JP5436945B2 - Weighing device - Google Patents
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Description
本発明は、計量装置に関し、特に、被計量物を運搬するために回転する複数の回転体を有する運搬手段が荷重検出手段によって支持されており、この荷重検出手段から得られる荷重検出信号に基づいて当該被計量物の重量を求める、計量装置に関する。 The present invention relates to a weighing device, and in particular, a conveying means having a plurality of rotating bodies that rotate to convey an object to be weighed is supported by a load detecting means, and based on a load detection signal obtained from the load detecting means. The present invention relates to a weighing device for obtaining the weight of the object to be weighed.
この種の計量装置として、例えば重量選別機用の計量コンベヤがある。即ち、重量選別機用の計量コンベヤにおいては、運搬手段としてのコンベヤ本体が、荷重検出手段としてのロードセル等の荷重センサによって支持されている。そして、選別対象である被計量物がコンベヤ本体によって運搬されているときに荷重センサから得られる荷重検出信号に基づいて、当該被計量物の重量が求められる。 An example of this type of weighing device is a weighing conveyor for a weight sorter. That is, in a weighing conveyor for a weight sorter, a conveyor main body as a conveying means is supported by a load sensor such as a load cell as a load detecting means. Then, the weight of the object to be weighed is obtained based on the load detection signal obtained from the load sensor when the object to be weighed is being conveyed by the conveyor body.
ところで、コンベヤ本体は、モータやプーリ等の種々の回転体を有している。つまり、これらの回転体もまた、荷重センサによって支持されている。そして、これらの回転体が回転することによって、特に各回転体それぞれの偏芯荷重に起因して、当該各回転体に対応する複数の振動成分が、荷重検出信号に現れる。これらの振動成分は、言うまでもなく計量精度の低下を招く。従って、計量精度の向上を図るには、これらの振動成分を除去することが必要とされる。ただし、各振動成分の周期は、それぞれに対応する回転体の回転周期と同じであり、これを周波数に換算すると、概ね数[Hz]〜十数[Hz]である。このような低周波数の振動成分を例えばローパスフィルタ回路等の通常のフィルタ回路によって除去しようとすると、過度な応答遅れが生じ、却って不都合である。ゆえに、従来、特許文献1に開示された技術が提案されている。
By the way, the conveyor body has various rotating bodies such as a motor and a pulley. That is, these rotating bodies are also supported by the load sensor. When these rotating bodies rotate, a plurality of vibration components corresponding to the respective rotating bodies appear in the load detection signal particularly due to the eccentric load of each rotating body. Needless to say, these vibration components cause a decrease in measurement accuracy. Therefore, in order to improve the measurement accuracy, it is necessary to remove these vibration components. However, the period of each vibration component is the same as the rotation period of the corresponding rotating body, and when converted into a frequency, it is approximately several [Hz] to several tens [Hz]. If such a low-frequency vibration component is to be removed by a normal filter circuit such as a low-pass filter circuit, an excessive response delay occurs, which is inconvenient. Therefore, conventionally, the technique disclosed in
この従来技術は、例えばベルト式の計量コンベヤに適用される。即ち、当該ベルト式の計量コンベヤは、回転体として、無端帯状の計量ベルトを走行させるための2つのローラ(プーリ)と、これら2つのローラを駆動するためのモータと、を有している。詳しくは、モータが作動すると、その駆動力が、タイミングベルトを介して、一方のローラに伝達される。さらに、当該駆動力は、計量ベルトを介して、他方のローラに伝達される。これによって、各ローラが駆動され、計量ベルトが走行する。そして、この計量ベルトに被計量物としてのワークが載置されることで、当該ワークの運搬が実現される。さらに、このワークの運搬中に荷重検出手段としての秤から得られる計量信号に基づいて、当該ワークの重量が求められる。 This prior art is applied to, for example, a belt-type weighing conveyor. That is, the belt-type measuring conveyor has two rollers (pulleys) for running an endless belt-like measuring belt and a motor for driving these two rollers as rotating bodies. Specifically, when the motor operates, the driving force is transmitted to one of the rollers via the timing belt. Further, the driving force is transmitted to the other roller via the measuring belt. Thereby, each roller is driven and the measuring belt runs. And the workpiece | work as a to-be-measured object is mounted in this measuring belt, and conveyance of the said workpiece | work is implement | achieved. Furthermore, the weight of the workpiece is obtained based on a weighing signal obtained from a scale as a load detecting means during the conveyance of the workpiece.
ここで、モータには、その回転角度をエンコードするためのエンコーダが取り付けられている。そして、まず、事前の調整運転において、計量コンベヤ(計量ベルト)にワークが載置されていないときの計量信号が、エンコーダからのエンコーダ信号に対応して記憶される。その上で、実際の稼働運転において、計量コンベヤにワークが載置されているときの計量信号から、当該事前に記憶された計量信号が、エンコーダ信号に対応して減算される。この結果、回転体に起因する振動成分が除去され、正確な計量が行われる。 Here, an encoder for encoding the rotation angle is attached to the motor. First, in a prior adjustment operation, a weighing signal when no workpiece is placed on the weighing conveyor (weighing belt) is stored in correspondence with the encoder signal from the encoder. In addition, in the actual operation, the weighing signal stored in advance is subtracted from the weighing signal when the work is placed on the weighing conveyor, corresponding to the encoder signal. As a result, the vibration component caused by the rotating body is removed, and accurate weighing is performed.
しかし、上述の従来技術では、回転体としてのモータおよび各ローラが互いに同期しながら回転することが、前提とされる。具体的には、モータおよび各ローラが互いに同じ回転速度(回転数)で回転しているか、若しくは、モータの回転速度が各ローラそれぞれの回転速度の整数分の1であることが、前提とされる。これは、モータという1つの回転体の回転角度のみを基準として、それ以外の回転体である各ローラそれぞれに起因する振動成分をも一括して除去しようとすることによる。従って、従来技術では、当該前提が満足されないケースには対処することができない、という問題がある。 However, in the above-described prior art, it is assumed that the motor and each roller as a rotating body rotate in synchronization with each other. Specifically, it is assumed that the motor and each roller are rotating at the same rotation speed (rotation speed), or that the rotation speed of the motor is an integral number of the rotation speed of each roller. The This is because the vibration component caused by each of the rollers, which are other rotating bodies, is also collectively removed based on only the rotation angle of one rotating body called a motor. Therefore, the conventional technique has a problem that it cannot cope with a case where the precondition is not satisfied.
また、たとえ、上述の前提が満足されるケースであっても、各ローラそれぞれに起因する振動成分については、精確に除去されないことがある。例えば、モータと一方の言わば駆動側のローラとを繋ぐタイミングベルトは、メンテナンス等の必要に応じて取り外されることがある。この場合、改めてタイミングベルトが取り付けられるが、その際、当該タイミングベルトが取り外される前と比較して、モータと駆動側ローラとの相互の回転角度の関係(回転位置関係)に差異が生じる。つまり、モータに起因する振動成分と、駆動側ローラに起因する振動成分と、の位相差が変化する。すると、モータに起因する振動成分については、それまでと同様に除去されるものの、駆動側ローラに起因する振動成分については、精確に除去されなくなる。加えて、他方の言わば従動側のローラに起因する振動成分についても、精確に除去されなくなる。これを解消するには、改めて調整作業を行う必要があり、それ相応の労力およびコストが掛かる。 Even if the above-mentioned premise is satisfied, the vibration component caused by each roller may not be accurately removed. For example, the timing belt that connects the motor and one of the driving-side rollers may be removed as necessary for maintenance or the like. In this case, the timing belt is attached again, but at this time, the relationship between the rotation angles of the motor and the driving side roller (rotational position relationship) is different from that before the timing belt is removed. That is, the phase difference between the vibration component caused by the motor and the vibration component caused by the driving roller changes. Then, although the vibration component caused by the motor is removed in the same manner as before, the vibration component caused by the driving roller is not accurately removed. In addition, the vibration component due to the other-side driven roller cannot be accurately removed. In order to solve this problem, it is necessary to perform adjustment work anew, which requires corresponding labor and cost.
さらに、各ローラ間における相互の回転角度の関係に注目すると、これも途中で変化することがある。即ち、各ローラ間では、計量ベルトとの摩擦力によって、当該各ローラの一方である駆動側から他方の従動側へ駆動力が伝達される。その際、各ローラがスリップして、これら各ローラ間における相互の回転角度の関係が変化することがある。すると、各ローラそれぞれに起因する2つの振動成分間の位相差が変化し、この結果、少なくとも従動側ローラに起因する振動成分について、精確に除去されなくなる。 Furthermore, when attention is paid to the relationship between the rotation angles between the rollers, this may change in the middle. That is, between each roller, a driving force is transmitted from one driving side of each of the rollers to the other driven side by a frictional force with the measuring belt. At that time, the rollers may slip, and the relationship between the rotation angles between the rollers may change. Then, the phase difference between the two vibration components caused by each roller changes, and as a result, at least the vibration component caused by the driven roller is not accurately removed.
そこで、本発明は、各回転体が互いに同期しながら回転しているか否かに拘らず、これら各回転体それぞれに起因する全ての振動成分を従来よりも確実かつ精確に除去することができる計量装置を提供することを、目的とする。 Therefore, the present invention provides a measurement that can remove all vibration components caused by each of these rotating bodies more reliably and accurately than before, regardless of whether or not each rotating body rotates in synchronization with each other. An object is to provide an apparatus.
この目的を達成するために、本発明は、被計量物を運搬するために回転する複数の回転体を有する運搬手段が荷重検出手段によって支持されており、この荷重検出手段から得られる荷重検出信号に基づいて当該被計量物の重量を求める計量装置において、それぞれの回転体に取り付けられており当該それぞれの回転体の回転角度を個別に検出して当該回転角度を表す角度検出信号を出力する複数の回転角度検出手段と、それぞれの回転体が回転することに起因して荷重検出信号に現れる複数の振動成分が当該それぞれの回転体についての角度検出信号に従って予め記憶された記憶手段と、を具備する。さらに、それぞれの回転体についての角度検出信号に従って記憶手段から当該それぞれの回転体に対応する振動成分を読み出す読み出し手段と、この読み出し手段によって読み出されたそれぞれの振動成分を荷重検出信号から差し引くことで当該それぞれの振動成分を除去する振動成分除去手段と、をも具備する。 In order to achieve this object, the present invention provides a load detection signal obtained from a load detecting means, in which a conveying means having a plurality of rotating bodies that rotate to convey an object to be weighed is supported by the load detecting means. In the weighing device for obtaining the weight of the object to be weighed based on the plurality, a plurality of angle detection signals that are attached to the respective rotating bodies and individually detect the rotation angles of the respective rotating bodies and output the rotation angles. comprising a rotation angle detecting means, a memory means in which a plurality of vibration components each rotating body appears in a load detection signal due to rotation is stored in advance in accordance with the angle detection signal for the respective rotating bodies, the To do. Further, the reading means for reading out the vibration component corresponding to each rotating body from the storage means according to the angle detection signal for each rotating body, and the respective vibration components read by the reading means are subtracted from the load detection signal. And vibration component removing means for removing the respective vibration components.
即ち、本発明によれば、複数の回転体を有する運搬手段が、荷重検出手段によって支持されている。そして、運搬手段によって被計量物が運搬されているときに荷重検出手段から得られる荷重検出信号に基づいて、当該被計量物の重量が求められる。ここで、各回転体が回転することに起因して、当該各回転体に対応する複数の振動成分が、荷重検出信号に現れる。これらの振動成分は、言うまでもなく計量精度の低下を招く。従って、計量精度の向上を図るには、これらの振動成分を除去する必要がある。そのため、本発明では、それぞれの回転体に取り付けられた回転角度検出手段によって、当該それぞれの回転体の回転角度が個別に検出される。そして、それぞれの回転角度検出手段から出力されるそれぞれの回転体についての角度検出信号に従って、当該それぞれの回転体に起因する振動成分が、予め、例えば事前の調整運転において、記憶手段に記憶される。その上で、実際の稼働運転において、それぞれの回転体についての角度検出信号に従って、当該それぞれの回転体に対応する振動成分が、読み出し手段によって、記憶手段から読み出される。さらに、この読み出されたそれぞれの振動成分が、振動成分除去手段によって、荷重検出信号から差し引かれる。これにより、当該荷重検出信号から各振動成分が除去される。つまり、それぞれの回転体の回転角度を基準として、当該それぞれの回転体に起因する振動成分が個別に除去される。 That is, according to the present invention, the conveying means having a plurality of rotating bodies is supported by the load detecting means. And based on the load detection signal obtained from a load detection means when the to-be-measured object is conveyed by the conveyance means, the weight of the said to-be-measured object is calculated | required. Here, due to the rotation of each rotating body, a plurality of vibration components corresponding to the respective rotating bodies appear in the load detection signal. Needless to say, these vibration components cause a decrease in measurement accuracy. Therefore, in order to improve the measurement accuracy, it is necessary to remove these vibration components. Therefore, in the present invention, the rotation angle detecting means attached to each of the rotating body, the rotation angle of the respective rotational bodies can be individually detected. Then, in accordance with the angle detection signals for the respective rotating bodies output from the respective rotating angle detecting means, the vibration components caused by the respective rotating bodies are stored in advance in the storage means, for example, in advance adjustment operation. . Then, in actual operation, the vibration component corresponding to each rotating body is read from the storage means by the reading means according to the angle detection signal for each rotating body. Further, each read vibration component is subtracted from the load detection signal by the vibration component removing means. Thereby, each vibration component is removed from the load detection signal. In other words, vibration components caused by the respective rotating bodies are individually removed on the basis of the rotation angle of each rotating body.
なお、本発明において、回転体の1つは、モータ等の駆動源であり、それ以外は、当該駆動源の駆動力が順次伝達されることによって回転するものであってもよい。この場合、最初に駆動源のみが回転され、このときに得られる荷重検出信号に基づいて、当該駆動源に起因する振動成分が記憶手段に記憶される。続いて、駆動源の駆動力が伝達される順番に従って、当該駆動源以外の回転体が順次回転され、その都度得られる荷重検出信号に基づいて、それぞれの回転体に起因する振動成分が記憶手段に順次記憶されてもよい。 In the present invention, one of the rotating bodies is a driving source such as a motor, and the other rotating body may be rotated by sequentially transmitting the driving force of the driving source. In this case, only the drive source is first rotated, and the vibration component caused by the drive source is stored in the storage unit based on the load detection signal obtained at this time. Subsequently, the rotating bodies other than the driving source are sequentially rotated according to the order in which the driving force of the driving source is transmitted, and based on the load detection signal obtained each time, the vibration component caused by each rotating body is stored in the storage means. May be stored sequentially.
上述したように、本発明によれば、それぞれの回転体の回転角度を基準として、当該それぞれの回転体に起因する振動成分が個別に除去される。従って、モータという1つの回転体の回転角度のみを基準として、それ以外の回転体である各ローラそれぞれに起因する振動成分をも一括して除去しようとするために、全ての回転体が互いに同期しながら回転することが前提とされる従来技術とは異なり、そのような前提に縛られない。また、各回転体間で相互の回転角度の関係に変化が生じたとしても、これとは全く無関係に、当該各回転体それぞれに起因する全ての振動成分を精確に除去することができる。つまり、当該全ての振動成分を従来よりも確実かつ精確に除去することができる。 As described above, according to the present invention, vibration components caused by the respective rotating bodies are individually removed on the basis of the rotation angle of each rotating body. Therefore, all the rotating bodies are synchronized with each other in order to collectively remove vibration components caused by the respective rollers that are the other rotating bodies on the basis of only the rotation angle of one rotating body called a motor. However, unlike the prior art which is premised on rotating, it is not bound by such a premise. Further, even if a change occurs in the relationship between the rotation angles between the rotating bodies, all vibration components caused by the respective rotating bodies can be accurately removed regardless of this. That is, all the vibration components can be removed more reliably and accurately than in the past.
本発明の一実施形態について、重量選別機10を例に挙げて説明する。
An embodiment of the present invention will be described by taking a
図1に示すように、本実施形態に係る重量選別機10は、計量コンベヤ12と、この計量コンベヤ12の前段(図1における左側)に設けられた搬入用コンベヤ14と、当該計量コンベヤ12の後段(図1における右側)に設けられた搬出用コンベヤ16と、を備えている。そして、この重量選別機10による選別対象である被計量物18は、図1に矢印20で示すように、搬入用コンベヤ14から計量コンベヤ12へと運搬され、さらに当該計量コンベヤ12から搬出用コンベヤ16へと運搬される。この一連の運搬過程において、被計量物18が計量コンベヤ12上にあるときに、当該被計量物18の重量Wmが求められ、厳密には後述する重量測定値Wm’[k]が求められる。そして、この重量測定値Wm’[k]に基づいて、被計量物18の重量Wmの大小による良/否、或いは過量/適量/軽量等を選別するための選別信号Qが作成される。この選別信号Qは、搬出用コンベヤ16に付属されている図示しない選別装置に送られ、選別装置は、当該選別信号Qに基づいて、これに対応する被計量物18を選別する。
As shown in FIG. 1, the
ところで、計量コンベヤ12は、いわゆるベルト式のコンベヤ本体22を備えている。即ち、コンベヤ本体22は、無端帯状のコンベヤベルト24と、このコンベヤベルト22を走行させるための互いに同径(同外径)の一対のプーリ26および28と、を有している。そして、コンベヤ本体22は、荷重検出手段としてのロバーバル型のロードセル30によって支持されている。具体的には、当該コンベヤ本体28は、適当な可動側支持部材32を介して、ロードセル30の可動端(図1における右側の端部)に結合されている。そして、ロードセル30の固定端(図1における左側の端部)は、適当な固定側支持部材34を介して、筐体のフレーム等の適当な基部36に固定されている。
Incidentally, the weighing
さらに、コンベヤ本体22の一方のプーリ26は、駆動力伝達手段としてのタイミングベルト38を介して、駆動源としてのモータ40に結合されている。そして、このモータ40もまた、ロードセル30によって支持されている。具体的には、モータ40は、可動側支持部材32の適当な箇所に固定されている。そして、このモータ40の回転軸42に、タイミングプーリ44が取り付けられており、これと同径(同歯数)のタイミングプーリ46が、当該一方のプーリ26の回転軸48にも取り付けられている。そして、これらのタイミングプーリ44および48に、タイミングベルト38が掛合されている。
Further, one
この構成によれば、モータ40が作動すると、その駆動力が、タイミングベルト38を介して、一方のプーリ26に伝達される。さらに、この一方の言わば駆動側プーリ26に伝達された駆動力は、コンベヤベルト24を介して、他方の言わば従動側プーリ28に伝達される。これによって、各プーリ26および28が回転し、コンベヤベルト24が走行する。そして、このコンベヤベルト24に被計量物18が載置されることによって、当該被計量物18の運搬が実現される。
According to this configuration, when the
このようにコンベヤベルト24を含む計量コンベヤ12によって被計量物18が運搬されているときに当該計量コンベヤ12を構成するロードセル30から出力されるアナログ荷重検出信号Wy(t)(t;時間)に基づいて、上述した重量測定値Wy[k]が求められ、ひいては選別信号Qが作成される。このために、アナログ荷重検出信号Wy(t)は、重量選別機10全体の制御を司る指示器100に送られる。
Thus, when the
指示器100は、図2に示すように、増幅回路102を有しており、この増幅回路102に、アナログ荷重検出信号Wy(t)が入力される。増幅回路102は、入力されたアナログ荷重検出信号Wy(t)に増幅処理を施し、この増幅処理後のアナログ荷重検出信号Wy(t)は、ローパスフィルタ回路104に入力される。ローパスフィルタ回路104は、入力されたアナログ荷重検出信号Wy(t)に含まれる比較的に高い周波数帯域のノイズ成分、例えば100[Hz]以上の主に電気的な要因によるノイズ成分、を除去するためのものであり、このローパスフィルタ回路104によるアナログフィルタリング処理後のアナログ荷重検出信号Wy(t)は、A/D変換回路106に入力される。
As shown in FIG. 2, the
A/D変換回路106は、入力されたアナログ荷重検出信号Wy(t)を、パルス生成手段としてのクロックパルス(CK)生成回路108から与えられるクロックパルスCKの立ち上がりに合わせて、サンプリングする。これによって、アナログ荷重検出信号Wy(t)は、ディジタル荷重検出信号Wy[k](k;サンプリング番号)に変換される。なお、このA/D変換回路106によるサンプリング周期、つまりクロックパルスCKの周期ΔTは、例えば1[ms]である。
The A /
A/D変換回路106による変換後のディジタル荷重検出信号Wy[k]は、入出力インタフェース回路110を介して、CPU(Central
Processing Unit)112に入力される。CPU112は、入力されたディジタル荷重検出信号Wy[k]に基づいて、詳しくは後述するディジタルフィルタリング処理後のディジタル荷重検出信号Wy’[k]に基づいて、重量測定値Wm’[k]を求める。さらに、CPU112は、この重量測定値Wm’[k]に基づいて、選別信号Qを作成する。そして、この選別信号Qは、入出力インタフェース回路110を介して、上述した選別装置に送られる。
The digital load detection signal Wy [k] converted by the A /
Processing Unit) 112. The
なお、CPU112には、記憶手段としてのメモリ回路114が接続されており、このメモリ回路114には、当該CPU112の動作を制御するための制御プログラムが記憶されている。また、CPU112には、これに各種命令を入力するための命令入力手段としての操作キー116や、当該CPU112の動作に応じて各種情報を出力する情報出力手段としての液晶型のディスプレイ118等が、入出力インタフェース回路110を介して、接続されている。これらの操作キー116とディスプレイ118とは、互いに一体化されたものでもよく、例えばタッチスクリーンでもよい。
The
ここで、本実施形態の重量選別機10が稼働しているとき、要するにモータ40が作動しているときの、アナログ荷重検出信号Wy(t)に注目すると、このアナログ荷重検出信号Wy(t)には、図3に誇張して示すような3つの振動成分Wa(t),Wb(t)およびWc(t)が重畳される。このうちの(a)に示す振動成分Wa(t)は、モータ40の偏心荷重に起因するものである。従って、このモータ40に起因する振動成分Wa(t)の周期Taは、当該モータ40の回転周期と同じであり、これを周波数faに換算すると、概ね数[Hz]〜十数[Hz]である。そして、図3(b)に示す振動成分Wb(t)は、駆動側プーリ26の偏心荷重に起因するものであり、図3(c)に示す振動成分Wc(t)は、従動側プーリ28の偏心荷重に起因するものである。なお、駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb(t)の周期Tb(または周波数fb)は、モータ40に起因する振動成分Wa(t)の周期Ta(または周波数fa)と同じである。また、従動側プーリ28に起因する振動成分Wc(t)の周期Tc(または周波数fc)も、基本的には、モータ40に起因する振動成分Wa(t)の周期Ta(または周波数fa)と同じであり、つまり駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb(t)の周期Tb(または周波数fb)と同じである。
Here, when the
ただし、厳密に言えば、従動側プーリ28に起因する振動成分Wc(t)の周期Tcについては、駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb(t)の周期Tb(またはモータ40に起因する振動成分Wa(t)の周期Ta)と必ずしも同じであるとは限らない。つまり、従動側プーリ28に起因する振動成分Wc(t)の周期Tcと、駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb(t)の周期Tbとが、互いに異なることがある。これは、上述の如く各プーリ26および28の径が互いに同じであるとは言え、当該径に多少の誤差があり得るからである。また、このように各プーリ26および28の径が互いに異なると、それぞれの振動成分Wb(t)およびWc(t)の位相(初期位相)φbおよびφcの関係も変化し、要するに位相差(φb−φc)も変化する。この位相差の変化は、各プーリ26および28がスリップすることによっても、生じる。
Strictly speaking, however, the period Tc of the vibration component Wc (t) attributed to the driven
さらに、モータ40に起因する振動成分Wa(t)の位相φaと、駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb(t)の位相φbと、の関係に注目すると、これも変化する可能性がある。即ち、これらモータ40と駆動側プーリ26とを繋ぐタイミングベルト38は、メンテナンス等の必要に応じて取り外されることがある。この場合、改めてタイミングベルト38が取り付けられるが、その際、当該タイミングベルト38が取り外される前と比較して、互いの位相φaおよびφbの関係に差異が生じ、つまり位相差(φa−φb)が変化する。また、これに伴って、モータ40に起因する振動成分Wa(t)の位相φaと、従動側プーリ28に起因する振動成分Wc(t)の位相φcと、の関係(φa−φc)にも差異が生じる。
Furthermore, if attention is paid to the relationship between the phase φa of the vibration component Wa (t) caused by the
これらの振動成分Wa(t),Wb(t)およびWc(t)は、言うまでもなく計量精度の低下を招く。従って、計量精度の向上を図るには、これらの振動成分Wa(t),Wb(t)およびWc(t)を独立に除去することが必要とされる。そのために、本実施形態では、次のような工夫が成されている。 Needless to say, these vibration components Wa (t), Wb (t) and Wc (t) cause a decrease in measurement accuracy. Therefore, in order to improve the measurement accuracy, it is necessary to remove these vibration components Wa (t), Wb (t) and Wc (t) independently. Therefore, in the present embodiment, the following devices are made.
即ち、各振動成分Wa(t),Wb(t)およびWc(t)のディジタル態様をそれぞれWa[k],Wb[k]およびWc[k]とすると、被計量物18の重量Wmは、次の式1によって表される。
That is, if the digital aspects of the vibration components Wa (t), Wb (t), and Wc (t) are Wa [k], Wb [k], and Wc [k], respectively, the weight Wm of the object to be weighed 18 is It is represented by the following
《式1》
Wm=α・{Wy[k]−Wp−Wz−(Wa[k]+Wb[k]+Wc[k])}
=α・{Wy[k]−Wi−(Wa[k]+Wb[k]+Wc[k])}
where Wi=Wp+Wz
<<
Wm = α · {Wy [k] −Wp−Wz− (Wa [k] + Wb [k] + Wc [k])}
= Α · {Wy [k] −Wi− (Wa [k] + Wb [k] + Wc [k])}
where Wi = Wp + Wz
なお、この式1において、αは、調整係数としてのスパン係数である。そして、Wpは、コンベヤ本体22やモータ40,可動側支持部材32等の各重量成分のように当初からロードセル30に印加されている風袋荷重成分であり、Wzは、増幅回路102等のオフセット成分のように必然的に存在するゼロシフト成分である。これら風袋荷重成分Wpまたはゼロシフト成分Wzには、ロードセル30或いは当該ロードセル30によって支持されているコンベヤ本体22等に付着した水滴やゴミ等の異物による荷重成分も含まれる。そして、これら風袋荷重成分Wpおよびゼロシフト成分Wzは、初期荷重成分Wiとして、1つに纏められる。
In
この式1から分かるように、スパン係数αと初期荷重成分Wiと各振動成分Wa[k],Wb[k]およびWc[k]とが判明すれば、当該式1にディジタル荷重検出信号Wy[k]が代入されることで、被計量物18の重量Wmが求められる。また、各振動成分Wa[k],Wb[k]およびWc[k]は、図3に示したように周期性を有しており、それぞれの態様は、当該各振動成分Wa[k],Wb[k]およびWc[k]の発生源であるモータ40と各プーリ26および28との回転角度に依存する。
As can be seen from
そこで、まず、モータ40の回転角度を検出するべく、当該モータ40の回転軸42に、図4に示すような光学式のロータリ・エンコーダ200が取り付けられる。具体的には、当該ロータリ・エンコーダ200は、回転円板202と2つの光センサ204および206とから成る。回転円板202は、アルミニウム等の金属製であり、モータ40の回転軸42に固定される。そして、この回転円板202の周縁近傍には、当該周縁に沿って等間隔に、複数の貫通孔208,208,…が設けられており、さらに、当該周縁部分の1箇所に、概略凹状の切欠210が設けられている。これに対して、各光センサ204および206は、例えば反射型のもの(フォトリフレクタ)であり、これらのうちの一方204によって各貫通孔208,208,…が検出され、他方206によって切欠210が検出されるように、適当な固定部材212によって支持されている。つまり、一方の光センサ204からは、モータ40(回転軸42)が1回転するごとに各貫通孔208,208,…と同じ個数の矩形パルスが出力され、言わばモータ40の1回転分の回転角度(円周)を当該各貫通孔208,208,…の個数で分割したことを表す1回転分割信号Daが出力される。そして、他方の光センサ206からは、モータ40が1回転するごとに1個の矩形パルスが出力され、言わば当該モータ40が1回転したことを表す1回転信号Saが出力される。これらの信号DaおよびSaは、角度検出信号として、上述した指示器100に与えられ、詳しくは、入出力インタフェース回路110を介して、CPU112に与えられる。
Therefore, first, an optical rotary encoder 200 as shown in FIG. 4 is attached to the
これと同様に、駆動側プーリ26の回転軸48にも、図4を援用して示すように、ロータリ・エンコーダ300が取り付けられる。そして、このロータリ・エンコーダ300から出力される角度検出信号(1回転分割信号および1回転信号)DbおよびSbもまた、指示器100に与えられる。さらに、従動側プーリ28の回転軸50にも、同様のロータリ・エンコーダ400が取り付けられる。そして、このロータリ。エンコーダ400から出力される角度検出信号DcおよびScもまた、指示器100に与えられる。
Similarly, a rotary encoder 300 is attached to the
このように、モータ40と各プーリ26および28とのそれぞれにロータリ・エンコーダ200,300および400が取り付けられた上で、事前の調整運転が行われる。
As described above, the rotary encoders 200, 300, and 400 are attached to the
即ち、図2に示した操作キー116の操作によって、調整モードが選択される。そして、タイミングベルト38が取り外されると共に、コンベヤベルト24が取り外される。さらに、モータ40が停止状態にあり、かつ、被計量物18が存在しないいわゆる無負荷状態にあるときの、ディジタル荷重検出信号Wy[k]が、CPU112によって取得される。このときのディジタル荷重検出信号Wy[k]は、上述の式1から、次の式2のように表される。
That is, the adjustment mode is selected by operating the
《式2》
Wy[k]=Wi
∵ Wm=0,Wa[k]=0,Wb[k]=0,Wc[k]=0
<<
Wy [k] = Wi
∵ Wm = 0, Wa [k] = 0, Wb [k] = 0, Wc [k] = 0
つまり、当該ディジタル荷重検出信号Wy[k]は、初期荷重成分Wiのみを含む。ここで、操作キー116の操作によって、初期荷重成分記憶命令が入力されると、CPU112は、当該ディジタル荷重検出信号Wy[k]を初期荷重成分Wiとしてメモリ回路114に記憶する。なお、厳密には、次に説明するディジタルフィルタ処理後のディジタル荷重検出信号Wy’[k]が、当該初期荷成分Wiとして記憶される。
That is, the digital load detection signal Wy [k] includes only the initial load component Wi. Here, when an initial load component storage command is input by operating the
即ち、CPU114は、いわゆるソフトウェア的に、図5に示すような初期荷重検出回路500を構成する。この初期荷重検出回路500は、ディジタルフィルタ回路502を有しており、当該ディジタルフィルタ回路502に、ディジタル荷重検出信号Wy[k]が入力される。ディジタルフィルタ回路502は、入力されたディジタル荷重検出信号Wy[k]に移動平均処理等の適宜のディジタルフィルタリング処理を施すことによって、当該ディジタル荷重検出信号Wy[k]に含まれる比較的に低い周波数帯域のノイズ成分、例えば商用交流電源の周波数を含む20[Hz]〜100[Hz]のノイズ成分を除去する。そして、このディジタルフィルタ回路502によるディジタルフィルタリング処理後のディジタル荷重検出信号Wy’[k]が、初期荷重製分Wiとして記憶される。
That is, the
続いて、モータ40が作動される。なお、上述の如くタイミングベルト38とコンベヤベルト24とは、いずれも取り外されているので、各プーリ26および28は回転せず、モータ40のみが回転する。従って、このときのディジタル荷重検出信号Wy[k]は、初期荷重成分Wiとモータ40に起因する振動成分Wa[k]のみを含んだものとなる。つまり、当該ディジタル荷重検出信号Wy[k]から初期荷重成分Wiが差し引かれることで、モータ40に起因する振動成分Wa[k]が抽出される。そして、この抽出された振動成分Wa[k]に基づいて、当該振動成分Wa[k]を除去するための補正用信号Wa[na]が生成される。
Subsequently, the
具体的には、上述した1回転信号Saと、1回転分割信号Daと、クロックパルスCKと、モータ40に起因する振動成分Wa[k]と、の相互の関係を図示すると、例えば図6に示すようになる。この図6に示すように、(a)の1回転信号Saは、図4に示した一方の光センサ204によって切欠210が検出されたときにH(ハイ)レベルとなり、それ以外のときはL(ロー)レベルとなる2値信号である。そして、(b)の1回転分割信号Daは、他方の光センサ206によって各貫通孔208,208,…のいずれかが検出されたときにHレベルとなり、それ以外のときはLレベルとなる2値信号である。1回転信号SaがHレベルとなる期間Tsaは、1回転分割信号DaがHレベルとなるいずれかの期間Tdaを含んでいる。また、当該1回転信号SaのHレベル期間Tsaは、1回転分割信号DaのHレベル期間Tdaよりも長い。これらの信号SaおよびDaは、上述したようにCPU112に与えられる。
Specifically, the mutual relationship among the one rotation signal Sa, the one rotation divided signal Da, the clock pulse CK, and the vibration component Wa [k] caused by the
CPU112は、1回転信号Sbの或るHレベル期間Tsaに含まれる1回転分割信号DaのHレベル期間Tdaにおいて、図6(c)のクロックパルスCKの立ち上がりが最初に到来した時点a0から、当該1回転信号Sbの次のHレベル期間Tsaに含まれる1回転分割信号DaのHレベル期間Tdaにおいて、クロックパルスCKの立ち上がりが最初に到来した時点a0’までの期間を、図6(d)のモータ40に起因する振動成分Wa[k]の周期Taとして認識する。さらに、CPU112は、1回転分割信号DaのそれぞれのHレベル期間Tdaにおいて、クロックパルスCKの立ち上がりが最初に到来するたびに、当該周期Taを区切り、0〜Na−1というNa個の区間naを設定する。なお、この区間naの個数Naは、各貫通孔208,208,…の個数と同じである。
The
そして、CPU112は、それぞれの区間naごとに、クロックパルスCKの立ち上がりに同期して振動成分Wa[k]を再サンプリングし、その平均値を、当該区間naにおける振動成分Wa[k]を除去するための補正用信号Wa[na]とする。この補正用信号Wa[na]を概念的に表すと、例えば図7に示すようになる。そして、この補正用信号Wa[na]は、メモリ回路114内のレジスタ120に記憶される。なお、複数周期にわたって補正用信号Wa[na]を生成し、これをそれぞれの区間naごとに平均したものが、メモリ回路114に記憶されてもよい。
Then, for each interval na, the
この補正用信号Wa[na]を得るために、CPU112は、ソフトウェア的に、図8に示すモータ補正用信号生成回路510を構成する。即ち、このモータ補正用信号生成回路510は、図5に示したディジタルフィルタ回路502を含み、このディジタルフィルタ回路502に、ディジタル荷重検出信号Wy[k]が入力される。そして、このディジタルフィルタ回路502によるディジタルフィルタリング処理後のディジタル荷重検出信号Wy’[k]は、加算回路512に入力される。加算回路512には、先に記憶された初期荷重成分Wiが入力されており、当該加算回路512は、この初期荷重成分Wiをディジタル荷重検出信号Wy’[k]から差し引く。これにより、モータ40に起因する振動成分Wa[k]が抽出される。さらに、この振動成分Wa[k]は、再サンプリング回路514に入力される。これ以外にも、再サンプリング回路514には、モータ40についての1回転信号Saと1回転分割信号DaとクロックパルスCKとが入力されており、当該再サンプリング回路514は、上述した要領で補正用信号Wa[na]を生成する。そして、この補正用信号Wa[na]は、図7に示した状態でメモリ回路114内のレジスタ120に記憶される。
In order to obtain the correction signal Wa [na], the
この補正用信号Wa[na]の生成後、一旦、モータ40が停止され、タイミングベルト38が取り付けられる。これによって、当該モータ40と駆動側プーリ26が結合される。このとき、タイミングベルト38の重量分だけ初期荷重成分Wiが増加するので、当該初期荷重成分Wiが改めて記憶される。即ち、モータ40が停止状態にあり、かつ、被計量物18が存在しない無負荷状態にあるときの、ディジタル荷重検出信号Wy[k]が、CPU112によって取得される。そして、操作キー116の操作によって、初期荷重成分記憶命令が入力されることで、上述と同じ要領で、当該初期荷重成分Wiが改めて記憶される。
After the generation of the correction signal Wa [na], the
その上で、モータ40が作動される。これにより、モータ40および駆動側プーリ26が回転する。なお、従動側プーリ28は回転しない。従って、このときのディジタル荷重検出信号Wy[k]は、初期荷重成分Wiとモータ40に起因する振動成分Wa[k]と駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb[k]とを含んだものとなる。つまり、当該ディジタル荷重検出信号Wy[k]から初期荷重成分Wiとモータ40に起因する振動成分Wa[k]とが差し引かれることで、駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb[k]が抽出される。そして、この抽出された振動成分Wb[k]に基づいて、当該振動成分Wb[k]を除去するための補正用信号Wb[nb]が生成される。
Then, the
具体的には、駆動側プーリ26についての1回転信号Sbと、1回転分割信号Dbと、クロックパルスCKと、当該駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb[k]と、の相互の関係を図示すると、上述の図6と同様、例えば図9に示すようになる。CPU112は、当該図6を参照しながら説明したのと同じ要領で、それぞれの区間nbごとに、駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb[k]を除去するための補正用信号Wb[nb]を生成する。そして、この補正用信号Wb[nb]を、図10に示す状態で、メモリ回路114内のレジスタ130に記憶する。なお、この補正用信号Wb[nb]についても、複数周期にわたって平均されたものが、記憶されてもよい。
Specifically, the mutual relationship between the one-rotation signal Sb, the one-rotation divided signal Db, the clock pulse CK, and the vibration component Wb [k] caused by the drive-
この補正用信号Wb[nb]を得るために、CPU112は、ソフトウェア的に、図11に示す駆動側プーリ補正用信号生成回路530を構成する。即ち、この駆動側プーリ補正用信号生成回路530もまた、ディジタルフィルタ回路502を含み、このディジタルフィルタ回路502に、ディジタル荷重検出信号Wy[k]が入力される。そして、このディジタルフィルタ回路502によるディジタルフィルタリング処理後のディジタル荷重検出信号Wy’[k]は、図8に示したのと同じ加算回路512に入力される。加算回路512は、当該ディジタル荷重検出信号Wy’[k]から初期荷重成分Wiを差し引き、この差し引き後の信号Wy”[k]は、さらに別の加算回路532に入力される。この別の加算回路532は、図7に示したレジスタ120からモータ40対応の補正用信号Wa[na]を当該モータ40についての1回転信号Saおよび1回転分割信号DaならびにクロックパルスCKの各タイミングに合わせて読み出すと共に、この読み出した補正用信号Wa[na]を前段の加算回路512による差し引き後の信号Wy”[k]からさらに差し引く。これにより、駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb[k]が抽出される。そして、この振動成分Wb[k]は、図8に示したのと同じ再サンプリング回路514に入力される。再サンプリング回路514には、振動成分Wb[k]以外にも、駆動側プーリ26についての1回転信号Sbと1回転分割信号DbとクロックパルスCKとが入力されており、当該再サンプリング回路514は、モータ40対応の補正用信号Wa[na]の生成時と同じ要領で当該駆動側プーリ26対応の補正用信号Wb[na]を生成する。そして、この補正用信号Wb[nb]は、図10に示した状態でメモリ回路114内のレジスタ130に記憶される。
In order to obtain the correction signal Wb [nb], the
この駆動側プーリ26対応の補正用信号Wb[nb]の生成後、改めて、モータ40が停止される。そして、コンベヤベルト24が取り付けられる。これによって、各プーリ26および28が結合される。このとき、コンベヤベルト24の重量分だけさらに初期荷重成分Wiが増加するので、当該初期荷重成分Wiが改めて記憶される。即ち、モータ40が停止状態にあり、かつ、被計量物18が存在しない無負荷状態にあるときの、ディジタル荷重検出信号Wy[k]が、CPU112によって取得される。そして、操作キー116の操作によって、初期荷重成分記憶命令が入力されることで、当該初期荷重成分Wiが改めて記憶される。
After the generation of the correction signal Wb [nb] corresponding to the driving
ここで、モータ40は停止状態のままで、重量Wmが既知の被計量物18(サンプル荷重)が計量コンベヤ12(コンベヤベルト24)上に載置される。そして、このときのディジタル荷重検出信号Wy[k]が、CPU62によって取得される。この場合、上述の式1に基づく次の式3が成立する。
Here, the object to be weighed 18 (sample load) having a known weight Wm is placed on the weighing conveyor 12 (conveyor belt 24) while the
《式3》
Wm=α・{Wy[k]−Wi}
∵ Wa[k]=0,Wb[k]=0,Wc[k]=0
<<
Wm = α · {Wy [k] −Wi}
[Wa [k] = 0, Wb [k] = 0, Wc [k] = 0
この状態で、操作キー116の操作によって、スパン調整命令が入力されると、CPU112は、この式3が満足されるように、スパン係数αを求め、つまりスパン調整処理を行う。このスパン係数αもまた、メモリ回路114に記憶される。
In this state, when a span adjustment command is input by operating the
その上で、再度、モータ40が作動される。これにより、モータ40と各プーリ26および28とが回転する。ゆえに、このときのディジタル荷重検出信号Wy[k]は、初期荷重成分Wiとモータ40に起因する振動成分Wa[k]と駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb[k]とに加え、さらに従動側プーリ28に起因する振動成分Wc[k]を含んだものとなる。つまり、当該ディジタル荷重検出信号Wy[k]から初期荷重成分Wiとモータ40に起因する振動成分Wa[k]と駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb[k]とが差し引かれることで、従動側プーリ28に起因する振動成分Wc[k]が抽出される。そして、この振動成分Wc[k]に基づいて、当該振動成分Wc[k]を除去するための補正用信号Wc[nc]が生成される。
Then, the
具体的には、従動側プーリ28についての1回転信号Scと、1回転分割信号Dcと、クロックパルスCKと、当該従動側プーリ28に起因する振動成分Wc[k]と、の相互の関係を図示すると、例えば図12に示すようになる。CPU112は、この図12に示すそれぞれの区間ncごとに、従動側プーリ28に起因する振動成分Wc[k]を除去するための補正用信号Wc[nc]を生成する。そして、この補正用信号Wc[nc]についても、図13に示す状態で、メモリ回路114内のレジスタ140に記憶する。なお、この補正用信号Wc[nc]もまた、複数周期にわたって平均されたものが、記憶されてもよい。
Specifically, the mutual relationship between the one-rotation signal Sc, the one-rotation divided signal Dc, the clock pulse CK, and the vibration component Wc [k] caused by the driven
この従動側プーリ28対応の補正用信号Wc[nb]を得るべく、CPU112は、ソフトウェア的に、図14に示す従動側プーリ補正用信号生成回路550を構成する。即ち、この従動側プーリ補正用信号生成回路550もまた、ディジタルフィルタ回路502を含み、このディジタルフィルタ回路502に、ディジタル荷重検出信号Wy[k]が入力される。そして、このディジタルフィルタ回路502によるディジタルフィルタリング処理後のディジタル荷重検出信号Wy’[k]は、加算回路512に入力される。加算回路512は、当該ディジタル荷重検出信号Wy’[k]から初期荷重成分Wiを差し引き、この差し引き後の信号Wy”[k]は、別の加算回路532に入力される。この加算回路532は、図7に示したレジスタ120からモータ40対応の補正用信号Wa[na]を当該モータ40についての1回転信号Saおよび1回転分割信号DaならびにクロックパルスCKの各タイミングに合わせて読み出すと共に、図10に示したレジスタ130から駆動側プーリ26対応の補正用信号Wb[nb]を当該駆動側プーリ26についての1回転信号Sbおよび1回転分割信号DbならびにクロックパルスCKの各タイミングに合わせて読み出す。そして、読み出したこれらの補正用信号Wa[na]およびWb[nb]を前段の加算回路512による差し引き後の信号Wy”[k]からさらに差し引く。これにより、従動側プーリ28に起因する振動成分Wc[k]が抽出される。そして、この振動成分Wc[k]は、再サンプリング回路514に入力される。再サンプリング回路514には、振動成分Wc[k]以外にも、従動側プーリ28についての1回転信号Scと1回転分割信号DcとクロックパルスCKとが入力されており、当該再サンプリング回路514は、モータ40対応の補正用信号Wa[na]および駆動側プーリ26対応の補正用信号Wb[nb]それぞれの生成時と同じ要領で当該従動側プーリ28対応の補正用信号Wc[nc]を生成する。そして、この補正用信号Wc[nc]は、図13に示した状態でメモリ回路114内のレジスタ140に記憶される。
In order to obtain the correction signal Wc [nb] corresponding to the driven
これをもって、事前の調整運転が終了する。そして、操作キー116の操作によって、稼働モードが選択されることで、実際の稼働運転が行われる。
This completes the prior adjustment operation. Then, the actual operation is performed by selecting the operation mode by operating the
この実際の稼働運転においては、上述したようにCPU112によって重量測定値Wm’[k]が求められるが、そのために、当該CPU112は、図15に示す振動成分除去回路600をソフトウェア的に構成する。
In this actual operation, the weight measurement value Wm ′ [k] is obtained by the
即ち、この振動成分除去回路600もまた、ディジタルフィルタ回路502を含み、このディジタルフィルタ回路502に、ディジタル荷重検出信号Wy[k]が入力される。そして、このディジタルフィルタ回路502によるディジタルフィルタリング処理後のディジタル荷重検出信号Wy’[k]は、加算回路512に入力される。加算回路512は、当該ディジタル荷重検出信号Wy’[k]から初期荷重成分Wiを差し引き、この差し引き後の信号Wy”[k]は、別の加算回路532に入力される。この加算回路532は、図7に示したレジスタ120からモータ40対応の補正用信号Wa[na]を当該モータ40についての1回転信号Saおよび1回転分割信号DaならびにクロックパルスCKの各タイミングに合わせて読み出すと共に、図10に示したレジスタ130から駆動側プーリ26対応の補正用信号Wb[nb]を当該駆動側プーリ26についての1回転信号Sbおよび1回転分割信号DbならびにクロックパルスCKの各タイミングに合わせて読み出し、さらに、図13に示したレジスタ140から従動側プーリ28対応の補正用信号Wc[nc]を当該従動側プーリ28についての1回転信号Scおよび1回転分割信号DcならびにクロックパルスCKの各タイミングに合わせて読み出す。そして、読み出した各補正用信号Wa[na],Wb[nb]およびWc[nc]を前段の加算回路512による差し引き後の信号Wy”[k]からさらに差し引く。そしてさらに、この差し引き後の信号Wm”[k]は、乗算回路602に入力される。乗算回路602は、入力された信号Wm”[k]にスパン係数αを乗ずることで、重量測定値Wm’[k]を生成する。つまり、この振動成分除去回路600によれば、上述の式1に準拠する次の式4に基づいて、重量測定値Wm’[k]が求められる。
That is, the vibration
《式4》
Wm’[k]
=α・{Wy[k]−Wi−(Wa[na]+Wb[nb]+Wc[nc])}
≒Wm
<< Formula 4 >>
Wm '[k]
= Α · {Wy [k] −Wi− (Wa [na] + Wb [nb] + Wc [nc])}
≒ Wm
この式4に基づいて重量測定値Wm’[k]を求めるために、CPU112は、メモリ回路114に記憶されている上述の制御プログラムに従って、図16に示す振動成分補正タスクを、そのサブルーチンである図17〜図19に示す各処理と共に、実行する。なお、各補正用信号Wa[na],Wb[nb]およびWc[nc]は、既にメモリ回路114に記憶されているものとする。
In order to obtain the weight measurement value Wm ′ [k] based on this equation 4, the
即ち、CPU112は、クロックパルスCKの立ち上がりを受けると、図16のステップS1に進み、ディジタル荷重検出信号Wy[k]を取得する。そして、ステップS3に進み、ディジタルフィルタリング処理を行い、当該処理後のディジタル荷重検出信号Wy’[k]を求める。さらに、CPU112は、ステップS5に進み、重量選別機10が稼働しているか否か、要するにモータ40が作動しているか否かを、判定する。ここで、モータ40が作動していない場合、CPU112は、ステップS7に進む。
That is, when receiving the rising edge of the clock pulse CK, the
このステップS7において、CPU112は、初期設定を行う。具体的には、後述するFa,FbおよびFcという3つのフラグのそれぞれに“0”を設定する。そして、この初期設定を終えると、CPU112は、一旦、当該振動成分補正タスクを終了する。
In step S7, the
一方、ステップS5において、モータ40が作動している場合、CPU112は、ステップS9に進む。そして、このステップS9において、モータ40に起因する振動成分Wa[k]を除去するための準備を行い、つまり当該振動成分Wa[k]を除去するための補正用信号Wa[na]を図7に示したレジスタ120から読み出す。このステップS9の詳細については、後で図17を参照しながら説明する。
On the other hand, if the
そして、CPU112は、ステップS11に進み、駆動側プーリ26に起因する振動成分Wb[k]を除去するための準備を行い、つまり当該振動成分Wb[k]を除去するための補正用信号Wb[nb]を図10に示したレジスタ130から読み出す。このステップS11の詳細についても、後で図18を参照しながら説明する。
Then, the
さらに、CPU112は、ステップS13に進み、従動側プーリ28に起因する振動成分Wc[k]を除去するための準備を行い、つまり当該振動成分Wc[k]を除去するための補正用信号Wc[nc]を図13に示したレジスタ140から読み出す。このステップS13の詳細についても、後で図19を参照しながら説明する。
Further, the
そして、CPU112は、ステップS15に進み、それまでのステップS9〜ステップS13で読み出された各補正用信号Wa[na],Wb[nb]およびWc[nc]を上述した式4に代入することによって、つまり図15に示した振動成分除去回路600によって、重量測定値Wm’[k]を求める。この重量測定値Wm’[k]は、各振動成分Wa[k],Wb[k]およびWc[k]を含まない精確な被計量物18の重量値Wmを表す。さらに、CPU112は、ステップS17に進み、当該重量測定値Wm’に基づいて、上述した選別信号Qを作成する。詳しくは、重量測定値Wm’と予め設定された選別基準値とを比較して、その比較結果を表す当該選別信号Qを作成する。そして、CPU112は、ステップS19に進み、この選別信号Qを選別装置に送信して、振動成分補正タスクを終了する。
Then, the
さて、上述のステップS9においては、CPU112は、図17に示すサブルーチンを実行する。
In step S9 described above, the
即ち、CPU112は、ステップS101に進み、上述した1回転信号Saの信号レベルHレベルであるか否かを判定する。ここで、当該1回転信号Saの信号レベルが例えばHレベルである場合、CPU112は、ステップS103に進む。そして、このステップS103において、1回転分割信号Daの信号レベルがHレベルであるか否かを判定し、当該1回転分割信号Daの信号レベルが例えばHレベルである場合、ステップS105に進む。
That is, the
ステップS105において、CPU112は、上述のフラグFaに“0”が設定されているか否かを判定する。このフラグFaは、1回転分割信号Daの立ち上がりが検出されたか否かを表す指標であり、当該フラグFaが“0”である場合、当該1回転分割信号Daの立ち上がりが検出されていないことを表し、言い換えれば当該1回転分割信号Daの立ち上がりが到来するのを待っている状態にあることを表す。そして、このフラグFaが“1”である場合は、1回転分割信号Daの立ち上がりが検出されたことを表し、厳密には当該1回転分割信号Daの立ち上がりが検出された直後であることを表す。ここで、このフラグFaが“0”である場合、つまり1回転分割信号Daの立ち上がりが到来するのを待っている状態にある場合は、CPU112は、ステップS107に進み、当該フラグFaに“1”を設定する。そして、このステップS107の実行後、ステップS109に進む。
In step S105, the
ステップS109において、CPU112は、上述した区間naをカウントするためのカウンタのカウント値naに0(ゼロ)をセットする(つまりリセットする)。そして、ステップS111に進み、クロックパルスCKの立ち上がりをカウントするためのカウンタのカウント値Xaにも0をセットする。そして、ステップS113に進み、今現在の区間naに対応する補正用信号Wa[na]をメモリ回路114から読み出す。さらに、ステップS115に進み、当該区間naを更新して、つまり当該区間naの値を“1”だけインクリメントして、ステップS117に進む。
In step S109, the
なお、上述のステップS103において、1回転分割信号Daの信号レベルがHレベルでない場合、つまり当該1回転分割信号Daの信号レベルがLレベルである場合は、CPU112は、ステップS105〜ステップS115をスキップして、直接、ステップS117に進む。また、ステップS105において、フラグFaに“1”が設定されている場合、つまり1回転分割信号Daの立ち上がりが検出された直後である場合も、直接、ステップS117に進む。
In step S103 described above, when the signal level of the one-rotation divided signal Da is not H level, that is, when the signal level of the one-rotation divided signal Da is L level, the
ステップS117において、CPU112は、クロックパルスCKの立ち上がりをカウントするためのカウンタのカウント値Xaを更新し、つまり当該カウント値Xa“1”だけインクリメントする。そして、ステップS119に進み、このインクリメント後のカウント値Xaと、予め設定された基準値Haと、を比較する。なお、この基準値Haは、1回転分割信号Daの立ち上がりが検出されてから当該1回転分割信号DaのHレベル期間Tdaが経過したか否かを判断するための判断基準となるものであり、これを期間Thaに換算すると、当該1回転分割信号DaのHレベル期間Tdaよりも少し長めになるように設定されている。このステップS119において、例えば、今現在のカウント値Xaが当該基準値Ha以上(Xa≧Ha)である場合、CPU112は、1回転分割信号Daの立ち上がりが検出されてから当該1回転分割信号DaのHレベル期間Tdaが経過したものと判断して、ステップS121に進む。そして、このステップS121において、フラグFaに“1”を設定して、当該サブルーチンを終了する。一方、今現在のカウント値Xaが基準値Haに満たない(Xa<Ha)場合、CPU112は、ステップS119からステップS121に進むことなく、そのまま、このサブルーチンを終了する。
In step S117, the
このようにステップS119およびステップS121が設けられているのは、1回転分割信号Daの立ち上がりが検出された直後に到来するクロックパルスCKの立ち上がりによって、改めて当該1回転分割信号Daの立ち上がりが到来したものとして検出されること、言わば誤検出されること、を防止するためである。即ち、1回転分割信号Daの立ち上がりが真に検出された直後から一定期間Thaにわたって、当該1回転分割信号Daの立ち上がりの検出が不許可とされる。この不許可期間Thaが設けられることによって、1回転分割信号Daの立ち上がりの誤検出が防止される。 Steps S119 and S121 are provided in this way because the rising edge of the one-rotation divided signal Da has arrived again due to the rising edge of the clock pulse CK that comes immediately after the rising edge of the one-rotation divided signal Da is detected. This is to prevent being detected as a thing, that is, being erroneously detected. That is, the detection of the rising of the one-rotation divided signal Da is not permitted for a certain period Tha immediately after the rising of the one-rotation divided signal Da is truly detected. By providing the non-permission period Tha, erroneous detection of the rising of the one-rotation divided signal Da is prevented.
さらに、上述のステップS101において、1回転信号Saの信号レベルHレベルでない場合、つまり当該1回転信号Saの信号レベルがLレベルである場合、CPU112は、ステップS123に進む。そして、このステップS123において、上述のステップS103と同様、1回転分割信号Daの信号レベルがHレベルであるか否かを判定する。
Furthermore, in step S101 described above, when the signal level of the one rotation signal Sa is not the H level, that is, when the signal level of the one rotation signal Sa is the L level, the
ステップS123において、1回転分割信号Daの信号レベルが例えばHレベルである場合、CPU112は、ステップS125に進む。このステップS125において、CPU112は、上述のステップS105と同様、フラグFaに“0”が設定されているか否かを判定する。ここで、当該フラグFaに“0”が設定されている場合、CPU112は、ステップS127に進む。そして、このステップS127において、当該フラグFaに“1”を設定して、上述のステップS111に進む。
In step S123, when the signal level of the one rotation division signal Da is, for example, H level, the
一方、ステップS123において、1回転分割信号Daの信号レベルがLレベルである場合、CPU112は、上述のステップS117に進む。また、ステップS125において、フラグFaに“1”が設定されている場合も、直接、ステップS117に進む。
On the other hand, when the signal level of the one-rotation divided signal Da is L level in step S123, the
なお、図16におけるステップS11においても、CPU112は、図17と同様、図18に示すサブルーチンを実行する。この図18におけるステップS201〜ステップS227は、図17におけるステップS101〜ステップS127に対応する。つまり、当該図18は、図17におけるSa,Da,Fa,na,Xa,Wa[na]およびHaが、それぞれSb,Db,Fb,nb,Xb,Wb[nb]およびHb(図9参照)に置き換えられたものである。従って、この図18についての詳しい説明は省略する。
Also in step S11 in FIG. 16, the
なお、図16におけるステップS13においても、CPU112は、図19に示すような同様のサブルーチンを実行する。即ち、この図19におけるステップS301〜ステップS327もまた、図17におけるステップS101〜ステップS127に対応する。要するに、当該図19は、図17におけるSa,Da,Fa,na,Xa,Wa[na]およびHaが、それぞれSc,Dc,Fc,nc,Xc,Wc[nc]およびHc(図12参照)に置き換えられたものである。従って、この図19についても詳しい説明を省略する。
Also in step S13 in FIG. 16, the
以上のように、本実施形態によれば、回転体としてのモータ40,各プーリ26および28それぞれの回転角度を基準として、これらに起因する各振動成分Wa[k],Wb[k]およびWc[k]が独立して除去される。従って、モータという1つの回転体の回転角度のみを基準として、それ以外の回転体である各ローラそれぞれに起因する振動成分をも一括して除去しようとするために、全ての回転体が互いに同期しながら回転することが前提とされる従来技術とは異なり、そのような前提に縛られない。また、モータ40,各プーリ26および28間で相互の回転角度の関係に変化が生じたとしても、これとは全く無関係に、当該各振動成分Wa[k],Wb[k]およびWc[k]を精確に除去することができる。つまり、当該各振動成分Wa[k],Wb[k]およびWc[k]を従来よりも確実かつ精確に除去することができる。
As described above, according to the present embodiment, with reference to the rotation angles of the
なお、本実施形態においては、重量選別機10用の計量コンベヤ12に本発明を適用する場合について説明したが、これに限らない。例えば、計量コンベヤ12は、ベルト式に限らず、ローラ式やチェーン式のものであってもよい。つまり、モータ40や各プーリ26および28等の回転体がロードセル30等の荷重検出手段によって支持されている構成の計量装置であれば、本発明は有効に機能する。また、ベルトコンベヤによって連続的に輸送されるバラ状の被計量物の重量(輸送量)を求めるコンベヤスケールや、小分け可能な被計量物が収容された貯槽から当該被計量物を一定量ずつ排出させるロスインウェイト式定量供給装置等の他の計量装置においても、モータ等の回転体が荷重検出手段によって支持されているが、これらにも当然に本発明を適用することができる。
In addition, although this embodiment demonstrated the case where this invention was applied to the weighing
また、本実施形態においては、図4に示した光センサ204および206として、反射型のものを採用したが、透過型のもの(フォトインタラプタ)を採用してもよい。また、光センサ204および206に代えて、磁気センサやカラーセンサ等の他のセンサを採用してもよい。この場合、これらのセンサの種類に対応して、回転円板202の態様(各貫通孔208,208,…や切欠210)を適宜に決定する必要があることは、言うまでもない。
In the present embodiment, the reflection type is used as the
さらに、図6,図9および図12に示したいわゆるタイミングチャートは、飽くまでも一例であり、これに限定されない。つまり、回転体としてのモータ40,各プーリ26および28それぞれの回転角度を個別に検出することができるのであれば、構わない。極端には、モータ40,各プーリ26および28それぞれについて、1回転信号Sa,SbおよびScのみを捉えることとし、これら1回転信号Sa,SbおよびScそれぞれの周期Ta,TbおよびTcをクロックパルスCK等の短周期信号によって分割することで、当該モータ40,各プーリ26および28それぞれの回転角度を検出してもよい。
Furthermore, the so-called timing charts shown in FIGS. 6, 9, and 12 are examples only until they are tired, and are not limited to this. That is, as long as the rotation angles of the
また、例えば、モータ40のタイミングプーリ44と、駆動側プーリ26のタイミングプーリ46と、のそれぞれの円周上の1箇所にマーカを付すことで、これらモータ40と駆動側プーリ26との間の回転角度関係が不変となるように支援することができる。即ち、タイミングベルト38が取り外された後、改めて取り付けられる際に、それぞれのマーカが互いに同じ方向を向くように、当該タイミングベルト38が取り付けられるようにする。これによって、モータ40と駆動側プーリ26との間の回転角度関係を一定に保つことができる。
Further, for example, by attaching a marker to one place on the circumference of each of the timing
10 重量選別機
12 計量コンベヤ
18 被計量物
22 コンベヤ本体
24 コンベヤベルト
26 駆動側プーリ
28 従動側プーリ
30 ロードセル
38 タイミングベルト
112 CPU
200,300,400 ロータリ・エンコーダ
DESCRIPTION OF
200, 300, 400 Rotary encoder
Claims (2)
上記複数の回転体のそれぞれに取り付けられ該複数の回転体それぞれの回転角度を個別に検出して該回転角度を表す角度検出信号を出力する複数の回転角度検出手段と、
上記複数の回転体が回転することに起因して上記荷重検出信号に現れる複数の振動成分が該複数の回転体それぞれについての上記角度検出信号に従って予め記憶された記憶手段と、
上記複数の回転体それぞれについての上記角度検出信号に従って上記記憶手段から上記複数の振動成分のそれぞれを読み出す読み出し手段と、
上記読み出し手段によって読み出された上記複数の振動成分のそれぞれを上記荷重検出信号から差し引くことで該複数の振動成分のそれぞれを除去する振動成分除去手段と、
を具備することを特徴とする、計量装置。 Measuring means for obtaining the weight of the object to be weighed based on a load detection signal obtained from the load detecting means supported by the load detecting means by a conveying means having a plurality of rotating bodies that rotate to convey the object to be weighed. In the device
A plurality of rotation angle detecting means for outputting an angle detection signal representing the rotation angle of each said plurality of rotating bodies of respective rotation angles attached to the plurality of rotating bodies is detected separately,
Storage means in which a plurality of vibration components appearing in the load detection signal due to the rotation of the plurality of rotating bodies are stored in advance according to the angle detection signal for each of the plurality of rotating bodies;
Reading means for reading each of the plurality of vibration components from the storage means according to the angle detection signal for each of the plurality of rotating bodies;
Vibration component removing means for removing each of the plurality of vibration components by subtracting each of the plurality of vibration components read by the reading means from the load detection signal;
A weighing apparatus comprising:
上記駆動源を最初として上記駆動力の伝達順に上記複数の回転体が順次回転されたときに得られる上記荷重検出信号に基づいて上記複数の振動成分が上記記憶手段に順次記憶される、
請求項1に記載の計量装置。 One of the plurality of rotating bodies is a driving source, and the other rotates by sequentially transmitting the driving force of the driving source,
The plurality of vibration components are sequentially stored in the storage means based on the load detection signal obtained when the plurality of rotating bodies are sequentially rotated in the order of transmission of the driving force starting from the driving source.
The weighing device according to claim 1.
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