JP4355167B2 - 粉粒体中の異物検査方法、粉粒体中の異物検査装置、粉粒体中の異物除去方法および粉粒体中の異物除去装置 - Google Patents

粉粒体中の異物検査方法、粉粒体中の異物検査装置、粉粒体中の異物除去方法および粉粒体中の異物除去装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品、食品、化成品などの原料、半製品、製品などの各種粉粒体に混入した異物を検査する方法およびそれに使用できる検出装置、並びにその検出した異物を除去する方法およびそれに使用できる除去装置に関する。特に、フッ素樹脂粉粒体中の異物を除去するために有用な異物検出方法および異物検出装置、並びに異物除去方法および異物除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、粉体中の異物を検査できる装置を用いて、粉体中の異物を除去させることが行われている。
粉体中の異物検査装置として、例えば、外周面に粉体を収納可能な深さ1mm程度の軸方向に延びたU字溝形状の凹部が多数設けらたロータをホッパーの下に設けて、回転させながらホッパーから粉体を第1ベルトコンベアに順次送り出し、第1ベルトコンベアでスクイーズローラにより粉体の厚さを調整し、さらに、第2ベルトコンベアに粉体を送り出し、第2ベルトコンベア上の粉体をラインCCDカメラで撮像し、異物を検知し、吸引パイプにより異物を吸引除去できる粉体の異物除去装置が提案されている(特許文献1参照)。
しかし、この装置では、粉体の供給をロータにより行っているので、ロータの外周面に設けられた凹部で粉体が圧縮され、粉体が押しつぶされ、粉体の物性が変わることがある。特に、フッ素樹脂粉体の場合、押しつぶされると、付着しやすくなり、また、静電気を帯びやすくなり、フッ素樹脂成形体の物性が悪くなるという問題点があった。さらに、ベルトコンベアでは、ベルト駆動部からの摩擦による粉塵が発生し、粉体へ混入し、例えばフッ素樹脂のような流動性に劣る粉体の場合、ベルトに付着した粉体の除去が困難であるという問題点もあった。
【0003】
また、その他の粉体中の異物検査装置として、ホッパーから粉体をフィーダーに送り出し、バイブレーターの振動によって平らに広げ、一定の速度で搬送し、サブホッパーに入れ、さらに、サブホッパーから搬送部材上へ粉体を送り出し、バイブレーターの振動によって搬送部材上に均一の厚さに薄く広げ、搬送部材の表面とゲートの下縁との間によってほぼ一定の厚さにし、薄く広げられた状態の粉体に対し、光を照射し、目視で異物を検出する装置が提案されている(特許文献2参照)。
また、この特許文献2では、この異物検出装置で検出された異物を搬送部材上で、手でバキュームピンセットを掴んで操作して、バキュームピンセットの先端の吸引ノズルを異物に近づけ、異物を吸引ノズルからバキュームピンセット内に吸引除去して、異物を除去する方法が記載されている。
しかし、この異物除去方法は、バキュームピンセットで異物を吸引する必要があるため、各粉粒体をバラバラに離して広げられており、単位時間当りに搬送できる粉体の量が少ないため、効率が悪いという問題点を有していた。また、検査員が目視により選別する方法では、検査員の疲労などにより検査精度が変わり、時間がかかることにより処理能力に限界があるという問題点や、安定した一定精度の検査ができないという問題点もあった。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−84496号公報
【特許文献2】
特開2002−11415号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の状況に鑑みてなされたものであり、効率よく、精度よく粉粒体中の異物を検査する方法およびそれに使用できる検出装置、並びにその検出した異物を除去する方法およびそれに使用できる除去装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第1ホッパーから粉粒体を1次振動フィーダーに供給し、1次振動フィーダーを振動の周波数が10〜60Hz、振動の振幅が0.1〜2mmの直線振動で振動させて粉粒体を第2ホッパーに定量供給し、第2ホッパーを2次振動フィーダーの振動と同調させて共振振動させ、スリットゲートを2次振動フィーダーの振動に同調させて共振振動させて、第2ホッパー内の粉粒体をスリットゲートにより調節して粉粒体の薄い層を2次振動フィーダー上に送り出し、2次振動フィーダーを直線振動で振動させて粉粒体の薄い層をさらに薄くし、2次振動フィーダーの先端部に設けられた第1反射板を2次振動フィーダーとともに振動させて粉粒体の薄い層を第1反射板上に送り出し、第1反射板上の粉粒体の薄い層に光を照射し、粉粒体の薄い層の表面を撮像し、異物を検出することを特徴とする粉粒体中の異物検査方法を提供する。
また、本発明は、上記粉粒体中の異物検査方法において、第1反射板上で粉粒体の薄い層の表面を撮像した後、次に、第1反射板の先端から粉粒体を落下させ、第2反射板の前を通過させ、第2反射板の前の落下している粉粒体を撮像し、異物を検出する粉粒体中の異物検査方法を提供する。
また、本発明は、上記粉粒体中の異物検査方法において、第2ホッパー内の粉粒体の厚みをスリットゲートのスリット高さの1〜5倍に調整し、スリットゲートのスリット高さを粉粒体の平均粒径の2〜6倍の高さにし、第1反射板上で粉粒体の薄い層の厚みを粉粒体の平均粒径の1〜2倍の高さにする粉粒体中の異物検査方法を提供する。
【0007】
また、本発明は、上記の粉粒体中の異物検査方法において、粉粒体が、平均粒径10〜500μmのフッ素樹脂粉粒体である粉粒体中の異物検査方法を提供する。
また、本発明は、上記の粉粒体中の異物検査方法において、第1撮像装置および/または第2撮像装置により撮像された画像信号を画像処理装置により処理して粉粒体の異物の有無を判定し、その判定に連動させて異物除去手段を駆動させ、異物を含む粉粒体を除去することを特徴とする粉粒体中の異物除去方法を提供する。
また、本発明は、粉粒体を供給する第1ホッパーと、2次振動フィーダーの振動と同調させて共振振動させ、第1ホッパー内の粉粒体を送り出す第2ホッパーと、第2ホッパーに粉粒体を定量供給する振動の周波数が10〜60Hz、振動の振幅が0.1〜2mmの直線振動で振動する1次振動フィーダーと、2次振動フィーダーの振動に同調させて共振振動させて、第2ホッパーから送り出される粉粒体の送り出し量を調節するスリットゲートと、スリットゲートから送り出される粉粒体の薄い層をさらに薄くして先端部に設けられた第1反射板上に送り出し、第1反射板を振動できる直線振動で振動する2次振動フィーダーと、第1反射板上の粉粒体の薄い層に光を照射する光源、および粉粒体の薄い層の表面を撮像できる第1撮像装置からなることを特徴とする粉粒体中の異物検査装置を提供する。
【0008】
また、本発明は、上記の粉粒体中の異物検査装置において、さらに、第1反射板上から粉粒体を落下させて、表面上を通過させる第2反射板、および第2反射板の前の落下している粉粒体を撮像できる第2撮像装置からなる粉粒体中の異物検査装置を提供する。
また、本発明は、上記の粉粒体中の異物検査装置に、さらに、第1撮像装置および/または第2撮像装置により撮像された画像信号を粉粒体の異物の有無を判定し、処理できる画像処理装置と、その判定に連動させて異物を含む粉粒体を除去できる異物除去手段を有することを特徴とする粉粒体中の異物除去装置を提供する。
また、本発明は、粉粒体を供給する第1ホッパーと、第1ホッパー内の粉粒体を送り出す第2ホッパーと、第2ホッパーに粉粒体を定量供給する1次振動フィーダーと、第2ホッパーから送り出される粉粒体の送り出し量を調節するスリットゲートと、スリットゲートから送り出される粉粒体の薄い層をさらに薄くして先端部に設けられた第1反射板上に送り出し、第1反射板を振動できる2次振動フィーダーと、第1反射板上の粉粒体の薄い層に光を照射する光源、および粉粒体の薄い層の表面を撮像できる第1撮像装置からなる粉粒体中の異物検査装置に、第1撮像装置により撮像された画像信号を粉粒体の異物の有無を判定し、処理できる画像処理装置と、その判定に連動させて異物を含む粉粒体を除去できる異物除去手段を有し、その異物除去手段が、隣接するスライドシャッターが幅方向にオーバーラップして配置されている複数のスライドシャッターからなり、画像処理装置からの不良信号に応答して少なくとも一つのスライドシャッターが駆動され、異物を含む粉粒体を除去できるものである粉粒体中の異物除去装置を提供する。
また、本発明は、上記粉粒体中の異物除去装置において、異物検査装置が、さらに、第1反射板上から粉粒体を落下させて、表面上を通過させる第2反射板、および第2反射板の前の落下している粉粒体を撮像できる第2撮像装置を有し、画像処理装置が、第1撮像装置および/または第2撮像装置により撮像された画像信号を粉粒体の異物の有無を判定し、処理できるものである異物除去装置を提供する。
また、本発明は、上記粉粒体中の異物除去装置において、1次振動フィーダーを振動の周波数が10〜60Hz、振動の振幅が0.1〜2mmの直線振動で振動させ、2次振動フィーダーを直線振動で振動させる請求項9または10記載の粉粒体中の異物除去装置を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明を図面に基づいて説明する。
本発明の粉体中の異物検査方法においては、最初に、第1ホッパー1から粉粒体2を1次振動フィーダー3に供給し、1次振動フィーダー3を振動させて粉粒体2を第2ホッパー5に定量供給する。1次振動フィーダー3は、粉粒体2の搬送台と振動装置4からなり、粉粒体2の搬送台はステンレス鋼板などの平板材の幅方向の上面両端部に粉粒体2を落とさないようにガイドを設けている物が好ましい。1次振動フィーダー3は、振動装置4により振動させる。1次振動フィーダー3の振動は、直線振動が好ましい。振動の周波数は、10〜60Hzが好ましく、20〜50Hzが特に好ましい。振動の振幅は、0.1〜2mmが好ましく、0.4〜1.2mmが特に好ましい。
さらに、1次振動フィーダー3は、粉粒体2の搬送速度を速めるために、先端に向けて下がる傾斜角を持たせる構造にすることが好ましい。傾斜角は、0〜10°が好ましく、1〜5°が特に好ましい。
【0010】
第2ホッパー5は、2次振動フィーダー9と一体構造になっていることが好ましい。第2ホッパー5は振動させることが好ましく、2次振動フィーダー9の振動と同調させて共振振動させることが特に好ましい。振動させることにより第2ホッパー5内の粉粒体2をより均一に拡散させ、粉粒体2の厚みをほぼ均一の厚さにすることができる。
第2ホッパー5における粉粒体2の厚みは、常に定厚状態にすることが好ましい。第2ホッパー5における粉粒体2の厚みは、第2ホッパー5の上に設けられたレベル検出器6により測定し、レベル検出器6の信号により1次振動フィーダー3の振動数を調節して第1ホッパー1内の粉粒体2の送り出し量を調節する。第2ホッパー5内の粉粒体2の厚みをスリットゲート7のスリット高さの1〜5倍に調整することが好ましく、1.5〜3.5倍に調整することが特に好ましい。
【0011】
本発明の粉粒体中の異物検査方法においては、次に、第2ホッパー5内の粉粒体2をスリットゲート7により調節して粉粒体2の薄い層を2次振動フィーダー9上に送り出す。
スリットゲート7は、第2ホッパー5の出口に設けてもよいし、第2ホッパー5から離れて2次振動フィーダー9上に設けてもよい。
スリットゲート7の下端と2次振動フィーダー9との間との隙間をスリット高さというが、スリット高さを粉粒体2の平均粒径の2〜6倍の高さにすることが好ましい。スリットゲート7は、振動させることが好ましく、2次振動フィーダー9の振動と同調させて共振振動させることが特に好ましい。共振振動させることにより、2次振動フィーダー9に粉粒体2を定量供給することができる。特に、付着し易い、流動性が悪い粉粒体の場合、スリットゲート7を共振振動させることが特に好ましい。このような粉粒体の具体例としては、フッ素樹脂が挙げられる。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレンの単独重合体樹脂、共重合体樹脂などが挙げられる。
【0012】
2次振動フィーダー9は、振動させて粉粒体2の薄い層をさらに薄くする。そして、2次振動フィーダー9の先端に設けられている第1反射板10上で粉粒体2の薄い層の厚みを粉粒体2の平均粒径の1〜2倍の高さにすることが好ましい。
2次振動フィーダー9は、振動子8と粉粒体2を載せて前方へ移動させる粉粒体搬送台からなる。粉粒体搬送台は、ステンレス鋼板などの平板材の幅方向の上面両端部に粉粒体2を落とさないようにガイドを設けたものが好ましい。2次振動フィーダー9では、粉粒体2を進行方向に広がるようにすることが好ましい。2次振動フィーダー9は、振動子8により振動させる。2次振動フィーダー9の振動は、粉粒体2を移動させることができる振動であれば種々の振動が挙げられるが、直線振動が好ましい。2次振動フィーダー9による振動搬送方式は、粉粒体2に比べて粒子径の大きいものや長片状の異物(特に、髪の毛、繊維など)を搬送中の粉粒体内部から上部に浮き上がらせる効果(偏析現象)がある。
【0013】
2次振動フィーダー9は、処理能力を高めるため、2以上の複数台を幅方向に連結して、粉粒体2の搬送幅を広くすることが好ましい。例えば、2機連動方式にて搬送幅を400〜500mm程度にすることができる。
2次振動フィーダー9の2以上の複数台を幅方向に連結する場合、隣接するガイドは取り除いて、2次振動フィーダー9の粉粒体2を載せる平板材を隣接する平板材同士で一体化することが好ましい。
【0014】
2次振動フィーダー9を複数連結した場合の振動は、各振動装置を同調させて行うことが好ましい。例えば、2次振動フィーダー9の2機剛体連動方式にて駆動させる場合、振動子コントロールは1機の振動コントロール信号を基準にし、2機目は位相同調制御にて2機並列運転を可能にすることができる。この方式は、剛体重量が振動子駆動範囲であれば3機、4機以上と連結することができる。連結した場合、粉粒体2の処理量は、連結数に応じて2倍、3倍、4倍またはそれ以上にすることができる。
さらに、2次振動フィーダー9は、粉粒体2の搬送速度を速めるために、先端に向けて下がる傾斜角を持たせる構造にすることが好ましい。傾斜角は、0.5〜10°が好ましく、1〜5°が特に好ましい。
【0015】
2次振動フィーダー9の先端には、第1反射板10が設けられている。第1反射板10は、粉粒体2に影響しない表面粗さを持ち、光源11の下部からの2次散乱反射効果を持ち、粉粒体2の検査に影響のある粉粒体2のエッジ影を消す効果を有する。第1反射板10は、上記効果を有するものであればよく、粉粒体2と同じ材質のものが好ましい。粉粒体2がフッ素樹脂である場合、第1反射板10の材質としては、具体的にはPTFEなどのフッ素樹脂が好ましい。また、第1反射板10は、粉粒体2の色と同色であるものが好ましい。なお、第1反射板10は、粉粒体2の色に合わせて色が異なる第1反射板を着脱自由に取り替え可能なような構造にすることが好ましい。
第1反射板10は、2次振動フィーダー9が先端に向けて下がる傾斜角を持っている場合は、同様の角度で先端に向けて下がる傾斜角を持たせることが好ましい。
【0016】
本発明の粉粒体中の異物検査方法においては、第1反射板10の上部に設けらている光源11から第1反射板10上の薄い粉粒体層の上面に光を照射し、粉粒体2の薄い層の表面を第1撮像装置で撮像する。撮像装置としては、ラインセンサーカメラが好ましい。光源11は、発光ダイオード、蛍光灯、メタルハライドランプが好ましい。また、光源11を幅方向に配置することが好ましい。光源11は、粉粒体2の色に合わせることが好ましい。光源11は、2個以上配置することが好ましい。これにより、粉粒体2を撮像した際に、粉粒体2の影が撮像されることを防ぐことができる。
第1撮像装置12の撮像による異物の検知は、粉粒体2を一定間隔で80〜1000回撮像し、画像処理装置13により平均処理を行い、標準画像として記録し、次に検査対象の粉粒体2の薄い層の表面を撮像し、画像処理装置13にその撮像信号を送り、その画像と平均標準画像とを照合して、食い違いを変化量として検知し、変化量を異物として検出する。
第1撮像装置12は、粉粒体層の幅方向の長さに応じて2台以上を並べて配置することができる。
【0017】
本発明の粉粒体2中の異物検査方法においては、第1反射板10上で粉粒体2の薄い層の表面を撮像した後、次に、第1反射板10の先端から粉粒体2を落下させ、第2反射板14の前を通過させ、第2反射板14の前の落下している粉粒体2に光源16から光を照射し、撮像装置15で撮像し、異物を検出することが好ましい。
粉粒体2は、落下距離が長くなればなるほど落下速度が速くなり、それに応じて、粉粒体2の粒子同士の間隔が大きくなり、粉粒体2の内部に隠れている異物も検知し易くなる。
第2反射板14は、第1反射板10と同様なものが好ましい。
【0018】
第2反射板14を、図1に示すように、落下する粉粒体2の幅広の帯の外側に平行に配置し、第2撮像装置15を2次振動フィーダー9の下方に設置し、第1反射板10上の薄い粉粒体層の下層側から粉粒体2を撮像できるようにすることが好ましい。
第2反射板14の配置高さは、第1反射板10上での粉粒体2の搬送速度の10〜20倍、好ましくは13〜17倍の落下速度で第2反射板14の前を通過させるような高さが望ましい。長さで表わすと、第1反射板10の下方へ150〜350mmが好ましく、200〜300mmが特に好ましい。
光源16は、光源11と同様なものが好ましい。光源16は、2個以上配置することが好ましい。これにより、粉粒体2を撮像した際に、粉粒体2の影が撮像されることを防ぐことができる。
【0019】
第2撮像装置15の撮像による異物の検知は、第1撮像装置12と同様に、粉粒体2を一定間隔で80〜1000回撮像し、画像処理装置13により平均処理を行い、標準画像として記録し、次に検査対象の粉粒体2の薄い層の表面を撮像し、画像処理装置13にその撮像信号を送り、その画像と平均標準画像とを照合して、食い違いを変化量として検知し、変化量を異物として検出する。
第2撮像装置15は、落下する粉粒体2の帯の幅方向の長さに応じて2台以上を幅方向に並べて配置することができる。
【0020】
本発明は、上記の粉粒体中の異物検査方法に続いて、第1撮像装置12および/または第2撮像装置15により撮像された画像信号を画像処理装置13により処理して粉粒体2の異物の有無を判定し、その判定に連動させて異物除去手段を駆動させ、異物を含む粉粒体2を除去することが好ましい。
異物除去手段は、画像処理装置13から異物があると判定された場合に、その異物信号、異物位置信号などの信号を受けて、異物除去手段が駆動し、異物を含む粉粒体2を除去できるものであれば、特に制限ないが、シャッター17が好ましい。シャッター17は、正常な粉粒体2のときは駆動せず、正常な粉粒体20をガイド板18とガイド板19の間を通過させて貯蔵容器22に導く。一方、異物を含む粉粒体のときは、シャッター17が駆動し、ガイド板18とガイド板19の間の空間を覆い、異物を含む粉粒体21をガイド板19の外側の表面を通過させて異物貯蔵容器23に導く。シャッター17の配置位置は、上記機能を発揮できる位置であればよい。
【0021】
シャッター17としては、図2及び図3に示すような構造を有するものが特に好ましい。
図2及び図3に示すシャッター17は、スライドシャッター30が上側4枚及び下側4枚が幅方向にオーバーラップして互い違いに並べられており、それぞれのスライドシャッター30が前後に独立して駆動できるように構成されている。スライドシャッター30は、ステンレス鋼板などの平板材等が好ましい。なお、スライドシャッター30の数は、スライドシャッター30の幅、落下する粉粒体2の帯の幅などに応じて、適宜選定すればよい。また、スライドシャッター30の幅は、異物の大きさ等に応じて選定すればよく、小さいほど異物のみを除去できる確立が高くなるが、駆動装置が複雑になるという問題点がでる。通常、10〜80mmが好ましく、20〜60mmが特に好ましい。
【0022】
このシャッター17は、図3に示すように、スライドシャッター30は、正常な粉粒体2のときは駆動せず、スライドシャッター収納ボックス内で斜めに配置されており、正常な粉粒体20をガイド板28とガイド板29の間を通過させて貯蔵容器22に導く。一方、異物を含む粉粒体21のときは、画像処理装置13からの不良信号に応答して少なくとも一つのスライドシャッター30が駆動され、斜めに前進して、ガイド板28とガイド板29の間の空間を覆い、異物を含む粉粒体21をガイド板29の外側の表面を通過させて異物貯蔵容器23に導き、異物を含む粉粒体21を除去できる。
【0023】
図4に示すように、スライドシャッター30を幅方向にオーバーラップして互い違いに並べることにより、異物を含む粉粒体21を漏れなく除去することができる。また、スライドシャッター30同士を厚さ方向にギャップを設けて配置することにより、スライドシャッター30同士の間に入り込んだ粉粒体が押し潰されることなく、押し潰された粉粒体が正常品の粉粒体の中に入り込むことを防ぐことができる。スライドシャッター30の幅方向でのオーバーラップ幅bは、13mm以上が好ましく、13〜20mmが特に好ましい。スライドシャッター30の厚さ方向でのギャップ幅aは、粉粒体の平均粒径の1.5〜6倍が好ましい。
スライドシャッター30の駆動速度は、異物の落下速度に応じて、適宜選定すればよいが、出来るだけ速く往復駆動させることが好ましく、0.5秒/1往復以下にすることが特に好ましい。
【0024】
また、その他のシャッター17としては、図5及び図6に示すような構造を有するものが好ましい。
図6に示すシャッター17は、主シャッター31が8枚並べられており、それぞれの主シャッター31が独立して駆動できるように構成され、さらに、隣接する主シャッター31同士の隙間の表面側に副シャッター32が独立して駆動できるように設けられている。主シャッター31および副シャッター32は、ステンレス鋼板などの平板材等が好ましい。なお、主シャッター31の数は、主シャッター31の幅、落下する粉粒体2の帯の幅などに応じて、適宜選定すればよい。また、主シャッター31の幅は、異物の大きさ等に応じて選定すればよく、小さいほど異物のみを除去できる確立が高くなるが、駆動装置が複雑になるという問題点がでる。通常、10〜80mmが好ましく、20〜60mmが特に好ましい。
【0025】
このシャッター17は、図6に示すように、主シャッター31と副シャッター32は、正常な粉粒体2のときは駆動せず、垂直方向に下がっており、正常な粉粒体20をガイド板18とガイド板19の間を通過させて貯蔵容器22に導く。一方、異物を含む粉粒体のときは、画像処理装置13からの不良信号に応答して少なくとも一つの主シャッター31が駆動され、主シャッター31の両サイドにある副シャッター32も駆動され、ガイド板18とガイド板19の間の空間を覆い、異物を含む粉粒体21をガイド板19の外側の表面を通過させて異物貯蔵容器23に導き、異物を含む粉粒体21を除去できる。副シャッター32を設けることにより、隣接する主シャッター31間の隙間に異物が入り込むことがなく、正常品に異物が混入することを防ぐことをできる。
主シャッター31および副シャッター32の駆動速度は、異物の落下速度に応じて、適宜選定すればよいが、出来るだけ速く往復駆動させることが好ましく、0.5秒/1往復以下にすることが特に好ましい。
本発明に適用できる粉粒体2としては、種々の粉粒体が挙げられるが、付着し易い、静電気を帯び易い粉粒体が好適に適用でき、フッ素樹脂粉粒体が特に好ましく適用できる。粉粒体2の平均粒径は、特に制限ないが、10〜500μmの範囲が好適に適用できる。
【0026】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本願発明はこれらに限定されない。
【0027】
[実施例1]
第1ホッパー1に粉粒体2としてテトラフルオロエチレン単独重合体(PTFE)の粉粒体(平均粒径0.35mm)を充填し、第1ホッパー1からPTFE粉粒体を1次振動フィーダー3(ステンレス製の搬送板の幅400mm、先端方向への下がり傾斜角1°)に供給し、レベル検出器6で第2ホッパー5内のPTFE粉粒体の堆積高さを監視し、調整しながら、1次振動フィーダー3を周波数10〜60Hz、振幅0.4〜1.2mmで直線振動させてPTFE粉粒体2を第2ホッパー5に定量供給した。
1次振動フィーダー3でのPTFE粉粒体2の移送は、滞留することなく、高さ10〜20mmの流れで行われた。第2ホッパー5は、第2フィーダーと一体の構造になっており、第2フィーダーと同じ振動周波数、振幅で振動させることにより、第2ホッパー5内でPTFE粉粒体2が山形になることなく、幅方向にほぼ均一に堆積された。このため、第2ホッパー5は比較的小さな形状にでき、堆積高さをレベル検出器6により検知し、第1ホッパー1からの移送量にフィードバック制御をかけ、第2ホッパー5内のPTFE粉粒体2の堆積高さを10mmに調整することができた。
【0028】
次いで、スリットゲート7の下端のスリット高さを2mmにし、第2ホッパー5内の粉粒体2をスリットゲート7により調節して粉粒体2の薄い層を2次振動フィーダー9上に送り出した。スリットゲート7は第2ホッパー5の出口に設けられており、スリットゲート7は、2次振動フィーダー9の振動と同調させ、共振動しており、PTFE粉粒体2が滞留なく流れ出て、2次振動フィーダー9の搬送板の幅方向に均一になっていた。
2次振動フィーダーの2台を2機連動方式で幅方向に連結して、2次振動フィーダー9(ステンレス製の搬送板の幅400mm、先端方向への下がり傾斜角1°)として、使用した。
2次振動フィーダー9を周波数52Hz、振幅0.8〜1.2mmで直線振動させてPTFE粉粒体2の薄い層をさらに薄くし、2次振動フィーダー9の先端部に設けられた第1反射板10を2次振動フィーダー9とともに振動させて幅方向に均一な厚みになっている粉粒体2の薄い層(厚み0.35〜0.7mm)を第1反射板10上に送り出した。
【0029】
次に、表面をPTFE製の第1反射板10上のPTFE粉粒体2の薄い層に、図1に示すような2本の蛍光灯の光源11から光を照射し、PTFE粉粒体2の薄い層の表面を第1撮像装置12で撮像し、異物を検出した。第1反射板10上のPTFE粉粒体2の移送速度は、8m/minであり、移送量は100kg/hrであった。
さらに、第1反射板10の先端からPTFE粉粒体2を順次落下させ、250mm下方に配置されている第2反射板14(第1反射板10と同様なもの)の前を落下速度120m/minで通過させ、図1に示すような2本の蛍光灯の光源16から光を照射し、PTFE粉粒体2の薄い層の表面を第2撮像装置15で撮像し、異物を検出した。
【0030】
続いて、第1撮像装置12および/または第2撮像装置15により撮像された画像信号を画像処理装置13により処理して粉粒体2の異物の有無を判定し、その判定に連動させて図1に示すような異物除去手段としてのシャッター17を駆動させた。シャッター17は、正常な粉粒体20のときは駆動せず、待機位置(垂直方向)に下がっており、正常な粉粒体20をガイド板18とガイド板19の間を通過させて貯蔵容器22に導き、シャッター17は、異物を含む粉粒体21のときは、シャッター17が駆動し、ガイド板18とガイド板19の間の空間を覆い、異物を含む粉粒体21をガイド板19の外側の表面を通過させて異物貯蔵容器23に導き、異物を除去した。シャッター17は、図2及び図3のような構造を有するものであり、駆動速度は、0.5秒/1往復であった。
【0031】
なお、上記異物検査方法において、原料のPTFE粉粒体2としては、PTFE粉粒体(平均粒径0.35mm、嵩密度0.92)の中に異物として炭粒子(平均粒径0.5mm、PTFE粉粒体の比重よりも軽い)を5個、髪の毛(長さ30mm、PTFE粉粒体の比重よりも重い)を5個、針金(長さ0.3mm、PTFE粉粒体の比重よりも重い)を5個混合したPTFE粉粒体を使用して、異物検査を行った。その結果を表1に示した。表1において、2次振動フィーダー9上の目視観察地点として、A地点は第1反射板10の先端から遡って50mmの地点を示し、B地点は第1反射板10の先端から遡って150mmの地点を示し、C地点は第1反射板10の先端から遡って200mmの地点を示している。なお、2次振動フィーダーのスリットゲートから第1反射板10の先端までの長さは300mmであった。
【0032】
【表1】
Figure 0004355167
上記結果のように、2次振動フィーダー9による搬送で、異物がPTFE粉粒体2層の上部に浮上し、第1撮像装置12により検出された。針金のように比重の大きいもので、大きさがPTFE粉粒体2粒子と同様の大きさのものは2次振動フィーダー9上で浮き上がりにくいため、目視や第1撮像装置12では検出されないことがあるが、第2撮像装置15により検出することができた。
【0033】
上記異物検査方法に続いて、上記異物除去方法を使用して、PTFE粉粒体2中の異物を除去した。2次振動フィーダー9を周波数52Hz、振幅0.8mmで振動して、PTFE粉粒体2の搬送量を66kg/hrにして、シャッター17として図3に示すようなスライドシャッターからなるシャッター(オーバーラップ幅:15mm、ギャップ幅:2mm)を使用し、異物を除去した。
異物を含むPTFE粉粒体2の除去量は、シャッター1往復駆動当り3.5gであった。また、2次振動フィーダー9を周波数52Hz、振幅1.2mmで振動して、PTFE粉粒体2の搬送量を243kg/hrにして、シャッター17の駆動速度を0.5秒/1往復にしたところ、異物を含むPTFE粉粒体21の除去量は、シャッター1往復駆動当り5.8gであった。
【0034】
[実施例2]
原料のPTFE粉粒体2として、PTFE粉粒体(白色、かさ密度0.48、平均粒径0.5mm)25kgに異物として薄茶色に着色したPTFE粉粒体(平均粒径200μm)の20粒を添加混合したものを使用し、実施例1の異物除去方法を行った。異物の計測回数は20回であり、全ての異物を測定できた。また、PTFE粉粒体2の処理時間は、15分20秒であった。
【0035】
[実施例3]
実施例1において、シャッター17として図6に示すような主シャッター、副シャッターからなるシャッターを使用し、異物を除去した。主シャッター、副シャッターの駆動速度を0.5秒/1往復にしたところ、異物を含むPTFE粉粒体21の除去量は、シャッター1往復駆動当り3.5gであった。
【0036】
[実施例4]
原料のPTFE粉粒体2として、PTFE粉粒体(白色球状粒子、かさ密度0.54、平均粒径0.48mm)25kgに異物として薄茶色に着色したPTFE粉粒体(平均粒径200μm)の20粒を添加混合したものを使用し、実施例1の異物除去方法を行った。異物の計測回数は20回であり、全ての異物を測定できた。また、PTFE粉粒体2の処理時間は、15分12秒であった。
【0037】
[比較例1]
実施例4において、異物の有無の判定と異物除去手段を、2次振動フィーダー9上で目視で確認した異物を吸引ノズルを用いて、吸引して異物を除去することに変更した。2次振動フィーダー9による搬送速度を遅くしていき、PTFE粉粒体2の薄い層をさらに薄くし、異物の薄茶色に着色したPTFE粉粒体の20粒をすべて発見して、除去できた時のPTFE粉粒体2の処理時間を測定した。PTFE粉粒体2の処理時間は、57分25秒であった。
【0038】
【発明の効果】
本発明の粉粒体中の異物検査方法および粉粒体中の異物除去方法により、効率よく、精度よく粉粒体中の異物を検査、除去することができる。また、本発明の粉粒体中の異物検査装置および粉粒体中の異物除去装置は、上記方法に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粉粒体中の異物検査装置および粉粒体中の異物除去装置の一例の概略断面図を示したものである。
【図2】異物除去装置の一例の断面図および平面図を示したものである。
【図3】異物除去装置の一例の斜視図を示したものである。
【図4】図3のスライドシャッターをAの方向で切断したときの断面図の一部を示したものである。
【図5】異物除去装置の一例の断面図および平面図を示したものである。
【図6】異物除去装置の一例における主シャッターおよび副シャッターの一部が駆動した状態を示した斜視図である。
【符号の説明】
1 第1ホッパー
2 粉粒体
3 1次振動フィーダー
4 振動装置
5 第2ホッパー
6 レベル検出器
7 スリットゲート
8 振動子
9 2次振動フィーダー
10 第1反射板
11 光源
12 第1撮像装置
13 画像処理装置
14 第2反射板
15 第2撮像装置
16 光源
17 シャッター
18 ガイド板
19 ガイド板
20 正常な粉粒体
21 異物が含まれる粉粒体
22 正常な粉粒体の貯蔵容器
23 異物が含まれる粉粒体の貯蔵容器
27 スライドシャッター収納ボックス
28 ガイド板
29 ガイド板
30 スライドシャッター
31 主シャッター
32 副シャッター
a オーバーラップ幅
b ギャップ幅

Claims (11)

  1. 第1ホッパーから粉粒体を1次振動フィーダーに供給し、1次振動フィーダーを振動の周波数が10〜60Hz、振動の振幅が0.1〜2mmの直線振動で振動させて粉粒体を第2ホッパーに定量供給し、第2ホッパーを2次振動フィーダーの振動と同調させて共振振動させ、スリットゲートを2次振動フィーダーの振動に同調させて共振振動させて、第2ホッパー内の粉粒体をスリットゲートにより調節して粉粒体の薄い層を2次振動フィーダー上に送り出し、2次振動フィーダーを直線振動で振動させて粉粒体の薄い層をさらに薄くし、2次振動フィーダーの先端部に設けられた第1反射板を2次振動フィーダーとともに振動させて粉粒体の薄い層を第1反射板上に送り出し、第1反射板上の粉粒体の薄い層に光を照射し、粉粒体の薄い層の表面を撮像し、異物を検出することを特徴とする粉粒体中の異物検査方法。
  2. 第1反射板上で粉粒体の薄い層の表面を撮像した後、次に、第1反射板の先端から粉粒体を落下させ、第2反射板の前を通過させ、第2反射板の前の落下している粉粒体を撮像し、異物を検出する請求項1記載の粉粒体中の異物検査方法。
  3. 第2ホッパー内の粉粒体の厚みをスリットゲートのスリット高さの1〜5倍に調整し、スリットゲートのスリット高さを粉粒体の平均粒径の2〜6倍の高さにし、第1反射板上で粉粒体の薄い層の厚みを粉粒体の平均粒径の1〜2倍の高さにする請求項1または2に記載の粉粒体中の異物検査方法。
  4. 粉粒体が、平均粒径10〜500μmのフッ素樹脂粉粒体である請求項1〜のいずれかに記載の粉粒体中の異物検査方法。
  5. 請求項1〜のいずれかに記載の粉粒体中の異物検査方法に続いて、第1撮像装置および/または第2撮像装置により撮像された画像信号を画像処理装置により処理して粉粒体の異物の有無を判定し、その判定に連動させて異物除去手段を駆動させ、異物を含む粉粒体を除去することを特徴とする粉粒体中の異物除去方法。
  6. 粉粒体を供給する第1ホッパーと、2次振動フィーダーの振動と同調させて共振振動させ、第1ホッパー内の粉粒体を送り出す第2ホッパーと、第2ホッパーに粉粒体を定量供給する振動の周波数が10〜60Hz、振動の振幅が0.1〜2mmの直線振動で振動する1次振動フィーダーと、2次振動フィーダーの振動に同調させて共振振動させて、第2ホッパーから送り出される粉粒体の送り出し量を調節するスリットゲートと、スリットゲートから送り出される粉粒体の薄い層をさらに薄くして先端部に設けられた第1反射板上に送り出し、第1反射板を振動できる直線振動で振動する2次振動フィーダーと、第1反射板上の粉粒体の薄い層に光を照射する光源、および粉粒体の薄い層の表面を撮像できる第1撮像装置からなることを特徴とする粉粒体中の異物検査装置。
  7. さらに、第1反射板上から粉粒体を落下させて、表面上を通過させる第2反射板、および第2反射板の前の落下している粉粒体を撮像できる第2撮像装置からなる請求項記載の粉粒体中の異物検査装置。
  8. 請求項またはに記載の粉粒体中の異物検査装置に、さらに、第1撮像装置および/または第2撮像装置により撮像された画像信号を粉粒体の異物の有無を判定し、処理できる画像処理装置と、その判定に連動させて異物を含む粉粒体を除去できる異物除去手段を有することを特徴とする粉粒体中の異物除去装置。
  9. 粉粒体を供給する第1ホッパーと、第1ホッパー内の粉粒体を送り出す第2ホッパーと、第2ホッパーに粉粒体を定量供給する1次振動フィーダーと、第2ホッパーから送り出される粉粒体の送り出し量を調節するスリットゲートと、スリットゲートから送り出される粉粒体の薄い層をさらに薄くして先端部に設けられた第1反射板上に送り出し、第1反射板を振動できる2次振動フィーダーと、第1反射板上の粉粒体の薄い層に光を照射する光源、および粉粒体の薄い層の表面を撮像できる第1撮像装置からなる粉粒体中の異物検査装置に、第1撮像装置により撮像された画像信号を粉粒体の異物の有無を判定し、処理できる画像処理装置と、その判定に連動させて異物を含む粉粒体を除去できる異物除去手段を有し、その異物除去手段が、隣接するスライドシャッターが幅方向にオーバーラップして配置されている複数のスライドシャッターからなり、画像処理装置からの不良信号に応答して少なくとも一つのスライドシャッターが駆動され、異物を含む粉粒体を除去できるものであることを特徴とする粉粒体中の異物除去装置。
  10. 異物検査装置が、さらに、第1反射板上から粉粒体を落下させて、表面上を通過させる第2反射板、および第2反射板の前の落下している粉粒体を撮像できる第2撮像装置を有し、画像処理装置が、第1撮像装置および/または第2撮像装置により撮像された画像信号を粉粒体の異物の有無を判定し、処理できるものである請求項9に記載の異物除去装置。
  11. 1次振動フィーダーを振動の周波数が10〜60Hz、振動の振幅が0.1〜2mmの直線振動で振動させ、2次振動フィーダーを直線振動で振動させる請求項または10記載の粉粒体中の異物除去装置。
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