JPH11295134A

JPH11295134A - 組合せ計量装置

Info

Publication number: JPH11295134A
Application number: JP11282698A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Tamai; 裕玉井
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 1999-10-29

Abstract

(57)【要約】【課題】組合せ計量装置において、供給不足や供給過
多の発生を防止し、稼働率の向上を図る。【解決手段】品物を搬送する複数の供給装置３と、各
供給装置３から供給される品物を収容する複数のホッパ
と、各ホッパに供給された品物の重量を検出する複数の
重量検出器と、得られた各ホッパの品物の重量を組み合
わせて品物の最適組合せを求め、得られた最適組合せの
ホッパから品物を排出させる制御手段とを備えた組合せ
計量装置に関する。各供給装置３に品物の搬送能力を検
出する検出器１０を設け、該検出器１０の出力に基づい
て搬送中の搬送能力が所定値となるように、供給装置３
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は組合せ計量装置にお
ける上流部の供給装置の制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般の自動計量装置は、計量ホッパの重
量を見ながら供給量をリアルタイムに制御するので、ホ
ッパに対する供給量は正確になるが供給時間が長くなる
場合があり、計量のサイクルタイムを向上させることは
できないという問題があった。これに対し、組合せ計量
装置では、供給トラフの振幅と振動時間とをある値に設
定して駆動させ、その結果をホッパの重量を計った計量
値Ｗｈで確認し、該計量値Ｗｈがホッパへの供給目標値
Ｔｈに比べ大きければ、次回の供給動作の振幅または駆
動時間を小さくし、一方、計量値Ｗｈが供給目標値Ｔｈ
に比べ小さければ、次回の供給動作の振幅または振動時
間を大きくしているので、供給のサイクルタイムを自由
にコントロールできる。したがって、計量のサイクルタ
イムが著しく短縮されて、計量能力が飛躍的に向上して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる組合せ
計量装置においては、ホッパに供給された品物の量（計
量値）をフィードバックさせて制御しているから、少な
くとも１計量サイクル分の応答の遅れが生じるのは避け
られない。したがって、トラフ本体上の積載量が大きく
変化したり、供給トラフへの品物の流れが不安定な場合
には、供給不足や供給過多を発生して組合せ不成立を招
き、その結果、稼働率を低下させるという問題があっ
た。

【０００４】本発明は組合せ計量装置におけるこのよう
な問題を解決することのできる新たな組合せ計量装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、品物を搬送する複数の供給装置と、各供
給装置から供給される品物を収容する複数のホッパと、
各ホッパに供給された品物の重量を検出する複数の重量
検出器と、得られた各ホッパの品物の重量を組み合わせ
てホッパの最適組合せを求め、得られた最適組合せのホ
ッパから品物を排出させる制御手段とを備えた組合せ計
量装置において、各供給装置に品物の搬送能力を検出す
る検出器を設け、該検出器の出力に基づいて搬送中の搬
送能力が所定値となるように、前記供給装置を制御する
ことを特徴とする。本発明において、「供給装置」は、
一般に、電磁振動する供給トラフで構成される。また、
「搬送能力」とは、供給トラフを使用した場合、（振
動）×（振動時間）となる。また、「搬送能力」として
は、一般に、トラフ本体の振幅に対応する物理量を検出
する。

【０００６】組合せ計量装置において、たとえば供給ト
ラフのような供給装置の搬送量は、（振幅）×（振動時
間）×（トラフ先端付近の品物の平均重量（層厚））に
よって決まる。一方、前記振幅は、トラフに負荷された
全重量に反比例する。したがって、トラフ先端付近の品
物の層厚に変化がなくても、トラフ後端部に品物が供給
されただけで振幅が小さくなってしまい、その結果、前
回の供給動作と同じエネルギーを与えても、今回の供給
量（ホッパに供給された品物の重量）は、前回よりも不
足することになる。そこで、本発明のように、トラフ本
体の振幅を検出器で捕らえ、１回の供給動作中（搬送
中）において振幅が変化しないように振動エネルギーを
加減してやれば、前回とほぼ同じ供給量が得られる。

【０００７】本発明においては、前記重量検出器で検出
した計量値と前記供給装置からホッパに供給すべき供給
目標値との偏差に基づいて、前記搬送能力を増減するの
が好ましい。

【０００８】トラフ後端部に供給された品物は、トラフ
本体上を前進しながら平らに均されて行くので、トラフ
本体の先端部に到達する頃には、品物の層厚変化が緩慢
になり、それに伴って供給量も僅かに変化していく。そ
こで、この供給量の変化に伴って毎回の振幅も僅かずつ
変化させていけば、トラフ本体上の積載量が大きく変化
しても、その影響を抑えて、毎回の供給量をほぼ一定に
することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
にしたがって説明する。図１（ａ）は本発明に係る組合
せ計量装置の概念図である。図１（ａ）において、搬送
コンベア１００は、被計量物である品物Ｍを分散フィー
ダ２の中央部へ落下させる。分散フィーダ２の周縁に
は、電磁フィーダからなる供給トラフ（供給装置）３ｉ
が複数組設けられている。前記分散フィーダ２および各
供給トラフ３ｉはそれぞれ加振装置の駆動により振動す
ることで、分散フィーダ２上の品物Ｍを、各供給トラフ
３ｉの下流に設けられた多数のプールホッパ４ｉに供給
する。これら各プールホッパ４ｉには、ゲート５ｉが設
けられ前記各供給トラフ３ｉから供給されて受け取った
品物Ｍを一時的に収容して貯留する。前記各プールホッ
パ４ｉの下流には計量ホッパ６ｉが設けられている。こ
れら各計量ホッパ６ｉには、前記プールホッパ４ｉから
該計量ホッパ６ｉに投入された品物Ｍの重量を検出する
重量検出器７ｉおよびゲート８ｉが設けられている。ゲ
ート８ｉの下方には大きな集合排出シュート９が設けら
れており、後述するように、前記各重量検出器７ｉで検
出された品物Ｍの重量を組み合わせることで、品物Ｍを
一まとめにして目標値もしくは目標値に近い値とする。

【００１０】前記各供給トラフ３ｉは、図２に示すよう
に、複数のコイルスプリング３２…を介して支持部３１
の上に設置されたフィーダベース３３と、該フィーダベ
ース３３に取り付けられた一対の板バネ３４と、これら
板バネ３４の上端部を連結する連結部材３５と、該連結
部材３５上に支持されて揺動（振動）可能に構成された
トラフ本体３７と、前記フィーダベース３３上に設置さ
れて、連結部材３５に取り付けられた磁性体３８に電磁
力を及ぼす電磁コイル３９とを備えている。各供給トラ
フ３は、励振電源１８（図３）から電磁コイル３９に間
欠的に通電されたときに板バネ３４の弾性力に抗して前
記磁性体３８が矢印ａ方向ヘ引き寄せられてトラフ本体
３７が下方へ沈み込みながら矢印ａ方向に変位した後、
トラフ本体３７が上方へ浮き上がりながら矢印ｂ方向に
変位して、該トラフ本体３７が図２に示す矢印ａ−ｂ方
向に繰り返し振動する。前記トラフ本体３７が複数回振
動することによって１回の供給動作がなされ、該トラフ
本体３７上の品物Ｍが前記プールホッパ４に供給され
る。

【００１１】つぎに、本組合せ計量装置の組合せ制御に
ついて説明する。図１（ｂ）において、各重量検出器７
ｉは、検出した重量をアナログ信号としてマルチプレク
サ７０に出力する。マルチプレクサ７０は、所定の同期
信号が印加されると各計量信号を第１Ａ／Ｄ変換器７１
に出力する。該第１Ａ／Ｄ変換器７１は各計量信号をデ
ジタル信号からなる計量値Ｗｈに変換して該計量値Ｗｈ
をマイコン１に出力する。該マイコン１は、組合せ制御
手段４０および供給量制御手段５０を備えている。

【００１２】前記組合せ制御手段４０は、予め品物Ｍご
とに設定された組合せ目標値Ｔｃを記憶する組合せ目標
記憶部４１を有している。前記組合せ制御手段４０は前
記計量値Ｗｈの１以上を組み合わせた組合せ算出値Ｗｃ
を算出して、該組合せ算出値Ｗｃを前記組合せ目標値Ｔ
ｃと比較して、組合せ算出値Ｗｃが組合せ目標値Ｔｃに
等しいか又は近い組合せのうち、最も組合せ目標値Ｔｃ
に近い組合わせ（最適組合せ）を求め、当該組合せに対
応する図１（ａ）のゲート８ｉを開放させて、計量ホッ
パ６ｉから集合シュート９に品物Ｍを組合せ排出させ
る。

【００１３】図１（ｂ）の前記供給量制御手段５０は、
図１（ａ）の供給トラフ３ｉの複数回の振動（１回の供
給動作）により、供給トラフ３ｉからプールホッパ４ｉ
に供給される品物Ｍの供給量をフィードバック制御する
もので、供給トラフ３ｉへの供給目標値Ｔｈを記憶する
図１（ｂ）の供給目標記憶部５２と、供給トラフ３ｉの
前回目標振幅（前回の供給動作の目標振幅）Ｔｆ１を記
憶する前回目標振幅記憶部５３とを備えている。前記供
給量制御手段５０は、第１Ａ／Ｄ変換器７１から出力さ
れた計量値Ｗｈ（実際の供給量）と、供給目標値Ｔｈと
を比較して、供給目標値Ｔｈに対する計量値Ｗｈの偏差
Δｈを求める。該偏差Δｈは目標振幅算出手段５５に入
力され、目標振幅算出手段５５は偏差Δｈに応じて前回
目標振幅Ｔｆ１を増減することで、今回（今回の供給動
作）の目標振幅Ｔｆを算出して、振幅制御手段５１に出
力する。すなわち、供給量制御手段５０は、重量検出器
７ｉで検出した計量値Ｗｈと、供給目標値Ｔｈとの偏差
Δｈに基づいて、今回の供給動作における供給目標値Ｔ
ｈを求めることで、各供給トラフ３の搬送能力を制御す
る。

【００１４】なお、目標振幅算出手段５５は、新たに求
めた目標振幅幅Ｔｆを前回目標振幅記憶部５３に更新記
憶させる。また、目標振幅Ｔｆは、たとえば、偏差Δｈ
に定数を乗算した値を前回目標振幅Ｔｆ１に加算するこ
とにより算出される。

【００１５】前記供給量制御手段５０は振幅制御手段５
１を備えている。該振幅制御手段５１は、前記供給トラ
フ３ｉの振幅が前記目標振幅Ｔｆとなるように、フィー
ドバック制御するものである。以下、該振幅制御手段５
１について説明する。

【００１６】図３（ａ）に示す各供給トラフ３における
前記連結部材３５にはトラフ本体３７の加速度（振幅に
対応する物理量の一例）を検出する加速度センサ（検出
器）１０が取り付けられている。この加速度センサ１０
により検出された加速度信号はアンプ１１に通されて増
幅された後、第２Ａ／Ｄ変換器１２に入力され離散化処
理されてデジタル量の加速度信号に変換される。そのデ
ジタル量に変換された加速度信号はローパスフィルタ１
３に通されてノイズが除去され、かつ、サンプリング回
路１４で一定周期毎のパルス波信号に変調された後、定
数倍回路（振幅算出手段の一例）１５に入力されて予め
設定された定数に従って定数倍される。ここで、図３
（ｂ）に示すように、加速度Ｇと変位Ｘとは、一般に、
Ｘ＝−Ｃ・Ｇ（Ｃは正の定数）の関係にあるから、前記
加速度信号を定数倍することにより、該加速度信号は、
供給トラフ３ｉにおけるトラフ本体３７の振幅つまりデ
ジタル振幅信号に変換されたことになる。

【００１７】前記デジタル振幅信号と、振幅制御手段５
１の記憶部に記憶されている目標振幅Ｔｆとが比較回路
１６で比較されて両者の偏差が算出された後、その偏差
信号がフィードバックコントローラ（以下、ＦＢコント
ローラと称する）１７に入力される。一方、前記電磁コ
イル３９は電磁接触器１９を介して励振電源（商用電
源）１８に接続されている。前記ＦＢコントローラ１７
は、前記偏差に基づいた制御信号を出力することによ
り、点弧角ドライバー２０を介して前記電磁接触器１９
をON-OFFさせる。これにより、励振電源１８からの供給
電力を制御することによって、つまり、図４（ａ）の点
弧角αｉを制御することによって、図４（ｂ）の斜線部
で示した振動エネルギーΔＥｉを制御して、１回の供給
動作における各回のトラフ本体３７の振幅が所定の目標
振幅Ｔｆに近づくように制御する。なお、各電圧ゼロク
ロスを点弧角起点とした半波駆動としてもよい。

【００１８】すなわち、図３の振幅制御手段５１は、加
速度センサ１０で検出した加速度が小さい場合には、定
数倍回路１５で算出された振幅（搬送能力）が目標振幅
Ｔｆよりも小さいので、図４の点弧角αｉを小さくする
ことで、振動エネルギーＥｉを大きくして、次回の振幅
が目標振幅Ｔｆに近づくように制御し、一方、図３の加
速度センサ１０で検出された加速度が大きい場合には、
定数倍回路１５で算出された振幅が目標振幅Ｔｆよりも
大きいので、図４の点弧角αｉを大きくすることで、振
動エネルギーＥｉを小さくして、次回の振幅が目標振幅
Ｔｆに近づくように制御する。換言すれば、図３の振幅
制御手段５１は、加速度センサ１０の出力に基づいてト
ラフ本体３７の振幅が目標振幅Ｔｆに近づくように供給
トラフ３の各回の振動の振動エネルギーＥｉを制御す
る。

【００１９】前記構成においては、１回の供給動作中
に、図１の分散フィーダ２から供給トラフ３ｉへの品物
Ｍの供給量が急激に変化して、トラフ本体３７の振幅が
目標振幅Ｔｆに対して増減しても、供給トラフ３ｉの次
回の振動の振幅を前回の振幅に基づいてフィードバック
制御するから、次回の振幅が目標振幅Ｔｆに近づく。し
たがって、トラフ本体３７上の品物Ｍの状態が変化した
場合に、応答の遅れを生じることなく、目標振幅Ｔｆに
応じて品物Ｍをプールホッパ４に供給することができ
る。その結果、プールホッパ４に供給不足や供給過多が
生じにくくなって、組合せ不成立の生じるおそれがなく
なり、組合せ計量装置の稼働率が向上する。

【００２０】ところで、以上の説明では、トラフ本体３
が複数回振動して供給トラフ３が１回の供給動作を行う
間のフィードバック制御について主に説明したが、各供
給動作間のトラフ本体３７の振動についても同様なフィ
ードバック制御がなされる。たとえば、組合せ計量装置
では１分間に 100組程度の組合せを作るので、１回の供
給動作が数十msec程度になる。そのため、１回の供給動
作だけでは十分に振幅が目標振幅Ｔｆまで上がらない場
合がある。このような場合にも、本組合せ計量装置で
は、前回の供給動作についての最後の振動の振幅Ａｎを
記憶してフィードバック制御することにより、今回（次
回）の供給動作についての最初の振動の振幅Ａ₁が所定
の目標振幅Ｔｆに近づくようにすることができる。

【００２１】ところで、前記実施形態においては、供給
装置として供給トラフ３を用いたが、本発明では供給コ
ンベヤなどを用いてもよい。品物Ｍの搬送能力を検出す
る検出器としては、加速度センサ１０に代えて変位セン
サなどを用いることもできる。また、前記実施形態で
は、デジタル式のフィードバック制御系により振幅を制
御したが、本発明ではアナログ式のフィードバック制御
回路を採用してもよい（たとえば、特公昭６３−１３４
４１３号公報参照）。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
組合せ計量装置の各供給装置の搬送能力を検出して、該
搬送能力が所定値となるように（近づくように）制御す
るから、各供給装置上の品物の層厚に変化が生じ、その
ため、各供給装置の搬送能力が変動しても、該搬送能力
を直ちに制御することができる。したがって、応答の遅
れが生じにくいので、ホッパへの供給目標に近い量の品
物をホッパに供給することができるから、組合せ不成立
の生じるおそれが小さくなって、稼働率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は組合せ計量装置の概念図、（ｂ）は組
合せ計量装置の概略構成図である。

【図２】供給トラフの側面図である。

【図３】（ａ）は振幅のフィードバック制御系を示す概
略構成図、（ｂ）は加速度と変位との関係を示す特性図
である。

【図４】供給トラフへの供給エネルギー（供給電力）を
示す特性図である。

【符号の説明】

３，３₁〜３ｎ：供給トラフ（供給装置）４₁〜４ｎ：プールホッパ７₁〜７ｎ：重量検出器１０：加速度センサ３７：トラフ本体４０：（組合せ）制御手段Ｗｈ：計量値Ｔｈ：供給目標値 Δｈ：偏差

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】品物を搬送する複数の供給装置と、各供
給装置から供給される品物を収容する複数のホッパと、
各ホッパに供給された品物の重量を検出する複数の重量
検出器と、得られた各ホッパの品物の重量を組み合わせ
てホッパの最適組合せを求め、得られた最適組合せのホ
ッパから品物を排出させる制御手段とを備えた組合せ計
量装置において、前記各供給装置に品物の搬送能力を検出する検出器を設
け、該検出器の出力に基づいて搬送中の搬送能力が所定
値に近づくように、前記供給装置を制御することを特徴
とする組合せ計量装置。
【請求項２】請求項１において、前記供給装置が電磁振動する供給トラフで構成されてい
ると共に、前記供給トラフの搬送能力を検出する検出器
が、トラフ本体の振幅に対応する物理量を検出するセン
サである組合せ計量装置。
【請求項３】請求項１もしくは２において、前記重量検出器で検出した計量値と前記供給装置からホ
ッパに供給すべき供給目標値との偏差に基づいて、前記
搬送能力を増減するようにした組合せ計量装置。
【請求項４】振動可能に支持されたトラフ本体を複数
回振動させることにより１回の供給動作を行って品物を
下流に供給する複数の供給トラフと、該供給トラフから供給された品物を受け取る複数のホッ
パと、前記供給トラフの１回の供給動作により前記ホッパに供
給された品物の重量を検出する複数の重量検出器と、該重量検出器で検出した計量値を組み合わせてホッパの
最適組合せを求め、得られた最適組合せのホッパから品
物を排出させる組合せ制御手段とを備えた組合せ計量装
置において、前記トラフ本体の振幅に対応する物理量を検出するセン
サと、該センサで検出された物理量から前記トラフ本体の振幅
を求める振幅算出手段と、該振幅算出手段で求めた振幅と所定の目標振幅との比較
結果に基づいて前記供給トラフの振動エネルギーを増減
させることで次回の振動の振幅が所定の目標振幅に近づ
くように制御する振幅制御手段とを備えた組合せ計量装
置。
【請求項５】請求項４において、前記次回の振動の振幅が、前記１回の供給動作における
複数回の振動のうちの次回の振幅である組合せ計量装
置。