WO2007072853A1

WO2007072853A1 - 回転式計量装置

Info

Publication number: WO2007072853A1
Application number: PCT/JP2006/325370
Authority: WO
Inventors: Ken Shimizu; Fumitaka Tokuda
Original assignee: Ishida Co., Ltd.
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2007-06-28
Also published as: EP1970681A4; US7816612B2; US20090229891A1; EP1970681A1; JPWO2007072853A1

Abstract

遠心力誤差をより正確に考慮することにより、物品の重量をより正確に計量することができる回転式計量装置を提供する。回転式計量装置（１）は、計量ユニット（２０）と遠心力誤差算出ブロック（４０）と重量値算出ブロック（５０）とを備える。計量ユニット（２０）は、計量皿（２５）とロードセル（２７）とを有し、ロードセル（２７）は、固定端（１８）と計量皿（２５）が配置される自由端（１７）とを有する。遠心力誤差算出ブロック（４０）は、計量ユニット（２０）が回転している状態でロードセル（２７）から出力される第１測定値に基づいて、自由端（１７）近傍におけるロードセル（２７）の水平面に対する角度変位θを算出する。重量値算出ブロック（５０）は、角度変位θと、計量皿（２５）が物品による荷重を受けている状態でロードセル（２７）から出力される第２測定値とに基づいて、物品の重量値を算出する。

Description

明細書

回転式計量装置

技術分野

[0001] 本発明は、物品の重量を計量する回転式計量装置に関する。

背景技術

[0002] 従来より、物品を回転させながら物品の重量を計量する回転式計量装置が利用されている。こうした回転式計量装置では、多くの場合、物品を載せる計量皿やベルトコンベア等の下に計量機能を有するロードセルが取り付けられており、こうしたロードセルは、物品とともに回転しながらロードセルが受ける荷重を測定する。このとき、口ードセルから出力される測定値には、計量皿等の風袋の重量と物品の重量との合計重量だけでなぐ回転〖こよる誤差も含まれること〖こなる。

[0003] 回転による誤差には、以下のようなものがある。例えば、図 1に示すように、ロードセル 27が自由端 17と固定端 18とを有する構造になっている場合を考える。この場合、ロードセル 27の自由端 17近傍では、計量皿 25等の風袋の重量や物品の重量が載荷されることにより、水平面に対して角度変位が生じる。こうした角度変位が生じている状態で風袋や物品が回転すると、風袋や物品に作用する遠心力 Fを打ち消すよう

C

にしてロードセル 27に作用する力 Fも、半径方向に対して角度 Θだけ傾くことになる

し

。そして、その結果、回転による誤差として、ロードセル 27には、垂直方向に大きさ I Fc I tan Θの力 F力載荷されることになる。

E

[0004] 特許文献 1には、遠心力に由来して生じる上述の回転による誤差 (以下、遠心力誤差という）を考慮して物品の重量が計量される様子が開示されている。

特許文献 1：特許第 2794472号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、特許文献 1の回転式計量装置では、遠心力誤差を考慮するに当たり、ロードセルの水平面に対する角度変位が一定とみなされる。ところが、実際には、こうした角度変位は、ロードセルが受ける荷重に応じて変化する。そのため、特許文献 1の回転式計量装置では、遠心力誤差を正確に考慮することが困難となっている。

[0006] 本発明の課題は、遠心力誤差をより正確に考慮することにより、物品の重量をより正確に計量することができる回転式計量装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007] 第 1発明に係る回転式計量装置は、計量部と、回転駆動部と、遠心力誤差算出部と、重量値算出部とを備え、物品の重量を計量する。計量部は、荷重受部と、荷重検出器とを有する。荷重受部は、物品による荷重を受ける。荷重検出器は、固定端と荷重受部が配置される自由端とを有する。回転駆動部は、計量部を回転させる。遠心力誤差算出部は、第 1測定値に基づいて、自由端近傍における荷重検出器の水平面に対する角度変位 Θを算出する。第 1測定値は、計量部が回転している状態で荷重検出器力出力される測定値である。重量値算出部は、角度変位 Θと第 2測定値とに基づいて、物品の重量値を算出する。第 2測定値は、荷重受部が物品による荷重を受けている状態で荷重検出器から出力される測定値である。

[0008] この回転式計量装置では、計量部が回転している状態での測定値 (第 1測定値）に基づいて、自由端近傍における荷重検出器の水平面に対する角度変位 0が算出される。ここで、計量部が回転している状態での測定値 (第 1測定値)とは、荷重受部が物品 (被計量物、その他任意の物品を含む）による荷重を受けている状態での測定値であっても、荷重受部が物品 (被計量物、その他任意の物品を含む）による荷重を受けていない状態での測定値であってもよい。また、このとき算出される角度変位 Θ とは、荷重受部が物品（被計量物）による荷重を受けている状態での角度変位である。そして、算出された角度変位 Θと、荷重受部が物品 (被計量物）による荷重を受けて、る状態での測定値 (第 2測定値)とに基づ、て、物品 (被計量物)の実重量値が算出される。このように、この回転式計量装置では、自由端近傍における荷重検出器の水平面に対する角度変位 Θを考慮することにより、遠心力誤差をより正確に考慮することが可能になり、物品 (被計量物）の重量をより正確に計量することができる。

[0009] なお、角度変位 Θを算出することには、 tan Θなど、 Θのみに依存する関数を算出することが含まれるものとする。

[0010] 第 2発明に係る回転式計量装置は、第 1発明に係る回転式計量装置であって、遠心力誤差算出部は、角度変位関数算出手段を有する。角度変位関数算出手段は、第 1測定値に基づいて、自由端が受ける荷重についての角度変位 Θの関数を算出する。

[0011] この回転式計量装置では、計量部が回転している状態での測定値 (第 1測定値）に基づいて、自由端が受ける荷重についての角度変位 Θの関数が算出される。これにより、この回転式計量装置では、様々な重量を有する様々な物品 (被計量物）につ、て、荷重受部がその物品 (被計量物）による荷重を受けている状態での角度変位 Θ を容易に算出することができる。

[0012] 第 3発明に係る回転式計量装置は、第 2発明に係る回転式計量装置であって、遠心力誤差算出部は、初期荷重算出手段をさらに有する。初期荷重算出手段は、第 1 測定値に基づいて、荷重受部の重量値を算出する。

[0013] この回転式計量装置では、計量部が回転している状態での測定値 (第 1測定値）に基づいて、荷重受部の重量値が算出される。これにより、この回転式計量装置では、荷重受部の実重量を考慮して、角度変位 Θをより正確に算出することができる。

[0014] 第 4発明に係る回転式計量装置は、第 3発明に係る回転式計量装置であって、遠心力誤差算出部は、回転半径算出手段をさらに有する。回転半径算出手段は、第 1 測定値に基づいて、回転半径を算出する。回転半径は、自由端と計量部の回転中心との距離である。

[0015] この回転式計量装置では、計量部が回転している状態での測定値 (第 1測定値）に基づいて、回転半径が算出される。これにより、この回転式計量装置では、実回転半径を考慮して、角度変位 Θをより正確に算出することができる。

[0016] 第 5発明に係る回転式計量装置は、第 4発明に係る回転式計量装置であって、第 1 測定値は、荷重受部が物品による荷重を受けて、な、状態であって計量部が第 1回転速度で回転している状態で荷重検出器から出力される測定値と、荷重受部が物品による荷重を受けて、な、状態であって計量部が第 2回転速度で回転して、る状態で荷重検出器から出力される測定値と、荷重受部が定格最大重量を有する物品による荷重を受けて、る状態であって計量部が第 1回転速度で回転して、る状態で荷重検出器から出力される測定値と、荷重受部が定格最大重量を有する物品による荷重を受けている状態であって計量部が第 2回転速度で回転している状態で荷重検出器カゝら出力される測定値とを含む。

[0017] この回転式計量装置では、荷重受部が物品 (被計量物、その他任意の物品を含む )による荷重を受けて!/、な!、2種類の状態と荷重受部が荷重検出器の定格最大重量を有する物品による荷重を受けている 2種類の状態との合計 4種類の状態での 4種類の測定値 (第 1測定値）に基づいて、角度変位 Θが算出される。これにより、この回転式計量装置では、ゼロから定格最大重量までの様々な重量を有する様々な物品（被計量物）について、荷重受部がその物品 (被計量物）による荷重を受けている状態での角度変位 Θをより正確に算出することができる。

発明の効果

[0018] 本発明に係る回転式計量装置によれば、自由端近傍における荷重検出器の水平面に対する角度変位 Θを考慮することにより、遠心力誤差をより正確に考慮することが可能になり、物品 (被計量物）の重量をより正確に計量することができる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]回転式計量装置のロードセルに力かる荷重を模式的に示す図。

[図 2]本発明の一実施形態に係る回転式計量装置の正面断面図。

[図 3]図 2の回転式計量装置の平面図。

[図 4]図 2の回転式計量装置における回転中の計量皿の様子を示す図。

[図 5]図 2の回転式計量装置の機能上の構成を示す図。

[図 6]図 2の回転式計量装置の制御部の機能を模式的に示す図。

[図 7]図 2の回転式計量装置における初期設定処理を示すフローチャート。

[図 8]図 2の回転式計量装置における実際に物品 (被計量物）を計量皿に載せた状態での測定処理を示すフローチャート。

[図 9]図 2の回転式計量装置における補正処理を示すフローチャート。

符号の説明

[0020] 1 回転式計量装置

10 円形ボックス 18 固定端

20, 20a〜20e 計量ユニット

25, 25a〜25e 計量皿

27, 27a〜27e ロードセル

28, 28a〜28e ホルダ

29 3し fe p

30 制御部

40 遠心力誤差算出ブロック

41 角度変位関数算出ブロック

42 初期荷重算出ブロック

43 回転半径算出ブロック

50 重量値算出ブロック

Al 回転軸

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下、図 1〜図 9を参照して、本発明の一実施形態に係る回転式計量装置 1を説明する。

[0022] <回転式計量装置 1の構成 >

回転式計量装置 1は、図 2及び図 3に示すように、回転軸 A1を回転させるモータ 15 と、回転軸 A1に固定され、回転軸 A1とともに回転軸 A1の周りを回転する複数 (本実施形態では 5つ）の計量ユニット 20a〜20eと、回転式計量装置 1の各部の動作を制御する制御部 30 (図 5参照）とを備えている。そして、計量ユニット 20a〜20eは、それぞれロードセル 27a〜27e (図 5参照）と、各ロードセル 27a〜27eに対応するように設けられたホルダ 28a〜28eと、各ホルダ 28a〜28eが保持する計量皿 25a〜25eとを有している。

[0023] (モータ 15)

モータ 15は、インバータ制御されており、制御部 30からの命令に応じて回転軸 A1 を任意の回転数で回転させることができる。回転軸 A1には、円形ボックス 10が固定されており、円形ボックス 10は、回転軸 A1と同じ回転数で回転する。

[0024] (計量ユニット 20)

計量ユニット 20a〜20eは、回転軸 A1の周りを一定の回転数で回転する。そして、計量ユニット 20a〜20eが回転軸 A1の周りを一回転する間に、計量皿 25a〜25eに物品が供給され、供給された物品が計量され、計量された物品がその計量皿 25a〜 25eから排出される。より具体的には、回転式計量装置 1においては、図 4に示すように、計量皿 25a〜25eの回転軌道に沿って、供給エリア Ll、測定エリア L2、排出エリァ L3が設定される。供給エリア L1においては、図示しない供給部により、空の計量皿 25a〜25eに物品が供給される。測定エリア L2においては、ロードセル 27a〜27e により、計量皿 25a〜25eに供給された物品の重量が計量皿 25a〜25eやホルダ 28 a〜28e (以下、風袋）の重量とともに測定される。続いて、排出エリア L3においては、図示しない排出部により、測定後の物品が計量皿 25a〜25eから計量皿 25a〜25e の回転軌道の外側へ排出される。そして、物品の供給力も排出までの工程を終えた計量皿 25a〜25eは、再び次の物品の供給力も排出までの工程に送り込まれる。

[0025] 〔ホノレダ 28〕

ホルダ 28a〜28eは、計量皿 25a〜25eを下から支える底板と U字型の部材とを有しており、計量皿 25a〜25eの外周に形成されたつば部分 C1に沿って U字型の部材を被せることにより、底板と U字型の部材との間で計量皿 25a〜25eを保持する。さらに、ホルダ 28の底板には磁石（永久磁石）が埋め込まれており、この磁石の磁力によって金属製の計量皿 25a〜25eがより強固に保持されるようになっている。なお、磁石は底板ではなく側壁側に埋め込まれて、てもよ、し、底板と側壁側の双方に埋め込まれていてもよい。また、磁石による保持に追カ卩して又はその代替として、ホルダ 2 8a〜28e側又は計量皿 25a〜25e側、或いは双方に適当な係合部を設ける等により、計量皿 25a〜25eが機械的に保持されるようになっていてもよい。また、ホルダ 28a 〜28eと計量皿 25a〜25eとが当接するように厳密に設計することにより、磁石や係合部等による特別な保持機構を設けることなぐ計量皿 25a〜25eが保持されるようになっていてもよい。

[0026] また、ホルダ 28a〜28eは、図 2及び図 3に示すように、円形ボックス 10上であって、円形ボックス 10の円周方向に等間隔に並ぶように固定されている。従って、ホルダ 2 8a〜28eは、それぞれ計量皿 25a〜25eを保持しながら、円形ボックス 10の回転に合わせて円形ボックス 10と同じ回転数で回転する。

[0027] 〔計量皿 25〕

計量皿 25a〜25eは、物品を載せることができるようになつている。物品が計量皿 2 5a〜25eに載せられると、物品の重量が計量皿 25a〜25eに載荷される。そして、図 1に示すように、計量皿 25が受けた荷重は、計量皿 25を含む風袋の重量とともに口ードセル 27の自由端 17に伝わり、自由端 17近傍においてロードセル 27を水平面に対して角度変位させる。

[0028] 〔ロードセル 27〕

ロードセル 27a〜27eは、図 2に示すように、円形ボックス 10の内部であって、円形ボックス 10の円周方向に等間隔に並ぶように固定されている。従って、ロードセル 27 a〜27eは、ホルダ 28a〜28eや計量皿 25a〜25eとともに、円形ボックス 10の回転に合わせて円形ボックス 10と同じ回転数で回転する。すなわち、ロードセル 27a〜2 7eによる ¾J定 ίま、ロードセノレ 27a〜27eと計量 M25a〜25eとホノレダ 28a〜28eと力 S 相対的に停止している状態で行われる。これにより、計量皿 25a〜25eを回転させな力 Sらであっても、計量皿 25a〜25eの回転を停止させて測定する場合と同様に正確な測定を行うことができる。

[0029] また、ロードセル 27は、図 1に示すように、自由端 17と固定端 18とを有しており、自由端 17が受ける荷重を検出して測定し、その測定値を制御部 30に出力する。計量皿 25は、図 2に示すように、ロードセル 27の自由端 17の鉛直方向上側に配置されており、計量皿 25に載せられた物品の重量や風袋の重量が自由端 17に載荷されるようになつている。従って、ロードセル 27から出力される測定値、すなわち自由端 17が受ける荷重には、計量皿 25に載せられた物品の重量や風袋の重量だけでなぐロードセル 27の水平面に対する角度変位 Θに起因する遠心力誤差などの回転による誤差も含まれること〖こなる。

[0030] (制御部 30)

制御部 30は、図 5に示すように、ロードセル 27a〜27e、記憶部 29、及びモータ 15 に接続されている。これにより、制御部 30は、記憶部 29に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、回転式計量装置 1の各部の動作を制御することができる。そして、ロードセル 27a〜27eから出力される測定値に基づいて、計量皿 25a〜2 5eに載せられた物品の実重量値を算出する。算出された物品の実重量値は、記憶部 29に保存され、操作キーなどの図示されない設定入力部を介して操作者が設定した形式で出力される。例えば、回転式計量装置 1に取り付けられている図示されないモニタに表示されたり、回転式計量装置 1と同じ生産ラインに含まれる下流の装置に送られたりする。

[0031] また、制御部 30は、図 6に示すように、記憶部 29に格納された補正プログラム 29a 及び初期設定プログラム 29bを読み出して実行することにより、遠心力誤差算出プロック 40及び重量値算出ブロック 50として機能する。遠心力誤差算出ブロック 40は、計量皿 25a〜25eに物品（被計量物）が載せられた状態でロードセル 27a〜27eから出力される測定値に含まれる遠心力誤差を考慮するために必要となる角度変位 Θを算出する。重量値算出ブロック 50は、遠心力誤差算出ブロック 40により算出された角度変位 Θに基づいて、物品 (被計量物)の実重量値を算出する。

[0032] また、遠心力誤差算出ブロック 40は、角度変位関数算出ブロック 41と、初期荷重算出ブロック 42と、回転半径算出ブロック 43と、角度変位算出ブロック 44とを含む。角度変位関数算出ブロック 41は、自由端 17が受ける荷重についての角度変位 Θの関数を算出する。初期荷重算出ブロック 42は、自由端 17が受ける初期荷重を算出する。なお、自由端 17が受ける初期荷重とは、計量皿 25a〜25eに何も物品が載せられておらず、かつ計量ユニット 20a〜20eが回転していない初期状態において自由端 17が受ける荷重であって、風袋の重量に等しい。回転半径算出ブロック 43は、自由端 17と計量ユニット 20a〜20eの回転中心との距離である回転半径を算出する。角度変位算出ブロック 44は、ブロック 41〜43における計算結果に基づいて、物品 (被計量物）が計量皿 25a〜25eに載せられた状態での具体的な角度変位 Θを算出する。

[0033] <回転式計量装置 1における計量処理 >

(初期設定処理）以下、図 7を参照して、回転式計量装置 1における初期設定処理を説明する。初期設定処理は、実際に物品 (被計量物)を計量皿 25に載せた状態での測定処理を行う前に、物品 (被計量物)の実重量値を算出するために必要となるパラメータを算出しておく処理である。

[0034] ステップ S71にお!/、て、制御部 30は、何も物品を載せて!/、な、状態の計量皿 25、すなわちロードセル 27の自由端 17に風袋の重量のみが載荷されている状態の計量皿 25を回転数 R [rpm] (例えば、 30rpm)で回転させる。この状態において、ロードセル 27は、測定値 F〔N〕を出力する。なお、この回転数 Rに対応する角速度を ω ( ω = 2 R Ζ60)〔radZs〕とする。

[0035] 次に、ステップ S72において、制御部 30は、何も物品を載せていない状態の計量皿 25、すなわちロードセル 27の自由端 17に風袋の重量のみが載荷されている状態の計量皿 25を回転数 R [rpm] (例えば、 60rpm)で回転させる。この状態において

2

、ロードセル 27は、測定値 F〔N〕を出力する。なお、この回転数 Rに対応する角速

2 2

度を ω ( ω = 2 π Ι Ζ60)〔radZs〕とする。

2 2 2

[0036] 次に、ステップ S73において、制御部 30は、ロードセル 27の定格最大重量 (例えば、質量 5kgの物品の重量)と同じ重量を有する物品を載せた状態の計量皿 25、すなわちロードセル 27の自由端 17に風袋の重量とロードセル 27の定格最大重量との合計重量が載荷されている状態の計量皿 25を回転数 Rで回転させる。この状態において、ロードセル 27は、測定値 F〔N〕を出力する。

3

[0037] 次に、ステップ S 74において、制御部 30は、ロードセル 27の定格最大重量と同じ重量を有する物品を載せた状態の計量皿 25、すなわちロードセル 27の自由端 17に風袋の重量とロードセル 27の定格最大重量との合計重量が載荷されている状態の計量皿 25を回転数 Rで回転させる。この状態において、ロードセル 27は、測定値 F

2 4

〔N〕を出力する。

[0038] 次に、ステップ S75において、制御部 30は、角度変位関数算出ブロック 41と初期荷重算出ブロック 42と回転半径算出ブロック 43として機能する。各ブロック 41〜43 は、互いに協調動作することにより、それぞれステップ S71〜S74においてロードセル 27から出力された測定値 F〜Fに基づいて、ロードセル 27の自由端 17が受ける荷重についての角度変位 Θの関数と、風袋の重量値 (初期荷重値)と、自由端 17と計量ユニット 20の回転中心との距離である回転半径とを算出する。

[0039] ステップ S75においては、以下の導出原理に従って計算が行われる。

[0040] ロードセル 27〖こは、図 1に示すように、風袋の重量と計量皿 25に載せられた物品の重量との合計重量が鉛直方向下向きに載荷され、さらに、遠心力誤差による力 Fが

E

鉛直方向上向きに載荷される。従って、ロードセル 27の自由端 17が受ける荷重を F〔 N〕、風袋の質量を M〔kg〕、計量皿 25に載せられた物品の質量を m〔kg〕、回転半径を r〔m〕、角速度を ω〔mdZs〕、重力加速度を g〔mZs²〕とすると、一般に、これらの物理量の間には、

F=(M+m)g—(M+m)rco²tan0 ··· (1)

の関係が成り立つ。なお、このとき、

I F I =(M+m)rco²tan0 · · · (2)

E

となる。

[0041] さらに、自由端 17近傍におけるロードセル 27の水平面に対する角度変位 0 [rad] は、

θ = Θ + aF--- (3)

0

と表される。ここで、 Θ を自由端 17が荷重を受けていない状態での初期角度変位、

0

αを定数とする。上記（3)式は、角度変位 Θ力自由端 17が受ける荷重 Fに比例することを意味している。

[0042] ここで、上記（1)式に上記（3)式を代入すると、

F= (M+m)g- (M+m)rco²tan( θ + α F) · · · (4)

ο

となる。

[0043] 上記 (4)式に、ステップ S71〜S74における測定結果を代入すると、以下の 4式（5 )〜（8)が得られる。

F =Mg— Mrco ²tan( 0 + aF ) ··· (5)

1 1 0 1

F =Mg— Mrco ²tan( 0 + aF ) ··· (6)

2 2 0 2

F =(M + m )g-(M + m )νω ²tan( 0 + aF ) ··· (7)

3 max max 1 0 3

F =(M + m )g-(M + m )νω ²tan( 0 + aF ) ··· (8) ただし、 m [kg]を定格最大重量を有する物品の質量とする。

max

[0044] ステップ S75では、制御部 30は、上記 4式（5)〜（8)を 4つの未知数 θ , α , M, r o について解く。すなわち、角度変位関数算出ブロック 41と初期荷重算出ブロック 42と回転半径算出ブロック 43とにより、それぞれ自由端 17が受ける荷重 Fについての角度変位 Θの関数 θ = θ + « Fと、風袋の重量値 (初期荷重値) Mと、自由端 17と計

0

量ユニット 20の回転中心との距離である回転半径 rとが算出される。このとき算出された 4つの値 0 , a , M, rは、記憶部 29に格納され、後述する補正処理におけるパラ

0

メータとして利用される。

[0045] なお、ステップ S71〜S74で出力される測定値 F〜Fは、それぞれ各ステップに対

1 4

応する測定条件下で所定回数の測定が行われた後、それらの測定値を平均した値である。これにより、測定誤差を最小化することができる。

[0046] また、本実施形態では、ステップ S 71〜S75力つの計量ユニット 20a〜20eについて別々に実行され、各計量ユニット 20a〜20eについての 5組のパラメータ 0 , a

0

, M, rが記憶部 29に格納される。このように、各計量ユニット 20a〜20eの特性に合わせて後述する補正処理におけるパラメータが算出されることにより、物品（被計量物）の実重量値をより正確に算出することができる。

[0047] (測定処理）

次に、図 8を参照して、実際に物品 (被計量物）を計量皿 25に載せた状態での測定処理を説明する。物品 (被計量物）は、例えば、 1kg前後の質量を有する物品である

[0048] ステップ S81では、制御部 30は、モータ 15を駆動させて、回転式計量装置 1の操作者により指定された所定の回転数 R〔rpm〕で計量ユニット 20を回転させる。このとき、回転数を示す値 Rは、記憶部 29に格納され、後述する補正処理におけるパラメータとして利用される。なお、この回転数 Rに対応する角速度を ω ( ω = 2 R 6 0) [rad/s]とする。

[0049] 次に、ステップ S82では、回転式計量装置 1の各部の同期がとれている力否力、及び回転式計量装置 1が回転式計量装置 1の下流側な!、し上流側に配置された生産ラインに含まれる各種装置と同期がとれて、る力否かを確認する。同期がとれて、ない場合には、同期がとれるまで待機し、同期がとれている場合には、ステップ S83へ進む。

[0050] ステップ S83では、物品（被計量物）が供給された計量皿 25が測定エリア L2内を通過する際に、ロードセル 27により、ロードセル 27の自由端 17が受ける荷重が測定され、その測定値が記憶部 29に格納される。

[0051] 計量ユニット 20は、回転式計量装置 1の操作者から停止命令が入力される、又は予め指定された動作終了時間に達するまで回転を続ける。従って、回転式計量装置 1の操作者力停止命令が入力される、又は予め指定された動作終了時間に達するまでに、 N個（Nは正の整数）の物品（被計量物）についてステップ S83が N回繰り返されることになる。ここで、 n(n=l, 2, ···, N)番目に測定された物品（被計量物）の質量を m (n)〔kg〕とする。また、制御部 30は、ロードセル 27により出力される N個の測定値を測定された順番に対応付けて F (n) (n=l, 2, ···, N)〔N〕として記憶部 2 9に格納する。記憶部 29に格納された測定値 F (n) (n=l, 2, ···, N)は、後述する補正処理において利用される。

[0052] (補正処理）

以下、図 9を参照して、回転式計量装置 1における補正処理を説明する。補正処理は、初期設定処理により算出されたパラメータ 0 , a, M, r

0 に基づいて、実際に物品 (被計量物)を計量皿 25に載せた状態での測定値 F (n) (n=l, 2, ···, N)を補正して、物品 (被計量物）の実重量値を算出する処理である。補正処理は、制御部 3 0により、上述の測定処理と並行して実行される。

[0053] ステップ S91において、制御部 30は、遠心力誤差算出ブロック 40として機能する。

遠心力誤差算出ブロック 40は、記憶部 29に格納されているパラメータ θ , a, M, r

0

, ωと、測定値 F (n) (n=l, 2, ···, N)とを読み出す。

[0054] 次に、ステップ S92において、角度変位算出ブロック 44は、下記（9)式に基づいて、計量皿 25に質量 m (n) (n=l, 2, ···, N)の物品 (被計量物）が載せられた状態での角度変位 θ (n)(n=l, 2, ···, N)〔rad〕を算出する。

θ (η)= Θ + aF (n) (n=l, 2, · · ·, N) （9)

r O r …

なお、上記（9)式は、上記（3)式により得られる。 [0055] 次に、ステップ S93において、制御部 30は、重量値算出ブロック 50として機能する。重量値算出ブロック 50は、下記（10)式より、ステップ S92において算出された角度変位 θ (n) (n=l, 2, ···, N)に基づいて、物品 (被計量物)の実質量値 m (n) (n =1, 2, ···, N)を算出する。

m (n)=F (n)Z{g— r o ²tan θ (n)}— M(n=l, 2, ···, N) ··· (10)

なお、上記（10)式は、上記（1)式を変形することにより得られる式に既知の値を代入したものである。

[0056] そして、重量値算出ブロック 50は、（10)式により算出された物品（被計量物）の実質量値 m (n) (n=l, 2, ···, N)に重力加速度 gを乗じることにより、物品（被計量物 )の実重量値を算出する。

[0057] そして、制御部 30は、ステップ S92, S93を n=l, · · ·, Nについて N回繰り返す。

[0058] なお、ステップ S92, S93で利用されるパラメータ 0 , α , M, rは、記憶部 29に格

0

納された 5組のパラメータ 0 , a, M, rのうち、算出の対象となっている物品（被計量

0

物）が供給された計量ユニット 20a〜20eに対応するパラメータの組である。

[0059] く特徴〉

(1)

この回転式計量装置 1では、計量ユニット 20が回転している状態での測定値 (第 1 測定値）に基づいて、計量皿 25に物品 (被計量物）が載せられている状態での自由端 17近傍におけるロードセル 27の水平面に対する角度変位 0が算出される。そして、算出された角度変位 Θと、計量皿 25に物品 (被計量物）が載せられている状態での測定値 (第 2測定値)とに基づいて、物品 (被計量物)の実重量値 m (n)g(n=l , 2, ···, Ν)が算出される。このように、この回転式計量装置 1では、計量皿 25に物品 (被計量物）が載せられている状態での角度変位 Θを考慮することにより、遠心力誤差をより正確に考慮することが可能になり、物品 (被計量物）の重量をより正確に計量することができる。

[0060] (2)

この回転式計量装置 1では、実際に計量ユニット 20が回転している状態での測定値 (第 1測定値）に基づいて、角度変位 Θが算出される。これにより、この回転式計量装置では、計量ユニット 20が回転している状態での角度変位 Θをより正確に算出することがでさる。

[0061] (3)

この回転式計量装置 1では、計量ユニット 20が回転している状態での測定値 (第 1 測定値）に基づいて、自由端 17が受ける荷重 Fについての角度変位 Θの関数 Θ = Θ + « Fと、風袋の重量値 (初期荷重値) Mと、自由端 17と計量ユニット 20の回転

0

中心との距離である回転半径 rが算出される。このように、この回転式計量装置 1では、角度変位 Θと、風袋の重量値 (初期荷重値) Mと、回転半径 rを考慮することが可能になり、物品 (被計量物）の重量をより正確に計量することができる。

[0062] (4)

この回転式計量装置 1では、計量皿 25に何も物品が載せられていない 2種類の状態と計量皿 25にロードセル 27の定格最大重量を有する物品が載せられている 2種類の状態との合計 4種類の状態での 4種類の測定値 (第 1測定値）に基づいて、物品 (被計量物）の実重量値を算出するために必要となるパラメータ 0 , α , Μ, r

0 が算出される。これにより、この回転式計量装置 1では、ゼロから定格最大重量までの様々な重量を有する様々な物品（被計量物）について、計量皿 25にその物品（被計量物）が載せられている状態での角度変位 Θをより正確に計量することができる。

[0063] (5)

この回転式計量装置 1では、図 7に示される初期設定処理が 5つの計量ユニット 20 a〜20eについて別々に実行され、各計量ユニット 20a〜20eについての 5組のパラメータ θ , a , M, rが記憶部 29に格納される。そして、物品（被計量物）の実重量値を

0

算出する際には、記憶部 29に格納された 5組のパラメータ 0 , a , M, rのうち、算出

0

の対象となっている物品 (被計量物）が供給された計量ユニット 20a〜20eに対応するパラメータの組が利用される。このように、各計量ユニット 20a〜20eの特性に合わせて補正処理におけるパラメータが算出されることにより、物品（被計量物）の実重量値をより正確に算出することができる。

[0064] (6)

図 7に示される初期設定処理における測定値 F〜Fは、それぞれの測定条件下で所定回数の測定が行われた後、それらの測定値を平均することにより算出される。これにより、測定誤差を最小化することができる。

[0065] <変形例>

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなぐ発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

[0066] (A)

上記実施形態では、 4つのパラメータ 0 , a , M, rは、計量皿 25に何も物品が載

0

せられてヽなヽ状態及び定格最大重量を有する物品が載せられた状態での測定値

F〜Fに基づいて算出されたが、任意の 4種類の状態での 4種類の測定値に基づ

1 4

いて算出することも可能である。

[0067] (B)

風袋の重量値 (初期重量値) Mや回転半径!:につヽては、設計仕様に基づ!/ヽて既知とすることも可能である。この場合、算出すべきパラメータの数が減り、計算が簡易になる。

[0068] (C)

上記実施形態では、ホルダ 28によって保持された計量皿 25に物品が載せられる力例えば、計量皿 25がロードセル 27上にホルダ 28により保持されることなく搭載されて、てもよ、し、物品がベルトコンベアに載せられるようになって、てもよ！/、。

[0069] ただし、上記実施形態のように計量皿を回転させながら計量処理を行う回転式計量装置では、計量皿の回転数が大きくなるにつれて計量皿に力かる遠心力が大きくなり、計量皿が計量ユニットから飛び出してしまうおそれがあることから、ホルダのような保持部材を用いて計量皿を保持した状態で計量処理を行うことがより好まし、。産業上の利用可能性

[0070] 本発明は、遠心力誤差をより正確に考慮することにより、物品の重量をより正確に計量することができるという効果を有し、物品の重量を計量する回転式計量装置として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 物品の重量を計量する回転式計量装置であって、

前記物品による荷重を受ける荷重受部と、固定端と前記荷重受部が配置される自由端とを有する荷重検出器とを有する計量部と、

前記計量部を回転させる回転駆動部と、

前記計量部が回転している状態で前記荷重検出器から出力される第 1測定値に基づいて、前記自由端近傍における前記荷重検出器の水平面に対する角度変位 Θを算出する遠心力誤差算出部と、

前記角度変位 Θと前記荷重受部が前記物品による荷重を受けている状態で前記荷重検出器力も出力される第 2測定値とに基づいて、前記物品の重量値を算出する重量値算出部と、

を備える、回転式計量装置。

[2] 前記遠心力誤差算出部は、

前記第 1測定値に基づいて、前記自由端が受ける荷重についての前記角度変位 Θの関数を算出する角度変位関数算出手段、

を有する、

請求項 1に記載の回転式計量装置。

[3] 前記遠心力誤差算出部は、

前記第 1測定値に基づいて、前記荷重受部の重量値を算出する初期荷重算出手段、

をさらに有する、

請求項 2に記載の回転式計量装置。

[4] 前記遠心力誤差算出部は、

前記第 1測定値に基づいて、前記自由端と前記計量部の回転中心との距離である回転半径を算出する回転半径算出手段、

をさらに有する、

請求項 3に記載の回転式計量装置。

[5] 前記第 1測定値は、前記荷重受部が物品による荷重を受けていない状態であって前記計量部が第 1回転速度で回転している状態で前記荷重検出器から出力される測定値と、前記荷重受部が物品による荷重を受けて!/、な!/、状態であって前記計量部が第 2回転速度で回転している状態で前記荷重検出器から出力される測定値と、前記荷重受部が定格最大重量を有する物品による荷重を受けている状態であって前記計量部が前記第 1回転速度で回転している状態で前記荷重検出器から出力される測定値と、前記荷重受部が定格最大重量を有する物品による荷重を受けている状態であって前記計量部が前記第 2回転速度で回転している状態で前記荷重検出器から出力される測定値とを含む、

請求項 4に記載の回転式計量装置。