JP2015075420A

JP2015075420A - 計量装置および計量プログラム

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Publication number: JP2015075420A
Application number: JP2013212680A
Authority: JP
Inventors: 幸雄川瀬; Yukio Kawase; 静隆北村; Shizutaka Kitamura
Original assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2015-04-20
Anticipated expiration: 2033-10-10
Also published as: JP6159640B2

Abstract

【課題】被計量物の定量計量に要する時間を短縮できる、計量装置および計量プログラムを提供する。
【解決手段】時間計量処理では、第１原料ホッパ３Ａから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第１原料時間計量、第２原料ホッパ３Ｂから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第２原料時間計量、第３原料ホッパ３Ｃから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第３原料時間計量、および第４原料ホッパ３Ｄから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第４原料時間計量が並列に実行される。各原料ホッパ３からの計量ホッパ１５に原料を供給するためのスクリューフィーダ９の動作が時間（大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬ）で制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、被計量物を定量計量するための計量装置および計量装置用の計量プログラムに関する。

たとえば、樹脂成形品を製造する成形機には、樹脂ペレット、粉砕材、マスターバッチおよび添加剤などの各原料を定量計量する計量装置が接続されて、その計量装置から所定の配合比率で配合された原料が供給される。

計量装置には、原料を貯留した複数の原料ホッパと、各原料ホッパから供給される原料を計量するための計量ホッパとが備えられている。計量ホッパには、ロードセルが設けられている。原料ホッパから計量ホッパへの原料の供給が開始されると、ロードセルにより、その供給された原料の質量（重量）が計測され、ロードセルによる計量値が所定値に達すると、原料ホッパから計量ホッパへの原料の供給が停止される。この動作が原料ごとに順次に実行されることにより、所定の配合比率で配合された原料が計量ホッパに溜まる。そして、計量ホッパで配合された原料が成形機に供給されると、１バッチの原料を成形機に供給する処理が完了する。

特許第４９０３７６６号公報

かかる計量装置では、１バッチごとに、各原料の定量計量の動作が順次に実行されるので、最初の原料の定量計量の開始から最後の原料の定量計量の終了までに時間がかかるという問題がある。また、１種類の原料のみが成形機に供給される構成であっても、ロードセルによる計量値に基づいて、原料の定量計量の終了を判断する際に、ロードセルによる計量値が安定するのを待たなければならず、原料の定量計量の開始から終了までに時間がかかる。

本発明の目的は、被計量物の定量計量に要する時間を短縮できる、計量装置および計量プログラムを提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係る計量装置は、計量容器と、被計量物を計量容器に供給する供給手段と、計量容器内の被計量物の質量を計測する計量手段と、制御手段とを含み、制御手段は、供給手段を制御して、供給手段による被計量物の供給を開始させ、計量手段による計量値が所定の停止量に達すると、供給手段による被計量物の供給を停止させることにより、被計量物を実測計量する実測計量処理と、実測計量処理中に、被計量物の供給の開始から終了までの供給手段の運転時間を計測する計時処理と、計時処理により計測された運転時間を切出時間として取得する切出時間取得処理と、供給手段を制御して、供給手段による被計量物の供給を開始させ、その開始から切出時間が経過すると、供給手段による被計量物の供給を停止させることにより、被計量物を時間計量する時間計量処理とを実行する。

この構成によれば、実測計量処理では、計量手段により計量容器内の被計量物の質量が計測されながら、供給手段により被計量物が計量容器に供給され、計量手段による計量値が所定の停止量に達すると、供給手段による被計量物の供給が停止される。これにより、被計量物を定量計量することができる。また、実測計量処理中に、計時処理が実行されて、被計量物の供給の開始から終了までの供給手段の運転時間が計測される。そして、その計測された運転時間が切出時間とされて、時間計量処理では、供給手段による計量容器への被計量物の供給が切出時間にわたって実行される。これにより、被計量物を定量計量することができる。

そのため、１バッチ目は、実測計量処理および計時処理を実行し、２バッチ目以降は、時間計量処理を実行することにより、２バッチ目以降の計量手段による計量を省略することができる。その結果、２バッチ目以降の被計量物の定量計量に要する時間を短縮することができる。

複数の供給手段が設けられている場合、供給手段の個々について、実測計量処理、計時処理および切出時間取得処理が実行された後、供給手段の個々についての時間計量処理が並列に実行されることが好ましい。

供給手段の個々についての時間計量処理が並列に実行されることにより、供給手段の個々についての実測計量処理が直列に順次に実行される場合と比較して、被計量物の定量計量に要する時間を大幅に短縮することができる。

１バッチごとの実測計量処理および計時処理が複数のバッチにわたって実行された後、切出時間取得処理が実行されて、各計時処理で計測された運転時間の平均値が切出時間として取得されることが好ましい。

これにより、時間計量処理での供給手段の運転時間となる切出時間を正確に設定することができる。その結果、時間計量処理での計量精度を向上させることができる。

時間計量処理が複数のバッチにわたって実行された後、実測計量処理が再び実行され、切出時間取得処理が実行されて、実測計量処理の再実行中に計時処理により計測された時間に基づいて、切出時間が更新して取得されることが好ましい。

これにより、切出時間をより正確に設定することができる。その結果、時間計量処理での計量精度を一層向上させることができる。

実測計量処理では、供給手段による単位時間あたりの被計量物の供給量が相対的に大きい大供給運転での被計量物の供給が開始され、計量手段による計量値が所定の大供給停止量に達すると、供給手段による被計量物の供給が停止され、その後、供給手段による単位時間あたりの被計量物の供給量が相対的に小さい小供給運転での被計量物の供給が開始され、計量手段による計量値が所定の小供給停止量に達すると、供給手段による被計量物の供給が停止され、計時処理では、大供給運転での被計量物の供給の開始から終了までの供給手段の大供給運転時間およ小供給運転での被計量物の供給の開始から終了までの供給手段の小供給運転時間がそれぞれ計測され、切出時間取得処理では、計時処理により計測された大供給運転時間および小供給運転時間がそれぞれ大供給切出時間および小供給切出時間として取得され、時間計量処理では、供給手段による大供給運転での被計量物の供給が開始され、その開始から大供給切出時間が経過すると、供給手段による被計量物の供給が停止され、その後、供給手段による小供給運転での被計量物の供給が開始され、その開始から小供給切出時間が経過すると、供給手段による被計量物の供給が停止されてもよい。

実測計量処理および時間計量処理において、供給手段の大供給運転が行われることにより、被計量物を計量容器に迅速に供給することができるので、被計量物の定量計量に要する時間を短縮することができる。また、実測計量処理および時間計量処理において、供給手段の小供給運転が行われることにより、計量容器内の被計量物の質量を目標である定量に精度よく近づけることができる。よって、実測計量処理および時間計量処理において、被計量物の定量計量に要する時間を短縮することができながら、計量精度を向上させることができる。

１バッチごとの実測計量処理および計時処理が複数のバッチにわたって実行された後、切出時間取得処理が実行されて、各計時処理で計測された大供給運転時間の平均値および小供給運転時間の平均値がそれぞれ大供給切出時間および小供給切出時間として取得されることが好ましい。

これにより、時間計量処理での供給手段の大供給運転での運転時間となる大供給切出時間および小供給運転での運転時間となる小供給切出時間をそれぞれ正確に設定することができる。その結果、時間計量処理での計量精度を向上させることができる。

時間計量処理が複数のバッチにわたって実行された後、実測計量処理が再び実行され、切出時間取得処理が実行されて、実測計量処理の再実行中に計時処理により計測された大供給運転時間および小供給運転時間に基づいて、それぞれ大供給切出時間および小供給切出時間が更新して取得されることが好ましい。

これにより、大供給切出時間および小供給切出時間をより正確に設定することができる。その結果、時間計量処理での計量精度を一層向上させることができる。

時間計量処理の実行後、計量手段による計量値と停止量とを比較して、当該時間計量処理による時間計量の良否を確認する確認処理が実行されてもよい。

また、本発明の他の局面に係る計量プログラムは、計量容器と、被計量物を計量容器に供給する供給手段と、計量容器内の被計量物の質量を計測する計量手段とを備える計量装置のコンピュータにインストールされる計量プログラムであって、コンピュータに、供給手段を制御して、供給手段による被計量物の供給を開始させ、計量手段による計量値が所定の停止量に達すると、供給手段による被計量物の供給を停止させることにより、被計量物を実測計量する実測計量処理と、実測計量処理中に、供給手段による被計量物の供給の開始から終了までの運転時間を計測する計時処理と、計時処理により計測された運転時間を切出時間として取得する切出時間取得処理と、供給手段を制御して、供給手段による被計量物の供給を開始させ、その開始から切出時間が経過すると、供給手段による被計量物の供給を停止させることにより、被計量物を時間計量する時間計量処理とを実行させる。

この計量プログラムを計量装置のコンピュータにインストールすることにより、前述の計量装置の機能を実現することができる。

本発明によれば、１バッチ目は、実測計量処理および計時処理を実行し、２バッチ目以降は、時間計量処理を実行することにより、２バッチ目以降の計量手段による計量を省略することができる。その結果、２バッチ目以降の被計量物の定量計量に要する時間を短縮することができる。また、複数の供給手段が設けられている場合には、供給手段の個々についての時間計量処理を並列に実行することにより、供給手段の個々についての実測計量処理を直列に順次に実行する場合と比較して、被計量物の定量計量に要する時間を大幅に短縮することができる。

本発明の一実施形態に係る計量装置の図解的な断面図である。計量装置の電気的構成を示すブロック図である。計量装置における計量処理の概要を示す図である。ロードセル計量処理の流れを示すフローチャートである。予備計量の流れを示すフローチャート（その１）である。予備計量の流れを示すフローチャート（その２）である。本計量の流れを示すフローチャート（その１）である。本計量の流れを示すフローチャート（その２）である。時間計量処理の流れを示すフローチャートである。各時間計量の流れを示すフローチャート（その１）である。各時間計量の流れを示すフローチャート（その２）である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る計量装置１の図解的な断面図である。

計量装置１は、成形機２に接続されて、複数種類の原料を計量および混合して得られる材料を成形機２に供給するための装置である。

計量装置１には、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄ（以下、これらを総称するときには「原料ホッパ３」という。）が備えられている。

各原料ホッパ３には、原料供給ライン４の一端が接続されている。各原料供給ライン４の他端は、互いに異なる材料を貯留する原料タンク（図示せず）に接続されている。原料タンクには、たとえば、それぞれ樹脂ペレット（主材）、粉砕材、マスターバッチおよび添加剤が貯留されている。

また、各原料ホッパ３には、吸気分岐ライン５の一端が接続されている。吸気分岐ライン５の他端は、吸気バルブ６を介して、ブロワ７から延びる吸気集合ライン８に集合して接続されている。吸気バルブ６としては、たとえば、エアオペレートバルブが採用されている。

ブロワ７が作動している状態で、吸気バルブ６が開かれると、その吸気バルブ６に接続されている吸気分岐ライン５内が負圧となり、その吸気分岐ライン５に原料ホッパ３内の空気が吸い込まれる。これにより、原料ホッパ３に原料供給ライン４を介して接続されている原料タンクから原料が吸い出され、その原料が原料供給ライン４を通して原料ホッパ３に供給される。

また、各原料ホッパ３には、スクリューフィーダ９が設けられている。スクリューフィーダ９は、供給管１０、スクリューオーガ１１およびフィードモータ１２を備えている。供給管１０は、原料ホッパ３の下方でほぼ水平方向に延びている。供給管１０の一端部は、原料ホッパ３の下端部に接続されている。供給管１０の他端は、排出口１３として開放されている。スクリューオーガ１１は、供給管１０内に配置されて、供給管１０と平行に延びる回転軸１４を中心に回転可能に設けられている。フィードモータ１２は、スクリューオーガ１１の回転軸１４に結合されている。

原料ホッパ３内の原料は、自重により、供給管１０に流入する。フィードモータ１２が駆動されると、スクリューオーガ１１が回転する。この回転するスクリューオーガ１１により、供給管１０内の原料は、供給管１０内を排出口１３に向けて送られ、排出口１３から落下する。

供給管１０から落下する原料は、計量ホッパ１５に受け取られる。計量ホッパ１５の下部は、先細り形状をなしている。計量ホッパ１５の下端は、排出口１６として開放されている。そして、計量ホッパ１５には、排出口１６を開閉するゲートシャッタ１７が設けられている。また、計量ホッパ１５には、計量ホッパ１５内に貯留されている原料の質量を計測するためのロードセル１８が設けられている。

ゲートシャッタ１７が閉じられた状態で、供給管１０から落下する原料が計量ホッパ１５に受け取られることにより、計量ホッパ１５内に原料が貯留される。そして、計量ホッパ１５内に原料が貯留されている状態で、ゲートシャッタ１７が開かれると、計量ホッパ１５内の原料が排出口１６を介して落下する。

計量ホッパ１５の下方には、混合ユニット１９が配置されている。混合ユニット１９は、混合ケーシング２０と、混合ケーシング２０内に設けられた攪拌翼２１と、攪拌翼２１を回転させるための駆動源である攪拌モータ２２と、混合ケーシング２０の底面に形成された排出口２３を開閉するためのシャッタバルブ２４とを含む。

計量ホッパ１５から落下する原料は、混合ケーシング２０に受け取られる。シャッタバルブ２４が閉じられた状態で、計量ホッパ１５から落下する原料が混合ケーシング２０に受け取られることにより、混合ケーシング２０内に原料が貯留される。攪拌モータ２２が駆動されて、攪拌翼２１が回転することにより、混合ケーシング２０内の原料が混ぜ合わされる。混合ケーシング２０内の原料が十分に混ざり合うと、シャッタバルブ２４が開かれる。シャッタバルブ２４が開かれることにより、混合ケーシング２０内の原料が排出口２３から落下する。

混合ユニット１９の下方には、供給ホッパ２５が配置されている。供給ホッパ２５の底面には、供給管２６が接続されている。供給管２６の途中部には、供給管２６を開閉するためのゲート２７が介装されている。

混合ユニット１９から落下する原料は、供給ホッパ２５に受け取られる。ゲート２７が閉じられた状態で、混合ユニット１９から落下する原料が供給ホッパ２５に受け取られることにより、供給ホッパ２５内に原料が貯留される。供給ホッパ２５内に貯留された原料は、ゲート２７が開かれることにより、供給管２６を通して、成形機２に供給される。

図２は、計量装置１の電気的構成を示すブロック図である。

計量装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御部３１を備えている。

制御部３１には、ロードセル１８が接続されており、ロードセル１８の検出信号が入力される。また、制御部３１には、吸気バルブ６、ブロワ７、フィードモータ１２、ゲートシャッタ１７、攪拌モータ２２、シャッタバルブ２４およびゲート２７が制御対象として接続されている。

制御部３１は、ロードセル１８から入力される検出信号に基づいて、計量ホッパ１５内に貯留されている原料の質量（以下、「計量値Ｗ」という。）を取得する。そして、制御部３１は、計量値Ｗなどに基づいて、吸気バルブ６、ブロワ７、フィードモータ１２、ゲートシャッタ１７、攪拌モータ２２、シャッタバルブ２４およびゲート２７を制御する。

図３は、計量装置１における計量処理の概要を示す図である。

計量装置１では、制御部３１により、１バッチごとに、計量処理が実行される。計量処理では、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄから計量ホッパ１５に各定量の原料が供給されて、計量ホッパ１５内に所定の配合比で配合された原料が溜められる。計量処理に引き続いて、制御部３１により、混合供給処理が実行される。混合供給処理では、ゲートシャッタ１７が開かれることにより、計量ホッパ１５内の原料は、混合ユニット１９に供給され、混合ユニット１９で混合される。そして、シャッタバルブ２４が開かれることにより、その混合された原料が供給ホッパ２５に供給され、所定のタイミングで、ゲート２７が開かれることにより、供給ホッパ２５から成形機２に原料が供給される。

計量装置１では、過去に実行した計量処理および混合供給処理の回数（バッチ数）が計数されている。バッチ数は、たとえば、原料ホッパ３に収容される原料が変更された場合、または原料の配合比が変更された場合に「０」にリセットされる。

１バッチ目の計量処理では、後述するロードセル計量処理が実行される。このロードセル計量処理のみ、後述する予備計量を含む。

２バッチ目、３バッチ目および４バッチ目の計量処理では、ロードセル計量処理が実行される。

５バッチ目、６バッチ目および７バッチ目の計量処理では、後述する時間計量処理が実行される。

８バッチ目の計量処理では、ロードセル計量処理が実行される。

９バッチ目、１０バッチ目および１１バッチ目の計量処理では、時間計量処理が実行される。

このようにして、５バッチ目以降は、３バッチにわたる時間計量処理とその後の１バッチにおけるロードセル計量処理とが繰り返される。

図４は、ロードセル計量処理の流れを示すフローチャートである。

２バッチ目以降のロードセル計量処理では、図４に示されるように、第１原料ホッパ３Ａから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための本計量（ステップＳ１１：第１原料本計量）、第２原料ホッパ３Ｂから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための本計量（ステップＳ１２：第２原料本計量）、第３原料ホッパ３Ｃから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための本計量（ステップＳ１３：第３原料本計量）、および第４原料ホッパ３Ｄから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための本計量（ステップＳ１４：第４原料本計量）がこの順に実行される。

図５Ａおよび図５Ｂは、予備計量の流れを示すフローチャートである。

１バッチ目のロードセル計量処理では、第１原料本計量に先立ち、第１原料ホッパ３Ａに収容されている原料についての予備計量が行われ、第１原料本計量では、配合比に応じた目標量から予備計量での計量ホッパ１５への原料の供給量を差し引いた量が定量とされる。同様に、第２原料本計量に先立ち、第２原料ホッパ３Ｂに収容されている原料についての予備計量が行われ、第２原料本計量では、配合比に応じた目標量から予備計量での計量ホッパ１５への原料の供給量を差し引いた量が定量とされる。また、第３原料本計量に先立ち、第３原料ホッパ３Ｃに収容されている原料についての予備計量が行われ、第３原料本計量では、配合比に応じた目標量から予備計量での計量ホッパ１５への原料の供給量を差し引いた量が定量とされる。さらに、第４原料本計量に先立ち、第４原料ホッパ３Ｄに収容されている原料についての予備計量が行われ、第４原料本計量では、配合比に応じた目標量から予備計量での計量ホッパ１５への原料の供給量を差し引いた量が定量とされる。

予備計量では、まず、スクリューフィーダ９の大供給運転が開始される（ステップＳ２１）。大供給運転では、フィードモータ１２（スクリューオーガ１１）が所定の第１回転速度で駆動される。

スクリューフィーダ９の大供給運転の開始後、ロードセル１８による計量値Ｗが所定の第１停止量に達したか否かが判定される（ステップＳ２２）。計量値Ｗが第１停止量に達するまで、スクリューフィーダ９の大供給運転による原料ホッパ３から計量ホッパ１５への原料の供給が続けられる。

計量値Ｗが第１停止量に達すると（ステップＳ２２のＹＥＳ）、フィードモータ１２が停止されて、スクリューフィーダ９の大供給運転が停止される（ステップＳ２３）。

その後、所定時間が経過するまで待機される（ステップＳ２４）。この間に、フィードモータ１２の停止時点でスクリューフィーダ９の排出口１３と計量ホッパ１５との間の空中を落下していた原料が計量ホッパ１５に載る。

所定時間が経過すると、現在の計量値Ｗからフィードモータ１２の停止時点での計量値が差し引かれることにより、フィードモータ１２の停止時点でスクリューフィーダ９の排出口１３と計量ホッパ１５との間の空中を落下していた原料の量である大供給落差量ΔＷ１が取得される（ステップＳ２５）。

たとえば、第１停止量が１００ｇに設定されており、フィードモータ１２の停止から所定時間が経過した時点での計量値Ｗが２４０ｇであった場合、大供給落差量ΔＷ１は、２４０ｇ−１００ｇ＝１４０ｇとなる。

次に、スクリューフィーダ９の小供給運転が開始される（ステップＳ２６）。小供給運転では、フィードモータ１２（スクリューオーガ１１）が第１回転速度よりも低い第２回転速度で駆動される。そのため、大供給運転では、スクリューフィーダ９による単位時間あたりの原料の供給量が相対的に大きく、小供給運転では、スクリューフィーダ９による単位時間あたりの原料の供給量が相対的に小さい。

スクリューフィーダ９の小供給運転の開始後、ロードセル１８による計量値Ｗが所定の第２停止量に達したか否かが判定される（ステップＳ２７）。計量値Ｗが第２停止量に達するまで、スクリューフィーダ９の小供給運転による原料ホッパ３から計量ホッパ１５への原料の供給が続けられる。

計量値Ｗが第２停止量に達すると（ステップＳ２７のＹＥＳ）、フィードモータ１２が停止されて、スクリューフィーダ９の小供給運転が停止される（ステップＳ２８）。

その後、所定時間が経過するまで待機される（ステップＳ２９）。この間に、フィードモータ１２の停止時点でスクリューフィーダ９の排出口１３と計量ホッパ１５との間の空中を落下していた原料が計量ホッパ１５に載る。

所定時間が経過すると、現在の計量値Ｗからフィードモータ１２の停止時点での計量値が差し引かれることにより、フィードモータ１２の停止時点でスクリューフィーダ９の排出口１３と計量ホッパ１５との間の空中を落下していた原料の量である小供給落差量ΔＷ２が取得されて（ステップＳ３０）、予備計量が終了される。

たとえば、第２停止量が２７０ｇに設定されており、フィードモータ１２の停止から所定時間が経過した時点での計量値Ｗが３００ｇであった場合、小供給落差量ΔＷ２は、３００ｇ−２４０ｇ＝３０ｇとなる。

図６Ａおよび図６Ｂは、本計量の流れを示すフローチャートである。

本計量では、まず、スクリューフィーダ９の大供給運転が開始される（ステップＳ４１）。この大供給運転では、予備計量での大供給運転と同じく、フィードモータ１２（スクリューオーガ１１）が第１回転速度で駆動される。

大供給運転の開始と同時に、その開始からの経過時間の計測（計時）が開始される（ステップＳ４２）。

スクリューフィーダ９の大供給運転の開始後、ロードセル１８による計量値Ｗが所定の大供給停止量ＷＨに達したか否かが判定される（ステップＳ４３）。大供給停止量ＷＨは、原料ごとに設定された定量（配合比に応じた目標量）から大供給落差量ΔＷ１に所定の係数を乗じて得られる乗算値を減算することにより設定される。たとえば、定量が１０００ｇであり、大供給落差量ΔＷ１が１４０ｇであり、係数が１．５である場合、大供給停止量ＷＨは、１０００ｇ−１４０ｇ×１．５＝７９０ｇに設定される。計量値Ｗが大供給停止量ＷＨに達するまで、スクリューフィーダ９の大供給運転による原料ホッパ３から計量ホッパ１５への原料の供給が続けられる。

計量値Ｗが大供給停止量ＷＨに達すると（ステップＳ４３のＹＥＳ）、フィードモータ１２が停止されて、スクリューフィーダ９の大供給運転が停止される（ステップＳ４４）。

大供給運転の停止と同時に、経過時間の計測（計時）が停止される（ステップＳ４５）。

そして、大供給運転の開始から停止までの経過時間が求められ、その経過時間が大供給運転時間として取得される（ステップＳ４６）。

その後、所定時間が経過するまで待機される（ステップＳ４７）。この間に、フィードモータ１２の停止時点でスクリューフィーダ９の排出口１３と計量ホッパ１５との間の空中を落下していた原料、つまり大供給落差量ΔＷ１の原料が計量ホッパ１５に載る。

所定時間が経過すると（ステップＳ４７のＹＥＳ）、次に、スクリューフィーダ９の小供給運転が開始される（ステップＳ４８）。この小供給運転では、予備計量での小供給運転と同じく、フィードモータ１２（スクリューオーガ１１）が第２回転速度で駆動される。

小供給運転の開始と同時に、その開始からの経過時間の計測（計時）が開始される（ステップＳ４９）。

スクリューフィーダ９の小供給運転の開始後、ロードセル１８による計量値Ｗが所定の小供給停止量ＷＬに達したか否かが判定される（ステップＳ５０）。小供給停止量ＷＬは、原料ごとに設定された定量から小供給落差量ΔＷ２を減算することにより設定される。たとえば、定量が１０００ｇであり、小供給落差量ΔＷ２が３０ｇである場合、小供給停止量ＷＬは、１０００ｇ−３０ｇ＝９７０ｇに設定される。計量値Ｗが小供給停止量ＷＬに達するまで、スクリューフィーダ９の小供給運転による原料ホッパ３から計量ホッパ１５への原料の供給が続けられる。

計量値Ｗが小供給停止量ＷＬに達すると（ステップＳ５０のＹＥＳ）、フィードモータ１２が停止されて、スクリューフィーダ９の小供給運転が停止される（ステップＳ５１）。

小供給運転の停止と同時に、経過時間の計測（計時）が停止される（ステップＳ５２）。

そして、小供給運転の開始から停止までの経過時間が求められ、その経過時間が小供給運転時間として取得される（ステップＳ５３）。

小供給運転の停止後、所定時間が経過するまで待機される（ステップＳ５４）。この間に、フィードモータ１２の停止時点でスクリューフィーダ９の排出口１３と計量ホッパ１５との間の空中を落下していた原料、つまり小供給落差量ΔＷ２の原料が計量ホッパ１５に載る。その結果、計量ホッパ１５内に貯留されている原料の量が定量（配合比に応じた目標量）に一致する。

その後、ロードセル１８による計量値Ｗが定量と許容誤差範囲内で一致しているか否かが確認される（ステップＳ５５）。計量値Ｗが定量と許容誤差範囲内で一致していれば、本計量が終了されて、次の処理（次の原料についての本計量または混合供給処理）が開始される。一方、計量値Ｗが定量と許容誤差範囲内で一致していない場合には、計量ホッパ１５内の原料が排出されて、本計量が再び実行されるか、または、エラーが出力されて、計量装置１の動作が停止される。

２バッチ目のロードセル計量処理（本計量）が実行されることにより、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々について、大供給運転時間および小供給運転時間が取得される。また、３バッチ目のロードセル計量処理（本計量）が実行されることにより、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々について、大供給運転時間および小供給運転時間が取得される。さらに、４バッチ目のロードセル計量処理（本計量）が実行されることにより、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々について、大供給運転時間および小供給運転時間が取得される。これにより、４バッチ目のロードセル計量処理が終了した時点では、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々について、３つの大供給運転時間および３つの小供給運転時間が取得されることになる。

４バッチ目のロードセル計量処理が終了した時点で、制御部３１により、図３に示されるように、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々について、３つの大供給運転時間の平均値および３つの小供給運転時間の平均値が求められて、その平均値がそれぞれ大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬに設定される。すなわち、第１原料ホッパ３Ａについての３つの大供給運転時間の平均値および３つの小供給運転時間の平均値は、それぞれ第１原料ホッパ３Ａについての大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬに設定される。同様に、第２原料ホッパ３Ｂについての３つの大供給運転時間の平均値および３つの小供給運転時間の平均値は、それぞれ第２原料ホッパ３Ｂについての大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬに設定される。また、第３原料ホッパ３Ｃについての３つの大供給運転時間の平均値および３つの小供給運転時間の平均値は、それぞれ第３原料ホッパ３Ｃについての大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬに設定される。さらに、第４原料ホッパ３Ｄについての３つの大供給運転時間の平均値および３つの小供給運転時間の平均値は、それぞれ第４原料ホッパ３Ｄについての大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬに設定される。

図７は、時間計量処理の流れを示すフローチャートである。

時間計量処理では、第１原料ホッパ３Ａから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための時間計量（ステップＳ６１Ａ：第１原料時間計量）、第２原料ホッパ３Ｂから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための時間計量（ステップＳ６１Ｂ：第２原料時間計量）、第３原料ホッパ３Ｃから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための時間計量（ステップＳ６１Ｃ：第３原料時間計量）、および第４原料ホッパ３Ｄから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための時間計量（ステップＳ６１Ｄ：第４原料時間計量）が並列に実行される。これにより、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄから計量ホッパ１５に、各原料が並行して供給される。

第１原料時間計量、第２原料時間計量、第３原料時間計量および第４原料時間計量は、すべての時間計量が同時に開始されてもよい。また、第１原料時間計量、第２原料時間計量、第３原料時間計量および第４原料時間計量は、すべての時間計量が同時に終了するように、各時間計量の開始タイミングが設定されてもよいし、最も時間を要する時間計量の開始後に、その他の時間計量が開始され、最も時間を要する時間計量の終了前に、その他の時間計量が終了するように、各時間計量の開始タイミングが設定されてもよい。これらの場合、計量ホッパ１５内で各原料が分散して収容されるので、混合供給処理において、混合ユニット１９で各原料をむらなく混合させることができる。その結果、各原料がむらなく混合された材料を成形機２に供給することができ、成形機２で製造される樹脂成形品の色ずれの発生などを抑制することができる。

第１原料時間計量、第２原料時間計量、第３原料時間計量および第４原料時間計量の実行後、ロードセル１８による計量値Ｗが定量と許容誤差範囲内で一致しているか否かが確認される（ステップＳ６２）。計量値Ｗが定量と許容誤差範囲内で一致していれば、時間計量処理が終了されて、混合供給処理が開始される。一方、計量値Ｗが定量と許容誤差範囲内で一致していない場合には、計量ホッパ１５内の原料が排出されて、ロードセル計量処理が実行されるか、または、エラーが出力されて、計量装置１の動作が停止される。ロードセル計量処理が実行される場合、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々について、大供給運転時間および小供給運転時間が取得される。そして、今回、前回および前々回に取得された大供給運転時間および小供給運転時間の各平均値が求められて、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々についての大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬが更新される。次の時間計量処理では、更新後の大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬが使用される。

図８Ａおよび図８Ｂは、各時間計量の流れを示すフローチャートである。

時間計量では、まず、スクリューフィーダ９の大供給運転が開始される（ステップＳ７１）。この大供給運転では、予備計量および本計量での大供給運転と同じく、フィードモータ１２（スクリューオーガ１１）が第１回転速度で駆動される。

スクリューフィーダ９の大供給運転の開始後、その開始から大供給切出時間ＴＨが経過したか否かが判定される（ステップＳ７２）。大供給運転の開始から大供給切出時間ＴＨが経過するまで、スクリューフィーダ９の大供給運転による原料ホッパ３から計量ホッパ１５への原料の供給が続けられる。

大供給運転の開始から大供給切出時間ＴＨが経過すると（ステップＳ７２のＹＥＳ）、フィードモータ１２が停止されて、スクリューフィーダ９の大供給運転が停止される（ステップＳ７３）。

その後、所定時間が経過するまで待機される（ステップＳ７４）。この間に、フィードモータ１２の停止時点でスクリューフィーダ９の排出口１３と計量ホッパ１５との間の空中を落下していた原料、つまり大供給落差量ΔＷ１の原料が計量ホッパ１５に載る。

所定時間が経過すると（ステップＳ７４のＹＥＳ）、次に、スクリューフィーダ９の小供給運転が開始される（ステップＳ７５）。この小供給運転では、予備計量および本計量での小供給運転と同じく、フィードモータ１２（スクリューオーガ１１）が第２回転速度で駆動される。

スクリューフィーダ９の小供給運転の開始後、その開始から小供給切出時間ＴＬが経過したか否かが判定される（ステップＳ７６）。小供給運転の開始から小供給切出時間ＴＬが経過するまで、スクリューフィーダ９の小供給運転による原料ホッパ３から計量ホッパ１５への原料の供給が続けられる。

小供給運転の開始から小供給切出時間ＴＬが経過すると（ステップＳ７６のＹＥＳ）、フィードモータ１２が停止されて、スクリューフィーダ９の小供給運転が停止される（ステップＳ７７）。

その後、所定時間が経過するまで待機される（ステップＳ７７）。この間に、フィードモータ１２の停止時点でスクリューフィーダ９の排出口１３と計量ホッパ１５との間の空中を落下していた原料、つまり小供給落差量ΔＷ２の原料が計量ホッパ１５に載る。その結果、当該原料について、計量ホッパ１５に供給された量が定量（配合比に応じた目標量）に一致する。

８バッチ目の計量処理では、ロードセル計量処理が実行される。このロードセル計量処理が実行されることにより、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々について、大供給運転時間および小供給運転時間が新たに取得される。

８バッチ目のロードセル計量処理が終了すると、制御部３１により、図３に示されるように、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々について、８バッチ目、４バッチ目および３バッチ目のロードセル計量処理で取得された大供給運転時間および小供給運転時間の各平均値が求められて、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々についての大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬが更新される。以降、ロードセル計量処理が実行される度に、そのロードセル計量処理で新たに取得された大供給運転時間および小供給運転時間を用いて、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々についての大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬが更新される。

以上のように、ロードセル計量処理では、第１原料ホッパ３Ａから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第１原料本計量、第２原料ホッパ３Ｂから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第２原料本計量、第３原料ホッパ３Ｃから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第３原料本計量、および第４原料ホッパ３Ｄから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第４原料本計量が順次に実行される。

各本計量では、スクリューフィーダ９による単位時間あたりの原料の供給量が相対的に大きい大供給運転での原料の供給が開始され、ロードセル１８による計量値Ｗが所定の大供給停止量ＷＨに達すると、スクリューフィーダ９による原料の供給が停止される。その後、スクリューフィーダ９による単位時間あたりの原料の供給量が相対的に小さい小供給運転での原料の供給が開始され、ロードセル１８による計量値Ｗが所定の小供給停止量ＷＬに達すると、スクリューフィーダ９による原料の供給が停止される。また、大供給運転での原料の供給の開始から終了までのスクリューフィーダ９の大供給運転時間と、小供給運転での原料の供給の開始から終了までのスクリューフィーダ９の小供給運転時間とがそれぞれ計測される。その結果、ロードセル計量処理（本計量）が実行されることにより、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々について、大供給運転時間および小供給運転時間が取得される。

そして、１バッチごとのロードセル計量処理が複数のバッチ（この実施形態では、３バッチ）にわたって実行された後、第１原料ホッパ３Ａ、第２原料ホッパ３Ｂ、第３原料ホッパ３Ｃおよび第４原料ホッパ３Ｄの個々について、各ロードセル計量処理で計測された大供給運転時間の平均値および小供給運転時間の平均値がそれぞれ大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬとして取得される。

時間計量処理では、第１原料ホッパ３Ａから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第１原料時間計量、第２原料ホッパ３Ｂから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第２原料時間計量、第３原料ホッパ３Ｃから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第３原料時間計量、および第４原料ホッパ３Ｄから計量ホッパ１５に定量の原料を供給するための第４原料時間計量が並列に実行される。

各時間計量では、スクリューフィーダ９による大供給運転での原料の供給が開始され、その開始から大供給切出時間ＴＨが経過すると、スクリューフィーダ９による原料の供給が停止され、その後、スクリューフィーダ９による小供給運転での原料の供給が開始され、その開始から小供給切出時間ＴＬが経過すると、スクリューフィーダ９による原料の供給が停止される。

時間計量処理では、第１原料時間計量、第２原料時間計量、第３原料時間計量および第４原料時間計量が並列に実行されることにより、第１原料本計量、第２原料本計量、第３原料本計量および第４原料本計量が直列に実行されるロードセル計量処理と比較して、原料の定量計量に要する時間を大幅に短縮することができる。

原料の定量計量に要する時間を短縮できるので、計量ホッパ１５の容量を小さくして、１回の混合供給処理に対して複数回の計量処理が行われるようにしても、計量処理の開始から混合供給処理の終了までに要する時間が増加することを抑制できる。１回の混合供給処理に対して複数回の計量処理が行われることにより、混合ユニット１９内に各原料が分散して収容されるので、混合供給処理において、混合ユニット１９で各原料をむらなく混合させることができる。その結果、各原料がむらなく混合された材料を成形機２に供給することができ、成形機２で製造される樹脂成形品の色ずれの発生などを一層抑制することができる。

また、ロードセル計量処理および時間計量処理において、スクリューフィーダ９の大供給運転が行われることにより、原料を計量ホッパ１５に迅速に供給することができるので、原料の定量計量に要する時間を短縮することができる。また、ロードセル計量処理および時間計量処理において、スクリューフィーダ９の小供給運転が行われることにより、計量ホッパ１５内の原料の質量を目標である定量に精度よく近づけることができる。よって、ロードセル計量処理および時間計量処理において、原料の定量計量に要する時間を短縮することができながら、計量精度を向上させることができる。

また、複数のバッチにわたるロードセル計量処理で計測された大供給運転時間の平均値および小供給運転時間の平均値がそれぞれ大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬとして取得されるので、時間計量処理でのスクリューフィーダ９の大供給運転での運転時間となる大供給切出時間ＴＨおよび小供給運転での運転時間となる小供給切出時間ＴＬをそれぞれ正確に設定することができる。その結果、時間計量処理での計量精度を向上させることができる。

時間計量処理が複数のバッチ（この実施形態では、３バッチ）にわたって実行された後、ロードセル計量処理が再び実行され、ロードセル計量処理の再実行中に計測された大供給運転時間および小供給運転時間に基づいて、それぞれ大供給切出時間および小供給切出時間が更新される。これにより、大供給切出時間ＴＨおよび小供給切出時間ＴＬをより正確に設定することができる。その結果、時間計量処理での計量精度を一層向上させることができる。

なお、制御部３１による各処理のためのプログラムは、制御部３１に含まれるマイクロコンピュータにプリインストールされていてもよいし、そのマイクロコンピュータに追加インストールすることも可能である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、計量装置１には、４つの原料ホッパ３が備えられているとしたが、原料ホッパ３の数は、４つに限らない。計量装置１には、少なくとも１つの原料ホッパ３が備えられていればよい。

また、４つの原料ホッパ３にそれぞれ異なる種類の原料が貯留されている場合を例にとったが、計量装置１に複数の原料ホッパ３が備えられる場合、複数の原料ホッパ３に同種の原料が貯留されてもよい。

また、ロードセル計量処理および時間計量処理において、スクリューフィーダ９の大供給運転および小供給運転が行われるとしたが、フィードモータ１２（スクリューオーガ１１）の回転速度が一定に設定されて、スクリューフィーダ９の供給運転の態様が一定であってもよい。この場合、スクリューフィーダ９の供給運転の開始後、ロードセル１８による計量値Ｗが所定の停止量に達すると、フィードモータ１２が停止されて、スクリューフィーダ９の供給運転が停止され、その後、所定時間が経過すると、現在の計量値Ｗからフィードモータ１２の停止時点での計量値が差し引かれることにより、フィードモータ１２の停止時点でスクリューフィーダ９の排出口１３と計量ホッパ１５との間の空中を落下していた原料の量である落差量が取得されるとよい。そして、本計量では、スクリューフィーダ９の供給運転の開始後、ロードセル１８による計量値Ｗが原料ごとに設定された定量（配合比に応じた目標量）から落差量を減算した値に達すると、フィードモータ１２が停止されて、スクリューフィーダ９の供給運転が停止されるとよい。また、本計量におけるスクリューフィーダ９の運転時間に基づいて、切出時間が設定され、時間計量処理では、スクリューフィーダ９の供給運転の開始から切出時間が経過すると、フィードモータ１２が停止されて、スクリューフィーダ９の供給運転が停止されるとよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１計量装置
３原料ホッパ（供給手段）
９スクリューフィーダ（供給手段）
１５計量ホッパ（計量容器）
１８ロードセル（計量手段）
３１制御部（制御手段）

Claims

計量容器と、
被計量物を前記計量容器に供給する供給手段と、
前記計量容器内の被計量物の質量を計測する計量手段と、
制御手段と
を含み、
前記制御手段は、
前記供給手段を制御して、前記供給手段による被計量物の供給を開始させ、前記計量手段による計量値が所定の停止量に達すると、前記供給手段による被計量物の供給を停止させることにより、被計量物を実測計量する実測計量処理と、
前記実測計量処理中に、被計量物の供給の開始から終了までの前記供給手段の運転時間を計測する計時処理と、
前記計時処理により計測された運転時間を切出時間として取得する切出時間取得処理と、
前記供給手段を制御して、前記供給手段による被計量物の供給を開始させ、その開始から前記切出時間が経過すると、前記供給手段による被計量物の供給を停止させることにより、被計量物を時間計量する時間計量処理と
を実行する、計量装置。
前記供給手段は、複数設けられており、
前記制御手段は、前記供給手段の個々について、前記実測計量処理、前記計時処理および前記切出時間取得処理を実行した後、前記供給手段の個々についての前記時間計量処理を並列に実行する、請求項１に記載の計量装置。
前記制御手段は、
１バッチごとの前記実測計量処理および前記計時処理を複数のバッチにわたって実行した後、前記切出時間取得処理を実行し、当該複数のバッチにおける前記計時処理で計測された各運転時間の平均値を前記切出時間として取得する、請求項１または２に記載の計量装置。
前記制御手段は、前記時間計量処理を複数のバッチにわたって実行した後、前記実測計量処理を再び実行し、前記切出時間取得処理を実行して、前記実測計量処理の再実行中に前記計時処理により計測された時間に基づいて、前記切出時間を更新して取得する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の計量装置。
前記制御手段は、
前記実測計量処理において、前記供給手段による単位時間あたりの被計量物の供給量が相対的に大きい大供給運転での被計量物の供給を開始させ、前記計量手段による計量値が所定の大供給停止量に達すると、前記供給手段による被計量物の供給を停止させ、その後、前記供給手段による単位時間あたりの被計量物の供給量が相対的に小さい小供給運転での被計量物の供給を開始させ、前記計量手段による計量値が所定の小供給停止量に達すると、前記供給手段による被計量物の供給を停止させ、
前記計時処理において、前記大供給運転での被計量物の供給の開始から終了までの前記供給手段の大供給運転時間および前記小供給運転での被計量物の供給の開始から終了までの前記供給手段の小供給運転時間をそれぞれ計測し、
前記切出時間取得処理において、前記計時処理により計測された大供給運転時間および小供給運転時間をそれぞれ大供給切出時間および小供給切出時間として取得し、
前記時間計量処理において、前記供給手段による前記大供給運転での被計量物の供給を開始させ、その開始から前記大供給切出時間が経過すると、前記供給手段による被計量物の供給を停止させ、その後、前記供給手段による前記小供給運転での被計量物の供給を開始させ、その開始から前記小供給切出時間が経過すると、前記供給手段による被計量物の供給を停止させる、請求項１または２に記載の計量装置。
前記制御手段は、
１バッチごとの前記実測計量処理および前記計時処理を複数のバッチにわたって実行した後、前記切出時間取得処理において、当該複数のバッチにおける前記計時処理で計測された各大供給運転時間の平均値および各小供給運転時間の平均値をそれぞれ前記大供給切出時間および前記小供給切出時間として取得する、請求項５に記載の計量装置。
前記制御手段は、前記時間計量処理を複数のバッチにわたって実行した後、前記実測計量処理を再び実行し、前記切出時間取得処理において、前記実測計量処理の再実行中に前記計時処理により計測された大供給運転時間および小供給運転時間に基づいて、それぞれ前記大供給切出時間および前記小供給切出時間を更新して取得する、請求項５または６に記載の計量装置。
前記制御手段は、前記時間計量処理の実行後、前記計量手段による計量値と前記停止量とを比較して、当該時間計量処理による時間計量の良否を確認する確認処理を実行する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の計量装置。
計量容器と、被計量物を前記計量容器に供給する供給手段と、前記計量容器内の被計量物の質量を計測する計量手段とを備える計量装置のコンピュータにインストールされる計量プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記供給手段を制御して、前記供給手段による被計量物の供給を開始させ、前記計量手段による計量値が所定の停止量に達すると、前記供給手段による被計量物の供給を停止させることにより、被計量物を実測計量する実測計量処理と、
前記実測計量処理中に、前記供給手段による被計量物の供給の開始から終了までの運転時間を計測する計時処理と、
前記計時処理により計測された運転時間を切出時間として取得する切出時間取得処理と、
前記供給手段を制御して、前記供給手段による被計量物の供給を開始させ、その開始から前記切出時間が経過すると、前記供給手段による被計量物の供給を停止させることにより、被計量物を時間計量する時間計量処理と
を実行させる、計量プログラム。