JP3644680B2 - 計量装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被計量物をコンベアで搬送しながら計量を行う計量装置において、コンベアに対する被計量物の搬入間隔の変化に対応できるようにするための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、飲食物を製造して包装、出荷するラインでは、製造された物品を搬送しながら計量し、その計量結果に基づいて物品の質量の過不足を調べたり、質量が印刷されたラベルを貼り付けたりしている。
【0003】
図6は、このようなラインに用いられる従来の計量装置10の構成を示している。
【0004】
この計量装置10は、前段ライン1から搬出される被計量物Wをコンベア11の一端側で受けて他端側へ搬送しながら、その被計量物Wのコンベア11への荷重に対応する信号を荷重センサ12から出力する。なお、コンベア11の一端側には、コンベア11に対して被計量物Wが搬入を開始したことを検出するための搬入センサ13が設けられている。
【0005】
荷重センサ12の出力信号は低域通過フィルタ(以下、LPFと記す)14に入力され、高域の雑音成分等が除去されて質量検出手段15に出力される。
【0006】
質量検出手段15は、搬入センサ13によって被計量物Wの搬入の開始が検知されてから所定時間Tが経過したときにLPF14が出力している信号に基づいて被計量物Wの質量を検出する。この時間Tは、被計量物Wがコンベア11に搬入を開始してからコンベア11に完全に乗り移り、さらに荷重センサ12の出力信号が安定するまでに必要な時間である。
【0007】
コンベア11上で計量を受けた被計量物Wは、コンベア11の他端側から後段ライン2へ搬出され、その計量結果に応じた処理を受ける。
【0008】
このように被計量物をコンベア11で搬送しながら計量を行う計量装置10では、被計量物Wのコンベア11に対する搬入間隔が前記した所定時間Tに近い程、効率が高くなる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、コンベア11に対する被計量物Wの搬入間隔を所定時間Tに近い状態に設定しておくと、前段ライン1での姿勢変化やコンベアの乗り移り時等のスリップ等によって被計量物の搬入間隔が所定時間Tより短くなり、既にコンベア11上を搬入されている被計量物の計量タイミングに、その次に搬入する被計量物の荷重が加わり、被計量物の質量を正しく検出することができなくなってしまう。
【0010】
したがって、このような2個乗り状態が発生した場合には、コンベア11上から後段ライン2へ搬出された被計量物をライン上から排除しなければならず、歩留り率が高くなってしまう。
【0011】
本発明は、この問題を解決し、コンベアに対する被計量物の搬入間隔の変化に対応できる計量装置を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項1の計量装置は、
一端側に搬入された被計量物を他端側へ搬送するコンベア(21)と、
前記コンベアの一端側に配置され、前記コンベアに対する被計量物の搬入の開始を検出する搬入センサ(23)と、
前記コンベアに搬入された被計量物の荷重に対応する信号を出力する荷重センサ(22)と、
前記荷重センサの出力信号から低周波成分を抽出する第1の低域通過フィルタ(25)と、
前記第1の低域通過フィルタより広い通過帯域を有し、前記荷重センサの出力信号から低周波成分を抽出する第2の低域通過フィルタ(26)と、
前記搬入センサの出力に基づいて、前記コンベアに対する被計量物の搬入間隔が、第1の基準時間および該第1の基準時間より短い第2の基準時間より長いか否かを判定する搬入間隔判定手段(30)と、
前記搬入センサによって前記コンベアに対する被計量物の搬入の開始が検出されてから前記第2の基準時間が経過したときに前記第2の低域通過フィルタが出力している信号と、前記搬入センサによって前記コンベアに対する被計量物の搬入の開始が検出されてから前記第1の基準時間が経過したときに前記第1の低域通過フィルタが出力している信号とを取得し、前記搬入間隔判定手段によって被計量物の搬入間隔が前記第1の基準時間より長いと判定されたときには、前記第1の低域通過フィルタから取得した信号に基づいて前記コンベアに既に搬入されている被計量物の質量を検出し、前記搬入間隔判定手段によって被計量物の搬入間隔が前記第2の基準時間と前記第1の基準時間の間にあると判定されたときには、前記第2の低域通過フィルタから取得した信号に基づいて前記コンベアに既に搬入されている被計量物の質量を検出する質量検出手段(31)とを備えている。
【0013】
また、本発明の請求項2の計量装置は、請求項1の計量装置において、
被計量物の良否選別をするための第1の許容範囲と、該第1の許容範囲より狭く設定された第2の許容範囲とを予め記憶している許容範囲記憶手段(32)と、
前記搬入間隔判定手段によって前記搬入間隔が前記第1の基準時間より長いと判定されたときには、前記質量検出手段が検出した質量が前記第1の許容範囲内にあるか否かを判定し、前記搬入間隔判定手段によって前記搬入間隔が前記第2の基準時間と前記第1の基準時間の間にあると判定されたときには、前記質量検出手段が検出した質量が前記第2の許容範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果を出力する質量判定手段(33)とを備えている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明を適用した計量装置20の構成を示している。
【0015】
この計量装置20は、前段ライン1から搬出される被計量物Wを長さLのコンベア21の一端側で受けて他端側へ一定速度Vで搬送しながら、その被計量物Wのコンベア21への荷重に対応する信号を荷重センサ22から出力する。
【0016】
なお、コンベア21の一端側には、コンベア11に対する被計量物Wの搬入の開始を光学的に検知する搬入センサ23が設けられている。
【0017】
荷重センサ22の出力信号はフィルタ部24に入力される。
フィルタ部24は、荷重センサ22の出力信号から、コンベア21の駆動用モータ(図示せず)の振動成分や荷重に対する荷重センサ22の過渡振動による交流成分を除去あるいは抑圧して、被計量物Wの荷重による低周波成分を抽出するためのものであり、通過帯域が異なる第1のLPF25、第2のLPF26によって構成されている。
【0018】
ここで、第1のLPF25の通過帯域は、被計量物Wがコンベア21に搬入を開始してから、コンベア21上に完全に乗り移ってさらにコンベア21上を所定距離L1だけ搬送するまでに必要な第1の基準時間T1が経過したときに、第1のLPF25が出力する信号に対応する質量が、その被計量物Wの真の質量に対して所定の誤差±e1内に入るように予め設定されている。
【0019】
また、第2のLPF26の通過帯域は、第1のLPF25の通過帯域より広く設定され、被計量物Wがコンベア21に搬入を開始してから、コンベア21上に完全に乗り移ってさらにコンベア21上を前記距離L1より短い距離L2だけ搬送するまでに必要な第2の基準時間T2が経過したときに、第2のLPF25が出力する信号の電圧に対応する質量が、その被計量物Wの真の質量に対して前記誤差±e1より絶対値が大きい誤差±e2内に入るように予め設定されている。この第2のLPF26は、第1のLPF25より広い通過帯域を有しているので、被計量物Wのコンベア21への乗り移り時の荷重変化に対して、第1のLPF25より高速に追従するが、通過帯域が広い分だけ高域成分の誤差が多く含まれている。
【0020】
搬入間隔判定手段30は、搬入センサ23によってコンベア21に対する被計量物Wの搬入の開始が検出される毎に計時を行い、コンベア21に対する被計量物Wの搬入間隔が、第1の基準時間T1および第2の基準時間T2より長いか否かを判定する。
【0021】
質量検出手段31は、搬入センサ23によってコンベア21に対する被計量物W(i)の搬入の開始が検知されてから第2の基準時間T2が経過したときにフィルタ部24の第2のLPF26から出力されている信号Db(T2)を一時記憶し、また、この被計量物W(i)の搬入の開始が検知されてから第1の基準時間T1が経過したときにフィルタ部24の第1のLPF25から出力されている信号Da(T1)を一時記憶する。
【0022】
そして、その次の被計量物W(i+1)が被計量物W(i)の搬入開始タイミングから第1の基準時間T1より遅れてコンベア21に搬入されたことを搬入間隔判定手段30の判定結果が示している場合には、一時記憶した信号Da(T1)、Db(T2)のうち、信号Da(T1)に基づいてその被計量物W(i)の質量g(i)を求める。
【0023】
また、次の被計量物W(i+1)が被計量物W(i)の搬入開始タイミングから第2の基準時間T2が過ぎて第1の基準時間T1が経過する前にコンベア21に搬入されたことを搬入間隔判定手段30の判定結果が示している場合には、一時記憶した信号Da(T1)、Db(T2)のうち、信号Db(T2)に基づいてその被計量物W(i)の質量g(i)を求める。
【0024】
許容範囲記憶手段32には、被計量物Wの良否判定を行うために必要な第1の許容範囲A1および第2の許容範囲A2が予め記憶されている。ここで第1の許容範囲A1は、基準上限値a1、基準下限値a2に、前記誤差±e1を見込んだ上限値a1−e1と下限値a2+e1の範囲に設定される。また、第2の許容範囲A2は、基準上限値a1、基準下限値a2に、前記誤差±e2を見込んだ上限値a1−e2と下限値a2+e2の範囲であり、第1の許容範囲A1より狭く設定されている。
【0025】
質量判定手段33は、搬入間隔判定手段30の判定結果に応じて許容範囲記憶手段32に記憶されている第1、第2の許容範囲A1、A2の一方を選択し、質量検出手段31によって検出された被計量物Wの質量がその選択した許容範囲内に入るか否かを判定し、その判定結果に対応する信号を出力する。
【0026】
即ち、搬入間隔判定手段30によって、被計量物W(i)が搬入を開始してから第1の基準時間T1が経過した後に次の被計量物W(i+1)が搬入を開始したと判定された場合には第1の許容範囲A1を選択し、質量検出手段31によって検出された被計量物W(i)の質量g(i)が第1の許容範囲A1に入るか否かを判定し、質量g(i)が第1の許容範囲A1に入るときには被計量物W(i)が良品であることを示す良品信号OK1を出力し、第1の許容範囲A1に入らないときには被計量物W(i)が不良品であることを示す不良信号NG1を出力する。
【0027】
また、搬入間隔判定手段30によって被計量物W(i)が搬入を開始してから第2の基準時間T2が過ぎて、第1の基準時間T1が経過する前に次の被計量物W(i+1)が搬入を開始したと判定された場合には、第2の許容範囲A2を選択して、質量検出手段31によって検出された被計量物W(i)の質量g(i)が第2の許容範囲A2に入るか否かを判定し、質量g(i)が第2の許容範囲A2に入るときには被計量物W(i)が良品であることを示す良品信号OK2を出力し、第2の許容範囲A2に入らないときには被計量物W(i)が不良品であることを示す不良信号NG2を出力する。
【0028】
また、搬入間隔判定手段30によって、被計量物W(i)が搬入を開始してから第2の基準時間T2が経過する前に次の被計量物W(i+1)が搬入を開始したと判定された場合には、質量検出手段31によって検出された質量に関わらず被計量物W(i)、W(i+1)が計量失敗品であることを示す不良信号NG3を2回連続して出力する。
【0029】
この質量判定手段33の判定結果を示す各信号は、後段ライン2に出力され、不良品がライン上から排除され、良品が包装されて出荷される。
【0030】
なお、質量判定手段33は、良否の区別だけでなく、搬入間隔判定手段30の判定結果が識別できるように、良品信号OK1、OK2、不良信号NG1、NG2、NG3を全て異なるコードで出力して、後段ライン2側で良否の区別だけでなく、搬入間隔判定手段30の判定結果に応じた処理ができるようにしている。
【0031】
次に、この計量装置20の動作を、図2のフローチャートおよび図3〜図5の信号図に基づいて説明する。
【0032】
被計量物W(i)がコンベア21に搬入を開始すると、これを検知した搬入センサ23から例えば図3の(a)のような矩形波の信号が出力され、その信号の立ち上がりに同期したタイマが起動して計時が開始される(S1、S2)。
【0033】
被計量物W(i)がコンベア21へ搬入を開始すると、荷重センサ22に対する荷重が、図3の(b)のF(i)のように台形状に変化して、その荷重に対応する信号が荷重センサ22から出力され、この信号を受けた第1のLPF25からは、図3の(b)に示しているように緩慢に立ち上がってから立ち下がる信号Daが出力され、第2のLPF26からは、図3の(c)のように、比較的急峻に立ち上がってから立ち下がる信号Dbが出力される。
【0034】
そして、図3の(a)に示しているように、被計量物W(i)が搬入を開始してから次の被計量物W(i+1)の搬入が検知されない状態で第2の基準時間T2が経過すると、そのとき第2のLPF26が出力している信号Db(T2)が一時記憶され、次の被計量物W(i+1)の搬入が検知されない状態でさらに計時が進んで第1の基準時間T1が経過すると、そのとき第1のLPF25が出力している信号Da(T1)が一時記憶され、図3の(d)のようにこの信号Da(T1)に基づいて被計量物W(i)の質量g(i)が検出される(S3〜S7)。
【0035】
そして、この検出された質量g(i)に対して第1の許容範囲A1による良否判定がなされ、検出した質量g(i)が第1の許容範囲A1に入れば、図3の(e)のように良品信号OK1が後段ライン2へ出力され、検出した質量g(i)が第1の許容範囲A1に入らなければ、不良信号NG1が後段ライン2へ出力され、次の被計量物W(i+1)の搬入に備える(S8〜S10)。
【0036】
また、図3の(a)に示しているように被計量物W(i+1)とその次の被計量物との搬入間隔も第1の基準時間T1より長いので、上記同様に、第1のLPF25の信号Da(T1)に基づいて被計量物W(i+1)の質量g(i+1)が検出され、第1の許容範囲A1による良否の判定がなされ、その判定結果(図3では不良信号NG1)が出力される。
【0037】
また、図4の(a)に示しているように、被計量物W(i)が搬入を開始してから第2の基準時間T2が過ぎ、第1の基準時間T1が経過する前に、次の被計量物W(i+1)が搬入を開始した場合、タイマによる計時が開始されるとともに、この被計量物W(i)が搬入を開始してから第2の基準時間T2が経過したときに一時記憶した信号Db(T2)に基づいて被計量物W(i)の質量g(i)が検出され、この質量g(i)に対して第2の許容範囲A2による良否判定がなされ、質量g(i)が許容範囲A2に入れば、図4の(e)のように良品信号OK2が後段ライン2へ出力され、質量g(i)が第2の許容範囲A2に入らなければ、不良信号NG2が後段ライン2へ出力される(S11〜S16)。
【0038】
なお、この場合、図4の(b)、(c)に示しているように、被計量物W(i)とその次の被計量物W(i+1)の荷重が一時的にコンベア21に同時に負荷されて、第1のLPF25、第2のLPF26の出力信号が一時的に大きく増加するが、これより先に質量検出のための信号Db(T2)を取得しているので、被計量物W(i)の計量を正しく行うことができる。
【0039】
また、図4の(a)に示しているように被計量物W(i+1)とその次の被計量物との搬入間隔は第1の基準時間T1より長いので、上記同様に、第1のLPF25の信号Da(T1)に基づいて被計量物W(i+1)の質量g(i+1)が検出され、第1の許容範囲A1による良否の判定がなされ、その判定結果(図4では不良信号NG1)が出力される。
【0040】
また、図5の(a)に示しているように、被計量物W(i)が搬入を開始してから第2の基準時間T2が経過する前に次の被計量物W(i+1)が搬入を開始した場合、図5の(b)、(c)に示しているように、被計量物W(i)とその次の被計量物W(i+1)の荷重がコンベア21に長時間同時に負荷されて、第2の基準時間T2が経過する前に第1のLPF25、第2のLPF26の出力信号が大きく増加して正しい計量は行えないので、タイマによる計時を停止して、図5の(e)のように、被計量物W(i)、W(i+1)が計量失敗品であることを示す不良信号NG3を2回連続して出力する(S17〜S19)。
【0041】
なお、図3〜図5において、符号A1′は第1の許容範囲A1を第1のLPF25の出力信号のレベルに換算した許容範囲を示し、符号A2′は第2の許容範囲A2を第2のLPF26の出力信号のレベルに換算した許容範囲を示している。
【0042】
以上のようにこの計量装置20は、荷重センサ22の出力信号に対し、通過帯域が異なる第1のLPF25と第2のLPF26による高域遮断処理を行い、コンベア21に被計量物Wが搬入を開始してから第2の基準時間T2が経過したときの第2のLPF26の出力信号Db(T2)と、コンベア21に被計量物Wが搬入を開始してから第1の基準時間T1が経過したときの第1のLPF25の出力信号Da(T1)とを取得して、被計量物Wの搬入間隔が第1の基準時間T1より長いときには、取得した信号Da(T1)に基づいてコンベア21上に既に搬入されている被計量物Wの質量を検出し、被計量物Wの搬入間隔が第2の基準時間T2と第1の基準時間T1の間にあるときには、取得した信号Db(T2)に基づいてコンベア21上に既に搬入されている被計量物Wの質量を検出するようにしている。
【0043】
このため、姿勢の変化やスリップ等によって被計量物Wの間隔が第1の基準時間T1より短くなった場合でも、その被計量物Wの質量を後続の被計量物の荷重の影響を受けることなく検出することができ、ライン上から無理に排除する必要がなく、歩留り率を低くすることができる。
【0044】
また、被計量物Wの搬入間隔が第1の基準時間T1より短い場合に、良否判定のための許容範囲を狭くしているため、高速な第2のLPF26の出力を用いたことによる検出質量の精度低下を低減することができる。
【0045】
また、質量判定手段33が出力する判定結果には、搬入間隔判定手段30の判定結果を識別できる情報が含まれているので、後段ライン2で搬入間隔判定手段30の判定結果を利用して被計量物を区別することができる。
【0046】
なお、上記した計量装置20では、通過帯域が異なる2つのLPF25、26の出力を、被計量物の搬入間隔に応じて選択していたが、通過帯域が異なる3つ以上のLPFの出力を被計量物の搬入間隔に応じて選択してもよい。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1の計量装置は、
一端側に搬入された被計量物を他端側へ搬送するコンベア(21)と、
前記コンベアの一端側に配置され、前記コンベアに対する被計量物の搬入の開始を検出する搬入センサ(23)と、
前記コンベアに搬入された被計量物の荷重に対応する信号を出力する荷重センサ(22)と、
前記荷重センサの出力信号から低周波成分を抽出する第1の低域通過フィルタ(25)と、
前記第1の低域通過フィルタより広い通過帯域を有し、前記荷重センサの出力信号から低周波成分を抽出する第2の低域通過フィルタ(26)と、
前記搬入センサの出力に基づいて、前記コンベアに対する被計量物の搬入間隔が、第1の基準時間および該第1の基準時間より短い第2の基準時間より長いか否かを判定する搬入間隔判定手段(30)と、
前記搬入センサによって前記コンベアに対する被計量物の搬入の開始が検出されてから前記第2の基準時間が経過したときに前記第2の低域通過フィルタが出力している信号と、前記搬入センサによって前記コンベアに対する被計量物の搬入の開始が検出されてから前記第1の基準時間が経過したときに前記第1の低域通過フィルタが出力している信号とを取得し、前記搬入間隔判定手段によって被計量物の搬入間隔が前記第1の基準時間より長いと判定されたときには、前記第1の低域通過フィルタから取得した信号に基づいて前記コンベアに既に搬入されている被計量物の質量を検出し、前記搬入間隔判定手段によって被計量物の搬入間隔が前記第2の基準時間と前記第1の基準時間の間にあると判定されたときには、前記第2の低域通過フィルタから取得した信号に基づいて前記コンベアに既に搬入されている被計量物の質量を検出する質量検出手段(31)とを備えている。
【0048】
このため、姿勢の変化やスリップ等によって被計量物の間隔が第1の基準時間より僅かに短くなった場合でも、その被計量物の質量を後続の被計量物の荷重の影響を受けることなく正しく検出することができ、ライン上から無理に排除する必要がなく、歩留り率を低くすることができる。
【0049】
また、本発明の請求項2の計量装置は、請求項1の計量装置において、
被計量物の良否選別をするための第1の許容範囲と、該第1の許容範囲より狭く設定された第2の許容範囲とを予め記憶している許容範囲記憶手段(32)と、
前記搬入間隔判定手段によって前記搬入間隔が前記第1の基準時間より長いと判定されたときには、前記質量検出手段が検出した質量が前記第1の許容範囲内にあるか否かを判定し、前記搬入間隔判定手段によって前記搬入間隔が前記第2の基準時間と前記第1の基準時間の間にあると判定されたときには、前記質量検出手段が検出した質量が前記第2の許容範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果を出力する質量判定手段(33)とを備えている。
【0050】
このように被計量物の搬入間隔が第1の基準時間より短いときの良否判定のための許容範囲を狭くしているため、通過帯域が広く高速な第2の低域通過フィルタの出力を用いたことによる検出質量の精度低下を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の計量装置の構成を示す図
【図2】実施形態の計量装置の動作を説明するためのフローチャート
【図3】実施形態の計量装置の動作を説明するための信号図
【図4】実施形態の計量装置の動作を説明するための信号図
【図5】実施形態の計量装置の動作を説明するための信号図
【図6】従来装置の構成を示す図
【符号の説明】
1 前段ライン
2 後段ライン
20 計量装置
21 コンベア
22 荷重センサ
23 搬入センサ
24 フィルタ部
25 第1のLPF
26 第2のLPF
30 搬入間隔判定手段
31 質量検出手段
32 許容範囲記憶手段
33 質量判定手段
Claims (2)
- 一端側に搬入された被計量物を他端側へ搬送するコンベア(21)と、
前記コンベアの一端側に配置され、前記コンベアに対する被計量物の搬入の開始を検出する搬入センサ(23)と、
前記コンベアに搬入された被計量物の荷重に対応する信号を出力する荷重センサ(22)と、
前記荷重センサの出力信号から低周波成分を抽出する第1の低域通過フィルタ(25)と、
前記第1の低域通過フィルタより広い通過帯域を有し、前記荷重センサの出力信号から低周波成分を抽出する第2の低域通過フィルタ(26)と、
前記搬入センサの出力に基づいて、前記コンベアに対する被計量物の搬入間隔が、第1の基準時間および該第1の基準時間より短い第2の基準時間より長いか否かを判定する搬入間隔判定手段(30)と、
前記搬入センサによって前記コンベアに対する被計量物の搬入の開始が検出されてから前記第2の基準時間が経過したときに前記第2の低域通過フィルタが出力している信号と、前記搬入センサによって前記コンベアに対する被計量物の搬入の開始が検出されてから前記第1の基準時間が経過したときに前記第1の低域通過フィルタが出力している信号とを取得し、前記搬入間隔判定手段によって被計量物の搬入間隔が前記第1の基準時間より長いと判定されたときには、前記第1の低域通過フィルタから取得した信号に基づいて前記コンベアに既に搬入されている被計量物の質量を検出し、前記搬入間隔判定手段によって被計量物の搬入間隔が前記第2の基準時間と前記第1の基準時間の間にあると判定されたときには、前記第2の低域通過フィルタから取得した信号に基づいて前記コンベアに既に搬入されている被計量物の質量を検出する質量検出手段(31)と備えた計量装置。 - 被計量物の良否選別をするための第1の許容範囲と、該第1の許容範囲より狭く設定された第2の許容範囲とを予め記憶している許容範囲記憶手段(32)と、
前記搬入間隔判定手段によって前記搬入間隔が前記第1の基準時間より長いと判定されたときには、前記質量検出手段が検出した質量が前記第1の許容範囲内にあるか否かを判定し、前記搬入間隔判定手段によって前記搬入間隔が前記第2の基準時間と前記第1の基準時間の間にあると判定されたときには、前記質量検出手段が検出した質量が前記第2の許容範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果を出力する質量判定手段(33)とを備えたことを特徴とする請求項1記載の計量装置。
Priority Applications (1)
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