JP7109396B2 - Weighing device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、肉、魚、加工食品、医薬品などの被計量物を搬送しながら計量して被計量物の良否を判定する計量装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a weighing device that weighs an object to be weighed, such as meat, fish, processed food, and pharmaceuticals, while transporting it, and determines the quality of the object to be weighed.
従来、食品等の生産ラインに組み込まれ、生産される物品が前段から順次搬入され、搬入された物品を搬送しながら計量し、後段に搬出または選別手段により生産ラインから排除する計量装置が用いられている。 Conventionally, there has been used a weighing device that is incorporated in a production line for foodstuffs, etc., in which the products to be produced are sequentially brought in from the front stage, weighed while transporting the carried-in items, and then carried out or removed from the production line by sorting means at the rear stage. ing.
このような計量装置の計量性能を良好に保ち、計量精度を維持するために、例えば、以下の技術が知られている。 For example, the following techniques are known in order to maintain good weighing performance of such a weighing device and maintain weighing accuracy.
例えば特許文献1には、秤量信号に対して所定の信号処理を行うことで得られる信号処理済み信号に基づいて、被計量物を搬送する搬送手段の状態を診断する診断手段を備えた計量装置が開示されている。
For example,
また、例えば特許文献2には、計量装置が正常であるときの荷重検出部の出力信号を周波数分析した結果を周波数と駆動部材とに対応させて記憶する記憶手段と、現在の出力信号を周波数分析した結果と、記憶手段で記憶された正常時の結果とを用いて所定の処理を行う処理手段とを備えた計量装置が開示されている。
Further, for example,
特許文献1の開示技術によれば、秤量コンベアのローラやベアリングなどの搬送手段において発生した異常な振動がどの程度計量性能に影響を与えるかを診断することができ、搬送手段に異常が発生していることを検知できるが、搬送手段のどの部位が劣化しているかまではわからないという問題があった。
According to the technique disclosed in
また、特許文献2の開示技術によれば、周波数分析した結果得られる振動状態と、正常時における振動状態との振幅の差異を比較検討することで、搬送ユニットに含まれる複数の駆動部材のうちのいずれが異常発生源であるかを特定することができるが、搬送手段の部位の劣化による影響で被計量物の計量に要求される精度を満たすことができなくなった場合に、どの部位の劣化が原因となっているかを特定することができないという問題があった。
Further, according to the technique disclosed in
そこで、本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、搬送手段を構成する複数の回転部位のうち、被計量物の計量に要求される精度を満たすことができなくなる程度に劣化した状態にある回転部位があるか否かを判定し、その原因となる回転部位を特定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。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. To provide a weighing device capable of determining whether or not there is a rotating part that is in a state of being deteriorated to the point of disappearing, and specifying the rotating part that is the cause of the deterioration.
本発明に係る計量装置は、それぞれが連結された複数の回転部位によって構成される搬送手段を支持し、該搬送手段と被計量物の荷重に基づいて秤量信号を出力する秤量手段と、前記秤量信号を信号処理して前記被計量物の計量値を算出する計量手段と、を備えた計量装置において、前記被計量物が前記搬送手段上に無い状態で前記搬送手段を動作させたときに前記秤量手段が出力する前記秤量信号に基づいて、前記複数の回転部位のそれぞれに対応した振動成分を測定する振動測定手段と、前記振動測定手段によって予め測定された前記複数の回転部位のそれぞれに対応した振動成分に係る計量誤差を表すばらつき量を算出し、初期ばらつき量として記憶する初期ばらつき量記憶手段と、前記複数の回転部位のうちの一の回転部位について前記振動測定手段により測定された前記振動成分に係る計量誤差を表すばらつき量と、前記複数の回転部位のうちの他の回転部位に対する前記初期ばらつき量と、予め設定された基準ばらつき量と、に基づいて、前記一の回転部位の劣化を判定して判定結果を出力する劣化判定手段と、を備えたことを特徴とする。 A weighing apparatus according to the present invention includes weighing means for supporting a conveying means composed of a plurality of connected rotating parts, for outputting a weighing signal based on the load of the conveying means and an object to be weighed; and weighing means for processing a signal to calculate the weight value of the object to be weighed, wherein when the conveying means is operated while the object to be weighed is not on the conveying means, the vibration measuring means for measuring vibration components corresponding to each of the plurality of rotating parts based on the weighing signal output by the weighing means; and corresponding to each of the plurality of rotating parts measured in advance by the vibration measuring means. initial variation amount storage means for calculating an amount of variation representing a weighing error related to the vibration component and storing it as an initial variation amount; Based on the amount of variation representing the weighing error related to the vibration component, the initial amount of variation with respect to other rotating portions among the plurality of rotating portions, and a preset reference amount of variation, the measurement of the one rotating portion is performed. and deterioration determining means for determining deterioration and outputting a determination result.
この構成により、搬送手段を構成する複数の回転部位について、被計量物の計量に要求される精度を満たすことができない劣化状態にあるかを、この回転部位によって生じるばらつき値、他の回転部位について記憶している初期ばらつき値および基準ばらつき値に基づいて判定することができる。したがって、摩耗やがたつきなどにより劣化した回転部位のみを交換または修理することで、計量装置の計量性能を良好に保って計量精度を維持することができるようになり、また、故障する前の早期に回転部位の劣化を検知することで、故障による生産停止を避けられ、生産ラインのダウンタイムを低減することができる。 With this configuration, it is possible to determine whether the plurality of rotating parts that constitute the conveying means are in a deteriorated state in which the accuracy required for weighing the object to be weighed cannot be satisfied. The determination can be made based on the stored initial variation value and reference variation value. Therefore, by replacing or repairing only the rotating parts that have deteriorated due to wear or looseness, it is possible to maintain good weighing performance and maintain weighing accuracy. By detecting deterioration of rotating parts at an early stage, it is possible to avoid production stoppages due to failures and reduce downtime of the production line.
また、本発明に係る計量装置は、前記劣化判定手段が、前記複数の回転部位のそれぞれを劣化の判定対象とし、前記被計量物が前記搬送手段上に無い状態で前記搬送手段を動作させたときに前記秤量手段が出力する前記秤量信号に係る計量誤差を表すばらつき量を算出し、該ばらつき量に対して判定対象の一の回転部位の前記ばらつき量を加算し、該回転部位の前記初期ばらつき量を減算して、各回転部位の劣化を判定することを特徴とする。 Further, in the weighing apparatus according to the present invention, the deterioration determination means determines deterioration of each of the plurality of rotating parts, and operates the transport means in a state in which the object to be weighed is not on the transport means. The amount of variation representing the weighing error associated with the weighing signal output by the weighing means is calculated, the amount of variation of one rotating part to be determined is added to the amount of variation, and the initial Deterioration of each rotating portion is determined by subtracting the amount of variation.
この構成により、劣化判定手段は、「予め測定したばらつき量B」から「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」を減算して、「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」を加算した値(B-C+A)に基づいて、判定対象の回転部位の劣化を判定することができるようになる。 With this configuration, the deterioration determining means subtracts the "initial variation amount C related to the vibration component of a certain rotating part" from the "previously measured variation amount B" to obtain the "current variation related to the vibration component of a certain rotating part Based on the value (B−C+A) obtained by adding the amount A”, it becomes possible to determine the deterioration of the rotating part to be determined.
また、本発明に係る計量装置は、前記基準ばらつき量が、前記秤量手段における前記被計量物の計量値に許容される誤差範囲に基づいて、設定されることを特徴とする。 Further, in the weighing apparatus according to the present invention, the reference amount of variation is set based on an allowable error range for the weighed value of the object to be weighed by the weighing means.
この構成により、秤量手段について要求される計量の精度等級または検定目量で定義される許容誤差に応じて搬送手段を構成する各回転部位の劣化を判定することができるようになる。 With this configuration, it becomes possible to determine the deterioration of each rotating part constituting the conveying means in accordance with the tolerance defined by the accuracy grade of weighing required for the weighing means or the test interval.
また、本発明に係る計量装置は、前記複数の回転部位のいずれかの回転部位に対応した振動成分に係る計量誤差を表すばらつき量を、該回転部位の前記初期ばらつき量として、前記初期ばらつき量記憶手段に記憶することを特徴とする。 Further, in the weighing device according to the present invention, a variation amount representing a weighing error related to a vibration component corresponding to one of the plurality of rotating portions is set as the initial variation amount of the rotating portion. It is characterized by storing in a storage means.
この構成により、部品交換や修理が行われた回転部位について、初期ばらつき量記憶手段に記憶している初期ばらつき量を、新たに測定された振動成分に係るばらつき量に更新して記憶することができるようになる。 With this configuration, the initial variation amount stored in the initial variation amount storage means can be updated to the newly measured variation amount related to the vibration component and stored for the rotating portion that has been replaced or repaired. become able to.
また、本発明に係る計量装置は、前記搬送手段で実現される複数の異なる搬送速度のそれぞれに関連付けられた前記初期ばらつき量を、前記初期ばらつき量記憶手段に記憶することを特徴とする。 Further, the weighing apparatus according to the present invention is characterized in that the initial variation amount associated with each of a plurality of different transport speeds realized by the transport means is stored in the initial variation amount storage means.
この構成により、複数の搬送速度のそれぞれに関連付けられている複数の被計量物の品種に対応して、搬送手段の各回転部位の劣化を容易に判定することができるようになる。 With this configuration, it is possible to easily determine the deterioration of each rotating portion of the conveying means corresponding to the types of the plurality of objects to be weighed associated with each of the plurality of conveying speeds.
本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、被計量物の計量に要求される精度を満たすことができなくなった原因となる搬送手段の回転部位を特定することができる計量装置を提供することができる。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. It is possible to provide a weighing device capable of
以下、本発明に係る計量装置の実施の形態について図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a weighing device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1~図3は、本発明に係る計量装置の一実施の形態を示している。 1 to 3 show an embodiment of a weighing device according to the invention.
図1、図2に示すように、計量装置1は、装置本体部2と、搬送部3と、搬入センサ4とを備えて構成されている。また、計量装置1の後段には選別部5が接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2 , the
計量装置1は、生産ラインの一部を構成するベルトコンベア14の下流側に設置されており、所定の間隔で矢印A方向に順次搬入されてくる肉、魚、加工食品、医薬品などの被計量物Wの重量を測定し、得られた測定値を測定結果として出力するようになっている。
The
さらに、計量装置1は、得られた測定値を予め設定された重量の上限および下限の基準値とそれぞれ比較し、得られた測定値が基準値の範囲内にあるか否かを判定して、範囲内のものを良品とし範囲外のものを不良品とする良否判定をするようになっている。さらに、複数の基準値に対応して重量ランク判定をするようになっていてもよい。
Furthermore, the
また、測定結果、良否判定結果や重量ランク判定結果などの判定結果は、例えば表示部10に表示されるとともに、計量装置1の後段に接続された選別部5に出力されるようになっている。
Further, determination results such as measurement results, pass/fail determination results, and weight rank determination results are displayed on the
装置本体部2は、秤量部21を備え、さらに収納筐体2a内に、総合制御部7と、表示部10と、操作部11と、搬送制御部13と、モード切替部80とを備えて構成されている。
The device
搬送部3は、ベルトコンベア14から矢印A方向に搬入されてくる被計量物Wを所定の搬送条件により搬送するようになっている。被計量物Wは、助走コンベア31により測定するのに最適な速度になるよう加速または減速されて搬送され、秤量コンベア32によりさらに搬送され、秤量コンベア32で搬送されている間に重量が秤量部21により計量されるようになっている。なお、秤量コンベア32は、被計量物Wを所定の搬送条件により搬送するようになっており、例えば被計量物Wの品種に応じて搬送速度が選択されるようになっている。また、被計量物Wは、計量の後にさらに後段の選別部5に搬送され、振り分けられるようになっている。
The
搬送部3は、助走コンベア31および秤量コンベア32により構成されている。助走コンベア31は、前段のベルトコンベア14から搬送されてきた被計量物Wが秤量コンベア32に移動する前に、被計量物Wの助走を行うものであり、2つのローラ31a、31cと、これらのローラ31a、31cに巻き付けられている無端状の搬送ベルト31bとにより構成されている。
The
秤量コンベア32は、被計量物Wの計量を行う秤量部21の上部に支持されており、2つのローラ32a、32cとこれらのローラ32a、32cに巻き付けられている無端状の搬送ベルト32bと、ローラ32aおよびローラ32cの少なくとも一方(例えばローラ32c)を駆動する駆動モータ12とにより構成されている。モータ12とローラ32cはそれぞれプーリを有していて、駆動モータ12は、駆動ベルトによりローラ32cを回転駆動して、搬送ベルト32b上の被計量物Wが所定の速度で矢印B方向に搬送されるようになっている。また、秤量コンベア32は、その下方に配置された秤量部21により荷重が計測されるようになっている。
The weighing
搬入センサ4は、一対の投光部4aおよび受光部4bからなる透過形光電センサで構成されており、助走コンベア31と秤量コンベア32との間に配置されている。具体的には、投光部4aは、搬送ベルト32bの装置本体部2側に配置され、受光部4bは、搬送ベルト32bの他の側面側で投光部4aに対向するように配置され、投光部4aと受光部4bとを結ぶ位置が搬入開始検出位置POとなる。被計量物Wが投光部4aおよび受光部4bの間を通過すると被計量物Wにより受光部4bが遮光されるので、被計量物Wの搬入が開始されたことが検出されるようになっている。検出された搬入開始の信号は、装置本体部2内の総合制御部7に出力されるようになっている。
The carry-in
搬送制御部13は、駆動モータ12の駆動を制御して、駆動モータ12の回転速度(rpm)を制御するようになっている。搬送制御部13は、駆動モータ12の回転駆動を制御することで、秤量コンベア32の搬送ベルト32b上の被計量物Wの搬送速度を制御できるようになっている。なお、搬送ベルト32bの搬送速度は、被計量物Wの品種によって異なっており、被計量物Wの品種が特定されると、その被計量物Wの品種に対応した搬送ベルト32bの搬送速度が特定できる。
The
また、搬送制御部13は、後述する初期状態取込モードで動作を行うよう指示する信号をモード切替部80から受けた場合には、総合制御部7と協働して、所定のタイミングで搬送ベルト32bの搬送速度を変更するように駆動モータ12の駆動を制御する。初期状態取込モードでは、搬送制御部13は、例えば搬送ベルト32bの搬送速度が取り得る最低速度から最高速度までの範囲を所定の速度範囲ごとに区切って複数段階に分けて、所定のタイミングで、搬送ベルト32bの搬送速度が各段階を代表する搬送速度(例えば、各段階における速度範囲の中心値であるN通りの搬送速度V1~VN:ただしNは2以上の整数)となるよう切り替えるようにしてもよい。搬送速度V1~VNに係る各段階の速度範囲によってすべての搬送速度が網羅されるようにすることで、すべての搬送速度に対応した初期ばらつき量が初期ばらつき量記憶部74に記憶されるようになる。
Further, when the
一方、搬送制御部13は、後述する診断モードで動作を行うよう指示する信号をモード切替部80から受けた場合には、搬送ベルト32bの搬送速度が指定された特定の搬送速度(被計量物Wの品種に対応した搬送ベルト32bの搬送速度)となるように、駆動モータ12の駆動を制御する。
On the other hand, when the
モード切替部80は、計量装置1の動作モードを、通常稼働モードと、初期状態取込モードと、診断モードとの間で切り替えるものである。
The
通常稼働モードは、計量装置1が被計量物Wの計量値の算出および良否判定を行う通常の動作モードのことである。
The normal operation mode is a normal operation mode in which the weighing
初期状態取込モードは、計量装置1が通常稼働モードにおいて被計量物Wの計量に要求される精度(以下、要求精度ともいう)を満たして動作可能な正常な状態(すなわち、搬送部3を構成する各回転部位が劣化していない状態)である初期状態において、搬送部3を構成する各回転部位の振動成分に係るばらつき量(計量誤差量)を初期ばらつき量として初期ばらつき量記憶部74に記憶させる動作モードのことである。初期状態取込モードは頻繁に行われるものではなく、例えば搬送部3のいずれかの回転部位が部品交換または修理された後に行われる。このとき、部品交換または修理を行った回転部位に関する初期ばらつき量のみを再設定してもよく、初期ばらつき量記憶部74内のすべての初期ばらつき量を再設定してもよい。
The initial state acquisition mode is a normal state in which the weighing
診断モードは、計量装置1が搬送部3を構成する各回転部位の劣化を判定する動作モードのことである。
The diagnostic mode is an operation mode in which the weighing
モード切替部80は、操作部11における入力操作に応じて、計量装置1の動作モードを、通常稼働モード、初期状態取込モード、診断モードのいずれかに動作モードを切り替えるようになっている。操作部11における入力操作によって動作モードの開始が指示された場合、モード切替部80は、総合制御部7および搬送制御部13に対して、その動作モードで動作を行うよう指示する信号を出力する。
The
なお、モード切替部80は、操作部11における入力操作によって通常稼働モードの開始が指示された場合、総合制御部7および搬送制御部13に対していったん診断モードで動作を行うよう指示し、診断モードにおいて搬送部3のいずれの回転部位も劣化していないと判定された場合に、通常稼働モードに切り替えるようにしてもよい。
Note that, when an instruction to start the normal operation mode is given by an input operation on the
秤量部21は、電磁平衡機構などのはかり機構で構成されており、被計量物Wが秤量コンベア32で搬送されている間に、秤量部21に加わる荷重、すなわち被計量物Wと秤量コンベア32の合計重量を測定するようになっている。秤量部21は、重量を測定できるはかり機構であればよく、例えば、差動トランス機構や歪ゲージ機構などのはかり機構で構成してもよい。
The weighing
秤量部21は、例えば、搬入センサ4によって被計量物Wが秤量コンベア32に搬入されたことが検知されてから、予め設定された基準時間Tkが経過したときに計量を行うようになっている。被計量物Wが秤量コンベア32に搬入されたことが検知されてから基準時間Tkが経過すると、被計量物Wは搬入開始検出位置POからL1だけ移動して質量測定位置PSに到達し、この位置において計量が行われる。秤量部21は、被計量物Wの品種に応じて、その測定範囲、測定能力および検査精度などの条件が設定され、この条件に基づいて被計量物Wの計量を行うようになっている。
The weighing
総合制御部7は、信号処理部71、計量部72、良否判定部73、初期ばらつき量記憶部74、劣化判定部75、閾値記憶部76を備えている。
The
信号処理部71は、秤量部21から供給される秤量信号に対する信号処理を行うものであり、フィルタ処理部71aおよび振動測定部71bを含んでいる。なお、信号処理部71の前段に、秤量部21から供給される秤量信号を増幅する増幅器や、増幅された信号をデジタル変換するA/D変換機を備えていてもよい。
The
フィルタ処理部71aは、秤量部21からの秤量信号に対して、種類や特性の異なる複数のローパスフィルタから選択されたフィルタを用いて、秤量信号の低周波成分のみを信号処理済の秤量信号として通過させるようになっており、通常稼働モードにおいて動作する。なお、フィルタ処理部71aで用いられるフィルタは、被計量物Wの品種に応じてフィルタ設定部77で選択される。
The
フィルタ処理部71aによるフィルタ処理に用いられるローパスフィルタは、1つの場合、または、複数を組み合わせたものの場合がある。このローパスフィルタとしては、FIR(Finite Impulse Response)フィルタと、IIR(Infinite Impulse Response)フィルタとがある。
There may be one low-pass filter used for filtering by the
FIRフィルタは、インパルス応答波形が入力された場合に、ある決まった時間(有限時間)だけ出力を出す有限インパルス応答フィルタであり、IIRフィルタは、無限にインパルス応答波形の減衰波形を出力する無限インパルス応答フィルタである。 An FIR filter is a finite impulse response filter that outputs an output only for a certain time (finite time) when an impulse response waveform is input. It is a response filter.
ここで、FIRフィルタは、A/D変換器によりデジタル信号に変換された秤量信号に対して、所定の低周波成分を通過するローパスフィルタを構成し、単純平均化処理や公知の窓関数を用いた重み付け平均化処理を行うようになっている。 Here, the FIR filter constitutes a low-pass filter that passes predetermined low-frequency components with respect to the weighing signal converted into a digital signal by the A/D converter, and uses a simple averaging process or a known window function. weighted averaging process.
IIRフィルタは、スイッチトキャパシタフィルタのように特性変更が可能なハードウェアを用いて秤量部21からの秤量信号(アナログ秤量信号)を直接受けて処理済信号をA/D変換器に出力するアナログフィルタで構成してもよいし、A/D変換器からのデジタル秤量信号を受けるデジタルフィルタで構成してもよい。
The IIR filter is an analog filter that directly receives the weighing signal (analog weighing signal) from the weighing
計量部72は、フィルタ処理部71aが出力する信号処理済の秤量信号に基づいて被計量物Wの計量値を算出(グラム換算)するようになっている。また、計量部72は、被計量物Wの品種に応じて、その測定範囲、測定能力および検査精度などの条件が設定され、この条件に基づいて被計量物Wの計量を行うようになっている。さらに、計量部72においては、搬入センサ4によって被計量物Wが秤量コンベア32に搬入されたことが検知されてから所定の基準時間Tkが経過したときに(すなわち、被計量物Wが質量測定位置PSに位置するときに)秤量部21から秤量信号が出力された被計量物Wに対して、計量値を算出するようになっている。計量部72により算出された個々の重量の測定結果は、例えば表示部10に表示され、さらに被計量物Wの良否を判定するために良否判定部73に出力される。
The weighing
基準時間Tkは、被計量物Wの品種に対応した搬送速度に基づいて設定される。具体的には、秤量コンベア32の速度(m/min)、秤量コンベア32の矢印B方向の長さ(mm)および被計量物Wの搬送方向である矢印B方向の長さ(mm)、被計量物Wのサイズやラインの処理能力、その他の条件などに基づいて設定される。また、図3に示すように、基準時間Tkが経過すると、被計量物Wは、搬入開始検出位置POからL1だけ移動して質量測定位置PSに到達し、計量が行われる。
The reference time Tk is set based on the conveying speed corresponding to the type of the object W to be weighed. Specifically, the speed (m/min) of the weighing
良否判定部73は、被計量物Wの良否を判定するものであり、判定回路などから構成され、計量部72が算出した計量値と良否判定基準とを比較して被計量物Wの良否を判定するようになっている。
The
具体的には、良否判定部73は、計量部72から出力された被計量物Wの重量信号を受けると、重量の上限値Gaおよび下限値Gbと被計量物Wの重量とをそれぞれ比較し、上限値Gaおよび下限値Gbで決定される重量の許容範囲内に被計量物Wの重量が入っているか否かを判定するようになっている。
Specifically, upon receiving the weight signal of the object W to be weighed output from the weighing
良否判定部73において判定された判定結果は、表示部10に出力され、良品または不良品として表示されるようになっている。また、判定結果は、計量装置1の後段に接続された選別部5に出力され、被計量物Wが良品または不良品として選別されるようになっている。さらに、判定結果は所定の記憶媒体などに出力されて、各被計量物Wについての判定結果が記憶されてもよい。
The judgment result determined by the good/
一方、振動測定部71bは、秤量部21から出力された秤量信号に基づいて、搬送部3を構成する複数の回転部位のそれぞれに対応した振動成分を測定するようになっており、初期状態取込モードまたは診断モードにおいて動作する。振動成分の測定対象となる搬送部3の回転部位は、例えば、回転駆動源であるモータ12や、回転駆動部材であるローラ32aおよびローラ32c、搬送ベルト32b、駆動ベルト(不図示)などである。いずれの回転部位も通常稼働モードにおいて回転運動を行い、回転運動に起因した振動の発生源となる。
On the other hand, the
搬送部3を構成する各回転部位の振動成分は、秤量信号を回転部位ごとに定まる回転周波数に対応したバンドパスフィルタを通して取得する。具体的には、搬送部3を構成する各回転部位の回転に係る回転周波数を中心周波数としたバンドパスフィルタを用いて秤量信号を通過させることで、各回転部位の回転による振動が抽出された信号が得られ、その結果、各回転部位の振動成分が得られる。また、搬送部3を構成する各回転部位の回転に係る回転周波数に基づいて秤量信号をFFT(Fast Fourier Transform)解析し、FFT解析の結果から得られる各回転部位の回転に係る回転周波数のパワーから、各回転部位の振動成分を算出することも可能である。
The vibration component of each rotating portion constituting the conveying
さらに、振動測定部71bは、上記のようにして得られた各回転部位の振動成分に係るばらつき量(計量誤差量:統計学における標準偏差や分散などの散布度に相当)を計算するようになっている。搬送部3を構成する各回転部位の振動成分に係るばらつき量は、一例として、各回転部位の振動成分に係る計量誤差量として標準偏差の3倍の値(3σ値)を用いることができる。
Further, the
初期状態取込モードでは搬送ベルト32bの搬送速度が変更され、振動測定部71bは、各搬送速度(例えばN通りの搬送速度V1~VNのそれぞれ)における搬送部3を構成する各回転部位の振動成分に係るばらつき量を計算する。初期状態取込モードでは、このように計算された各回転部位の振動成分に係るばらつき量は、搬送ベルト32bの搬送速度に関連付けられた状態で初期ばらつき量記憶部74に出力される。
In the initial state acquisition mode, the conveying speed of the conveying
一方、診断モードでは、搬送ベルト32bの搬送速度が特定の搬送速度に固定されており、振動測定部71bは、特定の搬送速度における搬送部3の各回転部位の振動成分に係るばらつき量を計算する。診断モードでは、このように計算された各回転部位の振動成分に係るばらつき量は劣化判定部75に出力される。
On the other hand, in the diagnosis mode, the conveying speed of the conveying
初期ばらつき量記憶部74は、電源を切っても記憶内容が保持される不揮発性の記憶媒体などであり、初期状態取込モードにおいて振動測定部71bにより計算された搬送部3を構成する各回転部位の振動成分に係る計量誤差を表すばらつき量を、初期ばらつき量として記憶するようになっている。初期状態取込モードでは搬送ベルト32bの搬送速度を変更しながら、初期ばらつき量が記憶される。例えば搬送ベルト32bの搬送速度を所定の速度範囲ごとに複数段階に分け、各段階の搬送速度(例えばN通りの搬送速度V1~VNのそれぞれ)に関連付けられた各回転部位の振動成分に係るばらつき量が初期ばらつき量記憶部74に記憶される。なお、搬送ベルト32bの搬送速度は被計量物Wの品種によって異なっており、搬送ベルト32bの搬送速度が取り得る範囲を網羅する初期ばらつき量を初期ばらつき量記憶部74に記憶することで、被計量物Wがどの品種であっても、診断モード実行時に適切な初期ばらつき量を読み出すことができるようになる。
The initial variation
上述したように、初期状態取込モードは頻繁に行われるものではなく、例えば搬送部3のいずれかの回転部位が部品交換または修理された後に行われるものである。初期ばらつき量記憶部74に記憶された初期ばらつき量は、搬送部3を構成する各回転部位が劣化していない正常な状態を示す基準値として用いられる。
As described above, the initial state capture mode is performed infrequently, for example, after any rotating portion of the conveying
劣化判定部75は、搬送部3を構成する各回転部位の劣化を判定する劣化判定処理を行い、その判定結果を出力するようになっており、診断モードにおいて動作する。搬送部3のいずれの回転部位も劣化していないと判定された場合、劣化判定部75が出力する判定結果には、すべての回転部位が劣化していないことを示す情報が含まれる。一方、搬送部3のいずれかの回転部位が劣化していると判定された場合、劣化判定部75が出力する判定結果には、劣化していると判定された回転部位を特定する情報が含まれる。劣化判定部75の判定結果は、例えば表示部10に表示される。
The
診断モードにおける動作時において、劣化判定部75は、搬送ベルト32bの特定の搬送速度における搬送部3を構成する各回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量を振動測定部71bから受けるようになっている。また、劣化判定部75は、搬送ベルト32bの特定の搬送速度に関連付けられて記憶されている各回転部位の振動成分に係る初期ばらつき量を、初期ばらつき量記憶部74から読み出すようになっている。
During the operation in the diagnostic mode, the
劣化判定部75は、振動測定部71bから供給された各回転部位の振動成分に係るばらつき量、初期ばらつき量記憶部74から読み出した各回転部位の振動成分に係るばらつき量の両方のばらつき量に対して、フィルタ設定部77で選択されたフィルタのフィルタ特性に応じた減衰係数を乗じる減衰係数乗算処理を行うようになっている。このようにすることで、フィルタ処理部71aで秤量信号に対して用いられるローパスフィルタの特性に合わせて、搬送部3の各回転部位の振動成分について高周波成分ほどばらつき量が小さくなるようにしている。
The
フィルタ設定部77は、フィルタ処理部71aで用いられるフィルタを選択するものであり、種類や特性の異なる複数のローパスフィルタから、被計量物Wの品種に応じたフィルタを選択するようになっている。フィルタ設定部77は、フィルタ処理部71aで用いられるフィルタを選択して設定するとともに、劣化判定部75における減衰係数乗算処理においても同一のフィルタのフィルタ特性に応じた減衰係数が用いられるように設定する。
The filter setting unit 77 selects a filter used in the
さらに、劣化判定部75は、閾値記憶部76に記憶されている複数の閾値の中から、被計量物Wの品種に関連付けられている閾値を読み出すようになっている。
Further, the
閾値記憶部76は、電源を切っても記憶内容が保持される不揮発性の記憶媒体などであり、劣化判定部75によって行われる搬送部3を構成する各回転部位の劣化の判定における基準ばらつき量として用いられる閾値を記憶しているものである。劣化判定部75で基準ばらつき量として用いられる閾値は、例えば要求精度と同一の値または要求精度から得られる値(例えば、要求精度に1より小さい正の値を掛けた値)であってもよく、あるいは、秤量部21における計量の精度等級または検定目量で定義される許容誤差に応じた複数の閾値の中から選択されてもよい。
The
劣化判定部75は、上述したように、振動測定部71bから供給された各回転部位の振動成分に係るばらつき量に対して減衰係数乗算処理を行った値と、初期ばらつき量記憶部74から読み出した各回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量に対して減衰係数乗算処理を行った値とを取得することができ、これらの値を用いて、閾値記憶部76から読み出した閾値(劣化判定閾値T)を基準ばらつき量とした劣化判定処理を行うことができる。
As described above, the
ここで、図4を参照しながら、劣化判定部75による劣化判定処理の概要について説明する。図4には、縦軸が重量ばらつき量3σ値(標準偏差σの3倍の値)(単位:g)であり、横軸が被計量物Wである検査品の質量(単位:g)の数値軸が設定されている。また、図4には、精度等級3級、検定目量e=0.1gの秤量器における数値やグラフが示されている。
Here, an outline of deterioration determination processing by the
図4中に描かれている要求精度のグラフは、検査品の質量と重量ばらつき量3σ値との関係を示すものである。例えば、ある検査品の質量に対して、重量バラつき3σ値で表される要求精度が定まることを示している。 The required accuracy graph in FIG. 4 shows the relationship between the mass of the product to be inspected and the weight variation 3σ value. For example, it indicates that the required accuracy represented by the weight variation 3σ value is determined for the mass of a certain inspection item.
また、図4中に描かれている要求精度のグラフは、検査品の質量と重量ばらつき量3σ値との関係を示すものであり、ある検査品の質量に対して重量バラつき3σ値で表される要求精度の値が定まることを示している。図4の例では、検査品の質量m(単位:g)に対して要求精度(単位:g)が定まり、この要求精度を劣化判定閾値Tとしている。 The required accuracy graph in FIG. 4 shows the relationship between the mass of the inspection item and the 3σ value of the amount of variation in weight. It shows that the value of the required accuracy is determined. In the example of FIG. 4, the required accuracy (unit: g) is determined for the mass m (unit: g) of the product to be inspected, and this required accuracy is used as the threshold value T for determining deterioration.
また、図4中には、検査品の質量mに対して定まる「予め測定したばらつき量B」(単位:g)と「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」(単位:g)とが柱状要素で表されている。 In addition, in FIG. 4, there are shown a “preliminarily measured variation amount B” (unit: g) and an “initial variation amount C” (unit: g ) are represented by columnar elements.
「予め測定したばらつき量B」は、計量装置1全体の初期計量誤差量である。「予め測定したばらつき量B」は、予め測定された繰り返し精度である基準ばらつき量であり、推定精度や検定量で定義される許容誤差など、被計量物Wの計量値に許容される誤差範囲に基づいて設定されてもよい。また、劣化判定部75は、初期ばらつき量記憶部74から読み出した初期ばらつき量に基づいて、「予め測定したばらつき量B」を算出してもよい。具体的には、劣化判定部75は、検査品の質量mに対応した搬送速度に関連付けられて記憶されている搬送部3を構成する各回転部位の振動成分に係る初期ばらつき量を初期ばらつき量記憶部74から読み出し、これらすべての回転部位の振動成分に係るばらつき量に対して減衰係数乗算処理を行った値の総和を「予め測定したばらつき量B」としてもよい。
The “variation amount B measured in advance” is the initial weighing error amount of the weighing
「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」は、搬送部3のある回転部位(判定対象の回転部位)の振動成分に係る初期計量誤差量である。劣化判定部75は、初期ばらつき量記憶部74から読み出した初期ばらつき量に基づいて、「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」を算出することができる。具体的には、劣化判定部75は、検査品の質量mに対応した搬送速度に関連付けられて記憶されている各回転部位の振動成分に係るばらつき量を初期ばらつき量記憶部74から読み出し、ある回転部位の振動成分に係るばらつき量に対して減衰係数乗算処理を行った値を「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」とすることができる。
The “initial variation amount C related to the vibration component of a certain rotating part” is the initial weighing error amount related to the vibration component of a certain rotating part (rotating part to be determined) of the
また、図4中には、「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」(単位:g)が示されている。「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」は、搬送部3のある回転部位(判定対象の回転部位)の振動成分に係る現在の計量精度(誤差量)である。劣化判定部75は、振動測定部71bから供給された値に基づいて、「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」を算出することができる。具体的には、劣化判定部75は、振動測定部71bから供給された各回転部位の振動成分に係るばらつき量に対して減衰係数乗算処理を行った値を「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」とすることができる。
FIG. 4 also shows the "current variation amount A regarding the vibration component of a certain rotating part" (unit: g). The “current variation amount A related to the vibration component of a certain rotating part” is the current weighing accuracy (error amount) related to the vibration component of a certain rotating part of the transport unit 3 (rotating part to be determined). The
劣化判定部75は、「予め測定したばらつき量B」から「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」を減算して「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」を加算した値(すなわち、B-C+A)を計算して計算結果と閾値とを比較し、計算結果が所定の範囲内であるかどうかでその回転部位が劣化しているかどうかを判定する。劣化を判定する所定の範囲は、例えば1つの閾値で設定される範囲であってもよく、秤量部21における計量の精度等級または検定目量で定義される許容誤差に応じた複数の閾値で設定される範囲であってもよい。計算結果(B-C+A)は、計量装置1全体の初期状態の計量精度に対して、判定対象の回転部位のみを現在の計量精度に置換した場合を表している。すなわち、計算結果(B-C+A)は、初期状態に対して判定対象の回転部位のみ現在のものに置換した仮想的な構成を表しており、判定対象の回転部位以外の振動成分に係るばらつき量は加味せずに、判定対象の回転部位のみの振動成分に係る現在のばらつき量を考慮したものである。この仮想的な構成が計量装置1全体に求められる要求精度を満たさない場合には、この判定対象の回転部位は、部品交換や修理が必要なほど劣化していると判定される。
The
また、表示部10は、図1に示すように、装置本体部2の搬送部3側の上端部に設けられ、液晶ディスプレイなどの表示デバイスで構成される。
Further, as shown in FIG. 1, the
表示部10は、計量装置1の動作モードが計量モードのときにおいては、計量装置1の動作状態、被計量物Wの計量値、良否判定結果を表示し、計量装置1の動作モードが設定モードのときにおいては、各種設定に関する表示を行うようになっている。なお、表示部10は、表示された数字、文字などがタッチ操作により入力されるタッチパネルとして構成し、操作部11として使用してもよい。
When the operation mode of the weighing
計量装置1の後段に接続される選別部5は、計量装置1が出力した測定結果、良否判定結果や重量ランク判定結果などの判定結果に応じて被計量物Wを振り分けるようになっている。
The
計量装置1の後段に接続される選別部5は、選別機構部5aと、被計量物Wを搬送ベルト5dで搬送する選別コンベア5bと、により構成されており、選別機構部5aは、例えば、押し出し型の選別機構により構成されている。選別機構部5aは、良品と不良品とを選別できるものであればよく、フリッパ機構、ドロップアウト機構、エアジェット機構などの選別機構で構成してもよい。
The
選別機構部5aは、上流の秤量コンベア32から搬送される被計量物Wが選別コンベア5bで矢印B方向に搬送されている間に、不良品と判定された被計量物Wに対して搬送ベルト5dの側面方向への押し出しやジェットエアの吹き付けを行うようになっており、不良の被計量物Wを搬送ベルト5d上から排出し、良品の被計量物Wと区別することにより選別を行っている。
The
また、搬送ベルト5dは、ローラ5cおよびローラ5cに対向して配置されるローラ(不図示)と、これらのローラに巻き付けられている無端状の搬送ベルトとして構成されており、測定を終了した被計量物Wを所定の速度で下流側に搬送するようになっている。
The
以下、本発明の実施の形態に係る計量装置1における動作について説明する。本発明の実施の形態に係る計量装置1は、通常稼働モード、初期状態取込モード、診断モードの各動作を実行するようになっている。
The operation of the weighing
本発明の実施の形態に係る計量装置1における通常稼働モードの動作について説明する。通常稼働モードでは、秤量部21が、搬送部3で搬送されている被計量物Wの計量を行い、被計量物Wの計量結果を含む秤量信号を出力する。フィルタ処理部71aが、秤量部21から出力された秤量信号に対してフィルタ処理を行い、計量部72が、フィルタ処理部71aから出力された信号処理済の秤量信号に基づいて被計量物Wの計量値を算出する。そして、良否判定部73が、計量部72により算出された個々の重量の測定結果に基づき、被計量物Wの良否を判定する。
The operation of the weighing
次に、本発明の実施の形態に係る計量装置1における初期状態取込モードの動作について説明する。図5は、本発明の実施の形態に係る計量装置1における初期状態取込モードの動作の一例を示すフローチャートである。
Next, operation of the initial state capture mode in the weighing
通常稼働モードでは、秤量部21が、搬送部3で搬送されている被計量物Wの計量を行うのに対し、初期状態取込モードでは、被計量物Wが搬送部3上に無い状態で搬送部3を動作させたときに秤量部21から出力される秤量信号が用いられる。
In the normal operation mode, the weighing
初期状態取込モードで動作を行うよう指示する信号を受けると、搬送制御部13は、総合制御部7と協働して、所定のループ処理を開始する。なお、ここでは一例として、搬送制御部13は、搬送ベルト32bの搬送速度が取り得る範囲を複数段階(例えば、各段階における速度範囲の中心値が搬送速度V1~VNのN通り)に分けることで、あらゆる搬送速度(すなわち、あらゆる品種)に対応できる初期ばらつき量を記憶する動作について説明する。
Upon receiving a signal instructing to operate in the initial state capture mode, the
搬送制御部13は、ループ処理の最大値として設定するとともに(ステップS101)、ループ処理の変数iをi=1に設定する(ステップS102)。そして、搬送制御部13は、駆動モータ12の駆動を制御して、搬送ベルト32bを搬送速度Vi=1で動作させる(ステップS103)。この状態で、秤量信号が秤量部21から信号処理部71の振動測定部71bへ出力される。
The
振動測定部71bは、例えば、搬送部3を構成する各回転部位の回転に係る回転周波数を中心周波数としたバンドパスフィルタを用いて秤量信号を通過させたフィルタ処理済みの秤量信号から、各回転部位の振動成分を測定し、さらに、この振動成分の測定結果から、各回転部位の振動成分に係るばらつき量を計算する(ステップS104)。
The
振動測定部71bは、搬送部3を構成する各回転部位の振動成分に係るばらつき量を、現在設定されている搬送速度(ここでは搬送速度Vi=1)と関連付けて初期ばらつき量記憶部74に記憶する(ステップS105)。そして、変数iがループ処理の最大値Nに到達しているかどうかを判定し(ステップS106)、変数iがループ処理の最大値Nに到達していない場合(ステップS106のNO)、すなわち、変数iがループ処理の最大値Nより小さい場合には、変数iをインクリメントして(ステップS107)、ステップS103以降の処理を繰り返し行われる。変数iがループ処理の最大値Nに到達した場合(ステップS106のYES)、初期状態取込モードに係る動作は終了となる。
The
これにより、変数i=1~Nまで同様の処理が行われ、N通りの搬送速度Vi=1~Nのそれぞれに対して関連付けられた各回転部位の振動成分に係るばらつき量が、初期ばらつき量として初期ばらつき量記憶部74に記憶される。
As a result, similar processing is performed for variables i=1 to N, and the amount of variation related to the vibration component of each rotating portion associated with each of the N different conveying speeds Vi =1 to N is the initial variation. The amount is stored in the initial variation
次に、本発明の実施の形態に係る計量装置1における診断モードの動作について説明する。図6は、本発明の実施の形態に係る計量装置1における診断モードの動作の一例を示すフローチャートである。
Next, operation of the diagnostic mode in the weighing
診断モードにおいても、初期状態取込モードと同様に、被計量物Wが搬送部3上に無い状態で搬送部3を動作させた状態で秤量部21から出力される秤量信号が用いられる。
In the diagnosis mode, similarly to the initial state acquisition mode, the weighing signal output from the weighing
診断モードで動作を行うよう指示する信号を受けると、搬送制御部13は、駆動モータ12の駆動を制御して、搬送ベルト32bを現在設定されている特定の搬送速度VD(例えば、N通りの搬送速度V1~VNのうちのいずれかの搬送速度)で動作させる(ステップS201)。この状態で、秤量信号が秤量部21から信号処理部71の振動測定部71bへ出力される。
Upon receiving the signal instructing to operate in the diagnosis mode, the
振動測定部71bは、例えば、搬送部3を構成する各回転部位の回転に係る回転周波数を中心周波数としたバンドパスフィルタを用いて秤量信号を通過させたフィルタ処理済みの秤量信号から、各回転部位の振動成分を測定し、さらに、この振動成分の測定結果から、搬送部3の各回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量を計算する(ステップS202)。この計算結果は劣化判定部75に出力される。
The
劣化判定部75は、搬送部3を構成する各回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量を振動測定部71bから受け、搬送ベルト32bの現在の搬送速度(特定の搬送速度VD:ただし、Dは1~Nのうちのいずれかの整数)と関連付けられて記憶されている各回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量(初期ばらつき量)を、初期ばらつき量記憶部74から読み出す(ステップS203)。なお、搬送ベルト32bの搬送速度が取り得る範囲が所定の速度範囲ごとに区切って複数段階に分けられている場合には、劣化判定部75は、搬送ベルト32bの現在の搬送速度が含まれる段階に関連付けられている各回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量を読み出す。
The
劣化判定部75は、振動測定部71bから供給された各回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量、初期ばらつき量記憶部74から読み出した各回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量の両方のばらつき量に対して、フィルタ設定部77で選択されたフィルタ特性に応じた減衰係数を乗じる減衰係数乗算処理を行う(ステップS204)。このときのフィルタは、搬送ベルト32bの特定の搬送速度VDに対応した被計量物Wの品種に応じたフィルタであり、フィルタ処理部71aで用いられるフィルタと同一である。
The
劣化判定部75は、搬送ベルト32bの現在設定されている特定の搬送速度VDに対応した被計量物Wの品種に関連付けられている閾値を閾値記憶部76から読み出す(ステップS205)。
The
劣化判定部75は、振動測定部71bから供給された各回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量に対して減衰係数乗算処理を行った値と、初期ばらつき量記憶部74から読み出した各回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量に対して減衰係数乗算処理を行った値とを取得することができ、これらの値を用いて、閾値記憶部76から読み出した閾値(劣化判定閾値T)を基準ばらつき量とした劣化判定処理を行う。より具体的には、劣化判定部75は、「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」、「予め測定したばらつき量B」、「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」に基づいて計算を行い、その計算結果と閾値とを比較して、計算結果が閾値を超えている場合には判定対象の回転部位が劣化していると判定する(ステップS206)。
The
劣化判定部75は、劣化判定処理における判定結果を表示部10に表示させ(ステップS207)、診断モードに係る動作は終了となる。例えば劣化していると判定された回転部位がある場合には、その回転部位を特定する情報が表示部10に表示される。ユーザはこの情報を表示部10において視認でき、劣化した回転部位の部品交換や修理を行うことで、計量装置1の計量性能を良好に保ち、計量精度を維持することができるようになる。また、このように部品交換や修理を行った場合には、初期ばらつき量記憶部74に記憶されている初期ばらつき量を再設定(更新)することが望ましい。初期ばらつき量の再設定は、部品交換や修理を行った回転部位に関してのみ行われてもよく、初期ばらつき量記憶部74内のすべての初期ばらつき量に関して行われてもよい。
The
以下、図6のステップS206において実行される劣化判定部75の劣化判定処理、すなわち、「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」、「予め測定したばらつき量B」、「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」に基づいて、搬送部3を構成する各回転部位の劣化の判定を行う劣化判定処理について、具体的な例を挙げながら説明する。
Hereinafter, the deterioration determination process of the
ここでは、搬送部3が、搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの3つの回転部位のそれぞれが連結されて構成されており、各回転部位の振動成分に係るばらつき量として、標準偏差の3倍の値(3σ値)を用いるものとする。また、初期ばらつき量記憶部74には搬送ベルト32bの3段階の搬送速度(V1~V3)に関連した初期ばらつき量が記憶されているものとする。さらに、現在設定されている搬送速度V2について、計量装置1全体として要求精度を満たすことができなくなっているほど劣化している回転部位があるかどうかの判定を行うものとする。
Here, the conveying
搬送部3を構成する回転部位が搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの3つ存在し、搬送ベルト32bの3段階の搬送速度に関連して初期ばらつき量を取り込んでいることから、初期状態取込モードの実行により、初期ばらつき量記憶部74には、搬送速度V1における搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々の初期の3σ値、搬送速度V2における搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々の初期の3σ値、搬送速度V3における搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々の初期の3σ値の合計9つの初期の3σ値が記憶されている。
There are three rotating parts that constitute the
この状態において診断モードが開始され、例えば搬送速度V2で搬送ベルト32bを動作するようになっている場合、劣化判定部75には、搬送速度V2における搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々の現在の3σ値が振動測定部71bから供給される。また、劣化判定部75は、搬送ベルト32bが搬送速度V2で駆動されていることから、搬送速度V2における搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々の初期の3σ値を読み出す。
In this state, the diagnosis mode is started and, for example, when the
劣化判定部75は、これらの3σ値に対して減衰係数乗算処理を行って、搬送速度V2における搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々の現在の3σ値から、減衰係数乗算処理後の3σ値(現在の3σF値と記載する)が計算され、搬送速度V2における搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々の初期の3σ値から、減衰係数乗算処理後の3σ値(初期の3σF値と記載する)が計算される。
The
また、劣化判定部75は、閾値記憶部76から閾値THを読み出す。この閾値THは、例えば、搬送速度V2で搬送される被計量物Wに求められている要求精度から得られる値である。
Further, the
劣化判定部75は、これらの値に基づいて、劣化判定処理を行うことが可能である。図7(A)~(C)に、劣化判定処理に係る計算および劣化判定を視覚化した一例を示す。
The
なお、図7(A)~(C)では、各回転部位に係る3σF値が、箱型の図形要素の縦方向の長さによって表されている。一方、箱型の図形要素の横方向の長さには数学的な意味はない。また、搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの3σF値を表す図形要素には、それぞれ「ベルト」、「モータ」、「ローラ」の文字列が記載されている。また、初期の3σF値を表す図形要素には「(INT)」の文字列が記載されており、現在の3σF値を表す図形要素には「(CUR)」の文字列が記載されている。
In FIGS. 7A to 7C, the 3σ F value for each rotating portion is represented by the vertical length of the box-shaped graphic element. On the other hand, the horizontal length of a box-shaped graphic element has no mathematical meaning. The graphic elements representing the 3σ F values of the conveying
「予め測定したばらつき量B」は、計量装置1全体の初期計量誤差量である。例えば、搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々の初期の3σF値の総和を「予め測定したばらつき量B」とみなすことができる。「予め測定したばらつき量B」は、図7(A)中のベルト(INT)、モータ(INT)、ローラ(INT)の各図形要素の縦方向の長さを足し合わせたものに相当する。
The “variation amount B measured in advance” is the initial weighing error amount of the weighing
ここで、それぞれが連結された複数の回転部位によって構成される搬送部3を動作させたときに、各回転部位に対応する振動成分に係る計量誤差を表すばらつき量について補足説明する。一般に、独立事象について平均と分散は加法性を有する。しかしながら、本発明に係る計量装置1の搬送部3のように、それぞれが連結された複数の回転部位で構成された場合に各回転部位の振動成分に係る計量誤差は、単純に各統計量を加減演算しても精度良く評価されない。一方で、ある特定の構造および動作条件で動作する搬送部3において、被計量物Wの無い状態で出力される秤量信号に基づいて回転部位の劣化を判定する場合には、その搬送部3における時系列上での変動のみを評価すればよいので、各統計量間の独立性は重視されない。なお、ばらつきを表す統計量として標準偏差を用いる点については、基準ばらつき量を計量値と同次元(単位)で設定できるという点で好適であるので、本実施の形態では標準偏差を用いて記述する。
Here, a supplementary explanation will be given on the amount of variation representing the weighing error associated with the vibration component corresponding to each rotating portion when the conveying
「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」は、搬送部3のある回転部位(判定対象の回転部位)の振動成分に係る初期計量誤差量である。例えば、搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々の初期の3σF値を「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」とみなすことができる。「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」は、図7(A)中のベルト(INT)、モータ(INT)、ローラ(INT)の各図形要素の縦方向の長さに相当する。
The “initial variation amount C related to the vibration component of a certain rotating part” is the initial measurement error amount related to the vibration component of a certain rotating part of the transport unit 3 (rotation part to be determined). For example, the initial 3σ F value of each of the conveying
「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」は、搬送部3のある回転部位(判定対象の回転部位)の振動成分に係る現在の計量誤差量である。例えば、搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々の現在の3σF値を「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」とみなすことができる。「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」は、図7(B)中のベルト(CUR)、モータ(CUR)、ローラ(CUR)の各図形要素の縦方向の長さに相当する。
The “current variation amount A related to the vibration component of a certain rotating part” is the current measurement error amount related to the vibration component of a certain rotating part of the transport unit 3 (rotation part to be determined). For example, the current 3σ F value of each of the conveying
劣化判定部75は、上述したように、「予め測定したばらつき量B」から「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」を減算して「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」を加算した値(すなわち、B-C+A)を計算し、その計算結果と閾値とを比較して、計算結果が閾値を超えている場合には判定対象の回転部位が劣化していると判定することができる。図7(C)に、搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々を判定対象とした場合の「B-C+A」を示す。
As described above, the
図7(C)に示すように、判定対象が搬送ベルト32bの場合の「B-C+A」は、ベルト(CUR)、モータ(INT)、ローラ(INT)の各図形要素の縦方向の総和となる。この総和は閾値THを超えており、劣化判定部75は搬送ベルト32bが劣化していると判定する。
As shown in FIG. 7(C), "BC+A" in the case where the determination target is the
図7(C)に示すように、判定対象が駆動モータ12の場合の「B-C+A」は、ベルト(INT)、モータ(CUR)、ローラ(INT)の各図形要素の縦方向の総和となる。この総和は閾値THを超えておらず、劣化判定部75は駆動モータ12が劣化していないと判定する。
As shown in FIG. 7(C), when the determination target is the driving
図7(C)に示すように、判定対象がローラ32cの場合の「B-C+A」は、ベルト(INT)、モータ(INT)、ローラ(CUR)の各図形要素の縦方向の総和となる。この総和は閾値THを超えておらず、劣化判定部75はローラ32cが劣化していないと判定する。
As shown in FIG. 7(C), "BC+A" when the determination target is the
以上のように、図7(A)~(C)の例では、劣化判定処理によって搬送ベルト32bは劣化しているが、駆動モータ12およびローラ32cは劣化していないと判定される。劣化判定部75は、搬送ベルト32bが劣化しているという判定結果を表示部10に表示させ、その結果、搬送ベルト32bの交換や修理を促すことができる。例えば、搬送ベルト32bが正常な状態のものに交換されると、搬送ベルト32bの現在の3σF値は、搬送ベルト32bの初期の3σF値と同等な程度にまで戻るため、計量装置1全体の計量性能および計量精度を向上させることができる。
As described above, in the example of FIGS. 7A to 7C, the deterioration determination process determines that the
また、図8(A)~(C)に、劣化判定処理に係る計算および劣化判定を視覚化した別の一例を示す。図8(A)~(C)は、駆動モータ12の現在の3σF値がより大きくなっている点でのみ図7(A)~(C)と異なっている。
In addition, FIGS. 8A to 8C show another example of visualizing the calculation and deterioration judgment related to the deterioration judgment process. 8(A)-(C) differ from FIGS. 7(A)-(C) only in that the current 3σ F -value of
図8(C)に示すように、判定対象が搬送ベルト32bの場合の「B-C+A」は、ベルト(CUR)、モータ(INT)、ローラ(INT)の各図形要素の縦方向の総和となる。この総和は閾値THを超えており、劣化判定部75は搬送ベルト32bが劣化していると判定する。
As shown in FIG. 8(C), "B−C+A" when the object of determination is the conveying
図8(C)に示すように、判定対象が駆動モータ12の場合の「B-C+A」は、ベルト(INT)、モータ(CUR)、ローラ(INT)の各図形要素の縦方向の総和となる。この総和は閾値THを超えており、劣化判定部75は駆動モータ12が劣化していると判定する。
As shown in FIG. 8(C), when the determination target is the
図8(C)に示すように、判定対象がローラ32cの場合の「B-C+A」は、ベルト(INT)、モータ(INT)、ローラ(CUR)の各図形要素の縦方向の総和となる。この総和は閾値THを超えておらず、劣化判定部75はローラ32cが劣化していないと判定する。
As shown in FIG. 8(C), "BC+A" when the determination target is the
以上のように、図8(A)~(C)の例では、劣化判定処理によって搬送ベルト32bおよび駆動モータ12は劣化しているが、ローラ32cは劣化していないと判定される。劣化判定部75は、搬送ベルト32bおよび駆動モータ12が劣化しているという判定結果を表示部10に表示させ、その結果、搬送ベルト32bおよび駆動モータ12の交換や修理を促すことができる。例えば、搬送ベルト32bおよび駆動モータ12が正常な状態のものに交換されると、搬送ベルト32bおよび駆動モータ12の現在の3σF値は、搬送ベルト32bおよび駆動モータ12の初期の3σF値と同等な程度にまで戻るため、計量装置1全体の計量性能および計量精度を向上させることができる。
As described above, in the examples of FIGS. 8A to 8C, the deterioration determination process determines that the conveying
図7(A)~(C)の例では、ベルト(INT)、モータ(INT)、ローラ(INT)のうちのいずれか1つが劣化していると判定される場合を示し、図8(A)~(C)の例では、ベルト(INT)、モータ(INT)、ローラ(INT)のうちの2つが劣化していると判定される場合を示している。なお、搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々を判定対象とした場合の「B-C+A」がいずれも閾値THを超えている場合もあり、この場合には、搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cのすべてが劣化していると判定される。また、搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cの各々を判定対象とした場合の「B-C+A」がいずれも閾値THを超えていない場合もあり、この場合には、搬送ベルト32b、駆動モータ12、ローラ32cのすべてが劣化していないと判定される。
The examples of FIGS. 7A to 7C show the case where it is determined that any one of the belt (INT), motor (INT), and roller (INT) has deteriorated, and FIG. ) to (C) show cases where it is determined that two of the belt (INT), motor (INT), and roller (INT) have deteriorated. It should be noted that there is a case where "B−C+A" when each of the conveying
以上説明したように、本実施の形態に係る計量装置1は、それぞれが連結された複数の回転部位によって構成される搬送部3を支持し、該搬送部3と被計量物Wの荷重に基づいて秤量信号を出力する秤量部21と、秤量信号を信号処理して被計量物Wの計量値を算出する計量部72と、を備えた計量装置において、被計量物Wが搬送部3上に無い状態で搬送手段3を動作させたときに秤量部21が出力する秤量信号に基づいて、複数の回転部位のそれぞれに対応した振動成分を測定する振動測定部71bと、振動測定部71bによって予め測定された複数の回転部位のそれぞれに対応した振動成分に係る計量誤差を表すばらつき量を算出し、初期ばらつき量として記憶する初期ばらつき量記憶部74と、複数の回転部位のうちの一の回転部位について振動測定部71bにより測定された振動成分に係る計量誤差を表すばらつき量と、複数の回転部位のうちの他の回転部位に対する初期ばらつき量と、予め設定された基準ばらつき量と、に基づいて、一の回転部位の劣化を判定して判定結果を出力する劣化判定部75と、を備えたことを特徴とする。
As described above, the weighing
この構成により、搬送部3を構成する複数の回転部位について、被計量物Wの計量に要求される精度を満たすことができない劣化状態にあるかを、この回転部位によって生じるばらつき値、他の回転部位について記憶している初期ばらつき値および基準ばらつき値に基づいて判定することができる。したがって、摩耗やがたつきなどにより劣化した回転部位のみを交換または修理することで、計量装置1の計量性能を良好に保って計量精度を維持することができるようになり、また、故障する前の早期に回転部位の劣化を検知することで、故障による生産停止を避けられ、生産ラインのダウンタイムを低減することができるようになる。
With this configuration, it is possible to determine whether the plurality of rotating parts that constitute the conveying
また、本実施の形態に係る計量装置1では、劣化判定部75が、複数の回転部位のそれぞれを劣化の判定対象とし、被計量物Wが搬送部3上に無い状態で搬送部3を動作させたときに秤量部21が出力する秤量信号に係る計量誤差を表すばらつき量を算出し、該ばらつき量に対して判定対象の一の回転部位のばらつき量を加算し、該回転部位の初期ばらつき量を減算して、各回転部位の劣化を判定することを特徴とする。
Further, in the weighing
この構成により、劣化判定部75は、「予め測定したばらつき量B」から「ある回転部位の振動成分に係る初期のばらつき量C」を減算して、「ある回転部位の振動成分に係る現在のばらつき量A」を加算した値(B-C+A)に基づいて、判定対象の回転部位の劣化を判定することができるようになる。
With this configuration, the
また、本実施の形態に係る計量装置1では、基準ばらつき量が、秤量部21における被計量物Wの計量値に許容される誤差範囲に基づいて、設定されることを特徴とする。
Further, the weighing
この構成により、秤量部21について要求される計量の精度等級または検定目量で定義される許容誤差に応じて搬送部3を構成する各回転部位の劣化を判定することができるようになる。
With this configuration, it is possible to determine the deterioration of each rotating part that constitutes the conveying
また、本実施の形態に係る計量装置1では、複数の回転部位のいずれかの回転部位に対応した振動成分に係る計量誤差を表すばらつき量を、該回転部位の初期ばらつき量として、初期ばらつき量記憶部74に記憶することを特徴とする。
Further, in the weighing
この構成により、部品交換または修理が行われた回転部位について、初期ばらつき量記憶部74に記憶している初期ばらつき量を、新たに測定された振動成分に係るばらつき量に更新して記憶することができるようになる。
With this configuration, the initial variation amount stored in the initial variation
また、本実施の形態に係る計量装置1では、搬送部3で実現される複数の異なる搬送速度のそれぞれに関連付けられた初期ばらつき量を、初期ばらつき量記憶部74に記憶することを特徴とする。
Further, the weighing
この構成により、複数の搬送速度のそれぞれに関連付けられている複数の被計量物Wの品種に対応して、搬送部3の各回転部位の劣化を容易に判定することができるようになる。
With this configuration, it is possible to easily determine the deterioration of each rotating portion of the conveying
以上のように、本発明に係る計量装置は、被計量物の計量に要求される精度を満たすことができなくなった原因となる搬送手段の回転部位を特定することができるという効果を有し、肉、魚、加工食品、医薬品などの被計量物を搬送しながら計量して被計量物の良否を判定する計量装置として有用である。 As described above, the weighing device according to the present invention has the effect of being able to identify the rotating part of the conveying means that causes the failure to satisfy the accuracy required for weighing the object to be weighed. It is useful as a weighing device that weighs objects such as meat, fish, processed foods, and pharmaceuticals while transporting them to determine the quality of the objects.
1 計量装置
2 装置本体部
2a 収納筐体
3 搬送部(搬送手段)
4 搬入センサ
4a 投光部
4b 受光部
5 選別部
5a 選別機構部
5b 選別コンベア
5c、31a、31c、32a、32c ローラ
5d、31b、32b 搬送ベルト
7 総合制御部
10 表示部
11 操作部
12 駆動モータ
13 搬送制御部
14 ベルトコンベア
21 秤量部(秤量手段)
31 助走コンベア
32 秤量コンベア
71 信号処理部
71a フィルタ処理部
71b 振動測定部(振動測定手段)
72 計量部(計量手段)
73 良否判定部
74 初期ばらつき量記憶部(初期ばらつき量記憶手段)
75 劣化判定部(劣化判定手段)
76 閾値記憶部
77 フィルタ設定部
80 モード切替部
W 被計量物
REFERENCE SIGNS
4 carry-in
31 run-up
72 weighing unit (weighing means)
73
75 deterioration determination unit (deterioration determination means)
76 threshold storage unit 77
Claims (5)
前記被計量物が前記搬送手段上に無い状態で前記搬送手段を動作させたときに前記秤量手段が出力する前記秤量信号に基づいて、前記複数の回転部位のそれぞれに対応した振動成分を測定する振動測定手段と、
前記振動測定手段によって予め測定された前記複数の回転部位のそれぞれに対応した振動成分に係る計量誤差を表すばらつき量を算出し、初期ばらつき量として記憶する初期ばらつき量記憶手段と、
前記複数の回転部位のうちの一の回転部位について前記振動測定手段により測定された前記振動成分に係る計量誤差を表すばらつき量と、前記複数の回転部位のうちの他の回転部位に対する前記初期ばらつき量と、予め設定された基準ばらつき量と、に基づいて、前記一の回転部位の劣化を判定して判定結果を出力する劣化判定手段と、を備えたことを特徴とする計量装置。 Weighing means for supporting conveying means composed of a plurality of connected rotating parts, for outputting a weighing signal based on the weight of the conveying means and the load of the object to be weighed, A weighing device comprising weighing means for calculating a weighing value of an object to be weighed,
Vibration components corresponding to each of the plurality of rotating parts are measured based on the weighing signal output by the weighing means when the conveying means is operated without the object to be weighed on the conveying means. a vibration measuring means;
initial variation amount storage means for calculating an amount of variation representing a weighing error associated with each of the vibration components corresponding to each of the plurality of rotating parts measured in advance by the vibration measuring means and storing the amount as an initial variation amount;
A variation amount representing a weighing error related to the vibration component measured by the vibration measuring means for one rotating portion of the plurality of rotating portions, and the initial variation for other rotating portions of the plurality of rotating portions. and deterioration determining means for determining deterioration of the one rotating portion based on the amount and a preset reference variation amount, and outputting a determination result.
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