JP4685217B2 - 組合せ計量機の重量測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部から順次供給されるバラの物品を規程重量づつ組合せていく組合せ計量機に係わり、特に、この組合せ計量機内に組込まれ、計量ホッパに収納された物品の重量を測定する組合せ計量機の重量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の物品を規定重量づつ袋に自動的に詰込んでいく包装システムには、外部から順次供給されるバラの各物品を規定重量ずつ仕分ける組合せ計量機が組込まれている。
【０００３】
この組合せ計量機は、順次供給される物品を分散フィーダを介して所定チャネル数の計量ホッパへ供給し、この各計量ホッパに収納された物品の重量を秤量計で測定し、所定チャネル数の計量ホッパのうち任意に組合わされた複数の計量ホッパに収納された物品の合計重量値が予め定められた重量値の許容範囲に入るとき、この複数の計量ホッパに収納された物品を集めて１つの袋に収納できるように排出する機能を有する。
【０００４】
図６はこの組合せ計量機の断面模式図である。逆円錐状のフレーム１の上方に外部から供給される例えば菓子やキャラメル等のバラの物品２を集合するためのロート３が配設されている。このロート３で集合された各物品２は、分散フィーダ４で放射状に分散され、フレーム１上に放射状に配設された所定チャネル数の直進フィーダ５にて、逆円錐状のフレーム１の外周面に沿って配設された所定チャネル数のストックホッパ６へ供給される。
【０００５】
各ストックホッパ６に供給された複数の物品２はこのストックホッパ６に一時保持されたのち、シャッタ６ａが開いて、下方の計量ホッパ７へ移動させられる。計量ホッパ７へ移動された複数の物品２の重量はまとめてこの計量ホッパ７で計量される。逆円錐状のフレーム１の外周面に沿って配設された所定チャネル数の計量ホッパ７でそれぞれ複数の物品２の重量が計量される。
【０００６】
各計量ホッパ７毎の各物品２の各重量を組合わせた合計重量が予め定められた規定重量に一致又は近似する各物品２を収納した各計量ホッパ７を選択し、そのシャッタ７ａを開放して、集合シュート８へ各物品２を導く。したがって、この集合シュート８の下方に置かれた袋に規定重量分の物品２が収納され、自動的に袋詰めされる。
【０００７】
逆円錐状のフレーム１内には、各ストックホッパ６の下端開口に取付けられたシャッタ６ａを開閉制御する複数のモータ９ａと、各計量ホッパ７の下端開口に取付けられたシャッタ７ａを開閉制御する複数のモータ９ｂと、各計量ホッパ７に収納された物品２の重量を測定する複数の秤量計１０とが配設されている。
【０００８】
図７は、組合せ計量機に組込まれた重量測定装置の概略構成を示すブロック図である。例えばコンピュータからなるメイン制御部１１に対して、前記各秤量計１０に組込まれた各チャネルのロードセル１４の測定信号ａから各測定値を読取る秤制御部１２と、各ホッパ６、７のシャッタ６ａ、７ａを開閉するモータ９ａ、９ｂを駆動制御するシャッタ制御部１３とが接続されている。
【０００９】
秤制御部１２において、各チャネルのロードセル１４には、ロードセル電源回路１５から直流の駆動電圧Ｖccが供給される。各ロードセル１４から出力された測定信号ａは増幅器１６で増幅されたのち、ＬＰＦ１７で雑音成分が除去されて、マルチプレクサ１８へ入力される。
【００１０】
マルチプレクサ１８は、測定値取込制御部１９から出力されるクロック信号ｂのクロックに同期して各チャネルのロードセル１４から出力される測定信号ａを順番に選択して共通増幅器２０へ送出する。時分割多重化された各ロードセル１４から出力される測定信号ａは共通増幅器２０で増幅された後、加算器２１の一方端子へ入力される。この加算器２１の他方端子には、測定値取込制御部１９から出力されたデジタルのバイアス値がＤ／Ａ変換器２２でアナログに変換された状態で印加される。このバイアス値は、物品２が計量ホッパ７に収容されていない状態での測定値を示し、加算器２１は入力された測定信号ａの値から、物品２が計量ホッパ７に収容されていない状態での測定値を減算して物品２自体の重量値に対応する。
【００１１】
時分割多重化された各ロードセル１４の測定信号ａ1はＡ／Ｄ変換器２３でデジタルの測定値Ｄに変換されて、測定値取込制御部１９へ入力される。測定値取込制御部１９は順次入力される各秤量計１０（ロードセル１４）の測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、…）をメイン制御部１１へ送出する。
【００１２】
メイン制御部１１は、１回の測定（１サイクル）で得られた各計量ホッパ７に収納され各物品２の重量値（測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、…））に基づいて、例えば８個等の所定チャネル数の計量ホッパ７のうち任意に組合わされた複数の計量ホッパ７に収納された物品２の合計重量値が予め定められた規定重量値の許容範囲に入るとき、この複数の計量ホッパ７のシャッタ７ａを開放するためのシャッタ開放指令をシャッタ制御部１３へ送出する。その結果、集合シュート８の下方に置かれた袋に規定重量分の物品２が収納される。
【００１３】
また、メイン制御部１１には、オフセット値メモリ２４が接続されている。このオフセット値メモリ２４内には、各チャネル毎に、該当チャネルのロードセル１４から出力された測定信号ａの信号路に存在する増幅器１６、ＬＰＦ１７、マルチプレクサ１８、共通増幅器２０、加算器２１等の各アナログ回路部品の温度変化や経時変化等に起因するゼロ点変動のオフセット値ＯＦ（ＯＦ1、ＯＦ2、ＯＦ3、…）が記憶されている。
【００１４】
メイン制御部１１には秤制御部１２から入力される各チャネルの測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、…）をこのオフセット値メモリ２４に記憶されている各チャネルのオフセット値ＯＦ（ＯＦ1、ＯＦ2、ＯＦ3、…）で補正して、より高い精度の測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、…）を得るようにしている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示す組合せ計量機の重量測定装置においてもまだ解決すべき次のような課題があった。
【００１６】
すなわち、メイン制御部１１において、より高い精度で各チャネルの測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、…）を得るためには、この組合せ計量機が設置された場所の温度が変化したり、一定の稼働期間が経過すると、オフセット値メモリ２４に記憶されている各チャネルのオフセット値ＯＦ（ＯＦ1、ＯＦ2、ＯＦ3、…）を校正する必要がある。
【００１７】
このオフセット値ＯＦの校正方法は、組合せ計量機の稼働を停止し、物品２の供給を停止し、各チャネルの計量ホッパ７に残留している物品２を取除き、各チャネルの計量ホッパ７を空にする。そして、この状態で、測定を実施し、この測定値をオフセット値ＯＦとして、オフセット値メモリ２４に書込む。
【００１８】
しかしながら、正しいオフセット値ＯＦを得るためには、各チャネルの計量ホッパ７を空にして、シャッタ開閉動作を行わないで、完全に安定状態に移行した状態で実施する必要があるので、このオフセット値ＯＦの校正作業に多大の作業時間を費やすことになる。特に、組合せ計量機の特徴として、稼働期間中において全てのチャネルの計量ホッパ７が同時に空になるタイミングがないので、オフセット値ＯＦの校正作業を実施するに際しては、組合せ計量機を停止して、各チャネルの計量ホッパ７を空にする作業が必要となり、多大の作業時間が必要となる。
【００１９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、各ロードセルの電源供給路にスイッチを介挿することにより、等価的に各計量ホッパを空にすることができ、たとえ計量ホッパに物品が収納された状態であったとしても、各チャネルにおけるオフセット値を測定でき、組合せ計量機の稼働率を低下することなく、短時間で各チャネルのオフセット値の校正作業を実施できる組合せ計量機の重量測定装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、順次供給される物品を分散フィーダを介して所定チャネル数の計量ホッパへ供給し、各チャネルの計量ホッパに収納された物品の重量を秤量計で測定し、測定された各チャネルの測定値に基づいて各計量ホッパに収納された物品を組合せる組合せ計量機の重量測定装置に適用される。
【００２１】
そして、上記課題を解消するために、本発明の組合せ計量機の重量測定装置においては、各チャネルの秤量計に組込まれ、金属部材に貼付けられたストレインゲージからなる４つの抵抗がブリッジ接続された複数のロードセルと、この各チャネルに設けられ、前記ロードセルの出力を受けて増幅する増幅器と、この各チャネルのロードセルに電源を供給するロードセル電源回路と、このロードセル電源回路と各チャネルのロードセルとの間に介挿された複数のスイッチ、およびこのスイッチの前記ブリッジ側端と接地との間に介挿された接地抵抗と、チャネルを指定したオフセット量校正指令に応じて、指定されたチャネルのスイッチを開放し前記ブリッジ側端と前記接地との間に前記接地抵抗が接続された状態で前記増幅器により増幅された該当チャネルの測定信号の測定値を該当チャネルのオフセット値として読取るオフセット値読取手段と、このオフセット値読取手段で読取られた各チャネルのオフセット値を記憶するオフセット値メモリと、スイッチが閉成された状態のチャネルの測定信号の測定値からオフセット値メモリに記憶された該当チャネルのオフセット値を減算して該当チャネルの測定値を補正する測定値補正手段とを備えている。
【００２２】
このように構成された組合せ計量機の重量測定装置においては、各チャネルのロードセルとこの各ロードセルに電源を供給するロードセル電源回路との間にそれぞれスイッチが介挿されている。そして、チャネルを指定して該当チャネルのオフセット値の校正作業を実施する場合、該当チャネルのロードセルに対応するスイッチを開放する。
【００２３】
すると、該当チャネルのロードセルの測定信号は、たとえ該当チャネルの計量ホッパに物品が収納されていたとしても、ゼロレベルとなる。したがって、この状態で、該当チャネルの最終的な測定信号の測定値がゼロでないことは、ロードセルを除く増補器やＬＰＦやマルチプレサ等の該当チャネルの信号経路に存在する複数のアナログ回路部品のオフセット値が測定値に現れていることになる。この測定値をオフセット値としてオフセット値メモリに記憶保持する。
【００２４】
そして、スイッチを閉じた状態で該当チャネルの測定値からオフセット値メモリに記憶されているオフセット値を減算することによって、該当チャネルの正しい測定値が得られる。
【００２５】
また、別の発明は、上述した発明の組合せ軽量機の重量測定装置において、オフセット値メモリに記憶された各チャネルのオフセット値は、オフセット値読取手段にて複数回に亘って読取られた各測定値が統計的処理された値である。
このように、複数回に亘って読取られた測定値を平均する等の統計的処理を実施することにより、より高い精度のオフセット値が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る重量測定装置が組込まれた組合せ計量機の概略構成を示す図である。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は断面模式図である。図６に示す従来の組合せ計量機と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
【００２７】
この実施形態の組合せ計量機においては、フレーム１の外周面に沿って８個のストックホッパ６と８個の計量ホッパ７とが配設されている。
ロート３で集合された各物品２は、分散フィーダ４で放射状に分散され、フレーム１上に放射状に配設された複数の直進フィーダ５にて、フレーム１の外周面に沿って配設された複数のストックホッパ６へ供給される。
【００２８】
各ストックホッパ６に供給された複数の物品２はこのストックホッパ６に一時保持されたのち、下端開口のシャッタ６ａをモータ９ａで開放することによって、下方の計量ホッパ７へ移動させられる。計量ホッパ７へ移動された複数の物品２の重量はまとめてこの計量ホッパ７で計量器１０によって計量される。
【００２９】
各計量ホッパ７毎の各物品２の各重量を組合わせた合計重量が規定重量に一致又は近似する各物品２を収納した各計量ホッパ７を選択し、下端開口のシャッタ７ａをモータ９ｂで開放して、集合シュート８へ各物品２を導く。この集合シュート８の下方に置かれた袋に規定重量分の物品２が収納され、自動的に袋詰めされる。
【００３０】
図２は、組合せ計量機に組込まれた重量測定装置の概略構成を示すブロック図である。図７に示す従来の組合せ計量機の重量測定装置と同一部分には同一符号が付してある。したがって、重複する部分の詳細説明を省略する。
【００３１】
例えばコンピユータからなるメイン制御部１１ａに対して、各秤量計１０に組込まれたロードセル１４の測定信号ａから各測定値を読取る秤制御部１２ａと、各ホッパ６、７のシャッタ６ａ、７ａを開閉するモータ９ａ、９ｂを駆動制御するシャッタ制御部１３と、表示部２６と、プリンタ２７と、オフセット値メモリ２４とが接続されている。
【００３２】
秤制御部１２ａにおいて、ＣＨ１〜ＣＨ８の各チャネルのロードセル１４には、ロードセル電源回路１５ａからスイッチ２８を介して直流の駆動電圧Ｖccが供給される。ＣＨ１〜ＣＨ８の各チャネルのスイッチ２８は、前記メイン制御部１１ａがオフセット値の校正動作モード時で、かつマルチプレクサ１８が該当チャネルの測定信号ａを選択する選択期間を含む規定の遮断時間Ｔ1だけ、スイッチ切換回路２９にて開放される。このスイッチ切換回路２９の動作は測定値取込制御部１９ａにて制御される。
【００３３】
各ロードセル１４においては、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、荷重が印加される金属部材に貼付けられたストレインゲージからなる４枚の抵抗Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4がブリッジ状に接続されている。ブリッジの両端にスイッチ２８を介してロードセル電源回路１５ａから直流の駆動電圧Ｖccが印加される。スイッチ２８のブリッジ側端と接地との間には、高抵抗の接地抵抗Ｒ5が介挿されている。ブリッジの中間点の電位差が測定信号ａとして増幅器１６へ入力される。この増幅器１６は、図示するように、常時、直流の駆動電圧±Ｖccが供給され、ＯＮ状態を維持している。
【００３４】
図３（ａ）はスイッチ２８を開放した状態を示す。この状態においては、ブリッジの両端に駆動電圧Ｖccが印加されていないので、測定信号ａの信号レベルは０レベルである。図３（ｂ）はスイッチ２８を閉成した状態を示す。この状態においては、ブリッジの両端に駆動電圧Ｖccが印加されているので、荷重又は温度変化に対応した信号レベルを有する測定信号ａが出力される。
【００３５】
各チャネルのロードセル１４から出力された測定信号ａは増幅器１６で増幅されたのちＬＰＦ１７で雑音成分が除去されて、マルチプレクサ１８へ入力される。
【００３６】
マルチプレクサ１８は、測定値取込制御部１９ａから出力されるクロック信号ｂのクロックに同期して各ロードセル１４から出力される測定信号ａを順番に選択して、共通増幅器２０へ送出する。時分割多重化された各ロードセル１４から出力される各チャネルの測定信号ａは共通増幅器２０で増幅された後、加算器２１の一方端子へ入力される。
【００３７】
この加算器２１の他方端子には、測定値取込制御部１９ａから出力されたデジタルのバイアス値がＤ／Ａ変換器２２でアナログに変換された状態で印加される。このバイアス値は、物品２が計量ホッパ７に収容されていない状態での測定値を示し、加算器２１は入力された測定信号ａの値から、物品２が計量ホッパ７に収容されていない状態での測定値を減算して物品２自体の重量値に対応する測定信号ａ1とする。
【００３８】
加算器２１から出力された時分割多重化された各ロードセル１４の測定信号ａ1はＡ／Ｄ変換器２３でデジタルの測定値Ｄに変換されて測定値取込制御部１９ａへ入力される。測定値取込制御部１９ａは順次入力される各秤量計１０（ロードセル１４）の測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6、Ｄ7、Ｄ8）をメイン制御部１１ａへ送出する。
【００３９】
また、測定値取込制御部１９ａは、マルチプレクサ１８にクロック信号を送出してマルチプレクサ１８の各チャネルの選択制御を実行すると共に、オフセット値校正動作モード時に、メイン制御部１１ａの指示に基づいて、マルチプレクサ１８の各チャネルの選択動作に同期して各チャネルのスイッチ２８がそれぞれ動作するようにスイッチ切換回路２９の動作タイミングを制御する。なお、通常の組合せ処理動作モード時には、各チャネルのスイッチ２８は閉成状態を維持している。
【００４０】
オフセット値メモリ２４内には、図７に示す従来の重量測定装置におけるオフセット値メモリ２４と同様に、各チャネル毎に、該当チャネルのロードセル１４から出力された測定信号ａの信号経路に存在する増幅器１６、ＬＰＦ１７、マルチプレクサ１８、共通増幅器２０、加算器２１等の各アナログ回路部品の温度変化や経時変化等に起因するゼロ点変動のオフセット値ＯＦ（ＯＦ1、ＯＦ2、ＯＦ3、ＯＦ4、ＯＦ5、ＯＦ6、ＯＦ7、ＯＦ8）が記憶されている。
【００４１】
メイン制御部１１は、秤制御部１２ａから入力される各チャネルの測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6、Ｄ7、Ｄ8）からこのオフセット値メモリ２４に記憶されている各チャネルのオフセット値ＯＦ（ＯＦ1、ＯＦ2、ＯＦ3、ＯＦ4、ＯＦ5、ＯＦ6、ＯＦ7、ＯＦ8）を減算して、オフセット値を除去した補正後の正しい測定値ＤＡ（ＤＡ1、ＤＡ2、ＤＡ3、ＤＡ4、ＤＡ5、ＤＡ6、ＤＡ7、ＤＡ8）を得る。
【００４２】
ＤＡ1＝Ｄ1―ＯＦ1、ＤＡ2＝Ｄ2―ＯＦ2、…、ＤＡ8＝Ｄ8―ＯＦ8
さらに、メイン制御部１１ａは、１回（１サイクルＴ）の測定で得られた各計量ホッパ７に収納され各物品２の補正部の測定値（重量値）ＤＡ（ＤＡ1〜ＤＡ8）に基づいて、８個の計量ホッパ７のうち任意に組合わされた複数の計量ホッパ７に収納された物品２の合計重量値が予め定められた規定重量値の許容範囲に入るとき、この複数の計量ホッパ７のシャッタ７ａを開放するためのシャッタ開放指令をシャッタ制御部１３へ送出する。その結果、集合シュート８の下方に置かれた袋に規定重量分の物品２が収納される。
【００４３】
この場合、８個の計量ホッパ７のうち、この１サイクルＴで袋詰される物品２の組合せに採用されなかった、計量ホッパ７の物品２は次の１サイクルＴで優先的に袋詰される物品２の組合せに採用されるので、同一の計量ホッパ７の物品２が連続性して長期間に亘って選択されないことはない。
【００４４】
また、メイン制御部１１ａは、上述した８個の全てのチャネルの計量ホッパ７を用いた物品２の通常の組合せ処理を実施すると共に、各チャネルの信号経路におけるアナログの回路部品に起因するオフセット値に対する補正処理を実施する。
【００４５】
図４は、実施形態の重量測定装置に組込まれたメイン制御部１１ａの通常の組合せ処理とオフセット値の補正処理との処理動作を示す流れ図である。
【００４６】
オフセット値の校正指令が入力しない状態においては（Ｓ１）、通常の組合せ処理動作モードであると判断して、前回の処理の開始時刻から１サイクルＴ（＝クロック周期Ｔ0×９）が経過すると（Ｓ２）、１サイクル分の各チャネルＣＨ１〜ＣＨ８の秤制御部１２ａから入力した８個の各測定値Ｄ1〜Ｄ8を読取る（Ｓ２）。各チャネルの測定値Ｄ1〜Ｄ8からこのオフセット値メモリ２４に記憶されている各チャネルのオフセット値ＯＦ1~ＯＦ8を減算して、オフセット値を除去した補正後の正しい測定値ＤＡ1~ＤＡ8を得る（Ｓ４）。そして、この８個の測定値ＤＡ1~ＤＡ8を用いて、上述した組合せ処理を実施する（Ｓ５）。
【００４７】
以上で、１サイクルＴ（＝Ｔ0×９）における１回の物品２の組合せ処理が終了したので、終了指示が入力されない場合は（Ｓ６）、Ｓ１にてオフセット値の校正指令が入力するか、Ｓ２にて前回の処理の開始時刻から１サイクルＴ（＝クロック周期Ｔ0×９）が経過するかを待つ。終了指示が入力されると（Ｓ６）、この組合せ計量機の動作を停止する。
【００４８】
Ｓ１にてオフセット値の校正指令が入力すると、動作モードがオフセット値の校正動作モードに移行して、Ｓ７へ進み、オフセット値を校正するチャネルを特定するチャネル番号Ｎを初期設定する（Ｎ＝１）。
【００４９】
そして、測定値取込制御部１９ａへ指令を送出して、チャネル番号Ｎが指定するチャネルのロードセル１４のスイッチ２８を開放する（Ｓ８）。
【００５０】
前回の読取の開始時刻から１サイクルＴ（＝クロック周期Ｔ0×９）が経過すると、１サイクル分の各チャネルＣＨ１〜ＣＨ８の秤制御部１２ａから入力した８個の各測定値Ｄ1〜Ｄ8を読取る（Ｓ９）。この全てのチャネルに亘る８個の各測定値Ｄ1〜Ｄ8から、チャネルＮの測定値ＤNをチャネルＮのオフセット値ＯＦNと定義して、
ＯＦN＝ＤN
このオフセット値ＯＦNをオフセット値メモリ２４へ書込む。具体的には、オフセット値メモリ２４に既に記憶されている該当チャネルＮのオフセット値ＯＦNを今回読み取ったオフセット値ＯＦNで更新する（Ｓ１０）。
【００５１】
次に、秤制御部１２ａから入力した８個の各測定値Ｄ1〜Ｄ8のうち、該当チャネルＮを除く、７個の測定値Ｄ1〜Ｄ8をオフセット値メモリ２４に記憶されている各チャネルのオフセット値ＯＦ1~ＯＦ8を用いて７個の補正後の正しい測定値ＤＡ1〜ＤＡ8を得る（Ｓ１１）。
【００５２】
そして、オフセット値の校正を実施するためにロードセル１４の電源を遮断した状態のチャネルＮを除いた７個の測定値ＤＡ1~ＤＡ8を用いて、上述した組合せ処理を実施する（Ｓ１２）。最後に、測定値取込制御部１９ａへ指令を送出して、チャネル番号Ｎが指定するチャネルのロードセル１４のスイッチ２８を閉成する。
【００５３】
以上でオフセット値メモリ２４に記憶された１つのチャネルに対するオフセット値ＯＦの更新処理が終了したので、Ｓ１３にて、オフセット値を校正するチャネルを特定するチャネル番号Ｎを更新する（Ｎ＝Ｎ＋１）。更新後のチャネル番号Ｎが最大値である８を超えていないことを確認し（Ｓ１４）、Ｓ８へ戻り、更新後のチャネルのロードセル１４のスイッチ２８を開放して、該当チャネルのオフセット値ＯＦの更新処理を開始する。
【００５４】
Ｓ１４にて、更新後のチャネル番号Ｎが最大値である８を超えると、オフセット値メモリ２４の記憶されいるＣＨ１〜ＣＨ８までの全てのチャネルのオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8の更新処理が終了したので、オフセット値の校正動作モードを解除して、Ｓ２へ進み、８個全部のチャネルの計量ホッパを用いた通常の組合せ処理動作モードを開始し、前回の処理の開始時刻から１サイクルＴ（＝クロック周期Ｔ0×９）が経過すると（Ｓ２）、１サイクル分の各チャネルＣＨ１〜ＣＨ８の秤制御部１２ａから入力した８個の各測定値Ｄ1〜Ｄ8を読取る（Ｓ２）。
【００５５】
図５は、上述したメイン制御部１１ａが実施するオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8の更新処理動作を示すタイムチャートである。
【００５６】
周期Ｔ0を有するクロック信号ｂにおける１１周期（１１×Ｔ0）で物品２に対する重量測定が１サイクルＴ（＝１１×Ｔ0）として実行される。そして、この１サイクルＴ期間内の２クロック目から９クロック目にかけてクロック信号ｂに同期してマルチプレクサ１８がＣＨ１〜ＣＨ８の各チャネルの測定信号ａを順番に選択していく。Ａ／Ｄ変換器２３は、ＣＨ１〜ＣＨ８の各チャネルのバイアス値が減算された後の測定信号ａ1からＣＨ１〜ＣＨ８の各チャネルの測定値Ｄ1〜Ｄ8を出力する。
【００５７】
オフセット値の校正動作モード設定時においては、１回目の１サイクルＴの開始時刻ｔ0にてチャネル１のスイッチ２８を開放して、チャネル１のロードセル１４に対する電源ｅ1が時刻ｔ3までの遮断時間Ｔ1だけ遮断（ＯＦＦ）状態となる。時刻ｔ3は、マルチプレクサ１８における該当チャネル（Ｎ＝１）の選択状態の終了時刻ｔ2より若干遅い時刻に設定されている。すなわち、遮断時間Ｔ1は、マルチプレクサ１８で自己チャネルが指定されるクロックｂの１つ前のクロックｂの開始タイミングから、自己チャネルの指定が解除される直後まで、継続する。
【００５８】
この遮断時間Ｔ1においては、チャネル１のロードセル１４は電源遮断状態であるので、秤制御部１２ａで読取られたチャネル１の測定値Ｄ1はチャネル１の信号経路に存在する各種のアナログ回路部品のオフセット値ＯＦ1であるので、このオフセット値ＯＦ1がオフセット値メモリ２４へ書込まれる。
【００５９】
時刻ｔ2以降時刻ｔ4までにおけるチャネル２〜チャネル８までの各ロードセル１４は正常に動作しているので、計量ホッパ７に収納されている物品２に対する正常な測定値Ｄ2〜Ｄ8が得られ、正しく補正された測定値ＤＡ2〜ＤＡ8が得られる。
【００６０】
したがって、タイムチャートに示すように、時刻ｔ0から始まる１番目のサイクルＴ（＝Ｔ0×９）においては、オフセット値メモリ２４のチャネル１のオフセット値ＯＦ1が校正されると共に、残りチャネル２〜チャネル８の７つのチャネルの補正後の測定値ＤＡ2〜ＤＡ8を用いて物品２の組合せ処理が実施される。
【００６１】
時刻ｔ5から始まる２番目のサイクルＴ（＝１１×Ｔ0）においては、チャネル２のロードセル１４が、マルチプレクサ１８が自己チャネルを選択する１つ前のクロックの開始時点から遮断時間Ｔ1が開始される。したがって、チャネル２の測定値Ｄ2のみが、オフセット値ＯＦ2となる。
【００６２】
したがって、タイムチャートに示すように、時刻ｔ5から始まる２番目のサイクルＴ（＝Ｔ0×９）においては、オフセット値メモリ２４のチャネル２のオフセット値ＯＦ2が校正されると共に、残りチャネル１、チャネル３〜チャネル８の７つのチャネルの補正後の測定値ＤＡ1 、ＤＡ3〜ＤＡ8を用いて物品２の組合せ処理が実施される。
【００６３】
同様に、３番目のサイクルＴ（＝Ｔ0×９）においては、オフセット値メモリ２４のチャネル３のオフセット値ＯＦ3が校正されると共に、残りチャネル１〜２、チャネル４〜チャネル８の７つのチャネルの補正後の測定値ＤＡ1 、ＤＡ2 、ＤＡ4〜ＤＡ8を用いて物品２の組合せ処理が実施される。
【００６４】
このようにして、各サイクルＴが到来する毎に、ロードセル１４の電源を遮断するチャネルを移動させて、オフセット値メモリ２４に記憶されている各オフセット値ＯＦ1~ＯＦ8を順番に校正していく。よって、８番目のサイクルＴが終了した時点で、オフセット値メモリ２４に記憶されている全部のオフセット値ＯＦ1~ＯＦ8の校正処理が終了する。同時に、８回の通常の物品２に対する組合せ処理が終了する。
【００６５】
このように構成された組合せ計量機の重量測定装置においては、図２に示すように、各計量ホッパ７に収納された物品２の重量を測定する秤量計１０に組込まれた各ロードセル１４と、この各ロードセル１４に電源を供給するロードセル電源回路１５ａとの間にスイッチ２８を介挿させている。
【００６６】
そして、スイッチ切換回路２９で、このスイッチ２８を開放することによって、ロードセル１４の動作を停止させて、等価的に各計量ホッパ７を空にしている。この状態においては、スイッチ２８が開放されたチャネルの増幅器１６の入力信号は０レベルである。したがって、秤制御部１２ａからメイン制御部１１ａへ入力されるデジタルの測定値は、増幅器１６、ＬＰＦ１７、マルチプレクサ１８、共通増幅器２０、加算器２１等の該当チャネルの測定信号ａの信号経路に存在する各アナログの格回路部品で発生する温度変化や計時変化に起因するゼロ点変動のオフセット値ＯＦとなる。このオフセット値ＯＦでオフセット値メモリ２４に記憶されているオフセット値が更新される。
【００６７】
このように、スイッチ２８で、各ロードセル１４の電源を遮断することによって、たとえオフセット値の校正を実施しようとするチャネルの計量ホッパ７に物品２が前のサイクルＴで組合せに選択されすに残留した状態であったとしても、計量ホッパ７に物品２が残留した状態で、該当チャネルのオフセット値ＯＦを確実に測定し校正できる。よって、オフセット値の校正作業の作業能率を大幅に向上できる。
【００６８】
さらに、実施形態の組合せ計量機の重量測定装置にいおては、１サイクルＴでＣＨ１〜ＣＨ８の全部のチャネルのオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8を同時に測定するのではなく、図４の流れ図及び図５に示すタイムチャートに示すように、１番目のサイクルＴから８番目のサイクルＴにかけて、１チャネルずつ順番に各オフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8を求めるようにしている。
【００６９】
このように制御することにより、各サイクルＴ内においては、電源遮断されたチャネル以外に７つのチャネルで得られた補正後の７個の測定値ＤＡ1〜ＤＡ8を用いて、通常に物品２に対する組合せ処理を継続できる。すなわち、組合せ計量機の特性として、１サイクルＴで１つの袋に袋詰めされる物品２は、１〜８の全てのチャネルの物品２が袋詰めされることはなく、７チャネル以下の複数チャネルである。この７チャネルの物品２に対して、組合処理を実施可能である。
【００７０】
したがって、図４の流れ図に示すように、この組合せ軽量機の操作者は、通常の稼働状態を維持した状態で、オフセット値の校正指令を操作入力するのみで、自動的にオフセット値の校正処理が実施される。この場合、通常の組合せ処理も並列に実施されるので、このオフセット値の校正処理が実施されることによって、通常の組合せ処理の処理能率が低下することはない。よって、オフセット値の校正指令を例えば１日に１回入力することによって、常に高い組合せ処理精度をを維持できる。
【００７１】
なお、本発明は、上述した実施形態装置に限定されるものではない。実施形態装置においては、通常の組合せ処理を実施しながら、オフセット値の校正を各チャネル毎に順番に実施していった。しかしながら、全てのチャネルのオフセット値の校正を同時に実施することも可能である。
【００７２】
すなわち、通常の組合せ処理を１サイクルＴ（＝Ｔ0×９）期間停止して、この１サイクルＴ期間において、全てのチャネルのスイッチ２８を開放状態とし、各ロードセル１４の出力レベルを０状態とする。この状態で、秤制御部１２ａから出力される各チャネルの測定値Ｄ1〜Ｄ8を各チャネルのオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8として、このオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8でオフセット値メモリ２４に記憶されている各オフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8を更新すればよい。
【００７３】
さらに、通常の組合せ処理を複数サイクルＴ（＝Ｔ0×９）期間停止して、この複数サイクルＴ期間において、全てのチャネルのスイッチ２８を開放状態とする。そして、この複数サイクルＴ期間で得られた各チャネル毎の複数の測定値Ｄを平均して、この平均値を新たなオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8として、このオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8でオフセット値メモリ２４に記憶されている各オフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8を更新することも可能である。
【００７４】
このように、複数の複数の測定値Ｄを統計的に平均化することによって、オフセット値メモリ２４に記憶されている各オフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8をより精度の高いオフセット値とすることができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の組合せ計量機の重量測定装置においては、各ロードセルの電源供給路にスイッチを介挿し、等価的に各計量ホッパを空にしている。したがって、たとえ計量ホッパに物品が収納された状態であったとしても、各チャネルにおけるオフセット値を測定でき、組合せ計量機の稼働率を低下することなく、短時間で各チャネルのオフセット値の校正作業を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の重量測定装置が組込まれた組合せ計量機の概略構成を示す図
【図２】同組合せ計量機の重量測定装置の回路ブロック図
【図３】同重量測定装置に組込まれたロードセルに対する電源供給回路を示す図
【図４】同重量測定装置の通常の組合せ処理動作及びオフセット値の校正処理動作を示す流れ図
【図５】同重量測定装置の校正処理動作を示すタイムチャート
【図６】一般的な組合せ計量機の概略構成を示す図
【図７】同一般的な組合せ計量機に組込まれた重量測定装置の回路ブロック図
【符号の説明】
２…物品
４…分散フィーダ
５…直進フィーダ
６…ストックホッパ
６ａ，７ａ…シャッタ
７…計量ホッパ
８…集合シュート
９ａ，９ｂ…モータ
１０…秤量計
１１ａ…メイン制御部
１２ａ…秤制御部
１３…シャッタ制御部
１４…ロードセル
１５ａ…ロードセル電源回路
１６…増幅器
１８…マルチプレクサ
１９ａ…測定値取込制御部
２４…オフセット値メモリ
２８…スイッチ
２９…スイッチ切換回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部から順次供給されるバラの物品を規程重量づつ組合せていく組合せ計量機に係わり、特に、この組合せ計量機内に組込まれ、計量ホッパに収納された物品の重量を測定する組合せ計量機の重量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の物品を規定重量づつ袋に自動的に詰込んでいく包装システムには、外部から順次供給されるバラの各物品を規定重量ずつ仕分ける組合せ計量機が組込まれている。
【０００３】
この組合せ計量機は、順次供給される物品を分散フィーダを介して所定チャネル数の計量ホッパへ供給し、この各計量ホッパに収納された物品の重量を秤量計で測定し、所定チャネル数の計量ホッパのうち任意に組合わされた複数の計量ホッパに収納された物品の合計重量値が予め定められた重量値の許容範囲に入るとき、この複数の計量ホッパに収納された物品を集めて１つの袋に収納できるように排出する機能を有する。
【０００４】
図６はこの組合せ計量機の断面模式図である。逆円錐状のフレーム１の上方に外部から供給される例えば菓子やキャラメル等のバラの物品２を集合するためのロート３が配設されている。このロート３で集合された各物品２は、分散フィーダ４で放射状に分散され、フレーム１上に放射状に配設された所定チャネル数の直進フィーダ５にて、逆円錐状のフレーム１の外周面に沿って配設された所定チャネル数のストックホッパ６へ供給される。
【０００５】
各ストックホッパ６に供給された複数の物品２はこのストックホッパ６に一時保持されたのち、シャッタ６ａが開いて、下方の計量ホッパ７へ移動させられる。計量ホッパ７へ移動された複数の物品２の重量はまとめてこの計量ホッパ７で計量される。逆円錐状のフレーム１の外周面に沿って配設された所定チャネル数の計量ホッパ７でそれぞれ複数の物品２の重量が計量される。
【０００６】
各計量ホッパ７毎の各物品２の各重量を組合わせた合計重量が予め定められた規定重量に一致又は近似する各物品２を収納した各計量ホッパ７を選択し、そのシャッタ７ａを開放して、集合シュート８へ各物品２を導く。したがって、この集合シュート８の下方に置かれた袋に規定重量分の物品２が収納され、自動的に袋詰めされる。
【０００７】
逆円錐状のフレーム１内には、各ストックホッパ６の下端開口に取付けられたシャッタ６ａを開閉制御する複数のモータ９ａと、各計量ホッパ７の下端開口に取付けられたシャッタ７ａを開閉制御する複数のモータ９ｂと、各計量ホッパ７に収納された物品２の重量を測定する複数の秤量計１０とが配設されている。
【０００８】
図７は、組合せ計量機に組込まれた重量測定装置の概略構成を示すブロック図である。例えばコンピュータからなるメイン制御部１１に対して、前記各秤量計１０に組込まれた各チャネルのロードセル１４の測定信号ａから各測定値を読取る秤制御部１２と、各ホッパ６、７のシャッタ６ａ、７ａを開閉するモータ９ａ、９ｂを駆動制御するシャッタ制御部１３とが接続されている。
【０００９】
秤制御部１２において、各チャネルのロードセル１４には、ロードセル電源回路１５から直流の駆動電圧Ｖccが供給される。各ロードセル１４から出力された測定信号ａは増幅器１６で増幅されたのち、ＬＰＦ１７で雑音成分が除去されて、マルチプレクサ１８へ入力される。
【００１０】
マルチプレクサ１８は、測定値取込制御部１９から出力されるクロック信号ｂのクロックに同期して各チャネルのロードセル１４から出力される測定信号ａを順番に選択して共通増幅器２０へ送出する。時分割多重化された各ロードセル１４から出力される測定信号ａは共通増幅器２０で増幅された後、加算器２１の一方端子へ入力される。この加算器２１の他方端子には、測定値取込制御部１９から出力されたデジタルのバイアス値がＤ／Ａ変換器２２でアナログに変換された状態で印加される。このバイアス値は、物品２が計量ホッパ７に収容されていない状態での測定値を示し、加算器２１は入力された測定信号ａの値から、物品２が計量ホッパ７に収容されていない状態での測定値を減算して物品２自体の重量値に対応する。
【００１１】
時分割多重化された各ロードセル１４の測定信号ａ1はＡ／Ｄ変換器２３でデジタルの測定値Ｄに変換されて、測定値取込制御部１９へ入力される。測定値取込制御部１９は順次入力される各秤量計１０（ロードセル１４）の測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、…）をメイン制御部１１へ送出する。
【００１２】
メイン制御部１１は、１回の測定（１サイクル）で得られた各計量ホッパ７に収納され各物品２の重量値（測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、…））に基づいて、例えば８個等の所定チャネル数の計量ホッパ７のうち任意に組合わされた複数の計量ホッパ７に収納された物品２の合計重量値が予め定められた規定重量値の許容範囲に入るとき、この複数の計量ホッパ７のシャッタ７ａを開放するためのシャッタ開放指令をシャッタ制御部１３へ送出する。その結果、集合シュート８の下方に置かれた袋に規定重量分の物品２が収納される。
【００１３】
また、メイン制御部１１には、オフセット値メモリ２４が接続されている。このオフセット値メモリ２４内には、各チャネル毎に、該当チャネルのロードセル１４から出力された測定信号ａの信号路に存在する増幅器１６、ＬＰＦ１７、マルチプレクサ１８、共通増幅器２０、加算器２１等の各アナログ回路部品の温度変化や経時変化等に起因するゼロ点変動のオフセット値ＯＦ（ＯＦ1、ＯＦ2、ＯＦ3、…）が記憶されている。
【００１４】
メイン制御部１１には秤制御部１２から入力される各チャネルの測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、…）をこのオフセット値メモリ２４に記憶されている各チャネルのオフセット値ＯＦ（ＯＦ1、ＯＦ2、ＯＦ3、…）で補正して、より高い精度の測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、…）を得るようにしている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示す組合せ計量機の重量測定装置においてもまだ解決すべき次のような課題があった。
【００１６】
すなわち、メイン制御部１１において、より高い精度で各チャネルの測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、…）を得るためには、この組合せ計量機が設置された場所の温度が変化したり、一定の稼働期間が経過すると、オフセット値メモリ２４に記憶されている各チャネルのオフセット値ＯＦ（ＯＦ1、ＯＦ2、ＯＦ3、…）を校正する必要がある。
【００１７】
このオフセット値ＯＦの校正方法は、組合せ計量機の稼働を停止し、物品２の供給を停止し、各チャネルの計量ホッパ７に残留している物品２を取除き、各チャネルの計量ホッパ７を空にする。そして、この状態で、測定を実施し、この測定値をオフセット値ＯＦとして、オフセット値メモリ２４に書込む。
【００１８】
しかしながら、正しいオフセット値ＯＦを得るためには、各チャネルの計量ホッパ７を空にして、シャッタ開閉動作を行わないで、完全に安定状態に移行した状態で実施する必要があるので、このオフセット値ＯＦの校正作業に多大の作業時間を費やすことになる。特に、組合せ計量機の特徴として、稼働期間中において全てのチャネルの計量ホッパ７が同時に空になるタイミングがないので、オフセット値ＯＦの校正作業を実施するに際しては、組合せ計量機を停止して、各チャネルの計量ホッパ７を空にする作業が必要となり、多大の作業時間が必要となる。
【００１９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、各ロードセルの電源供給路にスイッチを介挿することにより、等価的に各計量ホッパを空にすることができ、たとえ計量ホッパに物品が収納された状態であったとしても、各チャネルにおけるオフセット値を測定でき、組合せ計量機の稼働率を低下することなく、短時間で各チャネルのオフセット値の校正作業を実施できる組合せ計量機の重量測定装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、順次供給される物品を分散フィーダを介して所定チャネル数の計量ホッパへ供給し、各チャネルの計量ホッパに収納された物品の重量を秤量計で測定し、測定された各チャネルの測定値に基づいて各計量ホッパに収納された物品を組合せる組合せ計量機の重量測定装置に適用される。
【００２１】
そして、上記課題を解消するために、本発明の組合せ計量機の重量測定装置においては、各チャネルの秤量計に組込まれ、金属部材に貼付けられたストレインゲージからなる４つの抵抗がブリッジ接続された複数のロードセルと、この各チャネルに設けられ、前記ロードセルの出力を受けて増幅する増幅器と、この各チャネルのロードセルに電源を供給するロードセル電源回路と、このロードセル電源回路と各チャネルのロードセルとの間に介挿された複数のスイッチ、およびこのスイッチの前記ブリッジ側端と接地との間に介挿された接地抵抗と、チャネルを指定したオフセット量校正指令に応じて、指定されたチャネルのスイッチを開放し前記ブリッジ側端と前記接地との間に前記接地抵抗が接続された状態で前記増幅器により増幅された該当チャネルの測定信号の測定値を該当チャネルのオフセット値として読取るオフセット値読取手段と、このオフセット値読取手段で読取られた各チャネルのオフセット値を記憶するオフセット値メモリと、スイッチが閉成された状態のチャネルの測定信号の測定値からオフセット値メモリに記憶された該当チャネルのオフセット値を減算して該当チャネルの測定値を補正する測定値補正手段とを備えている。
【００２２】
このように構成された組合せ計量機の重量測定装置においては、各チャネルのロードセルとこの各ロードセルに電源を供給するロードセル電源回路との間にそれぞれスイッチが介挿されている。そして、チャネルを指定して該当チャネルのオフセット値の校正作業を実施する場合、該当チャネルのロードセルに対応するスイッチを開放する。
【００２３】
すると、該当チャネルのロードセルの測定信号は、たとえ該当チャネルの計量ホッパに物品が収納されていたとしても、ゼロレベルとなる。したがって、この状態で、該当チャネルの最終的な測定信号の測定値がゼロでないことは、ロードセルを除く増補器やＬＰＦやマルチプレサ等の該当チャネルの信号経路に存在する複数のアナログ回路部品のオフセット値が測定値に現れていることになる。この測定値をオフセット値としてオフセット値メモリに記憶保持する。
【００２４】
そして、スイッチを閉じた状態で該当チャネルの測定値からオフセット値メモリに記憶されているオフセット値を減算することによって、該当チャネルの正しい測定値が得られる。
【００２５】
また、別の発明は、上述した発明の組合せ軽量機の重量測定装置において、オフセット値メモリに記憶された各チャネルのオフセット値は、オフセット値読取手段にて複数回に亘って読取られた各測定値が統計的処理された値である。
このように、複数回に亘って読取られた測定値を平均する等の統計的処理を実施することにより、より高い精度のオフセット値が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る重量測定装置が組込まれた組合せ計量機の概略構成を示す図である。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は断面模式図である。図６に示す従来の組合せ計量機と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
【００２７】
この実施形態の組合せ計量機においては、フレーム１の外周面に沿って８個のストックホッパ６と８個の計量ホッパ７とが配設されている。
ロート３で集合された各物品２は、分散フィーダ４で放射状に分散され、フレーム１上に放射状に配設された複数の直進フィーダ５にて、フレーム１の外周面に沿って配設された複数のストックホッパ６へ供給される。
【００２８】
各ストックホッパ６に供給された複数の物品２はこのストックホッパ６に一時保持されたのち、下端開口のシャッタ６ａをモータ９ａで開放することによって、下方の計量ホッパ７へ移動させられる。計量ホッパ７へ移動された複数の物品２の重量はまとめてこの計量ホッパ７で計量器１０によって計量される。
【００２９】
各計量ホッパ７毎の各物品２の各重量を組合わせた合計重量が規定重量に一致又は近似する各物品２を収納した各計量ホッパ７を選択し、下端開口のシャッタ７ａをモータ９ｂで開放して、集合シュート８へ各物品２を導く。この集合シュート８の下方に置かれた袋に規定重量分の物品２が収納され、自動的に袋詰めされる。
【００３０】
図２は、組合せ計量機に組込まれた重量測定装置の概略構成を示すブロック図である。図７に示す従来の組合せ計量機の重量測定装置と同一部分には同一符号が付してある。したがって、重複する部分の詳細説明を省略する。
【００３１】
例えばコンピユータからなるメイン制御部１１ａに対して、各秤量計１０に組込まれたロードセル１４の測定信号ａから各測定値を読取る秤制御部１２ａと、各ホッパ６、７のシャッタ６ａ、７ａを開閉するモータ９ａ、９ｂを駆動制御するシャッタ制御部１３と、表示部２６と、プリンタ２７と、オフセット値メモリ２４とが接続されている。
【００３２】
秤制御部１２ａにおいて、ＣＨ１〜ＣＨ８の各チャネルのロードセル１４には、ロードセル電源回路１５ａからスイッチ２８を介して直流の駆動電圧Ｖccが供給される。ＣＨ１〜ＣＨ８の各チャネルのスイッチ２８は、前記メイン制御部１１ａがオフセット値の校正動作モード時で、かつマルチプレクサ１８が該当チャネルの測定信号ａを選択する選択期間を含む規定の遮断時間Ｔ1だけ、スイッチ切換回路２９にて開放される。このスイッチ切換回路２９の動作は測定値取込制御部１９ａにて制御される。
【００３３】
各ロードセル１４においては、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、荷重が印加される金属部材に貼付けられたストレインゲージからなる４枚の抵抗Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4がブリッジ状に接続されている。ブリッジの両端にスイッチ２８を介してロードセル電源回路１５ａから直流の駆動電圧Ｖccが印加される。スイッチ２８のブリッジ側端と接地との間には、高抵抗の接地抵抗Ｒ5が介挿されている。ブリッジの中間点の電位差が測定信号ａとして増幅器１６へ入力される。この増幅器１６は、図示するように、常時、直流の駆動電圧±Ｖccが供給され、ＯＮ状態を維持している。
【００３４】
図３（ａ）はスイッチ２８を開放した状態を示す。この状態においては、ブリッジの両端に駆動電圧Ｖccが印加されていないので、測定信号ａの信号レベルは０レベルである。図３（ｂ）はスイッチ２８を閉成した状態を示す。この状態においては、ブリッジの両端に駆動電圧Ｖccが印加されているので、荷重又は温度変化に対応した信号レベルを有する測定信号ａが出力される。
【００３５】
各チャネルのロードセル１４から出力された測定信号ａは増幅器１６で増幅されたのちＬＰＦ１７で雑音成分が除去されて、マルチプレクサ１８へ入力される。
【００３６】
マルチプレクサ１８は、測定値取込制御部１９ａから出力されるクロック信号ｂのクロックに同期して各ロードセル１４から出力される測定信号ａを順番に選択して、共通増幅器２０へ送出する。時分割多重化された各ロードセル１４から出力される各チャネルの測定信号ａは共通増幅器２０で増幅された後、加算器２１の一方端子へ入力される。
【００３７】
この加算器２１の他方端子には、測定値取込制御部１９ａから出力されたデジタルのバイアス値がＤ／Ａ変換器２２でアナログに変換された状態で印加される。このバイアス値は、物品２が計量ホッパ７に収容されていない状態での測定値を示し、加算器２１は入力された測定信号ａの値から、物品２が計量ホッパ７に収容されていない状態での測定値を減算して物品２自体の重量値に対応する測定信号ａ1とする。
【００３８】
加算器２１から出力された時分割多重化された各ロードセル１４の測定信号ａ1はＡ／Ｄ変換器２３でデジタルの測定値Ｄに変換されて測定値取込制御部１９ａへ入力される。測定値取込制御部１９ａは順次入力される各秤量計１０（ロードセル１４）の測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6、Ｄ7、Ｄ8）をメイン制御部１１ａへ送出する。
【００３９】
また、測定値取込制御部１９ａは、マルチプレクサ１８にクロック信号を送出してマルチプレクサ１８の各チャネルの選択制御を実行すると共に、オフセット値校正動作モード時に、メイン制御部１１ａの指示に基づいて、マルチプレクサ１８の各チャネルの選択動作に同期して各チャネルのスイッチ２８がそれぞれ動作するようにスイッチ切換回路２９の動作タイミングを制御する。なお、通常の組合せ処理動作モード時には、各チャネルのスイッチ２８は閉成状態を維持している。
【００４０】
オフセット値メモリ２４内には、図７に示す従来の重量測定装置におけるオフセット値メモリ２４と同様に、各チャネル毎に、該当チャネルのロードセル１４から出力された測定信号ａの信号経路に存在する増幅器１６、ＬＰＦ１７、マルチプレクサ１８、共通増幅器２０、加算器２１等の各アナログ回路部品の温度変化や経時変化等に起因するゼロ点変動のオフセット値ＯＦ（ＯＦ1、ＯＦ2、ＯＦ3、ＯＦ4、ＯＦ5、ＯＦ6、ＯＦ7、ＯＦ8）が記憶されている。
【００４１】
メイン制御部１１は、秤制御部１２ａから入力される各チャネルの測定値Ｄ（Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6、Ｄ7、Ｄ8）からこのオフセット値メモリ２４に記憶されている各チャネルのオフセット値ＯＦ（ＯＦ1、ＯＦ2、ＯＦ3、ＯＦ4、ＯＦ5、ＯＦ6、ＯＦ7、ＯＦ8）を減算して、オフセット値を除去した補正後の正しい測定値ＤＡ（ＤＡ1、ＤＡ2、ＤＡ3、ＤＡ4、ＤＡ5、ＤＡ6、ＤＡ7、ＤＡ8）を得る。
【００４２】
ＤＡ1＝Ｄ1―ＯＦ1、ＤＡ2＝Ｄ2―ＯＦ2、…、ＤＡ8＝Ｄ8―ＯＦ8
さらに、メイン制御部１１ａは、１回（１サイクルＴ）の測定で得られた各計量ホッパ７に収納され各物品２の補正部の測定値（重量値）ＤＡ（ＤＡ1〜ＤＡ8）に基づいて、８個の計量ホッパ７のうち任意に組合わされた複数の計量ホッパ７に収納された物品２の合計重量値が予め定められた規定重量値の許容範囲に入るとき、この複数の計量ホッパ７のシャッタ７ａを開放するためのシャッタ開放指令をシャッタ制御部１３へ送出する。その結果、集合シュート８の下方に置かれた袋に規定重量分の物品２が収納される。
【００４３】
この場合、８個の計量ホッパ７のうち、この１サイクルＴで袋詰される物品２の組合せに採用されなかった、計量ホッパ７の物品２は次の１サイクルＴで優先的に袋詰される物品２の組合せに採用されるので、同一の計量ホッパ７の物品２が連続性して長期間に亘って選択されないことはない。
【００４４】
また、メイン制御部１１ａは、上述した８個の全てのチャネルの計量ホッパ７を用いた物品２の通常の組合せ処理を実施すると共に、各チャネルの信号経路におけるアナログの回路部品に起因するオフセット値に対する補正処理を実施する。
【００４５】
図４は、実施形態の重量測定装置に組込まれたメイン制御部１１ａの通常の組合せ処理とオフセット値の補正処理との処理動作を示す流れ図である。
【００４６】
オフセット値の校正指令が入力しない状態においては（Ｓ１）、通常の組合せ処理動作モードであると判断して、前回の処理の開始時刻から１サイクルＴ（＝クロック周期Ｔ0×９）が経過すると（Ｓ２）、１サイクル分の各チャネルＣＨ１〜ＣＨ８の秤制御部１２ａから入力した８個の各測定値Ｄ1〜Ｄ8を読取る（Ｓ２）。各チャネルの測定値Ｄ1〜Ｄ8からこのオフセット値メモリ２４に記憶されている各チャネルのオフセット値ＯＦ1~ＯＦ8を減算して、オフセット値を除去した補正後の正しい測定値ＤＡ1~ＤＡ8を得る（Ｓ４）。そして、この８個の測定値ＤＡ1~ＤＡ8を用いて、上述した組合せ処理を実施する（Ｓ５）。
【００４７】
以上で、１サイクルＴ（＝Ｔ0×９）における１回の物品２の組合せ処理が終了したので、終了指示が入力されない場合は（Ｓ６）、Ｓ１にてオフセット値の校正指令が入力するか、Ｓ２にて前回の処理の開始時刻から１サイクルＴ（＝クロック周期Ｔ0×９）が経過するかを待つ。終了指示が入力されると（Ｓ６）、この組合せ計量機の動作を停止する。
【００４８】
Ｓ１にてオフセット値の校正指令が入力すると、動作モードがオフセット値の校正動作モードに移行して、Ｓ７へ進み、オフセット値を校正するチャネルを特定するチャネル番号Ｎを初期設定する（Ｎ＝１）。
【００４９】
そして、測定値取込制御部１９ａへ指令を送出して、チャネル番号Ｎが指定するチャネルのロードセル１４のスイッチ２８を開放する（Ｓ８）。
【００５０】
前回の読取の開始時刻から１サイクルＴ（＝クロック周期Ｔ0×９）が経過すると、１サイクル分の各チャネルＣＨ１〜ＣＨ８の秤制御部１２ａから入力した８個の各測定値Ｄ1〜Ｄ8を読取る（Ｓ９）。この全てのチャネルに亘る８個の各測定値Ｄ1〜Ｄ8から、チャネルＮの測定値ＤNをチャネルＮのオフセット値ＯＦNと定義して、
ＯＦN＝ＤN
このオフセット値ＯＦNをオフセット値メモリ２４へ書込む。具体的には、オフセット値メモリ２４に既に記憶されている該当チャネルＮのオフセット値ＯＦNを今回読み取ったオフセット値ＯＦNで更新する（Ｓ１０）。
【００５１】
次に、秤制御部１２ａから入力した８個の各測定値Ｄ1〜Ｄ8のうち、該当チャネルＮを除く、７個の測定値Ｄ1〜Ｄ8をオフセット値メモリ２４に記憶されている各チャネルのオフセット値ＯＦ1~ＯＦ8を用いて７個の補正後の正しい測定値ＤＡ1〜ＤＡ8を得る（Ｓ１１）。
【００５２】
そして、オフセット値の校正を実施するためにロードセル１４の電源を遮断した状態のチャネルＮを除いた７個の測定値ＤＡ1~ＤＡ8を用いて、上述した組合せ処理を実施する（Ｓ１２）。最後に、測定値取込制御部１９ａへ指令を送出して、チャネル番号Ｎが指定するチャネルのロードセル１４のスイッチ２８を閉成する。
【００５３】
以上でオフセット値メモリ２４に記憶された１つのチャネルに対するオフセット値ＯＦの更新処理が終了したので、Ｓ１３にて、オフセット値を校正するチャネルを特定するチャネル番号Ｎを更新する（Ｎ＝Ｎ＋１）。更新後のチャネル番号Ｎが最大値である８を超えていないことを確認し（Ｓ１４）、Ｓ８へ戻り、更新後のチャネルのロードセル１４のスイッチ２８を開放して、該当チャネルのオフセット値ＯＦの更新処理を開始する。
【００５４】
Ｓ１４にて、更新後のチャネル番号Ｎが最大値である８を超えると、オフセット値メモリ２４の記憶されいるＣＨ１〜ＣＨ８までの全てのチャネルのオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8の更新処理が終了したので、オフセット値の校正動作モードを解除して、Ｓ２へ進み、８個全部のチャネルの計量ホッパを用いた通常の組合せ処理動作モードを開始し、前回の処理の開始時刻から１サイクルＴ（＝クロック周期Ｔ0×９）が経過すると（Ｓ２）、１サイクル分の各チャネルＣＨ１〜ＣＨ８の秤制御部１２ａから入力した８個の各測定値Ｄ1〜Ｄ8を読取る（Ｓ２）。
【００５５】
図５は、上述したメイン制御部１１ａが実施するオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8の更新処理動作を示すタイムチャートである。
【００５６】
周期Ｔ0を有するクロック信号ｂにおける１１周期（１１×Ｔ0）で物品２に対する重量測定が１サイクルＴ（＝１１×Ｔ0）として実行される。そして、この１サイクルＴ期間内の２クロック目から９クロック目にかけてクロック信号ｂに同期してマルチプレクサ１８がＣＨ１〜ＣＨ８の各チャネルの測定信号ａを順番に選択していく。Ａ／Ｄ変換器２３は、ＣＨ１〜ＣＨ８の各チャネルのバイアス値が減算された後の測定信号ａ1からＣＨ１〜ＣＨ８の各チャネルの測定値Ｄ1〜Ｄ8を出力する。
【００５７】
オフセット値の校正動作モード設定時においては、１回目の１サイクルＴの開始時刻ｔ0にてチャネル１のスイッチ２８を開放して、チャネル１のロードセル１４に対する電源ｅ1が時刻ｔ3までの遮断時間Ｔ1だけ遮断（ＯＦＦ）状態となる。時刻ｔ3は、マルチプレクサ１８における該当チャネル（Ｎ＝１）の選択状態の終了時刻ｔ2より若干遅い時刻に設定されている。すなわち、遮断時間Ｔ1は、マルチプレクサ１８で自己チャネルが指定されるクロックｂの１つ前のクロックｂの開始タイミングから、自己チャネルの指定が解除される直後まで、継続する。
【００５８】
この遮断時間Ｔ1においては、チャネル１のロードセル１４は電源遮断状態であるので、秤制御部１２ａで読取られたチャネル１の測定値Ｄ1はチャネル１の信号経路に存在する各種のアナログ回路部品のオフセット値ＯＦ1であるので、このオフセット値ＯＦ1がオフセット値メモリ２４へ書込まれる。
【００５９】
時刻ｔ2以降時刻ｔ4までにおけるチャネル２〜チャネル８までの各ロードセル１４は正常に動作しているので、計量ホッパ７に収納されている物品２に対する正常な測定値Ｄ2〜Ｄ8が得られ、正しく補正された測定値ＤＡ2〜ＤＡ8が得られる。
【００６０】
したがって、タイムチャートに示すように、時刻ｔ0から始まる１番目のサイクルＴ（＝Ｔ0×９）においては、オフセット値メモリ２４のチャネル１のオフセット値ＯＦ1が校正されると共に、残りチャネル２〜チャネル８の７つのチャネルの補正後の測定値ＤＡ2〜ＤＡ8を用いて物品２の組合せ処理が実施される。
【００６１】
時刻ｔ5から始まる２番目のサイクルＴ（＝１１×Ｔ0）においては、チャネル２のロードセル１４が、マルチプレクサ１８が自己チャネルを選択する１つ前のクロックの開始時点から遮断時間Ｔ1が開始される。したがって、チャネル２の測定値Ｄ2のみが、オフセット値ＯＦ2となる。
【００６２】
したがって、タイムチャートに示すように、時刻ｔ5から始まる２番目のサイクルＴ（＝Ｔ0×９）においては、オフセット値メモリ２４のチャネル２のオフセット値ＯＦ2が校正されると共に、残りチャネル１、チャネル３〜チャネル８の７つのチャネルの補正後の測定値ＤＡ1 、ＤＡ3〜ＤＡ8を用いて物品２の組合せ処理が実施される。
【００６３】
同様に、３番目のサイクルＴ（＝Ｔ0×９）においては、オフセット値メモリ２４のチャネル３のオフセット値ＯＦ3が校正されると共に、残りチャネル１〜２、チャネル４〜チャネル８の７つのチャネルの補正後の測定値ＤＡ1 、ＤＡ2 、ＤＡ4〜ＤＡ8を用いて物品２の組合せ処理が実施される。
【００６４】
このようにして、各サイクルＴが到来する毎に、ロードセル１４の電源を遮断するチャネルを移動させて、オフセット値メモリ２４に記憶されている各オフセット値ＯＦ1~ＯＦ8を順番に校正していく。よって、８番目のサイクルＴが終了した時点で、オフセット値メモリ２４に記憶されている全部のオフセット値ＯＦ1~ＯＦ8の校正処理が終了する。同時に、８回の通常の物品２に対する組合せ処理が終了する。
【００６５】
このように構成された組合せ計量機の重量測定装置においては、図２に示すように、各計量ホッパ７に収納された物品２の重量を測定する秤量計１０に組込まれた各ロードセル１４と、この各ロードセル１４に電源を供給するロードセル電源回路１５ａとの間にスイッチ２８を介挿させている。
【００６６】
そして、スイッチ切換回路２９で、このスイッチ２８を開放することによって、ロードセル１４の動作を停止させて、等価的に各計量ホッパ７を空にしている。この状態においては、スイッチ２８が開放されたチャネルの増幅器１６の入力信号は０レベルである。したがって、秤制御部１２ａからメイン制御部１１ａへ入力されるデジタルの測定値は、増幅器１６、ＬＰＦ１７、マルチプレクサ１８、共通増幅器２０、加算器２１等の該当チャネルの測定信号ａの信号経路に存在する各アナログの格回路部品で発生する温度変化や計時変化に起因するゼロ点変動のオフセット値ＯＦとなる。このオフセット値ＯＦでオフセット値メモリ２４に記憶されているオフセット値が更新される。
【００６７】
このように、スイッチ２８で、各ロードセル１４の電源を遮断することによって、たとえオフセット値の校正を実施しようとするチャネルの計量ホッパ７に物品２が前のサイクルＴで組合せに選択されすに残留した状態であったとしても、計量ホッパ７に物品２が残留した状態で、該当チャネルのオフセット値ＯＦを確実に測定し校正できる。よって、オフセット値の校正作業の作業能率を大幅に向上できる。
【００６８】
さらに、実施形態の組合せ計量機の重量測定装置にいおては、１サイクルＴでＣＨ１〜ＣＨ８の全部のチャネルのオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8を同時に測定するのではなく、図４の流れ図及び図５に示すタイムチャートに示すように、１番目のサイクルＴから８番目のサイクルＴにかけて、１チャネルずつ順番に各オフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8を求めるようにしている。
【００６９】
このように制御することにより、各サイクルＴ内においては、電源遮断されたチャネル以外に７つのチャネルで得られた補正後の７個の測定値ＤＡ1〜ＤＡ8を用いて、通常に物品２に対する組合せ処理を継続できる。すなわち、組合せ計量機の特性として、１サイクルＴで１つの袋に袋詰めされる物品２は、１〜８の全てのチャネルの物品２が袋詰めされることはなく、７チャネル以下の複数チャネルである。この７チャネルの物品２に対して、組合処理を実施可能である。
【００７０】
したがって、図４の流れ図に示すように、この組合せ軽量機の操作者は、通常の稼働状態を維持した状態で、オフセット値の校正指令を操作入力するのみで、自動的にオフセット値の校正処理が実施される。この場合、通常の組合せ処理も並列に実施されるので、このオフセット値の校正処理が実施されることによって、通常の組合せ処理の処理能率が低下することはない。よって、オフセット値の校正指令を例えば１日に１回入力することによって、常に高い組合せ処理精度をを維持できる。
【００７１】
なお、本発明は、上述した実施形態装置に限定されるものではない。実施形態装置においては、通常の組合せ処理を実施しながら、オフセット値の校正を各チャネル毎に順番に実施していった。しかしながら、全てのチャネルのオフセット値の校正を同時に実施することも可能である。
【００７２】
すなわち、通常の組合せ処理を１サイクルＴ（＝Ｔ0×９）期間停止して、この１サイクルＴ期間において、全てのチャネルのスイッチ２８を開放状態とし、各ロードセル１４の出力レベルを０状態とする。この状態で、秤制御部１２ａから出力される各チャネルの測定値Ｄ1〜Ｄ8を各チャネルのオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8として、このオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8でオフセット値メモリ２４に記憶されている各オフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8を更新すればよい。
【００７３】
さらに、通常の組合せ処理を複数サイクルＴ（＝Ｔ0×９）期間停止して、この複数サイクルＴ期間において、全てのチャネルのスイッチ２８を開放状態とする。そして、この複数サイクルＴ期間で得られた各チャネル毎の複数の測定値Ｄを平均して、この平均値を新たなオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8として、このオフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8でオフセット値メモリ２４に記憶されている各オフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8を更新することも可能である。
【００７４】
このように、複数の複数の測定値Ｄを統計的に平均化することによって、オフセット値メモリ２４に記憶されている各オフセット値ＯＦ1〜ＯＦ8をより精度の高いオフセット値とすることができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の組合せ計量機の重量測定装置においては、各ロードセルの電源供給路にスイッチを介挿し、等価的に各計量ホッパを空にしている。したがって、たとえ計量ホッパに物品が収納された状態であったとしても、各チャネルにおけるオフセット値を測定でき、組合せ計量機の稼働率を低下することなく、短時間で各チャネルのオフセット値の校正作業を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の重量測定装置が組込まれた組合せ計量機の概略構成を示す図
【図２】同組合せ計量機の重量測定装置の回路ブロック図
【図３】同重量測定装置に組込まれたロードセルに対する電源供給回路を示す図
【図４】同重量測定装置の通常の組合せ処理動作及びオフセット値の校正処理動作を示す流れ図
【図５】同重量測定装置の校正処理動作を示すタイムチャート
【図６】一般的な組合せ計量機の概略構成を示す図
【図７】同一般的な組合せ計量機に組込まれた重量測定装置の回路ブロック図
【符号の説明】
２…物品
４…分散フィーダ
５…直進フィーダ
６…ストックホッパ
６ａ，７ａ…シャッタ
７…計量ホッパ
８…集合シュート
９ａ，９ｂ…モータ
１０…秤量計
１１ａ…メイン制御部
１２ａ…秤制御部
１３…シャッタ制御部
１４…ロードセル
１５ａ…ロードセル電源回路
１６…増幅器
１８…マルチプレクサ
１９ａ…測定値取込制御部
２４…オフセット値メモリ
２８…スイッチ
２９…スイッチ切換回路
Claims (2)
- 順次供給される物品（２）を分散フィーダ（４）を介して所定チャネル数の計量ホッパ（７）へ供給し、各チャネルの計量ホッパに収納された物品の重量を秤量計（１０）で測定し、測定された各チャネルの測定値に基づいて前記各計量ホッパに収納された物品を組合せる組合せ計量機の重量測定装置において、
前記各チャネルの秤量計に組込まれ、金属部材に貼付けられたストレインゲージからなる４つの抵抗（Ｒ１〜Ｒ４）がブリッジ接続された複数のロードセル（１４）と、
この各チャネルに設けられ、前記ロードセルの出力を受けて増幅する増幅器（１６）と、
この各チャネルのロードセルに電源を供給するロードセル電源回路（１５ａ）と、
このロードセル電源回路と前記各チャネルのロードセルとの間に介挿された複数のスイッチ（２８）、およびこのスイッチの前記ブリッジ側端と接地との間に介挿された接地抵抗（Ｒ５）と、
チャネルを指定したオフセット量校正指令に応じて、指定されたチャネルのスイッチを開放し前記ブリッジ側端と前記接地との間に前記接地抵抗が接続された状態で前記増幅器により増幅された該当チャネルの測定信号の測定値を該当チャネルのオフセット値として読取るオフセット値読取手段（Ｓ９）と、
このオフセット値読取手段で読取られた各チャネルのオフセット値を記憶するオフセット値メモリ（２４）と、
スイッチが閉成された状態のチャネルの測定信号の測定値から前記オフセット値メモリに記憶された該当チャネルのオフセット値を減算して該当チャネルの測定値を補正する測定値補正手段（Ｓ４）と
を備えた組合せ計量機の重量測定装置。 - 前記オフセット値メモリに記憶された各チャネルのオフセット値は、前記オフセット値読取手段にて複数回に亘って読取られた各測定値が統計的処理された値であること
を特徴とする請求項１記載の組合せ計量機の重量測定装置。
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