JP4410463B2 - 粉粒体組合せ秤 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉体、粒体、塊状等の被計量物を計量するための粉粒体組合せ秤に関し、更に詳しくは、複数の粗投入用計量ホッパの組合せによって目標重量の被計量物を計量するに際し、精密投入用計量ホッパにより微調整を行う粉粒体組合せ秤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、粉粒体の計量に於いては、計量速度と計量精度の向上を図るために、２段階投入方式や無段階方式で計量ホッパに粉粒体を投入する計量装置が使用されている。しかし、これらの方式では、計量精度を確保するために時間を要する小投入を必ず行う必要があり、そのために計量速度をある程度以上大きくすることができないという問題がある。従来の投入方式では、目標重量の１／５００〜１／１０００の精度を得るためには、製品の付着・流量特性に影響されることを考慮すると、１５バッチ／分程度が限度であった。また、無段階方式では、大投入から小投入への無段階の制御が難しく、そのために計量装置のコストが高くなるという欠点がある。
【０００３】
この点を改良するために、組合せ演算を粉粒体に応用した組合せ秤が開発されている。しかし、従来の組合せ秤では、複数の計量ホッパに投入する目標重量は全て同一であるので、組合せ演算によって計量精度を向上させるには限度があった。即ち、平均重量をＷｍ、組合せの標準偏差をσとした場合、バケット数、製品の付着・流量特性等に影響されるので一概には言えないが、σ／Ｗｍは概ね０．１％〜２％程度が限度であった。また、組合せによる粉粒体の重量の調整範囲も比較的狭く、高い計量精度を要求される粉粒体には適用できないというのが実状であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するために為されたものであり、本発明の目的は、重量の調整範囲が広く、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の粗投入用計量ホッパのうち選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、一つの精密投入用計量ホッパから供給される精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を排出する粉粒体組合せ秤であって、前記精密投入用計量ホッパは、前記目標重量と前記選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体の重量との差が所定値より大きい場合に、前記一つの精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体を排出することを特徴とする。
【０００６】
この粉粒体組合せ秤では、選択された粗投入用計量ホッパから粗投入用の粉粒体が従来のような小投入を行うことなく排出されので計量速度が大きく、しかも、この粗投入用の粉粒体の重量が目標重量より所定値より小さい場合に、精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体が排出されるので、計量精度を高めることができる。
【０００７】
また、本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の粗投入用計量ホッパのうち選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、複数の精密投入用計量ホッパのうち選択された精密投入用計量ホッパから供給される精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を排出する粉粒体組合せ秤であって、前記目標重量と前記選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、前記精密投入用計量ホッパが選択されることを特徴とする。
【０００８】
この粉粒体組合せ秤では、選択された粗投入用計量ホッパから粗投入用の粉粒体が従来のような小投入を行うことなく排出されるので計量速度が大きく、しかも、複数の精密投入用計量ホッパのうち目標重量と粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなる精密投入用の粉粒体が選択された精密投入用計量ホッパから排出されるので、計量精度を更に高めることが可能となる。
【０００９】
また、上記構成では、前記複数の粗投入用計量ホッパのうち前記選択された粗投入用計量ホッパ以外の粗投入用計量ホッパから更に選択された粗投入用計量ホッパから粗投入用の粉粒体が更に供給されるとともに、前記目標重量と前記更に選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、前記選択された精密投入用計量ホッパ以外の精密投入用計量ホッパから更に選択された精密投入用計量ホッパから供給される精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内にある重量の粉粒体を更に排出する所謂ダブルシフトの構成を採用することができる。
【００１０】
加えて、前記複数の粗投入用計量ホッパのうち前記選択された粗投入用計量ホッパ及び前記更に選択された粗投入用計量ホッパ以外の粗投入用計量ホッパから新たに選択された粗投入用計量ホッパから粗投入用の粉粒体が供給されるとともに、前記目標重量と前記新たに選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、前記選択された精密投入用計量ホッパ及び前記更に選択された精密投入用計量ホッパ以外の精密投入用計量ホッパから新たに選択された精密投入用計量ホッパから供給される精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内にある重量の粉粒体を新たに排出する所謂トリプルシフトの構成を採用することができる。
【００１１】
このように、所謂ダブルシフト又はトリプルシフトによる粉粒体の計量を行うことにより、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００１２】
また、上記に於いて、前記複数の精密投入用計量ホッパ内の粉粒体の重量が等比数列となるように粉粒体が投入されるように構成することができ、また、前記複数の精密投入用計量ホッパ内の粉粒体の重量が等差数列となるように粉粒体が投入されるように構成することもできる。
【００１３】
このように、等比数列又は等差数列となるように複数の精密投入用計量ホッパ内に粉粒体を投入することにより、広範囲の重量の調整が可能となる。
【００１４】
本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の粗投入用計量ホッパのうち選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、それぞれ等比数列を為すように粉粒体が投入される複数の精密投入用計量ホッパにより構成される複数のセットのうちの一のセットから選択された精密投入用計量ホッパから供給される、前記目標重量と前記選択された粗投入用計量ホッパ内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近い精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を排出するとともに、
前記複数の粗投入用計量ホッパのうち前記選択された粗投入用計量ホッパ以外の粗投入用計量ホッパから更に選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、前記複数のセットのうちの他のセットから選択された精密投入用計量ホッパから供給される、目標重量と前記更に選択された粗投入用計量ホッパ内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近い精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を更に排出することを特徴とする。
【００１５】
このように、等比数列となるように複数の精密投入用計量ホッパ内に粉粒体を投入するとともに、所謂ダブルシフトによる粉粒体の計量を行うことにより、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００１６】
また、上記に於いて、前記複数の粗投入用計量ホッパのうち前記選択された粗投入用計量ホッパ及び前記更に選択された粗投入用計量ホッパ以外の粗投入用計量ホッパから新たに選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、前記複数のセットのうちの更に他のセットから選択された精密投入用計量ホッパから目標重量と前記新たに選択された粗投入用計量ホッパ内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近い精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を新たに排出するように構成することもできる。
【００１７】
このように、所謂トリプルシフトによる粉粒体の計量を行うことにより、更に計量速度が大きい粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００１８】
上記に於いて、前記等比数列を為すように粉粒体が投入される前記複数の精密計量ホッパセットに代えて、それぞれ複数の等差数列を為すように粉粒体が投入される精密投入用計量ホッパにより構成される複数の精密ホッパセットを備えている構成とすることもできる。このような構成によっても、計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は本発明の一実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、複数の粗投入用計量ホッパ１１と、精密投入用の粉粒体を供給する１つの精密投入用計量ホッパ１３とを備えている。各粗投入用計量ホッパ１１及び精密投入用計量ホッパ１３には、図示しない粉粒体投入装置から粉粒体が供給され、各ホッパ内の粉粒体の重量は、各ホッパに個別に設けられた例えばロードセル１５などの計量手段によって計量される。
【００２０】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、複数の粗投入用計量ホッパ１１のうち、目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１が選択され、選択された粗投入用計量ホッパ１１から供給される粉粒体が粗投入用の粉粒体として使用される。そして、目標重量と選択された粗投入用計量ホッパ１１から供給される粗投入用の粉粒体の重量との差が所定値より大きい場合に、精密投入用計量ホッパ１３から精密投入用の粉粒体が排出される。
【００２１】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、各粗投入用計量ホッパ１１及び精密投入用計量ホッパ１３への粉粒体の投入に際しては、従来の粉粒体組合せ秤のように時間を要する小投入を行う必要がないので、非常に高速な計量動作を行うことができる。
【００２２】
図１の実施形態について、計量値の標準偏差と計量能力とをコンピュータシュミレーションにより調べた。シュミレーションは、目標重量を１０００ｇ、粗投入用計量ホッパを９台とし、その粉粒体の投入重量の設定値をそれぞれ２５０ｇとし、精密投入用計量ホッパ１３への粉粒体の投入重量の設定値をそれぞれ３０ｇとして行った。粉粒体の投入精度は従来の実績に基づいた値を用いた。その結果、計量値の標準偏差は０．９１ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。比較のために、粒体の投入重量の設定値が２５０ｇの１０台の計量ホッパのみを用いた従来の組合せ秤を構成した場合の計量値の標準偏差は１．８５ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。この結果から、本実施形態の粉粒体組合せ秤は、高い計量精度と大きな計量速度を有していることが判る。
【００２３】
図２は本発明の他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、前述の図１の粉粒体組合せ秤に於いて、一つの精密投入用計量ホッパ１３に代えて、複数の精密投入用計量ホッパ１３を設けた点が異なっている。
【００２４】
本実施形態の粉粒体組合せ秤は、以下のように動作する。まず、図１の実施形態と同様に、複数の粗投入用計量ホッパ１１のうち、目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１が選択され、選択された粗投入用計量ホッパ１１から供給される粉粒体が粗投入用の粉粒体として使用される。そして、目標重量と選択された粗投入用計量ホッパ１１内の粗投入用の粉粒体の重量との差が求められる。次に、複数の精密投入用計量ホッパのうち、この差重量に最も近くなるように精密投入用計量ホッパ１３が選択される。そして、選択された精密投入用計量ホッパ１３から精密投入用の粉粒体が排出され、それと同時に前述の選択された粗投入用計量ホッパ１１からは粗投入用の粉粒体が排出される。
【００２５】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、従来の粉粒体組合せ秤のように時間を要する小投入を行うことなく、選択された粗投入用計量ホッパ１１によって粗投入用の粉粒体が排出されので計量速度が大きく、しかも、複数の精密投入用計量ホッパ１３のうち選択された精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体が排出されるので、計量精度を更に高めることが可能となる。
【００２６】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、上述のように粉粒体の１回の計量が行われた後、空になった粗投入用計量ホッパ１１及び精密投入用計量ホッパ１３に粉粒体を供給することなく、更に続いて計量を行うダブルシフトの動作を行うことが可能である。即ち、上述のように、複数の粗投入用計量ホッパ１１から選択された粗投入用計量ホッパ１１と、複数の精密投入用計量ホッパから選択された精密投入用計量ホッパ１３から粉粒体を排出して１回目の計量を完了した、１回目の計量で選択されなかった粗投入用計量ホッパ１１から目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１を更に選択するとともに、１回目の計量で選択されなかった精密投入用計量ホッパ１３のうち、目標重量と上記で更に選択された粗投入用計量ホッパ１１内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、精密投入用計量ホッパ１３が更に選択される。そして、この更に選択された精密投入用計量ホッパ１３から精密投入用の粉粒体が、同時に上記の更に選択された粗投入用計量ホッパ１１から供給される粗投入用の粉粒体とともに排出され、２回目の計量が完了する。
【００２７】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、上述のように粉粒体の２回の計量が行われた後、空になった粗投入用計量ホッパ１１及び精密投入用計量ホッパ１３に粉粒体を供給することなく、更に続いて３回目の計量を行うトリプルシフトの動作を行うことも可能である。即ち、上述のように２回の計量を行った後、前記２回の計量で選択されなかった粗投入用計量ホッパ１１から、目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１を新たに選択するとともに、前記２回の計量で選択されなかった精密投入用計量ホッパ１３から、目標重量と前記新たに選択された粗投入用計量ホッパ１１内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、精密投入用計量ホッパが新たに選択される。そして、新たに選択された精密投入用計量ホッパ１３から精密投入用の粉粒体が、前述の新たに選択された粗投入用計量ホッパ１１供給される粗投入用の粉粒体とともに排出され、３回目の計量が完了する。
【００２８】
このように、本実施形態では、所謂ダブルシフト又はトリプルシフトによる粉粒体の計量が行われるので、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００２９】
図３は本発明の更に他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、前述の図２の粉粒体組合せ秤と同様に、複数の粗投入用計量ホッパ１１と、複数の精密投入用計量ホッパとを備えているが、複数の精密投入用計量ホッパ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ及び１３ｄには、それぞれ等比数列を為すように粉粒体が投入される点が異なっている。即ち、精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄに投入される粉粒体の重量は、ａ、ａｒ、ａｒ2、ａｒ3（ａは精密投入用計量ホッパ１３ａに投入される粉粒体の重量、ｒは公比である。）となるように設定されている。このように、複数の精密投入用計量ホッパに投入される粉粒体の重量を等比数列とすることにより、精密投入用の粉粒体の重量を、ａからａ（１−ｒ4）／（１−ｒ）まで変化させることが可能となり、広範囲の重量調整が可能となる。
【００３０】
なお、上記では、精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄは、等比数列を為すように粉粒体が投入される構成としたが、等差数列を為す構成としてもよい。精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄを等差数列、即ち、ａ、ａ＋ｄ、ａ＋２ｄ、ａ＋３ｄ（ａは最小の精密投入用計量ホッパ１３ａに投入される粉粒体の重量、ｄは公差である。）となるように構成する場合には、１つのセットの精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄによって、ａ〜（４ａ＋６ｄ）までの精密投入用の粉粒体を供給することができることになる。このように、等差数列を為す精密投入用計量ホッパを設けた構成によっても、広範囲に亘る精密投入用の粉粒体の重量調整を高精度で行うことが可能となる。
【００３１】
図３の粉粒体組合せ秤について、計量値の標準偏差と計量能力とをコンピュータシュミレーションにより調べた。シュミレーションは、目標重量を１０００ｇ、粗投入用計量ホッパを６台とし、その粉粒体の投入重量の設定値をそれぞれ３３３ｇとし、精密投入用計量ホッパ１３への粉粒体の投入重量の設定値をそれぞれ３２ｇ、６４ｇ、１２８ｇ、２５６ｇとして行った。粉粒体の投入精度は従来の実績に基づいた値を用いた。その結果、計量値の標準偏差は０．７７ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。比較のために、粒体の投入重量の設定値が２５０ｇの１０台の計量ホッパのみを用いた従来の組合せ秤を構成した場合の計量値の標準偏差は１．８５ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。この結果から、本実施形態の粉粒体組合せ秤は、高い計量精度と大きな計量速度を有していることが判る。
【００３２】
図４に本発明の更なる他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概略構成を示す。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、前述の図３の実施形態に於ける等比数列を為す精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄのセットに加えて、もう一つの精密投入用計量ホッパ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄのセットを備えており、各精密投入用計量ホッパ１４ａ〜１４ｄにも、精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄと同様に、粉粒体の重量が等比数列又は等差数列を為すように粉粒体が投入される。
【００３３】
本実施形態の粉粒体組合せ秤は、１回の粉粒体の投入が行われた後、２回の計量を続けて行うダブルシフトの計量動作を行う。即ち、まず、複数の粗投入用計量ホッパ１１のうち、目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１が選択され、選択された粗投入用計量ホッパ１１の組合せから供給される粉粒体が粗投入用の粉粒体として使用される。そして、目標重量と選択された粗投入用計量ホッパ１１の組合せから供給される粗投入用の粉粒体の重量との差が求められる。次に、複数の精密投入用計量ホッパのうち、この差重量に最も近くなるように、等比数列を為す精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄから精密投入用の粉粒体を供給する精密投入用計量ホッパが選択される。そして、選択された精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体が排出されると共に、前述の選択された粗投入用計量ホッパ１１から粗投入用の粉粒体が排出される。
【００３４】
次に、上述のように粉粒体の１回の計量が行われた後、空になった粗投入用計量ホッパ１１及び精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄに粉粒体を供給することなく、更に続いて２回目の計量動作が行われる。即ち、上記の１回目の計量動作で選択されなかった粗投入用計量ホッパ１１のうち、目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１が更に選択される。次に、目標重量と選択された粗投入用計量ホッパ１１内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、もう一つのセットを構成する精密投入用計量ホッパ１４ａ〜１４ｄから精密投入用の粉粒体を供給する精密投入用計量ホッパが選択される。そして、選択された精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体が、前述の更に選択された粗投入用計量ホッパ１１から供給される粗投入用の粉粒体とともに排出される。
【００３５】
このように、本実施形態では、所謂ダブルシフトによる粉粒体の計量が行われるので、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００３６】
上記では２つのセットの精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄ及び精密投入用計量ホッパ１４ａ〜１４ｄを設けた場合について説明したが、更にもう１つの等比数列を為す精密投入用計量ホッパのセットを設ければ、空になった粗投入用計量ホッパ１１及び２つのセットを構成する各精密投入用計量ホッパに粉粒体を供給することなく、更に続いて３回目の計量を行うトリプルシフトの動作を行うことも可能である。トリプルシフトによる粉粒体の計量を行うことにより、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００３７】
また、上記では、精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄ及び精密投入用計量ホッパ１４ａ〜１４ｄは、等比数列を為すように粉粒体が投入される構成としたが、等差数列を為す構成としても、同様の効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の粗投入用計量ホッパから粗投入用の粉粒体を供給する粗投入用計量ホッパを選択するとともに、目標重量と粗投入用の粉粒体の重量との差が所定値より大きい場合に、一つの精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体が供給されるので、計量速度が大きく、しかも、高い計量精度を有する粉粒体組合せ秤が得られる。
【００３９】
また、本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の精密投入用計量ホッパを設け、複数の精密投入用計量ホッパから、目標重量と粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、精密投入用計量ホッパを選択することにより、計量速度が大きく、しかも、計量精度を更に高めることが可能となる。
【００４０】
加えて、上記の粉粒体の計量を所謂ダブルシフト又はトリプルシフトによって連続して実行することにより、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００４１】
また、上記に於いて、前記複数の精密投入用計量ホッパ内の粉粒体の重量が等比数列又は等差数列となるように粉粒体が投入されるように構成することにより、広範囲の重量の調整が可能となる。
【００４２】
更に、等比数列又は等差数列を為す複数の精密投入用計量ホッパセットを有する本発明の粉粒体組合せ秤では、２つ又は３つの精密ホッパセットのうちの選択された精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体を供給することにより、所謂ダブルシフト又はトリプルシフトによる粉粒体の計量を行うことが可能となる。従って、精密投入用の粉粒体の重量を広い範囲で調整することが可能となり、高速かつ高精度の粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【図４】本発明の更なる他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【符号の説明】
１１ 粗投入用計量ホッパ
１３ 精密投入用計量ホッパ
１３ａ〜１３ｄ 精密投入用計量ホッパ
１４ａ〜１４ｄ 精密投入用計量ホッパ
１５ ロードセル
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉体、粒体、塊状等の被計量物を計量するための粉粒体組合せ秤に関し、更に詳しくは、複数の粗投入用計量ホッパの組合せによって目標重量の被計量物を計量するに際し、精密投入用計量ホッパにより微調整を行う粉粒体組合せ秤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、粉粒体の計量に於いては、計量速度と計量精度の向上を図るために、２段階投入方式や無段階方式で計量ホッパに粉粒体を投入する計量装置が使用されている。しかし、これらの方式では、計量精度を確保するために時間を要する小投入を必ず行う必要があり、そのために計量速度をある程度以上大きくすることができないという問題がある。従来の投入方式では、目標重量の１／５００〜１／１０００の精度を得るためには、製品の付着・流量特性に影響されることを考慮すると、１５バッチ／分程度が限度であった。また、無段階方式では、大投入から小投入への無段階の制御が難しく、そのために計量装置のコストが高くなるという欠点がある。
【０００３】
この点を改良するために、組合せ演算を粉粒体に応用した組合せ秤が開発されている。しかし、従来の組合せ秤では、複数の計量ホッパに投入する目標重量は全て同一であるので、組合せ演算によって計量精度を向上させるには限度があった。即ち、平均重量をＷｍ、組合せの標準偏差をσとした場合、バケット数、製品の付着・流量特性等に影響されるので一概には言えないが、σ／Ｗｍは概ね０．１％〜２％程度が限度であった。また、組合せによる粉粒体の重量の調整範囲も比較的狭く、高い計量精度を要求される粉粒体には適用できないというのが実状であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するために為されたものであり、本発明の目的は、重量の調整範囲が広く、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の粗投入用計量ホッパのうち選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、一つの精密投入用計量ホッパから供給される精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を排出する粉粒体組合せ秤であって、前記精密投入用計量ホッパは、前記目標重量と前記選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体の重量との差が所定値より大きい場合に、前記一つの精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体を排出することを特徴とする。
【０００６】
この粉粒体組合せ秤では、選択された粗投入用計量ホッパから粗投入用の粉粒体が従来のような小投入を行うことなく排出されので計量速度が大きく、しかも、この粗投入用の粉粒体の重量が目標重量より所定値より小さい場合に、精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体が排出されるので、計量精度を高めることができる。
【０００７】
また、本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の粗投入用計量ホッパのうち選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、複数の精密投入用計量ホッパのうち選択された精密投入用計量ホッパから供給される精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を排出する粉粒体組合せ秤であって、前記目標重量と前記選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、前記精密投入用計量ホッパが選択されることを特徴とする。
【０００８】
この粉粒体組合せ秤では、選択された粗投入用計量ホッパから粗投入用の粉粒体が従来のような小投入を行うことなく排出されるので計量速度が大きく、しかも、複数の精密投入用計量ホッパのうち目標重量と粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなる精密投入用の粉粒体が選択された精密投入用計量ホッパから排出されるので、計量精度を更に高めることが可能となる。
【０００９】
また、上記構成では、前記複数の粗投入用計量ホッパのうち前記選択された粗投入用計量ホッパ以外の粗投入用計量ホッパから更に選択された粗投入用計量ホッパから粗投入用の粉粒体が更に供給されるとともに、前記目標重量と前記更に選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、前記選択された精密投入用計量ホッパ以外の精密投入用計量ホッパから更に選択された精密投入用計量ホッパから供給される精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内にある重量の粉粒体を更に排出する所謂ダブルシフトの構成を採用することができる。
【００１０】
加えて、前記複数の粗投入用計量ホッパのうち前記選択された粗投入用計量ホッパ及び前記更に選択された粗投入用計量ホッパ以外の粗投入用計量ホッパから新たに選択された粗投入用計量ホッパから粗投入用の粉粒体が供給されるとともに、前記目標重量と前記新たに選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、前記選択された精密投入用計量ホッパ及び前記更に選択された精密投入用計量ホッパ以外の精密投入用計量ホッパから新たに選択された精密投入用計量ホッパから供給される精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内にある重量の粉粒体を新たに排出する所謂トリプルシフトの構成を採用することができる。
【００１１】
このように、所謂ダブルシフト又はトリプルシフトによる粉粒体の計量を行うことにより、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００１２】
また、上記に於いて、前記複数の精密投入用計量ホッパ内の粉粒体の重量が等比数列となるように粉粒体が投入されるように構成することができ、また、前記複数の精密投入用計量ホッパ内の粉粒体の重量が等差数列となるように粉粒体が投入されるように構成することもできる。
【００１３】
このように、等比数列又は等差数列となるように複数の精密投入用計量ホッパ内に粉粒体を投入することにより、広範囲の重量の調整が可能となる。
【００１４】
本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の粗投入用計量ホッパのうち選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、それぞれ等比数列を為すように粉粒体が投入される複数の精密投入用計量ホッパにより構成される複数のセットのうちの一のセットから選択された精密投入用計量ホッパから供給される、前記目標重量と前記選択された粗投入用計量ホッパ内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近い精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を排出するとともに、
前記複数の粗投入用計量ホッパのうち前記選択された粗投入用計量ホッパ以外の粗投入用計量ホッパから更に選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、前記複数のセットのうちの他のセットから選択された精密投入用計量ホッパから供給される、目標重量と前記更に選択された粗投入用計量ホッパ内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近い精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を更に排出することを特徴とする。
【００１５】
このように、等比数列となるように複数の精密投入用計量ホッパ内に粉粒体を投入するとともに、所謂ダブルシフトによる粉粒体の計量を行うことにより、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００１６】
また、上記に於いて、前記複数の粗投入用計量ホッパのうち前記選択された粗投入用計量ホッパ及び前記更に選択された粗投入用計量ホッパ以外の粗投入用計量ホッパから新たに選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、前記複数のセットのうちの更に他のセットから選択された精密投入用計量ホッパから目標重量と前記新たに選択された粗投入用計量ホッパ内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近い精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を新たに排出するように構成することもできる。
【００１７】
このように、所謂トリプルシフトによる粉粒体の計量を行うことにより、更に計量速度が大きい粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００１８】
上記に於いて、前記等比数列を為すように粉粒体が投入される前記複数の精密計量ホッパセットに代えて、それぞれ複数の等差数列を為すように粉粒体が投入される精密投入用計量ホッパにより構成される複数の精密ホッパセットを備えている構成とすることもできる。このような構成によっても、計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は本発明の一実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、複数の粗投入用計量ホッパ１１と、精密投入用の粉粒体を供給する１つの精密投入用計量ホッパ１３とを備えている。各粗投入用計量ホッパ１１及び精密投入用計量ホッパ１３には、図示しない粉粒体投入装置から粉粒体が供給され、各ホッパ内の粉粒体の重量は、各ホッパに個別に設けられた例えばロードセル１５などの計量手段によって計量される。
【００２０】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、複数の粗投入用計量ホッパ１１のうち、目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１が選択され、選択された粗投入用計量ホッパ１１から供給される粉粒体が粗投入用の粉粒体として使用される。そして、目標重量と選択された粗投入用計量ホッパ１１から供給される粗投入用の粉粒体の重量との差が所定値より大きい場合に、精密投入用計量ホッパ１３から精密投入用の粉粒体が排出される。
【００２１】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、各粗投入用計量ホッパ１１及び精密投入用計量ホッパ１３への粉粒体の投入に際しては、従来の粉粒体組合せ秤のように時間を要する小投入を行う必要がないので、非常に高速な計量動作を行うことができる。
【００２２】
図１の実施形態について、計量値の標準偏差と計量能力とをコンピュータシュミレーションにより調べた。シュミレーションは、目標重量を１０００ｇ、粗投入用計量ホッパを９台とし、その粉粒体の投入重量の設定値をそれぞれ２５０ｇとし、精密投入用計量ホッパ１３への粉粒体の投入重量の設定値をそれぞれ３０ｇとして行った。粉粒体の投入精度は従来の実績に基づいた値を用いた。その結果、計量値の標準偏差は０．９１ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。比較のために、粒体の投入重量の設定値が２５０ｇの１０台の計量ホッパのみを用いた従来の組合せ秤を構成した場合の計量値の標準偏差は１．８５ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。この結果から、本実施形態の粉粒体組合せ秤は、高い計量精度と大きな計量速度を有していることが判る。
【００２３】
図２は本発明の他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、前述の図１の粉粒体組合せ秤に於いて、一つの精密投入用計量ホッパ１３に代えて、複数の精密投入用計量ホッパ１３を設けた点が異なっている。
【００２４】
本実施形態の粉粒体組合せ秤は、以下のように動作する。まず、図１の実施形態と同様に、複数の粗投入用計量ホッパ１１のうち、目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１が選択され、選択された粗投入用計量ホッパ１１から供給される粉粒体が粗投入用の粉粒体として使用される。そして、目標重量と選択された粗投入用計量ホッパ１１内の粗投入用の粉粒体の重量との差が求められる。次に、複数の精密投入用計量ホッパのうち、この差重量に最も近くなるように精密投入用計量ホッパ１３が選択される。そして、選択された精密投入用計量ホッパ１３から精密投入用の粉粒体が排出され、それと同時に前述の選択された粗投入用計量ホッパ１１からは粗投入用の粉粒体が排出される。
【００２５】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、従来の粉粒体組合せ秤のように時間を要する小投入を行うことなく、選択された粗投入用計量ホッパ１１によって粗投入用の粉粒体が排出されので計量速度が大きく、しかも、複数の精密投入用計量ホッパ１３のうち選択された精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体が排出されるので、計量精度を更に高めることが可能となる。
【００２６】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、上述のように粉粒体の１回の計量が行われた後、空になった粗投入用計量ホッパ１１及び精密投入用計量ホッパ１３に粉粒体を供給することなく、更に続いて計量を行うダブルシフトの動作を行うことが可能である。即ち、上述のように、複数の粗投入用計量ホッパ１１から選択された粗投入用計量ホッパ１１と、複数の精密投入用計量ホッパから選択された精密投入用計量ホッパ１３から粉粒体を排出して１回目の計量を完了した、１回目の計量で選択されなかった粗投入用計量ホッパ１１から目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１を更に選択するとともに、１回目の計量で選択されなかった精密投入用計量ホッパ１３のうち、目標重量と上記で更に選択された粗投入用計量ホッパ１１内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、精密投入用計量ホッパ１３が更に選択される。そして、この更に選択された精密投入用計量ホッパ１３から精密投入用の粉粒体が、同時に上記の更に選択された粗投入用計量ホッパ１１から供給される粗投入用の粉粒体とともに排出され、２回目の計量が完了する。
【００２７】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、上述のように粉粒体の２回の計量が行われた後、空になった粗投入用計量ホッパ１１及び精密投入用計量ホッパ１３に粉粒体を供給することなく、更に続いて３回目の計量を行うトリプルシフトの動作を行うことも可能である。即ち、上述のように２回の計量を行った後、前記２回の計量で選択されなかった粗投入用計量ホッパ１１から、目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１を新たに選択するとともに、前記２回の計量で選択されなかった精密投入用計量ホッパ１３から、目標重量と前記新たに選択された粗投入用計量ホッパ１１内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、精密投入用計量ホッパが新たに選択される。そして、新たに選択された精密投入用計量ホッパ１３から精密投入用の粉粒体が、前述の新たに選択された粗投入用計量ホッパ１１供給される粗投入用の粉粒体とともに排出され、３回目の計量が完了する。
【００２８】
このように、本実施形態では、所謂ダブルシフト又はトリプルシフトによる粉粒体の計量が行われるので、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００２９】
図３は本発明の更に他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、前述の図２の粉粒体組合せ秤と同様に、複数の粗投入用計量ホッパ１１と、複数の精密投入用計量ホッパとを備えているが、複数の精密投入用計量ホッパ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ及び１３ｄには、それぞれ等比数列を為すように粉粒体が投入される点が異なっている。即ち、精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄに投入される粉粒体の重量は、ａ、ａｒ、ａｒ2、ａｒ3（ａは精密投入用計量ホッパ１３ａに投入される粉粒体の重量、ｒは公比である。）となるように設定されている。このように、複数の精密投入用計量ホッパに投入される粉粒体の重量を等比数列とすることにより、精密投入用の粉粒体の重量を、ａからａ（１−ｒ4）／（１−ｒ）まで変化させることが可能となり、広範囲の重量調整が可能となる。
【００３０】
なお、上記では、精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄは、等比数列を為すように粉粒体が投入される構成としたが、等差数列を為す構成としてもよい。精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄを等差数列、即ち、ａ、ａ＋ｄ、ａ＋２ｄ、ａ＋３ｄ（ａは最小の精密投入用計量ホッパ１３ａに投入される粉粒体の重量、ｄは公差である。）となるように構成する場合には、１つのセットの精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄによって、ａ〜（４ａ＋６ｄ）までの精密投入用の粉粒体を供給することができることになる。このように、等差数列を為す精密投入用計量ホッパを設けた構成によっても、広範囲に亘る精密投入用の粉粒体の重量調整を高精度で行うことが可能となる。
【００３１】
図３の粉粒体組合せ秤について、計量値の標準偏差と計量能力とをコンピュータシュミレーションにより調べた。シュミレーションは、目標重量を１０００ｇ、粗投入用計量ホッパを６台とし、その粉粒体の投入重量の設定値をそれぞれ３３３ｇとし、精密投入用計量ホッパ１３への粉粒体の投入重量の設定値をそれぞれ３２ｇ、６４ｇ、１２８ｇ、２５６ｇとして行った。粉粒体の投入精度は従来の実績に基づいた値を用いた。その結果、計量値の標準偏差は０．７７ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。比較のために、粒体の投入重量の設定値が２５０ｇの１０台の計量ホッパのみを用いた従来の組合せ秤を構成した場合の計量値の標準偏差は１．８５ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。この結果から、本実施形態の粉粒体組合せ秤は、高い計量精度と大きな計量速度を有していることが判る。
【００３２】
図４に本発明の更なる他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概略構成を示す。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、前述の図３の実施形態に於ける等比数列を為す精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄのセットに加えて、もう一つの精密投入用計量ホッパ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄのセットを備えており、各精密投入用計量ホッパ１４ａ〜１４ｄにも、精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄと同様に、粉粒体の重量が等比数列又は等差数列を為すように粉粒体が投入される。
【００３３】
本実施形態の粉粒体組合せ秤は、１回の粉粒体の投入が行われた後、２回の計量を続けて行うダブルシフトの計量動作を行う。即ち、まず、複数の粗投入用計量ホッパ１１のうち、目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１が選択され、選択された粗投入用計量ホッパ１１の組合せから供給される粉粒体が粗投入用の粉粒体として使用される。そして、目標重量と選択された粗投入用計量ホッパ１１の組合せから供給される粗投入用の粉粒体の重量との差が求められる。次に、複数の精密投入用計量ホッパのうち、この差重量に最も近くなるように、等比数列を為す精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄから精密投入用の粉粒体を供給する精密投入用計量ホッパが選択される。そして、選択された精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体が排出されると共に、前述の選択された粗投入用計量ホッパ１１から粗投入用の粉粒体が排出される。
【００３４】
次に、上述のように粉粒体の１回の計量が行われた後、空になった粗投入用計量ホッパ１１及び精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄに粉粒体を供給することなく、更に続いて２回目の計量動作が行われる。即ち、上記の１回目の計量動作で選択されなかった粗投入用計量ホッパ１１のうち、目標重量に最も近くなるように粗投入用計量ホッパ１１が更に選択される。次に、目標重量と選択された粗投入用計量ホッパ１１内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、もう一つのセットを構成する精密投入用計量ホッパ１４ａ〜１４ｄから精密投入用の粉粒体を供給する精密投入用計量ホッパが選択される。そして、選択された精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体が、前述の更に選択された粗投入用計量ホッパ１１から供給される粗投入用の粉粒体とともに排出される。
【００３５】
このように、本実施形態では、所謂ダブルシフトによる粉粒体の計量が行われるので、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００３６】
上記では２つのセットの精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄ及び精密投入用計量ホッパ１４ａ〜１４ｄを設けた場合について説明したが、更にもう１つの等比数列を為す精密投入用計量ホッパのセットを設ければ、空になった粗投入用計量ホッパ１１及び２つのセットを構成する各精密投入用計量ホッパに粉粒体を供給することなく、更に続いて３回目の計量を行うトリプルシフトの動作を行うことも可能である。トリプルシフトによる粉粒体の計量を行うことにより、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００３７】
また、上記では、精密投入用計量ホッパ１３ａ〜１３ｄ及び精密投入用計量ホッパ１４ａ〜１４ｄは、等比数列を為すように粉粒体が投入される構成としたが、等差数列を為す構成としても、同様の効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の粗投入用計量ホッパから粗投入用の粉粒体を供給する粗投入用計量ホッパを選択するとともに、目標重量と粗投入用の粉粒体の重量との差が所定値より大きい場合に、一つの精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体が供給されるので、計量速度が大きく、しかも、高い計量精度を有する粉粒体組合せ秤が得られる。
【００３９】
また、本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の精密投入用計量ホッパを設け、複数の精密投入用計量ホッパから、目標重量と粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近くなるように、精密投入用計量ホッパを選択することにより、計量速度が大きく、しかも、計量精度を更に高めることが可能となる。
【００４０】
加えて、上記の粉粒体の計量を所謂ダブルシフト又はトリプルシフトによって連続して実行することにより、更に計量速度が大きく、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【００４１】
また、上記に於いて、前記複数の精密投入用計量ホッパ内の粉粒体の重量が等比数列又は等差数列となるように粉粒体が投入されるように構成することにより、広範囲の重量の調整が可能となる。
【００４２】
更に、等比数列又は等差数列を為す複数の精密投入用計量ホッパセットを有する本発明の粉粒体組合せ秤では、２つ又は３つの精密ホッパセットのうちの選択された精密投入用計量ホッパから精密投入用の粉粒体を供給することにより、所謂ダブルシフト又はトリプルシフトによる粉粒体の計量を行うことが可能となる。従って、精密投入用の粉粒体の重量を広い範囲で調整することが可能となり、高速かつ高精度の粉粒体組合せ秤を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【図４】本発明の更なる他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【符号の説明】
１１ 粗投入用計量ホッパ
１３ 精密投入用計量ホッパ
１３ａ〜１３ｄ 精密投入用計量ホッパ
１４ａ〜１４ｄ 精密投入用計量ホッパ
１５ ロードセル
Claims (3)
- 複数の粗投入用計量ホッパのうち選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、それぞれ等比数列を為すように粉粒体が投入される複数の精密投入用計量ホッパにより構成される複数のセットのうちの一のセットから選択された精密投入用計量ホッパから供給される、前記目標重量と前記選択された粗投入用計量ホッパ内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近い精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を排出するとともに、
前記複数の粗投入用計量ホッパのうち前記選択された粗投入用計量ホッパ以外の粗投入用計量ホッパから更に選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、前記複数のセットのうちの他のセットから選択された精密投入用計量ホッパから供給される、目標重量と前記更に選択された粗投入用計量ホッパ内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近い精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を更に排出する粉粒体組合せ秤。 - 前記複数の粗投入用計量ホッパのうち前記選択された粗投入用計量ホッパ及び前記更に選択された粗投入用計量ホッパ以外の粗投入用計量ホッパから新たに選択された粗投入用計量ホッパから供給される粗投入用の粉粒体と、前記複数のセットのうちの更に他のセットから選択された精密投入用計量ホッパから目標重量と前記新たに選択された粗投入用計量ホッパ内の粗投入用の粉粒体の重量との差に最も近い精密投入用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を新たに排出する請求項１記載の粉粒体組合せ秤。
- 前記等比数列を為すように粉粒体が投入される前記複数の精密計量ホッパセットに代えて、それぞれ複数の等差数列を為すように粉粒体が投入される精密投入用計量ホッパにより構成される複数の精密ホッパセットを備えている請求項１又は２に記載の粉粒体組合せ秤。
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