供給機
【課題】入力作業の手間を軽減でき、かつ、供給能力および供給精度の低下を防止できる、供給機を提供する。
【解決手段】操作パネル２４から各段の供給時間（駆動時間）ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)が入力されると、各段について、駆動速度記憶部３２に記憶されている駆動速度に応じた第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が取得され、当該第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)からスクリューフィーダ５による原料の供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)が演算される。そして、当該供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)と操作パネル２４から入力された供給時間ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)との乗算値にそれぞれ第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が加算され、これらの加算値が第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)として自動的に設定される。
【解決手段】操作パネル２４から各段の供給時間（駆動時間）ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)が入力されると、各段について、駆動速度記憶部３２に記憶されている駆動速度に応じた第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が取得され、当該第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)からスクリューフィーダ５による原料の供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)が演算される。そして、当該供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)と操作パネル２４から入力された供給時間ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)との乗算値にそれぞれ第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が加算され、これらの加算値が第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)として自動的に設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品の原料などの被供給物を計量ホッパなどの供給対象機に供給する供給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、樹脂成形品の原料を計量して、定量の原料を成形機などに供給する計量供給装置が知られている。
【０００３】
計量供給装置には、原料が貯留された原料ホッパと、原料タンクから供給される原料を計量する計量ホッパとが備えられている。計量ホッパには、ロードセルが設けられている。原料ホッパから計量ホッパに原料が供給されると、ロードセルにより、その供給された原料の質量（重量）が計測される。一定の質量（定量）の原料が計量ホッパに供給されると、原料ホッパから計量ホッパへの原料の供給が停止される。その後、計量ホッパ内の原料が成形機などに送られる。
【０００４】
原料ホッパには、たとえば、原料を計量ホッパに供給するためのスクリューフィーダが設けられている。スクリューフィーダは、ほぼ水平に延びる供給管と、供給管内に配置されるオーガスクリューと、オーガスクリューを回転させるためのフィードモータとを備えている。原料ホッパ内の原料は、供給管に流入する。フィードモータがオンされると、オーガスクリューが回転し、オーガスクリューにより、原料が供給管内を先端開口に向けて送られる。供給管の先端開口に達した原料は、先端開口から落下して、計量ホッパに供給される。
【０００５】
原料ホッパから計量ホッパに定量の原料を短時間で高精度に供給する手法として、たとえば、原料の供給を複数の段階に分けて、各段階が進むにつれて原料の供給速度が小さくなるように、オーガスクリュー（フィードモータ）の回転を制御する手法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−４７０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記した特許文献１に記載の提案に係る手法では、各段における原料の供給量および供給速度を手動で設定しなければならず、計量供給装置の操作のための入力作業に手間がかかる。また、供給速度に適合した供給量が設定されないと、供給能力および供給精度が低下し、短時間での高精度な原料の供給が達成されない。
【０００８】
本発明の目的は、入力作業の手間を軽減でき、かつ、供給能力および供給精度の低下を防止できる、供給機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明は、複数段の各段で供給目標量の被供給物を供給対象機に供給することにより、全体として定量の被供給物を前記供給対象機に供給する多段供給方式の供給機において、トルクを出力する駆動源と、前記駆動源からのトルクによって動作し、被供給物を前記供給対象機に供給する供給手段と、前記駆動源の駆動速度と落差量との関係を定めた検量線を記憶する検量線記憶手段と、各段における前記駆動源の駆動速度を記憶する駆動速度記憶手段と、各段における前記供給対象機への被供給物の供給に費やすべき時間を入力するための供給時間入力手段と、少なくとも１つの段について、前記検量線記憶手段に記憶されている前記検量線に基づいて、前記駆動速度記憶手段に記憶されている駆動速度に応じた落差量を取得し、当該落差量から前記供給手段による被供給物の供給速度を演算して、当該供給速度と前記供給時間入力手段から入力された時間との乗算値に当該落差量を加算して得られる値を、供給目標量として設定する供給目標量設定手段とを備えることを特徴としている。
【００１０】
多段供給方式の供給機では、複数段の各段で供給目標量の被供給物が供給対象機に供給されることにより、全体として定量の被供給物が供給対象機に供給される。各段における供給対象機への被供給物の供給は、供給手段の動作により達成される。
【００１１】
そして、供給機は、検量線記憶手段および駆動速度記憶手段を備えている。検量線記憶手段には、供給手段の動作のためのトルクを出力する駆動源の駆動速度と被供給物の供給が停止されたときに慣性で供給対象機に供給される被供給物の量である落差量との関係を定めた検量線が記憶されている。駆動速度記憶手段には、各段における駆動源の駆動速度が記憶されている。また、供給機は、各段における供給対象機への被供給物の供給に費やすべき時間である供給時間を入力するための供給時間入力手段を備えている。
【００１２】
供給時間入力手段によって各段の供給時間が入力されると、少なくとも１つの段について、駆動速度記憶手段に記憶されている駆動速度に応じた落差量が取得され、当該落差量から供給手段による被供給物の供給速度が演算される。そして、当該供給速度と供給時間入力手段から入力された供給時間との乗算値に当該落差量が加算され、この加算値が供給目標量として自動的に設定される。
【００１３】
これにより、供給機の操作のための入力作業の軽減を図ることができる。また、供給時間入力手段から入力された時間および供給手段による被供給物の供給速度に応じた供給目標量が設定されるので、供給機の供給能力および供給精度の低下を防止することができる。
【００１４】
複数段の各段について、供給時間入力手段によって各段の供給時間が入力されると、前述の手法に従って、供給目標量が自動的に設定されることが好ましい。
【００１５】
この場合、各段における供給目標量が自動的に設定されるので、供給機の操作のための入力作業の軽減を図ることができる。
【００１６】
供給手段は、駆動源からのトルクによって軸を中心に回転し、その回転によって被供給物を軸方向の一方側に送るスクリューを備えていてもよい。この場合、検量線に基づいて取得された落差量がスクリューに対して定められた係数で除されることにより、供給手段による被供給物の供給速度が算出されることが好ましい。
【００１７】
これにより、供給手段がスクリューを備える構成において、供給手段による実際の供給速度に近似した供給速度を算出することができる。
【００１８】
供給手段は、駆動源からのトルクによって前記流出口を開閉するゲートを備えていてもよい。この場合、検量線に基づいて取得された落差量がゲートに対して定められた係数で除されることにより、供給手段による被供給物の供給速度が算出されることが好ましい。
【００１９】
これにより、供給手段がゲートを備える構成において、供給手段による実際の供給速度に近似した供給速度を算出することができる。
【００２０】
また、供給機は、複数段の各段における被供給物の供給が停止されたときに実際に生じる落差量を検出する実落差量検出手段と、実落差量検出手段によって検出される実際の落差量を累積して記憶する実落差量記憶手段とを備えていることが好ましい。この場合、実落差量記憶手段に記憶されている実際の落差量の二乗平均平方根が求められて、当該二乗平均平方根に所定の信頼度を乗じて得られる値が供給目標量の設定に用いられる落差量で除することにより、落差安定度が演算され、この落差安定度が所定のしきい値以上である場合に、供給目標量の設定に用いられる落差量が補正されることが好ましい。
【００２１】
供給目標量の設定に用いられる落差量が補正されるので、供給手段による実際の供給速度に一層近似した供給速度を算出することができ、ひいては、より好適な目標供給量を設定することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、供給機の操作のための入力作業の軽減を図ることができる。また、供給時間入力手段から入力された時間および供給手段による被供給物の供給速度に応じた供給目標量が設定されるので、供給機の供給能力および供給精度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る供給機を備える計量供給装置の図解的な断面図である。
【図２】図２は、計量供給装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、供給機による計量ホッパへの原料の供給量の時間変化を示すグラフである。
【図４】図４は、制御部の実質的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係る供給機を備える計量供給装置の図解的な断面図である。
【００２６】
計量供給装置１は、たとえば、図示されない成形機に接続されている。計量供給装置１では、樹脂成形品の原料が計量され、定量の原料が用意される。そして、計量供給装置１から成形機に定量の原料が供給（輸送）されて、成形機において、その原料からなる樹脂成形品が製造される。
【００２７】
計量供給装置１には、供給機２と、供給機２から被供給物である原料の供給を受ける計量ホッパ３とが設けられている。
【００２８】
供給機２は、供給ホッパ４を備えている。供給ホッパ４は、容器状をなし、内部に原料を貯留することができる。供給ホッパ４の下部は、下方に先細りとなる円錐状に形成されている。供給ホッパ４の底部には、流出口４１が形成されている。
【００２９】
流出口４１には、スクリューフィーダ５が接続されている。スクリューフィーダ５は、供給管６、オーガスクリュー７およびフィードモータ８を備えている。
【００３０】
供給管６は、供給ホッパ４の下方で、略水平方向に延びている。供給管６の一端部は、供給ホッパ４の下端部に接続されて、供給管６内は、供給ホッパ４内と連通している。そのため、供給ホッパ４内に貯留されている原料は、その自重により、供給ホッパ４内から供給管６内に流入する。供給管６の他端部は、下方に屈曲し、その下方を向いた他端面には、落下口９が形成されている。
【００３１】
オーガスクリュー７は、供給管６の中心軸線上を延びるオーガ軸の周囲に螺旋状の羽根が形成された構成を有している。
【００３２】
フィードモータ８の出力軸は、オーガスクリュー７の一端部に連結されている。
【００３３】
フィードモータ８の駆動力により、オーガスクリュー７が回転する。このオーガスクリュー７の回転により、原料が供給管６内を落下口９に向けて送られる。供給管６の他端部に到達した原料は、落下口９から落下する。
【００３４】
落下口９から落下する原料は、計量ホッパ３に受け取られる。計量ホッパ３の下部は、下方に先細りとなる円錐状に形成されている。
【００３５】
計量ホッパ３の下端部には、ゲートシャッタ１０が設けられている。ゲートシャッタ１０が開かれると、計量ホッパ３内から原料が排出され、ゲートシャッタ１０が閉じられると、その計量ホッパ３内からの原料の排出が停止される。ゲートシャッタ１０が閉じられた状態で、落下口９から落下する原料が計量ホッパ３に受け取られることにより、計量ホッパ３内に原料が貯留される。
【００３６】
また、計量ホッパ３には、計量ホッパ３内に貯留されている原料の質量を計測するためのロードセル１１が設けられている。
【００３７】
図２は、計量供給装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００３８】
計量供給装置１（供給機２）は、ＣＰＵ２１およびメモリ２２を含むマイクロコンピュータからなる制御部２３を備えている。
【００３９】
制御部２３には、ロードセル１１の検出信号が入力されるようになっている。
【００４０】
また、計量供給装置１（供給機２）は、操作パネル２４を備えている。操作パネル２４には、テンキーなどの操作ボタンおよび操作ボタンの押下によって入力された内容などを表示するディスプレイが設けられている。
【００４１】
制御部２３には、操作パネル２４が電気的に接続されている。
【００４２】
制御部２３にはさらに、給電回路２５を介して、フィードモータ８が制御対象として接続されている。給電回路２５は、複数のスイッチング素子を含むインバータ回路からなる。制御部２３により、給電回路２５（インバータ回路）のスイッチング素子のオン／オフが制御される。そして、そのオン／オフの割合（デューティ）に応じた駆動電流がフィードモータ８に供給されることにより、フィードモータ８がデューティに応じた回転速度で駆動される。
【００４３】
図３は、供給機による計量ホッパへの原料の供給量の時間変化を示すグラフである。
【００４４】
計量供給装置１では、供給機２により、全目標供給量ＷＩの原料が３段階に分けて計量ホッパ３に供給される。
【００４５】
１段目の供給動作では、フィードモータ８（オーガスクリュー７）が第１駆動速度で第１供給時間ＴＦ(1)にわたって駆動される。この第１供給時間ＴＦ(1)において、計量ホッパ３に第１供給実行量ＷＩｓ(1)の原料が供給される。第１供給時間ＴＦ(1)が経過すると（計量ホッパ３に第１供給実行量ＷＩｓ(1)の原料が供給されると）、フィードモータ８が停止される。フィードモータ８の停止後、供給管６内の原料が落下口９からこぼれ落ちる。このこぼれ落ちる原料の質量（落差量）を第１落差量ＷＦ(1)として、１段目の供給動作では、第１供給実行量ＷＩｓ(1)と第１落差量ＷＦ(1)とを合わせた第１目標供給量ＷＩ(1)の原料が計量ホッパ３に供給される。
【００４６】
２段目の供給動作では、フィードモータ８（オーガスクリュー７）が第２駆動速度で第２供給時間ＴＦ(2)にわたって駆動される。この第２供給時間ＴＦ(2)において、計量ホッパ３に第２供給実行量ＷＩｓ(2)の原料が供給される。第２供給時間ＴＦ(2)が経過すると（計量ホッパ３に第２供給実行量ＷＩｓ(2)の原料が供給されると）、フィードモータ８が停止される。フィードモータ８の停止後、供給管６内の原料が落下口９からこぼれ落ちる。このこぼれ落ちる原料の質量（落差量）を第２落差量ＷＦ(2)として、２段目の供給動作では、第２供給実行量ＷＩｓ(2)と第２落差量ＷＦ(2)とを合わせた第２目標供給量ＷＩ(2)の原料が計量ホッパ３に供給される。
【００４７】
３段目の供給動作では、フィードモータ８（オーガスクリュー７）が第３駆動速度で第３供給時間ＴＦ(3)にわたって駆動される。この第３供給時間ＴＦ(3)において、計量ホッパ３に第３供給実行量ＷＩｓ(3)の原料が供給される。第３供給時間ＴＦ(3)が経過すると（計量ホッパ３に第３供給実行量ＷＩｓ(3)の原料が供給されると）、フィードモータ８が停止される。フィードモータ８の停止後、供給管６内の原料が落下口９からこぼれ落ちる。このこぼれ落ちる原料の質量（落差量）を第３落差量ＷＦ(3)として、３段目の供給動作では、第３供給実行量ＷＩｓ(3)と第３落差量ＷＦ(3)とを合わせた第３目標供給量ＷＩ(3)の原料が計量ホッパ３に供給される。
【００４８】
そして、以上の３段階の供給動作により、全目標供給量ＷＩ＝ＷＩ(1)＋ＷＩ(2)＋ＷＩ(3)の原料が計量ホッパ３に供給される。
【００４９】
図４は、制御部の実質的な構成を示すブロック図である。
【００５０】
制御部２３は、検量線記憶部３１、駆動速度記憶部３２、落差量取得部３３、実落差量取得部３４、実落差量記憶部３５、落差安定度演算部３６、落差量補正部３７および供給目標量設定部３８を実質的に備えている。
【００５１】
検量線記憶部３１、駆動速度記憶部３２および実落差量記憶部３５は、メモリ２２の一部の記憶領域からなる。
【００５２】
落差量取得部３３、実落差量取得部３４、落差安定度演算部３６、落差量補正部３７および供給目標量設定部３８は、ＣＰＵ２１がメモリ２２に格納されているプログラムを実行することにより実現される機能処理部である。
【００５３】
検量線記憶部３１には、フィードモータ８の駆動速度（モータ回転速度）と落差量との関係を定めた検量線が記憶されている。フィードモータ８の駆動速度をパラメータとして変化させ、フィードモータ８を各駆動速度から停止させたときの落差量を実測し、検量線は、その実測結果に基づいて、落差量がフィードモータ８の駆動速度の一次関数で表されるように作成されている。
【００５４】
駆動速度記憶部３２には、原料供給の各段階（各供給動作）におけるフィードモータ８の駆動速度が記憶されている。
【００５５】
落差量取得部３３は、検量線記憶部３１に記憶されている検量線および駆動速度記憶部３２に記憶されているフィードモータ８の駆動速度に基づいて、原料供給の各段階で生じる落差量、つまり第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)を取得する。
【００５６】
実落差量取得部３４は、ロードセル１１の出力（検出信号）に基づいて、原料供給の各段階において、フィードモータ８の停止後に計量ホッパ３に実際に供給される原料の質量である第１実落差量ｄＷＦ(1)、第２実落差量ｄＷＦ(2)および第３実落差量ｄＷＦ(3)を取得する。
【００５７】
実落差量取得部３４によって取得された第１実落差量ｄＷＦ(1)、第２実落差量ｄＷＦ(2)および第３実落差量ｄＷＦ(3)は、実落差量記憶部３５に記憶される。具体的には、供給機２から計量ホッパ３に全目標供給量ＷＩの原料が供給される一連の動作を１バッチ動作として、バッチ動作ごとに実落差量取得部３４によって取得される第１実落差量ｄＷＦ(1)、第２実落差量ｄＷＦ(2)および第３実落差量ｄＷＦ(3)が時系列で記憶される。たとえば、過去に５バッチ動作が行われた場合、それぞれ５つの第１実落差量ｄＷＦ(1)、第２実落差量ｄＷＦ(2)および第３実落差量ｄＷＦ(3)が実落差量記憶部３５に記憶されている。
【００５８】
落差安定度演算部３６は、第１実落差量ｄＷＦ(1)の二乗平均平方根δ(1)を求め、当該二乗平均平方根δ(1)に所定の信頼度ＫＴ(1)を乗じて得られる値を第１落差量ＷＦ(1)で除することにより、第１落差量ＷＦ(1)に関する落差安定度ＳＴｆ(1)を演算する。すなわち、下記式（１），（２）の演算を行う。
【００５９】
【数１】
また、第２実落差量ｄＷＦ(2)の二乗平均平方根δ(2)を求め、当該二乗平均平方根δ(2)に所定の信頼度ＫＴ(2)を乗じて得られる値を第２落差量ＷＦ(2)で除することにより、第２落差量ＷＦ(2)に関する落差安定度ＳＴｆ(2)を演算する。すなわち、下記式（３），（４）の演算を行う。
【００６０】
【数２】
さらに、第３実落差量ｄＷＦ(3)の二乗平均平方根δ(3)を求め、当該二乗平均平方根δ(3)に所定の信頼度ＫＴ(3)を乗じて得られる値を第３落差量ＷＦ(3)で除することにより、第３落差量ＷＦ(3)に関する落差安定度ＳＴｆ(3)を演算する。すなわち、下記式（５），（６）の演算を行う。
【００６１】
【数３】
落差量補正部３７は、落差安定度演算部３６によって演算される落差安定度ＳＴｆ(1)，ＳＴｆ(2)，ＳＴｆ(3)がそれぞれ安定しきい値Ｄｆ(1)，Ｄｆ(2)，Ｄｆ(3)未満であるか否かを判断する。
【００６２】
落差安定度ＳＴｆ(1)，ＳＴｆ(2)，ＳＴｆ(3)がそれぞれ安定しきい値Ｄｆ(1)，Ｄｆ(2)，Ｄｆ(3)以上であれば、落差量取得部３３によって取得される第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)にそれぞれ落差調整量ＫＦ(1)，ＫＦ(2)，ＫＦ(3)が乗じられる。そして、それらの乗算値（すなわち、ＷＦ(1)×ＫＦ(1)，ＷＦ(2)×ＫＦ(2)，ＷＦ(3)×ＫＦ(3)）がそれぞれ補正後の第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)として、次に述べる供給目標量設定部３８に入力される。
【００６３】
一方、落差安定度ＳＴｆ(1)，ＳＴｆ(2)，ＳＴｆ(3)がそれぞれ安定しきい値Ｄｆ(1)，Ｄｆ(2)，Ｄｆ(3)未満であれば、落差量取得部３３によって取得される第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)の補正は行われず、その第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)がそのまま供給目標量設定部３８に入力される。
【００６４】
供給目標量設定部３８は、第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)を設定する。
【００６５】
具体的には、落差量補正部３７から入力される第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)を速度換算定数Ｋｓｉで除することにより、原料供給の各段階におけるスクリューフィーダ５（オーガスクリュー７）による原料の供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)が求められる。速度換算定数Ｋｓｉは、たとえば、０．５に設定されている。
【００６６】
一方、ユーザによって操作パネル２４が操作されて、原料供給の各段階におけるフィードモータ８の駆動時間ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)が入力される。
【００６７】
そして、供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)とそれぞれ駆動時間ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)とが乗算され、各乗算値に第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)を加算して得られる値が第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)として設定される。すなわち、下記式（７），（８），（９）の演算が行われる。
【００６８】
ＷＩ(1)＝ＳＩ(1)×ＴＦ(1)＋ＷＦ(1) ・・・（７）
ＷＩ(2)＝ＳＩ(2)×ＴＦ(2)＋ＷＦ(2) ・・・（８）
ＷＩ(3)＝ＳＩ(3)×ＴＦ(3)＋ＷＦ(3) ・・・（９）
なお、こうして設定される第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)の総和が全目標供給量ＷＩに満たない場合、たとえば、３段目の供給動作におけるフィードモータ８の駆動時間ＴＦ(3)が延長される。また、第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)の総和が全目標供給量ＷＩを超える場合、たとえば、２段目の供給動作がスキップされて、３段目の供給動作におけるフィードモータ８の駆動時間ＴＦ(3)が調整されてもよいし、３段目の供給動作におけるフィードモータ８の駆動時間ＴＦ(3)の調整のみが行われてもよい。
【００６９】
以上のように、供給機２は、検量線記憶部３１および駆動速度記憶部３２を備えている。検量線記憶部３１には、スクリューフィーダ５（オーガスクリュー７）の動作のためのトルクを出力するフィードモータ８の駆動速度と原料の供給が停止されたときに慣性で計量ホッパ３に供給される原料の質量である落差量との関係を定めた検量線が記憶されている。駆動速度記憶部３２には、供給動作の各段におけるフィードモータ８の駆動速度が記憶されている。また、供給機２は、各段における計量ホッパ３への原料の供給に費やすべき時間である供給時間を入力するための操作パネル２４を備えている。
【００７０】
操作パネル２４から各段の供給時間（駆動時間）ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)が入力されると、各段について、駆動速度記憶部３２に記憶されている駆動速度に応じた第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が取得され、当該第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)からスクリューフィーダ５による原料の供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)が演算される。そして、当該供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)と操作パネル２４から入力された供給時間（駆動時間）ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)との乗算値にそれぞれ第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が加算され、これらの加算値が第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)として自動的に設定される。
【００７１】
これにより、供給機２の操作のための入力作業の軽減を図ることができる。また、操作パネル２４から入力された時間およびスクリューフィーダ５による原料の供給速度に応じた第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)が設定されるので、供給機２の供給能力および供給精度の低下を防止することができる。
【００７２】
スクリューフィーダ５は、フィードモータ８からのトルクによって軸を中心に回転し、その回転によって原料を軸方向の一方側に送るオーガスクリュー７を備えていてもよい。この場合、検量線に基づいて取得された第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)がオーガスクリュー７に対して定められた速度換算定数Ｋｓｉで除されることにより、スクリューフィーダ５による原料の供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)が算出されることが好ましい。
【００７３】
これにより、スクリューフィーダ５において、スクリューフィーダ５による実際の供給速度に近似した供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)を算出することができる。
【００７４】
また、供給機２は、複数段の各段における原料の供給が停止されたときに実際に生じる落差量を検出する実落差量取得部３４と、実落差量取得部３４によって検出される実際の落差量を累積して記憶する実落差量記憶部３５とを備えていることが好ましい。この場合、実落差量記憶部３５に記憶されている実際の落差量の二乗平均平方根δ(1)，δ(2)，δ(3)が求められて、当該二乗平均平方根δ(1)，δ(2)，δ(3)に所定の信頼度ＫＴ(1)，ＫＴ(2)，ＫＴ(3)を乗じて得られる値が第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)の設定に用いられる第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)で除することにより、落差安定度ＳＴｆ(1)，ＳＴｆ(2)，ＳＴｆ(3)が演算され、この落差安定度が所定の安定しきい値Ｄｆ(1)，Ｄｆ(2)，Ｄｆ(3)以上である場合に、第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)の設定に用いられる第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が補正されることが好ましい。
【００７５】
第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)の設定に用いられる第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が補正されるので、スクリューフィーダ５による実際の供給速度に一層近似した供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)を算出することができ、ひいては、より好適な第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)を設定することができる。
【００７６】
なお、供給機２には、スクリューフィーダ５に代えて、モータからのトルクによって流出口４１を開閉するゲートが備えられていてもよい。この場合、検量線に基づいて取得された第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)がゲートに対して定められた速度換算定数Ｋｓｉ（たとえば、Ｋｓｉ＝０．７５）で除されることにより、スクリューフィーダ５による原料の供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)が算出されることが好ましい。
【００７７】
これにより、ゲートを備える構成において、実際の供給速度に近似した供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)を算出することができる。
【００７８】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
２ 供給機
３ 計量ホッパ（供給対象機）
５ スクリューフィーダ（供給手段）
８ フィードモータ（駆動源）
２４ 操作パネル（供給時間入力手段）
３１ 検量線記憶部
３２ 駆動速度記憶部
３４ 実落差量取得部
３５ 実落差量記憶部
３８ 供給目標量設定部（供給目標量設定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品の原料などの被供給物を計量ホッパなどの供給対象機に供給する供給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、樹脂成形品の原料を計量して、定量の原料を成形機などに供給する計量供給装置が知られている。
【０００３】
計量供給装置には、原料が貯留された原料ホッパと、原料タンクから供給される原料を計量する計量ホッパとが備えられている。計量ホッパには、ロードセルが設けられている。原料ホッパから計量ホッパに原料が供給されると、ロードセルにより、その供給された原料の質量（重量）が計測される。一定の質量（定量）の原料が計量ホッパに供給されると、原料ホッパから計量ホッパへの原料の供給が停止される。その後、計量ホッパ内の原料が成形機などに送られる。
【０００４】
原料ホッパには、たとえば、原料を計量ホッパに供給するためのスクリューフィーダが設けられている。スクリューフィーダは、ほぼ水平に延びる供給管と、供給管内に配置されるオーガスクリューと、オーガスクリューを回転させるためのフィードモータとを備えている。原料ホッパ内の原料は、供給管に流入する。フィードモータがオンされると、オーガスクリューが回転し、オーガスクリューにより、原料が供給管内を先端開口に向けて送られる。供給管の先端開口に達した原料は、先端開口から落下して、計量ホッパに供給される。
【０００５】
原料ホッパから計量ホッパに定量の原料を短時間で高精度に供給する手法として、たとえば、原料の供給を複数の段階に分けて、各段階が進むにつれて原料の供給速度が小さくなるように、オーガスクリュー（フィードモータ）の回転を制御する手法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−４７０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記した特許文献１に記載の提案に係る手法では、各段における原料の供給量および供給速度を手動で設定しなければならず、計量供給装置の操作のための入力作業に手間がかかる。また、供給速度に適合した供給量が設定されないと、供給能力および供給精度が低下し、短時間での高精度な原料の供給が達成されない。
【０００８】
本発明の目的は、入力作業の手間を軽減でき、かつ、供給能力および供給精度の低下を防止できる、供給機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明は、複数段の各段で供給目標量の被供給物を供給対象機に供給することにより、全体として定量の被供給物を前記供給対象機に供給する多段供給方式の供給機において、トルクを出力する駆動源と、前記駆動源からのトルクによって動作し、被供給物を前記供給対象機に供給する供給手段と、前記駆動源の駆動速度と落差量との関係を定めた検量線を記憶する検量線記憶手段と、各段における前記駆動源の駆動速度を記憶する駆動速度記憶手段と、各段における前記供給対象機への被供給物の供給に費やすべき時間を入力するための供給時間入力手段と、少なくとも１つの段について、前記検量線記憶手段に記憶されている前記検量線に基づいて、前記駆動速度記憶手段に記憶されている駆動速度に応じた落差量を取得し、当該落差量から前記供給手段による被供給物の供給速度を演算して、当該供給速度と前記供給時間入力手段から入力された時間との乗算値に当該落差量を加算して得られる値を、供給目標量として設定する供給目標量設定手段とを備えることを特徴としている。
【００１０】
多段供給方式の供給機では、複数段の各段で供給目標量の被供給物が供給対象機に供給されることにより、全体として定量の被供給物が供給対象機に供給される。各段における供給対象機への被供給物の供給は、供給手段の動作により達成される。
【００１１】
そして、供給機は、検量線記憶手段および駆動速度記憶手段を備えている。検量線記憶手段には、供給手段の動作のためのトルクを出力する駆動源の駆動速度と被供給物の供給が停止されたときに慣性で供給対象機に供給される被供給物の量である落差量との関係を定めた検量線が記憶されている。駆動速度記憶手段には、各段における駆動源の駆動速度が記憶されている。また、供給機は、各段における供給対象機への被供給物の供給に費やすべき時間である供給時間を入力するための供給時間入力手段を備えている。
【００１２】
供給時間入力手段によって各段の供給時間が入力されると、少なくとも１つの段について、駆動速度記憶手段に記憶されている駆動速度に応じた落差量が取得され、当該落差量から供給手段による被供給物の供給速度が演算される。そして、当該供給速度と供給時間入力手段から入力された供給時間との乗算値に当該落差量が加算され、この加算値が供給目標量として自動的に設定される。
【００１３】
これにより、供給機の操作のための入力作業の軽減を図ることができる。また、供給時間入力手段から入力された時間および供給手段による被供給物の供給速度に応じた供給目標量が設定されるので、供給機の供給能力および供給精度の低下を防止することができる。
【００１４】
複数段の各段について、供給時間入力手段によって各段の供給時間が入力されると、前述の手法に従って、供給目標量が自動的に設定されることが好ましい。
【００１５】
この場合、各段における供給目標量が自動的に設定されるので、供給機の操作のための入力作業の軽減を図ることができる。
【００１６】
供給手段は、駆動源からのトルクによって軸を中心に回転し、その回転によって被供給物を軸方向の一方側に送るスクリューを備えていてもよい。この場合、検量線に基づいて取得された落差量がスクリューに対して定められた係数で除されることにより、供給手段による被供給物の供給速度が算出されることが好ましい。
【００１７】
これにより、供給手段がスクリューを備える構成において、供給手段による実際の供給速度に近似した供給速度を算出することができる。
【００１８】
供給手段は、駆動源からのトルクによって前記流出口を開閉するゲートを備えていてもよい。この場合、検量線に基づいて取得された落差量がゲートに対して定められた係数で除されることにより、供給手段による被供給物の供給速度が算出されることが好ましい。
【００１９】
これにより、供給手段がゲートを備える構成において、供給手段による実際の供給速度に近似した供給速度を算出することができる。
【００２０】
また、供給機は、複数段の各段における被供給物の供給が停止されたときに実際に生じる落差量を検出する実落差量検出手段と、実落差量検出手段によって検出される実際の落差量を累積して記憶する実落差量記憶手段とを備えていることが好ましい。この場合、実落差量記憶手段に記憶されている実際の落差量の二乗平均平方根が求められて、当該二乗平均平方根に所定の信頼度を乗じて得られる値が供給目標量の設定に用いられる落差量で除することにより、落差安定度が演算され、この落差安定度が所定のしきい値以上である場合に、供給目標量の設定に用いられる落差量が補正されることが好ましい。
【００２１】
供給目標量の設定に用いられる落差量が補正されるので、供給手段による実際の供給速度に一層近似した供給速度を算出することができ、ひいては、より好適な目標供給量を設定することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、供給機の操作のための入力作業の軽減を図ることができる。また、供給時間入力手段から入力された時間および供給手段による被供給物の供給速度に応じた供給目標量が設定されるので、供給機の供給能力および供給精度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る供給機を備える計量供給装置の図解的な断面図である。
【図２】図２は、計量供給装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、供給機による計量ホッパへの原料の供給量の時間変化を示すグラフである。
【図４】図４は、制御部の実質的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係る供給機を備える計量供給装置の図解的な断面図である。
【００２６】
計量供給装置１は、たとえば、図示されない成形機に接続されている。計量供給装置１では、樹脂成形品の原料が計量され、定量の原料が用意される。そして、計量供給装置１から成形機に定量の原料が供給（輸送）されて、成形機において、その原料からなる樹脂成形品が製造される。
【００２７】
計量供給装置１には、供給機２と、供給機２から被供給物である原料の供給を受ける計量ホッパ３とが設けられている。
【００２８】
供給機２は、供給ホッパ４を備えている。供給ホッパ４は、容器状をなし、内部に原料を貯留することができる。供給ホッパ４の下部は、下方に先細りとなる円錐状に形成されている。供給ホッパ４の底部には、流出口４１が形成されている。
【００２９】
流出口４１には、スクリューフィーダ５が接続されている。スクリューフィーダ５は、供給管６、オーガスクリュー７およびフィードモータ８を備えている。
【００３０】
供給管６は、供給ホッパ４の下方で、略水平方向に延びている。供給管６の一端部は、供給ホッパ４の下端部に接続されて、供給管６内は、供給ホッパ４内と連通している。そのため、供給ホッパ４内に貯留されている原料は、その自重により、供給ホッパ４内から供給管６内に流入する。供給管６の他端部は、下方に屈曲し、その下方を向いた他端面には、落下口９が形成されている。
【００３１】
オーガスクリュー７は、供給管６の中心軸線上を延びるオーガ軸の周囲に螺旋状の羽根が形成された構成を有している。
【００３２】
フィードモータ８の出力軸は、オーガスクリュー７の一端部に連結されている。
【００３３】
フィードモータ８の駆動力により、オーガスクリュー７が回転する。このオーガスクリュー７の回転により、原料が供給管６内を落下口９に向けて送られる。供給管６の他端部に到達した原料は、落下口９から落下する。
【００３４】
落下口９から落下する原料は、計量ホッパ３に受け取られる。計量ホッパ３の下部は、下方に先細りとなる円錐状に形成されている。
【００３５】
計量ホッパ３の下端部には、ゲートシャッタ１０が設けられている。ゲートシャッタ１０が開かれると、計量ホッパ３内から原料が排出され、ゲートシャッタ１０が閉じられると、その計量ホッパ３内からの原料の排出が停止される。ゲートシャッタ１０が閉じられた状態で、落下口９から落下する原料が計量ホッパ３に受け取られることにより、計量ホッパ３内に原料が貯留される。
【００３６】
また、計量ホッパ３には、計量ホッパ３内に貯留されている原料の質量を計測するためのロードセル１１が設けられている。
【００３７】
図２は、計量供給装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００３８】
計量供給装置１（供給機２）は、ＣＰＵ２１およびメモリ２２を含むマイクロコンピュータからなる制御部２３を備えている。
【００３９】
制御部２３には、ロードセル１１の検出信号が入力されるようになっている。
【００４０】
また、計量供給装置１（供給機２）は、操作パネル２４を備えている。操作パネル２４には、テンキーなどの操作ボタンおよび操作ボタンの押下によって入力された内容などを表示するディスプレイが設けられている。
【００４１】
制御部２３には、操作パネル２４が電気的に接続されている。
【００４２】
制御部２３にはさらに、給電回路２５を介して、フィードモータ８が制御対象として接続されている。給電回路２５は、複数のスイッチング素子を含むインバータ回路からなる。制御部２３により、給電回路２５（インバータ回路）のスイッチング素子のオン／オフが制御される。そして、そのオン／オフの割合（デューティ）に応じた駆動電流がフィードモータ８に供給されることにより、フィードモータ８がデューティに応じた回転速度で駆動される。
【００４３】
図３は、供給機による計量ホッパへの原料の供給量の時間変化を示すグラフである。
【００４４】
計量供給装置１では、供給機２により、全目標供給量ＷＩの原料が３段階に分けて計量ホッパ３に供給される。
【００４５】
１段目の供給動作では、フィードモータ８（オーガスクリュー７）が第１駆動速度で第１供給時間ＴＦ(1)にわたって駆動される。この第１供給時間ＴＦ(1)において、計量ホッパ３に第１供給実行量ＷＩｓ(1)の原料が供給される。第１供給時間ＴＦ(1)が経過すると（計量ホッパ３に第１供給実行量ＷＩｓ(1)の原料が供給されると）、フィードモータ８が停止される。フィードモータ８の停止後、供給管６内の原料が落下口９からこぼれ落ちる。このこぼれ落ちる原料の質量（落差量）を第１落差量ＷＦ(1)として、１段目の供給動作では、第１供給実行量ＷＩｓ(1)と第１落差量ＷＦ(1)とを合わせた第１目標供給量ＷＩ(1)の原料が計量ホッパ３に供給される。
【００４６】
２段目の供給動作では、フィードモータ８（オーガスクリュー７）が第２駆動速度で第２供給時間ＴＦ(2)にわたって駆動される。この第２供給時間ＴＦ(2)において、計量ホッパ３に第２供給実行量ＷＩｓ(2)の原料が供給される。第２供給時間ＴＦ(2)が経過すると（計量ホッパ３に第２供給実行量ＷＩｓ(2)の原料が供給されると）、フィードモータ８が停止される。フィードモータ８の停止後、供給管６内の原料が落下口９からこぼれ落ちる。このこぼれ落ちる原料の質量（落差量）を第２落差量ＷＦ(2)として、２段目の供給動作では、第２供給実行量ＷＩｓ(2)と第２落差量ＷＦ(2)とを合わせた第２目標供給量ＷＩ(2)の原料が計量ホッパ３に供給される。
【００４７】
３段目の供給動作では、フィードモータ８（オーガスクリュー７）が第３駆動速度で第３供給時間ＴＦ(3)にわたって駆動される。この第３供給時間ＴＦ(3)において、計量ホッパ３に第３供給実行量ＷＩｓ(3)の原料が供給される。第３供給時間ＴＦ(3)が経過すると（計量ホッパ３に第３供給実行量ＷＩｓ(3)の原料が供給されると）、フィードモータ８が停止される。フィードモータ８の停止後、供給管６内の原料が落下口９からこぼれ落ちる。このこぼれ落ちる原料の質量（落差量）を第３落差量ＷＦ(3)として、３段目の供給動作では、第３供給実行量ＷＩｓ(3)と第３落差量ＷＦ(3)とを合わせた第３目標供給量ＷＩ(3)の原料が計量ホッパ３に供給される。
【００４８】
そして、以上の３段階の供給動作により、全目標供給量ＷＩ＝ＷＩ(1)＋ＷＩ(2)＋ＷＩ(3)の原料が計量ホッパ３に供給される。
【００４９】
図４は、制御部の実質的な構成を示すブロック図である。
【００５０】
制御部２３は、検量線記憶部３１、駆動速度記憶部３２、落差量取得部３３、実落差量取得部３４、実落差量記憶部３５、落差安定度演算部３６、落差量補正部３７および供給目標量設定部３８を実質的に備えている。
【００５１】
検量線記憶部３１、駆動速度記憶部３２および実落差量記憶部３５は、メモリ２２の一部の記憶領域からなる。
【００５２】
落差量取得部３３、実落差量取得部３４、落差安定度演算部３６、落差量補正部３７および供給目標量設定部３８は、ＣＰＵ２１がメモリ２２に格納されているプログラムを実行することにより実現される機能処理部である。
【００５３】
検量線記憶部３１には、フィードモータ８の駆動速度（モータ回転速度）と落差量との関係を定めた検量線が記憶されている。フィードモータ８の駆動速度をパラメータとして変化させ、フィードモータ８を各駆動速度から停止させたときの落差量を実測し、検量線は、その実測結果に基づいて、落差量がフィードモータ８の駆動速度の一次関数で表されるように作成されている。
【００５４】
駆動速度記憶部３２には、原料供給の各段階（各供給動作）におけるフィードモータ８の駆動速度が記憶されている。
【００５５】
落差量取得部３３は、検量線記憶部３１に記憶されている検量線および駆動速度記憶部３２に記憶されているフィードモータ８の駆動速度に基づいて、原料供給の各段階で生じる落差量、つまり第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)を取得する。
【００５６】
実落差量取得部３４は、ロードセル１１の出力（検出信号）に基づいて、原料供給の各段階において、フィードモータ８の停止後に計量ホッパ３に実際に供給される原料の質量である第１実落差量ｄＷＦ(1)、第２実落差量ｄＷＦ(2)および第３実落差量ｄＷＦ(3)を取得する。
【００５７】
実落差量取得部３４によって取得された第１実落差量ｄＷＦ(1)、第２実落差量ｄＷＦ(2)および第３実落差量ｄＷＦ(3)は、実落差量記憶部３５に記憶される。具体的には、供給機２から計量ホッパ３に全目標供給量ＷＩの原料が供給される一連の動作を１バッチ動作として、バッチ動作ごとに実落差量取得部３４によって取得される第１実落差量ｄＷＦ(1)、第２実落差量ｄＷＦ(2)および第３実落差量ｄＷＦ(3)が時系列で記憶される。たとえば、過去に５バッチ動作が行われた場合、それぞれ５つの第１実落差量ｄＷＦ(1)、第２実落差量ｄＷＦ(2)および第３実落差量ｄＷＦ(3)が実落差量記憶部３５に記憶されている。
【００５８】
落差安定度演算部３６は、第１実落差量ｄＷＦ(1)の二乗平均平方根δ(1)を求め、当該二乗平均平方根δ(1)に所定の信頼度ＫＴ(1)を乗じて得られる値を第１落差量ＷＦ(1)で除することにより、第１落差量ＷＦ(1)に関する落差安定度ＳＴｆ(1)を演算する。すなわち、下記式（１），（２）の演算を行う。
【００５９】
【数１】
また、第２実落差量ｄＷＦ(2)の二乗平均平方根δ(2)を求め、当該二乗平均平方根δ(2)に所定の信頼度ＫＴ(2)を乗じて得られる値を第２落差量ＷＦ(2)で除することにより、第２落差量ＷＦ(2)に関する落差安定度ＳＴｆ(2)を演算する。すなわち、下記式（３），（４）の演算を行う。
【００６０】
【数２】
さらに、第３実落差量ｄＷＦ(3)の二乗平均平方根δ(3)を求め、当該二乗平均平方根δ(3)に所定の信頼度ＫＴ(3)を乗じて得られる値を第３落差量ＷＦ(3)で除することにより、第３落差量ＷＦ(3)に関する落差安定度ＳＴｆ(3)を演算する。すなわち、下記式（５），（６）の演算を行う。
【００６１】
【数３】
落差量補正部３７は、落差安定度演算部３６によって演算される落差安定度ＳＴｆ(1)，ＳＴｆ(2)，ＳＴｆ(3)がそれぞれ安定しきい値Ｄｆ(1)，Ｄｆ(2)，Ｄｆ(3)未満であるか否かを判断する。
【００６２】
落差安定度ＳＴｆ(1)，ＳＴｆ(2)，ＳＴｆ(3)がそれぞれ安定しきい値Ｄｆ(1)，Ｄｆ(2)，Ｄｆ(3)以上であれば、落差量取得部３３によって取得される第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)にそれぞれ落差調整量ＫＦ(1)，ＫＦ(2)，ＫＦ(3)が乗じられる。そして、それらの乗算値（すなわち、ＷＦ(1)×ＫＦ(1)，ＷＦ(2)×ＫＦ(2)，ＷＦ(3)×ＫＦ(3)）がそれぞれ補正後の第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)として、次に述べる供給目標量設定部３８に入力される。
【００６３】
一方、落差安定度ＳＴｆ(1)，ＳＴｆ(2)，ＳＴｆ(3)がそれぞれ安定しきい値Ｄｆ(1)，Ｄｆ(2)，Ｄｆ(3)未満であれば、落差量取得部３３によって取得される第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)の補正は行われず、その第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)がそのまま供給目標量設定部３８に入力される。
【００６４】
供給目標量設定部３８は、第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)を設定する。
【００６５】
具体的には、落差量補正部３７から入力される第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)を速度換算定数Ｋｓｉで除することにより、原料供給の各段階におけるスクリューフィーダ５（オーガスクリュー７）による原料の供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)が求められる。速度換算定数Ｋｓｉは、たとえば、０．５に設定されている。
【００６６】
一方、ユーザによって操作パネル２４が操作されて、原料供給の各段階におけるフィードモータ８の駆動時間ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)が入力される。
【００６７】
そして、供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)とそれぞれ駆動時間ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)とが乗算され、各乗算値に第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)を加算して得られる値が第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)として設定される。すなわち、下記式（７），（８），（９）の演算が行われる。
【００６８】
ＷＩ(1)＝ＳＩ(1)×ＴＦ(1)＋ＷＦ(1) ・・・（７）
ＷＩ(2)＝ＳＩ(2)×ＴＦ(2)＋ＷＦ(2) ・・・（８）
ＷＩ(3)＝ＳＩ(3)×ＴＦ(3)＋ＷＦ(3) ・・・（９）
なお、こうして設定される第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)の総和が全目標供給量ＷＩに満たない場合、たとえば、３段目の供給動作におけるフィードモータ８の駆動時間ＴＦ(3)が延長される。また、第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)の総和が全目標供給量ＷＩを超える場合、たとえば、２段目の供給動作がスキップされて、３段目の供給動作におけるフィードモータ８の駆動時間ＴＦ(3)が調整されてもよいし、３段目の供給動作におけるフィードモータ８の駆動時間ＴＦ(3)の調整のみが行われてもよい。
【００６９】
以上のように、供給機２は、検量線記憶部３１および駆動速度記憶部３２を備えている。検量線記憶部３１には、スクリューフィーダ５（オーガスクリュー７）の動作のためのトルクを出力するフィードモータ８の駆動速度と原料の供給が停止されたときに慣性で計量ホッパ３に供給される原料の質量である落差量との関係を定めた検量線が記憶されている。駆動速度記憶部３２には、供給動作の各段におけるフィードモータ８の駆動速度が記憶されている。また、供給機２は、各段における計量ホッパ３への原料の供給に費やすべき時間である供給時間を入力するための操作パネル２４を備えている。
【００７０】
操作パネル２４から各段の供給時間（駆動時間）ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)が入力されると、各段について、駆動速度記憶部３２に記憶されている駆動速度に応じた第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が取得され、当該第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)からスクリューフィーダ５による原料の供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)が演算される。そして、当該供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)と操作パネル２４から入力された供給時間（駆動時間）ＴＦ(1)，ＴＦ(2)，ＴＦ(3)との乗算値にそれぞれ第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が加算され、これらの加算値が第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)として自動的に設定される。
【００７１】
これにより、供給機２の操作のための入力作業の軽減を図ることができる。また、操作パネル２４から入力された時間およびスクリューフィーダ５による原料の供給速度に応じた第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)が設定されるので、供給機２の供給能力および供給精度の低下を防止することができる。
【００７２】
スクリューフィーダ５は、フィードモータ８からのトルクによって軸を中心に回転し、その回転によって原料を軸方向の一方側に送るオーガスクリュー７を備えていてもよい。この場合、検量線に基づいて取得された第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)がオーガスクリュー７に対して定められた速度換算定数Ｋｓｉで除されることにより、スクリューフィーダ５による原料の供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)が算出されることが好ましい。
【００７３】
これにより、スクリューフィーダ５において、スクリューフィーダ５による実際の供給速度に近似した供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)を算出することができる。
【００７４】
また、供給機２は、複数段の各段における原料の供給が停止されたときに実際に生じる落差量を検出する実落差量取得部３４と、実落差量取得部３４によって検出される実際の落差量を累積して記憶する実落差量記憶部３５とを備えていることが好ましい。この場合、実落差量記憶部３５に記憶されている実際の落差量の二乗平均平方根δ(1)，δ(2)，δ(3)が求められて、当該二乗平均平方根δ(1)，δ(2)，δ(3)に所定の信頼度ＫＴ(1)，ＫＴ(2)，ＫＴ(3)を乗じて得られる値が第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)の設定に用いられる第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)で除することにより、落差安定度ＳＴｆ(1)，ＳＴｆ(2)，ＳＴｆ(3)が演算され、この落差安定度が所定の安定しきい値Ｄｆ(1)，Ｄｆ(2)，Ｄｆ(3)以上である場合に、第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)の設定に用いられる第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が補正されることが好ましい。
【００７５】
第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)の設定に用いられる第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)が補正されるので、スクリューフィーダ５による実際の供給速度に一層近似した供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)を算出することができ、ひいては、より好適な第１目標供給量ＷＩ(1)、第２目標供給量ＷＩ(2)および第３目標供給量ＷＩ(3)を設定することができる。
【００７６】
なお、供給機２には、スクリューフィーダ５に代えて、モータからのトルクによって流出口４１を開閉するゲートが備えられていてもよい。この場合、検量線に基づいて取得された第１落差量ＷＦ(1)、第２落差量ＷＦ(2)および第３落差量ＷＦ(3)がゲートに対して定められた速度換算定数Ｋｓｉ（たとえば、Ｋｓｉ＝０．７５）で除されることにより、スクリューフィーダ５による原料の供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)が算出されることが好ましい。
【００７７】
これにより、ゲートを備える構成において、実際の供給速度に近似した供給速度ＳＩ(1)，ＳＩ(2)，ＳＩ(3)を算出することができる。
【００７８】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
２ 供給機
３ 計量ホッパ（供給対象機）
５ スクリューフィーダ（供給手段）
８ フィードモータ（駆動源）
２４ 操作パネル（供給時間入力手段）
３１ 検量線記憶部
３２ 駆動速度記憶部
３４ 実落差量取得部
３５ 実落差量記憶部
３８ 供給目標量設定部（供給目標量設定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段の各段で供給目標量の被供給物を供給対象機に供給することにより、全体として定量の被供給物を前記供給対象機に供給する多段供給方式の供給機であって、
トルクを出力する駆動源と、
前記駆動源からのトルクによって動作し、被供給物を前記供給対象機に供給する供給手段と、
前記駆動源の駆動速度と落差量との関係を定めた検量線を記憶する検量線記憶手段と、
各段における前記駆動源の駆動速度を記憶する駆動速度記憶手段と、
各段における前記供給対象機への被供給物の供給に費やすべき時間を入力するための供給時間入力手段と、
少なくとも１つの段について、前記検量線記憶手段に記憶されている前記検量線に基づいて、前記駆動速度記憶手段に記憶されている駆動速度に応じた落差量を取得し、当該落差量から前記供給手段による被供給物の供給速度を演算して、当該供給速度と前記供給時間入力手段から入力された時間との乗算値に当該落差量を加算して得られる値を、供給目標量として設定する供給目標量設定手段とを含む、供給機。
【請求項２】
前記供給目標量設定手段は、複数段の各段について、前記検量線記憶手段に記憶されている前記検量線に基づいて、前記駆動速度記憶手段に記憶されている駆動速度に応じた落差量を取得し、当該落差量から前記供給手段による被供給物の供給速度を演算して、当該供給速度と前記供給時間入力手段から入力された時間との乗算値に当該落差量を加算して得られる値を、供給目標量として設定する、請求項１に記載の供給機。
【請求項３】
前記供給手段は、前記駆動源からのトルクによって軸を中心に回転し、その回転によって被供給物を軸方向の一方側に送るスクリューを備え、
前記供給目標量設定手段は、前記検量線に基づいて取得した落差量を前記スクリューに対して定められた係数で除することにより、前記供給手段による被供給物の供給速度を算出する、請求項１または２に記載の供給機。
【請求項４】
前記供給手段は、前記駆動源からのトルクによって前記流出口を開閉するゲートを備え、
前記供給目標量設定手段は、前記検量線に基づいて取得した落差量を前記ゲートに対して定められた係数で除することにより、前記供給手段による被供給物の供給速度を算出する、請求項１または２に記載の供給機。
【請求項５】
複数段の各段における被供給物の供給が停止されたときに実際に生じる実落差量を検出する実落差量検出手段と、
前記実落差量検出手段によって時系列で検出される複数の実落差量を記憶する実落差量記憶手段と、
前記実落差量記憶手段に記憶されている実落差量の二乗平均平方根を求め、当該二乗平均平方根に所定の信頼度を乗じて得られる値を前記供給目標量設定手段による供給目標量の設定に用いられる落差量で除することにより、落差安定度を演算する落差安定度演算手段と、
前記落差安定度演算手段によって演算された落差安定度が所定のしきい値以上である場合に、前記供給目標量設定手段による供給目標量の設定に用いられる落差量を補正する落差量補正手段とをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の供給機。
【請求項１】
複数段の各段で供給目標量の被供給物を供給対象機に供給することにより、全体として定量の被供給物を前記供給対象機に供給する多段供給方式の供給機であって、
トルクを出力する駆動源と、
前記駆動源からのトルクによって動作し、被供給物を前記供給対象機に供給する供給手段と、
前記駆動源の駆動速度と落差量との関係を定めた検量線を記憶する検量線記憶手段と、
各段における前記駆動源の駆動速度を記憶する駆動速度記憶手段と、
各段における前記供給対象機への被供給物の供給に費やすべき時間を入力するための供給時間入力手段と、
少なくとも１つの段について、前記検量線記憶手段に記憶されている前記検量線に基づいて、前記駆動速度記憶手段に記憶されている駆動速度に応じた落差量を取得し、当該落差量から前記供給手段による被供給物の供給速度を演算して、当該供給速度と前記供給時間入力手段から入力された時間との乗算値に当該落差量を加算して得られる値を、供給目標量として設定する供給目標量設定手段とを含む、供給機。
【請求項２】
前記供給目標量設定手段は、複数段の各段について、前記検量線記憶手段に記憶されている前記検量線に基づいて、前記駆動速度記憶手段に記憶されている駆動速度に応じた落差量を取得し、当該落差量から前記供給手段による被供給物の供給速度を演算して、当該供給速度と前記供給時間入力手段から入力された時間との乗算値に当該落差量を加算して得られる値を、供給目標量として設定する、請求項１に記載の供給機。
【請求項３】
前記供給手段は、前記駆動源からのトルクによって軸を中心に回転し、その回転によって被供給物を軸方向の一方側に送るスクリューを備え、
前記供給目標量設定手段は、前記検量線に基づいて取得した落差量を前記スクリューに対して定められた係数で除することにより、前記供給手段による被供給物の供給速度を算出する、請求項１または２に記載の供給機。
【請求項４】
前記供給手段は、前記駆動源からのトルクによって前記流出口を開閉するゲートを備え、
前記供給目標量設定手段は、前記検量線に基づいて取得した落差量を前記ゲートに対して定められた係数で除することにより、前記供給手段による被供給物の供給速度を算出する、請求項１または２に記載の供給機。
【請求項５】
複数段の各段における被供給物の供給が停止されたときに実際に生じる実落差量を検出する実落差量検出手段と、
前記実落差量検出手段によって時系列で検出される複数の実落差量を記憶する実落差量記憶手段と、
前記実落差量記憶手段に記憶されている実落差量の二乗平均平方根を求め、当該二乗平均平方根に所定の信頼度を乗じて得られる値を前記供給目標量設定手段による供給目標量の設定に用いられる落差量で除することにより、落差安定度を演算する落差安定度演算手段と、
前記落差安定度演算手段によって演算された落差安定度が所定のしきい値以上である場合に、前記供給目標量設定手段による供給目標量の設定に用いられる落差量を補正する落差量補正手段とをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の供給機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２４２２３６（Ｐ２０１２−２４２２３６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２３２８（Ｐ２０１１−１１２３２８）
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００１２９１８３）株式会社カワタ (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００１２９１８３）株式会社カワタ (120)
【Ｆターム（参考）】
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