JP2023038921A - 計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物品を搬送しながら、搬送中の物品を計量する計量装置であって、知識や経験を有する技術者ではなくても、容易に適切なフィルタの設定が可能な計量装置を提供する。【解決手段】計量装置１００は、第２コンベア１４と、ロードセル２８と、取得部８６と、制御部８４と、を備える。第２コンベアは、物品を受け取り搬送する。ロードセルは、第２コンベアの重量、又は、第２コンベアが物品を搬送している場合には、第２コンベアの重量及び第２コンベア上の物品の重量、を検出して計量信号を出力する。取得部は、第２コンベアにより搬送される物品の規定重量又は第２コンベアにより搬送される物品の搬送速度と、第２コンベアによる搬送方向における物品の長さと、を取得する。制御部は、取得部が取得した、物品の規定重量又は物品の搬送速度と、物品の長さと、に基づき、ロードセルが検出する計量信号のフィルタリングに使用するフィルタの設定を決定する。【選択図】図２

Description

本発明は、計量装置に関する。

物品を搬送しながら、搬送中の物品の重量を計量する計量装置が知られている。このような計量装置では、例えば、物品が搬送部に受け渡される際の衝撃により生じるノイズが、検出部の計量信号に含まれ得る。ノイズが計量に与える悪影響を低減するため、計量装置では、フィルタを使用して計量信号に含まれるノイズが低減されることがある。

計量信号に含まれるノイズの周波数は、計量される物品の性状や物品の搬送条件によって変化する場合がある。そのため、計量装置が、常に同一特性のフィルタを用いる場合、計量信号に含まれるノイズを十分に低減できず、計量装置の計量精度が低下するおそれがある。このような課題に対し、例えば特許文献１（特開２０１２－１９９６９２号公報）では、フィルタ特性の変更を可能とする技術が開示されている。

しかし、特許文献１（特開２０１２－１９９６９２号公報）に開示されているようなフィルタを用いる場合、使用するフィルタの設定のために実際に計量装置の試運転が必要となる。また、特許文献１（特開２０１２－１９９６９２号公報）に開示されているようなフィルタを用いる場合、知識や経験を有する技術者でなければ、高い計量精度を実現可能なフィルタの設定は容易ではない。

本発明の課題は、搬送中の物品を計量する計量装置であって、知識や経験を有する技術者ではなくても、容易に適切なフィルタの設定が可能な計量装置を提供することにある。

第１観点の計量装置は、搬送部と、検出部と、取得部と、制御部と、を備える。搬送部は、物品を受け取り搬送する。検出部は、搬送部の重量、又は、搬送部が物品を搬送している場合には、搬送部の重量及び搬送部上の物品の重量、を検出して計量信号を出力する。取得部は、搬送部により搬送される物品の規定重量又は搬送部による物品の搬送速度と、搬送部による搬送方向における物品の長さと、を取得する。制御部は、取得部が取得した、物品の規定重量又は搬送部による物品の搬送速度と、搬送部による搬送方向における物品の長さと、に基づき、検出部が検出する計量信号のフィルタリングに使用するフィルタの設定を決定する。

第１観点の計量装置は、取得した、物品の規定重量又は物品の搬送速度と、搬送方向における物品の長さと、に基づいて計量信号のフィルタリングに使用するフィルタの設定を決定する。そのため、第１観点の計量装置では、知識や経験を有する技術者ではなくても、高い計量精度を実現可能な適切なフィルタの設定を決定できる。

第２観点の計量装置は、第１観点の計量装置であって、記憶部を更に備える。記憶部には、物品の規定重量又は物品の搬送速度と、物品の長さと、フィルタの設定と、が関連付けられた情報が記憶されている。制御部は、記憶部に記憶されている情報に更に基づいて、フィルタの設定を決定する。

第２観点の計量装置では、記憶部に、物品の規定重量又は物品の搬送速度と、物品の長さと、適切なフィルタの設定とが関連付けて記憶されているため、計量装置の実運転を行わなくても、適切なフィルタの設定を決定できる。

第３観点の計量装置は、第１観点又は第２観点の計量装置であって、取得部は、計量装置の構成部品の振動特性に関する情報を更に取得する。制御部は、取得部が取得した計量装置の構成部品の振動特性に関する情報に更に基づいて、フィルタの設定を決定する。

第３観点の計量装置では、部品の交換等により計量装置の振動特性が変化しても、高い計量精度を実現可能な適切なフィルタの設定を決定できる。また、第３観点の計量装置では、構成の物理的構造の異なる複数の計量装置において制御部を共用できる。

第４観点の計量装置は、第３観点の計量装置であって、計量装置の構成部品の振動特性に関する情報には、搬送部の搬送方向における長さの情報及び搬送部の搬送方向に直交する方向の長さの情報の少なくとも一方を含む。

第４観点の計量装置では、搬送部の長さの違いにより振動特性が変化する場合にも、高い計量精度を実現できるような適切なフィルタの設定を決定できる。

本願発明の計量装置は、取得した、物品の規定重量又は物品の搬送速度と、搬送方向における物品の長さと、に基づいて計量信号のフィルタリングに使用するフィルタの設定を決定するので、知識や経験を有する技術者ではなくても、高い計量精度を実現可能な適切なフィルタの設定を決定できる。

本発明の計量装置の一実施形態に係る計量装置を正面から見た概略正面図である。 図１の計量装置のブロック図である。 図１の計量装置の主要部分を上方から見た概略平面図である。 図１の計量装置の、搬送装置の第２コンベア及び計量装置の概略構成図である。 図１の計量装置の制御装置の、重量算出処理のための構成のブロック図である。 図１の計量装置のロードセルの検出信号と、フィルタリング後の検出信号とを模式的に示す図である。 図１の計量装置において用いられるコンビネーションフィルタの生成を模式的に示す図である。

本発明の計量装置の一実施形態に係る計量装置１００について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する計量装置１００の実施形態は一実施例に過ぎず、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能である。

（１）全体構成
計量装置１００の全体構成を、図１～図３を参照しながら説明する。図１は、計量装置１００を正面から見た概略正面図である。図２は、計量装置１００のブロック図である。図３は、計量装置１００の主要部分を上方から見た概略平面図である。

計量装置１００は、物品Ｐを搬送しながら、物品Ｐを計量する計量装置である。

計量装置１００は、図１のように、主に、搬送装置１０と、検出装置２０と、を有する。また、計量装置１００は、図２のように、搬送装置１０及び検出装置２０の動作を制御する制御装置８０を有する。

搬送装置１０は、図示しない上流側の工程（例えば物品Ｐの製造工程）から供給される物品Ｐを受けとり搬送する。具体的には、搬送装置１０は、物品Ｐを検出装置２０による重量の検出場所へ搬送する。

検出装置２０は、搬送装置１０の搬送する物品Ｐの重量を検出し、検出した重量に応じた計量信号を制御装置８０に対して出力する。制御装置８０は、検出装置２０が物品Ｐの重量検出時に出力した計量信号に基づいて、物品Ｐの重量Ｗを算出する。さらに、制御装置８０は、算出した物品Ｐの重量Ｗが、許容重量範囲内であるか否かを判断する。物品Ｐの重量Ｗが許容重量範囲内であるとは、物品Ｐの重量が、許容最小重量以上、かつ許容最大重量以下であることを意味する。

なお、計量装置１００の後段には、例えば図示しない振分装置が配置される。振分装置は、制御装置８０が算出する物品Ｐの重量Ｗに基づいて、物品Ｐを振り分ける。例えば、振分装置は、物品Ｐの重量Ｗが許容重量範囲内である場合、物品Ｐを物品Ｐの搬送ラインから除去する。

（２）詳細構成
以下に、計量装置１００の詳細について詳細に説明する。

なお、以下では、方向や位置関係を説明する際に「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」等の表現を用いる場合があるが、これらの表現は説明のための便宜上のものであり、本願発明の内容を限定するものではない。「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」等の表現は、特に断りのない限り、図中の矢印の示す向きに従う。

（２－１）搬送装置
搬送装置１０は、搬送方向Ａ（図１及び図３参照）に沿って物品Ｐを搬送する。

搬送装置１０は、第１コンベア１２及び第２コンベア１４と、第１駆動部１８ａ及び第２駆動部１８ｂと、を含む。第１駆動部１８ａ及び第２駆動部１８ｂは、例えばモータである。

搬送装置１０では、図１及び図３に示すように、物品Ｐの搬送方向Ａにおける上流側から順に、第１コンベア１２、第２コンベア１４、が配置される。

第１コンベア１２は、図３のように、第１コンベア１２及び第２コンベア１４の中で、搬送方向Ａにおける上流に配置されている。第１コンベア１２は、計量装置１００の上流側の工程から搬送されてくる物品Ｐを計量装置１００に取り込む取込コンベアとして機能する。第１コンベア１２は、物品Ｐを搬送方向Ａに搬送し、第２コンベア１４に物品Ｐを受け渡す。

第１コンベア１２は、第１コンベアベルト１２ａ（図１参照）を含む。第１駆動部１８ａが、第１コンベアベルト１２ａが巻き掛けられている駆動ローラ１２２ａ及び従動ローラ１２２ｂのうち、駆動ローラ１２２ａを駆動することで、第１コンベア１２は、第１コンベアベルト１２ａ上の物品Ｐを搬送方向Ａに搬送する。

第２コンベア１４は、図３のように、第１コンベア１２及び第２コンベア１４の中で、搬送方向Ａにおける下流に配置されている。第２コンベア１４は、第１コンベア１２が搬送してくる物品Ｐを受け取り搬送する。検出装置２０は、第２コンベア１４が搬送中の物品Ｐの重量を検出して、計量信号を出力する。第２コンベア１４は、物品Ｐを搬送方向Ａに搬送し、計量装置１００の後段の工程（例えば、図示しない振分装置）に物品Ｐを受け渡す。

第２コンベア１４は、第２コンベアベルト１４ａ（図１参照）を含む。第２駆動部１８ｂが、第２コンベアベルト１４ａが巻き掛けられているローラ１４４ａ，１４４ｂのうち、ローラ（駆動ローラ）１４４ａを駆動することで、第２コンベア１４は、第２コンベアベルト１４ａ上の物品Ｐを搬送方向Ａに搬送する。

（２－２）検出装置
検出装置２０について、図４を更に参照しながら説明する。図４は、搬送装置１０の第２コンベア１４及び検出装置２０の概略構成図である。

検出装置２０は、図３及び図４のように、センサ２５と、検出部（重量センサ）の一例としてのロードセル２８を主に有する。

センサ２５は、第１コンベア１２が搬送してくる物品Ｐが、第２コンベア１４に到達したことを検知する。センサ２５は、例えば、光電センサである。ただし、センサ２５の種類は、光電センサに限定されるものではなく、物品Ｐの第２コンベア１４への到達を検知可能なセンサであれば、センサ２５の種類は問わない。

制御装置８０は、センサ２５の検知結果、搬送装置１０の搬送速度Ｖ、及び物品Ｐの搬送方向Ａにおける長さＬ１に基づき、物品Ｐの全体が第２コンベアベルト１４ａ上に存在するタイミングを検知する。制御装置８０は、物品Ｐの全体が第２コンベアベルト１４ａ上に存在する間にロードセル２８が出力する計量信号に基づき、物品Ｐの重量Ｗを算出する。

ロードセル２８は、作用する力に比例して歪む起歪体２８ａと、起歪体２８ａに貼り付けられてひずみを電気信号（この信号を計量信号と呼ぶ）に変換して出力するひずみゲージ（図示省略）と、を含む。要するに、ロードセル２８は、作用する力に応じた計量信号を送信する。ロードセル２８は、第２コンベア１４の下方に配されたケース２６の内部に収容されている（図４参照）。

ロードセル２８による重量の検出について説明する。ロードセル２８による重量の検出の説明にあたり、初めに搬送装置１０の第２コンベア１４の構造の詳細を説明する。

第２コンベア１４は、前述した第２コンベアベルト１４ａに加え、フレーム１４２と、駆動ローラ１４４ａ及び従動ローラ１４４ｂと、を主に有する（図４参照）。

第２コンベア１４のフレーム１４２は、ケース２６から上方に延びるブラケット２４により支持されている。ケース２６は、図４のように、計量装置１００のフレーム５０に固定されている。

駆動ローラ１４４ａ及び従動ローラ１４４ｂは、図４のように、フレーム１４２の両端に設けられている。駆動ローラ１４４ａ及び従動ローラ１４４ｂは、フレーム１４２に回転自在に支持されている。第２コンベアベルト１４ａは、駆動ローラ１４４ａ及び従動ローラ１４４ｂに巻き掛けられている。第２駆動部１８ｂが駆動ローラ１４４ａを駆動することで、第２コンベアベルト１４ａは回転し、第２コンベア１４は、第２コンベアベルト１４ａ上の物品Ｐを搬送方向Ａに搬送する。

上記構造を取るため、ロードセル２８は、第２コンベアベルト１４ａ上に物品Ｐが存在していない時には、搬送部としての第２コンベア１４の重量（第２コンベア１４がロードセル２８に作用させる力）を検出して、計量信号を出力する。なお、ここで第２コンベア１４の重量とは、概ね、フレーム１４２、駆動ローラ１４４ａ及び従動ローラ１４４ｂ、及び第２コンベアベルト１４ａの合計重量である。また、第２コンベアベルト１４ａが物品Ｐを搬送している時には、ロードセル２８は、第２コンベア１４の重量及び第２コンベア１４上の物品Ｐの重量を検出して、計量信号を出力する。

（２－３）制御装置
制御装置８０は、計量装置１００の各部の動作を制御する。また、制御装置８０は、検出装置２０が送信してくる計量信号に基づいて物品Ｐの重量Ｗを算出する処理を行う。

本実施形態の制御装置８０は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ、補助記憶装置（例えばフラッシュメモリ）等からなるメモリ、各種の電子回路等を主に含む。制御装置８０は、ＣＰＵがメモリに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、計量装置１００の各部の動作を制御したり、各種処理を行ったりする。

なお、ここで説明する制御装置８０の構成は、制御装置８０の構成一例に過ぎず、本実施形態の制御装置８０と同様の機能を、論理回路等のハードウェアにより実現してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実現してもよい。また、制御装置８０は、１台の装置により実現されるものであっても、複数の装置により実現されるものであってもよい。

制御装置８０は、搬送装置１０の第１駆動部１８ａ及び第２駆動部１８ｂと、検出装置２０のセンサ２５及びロードセル２８と、電気的に接続されている。

また、制御装置８０は、入力装置６０及び出力装置７０に電気的に接続されている（図２参照）。入力装置６０は、計量装置１００のオペレータの入力する各種指令や、オペレータの入力する各種情報を受け付ける。例えば、入力装置６０は、タッチパネル式のディスプレイである。入力装置６０に対する入力された指令や情報は、制御装置８０に対して送信される。出力装置７０は、制御装置８０により制御されて、各種情報を出力する。例えば、出力装置７０は、各種情報を表示するディスプレイである。つまり、本実施形態では、タッチパネル式のディスプレイが入力装置６０及び出力装置７０として機能する。

なお、入力装置及び出力装置は、ここで例示する機器に限定されるものではない。例えば、入力装置は、計量装置１００のオペレータ等が操作する携帯端末（図示せず）や、計量装置１００の上位の中央制御装置（図示せず）から送信されてくる指令や情報を受け付ける機器であってもよい。また、出力装置は、例えば、計量装置１００のオペレータ等が保持する携帯端末（図示せず）や、計量装置１００の上位の中央制御装置（図示せず）に対して各種情報を出力（送信）する機器であってもよい。

制御装置８０のメモリは、各種情報を記憶する記憶部８２を含む。記憶部８２に記憶される情報の例については後述する。

制御装置８０のＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部８４及び取得部８６として機能する。

（２－３－１）取得部
取得部８６は、入力装置６０に対して入力される各種情報を取得する。取得部８６が取得した各種情報は、記憶部８２に記憶される。

取得部８６が取得する情報には、例えば、搬送装置１０により搬送される物品Ｐの規定重量Ｗｔを含む。規定重量Ｗｔとは、言い換えれば、物品Ｐの本来あるべき重量（物品Ｐが合格品である場合に示すべき、理想の重量）である。

また、取得部８６が取得する情報には、第２コンベア１４により搬送される物品Ｐの長さＬ１を含む。ここでは、第２コンベア１４により搬送される物品Ｐの長さＬ１は、物品Ｐが第２コンベア１４により搬送される状態における、搬送方向Ａにおける物品Ｐの長さである。

なお、ここでは、入力装置６０に、物品Ｐの規定重量Ｗｔと、物品Ｐの長さＬ１と、がそれぞれ入力されるがこれに限定されるものではない。例えば、記憶部８２には、物品Ｐの種類毎に、物品Ｐの規定重量Ｗｔ及び物品Ｐの長さＬ１の情報が記憶されており、取得部８６は、入力装置６０に入力された物品Ｐの種類を特定する識別子を取得してもよい。このように構成される場合にも、取得部８６は、記憶部８２を参照することで、物品Ｐの規定重量Ｗｔ及び物品Ｐの長さＬ１を取得できる。

また、取得部８６が取得する情報には、搬送装置１０による物品Ｐの搬送速度Ｖを含む。取得方法を限定するものではないが、ここでは、入力装置６０に、物品Ｐの搬送速度Ｖが入力される。なお、取得部８６は、搬送装置１０による物品Ｐの搬送速度Ｖの情報として、物品Ｐの搬送速度Ｖを特定可能な情報（例えば、第２駆動部１８ｂのモータの回転数）を取得してもよい。

（２－３－２）制御部
制御部８４は、入力装置６０に対して入力される指令や、取得部８６が取得する、物品Ｐの規定重量Ｗｔ、物品Ｐの長さＬ１、及び搬送装置１０による物品Ｐの搬送速度Ｖ等に基づいて、計量装置１００の動作を制御する。

例えば、制御部８４は、入力装置６０に対して運転指令が入力されると、第１コンベア１２及び第２コンベア１４による物品Ｐの搬送速度が、取得部８６が取得した搬送速度Ｖになるように、第１駆動部１８ａ及び第２駆動部１８ｂの動作を制御する。

また、例えば、制御部８４は、ある物品Ｐが第２コンベア１４により搬送されている際にロードセル２８の出力する計量信号に基づいて、その物品Ｐの重量Ｗを算出する。具体的には、制御部８４は、センサ２５の検知結果、搬送装置１０の搬送速度Ｖ、物品Ｐの長さＬ１に基づいて、物品Ｐの全体が第２コンベアベルト１４ａ上に存在しているタイミングを検知する。制御部８４は、物品Ｐの全体が第２コンベアベルト１４ａ上に存在する間にロードセル２８が出力する計量信号に基づき、物品Ｐの重量Ｗを算出する。制御部８４による物品Ｐの重量Ｗの算出については後述する。

また、例えば、制御部８４は、算出した物品Ｐの重量が、許容重量範囲内であるかを判断する。例えば、制御部８４は、算出した物品Ｐの重量Ｗが、許容最小重量（物品の規定重量Ｗｔ－α）と、許容最大重量（物品の規定重量Ｗｔ＋β）と、の間の値であるかを判断する（α及びβは、設定済みの数値）。制御部８４は、算出した物品Ｐの重量Ｗが許容重量範囲内であればその物品Ｐを合格品と判断し、算出した物品Ｐの重量Ｗが許容重量範囲外であればその物品Ｐを不合格品と判断する。

（Ａ）物品の重量の算出処理
制御部８４による物品Ｐの重量Ｗの算出処理について説明する。まず、制御装置８０の重量算出処理のための構成について、図５を参照しながら説明する。図５は、制御装置８０の重量算出処理のための構成のブロック図である。

制御装置８０は、アンプ１８２と、アナログフィルタ１８４と、Ａ／Ｄ変換器１８６と、を含む。また、制御部８４は、物品Ｐの重量の算出処理のための機能部として、信号処理部１８８を含む。

アンプ１８２は、ロードセル２８から入力された計量信号を増幅し、増幅信号としてアナログフィルタ１８４に出力する。アナログフィルタ１８４は、増幅信号から不要な高域成分を除去してアナログ信号として出力する。Ａ／Ｄ変換器１８６は、アナログフィルタ１８４から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して信号処理部１８８に出力する。信号処理部１８８は、所定の有限インパルス応答（ＦＩＲ）型のフィルタ（以後、単にフィルタと呼ぶ）を用いて、デジタル信号をフィルタリングする。要するに、信号処理部１８８は、所定のフィルタを用いて、アンプ１８２、アナログフィルタ１８４、及びＡ／Ｄ変換器１８６により前処理をした計量信号（以後、前処理後の計量信号をロードセル２８の計量信号と呼ぶ）をフィルタリングする。制御部８４は、信号処理部１８８によりフィルタリングされたロードセル２８の計量信号に基づいて物品Ｐの重量Ｗを算出する。

なお、前述のように、ロードセル２８は、第２コンベアベルト１４ａが物品Ｐを搬送している場合には、第２コンベア１４の重量及び第２コンベア１４上の物品Ｐの重量、を検出して計量信号を出力している。そのため、制御部８４が、第２コンベアベルト１４ａが物品Ｐを搬送している場合に、ロードセル２８からの計量信号に基づいてそのまま重量を算出すると、制御部８４は、第２コンベア１４と物品Ｐとの合計重量を算出することになる。そこで、制御部８４は、実際に物品Ｐの重量の計量を開始する前に、第２コンベアベルト１４ａ上に物品Ｐが存在しない状態でロードセル２８が出力する計量信号に基づいて、ゼロ点を導出する処理を実施している。言い換えれば、制御部８４は、実際に物品Ｐの重量の計量を開始する前に、第２コンベア１４と第２コンベア１４上の物品Ｐとの合計重量から、減じるべき第２コンベア１４の重量を算出する処理を予め実施している。

なお、信号処理部１８８が、ロードセル２８の計量信号のフィルタリングを行う理由は、ロードセル２８の計量信号に、計量装置１００の固有振動や、計量装置１００が使用しているモータ（例えば第２駆動部１８ｂとして用いられるモータ）やローラ（例えば第２コンベア１４の駆動ローラ１４４ａ及び従動ローラ１４４ｂ）の回転振動などを原因とするノイズが含まれるためである。

図６を参照して説明すると、ロードセル２８の計量信号は、図６に破線で示すように、振幅の比較的大きな振動成分（ノイズ）を含む信号である。物品Ｐの重量は、このような振動成分を含む計量信号からは精度良く算出できない。そこで、信号処理部１８８は、所定のフィルタを用いて、ロードセル２８の計量信号をフィルタリングして（ノイズを低減して）、図６に実線で示すような、ノイズの少ない信号（概ね、物品Ｐがロードセル２８に作用させる力だけを示す信号）を取り出している。

制御部８４は、信号処理部１８８によるフィルタリング後の計量信号とゼロ点との差の値に基づいて、物品Ｐの重量Ｗを算出している。具体的には、制御部８４は、物品Ｐの全体が第２コンベアベルト１４ａ上に存在している期間の計量信号（図６における実線の台地部分の計量信号）と、物品Ｐが第２コンベアベルト１４ａ上に存在していない期間の計量信号との差の値に基づいて、物品Ｐの重量Ｗを算出している。

なお、ロードセル２８の計量信号に含まれるノイズの周波数は、種々の条件により変化する。

例えば、計量装置１００の固有振動の周波数は、２０～１００Ｈｚ程度の比較的大きな周波数である。固有振動の周波数は、例えば、搬送装置１０の搬送方向Ａにおける第２コンベア１４の長さＬｃ１、搬送装置１０の搬送方向Ａに直交する方向における第２コンベア１４の長さＬｃ２、（図３参照）、物品Ｐの規定重量Ｗｔ、搬送方向Ａにおける物品Ｐの長さＬ１等により変化する。

また、モータやローラの回転振動の周波数は、１０～３０Ｈｚ程度の比較的小さな周波数である。回転振動の周波数は、例えば、物品Ｐの搬送速度Ｖ（第２コンベアベルト１４ａの速度）、搬送装置１０の搬送方向Ａにおける第２コンベア１４の長さＬｃ１、搬送装置１０の搬送方向Ａに直交する方向における第２コンベア１４の長さＬｃ２、駆動ローラ１４４ａ及び従動ローラ１４４ｂの径、駆動ローラ１４４ａの歯数、第２駆動部１８ｂとして用いられるモータの歯数、第２コンベアベルト１４ａの全長等により変化する。例えば、ローラの振動の周波数は、第２コンベアベルト１４ａの速度［ｍ／ｓ］／ローラ径［ｍ］×πで算出される。また、例えば、モータの振動の周波数は、ローラの振動の周波数×ローラの歯数／モータの歯数で計算される。

このように、ロードセル２８の計量信号に含まれるノイズの周波数は常に同じではないことから、信号処理部１８８は、フィルタリングに使用するフィルタの設定が可変に構成されている。信号処理部１８８がフィルタリングに使用するフィルタの設定が可変な理由は、信号処理部１８８の使用するフィルタには、全ての周波数域のノイズを十分に低減可能な単一のフィルタ存在しないためである。

なお、信号処理部１８８で設定可能なフィルタには、コンビネーションフィルタを含む。ここで、コンビネーションフィルタとは、複数のベースとなるフィルタを掛け合わせて生成されたフィルタである。コンビネーションフィルタを使用する利点について説明する。

コンビネーションフィルタを使用しない場合には、以下のような問題が発生し得る。例えば、あるフィルタＦ１は、ある周波数Ｈ１［ｈｚ］以上の周波数のノイズの振幅は、十分（例えば１／１００００以下）に低減可能であるが、周波数Ｈ１［ｈｚ］より小さな周波数のノイズの振幅の低減性能は著しく低下する。そのため、ロードセル２８の計量信号のノイズの周波数に、周波数Ｈ１［ｈｚ］以下のものを含む場合には、フィルタＦ１を用いても十分なノイズの低減が期待できない。一方、他のフィルタＦ２は、周波数Ｈ１［ｈｚ］より小さなノイズの振幅も低減可能であるが、ノイズの振幅の低減性能がベースフィルタＦ１に比べて低い。そのため、フィルタＦ２を用いれば、周波数Ｈ１［ｈｚ］より小さな周波数のノイズも低減できる可能性があるが、一方で、周波数Ｈ１［ｈｚ］以上のノイズの振幅を、十分に低減できない可能性がある。

これに対し、図７に模式的に示すような、複数の特性の異なるフィルタを掛け合わせたコンビネーションフィルタを生成し、コンビネーションフィルタを用いてフィルタリングを行うことで、ある周波数以上の周波数のノイズについて十分に（例えば１／１００００以下に）低減可能であって、なおかつ、その周波数より小さな周波数についても、所定の周波数については振幅を比較的大きく低減することが可能となる。

精度の良い計量を行うためには、多数存在するフィルタの設定の中から、信号処理部１８８でどのフィルタの設定を用いるかを決定することが重要になる。しかし、一般に、熟練した技術者でなければ、精度の良い計量を行うために、多数存在するフィルタの設定の中から、適切なフィルタの設定を選択することは困難である。また、実際に計量装置１００を運転して、信号処理部１８８が使用するフィルタの設定を決定する場合、フィルタの設定を決定するまでに長時間を要する。

そこで、本願発明の計量装置の一例である計量装置１００では、制御部８４は、以下のようにして、信号処理部１８８で使用するフィルタの設定を決定している。

（Ｂ）制御部のフィルタの設定の決定処理
ロードセル２８の計量信号に含まれるノイズの周波数は、前述のように、物品Ｐの性状（物品Ｐの規定重量Ｗｔ又は搬送方向Ａにおける物品Ｐの長さＬ１）、物品Ｐの搬送速度Ｖ、搬送方向Ａにおける第２コンベア１４の長さＬｃ１、搬送方向Ａに直交する方向における第２コンベア１４の長さＬｃ２、駆動ローラ１４４ａ及び従動ローラ１４４ｂの径、駆動ローラ１４４ａの歯数、第２駆動部１８ｂとして用いられるモータの歯数、第２コンベアベルト１４ａの全長、等により変化する。整理すれば、ロードセル２８の計量信号に含まれるノイズの周波数は、計量装置１００の装置に固有の情報、計量装置１００による物品Ｐの搬送速度Ｖ，及び物品Ｐの性状に応じて変化する。

言い換えれば、計量装置１００の装置に固有の情報、及び物品Ｐの性状（物品Ｐの規定重量Ｗｔ又は搬送方向Ａにおける物品Ｐの長さＬ１）、計量装置１００による物品Ｐの搬送速度Ｖが分かれば、計量装置１００の設置場所の環境条件に基づく振動により生じるノイズを除き、ロードセル２８の計量信号に含まれるノイズの周波数を推測できる。さらに、ここでは、制御装置８０を、物理的構成の異なる計量装置１００に使用することは想定していないので、計量装置１００の装置に固有の情報は変化しない。したがって、計量装置１００では、物品Ｐの性状及び物品Ｐの搬送速度Ｖが分かれば、ロードセル２８の計量信号に含まれるノイズの周波数を概ね推測できる。言い換えれば、物品Ｐの性状及び物品Ｐの搬送速度Ｖが分かれば、信号処理部１８８がフィルタリングに使用するのに適したフィルタの設定を特定できる。

そこで、制御部８４は、以下のようにして、信号処理部１８８がフィルタリングに使用するフィルタの設定を決定している。

まず、前提として、制御装置８０の記憶部８２は、物品の性状（物品の重量及び搬送方向Ａにおける物品の長さ）と、物品の搬送速度と、これらの条件に適したフィルタの設定と、を関連付けた情報（以後、第１情報と呼ぶ）を記憶している。ある物品の性状及びある物品の搬送速度に適したフィルタの設定とは、その性状の物品を、その搬送速度で第２コンベア１４により搬送した時にロードセル２８が出力する計量信号のノイズ低減に適したフィルタの設定を意味する。第１情報は、事前に、計量装置１００のテスト機を用いた実験や、コンピュータを利用したシミュレーションや、理論的な計算を行うことで取得され、記憶部８２に予め記憶されている情報である。

制御部８４は、取得部８６が、物品Ｐの規定重量Ｗｔと、物品Ｐの長さＬ１と、物品Ｐの搬送速度Ｖと、を取得した際（あるいは、物品Ｐの規定重量Ｗｔ、物品Ｐの長さＬ１、及び物品Ｐの搬送速度Ｖのいずれかが更新された際）、記憶部８２に記憶されている第１情報を参照し、取得部８６が取得した物品Ｐの規定重量Ｗｔ、物品Ｐの長さＬ１と、物品Ｐの搬送速度Ｖと、に対応するフィルタの設計を特定する。そして、制御部８４は、特定したフィルタの設定を、信号処理部１８８がフィルタリングに使用するフィルタとして決定する。信号処理部１８８は、制御部の決定したフィルタの設定を使用して、ロードセル２８の計量信号のフィルタリングを行う。

（３）特徴
（３－１）
計量装置１００は、搬送部の一例としての第２コンベア１４と、検出部の一例としてのロードセル２８と、取得部８６と、制御部８４と、を備える。第２コンベア１４は、物品Ｐを受け取り搬送する。ロードセル２８は、第２コンベア１４の重量、又は、第２コンベア１４が物品Ｐを搬送している場合には、第２コンベア１４の重量及び第２コンベア１４上の物品Ｐの重量、を検出して計量信号を出力する。取得部８６は、第２コンベア１４により搬送される物品Ｐの規定重量Ｗｔ又は第２コンベア１４による物品Ｐの搬送速度Ｖと、第２コンベア１４による搬送方向Ａにおける物品Ｐの長さＬ１と、を取得する。制御部８４は、取得部８６が取得した、物品Ｐの規定重量Ｗｔ又は物品Ｐの搬送速度Ｖと、物品Ｐの長さと、に基づき、ロードセル２８が検出する計量信号のフィルタリングに使用するフィルタの設定を決定する。

特に、本実施形態では、取得部８６は、第２コンベア１４により搬送される物品Ｐの規定重量Ｗｔと、第２コンベア１４による物品Ｐの搬送速度Ｖと、第２コンベア１４による搬送方向Ａにおける物品Ｐの長さＬ１と、を（すなわち３つのパラメータを）取得する。制御部８４は、取得部８６が取得した物品Ｐの規定重量Ｗｔ及び物品Ｐの長さに基づき、ロードセル２８が検出する計量信号のフィルタリングに使用するフィルタの設定を決定する。

計量装置１００は、取得した、物品Ｐの規定重量Ｗｔ又は物品Ｐの搬送速度Ｖと、搬送方向Ａにおける物品Ｐの長さＬ１に基づいて計量信号のフィルタリングに使用するフィルタの設定を決定するので、知識や経験を有する技術者ではなくても、高い計量精度を実現可能な適切なフィルタの設定を決定できる。

（３－２）
計量装置１００は、記憶部８２を備える。記憶部８２には、物品Ｐの規定重量又は物品Ｐの搬送速度Ｖと、物品Ｐの長さと、フィルタの設定と、が関連付けられた情報が記憶されている。特に本実施形態では、記憶部８２には、物品Ｐの規定重量と、物品Ｐの搬送速度Ｖと、搬送方向Ａにおける物品Ｐの長さＬ１と、フィルタの設定と、が関連付けられた情報が記憶されている。制御部８４は、記憶部８２に記憶されている情報に更に基づいて、フィルタの設定を決定する。

計量装置１００では、記憶部８２に、物品Ｐの規定重量又は物品Ｐの搬送速度Ｖと、搬送方向Ａにおける物品Ｐの長さＬ１と、適切なフィルタの設定とが関連付けて記憶されているため、計量装置１００の実運転を行わなくても、適切なフィルタの設定を決定できる。

（４）変形例
以下に本実施形態の変形例を示す。なお、以下で示す変形例は、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わされてもよい。

（４－１）変形例Ａ
上記実施形態では、取得部８６は、物品Ｐの規定重量Ｗｔと、搬送装置１０の搬送方向Ａにおける物品Ｐの長さＬ１と、搬送装置１０の物品Ｐの搬送速度Ｖを取得している。

ただし、取得部８６は、これらの全てを取得しなくてもよい。例えば、搬送装置１０の搬送速度が可変ではない場合や、取得部８６は、搬送装置１０の搬送速度を取得しなくてもよい。

また、例えば、取り扱う物品が同一である場合には、取得部８６は、物品Ｐの規定重量を取得しなくてもよい。

（４－２）変形例Ｂ
上記実施形態では、制御装置８０を、物理的構成の異なる計量装置に使用することは想定していないが、これに限定されるものではない。制御装置８０は、物理的構成の異なる（仕様の異なる）計量装置に使用されるものであってもよい。

なお、ロードセル２８の計量信号に含まれるノイズの周波数は、上述したように、計量装置１００の装置に固有の情報、物品Ｐの性状、及び物品Ｐの搬送速度Ｖに応じて変化する。そのため、制御装置８０が物理的構成の異なる計量装置にも使用される場合、信号処理部１８８が用いるフィルタの設定の決定のために、制御部８４に、計量装置１００の装置に固有の情報も提供されることが好ましい。

そこで、制御装置８０が、物理的構成の異なる計量装置に使用されるものである場合には、取得部８６は、計量装置の構成部品の振動特性に関する情報を更に取得することが好ましい。

情報の内容を限定するものではないが、例えば、計量装置１００の構成部品の振動特性に関する情報は、第２コンベア１４の搬送方向Ａにおける長さＬｃ１の情報、第２コンベア１４の搬送方向Ａと直交する方向における長さＬｃ２の情報、計量装置１００に使用される部材の剛性の情報、駆動ローラ１４４ａ及び従動ローラ１４４ｂの径の情報、駆動ローラ１４４ａの歯数の情報、第２駆動部１８ｂとして用いられるモータの歯数の情報、第２コンベアベルト１４ａの全長の情報等を含む。なお、取得部８６は、例示した計量装置１００の構成部品の振動特性に関する情報の項目を全て取得しなくてもよい。例えば、計量装置１００の構成部品の振動特性に与える影響が比較的小さい項目については、取得部８６は、その項目についての情報を取得しなくてもよい。

また、計量装置１００の構成部品の振動特性に関する情報は、計量装置の種類を表す情報（例えば、計量装置の種類を表す型番）であってもよい。

取得部８６が計量装置の構成部品の振動特性に関する情報を取得する場合には、記憶部８２には、物品の性状（物品の重量又は搬送方向Ａにおける物品の長さ）と、物品の搬送速度と、計量装置の構成部品の振動特性に関する情報と、これらの条件に適したフィルタの設定と、を関連付けた情報（以後、第１情報と呼ぶ）を記憶していることが好ましい。ある物品の性状、ある物品の搬送速度、及びある計量装置の構成部品の振動特性に適したフィルタの設定とは、その構成部品の振動特性に関する情報に対応する計量装置において、その性状の物品を、その搬送速度で、第２コンベア１４により搬送した時にロードセル２８が出力する計量信号のノイズ低減に適したフィルタの設定を意味する。

そして、制御部８４は、取得部８６が物品Ｐの規定重量Ｗｔ又は物品Ｐの搬送速度Ｖと、物品Ｐの長さＬ１と、計量装置の構成部品の振動特性に関する情報と、を取得した際（あるいは、いずれかの情報が更新された際）、記憶部８２に記憶されている第１情報を参照し、取得部８６が取得した物品Ｐの規定重量Ｗｔ又は物品Ｐの搬送速度Ｖと、物品Ｐの長さＬ１と、計量装置の構成部品の振動特性に関する情報と、に対応するフィルタの設計を特定する。そして、制御部８４は、特定したフィルタの設定を、信号処理部１８８がフィルタリングに使用するフィルタとして決定する。信号処理部１８８は、制御部の決定したフィルタの設定を使用して、ロードセル２８の計量信号のフィルタリングを行う。

また、制御装置８０が物理的構成の異なる（仕様の異なる）計量装置に使用されることが無くても、制御装置８０は、本変形例Ｂに示すように構成されていてもよい。このように構成される場合、例えば、部品交換により一部の部品の仕様が変更されたような場合にも、これに応じた適切なフィルタの設定の決定を行うことができる。

（４－３）変形例Ｃ
上記実施形態の計量装置１００は、搬送装置１０と、検出装置２０と、制御装置８０とを有するが、計量装置１００は、これら以外の構成を有する装置であってもよい。例えば、上記実施形態では、計量装置１００の後段に、計量装置１００とは別の振分装置が配置される例を説明しているが、計量装置１００は、物品Ｐの計量結果に基づいて物品Ｐの振り分けを行う振分機構を有するものであってもよい。

（４－４）変形例Ｄ
上記実施形態では、フィルタの一例としてＦＩＲフィルタを例示したが、フィルタの種類はＦＩＲフィルタに限定されるものではなく、計量信号のフィルタリングが可能な他のタイプのフィルタであってもよい。

（４－５）変形例Ｅ
上記実施形態では、検出部（重量センサ）としてひずみゲージを有するロードセル２８を備えた計量装置１００について説明している。しかし、計量装置が有する検出部の種類は、ひずみゲージを用いるロードセルに限定されない。例えば、ロードセル２８は、油圧式ロードセルや空気圧式ロードセルであってもよい。また、検出部は、音叉振動式重量センサ、電磁平衡式重量センサ、静電容量式重量センサ等の、ロードセル式以外の重量センサであってもよい。

なお、異なる種類の検出部が用いられる可能性がある場合、検出部が出力する計量信号に含まれるノイズの周波数が変化し得る。また、同じタイプの検出部であっても（例えば、ひずみゲージを用いるロードセルであっても）、ひょう量やばね定数が異なる場合、検出部が出力する計量信号に含まれるノイズの周波数が変化し得る。

そこで、制御装置８０は、検出部の種類が異なる場合には（ここで、検出部の種類が異なる場合とは、同じタイプの検出部であっても、ひょう量やばね定数が異なる場合を含む）、取得部８６は、検出部の種類に関する情報を取得することが好ましい。

取得部８６が検出部の種類に関する情報を取得する場合、記憶部８２には、物品の性状（物品の重量、又は、搬送方向Ａにおける物品の長さ）、検出部の種類に関する情報、物品の搬送速度、及び／又は計量装置の構成部品の振動特性に関する情報と、これらの条件に適したフィルタの設定と、を関連付けた情報（以後、第１情報と呼ぶ）を記憶していることが好ましい。条件に適したフィルタの設定とは、その条件で第２コンベア１４により搬送した時に検出部が出力する計量信号のノイズ低減に適したフィルタの設定を意味する。

そして、制御部８４は、取得部８６が物品Ｐの規定重量Ｗｔ又は物品Ｐの搬送速度Ｖと、物品Ｐの長さＬ１と、検出部の種類に関する情報と、必要に応じて、計量装置の構成部品の振動特性に関する情報と、を取得した際（あるいは、いずれかの情報が更新された際）、記憶部８２に記憶されている第１情報を参照し、取得部８６が取得した情報に対応するフィルタの設計を特定する。そして、制御部８４は、特定したフィルタの設定を、信号処理部１８８がフィルタリングに使用するフィルタとして決定する。信号処理部１８８は、制御部の決定したフィルタの設定を使用して、ロードセル２８の計量信号のフィルタリングを行う。

本発明は、搬送中の物品を計量する計量装置に広く適用でき有用である。

１４ａ 第２コンベア（搬送部）
２８ ロードセル（検出部）
８２ 記憶部
８４ 制御部
８６ 取得部
１００ 計量装置
Ａ 搬送方向
Ｌ１ 物品の長さ
Ｌｃ１ 搬送方向における搬送部の長さ
Ｌｃ２ 搬送方向に直交する方向における搬送部の長さ
Ｐ 物品
Ｖ 搬送速度
Ｗｔ 規定重量

特開２０１２－１９９６９２号公報

Claims (4)

1. 物品を受け取り搬送する搬送部と、
   前記搬送部の重量、又は、前記搬送部が前記物品を搬送している場合には、前記搬送部の重量及び前記搬送部上の前記物品の重量、を検出して計量信号を出力する検出部と、
   前記搬送部により搬送される物品の規定重量又は前記搬送部による物品の搬送速度と、前記搬送部による搬送方向における物品の長さと、を取得する取得部と、
   前記取得部が取得した、前記物品の規定重量又は前記物品の搬送速度と、前記物品の長さと、に基づき、前記検出部が検出する前記計量信号のフィルタリングに使用するフィルタの設定を決定する制御部と、
   を備える計量装置。
2. 前記物品の規定重量又は前記物品の搬送速度と、前記物品の長さと、前記フィルタの設定と、が関連付けられた情報が記憶されている記憶部、を更に備え、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記情報に更に基づいて、前記フィルタの設定を決定する、
   請求項１に記載の計量装置。
3. 前記取得部は、前記計量装置の構成部品の振動特性に関する情報を更に取得し、
   前記制御部は、前記取得部が取得した前記計量装置の構成部品の振動特性に関する情報に更に基づいて、前記フィルタの設定を決定する、
   請求項１又は２に記載の計量装置。
4. 前記計量装置の構成部品の振動特性に関する情報には、前記搬送部の前記搬送方向における長さの情報及び前記搬送部の前記搬送方向に直交する方向の長さの情報の少なくとも一方を含む、
   請求項３に記載の計量装置。

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