JP2925252B2 - 標準偏差算出装置及び重量選別機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、少なくとも計重機の計重誤差を含まない被
計重物品自体の重量の標準偏差σ_Ｗを算出する標準偏差
算出装置、及び少なくとも計重部の計重誤差により境界
重量値よりも軽い又は重い被計重物品を所定の確率で重
い側又は軽い側に振分けないように選別する重量選別機
に関する。

〔従来の技術〕

従来、計重機等により計重された被計重物品の重量の
ばらつきを知るために標準偏差を算出する場合、標準偏
差算出装置はこれと接続されている計重機から送られて
くる各被計重物品の複数の計重値に基づいて標準偏差を
算出し、これを被計重物品の重量のばらつきの標準偏差
としている。

また、例えば充填機により物品を容器に充填し、この
物品の入った容器（以下、充填物品という）を重量選別
機により計重して境界重量値（規格重量値）以上の適量
品と境界重量値未満の軽量品とに選別することがある。
この場合、重量選別機の計重部により計重された充填物
品が、例えば計重部の計重誤差により実際は境界重量値
未満の軽量品であるのに、それよりも大きい重量値に計
重されて適量品側に選別されることを防止する必要があ
る。その為に、計重部がその物品を計重するときの計重
誤差を作業者が勘と経験により推定し、境界重量値より
も少し大き目の管理用の選別重量値を決定して重量選別
機に設定する。これにより重量選別機はこの管理用の選
別重量値に基づいて充填物品を選別する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来の標準偏差算出装置は、計重機から
送られてくる複数の計重値の標準偏差を算出することが
できるが、この計重値には少なくとも計重機の計重誤差
が含まれている為に、計重値は物品の実際の重量と一致
しておらず、従って、計重値のばらつきの標準偏差を算
出しても、計重された物品の正確な計重値のばらつきの
標準偏差を知ることができないという問題がある。

また、従来の重量選別機では、作業者が勘と経験によ
り計重部の計重誤差のばらつきの幅を推定し、この推定
したばらつきの幅に基づいて管理用の選別重量値を決定
して重量選別機に設定しているので、管理用の選別重量
値を境界重量値よりも大きくし過ぎたり、境界重量値に
近付け過ぎたりする場合がある。選別重量値を境界重量
値よりも大きくし過ぎると、境界重量値よりも軽い軽量
品が境界重量値よりも重い適量品側に選別されないよう
にすることができるが、その分だけ重量が境界重量値と
選別重量値との間にある適量品を境界重量値よりも軽い
軽量品として選別する数が多くなり、不経済となるし、
１個の容器に物品を多く充填するので、製造者側にとっ
て物品のコストが嵩むという問題がある。選別重量値を
境界重量値に近付け過ぎると軽量品が適量品側に選別さ
れる確率が高くなるという問題がある。

本発明は、上記の従来の問題点を解決する標準偏差算
出装置及び重量選別機を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

第１の発明は、本稼働に入る前のテスト計重時におい
て、少なくとも被計重物品の平均重量に略等しい重量物
を本稼働時と同一設定条件で計重機により繰り返して計
重すると、第１算出部がこれにより得られる計重機等の
計重誤差によりばらつく計重値の標準偏差σ_ｔを算出す
る。第２算出部は、本稼働時において計重機が被計重物
品を計重したときに得られる複数の計重値に基づいて各
被計重物品自体の重量のばらつき及び少なくとも計重機
の計重誤差によりばらつく計重値の標準偏差σ_Ｏを算出
する。そして、第３算出部は、第１及び第２算出部が算
出した標準偏差σ_ｔ及びσ_Ｏを使用して（σ_O ²−σ_t ²）
^1/2を演算し、少なくとも計重機の計重誤差を含まない
被計重物品の重量の標準偏差σ_Ｗを算出する。

第２の発明は、本稼働に入る前のテスト計重時におい
て、少なくとも被計重物品の平均重量に略等しい重量物
を本稼働時と同一設定条件で計重機により繰り返して計
重すると、第１算出部がこれにより得られる各計重値に
基づいて少なくとも計重部の計重誤差によりばらつく計
重値の標準偏差σ_ｔを算出する。第２算出部は、標準偏
差σ_ｔに係数ｋを乗算し、この乗算値ｋσ_ｔと被計重物
品を重量選別する境界重量値W_Nとの代数和を求めて管理
用の選別重量値を算出する。選別部は、本稼働時におい
て計重部により計重された被計重物品の計重値が管理用
の選別重量値よりも大きいか否かを比較して、少なくと
も計重部の計重誤差により境界重量値よりも軽い又は重
い被計重物品を所定の確率で重い側又は軽い側に振分け
ないように選別する。

〔実施例〕

この発明の標準偏差算出装置の第１実施例について第
１図乃至第４図を参照して説明する。第４図はこの重量
選別機の概略の構成を示す図であり、標準偏差算出装置
は重量選別機を制御するマイクロ・プロセッサ（以下、
CPUという）に含まれでいる。第４図において、１は送
込みコンベアで、被計重物品（以下、物品という）を後
段の計重コンベア２に送込み、計重コンベア２に送り込
まれた物品の重量は、ロードセル４によって検出され、
増幅器５、A/D変換器６及び入力ポート７を介してCPU8
に送信され、ここで物品の重量の標準偏差が算出され
る。そして、算出された標準偏差を知りたいとき、操作
キー、数字キー等を有するキー９を操作すれば、CPU8に
出力ポート10を介して接続する表示部11がCPU8の指示に
よって標準偏差を表示する。なお、12はROM、RAM等を有
するメモリ12であり、３は計重コンベア２から搬送され
てくる物品を送出する送出コンベアである。

今、１個の物品を計重コンベア２に繰り返して流して
計重することにより得られる複数の計重値の標準偏差σ
_ｔは、ロードセル４、計重コンベア２等を含む計重部
（以下、計重部という）の計重誤差及び計重コンベア２
の搬送速度等の設定条件（計重条件）や物品の形状、性
状に対応する計重誤差により決る。また、上記物品と略
同一形状、性状の複数の物品を上記計重条件と同一の計
重条件を繰返し計重して、標準偏差σ_ｔを算出すると、
これは上記物品と重量が多少異なっても標準偏差σ_ｔ′
はσ_ｔと略同一となる。

一方、上記物品と略同一形状、性状で重量がばらつい
ている複数の物品を同一の計重条件で重量選別機により
計重して得られる複数の計重値の標準偏差σ_Ｏは、計重
部等の計重誤差に基づく標準偏差σ_ｔとこれとは何等相
関関係を持たぬ物品自身の重量ばらつきの標準偏差σ_Ｗ
とにより決まり、 と表わせる。

そこで、予め本稼働の前のテスト計重時において、σ
_ｔを求めて、メモリ12に記憶しておき、このσ_ｔと本稼
働時に得られる略同一の形状、性状で重量がばらついて
いる複数の物品の計重値から求めた標準偏差σ_Ｏとを
（２）式に代入すれば、物品自身の重量ばらつきの標準
偏差σ_Ｗを算出することができる。

このことを具体的に説明すると、先ず、第４図のキー
９を操作してテストモードにする。次に、本稼働で計重
する複数の物品の中から任意の１個を選び、この物品を
本稼働時と同一の計重条件（同一の搬送速度）で計重コ
ンベア２にｎ回流して得られるｎ個の計重値W₁₁、W₁₂、
W₁₃、‥‥、W_1nの標準偏差σｔは、 により求められる。但し、W_1iはｉ＝１、２、‥‥、ｎ
番目に計重した物品の計重値、W₁はW₁₁〜W_1n迄の計重値
の平均値である。

この（４）式を演出するCPU8のプログラムを第１図に
示すフローチャートを参照して説明する。このフローチ
ャートを実行するのが請求項１に記載の第１算出部であ
る。まず、ロードセル４（計重部）が物品を計重する度
に、計重値W_1iを累積して、累積値W_A1を算出すると共
に、計重の度にW_1i ²を求めその累積値W_B1を算出する
（ステップ100〜106）。そして、計重した物品の個数を
カウントし（ステップ108）、カウント値C₁がｎ（ｎは
テスト前に設定した任意の計重回数である。）か否かを
判断し（ステップ110）、ステップ110がNOであるとき、
カウント値C₁がｎになるまでステップ100〜110を繰り返
し、カウント値C₁がｎになってステップ110がYESになっ
たとき、W_B1をＰとして、▲Ｗ² _A1▼/C₁をＱとして、C₁
をＲとして夫々メモリ12に記憶する（ステップ112）。
ただし、 である。そして、自動的に、又は作業者がキー９に操作
することによる指示により標準偏差 を計算し（ステップ114）、σ_ｔを表示部11に表示させ
ると共にσ_ｔをメモリ12に記憶する（ステップ116、11
8）。このときσ_t ²も計算してメモリ12に記憶する。

次に、本稼働時において計重した複数の物品の各計重
値W_kとテスト計重により求めたσ_ｔとに基づいて、本稼
働時に計重した物品の重量の標準偏差σ_Ｗを算出するCP
U8のプログラムを第２図に示すフローチャートを参照し
て説明する。まず、本稼働モードにするとCPU8は、計重
部が物品を計重する度に計重値W_k（W_kはｋ＝１、２、‥
‥、Ｎ番目の計重した物品の計重値）よりW_k ²を算出し
て、これを累積して、累積値W_B3を算出すると共に逐次W
_kの累積値W_A3を算出する（ステップ200〜206）。そし
て、計重した物品の個数をカウントし（ステップ20
8）、カウント値C₃がＮ（Ｎは本稼働前に設定した任意
の物品の個数である。）か否かを判断する（ステップ21
0）。このステップ200〜210が請求項１に記載の第２算
出部である。ステップ210がNOであるとき、カウント値C
₃がＮになるまでステップ200〜210を繰り返し、カウン
ト値C₃がＮになってステップ210がYESであるとき、σ_O ²
＝｛W_B3−（▲Ｗ² _A3▼/C₃）｝/C₃を計算する（ステップ
212）。ただし、 である。そして、このσ_O ²とテスト計重時に求めたσ_t ²
とを（２）式に代入してσ_Ｗを算出して（ステップ21
4）、表示部11に表示させる（ステップ216）。このステ
ップ214が請求項１に記載の第３算出部である。このよ
うにして、本稼働時において計重した物品の実際の重量
のばらつきの標準偏差σ_Ｗを算出することができる。

なお、テスト計重時に求めた標準偏差σ_ｔは、物品の
品種によって相違しているから、重量選別機で選別され
る物品の各品種ことにテスト計重して求めた夫々の標準
偏差σ_ｔに品番を付してメモリ12に記憶しておけば、メ
モリ12に記憶されている品種の物品を本稼働時に計重す
る場合、本稼働前にその都度テスト計重をしなくてもそ
の品種に対応する品番をキー９の操作により指定して、
σ_ｔを呼出すことにより、σ_Ｗを算出するデータとして
使用することができる。

また、第１回目の各テスト計重により得た を品番と対にしてメモリ12に記憶しておけば、第２回目
に同一品種の物品をテスト計重する場合、その品種の物
品から任意の１個を選び出し、その物品を例えばｍ（C₁
＝ｍ）回計重部により計重してステップ100〜110のフト
ーチャートを実行することにより を算出して、第１回目と第２回目の（ｎ＋ｍ）回のテス
トデータを使用することにより、ｎ回のテストデータか
ら算出したσ_ｔよりも精度の高いσ_t1を算出することが
できる。

即ち、第２回目のテスト計重時において、計重コンベ
ア２等の搬送速度の設定条件（計重条件）を第１回目と
同一にして、第１回目のテストに使用した物品と重量、
形状、性状が略同一の１個の物品をｍ回計重し、この計
重値がW₂₁、W₂₂、‥‥、W_2mであったとすると、標準偏
差σ_ｔは、 で計算することができる。

ただし、 Ａ＝（W₁₁−W₁）^２＋（W₁₂−W₁）^２＋…＋（W_1n−W₁）^２ ＋（W₂₁−W₂）^２＋（W₂₂−W₂）^２＋…＋（W_2m−W₂）^２ ＝（W₁₁ ²＋W₁₂ ²＋…＋W_1n ²）＋（W₂₁ ²＋W₂₂ ²＋‥‥＋W_2m ²） −｛（W₁₁＋W₁₂＋…W_1n）²/n＋（W₂₁＋W₂₂₊‥‥＋W_2m）²/m｝ ‥‥（６） なお、W₁は計重値W₁₁〜W_1nの平均値、W₂は計重値W₂₁
〜W_2mの平均値である。

この（５）、（６）式の計算はCPU8がプログラムを実
行することにより行い、そのフローチャートを第３図に
示す。この第３図のフローチャートのステップ300〜310
は、第１図のステップ100〜110と同等でありその説明を
省略する。ステップ312は、第１回目のテストによりメ
モリ12に記憶しているＰ、Ｑ、Ｒに夫々ステップ302、3
06、308で得た を加算して、それらの加算値を新たなＰ、Ｑ、Ｒと置い
て、ステップ314にてそのＰ、Ｑ、Ｒをメモリ12に記憶
する。第３図のステップ316〜320は、第１図のステップ
114〜118と夫々同等であるのでその説明を省略する。こ
のようにして求めたσ_ｔを本稼働時に第２図の各ステッ
プを実行する際に使用してσ_Ｗを算出する。

なお、ステップ314において、 は、夫々第１回目のテスト計重でメモリ12に記憶した の代りにメモリ12に記憶しているので、第３回目以降の
テスト計重に第２回目のＰ、Ｑ、Ｒを同様に利用するこ
とができる。

次に、テスト計重時において２個の同一品種の物品
イ、ロを使用してσ_ｔを算出する場合について説明す
る。なお、この２個の物品イ、ロは、本稼働時の物品と
略同一の重量、形状、性状であり、計重条件の設定も本
稼働時と同一とする。まず、キー９を操作して２個の物
品を使用してテストすることをCPU8に指示する。そし
て、テスト計重時に２個の物品イ、ロを例えばｎ回順次
繰り返して計重する際に毎回先に計重する物品を決め
る。そして、テスト計重により物品イ、ロを順にｎ回計
重した計重値がW₁₁、W₂₁、W₁₂、W₂₂、‥‥W_1n、W_2nとす
ると、標準偏差σ_ｔは、 で求められる。そして、このσ_ｔを使用してσ_Ｗを算出
する。ただし、２個の物品でテスト計重したが、３個以
上の物品を使用して同様にテスト計重することができ
る。

第２実施例において重量選別機を第５図及び第６図を
参照して説明する。ただし、この実施例の重量選別機の
構成には、第１図、第３図及び第４図に示す重量選別機
の構成を含んでおり、その部分の詳細な説明を省略す
る。

この重量選別機により計重した物品をその基準重量
値、或るいは物品に記載する内容量の公称値（境界重量
値）W_N以上の適量品とそれ未満の軽量品とに選別すると
きは、重量選別機の計重条件に起因する計重誤差を考慮
して第５図に示す管理用の選別重量値W_Sを決定する。な
お、この計重部及び計重条件に起因する計重誤差により
ばらつく計重値の標準偏差σ_ｔは、第１実施例で説明し
たように同一物品を複数回計重して得られる複数の計重
値に基づいて、標準偏差σ_ｔを算出することにより求め
ることができる。従って、W_Sは W_S＝W_N＋ｋ・σ_ｔ ‥‥（８） 但し、ｋは任意の正の実数であり、例えば1.1、2.0、
3.0、3.2、‥‥等である。

で決定することができる。この（８）式に従って管理用
の選別重量値W_Sを算出する手段が請求項２に記載の第２
算出部である。

今、例えばｋ＝3.0と決めてW_Sを決定し、このW_Sに基
づいて計重した物品を選別するようにCPU8にセットして
おけば、本稼働において重量選別機の計重誤差によって
計重値がばらついたり、例えば計重値がW_Sばかりであっ
ても、適量品に選別された物品中に実重量がW_N以上の物
品が含まれている割合（良品率）は、99.7％であり、逆
に実重量がW_N未満の軽量品が適量品として選別される割
合は0.3％となる。このように、他の経済的諸条件を加
味して予め物品ごとにｋの値を決定しておけば、テスト
計重により求めたσ_ｔにより、（８）式からW_Sを決定す
ることができる。従って、従来のように作業者が自己の
判断により計重しようとする物品について重量選別機の
計重誤差を推定する必要がない。ここで、本稼働時にお
いて、計重された物品の計重値とW_Sとを比較して物品を
選別する手段が請求項２に記載の選別部である。

また、３方向選別式の重量選別機において、基準重量
値W_Nに対して上限偏差値がW_U、下限偏差値がW_Lであり、
物品の実重量がW_Iとすると、 （Ｉ）W_I＞W_UUN（＝W_N＋W_U）のとき過量品 （II）（W_N−W_L＝）W_LLN≦W₁ ≦W_UUN（＝W_N＋W_U）のとき適量品 （III）W_I＜W_LLN（＝W_N−W_L）のとき軽量品 と物品を選別するための第６図に示す管理用の選別重量
値W_UUS、W_LLSを決定する場合について説明する。

今、重量選別機のCPU8に物品に対応するｋが設定され
ており、既にテスト計重によりσ_ｔが算出されていると
すると、重量選別機の計重誤差による計重値のばらつき
によって公称上限重量値（上限境界重量値）W_UUNより大
きい重量の物品が適量品側に所定の確率で選別されない
ようにする為に、上限偏差値W_Uがキー９の操作により設
定されたときに、CPU8が W_UUS＝W_N＋W_U−ｋ・σ_ｔ ‥‥（９） の式に従って管理用の上限選別重量値W_UUSを算出し、メ
モリ12に記憶する。

そして、公称下限重量値（下限境界重量値）W_LLNより
小さい重量の物品が適量品側に所定の確率で選別されな
いようにする為に下限偏差値W_Lがキー９の操作により設
定されたときに、CPU8が W_LLS＝W_N−W_L＋ｋ・σ_ｔ ‥‥（10） の式に従って管理用の下限選別重量値W_LLSを算出し、メ
モリ12に記憶する。

このようにこの重量選別機によると、管理用の上限及
び下限境界重量値W_UUS、W_LLSに基づいて計重された物品
を選別するので、過量品及び軽量品が所定の確率で適量
品側に選別されないようにすることができる。

〔発明の効果〕

第１の発明によると、本稼働時に物品を計重機により
計重して得られる複数の物品の計重値の標準偏差σ_Ｏか
ら、予めテスト計重時に求めた計重機等の計重誤差によ
りばらつく計重値の標準偏差σ_ｔを分離することによ
り、計重した物品自体の重量の標準偏差（σ_O ²−σ_t ²）
^1/2を算出することができるので、この標準偏差を利用
して、計重機により計重した物品の実際の重量分布を正
確に知り、かつ記録することができる。これにより、物
品の正確な重量管理を行うことができるという効果があ
る。そして、市場へ出荷する物品の正確な重量分布を把
握することができるという効果もある。

第２の発明によると、テスト計重により計重機等の計
重誤差によりばらつく複数の計重値の標準偏差σ_ｔを第
１算出部により算出して、管理用の選別重量値W_N＋ｋσ
_ｔを決定することができる。これにより、例えば従来例
で説明したように、被計重物品を境界重量値W_Nよりも重
い適量品と軽い軽量品とに選別するとき、軽量品が適量
品側に選別される個数を少なくする為に係数ｋを大きく
することが必要性であるし、適量品が軽量品側に選別さ
れる個数を少なくする為に係数ｋを小さくすることが必
要性であるが、予め経済的諸条件を満足する係数ｋを各
物品ごとに決定しておくことにより、経済的にきわめて
有効な重量選別を行うことができるという効果がある。
そして、被計重物品を境界重量値W_Nよりを重い過量品と
軽い適量品とに選別するときも、管理用の選別重量値W_N
−ｋσ_ｔを決定することにより、上記と同様に経済的に
きわめて有効な重量選別をすることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による標準偏差算出装置の第１算出部の
第１実施例のフローチャート、第２図は同実施例の第２
及び第３算出部のフローチャート、第３図は同発明によ
る第１算出部の他の実施例のフローチャート、第４図は
同実施例の概略の構成を示す図、第５図及び第６図は本
発明による２方向及び３方向重量選別機の第２実施例の
管理用選別重量値を示す図である。 ２……計重コンベア、４……ロードセル、８……CPU、1
1……表示部、12……メモリ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テスト計重時において少なくとも被計重物
   品の平均重量に略等しい重量物を本稼働時と同一設定条
   件で計重機により繰り返して計重したときに得られる複
   数の計重値に基づいて少なくとも上記計重機の計重誤差
   によりばらつく計重値の標準偏差σｔを算出する第１算
   出部と、本稼働時において上記計重機に順次供給される
   上記各被計重物品を計重しこれにより得られる複数の計
   重値に基づいて上記各被計重物品自体の重量のばらつき
   及び少なくとも上記計重機の計重誤差によりばらつく計
   重値の標準偏差σ_Ｏを算出する第２算出部と、算出され
   た標準偏差σ_ｔ及びσ_Ｏを使用して（σ_O ²−σ_t ²）^1/2
   を演算し少なくとも上記計重機の計重誤差を含まない上
   記被計重物品の重量の標準偏差σ_Ｗを算出する第３算出
   部とを、具備することを特徴とする標準偏差算出装置。
2. 【請求項２】被計重物品の重量を計重する計重部と、テ
   スト計重時において少なくとも上記被計重物品の平均重
   量に略等しい重量物を本稼働時と同一設定条件で上記計
   重部により繰り返して計重しこれにより得られる各計重
   値に基づいて少なくとも上記計重部の計重誤差によりば
   らつく計重値の標準偏差σ_ｔを算出する第１算出部と、
   標準偏差σ_ｔに係数ｋを乗算しこの乗算値ｋσ_ｔと被計
   重物品を重量選別する境界重量値W_Nとの代数和を求めて
   管理用の選別重量値を算出する第２算出部と、本稼働時
   において上記計重部により計重された被計重物品の計重
   値と上記管理用の選別重量値とを比較する選別部とを、
   具備することを特徴とする重量選別機。