Brevet FR2508163A1 — publié le 19821224

La présente invention est relative à un système de balance de combi- naison, encore appelé "balance combinée", qui comporte un mécanisme de chargement d'objets auto-contrôlé perfectionné. Un tel système de pesée est généralement utilisé pour extraire une pluralité d'objets à partir d'un groupe de tels objets, par exemple des confi- series, des fruits et des légumes présentant des variations de poids relative- ment importantes, afin de former un sous-groupe dont le poids se rapproche d'un poids prédéterminé, qui sera appelé "poids de référence" dans la des- cription qui suit Des exemples typiques de tels dispositifs de pesée sont dé- crits, par exemple, dans les brevets américains n' 3 939 928 et N O 4 267 894. Dans ces dispositifs, une pluralité d'objets sont pesés individuellement et simultanément en utilisant une pluralité de balances, on effectue la somme de toutes les combinaisons mathématiques des poids mesurés, et les poids totaux résultant sont successivement comparés à une gamme prédéterminée du poids de référence Par conséquent, on choisit, pour l'utilisation, la com- binaison qui donne le poids total situé dans le domaine prédéterminée De tels dispositifs comprennent des moyens de chargement automa- tiques conçus de façon à délivrer les objets aux balances respectives Dans les dispositifs selon la technique antérieure, le nombre ou le poids optimal d'objets chargés à tout moment sur chacune des balances n'a pratiquement pas été pris en considération En fait, le nombre de balances était une simple question de choix, dans chacune des combinaisons, bien que ce nombre de ba- lances soit amené à augmenter en même temps que décroît le poids des objets sur chaque balance La demanderesse a constaté que ce nombre de balances impliqué dans chaque combinaison ou sous-groupe d'objets, constitue un para- mètre critique pour approcher le poids du sous-groupe d'objets du poids de référence. Par exemple, lorsqu'une balance de combinaison spécifique comporte huit balances élémentaires, le nombre total de combinaisons obtenues à partir de ces balances doit être 2 1, soit 255 Cependant, les combinaisons désirées ne représentent qu'un très petit nombre de ces combinaisons théo- riquement possibles, et leur-nombre est fonction du poids de référence et également du poids des objets présents sur chacune des balances En suppo- sant que le poids de référence est égal à 500 g, et que chaque balance sup- porte des objets dont le poids est égal à plus ou moins 100 g, la combinai- son désirée sera constituée de 5 balances, et le nombre total de combinai- sons sera C, soit 56 Cependant, en supposant que le poids de référence n'est pas modifié, mais que le poids des objets, sur chacune des balances, est d'environ 250 g, la combinaison désirée ne met en oeuvre que deux ba- lances, et le nombre de combinaisons est alors C = 28 Selon les théo- ries de la probabilité, il existe une meilleure chance d'obtenir une combinai- son présentant un poids total le plus proche du poids de référence, en le choisis- sant à partir d'un plus grand nombre de combinaisons Dans l'exemple indiqué ci-dessus, il existe une probabilité supérieure dans C 8 que dans C 8, et la probabilité la plus élevée est obtenue à partir de C = 70, qui re- présente le nombre le plus important de combinaisons obtenues par ce dispo- sitif de pesée. En général, lorsqu'un dispositif de pesée combinée comporte un nombre N de balances, le nombre le plus important de combinaisons peut être obtenu lorsque chaque combinaison met en oeuvre n/2 balances, N étant un nombre pair, ou (n/2) 0, 5 balance lorsque N est un nombre impair En consé- quence, dans ce cas, la meilleurs probabilité représente la meilleure chance d'obtenir la combinaison optimale. La présente invention est basée sur le principe exposé ci-dessus, et elle se propose de maintenir le nombre de balances dans la combinaison choi- sie, de la manière indiquée ci-dessus, en contrôlant à tout moment la quanti- té d'objets délivrée à chacune des balances. Une balance de combinaison selon la présente invention comprend une pluralité d'unités de pesée comprenant chacune un plateau de pesée destiné à supporter les objets à peser, et un détecteur de poids assurant la détection du poids de ces objets, afin de produire un signal indicateur de poids Les signaux de sortie provenant de ce détecteur de poids sont respectivement couplés, par l'intermédiaire de commutateurs normalement ouverts, à un circuit addition- neur qui effectue la somme des signaux survenant, de façon à produire un signal de sortie indiquant le poids total Ce poids total est comparé à un do- maine prédéterminé de poids dans un circuit de discrimination qui produit un signal de sortie lorsque le poids total est situé dans le domaine prédéter- miné Les commutateurs normalement ouverts sont commandés par les sor- ties correspondantes d'un circuit de commande de commutateur, dont le rôle est de sélectionner ses bornes de sortie, successivement en fonction d'une série prédéterminée de combinaisons, afin de produire des signaux de sortie. Les signaux de sortie du circuit de commande du commutateur sont également emmagasinés dans une mémoire de combinaison, de façon à pouvoir les utiliser en réponse au signal de sortie d 4 fcircuit de discrimination Un système de chargement, commandé par les signaux de sortie de la mémoire de combi- naison, est prévu dans un tel dispositif afin d'assurer une alimentation auto- matique des objets sur les plateaux des balances respectives. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la balance de combinaison comporte également des moyens permettant de détecter le nonrbre de signaux de sortie produits à tout moment par la mémoire de combi- naison, et des moyens pour contrôler et commander le débit d'alimentation des objets au système de chargement, de telle manière que le nombre de sorties détecté par ces moyens de détection soit sensiblement égal à la moitié du nombre total de balances. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description ci-après, qui, faite en référence aux dessins annexés, en illustre un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif Sur les dessins la Figure 1 est un schéma illustrant un exemple de réalisation d'un dispositif de pesée de combinaison auquel la présente invention est appliquée la Figure 2 est un schéma par blocs illustrant une configuration de circuits du circuit de commande de combinaison tel que représenté sur la Figure 1; la Figure 3 est un schéma par blocs illustrant un mode de réalisa- tion du circuit de discrimination de la Figure 2; et, la Figure 4 est un schéma par blocs représentant un mode d'exécu- tion du circuit de commande du vibrateur de la Figure 2 dans lequel est mise en oeuvre la présente invention. On se réfère en premier lieu à la Figure 1, qui est une vue schéma- tique d'une disposition mécanique d'un système de pesée de combinaison auto- matique typique auquel s'applique la présente invention Ce système comprend un dispositif d'alimentation à vibration 10, comportant une paroi de fond lé- gèrement nique, et une paroi latérale périphérique Le dispositif d'alimen- tation 10 comprend un vibrateur 12 appliquant des vibrations à la paroi posté- rieure de telle manière que des objets, délivrés à partir d'une goulotte cen- trale 14, soient déviés vers l'extérieur, vers la partie périphérique La paroi périphérique du dispositif d'alimentation 10 comporte une pluralité d'ouver- tures de sortie munies chacune d'une grille 16 Les grilles 16 sont normale- ment fermées, et elles sont ouvertes sélectivement sous la commande de signaux de chargement émis par un circuit de commande de combinaison 24, qui sera décrit plus loin Le système de pesée comporte également une plura- lité de balances disposées de façon à entourer le dispositif d'alimentation 10, afin que les plateaux de chargement 18 soient disposés respectivement immé- diatement en-dessous des ouvertures de sortie du dispositif d'alimentation 10. Afin de ne pas compliquer le dessin, seul un plateau a été représenté Il res- sort de la description qui précède que les objets, sur le dispositif d'alimenta- tion 10, sont amenés dans chaque plateau de pesée 18 lorsque la grille corres- pondante 16 est ouverte Chaque plateau de pesée 18 comporte, dans son fond, une ouverture pourvue d'une porte 20 qui est normalement fermée, et sélec- tivement ouverte sous la commande d'un signal de déchargement provenant du circuit de commande de combinaison 24, comme on le décrira également ci-après Chaque balance comporte également un détecteur de poids 26, par exemple une cellule de charge ou une jauge de contrainte, qui produit un si- gnal électrique indicatif du poids des objets présents sur le plateau 18, et qui délivre ce signal au circuit de commande de combinaison 24 Une trémie col- lectrice commune 22 est disposée en-dessous de-s portes de déchargement 20 des balances respectives, afin de recueillir les objets déchargés des balances choisies Les objets recueillis dans la trémie 22 et déchargés à partir de l'ou- verture prévue dans le fond de cette trémie sont transférés vers l'empaque- tage à l'aide de moyens appropriés. La Figure 2 représente un exemple de réalisation typique du circuit de commande de combinaison 24 schématisé à la Figure 1 Les sorties des détecteurs de poids 261 y 2623 26 sont respectivement couplées à un cir- cuit additionneur 30 par l'intermédiaire d'une pluralité de commutateurs normalement ouverts 281, 28 z, 28, chacun des ces commutateurs com- portant une borne de commande L'additionneur 30 effectue la somme de tous ses signaux d'entrée afin de produire un signal "Somme" qui est délivré à un circuit de discrimination 34. La figure 3 illustre un exemple de réalisation du circuit 34 utilisé à la Figure Z, ce circuit 34 étant décrit, dans son principe, dans le brevet amé- ricain n' 4 267 894 cité ci-dessus Le signal "Somme" provenant de l'addition- neur 30 est délivré à l'entrée d'un soustracteur 50, dont l'autre entrée est alimentée par une mémoire de poids de référence 52 La mémoire de poids de référence 52 comporte un dispositif d'entrée, par exemple un clavier numé- rique classique (non représenté), et cette mémoire emmagasine un poids total prédéterminé des objets devant être emballés ensemble, c'est-à-dire le poids de référence Le soustracteur 50 produit une différence de ces deux entrées, c'est-à-dire un écart absolu du poids total mesuré par rapport au poids de ré- férence La sortie du soustracteur 50 est couplée, d'une part à une mémoire 54, et, d'autre part, à un comparateur 58 L'entrée de la mémoire 54 est également couplée à une mémoire d'écart admissible 56, dont la structure est similaire à celle de la mémoire 52, et qui emmagasine un écart admissible prédéterminé du poids total par rapport au poids de référence Au début de chaque cycle de fonctionnement, le soustracteur 50 produit son signal de sor- tie, un circuit de commande 42 (Fig 2) applique un signal "Départ" à la mé- moire 56, et, en réponse à ce signal, la mémoire 56 délivre son contenu à la mémoire 54 afin que ce contenu y soit transcrit Ensuite, le contenu de cette mémoire 54 est appliqué à l'autre entrée du comparateur 58 Par conséquent, lorsque le soustracteur 50 produit un signal de sortie, ce dernier est comparé avec l'écart admissible dans le comparateur 58 Ce dernier produit un signal de mise à jour lorsque la sortie du soustracteur 50 est inférieure au contenu de la mémoire 54, et ce signal de mise à jour est délivré à une borne de mise à jour U de la mémoire 54, afin que le contenu de cette dernière soit rempla- cé par la présente sortie du soustracteur 50 En conséquence, les sorties successives du soustracteur 50 sont successivement comparées aux contenus préalablement mis à jour de la mémoire 54, et le contenu de cette mémoire doit donc approcher de zéro au fur et à mesure que progresse cette opération. Ceci se traduit par une approche progressive des poids totaux correspondants mesurés du poids de référence A la fin de chaque cycle de combinaison dé- crit ci-dessus, un signal-"Fin" est appliqué à partir du générateur de combi- naison 32 (Fig 2) à une borne de remise à zéro R, afin de libérer la mé- moire 50 Un nouveau cycle de fonctionnement peut alors être déclenché par le signal "Départ" suivant Le signal de mise à jour est également appliqué à une mémoire de combinaison 36 (Fig 2), afin de mettre à jour le contenu de cette mémoire, comme on le décrira ci-après. En se référant à nouveau à la Figure 2, on voit que les bornes de com- mande des commutateurs normalement ouverts 281, 282, 28 sont res- pectivement couplées à un nombre N de bornes de sortie d'un générateur de combinaison 32 Ce générateur de combinaison 32 est actionné par un signal "Départ" appliqué périodiquement à partir d'un dispositif de contrôle 42, et actionné par un train d'impulsions d'horloge provenant d'un générateur d'im- pulsions, afin de produire une série prédéterminée de combinaisons de signaux de sortie à partir de ses bornes de sortie choisies Par exemple, si la série prédéterminée de combinaisons est constituée par les combinaisons mathéma- tiques complètes du nombre N de sortie, le générateur de combinaisons 32 peut être un compteur binaire à N chiffres binaires, comportant une entrée d'impulsions d'horloge de commande et un nombre N de sorties parallèles, correspondant respectivement à ses bornes de sortie Dans ce cas, le niveau logique haut, ou le chiffre binaire 1, sert de signal de e D rtie de chaque borne de sortie du générateur de combinaisons 32 Comme cela est bien connu dans n cette technique, le nombre total de telles combinaisons est égal à 2 1, et n le générateur de combinaison produira successivement 2 1 jeux ou séries de signaux de sortie, successivement en synchronisme aux impulsions d'hor- loge appliquées Par conséquent, les signaux indicatifs de poids provenant des détecteurs de poids 261, 262, 26 sont successivement appliqués à l'ad- ditionneur 30, selon ces combinaisons A la fin de chaque cycle de fonctionne- ment de combinaison, le générateur de combinaisons 32 produit un signal "fin". Les sorties du générateur de combinaison 32 sont également délivrées successivement à une mémoire de combinaison 36 comportant des bornes d'entrée et de sortie correspondantes La mémoire de combinaison 36 pos- sède également une borne de mise à jour U destinée à recevoir le signal de mise à jour provenant du comparateur 58 du circuit de discrimination 34, et une borne de remise à zéro R, destinée à recevoir le signal "fin" du généra- teur de combinaison 32 La mémoire de combinaison 36 est conçue et réa- lisée de façon à emmagasiner les signaux survenant, et à mettre à jour son contenu en réponse au signal de mise à jour, puis à appliquer ce contenu à la mémoire de commande de grille de déchargement 38, et, simultanément, li- bérer le contenu en réponse au signal "fin"' Etant donné que le signal de mise à jour est appliqué, pour chaque approche vers zéro du contenu de la mémoire d'écarts 54, (Fig 3), les sorties de la mémoire de combinaison 36 corres- pondent à une combinaison de balances dont le poids total est le plus proche du poids de référence sur chaque cycle de fonctionnement La mémoire de commande de grille 38 emmagasine les sorties de la mémoire 36. Le dispositif de commande 42 est conçu et réalisé de façon à produire, en plus du signal "départ", une impulsion de grille dont la durée prédéterminée permet d'assurer le déchargement des contenus des plateaux de pesée 18 dans la trémie 22 (Fig 1), à des intervalles appropriés Sous la commande de cette impulsion de grille, la mémoire de commande de grille 38 délivre son conte- nu aux grilles de déchargement 20 des plateaux de balances correspondants 18, de façon à ouvrir ces grilles, et également à une mémoire de commande de grille de chargement 40, pour une inscription L'impulsion de grille provenant du dispositif de commande 42 est également appliquée à un multi-vibrateur bi- stable 46, par l'intermédiaire d'un inverseur 44 Le multi-vibrateur 46 agit en réponse au bord postérieur de l'impulsion de grille provenant du dispositif de commande 42, afin de produire une autre impulsion de grille, ayant une autre durée prédéterminée Sous la commande de cette impulsion de grille de chargement, la mémoire de commande de grille de chargement 40 délivre son contenu aux grilles de chargement 16 des nmêmes plateaux de pesée 18, afin d'y délivrer de nouveaux objets. Les sorties de la mémoire de combinaison 36 sont également couplées à un dispositif de commande de vibrations 48 Selon l'invention, ce dispositif commande l'amplitude des vibrations du système d'alimentation 10, afin de commander et de contrôler le nombre d'objets délivrés chaque fois à chaque plateau de pesée 18, ce nombre d'objets étant basé sur le nombre de sorties délivrées par la mémoire de combinaison à la fin de chaque cycle de fonc- tionnement, ce qui permet de maintenir le nombre optimal de balances choi- sies, ainsi qu'on l'a décrit précédemment. On se réfère maintenant à la Figure 4, qui illustre un mode de réali- sation préféré du dispositif de commande 48 Dans ce dispositif, un registre à décalage 60 est prévu pour recevoir les signaux de sortie provenant de la mémoire de combinaison 36, en parallèle dans son nombre N d'étages, res- pectivement, et pour les stocker, par exemple selon un format tel que: " 01100101, 1 ", dans lequel " O " et " 1 " désignent respectivement l'absence et la présence d'un signal d'entrée' Le registre à décalage 60 est actionné par un signal " FIN" provenant du générateur de combinaison 32, et il est en- traftné par une série d'impulsions d'horloge délivrées par un générateur d'im- pulsions 62, par l'intermédiaire d'une grille ET 64 Le signal "FIN" est également appliqué à la borne de déclenchement d'un circuit flip-flop 66 En- suite, la sortie Q du circuit flip-flop 66 est appliquée à une seconde entrée de la grille ET 64, afin de l'ouvrir. Les impulsions d'horloge provenant du générateur 62 sont également délivrées à une grille ET 68, afin de transmettre le signal de sortie du re- gistre à décalage 60 à un compteur 70 Ce compteur décompte les chiffres binaires 1 dans le signal d'entrée, et il délivre son compte successivement à une mémoire 72, qui emmagasine le compte ainsi entré en réponse à un signal de commande délivré par un compteur 74 Ce compteur de consigne 67 est préalablement réglé de façon à produire une sortie lorsqu'il décompte le nombre N de balances présent dans le système de pesée, et lorsqu'il compte les impulsions d'horloge délivrées par le générateur 62, par l'intermédiaire de la grille ET 64 En conséquence, lorsque le signal de sortie du compteur 74 est appliqué à la mémoire 72, le compteur 70 vient juste de terminer le comptage du nombre de signaux de sortie provenant de la mémoire de com- binaison 36, et la mémoire 72 emmagasine ce nombre Le signal de SD rtie du compteur 74 est également appliqué à l'entrée de repos du flip-flop 66, ce qui ramène les deux compteurs 70 et 74 à zéro, par leur sortie Q. Le contenu de la mémoire 72 est appliqué à une entrée d'un soustrac- teur 76, dont la seconde entrée est couplée à une mémoire n/2 78, qui em- magasine préalablement une valeur numérique égale à la moitié du nombre de balances que comporte le système de pesée Le soustracteur 76 soustrait la teneur de la mémoire 78 du contenu de la mémoire 72, afin de produire un signal de sortie indiquant l'écart du nombre de balances choisi par rapport au nombre désiré n/2, en polarité positive ou négative Le signal de sortie du soustracteur 76 est appliqué à un accumulateur 80, pour y être accumulé. Les signaux ET délivrés périodiquement par le générateur de combi- naison 32 sont également appliqués à un diviseur de fréquence 82, qui produit périodiquement des impulsions de sortie, dont la période est essentiellement plus importante que celle des impulsions ET Le rapport de division dudivi- seur 82 peut être déterminé de façon appropriée par des essais et par la tech- nique dite "des erreurs", afin d'obtenir une condition optimale de fonctionne- ment du système de pesée selon la présente invention L'accumulateur 80 est mis au repos par le signal de sortie du diviseur de fréquence 82, et son conte- nu est transmis à un circuit multiplicateur 84 Ce circuit 84 multiplie la sor- tie de l'accumulateur 80 par un facteur constant, prédéterminé K, -emmaga- siné dans une mémoire 86, et il délivre le signal de sortie obtenu à une unité de commande d'entraînement 88 La constante K peut être choisie de façon que le signal de sortie du multiplicateur 84 présente une valeur appropriée au contrôle de l'unité 88 Cette unité 88 est alimentée en énergie de base par une unité de commande 90, et elle produit une énergie d'actionnement de sor- tie augmentée ou diminuée, en réponse à la polarité et à l'amplitude du signal de sortie du multiplicateur 84 Cette énergie de sortie est appliquée au vibra- teur 12 du dispositif d'alimentation 10, afin de commander l'amplitude de la vibration de ce dernier, pour obtenir le débit d'alimentation optimal permet- tant d'obtenir le nombre optimal de balances choisies. Dans la description qui précède, on s'est référé à certains exemples de réalisation spécifiques Il demeure bien entendu qu'il ne s'agit là que d'exemples non limitatifs, et que diverses variantes peuvent être envrisagées par l'homme de l'art, sans sortir pour autant du cadre de cette invention. Par exemple, le débit d'alimentation d'origine au travers de la goulotte 14 peut être commandé par l'intermédiaire du signal de sortie provenant de l'unité de commande 48, au lieu de commander le vibrateur 12 du système d'alimentation 10 On peut également utiliser de nombreux types de systèmes d'alimentation au lieu du système d'alimentation vibrant décrit ci-dessus. Si l'opération de déchargement est effectuée manuellement, on peut supprimer le mécanisme de déchargement de chaque balance Dans un fonctionnement de déchargement manuel, les balances choisies sont généralement indiquées à l'aide de lampes témoin En conséquence, on-peut compter le nombre des sorties de la mémoire de combinaison 36 en comptant simplement le nombre de lampes témoin allumées On peut également utiliser différents types de circuits de discrimination 34 à la place du circuit décrit ci-dessus en réfé- rence à la Figure 3, bien que celui-ci paraisse particulièrement recomman- dé pour cette application. 1 1 REVENDICA TIONS 1 Système de pesée combinée qui comprend: une pluralité de ba- lances, comprenant chacune un plateau de balance ( 18) destiné à supporter les objets devant être pesés, ainsi qu'un détecteur de poids ( 26) pour détecter le poids desdits objets et produire un signal indicatif de poids; un circuit additionneu-r ( 30) comportant une pluralité de - bornes d'entrée,pour additionner les signaux d'entrée afin de produire un signal de somme; une pluralité de commutateurs normalement ouverts ( 281 î 282 "' 28) couplés respective- ment entre les détecteurs de poids et les bornes d'entrée du circuit addition- neur, chacun de ces commutateurs comportant une borne de commande; an circuit de discrimination ( 34) pour comparer ledit signal de somme à un do- maine spécifique de poids, afin de produire un signal de sortie lorsque ce signal de somme est situé à l'intérieur dudit domaine; un circuit de GD mmande de commutateurs ( 32), comportant une pluralité de bornes de sortie couplées respectivement aux bornes de commande des commutateurs normalement ou- verts, afin de sélectionner successivement lesdites bornes de sortie en fonc- tion d'un jeu prédéterminé de combinaisons, et de produire des signaux de sortie à partir de ces bornes, pour fermer les commutateurs correspondants une mémoire de combinaison ( 36) comportant une pluralité de bornes d'en- trée couplées aux sorties du circuit de commande du commutateur, et des bornes de sortie correspondantes pour emmagasiner les signaux d'entrée en réponse à la sortie du circuit de discrimination, et des moyens de chargement commandés en réponse aux signaux de sortie de ladite mémoire de combinai- son, pour délivrer des objets dans lesdits plateaux de balances, ce système de pesée combinée étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection pour détecter le nombre de signaux de sortie produits chaque fois par la mémoire de combinaison ( 36), et des moyens de contrôle de charge- ment pour commander et contrôler la quantité d'objets délivrée par les moyens de chargement, de manière que le nombre détecté par les moyens de détection soit sensiblement égal à la moitié du nombre des balances. 2 Système de pesée combinée selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection comprennent un registre à décalage ( 60) dont les entrées de chiffres binaires parallèles sont constituées par les sor- ties de la mémoire de combinaison ( 36), respectivement, et un compteur ( 74), couplé à la sortie du registre à décalage afin de compter le niveau de la sortie de ce registre. 3 Système de pesée combinée selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de commande de chargement comprennent un soustracteur ( 76) pour calculer la différence entre une valeur indiquant la sortie des moyens de détection et la moitié du nombre total de balances, des moyens d'entraînement ( 88), commandés par la sortie du soustracteur afin de produire une sortie de commande fonction de la sortie du soustracteur, et des moyens pour délivrer cette sortie de commande aux moyens de chargement, afin de commander et de contrôler la quantité d'objets chargés dans le système de pesée.