JP3423044B2 - 組合せ秤における分散フィーダの制御装置 - Google Patents

組合せ秤における分散フィーダの制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分散テーブル上の被処
理物の重量や分散特性が変わってもその分散テーブルの
振幅を一定に制御できる組合せ秤における分散フィーダ
の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】組合せ秤は、被処理物を供給する供給装
置と、この供給装置を介して供給される被処理物を複数
の計量ホッパに分散する分散フィーダとを備えた構造の
ものが一般的である。このような組合せ秤においては、
分散フィーダへ供給される被処理物の量を一定にする必
要があることから、例えば実開昭60−134128号
公報および実開昭61−57823号公報に開示されて
いるように、分散フィーダに重量検出器を設けるととも
に、この重量検出器の出力に基づいて前記供給装置を制
御することが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示されているもののように、分散フィーダ上の被
処理物の重量に応じてその分散フィーダ上へ供給される
被処理物の供給量を制御するというだけでは、分散フィ
ーダ上へ供給される被処理物の特性が変わった場合に分
散フィーダの振幅が変わってしまい、常に適切な分散性
能を得ることができないという問題点がある。
【0004】なお、被処理物の重量に応じて分散フィー
ダの振動強度等を制御するようにした制御装置も提案さ
れているが、この従来の制御装置ではやはり、被処理物
の特性に対応して分散フィーダを最適に制御することが
できなかったり、制御装置が複雑であるなどの問題点が
ある。
【0005】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、簡単な構成により、被処理物の重
量や分散特性に応じて分散フィーダの振幅を一定に制御
することのできる組合せ秤における分散フィーダの制御
装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述された目的を達成す
るために、本発明による組合せ秤における分散フィーダ
の制御装置は、分散テーブル上の被処理物の重量を検出
する重量検出器を備える組合せ秤における分散フィーダ
の制御装置であって、前記重量検出器からの検出信号中
に含まれる前記分散テーブルの振幅に対応する振動成分
のみを演算処理して取り出す振動成分演算手段と、この
振動成分演算手段により取り出される振動成分の振幅値
と予め設定される振幅値の許容値とを比較してその振動
成分の振幅値が前記許容値の範囲外にあるときに前記分
散テーブルを所定の振幅になるように制御する振幅制御
手段とを備えることを特徴とするものである。
【0007】
【作用】本発明においては、分散テーブル上に被処理物
が供給され、その被処理物の重量が重量検出器により検
出されると、この重量検出器からの検出信号中に含まれ
る分散テーブルの振幅に対応する振動成分のみが振動成
分演算手段により取り出され、この振動成分の振幅値
予め設定される振幅値の許容値と比較されて振幅制御手
段により分散テーブルが所定の振幅になるように制御さ
れる。こうして分散フィーダに供給される被処理物の分
散特性が悪くて分散テーブル上の被処理物が多くなった
場合でも、その分散テーブルの振幅の低下が防がれ、被
処理物の特性に対応して分散テーブルの振幅が一定に制
御される。
【0008】前記振動成分演算手段は、重量検出器から
の検出信号の相隣接するピーク値の差の平均値を演算す
ることにより分散テーブルの振幅に対応する振動成分の
みを取り出すものとしてもよいし、フィルタ回路により
被処理物の落下衝撃力に係る振動成分を除去することに
より分散テーブルの振幅に対応する振動成分のみを取り
出すものとしてもよい。
【0009】また、本発明においては、前記重量検出器
からの検出信号により分散テーブル上の被処理物の重量
値を演算する重量値演算手段を設けるとともに、この重
量値演算手段により演算される重量値を予め設定される
重量設定値に一致させるように、前記分散テーブル上へ
供給される被処理物の供給量を制御する供給量制御手段
を設けるのが好適であり、こうすることで、分散テーブ
ル上へ供給される被処理物の供給量の制御用に設けられ
る重量検出器を、分散テーブルの振幅を制御するのに共
用することができ、装置構成をよりコンパクトにするこ
とができる。
【0010】
【実施例】次に、本発明による組合せ秤における分散フ
ィーダの制御装置の具体的実施例について、図面を参照
しつつ説明する。本発明の一実施例に係る組合せ秤にお
ける分散フィーダの制御装置が示されている図1におい
て、分散フィーダ1の上方には、この分散フィーダ1上
に被処理物2を供給する供給装置3が配設されている。
【0011】分散フィーダ1においては、下部本体ベッ
ド4とその下部本体ベッド4の上方に配置される上部支
持枠5とが設けられ、これら下部本体ベッド4および上
部支持枠5が傾斜状態に配される複数の板ばね6によっ
て連結されている。また、上部支持枠5には可動鉄芯7
が取り付けられるとともに、この可動鉄芯7に対向する
ように下部本体ベッド4に電磁マグネット8が取り付け
られている。そして、上部支持枠5には偏平な円錐形状
の分散テーブル(分散コーン)9が支持され、前記電磁
マグネット8が所定の周波数で振動的に間欠励磁される
ことにより、分散テーブル9が鉛直方向に往復螺旋状運
動を行いつつ振動されるようになっている。また、下部
本体ベッド4は複数の緩衝用コイルスプリング10を介
してロードセル取付板11に支持され、このロードセル
取付板11と組合せ秤の本体部12との間には、分散テ
ーブル9上に載置された被処理物2の重量を検出する重
量検出器としてのロードセル13が配されている。
【0012】ロードセル13により検出された被処理物
2の重量検出信号は制御装置14に入力される。この制
御装置14においては、ロードセル13からの重量検出
信号を受けてその信号を増幅する増幅器15が設けら
れ、この増幅器15からの出力信号から、重量値演算部
16にてその出力信号中に含まれる振動成分が例えばフ
ィルタ回路により除去されて被処理物2の重量信号が演
算される。そして、この重量信号と重量値設定部17に
て設定される重量値設定信号とが比較演算され、供給装
置制御部18により分散テーブル9上の被処理物2の重
量が一定範囲内になるように供給装置3が制御される。
【0013】また、前記増幅器15からの出力信号は振
動成分演算部19にも入力される。この振動成分演算部
19においては、増幅器15からの出力信号中に含まれ
る分散テーブル9の振幅角(捩じれ振動の振幅)に比例
する振動成分のみが演算処理により取り出される。そし
て、こうして取り出される振動成分と振幅値設定部20
にて設定される振幅(振動強度)とが比較演算され、分
散フィーダ制御部21により分散フィーダ1が所定の振
幅になるように電磁マグネット8の制御が行われる。
【0014】ここで、分散テーブル9の捩じれ振動の振
幅がロードセル13による重量検出信号に含まれている
振動成分の大きさにほぼ比例していることについて説明
する。今、駆動側である下部本体ベッド4(電磁マグネ
ット8を含む)のz−z’軸廻りの慣性モーメントをJ
B ,可動側である分散テーブル9(上部支持枠5,可動
鉄芯7を含む)のz−z’軸廻りの慣性モーメントをJ
C とすると、分散テーブル9のz−z’軸を中心とする
捩じれ方向の振幅角θC と、下部本体ベッド4のz−
z’軸を中心とする捩じれ方向の振幅角θB との関係
は、緩衝用コイルスプリング10のばね定数の影響を無
視すると次式で与えられる。 θB ≒(JC /JB )θC ・・・ (1) なお、通常、駆動側の慣性モーメントJB は可動側の慣
性モーメントJC より数倍(3〜6倍)大きく設定され
ている(JB >JC )ものであるから、(1)式からθ
B <<θC となる。
【0015】こうして下部本体ベッド4がわずかといえ
ども振動角θB で振動すると、この下部本体ベッド4は
鉛直方向にも振動する。この鉛直方向の振動の振幅(片
振幅)aB は、z−z’軸から板ばね6の取付位置まで
の距離をr,駆動側(下部本体ベッド4側)の質量をm
B ,可動側(分散テーブル9側)の質量をmC ,板ばね
6の取付角をαとすると、次式で与えられる。 aB ≒r(θB +θC )(mC /(mB +mC ))tanα ≒rθC ((JB +JC )/JB )((mC /(mB +mC ))tanα ・・・ (2) この(2)式より、下部本体ベッド4の鉛直方向の振動
の振幅aB は、可動側の捩じれ方向の振幅角θC に比例
することがわかる。なお、ロードセル13に与えられる
振動成分の力Fは、緩衝用コイルスプリング10の鉛直
方向のばね定数の合計値をK1 とすると次式で与えられ
る。 F=aB 1 ・・・ (3)
【0016】次に、前述の説明の裏付けとして、ロード
セル13により検出される鉛直方向の振動出力が分散テ
ーブル9の捩じれ方向の振幅に比例することを、図2に
示されている振動出力試験装置による試験データに基づ
いて説明する。この振動出力試験装置においては、下部
本体ベッド4にバランスウェイト22が取り付けられる
とともに、上部支持枠5にブラケット23が取り付けら
れ、このブラケット23に負荷条件を変更するための鉄
板24がボルト止め可能とされている。また、分散テー
ブル9上には被処理物としてのブロイラ肉25が針金で
縛りつけ可能とされ、この分散テーブル9の周縁部には
その分散テーブル9の旋回方向の振幅を測定する振幅測
定器26が取り付けられている。
【0017】このような試験装置を用いて、無負荷の
場合、鉄板24をボルト止めした場合およびブロイ
ラ肉25を針金で縛りつけた場合のそれぞれについて、
電磁マグネット8の駆動電流値を1A,2A,3Aを3
種類に変化させて振幅測定器26により分散テーブル9
(直径560mm)の周縁部の両振幅を計測するととも
に、ロードセル13の振動出力をフォトコーダ記録紙に
より読み取った。この試験結果が表1に示されている。
なお、表1において出力比とは、振動出力と両振幅との
比(振動出力/両振幅)である。また、この試験におけ
る分散フィーダ1の駆動周波数は29.6Hzである。
【0018】
【表1】
【0019】この表1から明らかなように、分散テーブ
ル9の両振幅が3mm以上の範囲では、分散テーブル9
の振幅とロードセル13の振動成分との割合(出力比)
は1.63〜1.84とほぼ一定の値となっている。
【0020】次に、本実施例の重量値演算部16におけ
る被処理物の重量信号の演算および振動成分演算部19
における振動成分の演算の具体例について説明する。 (I)重量信号の演算 分散テーブル9を無負荷状態で例えば電流値を3Aとし
て振動させた場合、ロードセル13の振動出力は図3に
示されているような波形を示す。これに対して同じ電流
値(3A)で0.5kgの鉄板24をボルト止めして振
動させた場合には、振動出力は、図4に示されているよ
うに図3の波形に対して振幅が変わるとともに、その振
幅の中心値がずれた波形となる。したがって、この振幅
の中心値のずれ量δが被処理物の重量の増減値となるこ
とから、増幅器15の出力波形の振動成分を例えばフィ
ルタ回路で除去することで、ずれ量δすなわち重量信号
を得ることができる。
【0021】(II)振動成分の演算 前述の図3および図4に示されている振動出力波形は、
被処理物2が供給装置3より供給されていない静的な測
定データである。ところが、実際には、分散テーブル9
の所定距離(例えば300mm)上方から被処理物2が
落下されるため、その落下衝撃によりロードセル13の
検出出力波形は図5に示されているような波形となる。
この波形は、電磁マグネット8を振動駆動していない状
態にて被処理物2を供給装置3より落下させたときのロ
ードセル13の検出出力波形(図6参照)に、例えば図
3,図4のような静的な検出出力波形が重畳されたもの
である。したがって、ロードセル13からの重量検出信
号を増幅する増幅器15の出力波形から図6に示されて
いるような被処理物2の落下衝撃に係る振動成分を例え
ばフィルタ回路により除去したり、あるいは増幅器15
の出力波形の相隣接するピーク値P1 〜L1 ,P2 〜L
2 ・・・間(ピーク トゥ ピーク)の差の平均値を演
算するなどの手法により、出力波形の振動成分のみを取
り出すことができる。
【0022】図6に示されている出力波形は、駆動側質
量mB および可動側質量mC と緩衝用コイルスプリング
10の鉛直方向のばね定数K1 とよりなる自由振動の波
形となり、この自由振動の周波数fs は次式で与えられ
る。 fs =(1/2π)√(K1 /(mB +mC )) ・・・ (4) なお、この図6の例ではfs =8.4Hzとされてい
る。この自由振動の周波数fs は分散フィーダ1の駆動
周波数よりも小さくなるようにばね定数K1 等が選定さ
れる。
【0023】次に、本実施例における分散フィーダ1お
よび供給装置3の前述のような制御を図7に示されてい
るフローチャートによって説明する。なお、このフロチ
ャートにおいてS1〜S11は各ステップを示してい
る。
【0024】S1:このフローがスタートすると、まず
分散フィーダ1上の重量値を重量値設定部16により設
定するとともに、分散フィーダ1の振幅値を振幅値設定
部20により設定する。 S2:供給装置3を運転する。 S3:分散フィーダ1を運転する。 S4:ロードセル13によって分散テーブル9上の被処
理物2の重量値を検出する。 S5:重量値演算部16にて、重量値検出信号からその
検出信号中に含まれる振動成分を除去する等により重量
値を演算する。 S6:ステップS5で演算された重量値が予め設定され
ている設定値以下であるか否かを判定し、この判定がY
ESすなわち設定値以下であるときにはステップS2へ
戻り、NOすなわち設定値を越えているときには次のス
テップS7へ進む。 S7:分散テーブル9上の被処理物2の重量値が設定値
を越えているということなので供給装置3を停止させ、
この後ステップS3へ戻る。 S8:振動成分演算部19にて、重量値検出信号からそ
の検出信号中に含まれる振動成分のみを取り出す。 S9:ステップS8にて取り出された振動成分につい
て、その振幅値が予め設定されている許容上限値以下で
あるか否かを判定し、YESすなわち許容上限値以下で
あるときには次のステップS10へ進み、NOすなわち
許容上限値を越えているときにはステップS11へスキ
ップする。 S10:前記振幅値が許容下限値以上であるか否かを判
定し、YESすなわち許容下限値以上であるときには、
振幅値が許容上限値と許容下限値との間にあるというこ
となので運転を続行するためにステップS2へ戻り、N
Oすなわち許容下限値未満であるときには次のステップ
S11へ進む。 S11:分散テーブル9の振幅値が許容上限値を越えて
いるか、もしくは許容下限値未満であるということなの
で、この振幅値の大小に応じて電磁マグネット8への供
給電流値を増減制御し、この後ステップS2へ戻る。
【0025】なお、本実施例における振動成分演算部1
9は本発明における振動成分演算手段に、分散フィーダ
制御部21は振幅制御手段に、重量値演算部16は重量
値演算手段に、供給装置制御部18は供給量制御手段に
それぞれ対応する。
【0026】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、重量検出器からの検出信号中に含まれる振動成分の
みを取り出して分散フィーダの振幅を制御するように構
成されているので、分散フィーダに供給される被処理物
の特性に対応して分散フィーダの振幅を一定に制御する
ことができ、供給される被処理物が例えばブロイラ肉の
ように分散特性が悪いものであっても、比重の軽いもの
や柔らかいものであっても、所要の分散性能を得ること
ができる。その場合、被処理物の分散フィーダへの供給
量を制御するために用いられる重量検出器を利用するこ
とができるので、装置構成をコンパクトにすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る組合せ秤における分散
フィーダの制御装置のシステム構成図
【図2】本発明の一実施例における振動出力試験装置の
正面図
【図3】分散テーブルを無負荷状態で振動させた場合の
振動出力波形例を示す図
【図4】分散テーブルに一定負荷をかけて振動させた場
合の振動出力波形例を示す図
【図5】分散テーブルの上方から被処理物を落下供給さ
せた場合の振動出力波形例を示す図
【図6】電磁マグネットを振動駆動せずに被処理物を落
下供給させた場合の振動出力波形例を示す図
【図7】本実施例における分散フィーダと供給装置の制
御のためのフローチャート
【符号の説明】
1 分散フィーダ 2 被処理物 3 供給装置 7 可動鉄芯 8 電磁マグネット 9 分散テーブル 13 ロードセル 14 制御装置 16 重量値演算部 17 重量値設定部 18 供給装置制御部 19 振動成分演算部 20 振幅値設定部 21 分散フィーダ制御部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分散テーブル上の被処理物の重量を検出
    する重量検出器を備える組合せ秤における分散フィーダ
    の制御装置であって、前記重量検出器からの検出信号中
    に含まれる前記分散テーブルの振幅に対応する振動成分
    のみを演算処理して取り出す振動成分演算手段と、この
    振動成分演算手段により取り出される振動成分の振幅値
    と予め設定される振幅値の許容値とを比較してその振動
    成分の振幅値が前記許容値の範囲外にあるときに前記分
    散テーブルを所定の振幅になるように制御する振幅制御
    手段とを備えることを特徴とする組合せ秤における分散
    フィーダの制御装置。
  2. 【請求項2】 前記振動成分演算手段は、前記重量検出
    器からの検出信号の相隣接するピーク値の差の平均値を
    演算することにより分散テーブルの振幅に対応する振動
    成分のみを取り出すものである請求項1に記載の組合せ
    秤における分散フィーダの制御装置。
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