JP2013167594A - Method for driving hopper gate in combination balance, and combination balance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステッピングモータにより開閉駆動されるホッパゲートを備える組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法及びそれを用いた組合せ秤に関する。 The present invention relates to a method for driving a hopper gate in a combination weigher including a hopper gate that is opened and closed by a stepping motor, and a combination weigher using the method.
被計量物を保持して排出するホッパゲートを備える組合せ秤は、様々な製品の計量包装分野において広く利用されている。ホッパゲートの駆動源としては、エアシリンダやモータなどが用いられる。中でもステッピングモータは、サイズが小形でかつデジタル制御が容易であるために、ホッパゲートの駆動源として好適に使用されている。 A combination weigher having a hopper gate that holds and discharges an object to be weighed is widely used in the field of weighing and packaging various products. An air cylinder, a motor, or the like is used as a drive source for the hopper gate. In particular, the stepping motor is suitably used as a hopper gate drive source because of its small size and easy digital control.
一般に組合せ秤は、投入された被計量物の重量を計測するための複数の計量ホッパと、複数の各計量ホッパに被計量物をそれぞれ供給するための複数の供給ホッパとを備えている。複数の計量ホッパ及び複数の供給ホッパには、被計量物を保持して排出するためのホッパゲートがそれぞれ備えられており、ステッピングモータによって、前記ホッパゲートの開閉の駆動を行う。例えば、計量ホッパが10個で構成されている10ヘッドの組合せ秤では、供給ホッパ10個と併せて計20個のステッピングモータが必要になる。このため、組合せ秤の消費電力を低減するためには、ステッピングモータの消費電流を減らすことが有効である。 In general, a combination weigher includes a plurality of weighing hoppers for measuring the weight of an input weighing object, and a plurality of supply hoppers for supplying the weighing objects to the weighing hoppers. Each of the plurality of weighing hoppers and the plurality of supply hoppers is provided with a hopper gate for holding and discharging the object to be weighed, and the hopper gate is opened and closed by a stepping motor. For example, in a 10-head combination weigher composed of 10 weighing hoppers, a total of 20 stepping motors are required together with 10 supply hoppers. For this reason, in order to reduce the power consumption of the combination weigher, it is effective to reduce the current consumption of the stepping motor.
例えば、特許文献1,2には、ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合のステッピングモータの駆動電流をI1とし、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合のステッピングモータの駆動電流をI2とし、ホッパゲートを開放駆動または閉止駆動する場合のステッピングモータの駆動電流をI3として、0≦I1<I2<I3になるようにステッピングモータの駆動電流を制御している。
For example, in
これによって、ホッパゲートを開放駆動または閉止駆動する場合のステッピングモータの駆動電流I3に比べて、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合の駆動電流I2を小さくし、ステッピングモータの消費電力を低減している。 As a result, the drive current I2 when the hopper gate is held open is made smaller than the drive current I3 of the stepping motor when the hopper gate is opened or closed, and the power consumption of the stepping motor is reduced. .
ホッパゲートを開閉駆動する場合、ホッパゲートの開閉位置によって、必要なトルクは変化するが、上記特許文献1,2では、ホッパゲートを開閉駆動する場合のステッピングモータの駆動電流は、一定値に制御されており、この一定値は、ホッパゲートを閉止位置(または開放位置)から開放位置(または閉止位置)まで動作させるのに必要な駆動電流の内の最大値となっている。したがって、ホッパゲートの開閉動作中には、ホッパゲートの開閉位置によって必要なトルクが変化するにも拘らず、常に最大の駆動電流をステッピングモータに流し続けており、無駄な電力消費を招いているという課題がある。
When opening and closing the hopper gate, the required torque varies depending on the opening and closing position of the hopper gate. However, in
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、消費電力を低減した組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法及び組合せ秤を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a method for driving a hopper gate and a combination weigher in a combination weigher with reduced power consumption.
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。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
(1)本発明の組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法は、被計量物を保持して排出するホッパと、前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、パルスに応じて回転して、前記ホッパゲートを開閉駆動するステッピングモータとを備える組合せ秤における前記ホッパゲートの駆動方法であって、予め、前記ホッパゲートを開閉駆動したときの前記ステッピングモータのトルクを、パルス数に応じて計測する第1ステップと、前記第1ステップでパルス数に応じて計測した前記トルクに基づいて、前記ホッパゲートを開閉駆動するのに必要なステッピングモータの駆動電流値を前記パルス数に応じて求める第2ステップと、前記ステッピングモータの駆動電流を、前記第2ステップで求めたパルス数に応じた駆動電流値に制御して、前記ホッパゲートを開閉駆動する第3ステップとを備える。 (1) The hopper gate driving method in the combination weigher of the present invention includes: a hopper that holds and discharges an object to be weighed; a hopper gate that is provided at the discharge port of the hopper; and the hopper gate that rotates according to a pulse. A method for driving the hopper gate in a combination weigher comprising a stepping motor that opens and closes, the first step of measuring the torque of the stepping motor when the hopper gate is driven to open and close according to the number of pulses, Based on the torque measured according to the number of pulses in the first step, a second step for obtaining a driving current value of the stepping motor necessary for opening and closing the hopper gate according to the number of pulses; The drive current is controlled to a drive current value corresponding to the number of pulses obtained in the second step, and the previous And a third step of opening and closing the hopper gate.
本発明の組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法によると、予め、ホッパゲートを開閉駆動したときのステッピングモータのトルクを、パルス数に応じて計測し、この計測したトルクのデータに基づいて、ホッパゲートを開閉駆動するのに必要なステッピングモータの駆動電流値をパルス数に応じて求め、この求めた駆動電流値に制御するので、ホッパゲートを開閉駆動するために必要なトルクに応じてステッピングモータの駆動電流を変化させることができる。したがって、ホッパゲートを開閉駆動するのに必要な最大の駆動電流を常に流してステッピングモータを開閉駆動する従来例に比べて、ステッピングモータの消費電力を低減することができる。ホッパゲートを多数有する組合せ秤では、多数のステッピングモータの消費電力の低減を図ることができ、特に有効である。 According to the hopper gate driving method in the combination weigher of the present invention, the torque of the stepping motor when the hopper gate is driven to open / close is measured in advance according to the number of pulses, and the hopper gate is driven to open / close based on the measured torque data. The driving current value of the stepping motor required to perform this operation is obtained according to the number of pulses and controlled to this obtained driving current value, so that the driving current of the stepping motor varies depending on the torque required to open / close the hopper gate. Can be made. Therefore, the power consumption of the stepping motor can be reduced as compared with the conventional example in which the maximum driving current required to open / close the hopper gate is always supplied to open / close the stepping motor. A combination weigher having a large number of hopper gates is particularly effective because it can reduce the power consumption of a large number of stepping motors.
また、必要なトルクに応じてステッピングモータの駆動電流を制御するので、パルスの間隔を時間制御する構成に比べて、制御用のCPUとして、処理速度の高いCPUや複数のCPUを用いる必要がなく、組合せ秤のコストの低減を図ることができる。 Further, since the driving current of the stepping motor is controlled according to the required torque, it is not necessary to use a CPU having a high processing speed or a plurality of CPUs as a control CPU, compared to a configuration in which the pulse interval is time-controlled. The cost of the combination weigher can be reduced.
(2)本発明の好ましい実施態様では、前記第2ステップでは、前記第1ステップで前記パルス数に応じて計測した前記トルクの計測データを原計測データとし、この原計測データを、パルス数に対して、複数パルス分、パルス数が少ない方向及びパルス数が多い方向にそれぞれ移動させた計測データを第1,第2移動計測データとし、前記原計測データ及び前記第1,第2移動計測データの内、少なくとも第1,第2移動計測データに基づいて、前記ホッパゲートを開閉駆動するのに必要なステッピングモータの駆動電流値を前記パルス数に応じて求めるものである。 (2) In a preferred embodiment of the present invention, in the second step, the torque measurement data measured according to the number of pulses in the first step is used as original measurement data, and the original measurement data is converted into the number of pulses. On the other hand, the measurement data moved in a direction with a small number of pulses and a direction with a large number of pulses are used as first and second movement measurement data, and the original measurement data and the first and second movement measurement data. The stepping motor drive current value required to open / close the hopper gate is determined according to the number of pulses based on at least the first and second movement measurement data.
前記複数パルス分は、パルス数が少ない方向と、パルス数が多い方向とで同数でなくてもよい、すなわち、第1,第2移動計測データは、原計測データからの移動量を異ならせてもよい。 The plurality of pulses may not be the same in the direction in which the number of pulses is small and in the direction in which the number of pulses is large. That is, the first and second movement measurement data have different movement amounts from the original measurement data. Also good.
ホッパゲートには、例えば、組立ての際に、ステッピングモータの回転動力をホッパゲートに伝達するリンク機構のモータ軸への取付け角度のバラツキ等に起因して個体差が生じ、この個体差によって、第1ステップで計測するステッピングモータのトルクの計測データは、パルス数に対してずれが生じるが、この実施形態では、第1ステップで計測した計測データを原計測データとし、この原計測データを、パルス数に対して、パルス数が少ない方向及びパルス数が多い方向にそれぞれ移動させた第1,第2移動計測データに基づいて、ホッパゲートを開閉駆動するのに必要なステッピングモータの駆動電流値を求めるので、個体差の影響を補正することができる。
In the hopper gate, for example, during assembly, individual differences occur due to variations in the mounting angle of the link mechanism that transmits the rotational power of the stepping motor to the hopper gate to the motor shaft. In this embodiment, the measurement data of the torque of the stepping motor measured in
(3)本発明の他の実施態様では、前記第2ステップでは、前記ホッパゲートの閉止位置から開放位置への移行開始時、及び、開放位置から閉止位置への移行開始時には、前記ステッピングモータの駆動電流値を補正して大きくする。 (3) In another embodiment of the present invention, in the second step, the stepping motor is driven at the start of the transition from the closed position to the open position of the hopper gate and at the start of the transition from the open position to the closed position. Correct and increase the current value.
この実施態様によると、ホッパゲートの閉止位置から開放位置への移行開始時、及び、開放位置から閉止位置への移行開始時には、ステッピングモータの駆動電流値を大きくするので、閉止位置または開放位置にあるホッパゲートをその慣性に打ち勝って動作させることができ、起動時の脱調を防止することができる。 According to this embodiment, the driving current value of the stepping motor is increased at the start of the transition from the closed position of the hopper gate to the open position and at the start of the transition from the open position to the closed position, so that the hopper gate is in the closed position or the open position. The hopper gate can be operated by overcoming its inertia, and the step-out at the start can be prevented.
(4)本発明の組合せ秤は、被計量物を保持して排出するホッパと、前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、パルスに応じて回転して、前記ホッパゲートを開閉駆動するステッピングモータとを備える組合せ秤であって、前記ホッパゲートを開閉駆動するのに必要なステッピングモータの駆動電流に関する情報が記憶される記憶部と、該記憶部に記憶された前記情報に基づいて、前記ステッピングモータの駆動電流を、前記パルス数に応じて制御する制御部とを備え、前記記憶部に記憶される前記情報は、予め計測した前記ホッパゲートを開閉駆動したときの前記ステッピングモータのトルクに基づいて求められる情報である。 (4) A combination weigher according to the present invention includes a hopper that holds and discharges an object to be weighed, a hopper gate provided at a discharge port of the hopper, and a stepping motor that rotates according to a pulse to drive the hopper gate to open and close A storage unit that stores information related to the driving current of the stepping motor that is required to open and close the hopper gate, and the stepping motor based on the information stored in the storage unit. And a control unit that controls the driving current according to the number of pulses, and the information stored in the storage unit is obtained based on a torque of the stepping motor that is measured in advance when the hopper gate is opened and closed. Information.
本発明の組合せ秤によると、予め、ホッパゲートを開閉駆動したときのステッピングモータのトルクを計測し、この計測データに基づいて求めたホッパゲートを開閉駆動するのに必要なステッピングモータの駆動電流に関する情報を記憶し、この情報に基づいて、ステッピングモータの駆動電流を制御するので、ホッパゲートを開閉駆動するために必要なトルクに応じてステッピングモータの駆動電流を変化させることができる。したがって、ホッパゲートを開閉駆動するのに必要な最大の駆動電流を常に流してステッピングモータを開閉駆動する従来例に比べて、ステッピングモータの消費電力を低減することができる。ホッパゲートを多数有する組合せ秤では、多数のステッピングモータの消費電力の低減を図ることができ、特に有効である。 According to the combination weigher of the present invention, the torque of the stepping motor when the hopper gate is driven to open / close is measured in advance, and information on the driving current of the stepping motor necessary to open / close the hopper gate obtained based on the measurement data is obtained. Since the driving current of the stepping motor is controlled based on the stored information, the driving current of the stepping motor can be changed according to the torque required to open / close the hopper gate. Therefore, the power consumption of the stepping motor can be reduced as compared with the conventional example in which the maximum driving current required to open / close the hopper gate is always supplied to open / close the stepping motor. A combination weigher having a large number of hopper gates is particularly effective because it can reduce the power consumption of a large number of stepping motors.
また、必要なトルクに応じてステッピングモータの駆動電流を制御するので、パルスの間隔を時間制御する構成に比べて、制御用のCPUとして、処理速度の高いCPUや複数のCPUを用いる必要がなく、組合せ秤のコストの低減を図ることができる。 Further, since the driving current of the stepping motor is controlled according to the required torque, it is not necessary to use a CPU having a high processing speed or a plurality of CPUs as a control CPU, compared to a configuration in which the pulse interval is time-controlled. The cost of the combination weigher can be reduced.
(5)本発明の好ましい実施態様では、前記記憶部に記憶される前記情報は、前記パルス数及び該パルス数に対応する前記ステッピングモータの駆動電流値を含むものである。 (5) In a preferred embodiment of the present invention, the information stored in the storage unit includes the number of pulses and a driving current value of the stepping motor corresponding to the number of pulses.
この実施態様によると、記憶部に記憶された情報に基づいて、ステッピングモータの駆動電流を、パルス数に応じて制御することができる。 According to this embodiment, the driving current of the stepping motor can be controlled according to the number of pulses based on the information stored in the storage unit.
本発明によると、ステッピングモータの駆動電流を、ホッパゲートを開閉駆動するために必要なトルクに応じて変化させるので、ホッパゲートを開閉駆動するのに必要な最大の駆動電流を常に流してステッピングモータを開閉駆動する従来例に比べて、ステッピングモータの消費電力を低減することができる。 According to the present invention, since the driving current of the stepping motor is changed according to the torque required to open / close the hopper gate, the maximum driving current required to open / close the hopper gate is always supplied to open / close the stepping motor. The power consumption of the stepping motor can be reduced compared to the conventional example of driving.
また、必要なトルクに応じてステッピングモータの駆動電流を制御するので、パルスの間隔を時間制御する構成に比べて、制御用のCPUとして、処理速度の高いCPUや複数のCPUを用いる必要がなく、組合せ秤のコストの低減を図ることができる。 Further, since the driving current of the stepping motor is controlled according to the required torque, it is not necessary to use a CPU having a high processing speed or a plurality of CPUs as a control CPU, compared to a configuration in which the pulse interval is time-controlled. The cost of the combination weigher can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の一実施形態の組合せ秤の概略構成を示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a combination weigher according to an embodiment of the present invention.
この実施形態の組合せ秤1は、中央上部に配設された円錐状のトップコーン2を振動させて、該トップコーン2上の被計量物を放射状に分散させるメインフィーダ3と、トップコーン2の周囲に円形に配置された複数のリニアフィーダパン5をそれぞれ振動させて、トップコーン2から分散供給される被計量物を搬送する複数のリニアフィーダ6と、各リニアフィーダパン5に対応して設けられ、各リニアフィーダパン5から被計量物がそれぞれ供給される複数の供給ホッパ4と、各供給ホッパ4から供給される被計量物をそれぞれ計量する複数の計量ホッパ7と、各ホッパ4,7のホッパゲート12を開閉させるための複数のリンク機構13と、各計量ホッパ7からの被計量物を受けて下方の図示しない包装機へ排出する集合シュート8と、ボディ9を支える複数のフレーム10と、フレーム10を支持するベース11とを備えている。
The
この組合せ秤1では、被計量物が、上方に設けられた図示しない供給経路からトップコーン2上に供給され、トップコーン2は、振動によって被計量物を各リニアフィーダパン5へ搬送する。各リニアフィーダパン5は、振動によって被計量物を各供給ホッパ4へ供給する。供給ホッパ4は、供給された被計量物を保持し、所定のタイミングでホッパゲート12を開いて被計量物を計量ホッパ7へと供給する。計量ホッパ7は、供給ホッパ4から受け取った被計量物を保持して計量する。図示しない制御部は、各計量ホッパ7の計量値の合計が予め設定された目標重量よりも大きく、かつ該目標重量に最も近くなるような計量ホッパ7の組合せを演算により求め、該組合せに選択された計量ホッパ7のホッパゲート12を開いて被計量物を排出する。供給ホッパ4及び計量ホッパ7の各ホッパゲート12の開閉は、図2に示されるホッパゲート駆動機構によって行われる。
In the
図2は、ホッパゲート駆動機構の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the hopper gate driving mechanism.
この実施形態のホッパゲート駆動機構は、制御装置14と、電源15と、制御装置14からの制御信号および電源15からの電力を受け取る駆動部(ドライバ)16と、駆動部16によって回転が制御されるステッピングモータ17と、ステッピングモータ17のモータ軸(回転軸)に取り付けられてステッピングモータ17の回転カを伝達する上述のリンク機構13と、このリンク機構13から伝達された駆動カによって開閉する上述のホッパゲート12とを備えている。
The rotation of the hopper gate drive mechanism of this embodiment is controlled by the
制御装置14は、CPU18と、メモリ(記憶部)19とを備えている。CPU18は、駆動部16に対して、駆動用のパルス及び駆動電流を制御するための電流制御信号を出力する。メモリ19には、後述のステッピングモータ17の駆動電流を制御するためのテーブルデータや動作プログラム等が記憶されている。
The
制御装置14から駆動部16に対して出力されるパルスは、ステッピングモータ17を駆動するためのパルス信号であり、1個のパルスが入力される度に、ステッピングモータ17が1ステップ角、この実施形態では、0.9度だけ回転する。
The pulse output from the
したがって、この実施形態では、400個のパルスによってステッピングモータ17のモータ軸は一回転する。ステッピングモータ17の回転は、リンク機構13によってホッパゲート12に連結されており、ステッピングモータ17のモータ軸が一回転することによって、ホッパゲート12の開閉の一連の動作が行われる。このホッパゲート12の開閉に必要なトルクは一定でなく、ホッパゲート12の開閉位置によって変化する。
Therefore, in this embodiment, the motor shaft of the stepping
この実施形態では、組合せ秤の省電力化を図るために、ホッパゲート12を開閉駆動するステッピングモータ17の駆動電流を可及的に低減するものである。
In this embodiment, in order to save power in the combination weigher, the drive current of the stepping
このため、一つのホッパゲート12について、そのホッパゲート12を開閉駆動したときに、ステッピングモータ17のモータ軸にかかるトルクを、トルク計測器を用いて予め計測する。
For this reason, when one
図3は、この予め計測されたステッピングモータ17のモータ軸にかかるトルクと、ホッパゲート12の開閉位置に対応するパルス数との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the torque applied to the motor shaft of the stepping
この図3のトルクの計測データは、ステッピングモータ17のモータ軸を9度毎、すなわち、10パルス毎回転して、トルク計測器でリンク機構13が動くのに必要なトルクを計測したものである。
The torque measurement data in FIG. 3 is obtained by rotating the motor shaft of the stepping
この実施形態のステッピングモータ17では、上述のように400パルスでモータ軸が、360度、すなわち一回転してホッパゲート12の一連の開閉動作が行なわれる。したがって、この図3において、パルス数0及びパルス数400は、ホッパゲート12の全閉位置に対応し、パルス数200は、ホッパゲート12の全開位置に対応する。
In the stepping
なお、この図3では、ホッパゲート12が、全開位置から全閉位置へ移行するパルス数201から400の計測トルク、すなわち、ホッパゲート12の閉止動作に対応する計測トルクは、その絶対値で示している。
In FIG. 3, the measured torque corresponding to the number of pulses 201 to 400 at which the
ステッピングモータ17のモータ軸にかかるトルクとステッピングモータ17の駆動電流との間には、比例関係が成立するので、上記のようにして計測されたステッピングモータ17のモータ軸にかかるトルクを用いて、比例定数を求める。
Since a proportional relationship is established between the torque applied to the motor shaft of the stepping
このため、ホッパゲート12を、全閉位置から全開位置まで開放動作させるのに最低限必要な駆動電流を計測し、また、全開位置から全閉位置まで閉止動作させるのに最低限必要な駆動電流を計測する。
Therefore, the minimum drive current required to open the
ホッパゲート12が全閉位置から全開位置まで開放動作する、パルス数0〜200の区間においては、図3に示すように、パルス数120前後において、計測されたトルクは最大となり、この最大トルクをT1とする。また、ホッパゲート12を全閉位置から全開位置にするための最低限必要な駆動電流、すなわち、ホッパゲート12を全閉位置から全開位置にするための駆動電流の内の最大の駆動電流を計測する。その計測値をI1とすると、パルス数0〜200の区間では、ステッピングモータ17のトルクとステッピングモータ17の駆動電流との間の比例定数α1は、
α1=I1/T1
となる。
As shown in FIG. 3, the measured torque becomes maximum at around 120 pulses as shown in FIG. 3 in which the
α 1 = I 1 / T 1
It becomes.
また、ホッパゲート12が全開位置から全閉位置まで閉止動作する、パルス数201〜400の区間においては、図3に示すように、パルス数280前後において、計測されたトルクは、最大となり、この最大トルクは、上記同じT1である。ホッパゲート12を全開位置から全閉位置にするために最低限必要な駆動電流を計測し、その計測値をI2とする。この実施形態では、リンク機構13には、ホッパゲート12を閉止方向へ付勢するバネが設けられており、このため、ホッパゲート12を全開位置から全閉位置にする閉止動作では、前記バネの付勢力が加わるために、計測値I2は、ホッパゲート12を全閉位置から全開位置まで開放動作する場合の上記計測値I1に比べて小さくなる。このときのステッピングモータ17のモータ軸のトルクとステッピングモータ17の駆動電流との間の比例定数α2は、
α2=I2/T1
となる。
Further, in the section of the number of pulses 201 to 400 in which the
α 2 = I 2 / T 1
It becomes.
したがって、ホッパゲート12の全閉位置から全開位置までのパルス数0〜200の区間においては、ホッパゲート12を開放するのに必要なステッピングモータ17の駆動電流として、計測されたトルクTと比例定数α1とからパルス数に応じたステッピングモータ17の駆動電流Idを次式に従って算出することができる。
Therefore, in the section of 0 to 200 pulses from the fully closed position to the fully open position of the
Id=α1×T ……(1)
同様に、ホッパゲート12の全開位置から全閉位置までのパルス数201〜400の区間においては、ホッパゲート12を閉止するのに必要なステッピングモータ17の駆動電流として、計測されたトルクTと比例定数α2とからパルス数に応じたステッピングモータ17の駆動電流Idを次式に従って算出することができる。
Id = α 1 × T (1)
Similarly, in the section of the pulse number 201 to 400 from the fully open position to the fully closed position of the
Id=α2×T ……(2)
図4は、上記比例定数α1,α2と、計測されたステッピングモータ17のモータ軸にかかるトルクとに基づいて、10パルス毎に算出したステッピングモータ17の駆動電流とパルス数との関係を示す図である。
Id = α 2 × T (2)
FIG. 4 shows the relationship between the drive current of the stepping
この図4では、予め計測された図3のトルクを破線で示し、上記のようにして算出されたステッピングモータ17の駆動電流を実線で示している。
In FIG. 4, the torque of FIG. 3 measured in advance is indicated by a broken line, and the drive current of the stepping
この図4では、10パルス毎に、その間の最大トルクに、比例定数α1またはα2を乗じることによって駆動電流を算出している。 In FIG. 4, for every 10 pulses, the drive current is calculated by multiplying the maximum torque between them by a proportional constant α 1 or α 2 .
この実施形態では、パルス数0〜200及びパルス数201〜400の各区間の駆動電流Idの算出式である上記(1),(2)式には、補正値β1,β2を加算している。
In this embodiment, correction values β 1 and β 2 are added to the above formulas (1) and (2), which are calculation formulas of the drive current Id in each section of the
すなわち、パルス数0〜200の区間の駆動電流Idは、次式で算出し、
Id=α1×T+β1 ……(3)
パルス数201〜400の区間の駆動電流Idは、次式で算出する。
That is, the drive current Id in the interval of 0 to 200 pulses is calculated by the following equation:
Id = α 1 × T + β 1 (3)
The drive current Id in the interval of 201 to 400 pulses is calculated by the following formula.
Id=α2×T+β2 ……(2)
この補正値β1,β2としては、例えば、(α1×T),(α2×T)の数%程度の値としてもよい。
Id = α 2 × T + β 2 (2)
The correction values β 1 and β 2 may be, for example, values of about several percent of (α 1 × T) and (α 2 × T).
この実施形態では、以上のようにしてホッパゲート12を開閉駆動するのに必要なステッピングモータ17の駆動電流値を算出し、この算出したステッピングモータ17の駆動電流値を、組合せ秤1のメモリ19にテーブルとして記憶し、ホッパゲート12の開閉駆動時には、このテーブルの駆動電流値を読み出し、その駆動電流値で各ステッピングモータ17をそれぞれ駆動する。
In this embodiment, the drive current value of the stepping
図5は、この駆動電流値のテーブルの一例を示す図であり、10パルス毎に1〜400パルスの区間のステッピングモータ17のモータ軸のトルクとステッピングモータ17の駆動電流値が格納されている。なお、トルクは、省略してもよい。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a table of the drive current value, and stores the torque of the motor shaft of the stepping
また、上述の比例定数α1,α2や補正値β1,β2、あるいは、メモリ19に格納される駆動電流値は、組合せ秤1のタッチパネル等からなる入出力装置(図示せず)から入力できるようにしてもよく、例えばホッパを新しいホッパに交換するような場合には、新しいホッパに対応した駆動電流値等に変更できるようにしてもよい。
The proportional constants α 1, α 2 and the correction values β 1 , β 2 , or the drive current value stored in the
以上のように、ホッパゲート12を開閉駆動するステッピングモータ17のモータ軸にかかるトルクを、パルス数に応じて予め計測し、計測したトルクに応じたステッピングモータ17の駆動電流を求めてメモリ19にテーブルとして格納し、ホッパゲート12の駆動時には、メモリ19から読み出した駆動電流値でステッピングモータ17を駆動するので、ホッパゲート12を開閉させるのに必要なトルクに応じて駆動電流を変化させることができる。これによって、ホッパゲート12を開閉駆動するのに必要な最大の駆動電流を常に流してステッピングモータ17を開閉駆動する従来例に比べて、ステッピングモータ17の消費電力を低減することができる。
As described above, the torque applied to the motor shaft of the stepping
ホッパゲート12を多数有する組合せ秤では、多数のステッピングモータ17の消費電力を低減することができ、いわゆる、省エネに有効である。
In a combination weigher having a large number of
また、多数のステッピングモータ17の駆動を制御する場合、この実施形態では、必要なトルクに応じてステッピングモータ17の駆動電流を制御するので、パルスの間隔を時間制御する構成に比べて、CPU18として、処理速度の高いCPUや複数のCPUを用いる必要がなく、組合せ秤のコストの低減を図ることができる。
Further, in the case of controlling the driving of a large number of stepping
この実施形態では、10パルス毎にステッピングモータ17のトルクを計測してステッピングモータ17の駆動電流値を算出したけれども、本発明は、10パルスに限らず、任意のパルス数毎に、ステッピングモータ17のトルクを計測し、また、ステッピングモータ17の駆動電流値を算出してもよい。
In this embodiment, the torque of the stepping
この実施形態では、一つのホッパゲート12を開閉駆動したときのステッピングモータ17のトルクを予め計測し、この計測したトルクのデータに基づいてステッピングモータ17の駆動電流値を算出し、この算出した駆動電流値で各ステッピングモータ17をそれぞれ駆動したけれども、本発明の他の実施形態として、個々のホッパゲート12をそれぞれ開閉駆動する各ステッピングモータ17のトルクをそれぞれ計測し、計測したトルクのデータに基づいて、ステッピングモータ17毎に駆動電流値を算出して駆動するようにしてもよい。
In this embodiment, the torque of the stepping
(実施形態2)
上述の実施形態では、ホッパゲート12を開閉駆動するステッピングモータ17のモータ軸にかかるトルクを計測し、その計測値に基づいて、ステッピングモータ17の駆動電流を算出したけれども、ホッパゲート12には、組立て等によって個体差が生じる。例えば、ホッパゲートの組立ての際に、ステッピングモータ17のモータ軸へのリンク機構13の取付け角度のバラツキによる個体差が生じる。
(Embodiment 2)
In the above-described embodiment, the torque applied to the motor shaft of the stepping
この個体差によって、図3に示されるパルス数に対するトルクの計測データは、数パルス分程度、パルス数が少ない方向(図3の左方向)またはパルス数が多い方向(図3の右右方向)へずれることになる。 Due to this individual difference, the torque measurement data with respect to the number of pulses shown in FIG. 3 is about several pulses, in a direction with a small number of pulses (left direction in FIG. 3) or a direction with a large number of pulses (right direction in FIG. 3). Will slip.
そこで、この実施形態では、かかる個体差の影響を補正するために、次のようにしている。 Therefore, in this embodiment, the following is performed in order to correct the influence of such individual differences.
すなわち、上述の実施形態と同様に、ホッパゲート12の一つについて、そのステッピングモータ17のモータ軸にかかるトルクを計測して図6の破線で示す図3と同様の計測データを得る。この計測データを原計測データとし、次に、この原計測データを、図6の一点鎖線で示すように、複数パルス分、例えば10パルス分、パルス数が少ない方向(左方向)へ移動させて、すなわち、10パルス分戻して第1移動計測データとし、また、原計測データを、図6の二点鎖線で示すように、パルス数が多い方向(右方向)へ移動させて、すなわち、10パルス分進めて第2移動計測データとする。
That is, as in the above-described embodiment, for one of the
これら計測データの内、各パルスにおいてトルクが最大となる計測データを抽出して実線で示す抽出計測データとする。 Among these measurement data, measurement data with the maximum torque in each pulse is extracted and used as extracted measurement data indicated by a solid line.
この抽出計測データに基づいて、上述の実施形態と同様に、比例定数α1,α2を算出し、上述の実施形態と同様にして、ステッピングモータ17の駆動電流を算出して、メモリ19にテーブルとして格納する。
Based on the extracted measurement data, proportional constants α 1 and α 2 are calculated in the same manner as in the above-described embodiment, and in the same manner as in the above-described embodiment, the drive current of the stepping
その他の構成は、上述の実施形態と同様である。 Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
この実施形態では、第1,第2移動計測データは、原計測データを、いずれも同じパルス数分移動したけれども、異なるパルス数分移動させてもよい。 In this embodiment, the first and second movement measurement data may be moved by different pulse numbers although the original measurement data has been moved by the same pulse number.
(実施形態3)
図7は、本発明の更に他の実施形態の図6に対応する抽出計測データを示す図である。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a diagram showing extracted measurement data corresponding to FIG. 6 according to still another embodiment of the present invention.
この実施形態では、上述の図6の抽出計測データを補正したものであり、ホッパゲート12の閉止位置から開放位置への移行開始時、及び、開放位置から閉止位置への移行開始時には、例えば、20パルス分程度、ステッピングモータ17の駆動電流値を補正して大きくする、この例では、最大トルクと同じにトルクに補正し、この補正した抽出計測データに基づいて、上述の各実施形態と同様にしてステッピングモータ17の駆動電流値を求めるものである。
In this embodiment, the extracted measurement data of FIG. 6 described above is corrected. At the start of the transition of the
これによって、ホッパゲート12の閉止位置から開放動作への移行開始時、及び、開放位置から閉止動作への移行開始時には、ステッピングモータ17の駆動電流値を大きくするので、閉止位置または開放位置にあるホッパゲート12をその慣性に打ち勝って動作させることができ、起動時の脱調を防止することができる。
As a result, when the transition from the closed position of the
本発明に係る組合せ秤および組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法は、消費電力の抑制に有用である。 The combination weigher and the hopper gate driving method in the combination weigher according to the present invention are useful for suppressing power consumption.
1 組合せ秤
4 供給ホッパ
7 計量ホッパ
12 ホッパゲート
14 制御装置
17 ステッピングモータ
18 CPU
19 メモリ
1
19 Memory
Claims (5)
予め、前記ホッパゲートを開閉駆動したときの前記ステッピングモータのトルクを、パルス数に応じて計測する第1ステップと、
前記第1ステップでパルス数に応じて計測した前記トルクに基づいて、前記ホッパゲートを開閉駆動するのに必要なステッピングモータの駆動電流値を前記パルス数に応じて求める第2ステップと、
前記ステッピングモータの駆動電流を、前記第2ステップで求めたパルス数に応じた駆動電流値に制御して、前記ホッパゲートを開閉駆動する第3ステップと、
を備えることを特徴とする組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法。 Driving the hopper gate in a combination weigher comprising a hopper that holds and discharges an object to be weighed, a hopper gate provided at a discharge port of the hopper, and a stepping motor that rotates in response to a pulse and drives the hopper gate to open and close A method,
A first step of measuring the torque of the stepping motor when the hopper gate is opened and closed in advance according to the number of pulses;
A second step of determining a driving current value of a stepping motor necessary for opening and closing the hopper gate according to the number of pulses based on the torque measured according to the number of pulses in the first step;
A third step of controlling the driving current of the stepping motor to a driving current value corresponding to the number of pulses obtained in the second step and driving the hopper gate to open and close;
A method for driving a hopper gate in a combination weigher.
請求項1に記載の組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法。 In the second step, the measurement data of the torque measured in accordance with the number of pulses in the first step is used as original measurement data, and the original measurement data is less than the number of pulses by a plurality of pulses. The measurement data moved in the direction and the direction with a large number of pulses are used as the first and second movement measurement data, and at least the first and second movement measurements among the original measurement data and the first and second movement measurement data. Based on the data, obtain the driving current value of the stepping motor necessary to open and close the hopper gate according to the number of pulses.
A method for driving a hopper gate in the combination weigher according to claim 1.
請求項1または2に記載の組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法。 In the second step, at the start of transition from the closed position of the hopper gate to the open position and at the start of transition from the open position to the closed position, the driving current value of the stepping motor is corrected and increased.
A method for driving a hopper gate in the combination weigher according to claim 1 or 2.
前記ホッパゲートを開閉駆動するのに必要なステッピングモータの駆動電流に関する情報が記憶される記憶部と、該記憶部に記憶された前記情報に基づいて、前記ステッピングモータの駆動電流を、前記パルス数に応じて制御する制御部とを備え、
前記記憶部に記憶される前記情報は、予め計測した前記ホッパゲートを開閉駆動したときの前記ステッピングモータのトルクに基づいて求められる情報である、
ことを特徴とする組合せ秤。 A combination weigher comprising a hopper that holds and discharges an object to be weighed, a hopper gate provided at a discharge port of the hopper, and a stepping motor that rotates in response to a pulse to drive the hopper gate to open and close,
A storage unit that stores information related to the driving current of the stepping motor necessary for opening and closing the hopper gate, and the driving current of the stepping motor based on the information stored in the storage unit is set to the number of pulses. And a control unit that controls according to
The information stored in the storage unit is information obtained based on a torque of the stepping motor when the hopper gate measured in advance is opened and closed.
A combination weigher characterized by that.
請求項4に記載の組合せ秤。 The information stored in the storage unit includes the number of pulses and the driving current value of the stepping motor corresponding to the number of pulses.
The combination weigher according to claim 4.
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