JP2012052981A - 計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物品の計量コンベア上への搬入を正確に検知して物品の重量の計量精度や確かさを保証できるようにする。
【解決手段】計量装置１は、計量コンベア４に搬入する物品Ｗを検出するＸ線検出部６の検出信号に基づいて生成される搬入検出タイミングを基に決定される測定タイミングで物品Ｗの重量を計量する。この搬入検出タイミングは、Ｘ線発生器７とＸ線検出器８からなるＸ線検出部６を通過した物品のＸ線透過量に対応した物品Ｗの品種によって波形が異なる検出信号に対し、閾値１又は２を表示部で視認しながら設定して得られる計量コンベア上での搬送方向の物品の荷重領域を示す荷重領域信号であり、これによって物品Ｗの重量を計量する測定タイミングを適切に管理する。

【選択図】図１

Description

本発明は、搬送手段で搬送される物品をＸ線検出部で検出し、このＸ線検出部のＸ線検出信号に基づくタイミングで物品の重量を計量する計量装置に係り、特にＸ線検出部のＸ線検出器から出力されるＸ線検出信号を用いることより当該物品の品種に対応した最も適した測定タイミングで重量を計量することができるようにした計量装置に関するものである。

下記特許文献１に記載されている物品検査装置は、被検査物を搬送する搬送手段と、前記被検査物の搬送方向における先部および後部を検出する搬入センサ４と、前記搬入センサ４によって検出された前記被検査物の品質データを取得し、前記品質データに基づいて前記被検査物の良否を判定する品質判定手段と、前記搬入センサ４による検出時間に基づいて搬送方向における前記被検査物の長さＬを算出する被検査物長算出手段８ａと、被検査物長Ｌに関する統計量を算出する統計手段９ａとを備えている。この発明によれば、統計手段により算出された統計量に基づいて、基準時間を決定するために予めワーク検査装置に設定した設定長と実際に搬送されている被検査物の被検査物長の分布が集中している長さとを比較することにより、適切な検査精度や検査効率になるように対応をとることができるものとされている。

特開２００８−２９７１１９号公報

上記特許文献１に開示された従来の物品検査装置では、対象とする被検査物の品種が異なり、その形状が予定していたものと異なる場合には、搬入センサで被検査物を検出する際の検出感度にも変動が生じる場合がある。すなわち、搬入センサは被検査物が光路を遮断した場合に得られる信号レベルに対して閾値を有しており、信号レベルが閾値を越えたか否かによって外部にＯＮ又はＯＦＦの検知信号を出力するようになっている。従って、このような搬入センサで検出しようとする被検査物の形状が所期のものから変わった場合には、得られる信号レベルにも変動が生じるため、一定の閾値では検知信号が安定して得られず、検出感度にも変動が生じる場合が考えられる。

また、被検査物の品種・大きさは所期の通りであっても、何らかの理由でセンサの設置位置や向き等の設置条件が変われば、センサから出る光路の高さや向きが変わり、被検査物の検出感度にも変動が生じる場合が考えられる。

そこで、従来は、このような物品検査装置に設けられるセンサでは、センサ自体に設けられたボリュームによって閾値を任意に設定できるようになっており、対象とする被検査物の品種が所期のものから異なったものに変更され、その外形にも変更が生じたような場合や、センサの設置状態に変更があったような場合には、ユーザーサイドにおいて適宜センサのボリュームを調整し、所期の検出感度が得られるように閾値を設定し直すようにしていた。

しかしながら、ユーザーがセンサのボリュームをうまく調整できず、閾値の設定が不適当になると、被検査物の検出がうまく行かず、測定できなくなってしまうことがあるという問題があった。また、何らかの理由でユーザーがセンサのボリュームを不必要に調整してしまう場合も考えられ、そのような場合にも閾値の設定が不適当になり、被検査物の検出がうまく行かず、例えば、物品検査装置の一種である重量選別機においては、重量測定のタイミングが被検査物に対して不適切となり計量精度が悪化してしまうことが考えられる。

また、重量選別機においては、一般的に対象とする物品の品種には様々なものがあり、形状も様々である。また同一のワークであっても、搬送手段を搬送する被検査物の搬送手段に搬送面に接する領域の大きさが異なったり、一定の向きで搬送されて来なかったりする。このようなワークを検査対象とする場合、検査の目的を最も確実に達成するためには、物品をセンサで検査するタイミング信号を得るための検知レベルの設定は重要な問題であると考えられるが、従来の物品を検知するセンサでは、物品の品種に対応した最適な計量タイミングを任意に設定するための手段に欠けており、このため物品の重量測定位置が安定せず、必ずしも高い精度の重量測定を行うことができないという問題もあった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、計量コンベアに搬入する物品を検出し、その搬入検出タイミングを基に計量コンベア上の物品の重量を計量する計量装置１において、物品の計量コンベア上への搬入を正確に検知して物品の重量の計量精度や確かさを保証できるようにすることを目的としている。

請求項１に記載された計量装置１は、計量コンベア４に搬入する物品Ｗを検出し、その搬入検出タイミングを基に決定される測定タイミングで前記計量コンベア上を搬送する物品の重量を計量する計量装置１において、Ｘ線発生器７とＸ線検出器８を有し、前記物品Ｗが前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器の間を通過することにより前記Ｘ線検出器がＸ線透過量に応じたＸ線検出信号を出力するＸ線検出部６と、該Ｘ線検出信号に基づいて前記搬入検出タイミングとして前記計量コンベア上での搬送方向の前記物品の荷重領域を示す荷重領域信号を生成する荷重領域信号生成手段１３を有し、前記荷重領域信号生成手段が該荷重領域信号を得るための閾値を設定する制御部１１とを備えたことを特徴としている。

請求項２に記載された計量装置１は、請求項１に記載の計量装置１において、前記制御部は、計量された前記物品の重量が所定の重量範囲内にあるか否かを判定する重量判定手段１７を有することを特徴としている。

請求項３に記載された計量装置１は、請求項１または請求項２に記載の計量装置１において、前記制御部は、前記測定タイミングが予め設定された有効期間範囲内にあるか否かを判定するタイミング判定手段１８有することを特徴としている。

請求項４に記載された計量装置１は、請求項２に記載の計量装置１において、前記重量判定手段は、前記測定タイミングが予め設定された有効期間範囲内にあるときに、前記物品の重量が所定の重量範囲内にあるか否かの判定を行うこと特徴としている。

請求項５に記載された計量装置１は、請求項１〜４のいずれかに記載の計量装置１において、前記制御部は、前記Ｘ線検出信号から物品のＸ線吸収レベルを示す検出レベル信号を生成する検出レベル信号生成手段１４を有し、前記荷重領域信号を得るために前記検出レベル信号に前記閾値を設定すること特徴としている。

請求項６に記載された計量装置１は、請求項５記載の計量装置１において、前記検出レベル信号及び前記検出レベル信号について設定された前記閾値を記憶する記憶手段１５と前記記憶手段に記憶された前記検出レベル信号及び前記閾値を表示する表示部３１を有することを特徴としている。

請求項７に記載された計量装置１は、請求項６記載の計量装置１において、前記記憶手段には、前記荷重領域信号に基づいた前記物品の計量から得られた計量信号が、前記検出レベル信号及び前記閾値と関連づけられて記憶されており、前記表示部は、前記計量信号と前記検出レベル信号と前記閾値が関連付けられて表示されることを特徴としている。

請求項８に記載された計量装置１は、請求項６記載の計量装置１において、前記記憶手段には、前記物品の品種に対応させて前記閾値が記憶されていることを特徴としている。

請求項９に記載された計量装置１は、請求項１〜８のいずれかに記載の計量装置１において、前記制御部は、前記Ｘ線検出部からのＸ線検出信号に基づいて前記物品に異物が混入されているか否かを判定する異物判定手段１９を有することを特徴としている。

請求項１に記載された計量装置によれば、搬送される物品ＷがＸ線発生器とＸ線検出器の間を通過することによりＸ線検出器が出力するＸ線透過量に応じたＸ線検出信号対し、計量コンベア上での物品の荷重が計量コンベアに加わる領域（接触する領域）となるよう閾値を設定することで、搬入検出タイミングとしての荷重領域信号を確実かつ適切に生成することができるので、物品の計量コンベア上への搬入を正確に検知して物品の重量の計量精度や確かさを保証できる物品計量を実行することができる。

請求項２に記載された計量装置によれば、請求項１記載の計量装置による効果に加え、計量された前記物品の重量が所定の重量範囲内にあるか否かを判定する重量判定手段を有しているので、物品の計量コンベア上への搬入を正確に検知して得られる物品の重量に対して重量範囲の検査を実行することができる。

請求項３に記載された計量装置によれば、請求項１記載の計量装置による効果に加え、荷重領域信号により決定される測定タイミングが予め設定された有効タイミング範囲内であるか否かを判定するので、計量コンベアに搬入する物品Ｗの応答性能に応じて適切な計量が行える荷重領域信号タイミングを基に、搬入された物品の重量を計量する測定タイミングが適切か不適切かを判定することができる。

請求項４に記載された計量装置によれば、請求項２記載の計量装置による効果に加え、判定手段は測定タイミングが予め設定された有効タイミング範囲内にあるときに、重量範囲内にあるか否かの判定を行うので、測定タイミングが不適切で信頼性が保証できない物品を検査対象から外した信頼性の高い重量範囲の検査を実行することができる。

請求項５に記載された計量装置によれば、請求項１記載の計量装置による効果に加え、Ｘ線検出器が出力するＸ線透過量に応じたＸ線検出信号から物品のＸ線吸収レベルを示す検出レベル信号を生成し、その検出レベル信号に対し、物品の荷重が計量コンベアに加わる領域（接触する領域）となるよう閾値を設定して搬入検出タイミングとしての荷重領域信号生成するので、濃度値が物質による吸収量をストレートに示すレベル信号に対して閾値を設定することになり、閾値設定がより行ない易くなる。

請求項６に記載された計量装置によれば、請求項５記載の計量装置による効果において、検出レベル信号及び検出レベル信号について設定した閾値を記憶部に記憶しておき、後に必要に応じて表示部に表示することができる。

請求項７に記載された計量装置によれば、請求項６記載の計量装置による効果において、タイミング信号に基づいて行われる物品の重量の計量から得られた計量信号を、検出レベル信号及び閾値と関連づけて記憶部に記憶しておき、後に必要に応じて計量信号と受光レベル信号と閾値を関連付けて表示部に表示することができる。

請求項８に記載された計量装置によれば、請求項６記載の計量装置による効果において、物品の品種に対応させて前記閾値が記憶されているので、物品の品種によって波形が異なる検出レベル信号に対応させて記憶させることができる。

請求項９に記載された計量装置によれば、請求項１記載の計量装置による効果に加え、検出部６からのＸ線検出信号に基づいて前記物品に異物が混入されているか否かを判定するので、Ｘ線検出器が出力するＸ線透過量に応じたＸ線検出信号を物品の重量の計量だけでなく異物混入検査に流用して、より幅広い検査を実行することができる。

本発明の実施形態の構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態における搬送手段とＸ線検出部の構成を示す斜視図である。 （１）の（ａ）〜（ｃ）は物品が計量コンベアに載り移り状態を示す図であり、（２）の（ａ）、（ｂ）は計量信号と物品の関係を示す図である。 （ａ）は本発明の実施形態の計量装置と同装置に適用される物品の第１の特定形状を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の構成で得られる検出レベル信号及び閾値１及び２と、閾値１と閾値２における各出力を示す波形図である。 （ａ）は本発明の実施形態の計量装置と同装置に適用される物品の第２の特定形状を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の構成で得らる検出レベル信号及び閾値１及び２と、閾値１と閾値２における各出力を示す波形図、（ｃ）は計量装置が出力する計量信号である。 （ａ）は図５に示した特定形状の物品の前後を逆にして搬送し、計量した場合を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の構成で得られる検出レベル信号及び閾値１及び２と、閾値１と閾値２における各出力を示す波形図、（ｃ）は計量装置が出力する計量信号である。

図１は、本発明の実施形態に係る計量装置１の構成図である。
この計量装置１は、物品Ｗを搬送する搬送手段として、駆動手段２(駆動モータ)によって同方向に駆動される導入コンベア３と計量コンベア４を備えている。導入コンベア３は、図示しない隣接のライン等から搬入された物品Ｗを受け入れ、搬送して隣接する計量コンベア４に受け渡すベルトコンベアである。計量コンベア４は、計量手段５に取り付けられており、導入コンベア３から受け入れた物品Ｗを搬送しながら、計量手段５によって重量を計量するためのベルトコンベアである。

図２に示すように、導入コンベア３には、導入コンベア３上部に配置されたＸ線発生器７と導入コンベア３内に搬送ベルトを挟んでＸ線発生器７が対向して配置されたＸ線検出器８から構成されるＸ線検出部６を備えている。

Ｘ線発生器７は、金属製の箱体として構成されており、円筒状のＸ線管９を図示しない絶縁油に浸漬したものを内部に有しており、Ｘ線管９の陰極からの電子ビームを陽極のターゲットに照射させてＸ線を生成するようになっている。Ｘ線管９は、その長手方向が物品Ｗの搬送方向（図中左右方向）となるよう配置されている。Ｘ線管９により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器８向けて、図示しないスリットにより搬送空間Ｓの上面に形成された前記搬送方向と直交する方向を長手とする照射口から略三角形状のスクリーン状となって搬送方向を横切るように照射されるようになっている。

Ｘ線検出器８は、搬送される物品Ｗの搬送方向（Ｘ方向）の平面上で搬送方向と直交するＹ方向に複数の検出素子が一直線上に配置されたものである。具体的には、Ｘ線検出器８は、ライン状に整列して配設された複数の検出素子としてのフォトダイオード（不図示）と、フォトダイオード上に設けられたシンチレータ（不図示）とからなるラインセンサ（不図示）とを含んで構成される。また、Ｘ線検出器８は、Ａ／Ｄ変換部（不図示）を有しており、このＡ／Ｄ変換部によりフォトダイオードからの輝度値データをデジタルデータに変換し、Ｘ線検出信号を出力するようになっている。

なお、Ｘ線検出器８がＡ／Ｄ変換部を有する代わりに、制御部１１がＡ／Ｄ変換部を有するようにしてもよい。すなわち、フォトダイオードからの輝度値データをアナログ検出信号として出力するようにして、制御部１１の側でアナログ検出信号をＡ／Ｄ変換してデジタルデータに変換するように構成してもよい。また、制御部１１の側でＡ／Ｄ変換せずに、そのままアナログ検出信号をＸ線検出信号として使用するようにしてもよい。

計量手段５は、計量コンベア４を支持し物品Ｗの荷重に基づいて計量信号を出力する荷重センサであり、電磁平衡機構などのはかり機構で構成され、物品Ｗが計量コンベア４上を搬送されている間に加わる荷重を測定するようになっている。計量手段５は、重量を測定できるはかり機構であればよく、例えば、差動トランス機構や歪ゲージ機構などのはかり機構で構成してもよい。

図１に示すように、計量装置１には、導入コンベア３及び計量コンベア４の上部空間を包囲するように漏洩防止カバー１０が設けられており、物品Ｗの搬入口及び搬出口以外をＸ線発生器７から照射されたＸ線を遮蔽するようになっている。

図１に示すように、計量装置１は制御部１１備え、制御部１１に必要な指示や情報を与えるための入力部２１と、情報処理の結果等を外部に出力するための表示部３１とをさらに備えている。制御部１１は、本装置１における制御のための情報処理活動の中心となるＣＰＵと、ＣＰＵにおける情報処理手順等を実行するための各種プログラム等の格納や情報処理のために必要な情報を記憶するためのＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段１５から構成されており、画像処理手段１２と判定手段１６を有している。

制御部１１は、前述した駆動モータを駆動制御して物品Ｗを搬送する。また搬送された物品ＷがＸ線検出部６によって検出された際に出力される検出情報（Ｘ線検出信号）を受け、物品Ｗが計量コンベア４に載り始めを起点とし、載り移り終えた時点を終点したタイミング信号（搬送方向の物品の荷重領域を示す荷重領域信号）を生成して計量手段５に出力し、計量手段５で物品Ｗの重量が正しく計量できるようにしている。

画像処理手段１２は、荷重領域信号生成手段１３と検出レベル信号生成手段１４とを含み、Ｘ線検出部６が出力するＸ線検出信号から得られる物品ＷのＸ線画像をデジタル画像化して記憶手段１５に記憶し、Ｘ線画像を画像処理するようになっている。このＸ線画像は、Ｘ線ラインセンサによる１ライン上のサンプリングピッチと略等しいサンプリングピッチで搬送方向にサンプリングされ、Ｘ線画像として画像化される。このＸ線画像は、Ｘ線透過画像とＸ線吸収画像のどちらでもよいが、濃度値が物質による吸収量をストレートに示すＸ線吸収画像の方がＸ線吸収率の高い異物の強調や検出には有利であるためＸ線吸収画像であるほうが好ましい。

Ｘ線吸収画像は、例えば、物質のＸ線吸収率をα、物質の厚さをＬとすると、強度ＳのＸ線が当該物質を透過した後の強度Ｓ’は、理論上、Ｓ’
＝Ｓ・ｅｘｐ（−α・Ｌ）と書ける。両辺の対数をとって変形すれば、α・Ｌ＝ｌｏｇ（Ｓ）−ｌｏｇ（Ｓ’） とも書ける。Ｘ線透過画像はＳ’の２次元分布に相当し、前述のように対数をとって変形すれば、物質による吸収量α・Ｌの２次元布を示すＸ線吸収画像に変換して求めることができる。

画像処理手段１２は、予め設定されたパラメータに基づいて、検出対象の異物情報を強調して異物抽出画像として抽出するフィルタ等の画像処理を実行し、物品Ｗに混入した異物の有無検出を行うようになっている。異物情報を強調するためのフィルタとしては、例えば例えば微分フィルタ（Ｒｏｂｅｒｔｓフィルタ、Ｐｒｅｗｉｔｔフィルタ、Ｓｏｂｅｌフィルタ）やラプラシアンフィルタなどの特徴抽出フィルタが用いられる。

検出レベル信号生成手段１４は、上述したＸ線吸収画像に変換する式に基づいて、物品Ｗを透過したＸ線のＸ線透過量から物品Ｗに吸収されたＸ線の吸収量を求め、物品Ｗが無い状態を０レベルとしたＸ線画像から濃淡レベルの検出レベル信号を生成する。この検出レベル信号は、導入コンベア幅方向の濃淡レベルのピーク値または平均値を物品Ｗの搬送に沿って順次生成するようになっている。

また、生成した検出レベル信号は、Ｘ線検出部６による物品検出位置から計量コンベア４の搬入側先端までの距離Ｄと導入コンベア３の搬送速度Ｖから求められる遅延時間Ｔｄだけ遅らせて後述する処理の波形データとして用いられ、後述するその処理を経て生成される荷重領域信号が計量手段５に送られ、計量手段５は計量コンベア４で搬送中の物品Ｗの重量を計量する。計量結果は必要に応じて表示部３１に表示される。

また、検出レベル信号生成手段１４は、Ｘ線画像から検出レベル信号を生成するためフィルタ処理を実行することができるようにもなっている。例えば、Ｘ線検出部６が出力するＸ線検出信号にノイズが多く含まれる場合には、平滑化等のノイズを低減させるフィルタを実行した後のＸ線画像から検出レベル信号を生成する。

さらに、検出レベル信号生成手段１４で検出レベル信号を生成する際に、異物抽出画像に異物が存在する場合には、異物によって検出レベルが高くなってしまうので、それを除去するために、異物が存在する位置のＸ線画像を使用しないようにしたり、異物が存在する位置の周囲の異物が無いＸ線画像の濃淡レベルで置換したりして検出レベル信号を生成するような処理を行う。これにより異物による影響がなくなり物品Ｗに対する検出レベル信号がより信頼性の高いものとなる。例えば、図４（ａ）に示すようなシール部がある袋に内容物が包装された物品（例えば袋入りの食品等）の場合に、そのシール部に異物があってもシール部の検出レベルを高くすることなくシール部のレベルにすることができる。

なお、検出レベル信号から異物の影響を除去する処理をＸ線画像から検出レベル信号を生成する際に行うようにしたが、Ｘ線画像から検出レベル信号生成した後に、検出レベル信号の中で異物が存在する位置の検出レベル（値）をその前後で置換するような処理を行うようにしてもよい。

荷重領域信号生成手段１３は、入力部２１から入力された閾値または記憶手段１５に記憶された閾値に基づいて、検出レベル信号から搬送方向の物品Ｗの荷重領域を示す荷重領域信号を生成する。通常は、計量装置が計量対象物品に対してタイミング調整状態にある場合には、入力部２１からの閾値を用いて荷重領域信号が生成し、運転状態にある場合は、記憶手段１５に記憶された閾値を用いて荷重領域信号が生成する。

判定手段１６は、重量判定手段１７とタイミング判定手段１８と異物判定手段１９を含んで構成され、重量判定手段１７は、計量された物品の重量が、入力部２１から設定された重量の上下限リミットで指定された重量範囲内にあるか否かを判定する。指定された重量範囲内のときはＯＫ、上限リミットを越える重量のときは過量ＮＧ，下限リミット未満の重量のときは軽量ＮＧと判定し、判定結果は表示部３１に表示される。

タイミング判定手段１８は、後述する物品Ｗの重量を計量する測定タイミングが、入力部２１から設定されたタイミングの範囲内（有効期間範囲内）にあるか否かを判定し、判定結果はタイミングＮＧとして表示部３１に表示される。具体的には例えば、物品Ｗが計量コンベア４に載り移り初めを起点とし、物品Ｗが計量コンベア４に載り移り終え搬送が安定してからフィルタの波形遅れ時間を加算した予測時間を許容範囲の最小値、物品Ｗが計量コンベア４後端までの移動時間が許容範囲の最大値として設定され、測定タイミングが許容範囲外にあるときは、安定した計量値を得ることができないためタイミング不良として判定される。また、前述の重量判定手段１７は、タイミング判定手段１８でタイミング不良として判定された場合には、物品Ｗの重量が不安定な状態で計量されたものであるから重量範囲の判定を行なわないようにすることが好ましい。

異物判定手段１９は、画像処理手段１２によって得られる異物抽出画像に異物があるか否かを判定し、判定結果は表示部３１に表示される。

次に、計量手段５において、荷重を測定するタイミングすなわち物品Ｗを計量するタイミングについて説明する。図３（１）の（ａ）は物品Ｗが計量コンベア４に載り移り始めた状態を示し、（ｂ）は物品Ｗが計量コンベア４に載り移り終えた状態を示し、（ｃ）は物品Ｗが計量コンベア４に載り移り終えた後の計量コンベア４上を搬送している状態を示している。（ａ）のように物品Ｗが計量コンベア４に載り移り始めると、計量コンベア４に物品Ｗの荷重が作用し始めて計量信号のレベルが増加する。そして（ｂ）のように物品Ｗが完全に計量コンベア４に載り移ってから、物品Ｗの揺れが収まるまでには所定の搬送安定時間（Ｔ２）が見込まれている。更に、物品Ｗの搬送が安定してから、計量信号から不要な交流成分であるノイズを減衰するローパスフィルタの時定数に相当する波形遅れ時間（Ｔ３）が経過すると、計量信号が安定して精度よく物品Ｗを計量できるようになる。

ここで、計量コンベア４に物品Ｗが載り移り始めてから完全に計量コンベア４に載り移り終えるまでの時間（Ｔ１）であり、Ｔ１は物品Ｗが計量コンベア４のベルト面に接する搬送方向の領域（長さ）と計量コンベア４の速度によって求めることができる。

そして、安定して精度よく物品Ｗを計量する場合における物品Ｗの重量を計量するタイミングＴは、図３（１）の（ｂ）に示すように、図３（１）の（ａ）に示す物品Ｗが計量コンベア４に載り移り始めを起点として、物品Ｗの重量を計量開始するタイミングまでの時間であり、Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３となる。そして、物品Ｗの重量の計量は、このＴ後から所定期間ＴＷサンプリングして計量値を算出して行われる（測定タイミング）。また、このときのサンプリングは、波形遅れ時間が終了してから所定期間だけ実施しても良いし、物品Ｗが計量コンベア４の後端に到達するまでの期間（ＴＥからＴを差し引いた期間）実施しても良い。さらに、サンプリング期間が所定期間確保できる場合には、ローパスフィルタの減衰性能を強化してノイズをより減衰させてからサンプリングを実施するようにしても良い。

本実施形態の制御部１１では、Ｘ線検出部６が出力するＸ線検出信号から生成した物品ＷのＸ線吸収レベルを示す検出レベル信号を用い、搬入検出タイミングとして物品Ｗの重量を計量するための測定タイミングを決定するための基となる荷重領域信号を生成している。この荷重領域信号は、搬送方向の物品Ｗの荷重領域（物品がコンベアのベルト面に接する領域）を想定する信号であり、検出レベル信号からこの荷重領域信号を得るために検出レベル信号に閾値（検知レベル）を任意に設定することができる。この閾値はユーザーによって入力部２１から入力されて記憶手段１５に記憶され、Ｘ線検出部６からＸ線検出信号の入力がある度に情報処理のために使用されるデータとなるが、これは物品Ｗの品種によって異なるＸ線検出部６からのＸ線検出信号から生成する検出レベル信号の波形に応じて、品種毎に予め定めておくことが望ましい。

すなわち、本実施形態のＸ線検出部６は物品Ｗを透過したＸ線のＸ線透過量に応じたＸ線検出信号を出力するが、そのＸ線検出信号に基づく検出レベル信号の波形は物品Ｗの外形に応じた特有の形態をとる。例えば、図４（ａ）に示すように、物品Ｗが、フランジ状の片部を前後に有する袋に内容物が包装された物品（例えば袋入りの食品等）である場合には、Ｘ線検出部６を物品Ｗが通過した場合に得られるＸ線検出信号に基づく検出レベル信号は、例えば同図（ｂ）上段のような波形の検出レベル信号になる。

検出レベル信号のうち、前後の包装の片部に相当する部分では物品Ｗに吸収されるＸ線の吸収量は小さく、物品が中央部では、内容物にＸ線透過するため、物品Ｗに吸収されるＸ線の吸収量は、包装の片部に比べ大きく安定した状態となる。

このような検出レベル信号から物品Ｗの検出を確実に行うには、どのような閾値で検出レベル信号を閾値処理して搬入検出タイミングとして物品Ｗの重量を計量するための測定タイミングを決定するための基となる信号の荷重領域信号を得ればよいかが問題となる。この例では、同図（ｂ）上段にて検出レベル信号中に重ねて示すように、相対的に低い閾値１と、相対的に高い閾値２の２つを検討した。ここで、低い閾値１では、物品Ｗの前後にある片部に起因する信号の不安定部分に重なることとなるので、これから得られた同図（ｂ）中段に示す閾値１の出力は必ずしも安定せず、適当でない場合がありうる。また、検出レベル信号が低い部分は、物品Ｗがコンベアのベルト面に接していない場合が多い。逆に高い閾値２を用いた場合には、検出レベル信号の安定部分を利用することとなるので、これから得られた同図（ｂ）下段に示す閾値２の出力は安定しており、また物品Ｗがコンベアのベルト面にほとんど接していると思われるので物品Ｗの確実な検出にはより好ましいと考えられる。

従って、本実施形態では、図４（ａ）に示すような形態の物品Ｗを対象とする場合には、これを予め計量装置１で搬送してＸ線検出部６を通過させ、その検出レベル信号を得てそれに基づく検出レベル信号を制御部の記憶手段１５に使用可能に記憶しておくことが望ましい。その後、閾値を設定する場合には、図４（ｂ）上段に示すように、この検出レベル信号を表示手段３１の画面に表示し、さらに入力部２１を操作して閾値を表示手段３１の画面上に表示して検出レベル信号に比較して最も適当な値を設定する。適当な値が設定できたらこれを確定し、記憶手段１５等に記憶して制御に使用できるようにする。

以上のように閾値を設定しておけば、図４（ａ）に示すような物品Ｗを計量装置１で計量した場合には、物品Ｗが搬送されてＸ線検出部６を通過する度に図４（ｂ）上段に示すような検出レベル信号が得られ、これが制御部１１において閾値２で処理されることにより、当該物品Ｗの形状に最も適した安定した態様で誤りなく物品Ｗが検出されて図４（ｂ）下段に示すような荷重領域信号（閾値２の出力）が生成され、この荷重領域信号に基づくタイミングで計量手段５が作動して物品Ｗの計量が適切に行なわれる。従って物品Ｗが導入コンベア３から計量コンベア４に載り移ってから最適のタイミングで計量手段５による物品Ｗの計量を行うことができ、振動等が減衰した状態で高精度の計量ができる。

なお、以上のように閾値を設定しておき、所期の品種の物品Ｗを対象としているにも関わらず、実は閾値の設定が適切でなく、そのためタイミング信号が不適切で物品Ｗの計量が適当なタイミングで行なわれていない場合も考えられる。例えば、測定タイミングが不適切であり、計量コンベア４に載り移ったばかりで物品Ｗの振動が収まらない内に計量を行なったために計量精度に問題が生じたような場合等である。そのような場合には、制御部で記憶手段１５等に記憶している物品Ｗの検出レベル信号と、設定した閾値とを再度表示部３１に表示させれば、検出レベル信号から荷重領域信号を得るために設定した閾値が適当であったか否かを視覚的に容易に再検討することができる。適当でないと判断した場合には、再度表示部３１で検出レベル信号を視認しながら適当な閾値を設定し、制御部１１に再記憶すればよい。

図５〜図６は、図４に示した物品Ｗとは品種及び外形が異なる他の品種について閾値を設定する他の例を示した図である。
図５（ａ）に示すように、物品Ｗが、箱型の本体の先端が三角形状に尖っており、その先端にフランジ状の片部を有する物品（例えば横倒しにした牛乳パック等）である場合には、Ｘ線検出部６のＸ線による物品検出位置を物品Ｗが通過した場合にＸ線検出信号から得られる検出レベル信号は、例えば同図（ｂ）上段のような波形になる。すなわち、検出レベル信号は物品Ｗの先端側に対応する部分では徐々に増加し、それ以降では安定した状態となる。

ここで、図４の例と同様に相対的に低い閾値１と、相対的に高い閾値２の２つを検討すると、低い閾値１を用いた場合には、物品Ｗの前部を早期に検出できるが、その部分はベルト面には接していない部分であり薄い片部であることから同図（ｂ）中段に示す閾値１の出力は検出が安定しない場合もありうる。また、高い閾値２を用いた場合には、検出は遅れるが、ベルト面に接しており安定した本体部を検出することから同図（ｂ）下段に示す閾値２の出力は安定しており、物品Ｗの確実な検出にはより好ましいとも考えられる。いずれの閾値を選択するかは、当該物品Ｗの形状等、諸般の事情を考慮して最も検出するに適していると考えられる物品Ｗの部位や、実際の搬送・計量を実際に行なった結果等を考慮して定めることができる。

図６は図５に示した特定形状の物品Ｗを前後逆にして搬送し、計量した場合を示す図である。本実施形態によれば、前述した形状確認のための閾値の設定だけでなく、このような物品Ｗの姿勢の変化の検出にも対応して閾値の設定を行うことができる。

図６に示すように、図５のような形状の物品Ｗが図５とは逆向きで搬送されてきた場合には、物品Ｗが逆向きであることは閾値が一つの場合には判別できない。しかし、本実施形態によれば、物品Ｗの特徴的な形状に対応する検出レベル信号の形状に対応して、適当なレベルで２つの閾値１と閾値２を設けているので逆向きであることが判別できる。すなわち、前述した図５の場合が正規乃至通常の場合であるとすれば、その場合には、図５に示すように閾値１について出力がＯＮした後、閾値２について出力がＯＮしてから計量コンベア４への荷重が始まって計量信号が立ち上がっていく。そして閾値１、２についての出力は同時にＯＦＦとなる。ところが、図６の場合には閾値１、２についてほぼ同時に出力がＯＮとなり、同時に計量コンベア４への荷重が始まって計量信号が立ち上がっていく。そして閾値２についての出力がＯＦＦとなった後に、閾値１についての出力がＯＦＦとなる。制御部１１は、このような各閾値の出力や計量信号の形態から、図５の場合には正規状態であるとして当該物品を通過させ、図６に示す場合には正規状態からの姿勢変化であるとしてＮＧ判定し、ラインから排除することができる。その場合には、制御部１１は排除した「姿勢変化」等の理由を記憶しておく。なお、いずれの向きが正規であるかＮＧであるかは上記説明例とは逆でもよく、ラインにおける検査の目的、その他の条件で定めればよい。

なお、物品Ｗが横向きに搬送された場合、縦になって搬送された場合、重なって搬送された場合等の各状況を検出する閾値やこれを用いた判断手法を個別に設定して対処し、その場合の記憶を残しておくことにより、計量装置１としての信頼性が向上する。

また本実施形態の計量装置１では、物品Ｗが計量コンベア４に載り移ってから所定の安定化時間が経過し、物品Ｗの載り移りによる振動が低減して出力される計量信号の波形が一定値に落ち着いてから、当該計量信号を測定値としてサンプリングすることが測定精度の面から必要である。本実施形態の計量装置１では、このような最適な物品Ｗの重量を計量する測定タイミングを、適当な閾値を定めることによって最適に決定することができる。例えば、前述した図５乃至図６に示す例を挙げれば、閾値１は物品Ｗが計量コンベア４に載り移ってはいないが計量コンベア４の領域に入ったことを検知する目的のため比較的低いレベルでＯＮとなる値に設定しており、閾値２は計量コンベア４に載り移った物品Ｗの検知とともに、測定タイミングを決定するための値でもあるため、比較的高いレベルでＯＮとなる値に設定している。そして、図５及び図６においては、閾値１、２による出力がＯＮとなってから、閾値２の出力がＯＦＦになった時点までを前述のＴ１となる荷重領域信号とし、この荷重領域信号から物品Ｗの重量を計量開始するタイミングＴが得られ、物品Ｗの重量を計量するための測定タイミングが決定する。このように測定タイミングを間接的に設定する閾値２は、物品Ｗの特徴的な形状に対応する検出レベル信号の形状に対応して、適当なレベルで設定することができる。

さらに、本実施形態の計量装置１では、閾値１、２により生成される搬入検出タイミング信号（荷重領域信号）に基づく測定タイミングで計量手段５が作動するのにあたって、計量手段５の応答が間に合わずに振動波形が十分に集束せず計量が精度よく適切に行えない場合（検出レベル信号の安定部分が短時間の場合）には、計量結果の信頼性が保証できないので、測定のタイミング不適切品として排出するようになっているのが好ましい。

このために、判定手段１６は、前述したようにタイミング判定手段１８を有しており、測定のタイミングが適切か不適切かを判定している。そして、さらに好ましくは、物品Ｗの種類に応じて異なる形状を考慮して、適切な計量が行えるタイミングとしてのタイミング有効範囲が記憶されるようになっている。

一方で、Ｘ線検出部のＸ線検出信号に基づく異物の混入の有無は、計量手段５の応答性能とは無関係であるので、荷重領域信号により決定された測定タイミングが有効範囲内か否かに関わらず判定されるのがよい。

また、荷重領域信号により決定された測定タイミングが、計量手段５の応答特性に対して十分余裕がある場合（サンプリング期間が所定期間確保できる場合）には、計量信号をサンプリングして重量を算出するサンプリング数を増加して平均化により重量の精度を高めることようにしてもよい。また、サンプリング数を増加するかわりに、計量信号に適用するローパスフィルタの特性（例えばカットオフ周波数ｆｃや減衰係数Ｑ）を変更して振動成分の減衰度を強めて、ノイズをより減衰させてからサンプリングを実施するようにしてもよい。

このように、物品Ｗの種類に応じて品種ごとに閾値、タイミング有効範囲、重量判定条件等の各種パラメータが記憶手段に記憶されているが、計量を安定させて精度よく計量するためのローパスフィルタ特性のパラメータ（カットオフ周波数ｆｃや減衰係数Ｑ）は、記憶されている値を随時更新するようにしてもよい。

また、本実施形態の計量装置１では、検出レベル信号から荷重領域信号を生成するようにしたが、Ｘ線検出部から出力されるＸ線検出信号（Ｘ線透過量）から荷重領域信号を生成するようにしてもよい。その場合も、導入コンベア３の幅方向ＸにおけるＸ線検出信号のピーク値または平均値に対して閾値処理を行って荷重領域信号を生成する。

また、本実施形態の計量装置１では、導入コンベア３上でＸ線を検出するような位置にＸ線発生器７とＸ線検出器８を配置したが、導入コンベア３から計量コンベア４に物品Ｗが載り移る位置でＸ線を検出するような位置にＸ線発生器７とＸ線検出器８を配置してもよい。

本実施形態の計量装置１によれば、以上のようにして物品Ｗの重量を計量した場合、その計量値も制御部１１の記憶手段１５等に記憶しておくことができる。その場合、制御部１１の記憶手段１５等には、荷重領域信号に基づく物品Ｗの計量から得られた計量信号を、物品Ｗの検出レベル信号及び閾値と、図５及び図６に示すように共通の時間軸に関連づけて記憶することができ、またその記憶内容を図５及び図６に示すような態様で表示部３１に表示することができる。従って、実際の物品ＷについてのＸ線検出部６の検出レベル信号と、現在設定されている各閾値と、計量信号等の実際の波形とを視認しながら、上述したような姿勢変化、適切な測定タイミング等の目的に応じて閾値を最適に設定することができる。具体的には、検出レベル信号を表示部３１に表示すれば、搬送手段で搬送される物品Ｗの方向や姿勢の認識が容易になり、適切な閾値を設定しやすくなる。

１…計量装置
３…搬送手段としての導入コンベア
４…搬送手段としての計量コンベア
５…計量手段
６…Ｘ線検出部
７…Ｘ線発生器
８…Ｘ線検出器
１１…制御部
１２…画像処理手段
１５…記憶手段
１６…判定手段
２１…入力部
３１…表示部

Claims (9)

1. 計量コンベア（４）に搬入する物品（Ｗ）を検出し、その搬入検出タイミングを基に決定される測定タイミングで前記計量コンベア上を搬送する物品の重量を計量する計量装置（１）において、
   Ｘ線発生器（７）とＸ線検出器（８）を有し、前記物品（Ｗ）が前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器の間を通過することにより前記Ｘ線検出器がＸ線透過量に応じたＸ線検出信号を出力するＸ線検出部（６）と、
   該Ｘ線検出信号に基づいて前記搬入検出タイミングとして前記計量コンベア上での搬送方向の前記物品の荷重領域を示す荷重領域信号を生成する荷重領域信号生成手段（１３）を有し、前記荷重領域信号生成手段が該荷重領域信号を得るための閾値を設定する制御部（１１）と、を備えたことを特徴とする計量装置（１）。
2. 前記制御部は、計量された前記物品の重量が所定の重量範囲内にあるか否かを判定する重量判定手段（１７）を有することを特徴とする請求項１に記載の計量装置。
3. 前記制御部は、前記測定タイミングが予め設定された有効期間範囲内にあるか否かを判定するタイミング判定手段（１８）有することを特徴とする請求項１また請求項２に記載の計量装置。
4. 前記重量判定手段は、前記測定タイミングが予め設定された有効期間範囲内にあるときに、前記物品の重量が所定の重量範囲内にあるか否かの判定を行うこと特徴とする請求項２に記載の計量装置。
5. 前記制御部は、前記Ｘ線検出信号から物品のＸ線吸収レベルを示す検出レベル信号を生成する検出レベル信号生成手段（１４）を有し、前記荷重領域信号を得るために前記検出レベル信号に前記閾値を設定すること特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の計量装置。
6. 前記検出レベル信号及び前記検出レベル信号について設定された前記閾値を記憶する記憶手段（１５）と前記記憶手段に記憶された前記検出レベル信号及び前記閾値を表示する表示部（３１）を有することを特徴とする請求項５に記載の計量装置。
7. 前記記憶手段には、前記荷重領域信号に基づいた前記物品の重量の計量から得られた計量信号が、前記検出レベル信号及び前記閾値と関連づけられて記憶されており、前記表示部は、前記計量信号と前記検出レベル信号と前記閾値が関連付けられて表示されることを特徴とする請求項６に記載の計量装置。
8. 前記記憶手段には、前記物品の品種に対応させて前記閾値が記憶されていることを特徴とする請求項６に記載の計量装置。
9. 前記制御部は、前記Ｘ線検出部からのＸ線検出信号に基づいて前記物品に異物が混入されているか否かを判定する異物判定手段（１９）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の計量装置。
   

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