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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch angetriebene
Transportvorrichtung zum elektromagnetischen Vibrieren einer Transporteinheit,
um einen Artikel, welcher transportiert werden soll, zu transportieren,
und eine Wiegevorrichtung, welche eine solche Transportvorrichtung verwendet.
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Die
Transportvorrichtung der Art, auf welche oben Bezug genommen ist,
ist so gestaltet und so konfiguriert, dass die Transporteinheit,
wie etwa z.B. eine Wanne zum Lagern darauf von Artikeln, welche zu
transportieren sind, auf einer Trägerbasis durch eine Klammer
montiert ist, welche nach vorne und nach hinten vibriert werden
kann durch einen Elektromagneten, um dadurch die Artikel nach und
nach zu transportieren. In einem solchen Fall wird, um einen effizienten
Transport der Artikel zu erreichen, die Antriebsfrequenz der elektrischen
Stromquelle zum Antreiben des Elektromagneten gewählt, dass
sie gleich der Eigenfrequenz der Transportvorrichtung ist.
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Verfahren,
die bis jetzt bekannt sind, die Antriebsfrequenz mit der Eigenfrequenz
der Transportvorrichtung zu koordinieren, schließen ein die Verwendung eines
Invertierers zur variablen Festsetzung der Antriebsfrequenz, so
dass die Antriebsfrequenz, bei welcher der zugeführte elektrische Strom maximiert
werden kann, verwendet wird, um eigentlich den Elektromagneten anzutreiben,
um den Transport zu erreichen, wie es z.B. in dem japanischen Patent
Nr. 2,770,295 (JPA3-223014)
offenbart ist; und die Verwendung eines Invertierers zum variablen
Setzen der Antriebsfrequenz, so dass die Antriebsfrequenz, bei welcher
der Strom maximiert werden kann, automatisch bestimmt werden kann,
bei welcher die Transportvorrichtung angetrieben wird, um den Transport
der Artikel zu errei chen, so wie z.B. in der japanischen offengelegten
Patentanmeldung Nr. 7-060188 offenbart.
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Es
ist jedoch herausgefunden worden, dass bei der Transportvorrichtung,
welche angetrieben wird, um den eigentlichen Transport bei der Antriebsfrequenz
zu bewirken, bei welcher der zugeführte elektrische Strom maximiert
werden kann, eine Erkennungsschaltung zum Erkennen einer Spannung und
eines Stroms nötig
ist zur Berechnung der elektrischen Leistung und die Transportvorrichtung
demgemäß in der
Struktur kompliziert ist. Andererseits erfordert mit der Transportvorrichtung,
welche bei der Antriebsfrequenz angetrieben wird, welche automatisch
bestimmt wird, bei welcher der elektrische Strom maximiert werden
kann, die Verwendung einer Berechnungseinheit und einer Speichereinheit
eine entsprechend große
Kapazität
für die
Erfassung des elektrischen Stroms zu allen Zeiten und dann, den Maximalwert
des elektrischen Stroms zu berechnen, und die Transportvorrichtung
ist daher kompliziert in der Struktur und von hohen Kosten.
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Die
vorliegende Erfindung ist daher ersonnen worden, um im Wesentlichen
die oben diskutierten Probleme und Unannehmlichkeiten zu beseitigen,
und sie ist gedacht, um eine einfache und niedrige Preise aufweisende
elektromagnetisch angetriebene Transportvorrichtung zu schaffen,
welche in der Lage ist, einen effizienten Transport zu erreichen, und
auch eine Wiegevorrichtung, welche zumindest eine solche elektromagnetisch
angetriebene Transportvorrichtung verwendet.
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Um
die obige Aufgabe zu erfüllen,
sieht die vorliegende Erfindung eine elektromagnetisch angetriebene
Transportvorrichtung vor, welche einschließt eine Transporteinheit zum
Transportieren eines Artikels, der transportiert werden soll; eine
elektromagnetisch angetriebene Vibrationseinheit zum Vibrieren der
Transporteinheit, um den Artikel zu transportieren; eine Steuereinheit
zum Steuern einer Antriebsfrequenz einer Antriebsenergie- bzw. Stromquelle der
Vibrationseinheit; und eine Frequenzfestsetzeinheit zum Festsetzen
einer eigentlichen Antriebsfrequenz; dadurch gekennzeichnet, dass
die Transportvorrichtung einschließt: eine Zeiterfassungseinheit zum
Detektieren einer Zeitdauer, während
welcher, wenn die Antriebsfrequenz geändert wird, der Antriebsstrom
der Vibrationseinheit bei jeder Frequenz einen Referenzstromwert übersteigt;
wobei das Festsetzen der eigentlichen Antriebsfrequenz auf der Zeitdauer
basiert, welche durch die Zeiterfassungseinheit detektiert ist bzw.
wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung detektiert, wenn die Antriebsfrequenz der Antriebsstromquelle
der Vibrationseinheit durch die Steuereinheit verändert wird,
die Zeiterfassungseinheit die Zeitdauer, während welcher der Antriebsstrom
der Vibrationseinheit bei jeder der Frequenzen den Referenzstromwert überschreitet,
und die Frequenzfestsetzeinheit setzt die eigentliche Antriebsfrequenz
fest, basierend auf der Zeitdauer, welche so detektiert ist. Demgemäß kann die
Transporteinheit ohne die Notwendigkeit, irgendeine Erfassungsschaltung
zum Detektieren einer Spannung oder eines Stroms, irgendeine Berechnungseinheit
und irgendeine Speichereinheit von großer Kapazität zu verwenden, vibriert werden
bei der Antriebsfrequenz nahe der Eigenfrequenz der Transportvorrichtung,
und daher ist es möglich,
einen effizienten Transportantrieb mit einer vereinfachten und einen
geringen Preis aufweisenden Struktur zu erreichen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Zeiterfassungseinheit ein Element
einschließen,
welches aktiviert wird, wenn der Antriebsstrom den Referenzstromwert überschreitet,
und sie ist betreibbar, um die Zeitdauer zu detektieren in Abhängigkeit
eines Betriebszustandes eines solchen Elements. Alternativ kann
die Zeiterfassungseinheit einschließen einen Spannungskomparator
zum Vergleichen einer Spannung entsprechend dem Antriebsstrom mit
einer Spannung entsprechend dem Referenzstromwert, zum Ausgeben
eines Ausgabesignals, so dass die Zeitdauer detektiert werden kann
in Abhängigkeit
eines Zustands des Ausgabesignals von dem Spannungskomparator. Mit
dieser Konfiguration kann die Zeiterfassungseinheit eine einfache
und niedrige Kosten aufweisende Struktur aufweisen, um einen effizienten
Transportantrieb zu erreichen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die elektromagnetisch angetriebene
Transportvorrichtung weiter einschließen einen Speicher zum Speichern
eines Referenzstromswerts und Erfassungsmittel zum Detektieren eines
Stromwerts des Antriebsstroms, und die Zeiterfassungseinheit ist
betreibbar, um die Zeitdauer zu detektieren, basierend auf dem detektierten
Stromwert und dem Referenzstromwert.
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Gemäß dieser
Konfiguration ist es, da der Referenzstromwert, welcher für eine bestimmte
Art von Artikel, der transportiert werden soll, und/oder einen bestimmten
Typ der Transporteinheit geeignet ist, von der Speichereinheit gelesen
und dann verwendet werden kann, möglich, einen effizienten Transportantrieb
zu erreichen, der für
verschiedene Arten des Betriebs der Transportvorrichtung geeignet ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Frequenzfestsetzeinheit die
eigentliche Antriebsfrequenz festsetzen, basierend auf einer Änderung
der Zeitdauer. Demgemäß kann,
selbst wenn die Zeitdauer verschiedene Werte darstellt, die eigentliche
Antriebsfrequenz, geeignet zu einer solchen Änderung der Zeitdauer, gesetzt
werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Erfassung, welche durch die
Zeiterfassungseinheit durchgeführt wird,
während
einem Versuchslauf der Transportvorrichtung und dem Antrieb der
Transportvorrichtung bei der eigentlichen Antriebsfrequenz, die
so festgesetzt ist, ausgeführt
während
einem eigentlichen Lauf der Transportvorrichtung. In einem solchen
Fall, vom ersten Anfang des eigentlichen Laufs an, kann der Transport
von Artikeln effizient durchgeführt
werden mit der Transportvorrichtung, welche bei der richtigen, eigentlichen
Antriebsfrequenz angetrieben ist.
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Die
vorliegende Erfindung bietet auch eine Wiegevorrichtung, welche
eine Vielzahl von elektromagnetisch angetriebenen Transportvorrichtungen einschließt, von
denen jede von der Struktur ist, wie sie oben diskutiert ist, und
eine Wiegeeinheit zum Wiegen eines Artikels, welcher von jeder der
elektromagnetisch angetriebenen Transportvorrichtungen transportiert
wird. In dieser Wiegevorrichtung wird die eigentliche Antriebsfrequenz
für jede
der elektromagnetisch angetriebenen Transportvorrichtungen bevorzugt
individuell festgesetzt durch die Frequenzfestsetzeinheit.
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Mit
dieser Wiegevorrichtung, da für
jede der darin eingesetzten Transportvorrichtungen die Transporteinheit
bei der eigentlichen Antriebsfrequenz etwa gleich der Eigenfrequenz
der Transportvorrichtung vibriert werden kann, ist es möglich, einen
effizienten Transportantrieb zu erreichen.
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In
jedem Fall wird die vorliegende Erfindung deutlicher verstanden
werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
davon, wenn sie im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen
genommen wird. Jedoch sind die Ausführungsformen und die Zeichnungen
nur gegeben zum Zweck der Darstellung und Erläuterung, und sie dürfen nicht
als den Umfang der vorliegenden Erfindung in jeglicher Art wie auch
immer beschränkend genommen
werden, wobei der Umfang bestimmt wird durch die angehängten Ansprüche. In
den beigefügten
Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Teile
in den verschiedenen Ansichten zu bezeichnen, und:
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1 ist
eine schematische Seitenansicht, welche eine elektromagnetisch angetriebene
Transportvorrichtung gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, gezeigt zusammen mit einem Schaltplandiagramm dafür;
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2 ist
eine schematische Seitenansicht, welche eine Kombination einer Wiegevorrichtung zeigt,
ausgestattet mit den elektromagnetischen Antriebsvorrichtungen,
gezeigt in 1;
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3 ist
ein Schaltungsdiagramm, welches eine Zeiterfassungseinheit zeigt,
verwendet in der elektromagnetisch angetriebenen Transportvorrichtung;
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4 stellt
eine Wellenform eines Antriebsstroms dar, verwendet, um die elektromagnetisch
angetriebene Transportvorrichtung anzutreiben;
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5 ist
eine Graphik, verwendet, um den Betrieb einer Zeiterfassungseinheit
zu beschreiben, welche in der elektromagnetisch angetriebenen Transportvorrichtung
verwendet wird;
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6 ist
ein Flussdiagramm, welches die Abfolge eines Festsetzens einer Antriebsfrequenz der
elektromagnetisch angetriebenen Transportvorrichtung zeigt;
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7 ist
ein Schaltungsdiagramm, welches eine alternative Form der Zeiterfassungseinheit
zeigt, verwendet in der elektromagnetisch angetriebenen Transportvorrichtung;
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8 ist
eine Seitenansicht, welche die elektromagnetisch angetriebene Transportvorrichtung gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, gezeigt zusammen mit einem Schaltungsblockdiagramm
dafür;
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9 ist
ein Schaltungsblockdiagramm, welches die Zeiterfassungseinheit zeigt,
verwendet in der elektromagnetisch angetriebenen Transportvorrichtung,
gezeigt in 8; und
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10 ist
ein Flussdiagramm, welches die Abfolge des Festsetzens der Antriebsfrequenz
der elektromagnetisch angetriebenen Transportvorrichtung zeigt.
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Bezugnehmend
auf 1 ist dort schematisch eine elektromagnetisch
angetriebene Transportvorrichtung 1 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Transportvorrichtung 1,
welche darin gezeigt ist, schließt ein eine Vibrationseinheit 2 und
eine Wanne (eine Transporteinheit) 4, montiert auf der
Vibrationseinheit 2 durch einen Bügel 3. Die Vibrationseinheit 2 wiederum
schließt
ein eine Basis 7, montiert an einem Maschinenrahmen 5,
welcher als Transporteinheit dient, auf welcher die Transportvorrichtung 1 installiert
ist durch eine Mehrzahl von vibrationsisolationselastischen Elementen 6, einen
Elektromagnet 8, montiert an der Basis 7, vordere
und hintere Blattfedern 9, welche sich parallel zueinander
erstrecken und von denen jede an einem Ende an einem vorderen oder
hinteren Arm des Bügels 3 mittels eines
Bolzens B1 und einer Mutter befestigt ist und am gegenüberliegenden
Ende an dem vorderen oder hinteren Abschnitt der Basis 7 mittels
jeweils eines Bolzens und einer Mutter, und einen bewegbaren Eisenkern 10,
fest getragen durch den Bügel 3 an
einem Ort angrenzend zu einem oberen Endabschnitt der hinteren Blattfeder 9,
um so dem Elektromagneten 8 gegenüberzuliegen. Der Elektromagnet 8 ist
angepasst, um elektrisch betrieben zu werden durch einen Invertierer 13,
welcher als eine Quelle einer elektrischen Antriebsleistung dient.
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Wenn
der Elektromagnet 8 elektrisch angetrieben wird durch den
Invertierer 13, kann der Bügel 3 durch die Blattfedern 9 in
einer Vibrationsrichtung in Vibration versetzt werden, welche horizontal
und leicht nach oben orientiert ist, wie durch den Pfeil V gezeigt,
relativ zu der horizontal liegenden Wanne 4, so dass Artikel
M, welche auf der Wanne 4 platziert sind, in einer Transportrichtung,
gezeigt durch den Pfeil P, zugeführt
werden können.
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Dem
Invertierer 13 ist eine elektrische Antriebsleistung zugeführt von
einer direkten Stromleistungsquelle 12, betreibbar, um
kommerziellen Wechselstrom von einer kommerziellen Wechselstromausgabe 11 in
einen direkten Strom bzw. Gleichstrom umzuwandeln, und die Frequenz
der elektrischen Antriebsleistung wird gesteuert durch eine Frequenzsteuereinheit 14.
Die Größenordnung
des von dem Invertierer 13 zu dem Elektromagneten 8 der
Vibrationseinheit 2 zugeführten Antriebsstroms wird erfasst
durch eine Zeiterfassungseinheit 15. Mit anderen Worten
detektiert die Zeiterfassungseinheit 15 ein Äquivalent
der Größenordnung
des Antriebsstroms im Sinne einer Zeitdauer, während welcher der Antriebsstrom,
zugeführt
von dem Invertierer 13 zu dem Elektromagneten 8 während einem
Versuchslauf der Vorrichtung vor dem eigentlichen Betrieb einer
solchen Vorrichtung, einen vorbestimmten Referenzstromwert überschreitet.
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3 illustriert
ein Beispiel einer Zeiterfassungseinheit 15. Diese Zeiterfassungseinheit 15 schließt ein,
ein Element wie etwa z.B. einen Photokoppler 21, angepasst,
um aktiviert zu werden, wenn der Antriebsstrom, welcher zu der Vibrationseinheit 2 angelegt
wird, den Referenzstromwert überschreitet, und
eine Zählerschaltung 22 zum
Erfassen der Zeitdauer in Abhängigkeit
der Aktivierung des Photokopplers 21. Der Photokoppler 21 ist
aus einer lichtemittierenden Diode 21a und einem lichtempfangenden
Transistor 21b aufgebaut und ist betreibbar, um fortzufahren,
ein ON-Signal zu dem lichtempfangenden Transistor 21b zu
erzeugen, wenn der Antriebsstrom, welcher den Referenzstromwert überschreitet, der
z.B. auf 0,4 A festgesetzt ist, über
die Eingabeseite der lichtemittierenden Diode 21a fließt. Die
Zählschaltung 22 ist
betreibbar, um einen Zeitzähler
zu aktivieren zum Erzeugen z.B. eines Referenzimpulses während einer
Periode, in welcher der lichtempfangende Transistor 21b das
ON-Signal von der lichtemittierenden Diode 21a empfängt, und
zum Zählen der
Anzahl von Impulsen, generiert, um dadurch die Zeitdauer zu erfassen.
Auf diese Art und Weise kann die Zeiterfassungseinheit 15 von
einer einfachen und niedrige Kosten aufweisenden Struktur sein,
und sie ist dennoch in der Lage, einen Transportantrieb zu gestatten,
so dass dieser effizient ausgeführt
werden kann.
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Die
Antriebsfrequenz während
des eigentlichen Laufs kann festgesetzt werden durch Aufbringen
eines Festsetzkommandos an die Frequenzsteuereinheit 14 von
einer Frequenzfestsetzeinheit 16, gezeigt in 1.
Genauer weist die Frequenzfestsetzeinheit 16 eine Funktion
des Festsetzens der Antriebsfrequenz während dem eigentlichen Lauf
auf, basierend auf den Zeitdauern, erfasst durch die Zeiterfassungseinheit 15,
bezüglich
der Änderung
der Antriebsfrequenz während
des Probelaufs. Im Rahmen eines Beispiels sind, wenn die Antriebsfrequenz geändert wird,
die Amplitude(n) des Antriebsstroms so groß bei einer Resonanzfrequenz
oder sind eine Frequenz etwa gleich der Resonanzfrequenz, dass die
Zeitdauer, während
welcher der Antriebsstrom den Referenzstromwert überschreitet, ein vorbestimmtes
Muster einer Änderung
zeigt und demgemäß die Antriebsfrequenz,
bei welcher sich solch ein vorbestimmtes Änderungsmuster zeigt, während dem eigentlichen
Lauf verwendet wird. Ein Festsetzen dieser Antriebsfrequenz kann
vorgenommen werden während
des eigentlichen Laufs. In anderen Worten ist die Antriebsfrequenz,
bei welcher die Zeitdauer, detektiert durch kontinuierliches Verändern der
Antriebsfrequenz bei einer geeigneten Zeitgabe während dem eigentlichen Lauf
und dann Detektieren der Zeitdauer, welche den Referenzstromwert überschritten
hat, das vorbestimmte Muster der Änderung gezeigt hat, als neue
Antriebsfrequenz festgesetzt.
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2 stellt
eine schematische Seitenansicht einer Kombinationswiegevorrichtung 30 dar,
ausgestattet mit einer Anzahl von elektromagnetisch angetriebenen
Vibrationszuführern 1,
von denen jeder die Struktur aufweist, wie oben diskutiert, als
Transportvorrichtungen 1. Die Artikel M werden nach und
nach zentral auf einen verhältnismäßig niedrigen
konischen Verteilerzuführer 32 durch
eine Zuführrutsche 31 zugeführt, positioniert
unmittelbar darüber.
Wenn der Verteilerzuführer 32 in
Vibration versetzt wird, werden die Artikel M, welche auf den Verteilerzuführer 32 fallen,
radial nach außen
verteilt in eine Mehrzahl von Vibrationszuführern (Transportvorrichtungen) 1,
welche radial nach außen
weisend angeordnet sind bezüglich
zu und angrenzend an den konischen Verteilerzuführer 32. Die Artikel
M, welche so zu den Vibrationszuführern 1 überführt werden,
sind, nachdem sie durch die jeweiligen Vibrationszuführer 1 transportiert
worden sind, in eine entsprechende Anzahl von Ringtrichtern 33 zugeführt, positioniert
radial außerhalb
und angrenzend an die kreisförmige Reihe
von Vibrationsförderern 1,
und nachdem sie zeitweise innerhalb der Ringtrichter 33 in
zeitlichem Verhältnis
mit dem Wiegevorgang gehalten worden sind, werden jeweilige Auslasstore 34 der
Ringtrichter 33 geöffnet,
um es den Artikeln M zu erlauben, auf zugeordnete Wiegetrichter 35 zugeführt zu werden, positioniert
unmittelbar dort darunter. Jeder der Wiegetrichter 35 bildet
in Zusammenwirken mit einem zugeordneten Wiegedetektor 36,
wie etwa z.B. einer Lastzelle, gekoppelt damit, eine Wiegeeinheit 37, und
der Wiegedetektor 36 erfasst das Gewicht der Artikel M,
aufgenommen innerhalb des jeweiligen Wiegetrichters 35,
um dann ein Gewichtssignal auszugeben, das erfasste Gewicht des
Artikels M bezeichnend. Die Artikel M, welche gewogen worden sind,
werden anschließend
in einer Sammelrutsche 39 gesammelt auf ein Öffnen von
Ausgabetoren 38 der jeweiligen Wiegetrichter 35 hin,
und sie werden dann von einer Ausgaberutsche 40 ausgegeben über ein
Zeitgabetor 41 an einem unteren Ende der Ausgaberutsche 40.
Die so ausgegebenen Artikel M werden durch eine Verpackungsmaschine
(nicht gezeigt) verpackt, um verpackte Produkte zu bieten, von denen
jedes ein Zielgewicht der Artikel M enthält.
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Der
Betrieb der elektromagnetisch angetriebenen Transportvorrichtung
(Vibrationsförderer) 1 gemäß der ersten
Ausführungsform
während
des Probelaufs wird mit Bezugnahme auf die Wellenformen, gezeigt
in den 4 und 5, und das Flussdiagramm, gezeigt
in 6, beschrieben werden. In der dargestellten Ausführungsform
wird die Antriebsfrequenz der Antriebsleistungsquelle der Vibrationseinheit 2 automatisch
auf eine eigentliche Antriebsfrequenz nahe der Eigenfrequenz der
Transportvorrichtung 1 festgesetzt.
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Zu
Beginn wird die Antriebsfrequenz f des Invertierers 13,
welcher als Antriebsleistungsquelle für die Vibrationseinheit 2 dient,
auf einen Ausgangswert gesetzt, z.B. 70 Hz, durch die Frequenzsteuereinheit 14,
und die Vibrationseinheit 2 wird für eine vorbestimmte Zeitdauer,
z.B. etwa 2 Sekunden, angetrieben mit einer Zuführstärke, welche konstant gehalten wird
(Schritt S1 in 6). Während die Vibrationseinheit 2 auf
solche Art und Weise angetrieben wird und nach einer Übergangsantwort
von z.B. 1,5 s erfasst die Zeiterfassungseinheit 15 die
Zeitdauer, während welcher
ein Antriebsstrom, der durch den Elektromagneten 8 der
Vibrationseinheit 2 fließt, für jede Frequenz (oder Impuls)
einer Vibrationsbewegung in Richtungen gegenüberliegend zu jeder anderen,
den Referenzstromwert von 0,4 A überschreitet
(Schritt S2). Daraufhin wird die Transportvorrichtung 1 für eine bestimmte
Zeitdauer angehalten, z.B. etwa 8 s, und ein Warten wird dann durchgeführt, bis
eine Vibration vollständig
abgeschwächt
ist, so dass sie ausklingt. Es sei angemerkt, dass, falls der Durchschnittswert
der Zeitdauer etwa 0 μs
beträgt,
die Transportvorrichtung 1 kaum einer Vibration unterliegt
und daher nicht für eine
Länge an
Zeit anzuhalten ist. In einem solchen Fall wird die Transportvorrichtung 1 für 2 Sekunden
angehalten.
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Der
während
eines einzelnen Durchlaufs einer Vibrationsbewegung der Transporteinheit 1 aufgebrachte
Strom gibt solche Wellenformen wieder, wie sie durch A und B in 4 gezeigt
sind. Ein Spitzenpunkt einer jeden der Wellenformen A und B fällt zusammen
mit dem Punkt der maximalen Amplitude. In diesem Beispiel wird die
zu der Vibrationseinheit 2 zugeführte Spannung fixiert auf einen
vorbestimmten Wert, und unter dieser Bedingung gilt, je größer die Amplitude
der Vibration der Vibrationseinheit 2, desto höher der
Antriebsstromwert. Mit anderen Worten, je näher die Antriebsfrequenz f
der Eigenfrequenz der Vibration ist, desto höher ist der Antriebsstromwert, und
daher ist die Länge
der Zeit, während
welcher der Antriebsstrom den Referenzstromwert übersteigt, entsprechend groß.
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Im
Rahmen eines Beispiels in 4 ist die Antriebsfrequenz
f näher
der Eigenfrequenz der Vibration der Transportvorrichtung 1,
wenn der Antriebsstrom die Wellenform A wiedergibt, als wenn der
Antriebsstrom die Wellenform B wiedergibt. Im Hinblick darauf ist
die Zeitdauernerfassung, durchgeführt durch die Zeiterfassungseinheit 15 bei
Schritt S2, solcher Art, um die Zeitdauer T zu erfassen, während welcher
als ein Ergebnis, dass der Antriebsstrom i den vorbestimmten Referenzstromwert,
z.B. ia = 0,4 A, überschreitet,
die lichtemittierende Diode 21a des Photokopplers 21 das
ON-Signal zu dem lichtempfangenden Transistor 21b ausgibt.
Es kann somit angenommen werden, dass je größer die Zeitdauer T, desto
höher der
Antriebsstrom i. Die Erfassung der Zeitdauer T kann ausgeführt werden
durch die Zählerschaltung 22.
Insbesondere kann ein Zeitzähler, enthalten
in der Zählerschaltung 22 zum
Erzeugen von Referenzimpulsen, aktiviert sein während der Periode, in welcher
der lichtempfangende Transistor 21b das ON-Signal von der
lichtemittierenden Diode 21a empfängt, so dass die Anzahl von
Impulsen, welche erzeugt werden, gezählt werden kann.
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Dann
wird die Antriebsfrequenz von 70 Hz um z.B. 0,5 Hz verringert und
somit herunter auf 69,5 Hz, und die Schritte S1 und S2 werden wiederholt, um
die Vibrationseinheit 2 anzutreiben zum Erfassen der Zeitdauer
T. Die Zeitdauer T wird bestimmt, dass sie ein Durchschnittswert
der Zeitdauern ist, erfasst für
eine Mehrzahl von Zyklen des Stroms. Weiter darauffolgend wird die
Antriebsfrequenz um 0,5 Hz verringert, und die Schritte S1 und S2
werden wieder wiederholt, um die Vibrationseinheit 2 anzutreiben zum
Erfassen der Zeitdauer T. Auf diese Art und Weise wird ein Zyklus
der Schritte S1 und S2 eine vorbestimmte Anzahl von Malen bei Schritt
S3 wiederholt, wobei die Antriebsfrequenz schrittweise um eine Abstufung
von 0,5 Hz reduziert wird. Bei jeder der Antriebsfrequenzen werden
die Zeitdauern T, welche so erfasst werden, während denen der Antriebsstrom den
Referenzstromwert ia (= 0,4 A) überschritten
hat, in einem Speicher (nicht gezeigt) gespeichert.
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Die
Frequenzfestsetzeinheit 16 bestimmt dann bei Schritt S5,
ob der Durchschnittswert der Zeitdauern T, erfasst in der oben beschriebenen
Art und Weise, unter den vorherigen Wert drei aufeinanderfolgende
Male abnimmt, bevor die Antriebsfrequenz 30 Hz erreicht. Falls ermittelt
wird, dass der Durchschnittswert unter den vorherigen Wert dreimal hintereinander
gefallen ist, wird angenommen, dass die Resonanzfrequenz (d.h. die
eigentliche Antriebsfrequenz) bei einem Wert gefunden werden kann,
der etwa gleich der Antriebsfrequenz ist, für welche der Durchschnittswert
begonnen hat, unter den vorherigen Wert zu sinken, und der Programmablauf
geht dann weiter zu Schritt S7. Andererseits, falls die Antriebsfrequenz
30 Hz erreicht, bevor der Durchschnittswert unter den vorherigen
Wert dreimal hintereinander fällt,
wird die Zuführstärke etwas
bei Schritt S6 erhöht,
wobei der Programmablauf darauffolgend zu Schritt S1 zurückkehrt.
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Bei
Schritt S7 wird die Antriebsfrequenz f auf einen Wert höher um 2
Hz als die Antriebsfrequenz gesetzt, für welche der Durchschnittswert
abzunehmen begonnen hat, und die Vibrationseinheit 2 wird dann
bei der Antriebsfrequenz f angetrieben in einer Art und Weise ähnlich zu
der während
Schritt S1. Dann wird bei Schritt S8 die Zeitdauer T in einer Art und
Weise ähnlich
zu der bei Schritt S2 bestimmt. Wiederum wird die Antriebsfrequenz
hinunter auf einen Wert verringert, der z.B. um 0,1 Hz niedriger
ist als derjenige bei Schritt S7, und die Vibrationseinheit 2 wird
angetrieben in einer Art und Weise ähnlich zu der bei den Schritten
S7 und S8, so dass die Zeitdauer T erfasst werden kann. Die vorangegangenen
Abläufe
werden bei Schritt S3 wiederholt. Die Zeitdauern T, während welchen
der Antriebsstrom den Referenzstromwert ia (= 0,4 A) bei jeder dieser
Antriebsfrequenzen überschreitet,
werden in einem Speicher bei Schritt S10 gespeichert.
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Die
Frequenzfestsetzeinheit 16 bestimmt wiederum bei Schritt
S11, ob der Durchschnittswert der Zeitdauern T unter die vorherigen
Werte dreimal aufeinanderfolgend abnimmt, bevor die Antriebsfrequenz
30 Hz erreicht. Falls sie ermittelt hat, dass der Durchschnittswert
unter den vorangegangenen Wert dreimal aufeinanderfolgend gefallen
ist, wird eine Frequenz, unmittelbar vor welcher der Durchschnittswert
abzunehmen begonnen hat, als Resonanzfrequenz (d.h. als eigentliche
Antriebsfrequenz) bei Schritt S13 verwendet. Falls andererseits
die Antriebsfrequenz 30 Hz erreicht, bevor der Durchschnittswert
dreimal aufeinanderfolgend unter den vorangegangenen Wert fällt, wird
die Zufuhrstärke
etwas erhöht
in Schritt S12, mit dem Programmablauf darauffolgend zurückkehrend
zu Schritt S1. Auf diese Art und Weise setzt die Frequenzfestsetzeinheit 16 die
eigentliche Antriebsfrequenz fest basierend auf einer Änderung
der Zeitdauer T, und daher ist es möglich, selbst wenn die Zeitdauer
verschiedene Werte darstellt, die eigentliche Antriebsfrequenz,
geeignet zur Änderung
der Zeitdauern, festzusetzen.
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Es
sei angemerkt, dass in der vorangegangenen Beschreibung eine Festlegung
dahingehend vorgenommen wurde, ob der Durchschnittswert der Zeitdauern
T unter den vorangegangenen Wert drei aufeinanderfolgende Male abgenommen
hat, wobei die Anzahl von Malen, während welchen der Durchschnittswert
abnimmt, nicht auf drei, so wie beschrieben, beschränkt ist,
sondern auch eins oder zwei sein kann. Es sei auch angemerkt, dass
anstelle des Durchschnittswerts der Zeitwerte T oder in Kombination
mit dem Durchschnittswert der Zeitdauern T die vorangegangene Bestimmung
durchgeführt
werden kann basierend auf individuellen Abweichungen von den Zeitdauer
T.
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Die
Frequenzfestsetzeinheit 16 führt einen Befehl zu der Frequenzsteuereinheit 14 zu,
welcher Instruktionen gibt, dass die bei der Zeit bestimmte Antriebsfrequenz
als eine eigentliche Antriebsfrequenz eingesetzt werden soll während dem
eigentlichen Lauf der Vorrichtung. Demzufolge wird während des
eigentlichen Laufs die eigentliche Antriebsfrequenz des Invertierers 13 zu
der Antriebsfrequenz gleich oder in etwa gleich der Eigenfrequenz
der Transportvorrichtung 1 gemacht. Die Antriebsfrequenz
der Antriebsleistungsquelle der Vibrationseinheit 2 wird
somit automatisch festgesetzt auf die eigentliche Antriebsfrequenz
in etwa gleich der Eigenfrequenz der Transportvorrichtung 1.
Wie oben diskutiert, ist in der vorliegenden Erfindung weder eine
Erfassungsschaltung zum Erfassen eines elektrischen Stroms oder
einer elektrischen Spannung noch eine Berechnungseinheit noch eine
Speichereinheit großer
Kapazität
vonnöten,
und demzufolge kann ein hocheffizienter Transportantrieb erreicht
werden mit einer vereinfachten und niedrige Kosten aufweisenden
Systemstruktur.
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In
der Kombinationswiegevorrichtung 30, gezeigt in 2,
ist die Transportvorrichtung, d.h. der elektromagnetisch angetriebene
Vibrationsförderer 1,
in einer Mehrzahl eingesetzt, allgemein einer für jeden der Ringtrichter 33.
Demgemäß wird für jede Transportvorrichtung
oder Vibrationsförderer 1 die Antriebsfrequenz
f, bei welcher die jeweilige Transportvorrichtung angetrieben wird,
während
des eigentlichen Laufs, durch die Frequenzfestsetzeinheit 16 in
der Art und Weise festgesetzt, wie sie oben mit Bezugnahme auf das
Flussdiagramm beschrieben ist. Da sich die Eigenfrequenz allgemein
von einer Transportvorrichtung zu einer anderen ändert, wird daher die Antriebsfrequenz
f einheitlich für
jede Transportvorrichtung so festgesetzt, dass alle der Vibrationsförderer 1 eine
wirkungsvolle Aufgabe des Transports von Artikeln M auf den zugeordneten Ringtrichtern 33 ausführen können.
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Es
sei angemerkt, dass, obwohl in der vorangegangenen Ausführungsform
die Zeiterfassungseinheit 16 gezeigt und beschrieben wurde
als das Element 21 enthaltend, wie etwa den Photokoppler, welcher
aktiviert wird, wenn der Antriebsstrom den Referenzstromwert überschreitet,
um so zu ermöglichen,
dass die Zeitdauer T in Abhängigkeit
von dem Betrieb dieses Elements 21 erfasst wird, die Zeiterfassungseinheit 15A Verwendung
machen kann von einer Struktur, welche, wie in 7 gezeigt,
einen Spannungskomparator 23 einschließt, zum Vergleichen einer Spannung,
welche einem vorher beschriebenen Antriebsstrom entspricht, mit
einer Spannung, welche dem vorher beschriebenen Referenzstromwert
entspricht, um es zu gestatten, dass die Zeitdauer T detektiert
werden kann in Abhängigkeit
von einer Ausgabebedingung des Spannungskomparators 23.
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Bezugnehmend
nun auf 7, schließt der Spannungskomparator 23 einen
Operationsverstärker
(OP-amp) 24 ein, welcher betreibbar ist, um eine Antriebsspannung
entsprechend dem Antriebsstrom der Vibrationseinheit 2,
welcher in eine Spannung konvertiert worden ist, mit einer Referenzspannung (VCC, VDD) von z.B.
715 V zu vergleichen, um das ON- oder OFF-Signal vorzusehen. Die
Zählschaltung 25 ist
betreibbar, um einen Zeitzähler
zu aktivieren zum Aktivieren von z.B. einem Referenzimpuls während einer
Periode, während
welcher der Operationsverstärker 24 das
ON-Signal erzeugt, um die Anzahl von Impulsen zu zählen, welche
erzeugt werden, um dabei die Zeitdauer zu erfassen. Auf diese Art
und Weise kann die Zeiterfassungseinheit 15A eine einfache und
niedrige Kosten aufweisende Struktur aufweisen, und sie ist dennoch
in der Lage, es einem Transportantrieb zu gestatten, effizient zu
arbeiten.
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Mit
Bezugnahme auf die 8 bis 10 wird
eine zweite bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Diese zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der vorher beschriebenen ersten Ausführungsform
darin, dass das System, welches in 8 gezeigt
ist, eine Speichereinheit 51, eine Modifiziereinheit 52 und eine
Auswahleinheit 53 einschließt.
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Die
Speichereinheit 51 ist ein Mittel zum Speichern eines Referenzstromwerts
des Antriebsstroms der Vibrationseinheit 2 und einer Referenzzeitdauer,
während
welcher der Antriebsstrom der Vibrationseinheit 2 den Referenzstromwert überschreitet.
Diese Speichereinheit 51 schließt ein einen ersten Speicher 51a zum
Speichern einer Mehrzahl von unterschiedlichen Referenzstromwerten
ia, ib, ... und einen zweiten Speicher 51b zum Speichern
einer Mehrzahl von unterschiedlichen Referenzzeitdauern Ta, Tb,
... Es sei angemerkt, dass der erste Speicher 51a und der
zweite Speicher 51b in unterschiedlichen Speichereinheiten
separat vorgesehen sein können.
Die Modifiziereinheit 52 wird verwendet, um es einer Bedienperson
zu erlauben, die Referenzstromwerte ia, ib, ... und/oder die Referenzzeitdauern Ta,
Tb, ... zu ändern.
Einer der Referenzstromwerte ia, ib, ... und eine der Referenzzeitdauern
Ta, Tb, ..., welcher selektiv aus der Speichereinheit 51 durch
die Auswahleinheit 53 ausgelesen wird, kann in die Zeiterfassungseinheit 45 und
der Frequenzfestsetzeinheit 56 eingegeben werden.
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Die
Frequenzfestsetzeinheit 46 weist eine Funktion auf des
Festsetzens als eine Antriebsfrequenz, die verwendet werden soll
während
dem eigentlichen Betrieb, die Frequenz, bei welcher die Zeitdauer,
welche durch die Zeiterfassungseinheit 45 erfasst wird,
bezüglich
einer Änderung
in einer Antriebsfrequenz während
dem Probelauf eine vorbestimmte Referenzzeitdauer überschritten
hat. Da die Amplitude des Antriebsstroms ansteigt bei der Resonanzfrequenz
oder der Frequenz nahe der Resonanzfrequenz, genug für die Zeitdauer,
während
welcher der Antriebsstrom den Referenzstromwert überschreitet, um die Referenzzeitdauer
zu überschreiten,
wird die Antriebsfrequenz, welche zu dieser Zeit herrscht, während dem
eigentlichen Betrieb verwendet. Wie auch im Fall der vorher beschriebenen
ersten Ausführungsform
kann ein Festsetzen dieser Antriebsfrequenz ausgeführt werden
während
dem eigentlichen Betrieb.
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Wie
in 9 gezeigt, schließt die Zeiterfassungseinheit 45 einen
Analog-zu-digital-(A/D-)Konverter 41 ein
zum Konvertieren eines Analogsignals des An triebsstroms der Vibrationseinheit 2 in
ein Digitalsignal des Antriebsstroms und eine zentrale Verarbeitungseinheit
(CPU) 40. Die zentrale Verarbeitungseinheit 40 schließt ein Zählmittel 42 zum
Aktivieren eines Zeitzählers
zum Erzeugen eines Referenzimpulses während einer Periode, in welcher
der digitale Antriebsstrom den Referenzstromwert (den Schwellenwert) überschreitet,
und zum Zählen
der erzeugten Impulse, und Berechnungsmittel 43 zum Berechnen
der Zeitdauer in Abhängigkeit
von der gezählten
Anzahl von Impulsen. Andere strukturelle Merkmale als diejenigen,
die oben beschrieben sind, sind im Wesentlichen ähnlich zu denen, welche im Zusammenhang
mit der ersten Ausführungsform
gezeigt und beschrieben sind.
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Der
Betrieb der elektromagnetisch angetriebenen Transportvorrichtung 1A gemäß der zweiten Ausführungsform
während
dem Probelauf wird beschrieben werden mit Bezugnahme auf das Flussdiagramm,
das in 10 gezeigt ist. Zu Beginn wird die
Antriebsfrequenz f des Invertierers 13, welcher eine Antriebsleistungsquelle
der Vibrationseinheit 2, gezeigt in 8, ist,
auf einen Startwert gesetzt durch die Frequenzsteuereinheit 14,
und die Vibrationseinheit 2 wird bei dieser Startantriebsfrequenz angetrieben
bei Schritt P1, gezeigt in 10. Während die
Vibrationseinheit 2 so angetrieben wird, erfasst die Zeiterfassungseinheit 45 bei
Schritt P2 die Zeitdauer T, während
welcher der Antriebsstrom, welcher durch den Elektromagneten 8 der
Vibrationseinheit 2 fließt, den Referenzstromwert übersteigt.
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Der
Erfassungsvorgang der Zeiterfassungseinheit 45 bei Schritt
P2 dient dazu, die Zeitdauer T zu erfassen, während welcher der Antriebsstrom
i den vorbestimmten Stromwert ia überschreitet, ausgewählt und
ausgelesen durch die Auswahleinheit 53 von der Speichereinheit 51.
Eine Erfassung dieser Zeitdauer T wird ausgeführt durch die Zählmittel 45 durch
Aktivieren des Zeitzählers
zum Erzeugen der Referenzimpulse, um die Anzahl von Impulsen zu zählen, welche
während
einer Periode erzeugt werden, in welcher der digitale Antriebsstrom
den Referenzstromwert überschreitet,
und dann Veranlassen der Berechnungsmittel 43, die Zeitdauer
T in Abhängigkeit
der gezählten
Anzahl der Impulse zu berechnen.
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Die
Zeitdauer T, erfasst durch die Zeiterfassungseinheit 45,
wird verglichen mit der vorbestimmten Referenzzeitdauer Ta durch
die Referenzfestsetzeinheit 46. Falls zu dieser Zeit die
erfasste Zeitdauer T nicht die Referenzzeitdauer Ta, wie bestimmt bei
Schritt P3, überschreitet, ändert die
Frequenzsteuereinheit 14 schrittweise die Antriebsfrequenz
f des Invertierers 13 um einen vorbestimmten Wert α, z.B. 0,1
Hz, und die Vibrationseinheit 2 wird weiter angetrieben
bei Schritt P4. In ähnlicher
Weise wird, bis die erfasste Zeitdauer T die Referenzzeitdauer Ta überschreitet,
der Ablauf der Schritte P2 bis P4 für ein schrittweises Ändern der
Antriebsfrequenz f um den vorbestimmten Wert α wiederholt.
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Falls
andererseits die erfasste Zeitdauer T die Referenzzeitdauer Ta,
wie bei Schritt P3 bestimmt, überschreitet,
bringt die Frequenzfestsetzeinheit 46 zu der Frequenzsteuereinheit 14 einen
Befehl auf, welcher angibt, dass die bestimmte Antriebsfrequenz
zu dieser Zeit als eine eigentliche Antriebsfrequenz während des
eigentlichen Laufs der Vorrichtung verwendet werden soll. Demzufolge
wird während
des eigentlichen Laufs die eigentliche Antriebsfrequenz des Invertierers 13 zu
der Antriebsfrequenz gemacht, welche in der Art und Weise wie oben
beschrieben festgesetzt worden ist, d.h. die Frequenz gleich oder
in etwa gleich der Eigenfrequenz der Transportvorrichtung 1A.
Daher wird selbst in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weder eine Erfassungsschaltung zum Erfassen eines elektrischen
Stroms oder einer elektrischen Spannung noch eine Berechnungseinheit noch
eine Speichereinheit von großer
Kapazität
benötigt,
und demgemäß kann ein
hocheffizienter Transportantrieb mit einer vereinfachten und niedrige Kosten
aufweisenden Systemstruktur erreicht werden.
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In
dem Fall, dass sich in der Transportvorrichtung 1A die
Art der Artikel M, welche dadurch zu transportieren sind, ändert und/oder
die Wanne 4 durch einen unterschiedlichen Typ von Wanne
ersetzt wird, ändert
sich die Eigenfrequenz der Transportvorrichtung 1A entsprechend.
Damit sich die Transportvorrichtung 1A der vorliegenden
Erfindung an diese Änderungen
anpassen kann, speichert die Speichereinheit 51 darin eine
Vielzahl von Referenzstromwerten ia, ib, ... und eine Vielzahl von
Referenzzeitdauern Ta, Tb, ... für
jede der Arten von Artikeln M und/oder jeden der Typen von Wannen
und, basierend auf einem extern erzeugten Befehl, z.B. dem Befehl
gegeben durch die Bedienerperson, liest die Auswahleinheit 53 geeignete
dieser Referenzstromwerte und der Referenzzeitdauern jeweils aus
den gespeicherten Referenzstromwerten und den gespeicherten Referenzzeitdauern
aus, welche dann jeweils eingegeben werden zu der Zeiterfassungseinheit 45 und
der Frequenzfestsetzeinheit 46. Auf diese Art und Weise
kann, sogar wenn die Art der Artikel M sich ändert und/oder der Typ der
Wanne sich ändert,
ein effizienter Transport durchgeführt werden. Dies wird erreicht
für jeden
der Vibrationsförderer 1A, eingesetzt
in der vorher beschriebenen Kombinationswiegevorrichtung 30.
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Es
sei angemerkt, dass die Referenzstromwerte und die Referenzzeitdauern,
gespeichert in der Speichereinheit 51, variiert werden
können
durch die Modifiziereinheit 52, und demgemäß, selbst
wenn die Art der Artikel M, welche zu transportieren sind, geändert wird
auf eine unterschiedliche Art, welche nicht ursprünglich erwartet
wurde, kann sich das System einfach einer solchen Änderung
anpassen, um einen effizienten Transportbetrieb auszuführen. Somit
hat das System der vorliegenden Erfindung eine Vielseitigkeit in
der Anwendung.