CN110537081A - 计量装置 - Google Patents

Abstract

计量装置具备粗投入秤部及组合秤部。所述粗投入秤部具有：供给装置；保持并排出从所述供给装置供给的被计量物的下段料斗；调节从所述供给装置向所述下段料斗的供给量的供给调节手段；以及设置于所述供给装置或所述下段料斗的重量传感器。控制部用所述重量传感器对在所述供给调节手段进行供给时从所述供给装置向所述下段料斗供给的被计量物的重量进行连续计量，在向所述下段料斗的被计量物的供给重量达到所述粗投入重量的时间点停止所述供给调节手段进行的供给。

Description

计量装置

技术领域

本发明涉及具备粗投入秤部及组合秤部的计量装置。

背景技术

已知一种计量装置，该计量装置具备用大投入计量料斗计量并排出比目标重量小规定量的被计量物的粗投入秤部以及通过多个小投入计量料斗计量出的被计量物的各重量的组合运算来选择并排出最优组合的被计量物的组合秤部（例如参照专利文献1）。根据该计量装置，以粗投入秤部计量出的被计量物的重量与目标重量之间的差作为目标组合重量利用组合秤部对被计量物进行精密计量并排出，使其与从粗投入秤部排出的被计量物在集合斜槽汇合，因而即便目标重量较大也能获得良好的定量精度。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1 ：日本特开2003-207384号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

但是，粗投入秤部中通过在预设的时间开放截止闸门来向大投入计量料斗投入被计量物（大量投入），因而向大投入计量料斗投入的重量会变动。因此，即便大投入计量料斗中的计量精度良好，从大投入计量料斗排出的被计量物的重量也会发生变动。在采用本质上以定量计量为目的的组合运算的组合秤部中，目标重量与从粗投入秤部排出的被计量物的重量之差被决定为目标组合重量，但若粗投入秤部中的重量变动过大，则组合秤部无法充分发挥功能，计量装置整体上的定量精度下降。

因此本发明目的在于，在具备粗投入秤部和组合秤部的大重量用计量装置中防止定量精度的下降。

解决问题的手段：

根据本发明一形态的计量装置具备：将被计量物计量出低于目标重量的规定的粗投入重量并排出的粗投入秤部；组合秤部，所述组合秤部具有各自供给有被计量物的多个计量料斗，以所述粗投入计量部计量出的被计量物的重量与所述目标重量之差作为目标组合重量，基于用所述多个计量料斗计量出的被计量物的各重量及目标组合重量来选择所述多个计量料斗中的将被计量物排出的计量料斗的组合并排出被计量物；集合并排出从所述粗投入秤部及所述组合秤部排出的被计量物的集合斜槽；以及控制所述粗投入秤部及所述组合秤部的控制部；所述粗投入秤部具有：保持并排出被计量物的供给装置；保持并排出从所述供给装置供给的被计量物的下段料斗；调节从所述供给装置向所述下段料斗的供给量的供给调节手段；以及设置于所述供给装置或所述下段料斗的重量传感器；所述控制部用所述重量传感器对在所述供给调节手段进行供给时从所述供给装置向所述下段料斗供给的被计量物的重量进行连续计量，在向所述下段料斗的被计量物的供给重量达到所述粗投入重量的时间点停止所述供给调节手段进行的供给。

根据所述结构，粗投入秤部中的被计量物的计量不在向下段料斗大量投入被计量物后进行，而是通过在向下段料斗投入被计量物的同时进行计量的投入计量来进行，从而抑制了从粗投入秤部向集合斜槽排出的被计量物的重量的变动。因此，从粗投入秤部排出的被计量物与从组合秤部排出的被计量物集合而成的被计量物的合计重量极其接近目标重量，即便目标重量较大也能防止计量装置的定量精度的下降。

也可以是，所述供给装置是保持并排出被计量物的上段料斗。

也可以是，所述粗投入秤部具有各自具有所述供给装置、所述供给调节手段、所述下段料斗及所述重量传感器的多个粗投入秤单元；所述控制部使所述多个粗投入秤单元的计量周期相互重叠（overlap），从所述多个粗投入秤单元中完成了计量的所述粗投入秤单元依次排出被计量物。

根据所述结构，缩短了来自粗投入秤部的被计量物的排出正时的间距，所以通过大量投入而在极短时间内将计量出的被计量物组合并排出的组合秤部的高速性得以充分发挥，计量装置整体计量速度提高。

也可以是，所述控制器将结束从所述供给装置向所述下段料斗的被计量物的供给起到开始所述下段料斗的排出的期间设定为短于从所述供给装置向所述下段料斗的被计量物的供给的期间或从所述下段料斗的被计量物的排出的期间。

根据所述结构，从所述供给装置向所述下段料斗的投入并非通过大量投入而是通过投入计量来进行，所以结束从供给装置向下段料斗的被计量物的供给起到开始下段料斗的排出的期间缩短，从而能提高计量速度。

也可以是，所述重量传感器设置于所述供给装置；所述控制器将结束从所述下段料斗的被计量物的排出起到开始从所述供给装置向所述下段料斗的被计量物的供给的期间设定为短于从所述供给装置向所述下段料斗的被计量物的供给的期间。

根据所述结构，重量传感器并非设置于下段料斗而是设置于供给装置，所以下段料斗的排出带来的振动难以传到重量传感器，且在下段料斗的排出结束时间点，从供给装置的排出结束起经过了时间。因此，能使结束从下段料斗的被计量物的排出起到开始从供给装置向下段料斗的被计量物的供给的期间缩短，从而提高计量速度。

发明效果：

根据本发明，能在具备粗投入秤部和组合秤部的大重量用计量装置中防止定量精度的下降。

附图说明

图1是根据第一实施形态的计量装置的示意图；

图2是图1所示的计量装置的控制系统的框图；

图3是示出图1所示的计量装置的粗投入秤部中的重量传感器值与截止闸门开度的关系的图表；

图4是图1所示的计量装置的控制时序图；

图5是根据第二实施形态的计量装置的示意图；

图6是根据第三实施形态的计量装置的相当于图4的控制时序图；

图7是示出根据第四实施形态的计量装置的粗投入秤部中的重量传感器值与计量正时的关系的图表；

图8是根据第五实施形态的计量装置的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施形态进行说明。

（第一实施形态）

图1是根据第一实施形态的计量装置1的示意图。如图1所示，计量装置1是具备粗投入秤部2、组合秤部3、集合并排出从粗投入秤部2及组合秤部3排出的被计量物的集合斜槽4、控制粗投入秤部2及组合秤部3的控制装置5以及可操作向控制装置5的输入且可显示来自控制装置5的输出的操作显示器6的大重量用计量装置。

粗投入秤部2将被计量物计量出低于目标重量的规定的粗投入重量并排出。粗投入秤部2例如具有多个粗投入秤单元10、11。本实施形态中，例示了第一粗投入秤量单元10及第二粗投入秤单元11。第一粗投入秤单元10及第二粗投入秤单元11各自对从集合斜槽4排出的目标重量的规定比例（例如从85～95％的范围中决定的比例（例如90％））的重量（粗投入重量）的被计量物进行计量并向集合斜槽4排出。

第一粗投入秤单元10具有第一上段料斗21（供给装置）、第一下段料斗22、第一截止闸门23、第一重量传感器24和第一排出闸门25。第一上段料斗21将被计量物保持并向下方排出。第一下段料斗22配置于第一上段料斗21的下方，对从第一上段料斗21供给的被计量物进行保持并向集合斜槽4排出。第一截止闸门23设置于第一上段料斗21，对从第一上段料斗21向第一下段料斗22的供给路径进行开闭。

第一重量传感器24由负载传感器（load cell）构成，测量第一上段料斗21所保持的被计量物的重量。即，第一重量传感器24测量的重量的减少量被测量为从第一上段料斗21向第一下段料斗22投入的重量。第一排出闸门25设置于第一下段料斗22，对从第一下段料斗22向集合斜槽4的排出路径进行开闭。另，第二粗投入秤量单元11为与第一粗投入秤单元10相同的结构，具有第二上段料斗31（供给装置）、第二下段料斗32、第二截止闸门33、第二重量传感器34和第二排出闸门35。

在组合秤部3的上部中央设置有具有振动器的分散送料器41。分散送料器41使从外部供给的被计量物通过振动器带来的振动而放射状分散。分散送料器41的周围放射状地设置有多个具备振动器的直进送料器42。各直进送料器42利用振动搬送从分散送料器41送来的被计量物，并向设置于各直进送料器42的被计量物的送出侧的各供给料斗43送出。

供给料斗43对从直进送料器42供给的被计量物进行保持并向下方排出。在供给料斗43的下方设置有计量料斗44。计量料斗44上设置有由负载传感器构成的重量传感器45，利用重量传感器45分别测量计量料斗44内的被计量物的重量。组合秤部3具备多个（例如4～20个）由直进送料器42、供给料斗43、计量料斗44和重量传感器45构成的计量单元46。在多个计量料斗44的下方设置有使从计量料斗44排出的被计量物集合并从下部的排出口排出的捕集斜槽47。从粗投入秤部2及组合秤部3排出的被计量物在集合斜槽4汇合，从集合斜槽4的排出口向包装机8排出。

图2是图1所示的计量装置1的控制系统的框图。如图2所示，控制装置5具备包含CPU等的运算控制部51和包含RAM及ROM等储存器的存储部52。存储部52中存储有运行程序、包含多个运行参数的运行设定数据、计量值数据等。运算控制部51执行存储于存储部52的运行用程序，进行粗投入秤部2、组合秤部3及供给装置7的控制等。

关于粗投入秤部2的控制，运算控制部51经由闸门驱动电路53控制使第一及第二上段料斗21、31的第一及第二截止闸门23、33开闭的闸门开闭装置21A、31A的执行器（例如伺服马达）和使第一及第二下段料斗22、32的闸门开闭的闸门开闭装置22A、32A的执行器（例如脉冲马达）的动作。运算控制部51通过A/D转换电路54接收粗投入秤部2的第一及第二重量传感器24、34的测量值。

关于组合秤部3的控制，运算控制部51经由振动控制驱动电路61控制分散送料器41及直进送料器42的各振动器的动作。运算控制部51经由闸门驱动电路62控制使供给料斗43及计量料斗44各自的闸门开闭的闸门开闭装置43A、44A的执行器（例如脉冲马达）的动作。运算控制部51通过A/D转换电路63接收组合秤部3的各重量传感器45的测量值。运算控制部51接收来自操作显示器6的输入信号，并向操作显示器6输出要显示的数据等信号。

在运算控制部51进行的组合运算中，以第一粗投入秤单元10或第二粗投入秤单元11计量出的被计量物的重量与目标重量之差作为目标组合重量，基于用多个计量料斗44计量出的被计量物的各重量及目标组合重量来选择多个计量料斗44中排出被计量物的计量料斗44的组合，驱动该被选择的计量料斗44的闸门开闭装置44A并排出被计量物。

操作显示器6具备用于进行计量装置1的操作及运行参数的设定等的输入功能和显示计量装置1的运行状况等的显示功能。操作显示器6例如具有触屏式显示器，用户在其画面上进行计量装置1的运行开始及停止等操作。又，通过切换操作显示器6的显示画面，用户能进行计量装置1的运行参数的设定等。操作显示器6在运行中进行计量装置1的运行速度、组合运算结果等运行状况等的显示。

图3是示出图1所示的计量装置1的粗投入秤部2中的重量传感器45的检测值与截止闸门23、33的开度的关系的图表。另，第一粗投入秤单元10和第二粗投入秤单元11中，除彼此的计量周期在时间上错开这点以外，彼此的控制内容相同，因而以第一粗投入秤单元10为代表进行说明。如图3所示，控制装置5用第一重量传感器24连续计量在第一截止闸门23开放时从第一上段料斗21向第一下段料斗22供给的被计量物的重量，若该计量的重量达到目标的粗投入重量的规定比例（例如从85～95％的范围中决定的比例（例如90％））的重量，则开始逐渐减少第一截止闸门23的开度。然后在用第一重量传感器24计量的向第一下段料斗22供给的被计量物的重量达到目标的粗投入重量的时间点（时刻t）关闭第一截止闸门23。即，从第一上段料斗21向第一下段料斗22投入的被计量物的计量不是对大量投入后的被计量物进行计量的大量计量，而是在投入被计量物的同时进行计量的投入计量。

图4是图1所示的计量装置1的控制时序图。另，组合秤部3的计量周期比第一及第二粗投入秤单元10、11各自的计量周期时间短，所以图4中省略组合秤部3的计量周期的图示。又，图4中“投入”意为向下段料斗22、32的投入，第一及第二粗投入秤量单元10、11的“排出”意为从下段料斗22、32的排出，计量装置1的“排出”意为从集合斜槽4的排出。

如图4所示，控制装置5使第一粗投入秤单元10的计量周期与第二粗投入秤量单元11的计量周期相互重叠，从第一及第二粗投入秤单元10、11中完成了计量的粗投入秤单元依次排出被计量物。由于第一粗投入秤单元10的计量周期和第二粗投入秤单元11的计量周期除了彼此的起点在时间上错开这点以外，控制内容相同，因而以第一粗投入秤单元10的计量周期为代表进行说明。

第一粗投入秤单元10的计量周期由“零点修正”、“投入”、“调整”及“排出”构成。“零点修正”的期间（t1）是在第一截止闸门23从开放状态回到关闭状态之后将第一重量传感器24测量的向第一下段料斗22的投入重量复零（zero-set）的期间。“投入”的期间（t2）是从第一上段料斗21向第一下段料斗22投入被计量物的期间。“调整”的期间（t3）是用于调整第一下段料斗22的排出正时的期间。“排出”的期间（t4）是从第一下段料斗22向集合斜槽4排出被计量物的期间。

本实施形态中，第一重量传感器24并非设置于第一下段料斗22，而是设置于第一上段料斗21，所以第一下段料斗22的排出带来的振动难以传到第一重量传感器24，且在第一下段料斗22的排出的结束时间点，从第一上段料斗21的第一截止闸门23关闭起经过了时间。因此，从第一下段料斗22的“排出”结束到向第一下段料斗22的“投入”开始的期间能短于向第一下段料斗22的“投入”期间（t1＜t2）。又，从第一上段料斗21向第一下段料斗22的投入的被计量物的计量不是大量计量而是投入计量，因而从向第一下段料斗22的“投入”结束到第一下段料斗22的“排出”开始的期间能短于向第一下段料斗22的“投入”及第一下段料斗22的“排出”各自的期间（t3＜t2及t3＜t4）。又，各粗投入秤量单元10、11的排出正时的相对关系以粗投入秤部2整体的排出正时的间距为等间隔的形式进行设定。

根据以上说明的结构，向粗投入秤部2中的第一及第二下段料斗22、32供给的被计量物的计量不是大量计量而是投入计量，所以从粗投入秤部2向集合斜槽4排出的被计量物的重量的变动被抑制。因而，从粗投入秤部2排出的被计量物与从组合秤部3排出的被计量物集合而成的被计量物的合计重量极其接近目标重量，即便目标重量较大也能防止计量装置1的定量精度的下降。

又，控制装置5使第一及第二粗投入秤单元10、11的计量周期相互重叠，从第一及第二粗投入秤单元10、11中完成了计量的粗投入秤单元依次排出被计量物，所以缩短了来自粗投入秤部2的被计量物的排出正时的间距，利用大量投入而在极短时间内将计量出的被计量物组合并排出的组合秤部3的高速性得以充分发挥，作为计量装置1，计量速度提高。尤其是，在本实施形态的粗投入秤部2中，第一及第二重量传感器24、34设置于第一及第二上段料斗21、31且向第一及第二下段料斗22、32供给的被计量物的计量是投入计量，所以易使第一粗投入秤单元10的计量周期与第二粗投入秤单元11的计量周期在时间序列上接近从而重叠，能适当缩短计量装置1的排出正时的间距。

（第二实施形态）

图5是根据第二实施形态的计量装置101的示意图。另，对与第一实施形态共通的结构标以同一符号并省略说明。如图5所示，第二实施形态的计量装置101中，粗投入秤部102的第一及第二重量传感器124、134分别设置于第一及第二下段料斗22、32。粗投入秤部102中，从第一上段料斗21向第一下段料斗22投入的被计量物的计量也不是大量计量而是投入计量。计量装置101的控制装置105与图3同样地控制第一及第二截止闸门23、33。即，在开放第一截止闸门23从而以稳定的一定流量向第一下段料斗22投入的被计量物的重量由第一重量传感器124计量并达到目标的粗投入重量的时间点，关闭第一截止闸门23从而停止被计量物的投入。

根据以往的想法，在第一截止闸门23关闭的瞬间，上段料斗21与下段料斗22之间的空中有被计量物存在，因而会对在第一截止闸门23的关闭时间点上存在于空中的被计量物的重量进行预测并提早关闭第一截止闸门23。但本实施形态中，着眼于因从上段料斗21向下段料斗22连续落下的被计量物而在下段料斗22产生的冲撞载荷与在第一截止闸门23的关闭时间点上存在于空中的被计量物的重量程度相同这样的现象，在第一重量传感器124检测到的被计量物的重量达到目标的粗投入重量的瞬间关闭第一截止闸门23。

根据这样的结构也能在具备粗投入秤部102和组合秤部3的大重量用计量装置101中良好地防止定量精度的下降。另，其它结构因与前述的第一实施形态相同而省略说明。

（第三实施形态）

图6是根据第三实施形态的计量装置1’的相当于图4的控制时序图。如图6所示，第三实施形态的计量装置1’中，与组合秤部3的一次排出对应地从多个粗投入秤单元10’、11’进行排出。即，对于包装机8中的一次包装，进行组合秤部3的一次排出和多个粗投入秤单元10’、11’的排出。第一粗投入秤单元10’的计量周期与第二粗投入秤量单元11’的计量周期相互重叠，从第一及第二粗投入秤单元10’、11’中完成了计量的粗投入秤单元依次排出被计量物。第三实施形态的第一及第二粗投入秤单元10’、11’的被计量物的投入量及排出量少于第一实施形态的第一及第二粗投入秤单元10、11的被计量物的投入量及排出量。从第一粗投入秤单元10'排出的被计量物、从第二粗投入秤单元11’排出的被计量物和从组合秤部3排出的被计量物在集合斜槽4汇合并从集合斜槽4的排出口向包装机8排出。

根据该结构，即便计量装置1’的目标重量较大也能减小粗投入秤单元10’、11’的尺寸。另，第一及第二粗投入秤单元10’、11’的计量周期也可以不相互重叠而使正时一致。也可以与组合秤部3的一次排出对应地从一个粗投入秤单元10’进行二次排出。粗投入秤单元也可以为三个以上。另，其它结构因与前述的第一实施形态相同而省略说明。

（第四实施形态）

图7是示出根据第四实施形态的计量装置的粗投入秤部3中的重量传感器值与计量正时的关系的图表。如图7所示，第四实施形态的计量装置在投入计量后进行静止计量这点上不同于第二实施形态。本实施形态中，在粗投入秤部3，在从关闭截止闸门23、33而投入计量完成起经过规定时间后且下段料斗22、32排出前，还用重量传感器124、134进行计量。即，投入计量完成后在重量传感器124、134的检测值的变动收敛后还用重量传感器124、134进行高精度的计量（静止计量），由此能兼顾粗投入秤部3中重量变动的减少和计量精度的提高。

（第五实施形态）

图8是根据第五实施形态的计量装置201的示意图。如图8所示，第五实施形态的计量装置201中，废除上段料斗，对从送料器212（供给装置）向第一及第二下段料斗22、32直接供给的被计量物进行投入计量。在从送料器212以稳定的一定流量向下段料斗22投入的被计量物的重量由重量传感器124计量并达到目标粗投入重量的时间点，停止从送料器212的被计量物的投入。着眼于因从送料器212向下段料斗22连续落下的被计量物而在下段料斗22产生的冲撞载荷与在送料器212的停止时间点上存在于空中的被计量物的重量程度相同这样的现象，在由重量传感器124检测到的被计量物的重量达到目标的粗投入重量的瞬间停止送料器212。根据该结构，能通过废除上段料斗来使装置紧凑。

本发明不限于前述的各实施形态，能对其结构进行变更、追加或删除。例如在前述各实施形态中，在组合秤部3中对每个计量单元设置一个参加组合运算的计量料斗，但也可以对每个计量单元设置多个参加组合运算的计量料斗。虽示出了在粗投入秤部2中设置两个粗投入秤量单元的例子，但粗投入秤量单元也可以多于两个，还可以为一个。又，作为供给调节手段的例子例示了截止闸门23、33，但也可以取而代之地使用通过旋转来对供给进行开关的螺旋式送料器、回转式送料器、盘式送料器（台式送料器）、螺旋送料器等。

符号说明：

1、1’、101、201 计量装置；

2、102、202 粗投入秤部；

3 组合秤部；

4 集合斜槽；

5、105 控制装置（控制部）；

10、10’ 第一粗投入秤单元；

11、11’ 第二粗投入秤单元；

21 第一上段料斗（供给装置）；

22 第一下段料斗；

23 第一截止闸门（供给调节手段）；

24、124 第一重量传感器；

31 第二上段料斗（供给装置）；

32 第二下段料斗；

33 第二截止闸门（供给调节手段）；

34、134 第二重量传感器；

44 计量料斗；

212 送料器（供给装置）。

Claims (5)

1.一种计量装置，其特征在于，

具备：将被计量物计量出低于目标重量的规定的粗投入重量并排出的粗投入秤部；

组合秤部，所述组合秤部具有各自供给有被计量物的多个计量料斗，以所述粗投入计量部计量出的被计量物的重量与所述目标重量之差作为目标组合重量，基于用所述多个计量料斗计量出的被计量物的各重量及目标组合重量来选择所述多个计量料斗中的将被计量物排出的计量料斗的组合并排出被计量物；

集合并排出从所述粗投入秤部及所述组合秤部排出的被计量物的集合斜槽；以及

控制所述粗投入秤部及所述组合秤部的控制部；

所述粗投入秤部具有：

排出被计量物的供给装置；

保持并排出从所述供给装置供给的被计量物的下段料斗；

调节从所述供给装置向所述下段料斗的供给量的供给调节手段；以及

设置于所述供给装置或所述下段料斗的重量传感器；

所述控制部用所述重量传感器对在所述供给调节手段进行供给时从所述供给装置向所述下段料斗供给的被计量物的重量进行连续计量，在向所述下段料斗的被计量物的供给重量达到所述粗投入重量的时间点停止所述供给调节手段进行的供给。

2.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，

所述供给装置是保持并排出被计量物的上段料斗。

3.根据权利要求1或2所述的计量装置，其特征在于，

所述粗投入秤部具有各自具有所述供给装置、所述供给调节手段、所述下段料斗及所述重量传感器的多个粗投入秤单元；

所述控制部使所述多个粗投入秤单元的计量周期相互重叠，从所述多个粗投入秤单元中完成了计量的所述粗投入秤单元依次排出被计量物。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的计量装置，其特征在于，

所述控制器将结束从所述供给装置向所述下段料斗的被计量物的供给起到开始所述下段料斗的排出的期间设定为短于从所述供给装置向所述下段料斗的被计量物的供给的期间或从所述下段料斗的被计量物的排出的期间。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的计量装置，其特征在于，

所述重量传感器设置于所述供给装置；

所述控制器将结束从所述下段料斗的被计量物的排出起到开始从所述供给装置向所述下段料斗的被计量物的供给的期间设定为短于从所述供给装置向所述下段料斗的被计量物的供给的期间。