JP6157989B2 - 組合せ秤 - Google Patents

Description

本発明は、菓子や果物などの被計量物を計量して所定量になるように組合せる組合せ秤に関する。

組合せ秤は、被計量物が供給される複数の計量ホッパ内の被計量物の重量をそれぞれ計量し、各計量値を種々に組合せ、これらの組合せの中から、合計重量である組合せ重量が、目標組合せ重量に等しいか、あるいは、最も近い適量組合せを選択する組合せ演算を行い、この組合せ演算によって選択された適量組合せの計量ホッパから被計量物を排出するものである。

かかる組合せ秤において、前記計量ホッパ内の被計量物の重量を計量する重量センサから得られる計量信号には、計量部の固有振動や外的要因による振動等の不要な振動成分が含まれている。

このため、本件出願人は、計量信号を複数の移動平均フィルタよって多重移動平均処理し、不要な振動成分を除去する濾波装置を既に提案している（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−１７００３１号公報

図８は、上記特許文献１に記載されている多重移動平均処理の概要を説明するための図である。

多重移動平均処理では、先ず、計量信号を高速でサンプリングして時系列データＤ₁、Ｄ₂……を取得し、図８に示すように、これら時系列データのＤ₁から始まるｎ₁個（図８では１０個）の時系列データ（Ｄ_１〜Ｄ_１０）の平均値_１Ｍ_１を得、次にＤ₂から始まるｎ₁個の時系列データ（Ｄ_２〜Ｄ_１１）の平均値_１Ｍ_２を得る。以下、同様にして_１Ｍ_ｉ個の移動平均データを得る。この一連の平均値を、第１次の移動平均という。

そして、これら第１次の移動平均データ_１Ｍ_ｉに対してｎ₁個とは異なる数であるｎ₂個（図８では１１個）づつ平均をとって、_２Ｍ_ｉ個の第２次の移動平均データを得る。以下、このような移動平均を繰り返すことを多重移動平均処理といい、上記ｎ₁，ｎ₂を移動平均数という。

この多重移動平均処理において、次数と移動平均数とを選択することによって、計量信号に含まれる、計量部の固有振動や外的要因による振動等の不要な振動成分を減衰させることができる。

ところで、組合せ秤では、計量処理の高速化が要求されているので、できるだけ短い時間で計量ホッパに供給された被計量物の計量を完了して、組合せ演算に参加させる必要がある。

このため、組合せ秤の設定運転速度から決まる計量サイクルに応じた一定時間内に、計量信号に含まれる振動成分を所定の精度が得られるまでに減衰させる上記の多重移動平均処理の事例の如く複数種類のフィルタを従属接続したフィルタ処理を行なっている。

このような構成のフィルタ処理において、フィルタは所定の大きさＡの入力信号に対し所定の大きさの出力（例えば０．９９９Ａ）を得るまでに要する時間、すなわちフィルタ応答時間は、１計量サイクルの中で、重量センサから出力される計量信号が、被計量物の重量に応答し終えたタイミングから組合せ選択演算が実施されるタイミングまでの間の時間に制限されている。

しかし、上記のように組合せ秤は、計量部の固有振動を初め交流ノイズ信号や種々の機械振動信号が計量信号に対して振動ノイズ信号として混入しており、これらの振動ノイズ信号を減衰除去するには、それぞれの振動ノイズ信号の周波数に対して特に大きい減衰特性を有する複数のノッチフィルタや低いカットオフ周波数のローパスフィルタを従属接続する必要があるが、多くのフィルタを重ねれば重ねるほどフィルタ全体としての応答時間が長くなり、１計量サイクル内で上記の許容された時間を超えてしまう。

すなわち、振動ノイズの減衰のために長い応答時間を有するフィルタにて１計量サイクルにおける計量信号を処理して計量値を求めようとしても、フィルタ出力が、重量センサから出力される被計量物の重量値にまで到達しないうちに計量値取得タイミングに至る。言い替えればフィルタの中で被計量物の重量値からかけ離れた大きさの計量信号も含めて処理されるタイミングの間は、フィルタ出力の計量値としての精度は低く、使用できない。

したがって、１計量サイクル内において、フィルタの応答時間は許容された長さの範囲内でなければならない。

組合せ秤では、固有振動ノイズなど、所定の精度を得るために減衰させなければならない振動ノイズ信号があり、逆に言えばこのような振動ノイズ信号を所定の精度が計量値において得られるまで減衰させるためのフィルタの設置が必須であり、設置が必須であるフィルタが有する応答時間によって１計量サイクルの時間も規定され、計量装置としての処理能力も決まることになる。

このように１計量サイクル内での計量信号の測定に必須の特性を持つフィルタに加えて、例えば組合せ秤の設置された床面から与えられる振動といったような、８Ｈｚ以下の低周波の振動、すなわち、周期の長い振動ノイズに対しても減衰効果を得る特性を有するフィルタを追加設置することができれば、組合せ秤としてさらに安定な精度が得られ、また偶発的に床に加わった振動が計量信号に混入することによって計量値の精度を損ねたりする現象がなくなる。

本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、計量信号に含まれる比較的低周波の振動成分を可及的に減衰させて計量精度を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。

（１）本発明の組合せ秤は、被計量物をそれぞれ搬送して搬送終端から排出する複数の搬送部と、各搬送部に対応して配置されると共に、前記搬送終端から排出される被計量物を保持し、保持した被計量物を下方へ供給する複数の供給部と、各供給部に対応して配置されると共に、各供給部から供給される被計量物を保持し、該保持した被計量物の重量を計量する複数の計量部と、前記複数の計量部からの各計量信号をフィルタ処理するフィルタ処理手段と、該フィルタ処理手段によってフィルタ処理された各計量信号から取得した計量値に基づいて、１計量サイクル毎に組合せ演算を行う組合せ演算部とを備え、
前記フィルタ処理手段は、該フィルタ処理手段への入力信号に対し出力信号が所定の比率にまで応答する時間をフィルタ応答時間とし、１計量サイクル時間内において許容された前記応答時間でフィルタ処理する第１フィルタ処理手段を有する組合せ秤であって、
前記フィルタ処理手段は、前記第１フィルタ処理手段の応答時間を超える長さの、複数の計量サイクルに亘る応答時間の第２フィルタ処理手段を有し、前記組合せ演算に参加して組合せに選ばれなかった計量部については、その計量部からの計量信号を、前記第２フィルタ処理手段でフィルタ処理するものであり、
前記組合せ演算部は、前記組合せ演算に参加して組合せに選ばれなかった前記計量部については、前記第２フィルタ処理手段でフィルタ処理された計量信号から取得した計量値を、次回の組合せ演算に用いるものである。

フィルタ応答時間を規定する前記所定の比率は、「１」、すなわち、入力と出力とが１：１であるのが好ましいが、前記所定の比率は、「１」を下回ってもよい。

組合せ演算に参加して組合せに選ばれなかった計量部には、被計量物が保持されたままで、次の計量サイクルの組合せ演算まで待機することになるが、本発明によると、この待機している時間を利用して、１計量サイクル時間内で許容された応答時間より長い応答時間の第２フィルタ処理手段でフィルタ処理を行なったフィルタ出力から計量信号を得ることが可能になるので、１計量サイクル時間内で許容された許容時間でフィルタ処理する通常のフィルタ処理に比べて、長い時間に亘って多くの計量信号をサンプリングしてフィルタ処理したフィルタ出力をもって計量値とすることができ、これによって、低い周波数の振動成分を減衰させることができ、計量精度が向上する。

（２）本発明の組合せ秤の好ましい実施態様では、前記第１フィルタ処理手段及び前記第２フィルタ処理手段は、ノッチフィルタであり、
前記第２フィルタ処理手段は、前記第１フィルタ処理手段の有する、ある周波数に対応するノッチに加えて、異なる別の周波数に対応する１個または複数個のノッチを有する。

この実施態様によると、第１及び第２フィルタ処理手段の各ノッチを、当該組合せ秤の計量信号に含まれる特有の種々の振動ノイズ信号の周波数に対応させることによって、振動ノイズ信号に極めて大きい減衰特性が得られ、精確な計量値を得ることができる。

（３）本発明の組合せ秤の他の実施態様では、前記第１フィルタ処理手段及び前記第２フィルタ処理手段のフィルタ処理は、ＦＩＲフィルタによるフィルタ処理であり、前記第２フィルタ処理手段の少なくとも１個のノッチに対応するＦＩＲフィルタの有するタップ数が、前記第１フィルタ処理手段のいずれのノッチに対応するＦＩＲフィルタの有するタップ数よりも多い。

この実施態様によると、第２フィルタ処理手段の少なくとも１個のノッチに対応するＦＩＲフィルタのタップ数が、第１フィルタ処理手段のいずれのノッチに対応するＦＩＲフィルタのタップ数に比べて多いので、第２フィルタ処理手段は、第１フィルタ処理手段に比べて、低周波数帯域の振動ノイズ信号を除去することができる。

組合せ演算に参加して適量組合せに選ばれなかった計量部は、被計量物が保持されたままで、次の計量サイクルの組合せ演算まで待機することになるが、本発明によれば、この待機している時間を利用して、１計量サイクル内において許容された応答時間を持つ第１フィルタ手段による通常のフィルタ処理に比べて長い応答時間を持つ第２フィルタ手段によるフィルタ処理したフィルタ出力から計量値を得ることができるので、１計量サイクル内の許容応答時間による通常のフィルタ処理に比べて、低い周波数の振動成分を効果的に減衰させることができ、計量精度が向上する。

図１は本発明の一実施形態に係る組合せ秤の概略構成を示す模式図である。 図１の組合せ秤の制御系統の概略構成を示すブロック図である。 図１の組合せ秤の動作を説明するためのタイミングチャートである。 フィルタの構成例を示す図である。 図４のフィルタの応答時間を説明するための図である。 他のフィルタの構成例を示すブロック図である。 更に他のフィルタの構成例を示すブロック図である。 多重移動平均処理の概要を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る組合せ秤の概略構成を示す模式図である。

この実施形態の組合せ秤は、その上部の中央に、供給装置１から供給される被計量物２を振動によって放射状に分散させる円錐形のトップコーン３と、このトップコーン３を振動させる分散フィーダ４が設けられている。

供給装置１は、図示しないベルトコンベヤから供給される被計量物２を振動によって搬送してトップコーン３の中央部へ供給する。トップコーン３では、供給装置１からその中央部に供給される被計量物２を振動によってその周縁部方向へ搬送する。トップコーン３の周囲には、トップコーン３から送られてきた被計量物２を、複数の各供給ホッパ５に搬送する複数のフィーダパン６と、このフィーダパン６をそれぞれ振動させる複数の直進フィーダ７とが放射状に設けられており、被計量物２をそれぞれ搬送してフィーダパン６の搬送終端から排出する複数の搬送部が構成される。

フィーダパン６の周縁部には、複数の供給ホッパ５及び計量ホッパ８がそれぞれ対応して設けられ、それぞれ円周状に配置されている。供給ホッパ５及び計量ホッパ８の下部には、開閉可能な排出用のゲート５ａ，８ａがそれぞれ設けられている。

供給ホッパ５は、フィーダパン６から送り込まれた被計量物２を受け取り、その下方に配置された計量ホッパ８が空になると排出用のゲート５ａを開いて計量ホッパ８へ被計量物２を供給する。また、各計量ホッパ８は、計量ホッパ８内の被計量物２の重量を計測するロードセル等の各重量センサ９にそれぞれ連結され、各重量センサ９による計量値は、制御装置１０へ出力される。計量ホッパ８及び重量センサ９によって、投入される被計量物２を保持して計量する計量部が構成される。

フィーダパン６、直進フィーダ７、供給ホッパ５、計量ホッパ８及び重量センサ９は、１組のヘッドを構成しており、組合せ秤は、複数のヘッドを備えている。

制御装置１０は、各重量センサ９からのアナログ計量信号を、所定の時間間隔△ｔでもってＡ／Ｄ変換し、後述のようにデジタルフィルタ処理して計量値を取得し、組合せ演算を行って、複数の計量ホッパ８の中から被計量物２を排出すべき計量ホッパ８の適量組合せを選択する。そして、包装機１３から排出要求信号の入力があると、その選択した適量組合せに該当する計量ホッパ８の排出用のゲート８ａを開いて被計量物２を集合シュート１１へ排出し、排出された被計量物２は、その下方の集合ファネル１２を介して包装機１３へ投入されて包装される。

なお上記の△ｔは、制御装置１０で取り扱う後に述べるフィルタ処理手段が処理する最も大きい周波数を持つ振動ノイズ信号の１周期に比べ十分短い周期が選択される。

操作設定表示部１５は、例えばタッチパネル等を用いて構成され、組合せ秤の操作およびその動作パラメータの設定等を行うための設定部と、運転速度、組合せ計量値等を画面に表示する表示部とを備える。

制御装置１０では、供給装置１の動作制御および組合せ秤の全体の動作制御を行うとともに、上記のようにデジタルフィルタ処理及び組合せ演算を行う。組合せ演算では、複数の計量ホッパ８の中から、被計量物２の計量値の合計である組合せ重量が、目標組合せ重量に等しいか、あるいは、目標組合せ重量よりも重く、かつ、目標組合せ重量に最も近い計量ホッパ８の組合せが、適量組合せとして１つ選択される。

図２は、この実施形態の組合せ秤の制御系統の概略構成を示すブロック図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。

制御装置１０は、ＣＰＵ部１０ａと、メモリ部１０ｂと、計量ホッパ８を支持する重量センサ９の検出出力が与えられるＡ／Ｄ変換回路部１０ｃと、供給ホッパ５及び計量ホッパ８の排出用のゲート５ａ，８ａを駆動するゲート駆動回路部１０ｄと、供給装置１及び各フィーダ４，６の振動を制御する振動制御回路部１０ｅと、包装機１３に接続されたＩ／Ｏ回路部２２ｆとを備えている。

演算制御部としてのＣＰＵ部１０ａは、各部を制御すると共に、組合せ演算やフィルタ処理のための演算を行う。メモリ部１０ｂは、組合せ秤の動作プログラム及び設定される動作パラメータ等を記憶しており、ＣＰＵ部１０ａに対する演算などの作業領域となる。

Ａ／Ｄ変換回路部１０ｃは、各計量ホッパ８の被計量物の重量を検出する各重量センサ９からのアナログ計量信号をデジタル計量信号に変換してＣＰＵ部１０ａへ出力する。

ＣＰＵ部１０ａ及びメモリ部１０ｂによって、Ａ／Ｄ変換回路部１０ｃからのデジタル計量信号をフィルタ処理するフィルタ手段としてのデジタルフィルタが構成される。

ゲート駆動回路部１０ｄは、ＣＰＵ部１０ａからの制御信号に基づいて、供給ホッパ５及び計量ホッ８の排出用のゲート５ａ，８ａの開閉を制御する。振動制御回路部１０ｅは、ＣＰＵ部１０ａからの制御信号に基づいて、供給装置１、分散フィーダ４及び各直進フィーダ７のそれぞれの振動動作を制御する。また、ＣＰＵ部１０ａは、操作設定表示部１５と相互に通信できるように接続されている。

制御装置１０は、ＣＰＵ部１０ａがメモリ部１０ｂに記憶されている動作プログラムを実行することにより、組合せ秤全体の動作を制御する。

組合せ秤では、上述のような動作を行うための多数の動作パラメータの設定が必要であり、その設定は作業者が操作設定表示部１５を用いて行い、設定された動作パラメータの値はＣＰＵ部１０ａへ送られ、メモリ部１０ｂに記憶される。動作パラメータには、組合せ演算における目標値である目標組合せ重量及びそれに対する許容範囲、各フィーダ４，７の振動強度や駆動時間等がある。

この実施形態では、当該組合せ秤が設置された床面からの外部振動といったような、例えば、８Ｈｚ以下の低周波の振動成分を減衰させて計量精度を向上させるために、次にように構成している。

すなわち、組合せ秤では、被計量物２が投入された計量ホッパ８の内、組合せ演算には参加したが、適量組合せに選ばれなかった計量ホッパ８は、次の計量サイクルの組合せ演算まで、被計量物２を保持したまま新たに被計量物２の増減なく待機しているだけである。

例えば、計量ホッパ８を１０個備えており、各計量ホッパ８に被計量物２が供給されて全ての計量ホッパ８が組合せ演算に参加し、その内、例えば４個の計量ホッパ８が適量組合せに選ばれて、該４個の計量ホッパ８から被計量物２が排出されたとする。次の計量サイクルでは、被計量物２を排出して空となった前記４個の計量ホッパ８に、上方の各供給ホッパ５から被計量物２が供給されて組合せ演算が行われるが、適量組合せに選ばれなかった残りの６個の計量ホッパ８は、被計量物２を保持したままで新たに被計量物２の増減なく、次の計量サイクルの組合せ演算まで待機するだけである。

そこで、この実施形態では、組合せ演算に参加したが、適量組合せに選択されず、待機している計量ホッパ８の待機時間を利用し、通常のフィルタ処理では効果的に振幅を減衰させることのできなかった低周波数の振動ノイズ信号をより大きく減衰させるために、通常のフィルタ処理を行なう第１フィルタ処理手段より応答時間の長い第２フィルタ処理手段によってフィルタ処理を行うものである。

通常のフィルタ処理である第１フィルタ処理手段によるフィルタ処理は、１計量サイクル毎の組合せ演算に参加する計量値が精確に得られるように、第１フィルタ処理手段用の応答時間が決められる。これに対して、組合せ演算に参加して適量組合せに選択されなかった計量ホッパ８については、次の組合せ演算に参加する計量値がより確実に精確に得られるように長い計量サイクルに対応して決められた長い応答時間を有する第２フィルタ処理手段によるフィルタ処理を行う。この第２フィルタ手段の応答時間は、第１フィルタ手段の応答時間より長く、組合せ演算に参加して適量組合せに選択されなかった計量ホッパ８については、第２フィルタ処理手段によるフィルタ処理によって得た計量値を組合せ演算に用いる。

これによって、通常のフィルタ処理である第１フィルタ処理手段のフィルタ処理に比べて、より周期の長い低周波数の振動ノイズ信号の振幅を効果的に減衰させることができる。

図３は、この実施形態の動作の一例を説明するためのタイミングチャートであり、同図（ａ）は直進フィーダ７の駆動状態を、同図（ｂ）は供給ホッパ５の排出用のゲート５ａの開閉状態を、同図（ｃ）は計量ホッパ８の排出用のゲート８ａの開閉状態を、同図（ｄ）は重量センサ９からの計量信号を、同図（ｅ１）は前記計量信号を第１フィルタ処理手段によってフィルタ処理した後の計量信号を、同図（ｅ２）は重量センサ９からの計量信号を第２フィルタ処理手段によってフィルタ処理した後の計量信号を、同図（ｇ）は供給ホッパ８の排出用のゲート８ａの開き初めを基点として経過時間をカウントし、安定した計量値を取得できるタイミングまでの所定時間Ｔｓを定めた安定待ちタイマー時間で、安定タイマーの完了時点で第１フィルタ処理手段によるフィルタ処理出力から計量値を取得する。同図（ｆ）は組合せ演算のタイミングをそれぞれ示している。

但し、組合せ演算に参加したが、適量組合せに選ばれなかった計量ホッパ８は、被計量物が滞在したままであるから上方の供給ホッパ５の排出用のゲート５ａは開かないため、制御装置１０において、他の計量ホッパ８における計量値の取得タイミングをもって適量組合せに選ばれなかった計量ホッパ８の計量値の取得タイミング指令信号を作成し、作成された計量値取得タイミング指令信号によって第２フィルタ処理手段によるフィルタ処理出力から計量値を取得する。

この図３では、フィーダパン６を振動させる直進フィーダ７、供給ホッパ５、計量ホッパ８、及び、重量センサ９からなる一組のヘッドの状態を代表的に示すものである。

先ず、計量サイクルＴ１では、その前の計量サイクルの組合せ演算によって適量組合せに選択された計量ホッパ８の排出用のゲート８ａが、包装機１３からの排出命令信号に応答して図３（ｃ）に示されるように開閉され、計量ホッパ８に保持されていた被計量物２が集合シュート１１に排出されて包装機１３に投入され、包装機１３で包装される。なお、図３では、包装機１３からの排出命令信号は、計量サイクルＴ１についてのみ代表的に示している。

被計量物２を排出して空となった計量ホッパ８に対して、供給ホッパ５の排出用ゲート５ａが、図３（ｂ）に示されるように開閉され、供給ホッパ５に保持されていた被計量物２が計量ホッパ８へ投入される。被計量物２を計量ホッパ８に投入して空となった供給ホッパ５に対して、被計量物２を供給するために、図３（ａ）に示されるように直進フィーダ７が、設定された駆動時間に亘って駆動される。

供給ホッパ５の排出用ゲート５ａが、図３（ｂ）に示されるように開閉されて、空の計量ホッパ８へ被計量物２が投入されると、図３（ｄ）に示される重量センサ９からの計量信号に対して、第１フィルタ処理手段によって計量サイクル毎の通常のフィルタ処理である第１フィルタ処理した図３（ｅ１）に示される計量信号から、すなわち後に説明する第１フィルタ処理手段によるフィルタ処理出力から所定の安定時間Ｔｓが経過した時点の計量値を取得し、この計量値に基づいて、図３（ｆ）に示されるタイミングで組合せ演算が行われる。

なお、計量サイクルとは、組合せ秤おける、計量ホッパ８への被計量物２の投入、計量ホッパ８の被計量物２の計量、組合せ演算、計量ホッパ８の被計量物２の排出までの一連のサイクルをいい、例えば図３（ｃ）に示すように、適量組合せに選ばれて計量ホッパ８の排出用のゲート８ａの開放を開始してから、被計量物２を排出し、供給ホッパ５から被計量物２が投入されて計量され、組合せ演算で再び適量組合せに選択されて計量ホッパ８の排出用のゲート８ａの開放を開始するまでの一連の動作をいう。

次の計量サイクルＴ２では、計量サイクルＴ１と同様に、該計量サイクルＴ１の組合せ演算によって適量組合せに選択された計量ホッパ８の排出用のゲート８ａが、図３（ｃ）に示されるように開閉され、計量ホッパ８に保持されていた被計量物２が排出され、供給ホッパ５の排出用ゲート５ａが、図３（ｂ）に示されるように開閉され、供給ホッパ５に保持されていた被計量物２が、空の計量ホッパ８へ投入される。被計量物２を計量ホッパ８に投入して空となった供給ホッパ５に対して、図３（ａ）に示されるように直進フィーダ７が駆動されて被計量物２が供給される。

供給ホッパ５の排出用ゲート５ａが、図３（ｂ）に示されるように開閉されて、計量ホッパ８へ被計量物２が投入されると、図３（ｄ）に示される重量センサ９からの計量信号に対して、計量サイクル毎の通常のフィルタ処理である図３（ｅ１）に示される第１フィルタ処理手段のフィルタ処理出力である計量信号から、所定の安定時間Ｔｓが経過した時点の計量値を取得し、この計量値に基づいて、組合せ演算を行うのであるが、この組合せ演算では、適量組合せに選ばれない。このため、次の計量サイクルＴ３では、計量ホッパ８の排出用のゲート８ａは、図３（ｃ）の実線で示すように開閉されず、計量ホッパ８には、被計量物２が保持されたままである。また、計量ホッパ８は、被計量物２を排出していないので、供給ホッパ５の排出用ゲート５ａも図３（ｂ）の実線で示すように開閉されず、直進フィーダ７も図３（ａ）の実線で示すように駆動されない。

このように組合せ演算に参加して適量組合せに選択されず、被計量物２が保持されたままの計量ホッパ８に対応する重量センサ９から計量信号に対して、１計量サイクル内の応答時間の通常フィルタ処理である第１フィルタ処理手段によるフィルタ処理出力ではなく、図３（ｅ２）に示される第２フィルタ処理手段のフィルタ処理出力における計量信号から、制御装置１０が作成した計量値取得指令信号によって計量値を取得し、この計量値に基づいて、次の計量サイクルＴ３における組合せ演算が行われ、この組合せ演算演算で適量組合せに選ばれると、更に次の計量サイクルＴ４では、上記計量サイクルＴ１と同様の動作となる。

図３（ｅ１）と（ｅ２）を対比すれば判るように、計量ホッパ８の重量センサ９の出力に対する応答時間は、第１フィルタ処理手段の応答時間ＲＴ１より第２フィルタ処理手段の応答時間ＲＴ２方が長い。

第２フィルタ処理は、通常の第１フィルタ処理で取得された計量値に基づく組合せ演算で適量組合せに選ばれなかった場合に行う処理であるとしてもよい。通常の第１フィルタ処理手段のフィルタ処理出力から計量値を取得した時点では、この計量値が適量組合せに選ばれるか否かは不明である。

したがって、通常の第１フィルタ処理出力よりで計量値を取得した時点以降に、第１フィルタ処理手段によるフィルタ処理に引き続いて、処理時間の長い第２フィルタ処理手段を接続しておき、通常の第１フィルタ処理出力から取得した計量値に基づく組合せ演算で適量組合せに選ばれたときには、第２フィルタ処理手段におけるフィルタ処理出力を得る演算は行わず、選ばれなかったとき行うとしてもよい。

以上のようにして、組合せ演算に参加して適量組合せに選択されず、被計量物２を保持したまま計量ホッパ８に対応する重量センサ９からの計量信号については、１計量サイクル内の応答時間の通常のフィルタ処理である第１フィルタ処理ではなく、複数の計量サイクルに亘る応答時間の第２フィルタ処理によるフィルタ出力から計量値を得ることができるので、第２フィルタ処理手段は応答時間の長いフィルタ処理が可能になり、計量信号をサンプリングしたデータの取得期間を長くしてサンプリング数を増やすことができ、例えば、床振動のような周期の長い比較的低周波の不要な振動成分を減衰させることができる。

なお、上記では、２つの計量サイクルＴ２，Ｔ３に亘る応答時間の第２フィルタ処理の例を示したけれども、組合せ演算で再び適量組合せに選ばれない場合には、更に、フィルタ応答時間を長くした、例えば、３つ以上の計量サイクルに亘る第２フィルタ処理によるフィルタ出力から計量値を得てもよい。

この実施形態のフィルタ処理は、上記の多重移動平均処理であり、図４は、この多重移動平均処理フィルタの構成を示す図であり、ｘ（ｎ）は入力を、ｙ（ｎ），・・・、ｙ（４ｎ）は出力をそれぞれ示す。

第１フィルタ処理手段ＦＰ１のフィルタは、所定の計量精度を得るために、例えば、計量部の固有振動数や交流周波数等に対応する周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の振動ノイズ信号を大きく減衰させる必要がある。このため、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３にノッチを持つ移動平均フィルタの従属接続系を構成し、この３個の移動平均フィルタの従属接続系の応答時間は、１計量サイクル時間内にあるようにされる。

厳密に言えば、第１フィルタ処理手段ＦＰ１の応答時間は、図３において、供給ホッパ５の排出用のゲート５ａが開き、供給ホッパ５内の全ての被計量物が計量ホッパ８に到達し、重量センサ９を含む計量部系が被計量物の全重量に応答して計量信号が立ちあがる時点から１計量サイクルにおける組合せ演算を開始するタイミングまでの間に含まれるようにしなければならない。

そして、１計量サイクル時間内に取得した計量値の計量ホッパ８が、適量組合せに選択されない場合に、さらに安定な計量値を求めるため周波数ｆ４の振動ノイズ信号を大きく減衰させるため、上記の３個の従属接続の後段に従属接続された周波数ｆ４にノッチを持つ移動平均フィルタの出力によって計量値を得るようにする。

４個の移動平均フィルタの従属接続系の応答時間は、２計量サイクルにて計量値が組合せ演算に参加することを考慮し、２計量サイクル時間内にあるようにしなければならない。

周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の振動ノイズ信号の周期は、それぞれ１／ｆ１，１／ｆ２，１／ｆ３、１／ｆ４である。１／ｆ４の値は、床の振動周波数、または周期を設定することで与えられる。

周波数ｆ１の振動ノイズ信号用の移動平均フィルタの場合、今Ａ／Ｄ変換回路部からは上記のように△ｔの時間間隔で計量信号が読み込まれるので１つの計量信号を記憶させるメモリセルを
（Ｎ１−１）・△ｔ＝１／ｆ１
の式を満足する個数であるＮ１個用意し、シリアルイン、シリアルアウトのＮ１個のメモリセルから成るシフトレジスタＳＲ１を構成する。

図４に示すように、シフトレジスタＳＲ１のＮ１個のメモリセルをＳ１（０）〜Ｓ１（Ｎ１−１）とする。

上記図２のＡ／Ｄ変換回路部１０ｃから新しい計量信号を読み込む度に、シフトレジスタＳＲ１の各メモリセルの記憶データを右シフトし、新に読み込んだ計量信号をメモリセルＳ１（０）にストアし、メモリセルＳ１（０）〜Ｓ１（Ｎ１−１）の出力を平均演算ブロック１／Ｎ１にて加算しＮ１で割って平均値Ａ１を求める。この平均値Ａ１が、周波数ｆ１用の移動平均フィルタの出力である。

周波数ｆ２の振動ノイズ信号用の移動平均フィルタはＮ２の値は
（Ｎ２−１）・△ｔ＝１／ｆ２
に基づくもので、Ｎ２−１個のメモリセルＳ２（０）〜Ｓ２（Ｎ２−１）から成るシフトレジスタＳＲ２を構成する。

周波数ｆ１用の移動平均フィルタの出力である平均値Ａ１が算出されると、このタイミングでシフトレジスタＳＲ２の各メモリセルの記憶データを右シフトし、算出された平均値Ａ１をメモリセルＳ２（０）にストアし、メモリセルＳ２（０）〜Ｓ１（Ｎ２−１）の出力を平均演算ブロック１／Ｎ２にて加算しＮ２で割って平均値Ａ２を求める。

同様に周波数ｆ３の振動ノイズ信号のシフトレジスタＳＲ３がメモリセルＳ３（０）〜Ｓ３（Ｎ３−１）から構成され、平均値Ａ１、Ａ２が求まったタイミングで各メモリセルの記憶データを右シフトし、メモリセルＳ３（０）〜Ｓ３（Ｎ３−１）の出力を平均演算ブロック１／Ｎ３にて加算しＮ３で割って平均値Ａ３を求める。

同様に周波数ｆ４の振動ノイズ信号のシフトレジスタＳＲ４がメモリセルＳ４（０）〜Ｓ４（Ｎ４−１）から構成され、平均値Ａ１、Ａ２、Ａ３が求まったタイミングで各メモリセルの記憶データを右シフトし、メモリセルＳ３（０）〜Ｓ３（Ｎ３−１）の出力を、平均演算ブロック１／Ｎ４にて加算しＮ４で割って平均値Ａ４を求める。平均値Ａ４は、算出された時点で１個のメモリセルＳ５（０）にストアされる。

Ａ／Ｄ変換回路部１０ｃの計量信号が読み込まれる度に△ｔのサイクルで平均値Ａ４がメモリセルＳ５（０）にストアされる処理までが行われる。

メモリセルＳ４（０）には、３段階の多重移動平均値であるＡ３が、次に新にＡ／Ｄ変換回路部１０ｃから計量信号が読み込まれるまでの間、第１フィルタ出力として滞在する。すなわち、この実施形態では、３段階の多重移動平均フィルタを構成するシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ３、平均演算ブロック１／Ｎ１〜１／Ｎ３及びメモリセルＳ４（０）によって第１フィルタ処理手段ＦＰ１が構成される。

そしてメモリセルＳ５（０）には、４段階の多重移動平均値であるＡ４が、次に新にＡ／Ｄ変換回路部１０ｃから計量信号が読み込まれるまでの間、第２フィルタ出力として滞在する。すなわち、この実施形態では、第１フィルタ処理手段ＦＰ１、４段目のシフトレジスタＳＲ４、平均演算ブロック１／Ｎ４及びメモリセルＳ５（０）によって第２フィルタ処理手段ＦＰ２が構成される。

図５に、図４のシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ５の各メモリセルの出力及び各平均演算ブロック１／Ｎ１〜１／Ｎ４の出力を示す。同図において、〇はシフトレジスタＳＲ１のメモリセルＳ１（０）〜Ｓ１（Ｎ１−１）の出力を、×はシフトレジスタＳＲ２のメモリセルＳ２（０）〜Ｓ２（Ｎ２−１）の出力を、△はシフトレジスタＳＲ３のメモリセルＳ３（０）〜Ｓ３（Ｎ３−１）の出力を、●はシフトレジスタＳＲ４のメモリセルＳ４（０）〜Ｓ４（Ｎ４−１）の出力を、◎はシフトレジスタＳＲ５のメモリセルＳ５（０）の出力をそれぞれ示している。

第１フィルタ処理手段の応答時間（入力に対し、出力が１：１に応答する時間）は、図５に示すように、１段目の移動平均フィルタの応答時間（Ｎ１−１）・△ｔと、２段目の移動平均フィルタの応答時間（Ｎ２−１）・△ｔと、３段目の移動平均フィルタの応答時間（Ｎ３−１）・△ｔとから、
（Ｎ１−１）・△ｔ＋（Ｎ２−１）・△ｔ＋（Ｎ３−１）・△ｔ
となり、第２フィルタ処理手段の応答時間は、さらに（Ｎ４−１）・△ｔが加わる。従って応答時間は長くなる。

第２フィルタ処理手段のためにシフトレジスタＳＲ４を従属接続すると、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３にノッチを持つフィルタに、それらより小さい周波数ｆ４にノッチを持つフィルタが従属接続されたことになり、周波数ｆ４にノッチを持つフィルタといえども周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の帯域における減衰効果も有するので、第２フィルタ処理手段における、第１フィルタ処理手段が有する周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３に対する減衰特性は、第１フィルタ処理手段のみを設けた場合に比べてさらに大きくなる。

すなわち、周波数ｆ４にも大きい減衰効果を得るために、シフトレジスタＳＲ４を従属接続することによって得られる第２フィルタ処理出力であるＡ４においては、第１フィルタ処理手段が有していた周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の振動ノイズ信号に対する減衰特性をより大きくする上に、新に周波数ｆ４の振動ノイズ信号に対して大きい減衰特性を有することになる。

したがって１計量サイクルにおける組合せ演算に提供される計量値を取得するための第１フィルタ処理出力における計量信号には、精確な計量値を得るために必須の振動ノイズ減衰処理がなされ、第１フィルタ処理出力における計量信号から取得した計量値が適量組合せに選択されなかった場合に使用される第２フィルタ処理出力における計量信号には、第１フィルタ処理出力と同じ振動ノイズ減衰処理がなされるのに加えて、別の周波数、例えば床振動ノイズ信号の周波数に対する減衰処理がなされるので、より安定な計量値を得ることができる。

すなわち第２フィルタ処理手段は、応答時間を第１フィルタ処理手段よりさらに１計量サイクル分長く見込めるので、減衰の対象とする振動ノイズの周波数は、床振動のように８Ｈｚ以下の、すなわち１２５ｍｓｅｃ以上の周期を持つ低周波数振動信号の減衰が可能になる。

第１フィルタ処理手段である多重移動平均フィルタの応答時間が上記に述べたように１計量サイクル以内で組合せ演算の開始に間に合うのであれば、各フィルタのタップ数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は任意に選択すればよく、また本実施形態では段階数、すなわち次数は３であったが３より大きくても小さくてもよい。

またタップ数Ｎ４の移動平均フィルタを従属接続し、全体の接続を第２フィルタ処理手段としたが、第２フィルタ処理手段の応答時間が２計量サイクルの中に含まれ１つ後の組合せ選択演算の開始に間に合うのであれば、より多くのタップ数、次数の移動平均フィルタを接続してもよい。

別の実施例として、例えばカットオフ周波数がｆ１であるローパスフィルタＦ１と、カットオフ周波数がｆ２（＜ｆ１）であるローパスフィルタＦ２をＡ／Ｄ変換回路部１０ｃから出力された計量信号ｘ（ｎ）を入力として図６の如く並列に接続してもよい。

フィルタＦ１、Ｆ２は、周波数ｆ１，ｆ２を極に持つ伝達関数Ｇ１、Ｇ２として与えられると、それぞれの伝達関数を表す微分方程式、さらに差分方程式に変換し、制御装置１０のＣＰＵ部１０ａに差分方程式と等価な巡回型フィルタにプログラミングされる。△ｔの時間間隔で計量信号ｘ（ｎ）を入力する毎に同時に双方のフィルタの出力を同時に計算してそれぞれｙ１（ｎ）、ｙ２（ｎ）を得る。

フィルタの応答時間は、フィルタＦ２の方がフィルタＦ１より長い。フィルタＦ１の応答時間は、上記の１計量サイクル内の許容時間内に収まるがフィルタＦ２の応答時間は、２計量サイクル内の許容時間内に収まるが１計量サイクル内の許容時間内に収まらない。フィルタＦ１の減衰効果が大きいのは、計量信号に含まれる１個又は複数個の振動ノイズ信号の周波数がｆ１以上の帯域である場合である。

フィルタＦ１が上記の第１フィルタ処理手段となる。より低い周波数の振動ノイズ信号でｆ２に近い周波数帯域まで減衰特性を持つフィルタＦ２が上記の第２フィルタ処理手段となる。

このように第１、第２フィルタ処理手段は、互いに独立に分離していてもよく、フィルタ形式は巡回型フィルタであってもよい。

さらに別実施例を図７に示す。図７において、Ｆ１は周波数ｆ１の帯域に減衰効果の大きい２次の帯域除去フィルタ（ＢＥＦ）で伝達関数Ｇ１（ｓ）
＝｛ｓ^２ ＋（２πｆ１）^２｝／｛ｓ^２＋２ζ（２πｆ１）ｓ＋（２πｆ１）^２｝
に設計され、Ｆ２は周波数ｆ２（＜ｆ１）の帯域に減衰効果の大きい２次の帯域除去フィルタで伝達関数Ｇ２（ｓ）をＧ１（ｓ）と同様に設計して従属接続した構成で、それぞれ差分方程式に変換され、巡回型ノッチフィルタとして演算される。

フィルタＦ１、Ｆ２までが第１フィルタ処理手段で、フィルタＦ２の出力が第１フィルタ処理手段の出力である。

さらにＦ２の後段に周波数ｆ３（＜ｆ２）の帯域に減衰効果の大きい２次の帯域除去フィルタで伝達関数Ｇ３（ｓ）をＧ１（ｓ）と同様に設計して従属接続し、フィルタＦ１、Ｆ２、Ｆ３を第２フィルタ処理手段とし、フィルタＦ３の出力が第２フィルタ処理手段の出力である。

１ 供給装置
２ 被計量物
５ 供給ホッパ
８ 計量ホッパ
９ 重量センサ
１０ 制御装置
１０ａ ＣＰＵ部
１０ｂ メモリ部
１３ 包装機
１５ 操作設定表示部

Claims (3)

1. 被計量物をそれぞれ搬送して搬送終端から排出する複数の搬送部と、各搬送部に対応して配置されると共に、前記搬送終端から排出される被計量物を保持し、保持した被計量物を下方へ供給する複数の供給部と、各供給部に対応して配置されると共に、各供給部から供給される被計量物を保持し、該保持した被計量物の重量を計量する複数の計量部と、前記複数の計量部からの各計量信号をフィルタ処理するフィルタ処理手段と、該フィルタ処理手段によってフィルタ処理された各計量信号から取得した計量値に基づいて、１計量サイクル毎に組合せ演算を行う組合せ演算部とを備え、
   前記フィルタ処理手段は、該フィルタ処理手段への入力信号に対し出力信号が所定の比率にまで応答する時間をフィルタ応答時間とし、１計量サイクル時間内において許容された前記応答時間でフィルタ処理する第１フィルタ処理手段を有する組合せ秤であって、
   前記フィルタ処理手段は、前記第１フィルタ処理手段の応答時間を超える長さの、複数の計量サイクルに亘る応答時間の第２フィルタ処理手段を有し、前記組合せ演算に参加して組合せに選ばれなかった計量部については、その計量部からの計量信号を、前記第２フィルタ処理手段でフィルタ処理するものであり、
   前記組合せ演算部は、前記組合せ演算に参加して組合せに選ばれなかった前記計量部については、前記第２フィルタ処理手段でフィルタ処理された計量信号から取得した計量値を、次回の組合せ演算に用いる、
   ことを特徴とする組合せ秤。
2. 前記第１フィルタ処理手段及び前記第２フィルタ処理手段は、ノッチフィルタであり、
   前記第２フィルタ処理手段は、前記第１フィルタ処理手段の有する、ある周波数に対応するノッチに加えて、異なる別の周波数に対応する１個または複数個のノッチを有する、
   請求項１に記載の組合せ秤。
3. 前記第１フィルタ処理手段及び前記第２フィルタ処理手段のフィルタ処理は、ＦＩＲフィルタによるフィルタ処理であり、前記第２フィルタ処理手段の少なくとも１個のノッチに対応するＦＩＲフィルタの有するタップ数が、前記第１フィルタ処理手段のいずれのノッチに対応するＦＩＲフィルタの有するタップ数よりも多い、
   請求項２に記載の組合せ秤。

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