JP2022036415A - 計量制御装置、計量コンテナシステム、計量制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】計量に要する時間を長引かせないようにすることができる計量制御装置、計量制御方法、計量コンテナシステムを提供する。
【解決手段】計量対象の原料が収容されるコンテナから排出された原料の計量値を取得する計量値取得部と、コンテナの排出口から排出される原料の計量値に、前記排出口に対応するバルブの開き度合が対応づけられたデータを含む制御データを記憶する制御データ記憶部と、前記計量値取得部によって取得された計量値と、前記制御データとに基づいて、前記バルブの開き度合を決定する開度決定部と、前記バルブが所定の開き度合に設定されてから所定の監視時間が経過した後に前記計量値取得部によって取得された計量値に基づいて、前記バルブを揺動させるか否かを判定する揺動判定部と、前記開度決定部によって決定された結果、及び前記揺動判定部によって判定された結果を、前記バルブを制御する駆動制御部に出力する出力部とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、計量制御装置、計量コンテナシステム、計量制御方法、及びプログラムに関する。

従来では、フレキシブルコンテナバックや紙袋等に入れられた粉体を計量装置にて所定量となるように計量していた。例えば、コンテナが計量装置まで搬送されて計量装置にセットされ、コンテナに設けられたバルブが上方に引き上げられることでコンテナの排出口が開放され、解放された排出口から計量容器内に粉体を排出させることによって計量が行われる。例えば、特許文献１では、排出口を開放させた当初には排出口を全開状態として排出を促進させることによって計量時間を短縮させ、計量値が予め決められた量に達するとバルブを下げて排出口の排出空間を狭め、排出量が微量となるように制御することによって計量を微調整する技術が開示されている。

特開２００３－２３１５８７号公報

しかしながら、計量の過程においてコンテナ内部の粉体にブリッジ現象が生じると粉体が排出され難くなる。一般にブリッジ現象を解消するためにバイブレータやノッカーのような振動装置を用いて外部から振動を与える技術があるが、粉体の種類によっては振動装置を用いても粉体の排出が困難となる場合がある。特に、排出口の排出空間が狭められていくと粉体が排出され難くなる事態が顕著となる。粉体が排出され難くなると、粉体が排出されるまで待つしか手立てがなく、排出時間が非常に長くなるという事態が発生していた。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、計量に要する時間を長引かせないようにすることができる計量制御装置、計量制御方法、計量コンテナシステムを提供することを目的とする。

本発明の上述した課題を解決するために、本発明は、計量対象の原料が収容されるコンテナから排出された原料の計量値を取得する計量値取得部と、コンテナの排出口から排出される原料の計量値に、前記排出口に対応するバルブの開き度合が対応づけられたデータを含む制御データを記憶する制御データ記憶部と、前記計量値取得部によって取得された計量値と、前記制御データ記憶部に記憶された前記制御データとに基づいて、前記バルブの開き度合を決定する開度決定部と、前記バルブが所定の開き度合に設定されてから所定の監視時間が経過した後に前記計量値取得部によって取得された計量値に基づいて、前記バルブを揺動させるか否かを判定する揺動判定部と、前記開度決定部によって決定された結果、及び前記揺動判定部によって判定された結果を、前記バルブを制御する駆動制御部に出力する出力部と、を有する計量制御装置である。

また、本発明は、計量対象の原料が収容されるコンテナと、前記コンテナから排出される原料を受け入れる計量容器と、前記計量容器の重量を計量する計量器と、上記に記載の計量制御装置とを有し、前記コンテナから排出される原料の排出量を制御する、計量コンテナシステムである。

また、本発明は、コンテナの排出口から排出される原料の計量値に、前記排出口に設けられたバルブの開き度合が対応づけられたデータを含む制御データを記憶する制御データ記憶部を備える計量制御装置における計量制御方法であって、計量値取得部が、計量対象の原料が収容されるコンテナから排出された原料の計量値を取得し、開度決定部が、前記計量値取得部によって取得された計量値と、前記制御データ記憶部に記憶された前記制御データとに基づいて、前記バルブの開き度合を決定し、揺動判定部が、前記バルブが所定の開き度合に設定されてから所定の監視時間が経過した後に前記計量値取得部によって取得された計量値に基づいて、前記バルブを揺動させるか否かを判定し、出力部が、前記開度決定部によって決定された結果、及び前記揺動判定部によって判定された結果を、前記バルブを制御する駆動制御部に出力する、計量制御方法である。

また、本発明は、コンピュータを、上記に記載の計量制御装置として動作させるためのプログラムであって、前記コンピュータを前記計量制御装置が備える各部として機能させるためのプログラムである。

本発明によれば、計量に要する時間を長引かせないようにすることができる。

実施形態に係る計量制御装置３０を用いた排出装置の構成を示す概略構成図である。 実施形態に係る計量制御装置３０の構成を示す機能ブロック図である。 実施形態に係る制御データの一例を示す図である。 実施形態に係る表示部３０９に表示される画面の例を示す図である。 実施形態に係る表示部３０９に表示される画面の例を示す図である。 実施形態に係る表示部３０９に表示される画面の例を示す図である。 実施形態に係る排出装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。

以下、発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る計量制御装置３０を用いた排出装置（計量コンテナシステム）の構成を示す概略構成図である。
ホッパー１は、粉状物質あるいは粒状物質等の流動性物質２（原料）を収容可能なホッパーである。このホッパー１は、立設可能であり、ホッパー１の下部円錐部の中央には排出口３が形成されている。このホッパー１内には、コーン型のバルブ４が垂直方向へ上下動可能に収容されており、バルブ４は、排出口３を開閉可能となっている。

ロッド５は、バルブ４の上部側からホッパー１の上面側に対して垂直方向に延びるように長尺状に形成されている。ロッド５は、一端側がバルブに連結され、他端側がコンテナの上面側に向かって延びており、そのホッパー１の外部に貫通して突出するように設けられる。ロッド５の突出した先端部には、フランジ（大径頭部）６が設けられる。計量制御装置３０による制御を行なわない状態（例えば、ホッパー１が排出装置にセットされていない状態）においては、バルブ４が最下点位置に到達するようになっており、このバルブ４が排出口３を密に閉じた状態を維持する。排出口３の内周面には、このバルブ４と対応する位置にＯリングがはめ込んである。バルブ４は、このＯリングの内周面に圧接することで排出口３を密に閉じることが可能である。

また、フランジ６の少なくとも一部は磁性体から構成されており、電磁石１７に電磁的に結合することが可能である。なお、フランジ６と昇降部材８との結合はこれに限られず、例えば、クランプシリンダにてフランジ６と結合するようにしてもよい。
脚部１ａ、脚部１ｂは、ホッパー１の下面（排出口３が設けられる面）側に延びるように設けられている。この脚部１ａと脚部１ｂによって、ホッパー１を立設させることが可能である。

記録媒体１ｃは、ホッパー１の外周面に取り付けられており、コンテナ４０を識別するコンテナＩＤ（コンテナ識別情報）を記憶している。この記録媒体１ｃは、コンテナＩＤが読み出しあるいは読み取り可能に記録されていればよい。例えば、記録媒体１ｃは、バーコードが印字されたラベルであってもよいし、コンテナＩＤを記憶するＲＦＩＤ（radio frequency identifier）タグであってもよい。バーコードは、一次元のバーコードであってもよいし二次元バーコードであってもよい。

このようなホッパー１、バルブ４、ロッド５、フランジ６、脚部１ａ、脚部１ｂ、記録媒体１ｃを含んで１つのコンテナ４０が形成されている。このようなコンテナ４０は、排出口３を下向きにして立設可能であり、流動性物質２を収容した状態で、例えば、倉庫のような場所に保管されている。このようなホッパー１は、内容成分を異にする種々の流動性物質２を収容することができる。例えば、ホッパー１は、収容する流動性物質２の種類に応じて、複数が用意される。そして、このホッパー１の排出口３は、複数のサイズがあり、ホッパー１によっては排出口３のサイズが異なる。

バルブ４は、排出口３に対して上下方向への相対位置関係が変動可能となっている。このために、基台１０に定置されたホッパー１の上方にはバルブ４を上下方向に可動させるための昇降装置７が設けられる。この昇降装置７は、昇降部材８と昇降機構９とからなっており、昇降装置７は、基台１０上に立設した固定フレーム１１に設置されている。

昇降装置７における昇降部材８は、上下に相対向して水平状に配設した一対の支持板１２、１３について伸弾性を有する複数のスプリングによって連結する。また、昇降部材８は、スプリング内を通って上方の支持板１２を貫通するリニアシャフト１５、リニアシャフト１５の下端を支持板１３に連結する。また、リニアシャフト１５の上端部は、固定フレーム１１を通って固定フレーム１１の上方に突出している。

支持板１３の下面には電磁石１７が設けられている。
昇降機構９は、例えば、スプラインボールネジ構造を有する昇降軸２３が備えられている。この昇降軸２３は、一端側が駆動部２２と固定フレーム１１とを貫通して支持板１２に連結され、他端側が駆動部２２に対して垂直方向上方に突出している。また、昇降軸２３において、駆動部２２と昇降軸２３の他端側との間にはプーリが設けられている。駆動部２２は、固定フレーム１１に取り付けられている。
また、昇降機構９にはモータ２５が設けられている。モータ２５は、計量制御装置３０からの駆動信号に基づいて駆動する。モータ２５の駆動軸と昇降軸２３に取り付けられたプーリとは循環ベルトによって連結されている。プーリは、駆動部２２内のボールねじナットに設けられている。モータ２５によってプーリを回転させると駆動部２２に対して昇降軸２３が相対的に垂直方向に上下動することが可能になっている。

昇降軸２３は、コンテナ４０が排出装置に取り付けられていない状態においては、固定フレーム１１に対して上方側に位置している。これにより、昇降軸２３の一端側に連結された昇降部材８は、常態ではホッパー１の上方において固定フレーム１１との中空部に吊り下げた状態で保持される。

計量容器２８は、排出口３の下方側において計量器２９の上に載置され、排出口３から排出される流動性物質２を受け入れる容器である。計量器２９は、計量容器２８を載置可能であり、計量容器２８の重さを計量し、計量結果を計量制御装置３０に出力する。計量容器２８は、例えば、一定時間毎に計量する機能を有し、計量容器２８に流動性物質２が投入されると、流動性物質２が入れられた計量容器２８全体の重さを計量しつつ計量結果をリアルタイムに計量制御装置３０に出力する。

次に、計量制御装置３０について説明する。図２は、計量制御装置３０の構成を表す機能ブロック図である。計量制御装置３０は、例えば、コンテナ識別情報取得部３０１と、制御データ記憶部３０２と、計量値取得部３０３と、時間計測部３０４と、開度決定部３０５と、揺動判定部３０６と、出力部３０７と、駆動制御部３０８と、表示部３０９とを備える。

コンテナ識別情報取得部３０１は、コンテナ４０に取り付けられた記録媒体１ｃから、コンテナＩＤを読み取る。コンテナ識別情報取得部３０１は、例えば、ＲＦＩＤタグとの間で情報を送受信するリーダライタであり、ＲＦＩＤタグから情報を読み取る読み取り機能やＲＦＩＤタグに情報を書き込む書き込み機能を有している。また、コンテナ識別情報取得部３０１は、記録媒体１ｃがラベルである場合には、そのラベルに印字されたバーコードを読み取るバーコードリーダを用いることができる。

制御データ記憶部３０２は、制御データを記憶する。制御データは、バルブ４を制御するために用いられる情報である。計量値取得部３０３は、計量器２９が計量した計量結果（計量値）を取得し、取得した計量結果を開度決定部３０５及び揺動判定部３０６に出力する。時間計測部３０４は、開度レベル（排出口３に対するバルブ４の開き度合）が設定されてからの経過した時間を計測し、計測した時間を揺動判定部３０６に出力する。

開度決定部３０５は、コンテナＩＤ、計量値、及び制御データに基づいて、排出口３に対するバルブ４の開き度合を決定する。コンテナＩＤは、コンテナ識別情報取得部３０１によって取得され、開度決定部３０５に通知される。計量値は、計量値取得部３０３によって取得され、開度決定部３０５に通知される。制御データは、制御データ記憶部３０２に記憶され、開度決定部３０５が制御データ記憶部３０２を参照することによって取得される。制御データには、計量値に開度レベル（排出口３に対するバルブ４の開き度合）が対応づけられている。

開度決定部３０５は、コンテナＩＤに基づいて、制御データ記憶部３０２を参照することによって、コンテナＩＤに応じた制御データを取得する。開度決定部３０５は、取得した制御データにおいて、計量値に対応づけられた開度レベルを抽出する。開度決定部３０５は、抽出した開度レベルに応じて、排出口３に対するバルブ４の開き度合を取得決定する。

揺動判定部３０６は、コンテナＩＤ、計量値、及び制御データに基づいて、流動性物質２の排出を促進するべく、バルブ４を揺動させるか否かを判定する。

ここでいう「揺動」は、ホッパー１の排出口３と、ホッパー１の上部投入口とが並ぶ方向（上部投入口が設けられている面）に対する往復運動である。排出口３と上部投入口が鉛直方向に沿うようにホッパー１が設けられている場合には、揺動は鉛直方向（上下方向ともいえる）に対する往復運動である。揺動は、排出口３と上部投入口とが並ぶ方向に対して往復運動するものであればよく、その軌道は、直線軌道に沿っていてもよいし、回転軌道に沿っていてもよい。また、後述する駆動制御部３０８により制御される振動装置（例えば、バイブレータ）による「振動」は、流動性物質２が集まることで形成されるアーチ形状の径方向に対して力が印加されるものとは限らない。このため、流動性物質２の排出が円滑でない場合が生じ得る。このため、ブリッジ現象を解消させるためには揺動の方が好ましい。

コンテナＩＤは、コンテナ識別情報取得部３０１によって取得され、揺動判定部３０６に通知される。計量値は、計量値取得部３０３によって取得され、揺動判定部３０６に通知される。制御データは、制御データ記憶部３０２に記憶され、揺動判定部３０６が制御データ記憶部３０２を参照することによって取得される。制御データには、開度レベルに監視時間が対応づけられている。

揺動判定部３０６は、コンテナＩＤに基づいて、制御データ記憶部３０２を参照することによって、コンテナＩＤに応じた制御データを取得する。揺動判定部３０６は、取得した制御データにおいて、開度レベルに対応づけられた監視時間を抽出する。揺動判定部３０６は、所定の開度レベルに設定されてから監視時間が経過した時点において、計量値が所定の値に到達していない場合にバルブ４を揺動させると判定する。揺動判定部３０６は、バルブ４を揺動させた場合、計量値が所定の値に到達した時点で、バルブ４の揺動を終了させると判定する。また、揺動判定部３０６は、所定の開度レベルに設定されてから監視時間が経過した時点において、計量値が所定の値に到達している、或いは次の開度レベルに設定されている場合、バルブ４を揺動させないと判定する。

出力部３０７は、開度決定部３０５によって決定された結果、及び揺動判定部３０６によって判定された結果を、駆動制御部３０８、及び表示部３０９に出力する。表示部３０９は、ディスプレイなどの表示装置を含み、出力部３０７から出力された情報を表示装置に表示する。

駆動制御部３０８は、出力部３０７から得られる情報に基づいて、コンテナ４０のバルブ４の開き度合を制御するバルブ制御機能を有する。駆動制御部３０８は、例えば、出力部３０７から得られる情報に応じた駆動信号をモータ２５に出力することによってモータ２５を駆動させる。モータ２５が駆動されることにより、結果としてバルブ４が上下動して、排出口３に対するバルブ４の開き度合が設定される。計量制御装置３０の外部にバルブ制御機能（バルブ制御部）が設けられる場合には、駆動制御部３０８は、出力部３０７から得られる情報をバルブ制御部に出力する。

また、駆動制御部３０８は、出力部３０７から得られる情報に基づいて、バルブ４やコンテナ４０を振動させる排出促進機能を駆動させる。計量制御装置３０の外部に排出促進機能（振動装置）が設けられる場合には、駆動制御部３０８は、出力部３０７から得られる情報に基づいて振動装置をオンまたはオフにする制御信号を振動装置に出力する。これによってバルブ４やコンテナ４０に振動を加えたり振動を停止させたりする。振動装置としては、例えば、バルブ４やコンテナ４０に振動を加えるバイブレータ装置であってもよい。

さらに、駆動制御部３０８は、出力部３０７から得られる情報に応じた駆動信号をモータ２５に出力することによってモータ２５を駆動させる。モータ２５が駆動されることにより、結果としてバルブ４が上下動する。これに伴い、バルブ４やバルブ４に接続されるロッド５が連なって上下動する。そして、この上下動が、コンテナ４０に収容された流動性物質２に伝搬する。また、例えば、ロッド５の外周面やバルブ４の上部に流動性物質２が当接した状態でロッド５が上下動した場合には、流動性物質２のうちロッド５やバルブ４の上部に当接している部位に対して直接的に排出口３又はホッパー１の上部に向かう方向に力を印加することができブリッジ現象等を解消しやすい。すなわち、上記の振動装置による振動を与えた場合と比較して流動性物質２の排出方向に沿った力が印加されることとなるため、流動性物質２の排出を促すことができ、コンテナ４０内に生じた流動性物質２のブリッジ現象が解消できる。例えば、仮にブリッジ現象が発生しそうになっても、アーチ形状の径方向に対して往復する方向に力を印加することができるので、ブリッジ現象を発生し難くすることができ、仮にブリッジ現象が発生したとしても解消しやすい。

制御データ記憶部３０２は、制御データを記憶する。制御データは、バルブ４を制御するために用いられる情報である。ここで、図３は、制御データの一例を示す図である。図３に示すように、制御データは、例えば、開度レベルと、バルブ位置と、計量値と、監視時間と、揺動条件などの項目を備える。

開度レベルは、排出口３に対するバルブ４の開き度合を示す情報である。この図において、開度レベルは、００から１０までの１１レベルに段階的に設定されている。開度レベル００は排出口３の閉鎖に相当する。開度レベル１０は排出口３の全開に相当する。このように、例えば、開度レベルは、レベル値が小さいほど閉鎖に近づき、レベル値が大きいほど全開に近づくように段階的に設定される。

バルブ位置は、開度レベルに応じたバルブ４の位置を示す情報である。開度レベル００に対応するバルブ位置は、バルブ４が排出口３を密に閉じた状態となる位置であり、バルブ４の最下点位置である。開度レベル１０に対応するバルブ位置は、バルブ４が排出口３を全開にした状態となる位置であり、バルブ４の下端が排出口３よりも上部となる位置である。

計量値は、開度レベルを変更する閾値となる計量値を示す情報である。例えば、まず計量開始時点において開度レベル１０に設定される。開度レベル１０で排出が開始され、ある計量値（第１計量値）に到達するとバルブ４の位置が移動されて開度レベル０９に変更される。開度レベル０９で排出を行い、別の計量値（第２計量値）に到達するとバルブ４の位置が移動されて開度レベル０８に変更される。このように、コンテナ４０から排出される流動性物質２が所定の計量値に達すると、排出口３に対するバルブ４の開き度合が次段階の開度レベルに変更される。ここで、第１計量値は、第２計量値よりも小さい値である。

このように、流動性物質２の計量値と当該流動性物質２の目標値との差に応じて、すなわち計量値が目標値に近づくにしたがって、例えば、排出口３の排出空間が狭められるように、開度レベルに応じたバルブ位置が設定される。目標値は、混合物の配合情報毎に決められており、目的の混合物の種別に応じて決められた原料とその原料の設定排出量（目標値）である。たとえば、混合物Ａは、原料ａをａ１ｋｇ、原料ｂをｂ１ｋｇ、原料ｃをｃ１ｋｇ混合することを表す配合情報を、制御データ記憶部３０２などに予め記憶しておき、混合物の種別に応じて、計量する対象の原料と設定排出量を読み出すようにしてもよい。

監視時間は、開度レベルに設定されてから経過した時間であり、バルブ４を揺動させるか否かを判定するタイミングを示す情報である。例えば、開度レベル０７で排出を行い、ある監視時間（第１監視時間）が経過しても開度レベル０６に変更する計量値に到達していない場合、流動性物質２の排出を促進させる処理を行う。その結果、開度レベル０６に変更する計量値に到達したら、流動性物質２の排出を促進させる処理を終了させる。

排出を促進させる処理として、本実施形態では、計量制御装置３０がバルブ４を上下方向に移動させる。これによってバルブ４やロッド５を上下動させることができ、この上下動を流動性物質２に伝搬させることによって排出を妨げているブリッジ現象を解消させ、排出を促進させることが可能となる。

揺動条件は、バルブ４を上下動させる場合における条件を示す情報である。揺動条件は、例えば、上限値と、下限値と、揺動種別などの項目が含まれる。上限値は、バルブ４を上下方向に移動させる際の上方向の移動量の上限を示す情報である。上限値は、相対値、或いは絶対値の何れで設定されてもよい。相対値で示される場合、上限値は、例えば、開度レベルを基準として、開度レベルに対応するバルブ位置からの相対値で示される。或いは絶対値で示される場合、上限値は、バルブ位置（開度レベルに対応するバルブ位置よりやや高い位置）で示される。下限値は、バルブ４を上下方向に揺動させる際の下方向の移動量の下限を示す情報である。下限値は、開度レベルを基準とした相対値、或いは絶対値の何れで設定されてもよい。なお、上下動には、上方向のみ、或いは下方向のみに移動させるものを含む。この場合、例えば上方向のみに移動させる場合には、下限値に０（ゼロ）が設定される。下方向のみに移動させる場合には、上限値に０（ゼロ）が設定される。

例えば、制御データでは、計量の精度に応じた揺動条件が設定される。例えば、計量値に高い精度が要求される最終段階の開度レベル（例えば、開度レベル０１）においては、上限値や下限値が、他の開度レベルで設定された値よりも（絶対値が）小さい値に設定される。すなわち、制御データは、閉塞に近い開度レベルであるほど、バルブ４の揺動幅が小さくなるように設定される。例えば、制御データは、閉塞に最も近い開き度合い（開度レベル）における揺動の幅（バルブ４の揺動幅）が最も小さくなるように設定される。これにより、計量値に高い精度が要求される最終段階では、１回の上下動によって、ごく少量の流動性物質２を落下させることができ、計量の精度を劣化させないようにすることが可能である。

このような制御データは、コンテナＩＤに対応するコンテナ４０のバルブ４と排出口３との関係に応じた状況（例えば、クリアランスの状態など）、コンテナに収容される原料の性状、コンテナの排出口のサイズ、原料を排出する速度のうち少なくともいずれか１つに基づいて差に応じて開き度合が決められている。また、このような制御データは、原料毎に決められていてもよいし、同じ原料であっても混合物の種別に応じた配合情報毎に異なる制御データを記憶しておくようにしてもよい。

図４から図６は、実施形態に係る表示部３０９に表示される画面の例を示す図である。図４には、運転画面の例が示されている。運転画面は、計量が実行されている状態において表示される画面である。運転画面には、例えば、画像Ｇ１～Ｇ８が表示される。画像Ｇ１は、開度レベルと、開度レベルに応じたバルブ位置が示された画像である。画像Ｇ２は、開度レベルに応じた計量値が示された画像である。画像Ｇ１、Ｇ２は、例えば、制御データ記憶部３０２に記憶された制御データに基づく表示である。或いは、運転画面を視認した作業者によって、開度レベルに応じたバルブ位置や、計量値が変更されて再設定されるようにしてもよい。

画像Ｇ３は、開度レベルと計量時間との関係を可視化したグラフである。このように、計量が行われる過程において、開度レベルと計量時間との関係を可視化して示すようにしてもよい。これにより、作業者が、開度レベルによって計量時間に差があるか否かを確認することができる。例えば、計量時間に差がある場合には、計量時間が長引いている開度レベルが、より大きな排出空間となるようにバルブ位置を変更することにより、計量時間を短縮させることが可能である。

画像Ｇ４は、開度レベルとバルブ位置との関係を可視化したグラフである。このように、計量が行われる過程において、開度レベルとバルブ位置との関係を可視化して示すようにしてもよい。これにより、作業者が、設定どおりにバルブ位置が変更されているか確認することができる。また、開度レベルとバルブ位置との関係をリアルタイムに示すことにより、排出がスムーズに行われているか、排出の効率が低下していないかを作業者が確認することもできる。

画像Ｇ５は、計量を開始させる操作ボタンである。このような操作ボタンを設けることによって、作業者が、開度レベルに応じたバルブ位置などを確認したうえで、計量を開始させることが可能である。画像Ｇ６は、計量を停止させる操作ボタンである。このような操作ボタンを設けることによって、作業者が、計量時間が長引いている場合などに計量を一旦停止させ、バルブ位置などを再設定することが可能である。画像Ｇ７は、揺動（往復動作）条件を設定する操作ボタンである。このような操作ボタンを設けることによって、作業者が、揺動条件を設定することが可能である。

図５には、設定画面の例が示されている。設定画面は、開度レベルに応じたバルブ位置や計量値、及び監視時間や揺動条件などを作業者が設定する画面である。作業者が設定画面を操作することによって設定された内容が、制御データとして制御データ記憶部３０２に記憶されるようにしてもよい。設定画面には、例えば、画像Ｇ１、Ｇ２、及びＧ９が表示される。画像Ｇ１、Ｇ２は、図４における画像Ｇ１、Ｇ２と同様である。画像Ｇ９は、開度レベルに応じた揺動条件（上限値と下限値）、及び監視時間が示された画像である。

図６には、揺動設定の画面例が示されている。揺動設定の画面は、開度レベルに応じた監視時間や揺動条件（往復動作条件）、つまり上限値と下限値、及び監視時間などが設定される画面である。揺動設定の画面は、例えば、図５の設定画面の画像Ｇ９が拡大されて表示された画面である。揺動設定の画面には、例えば、画像Ｇ１０が表示される。

図７は、排出装置が行う処理の流れを説明するフローチャートである。
まず、計量制御装置３０は、配合情報を取得する（ステップＳ１０１）。配合情報は、目的の混合物の種別に応じて決められた原料とその原料の設定排出量（目標値）が対応づけられた情報である。計量制御装置３０は、例えば、作業者によって操作入力されることにより、計量制御装置３０の入力部（不図示）から配合情報を取得する。

ここで、計量制御装置３０は、配合情報に対応する制御データを制御データ記憶部３０２から読み出す。ここで、計量制御装置３０は、この配合情報に従い、混合物として混合させる原料を計量する順序に従い、最初に計量する原料の種類を表示部３０９あるいは排出装置に設けられた表示パネルに表示させることができる。作業者は、この表示パネルに表示された原料が入れられたコンテナ４０を倉庫から搬送し、排出装置にセットする。

コンテナ４０が排出装置にセットされた後、コンテナ４０がセットされたことが計量制御装置３０の入力部から入力されると、計量制御装置３０は、コンテナ４０がセットされたことを検出する（ステップＳ１０２）。計量制御装置３０は、コンテナ識別情報取得部３０１によって、コンテナ４０に取り付けられたコンテナＩＤを取得する（ステップＳ１０３）。

計量制御装置３０は、得られたコンテナＩＤに対応する制御データを制御データ記憶部３０２から取得する（ステップＳ１０４）。計量制御装置３０は、制御データに基づいて、排出口３に対するバルブ４の開き度合（開度レベル）を決定し、その内容示す情報（結果）を駆動制御部３０８に出力する。駆動制御部３０８が取得した情報に基づいてモータ２５を駆動することにより、バルブ位置が移動し、流動性物質２の排出が開始される。

計量制御装置３０は、コンテナ４０から排出された流動性物質２の計量値が所定の値に達したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。計量制御装置３０は、コンテナ４０から排出された流動性物質２の計量値が所定の値に達していない場合、監視時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。計量制御装置３０は、監視時間が経過した場合、バルブ４の揺動を開始させる（ステップＳ１１０）。計量制御装置３０は、バルブ４を揺動させた後、流動性物質２の計量値が所定の値に達したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。計量制御装置３０は、流動性物質２の計量値が所定の値に達した場合、バルブ４の揺動を終了させる（ステップＳ１１２）。

計量制御装置３０は、流動性物質２の計量が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。計量制御装置３０は、流動性物質２の計量が終了していない場合には、ステップＳ１０５に戻って、バルブの開度を、次の開度レベルに設定して計量を続ける。

計量制御装置３０は、流動性物質２の計量が終了した場合には、配合情報に基づく混合が終了したか否かを判定する。計量制御装置３０は、配合情報に基づく混合が終了していない場合、ステップＳ１０２に戻って、次に混合する流動性物質２を収容した別のコンテナがセットされるのを待つ。計量制御装置３０は、配合情報に基づく混合が終了した場合処理を終了させる。

一方、ステップＳ１０６において、計量制御装置３０は、コンテナ４０から排出された流動性物質２の計量値が所定の値に達した場合、ステップＳ１０７に示す処理に進む。

以上、説明したとおり、実施形態の計量制御装置３０は、制御データ記憶部３０２と、計量値取得部３０３と、開度決定部３０５と、揺動判定部３０６と、出力部３０７とを備える。制御データ記憶部３０２は、コンテナ４０の排出口３から排出される原料の計量値に、排出口３に対応するバルブ４の開き度合が対応づけられたデータを含む制御データを記憶する。計量値取得部３０３は、計量対象の原料が収容されるコンテナから排出された原料の計量値を取得する。開度決定部３０５は、計量値取得部３０３によって取得された計量値と、制御データ記憶部３０２に記憶された制御データとに基づいて、バルブ４の開き度合を決定する。揺動判定部３０６は、バルブ４が所定の開き度合に設定されてから所定の監視時間が経過した後に計量値取得部３０３によって取得された計量値に基づいて、バルブ４を揺動させるか否かを判定する。出力部３０７は、開度決定部３０５によって決定された結果、及び揺動判定部３０６によって判定された結果を、バルブ４を制御する駆動制御部３０８に出力する。

これにより、実施形態の計量制御装置３０は、監視時間が経過した時点の状況に応じてバルブ４を揺動させるか否かを判定することができる。すなわち、計量が長引いて監視時間が経過した場合に、排出を促進させることが可能である。したがって、計量に要する時間を長引かせないようにすることができる。

ここで比較例について検討する。計量中に生じるブリッジ現象を解消させる構成として、常時、バルブ４を揺動させる構成が比較例として考えられる。この比較例の場合、排出口３の排出空間が比較的大きな開度に設定されている場合にもバルブ４が揺動することとなる。この場合、コンテナ４０に収容されている流動性物質２が一気に排出されてしまうことが考えられる。流動性物質２が一気に排出されると、バルブ４を閉じていっても流動性物質２が排出されるスピードに追い付かず、設定重量を超えてしまう、いわゆるオーバーシュートが生じ易くなる。オーバーシュートが生じると、精度よく計量することが困難となる。さらに、一旦オーバーシュートしてしまうと、計量容器２８から設定重量を超えた重量（超過量）を抜き出す作業が別途必要となる。手作業により超過量の抜き出しする場合には、計量制御装置３０による制御を停止させて、作業を行う必要がある。さらに、複数の原料を混合する混合物を生成する場合には、計量した全量を抜き出す作業を行わなくてはならない。このため計量に係る対象設備の稼働率を低下させてしまう要因となる。

また、別の比較例として、ある開度レベルに設定されてから所定の時間が経過したら、その時点の計量値に関わらず、バルブ４を揺動させる構成が考えられる。この場合、バルブ４を揺動させるタイミングをうまく設定することで、効率よく計量を行うことが可能になるとも考えられる。しかしながら、原料によっては、季節によって性状が異なる場合がある。例えば、湿度が高い時期については、流動する度合が低くなりブリッジ現象が生じ易くなる場合もあり得る。この場合、ある季節（或いはある天候の日）には、バルブ４を揺動させるタイミングがよく効率よく計量を行うことができるが、別の季節等には、オーバーシュート等が発生して、稼働率を低下させてしまう可能性がある。

これに対し、本実施形態では、バルブ４のバルブ位置が、ある開度レベルに設定されてから所定の監視時間が経過した時点において、計量値が所定の値に達していない場合に、バルブ４を揺動させる。このため、計量が長引いている場合に限り、揺動によって排出を促進させることが可能である。したがって、計量が想定通りに進んでいる場合には、排出を促進させることがない。したがって、排出の不良を解消させつつ、オーバーシュートの発生を抑制することができる。

また、オーバーシュートを生じさせることなく計量することができるため、計量の精度が安定するという効果を奏する。特に、計量の最終段階で設定される開度レベル（例えば、開度レベル０１）においては、排出口３がほとんど閉塞された状態でバルブ４を小さく上下動させることにより流動性物質２にバルブ４の上下動に伴う微小なエネルギを伝搬させて衝撃を与え、排出を促進させることとなる。これによって、１回ごとの上下動によって、例えばごく少量の流動性物質２が排出される。この場合、排出量の微調整ができる。したがって、計量時間を短くでき、かつ、計量精度が安定する。

また、実施形態の計量制御装置３０では、制御データは、流動性物質２における目標値までの複数の計量値が段階的に設定され、その複数の計量値のそれぞれの開度レベル（バルブの開き度合）に応じた監視時間が対応づけられたデータを含む。これによって、実施形態の計量制御装置３０では、開度レベルに応じた監視時間を設定することができる。このため、例えば、ブリッジ現象が発生することによって排出不良が生じやすい開度レベル（例えば、開度レベル０１～０３など）は、比較的早めにバルブ４を揺動させるか否かを判定するようにして、計量が長引かないように制御することが可能となる。

また、実施形態の計量制御装置３０では、揺動判定部３０６は、開度レベル１０に対応する計量値（制御データに示される複数の計量値のうちの第１計量値）に対応してバルブ４が所定の開き度合に設定されてから、開度レベル１０に対応する監視時間（第１計量値に対応する監視時間）が経過した時点における計量値が、開度レベル０９に対応する計量値（制御データにおいて第１計量値の次に設定された第２計量値）に到達していない場合、バルブ４を揺動させると判定する。これにより、実施形態の計量制御装置３０では、計量値を比較するという簡単な処理で、計量が長引いているか否かを判定することができる。

また、実施形態の計量制御装置３０では、計量制御装置３０は、開度レベル１０に対応する計量値に対応してバルブ４が所定の開き度合に設定されてから、開度レベル１０に対応する監視時間が経過した時点における計量値の単位時間当たりの変化量が、所定の閾値未満である場合、バルブ４を揺動させると判定する。これにより、実施形態の計量制御装置３０では、計量値の変化量を閾値と比較するという簡単な処理で、計量が長引いているか否かを判定することができる。

また、実施形態の計量制御装置３０では、バルブ４は、コンテナ４０において垂直方向へ上下動可能に設置され、駆動制御部３０８は、バルブ４を垂直方向へ上下動させる。これにより、実施形態の計量制御装置３０では、既存のバルブ４の開閉機構（バルブ４を上下動させる昇降装置７）を利用して、流動性物質２の排出を促進させることが可能である。したがって、バルブ４に、振動させる特別な装置（例えば、バイブレータなどの振動装置）を設ける必要がない。

また、実施形態の計量制御装置３０では、制御データは、コンテナ４０から排出される流動性物質２の計量値と、流動性物質２の目標値の量との差に応じて設定された計量値に、バルブ４を垂直方向へ上下動させる場合における、上方向への移動量を示す上限値又は下方向への移動量を示す下限値の少なくとも一方が対応づけられたデータを含む。これにより、実施形態の計量制御装置３０では、開度レベルに応じた移動幅でバルブ４を上下動させることができる。

また、実施形態の計量制御装置３０は、コンテナ識別情報取得部３０１を更に有する。コンテナ識別情報取得部３０１は、コンテナ４０に取り付けられたコンテナＩＤ（コンテナ識別情報）を取得する。これにより、実施形態の計量制御装置３０は、コンテナ４０に収容された流動性物質２の性状や計量の目標値に応じた制御データを用いて計量を制御することができる。

また、実施形態の排出装置（計量コンテナシステム）は、コンテナ４０と、計量容器２８と、計量器２９と、計量制御装置３０とを備える。コンテナ４０は、計量対象の原料が収容される。計量容器２８は、コンテナ４０から排出される原料を受け入れる。計量器２９は、計量容器２８の重量を計量する。計量制御装置３０は、コンテナ４０から排出される流動性物質２の排出量を制御する。これにより、実施形態の排出装置は、上述した効果と同様の効果を奏する。

（実施形態の変形例１）
実施形態の変形例１について説明する。本変形例では、単位時間当たりの重量（計量値）の変化量に基づいて、バルブ４を揺動させるか否かを判定する点において、上述した実施形態と相違する。
本変形例では、計量値取得部３０３は、定期的に流動性物質２の計量値を取得し、取得した計量値を揺動判定部３０６に出力する。揺動判定部３０６は、監視時間が経過した時点において、今回取得した計量値と、前回取得した計量値とに基づいて、単位時間当たりの計量値の変化量を算出する。揺動判定部３０６は、算出した変化量が所定の閾値未満である場合、排出が進んでいない、つまり計量が長引いているとして、排出を促進させるべく、バルブ４を揺動させると判定する。

（実施形態の変形例２）
実施形態の変形例２について説明する。本変形例では、想定重量と実際の計量値との差分量に基づいて、バルブ４を揺動させるか否かを判定する点において、上述した実施形態と相違する。想定重量は、監視時間が経過した時点において想定される計量値である。
本変形例では、制御データ記憶部３０２に、予め想定重量が記憶される。この場合、例えば、制御データは、監視時間に対応づけられた想定重量を示す情報が含まれる。揺動判定部３０６は、監視時間が経過した時点において、計量値取得部３０３から取得した計量値と、制御データに示される想定重量との差分量を算出する。揺動判定部３０６は、算出した差分量が所定の閾値以上である場合、想定された量の排出が進んでいない、つまり計量が長引いているとして、排出を促進させるべく、バルブ４を揺動させると判定する。

また、上記では、バルブ４が、コンテナ４０の上方から支持される場合を例に説明した。しかしながらこれに限定されることはない。バルブ４は、少なくとも揺動可能であればよく、望ましくは上下動可能であればよい。例えば、コンテナ４０の下方からバルブ４が支持される構成であってもよい。

また、上記では、バルブ４がコンテナ４０の内部に収容される場合を例に説明した。しかしながらこれに限定されることはない。コンテナ４０の外部にバルブ４が設けられた構成であってもよい。

また、バルブ４の形状がコーン形状に限定されることはない。バルブ４が揺動可能であれば、任意の形状であってよい。例えば、バルブ４が、バタフライバルブやチョークバルブなどであってもよい。

上述した実施形態における計量制御装置３０の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ｃ 記録媒体、３ 排出口、４ バルブ、４０ コンテナ、２８ 計量容器、２９ 計量器、３０ 計量制御装置、３０１ コンテナ識別情報取得部、３０２ 制御データ記憶部、３０３ 計量値取得部、３０４ 時間計測部、３０５ 開度決定部、３０６ 揺動判定部、３０７ 出力部、３０８ 駆動制御部、３０９ 表示部

Claims (11)

1. 計量対象の原料が収容されるコンテナから排出された原料の計量値を取得する計量値取得部と、
   コンテナの排出口から排出される原料の計量値に、前記排出口に対応するバルブの開き度合が対応づけられたデータを含む制御データを記憶する制御データ記憶部と、
   前記計量値取得部によって取得された計量値と、前記制御データ記憶部に記憶された前記制御データとに基づいて、前記バルブの開き度合を決定する開度決定部と、
   前記バルブが所定の開き度合に設定されてから所定の監視時間が経過した後に前記計量値取得部によって取得された計量値に基づいて、前記バルブを揺動させるか否かを判定する揺動判定部と、
   前記開度決定部によって決定された結果、及び前記揺動判定部によって判定された結果を、前記バルブを制御する駆動制御部に出力する出力部と、
   を有する計量制御装置。
2. 前記制御データは、前記原料における目標値までの複数の計量値が段階的に設定され、前記複数の計量値のそれぞれの前記バルブの開き度合に応じた監視時間が対応づけられたデータを含む、
   請求項１に記載の計量制御装置。
3. 前記制御データは、前記原料における目標値までの複数の計量値が段階的に設定され、前記複数の計量値のそれぞれの前記バルブの開き度合に応じた揺動条件が対応づけられたデータを含み、前記揺動条件は、前記バルブの開き度合が閉鎖に最も近い開き度合における揺動の幅が最も小さくなるように設定される、
   請求項１又は請求項２に記載の計量制御装置。
4. 前記揺動判定部は、前記制御データに示される複数の計量値のうちの第１計量値に対応して前記バルブが所定の開き度合に設定されてから前記第１計量値に対応する前記監視時間が経過した時点における計量値が、前記制御データにおいて前記第１計量値の次に設定された第２計量値に到達していない場合、前記バルブを揺動させると判定する、
   請求項２又は請求項３に記載の計量制御装置。
5. 前記揺動判定部は、前記制御データに示される複数の計量値のうちの第１計量値に対応して前記バルブが所定の開き度合に設定されてから前記第１計量値に対応する前記監視時間が経過した時点における計量値の単位時間当たりの変化量が、所定の閾値未満である場合、前記バルブを揺動させると判定する、
   請求項２又は請求項３に記載の計量制御装置。
6. 前記バルブは、前記コンテナにおいて垂直方向へ上下動可能に設置され、
   前記駆動制御部は、前記バルブを垂直方向へ上下動させる、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の計量制御装置。
7. 前記制御データは、前記コンテナから排出される原料の計量値と当該原料の目標値の量との差に応じて設定された計量値に、前記バルブを垂直方向へ上下動させる場合における、上方向への移動量を示す上限値、又は下方向への移動量を示す下限値の少なくとも一方が対応づけられたデータを含む、
   請求項６に記載の計量制御装置。
8. 前記コンテナに取り付けられたコンテナ識別情報を取得するコンテナ識別情報取得部を更に有し、
   前記開度決定部は、前記コンテナ識別情報に応じた前記制御データを用いて、前記バルブの開き度合を決定する、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の計量制御装置。
9. 計量対象の原料が収容されるコンテナと、前記コンテナから排出される原料を受け入れる計量容器と、前記計量容器の重量を計量する計量器と、請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載の計量制御装置とを有し、前記コンテナから排出される原料の排出量を制御する、計量コンテナシステム。
10. コンテナの排出口から排出される原料の計量値に、前記排出口に設けられたバルブの開き度合が対応づけられたデータを含む制御データを記憶する制御データ記憶部を備える計量制御装置における計量制御方法であって、
    計量値取得部が、計量対象の原料が収容されるコンテナから排出された原料の計量値を取得し、
    開度決定部が、前記計量値取得部によって取得された計量値と、前記制御データ記憶部に記憶された前記制御データとに基づいて、前記バルブの開き度合を決定し、
    揺動判定部が、前記バルブが所定の開き度合に設定されてから所定の監視時間が経過した後に前記計量値取得部によって取得された計量値に基づいて、前記バルブを揺動させるか否かを判定し、
    出力部が、前記開度決定部によって決定された結果、及び前記揺動判定部によって判定された結果を、前記バルブを制御する駆動制御部に出力する、
    計量制御方法。
11. コンピュータを、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の計量制御装置として動作させるためのプログラムであって、前記コンピュータを前記計量制御装置が備える各部として機能させるためのプログラム。

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