JP4364400B2

JP4364400B2 - Powder filling device

Info

Publication number: JP4364400B2
Application number: JP2000137777A
Authority: JP
Inventors: 高橋　　清; 聡小高
Original assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Current assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2020-05-10
Also published as: JP2001315705A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粉粒体充填装置に関し、詳しくは、小麦粉やセメント等の粉粒体を予め定めた一定重量ずつ袋詰めする粉粒体充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、小麦粉やセメント等の粉粒体を袋詰めする際に、自動的に予め定めた一定重量ずつ詰める粉粒体充填装置が提供されている。このような粉粒体充填装置では、効率を上げるため、袋に充填する量の精度の向上や充填時間の短縮が要求されている。
【０００３】
このように粉粒体充填装置では充填時間を短縮する必要があるため、充填中の袋を粉粒体充填装置から一旦取り外して重量を計測し過不足を調べたりするのではなく、粉粒体充填装置で充填しながら袋ごと重量を計測し、計測結果が目標重量に達したところで充填を停止し、袋を粉粒体充填装置から取り外すようにするのがよい。
【０００４】
ところで、粉粒体を袋詰めする際には、袋の中に隙間なく詰め込み、充填密度を高めるのが望ましい。このため、粉粒体充填装置では、充填中に袋を叩いて振動を与え（以下、これを「タッピング」という）、粉粒体がスムーズに充填されるようにする必要がある。
【０００５】
ところが、このようにタッピングを行うと、充填中の袋が振動し、この振動の影響が重量計測の際のノイズとなってしまい、正確な重量を計測することができなくなってしまう。このため、粉粒体充填装置では、タッピングによるノイズを除去し、正確な重量を計測するための工夫が必要となる。
【０００６】
そこで、従来の粉粒体充填装置では、タッピングを一定の周期で行うことによってタッピングによるノイズが所定の周波数を有する信号となるようにし、そして、充填中に得られた重量測定結果の信号をローパスフィルタに通すことによってタッピングによるノイズの信号を除去するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の粉粒体充填装置のように、タッピングによるノイズの信号をローパスフィルタによって除去しようとする場合には、そのローパスフィルタの時定数をタッピングの周期の数倍以上とる必要がある。
【０００８】
こうなると、ローパスフィルタを通ったタッピングによるノイズが除去された信号が得られるまでの時間が長く、充填済みの重量がわかるまでの時間がかかるため、結果として、充填速度を上げると充填量の精度が悪化してしまうので、充填速度を上げることができず、袋に充填する量の精度の向上と充填時間の短縮とを両立することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、粉粒体を一定重量ずつ袋詰めする粉粒体充填装置において、袋に充填する量を目標量に精度よく近づけながら充填にかかる時間をより短縮することができる粉粒体充填装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、充填袋に粉粒体を充填する際に前記充填袋をタッピングしながら予め定めた一定重量ずつ充填する粉粒体充填装置において、前記タッピングが一定の周期でなされ、粉粒体の充填とともに増加する充填袋の重量を検出する重量検出手段と、該重量検出手段の出力信号について前記タッピングの周期で移動平均をとることによって、前記重量検出手段の出力信号から前記タッピングによるノイズ信号を除去して出力するディジタルフィルタと、該ディジタルフィルタの出力に基づいて、前記充填袋に充填済みの粉粒体の重量を求める制御部とを備え、前記重量検出手段の出力信号に基づいて前記タッピングによるノイズ信号の周期を求め、前記ディジタルフィルタが該求めたノイズ信号の周期で移動平均をとることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明による粉粒体充填装置の一実施の形態の概略構成を示す内部構成図である。
【００１３】
粉粒体充填装置１の上部には粉粒体供給口２が設けられており、この粉粒体供給口２から粉粒体充填装置１に対して粉粒体が供給される。粉粒体供給口２から供給された粉粒体は貯留槽３に貯留される。
【００１４】
４は撹拌用モータであり、貯留槽３内に設けた撹拌棒を回転させることによって、貯留槽３内に貯留された粉粒体を撹拌し、流動性を高める。
【００１５】
貯留槽３内の下部には供給用スクリューフィーダ５が設けられている。粉粒体充填装置１は、この供給用スクリューフィーダ５を供給用モータ６によって駆動させることにより、貯留槽３内の粉粒体を連絡口７へと搬送する。
【００１６】
連絡口７へと搬送された粉粒体は、充填用モータ８によって駆動させられる充填用スクリューフィーダ９によって図１における左方に押されて、ノズル１０から外部へと押し出される。
【００１７】
粉粒体を充填する充填袋（図示せず）は、その充填口にノズル１０を挿入するようにしてノズル１０に取り付けられ、ノズル１０から出る粉粒体が充填される。１１は作動スイッチであり、ノズル１０に充填袋が取り付けられる際に作動スイッチ１１が装置側に押されてオンする。すなわち、ノズル１０に充填袋が取り付けられることによって作動スイッチ１１がオンし、これによって充填用モータ８および供給用モータ６が作動を開始し、ノズル１０から充填袋に粉粒体が充填される。
【００１８】
粉粒体を充填中の充填袋はノズル１０によって支持されており、充填された粉粒体および充填袋の重量はノズル１０にかかることになる。また、ノズル１０は支柱１２に固定されており、一方この支柱１２は、複数の支柱１４によって、粉粒体充填装置１の本体に固定された支柱１３に取り付けられている。このため、ノズル１０に加わる荷重が変化すると、支柱１４が微妙にひずむ構造となっている。１５はたとえばひずみゲージを有するロードセルや差動トランスなどの重量検出手段であり、この重量検出手段１５は支柱１４に固定されており、支柱１４のひずみを電気信号に変換して出力する。この電気信号は充填袋に充填された粉粒体の重量に応じて変化する信号であり、従って、この重量検出手段１５が出力する電気信号によって、充填袋に充填された粉粒体の重量を求めることができる。
【００１９】
１６は、タッピング用モータ１７によって上下動するタッピング手段である。タッピング手段１６は上下動する際に、ノズル１０に取り付けられた充填袋の下部を叩き、充填袋内の粉粒体の充填密度を上げるように作用する。このタッピング手段１６は、予め定めた一定の周期で充填袋に対するタッピングを行う。
【００２０】
また、１８は、粉粒体充填装置１の全体の動作の制御を行う制御部を有する制御ボードである。
【００２１】
ノズル１０に充填袋が取り付けられ、粉粒体の充填動作が開始されると、重量検出手段１５によって充填済みの粉粒体の重量が検出され、この検出結果が所定の重量に達した場合には、充填用モータ８および供給用モータ６を停止させ、充填を完了する。
【００２２】
ところで、上述のように、タッピング手段１６によってタッピングを行うと、重量検出手段１５が出力する信号がタッピングによるノイズを含んだ信号となってしまい、単純にこの信号を用いたのでは正確な重量を知ることができない。
【００２３】
そこで、本実施の形態では、従来用いていた時定数の大きなローパスフィルタを用いずに、重量検出手段１５が出力した信号からタッピングによるノイズ信号を除去する手段を提供する。以下に、本実施の形態において、重量検出手段１５が出力した信号からタッピングによるノイズ信号を除去する構成について説明する。
【００２４】
図２は、図１に示した粉粒体充填装置１において、重量検出手段１５が出力した信号からタッピングによるノイズ信号を除去する構成を示すブロック図である。
【００２５】
図２に示すように、重量検出手段１５の出力信号は、増幅器２０によって増幅され、その後ディジタルフィルタ２１によってタッピングによるノイズ信号が除去され、制御部２２に入力される。制御部２２では、入力された信号に基づいて、充填袋に充填済みの粉粒体の重量を演算し、演算結果の重量に基づき充填用モータ８および供給用モータ６の動作を制御する。
【００２６】
図２に示す増幅器２０、ディジタルフィルタ２１および制御部２２は、たとえば、図１に示した制御ボード１８内に設けられている。
【００２７】
図３は、図２に示したディジタルフィルタ２１の内部構成を示すブロック図である。
【００２８】
図３に示すように、ディジタルフィルタ２１は、図２に示した増幅器２０によって増幅された信号を所定の時間間隔でサンプリングし、その値を出力するサンプリング手段２５と、サンプリング手段２５の出力であるサンプリング値を記憶する記憶手段２６と、記憶手段２６に記憶されたサンプリング値の移動平均を演算することによって、重量検出手段１５が出力した信号からタッピングによるノイズ信号を除去する演算手段２７とを有して構成される。
【００２９】
上述のように、タッピング手段１６によるタッピングは予め定めた一定の周期で行われる。このため、タッピングによるノイズ信号もこの予め定めた一定の周期を有する信号となる。従って、サンプリング手段２５でサンプリングした値を、この予め定めた一定の周期の一周期分だけ平均することによって、タッピングによるノイズ信号を打ち消し合い、重量検出手段１５が出力した信号からタッピングによるノイズ信号を除去することができる。
【００３０】
すなわち、演算手段２７では、数１に示す演算を行うことによって、平均の母数は一定（タッピング周期の一周期分）とし、平均の対象を時間的に移動しながら平均していくことによって、重量検出手段１５の出力信号からタッピングによるノイズ信号を除去した信号を求める。なお、数１において、ｗ_ｉは記憶手段２６に記憶されたｉ番目のサンプリング値であり、Ｗ_ｊは演算手段２７のｊ番目の出力値である。また、この数１では、タッピングの周期を６４ｍｓｅｃとし、サンプリング周期を１ｍｓｅｃとすることによって、平均をとる際の母数を６４としている。
【００３１】
【数１】

次に、重量検出結果の一例を参照しながら、本実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００３２】
図４は、図１に示した重量検出手段１５の出力信号の一例を示す図であり、横軸は時間であり、縦軸は重量検出手段１５の出力信号を充填袋に充填された粉粒体の重量に換算した値である。
【００３３】
なお、この図４に示す例では、充填開始から所定重量充填完了時点（図４では約４．５秒経過時点）までは、図１に示した充填用モータ８および供給用モータ６を比較的高速な第１の速度で回転させることによって、充填袋に充填される時間当たりの量を多くし、所定重量充填完了時点（図４では約４．５秒経過時点）から目標重量充填完了時点（図４では約６．５秒経過時点）までは、図１に示した充填用モータ８および供給用モータ６を比較的低速な第２の速度で回転させることによって、充填袋に充填される時間当たりの量を少なくするようにしている。また、この例では、充填袋に充填する粉粒体の目標重量を２５Ｋｇに設定している。
【００３４】
また、図５は、図４に示したグラフのうち横軸が３秒から４秒にかけての範囲の部分を、時間軸を拡大して示す図である。
【００３５】
図４および図５に示すように、重量検出手段１５によって検出した充填済みの粉粒体の重量すなわち重量検出手段１５の出力信号は、タッピングによるノイズ信号を有しているために大きな振幅を有しており、このままでは正確な充填重量がわからない。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、上述のように、重量検出手段１５の出力信号に対してディジタルフィルタリング処理すなわち移動平均処理を施すわけだが、ここで、従来のようにローパスフィルタを用いる場合と本実施の形態とを比較して説明する。
【００３７】
図６は、図１に示した実施の形態および従来技術のフィルタリング処理の周波数応答について示す図であり、横軸を対数目盛にしてある。
【００３８】
また、図７は、図６に示したグラフにおいて、縦軸も対数目盛にした図である。
【００３９】
なお、本実施の形態ではタッピング手段１６のタッピングによるノイズ信号が１６．６Ｈｚの周波数の信号となるように、タッピング用モータ１７を駆動している。
【００４０】
従来技術のローパスフィルタとしては、ＲＣフィルタを用い、図６および図７のグラフでは、カットオフ周波数が０．２Ｈｚ、１Ｈｚ、６Ｈｚおよび２０Ｈｚの４種類のＲＣフィルタについて示している。また、本実施の形態の移動平均処理では、タッピングによるノイズ信号の周期である０．０６秒の周期で平均をとる処理を施したものについて示している。
【００４１】
図６および図７に示すように、本実施の形態における移動平均処理によれば、タッピングによるノイズ信号である１６．６Ｈｚの周波数の信号を大幅にカットすることができ、従来技術のようにＲＣフィルタを用いた場合よりもノイズ信号の除去を的確に行うことができる。
【００４２】
図８は、図１に示した実施の形態および従来技術のフィルタリング処理のステップ応答について示す図である。
【００４３】
この図８においても、図６および図７と同様に、カットオフ周波数が０．２Ｈｚ、１Ｈｚ、６Ｈｚおよび２０Ｈｚの４種類のＲＣフィルタについて示し、また、本実施の形態の移動平均処理では、タッピングによるノイズ信号の周期である０．０６秒の周期で平均をとる処理を施したものについて示している。
【００４４】
従来技術のようにＲＣフィルタによってノイズ信号を除去しようとした場合、図６および図７に示したように、カットオフ周波数が０．２Ｈｚ以下のＲＣフィルタでないとノイズ信号の除去が不十分となってしまう。ところが、このカットオフ周波数が０．２Ｈｚ以下のＲＣフィルタの場合、図８に示すようにステップ応答が鈍く、こうなると、正確且つ迅速な重量計測を行うことができない。
【００４５】
これに対して、本実施の形態の移動平均処理によれば、図６および図７に示したようにノイズ信号を大幅にカットすることができ、且つ、図８に示すようにステップ応答が速やかである。このため本実施の形態によれば、正確且つ迅速な重量計測を行うことができるという効果がある。
【００４６】
図９は、図４に示した重量検出手段１５の出力信号に対して、図１に示した実施の形態および従来技術のフィルタリング処理を施した後の信号を示す図であり、横軸は時間であり、縦軸はフィルタリング処理後の信号を充填袋に充填された粉粒体の重量に換算した値である。
【００４７】
この図９においては、従来技術としてカットオフ周波数が０．２ＨｚのＲＣフィルタについて示し、また、本実施の形態の移動平均処理では、タッピングによるノイズ信号の周期である０．０６秒の周期で平均をとる処理を施したものについて示し、さらに真値としてその時点での充填済み粉粒体の重量を示している。
【００４８】
図９を参照して明らかなように、本実施の形態の移動平均処理によれば、フィルタリング処理を施した後の信号すなわち図２に示したディジタルフィルタ２１の出力信号は真値に非常に近いものとなっており、これに対して従来技術による信号は真値から隔たりのあるものとなっている。
【００４９】
ところで、本実施の形態における移動平均処理では、図３に示した演算手段２７においてたとえば数１に示した演算を行うが、この演算では平均の母数による割り算処理が必要となる（数１では６４が平均の母数である）。
【００５０】
コンピュータ等によって割り算処理を行う際には、処理速度を向上させる手段として、ある値を２の累乗の値で割る処理を、２進数で記憶されたそのある値をビットシフトすることによって行えることが知られている。
【００５１】
そこで、本実施の形態では、平均の母数を２の累乗の値たとえば６４に固定しておくことによって、ビットシフトで割り算処理を行うことができ、処理速度を向上することができる。この結果、より正確且つ迅速な重量計測を行うことができる。
【００５２】
このように、平均の母数を２の累乗の値にするためには、タッピング１周期に含まれるサンプル数を２の累乗にする必要がある。従って、図１に示したタッピング手段１６におけるタッピング周波数を変更するか、図３に示したサンプリング手段におけるサンプリング周波数を変更するか、または、タッピング手段１６におけるタッピング周波数およびサンプリング手段におけるサンプリング周波数の両者を変更することによって、平均の母数を２の累乗の値にすることができる。
【００５３】
また、上述の実施の形態では、タッピング手段１６のタッピングによるノイズ信号が１６．６Ｈｚの周波数の信号となるようにタッピング用モータ１７を駆動し、このときのノイズ信号の周期である０．０６秒で平均をとるようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、たとえば、重量検出手段１５の出力信号の自己相関等による分析の結果としてノイズ信号の周波数を求め、移動平均の周期をこれに追従させて随時変更するようにしてもよい。
【００５４】
なお、前述の実施の形態では、図２に示したように、増幅器２０の出力に対してディジタルフィルタ２１によるフィルタリング処理を施すようにしたが、本発明はこれに限らず、増幅器２０の出力に対してたとえばカットオフ周波数２０ＨｚのＲＣフィルタ等のローパスフィルタによるフィルタリング処理を施して高周波のノイズを除去した後に、ディジタルフィルタ２１によるフィルタリング処理を施すようにしてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、粉粒体を一定重量ずつ袋詰めする粉粒体充填装置において、袋に充填する量を目標量に精度よく近づけながら充填にかかる時間をより短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による粉粒体充填装置の一実施の形態の概略構成を示す内部構成図である。
【図２】図１に示した粉粒体充填装置において、重量検出手段が出力した信号からタッピングによるノイズ信号を除去する構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示したディジタルフィルタの内部構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した重量検出手段の出力信号の一例を示す図である。
【図５】図４に示したグラフのうち横軸が３秒から４秒にかけての範囲の部分を、時間軸を拡大して示す図である。
【図６】図１に示した実施の形態および従来技術のフィルタリング処理の周波数応答について示す図である。
【図７】図６に示したグラフにおいて、縦軸も対数目盛にした図である。
【図８】図２に示した実施の形態および従来技術のフィルタリング処理のステップ応答について示す図である。
【図９】図４に示した重量検出手段の出力信号に対して、図２に示した実施の形態および従来技術のフィルタリング処理を施した後の信号を示す図である。
【符号の説明】
１粉粒体充填装置
２粉粒体供給口
３貯留槽
４撹拌用モータ
５供給用スクリューフィーダ
６供給用モータ
７連絡口
８充填用モータ
９充填用スクリューフィーダ
１０ノズル
１１作動スイッチ
１２、１３、１４支柱
１５重量検出手段
１６タッピング手段
１７タッピング用モータ
１８制御ボード
２０増幅器
２１ディジタルフィルタ
２２制御部
２５サンプリング手段
２６記憶手段
２７演算手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a powder filling device, and more particularly to a powder filling device for bagging powder, such as wheat flour and cement, by a predetermined constant weight.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a powder filling apparatus that automatically packs a predetermined weight each time a bag of powder such as wheat flour or cement is packed. Such a granular material filling apparatus is required to improve the accuracy of the amount to be filled in the bag and shorten the filling time in order to increase the efficiency.
[0003]
In this way, it is necessary to shorten the filling time in the powder filling device, so it is not necessary to remove the filling bag from the powder filling device and measure the weight to check for excess or deficiency. It is preferable to measure the weight of the entire bag while filling with the filling device, stop filling when the measurement result reaches the target weight, and remove the bag from the powder filling device.
[0004]
By the way, when packing a granular material into a bag, it is desirable to pack it into a bag without gaps and to increase the packing density. For this reason, in the granular material filling apparatus, it is necessary to strike the bag during the filling to give vibration (hereinafter referred to as “tapping”) so that the granular material is filled smoothly.
[0005]
However, when tapping is performed in this manner, the bag being filled vibrates, and the influence of this vibration becomes noise during weight measurement, and an accurate weight cannot be measured. For this reason, in a granular material filling apparatus, the device for removing the noise by tapping and measuring an exact weight is needed.
[0006]
Therefore, in the conventional powder filling apparatus, tapping is performed at a constant cycle so that noise due to tapping becomes a signal having a predetermined frequency, and the signal of the weight measurement result obtained during filling is low-passed. A signal of noise caused by tapping is removed by passing through a filter.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a noise signal due to tapping is to be removed by a low-pass filter as in a conventional powder filling device, the time constant of the low-pass filter needs to be several times the tapping period or more.
[0008]
In this case, it takes a long time to obtain a signal from which noise due to tapping that has passed through the low-pass filter is obtained, and it takes time to know the filled weight. As a result, if the filling speed is increased, the accuracy of the filling amount is increased. However, the filling speed cannot be increased, and there is a problem that it is impossible to achieve both improvement in the accuracy of the amount to be filled in the bag and shortening of the filling time.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points. In a powder filling apparatus for bagging powder particles by a constant weight, the time required for filling is further increased while the amount to be filled in the bag is brought close to the target amount with high accuracy. It aims at providing the granular material filling apparatus which can be shortened.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a powder filling apparatus that fills a predetermined constant weight while tapping the filling bag when filling the filling bag with the powder, in which the tapping is constant. The weight detection means for detecting the weight of the filling bag which is made in a cycle and increases with the filling of the powder and the output of the weight detection means by taking a moving average of the output signal of the weight detection means in the tapping cycle a digital filter for outputting a signal by removing the noise signal from the tapping, on the basis of an output of the digital filter, and a control unit for determining the weight of the filled granular material in the filled bladder, said weight detecting means The period of the noise signal due to the tapping is obtained based on the output signal, and the digital filter calculates the moving average with the period of the obtained noise signal. And wherein the take.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is an internal configuration diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a powder particle filling apparatus according to the present invention.
[0013]
The granular material supply port 2 is provided at the upper part of the granular material filling device 1, and the granular material is supplied from the granular material supply port 2 to the granular material filling device 1. The granular material supplied from the granular material supply port 2 is stored in the storage tank 3.
[0014]
Reference numeral 4 denotes a stirring motor, which rotates the stirring rod provided in the storage tank 3 to stir the granular material stored in the storage tank 3 and enhance the fluidity.
[0015]
A supply screw feeder 5 is provided in the lower part of the storage tank 3. The granular material filling apparatus 1 conveys the granular material in the storage tank 3 to the communication port 7 by driving the supply screw feeder 5 by the supply motor 6.
[0016]
The granular material conveyed to the communication port 7 is pushed leftward in FIG. 1 by a filling screw feeder 9 driven by a filling motor 8 and pushed out from the nozzle 10 to the outside.
[0017]
A filling bag (not shown) for filling powder particles is attached to the nozzle 10 such that the nozzle 10 is inserted into the filling port, and the powder particles coming from the nozzle 10 are filled. 11 is an operation switch, and when the filling bag is attached to the nozzle 10, the operation switch 11 is pushed to the apparatus side and is turned on. That is, when the filling bag is attached to the nozzle 10, the operation switch 11 is turned on, whereby the filling motor 8 and the supply motor 6 start operating, and the filling material is filled from the nozzle 10 into the filling bag.
[0018]
The filling bag filling the granular material is supported by the nozzle 10, and the weight of the filled granular material and the filling bag is applied to the nozzle 10. The nozzle 10 is fixed to a support column 12, while the support column 12 is attached to a support column 13 fixed to the main body of the granular material filling apparatus 1 by a plurality of support columns 14. For this reason, when the load applied to the nozzle 10 is changed, the support column 14 is slightly distorted. Reference numeral 15 denotes a weight detection means such as a load cell having a strain gauge or a differential transformer. The weight detection means 15 is fixed to the support column 14, and converts the strain of the support column 14 into an electrical signal and outputs it. This electric signal is a signal that changes in accordance with the weight of the powder filled in the filling bag. Therefore, the weight of the powder filled in the filling bag is determined by the electric signal output from the weight detecting means 15. Can be sought.
[0019]
Reference numeral 16 denotes tapping means that moves up and down by a tapping motor 17. When the tapping means 16 moves up and down, it taps on the lower part of the filling bag attached to the nozzle 10 and acts to increase the packing density of the granular material in the filling bag. The tapping means 16 performs tapping on the filling bag at a predetermined constant cycle.
[0020]
Reference numeral 18 denotes a control board having a control unit that controls the overall operation of the powder filling device 1.
[0021]
When the filling bag is attached to the nozzle 10 and the filling operation of the granular material is started, the weight of the filled granular material is detected by the weight detection means 15, and the detection result reaches a predetermined weight. Stops the filling motor 8 and the supply motor 6 to complete the filling.
[0022]
By the way, as described above, when tapping is performed by the tapping means 16, the signal output from the weight detection means 15 becomes a signal including noise due to tapping. If this signal is simply used, an accurate weight is obtained. I can't know.
[0023]
Therefore, in this embodiment, a means for removing a noise signal due to tapping from the signal output from the weight detection means 15 is provided without using a low-pass filter having a large time constant that has been used conventionally. Hereinafter, a configuration for removing a noise signal due to tapping from a signal output from the weight detection means 15 in the present embodiment will be described.
[0024]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration in which a noise signal due to tapping is removed from the signal output from the weight detection unit 15 in the granular material filling apparatus 1 illustrated in FIG.
[0025]
As shown in FIG. 2, the output signal of the weight detection means 15 is amplified by the amplifier 20, and then the noise signal due to tapping is removed by the digital filter 21 and input to the control unit 22. The control unit 22 calculates the weight of the granular material filled in the filling bag based on the input signal, and controls the operation of the filling motor 8 and the supply motor 6 based on the weight of the calculation result.
[0026]
The amplifier 20, the digital filter 21, and the control unit 22 shown in FIG. 2 are provided, for example, in the control board 18 shown in FIG.
[0027]
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the digital filter 21 shown in FIG.
[0028]
As shown in FIG. 3, the digital filter 21 samples the signal amplified by the amplifier 20 shown in FIG. 2 at a predetermined time interval and outputs the value, and the output of the sampling means 25. The storage means 26 for storing the sampling value and the calculation means 27 for removing the noise signal due to tapping from the signal output from the weight detection means 15 by calculating the moving average of the sampling values stored in the storage means 26 are provided. Configured.
[0029]
As described above, the tapping by the tapping unit 16 is performed at a predetermined constant period. For this reason, the noise signal due to tapping is also a signal having a predetermined period. Therefore, by averaging the values sampled by the sampling means 25 for one predetermined period, the noise signals due to tapping cancel each other out, and the noise signals due to tapping are derived from the signals output from the weight detection means 15. Can be removed.
[0030]
That is, in the calculation means 27, by performing the calculation shown in Equation 1, the average parameter is fixed (one tapping cycle), and the average target is averaged while moving in time. A signal obtained by removing a noise signal due to tapping from the output signal of the weight detection means 15 is obtained. In Equation 1, w _i is the i th sampling value stored in the storage means 26, and W _j is the j th output value of the computing means 27. Further, in this equation 1, the tapping cycle is 64 msec and the sampling cycle is 1 msec, so that the parameter when taking the average is 64.
[0031]
[Expression 1]

Next, the present embodiment will be described in more detail with reference to an example of a weight detection result.
[0032]
FIG. 4 is a diagram showing an example of the output signal of the weight detection means 15 shown in FIG. 1, where the horizontal axis is time, and the vertical axis is the powder particles filled with the output signal of the weight detection means 15 in the filling bag. It is the value converted into the weight of the body.
[0033]
In the example shown in FIG. 4, the filling motor 8 and the supply motor 6 shown in FIG. 1 are relatively operated from the start of filling to the completion of predetermined weight filling (about 4.5 seconds in FIG. 4). By rotating at a high first speed, the amount per hour filled in the filling bag is increased, and the target weight filling completion point (from about 4.5 seconds in FIG. 4) to the target weight filling point ( 4 until approximately 6.5 seconds have elapsed), the filling bag 8 is filled by rotating the filling motor 8 and the supply motor 6 shown in FIG. 1 at a relatively low second speed. We try to reduce the amount per hit. Moreover, in this example, the target weight of the granular material with which the filling bag is filled is set to 25 kg.
[0034]
FIG. 5 is an enlarged view of the portion of the graph shown in FIG. 4 where the horizontal axis ranges from 3 seconds to 4 seconds.
[0035]
As shown in FIGS. 4 and 5, the weight of the filled granular material detected by the weight detecting means 15, that is, the output signal of the weight detecting means 15 has a noise signal due to tapping and thus has a large amplitude. In this situation, the exact filling weight is not known.
[0036]
Therefore, in the present embodiment, as described above, the digital filtering process, that is, the moving average process, is performed on the output signal of the weight detection unit 15. This will be described in comparison with the embodiment.
[0037]
FIG. 6 is a diagram showing the frequency response of the filtering processing according to the embodiment shown in FIG. 1 and the prior art, and the horizontal axis is a logarithmic scale.
[0038]
FIG. 7 is a graph in which the vertical axis of the graph shown in FIG. 6 is also logarithmic.
[0039]
In the present embodiment, the tapping motor 17 is driven so that the noise signal generated by tapping by the tapping means 16 becomes a signal having a frequency of 16.6 Hz.
[0040]
An RC filter is used as the low-pass filter of the prior art, and the graphs of FIGS. 6 and 7 show four types of RC filters having cutoff frequencies of 0.2 Hz, 1 Hz, 6 Hz, and 20 Hz. Further, in the moving average process of the present embodiment, a process is shown in which an averaging process is performed with a period of 0.06 seconds, which is a period of a noise signal by tapping.
[0041]
As shown in FIGS. 6 and 7, according to the moving average processing in the present embodiment, a signal having a frequency of 16.6 Hz, which is a noise signal due to tapping, can be significantly cut, and RC as in the prior art is performed. The noise signal can be removed more accurately than when a filter is used.
[0042]
FIG. 8 is a diagram showing a step response of the filtering process of the embodiment shown in FIG. 1 and the prior art.
[0043]
FIG. 8 also shows four types of RC filters with cutoff frequencies of 0.2 Hz, 1 Hz, 6 Hz, and 20 Hz, as in FIGS. 6 and 7, and in the moving average processing of the present embodiment, tapping is performed. It shows what performed the process which takes an average with the period of 0.06 second which is the period of the noise signal by.
[0044]
When an attempt is made to remove a noise signal using an RC filter as in the prior art, the removal of the noise signal is insufficient unless the RC filter has a cutoff frequency of 0.2 Hz or less, as shown in FIGS. End up. However, in the case of an RC filter having a cut-off frequency of 0.2 Hz or less, the step response is dull as shown in FIG. 8, and accurate weight measurement cannot be performed quickly.
[0045]
On the other hand, according to the moving average process of the present embodiment, the noise signal can be significantly cut as shown in FIGS. 6 and 7, and the step response is quick as shown in FIG. It is. For this reason, according to this embodiment, there is an effect that accurate and quick weight measurement can be performed.
[0046]
FIG. 9 is a diagram showing a signal after the filtering process according to the embodiment shown in FIG. 1 and the prior art is performed on the output signal of the weight detection means 15 shown in FIG. The vertical axis is a value obtained by converting the signal after the filtering process into the weight of the granular material filled in the filling bag.
[0047]
In FIG. 9, an RC filter having a cutoff frequency of 0.2 Hz is shown as a conventional technique, and in the moving average processing of the present embodiment, an average is obtained with a period of 0.06 seconds that is a period of a noise signal due to tapping. And the weight of the filled granular material at that time is shown as a true value.
[0048]
As apparent from FIG. 9, according to the moving average process of the present embodiment, the signal after the filtering process, that is, the output signal of the digital filter 21 shown in FIG. 2 is very close to the true value. On the other hand, the signal according to the prior art is different from the true value.
[0049]
By the way, in the moving average process in the present embodiment, the calculation unit 27 shown in FIG. 3 performs, for example, the calculation shown in Formula 1, but this calculation requires a division process using an average parameter ( 64 is the average parameter).
[0050]
When a division process is performed by a computer or the like, as a means for improving the processing speed, a process of dividing a certain value by a power of 2 can be performed by bit-shifting the certain value stored in a binary number. Are known.
[0051]
Therefore, in this embodiment, by fixing the average parameter to a power value of 2, for example, 64, division processing can be performed by bit shift, and the processing speed can be improved. As a result, more accurate and quick weight measurement can be performed.
[0052]
Thus, in order to set the average parameter to a power of 2, the number of samples included in one tapping cycle needs to be a power of 2. Therefore, the tapping frequency in the tapping means 16 shown in FIG. 1 is changed, the sampling frequency in the sampling means shown in FIG. 3 is changed, or both the tapping frequency in the tapping means 16 and the sampling frequency in the sampling means are changed. By changing, the average parameter can be made a power of 2.
[0053]
In the above-described embodiment, the tapping motor 17 is driven so that the noise signal caused by the tapping of the tapping means 16 becomes a signal having a frequency of 16.6 Hz, and the period of the noise signal at this time is 0.06 seconds. However, the present invention is not limited to this. For example, the frequency of the noise signal is obtained as a result of analysis based on the autocorrelation of the output signal of the weight detection means 15, and the period of the moving average is calculated. You may make it change at any time following this.
[0054]
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 2, the output of the amplifier 20 is subjected to the filtering process by the digital filter 21. However, the present invention is not limited to this and the output of the amplifier 20 is not limited thereto. On the other hand, for example, after filtering with a low-pass filter such as an RC filter having a cutoff frequency of 20 Hz to remove high frequency noise, the filtering process with the digital filter 21 may be performed.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the powder filling apparatus for bagging the granular material by a constant weight, the time required for filling can be further shortened while the amount to be filled in the bag is brought close to the target amount with high accuracy. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an internal configuration diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a granular material filling apparatus according to the present invention.
2 is a block diagram showing a configuration in which a noise signal due to tapping is removed from a signal output from a weight detection unit in the granular material filling apparatus shown in FIG. 1; FIG.
3 is a block diagram showing an internal configuration of the digital filter shown in FIG. 2. FIG.
4 is a diagram illustrating an example of an output signal of a weight detection unit illustrated in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a portion of the graph shown in FIG. 4 where the horizontal axis extends from 3 seconds to 4 seconds, with the time axis enlarged.
FIG. 6 is a diagram showing the frequency response of the filtering process of the embodiment shown in FIG. 1 and the prior art.
7 is a diagram in which the vertical axis of the graph shown in FIG. 6 is also a logarithmic scale.
FIG. 8 is a diagram showing a step response of the filtering process of the embodiment shown in FIG. 2 and the prior art.
9 is a diagram showing a signal after the filtering process according to the embodiment shown in FIG. 2 and the prior art is performed on the output signal of the weight detection means shown in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Powder body filling apparatus 2 Powder body supply port 3 Reservoir 4 Stirring motor 5 Supply screw feeder 6 Supply motor 7 Contact port 8 Filling motor 9 Filling screw feeder 10 Nozzle 11 Actuating switches 12, 13, 14 Column 15 Weight detection means 16 Tapping means 17 Tapping motor 18 Control board 20 Amplifier 21 Digital filter 22 Control section 25 Sampling means 26 Storage means 27 Calculation means

Claims

In the powder filling apparatus that fills the filling bag by a predetermined constant weight while tapping the filling bag when filling the powder in the filling bag,
Weight detecting means for detecting the weight of the filling bag that is tapped at a constant cycle and increases with filling of the granular material;
A digital filter that removes and outputs a noise signal due to the tapping from the output signal of the weight detection means by taking a moving average of the output signal of the weight detection means at the tapping period;
A controller for determining the weight of the powder filled in the filling bag based on the output of the digital filter ;
A powder filling apparatus , wherein a period of a noise signal due to the tapping is obtained based on an output signal of the weight detection means, and the digital filter takes a moving average with the obtained period of the noise signal .