JPH07260555A - 重量選別機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定信号に含まれる振動等の不要なノイズに
影響されることなく、物品の質量値を短時間で高精度に
得ることができること。 【構成】 秤１は物品の質量を測定信号Ｓ１として出力
する。ｆｃ可変デジタルフィルタ４は、測定信号Ｓ１の
入力時には、比較的高いカットオフ周波数で低周波濾過
して応答性を向上させるとともに、測定当初のノイズの
影響を計量値測定時点に与えないようにし、次第に低い
カットオフ周波数に可変して測定信号Ｓ１からノイズを
除去した高精度な質量値を示すＬＰＦ出力Ｓ４を長い時
間に渡り出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物品を移動させながら
その質量を測定し、質量値に応じて物品を選別する重量
選別機に関する。

【０００２】

【従来の技術】重量選別機は、複数の物品を連続的に搬
送させながら、測定部で各物品の質量値を搬送中に測定
し、測定部後段の選別部で物品の質量値に応じて選別動
作を行うようになっている。

【０００３】測定部は、ロードセル等の秤量部上に物品
を搬送する搬送コンベアが設けられて構成されるもので
あり、前段の助走部から物品が受け渡され、後段の選別
部に排出する。

【０００４】したがって、測定部は、物品の質量値のみ
を測定することが望ましいが、助走部から物品が受け渡
されたときや、受渡し後に、発生する振動により安定な
値が得られず質量値測定に時間がかかるとともに、高精
度な質量測定を行えなくなるため、振動対策が施されて
いる。そして、近年生産ラインの高速化に伴い選別動作
を高速化する必要がある。このため、質量値の測定自体
を短時間で高精度に得ることが必要とされている。

【０００５】そのため、測定部に対する外部振動は、従
来、電気的なローパスフィルタ回路を用いて除去される
ようになっている。具体的には、特開昭６３−１９５２
１号公報に開示された重量計測装置があり、この第１の
回路は、複数のノッチフィルタ及びローパスフィルタ
（ＬＰＦ）等のアナログ回路構成のフィルタによる振動
対策が施されている。

【０００６】また、特開昭６３−１５４９１８号公報に
開示された計量装置の信号処理回路（第２の回路）は、
フィルタ回路部にアナログフィルタを用い、測定のタイ
ミング時に合わせてアナログフィルタに対し所定の初期
値を入力する電圧設定モードから測定状態のフィルタモ
ードに切り換えるコンピュータを備えた構成であり、初
期値は、予め物品の質量値に対応する固定値がプリセッ
トされる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
回路は、アナログフィルタを用い、かつカットオフ周波
数が５Ｈｚから１０Ｈｚ程度の低周波に設定されている
ため、フィルタの応答性が悪く、測定を高速化できなか
った。この第１の回路は、ＬＰＦによる低周波のノイズ
を除去できるものの、図３（ｂ）の点線の波形図に示す
ように助走部から物品が測定部に受け渡されたときに生
じる不要信号（衝突ノイズ）をなますのに時間が費やさ
れ、安定した測定値を得るのに時間がかかっていた。同
時に衝突ノイズによる誤差も発生した。尚、同図（ａ）
は、秤量部から出力される源測定波形を示すものであ
る。また信号の立ち上がり時に衝突ノイズが発生してお
り、また、中途部では秤量部の固有振動によるゆらぎが
発生している。

【０００８】そして、重量選別機は、物品が後段に移送
されると選別部で選別動作を行うものであるため、選別
部では、測定部で測定された前記測定値を選別動作前の
所定期限までに取り込まねばならないため、従来の回路
では相対的に測定値のデータ取り込み幅（期間）ｔが短
くなり、選別部では高精度な測定値が得られずに正確な
選別動作を行えない場合が生じた。

【０００９】また、第２の回路は、予め初期値が設定さ
れているため、受渡し後の測定タイミング時にフィルタ
モードに切り換えて物品質量を測定することにより、受
渡し時に発生する低周波の衝突ノイズがアナログフィル
タにのらず応答性に対する影響を排除できるものである
が、該初期値は、測定しようとする物品の質量値に対応
した固有値としなければならず、測定精度を確保するた
めには、物品の質量とこの初期値との差が大きい場合、
フィルタの応答性の影響を受け、計量時間を遅延しなけ
ればならない。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、助走部からの物品の受渡し時等、不要なノイズに
影響されることなく、物品の質量を正確かつ応答性に優
れ高速に得ることができる重量選別機を提供することを
目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の重量選別機は、物品を移動させながら測定部
にて該物品の質量を測定し、選別部にて質量別の選別を
行う重量選別機において、測定部に設けられた秤１から
出力される物品質量に対応する測定信号Ｓ１が入力さ
れ、該測定信号の入力時には高カットオフ周波数で濾過
し、後処理に測定開始の不要信号の影響が少なくなるよ
うにし、以後測定信号Ｓ１の信号幅に対応する期間の
間、低カットオフ周波数まで段階的に可変させつつ濾過
してＬＰＦ出力Ｓ３を出力するカットオフ周波数可変デ
ジタルフィルタ４を備え、前記測定信号Ｓ１に含まれる
不要ノイズを除去することを特徴としている。

【００１２】

【作用】測定部上を移動する物品は、所定時間の間、秤
１により測定信号Ｓ１が出力される。測定信号Ｓ１に
は、不要なノイズがのっており、ＬＰＦにより濾過して
ノイズを除去できる。カットオフ周波数可変デジタルフ
ィルタ４は、測定信号Ｓ１入力時には、高いカットオフ
周波数で濾過し、段階的に低いカットオフ周波数まで可
変する。これにより、測定当初のノイズは、応答の速い
高ｆｃデジタルフィルタを濾過させ、質量値を測定する
時に影響を与えないように処理されるため、ＬＰＦ出力
Ｓ３の応答性を向上でき、質量値測定に必要な時点では
低ｆｃとされて安定し、かつ高精度なＬＰＦ出力Ｓを短
時間で得ることができる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の実施例を示すブロック図で
ある。尚、このブロック図には、重量選別機の測定部の
要部のみが記載されている。秤１上には、駆動モータを
含む搬送コンベア（図示せず）が設けられ、秤１は搬送
コンベア上に載る物品の質量を測定して、測定信号Ｓ１
を出力する。測定信号Ｓ１は、Ａ／Ｄ変換器３でＡ／Ｄ
変換された後、カットオフ周波数（ｆｃ）可変デジタル
フィルタ４に入力される。

【００１４】ｆｃ可変デジタルフィルタ４は、ＣＰＵ、
ＲＯＭ等により構成され、予め定められたソフトウェア
の処理手順で所定の低周波濾過を行うもので、該ｆｃ可
変デジタルフィルタ４の各部は、ＣＰＵの処理機能をブ
ロック化したものである。

【００１５】係数設定手段５には、カットオフ周波数ｆ
ｃを決定するための係数ｋが設定され、この係数ｋは周
波数可変手段６に出力される。この係数設定手段５の係
数ｋは、搬送コンベアの速度、物品の長さ、重量選別機
の種類など、カットオフ周波数ｆｃの値及びｆｃ可変時
間を決定するために必要な各種パラメータが設定され、
自動決定される場合と、直接係数ｋを操作入力する場合
があるものであり、ある単一の係数ｋが周波数可変手段
６に供給されるようになっている。

【００１６】周波数可変手段６は、ｆｃ可変デジタルフ
ィルタ４のカットオフ周波数ｆｃを経時的に高周波（例
えば４０Ｈｚ）〜低周波（例えば５Ｈｚ）に段階的に可
変するため物品検知信号（ＴＧ）をもとに、生成された
タイミングでフィルタ手段７を制御するトリガＴＧは、
助走部から測定部への受渡し箇所に設けられた通過検知
の光センサで生成される。これら両カットオフ周波数ｆ
ｃの各値及び連続可変の時間幅は、物品測定時の測定信
号Ｓ１との対応がとられた状態で前記係数ｋに基づき変
更される。

【００１７】フィルタ手段７は、測定信号Ｓ１を周波数
可変手段６の制御信号Ｓ２に基づき経時的に前記時間幅
で変化するカットオフ周波数ｆｃで低周波濾過しＬＰＦ
出力Ｓ３を出力する。

【００１８】取り込み手段９は、ｆｃ可変デジタルフィ
ルタ４で濾過されたＬＰＦ出力Ｓ３の信号をＴＧから所
定時間経過後、一定時間（取り込み期間）Ｔの間取り込
み、取り込み期間Ｔの値を平均化等により測定値とし、
測定出力Ｓ４を出力する。測定出力Ｓ４は、受渡し時の
衝突ノイズ及び固有振動を除去した後の測定信号Ｓ１で
あり、物品の質量値を高精度に出力できることになる。
この測定出力Ｓ４は、取り込み期間Ｔ経過直後に重量選
別機の後段の選別部に対し出力され、選別動作に必要な
物品の正確な質量値として使用される。

【００１９】次に、上記構成によるフィルタリング動作
を説明する。図２は、処理手順のフローチャートであ
る。物品が助走部から測定部に受け渡されると、物品は
測定部上を搬送コンベアの駆動により移動され（ＳＰ
１）ながら、秤１からは図３（ａ）に示す如く経時的に
変化する測定信号Ｓ１が出力される（ＳＰ２）。尚、同
図（ａ）の測定信号Ｓ１はＡ／Ｄ変換前のアナログ波形
であり、Ａ／Ｄ変換器３によるＡ／Ｄ変換後は対応した
デジタル信号となる（ＳＰ３）。

【００２０】周波数可変手段６は、トリガＴＧを基に生
成されたタイミングで当初高ｆｃとなる様、フィルタ手
段７を制御する。フィルタ手段７は、対応する高ｆｃで
測定信号Ｓ１を濾過する（高ｆｃのときの濾過周波数
は、ＤＣ〜例えば４０Ｈｚの間）。

【００２１】これにより、衝突ノイズによる信号値の変
動があっても図３（ｂ）の実線に示す如く、フィルタ手
段７のＬＰＦ出力Ｓ３は測定信号Ｓ１に対し遅延するこ
となく高い応答性を維持でき、衝突ノイズ等不要信号
が、後段の処理に与える影響を排除できる。尚、同図の
ＬＰＦ出力Ｓ３の信号波形は、アナログ的に記載されて
いるが、実際には、所定のサンプリング周期でサンプリ
ングされたデジタル信号である。

【００２２】以降、同図（ａ）の如く測定信号Ｓ１は、
固有振動でゆらいだ状態が所定時間続くが、周波数可変
手段６は、徐々に低ｆｃの制御信号Ｓ２をフィルタ手段
７に出力する。これにより、フィルタ手段７は、所定の
時間幅でカットオフ周波数ｆｃを序々に低く可変し、低
ｆｃまで可変する（低ｆｃのとき濾過周波数は、ＤＣ〜
例えば５Ｈｚの間）。これにより、固有振動を除去した
ＬＰＦ出力Ｓ３（同図（ｂ）参照）が得られる（ＳＰ
５）。ここで、フィルタ手段７が段階的にカットオフ周
波数ｆｃを低くしていくことにより、ゆらぎのない安定
した（図中平坦な信号箇所）ＬＰＦ出力Ｓ３を比較的速
い時点で得ることができ、かつ長い時間に渡り得られる
ようになっている。

【００２３】そして取り込み手段９は、ＬＰＦ出力Ｓ３
が安定し始めた速い時点から図示の如く取り込み期間Ｔ
にてＬＰＦ出力Ｓ３を取り込むことができ、高精度な測
定出力Ｓ４を測定開始から短時間で出力することができ
る（ＳＰ６）。このＬＰＦ出力Ｓ３は、従来のフィルタ
出力に比して、短時間で安定化しており、取り込み時間
Ｔも従来に比して長い時間とることができ、よって従来
に比して測定出力Ｓ４の値を高精度化できる。

【００２４】また、速い時点から取り込み期間Ｔを開始
できるため、後段の選別部に対する測定出力Ｓ４も時間
的に余裕がある状態で出力でき、重量選別機全体におけ
る物品の搬送速度及び選別動作の高速化に対応すること
ができるようになる。

【００２５】

【発明の効果】秤から出力される測定信号は、カットオ
フ周波数可変デジタルフィルタにより、測定信号の入力
時には高カットオフ周波数で濾過され、以後低カットオ
フ周波数まで可変させつつ濾過する構成であるため、測
定当初の不要ノイズは、高カットオフ周波数で処理さ
れ、測定値を高速に収束でき、質量の測定値を速い時点
から出力できる。また、この測定値を得ようとする時点
でカットオフ周波数可変デジタルフィルタは低カットオ
フ周波数まで段階的に可変されており、高精度な測定値
を短時間で得ることができる。そして、移動する物品が
測定部上にある時間のうち極短時間で高精度な質量値を
測定できるため、後段の選別部での選別動作に対し十分
速い段階で測定値を出力できるから、重量選別機の質量
測定に加え選別動作を高速化でき、装置全体の処理速度
を高速化することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部を示すブロック図。

【図２】同動作フローチャート。

【図３】（ａ）は、測定信号を示す波形図。（ｂ）は、
フィルタ濾過後の信号を示す波形図。

【符号の説明】

１…秤、３…Ａ／Ｄ変換器、４…カットオフ周波数可変
デジタルフィルタ、５…係数設定手段、６…周波数可変
手段、７…フィルタ手段、９…取り込み手段、Ｓ１…測
定信号、Ｓ２…制御信号、Ｓ３…ＬＰＦ出力、Ｓ４…測
定出力、ＴＧ…トリガ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物品を移動させながら測定部にて該物品
   の質量を測定し、選別部にて質量別の選別を行う重量選
   別機において、 測定部に設けられた秤（１）から出力される物品質量に
   対応する測定信号（Ｓ１）を高カットオフ周波数から低
   カットオフ周波数まで段階的に可変させるカットオフ周
   波数可変デジタルフィルタ（４）を備え、 前記測定信号に含まれる不要ノイズを除去することを特
   徴とする重量選別機。