(57)【要約】【課題】脱調が発生しても騒音や振動を抑えつつ確実に復旧させる。【解決手段】開度検出器１１３により検出されるホッパゲート１１の実開度がメモリ１５３に記憶される設定開度に到達するまでの間、実開度に対応したメモリ１５３に記憶される第１パルスパターンに従ってパルスを送出する。なお、第１パルスパターンは、ホッパゲートの角度とトルク調整パラメータとを対応づけて構成されている。また、実開度と送出した第１パルスパターンに従ったパルス数に基づく指令開度とに基づいて脱調を検出した場合には、メモリ１５３に記憶される第２パルスパターンに従ってパルスを送出する。なお、第２パルスパターンは、通常周期期間と長周期期間とを交互に有し、長周期期間におけるパルス周期は通常周期期間のパルス周期よりも長くなるように構成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスに応じて回転するステッピングモータと、
前記ステッピングモータの回転角度に応じて開閉するホッパゲートと、
前記ホッパゲートの開度を検出する開度検出器と、
時間が経過するに連れて前記パルスの周期が前記ホッパゲートの開度に関するパラメータに対応して変化する第１パルスパターンと、通常周期期間と長周期期間とを交互に有し、前記長周期期間における前記パルスの周期が前記通常周期期間における前記パルスの周期より長い第２パルスパターンと、を記憶する記憶器と、
前記開度検出器により検出される前記ホッパゲートの開度に基づいて、前記記憶器に記憶された第１パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出して、前記ステッピングモータの回転を制御する制御器と、
前記開度検出器により検出される前記ホッパゲートの開度（以下、実開度という。）と前記ステッピングモータに送出した前記パルスの数に基づく開度（以下、指令開度という。）とに基づいて脱調が発生したか否かを判定する判定器と、を備え、
前記制御器は、前記判定器が前記脱調が発生していないと判定した場合には、前記第１パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出し、前記判定器が前記脱調が発生したと判定した場合には、前記記憶器に記憶された第２パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出するよう構成されている、組合せ秤。
【請求項２】
前記第２パルスパターンの前記長周期期間における前記パルスの周期は、前記ステッピングモータを停止させるのに十分な長さである、請求項１に記載の組合せ秤。
【請求項３】
前記第２パルスパターンにおける複数の前記パルスの周期は時間の経過に対し降順となるように変化する、請求項１に記載の組合せ秤。
【請求項４】
前記判定器は、前記実開度と前記指令開度とが不一致であると判定し、かつ、この不一致が所定時間継続した場合には、脱調が発生したと判定する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の組合せ秤。
【請求項５】
前記制御器は、前記実開度が所定の設定角度に到達するまでの間、前記第２パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の組合せ秤。
【請求項６】
パルスに応じて回転するステッピングモータと、
前記ステッピングモータの回転角度に応じて開閉するホッパゲートと、
前記ホッパゲートの開度を検出する開度検出器と、
時間が経過するに連れて前記パルスの周期が前記ホッパゲートの開度に関するパラメータに対応して変化する第１パルスパターンと、通常周期期間と長周期期間とを交互に有し、前記長周期期間における前記パルスの周期が前記通常周期期間における前記パルスの周期より長い第２パルスパターンと、を記憶する記憶器と、
前記開度検出器により検出される前記ホッパゲートの開度に基づいて、前記記憶器に記憶された第１パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出して、前記ステッピングモータの回転を制御する制御器と、
前記開度検出器により検出される前記ホッパゲートの開度（以下、実開度という。）と前記ステッピングモータに送出した前記パルスの数に基づく開度（以下、指令開度という。）とに基づいて脱調が発生したか否かを判定する判定器と、を備えた組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法であって、
前記制御器は、前記判定器が前記脱調が発生していないと判定した場合には、前記第１パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出し、前記判定器が、前記脱調が発生したと判定した場合には、前記記憶器に記憶された第２パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出する、組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組合せ秤及び組合せ秤のホッパゲートの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
組合せ秤は、複数のホッパそれぞれに投入される被計量物の重量に基づいて当該複数のホッパの中から最適なホッパの組合せを決定し、当該決定した組合せに参加するホッパのホッパゲートを開いて被計量物を排出する、動作を繰り返す計量装置である。かかる動作により、組合せ秤は、精度良くかつ高速に一定重量の被計量物を排出できる。なお、組合せ秤のホッパゲートを開閉するメカニズムとしては、ステッピングモータが用いられることが多い。ステッピングモータは、総回転角がパルス総数に比例し、速度がパルスレートに比例する、という制御上の簡便性を有しているため、開ループ制御方式が用いられる場合が多い。なお、ホッパゲートの駆動手段にステッピングモータを用いた組合せ秤および当該組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法に関する従来の技術としては、例えば次の特許文献１に開示された技術が知られている。
【０００３】
特許文献１に開示された計量装置では、ホッパゲートが開き始めてから閉じ終わるまでの刻々の動作変化が操作者により任意に設定され、当該設定されたゲートの動作変化に基づいてモータを制御する。なお、ホッパゲートの刻々の動作変化の設定は、ホッパゲートを開閉駆動するモータの動特性データを、被計量物品の種類や供給量に応じて、所定の制御テーブルにパルス周期、パルス数、回転方向などに関して予め設定することにより行われている。
【０００４】
組合せ秤の運転高速化を図るためには、ホッパゲートの開閉を高速に行う必要がある。このため、ステッピングモータに送出されるパルスの間隔をできる限り短くする必要がある。しかし、パルスの間隔が短くなると、ステッピングモータのトルクは弱くなる。よって、一定の開閉速度を超えるとトルクが不足するので、ステッピングモータが駆動パルスに対して追従できなくなる。これが、いわゆる「脱調」と呼ばれる現象である。そこで、  ステッピングモータの駆動制御において脱調に関連する従来の技術としては、例えば次の特許文献２乃至５が知られている。
【０００５】
特許文献２に開示されたステッピングモータの脱調防止装置は、ステッピングモータの利点を損なわずに脱調を確実に防止することを目的として提案されており、その構成としては、ステッピングモータの回転軸に回転方向の位置を検出する回転センサを取り付けると共に、コントローラと駆動回路との間に、回転センサからの検出位置とコントローラからの指令パルスに基づく指令位置との偏差を検出しその偏差がステッピングモータの同期運転可能な安定領域内に収まるように駆動回路を制御する制御回路を具備している。
【０００６】
特許文献３に開示されたステッピングモータの制御装置は、脱調防止機能を持たない汎用の駆動手段を用いてステッピングモータを脱調レス制御することを目的として提案されており、その構成としては、ステッピングモータの実際の作動位置を検出する位置検出手段と、目標動作位置と当該実際の作動位置との偏差を検出し、偏差がステッピングモータの安定点に基づいて決定される脱調防止許容値Ａよりも小さい場合に、目標作動位置に対応する指令位置信号を発生するとともに、偏差が脱調防止許容値以上である場合に、当該実際の作動位置から脱調防止許容値を減じた位置に対応する指令位置信号を発生する指令位置信号発生手段と、指令位置信号に基づいて、指令位置信号で指定された位置までステッピングモータを駆動する駆動手段とを具備している。
【０００７】
特許文献４に開示されたステッピングモータ駆動回路は、負荷の状態を常時監視して脱調発生を事前に警告することを目的として提案されており、その構成としては、入力されたパルス列信号に基づいて励磁ステップ角を制御すると共に励磁ステップ数を計数する励磁ステップカウンタとステッピングモータの回転角を検出するロータリーエンコーダの出力信号をカウントしてステッピングモータの実際の回転角を示すエンコーダカウント値を出力するエンコーダカウンタと、励磁ステップ数とエンコーダカウンタ値の両者を比較することにより、ステッピングモータの角度偏差を演算する角度偏差検出回路とを具備している。
【０００８】
特許文献５に開示されたステッピングモータの脱調検出装置は、脱調検出を簡単な回路構成で廉価に構成でき、しかもリアルタイムで行うことを目的として提案されており、その構成としては、モータ軸の原点位置センサと、モータ軸の正方向への１回転の間に供給される指令パルスであるＣＷパルスの数をカウントするカウンタとを具備する。モータ軸の原点位置センサの出力が出力される前にカウンタ値が予め設定されたＣＡＲＲＹ値を超える場合には、脱調が発生したことを示すＣＡＲＲＹ信号を脱調検出信号として出力し、モータ逆回転の場合には、ＣＣＷパルスの数が予め設定したプリセット値を超える場合には、脱調が発生したことを示すＢＯＲＲＯＷ信号を出力する。このように、原点位置センサとカウンタとを用いるのみで、モータ軸の１回転毎にモータの脱調を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許２６８１１０４号公報
【特許文献２】特開平８−１８２３９２号公報
【特許文献３】特開平２００２−８４７９４号公報
【特許文献４】特開平１０−２４３６９３号公報
【特許文献５】特開平９−９３９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ホッパゲートの駆動制御においては、ホッパゲートの開度に応じてホッパゲートを駆動するためにステッピングモータの必要なトルクが様々に変化する。従来の特許文献１のような構成では、ホッパゲートの開度に応じてステッピングモータに適切なトルクが実現されるようにあらかじめパルスパターンが設定されており、また当該パルスパターンに基づいてステッピングモータが駆動されていた。かかる構成により、脱調がなく正常にホッパゲートが駆動されている限り、ホッパゲートの開度に応じた適切なトルクが実現されることになる。
【００１１】
しかし、一旦脱調が発生してしまうと、各々の時点において、ステッピングモータに送出したパルスの数に基づいて制御上想定されているホッパゲートの開度（以下、指令開度という）と、実際のホッパゲートの開度（以下、実開度という）との間に不一致が生じ、また制御上実現されるステッピングモータのトルク(以下、指令トルクという)と、実際に必要とされるステッピングモータのトルク（以下、実トルクという）との間に不一致が生じてくる。そこで、実トルクが指令トルクを上回ってトルク不足となり、ステッピングモータの回転遅れが累積すれば、実開度が所定の設定開度よりも大幅に不足する場合も生じる。その結果として、被計量物が完全に排出されず、ホッパゲートにおいて噛み込みが発生するという課題が生じる。
【００１２】
かかる課題を解決するために、従来から知られている脱調に関連する特許文献２乃至５をホッパゲートの駆動機構に組み込むことが考えられる。しかし、特許文献２乃至５は、脱調の検出や脱調の防止を目的としており、脱調が発生した場合において脱調から如何にして確実にかつ速やかに復旧させる技術が何ら開示されていない。従って、特許文献１のようなステッピングモータを用いたホッパゲートの駆動手段に対し、特許文献２乃至５に開示される脱調に関連する技術をたとえ組み込んだとしても、脱調から復旧するのにかなりの時間が費やされる場合、脱調から復旧までの間において脱調によりホッパゲートに噛み込みが発生した状態であるにもかかわらず所定のパルスパターンに応じたパルスが連続して送出されてしまい、ホッパゲートが共振して騒音や振動が発生するという別の課題を解決することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決すべく、本発明の組合せ秤は、パルスに応じて回転するステッピングモータと、前記ステッピングモータの回転角度に応じて開閉するホッパゲートと、前記ホッパゲートの開度を検出する開度検出器と、時間が経過するに連れて前記パルスの周期が前記ホッパゲートの開度に関するパラメータに対応して変化する第１パルスパターンと、通常周期期間と長周期期間とを交互に有し、前記長周期期間における前記パルスの周期が前記通常周期期間における前記パルスの周期より長い第２パルスパターンと、を記憶する記憶器と、前記開度検出器により検出される前記ホッパゲートの開度に基づいて、前記記憶器に記憶された第１パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出して、前記ステッピングモータの回転を制御する制御器と、前記開度検出器により検出される前記ホッパゲートの開度（以下、実開度という。）と前記ステッピングモータに送出した前記パルスの数に基づく開度（以下、指令開度という。）とに基づいて脱調が発生したか否かを判定する判定器と、を備え、前記制御器は、前記判定器が前記脱調が発生していないと判定した場合には、前記第１パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出し、前記判定器が前記脱調が発生したと判定した場合には、前記記憶器に記憶された第２パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出するよう構成されている。
【００１４】
上記の構成によれば、ホッパゲートを迅速かつ確実に所定の設定開度へと到達させるために、ホッパゲートの開度に応じた適切なトルクが実現されるようにステッピングモータの制御を行うことができる。具体的には、ステッピングモータのトルクを調整するトルク調整パラメータ（例えば、パルス周期、パルス周期の時間変化率、パルス周波数、パルス周波数の時間変化率、ホッパゲートの速度、ホッパゲートの加速度、電流、電流の時間変化率、電圧、電圧の時間変化率など）をホッパゲートの開度に関するパラメータ（例えば、ホッパゲートの開度若しくは最大開度に対する割合、ステッピングモータの角度若しくは最大回転角に対する割合ホッパゲートの開度など）に対応づけて、通常モード時の第１パルスパターンとしてメモリなどの記憶器にあらかじめ記憶しておくようにした。また、ステッピングモータに装着したホッパゲートの開度検出器により検出されるホッパゲートの開度に基づいて当該メモリに記憶される第１パルスパターンに従ってパルスをステッピングモータに送出するようにした。
【００１５】
さらに、上記の構成によれば、噛み込みなどによる脱調が発生した場合において第１パルスパターンに従ってパルスが送出され続けると騒音や振動の支障が生じることがあるので、脱調が発生したか否かを判定する判定器を設けるとともに、第１パルスパターンとは別に設定される復旧モード用の第２パルスパターンに従ってパルスを送出することによって、ホッパゲートを迅速かつ確実に所定の設定開度へと到達させるとともに、脱調がたとえ発生しても速やかに復旧させることができる。なお、第２パルスパターンは、通常周期期間と長周期期間とを交互に有し、長周期期間におけるパルスの周期が通常周期期間におけるパルスの周期より長い構成とした。かかる第２パルスパターンの構成によれば、長周期期間のパルスによる駆動により噛み込みが解消されやすくなるとともにトルクの増加により脱調から復旧しやすくなる。そして、噛み込みが解消されて脱調から回復すると、通常周期期間のパルスによる駆動によりホッパゲートを所定の設定開度に可能な限り速やかに到達させることができる。その結果、脱調の際の騒音や振動を抑制することができる。
【００１６】
なお、「パルスパターン」とは、ホッパゲートの開閉に必要な一連の指令パルスや駆動パルスのパターンを指している。指令パルスとは、制御装置からステッピングモータのモータドライバに与える位置や速度の指令のことであり、駆動パルスとは、モータドライバからステッピングモータのステータの各コイルに供給される電圧や電流のことである。
【００１７】
上記組合せ秤において、前記第２パルスパターンの前記長周期期間における前記パルスの周期は、前記ステッピングモータを停止させるのに十分な長さである、としてもよい。
【００１８】
第２パルスパターンの長周期期間におけるパルスの周期をステッピングモータを停止させるのに十分な長さとすることにより、騒音や振動を確実に防止することができる。
【００１９】
上記組合せ秤において、前記第２パルスパターンにおける複数の前記パルスの周期は時間の経過に対し降順となるように変化する、としてもよい。
【００２０】
かかる構成では、第２パルスパターンの通常周期期間におけるパルスに基づいてステッピングモータを駆動する際に徐々に加速をつけることができ、脱調からの復旧をより迅速かつより確実に行うことができる。  
【００２１】
上記組合せ秤において、前記判定器は、前記実開度と前記指令開度とが不一致であると判定し、かつ、この不一致が所定時間継続した場合には、脱調が発生したと判定する、としてもよい。
【００２２】
かかる構成では、ホッパゲートの実開度と指令開度とが単に不一致となるだけでは第２パルスパターンに従ってパルスを送出せず、当該不一致が所定時間（騒音や振動を考慮すべき時間）継続した場合に第２パルスパターンに従ってパルスを送出するようにした。これにより、ホッパゲートを所定の設定開度へ迅速かつ確実に到達させる点と、脱調の際の騒音や振動を抑える点と、をバランスよく実現することができる。
【００２３】
上記組合せ秤において、前記制御器は、前記実開度が所定の設定角度に到達するまでの間、前記第２パルスパターンに従ってパルスを前記ステッピングモータに送出する、としてもよい。
【００２４】
かかる構成では、ホッパゲートの設定開度に到達するまで第２パルスパターンに従ってパルスが送出され続けるようにしたことにより、脱調の際の騒音や振動を抑えつつホッパゲートの設定開度により迅速かつより確実に到達させることができる。
【００２５】
また、本発明にかかる組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法は、パルスに応じて回転するステッピングモータと、前記ステッピングモータの回転角度に応じて開閉するホッパゲートと、前記ホッパゲートの開度を検出する開度検出器と、時間が経過するに連れて前記パルスの周期が前記ホッパゲートの開度に関するパラメータに対応して変化する第１パルスパターンと、通常周期期間と長周期期間とを交互に有し、前記長周期期間における前記パルスの周期が前記通常周期期間における前記パルスの周期より長い第２パルスパターンと、を記憶する記憶器と、前記開度検出器により検出される前記ホッパゲートの開度に基づいて、前記記憶器に記憶された第１パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出して、前記ステッピングモータの回転を制御する制御器と、前記開度検出器により検出される前記ホッパゲートの開度（以下、実開度という。）と前記ステッピングモータに送出した前記パルスの数に基づく開度（以下、指令開度という。）とに基づいて脱調が発生したか否かを判定する判定器と、を備えた組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法であって、前記制御器は、前記判定器が前記脱調が発生していないと判定した場合には、前記第１パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出し、前記判定器が、前記脱調が発生したと判定した場合には、前記記憶器に記憶された第２パルスパターンに従って前記パルスを前記ステッピングモータに送出する。
【００２６】
かかる構成では、本発明にかかる組合せ秤と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ステッピングモータに脱調が発生した場合であっても騒音や振動を抑制しつつ確実に復旧することができる組合せ秤、組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構造を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の全体動作を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態の組合せ秤におけるホッパゲート駆動機構の全体構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態の組合せ秤における第１パルスパターンデータの一例を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、第１パルスパターンに従ったパルスの一例を示す図であり、図５（ｂ）は、第２パルスパターンに従ったパルスの一例を示す図である。
【図６】図６は、ホッパゲートの騒音や振動を抑えることを優先する場合の第２パルスパターンデータの一例を示した図である。
【図７】図７は、図６に示した第２パルスパターンデータに対応したステッピングモータの駆動パルスデータの一例を示した図である。
【図８】図８は、復旧時間の短縮化を優先する場合の第２パルスパターンデータを示した図である。
【図９】図９は、図８に示した第２パルスパターンデータに対応したステッピングモータの駆動パルスデータを示した図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１実施形態の組合せ秤におけるホッパゲートの駆動プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施形態の組合せ秤における脱調判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施形態にかかる設定開度の入力受付処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の第３実施形態にかかる第１パルスパターンデータの入力受付処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明の第４実施形態にかかる第２パルスパターンデータの入力受付処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の第５実施形態の組合せ秤における第１パルスパターンデータの自動設定処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００３０】
（第１実施形態）
[組合せ秤の全体構成]
図１は、本発明の一実施形態の組合せ秤の概略構造を示した図である。以下、図１を参照しつつ、本実施形態の組合せ秤１００について説明する。なお、図１では一番左側のユニット取付口にのみ、アクチュエータユニット１１０、供給ホッパ１０６および計量ホッパ１０８が取り付けられた状態を示している。
【００３１】
図１に示すように、組合せ秤１００は、略円筒形のボディ１０１と、ボディ１０１の上方中央に配設された平たい円錐状の形状を有する分散フィーダ１０２と、分散フィーダ１０２を取り巻くように配設された複数のリニアフィーダ１０４と、各リニアフィーダ１０４に対応して設けられる複数の供給ホッパ１０６および複数の計量ホッパ１０８と、供給ホッパ１０６および計量ホッパ１０８の駆動機構を収納したアクチュエータユニット１１０と、後述の集合ホッパ１２４（図２参照）と、計量ホッパ１０８に取り付けられる重量センサ１０９（図２参照）と、ボディ１０１を支える４本のフレーム１３０と、フレーム１３０を支持するベース１３１と、を有している。供給ホッパ１０６、計量ホッパ１０８の各排出口には内側および外側に開閉可能なホッパゲート１１が備えられている。
【００３２】
ボディ１０１には、その側面に複数のユニット取付口１３２が設けられ、アクチュエータユニット１１０はユニット取付口１３２に嵌めこまれてネジなどで固定されている。アクチュエータユニット１１０のボディ１０１の側面に露出する面にはホッパ取付フック１３３が設けられている。ホッパ取付フック１３３と計量ホッパ１０８の取付金具とが係合されることにより、計量ホッパ１０８がアクチュエータユニット１１０に保持されている。
【００３３】
アクチュエータユニット１１０の内部には、供給ホッパ１０６、計量ホッパ１０８などのホッパゲート１１を駆動するホッパゲート駆動機構（図３参照）が配設されている。当該駆動機構に含まれるリンク機構１３（図３参照）がアクチュエータユニット１１０の外部に露出している。アクチュエータユニット１１０の外壁面には、壁面を貫通するように溝が設けられており、当該溝をリンク機構１３のアームが貫通することで、リンク機構１３のアームが揺動可能に構成されている。
【００３４】
組合せ秤１００の運用時においては、全てのユニット取付口１３２においてアクチュエータユニット１１０が取り付けられるとともに、アクチュエータユニット１１０において供給ホッパ１０６および計量ホッパ１０８が１個ずつ取り付けられる。また、計量ホッパ１０８の下方には逆円錐型の集合シュート１２２および集合ホッパ１２４（図２参照）が設けられる。集合ホッパ１２４もまた同様に、排出口に内側および外側に開閉可能なホッパゲート１１を備えている。
【００３５】
[組合せ秤の全体動作]
図２は、本実施形態の組合せ秤１００の全体動作を説明するための図である。
【００３６】
組合せ秤１００の上方に設けられた図示されない供給経路から分散フィーダ１０２へと、個々の重量がその性質上異なる被計量物が落下する。分散フィーダ１０２は、振動により被計量物をリニアフィーダ１０４へと供給する。リニアフィーダ１０４は、振動により被計量物を供給ホッパ１０６へと間歇的に供給する。供給ホッパ１０６は、所定のタイミングで、ホッパゲート１１を開いて被計量物を計量ホッパ１０８へと供給する。
【００３７】
計量ホッパ１０８には重量センサ１０９が取り付けられており、重量センサ１０９は計量ホッパ１０８において供給ホッパ１０６から受け取った被計量物を計量して図示されていない制御装置へと送信する。該制御装置は、重量センサ１０９から受信した計量値の合計が予め設定された目標重量よりも大きく、かつ当該目標重量に最も近くなるような計量ホッパ１０８の組合せを演算により求める。そして、当該組合せに参加する計量ホッパ１０８のホッパゲート１１を開いて、当該組合せに参加する計量ホッパ１０８に蓄積されている被計量物を集合シュート１２２を介して集合ホッパ１２４に一斉に排出する。そして、集合ホッパ１２４は、所定のタイミングでホッパゲート１１を開いて被計量物を図示しない包装機へと排出する。なお、図中の矢印は被計量物の移動方向を示す。
【００３８】
[ホッパゲート駆動機構の全体構成]
図３は、本実施形態の組合せ秤１００におけるホッパゲート駆動機構１０の全体構成を示すブロック図である。図３中、一点鎖線内がホッパゲート駆動機構の構成を示しており、破線は信号授受の方法を示している。
【００３９】
図３に示すように、ホッパゲート駆動機構１０は、入出力装置１６０（タッチパネル）と、入出力装置１６０からの入力を受け取り、かつ入出力装置１６０へと出力データを送信する制御装置１５０と、制御装置１５０からの制御信号を受け取るモータドライバ１１５と、モータドライバ１１５によって回転が制御されるステッピングモータ１１１と、ステッピングモータ１１１の回転位置（回転軸の回転角度、すなわち回転軸が原点からどの程度ずれているか、以下、「角度」と呼ぶ）を検出して制御装置１５０へと送る開度検出器１１３と、ステッピングモータ１１１の回転軸に取り付けられてステッピングモータ１１１の回転力を伝達するリンク機構１１２（動力伝達機構）と、リンク機構１１２から伝達された駆動力によって開閉するホッパゲート１１と、を備えている。
【００４０】
開度検出器１１３は、本実施形態の場合、ステッピングモータ１１１の角度を検出するエンコーダである。なお、ステッピングモータ１１１の角度はホッパゲート１１の位置（ホッパゲート１１がどの程度開いているか、以下「開度」と呼ぶ）に対応する。よって、開度検出器１１３は、間接的にホッパゲート１１の開度を検出することができる。なお、開度検出器１１３は、エンコーダ以外にも、ホール素子や逆起電圧検出器等が採用されてもよい。
【００４１】
なお、開度検出器１１３は、ステッピングモータ１１１の角度を検出する代わりに、ホッパゲート１１に取り付けられてホッパゲート１１を直接的に検出してもよい。あるいは、リンク機構１１２を構成する部材（例えばレバーなど）の位置を検出することで、間接的にホッパゲート１１の開度が検出されてもよい。ホッパゲート１１の開度を直接あるいは間接に特定できるものであれば、開度検出器１１３を取り付ける具体的な位置や開度検出器１１３による検出の対象は限定されない。
【００４２】
ホッパゲート１１は、供給ホッパ１０６、計量ホッパ１０８、集合ホッパ１２４、不図示のメモリホッパなどの排出口に取り付けられているゲートである。
【００４３】
制御装置１５０は、ＣＰＵ１５１と、タイマ１５２と、メモリ１５３とを備えており、ＣＰＵ１５１とタイマ１５２とは互いに通信可能に接続され、ＣＰＵ１５１とメモリ１５３とは互いに通信可能に接続されている。ＣＰＵ１５１は、入出力装置１６０と、モータドライバ１１５と、開度検出器１１３とも通信可能に接続されている。メモリ１５３には、脱調が検出されるまでの通常モード用の第１パルスパターンデータと脱調が検出されたときの復旧モード用の第２パルスパターンデータとが記憶されている。なお、「パルスパターン」とは、ホッパゲートの開閉に必要な一連の指令パルスや駆動パルスのパターンを指している。指令パルスとは、制御装置１５０からモータドライバ１１５に与えるステッピングモータ１１１の位置指令や速度指令のことであり、駆動パルスとは、モータドライバ１１５からステッピングモータ１１１のステータの各コイルに供給される駆動電圧や駆動電流のことである。
【００４４】
入出力装置１６０は、タッチパネル以外にも、入力装置としてキーボート等を採用し、出力装置として液晶ディスプレイ等を採用してもよい。
[ホッパゲート駆動機構の動作]
＜第１パルスパターンデータの内容＞
図４は、本実施形態の通常モード用の第１パルスパターンを構成するための第１パルスパターンデータの内容の一例を示す図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、供給ホッパ１０６のホッパゲート１１のみを対象として説明するが、計量ホッパ１０８、集合ホッパ１２４などのホッパゲート１１についても同様の第１パルスパターンデータが設定される。
【００４５】
図４に示す第１パルスパターンデータは、回転角度に応じて、ステッピングモータ１１１を駆動する際に制御装置１５０がモータドライバ１１５へ送出する指令パルスのパルス周期が、ホッパゲートの駆動方向（開および閉）に応じたホッパゲート１１の角度（ホッパゲートの開度に関するパラメータ）に対応して変化する第１パルスパターンを生成するためのテーブルデータであり、制御装置１５０のメモリ１５３に格納される。なお、パルス周期は、一のパルスを送出する期間、一のパルスの立上がって（又は立ち下がって）からつぎの一パルスが立ち上がる（又は立ち下がる）までの期間、又は一のステップ角に相当する期間を指しており、ステッピングモータ１１１のトルクを調整するためのパラメータ（以下、トルク調整パラメータと呼ぶ。）として利用される。
【００４６】
なお、ホッパゲート１１の角度に応じたパルス周期の変化率によってステッピングモータ１１１の加速度が決定され、これによりステッピングモータ１１１のトルクも決定される。以下、ステッピングモータ１１１の回転角度が９０°の時にホッパゲート１１が全開となり、ステッピングモータ１１１の回転角度が０°の時にホッパゲート１１が全閉となるものとして説明するが、このステッピングモータ１１１の回転角度とホッパゲート１１の開度との具体的な対応関係は限定されないことは言うまでもない。
【００４７】
図４に示されている第１パルスパターンデータは、ホッパゲート１１の開度を全閉から全開に移行させる際に、回転角度が０°以上１０°未満である場合にはパルス周期を３０ｍｓｅｃとして指令パルスが出力され、回転角度が１０°以上４０°度未満である場合にはパルス周期を２０ｍｓｅｃとして指令パルスが出力され、回転角度が４０°以上６０°未満である場合にはパルス周期を５ｍｓｅｃとして指令パルスが出力され、回転角度が６０°以上９０°以下である場合にはパルス周期を２５ｍｓｅｃとして指令パルスが出力されることを示している。
【００４８】
また、図４に示されている第１パルスパターンデータは、ホッパゲート１１の開度を全開から全閉に移行させる際に、回転角度が７０°以上９０°未満である場合にはパルス周期を３０ｍｓｅｃとして指令パルスが出力され、回転角度が２０°以上７０°度未満である場合にはパルス周期を２０ｍｓｅｃとして指令パルスが出力され、回転角度が０°以上２０°未満である場合にはパルス周期を２５ｍｓｅｃとして指令パルスが出力されることを示している。
【００４９】
一般的に、ホッパゲート１１が開き始める際には、静止しているホッパゲート１１の慣性に打ち勝つために大きなトルクが必要であるため、パルス周期は大きく設定されている。また、ホッパゲート１１が開き終わる直前には、動いているホッパゲート１１を静止するために大きなトルクが必要であるため、パルス周期が大きく設定されている。実際には、それぞれの角度においてホッパゲート１１を駆動するために必要なトルクに応じて、適宜パルス周期が設定されていればよい。
【００５０】
なお、本実施形態では、第１パルスパターンデータに含まれるホッパゲート１１の開度に関するパラメータとして、ステッピングモータ１１１の角度を用いているが、ホッパゲート１１の開度そのものを用いてもよい。あるいは、ステッピングモータ１１１の最大回転角度やホッパゲート１１の最大開度に対する割合（％）であってもよい。ホッパゲート１１の開度と対応した関係を有するパラメータであれば、具体的なパラメータの種類は限定されない。
【００５１】
また、本実施形態では、第１パルスパターンデータに含まれるトルク調整パラメータとして、パルス周期を用いているが、パルス周期の時間変化率、パルス幅、パルス周波数の時間変化率、ホッパゲート１１の速度、電流、電流の時間変化率、電圧、電圧の時間変化率などを用いてもよい。あるいは、これらのパラメータの最大値に対する割合などが用いられてもよい。さらに、指令パルスに基づいてステッピングモータ１１１に供給される駆動パルスのパルス幅を用いてもよい。ステッピングモータ１１１のトルクを調整できるパラメータであれば、具体的なパラメータの種類は限定されない。
【００５２】
＜第２パルスパターンデータ＞
図５は、通常モード用の第１パルスパターンとの対比により復旧モード用の第２パルスパターンの内容を説明するための図である。なお、図５（ａ）はホッパゲート１１の開閉がある程度進行したとき（ホッパゲート１１の開閉時における多大な始動トルクを必要としないとき）の図４に示す設定角度の範囲内（例えば４０°以上６０°未満）における第１パルスパターンの一例を示した図である。図５（ｂ）は図５（ａ）に示される第１パルスパターンに対応した第２パルスパターンの一例を示した図である。
【００５３】
図５（ａ）と図５（ｂ）との対比において、第２パルスパターンは、次のような特徴を有している。
【００５４】
まず、第２パルスパターンは、通常周期期間Ｔａと、長周期期間Ｔｂと、交互に繰り返すパターンとして構成されている。なお、通常周期期間Ｔａは、パルス周期をＴ２に設定した複数の指令パルスで構成されている。また、長周期期間Ｔｂは、通常周期期間Ｔａを構成する指令パルスのパルス周期Ｔ２よりも長いパルス周期を持つ一の指令パルスで構成されている。つまり、第２パルスパターンは、ステッピングモータ１１１、ひいてはホッパゲート１１を断続的に駆動するパターンといえる。ホッパゲート１１に噛み込みが発生した状態において、第１パルスパターンに従ってパルスをステッピングモータ１１１に連続して送出するのではなく、通常周期期間Ｔａと長周期期間Ｔｂとを交互に繰り返す第２パルスパターンに従ってステッピングモータ１１１に送出することによって、ホッパゲート１１の噛み込み等による脱調からの復旧と脱調の際のホッパゲート１１の騒音や振動の防止とをバランス良く実現することが可能となる。
【００５５】
なお、長周期期間Ｔｂの構成としては、ステッピングモータ１１１を停止させる指令パルスの構成であれば、モータドライバ１１５の仕様と対応させて如何なるフォーマットでもよい。例えば、第２パルスパターンは、長周期期間Ｔｂの間、指令パルスの送出自体を停止させてもよい。この場合、長周期期間Ｔｂの間、指令パルスはＤＣオフセットレベル又は振幅レベルに固定される。
【００５６】
さらに、第２パルスパターンは、通常周期期間Ｔａにおける指令パルスのパルス周期Ｔ２が、第１パルスパターンに従ったパルスにおける指令パルスのパルス周期Ｔ１よりも長く設定されている。つまり、第２パルスパターンに従ったパルスは、ステッピングモータ１１１、ひいてはホッパゲート１１を低速かつ高トルクで開閉させるパターンといえる。復旧モードは通常モードと異なりホッパゲート１１を高速に開閉させる必要性はないので、かかる第２パルスパターンの構成により、第１パルスパターンに従った高速のパルスでは到底除去できないホッパゲート１１の噛み込みを確実に復旧させることができる。
【００５７】
第２パルスパターンは、組合せ秤１００の使用環境に応じて、入出力装置１６０を操作者が操作することにより任意に設定や変更することができる。例えば、ホッパゲートの騒音や振動を抑えることを優先する場合や、復旧時間の短縮化を優先する場合など、様々な用途に応じて、第２パルスパターンを変更することができる。
【００５８】
なお、両方の場合を考慮に入れると、基準パターンにおける通常周期期間Ｔａに含まれるステップ数としては６〜８ステップの範囲内で設定される。つまり、計６〜８ステップ分のパルスが、モータドライバ１１５に対して断続的に送出されるように設定されている。また、通常周期期間Ｔａに含まれる先頭パルスのパルス周期は２０〜３０ｍｓｅｃの範囲内に設定され、ステップが進行する毎にパルス周期を短くして加速をつけるように設定されている。さらに、長周期期間Ｔｂを構成するパルスのパルス周期は１００〜２５０ｍｓの範囲内に設定されている。長周期期間Ｔｂを構成するパルスのパルス周期を長くすればホッパゲート１１の騒音や振動を抑えることが優先され、長周期期間Ｔｂを構成するパルスのパルス周期を短くすれば復旧時間の短縮化が優先される。
【００５９】
図６は、ホッパゲートの騒音や振動を抑えることを優先する場合の第２パルスパターンデータを示した図である。図７は、図６に示した第２パルスパターンデータに対応した指令パルスパターンおよび駆動パルスパターンを示した図である。
【００６０】
図６、図７に示す第２パルスパターンデータは、通常周期期間Ｔａと長周期期間Ｔｂとを有する基準パターンに含まれるステッピングモータ１１１のステップと、ステッピングモータ１１１に送出される指令パルスのパルス周期（又は駆動パルスのパルス幅）とを対応づけたテーブルデータであり、制御装置１５０のメモリ１５３に記憶される。１ステップ目から７ステップ目までのパルス周期が、通常周期期間Ｔａにおける指令パルスのパルス周期に対応しており、８ステップ目のパルス周期が、長周期期間Ｔｂにおける指令パルスのパルス周期に対応している。具体的には、１ステップ目の場合にはパルス周期を２５ｍｓｅｃとした指令パルスに基づいてＡ相に駆動パルスが出力され、２ステップ目の場合にはパルス周期を２２．５ｍｓｅｃとした指令パルスに基づいてＡ相およびＢ相に駆動パルスが出力され、３ステップ目の場合にはパルス周期を２０ｍｓｅｃとした指令パルスに基づいてＢ相に駆動パルスが出力され、４ステップ目の場合にはパルス周期を１７．５ｍｓｅｃとした指令パルスに基づいてＢ相および／Ａ相に駆動パルスが出力され、５ステップ目の場合にはパルス周期を１５ｍｓｅｃとした指令パルスに基づいて／Ａ相に駆動パルスが出力され、６ステップ目の場合にはパルス周期を１２．５ｍｓｅｃとした指令パルスに基づいて／Ａ相および／Ｂ相に駆動パルスが出力され、７ステップ目の場合にはパルス周期を１０ｍｓｅｃとした指令パルスに基づいて／Ｂ相に駆動パルスが出力され、８ステップ目の場合にはパルス周期を２５０ｍｓｅｃとした指令パルスに基づいてＡ相および／Ｂ相に駆動パルスが出力されることを示している。
【００６１】
このように、１ステップ目から７ステップ目までの通常周期期間Ｔａの間では、ホッパゲート１１をスムーズに開閉するために、比較的長い２５ｍｓｅｃから徐々にパルス周期を短くして加速をつけるパターンを採用している。つまり、１ステップ目から７ステップ目までのパルス周期は時間の経過に対して降順となっている。また、８ステップ目の長周期期間Ｔｂの間では、８ステップ目に対応する角度が２５０ｍｓｅｃの期間保持されるパターンを採用している。
【００６２】
図８は、復旧時間の短縮化を優先する場合の第２パルスパターンデータを示した図である。図９は、図８に示した第２パルスパターンデータに対応した第２パルスパターンを構成する指令パルスパターンおよび駆動パルスパターンを示した図である。
【００６３】
図８、図９に示す第２パルスパターンデータは、通常周期期間Ｔａと長周期期間Ｔｂとを有する基準パターンに含まれるステッピングモータ１１１のステップと、ステッピングモータ１１１に送出されるパルスのパルス周期とを対応づけたテーブルデータであり、制御装置１５０のメモリ１５３に記憶される。１ステップ目から７ステップ目までのパルス周期が、通常周期期間Ｔａにおける指令パルスのパルス周期に対応しており、８ステップ目のパルス周期が、長周期期間Ｔｂにおける指令パルスのパルス周期に対応している。具体的には、１ステップ目から７ステップ目までの通常周期期間Ｔａでは、図６、図７に示したホッパゲートの騒音や振動を抑える場合と同様のパルスが出力される。ただし、８ステップ目の長周期期間Ｔｂでは、図６、図７に示したホッパゲートの騒音や振動を抑える場合よりもパルス周期を１００ｍｓｅｃと短く設定した指令パルスに基づいてＡ相および／Ｂ相に駆動パルスが出力されることを示している。このように、８ステップ目の長周期期間Ｔｂの間では、８ステップ目に対応する角度が１００ｍｓｅｃの期間保持されるパターンを採用している。
【００６４】
＜ホッパゲートの駆動方法＞
図１０は、本実施形態において制御装置１５０が実行するホッパゲートの駆動プログラムの処理の流れを示している。また、以下の説明では、説明の便宜上、供給ホッパ１０６のホッパゲート１１の駆動についてのみ説明するが、計量ホッパ１０８、集合ホッパ１２４などのホッパゲート１１の駆動についても同様の処理が行われる。
【００６５】
制御装置１５０はメモリ１５３に記憶された第１パルスパターンデータを検索して、ホッパゲート１１の実角度に対応するパルス周期を読み込む（ステップＳ１００１）。そして、制御装置１５０は、読み込んだパルス周期をタイマ１５２へセットし、タイマ１５２の出力に基づいて読み込んだパルス周期に応じたパルスをモータドライバ１１５に送出する（ステップＳ１００２）。これにより、ホッパゲート１１は、脱調が発生していなければ、送出したパルスに応じた角度になる。
【００６６】
次に、制御装置１５０はこれまでに送出した第１パルスパターンに従ったパルスの数を合算する（ステップＳ１００３）。また、制御装置１５０は、開度検出器１１３からその時点におけるステッピングモータ１１１の回転軸の角度を受け取り、ホッパゲート１１の実角度としてメモリ１５３（あるいはＣＰＵ１５１のバッファメモリ）に記憶する（ステップＳ１００４）。
【００６７】
次に、制御装置１５０は、ステップＳ１００４により検出したホッパゲート１１の実角度と、ステップＳ１００３により合算したパルスの数に基づく制御上の指令角度とに基づいて、脱調が発生したか否かを判定する（ステップＳ１００５）。
【００６８】
なお、脱調が発生したか否かの判定は、具体的には、図１１に示すフローチャートに基づいて行われる。まず、ステップＳ１００４により検出したホッパゲート１１の実角度と、ステップＳ１００３により合算したパルスの数に基づく指令角度とが不一致とか否かを判定する（ステップＳ１１０１）。
【００６９】
なお、ホッパゲート１１の開閉制御よりも早くホッパゲート１１が実際に開閉動作する分には特に運用上の支障がない。このため、ホッパゲート１１を全閉から全開へ動作（以下、ホッパゲート開動作と呼ぶ）させるように制御が行われる際に、ホッパゲート１１が開く方向（目標開度に近づく方向）への上記の不一致（指令角度＜実角度）については、脱調とは判定しないこととする。そこで、ホッパゲート開動作の場合には、「指令角度＞実角度」である場合、換言すると、実角度が指令角度よりも下回る（ホッパゲートが少なくとも基準ステップ角分開いていない）場合に、上記の不一致と判定する（ステップＳ１１０１）。
【００７０】
また、同様に、ホッパゲート１１を全開から全閉へ動作（以下、ホッパゲート閉動作と呼ぶ）させるように制御が行われる際に、ホッパゲート１１が閉じる方向（目標開度に近づく方向）への上記の不一致（指令角度＞実角度）については脱調とは判定しないこととする。そこで、ホッパゲート閉動作の場合には、「指令角度＜実角度」である場合、換言すると、実角度が指令角度よりも上回る（ホッパゲートが少なくとも基準ステップ角分閉じていない）場合に、上記の不一致と判定する（ステップＳ１１０１）。
【００７１】
上記の不一致が生じていなければ（ステップＳ１１０１：ＮＯ）、脱調が発生していないと判定する（ステップＳ１１０４）。上記の不一致が生じていれば（ステップＳ１１０１：ＹＥＳ）、上記の不一致が所定時間継続しているか否かを判定する（ステップＳ１１０２）。具体的には、最初に上記の不一致が生じたときに、騒音や振動のボトルネックとなる所定時間をタイマ１５２へセットし、制御装置１５０は、タイマ１５２の出力に基づいて、上記の不一致が所定時間継続するか否かを判定する。上記の不一致が所定時間継続していなければ（ステップＳ１１０２：ＮＯ）、脱調が発生していないと判定する（ステップＳ１１０４）。上記の不一致が所定時間継続していれば（ステップＳ１１０２：ＹＥＳ）、脱調が発生したと判定する（ステップＳ１１０３）。
【００７２】
制御装置１５０は、脱調が発生していない（ステップＳ１１０４）と判定すれば（ステップＳ１００５：ＮＯ）、ステップＳ１００４により検出されるホッパゲート１１の実角度が目標とする設定角度に一致するまで（ステップＳ１００６：ＹＥＳ）、上記のステップＳ１００１からＳ１００６までを繰り返す。一方、制御装置１５０は、脱調が発生した（ステップＳ１１０３）と判定すれば（ステップＳ１００５：ＹＥＳ）、メモリ１５３に記憶された第２パルスパターンデータを読み込む（ステップＳ１００７）。そして、制御装置１５０は、読み込んだ第２パルスパターンデータに基づいて、第２パルスパターンに従ってパルスを送出する（Ｓ１００８）。
【００７３】
次に、制御装置１５０は、開度検出器１１３からその時点におけるステッピングモータ１１１の回転軸の角度を受け取り、ホッパゲート１１の実角度としてメモリ１５３（あるいはＣＰＵ１５１のバッファメモリ）に記憶する（ステップＳ１００９）。そして、制御装置１５０は、ステップＳ１００９により検出したホッパゲート１１の実角度と設定角度とが一致するか否かを判定する（ステップＳ１０１０）。ホッパゲート１１の実角度が設定角度に到達していなければ（ステップＳ１０１０：ＮＯ）、再び第２パルスパターンに従ってパルスを送出するよう、ステップＳ１００８に戻る。
【００７４】
ホッパゲート１１が設定角度に到達すれば（ステップＳ１０１０：ＹＥＳ）、脱調からの復旧が完了する。例えば、ホッパゲート１１が第１パルスパターンに基づいて閉状態から開状態に移行する途中で脱調が発生した場合には、第２パルスパターンに基づく復旧モードに移行し、ホッパゲート１１が完全に開状態となったときに（設定角度９０°に到達したときに）通常モードに復帰させる。同様に、ホッパゲート１１が開状態から閉状態に移行する途中で脱調が発生した場合には、第２パルスパターンに基づく復旧モードに移行し、ホッパゲート１１が完全に閉状態となったときに（設定角度０°に到達したときに）通常モードに復帰させる。
【００７５】
[効果]
本実施形態では、メモリ１５３に記憶されている第１パルスパターンデータと、開度検出器１１３によって検出されたホッパゲート１１の開度とに基づいて、ステッピングモータ１１１が制御される。すなわち、開度検出器１１３によって検出されたホッパゲート１１の開度に基づいて第１パルスパターンに従ったパルスのパルス周期が特定され（ステップＳ１００１）、当該特定されたパルス周期に基づいてステッピングモータ１１１が制御される。第１パルスパターンデータには、ステッピングモータ１１１の角度（ホッパゲート１１の開度）に応じて必要なトルクが実現されるようにパルス周期が設定されている（図４参照）。かかる構成では、脱調が発生した場合でも実際のホッパゲートの開度に対応した適切なトルクが実現されるようにステッピングモータ１１１が制御される。よって、脱調が発生しても迅速かつ確実に、ホッパゲート１１を設定開度へと到達させることができる。
【００７６】
さらに、開度検出器１１３により検出されたホッパゲート１１の現在開度が、通常モード用の指令パルス数に基づく指令開度と不一致となり、所定時間継続してもなお不一致が解消しない場合には（ステップＳ１００５：ＹＥＳ）、メモリ１５３に記憶されている第２パルスパターンデータに基づいて、ステッピングモータ１１１を低速かつ高トルクで断続的に回転させる。これにより、ホッパゲート１１の騒音や振動を抑えるとともに、噛み込み等を確実に復旧させることができる。  
【００７７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、第１実施形態に対して、ホッパゲートの設定開度を操作者が任意に設定や変更できる機能を追加したものである。なお、組合せ秤の全体構成および全体動作については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する（図１、図２）。また、ホッパゲート駆動機構の構成についても、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する（図３参照）。
【００７８】
図１２は、本発明の第２実施形態にかかる設定開度の入力受付処理の流れを示すフローチャートである。制御装置１５０は入出力装置１６０の画面上に、ホッパゲート１１をどの程度開くか（設定開度）を、開度に対応する角度（設定角度）として入力するように促す表示をする（ステップＳ１２０１）。操作者は、この表示を受けて入出力装置１６０を操作し、０°（全閉）から９０°（全開）までの範囲内で、所定の角度を設定角度として入力する（ステップＳ１２０２、Ｓ１２０３）。制御装置１５０は、入力された設定角度をメモリ１５３に記憶する（ステップＳ１２０４）。
【００７９】
このように、メモリ１５３に記憶された設定開度は、図１０に示す駆動プログラムの処理においてステップＳ１００６の判定の際に使用される。なお、図１０に示すホッパゲートの駆動プログラムを開始する毎に設定開度を入力させるようにしてもよいし、当該駆動プログラムの初期設定の際に設定開度を入力させるようにしてもよい。
【００８０】
以上により、入出力装置１６０により設定開度も操作者において任意に設定や変更することができる機能を追加したため、被計量物の種類や量に応じてホッパゲート１１の最大開度を適切に調整することができる。
【００８１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、第１実施形態または第２実施形態に対して、第１パルスパターンデータを操作者が任意に設定や変更できる機能を追加したものである。なお、組合せ秤の全体構成および全体動作については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する（図１、図２）。また、ホッパゲート駆動機構の構成についても、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する（図３）。
【００８２】
図１３は、本発明の第３実施形態にかかる第１パルスパターンデータの入力受付処理の流れを示すフローチャートである。図４に示した第１パルスパターンデータを例に挙げて説明すると、制御装置１５０は、０番目の角度として０°を設定し（ステップＳ１３０１）、所定の変数ｉに１を設定する（ステップＳ１３０２）。次に、制御装置１５０は、入出力装置１６０の画面上に、ｉ番目の角度を入力するように促す表示をし、操作者はこの表示を受けて入出力装置１６０を操作し、０°から９０°までの範囲内における所定の角度を入力する（ステップＳ１３０３）。
【００８３】
なお、図４に示した第１パルスパターンデータの場合、ホッパゲート１１を閉状態から開状態に移行させるデータとなる必要がある。このため、ｉ番目の角度が（ｉ−１）番目の角度よりも小さい場合（ステップＳ１３０４：ＹＥＳ）、入出力装置１６０の画面上に、所定の警告を表示させるとともに、ｉ番目の角度の再入力を促す表示をする。ｉ番目の角度が（ｉ−１）番目の角度よりも大きい場合には（ステップＳ１３０４：ＮＯ）、制御装置１５０は、入出力装置１６０の画面上に、（ｉ−１）番目の角度からｉ番目の角度までの間における指令パルスのパルス周期を入力するように促す表示をし、操作者はこの表示を受けて入出力装置１６０を操作して、所定のパルス周期を入力する（ステップＳ１３０５）。この入力されたパルス周期は変数ｉと対応付けられてメモリ１５３に記憶される（ステップＳ１３０６）。そして、変数ｉに１を加えて上記の処理を繰り返す（ステップＳ１３０７：ＮＯ、Ｓ１３０８）。１番目から４番目までの全ての角度およびパルス周期がメモリ１５３に記憶されたことを受けて（ステップＳ１３０７：ＹＥＳ）、第１パルスパターンデータの設定を終了する。
【００８４】
このように、入出力装置１６０により第１パルスパターンデータを操作者が適宜に設定し変更することができる機能を追加したため、例えばホッパゲート１１の種類が変更されたような場合でも、ホッパゲート１１の開度（位置）に応じた適切なトルクが実現されるようにステッピングモータ１１１の制御を行い、より迅速にホッパゲート１１を所定の開度へと到達させることができる。
【００８５】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、第１乃至第３実施形態に対して、第２パルスパターンデータを操作者が任意に設定や変更できる機能を追加したものである。なお、組合せ秤の全体構成および全体動作については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する（図１、図２）。また、ホッパゲート駆動機構の構成についても、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する（図３）。
【００８６】
図１４は、本発明の第４実施形態にかかる第２パルスパターンデータの入力受付処理の流れを示すフローチャートである。図６に示した第２パルスパターンデータを例に挙げて説明すると、制御装置１５０は、入出力装置１６０の画面上に、ステップを表す所定の変数ｊの最大値を促す表示をし、操作者はこの表示を受けて入出力装置１６０を操作し、ステップ数６〜８の範囲内で所定の最大値を入力する（ステップＳ１４０１）。図６に示す場合、変数ｊの最大値は８である。つまり、操作者が、基準パターンにおける通常周期期間Ｔａに含まれるステップ数を７（＝８−１）に設定したことを意図している。
【００８７】
次に、制御装置１５０は、変数ｊに１を代入した上で（ステップＳ１４０２）、入出力装置１６０の画面上に、ｊ番目のステップに対応するパルス周期を入力するように促す表示をし、操作者はこの表示を受けて入出力装置１６０を操作し、１０ｍｓｅｃから２５ｍｓｅｃの範囲内で所定のパルス周期を入力する（ステップＳ１４０３）。
【００８８】
なお、１ステップ目から７ステップ目に至るまで徐々に加速させるために、変数ｊを大きくするに従ってパルス周期を小さくする必要がある。そこで、ｊステップ目のパルス周期が（ｊ−１）ステップ目のパルス周期よりも大きい場合には（ステップＳ１４０４：ＹＥＳ）、入出力装置１６０の画面上に、所定の警告を表示させるとともに、ｊステップ目のパルス周期の再入力を促す表示をする。ｊステップ目のパルス周期が（ｊ−１）ステップ目のパルス周期よりも大きい場合には（ステップＳ１４０４：ＮＯ）、入力されたパルス周期は変数ｊと対応付けられてメモリ１５３に記憶される（ステップＳ１４０５）。そして、変数ｊに１を加えて上記の処理を繰り返し、１ステップ目から７ステップ目までの全てのパルス周期をメモリ１５３に記憶させる（ステップＳ１４０６：ＮＯ、ステップＳ１４０７）。
【００８９】
次に、制御装置１５０は、変数ｊに８が代入されると、入出力装置１６０の画面上に、長周期期間Ｔｂを表す８ステップ目に対応するパルス周期を入力するように促す表示をし、操作者はこの表示を受けて入出力装置１６０を操作し、１００ｍｓｅｃから２５０ｍｓｅｃの範囲内で所定のパルス周期を入力する（ステップＳ１４０８）。入力されたパルス周期は変数ｊと対応付けられてメモリ１５３に記憶される（ステップＳ１４０９）。
【００９０】
このように、入出力装置１６０により第２パルスパターンデータを操作者が任意に設定や変更する機能を追加したので、組合せ秤１００の使用環境に応じて、ホッパゲート１１の騒音や振動を抑えることを優先する場合の第２パルスパターンデータ、もしくはホッパゲート１１の脱調からの復旧時間の短縮化を優先する場合の第２パルスパターンデータを任意に設定することができる。
【００９１】
（第５実施形態）
第５実施形態は、第１乃至第４実施形態に対して、第１パルスパターンに従ったパルスデータを自動設定できる機能を追加したものである。なお、組合せ秤の全体構成および全体動作については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する（図１、図２）。また、ホッパゲート駆動機構の構成についても、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する（図３参照）。
【００９２】
図１５は、本発明の第５実施形態の第１パルスパターンデータを自動設定する処理の流れを示すフローチャートである。
【００９３】
まず、制御装置１５０は、第１パルスパターンにおける角度毎のパルス周期をできる限り短く初期設定する（ステップＳ１５０１）。つまり、組合せ秤１００の運用を開始する前では、通常モード時におけるホッパゲート１１の開閉速度の高速化を図る。そして、図１０に示したホッパゲートの駆動プログラムを実行し、組合せ秤１００の運用を開始する。この運用中において、制御装置１５０は、所定の基準を上回るような脱調が検出されるか否かを判定している（ステップＳ１５０２）。ここで、所定の基準とは、所定時間内において発生した脱調の頻度とする。例えば、５分間の間に、１秒間以上継続した脱調を、３回以上検出した場合などである。
【００９４】
所定の基準を上回るような脱調が検出された場合（ステップＳ１５０２：ＹＥＳ）、制御装置１５０は、第１パルスパターンデータとして設定されるパルス周期を所定の割合だけ長くして（ステップＳ１５０３）、ステップＳ１５０２に戻る。なお、所定の割合とは、例えば初期設定したパルス周期の１０％程度とする。
【００９５】
上記のとおり、現状の第１パルスパターンに基づく組合せ秤１００の運用において脱調が頻繁に生じる場合には、通常モード時におけるホッパゲート１１の開閉速度を所定の割合だけ減速させることにより、脱調が抑えるとともに高速化が図られるように、第１パルスパターンデータを自動的に最適化できる。
【００９６】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
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、ステッピングモータに脱調が発生した場合であっても騒音や振動を抑えつつ確実に復旧させる組合せ秤、組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法として有用である。
【符号の説明】
【００９８】
１０  ホッパゲート駆動機構
１１  ホッパゲート
１００  組合せ秤
１０１  ボディ
１０２  分散フィーダ
１０４  リニアフィーダ
１０６  供給ホッパ
１０８  計量ホッパ
１０９  重量センサ
１１０  アクチュエータユニット
１１１  ステッピングモータ
１１２  リンク機構
１１３  開度検出器
１１５  モータドライバ
１２２  集合シュート
１２４  集合ホッパ
１３０  フレーム
１３１  ベース
１３２  ユニット取付口
１３３  ホッパ取付フック
１５０  制御装置
１５１  ＣＰＵ
１５２  タイマ
１５３  メモリ
１６０  入出力装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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