロードセル（ＬＣ）からなる荷重センサ５と、計量コンベヤ３に搬入される直前の物品６を検出する物品センサ７とを備えている。

各コンベヤ２，３，４は、矢符Ａで示される搬送方向の前後に配置されたローラに巻回された無端状のベルトで物品６を搬送するベルトコンベヤであり、図示しない駆動手段によって同期してローラが駆動される。なお、各コンベヤ２，３，４は、ベルトコンベヤに限らず、チェーンコンベヤ、ローラコンベヤ等であってもよい。

搬入コンベヤ２は、搬送方向の上流側から供給される物品６を計量コンベヤ３に搬入し、計量コンベヤ３は、搬入コンベヤ２から順次搬入される物品６を搬送して搬出コンベヤ４に搬出する。この計量コンベヤ３によって物品６を搬送している期間における荷重センサ５の荷重信号から後述のように物品６の動的計量値を取得する。また、搬出コンベヤ４の下流側には、図示しない振分け装置が装備されており、物品６の計量結果に応じて、正常重量の良品と重量に過不足がある不良品との搬送先が振分け選別されるように構成されている。

図２に示すように、重量選別機１は、荷重センサ５からのアナログの荷重信号を増幅する増幅器８と、増幅器８からの荷重信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器９と、入出力（Ｉ／Ｏ）回路１０と、入出力回路１０からの荷重信号に含まれる振動ノイズ等を減衰させるためのフィルタ処理を行なうと共に、各部を制御するＣＰＵ１１と、制御プログラムが記憶されていると共に、動的計量値等のデータが記憶されるメモリ１２と、各種の設定や運転モードの切換えなどのために操作される操作キーを備える入力部１３と、計量値やメッセージを表示する液晶ディスプレイ等からなる表示部１４とを備えている。入力部１３及び表示部１４は、それらを一体化したタッチパネルで構成してもよい。

ＣＰＵ１１は、上記フィルタ処理に加えて、荷重信号から風袋となる計量コンベヤ３の重量や零点調整によってメモリ１２に記憶している零点移動量を差し引いて物品６の動的計量値を算出したり、動的計量値を補正する補正値を算出するなどの各種の演算処理を行なう演算手段としての機能を有すると共に、動的計量値が補正値を算出するのに適している否かを判定する判定手段としての機能を有する。

この実施形態では、物品６を計量して選別する稼動運転モードでは、選別すべき物品６が搬入コンベヤ２に供給され、搬入コンベヤ２は、物品６を計量コンベヤ３へ搬送する。搬入コンベヤ２からの物品６は、計量コンベヤ３の直前の位置で、フォトセンサなどからなる物品センサ７で検出され、この検出出力が、入出力回路１０を介してＣＰＵ１１に入力される。そして、物品６が計量コンベヤ３上に搬入されると、物品６の荷重が、図１（ｂ）の負荷直線Ｌ１に示されるように荷重センサ５に負荷され、荷重センサ５は、図１（ｃ）の過渡応答曲線Ｌ２に示す荷重信号を出力する。この荷重信号は、ＣＰＵ１１でフィルタ処理されて図１（ｄ）に示すフィルタ応答曲線Ｌ３となる。物品センサ７による物品６の検出から一定時間が経過して荷重信号が安定したタイミングである、例えばｐ点で荷重信号から動的計量値を取得する。この動的計量値を、後述の動補正テストモードによって予め求めた補正値で補正し、この補正後の動的計量値と、上限値および下限値とを比較して、正常重量範囲内の良品と重量に過不足がある不良品とに物品６を選別する。

フィルタ処理した荷重信号であっても、なお小さい振動成分が残留するので、荷重信号から取得した動的計量値には、バラツキ誤差成分が含まれると共に、物品が計量コンベヤ３上に存在している短時間に荷重信号を取得しなければならないので、動的計量値の取得時点であるｐ点では、図１（ｄ）に示すように物品６の真の重量値を表す荷重、つまり、高い精度を持つ計量器において十分な過渡応答の収束時間を見込んで測定した静的計量値（静止重量値）Ｗｓに対してフィルタの応答遅れに基づく固定的な偏差成分ｅが含まれている。

したがって、物品６を搬送しながら計量した動的計量値は、計量コンベヤ３を停止させ、物品６を計量コンベヤ３上に載置し、十分長い時間をおいた場合に測定される重量値である静的計量値（静止重量値）Ｗｓと異なってしまう。

このため、この実施形態の重量選別機１では、通常の製品である物品を計量して選別する計量モードとしての上述の稼動運転モードと、静的計量値が既知であって、実際の製品と同様の重量および性状を有するサンプル物品を、稼動運転モードと同じ動作条件で搬送しながら計量する動的計量を複数回行い、この動的計量によって得られる複数回の動的計量値に基づいて、動的計量値が静的計量値に略等しくなるように補正するための補正値を求める補正モードとしての動補正テストモードとの二つの運転モードを備えており、上記入力部１３のキー操作によって運転モードを選択することができる。

稼動運転モードでは、通常の物品を計量して得られる動的計量値を、動補正テストモードで予め求めた補正値によって静的計量値に略等しくなるように補正し、補正後の動的計量値である静的計量値に基づいて、物品を良品と不良品とに選別する。

ここで、動的計量値を静的計量値に補正する動補正について説明する。

重量選別機では、同種の外形・性状を有する重量差が殆どない物品の重量を測定するので、全ての物品の重量選別機における過渡応答特性は略等しいとみなし、物品の中で平均的な重量と平均的な外形形状とを有するものをサンプル物品として補正値を求める。このサンプル物品は、製品の中で代表的な物品を選択してもよいし、物品に近い性状のサンプル物品を特別に製作してもよい。

従来の一般的な方法として、静的計量値（静止重量）Ｗｓが既知の物品をサンプル物品として搬送させて計量する動的計量をＰ回行い、Ｐ個の動的計量値を得ると、動的計量値のＰ個の平均値であるＷｐａを求め、補正値としての動補正値をｗｄとすると、
ｗｄ＝Ｗｐａ−Ｗｓ ……（１）
を求め、稼動運転モードにおいて、任意の物品の動的計量値Ｗｘが測定されると、該任意の物品の静的計量値（＝補正後の動的計量値）Ｗｓｘを、
Ｗｓｘ＝Ｗｘ−ｗｄ ……（２）
と補正する。

あるいは、補正値としての動補正係数をＫとすると、
Ｋ＝Ｗｐａ／Ｗｓ ……（３）
を求め、稼動運転モードにおいて、任意の物品の動的計量値Ｗｘが測定されると、該任意の物品の静的計量値（＝補正後の動的計量値）Ｗｓｘを、
Ｗｓｘ＝（１／Ｋ）・Ｗｘ ……（４）
と補正する。

この実施形態では、この従来と同様の動補正を行なうものであり、補正値として、動補正値ｗｄを用いてもよいし、動補正係数Ｋを用いてもよい。

更に、この実施形態では、動補正テストモードにおいて、動的計量値を補正するための補正値をより精確に求めるために、動補正テストモードの動的計量によって得られる複数の動的計量値の内、補正値を算出するのに適した動的計量値であるか否かを判定し、補正値を算出するのに適した動的計量値のみを用いて補正値を算出するようにしている。

この実施形態では、補正値を算出するのに適した動的計量値であるか否かは、得られる動的計量値が、動的計量値の許容精度を満たしているか否かによって判定する。

この動的計量値の許容精度は、動的計量値を補正値によって補正した動的計量値、すなわち、静的計量値の許容バラツキ幅に基づいて規定される。この静的計量値の許容バラツキ幅は、動補正テストモードにおいて、後述のように、静的計量値の許容精度として、入力部１３のキー操作で設定される。

以下、この動的計量値の許容精度について説明する。

上述のように動的計量値を、静的計量値に補正するには、動的計量値の平均値に基づいて上記（１）式または（３）式に従って算出される補正値を求め、この補正値を、上記（２）式または（４)式に示されるように、動的計量値に対して、加減、乗除するなど演算処理を施さなければならないが、補正値を算出する基となる動的計量値に、振動成分等によるバラツキ分が含まれているので、この動的計量値を用いて算出される補正値にも動的計量値のバラツキ分が含まれることになる。

したがって、動的計量値を補正値によって補正した静的計量値の許容精度の評価においては、動的計量値に含まれるバラツキ分と補正値に含まれるバラツキ分との両方を考慮した上で行なわなければならない。

動補正テストモードでは、静的計量値の許容精度として、±ａ（ｇ）が設定されると共に、動的計量値を求めるべき最小テスト回数Ｎ（回）とが、入力部１３のキー操作によって設定される。静的計量値の許容精度±ａ（ｇ）は、静的計量値の許容バラツキ幅Ｅ＝２・ａ（ｇ）を意味しており、この実施形態では、静的計量値の許容バラツキ幅Ｅを用いる。最小テスト回数Ｎは、動補正テストモードにおいて、サンプル物品の動的計量を行うべき最小の回数であり、この最小テスト回数Ｎは、重量選別機の製造メーカが、推奨値を予め設定するか、使用者が推奨値に基づいた任意の値（少なくとも推奨値以上の値）を予め設定する。

Ｎを、動補正テストモードにおける動的計量値を求める最小テスト回数とし、動的計量値の標準偏差をＳｄとすると、補正値は、上記（１）式または（３）式に示すように、標準偏差Ｓｄのバラツキを有する動的計量値のＮ回の平均値を、静的計量値Ｗｓで減算あるいは除算したものであるから、この補正値は、Ｓｄ／Ｎ^1/2のバラツキを有することになる。

したがって、動的計量値を補正値によって補正した補正後の動的計量値、すなわち、静的計量値の標準偏差Ｓｓは、動的計量値の標準偏差Ｓｄと、動的計量値を平均処理することによって求めた補正値の標準偏差Ｓｄ／Ｎ^1/2とによって、
Ｓｓ＝｛Ｓｄ²＋（Ｓｄ／Ｎ^1/2）²｝^1/2
＝｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2・Ｓｄ ……（５）
と表される。

すなわち、（５）式は、動的計量値の標準偏差Ｓｄと動的計量値の最小テスト回数Ｎとによって、補正後の動的計量値である静的計量値のバラツキの標準偏差Ｓｓを表している。

補正後の動的計量値である静的計量値のバラツキ幅を６・Ｓｓとすると、（５）式より、
６・Ｓｓ＝６・｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2・Ｓｄ ……（６）
ここで、補正後の動的計量値である静的計量値のバラツキ幅６・Ｓｓは、上記のようにして設定される静的計量値の許容バラツキ幅Ｅ以下である必要がある。すなわち、
６・Ｓｓ≦Ｅ
この左辺に上記（６）式を代入すると、
６・｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2・Ｓｄ≦Ｅ
となる。

したがって、動的計量値の標準偏差Ｓｄの３倍は、
３・Ｓｄ≦Ｅ／［２・｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2］ ……（７）
となる。

動的計量値の標準偏差Ｓｄが、上記（７）式を満足すれば、それら動的計量値を用いて補正された補正後の動的計量値である静的計量値は、設定された許容バラツキ幅Ｅ内にあることになる。

そこで、この実施形態では、動的計量値の許容精度を、動的計量値の平均値を中心とした±３・Ｓｄの許容範囲として規定するための境界値３・Ｓｄを、上記（７）式の上限値である、
３・Ｓｄ＝Ｅ／［２・｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2］
とし、
複数回の動的計量によって得られる動的計量値の平均値をＷａとすると、動的計量値が、Ｗａを中心としたＷａ±３・Ｓｄの許容範囲内、すなわち、
Ｗａ±Ｅ／［２・｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2］
の許容範囲内に在るか否かを、動的計量値が補正値を算出するのに適しているか否かの判定基準としている。この判定基準を満たす動的計量値は、適正な動的計量値であり、かかる動的計量値を用いて算出される補正値も適正な補正値であり、かかる補正値によって補正された動的計量値、すなわち、静的計量値は、静的計量値の許容精度である許容バラツキ幅Ｅを満たすことになる。

なお、動的計量値の許容範囲の境界値は、標準偏差Ｓｄの３倍に限らず、標準偏差Ｓｄの２倍などであってもよい。

ここで、上記（５）式に基づいて、最小テスト回数Ｎについて、検討する。

この最小テスト回数を表す整数Ｎの値が小さいと、｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2の値は、１より大きく離れるので、静的計量値のバラツキＳｓが大きくなる。従って、動的計量値を求める最小テスト回数Ｎの設定値が小さければ、動補正による静的計量値のバラツキＳｓは、最小テスト回数Ｎが大きい場合に比べて大きくなり、そのような補正値を用いて補正した動的計量値である静的計量値では、許容バラツキ幅Ｅを満足することがより困難になる。

この最小評価テスト回数Ｎとして、Ｎ＝２０程度の値が設定され、補正値が、動的計量値の２０個の平均値を用いて求められているとすると、上記（５）式より
Ｓｓ＝｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2・Ｓｄ＝（２１／２０）^1/2・Ｓｄ
≒４．５８２６／４．４７２１１・Ｓｄ
＝1．０２５・Ｓｄ
≒１・Ｓｄ
となり、動的計量値の個数が２０個程度と多ければ、補正後の動的計量値である静的計量値のバラツキＳｓは、動的計量値のバラツキＳｄと略等しくなるので、動的計量値のバラツキＳｄは、補正後の動的計量値である静的計量値の精度に影響を与えない。しかし、最小テスト回数Ｎが少なく、得られる動的計量値の個数Ｎが少ないと、１より大きくなるために、補正後の動的計量値である静的計量値のバラツキＳｓは、動的計量値のバラツキＳｄよりも大きくなるので、動的計量値のバラツキＳｄの影響が大きくなる。

最小テスト回数Ｎとして、例えば、Ｎ＝５が設定されたとすると、
Ｓｓ＝｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2・Ｓｄ＝（６／５）^1/2・Ｓｄ
＝1．０９５・Ｓｄ
となって、補正後の動的計量値である静的計量値のバラツキＳｓが、動的計量値のバラツキＳｄの約１．１倍となり、約１０％の影響がある。

動的計量の最小テストの回数Ｎを少なく済ませるためには、元々の動補正前の動的計量値のバラツキ量（標準偏差値）Ｓｄが許容精度に対して１０％以上の余裕を持った小さい値であることが必要である。そうすれば、動補正テストの最小テスト回数Ｎが５回程度であっても誤差が吸収できる。したがって、重量選別機の製造メーカ側において、予め動的計量値の標準偏差Ｓｄが、小さくなるように調整しておけば、使用者側における動補正テストモードにおける動的計量の最小テスト回数Ｎを少なく設定することができる。この最小テスト回数Ｎは、上述のように重量選別機の製造メーカが推奨値を規定するものであり、製造メーカにおいて、調整した重量選別機の計量精度または許容精度に応じて最小テスト回数Ｎの推奨値を規定することになる。

次に、この実施形態の動補正テストモードの具体的な操作について説明する。

先ず、使用者は、入力部１３のモード切換えキーを操作して、動補正テストモードを選択する。動補正テストモードが選択されると、メモリ１２の動的計量値等を記憶するための動補正テストデータ記憶用領域のデータがリセットされる。

使用者は、静的計量値の許容精度±ａ（ｇ）及び予め設定される設定数としての最小テスト回数Ｎ（回）を入力部１３の操作キーを操作して設定する。

使用者は、更に、上記（１）式または（３）式に従って補正値を算出するのに必要なサンプル物品の静的計量値Ｗｓを入力部１３の操作キーを操作して入力する。なお、サンプル物品の静的計量値Ｗｓは、入力部１３による入力に代えて、計量コンベヤ３を停止させ、サンプル物品を計量コンベヤ３上に載置し、静的計量値を測定、記憶させてもよい。

次に、前記サンプル物品を、計量コンベヤ３上を搬送させながら計量する動的計量を、少なくとも最小テスト回数であるＮ回以上繰り返す。各回の動的計量によって得られた動的計量値は、メモリ１２に順次記憶される。

少なくともＮ回の動的計量が終了した後、使用者は、入力部１３の動補正値算出キーを操作する。

この動補正値算出キーが操作されると、判定手段としての上述のＣＰＵ１１は、得られた少なくともＮ個の動的計量値が、補正値の算出に適した動的計量値であるか否かを判定し、補正値の算出に適した動的計量値の個数が、最小テスト回数であるＮ以上であるか否かをチェックする。

すなわち、上述のように、得られた少なくともＮ個の動的計量値の平均値Ｗａを算出し、得られた動的計量値が、Ｗａ±Ｅ／［２・｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2］の許容範囲内に在るか否かを判定し、前記許容範囲内に在る動的計量値の個数が、Ｎ個以上であるか否かをチェックする。なお、静的計量値の許容バラツキ幅Ｅは、設定された静的計量値の許容精度±ａ（ｇ）からＥ＝２・ａ（ｇ）として算出する。

判定の結果、前記許容範囲内に在る動的計量値、すなわち、補正値を算出するのに適した動的計量値の個数が、Ｎ個未満であったときには、動的計量の追加テストを必要とする旨及び動的計量値の不足個数を、動的計量の追加テスト回数として、報知手段としての表示部１４に表示する。なお、この場合、補正値は算出されず、また、補正値を算出するのに適していないと判定された動的計量値は、削除される。

判定の結果、補正値を算出するのに適した動的計量値の個数が、Ｎ個以上であったときには、それら動的計量値を用いて、上記（１）式または（３）式に従って補正値を算出し、その補正値をメモリ１２に記憶すると共に、動補正テストが完了した旨を、表示部１４に表示する。

表示部１４に、追加テストを必要とする旨及び追加テスト回数が表示されたときには、使用者は、前記サンプル物品を、計量コンベヤ３上を搬送させながら計量する動的計量を、その追加テスト回数以上繰り返して行い、これによって、得られた動的計量値が、メモリ１２に追加して記憶される。

追加テスト回数以上の動的計量が終了して、使用者が、入力部１３の動補正値算出キーを再び操作すると、最初の動的計量によって得られた前記範囲内の動的計量値に、追加テストによって追加された動的計量値を加えて、その平均値Ｗａを算出し、追加テストによって得られた動的計量値と最初の動的計量によって得られた動的計量値がそれぞれ
Ｗａ±Ｅ／［２・｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2］
の許容範囲内に在るか否かを判定する。

そして、前記許容範囲内に在る動的計量値の個数が、Ｎ個以上であるか否かをチェックする。

動的計量値の個数が、Ｎ個以上であるときには、補正値を算出するのに適した動的計量値の個数が、Ｎ個以上になったとして、上記（１）式または（３）式に従って補正値を算出し、その補正値をメモリ１２に記憶すると共に、動補正テストが完了した旨を、表示部１４に表示する。

動的計量値の個数が、Ｎ個以上でないときには、追加テストを必要とする旨及び不足する個数を、追加テスト回数として表示部１４に表示して、上述と同様の操作を行う。

なお、動補正テストの回数が最小テスト回数Ｎに到達した時点で動的計量値記憶キーを押さなくても自動的に、これまでに得られた動的計量値の適否の判定を上述と同様に行ない、除外する動的計量値がなければ、それら動的計量値を用いて、補正値を算出してメモリ１２に記憶すると共に、動補正テストが完了した旨を、表示部１４に表示し、除外すべき動的計量値があれば、その時点で追加テストを必要とする旨を表示すると共に、不足する動的計量値の個数を、必要な追加テスト回数として表示するようにしてもよい。

表示部１４に動補正テストが完了した旨が表示されたときには、使用者は、入力部１３のモード切換えキーの操作によって、物品を選別する稼動運転モードに移行する。

この稼動運転モードでは、選別すべき物品６を計量コンベヤ３によって搬送しながら計量して動的計量値を取得し、演算手段としてのＣＰＵ１１は、動的計量値を、動補正テストモードで求めた補正値によって補正して補正後の動的計量値である静的計量値を算出し、判別手段としてのＣＰＵ１１は、算出した静的計量値と、上限値および下限値とを比較して、正常重量範囲内の良品と重量に過不足がある不良品とを判別し、その判別結果に基づいて、搬出コンベヤ４の下流側の振分け装置（図示せず）が、物品６を選別する。

なお、メモリ１２に記憶されている動的計量値、補正値、静的計量値や標準偏差は、入力部１３のキー操作によって、表示部１４に表示することができ、また、重量選別機１に接続されているパーソナルコンピュータへ伝送したり、プリンタで印字出力することができる。

ここで、具体的な数値の一例を挙げて動補正テストモードの事例を説明する。

サンプル物品の静的計量値（静止重量値）Ｗｓが、１５０（ｇ）であり、静的計量値の許容精度が、±０．６（ｇ）であり、最小テスト回数Ｎが、１０であり、それらの数値が、上述のように、入力部１３の操作キーの操作によって設定される。

静的計量値の許容精度は、±０．６（ｇ）であるので、上述の静的計量値のバラツキ幅Ｅは、Ｅ＝１．２（ｇ）となり、最小テスト回数Ｎ＝１０となる。

したがって、動的計量値が、補正値の算出に適しているか否かの判定基準となる上述の許容範囲の境界値Ｅ／［２・｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2］は、
Ｅ／［２・｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2］
＝1．２／２・（１１／１０）^1/2
＝0．５７２
となる。

サンプル物品を計量コンベヤ３によって搬送しながら計量する動的計量を１０回繰り返し、例えば、下記表１に示されるＮｏ．１〜１０までの１０個の動的計量値が得られたとする。

この表１では、得られた１０個の動的計量値の平均値である上述のＷａと標準偏差を併せて示している。

１０回の動的計量が終了して使用者が、入力部１３の動補正値算出キーを操作すると、ＣＰＵ１１は、得られた１０個の動的計量値の平均値Ｗａ＝１４９．８を算出し、得られた各動的計量値が、Ｗａ±Ｅ／［２・｛（Ｎ＋１）／Ｎ｝^1/2］の許容範囲内に在るか否か、すなわち、１４９．８±０．５７２の許容範囲内に在るか否かを判定する。

表１では、１０番目のデータであるＮｏ．１０の動的計量値が、１５１．０であり、１４９．８＋１．２となり、前記許容範囲内にないので、除外し、動的計量値の残りの個数が９個となり、最小テスト回数Ｎ＝１０に１個不足するので、表示部１４に、追加テストが１回必要である旨を表示する。

使用者は、表示部１４の表示に従って、サンプル物品の動的計量を１回行って、例えば、下記表２に示すように、Ｎｏ．１０の動的計量値１４９．７が新たに追加されたとする。

使用者が、入力部１３の動補正値算出キーを操作すると、追加された１個を含む１０個の動的計量値の平均値Ｗａ＝１４９．６を算出し、各動的計量値が、１４９．６±０．５７２の許容範囲内に在るか否かを判定する。

この場合、１０個の動的計量値の全てが、前記許容範囲内に在る適正な動的計量値であるので、補正値として、例えば、動補正値ｗｄを、上記（１）式に従って算出する。

ｗｄ＝Ｗｐａ（＝Ｗａ）−Ｗｓ
＝１４９．６−１５０．０
＝−0．４（ｇ）
算出した動補正値ｗｄをメモリ１２に記憶し、表示部１４に動補正テストが完了した旨を表示する。

使用者は、入力部１３のモード切換えキーを操作して、動補正テストモードから実際の物品を計量して選別する稼動運転モードに移行する。この稼動運転モードでは、選別すべき物品の動的計量値Ｗｘが得られると、その物品の静的計量値（＝補正後の動的計量値）Ｗｓｘを、メモリ１１２に記憶した動補正値ｗｄを用いて上記（２）式に従って算出する。

Ｗｓｘ＝Ｗｘ−ｗｄ
＝Ｗｘ−（−０．４）
算出された補正後の動的計量値である静的計量値Ｗｓｘに基づいて、物品の良否を選別する。

以上のように、この実施形態によれば、動補正テストモードでは、動的計量値が、適正であるか否かを判定し、適正でない動的計量値は排除するので、例えば、ばらつきの大きな動的計量値、あるいは、重量選別機１が偶然に大きな床振動や風を受けたり、サンプル物品のテスト時の搬送姿勢が適切でなかったりなどして、不適切な条件で取得された動的計量値を排除することができる。これによって、適正な動的計量値のみを用いて精確な補正値を算出することが可能となる。また、この精確な補正値によって補正された動的計量値、すなわち、静的計量値も精確なものとなる。

したがって、上述の特許文献１の従来例のように、精確な補正値が求まっていないにも拘らず、動的計量値のばらつきによって、たまたま表示値が所定の誤差の範囲内に入って設定モードを終了してしまったり、あるいは、床振動や風等の影響を受けた不適切な条件で得られた動的計量値を取込んでしまって、表示値が所定の誤差の範囲内に入るまでに不必要に多くの動的計量回数を必要とするといった不具合もない。

また、この実施形態では、動補正テストモードにおいて、サンプル物品の動的計量の回数が不足するときには、それが表示されるので、使用者は、動補正テストモードの進捗状態を把握することができ、動的計量の不足回数を知って必要な回数の動的計量を行うことができる。

１ 重量選別機
２ 搬入コンベヤ
３ 計量コンベヤ
４ 搬出コンベヤ
５ 荷重センサ
６ 物品
７ 物品センサ
１１ ＣＰＵ
１３ 入力部
１４ 表示部

Claims (4)

1. 物品を搬送しながら計量する動的計量を行なうことによって得られる動的計量値を、補正値によって補正して補正重量値を算出する計量モードと、
   前記補正値を算出するために、静止重量値が既知のサンプル物品を搬送しながら計量する動的計量を、予め設定される設定数以上の複数回行って複数の動的計量値を取得する補正モードとを備え、
   前記補正モードで取得する複数の各動的計量値が、前記補正値を算出するのに適しているか否かをそれぞれ判定する判定手段を備え、
   前記判定手段は、前記各動的計量値が、許容範囲内に在るか否かによって、前記補正値を算出するのに適しているか否かをそれぞれ判定するものであり、
   前記計量モードでは、前記補正重量値が静止重量値に等しくなるように、動的計量値を前記補正値によって補正するものであり、
   前記判定手段による判定に用いられる前記許容範囲の境界値が、前記計量モードの前記補正重量値の許容精度と前記設定数とに基づいて規定される、
   ことを特徴とする計量装置。
2. 物品を搬送しながら計量する動的計量を行なうことによって得られる動的計量値を、補正値によって補正して補正重量値を算出する計量モードと、
   前記補正値を算出するために、静止重量値が既知のサンプル物品を搬送しながら計量する動的計量を、予め設定される設定数以上の複数回行って複数の動的計量値を取得する補正モードとを備え、
   前記補正モードで取得する複数の各動的計量値が、前記補正値を算出するのに適しているか否かをそれぞれ判定する判定手段を備え、
   前記判定手段によって、前記補正値を算出するのに適していると判定された動的計量値の数が、前記設定数以上になったときには、前記補正値を算出するのに適していると判定された動的計量値と前記静止重量値とに基づいて、前記補正値を算出する演算手段を備える、
   ことを特徴とする計量装置。
3. 物品を搬送しながら計量する動的計量を行なうことによって得られる動的計量値を、補正値によって補正して補正重量値を算出する計量モードと、
   前記補正値を算出するために、静止重量値が既知のサンプル物品を搬送しながら計量する動的計量を、予め設定される設定数以上の複数回行って複数の動的計量値を取得する補正モードとを備え、
   前記補正モードで取得する複数の各動的計量値が、前記補正値を算出するのに適しているか否かをそれぞれ判定する判定手段を備え、
   前記補正モードにおいて前記サンプル物品の動的計量を行った回数が、前記設定数以上の回数に達した場合に、前記判定手段によって、前記補正値を算出するのに適していると判定された動的計量値の数が、前記設定数に達していないときには、前記補正モードにおいて前記サンプル物品の動的計量を行う回数が不足しているとして報知する報知手段を備える、
   ことを特徴とする計量装置。
4. 前記計量モードで算出される前記補正重量値に基づいて、物品の良否を判別する判別手段を備える、
   請求項１ないし３のいずれかに記載の計量装置。

Images