JP5623197B2 - Weighing device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a weighing device that detects an article conveyed by a conveying means with an X-ray detection unit and measures the weight of the article at a timing based on an X-ray detection signal of the X-ray detection unit, and in particular, an X-ray detection unit. The present invention relates to a weighing apparatus that can weigh a weight at the most suitable measurement timing corresponding to the product type by using an X-ray detection signal output from the X-ray detector.
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。
The article inspection apparatus described in
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。
In the conventional article inspection apparatus disclosed in the above-mentioned
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。 In addition, even if the type and size of the object to be inspected are as expected, if the installation conditions such as the sensor installation position and orientation change for some reason, the height and direction of the optical path from the sensor will change, and the object to be inspected will change. There may be a case where the detection sensitivity of an object also varies.
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。 Therefore, conventionally, in the sensor provided in such an article inspection apparatus, the threshold value can be arbitrarily set by the volume provided in the sensor itself, and the type of the object to be inspected is the intended one. If there is a change in the external shape or the sensor installation state has changed, adjust the volume of the sensor on the user side as appropriate. The threshold value was reset so that detection sensitivity could be obtained.
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。 However, if the user cannot adjust the volume of the sensor well and the threshold setting is inappropriate, there is a problem in that the object to be inspected cannot be detected well and measurement cannot be performed. In addition, there is a case where the user unnecessarily adjusts the sensor volume for some reason. In such a case, the setting of the threshold value is inappropriate, and the detection of the inspected object does not go well. In a weight sorter that is a kind of article inspection apparatus, it is conceivable that the timing of weight measurement is inappropriate for the object to be inspected and the weighing accuracy deteriorates.
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。 Moreover, in the weight sorter, there are generally various types of articles of interest, and the shapes are also various. Even for the same workpiece, the size of the area in contact with the conveyance surface of the conveyance means of the inspection object conveyed by the conveyance means may be different or may not be conveyed in a certain direction. When such a workpiece is to be inspected, setting the detection level to obtain a timing signal for inspecting an article with a sensor is considered to be an important issue in order to achieve the purpose of inspection most reliably. The conventional sensor for detecting an article lacks a means for arbitrarily setting the optimum weighing timing corresponding to the article type, and therefore the weight measurement position of the article is not stable, and the weight with high accuracy is not necessarily required. There was also a problem that the measurement could not be performed.
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。
The present invention has been made in view of the above problems. In the
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線検出信号から前記物品の厚さに応じて増減するX線吸収レベルを示す濃淡レベルの検出レベル信号を生成する検出レベル信号生成手段14と、該検出レベル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に前記検出レベル信号に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。
The
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。
The weighing device according to
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。
The
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。
According to a fourth aspect of the present invention, in the
請求項5に記載された計量装置1は、請求項4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。 A weighing device according to a fifth aspect is the weighing device according to the fourth aspect, wherein the measuring device stores the detection level signal and the threshold set for the detection level signal, and the storage device stores the threshold. The display unit 31 displays the detection level signal and the threshold value.
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
The weighing apparatus according to
請求項7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。
The
請求項8に記載された計量装置1は、請求項1〜7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。
The
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線検出信号から物品の厚さに応じて増減するX線吸収レベルを示す濃淡レベルの検出レベル信号を生成し、その検出レベル信号に対し、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。さらに、検出レベル信号から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。 According to the weighing device of the first aspect, the article W to be conveyed passes between the X-ray generator and the X-ray detector, and the X-ray according to the X-ray transmission amount output from the X-ray detector. An area in which a gray level detection level signal indicating an X-ray absorption level that increases or decreases according to the thickness of the article is generated from the line detection signal, and the load of the article on the weighing conveyor is applied to the weighing conveyor with respect to the detection level signal By setting a threshold value so as to be (contact area), it is possible to reliably and appropriately generate a load area signal as a carry-in detection timing. It is possible to carry out an article weighing that can guarantee the weighing accuracy and certainty of the weight. Furthermore, since the load region signal is generated from the detection level signal, the threshold value is set for the level signal whose concentration value indicates the amount of absorption by the substance in a straight line, making it easier to set the threshold value.
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。
According to the weighing device described in
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。
According to the weighing device described in
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。 According to the weighing device of the fourth aspect, in addition to the effect of the weighing device of the second aspect, whether the determination means is within the weight range when the measurement timing is within the preset effective timing range. Since the determination is made as to whether or not the measurement timing is inappropriate and the reliability cannot be guaranteed, the highly reliable weight range inspection can be executed by excluding the article from the inspection target.
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。 According to the weighing device of the fifth aspect, in the effect of the weighing device according to the first aspect, the detection level signal and the threshold value set for the detection level signal are stored in the storage unit and displayed later if necessary. Can be displayed.
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、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。 According to the weighing device of the sixth aspect, in the effect of the weighing device according to the fifth aspect, the weighing signal obtained from the weighing of the article performed based on the timing signal is converted into the detection level signal and the threshold value. The measurement signal, the light reception level signal, and the threshold value can be associated with each other and displayed on the display unit later if necessary.
請求項7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、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。 According to the weighing device of the seventh aspect, in the effect of the weighing device of the fifth aspect, the threshold value is stored in correspondence with the type of the article, so that the detection level signal having a different waveform depending on the type of the article. It can be stored in correspondence with.
請求項8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
According to the weighing device described in
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。
FIG. 1 is a configuration diagram of a weighing
This weighing
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
The X-ray generator 7 is configured as a metal box, and has a cylindrical X-ray tube 9 immersed in insulating oil (not shown) inside. X-rays are generated by irradiating an anode target with an electron beam. The X-ray tube 9 is arranged so that the longitudinal direction thereof is the conveyance direction of the article W (the left-right direction in the figure). The X-rays generated by the X-ray tube 9 are substantially directed from the irradiation port toward the
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。
The
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。
Instead of the
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。
The weighing means 5 is a load sensor that supports the weighing
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。
As shown in FIG. 1, the weighing
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。
As shown in FIG. 1, the weighing
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。
The controller 11 controls the drive motor described above to convey the article W. In addition, when the transported article W is detected by the
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。
The image processing unit 12 includes a load region signal generation unit 13 and a detection level signal generation unit 14, and stores an X-ray image of the article W obtained from the X-ray detection signal output from the
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。
For example, if the X-ray absorption rate of the substance is α and the thickness of the substance is L, the intensity S ′ after the X-ray having the intensity S is transmitted through the substance is theoretically S ′.
= S · exp (-α · L). If transformation is performed by taking the logarithm of both sides, it can be written as α · L = log (S) −log (S ′). The X-ray transmission image corresponds to the two-dimensional distribution of S ′, and if it is transformed by taking the logarithm as described above, it is obtained by converting it into an X-ray absorption image showing a two-dimensional cloth having an absorption amount α · L by the substance. Can do.
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。 The image processing means 12 performs image processing such as a filter that emphasizes foreign object information to be detected and extracts it as a foreign substance extraction image based on preset parameters, and detects the presence or absence of foreign substances mixed in the article W. It is like that. For example, a feature extraction filter such as a differential filter (Roberts filter, Prewitt filter, Sobel filter) or a Laplacian filter is used as a filter for enhancing foreign matter information.
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。 The detection level signal generation unit 14 obtains the amount of X-rays absorbed by the article W from the amount of X-ray transmission of the X-rays transmitted through the article W based on the above-described equation for conversion into an X-ray absorption image. A gray level detection level signal is generated from an X-ray image in which the state without W is 0 level. This detection level signal sequentially generates a peak value or an average value of the light and dark levels in the width direction of the introduction conveyor along the conveyance of the article W.
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。
Further, the generated detection level signal is delayed by a delay time Td determined from the distance D from the article detection position by the
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。
Further, the detection level signal generation means 14 can also execute a filtering process to generate a detection level signal from the X-ray image. For example, when the X-ray detection signal output from the
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。 Furthermore, when the detection level signal is generated by the detection level signal generation unit 14, if there is a foreign object in the foreign object extraction image, the detection level is increased by the foreign object. Processing is performed such that the detection level signal is generated by not using the X-ray image at the existing position or by replacing the X-ray image with the gray level of the X-ray image without the foreign object around the position where the foreign object exists. As a result, the influence of the foreign matter is eliminated, and the detection level signal for the article W becomes more reliable. For example, in the case of an article whose contents are packaged in a bag having a seal portion as shown in FIG. 4A (for example, food in a bag), the detection level of the seal portion is detected even if there is a foreign object in the seal portion. It is possible to make the level of the seal portion without increasing the height.
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。 The processing for removing the influence of the foreign matter from the detection level signal is performed when the detection level signal is generated from the X-ray image. However, after the detection level signal is generated from the X-ray image, the foreign matter in the detection level signal is generated. Processing may be performed in which the detection level (value) of the position where the is present is replaced before and after.
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。
The load area signal generation unit 13 generates a load area signal indicating the load area of the article W in the conveyance direction from the detection level signal based on the threshold value input from the
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。
The
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。
The timing determination means 18 determines whether or not the measurement timing for measuring the weight of the article W, which will be described later, is within the timing range set from the input unit 21 (within the effective period range), and the determination result is the timing NG. Is displayed on the display unit 31. More specifically, for example, the estimated time obtained by adding the waveform delay time of the filter after the article W has been loaded on the weighing
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。
The foreign
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。
Next, the timing for measuring the load in the weighing
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。
Here, it is the time (T1) from when the article W starts to be transferred to the weighing
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。
The timing T for measuring the weight of the article W when weighing the article W stably and accurately is shown in (a) of FIG. 3 (1), as shown in (b) of FIG. 3 (1). This is the time from the start of the transfer of the article W onto the weighing
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。
In the control unit 11 of the present embodiment, the weight of the article W is measured as the carry-in detection timing using a detection level signal indicating the X-ray absorption level of the article W generated from the X-ray detection signal output from the
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。
That is, the
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。 Of the detection level signal, the amount of X-rays absorbed by the article W is small in the part corresponding to one part of the front and rear packaging, and the article is absorbed by the article W because the X-ray is transmitted through the contents in the central part. The absorbed amount of X-rays is greatly stable as compared with a piece of packaging.
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。
In order to reliably detect the article W from such a detection level signal, in order to determine the measurement timing for measuring the weight of the article W as a carry-in detection timing by thresholding the detection level signal with any threshold value The problem is whether to obtain the load region signal of the signal that is the basis of the above. In this example, two relatively
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。
Therefore, in the present embodiment, when an article W having a form as shown in FIG. 4A is targeted, this is conveyed in advance by the weighing
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。
If the threshold value is set as described above, when the article W as shown in FIG. 4A is weighed by the weighing
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。
In addition, although the threshold value is set as described above and the intended product W is targeted, the threshold value is not actually set appropriately, so the timing signal is inappropriate and the weighing of the product W is not possible. There may be a case where it is not performed at an appropriate timing. For example, the measurement timing is inappropriate, and the measurement has been performed while the article W has just been transferred to the weighing
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。
5 to 6 are diagrams showing other examples in which threshold values are set for other varieties having different varieties and external shapes from the article W shown in FIG.
As shown in FIG. 5 (a), when the article W is an article having a box-shaped main body with a pointed triangular tip and a flange-shaped piece at the tip (for example, a side-by-side milk pack). The detection level signal obtained from the X-ray detection signal when the article W passes through the X-ray detection position of the
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。
Here, as in the example of FIG. 4, considering the relatively
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。 FIG. 6 is a diagram showing a case where the article W having a specific shape shown in FIG. According to the present embodiment, not only the above-described threshold setting for shape confirmation but also the threshold setting can be performed in response to the detection of the change in the posture of the article W.
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。
As shown in FIG. 6, when an article W having a shape as shown in FIG. 5 is conveyed in the opposite direction to FIG. 5, it cannot be determined that the article W is in the opposite direction when the threshold value is one. . However, according to the present embodiment, since the two
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。
In addition, when the article W is transported horizontally, transported vertically, transported in layers, etc., a threshold for detecting each situation and a determination method using this are individually set and dealt with. By leaving the memory in that case, the reliability as the weighing
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。
Further, in the weighing
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。
Furthermore, in the weighing
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。
For this purpose, the
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。
On the other hand, since the presence or absence of foreign matter based on the X-ray detection signal of the X-ray detection unit is irrelevant to the response performance of the weighing
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。 When the measurement timing determined by the load region signal has a sufficient margin with respect to the response characteristic of the weighing means 5 (when the sampling period can be secured for a predetermined period), the weight is sampled by sampling the weighing signal. You may make it raise the precision of a weight by increasing sampling number and averaging. Instead of increasing the number of samplings, the characteristics of the low-pass filter applied to the measurement signal (for example, the cut-off frequency fc and the attenuation coefficient Q) are changed to increase the attenuation of the vibration component and further attenuate the noise. Sampling may be performed.
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。 As described above, various parameters such as a threshold, a timing effective range, and a weight determination condition are stored in the storage unit for each product type according to the type of the article W. However, the low-pass filter for stabilizing weighing and accurately weighing As for the characteristic parameters (cutoff frequency fc and attenuation coefficient Q), stored values may be updated as needed.
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。
In the weighing
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。
In the weighing
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。
According to the weighing
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
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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線検出信号から前記物品の厚さに応じて増減するX線吸収レベルを示す濃淡レベルの検出レベル信号を生成する検出レベル信号生成手段(14)と、
該検出レベル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に前記検出レベル信号に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) In a weighing device (1) for detecting an article (W) carried into a weighing conveyor (4) and weighing the weight of the article conveyed on the weighing conveyor at a measurement timing determined based on the carry-in detection timing,
An X-ray generator (7) and an X-ray detector (8) are provided, and when the article (W) passes between the X-ray generator and the X-ray detector, the X-ray detector becomes X An X-ray detector (6) that outputs an X-ray detection signal corresponding to the amount of transmitted radiation;
A detection level signal generating means (14) for generating a detection level signal of a gray level indicating an X-ray absorption level that increases or decreases according to the thickness of the article from the X-ray detection signal;
Load region signal generating means (13) for generating a load region signal indicating a load region of the article in the conveying direction on the weighing conveyor as the carry-in detection timing based on the detection level signal, and the load region signal A measuring device (1) comprising: a control unit (11) for setting a threshold value for the detection level signal so that the generating means obtains the load region signal
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