JP4781982B2 - 計量装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送される物品の重量を計量する計量装置、特に計量手段の出力信号をフィルタ処理して計量値を算出するとともに計量値をゼロとするゼロ点を自動補正する機能を有する計量装置に関する。

物品の搬送状態でその物品の重量を計量する計量装置は、物品の搬送ライン中に計量コンベアを挿入する形態で重量選別機等に多用されており、通常、前段コンベア及び後段コンベアの間に位置する計量コンベアを計量器に支持させている。そして、物品が計量コンベア上を通過する度に、その物品の重量を計量コンベアの重量と共に計量器に負荷させ、計量器の出力信号から計量コンベアの重量分を減算する処理を行うことで、物品重量を計量することができるようになっている。

また、このような計量装置では、計量値をゼロとする基準点、すなわち計量コンベアの重量のみの計量値に相当するゼロ点が、使用環境の温度や湿度の変化によってドリフトしたり計量コンベアに物品の残渣が付着し易いため、一定レベルの計量精度を維持するためにはゼロ点補正が不可欠となる。

そこで、例えば物品の重量が計量コンベアに負荷されない非荷重時間を検出し、計量コンベアへの物品投入間隔が一定の時間間隔以上となり、非荷重時間が所定時間以上となったときにゼロ点補正を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許第２７０６８３７号公報

しかしながら、上述のような従来の計量装置にあっては、非荷重時間が所定時間以上となったときにだけゼロ点補正を行うため、計量装置より上流側の充填機や包装機の処理速度の向上に伴って物品投入間隔が一定時間間隔以下で安定するようになると、ゼロ点補正を実行できない期間が長引くことになり、十分な計量精度を維持することが困難になるという問題があった。そのため、正常な物品生産ラインにおいて、敢えて定期的なゼロ点補正のために人手により計量前の被検査物品を搬送ライン上から所定数量取り除いて物品投入間隔を広げるといった作業を要する場合があった。

一方、計量器においては、安定した計量出力を取り出すために、内部のロードセル等の秤で得られる計量信号から高周波成分を遮断するフィルタ処理がなされており、計量精度の面から、そのフィルタ時間、遮断周波数あるいは時定数といったフィルタ特性による遅延に影響されない十分な計量時間が必要になる。

ところが、従来の計量装置では、常に計量と同一のフィルタ処理を伴うゼロ点補正を行っていたため、上述のように物品投入間隔が狭くなるとゼロ点補正の処理時間が確保できなくなってゼロ点補正が行えないという事態が生じてしまい、結果的に、安定した高計量精度の維持ができなかった。

本発明は、かかる従来技術の問題を解決するためになされたもので、計量コンベアへの物品投入間隔が狭くなってもゼロ点補正を確実に実行することができ、安定した高計量精度の維持ができる計量装置を提供することを目的とする。

本発明の計量装置は、上記課題を解決するために、（１）所定の投入間隔で順次投入される物品を搬送する搬送手段と、前記搬送手段に投入される物品を順次検知する物品検知手段と、前記物品検知手段で検知された物品を前記搬送手段と共に計量して該物品の重量に関連する計量信号を出力する計量手段と、フィルタ特性が互いに異なる第１フィルタ及び第２フィルタによってそれぞれ前記計量信号から高周波成分を除去するフィルタ処理を実行する信号処理手段と、前記第１フィルタによりフィルタ処理された計量信号に基づいて計量値を算出する計量値算出手段と、前記物品検知手段の検知状態に応じ、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタのうちいずれか一方のフィルタによりフィルタ処理された計量信号に基づいて前記計量値の基準となるゼロ点を算出し補正するゼロ点補正手段と、を備えたものである。

この計量装置では、フィルタ特性が互いに異なる第１フィルタ及び第２フィルタを用いることで、物品重量の計量に好適な精度重視のフィルタ特性と、ゼロ点設定時に適した速度重視のフィルタ特性とを設定することが可能となり、物品検知手段の検知状態に応じて、これら第１フィルタ及び第２フィルタのうちいずれか一方のフィルタによりフィルタ処理された計量信号に基づいてゼロ点が算出され補正されるから、計量コンベアへの物品投入間隔が狭くなってもゼロ点補正を確実に実行することが可能となる。

本発明の計量装置においては、前記ゼロ点補正手段は、前記物品検知手段の検知情報に基づき前記物品の投入間隔を判定し、該投入間隔に応じて前記フィルタ処理に使用する前記いずれか一方のフィルタを選択するものである。

この構成により、物品投入間隔が狭くなって計量手段への物品重量の負荷がない無荷重時間（物品が秤量コンベアに載っていない時間）が所定時間を下回ったときには、フィルタ処理に使用するフィルタが第１フィルタ及び第２フィルタのうち計量時間の短縮が可能な一方に切り換えられ、短い無荷重時間でもゼロ点補正が確実に実行される。

また、本発明の計量装置においては、前記ゼロ点補正手段は、前記物品検知手段の検知情報に基づき前記物品の投入間隔を判定し、該投入間隔に応じて前記第２フィルタのフィルタ条件を可変設定するものである。

この構成により、第１フィルタに要求されるほどの安定出力は要求されないものの、第２フィルタを短い無荷重時間でもゼロ点補正可能なフィルタ処理を実行し得るフィルタ条件としながら、可能な限り高精度のゼロ点補正が実行できるようにその第２のフィルタのフィルタ条件が調整されることになる。

上記構成を有する本発明の計量装置においては、（２）前記ゼロ点補正手段により算出された前記ゼロ点の値を前記フィルタ特性と関連付けて順次メモリに記憶させることにより、前記ゼロ点の値のばらつきを前記フィルタ特性と関連付けた精度テーブルを作成し記憶する精度テーブル記憶手段を備え、前記ゼロ点補正手段は、前記精度テーブル記憶手段の記憶情報に基づいて、前記第２フィルタのフィルタ条件を可変設定するのが好ましい。

この構成により、計量条件を左右するフィルタ特性と計量精度とを対応付けた精度テーブルに基づいて第２フィルタのフィルタ条件を可変設定することで、要求されるゼロ点補正精度に対応するフィルタ特性が得られる。

また、上記（１）の構成を有する計量装置においては、（３）前記搬送手段が前記計量手段の一部を構成する計量台に支持される一方、該計量台の振動周波数成分を記憶する振動周波数記憶手段が設けられ、前記ゼロ点補正手段は、前記振動周波数記憶手段の記憶情報に基づいて、前記第２フィルタのフィルタ条件を可変設定するのがよい。

この構成により、計量信号の主たる雑音成分である搬送手段の駆動系の周期に対応した雑音成分が遮断され、ゼロ点補正の精度が向上する。

また、上記（２）の構成を有する計量装置においては、（４）前記精度テーブル記憶手段が、前記計量値算出手段で算出された計量値を前記第２フィルタのフィルタ時間又は前記計量処理に要した計量時間と関連付けて順次メモリに記憶させるのがより好ましい。

この構成により、第２フィルタのフィルタ時間又は計量手段の計量時間を計量精度に対応付けた精度テーブルに基づいて第２フィルタのフィルタ条件を可変設定することで、要求されるゼロ点補正の速度及び精度に対応するフィルタ特性が得られる。

本発明の計量装置においては、好ましくは、（５）前記フィルタ特性が、前記第１フィルタ又は前記第２フィルタのフィルタ時間、遮断周波数若しくは時定数である。

この構成により、第１フィルタ及び第２フィルタのフィルタ処理による遅延時間が互いに異なることになり、計量時間の短縮が可能なフィルタが明確になる。

本発明によれば、物品検知手段の検知状態に応じ、フィルタ特性が異なる第１フィルタ及び第２フィルタのうちいずれか一方でフィルタ処理した計量信号に基づいて、ゼロ点を算出し補正するようにしているので、精度を重視したフィルタ処理と要求される計量精度を実現するために必要なフィルタ処理とを使い分けて、計量コンベアへの物品投入間隔が狭くなってもゼロ点補正を確実に実行することができ、安定した高計量精度の維持ができる計量装置を提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
[第１の実施の形態]
図１から図３は本発明の計量装置の第１の実施の形態を示す図であり、重量選別を行うシステムの一部として構成されている。

本実施形態のシステムは、図１に示すように、前段コンベア１１、計量コンベア１２（搬送手段）及び後段コンベア１３からなる搬送部１０を備えており、前段コンベア１１には上流側で物品Ｐが順次供給され載置される。計量コンベア１２は、前段コンベア１１から所定の投入間隔で順次投入される物品Ｐを個々に搬送するとともに、後段コンベア１３に搬出する。また、後段コンベア１３には図示しない振分け装置が装着されており、本計量装置の計量結果に応じて、例えば正常重量の良品と重量の過不足がある不良品との搬送先が振分けられるようになっている。

搬送部１０のコンベア１１〜１３は、詳細を図示しない搬送駆動機構により同期して回転駆動されるようになっており、物品Ｐが前段コンベア１１から計量コンベア１２（搬送手段）に所定の投入間隔で順次投入され、計量コンベア１２から後段コンベア１３に搬出される。

前段コンベア１１から計量コンベア１２に物品Ｐが受け渡されて投入される位置、すなわち、両コンベア１１、１２の隣接部の近傍には、計量コンベア１２に投入される物品Ｐを順次検知する投入検知センサ１５（物品検知手段）が設置されおり、この投入検知センサ１５により、図２（ａ）に示すように、計量コンベア１２への物品Ｐの投入毎に投入検知信号Ｐ（ｉｎ）が出力される。

また、計量コンベア１２は計量器２０（計量手段）の一部を構成する計量台２１に支持されており、計量コンベア１２の重量とこの計量コンベア１２上に投入された物品Ｐの重量が計量器２０に負荷されるようになっている。この計量器２０は、投入検知センサ１５で検知された投入物品Ｐの重量を風袋となる計量コンベア１２の重量と共に計量し、図２（ｂ）に示すように、その物品Ｐ及び計量コンベア１２の重量に対応する計量信号ｗｇ（物品の重量に関連する計量信号）を出力するようになっている。計量器２０は、例えば公知の歪ゲージロードセルで構成されているが、差動トランス式や電磁平衡式の秤（はかり）であってもよい。

計量器２０から出力される計量信号は、計量部３０の信号処理手段３３に取り込まれて、ここで、フィルタ特性が互いに異なる第１フィルタ３１及び第２フィルタ３２によってそれぞれフィルタ処理が実行されるようになっている。

第１フィルタ３１及び第２フィルタ３２は、フィルタ時間（フィルタ長×サンプリング時間）、遮断周波数（カットオフ周波数）若しくは時定数のいずれか、すなわちフィルタ処理結果を出力するまでの遅延時間を決定する代表的なフィルタパラメータで表されるフィルタ特性が互い相違するローパスフィルタとなっており、それぞれ、計量器２０の計量信号から高周波成分を除去する機能を有している。これら第１フィルタ３１及び第２フィルタ３２のフィルタタイプは特に限定されるものではないが、第１フィルタ３１は高計量精度とするために安定したフィルタ出力を得ることのできる精度重視のフィルタであり、上記フィルタ特性に起因する遅延時間が投入物品が計量コンベア１２上を搬送されている時間に基づいて決定されたフィルタである。一方、第２フィルタ３２は、計量値の基準となるゼロ点を算出するために所定の遅延時間を有する特性に設定されたフィルタであり、上記フィルタ特性に起因する遅延時間が第１フィルタ３１よりも短くなる設定が可能なフィルタである。

第１フィルタ３１により高周波成分を除去された計量信号は、例えば図２（ｃ）に示すようなフィルタ出力Ｆ１として重量算出手段３５（計量値算出手段）に入力され、第２フィルタ３２により高周波成分を除去された計量信号は、例えば図２（ｄ）に示すようなフィルタ出力Ｆ２として重量算出手段３５（計量値算出手段）に入力される。そして、この重量算出手段３５において、第１フィルタ３１によりフィルタ処理された計量信号、例えば図２（ｃ）に示す計量値算出期間ｔ３（ｉ）、ｔ３（ｉ＋１）、ｔ３（ｉ＋２）又はｔ３（ｉ＋３）の間の第１フィルタ３１の計量信号に基づいて、物品Ｐ及び計量コンベア１２の重量の計量値が算出されるようになっている。

また、重量算出手段３５は、図示しない内部の減算器によって、物品Ｐ及び計量コンベア１２の重量の計量値から計量コンベア１２の重量分の計量値を差し引く減算処理を実行して、物品Ｐの重量の計量値を算出し、表示部３９にその計量値を出力するとともに、重量選別システムの判定部（図示していない）にも物品Ｐの重量の計量値を出力する。そして、その判定部で、物品Ｐの計量値が許容重量範囲内か否かが判定され、その判定結果に応じて後段コンベア１３側の前記振分け装置が作動する。

ところで、重量算出手段３５により物品Ｐの重量の計量値を算出するために用いる計量コンベア１２の重量分の計量値は、例えば無荷重時間中に所定回数サンプリングされた計量値の平均値であり、計量値の基準となるゼロ点に相当する。このゼロ点は、重量算出手段３５に接続されたゼロセット手段３７（ゼロ点補正手段）によって設定されるようになっており、重量算出手段３５に取り込まれた第１フィルタ３１及び第２フィルタ３２からのフィルタ処理済みの計量信号は、重量算出手段３５を介してゼロセット手段３７（ゼロ点補正手段）にも入力される。また、投入検知センサ１５からの投入検知信号もゼロセット手段３７に入力される。

ゼロセット手段３７は、投入検知センサ１５の検知状態に応じ、第１フィルタ３１及び第２フィルタ３２のうちいずれか一方によりフィルタ処理された計量信号に基づいて、所定のゼロセットタイミングでゼロ点を算出し補正するようになっている。ここにいう投入検知センサ１５の検知状態とは、投入済みの物品Ｐの投入時点から次の物品Ｐの投入を検知するまでの投入間隔であり、それにより特定される次投入待ち時間の長さ、すなわち、投入済みの物品Ｐの後段コンベア１３への搬出後であって次の物品Ｐの重量が計量器２０に負荷されない無荷重時間の長さに対応するものである。前記所定のゼロセットタイミングは、この無荷重時間の長さと、計量器２０からの計量信号出力に対する第１フィルタ３１及び第２フィルタ３２のそれぞれのフィルタ特性に依存する遅延時間とに基づいて設定される。

ゼロセット手段３７は、具体的には、重量算出手段３５と協働して、例えば、図２（ａ）に示す投入検知センサ１５の投入検知信号Ｐ（ｉｎ）に基づき、図２（ａ）に示すような物品Ｐの投入間隔ｔ１（ｉ）を判定するとともに、第１フィルタ３１及び第２フィルタ３２によるフィルタ処理済みの計量信号から図２（ｂ）に示すような無荷重期間ｔ２（ｉ）の長さを算出する。また、ゼロセット手段３７は、その無荷重期間ｔ２（ｉ）の長さに応じて、ゼロ点算出に使用するいずれか一方のフィルタ３１又は３２を選択する機能を有している。ここでの選択は、例えば図２（ｂ）に示す無荷重期間ｔ２（ｉ）やその次の無荷重期間ｔ２（ｉ＋１）のように短い無荷重期間の場合には、図２（ｄ）に示す遅延時間の小さい第２フィルタ３２を選択し、図２（ｂ）に示す無荷重期間ｔ２（ｉ＋２）のように長い無荷重期間の場合には、図２（ｃ）に示す物品重量算出と同じ第１フィルタ３１を選択するものである。

さらに、ゼロセット手段３７は、投入検知センサ１５の投入検知信号Ｐ（ｉｎ）に基づく物品Ｐの投入間隔ｔ１（ｉ）等の判定結果及び前記無荷重期間ｔ２（ｉ）等の長さに応じて、第２フィルタ３２のフィルタ条件を可変設定する機能を有している。ここにいうフィルタ条件は、フィルタ時間、遮断周波数若しくは時定数のいずれか、すなわちフィルタ処理遅延時間を左右する代表的なフィルタパラメータを含み、その他のフィルタパラメータをも含み得る。したがって、第２フィルタ３２は、フィルタの遅延時間が設定により変化し得るものである。なお、第１フィルタ３１のフィルタ特性を決定する条件は、物品Ｐが計量コンベア上を搬送される時間に基づいて予め手動で設定され、必要時に再設定される。

ゼロセット手段３７によるゼロ点補正の処理方式自体は上述のように公知のものと同様であり、ここでは詳述しないが、無荷重時間中に例えば計量時と同回数だけサンプリングした計量値の平均値を算出し、これを計量コンベア１２の重量分の計量値であるゼロ点とする。このゼロ点は、計量器２０の使用環境温度や湿度の変化によってドリフトし易く、計量コンベア１２によって順次搬送される物品Ｐの残渣が計量コンベア１２に付着したり更に落下したりすることによっても変化する。

前記計量器２０、信号処理手段３３、重量算出手段３５及びゼロセット手段３７は、全体として本実施形態の計量装置における計量部３０を構成しており、この計量部３０は信号処理手段３３、重量算出手段３５及びゼロセット手段３７の各機能を発揮するための制御プログラム等を実行するため、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェース回路を装備している。

さらに、計量部３０にはゼロセット手段３７と共にゼロ点補正手段を構成するフィルタ設定部４０が付設されている。

フィルタ設定部４０は、物品Ｐが投入されていない状態でゼロセット手段３７により算出された複数のゼロ点の値のばらつきをフィルタ特性と関連付けて順次内部メモリ（図示しない不揮発性メモリ）に記憶させることにより、ゼロ点の値のばらつきをフィルタ特性と関連付けた精度テーブルを作成し記憶する精度テーブル記憶手段４１を備えている。この精度テーブル記憶手段４１は、具体的には、計量器２０で算出された計量値を第２フィルタ３２のフィルタ特性と関連付けて順次メモリに記憶させるようになっている。

また、フィルタ設定部４０には、重量算出手段３５からの物品重量の計量値データを蓄積して、計量精度を示す計量済みの物品Ｐの計量値のばらつきを算出する統計処理部４２と、第２フィルタ３２のフィルタ特性を規定するフィルタパラメータを決定し、第２フィルタ３２のフィルタ特性を自動設定するフィルタ決定手段４４とが設けられている。そして、精度テーブル記憶手段４１の記憶情報及び統計処理部４２の処理結果データは、それぞれフィルタ決定手段４４による第２フィルタ３２のフィルタ条件の可変設定のために使用される。また、統計処理部４２の処理結果データの一部は精度テーブル記憶手段４１にも取り込まれる。

ここで、精度テーブル記憶手段４１に記憶される精度テーブルと、それに基づいて決定される第２フィルタ３２のフィルタ特性の関係について説明する。

図３は、その精度テーブルの特徴を示すグラフであり、同図において縦軸は計量精度（標準偏差値、分散値等）、横軸はフィルタ特性（フィルタ時間、遮断周波数又は時定数）であり、フィルタ時間が長い（遮断周波数が低いほど時定数が大きい）ほど計量精度が良いことを示している。

同図において、曲線Ａは所定重量Ｗの物品Ｐを計量するときの計量精度とフィルタ特性の関係を示し、曲線Ｂは無荷重のときの計量精度とフィルタ特性の関係を示している。すなわち、同図においては、重量Ｗｏの計量コンベア１２上に重量Ｗ１の被計量物品Ｐがある（搬送されている）ときの重量Ｗ＝Ｗｏ＋Ｗ１の計量精度（曲線Ａ参照）と、重量Ｗｏの計量コンベア１２上に被計量物品がない状態で被計量物品Ｐがあるときと同様のタイミングで風袋である重量Ｗｏの計量コンベア１２の計量信号を出力させたときの重量Ｗ＝Ｗｏの計量精度（曲線Ｂ参照）とを、第２フィルタの可変設定範囲のフィルタ特性（フィルタ時間、遮断周波数又は時定数）と対応付けて示している。

計量精度は、この図３に示すように、風袋重量のみの場合の方が物品重量負荷時よりも格段に良好であるので、例えば図２（ｂ）に示す無荷重期間ｔ２（ｉ＋２）のように長い無荷重期間であれば遅延時間が大きいフィルタ特性Ｄ１の設定でフィルタ処理できるが、無荷重期間ｔ２（ｉ）のように短い無荷重期間であると、フィルタ特性Ｄ１の設定としたのでは遅延時間が大き過ぎてフィルタ処理ができないという場合に、遅延時間が短縮できるフィルタ特性Ｄｏの設定としても、フィルタ特性Ｄ１の設定状態で物品Ｗの重量が負荷されるときの計量精度σ１よりも、風袋重量のみの計量を行うゼロ点補正時には良好な計量精度が確保できるということがわかる。もっとも、フィルタ特性Ｄ１の設定状態で風袋重量のみの計量を行うゼロ点補正を行えれば、より高精度のゼロ点補正ができる。

そこで、フィルタ決定手段４４は、精度テーブル記憶手段４１に記憶されるこのような精度テーブルのテーブルデータに基づいて、図２（ｂ）に示す無荷重期間ｔ２（ｉ）、ｔ２（ｉ＋１）のように短い無荷重期間であるときには、要求される計量精度（物品重量負荷時）を十分に満足する計量精度で、フィルタ特性Ｄｏのように遅延時間が短縮できるフィルタ特性に設定し、物品投入間隔を人為的に広げなくても、確実に適切な周期でゼロ点補正を行うことができるように、第２フィルタ３２のフィルタ特性を決定する。また、フィルタ決定手段４４は、図２（ｂ）に示す無荷重期間ｔ２（ｉ＋２）のように長い無荷重期間であるときには、より優れた計量精度（物品重量の負荷なし）が期待できるフィルタ特性Ｄ１でフィルタ処理した計算信号に基づいてゼロ点を算出し、物品投入間隔を有効に活用して確実により高精度のゼロ点補正を行う。

上述のように構成された本実施形態の計量装置及び重量選別システムでは、フィルタ特性が互いに異なる第１フィルタ３１及び第２フィルタ３２を用いるので、物品重量の計量に好適な精度重視のフィルタ特性Ｄ１と、ゼロ点設定時に適した速度重視のフィルタ特性Ｄｏとを設定することが可能となり、投入検知センサ１５の検知状態に応じて、これら第１フィルタ３１及び第２フィルタ３２のうちいずれか一方のフィルタによりフィルタ処理された計量信号に基づいて、ゼロ点が算出され補正されるから、計量コンベア１２への物品Ｗの投入間隔が狭くなっても、ゼロ点補正を確実に実行することができる。

また、ゼロ点補正手段の一部を構成するフィルタ決定手段４４が、投入検知センサ１５の検知情報に基づいて物品Ｗの投入間隔Ｐ（ｉｎ）を判定し、その投入間隔に応じてフィルタ処理に使用するいずれか一方のフィルタ３１又は３２を選択するので、物品投入間隔Ｐ（ｉｎ）が狭くなって計量器２０への物品重量の負荷がない無荷重時間ｔ２（ｉ）等が所定時間を下回ったときには、フィルタ処理に使用するフィルタが遅延時間の小さい第２フィルタ３２に切り換えられ、短い無荷重時間ｔ２（ｉ）等でも物品計量精度に影響しない精度でゼロ点補正が確実に実行できる。

さらに、フィルタ決定手段４４が、投入検知センサ１５の検知情報に基づいて物品Ｗの投入間隔Ｐ（ｉｎ）を判定し、その投入間隔に応じて第２フィルタ３２のフィルタ条件を可変設定するので、第２フィルタ３２を、第１フィルタ３１に要求されるほどの安定出力は要求されないものの、短い無荷重時間でもゼロ点補正可能なフィルタ条件とし、可能な限り高精度のゼロ点補正が実行できる。

また、本実施形態では、ゼロセット手段３７で算出された複数のゼロ点の値のばらつきを計量精度としてこれをフィルタ特性と関連付けて順次メモリに記憶させる精度テーブル記憶手段４１を備え、精度テーブル記憶手段４１の記憶情報に基づいて第２フィルタ３２のフィルタ条件を可変設定するので、計量条件を左右するフィルタ特性と計量精度とを対応付けた精度テーブルに基づいて第２フィルタ３２のフィルタ条件を可変設定することで、要求されるゼロ点補正精度に対応するフィルタ特性を得ることができる。なお、前記精度テーブルは、計量精度（計量値のばらつき）とフィルタ特性とを対応付けて記憶するものとしたが、予め記憶させた初期値テーブルを使用するようにしてもよいし、精度記憶モードにて更新記憶するようにしてもよい。また、計量値のばらつきを求める際には、重量既知の物品を繰り返し投入して計量し、それらのばらつきを統計量として記憶することができる。

また、精度テーブル記憶手段４１が、重量算出手段３５で算出された計量値を第２フィルタ３２のフィルタ時間又は計量部３０での計量に要した計量時間と関連付けて順次メモリに記憶させるので、第２フィルタ３２のフィルタ時間又は計量部３０での計量時間を計量精度に対応付けた精度テーブルに基づいて第２フィルタのフィルタ条件を可変設定することにより、要求されるゼロ点補正の精度に対応するフィルタ特性を得ることができる。特に、ここにいうフィルタ特性が、第１フィルタ３１又は第２フィルタ３２のフィルタ時間、遮断周波数若しくは時定数であるから、第１フィルタ３１及び第２フィルタ３２のフィルタ処理による遅延時間が互いに異なることになり、遅延時間の短縮が可能になる。

なお、上述の実施形態においては、精度テーブル記憶手段４１に、重量Ｗｏの計量コンベア１２上に重量Ｗ１の被計量物品Ｐがある（搬送されている）ときの重量Ｗ＝Ｗｏ＋Ｗ１の計量精度のデータを含めていたが、この場合の要求計量精度が固定値で代用できる場合には、図４に示すように、重量Ｗｏの計量コンベア１２上に被計量物品がない状態で、被計量物品Ｐがあるときと同様のタイミングで風袋である重量Ｗｏの計量コンベア１２の計量信号を出力させたときの重量Ｗ＝Ｗｏの計量精度のみを、第２フィルタ３２の可変設定範囲のフィルタ特性（フィルタ時間、遮断周波数又は時定数）と対応付けて記憶させたテーブル情報を作成してもよい。図４において、σ０がゼロ点補正における要求計量精度であり、物品の計量精度σ２に基づいて設定される。

また、精度テーブル記憶手段４１に、重量Ｗｏの計量コンベア１２上に被計量物品がない状態で、被計量物品Ｐがあるときと同様のタイミングで風袋である重量Ｗｏの計量コンベア１２の計量信号のみを出力させたときの重量Ｗ＝Ｗｏの計量精度を、第２フィルタ３２のフィルタ特性を複数種類の異なるフィルタ特性として、それぞれのフィルタ特性について予め精度テーブル情報を作成してもよい。

[第２の実施の形態]
図５及び図６は本発明の計量装置の第２の実施の形態を示す図であり、重量選別を行うシステムの一部として構成されている。なお、本実施形態は精度テーブル記憶手段に記憶させる記憶テーブルに関する構成及び作用以外は第１の実施の形態と同様であるので、第１の実施の形態と同一の構成については図１〜図３に示したものと同一符号を用いながら、相違点について説明する。

本実施形態においても、重量Ｗｏの計量コンベア１２上に被計量物品がない状態で、被計量物品Ｐがあるときと同様のタイミングで風袋である重量Ｗｏの計量コンベア１２の計量信号を出力させたときの重量Ｗ＝Ｗｏの計量精度を、第２フィルタ３２の可変設定範囲のフィルタ特性と対応付けて記憶させた精度テーブル情報を有しているが、本実施形態では、計量精度を決定付ける雑音成分のうち、計量コンベア１２を構成する回転駆動系（モータやローラ等）の周期に起因する雑音成分を低減してゼロセット精度を安定させるために、その回転駆動系の周期に基づいて第２フィルタ３２の特性を設定する。

そのため、図５に示すように、本実施形態のフィルタ設定部４０には、精度テーブル記憶手段４１、統計処理部４２及びフィルタ決定手段４４に加えて、計量コンベア１２を支持する計量台２１の振動周波数成分を記憶する振動周波数記憶手段４３が設けられている。そして、精度テーブル記憶手段４１及び振動周波数記憶手段４３のそれぞれの記憶情報、並びに統計処理部４２の処理結果データが、それぞれフィルタ決定手段４４による第２フィルタ３２のフィルタ条件の可変設定のために使用される。

計量精度とフィルタ特性を対応付けた場合、計量コンベア１２を構成する回転駆動系の雑音成分はその周期に対応する特性を持つことから、計量精度にもそれに対応した変化が出る。また、計量コンベア１２の振動は計量台２１の振動を励起し、その振動周波数に対応する計量値信号への影響が出ることになる。

そこで、計量精度を左右する主要な雑音成分が計量コンベア１２の駆動系の周期に対応する振動周波数又はその整数倍の信号周波数に相当する振動の影響を受けている場合に、その影響を除去するために図６に点線で示すようなフィルタ特性を持つフィルタ処理を行うことで、精度向上に寄与し得るフィルタの設定を行うことができる。すなわち、精度テーブルとしては、同図に実線（Ｗ＝Ｗｏ）で示すデータを記憶保持させ、計量コンベア１２の駆動系の周期に基づいて周期的にノッチを生じるフィルタ（例えばＦＩＲ（Finite Impulse Response Filter）フィルタで構成される単純な平均化フィルタを考えると、フィルタ時間ｔに対応する基本周波数ｆ（＝１／ｔ）とそのｎ倍（ｆ×ｎ）の周波数でノッチが生じる）を使用することで、同図に点線Ｔ´で示すように効果的に不要な信号を除去することができるフィルタ特性とする。

いま、通常のゼロセットタイミングに対応するフィルタ特性が同図に示すフィルタ特性Ｄｏ（フィルタ時間、遮断周波数又は時定数）であったとすると、この場合、フィルタ決定手段４４は、フィルタＤｏよりも遅延時間がわずかに短くなるかわずかに長くなる図６中のフィルタ特性Ｄｏの両隣の破線の谷部Ｄｏａ、Ｄｏｂのいずれか一方に対応するフィルタ特性を設定する。

このように、本実施形態においては、計量コンベア１２からの計量台２１の振動の振動周波数成分を記憶する振動周波数記憶手段４３を備え、ゼロ点補正手段であるフィルタ設定部４０が、振動周波数記憶手段の記憶情報に基づいて、第２フィルタ３２のフィルタ条件を可変設定する。したがって、計量信号の主たる雑音成分である計量コンベア１２の駆動系の周期に対応した雑音成分が遮断され、ゼロ点補正の精度が向上する。
また、図６に点線で示すようなフィルタ特性は、計算により求められるものであるから、計量装置の機種や物品に依存しないものとなり、多様な物品に対して安定した高計量精度の維持ができる計量装置を低コストに実現することができる。
なお、前記精度テーブルについては、例えば、ある搬送条件の下で、計量の都度、前記精度テーブルを作成して記憶するようにすることで、図６中の点線Ｔ´で示すような精度テーブルを作成することができるが、通常、この種のフィルタのノッチ周波数は計算により求まるので、Ｔ´で示すようなデータ自体を記憶させる必要はない。ただし、点線Ｔ´で示すフィルタ特性は、搬送条件を含む装置の使用条件及びその使用時点での計量精度を表しているので、例えば精度テーブルの作成モードにて計量信号を記憶させ、フィルタ特性ごとの計量精度を算出することは可能である。また、初期値の精度テーブルでは対応できない装置の使用環境（例えば床振動）や装置の経年変化（搬送用ローラのバランスずれによる振動増加、搬送ベルトの張り具合の変化による振動増加）などに対しても適切なフィルタ特性の決定が可能である。

以上説明したように、本発明は、物品検知手段の検知状態に応じ、フィルタ特性が異なる第１フィルタ及び第２フィルタのうちいずれか一方でフィルタ処理した計量信号に基づいて、ゼロ点を算出し補正するようにしているので、精度を重視したフィルタ処理と速度を重視したフィルタ処理とを使い分けて、計量コンベアへの物品投入間隔が狭くなってもゼロ点補正を確実に実行することができ、安定した高計量精度の維持ができる計量装置を提供することができるという効果を奏するものであり、搬送される物品の重量を計量する計量装置、特に計量手段の出力信号をフィルタ処理して計量値を算出するとともに計量値をゼロとするゼロ点を自動補正する機能を有する計量装置全般に有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る計量装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る計量装置における物品投入検知信号、計量信号及びその異なる２つのフィルタ処理後の波形を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る計量装置の物品重量負荷時及びゼロ点補正時のそれぞれの計量精度とフィルタ特性とを対応付けた精度テーブルの説明図である。 本発明の第１の実施の形態に係る計量装置のゼロ点補正時の計量精度とフィルタ特性とを対応付けた精度テーブルの変形態様の説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る計量装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る計量装置のゼロ点補正時の計量精度とフィルタ特性とを対応付けた精度テーブルの説明図である。

符号の説明

１０ 搬送部
１１ 前段コンベア
１２ 計量コンベア（搬送手段）
１３ 後段コンベア
１５ 投入検知センサ（物品検知手段）
２０ 計量器（計量手段）
２１ 計量台
３０ 計量部（計量手段）
３１ 第１フィルタ
３２ 第２フィルタ
３３ 信号処理手段
３５ 重量算出手段（計量値算出手段）
３７ ゼロセット手段（ゼロ点補正手段）
３９ 表示部
４０ フィルタ設定部（ゼロ点補正手段）
４１ 精度テーブル記憶手段
４２ 統計処理部（統計処理手段）
４３ 振動周波数記憶手段
４４ フィルタ決定手段
σ０ 計量精度（ゼロ点設定時の計量精度）
σ１、σ２ 計量精度（物品重量負荷時の計量精度）

Claims (5)

1. 所定の投入間隔で順次投入される物品（Ｐ）を搬送する搬送手段（１２）と、
   前記搬送手段に投入される物品を順次検知する物品検知手段（１５）と、
   前記物品検知手段で検知された物品を前記搬送手段と共に計量して該物品の重量に関連する計量信号を出力する計量手段（２０）と、
   フィルタ特性が互いに異なる第１フィルタ（３１）及び第２フィルタ（３２）によってそれぞれ前記計量信号から高周波成分を除去するフィルタ処理を実行する信号処理手段（３３）と、
   前記第１フィルタによりフィルタ処理された計量信号に基づいて計量値を算出する計量値算出手段（３５）と、
   前記物品検知手段の検知状態に応じ、前記第１フィルタ及び前記第２フィルタのうちいずれか一方のフィルタによりフィルタ処理された計量信号に基づいて前記計量値の基準となるゼロ点を算出し補正するゼロ点補正手段（３７、４０）と、を備え、
   前記ゼロ点補正手段（３７）は、前記物品検知手段の検知情報に基づき前記物品の投入間隔を判定し、該投入間隔に応じて前記フィルタ処理に使用する前記いずれか一方のフィルタを選択するとともに、該投入間隔に応じて前記第２フィルタのフィルタ条件を可変設定することを特徴とする計量装置。
2. 前記ゼロ点補正手段により算出された前記ゼロ点の値を前記フィルタ特性と関連付けて順次メモリに記憶させることにより、前記ゼロ点の値のばらつきを前記フィルタ特性と関連付けた精度テーブルを作成し記憶する精度テーブル記憶手段（４１）を備え、
   前記ゼロ点補正手段は、前記精度テーブル記憶手段の記憶情報に基づいて、前記第２フィルタのフィルタ条件を可変設定することを特徴とする請求項１に記載の計量装置。
3. 前記搬送手段が前記計量手段の一部を構成する計量台（２１）に支持される一方、
   該計量台の振動周波数成分を記憶する振動周波数記憶手段（４３）が設けられ、
   前記ゼロ点補正手段は、前記振動周波数記憶手段の記憶情報に基づいて、前記第２フィルタのフィルタ条件を可変設定することを特徴とする請求項１に記載の計量装置。
4. 前記精度テーブル記憶手段が、前記計量値算出手段で算出された計量値を前記第２フィルタのフィルタ時間又は前記計量処理に要した計量時間と関連付けて順次メモリに記憶させることを特徴とする請求項２に記載の計量装置。
5. 前記フィルタ特性が、前記第１フィルタ又は前記第２フィルタのフィルタ時間、遮断周波数若しくは時定数であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の計量装置。

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