JP3536358B2 - 粒状物の分配供給方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粒状物を粒状物搬送用
コンベアに沿って配設された複数のホッパーに分配供給
する方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一本のベルトコンベア上を搬送さ
れる鋳物砂を複数の鋳型造形ライン用鋳物砂ホッパーに
分配供給する際は、ホッパー毎の鋳物砂の要求度合を熟
練したオペレーターが判断し、コンベア上のスクレーパ
ー（例えば、実開昭６３−６７５４１号公報参照）の降
下時間をその要求度合に応じて設定し、各ホッパーに要
求度合に見合った割合でコンベア上の鋳物砂を分配供給
するようにしていた。

【０００３】一方、搬送用コンベアにより複数個並んだ
ホッパーに原料を分配供給する方法として、特開平４−
１０１９３０号公報に、ホッパー内の原料残量の上限レ
ベルと下限レベルの間に１つ以上の自動運転中間レベル
を設定し、最小の自動運転中間レベルから第１のオフセ
ット値を減じた値より残量が少ないホッパーを求め、残
量が一番少ないホッパーから順に、自動運転中間レベル
に第２のオフセット値を加えた値になるまで原料を供給
し、順次、次に小さい自動運転中間レベルを基準として
前記動作を繰り返し、最大の自動運転中間レベルを基準
とした前記動作が終了した後、上限レベルに達するまで
各ホッパーに原料を供給する方法が記載されている。

【０００４】この方法によれば、各ホッパーに原料を自
動的に均等に、且つ残量の少ないホッパーを優先して供
給することができるが、この方法は、原料供給源から原
料を運搬する運搬用のコンベアと、運搬用コンベアから
原料を受け取り各ホッパーに分配する走行装置付きコン
ベアを備えた供給装置を適用対象とするもので、前記の
ような一本のベルトコンベアの搬送方向に沿って配設さ
れた複数のホッパーにコンベア上の鋳物砂を分配供給す
るという簡易な構成の供給装置を適用対象とするもので
はない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ベルトコン
ベア上を一定速度で搬送される粒状物をコンベアに沿っ
て配設された複数のホッパーに分配供給する場合におい
て、例えばファジー推論を利用して各ホッパー毎の粒状
物の要求度合を求め、求めた要求度合に応じた量の粒状
物を各ホッパーに分配供給することで、各ホッパーに対
し粒状物の均等な分配を自動的に行うことができるよう
にするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に関わる粒状物の
分配供給方法は、一本のコンベアにより一定速度で搬送
される粒状物を、コンベアの搬送方向に沿って配設され
た複数のホッパーに対し分配供給する際、各ホッパー内
の粒状物残量に基づいて各ホッパー毎の粒状物要求度合
を例えばファジイ推論により求め、所定の供給時間を上
記各ホッパーの要求度合に応じて配分し、コンベア上の
粒状物を配分された時間の分だけ各ホッパーに対し割り
付けし、これを各ホッパーに供給する粒状物の分配供給
方法において、各ホッパー毎の粒状物要求度合の高い順
に優先順位を付け、上記供給時間を各ホッパーの要求度
合に応じて配分し、かつコンベア上を連続的に流れる所
定量の粒状物を、該粒状物のコンベア下流側から、配分
された供給時間の分ずつ、優先順位の順に各ホッパーに
対し割り付けるとともに、これをメモリに記憶し、メモ
リに記憶された供給先ホッパーのデータをコンベアの搬
送スピードに合せてデータトラッキングし、メモリのデ
ータが供給先ホッパーの位置にある間該当する分配装置
を作動させ、粒状物を供給するというものである。

【０００７】また、本発明に関わる粒状物の分配供給装
置は、粒状物を一定速度で搬送する一本のコンベア、コ
ンベアの搬送方向に沿って配設された複数のホッパー、
各ホッパーにコンベア上の粒状物を供給する各分配手
段、各ホッパー内の粒状物残重量に基づいて各ホッパー
毎の粒状物要求度合を決定する手段、各ホッパー毎の粒
状物要求度合の高い順に優先順位を付ける優先順位決定
手段、所定の供給時間を各ホッパーの要求度合に応じて
各ホッパーに配分し、コンベア上を連続的に流れる所定
量の粒状物を、該粒状物のコンベア下流側から、配分さ
れた供給時間の分ずつ、優先順位の順に各ホッパーに対
し割り付ける分配計画作成手段、及び割り付けられたコ
ンベア上の粒状物を該当するホッパーに供給するため各
分配手段を作動させる分配手段制御手段を備え、該分配
手段制御手段は、メモリに記憶された供給先ホッパーの
データをコンベアの搬送スピードに合せてデータトラッ
キングし、メモリのデータが供給先ホッパーの位置にあ
る間該当する分配装置を作動させるものである。

【０００８】

【作用】本発明では、一本のベルトコンベアにより一定
速度で搬送される粒状物を、コンベアの搬送方向に沿っ
て配設された複数のホッパーに対し分配供給する場合に
おいて、コンベア上を連続的に流れる粒状物の所定の設
定量毎に分配計画を立てる。つまり、コンベア上の長さ
又は時間で設定された一定量の粒状物を一回の分配計画
の単位とし、その設定量を各ホッパーの粒状物要求度合
に応じて各ホッパーに対し配分供給するものであるの
で、特定のホッパーに一気に粒状物が供給されたり、供
給が遅れて粒状物残量が下限値を切るホッパーが出るこ
とがなく、ホッパー間に粒状物残量のアンバランスが生
じない。

【０００９】また、例えばコンベア上を搬送される粒状
物を上流側に位置するホッパーから順番に供給していた
のでは、粒状物が下流側に位置するホッパーに到達する
までにかなりの時間遅れが生ずるが、本発明では要求度
合の高い順に優先順位を付け、コンベア上を連続的に流
れる所定量の粒状物を、該粒状物のコンベア下流側か
ら、優先順位の順に各ホッパーに対し割り付けるので、
たとえ下流側に位置するホッパーであっても優先度の高
い場合は速く粒状物を供給することができ、粒状物残量
のアンバランスを生じさせなくすることができる。本発
明のその他の具体的構成及び作用については、以下、図
面を参照して説明する。

【００１０】

【実施例】図１は、鋳型造形ラインＬ（Ｌ1〜Ｌ4）に鋳
物砂を供給するための砂供給装置の説明図である。鋳物
砂は、混練機Ｍ（Ｍ1〜Ｍ3）から一定速度で走行するコ
ンベアＣ上に供給され、コンベアＣに沿って配設された
ホッパーＨ（Ｈ1〜Ｈ7）に供給される。コンベアＣから
ホッパーＨ1〜Ｈ6への供給は、各ホッパーの位置に設置
された各スクレーパＳ（Ｓ1〜Ｓ6）をコンベアＣ上に所
定時間下降させ、コンベアＣ上の鋳物砂をホッパーＨ1
〜Ｈ6内に掻き落とすことによりなされ、ホッパーＨ7は
コンベアＣの終端に位置していることから、鋳物砂はホ
ッパー7内へは自然に落下する。

【００１１】スクレーパＳは、図２及び図３に示すよう
に、コンベアＣのベルトの進行方向に対して傾斜しコン
ベアＣを横切るように配置された例えばゴム製の板状部
材であり、コンベアＣの上方に位置する枠体１に取り付
けられる。枠体１の上流側端部はコンベアＣの両側に位
置するフレーム２に立設する支柱３の上端をつなぐシャ
フト４に回動自在に取り付けられ、下流側端部は駆動シ
リンダ５のピストンロッド６に連結され、駆動シリンダ
５の作用により枠体１はシャフト４を回動支点として上
下動する。枠体１が下動したときスクレーパＳがコンベ
アＣの上に乗り、コンベアＣ上の鋳物砂をホッパーＨに
掻き落し、枠体１が上動するとスクレーパＳがコンベア
Ｃの上から離れ、鋳物砂は下流側に流れていく。なお、
７はコンベアＣの下面を支える支持板である。

【００１２】本実施例では、各ホッパーＨの鋳物砂要求
度合を鋳物砂要求時間ｔ（相対値）として表し、要求時
間ｔを各ホッパー内の鋳物砂残重量Ｗに基づきファジィ
推論により決定するとともに、各ホッパーＨの要求時間
ｔの多い順に優先順位を付け、この要求時間ｔ及び優先
順位に基づき各ホッパーＨに対する鋳物砂の分配計画を
作成する。この分配計画は、予め決められたトータルの
供給時間を優先順位の順に且つ各ホッパーの要求時間ｔ
に応じて各ホッパーに配分するとともに、これをコンピ
ュータの内部メモリに記憶し、コンベアＣ上の鋳物砂を
優先順位の順に配分された時間だけ各ホッパーに対し割
り付けるものである。続いてメモリに記憶された供給先
ホッパーの番号をコンベアＣの搬送スピードに合せてデ
ータトラッキングし、メモリの供給先ホッパーの番号が
供給先ホッパーＨの位置にある間、該当するスクレーパ
Ｓを下降させコンベアＣ上の鋳物砂を当該ホッパーＨに
対し分配供給するようにする。

【００１３】本実施例におけるファジィ推論の具体的手
順を示すと、各ホッパー内の鋳物砂残重量Ｗから鋳物砂
要求量ΔＷ（ホッパーの容量をＷ0とすると、ΔＷ＝Ｗ0
−Ｗ）を求め、そのメンバーシップ関数を各ホッパー毎
に設定する。図４は鋳物砂要求量ΔＷのメンバーシップ
関数を示し、ＳＡ（少ない）、ＳＭ（やや少ない）、Ｍ
Ｍ（普通）、ＭＬ（やや多い）、ＬＡ（多い）の５つの
ラベルを有する。一方、各ホッパーの鋳物砂要求時間Ｔ
は、各ホッパーに対応する鋳型造形ラインＬの稼働状態
（ＡＣＴ）にも依存するので、これを図５に示すような
メンバーシップ関数で表しファジィルールの前件部に含
める。これは、ＳＡ（非稼働）、ＬＡ（稼働）の２つの
ラベルを有する。

【００１４】以上はファジィ推論前件部に対応するもの
であるが、後件部に対応する鋳物砂要求時間ｔのメンバ
ーシップ関数を図６に示す。これは、ＮＢ（とても少な
い）、ＮＭ（少ない）、ＮＳ（やや少ない）、ＺＥ（普
通）、ＰＳ（やや多い）、ＰＭ（多い）、ＰＢ（とても
多い）の７つのラベルを有する。そして、ここでは図７
に示すファジィルールに従って推論が行われ、その結果
として各ホッパー毎の鋳物砂要求時間ｔ（相対値）が出
力される。他方、鋳物砂要求時間ｔの大きい順に各ホッ
パーに優先順位を付ける。要求時間が同等の場合は、下
流側に位置するホッパーを優先させることとする。

【００１５】なお、上記ファジィ推論において、ある時
点でのホッパーＨ内の鋳物砂残重量Ｗは、推論当初の鋳
物砂残重量、その後のホッパーへの鋳物砂供給量、及び
ホッパーからの鋳物砂切り出し量から概略求めることが
できる。すなわち、ホッパーへの鋳物砂供給量は、コン
ベア上に鋳物砂が存在するとき（これは鋳物砂検知セン
サーＳＮ（ＳＮ1〜ＳＮ7）により確認）スクレーパＳが
コンベア上に下降した時間を総計し、これにコンベアの
単位時間当りの搬送重量を乗ずることにより求めること
ができ、ホッパーからの鋳物砂切り出し量は、一回の切
り出しにより排出される量（鋳型造形ライン毎にほぼ決
まっている）にその時点までの切り出し回数を乗ずるこ
とにより求めることができる。なお、各ホッパー内の所
定位置には上部検知センサー１２（図８参照）と下部検
知センサー１３を設置し、該センサー１２又は１３がホ
ッパー内での鋳物砂１１のレベルを検知する毎に、上記
のごとき手法で求めた鋳物砂残重量Ｗの値を補正する。

【００１６】続いて、鋳物砂の分配計画の作成手順を示
すと、まず、一回の分配計画のトータル供給時間をＴ0
秒（つまり、Ｔ0秒毎に分配計画を更新する）に設定
し、分配単位時間ｓ（例えばＴ0＝３０秒、ｓ＝１秒）
の整数倍の時間を各ホッパーＨに対し配分する。ここ
で、各ホッパーＨに対する分配時間Ｔは、Ｔ0を各ホッ
パーの鋳物砂要求時間ｔに応じて近似的に比例配分する
ものとし（つまり、ｎ番目のホッパーに対する分配時間
は基本的には一般式Ｔ0×ｔn／Σｔnで表される）、Ｔ0
はｓを単位時間として各ホッパーに対し割り当てられ
る。図９右下の表はその具体例を示すもので、各ホッパ
ー毎に鋳物砂要求時間ｔが求められると、ｔの大きい順
に、ｔが同じであれば下流側から優先順位が付けられ、
Ｔ0（＝３０秒）が各ホッパーの要求時間ｔに応じｓ
（＝１秒）を単位として分配（分配時間Ｔ）される。こ
れで、トータル供給時間Ｔ0分のコンベアＣ上の鋳物砂
を、各ホッパーに対し優先順位の順に各々配分された時
間Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、・・・、Ｔ7だけ割り付けたことにな
る。

【００１７】一方、コンベアＣの一番上流側のスクレー
パＳ1の手前に設置された鋳物砂検知センサーＳＮ1によ
り鋳物砂の到着タイミングを検出し、そのタイミングで
単位時間ｓ当り（コンベアスピードをＶｍ／ｓｅｃとす
ると、ｓ×Ｖｍ）の鋳物砂に供給先ホッパーＨの番号
（最も分配時間の長いホッパーＨ2の番号）を割り当
て、これをコンピュータの内部メモリに記憶させる。供
給先ホッパーの記憶は当該ホッパーＨ2に割り当てられ
た分配時間Ｔ1（＝７秒）が終了すると、次に優先度が
高い（分配時間が長い）供給先ホッパーＨ5の番号に切
り換えられ、これが最初の分配計画が完了するまで繰り
返される。

【００１８】また同時に、メモリに記憶された供給先ホ
ッパーＨの番号をコンベアＣの搬送スピードに合せてデ
ータトラッキングし、メモリ上のデータの流れとコンベ
アＣの動きが同調するようにする。そして、コンベアＣ
と同調して移動するメモリの供給先ホッパーの番号が供
給先ホッパーの位置（図９に仮想線位置Ｈ1、Ｈ2、・・
・で示す）にきている間、供給先ホッパーＨに対応する
スクレーパＳが下降し、分配時間が終了するまでその位
置に留まり計画された分配量を当該ホッパーに供給する
ように設定されている。

【００１９】分配計画は前記トータル供給時間Ｔ0毎に
立てられ、前の分配計画が終了するタイミングで次の分
配計画が立てられ、前記と同様に分配計画に沿ったスク
レーパの動作が繰り返される。なお、各ホッパーへ分配
する分配時間のファジィ推論は常時（例えば１００ミリ
秒毎）行い、前の分配計画が完了したタイミングの推論
結果を次の分配計画に利用する。

【００２０】さて、本実施例においては、混練機Ｍ（Ｍ
1〜Ｍ3）によりコンベアＣ上に鋳物砂を供給するが、混
練機ＭからコンベアＣ上への鋳物砂の排出タイミングが
重ならないようにする必要があり、このため各混練機Ｍ
の起動は一定時間づつずらして順次行うように設定され
る（図１０参照）。

【００２１】ところで、稼働中の鋳型造形ラインＬの数
が多く、各ホッパーＨ内の鋳物砂残重量Ｗが少ないとき
は、各混練機Ｍの稼働率を高く設定し、逆に稼働中の鋳
型造形ラインＬの数が少なく、各ホッパーＨ内の鋳物砂
残重量Ｗが多いときは、各混練機Ｍの稼働率を低く設定
する必要がある。そこで本実施例では、フル稼働時の各
混練機Ｍの起動タイミングのずれをτ0秒としたとき、
それより稼働率を低くするときはさらに遅れ時間αを加
え、各混練機Ｍの起動タイミングのずれを（τ0＋α）
秒に設定するようにし、遅れ時間αを鋳型造形ラインＬ
の数ｎ（Ｌ）と鋳物砂残重量Ｗに基づきファジィ推論に
より決定し、きめ細かい制御が行えるようにする。

【００２２】本実施例におけるファジィ推論の具体的手
順を示すと、各ホッパーＨ内の鋳物砂残重量Ｗから各ホ
ッパーのトータル充填率Ｗr（各ホッパーの鋳物砂残重
量Ｗの合計÷各ホッパーの容量Ｗ0の合計×１００）を
計算し、Ｗrのメンバーシップ関数を図１１のように設
定する。これは、ＳＡ（少ない）、ＳＭ（やや少な
い）、ＭＭ（普通）、ＭＬ（やや多い）、ＬＡ（多い）
の５つのラベルを有する。一方、稼働ライン数ｎ（Ｌ）
のメンバーシップ関数は図１２のように設定し、ラベル
はＳＡ（少ない）、ＳＭ（やや少ない）、ＭＭ（普
通）、ＭＬ（やや多い）、ＬＡ（多い）の５つである。

【００２３】後件部に対応する混練機Ｍの起動遅れ時間
αのメンバーシップ関数は図１３のように設定し、ラベ
ルはＮＢ（少ない）、ＮＳ（やや少ない）、ＺＥ（普
通）、ＰＳ（やや多い）、ＰＢ（多い）の５つである。
そして、ここでは図１４に示すファジィルールに従って
推論が行われ、その結果として混練機Ｍの起動遅れ時間
αが出力される。なお、所定値を越えるα（＞α0）が
出力されたときは、全混練機Ｍの稼働を停止するよう設
定する。

【００２４】以上述べた本実施例の制御部の構成図を図
１５に挙げる。ここに示すように、コントロールユニッ
トは各種インプット情報（ホッパーレベル下限検出、ホ
ッパーレベル上限検出、スクレーパ下降確認、スクレー
パ前砂有無、ホッパー砂切り出し）から各ホッパーの鋳
物砂残重量を計算する手段（２０）、鋳物砂残重量及び
ライン動作の有無に基づきファジイ推論により各ホッパ
ーの鋳物砂要求度合（鋳物砂要求時間ｔ）を算出する要
求度合算出手段（２１）、各ホッパーの鋳物砂要求度合
の高い順に優先順位を付ける優先順位決定手段（２
２）、要求度合算出手段と優先順位決定手段からの出力
に基づき鋳物砂の分配計画を作成する手段２３、その分
配計画に基づき前記データトラッキング処理を行い分配
手段すなわちスクレーパを制御する分配手段制御手段２
４を備え、分配手段制御手段２４からアウトプットされ
る制御情報によりスクレーパ駆動手段２５を作動させ
る。

【００２５】また、このコントロールユニットは、鋳物
砂残重量及び動作しているライン数に基づきファジイ推
論により混練機の起動遅れ時間を決定する手段２６と、
その起動遅れ時間に基づいて混練機の起動タイミングを
制御する手段２７を備え、この手段２７からアウトプッ
トされる制御情報により混練機駆動手段２８を作動させ
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明では、ベルトコンベア上を一定速
度で搬送される粒状物をコンベアに沿って配設された複
数のホッパーに分配供給する場合において、各ホッパー
毎の粒状物の要求度合を求め、コンベア上の長さ又は時
間で設定された一定量の粒状物を一回の分配計画の単位
とし、その設定量を各ホッパーの粒状物要求度合に応じ
て各ホッパーに対し配分供給することで、各ホッパーに
対し粒状物の均等な分配を自動的に行うことができるよ
うになる。特にコンベア上の粒状物をコンベアの下流側
から優先順位の順に割り付けるので、優先度の高いホッ
パーに速く供給することができるという効果を有する。
また、各ホッパーの粒状物要求度合をファジイ推論し、
その推論結果に基づいて各ホッパーに対する粒状物の分
配計画を作成するときは、熟練したオペレーターの判断
に近い制御を自動的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋳型造形ラインに鋳物砂を供給する装置の説明
図である。

【図２】スクレーパを説明するための側面図である。

【図３】同じく平面図である。

【図４】鋳物砂要求量のメンバーシップ関数である。

【図５】鋳型造形ラインの稼働状態のメンバーシップ関
数である。

【図６】鋳物砂要求時間のメンバーシップ関数である。

【図７】鋳物砂要求時間を推論する際のファジイルール
を示す図である。

【図８】ホッパーの説明図である。

【図９】各ホッパーに対する分配時間の配分方法及びデ
ータトラッキングの説明図である。

【図１０】混練機の稼働状態を説明する図である。

【図１１】各ホッパーのトータル充填率のメンバーシッ
プ関数である。

【図１２】鋳型造形ラインの稼働ライン数のメンバーシ
ップ関数である。

【図１３】混練機の起動遅れ時間のメンバーシップ関数
である。

【図１４】混練機の起動遅れ時間を推論する際のファジ
イルールである。

【図１５】実施例の制御部の構成図である。

【符号の説明】

Ｃ コンベア Ｈ（Ｈ1〜Ｈ7） ホッパー Ｌ（Ｌ1〜Ｌ4） 鋳型造形ライン Ｍ（Ｍ1〜Ｍ3） 混練機 Ｓ（Ｓ1〜Ｓ6） スクレーパ ＳＮ（ＳＮ1〜ＳＮ7） 鋳物砂検知センサー

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 47/44 B65G 43/08 B65G 65/32

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一本のコンベアにより一定速度で搬送さ
   れる粒状物を、コンベアの搬送方向に沿って配設された
   複数のホッパーに対し分配供給する際、各ホッパー内の
   粒状物残量に基づいて各ホッパー毎の粒状物要求度合を
   求め、所定の供給時間を上記各ホッパーの要求度合に応
   じて配分し、コンベア上の粒状物を配分された時間の分
   だけ各ホッパーに対し割り付けし、これを各ホッパーに
   供給する粒状物の分配供給方法において、各ホッパー毎
   の粒状物要求度合の高い順に優先順位を付け、上記供給
   時間を各ホッパーの要求度合に応じて配分し、かつコン
   ベア上を連続的に流れる所定量の粒状物を、該粒状物の
   コンベア下流側から、配分された供給時間の分ずつ、優
   先順位の順に各ホッパーに対し割り付けるとともに、こ
   れをメモリに記憶し、メモリに記憶された供給先ホッパ
   ーのデータをコンベアの搬送スピードに合せてデータト
   ラッキングし、メモリのデータが供給先ホッパーの位置
   にある間該当する分配装置を作動させ、粒状物を供給す
   ることを特徴とする粒状物の分配供給方法。
2. 【請求項２】 粒状物を一定速度で搬送する一本のコン
   ベア、コンベアの搬送方向に沿って配設された複数のホ
   ッパー、各ホッパーにコンベア上の粒状物を供給する各
   分配手段、各ホッパー内の粒状物残重量に基づいて各ホ
   ッパー毎の粒状物要求度合を決定する手段、各ホッパー
   毎の粒状物要求度合の高い順に優先順位を付ける優先順
   位決定手段、所定の供給時間を各ホッパーの要求度合に
   応じて各ホッパーに配分し、コンベア上を連続的に流れ
   る所定量の粒状物を、該粒状物のコンベア下流側から、
   配分された供給時間の分ずつ、優先順位の順に各ホッパ
   ーに対し割り付ける分配計画作成手段、及び割り付けら
   れたコンベア上の粒状物を該当するホッパーに供給する
   ため各分配手段を作動させる分配手段制御手段を備え、
   該分配手段制御手段は、メモリに記憶された供給先ホッ
   パーのデータをコンベアの搬送スピードに合せてデータ
   トラッキングし、メモリのデータが供給先ホッパーの位
   置にある間該当する分配手段を作動させるものであるこ
   とを特徴とする粒状物の分配供給装置。