JPH04268419A - 自動重量選別機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】　　本発明は、重量測定部に次々
と試料を搬入・搬出しつつ、重量測定部による各試料の
測定値とあらかじめ設定された重量レベルから各試料の
重量を自動的に選別する装置に関し、例えば試料の充填
量をチェックして良品と不良品に分類する等に使用され
る、オートチェッカー等とも称される装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】　　この種の重量選別機では、一般に、
重量測定部として計量コンベア等を用い、その前後に搬
入コンベアおよび搬出コンベア等を設け、計量コンベア
上に乗った試料重量を順次計測して、良品・不良品等に
振り分けるよう構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】　　以上のような装置
においては、その構成上、重量測定部に試料が乗ってか
らその測定出力が立ち上がり、一定値に落ち着くまでに
は所定の時間がかかる。このため、選別スピードを速く
すると選別精度が悪くなり、逆に選別精度を重視すると
単位時間当たりの処理個数が落ちるという問題があった
。

【０００４】この発明の目的は、選別精度を落とすこと
なく単位時間当たりの処理個数を増大させることのでき
る自動重量選別機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】　　上記の目的を達成す
るための構成を、図１に示す基本概念図を参照しつつ説
明すると、本発明は、重量測定部ａと、その重量測定部
ａに順次試料Ｗを搬入および搬出する試料搬入部ｂおよ
び試料搬出部ｃと、重量測定部ａからの重量データとあ
らかじめ設定された１つまたは複数の重量レベルとの比
較によりその試料Ｗの重量範囲を判定する判定手段ｄと
、その判定結果に基づいて搬出された試料Ｗを振り分け
る試料振り分け手段ｅを備えた装置において、重量測定
部ａに試料重量が作用する向きと同じ向きの力を加える
力発生手段ｆと、重量測定部ａに試料Ｗが乗り終わった
ことを検知する検知手段ｇと、力発生手段ｆによる発生
力を制御する制御手段ｈを有し、その制御手段ｈは、判
定手段ｆによる判定終了後、重量測定部ａに次の試料Ｗ
が乗り終わったことを検知するまでの間、重量測定部ａ
の出力が所定値を保つような力を力発生手段ｆに発生さ
せるように構成されていることによって特徴付けられる
。

【０００６】ここで、力発生手段ｆにより力を加えるこ
とによって、判定手段ｄによる判定終了後に重量測定部
ａの出力を一定に保つべき値としては、その判定に供し
た試料重量値そのもの、あるいは、試料の標準重量値等
を採用することができる。

【０００７】

【作用】　　従来装置において重量測定部の出力が安定
するまでに時間がかかる原因は、前の試料が搬出された
後、重量測定部の出力が零になり、その状態で次の試料
が重量測定機部乗るため、重量センサの応答特性に基づ
く立ち上がりの遅れや、試料載せ降ろしによる衝撃荷重
の影響が落ち着くまでに相当の時間を要するためである
。

【０００８】本発明では、前の試料の重量判定後、その
試料が搬出されて次の試料が重量測定部ａに乗り終わる
までの間、重量測定部ａの出力がその重量値近傍の一定
値を保つように、力発生手段ｆによって外部からダミー
重量を加えることによって、試料を載せ降ろししても、
常に重量測定部ａの出力がほぼ一定の値に保つようにし
、上記した応答遅れや衝撃荷重の影響を少なくし、高精
度で高速度の選別を可能としている。

【０００９】

【実施例】　　図２は本発明実施例の全体構成図で、（
Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図を示している。重量測定
部１は、ロードセル等の重量センサ１ａの受感部にコン
ベア（計量コンベア）１ｂを装着したもので、従来の計
量コンベアと同等の構成のものを基本としている。この
重量測定部１の前後には搬入コンベア２と搬出コンベア
３が配設されている。また、搬出コンベア３の近傍には
、２本のアーム５ａ，５ｂとそのアクチュエータ（図示
せず）からなり、制御コンソール４内の制御部４０から
の指令に基づいて搬出コンベア３上の試料を、良品、（
＋）不良品および（−）不良品のいずれかに振り分ける
振り分け装置５が配設されている。なお、制御コンソー
ル４内には、制御部４０およびその周辺の回路が収容さ
れている。

【００１０】重量測定部１の両側には、光源６と受光素
子７とが配設されており、重量測定部１上に試料が完全
に乗り終わった時点で試料が受光素子７への入射光を遮
るように位置決めされ、この受光素子７の出力から試料
が重量測定部１上に完全に乗り終わったことを知ること
ができるようになっている。重量測定部１のコンベア１
ｂに近接して、このコンベア１ｂに対して下向きの力を
加えることのできる力発生装置８が配置されている。こ
の力発生装置８は、図３に断面図で例示するように電磁
力発生装置によって構成することができる。

【００１１】この図３に示す例では、スピーカのボイス
コイル形マグネットと同じように、円環状の静磁場を作
ってその内部のコイルに電流を流すことによってそのコ
イルに力を発生するようにしたもので、具体的には、永
久磁石８ａ，ポールピース８ｂおよびヨーク８ｃで上記
の静磁場を作る磁気回路を形成し、その静磁場内部に可
動のコイル８ｄを設けている。このような構成において
、磁気回路側を外部に固定し、コイル８ｄを重量測定部
１のコンベア１ｂに装着することによって、コイル８ｄ
に流れる電流に応じた下向きの力がコンベア１ｂ加わる
ように構成されている。

【００１２】図４は本発明実施例の回路構成の例を示す
ブロック図である。制御部４０は、分類すべき重量レベ
ルを設定するための設定部４１と、重量測定部１の重量
センサ１ａからの出力をアンプ９およびＡ−Ｄ変換器１
０を介して採り込んで設定部４１で設定された重量レベ
ルと比較し、その結果を出力する比較部４２と、Ａ−Ｄ
変換器１０の出力を所定のタイミングで記憶する記憶部
４３と、その記憶部４３の内容とＡ−Ｄ変換器１０の出
力の差を刻々と算出する演算部４４、その演算結果の力
発生部８への供給／停止を行うスイッチ部４５、および
受光素子７の出力を採り込んで比較部４２，記憶部４３
およびスイッチ部４５にタイミング信号を供給するタイ
ミングコントロール部４６等によって構成されており、
実際にはマイクロコンピュータによって構成することが
できる。

【００１３】演算部４４の出力はＤ−Ａ変換器１１によ
ってアナログ化された後、スイッチ部４５を介して力発
生装置８に供給され、この信号の大きさによって重量測
定部１の受感部に作用させる力が決定するようになって
いる。具体的には、Ｄ−Ａ変換器１１の出力信号はパワ
ーアンプ等を介して力発生装置８のコイル８ｄに供給さ
れ、ここに流れる電流を決定する。

【００１４】次に、以上の構成の本発明実施例の動作並
びに作用を、図５を参照しつつ説明する。図５は試料の
流れの状態および重量測定部１の出力信号波形と、タイ
ミングコントロール部４６からの各部へのタイミング信
号、および力発生装置８が発生する力との関係を示すグ
ラフである。

【００１５】図において（Ａ）は試料の搬送のみによっ
て得られる重量センサ１ａの出力の経時的変化を表すグ
ラフで、従来の装置ではこの（Ａ）に示す出力のみが得
られることになる。また、（Ｂ）は力発生装置８の出力
の経時的変化と、本発明実施例における重量センサ１ａ
の実際の出力の経時的変化を併記して示すグラフ、更に
（Ｃ）はタイミングコントロール部４６から出力される
各部へのタイミング信号を表すタイムチャートである。

【００１６】（Ａ）に示すように、試料が重量測定部１
に乗り始めると、重量センサ１ａの出力が増加するが、
完全に乗り終わった後、センサの応答遅れ等によりすぐ
には出力は安定せず、ある時間が経過してから安定した
計量値が得られる。比較部４２による設定重量との比較
により試料重量の良／不良の判定は、この計量値安定を
待って、受光素子７からの信号により完全に試料が乗り
終わったことを検知した後、例えば一定時間経過した時
点でタイミングコントロール部４６からタイミング信号
を発生することによって行う。比較部４２の比較結果は
試料振り分け部５に供給され、試料搬出コンベア３にそ
の試料が到達した時点で良品・（＋）不良品・（−）不
良品のいずれかに振り分けられる。

【００１７】また、タイミングコントロール部４６はこ
の時点で記憶部４３に記憶指令を与え、このときの重量
値を記憶させる。なお、このとき、それまでの記憶内容
はリセットされる。演算部４４では、記憶部４３の内容
αとＡ−Ｄ変換器１０からの刻々の重量データβとの差
を演算しており、その演算結果（α−β）はＤ−Ａ変換
器１１でアナログ化された後、スイッチ部４５を介して
力発生装置８に供給される。タイミングコントロール部
４６では、比較部４２における判定の終了後にスイッチ
部４５を閉じ、次の試料が重量測定装置１の上に完全に
乗り終わった時点でスイッチ部４５を開くようなタイミ
ング信号を発生する。

【００１８】これにより、力発生装置８には、ある試料
の重量判定後、次の試料が重量測定部１上に乗り終わる
時点までの間、演算部４４により算出された差（α−β
）に応じたアナログ信号が供給されることになる。力発
生装置８は前記したように供給された信号に応じた力を
発生してその力を重量センサ１ａに下向き（試料重量の
作用方向と同方向）に作用させるので、ある試料の判定
後、試料が移動して重量測定部１から下り始めても、次
の試料が重量測定部１上に完全に乗り終わるまでの間、
α−β＝０となるような力が重量センサ１ａに加えられ
、重量センサ１ａの出力は引き続きその直前の判定時に
おける値を保つことになる。

【００１９】その結果、重量センサ１ａの出力は、（Ｂ
）に示すように次の試料が完全に乗り終わってその試料
重量のみの負荷による出力に切り替わるとき、前回の試
料重量と今回の試料重量の差程度の変動しか生じず、従
ってこの時点から重量信号が安定するまでに要する時間
は、（Ａ）に示した試料重量のみによる場合の、０から
の出力変動に比して大幅に短縮され、一つの試料の判定
に要する時間が短くなって、精度を悪化させることなく
能率が向上する。あるいは、同等の安定時間を設けた場
合には、より精度の良い判定が可能となる。

【００２０】なお、力発生装置８は、前記したような電
磁力を発生機構とする場合、大きな力を発生させるには
大きな磁石とコイルが必要となってコストアップの要因
となるが、この場合、図６に例示するように、レバー６
０を用いて発生力を拡大して重量センサ１ａに伝達する
ように構成すればよい。また、以上の本発明実施例では
、重量センサ１ａと力発生装置８を個別に設けた場合を
例示したが、図７に示すように、重量センサとして電磁
式のセンサを用いることにより、これらを一体化させる
ことができる。すなわち、重量センサとして電磁力平衡
型のものを用い、永久磁石７１ａ，ポールピース７１ｂ
およびヨーク７１ｃが作る同一の静磁場内に、センサ用
のコイル７２と、ダミー力発生用のコイル７３を挿入し
ている。この場合、コイル７２とコイル７３は共通の巻
き枠７４に巻回し、その巻き枠７４に試料が乗る計量コ
ンベアを装着し、ヨーク７１ｃは設置面に固定すること
になる。

【００２１】図８はこのような電磁力平衡型の重量セン
サを用い、このセンサの電磁力平衡用コイル７２が置か
れた静磁場内にダミー力発生用コイル７３を置いた場合
の回路構成の例を示すブロック図である。なお、この図
において図２に示した部材と同等のものは同一の番号を
付してその詳細な説明は省略する。計量コンベア１ｂは
モータ（図示せず）等により試料を図中左から右に搬送
する。また、この計量コンベア１ｂは、公知のロバーバ
ル機構（図示せず。また、パラレルガイドとも称される
）によって上下方向にのみ可動に支承されている。

【００２２】このような計量コンベア１ｂには電磁力平
衡用コイル７２（フォースコイルとも呼ばれる）とダミ
ー力発生用コイル７３が装着されており、従ってこの計
量コンベア１ｂには試料重量のほか、これら両コイル７
２，７３が発生する力が作用するようになっている。計
量コンベア１ｂはその上に試料が乗ると僅かに下方に変
位するが、この変位は変位センサ８１によって検出され
、プリアンプ８２で増幅された後、ＰＩＤ制御部８３を
介してパワーアンプ８４に導入され、このパワーアンプ
８４の出力が電磁力平衡用コイル７２に供給される。 これにより、電磁力平衡用コイル７２には変位センサ８
１の出力に応じた電流が流れ、静磁場内に置かれている
コイル７２にはそれに応じた力が発生し、その力は計量
コンベア１ｂに対して試料重量による変位を戻す向きに
作用する。その結果、計量コンベア１ｂの変位は、電磁
力平衡用コイル７２の発生力により常に０となるように
制御される。この平衡に要した電流値は試料重量に比例
したものとなる。これは電磁天びんの一般的な公知の原
理である。

【００２３】平衡用コイル７２に流れる電流値は、測定
用抵抗Ｒによって電圧値に変換され、Ａ−Ｄ変換器１０
でデジタル化された後、重量データとなって制御部４０
の比較部４２にに採り込まれ、前記した実施例と同様に
設定部４１の設定値と比較することによって良品／（＋
）不良品／（−）不良品の判定に供される。測定用抵抗
Ｒに生じる電圧は、スイッチＳ１　　を介してコンデン
サ８５ａとバッファ８５ｂからなる電圧メモリ８５に供
給されているとともに、バッファ８６を介して差動入力
パワーアンプ８７の＋入力端子にも供給される。

【００２４】差動入力パワーアンプ８７の−入力端子に
は、電圧メモリ８５の出力端子が接続されており、また
、この差動入力パワーアンプ８７の出力はスイッチＳ２
　が閉じられている状態でダミー力発生用コイル７３に
供給されるように構成されている。タイミングコントロ
ール部４６は、図５に示した例と全く同様のタイミング
で各部にタイミング信号を供給するが、記憶動作を実行
させるのは前記したスイッチＳ１　を閉じることにより
、また、スイッチ部４５はこの図８の例ではスイッチＳ
２　に相当している。

【００２５】さて、以上の構成において、比較部４２に
よる判定時にスイッチＳ１　が一時的に閉じられ、その
ときのアナログ電圧ｅがコンデンサ８５ａにチャージさ
れて電圧メモリ８５に記憶される。その後、スイッチＳ
２　が閉じられてダミー力発生用コイル７３に差動入力
パワーアンプ８７の出力が流される。この差動入力パワ
ーアンプ８７の出力は、電圧メモリ８５の内容と現時点
での電磁力平衡用コイル７２に流れる電流値の電圧変換
値との差、従って前記したα−βに相当し、図５での説
明と同様の作用効果が得られる。

【００２６】この図７および図８に示した実施例は、重
量センサと力発生装置をコンパクトに一体化できるとと
もに、一部を共有化することが可能となり、重量センサ
として電磁式センサを使用する場合に最適な構成と考え
られる。なお、以上の各実施例では、力発生装置により
前回の試料の判定後に、その試料重量と等しい力が重量
センサに作用するように力発生装置の発生力を制御する
場合について述べたが、この前回試料重量値に代えて、
あらかじめ設定された標準重量に相当する力が重量セン
サに作用するよう力発生装置を制御するように構成する
ことができる。

【００２７】この標準重量は、例えば振り分けるべき試
料の平均重量ないしは良品とされる重量範囲の中央値等
を採用することができ、この場合も上記した各例と同等
の作用効果を得ることができる。図９および図１０にこ
の場合の回路構成図の要部を示す。図９の例は図４に示
した例を変形したもので、図４の記憶部４３を無くし、
これに代えて演算部４４には、設定部４１であらかじめ
設定された標準重量値α′を導入し、その値α′現時点
のＡ−Ｄ変換器１０の出力βとの差、α′−βを算出し
てその結果をＤ−Ａ変換器１１に供給している。

【００２８】また図１０に示す例は、図８の例を変形し
たもので、差動入力パワーアンプ８７の＋入力端子には
、図８の電圧メモリ８５の出力に代えて、設定部４１で
あらかじめ設定された標準重量値がＤ−Ａ変換器１００
によってアナログ化された後に導かれている。この図９
および図１０に示す構成により、前回試料の判定終了後
、次の試料が重量測定部に乗り終わるまでの間、重量測
定部の出力は標準重量値に保たれることになる。

【００２９】

【発明の効果】　　以上説明したように、本発明によれ
ば、ある試料が重量測定部に乗ってその重量が判定され
た後、その試料が搬送されて重量測定部から降り始めて
も、重量測定部の出力は次の試料が完全に乗り終わるま
での間、その試料重量値または標準重量値に相当する値
に保たれることになり、次の試料が重量測定部に乗って
もその出力変動はわずかなものとなるとともに、試料の
載せ降ろし時におけるショック荷重の影響が軽減され、
従来のように次の試料が重量測定部に乗ったときに重量
測定部出力が０からその重量値にまで変動する場合に比
して、出力の安定するまでに要する時間、従って判定時
点までの待ち時間が大幅に短縮される。

【００３０】その結果、従来と同等の精度での振り分け
を行う場合には単位時間あたりの処理能力が大幅に向上
するとともに、逆に従来の処理時間で処理を行う場合に
は、振り分け精度が大幅に向上することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の構成を示す機能ブロック図

【図２
】　　本発明実施例の正面図（Ａ）および平面図（Ｂ）

【図３】　　その力発生装置８の構成例を示す縦断面図

【図４】　　本発明実施例の回路構成例を示すブロック
図

【図５】　　本発明実施例の動作ならびに作用説明図

【図６】　　本発明の他の実施例の力発生装置の構成図

【図７】　　本発明の更に他の実施例の重量センサおよ
び力発生装置の構成を示す縦断面図

【図８】　　図７に示した構成を用いた場合の回路構成
例を示すブロック図

【図９】　　本発明の更にまた他の実施例の回路構成の
要部を示すブロック図

【図１０】本発明のまた更に他の実施例の回路構成の要
部を示すブロック図

【符号の説明】

１・・・・重量測定部 １ａ・・・・重量センサ １ｂ・・・・計量コンベア ２・・・・搬入コンベア ３・・・・搬出コンベア ４・・・・制御コンソール ４０・・・・制御部 ４１・・・・設定部 ４２・・・・比較部 ４３・・・・記憶部 ４４・・・・演算部 ４５・・・・スイッチ部 ４６・・・・タイミングコントロール部１０・・・・Ａ
−Ｄ変換器 １１・・・・Ｄ−Ａ変換器 ５・・・・振り分け装置 ６・・・・光源 ７・・・・受光素子 ８・・・・力発生装置 ７２・・・・電磁力平衡用コイル ７３・・・・ダミー力発生用コイル ８１・・・・変位センサ ８３・・・・ＰＩＤ制御部 ８４・・・・パワーアンプ ８５・・・・電圧メモリ ８６・・・・バッファ ８７・・・・差動入力パワーアンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重量測定部と、その重量測定部に順次
   試料を搬入および搬出する試料搬入部および試料搬出部
   と、上記重量測定部からの重量データとあらかじめ設定
   された１つまたは複数の重量レベルとの比較によりその
   試料の重量範囲を判定する判定手段と、その判定結果に
   基づいて搬出された試料を振り分ける試料振り分け手段
   を備えた装置において、上記重量測定部に試料重量が作
   用する向きと同じ向きの力を加える力発生手段と、上記
   重量測定部に試料が乗り終わったことを検知する検知手
   段と、上記力発生手段による発生力を制御する制御手段
   を有し、その制御手段は、上記判定手段による判定終了
   後、上記重量測定部に次の試料が乗り終わったことを検
   知するまでの間、上記重量測定部の出力が所定値を保つ
   ような力を上記力発生手段に発生させるように構成され
   ていることを特徴とする自動重量選別機。