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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Artikelüberprüfungsvorrichtung, insbesondere eine Artikelüberprüfungsvorrichtung, die eine Waage aufweist, die das Gewicht eines Artikels messen kann.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Als eine Artikelüberprüfungsvorrichtung, die in einer Produktionsanlage für Lebensmittel oder Medikamente beförderte Artikel überprüft, wird häufig eine Artikelüberprüfungsvorrichtung verwendet, wobei eine Waage von einer Wägeplattform mit einer Last eines Gewichts von Förderartikeln auf einem Förderband mit Wägeplattform (im Folgenden als Wägeförderband bezeichnet) beaufschlagt wird.
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Bei einer solchen Artikelüberprüfungsvorrichtung kommt es vor, dass die Bewegung von beweglichen Teile der Wägeplattform, des Förderbands oder dergleichen beeinträchtigt wird oder die Empfindlichkeit der Waage abnimmt, sodass es erforderlich ist, zeitnah zu ermitteln, ob ein präziser Wägewert erlangt werden kann. Bei einer solchen Artikelüberprüfungsvorrichtung ist es wünschenswert, möglichst ohne Anhalten der Produktionsanlage die Empfindlichkeit für jede Artikelart einstellen und eine zeitnahe Empfindlichkeitskorrektur vornehmen zu können, um Messwertfehler innerhalb eines zulässigen Bereichs zu halten.
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Im Stand der Technik ist bekannt, auf Grundlage einer Taktung einer Artikelerkennung durch einen Transportsensor von einem normalen Überprüfungsmodus in einen Betriebsprüfungsmodus umzuschalten (siehe beispielsweise Patentdokument 1) oder entsprechend einer Anforderungsbedienung für einen Prüfbefehl ein Modusumschaltsignal auszugeben und einen überprüften Artikel in einer Prüfungsauswurfrichtung, die sich von einer normalen Förderrichtung unterscheidet, auszuwerfen und dadurch einen überprüften Artikel zwecks Bestätigung automatisch aus der Produktionsanlage zu entnehmen, um ohne Anhalten der Produktionsanlage einen Wägefehler korrigieren zu können (siehe beispielsweise Patentdokument 2).
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Für eine Artikelüberprüfungsvorrichtung, die Röntgenstrahlen verwendet, ist bekannt, bei Betriebsbeginn mithilfe eines simulierten Verschlechterungsbilds eine Betriebsprüfung durchzuführen (siehe beispielsweise Patentdokument 3) oder an einer in Breitenrichtung äußeren Seite über einem Förderweg, den die überprüften Artikel nicht passieren, ein Teststück zur Empfindlichkeitseinstellung anzuordnen, um eine Fremdkörpererfassungsfunktion testen zu können (siehe beispielsweise Patentdokument 4).
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Auch ist bekannt, eine Belastungseinrichtung vorzusehen, die eine Waage belasten kann und dazu dient, Wägefehler durch externes Anlegen von abrupten Schwingungen oder dergleichen zu unterbinden, und eine Normalbelastung durch die Belastungseinrichtung im Voraus in einem Speicher abzulegen und eine zu regelmäßigen Diagnosezeitpunkten gemessene Diagnosebelastung mit der Normalbelastung zu vergleichen, um auf diese Weise Störungen der Überprüfungsleistung automatisch erkennen zu können (siehe beispielsweise Patentdokument 5).
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Dokumente des Stands der Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 2013-113784
- Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 2006-322750
- Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 2011-209177
- Patentdokument 4: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 2003-315286
- Patentdokument 5: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 2012-173166
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
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Bei den obenstehenden Artikelüberprüfungsvorrichtungen des Stands der Technik handelt es sich jedoch um Ausgestaltungen, bei denen die Diagnose des Wägewerts periodisch durchgeführt wird, weshalb es nicht möglich ist, eine Diagnose der Wägeempfindlichkeit für jeden Wägevorgang eines Artikels durchzuführen, sodass für den Fall, dass nach einer Betriebsprüfung eine Störung der Empfindlichkeit der Waage auftritt, dieser auf die Störung der Empfindlichkeit zurückgehende Fehler der Vorrichtung erst bei der nächsten Betriebsprüfung festgestellt wird.
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Auch wenn ein Bediener, wie es üblich ist, Musterartikel der überprüften Artikel, beispielsweise einen mängelfreien Artikel (OK-Artikel) und einen mangelhaften Artikel (NG-Artikel) jeweils zu im Voraus festgelegten bestimmten Zeitpunkten die Produktionsanlage durchlaufen lässt und so eine Betriebsprüfung zum Ermitteln der einwandfreien Überprüfungsleistung durchführt, wird für den Fall, dass nach einer jeweiligen Betriebsprüfung eine Störung der Empfindlichkeit der Waage auftritt, dieser auf die gestörte Empfindlichkeit zurückgehende Fehler der Vorrichtung erst bei der nächsten Betriebsprüfung festgestellt.
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Üblicherweise liegt das Problem vor, dass bei Feststellung eines Vorrichtungsfehlers aufgrund einer Störung der Empfindlichkeit bei einer Betriebsprüfung Arbeiten durchgeführt werden müssen, um zu ermitteln, ob unter den bis zu der Betriebsprüfung geprüften Artikeln mangelhafte Artikel (einschließlich einwandfreier Artikel mit falscher Kategorisierung oder Beurteilung) ausgegeben wurden, und durch eine erneute Überprüfung mangelhafte Artikel ausfindig zu machen, was zu Produktivitätseinbußen führt.
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Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen dieser Probleme getätigt, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Artikelüberprüfungsvorrichtung bereitzustellen, mit der beim Auftreten eines Vorrichtungsfehlers die Belastung von Bedienern beim Verhindern der Ausgabe von mangelhaften Artikel stark reduziert und eine Verringerung der Produktivität verhindert werden kann.
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Mittel zum Lösen der Aufgabe
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Um diese Aufgabe zu erfüllen, handelt es sich bei einer erfindungsgemäßen Artikelüberprüfungsvorrichtung um eine Artikelüberprüfungsvorrichtung mit einer Waage, die bei Belastung mit dem Gewicht eines Artikels innerhalb einer erforderlichen Messzeit ab dem Belastungszeitpunkt ein Wägesignal für das Gewicht ausgibt, und einem Beurteilungsabschnitt, der auf Grundlage des Wägesignals den Artikel überprüft, und ferner umfassend einen Belastungsabschnitt, der die Waage mit einer Diagnoselast belastet, und einen Diagnoseabschnitt, der bei Belastung der Waage mit dem Gewicht des Artikels innerhalb einer festgelegten diagnosefähigen Zeitspanne, die länger als die erforderliche Messzeit ab dem Belastungszeitpunkt ist, die Waage durch den Belastungsabschnitt mit der Diagnoselast belastet und auf Grundlage des Wägesignals beim Belasten mit der Diagnoselast eine Diagnose der Leistung der Waage durchführt.
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Durch diese Ausgestaltung ist in einem Zustand, in dem die Waage mit dem Gewicht des Artikels belastet ist, eine Leistungsdiagnose der Waage auf Grundlage des Wägesignals bei Belastung mit der Diagnoselast innerhalb der festgelegten diagnosefähigen Zeitspanne möglich, sodass eine Leistungsdiagnose der Artikelüberprüfungsvorrichtung für jeden Wägevorgang eines Artikels möglich ist. Wenn ein Vorrichtungsfehler im Zusammenhang mit der Wägeleistung auftritt, kann daher die Störung aufgrund des Auftretens des Fehlers sofort erkannt werden, weshalb mühsame Arbeiten, die bislang zum Verhindern der Ausgabe von mangelhafte Artikeln beim Auftreten eines Vorrichtungsfehlers ausgeführt wurden, unnötig werden.
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In der vorliegenden Erfindung kann der Diagnoseabschnitt derart ausgestaltet sein, dass unter der Voraussetzung, dass die erforderliche Messzeit ab dem Belastungszeitpunkt verstrichen ist, die Waage innerhalb der diagnosefähigen Zeitspanne durch den Belastungsabschnitt mit der Diagnoselast belastet wird. In diesem Fall erfolgt die Belastung mit der Diagnoselast, nachdem sich die Belastung mit dem Artikelgewicht stabilisiert hat, sodass eine angemessene Diagnose der Wägeleistung für jede Messung des Artikelgewichts ermöglicht wird.
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In der vorliegenden Erfindung kann der Belastungsabschnitt derart ausgestaltet sein, dass er eine Lasteinstelleinrichtung, die die Belastung der Waage einstellt, eine Belastungszeitpunkteinstelleinrichtung, die den Zeitpunkt des Belastens mit der Last einstellt, und eine Belastungssteuereinrichtung beinhaltet, die den Belastungswert steuert. Durch diese Ausgestaltung ist eine geeignete Einstellung der Empfindlichkeit in Bezug auf die Wägeobjektlast entsprechend der geforderten Leistung möglich.
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In der vorliegenden Erfindung kann der Diagnoseabschnitt derart ausgestaltet sein, dass er eine Gewichtsberechnungseinrichtung, die innerhalb der erforderlichen Messzeit auf Grundlage des Wägesignals für das Gewicht des Artikels einen Gewichtswert des Artikels berechnet, eine Belastungsberechnungseinrichtung, die auf Grundlage des Wägesignals innerhalb der diagnosefähigen Zeitspanne einen Diagnoselastwert berechnet, und eine Empfindlichkeitsbeurteilungseinrichtung beinhaltet, die auf Grundlage des Diagnoselastwerts die Empfindlichkeit der Waage beurteilt. In diesem Fall kann eine gute Wägeempfindlichkeit sichergestellt werden.
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In der vorliegenden Erfindung kann die Belastungsberechnungseinrichtung derart ausgestaltet sein, dass sie innerhalb der diagnosefähigen Zeitspanne in einem Zustand der Belastung der Waage mit dem Gewicht des Artikels das auf Grundlage des Wägesignals innerhalb der erforderlichen Messzeit berechnete Gewicht des Artikels von einem Lastwert subtrahiert, der auf Grundlage eines Wägesignals im Anschluss an die erforderliche Messzeit innerhalb der diagnosefähigen Zeitspanne berechnet wird, und so den Diagnoselastwert berechnet. Indem in diesem Fall der Einfluss des Gewichtswerts des unmittelbar zuvor gewogenen Artikels beseitigt wird, ist es möglich, den Diagnoselastwert für jeden Wägevorgang auf stabile Weise zu berechnen, sodass eine Veränderung der Empfindlichkeit präzise beurteilt werden kann.
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Wenn die Waage nach Art einer Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation normalerweise ein Aufbauelement aufweist, das den Belastungsabschnitt bilden kann, kann dieses Aufbauelement als der Belastungsabschnitt dienen, und auch wenn es sich um eine andere Art von Waage handelt, kann ein Belastungsabschnitt ergänzt werden, der einen Elektromagneten oder sonstiges umfasst.
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Wirkung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Artikelüberprüfungsvorrichtung bereitgestellt werden, mit der beim Auftreten eines Vorrichtungsfehlers die Belastung von Bedienern beim Verhindern der Ausgabe von mangelhaften Artikel stark reduziert und eine Verringerung der Produktivität verhindert werden kann.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 ein schematisches Blockschaubild eines Diagnosesystems einer Artikelüberprüfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ein schematisches Blockschaubild eines Wägesystems einer Artikelüberprüfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine erläuternde Ansicht eines Wägesignals der Artikelüberprüfungsvorrichtung und einer Zeitspanne, in der auf Grundlage des Signals eine Messung möglich ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 4 eine erläuternde Ansicht eines Wägesignals der Artikelüberprüfungsvorrichtung und einer Messung auf Grundlage des Signals sowie eines Zeitpunkts des Belastens mit einer Diagnoselast gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 5 eine erläuternde Ansicht einer Abweichung eines Artikelförderabstands der Artikelüberprüfungsvorrichtung und einer Messung auf Grundlage eines entsprechenden Wägesignals sowie eines Zeitpunkts des Belastens mit einer Diagnoselast.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 bis 4 zeigen eine Artikelüberprüfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei die vorliegende Ausführungsform beispielhaft einen Fall der Anwendung auf eine Artikelüberprüfungsvorrichtung zeigt, die eine Waage aufweist, die das Gewicht von Artikeln messen kann.
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Zunächst soll ihr Aufbau beschrieben werden.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, beinhaltet die Artikelüberprüfungsvorrichtung 10 einen Wägeabschnitt 11, einen Förderabschnitt 12, einen Fördersensor 13, einen Einstellabschnitt 14, einen Wägesteuerungsabschnitt 15, einen Beurteilungsabschnitt 16, einen Überprüfungsergebnisausgabeabschnitt 17 und einen Leistungsdiagnoseabschnitt 18. Der Artikelüberprüfungsvorrichtung 10 vorgelagert ist ein nicht dargestelltes Hilfsförderband und ihr nachgelagert ein nicht dargestellter Sortierer vorgesehen.
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Der Wägeabschnitt 11 und der Förderabschnitt 12 sind einstückig an einem Abschnitt einer Produktionsanlage für Artikel W wie Fleisch, Fisch, verarbeitete Lebensmittel, Medikamente oder sonstiges (Wägeartikel, überprüfte Artikel) angeordnet, und das Gewicht der Artikel W, die in Bezug auf den Förderabschnitt 12 in Richtung von Pfeil A in 2 heranbefördert werden, wird durch den Wägeabschnitt 11 gemessen.
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Der Wägesteuerungsabschnitt 15 steuert den Betrieb des Wägeabschnitts 11 und des Förderabschnitts 12, und der Beurteilungsabschnitt 16 vergleicht den Messwert des Gewichts der Artikel W mit einem im Voraus im Einstellabschnitt 14 eingestellten Referenzwert oder einem oberen und unteren Grenzwert davon und führt eine Beurteilung, ob der Messwert innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, eine Gewichtskategoriebeurteilung und dergleichen durch.
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Das Ergebnis der Qualitätsbeurteilung durch den Wägeabschnitt 11 und das Ergebnis der Gewichtskategoriebeurteilung werden durch den Überprüfungsergebnisausgabeabschnitt 17 beispielsweise auf einem Bildschirm angezeigt und an den der Artikelüberprüfungsvorrichtung 10 nachgelagert verbundenen Sortierer ausgegeben. Am Sortierer werden die Artikel W entsprechend dem von der Artikelüberprüfungsvorrichtung 10 ausgegebenen Qualitätsbeurteilungsergebnis und Gewichtskategoriebeurteilungsergebnis nach Förderziel eingeteilt.
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Der Leistungsdiagnoseabschnitt 18 ist ein Diagnoseabschnitt, der auf Grundlage eines Wägesignals (Wiegesignals), das dem vom Wägeabschnitt 11 erlangten Gewicht eines jeweiligen Artikels W entspricht, bei jeder Ausgabe des Wägesignals für den Artikel W und Messung seines Gewichts ermittelt, ob die Wägeleistung einwandfrei ist (dieser Punkt wird nachstehend beschrieben).
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Bei dem Wägeabschnitt 11 handelt es sich konkret um einen Wägesensor, der unter Lagerung des Förderabschnitts 12, der ein Wägeförderband mit einer Wägeplattform 21 ist, entsprechend dem Gewicht des Artikels W ein Wägesignal ausgibt, und ist beispielsweise eine Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation. Der Wägeabschnitt 11 kann innerhalb einer erforderlichen Messzeit ab der Belastung mit dem Gewicht des Artikels Wein Wägesignal für das Gewicht ausgeben.
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Genauer ist der Wägeabschnitt 11, wie in 2 gezeigt, durch eine Aufhängungsplatte 85, die zusammen mit der Wägeplattform 21 des Förderabschnitts 12 nach oben und unten (in vertikaler Richtung) verlagert wird, eine Parallelfeder 86, an der die Aufhängungsplatte 85 aufgehängt ist, einen Stab 82, dessen eines Ende an der Aufhängungsplatte 85 fixiert ist, einen Lagerungspunkt 81, der den Stab 82 lagert, einen Positionssensor 83, der die Position des anderen Endes des Stabs 82 ausgibt, eine elektromagnetische Spule 84 mit einem Elektromagneten 88, der eine Kraft auf das andere Ende des Stabs 82 ausübt, einen Spulenansteuerungsabschnitt 92, der die elektromagnetische Spule 84 ansteuert, und einen Servosteuerungsabschnitt 91 gebildet, der auf Grundlage eines Erfassungssignals des Positionssensors 83 mittels einer Servosteuerung wie einer PID-Steuerung oder dergleichen den Spulenansteuerungsabschnitt 92 steuert. Das eine Ende der Parallelfeder 86 ist an der Aufhängungsplatte 85 fixiert, und das andere Ende ist an einer gemeinsamen Basis 87 des Lagerungspunkts 81 und der elektromagnetischen Spule 84 fixiert, wodurch insgesamt ein so genannter Roberval-Mechanismus gebildet wird.
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Bei der Waage mit elektromagnetischer Kraftkombination, die als der Wägeabschnitt 11 dient, wird der Stab 82 im unbelasteten Zustand durch den Servosteuerungsabschnitt 91 balanciert gehalten, und wenn sich der Stab 82 durch Platzieren eines Artikels W auf dem Förderabschnitt 12 mit Wägeplattform neigt, wird diese Neigung durch den Positionssensor 83 erfasst, und der Servosteuerungsabschnitt 91 lässt einen Strom in der elektromagnetischen Spule 84 fließen, derart, dass eine Differenz zwischen dem Erfassungswert und einem Sollwert (normalerweise eine Neigung von null Grad) null ist. Da der Strom proportional zum Gewicht des Artikels W ist, kann der Gewichtswert in Gramm umgerechnet werden.
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Der Förderabschnitt 12 ist durch die Wägeplattform 21 und einen nicht dargestellten Förderantriebsmotor und dergleichen gebildet und fördert Artikel W, die von einem vorgelagerten Förderband wie etwa einem Hilfsförderband oder dergleichen in Pfeilrichtung A heranbefördert werden, unter festgelegten Bedingungen, unter denen eine Gewichtsmessung durch den Wägeabschnitt 11 möglich ist. Obwohl nicht im Detail gezeigt, ist der Förderabschnitt 12 als ein Förderband gebildet, das beispielsweise eine Antriebsrolle, die die Förderantriebsseite bildet, und eine parallel zur Antriebsrolle von dieser beabstandete Mitläuferrolle sowie ein zwischen den Rollen gespanntes Endlosförderband aufweist, wobei die Rollen durch die Wägeplattform 21 gelagert werden.
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Der Fördersensor 13 ist beispielsweise als fotoelektrischer Sensor mit einem Lichtausgabe- und -aufnahmeabschnitt gebildet und ist zwischen dem Hilfsförderband und dem Förderabschnitt 12 angeordnet. Wenn der Artikel W zwischen dem Lichtausgabeabschnitt und dem Lichtaufnahmeabschnitt hindurch tritt und die Lichtaufnahme blockiert wird, erfasst der Fördersensor 13, dass der Artikel W heranbefördert wird, und sein Erfassungssignal wird in den Wägesteuerungsabschnitt 15 eingespeist.
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Der Einstellabschnitt 14 weist eine Eingabeschnittstelle, über die für die verschiedenen Arten von Artikeln W Förderbedingungen, Überprüfungsbedingungen, Beurteilungsbedingungen für die Überprüfungsergebnisse und dergleichen durch einstellende Bedienung oder durch Datenübertragung eingegeben werden können, und eine Speichervorrichtung auf, die die Einstellungsinformationen speichert.
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Der Wägesteuerungsabschnitt 15 weist eine Signalverarbeitungseinrichtung 71 und eine Wägewertberechnungseinheit 72 auf, um die Wägeverarbeitung am Wägeabschnitt 11, die Fördergeschwindigkeitssteuerung durch den Förderabschnitt 12 usw. durchzuführen.
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Die Signalverarbeitungseinrichtung 71 führt gemäß festgelegten Signalverarbeitungsbedingungen, die auf dem Wägesignal vom Wägeabschnitt 11 beruhen, eine Signalverarbeitung durch und gibt ein Signalverarbeitungssignal aus, mit dem eine Wägewertberechnung möglich ist. Beispielsweise verwendet die Signalverarbeitungseinrichtung 71 für das Wägesignal vom Wägeabschnitt 11 aus verschiedenen Tiefpassfiltern von unterschiedlicher Art und unterschiedlichen Eigenschaften einen Filter, der der Artikelkategorie des Artikels W entspricht, und lässt nur die Niederfrequenzkomponente des Wägesignals als verarbeitetes Signal durch.
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Die Signalverarbeitungseinrichtung 71 umfasst konkret wie in 2 gezeigt einen Stromerfassungswiderstand 93, der mit der elektromagnetischen Spule 84 des Wägeabschnitts 11 in Reihe geschaltet ist und dazu dient, in der elektromagnetischen Spule 84 fließenden Strom zu erfassen, einen Verstärker 94, der ein Erfassungssignal des in der elektromagnetischen Spule 84 fließenden Stroms verstärkt, einen A/D-Wandler 96, der das gefilterte Signal digitalisiert, und einen Filter 97, der das digitalisierte Signal filtert.
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Als der Filter der Signalverarbeitungseinrichtung 71 kann ein FIR(Finite Impulse Response)-Filter oder ein IIR(Infinite Impulse Response)-Filter benutzt werden. Ein FIR-Filter ist hier ein Filter mit endlicher Impulsantwort, der, wenn eine Impulsantwortwellenform in ihn eingespeist wird, nur für eine festgelegte Zeitspanne (begrenzte Zeit) eine Antwort ausgibt, während ein IIR-Filter ein Filter mit unendlicher Impulsantwort ist, der unbegrenzt eine gedämpfte Wellenform der Impulsantwortwellenform ausgibt.
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Der FIR-Filter bildet einen Tiefpassfilter, der von dem Wägesignal, das durch den A/D-Wandler digitalisiert wurde, eine festgelegte Niederfrequenzkomponente durchlässt, und eine einfache Mittelwertbildungsverarbeitung oder eine Verarbeitung zur Bildung eines gewichteten Mittelwerts unter Verwendung einer bekannten Fensterfunktion durchführt. Der IIR-Filter kann als ein Analogfilter gebildet sein, der wie ein Switched-Capacitor-Filter unter Verwendung von Hardware mit variabler Charakteristik das Wägesignal (das analoge Wägesignal) unmittelbar vom Wägeabschnitt 11 empfängt und an den A/D-Wandler ausgibt, oder als ein Digitalfilter gebildet sein, der das digitale Wägesignal (nicht dargestellt) vom A/D-Wandler empfängt.
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Die Wägewertberechnungseinheit 72 rechnet auf Grundlage des verarbeiteten Signals von der Signalverarbeitungseinrichtung 71 den Wägewert des Artikels W in einen Grammwert um. Wenn seit dem Erfassen des Förderbeginns des Artikels W auf dem Förderabschnitt 12 durch den Fördersensor 13 eine festgelegte Referenzzeit Tk (siehe 3) verstrichen ist, berechnet die Wägewertberechnungseinheit 72 einen Wägewert des Artikels W, für den vom Wägeabschnitt 11 ein Wägesignal ausgegeben wurde.
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Die von der Wägewertberechnungseinheit 72 berechneten Gewichtswerte der Artikel W werden als Berechnungsdaten in einer nicht dargestellten Speichereinrichtung gespeichert.
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Die festgelegte Referenzzeit Tk ist eine Zeitspanne ab einem Zeitpunkt t1, an dem durch den Fördersensor 13 das Heranbefördern des Artikels W auf den Förderabschnitt 12 erfasst wird (Zeitpunkt des Förderbeginns, Zeitpunkt des Belastungsbeginns), bis zu einem Zeitpunkt t2, an dem der Artikel W vollständig auf den Förderabschnitt 12 gelangt ist und, wie in 3 gezeigt, das gesamte Gewicht des Artikels W auf dem Wägeabschnitt 11 ruht (im Folgenden als Belastungszeitpunkt bezeichnet), und ist beispielsweise als die Zeit erfassbar, die vom Erfassen des vorderen Endes bis zum Erfassen des hinteren Endes des Artikels W am Fördersensor 13 vergeht.
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Konkret wird die festgelegte Referenzzeit Tk auf Grundlage der Fördergeschwindigkeit (m/min) des Wägeförderbands, welches der Förderabschnitt 12 ist, der Länge (mm) des Förderabschnitts 12 in Förderrichtung (Pfeilrichtung A) und der Länge (mm) des Artikels W in Förderrichtung (Pfeilrichtung A), der Größe des Artikels W, der Förderkapazität der Anlage und anderer Bedingungen eingestellt. Wenn die festgelegte Referenzzeit Tk seit dem Erfassen des vorderen Endes des Artikels W durch den Fördersensor 13 verstrichen ist, hat der Artikel W eine festgelegte Strecke von der Förderbeginnerfassungsposition zurückgelegt und eine Wägeposition erreicht, an der das Gewicht gemessen wird.
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An der Wägewertberechnungseinheit 72 werden entsprechend der Kategorie des Artikels W (insbesondere seiner Größe) Parameter ausgewählt, die seine Überprüfungsbedingungen wie etwa seinen Messbereich, die Messkapazität und die Überprüfungsgenauigkeit darstellen, und wenn entsprechend der Kategorie des Artikels W beispielsweise ein Messbereich von 6 g bis 600 g, eine Messkapazität von maximal 150 Stück/min ausgewählt wird, kann die Referenzzeit Tk pro Artikel W 400 ms oder mehr betragen, sodass die Überprüfungseffizienz umso höher ist, je näher die Messzeit an 400 ms liegt, also je kürzer sie ist, und die Wägegenauigkeit umso höher ist, je weiter die Messzeit von 400 ms entfernt ist, also je länger sie ist, da sich so eine stabile Beförderung auf dem Förderabschnitt 12 ergibt.
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Die Speichervorrichtung des Einstellabschnitts 14 speichert entsprechend der Kategorie der Artikel W Bedingungsparameter, die die festgelegten Förderbedingungen des Artikels W auf dem Förderabschnitt 12 und die festgelegten Bedingungen für die Signalverarbeitung durch die Signalverarbeitungseinrichtung 71 beinhalten. Entsprechend einer Kategorisierungsnummer, die den verschiedenen Kategorien von Artikeln W zugewiesen ist, werden Fördergeschwindigkeit, Filtercharakteristik, Qualitätsbereich zur Qualitätsbeurteilung der Artikel W und dergleichen gespeichert.
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Im Beurteilungsabschnitt 16 ist ein Ergebnisbeurteilungsprogramm gespeichert, das den durch die Wägewertberechnungseinheit 72 berechneten Wägewert und eine im Einstellabschnitt 14 gespeicherte Qualitätsbeurteilungsreferenz miteinander vergleicht und das Ergebnis der Überprüfung der Artikel W beurteilt.
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Der Überprüfungsergebnisausgabeabschnitt 17 ist als Flachbildschirmanzeige oder dergleichen gebildet, und sie beinhaltet eine Anzeigeeinrichtung, die während des Betriebs der Artikelüberprüfungsvorrichtung 10 deren Betriebszustand, Wägewerte der Artikel W, Qualitätsbeurteilungsergebnisse und dergleichen auf dem Bildschirm anzeigen kann, und für jede Wägeverarbeitung zum Messen des Gewichts des Artikels W beispielsweise eine Anzeige durchführt, anhand derer beispielsweise mittels einer Anzeigefarbe beurteilt werden kann, ob die Wägeleistung einwandfrei ist. Die Anzeigeeinrichtung kann auch als Touchpanel gebildet sein, in das mittels Berührungsbedienung angezeigte Ziffern, Buchstaben und dergleichen eingegeben werden, und kann einstückig mit dem Einstellabschnitt 14 gebildet sein.
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Der Leistungsdiagnoseabschnitt 18 weist ein Diagnoseprogramm, mit dem für jede Signalverarbeitung und Wägewertberechnungsverarbeitung des Wägesteuerungsabschnitts 15 zum Messen des Gewichts eines Artikels W auf Grundlage einer festgelegten Diagnosereferenz (dem nachstehend beschriebenen Beurteilungsmaßstab) beurteilt wird, ob das Wäge(Wiege-)signal vom Wägeabschnitt 11 einwandfrei ist, und den zum Ausführen dieses Programms erforderlich Rechneraufbau auf.
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Konkret kann der Leistungsdiagnoseabschnitt 18 einen Steuersignalimpuls in Bezug auf ein Steuersignal vom Servosteuerungsabschnitt 91 anlegen, um die elektromagnetische Spule 84 des Wägeabschnitts 11 mit einer Diagnoselast zu belasten, wodurch die elektromagnetische Spule 84 durch den Spulenansteuerungsabschnitt 92 angeregt wird, und die elektromagnetische Spule 84 des Wägeabschnitts 11 kann auch als Belastungsabschnitt dienen, der den Wägeabschnitt 11 mit einer Diagnoselast belastet, die dem Belastungsimpuls vom Leistungsdiagnoseabschnitt 18 entspricht.
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Wenn der Wägeabschnitt 11 mit dem Gewicht des Artikels W belastet wurde, führt der Leistungsdiagnoseabschnitt 18, wie in 3 und 4 gezeigt, ab dem Belastungszeitpunkt t2 innerhalb einer festgelegten diagnosefähigen Zeitspanne Td (= festgelegte Referenzzeit + tatsächliche Messzeit Ta + Diagnosezeit Tb), die länger als die erforderliche Messzeit Tc (= festgelegte Referenzzeit + tatsächliche Messzeit Ta) zum Erlangen eines Wägesignals ist, das ausreicht, um die Gewichtsmessung durchzuführen, mittels der elektromagnetischen Spule 84 eine Belastung mit einer Diagnoselast durch, wodurch er auf Grundlage des Wägesignals für das Gewicht des Artikels W und des Wägesignals der Diagnoselast eine Diagnose der Wägeleistung des Wägeabschnitts 11 durchführt.
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Genauer und wie in 4(a) gezeigt gibt der Leistungsdiagnoseabschnitt 18 bei jeder Heranbeförderung eines Artikels W auf den Förderabschnitt 12 unter der Voraussetzung, dass seit dem Belastungszeitpunkt t2 die erforderliche Messzeit Tc verstrichen ist, innerhalb der festgelegten diagnosefähigen Zeitspanne Td ab dem Belastungszeitpunkt t2 einen Diagnosesteuersignalimpuls aus, um den Wägeabschnitt 11 von der elektromagnetischen Spule 84 mit der Diagnoselast zu belasten.
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Der Leistungsdiagnoseabschnitt 18 beinhaltet eine Lasteinstelleinrichtung 51, die die Belastung des Wägeabschnitts 11 durch die elektromagnetische Spule 84 einstellt, eine Belastungszeitpunkteinstelleinrichtung 52, die den Belastungszeitpunkt mit dem Gewicht beispielsweise unter Bezugnahme auf den Belastungszeitpunkt t2 einstellt, und eine Belastungssteuereinrichtung 53, die auf Grundlage des Diagnosesteuersignalimpulses (Impulspegel Vp x Zeit Tp) unter Zusammenwirken mit der elektromagnetischen Spule 84 und dem Spulenansteuerungsabschnitt 92 den Belastungswert steuert.
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Außerdem weist der Leistungsdiagnoseabschnitt 18 als Funktionsabschnitte, die durch festgelegte Steuerprogramme umgesetzt werden, eine Diagnosegewichtsberechnungseinrichtung 54 (Gewichtsberechnungseinrichtung), eine Belastungsberechnungseinrichtung 55, eine Empfindlichkeitsbeurteilungseinrichtung 56, eine Beurteilungsmaßstabeinstelleinrichtung 57 und eine Normal/Fehler-Mitteilungseinrichtung 58 auf, die in 1 gezeigt sind.
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Wenn seit dem Belastungszeitpunkt t2 die erforderliche Messzeit Tc verstrichen ist und der Diagnosesteuersignalimpuls ausgegeben wird, der den Wägeabschnitt 11 durch die elektromagnetische Spule 84 mit der Diagnoselast belastet, berechnet die Diagnosegewichtsberechnungseinrichtung 54, wie in 4(a) gezeigt, auf Grundlage des Wäge(Wiege-)signals von der Signalverarbeitungseinrichtung 71 des Wägeabschnitts 11 einen Lastwert, der das Gewicht des Artikels W und die Diagnosebelastung von der elektromagnetischen Spule 84 beinhaltet. Das heißt, die Diagnosegewichtsberechnungseinrichtung 54 dient zusammen mit der Wägewertberechnungseinheit 72 als Gewichtsberechnungseinrichtung, die auf Grundlage des Wägesignals des Gewichts des Artikels W innerhalb der erforderlichen Messzeit Tc den Gewichtswert des Artikels W berechnet.
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Die Belastungsberechnungseinrichtung 55 subtrahiert in einem Zustand, in dem der Wägeabschnitt 11 innerhalb der diagnosefähigen Zeitspanne Td mit dem Gewicht des Artikels W belastet wird, wie in 4(b) gezeigt, den Berechnungswert des von der Wägewertberechnungseinheit 72 berechneten Artikelgewichts von dem Berechnungswert der Diagnosegewichtsberechnungseinrichtung 54, der auf dem Wägesignal der Last am Wägeabschnitt 11 beruht, und gibt einen Diagnosebelastungswert Vd aus.
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Die Empfindlichkeitsbeurteilungseinrichtung 56 vergleicht den Berechnungswert des Diagnosebelastungswerts Vd und einen im Voraus festgelegten Beurteilungsmaßstabswert und beurteilt so die Erfassungsempfindlichkeit.
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Die Beurteilungsmaßstabeinstelleinrichtung 57 stellt den Belastungsreferenzwert für den Diagnosesteuersignalimpuls als den oben erwähnten Beurteilungsmaßstabswert ein und speichert ihn.
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Die Normal/Fehler-Mitteilungseinrichtung 58 gibt das Beurteilungsergebnis der Empfindlichkeitsbeurteilungseinrichtung 56, beispielsweise ein Beurteilungsergebnis, das „normal“ oder „fehlerhaft“ lautet, in einen festgelegten Ausgabeformat, das eine Anzeige des Ergebnisses beinhaltet, an den Überprüfungsergebnisausgabeabschnitt 17 aus.
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Als Nächstes wird die Wirkungsweise beschrieben.
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Bei der Artikelüberprüfungsvorrichtung 10 mit dem obenstehenden Aufbau wird im unbelasteten Zustand der Stab 82 durch die Servosteuerungsabschnitt 91 des Wägeabschnitts 11 balanciert gehalten, und wenn der Förderabschnitt 12, der ein Wägeförderband ist, mit dem Gewicht des Artikels W belastet wird, wird die Neigung des Stabs 82 durch den Positionssensor 83 erfasst, und der Servosteuerungsabschnitt 91 regt die elektromagnetische Spule 84 an, derart, dass eine Differenz zwischen dem Erfassungswert und einem Sollwert null ist. Entsprechend der Veränderung des Erregungsstroms der elektromagnetischen Spule 84, die der Gewichtslast des Artikels W entspricht, wird von der Signalverarbeitungseinrichtung 71 ein Wägesignal ausgegeben, und die Wägewertberechnungseinheit 72 rechnet den Gewichtswert in Gramm um.
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In einem Zustand, in dem der Wägeabschnitt 11 zur Gewichtsmessung mit dem Gewicht des Artikels W belastet wird, wird ab dem Belastungszeitpunkt t2 innerhalb der diagnosefähigen Zeitspanne Td als ein Lastwägesignal von der Signalverarbeitungseinrichtung 71 ein Wägesignal, das die Diagnoselast zum Artikelgewicht hinzufügt, in den Leistungsdiagnoseabschnitt 18 einspeist, und auf Grundlage des Diagnosebelastungswerts Vd eine Leistungsdiagnose des Wägeabschnitts 11 ausgeführt. Somit ist für jede Gewichtsmessung eines Artikels W eine präzise Leistungsdiagnose der Artikelüberprüfungsvorrichtung 10 möglich.
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Wenn an der Artikelüberprüfungsvorrichtung 10 ein Vorrichtungsfehler im Zusammenhang mit ihrer Wägeleistung auftritt, kann auf diese Weise die Störung aufgrund des Auftretens des Fehlers sofort erkannt werden, und eine Ausgabe von mangelhaften Artikeln aus der Produktionsanlage bei aufgetretenem Vorrichtungsfehler kann zuverlässig verhindert werden, weshalb keine mühsamen Arbeiten wie eine erneute Überprüfung zum Zweck der Ausgabeverhinderung erforderlich sind.
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Da in der vorliegenden Ausführungsform innerhalb der diagnosefähigen Zeitspanne Td und unter der Bedingung, dass seit dem Belastungszeitpunkt t2 mit der Diagnoselast die erforderliche Messzeit Tc verstrichen ist, der Wägeabschnitt 11 durch die elektromagnetische Spule 84 mit der Diagnoselast belastet wird, erfolgt die Belastung mit der Diagnoselast, nachdem sich die Belastung mit dem Artikelgewicht stabilisiert hat, sodass eine angemessene Diagnose der Wägeleistung für jede Messung des Artikelgewicht ermöglicht wird.
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Da in der vorliegenden Ausführungsform der Leistungsdiagnoseabschnitt 18 als den Belastungsabschnitt die Lasteinstelleinrichtung 51, die die Belastung des Wägeabschnitts 11 einstellt, die Belastungszeitpunkteinstelleinrichtung 52, die den Belastungszeitpunkt mit der Last einstellt, und die Belastungssteuereinrichtung 53 beinhaltet, die den Belastungswert steuert, ist eine geeignete Einstellung der Empfindlichkeit in Bezug auf die Wägeobjektlast entsprechend der geforderten Leistung möglich.
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Da der Diagnoseabschnitt 18 in der vorliegenden Ausführungsform derart ausgestaltet ist, dass er die Gewichtsberechnungseinrichtung 54, die innerhalb der erforderlichen Messzeit Tc auf Grundlage des Wägesignals für das Artikelgewicht einen Artikelgewichtswert berechnet, die Belastungsberechnungseinrichtung 55, die auf Grundlage des Wägesignals innerhalb der diagnosefähigen Zeitspanne Td den Diagnoselastwert berechnet, und die Empfindlichkeitsbeurteilungseinrichtung 56 beinhaltet, die auf Grundlage des Diagnoselastwerts die Empfindlichkeit des Wägeabschnitts 11 beurteilt, kann eine geeignete Wägeempfindlichkeit sichergestellt werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann die Belastungsberechnungseinrichtung 55 zudem derart ausgestaltet sein, dass sie innerhalb der diagnosefähigen Zeitspanne Td in einem Zustand der Belastung des Wägeabschnitts 11 mit dem Gewicht des Artikels W von dem Lastwert, der auf Grundlage des Wägesignals im Anschluss an die erforderliche Messzeit Tc innerhalb der diagnosefähigen Zeitspanne Td berechnet wird, das auf Grundlage des Wägesignals innerhalb der erforderlichen Messzeit Tc berechnete Gewicht des Artikels W subtrahiert und so den Diagnoselastwert Vd berechnet. Indem der Einfluss des Gewichtswerts des unmittelbar zuvor gewogenen Artikels W beseitigt wird, ist es möglich, den Diagnoselastwert Vd für jeden Wägevorgang auf stabile Weise zu berechnen, sodass eine Veränderung der Wägeempfindlichkeit präzise beurteilt werden kann.
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Wie oben beschrieben, kann in der vorliegenden Ausführungsform eine Artikelüberprüfungsvorrichtung bereitgestellt werden, mit der beim Auftreten eines Vorrichtungsfehlers die Belastung von Bedienern beim Verhindern der Ausgabe von mangelhaften Artikel stark reduziert und eine Verringerung der Produktivität verhindert werden kann.
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In der obenstehenden Ausführungsform dient der Vollbelastungszeitpunkt t2 des Förderabschnitts 12, der ein Wägeförderband ist, mit dem Artikel W als Referenz, und die Belastung mit der Diagnoselast durch die elektromagnetische Spule 84 erfolgt innerhalb der diagnosefähigen Zeitspanne Td, die länger ist als die erforderliche Messzeit Tc ab dem festgelegten Belastungszeitpunkt t2, doch wie in 5(a) gezeigt, kann, wenn der Förderabstand der Artikel W gering ist, solange sich die Zeitspannen der Belastung mit dem gesamten Gewicht der Artikel W nicht überlagern, der zeitliche Abstand zwischen Belastungen durch mehrere aufeinanderfolgende Artikel W auch kürzer sein, und der Zeitpunkt des Förderbeginns eines nachfolgenden Artikels W auf dem Förderabschnitt 12 kann vor dem vollständigen Entfernen des Gewichts eines vorausgehenden Artikels W vom Förderabschnitt 12 liegen.
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Wie in 5(b) gezeigt, liegt der Zeitpunkt des Förderbeginns eines nachfolgenden Artikels W auf dem Förderabschnitt 12 nach dem vollständigen Entfernen des Gewichts eines vorausgehenden Artikels W vom Förderabschnitt 12, wenn der Förderabstand der Artikel W groß ist oder der zeitliche Abstand zwischen Belastungen durch aufeinanderfolgende Artikel W groß ist. In diesem Fall kann die Diagnoselast unmittelbar nach der Nullpunktkorrektur angelegt werden, und zwar unter Bezugnahme auf den Zeitpunkt t7, zu dem von der elektromagnetischen Spule 84 eine Nullpunktkorrekturlast angelegt wird, ab der Unterschwingung unmittelbar nach dem Entfernen der Last, als Belastungszeitpunkt t2 .
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In der obenstehenden Ausführungsform ist der Wägeabschnitt 11 als eine Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation ausgebildet, die ein Aufbauelement aufweist, das den Belastungsabschnitt bilden kann, doch ist die Waage in der vorliegenden Ausführungsform, nicht auf eine Waage wie eine Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation beschränkt, bei der ein Teil der Aufbauelemente als Belastungsabschnitt dienen kann, und es kann sich auch um eine Waage anderer Art handeln, bei der ein Belastungsabschnitt vorgesehen ist, der einen Elektromagneten oder sonstiges umfasst, mit dem die Wägeplattform belastet werden kann.
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Wie oben beschrieben, kann die Artikelüberprüfungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung beim Auftreten eines Vorrichtungsfehlers die Belastung von Bedienern beim Verhindern der Ausgabe von mangelhaften Artikel stark reduzieren und eine Verringerung der Produktivität verhindern. Die vorliegende Erfindung ist allgemein für Artikelüberprüfungsvorrichtungen nützlich, die eine Waage aufweisen, die das Gewicht eines Artikels messen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Artikelüberprüfungsvorrichtung
- 11
- Wägeabschnitt (Waage)
- 12
- Förderabschnitt (Wägeförderband)
- 13
- Fördersensor
- 14
- Einstellabschnitt
- 15
- Wägesteuerungsabschnitt (Erfassungssteuerungsabschnitt)
- 16
- Beurteilungsabschnitt
- 17
- Überprüfungsergebnisausgabeabschnitt
- 18
- Leistungsdiagnoseabschnitt (Diagnoseabschnitt)
- 21
- Wägeplattform
- 51
- Lasteinstelleinrichtung
- 52
- Belastungszeitpunkteinstelleinrichtung
- 53
- Belastungssteuereinrichtung
- 54
- Diagnosegewichtsberechnungseinrichtung (Gewichtsberechnungseinrichtung)
- 55
- Belastungsberechnungseinrichtung
- 56
- Empfindlichkeitsbeurteilungseinrichtung
- 57
- Beurteilungsmaßstabeinstelleinrichtung
- 58
- Normal/Fehler-Mitteilungseinrichtung
- 71
- Signalverarbeitungseinrichtung
- 72
- Wägewertberechnungseinheit
- 81
- Lagerungspunkt
- 83
- Positionssensor
- 84
- elektromagnetische Spule (Belastungsabschnitt)
- 85
- Aufhängungsplatte
- 86
- Parallelfeder
- 87
- gemeinsame Basis
- 88
- Elektromagnet
- 91
- Servosteuerungsabschnitt
- 92
- Spulenansteuerungsabschnitt
- 93
- Stromerfassungswiderstand
- 94
- Verstärker
- 96
- Wechselrichter
- 97
- Filter
- t1
- Zeitpunkt (Zeitpunkt des Förderbeginns, Zeitpunkt des Belastungsbeginns)
- t2
- Zeitpunkt (Belastungszeitpunkt, Vollbelastungszeitpunkt)
- Tc
- erforderliche Messzeit
- Td
- festgelegte diagnosefähige Zeitspanne
- Tk
- festgelegte Referenzzeit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2013113784 [0006]
- JP 2006322750 [0006]
- JP 2011209177 [0006]
- JP 2003315286 [0006]
- JP 2012173166 [0006]
