JP4072259B2 - 動的計量装置の計量条件決定装置 - Google Patents
動的計量装置の計量条件決定装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高精度に計量値を求めるための重量データの取得時間領域の限定されている秤、例えば自動重量選別機において、計量コンベアによって搬送される物品の重量を計量する場合、或いは定量充填秤、組合せ秤において計量ホッパに投入された物品の重量を計量する場合に、最も精度の高い計量値が得られるように演算用計測データの読み取り区間を決定する動的計量装置の計量条件決定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動的計量装置の計量条件決定装置（以下、単に「計量条件決定装置」と言うこともある。）の一例が特開平６−４３０１１号公報に開示されている。この動的計量装置は、図１１に示すように、物品６が送り込みコンベア１から計量コンベア２上に完全に送り込まれた時点Ｐから計量コンベア２上の物品６が送り出しコンベア３に接触し始める直前のＴI ”時点までが物品６の重量を計測することが可能な区間である。
この動的計量装置によると、本稼働前のテスト段階において、物品６の先端が計量コンベア２の全長の約１／３の所を差しかかる時点のＴI ’からＴI ”までの間（ＴW ’の時間幅）を通過する際に、重量検出器４が時系列的に（τ時間経過するごとに）出力する計量信号を計測データ（ｗ1,1 〜ｗn,1 ）として取得することを図１２に示すようにｍ回繰り返して行い、次に、各計測時間ｔ1 ’、・・、ｔk ’、・・、ｔn ’ごとの計測データの標準偏差σ1 、・・、σk 、・・、σn を演算し、標準偏差σ（ばらつき度）が最も小さい時間を選択してその選択した時間を計量時間として決定する。
【０００３】
この計量条件決定装置は、主として高次のローパスフィルタ、例えば応答遅れの大きいアナログフィルタ出力信号のＡ／Ｄ変換出力値、又は巡回型フィルタの出力値に対して適用することができるものであり、その出力値を計測するｔ1 ’〜ｔn ’の各時点を、フォトセンサ５によって起動するタイマで認識し、各計測時点ｔ1 ’〜ｔn ’における出力値の標準偏差σのうち最もσが小さい時点を物品６の重量値を決定するタイミングとして決定するものである。
【０００４】
また、従来の動的計量装置の計量条件決定装置の他の例が特開平８−６２０３２号公報に開示されている。この動的計量装置は、図１３に示すように、物品６の重量を計測可能な区間ＴW 内の比較的計測データが安定している区間ＴF の時系列計測データを計量値決定のための演算用計測データ読み取り（取得）区間としており、区間ＴF の時系列計測データを一重又は多重移動平均フィルタによって演算することにより、時系列計測データに含まれている１又は複数の定周期振動ノイズを除去し、これによって、物品の重量を正確に計量しようとするものである。
つまり、この一重又は多重移動平均フィルタは、計測データに含まれているノイズ周期であって、計量誤差の原因となる振幅を有するＮ個の代表的なノイズの各周期をＴ1 、Ｔ2 、・・・、ＴN とし、計測可能な時間幅をＴW としたとき、
ＴW ≧Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋・・・＋ＴN −（Ｎ−１）×τ ・・・（１）
を満足するように設定される。
従って、まだ更に除去したい周期Ｔ(N+1) のノイズが存在している場合でも、そのノイズの周期Ｔ(N+1) を加えたフィルタにすると、
ＴW ＜Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋・・・＋ＴN ＋Ｔ(N+1) −Ｎ×τ ・・・（２）
が成立するときは、周期Ｔ(N+1) を加えないこととする。
なぜなら、計測可能区間ＴW を超える範囲における計測データは、物品６が計量コンベア２上に完全に乗っていない状態、又は乗った直後の状態でのデータであるので、ノイズの影響を考慮する以前に、極めて大きい誤差を含んでいるからである。この理由により、（１）式が成立するように多重移動平均フィルタを設定する。
【０００５】
従って、
（１）計量誤差の要因となる代表的な定周期振動ノイズの数が少ないか、若しくは、これらのノイズ周期の総和に対して計測可能区間ＴW の時間が十分に長い場合であるが、もう１つの周期の長いノイズを加えると区間ＴW を超えてしまうときは、
ＴW ＞＞Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋・・・＋ＴN −（Ｎ−１）×τ ・・・（３）
のごとくＮ重の移動平均フィルタが決定される。
（２）区間ＴW の長さに対して、除去を必要とするノイズが比較的多い場合は、
ＴW ＝Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋・・・＋ＴN −（Ｎ−１）×τ ・・・（４）
又は、
ＴW ＞Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋・・・＋ＴN −（Ｎ−１）×τ ・・・（５）
のごとく決定される。つまり、多重移動平均フィルタが除去しようとするノイズ周期の総和は、計測可能区間ＴW の時間と略等しいか、若しくは、もう１つ分のノイズ周期を加えると、区間ＴW を超えてしまうこととなるように決定される。基本的には、移動平均フィルタの数が多いほど、除去することができる定周期振動ノイズの数が多くなり、計量誤差の低減に有利と考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平６−４３０１１号公報に開示されている前者の計量条件決定装置は、最も安定した計量値を演算できるようにすることを目的として、図１２に示す区間ＴW ’内において計測データが最も安定するタイミングｔK ’を計測データ読み取りの最終のタイミングに決定して、これにより計量精度の向上を図ることとしているが、最も安定した計量値を演算することができるようにするための、計測データの読み取りを開始するタイミングを決定するものではない。この読み取り開始時点Ｔ1 ’は、Ｔ1 ”の約１／４として設定しているだけである。
【０００７】
そして、特開平８−６２０３２号公報に開示されている後者の計量条件決定装置は、計量精度の向上を図ることを目的として、図１３に示すＴW 区間内の計測データに含まれている計量誤差の要因となる１又は２以上の定周期振動ノイズを除去しているが、最も安定した計量値を演算することができるように、移動平均演算する計測データの読み取り開始時点を決定するものではない。つまり、（１）式を満足するようにノイズ周期を決定した場合でも、計測可能な区間ＴW の始点Ｐ付近の計測データをフィルタ演算に参加させる場合があり、この場合は、物品６が計量コンベア２上に乗り込んだ直後の衝撃振幅を含む計測データを演算に参加させており、これにより、高い計量精度を得ることができない場合がある。
【０００８】
本発明は、最も安定した計量値を演算することができるように、演算する計測データの取得の開始時点等を含む計量条件を決定する動的計量装置の計量条件決定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、重量検出器の出力する計量信号のうち予め設定されている計量信号の読み取り開始時点から予め設定されている計量信号の読み取り終了時点までの読み取り区間の計量信号を演算して物品の計量値を決定する動的計量装置において、上記重量検出器により物品を計量したときに異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに計量信号を読み取り、この読み取った計量信号を各区間ごとに演算してこれら各読み取り区間ごとに演算された計量値を読み取る読み取り手段と、物品を複数回計量したときに上記読み取り手段が読み取った複数の計量値を、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けしこれら組分けした各計量値を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている各計量値のばらつき度を各組ごとに算出するばらつき度算出手段と、このばらつき度算出手段が算出した複数のばらつき度のうち比較的小さいばらつき度を選択してそのばらつき度の組と対応する読み取り開始時点を本稼働時の読み取り開始時点と決定する読み取り開始時点決定手段と、を具備している。
【００１０】
上記読み取り手段は、上記重量検出器により物品を計量したときに異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに計量信号を読み取り、各読み取り区間ごとに、予め定めたサンプリング数をフィルタ定数として計量信号に対して一重又は多重移動平均演算を行い、これら各読み取り区間ごとに演算された計量値を読み取る構成であって、上記サンプリング数又は上記多重移動平均演算の重数を、上記各読み取り区間に応じて変更する変更手段を備えている。
【００１１】
第２の発明は、第１又は第２の発明に係る動的計量装置の計量条件決定装置において、上記記憶手段は、本稼働時に物品を複数回計量したときに上記読み取り手段が読み取った複数の計量値を、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けしこれら組分けした各計量値を記憶する。
【００１２】
第１の発明に係る動的計量装置の計量条件決定装置（以下、計量条件決定装置という。）によると、計量信号の読み取り開始時点を決定することができる。動的計量装置は、この決定された読み取り開始時点から読み取り終了時点までの計量信号を読み取り、この読み取った計量信号を演算して物品の計量値を決定することができる。
この計量条件決定装置によると、本稼働前の段階、又は本稼働の段階で物品を計量したときに、異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに読み取った計量信号を各区間ごとに演算して、これら各読み取り区間ごとに演算された計量値を読み取り手段により読み取る。記憶手段は、物品を複数回計量したときに読み取り手段が読み取った複数の計量値を、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けし、これら組分けした計量値を記憶する。次に、ばらつき度算出手段が、記憶手段に記憶されている計量値のばらつき度を各組ごとに算出する。そして、読み取り開始時点決定手段が、ばらつき度算出手段が算出した複数のばらつき度のうち比較的小さいばらつき度を選択して、そのばらつき度の組と対応する読み取り開始時点を本稼働時の読み取り開始時点と決定することができる。
【００１３】
計量信号に対して予め定めたサンプリング数をフィルタ定数として一重又は多重移動平均演算を行うことによって計量値を求めているので、そのサンプリング数と対応する定周期振動ノイズを計量信号から除去することができる。そして、計量信号を異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに読み取り、各読み取り区間に応じてサンプリング数又は多重移動平均演算の重数を変更しているので、計量値のばらつき度が比較的小さい読み取り区間を選択することにより、計量値のばらつき度が比較的小さくなるサンプリング数又は多重移動平均演算の重数を選択することができる。
【００１４】
第２の発明によると、本稼働時に物品を順次計量した際に読み取り手段が読み取った複数の計量値を使用して新たな読み取り開始時点を決定して読み取り開始時点を新たなものに変更し、この変更後の読み取り開始時点と対応する読み取り区間の計量信号を演算して物品の計量値を決定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る動的計量装置の計量条件決定装置（以下、単に「計量条件決定装置」ともいう。）の一実施形態は、重量選別機に計量条件決定装置を実施したものである。この重量選別機は、図１１に示すように、送り込みコンベア１、計量コンベア２、送り出しコンベア３を備えており、計量コンベア２は、ロードセル等の重量検出器４により支持されている。また、送り込みコンベア１と計量コンベア２との間には、物品６の有無を検出する為の例えばフォトセンサ５等の物品検出器を設けてある。物品６は、送り込みコンベア１、計量コンベア２、送り出しコンベア３によって図１１の左側から右側方向に搬送される。
【００１６】
図１０は、この重量選別機及び計量条件決定装置の電気回路を示すブロック図である。４は重量検出器、７は増幅器、８はフィルタ、９はＡ／Ｄ変換器、１０はマイクロコンピュータの入出力回路であり、１１はマイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵという。）、１２はＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｅ2 ＲＯＭ等のメモリー素子を備える記憶部、５はフォトセンサ、１３は入力部である。
【００１７】
この重量選別機により物品の重量を選別するときは、物品を図１１に示す送り込みコンベア１に供給する。送り込みコンベア１で搬送される物品６は、計量コンベア２の直前のａ位置でフォトセンサ５を遮光して、この時図１１に示すフォトセンサ５の出力パルスがＣＰＵ１１に入力する。そして、物品６が計量コンベア２上に乗ると、重量検出器４が計量信号を出力し、この計量信号は増幅器７で増幅されて、フィルタ８で高周波分が除去され、そして図１１に示す重量波形（重量検出器４の出力信号）で表す計量信号に処理される。そして、この計量信号は、Ａ／Ｄ変換器９によりデジタル計量信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器９は、極めて短い時間間隔τｍｓｅｃ、例えば０．１ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃに１回づつＡ／Ｄ変換するタイプのものである。そして、図７に示すように、フォトセンサ５の出力パルスがＣＰＵ１１に入力するａの時点から所定時間ＴaIが経過した時点のＩ（Ｉは、計量信号の読み取り開始時点）から読み取り終了時点Ｒまでの計量信号を読み取り、これら読み取った計量信号を演算して物品６の計量値を求め、その計量値を予め設定されている許容重量値と比較し、その比較結果を選別信号として送り出しコンベア３に送出する。これにより、許容重量外の物品は許容重量内の物品と異なる搬送経路に送られる。
【００１８】
また、この重量選別機は、上述したように順次搬入される物品６の選別を行う運転モードと、計量信号の読み取り開始時点等の計量条件を決定して設定するためのテストモードと、各種計量条件を設定するための設定モード（１）及び（２）と、を有している。この計量条件決定装置は、簡単に言うと、テストモード（本稼働前の段階）及び運転モード（本稼働中の段階）において、計量信号の読み取り開始時点が互いに相違する複数の各読み取り区間に対して、互いに相違するサンプリング数又は互いに相違する重数の一重若しくは多重移動平均演算を複数回行うことにより各読み取り区間ごとに物品の計量値を求め、計量値のばらつき度が比較的小さい読み取り区間を選択することにより、計量値のばらつき度が比較的小さくなるサンプリング数又は移動平均演算の重数を選択し、この選択した読み取り区間、サンプリング数等の計量条件を本稼働時に使用して移動平均演算を行うことにより高精度の計量を行うことができる。このようにして、高い計量精度が得られる計量信号の読み取り開始時点Ｉ、計量信号の読み取り区間Ｉ〜Ｒ、各移動平均演算のサンプリング数、及び移動平均演算の重数からなる計量条件を自動的に決定することができる。
【００１９】
この計量条件決定装置は、ＣＰＵ１１、記憶部１２、及び記憶部１２に予め書き込まれているプログラムによって構成されている。即ち、ＣＰＵ１１は、重量検出器４より供給される計量信号を計測データとして、記憶部１２に書き込まれているプログラムに従って演算処理し、その処理結果に基づいて本稼働時の計量信号の読み取り開始時点等から成る計量条件を決定する機能を備えている。つまり、この機能を達成するための読み取り手段、記憶手段、ばらつき度算出手段、及び読み取り開始時点決定手段を備えている。
【００２０】
読み取り手段は、本稼働前のテスト段階（テストモード）、及び本稼働中の段階（運転モード）で物品を計量コンベア２に送り込んで物品６を計量する際に、重量検出器４により物品６を計量したときに異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに計量信号を読み取り、各読み取り区間ごとに決定されるサンプリング数と、予め設定されているサンプリング数をフィルタ定数として計量信号に対して、予め設定されている一重又は多重移動平均演算を行い、これら各読み取り区間ごとに演算された計量値を読み取る構成であって、サンプリング数又は多重移動平均演算の重数を、各読み取り区間に応じて変更する変更手段を備えているものである。
【００２１】
記憶手段は、記憶部１２を構成するＲＡＭであり、テストモード、及び運転モードで略同一重量又は互いに相違する重量の物品６を予め設定されている回数のＬ回計量したときに、読み取り手段が読み取った複数の計量値データを、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けし、これら組分けした各計量値データを記憶する手段である。
【００２２】
ばらつき度算出手段は、記憶部１２に記憶されている各計量値データの標準偏差σ（ばらつき度）を各組ごとに算出する手段である。
読み取り開始時点決定手段は、このばらつき度算出手段が算出した複数の標準偏差σのうち比較的小さい標準偏差σを選択してその標準偏差σの組と対応する読み取り開始時点を本稼働時の読み取り開始時点と決定する手段である。なお、読み取り開始時点決定手段が決定した読み取り開始時点Ｉは、記憶部１２に記憶されて（設定されて）、本稼働時における計量信号の読み取り開始時点Ｉとして使用される。そして、この読み取り開始時点Ｉと対応する計量信号の読み取り区間Ｉ〜Ｒ、各移動平均演算のサンプリング数、及び移動平均演算の重数からなる計量条件が自動的に決定されて設定することができる。
【００２３】
次に、この計量条件決定装置により、図７及び図９に示す計量信号の読み取り開始時点Ｉを決定する手順を図１乃至図５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に対応するプログラムは、記憶部１２のＰＲＯＭに記憶されている。
まず、図１（ａ）に示すように、作業者がキーボード（入力部１３）を操作して、プログラムを設定モード（１）に設定する（Ｓ１００）。次に、計量コンベア２の長さＬ1 、物品搬送速度Ｖ、被計量物品６の長さＬ2 を設定する（Ｓ１０２）。すると、ＣＰＵ１１がＬ1 、Ｖ及びＬ2 から決まる計量信号の計測可能区間ＴW （＝（Ｌ1 −Ｌ2 ）／Ｖ）、及び計量精度の評価区間ＴX （＝ｊ×ＴW ）を算出する（Ｓ１０４、Ｓ１０６）。ただし、ｊは１以下の値であり、例えば０．３である。そして、この計量精度の評価区間ＴX は、長いほど計量信号の読み取り区間の選択の幅を広げることができ、これによって計量精度が高くなる読み取り区間を比較的正確に選択することができるが、あまり長いと演算時間が長く掛かるので適切な時間となるようにｊ（＝０．３）を設定してある。次に、フォトセンサ５が物品６を検出した時ａから計測可能区間ＴW の開始点Ｐまでの時間ＴaP（＝Ｌ2 ／Ｖ）をＣＰＵ１１内のタイマにセットする（Ｓ１０８）。
【００２４】
次に、図１（ｂ）に示すように、従来の計量条件決定装置の後者のもの（特開平８−６２０３２号公報に開示されている装置）と同様にして、Ｎ重移動平均フィルタの各タップ数Ｄ1 、Ｄ2 、・・・、ＤN を設定する。即ち、まず、作業者が入力部１３を操作して、プログラムを設定モード（２）に設定し（Ｓ２００）、Ｎ重移動平均フィルタの各タップ数Ｄ1 、Ｄ2 、・・・、ＤN を設定する（Ｓ２０２）。Ｎは、１、２、・・の自然数である。このＮ重移動平均フィルタの各タップ数Ｄ1 、Ｄ2 、・・・、ＤN を設定する機能及び方法は、従来の後者の計量条件決定装置と同等であるので詳細な説明を省略する。
【００２５】
なお、Ｎ重移動平均フィルタは、ＣＰＵ１１の読み取り手段に含まれており、図６に示すデジタル計量信号ｗ1 、ｗ2 、・・・に含まれている代表的なＮ種類の定周期振動ノイズを減衰させるためのものである。このＮ種類の各定周期振動ノイズのそれぞれの略１周期分に相当するＮ種類のサンプリング数をこのＮ重移動平均フィルタの各フィルタ定数、即ちタップ数としている。このＮ重移動平均フィルタによってフィルタ処理された計量信号ＷK+1,N は、Ｎ種類の各定周期振動ノイズのそれぞれの略１周期分に相当するサンプリングデータの平均値になるために、結果的にＮ種類の定周期振動ノイズ成分が除去されたことになる。
ただし、Ｎ重移動平均フィルタの各タップ数Ｄ1 、Ｄ2 、・・・、ＤN を設定するときには、（１）式が成立するように設定する。
図６に示すように、第１番目、第２番目、・・・、第Ｎ番目の定周期振動ノイズの略１周期分に相当するサンプリング数がＤ1 、Ｄ2 、・・・、Ｄ(N-1) （＝４個）、ＤN （＝５個）である。そして、Ｎ重移動平均フィルタに含まれている第Ｎ次移動平均フィルタは、計測データｗK+1 、ｗK+2 、・・・をサンプリング間隔τが経過するごとに、サンプリング数（タップ数）を５個として移動平均演算を行い、移動平均値ｗK+1,1 、ｗK+2,1 、・・・を算出する。第（Ｎ−１）次移動平均フィルタは、移動平均値ｗK+1,1 、ｗK+2,1 、・・・をサンプリング間隔τが経過するごとに、サンプリング数を４個として移動平均演算を行い移動平均値ｗK+1,2 、ｗK+2,2 、・・・を算出する。このようにして順次、第１次移動平均フィルタまでＮ回移動平均演算を行うことにより物品６の計量値ＷK+1,N を算出することができる。
これにより、図６に示す計量信号の仮の読み取り開始点Ｑが決定されるので、時点Ｐ、Ｑ、時間間隔ＴW 、ＴM 、ＴF が決まり、それぞれが記憶部１２に記憶される。
【００２６】
次に、フローチャートには示さないが、本稼働前のテスト段階において、従来の計量条件決定装置の前者のもの（特開平６−４３０１１号公報に開示されている装置）と同様にして、計量信号の読み取り終了時点ｔK ’（図１２参照）を求める演算をＣＰＵ１１に行わせる。
つまり、図６に示すように、物品６が送り込みコンベア１から計量コンベア２上に完全に送り込まれた時点Ｐから計量コンベア２上の物品６が送り出しコンベア３に接触し始める直前のＲ（＝ＴI ”）時点までが物品６の重量を計測することが可能な区間である。従って、本稼働前のテスト段階において、物品６の先端が計量コンベア２の全長の約１／３の所を差しかかる時点のＱ（＝ＴI ’）からＲまでの間（ＴF （＝ＴW ’）の時間幅）を通過する際に、重量検出器４が時系列的に（τ時間経過するごとに）出力する計量信号を計測データ（ｗK+1 、ｗK+2 、・・・、ｗM ）として読み取ることを図１２に示すようにｍ回繰り返して行い、次に、各計測データを読み込んだ計測時間ｔK+1 、・・・、ｔM （図示せず）ごとの計測データの標準偏差σ1 、・・・、σM を演算し、標準偏差σ（ばらつき度）が最も小さい時間を選択してその選択した時間を計量時間として決定する。ここでは、説明を簡単にするために、その選択された時間がＲとし、このＲを計量信号の読み取り終了時点と決定する。
【００２７】
次に、このテスト段階で、本発明の特徴とする計量信号の読み取り開始時点Ｉを決定する方法を説明する。つまり、今の状態は、代表的なＮ種類の定周期振動ノイズを減衰させるためのＮ重移動平均フィルタを設定した状態であるが、このＮ重移動平均フィルタ、このフィルタと異なる重数の移動平均フィルタ、及び別のタップ数の多重移動平均フィルタのうち、どのような移動平均フィルタを使用すれば物品６の重量を最も精度良く計量することができるかを判定することができるのが本発明の特徴とするところである。
【００２８】
まず、図２に示すように、作業者が入力部１３を操作して、プログラムをテストモードに設定する（Ｓ３００）。次に、基準物品を送り込みコンベア１により計量コンベア２に搬入させる。すると、物品の搬入開始がフォトセンサ５によって検知され、物品を検知した時点ａからＴaP時間が経過した時ＰよりＴW 時間が経過する時点Ｒまでの間（図６参照）、ＣＰＵ１１がＡ／Ｄ変換器９の出力するデジタル計量信号ｗ11〜ｗ12〜ｗ1Mを読み取り、その読み取った順番に計測データとして記憶部１２に記憶する。なお、Ａ／Ｄ変換器９は、τ時間ごとにアナログ計量信号をデジタル計量信号に変換しているので、物品を計量コンベア２に１回通過させる度に（ＴW ／τ）＋１＝Ｍ個の計測データが記憶部１２に記憶される。そして、物品がフォトセンサ５によって検知されてＲの時点となった時に、基準物品が計量コンベア２を通過した回数のカウント値ＴＣ1 を１だけ加算して基準物品の計量回数をカウントする。このようにして、基準物品の計量をＬ回繰り返して行って、ステップＳ３０２に示す夫々の計測データ（ｗ11、ｗ12〜ｗ1M）、（ｗ21、ｗ22〜ｗ2M）〜（ｗL1、ｗL2〜ｗLM）を記憶部１２のメモリー領域に記憶する（Ｓ３０２）。この計測データは、読み取り手段が読み取る。
【００２９】
次に、計量精度の評価区間ＴX が区間ＴM よりも長い場合と短い場合とでは処理の方法が相違するので、図には示さないが、まず、ＴX ≦ＴM であるか否かを判定する。
なお、評価区間ＴX とは、例えばＴX ≦ＴM の場合では、図６に示すようにＴX の区間内の各計測データｗ1 〜ｗK が得られる各計測時点ｔ1 〜ｔK を、それぞれ計測データの読み取り開始時点とする（Ｎ＋１）重移動平均フィルタに含まれている第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのＫ種類のタップ数を設定するための区間である。そして、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数とサンプリングデータは、読み取り開始時点がｔ1 である場合は（Ｋ＋１）個でありｗ1 〜ｗK+1 であり、読み取り開始時点がｔ2 である場合はＫ個でありｗ2 〜ｗK+1 である。同様にして、読み取り開始時点がｔK である場合は２個でありｗK 、ｗK+1 である。
【００３０】
そして、ＴX ＞ＴM の場合では、図８に示すようにＴM の区間内についてはＴX ≦ＴM の場合と同様にＫ種類のタップ数の第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタを設定するための区間であり、Ｑ〜Ｓの区間内については、各計測データｗK+1 〜ｗK+3 が得られる各計測時点ｔK+1 〜ｔK+3 を、それぞれ計測データの読み取り開始時点とするＮ重移動平均フィルタに含まれている第Ｎ次移動平均フィルタの３種類のタップ数を設定するための区間である。
ただし、評価区間ＴX の終点Ｓが計測時点ｔK+3 よりも後ろの時点となっている場合は、各計測データｗK+1 〜ｗK+5 が得られる各計測時点ｔK+1 〜ｔK+5 を、それぞれ計測データの読み取り開始時点とするＮ重移動平均フィルタに含まれている第Ｎ次移動平均フィルタの４種類のタップ数を設定するための区間とし、各計測データｗK+5 〜ｗK+8 が得られる各計測時点ｔK+5 〜ｔK+8 を、それぞれ計測データの読み取り開始時点とする（Ｎ−１）重移動平均フィルタに含まれる第（Ｎ−１）次移動平均フィルタの３種類のタップ数を設定するための区間とする。以下、同様とする。
第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数とサンプリングデータは、ＴX ≦ＴM の場合と同一である。そして、Ｎ重移動平均フィルタとした場合の第Ｎ次移動平均フィルタのタップ数とサンプリングデータは、読み取り開始時点がｔK+1 である場合は５個でありｗK+1 〜ｗK+5 であり、順次同様にして、読み取り開始時点がｔK+4 である場合は２個でありｗK+4 、ｗK+5 である。同様にして、（Ｎ−１）重移動平均フィルタとした場合の第（Ｎ−１）次移動平均フィルタのタップ数とサンプリングデータは、読み取り開始時点がｔK+5 である場合は４個でありｗK+5 〜ｗK+8 であり、・・・、読み取り開始時点がｔK+7 である場合は２個でありｗK+7 、ｗK+8 である。
そして、評価区間ＴX の終点Ｓが計測時点ｔK+8 よりも後ろの時点となっている場合は、上記と同様にして（Ｎ−２）重以下の重数の多重移動平均フィルタを設定して上記と同様にして計測データの移動平均演算を行って計量値を算出する。このように、計測データの読み取り開始時点を変更したり、第（Ｎ＋１）次、第Ｎ次、第（Ｎ−１）次、・・・移動平均フィルタのタップ数を変更し、及び多重移動平均フィルタの次数を変更するのが変更手段である。
【００３１】
従って、図６に示すようにＴX ≦ＴM であると判定した場合は、図７に示すように、Ｎ重移動平均フィルタに更に第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタを加えて（Ｎ＋１）重移動平均フィルタを設定することとする。そして、図８に示すようにＴX ＞ＴM であると判定したときは、（Ｎ＋１）重移動平均フィルタを設定することができるし、図９に示すように、第Ｎ次移動平均フィルタのサンプリング数を元の数よりも少なくしたＮ重移動平均フィルタを設定することができる。そして、Ｎ重移動平均フィルタの重数を減じて（Ｎ−ｕ）重移動平均フィルタを設定することもできる。ただし、ｕはＮよりも小さい自然数である。
【００３２】
まず、ＴX ≦ＴM であり、ＴX ＝ＴM であると判定した場合で、Ｎ重移動平均フィルタに第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタを増加するときの処理手順を説明する。
即ち、図２のステップＳ３０２に示すように、Ｌ回の計量が終了すると、第１回目の計量で得られた計測データ（ｗ11、ｗ12〜ｗ1M）に対して、図６に示すＴX 区間内の各計測データｗ11〜ｗ1Kが得られる各計測時点ｔ1 〜ｔK を、それぞれ計測データの読み取り開始時点とするＫ組の計測データに組分けし（Ｋ組の読み取り区間に組分けし）、各組（区間）の計測データに対して（Ｎ＋１）重移動平均フィルタにより演算を行い、Ｋ個の計量値データ列Ｗ11〜Ｗ1Kを算出して読み取る（Ｓ３０４）。
ただし、第１次〜第Ｎ次移動平均フィルタの各タップ数Ｄ1 〜ＤN は、ステップＳ２０２で設定した通りである。第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数ＤN+1 は、読み取り開始時点から計測データｗ1(K+1)を読み取る時点ｔ1(K+1)までの計測データの個数に設定する。即ち、読み取り開始点の計測データがｗ11の場合は（Ｋ＋１）に設定し、読み取り開始点の計測データがｗ12の場合はＫに設定する。そして、順次同様にしてタップ数が設定されて、読み取り開始点の計測データがｗ1Kの場合は２に設定する。
同様にして、第１〜第Ｌ回目の計量で得られた計測データ（ｗ21、ｗ22〜ｗ2M）〜（ｗL1、ｗL2〜ｗLM）に対してもそれぞれＫ個ずつの計量値データ列（Ｗ21〜Ｗ2K）〜（ＷL1〜ＷLK）を算出して読み取る（Ｓ３０４）。これら計量値データ列（Ｗ11〜Ｗ1K）〜（ＷL1〜ＷLK）を読み取るのが読み取り手段である。
【００３３】
次に、これら計量値データ（Ｗ11〜Ｗ1K）〜（ＷL1〜ＷLK）を、計測データの読み取り開始時点ｔ1 〜ｔK が共通するものどうしで組分けし（Ｗ11〜ＷL1）、（Ｗ12〜ＷL2）〜（Ｗ1i〜ＷLi）〜（Ｗ1K〜ＷLK）、これら組分けした計量値データを記憶部１２に記憶する（Ｓ３０６）。
そして、読み取り開始時点ｔ1 の計量値データ（Ｗ11〜ＷL1）の組のばらつき度、例えば標準偏差σ1 をＣＰＵ１１が算出する。同様にしてＣＰＵ１１が読み取り開始時点ｔ2 、ｔ3 、・・・、ｔk の夫々の組（Ｗ12〜ＷL2）〜（Ｗ1K〜ＷLK）の標準偏差σ2 、σ3 、・・・、σk を算出する（Ｓ３０６）。そして、これらσ1 〜σk を計量回数の番号順に配置して記憶部１２に記憶する。この標準偏差を算出するのがばらつき度算出手段である。
【００３４】
次に、ＣＰＵ１１がこれらσ1 〜σk のうちで最も小さいもの、例えばσi を選び出して（Ｓ３０８）、計量精度の最も良い計測データの読み取り開始時点ｔi を決定する。ｉは、１〜Ｋまでの整数である。この計測データの読み取り開始時点ｔi を仮の読み取り開始時点Ｑに代えて、本稼働時の読み取り開始時点に決定するのが読み取り開始時点決定手段である。
【００３５】
次に、物品６がフォトセンサ５を遮光してから所定時間経過後に物品の計量信号を読み取る読み取り開始時点ｔi 、即ち、図７に示す読み取り開始時点Ｉ（＝ｔi ＝ｔ4 ）のタイマー時間の設定について説明する。計測可能区間ＴW の始まりの時点Ｐから（ｗ1i〜ｗLi）を取得する時点Ｉまでの区間ＰＩの時間ＴPIをＴPI＝（ｉ−１）×τの演算により算出する（Ｓ３１０）。次に、フォトセンサ５が物品を検出した時から計測データ（ｗ1i〜ｗLi）の取得を開始するまでの時間ＴaIをＴaI＝ＴaP＋ＴPIの演算により算出し、その算出した時間ＴaIをＣＰＵ１１のタイマにセットする（Ｓ３１２）。これで読み取り開始時点ｔi のタイマー時間の設定が終了する。
【００３６】
更に、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数Ｄ(N+1) をＤ(N+1) ＝Ｋ−ｉ＋２の演算によって算出して記憶部１２に記憶する（Ｓ３１４）。これで、ＴX ≦ＴM の場合の計量信号の読み取り開始時点Ｉ、読み取り終了時点Ｒ、多重移動平均フィルタの重数（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数Ｄ(N+1) を決定することができ、テストモードを終了する。
なお、図７では、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数Ｄ(N+1) を６、第Ｎ次移動平均フィルタのタップ数ＤN が元の５、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタのタップ数Ｄ(N-1) が元の４、・・・としている例を示している。ｗ4,1 、ｗ5,1 、・・・は、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタの演算によって得られたデータ、ｗ4,2 、ｗ5,2 、・・・は、第Ｎ次移動平均フィルタの演算によって得られたデータ、ｗ4,3 、ｗ5,3 、・・・は、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタの演算によって得られたデータ、Ｗ4,N+1 は、第１次移動平均フィルタの演算によって得られたデータであり、このＷ4,N+1 が物品の計量値として出力される。
【００３７】
次に、ＣＰＵ１１がＴX ＞ＴM であると判定した場合の処理手順を説明する。即ち、図２のステップＳ３０２に示すように、Ｌ回の計量が終了すると、図８に示すＴX 区間内のＴM 区間においては、ＴX ≦ＴM の場合と同様にして、ステップＳ３０４のＮ重移動平均フィルタの演算を行い、計量値データ（Ｗ11〜Ｗ1K）〜（ＷL1〜ＷLK）を求める。
次に、ＴX 区間内のＱの時点を超えてＳ（＝ｔ(K+3) ）の時点までは、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタの演算を行わずに、第Ｎ次移動平均フィルタにおける計測データの読み取り開始時点をＱの時点からτ時間ずつ時間経過の方向に順次ずらして元の第Ｎ次移動平均フィルタのタップ数ＤN ＝５以下であるタップ数が５、４、３の３種類の第Ｎ次移動平均フィルタの演算を行い、この３種類の各第Ｎ次移動平均フィルタごとにＮ重移動平均フィルタの演算を行う。これによって、ステップＳ３０４に記載の計量値データと対応する（Ｗ1(K+1)、Ｗ1(K+2)、Ｗ1(K+3)）、（Ｗ2(K+1)、Ｗ2(K+2)、Ｗ2(K+3)）〜（ＷL(K+1)、ＷL(K+2)、ＷL(K+ 3)）を求める。
【００３８】
ここで、ＴX 区間の終点のＳの時点が計測データｗK+5 を取得する時点にある場合は、タップ数が５、４、３、２の４種類の第Ｎ次移動平均フィルタの演算を行い、この４種類の各第Ｎ次移動平均フィルタごとにＮ重移動平均フィルタの演算を行う。これによって、ステップＳ３０４に記載の計量値データと対応する（Ｗ1(K+1)、Ｗ1(K+2)、Ｗ1(K+3)、Ｗ1(K+4)）、（Ｗ2(K+1)、Ｗ2(K+2)、Ｗ2(K+3)、Ｗ2(K+4)）〜（ＷL(K+1)、ＷL(K+2)、ＷL(K+3)、ＷL(K+4)）を求める。
【００３９】
また、ＴX 区間の終点のＳの時点が計測データｗK+5 を取得する時点ｔK+5 （この時点を含む）と計測データｗK+7 を取得する時点ｔK+7 （この時点を含む）との間にある場合、即ち、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタの計測データの読み取り開始時点ｔK+5 よりも後ろにある場合は、第（Ｎ＋１）次、及び第Ｎ次移動平均フィルタの演算を行わずに、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタにおける計測データの読み取り開始時点を計測データｗK+5 を読み取る時点ｔK+5 からτ時間ずつ時間経過の方向に順次ずらして元の第（Ｎ−１）次移動平均フィルタのタップ数Ｄ(N-1) ＝４以下であるタップ数が４、３、２の３種類の第（Ｎ−１）次移動平均フィルタの演算を行い、この３種類の各第（Ｎ−１）次移動平均フィルタごとに（Ｎ−１）重移動平均フィルタの演算を行う。これによって、ステップＳ３０４に記載の計量値データと対応する（Ｗ1(K+5)、Ｗ1(K+6)、Ｗ1(K+7)）、（Ｗ2(K+5)、Ｗ2(K+6)、Ｗ2(K+7)）〜（ＷL(K+5)、ＷL(K+6)、ＷL(K+7)を求める。
【００４０】
ただし、ＴX 区間の終点のＳの時点が計測データｗK+8 を取得する時点ｔK+8 よりも後側にある場合は、これ以降の処理を行わないこととしている。しかし、動的計量装置の用途に応じて、第（Ｎ−２）次移動平均フィルタの次数及びこの次数よりも小さい第（Ｎ−ｕ）次移動平均フィルタのタップ数を変更して、（Ｎ−ｕ）重移動平均フィルタの演算を行って計量値データを求めてもよい。
【００４１】
このようにして、計量信号の読み取り開始時点が属する各区間（ｗ1 〜ｗK ）、（ｗK+1 〜ｗK+4 ）、（ｗK+5 〜ｗK+7 ）ごとに計量値データ〔（Ｗ11〜Ｗ1K）〜（ＷL1〜ＷLK）〕、〔（Ｗ1(K+1)〜Ｗ1(K+4)）〜（ＷL(K+1)〜ＷL(K+4)）〕、〔（Ｗ1(K+5)〜Ｗ1(K+7)）〜（ＷL(K+5)〜ＷL(K+7)〕が求まると、ステップＳ３０６と同様にして、計測データの読み取り開始時点ｔ1 〜ｔK+7 が共通するものどうしで組分けし（Ｗ11〜ＷL1）〜（Ｗ1i〜ＷLi）〜（Ｗ1K〜ＷLK）〜（Ｗ1(K+7)〜ＷL(K+7)）、これら組分けした計量値データを記憶部１２に記憶する（Ｓ３０６参照）。
そして、ステップＳ３０６と同様にして、ＣＰＵ１１が読み取り開始時点ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 、・・・、ｔ(K+7) の夫々の組（Ｗ11〜ＷL1）〜（Ｗ1(K+7)〜ＷL(K+7)）の標準偏差σ1 、σ2 、・・・、σ(K+7) を算出して記憶部１２に記憶する。
【００４２】
次に、ステップＳ３０８と同様にして、ＣＰＵ１１がこれらσ1 〜σ(K+7) のうちで最も小さいもの、例えばσi を選び出して、計量精度の最も良い計測データの読み取り開始時点ｔi を決定する。ｉは、１〜（Ｋ＋７）までの整数である。これ以降の処理は、ステップＳ３１０〜Ｓ３１４と同等であるのでその説明を省略する。
これで、ＴX ＞ＴM の場合の計量信号の読み取り開始時点Ｉ、読み取り終了時点Ｒ、多重移動平均フィルタの重数（Ｎ＋１）、Ｎ、若しくは（Ｎ−ｕ）、及び第（Ｎ＋１）、第Ｎ、若しくは第（Ｎ−ｕ）次移動平均フィルタのタップ数Ｄを決定することができ、テストモードを終了する。
なお、図９では、第Ｎ次移動平均フィルタのタップ数ＤN を３、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタのタップ数ＤN-1 が元の４、・・・としている例を示している。ｗK+3,1 、ｗK+4,1 、・・・は、第Ｎ次移動平均フィルタの演算によって得られたデータ、ｗK+3,2 、ｗK+4,2 、・・・は、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタの演算によって得られたデータ、ＷK+3,N は、第１次移動平均フィルタの演算によって得られたデータであり、このＷK+3,N が物品の計量値として出力される。
【００４３】
次に、本稼働において、物品を重量選別する手順を図５のフローチャートを参照して説明する。上記のようにして、計量信号の読み取り開始時点Ｉ等の計量条件が自動的に設定された後に運転モードにセットする（Ｓ４００）。しかる後に、物品６を計量コンベア２に送り込むと、この物品６によりフォトセンサ５が遮光され（Ｓ４０２）、この遮光された時点からＴaIｍｓｅｃ経過して計量信号の読み取り開始時点Ｉとなった時に、ＣＰＵ１１がＩＲ区間の計量信号を順次読み取って記憶部１２に記憶する（Ｓ４０６）。そして、これら記憶部１２に記憶された計量信号の計測データを使用して、上記テストモードで自動的に決定された（Ｎ＋１）、Ｎ、又は（Ｎ−ｕ）重移動平均フィルタにより演算を行い、物品６の計量値データＷ4,(N+1) 、又はＷ(K+3),N 等を読み取る（Ｓ４０８）。次に、この読み取った計量値データを予め設定されている許容重量値と比較し、その比較結果を選別信号として送り出しコンベア３に送出する。これにより、許容重量外の物品は許容重量内の物品と異なる搬送経路に送られる。このようにして、順次計量コンベア２に送り込まれる物品の重量選別を行うことができる。
【００４４】
また、この計量条件決定装置は、本稼働中に、重量選別機が物品６を予め設定されている回数のＥ（≧Ｌ）回計量する度に、テストモードで計量条件（計量信号の読み取り開始時点Ｉ、タップ数、及び一重又は多重移動平均フィルタの重数）を決定した処理方法と同様の処理方法を使用して、本稼働中に計量した物品６の計測データの演算処理を行い、自動的に新たな計量条件を決定して、テストモードで設定された計量条件に代えて、本稼働中にこの新たに決定した計量条件に変更することができる。更に、本稼働中に設定した計量条件に代えて、本稼働中に新たに決定した計量条件に変更することができる構成となっている。
つまり、本稼働モードにおいて、重量選別機による第１回目の計量から第Ｅ回目の計量は、テストモードで設定された計量信号の読み取り開始時点Ｉ等の計量条件に基づいて物品６の重量を計量する。そして、第（Ｅ＋１）回目の計量から第２Ｅ回目の計量までは、本稼働モードの第１回目の計量から第Ｌ回目の計量によって決定された計量条件に基づいて物品の重量を計量する。以下同様にして、第（２Ｅ＋１）回目の計量から第３Ｅ回目の計量は、本稼働モードの第（Ｅ＋１）回目の計量から第（Ｅ＋Ｌ）回目の計量によって決定された計量条件に基づいて物品の重量を計量する。
【００４５】
次に、更に具体的にＣＰＵ１１の処理内容を説明する。この処理を行うプログラムは記憶部１２に記憶されている。
（１）本稼働時に１回計量するごとにＣＰＵ１１が計量回数カウンタのカウント値に１を加算する。
（２）計量回数カウンタは、カウント値がＥに到達すると、ＣＰＵ１１がそのカウント値をリセットし、次回以降の計量回数を１からカウントする。
（３）計量回数カウンタのカウント値がＥに到達した時に、ＣＰＵ１１が第１のフラグをセットして、それ以降に計量されたＬ回分の計量信号のＴW 間の時系列計測データを全て記憶部１２に記憶する。このＬ回をカウントするのはデータ取得カウンタであり、このデータ取得カウンタのカウント値がＬとなった時にはそのカウント値をリセットすると共に、第１のフラグをリセットする。
（４）データ取得カウンタのカウント値がＬに到達した時は、ＣＰＵ１１が第２のフラグをセットする。
（５）ＣＰＵ１１は、第２のフラグをセットすると、物品の重量計量の処理と並行して、計量信号の読み取り開始時点Ｉ、タップ数、及び一重又は多重移動平均フィルタの重数からなる計量条件を決定するための上記演算を行い、最適な計量条件が決定し、計量回数カウンタのカウント値がＥに到達した時点でこの新しい計量条件を設定して、次回以降の計量をこの新しい計量条件に基づいて行う。なお、この新しい計量条件が設定された時点で第２のフラグをリセットする。
【００４６】
このように、本稼働時に物品６を順次計量した際に読み取り手段が読み取った複数の計量値を使用して新たな読み取り開始時点Ｉを決定し、この新たに決定した読み取り開始時点Ｉと対応する読み取り区間ＩＲの計量信号を演算して物品６の計量値を求めることができるので、本稼働中のいずれの時点においても物品６の重量を精度良く計量することができる。つまり、例えば本稼働中において、計量コンベア２の搬送面の物品６に対する摩擦抵抗が稼働時間の経過に伴って変化して、物品６が計量コンベア上に乗り込んだ際に発生する衝撃（過渡応答振動波形）が変化したために、比較的高い計量精度が得られる計量信号の読み取り開始時点が変化した場合でも、物品６の重量を精度良く計量することができる。
【００４７】
次に、本稼働時に得られた重量の異なる物品の計測データを使用して最適な計量条件を求めることができる理由を説明する。
今、本稼働時に重量の異なるＬ個の物品６を計量したとして図３のステップＳ３０６に示す計量値データ（Ｗ11〜ＷL1）、（Ｗ12〜ＷL2）〜（Ｗ1i〜ＷLi）〜（Ｗ1K〜ＷLK）が得られたとする。ここで、各組の計量値データのばらつきの要因となる要素は、個々の物品の重量の違いによるばらつきと、計量コンベア２の秤の特性変化（例えば零点、スパン等のドリフト）によるばらつきと、過渡応答の違いによるばらつきと、が重複したものである。このばらつき度合を標準偏差σで表すとして、第１列目の数列（Ｗ11〜ＷL1）の標準偏差をσ1 、標準偏差σ1 に含まれている物品の重量のばらつきに基づく標準偏差をσ1a、標準偏差σ1 に含まれている計量コンベア２の特性変化に基づく標準偏差をσ1b、標準偏差σ1 に含まれている過渡応答の違いによるばらつきに基づく標準偏差をσ1cとする。同様に、第２列目の数列（Ｗ12〜ＷL2）の対応する夫々の標準偏差をσ2 、σ2a、σ2b、σ2cとする。これらの関係は、
【００４８】
σ1 2 ＝σ1a 2 ＋σ1b 2 ＋σ1c 2 ・・・（６）
σ2 2 ＝σ2a 2 ＋σ2b 2 ＋σ2c 2 ・・・（７）
となる。
【００４９】
σ1aとσ2aを比較すると、第１列目の数列（Ｗ11〜ＷL1）と第２列目の数列（Ｗ12〜ＷL2）の重量の標準偏差σ1aとσ2aは、いずれも同一のＬ個の物品の重量の標準偏差を表しているので、σ1a＝σ2aと言うことができ、従って、σ1a＝σ2a＝・・・＝σKaが成立する。よって、物品の重量の違いは、計量値データの標準偏差σ1 、σ2 、・・・の違いの要因となっていないと言える。従って、本稼働中において、重量の異なる物品の計測データに基づいて新たに求めた計量条件によっても物品の重量を高精度に計量することができる。
【００５０】
なお、σ1bとσ2bを比較すると、第１列目と第２列目の数列の計量値データ（Ｗ11〜ＷL1）と（Ｗ12〜ＷL2）が得られる時間間隔は、極めて短いτ時間であるので、第１列目と第２列目の数列の計量値データが得られる時間間隔、ひいては第１列目から第Ｋ列目の数列の計量値データが得られる時間間隔（Ｋ−１）×τ≒１００ｍｓにおける秤の特性変化は非常に小さく無視することができる。また、計量回数ごとの秤の特性変化のばらつきはあるが、秤の特性変化（ドリフト）の標準偏差σ1bとσ2bは、いずれも同一のＬ回の計量における特性変化の標準偏差を表しているので、σ1b＝σ2bと言うことができる。従って、σ1b＝σ2b＝・・・＝σKbが成立する。よって、秤の特性変化の違いは、計量値データの標準偏差σ1 、σ2 、・・・の違いの要因となっていないと言える。
また、σ1cとσ2cを比較すると、１列目と２列目の計量値データでは、時間差が極めて短いので、過渡応答波形における衝撃外乱の度合や収束度合の違いは殆ど無視することができるが、１列目からＫ列目までのσ1c〜σKcを比較すると、この時間差によって過渡応答波形における衝撃外乱の度合等の違いが存在する。従って、σ1c〜σKc間の差は、過渡応答波形による差を意味しており、本発明は、過渡応答波形における衝撃外乱の度合等の変化を検出して、過渡応答波形に基づく誤差を除去することができる計量条件を選択して設定することを目的としている。
【００５１】
ただし、上記実施形態では、図７及び図９に示すＩ〜Ｒ区間（ＴIR時間帯）に読み取った計測データを一重又は多重移動平均フィルタにより演算を行って計量値を求める動的計量装置に適用される計量条件決定装置を例に挙げたが、これに代えて、物品の重量を計量する所定の時間帯の計測データを読み取って、上記移動平均フィルタ以外の方式の演算を行って計量値を求める動的計量装置に適用される計量条件決定装置としてもよい。
【００５２】
上記実施形態では、テストモードにおいて、略同一重量の基準物品を計量してその計量により得た計測データを使用して本稼働時の計量条件を決定したが、、略同一重量の基準物品の代わりに、互いに異なる重量の物品を計量してその計量により得た計測データを使用して本稼働時の計量条件を決定してもよい。
【００５３】
上記実施形態において、計量条件決定装置を重量選別機に適用したが、例えば重量式の充填秤やトラックスケール等の他の動的計量装置に適用することができる。重量式の充填秤に適用する場合は、図６乃至図９に示すＰ時点は、充填機が所定重量の物品を送り出した時にその送り出しをカットしたタイミングから時間Ｔd だけ遅れた時点である。このＴd 時間は、秤の上に載っている物品と充填機との間に存在する落差分の物品が秤の上に完全に落下するまでの予想時間である。なお、この時間Ｔd は正確に見込む必要はなく、上記実施形態で説明したように、高精度の計量を行うことができる計測データの読み取り開始時点Ｉを選択することができる。
【００５４】
上記実施形態の図１（ｂ）のステップＳ２０２において、動的計量装置の計量信号に含まれる代表的な定周期振動ノイズを除去するために、Ｎ重移動平均フィルタの各タップ数を設定するが、各タップ数は従来公知の方法で決定することができる。例えば、時間間隔ＴW の長さを考慮して（１）式が成立するように、計測データをフーリエ変換演算（ＦＦＴ演算）することによって代表的なシステムノイズを抽出して各タップ数を決定してもよい。更に、動的計量装置の設計条件や運転条件から代表的なシステムノイズを算出して各タップ数を決定してもよい。
【００５５】
上記実施形態において、各組ごとに算出した標準偏差σのうち、最も小さいものを選択したが、第２番目又は第３番目に小さい標準偏差を選択して、その選択した標準偏差の組の計量信号の読み取り開始時点、デジタルフィルタを本稼働時に使用することができる。要するに、動的計量装置に要求されている計量精度に応じて所望の標準偏差を選択することができる。
【００５６】
上記実施形態において、図６に示すようにＴX の区間の最初の時点をＰとしたが、Ｐ時点よりも時間経過の方向の後ろの時点としてもよい。つまり、Ｐ時点近辺の計測データは、過渡応答波形における大きな衝撃外乱等を含んでいるので計量値データを演算するための計測データとして読み取るのは不適切な場合があり、これを省略することができる。これによって、このような計測データを演算するための時間を省略することができる。
【００５７】
上記実施形態において、物品がフォトセンサ５を遮光したときからＴaI時間経過したときよりＡ／Ｄ変換器９をスタートさせて各計測時点における計量信号を読み込んで記憶したが、フォトセンサ５の代わりにコンパレータを使用することができる。つまり、閾値を設定して、アナログ計量信号がこの閾値を最初に越えた時点をＡ／Ｄ変換器９のスタート時点とすることができる。そして、アナログ計量信号が閾値を越えている間を各計測時点として設定してもよい。また、Ａ／Ｄ変換器９を常時動作させておき、Ａ／Ｄ変換器９が出力するデジタル信号と予め設定した所定の比較値とを比較して、この比較値を越えるデジタル信号を各計測時点の計量信号として記憶部１２に記憶してもよい。従って、この記憶部１２に記憶した計量信号を計測データとして使用することができる。
【００５８】
上記実施形態において、計量値データのばらつき度の評価基準として標準偏差σを使用したが、σ2 を使用して各組の計量値データのばらつき度を比較してもよいし、各組の計量値データの最大値と最小値の偏差Ｒを使用して、各組の計量値データのばらつき度を比較してもよい。
【００５９】
上記実施形態において、高精度の計量を行うことができるように、第Ｎ次、又は第（Ｎ−１）次移動平均フィルタ等のフィルタのタップ数を変更したり、第Ｎ次移動平均フィルタから順にフィルタを減少させて、多重移動平均フィルタの次数を減少させているが、タップ数を変更する移動平均フィルタとしては、例えば比較的タップ数の大きいものがよい。その理由は、タップ数が多少減少してもこのフィルタの対象とするノイズの除去特性にあまり影響がないからである。そして、除去する移動平均フィルタとして、比較的計量精度に対する影響の小さいノイズを除去するためのフィルタが選択されるように設定するのがよい。ただし、タップ数を変更するフィルタ、及び除去するフィルタとして、Ｎ重移動平均フィルタの全てのフィルタを順次当てはめてそれぞれについて計量値データを求め、計量値データが最も安定するフィルタをそのフィルタとして決めてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
第１の発明によると、物品を計量したときに、異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに読み取った計量信号を各区間ごとに演算してこれら各読み取り区間ごとに計量値を決定する。そして、複数の物品を順次計量して各読み取り区間ごとに計量値を決定することを繰り返す。次に、これら複数の計量値を、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けして記憶する。そして、ばらつき度算出手段が、計量値のばらつき度を各組ごとに算出し、これら複数のばらつき度のうち比較的小さいばらつき度を選択してそのばらつき度の組と対応する読み取り開始時点を本稼働時の読み取り開始時点と決定することができる。これにより、物品の重量を比較的（例えば最も）精度良く計量することができる計量信号の読み取り開始時点を自動的に短時間に決定することができるという効果がある。従って、経験の浅い作業者であっても熟練者と同様に最適な計量信号の読み取り開始時点を決定することができるという効果がある。
【００６１】
また、計量信号の読み取り開始時点が互いに相違する複数の各読み取り区間に対して、互いに相違するサンプリング数又は重数の多重移動平均演算を複数回行うことにより各読み取り区間ごとに物品の計量値を求め、計量値のばらつき度が比較的小さい読み取り区間を選択することにより、計量値のばらつき度が比較的小さくなるサンプリング数又は多重移動平均演算の重数を選択することができる。これにより、この選択した読み取り区間の計量信号に対して、対応するサンプリング数又は重数の多重移動平均演算を行うことにより高精度の計量を行うことができる。
つまり、例えば１つでも多くの種類の定周期振動ノイズを計量信号から除去するためには、図１３に示す計量信号の読み取り開始時点Ｑを早くして（Ｐに近づける方向に移動させて）、計量信号の読み取り区間ＴF を長くする必要がある。
しかし、計量信号の読み取り開始時点Ｑを早くし過ぎると、物品６が計量コンベア２上に乗り込んだ際に発生する衝撃（過渡応答振動波形）を含む計量信号を読み取ることとなり、却って計量精度を低下させることとなる場合がある。
そこで、本発明は、計量信号の読み取り開始時点が互いに相違する複数の各読み取り区間ごとに演算して計量値を求めて、計量値のばらつき度が比較的小さい読み取り区間を選択し、これにより、比較的高い計量精度が得られる計量信号の読み取り開始時点（読み取り区間）を決定することができるようにしている。
【００６２】
第２の発明によると、本稼働時に物品を順次計量した際に読み取り手段が読み取った複数の計量値を使用して新たな読み取り開始時点を決定し、この新たに決定した読み取り開始時点と対応する読み取り区間の計量信号を演算して物品の計量値を求めることができるので、本稼働中のいずれの時点においても順次変更された新たな読み取り開始時点からの計量信号に基づいて物品の重量を精度良く計量することができる。つまり、例えば本稼働中において、計量コンベアの搬送面の物品に対する摩擦抵抗が稼働時間の経過に伴って変化して、物品が計量コンベア上に乗り込んだ際に発生する衝撃（過渡応答振動波形）が変化したために、比較的高い計量精度が得られる計量信号の読み取り開始時点が変化した場合でも、変更後の新たな読み取り開始時点から読み取った計量信号に基づいて物品の重量を精度良く計量することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）はこの発明の一実施形態に係る動的計量装置の計量条件決定装置により本稼働前に各種データを設定する手順を示すフローチャートである。
【図２】同実施形態に係る同計量条件決定装置により本稼働前のテストモードで計量信号の読み取り開始時点等の計量条件を決定するための手順を示すフローチャートである。
【図３】同実施形態に係る同計量条件決定装置により本稼働前のテストモードで計量信号の読み取り開始時点等の計量条件を決定するための手順を示すフローチャートである。
【図４】同実施形態に係る同計量条件決定装置により本稼働前のテストモードで計量信号の読み取り開始時点等の計量条件を決定するための手順を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態に係る同計量条件決定装置により設定された計量条件に従って重量選別機が本稼働時に物品の重量を計量する手順を示すフローチャートである。
【図６】同実施形態に係る同計量条件決定装置による計量条件の決定前の計量信号の処理状態及び計量信号を示す波形図である。
【図７】同実施形態に係る同計量条件決定装置による計量条件の決定後の計量信号の処理状態及び計量信号を示す波形図である。
【図８】同実施形態に係る同計量条件決定装置による計量条件の決定前の計量信号の処理状態及び計量信号を示す波形図である。
【図９】同実施形態に係る同計量条件決定装置による計量条件の決定後の計量信号の処理状態及び計量信号を示す波形図である。
【図１０】同実施形態の重量選別機及び同計量条件決定装置の電気回路を示すブロック図である。
【図１１】従来の重量選別機の概略と計測タイミング等を示す図である。
【図１２】従来の計量条件決定装置により得られた計測データのマトリクスを示す図である。
【図１３】従来の他の計量条件決定装置による計量条件の決定後の計量信号の処理状態及び計量信号を示す波形図である。
【符号の説明】
４ 重量検出器
９ Ａ／Ｄ変換器
１１ ＣＰＵ
１２ 記憶部
【発明の属する技術分野】
この発明は、高精度に計量値を求めるための重量データの取得時間領域の限定されている秤、例えば自動重量選別機において、計量コンベアによって搬送される物品の重量を計量する場合、或いは定量充填秤、組合せ秤において計量ホッパに投入された物品の重量を計量する場合に、最も精度の高い計量値が得られるように演算用計測データの読み取り区間を決定する動的計量装置の計量条件決定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動的計量装置の計量条件決定装置（以下、単に「計量条件決定装置」と言うこともある。）の一例が特開平６−４３０１１号公報に開示されている。この動的計量装置は、図１１に示すように、物品６が送り込みコンベア１から計量コンベア２上に完全に送り込まれた時点Ｐから計量コンベア２上の物品６が送り出しコンベア３に接触し始める直前のＴI ”時点までが物品６の重量を計測することが可能な区間である。
この動的計量装置によると、本稼働前のテスト段階において、物品６の先端が計量コンベア２の全長の約１／３の所を差しかかる時点のＴI ’からＴI ”までの間（ＴW ’の時間幅）を通過する際に、重量検出器４が時系列的に（τ時間経過するごとに）出力する計量信号を計測データ（ｗ1,1 〜ｗn,1 ）として取得することを図１２に示すようにｍ回繰り返して行い、次に、各計測時間ｔ1 ’、・・、ｔk ’、・・、ｔn ’ごとの計測データの標準偏差σ1 、・・、σk 、・・、σn を演算し、標準偏差σ（ばらつき度）が最も小さい時間を選択してその選択した時間を計量時間として決定する。
【０００３】
この計量条件決定装置は、主として高次のローパスフィルタ、例えば応答遅れの大きいアナログフィルタ出力信号のＡ／Ｄ変換出力値、又は巡回型フィルタの出力値に対して適用することができるものであり、その出力値を計測するｔ1 ’〜ｔn ’の各時点を、フォトセンサ５によって起動するタイマで認識し、各計測時点ｔ1 ’〜ｔn ’における出力値の標準偏差σのうち最もσが小さい時点を物品６の重量値を決定するタイミングとして決定するものである。
【０００４】
また、従来の動的計量装置の計量条件決定装置の他の例が特開平８−６２０３２号公報に開示されている。この動的計量装置は、図１３に示すように、物品６の重量を計測可能な区間ＴW 内の比較的計測データが安定している区間ＴF の時系列計測データを計量値決定のための演算用計測データ読み取り（取得）区間としており、区間ＴF の時系列計測データを一重又は多重移動平均フィルタによって演算することにより、時系列計測データに含まれている１又は複数の定周期振動ノイズを除去し、これによって、物品の重量を正確に計量しようとするものである。
つまり、この一重又は多重移動平均フィルタは、計測データに含まれているノイズ周期であって、計量誤差の原因となる振幅を有するＮ個の代表的なノイズの各周期をＴ1 、Ｔ2 、・・・、ＴN とし、計測可能な時間幅をＴW としたとき、
ＴW ≧Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋・・・＋ＴN −（Ｎ−１）×τ ・・・（１）
を満足するように設定される。
従って、まだ更に除去したい周期Ｔ(N+1) のノイズが存在している場合でも、そのノイズの周期Ｔ(N+1) を加えたフィルタにすると、
ＴW ＜Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋・・・＋ＴN ＋Ｔ(N+1) −Ｎ×τ ・・・（２）
が成立するときは、周期Ｔ(N+1) を加えないこととする。
なぜなら、計測可能区間ＴW を超える範囲における計測データは、物品６が計量コンベア２上に完全に乗っていない状態、又は乗った直後の状態でのデータであるので、ノイズの影響を考慮する以前に、極めて大きい誤差を含んでいるからである。この理由により、（１）式が成立するように多重移動平均フィルタを設定する。
【０００５】
従って、
（１）計量誤差の要因となる代表的な定周期振動ノイズの数が少ないか、若しくは、これらのノイズ周期の総和に対して計測可能区間ＴW の時間が十分に長い場合であるが、もう１つの周期の長いノイズを加えると区間ＴW を超えてしまうときは、
ＴW ＞＞Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋・・・＋ＴN −（Ｎ−１）×τ ・・・（３）
のごとくＮ重の移動平均フィルタが決定される。
（２）区間ＴW の長さに対して、除去を必要とするノイズが比較的多い場合は、
ＴW ＝Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋・・・＋ＴN −（Ｎ−１）×τ ・・・（４）
又は、
ＴW ＞Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋・・・＋ＴN −（Ｎ−１）×τ ・・・（５）
のごとく決定される。つまり、多重移動平均フィルタが除去しようとするノイズ周期の総和は、計測可能区間ＴW の時間と略等しいか、若しくは、もう１つ分のノイズ周期を加えると、区間ＴW を超えてしまうこととなるように決定される。基本的には、移動平均フィルタの数が多いほど、除去することができる定周期振動ノイズの数が多くなり、計量誤差の低減に有利と考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平６−４３０１１号公報に開示されている前者の計量条件決定装置は、最も安定した計量値を演算できるようにすることを目的として、図１２に示す区間ＴW ’内において計測データが最も安定するタイミングｔK ’を計測データ読み取りの最終のタイミングに決定して、これにより計量精度の向上を図ることとしているが、最も安定した計量値を演算することができるようにするための、計測データの読み取りを開始するタイミングを決定するものではない。この読み取り開始時点Ｔ1 ’は、Ｔ1 ”の約１／４として設定しているだけである。
【０００７】
そして、特開平８−６２０３２号公報に開示されている後者の計量条件決定装置は、計量精度の向上を図ることを目的として、図１３に示すＴW 区間内の計測データに含まれている計量誤差の要因となる１又は２以上の定周期振動ノイズを除去しているが、最も安定した計量値を演算することができるように、移動平均演算する計測データの読み取り開始時点を決定するものではない。つまり、（１）式を満足するようにノイズ周期を決定した場合でも、計測可能な区間ＴW の始点Ｐ付近の計測データをフィルタ演算に参加させる場合があり、この場合は、物品６が計量コンベア２上に乗り込んだ直後の衝撃振幅を含む計測データを演算に参加させており、これにより、高い計量精度を得ることができない場合がある。
【０００８】
本発明は、最も安定した計量値を演算することができるように、演算する計測データの取得の開始時点等を含む計量条件を決定する動的計量装置の計量条件決定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、重量検出器の出力する計量信号のうち予め設定されている計量信号の読み取り開始時点から予め設定されている計量信号の読み取り終了時点までの読み取り区間の計量信号を演算して物品の計量値を決定する動的計量装置において、上記重量検出器により物品を計量したときに異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに計量信号を読み取り、この読み取った計量信号を各区間ごとに演算してこれら各読み取り区間ごとに演算された計量値を読み取る読み取り手段と、物品を複数回計量したときに上記読み取り手段が読み取った複数の計量値を、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けしこれら組分けした各計量値を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている各計量値のばらつき度を各組ごとに算出するばらつき度算出手段と、このばらつき度算出手段が算出した複数のばらつき度のうち比較的小さいばらつき度を選択してそのばらつき度の組と対応する読み取り開始時点を本稼働時の読み取り開始時点と決定する読み取り開始時点決定手段と、を具備している。
【００１０】
上記読み取り手段は、上記重量検出器により物品を計量したときに異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに計量信号を読み取り、各読み取り区間ごとに、予め定めたサンプリング数をフィルタ定数として計量信号に対して一重又は多重移動平均演算を行い、これら各読み取り区間ごとに演算された計量値を読み取る構成であって、上記サンプリング数又は上記多重移動平均演算の重数を、上記各読み取り区間に応じて変更する変更手段を備えている。
【００１１】
第２の発明は、第１又は第２の発明に係る動的計量装置の計量条件決定装置において、上記記憶手段は、本稼働時に物品を複数回計量したときに上記読み取り手段が読み取った複数の計量値を、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けしこれら組分けした各計量値を記憶する。
【００１２】
第１の発明に係る動的計量装置の計量条件決定装置（以下、計量条件決定装置という。）によると、計量信号の読み取り開始時点を決定することができる。動的計量装置は、この決定された読み取り開始時点から読み取り終了時点までの計量信号を読み取り、この読み取った計量信号を演算して物品の計量値を決定することができる。
この計量条件決定装置によると、本稼働前の段階、又は本稼働の段階で物品を計量したときに、異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに読み取った計量信号を各区間ごとに演算して、これら各読み取り区間ごとに演算された計量値を読み取り手段により読み取る。記憶手段は、物品を複数回計量したときに読み取り手段が読み取った複数の計量値を、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けし、これら組分けした計量値を記憶する。次に、ばらつき度算出手段が、記憶手段に記憶されている計量値のばらつき度を各組ごとに算出する。そして、読み取り開始時点決定手段が、ばらつき度算出手段が算出した複数のばらつき度のうち比較的小さいばらつき度を選択して、そのばらつき度の組と対応する読み取り開始時点を本稼働時の読み取り開始時点と決定することができる。
【００１３】
計量信号に対して予め定めたサンプリング数をフィルタ定数として一重又は多重移動平均演算を行うことによって計量値を求めているので、そのサンプリング数と対応する定周期振動ノイズを計量信号から除去することができる。そして、計量信号を異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに読み取り、各読み取り区間に応じてサンプリング数又は多重移動平均演算の重数を変更しているので、計量値のばらつき度が比較的小さい読み取り区間を選択することにより、計量値のばらつき度が比較的小さくなるサンプリング数又は多重移動平均演算の重数を選択することができる。
【００１４】
第２の発明によると、本稼働時に物品を順次計量した際に読み取り手段が読み取った複数の計量値を使用して新たな読み取り開始時点を決定して読み取り開始時点を新たなものに変更し、この変更後の読み取り開始時点と対応する読み取り区間の計量信号を演算して物品の計量値を決定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る動的計量装置の計量条件決定装置（以下、単に「計量条件決定装置」ともいう。）の一実施形態は、重量選別機に計量条件決定装置を実施したものである。この重量選別機は、図１１に示すように、送り込みコンベア１、計量コンベア２、送り出しコンベア３を備えており、計量コンベア２は、ロードセル等の重量検出器４により支持されている。また、送り込みコンベア１と計量コンベア２との間には、物品６の有無を検出する為の例えばフォトセンサ５等の物品検出器を設けてある。物品６は、送り込みコンベア１、計量コンベア２、送り出しコンベア３によって図１１の左側から右側方向に搬送される。
【００１６】
図１０は、この重量選別機及び計量条件決定装置の電気回路を示すブロック図である。４は重量検出器、７は増幅器、８はフィルタ、９はＡ／Ｄ変換器、１０はマイクロコンピュータの入出力回路であり、１１はマイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵという。）、１２はＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｅ2 ＲＯＭ等のメモリー素子を備える記憶部、５はフォトセンサ、１３は入力部である。
【００１７】
この重量選別機により物品の重量を選別するときは、物品を図１１に示す送り込みコンベア１に供給する。送り込みコンベア１で搬送される物品６は、計量コンベア２の直前のａ位置でフォトセンサ５を遮光して、この時図１１に示すフォトセンサ５の出力パルスがＣＰＵ１１に入力する。そして、物品６が計量コンベア２上に乗ると、重量検出器４が計量信号を出力し、この計量信号は増幅器７で増幅されて、フィルタ８で高周波分が除去され、そして図１１に示す重量波形（重量検出器４の出力信号）で表す計量信号に処理される。そして、この計量信号は、Ａ／Ｄ変換器９によりデジタル計量信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器９は、極めて短い時間間隔τｍｓｅｃ、例えば０．１ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃに１回づつＡ／Ｄ変換するタイプのものである。そして、図７に示すように、フォトセンサ５の出力パルスがＣＰＵ１１に入力するａの時点から所定時間ＴaIが経過した時点のＩ（Ｉは、計量信号の読み取り開始時点）から読み取り終了時点Ｒまでの計量信号を読み取り、これら読み取った計量信号を演算して物品６の計量値を求め、その計量値を予め設定されている許容重量値と比較し、その比較結果を選別信号として送り出しコンベア３に送出する。これにより、許容重量外の物品は許容重量内の物品と異なる搬送経路に送られる。
【００１８】
また、この重量選別機は、上述したように順次搬入される物品６の選別を行う運転モードと、計量信号の読み取り開始時点等の計量条件を決定して設定するためのテストモードと、各種計量条件を設定するための設定モード（１）及び（２）と、を有している。この計量条件決定装置は、簡単に言うと、テストモード（本稼働前の段階）及び運転モード（本稼働中の段階）において、計量信号の読み取り開始時点が互いに相違する複数の各読み取り区間に対して、互いに相違するサンプリング数又は互いに相違する重数の一重若しくは多重移動平均演算を複数回行うことにより各読み取り区間ごとに物品の計量値を求め、計量値のばらつき度が比較的小さい読み取り区間を選択することにより、計量値のばらつき度が比較的小さくなるサンプリング数又は移動平均演算の重数を選択し、この選択した読み取り区間、サンプリング数等の計量条件を本稼働時に使用して移動平均演算を行うことにより高精度の計量を行うことができる。このようにして、高い計量精度が得られる計量信号の読み取り開始時点Ｉ、計量信号の読み取り区間Ｉ〜Ｒ、各移動平均演算のサンプリング数、及び移動平均演算の重数からなる計量条件を自動的に決定することができる。
【００１９】
この計量条件決定装置は、ＣＰＵ１１、記憶部１２、及び記憶部１２に予め書き込まれているプログラムによって構成されている。即ち、ＣＰＵ１１は、重量検出器４より供給される計量信号を計測データとして、記憶部１２に書き込まれているプログラムに従って演算処理し、その処理結果に基づいて本稼働時の計量信号の読み取り開始時点等から成る計量条件を決定する機能を備えている。つまり、この機能を達成するための読み取り手段、記憶手段、ばらつき度算出手段、及び読み取り開始時点決定手段を備えている。
【００２０】
読み取り手段は、本稼働前のテスト段階（テストモード）、及び本稼働中の段階（運転モード）で物品を計量コンベア２に送り込んで物品６を計量する際に、重量検出器４により物品６を計量したときに異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに計量信号を読み取り、各読み取り区間ごとに決定されるサンプリング数と、予め設定されているサンプリング数をフィルタ定数として計量信号に対して、予め設定されている一重又は多重移動平均演算を行い、これら各読み取り区間ごとに演算された計量値を読み取る構成であって、サンプリング数又は多重移動平均演算の重数を、各読み取り区間に応じて変更する変更手段を備えているものである。
【００２１】
記憶手段は、記憶部１２を構成するＲＡＭであり、テストモード、及び運転モードで略同一重量又は互いに相違する重量の物品６を予め設定されている回数のＬ回計量したときに、読み取り手段が読み取った複数の計量値データを、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けし、これら組分けした各計量値データを記憶する手段である。
【００２２】
ばらつき度算出手段は、記憶部１２に記憶されている各計量値データの標準偏差σ（ばらつき度）を各組ごとに算出する手段である。
読み取り開始時点決定手段は、このばらつき度算出手段が算出した複数の標準偏差σのうち比較的小さい標準偏差σを選択してその標準偏差σの組と対応する読み取り開始時点を本稼働時の読み取り開始時点と決定する手段である。なお、読み取り開始時点決定手段が決定した読み取り開始時点Ｉは、記憶部１２に記憶されて（設定されて）、本稼働時における計量信号の読み取り開始時点Ｉとして使用される。そして、この読み取り開始時点Ｉと対応する計量信号の読み取り区間Ｉ〜Ｒ、各移動平均演算のサンプリング数、及び移動平均演算の重数からなる計量条件が自動的に決定されて設定することができる。
【００２３】
次に、この計量条件決定装置により、図７及び図９に示す計量信号の読み取り開始時点Ｉを決定する手順を図１乃至図５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に対応するプログラムは、記憶部１２のＰＲＯＭに記憶されている。
まず、図１（ａ）に示すように、作業者がキーボード（入力部１３）を操作して、プログラムを設定モード（１）に設定する（Ｓ１００）。次に、計量コンベア２の長さＬ1 、物品搬送速度Ｖ、被計量物品６の長さＬ2 を設定する（Ｓ１０２）。すると、ＣＰＵ１１がＬ1 、Ｖ及びＬ2 から決まる計量信号の計測可能区間ＴW （＝（Ｌ1 −Ｌ2 ）／Ｖ）、及び計量精度の評価区間ＴX （＝ｊ×ＴW ）を算出する（Ｓ１０４、Ｓ１０６）。ただし、ｊは１以下の値であり、例えば０．３である。そして、この計量精度の評価区間ＴX は、長いほど計量信号の読み取り区間の選択の幅を広げることができ、これによって計量精度が高くなる読み取り区間を比較的正確に選択することができるが、あまり長いと演算時間が長く掛かるので適切な時間となるようにｊ（＝０．３）を設定してある。次に、フォトセンサ５が物品６を検出した時ａから計測可能区間ＴW の開始点Ｐまでの時間ＴaP（＝Ｌ2 ／Ｖ）をＣＰＵ１１内のタイマにセットする（Ｓ１０８）。
【００２４】
次に、図１（ｂ）に示すように、従来の計量条件決定装置の後者のもの（特開平８−６２０３２号公報に開示されている装置）と同様にして、Ｎ重移動平均フィルタの各タップ数Ｄ1 、Ｄ2 、・・・、ＤN を設定する。即ち、まず、作業者が入力部１３を操作して、プログラムを設定モード（２）に設定し（Ｓ２００）、Ｎ重移動平均フィルタの各タップ数Ｄ1 、Ｄ2 、・・・、ＤN を設定する（Ｓ２０２）。Ｎは、１、２、・・の自然数である。このＮ重移動平均フィルタの各タップ数Ｄ1 、Ｄ2 、・・・、ＤN を設定する機能及び方法は、従来の後者の計量条件決定装置と同等であるので詳細な説明を省略する。
【００２５】
なお、Ｎ重移動平均フィルタは、ＣＰＵ１１の読み取り手段に含まれており、図６に示すデジタル計量信号ｗ1 、ｗ2 、・・・に含まれている代表的なＮ種類の定周期振動ノイズを減衰させるためのものである。このＮ種類の各定周期振動ノイズのそれぞれの略１周期分に相当するＮ種類のサンプリング数をこのＮ重移動平均フィルタの各フィルタ定数、即ちタップ数としている。このＮ重移動平均フィルタによってフィルタ処理された計量信号ＷK+1,N は、Ｎ種類の各定周期振動ノイズのそれぞれの略１周期分に相当するサンプリングデータの平均値になるために、結果的にＮ種類の定周期振動ノイズ成分が除去されたことになる。
ただし、Ｎ重移動平均フィルタの各タップ数Ｄ1 、Ｄ2 、・・・、ＤN を設定するときには、（１）式が成立するように設定する。
図６に示すように、第１番目、第２番目、・・・、第Ｎ番目の定周期振動ノイズの略１周期分に相当するサンプリング数がＤ1 、Ｄ2 、・・・、Ｄ(N-1) （＝４個）、ＤN （＝５個）である。そして、Ｎ重移動平均フィルタに含まれている第Ｎ次移動平均フィルタは、計測データｗK+1 、ｗK+2 、・・・をサンプリング間隔τが経過するごとに、サンプリング数（タップ数）を５個として移動平均演算を行い、移動平均値ｗK+1,1 、ｗK+2,1 、・・・を算出する。第（Ｎ−１）次移動平均フィルタは、移動平均値ｗK+1,1 、ｗK+2,1 、・・・をサンプリング間隔τが経過するごとに、サンプリング数を４個として移動平均演算を行い移動平均値ｗK+1,2 、ｗK+2,2 、・・・を算出する。このようにして順次、第１次移動平均フィルタまでＮ回移動平均演算を行うことにより物品６の計量値ＷK+1,N を算出することができる。
これにより、図６に示す計量信号の仮の読み取り開始点Ｑが決定されるので、時点Ｐ、Ｑ、時間間隔ＴW 、ＴM 、ＴF が決まり、それぞれが記憶部１２に記憶される。
【００２６】
次に、フローチャートには示さないが、本稼働前のテスト段階において、従来の計量条件決定装置の前者のもの（特開平６−４３０１１号公報に開示されている装置）と同様にして、計量信号の読み取り終了時点ｔK ’（図１２参照）を求める演算をＣＰＵ１１に行わせる。
つまり、図６に示すように、物品６が送り込みコンベア１から計量コンベア２上に完全に送り込まれた時点Ｐから計量コンベア２上の物品６が送り出しコンベア３に接触し始める直前のＲ（＝ＴI ”）時点までが物品６の重量を計測することが可能な区間である。従って、本稼働前のテスト段階において、物品６の先端が計量コンベア２の全長の約１／３の所を差しかかる時点のＱ（＝ＴI ’）からＲまでの間（ＴF （＝ＴW ’）の時間幅）を通過する際に、重量検出器４が時系列的に（τ時間経過するごとに）出力する計量信号を計測データ（ｗK+1 、ｗK+2 、・・・、ｗM ）として読み取ることを図１２に示すようにｍ回繰り返して行い、次に、各計測データを読み込んだ計測時間ｔK+1 、・・・、ｔM （図示せず）ごとの計測データの標準偏差σ1 、・・・、σM を演算し、標準偏差σ（ばらつき度）が最も小さい時間を選択してその選択した時間を計量時間として決定する。ここでは、説明を簡単にするために、その選択された時間がＲとし、このＲを計量信号の読み取り終了時点と決定する。
【００２７】
次に、このテスト段階で、本発明の特徴とする計量信号の読み取り開始時点Ｉを決定する方法を説明する。つまり、今の状態は、代表的なＮ種類の定周期振動ノイズを減衰させるためのＮ重移動平均フィルタを設定した状態であるが、このＮ重移動平均フィルタ、このフィルタと異なる重数の移動平均フィルタ、及び別のタップ数の多重移動平均フィルタのうち、どのような移動平均フィルタを使用すれば物品６の重量を最も精度良く計量することができるかを判定することができるのが本発明の特徴とするところである。
【００２８】
まず、図２に示すように、作業者が入力部１３を操作して、プログラムをテストモードに設定する（Ｓ３００）。次に、基準物品を送り込みコンベア１により計量コンベア２に搬入させる。すると、物品の搬入開始がフォトセンサ５によって検知され、物品を検知した時点ａからＴaP時間が経過した時ＰよりＴW 時間が経過する時点Ｒまでの間（図６参照）、ＣＰＵ１１がＡ／Ｄ変換器９の出力するデジタル計量信号ｗ11〜ｗ12〜ｗ1Mを読み取り、その読み取った順番に計測データとして記憶部１２に記憶する。なお、Ａ／Ｄ変換器９は、τ時間ごとにアナログ計量信号をデジタル計量信号に変換しているので、物品を計量コンベア２に１回通過させる度に（ＴW ／τ）＋１＝Ｍ個の計測データが記憶部１２に記憶される。そして、物品がフォトセンサ５によって検知されてＲの時点となった時に、基準物品が計量コンベア２を通過した回数のカウント値ＴＣ1 を１だけ加算して基準物品の計量回数をカウントする。このようにして、基準物品の計量をＬ回繰り返して行って、ステップＳ３０２に示す夫々の計測データ（ｗ11、ｗ12〜ｗ1M）、（ｗ21、ｗ22〜ｗ2M）〜（ｗL1、ｗL2〜ｗLM）を記憶部１２のメモリー領域に記憶する（Ｓ３０２）。この計測データは、読み取り手段が読み取る。
【００２９】
次に、計量精度の評価区間ＴX が区間ＴM よりも長い場合と短い場合とでは処理の方法が相違するので、図には示さないが、まず、ＴX ≦ＴM であるか否かを判定する。
なお、評価区間ＴX とは、例えばＴX ≦ＴM の場合では、図６に示すようにＴX の区間内の各計測データｗ1 〜ｗK が得られる各計測時点ｔ1 〜ｔK を、それぞれ計測データの読み取り開始時点とする（Ｎ＋１）重移動平均フィルタに含まれている第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのＫ種類のタップ数を設定するための区間である。そして、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数とサンプリングデータは、読み取り開始時点がｔ1 である場合は（Ｋ＋１）個でありｗ1 〜ｗK+1 であり、読み取り開始時点がｔ2 である場合はＫ個でありｗ2 〜ｗK+1 である。同様にして、読み取り開始時点がｔK である場合は２個でありｗK 、ｗK+1 である。
【００３０】
そして、ＴX ＞ＴM の場合では、図８に示すようにＴM の区間内についてはＴX ≦ＴM の場合と同様にＫ種類のタップ数の第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタを設定するための区間であり、Ｑ〜Ｓの区間内については、各計測データｗK+1 〜ｗK+3 が得られる各計測時点ｔK+1 〜ｔK+3 を、それぞれ計測データの読み取り開始時点とするＮ重移動平均フィルタに含まれている第Ｎ次移動平均フィルタの３種類のタップ数を設定するための区間である。
ただし、評価区間ＴX の終点Ｓが計測時点ｔK+3 よりも後ろの時点となっている場合は、各計測データｗK+1 〜ｗK+5 が得られる各計測時点ｔK+1 〜ｔK+5 を、それぞれ計測データの読み取り開始時点とするＮ重移動平均フィルタに含まれている第Ｎ次移動平均フィルタの４種類のタップ数を設定するための区間とし、各計測データｗK+5 〜ｗK+8 が得られる各計測時点ｔK+5 〜ｔK+8 を、それぞれ計測データの読み取り開始時点とする（Ｎ−１）重移動平均フィルタに含まれる第（Ｎ−１）次移動平均フィルタの３種類のタップ数を設定するための区間とする。以下、同様とする。
第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数とサンプリングデータは、ＴX ≦ＴM の場合と同一である。そして、Ｎ重移動平均フィルタとした場合の第Ｎ次移動平均フィルタのタップ数とサンプリングデータは、読み取り開始時点がｔK+1 である場合は５個でありｗK+1 〜ｗK+5 であり、順次同様にして、読み取り開始時点がｔK+4 である場合は２個でありｗK+4 、ｗK+5 である。同様にして、（Ｎ−１）重移動平均フィルタとした場合の第（Ｎ−１）次移動平均フィルタのタップ数とサンプリングデータは、読み取り開始時点がｔK+5 である場合は４個でありｗK+5 〜ｗK+8 であり、・・・、読み取り開始時点がｔK+7 である場合は２個でありｗK+7 、ｗK+8 である。
そして、評価区間ＴX の終点Ｓが計測時点ｔK+8 よりも後ろの時点となっている場合は、上記と同様にして（Ｎ−２）重以下の重数の多重移動平均フィルタを設定して上記と同様にして計測データの移動平均演算を行って計量値を算出する。このように、計測データの読み取り開始時点を変更したり、第（Ｎ＋１）次、第Ｎ次、第（Ｎ−１）次、・・・移動平均フィルタのタップ数を変更し、及び多重移動平均フィルタの次数を変更するのが変更手段である。
【００３１】
従って、図６に示すようにＴX ≦ＴM であると判定した場合は、図７に示すように、Ｎ重移動平均フィルタに更に第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタを加えて（Ｎ＋１）重移動平均フィルタを設定することとする。そして、図８に示すようにＴX ＞ＴM であると判定したときは、（Ｎ＋１）重移動平均フィルタを設定することができるし、図９に示すように、第Ｎ次移動平均フィルタのサンプリング数を元の数よりも少なくしたＮ重移動平均フィルタを設定することができる。そして、Ｎ重移動平均フィルタの重数を減じて（Ｎ−ｕ）重移動平均フィルタを設定することもできる。ただし、ｕはＮよりも小さい自然数である。
【００３２】
まず、ＴX ≦ＴM であり、ＴX ＝ＴM であると判定した場合で、Ｎ重移動平均フィルタに第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタを増加するときの処理手順を説明する。
即ち、図２のステップＳ３０２に示すように、Ｌ回の計量が終了すると、第１回目の計量で得られた計測データ（ｗ11、ｗ12〜ｗ1M）に対して、図６に示すＴX 区間内の各計測データｗ11〜ｗ1Kが得られる各計測時点ｔ1 〜ｔK を、それぞれ計測データの読み取り開始時点とするＫ組の計測データに組分けし（Ｋ組の読み取り区間に組分けし）、各組（区間）の計測データに対して（Ｎ＋１）重移動平均フィルタにより演算を行い、Ｋ個の計量値データ列Ｗ11〜Ｗ1Kを算出して読み取る（Ｓ３０４）。
ただし、第１次〜第Ｎ次移動平均フィルタの各タップ数Ｄ1 〜ＤN は、ステップＳ２０２で設定した通りである。第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数ＤN+1 は、読み取り開始時点から計測データｗ1(K+1)を読み取る時点ｔ1(K+1)までの計測データの個数に設定する。即ち、読み取り開始点の計測データがｗ11の場合は（Ｋ＋１）に設定し、読み取り開始点の計測データがｗ12の場合はＫに設定する。そして、順次同様にしてタップ数が設定されて、読み取り開始点の計測データがｗ1Kの場合は２に設定する。
同様にして、第１〜第Ｌ回目の計量で得られた計測データ（ｗ21、ｗ22〜ｗ2M）〜（ｗL1、ｗL2〜ｗLM）に対してもそれぞれＫ個ずつの計量値データ列（Ｗ21〜Ｗ2K）〜（ＷL1〜ＷLK）を算出して読み取る（Ｓ３０４）。これら計量値データ列（Ｗ11〜Ｗ1K）〜（ＷL1〜ＷLK）を読み取るのが読み取り手段である。
【００３３】
次に、これら計量値データ（Ｗ11〜Ｗ1K）〜（ＷL1〜ＷLK）を、計測データの読み取り開始時点ｔ1 〜ｔK が共通するものどうしで組分けし（Ｗ11〜ＷL1）、（Ｗ12〜ＷL2）〜（Ｗ1i〜ＷLi）〜（Ｗ1K〜ＷLK）、これら組分けした計量値データを記憶部１２に記憶する（Ｓ３０６）。
そして、読み取り開始時点ｔ1 の計量値データ（Ｗ11〜ＷL1）の組のばらつき度、例えば標準偏差σ1 をＣＰＵ１１が算出する。同様にしてＣＰＵ１１が読み取り開始時点ｔ2 、ｔ3 、・・・、ｔk の夫々の組（Ｗ12〜ＷL2）〜（Ｗ1K〜ＷLK）の標準偏差σ2 、σ3 、・・・、σk を算出する（Ｓ３０６）。そして、これらσ1 〜σk を計量回数の番号順に配置して記憶部１２に記憶する。この標準偏差を算出するのがばらつき度算出手段である。
【００３４】
次に、ＣＰＵ１１がこれらσ1 〜σk のうちで最も小さいもの、例えばσi を選び出して（Ｓ３０８）、計量精度の最も良い計測データの読み取り開始時点ｔi を決定する。ｉは、１〜Ｋまでの整数である。この計測データの読み取り開始時点ｔi を仮の読み取り開始時点Ｑに代えて、本稼働時の読み取り開始時点に決定するのが読み取り開始時点決定手段である。
【００３５】
次に、物品６がフォトセンサ５を遮光してから所定時間経過後に物品の計量信号を読み取る読み取り開始時点ｔi 、即ち、図７に示す読み取り開始時点Ｉ（＝ｔi ＝ｔ4 ）のタイマー時間の設定について説明する。計測可能区間ＴW の始まりの時点Ｐから（ｗ1i〜ｗLi）を取得する時点Ｉまでの区間ＰＩの時間ＴPIをＴPI＝（ｉ−１）×τの演算により算出する（Ｓ３１０）。次に、フォトセンサ５が物品を検出した時から計測データ（ｗ1i〜ｗLi）の取得を開始するまでの時間ＴaIをＴaI＝ＴaP＋ＴPIの演算により算出し、その算出した時間ＴaIをＣＰＵ１１のタイマにセットする（Ｓ３１２）。これで読み取り開始時点ｔi のタイマー時間の設定が終了する。
【００３６】
更に、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数Ｄ(N+1) をＤ(N+1) ＝Ｋ−ｉ＋２の演算によって算出して記憶部１２に記憶する（Ｓ３１４）。これで、ＴX ≦ＴM の場合の計量信号の読み取り開始時点Ｉ、読み取り終了時点Ｒ、多重移動平均フィルタの重数（Ｎ＋１）、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数Ｄ(N+1) を決定することができ、テストモードを終了する。
なお、図７では、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタのタップ数Ｄ(N+1) を６、第Ｎ次移動平均フィルタのタップ数ＤN が元の５、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタのタップ数Ｄ(N-1) が元の４、・・・としている例を示している。ｗ4,1 、ｗ5,1 、・・・は、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタの演算によって得られたデータ、ｗ4,2 、ｗ5,2 、・・・は、第Ｎ次移動平均フィルタの演算によって得られたデータ、ｗ4,3 、ｗ5,3 、・・・は、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタの演算によって得られたデータ、Ｗ4,N+1 は、第１次移動平均フィルタの演算によって得られたデータであり、このＷ4,N+1 が物品の計量値として出力される。
【００３７】
次に、ＣＰＵ１１がＴX ＞ＴM であると判定した場合の処理手順を説明する。即ち、図２のステップＳ３０２に示すように、Ｌ回の計量が終了すると、図８に示すＴX 区間内のＴM 区間においては、ＴX ≦ＴM の場合と同様にして、ステップＳ３０４のＮ重移動平均フィルタの演算を行い、計量値データ（Ｗ11〜Ｗ1K）〜（ＷL1〜ＷLK）を求める。
次に、ＴX 区間内のＱの時点を超えてＳ（＝ｔ(K+3) ）の時点までは、第（Ｎ＋１）次移動平均フィルタの演算を行わずに、第Ｎ次移動平均フィルタにおける計測データの読み取り開始時点をＱの時点からτ時間ずつ時間経過の方向に順次ずらして元の第Ｎ次移動平均フィルタのタップ数ＤN ＝５以下であるタップ数が５、４、３の３種類の第Ｎ次移動平均フィルタの演算を行い、この３種類の各第Ｎ次移動平均フィルタごとにＮ重移動平均フィルタの演算を行う。これによって、ステップＳ３０４に記載の計量値データと対応する（Ｗ1(K+1)、Ｗ1(K+2)、Ｗ1(K+3)）、（Ｗ2(K+1)、Ｗ2(K+2)、Ｗ2(K+3)）〜（ＷL(K+1)、ＷL(K+2)、ＷL(K+ 3)）を求める。
【００３８】
ここで、ＴX 区間の終点のＳの時点が計測データｗK+5 を取得する時点にある場合は、タップ数が５、４、３、２の４種類の第Ｎ次移動平均フィルタの演算を行い、この４種類の各第Ｎ次移動平均フィルタごとにＮ重移動平均フィルタの演算を行う。これによって、ステップＳ３０４に記載の計量値データと対応する（Ｗ1(K+1)、Ｗ1(K+2)、Ｗ1(K+3)、Ｗ1(K+4)）、（Ｗ2(K+1)、Ｗ2(K+2)、Ｗ2(K+3)、Ｗ2(K+4)）〜（ＷL(K+1)、ＷL(K+2)、ＷL(K+3)、ＷL(K+4)）を求める。
【００３９】
また、ＴX 区間の終点のＳの時点が計測データｗK+5 を取得する時点ｔK+5 （この時点を含む）と計測データｗK+7 を取得する時点ｔK+7 （この時点を含む）との間にある場合、即ち、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタの計測データの読み取り開始時点ｔK+5 よりも後ろにある場合は、第（Ｎ＋１）次、及び第Ｎ次移動平均フィルタの演算を行わずに、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタにおける計測データの読み取り開始時点を計測データｗK+5 を読み取る時点ｔK+5 からτ時間ずつ時間経過の方向に順次ずらして元の第（Ｎ−１）次移動平均フィルタのタップ数Ｄ(N-1) ＝４以下であるタップ数が４、３、２の３種類の第（Ｎ−１）次移動平均フィルタの演算を行い、この３種類の各第（Ｎ−１）次移動平均フィルタごとに（Ｎ−１）重移動平均フィルタの演算を行う。これによって、ステップＳ３０４に記載の計量値データと対応する（Ｗ1(K+5)、Ｗ1(K+6)、Ｗ1(K+7)）、（Ｗ2(K+5)、Ｗ2(K+6)、Ｗ2(K+7)）〜（ＷL(K+5)、ＷL(K+6)、ＷL(K+7)を求める。
【００４０】
ただし、ＴX 区間の終点のＳの時点が計測データｗK+8 を取得する時点ｔK+8 よりも後側にある場合は、これ以降の処理を行わないこととしている。しかし、動的計量装置の用途に応じて、第（Ｎ−２）次移動平均フィルタの次数及びこの次数よりも小さい第（Ｎ−ｕ）次移動平均フィルタのタップ数を変更して、（Ｎ−ｕ）重移動平均フィルタの演算を行って計量値データを求めてもよい。
【００４１】
このようにして、計量信号の読み取り開始時点が属する各区間（ｗ1 〜ｗK ）、（ｗK+1 〜ｗK+4 ）、（ｗK+5 〜ｗK+7 ）ごとに計量値データ〔（Ｗ11〜Ｗ1K）〜（ＷL1〜ＷLK）〕、〔（Ｗ1(K+1)〜Ｗ1(K+4)）〜（ＷL(K+1)〜ＷL(K+4)）〕、〔（Ｗ1(K+5)〜Ｗ1(K+7)）〜（ＷL(K+5)〜ＷL(K+7)〕が求まると、ステップＳ３０６と同様にして、計測データの読み取り開始時点ｔ1 〜ｔK+7 が共通するものどうしで組分けし（Ｗ11〜ＷL1）〜（Ｗ1i〜ＷLi）〜（Ｗ1K〜ＷLK）〜（Ｗ1(K+7)〜ＷL(K+7)）、これら組分けした計量値データを記憶部１２に記憶する（Ｓ３０６参照）。
そして、ステップＳ３０６と同様にして、ＣＰＵ１１が読み取り開始時点ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 、・・・、ｔ(K+7) の夫々の組（Ｗ11〜ＷL1）〜（Ｗ1(K+7)〜ＷL(K+7)）の標準偏差σ1 、σ2 、・・・、σ(K+7) を算出して記憶部１２に記憶する。
【００４２】
次に、ステップＳ３０８と同様にして、ＣＰＵ１１がこれらσ1 〜σ(K+7) のうちで最も小さいもの、例えばσi を選び出して、計量精度の最も良い計測データの読み取り開始時点ｔi を決定する。ｉは、１〜（Ｋ＋７）までの整数である。これ以降の処理は、ステップＳ３１０〜Ｓ３１４と同等であるのでその説明を省略する。
これで、ＴX ＞ＴM の場合の計量信号の読み取り開始時点Ｉ、読み取り終了時点Ｒ、多重移動平均フィルタの重数（Ｎ＋１）、Ｎ、若しくは（Ｎ−ｕ）、及び第（Ｎ＋１）、第Ｎ、若しくは第（Ｎ−ｕ）次移動平均フィルタのタップ数Ｄを決定することができ、テストモードを終了する。
なお、図９では、第Ｎ次移動平均フィルタのタップ数ＤN を３、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタのタップ数ＤN-1 が元の４、・・・としている例を示している。ｗK+3,1 、ｗK+4,1 、・・・は、第Ｎ次移動平均フィルタの演算によって得られたデータ、ｗK+3,2 、ｗK+4,2 、・・・は、第（Ｎ−１）次移動平均フィルタの演算によって得られたデータ、ＷK+3,N は、第１次移動平均フィルタの演算によって得られたデータであり、このＷK+3,N が物品の計量値として出力される。
【００４３】
次に、本稼働において、物品を重量選別する手順を図５のフローチャートを参照して説明する。上記のようにして、計量信号の読み取り開始時点Ｉ等の計量条件が自動的に設定された後に運転モードにセットする（Ｓ４００）。しかる後に、物品６を計量コンベア２に送り込むと、この物品６によりフォトセンサ５が遮光され（Ｓ４０２）、この遮光された時点からＴaIｍｓｅｃ経過して計量信号の読み取り開始時点Ｉとなった時に、ＣＰＵ１１がＩＲ区間の計量信号を順次読み取って記憶部１２に記憶する（Ｓ４０６）。そして、これら記憶部１２に記憶された計量信号の計測データを使用して、上記テストモードで自動的に決定された（Ｎ＋１）、Ｎ、又は（Ｎ−ｕ）重移動平均フィルタにより演算を行い、物品６の計量値データＷ4,(N+1) 、又はＷ(K+3),N 等を読み取る（Ｓ４０８）。次に、この読み取った計量値データを予め設定されている許容重量値と比較し、その比較結果を選別信号として送り出しコンベア３に送出する。これにより、許容重量外の物品は許容重量内の物品と異なる搬送経路に送られる。このようにして、順次計量コンベア２に送り込まれる物品の重量選別を行うことができる。
【００４４】
また、この計量条件決定装置は、本稼働中に、重量選別機が物品６を予め設定されている回数のＥ（≧Ｌ）回計量する度に、テストモードで計量条件（計量信号の読み取り開始時点Ｉ、タップ数、及び一重又は多重移動平均フィルタの重数）を決定した処理方法と同様の処理方法を使用して、本稼働中に計量した物品６の計測データの演算処理を行い、自動的に新たな計量条件を決定して、テストモードで設定された計量条件に代えて、本稼働中にこの新たに決定した計量条件に変更することができる。更に、本稼働中に設定した計量条件に代えて、本稼働中に新たに決定した計量条件に変更することができる構成となっている。
つまり、本稼働モードにおいて、重量選別機による第１回目の計量から第Ｅ回目の計量は、テストモードで設定された計量信号の読み取り開始時点Ｉ等の計量条件に基づいて物品６の重量を計量する。そして、第（Ｅ＋１）回目の計量から第２Ｅ回目の計量までは、本稼働モードの第１回目の計量から第Ｌ回目の計量によって決定された計量条件に基づいて物品の重量を計量する。以下同様にして、第（２Ｅ＋１）回目の計量から第３Ｅ回目の計量は、本稼働モードの第（Ｅ＋１）回目の計量から第（Ｅ＋Ｌ）回目の計量によって決定された計量条件に基づいて物品の重量を計量する。
【００４５】
次に、更に具体的にＣＰＵ１１の処理内容を説明する。この処理を行うプログラムは記憶部１２に記憶されている。
（１）本稼働時に１回計量するごとにＣＰＵ１１が計量回数カウンタのカウント値に１を加算する。
（２）計量回数カウンタは、カウント値がＥに到達すると、ＣＰＵ１１がそのカウント値をリセットし、次回以降の計量回数を１からカウントする。
（３）計量回数カウンタのカウント値がＥに到達した時に、ＣＰＵ１１が第１のフラグをセットして、それ以降に計量されたＬ回分の計量信号のＴW 間の時系列計測データを全て記憶部１２に記憶する。このＬ回をカウントするのはデータ取得カウンタであり、このデータ取得カウンタのカウント値がＬとなった時にはそのカウント値をリセットすると共に、第１のフラグをリセットする。
（４）データ取得カウンタのカウント値がＬに到達した時は、ＣＰＵ１１が第２のフラグをセットする。
（５）ＣＰＵ１１は、第２のフラグをセットすると、物品の重量計量の処理と並行して、計量信号の読み取り開始時点Ｉ、タップ数、及び一重又は多重移動平均フィルタの重数からなる計量条件を決定するための上記演算を行い、最適な計量条件が決定し、計量回数カウンタのカウント値がＥに到達した時点でこの新しい計量条件を設定して、次回以降の計量をこの新しい計量条件に基づいて行う。なお、この新しい計量条件が設定された時点で第２のフラグをリセットする。
【００４６】
このように、本稼働時に物品６を順次計量した際に読み取り手段が読み取った複数の計量値を使用して新たな読み取り開始時点Ｉを決定し、この新たに決定した読み取り開始時点Ｉと対応する読み取り区間ＩＲの計量信号を演算して物品６の計量値を求めることができるので、本稼働中のいずれの時点においても物品６の重量を精度良く計量することができる。つまり、例えば本稼働中において、計量コンベア２の搬送面の物品６に対する摩擦抵抗が稼働時間の経過に伴って変化して、物品６が計量コンベア上に乗り込んだ際に発生する衝撃（過渡応答振動波形）が変化したために、比較的高い計量精度が得られる計量信号の読み取り開始時点が変化した場合でも、物品６の重量を精度良く計量することができる。
【００４７】
次に、本稼働時に得られた重量の異なる物品の計測データを使用して最適な計量条件を求めることができる理由を説明する。
今、本稼働時に重量の異なるＬ個の物品６を計量したとして図３のステップＳ３０６に示す計量値データ（Ｗ11〜ＷL1）、（Ｗ12〜ＷL2）〜（Ｗ1i〜ＷLi）〜（Ｗ1K〜ＷLK）が得られたとする。ここで、各組の計量値データのばらつきの要因となる要素は、個々の物品の重量の違いによるばらつきと、計量コンベア２の秤の特性変化（例えば零点、スパン等のドリフト）によるばらつきと、過渡応答の違いによるばらつきと、が重複したものである。このばらつき度合を標準偏差σで表すとして、第１列目の数列（Ｗ11〜ＷL1）の標準偏差をσ1 、標準偏差σ1 に含まれている物品の重量のばらつきに基づく標準偏差をσ1a、標準偏差σ1 に含まれている計量コンベア２の特性変化に基づく標準偏差をσ1b、標準偏差σ1 に含まれている過渡応答の違いによるばらつきに基づく標準偏差をσ1cとする。同様に、第２列目の数列（Ｗ12〜ＷL2）の対応する夫々の標準偏差をσ2 、σ2a、σ2b、σ2cとする。これらの関係は、
【００４８】
σ1 2 ＝σ1a 2 ＋σ1b 2 ＋σ1c 2 ・・・（６）
σ2 2 ＝σ2a 2 ＋σ2b 2 ＋σ2c 2 ・・・（７）
となる。
【００４９】
σ1aとσ2aを比較すると、第１列目の数列（Ｗ11〜ＷL1）と第２列目の数列（Ｗ12〜ＷL2）の重量の標準偏差σ1aとσ2aは、いずれも同一のＬ個の物品の重量の標準偏差を表しているので、σ1a＝σ2aと言うことができ、従って、σ1a＝σ2a＝・・・＝σKaが成立する。よって、物品の重量の違いは、計量値データの標準偏差σ1 、σ2 、・・・の違いの要因となっていないと言える。従って、本稼働中において、重量の異なる物品の計測データに基づいて新たに求めた計量条件によっても物品の重量を高精度に計量することができる。
【００５０】
なお、σ1bとσ2bを比較すると、第１列目と第２列目の数列の計量値データ（Ｗ11〜ＷL1）と（Ｗ12〜ＷL2）が得られる時間間隔は、極めて短いτ時間であるので、第１列目と第２列目の数列の計量値データが得られる時間間隔、ひいては第１列目から第Ｋ列目の数列の計量値データが得られる時間間隔（Ｋ−１）×τ≒１００ｍｓにおける秤の特性変化は非常に小さく無視することができる。また、計量回数ごとの秤の特性変化のばらつきはあるが、秤の特性変化（ドリフト）の標準偏差σ1bとσ2bは、いずれも同一のＬ回の計量における特性変化の標準偏差を表しているので、σ1b＝σ2bと言うことができる。従って、σ1b＝σ2b＝・・・＝σKbが成立する。よって、秤の特性変化の違いは、計量値データの標準偏差σ1 、σ2 、・・・の違いの要因となっていないと言える。
また、σ1cとσ2cを比較すると、１列目と２列目の計量値データでは、時間差が極めて短いので、過渡応答波形における衝撃外乱の度合や収束度合の違いは殆ど無視することができるが、１列目からＫ列目までのσ1c〜σKcを比較すると、この時間差によって過渡応答波形における衝撃外乱の度合等の違いが存在する。従って、σ1c〜σKc間の差は、過渡応答波形による差を意味しており、本発明は、過渡応答波形における衝撃外乱の度合等の変化を検出して、過渡応答波形に基づく誤差を除去することができる計量条件を選択して設定することを目的としている。
【００５１】
ただし、上記実施形態では、図７及び図９に示すＩ〜Ｒ区間（ＴIR時間帯）に読み取った計測データを一重又は多重移動平均フィルタにより演算を行って計量値を求める動的計量装置に適用される計量条件決定装置を例に挙げたが、これに代えて、物品の重量を計量する所定の時間帯の計測データを読み取って、上記移動平均フィルタ以外の方式の演算を行って計量値を求める動的計量装置に適用される計量条件決定装置としてもよい。
【００５２】
上記実施形態では、テストモードにおいて、略同一重量の基準物品を計量してその計量により得た計測データを使用して本稼働時の計量条件を決定したが、、略同一重量の基準物品の代わりに、互いに異なる重量の物品を計量してその計量により得た計測データを使用して本稼働時の計量条件を決定してもよい。
【００５３】
上記実施形態において、計量条件決定装置を重量選別機に適用したが、例えば重量式の充填秤やトラックスケール等の他の動的計量装置に適用することができる。重量式の充填秤に適用する場合は、図６乃至図９に示すＰ時点は、充填機が所定重量の物品を送り出した時にその送り出しをカットしたタイミングから時間Ｔd だけ遅れた時点である。このＴd 時間は、秤の上に載っている物品と充填機との間に存在する落差分の物品が秤の上に完全に落下するまでの予想時間である。なお、この時間Ｔd は正確に見込む必要はなく、上記実施形態で説明したように、高精度の計量を行うことができる計測データの読み取り開始時点Ｉを選択することができる。
【００５４】
上記実施形態の図１（ｂ）のステップＳ２０２において、動的計量装置の計量信号に含まれる代表的な定周期振動ノイズを除去するために、Ｎ重移動平均フィルタの各タップ数を設定するが、各タップ数は従来公知の方法で決定することができる。例えば、時間間隔ＴW の長さを考慮して（１）式が成立するように、計測データをフーリエ変換演算（ＦＦＴ演算）することによって代表的なシステムノイズを抽出して各タップ数を決定してもよい。更に、動的計量装置の設計条件や運転条件から代表的なシステムノイズを算出して各タップ数を決定してもよい。
【００５５】
上記実施形態において、各組ごとに算出した標準偏差σのうち、最も小さいものを選択したが、第２番目又は第３番目に小さい標準偏差を選択して、その選択した標準偏差の組の計量信号の読み取り開始時点、デジタルフィルタを本稼働時に使用することができる。要するに、動的計量装置に要求されている計量精度に応じて所望の標準偏差を選択することができる。
【００５６】
上記実施形態において、図６に示すようにＴX の区間の最初の時点をＰとしたが、Ｐ時点よりも時間経過の方向の後ろの時点としてもよい。つまり、Ｐ時点近辺の計測データは、過渡応答波形における大きな衝撃外乱等を含んでいるので計量値データを演算するための計測データとして読み取るのは不適切な場合があり、これを省略することができる。これによって、このような計測データを演算するための時間を省略することができる。
【００５７】
上記実施形態において、物品がフォトセンサ５を遮光したときからＴaI時間経過したときよりＡ／Ｄ変換器９をスタートさせて各計測時点における計量信号を読み込んで記憶したが、フォトセンサ５の代わりにコンパレータを使用することができる。つまり、閾値を設定して、アナログ計量信号がこの閾値を最初に越えた時点をＡ／Ｄ変換器９のスタート時点とすることができる。そして、アナログ計量信号が閾値を越えている間を各計測時点として設定してもよい。また、Ａ／Ｄ変換器９を常時動作させておき、Ａ／Ｄ変換器９が出力するデジタル信号と予め設定した所定の比較値とを比較して、この比較値を越えるデジタル信号を各計測時点の計量信号として記憶部１２に記憶してもよい。従って、この記憶部１２に記憶した計量信号を計測データとして使用することができる。
【００５８】
上記実施形態において、計量値データのばらつき度の評価基準として標準偏差σを使用したが、σ2 を使用して各組の計量値データのばらつき度を比較してもよいし、各組の計量値データの最大値と最小値の偏差Ｒを使用して、各組の計量値データのばらつき度を比較してもよい。
【００５９】
上記実施形態において、高精度の計量を行うことができるように、第Ｎ次、又は第（Ｎ−１）次移動平均フィルタ等のフィルタのタップ数を変更したり、第Ｎ次移動平均フィルタから順にフィルタを減少させて、多重移動平均フィルタの次数を減少させているが、タップ数を変更する移動平均フィルタとしては、例えば比較的タップ数の大きいものがよい。その理由は、タップ数が多少減少してもこのフィルタの対象とするノイズの除去特性にあまり影響がないからである。そして、除去する移動平均フィルタとして、比較的計量精度に対する影響の小さいノイズを除去するためのフィルタが選択されるように設定するのがよい。ただし、タップ数を変更するフィルタ、及び除去するフィルタとして、Ｎ重移動平均フィルタの全てのフィルタを順次当てはめてそれぞれについて計量値データを求め、計量値データが最も安定するフィルタをそのフィルタとして決めてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
第１の発明によると、物品を計量したときに、異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに読み取った計量信号を各区間ごとに演算してこれら各読み取り区間ごとに計量値を決定する。そして、複数の物品を順次計量して各読み取り区間ごとに計量値を決定することを繰り返す。次に、これら複数の計量値を、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けして記憶する。そして、ばらつき度算出手段が、計量値のばらつき度を各組ごとに算出し、これら複数のばらつき度のうち比較的小さいばらつき度を選択してそのばらつき度の組と対応する読み取り開始時点を本稼働時の読み取り開始時点と決定することができる。これにより、物品の重量を比較的（例えば最も）精度良く計量することができる計量信号の読み取り開始時点を自動的に短時間に決定することができるという効果がある。従って、経験の浅い作業者であっても熟練者と同様に最適な計量信号の読み取り開始時点を決定することができるという効果がある。
【００６１】
また、計量信号の読み取り開始時点が互いに相違する複数の各読み取り区間に対して、互いに相違するサンプリング数又は重数の多重移動平均演算を複数回行うことにより各読み取り区間ごとに物品の計量値を求め、計量値のばらつき度が比較的小さい読み取り区間を選択することにより、計量値のばらつき度が比較的小さくなるサンプリング数又は多重移動平均演算の重数を選択することができる。これにより、この選択した読み取り区間の計量信号に対して、対応するサンプリング数又は重数の多重移動平均演算を行うことにより高精度の計量を行うことができる。
つまり、例えば１つでも多くの種類の定周期振動ノイズを計量信号から除去するためには、図１３に示す計量信号の読み取り開始時点Ｑを早くして（Ｐに近づける方向に移動させて）、計量信号の読み取り区間ＴF を長くする必要がある。
しかし、計量信号の読み取り開始時点Ｑを早くし過ぎると、物品６が計量コンベア２上に乗り込んだ際に発生する衝撃（過渡応答振動波形）を含む計量信号を読み取ることとなり、却って計量精度を低下させることとなる場合がある。
そこで、本発明は、計量信号の読み取り開始時点が互いに相違する複数の各読み取り区間ごとに演算して計量値を求めて、計量値のばらつき度が比較的小さい読み取り区間を選択し、これにより、比較的高い計量精度が得られる計量信号の読み取り開始時点（読み取り区間）を決定することができるようにしている。
【００６２】
第２の発明によると、本稼働時に物品を順次計量した際に読み取り手段が読み取った複数の計量値を使用して新たな読み取り開始時点を決定し、この新たに決定した読み取り開始時点と対応する読み取り区間の計量信号を演算して物品の計量値を求めることができるので、本稼働中のいずれの時点においても順次変更された新たな読み取り開始時点からの計量信号に基づいて物品の重量を精度良く計量することができる。つまり、例えば本稼働中において、計量コンベアの搬送面の物品に対する摩擦抵抗が稼働時間の経過に伴って変化して、物品が計量コンベア上に乗り込んだ際に発生する衝撃（過渡応答振動波形）が変化したために、比較的高い計量精度が得られる計量信号の読み取り開始時点が変化した場合でも、変更後の新たな読み取り開始時点から読み取った計量信号に基づいて物品の重量を精度良く計量することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）はこの発明の一実施形態に係る動的計量装置の計量条件決定装置により本稼働前に各種データを設定する手順を示すフローチャートである。
【図２】同実施形態に係る同計量条件決定装置により本稼働前のテストモードで計量信号の読み取り開始時点等の計量条件を決定するための手順を示すフローチャートである。
【図３】同実施形態に係る同計量条件決定装置により本稼働前のテストモードで計量信号の読み取り開始時点等の計量条件を決定するための手順を示すフローチャートである。
【図４】同実施形態に係る同計量条件決定装置により本稼働前のテストモードで計量信号の読み取り開始時点等の計量条件を決定するための手順を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態に係る同計量条件決定装置により設定された計量条件に従って重量選別機が本稼働時に物品の重量を計量する手順を示すフローチャートである。
【図６】同実施形態に係る同計量条件決定装置による計量条件の決定前の計量信号の処理状態及び計量信号を示す波形図である。
【図７】同実施形態に係る同計量条件決定装置による計量条件の決定後の計量信号の処理状態及び計量信号を示す波形図である。
【図８】同実施形態に係る同計量条件決定装置による計量条件の決定前の計量信号の処理状態及び計量信号を示す波形図である。
【図９】同実施形態に係る同計量条件決定装置による計量条件の決定後の計量信号の処理状態及び計量信号を示す波形図である。
【図１０】同実施形態の重量選別機及び同計量条件決定装置の電気回路を示すブロック図である。
【図１１】従来の重量選別機の概略と計測タイミング等を示す図である。
【図１２】従来の計量条件決定装置により得られた計測データのマトリクスを示す図である。
【図１３】従来の他の計量条件決定装置による計量条件の決定後の計量信号の処理状態及び計量信号を示す波形図である。
【符号の説明】
４ 重量検出器
９ Ａ／Ｄ変換器
１１ ＣＰＵ
１２ 記憶部
Claims (2)
- 重量検出器の出力する計量信号のうち予め設定されている計量信号の読み取り開始時点から予め設定されている計量信号の読み取り終了時点までの読み取り区間の計量信号を演算して物品の計量値を決定する動的計量装置において、
上記重量検出器により物品を計量したときに異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに計量信号を読み取り、この読み取った計量信号を各区間ごとに演算してこれら各読み取り区間ごとに演算された計量値を読み取る読み取り手段と、物品を複数回計量したときに上記読み取り手段が読み取った複数の計量値を、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けしこれら組分けした各計量値を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶されている各計量値のばらつき度を各組ごとに算出するばらつき度算出手段と、このばらつき度算出手段が算出した複数のばらつき度のうち比較的小さいばらつき度を選択してそのばらつき度の組と対応する読み取り開始時点を本稼働時の読み取り開始時点と決定する読み取り開始時点決定手段とを
具備し、上記読み取り手段は、
上記重量検出器により物品を計量したときに異なる複数の読み取り開始時点とする複数の各読み取り区間ごとに計量信号を読み取り、各読み取り区間ごとに、予め定めたサンプリング数をフィルタ定数として計量信号に対して一重又は多重移動平均演算を行い、これら各読み取り区間ごとに演算された計量値を読み取る構成であって、上記サンプリング数又は上記多重移動平均演算の重数を、上記各読み取り区間に応じて変更する変更手段を備えている
動的計量装置の計量条件決定装置。 - 請求項１記載の動的計量装置の計量条件決定装置において、上記記憶手段は、本稼働時に物品を複数回計量したときに上記読み取り手段が読み取った複数の計量値を、読み取り開始時点が共通するものどうしで組分けしこれら組分けした各計量値を記憶する動的計量装置の計量条件決定装置。
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