CH675480A5

CH675480A5 -

Info

Publication number: CH675480A5
Application number: CH284088A
Authority: CH
Inventors: Heinz Rutishauser; Arthur Reichmuth
Original assignee: Mettler Toledo Ag
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1988-07-26
Publication date: 1990-09-28
Also published as: DE3924236A1; DE3924236C2; JPH0781905B2; JPH0274828A

Description

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CH 675 480 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Waage, umfassend einen durch bewegliche Gehäuseteile ganz oder teilweise verschliessbaren Wägeraum sowie wenigstens einen ihr zugeordneten elektronischen Rechner zur Speicherung eines Programmablaufs sowie zur Bestimmung einer aufgelegten Last, zur Auswertung der Wägeresultate und zu deren Darstellung in einer Anzeige, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Waage.

Aus der CH-PS 612 503 ist eine Waage bekannt, deren Elektronik mit einem Schalter für die Türöffnung des Wägeraums verbunden ist, um sicherzustellen, dass eine Bekanntgabe des Wägeresultates nur erfolgen kann, wenn keine Luftbewegungen die Waagschale oder das Wägegut beeinflussen.

Es ist weiter bekannt, mittels Sensoren sicherzustellen, dass während des Wägevorganges die Türen des Wägeraumes geschlossen sind, um Störeinflüsse durch Luftbewegungen auszuschliessen.

Diese Massnahmen stellen wohl sicher, dass keine durch Luftbewegungen verfälschte Messergebnisse entstehen können.

Es ist auch bekannt, das Öffnen und Schliessen des Wägeraumes mit einem Näherungsschalter, durch einen Sprachbefehl oder durch den Rechner eines die Waage beschickenden Roboters zu bewirken, welcher jeweils rechtzeitig vor dem Einfahren des Robotergreifers in den Wägeraum dessen Türe öffnet und nach der Beschickung wieder schliesst (EP-A1-0216035).

Bedienungsfehler bei der manuellen Durchführung der einzelnen Tätigkeiten während des Wägens durch wenig qualifiziertes Personal, insbesondere bei Reihenwägungen, können auf diese Weise nicht vermieden werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Waage, bei der sich wiederholende Sequenzen oder Sequenzgruppen zwangsläufig und vollautomatisch durchgeführt werden, was eine Erleichterung der Arbeit an der Waage ermöglicht und Fehler infolge abnehmender Aufmerksamkeit bei monotonen Wiederholungen verhindert.

Erfindungsgemäss wird hierzu vorgeschlagen, dass im Rechner die während einer Wägung aufeinanderfolgenden, ausserhalb der Beschickungs-, Einwäge- und Entnahmeoperationen liegenden Sequenzen oder Sequenzgruppen gespeichert und bei der Durchführung einer nachfolgenden Wägung zum selbsttätigen Auslösen und automatischen Ablauf der Sequenzen resp. Sequenzgruppen abrufbar sind.

Zum Betrieb dieser Waage wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass durch den Rechner bei einer Wägung a) zunächst der Wägeraum geschlossen und nach Erreichen des Stillstandes der Anzeige ein Nullstellen durchgeführt und danach wenigstens eine Tür geöffnet und hierdurch der Wägeraum für die Beschickung freigegeben wird,

b) nach einer bestimmten Zeit oder auf Tastendruck durch eine Bedienungsperson die Tür geschlossen, der Stillstand des Wägeresultates abgewartet und letzteres sodann in der Anzeige dargestellt und/oder ausgedruckt und/oder einem Datenempfänger übermittelt wird, und c) die Tür danach sofort oder nach einer vorgebbaren Zeit zur Entnahme des Wägegutes geöffnet wird.

Es gelingt damit, nebst einem fehlerfreien Ablauf der Einwägeoperationen, der Auswertung und der Anzeige, die Wägezeiten inklusive die Bedienungsund Wartezeiten, d.h. die Zeit zum Öffnen der Tür(en), zum Beschicken der Waage, zum Schliessen der Tür(en) und die Einschwingzeit des Messresultates zu verkürzen, ohne eine Einbusse bezüglich der Wägegenauigkeit in Kauf nehmen zu müssen, bzw. diese zu verbessern.

Die Anzahl der Tätigkeiten, die von der Bedienungsperson noch durchzuführen sind, reduziert sich auf einen Bruchteil derselben, verglichen mit einer vollständig manuell durchgeführten Wägung, bei der nebst den Beschickungsoperationen auch die einzelnen waageninternen Tätigkeiten der Waage, wie Nullstellung, Abwarten des Stillstandes der Anzeige, usw., veranlasst werden müssen.

Die Steuerung zur Durchführung der Sequenzen erfolgt vorteilhaft mit dem waageninternen Rechner.

Nach Abschluss der manuellen Tätigkeiten kann durch Drücken einer Taste, z.B. der «PRINT»-Ta-ste, die selbsttätige Weiterführung der Wägung ausgelöst werden.

Mit einem geeignet programmierten Rechner kann der Ablauf einer einmal manuell durchgeführten Wägung erfasst, gespeichert und für die teilautomatische Durchführung der nachfolgenden Wägungen herangezogen werden.

Beim Einwägen oder Auflegen des Gefässes kann die Waage selbständig feststellen, ob das Gewicht des Wägegutes oder des Gebindes innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt. Ist dies der Fall, so fährt die Waage automatisch mit der programmierten Wägung fort. Liegt das Gewicht hingegen ausserhalb, so wird dies der Bedienungsperson mitgeteilt und der Wägevorgang vorübergehend unterbrochen.

Durch den Rechner werden nicht nur die rechnerischen Operationen, sondern auch das Schliessen und Öffnen der Türen veranlasst und überwacht; eine Beeinflussung des Wägeresultates durch Luftbewegungen lässt sich dadurch verhindern.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur leine schematische Darstellung einer Waage mit einem Wägeraum,

Figur 2 eine Gegenüberstellung der Ablaufdiagramme für eine Wägung mit einem Gefäss mit allen Wägesequenzen und mit den erfindungsgemäss zu-sammengefassten.

Für die Beispiele wurde eine Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation gewählt. Eine Waage der genannten Gattung ist in der CH-PS 521 575 beschrieben. Die Waage wird in der Figur daher nur schematisch dargestellt und deren Funktionsweise als bekannt vorausgesetzt.

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Die Waage 1 ist in einem Gehäuse 3 eingebaut, das einen durch elektrisch angetriebene Schiebetüren 5,7 verschliessbaren Wägeraum 9 mit einer Waagschale 11 aufweist. Selbstverständlich könnten auch die obere Abdeckung 15 und/oder die Vorderseite zum Öffnen vorgesehen sein. Über eine Schnittstelle 17 oder über eine Tastatur 19 nahe der Anzeige 21 können die Wäge-, Auswerte-, Öff-nungs- und Schliessoperationen, etc., anhand des Verlaufes des Wägevorganges ausgelöst werden.

Der Mikroprozessor der Waage 1 oder ein extern angeordneter, an der Waage angeschlossener elektronischer Rechner ist in der Lage, entweder Abläufe beim Wägen anhand der über die Tastatur 19 oder eine Schnittstelle eingegebenen Befehle und/oder auf Grund eines manuell einmal oder mehrere Male durchgeführten und dabei gespeicherten Wägeablaufs und/oder mit Hilfe von «Sensor-Signalen (Mikroswitch, etc.) zu speichern und auf Abruf selbsttätig zu wiederholen und gleichzeitig ebenfalls gespeicherte Randbedingungen und Toleranzwerte zu berücksichtigen.

Im folgenden werden anhand von Beispielen verschiedene Abläufe näher beschrieben.

Beispiel 1

(Wägen eines Gutes ohne Gefäss)

Die Waage steht anfänglich mit geöffneter Schiebetür für eine Wägung bereit. Um eine exakte Wägung ausführen zu können, muss vorgängig eine Nullstellung stattfinden. Diese erfolgt sinnvollerweise nur bei geschlossenem Wägeraum. In einer ersten Sequenz wird deshalb vom Mikroprozessor die momentane Stellung der Türen über einen entsprechend angeordneten Fühler ermittelt und, falls wie oben angenommen, eine oder mehrere der Türen offen stehen, deren Schliessung veranlasst. Als Fühler kann ein die gegenwärtige Stellung der Türen z.B. optisch oder mechanisch feststellendes Element oder ein die Stellung des elektrischen Antriebes der Türen überwachender Sensor fungieren.

Wenn diese erste Sequenz abgeschlossen ist, wird ais zweite Sequenz die Nullstellung ausgelöst und durchgeführt, wobei vor der Nullstellung entweder elektronisch der Stillstand der Anzeige überprüft oder der Ablauf einer vorgebbaren Zeit abgewartet wird.

Die Waage ist nun einsatzbereit, d.h. eine Wägung kann eingeleitet werden.

In der dritten Sequenz werden eine oder mehrere Türen automatisch geöffnet oder für eine manuelle Öffnung entriegelt. Als vierte Sequenz erfolgt das Einwägen oder Beschicken. Die Türe kann durch einen dem Rechner zugeordneten Zeitschalter während einer bestimmten Zeit zur Einwägung offen gehalten werden. Das Schliessen der Tür(en) in der fünften Sequenz, in der die Wägung erfolgt, kann durch einen Sensor, z.B. einen Näherungsschalter, via Datenschnittstelle oder durch einen manuell durch Tastendruck betätigbaren Schalter veranlasst werden, durch welche der Abschluss der Einwaage signalisiert wird.

Diese Tastenfunktion kann unter Umständen mit einer Transfertaste zusammengelegt werden, welche die Übermittlung eines Wägeresultates über die Datenschnittstelle auslöst, z.B. die Taste «PRINT». Selbstverständlich ist auch eine Taste «ENDE EINWAAGE» möglich, die mit der Taste «PRINT» identisch sein kann.

Es stehen nach Erreichen des automatisch er-fassten Stillstandes mit dem dazugehörigen Resultat am Ende der fünften Sequenz dann mehrere Möglichkeiten (alternativ oder kumulativ) offen, das Wägeergebnis zu übernehmen: Ablesen, Ausdrucken oder Transferieren. Es können bei der Wägung Resultate auch vor Erreichen des Stillstandes der Anzeige übernommen oder übermittelt werden (Time-out oder qualifizierter Nichtstillstand). Dies ergibt sich vor allem dann, wenn aus der «Dynamik des Wägens» auf das Endresultat (d.h. das stillstehende Resultat), z.B. durch Extrapolieren, geschlossen werden kann, oder wenn ein Resultat von geringerer Genauigkeit genügt.

Das Öffnen der Türen erfolgt unmittelbar nach der Ergebnisübernahme, wobei beim Ablesen eine Bestätigung durch die Bedienungsperson vorteilhaft ist oder zumindest das Resultat für eine bestimmte Zeit, z.B. einige Sekunden, unveränderlich angezeigt bleibt, bevor das Öffnen der Türe erfolgt. Bei Einzelwägungen erfolgt nach Entnahme des Wägegutes vorteilhafterweise erneut eine Nullstellung, bei Reihenwägungen kann das Zuwägen mit oder ohne Nullstellung durchgeführt werden.

In der sechsten Sequenz können die Türen nach Entnahme des Wägegutes geöffnet bleiben oder jeweils nach Abiauf einer bestimmten Zeit automatisch geschlossen werden. Das Schliessen der Türen erfolgt auch automatisch, wenn während irgendeiner Sequenz innerhalb einer vorgebbaren Zeit keine Tätigkeit an der Waage mehr erfolgt ist.

Beispiel 2

(Wägen eines Gutes in einem auf die Waagschale gestellten Gefäss)

Dieses Beispiel entspricht bezüglich des Ablaufs des Nullstell- und Wägevorganges dem vorangegangenen. Es unterscheidet sich darin, dass die Wägung mit einem auf die Waagschale aufgelegten Gefäss erfolgt, dessen genaues Gewicht nicht bekannt ist und variieren kann.

Nach dem Öffnen des allenfalls geschlossenen Wägeraums wird anstelle der Nullstellung des ersten Beispiels als erstes ein Gefäss auf die Waagschale gelegt und anschliessend die Türe geschlossen. Nach der Kontrolle des Stillstandes der Waage durch den Rechner setzt das Tarieren des Gefässes ein. Danach kann die Wägung des Gutes in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise erfolgen.

Nebst den in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Abläufen kommt in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Möglichkeit hinzu, dem Rechner zum voraus einen Toleranzbereich einzugeben, innerhalb welchem das Taragewicht (sofern ein Gefäss vorhanden ist) und/oder die einzuwägende Last zu liegen hat, bevor eine Gewichtsbestimmung stattfinden kann. Die Waage prüft in diesem Fall, ob das aufgelegte Gefäss oder die Last auf der Waagschale innerhalb der vorgegebenen Grenzen

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liegen. Durch diese im Speicher des Rechners enthaltenen Grenzwerte kann der Ablauf der Wägung wesentlich beschleunigt werden, weil akustisch oder optisch dem Bediener sofort mitgeteilt werden kann, ob die jeweilige Last innerhalb des vorgeschriebenen Toleranzbereiches liegt, bzw. mit der Einwägung der nächsten Komponente begonnen werden kann.

Beispiel 3

(Automatische Zwischen-Nullstellung bei Erreichen der Toleranzlast)

Der Ablauf der Wägung erfolgt wie in den Beispielen 1 oder 2. Dem Rechner werden vor Beginn der Wägungen die Toleranzbereiche des Taragewichtes (Gefäss) und/oder der einzuwägenden Last oder Lasten eingegeben, wobei selbstverständlich auch die Reihenfolge der auf die Waage wirkenden Lasten in Abfolge der Tätigkeiten zum voraus registriert wird, d.h. bei mehreren, nacheinander zugewogenen Komponenten werden für diese die jeweils zulässigen Toleranzgrenzwerte, wie eingangs geschildert, eingegeben und festgehalten.

Während der Wägung müssen folglich vom Bediener nach der Durchführung des Tariervorganges der Waage mit dem Gefäss - sofern dieses innerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt - die Einwägungen in der vorgegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Dabei gibt die Waage akustisch oder optisch bekannt, ob die jeweils zugewogene Last innerhalb der eingegebenen Toleranz liegt und folglich die Einwägung der nächsten Komponente erfolgen kann. Die Bedienerführung über die Sequenzen hinweg erfolgt damit durch den Rechner der Waage oder ein an der Waage angeschlossenes zusätzliches Gerät, z.B. durch einen Personal Computer. Bei zu grosser Zudosierung und Überschreitung der oberen Toleranzgrenze kann eine entsprechende akustische Meldung erfolgen oder durch Offenhalten der Türe eine Fortsetzung der Wägung verhindert werden. Nach jeder Zugabe oder Wegnahme von Wägegut erfolgt, sofern zur Wägung erwünscht oder notwendig, eine Schliessung der Tür bis zum Stillstand der Anzeige.

In den drei Beispielen wählt der Rechner für die einzelnen Sequenzen oder Sequenzgruppen eine unterschiedlich stark filternde Wägesignalverar-beitung, wobei beim Nullstellen oder Tarieren ein starkes, beim Öffnen der Tür und beim Einwägen im allgemeinen ein weniger starkes Riter eingesetzt wird. Je nach Einstellung des oder der Filter gelingt es, z.B. die Wägung beeinflussende Auswirkungen von Vibrationen der Unterlage der Waage oder andere Einflüsse der Umgebung stärker oder schwächer zu unterdrücken. Nach dem Schliessen der Tür gelangt bis zur Ausgabe oder Anzeige des Resultates mit Vorteil wieder ein «starkes» Filter in Einsatz.

Im Rechner können nebst den Sequenzen auch Sperrfunktionen gespeichert sein, die bei fehlerhaftem Funktionieren der Waage diese stillsetzt. Im weiteren kann auch eine Zwangsverriegelung der Türen während des Nullstellens und der Wägung erfolgen, um einen manuellen Eingriff zu verhindern.

Vor oder nach dem Nullstell- oder Tariervorgang in der zweiten Sequenz können zudem eine automatische Linearisierung und/oder Kalibrierung der Waage durchgeführt werden. Die Auslösung dieser Operationen kann nach einer vorgebbaren Anzahl Wägungen, in festen Zeitabschnitten oder durch andere, von der Waage selbst ermittelte Kriterien ausgelöst werden. Bei beiden Vorgängen gelten die gleichen Randbedingungen wie beim Nullstellen, bzw. Tarieren, d.h. Türen geschlossen und Stillstand der Waage.

Bei der Durchführung einer Wägung sind dann nur noch folgende manuelle Betätigungen notwendig:

- die Wägesequenz auslösen, z.B. die Starttaste betätigen,

- Wägeresultat ablesen und Taste «PRINT» für Fortsetzung drücken, wobei die «Fortsetzung» eine weitere Beschickung bedeuten und mehrere Male wiederholt werden kann,

- Beschicken und Taste «PRINT» für Fortsetzung drücken,

- Wägegut entnehmen.

Das Drücken der Taste für die Fortsetzung der Wägung kann entfallen, wenn für die Beschickung, das Ablesen des Resultates und die Entnahme des Wägegutes feste Verweilzeiten gespeichert sind. Selbstverständlich entfällt die Verweilzeit bei der Bekanntgabe des Wägeresultates, wenn dieses an einen Drucker oder einen Speicher übermittelt wird. Alle dazwischenliegenden Sequenzen oder Sequenzgruppen werden selbsttätig durchgeführt.

Claims

Patentansprüche

1. Waage, umfassend einen durch bewegliche Gehäuseteile ganz oder teilweise verschliessbaren Wägeraum sowie wenigstens einen ihr zugeordneten elektronischen Rechner zur Speicherung eines Programmablaufs sowie zur Bestimmung einer aufgelegten Last, zur Auswertung der Wägeresultate und zu deren Darstellung in einer Anzeige, dadurch gekennzeichnet, dass im Rechner die während einer Wägung aufeinander folgenden, ausserhalb der Be-schickungs-, Einwäge- und Entnahmeoperationen liegenden Sequenzen oder Sequenzgruppen gespeichert und bei der Durchführung einer nachfolgenden Wägung zum selbsttätigen Auslösen und automatischen Ablauf der Sequenzen resp. Sequenzgruppen abrufbar sind.

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sequenzen resp. Sequenzgruppen für die Durchführung der Wägung in einem waageninternen, einen Rechner bildenden Mikroprozessor gespeichert sind.

3. Waage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der automatische Ablauf der Sequenzen durch ein manuelles Signal mit einer Taste oder nach Verstreichen einer vorgebbaren Zeit vom Rechner selbst abrufbar ist.

4. Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass deren Rechner geeignet ist, den Ablauf der Sequenzen während einer manuell durchgeführten Wägung laufend zu erfassen und zu spei-

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ehern oder über eine Schnittstelle und/oder über eine Eingabeeinrichtung aufzunehmen.

5. Waage nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Türen (5, 7) des Wägeraumes (9) mit einem oder mehreren Antrieben betätigbar sind, dass mindestens ein Sensor zum Erfassen der Positionen der Türen (5, 7) vorgesehen ist, dass eine Vorrichtung zum automatischen Nullstellen der Anzeige in der Waage eingebaut ist, dass Mittel zum Feststellen des Stillstandes der Anzeige vorgesehen sind, und dass alle diese genannten Funktionselemente mit dem Rechner verbunden und von diesem entsprechend den gespeicherten Sequenzen steuerbar sind.

6. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der automatische Ablauf der Sequenzen durch den Befehl zum Schliessen der Türen abrufbar ist.

7. Verfahren zum Betrieb einer Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Rechner bei einer Wägung a) zunächst der Wägeraum geschlossen und nach Erreichen des Stillstandes der Anzeige ein Nullstellen durchgeführt und danach wenigstens eine Tür geöffnet und hierdurch der Wägeraum für die Beschickung freigegeben wird,

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Tarierung als erstes zum Auflegen eines Gefässes auf die Waagschale eine oder mehrere Türen geöffnet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder

8, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Entnahme des Wägegutes mindestens eine Türe nach Ablauf einer vorgebbaren Zeit geschlossen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder

9, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Tarierung vom Rechner zunächst festgestellt wird, ob das Ge-fässgewicht innerhalb von gespeicherten Toleranzgrenzwerten liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Zuwägen bei zu geringer Einwaage die Türe nach dem Stillstand der Anzeige zum Nachdosieren sofort wieder geöffnet, und dass bei zu grosser Einwaage die Fortführung der Wägung durch Offenhalten der Türe oder durch ein Signal verhindert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schliessen der Türen während der Beschickung mit Hilfe von Sensoren verhindert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Nullstellen und nach jeder Wägung das Resultat einige Sekunden unveränderlich in der Anzeige dargestellt wird.

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