JP3834141B2 - Vibratory conveying device for goods - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラフ上に供給される物品を、トラフを振動させて一定時間ごとに一定重量ずつ供給する振動式搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、スナック菓子のような物品を袋詰めする場合、組合せ計量装置により定量ずつ切り出すようにしている。図9に、組合せ計量装置の機構部の概略側面図を示す。物品Mは、供給シュート40を介して背の低い円錐形分散フイーダ41の中央に供給される。そして、分散フイーダ41の振動により放射状に配置された複数の振動フイーダ1に分散供給される。次に、物品Mは各振動フイーダ1に搬送されて円周上に複数配置されたプールホッパ42に送られ、計量動作に合わせて一時的にプールされた後、プールホッパ42の排出ゲート43が開放されて計量ホッパ44に投入される。ロードセルのような計量手段45は、各計量ホッパ44にプールされている物品Mの重量Wを計量して計量信号を出力する。重量Wが計量された物品Mは、計量ホッパ44の排出ゲート46が開放されて集合シュート47で集合され、排出シュート48に排出される。この排出された物品Mは、図示しない包装機により包装されて目標重量の袋詰め商品となる。各計量ホッパ44には投入目標値が設定されており、計量値の目標値に対する大小に応じて、振動フイーダ1の振幅または振動時間を調節して、計量値が投入目標値に合致するように制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この制御は計量ホッパの計量値、すなわち搬送装置よりも下流側での計量値を読み取って行われるものであり、振動フイーダの搬送量をリアルタイムで精度よく読み取って行うものではないので、時間遅れが大きくなり、応答性が悪い。そのため、投入量(搬送量)の制御を精度よく行うのが難しい。
【0004】
本発明は、上記のような課題を解決して、搬送量をリアルタイムで精度よく制御できる振動式搬送装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一構成に係る物品の振動式搬送装置は、トラフを振動させてトラフに載荷された物品を振動方向に搬送する搬送装置であって、前記トラフとベースとを連結するばね部材に歪ゲージを設け、この歪ゲージの電気的出力に基づいて前記トラフに載荷された物品の重量と前記トラフの振幅とを検出するとともに、この検出した重量と振幅とから単位時間あたりの搬送量をリアルタイムで算出し、この搬送量に基づいて搬送装置を制御する。
上記構成によれば、ばね部材に設けた歪ゲージの歪量からトラフに載荷された物品の重量とトラフの振幅とを検出し、この重量と振幅とから、物品の搬送量をリアルタイムで算出、この搬送量に基づいて搬送装置の振動周波数、振幅、動作時間を制御するので、搬送装置の正確な制御を行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に、振動フイーダの概略側面図を示す。この振動フイーダ1は、加振器2と、この加振器2にブラケット3を介して取り付けられているトラフ4とを有している。また、前記加振器2は、当該振動フイーダ1が取り付けられる架台5に複数のゴムまたはコイルばねのような防振用ないし免振用の弾性体6を介して取り付けられたベース7と、このベース7に取り付けられた電磁石8と、ベース7の前部と後部にボルトB1 によりそれぞれ一端部9aが取り付けられ、他端部9bがボルトB2 によりそれぞれ前記ブラケット3に取り付けられて平行に配置されている一対の板ばね9と、前記ブラケット3に固着されて前記電磁石8に対向する可動鉄心10とを備えている。前記可動鉄心10は一方の板ばね9の他端部9bに対応した位置でブラケット3に固定されている。前記電磁石8には、商用の交流電源11からスイッチング素子12を介して給電されている。
【0012】
前記スイッチング素子12は、コントローラ13から出力される駆動制御信号Cd に基づく周波数fd と電流量Id の交流駆動電流を電磁石8に給電し、電磁石8の可動鉄心10の吸引力と板ばね9のばね定数kによって定まる振幅Aでもって、トラフ4を水平姿勢のままで矢印V方向に振動させ、トラフ4上の物品Mを矢印P方向(水平方向)に搬送する。このように構成された振動系の共振周波数fn は、次式で求められる。
fn =(1/2π)(k/m)1/2
ただし、m=(m1 ×m2 )/(m1 +m2 )、kはばね定数、m1 はばね上重量、m2 はばね下重量である。
本実施形態では、共振周波数fn が商用電源周波数に近い周波数となるように設定し、これによって、少電力でトラフ4の振幅が大きくなるように構成している。
【0013】
搬送方向前側の板ばね9の両端部のブラケット3およびベース7への固定部の近傍には、4つの歪ゲージ14a〜14dが装着されている。この装着部Uは、振動時に板ばね9の弾性歪が大きい部分である。つまり、一対の板ばね9,9とブラケット3とベース7とにより、平行四辺形の形状を保って変形する一種のロバーバル機構が構成されているので、板ばね9は、一端部9aを支点として他端部9bが移動する際に、ボルトB1 ,B2 の近傍、つまり固定部の近傍が屈曲し、この部分に大きな弾性歪が発生する。歪ゲージ14a〜14dで検出された歪量は、図1の重量検出回路15に入力され、ブラケット3、トラフ4、可動鉄心10などの既知の装置重量が風袋として差し引かれて、トラフ4上の物品Mの重量が検出される。このように、歪ゲージ14a〜14dと重量検出回路15で、重量検出器23を構成している。
【0014】
図2は、板ばね9の歪ゲージ14a〜14dの配設位置を示す正面図である。板ばね9は矩形であり、長手方向の一端部9aにベース7に取り付けるための取付孔H1 が、他端部9bにブラケット3に取り付けるための取付孔H2 がそれぞれ形成されている。各取付孔H1 ,H2 に前記ボルトB1 ,B2 が挿通される。歪ゲージ14a,14cは取付孔H2 の近傍で、歪ゲージ14b,14dは取付孔H1 の近傍で、それぞれの固定部よりも板ばね9の中央よりの位置に、接着剤で貼り付けられており、その出力リードがフレキシブル配線シート16の4本の配線16a〜16dに接続されて、図3に示すブリッジ回路17を構成している。
【0015】
図3は、ブリッジ回路17と、重量検出回路15の構成を示す図である。重量検出回路15は、第1〜第4の積分器19a〜19dと、第1,第2の分圧器20,21と、信号処理回路22とを有している。ブリッジ回路17の歪ゲージ14aと14cの接続点cは直流定電圧電源18に接続され、歪ゲージ14bと14dの接続点dは接地されている。また、歪ゲージ14aと14bの接続点aは第1の積分器19aに接続され、歪ゲージ14cと14dの接続点bは第2の積分器19bに接続されている。他方、接続点cと接地との間には、抵抗器R1 ,R2 の直列体で構成された第1の分圧器20と、抵抗器R3 ,R4 の直列体で構成された第2の分圧器21とが接続されており、第1の分圧器20の出力電圧は第3の積分器19cに、第2の分圧器21の出力電圧は第4の積分器19dにそれぞれ入力される。信号処理回路22には、接続点cの電圧VC 、接続点dの接地電位、積分器19a,19bの出力電圧Va ,Vb 、積分器19cから共通電圧Vcom ,積分器19dから参照電圧Vref がそれぞれ入力され、トラフ4上の重量Wが算出される。つまり、重量Wはブリッジ回路17で得られた振動する重量信号の平均値として求められる。
【0016】
図4は、本実施形態におけるトラフ4の振動系の振動特性を示す図である。この振動系は加振器2、ブラケット3、架台5および弾性体6からなる。共振周波数fn は、前述したように板ばね9のばね定数kと、ばね上重量m1 とばね下重量m2 で定まるので、トラフ4上の物品Mの重量Wに応じて変化し、図4に示すように、重量WがW1 から大きな値W2 に変化するとfn1からfn2のように低くなる。他方、板ばね9の振幅Aは、駆動電流Id の大きさと、その周波数fd によって変化し、駆動電流Id が大きいほど、また、駆動周波数fd が共振周波数fn に近づくほど大きくなる。したがって、たとえば、駆動電流Id とその周波数fd1が同一であっても、重量WがW1 からW2 に変化すると、振幅はA1 からA2 に変化する。
【0017】
振動フイーダ1の搬送量は、発明者による検討の結果、(トラフ上の物品の重量W)×(板ばねの振幅A)×(振動時間T)×(係数)で定まることがわかった。したがって、そのいずれかの値を調整することで、搬送量を調節することができ、単位時間ごとの搬送量は、トラフ上の物品の重量Wまたは板ばねの振幅Aを調節することで調整できる。前記係数は、板ばね9の振動方向Vとトラフ4の搬送方向Pとの角度ずれ、物品の種類による滑りの差等を修正するためのもので、経験的に求められる。なお、トラフ4の搬送方向Pの振幅を板ばね9の振幅とみなしてもよく、その場合、前記係数の値が異なってくる。
【0018】
図1の振幅検知手段25は、歪ゲージ9の歪量からトラフ4の搬送方向の振幅Aを検出する。また、データ記憶手段24は、トラフ4上の物品の重量Wをパラメータとした、加振器2の駆動周波数fd と、板ばね9の振幅Aのデータを記憶している。このデータは、例えば、実際に振動フイーダ1を駆動して搬送し、そのときの物品の重量Wを上述の方法で求めるとともに、振幅Aを前記歪ゲージ14a〜14dの歪量から求めることにより得られる。また、振幅検知手段25は、重量検出器23で検出された物品の重量Wと駆動周波数fd とに対応する振幅Aをデータ記憶手段24から読み出して出力する。
【0019】
次に、搬送量演算手段26は、振幅検知手段25から入力された振幅Aと、重量検出器23から入力された物品の重量Wと、振幅検知手段25において検出されるか、またはコントローラ13から出力される制御信号Cd の継続時間から求められる搬送時間(加振器2の動作時間)Tとに基づき、搬送量Sw を算出する。搬送量制御手段27は、入力された搬送量Sw と目標搬送量との差を振幅Aまたは搬送時間Tの調節により補正する搬送量制御信号Cswを、コントローラ13に出力する。コントローラ13は、スイッチング素子12の点弧角を調節して駆動電流Id を調整することにより振幅Aが指令された振幅になるように制御するか、または加振器2の動作時間Tを指示された時間となるように制御する。例えば、図4において、駆動周波数がfd1で、重量がW1 であったとき、駆動電流Id を大きくすると、振動特性曲線が上方にずれた破線で示す形となり、振幅AがA3 のように大きくなる。また、重量がW1 から大きな値W2 に変化すると、共振周波数はfn1からfn2のように低くなり、振幅AはA1 からA2 のように小さくなる。
【0020】
本実施形態によれば、トラフ4上の物品の重量Wが直接検出されて搬送量Sw がリアルタイムで精度よく得られる。また、リアルタイムで得られた搬送量Sw に基づいて振動フイーダ1の搬送量が制御されるので、応答性に優れ、したがって、精度の高い制御がなされる。また、物品の重量Wが板ばね9に装着された歪ゲージ14a〜14dを用いて検出され、別途ロードセルを必要としないので、小形で簡単な構成となる。さらに、データ記憶手段24に、トラフ4上の物品の重量Wをパラメータとして駆動周波数fd と振幅Aとの関係を示すデータを記憶しているので、振動式搬送装置の作動開始時の最初の計量データから搬送量の調整を実行できる。このため、試験運転の必要がなく、稼働率を高めることができる。
【0021】
図5は、本発明の第2実施形態を示す図で、図1と同一符号はそれぞれ同一部分または相当部分を示している。本実施形態は、重量検出器23を、ロードセル30と重量検出回路15とで構成したものである。本実施形態のロードセル30は、固定側が架台5に支持部材31を介して支持され、可動側に支持部材32を介して保持架台50が取り付けられて、架台5に支持されている振動フイーダ1の全重量を計量するように構成されている。他の構成とその作用は第1実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【0022】
本実施形態によってもやはり、搬送量Sw がリアルタイムで精度よく得られ、また、応答性に優れた高精度の搬送量制御が可能になり、さらに、試運転の必要をなくして稼働率を高めることができる。
【0023】
本発明の第3実施形態は、図1に示した第1実施形態と同一の装置構成を有し、図6に示す振幅−重量特性に基づいてトラフ4上の物品の重量を求める。すなわち、加振器2の駆動周波数fd が一定で、かつ、物品Mの重量Wのばらつきがさほど大きくない場合、振幅Aを重量Wから一義的に決めても、大きな誤差はない。そこで図6のような振幅−重量特性を得て、これを図1のデータ記憶手段24に記憶しておき、重量検出器23で検出した重量Wに基づいて、記憶された特性データから振幅Aを求める。こうして得られた重量Wと振幅Aを用いて、搬送量演算手段26が搬送量Sw を算出し、搬送量制御手段27から搬送量制御信号Cswが出力される。
【0024】
図7は、歪ゲージによって、物品の重量に加えて板ばねの振幅も求める第4実施形態に係る振動式搬送装置を示すもので、図1と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示している。図7において、14は歪ゲージで、板ばね9の振動時の撓み量の大きい部分に装着されている。前記第1実施形態では、板ばねに4つの歪ゲージを配置してブリッジ回路を構成し、温度補償、ねじれなどによる計量誤差を補償したが、高い計量精度を必要としない場合は、1つの歪ゲージを板ばねの歪量の大きい部分に配設し、この歪ゲージ14が検出した板ばね9の歪量から、トラフ上の物品の重量Wと、板ばね9の振幅Aの両方を検出することができる。
【0025】
図7において、33は振幅検出器で、歪ゲージ14と振幅検出回路33で構成され、振幅検出回路33は歪ゲージ14の振動する歪量から板ばね9の振幅Aを検出する。この歪ゲージ14の振動の歪量は板ばね9の変形量に対応している。なお、重量検出器23、搬送量演算手段26、および搬送量制御手段27の動作は、前記第1実施形態と同じであるので、説明は省略する。
【0026】
本第4実施形態によれば、第1実施形態と同一の効果が得られるのに加えて、第1実施形態で備えたデータ記憶手段を要しないので、構成が更に簡単になる。本実施形態においても、重量検出器23を第2実施形態と同様なロードセル型とすることができる。
【0027】
また、トラフの振幅(板ばねの振幅)を検出する手段は、歪ゲージによって検出するものに限られるものではなく、光学的検知手段、電気的検知手段であってもよい。
【0028】
図8は、本発明の第5実施形態に係る振動式搬送装置の構成を示す。本実施形態は、図7に示した振幅検出器33で検出した振幅値から、図6に示す振幅−重量特性に基づいてトラフ4上の物品の重量を求める。すなわち、データ記憶手段24は、図6に示した板ばね9の振幅値Aとトラフ4上の物品の重量Wとの関係を記憶しており、搬送量演算手段26は、振幅検出器33で検出された振幅Aに対応する重量Wをデータ記憶手段24から読み出して、搬送量Sw を算出する。搬送量制御手段27は、入力された搬送量と目標搬送量を比較し、その差が許容範囲を越えているときは、データ記憶手段24から目標搬送量となる振幅値Aを読み出し、加振器2の電流Id を板ばね9の振幅がA1 となる駆動電流Id に変更する搬送量制御信号Cswを、コントローラ13に送出する。本実施形態によれば、重量検出器を省略することができる。
【0029】
本発明の第6実施形態は、図8に示す構成において、図4に示すトラフ4上の物品の複数の重量Wにそれぞれ対応する複数の振幅−駆動周波数特性を記憶するデータ記憶手段24を設け、搬送量演算手段26により、振幅検出器33で検出された振幅値Aと駆動周波数fd とからトラフ4上の物品の重量Wを算出する。搬送量制御手段27による駆動電流Id の制御動作は前記第5実施形態と同様である。本第6実施形態によれば、重量検出器を省略できるとともに、搬送装置をより高精度に制御することができる。
【0032】
【発明の効果】
本発明の一構成によれば、ばね部材に設けた歪ゲージの歪量からトラフ上の物品の重量とトラフの振幅とを検出し、この重量と振幅とから、物品の搬送量をリアルタイムで算出、この搬送量に基づいて搬送装置の振動周波数、振幅、動作時間を制御するので、搬送装置の正確な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る振動式搬送装置の構成を示す図である。
【図2】第1実施形態の板ばねの歪ゲージの配設位置を示す正面図である。
【図3】第1実施形態のブリッジ回路と重量検出回路の構成を示す図である。
【図4】第1実施形態の振動系の振動周波数とトラフの搬送方向の振幅の関係を示す特性図である。
【図5】本発明の第2実施形態に係る振動式搬送装置の構成を示す図である。
【図6】本発明の第3実施形態のデータ記憶手段に記憶されている重量−振幅特性を示す図である。
【図7】本発明の第4実施形態に係る振動式搬送装置の構成を示す図である。
【図8】本発明の第5実施形態に係る振動式搬送装置の構成を示す図である。
【図9】組合せ計量装置の機構部の概略側面図である。
【符号の説明】
1…振動フイーダ、2…加振器、3…ブラケット、4…トラフ、5…架台、6…防振用の弾性体、7…ベース、8…電磁石、9…板ばね、10…可動鉄心、
11…商用電源、12…スイッチング素子、13…コントローラ、
14a〜14d…歪ゲージ、15…重量検出回路、16…フレキシブル配線シート、16a〜16d…配線、17…ブリッジ回路、18…直流定電圧電源、
19a〜19d…積分器、20,21…分圧器、22…信号処理回路、23…重量検出器、24…データ記憶手段、25…振幅検知手段、26…搬送量演算手段、27…搬送量制御手段、30…ロードセル、31,32…支持部材、33…振幅検出器、34…振幅検出回路、40…供給シュート、41分散フイーダ、42…プールホッパ、43,46…排出ゲート、44…計量ホッパ、45…計量手段、47…集合シュート、48…排出シュート、A…板ばねの振幅、AA…板ばねの検出振幅値、Cd …駆動制御信号、Csw…搬送量制御信号、fd …駆動周波数、Id …駆動電流、M…物品、Sw …搬送量、T…搬送時間、W…物品の重量。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oscillating conveying apparatus that supplies an article supplied onto a trough by vibrating the trough and supplying a constant weight every predetermined time.
[0002]
[Prior art]
For example, when an article such as a snack is packaged, it is cut out by a combination weighing device. FIG. 9 shows a schematic side view of the mechanism portion of the combination weighing device. The article M is supplied to the center of the short conical dispersion feeder 41 via the supply chute 40. Then, the vibration is distributed and supplied to the plurality of vibration feeders 1 arranged radially by the vibration of the dispersion feeder 41. Next, the articles M are conveyed to the respective vibration feeders 1 and sent to the pool hoppers 42 arranged on the circumference. After the articles M are temporarily pooled in accordance with the weighing operation, the discharge gate 43 of the pool hopper 42 is opened. It is opened and put into the weighing hopper 44. The weighing means 45 such as a load cell measures the weight W of the article M pooled in each weighing hopper 44 and outputs a weighing signal. The articles M weighed in weight W are collected by the collecting chute 47 with the discharge gate 46 of the weighing hopper 44 opened, and discharged to the discharge chute 48. The discharged article M is packaged by a packaging machine (not shown) to become a packaged product with a target weight. An input target value is set in each weighing hopper 44, and the amplitude or vibration time of the vibration feeder 1 is adjusted according to the magnitude of the measured value with respect to the target value so that the measured value matches the input target value. I have control.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, this control is performed by reading the measurement value of the weighing hopper, that is, the measurement value downstream of the conveying device, and is not performed by accurately reading the conveyance amount of the vibration feeder in real time. Delay increases and response is poor. For this reason, it is difficult to accurately control the input amount (conveyance amount).
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a vibration type conveying apparatus that can accurately control the conveyance amount in real time.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a vibration conveying apparatus for an article according to one configuration of the present invention is a conveying apparatus that vibrates a trough and conveys an article loaded on the trough in a vibration direction. A strain gauge is provided in a spring member that connects the two, and the weight of the article loaded on the trough and the amplitude of the trough are detected based on the electrical output of the strain gauge, and from the detected weight and amplitude The transport amount per unit time is calculated in real time, and the transport device is controlled based on the transport amount.
According to the above configuration, the weight of the article loaded on the trough and the amplitude of the trough are detected from the strain amount of the strain gauge provided on the spring member, and the conveyance amount of the article is calculated in real time from this weight and amplitude. , and controls the oscillation frequency of the transport device, the amplitude, the operation time on the basis of the conveyance amount, it is possible to perform accurate control of the transport apparatus.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic side view of the vibration feeder. The vibration feeder 1 includes a vibrator 2 and a trough 4 attached to the vibrator 2 via a bracket 3. The vibration exciter 2 includes a base 7 attached to a mount 5 to which the vibration feeder 1 is attached via a plurality of rubber or coil spring elastic or vibration isolating elastic bodies 6, The electromagnet 8 attached to the base 7 and one end 9a are attached to the front and rear parts of the base 7 by bolts B1, and the other end 9b is attached to the bracket 3 by bolts B2 and arranged in parallel. A pair of leaf springs 9 and a movable iron core 10 fixed to the bracket 3 and facing the electromagnet 8. The movable iron core 10 is fixed to the bracket 3 at a position corresponding to the other end portion 9 b of one leaf spring 9. The electromagnet 8 is supplied with power from a commercial AC power supply 11 via a switching element 12.
[0012]
The switching element 12 supplies the electromagnet 8 with an AC drive current having a frequency fd and a current amount Id based on the drive control signal Cd output from the controller 13, and attracts the movable iron core 10 of the electromagnet 8 and the spring of the leaf spring 9. With the amplitude A determined by the constant k, the trough 4 is vibrated in the direction of arrow V while keeping the horizontal posture, and the article M on the trough 4 is conveyed in the direction of arrow P (horizontal direction). The resonance frequency fn of the vibration system configured as described above is obtained by the following equation.
fn = (1 / 2π) (k / m) 1/2
Where m = (m1 × m2) / (m1 + m2), k is the spring constant, m1 is the sprung weight, and m2 is the unsprung weight.
In the present embodiment, the resonance frequency fn is set to be a frequency close to the commercial power supply frequency, whereby the amplitude of the trough 4 is increased with low power.
[0013]
Four strain gauges 14 a to 14 d are mounted in the vicinity of the bracket 3 at both ends of the leaf spring 9 on the front side in the transport direction and the fixing portion to the base 7. The mounting portion U is a portion where the elastic strain of the leaf spring 9 is large during vibration. That is, since the pair of leaf springs 9, 9 and the bracket 3 and the base 7 constitute a kind of Roverval mechanism that deforms while maintaining the parallelogram shape, the leaf spring 9 has one end 9a as a fulcrum. When the other end portion 9b moves, the vicinity of the bolts B1, B2, that is, the vicinity of the fixed portion is bent, and a large elastic strain is generated in this portion. The strain amounts detected by the strain gauges 14a to 14d are input to the weight detection circuit 15 in FIG. 1, and known device weights such as the bracket 3, trough 4, and movable iron core 10 are subtracted as a tare, and the trough 4 The weight of the article M is detected. As described above, the strain gauges 14 a to 14 d and the weight detection circuit 15 constitute a weight detector 23.
[0014]
FIG. 2 is a front view showing the arrangement positions of the strain gauges 14 a to 14 d of the leaf spring 9. The leaf spring 9 is rectangular, and an attachment hole H1 for attachment to the base 7 is formed at one end portion 9a in the longitudinal direction, and an attachment hole H2 for attachment to the bracket 3 is formed at the other end portion 9b. The bolts B1 and B2 are inserted into the mounting holes H1 and H2. The strain gauges 14a and 14c are attached in the vicinity of the attachment hole H2, and the strain gauges 14b and 14d are attached in the vicinity of the attachment hole H1 with an adhesive at a position closer to the center of the leaf spring 9 than the respective fixed portions. The output leads are connected to the four wires 16a to 16d of the flexible wiring sheet 16 to constitute the bridge circuit 17 shown in FIG.
[0015]
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the bridge circuit 17 and the weight detection circuit 15. The weight detection circuit 15 includes first to fourth integrators 19 a to 19 d, first and second voltage dividers 20 and 21, and a signal processing circuit 22. The connection point c between the strain gauges 14a and 14c of the bridge circuit 17 is connected to the DC constant voltage power source 18, and the connection point d between the strain gauges 14b and 14d is grounded. The connection point a between the strain gauges 14a and 14b is connected to the first integrator 19a, and the connection point b between the strain gauges 14c and 14d is connected to the second integrator 19b. On the other hand, between the connection point c and the ground, a first voltage divider 20 constituted by a series body of resistors R1 and R2 and a second voltage divider constituted by a series body of resistors R3 and R4. The output voltage of the first voltage divider 20 is input to the third integrator 19c, and the output voltage of the second voltage divider 21 is input to the fourth integrator 19d. The signal processing circuit 22 has a voltage VC at the connection point c, a ground potential at the connection point d, output voltages Va and Vb from the integrators 19a and 19b, a common voltage Vcom from the integrator 19c, and a reference voltage Vref from the integrator 19d. The weight W on the trough 4 is calculated. That is, the weight W is obtained as an average value of the vibrating weight signal obtained by the bridge circuit 17.
[0016]
FIG. 4 is a diagram illustrating the vibration characteristics of the vibration system of the trough 4 in the present embodiment. This vibration system includes a vibrator 2, a bracket 3, a gantry 5, and an elastic body 6. The resonance frequency fn is determined by the spring constant k of the leaf spring 9 and the unsprung weight m1 and unsprung weight m2 as described above. Therefore, the resonance frequency fn varies depending on the weight W of the article M on the trough 4, and is shown in FIG. Thus, when the weight W changes from W1 to a large value W2, it decreases as fn1 to fn2. On the other hand, the amplitude A of the leaf spring 9 varies depending on the magnitude of the drive current Id and its frequency fd, and increases as the drive current Id increases and the drive frequency fd approaches the resonance frequency fn. Therefore, for example, even if the drive current Id and its frequency fd1 are the same, when the weight W changes from W1 to W2, the amplitude changes from A1 to A2.
[0017]
As a result of examination by the inventors, it was found that the conveyance amount of the vibration feeder 1 is determined by (weight W of the article on the trough) × (amplitude A of the leaf spring) × (vibration time T) × (coefficient). Therefore, the conveyance amount can be adjusted by adjusting any of the values, and the conveyance amount per unit time can be adjusted by adjusting the weight W of the article on the trough or the amplitude A of the leaf spring. . The coefficient is used to correct an angular deviation between the vibration direction V of the leaf spring 9 and the conveying direction P of the trough 4, a difference in slip depending on the type of article, and the like, and is obtained empirically. Note that the amplitude of the trough 4 in the conveying direction P may be regarded as the amplitude of the leaf spring 9, and in this case, the value of the coefficient is different.
[0018]
The amplitude detection means 25 in FIG. 1 detects the amplitude A in the conveying direction of the trough 4 from the strain amount of the strain gauge 9. Further, the data storage means 24 stores data of the drive frequency fd of the vibrator 2 and the amplitude A of the leaf spring 9 using the weight W of the article on the trough 4 as a parameter. This data is obtained, for example, by actually driving and conveying the vibration feeder 1 and obtaining the weight W of the article at that time by the above method and obtaining the amplitude A from the strain amount of the strain gauges 14a to 14d. It is done. The amplitude detector 25 reads out the amplitude A corresponding to the weight W of the article detected by the weight detector 23 and the drive frequency fd from the data storage 24 and outputs it.
[0019]
Next, the conveyance amount calculation unit 26 detects the amplitude A input from the amplitude detection unit 25, the weight W of the article input from the weight detector 23, and the amplitude detection unit 25 or from the controller 13. The transport amount Sw is calculated based on the transport time (operation time of the vibrator 2) T obtained from the duration of the output control signal Cd. The carry amount control means 27 outputs to the controller 13 a carry amount control signal Csw for correcting the difference between the inputted carry amount Sw and the target carry amount by adjusting the amplitude A or the carry time T. The controller 13 controls the amplitude A to become the commanded amplitude by adjusting the firing angle of the switching element 12 to adjust the drive current Id, or the operation time T of the vibrator 2 is instructed. To control the time. For example, in FIG. 4, when the drive frequency is fd1 and the weight is W1, if the drive current Id is increased, the vibration characteristic curve becomes a shape indicated by a broken line upward, and the amplitude A increases as A3. . When the weight changes from W1 to a large value W2, the resonance frequency decreases from fn1 to fn2, and the amplitude A decreases from A1 to A2.
[0020]
According to the present embodiment, the weight W of the article on the trough 4 is directly detected, and the transport amount Sw can be obtained accurately in real time. Further, since the transport amount of the vibration feeder 1 is controlled based on the transport amount Sw obtained in real time, the response is excellent, and therefore, highly accurate control is performed. Further, since the weight W of the article is detected using the strain gauges 14a to 14d attached to the leaf spring 9, and a separate load cell is not required, the configuration is small and simple. Further, since the data storage means 24 stores the data indicating the relationship between the drive frequency fd and the amplitude A using the weight W of the article on the trough 4 as a parameter, the first measurement at the start of the operation of the vibratory conveyance device. The conveyance amount can be adjusted from the data. For this reason, there is no need for test operation, and the operating rate can be increased.
[0021]
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, respectively. In the present embodiment, the weight detector 23 includes a load cell 30 and a weight detection circuit 15. The load cell 30 of the present embodiment has a fixed side supported by a gantry 5 via a support member 31, and a holding gantry 50 is attached to a movable side via a support member 32, and the vibration feeder 1 supported by the gantry 5. It is configured to weigh the total weight. Other configurations and operations thereof are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0022]
Also according to the present embodiment, the transport amount Sw can be obtained with high accuracy in real time, high-accuracy transport amount control with excellent responsiveness can be performed, and further, the operation rate can be increased without the need for trial operation. it can.
[0023]
The third embodiment of the present invention has the same apparatus configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and obtains the weight of the article on the trough 4 based on the amplitude-weight characteristic shown in FIG. That is, when the drive frequency fd of the vibrator 2 is constant and the variation in the weight W of the article M is not so large, there is no big error even if the amplitude A is uniquely determined from the weight W. Therefore, an amplitude-weight characteristic as shown in FIG. 6 is obtained, stored in the data storage means 24 of FIG. 1, and based on the weight W detected by the weight detector 23, the amplitude A is obtained from the stored characteristic data. Ask for. Using the weight W and the amplitude A thus obtained, the carry amount calculating means 26 calculates the carry amount Sw, and the carry amount control means 27 outputs a carry amount control signal Csw.
[0024]
FIG. 7 shows a vibration type conveying apparatus according to a fourth embodiment for obtaining the amplitude of a leaf spring in addition to the weight of an article by using a strain gauge. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, respectively. . In FIG. 7, reference numeral 14 denotes a strain gauge, which is attached to a portion where the amount of bending during vibration of the leaf spring 9 is large. In the first embodiment, four strain gauges are arranged in the leaf spring to form a bridge circuit to compensate for measurement errors due to temperature compensation, torsion, etc., but if high measurement accuracy is not required, one strain gauge is used. A gauge is arranged in a portion where the strain amount of the leaf spring is large, and both the weight W of the article on the trough and the amplitude A of the leaf spring 9 are detected from the strain amount of the leaf spring 9 detected by the strain gauge 14. be able to.
[0025]
In FIG. 7, reference numeral 33 denotes an amplitude detector, which includes a strain gauge 14 and an amplitude detection circuit 33, and the amplitude detection circuit 33 detects the amplitude A of the leaf spring 9 from the amount of strain that the strain gauge 14 vibrates. The strain amount of the vibration of the strain gauge 14 corresponds to the deformation amount of the leaf spring 9. The operations of the weight detector 23, the carry amount calculation means 26, and the carry amount control means 27 are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
[0026]
According to the fourth embodiment, in addition to obtaining the same effect as the first embodiment, the configuration is further simplified because the data storage means provided in the first embodiment is not required. Also in this embodiment, the weight detector 23 can be a load cell type similar to that of the second embodiment.
[0027]
The means for detecting the trough amplitude (plate spring amplitude) is not limited to that detected by the strain gauge, and may be an optical detection means or an electrical detection means.
[0028]
FIG. 8 shows the configuration of a vibratory transfer device according to the fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the weight of the article on the trough 4 is obtained based on the amplitude-weight characteristic shown in FIG. 6 from the amplitude value detected by the amplitude detector 33 shown in FIG. That is, the data storage means 24 stores the relationship between the amplitude value A of the leaf spring 9 shown in FIG. 6 and the weight W of the article on the trough 4, and the carry amount calculating means 26 is an amplitude detector 33. The weight W corresponding to the detected amplitude A is read from the data storage means 24, and the carry amount Sw is calculated. The carry amount control means 27 compares the inputted carry amount with the target carry amount, and when the difference exceeds the allowable range, reads the amplitude value A that becomes the target carry amount from the data storage means 24 and applies vibration. A transport amount control signal Csw for changing the current Id of the container 2 to a drive current Id with the amplitude of the leaf spring 9 being A1 is sent to the controller 13. According to this embodiment, the weight detector can be omitted.
[0029]
The sixth embodiment of the present invention is provided with data storage means 24 for storing a plurality of amplitude-driving frequency characteristics respectively corresponding to a plurality of weights W of articles on the trough 4 shown in FIG. 4 in the configuration shown in FIG. Then, the transport amount calculating means 26 calculates the weight W of the article on the trough 4 from the amplitude value A detected by the amplitude detector 33 and the drive frequency fd. The control operation of the drive current Id by the carry amount control means 27 is the same as that in the fifth embodiment. According to the sixth embodiment, the weight detector can be omitted, and the transport device can be controlled with higher accuracy.
[0032]
【The invention's effect】
According to one configuration of the present invention, the weight of the article on the trough and the amplitude of the trough are detected from the strain amount of the strain gauge provided on the spring member, and the conveyance amount of the article is calculated in real time from this weight and amplitude. and, since the control vibration frequency of the carrier device, the amplitude, the operation time on the basis of the conveyance amount, it is possible to perform accurate control of the transport apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vibration type conveying apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing an arrangement position of a strain gauge of the leaf spring of the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a bridge circuit and a weight detection circuit according to the first embodiment.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the vibration frequency of the vibration system of the first embodiment and the amplitude of the trough in the carrying direction.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a vibratory transfer device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing weight-amplitude characteristics stored in data storage means of a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a vibration type conveying apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a vibratory transfer device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic side view of a mechanism unit of the combination weighing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibration feeder, 2 ... Exciter, 3 ... Bracket, 4 ... Trough, 5 ... Mount, 6 ... Elastic body for vibration suppression, 7 ... Base, 8 ... Electromagnet, 9 ... Leaf spring, 10 ... Movable iron core,
11 ... Commercial power supply, 12 ... Switching element, 13 ... Controller,
14a-14d ... strain gauge, 15 ... weight detection circuit, 16 ... flexible wiring sheet, 16a-16d ... wiring, 17 ... bridge circuit, 18 ... DC constant voltage power supply,
19a to 19d ... integrator, 20, 21 ... voltage divider, 22 ... signal processing circuit, 23 ... weight detector, 24 ... data storage means, 25 ... amplitude detection means, 26 ... carry amount calculation means, 27 ... carry amount control Means 30 ... Load cell 31, 32 ... Supporting member 33 ... Amplitude detector 34 ... Amplitude detection circuit 40 ... Supply chute 41 Dispersion feeder 42 ... Pool hopper 43, 46 Discharge gate 44 ... Weighing hopper 45 ... measuring means, 47 ... collecting chute, 48 ... discharge chute, A ... plate spring amplitude, AA ... plate spring detected amplitude value, Cd ... drive control signal, Csw ... conveyance amount control signal, fd ... drive frequency, Id: drive current, M: article, Sw: transport amount, T: transport time, W: weight of the article.

Claims (1)

トラフを振動させてトラフに載荷された物品を振動方向に搬送する搬送装置であって、
前記トラフとベースとを連結するばね部材に歪ゲージを設け、この歪ゲージの電気的出力に基づいて前記トラフに載荷された物品の重量と前記トラフの振幅とを検出するとともに、この検出した重量と振幅とから単位時間あたりの搬送量をリアルタイムで算出し、この搬送量に基づいて搬送装置を制御する物品の振動式搬送装置。
A conveying device that vibrates a trough to convey an article loaded on a trough in a vibration direction,
A strain gauge is provided on a spring member connecting the trough and the base, and the weight of the article loaded on the trough and the amplitude of the trough are detected based on the electrical output of the strain gauge, and the detected weight A vibration conveying device for an article, which calculates a conveyance amount per unit time in real time from the amplitude and amplitude, and controls the conveyance device based on the conveyance amount.
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