JP6607879B2 - 計量制御装置、計量制御方法、計量コンテナシステム - Google Patents

Description

本発明は、計量制御装置、計量制御方法、計量コンテナシステムに関する。

従来では、フレキシブルコンテナバックや紙袋等に入れられた粉体を計量装置にて所定量となるように計量し、数種類の粉体を混合することで目的の混合物を製造していた。
すなわち、計量装置では、所定の口径を有するコンテナを複数準備し、各コンテナに異なる粉体を予め入れておく。そして、混合する対象の粉体に対応したコンテナがそれぞれ計量装置まで搬送し、１つのコンテナを計量装置にセットする。そして、目標の重量に到達するまで、コンテナに設けられたバルブを上方に引き上げることでコンテナの排出口を開放し、その排出口から粉体を計量容器内に排出する。計量容器に排出された粉体の投入量が目標の重量に近くなるとバルブを下げることで排出口を閉じ、その後、コンテナを振動させて微量の排出をし、目標の重量に到達すると排出を終了する。次の粉体を計量する場合には、計量装置にセットされたコンテナを、混合対象の粉体が入れられたコンテナに交換し、同様にバルブを引き上げて排出口から排出する。コンテナを用いた計量装置は、粉体を搬送用パイプで搬送することがないために、歩留まりを向上させることができ、また、開口部が少ないため、異物の混入を低減することができ、粉体が入れられたコンテナを計量装置がある場所まで運んできて計量装置にセットして計量するため、配管が不要であり、エリア区分も不要である。

特開２００３−２３１５８７号公報

ここで、混合物は、数種類の粉体を混合させる場合もあるが、数十種類の粉体を混合させる場合もあり、また、配合比率も均等ではない。例えば、ある粉体は多量に投入するが、別の粉体は、その多量に投入する粉体に比べて非常に少ない量を加える場合もあり、特に多量に投入する粉体については、作業時間の短縮の観点から投入時間を短くしたいという要望がある。
一方、粉体の投入量には誤差範囲が規定される場合があり、その誤差範囲が非常に狭いものについては投入量についての精度が求められる。その場合には、場合によっては、スクリューフィーダが用いられる場合もある。スクリューフィーダは、スクリューを回転させることでホッパー内に貯留された粉体を搬送する搬送装置である。スクリューの回転速度を制御することで、高い計量精度を得ることができる。

精度が求められる混合物を得るためには、コンテナを用いた計量装置とスクリューを用いた計量装置の両方を利用する必要が生じ、そうすると、両方の設備が必要となってしまう問題がある。また、スクリューを用いた計量装置で計量した後、別の粉体を計量する場合には、スクリューの羽根の間に残った粉体を除去するとともにスクリューを清掃する必要が生じ、これらを行なう作業時間がかかる、全体としての作業時間が長引いてしまう。また、複数の設備を使う場合には、その設備の排出場所はお互いに違う場所であるため、それぞれの排出場所で原料を受け入れる必要がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、混合物を得るための作業時間を長引かせることなく、また、複数種類の設備を用いることなく、精度よく計量することができる計量制御装置、計量制御方法、計量コンテナシステムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、計量対象の原料が収容されるコンテナに取り付けられたコンテナ識別情報を取得する取得部と、コンテナから排出される原料の計量値と当該原料の目標値の量との差に応じた排出口に対するバルブの開き度合を示すデータを含む制御データを記憶する制御データ記憶部と、前記コンテナ識別情報に応じた制御データを前記制御データ記憶部から読み出す制御データ読み出し部と、前記読み出された制御データを、前記制御データに基づいてバルブの制御を行う駆動制御部に出力する出力部と、を有する。

この発明によれば、コンテナから排出される原料の計量値と当該原料の目標値の量との差に応じた排出口に対するバルブの開き度合について、コンテナ毎に個別に制御データとして記憶されており、そのコンテナのコンテナ識別情報を制御データ記憶部から読み出して出力するようにした。これにより、計量する対象の原料が入っているコンテナがセットされると、そのコンテナに応じた制御データが得られるため、この制御データに従い、計量値と目標値との差に応じてバルブの開き度合を制御することが可能となる。これにより、コンテナ毎であって、かつ、原料の排出状況に応じてバルブの開き度合を変えることができるため、原料の性状や排出時間や排出精度を考慮して原料を排出することができ、作業時間を長引かせることなく、かつ、精度よく原料を排出することができる。

また、本発明は、上述の計量制御装置において、前記制御データは、前記コンテナ識別情報に対応するコンテナのバルブと排出口との関係に応じた状況、前記コンテナに収容される原料の性状、前記コンテナの排出口のサイズ、原料を排出する速度のうち少なくともいずれか１つに基づいて前記差に応じて前記開き度合が決められている。

この発明によれば、コンテナどうしで排出口のサイズが異なっていても、その排出口のサイズに応じたバルブの開き度合となるように制御することができる。また、コンテナ毎にバルブと排出口との製作誤差や摩耗度合が異なっていても、これらを考慮してバルブの開き度合を制御することができるため、より高精度に排出することで、精度良く原料を目標量となるようにして得ることができる。

また、本発明は、上述の計量制御装置において、目標となる混合物を指定する指定情報を入力する指定情報入力部と、前記制御データ記憶部は、前記コンテナ識別情報と前記差に応じた前記開き度合について、混合物の種別に応じた配合情報毎に制御データを記憶しており、前記制御データ読み出し部は、前記指定情報に基づいて前記混合物の種別に応じた配合情報に対応する制御データを読み出す。

この発明によれば、同じ原料を用いる場合であっても、配合情報に応じてバルブの開き度合を変えることができる。これにより、配合情報毎に求められる作業時間や計量精度を考慮してバルブの開き度合を制御することができる。

また、本発明は、上述の計量制御装置において、前記制御データ記憶部に記憶された制御データを、入力される情報に基づいて更新する制御データ更新部を有する。

この発明によれば、必要に応じて制御データを更新することができる。例えば、バルブの摩耗度合が変化したことによる原料の排出状況が変わってきた場合であっても、その排出状況に応じた制御データに更新することができ、排出精度の低下を抑えることができる。

また、本発明は、上述の計量制御装置において、前記出力部から出力される制御データに基づいて、前記コンテナのバルブの開き度合を制御するバルブ制御部を有する。
また、本発明は、上述の計量制御装置において、前記制御データは、振動装置を駆動させるための情報である振動装置駆動情報を含み、前記出力部は、前記振動装置駆動情報を含む制御データを出力し、前記計量制御装置は、前記出力部からの制御データに基づいて排出促進機能を駆動する駆動部を有する。

また、本発明は、取得部が、計量対象の原料が収容されるコンテナに取り付けられたコンテナ識別情報を取得し、制御データ読み出し部が、前記コンテナ識別情報に応じた制御データを、コンテナから排出される原料の計量値と当該原料の目標値の量との差に応じた排出口に対するバルブの開き度合を示すデータを含む制御データを記憶する制御データ記憶部から読み出し、出力部が、前記読み出された制御データを、前記制御データに基づいてバルブの制御を行う駆動制御部に出力する計量制御方法である。
また、本発明は、計量対象の原料が収容されるコンテナと、前記コンテナから排出される原料を受け入れる計量容器と、前記計量容器の重量を計量する計量器と、請求項１から７のうちいずれか１項に記載の計量制御装置とを有し、前記コンテナから排出される原料の排出量を制御する、計量コンテナシステムである。

以上説明したように、この発明によれば、混合物を得るための作業時間を長引かせることなく、また、複数種類の設備を用いることなく、精度よく原料を計量することができる。

一実施形態による計量制御装置を用いた排出装置の構成を示す概略構成図である。 計量制御装置３０の構成を表す機能ブロック図である。 制御データの一例を示す図である。 バルブ制御情報の一例を示す図である。 排出装置の動作を説明するフローチャートである。 原料と切換段数、設定排出量、計量精度について説明する図である。

以下、本発明の一実施形態による計量制御装置について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施形態による計量制御装置を用いた排出装置（計量コンテナシステム）の構成を示す概略構成図である。
ホッパー１は、粉状物質あるいは粒状物質等の流動性物質２を収容可能なホッパーである。このホッパー１は、立設可能であり、ホッパー１の下部円錐部の中央には排出口３が形成されている。
このホッパー１内には、コーン型のバルブ４が垂直方向へ上下動可能に収容されており、バルブ４は、排出口３を開閉可能となっている。

ロッド５は、バルブ４の上部側からホッパー１の上面側に対して垂直方向に延びるように長尺状に形成されており、一端側がバルブに連結され、他端側がコンテナの上面側に向かって延びており、そのホッパー１の外部に貫通して突出するように設けられ、突出した先端部には、フランジ（大径頭部）６が設けられる。計量制御装置２０による制御を行なわない状態（例えば、ホッパーが排出装置にセットされていない状態）においては、バルブ４が最下点位置に到達するようになっており、このバルブ４が排出口３を密に閉じた状態を維持するようになっている。排出口３の内周面には、このバルブ４と対応する位置にＯリングがはめ込んであり、バルブ４は、このＯリングの内周面に圧接することで排出口３を密に閉じるようになっている。
また、フランジ６の少なくとも一部は磁性体から構成されており、電磁石１７に電磁的に結合することが可能である。
脚部１ａ、脚部１ｂは、ホッパー１の下面（排出口３が設けられる面）側に延びるように設けられており、この脚部１ａと脚部１ｂによって、ホッパー１を立設することが可能となっている。
記録媒体１ｃは、ホッパー１の外周面に取り付けられており、コンテナ４０を識別するコンテナＩＤ（コンテナ識別情報）を記憶している。この記録媒体１ｃは、コンテナＩＤが読み出しあるいは読み取り可能に記録されていればよく、バーコードが印字されたラベルであってもよいし、コンテナＩＤを記憶するＲＦＩＤ（radio frequency identifier）タグであってもよい。バーコードは、一次元のバーコードであってもよいし二次元バーコードであってもよい。

このようなホッパー１、バルブ４、ロッド５、フランジ６、脚部１ａ、脚部１ｂ、記録媒体１ｃを含んで１つのコンテナ４０が形成されている。このようなコンテナ４０は、排出口３を下向きにして立設可能であり、流動性物質２を収容した状態で、例えば、倉庫のような場所に保管されている。このようなホッパー１は、内容成分を異にする種々の流動性物質２を収容し、多数が用意されている。そして、このホッパー１の排出口３は、複数のサイズがあり、ホッパー１によっては排出口３のサイズが異なる。この実施形態において、排出口３のサイズは、直径が１００ｍｍ（以下、φ１００と称する）であるものと、直径が１５０ｍｍ（以下、φ１５０と称する）であるものとの２種類がある。

バルブ４は、排出口３に対して上下方向への相対位置関係が変動可能となっている。このために、基台１０に定置されたホッパー１の上方にはバルブ４を上下方向に可動させるための昇降装置７が設けられる。この昇降装置７は、昇降部材８と昇降機構９とからなっており、昇降装置７は、基台１０上に立設した固定フレーム１１に設置されている。

昇降装置７については以下に詳細に説明する。
昇降部材８は、上下に相対向して水平状に配設した一対の支持板１２、１３について伸弾性を有する複数のスプリングによって連結するとともに、スプリング内を通って上方の支持板１２を貫通するリニアシャフト１５、１５の下端を支持板１３に連結し、また、リニアシャフト１５の上端部は固定フレーム１１を通って固定フレーム１１の上方に突出している。

支持板１３の下面には電磁石１７を設けるとともに上面には振動発生体１８が固定してある。

昇降機構９は、例えば、スプラインボールネジ構造を有する昇降軸２３が備えられている。この昇降軸２３は、一端側が駆動部２２と固定フレーム１１とを貫通して支持板１２に連結され、他端側が駆動部２２に対して垂直方向上方に突出している。また、昇降軸２３において、駆動部２２と昇降軸２３の他端側との間にはプーリが設けられている。駆動部２２は、固定フレーム１１に取り付けられている。
また、昇降機構９にはモータ２５が設けられている。モータ２５は、計量制御装置３０からの駆動信号に基づいて駆動する。モータ２５の駆動軸と昇降軸２３に取り付けられたプーリとは循環ベルトによって連結されている。プーリは、駆動部２２内のボールねじナットに設けられており、モータ２５によってプーリを回転させると駆動部２２に対して昇降軸２３が相対的に垂直方向に上下動することが可能になっている。

昇降軸２３は、コンテナ４０が排出装置に取り付けられていない状態においては、固定フレーム１１に対して上方側に位置しており、これにより、昇降軸２３の一端側に連結された昇降部材８は、常態ではホッパー１の上方において固定フレーム１１との中空部に吊り下げた状態で保持されることになる。

計量容器２８は、排出口３の下方側において計量器２９の上に載置され、排出口３から排出される流動性物質２を受け入れる容器である。計量器２９は、計量容器２８を載置可能であり、計量容器２８の重さを計量し、計量結果を計量制御装置３０に出力する。計量容器２８は、例えば、一定時間毎に計量する機能を有し、計量容器２８に流動性物質２が投入されると、流動性物質２が入れられた計量容器２８全体の重さを計量しつつ計量結果をリアルタイムに計量制御装置３０に出力する。

次に、計量制御装置３０について説明する。図２は、計量制御装置３０の構成を表す機能ブロック図である。
計量制御装置３０において、コンテナ識別情報取得部３０１は、コンテナ４０に取り付けられた記録媒体１ｃから、コンテナＩＤを読み取る。コンテナ識別情報取得部３０１は、例えば、ＲＦＩＤタグとの間で情報を送受信するリーダライタであり、ＲＦＩＤタグから情報を読み取る読み取り機能やＲＦＩＤタグに情報を書き込む書き込み機能を有している。また、コンテナ識別情報取得部３０１は、記録媒体１ｃがラベルである場合には、そのラベルに印字されたバーコードを読み取るバーコードリーダを用いることができる。

計量値取得部３０２は、計量器２９が計量した計量結果（計量値）を取得し、取得した計量結果を制御データ管理部３０５に出力する。
制御データ記憶部３０３は、制御データを記憶する。ここで、図３は、制御データの一例を示す図である。
制御データは、コンテナＩＤと、バルブ制御情報と、振動装置駆動情報と、運転履歴情報とが記憶される。
コンテナＩＤは、上述したとおり、コンテナ４０を個別に識別する情報であり、倉庫内に格納されうるコンテナ４０のそれぞれのコンテナＩＤが記憶される。
バルブ制御情報は、コンテナ４０から排出される流動性物質２の計量値と当該流動性物質２の目標値の量との差に応じた排出口３に対するバルブ４の開き度合を示す情報である。
図４は、バルブ制御情報の一例を示す図である。この図において、横軸は設定排出量と計量値との差であり、縦軸は、切替段数を表す。
設定排出量と計量値との差は、制御データ管理部３０５によって算出される値である。設定排出量は、混合物の配合情報毎に決められており、目的の混合物の種別に応じて決められた原料とその原料の設定排出量である。たとえば、混合物Ａは、原料ａをａ_１ｋｇ、原料ｂをｂ_１ｋｇ、原料ｃをｃ_１ｋｇ混合することを表す配合情報を、制御データ記憶部３０３または制御データ管理部３０５に予め記憶しておき、指定情報入力部３０４から入力される混合物の種別に応じて、計量する対象の原料と設定排出量を読み出すようにしてもよい。
また、例えば、混合物の原料の配合比率を表す配合情報を、制御データ記憶部３０３または制御データ管理部３０５に予め記憶しておき、指定情報入力部３０４から入力される混合物の合計排出量および種別に応じて、計量する対象の原料とその設定排出量を読み出すようにしてもよい。この配合比率は、各原料を配合する重さの比率である。例えば、配合比率として、原料ａと原料ｂの配合比率が２:１として定められた配合情報を用いて混合物Ａを作成する場合、外部から作成対象の混合物がＡであり、混合物の目標重量が３０ｋｇとして指定されると、後述する制御データ管理部３０５が、混合物Ａの配合情報として、「原料ａと原料ｂの配合比率が２:１」であることを表す配合比率の情報を読み出す。これにより、制御データ管理部３０５は、混合物を得るために用いる原料として、原料ａと原料ｂであることを特定するとともに、目標重量と配合比率とに基づいて、原料ａの設定排出量が２０ｋｇ、原料ｂの設定排出量が１０ｋｇであることを特定することができる。

計量値は、計量器２９によって計量された重さを表す値である。従って、設定排出量と計量値との差は、目標となる重さに達するまで必要となる残りの原料の重さともいえる。
切替段数は、排出口３に対するバルブ４の開き度合を表す。ここでは、切替段数が大きいほど、排出口３に対するバルブ４の開き度合が大きいことを表し、切替段数が小さいほど、排出口３に対するバルブ４の開き度合が小さいことを表す。この開き度合における段数毎の差は、一定間隔であってもよいし、切替段数が大きいほど１段階における開き度合が大きくなるようにしてもよい。また、この開き度合は、排出口３とバルブ４との距離であってもよいし、排出口３とバルブ４との隙間の面積であってもよい。
またこの図においては、設定排出量と計量値との差が、ある範囲においては、切替段数も同じである場合について図示されている。例えば、設定排出量と計量値との差が１５ｋｇ以上であり２０ｋｇ未満である場合には、切替段数は４である。設定排出量と計量値との差が３０ｋｇ以上であり３５ｋｇ未満である場合においては、切替段数は７である。また、設定排出量と計量値との差が０ｋｇに近い領域においては、切替段数は０であるが、これは、設定排出量と計量値との差が０ｋｇに近い領域においては、排出口３とバルブ４とを閉じた状態において、コンテナ４０に振動を与え、原料の排出量を微量にして排出するためである。

このような制御データは、コンテナＩＤに対応するコンテナ４０のバルブ４と排出口３との関係に応じた状況（例えば、クリアランスの状態など）、コンテナに収容される原料の性状、コンテナの排出口のサイズ、原料を排出する速度のうち少なくともいずれか１つに基づいて差に応じて開き度合が決められている。
また、このようなバルブ制御情報は、原料毎に決められていてもよいし、同じ原料であっても混合物の種別に応じた配合情報毎に異なるバルブ制御情報を記憶しておくようにしてもよい。

指定情報入力部３０４は、目標となる混合物を指定する指定情報を入力する。例えば、排出装置において作成可能な混合物が多数あり、そのうちのどの混合物を作成するか、その種類を指定する情報である。この指定情報入力部３０４は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力機能を有する入力装置を用いることができる。

制御データ管理部３０５は、計量制御装置３０内の各部を制御する。
制御データ管理部３０５は、コンテナ識別情報に応じた制御データを制御データ記憶部３０３から読み出す機能を有する。
制御データ管理部３０５は、指定情報入力部３０４から入力される指定情報に基づいて、混合物の種別に応じた配合情報に対応する制御データを制御データ記憶部３０３から読み出す。また、制御データ管理部３０５は、計量値取得部３０２から得られる計量値を出力部３０６に出力する。

出力部３０６は、制御データ管理部３０５から得られる各種データを駆動制御部３０７に出力する。出力部３０６は、例えば、制御データ管理部３０５によって読み出された制御データを駆動制御部３０７に出力する。
駆動制御部３０７は、出力部３０６から得られる制御データに基づいて、コンテナ４０のバルブの開き度合を制御するバルブ制御機能を有する。計量制御装置３０の外部にバルブ制御機能（バルブ制御部）が設けられる場合には、駆動制御部３０７は、出力部３０６から得られる制御データをバルブ制御部に出力する。また、駆動制御部３０７は、制御データ管理部３０５から得られる制御データに含まれる設定排出量と、制御データ管理部３０５から得られる計量値との差を算出し、制御データに含まれたバルブ制御情報に基づいて、当該算出された差に応じた切替段数となるようにバルブ制御を行なう。
駆動制御部３０７は、出力部３０６からの制御データに基づいて、排出促進機能を駆動する。計量制御装置３０の外部に排出促進機能（振動装置）が設けられる場合には、駆動制御部３０７は、出力部３０６から得られる制御データに基づいて振動装置をオンまたはオフにする制御信号を振動装置に出力して振動装置によってコンテナ４０に振動を加えたり振動を停止させる。振動装置としては、例えば、コンテナ４０に振動を加えるバイブレータ装置であってもよい。

制御データ更新部３０８は、制御データ記憶部３０３に記憶された制御データを、入力される情報に基づいて更新する。この制御データ更新部３０８は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力機能を有する入力装置を用いることができる。

次に、上述した排出装置の動作を説明する。図５は、排出装置の動作を説明するフローチャートである。
まず、混合物の計量が開始されると、制御データ管理部３０５は、指定情報入力部３０４から入力される指定情報に基づいて、この指定情報として指定された混合物の配合情報を特定し（ステップＳ１０１）、その配合情報に対応する制御データを制御データ記憶部３０３から読み出す。ここで、制御データ管理部３０５は、この配合情報に従い、混合物として混合させる原料を計量する順序に従い、最初に計量する原料の種類を計量制御装置３０あるいは排出装置に設けられた表示パネルに表示させることができる。作業員は、この表示パネルに表示された原料が入れられたコンテナ４０を倉庫から搬送し、排出装置にセットする。

コンテナ４０が排出装置にセットされた後、コンテナ４０をセットしたことを計量制御装置３０に設けられた入力装置から入力されると、制御データ管理部３０５は、コンテナ４０がセットされたことを検出し（ステップＳ１０２）、コンテナ識別情報取得部３０１にコンテナ識別情報を取得するよう指示をする。コンテナ識別情報取得部３０１は、この指示を受け、コンテナ４０に取り付けられたコンテナＩＤを取得する（ステップＳ１０３）。
制御データ管理部３０５は、得られたコンテナＩＤに対応する制御データを制御データ記憶部３０３から読み出し（ステップＳ１０４）、出力部３０６に出力する。さらに制御データ管理部３０５は、計量値取得部３０２から得られる計量値を出力部３０６に出力する。出力部３０６は、制御データ管理部３０５から得られた制御データ、設定排出量、計量値を駆動制御部３０７へ出力する。駆動制御部３０７は、出力部３０６から得られた制御データ、設定排出量、計量値に基づいて、バルブ制御を行なう（ステップＳ１０５）。ここでは、駆動制御部３０７は、制御データに含まれる設定排出量と、計量取得部３０２によって取得された計量値との差を算出し、制御データに含まれるバルブ制御情報に基づいて、当該算出された差に応じた切替段数となるように、排出口３とバルブ４との間の開き度合を制御する。

そして、バルブ制御が開始されると、制御データ管理部３０５は、所定時間毎（あるいはリアルタイム）に計量値取得部３０２から計量値を取得する。制御データ管理部３０５は、得られた計量値を出力部３０６を介して駆動制御部３０７へ出力してバルブ制御を行なわせつつ、計量値が設定排出量に到達したか否かを判定することで、その原料の計量を終了するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
計量が終了していない場合（ステップＳ１０６−ＮＯ）、制御データ管理部３０５は、ステップＳ１０５に戻り、計量値取得部３０２から得られる計量値を出力部３０６を介して駆動制御部３０７に出力することで、制御データに基づいたバルブ制御を行なわせ、計量値が設定排出量に到達した場合には計量が終了したと判定し（ステップＳ１０６−ＹＥＳ）、配合情報に基づく混合が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。例えば、混合物が原料ａ、原料ｂ、原料ｃの３種類を混合するものである場合、制御データ管理部３０５は、原料ａの計量が終了した段階では、あと２種類の原料を計量する必要があるので混合が終了していないとして（ステップＳ１０６−ＮＯ）、配合情報に基づいて、次の原料（例えば原料ｂ）のコンテナ４０をセットするよう表示パネルに表示する。これを受けて原料ｂのコンテナ４０が排出装置にセットされると、制御データ管理部３０５は、コンテナ４０のセットを検出する（ステップＳ１０２）。一方、原料ａ、原料ｂ、原料ｃのそれぞれの計量が終了した場合には、制御データ管理部３０５は、配合情報に基づく混合が終了したと判定し（ステップＳ１０７−ＹＥＳ）、処理を終了する。ここでは、配合情報に基づいて各原料が計量される際、計量容器２８はそのままにして計量が行なわれる。そのため、計量容器２８には、各原料が混合された状態で終了される。混合状態を均等にする必要がある場合には、後段の工程において撹拌等の処理を適宜行なうようにしてもよい。計量が終了すると、計量容器２８は、後段の工程に応じて、必要な場所に搬送される。コンテナ４０は、排出装置から取り外され、倉庫の所定の場所に保管される。

上述のステップＳ１０５の制御データに基づくバルブ制御についてさらに説明する。駆動制御部３０７は、制御データ管理部３０５と出力部３０６とを介して計量値取得部３０２から得られる計量値と、配合情報によって決まる設定排出量とを比較する。例えば図４に示すバルブ制御情報が用いられた場合であって、計量対象の原料の設定排出量が３０ｋｇである場合、制御データ管理部３０５は、設定排出量（３０ｋｇ）と計量値との差を算出し、その差に対応する切替段数がいずれに対応するかを特定し、特定された切換段数になるように、バルブ４の開き度合を制御する。計量を開始して間もない頃、例えば計量値が１ｋｇである場合は、設定排出量と計量値との差は、２９ｋｇ（＝３０（ｋｇ）−１（ｋｇ））であるため、駆動制御部３０７は、図４のバルブ制御情報から、切換段数が６であることを特定し、切換段数６に対応した開き度合となるように排出口３に対するバルブ４の位置を制御する。そして、原料の排出が行なわれ、計量値が例えば６ｋｇであることが測定された結果を得た場合、駆動制御部３０７は、設定排出量と計量値との差が、２４ｋｇ（＝３０（ｋｇ）−６（ｋｇ））であることを算出し、切換段数が５となるようにバルブ４の開き度合を制御する。以降、同様に、計量値が設定排出量に到達するまで、バルブ４の開き度合が制御され、原料の排出と計量が行なわれる。また、例えば、バルブ制御情報として、設定排出量と計量値との差が、０ｋｇ近傍（例えば数十グラム程度）の所定値に到達した場合においては、切換段数が０に設定されている。そのため、駆動制御部３０７は、その設定排出量と計量値との差が所定値に到達すると、バルブ４によって排出口３を閉じ、振動装置によってコンテナ４０に振動を与える。

ここで、排出口３の内周面にはＯリングがはめ込まれており、このＯリングは円周方向への伸縮弾性を有しているので、バルブ４が振動によって水平横方向、例えば、図１に向かって左側に片寄ってバルブ４の中心が排出口３の中心から偏心した時、バルブ４が片寄った方向のＯリングは、排出口３の内面との間に押しつぶされた状態になるとともに、反対側のＯリングは、バルブ４の偏心により同じ方向（左方向）へ引かれた状態となり、あたかも楕円形状に変形し、排出口３のＯリングとバルブ４との２との間には瞬間的に円周状の隙間が形成されることになる。この隙間から、微量の原料を排出することができる。これにより、計量値が設定排出量に近づいた段階では、原料と微量ずつ排出することができ、目標の設定排出量となるように精度よく排出することができる。

また、設定排出量と計量値との差がある程度大きい段階においては、切換段数を大きくしてバルブ４と排出口３との間を大きく開けるようにしたので、設定排出量と計量値との乖離が大きい段階では、ある程度の量を排出させて計量することができるので、排出時間が長引いてしまうことを低減することができる。そして、計量値が設定排出量にある程度近づいた段階で、バルブの開き度合をある程度狭くすることで、原料が設定排出量を超えて急激に排出されてしまうような場合を回避することができ、計量精度を確保することができる。

ここで、原料の性状によっては、同じバルブの開き度合であっても一定時間内に排出される原料の排出量（排出速度ともいう）の差があるものもある。例えば、原料の性状として流動性があり、流動する度合が高いものについては、バルブの開き度合がある程度小さい段階であっても、排出速度は速く、原料の性状として流動性があるが流動する度合が低いものについては、バルブの開き度合がある程度大きくしないと、排出速度は遅くなってしまう場合がある。そのため、本実施形態においては、原料の性状を考慮し、原料毎に異なるバルブ制御情報を設定しておき、このバルブ制御情報に応じてバルブ４を制御するようにした。これにより、例えば、流動する度合が高い原料については、設定排出量と計量値と差が大きい段階からある程度までは同じ切換段数を維持するようにすることができ、また、例えば、流動する度合が低い原料については、設定排出量と計量値と差がある程度小さくなる程度までは大きな切換段数を設定しておくようにしてもよい。これにより、原料の性状に合せた切換段数を設定して制御することで、原料の計量を終了するまでの時間が長引かないようにすることができる。

ここで、図６は、原料と切換段数、設定排出量、計量精度について説明する図である。たとえば、この例では、原料が銅粉と鉄粉については、口径がφ１５０であり、珪酸ナトリウムと硫化マンガンについては、口径がφ１００であるコンテナ４０を用いて、設定排出量まで排出を行ない、計量した場合の例である。銅粉と鉄粉については、流動性があるが、その度合がある程度低い性状であり、また、設定排出量もある程度大きいため、切換段数は、その初期値においてある程度大きい（切換段数７、切換段数５）。これに対し、珪酸ナトリウムは、その性状に合せ、設定排出量が銅粉や鉄粉に比べて少ない（２ｋｇ）が、切換段数は、その初期値においてある程度大きい（切換段数７）。また、硫化マンガンは、設定排出量が銅分や鉄粉に比べて少なめ（７ｋｇ）であるが、切換段数は、銅粉や鉄粉よりも大きい（切換段数９）。そして、こられについて、本実施形態における計量制御装置３０を用いて３回ずつ計量した結果、計量精度（標準偏差）としては、いずれも、０．９を下回る結果となっており、また、珪酸ナトリウムや硫化マンガンについては、銅粉や鉄粉に比べて少ない量を計量するにも係わらず、銅分や鉄粉よりも精度よく計量することができた。

なお、原料によっては、季節によって性状が異なる場合がある。例えば、湿度が高い時期については、流動する度合が低くなる場合もある。このような場合には、バルブ制御情報として、原料毎であって、季節別のデータを記憶しておくようにしてもよい。これにより季節が変わったとしても排出時間に差が生じないようにすることができ、季節によって排出時間が長引いてしまうようなことを抑制することができる。
また、コンテナ４０の排出口３のサイズ（口径）としては、種々のものを用いることができるため、原料に合せた排出口３のサイズのコンテナ４０を用いるようにしてもよい。また、この場合、同じ原料であっても、排出口３のサイズが異なる場合には、排出口３のサイズ毎に異なるバルブ制御情報を設定する。これにより、例えば、同じ原料であっても、混合物を得るために、大量に排出する必要がある場合には、より広いサイズのコンテナ４０を利用するようにし、混合物に加える原料の量が他の原料に比べて少ない場合には、排出口３のサイズが小さいコンテナ４０を利用するようにしてもよい。これにより、排出口３のサイズが大きなコンテナ４０を用いることで、大量に排出する必要がある場合であっても、排出時間が長引いてしまうことを低減することができ、排出口３のサイズが小さなサイズのコンテナ４０を用いることで、少量の排出量である場合であっても、精度よく排出することができる。

また、制御データ管理部３０５は、計量が行なわれる毎に、計量した履歴を運転履歴情報として制御データ記憶部３０３に記憶するようにしてもよい。これにより、例えば、運転履歴として、一定回数以上計量に用いられたコンテナ４０については、運転履歴情報に基づいて、バルブ４と排出口３とのクリアランスの状態を推定し、そのクリアランスの状態に応じて、バルブ制御情報を変える、あるいは補正するようにしてもよい。例えば、計量回数がある程度の回数を超えると、例えばＯリングが摩耗する等によりクリアランスの状態としては、密閉性が多少低下する場合がある。その場合には、切換段数を０にするタイミングを通常の設定排出量と計量値との差よりも早くなるように補正してもよい。これにより、想定よりも多い量の原料が排出されてしまうことによる計量精度の低下を防止することができる。

また、制御データ更新部３０８は、必要に応じて、制御データ記憶部３０３に記憶される制御データを更新するようにしてもよい。例えば、上述した運転履歴情報に基づいて、ある程度の摩耗が進んだ場合には、計量制御装置３０に設けられた表示パネル等によってメンテナンスが必要であることを通知し、この通知に応じて外部から制御データを更新する指示が入力された場合には、その制御データを更新し、また、コンテナ４０のメンテナンスが行なわれてクリアランスの状態が改善された場合には、そのクリアランスの状態に応じた制御データとなるように更新してもよい。また、新たなコンテナ４０を登録したり、新たな配合情報、原料がある場合には、新たな制御データを制御データ記憶部３０３に登録するようにしてもよい。これにより、バルブの摩耗度合が変化したことによる原料の排出状況が変わってきた場合であっても、その排出状況に応じた制御データに更新することができ、排出精度の低下を抑えることができる。また、計量対象が変わっても、必要に応じて制御データを更新することができる。

また、上述した実施形態において、バルブ制御情報には、切換段数毎に、排出時間を含むようにしてもよい。例えば、現在の設定排出量と計量値との差が、予め決められた時間（排出時間）が経過しても目標の差まで到達しない場合には、排出促進機能（振動装置）を駆動させるようにしてもよい。これにより、計量値が設定排出量に到達するまでの時間が長引いてしまうことを抑えることができる。
また、バルブ制御情報は切替段数に限定されず、例えば、現在の設定排出量と計量値との差に応じて連続的にバルブの開き度合（排出口とバルブの距離など）を変化させる情報としてもよく、また、これと切替段数とを組み合わせた情報としてもよい。

また、上述の実施形態においては、制御データを制御データ記憶部３０３に記憶する場合について説明したが、コンテナにＩＣチップなどの記録媒体を設け、このＩＣチップにそのコンテナに対応した制御データを記憶しておき、コンテナ識別情報取得部２０１がコンテナＩＤを取得する際に、この制御データも取得するようにし、制御データ管理部２０５が、この制御データを用いて制御するようにしてもよい。

上述した実施形態における計量制御装置３０をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ｃ 記録媒体、３ 排出口、４ バルブ、４０ コンテナ、２８ 計量容器、２９ 計量器、３０ 計量制御装置、３０１ コンテナ識別情報取得部、３０２ 計量値取得部、３０３ 制御データ記憶部、３０４ 指定情報入力部、３０５ 制御データ管理部、３０６ 出力部、３０７ 駆動制御部、３０８ 制御データ更新部

Claims (9)

1. 計量対象の原料が収容されるコンテナに取り付けられたコンテナ識別情報を取得する取得部と、
   コンテナから排出される原料の計量値と当該原料の目標値の量との差に応じた排出口に対するバルブの開き度合を示すデータを含む制御データを記憶する制御データ記憶部と、
   前記コンテナ識別情報に応じた制御データを前記制御データ記憶部から読み出す制御データ読み出し部と、
   前記読み出された制御データを、前記制御データに基づいてバルブの制御を行う駆動制御部に出力する出力部と、
   を有する計量制御装置。
2. 前記制御データは、前記コンテナ識別情報に対応するコンテナのバルブと排出口との関係に応じた状況、前記コンテナに収容される原料の性状、前記コンテナの排出口のサイズ、原料を排出する速度のうち少なくともいずれか１つに基づいて前記差に応じて前記開き度合が決められている
   請求項１記載の計量制御装置。
3. 目標となる混合物を指定する指定情報を入力する指定情報入力部と、
   前記制御データ記憶部は、前記コンテナ識別情報と前記差に応じた前記開き度合について、混合物の種別に応じた配合情報毎に制御データを記憶しており、
   前記制御データ読み出し部は、前記指定情報に基づいて前記混合物の種別に応じた配合情報に対応する制御データを読み出す
   請求項１または請求項２記載の計量制御装置。
4. 前記配合情報は、前記制御データ記憶部または制御データ読み出し部に記憶されていることを特徴とする
   請求項３に記載の計量制御装置。
5. 前記制御データ記憶部に記憶された制御データを、入力される情報に基づいて更新する制御データ更新部
   を有する請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の計量制御装置。
6. 前記出力部から出力される制御データに基づいて、前記コンテナのバルブの開き度合を制御するバルブ制御部
   を有する請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の計量制御装置。
7. 前記制御データは、振動装置を駆動させるための情報である振動装置駆動情報を含み、
   前記出力部は、前記振動装置駆動情報を含む制御データを出力し、
   前記計量制御装置は、前記出力部からの制御データに基づいて排出促進機能を駆動する駆動部
   を有する請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の計量制御装置。
8. 取得部が、計量対象の原料が収容されるコンテナに取り付けられたコンテナ識別情報を取得し、
   制御データ読み出し部が、前記コンテナ識別情報に応じた制御データを、コンテナから排出される原料の計量値と当該原料の目標値の量との差に応じた排出口に対するバルブの開き度合を示すデータを含む制御データを記憶する制御データ記憶部から読み出し、
   出力部が、前記読み出された制御データを、前記制御データに基づいてバルブの制御を行う駆動制御部に出力する
   計量制御方法。
9. 計量対象の原料が収容されるコンテナと、前記コンテナから排出される原料を受け入れる計量容器と、前記計量容器の重量を計量する計量器と、請求項１から７のうちいずれか１項に記載の計量制御装置とを有し、前記コンテナから排出される原料の排出量を制御する、計量コンテナシステム。

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