JP4530489B2 - 定量計量装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は被計量物を定量排出する装置において、排出中に重量変化が生じたときの処置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被計量物を定量充填又は定量排出する計量機としてはホッパスケールと称する機器が広く知られている。定量充填は定量にするための目標値（以下所定量と言う）を予め設定しておいて、計量機に付属しているホッパに被計量物を供給したり又、計量機に空の容器を載せ風袋引きをした後、容器に被計量物を供給する。そして、その供給量が所定量近くになると時間当たりの供給量を減少させて供給し、所定量に達すると供給を停止して所定量を得るものであり、又定量排出においては不特定量を最初に計量しておいてそこから一定量を取り出すものであり、計量機から見ると減量計量であって、やはり所定量を予め設定しておき、最初に計量した不特定量の値から所定量を減算し記憶しておき、計量機に付属したホッパに入っている被計量物を排出し、その結果が上記の記憶値と一致すれば排出を停止して所定量をはかり取るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようなホッパスケールにおいては、例えば減量計量の場合は初めに被計量物をホッパに不特定量入れて計量し、該ホッパから少量ずつ取り出して定量を得る方法であるから当然、最初に計量ホッパに投入した不特定量の値は定量の値よりも多い場合を想定している。従って不特定量の中から定量分は何回分かは得られるようになっている。しかし、定量に達するまでに計量ホッパに投入した不特定量の被計量物が無くなり定量に対し不足が生じた場合、排出運転はしているものの被計量物は排出されてないので排出動作は一時中止となる。そして計量ホッパには新たに被計量物を供給して計量しなければならないが、定量に達する前に被計量物が無くなり排出動作を中止したときは、そこまでの排出量を一旦記憶しておく必要があり、その後計量ホッパには新たな被計量物を供給して計量を行い、この値を記憶させ、そして継続して定量を得るための排出を再開することになる。ところが従来においては、定量に達するまでに計量ホッパ中の被計量物が無くなったときは、その時点で排出動作を意図的に一時停止させる必要があるため計量の一時休止を知らせるスイッチを設ける必要があった。又、定量途中の重量値を記録し再開に備えて残量を設定したり、計量ホッパに新たな被計量物を供給する操作をするなどの指示をする手段が必要であるなど途中で計量が中断するような場合における装置の改善が望まれていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで第１の発明は、被計量物を計量するための計量装置と、被計量物を一時貯留する計量容器と、被計量物を排出する装置を備えた、目標重量の被計量物を得るための定量計量装置において、許容範囲内の能力で被計量物を排出するための装置と、単位時間当たりの許容重量変化量の値を設定する許容重量変化量設定手段と、目標重量となる所定量の値を予め設定する所定量値設定手段と被計量物の減少量が遂次計量できる計量手段と、計量中に上記許容重量変化量内の一定量で減少する被計量物の重量変化量が上記許容重量変化量内の値以下であり且つ一定期間において上記被計量物の重量変化量が認められないとき、計量の異常を知らせる信号を出力する手段と、上記許容重量変化量内の一定量で減少する被計量物の重量変化量を重量値として計量する手段と、上記許容重量変化量を超える重量変化量が発生したとき該重量変化量を無効にする手段と、上記許容重量変化量を超える重量変化量が発生したとき、該重量変化量が発生したタイミングで計量を開始したときの重量値から上記許容重量変化量を超える重量変化量が発生した直前までの重量値の差を計量値として積算値レジスターに加算する手段と、上記重量変化量が上記許容重量変化量内になるとその時点の重量値を計量開始時の重量値として計量を開始する手段と、上記計量値が積算値レジスターに積算され、その積算値が上記所定量の値に一致したとき計量終了の信号を出力する手段とを具備していることを特徴としている。
【０００６】
更に第２の発明は、被計量物を計量するための計量装置と、被計量物を一時貯留する計量容器と、被計量物を排出する装置を備えた、目標重量の被計量物を得るための定量計量装置において、許容範囲内の能力で被計量物を排出する装置がスクリューフィーダであって、計量中に許容重量変化量内の一定量で減少する被計量物の重量変化量が上記許容重量変化量内の値以下であり且つ一定期間において上記重量変化量が認められないとき、計量異常を知らせる信号を出力する手段と、該手段により発せられる信号により上記計量容器から被計量物を排出する上記装置を一時停止させる手段と、上記計量異常が確認でき該計量異常の原因を除去したのち運転再開が可能となったとき、運転を開始する運転開始信号を入力する手段を備え、上記運転開始信号を入力することにより上記排出を再開することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる定量計量装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例であり、主に粉粒体の計り取り装置の概念図である。１１は重量検出器、１２は被計量物の粉粒体で一回の投入で計量される任意の量を示す。１３は再排出を開始して定量になる第１回目の不足分である。１４は初回に排出して所定量に満たない量、１５は受け容器、１６は排出用スクリューフィーダ、１７は排出駆動部、８は制御器、９は設定操作部、２０は計量ホッパである。図２は図１に示す粉粒体の計り取り装置の通常運転状態をグラフ化したものである。詳細は後述する。
【００１１】
図１に示す実施態様は粉粒体の計り取りを行うものであり、計量ホッパ２０に任意の量の被計量物を供給し計量する。そして、その計量値を記憶し排出用スクリューフィーダ１６により下部に位置する受け容器１５に排出する。この排出量が所定量（目的とする量）に達すると排出を停止し、所定の計り取りを終了するものである。しかし、計量ホッパ２０にて一回に計量する量が所定量より少ない場合がある。つまり図１の態様は計量ホッパの秤量（計れる最大の量）より多い量の計り取りを行う場合であって所定量に達するまでに計量ホッパ内の被計量物が無くなり、追加計量を複数回繰り返す必要が生じる場合の実施態様である。
【００１４】
【実施例】
本発明の実施例について図１、図２を参照しながら更に詳しく述べる。本実施例は前述したように計量ホッパ２０で一回に計量する量が所定量より少ない場合に適用する定量計量装置であるから所定量に達するまでに計量ホッパ２０内の被計量物が無くなり不足分が生じる。そこで、計量ホッパ２０に新たな被計量物を供給して計量し、この不足分を補うことになる。この運転状態を図２にグラフで示す。図２では縦軸は重量値を表し、横軸は時間経過を表している。
【００１５】
先ず今までの値をリセットしてスタートする点をイ点とし、この時点をｔｏとして運転を開始する。最初に計量した被計量物の値Ｗｅが暫減して排出され、下段に設けられた受け容器１５に移る。そして定量排出状態がｔ１時点に至って急に平坦となり、排出運転は行われているのに被計量物の排出がなくなり一定の重量変化が生じてない。この状態は計量に異常が生じたことになり排出を停止する信号を出力する。従って本実施態様において許容重量変化量を通常の排出量から勘案して決定して予め設定しておきこの許容重量変化量を超える正負いずれかの変化が生じた時は、この時点で計量を停止し排出を停止するものである。図２では、ｔ２のハ点において新たな被計量物が計量ホッパ２０に投入されｔ３に達したとする。その重量指示はニ点となる。ｔ２からｔ３に至る間にハ点からニ点に重量値が急激に変化したことになるが、この急激な変化が即ち許容重量変化量を超える重量変化量として検出され、イ点の重量Ｗ１１からロ点における重量Ｗ１０を差し引いた量を最初に排出した値Ｗｅとしてメモリに記憶する。そしてこの回に投入された量はＷ１２−Ｗ１０となりＷｇで示す値となるが、このように急激に増加した変化量は計量値として加算記憶されない。即ち許容重量変化量を超えた量としてこの値をキャンセルして定量計量に影響を与えないようにしている。そこで再スタートを行うことになりｔ４時点ホ点にて排出の再スタートと共に計量を再開始する。そしてｔ５に至りヘ点にて排出が停止する。これは排出量が所定量に達したためであり所定量Ｗｔ＝Ｗｅ＋Ｗｆとなる。
【００１６】
ここで一回の定量排出量が終了するが、続いて受け容器１５を空のものと交換し再び計量を開始する状態を示すと、図２においてｔ５からｔ６に至る間が受け容器１５の交換期間である。この間も重量変化はないので計量は行われない。ｔ６においてホ点は排出再スタート点である。そしてｔ７に到達し再び排出が行われなくなり運転が停止した状態となる。即ちト点となり計量ホッパ内が空になっていないのに何かの原因で排出が停止した状態である。そしてホ点に至り、再び計量を開始しチ点に至るｔ９時点である。そして更に第２回目の新たな被計量物の投入が行われる。
【００２１】
次に本発明の実施例の主な構成をブロック図で示し説明する。図３に示すように本発明においては大きく分けて８つのブロックにより構成されている。２１は計量部、２２はＡ／Ｄ変換部、２３は演算・制御部、２４は表示部、２５は信号出力部、２６は記憶部（メモリー）、２７は電源部でこれら２２乃至２７にて制御器を構成している。図３のブロック図における計量部２１は図１において１１のはかりに相当する。本図において計量部２１では荷重に比例した重量信号が発生し、２２のＡ／Ｄ変換部にてディジタル重量信号となり２３の演算・制御部に送られる。ここでは重量値の演算や所定量値との比較、並びに判定等の計算や各接続部からの入出力データの制御を行い、それらの結果を２４の表示部で表示し、２５の信号出力部では定量が得られたことを知らせる信号や、許容重量変化量を超える値を検出した時に外部の巻き取り駆動部７に駆動停止の信号を出力したり、被計量物の排出を停止する信号などを出力するものである。
【００２２】
前記記憶部２６には目標重量となる所定量の値を予め設定する所定値設定手段としての所定量値レジスタ２６ａ、積算値レジスタ２６ｂ、変化量レジスタ２６ｃがある。又上記許容重量変化量を超える重量変化量が発生したとき、該重量変化量を無効にする手段としての許容変化量外グラフ２６ｄ、計量開始重量レジスタ２６ｅ、重量値シフトレジスタ２６ｆ、許容範囲の能力で被計量物を排出させるための単位時間当たりの許容重量範囲の値を設定する許容重量変化量設定手段としての許容変化量レジスタ２６ｇ、読み込みカウントレジスタ２６ｈ、重量保存レジスタ２６ｉを少なくとも有しており、許容変化量レジスタ２６ｇには計量を開始する前に予め一定の変化量の範囲を許容重量変化量として設定操作部９より入力しておき又、定量値レジスタ２６ａには計量しようとする計量値、即ち所定量値を予め操作部９より入力しておくものとする。そして設定操作部９には計量開始スイッチ２６ｋを準備しておくものとする。
【００２３】
図４は本発明の実施例のフローチャートを示し、このフローチャートにつき動作を説明する。先ず設定操作部９の計量開始スイッチ２８を操作して、計量開始信号を操作部より入力する操作に入るステップ１、そしてステップＳ２にて重量を読み込む前の処理をする。即ち供給側の被計量物の重量を計量開始重量レジスタ２６ｅと重量値シフトレジスタ２６ｆに記憶する。この重量値シフトレジスタ２６ｆは少なくとも２個の重量値を記憶するもので、１つは先に読み込んだ重量値ともう１つは読み込んだ重量値を順次新たなデータに更新した現在の重量値である。次に許容変化量外グラフ２６ｄをＯＦＦにしておき積算値レジスタ２６ｂを先ずゼロにクリアし、更に読み込みカウントレジスタ２６ｈをリセットし、重量値保存レジスタ２６ｉに重量値を保存し、ステップＳ１５に進み運転開始となる。そしてステップＳ３に進む、Ｓ３では現在の重量値を読み込み重量値シフトレジスタ２６ｆに記憶する、運転はすでに開始されているので、例えば図１における粉粒体の計り取り装置の場合は排出用スクリューフィーダ１６が起動されている。スクリューフィーダ１６が起動されるとホッパ２０内の被計量物１２は減少し始めて、ホッパ内の重量値に重量変化が生じこれによってステップＳ４に進み、Ｓ４では重量値シフトレジスタ２６ｆにある新しい重量値と１個前にサンプリングした重量値とを演算・制御部２３で比較し、その差が予め記憶していた許容変化量レジスタ２６ｇの値よりも小さいときはステップＳ５に進む。Ｓ５では許容変化量外グラフ２６ｄがＯＮになっているかどうか確認し、ＯＮになっていないときはステップＳ６に進み、Ｓ６で計量開始から重量値の変化を変化量レジスタ２６ｃにて記憶および更新する。そして読み込みカウントレジスタ２６ｈのカウンタのカウントを１つ増加させる。続いてステップＳ１１に進む。次にＳ１１では読み込みカウントレジスタ２６ｈがオーバーフローしたかどうかを確認する。読み込みカウントレジスタ２６ｈはある一定期間毎にオーバーフローを発生させ、そのオーバーフローが発生する毎に適切な重量変化を被計量物がしているかどうかの監視のイベントを発生させるカウンタである。オーバーフローが発生していないときはステップＳ７に進む。ステップＳ７では変化量レジスタ２６ｃと積算値レジスタ２６ｂの和が所定量値レジスタ２６ａと一致しているかどうかを演算・制御部２３で比較し、一致していないときはＳ３に戻りＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ１１そしてＳ７の順で定量を得るまでループする。変化量レジスタ２６ｃと積算値レジスタ２６ｂの和が所定量値レジスタ２６ａと一致するときステップＳ１０に進み、計量終了の信号を信号出力部２５から出力する。
【００２４】
ここまでは計量の途中に異常な重量変化が生じない場合であるが、例えば被計量物の重量値が急激に変化したときは、Ｓ４で重量値シフトレジスタ２６ｆに記憶されている新しい重量値と１個前にサンプリングしたときの重量値とを演算・制御部２３にて比較し、その差が許容重量変化量レジスタ２６ｇの値より大きくなると計量の異常を知らせる信号を出力手段、例えばブザー等を作動させそして、ステップＳ８に進むようにしている。Ｓ８ではＳ６で更新してきた変化量レジスタ２６ｃの値を積算値レジスタ２６ｂに加算し、変化量レジスタ２６ｃはゼロクリアとする。次に許容重量変化量外フラグをＯＮにして、読み込みカウントレジスタ２６ｈをリセットしＳ３に戻る。また、はかりの重量が不安定な状態が続くとＳ３、Ｓ４そしてＳ８の処理をループし、定量計量に不要な重量値をキャンセルするようになっている。そして、その後に重量が安定し計量できる状態になったとき、つまりＳ４において重量値シフトレジスタ２６ｆの新しい重量値と１個前にサンプリングしたときの重量値の差が許容重量変化量レジスタ２６ｇの値より小さくなったとき、計量の再開始となりＳ４からステップ５に進むものである。ステップ５では許容重量変化量外フラグがＯＮになっているのでステップ９に進み、Ｓ９では計量を再開始した計量値を計量開始重量レジスタ２６ｅに記憶し、許容重量変化量外フラグ２６ｄをＯＦＦにしステップ７に進み、その後Ｓ７、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ１１そしてＳ７と進み定量を得るまでループする。定量に達するとＳ７からステップ１０に進み停止信号を出力する。また、何かの原因で被計量物の重量変化が起こらなくなったとき、Ｓ１１での読み込みカウントレジスタ２６ｈのオーバーフローが発生したタイミングでステップ１２に進み保存されている重量値とＳ３で読み込んだ重量値とを比較し、重量値変化があるかどうかの確認をする。そして変化があるときは正常と判断しステップ１３へ進み、読み込みカウントをリセットしＳ３で読まれた重量値を保存レジスタ２６ｉに記憶し、更新しＳ７に進む。しかし、重量値の変化がないときは異常と判断しステップ１４へ進み、読み込みカウントレジスタ２６ｈをリセットし計量異常の信号を出力しＳ３に戻るループを実行するようになっている。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、許容範囲内の能力で被計量物を排出するために単位時間当たりの許容重量変化量の値を設定しておき、計量中においてこの許容重量変化量内の一定量で減少する重量変化量が一定の期間において、被計量物の重量変化量が認められないとき計量の異常を知らせる信号を出力するようにしたので、許容重量変化量以上の変化が生じたことで、許容重量変化量内で変化してきた今までの値（計量値）を積算値として積算値レジスターで記憶することができる。従来のように加算するため人手によりそこまでの計量値を読み取って入力する必要がなく、入力ミスも発生しない。そして、例えば計量ホッパに新たな被計量物が供給され重量の変動が収まり計量されると、許容重量変化量内に入ってきて自動的に計量を開始する。即ち一定量で減少する被計量物の重量変化量のみを計量した定量計量をし、一定量を超える重量変化量が発生したときは、その変化量をキャンセルして定量計量に影響を与えないようにしている。つまり、計量機が外部からショックを一時的に受けてもショックによる重量変化を自動的にキャンセルするので、重量変動分の値が計量誤差とならない利点がある。又、定量計量される被計量物の量が比較的多く、複数回に渡って計量を繰り返し加算して定量を得るような場合でも、作業者は新たな被計量物を供給するだけでよく計量作業の熟練者でなくても計量ミスを起こすことなく、操作負担を軽減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であって粉粒体の計り取り装置の概念図。
【図２】本発明の実施例であって図１に示す装置の運転状態をグラフにした説明図。
【図３】本発明の実施例の主な構成を示すブロック図。
【図４】本発明の実施例の動作を説明するフローチャート図。
【付号の説明】
８ 制御部
９ 設定操作部
１１ 重量検出器
１２ 被計量物
１５ 受け容器
１６ 排出用スクリューフィーダ
１７ 排出駆動部
２１ 計量部
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ 演算・制御部
２４ 表示部
２５ 信号出力部
２６ 記憶部
２７ 電源部
イ 最初の排出開始点
ロ 計量ホッパ中の被計量物が無くなり排出が停止した点
ハ 計量ホッパに被計量物を供給する供給開始点
ニ 被計量物の供給終了により計量値記憶
ホ 排出再スタート点
ヘ 所定量による排出停止（計量完了）
ト 定量排出中に何かの原因で排出が停止した点
チ 計量ホッパ中の被計量物が無くなり排出が停止した点でありロと同様
Ｗｅ 初回における定量排出量
Ｗｆ 第２回目の定量排出においてホ点からヘ点の定量排出量
Ｗｇ 第２回目の供給量
Ｗｐ 許容重量変化量
Ｗｔ 所定量

Claims (2)

1. 被計量物を計量するための計量装置と、被計量物を一時貯留する計量容器と、被計量物を排出する装置を備えた、目標重量の被計量物を得るための定量計量装置において、許容範囲内の能力で被計量物を排出するための装置と、単位時間当たりの許容重量変化量の値を設定する許容重量変化量設定手段と、目標重量となる所定量の値を予め設定する所定量値設定手段と被計量物の減少量が遂次計量できる計量手段と、計量中に上記許容重量変化量内の一定量で減少する被計量物の重量変化量が上記許容重量変化量内の値以下であり且つ一定期間において上記被計量物の重量変化量が認められないとき、計量の異常を知らせる信号を出力する手段と、上記許容重量変化量内の一定量で減少する被計量物の重量変化量を重量値として計量する手段と、上記許容重量変化量を超える重量変化量が発生したとき該重量変化量を無効にする手段と、上記許容重量変化量を超える重量変化量が発生したとき、該重量変化量が発生したタイミングで計量を開始したときの重量値から上記許容重量変化量を超える重量変化量が発生した直前までの重量値の差を計量値として積算値レジスターに加算する手段と、上記重量変化量が上記許容重量変化量内になるとその時点の重量値を計量開始時の重量値として計量を開始する手段と、上記計量値が積算値レジスターに積算され、該積算値が上記所定量の値に一致したとき計量終了の信号を出力する手段とを具備していることを特徴とする定量計量装置。
2. 被計量物を計量するための計量装置と、被計量物を一時貯留する計量容器と、被計量物を排出する装置を備えた、目標重量の被計量物を得るための定量計量装置において、許容範囲内の能力で被計量物を排出する装置がスクリューフィーダであって、計量中に許容重量変化量内の一定量で減少する被計量物の重量変化量が上記許容重量変化量内の値以下であり且つ一定期間において上記重量変化量が認められないとき、計量異常を知らせる信号を出力する手段と、該手段により発せられる信号により上記計量容器から被計量物を排出する上記装置を一時停止させる手段と、上記計量異常が確認でき該計量異常の原因を除去したのち運転再開が可能となったとき、運転を開始する運転開始信号を入力する手段を備え、上記運転開始信号を入力することにより上記排出を再開することを特徴とする請求項１記載の定量計量装置。

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