DE2827154A1

DE2827154A1 - Digitalwiegeverfahren und waage

Info

Publication number: DE2827154A1
Application number: DE19782827154
Authority: DE
Inventors: Robert M Cadwell; Domis Emiel De Senerpont
Original assignee: Acurex Corp
Current assignee: Acurex Corp
Priority date: 1977-06-23
Filing date: 1978-06-21
Publication date: 1979-01-04
Also published as: JPS586889B2; US4139069A; DE2827154C2; JPS5410768A

Description

J. RICHTER F. WERDERMANN

DIPL.-ING. DIPL.-ING.

HAMBURG

Seite /f* PATE NTANWALTE

R. SPLANEMANN DIPL.-INS.

MÜNCHEN

Anmelder:

ACUREX CORPORATION 485 Clyde Avenue Mountain View, Kalif. (V.St.A.1

2OOO Hamburg 36 ,den 15.6.1978

NEUER WALL 1O TEL. (O 4O) 34 OO 45 34 OO 56 TELEGRAMME: INVENTIUS HAMBURG

A. 1 O73-1-78269 Fl.

IHR ZEICHEN:

Digitalwiegeverfahren und Waage

Priorität: U.S. Patentanmeldung Ser. No. 809 273 vom 23. Juni 197?

Erfinder : Emiel De Senerpont Domis und
Robert M. Cadwell·

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Konten: Deutsche Bank AG Hamburg (BLZ 20070000) Konto-Nr. 6/10 055 ■ Postscheckamt Hamburg (BLZ 200100 20) Konto-Nr. 2620 80-201

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Die Erfindung betrifft ein Digitalwiegeverfahren unter Verwendung einer auf über einen zugeordneten Wiegetisch geführtes Wiegegut ansprechbaren und zur Herleitung eines in Beziehung zu einem auf dem Wiegetisch befindlichen Gegenstand stehenden Digitalzählwerts dienenden Wiegezelle, sowie eine Waage zur Ausführung des Digitalwiegeverfahrens·

Bei bekannten Wiegeverfahren mit Prüfmöglichkeit ist die Einstellung der Waage sehr zeitaufwendig und mühsam. Auch wenn die Waage anfangs eingestellt worden, der Nullwert festgestellt und ein Bezugsgewicht auf dem Wiegetisch gemessen worden ist, besteht keine Gewähr dafür, daß bei fortlaufendem Wiegen die Anfangsgenauigkeit weiterhin erhalten bleibt. Das trifft insbesondere dann zu, wenn die Waage nicht von Fachleuten bedient wird.

Mit der zunehmenden Automatisierung und rechnergesteuerten Verpackungsverfahren erbringen die bekannten Wiegeverfahren außerdem nur unzureichende Informationen, und diese haben auch nicht das richtige, benötigte Format.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein nicht mit den Nachteilen bekannter Wiegeverfahren behaftetes Wiegeverfahren, sowie eine zur Ausführung dieses Verfahrens geeignete Waage zu schaffen.

Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Digitalwiegeverfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ohne Wiegegut auf dem Wiegetisch ein Nullzählmittelwert ermittelt, dann ein einem Bezugsgewicht entsprechender Digitalzählwert eingespeichert, Wiegegut über den Wiegetisch geführt, für jeden Gegenstand ein Digitalzählwert ermittelt, dieser Digitalzählwert unter Berücksichtigung des Nullzählmittelwerts mit dem

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Zählwert für das Bezugsgewicht verglichen und anschließend ohne Wiegegut auf dem Wiegetisch wiederum wie im ersten Verfahrensschritt ein neuer Nullzählmittelwert ermittelt wird.

Entsprechend der zur Ausführung des Verfahrens vorgeschlagenen Waage, die eine Wiegezelle aufweist, welche auf ein über einen zugeordneten Wiegetisch geführtes Wiegegut ansprechbar ist und dazu dient, einen in Beziehung zu einem auf dem Wiegetisch befindlichen Gegenstand stehenden Digitalzählwert herzuleiten, welcher für kein Wiegegut auf dem Wiegetisch von praktisch null bis zu einem der Höchstbelastbarkeit des Wiegetischs entsprechenden Höchstzählwert reicht, sind erfindungsgemäß eine zum Klassifizieren von Wiegegut in wenigstens zwei Klassen dienende Vorrichtungen, zum Speichern einer in Beziehung zu einem Sollwert für die Klassifizierung von Wiegegut stehenden Zahl in Digitalform dienende Vorrichtungen und zum Vergleichen der gespeicherten Zahl mit dem Wiegedigitalzählwert dienende Vorrichtungen vorgesehen.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Wiegeverfahren und die Waage sind im nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Wiegeverfahrens dienenden Waage.

Fig. 2 ist ein vereinfachter Aufriß eines Teils der Waage aus dem Blockschaltbild von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Ansicht der Schalttafel der Waage der Fig. 1 und 2.

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Fig. 4 ist ein zur Erläuterung dienendes Schaubild.

Fig. 4A ist ein weiteres Schaubild.

Fig.5A bis 5H sind zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Arbeitspläne·

Die Dehnungsmeßbrücken-Wiegezelle 70 von Fig. 1 weist vier Dehnungsmeßstreifen R1, R2, R3 und R4 auf, die als Wheatstone-Brücke angeordnet sind. Das Brückenausgangssignal durchläuft den Verstärker 71 und den Filter 72 und wird dann in einem Analog-Digital-Wandler 73 auf ein Digitalformat gebracht. Die Größe des Digitalzählwerts steht in Beziehung zu dem Absolutgewicht eines auf die Wiegezelle aufgelegten Wiegegutgegenstands bzw. zeigt dieses Gewicht an. Dieser Digitalzählwert wird an einen Mikroprozessor 74 oder einen anderen Rechner über Eingangsgatter 76 angelegt. Dieser weist außerdem weitere Eingänge von verschiedenen Steuergeräten auf, wie weiter unten beschrieben ist. Ausgangsgatter 77 sind zur Datenausgabe in geschriebener Form und in Form von Sichtanzeigen, für Warnvorrichtungen und Servosteuerungen vorgesehen.

Der Mikroprozessor 74 ist von einem programmierbaren Festwertspeicher (PROM) 78 gesteuert, dem außerdem ein Speicher mit direktem Zugriff (RAM) 79 zugeordnet ist.

Die konstruktiven Einzelheiten der Wiegezelle 70 sind aus Fig. 2 ersichtlich, welche den Rahmen 90 in Form einer Ziffer acht im Aufriß zeigt. Im oberen Abschnitt des Rahmens befinden sich die vier Dehnungsmeßstreifen R1 bis R4, und außerdem ist an diesem der Wiegetisch 91 mit einem auf diesem befindlichen Wiegegut 92 befestigt. Der Rahmen

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90 wird durch das Gewicht des Wiegeguts verbogen, wobei sich ein Luftspalt 93 schließt. Diese Verformung wird von der zugeordneten Wheatstone-Brücke R1 bis R4 abgetastet. In der Praxis bildet der Wiegetisch 91 einen Teil einer Fördereinrichtung, vermittels welcher das Wiegegut 92 in einem Durchsatz von z.B. 20 000 Stück pro Stunde gefördert wird. Unter erschwerten Arbeitsbedingungen sollte die Wiegezelle 70 wasserdicht ausgebildet sein. Wiegezellen dieser Art sind von mehreren Herstellern erhältlich, so u.a. den Formen Sensor Tronics in Covina, Kalif, und Transducers Inc. in Los Angeles, Kalif.

Figur 3 ist eine Ansicht der Schalttafel mit mehreren Sichtanzeigen und Steuereingängen in der Form von Anzeigeleuchten, numerischen Leuchtdiodenanzeigen, Drucktasten und Drehstellern, welche weiter unten in Verbindung mit den Arbeitsplänen der Fig. 5A bis 5H näher erläutert sind.

Das vereinfachte Schaubild von Fig. 4 zeigt die verschiedenen Gewichte, welche wie angezeigt von der Wiegezelle zwischen einem niedrigen und einem hohen Gewichtswert abgetastet werden. Die mit dem Bezugszeichen 81 bezeichnete Linie ist der theoretische Nullgewichtspegel. Aufgrund des Wiegetischgewichts und Fremdkörpern, die sich ggf. auf dem Wiegetisch absetzen, sowie Schwankungen in der Brückenschaltung wird der Nullmittelwertpegel 82 berechnet. Der Digitalistzählwert ADC 83 des Analog-Digital-Wandlers 73 ist als Pegellinie 83 dargestellt. Das Bruttogewicht ist der Unterschied zwischen den beiden Pegeln 83 und 82. Der übrige Teil des Schaubilds wird in der nachstehenden Beschreibung erläutert.

In den Arbeitsplänen der Fig. 5A bis 5H sind die Funktionsblöcke oder Programmschritte von 1 bis 69 durchnumeriert. Mit den Buchstaben sind Wegverbindungen bezeichnet.

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Zu Beginn des Betriebs wird in Verfahrensschritt 1 ein Schalter an der in Fig. 3 dargestellten Schalttafel in die Einschaltstellung gebracht. In den Verfahrensschritten 2 und 3 werden sämtliche Ausgangsgatter einschließlich der Sichtanzeigen für den Mittelwert, den Speicher und den mittleren Fehler des Mittelwerts rückgestellt. Mit anderen Worten, sämtliche Sichtanzeigen an der Schalttafel werden gelöscht. Im nächsten Verfahrensschritt 4 erscheinen an allen Diodensichtanzeigen durchgehend Ziffern 8, wodurch die Arbeitsweise sämtlicher Segmente überprüft wird.

Um bei der Ermittlung des Nullwerts und des Bezugswerts fehlerhafte Ablesungen auszuschalten, wird in Verfahrensschritt 5 der Speicher 79 mit direktem Zugriff (siehe Fig.1) mit den Werten 2,9 und 9,9 g geladen. Insbesondere, wenn während der Nullwerteinstellung zwei aufeinanderfolgende Meßwerte oder erster und letzter Meßwert von 10 Meßwerten sich um mehr als 2,9 g unterscheiden, werden sämtliche 10 Meßwerte unterdrückt. Wenn ein Bezugsgewicht 20 Mal hintereinander über den Wiegetisch geführt wird, wird in entsprechender Weise ein Unterschied von mehr 9,9 g unterdrückt. So kann beispielsweise eine Ursache für Fehlmessungen darin bestehen, daß der Wiegetisch versehentlich angestoßen oder eine Lichtschranke von Hand unterbrochen wird. Dabei handelt es sich im wesentlichen um eine Paritätsprüfung.

Sämtliche Steuerorgane an der Schalttafel von Fig. 3 sind grundsätzlich so ausgelegt, daß die jeweils blinkende Leuchtanzeige betätigt werden sollte. So beginnt in Verfahrensschritt 6 ein an der Schalttafel von Fig. 3 mit 6¹ bezeichnetes Blinklicht für Null zu blinken, und sobald die Bedienungsperson die Leuchttaste niederdrückt, leuchtet diese im Dauerbetrieb auf. Dann werden hintereinander 10 Messungen ausgeführt, wobei sich kein Wiegegutgegenstand auf dem Wiegetisch-Förderbandabschnitt befindet (Verfah-

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rensschritt 8), und der Analog-Digital-Wandler liefert 10 Dxgxtalistzählwerte. Die Meßwerte werden paarweise für den Höchstunterschied von 2,9 g verglichen, und wenn dieser Unterschied nicht erreicht wird und die Werte wie in Verfahrensschritt 9 dargestellt "ok" sind, wird der Mittelwert (in Verfahrensschritt 10) im Speicher 79 mit direktem Zugriff gespeichert.

Um der Bedienungsperson anzuzeigen, daß nunmehr die überprüfung des Bezugsgewichts beginnen kann, werden nunmehr in Verfahrensschritt 11 entsprechend Block 11 in die GTN-Sichtanzeige 11' für Brutto-, Leer- und Nettogewicht durchgehend Nullen eingegeben. Das wird außerdem in Verfahrensschritt 12 durch die blinkende Bezugsgewichts-Durchgangsleuchte 12' angezeigt. Wenn diese Leuchte intermittierend aufleuchtet, muß die Bedienungsperson als nächstes (in Verfahrensschritt 13) die entsprechende leuchtende Drucktaste drücken, um die Bezugswertermittlung einzuleiten, wobei die Leuchte von Blink- auf Dauerbetrieb übergeht (in Verfahrensschritt 14). Gleichzeitig erlischt die Nulleuchte. In Verfahrensschritt 15 muß ein Bezugsgewicht von der Bedienungsperson zwanzig Mal über den Wiegetisch hinweggeführt werden, wobei wie oben beschrieben die Meßwerte paarweise in Verfahrensschritt 15B geprüft werden, um festzustellen, ob eines der Meßwertpaare wegen eines 9,9 g überschreitenden Unterschieds zurückgewiesen werden sollte. Für viele Anwendungen ist die Verwendung eines Bezugsgewichts und insbesondere das 20-fache Hinwegführen eines solchen über den Wiegetisch empfohlen und in Übereinstimmung mit den Empfehlungen des Verbands der Waagenhersteller (Scale Mfgs. Assoc.). Für manche Anwendungen kann jedoch jedoch ein einziger Durchgang ausreichend sein, so daß Verfahrensschritt 15 entsprechend abgeändert werden kann. Verfahrensschritt 15 kann auch abgebrochen werden,

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indem die Nulltaste (15A) gedrückt wird, so daß der Verfahrensgang zu Verfahrensschritt 4 zurückgeführt wird. Das kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Bedienungsperson als Bezugsgewicht eine falsche Packung gewählt haben sollte. Wenn sämtliche Bezugswertmessungen "ok" sind, leuchtet das Durchgangslicht 19' (Fig. 3) intermittierend auf. Außerdem werden, wie anhand Verfahrensschritt 16 ausgeführt, in den Speicher 79 mit direktem Zugriff die Digitaizählwerte eingegeben, welche das niedrigste Gewicht, das höchste Gewicht und den Gewichtsmittelwert sämtlicher 20 akzeptierter Meßwerte für das Bezugsgewicht darstellen. Diese drei Gewichtsangaben sind in Fig. 4 dargestellt. Zur Erläuterung sei hier angemerkt, daß der Unterschied zwischen dem niedrigen und dem hohen Gewichtswert des Bezugsgewichts auf dem Gebiet der Wiegetechnik als die unbestimmte oder graue Zone des Wiegesystems bezeichnet wird. Um zu gewährleisten, daß kein anschließend gewogenes Wiegegut ein Untergewicht aufweist, muß ein derartiger Wiegegutgegenstand ein höheres Gewicht als der hohe Gewichtswert für das Bezugsgewicht aufweisen. Um Gegenstände mit Übergewicht genau erfassen zu können, sollten diese in gleicher Weise mit dem niedrigen Gewichtswert des Bezugsgewichts verglichen werden. Schließlich wird der Bezugsgewichts-Mittelwert bei Wiegevorgängen verwendet, für welche die Grauzone nicht benutzt wird, und das Produktgewicht wird mit diesem Mittelwert verglichen und in einen von mehreren Gewichtsbereichen klassifiziert. Außerdem wird es zur Berechnung des mittleren Fehlers des Mittelwerts und wie weiter unten beschrieben des "Überschuß" -Gewichts benutzt.

Wenn wie anhand Verfahrensschritt 16 dargestellt, die Ermittlung eines Bezugswertgewichts nicht gewünscht ist, können (an der Schalttafel jedoch nicht dargestellte) Drehsteller zum externen Eingeben eines Bezugsgewichts benutzt

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werden. Das kann beispielsweise dann erfolgen, wenn eine geringere Genauigkeit erforderlich ist.

In Verfahrensschritt 17 müssen im oberen linken Teil der in Fig. 3 dargestellten Schalttafel die Grenzwertschalter geprüft werden, welche aus dem oberen oder Untergewichts-Grenzwert-Drehsteller 17' und dem unteren oder Übergewichts-Grenzwert-Drehsteller 17" bestehen. Der obere Grenzwert-Drehsteller gibt eine algebraisch niedrigere Zahl als der untere Drehsteller an. Diese Zahlen zeigen den plus oder minus Unterschied in Gramm gegenüber dem Bezugsgewicht an. Der obere Drehsteller 17' gibt die (rote) Zone für Untergewicht oder den Unterschied gegenüber dem hohen Gewichtswert des Bezugsgewichts an. Der untere Drehsteller 17" gibt die (gelbe) Zone oder den Unterschied gegenüber dem niedrigen Gewichtswert des Bezugsgewichts an. Die Zone zwischen den Werten von oberem und unterem Drehsteller ist der (grüne) akzeptierte Bereich. Die D rehsteller geben somit, von oben nach unten gesehen, niedriges und hohes Gewicht an. Deshalb ist erforderlich, daß der untere Drehsteller eine algebraisch größere Zahl als der obere Drehsteller anzeigt. Die Drehsteller werden dazu benutzt, die Bereiche der Zurückweisung von Unter- und Übergewicht vorzugeben. Damit die Waage wie in Fig. 4A dargestellt alle Packungen zurückweist, welche um 20 g leichter sind als das Bezugsgewicht, wird der Drehsteller 17' auf -020,0 eingestellt. Jede Packung, die sich dann von dem Bezugsgewicht (genauer dem hohen Gewichtswert des Bezugsgewichts) um 20 g oder mehr unterscheidet, d.h. leichter ist, wird dann zurückgewiesen, wobei die rote Leuchte für die Anzeige von Untergewicht aufleuchtet. Damit die Waage Packungen mit einem Übergewicht von 50 g oder mehr gegenüber dem Bezugsgewicht (genauer gegenüber dem niedrigen Gewichtswert des Bezugsgewichts) zurückweist, muß der untere Drehsteller 17' auf +050,0 eingestellt werden. Somit reicht die grüne Akzeptierzone,

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welche von der grünen Leuchte am oberen Ende der Schalttafel angezeigt wird, für ein Bezugsgewicht von 100 g und die hier dargestellte Grauzone von 1,8 g von 80,8 bis 149 g. Wiegeprüffördersysteme sind normalerweise in der Weise konstruiert, daß zurückgewiesene Wiegegutgegenstände körperlich abgelenkt werden.

Es ist nunmehr offensichtlich, daß zur Zurückweisung einer unter dem Bezugsgewicht liegenden Packung der obere Grenzwertschalter 17' auf 000,0 eingestellt werden muß. Ein Vorteil des Erfindungsgegenstands besteht darin, daß zum Wiegen eines sich in seinem Gewicht vom Bezugsgewicht unterschiedenden Wiegeguts die Grenzwertschalter jederzeit mühelos neu eingestellt werden können. Dieser Vorteil zeigt sich insbesondere dann, wenn während durchlaufender Produktionsmessungen von einer auf eine andere Packungsgroße praktisch ohne Unterbrechung übergegangen werden soll.

Wenn in Verfahrensschritt 18 die Grenzwerte nicht in der richtigen Reihenfolge eingestellt sind, blinkt die Leuchte 17A¹ für falsche Reihenfolge auf, so daß die Grenzwertschalter neu eingestellt werden müssen. Wenn die Reihenfolge jedoch richtig ist, leuchtet in Verfahrensschritt die Durchgangsleuchte 19' intermittierend auf. Daraufhin wird (in Verfahrensschritt 20) die Drucktaste für Durchlauf gedruckt, wobei in Verfahrensschritt 21 das Leerbezugsgewicht in den Speicher 79 mit direktem Zugriff eingegeben wird.

Das Leergewicht, Tara, ist selbstverständlich das Gewicht des Behälters oder der Packung für das Wiegegut und somithin praktisch das Gewicht der leeren Verpackung. Das Leerbezugsgewicht läßt sich auf zwei Weisen erzeugen. Das ist anhand des Leergewichtsschalters 21" dargestellt, der auf interne oder externe Eingabe umschaltbar ist. Der

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weiterhin dargestellte Drehsteller 21' für das Leergewicht wird auf das erforderliche Leergewicht eingestellt. Extern eingegebenes Leergewicht wird durch Zusatzgeräte erzeugt. Ein derartiges Zusatzgerät kann beispielsweise aus einer ähnlichen wie der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Waage bestehen, mit welcher die leeren Packungen gewogen werden, und deren Dxgitalzählwertausgang mit dem der Waage für das Wiegegut synchronisiert ist. In Verfahrensschritt 22 wird der Leergutbezugswert subtrahiert von dem Bezugsgewichtsmittelwert, dem niedrigen und dem hohen Gewichtswert des Bezugsgewichts, welche in Verfahrensschritt 16 berechnet worden sind, und dann für späteren Zugriff im Speicher 79 mit direktem Zugriff gespeichert. Im Schaubild von Fig. 4 sind diese drei Gewichtsangaben dargestellt.

In Verfahrensschritt 23 schaltet die Durchlaufleuchte 19' auf Dauerbetrieb, wodurch der Bedienungsperson angezeigt wird, daß die Vorrichtung zur laufenden Messung bereit ist. In diesem Zeitpunkt werden die Zuführförderbänder angeschaltet, so daß Wiegegut in einem verhältnismäßig hohen Durchsatz über den Wiegetisch hinweggeführt wird. In Verfahrensschritt 24 wird angezeigt, daß der Analog-Digital-Wandler 73 ein Ausgangssignal erzeugt, d.h. daß er einen hohen Ausgang aufweist. Das stellt eine Prioritätsanzeige dar, da alle anderen Handhabungen und Berechnungen aufgegeben werden müssen, damit die das Gewicht eines Wiegegutgegenstands darstellende Digitalzahl wie in Verfahrensschritt 24A angedeutet in den Speicher 79 eingespeichert werden kann. Der Verfahrensschritt 24A führt zu Verfahrensschritt 39. Wenn nun angenommen wird, daß sich auf dem Wiegetisch noch kein Wiegegut befindet, wird in den Verfahrensschritten 25 und 26 erneut die Reihenfolge der Grenzwertschalter überprüft. Dabei handelt es sich um eine

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kontinuierliche Prüfung, um zu gewährleisten, daß die Grenzwertschalter nicht versehentlich falsch eingestellt worden sind. Wenn die falsche Reihenfolge vorliegt, zeigt Punkt A die Rückkehr zu Verfahrensschritt 17A an. In Verfahrensschritt 27 erfolgt eine Prüfung, ob die Taste für Bezugsgewichts-Durchgang 12" gedrückt worden ist, was dann der Fall sein kann, wenn die Bedienungsperson erneut ein Bezugsgewicht für ein neues Produkt vorgeben will. Wenn schließlich in Verfahrensschritt 28 die Bedienungsperson entscheidet, z.B. aufgrund einer Anhäufung von Wiegegut auf dem Wiegetisch, die Waage erneut auf null zu stellen, erfolgt in den Verfahrensschritten 33 und 34 wie anhand der Verfahrensschritte 8 und 9 beschrieben eine Nullwertermittlung. Wenn während dieser Nullwertermittlung ein Wiegegut über den Wiegetisch läuft, werden sämtliche Meßwerte in Verfahrensschritt 34 als"nicht ok" bezeichnet, und das Programm geht auf Verfahrensschritt 34A über, wobei das hohe Ausgangssignale des Analog-Digital-Wandlers 73 veranlaßt, daß der Digitalistzählwert ADC in Verfahrensschritt 24A in den Speicher 79 eingespeichert wird. Dieser Verfahrensschritt 34A ist ähnlich dem Verfahrensschritt 24 und stellt eine Prioritätsfunktion dar, durch welche gewährleistet ist, daß jeder Wiegegutgegenstand gewogen wird.

Wenn in Verfahren-sschritt 28 die Nulltaste nicht gedrückt ist, überprüft der Mikroprozessor in Verfahrensschritt die Rückstellschalter 29' und 29" für den Mittelwert und den Speicher an der Schalttafel (von Fig. 3)., und wenn bliese gedrückt sind, wird die zugehörige Sichtanzeige auf null rückgestellt. In Verfahrensschritt 30 wird der Sichtanzeigewählschalter 30' geprüft, und die ausgewählten Meßwerte werden zur Sichtanzeige gebracht. Der Wählschalter 30" ermöglicht vier Einstellungen, nämlich Leergewicht,

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Nettogewicht, Bruttogewicht und die Abweichung vom Bezugsgewicht. Das ist als GTN-Sichtanzeige 11" bezeichnet.

In Verfahrensschritt 31 wird ein Nulltaktgeber um eins jedes Mal dann fortgeschaltet, wenn Verfahrensschritt 31 durchlaufen wird, und nach Ende der Taktvorgabe (in Verfahrensschritt 32) erfolgt eine automatische Nullstellung in Verfahrensschritt 33. Die Verfahrensschritte 24 bis 31 stellen somit eine Art Standby dar. Was jedoch wichtiger ist, diese Verfahrensschritte gewährleisten, daß eine erneute Nullprüfung in Wiegepausen erfolgt. Der Nulltaktgeber ist üblicherweise so eingestellt, daß er alle 6 bis 7 Sekunden wieder auf null einstellt. In Verfahrensschritt 35 wird eine neue Nullmessung mit der alten Nullinformation verglichen, und wenn sich ein Unterschied ergibt, erfolgt Angleichung auf den neuesten Stand in den Verfahrensschritten 36 und 37. Mit anderen Worten, der niedrige und hohe Gewichtswert und der Mittelwert des Bezugsgewichts werden sämtlich jeweils auf den letzten Stand gebracht. In Verfahrensschritt 38 wird der Nulltaktgeber rückgestellt, und in Verfahrensschritt 38A wird die Schaltung für "keine Selbstnullstellung" rückgestellt· Die Hauptaufgabe der Leuchte für "keine Selbstnullstellung" besteht darin, der Bedienungsperson anzuzeigen, daß nach Durchgang einer vorbestimmten Anzahl von VJiegegutgegenständen über den "Wiegetisch keine ausreichend lange Wiegepause für die Ausführung einer automatischen Nullkontrolle-aufgetreten ist, so daß die Bedienungsperson an dieser Stelle ggf. das Einlegen einer ,entsprechenden Pause bewerkstelligen kann. Der Nulltaktgeber wird i>ei dieser Betriebsart überwacht. Das ist anhand der Verfahrensschritte 69A bis 69D ersichtlich, bei denen die Gewichtswerte eines Wiegeguts bei 69A ausgedruckt werden und der Selbstnullstellzähler in Verfahrensschritt 69D fortgeschaltet wird. Wenn der C ΐ 3 η i / i . UO

Zählwert gleich ist einer vorbestimmten Zahl, wird die Leuchte 69D¹ für "keine Selbstnullstellung" zum Aufleuchten gebracht.

Beim Hinwegführen eines Wiegegutgegenstands über den Wiegetisch wird der in Verfahrensschritt 24A ermittelte Digitalzählwert in folgender Weise verarbeitet. Der von Verfahrensschritt 24A ausgehende Weg C verläuft zu Verfahrensschritt 39, in welchem die an der Schalttafel dargestellten Warnleuchten 39' und 39" für über- und Untergewicht rückgestellt werden. Diese Warnleuchten zeigen der Bedienungsperson an, wenn ein gewichtsmäßig stark abweichender Wiegegutgegenstand über den Wiegetisch läuft. In Verfahrensschritt 40 wird der zuvor eingespeicherte Nullmittelwert von dem Digitalistzählwert ADC subtrahiert, und das erhaltene Bruttogewicht, welches durch den Unterschied 84 in Fig. 4 dargestellt ist, wird im Speicher 79 gespeichert. In Verfahrensschritt 41 erfolgt eine Prüfung, ob dieses Bruttogewicht unter oder über null liegt. Wenn es unter null liegt, wird in Verfahrensschritt 41A die Warnung für Untergewicht betätigt, so daß am oberen Ende der Schalttafel die rote Untergewichtsleuchte aufleuchtet. Außerdem erscheinen in der GTN-Sichtanzeige 11' durchgehend die Ziffern 8. Der Weg E zu Verfahrensschritt 24 wird übergangen, und der nächste Wiegegutgegenstand erwartet. Der Vergleich von Verfahrensschritt 41 zeigt somit der Bedienungsperson an, daß ein Wiegegut von erheblichem Untergewicht ermittelt worden ist und die Meßwerte für die betreffende Packung oder den Gegenstand zurückgewiesen werden sollten und ggf. eine Überprüfung des Verpackungsvorgangs erfolgen sollte.

Wenn jedoch das Bruttogewicht nicht unter null liegt, kann es sich um eine gültige Information handeln, und in Verfahrensschritt 42 wird das durch die Drehsteller 21' oder

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von einer externen Quelle vorgegebene Leergewicht in den Speicher 79 eingegeben. In Verfahrensschritt 43 wird das Leergewicht von dem Digitalistzählwert ADC subtrahiert, wobei das für Leergut berichtigte Probengewicht (TAS-Gewicht) erhalten wird. In Verfahrensschritt 44 wird der für Leergut berichtigte hohe Gewichtswert des Bezugsgewichts (siehe auch Verfahrensschritt 22) von dem für Leergut berichtigten Probengewicht subtrahiert, wobei Δ GH erhalten wird, wie auch aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Die Pegelwerte der Warnvorrichtung für über- und Untergewicht werden durch zugeordnete Drehsteller (siehe Fig. 3) eingestellt und dienen dazu, erhebliche Abweichungen vom Sollgewicht anzuzeigen. Außerdem werden die Verfahrensschritte 64, 65 und 69 nicht ausgeführt. Die Warnsignale für über- und Untergewicht sind besonders nützlich zum Zurückweisen doppelter oder leerer Packungen und um die Eingabe derartiger fehlerhafter Meßwerte zu verhindern. In Verfahrensschritt 45A wird der Wert Δ GH mit den Unterschieden verglichen, die in den Drehstellern der Warnvorrichtung für Unter- und Übergewicht eingestellt sind. In Verfahrensschritt 46 erfolgt ein Vergleich mit 99,8, d.h. der Leistungsgrenze der Vorrichtung und der größten Zahl, die am Grenzwertschalter einer Waage von z.B. 2 kg Wiegebereich eingestellt werden kann. Die positive Richtung wird in Verfahrensschritt 47 geprüft, und wenn ein Wert aus diesem Bereich herausfällt, leuchten die Leuchten für Unter- oder Übergewicht in den Verfahrensschritten 46A und 47A auf, und der Wiegegutgegenstand wird ausgesondert.

Wenn jedoch angenommen wird, daß in den Verfahrensschritten 45, 46 und 47 keine Anzeige erfolgt, kann an Punkt F der das Gewicht des Wiegegutgegenstands anzeigende Digitalzählwert mehreren Bereichen zugeordnet werden. Ent-

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sprechend der bevorzugten Ausführungsform sind ein Übergewichts-, Untergewichts- und Akzeptierbereich vorgesehen. Mit anderen Worten, Verfahrensschritt 48B ist ein Drei-Bereichs- System. Entsprechend Verfahrensschritt 48C ist auch ein Fünf-Bereichs-System, oder entsprechend Verfahrensschritt 48A ein einfacheres Zwei-Bereichs-System möglich. Entsprechend dem Weg F ist in Verfahrensschritt 49 das Vorzeichen des unteren Grenzwertschalters negativ, und das Vorzeichen von -^GH wird geprüft. Wenn dieses negativ ist, wird es in Verfahrensschritt 50 mit dem unteren Grenzwertbetrag verglichen, der im oberen Grenzwertschalter 17' eingestellt worden ist. Wenn dieser Vergleich, wie in Verfahrensschritt 52 angedeutet, einen größeren Wert ergibt, wird das Produkt als Untergewicht zurückgewiesen, d.h. in den Untergewichtsbereich 1 klassifiziert. Da für diesen Vergleich der hohe Gewichtswert des Bezugsgewichts benutzt wird, ist eine praktisch 100 %-ige Anzeige von Untergewicht gewährleistet.

Wenn in Verfahrensschritt 51 der Wert von ^i GH gleich oder größer ist/tter untere Grenzwert, schließt sich Verfahrensschritt 53 anj um das Übergewicht, d.h. den Unterschied zwischen dem für Leergut berichtigten Probengewicht und dem für Leergut berichtigten niedrigen Gewichtswert des Bezugsgewichts zu ermitteln, wie anhand der Schaubilder in den Fig. 4 und 4A ersichtlich ist. Wenn die Waage jedoch nur für zwei Bereiche ausgelegt ist, wird Verfahrensschritt 53A sofort ausgeführt, da dann, wenn sich das Produkt nicht in den einen Bereich klassifizieren läßt, es natürlich in den anderen Bereich fallen muß. Mit anderen Worten, in diesem Falle werden nur Untergewichtspackungen ausgesondert.

Im Falle einer Drei-Bereichs-Waage wird jedoch Verfahrensschritt 53 ausgeführt, wozu der für Leergut berichtigte

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niedrige Gewichtswert des Bezugsgewichts verwendet wird. In den Verfahrensschritten 54 und 55 werden die Vorzeichen geprüft. Wenn in Verfahrensschritt 55 das Vorzeichen des Werts Δ GL positiv ist, hat der Wiegegutgegenstand automatisch Übergewicht, und wird in Verfahrensschritt 56 in Bereich 3 klassifiziert. Bei negativem Vorzeichen wird der Wert Δ GL in Verfahrensschritt 57 mit der Einstellung des Grenzwertschalters 17" für Übergewicht verglichen, und wenn sich ein niedrigerer Wert ergibt, wird der Gegenstand in Bereich 2 als akzeptiert klassifiziert. Für einen größeren Wert wird er in Verfahrensschritt 59 als Übergewicht in Bereich 3 klassifiziert. Die verbleibenden positiven Seiten in den Verfahrensschritten 49 und 54 erklären sich selbst anhand der Arbeitspläne. Die Grenzwertschalter geben somithin Grenzwerte für Klassifizierungszwecke vor.

Der Weg G führt zurück zu Verfahrensschritt 60, in welchem das Nettogewicht als der Unterschied zwischen Butto- und Leergewicht berechnet wird. In Verfahrensschritt 61 wird der Unterschied zwischen der Abweichung vom Bezugsgewichtsmittelwert und dem Istgewicht geprüft. In den Verfahrensschritten 62 und 63 werden diese Werte angezeigt, wenn der Schalter 3D¹ jeweils in die Einstellung "NET" (= Nettogewicht) oder "DEV" (^Abweichung) eingestellt wird.

In Verfahrensschritt 64 werden die (nicht dargestellten) Unterprogramme für Mittelwert, Speicher und mittleren Fehler des Mittelwerts ausgeführt. In Verfahrensschritt 65 werden die entsprechenden Werte zur Sichtanzeige gebracht. Bei der Mittelwertbildung wird das Istgewicht des Produkts für eine vorbestimmte Anzahl N von Proben gemittelt, welche vermittels eines Drehstellers vorgegeben wird. Der zugeordnete Schalter wird auf "Gewicht" eingestellt. Anderer-

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seits kann bei der Einstellung "DEV" (=Abweichung) die mittlere Abweichung vom Bezugsgewicht zur Sichtanzeige gebracht werden.

Bei Speicherbetrieb in Verfahrensschritt 64 wird das gesamte "Überschuß"-Gewicht angezeigt, d.h. die Übergewichtsunterschiede, welche über das Bezugsgewicht hinausgehen, werden addiert. Stattdessen kann auch das "Gesamtproduktgewicht" über einen Zeitraum addiert werden.

Bei dem Programm für den mittleren Fehler des Mittelwerts wird die Gewichtsverteilung des Produkts zur Sichtanzeige gebracht. Weg D zu den Verfahrensschritten 66 bis 69 dient zur Rückstellung der Sichtanzeigen. Nach dem Wiegen eines Wiegegutgegenstands wird der Selbstnullstellzähler in Verfahrensschritt 69B fortgeschaltet, worauf Weg E eingeschlagen wird. Das ist zu Beginn von Verfahrensschritt 24, in welchem der Mikroprozessor zu Verarbeitung eines anderen Wiegegutgegenstands in der Bereitschaftsstellung ist.

Das vorgeschlagene Wiegeverfahren und die Waage verwenden durchgehend Digitaltechnik. Im Arbeitsplan, der die Arbeitsweise des Mikroprozessors 74 zeigt, liegen sämtliche Gewichtsmeßwerte auch für den zugeordneten Speicher 79 mit direktem Zugriff notwendigerweise in der Form von Digitalzählwerten vor. In Verbindung mit der Dehnungsmeßbrücken-Wiegezelle ist somit eine preiswerte Prüfwaage von hoher Genauigkeit und großer Vielseitigkeit geschaffen worden, welche sehr leicht einstellbar ist und vielseitige Einstell-, Kontroll und Anzeigemöglichkeiten bietet.

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ORIGINAL

Claims

Patentansprüche :

Digitalwiegeverfahren unter Verwendung einer auf einen über einen zugeordneten Wiegetisch geführtes Wiegegut ansprechbaren und zur Herleitung eines in Beziehung zu einem auf dem Wiegetisch befindlichen Wiegegutgegenstand stehenden Digitalzählwerts dienenden Wiegezelle, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ohne Wiegegut auf dem Wiegetisch ein Nullzählmittelwert ermittelt, dann ein einem Bezugsgewicht entsprechender Digitalzählwert eingespeichert, Wiegegut über den Wiegetisch geführt, für jeden Gegenstand ein Digitalzählwert ermittelt, dieser Digitalzählwert unter Berücksichtigung des Nullzählmittelwerts mit dem Zählwert für das Bezugsgewicht verglichen und anschließend ohne Wiegegut auf dem Wiegetisch wiederum wie im ersten Verfahrensschritt ein neuer Nullzählmittelwert ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nullzählmittelwert in der Weise ermittelt wird, daß in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen eine vorbestimmte Vielzahl von Digitalzählwerten abgetastet und zur Nullzählmittelwertbildung gemittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung eines einem Bezugsgewicht entsprechenden Digitalzählwerts ein Bezugsgewicht wenigstens einmal oder eine vorbestimmte Anzahl von Malen über den Wiegetisch hinweggeführt und vermittels des bei jedem Durchgang erhaltenen Digitalzählwerts eine Grauzone vorgegeben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugsgewicht vermittels Drehstellern eingespeichert wird.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalbereich der Wiegezelle von praktisch null, wenn sich kein Gegenstand auf dem Wiegetisch befindet, bis auf den vollen Zählwertbereich, für ein dem Wiegebereich der Wiegezelle entsprechendes Wiegegut großen Gewichts, eingestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Durchgang einer vorbestimmten Anzahl von Wiegegutgegenständen über den Wiegetisch angezeigt wird, daß kein neuer Nullzählmittelwert ermittelt worden ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der dem höchsten bei einem Durchgang ermittelten Bezugsgewicht entsprechende Digitalzählwert gespeichert und beim Durchgang von Wiegegut der für jeden Wiegegutgegenstand ermittelte Digitalzählwert mit dem Digitalzählwert für das höchste Bezugsgewicht verglichen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsgewichts-Digitalzählwert vermittels Drehstellern eingespeichert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß Wiegegut, dessen Digitalzählwert kleiner ist als der höchste Zählwert für das Bezugsgewicht, zurückgewiesen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß der höchste Zählwert für das Bezugsgewicht um einen Betrag geändert wird, der gleich ist dem Unterschied zwischen dem Bezugsgewicht und dem Nenngewicht c¹ es Wiegeguts.

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. Verfahren nach einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Durchgang des Bezugsgewichts über den Wiegetisch der dem niedrigsten Wiegegutgewicht entsprechende Digitalzählwert gespeichert und beim fortlaufenden Durchgang von Wiegegut der Digitalzählwert für jeden Wiegegutgegenstand gleichfalls mit dem Digitalzählwert für das niedrigste Bezugsgewicht verglichen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der niedrigste Zählwert für das Bezugsgewicht um einen Betrag geändert wird, der gleich ist dem Unterschied zwischen dem Bezugsgewicht und dem Nenngewicht des Wiegeguts.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ermittlung eines Wiegegutgegenstands auf dem Wiegetisch die Ermittlung eines neuen Nullzählmittelwerts unterbrochen wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -13, dadurch gekennzeichnet, daß bei fortlaufendem Durchgang von Wiegegut über den Wiegetisch das Leergewicht der Wiegegutgegenstände berücksichtigt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -14, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung des Nullzählmittelwerts jeder einzelne Digitalzählwert zur Ausscheidung ungültiger Zählwerte mit einem vorbestimmten Höchstunterschied verglichen wird,

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Durchgang des Bezugsgewichts über den Wiegetisch erhaltene Digitalzählwert zur Ausscheidung ungültiger Zählwerte mit einem vorbestimmten Höchstunterschied verglichen wird.

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17. Verfahren nach Anspruch 3,6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der dem niedrigsten bei einem Durchgang ermittelten Bezugsgewicht entsprechende Digitalzählwert gespeichert und beim Durchgang von Wiegegut der für jeden Wiegegutgegenstand ermittelte Digitalzählwert mit dem Digitalzählwert für das niedrigste Bezugsgewicht verglichen wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -17, dadurch gekennzeichnet, daß obere und untere Gewichtswerte vorgegeben und zur Ausscheidung von sich wesentlich von dem Wiegegut-Sollgewicht unterscheidender Wiegegutgegenstände jeweils mit den Digitalzählwerten verglichen werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -18, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Grenzwerte für das Bezugsgewicht vorgegeben werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Warnvorrichtung betätigt wird, wenn ein vorbestimmter Grenzwert nicht algebraisch kleiner ist als der andere Grenzwert.

21. Waage zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-20, mit einer Wiegezelle, die auf ein über einen zugeordneten Wiegetisch geführtes Wiegegut ansprechbar ist und dazu dient, einen in Beziehung zu einem auf dem Wiegetisch befindlichen Gegenstand stehenden Digitakzählwert herzuleiten, welcher für kein Wiegegut auf dem Wiegetisch von praktisch null bis zu einem der Höchstbelastbarkeit des Wiegetischs entsprechenden Hochstzählwert reicht, gekennzeichnet durch eine zum Klassifizieren von Wiegegut in wenigstens zwei Klassen, zum Speichern

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einer in Beziehung zu einem Sollwert für die Klassifizierung von Wiegegut stehenden Zahl in Digitalform und zum Vergleichen der gespeicherten Zahl mit dem Wiegedigitalzählwert dienende Vorrichtungen.

22. Waage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert als Grenzwert vorgegeben ist.

23. Waage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß Drehsteller zur Digitalexngabe des Grenzwerts vorgegeben sind.

24. Waage nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert vorgegeben ist in Beziehung zu einem über den Wiegetisch geführten Bezugsgewicht.

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