(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組合せ演算に参加する複数の計量ホッパと、各計量ホッパに対応してその上流側に設けられ、駆動信号に応じて物品載置部を振動させることでその物品載置部上の物品を下流へと搬送する振動フィーダとを備える組合せ秤において、
前記振動フィーダの振動周期を検出する振動周期検出手段と、
前記振動フィーダへ与える駆動信号の印加停止後において前記振動フィーダに残留する振動周期を前記振動周期検出手段の出力を測定することによって前記振動フィーダの現在の固有振動周期を決定する固有振動周期測定手段と、
予め前記振動フィーダにおける物品載置部を含むフィーダ振動系の等価質量および等価バネ定数をそれぞれ算出する振動特性算出手段と、
前記固有振動周期測定手段によって測定される前記振動フィーダの駆動信号停止中の固有振動周期と、前記振動特性算出手段によって算出されるフィーダ振動系の等価質量および等価バネ定数とに基づいて、前記振動フィーダにおける物品載置部上の次に供給される予定の物品重量を算出する物品重量算出手段と、
前記固有振動周期測定手段によって測定される前記振動フィーダの駆動信号停止中の固有振動周期に基づいて前記振動フィーダに与える次回の物品供給における駆動信号の周波数を定める駆動信号周波数決定手段と、
前記駆動信号周波数決定手段によって定められる周波数の駆動信号で前記振動フィーダを駆動させ、前記物品重量算出手段によって算出される物品重量に基づいて、前記振動フィーダから供給される物品の供給重量が目標供給重量に一致するように前記振動フィーダの供給動作を制御するフィーダ主制御手段と、
を備えることを特徴とする組合せ秤。
【請求項２】
前記物品載置部上の物品重量と前記駆動信号の印加電圧パルス数とに基づいて、または、前記物品載置部上の物品重量と前記振動フィーダの作動時間とに基づいて、または、前記物品載置部上の物品重量と前記駆動信号の印加電圧パルス幅を表す時間値とに基づいて、供給重量の予測値を算出する予測供給重量算出手段が設けられる請求項１に記載の組合せ秤。
【請求項３】
前記フィーダ主制御手段は、前記予測供給重量算出手段によって算出される予測供給重量が目標供給重量に一致するように、供給重量のフィードフォワード制御を実行する請求項２に記載の組合せ秤。
【請求項４】
前記フィーダ主制御手段は、前記予測供給重量算出手段によって算出される予測供給重量が実際に供給された供給重量に一致するように、供給重量のフィードバック制御を実行する請求項２に記載の組合せ秤。
【請求項５】
前記フィーダ主制御手段は、前記予測供給重量算出手段によって算出される予測供給重量を目標供給重量に一致させる供給重量のフィードフォワード制御と、前記予測供給重量算出手段によって算出される予測供給重量を実際に供給された供給重量に一致させる供給重量のフィードバック制御とを同時に実行する請求項２に記載の組合せ秤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電磁石による吸引力とバネの復元力とを利用して物品載置部を振動させ、この物品載置部上の物品を所定量ずつその下流側に設けられる供給ホッパへ供給する振動フィーダを用いた組合せ秤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、組合せ演算を実施する組合せ秤として、円錐状の分散フィーダと、この分散フィーダの円周に沿って配設される複数台の直進式振動フィーダ（以下、「直進フィーダ」と称する。）とを備えてなるものがある。
各直進フィーダの下流側には、供給ホッパおよび計量ホッパがそれぞれ順に配設され、計量ホッパの下方に集合シュートが配設されている。
【０００３】
例えば、外部の供給装置から分散フィーダの中央部に物品が供給され、分散フィーダは振動によって物品を周辺部方向に送り出すことによって直進フィーダへ物品を搬送する。
各々の直進フィーダは物品載置部であるトラフを振動させることにより物品を搬送して供給ホッパへ物品を供給する。
【０００４】
供給ホッパでは一時的に物品が保持され、その後、供給ホッパの下方に配設された計量ホッパに物品が供給され、この計量ホッパにて物品が計量されて計量値が得られる。そして、この計量値に基づいて組合せ演算を行うことにより、計量値の合計が目標組合せ重量と一致する最も近い計量ホッパの組合せを求め、この組合せに選択されている計量ホッパから物品が排出される。この計量ホッパから排出された物品は、集合シュート上を滑落して一体に集合され、一つの商品として例えば包装機に投入される。
【０００５】
供給ホッパは、計量ホッパへ供給すべき組合せが成立しやすい適正量の物品をすぐに用意するために設置され、その設置目的は組合せ処理能力を高めることにある。
もし適正量の物品を直進フィーダから計量ホッパへ直接供給するとすれば適正量を供給する時間を長く要する。しかも、供給物品の安定計量値を求めるための安定待ち時間が長くかかる。
供給ホッパでは計量しない代わりに適正な重量の物品を供給するため、物品を蓄積する時間に長い時間を見込み、計量ホッパでは供給ホッパから物品を受けとる時間を殆ど要しないが安定待ちに長い時間を見込むことによって双方のホッパの時間配分のバランスを取っている。
【０００６】
ところで、組合せ商品の歩留りを改善することは極めて重要な課題である。組合せ品の歩留り改善のためには、組合せ選択の対象になる組合せ数を多くする必要があり、そのためには、計量ホッパに供給された個別物品重量を個別物品の目標重量付近に揃える必要がある。
【０００７】
直進フィーダによる供給において、直進フィーダを所定時間、所定振幅という一定条件で駆動すると、トラフ上の物品の量の大小によって供給される物品重量が大きい影響を受ける。
組合せ秤では、組合せ精度の向上（組合せ品の歩留り改善）のためには、直進フィーダから供給ホッパへ供給される物品の重量をより精確に制御する必要がある。
【０００８】
従来、フィーダによって搬送された物品の重量でなく、直接トラフ上の物品重量を、トラフを弾性支持する板バネに装着した歪みセンサによって測定する提案がある（例えば、特許文献１参照。）。
また、フィーダ駆動用電磁石の鉄心とアーマチュアとの間の間隙がトラフ上の物品重量に応じて変化することに着目し、間隙寸法の変化を自己インダクタンスの変化として測定して、トラフ上の物品重量を求める提案もある（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−９７７５２号公報
【特許文献２】特開２０１０−８３６１５号公報
【００１０】
特許文献１，２に係るフィーダを備えた組合せ秤では、以下のような問題点がある。
【００１１】
すなわち、特許文献１に係るフィーダにおいて、板バネはトラフの加振用としての構成であって、板バネには負荷荷重による歪み応力の集中部が設けられていないので、負荷荷重の大きさによって歪み応力の集中部が変動し、しかも曲げモーメントに応じた撓みであるからトラフ上の負荷荷重に対する出力の直線性を得ることが難しく精確にトラフ上の物品重量を検出することができない。
また、板バネにはたいてい樹脂製が用いられるが、樹脂は多孔質であるから吸湿によって膨潤し、直流レベルの出力がドリフトすることによって安定しないし、厚みの変動によるスパン変動によって歪みセンサに基づく重量や振幅検出値が変動する。
【００１２】
一方、特許文献２に係るフィーダにおいても、フィーダ駆動用電磁石の鉄心とアーマチュアとの間の間隙変位量は基本的に板バネの曲げモーメントによる撓み量によって決まるので、特許文献１のものと同様に精確にトラフ上の物品重量を検出することができない。
【００１３】
さらに、上記各特許文献に係るフィーダにおいて、トラフ上に物品を積載した状態でトラフの振幅量を検出しようとしても、トラフ上で物品が上下移動するので衝撃的な浮き上がりによって不規則な値の負荷が過大・過小にかかる状態が振動に応じて繰り返し作用し、精確に振幅を測定することができない。
また、質量、バネから成る振動系は駆動信号の周波数と固有振動の比率で駆動信号振幅の大きさに対するフィーダ振幅の大きさの関係が決まるが、例えば稼働運転時に振動フィーダの出力振幅を測定して最適な駆動振動の周期や振動数を決めようとしても出力振幅が精確に求まらなければ最適な駆動信号周期を精確に決めることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、稼働運転時において振動フィーダ上に載置された物品の重量に応じて振動フィーダの固有振動周期または周波数を精確に求め、求めた固有振動周期または周波数によって振動フィーダにおける物品載置部上の物品重量を精確に求めることができ、この物品重量に基づく駆動信号の制御によって組合せ品の歩留まりを改善することができる組合せ秤を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明による組合せ秤は、
組合せ演算に参加する複数の計量ホッパと、各計量ホッパに対応してその上流側に設けられ、駆動信号に応じて物品載置部を振動させることでその物品載置部上の物品を下流へと搬送する振動フィーダとを備える組合せ秤において、
前記振動フィーダの振動周期を検出する振動周期検出手段と、
前記振動フィーダへ与える駆動信号の印加停止後において前記振動フィーダに残留する振動周期を前記振動周期検出手段の出力を測定することによって前記振動フィーダの現在の固有振動周期を決定する固有振動周期測定手段と、
予め前記振動フィーダにおける物品載置部を含むフィーダ振動系の等価質量および等価バネ定数をそれぞれ算出する振動特性算出手段と、
前記固有振動周期測定手段によって測定される前記振動フィーダの駆動信号停止中の固有振動周期と、前記振動特性算出手段によって算出されるフィーダ振動系の等価質量および等価バネ定数とに基づいて、前記振動フィーダにおける物品載置部上の次に供給される予定の物品重量を算出する物品重量算出手段と、
前記固有振動周期測定手段によって測定される前記振動フィーダの駆動信号停止中の固有振動周期に基づいて前記振動フィーダに与える次回の物品供給における駆動信号の周波数を定める駆動信号周波数決定手段と、
前記駆動信号周波数決定手段によって定められる周波数の駆動信号で前記振動フィーダを駆動させ、前記物品重量算出手段によって算出される物品重量に基づいて、前記振動フィーダから供給される物品の供給重量が目標供給重量に一致するように前記振動フィーダの供給動作を制御するフィーダ主制御手段と、
を備えることを特徴とするものである（第１発明）。
なお、周波数は、振動周期の逆数で表されるから、固有振動周期測定手段による振動フィーダの固有振動周期の測定に代えて、振動フィーダの固有周波数（固有振動数）を測定するようにしてもよい。
【００１８】
本発明において、前記物品載置部上の物品重量と前記駆動信号の印加電圧パルス数とに基づいて、または、前記物品載置部上の物品重量と前記振動フィーダの作動時間とに基づいて、または、前記物品載置部上の物品重量と前記駆動信号の印加電圧パルス幅を表す時間値とに基づいて、供給重量の予測値を算出する予測供給重量算出手段が設けられるのが好ましい（第２発明）。
【００１９】
本発明において、前記フィーダ主制御手段は、前記予測供給重量算出手段によって算出される予測供給重量が目標供給重量に一致するように、供給重量のフィードフォワード制御を実行するものとすることができる（第３発明）。
【００２０】
本発明において、前記フィーダ主制御手段は、前記予測供給重量算出手段によって算出される予測供給重量が実際に供給された供給重量に一致するように、供給重量のフィードバック制御を実行するものとすることができる（第４発明）。
【００２１】
本発明において、前記フィーダ主制御手段は、前記予測供給重量算出手段によって算出される予測供給重量を目標供給重量に一致させる供給重量のフィードフォワード制御と、前記予測供給重量算出手段によって算出される予測供給重量を実際に供給された供給重量に一致させる供給重量のフィードバック制御とを同時に実行するものとすることができる（第５発明）。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、振動フィーダへ与える駆動信号を印加停止させながらもまだ振動フィーダに残留する自由振動（＝次の供給時の固有振動を表す。）の振動周期（周波数、振動数）を測定することによって次の供給時の振動フィーダの固有振動周期（固有周波数、固有振動数）が求められる。これにより、稼働運転時において振動フィーダ上に載置された次に供給される予定の物品の重量に応じて振動フィーダの固有振動周期を精確に求めことができる。そして、求めた固有振動周期によって振動フィーダにおける物品載置部上の次に供給される予定の物品重量をより精確に求めることができ、この物品重量に基づく駆動信号の制御によって振動フィーダから供給される物品の供給重量を目標供給重量に精確に一致させることができるので、組合せ品の歩留まりを改善することができる。
【００２４】
第２発明の構成を採用することにより、振動フィーダによる供給重量のフィードフォワード制御やフィードバック制御の際の制御量を適切に決定することができる。
第３発明の構成を採用することにより、振動フィーダの供給動作の制御を乱すような外的要因が発生した場合でも、前もってその影響を抑えることができる。
第４発明の構成を採用することにより、振動フィーダの供給動作の制御を乱すような外的要因が発生した場合でも、その影響が供給重量の変化として現れれば、直ちにフィードバックされて供給動作を適切に修正することができる。
第５発明の構成を採用することにより、振動フィーダによる供給動作の制御の乱れをより確実に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る組合せ秤の概略システム構成図
【図２】本実施形態の組合せ秤に装備される直進式振動フィーダの全体斜視図（ａ）およびその側面図（ｂ）
【図３】直進式振動フィーダの制御系統の構成を説明するブロック図
【図４】直進式振動フィーダに印加する駆動電圧波形とそのときのトラフの振動変位とを表す図
【図５】駆動パルスＰｓの印加期間中における駆動パルスＰｓと、その期間中における電磁石のコイルに流れる電流（励磁電流）Ｉと、トラフの振動変位Ａｗとの関係を表す図
【図６】直進式振動フィーダに印加する駆動停止電圧波形とそのときのトラフの振動変位とを表す図
【図７】周期検出法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明による組合せ秤の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１には、本発明の一実施形態に係る組合せ秤の概略システム構成図が示されている。
【００２８】
＜組合せ秤の構成の説明＞
図１に示されるように、本実施形態の組合せ秤１においては、装置中央に配設されたセンター基体２の上部に、外部の供給装置３から供給される物品を振動によって放射状に分散させる円錐形の分散フィーダ４が設けられている。
分散フィーダ４は、物品が載せられる円錐形の分散テーブル４ａと、分散テーブル４ａを振動させる振動装置４ｂとを備え、供給装置３からその中央部に供給される物品を振動によってその周縁部方向へ送り出す。
【００２９】
分散フィーダ４の周囲には、複数の直進式振動フィーダ５（以下、「直進フィーダ５」と称する。）が放射状に設けられ、各直進フィーダ５は、分散フィーダ４から送られてきた物品を振動によって搬送し、各供給ホッパ６へと送り込む。
組合せ秤１には、直進フィーダ５と、この直進フィーダ５から順に下流側に配置される供給ホッパ６および計量ホッパ７と、計量ホッパ７に付設される重量センサ８とを一組とする計量ユニットが複数組設けられている。
【００３０】
供給ホッパ６は、直進フィーダ５から送り込まれた物品を受け取り、その下方に配設された計量ホッパ７が空になると排出ゲート６ｇを開いて計量ホッパ７へ物品を投入する。
【００３１】
計量ホッパ７内に投入された物品の重量は、重量センサ８によって測定される。この測定値は、制御装置９へ出力される。円状に配列された計量ホッパ７の下方には、略逆円錐台形状の集合シュート１０が配設され、集合シュート１０の下方にはファネル状の排出シュート１１が設けられている。
【００３２】
複数の計量ホッパ７のうち、制御装置９によって組合せ選択された計量ホッパ７においては、その排出ゲート７ｇを開いて物品を排出するようにされており、そのとき排出された物品は集合シュート１０上を滑り落ち、排出シュート１１を介して、たとえば図示されない包装機へと投入される。
【００３３】
また、分散フィーダ４の上方には、分散フィーダ４上の物品の量を検出するためのレベル検出器１２が設けられている。このレベル検出器１２として例えば超音波センサが用いられ、分散フィーダ４上の物品の層厚が検出され、その検出信号は制御装置９へ出力される。
制御装置９は、分散フィーダ４上の物品の層厚に基づいて分散フィーダ４上の物品の量が常に一定に保たれるように、供給装置３を制御する。
【００３４】
制御装置９は、例えば、演算制御部９ａおよび記憶部９ｂを有するマイクロコンピュータなどによって構成される。
記憶部９ｂには、制御プログラムや各種設定値などが記憶されている。
演算制御部９ａは、制御プログラムや各種設定値に基づいて、組合せ動作の制御や組合せ演算などを実行する。
制御装置９に付設される操作表示器１３は、例えばタッチスクリーン画面を備え、組合せ秤の操作および動作パラメータの設定などを行う入力手段も備わっている。
【００３５】
次に、本実施形態の組合せ秤に装備される直進フィーダの構成について、図２を用いてより具体的に説明する。
【００３６】
直進フィーダ５は、物品を載せて搬送するための物品載置部としてのトラフ５ａと、トラフ５ａを振動させる振動装置５ｂとを備えている。物品は分散フィーダ４（図１参照）の周縁部からトラフ５ａの後部に供給され、トラフ５ａを振動させることによって物品を前部に搬送し、トラフ５ａの前部先端より供給ホッパ６へ排出する。
【００３７】
振動装置５ｂは、固定フレーム２１を備え、この固定フレーム２１に、例えばカーボン樹脂製の板バネからなる弾性部材２３ａ，２３ｂを介して可動板２２が揺動可能に取り付けられている。
弾性部材２３ａ，２３ｂは、その上端部側が後方側に傾斜するように固定フレーム２１と可動板２２との間に取り付けられている。
固定フレーム２１には、電磁石２４が水平面に対して所定の角度を有するように固定され、可動板２２には、電磁石２４と所定間隔を有して対向するように、被吸着部材（アーマチュア）２５が取り付けられている。
固定フレーム２１は、防振バネ２６を介してセンター基体２（図１参照）に取り付けられている。
【００３８】
振動装置５ｂの可動板２２の上面には、取付け部２７が固着され、トラフ５ａは、その下面に設けられた取付金具２８によって、取付け部２７に着脱自在に取り付けられている。
【００３９】
直進フィーダ５の振動機構においては、電磁石２４に電圧が印加されると、可動板２２に固定された被吸着部材２５が電磁石２４に吸引される。このとき、可動板２２は、可動板２２と固定フレーム２１とを連結している弾性部材２３ａ，２３ｂが弾性変形することによって、電磁石２４側、すなわち後方斜め下方向へ移動する。
次に、電磁石２４に対する電圧の印加が停止されると、電磁石２４に生じる吸引力が解除され、弾性部材２３ａ，２３ｂの弾性反発力によって可動板２２が前方斜め上方向に移動する。トラフ５ａは可動板２２とともに移動するので、上記動作を繰り返すことによって、トラフ５ａが振動し、トラフ５ａ上の物品が前方へ搬送される。
なお、この振動機構を構成する部材の材質や構造、構成は本事例に限定されるものではない。
【００４０】
本実施形態では、弾性部材２３ａ，２３ｂの何れか一方（本事例では弾性部材２３ａ）に振動周期検出手段２９が設けられている。
この振動周期検出手段２９は、例えば、弾性部材２３ａに、弾性部の歪みを検出するために貼付されたピエゾフィルムなどの圧電素子により構成されている。
振動周期検出手段２９は、弾性部材２３ａの弾性変形に応じて歪むことにより、当該歪みに応じた出力を制御装置９（図１参照）へ出力する。
【００４１】
この歪み検出用センサはストレインゲージであっても良い。
また、歪み検出は直進フィーダ５の振動周期の検出用であるから所定の周期をもって揺動する可動板２２上に、揺動方向の加速度を検出するように加速度センサを貼付し、揺動振動の加速度に応じた信号を制御装置９（図１参照）へ出力するようにしてもよい。
また、弾性部材２３ａ，２３ｂや可動板２２が設置される基台３０との間の変位の周期を測定するように変位センサを設けるようにしても良い。
【００４２】
次に、直進フィーダに関する制御系統の構成について、図３を用いて説明する。
なお、図３に示される制御系統の構成は、組合せ秤１に備えられる個々の直進フィーダ５について同様である。
【００４３】
すなわち、複数の直進フィーダ５のそれぞれに対応して直進フィーダ制御手段４０が設けられている。これら複数の直進フィーダ制御手段４０は、本実施形態では制御装置９の機能によって実現されるが、制御装置９とは別に設けられてもよい。
【００４４】
図３に示される秤制御手段３９は、制御装置９において、複数の直進フィーダ制御手段４０以外の機能を実現する手段である。
すなわち、制御装置９は、秤制御手段３９と複数の直進フィーダ制御手段４０とを有している。
【００４５】
直進フィーダ制御手段４０は、フィーダ主制御手段４１と、振動周期算出手段４２と、物品重量算出手段４３と、駆動信号周波数決定手段４４と、振動特性算出手段４５と、予測供給重量算出手段４６とを有している。
【００４６】
＜フィーダ主制御手段の説明＞
フィーダ主制御手段４１は、振動フィーダの供給動作を制御するための電圧印加制御手段としての機能を有し、駆動期間内において、電磁石２４のコイルに、後述する図４に示す初期吸引パルスＰｏおよび駆動電圧パルスＰｓ（Ｐｓ１，Ｐｓ２，・・・）などの矩形波電圧を印加するように構成されている。また、フィーダ主制御手段４１は、トラフ５ａの振幅が目標振幅になるように駆動パルスＰｓのパルス幅（Ｔ１〜Ｔ４）を制御する。
【００４７】
＜固有振動周期測定手段の説明＞
振動周期算出手段４２は、振動周期検出手段２９からの検出信号に基づいて直進フィーダ５の振動周期を算出する機能を有している。なお、振動周期検出手段２９と振動周期算出手段４２とを含む構成が本発明の「固有振動周期測定手段」に相当する。
【００４８】
＜物品重量算出手段の説明＞
物品重量算出手段４３は、トラフ５ａの固有振動周期または周波数と、フィーダ振動系の等価質量および等価バネ定数とに基づいて、トラフ５ａ上の物品重量を算出する機能を有している。
【００４９】
＜駆動信号周波数決定手段の説明＞
駆動信号周波数決定手段４４は、物品載置部の固有振動周期または周波数に基づいて直進フィーダ５に与える次回の物品供給における駆動信号の周波数を定める機能を有している。
【００５０】
＜振動特性算出手段の説明＞
振動特性算出手段４５は、直進フィーダ５における物品載置部を含むフィーダ振動系の等価質量および等価バネ定数をそれぞれ算出する機能を有している。
【００５１】
＜予測供給重量算出手段の説明＞
予測供給重量算出手段４６は、直進フィーダ５による物品の供給重量の予測値を算出する機能を有している。
【００５２】
＜直進フィーダの駆動信号と設定法の説明＞
本実施形態では、組合せ秤１の稼働運転時の駆動信号停止期間中に、トラフ５ａ上の物品重量によって決まる振動機構、すなわち直進フィーダ５の固有振動周期の値に応じた駆動信号の周期になるように駆動パルスの周期Ｔｖの変更を行うように構成されている。
【００５３】
図４には、直進フィーダに印加する駆動電圧波形とそのときのトラフの振動変位とを表す図が示されている。
【００５４】
本実施形態では、駆動開始時に、電圧Ｖａ、パルス幅Ｔｐの初期吸引パルスＰｏを印加し、その後、時間Ｔｓ経過後から駆動終了までの間に、電圧Ｖａの駆動パルスＰｓ（Ｐｓ１，Ｐｓ２，・・・）を周期Ｔｖ（駆動周波数ｆｖ＝１／Ｔｖ）で印加するようにしている。
【００５５】
ここで、電磁石２４に初期吸引パルスＰｏを印加することにより、トラフ５ａが目標振幅Ａｔに対応する振動変位となるように印加時間Ｔｐが設定されている。
すなわち、パルス幅Ｔｐの初期吸引パルスＰｏを印加することにより、トラフ５ａの位置が目標振幅Ａｔに対応する位置になり、非常に優れた立ち上がり特性が得られる。
目標振幅Ａｔに対応する位置とは、トラフ５ａが目標振幅Ａｔで振動する場合の振動の下端位置に相当する。
なお、目標振幅Ａｔは、トラフ５ａの振動振幅の標準値であり、搬送物品の種類、搬送量等を勘案して設定される。
【００５６】
ここで、電圧Ｖａは予め駆動電圧として定められた所定電圧であり、例えば電磁石２４の定格電圧としてもよい。また、初期パルスＰｏ、時間Ｔｏ，Ｔｓ、駆動パルスＰｓの周波数ｆｖおよび周期Ｔｖ、駆動パルスＰｓの標準パルス幅Ｔａは、実験結果などから次のようにして決められている。
【００５７】
＜初期パルスＰｏの時間幅Ｔｐの決定の説明＞
トラフ５ａの上には稼働時に載置されていると予想される平均的な重量および重量分布に相当するサンプル物品（固体）を載せ、振幅検出値がばらつかないようにするため、トラフ５ａの振動時に上下移動しないようにトラフ５ａ上に固定した状態で測定することが好ましい。なお、無負荷の状態でテストを行っても良い。
【００５８】
所定点数の電圧印加時間（電圧Ｖａを印加する時間）Ｔｐｘのそれぞれについて、電磁石２４に電圧Ｖａを印加する実験を行ない、トラフ５ａの振幅Ａｔｘを例えばレーザ変位計を用いて測定する。ここでは電圧印加によりトラフ５ａが振動したときのトラフ５ａの位置が最も高い位置と最も低い位置との差をトラフ５ａの振幅とする。この測定結果に基づいて電圧印加時間Ｔｐｘと振幅Ａｔｘの関係式Ａｔｘ＝ｆ（Ｔｐｘ）を求め、この関係式を用いて振幅標準値Ａｔのときの電圧印加時間Ｔｐを決定する。
【００５９】
＜駆動パルスＰｓの周波数ｆｖおよび周期Ｔの決定の説明＞
駆動パルスＰｓの周波数ｆｖは、トラフ５ａの固有振動周期ｆｃを求め、ｆｖ＝ｋ・ｆｃとする。
ここで、ｋは予め１か１に近い値を設定しておく。つまり、駆動パルスＰｓの周波数ｆｖは、トラフ５ａの固有振動数に等しいかその近傍の値に定める。
【００６０】
それには、例えば電磁石２４に電圧Ｖａを上記で決めた印加電圧時間Ｔｐの間のみ印加して、トラフ５ａに自由振動を起こし、後に述べる方法（稼働運転中にも使用する方法）で振動周期検出手段２９の出力によってトラフ５ａの固有振動周期ｆｃを求め、このｆｃの値から周波数ｆｖを決め、周期Ｔｖも決める。
なお、レーザ変位計の出力によって振動変位の時間変化を測定しＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析によって求めても良い。
【００６１】
また、上記測定時に電圧Ｖａの印加終了時点からトラフ５ａの振動変位が２回目に０になる時点までの時間を測定し、その時間をＴｏとする。
【００６２】
＜駆動パルスＰｓの標準パルス幅Ｔａの決定の説明＞
例えば、所定点数のパルス幅Ｔａｘのそれぞれについて、その時々のトラフ５ａ上の物品重量に応じた固有振動周期ｆｃを前もって測定して周期Ｔｖを定めながら、この周期Ｔｖの駆動周期で振動を与えたときのトラフ５ａの振幅Ａｔｘをレーザ変位計で測定してパルス幅Ｔａｘを変化させることによってＴａｘと振動振幅Ａｔｘの関係式Ａｔｘ＝ｆ（Ｔａｘ）を求め、その関係式を用いて標準振幅Ａｔに対応するパルス幅Ｔａを求め、この値を駆動パルスＰｓの標準パルス幅とする。
【００６３】
なお、レーザ変位計を使用しない方法として、トラフ５ａ上に稼働運転時における平均的な物品重量に相当する重量の物品を固定載置し、自由振動を起こし、後述する方法やＦＦＴ解析によって固有振動周期を求めた上で、予め設定した所定の係数ｋによって駆動信号の周波数、周期を決定し、決定した周期の駆動信号でもって強制駆動することによって歪みセンサ、変位センサ、加速度センサから得られる振動信号出力から振幅Ａｔｘを求めパルス幅Ｔａを決定しても良い。
【００６４】
なお、振動周期検出手段２９として加速度センサが使用されているとすれば、加速度検出信号から変位振幅を求めるには、振動周期がωｖであった場合、変位振動と加速度振動の間の関係がＡ・ｓｉｎ（ωｖ・ｔ）と−Ａ・ωｖ２・ｓｉｎ（ωｖ・ｔ）であるため、駆動信号周波数ωｖ（＝２π・ｆｖ）を使用し、測定した加速度振幅に１／ωｖ２をかけて出力振幅の大きさを評価する。
【００６５】
＜時間Ｔｓの決定の説明＞
初期吸引パルスＰｏの電圧印加終了時点から最初の駆動パルスＰｓ１の印加開始時点までの時間Ｔｓは、先に求めた時間Ｔｏから標準パルス幅Ｔａを差し引いた値をもってＴｓと決める。
【００６６】
以上のように決定した各時間でもって図４に示されるように電圧を印加する。
【００６７】
なお、本実施形態では、駆動開始時に、１つの初期吸引パルスＰｏを印加することにより、トラフ５ａを標準振幅Ａｔに対応する位置に変位させるようにしたが、トラフ５ａが振動動作の開始前の位置（すなわち、振動変位が０である静止位置）から、この振動動作の開始前の位置に戻ることなく標準振幅Ａｔに対応する位置へ変位するように電磁石２４に電圧を印加するようにすればよい。例えば図４においての一点鎖線で示されるように、１つの初期吸引パルスに代えて、２つの初期吸引のパルスＰｏ１，Ｐｏ２を印加するようにしてもよい。
【００６８】
また、本実施形態では、図４に示されるように、駆動パルスＰｓの立ち下がり時点（印加終了時点）が、振動変位０（静止時における位置）になる時点と一致するようにしている。このことは、駆動パルスＰｓのパルス幅が変更されても同様であり、駆動パルスＰｓはその立ち下がり時点が一定間隔（周期Ｔｖ）となるように印加される。これについて図５を参照しながら以下に説明する。
【００６９】
図５に示されるように、駆動パルスＰｓは、電磁石２４の吸引力が最も効率よく振幅に反映されるタイミングとなるように印加されることが望ましい。すなわち、振動変位Ａｗが最大値ＡＨから最小値ＡＬになるまでの間に電磁石２４の吸引力が生じるように駆動パルスＰｓを印加することが消費電力を小さくする上で望ましい。
さらには、電磁石２４の最大吸引力が、振動変位Ａｗが０から最小値ＡＬになるまでに生じるように駆動パルスＰｓを印加することが望ましい。
【００７０】
電磁石２４の吸引力Ｆは、電流Ｉの２乗に比例し、電流Ｉが大きいほど大きくなる。図５に示されるように、電流Ｉは、駆動パルスＰｓの立ち上がり時点から流れ初め、駆動パルスＰｓの立ち下がり時点から所定時間後に最大となる。
本実施形態では、駆動パルスＰｓの立ち下がり時点を振動変位Ａｗが０になる時点と一致するようにしている。
すなわち、ここでは駆動パルスＰｓをトラフ５ａが振動の上端位置（振動変位Ａｗが最大値ＡＨ）から静止位置を通過するとき、駆動パルスＰｓが立ち下がり時点（印加終了時点）となるように駆動パルスＰｓを印加するようにしている。
このようにすれば、電磁石２４の吸引力が、振動変位Ａｗが最大値ＡＨから最小値ＡＬになるまでに生じるようにすることができる。
【００７１】
駆動パルスＰｓの出力数を検出するためのカウンタＣｔを設ける。なお、図４に示される周期的に繰り返す駆動パルスＰｓの中間付近にＰｓと同じ時間幅の停止パルスをトラフ５ａの振幅方向に逆位相に力が作用するように加えることによって、図６に示されるように、直進フィーダ５の振動を停止させる。駆動パルスＰｓの代わりに駆動時間を用いるものとして、図６において０から停止パルスの印加までの時間をカウンタＣｔでカウントさせてもよい。
【００７２】
上記のように各々のパラメータを設定した上で、直進フィーダ５に自由振動を起こすための電圧Ｖａｉを設定する。
初めにトラフ５ａ上には物品を載置せずに電磁石２４に電圧Ｖａｉを上記で決めた印加電圧時間Ｔｐの間のみ印加して、直進フィーダ５に自由振動を起こし、振動周期検出手段２９の出力によって、直進フィーダ５の固有振動数Ｔｏを求める。
この操作は調整時のみ、トラフ５ａに物品載置が無い場合の固有周期を求める際にのみ必要である。
【００７３】
＜トラフ上の物品重量、駆動信号パルス数、駆動信号パルス幅と供給される物品重量との関係を定める手法の説明＞
次に、実際に稼働運転時に使用する物品の平均的な量をトラフ５ａに載置する。
電磁石２４に電圧Ｖａｉを上記で決めた印加電圧時間Ｔｐのみ印加して、直進フィーダ５に自由振動を起こす。
この操作もトラフ５ａ上に最初に物品を載置したときのみ必要であって、調整時であっても稼働運転時であっても、駆動動作を断続的に継続していけば直進フィーダ５の駆動終了後（駆動パルスＰｓの停止後）には直進フィーダ５に自由振動が残るので、次に搬送供給される物品がトラフ５ａ上に存在した状態の自由振動（固有振動周期）を、電圧Ｖａｉを供給することなく測定することができる。
このようにして、トラフ５ａ上に物品が載置された状態の固有周期Ｔｃ（固有振動周期ｆｃ）を測定し、無負荷時の固有周期Ｔｏ値とでもって後に述べる方法でトラフ５ａ上の物品質量Ｗｃｘを求める。
【００７４】
上記で求めた固有振動周期ｆｃに応じて駆動周波数ｆｖ（駆動周期Ｔｖ）を、ｆｖ＝ｋ・ｆｃに設定して周波数ｆｖ（周期Ｔｖ）の駆動信号を与える。
常にｆｖ／ｆｃ＝ｋ＝一定の関係になるように駆動信号の周期Ｔｖを定めるので、駆動信号の振幅に対する直進フィーダ５の振幅の比率（振幅伝達率）が一定になり、駆動パルス幅Ｔａが一定であれば直進フィーダ５上の物品重量が変化しても直進フィーダ５の出力振幅Ａｔは一定になる。つまりＡｔ∝Ｔａの関係になるように駆動信号周波数を決定する。
【００７５】
物品の種類毎に、直進フィーダ５から供給ホッパ６へ供給される物品重量Ｗｘはトラフ５ａ上の物品重量Ｗｃｘに略比例し駆動信号パルス数Ｎｘにも略比例するので、直進フィーダ５の振幅Ａｔ、すなわちパルス時間Ｔａが一定の下で、ＷｃｘとＮｘが標準の値を中心にある程度の大きさの範囲にあれば供給重量値Ｗｘは、下記（１）式の如く、
Ｗｘ＝ｆ（Ｗｃｘ，Ｎｘ）      ・・・（１）
トラフ５ａ上の物品重量値Ｗｃｘと駆動信号パルス数Ｎｘの関数として表されるものと予測することができる。
【００７６】
また、駆動信号Ｐｓのパルス数として常に一定値Ｎ個を与えるとすると、物品の種類毎にトラフ５ａから供給ホッパ６へ供給される物品重量Ｗｙは、トラフ５ａの出力振幅Ａｔｙ、すなわちパルス幅Ｔａｙに略比例し、トラフ５ａ上の物品重量Ｗｃｙにも略比例するので、やはり駆動信号周波数ｆｖと現在の固有振動周期ｆｃとの関係をｆｖ／ｆｃ＝ｋ＝一定の関係になるようにする条件の下で、ＷｃｙとＴａｙが標準の値を中心にある程度の大きさの範囲にあれば供給重量Ｗｙは、下記（２）式の如く、
Ｗｙ＝ｆ（Ｗｃｙ，Ｔａｙ）      ・・・（２）
トラフ５ａ上の物品重量値Ｗｃｙと駆動信号パルス幅Ｔａｙの関数として表されるものと予測することができる。
【００７７】
予測関数として、上記（１）式に対して係数ｋ１１，ｋ２１，ｋ３１をもって、
Ｗｘ＝ｋ１１・Ｗｃｘ＋ｋ２１・Ｎｘ＋ｋ３１        ・・・（３）
上記（２）式に対して、
Ｗｙ＝ｋ１２・Ｗｃｙ＋ｋ２２・Ｔａｙ＋ｋ３２      ・・・（４）
とおいて各係数を実験値によって定める。
【００７８】
例えば上記（３）式の係数を決めるには、駆動信号のパルス幅Ｔａ＝一定とし、直進フィーダ５から供給ホッパ６へ供給する目標供給重量＝Ｗｑとして、上記の方法で駆動信号のパラメータを設定し、トラフ５ａ上に平均的な量や多いめ、少なめの量の所定物品を載置し、また駆動信号パルス数Ｎを標準的な値を中心に種々の値に設定して、供給テストの都度、固有振動周期ｆｃ、固有周期Ｔｃを測定して後に述べる方法にて物品重量Ｗｃｘを算出すると共に駆動信号の周波数ｆｖ、周期Ｔｖを算出設定して直進フィーダ５を駆動し、供給ホッパ６へ実際に供給された重量Ｗｘを測定する。
算出したＷｃｘは実験時に操作表示器１３に表示させるようにすることが好ましい。
【００７９】
駆動信号パルス数Ｎを少しずつ大小に設定変更しながら、かつ、トラフ５ａ上の物品量を平均的な量から増減させながら、毎回の供給に前もって固有振動数、固有周期を測定して駆動信号の周波数を定めながら供給動作を実行し、１回ずつの動作に少し時間的間隔を見込み電磁石２４を加熱させないようにする。
【００８０】
ｎ回の供給テストによって（実際に供給された物品の重量測定値、トラフ５ａ上の物品重量算出値、駆動パルス数の設定値）のデータの組（Ｗ１，Ｗｃ１，Ｎ１）、（Ｗ２，Ｗｃ２，Ｎ２）、・・・・・、（Ｗｎ，Ｗｃｎ，Ｎｎ）が得られたとすると、
Ｗ１＝ｋ１１・Ｗｃ１＋ｋ２１・Ｎ１＋ｋ３１
Ｗ２＝ｋ１１・Ｗｃ２＋ｋ２１・Ｎ２＋ｋ３１
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
Ｗｎ＝ｋ１１・Ｗｃｎ＋ｋ２１・Ｎｎ＋ｋ３１
の関係にならなければならないので、それぞれの式について誤差Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎは、
Ｅ１＝Ｗ１−（ｋ１１・Ｗｃ１＋ｋ２１・Ｎ１＋ｋ３１）
Ｅ２＝Ｗ２−（ｋ１１・Ｗｃ２＋ｋ２１・Ｎ１＋ｋ３１）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
Ｅｎ＝Ｗｎ−（ｋ１１・Ｗｃｎ＋ｋ２１・Ｎｎ＋ｋ３１）
となるので、誤差の２乗和Ｒ＝Ｅ１２＋Ｅ２２＋・・・・・＋Ｅｎ２が最小になる係数ｋ１１，ｋ２１，ｋ３１を決めることによって関数ｆ（Ｗｃｘ，Ｎｘ）を、
Ｗｘ＝ｆ（Ｗｃｘ，Ｎｘ）＝ｋ１１・Ｗｃｘ＋ｋ２１・Ｎｘ＋ｋ３１
と、定める。（∂Ｒ／∂ｋ１１＝０，∂Ｒ／∂ｋ２１＝０，∂Ｒ／∂ｋ３１＝０が同時に成立するｋ１１，ｋ２１，ｋ３１を連立方程式の解として求めればよい。）
【００８１】
＜供給制御方法の説明＞
稼働運転時の制御は次のように行う。与える駆動信号のパルス数をトラフ５ａ上の物品重量の大きさに応じて変化させ、所定の重量Ｗｑの物品が直進フィーダ５から供給されるように制御する。
【００８２】
毎回、前回の供給が完了した時点で駆動信号が停止された後に振動周期検出手段２９によって固有振動周期ｆｃ、固有周期Ｔｃを測定する。
固有振動周期ｆｃより、トラフ５ａ上の物品重量Ｗｃｘと次の駆動信号周波数ｆｖを算出する。
所定の供給重量がＷｑであるとすると、
Ｗｑ＝ｋ１１・Ｗｃｘ＋ｋ２１・Ｎｘ＋ｋ３１
より、次回の供給に与える信号パルス数Ｎｘを
Ｎｘ＝｛Ｗｑ−（ｋ１１・Ｗｃｘ＋ｋ３１）｝／ｋ２１
（Ｎｘは算出値を四捨五入し整数に選ぶ）
と定めて次回の供給を行う。
なお、駆動パルス数の代わりに駆動時間をパラメータに用いる場合も同様である。
【００８３】
＜別の供給制御方法の説明＞
別の方法として、駆動信号パルス数Ｎ１，Ｎ２，・・・，ＮｎとＮ１〜Ｎｎに向けて次第に大きい値を設定し、また、トラフ５ａ上の物品重量値ＷｃｘもＷｃ１，Ｗｃ２，・・・，Ｗｃｎと次第に大きい値を与えるようにして各組（Ｗｃ１，Ｎ１），（Ｗｃ２，Ｎ２），・・・，（Ｗｃｎ，Ｎｎ）の条件の下に供給動作を実施し、それぞれ実際に供給された重量値を測定することによってＷ１，Ｗ２，・・・，Ｗｎが得られたとすると、
Ｘ１＝Ｗｃ１・Ｎ１
Ｘ２＝Ｗｃ２・Ｎ２
・・・・・・・・・
Ｘｎ＝Ｗｃｎ・Ｎｎ
とおいて、Ｘ＝Ｘ１，Ｘ２，・・・，Ｘｎに対するＷ１，Ｗ２，・・・，Ｗｎの関係を表す関数を、Ｘ＝（トラフ５ａ上の物品重量値）×（駆動信号パルス数または駆動時間）とおいて最小二乗法によって
Ｗｘ＝ｆ（Ｘ）
を定めるようにしてもよい。
【００８４】
同様に、駆動パルス数を一定にしてトラフ５ａ上の物品重量と駆動信号のパルス幅Ｔａを変化させることによって直進フィーダ５の振幅Ａｔを変化させて供給重量を制御する場合は、駆動信号の上記（２）（４）式において駆動信号パルス数Ｔａを少しずつ大小に設定変更しながら、かつ、トラフ５ａ上の物品量を平均的な量から増減させながら、毎回の供給に前もって固有振動数、固有周期を測定して駆動信号の周波数を定めながら供給動作を実行し、測定データから上記と同様にして係数ｋ１２，ｋ２２，ｋ３２をそれぞれ決定する。
また、Ｙ＝（（トラフ５ａ上の物品重量値）×（駆動信号パルス幅））をもって、供給重量値ＷｙをＹの値でもって表す関数として、
Ｗｙ＝ｆ（Ｙ）
を定めるようにしてもよい。
【００８５】
＜フィードバック制御の併用についての説明＞
上記は、駆動信号のパルス幅Ｔａの値を一定とし、直進フィーダ５に与える強制振動の周波数を、物品を載置した状態の直進フィーダ５の固有振動周波数に対して一定の比率を保つので、直進フィーダ５に現れる振動振幅は駆動信号の振動振幅と一定の関係にあるという前提であるが、周囲温度変化や、繰り返し連続的に電磁石２４が動作することによる電磁石２４の温度上昇があると、電磁石２４の吸引力が弱まり、直進フィーダ５の出力振幅Ａｔが所定のパルス幅Ｔａに対して小さくなる現象を生じる。
したがって、トラフ５ａ上に重量の同じ物品が存在する場合で、駆動信号として所定の振幅を与えてもトラフ５ａに生じる振幅が変化し、供給重量が変化するので対策を要する。
【００８６】
供給ホッパ６に供給された物品は、その供給ホッパ６で一旦貯留され、供給ホッパ６の排出ゲート６ｇが開かれると、計量ホッパ７へと供給され、この計量ホッパ７にて計量値が得られる。この計量値は実際に供給された物品重量値である。
得られた計量値をＷｑｘとすると、Ｗｑｘの目標供給重量Ｗｑに対する誤差率ｒｅｘを、
ｒｅｘ＝（Ｗｑｘ／Ｗｑ）−１
と算出する。供給重量が目標値より小さい場合はｒｅｘ＜０に算出される。
【００８７】
好ましくは、複数回の計量値Ｗｑｘａを用いて誤差率の平均値または移動平均値ｒｅａを算出し、
ｒｅａｘ＝（Ｗｑｘａ／ｗｑ）−１
ｒｅａ＋ｒｅａｘ→ｒｅａ    （ｒｅａの初期値１）
Ｗｑの代わりに目標供給重量をＷｑ／ｒｅａに置き換え追従補正する。
つまり、実際の供給重量に現れる目標値からの変化分について、供給重量が目標供給重量より小さい（大きい）方向に変化した場合は、その時々の変化量に応じて目標重量を大きく（小さく）補正することによって駆動信号のパルス数を増加させるように
Ｎｘ＝｛（Ｗｑ／ｒｅａ）−（ｋ１１・Ｗｃｘ＋ｋ３１）｝／ｋ２１
と算出し、実際の供給重量が目標供給重量に一致するようにフィードバックによる追従補正をする。
【００８８】
＜固有振動周期の測定と直進フィーダのバネ定数と初期質量の決定の説明＞
調整時点で直進フィーダ５のバネ定数と初期質量の決定作業を実施する。
固有振動の周波数（周期）は歪みセンサや加速度センサの出力をＦＦＴ（高速フーリエ変換）して求めても良いが時間軸で測定する下記に述べる方法を使用する。
【００８９】
最初に、調整時点で直進フィーダ５の初期質量Ｍ０とバネ定数Ｋｑを定めるテスト、および直進フィーダ５が無負荷の場合の固有振動周期と最大に物品が載置された場合の固有振動周期を求める。
テスト調整の時点で図４における時間Ｔｐのパルスを駆動信号として１個だけ加えて直進フィーダ５に自由振動を与える。
トラフ５ａ上が無負荷の場合と、最大負荷の場合に相当する既知の重量Ｗｑ（＝Ｍｑ・ｇ：Ｍｑ；質量、ｇ；重力加速度）の場合についてテストを行う。
【００９０】
直進フィーダ５に振動を与え、上記歪みセンサの振動信号出力（変位振動信号＝Ａｓｉｎωｔ）や加速度センサの振動信号（加速度信号＝−Ａ・ω２・ｓｉｎωｔ）出力を制御装置９において自由振動（固有振動）周期に比べて十分に短い時間間隔（例えば０．５ｍｓｅｃ程度）でサンプリングし、駆動信号Ｔｐを与えてから安定に振動波形が現れる所定の時間経過後の、直進フィーダ５の自由振動における時間ｔ０からｔｅ迄の間の測定値を記憶部９ｂに時系列（取得順に）に記憶させる。
【００９１】
ｔ０〜ｔｅの時間間隔は、自由振動（固有振動）周期が最も長い場合、すなわちＷｑの物品を載置した場合でも十分多くの振動周期を含むように長く設定する。
【００９２】
振動するＡ／Ｄサンプリングデータより周期を求めるには、後述する方法と同じ方法でもってｔ０〜ｔｅの間のＡ／Ｄサンプリングデータより、トラフ５ａの上が無負荷の場合の固有振動周期Ｔｍｉｎと、トラフ５ａ上に最大負荷Ｍｑを載置した場合の固有振動周期Ｔｍａｘを求める。
【００９３】
ここで、
Ｔｍｉｎ＝２π・（Ｍ０／Ｋｑ）１／２
Ｔｍａｘ＝２π・｛（Ｍ０＋Ｍｑ）／Ｋｑ｝１／２
の関係にあるので上記の２式による連立方程式を解いて直進フィーダ５が持つ初期荷重Ｍ０とバネ定数Ｋｑを定める。
初期質量Ｍ０、バネ定数Ｋｑを記憶させ、Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘに基づいて下記のようにＴ１，Ｔ２を設定し、稼働運転に入る。
【００９４】
＜稼働運転時の固有振動周期の測定の説明＞
稼働運転時においては、直進フィーダ５の振動が停止し、次の搬送供給物品がトラフ５ａ上に存在する状態にて生じる自由振動（固有振動）の周期を次の強制駆動が開始されるまでに測定する。
【００９５】
直進フィーダ５を駆動信号における所定のパルス数だけ駆動させると、物品の搬送供給を停止させるために、すなわちトラフ５ａの振動を停止させるために、図６に示されるように、時間Ｔ´が経過した振動増加方向にバネ力が作用するタイミングにて振動停止パルス信号Ｐｓ´を与える。
【００９６】
直進フィーダ５は振動停止パルスＰｓ´によって大きい振幅の振動は停止されるが小さい振幅の自由振動は残る。これはトラフ５ａ上に次に供給ホッパ６へ供給される物品を載置した状態における直進フィーダ５の質量とバネ定数に基づく固有振動である。
【００９７】
直進フィーダ５における物品の搬送供給動作は、供給ホッパ６への物品の供給完了後、少なくとも供給ホッパ６の下方に位置する計量ホッパ７へ物品の排出動作を行う時間を見込む間は停止する必要がある。
【００９８】
すなわち、最短でも、直進フィーダ５の駆動信号が停止するタイミング（例えば駆動信号パルス数をカウントするカウンタが所定の値に到達したタイミング）から供給ホッパ６内に供給された物品が計量ホッパ７への排出を完了するまでの時間Ｔｗの間は駆動信号が停止される。駆動信号を停止している間はそれまでの加振エネルギによるバネの反力によって自由振動が残る。
【００９９】
そこで、駆動信号の停止指令後、これまでの強制振動から自由振動へ移行に要する時間Ｔ"を見込み、Ｔｉ時間の間を上記歪みセンサまたは加速度センサの出力のＡ／Ｄサンプリング値を制御装置９の記憶部９ｂに読み込んで記憶させる。
Ｔｉは、
Ｔｗ＞Ｔｉ＋Ｔ"
に定め、Ｔｉの時間におけるトラフ５ａ上の物品重量に基づいて生ずる次の搬送供給のため固有振動数（固有周期）を測定し駆動信号周波数を算出する。
【０１００】
固有周期の精確な測定は次のようにして行う。
上記の、予め求めたＴｍｉｎとＴｍａｘの値に基づき第１のデータ検定区間Ｔ１を（Ｔｍｉｎ／２）よりやや短く選択する（Ａ／Ｄサンプリング時間間隔の複数個分以上の時間だけ短く）。
また、第２のデータ検証区間Ｔ２を、
（Ｔｍａｘ／２）＜Ｔ２＜Ｔｍｉｎ
の長さに選択し、設定する。なお、設定値の範囲の理由は後述する。
【０１０１】
このようなＴ２を選択することができるためには、（Ｔｍａｘ／２）＜Ｔｍｉｎでなければならない。
直進フィーダ５の固有振動周期Ｔｃｘはバネ定数Ｋｑ、トラフ５ａや取り付け部品による無負荷時の質量をＭ０、トラフ５ａ上の物品質量をＭｘとすると、
Ｔｃｘ＝２π・｛（Ｍ０＋Ｍｘ）／Ｋｑ｝１／２
であるから、仮に直進フィーダ５の質量Ｍ０＝０であると、トラフ５ａ上の物品質量の最大の場合が最小の場合の４倍以上であれば、（Ｔｍａｘ／２）≧ＴｍｉｎとなってＴ２を決めることができない。
しかし、Ｍ０も物品質量に近い値、あるいはそれ以上の場合が多いので、通常の使用状態では常に（Ｔｍａｘ／２）＜Ｔｍｉｎである。
【０１０２】
＜周期検出法の説明＞
次に、図７（ａ）に示される事例をもって周期検出法を説明する。
上記のＴｉの区間のＡ／Ｄサンプリングデータを制御装置９の記憶部９ｂに時系列ｔ０〜ｔｎの順に記憶させる。
極値の個数を数えるカウンタを設ける。
第１の検定範囲として時刻ｔ０を始端とし時刻ｔｒを終端とする時間間隔Ｔ１に設定し、Ｔ１の間隔に存在するサンプリング値の最大値と最小値およびそれらに対応する時刻を求める。
図７（ａ）に示される事例では、時刻ｔｍ０の時の値が最大値でｔｒの時が最小値である。
【０１０３】
最大値または最小値の現れた時刻が始端および終端から双方共に少なくともＡ／Ｄサンプリングの１間隔時間以上の時間間隔である所定の時間間隔ｔｗ以上離れていれば、その時刻が最大値であれば極大値の出現時刻、最小値であれば極小値の出現時刻と定める。極値が求められる度にカウンタを１だけ加算する。カウンタはカウント開始前にはリセットしておく。
【０１０４】
上記の条件を満足しない最大値または最小値である場合、例えば図７（ｂ）に示されるような場合は、最大値の現れる時刻はｔ０付近（ノイズ信号の影響で最大値は丁度ｔ０の時刻でないかもしれないが）最小値の現れる時刻ｔｒの近くであり、いずれも時刻が始端および終端から所定の時間間隔ｔｗ以上離れていない。
その場合は、Ｔ１の始端をＡ／Ｄダンプリングの１サンプリング間隔だけ時刻が経過する方向へシフトする。そして、改めてＴ１内での最大値と最小値とその発生時刻を検出し、Ｔ１の範囲を表す両端の時刻からの差を調べ第０回目の極大値または極小値であるかどうかを調べる。
【０１０５】
こうして、第０回目の極値が検出されると、次には第１回目の極大値または極小値の出現時刻を始端にして時間間隔Ｔ２をもって第２の検定範囲の終端時刻ｔｄを定める。
図７（ａ）に示される場合では、第０回目の極値時刻ｔｍ０がＴ２の始端となる。
【０１０６】
Ｔ２はＴ２＜Ｔｍｉｎと、振動周期が最短に現れる場合の１周期より短いが（Ｔｍａｘ／２）＜Ｔ２であるから、最も振動周期の長い場合の半周期より長いので第１回目が極大値（極小値）であればＴ２の間（終端時刻まで）には必ず１個の極小値（極大値）を含む。
したがって、Ｔ２に含まれるすべてのサンプリング値の最小値（最大値）を求めると、最小値（最大値）が取得された時刻ｔｍ１が極小値（極大値）である。このときカウンタを＋１する。
【０１０７】
次は、時刻ｔｍ１を始端として上記と同様にＴ２を設定し、極大値の現れる時刻ｔｍ２を求める。
順次、極大値、極小値の現れる時刻を求めていき、Ｔ２の時間幅の中にサンプリングデータ取得範囲の終端であるｔｎを含むと極値の出現時間探索過程を終了する。
【０１０８】
カウンタにて数えた半周期毎に現れる極値の個数をｐとする。
第０回目の極値出現時刻ｔｍ０、最終回＝Ｎ回目の極値出現時刻ｔｍｐで、極値が求められた回数がｐであるとき、時刻ｔｍ０とｔｍｐとの間に含まれる固有振動周期の数は、
ｐ／２
と求められるので、固有振動周期Ｔｃｘは極値の間の時間差とによって、
Ｔｃｘ＝（ｔｍｐ−ｔｍ０）／｛ｐ／２｝
と算出する。
【０１０９】
＜固有周期の測定値によるトラフ上の物品重量の算出の説明＞
前述したように、
Ｔｃｘ＝２π・｛（Ｍ０＋Ｍｘ）／Ｋｑ｝１／２
であるから、測定値Ｔｃｘと、調整時に求められ記憶部１９に記憶させている振動系の初期質量Ｍ０、バネ定数Ｋｑを用いて物品質量Ｍｘを算出する。
重量値ＷｃｘはＷｃｘ＝Ｍｘ・ｇ（ｇ：重力加速度）と変換して算出する。
【０１１０】
稼働運転中であっても固有振動の測定タイミングは駆動信号の停止中であるので、トラフ５ａ上に載置されている物品は静止した状態である。したがって、次に供給される物品が直進フィーダ５上に積載された状態において精確に物品重量を含めた直進フィーダ５の振動系の固有振動が振動周期検出手段２９である歪みセンサや加速度センサに現れるので、精確に次に供給される予定の物品重量の算出が可能な値を得ることができる。
【０１１１】
また、振動系の特性として非線形性が無視できない場合に対しては次のように対処することができる。
例えば、予め既知の値の質量Ｍｓ１，Ｍｓ２（Ｍｓ１＜Ｍｓ２）を用意する。
調整時点で、無負荷時の固有周期Ｔｃ０と、質量Ｍｓ１、質量Ｍｓ２を直進フィーダ５のトラフ５ａに載置した時のそれぞれの固有周期Ｔｃ１，Ｔｃ２とを測定する。
必然的にＴｃ０＜Ｔｃ１＜Ｔｃ２である。
【０１１２】
また、無負荷時と既知の質量Ｍｓ１の負荷時において測定した固有振動周期Ｔｃ０，Ｔｃ１によって、等価初期荷重Ｍ０１と等価バネ定数Ｋｑ１を、
Ｔｃ０＝２π・（Ｍ０１／Ｋｑ１）１／２
Ｔｃ１＝２π・｛（Ｍ０１＋Ｍｓ１）／Ｋｑ１｝１／２
の連立方程式から得る。
【０１１３】
次に、既知の質量Ｍｓ１と質量Ｍｓ２の負荷時において測定した固有振動周期Ｔｃ１，Ｔｃ２によって等価初期質量Ｍ０２と等価バネ定数Ｋｑ２を、
Ｔｃ１＝２π・｛（Ｍ０２＋Ｍｓ１）／Ｋｑ２｝１／２
Ｔｃ２＝２π・｛（Ｍ０２＋Ｍｓ２）／Ｋｑ２｝１／２
の連立方程式から得る。
なお、小さい質量変化の間では振動系の固有振動数は線形に変化するものとする。
【０１１４】
そして、Ｍ０１，Ｋｑ１はＴｃ１と組にして、Ｍ０２，Ｋｑ２はＴｃ２と組にして記憶部９ｂに記憶させる。
【０１１５】
稼働運転時の駆動信号停止時に測定した固有種振動周期Ｔｃｘの値がＴｃ１に近い場合は振動系の等価初期荷重をＭ０１、等価バネ定数をＫｑ１を選択して、
Ｔｃｘ＝２π・｛（Ｍ０１＋Ｍｘ）／Ｋｑ１｝１／２
によって物品質量Ｍｘを求める。
【０１１６】
また、稼働運転時の駆動信号停止時に測定した固有振動周期Ｔｃｘの値がＴｃ２に近い場合は振動系の等価初期荷重をＭ０２、等価バネ定数をＫｑ２を選択して、
Ｔｃｘ＝２π・｛（Ｍ０２＋Ｍｘ）／Ｋｑ２｝１／２
によって物品質量Ｍｘを求める。
【０１１７】
より多くの質量を用いて多くの固有振動周期の段階とそれらに対応するパラメータを持って記憶させても良い。こうすることによって、すなわち小さい質量差と固有振動数差の関係を用いて、それぞれの段階における振動系の等価初期質量と等価バネ定数を求めておけば、振動系が非線形であっても精確に物品重量を算出することができる。
【０１１８】
＜駆動信号周波数（周期）の決定と、駆動パルス数または駆動信号のパルス幅Ｔａの決定の説明＞
先に説明したように、固有振動周期Ｔｃが求められると、次回の物品の搬送供給のための強制振動のための駆動信号周波数ｆｖは、予め設定している比率ｋによって
ｆｃ＝１／Ｔｃより、ｆｖ＝ｋ・ｆｃ、Ｔｖ＝１／ｆｖ
になるように駆動信号の周期Ｔｖを定める。
【０１１９】
このようにして駆動信号周波数を決めれば、駆動信号（強制振動信号）に対する振動系に現れる振幅のゲインは常に一定である。
【０１２０】
すなわち、駆動信号の周波数をωｖ＝２π・ｆｖ、１自由度振動系の固有振動数をωｃ、減衰比をζとすると、入力振幅に対する出力振幅のゲインＧは、
Ｇ＝１／［｛１−（ωｖ／ωｃ）２｝２＋｛２ζ・（ωｖ／ωｃ）｝］２
と表され、ωｖ／ωｃ＝ｆｖ／ｆｃ＝ｋ＝一定であるからＧ＝一定である。
ただし、入力駆動信号に対する振動系出力は、上述したように、環境変化でも変動するのでフィードバック制御による補償の併用が好ましい。
【０１２１】
トラフ上の物品質量Ｗｃｘは、
Ｔｃ＝２π・｛（Ｍ０＋Ｍｃｘ）／Ｋｑ｝１／２
に今回求めたＴｃと予め求めておいたＭ０、Ｋｑより物品質量Ｍｃｘを算出し、Ｗｃｘ＝（Ｍｃｘ／ｇ）として求める。
【０１２２】
このようにしてＷｃｘが求められ、直進フィーダ５に対して目標供給重量Ｗｑが設定されていると、上述したようにして、駆動パルス数Ｎｘまたは駆動信号パルス幅Ｔａｘを設定し、設定値に見合う駆動信号を供給して次の搬送供給を実施する。
【０１２３】
本実施形態の組合せ秤によれば、稼働運転時において振動フィーダが自由振動にて振動しているときに固有周期を測定するので、測定値に外乱が混入せず、しかも次に供給される物品が載置された状態のトラフ５ａの固有振動周期または周波数が精確に測定でき、精確に測定された固有周期または周波数と、フィーダ振動系の等価質量および等価バネ定数とに基づいて、トラフ５ａ上の物品重量が算出されるので、トラフ５ａ上の物品重量を精確に求めることができる。また、振動信号は交流レベルを検出するので直流レベル信号のドリフトは関係しない。また、この算出された物品重量に基づき、例えば駆動信号のパルス数（供給時間）や駆動信号の振幅などを制御することによって、直進フィーダ５から供給される物品の供給重量が目標供給重量に一致するように直進フィーダ５の供給動作が制御されるので、直進フィーダ５から供給ホッパ６を経て計量ホッパ７に供給される物品の重量を精確に制御することができ、組合せ品の歩留まりを改善することができる。
【０１２４】
以上、本発明の組合せ秤について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明は、振動フィーダにおける物品載置部上の物品重量を精確に求めることができ、この物品重量に基づく駆動信号の制御によって組合せ品の歩留まりを改善することができるという効果を奏するものであることから、組合せ演算に参加する複数の計量ホッパのそれぞれに対応して振動フィーダが設けられる構成の組合せ秤に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１        組合せ秤
５        直進フィーダ（振動フィーダ）
５ａ      トラフ（物品載置部）
７        計量ホッパ
２９      振動周期検出手段
４１      フィーダ主制御手段
４２      振動周期算出手段
４３      物品重量算出手段
４４      駆動信号周波数決定手段
４５      振動特性算出手段
４６      予測供給重量算出手段
【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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