(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組合せ秤を構成する複数の計量器ユニットを備えた計量システムであって、
前記各計量器ユニットに備えられ前記各計量器ユニットに計量動作を行わせる計量駆動部と、
前記計量駆動部を制御する計量制御部と前記計量システムの運転条件の設定及び運転状態の表示を行う操作指示部とを有する計量制御ユニットと、
前記計量駆動部と前記計量制御ユニットとを相互に接続するＬＡＮと
を備え、前記計量制御ユニットの前記計量制御部は、前記各計量駆動部に於ける実行プログラムを前記ＬＡＮを介して前記各計量駆動部に転送するプログラム転送手段を備えていることを特徴とする計量システム。
【請求項２】
前記計量制御ユニットの前記計量制御部は、ＬＡＮの異常を検出する自己診断機能を有していることを特徴とする請求項１に記載の計量システム。
【請求項３】
前記各計量器ユニットは、計量動作を行うための１又は複数のホッパ開閉手段、及び１又は複数のロードセルを包含し、前記計量駆動部は、前記ホッパ開閉手段のドライバと、前記ロードセルに於ける計量値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータとを包含していることを特徴とする請求項１又は２に記載の計量システム。
【請求項４】
前記ＬＡＮに接続された、前記各計量器ユニットに被計量物を供給するセンタバイブレータユニットを更に備え、該センタバイブレータユニットは、前記各計量器ユニットに被計量物を振動により供給するセンタバイブレータと、該センタバイブレータを駆動するフィーダドライバと、前記センタバイブレータ上の被計量物の量を検出する被計量物検出手段と、該被計量物検出手段からの入力をディジタル信号に変換するディジタル変換手段とを包含していることを特徴とする請求項３記載の計量システム。
【請求項５】
前記ＬＡＮに接続された集合ゲートユニットを更に備え、該集合ゲートユニットは、前記各計量器ユニットから排出される被計量物を貯留して所定のタイミングで排出する集合ゲートと、該集合ゲートの開閉を制御するゲート開閉手段とを駆動するドライバを包含していることを特徴とする請求項３又は４記載の計量システム。
【請求項６】
前記計量制御ユニットに於ける前記計量制御部は、前記計量システムから排出される被計量物を包装する包装機に備えられた包装駆動部への運転条件の設定をも行うと共に、前記操作指示部は、前記包装機の運転状態の表示をも行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の計量システム。
【請求項７】
前記包装機は、包装動作を行うための１又は複数のシール押圧手段、１又は複数のベルト、１又は複数のセンサ及び１又は複数の加熱手段を包含し、前記包装駆動部は、前記シール押圧手段のドライバと、前記ベルトのドライバと、前記センサのコントローラと、前記加熱手段の温度コントローラとを包含していることを特徴とする請求項６記載の計量システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計量システムに関し、より詳細には、複数の計量器ユニットの計量駆動部、計量駆動部を制御する計量制御部等をＬＡＮを介して結合した計量システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
包装機に所定重量範囲の被計量物を供給するために、組合せ秤として機能する計量システムが用いられる。このような計量システムに於いては、所定重量範囲の被計量物はその計量システムを構成する各計量器ユニットから包装機に供給される。各計量器ユニットはホッパ、ロードセル等を有し、これらのホッパ、ロードセル等の制御は、通常、単一のＣＰＵからなる計量制御ユニットを用いて行われる。
【０００３】
ところが、計量システムを構成する計量器ユニットの数が多くなると、それに伴ってＣＰＵに対する負荷が増大する。そのため、単一のＣＰＵでは処理しきれない場合が生じる。そこで、複数のＣＰＵを設けてＣＰＵの処理を分担した構成が採用される場合がある。更に負荷が大きくなる場合には、一つの計量器ユニットに対して一つのＣＰＵからなる計量駆動部を設けた計量システムが採用される場合がある。このように各計量器ユニットに一つの計量駆動部を設けた構成では、組合せ秤全体を制御するための一つのＣＰＵを有する計量制御ユニットが設けられるのが通常である。そして、この計量制御ユニットは各計量器ユニットに設けられた全ての計量駆動部と通常のシリアルの通信回線を介して接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数の計量駆動部を設けた構成では、上述のように各計量駆動部は計量制御ユニットと通信回線を介して接続されるので、計量器ユニットの数が増大した場合や包装機に於ける包装スピードが大きくなった場合、計量制御ユニットの計量制御部と各計量器ユニットの計量駆動部との間の制御情報や運転条件等のデータに対する即応性が維持できなくなる場合がある。また、プログラムのバージョンアップ等により各計量駆動部で実行されるプログラムを入れ替えなければならない場合、すべての計量駆動部についてプログラム入れ替え作業が必要となるという問題点がある。更に、断線等の通信回線の異常が発生した場合にその発見が容易ではないという問題点がある。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するために為されたものであり、本発明の目的は、制御情報や運転条件等のデータに対する即応性に優れ、各計量駆動部で実行すべきプログラムの入れ替えが容易であり、更に、断線等のＬＡＮの異常の検出が容易な計量システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の計量システムでは、制御情報、運転情報等の即応性は、各計量器ユニットの計量駆動部と計量制御ユニットとの間を高速通信が可能なＬＡＮで接続することにより達成される。また、バージョンアップ等に伴う各計量駆動部の実行プログラムの入れ替えも、ＬＡＮを用いることにより高速に行うことができる。更に、ＬＡＮの診断機能は、計量システムの起動時に於いては必要な運転情報を、運転時に於いては連続する種々の命令を、それぞれ各計量器ユニットに送り、これに応答する信号が送られてきた計量器ユニットを正常と判断し、送られてこなかった計量器ユニットを異常と判断することにより、容易に行われる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
組合せ秤を構成する本発明の計量システムは、ＬＡＮを採用することにより、上記の従来技術の課題を解決するものである。即ち、各計量器ユニットの計量駆動部と計量制御ユニットの計量制御部とをＬＡＮで結ぶことにより、制御情報及びデータの高速転送が可能となる。
【０００８】
また、各計量器ユニットの計量駆動部に於けるプログラムがバージョンアップした場合も、ＬＡＮを介すれば計量制御ユニットの計量制御部から高速でプログラムを転送することができる。従って、各計量制御部に於けるプログラムのバージョンアップに必要な時間を短縮することができる。
【０００９】
更に、ＬＡＮを採用したことにより、計量器ユニットへの運転情報や命令の送受を確認することが可能となり、診断機能を計量制御部等に持たせることが容易となる。従って、計量システムの運転開始に先立って、又は運転中にＬＡＮの異常を容易に検出することが可能となる。
【００１０】
【実施例】
図１は本発明の一実施例に係る計量システム10の概略構成を示すブロック図であり、図２は計量システム10の概念図である。また、図３は後述する計量器ユニット11の構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施例の計量システム10では、複数の計量器ユニット11によって組合せ秤（図示せず）が構成され、各計量器ユニット11には計量動作を行わせる計量駆動部12がそれぞれ備えられている。各計量駆動部12は、ＣＰＵボード13と、ステッピングモータ18,19をそれぞれ駆動するモータドライバ14,15と、ロードセル20からの被計量物の計量値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器16と、フィーダ21を駆動するフィーダドライバ17とによって構成されている。ＣＰＵボード13は実行プログラム等を格納するフラッシュメモリ13aを有している。本実施例では、フィーダ21は計量器ユニット11には含まれておらず、フィーダドライバ17のみが計量器ユニット11に含まれている。
【００１１】
ＣＰＵボード13はＬＡＮインターフェイス22を介してＬＡＮケーブル23に接続されている。なお、本実施例ではフィーダドライバ17を計量器ユニット11に含めたが、フィーダドライバ17を計量器ユニット11に含めずにフィーダ21に付属させ、これに計量器ユニット11から制御信号のみを送出する構成とすることもできる。
【００１２】
図３に示すように、計量器ユニット11は計量器ユニット本体11aを有し、その上部にはフィーダドライバ17（図１）によって駆動されるフィーダ21が取り付けられている。また、計量器ユニット本体11aのステッピングモータ18（図１）には供給ホッパ28のゲートを開閉する開閉装置18aが設けられ、この開閉装置18aに供給ホッパ28が着脱可能に取り付けられている。ステッピングモータ18は供給ホッパ28の開閉手段として機能している。同様に、ステッピングモータ19（図１）には計量ホッパ29のゲートを開閉する開閉装置19aが設けられ、この開閉装置19aに計量ホッパ29が着脱可能に取り付けられている。ステッピングモータ19は計量ホッパ29の開閉手段として機能している。ホッパ28,29の開閉手段としては、上記のステッピングモータの他に、ソレノイド、エアーシリンダ、サーボモータ等を使用することができる。モータドライバ14,15とＡ／Ｄ変換器16とフィーダドライバ17は、ＣＰＵボード13によって制御される。なお、図２では簡単のために計量器ユニット本体11aのみを画いてある。また、上記では供給ホッパ28及び計量ホッパ29のみを設けたが、これらのホッパに加えて、例えば計量済みの被計量物を保持しておくメモリホッパ等を設けてもよい。
【００１３】
本実施例の計量システム10では、図１に示すように、被計量物の供給と排出を制御する供給・排出制御部27が設けられている。図４はこの供給・排出制御部27のブロック構成を示している。同図に示すように、供給・排出制御部27はセンターバイブレータユニット101と集合ゲートユニット102とによって構成されている。
【００１４】
センターバイブレータユニット101は、各計量器ユニット11のフィーダ21に振動により被計量物を供給するセンターバイブレータ103と、センターバイブレータ103を駆動するフィーダドライバ104を有している。フィーダドライバ104はＣＰＵボード109の制御の下に、センターバイブレータ103からフィーダ21（図３）に供給される被計量物の量を調節する。また、センターバイブレータユニット101は、センターバイブレータ103上の被計量物の重量を計量するレベルセンサロードセル105に於ける計量値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器106を有し、変換後のディジタル値はＣＰＵボード109に送出される。ＣＰＵボード109はＬＡＮインターフェイス110によってＬＡＮケーブル23に接続されている。本実施例では、センターバイブレータユニット101は、センターバイブレータ103、フィーダドライバ104、レベルセンサロードセル105、Ａ／Ｄ変換器106、ＣＰＵボード109、及びＬＡＮインターフェイス110によって構成され、ＣＰＵボード109及びＬＡＮインターフェイス110は、後述するように集合ゲートユニット102と共用されている。
【００１５】
なお、上述のレベルセンサロードセル105とＡ／Ｄ変換器106とに代えてプロダクトレベル検出用の光センサと光センサコントローラとを用いた構成とすることができる。レベルセンサロードセル105とプロダクトレベル検出用の光センサは被計量物検出手段として機能し、Ａ／Ｄ変換器106と光センサコントローラはディジタル変換手段として機能している。
【００１６】
集合ゲートユニット102は、後述する図５のシュート31の下部に配設された集合ゲート（図示せず）を有し、この集合ゲートはゲート開閉手段としての集合ゲートモータ107によって開閉され、各計量器ユニット11から排出される被計量物を貯留して包装機に所定のタイミングで排出する機能を果たす。集合ゲートモータ107はＣＰＵボード109の制御の下にモータドライバ108によって駆動される。本実施例では、集合ゲートユニット102は、集合ゲートモータ107、モータドライバ108、ＣＰＵボード109、及びＬＡＮインターフェイス110によって構成され、ＣＰＵボード109及びＬＡＮインターフェイス110は、前述のようにセンターバイブレータユニット101と共用されている。
【００１７】
更に、本実施例の計量システム10では、図１に示すように、光ファイバ25及び光−電気変換器24を介してＬＡＮケーブル23に接続された計量制御ユニット26が設けられている。計量制御ユニット26は、計量制御部26a、操作指示部26b及びＬＣＤ等からなる表示部26cを備えている。計量制御部26aは各計量駆動部12に於ける実行プログラム等を格納するためのメモリ26dを有している。操作指示部26bは、表示部26cにプロンプト画面を表示して、ホッパ28,29の開閉時間、各種動作の遅延時間、フィーダ21等の運転条件の入力を受け付け、計量制御部26a及び計量器ユニットのＣＰＵボード13にそれらの条件を設定する。また、操作指示部26bは、運転中の被計量物の計量値、その平均値、標準偏差、計量速度、組合せに使用されたホッパ、運転条件、運転状態、アラームの内容等を表示部26cに適宜表示する。本実施例では、計量制御部26aは計量システム10全体の一元管理を行っている。なお、上述の光−電気変換器24は、例えば図４の供給・排出制御部27と共に、Ｉ／Ｏボックス等に収納することができる。
【００１８】
本実施例の計量システム10は、実際には図５に示す外観構成を有している。同図に示すように、各計量器ユニット11はセンターコラム30の周囲に取り付けられ、センターコラム30の上部中央にはセンターバイブレータ103が取り付けられている。センターコラム30の下部には、シュート31とその下に配された集合ゲート（（図示せず）とが設けられ、集合ゲートの更に下部に被計量物を包装する包装機（図示せず）が配設される。
【００１９】
図１及び図２に示すＬＡＮで使用される制御情報の一例を図６に示す。同図に示す例では、計量制御ユニット26の計量制御部26aから「０４Ｈ，４＊Ｈ」（「Ｈ」は16進数であることを表す）という制御情報がＬＡＮに送出される。ここで、「０４Ｈ」は計量制御部26aから各計量器ユニット11に対して発行された命令であることを表すヘッダコードであり、その次に記載される命令、ここでは「４＊Ｈ」を各計量器ユニット11が実行すべきであることを表している。命令「４＊Ｈ」は、図６に示すように、命令「４０Ｈ〜４３Ｈ」を総称したものであり、各計量器ユニット11では図６に示す命令「４０Ｈ〜４３Ｈ」を実行する。
【００２０】
命令「４０Ｈ〜４３Ｈ」を実行した各計量器ユニット11は、図６に示すように、「８４Ｈ，４＊Ｈ、Ａ／Ｄ値，エラーコード」からなる応答情報をＬＡＮに送出する。ここで、「８４Ｈ」は特定の計量器ユニット11から計量制御部26aに対して発行された応答であることを表している。「４＊Ｈ」は上述の命令「４０Ｈ〜４３Ｈ」を実行した結果に対する応答であることを表しており、Ａ／Ｄ値は計量された被計量物の重量のデータであり、エラーコードはその計量器ユニット11で誤動作が発生した場合の誤動作の種類を表すコードである。
【００２１】
本実施例の計量システム10は、上述の制御情報、応答情報等をＬＡＮケーブル23を介して高速で送受するので、制御情報等に対する即応性に優れている。また、運転中に於ける各計量器ユニットの取り外し及び取り付けも可能となっている。
【００２２】
また、上記実施例では、上述のように各計量駆動部12のＣＰＵボード13に於ける実行プログラムはフラッシュメモリ13aに格納されている。この実行プログラムをバージョンアップ等により入れ替える必要が生じた場合、本実施例では、計量制御部26aのメモリ26dからＬＡＮケーブル23を介してバージョンアップ後のプログラムが各計量駆動部12のフラッシュメモリ13aに転送されるように構成されている。この構成により、従来では計量器ユニットごとにプログラムを入れ替えることにより行われていたプログラムのバージョンアップを短時間で行うことが可能となる。
【００２３】
更に、本実施例の計量システム10では、起動時及び運転中に計量制御部26aがＬＡＮケーブル23の断線、ＬＡＮインターフェイス22の不良など、ＬＡＮに関連する異常を検出するように構成されている。即ち、起動時に於いては計量制御部26aから運転に必要な運転情報が各計量器ユニット11のＣＰＵボード13に送出され、これに対する応答信号が一定時間内に返送されない計量器ユニット11が異常と判断される。また、運転中に於いては、計量制御部26aから種々の命令が連続的に各計量器ユニット11のＣＰＵボード13に送出され、これに対する応答信号が一定時間内に返送されない計量器ユニット11が異常と判断される。この構成により、ＬＡＮに関連する計量システム10の異常を容易に検出することができる。
【００２４】
なお、本実施例ではＣＰＵボード13とＬＡＮインターフェイス22とを別々に設けた構成としたが、一つのＣＰＵボードで両方の機能を果たす構成とすることもできる。同様に、ＣＰＵボード109とＬＡＮインターフェイス110とを一つのＣＰＵボードで構成することもできる。
【００２５】
図７に本発明の計量システムの他の実施例を示す。本実施例の計量システムは、図１の計量システム10に於けるＬＡＮケーブル23に包装機40を接続したものである。本実施例では、計量制御部26aは、包装機40の包装駆動部81への運転条件の設定をも行うと共に、操作指示部26bは、包装機40の運転状態の表示をも行うように構成されている。
【００２６】
図８に包装機40のブロック構成を示す。包装機40は、包装フィルムを筒状にヒートシールする縦シール用ヒータ43と、このヒータ43を押圧する縦シール用エアーシリンダ44と、筒状となった包装フィルムを下方に送り出すプルベルト45と、供給される被計量物を充填した後に横シールを行う横シール用ヒータ46と、このヒータ46を押圧する横シール用エアーシリンダ47と、横シールの後に包装フィルム42を切断するカッタを駆動するカッタ用エアーシリンダ49とを有している。本実施例では、ヒータ43,46が加熱手段として、エアーシリンダ44,47がシール押圧手段として用いられている。シール押圧手段としては、例えばモータ等も使用することができる。
【００２７】
本実施例では、図８に示すように、縦シール用エアーシリンダ44、横シール用エアーシリンダ47、カッタ用エアーシリンダ49、プルベルト45、縦シール用ヒータ43、及び横シール用ヒータ46は、それぞれ駆動制御部64,67,69,65,79,80に接続されている。駆動制御部64,67,69,65,79,80は、それぞれＣＰＵボード64a,67a,69a,65a,79a,80a、及びＬＡＮインターフェイス64b,67b,69b,65b,79b,80bを有し、ＬＡＮインターフェイス64b,67b,69b,65b,79b,80bはＬＡＮケーブル23に接続されている。また、縦シール用エアーシリンダ44、横シール用エアーシリンダ47、カッタ用エアーシリンダ49、及びプルベルト45に接続されている駆動制御部64,67,69,65は、これらのエアーシリンダ及びベルトを駆動するドライバ64c,67c,69c,65cを有するとともに、縦シール用ヒータ43及び横シール用ヒータ46に接続されている駆動制御部79,80は、温度コントローラ79c,80cをそれぞれ有している。本実施例では、駆動制御部64,67,69,65,79,80によって包装駆動部81が構成されている。
【００２８】
本実施例では、計量制御ユニット26の操作指示部26bは、表示部26cにプロンプト画面を表示して、包装機40の各シール部の設定温度・動作時間、カッターの動作時間、各種動作の遅延時間等の運転条件の入力を受け付け、計量制御部26a及びＣＰＵボード64a,67a,69a,65a,79a,80aにそれらの条件を設定する。また、操作指示部26bは、各シール部の温度、包装速度、運転条件、アラームの内容等を表示部26cに適宜表示する。本実施例では、計量制御部26aは包装機40全体の一元管理をも行っている。
【００２９】
本実施例の包装機40では、上述の制御情報、応答情報等は、ＬＡＮケーブル23を介して高速で送受されるので、制御情報等に対する即応性に優れている。また、包装形態の変更によるエアーシリンダの増設、取り外し、センサの付加、取り外しなどのシステムの変更にも容易に対処することが可能となっている。
【００３０】
また、上記実施例では、駆動制御部64,67,69,65,79,80のＣＰＵボード64a,67a,69a,65a,79a,80aのＣＰＵの実行プログラムは、ＣＰＵボード64a,67a,69a,65a,79a,80a上のフラッシュメモリ（図示せず）に格納されている。この実行プログラムをバージョンアップ等により入れ替える必要が生じた場合、本実施例では、計量制御部26aのメモリ26dからＬＡＮケーブル23を介してバージョンアップ後のプログラムが各ＣＰＵボード64a,67a,69a,65a,79a,80aのフラッシュメモリに転送されるように構成されている。この構成により、各駆動制御部64,67,69,65,79,80ごとのプログラムの入れ替えが不要となり、バージョンアップに要する時間を短縮することが可能となる。
【００３１】
更に、本実施例の計量システムでは、起動時又は運転中に計量制御部26aがＬＡＮケーブル23の断線、ＬＡＮインターフェイス64b,67b,69b,65b,79b,80bの不良など、ＬＡＮに関連する異常を検出するように構成されている。この構成により、図１の実施例と同様に、ＬＡＮに関連する計量システムの異常を容易に検出することができる。
【００３２】
なお、本実施例ではエアーシリンダ44、47、49、ベルト45及びヒータ43、46の駆動制御部64,67,69,65,79,80のそれぞれにＣＰＵボード64a,67a,69a,65a,79a,80a及びＬＡＮインターフェイス64b,67b,69b,65b,79b,80bを設けた構成について説明したが、これらのＣＰＵボードとＬＡＮインターフェイスを一つにまとめ、上記のエアーシリンダ44、47、49、ベルト45及びヒータ43、46を一箇所で制御する構成とすることもできる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の計量システムは、各計量器ユニットの計量駆動部と計量制御ユニットとの間を高速通信が可能なＬＡＮで接続した構成を採用したので、制御情報、運転情報等に対する即応性に優れている。また、ＬＡＮの採用により、バージョンアップ等に伴う各計量駆動部の実行プログラムの入れ替えも、高速に行うことができる。更に、ＬＡＮの機能を用いることにより、ＬＡＮに関連するシステムの異常の診断を容易に行うことができる。また、計量器ユニットの増設、取り外しも容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る計量システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の計量システムの概念図である。
【図３】図１に於ける計量器ユニットの構成を示す斜視図である。
【図４】図１に於ける供給・排出制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】図１の計量システムの外観構成を示す斜視図である。
【図６】図１の計量システムで使用される制御情報の一例を示す図である。
【図７】本発明の他の実施例に係る計量及び包装システムの概略構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施例に係る包装システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10…計量システム
11…計量器ユニット
11a…計量器ユニット本体
12…計量駆動部
13…ＣＰＵボード
14，15…モータドライバ
16…Ａ／Ｄ変換器
17…フィーダドライバ
18，19…ステッピングモータ
20…ロードセル
21…フィーダ
22…ＬＡＮインターフェイス
23…ＬＡＮケーブル
26…計量制御ユニット
40…包装機
43…縦シール用ヒータ
44…縦シール用エアーシリンダ
45…プルベルト
46…横シール用ヒータ
47…横シール用エアーシリンダ
49…カッタ用エアーシリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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