Combination Weigher 개발에 관한 연구 = (A) study on development of Combination Weigher

국문 초록 (Abstract)

자동계량기는 산업현장에서 가장 필요한 자동화 기계로서 자리잡고 있으며, 빠르고 정확한 계량작업으로서 생산성 향상과 인건비 절감 등의 효과를 얻을 수 있다. 이러한 자동계량기의 계량속도와 정확성은 계량기의 가장 중요한 성능으로 여겨지고 있다. 현재 자동계량기의 주류는 단일 계량부에 제품의 투입량을 제어함으로서 그 계량되는 제품의 량을 제어하게 된다. 하지만 이러한 방식은 정확한 계량을 위해서는 계량속도가 상당히 느려지는 단점을 가지고 있다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위해서 8개의 계량부를 이용하여 계량하고, 그 계량된 제품을 조합을 통하여 원하는 무게에 도달시키는 방법을 적용하였다. 각 계량부에 빠르고 균일하게 제품을 공급하기 위해서 직선피더의 동작시간을 제어하고, 하나의 채널을 예비호퍼, 계량호퍼, 메모리호퍼로 구성하고 8개의 메모리호퍼와 8개의 계량호퍼 중 3개 또는 4개의 호퍼를 조합하는 것으로 계량을 완료하게 된다. 직선피더의 제어는 계량과정에서 얻어지는 동작시간과 공급된 제품의 중량을 분석하여 최소자승법을 이용하여 직선피더의 다음 동작시간을 제어하게 된다. 이렇게 공급량 제어실험을 통하여 10개의 데이터에 가중치를 적용시킨 방법이 가장 좋은 결과를 보였다. 이 방법으로 직선피더를 제어하여 얻어진 데이터를 이용하여 비트조작 조합생성알고리즘을 적용시킨 조합계량 시뮬레이션으로 계량작업의 정확도와 계량시간을 분석한 결과, 200g의 500회 계량에 1g 이상 오차는 8회, 2g 이상 오차는 단 1회만이 나타났다. 이러한 결과로 보면 기존의 계량기보다 상당히 정확한 계량이 이루어짐을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Automatic weighers have been considered as one of the most important machine, which have been contributed to both increase in productivity and decrease in labor. The speed and accuracy are the most essential factors in weighing. Common weighers regulate the quantity of goods by directly putting into the weigher as many as they want to weigh. In this way, it is too slow to weigh accurately.
In order to improve on the old models, 8 weighcells in 8 channels are used for weighing goods respectively and then the exact amount of the goods is chosen by operating combination. To regularly provide the goods, the operating time of line feeder is controlled. Each channel consists of a intermediate hopper, a weighing hopper and a memory hopper. By operating combination, 3 or 4 hoppers out of 8 weighing hoppers as well as 8 memory hoppers are chosen. The line feeder guess the next operating time by analyzing the relationship between the operating time and the amount of goods and using Least Mean Square. The best result is shown when weighing factors apply to 10 data which were obtained by previous experiments. With the measured data, the accuracy and the time of the work are analyzed by the combination weighing simulation including the combination algorithm with bit operation. This shows that combination weighers weigh more accurately than existing ones.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• List of Figures = i
• List of Tables = iv
• 1. 서론 = 1
• 1.1 연구 목적 = 1
• 1.2 연구 배경 = 2
• 1.2.1 계량기의 발전 = 2
• 1.2.2 조합계량기란 무엇인가? = 3
• 2. 계량제어 시스템 = 5
• 2.1 계량제어 시스템의 개요 = 5
• 2.2 계량시스템 구성과 정밀도 = 6
• 3. 제어 알고리즘 = 8
• 3.1 조합 알고리즘 = 8
• 3.1.1 재귀호출 조합생성 = 9
• 3.1.2 비트조작을 통한 조합생성 = 9
• 3.2 직선피더의 제어 알고리즘 = 12
• 3.2.1 직선피더 제어의 필요성 = 12
• 3.2.2 최소자승법 = 13
• 4. 개폐장치의 제어 = 16
• 4.1 DC 모터의 구조와 특징 = 16
• 4.2 모터의 On/Off 제어법 = 17
• 5. 조합계량기 시스템 구성 및 실험 = 20
• 5.1 조합계량기 시스템 구성 = 20
• 5.1.1 조합계량기의 기계적 구조 = 22
• 5.1.2 조합계량기 제어회로 = 23
• 5.2 실험장비의 실제형상과 작동원리 = 26
• 5.3 직선피더 제어실험 방법 및 결과 = 31
• 5.5 조합 시뮬레이션 실험 및 결과 = 38
• 5.6 계수기로의 응용방안 = 45
• 6. 결론 = 50
• ◈ 참고문헌 = 51