JPS5956117A - 自動計量供給装置 - 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】 この発明は、粉粒体状の原材料を計量した後に、他の処
理機器へ供給する自動計量供給装置に関する。

自動計量供給装置は、粉粒体原料等の計量や定量供給を
自動的に行うものであり、多種類の粉粒体原料を取り扱
う工場等においては、その生産ラインの中で重要な位置
を占めている。この種の自動計量供給装置は、一般に、
貯蔵ホッパから供給される粉粒体を計量ホッパで計量し
て、この計量ホッパから他の処理機器へ供給する。この
場合、計量ホッパへの投入量が予め定められた計量設定
値となるように制御する投入計量方式と、予め計量ホッ
パに適当量投入し、計量ホッパからの排出量が計量設定
値となるように制御する排出計量方式とがある。第１図
は、これらの計量時における計量ホッパの状態を示す図
であり、同図（イ）は投入計量方式による場合、（ロ）
は排出計量方式による場合の泪聞ホッパ内の状態を示し
ている。

同図（イ）において、粉粒体投入時の状態を考察すると
、計量ホッパ内の粉粒体は、貯蔵ホッパから投入されて
次第に団を増していく。そして、投入目標値Ａに至ると
、貯蔵ホッパへ閉塞指令が送られる。投入目標値Ａは、
計量設定値へ〇から、落差補ＩＥ伯εを差し引いたもの
であり、落差補正値εは、貯蔵ホッパの閉塞指令が出さ
れた後、計量ホッパに流入する粉粒体の量を勘案して定
められた値である。刀なわら、貯蔵ホッパの閉塞指令が
出されてから実際に貯蔵ホッパが閉じるまでには、制御
系および機械系の応答遅れや動作時間があり、また、貯
蔵ホッパが実際に閉じてからち、その出口と計量ホッパ
との間に、まだ落ち切らずに残っている粉粒体もあるた
め、貯蔵ホッパの閉塞指令がでてからも粉粒体は計量ホ
ッパに流入し、投入目標値Ａよりも落差補正値ε分多い
所で計量ホッパへの供給が１トまると考えられる。そこ
で、予め計量設定値Ａｏより落差補正値ε分少い投入目
標値△を設定する。しかし、このようにしても実投入ｍ
Ｇは計量設定値Ａ。からずれてしまう。そして、この実
投入ｆｆ１Ｇから計量設定値Ａｏを減じた値が計量誤差
δであり、実投入量Ｇの１１ａに応じて正負の値をとり
うる（図の場合は正）。

次に、第１図（ロ）に示す排出計量方式においては、計
量ホッパに予め適当量Ｗが投入され、以後排出が行われ
る。この際装置ホッパ内の粉粒体が、排出目標値Ａだけ
排出されたときに排出停止指令が出され、実排出ｆｉＧ
のときに実際の排出が停止する。そして、この場合も、
排出目標値へは、！１ｍ設定値Ａｏから落差補正値εを
減じた値として、また、別置誤差δは、実排出量Ｇから
計量設定値Ａ。を減じた値として、各々決定される。こ
うして、自動計量供給装置においては、実投入量く実排
出！ｕ）Ｇの値が、計量設定値Ａ。と等しくなるように
、計量設定値Ａ。から落差補正値εを減じて、投入（排
出）目標値Ａを定め、これに基づいて計量制御が行われ
ている。そして、従来の自動計量供給装置においては、
落差補正値εは、操作者が計量誤差の情況に応じて値を
変更しながら設定していた。

ところで、この落差補正値εは、装置の特性、被計量物
の物性、計量設定値などにより微妙に変化し、その最適
値を人手によって定めることは極めて回動であり、この
ため、計量精度には一定の限界があった。

この発明は、上記の事情に鑑）、落差補正値を自動的に
修正することによって−、高い精度で計量することので
きる自動計量供給装置を提供するもので、この目的を達
成するために、本発明は前回計重時の実投入量または実
排出量から計量設定値を差し引き、前回の計量誤差を求
めこの計量誤差の絶対値が予め定められた不感帯設定値
よりも大きい場合は、この計量誤差に予め定められた定
数を乗じ、この値と前回の落差補正値とに基づいて今回
の落差補正値を算出し、前記計−ｍ誤差が前記不感帯設
定値以下の場合は、前回の落差補正値をそのまま今回の
落差補正値とすることを特徴とする。

以下、図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第２図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、１は内部に粉粒体２が貯蔵されている貯蔵ホッパ
であり、３は貯蔵ホッパ１の下端開口部に近接して設け
られている電磁フィーダである。この電磁フィーダ３は
比較制御回路５により、その駆動、非駆動が制御され、
駆動時には粉粒体２を振動搬送し、高速又は低速で計量
ホッパ６の上端開口部へ投入する。計量ホッパ６の外周
面上部には水平方向に延びる腕７ａ、７ｂが対向して設
けられており、この腕７ａ、７ｂが各々ロードセル８ａ
、８ｂおよびワイヤを介して固定端に取り付けられてい
る。この場合、計量ホッパ６は、固定端からロードセル
８ａ、８−ｂを介して宙吊り状態にある。９は計量ホッ
パ６の下端間］］部に近接して設けられている電磁フィ
ーダであり、電磁フィーダ３と同様に比較制御回路５に
よって制御される。１０は重量検出回路であり、ロード
セル８ａ；８ｂが出力する重量信号に基づいて、計量ホ
ッパ６内の粉粒体２の重量を検出し、投入（排出計量方
式においては排出）ｆｌＷＲを比較制御回路５へ供給す
るとともに、投入（排出）終了時の実投入（排出）量Ｇ
ｎを後述のＣＰＵ１２へ供給する。１１はキーボード等
からなる操作部であり、計量設定値ＡＱ、落差補正値の
初期値ε０、定数Ｋ、不感帯設定値りを入力するため【
二股（すられている。この初期値ε。は、１回目の泪ｍ
１こ用（１られる落差補正値であり、零でもよ０゜また
、定数には経験的に定められる値であり、１に＋（本２
の種類等によって異なる。さらに、不感帯設定（直りは
、ｎ１吊誤差δ〔１の許容範囲を示すもので、その−例
を第３図、第４図に示す。１２＆ま中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）であり、装置各部を制御する（より＼、後述する演
算を行い、演算結果である１９人（υト８１）目標値へ
１１を比較制御回路５へ供給する。イーして比較制御回
路５は、投入（排出）ｉＷＲと投入（排出）目標値Ａｎ
とを比較し、Ａｒ＋＞Ｗｕの場合、電磁フィーダ３を駆
動して、電磁フィーダ９を停止し、Ａｎ＝Ｗｎになると
電磁フィーダ３を停止し、電磁フィーダ９を駆動する。

また、１４はＣＰＵ１２で用いられるプロゲラｌ−が貫
己憶されているメモリ、１５はデータバスである。

次に、第２図、第３図を参照して、本実施例の動作を説
明する。第３図は、投入計量方式によって粉粒体２の計
量を繰返す場合の計ｆａ、ｌ；ツノペロ内の重量変化を
示す図であり、図においてＡｏ４ま計量設定値であり、
予め操作部１１から入力される。

また、Ａｎ、Ｇｎ、ε「１、δｎ　　（ｒ＋　＝１．２
．３゜４）は各々、第ｎ回目の計量目標値、実投入量、
落差補正値、重量誤差を示している。

さて、８１最を開始する場合、操作者は先ず、操作部１
１を操作して、計量設定値Ａ。、落差補正値εの初期値
ε０、定数ＫをＣＰＵ１２に入力し、次に計量をスター
トさせる。これによってＣＰＵ１２は、第３図（イ〉に
示す第１回目の投入目標値Ａ１を次式によって演幹し、
比較制御回路５に供給する。

Ａ＋＝Ａｏ　−δ１・・・・・・・・・・・・・・・（
１）ただし、ε１＝ε０ ところで、初期状態においては、計量ホツノ＜６（ま空
であり、投入ｆＪＷ＊＝ｏであるから、　八１．〉ＷＲ
となる。そこで、比較制御回路５は、電磁フィーダ３の
駆動を開始し、貯蔵ホッパ１内の粉粒体２が計催ボツバ
６内に高速で投入される。こうして、計量ホッパ６内に
粉粒体２が投入されていき、投入ｆｆ１Ｗｕが予め定め
られた値　（第３図のＡｏ　　Ｓ＞になると、比較制御
回路５は電磁フィーダ３を制御し、投入速度を低速に切
換え、投入終了に備える。そして、ＷＲ＝ＡＩになると
、比較制御回路５は電磁フィーダ３に貯蔵ホッパ閉塞指
令を出し、電磁フィーダ３を停止させる。この際、指令
が出されてから、計量ホッパ６への投入が実際に停止す
るまでに、しばら（の時間がかかり、この間計量ホッパ
６への投入組は、第３図（イ）のＧ１まで増加する。こ
うして第１回目の投入が終了すると、比較制御回路５は
電磁フィーダ９を駆動し、粉粒体２を計量ホッパ６から
排出させる。そして、ＣＰｔＪ１２は、重潰検出器１０
から実投入ｋｎ　Ｇ　＋を読み取り、次のようにして第
２回目の投入目標値Ａ２を演算する。

δ＋＝Ｇ＋　　Ａｏ・・・・・・・・・・・・・・・（
２）なる式によって曲回（第１回目〉の計量誤差δ１を
求め、次に、計量誤差δ１の絶対値ｌδ１１が、１　δ
１１　≦Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・　（３）（
ただし、Ｄは不感帯設定値） なる式を満す場合は、前回の落差補正値ε１をそのまま
今回の落差補正値ε２とする。ずなわち、δ２−δ１・
・・・・・・・・・・・・−・（４）とする。一方、絶
対値１δＩ　１が １δ１１〉Ｄ・・・・・・・・・・・・（５）なる式を
満す場合は、前回の落差補正値ε１に次式の補正を施し
、今回の落差補正値ε２を得る。

すなわち、 ε　ン　　＝　ε　＋＋Ｋ　　δ　１　　・・・　・・
・　・・・　　（６）なる式によって、前回の落差補正
値ε１に、前回の計量誤差δ１ど定数Ｋを掛けた値を加
算して今回の落差補正値ε２を得る。こうして（４）、
又は（６）式で得られた落差補正値ε２を計量設定値Ａ
ｏから差し引いて第２回目の投入目標値Ａ２を得る。す
なわち、ＣＰＵ１２は、 Ａ２＝ＡＯ−δ２・・・・・・・・・・・・（７）なる
式によって、投入目標値Ａ２を求め、この値を比較制御
回路５に供給する。こうして、第３図（［］〉に示す第
２回目の計量が第１回目と同様にして行われる。

このようにして、第（ｒ＋−１）回目のｈ１量が終了す
る゛と、ＣＰＬＪ１２は、以Ｆのようにして第ｎ回目の
投入目標値Ａｎを求める。

δ（ｎ−１）　＝Ｇ　（ｎ−１＞　−Ａｏ　−−−−−
−（８）これらの式は、（２）式、（４）式、（６）式
に対応するものであり、その適用例を第３図に基づいて
説明する。第３図（イ）（第１回目の計量）、（ロ）（
第２回目のｉｔ　量）においては、１δ１　！〉Ｄ、ｊ
δ２１〉Ｄなので（１０）式から落差補正値ε２、ε３
が求められ、この結果、　ε１〈ε、ぐε３どなる。そ
して、第３回目の計量（同図（ハ））においては、１δ
３１くＤとなり、計量誤差δ３の絶対値１δ３１が不感
帯設定値りよりも小さくなる。これは第３回目の計量が
極めて正確に遂行されたためであり、第４回目の計量（
同図（ニ））において、落差補正値ε４を修正する必要
はないと考えられる。そこで（９）式によって８４＝６
３と設定され、これに基づいて第４回目の計量が行われ
る。こうして、前回の計量が極めて正確に行われた場合
は、今回の計量も前回と同じ条件下で行うようにするこ
とによって、計量時のハンヂング現象を防止することが
でき、これによって計量精度をざらに向上させることが
できる。

以−ヒを要約すると、前回の実投入ＩＧ（ｎ−１＞から
計量設定値Ａｏを差し引いて前回の計量誤差δ（ｒ＋−
１）を求め、　その絶対値　１δ（「１−１）ｌが不感
帯設定値り以Ｆであれば、前回の落差補正値ε（ｒ＋−
１＞をそのまま今回の落差補正値εｎ　（−ε（ｎ−１
）　）とし、絶対値１δ（ｎ−１）１が不感帯設定値り
より大きければ、計量誤差δ（ｎ−１）と定数にとの積
をとり、その値に前回の落差補正値ε（ｒ＋−１）を加
算して今回の落差補正値εｎを求める。このように、前
回の計量が設定範囲内・の精度で行われていればそのま
まの状態で計量を続け、設定範囲内の精度で行われなか
った場合は、落差補正値εｎを自動的に修正する。こう
して、落差補正値εｎの値を次第に最適な値にすること
ができる。

次に、第４図は排出計量方式によって、計量を繰返づ場
合の４酊ホッパ６内の重量変化を示す図であり、図にお
いてＷｒ＋　　（ｎ　＝１．２．３．４＞は計量に先立
って、計量ホッパ６に適当に投入された粉粒体２の重量
であり、この重ＩＷ、ｎを基準として、計量が行われる
。その具体的方法は上述した投入訓聞方式とほぼ同じな
のでその説明を省略する。

以上説明したように、この発明は、前回訂昂時の実投入
量または実排出量から計量設定値を差し引き、前回の計
量誤差を求め、この計量誤差の絶対（ＩＮが予め定めら
れた不感帯設定値よりも大きい場合は、この計量誤差に
予め定められた定数を乗じ、この値と前回の落差補正値
とに基づいて今回の落差補正値を算出し、前記８１闇誤
差が前記不感帯設定値以下の場合は、前回の落差補正値
をそのまま今回の落差補正値とするので、落差補正値が
自動的に修正され、これによって自動泪量供給装置の計
量精度を向上させることとができる。また、不感帯を設
けたことによって、計量バッチ毎に起こるハンチング坦
象が防止でき、これによって計量精度をさらに向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｈ［開時における計量ホッパの状態を示す図
、第２図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図
、第３図は投入計搦方式によって粉粒体の計量を繰返す
場合の計量ホッパ６内の重量変化を示す図、第４図は排
出計量方式によって粉粒体の計量を繰返す場合の計量ホ
ッパ６内の重量変化を示す図である。 ２・・・・・・粉粒体（被計量物）、６・・・・・・計
量ホッパ、１２・・・・・・ＣＰＵ　（演算手段）、Ａ
ｏ・・・・・・計量設定値、Ａｎ　　（ｎ＝１．２・・
・）・・・・・・投入（排出）目標値、Ｄ・・・・・・
不感帯設定値、Ｑｎ（ｎ＝１．２・・・）・・・・・・
実投入量（実排出ｉり、Ｋ・・・・・・定数、εｎ（ｎ
＝１．２・・・）・・・・・・落差補正（直、δｎ（ｎ
＝１゜２・・・）・・・・・・計量誤差。 出願人　神鋼電機株式会社 第１図 （Ｄ） 粒体２の重りを検出しながら、電磁フィーダ３゜４の動
作制御を行って、計量ホッパ６への材料投入量および１
征ホッパ６からの材料排出量を制御するものである。 ところで、従来自動１址供給装置における材料投入量お
よび材料排出量”の制御は７段制御や３段制御あるいは
これらの組合わせによって行なわれていた。ここで、７
段制御と３段制御について、材料投入ｕ制イｉｌｌを例
にとって説明する（材料排出時も同様の制御となる）。 ７段制御は材料投入機に予め定めた一定址の材料を針鼠
ホッパ６内へ継続して投入さＵ゛、投入量が投入目標値
付近に達した時に拐科投入を停止させる制御方法であり
、投入量の梢１ｙがあ−より要求されない場合に用いら
れる、この７段制御の精度は投入目標値を７００％とす
ればン７−／θｊ９に程度である。−役割（ｄ４１は一
１＝述の場合同様、材料投入機に単位時間当り一定址の
材料を耐ｈ１ホッパ６内へ投入させ、投入量が投入目標
値の７θ〜ノー５’　ｌＪ６’に達した時にこれを検知
し、この時点以後は材１投入機の単ｆα時間当りの材料
投入量を／７／ｊ〜／／／θ程度に下げ、１蓄ホッパ６
内の投入量が投入目標値にゆっくり近づくようにする制
御方法であり、高精度が要求される場合に用いられる。 しかしながら、上述した７段もしくは３段制御において
は単位時間当りの材料投入量（もしくは材料排出量）が
予め定められた固定閂であるため、計に中の材料の諸性
質（物性等）の変動には追従することができず、これに
よる計址哄差が避けられないという問題があった、一方
、この問題を解決するために、３段、ｌ１段等の複数段
制御や、投入目標値のやや手前から材料を断続的に投入
してゆくインチング制御が試みられたが、上述の問題を
完全には解決できず、しかも、制御システムを作る際に
、実験等により得られる経験的要素が必要となる欠点が
あった。 この発明は１ニ述した事情に鑑み、計址中の材料の諸性
質の変動に追従でき１．これにより、高い精度の８１橿
を行い得るとともに、制御システムを作る際に何ら１験
的要素を必要とし７ない自動計量ｌ供給装置Ｗの制モ１
（１方法を提供するもので、７回の針量（ｂ作期間を一
定時間幅の小区間に分割し、／小区間に」？ける計ｆＩ
ｌホッパ内の材料の重■変化率と計ｊばホツパビ９　；
ｔＪ’　＊ｉ）のｆｉｔ在重Ｌ［と目標針鼠値とに基づ
いて次の小区間のＩ科人出量を制御する方法である。 以下図面を参照してこの発明の実力１１例について８１
１、明する。 第３図はこの発明の一実施例を適用した場合の自動削址
供給装置の動作特性を示す動作特性図である。々お、こ
の実施例の機械的構成は第１図に示すものと略同様であ
るがこの実施例における制御装置１０ｉ／Ｊ、マイクロ
ブ「レセツプ。メモリ、および名釉インターフニーｒス
ζ１）から成っている。 以下にε１１／図、第Ω図を参照Ｌ２てこの実施例の制
御１ｊＩＩ作につい、て、月利投入時を例にとって説明
する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 計が設定値ど落差補正値とに基づき、投入目標値または
   排出目標値を求め、この目標値に基づいて自動肘用を行
   う自動計量供給装置において、■前記計量設定値を入力
   づる入力手段と、■予め定められた定数を入力する入力
   手段と、■不感帯設定値を入力する入力手段と、■前回
   計量時の実投入量または実排出量から前記計量設定値を
   差し引き、前回の計量誤差を求め、この計量誤差の絶対
   値が前記不感帯設定値以下の場合は前回の落差補正値を
   そのまま今回の落差補正値とし、前記計量誤差の絶対値
   が前記不感帯設定値より大きい場合は、前記計量誤差に
   ｈｈ記定数を乗じ、この値と前回の落差補正値とに基づ
   いて今回の落差補正値を算出する演算手段とを具備する
   ことを特徴とする自動計量供給装置。