JP2566412B2 - 自動定量供給計量装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンベアにより搬送される物品を自動的に
一定重量の供給量として制御する、自動定量供給計量装
置に関する。

（従来の技術） 諸種の加工食品等を生産する際に、原料や半加工製品
を一定量コンベアにより次の生産工程に搬送する場合が
ある。

このようなコンベアによる定量供給装置の例として、
特公昭55−14368号公報には、瞬間値制御を行なうもの
が記載されている。この瞬間値制御は、第６図のような
特性で制御するものである。図において、横軸には時間
t_n（sec）を、また、縦軸には瞬間輸送量W_X（kg/sec）
をとり、基準輸送量W_Sに対する瞬間輸送量W_S＝ｆ（ｔ）
との差ΔW_Xを各サンプリングタイムt₁,t₂,…毎に検出
し、変動量ΔW_Xを零にするようにコンベア速度Ｖ（m/se
c）を制御する。即ち、一般に瞬間輸送量W_Xは、 W_X＝（W_S＋ΔW_X）・Ｖ …（１） で表わされ、W_Xはコンベア速度Ｖの関数となっている事
に着目して、定量供給制御を行なうものである。

また、定量供給制御の例として、第７図のような積算
値制御を行なう場合がある。この制御は、時間t₁からt₂
までの斜線に囲まれた部分の全輸送量W_tを、 として求め、これをt₁−w₁−w₂−t₂の矩形に囲まれたt₁
−t₂間の基準輸送量と比較し、面積の差が零となるよう
な制御を行なうものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のような従来の定量制御装置においては、次のよ
うな問題点があった。

（１）瞬間値制御装置 サンプリングタイム毎の瞬間において目標値に近づけ
る制御を行なうので、応答時間が短いという長所がある
が、目標値に対して誤差が生じやすく、長時間の駆動で
は誤差が拡大され、精度が低下する。

（２）積算値制御装置 長時間の駆動では誤差が少なく精度は向上するが、応
答性が悪く、短時間の駆動では精度が低下する。

そこで、本発明はこのような従来技術の問題点の解消
を目的とした、自動定量供給計量装置を提供するもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の、所定期間内に一定重量の物品をコンベアに
より自動的に定量供給する、自動定量供給計量装置にお
いて、目標供給量を設定する手段、サンプリング時間t
_n-1とt_n間の実際の物品供給量の積算値を演算する手
段、該時間内の目標供給量の積算値と実際の供給量の積
算値との比率を求める手段、次のサンプリング期間のt_n
とt_n-1間の目標供給量を前記比率に応じて修正する手
段、該修正された目標供給量に対してコンベア速度を調
整することにより、物品供給の瞬間値制御を行なう手
段、を具備することを特徴とするものである。

（作用） 本発明は、コンベアにより物品を一定量供給するもの
において、あるサンプリング期間の目標供給量の積算値
と実際の供給量の積算値との比率により、次のサンプリ
ング期間の目標供給量を修正し、その修正された目標供
給量に対して瞬間値制御を行なうので、短時間および長
時間のいずれの期間でも精度良く安定に物品を供給する
ことができる。

（実施例） 以下、図により本発明の実施例について説明する。第
２図は、本発明が適用される自動定量供給計量装置の概
略構成を示す外観図である。本発明装置は、詳細を後述
する計量部Ａと制御部Ｂを有し、ホッパ１に投入された
物品２は、搬送コンベア３により移送され、シュータ４
から計量コンベア５に供給された物品の重量データは計
量部Ａにより形成される。計量が終了した物品は、次の
加工工程に送られる。制御部Ｂは、自動、手動切換部６
により自動運転モードが設定されると動作し、物品の供
給量が一定となるようにコンベア速度を制御する。ホッ
パに取付けてあるセンサー７は上側より落下して来る物
品がホッパ内のある上限レベルに達すると、感知し落下
量制御部８によって供給量をストップさせ、物品が減少
し加減レベルに達すると再び感知し供給スタートさせ
る。

第３図は、本発明の原理を説明する特性図である。図
において、W_st0は時間０→t₁間の最初の目標値W_st1は時
間t₁→t₂間の目標値である。時間t₁→t₃間の基準輸送量
の積算値（t₁−−−t₂）に対する、実際の輸送量の
積算値（t₁−−−t₂）の比率（図の−−の部
分）を求め、時間t₂−t₃間では−−に相当する供
給量（−−−）が、基準輸送量t₂−−−t₃
から減算されるように目標値W_st2を設定して、瞬間値制
御を行なうものである。即ち、本発明においては瞬間値
制御と積算値制御とを併用することを特徴としている。

第１図は本発明の概略構成を示すブロック図である。
図に示すように、計量部Ａは、交流100Vが供給される電
源部a₁、ロードセルＣにより計量された物品の重量を増
幅する増幅部a₂、増幅部a₂によるアナログ出力をデジタ
ル値に変換するアナログ−デジタル変換部（A/D変換部a
₃）、デジタル計量値から重量データを制御部Ｂに出力
する１チップCPUa₄により構成される。

また、制御部Ｂは、外部入力手段、例えばキーボード
Ｄの信号と重量データが入力されるコントロール用CPUb
₁、詳細を後述する表示部Ｅへの信号を出力する表示基
板b₂、速度センサ部Ｆに接続される速度検出部b₃、モー
タ部Ｇに信号を出力するD/A変換部、ドライバ部よりな
るモータ制御部b₄、データ通信部b₅、温度センサ部Ｈに
接続される温度検出部b₆により構成されている。温度セ
ンサ部Ｈは、例えばサーミスタであり、これをロードセ
ルＣ及び増幅部a₂の近くにおき、ある一定時刻毎に温度
を計り、予め記憶されている温度に対する補正値をメモ
リテーブルより参照して、ロードセルＣで計量した重量
を補正する。温度に対する補正値は、休み時間、夜間、
休日などの物品の供給・計量していない時に温度に対す
る計量値（零点の計量値）を取り、この温度に対する計
量値を補正値としてコントロール用CPUb₁内のメモリに
テーブル化して記憶しておく。このとき一定時刻内の同
一温度に対して計量値が異なるとき、それがｎ回目で変
化量がｋ値以内であれば補正値の記憶更新を行う。ｎと
ｋは、計量物の種類と計量精度によって決められるもの
であり、例えば、ｎ＝３回、ｋ＝２グラムとする。

第４図は、本発明の処理手順を示すフローチャートで
ある。次に、このフローチャートについて説明する。

（１）補正値を求めるための計量を行うモードであるか
チェックし（ステップP₀）、このモードでない時は重量
検出のサンプリングタイムが終了したかどうかをチェッ
クし（ステップP₁）、判定がNOであれば、次にコンベア
駆動モータの制御タイムが終了したかどうかを確認する
（ステップP₂）。判定がNOであれば続いて各サンプリン
グタイム毎に検出された重量の積算値制御タイマの動作
終了をチェックし（ステップP₃）、タイムアウトが確認
されれば積算誤差W_d、例えば時間t₁−t₂間の基準輸送量
に対する変化量を計算し、次のサンプリング期間の目標
基準値W_st+1を設定する（ステップP₄）。

次に、計量データに変化があれば（ステップP₅）、計
量データを入力して（ステップP₂₅）、温度センサ部Ｈ
・温度検出部b₆によって測定された現在の温度に対応す
る補正値をメモリから読出して、この補正値に基づいて
ステップP₂₅で入力した計量データを補正して（ステッ
プP₂₆）、ステップP₀の処理に戻る。計量データに変化
がない場合には、キーオンが確認されたときに（ステッ
プP₆）、キー処理を実行し（ステップP₇）、時間指定キ
ーオンであれば（ステップP₈）、時間をセットして（ス
テップP₉）、ステップP₁以下の処理を繰返す。

（２）ステップP₂の処理において、モータ制御のタイム
アウトが確認されれば、次に、モータ制御出力タイマを
セットし（ステップP₁₀）、サンプリングタイム出力か
どうかをチェックする（ステップP₁₁）。判定がNOであ
れば搬送・計量の各コンベア駆動用モータ1,2（コンベ
アが張架されている両端のプーリーの駆動モータ）を制
御するD_H値を出力する（ステップP₁₂）。次にサンプリ
ングタイムが出力されていないことを確認して（ステッ
プP₁₃）、搬送コンベアのモータ電流を調整して重量の
上下限値W_u,W_lを制御し（ステップP₁₄）、サンプリング
タイムが出力されるまでステップP₁₁以下の処理を繰返
す（ステップP₁₅）。

（３）ステップP₁の処理においてサンプリングタイムの
出力が確認されれば、続いてステップP₁₆以下の処理に
移行する。

サンプリング時間およびモータ出力タイマをT₁でセッ
トする（ステップP₁₆）。

計量コンベア速度Ｖを計算する（ステップP₁₇）。こ
のコンベア速度は、予め与えられているベルトプーリー
の径、ギア比等の定数とでセットされた時間T₁により
計算する。

サンプリングタイム間（例えば、第３図の時間t₁とt₂
間）の物品の輸送量W_tを、プーリー間のコンベア長、
で求めたコンベア速度Ｖ等により計算する（ステップP
₁₆）。

計量・搬送モータ制御データD_Hを計算する（ステップ
P₁₉）。このデータD_Hは、で求めた輸送量W_t、基準輸
送量、例えば、第３図のt₁−t₂間の基準に対する変化
量、t₂−t₃間の目標基準値等から計算で求める。

基準値変動率D_wを、で求めた輸送量W_t、例えば、t₂
−t₃間の目標基準値により計算する（ステップP₂₀）。

単位時間の実量輸送量W_tHを、で求めたW_tに3600を
乗算して算定する（ステップP₂₁）。

実量積算輸送量W_THを、で求めたW_tの積分演算で算
定する（ステップP₂₂）。

時間指定実量輸送量W_TIを、で求めたW_tを指定時
間、例えば、第３図のt₁からt₂まで積分することにより
算定する（ステップP₂₃）。

上記D_W,W_tH,W_TH,W_TIを表示盤に表示する（ステップP
₂₄）。

（４）計量コンベアに物品が乗っていない空の時に自動
又は手動によって、補正値を求めるための計量を行うモ
ードにすると、ステップP₀で判定がYESとなり、計量・
搬送コンベアを停止させる（ステップP₂₇）。温度セン
サ部Ｈ・温度検出部b₆で現在の温度R₁を測定し（ステッ
プP₂₈）、計量コンベアが停止して空の状態における重
量、即ち零点の重量W₁を計量する（ステップP₂₉）。温
度R₁における前回の零点の重量Ｗ′_１と今回ステップP
₂₉で計量した零点の重量W₁とが等しいかチェックし（ス
テップP₃₀）、等しくないに、等しくない回数がｎ回目
であってかつ重量W₁がＷ′_１−k₁とＷ′_１＋k₁との範囲
内にあるかチェックし（ステップP₃₁）、YESと判定され
ると、重量Ｗ′_１のかわりに今回の零点の重量W₁を新た
な補正値として記憶する（ステップP₃₂）。なお例えば
ｎ＝３回、k₁＝２グラムと予め設定されている。ステッ
プP₃₀でYES、ステップP₃₁でNOと判定された場合と、ス
テップP₃₂が実行された後は、一定時間が経過したこと
を確認して（ステップP₃₃）、ステップP₀の処理に戻
る。

このように、本発明においては、計量データ取込み間
隔をサンプリングタイムとして設定し、その時間内に計
量コンベアの速度計算、物品の実量輸送量、モータ制御
データ、基準値変動率、実量積算輸送量、時間指定実量
輸送量計算を行ない、その結果を表示する。

また、計量コンベア駆動用モータの制御タイマのセッ
トによりモータの制御を行ない、同時に物品輸送量の上
下限重量を超えると、指定上下限値内に入るように計量
コンベア速度の制御を行なう。この際に、瞬間値及び積
算値用の重量、速度計算も並行して実行し、上下限重量
値に入ると制御を元に戻している。

第５図は、本発明による重量データの精度を確認する
ための一例を示した概略構成図である。図において、ホ
ッパＸから物品を計量ホッパＹに投入し、重量を検出す
る。計量ホッパで計量された物品は、次に、本発明の自
動定量供給計量装置により計量される。このときの重量
データは、計量ホッパで得られたデータと比較する。そ
の結果、精度は±１％以内であることが確認された。

また、定量供給量は、テンキーにより装置稼動中でも
変更できるようにしている。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、物品をコンベアによ
り定量を供給する際に、瞬間値制御と積算値制御とを併
用した制御を行なうので、短時間の供給を精度良く行な
うと共に、長時間にわたり安定した定量の供給が行な
え、しかも精度の良い連続定量供給が実現できる。さら
に、定量供給量を簡単に変えられるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略構成を示すブロック図、第２図は
外観図、第３図は特性図、第４図はフローチャート、第
５図は説明図、第６図、第７図は特性図である。 Ａ……計量部、Ｂ……制御部、Ｃ……ロードセル、Ｄ…
…キーボード、Ｅ……表示部、Ｆ……速度センサ部、Ｇ
……計量・搬送モータ部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定期間内に一定重量の物品をコンベアに
   より自動的に定量供給する自動定量供給計量装置におい
   て、目標供給量を設定する手段、サンプリング時間t_n-1
   とt_n間の実際の物品供給量の積算値を演算する手段、該
   時間内の目標供給量の積算値と実際の供給量の積算値と
   の比率を求める手段、次のサンプリング期間のt_nとt_n-1
   間の目標供給量を前記比率に応じて修正する手段、該修
   正された目標供給量に対してコンベア速度を調整するこ
   とにより、物品供給の瞬間値制御を行なう手段、を具備
   することを特徴とする自動定量供給計量装置。