JP6151132B2 - 計量装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷重を検出するロードセルを備える各種の計量装置に関する。

ロードセルは、経時変化による劣化やロードセル周囲の温度異常が生じると、零点やスパンが変動して計量精度を維持できなくなる。このため、ロードセルの使用温度や負荷使用回数等の使用履歴を蓄積し、使用温度や負荷使用回数等の上限値と比較することによって、ロードセルユニットの異常の有無を判定して警報を発したり（例えば、特許文献１参照）、あるいは、ロードセルの高温稼動時間等を含むロードセル情報を生成して不揮発性メモリに記憶し、ロードセル情報の値が、しきい値を超えた場合に警告するようにした計量装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−２１９８５６号公報 特開２０１１−２０９０３９号公報

一般にロードセル２０は、図１２に示すように、アルミニウム合金やステンレスなどの金属弾性体を切り抜き切削して、計量装置の筐体等のベースに連結固定される固定部２１、被計量物が載置される計量台等に連結される変位可能な可動部２２、及び、それらの上下を連結すると共に、薄肉の起歪部２３ａ，２４ａを有する撓み変形可能な上下のビーム部２３，２４とを形成し、各起歪部２３ａ，２４ａに対応する外面に歪ゲージ２５がそれぞれ貼着されて構成される。

かかるロードセル２０では、繰り返し過大な荷重が印加されることによって前記起歪部２３ａ，２４ａに微細な亀裂が生じ、徐々に亀裂の成長や亀裂箇所の増加によって零点やスパンが変動して最終的には故障、すなわち、精度保証以上にスパンが変動したり、零点調整ができないほど零点重量が変化してしまったり、計量中にも精度保証以上の零点変動を起こす状態に至る。

したがって、ロードセルの劣化が進行し故障に至る過程は、ロードセルに対する過大な荷重の印加の履歴に関連づけられ、過大な荷重の印加の履歴に基づいて、ロードセルがやがて故障に至ることを予測することができる。ロードセルの故障の発生が予測できれば、過大な荷重が繰り返し印加されないように、あるいは、繰り返し印加される過大な荷重を軽減するように、計量装置の使用方法を改善するといったことが可能となる。

例えば、計量装置の運転中に、被計量物が落下供給される計量ホッパの重量を検出するロードセルでは、被計量物が計量ホッパに供給される度に、衝撃荷重が印加されることになるが、この衝撃荷重が、ロードセルの劣化を進行させる過大な荷重となっているときには、被計量物の供給方法等を改善して、衝撃荷重を緩和するといったことが可能となる。

また、計量装置では、運転中でなくても、例えば、作業者が、計量ホッパを清掃、洗浄のために計量部から取り外すときに、不用意に計量部のロードセルに過大な荷重を掛けて取り外すような場合がある。かかる場合に、ロードセルに対して過大な荷重が印加されることが分かれば、清掃、洗浄作業の際の作業者の取扱いを改善することによって、ロードセルに対する過大な荷重の印加を防止するといったことも可能となる。

更に、ロードセルが故障に至ってしまったときでも、ロードセルに対する過大な荷重の印加の履歴に基づいて、それまでの作業過程でどのような過大な過重の印加状態があったかについて調査し、故障の要因を究明して計量装置の使用方法の改善を図ることも可能となる。

上記特許文献１では、ロードセルの使用温度、負荷使用回数、通算使用時間の各履歴を蓄積し、各上限値とそれぞれ比較判定するようにしており、ロードセルに繰返し印加される過大な荷重については、特段考慮されていない。

上記特許文献２では、ロードセル情報として、１日や１月といった所定期間において、ロードセルに印加された荷重のうち、最低荷重及び最高荷重をそれぞれ更新して記憶することが開示されているが、単に或るタイミングで現れた最高荷重が分るだけであって、繰り返し過大な荷重が印加されたかどうかといった状況が判明せず、ロードセルの劣化の判定には有効でない。

また、最低荷重及び最高荷重を記憶させることが開示されているだけであり、例えば、ロードセルの荷重信号に重畳される電気ノイズ信号による最高荷重であっても記憶されることになり、電気ノイズ信号とロードセルの劣化を進行させる過大な荷重信号とを区別することができない。

このように上記特許文献１，２等の従来技術では、ロードセルを劣化させる過大な荷重の印加の履歴を把握することができず、したがって、過大な荷重を軽減するように計量装置の使用方法を改善したり、ロードセルが劣化して故障に至ったときに、その原因となる過大な荷重の印加の状況を究明するといったことが困難である。

本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであって、ロードセルを劣化させる過大な荷重の印加の履歴を把握できるようにし、計量装置の使用方法の改善やロードセルの故障の原因の究明を容易にす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、荷重を検出するロードセルを備える計量装置であって、
前記ロードセルからの荷重信号の内、その信号レベルの絶対値が、所定値以上であって、かつ、前記所定値以上の信号レベルの絶対値を継続する継続時間が、所定時間以上である荷重信号を、過大な荷重信号と判定する判定手段と、
前記判定手段によって判定される前記過大な荷重信号を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される過大な荷重信号を読み出して出力する出力手段と、
を備え、
前記所定値が、前記ロードセルの定格荷重以上であって、許容過負荷未満の荷重による荷重信号の信号レベルであり、
前記所定時間が、前記所定値の前記定格荷重による荷重信号の信号レベルに対する比率、及び、前記許容過負荷の前記定格荷重に対する比率を用いて算出される。

ロードセルには、計量すべき負荷荷重によって重力が作用する方向と同一方向に作用する正方向の荷重信号だけではなく、何等かの外力によって、重力の作用方向とは反対方向に作用する負方向の荷重信号が生じるので、各荷重信号の信号レベルの絶対値が、前記所定値以上であることを過大な荷重信号を判定する条件とし、正方向及び負方向に印加される過大な荷重信号をそれぞれ判定する。

本発明の計量装置によると、ロードセルからの荷重信号の内、その信号レベルの絶対値が、所定値以上であって、かつ、前記所定値以上の信号レベルの絶対値を継続する継続時間が、所定時間以上である荷重信号を、過大な荷重信号と判定するので、過大な荷重信号のみを、正常な負荷の印加による荷重信号や電気ノイズ信号と区別して記憶し、必要に応じて記憶した荷重信号を出力、例えば、表示出力や印字出力することができる。
前記所定値が、ロードセルの定格荷重以上であって、許容過負荷未満の荷重による荷重信号の信号レベルであるので、通常の計量時には印加されない定格荷重以上の荷重が、ロードセルに所定時間以上継続して印加されたときに、過大な荷重信号と判定して記憶することができる。

これによって、ロードセルに対する過大な荷重の印加の履歴を把握することが可能となり、ロードセルに過大な荷重が繰返し印加されないように、あるいは、ロードセルに繰返し印加される過大な荷重を軽減するといったように、計量装置の使用方法を改善したり、また、ロードセルが故障したときには、過大な荷重の印加の履歴に基づいて、その原因を究明するといったことが可能となる。

（２）本発明の計量装置の好ましい実施態様では、前記判定手段によって判定される前記過大な荷重信号に基づいて、前記ロードセルに印加される過大な荷重の印加状態を示す指標値を抽出する抽出手段を備え、
前記記憶手段には、前記過大な荷重信号に代えて、前記抽出手段によって抽出された前記指標値が記憶され、
前記出力手段は、前記記憶手段に記憶された前記指標値を読み出して出力する。

この実施態様によると、過大な荷重信号をそのまま記憶手段に記憶するのではなく、過大な荷重信号からロードセルに対する過大な荷重の印加の状態を示す指標値を抽出して記憶するので、過大な荷重信号をそのまま記憶するのに比べて、記憶に必要な記憶容量を削減することができる。

（３）本発明の計量装置の別の実施態様では、前記指標値は、前記信号レベルの前記絶対値が所定時間以上継続する前記信号レベルの前記絶対値についての代表値、前記信号レベルの絶対値が前記所定値以上の値を継続する前記継続時間、及び、前記過大な荷重信号が現れた回数の少なくともいずれか一つの指標値を含むものである。

前記信号レベルの前記絶対値についての代表値とは、例えば、前記絶対値についての最大値や平均値などである。

この実施態様によると、前記信号レベルの絶対値の代表値、過大な荷重信号の継続時間、過大な荷重信号が現れた回数といった過大な荷重の印加の状態を示す指標値が記憶され、これら指標値を必要に応じて読み出して出力できるので、どの程度の大きさの過大な荷重信号が、どの程度の時間に亘って継続して印加されたか、あるいは、過大な荷重信号がどの程度繰返し印加されたかといった、過大な荷重の印加の状態を容易に把握することが可能となる。

（４）本発明の計量装置の他の実施態様では、前記記憶手段に記憶される前記指標値が、前記代表値であるときには、その値の大きい順に、前記記憶手段に記憶される前記指標値が、前記継続時間であるときには、その時間の長い順に、予め定めた個数以内となるように記憶される。

この実施態様によると、前記記憶手段に記憶する指標値は、予め定めた個数以内に制限されるので、記憶容量を少なくすることができる一方、記憶する指標値が、前記代表値であるときには、その値の大きい順に、また、前記継続時間であるときには、その時間の長い順にそれぞれ記憶されるので、ロードセルの劣化に与える影響が大きい指標値が、優先的に記憶されることになり、この指標値を読み出して出力することによって、ロードセルの劣化に大きな影響を与える過大な荷重の印加の履歴を容易に把握することができる。

（５）本発明の計量装置の他の実施態様では、前記記憶手段には、前記指標値と共に、前記過大な荷重信号が現れた日時を示す日時情報が記憶される。

この実施態様によると、記憶手段には、前記指標値と共に、過大な荷重信号が現れた日時情報が記憶されるので、ロードセルに対する過大な荷重が印加された日時を含めて印加の履歴を把握することができ、例えば、過大な荷重が印加された日時とその時の作業内容等を照合して、過大な荷重が印加された原因を特定して計量装置の使用方法を改善するといったことが可能となる。

本発明によると、ロードセルに対する過大な荷重の印加の履歴を把握することが可能となり、例えば、過大な荷重を軽減するように、計量装置の使用方法を改善したり、ロードセルが故障したときには、過大な荷重の印加の履歴に基づいて、故障の原因を究明するといったことが可能となる。

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。 図３は、Ａ／Ｄ変換値のレベルと過大な荷重信号の判定レベルとの関係を説明するための図である。 図４は、ロードセルからの荷重信号を取り込む他の構成例を示す図である。 図５は、過大な荷重信号のレベルとその継続時間を説明するための図である。 図６は、集積用レジスタへの指標値の記憶方法を説明するための図である。 図７は、重量選別機の動作を説明するためのフローチャートである。 図８は、図７の第１の記憶方法の処理を示すフローチャートである。 図９は、図７の第２の記憶方法の処理を示すフローチャートである。 図１０は、図７の第３の記憶方法の処理を示すフローチャートである。 図１１は、表示処理の一例を示すフローチャートである。 図１２は、ロードセルを示す外観斜視図である。

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、荷重センサとしてのロードセル（ＬＣ）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をそれぞれ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ローラが同期して駆動される。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被計量物である物品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ロードセル５の荷重信号から物品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、荷重センサとしてのロードセル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、後述のようにして過大な荷重信号の判定処理や指標値の抽出、集積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、過大な荷重信号から抽出された指標値等のデータが記憶されるメモリ１２と、年月日時分秒のリアルタイムクロックデータを出力するリアルタイムクロック素子１５と、リアルタイムクロックデータが入力されると共に、ＣＰＵ１１にシリアル伝送ラインを介して接続されたシリアルコントローラ（ＳＣ）１６と、各種設定のために操作される操作キーを備える入力部１３と、計量値や過大な荷重信号の指標値等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。メモリ１２は、後述の過大な荷重信号の判定や指標値の抽出のための演算時にレジスタとしての機能を有する。

この重量選別機１では、稼動運転時には、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に示されるようにロードセル５に負荷され、ロードセル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、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。

重量選別機１では、計量コンベヤ３によって物品６を搬送しながら計量するので、得られる動的計量値が、物品６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、静的計量値が既知の物品を、複数回計量コンベヤ３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予め求めておき、稼動運転時には、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６を選別するようにしている。

以上のように物品６が正常な状態で計量コンベヤ３上に搬送されていれば問題はないが、物品の性状によっては計量コンベヤ３に付着物を堆積させる性質のものがある。この場合、度々稼動運転中に計量コンベヤ３上の付着物を拭き取る作業が必要になり、作業時の力の加え方によってはロードセル５に過大な荷重を稼動運転中に繰り返し印加することになる。

また稼動運転中に計量コンベヤ３周辺の清掃作業中に計量コンベヤ３に誤って強く当ったりする場合もある。

また重量選別機のように物品６が、搬入コンベヤ２から計量コンベヤ３へ供給される構成でなく、例えばロードセルに計量ホッパが取付けられ、計量ホッパの上方から物品が計量ホッパへ供給される構成の計量装置、例えば半自動式組合せ秤の場合は、作業者が計量ホッパへ物品を供給するが、稼動運転中に物品の供給の仕方によってはロードセルに過負荷が繰り返し加わることがある。

ロードセル５は、上記のように、繰り返し過大な荷重が印加されることによって薄肉の起歪部に微細な亀裂が生じ、徐々に亀裂の成長や亀裂箇所の増加によって零点やスパンが変動して最終的には故障に至る。

この実施形態では、ロードセル５の劣化を進行させる過大な荷重の印加の履歴を把握できるようにして、過大な荷重がロードセル５に印加されないように、あるいは、印加される過大な荷重を軽減するように、重量選別機の使用方法を改善したり、更に、ロードセル５が劣化して故障した場合に、過大な荷重の印加の履歴に基づいて、故障の原因を究明できるようにしている。

ロードセル５に印加される過大な荷重信号の印加の履歴を把握するためには、過大な荷重信号を、通常の計量時の荷重信号や電気ノイズ信号と区別する必要がある。

また、ロードセル５に印加される過大な荷重をきるだけ数多く記憶しておく必要があるが、過大な荷重は、いつロードセル５に印加されるかわからないので、運転中の荷重信号を連続的に、あるいは、運転停止中の荷重信号を連続的に記憶しようとすると、膨大なメモリを必要とする。また、単に荷重信号を大量に記憶するのでは、徐々に生じるロードセル５の劣化要因を追跡調査するのが容易でない。

更に、短い期間の過大な荷重信号であっても、時間経過に伴う荷重信号として連続して記憶するには、多くのメモリを必要とする。

このように、ロードセル５に対する過大な荷重信号の印加の履歴を把握するためには、過大な荷重信号を記憶する必要があるが、その際、次のような点を考慮する必要がある。

すなわち、ロードセル５を劣化させる過大な荷重の印加時に現れる荷重信号を、通常の計量時の荷重信号と区別して、或いは電気ノイズ信号と区別してどのように適格に判定するか、また、限られた容量の記憶素子にできるだけ多くの過大な荷重信号を記憶させるためには、どのように記憶させればよいか、更に、記憶した荷重信号を、どのように出力、すなわち、表示出力や印字出力すれば、過大な過重信号の印加の履歴を辿り易く、原因究明に利用し易いかを考慮する必要がある。

この実施形態では、ロードセル５を装備した計量部の負荷荷重に対する応答特性を考慮し、すなわち負荷荷重、力が加えられた計量部は、計量部の持つ質量、ばね定数に応じた過渡応答特性に応じた荷重信号を出力するので、判定手段としてのＣＰＵ１１は、ロードセル５からの荷重信号の内、その信号レベルの絶対値が、所定値以上であって、かつ、前記所定値以上の信号レベルの絶対値を継続する継続時間が、所定時間以上である荷重信号を、過大な荷重信号と判定するようにしている。ロードセル５から過大な荷重信号が出力されている状態は、ロードセル５に過大な過重が印加されている状態であると判定する。

ＣＰＵ１１は、過大な荷重信号であると判定したときには、過大な荷重信号に基づいて、ロードセル５に対する過大な荷重の印加状態を示す指標値、例えば、過大な荷重信号の信号レベルの絶対値の最大値、前記所定値以上の信号レベルの絶対値を継続する継続時間、過大な荷重信号が現れた回数等を抽出し、記憶手段としてのメモリ１２に記憶させる。

すなわち、過大な荷重信号であると判定されると、過大な荷重信号をそのままメモリ１２に記憶するのではなく、過大な荷重信号から、印加状態を示す指標値を抽出して、ロードセル５に対する過大な荷重の印加の履歴としてメモリ１２に記憶させる。

この実施形態では、過大な荷重信号であると判定するための所定値は、ロードセル５の定格荷重値以上の大きさであって、許容過負荷（許容最大荷重）より小さい値としている。

ロードセルの許容過負荷とは、これ以下の負荷荷重であれば何回繰り返し荷重を印加してもロードセルが劣化しない最大の荷重であり、一般に定格荷重の１５０％の大きさの値とされる。

基本的にロードセルは、許容過負荷以上の大きい荷重の繰り返し印加で劣化するので、許容過負荷以上の荷重の印加があったことを検出する必要があるが、一般に高周波数で生じる電気ノイズ信号と区別する必要がある。

仮に、過大な荷重信号であると判定するための所定値を、許容過負荷にして所定値以上であるか否かの判定を行うとすれば、一瞬だけ荷重信号が所定値以上となっても過大な荷重の印加があったとしなければならず、電気ノイズ信号と区別することができない。

この実施形態のように、過大な荷重信号と判定するための所定値を、使用しているロードセル５の定格荷重より大きく、許容過負荷より小さい値に設定すれば、計量部のロードセル５に許容過負荷と同じかそれ以上の負荷荷重が印加されたときには、計量部の過渡応答に応じて、ロードセル５から出力される荷重信号が、設定した所定値を超えている時間は、電気ノイズ信号のように瞬時ではなく、或る一定時間以上継続することになる。

なお、重量選別機１の使用方法として、定格荷重より十分小さい重量の物品を測定するのであれば、定格荷重より小さい値を、所定値として設定してもよい。

この場合、ロードセル５に許容過負荷が加わると、荷重信号は、設定される所定値が小さいほど、長い時間継続して所定値を上回ることになるので、過大な荷重信号と判定するための継続時間についての所定時間を、より長い時間に設定することができる。

上記所定値及び上記所定時間は、入力部１３を操作して後述のように設定することができる。

所定値以上の大きさの荷重信号が、所定時間以上継続して印加されることをもって、ロードセル５に過大な荷重が印加されていると判定するのであるが、所定値以上の大きさの荷重信号を、所定時間以上に亘って連続的に記憶してもよいが、連続的に荷重信号を記憶すると、必要とするメモリ１２の容量も大きくなり、また、ロードセル５の劣化の要因を究明するのが容易でない。

そこで、この実施形態では、抽出手段としてのＣＰＵ１１では、上記のように過大な荷重信号に基づいて、過大な荷重の印加の状態を示す指標値を抽出し、その指標値を記憶手段としてのメモリ１２に記憶し、必要に応じて、その指標値を読み出して出力手段としての表示部１４に表示できるようにしている。

次に、この指標値について説明する。指標値は、過大な荷重の印加状態を表わすと共に、記憶に必要な容量を少なくできるように次のように規定する。

すなわち、指標値の大小は、ロードセル５の劣化進行への影響度合いの大小を表し、指標値が大きい値である程、ロードセル５の劣化の進行へ与える影響度合いが大きい。

具体的には、指標値の一つは、所定値以上である荷重信号の大きさ、すなわち、荷重信号の信号レベル（正方向また負方向の振幅）の絶対値の大きさを示す代表値であり、荷重信号の信号レベルの絶対値が大きいほど劣化進行への影響度合いは大きい。代表値としては、荷重信号の信号レベル（正方向また負方向の振幅）の絶対値の最大値が好ましいが、絶対値の平均値としてもよい。

指標値の一つは、所定時間以上に亘って、上記所定値以上の大きさの過大な荷重の印加が継続する継続時間であり、印加される荷重が大きい程、荷重信号が所定値以上の信号レベルの絶対値を継続する継続時間は長くなり、大きい荷重が長い時間に亘って継続して印加される程、ロードセル５の劣化進行への影響度合いは大きい。

指標値の一つは、過大な荷重信号の生じた回数の積算値であり、過大な荷重が印加される回数が多い程、ロードセル５の劣化進行への影響度合いは大きい。

上記複数の指標値の全てを、過大な荷重信号から抽出して記憶するのが好ましいが、複数の指標値の少なくともいずれか一つの指標値を抽出して記憶するようにしてもよい。

ロードセル５の劣化は、繰り返し印加される過大な荷重によって進行し、ロードセル５の起歪部の小さな傷の程度、個数が増大するので、長期間の過大な荷重信号の印加履歴の情報が必要である。この実施形態では、過大な荷重信号から抽出した指標値をメモリ１２に記憶させるので、必要な記憶容量を少なく済ませることができ、多くの指標値を記憶させても重量選別機１に大量の記憶容量を持つ素子は必要としない。

更に、メモリ１２の記憶容量は有限であるので、記憶容量を制限するために、この実施形態では、各指標値について、記憶する最大個数Ｐを設定することができる。この最大個数Ｐの設定は、入力部１３を操作して行うことができる。

この最大個数Ｐが設定されたときには、新に発生した過大な荷重信号から抽出された最新の指標値と、前記メモリ１２に現在記憶されているＰ個の指標値とを比較し、新しい過大な荷重信号から抽出された指標値が、ロードセル５の劣化進行への影響度合いの観点で、現在記憶されているＰ個の指標値のいずれか一つより上回れば（大きければ）、Ｐ個の指標値の中で最小の指標値を捨てて、新しい指標値に置き換える。

このようにして、逐次発生する過大な荷重信号から抽出される指標値を大きい順にＰ個記憶させ、指標値についての最新情報とする。

図２のＣＰＵ１１は、メモリ１２に記憶させる指標値に、その指標値に対応する過大な荷重信号が現れた時点の日時情報として、過大な荷重がロードセル５に印加された年月日時分秒のデータである日付時刻データを、リアルタイムクロック素子１５から取得して付属させる。なお、日時情報は、年月日時分秒のデータであるのが好ましいが、必ずしも、年月日時分秒のデータの限らず、例えば、月日時分秒、年月日時分等のデータとしてもよい。

ロードセル５への過大な荷重は、計量中であるか否かに関わらず印加される可能性があるので、常に重量選別機１が、荷重を測定可能な期間の荷重信号について過大な荷重信号であるか否かを判定する。具体的には、重量選別機１の電源が投入されている期間は、計量中であるか否か、あるいは、清掃作業中であるか否か等に関わらず、過大な荷重信号であるか否かを判定する。

メモリ１２に記憶した指標値は、作業者が任意のタイミングで入力部１３を操作することによって、読み出して出力手段としての表示部１４に表示することができる。この表示は、過大な荷重信号の発生時刻順、過大な荷重信号の印加方向である正負方向を区別して、荷重信号の信号レベルの絶対値の代表値、例えば、最大値の大きさの順、継続時間の長さの順に表示し、作業者が過大な荷重信号の印加形態を理解しやすいようにしている。

重力が作用する方向と同じ正方向の過大な荷重の印加の履歴は、例えば、計量停止中に過大な重量物を計量コンベヤ３上に置いたり、誤って大きい力で計量コンベヤ３を押さえたりしたこと、逆方向である負方向の過大な荷重の印加の履歴は、洗浄、清掃のためコンベヤベルトを取り外す際に過剰な力を上方向に与えたことなどが想定されるので、正負方向別に、過大な荷重の印加の履歴を集積、表示することは計量作業上の、そして計量作業外であっても管理上の観点で過大な荷重の印加の原因究明に有用になる。

以上のようにして指標値を記憶することによって、メモリ１２の記憶容量を少なくできる一方、ロードセル５の劣化を進行させ、故障に至らしめる過去の過大な荷重信号が繰り返し印加される履歴を、正常な計量時または計量停止時に発生する荷重信号と区別してできるだけ数多く記憶させることができる。そして、作業者が望む任意のタイミングにて、入力部１３を操作して、メモリ１２に記憶された指標値を読み出して表示部１４に表示することによって、ロードセル５に対する過大な荷重の印加の履歴、すなわち、不適切な荷重の印加の履歴をモニタリングすることができる。

これによって、例えば、ロードセル５が故障に至る前に、過大な荷重が印加されているときには、過大な荷重が印加されないように、あるいは、過大な荷重を軽減するように、計量装置の使用方法を改善することが可能となる。

また、ロードセル５が故障に至ってしまった場合でも、過去にどのような過大な荷重の印加の履歴が存在していたか容易に把握できるので、指標値に付属される日付時刻データに基づいて、過去の作業内容等と結びつけて、過大な荷重が印加された原因を究明することができる。今後、過大な荷重がロードセル５に印加されないように、作業内容等の改善につなげることができる。

次に、この実施形態の具体的な構成について更に詳細に説明する。

先ず、記憶させる過大な荷重信号の判定条件について説明する。

上記図２に示すように、ロードセル５から出力されるアナログ荷重信号を、Ａ／Ｄ変換器９によって、短い時間間隔△ｔで連続的にサンプリングし、Ａ／Ｄ変換する。

このＡ／Ｄ変換器９のサンプリング時間間隔Δｔは、ロードセル５を備える計量部の持つ固有振動数の周期に比べて十分小さい値、例えば、計量部の固有振動数が３０Ｈｚ、周期が約３３．３ｍｓｅｃである場合には、サンプリング時間間隔△ｔは、例えば、０.５〜２ｍｓｅｃ程度に選択することによって、計量部に発生する振動的な負荷荷重信号の位相に対応して変化する振幅経過を観測、記憶可能とする。すなわち、信号レベル（振幅）の絶対値が所定値以上の大きさであって、所定時間以上に亘って継続する過大な荷重信号を観測、判定できるようにする。

ロードセル５では、許容過負荷未満の大きさの荷重（或いは力）がいくら多くの回数掛けられてもロードセル５の起歪部は劣化、損傷しない。

しかし、許容過負荷以上の荷重（力）が繰り返し印加されると、荷重（力）と回数の大きさに応じて進む金属疲労によって起歪部が劣化損傷する。

ロードセル５の出力は、図２に示すように、増幅器８で増幅され、Ａ／Ｄ変換器９でＡ／Ｄ変換される。ロードセル５へ印加される負荷荷重（力）の大きさを、Ａ／Ｄ変換器９の出力点で観測する場合、厳密に言えば、Ａ／Ｄ変換出力値において、ロードセル５の起歪部に貼付された歪みゲージ２５のアンバランス量、及び、増幅器８、Ａ／Ｄ変換器９のオフセット電圧、すなわち電気信号によるオフセット信号を除いた成分で表される。

ロードセル５を、荷重信号を測定する増幅回路８等の荷重信号測定回路に接続した時点で、ロードセル５に如何なる負荷荷重も加えない状態でＡ／Ｄ変換器９の出力であるＡ／Ｄ変換値を読み取り、電気的オフセット値ｗｉｅとして記憶させる。

図３は、Ａ／Ｄ変換値のレベルと過大な荷重信号の判定レベルとの関係を説明するための図である。

この図３では、Ａ／Ｄ変換値の零点に対して、重量が作用する方向である正方向の電気的オフセット値ｗｉｅの例を示している。電気的オフセット値ｗｉｅは、正(＋極性)又は負(−極性)の値をとる。

なお、通常の計量時に使用する荷重信号でＡ／Ｄ変換器９のダイナミックレンジの多くを使用し、過大な荷重信号のＡ／Ｄ変換値を出力できないような場合、つまり設定したい所定値より先にＡ／Ｄ変換器９の出力が飽和するような場合は、図４に示すように、増幅器８からの荷重信号を分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧し、増幅器１７で増幅し、過大な荷重信号を検出するための専用のＡ／Ｄ変換器１８でＡ／Ｄ変換したＡ／Ｄ変換値をＣＰＵ１１に取り込むようにしてもよい。

上記のように電気的オフセット値ｗｉｅを記憶させた後、ロードセル５には、計量コンベヤなどの機械的オフセット値に相当する初期荷重分を装着する。そのときのＡ／Ｄ変換値をｗｉｍ´とすると、機械的オフセット値ｗｉｍは、
ｗｉｍ＝ｗｉｍ´− ｗｉｅ
である。図３に示すように、電気的オフセット値ｗｉｅが、正の値であれば、Ａ／Ｄ変換値ｗｉｍ´から正の電気的オフセット値ｗｉｅを減算した値が、機械的オフセット値ｗｉｍとなる。なお、電気的オフセット値ｗｉｅが、負の値であれば、Ａ／Ｄ変換値ｗｉｍ´から負の電気的オフセット値ｗｉｅを減算した値、すなわち、Ａ／Ｄ変換値ｗｉｍ´に負の電気的オフセット値ｗｉｅの絶対値を加算した値が、機械的オフセット値ｗｉｍとなる。

更に、計量コンベヤ３の上にロードセル５の定格荷重Ｗ_M（ｋｇ）に相当する荷重を載置したときＡ／Ｄ変換器９の出力値がｗｉｍ´からｗｉｍ´´へ、
ｗｍ＝ｗｉｍ´´−ｗｉｍ´
だけ変化したとする。

仮にロードセル５の定格荷重の１５０％をもってロードセル５へ印加する許容過負荷と定め、そのときのＡ／Ｄ変換器９の出力値を、許容Ａ／Ｄ変換値Ｅａｄとすると、
Ｅａｄ＝１．５・ｗｍ ＋ ｗｉｅ
で表される。図３に示すように、計量コンベヤ３上の負荷荷重による変化分に、機械的オフセット量ｗｉｍを加えたものが、定格荷重の１５０％(１．５Ｗ_M)の荷重となり、更に、正の電気的オフセット値ｗｉｅを加えた荷重が、許容変換値Ｅａｄとなる。なお、電気的オフセット値ｗｉｅが、負の値であれば、負の電気的オフセット値ｗｉｅを加えた荷重、すなわち、負の電気的オフセット値ｗｉｅの絶対値を減算した値が、許容変換値Ｅａｄとなる。

重量の作用方向と反対方向である負方向の負荷荷重に対する許容Ａ／Ｄ変換値は、図３に示すように、
Ｅａｄ’＝−１．５ｗｍ ＋ ｗｉｅ
と表せる。

このように、荷重信号のＡ／Ｄ変換値が、許容Ａ／Ｄ変換値Ｅａｄ以上、又は、許容Ａ／Ｄ変換値Ｅａｄ’以下であること、すなわち、荷重信号の信号レベルに対応するＡ／Ｄ変換値の絶対値が、許容Ａ／Ｄ変換値Ｅａｄ以上、又は、許容Ａ／Ｄ変換値Ｅａｄ’の絶対値以上であることを、過大な荷重信号の判定条件とすると、Ａ／Ｄ変換値が、電気信号によるノイズに起因して極めて短い時間変化しても過大な荷重信号と判定してしまうことになる。

機械的要因によって過大な荷重信号が加えられていることを評価し、大きさを判定するために、荷重信号のＡ／Ｄ変換値に下記の如く判定条件を設定する。

計量部に、何らかの大きさの過大なステップ状の負荷荷重が正負何れかの方向に加わり、そのとき発生する計量部の力学的特性に応じて発生する固有振動による荷重信号の過渡応答が、図５(ａ)に示すように、ピーク荷重値としてＡ／Ｄ変換値が、許容過負荷に対応する１．５ｗｍの大きさで、周期がＴ１であるとする。

定格荷重をＷ_Mとし、過大な荷重信号と判定するための荷重信号Ｗｓのレベル、すなわち、所定値を、例えば、定格荷重Ｗ_Mの1．３倍（Ｗｓ＝1．３Ｗ_M）とすると、過大な荷重信号と判定するための荷重信号Ｗｓの定格荷重Ｗ_Mに対する比率値Ｑは、Ｑ＝Ｗｓ／Ｗ_M＝１．３Ｗ_M／Ｗ_M＝１．３となる。

許容過負荷は、定格荷重Ｗ_Mの１．５倍としているので，過大な荷重信号のレベルは、１．３／１．５＝０．８６７となる。振動の基本波である正弦波では、ｓｉｎ６０° が０．８６６０であるから、１．３・ｗｍのＡ／Ｄ変換値以上の荷重信号が、図５（ａ）に示すように、（１／６）・Ｔ１の所定時間以上継続することを、過大な荷重信号と判定する条件とする。

つまり、Ａ／Ｄ変換値が、所定値であるＥａｄ＝１．３・ｗｍ＋ｗｉｅ以上を継続する継続時間が、所定時間Ｔｅである（１／６）・Ｔ１（ｍｓｅｃ）以上続いた場合に、ロードセルの劣化要因となる過大な荷重信号と判定し、記憶条件を満足した信号とみなす。

なお、前記所定時間Ｔｅ＝（１／６）・Ｔ１は、前記比率値Ｑ（＝Ｗｓ／Ｗ_Ｍ）を用いて、次のようにして算出することができる。過大な荷重信号と判定するための荷重信号Ｗｓの許容過負荷（１．５Ｗ_Ｍ）に対する比率をＲとすると、
Ｒ＝Ｗｓ／1．５Ｗ_Ｍ
＝Ｑ・Ｗ_Ｍ／1．５Ｗ_Ｍ
＝Ｑ／1．５
三角関数表より、図５(ｂ)に示すθ(ｒａｄ)＝sin^−１Ｒを求め、更にθａ＝｛(π／２）−θ｝×２を算出し、
下記式によって所定時間Ｔｅを、算出することができる。

所定時間Ｔｅ＝(θａ／２π)・Ｔ１
同様に負方向の場合は、Ｅａｄ’＝１．３・ｗｍ−ｗｉｅ以下の小さいＡ／Ｄ変換値が、所定時間Ｔｅ＝（１／６）・Ｔ１（ｍｓｅｃ）以上継続した場合に、ロードセル５の劣化要因となる過大な荷重信号としての記憶条件を満足した信号とみなす。

すなわち、負方向の荷重信号の場合は、信号レベルの絶対値であるＡ／Ｄ変換値の絶対値が、所定値であるＥａｄ’の絶対値以上である継続時間が、Ｔｅ＝（１／６）・Ｔ１（ｍｓｅｃ）以上であるときに、過大な荷重信号であると判定する。

上記は一例であって、過大な荷重信号であると判定する荷重信号の信号レベルの大きさについての所定値、及び、所定値以上の大きさの荷重信号が継続する継続時間についての所定時間は、任意に選択することができ、任意の大きさに設定することができるようにする。

但し、過大な荷重信号の信号レベルの絶対値についての所定値は、定格荷重に対する上記比率値Ｑによって設定するとし、比率値Ｑの設定可能な範囲はＱ≧１であるとする。所定値Ｅａｄ、Ｅａｄ’は、比率値Ｑを用いて、
Ｅａｄ＝Ｑ・ｗｍ＋ｗｉｅ
Ｅａｄ’＝Ｑ・ｗｍ−ｗｉｅ
と表される。

上記のような所定値及び所定時間を設定するための操作、すなわち、電気的オフセット値ｗｉｅ、機械的オフセット値ｗｉｍ、定格荷重Ｗ_M（ｋｇ）に相当するＡ／Ｄ変換器値ｗｍ、及び、比率値Ｑ等の記憶や設定は、図２の入力部１３を操作して調整モードを設定して行われる。これらの設定は、基本的に重量選別機１の製造メーカにおいて行われるが、ユーザにおいて行ってもよい。

なお、電気的オフセット値ｗｉｅは、定格荷重Ｗ_M（ｋｇ）に相当するＡ／Ｄ変換器値ｗｍに比べて小さいので、所定時間Ｔｅの算出の際には、無視してもよい。

次に、以上のようにして過大な荷重信号として判定された荷重信号から指標値を抽出してメモリ１２へ記憶させる記憶方法について説明する。

この実施形態では、過大な荷重信号の印加の状況を作業者が容易に把握できるように、次の４種類の記憶方法によって、メモリ１２へ記憶するようにしている。この記憶は、重量選別機１の運転中、運転停止中の如何に関わらず行う。

第１の記憶方法は、所定値以上の大きさの荷重信号が、所定値以上の信号レベルの絶対値を継続する継続時間の長さの順番を、容易に把握できるように記憶するものである。

荷重信号の信号レベルに対応するＡ／Ｄ変換値の絶対値が、上記の所定値Ｅａｄ、Ｅａｄ’以上の状態を継続する時間が、所定時間Ｔｅ以上である過大な荷重信号の継続時間の長さと、正負方向それぞれの継続時間中における過大な荷重信号のＡ／Ｄ変換値の絶対値の最大値とからなる指標値を測定し、継続時間の開始時点及び終了時点の時刻データを付属させた組を、メモリ１２に記憶させる。

メモリ１２に記憶される指標値の更新の条件は、所定値以上の状態が継続する継続時間の長い順に時間順値を付けて、継続時間の長い順に最大Ｐ個を記憶させる。メモリ１２に記憶された指標値は、図２の入力部１３の操作に応じた表示指令によって、正負別に所定値以上の状態を継続する継続時間の長い順に最大Ｐ個を、表示部１４に表示させる。

図６（ａ）は、この第１の記憶方法によって、指標値が記憶されるメモリ１２の第１集積用レジスタ３１を示す図である。上記のように、継続時間の長さの順位である継続時間順位が、アドレス(N＋１，ａ)〜(Ｎ＋Ｐ，ａ)に記憶され、所定値以上であるＡ／Ｄ変換値の絶対値の最大値が、アドレス(N＋１，ｂ)〜(Ｎ＋Ｐ，ｂ)に記憶され、継続時間が、アドレス(N＋１，ｃ)〜(Ｎ＋Ｐ，ｃ)に記憶され、発生時刻が、アドレス(N＋１，ｄ)〜(Ｎ＋Ｐ，ｄ)に記憶される。この第１集積用レジスタ３１には、正負方向別にそれぞれ記憶される。

第２の記憶方法は、信号レベルの絶対値が所定値以上である過大な荷重信号の信号レベル（荷重レベル）の大きさの順番が容易に分るように記憶するものである。

所定値以上のＡ／Ｄ変換値の絶対値が、所定時間Ｔｅ以上継続するＡ／Ｄ変換値の絶対値の中で、正負方向それぞれ絶対値の最大値と、継続時間の値とからなる指標値を測定し、継続時間の開始時点または終了時点の時刻を付属させた組を、指標値として、正負方向それぞれＡ／Ｄ変換値の絶対値の大きい順に番号を付けて最大Ｐ個記憶する。

メモリ１２に記憶された指標値は、図２の入力部１３の操作に応じた表示指令によって、正負別に所定値以上の信号レベルの絶対値の大きい順に最大Ｐ個を、表示部１４に表示させる。

図６（ｂ）は、この第２の記憶方法によって、データが記憶されるメモリ１２の第２集積用レジスタ３２を示す図である。上記のように、荷重信号の信号レベル（荷重レベル）に対応するＡ／Ｄ変換値の絶対値の最大値の大きさの順位である荷重レベル順位が、アドレス(Ｍ＋１，ａ)〜(Ｍ＋Ｐ，ａ)に記憶され、Ａ／Ｄ変換値の絶対値の最大値が、アドレス(Ｍ＋１，ｂ)〜(Ｍ＋Ｐ，ｂ)に記憶され、継続時間が、アドレス(Ｍ＋１，ｃ)〜(Ｍ＋Ｐ，ｃ)に記憶され、発生時刻が、アドレス(Ｍ＋１，ｄ)〜(Ｍ＋Ｐ，ｄ)に記憶される。この第２集積用レジスタ３２には、正負方向別にそれぞれ記憶される。

第３の記憶方法は、過大な荷重信号の発生時刻順に記憶するものである。

所定値以上のＡ／Ｄ変換値の絶対値が、所定時間Ｔｅ以上継続するＡ／Ｄ変換値の絶対値の中で、正負方向共それぞれＡ／Ｄ変換値の絶対値の最大値と、継続時間とからなる指標値を測定し、継続時間の開始時点または終了時点の時刻を付属した組を、発生順に最新のＰ個を記憶させる。

メモリ１２に記憶された指標値は、図２の入力部１３の操作に応じた表示指令によって、正負方向別に発生時刻順に最大Ｐ個を表示部１４に表示させる。

図６（ｃ）は、この第３の記憶方法によって、データが記憶されるメモリ１２の第３集積用レジスタ３３を示す図であり、上記のように、所定値以上であるＡ／Ｄ変換値の絶対値の最大値が、アドレス(Ｌ＋１，ａ)〜(Ｌ＋Ｐ，ａ)に、継続時間が、アドレス(Ｌ＋１，ｂ)〜(Ｌ＋Ｐ，ｂ)に、発生時刻が、アドレス(Ｌ＋１，ｃ)〜(Ｌ＋Ｐ，ｃ)にそれぞれ記憶される。この第３集積用レジスタ３３には、正負方向別に記憶される。

一般に計量装置では、ロードセルに計量台を取付け、計量台上に物品を載置しない状態で先ず、ロードセルの出力荷重信号を、測定回路を介してＡ／Ｄ変換器の出力値Ｗａｄとして読込み、そのときのＷａｄの値を初期荷重Ｗｉとしてメモリに記憶させる。次にスパン係数Ｋを用いて計量台上に載置される物品の重量値Ｗｎを、
Ｗｎ＝Ｋ・(Ｗａｄ−Ｗｉ)
と表し、スパン調整作業として既知の重量値Ｗａを持つ物品を計量台に載置し、計量装置にＷａを設定し、スパン調整指令を与えるとＷｎが、設定したＷａに等しくなるようにスパン係数Ｋの値が決定される。

このようにスパン係数Ｋが決められるので、Ａ／Ｄ変換値Ｗａｄは、荷重値Ｋ・Ｗａｄとして変換することができる。

したがって、図６において、Ａ／Ｄ変換値Ｗａｄの代わりに荷重値Ｋ・Ｗａｄを用いてもよい。

第４の記憶方法は、過大な荷重信号が現れた回数を、カウンタで積算カウントするものである。

このようにして過大な荷重信号から抽出された指標値は、上記の記憶方法別に、かつ、正負信号別に、図６に示す第１〜第３集積用レジスタ３１〜３３にそれぞれ記憶される。

次に、この実施形態の動作を図７〜図１１のフローチャートに基づいて説明する。

図７は、過大な荷重信号を判定して指標値を抽出し、指標値を集積する処理のフローチャートである。この処理は、１ｍｓｅｃ毎に他のプログラム処理に優先して処理される。

先ず、ステップｎ１では、重量測定値ＷｘのＡ／Ｄ変換値Ｗａｄを読み込み、リアルタイムクロックに基づく時刻データＤｘを読み込み(ステップｎ２)、正負の方向に関わらず、Ａ／Ｄ変換値の絶対値が、所定値以上であるか否かを判断する(ステップｎ３)。

ステップｎ３で、重量測定値ＷｘのＡ／Ｄ変換値Ｗａｄの絶対値が、所定値以上であるときには、所定値以上の状態を継続する継続時間を計測するカウンタＣｘにて、＋１（１ｍｓｅｃ）の時間をカウントし(ステップｎ４)、Ａ／Ｄ変換値Ｗａｄの絶対値と、絶対値の最大値をストアしているレジスタＷｍａｘの値とを比較する(ステップｎ５)。絶対値の最大値をストアしているレジスタＷｍａｘは、正方向の場合のレジスタＷｍａｘ１と、負方向の場合のレジスタＷｍａｘ２とを備えている。前記ステップｎ５では、Ａ／Ｄ変換値Ｗａｄが、正方向の場合はレジスタＷｍａｘ１の値以上(Ｗａｄ≧Ｗｍａｘ１)であるか否かを、負方向の場合はレジスタＷｍａｘ２の値以上(Ｗａｄ≧Wｍａｘ２)であるか否かを判断する。

次に、ステップｎ５で、Ａ／Ｄ変換値Ｗａｄの絶対値が、レジスタＷｍａｘ１又はレジスタＷｍａｘ２の値以上であると判断されたときには、Ａ／Ｄ変換値Ｗａｄが、正方向であるか否かを判断し（ステップｎ６₁）、Ａ／Ｄ変換値Ｗａｄが正方向の場合は、レジスタＷｍａｘ１の最大値をＡ／Ｄ変換値Ｗａｄの絶対値に置き換え（ステップｎ６₂）、Ａ／Ｄ変換値Ｗａｄが負方向の場合は、レジスタＷｍａｘ２の最大値を、Ａ／Ｄ変換値Ｗａｄの絶対値に置き換えて終了する（ステップｎ６₃）。

このステップｎ４〜ｎ６の処理は、上記のように正方向及び負方向の重量測定値ＷｘのＡ／Ｄ変換値Ｗａｄについて、それぞれ行われる。

ステップｎ３で、重量測定値ＷｘのＡ／Ｄ変換値Ｗａｄの絶対値が、所定値以上でないときには、重量測定値ＷｘのＡ／Ｄ変換値Ｗａｄが、正方向であるか否かを判断し(ステップｎ７)、正方向であるときには、正方向について所定値以上の信号レベルの絶対値の継続時間を計測する上記カウンタＣｘが、所定時間Ｔｅ以上であるか否かを判断する(ステップｎ８)。

ステップｎ８で、カウンタＣｘが所定時間Ｔｅ以上でないときには、過大な荷重信号ではなかったとして、その絶対値の最大値をストアしているレジスタＷｍａｘの値をクリアし(ステップｎ９)、所定値以上の状態の継続時間を計測するカウンタＣｘをクリアし(ステップｎ１０)、時刻データＤｘをクリアして終了する(ステップｎ１１)。

ステップｎ８で、カウンタＣｘが所定時間Ｔｅ以上であるときには、正方向の過大な荷重信号であったと判定し、その過大な荷重信号の継続期間中のＡ／Ｄ変換値Ｗａｄの絶対値の最大値をストアする上記レジスタＷｍａｘ１の値と、カウンタＣｘで計測された継続時間とからなる指標値に、継続時間の開始及び終了の時刻データＤｘを付属させて入力データとして揃える(ステップｎ１２)。

次に、上記図６(ａ)の第１の記憶方法によって入力データを、第１集積用レジスタ３１に蓄積し(ステップｎ１３)、図６(ｂ)の第２の記憶方法によって入力データを、第２集積用レジスタ３２に蓄積し(ステップｎ１４)、図６(ｃ)の第３の記憶方法によって入力データを、第３集積用レジスタ３３に蓄積し(ステップｎ１５)、更に、第４の記憶方法によって、正方向の過大な荷重信号の発生回数を計数するカウンタＣｙをインクリメントしてステップｎ９に移る。

また、上記ステップｎ７で、重量測定値ＷｘのＡ／Ｄ変換値Ｗａｄの絶対値が、正方向でないときには、負方向であるとして、ステップｎ１７に移り、正方向の場合と同様の処理を負方向について行う(ステップｎ１８〜ｎ２５)
図８は、図７のステップｎ１３の第１の記憶方法による入力データの集積処理を示すフローチャートである。なお、負方向の場合は、図７のステップｎ２２の処理に対応するものである。

先ず、所定値以上の状態の継続時間を計測するカウンタＣｘによる継続時間と、上記図６(ａ)の第１集積用レジスタ３１のアドレス(Ｎ＋１，ａ)〜(Ｎ＋Ｐ，ａ)にストアされている時間順位値にそれぞれ対応する各継続時間とを、継続時間が最も長い順位値「１」の継続時間Ｔ₁から順位値「Ｐ」に向けて順番に読み出して比較する(ステップｎ１３−１)。

具体的には、カウンタＣｘによる継続時間と、アドレス(Ｎ＋ｋ，ｃ)にストアされた時間順位値ｋの継続時間Ｔｋとを比較し、カウンタＣｘによる継続時間が、継続時間Ｔｋ以上であるか否かを判断し(ステップｎ１３−２)、継続時間Ｔｋ以上でないときは、第１集積用レジスタ３１に既にストアされている継続時間の方が長いので、そのままステップｎ１４へ移る。

ステップｎ１３−２で、カウンタＣｘによる継続時間が、継続時間Ｔｋ以上であるときには、入力データの継続時間の順位値をｋと決定する(ステップｎ１３−３)。これによって、入力データには、順位値ｋが加えられて、(ｋ，Ｗｍａｘ，Ｃｘ，Ｄｘ)となる。

次に、アドレス(Ｎ＋１，ｃ)〜(Ｎ＋Ｐ，ｃ)において、ステップｎ１３−３で順位値ｋが決定される以前のｋ以上の順位値のものに対して順位値を１加算し(ステップｎ１３−４)、加算の結果、順位値がＰ＋１(＞Ｐ)となったアドレスのデータの組を新しい入力データに置き換える、すなわち、順位値がＰ＋１(＞Ｐ)となったアドレスのデータの組を廃棄し、新しい入力データを順位値ｋとしてストアし(ステップｎ１３−５)、ステップｎ１４に移る。

図９は、図７のステップｎ１４の第２の記憶方法による入力データの集積処理を示すフローチャートである。なお、負方向の場合は、図７のステップｎ２３の処理に対応するものである。

先ず、重量測定値ＷｘのＡ／Ｄ変換値Ｗａｄの絶対値の最大値をストアしている上記レジスタＷｍａｘ１の値と、上記図６(ｂ)の第２集積用レジスタ３２のアドレス(Ｍ＋１，ａ)〜(Ｍ＋Ｐ，ａ)にストアされているレベル順位値にそれぞれ対応して記憶されている各Ａ／Ｄ変換値の絶対値の最大値とを、最も大きい順位値「１」の最大値Ｗ₁から順位値「Ｐ」に向けて順番に読み出して比較する (ステップｎ１４−１)。

具体的には、レジスタＷｍａｘ１の値と、アドレス(Ｍ＋ｋ，ｂ)にストアされたレベル順位値ｋのＡ／Ｄ変換値の絶対値の最大値Ｗｋとを比較し、レジスタＷｍａｘ１の値が、Ａ／Ｄ変換値の絶対値の最大値Ｗｋ以上であるか否かを判断し(ステップｎ１４−２)、最大値Ｗｋ以上でないときは、第２集積用レジスタ３２に既にストアされているＡ／Ｄ変換値の絶対値の最大値の方が大きいので、そのままステップｎ１５へ移る。

ステップｎ１４−２で、レジスタＷｍａｘ１の値が、Ａ／Ｄ変換値の絶対値の最大値Ｗｋ以上であるときには、入力データのＡ／Ｄ変換値の絶対値の最大値の順位値をｋと決定する(ステップｎ１４−３)。これによって、入力データには、順位値ｋが加えられて、(ｋ，Ｗｍａｘ１，Ｃｘ，Ｄｘ)となる。

次に、アドレス(Ｍ＋１，ｂ)〜(Ｍ＋Ｐ，ｂ)において、ステップｎ１４−３で順位値ｋが決定される以前のｋ以上の順位値のものに対して順位値を１加算し(ステップｎ１４−４)、加算の結果、順位値がＰ＋１(＞Ｐ)となったアドレスのデータの組を新しい入力データに置き換える、すなわち、順位値がＰ＋１(＞Ｐ)となったアドレスのデータの組を廃棄し、新しい入力データを順位値ｋとしてストアし(ステップｎ１４−５)、ステップｎ１５に移る。

図１０は、図７のステップｎ１５の第３の記憶方法による入力データの集積処理を示すフローチャートである。なお、負方向の場合は、図７のステップｎ２４の処理に対応するものである。

所定値以上の信号レベルの絶対値が所定時間以上継続する過大な荷重信号を、その発生順に、時刻データを付属させ、設定された最大個数Ｐ個のデータの組を第３集積用レジスタ３３に集積するものである。

上記図６(ｃ)の第３集積用レジスタ３３のアドレス(Ｌ＋１，ａ〜ｃ）〜（Ｌ＋Ｐ，ａ〜ｃ）にストアされているデータの組を、図６（ｃ）の右方向へシフトさせて入力データの組を、（Ｌ＋１，ａ〜ｃ）へ入れると共に、最も古い（Ｌ＋Ｐ，ａ〜ｃ）のデータの組を廃棄するものである。

図１１は、表示処理の一例を示すものであり、第１の記憶方法によって記憶された図６(ａ)の第１集積用レジスタ３１の内容を表示するための指令に対する応答処理を示している。

第１の記憶方法による集積データの表示指令があったか否かを判断し(ステップｎ１０１)、表示指令があったときには、所定値以上の継続時間の順位値１からPまでのデータの組を、第１集積用レジスタ３１から読み出して表示用レジスタに送り(ステップｎ１０２)、この表示用レジスタの内容に基づいて、レベル値、継続時間値、発生時刻を組にしたテーブルにして表示部１４に表示する。

なお、第２，第３集積用レジスタ３２，３３に記憶された指標値を表示する処理も第１集積用レジスタ３１の場合と同様である。

この実施形態によれば、次のような作用効果を奏する。

計量部の特性を考慮することによって過大な荷重を判定する条件を規定し、ロードセル５の劣化、故障要因をなす過大な荷重信号を、通常の負荷荷重信号や電気的ノイズ信号から区別するので、正しくロードセル５の劣化進行状況を評価することができる。

ロードセル５に対する過大な荷重の印加の状態を、少ない記憶容量で足りる指標値で表すと共に、指標値の中で、劣化進行への影響度のより高い指標値を所定の最大個数Ｐ個だけ優先的に記憶させるようにしているので、重量選別機１に大容量の記憶素子を使用することなく、多くの代表的な指標値を記憶させることができる。

記憶した指標値を、任意のタイミング、例えば、重量選別機１の使用開始前に定期的に読み出して表示部１４に表示し、ロードセル５に対する過大な荷重の印加の大きさ、継続時間、発生時間間隔、発生タイミングなどの履歴を確認し、過大な荷重の印加があったときには、時刻データと、そのときの作業内容や物品の供給状況とを照合して原因を究明して、作業方法や物品の供給方法を改善するといったことが可能となる。

また、ロードセル５に故障が生じてしまった場合でも、記憶した指標値を読み出して表示部１４に表示し、それまでの過大な荷重信号の印加の履歴に基づいて、過大な荷重の印加の原因、例えば、計量停止中に過大な重量物を計量コンベヤ３上に置いたり、誤って大きい力で計量コンベヤ３を押さえたり、あるいは、洗浄、清掃のためコンベヤベルトを取り外す際に過剰な力を加えたりしたこと、あるいは、物品供給に異常のあったことを特定し、ロードセル５の故障の原因を把握することができる。

上記実施形態では、指標値として、過大な荷重信号の信号レベルの絶対値の代表値として、その最大値を用いたが、継続時間中の荷重信号を積算し、連続時間値Ｃｘで割り算することによって求まる平均値を代表値としてもよい。

上記実施形態では、重量選別機に適用した説明したが、本発明は、ロードセルを備える各種の計量装置、例えば、組合せ秤、台秤、計量タンク等に適用できるものである。

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 ロードセル
６ 物品
７ 物品センサ
１１ ＣＰＵ
１２ メモリ
１３ 入力部
１４ 表示部

Claims (5)

1. 荷重を検出するロードセルを備える計量装置であって、
   前記ロードセルからの荷重信号の内、その信号レベルの絶対値が、所定値以上であって、かつ、前記所定値以上の信号レベルの絶対値を継続する継続時間が、所定時間以上である荷重信号を、過大な荷重信号と判定する判定手段と、
   前記判定手段によって判定される前記過大な荷重信号を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶される過大な荷重信号を読み出して出力する出力手段と、
   を備え、
   前記所定値が、前記ロードセルの定格荷重以上であって、許容過負荷未満の荷重による荷重信号の信号レベルであり、
   前記所定時間が、前記所定値の前記定格荷重による荷重信号の信号レベルに対する比率、及び、前記許容過負荷の前記定格荷重に対する比率を用いて算出される、
   ことを特徴とする計量装置。
2. 前記判定手段によって判定される前記過大な荷重信号に基づいて、前記ロードセルに印加される過大な荷重の印加状態を示す指標値を抽出する抽出手段を備え、
   前記記憶手段には、前記過大な荷重信号に代えて、前記抽出手段によって抽出された前記指標値が記憶され、
   前記出力手段は、前記記憶手段に記憶された前記指標値を読み出して出力する、
   請求項１に記載の計量装置。
3. 前記指標値は、前記信号レベルの前記絶対値が所定時間以上継続する前記信号レベルの前記絶対値についての代表値、前記信号レベルの絶対値が前記所定値以上の値を継続する前記継続時間、及び、前記過大な荷重信号が現れた回数の少なくともいずれか一つの指標値を含む、
   請求項２に記載の計量装置。
4. 前記記憶手段に記憶される前記指標値が、前記代表値であるときには、その値の大きい順に、前記記憶手段に記憶される前記指標値が、前記継続時間であるときには、その時間の長い順に、予め定めた個数以内となるように記憶される、
   請求項３に記載の計量装置。
5. 前記記憶手段には、前記指標値と共に、前記過大な荷重信号が現れた日時を示す日時情報が記憶される、
   請求項２ないし４のいずれかに記載の計量装置。

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