KR101306637B1 - Measuring apparatus and method the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동계량장치 및 방법에 관한 것으로, 목표중량, 계량속도, 그리고 허용오차에 따른 각 요소 데이터 즉, 진동의 세기, 진동의 시간, 대출휘더와 소출휘더의 정지위치 및 브레이크를 행하는 위치에 대한 데이터를 저장하여 초기에 저장된 요소 데이터에 의해 계량운전을 하고, 이후 운전 데이터에 의해 요소 데이터를 갱신하여 운전을 하도록 함으로써 정량계랑 및 계량속도를 제어할 수 있도록 한 자동계량장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention relates to an automatic weighing apparatus and a method, wherein each element data according to a target weight, a measuring speed, and a tolerance, i.e., the strength of vibration, the time of vibration, the stop position of the loan feeder and the ejection feeder, and the brake position Provides an automatic weighing device and method that can control the metering and metering speed by storing the data about the metering operation based on the initially stored element data and then updating the element data according to the operation data. The purpose is.
Description
본 발명은 자동계량장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 진동에 의해 이송되는 원료를 자동으로 정확히 계량하여 정량으로 배출하도록 한 자동계량장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an automatic weighing apparatus and method, and more particularly, to an automatic weighing apparatus and method for automatically and accurately metering and quantitatively discharging raw materials conveyed by vibration.
곡물이나 분말 등의 원료를 정확한 양으로 소분하기 위하여 도1에서와 같은 자동계량장치를 사용하게 되며, 도1(a)는 정면도이고, 도1(b)는 측면도이다.In order to subdivide raw materials such as grains and powders in an accurate amount, an automatic weighing apparatus as shown in FIG. 1 is used. FIG. 1 (a) is a front view and FIG. 1 (b) is a side view.
이러한 자동계량장치는 프레임(100)의 상부에 호퍼(110)가 구비되고, 상기 호퍼(110)로부터 셔터(111)의 열림정도에 따라 일정한 양의 원료가 공급휘더(120)를 통해 소출휘더(130)와 대출휘더(140)로 공급된다.The automatic metering device is provided with a
소출휘더(130)는 적은양의 원료를 이송하는 것이고, 대출휘더(140)는 많은양의 원료를 이송하는 것으로서, 실린더 형태의 공급휘더 진동부(121)에 의해 공급휘더(120)가 진동하면서 원료를 소출휘더(130)와 대출휘더(140)에 동시에 공급하고, 소출휘더(130)는 소출휘더 진동부(131)의 작은 진동에 의해 원료를 조금씩 계량버켓(150)쪽으로 이송시키며, 대출휘더(140)는 대출휘더 진동부(141)의 큰 진동에 의해 많은양의 원료를 계량버켓(150)쪽으로 이송시키게 된다.The
따라서, 계량버켓(150)에 일정한 양의 원료가 투입되고, 로드셀(151)에 의한 감지중량이 목표중량에 도달하면 계량버켓 구동부(160)가 계량버켓(150)을 열어 원료를 배출슈트(170)를 통해 워크테이블(180)로 배출한다.Therefore, when a certain amount of raw material is input to the
따라서 워크테이블(180)에 놓인 포장재에 원료가 투입되어 정량계량이 이루어지는 것이다.Therefore, the raw material is put into the packaging material placed on the work table 180 to quantitatively measure.
이러한 소출휘더(130)와 대출휘더(140)의 진동제어에 의하여 정량을 배출하기 위한 계량과정은 도2에 도시하였다.The weighing process for discharging quantitatively by vibrating control of the
도2(a)는 대출휘더(140)의 제어 그래프이고, 도2(b)는 소출휘더(130)의 제어 그래프로서, 목표중량 1000g으로 예를들어 설명한다.2 (a) is a control graph of the
초기에는 대출휘더(140)의 진폭을 90%로 시작하여 300g이 계량될 때까지 지속하고, 300g에서 500g의 구간에서는 진폭을 점진적으로 줄여 60% 진폭을 가지도록 한 다음 500g에서 대출휘더(140)에 브레이크를 걸어 900g이 될 때 진폭이 40%에 달하도록 한 후 대출휘더(140)를 정지시키게 됨으로써 많은양의 원료를 빠르게 계량버켓(150)으로 이송시키게 된다.Initially, the amplitude of
이와 동시에 소출휘더(130)는 진폭을 80%로 시작하여 300g이 계량될 때까지 지속하고, 300g에서 500g의 구간에서는 진폭을 점진적으로 줄여 70% 진폭을 가지도록 한 다음 500g에서 소출휘더(130)에 브레이크를 걸어 1000g이 될 때 진폭이 30%에 달하도록 한 후 소출휘더(130)를 정지시키게 됨으로써 목표하는 중량에 근접하도록 정밀하게 원료를 계량버켓(150)으로 이송하게 되는 것이다.At the same time, the
이러한 과정에 의해 원료를 정량 계량하기 위해서 가장 중요한 요소가 셔터(111)의 개방정도, 진동의 세기, 진동의 시간, 대출휘더(140)와 소출휘더(130)의 정지 시간차 및 브레이크를 행하는 위치가 된다.
In order to quantitatively measure the raw materials by this process, the most important factors are the opening degree of the
그런데, 종래에는 이러한 요소를 사용자가 직접 일일이 입력하여 설정하여 하므로 매우 번거로움과 아울러 설정을 정확히 하지 않았을 경우에는 계량오차가 크게 발생하게 된다.However, in the related art, the user inputs and sets these elements directly, which is very cumbersome and causes a large amount of weighing error when the setting is not made correctly.
즉, 진동의 세기, 진동의 시간, 대출휘더와 소출휘더의 정지 시간차 및 브레이크 시점을 일일이 설정하여 주어야 하는 번거로움이 있는 것이다.That is, there is a hassle to set the vibration strength, the vibration time, the stop time difference between the loan feeder and the ejection feeder, and the break point.
또한, 원료의 특성 변화시 즉, 곡물과 같은 알갱이 원료와 밀가루 같은 가루 원료는 그 특성이 매우 다르므로, 사용자가 그 특성을 판단하여 설정값을 입력하기가 매우 어려워 이 또한 계량오차가 발생하는 요인이 된다.In addition, when the characteristics of raw materials change, that is, the characteristics of grains such as grains and flours such as wheat flour are very different from each other, it is very difficult for a user to judge the characteristics and input a set value, which also causes a measurement error. Becomes
그리고, 전원의 변화에 의해 진동력의 변화가 발생하게 되면 이 또한 계량오치가 발생하는 요인이 되며, 이외의 많은 내적 및 외적 요인에 의해 계량오차가 필연적으로 발생하는 문제점이 있다.In addition, when a change in the vibration force occurs due to a change in power supply, this also causes a measurement error, and there is a problem that a measurement error is inevitably caused by many internal and external factors.
마지막으로 상기의 여러가지 요인에 의해 계량값과 계량시간이 달라지게 되어 생산성을 예측하기 어려운 문제점도 가지고 있다.
Finally, there is a problem that it is difficult to predict the productivity because the weighing value and the weighing time are changed by various factors described above.
따라서 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 목표중량, 계량속도, 그리고 허용오차에 따른 각 요소 데이터 즉, 진동의 세기, 진동의 시간, 대출휘더와 소출휘더의 정지시 및 브레이크를 행하는 위치에 대한 데이터를 저장하여 초기에 저장된 요소 데이터에 의해 계량운전을 하고, 이후 운전 데이터에 의해 요소 데이터를 갱신하여 운전을 하도록 함으로써 정량계랑 및 계량속도를 제어할 수 있도록 한 자동계량장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Therefore, in order to solve the conventional problems, the present invention relates to each element data according to the target weight, the measuring speed, and the tolerance, that is, the strength of the vibration, the time of the vibration, the stop of the loan feeder and the discharge feeder, and the position at which the brake is performed. Provides an automatic weighing device and method that can control the metering and metering speed by storing the data about the metering operation based on the initially stored element data and then updating the element data according to the operation data. The purpose is.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동계량장치는,Automatic weighing apparatus of the present invention for achieving the above object,
공급휘더와 셔터의 열림정도에 의해 호퍼로부터 배출되는 원료가 소출휘더와 대출휘더에 의해 계량버켓쪽으로 이송되어 계량되고, 정량이 되면 이를 배출하는 자동계량장치에 있어서,In the automatic weighing device, the raw material discharged from the hopper by the feed feeder and shutter opening degree is transferred to the weighing bucket and weighed by the draining feeder and the loan feeder.
사용자로부터 원료의 계량 목표중량값 및 허용오차값, 그리고 단위시간당 계량횟수를 입력받는 입력부;An input unit for inputting a weighing target weight value and a tolerance value of a raw material and a weighing frequency per unit time from a user;
목표중량값 및 허용오차값, 그리고 단위시간당 계량횟수에 따른 공급휘더의 진동세기, 소출휘더와 대출휘더의 진동세기 및 브레이크 위치, 그리고 정지위치에 대한 초기 운전 데이터가 설정되어 저장되는 설정값 저장부;A set value storage unit that stores and stores the initial strength of the feeder's vibration strength, the brake strength and the brake position, and the stop position according to the target weight value and the tolerance value, and the number of weighings per unit time. ;
상기 설정값 저장부에 저장된 초기 운전 데이터에 의해 소출휘더와 대출휘더를 제어하고, 운전 후 누적된 허용오차값 및 단위시간당 계량횟수에 따라 상기 각 초기 운전 데이터를 갱신하는 프로세서;A processor for controlling the dispensing feeder and the loaning feeder based on the initial operation data stored in the set value storage unit, and updating the initial operation data according to the accumulated tolerance value and the number of times of measurement per unit time;
상기 계량버켓에 이송되어 투입되는 중량값을 상기 프로세서에 제공하는 로드셀;A load cell which provides the processor with a weight value transferred to the weighing bucket;
계량시간에 대한 정보를 상기 프로세서에 제공하는 타이머;로 구성된 것을 특징으로 한다.
And a timer for providing information on the metering time to the processor.
이러한 본 발명에 따르면, 사용자가 원료의 계량 목표중량값 및 허용오차값, 그리고 단위시간당 계량횟수만을 입력하면, 자동계량이 이루어지므로 종래와 같이 사용자가 많은 요소 데이터를 입력하지 않아도 되어 설정이 매우 간편해진다.According to the present invention, when the user inputs only the weighing target weight value and the tolerance value of the raw material, and the number of weighings per unit time, automatic weighing is performed, so that the user does not have to input a lot of element data as in the prior art, and the setting is very simple. Become.
또한, 사용자가 원료의 특성을 굳이 모르더라도 자동으로 정량계량과 원하는 계량횟수가 수행되어 생산성이 높아진다.In addition, even if the user does not know the characteristics of the raw material automatically performs a quantitative weighing and the desired number of times of measurement to increase productivity.
이외의 외적인 요인 및 내적인 요인이 발생하더라도 적응적으로 대응하여 정량계량이 자동으로 이루어지는 효과가 있다.
Even if external or internal factors occur, there is an effect that the quantitative weighing is automatically performed in response to the adaptive.
도1은 일반적인 자동계량장치의 구조를 보인 도.
도2는 도1의 계량장치에 의한 원료 이송상태를 보인 그래프.
도3은 본 발명에서 적용된 자동계량장치의 제어 블럭도.1 is a view showing the structure of a general automatic weighing apparatus.
Figure 2 is a graph showing the raw material transfer state by the metering device of FIG.
Figure 3 is a control block diagram of the automatic weighing apparatus applied in the present invention.
본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 도1에서와 같이 원료를 계량버켓(150)에 원하는 속도를 가지면서 정량으로 이송시키기 위한 중요한 제어 요소로서는, 셔터(111)의 열림정도, 공급휘더(121)의 진동의 세기, 소출휘더(130)와 대출휘더(140)의 진동의 세기 및 시간, 소출휘더(130)와 대출휘더(140)의 정지 시간차, 그리고 원료의 이송량에 따라 소출휘더(130)와 대출휘더(140)에 브레이크가 작동하는 시점이 된다.First, as an important control element for quantitatively conveying the raw material to the
이러한 제어 요소에 따른 초기 설정값이 설정값 저장부(220)에 미리 저장되어 있는데, 하나의 예로서 원료의 목표중량을 1000g, 분당 계량횟수를 10회, 그리고 목표중량의 허용오차를 ±3g으로 한다면, 다음 표1에서와 같은 초기 설정값이 테이블 형태로 저장되며, 아울러 목표중량, 분당 계량횟수, 허용오차에 따른 다양한 초기 설정값이 저장되어 있게 된다.
An initial set value according to the control element is stored in advance in the set
여기서, 대출휘더 및 소출휘더의 1차 진동세기 구간은 도2에서와 같이 초기 진동의 세기를 유지하는 구간이고, 2차 진동세기 구간은 1차 진동 완료 후 브레이크 위치까지의 진동감소 구간이며, 3차 진동세기 구간은 브레이크 위치부터 정지 위치까지의 진동감소 구간이 된다. Here, the first vibration intensity section of the loan feeder and ejection feeder is a section for maintaining the initial vibration intensity, as shown in Figure 2, the second vibration intensity section is a vibration reduction section to the brake position after the first vibration is completed, 3 The differential vibration intensity section is a vibration reduction section from the brake position to the stop position.
따라서, 사용자가 입력부(210)를 통해 목표중량, 분당계량횟수, 허용오차를 설정하게 되면, 프로세서(200)는 입력값에 대한 설정값을 설정값 저장부(220)로부터 읽어들여 자동계량운전을 행하게 되는데, 프로세서(200)는 상기 표1과 같이 설정값 저장부(220)에 저장된 초기 설정값에 의해 셔터(111)를 개방시킨 다음 공급휘더 진동부(121)를 제어하여 공급휘더(120)를 진동시킴으로써 호퍼(110)로부터 배출되는 원료가 소출휘더(130)와 대출휘더(140)로 공급된다.Therefore, when the user sets the target weight, the number of counts per minute, and the tolerance through the
이후, 소출휘더(130)와 대출휘더(140)도 마찬가지로 상기 설정값 저장부(220)에 저장된 초기 설정값으로 제어하여 계량버켓(150)으로 원료를 이송하여 투입시키며, 프로세서(200)는 로드셀(151)에 의해 계량된 중량이 목표중량이 되면 계량버켓 구동부(160)를 제어하여 계량된 원료를 배출시킨다.Thereafter, the
이와 동시에 타이머(230)로부터 초기 1차 계량된 시간을 입력받아 계량된 중량 데이터와 시간을 설정값 저장부(220)에 일시저장하게 된다.At the same time, the initial primary weighed time is input from the
이러한 계량과정을 소정횟수(예를들면 3회)를 반복하여 수행하여 계량된 단위시간당 계량오차 데이터와 계량횟수 데이터를 누적한 후 평균값을 산출한다.This weighing process is repeated a predetermined number of times (for example, three times), and the average value is calculated after accumulating the weighing error data and the weighing count data per unit time.
예를들어 3회의 계량값이 1002.7g, 996.5g, 1001.2g이고, 속도가 각각 5.7초, 5.8초, 5.8초라면 이는 그 누적 계량 평균값이 1000.13g이고, 누적 계량 평균속도가 5.76초로서 6초이내(분당 10회 계량이 설정되어 있으므로, 1회 계량이 6초이내이어야 함)이므로 프로세서(200)는 설정값 저장부(220)에 저장된 초기 설정값으로 계량 운전을 하게 된다.For example, if three weighing values are 1002.7g, 996.5g and 1001.2g, and the speeds are 5.7 seconds, 5.8 seconds and 5.8 seconds respectively, the cumulative weighing average value is 1000.13g and the cumulative weighing average speed is 5.76 seconds and 6 seconds. Since the metering is set within 10 minutes per minute, once weighing should be within 6 seconds, the
반면에 이러한 누적 계량 평균값이 허용오차를 초과하거나 미만되고, 누적 계량 평균속도 6초를 초과하게 되면, 프로세서(200)는 대출휘더(140)의 진동세기, 소출휘더(130)의 진동세기, 대출휘더(140)의 브레이크 위치, 대출휘더(140)의 정지위치, 셔터(111)의 열림정도 및 공급휘더(120)의 진동세기를 제어하여 누적 계량 평균값 및 누적 계량 평균 속도가 초기 설정된 목표범위 내에 들도록 한다.On the other hand, if the cumulative weighing average value exceeds or falls below the tolerance and the cumulative weighing average speed exceeds 6 seconds, the
이를 위해, 누적 계량 평균값이 허용오차를 벗어나 미달되거나 누적 계량 평균속도가 목표시간내에 들지 못하면, 프로세서(200)는 공급휘더의 진폭, 대출휘더의 진폭, 소출휘더의 진폭, 대출휘더의 정지위치 및 대출휘더의 브레이크 위치에 대한 설정값을 소정크기(예를 들면 진폭의 2%)만큼 단계적으로 증가시켜 보정하고, 보정된 매 단계마다 보정된 값으로 계량운전을 한 다음 설정된 목표범위에 드는 시점에서 그때의 보정값으로 계량운전을 소정횟수(3회) 반복수행한다.To this end, if the cumulative weighing average value is out of tolerance or the cumulative weighing average speed does not fall within the target time, the
상기의 반복적인 계량운전에 의해 누적 계량 평균값 및 누적 계량 평균속도가 초기 설정된 목표범위 내에 들게되면, 그 보정된 설정값으로 설정값 저장부(220)의 설정값을 갱신하고, 그 갱신된 설정값으로 계량운전을 하게 된다.When the cumulative weighing average value and the cumulative weighing average speed are within the initially set target ranges by the repetitive weighing operation, the set value of the set
반대로 누적 계량 평균값이 허용오차를 벗어나 초과된다면, 프로세서(200)는 공급휘더의 진폭, 대출휘더의 진폭, 소출휘더의 진폭, 대출휘더의 정지위치 및 대출휘더의 브레이크 위치에 대한 설정값을 소정크기(예를들면 진폭의 2%)만큼 단계적으로 감소시켜 보정하고, 보정된 매 단계마다 보정된 값으로 계량운전을 한 다음 설정된 목표범위에 드는 시점에서 그때의 보정값으로 계량운전을 소정횟수(3회) 반복수행한다.On the contrary, if the cumulative weighing average value exceeds the tolerance, the
이또한 반복적인 계량운전에 의해 누적 계량 평균값 및 누적 계량 평균 속도가 초기 설정된 목표범위 내에 들게 되면, 그 보정된 설정값으로 설정값 저장부(220)의 설정값을 갱신하고, 그 갱신된 설정값으로 계량운전을 하게 된다.In addition, when the cumulative weighing average value and the cumulative weighing average speed are within the initially set target range by repetitive weighing operation, the set value of the set
프로세서(200)는 이러한 누적 계량 평균값 및 누적 계량 평균속도를 지속적으로 감시하여, 그 오차범위를 벗어나게 되면 상기의 과정을 반복수행하여 오차범위에 들도록 한다.The
결국, 원료의 종류, 전원변화 등의 외부요인이 작용하더라도 그 보정된 데이터에 의해 사용자가 초기 설정한 값을 추종하도록 계량운전을 행하게 되는 것이다.
As a result, even if external factors such as the type of raw material and the power supply change, the metering operation is performed to follow the value initially set by the user based on the corrected data.
100 : 프레임 110 : 호퍼
111 : 셔터 120 : 공급휘더
121 : 공급휘더 진동부 130 : 소출휘더
131 : 소출휘더 진동부 140 : 대출휘더
141 : 대출휘더 진동부 150 : 계량버켓
151 : 로드셀 160 : 계량버켓 구동부
170 : 배출슈트 180 : 워크테이블
200 : 프로세서 210 : 입력부
220 : 설정값 저장부 230 : 타이머100: frame 110: hopper
111: shutter 120: feed feeder
121: supply feeder vibration unit 130: ejection feeder
131: ejection feeder vibration unit 140: loan feeder
141: loan feeder vibration unit 150: weighing bucket
151: load cell 160: weighing bucket drive unit
170: discharge chute 180: work table
200: processor 210: input unit
220: setting value storage unit 230: timer
Claims (4)
사용자로부터 원료의 계량 목표중량값 및 허용오차값, 그리고 단위시간당 계량횟수를 입력받는 입력부;
목표중량값 및 허용오차값, 그리고 단위시간당 계량횟수에 따른 공급휘더의 진동세기, 소출휘더와 대출휘더의 진동세기 및 브레이크 위치, 그리고 정지위치에 대한 초기 운전 데이터가 설정되어 저장되는 설정값 저장부;
상기 설정값 저장부에 저장된 초기 운전 데이터에 의해 소출휘더와 대출휘더를 제어하고, 운전 후 누적된 허용오차값 및 단위시간당 계량횟수에 따라 상기 각 초기 운전 데이터를 갱신하는 프로세서;
상기 계량버켓에 이송되어 투입되는 중량값을 상기 프로세서에 제공하는 로드셀;
계량시간에 대한 정보를 상기 프로세서에 제공하는 타이머;로 구성된 것을 특징으로 하는 자동계량장치.
In the automatic weighing device, the raw material discharged from the hopper by the feed feeder and shutter opening degree is transferred to the weighing bucket and weighed by the draining feeder and the loan feeder.
An input unit for inputting a weighing target weight value and a tolerance value of a raw material and a weighing frequency per unit time from a user;
A set value storage unit that stores and stores the initial strength of the feeder's vibration strength, the brake strength and the brake position, and the stop position according to the target weight value and the tolerance value, and the number of weighings per unit time. ;
A processor for controlling the dispensing feeder and the loaning feeder based on the initial operation data stored in the set value storage unit, and updating the initial operation data according to the accumulated tolerance value and the number of times of measurement per unit time;
A load cell which provides the processor with a weight value transferred to the weighing bucket;
And a timer for providing information on the weighing time to the processor.
According to claim 1, wherein the processor according to the accumulated tolerance value and the number of times of measurement per unit time, the amplitude of the supply feeder, the amplitude of the loan feeder, the amplitude of the ejection feeder, the stop position of the loan feeder and the loan feeder set in the set value storage unit An automatic weighing device, configured to incrementally increase or decrease a set value for a brake position of the control unit and store the corrected set value in a set value storage unit to update initial operation data.
프로세서가 상기 제1과정의 계량을 소정횟수 수행하여 발생되는 단위시간당 계량횟수 데이터와 계량오차 데이터를 누적하고, 그 누적된 평균값이 오차범위를 벗어난 경우 공급휘더의 진폭, 대출휘더의 진폭, 소출휘더의 진폭, 대출휘더의 정지위치 및 대출휘더의 브레이크 위치에 대한 설정값을 증감하여 단위시간당 계량횟수 데이터와 계량오차 데이터가 오차범위내에 있도록 제어하며, 증감된 설정값을 설정값 저장부에 저장하여 갱신하는 제2과정;
상기 제2과정에 의해 갱신된 설정값에 의해 상기 제2과정부터 반복수행하는 제3과정;으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동계량방법.
The vibration strength of the feeder, the vibration strength of the feeder and the loaner, and the brake position, which are stored in the set value storage unit according to the weighing target weight and tolerance value of the raw material input from the user, and the number of weighings per unit time A first step of selecting initial operation data for the stop position and controlling the ejection feeder and the loan feeder to perform weighing;
The processor accumulates the measurement count data and the measurement error data per unit time generated by performing the measurement of the first process a predetermined number of times, and if the accumulated average value is out of the error range, the amplitude of the supply feeder, the amplitude of the loan feeder, and the output feeder The amplitude, the stop position of the loan feeder, and the brake position of the loan feeder are increased or decreased to control the number of times of measurement data and the measurement error data per unit time within the error range, and the increased or decreased set value is stored in the setting value storage unit. A second process of updating;
And a third step of repeating the second step from the second step based on the set value updated by the second step.
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