JP2015003284A - 選別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンベア長を短くすることが可能な選別装置を提供する。
【解決手段】選別装置１は、青果物２ａ・２ｂ・・・を持ち上げて運搬することが可能なロボットハンド２０と、ロボットハンド２０の動作を制御する制御手段４０と、を具備し、制御手段４０は、供給コンベア１０により搬送される複数の青果物２ａ・２ｂ・・・を、一つずつロボットハンド２０により持ち上げて運搬して選別コンベア５０上の定位置Ｘに載置していくことによって、複数の青果物２ａ・２ｂ・・・を、選別コンベア５０上で、選別コンベア５０の搬送方向Ａに整列させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、選別装置に関する。

従来、青果物の選別を行うための選別装置の技術は公知である（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載の選別装置は、コンベアで搬送されている青果物に対して赤外線を照射して、青果物を透過した赤外線を分析して青果物の品質を測定して、品質の測定結果に基づいて青果物の選別を行っていた。

図８に示すように、従来の選別装置のコンベアは、供給コンベア１１０と、整列コンベア１２０と、選別コンベア１３０で構成されていた。
青果物１００は、供給コンベア１１０により搬送された後、整列コンベア１２０により搬送され、その後、選別コンベア１３０により搬送されていた。
青果物１００は、上記整列コンベア１２０により搬送されているときに、整列コンベア１２０の両側部に設けられるガイド板１２１により中央に徐々に寄せられていき、これにより、選別コンベア１３０に到達するころに定位置（幅方向中央部）に位置するように整列されていた。
そして、青果物１００は、上記選別コンベア１３０により搬送されているときに、赤外線の照射等を行われて、品質を測定されていた。

しかし、上記整列コンベア１２０は、青果物１００を搬送しながら、ガイド板１２１で中央に徐々に寄せていく構成を有していたため、ガイド板１２１の傾斜角度に応じたある程度の長さＬａを有していた。これにより、コンベア長（供給コンベア１１０の上流部から選別コンベア１３０の下流部までの長さ）Ｌが長くなってしまっていた。

特開２００８−１４８７３号公報

本発明は、コンベア長を短くすることが可能な選別装置を提供する。

請求項１に記載の選別装置は、
青果物を供給コンベアで搬送した後に選別コンベアで搬送して、前記選別コンベアで搬送しているときに、前記青果物に対して選別するための検査を行う選別装置であって、
前記青果物を持ち上げて運搬することが可能な運搬手段と、前記運搬手段の動作を制御する制御手段と、を具備し、
前記制御手段は、前記供給コンベアにより搬送される複数の前記青果物を、一つずつ前記運搬手段により持ち上げて運搬して前記選別コンベア上の定位置に載置していくことによって、前記複数の青果物を、前記選別コンベア上で、前記選別コンベアの搬送方向に整列させる。

請求項２に記載の選別装置は、
前記運搬手段に取り付けられ、前記運搬手段により運搬される前記青果物を撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前記青果物の画像に基づいて前記青果物の外観を検査する画像処理手段と、
を具備する。

本発明は、コンベア長を短くすることが可能であるという効果を奏する。

（ａ）選別装置の上面図、（ｂ）図１（ａ）の側面図。 ロボットハンドの制御構成を示す図。 （ａ）選別装置の上面図、（ｂ）図３（ａ）の側面図。 （ａ）選別装置の上面図、（ｂ）図４（ａ）の側面図。 （ａ）選別装置の上面図、（ｂ）図５（ａ）の側面図。 ロボットハンドの手部の斜視図。 可変機構の斜視図。 従来の選別装置の上面図。

以下では、選別装置１について説明する。
選別装置１は、青果物２ａ・２ｂ・・・の選別を行うための装置である。
青果物２ａ・２ｂ・・・は、野菜（芋類を含む）や、果物である。本実施形態の青果物２ａ・２ｂ・・・は、じゃがいもであることとする。

図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図２に示すように、選別装置１は、供給コンベア１０と、運搬手段（ロボットハンド）２０と、供給コンベア撮像手段３０と、制御手段４０と、選別コンベア５０と、検査手段６０と、を具備する。

選別装置１においては、供給コンベア１０の下流部の近傍には選別コンベア５０の上流部が配置されており、供給コンベア１０と選別コンベア５０の間にはロボットハンド２０が配置されている。そして、選別コンベア５０の搬送経路上には検査手段６０が設けられている。
青果物２ａ・２ｂ・・・は、供給コンベア１０上に載置され、供給コンベア１０で搬送される。そして、青果物２ａ・２ｂ・・・は、ロボットハンド２０により供給コンベア１０上から選別コンベア５０上に運搬され、選別コンベア５０で搬送されながら検査手段６０により品質検査される。そして、青果物２ａ・２ｂ・・・は、検査手段６０による検査結果に基づいて選別される。

ロボットハンド２０は、複数の関節が設けられた腕部２１と、腕部２１の先端に設けられる手部２２と、アクチュエータ２３・２４と、を有する。また、手部２２は、腕部２１の先端に取り付けられる掌部材２２ａと、掌部材２２ａに回動可能に取り付けられる複数の指部材２２ｂと、を有する。
アクチュエータ２３は、腕部２１の関節に接続されており、腕部２１の関節を動かして手部２２を移動させることが可能となっている。また、アクチュエータ２４は、手部２２の指部材２２ｂに接続されており、指部材２２ｂを動かして指部材２２ｂで青果物２ａ・２ｂ・・・を把持する動作、及び指部材２２ｂで把持している青果物２ａ・２ｂ・・・を手放す動作を行うことが可能となっている。

供給コンベア撮像手段３０は、ＣＣＤカメラ等で構成されている。供給コンベア撮像手段３０は、供給コンベア１０に対して定位置に配置されており、供給コンベア１０の下流部を撮像できる位置に固定されている。

制御手段４０は、供給コンベア撮像手段３０に接続されており、供給コンベア撮像手段３０により撮像された画像のデータを取得することが可能である。また、制御手段４０は、ロボットハンド２０のアクチュエータ２３・２４に接続されており、アクチュエータ２３・２４を操作して、ロボットハンド２０の動作を制御することが可能である。

以下では、制御手段４０がロボットハンド２０の動作を制御するときの手順（１）〜（４）について説明する。

（１）図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、供給コンベア１０により複数の青果物２ａ・２ｂ・・・が搬送されている状態で、先頭の青果物２ａが、供給コンベア１０の下流部に到達して、供給コンベア撮像手段３０により撮像される。

（２）制御手段４０は、供給コンベア撮像手段３０から、青果物２ａが写っている画像のデータを取得して、取得した画像のデータに基づいて、青果物２ａの位置を算出する。

（３）図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、制御手段４０は、青果物２ａの位置を算出すると、アクチュエータ２３を操作して、腕部２１の関節を動かして、ロボットハンド２０の手部２２を青果物２ａに近づける。そして、制御手段４０は、アクチュエータ２４を操作して、指部材２２ｂで青果物２ａを把持する。

（４）図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、及び図４（ｂ）に示すように、制御手段４０は、指部材２２ｂで青果物２ａを把持した状態で、アクチュエータ２３を操作することによって、青果物２ａを持ち上げて運搬する。そして、制御手段４０は、運搬している青果物２ａを、選別コンベア５０上の定位置Ｘに載置する。制御手段４０は、青果物２ａを選別コンベア５０上の前記定位置Ｘに載置すると同時に、アクチュエータ２４を操作して、ロボットハンド２０の指部材２２ｂを広げて青果物２ａを手放す。これにより、青果物２ａが選別コンベア５０により搬送されていく。なお、前記定位置Ｘは予め決められており、前記定位置Ｘに係る情報が制御手段４０の記憶部に記憶されている。本実施形態の前記定位置Ｘは、選別コンベア５０の上流部で、選別コンベア５０の幅方向中央部の位置である（図３（ａ）及び図３（ｂ）参照）。なお、選別コンベア５０の幅方向とは、選別コンベア５０の搬送方向Ａに対して水平に直交する方向のことである。

（５）青果物２ａの後から流れてくる青果物２ｂ・２ｃ・・・に関しても、上記（１）から（４）の手順で、一つずつロボットハンド２０により供給コンベア１０上から選別コンベア５０上に運搬されて、定位置Ｘに載置されていく。
以上のように、制御手段４０が、供給コンベア１０により搬送される青果物２ａ・２ｂ・・・を、一つずつロボットハンド２０により持ち上げて運搬して選別コンベア５０上の定位置Ｘに載置していくように構成することによって、青果物２ａ・２ｂ・・・が、選別コンベア５０上で、選別コンベア５０の搬送方向Ａに整列された状態となる（図５（ａ）及び図５（ｂ）参照）。

以上のように、選別装置１は、上記背景技術に記載したような整列コンベアを用いることなく、ロボットハンド２０を用いることによって、青果物２ａ・２ｂ・・・を供給コンベア１０上から選別コンベア５０上に運搬すると共に、選別コンベア５０の搬送方向Ａに整列させる。これにより、供給コンベア１０と選別コンベア５０の間に、前記整列コンベアを配置するためのスペースを確保する必要がなくなり、コンベア長（供給コンベア１０の上流部から選別コンベア５０の下流部までの長さ）Ｌを短くすることが可能となる（図５（ｂ）及び図８参照）。

なお、制御手段４０は、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ロボットハンド２０を操作して、青果物２ａ・２ｂ・・・を供給コンベア１０上から選別コンベア５０上に運搬しているときには供給コンベア１０を停止させて、図１（ａ）、図１（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、青果物２ａ・２ｂ・・・を運搬していないときには供給コンベア１０を駆動させるように構成してもよい。
このように構成することで、制御手段４０が、青果物２ａ・２ｂ・・・を供給コンベア１０上から選別コンベア５０上に確実に運搬することが可能となる。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ロボットハンド２０により選別コンベア５０上に載置された青果物２ａ・２ｂ・・・は、選別コンベア５０で搬送されながら検査手段６０により品質検査（非破壊品質検査）される。青果物２ａ・２ｂ・・・は、選別コンベア５０により搬送される順に、一つずつ品質検査される。
検査手段６０は、照射部６１と、検出部６２と、測定部６３と、を有している。
各青果物２ａ・２ｂ・・・は、選別コンベア５０により搬送されて筐体６４内に入り、照射部６１と検出部６２の間を通過するときに、照射部６１により赤外線を照射される。各青果物２ａ・２ｂ・・・を透過した赤外線は検出部６２によりそれぞれ検出される。そして、測定部６３は、検出部６２により検出された赤外線を分析して各青果物２ａ・２ｂ・・・の品質（糖度、酸度、空洞の有無等）を測定する。
検査手段６０による品質検査を終えた各青果物２ａ・２ｂ・・・は、選別コンベア５０の下流側で、検査手段６０による測定結果に基づいて良品と不良品に選別される。
なお、検査手段６０により行われる青果物の検査の方法、内容等については、上記したのは一例であり、特に限定されない。

以上のように、選別装置１は、
青果物２ａ・２ｂ・・・を供給コンベア１０で搬送した後に選別コンベア５０で搬送して、選別コンベア５０で搬送しているときに、青果物２ａ・２ｂ・・・に対して選別するための検査を行う選別装置１であって、
青果物２ａ・２ｂ・・・を持ち上げて運搬することが可能なロボットハンド２０と、ロボットハンド２０の動作を制御する制御手段４０と、を具備し、
制御手段４０は、供給コンベア１０により搬送される複数の青果物２ａ・２ｂ・・・を、一つずつロボットハンド２０により運搬して選別コンベア５０上の定位置Ｘに載置していくことによって、複数の青果物２ａ・２ｂ・・・を、選別コンベア５０上で、選別コンベア５０の搬送方向Ａに整列させる。

これにより、選別装置１は、上記背景技術に記載したような整列コンベアを用いることなく、ロボットハンド２０を用いることによって、青果物２ａ・２ｂ・・・を供給コンベア１０上から選別コンベア５０上に運搬すると共に、選別コンベア５０の搬送方向Ａに整列させることとなる。これにより、供給コンベア１０と選別コンベア５０の間に、前記整列コンベアを配置するためのスペースを確保する必要がなくなり、コンベア長Ｌを短くすることが可能となる（図５（ｂ）及び図８参照）。

なお、本実施形態では単一のロボットハンド２０を用いたが、本発明はこれに限定されず、複数のロボットハンド２０を用いて青果物２ａ・２ｂ・・・を供給コンベア１０上から選別コンベア５０上に運搬するように構成してもよい。この場合の複数のロボットハンド２０の駆動の優先順位に関しては、例えば、複数のロボットハンド２０に対して順番を設定して、この順番に従って各ロボットハンド２０が駆動して、各自の順番に対応する青果物２ａ・２ｂ・・・をそれぞれ運搬していくように構成してもよい。また、供給コンベア１０の下流部を複数の領域に分割して、この領域毎に担当のロボットハンド２０をそれぞれ設定して、各ロボットハンド２０が、各自の担当する領域内に搬送されてきた青果物２ａ・２ｂ・・・をそれぞれ運搬していくように構成してもよい。
これにより、青果物をより効率的に運搬することが可能となる。

なお、図６に示すように、ロボットハンド２０に撮像手段６５を取り付けてもよい。撮像手段６５は、ＣＣＤカメラ等で構成されている。撮像手段６５は、ロボットハンド２０により運搬される青果物２ａ・２ｂ・・・を撮像できるように構成されている。
撮像手段６５は、ロボットハンド２０の手部２２の掌部材２２ａに内設されており、撮像手段６５の撮像用レンズ６５ａが掌部材２２ａの外周面から露出するように設けられている。このように、撮像手段６５を掌部材２２ａに内設することで、指部材２２ｂで青果物２ａ・２ｂ・・・を把持するときに、撮像手段６５が干渉することを回避できる。
また、撮像手段６５の撮像用レンズ６５ａは、ロボットハンド２０の指部材２２ｂで青果物２ａ・２ｂ・・・が把持されたときに、把持された青果物２ａ・２ｂ・・・と向かい合う位置に設けられている。これにより、ロボットハンド２０による青果物２ａ・２ｂ・・・の運搬時に、青果物２ａ・２ｂ・・・が、撮像用レンズ６５ａと向かい合った状態となるので、撮像手段６５で青果物２ａ・２ｂ・・・を確実に撮像することができる。

また、撮像手段６５には画像処理手段６６が接続されている。画像処理手段６６は、撮像手段６５により撮像された青果物２ａ・２ｂ・・・の画像のデータを取得することが可能である。画像処理手段６６は、撮像手段６５から青果物２ａ・２ｂ・・・の画像のデータを取得して、青果物２ａ・２ｂ・・・の画像に基づいて青果物２ａ・２ｂ・・・の外観（キズ、形状、サイズ、汚れ等）を検査する。画像処理手段６６は、例えば、予め記憶されている青果物の検査項目に関する画像データと、撮像手段６５から取得した青果物２ａ・２ｂ・・・の画像のデータと、を比較することによって、青果物２ａ・２ｂ・・・の外観を検査する。
なお、ロボットハンド２０に撮像手段６５を取り付けるように構成する場合、上記（１）においては、供給コンベア撮像手段３０に替えて、ロボットハンド２０の撮像手段６５を用いて、供給コンベア１０の下流部を撮像するように構成してもよい。そして、上記（２）においては、制御手段４０が、ロボットハンド２０の撮像手段６５により撮像された画像に基づいて、供給コンベア１０上の青果物２ａ・２ｂ・・・の位置を算出するように構成する。

以上のように、青果物２ａ・２ｂ・・・の運搬に用いるロボットハンド２０に撮像手段６５を取り付けることによって、撮像手段６５により青果物２ａ・２ｂ・・・を容易に撮像することが可能となる。これにより画像処理手段６６による青果物２ａ・２ｂ・・・の外観検査を円滑に行うことが可能となる。
また、選別コンベア５０の搬送経路上に、青果物２ａ・２ｂ・・・の外観検査を行うための設備（撮像手段等）を別に設ける必要がなくなるので、その分だけ選別コンベア５０のコンベア長Ｌ１を短くすることが可能となる（図５（ｂ）参照）。

従来の選別コンベアは、その搬送ベルトの搬送面が一定の高さで流れていた。これにより光学系の高さ（照射部と検出部の高さ）が検体に対して低すぎると漏れ光等の影響により、品質判定結果に悪影響を及ぼすおそれがあった。
そこで、本実施形態の選別コンベア５０に関しては、その搬送ベルト５１の搬送面（青果物が載置される面）の高さを変更可能な可変機構７０を設けることとする。
図７に示すように、可変機構７０は、搬送体７１と、ローラ７２と、可動装置７３と、を有する。
搬送体７１は、搬送ベルト５１の下方に複数設けられており、搬送ベルト５１を下方から支持している。複数の搬送体７１は、搬送ベルト５１の搬送方向に並んで配置されている。各搬送体７１の上部には、球体７１ａがそれぞれ形成されており、各搬送体７１の下部には、上下方向に延びる長孔７１ｂがそれぞれ形成されている。各長孔７１ｂにはガイドピン７４がそれぞれ摺動可能に挿通されている。
各搬送体７１の下方には、ローラ７２と、ローラ７２を上下動させることが可能な可動装置７３がそれぞれ設けられている。
可変機構７０に関しては、各可動装置７３により各ローラ７２が上下動されることで、各搬送体７１が各ガイドピン７４を摺動して上下動するように構成されている。可動装置７３により搬送体７１が上方移動されることで、搬送体７１により搬送ベルト５１が押し上げられてその搬送面が高くなり、この状態から可動装置７３により搬送体７１が下方移動されることで、搬送ベルト５１の搬送面が低くなる。
こうして、小さな青果物が搬送されてくる場合、可動装置７３により搬送体７１を上方移動させて、搬送ベルト５１の搬送面を高くして、当該小さな青果物の中心の高さを、光学系の高さ（照射部６１と検出部６２の高さ）に一致させることが可能となる。次に、大きな青果物が搬送されてくる場合、可動装置７３により搬送体７１を下方移動させて、搬送ベルト５１の搬送面を低くして、当該大きな青果物の中心の高さを、前記光学系の高さに一致させることが可能となる。なお、並置されている搬送体７１・７１・・・の高さを徐々に変化させることで、搬送ベルト５１の搬送面の高さを緩やかに変化させることが可能となり、これにより、搬送ベルト５１上の青果物が搬送ベルト５１の搬送方向へ転がることを防止することが可能となる。
以上のように、各可動装置７３により各ローラ７２を上下動させて、各搬送体７１の高さをそれぞれ変更することで、搬送ベルト５１の搬送面の高さを部分的に変更することが可能となる。これにより、搬送ベルト５１により搬送される青果物の中心の高さを、前記光学系の高さに一致させることが可能となる。

１ 選別装置
２ａ・２ｂ・２ｃ・２ｄ・２ｅ 青果物
１０ 供給コンベア
２０ ロボットハンド（運搬手段）
４０ 制御手段
５０ 選別コンベア

Claims (2)

1. 青果物を供給コンベアで搬送した後に選別コンベアで搬送して、前記選別コンベアで搬送しているときに、前記青果物に対して選別するための検査を行う選別装置であって、
   前記青果物を持ち上げて運搬することが可能な運搬手段と、前記運搬手段の動作を制御する制御手段と、を具備し、
   前記制御手段は、前記供給コンベアにより搬送される複数の前記青果物を、一つずつ前記運搬手段により持ち上げて運搬して前記選別コンベア上の定位置に載置していくことによって、前記複数の青果物を、前記選別コンベア上で、前記選別コンベアの搬送方向に整列させることを特徴とする、
   選別装置。
2. 前記運搬手段に取り付けられ、前記運搬手段により運搬される前記青果物を撮像可能な撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された前記青果物の画像に基づいて前記青果物の外観を検査する画像処理手段と、
   を具備することを特徴とする、
   請求項１に記載の選別装置。
   

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