JP4188284B2 - 金属検出機およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、物品に含まれる金属を検出するために用いられる金属検出機およびその制御方法に関する。

従来、食料品、衣類等の物品中に混入した金属（以下、異物という。）を検出するために、金属検出機が用いられている。金属検出機では、検査対象の物品（以下、被検査体という。）が搬送コンベアによって搬送されて交流磁界中を通過し、通過の際に受信コイルと交差する磁束の変化により誘起される電圧の変化（以下、誘起電圧信号という。）を検出することによって検査が行われる。

ここで、上記の異物を含まない被検査体（以下、標準試料という。）であっても、交流磁界中を通過する際に、標準試料に応じた誘起電圧信号が検出されることが知られている。そのため、標準試料に対する誘起電圧信号と、異物が混入した被検査体に対する誘起電圧信号との相違を明確に検出できる必要がある。

係る相違を明確にするために金属検出機では、直交検波等の技術が用いられる。そして、金属検出機では、被検査体の検査に先立ち、交流磁界の周波数、直交検波の位相等の各種の条件および混入金属の有無の判断基準（以下、単に検出条件という。）の設定を行うようになっている。ここで、上記の検出条件の設定には被検査体の標準試料が用いられ、被検査体の標準試料を搬送機に搬送させて検出条件を設定するための測定（以下、検出条件の設定動作という。）を繰り返すことにより、検出条件の設定を行っていた。

ここで、検出条件の設定動作の繰り返し毎に、ユーザが上記の被検査体の標準試料を搬送開始前の位置（以下、元の位置という。）に戻していた。しかし、検出条件の設定動作の繰り返し毎に、ユーザが標準試料を元の位置に戻すのでは、被検査体の標準試料を破損させたり、汚染させたりすると共に、労力を要し煩雑である。係る問題を解決すべく、反転動作を行うことが可能な金属検出機が開示された（例えば、特許文献１参照。）。
実開平１−７８９７８号公報

しかし、このような従来の反転動作を行うことが可能な金属検出機では、反転動作によって被検査体の位置がずれてしまい、反転動作を行うタイミングが異なってしまうため、測定時に必要な搬送速度が制御できず、ユーザが被検査体を移動させて行ったときの搬送条件と同じ搬送条件で検出条件の設定が行えないと言う問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、反転動作において、ユーザが被検査体を移動させて行ったときの搬送条件と同じ搬送条件で検出条件の設定をすることが可能な金属検出機およびその制御方法を提供するものである。

以上の点を考慮して、請求項１に係る発明は、第１の端および第２の端を有し、被検査体（１５）を搬送するための搬送コンベア（１１）と、前記搬送コンベアを駆動するためのコンベア駆動部（１３０）と、前記搬送コンベアの搬送路（１６）における検出領域に磁界を発生させ、前記被検査体が前記磁界中を通過するときの磁界変化を検出する磁界変化検出部（２１０）と、前記磁界変化検出部によって検出された磁界変化量に基づいて、前記磁界中を通過する前記被検査体に金属が混入しているか否かを判断する制御部（２２０）と、前記コンベア駆動部を制御して、前記被検査体の標準試料が前記検出領域を繰り返し通過するように前記搬送コンベアの搬送を制御する搬送制御部（１２０）と、前記被検査体の標準試料を前記第１の端から前記第２の端に向かう第１の搬送方向（１４）に第１の搬送速度で前記被検査体の標準試料を搬送させたときに、前記磁界変化検出部から得られる情報に基づいて、前記磁界変化の検出条件の設定を行わせる予備設定部（２３０）とを備えた金属検出機において、前記被検査体が前記搬送路中の予め決められた位置に進入したことを検出する進入センサ（１１０）を備え、前記搬送制御部は、前記進入センサからの信号に基づいて前記コンベア駆動部の駆動時間を制御して、前記被検査体の標準試料を前記第２の端から前記第１の端に向かう第２の搬送方向に前記第１の搬送速度と異なる第２の搬送速度で搬送し、前記第１の端と前記検出領域との間であって前記検出領域を同じ搬送条件で前記第１の搬送方向に繰り返し通過させる開始点に前記被検査体の標準試料を停止させる構成を有している。

この構成により、搬送制御部が、進入センサからの信号に基づいてコンベア駆動部を制御し、被検査体の標準試料を第１の搬送方向の搬送を行う開始点に戻すようにしたため、反転動作において、ユーザが被検査体を移動させて行ったときの搬送条件と同じ搬送条件で検出条件の設定をすることが可能であるととともに、搬送制御部が、搬送コンベアの２つの搬送方向のうちの第１の搬送方向の搬送と第２の搬送方向の搬送とで、搬送速度の制御を変えることができるようにしたため、被検査体に応じて第２の搬送方向の搬送の搬送速度を制御することが可能な金属検出機を実現することができる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の金属検出機を構成する前記搬送コンベアの搬送を制御して、前記被検査体の標準試料が前記検出領域を繰り返し通過するように制御する方法であって、前記被検査体の標準試料を、前記第１の搬送方向に搬送する制御を行う第１方向搬送制御ステップと、前記第１方向搬送制御ステップでの制御により前記第１の搬送速度で搬送された前記被検査体の標準試料を、前記第１の搬送方向と反対の第２の搬送方向に前記第１の搬送速度と異なる第２の搬送速度で搬送する制御を行う第２方向搬送制御ステップとを備え、前記第２方向搬送制御ステップは、前記第２の搬送方向に搬送された前記被検査体の標準試料が前記予め決められた位置に進入したことを検出する前記進入センサからの信号に基づいて、前記コンベア駆動部の駆動時間を制御して、前記被検査体の標準試料を前記第２の端から前記第１の端に向かう第２の搬送方向に搬送し、前記第１の端と前記検出領域との間であって前記検出領域を同じ搬送条件で前記第１の搬送方向に繰り返し通過させる開始点に前記被検査体の標準試料を停止させる構成を有している。

この構成により、第２方向搬送制御ステップが、進入センサからの信号に基づいて、コンベア駆動部を制御し、被検査体の標準試料を第１の搬送方向の搬送を行う開始点に戻すようにしたため、反転動作において、ユーザが被検査体を移動させて行ったときの搬送条件と同じ搬送条件で検出条件の設定をすることが可能であるとともに、第２方向搬送制御ステップが、第１方向搬送制御ステップでの制御により搬送された被検査体の標準試料を第２の搬送方向に搬送して戻すときの搬送速度を、第１の搬送方向に搬送するときの搬送速度と異なるようにしたため、被検査体に応じて第２の搬送方向の搬送の搬送速度を制御することが可能な金属検出機の制御方法を実現することができる。

また、請求項３に係る発明は、請求項２において、前記第２方向搬送制御ステップは、前記第２の搬送速度を、前記第１の搬送速度よりも低速になるように制御を行う構成を有している。

この構成により、請求項２の効果に加え、第２方向搬送制御ステップが、第２の搬送方向に搬送するときの搬送速度を、第１の搬送方向に搬送するときの搬送速度よりも低速になるように、搬送速度の制御を行うようにしたため、被検査体の標準試料を第１の搬送方向の搬送を行う開始点に戻し易くすることが可能な金属検出機の制御方法を実現することができる。

また、請求項４に係る発明は、請求項２において、前記第２方向搬送制御ステップは、前記進入センサが前記被検査体の標準試料を検出した後の所定時間経過後に、前記第２の搬送速度を減速させて前記被検査体の標準試料を前記第１の搬送方向の搬送を行う前記開始点に停止させる構成を有している。

この構成により、請求項２の効果に加え、第２方向搬送制御ステップが、進入センサが被検査体の標準試料を検出した後の所定時間経過後に、第２の搬送方向の搬送速度を減速させて被検査体の標準試料を第１の搬送方向の搬送を行う開始点に戻すようにしたため、被検査体の標準試料がすべることを防止することが可能な金属検出機の制御方法を実現することができる。

本発明は、搬送制御部が、進入センサからの信号に基づいてコンベア駆動部を制御し、被検査体の標準試料を第１の搬送方向の搬送を行う開始点に戻すようにしたため、反転動作において、ユーザが被検査体を移動させて行ったときの搬送条件と同じ搬送条件で検出条件の設定をすることができるという効果を有する金属検出機およびその制御方法を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本発明の実施の形態に係る金属検出機は、搬送コンベア、搬送機駆動制御部および信号検出情報処理設定部によって構成される。図１は、本発明の実施の形態に係る金属検出機を構成する搬送機駆動制御部１００のブロック構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る金属検出機を構成する搬送機の部分を概念的に示す正面図である。

図１において、搬送機駆動制御部１００は、被検査体が搬送路中の予め決められた位置に進入したことを検出して進入検出信号を生成する進入センサ１１０と、搬送コンベア１１（図２参照）を駆動するためのコンベア駆動部１３０と、コンベア駆動部１３０を制御して、被検査体の標準試料が検出領域を繰り返し通過するように搬送コンベア１１の搬送を制御する搬送制御部１２０とを備えた構成を有する。

ここで、上記の「被検査体」とは「検査対象の物品」をいい、「標準試料」とは「異物を含まない被検査体」をいい、「異物」とは「被検査体に混入した金属」をいい、「検出領域」とは「搬送コンベアの搬送路における一部の領域であって、金属検出機が発生させた磁界が存在し、被検査体を通過させて磁界変化を検出するための領域」をいうものとする。

図２において、搬送コンベア１１の符号１２を付した部分を第１の端といい、搬送コンベア１１の符号１３を付した部分を第２の端というものとする。また、矢印１４は、後述する磁界変化検出部が上記の磁界変化を検出する搬送方向を示し、以下、矢印１４が示す搬送方向を第１の搬送方向という。これに対して、第１の搬送方向と反対の搬送方向を第２の搬送方向という。

図２に、被検査体１５が第１の端１２側から第１の搬送方向に搬送され、異物の有無を検査する信号検出情報処理設定部２００に向かっている様子が示されている。被検査体１５が被検査体１５の標準試料であるときは、被検査体１５の標準試料が第２の端１３に達する前に停止するよう制御され、停止後、第２の端１３側から第２の搬送方向に搬送されるように搬送コンベア１１の搬送が制御される。

ここで、進入センサ１１０は、例えば、光線を出射する光源と、光源が出射する光線を受光する受光器とを有し、光源が光線を出射している間に受光器がこの光線を受光できなくなったことを検出して物品の進入を検出する、所謂、投受光器等によって構成されるのでもよい。また、コンベア駆動部１３０は、直流電力によって回転速度を制御する直流モータ等によって構成されるのでもよく、以下では、コンベア駆動部１３０を直流モータとする。

搬送制御部１２０は、進入センサ１１０の検出結果の信号を入力信号とし、入力信号が、被検査体が搬送路中の予め決められた位置に進入したことを示す進入検出信号であるときに、搬送速度に応じた時間経過後に後述するような搬送の制御を行うようになっている。また、搬送制御部１２０は、第１の搬送方向の搬送と第２の搬送方向の搬送とで、搬送速度の制御を変えることができるようになっている。

図３は、本発明の実施の形態に係る金属検出機を構成する信号検出情報処理設定部２００のブロック構成を示す図である。図３において、信号検出情報処理設定部２００は、磁界変化検出部２１０と、金属検出機を操作するための操作部２３０と、金属検出機の操作情報、動作等の所定の情報を表示する表示部２４０と、磁界変化検出部２１０を制御し、表示部２４０に表示させる情報を出力すると共に、搬送機駆動制御部１００の搬送制御部１２０に動作モードを特定するための信号を出力し、搬送制御部１２０から所定の情報が入力される制御部２２０とによって構成される。

ここで、磁界変化検出部２１０は、搬送コンベア１１の搬送路１６における検出領域に交流磁界を発生させ、被検査体１５が交流磁界中を通過するときの磁界変化を検出するようになっている。

また、操作部２３０は、被検査体１５の標準試料を搬送コンベア１１の２つの搬送方向のうちの第１の搬送方向に搬送させて交流磁界中を繰り返し通過させたときに、磁界変化検出部２１０が検出した情報と、制御部２２０が磁界変化検出部２１０によって検出された磁界変化量を信号処理して得られる情報とに基づいて、検出条件の設定を行わせる予備設定部としての機能を有する。ここで、検出条件とは、被検査体１５の寸法等のパラメータ、交流磁界の周波数、直交検波の位相等の各種の条件および混入金属の有無の判断基準をいう。

磁界変化検出部２１０は、所定周波数の交流信号Ｄを発生する信号発生器２１１、信号発生器２１１が発生した交流信号Ｄに応じた交流磁界を発生させる送信コイル２１２、自己と交差する磁束を検出する受信コイル２１３ａ、２１３ｂ、同期検波を行うための、移相器２１４ａ、２１４ｂ、ミキサ２１５ａ、２１５ｂ、帯域フィルタ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ、以下。ＢＰＦという。）２１６ａ、２１６ｂ、および、アナログ信号をデジタル信号（デジタルの数値）に変換するためのアナログデジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という。）２１７ａ、２１７ｂによって構成される。

送信コイル２１２は、信号発生器２１１が発生させた交流信号Ｄを入力信号とし、交流信号Ｄに応じた交流磁界Ｅを被検査体１５が搬送される搬送路１６の検出領域に発生させる。受信コイル２１３ａ、２１３ｂは、送信コイル２１２が発生した交流磁界Ｅと交流磁界Ｅ中を通過する被検査体１５の磁気的性質とに応じた磁束を検出し、被検査体１５の通過による磁束の変化に応じた信号を出力する。

受信コイル２１３ａ、２１３ｂは、交流磁界Ｅをそれぞれ等量受ける位置で且つ被検査体１５の搬送方向に沿って並び、互いに差動接続されている。したがって、図３において、２つの受信コイル２１３ａ、２１３ｂの出力端子間には、例えば、不図示の作動入力の増幅器が接続されている。また、中間タップを有する抵抗器等の平衡をとるための不図示の部品または機器が設けられ、金属検出機の搬送路上に物品がないときに出力電圧がゼロとなるようになっているものとする。

以下では、差動接続された受信コイル２１３ａ、２１３ｂから上記のように出力される電気信号を差動信号という。なお、本発明の実施の形態では、２つの受信コイル２１３ａ、２１３ｂが差動接続されている場合について説明するが、２つの受信コイル２１３ａ、２１３ｂに生起される信号をアナログ減算器で減算処理するように磁界変化検出部２１０を構成するのでもよい。

なお、送信コイル２１２と２つの受信コイル２１３ａ、２１３ｂは、互いの相対位置が変化しないように、例えば、搬送路１６を囲むような共通の枠体に固定されている。また、送信コイル２１２と受信コイル２１３ａ、２１３ｂの配置には、搬送路１６を挟んで送信コイル２１２と２つの受信コイル２１３ａ、２１３ｂとを対向させる場合、搬送路１６を囲むように巻かれた送信コイル２１２の前後にそれぞれ受信コイル２１３ａ、２１３ｂを同軸状に配置する場合、および、搬送路１６の上面または下面に送信コイル２１２と受信コイル２１３ａ、２１３ｂを同一平面状に配置する場合とがある。

受信コイル２１３ａ、２１３ｂは交流磁界Ｅを等量受ける位置で差動接続されているため、被検査体１５や混入金属による交流磁界Ｅへの影響がないときには、受信コイル２１３ａ、２１３ｂから出力される差動信号Ｒの振幅は、ゼロとなる。これは、２つの受信コイル２１３ａ、２１３ｂに生起される信号の振幅が等しく、位相が反転していることによるものである。

また、搬送路１６の近傍には、搬送機駆動制御部１００を構成する進入センサ１１０が設けられており、被検査体１５が交流磁界Ｅ内に進入するタイミングを検出して、制御部２２０にも出力するようになっている。なお、交流磁界Ｅ中への物品の進入は、後述する同期検波によって得られる信号Ｘ、Ｙの振幅変化によっても検知することができ、その場合には、信号抽出のタイミングを決定するために進入センサ１１０からの信号を制御部２２０に出力する必要はない。

同期検波は、差動接続された受信コイル２１３ａ、２１３ｂから出力される差動信号Ｒと、信号発生器２１１が発生させた交流信号Ｄとを用いて行われる。以下では、同期検波を所謂直交検波とし、直交検波は、交流信号Ｄを移相する移相器２１４ａと、移相器２１４ａの出力信号Ｌと差動信号Ｒとを混合するミキサ２１５ａと、ミキサ２１５ａの出力から被検査体１５の搬送速度に対応した低周波成分を抽出するＢＰＦ２１６ａと、移相器２１４ａの出力信号Ｌの位相を９０度移相する移相器２１４ｂと、差動信号Ｒと移相器２１４ｂの出力信号Ｌ'とを混合するミキサ２１５ｂと、ミキサ２１５ｂの出力から被検査体１５の搬送速度に応じた低周波成分を抽出するＢＰＦ２１６ｂとによって行われる。

直交検波を行ってＢＰＦ２１６ａ、２１６ｂから出力される信号Ｘ、Ｙは、Ａ／Ｄ変換器２１７ａ、２１７ｂによってそれぞれデジタル値に変換され、コンピュータ構成の制御部２２０に入力される。以下では、Ａ／Ｄ変換器２１７ａ、２１７ｂからの出力信号を、ぞれぞれ、出力信号Ｄｘ、Ｄｙという。出力信号Ｘ、Ｙ（同様に、出力信号Ｄｘ、Ｄｙ）は、被検査体が交流磁界中を通過することによって磁界変化検出部２１０によって検出された磁界変化量の情報が含まれている。

制御部２２０には、進入センサ１１０からの出力信号（所定の場合には不要。上記を参照。）およびＡ／Ｄ変換器２１７ａ、２１７ｂからの出力信号Ｄｘ、Ｄｙが入力される。制御部２２０は、進入センサ１１０からの出力信号（所定の場合には不要。上記を参照。）に基づいて、信号検出情報処理設定部２００への被検査体１５の進入、すなわち、異物を検査するための交流磁界Ｅへの被検査体１５の進入を検知し、磁界変化検出部２１０（Ａ／Ｄ変換器２１７ａ、２１７ｂ）からの出力信号Ｄｘ、Ｄｙの取り込みを行う。

制御部２２０は、取り込んだ信号Ｄｘ、Ｄｙが示すデータに基づいて、被検査体１５に金属が混入しているか否かを判定するようになっている。具体的には、以下のように行う。ここで、制御部２２０は、メモリを有し、被検査体１５の標準試料について測定した信号Ｄｘ、Ｄｙのデータと、異物の標準試料について測定した信号Ｄｘ、Ｄｙのデータとを予め記憶しているものとする。

また、被検査体１５の標準試料についての信号Ｄｘ、Ｄｙのデータを用いて形成したリサージュ波形（以下、標準リサージュ波形という。）と、異物の標準試料についての信号Ｄｘ、Ｄｙのデータを用いて形成したリサージュ波形（以下、異物リサージュ波形という。）とを同一のｘ、ｙ座標上に表した際に、標準リサージュ波形がｘ軸と交わり、以下の配置になるように直交検波の移送量が調整されているものとする。

すなわち、ｘ軸とｘ軸から最も離れた異物リサージュ波形上の点との距離を、ｘ軸とｘ軸から最も離れた標準リサージュ波形上の点との距離で割って得られる比（以下、検出比という。）が最大となるように直交検波の移送量が調整されている。このように移送量が調整された状態で、制御部２２０は、被検査体１５についての信号Ｄｘ、Ｄｙのデータを取得したら、上記の検出比を算出し、この検出比が予め設定されたしきい値（以下、判定しきい値という。）より大きいか否かを判断するようになっている。

制御部２２０は、上記で検出比が判定しきい値より大きいと判断した場合は、異物が混入していると判定し、大きくないと判断した場合は、混入していないと判定する。なお、制御部２２０は、検出比と異物の大きさとを対応させたデータを予め上記のメモリに記憶し、異物が混入していると判定した場合に、異物の大きさを表示させるようになっているのでもよい。

制御部２２０が有するメモリは、被検査体１５の寸法等のパラメータ、交流磁界の周波数、直交検波の位相等、混入金属の有無の判断基準等からなる検出条件を記憶するようになっている。制御部２２０には、操作部２３０および表示器２４０が接続され、操作部２３０を介して設定モードが指定されたときには、検出条件の設定動作または設定動作に必要な制御を行うようになっている。

検出条件の設定動作または設定動作に必要な制御としては、上記の検出条件のうちの操作部２３０を介して入力されたものを内蔵するメモリに記憶させる動作、搬送制御部１２０に設定モードであることを内容とする信号を出力して、搬送機駆動制御部１００に検出条件の設定に必要な被検査体１５の標準試料の搬送動作を行わせる動作、設定動作に必要な磁界変化検出部２１０の制御等があげられる。

操作部２３０を介して検査モードが指定されたときには、制御部２２０は、被検査体１５の金属の混入検査のための制御動作および判定を行い、判定結果等を表示器２４０に出力して表示させるようになっている。上記の判定で被検査体１５に金属が混入しているとされたときは、混入している金属の大きさが表示されるようになっている。

なお、上記の検出条件の更なる具体例としては、被検査体１５の長さおよび搬送速度、信号発生器２１１が出力する交流信号Ｄの周波数、移相器２１４ａの検波位相（移送量）、異物の有無を判定するための判定しきい値等があげられる。ここで、被検査体１５の長さや搬送速度は、磁界変化検出部２１０からの出力信号Ｄｘ、Ｄｙの取り込みタイミングの間隔や取り込み時間、磁界変化検出部２１０を構成するＢＰＦ２１６ａ、２１６ｂの帯域等を決定するためのパラメータであり、交流信号Ｄの周波数は、検出しようとする金属の種類や被検査体１５自身（包装材を含む）の材質に応じて選択されるパラメータである。

また、移相器２１４ａの検波位相は、混入する金属に対する感度を決定するためのパラメータである。また、判定しきい値は、被検査体１５に金属が混入しているか否かを判定するためのものである。なお、図３では、検波位相の設定処理のために必要な信号線のみを記載しているが、実際には、信号発生器２１１が出力する交流信号Ｄの周波数や検波部２６のＢＰＦ２１６ａ、２１６ｂの帯域等を制御できるようになっている。

次に、図４および図５を用いて搬送機駆動制御部１００の動作について説明する。まず、搬送コンベア１１の第１の端１２に置かれた被検査体１５が、第１の搬送方向に搬送されて第２の端１３側で停止し、その後、第２の搬送方向に搬送されて第１の端１２側に戻る搬送動作を例にとり説明する。

図４において、記号Ｓ_１、Ｓ_２は搬送コンベア１１を停止させた際に被検査体１５がそれぞれ第１の端１２および第２の端１３側におけるすべり距離を示し、記号Ｌ_ｃは第１の端１２から信号検出情報処理設定部２００の入り口または信号検出情報処理設定部２００の出口から第２の端１３までの距離を示し、記号Ｌ_ｐは信号検出情報処理設定部２００の入り口からの進入センサ１１０が監視する位置までの距離を示し、記号Ｌ_Ｈは搬送路に沿った信号検出情報処理設定部２００の長さを示し、記号Ｌ_ｍはワーク測定区間を示し、記号Ｌｔは機長を示し、記号Ｖは搬送速度を示す。

以下、第１の端１２側におけるすべり距離を第１端側すべり距離Ｓ_１、第２の端１３側におけるすべり距離を第２端側すべり距離Ｓ_２、進入センサ１１０が監視する位置をセンサ監視位置といい、信号検出情報処理設定部２００の入り口からの進入センサ１１０が監視する位置までの距離をセンサ間距離といい、第１の端１２から信号検出情報処理設定部２００の入り口までの距離を戻り搬送距離という。

図５は、進入センサ１１０からの被検査体検出信号と、搬送制御部１２０がコンベア駆動部１３０を制御するための駆動信号とを示す図である。以下、コンベア駆動部１３０は、搬送制御部１２０が出力する上記の駆動信号に比例して動くものとする。操作部２３０を介して設定モードが指定され、制御部２２０から設定モードが指定されたことを示す信号が搬送制御部１２０に出力されたときの、搬送制御部１２０の動作を図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。

図５（ａ）、（ｂ）において、搬送制御部１２０は、まず、電圧Ｖ１の直流信号からなる駆動信号（以下、第１の駆動信号という。）をコンベア駆動部１３０に出力し、搬送コンベア１１の第１の端１２に置かれた被検査体１５の標準試料を第１の搬送方向に搬送させる。電圧Ｖ１としては、搬送コンベア１１によって行われる搬送が、例えば、毎分数ｍ〜毎分数十ｍの速さとなるような電圧とする。

進入センサ１１０は、被検査体１５の標準試料が第１の搬送方向に搬送された後の時刻ｔ_１に、被検査体１５の標準試料が搬送路１６中のセンサ監視位置に進入したことを検出して進入検出信号を生成し、搬送機駆動制御部１００および信号検出情報処理設定部２００に出力する。ここで生成される進入検出信号は、図５（ａ）、（ｂ）に、時刻ｔ_１に立ち上がるパルス信号として示されている。

進入センサ１１０が時刻ｔ_１に立ち上がる進入検出信号を搬送機駆動制御部１００に出力すると、搬送機駆動制御部１００を構成する搬送制御部１２０は、時間の計測を開始し、搬送速度、センサ間距離およびワーク測定区間Ｌ_ｍの長さに基づいて被検査体１５の標準試料がワーク測定区間の終点に到達するのに要する時間Ｔ_１を算出し、時刻ｔ_１から時間Ｔ_１が経過した後に駆動信号を「０」にして搬送コンベア１１を停止させる。

駆動信号を「０」にしたら、被検査体１５の標準試料を確実に停止させるため駆動信号を「０」にしたまま時間Ｔ_２待つ。駆動信号を「０」にした後、重量の重い被検査体１５の標準試料、滑りやすい被検査体１５の標準試料等は滑り出すことがあり、その場合、これらの被検査体１５の標準試料は第２端側すべり距離Ｓ_２だけ滑って停止するものとする。ここで、搬送速度は、被検査体１５の標準試料が第２端側すべり距離Ｓ_２滑ったとしても、第２の端１３から落下しない速度に設定されている。以下、搬送制御部１２０が行う上記の制御のステップを第１方向搬送制御ステップという。

次に、第２の搬送方向への搬送の動作について、図５（ａ）を用いて説明する。第１方向搬送制御ステップで時間Ｔ_２が経過したら、搬送制御部１２０は、上記の第１の駆動信号と反対符号で電圧Ｖ２の直流信号からなる駆動信号（以下、第２の駆動信号という。）をコンベア駆動部１３０に出力し、搬送コンベア１１の第２の端１３側に位置する被検査体１５の標準試料を第２の搬送方向に搬送させる。

ここで、第２の駆動信号の電圧Ｖ２の絶対値は、第１の駆動信号の電圧Ｖ１の絶対値より小さく設定されている。具体的には、第２の搬送方向への搬送速度が、第１の搬送方向への搬送速度の数分の１程度になるように設定されているのでもよい。これにより、第２の搬送方向への搬送速度を第１の搬送方向への搬送速度より遅くすることができ、第１の端側で被検査体１５の標準試料が停止しやすくなる。また、被検査体１５の標準試料が第１の端側ですべる場合でも、第１端側すべり距離Ｓ_１を第２端側すべり距離Ｓ_２よりも短くできる。

進入センサ１１０は、被検査体１５の標準試料が第２の搬送方向に搬送された後の時刻ｔ_２に、被検査体１５の標準試料が搬送路１６中のセンサ監視位置に進入したことを検出して進入検出信号を生成し、搬送機駆動制御部１００に出力する。ここで生成される進入検出信号は、図５（ａ）に、時刻ｔ_２に立ち上がるパルス信号として示されている。

進入センサ１１０が時刻ｔ_２に立ち上がる進入検出信号を搬送機駆動制御部１００に出力すると、搬送機駆動制御部１００を構成する搬送制御部１２０は、時間の計測を開始し、搬送速度、センサ監視位置および戻り搬送距離Ｌ_ｃに基づいて被検査体１５の標準試料の先端が第１の端１２に到達するのに要する時間Ｔ_３を算出し、時刻ｔ_２から時間Ｔ_３が経過した後に駆動信号を「０」にして搬送コンベア１１を停止させる。

駆動信号を「０」にした後、重量の重い被検査体１５の標準試料、滑りやすい被検査体１５の標準試料等は滑り出すことがあり、その場合、これらの被検査体１５の標準試料は、第１端側すべり距離Ｓ_１だけ滑って停止するものとする。ここで、第１の搬送方向への搬送速度は、被検査体１５の標準試料が第１端側すべり距離Ｓ_１滑ったとしても第１の端１２から落下しない速度に設定されている。

次に、第２の搬送方向への搬送の他の動作について、図５（ｂ）を用いて説明する。第１方向搬送制御ステップで時間Ｔ_２が経過したら、搬送制御部１２０は、上記の第１の駆動信号と反対符号で時間Ｔ_４をかけて電圧Ｖ３に達する直流信号からなる駆動信号（以下、第３の駆動信号という。）をコンベア駆動部１３０に出力し、搬送コンベア１１の第２の端１３側に位置する被検査体１５の標準試料を第２の搬送方向に搬送させる。

ここで、上記の電圧Ｖ３の絶対値は、第１の駆動信号の電圧Ｖ１の絶対値に限定されるものではなく、電圧Ｖ１の絶対値より大きくても小さくてもよい。なお、電圧Ｖ３の絶対値を第１の駆動信号の電圧Ｖ１の絶対値より大きくすることにより、第２の搬送方向への搬送を第１の搬送方向への搬送より短時間に完了でき、好適である。

進入センサ１１０は、被検査体１５の標準試料が第２の搬送方向に搬送された後の時刻ｔ_３に、被検査体１５の標準試料が搬送路１６中のセンサ監視位置に進入したことを検出して進入検出信号を生成し、搬送機駆動制御部１００に出力する。ここで生成される進入検出信号は、図５（ｂ）に、時刻ｔ_３に立ち上がるパルス信号として示されている。

進入センサ１１０が時刻ｔ_３に立ち上がる進入検出信号を搬送機駆動制御部１００に出力すると、搬送機駆動制御部１００を構成する搬送制御部１２０は、時間の計測を開始し、電圧Ｖ３で決まる搬送速度、センサ監視位置および戻り搬送距離Ｌ_ｃに基づいて、搬送速度の低下を開始させるのに要する時間Ｔ_５を算出し、時刻ｔ_３から時間Ｔ_５が経過した後に駆動信号を低下させ、時間Ｔ_６をかけて「０」にし、搬送コンベア１１を停止させる。

時刻ｔ_３から時間Ｔ_５が経過した後の駆動信号の低下の制御は、被検査体１５の標準試料が第１の端１２から落下せず、所定の範囲内に静止することが可能な制御であればよい。第１方向搬送制御ステップ後に搬送制御部１２０が行う上記の制御のステップ、すなわち、第２の端１３から第１の端１２側に被検査体１５の標準試料を搬送するステップを第２方向搬送制御ステップという。

以上、図４および図５を用いて説明したように、搬送制御部１２０が行う搬送の制御では、第１の搬送方向の搬送と第２の搬送方向の搬送とで、搬送速度の制御を変えることができる。

操作部２３０を介して設定モードが指定されると、搬送機駆動制御部１００は、設定動作のために上記の制御を所定回数繰り返し行うようになっている。すなわち、搬送コンベア１１を制御して、第１の端１２側にある被検査体１５の標準試料を第１の搬送方向に搬送させ、第２の端１３側で停止させ、その後、第２の搬送方向に搬送させて第１の端１２近傍の所定の位置に戻す反転動作の制御を繰り返し行う。

一方、信号検出情報処理設定部２００は、設定モードが指定されると、検出条件のうちの操作部２３０を介して入力されたものを内蔵するメモリに記憶させ、搬送制御部１２０に設定モードであることを内容とする信号を出力し、設定動作に必要な磁界変化検出部２１０の制御等を行う。これによって、検出条件の設定が可能となる。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る金属検出機およびその制御方法は、搬送制御部が、進入センサからの信号に基づいてコンベア駆動部を制御し、被検査体の標準試料を第１の搬送方向の搬送を行う開始点に戻すようにしたため、反転動作において、ユーザが被検査体を移動させて行ったときの搬送条件と同じ搬送条件で検出条件の設定をすることができる。

また、搬送制御部が、搬送コンベアの２つの搬送方向のうちの第１の搬送方向の搬送と第２の搬送方向の搬送とで、搬送速度の制御を変えることができるようにしたため、被検査体に応じて第２の搬送方向の搬送の搬送速度を制御することができる。

また、第２方向搬送制御ステップが、第２の搬送方向に搬送するときの搬送速度を、第１の搬送方向に搬送するときの搬送速度よりも低速になるように、搬送速度の制御を行うようにしたため、被検査体の標準試料を第１の搬送方向の搬送を行う開始点に戻し易くすることができる。

また、第２方向搬送制御ステップが、進入センサが被検査体の標準試料を検出した後の所定時間経過後に、第２の搬送方向の搬送速度を減速させて被検査体の標準試料を第１の搬送方向の搬送を行う開始点に戻すようにしたため、被検査体の標準試料がすべることを防止することができる。

本発明に係る金属検出機およびその制御方法は、反転動作において、ユーザが被検査体を移動させて行ったときの搬送条件と同じ搬送条件で検出条件の設定をすることができるという効果が有用な金属検出機およびその制御方法等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態に係る金属検出機を構成する搬送機駆動制御部のブロック構成を示す図 本発明の実施の形態に係る金属検出機を構成する搬送機の部分を概念的に示す正面図 本発明の実施の形態に係る金属検出機を構成する信号検出情報処理設定部のブロック構成を示す図 搬送機駆動制御部の動作の説明図 進入センサ１１０からの被検査体検出信号と、搬送制御部１２０がコンベア駆動部１３０を制御するための駆動信号とを示す図

符号の説明

１１ 搬送コンベア
１２ 搬送コンベアの第１の端
１３ 搬送コンベアの第２の端
１４ 第１の搬送方向
１５ 被検査体
１６ 搬送路
１００ 搬送機駆動制御部
１１０ 進入センサ
１２０ 搬送制御部
１３０ コンベア駆動部
２００ 信号検出情報処理設定部
２１０ 磁界変化検出部
２１１ 信号発生器
２１２ 送信コイル
２１３ａ、２１３ｂ 受信コイル
２１４ａ、２１４ｂ 移相器
２１５ａ、２１５ｂ ミキサ
２１６ａ、２１６ｂ 帯域フィルタ
２１７ａ、２１７ｂ アナログデジタル変換器
２２０ 制御部
２３０ 操作部
２４０ 表示器
Ｄ 信号発生器が発生する交流信号
Ｅ 送信コイルが発生させる交流磁界
Ｌ、Ｌ' 移相器の出力信号
Ｒ 受信コイルから出力される差動信号
Ｘ、Ｙ ＢＰＦから出力される信号
Ｄｘ、Ｄｙ アナログデジタル変換器から出力される信号

Claims (4)

1. 第１の端および第２の端を有し、被検査体（１５）を搬送するための搬送コンベア（１１）と、
   前記搬送コンベアを駆動するためのコンベア駆動部（１３０）と、
   前記搬送コンベアの搬送路（１６）における検出領域に磁界を発生させ、前記被検査体が前記磁界中を通過するときの磁界変化を検出する磁界変化検出部（２１０）と、
   前記磁界変化検出部によって検出された磁界変化量に基づいて、前記磁界中を通過する前記被検査体に金属が混入しているか否かを判断する制御部（２２０）と、
   前記コンベア駆動部を制御して、前記被検査体の標準試料が前記検出領域を繰り返し通過するように前記搬送コンベアの搬送を制御する搬送制御部（１２０）と、
   前記被検査体の標準試料を前記第１の端から前記第２の端に向かう第１の搬送方向（１４）に第１の搬送速度で前記被検査体の標準試料を搬送させたときに、前記磁界変化検出部から得られる情報に基づいて、前記磁界変化の検出条件の設定を行わせる予備設定部（２３０）とを備えた金属検出機において、
   前記被検査体が前記搬送路中の予め決められた位置に進入したことを検出する進入センサ（１１０）を備え、
   前記搬送制御部は、前記進入センサからの信号に基づいて前記コンベア駆動部の駆動時間を制御して、前記被検査体の標準試料を前記第２の端から前記第１の端に向かう第２の搬送方向に前記第１の搬送速度と異なる第２の搬送速度で搬送し、前記第１の端と前記検出領域との間であって前記検出領域を同じ搬送条件で前記第１の搬送方向に繰り返し通過させる開始点に前記被検査体の標準試料を停止させることを特徴とする金属検出機。
2. 請求項１に記載の金属検出機を構成する前記搬送コンベアの搬送を制御して、前記被検査体の標準試料が前記検出領域を繰り返し通過するように制御する方法であって、
   前記被検査体の標準試料を、前記第１の搬送方向に搬送する制御を行う第１方向搬送制御ステップと、
   前記第１方向搬送制御ステップでの制御により前記第１の搬送速度で搬送された前記被検査体の標準試料を、前記第１の搬送方向と反対の第２の搬送方向に前記第１の搬送速度と異なる第２の搬送速度で搬送する制御を行う第２方向搬送制御ステップとを備え、
   前記第２方向搬送制御ステップは、前記第２の搬送方向に搬送された前記被検査体の標準試料が前記予め決められた位置に進入したことを検出する前記進入センサからの信号に基づいて、前記コンベア駆動部の駆動時間を制御して、前記被検査体の標準試料を前記第２の端から前記第１の端に向かう第２の搬送方向に搬送し、前記第１の端と前記検出領域との間であって前記検出領域を同じ搬送条件で前記第１の搬送方向に繰り返し通過させる開始点に前記被検査体の標準試料を停止させることを特徴とする金属検出機の制御方法。
3. 前記第２方向搬送制御ステップは、前記第２の搬送速度を、前記第１の搬送速度よりも低速になるように制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の金属検出機の制御方法。
4. 前記第２方向搬送制御ステップは、前記進入センサが前記被検査体の標準試料を検出した後の所定時間経過後に、前記第２の搬送速度を減速させて前記被検査体の標準試料を前記第１の搬送方向の搬送を行う前記開始点に停止させることを特徴とする請求項２に記載の金属検出機の制御方法。

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