JP2009149387A - 搬送物の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送物の形状がランダムであっても、搬送物の特定の位置を複数の箇所で高い位置検出精度で検出することができる搬送物の位置検出装置を提供する。
【解決手段】搬送物１を載せて搬送する搬送コンベア７に取付けられ、搬送物と同期して移動する同期部材１２と、同期部材に一体的に設けられた位置検出用マーカ１４と、位置検出用マーカの特定の位置を検出する位置検出センサ１６とを備える。搬送コンベア７は例えばベルトコンベアであり、同期部材１２は搬送物１を載せてベルトコンベアを移動するトレー１５であり、位置検出用マーカ１４は、トレーの表面に平面的又は立体的に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンベア上を搬送する搬送物の位置検出装置に関する。

税関や空港における手荷物検査等において、被検査物にＸ線を照射し、透過したＸ線の強度分布を画像化して内部の危険物（銃器等）を検出するＸ線検査装置が従来から広く用いられている。

このようなＸ線検査装置において、被検査物を搬送しながら、搬送方向に直交する複数の照射方向から、所定のエネルギー分布を有する線状の入射Ｘ線を、同時又は時間をずらして照射し、被検査物の特定の断面に対する複数方向の透過Ｘ線強度分布を２以上のエネルギー領域に弁別して計測することによって、被検査物を連続的に検査して、短時間に結果を得ることができる。

このようなＸ線検査装置では、被検査物を搬送しながら、被検査物の特定の断面位置を複数の箇所で正確に検出する必要がある。

従来、上述したＸ線検査装置では、搬送物（被検査物）をベルトコンベアなどの搬送装置で移動し、搬送物の移動量をベルトコンベアに連動するエンコーダなどで検出することにより、搬送物の特定の断面位置を複数の箇所で同期させていた。
しかし、搬送装置が間欠動作する場合や速度変動がある場合、搬送物（被検査物）の停止位置や検出位置が変動するため、特定の断面位置を複数の箇所で正確に検出することが困難であった。

そこでこのような問題点を解決するために、特許文献１，２が既に提案されている。

特許文献１は、移動するワークに印字する文字・図形の印字位置を高精度に制御することができる「移動ワークへの印字装置」を目的とする。
この印字装置において、図５に示すように、コンベア５１によりワーク５２を一方向に搬送する間にレーザマーカ５３を用いてワーク５２に文字・図形が印字される。ワーク５２の搬送中における先端位置は基準位置検出センサ５４により検出され、基準位置検出センサ５４でワーク５２の先端位置が検出された後のワーク５２の移動量は移動位置検出センサ５８により検出される。移動位置検出センサ５８はワーク５２の移動量を非接触で直接監視することができ、移動位置検出センサ５８で検出した位置を制御装置５６であらかじめ設定されている文字・図形の位置に照合することによりレーザマーカ５３による印字位置を制御する。

特許文献２は、コンベアが間欠動作する場合は移動体の停止位置のバラツキによる物品の移載ミスが生じるため高精度な位置検出手段が必要となり、またコンベアが連続動作する場合は高速移動に移載装置を自動追従させるための高速な位置検出手段が必要となるため、このような要望を満たし、かつ非接触・高速・高精度・耐環境性を併せ持つ位置検出手段を目的とする。
この目的のため、このマーカシステムは、搬送路６１を移動する移動体６２に電波式マーカ６３を取付けて、周辺に配置したマーカ検知器６４によって移動体の位置を検出する手段と、この手段を利用した制御システムを備えるものである。

特開２００３−３１１４４７号公報、「移動ワークへの印字装置」 特開２００４−１０２０４号公報、「マーカシステム」

上述した特許文献１では、搬送中におけるワーク５２の先端位置を基準位置検出センサ５４により検出し、その後のワーク５２の移動量は移動位置検出センサ５８により検出するので、搬送物（ワーク５２）の形状がランダムである場合には、搬送物の特定の位置を複数の箇所で正確に検出することが困難であった。

上述した特許文献２では、搬送物（移動体６２）に電波式マーカ６３を取付けて、周辺に配置したマーカ検知器６４によって移動体６２の位置を検出するので、搬送物の形状がランダムであっても適用できるが、電波式マーカ６３による位置検出精度が低い問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、搬送物の形状がランダムであっても、搬送物の特定の位置を複数の箇所で高い位置検出精度で検出することができる搬送物の位置検出装置を提供することにある。

本発明によれば、搬送物を載せて搬送する搬送コンベアに取付けられ、搬送物と同期して移動する同期部材と、
該同期部材に一体的に設けられた位置検出用マーカと、
該位置検出用マーカにより搬送物の特定の位置を検出する位置検出センサとを備えた、ことを特徴とする搬送物の位置検出装置が提供される。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記搬送コンベアはベルトコンベアであり、
前記同期部材は搬送物を載せてエンドレスに回転する搬送ベルトであり、
前記位置検出用マーカは、搬送ベルトの表面に、搬送方向に沿って設けられている。

また本発明の別の好ましい実施形態によれば、前記搬送コンベアはベルトコンベアであり、
前記同期部材は搬送物を載せてベルトコンベア上を移動するトレーであり、
前記位置検出用マーカは、トレーの表面に平面的又は立体的に設けられている。

前記位置検出用マーカは、トレーの搬送方向に延びる１又は複数の直線マーカである。

また前記位置検出用マーカは、トレーの表面上において互いに交差する複数の直線マーカである。

また前記位置検出用マーカは、トレーの表面上において円形に延びる円形マーカである。

また前記位置検出用マーカは、直列に配置された凹凸からなる凹凸列、直列に配置された傾斜台からなる傾斜台列、一定ピッチのスリットからなるスリット列、一定ピッチでスリット幅が変化する幅変動スリット列、一定ピッチで模様を有する模様列、一定ピッチで模様のグラデーションが変化する模様グラデーション列、直線上に配置された磁気テープ、一定ピッチでＸ線透過率が変化するスリット列、または一定ピッチで色のグラデーションが変化する色グラデーション列のいずれか、又はこれらの組み合わせである。

また、前記位置検出センサは、反射型フォトトランジスタ、透過型フォトトランジスタ、レーザセンサ、磁気センサ、Ｘ線センサ、又はＣＣＤカメラと画像処理のいずれか、又はこれらの組み合わせであり、検出位置の絶対位置又は相対位置を検出する。

上記本発明の構成によれば、位置検出用マーカが、同期部材（搬送ベルト、トレー）に一体的に設けられ、位置検出センサにより位置検出用マーカの特定の位置を検出するので、搬送物の形状がランダムであっても、搬送物の特定の位置を複数の箇所で検出することができる。

また、位置検出用マーカは、直列に配置された凹凸からなる凹凸列、直列に配置された傾斜台からなる傾斜台列、一定ピッチのスリットからなるスリット列、一定ピッチでスリット幅が変化する幅変動スリット列、一定ピッチで模様を有する模様列、一定ピッチで模様のグラデーションが変化する模様グラデーション列、直線上に配置された磁気テープ、一定ピッチでＸ線透過率が変化するスリット列、または一定ピッチで色のグラデーションが変化する色グラデーション列のいずれか、又はこれらの組み合わせであるので、これらを位置検出センサ（反射型フォトトランジスタ、透過型フォトトランジスタ、レーザセンサ、磁気センサ、Ｘ線センサ、又はＣＣＤカメラと画像処理）のいずれか、又はこれらの組み合わせで検出することにより、搬送物の特定の位置を高い位置検出精度で検出することができる。

従って、例えば搬送装置の送り速度に同期して一定間隔ごとにＸ線照射データを取るために、対象物を入れるトレー（容器）に撮影同期用マーカを取り付けて使うことにより、従来のようにＸ線検査装置に連続的に送り込まれる物体の撮影タイミングで同期が取れないなどといった問題を解決することができる。

すなわち撮像のタイミングがわかると、同じ断面を別の位置にある複数のＸ線照射装置で撮像することができる。これにより、照射する線源を固定式にしたＣＴスキャナなどに応用できる。
また、Ｘ線撮像同期のミスによる、画像のゆがみが出ない。
また、多数の方向から固定したＸ線源がある場合に、完全な同期を取らなければならないという問題の解決策にもなる。
さらに応用例として非破壊検査にも適用できる。たとえば物体内部構造の距離を早く正確に測りたいときなどに有効である。

以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明の第１実施形態の位置検出装置を備えた搬送コンベアの全体斜視図である。
この例において、搬送コンベア７は、Ｘ線検査装置であり、被検査物１を搬送しながら、搬送方向に直交する複数（この例では２つ）の照射方向から、Ｘ線照射装置２により所定のエネルギー分布を有する線状の入射Ｘ線３を、同時又は時間をずらして照射し、図示しない線状のＸ線検出装置により、被検査物１の特定の断面１ａに対する複数方向の透過Ｘ線強度分布を２以上のエネルギー領域に弁別して計測するようになっている。
このＸ線検査装置により、複数の照射方向による特定の断面１ａの複数のＸ線画像を撮像することができ、これを合成して特定の断面１ａのＸ線画像を作成し、特定の断面１ａにおける物質の特定等を連続的に検査し、短時間に結果を得ることができる。

図１において、本発明の搬送物の位置検出装置１０は、同期部材１２、位置検出用マーカ１４、及び位置検出センサ１６を備える。

同期部材１２は、搬送物１を載せて搬送する搬送コンベア７に取付けられ、搬送物１と同期して移動する。この例において、搬送コンベア７はベルトコンベアであり、同期部材１２は、搬送物１を載せてエンドレスに回転する搬送ベルト１３である。
搬送コンベア７及び搬送ベルト１３は、間欠動作や速度変動があってもよい。なお搬送ベルト１３は、間欠動作、速度変動及び使用中のテンションによっても位置精度に影響しない程度の伸び・縮みのものを使用する。

位置検出用マーカ１４は、同期部材１２に一体的に設けられている。この例において、位置検出用マーカ１４は、搬送ベルト１３の表面に、搬送方向に沿って設けられている。位置検出用マーカ１４の取付け手段は、搬送ベルト１３の直接加工、印刷、別物品の貼付け等のいずれであってもよい。また、位置検出用マーカ１４は、搬送ベルト１３と同様に、間欠動作、速度変動及び使用中のテンションによっても位置精度に影響しない伸び・縮みのものを使用する。

位置検出センサ１６は、位置検出用マーカ１４の特定の位置を検出する機能を有する。

図２は、本発明の第２実施形態の位置検出装置を備えた搬送コンベアの全体斜視図である。

図２において、本発明の搬送物の位置検出装置１０は、同期部材１２、位置検出用マーカ１４、及び位置検出センサ１６を備える。

この例において、搬送コンベア７は搬送ベルト１３を有するベルトコンベアであり、搬送ベルト１３をエンドレスに回転し、搬送物１を載せて搬送するようになっている。
この例において、搬送コンベア７及び搬送ベルト１３は、間欠動作や速度変動があってもよい。また搬送ベルト１３は、第１実施形態と相違し、間欠動作、速度変動及び使用中のテンションによって、位置精度に影響する程度の伸び・縮みがあってもよい。

この例において、同期部材１２は搬送物１を載せてベルトコンベアを移動するトレー１５である。トレー１５は、平板、皿形、又は上部が開口した容器形状であり、使用中の温度変化によっても位置精度に影響しない伸び・縮みの材料（例えばプラスチック、金属）からなる。
また、トレー１５を既知の材料（例えばアルミニウム）とすることにより、トレーそのものをＸ線検査装置のキャリブレーション用材料として用いることができる。
また、トレー１５は、搬送ベルト１３の間欠動作、速度変動等により、搬送ベルト１３に対するトレー１５の位置や向きが変化しないように、トレーと搬送ベルトの摩擦係数が大きく設定され、或いはその間に凹凸等の位置決め部材が設けられている。

この例において、位置検出用マーカ１４は、トレー１５の表面に平面的又は立体的に設けられている。位置検出用マーカ１４は、トレー１５と同様に、使用中の温度変化によっても位置精度に影響しない伸び・縮みの材料（例えばプラスチック、金属）からなる。
その他の構成は、図１の第１実施形態と同様である。

図３は、位置検出用マーカ１４とトレー１５の位置関係を示す具体例である。
図３（Ａ）に示すように、トレー１５の搬送方向（図の矢印方向）が一方向に決まっている場合には、位置検出用マーカ１４はトレー１５の搬送方向に平面的に延びる１又は複数の直線マーカであるのがよい。この位置検出用マーカ１４の取付け手段は、トレー１５の直接加工、印刷、別物品の貼付け等のいずれであってもよい。

図３（Ｂ）に示すように、トレー１５の搬送方向（図の矢印方向）が一方向に決まっている場合に、位置検出用マーカ１４をトレー１５の搬送方向に沿って、トレー１５の表面に立体的に１本または複数設けてもよい。
この場合、位置検出センサ１６の検出方向を水平又は任意の角度に設定することができる。

図３（Ｃ）に示すように、位置検出用マーカ１４は、トレー１５の表面上において互いに交差する複数の直線マーカであってもよい。この場合、各位置検出用マーカ１４は平面的であるのが好ましいが、搬送物を載せられる限りで立体的に設けてもよい。
この場合、トレー１５の搬送方向は、複数の直線マーカのいずれかの方向に沿って設定することができる。

図３（Ｄ）に示すように、位置検出用マーカ１４は、トレー１５の表面上において円形に延びる円形マーカであってもよい。
この場合、トレー１５を円形マーカの中心を軸として旋回させながら、位置検出センサ１６によりトレー１５の周方向の複数の位置を検出することができる。

なお、図３（Ａ）〜（Ｄ）の位置検出用マーカ１４は、任意に組み合わせて用いてもよい。

図４は、位置検出用マーカ１４の具体例である。
図４（Ａ）において、位置検出用マーカ１４は、一定のピッチで直列に配置された凹凸からなる凹凸列である。
この凹凸列に対し、位置検出センサ１６として、反射型フォトトランジスタ、レーザセンサ又は磁気センサを用いることにより、凹凸に対応する検出位置の絶対位置又は相対位置を検出することができる。

図４（Ｂ）において、位置検出用マーカ１４は、一定のピッチで直列に配置された傾斜台からなる傾斜台列である。
この傾斜台列に対し、位置検出センサ１６として、反射型フォトトランジスタ、レーザセンサ又は磁気センサを用い、かつ反射強度をアナログ値で検出することにより、傾斜台列に対応する検出位置の絶対位置又は相対位置の分解能を高めることができる。

図４（Ｃ）において、位置検出用マーカ１４は、トレー１５に設けられた一定ピッチのスリットからなるスリット列である。
このスリット列に対して、位置検出センサ１６として、透過型フォトトランジスタ、レーザセンサ又は磁気センサを用いることにより、スリットに対応する検出位置の絶対位置又は相対位置を検出することができる。

図４（Ｄ）において、位置検出用マーカ１４は、トレー１５に設けられ一定ピッチでスリット幅が変化する幅変動スリット列である。
この幅変動スリット列に対して、位置検出センサ１６として、透過型フォトトランジスタ、レーザセンサ又は磁気センサを用い、かつ透過強度をアナログ値で検出することにより、スリット幅に対応する検出位置の絶対位置又は相対位置の分解能を高めることができる。

図４（Ｅ）において、位置検出用マーカ１４は、トレー１５に設けられ一定ピッチで模様を有する模様列である。また、この模様に光学的又は磁気的なデータを配してもよい。
この模様列に対して、位置検出センサ１６として、反射型フォトトランジスタ、レーザセンサ又は磁気センサを用いることにより、模様に対応する検出位置の絶対位置又は相対位置を検出することができる。

図４（Ｆ）において、位置検出用マーカ１４は、トレー１５に設けられ一定ピッチで模様のグラデーションが変化する模様グラデーション列である。
この模様グラデーション列に対して、位置検出センサ１６として、反射型フォトトランジスタ、レーザセンサ又は磁気センサを用い、かつグラデーションの反射強度をアナログ値で検出することにより、グラデーションに対応する検出位置の絶対位置又は相対位置の分解能を高めることができる。

図４（Ｇ）において、位置検出用マーカ１４は、一定ピッチで色のグラデーションが変化する色グラデーション列である。
この例では、トレー１５の表面を赤色、青色、黄色の３原色と黒色を２次元的にグラデーションを付して着色している。なお、トレー１５の表面を格子状に黒線等で分割し、分割された矩形領域毎に２次元的にグラデーションを付して着色してもよい。
この色グラデーション列に対して、位置検出センサ１６として、ＣＣＤカメラと画像処理を用い、３原色と黒色の混合比率から色のグラデーションに対応する検出位置の絶対位置又は相対位置を検出することができる。
さらに、位置検出用マーカ１４は、一定ピッチでＸ線透過率が変化するスリット列でもよく、位置検出センサ１６はＸ線センサであってもよい。

上述した本発明の構成によれば、位置検出用マーカ１４が、同期部材１２（搬送ベルト１３、トレー１５）に一体的に設けられ、位置検出センサ１６により位置検出用マーカ１４の特定の位置を検出するので、搬送物１の形状がランダムであっても、搬送物１の特定の位置を複数の箇所で検出することができる。

また、位置検出用マーカ１４は、直列に配置された凹凸からなる凹凸列、直列に配置された傾斜台からなる傾斜台列、一定ピッチのスリットからなるスリット列、一定ピッチでスリット幅が変化する幅変動スリット列、一定ピッチで模様を有する模様列、一定ピッチで模様のグラデーションが変化する模様グラデーション列、直線上に配置された磁気テープ、一定ピッチでＸ線透過率が変化するスリット列、または一定ピッチで色のグラデーションが変化する色グラデーション列のいずれか、又はこれらの組み合わせであるので、これらを位置検出センサ（反射型フォトトランジスタ、透過型フォトトランジスタ、レーザセンサ、磁気センサ、Ｘ線センサ、又はＣＣＤカメラと画像処理）のいずれか、又はこれらの組み合わせで検出することにより、搬送物の特定の位置を高い位置検出精度で検出することができる。

従って、例えば搬送装置７の送り速度に同期して一定間隔ごとにＸ線照射データを取るために、対象物１を入れるトレー１５（容器）に撮影同期用マーカ１４を取り付けて使うことにより、従来のようにＸ線検査装置に連続的に送り込まれる物体の撮影タイミングで同期が取れないなどといった問題を解決することができる。

すなわち撮像のタイミングがわかると、同じ断面を別の位置にある複数のＸ線照射装置で撮像することができる。これにより、照射する線源を固定式にしたＣＴスキャナなどに応用できる。
また、Ｘ線撮像同期のミスによる、画像のゆがみが出ない。
また、多数の方向から固定したＸ線源がある場合に、完全な同期を取らなければならないという問題の解決策にもなる。
さらに応用例として非破壊検査にも適用できる。たとえば物体内部構造の距離を早く正確に測りたいときなどに有効である。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができることは勿論である。

本発明の第１実施形態の位置検出装置を備えた搬送コンベアの全体斜視図である。 本発明の第２実施形態の位置検出装置を備えた搬送コンベアの全体斜視図である。 位置検出用マーカ１４とトレー１５の位置関係を示す具体例である。 位置検出用マーカ１４の具体例である。 特許文献１の印字装置の模式図である。 特許文献２のマーカシステムの模式図である。

符号の説明

１ 搬送物（被検査物）、１ａ 特定の断面、
２ Ｘ線照射装置、３ 線状の入射Ｘ線、７ 搬送コンベア、
１０ 搬送物の位置検出装置、１２ 同期部材、
１３ 搬送ベルト、１４ 位置検出用マーカ、
１５ トレー、１６ 位置検出センサ

Claims (8)

1. 搬送物を載せて搬送する搬送コンベアに取付けられ、搬送物と同期して移動する同期部材と、
   該同期部材に一体的に設けられた位置検出用マーカと、
   該位置検出用マーカにより搬送物の特定の位置を検出する位置検出センサとを備えた、ことを特徴とする搬送物の位置検出装置。
2. 前記搬送コンベアはベルトコンベアであり、
   前記同期部材は搬送物を載せてエンドレスに回転する搬送ベルトであり、
   前記位置検出用マーカは、搬送ベルトの表面に、搬送方向に沿って設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の搬送物の位置検出装置。
3. 前記搬送コンベアはベルトコンベアであり、
   前記同期部材は搬送物を載せてベルトコンベア上を移動するトレーであり、
   前記位置検出用マーカは、トレーの表面に平面的又は立体的に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の搬送物の位置検出装置。
4. 前記位置検出用マーカは、トレーの搬送方向に延びる１又は複数の直線マーカである、ことを特徴とする請求項３に記載の搬送物の位置検出装置。
5. 前記位置検出用マーカは、トレーの表面上において互いに交差する複数の直線マーカである、ことを特徴とする請求項４に記載の搬送物の位置検出装置。
6. 前記位置検出用マーカは、トレーの表面上において円形に延びる円形マーカである、ことを特徴とする請求項４に記載の搬送物の位置検出装置。
7. 前記位置検出用マーカは、直列に配置された凹凸からなる凹凸列、直列に配置された傾斜台からなる傾斜台列、一定ピッチのスリットからなるスリット列、一定ピッチでスリット幅が変化する幅変動スリット列、一定ピッチで模様を有する模様列、一定ピッチで模様のグラデーションが変化する模様グラデーション列、直線上に配置された磁気テープ、一定ピッチでＸ線透過率が変化するスリット列、または一定ピッチで色のグラデーションが変化する色グラデーション列のいずれか、又はこれらの組み合わせである、ことを特徴とする請求項１に記載の搬送物の位置検出装置。
8. 前記位置検出センサは、反射型フォトトランジスタ、透過型フォトトランジスタ、レーザセンサ、磁気センサ、Ｘ線センサ、又はＣＣＤカメラと画像処理のいずれか、又はこれらの組み合わせであり、検出位置の絶対位置又は相対位置を検出する、ことを特徴とする請求項１に記載の搬送物の位置検出装置。

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