JP2003240634A

JP2003240634A - 計量装置

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Publication number: JP2003240634A
Application number: JP2002042074A
Authority: JP
Inventors: Toru Takahashi; 孝橋　　徹; Morihito Kamon; 守人加門
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-08-27
Anticipated expiration: 2022-02-19
Also published as: JP3845027B2

Abstract

(57)【要約】【課題】再現性が良好な計量値を振動している計量信
号から正確に高速に得る。【解決手段】計量コンベヤ４に設けられているロード
セル６が発生する計量信号は、計量コンベヤ４への物品
の供給時に不規則振動波を発生し、やがて定常的振動波
を発生し、前記物品の重量に対応する値に収束する。計
量信号が所定周期ごとにＡ／Ｄ変換されて、ＣＰＵ２０
に供給される。ＣＰＵ２０は、不規則振動波を検出し、
検出された不規則振動波に後続する定常的振動波上の予
め定めた位相点を特定する。この特定された位相点から
所定時間経過後の計量信号を、物品の計量値とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計量装置に関し、
特に、計量信号の波形に応じて計量値を決定するものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】上記の計量装置としては、例えば特開平
３−２５９７２９号公報に開示されたものがある。この
計量装置では、被計量物品を計量器に供給しながら、計
量信号を検出し、（１）計量信号の最大値の検出時点か
ら一定時間の経過時点、（２）最大値検出時点以降に最
大値に対して一定比率となる計量値を検出した時点から
一定時間の経過時点、（３）供給開始の時点から予め定
めた一定時間の経過後におけるサンプリング計量信号の
微分値の絶対値が予め定めた値より小さくなった時点、
（４）計量信号の最大値検出時点以降のサンプリング計
量信号の微分値の絶対値が一定値以下になった時点、ま
たは（５）計量信号の最大値検出時点以降のサンプリン
グ計量信号の微分値が正符号になった時点から一定時間
の経過後の時点での、サンプリング計量信号を計量値と
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】被計量物品を計量装置
に供給したとき、計量信号には必ず固有振動が現れる。
計量信号の応答性を高めるために、ダンパーを通常使用
しないことが多い。また同じ目的で、計量信号の伝達経
路中に余り大きな時定数を持つフィルタを設けないこと
が多い。従って、フィルタによってかなり減衰させられ
ているが、計量精度に影響する微小な振動が、計量信号
には残っている。このような状態においても、再現性よ
く計量値を読み込むことが望まれる。

【０００４】図８にコンベヤ式計量部に被計量物品が乗
り込み、降りたときの計量信号の波形の一例を示す。こ
の波形は、アナログ計量信号をサンプリング周期１ｍ秒
でＡ／Ｄ変換し、所定のデジタルフィルタを通過させた
時系列計量値をプロットしたものである。この波形は、
フィルタに計量信号を既に通過させており、これ以上に
応答を遅らせることができないものである。この計量信
号は、予め風袋重量が約１２００００カウントあり、負
荷重量が約５５０００カウントのものである。同じ被計
量物品を複数回にわたって計量した場合、図８における
３００ｍ秒付近のサンプリング計量信号を計量値として
採用すれば、極めて一定なバラツキの少ない計量値が得
られるように見える。しかし、２２０ｍ秒乃至３５０ｍ
秒付近の計量信号を拡大すると、図９に示すようにな
り、振動が計量信号にまだ含まれている。

【０００５】図９では、符号Ａで示す被計量物品供給付
近では、被計量物品の乗り込み時の衝撃荷重の任意の大
きさと任意の負荷タイミングとに依存する極めて再現性
のよくない波形が現れている。これに続いて、符号Ｂで
示すように規則的な固有振動が現れている。このような
計量信号から、再現性のよい計量値を得るためには、符
号Ｂで示される定常的な固有振動領域において、毎回の
計量に現れる固有振動波の同じ位相点で計量値を読み取
るようにする必要がある。

【０００６】上述した特開平３−２５９７２０号公報の
技術では、最大計量値やこれに比例した計量値が得られ
る時点等を起点として、一定時間後の計量値をもって、
読み取り計量値としている。しかし、この技術では、被
計量物品の供給に起因する不規則振動波形中の特定の時
点を起点としているので、このような起点から一定時間
後の定常振動波領域の点を指定しても、被計量物品を計
量するごとに、定常波振動領域の同じ位相点で計量値を
読み取ることができない。そのため、或る計量時には定
常波振動のプラスピーク値、別の場合にはマイナスピー
ク値を指定する等、指定される位相点がばらつき、同じ
被計量物品を計量しても、計量値が異なり、再現性が良
好ではない。

【０００７】被計量物品の計量部への供給時に、その負
荷状態が一様なステップ状またはランプ状でないので、
図９に示すように、予測できない周期を持つ複数個のピ
ークが、計量波形に存在することがある。そのため、最
大値を検出した後、各サンプリング計量信号の微分値の
符号が正となる時点を検出しても、図９のアの波のａ部
に示すように、未だ固有振動の定常状態に入っていない
ことがある。一方、イの波のｂ部のように、最大値検出
時点以降の各サンプリング計量信号の微分値の符号が正
となる時点が、定常状態の固有振動になった時点を表す
こともある。これら各時点から一定時間後のサンプリン
グ計量信号を計量値として採用しても、値は異なる。こ
のように同じ被計量物品を同じ条件で計量しても、一定
時間の開始時点が定常振動の位相と無関係に定められて
いると、取得される計量値がばらつくことになる。

【０００８】また、各サンプリング計量信号の微分値の
絶対値が予め定めた値よりも小さくなる時点を安定タイ
ミング決定の起点に採用しても、不規則振動領域を除外
する機能が無く、不規則振動領域中の微分値を基に計量
値を得ると、精度が低くなる。

【０００９】本発明は、再現性が良好な計量値を振動し
ている計量信号から正確に得られる計量装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による計量装置
は、計量手段を有している。この計量手段は、物品の供
給時に不規則振動波を発生し、やがて定常的振動波を発
生し、前記物品の重量に対応する値に収束する計量信号
を発生する。定常的振動波は、その最大振幅が、不規則
振動波の極大値よりも小さいものである。この計量手段
としては、ロードセル等の荷重検出手段を使用すること
ができ、さらに、荷重検出手段の荷重信号から不規則振
動波を或る程度減衰させるための濾波手段を備えること
もできる。位相点特定手段が、前記不規則振動波を検出
し、検出された前記不規則振動波に後続する前記定常的
振動波の予め定めた位相点を特定する。

【００１１】計量手段への物品の供給の仕方によって、
計量信号には、その振幅や形状が常に一定でない不規則
振動波が発生する。この不規則振動波を除去した定常波
振動波の同一の位相点での計量信号を、物品の計量値と
して読み取っているので、再現性のよい計量値を取得す
ることができる。

【００１２】前記位相点特定手段は、前記不規則振動波
の極値、たとえば極大値と、この極大に後続する極値、
たとえば極小値との差が、予め定めた値よりも大きいと
き、前記後続の極値の時点を、前記不規則振動の終了点
または前記定常波振動の開始点と判定するものとでき
る。例えば、位相点特定手段は、計量信号の極大値を検
出する手段と、同極小値を検出する手段と、検出された
極大値と極小値との差が予め定めた値より大きいか否か
判定する判定手段とを、備えたものとすることができ
る。

【００１３】一般に不規則振動波から、これよりも振幅
の小さい定常波に変位する場合、不規則振動波側に極大
値が存在し、この極大値と大きな値の差がある極小値に
変位してから定常波に移行する。従って、不規則振動波
の極大値及び極小値を検出し、その差が予め定めた値以
上であるとすると、その極小値の発生時点を不規則振動
波の終了時点または定常振動波の開始時点と決定でき
る。このように構成すると、計量信号の最大値を検出
し、その最大値の検出時点から所定の時間の経過を待っ
て計量値を得るものと比較して、正確に物品の計量値を
取得することができる。

【００１４】前記位相点特定手段は、前記不規則振動波
の複数の極大値において最も大きい極大値と、この極大
値に後続する極小値との差が予め定めた値よりも大きい
とき、前記極小値の時点を、前記不規則振動の終了点ま
たは前記定常波振動の開始点と判定するものとすること
もできる。この場合、例えば上述したような極大値検出
手段と、極小値検出手段と、判定手段とを備え、極大値
検出手段は、極大値が検出されるごとに、検出されたも
のが最も大きいものか判定し、最も大きいものである場
合、記憶する極大値を最も大きいものに更新する更新手
段を備えるものとすることができる。

【００１５】不規則振動波の状態によっては、或る極大
値とこれに後続する極小値との差が予め定めた値になっ
た後に、更に大きな極大値が発生する可能性がある。そ
こで、極大値のうち最大のものを検出し、この最大の極
大値とこれに後続する極小値との差が予め定めた値以上
となった場合を不規則振動の終了点または定常波振動の
開始点とみなしているので、高精度に不規則振動の終了
点または定常波振動の開始点を指定することができ、ひ
いては高精度に物品の計量値を得ることができる。

【００１６】前記位相点特定手段は、前記不規則振動波
の極大値に対して１未満の所定比率を乗算した値と、こ
の極大値に後続する極小値との差が予め定めた値よりも
小さいとき、前記極小値の時点を、前記不規則振動の終
了点または前記定常波振動の開始点と判定するものとす
ることもできる。例えば、位相点特定手段は、上述した
ような極大値の検出手段と、極小値の検出手段と、判定
手段とを、備え、判定手段は、検出された極大値に上記
所定比率を乗算した値と、検出された極小値との差が予
め定めた値よりも小さいか判定するものとできる。

【００１７】このように構成すると、予め定めた値を適
切に設定すると、不規則振動の中途の極小値を誤って非
規則振動の終了点または定常波振動の開始点と誤判断す
ることを防止することができる。

【００１８】前記位相点特定手段は、前記不規則振動波
の複数の極大値のうち最も大きいものに対して１未満の
所定比率を乗算した値と、この極大値に後続する極小値
との差が予め定めた値よりも小さいとき、前記極小値の
時点を、前記不規則振動の終了点または前記定常波振動
の開始点と判定するものとすることもできる。この場
合、上述した極大値検出手段は、上述したような更新手
段を有するものとすることができる。

【００１９】このように構成すると、不規則振動の中途
の極小値を誤って非規則振動の終了点または定常波振動
の開始点と誤判断することを確実に防止することができ
る。

【００２０】前記位相点特定手段は、前記不規則振動波
の極値と、これより後の極値との時間差が、予め定めた
値よりも大きいとき、前記後続の極値の時点を、前記不
規則振動の終了点または前記定常波振動の開始点と判定
することもできる。上記２つの極値としては、極大値と
極大値、極小値と極小値、極大値と極小値とを使用する
ことができる。上記予め定めた値としては、例えば計量
手段の固有振動周期よりやや短い時間とすることができ
る。この場合、極大値及び極小値の検出手段が設けられ
るが、これらは、いずれも極大値及び極小値の発生時点
を検出することができるものである。この極大値及び極
小値の発生時点の差を求め、この差を上記予め定めた値
と比較する比較手段が設けられる。

【００２１】計量手段への物品の供給の仕方、或いは供
給される物品の性質によっては、計量信号には、物品供
給時の衝撃荷重によって複数の極大値が、計量手段の固
有振動数よりも短い周期で現れる。従って、或る極値が
発生してから、次の極値が発生するまでの時間が、予め
定めた時間、例えば計量手段の固有振動周期よりも若干
短い時間よりも長くなると、不規則振動波は収束してい
るとみなすことができる。

【００２２】前記位相点特定手段は、前記不規則振動波
の終了点と判定された極小値、またはこの極小値に後続
する極値若しくは変曲点を、前記予め定めた位相点と判
定することができる。この場合、後続の極値または変曲
点の検出手段を設けることができる。

【００２３】前記特定された位相点から予め定めた時間
の経過後の前記計量信号の値を、物品計量値とすること
ができる。この場合、特定された位相点に計時を開始
し、上記予め定めた時間の経過時に出力信号を発生する
計時手段を使用することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態の計量
装置は、被計量物品を自動的に計量する自動秤、例えば
重量選別機に、本発明を実施したものである。図１に示
すように、この重量選別機は、一列に配置された送り込
みコンベヤ２、計量コンベヤ４及び送り出しコンベヤ６
を有している。計量コンベヤ４には、被計量物品Ｍを計
量する重量検出手段、例えばロードセル８を有してい
る。送り込みコンベヤから被計量物品Ｍが計量コンベヤ
４に供給されたときに、ロードセル８が発生したアナロ
グ計量信号は、増幅器１０によって増幅された後、フィ
ルタ１２に供給される。

【００２５】フィルタ１２の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器
１４に供給されている。Ａ／Ｄ変換器１４には、パルス
発生器１６から、所定周期、例えば１ｍ秒間隔のサンプ
リングパルス信号が供給され、Ａ／Ｄ変換器１４は、１
ｍ秒間隔でフィルタ１２の出力信号をサンプリングし
て、時系列的にデジタル計量信号を発生する。パルス発
生器１６は、サンプリングパルス信号よりもわずかに遅
れたパルス信号も発生する。この遅れたパルス信号は、
Ｉ／Ｏ回路１８に割り込み信号として供給され、Ａ／Ｄ
変換器１４からの各デジタル計量信号が、演算手段、例
えばＣＰＵ２０に供給される。

【００２６】ＣＰＵ２０には、記憶手段、例えばメモリ
２２が設けられている。メモリ２２は、ＲＯＭまたはＲ
ＡＭ等から構成され、ＣＰＵ２０が実行するプログラム
や、このプログラムを実行する際に必要なデータを記憶
する記憶エリア、プログラムを実行する際に使用するワ
ーキングエリアとして使用される。また、Ｉ／Ｏ回路１
８には、ＣＰＵ２０での演算結果等を表示する表示装置
２４や、ＣＰＵ２０への演算指令や演算に必要なデータ
を入力するための操作手段、例えばキーボード２６が接
続されている。

【００２７】また、被計量物品Ｍの計量コンベヤ４への
供給タイミングを決定するために、光電検出手段、例え
ばフォトセンサ２８が計量コンベヤ４の搬入側に設けら
れている。物品Ｍがフォトセンサ２８が発生している光
を遮断したとき、フォトセンサ２８は、検出信号をＩ／
Ｏ回路１８に供給する。この検出信号に基づいてＣＰＵ
２０は物品Ｍが供給されたことを知る。

【００２８】重量選別機は、被計量物品Ｍが計量コンベ
ヤ４に乗り込み、送り出しコンベヤ６に触れない間に、
計量値を取得する必要がある。即ち、計量に使用できる
時間に制約がある。そのため、フィルタ１２に大きなフ
ィルタ時定数を持つものを使用すれば、計量信号に含ま
れる不規則振動波や定常振動波を殆ど減衰させることが
できるけれど、応答特性が悪くなるので、大きなフィル
タ時定数を持つものをフィルタ１２として使用すること
はできない。フィルタ１２は、アナログローパスフィル
タ、アナログ帯域除去フィルタまたはこれらの組合せを
使用することもできるし、各デジタル計量信号をデジタ
ル処理するデジタルフィルタを使用することもできる。
これらフィルタによって処理を行っても、デジタル計量
信号には、図９に示したように、大きく減衰されている
が、不規則振動波及び定常振動波が含まれている。

【００２９】図２に実線で示すのは、計量応答波形が過
渡応答した付近の拡大図である。この波形は、衝撃荷重
による過渡応答波からなる不規則波形と、これに続く定
常波振動波とからなる。定常波振動は、被計量物品の真
の重量値を中心としてほぼ一定の振幅で振動しており、
その最大値及び最小値は、不規則振動波の最大の極大値
よりも小さい値である。

【００３０】上述した特開平３−２５９７２０号公報の
技術では、例えば不規則振動波の最大値Ａ１を検出し、
この最大値の検出時点から一定時間Ｔａ経過後の計量信
号の値を計量値a1として取得する。最大値Ａ１が得られ
たのと同じ被計量物品を計量した場合でも、供給の仕方
によってＡ２が最大値になることがある。Ａ２の時点か
ら一定時間Ｔａの経過後の値ａ２は、ａ１と異なってお
り、再現性が悪くなる。

【００３１】ところで、乗り込み開始点Ｐから一定時間
Ｔｃが経過し、ある程度応答波形が立ち上がった時点Ｑ
（デジタル計量信号が或る一定値Ｗａに到達する時点）
では、零点付近の振動は除外される。そして、各デジタ
ル計量信号は、アナログフィルタ１２及びまたはデジタ
ルフィルタを通過しているので、これらから短い周期の
ノイズは除去されており、隣接するデジタル計量信号間
の大きさの差は小さい。そのため、連続した各デジタル
計量信号がなす波形の傾斜は滑らかで、ほぼロードセル
の過渡応答に対応した振動波形を描く。Ｑ点よりも後の
各デジタル計量信号では、隣接するデジタル計量信号の
差分を見て行けば、差分値の符号がプラスから零または
マイナスに変わる点を極大値と認識することができる。
同様に、差分値の符号がマイナスから零またはプラスに
変わる点を極小値と認識することができる。無論、隣接
値同士でなくても、予め定めた間隔だけ離れたデジタル
計量信号同士でもよい。

【００３２】Ｗａは、重量選別機の場合、基準値に関連
して設定すればよく、各デジタル計量信号の値がＷａ以
上になるかＣＰＵ２０によって判別して、その時点を時
点Ｑと判断してもよい。或いは、フォトセンサ２８が被
計量物品を検出したときに、ＣＰＵ２０がソフトウエア
またはハードウエアのカウンタでの計時を開始し、カウ
ント値がＴｃ（デジタル計量信号の値がＷａ以上になる
と予測される時間に対応する値）になったときを時点Ｑ
と判断してもよい。

【００３３】重量選別機の場合、被計量物品Ｍは、大体
同じ重量を持つものであるので、応答波形はいずれの場
合もほぼ同じと考えられる。予め応答波形の特性を複数
回観測することによって、各場合の衝撃荷重波（不規則
振動波）の大きさ、形状を考慮して、定常振動波（固有
振動波）に移る最初の極小値を定めるための比較境界値
ＷＬを決定し、メモリ２２に記憶させる。そして、今ま
でに検出された極大値のうちで最大である極大値（必ず
しも最大値とは限らない）と、極小値との差がＷＬ以上
である最初の極小値、例えば図２の極小値Ｂ１を見つ
け、この極小値Ｂ１を不規則振動波の終了点または定常
振動波の開始点と定める。不規則振動波から定常波振動
に移行する際には、不規則振動波における極大値よりも
大きく値が下がった極小値が必ず存在するので、上記の
ように定めることが可能である。

【００３４】被計量物品が計量コンベヤ４上に滞在して
いて、計量値取得が可能な限界点を図２に示すＲ点とす
ると、最初の極小値からＲ点に達するまで余裕があれ
ば、できる限り定常振動波の減衰を期待して、Ｒ点に到
達しない一定期間Ｔｂを定め、極小値Ｂ１から一定時間
Ｔｂ経過後のデジタル計量信号、例えばＷを計量値とし
て取得する。なお、Ｔｂは、予め予想される固有振動周
期の１／２の値に設定しておけば、定常波振動の振幅の
ほぼ中心値を取得することができるので、静止重量に近
い値を計量値として取得することができる。

【００３５】毎回の計量において、極小値Ｂ１によって
定常波振動の位相は特定されるので、特定位相点から一
定時間Ｔｂが経過した時点の計量値を採用しても、常に
定常波振動の同一位相点の計量値を取得できる。従っ
て、これ以上、フィルタ１２やデジタルフィルタによっ
て応答特性を遅らせることができない計量値波形の定常
波振動の振幅によるばらつきを回避することができ、計
量値のばらつきを抑えることができる。

【００３６】上記のようなアルゴリズムに基づいてデジ
タル計量値を取得すれば、図２に点線や一点鎖線で示す
ような波形の場合（不規則振動波の形状が被計量物品Ｍ
の供給状態の相違に基づいて異なっている場合）でも、
極小値Ｂ１を特定位相点として指定することが可能であ
る。また、被計量物品Ｍの形状が一定でなく、フォトセ
ンサ２８が検出信号を発生するタイミングが一様でな
く、Ｐ点と応答波形の時間関係が、図２に示す場合より
も速くても遅くても、極小値Ｂ１を求めることについて
影響を受けない。

【００３７】図３に、上記のアルゴリズムに従って特定
位相点を求めるために、ＣＰＵ２０が実行する処理をフ
ローチャートで示す。この処理は、フォトセンサ２８が
検出信号を発生したとき開始され、その後、デジタル計
量信号が発生するごとに実行される。

【００３８】この処理では、２つのフラグＦ１、Ｆ２が
使用されている。これらフラグＦ１、Ｆ２は、メモリ２
２内に設けられている。フラグＦ１は、極大値が検出さ
れたときに値が１とされる。フラグＦ２は、特定位相点
が指定されたときに値が１とされる。この処理が開始さ
れたとき、両フラグＦ１、Ｆ２共に値が０とされてい
る。また、今回読み取られたデジタル計量信号をＷｎと
すると、前回に読み取られたデジタル計量信号Ｗ（ｎ−
１）を記憶する領域、今回処理が実行されることによっ
て検出された極大値Ｗｎｍａｘを記憶する領域、今まで
の処理で検出された極大値ｗ（ｎ−１）ｍａｘを記憶す
る領域、今回の処理で検出された極小値Ｗｎｍｉｎを記
憶する領域も、メモリ２２内に設けられている。これら
各領域の値は、当初０とされている。

【００３９】この処理が開始されると、まずデジタル計
量信号Ｗｎが読み取られる（ステップＳ２）。次に、フ
ラグＦ２が０であるか、即ち特定位相点が指定されてい
るか判断する（ステップＳ４）。当初には、このステッ
プＳ４の判断の答えはノーであるので、次にデジタル計
量信号ＷｎがＷａ以上であるか判断する（ステップＳ
６）。当初、このステップＳ６の判断の答えはノーであ
るので、フラグＦ１、Ｆ２が０とされ、各種領域が０と
され（ステップＳ８）、図示していない他の処理が実行
される。

【００４０】再びデジタル計量信号Ｗｎが発生すると、
デジタル計量信号ＷｎがＷａ以上になるまで、ステップ
Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８が実行される。デジタル計量信
号ＷｎがＷａ以上になると、フラグＦ１が１であるか、
即ち、極大値が既に検出されているか判断される（ステ
ップＳ１０）。当初、極大値は検出されていないので、
この判断の答えはノーとなり、現在のデジタル計量信号
Ｗｎが前回のデジタル計量信号Ｗ（ｎ−１）以下である
か判断される（ステップＳ１２）。即ち、極大値が存在
するか判断する。しかし、当初は、図２から明らかなよ
うにＷｎは、Ｗ（ｎ−１）よりも大きいので、この判断
の答えはノーとなり、ＷｎをＷ（ｎ−１）の記憶領域に
記憶させ（ステップＳ１４）、他の処理を実行する。

【００４１】以下、デジタル計量信号が発生するごと
に、ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ１０、Ｓ１２が実行
され、例えば図２に符号Ａ３で示すデジタル計量信号の
次のデジタル計量信号が読み込まれたとき、ステップＳ
１２の判断の答えがイエスになる。このとき、今回のデ
ジタル計量信号Ｗｎの１つ前のデジタル計量信号Ｗ（ｎ
−１）、即ちデジタル計量信号Ａ３が今回検出された極
大値Ｗｎｍａｘとして、その記憶領域に記憶される（ス
テップＳ１６）。次に、今回検出された極大値Ｗｎｍａ
ｘが、今までに検出された極大値Ｗ（ｎ−１）ｍａｘよ
りも大きいか判断される（ステップＳ１８）。当初、Ｗ
（ｎ−１）ｍａｘは零であるので、ステップＳ１８の判
断の答えはイエスになり、今回の極大値Ｗｎｍａｘが最
大の極大値Ｗ（ｎ−１）ｍａｘの記憶領域に記憶される
（ステップＳ２０）。そして、極大値が検出されている
ので、フラグＦ１を１とし（ステップＳ２２）、ステッ
プＳ１４においてＷｎをＷ（ｎ−１）の記憶領域に記憶
させ、他の処理を行う。

【００４２】次にデジタル計量信号Ｗｎが発生したと
き、ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ１０が実行される。
極大値Ｗ（ｎ−１）ｍａｘが既に検出されているので、
ステップＳ１０の判断の答えは、イエスになる。その結
果、ＷｎがＷ（ｎ−１）以上であるか判断される（ステ
ップＳ２４）。即ち、極小値Ｗｎｍｉｎが存在するか判
断される。しかし、図２から明らかなように、極大値Ａ
３が検出された当初には、この答えはノーであり、他の
処理が実行される。以下、デジタル計量信号が発生する
ごとに、ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ１０、Ｓ２４が
実行される。そして、図２で示す極小値Ｂ２の次のデジ
タル計量信号Ｗｎが読み込まれたとき、ステップＳ２４
の判断の答えがイエスになり、前回のデジタル計量信号
Ｗ（ｎ−１）、即ちデジタル計量信号Ｂ２が極小値Ｗｎ
ｍｉｎとして、それの記憶領域に記憶される（ステップ
Ｓ２６）。

【００４３】次に、現在の最大の極大値Ｗ（ｎ−１）ｍ
ａｘと先に検出された極小値Ｗｎｍｉｎとの差がＷＬ以
上であるか判断される（ステップＳ２８）。ここで、図
２に示すように、この差がＷＬよりも小さいと、ステッ
プＳ２８の判断の答えはノーとなり、フラグＦ１が零と
され（ステップＳ３０）、他の処理が行われる。

【００４４】以下、デジタル計量信号が発生するごと
に、ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ１０が実行される
が、ステップＳ３０において、フラグＦ１が０とされて
いるので、ステップＳ１２以降が実行される。図２で示
すデジタル計量信号Ａ１の次のデジタル計量値が読み込
まれるまで、ステップＳ１２の判断の答えはノーであ
り、ステップＳ２２、Ｓ１４が実行されるだけである。

【００４５】図２に示すデジタル計量信号Ａ１の次のデ
ジタル計量値が読み込まれると、ステップＳ１２の判断
の答えがイエスになり、デジタル計量信号Ａ１が極大値
Ｗｎｍａｘとして記憶される。そして、前回の極大値Ｗ
（ｎ−１）ｍａｘ、即ち、極大値Ａ３よりも今回の極大
値Ｗｎｍａｘ、即ちＡ１が大きいので、ステップＳ１８
の判断の答えはイエスとなり、ステップＳ２０におい
て、今回の極大値Ｗｎｍａｘ（Ａ１）が最大の極大値Ｗ
（ｎ−１）ｍａｘとして記憶され、ステップＳ２２、Ｓ
１４が実行される。

【００４６】以下、デジタル計量信号は発生するごと
に、ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ１０、Ｓ２４が実行
される。これは、図２に示す極小値Ｂ２の次のデジタル
計量信号が読み込まれるまで継続する。極小値Ｂ２の次
のデジタル計量信号が読み込まれると、ステップＳ２４
の判断の答えがイエスとなり、ステップＳ２６におい
て、極小値Ｗｎｍｉｎとして記憶される。

【００４７】そして、ステップＳ２８の判断がなされる
が、図２に示すように最大極大値Ａ２と極小値Ｂ２との
差がＷＬ以上であるので、Ｗ（ｎ−１）を得た点を特定
位相点と指定し（ステップＳ３２）、特定位相点が指定
されたことを表すためにフラグＦ２を１とし（ステップ
Ｓ３４）、他の処理を実行する。他の処理では、フラグ
Ｆ２が１であるので、所定時間Ｔｂをカウントするため
のタイマが起動される。

【００４８】次に、デジタル計量信号が発生すると、ス
テップＳ２においてデジタル計量信号Ｗｎが読み取ら
れ、ステップＳ４において、フラグＦ２の判断がなされ
るが、フラグＦ２の値は１であるので、ステップＳ４の
判断の答えはノーになり、デジタル計量信号ＷｎがＷａ
以上であるか判断される（ステップＳ３６）。通常、こ
の判断の答えはイエスになるので、図示していない他の
処理において、Ｔｂカウント用のカウンタの値が１つ進
められ、その値が、極小値Ｗｎｍｉｎが発生した時点か
らＴｂが経過した時間に対応する値であるか判断され
る。通常、この判断の答えはノーであるので、そのま
ま、この処理を終了する。以下、デジタル計量信号が発
生するごとに同様の処理が行われ、Ｔｂカウント用のカ
ウンタの値がＴｂが経過した時間に対応する値であると
判断されると、そのときのデジタル計量信号Ｗｎ（図２
に示すＷ）を、その物品の計量値として取得する。

【００４９】第２の実施の形態において、ＣＰＵ２０が
実行する処理を図４に示す。図３に示す各ステップに対
応するステップには、同一符号を付して、その説明を省
略する。この処理に使用される機器は、第１の実施の形
態と同一であるので、詳細な説明を省略する。そして、
この処理は、図３との比較から明らかなように、ステッ
プＳ１８、Ｓ２０が存在していない。従って、或る極大
値と、これに後続する最初の極小値との差がＷＬ以上で
なかった場合、再び極大値を探すが、この見つかった極
大値とこれに後続する最初の極小値との差がＷＬ以上で
あるか判断される。即ち、今までに見つかった最大の極
大値を使用していない以外、第１の実施の形態と同様で
ある。

【００５０】第３の実施の形態において、ＣＰＵ２０が
実行する処理を図５に示す。図３に示す各ステップに対
応するステップには、同一符号を付して、その説明を省
略する。この処理に使用される機器は、第１の実施の形
態と同一であるので、詳細な説明を省略する。そして、
この処理は、図４との比較から明らかなように、ステッ
プＳ２８にかえて、現在の極大値に予め定めた係数Ｋ１
（Ｋ１は１未満の値）を乗算した値以下の値に極小値Ｗ
ｍｉｎの値がなっているか判断する処理（ステップＳ２
８ａ）が用いられている。従って、極大値が見つけられ
ると、それの値にＫ１を乗算した値以下の値を持つ極小
値が見つかると、その極小値が不規則振動波の終点また
は定常波振動の始点と看做される。

【００５１】第４の実施の形態において、ＣＰＵ２０が
実行する処理を図６に示す。図３に示す各ステップに対
応するステップには、同一符号を付して、その説明を省
略する。この処理に使用される機器は、第１の実施の形
態と同一であるので、詳細な説明を省略する。図５と図
６との比較から明らかなように、ステップＳ１８、Ｓ２
０がステップＳ１６とＳ２２との間に挿入されている。
従って、第１の実施の形態と同様に、今までのうち最大
の極大値Ｗ（ｎ−１）ｍａｘが使用されている。従っ
て、ステップＳ２８ａにおいても、Ｗ（ｎ−１）ｍａｘ
にＫ１を乗算した値以下になる極小値であるかの判断が
行われている。

【００５２】第５の実施の形態において、ＣＰＵ２０が
実行する処理を図７に示す。図３に示す各ステップに対
応するステップは、同一符号を付して、その説明を省略
する。この処理に称される機器は、第１の実施の形態と
同一であるので、詳細な説明を省略する。図７と図４と
の比較から明らかなように、この処理では、極大値を見
出したとき、及び極小値を見出したときの時点ｔａ、ｔ
ｂをそれぞれ取得している（ステップＳ３８、Ｓ４
０）。そして、極小値を見出した後、ｔｂとｔａとの差
が予め定めた時間Ｔ１以上であるか判断している（ステ
ップＳ４２）。Ｔ１には、この計量コンベヤ４の定常波
振動（固有振動）の周期よりもやや短い時間を設定す
る。一般に、計量コンベヤ４への物品の供給が速く行わ
れる場合や、被計量物品Ｍの性質によっては、不規則振
動波（衝撃荷重応答波）の複数の極大値が、計量コンベ
ヤ４の固有振動周波数の周期よりも短い周期で現れる。
従って、ｔａとｔｂとの時間差をＴ１と比較することに
よって、不規則振動波が終了しているか否かを判断する
ことができる。

【００５３】上記の各実施の形態は、本発明を重量選別
機に実施したものであるが、これに限ったものではな
く、例えば組合せ秤、重量充填機等にも実施することが
できる。組み合わせ秤では、ロードセル等の計量手段を
備えた計量ホッパが複数設けられ、各計量ホッパには、
これらに対応して設けられた複数の供給ホッパから被計
量物品が供給される。各計量ホッパには、演算回路から
の指令に従って供給ホッパから被計量物品が供給され
る。従って、演算回路からの上記指令の発生時に、図３
乃至図７いずれかの処理を開始するようにすればよい。

【００５４】組合せ秤でも、高い処理能力が要求される
ので、計量ホッパへ被計量物品を供給すれば、できるだ
け速く計量値を取得する必要がある。従って、重量選別
機と同様に計量信号を通過させるフィルタには、定常波
振動（固有振動）を完全に平滑するような時定数の大き
いフィルタを使用することはできず、フィルタを通過さ
せた計量信号には、固有振動波が存在しているので、固
有振動波の中からできるだけ速くかつ再現性を良好に、
計量値を取得する必要がある。また、供給ホッパから被
計量物品を計量ホッパに供給したとき、不規則振動波形
が発生し、これに続いて、上述した固有振動波が発生す
る。従って、上記の各実施の形態と同様に、不規則振動
波を除去した状態で、固有振動波の特定の位相点を指定
する必要がある。

【００５５】上記の各実施の形態では、定常波振動の特
定の位相点として、極小値を採用したが、変曲点を検出
することもできる。変曲点は、各デジタル計量信号の微
分値の最大値であるので、例えば図３のステップＳ２４
の前に、ＷｎとＷ（ｎ−１）との差を求めるステップ
と、今までに求められた最大の差と新たに求めた差とを
比較するステップと、新たな差の方が大きければ、新た
な差を最大の差として記憶するステップと、今までに求
めた差よりも新たな差が小さければ今までに求めた最大
の差を最終的な最大の差として出力するステップとを設
ければよい。その後、ステップＳ２４において、極大値
と変曲点での重量値との差が予め定めた値以上であるか
判断するステップに、ステップＳ２４を変更すればよ
い。

【００５６】また、上記の各実施の形態では、極小値が
所定の条件を満たすと、この極小値を特定位相点とした
が、この極小値に続く極大値または極小値を見つけ、こ
の極大値または極小値を特定位相点とすることもでき
る。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、不規則
振動波を検出し、これを除去した状態で、定常波振動の
特定の位相点を指定し、この位相点を基に物品の計量値
を取得しているので、再現性が良好で、また短い時間
で、正確に被計量物品の計量値を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の重量選別機のブロ
ック図である。

【図２】図１の重量選別機の計量信号の一部拡大図であ
る。

【図３】図１の重量選別機のＣＰＵが行う処理を示すフ
ローチャートである。

【図４】第２の実施の形態の重量選別機のＣＰＵが行う
処理を示すフローチャートである。

【図５】第３の実施の形態の重量選別機のＣＰＵが行う
処理を示すフローチャートである。

【図６】第４の実施の形態の重量選別機のＣＰＵが行う
処理を示すフローチャートである。

【図７】第５の実施の形態の重量選別機のＣＰＵが行う
処理を示すフローチャートである。

【図８】重量選別機の計量信号の波形図である。

【図９】重量選別機の計量信号の波形の拡大図である。

【符号の説明】

４計量コンベヤ８ロードセル（計量手段）２０ＣＰＵ（位相点特定手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物品の供給時に不規則振動波を発生し、
やがて定常的振動波を発生し、前記物品の重量に対応す
る値に収束する計量信号を発生する計量手段と、前記不規則振動波を検出し、検出された前記不規則振動
波に後続する前記定常的振動波の周期上の予め定めた位
相点を特定する位相点特定手段とを、具備する計量装
置。
【請求項２】請求項１記載の計量装置において、前記
位相点特定手段が、前記不規則振動波の極値と、この極
値に後続する極値との差が、予め定めた値よりも大きい
とき、前記後続の極値の時点を、前記不規則振動の終了
点または前記定常波振動の開始点と判定する計量装置。
【請求項３】請求項１記載の計量装置において、前記
位相点特定手段が、前記不規則振動波の複数の極大値に
おいて最も大きい極大値と、この極大値に後続する極小
値との差が予め定めた値よりも大きいとき、前記極小値
の時点を、前記不規則振動の終了点または前記定常波振
動の開始点と判定する計量装置。
【請求項４】請求項１記載の計量装置において、前記
位相点特定手段が、前記不規則振動波の極大値に対して
１未満の所定比率を乗算した値と、この極大値に後続す
る極小値との差が予め定めた値よりも小さいとき、前記
極小値の時点を、前記不規則振動の終了点または前記定
常波振動の開始点と判定する計量装置。
【請求項５】請求項１記載の計量装置において、前記
位相点特定手段が、前記不規則振動波の複数の極大値の
うち最も大きいものに対して１未満の所定比率を乗算し
た値と、この極大値に後続する極小値との差が予め定め
た値よりも小さいとき、前記極小値の時点を、前記不規
則振動の終了点または前記定常波振動の開始点と判定す
る計量装置。
【請求項６】請求項１記載の計量装置において、前記
位相点特定手段が、前記不規則振動波の極値と、これよ
り後の極値との時間差が、予め定めた値よりも大きいと
き、前記後の極値の時点を、前記不規則振動の終了点ま
たは前記定常波振動の開始点と判定する計量装置。
【請求項７】請求項１記載の計量装置において、前記
位相点特定手段が、前記不規則振動波の終了点と判定さ
れた極小値、またはこの極小値に後続する極値若しくは
変曲点を、前記予め定めた位相点と判定する計量装置。
【請求項８】請求項１記載の計量装置において、前記
特定された位相点から予め定めた時間の経過後の前記計
量信号の値を、物品計量値とする計量装置。