JP5832700B2

JP5832700B2 - 検査装置

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Publication number: JP5832700B2
Application number: JP2015513929A
Authority: JP
Inventors: 雅紀大友
Original assignee: Kyowa Machinery Co Ltd
Current assignee: Kyowa Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2034-10-31
Also published as: CN105683746B; TW201520547A; WO2015068644A1; JP6359500B2; JP2016048243A; TWI666443B; CN105683746A; EP3067691A4; EP3067691B1; KR102292323B1; JPWO2015068644A1; KR20160084365A; EP3067691A1

Description

本発明は、対象物を叩くハンマー部と、ハンマー部が対象物を叩くことにより生ずる振動を検出する検出部とを備える検査装置に関する。

従来、検査装置として、対象物（例えば鶏卵等）を叩くハンマー部と、ハンマー部が対象物を叩くことにより生ずる振動を検出する検出部とを備える検査装置が知られている（例えば、特許文献１）。斯かる検査装置は、検出部で検出した音信号に基づいて、対象物を検査している。

ところで、斯かる検査装置は、検出部で検出した音信号を周波数帯のスペクトル強度に変換することにより、対象物を検査している。しかしながら、斯かる検査装置においては、対象物の大きさのバラツキや検査環境の変化等により、検査精度が低下することがあった。

日本国特開平１０−２２７７６６号公報

よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、検査精度を向上させることができる検査装置を提供することを課題とする。

本発明に係る検査装置は、対象物を叩くハンマー部と、前記ハンマー部が対象物を叩くことにより生ずる振動を検出する検出部と、前記検出部が検出した振動に基づいて、前記ハンマー部の一回の叩き動作に対して前記ハンマー部が対象物に衝突した回数を演算する演算部と、前記演算部が演算する回数に基づいて、対象物の良否を判定する判定部と、を備える。

本発明に係る検査装置によれば、検出部は、ハンマー部が対象物を叩くことにより生ずる振動を、検出する。ここで、例えば、対象物が正常な鶏卵である場合には、ハンマー部が対象物でバウンドするのに対して、対象物が異常な鶏卵（ヒビを有する鶏卵等）である場合には、対象物がハンマー部による衝撃を吸収するため、ハンマー部が対象物でバウンドすることが抑制される。

そして、演算部は、検出部が検出した振動に基づいて、ハンマー部の一回の叩き動作に対してハンマー部がバウンドして対象物に衝突した回数を演算し、判定部は、演算部が演算する回数に基づいて、対象物の良否を判定する。これにより、検査精度を向上させることができる。

また、本発明に係る検査装置においては、前記検出部は、前記ハンマー部の先端部に取り付けられる圧電素子である、という構成でもよい。

斯かる構成によれば、検出部が、ハンマー部の先端部に取り付けられる圧電素子であるため、検出部で検出される振動に、例えば、環境の雑音等のノイズが含まれることを抑制できる。これにより、検査精度を効果的に向上させることができる。

また、本発明に係る検査装置においては、前記演算部は、１回目に衝突した時間を演算する第１衝突演算部と、２回目の衝突の有無を演算する第２衝突演算部とを備え、前記第１衝突演算部は、前記検出部で検出した振動のうち、一番大きい振動強度を１回目の衝突として演算し、前記第２衝突演算部は、１回目の衝突から設定時間内において一番大きい振動強度を検出し、当該振動強度が設定値よりも大きい場合に、２回目の衝突が有ると判定する一方、当該振動強度が設定値よりも小さい場合に、２回目の衝突が無いと判定し、前記判定部は、前記第２衝突演算部が２回目の衝突が無いと判定した場合に、対象物を否と判定する、という構成でもよい。

また、本発明に係る検査装置においては、前記演算部は、３回目の衝突の有無を演算する第３衝突演算部をさらに備え、前記第３衝突演算部は、前記第２衝突演算部が２回目の衝突が有ると判定した場合に、２回目の衝突から設定時間内において一番大きい振動強度を検出し、当該振動強度が設定値よりも大きい場合に、３回目の衝突が有ると判定する一方、当該振動強度が設定値よりも小さい場合に、３回目の衝突が無いと判定し、前記判定部は、前記第３衝突演算部が３回目の衝突が無いと判定した場合に、対象物を否と判定する、という構成でもよい。

また、本発明に係る検査装置においては、前記演算部は、前記検出部で検出した振動の振動強度が、設定値を超えた回数を衝突回数として演算し、前記判定部は、前記演算部で演算した衝突回数が設定回数以上である場合に、対象物を良と判定し、前記演算部で演算した衝突回数が設定回数未満である場合に、対象物を否と判定する、という構成でもよい。

以上の如く、本発明に係る検査装置は、検査精度を向上させることができるという優れた効果を奏する。

図１は、本発明の一実施形態に係る検査装置の概略全体図を示す。図２は、同実施形態に係る打診ユニットの全体平面図を示す。図３は、同実施形態に係る打診部の概略全体図を示す。図４は、同実施形態に係る打診部の動作を説明する概略全体図を示す。図５は、同実施形態に係る打診部の動作を説明する概略全体図を示す。図６は、同実施形態に係る検査のフローチャートを示す。図７は、同実施形態に係る検査を説明する時間−振動強度グラフであって、正常品を検査したグラフを示す。図８は、同実施形態に係る検査を説明する時間−振動強度グラフであって、異常品を検査したグラフを示す。図９は、本発明の他の実施形態に係る検査を説明する時間−振動強度グラフであって、正常品を検査したグラフを示す。図１０は、同実施形態に係る検査を説明する時間−振動強度グラフであって、異常品を検査したグラフを示す。

以下、本発明に係る検査装置における一実施形態について、図１〜図８を参酌して説明する。本実施形態に係る検査装置は、検査する対象物を卵（特に鶏卵）とし、卵のヒビ（割れ）の有無について検査する卵ヒビ検査装置である。なお、各図において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致していない。

図１に示すように、本実施形態に係る検査装置１は、卵１００を搬送方向Ｄ１に沿って搬送する搬送装置２と、搬送装置２の上方に配置され、搬送装置２に搬送されている卵１００を打診する複数の打診ユニット３と、装置を制御する制御部４とを備えている。また、検査装置１は、検査に関する情報を入力するための入力部５と、検査に関する情報等を出力するための出力部６とを備えている。

搬送装置２は、無端回転するように走行する一対の走行体（例えばチェーン又はベルト等）２１，２１と、搬送方向Ｄ１と直交する水平方向に沿って配置され、一対の走行体２１，２１に等間隔で回転自在に取り付けられる複数の回転体２２，…とを備えている。これにより、搬送装置２は、回転体２２，２２に跨って載置される卵１００を、回転させつつ搬送方向Ｄ１に沿って搬送している。

回転体２２は、卵１００を保持するための凹状の保持部２２ａを備えている。保持部２２ａは、回転体２２の長手方向に沿って複数並列されている。これにより、搬送装置２は、搬送方向Ｄ１に沿って卵１００を整列して搬送すると共に、該搬送列を、回転体２２の長手方向に複数（本実施形態においては６列）並列している。

打診ユニット３は、卵１００の搬送列ごとに配置されており、本実施形態においては、６つ設けられている。具体的には、複数の打診ユニット３は、搬送方向Ｄ１と直交する方向に並列されている。また、打診ユニット３は、図２及び図３に示すように、卵１００を叩く複数の打診部３０，…を備えている。

打診部３０は、卵１００を叩くハンマー部３１と、ハンマー部３１を動作させる駆動部３２と、ハンマー部３１が卵１００を叩くことにより生ずる振動を検出する検出部３３とを備えている。そして、打診部３０は、搬送方向Ｄ１に沿って複数並列されている。本実施形態においては、打診部３０は、一つの打診ユニット３に対して、１０個設けられている。

ハンマー部３１は、長尺に形成される長尺体３１ａと、長尺体３１ａの先端部に連結され、卵１００と当接する当接部３１ｂとを備えている。そして、ハンマー部３１は、正常な卵１００を叩いた場合に、長尺体３１ａがしなることにより、当接部３１ｂが卵１００の表面でバウンドして複数回衝突するように、構成されている。

具体的には、長尺体３１ａは、丸棒状に形成されており、ハンマー部３１が卵１００を叩いた際にしなるように、弾性を有している。例えば、長尺体３１ａは、カーボンファイバ棒、グラスソリッド棒、又はＮｉ−Ｔｉ合金等の金属棒等で構成されている。また例えば、当接部３２ｂは、ポリアセタール等の樹脂等で構成されている。

駆動部３２は、回転するカム３２ａと、先端部がカム３２ａに接触する棒状の接触子３２ｂと、長尺体３１ａの基端部と接触子３２ｂの基端部とにそれぞれ連結され、ハンマー部３１及び接触子３２ｂを軸周りで回動させる回動部３２ｃとを備えている。また、駆動部３２は、ハンマー部３１の当接部３１ｂを卵１００に向けて付勢させる例えばバネといった付勢体３２ｄと、接触子３２ｂが当接することにより、ハンマー部３１及び接触子３２ｂが所定角度以上回動することを規制する規制部３２ｅとを備えている。

カム３２ａは、ハンマー部３１を卵１００から離間させて待機させる待機位置（図３参照）で保持すべく、接触子３２ｂと摺接する摺接部３２ｆを、外周部に備えている。また、カム３２ａは、ハンマー部３１が卵１００を叩くように（図４参照）、接触子３２ｂとの接触を解除する凹部３２ｇと、ハンマー部３１を待機位置に戻すべく（図５参照）、接触子３２ｂを係止する係止片３２ｈとを備えている。

検出部３３は、外部から与えられた振動を圧電効果により電圧に変換することで、振動を電気的に検出する圧電素子である。そして、検出部３３は、ハンマー部３１の先端部に取り付けられている。具体的には、検出部３３は、当接部３１ｂの内部に配置されている。

制御部４は、検出部３３が検出した振動に基づいて、ハンマー部３１の一回の叩き動作に対してハンマー部３１が卵１００に衝突した回数を演算する演算部４１を備えている。また、制御部４は、演算部４１が演算する回数に基づいて、卵１００の良否を判定する判定部４２を備えている。

演算部４１は、ハンマー部３１が卵１００に１回目に衝突した時間を演算する第１衝突演算部４１ａを備えている。また、演算部４１は、ハンマー部３１が卵１００の表面でバウンドすることにより、２回目の衝突の有無を演算する第２衝突演算部４１ｂと、３回目の衝突の有無を演算する第３衝突演算部４１ｃとを備えている。

出力部６は、検出部３３が検出した振動の情報及び判定部４２が判定した判定結果等を画面に表示する表示部６１と、判定部４２の判定結果に基づいて、卵１００を選別する選別部６２とを備えている。選別部６２は、正常品と判定された卵１００と異常品と判定された卵１００とを選別し、それぞれ異なる下流の装置に搬送する。

本実施形態に係る検査装置１の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る打診部３０の動作について、図３〜図５を参酌して説明する。

図３に示すように、カム３２ａの摺接部３２ｆが接触子３２ｂと摺接している際には、ハンマー部３１は、卵１００から離間する待機位置で保持される。このとき、付勢体３２ｄであるバネが伸びた状態であるため、接触子３２ｂは、カム３２ａに向けて付勢されている。

そして、カム３２ａが回転すると、図４に示すように、凹部３２ｇにより、カム３２ａと接触子３２ｂとの接触が解除される。これにより、付勢体３２ｄに付勢されているハンマー部３１と接触子３２ｂと回動部３２ｃとが、一体になって回動するため、ハンマー部３１は、卵１００を叩く。なお、ハンマー部３１が卵１００と接触している際にも、付勢体３２ｄは、伸びた状態であるため、ハンマー部３１を卵１００に向けて付勢し続けている。

ここで、ハンマー部３１は、正常な卵１００を叩いた際には、卵１００の表面でバウンドすることにより、卵１００と複数回衝突を繰り返す。その一方、ハンマー部３１がヒビを有する異常な卵１００を叩いた際には、卵１００がハンマー部３１による衝撃を吸収する。それにより、ハンマー部３１が卵１００の表面でバウンドすることが抑制されるため、ハンマー部３１が卵１００に衝突する回数は、正常な卵１００の場合と比較して、少なくなる。

そして、カム３２ａがさらに回転すると、図５に示すように、係止片３２ｈが接触子３２ｂを係止する。これにより、カム３２ａが回転することに伴って、ハンマー部３１は、卵１００から離反するように回動する。その後、図３に示すように、ハンマー部３１は、待機位置に戻される。このように、ハンマー部３１の一回の叩き動作とは、カム３２ａが一回転することにより、ハンマー部３１が待機位置から卵１００を叩いて再び待機位置に戻る動作をいう。

次に、本実施形態に係る検査装置１の検査方法について、図６〜図８を参酌して説明する。

ハンマー部３１が、搬送装置２で搬送されている卵１００を叩く（ステップ１１）。そして、検出部３３は、ハンマー部３１が卵１００を叩くことにより生ずる振動を検出する（ステップ１２）。その後、第１衝突演算部４１ａは、検出部３３が検出した振動の情報のうち、一番大きい振動強度Ｓ１を１回目の衝突として演算する（ステップ１３）。

そして、第２衝突演算部４１ｂは、１回目の衝突から設定時間Ｔ１内において、一番大きい振動強度Ｓ２を検出し、当該振動強度Ｓ２が２回目の衝突に該当するか否かを演算する（ステップ１４）。具体的には、第２衝突演算部４１ｂは、当該振動強度Ｓ２が設定された値Ｖ１よりも大きい場合に、２回目の衝突が有ったと判定する。

図７に示すように、２回目の衝突が有った場合（ステップ１５の「Ｙ」）には、第３衝突演算部４１ｃは、２回目の衝突から設定時間Ｔ２内において、一番大きい振動強度Ｓ３を検出し、当該振動強度Ｓ３が３回目の衝突に該当するか否かを演算する（ステップ１６）。具体的には、第３衝突演算部４１ｃは、当該振動強度Ｓ３が設定された値Ｖ２よりも大きい場合に、３回目の衝突が有ったと判定する。なお、図８に示すように、２回目の衝突が無い場合（ステップ１５の「Ｎ」）には、第３衝突演算部４１ｃは、演算しない。

そして、判定部４２は、図７に示すようにハンマー部３１が卵１００に３回衝突した場合に、検査された卵１００を正常品と判定し、図８に示すようにハンマー部３１が卵１００に３回衝突していない場合に、検査された卵１００を異常品と判定する（ステップ１７）。その後、判定部４２の判定結果により、選別部６２が卵１００を正常品と異常品とに選別する（ステップ１８）。

なお、卵１００が全て（１０個）の打診部３０，…に打診されており、そして、各打診部３０は、卵１００を叩く位置を少しずつ変えている。さらに、卵１００が搬送装置２により回転されているため、検査装置１は、複数の打診部３０，…により、卵１００の全域に亘って打診して検査している。

以上より、本実施形態に係る検査装置１によれば、検出部３３は、ハンマー部３１が卵１００を叩くことにより生ずる振動を、検出する。ここで、ハンマー部３１が正常な卵１００を叩いた場合には、ハンマー部３１が卵１００の表面でバウンドするのに対して、ハンマー部３１が異常な鶏１００を叩いた場合には、卵１００がハンマー部３１による衝撃を吸収するため、ハンマー部３１が卵１００の表面でバウンドすることが抑制される。

そして、演算部４１は、検出部３３が検出した振動に基づいて、ハンマー部３１の一回の叩き動作に対してハンマー部３１がバウンドして卵１００に衝突した回数を演算する。その後、判定部４２は、演算部４１が演算する衝突回数に基づいて、卵１００の良否を判定する。これにより、検査精度を向上させることができる。

また、本実施形態に係る検査装置１によれば、検出部３３が、ハンマー部３１の先端部に取り付けられる圧電素子である。これにより、従来の検査装置のように、打音を検出する構成と比較して、検出部３３で検出される振動に、ノイズ（例えば、環境の雑音、他のハンマー部３１が卵１００を叩くことにより生ずる振動等）が含まれることを抑制できる。したがって、検査精度を効果的に向上させることができる。

なお、本発明に係る検査装置は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、本発明に係る検査装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

上記実施形態に係る検査装置１においては、演算部４１は、第２及び第３衝突演算部４１ｂ，４１ｃを備え、第２衝突演算部４１ｂは、２回目の衝突の有無を演算し、第３衝突演算部４１ｃは、３回目の衝突の有無を演算する、という構成である。しかしながら、本発明に係る検査装置は、斯かる構成に限られない。

例えば、本発明に係る検査装置においては、図９及び図１０に示すように、演算部４１は、ハンマー部３１が卵１００に衝突した回数を検出する、という構成でもよい。斯かる構成においては、演算部４１は、図９及び図１０に示すように、振動強度が設定された振動強度値Ｖ３を超えた回数を衝突回数Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎとして演算する。そして、判定部４２は、設定回数（例えば３回）以上衝突した場合に、検査された卵１００を正常品と判定する。

また、上記実施形態に係る検査装置１においては、判定部４２は、ハンマー部３１が卵１００に３回衝突した場合に、検査された卵１００を正常品と判定する、という構成である。しかしながら、本発明に係る検査装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る検査装置においては、判定部４２は、ハンマー部３１が卵１００に２回又は４回以上衝突した場合に、検査された卵１００を正常品と判定する、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る検査装置１においては、検出部３３は、ハンマー部３１の先端部に取り付けられて自身の振動を検出する圧電素子である、という構成である。しかしながら、本発明に係る検査装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る検査装置においては、検出部３３は、ハンマー部３１と離間して配置されて打音を検出するマイクロフォンである、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る検査装置１においては、ハンマー部３１は、バネ等の付勢体３２ｄに付勢されることにより、卵１００を叩く、という構成である。しかしながら、本発明に係る検査装置１は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る検査装置においては、駆動部３２は、付勢体３２ｄを備えておらず、ハンマー部３１は、自由落下により、卵１００を叩く、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る検査装置１においては、搬送装置２は、回転体２２，２２に跨って載置される卵１００を、回転させつつ搬送方向Ｄ１に沿って搬送する、という構成である。しかしながら、本発明に係る検査装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る検査装置においては、搬送装置２は、パレットに複数の卵１００を保持させ、卵１００をパレットごと搬送方向Ｄ１に沿って搬送する、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る検査装置１においては、搬送装置２は、搬送方向Ｄ１に沿って卵１００を整列して搬送する搬送列を、複数並列する、という構成である。しかしながら、本発明に係る検査装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る検査装置においては、搬送装置２は、搬送方向Ｄ１に沿って卵１００を整列して搬送する搬送列を、単列備える、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る検査装置１においては、打診部３０は、複数備える、という構成である。しかしながら、本発明に係る検査装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る検査装置においては、打診部３０は、一つ備える、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る検査装置１においては、打診部３０は、カムによる駆動部３２を備える、という構成である。しかしながら、本発明に係る検査装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る検査装置においては、打診部３０は、ソレノイドによる駆動部を備え、該駆動部は、ソレノイドが往復動作することにより、ハンマー部３１を回動させる、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る検査装置１においては、対象物は、卵１００である、という構成である。しかしながら、本発明に係る検査装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る検査装置においては、対象物は、卓球（ピンポン玉）又は包装缶等である、という構成でもよい。

また、本発明に係る検査装置おいては、第２衝突演算部４１ｂ及び第３衝突演算部４１ｃの演算に用いる設定時間Ｔ１，Ｔ２及び設定される振動強度値Ｖ１，Ｖ２は、入力部５により入力された情報に変更される、という構成でもよい。

また、本発明は、検査装置１を用いて、卵１００の良否判定を表示部６１に出力し、作業員の手で卵１００の選別（異常品の排斥）をする、という構成でもよい。

１…検査装置、２…搬送装置、３…打診ユニット、４…制御部、５…入力部、６…出力部、２１…走行体、２２…回転体、２２ａ…保持部、３０…打診部、３１…ハンマー部、３１ａ…長尺体、３１ｂ…当接部、３２…駆動部、３２ａ…カム、３２ｂ…接触子、３２ｃ…回動部、３２ｄ…付勢体、３２ｅ…規制部、３２ｆ…摺接部、３２ｇ…凹部、３２ｈ…係止片、３３…検出部、４１…演算部、４１ａ…第１衝突演算部、４１ｂ…第２衝突演算部、４１ｃ…第３衝突演算部、４２…判定部、６１…表示部、６２…選別部、１００…卵（対象物）

Claims

卵を叩くハンマー部と、
前記ハンマー部が卵を叩くことにより生ずる振動を検出する検出部と、
前記検出部が検出した振動に基づいて、前記ハンマー部の一回の叩き動作に対して前記ハンマー部が卵に衝突した回数を演算する演算部と、
前記演算部が演算する回数に基づいて、卵の良否を判定する判定部と、を備え、
前記ハンマー部は、長尺に形成される長尺体と、前記長尺体の先端部に連結され、卵と当接する当接部とを備え、
前記検出部は、前記当接部に取り付けられる圧電素子であり、
前記長尺体は、前記ハンマー部が卵を叩いた際にしなることで当接部が卵に複数回衝突するように、弾性を有し、
前記演算部は、１回目に衝突した時間を演算する第１衝突演算部と、２回目の衝突の有無を演算する第２衝突演算部とを備え、
前記第１衝突演算部は、前記検出部で検出した振動のうち、一番大きい振動強度を１回目の衝突として演算し、
前記第２衝突演算部は、１回目の衝突から設定時間内において一番大きい振動強度を検出し、当該振動強度が設定値よりも大きい場合に、２回目の衝突が有ると判定する一方、当該振動強度が設定値よりも小さい場合に、２回目の衝突が無いと判定し、
前記判定部は、前記第２衝突演算部が２回目の衝突が無いと判定した場合に、卵を否と判定する検査装置。
前記演算部は、３回目の衝突の有無を演算する第３衝突演算部をさらに備え、
前記第３衝突演算部は、前記第２衝突演算部が２回目の衝突が無いと判定した場合に、３回目の衝突の有無の演算を行わない請求項１に記載の検査装置。
前記第３衝突演算部は、前記第２衝突演算部が２回目の衝突が有ると判定した場合に、２回目の衝突から設定時間内において一番大きい振動強度を検出し、当該振動強度が設定値よりも大きい場合に、３回目の衝突が有ると判定する一方、当該振動強度が設定値よりも小さい場合に、３回目の衝突が無いと判定し、
前記判定部は、前記第３衝突演算部が３回目の衝突が無いと判定した場合に、卵を否と判定する請求項２に記載の検査装置。