JP6257423B2 - Conveying apparatus and conveying method - Google Patents
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Description
本発明は、搬送装置及び搬送方法に関するものである。より詳しくは、撮像画像に基づいて重量を推定し、推定重量に従って搬送速度を調整することを特徴とする搬送装置及び搬送方法に関する。 The present invention relates to a transport apparatus and a transport method. More specifically, the present invention relates to a transport apparatus and a transport method characterized by estimating a weight based on a captured image and adjusting a transport speed according to the estimated weight.
近年、加工食品を製造する際に、生産コストの削減などを目的として大量生産が行われている。大量生産を行う場合、商品品質を一定に保つことが課題の一つとなっており、様々な検討がなされている。 In recent years, when manufacturing processed foods, mass production is performed for the purpose of reducing production costs. When mass production is performed, it is one of the issues to keep product quality constant, and various studies have been made.
商品品質を一定に保つためには、製造工程において食材がほぼ均一に処理されることが重要となる。そして、食材をほぼ均一に処理するためには、処理工程に供される食材の量を管理する必要がある。 In order to keep the product quality constant, it is important that the food is processed almost uniformly in the manufacturing process. And in order to process foodstuffs substantially uniformly, it is necessary to manage the quantity of the foodstuffs provided to a process process.
処理工程に供される食材の量を管理する方法としては、例えば、コンベアやフィーダーを一定速度にして食材を供給する方法が挙げられる。この方法は、定形の食材には有用であるが、不定形の食材、例えばジャガイモ、牛蒡、キュウリ等の野菜、桃、柿等の果実では、重量にバラつきが出やすく、供給量を管理するのは困難であるといった問題があった。 Examples of a method for managing the amount of food provided for the processing step include a method of supplying food at a constant speed of a conveyor or a feeder. This method is useful for regular foods, but for irregular foods such as potatoes, beef bowls, cucumbers and other fruits, peaches, fruits such as strawberries, the weight tends to vary and the supply is controlled. Had the problem of being difficult.
一方、不定形の食材の量を管理する方法としては、逐次重量を測定しながら供給量を管理する方法が挙げられる。(特許文献1参照) On the other hand, as a method of managing the amount of the irregular food material, a method of managing the supply amount while sequentially measuring the weight can be mentioned. (See Patent Document 1)
しかしながら、逐次重量を測定する場合、測定に時間がかかるため、大量生産には向かない。また、設備が煩雑になったり、スペースやコスト面でも大きな負担になったりする。 However, when sequentially measuring the weight, the measurement takes time, so that it is not suitable for mass production. In addition, the equipment becomes complicated, and a large burden is imposed in terms of space and cost.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、煩雑な設備を用いることなく、不定形の食材の供給量が一定となるような搬送装置及び搬送手段を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a transporting device and a transporting unit that can supply a fixed amount of an irregular food without using complicated equipment.
前記課題を解決するため、本発明にかかる搬送装置は、被搬送物を搬送するための搬送装置であって、区画分けされた区画内に被搬送物を収容して搬送する搬送手段と、搬送中の被搬送物の画像を区画ごとに撮像する撮像手段と、撮像された画像から制御用数値を生成する制御用数値生成手段と、生成された制御用数値に基づいて搬送手段の搬送速度を調整する調整手段と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, a transport apparatus according to the present invention is a transport apparatus for transporting a transported object, and includes a transport means for storing and transporting the transported object in a partitioned section, An image pickup means for picking up an image of the object to be conveyed for each section, a control numerical value generation means for generating a control numerical value from the picked-up image, and a transfer speed of the transfer means based on the generated control numerical value. Adjusting means for adjusting.
この構成によれば、搬送中の被搬送物の画像から制御用数値を生成することで、速やかに搬送速度を調整することができる。また、搬送速度を調整することで、次工程への供給量をほぼ一定にすることができる。 According to this configuration, it is possible to quickly adjust the conveyance speed by generating the control numerical value from the image of the object being conveyed. Moreover, the supply amount to the next process can be made substantially constant by adjusting the conveyance speed.
前記した構成において、区画内に収容された被搬送物が複数であることが好ましい。 In the configuration described above, it is preferable that there are a plurality of objects to be conveyed accommodated in the section.
これによれば、区画内の複数の被搬送物に対してまとめて一度に制御用数値が生成できる。そのため、被搬送物一つ一つに対して制御用数値を生成するよりも、時間の短縮をはかることができる。 According to this, the numerical value for control can be produced | generated at once with respect to several to-be-conveyed objects in a division. Therefore, time can be shortened rather than generating a control numerical value for each conveyed object.
前記した構成において、区画内の被搬送物が重ならないように均し手段を備えることが望ましい。 In the configuration described above, it is desirable to provide leveling means so that the objects to be conveyed in the compartment do not overlap.
これによれば、被搬送物同士が重なり合いを解消することで、生成された制御用数値にばらつきがでることを防ぐことができる。 According to this, it is possible to prevent variations in the generated numerical values for control by eliminating overlapping of the objects to be conveyed.
また、前記課題を解決するため、本発明にかかる搬送方法は、被搬送物を搬送するための搬送方法であって、区画分けされた区画内に被搬送物を収容する収容工程と、搬送中の被搬送物の画像を区画ごとに撮像する撮像工程と、撮像された画像から制御用数値を生成する制御用数値生成工程と、生成された制御用数値に基づいて搬送手段の搬送速度を調整する調整工程と、を含む搬送方法である。 Moreover, in order to solve the said subject, the conveying method concerning this invention is a conveying method for conveying a to-be-conveyed object, Comprising: The accommodation process which accommodates a to-be-conveyed object in the division into the division, During conveyance An image capturing step for capturing an image of the object to be transported for each section, a control numerical value generating step for generating a control numerical value from the captured image, and adjusting the transport speed of the transport unit based on the generated control numerical value And an adjusting process.
この搬送方法によれば、搬送中の被搬送物の画像から制御用数値を生成することで、速やかに搬送速度を調整することができる。また、搬送速度を調整することで、供給量をほぼ一定にすることができる。 According to this transport method, the transport speed can be quickly adjusted by generating the control numerical value from the image of the transported object being transported. Further, the supply amount can be made substantially constant by adjusting the conveyance speed.
前記した搬送方法において、区画内の被搬送物が重ならないように均し工程をさらに含むことが望ましい。 In the transport method described above, it is desirable to further include a leveling step so that the objects to be transported in the compartment do not overlap.
この搬送方法によれば、被搬送物同士の重なり合いを解消できるので、生成された制御用数値にばらつきが出ることを防ぐことができる。これにより供給量を一定にすることができる。 According to this transport method, since the overlap between the transported objects can be eliminated, it is possible to prevent the generated control numerical values from being varied. Thereby, supply amount can be made constant.
本発明によれば、撮像された画像から制御用数値を生成し、生成した制御用数値に従って搬送速度を調節することができる。これにより、次の処理工程に供される被搬送物の量をほぼ一定にすることができる。 According to the present invention, it is possible to generate a control numerical value from a captured image and adjust the conveyance speed according to the generated control numerical value. Thereby, the quantity of the conveyed product provided to the next processing process can be made substantially constant.
以下、本発明を実施するための好適な形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In addition, embodiment described below shows an example of typical embodiment of this invention, and, thereby, the range of this invention is not interpreted narrowly.
図1は本発明の搬送速度調整装置3を構成要素として含む搬送装置1の概略説明図である。本発明の搬送装置1は、搬送ライン2と、搬送速度調整装置3と、撮像装置4とで構成されている。
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a
搬送ライン2は、搬送ライン2の前工程により搬送された被搬送物Aを搬送して後工程に供給するためのものである。搬送ライン2は、コンベア21と、コンベア21上に所定の間隔でコンベア21の幅方向に亘って設けられた区切り板22と、コンベア21の両側に設けられた側面板(図示せず)とで構成されている。
The
コンベア21としては、例えば、無端回動コンベアを挙げることができる。また、コンベア21の種類としては、ゴムベルトコンベア、スチールベルトコンベア、金網ベルトコンベア、ケーブルベルトコンベア、マグネットベルトコンベアなどのベルトコンベア、スライドコンベア、フラットコンベア、金網チェーンコンベア、クロスバーコンベア、エプロンコンベア、パンコンベア、カーブドコンベア、ピボッテドバケットコンベア、ドラグチェーンコンベア、スクレーパコンベア、エンマッセコンベア、パレットコンベア、プッシャコンベア、台車コンベア、トウコンベア、トロリコンベアなどのチェーンコンベア、フリーローラーコンベア、駆動ローラコンベア、ホイールコンベアなどのローラコンベアなどが挙げられる。
Examples of the
区切り板22は、コンベア21の載置面を区画分けするためのものである。区切り板22は、コンベア21上に所定間隔で設けられている。区分け板の材質としては、例えば、プラスチック製、ゴム製または芯材をシリコーンゴムでコーティングしたものなどを挙げることができる。区切り板22の高さとしては、被搬送物Aの高さよりもわずかに高い程度が好ましい。
The
側面板は、コンベア21の両サイドから被搬送物Aが落下するのを防ぐためのものである。側面板としては、例えば、金属板やプラスチック板などが挙げられる。このうち、被搬送物Aとの摩擦係数が少ないものが好ましい。側面板の高さとしては、区切り板22よりも高いことが好ましい。
The side plates are for preventing the conveyed object A from falling from both sides of the
撮像装置4は、搬送ライン2上方に設置されており、搬送ライン2上の被搬送物Aを上方から撮影する。ここで、撮影は、搬送ライン2の区画ごとに行われることが好ましい。
The
撮像装置4としては、ラインカメラや瞬間的に被搬送物Aを撮像するITVカメラなどが挙げられる。また、撮影のタイミングは、一定時間間隔で行うとしてもよいし、コンベア21の搬送速度に連動するように制御してもよい。また、搬送速度調整装置3やコンベア21から受信した命令情報に基づいて撮影してもよいし、搬送ライン2の区画の移動を検知して撮影してもよい。撮像装置4により撮影された画像データは、搬送速度調整装置3に送信される。なお、撮像装置4は、独立した装置である必要はなく、搬送速度調整装置3の一部として機能していてもよい。この場合、撮像装置4は処理部31の命令に従って撮影し、撮影した画像データを処理部31に送信する機能を有する。
Examples of the
図2は本発明の搬送速度調整装置3の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the transport speed adjusting
本発明の搬送速度調整装置3は、処理部31と、入力部32と、記憶部33と、出力部34とを備える。
The conveyance
処理部31は、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等からなる。処理部31には、入力部32と、記憶部33と、出力部34とが接続される。処理部31は、記憶部33に記憶された各種プログラムに従い、搬送速度調整装置3の各部の動作を制御する。
The processing unit 31 includes a central processing unit (CPU), a micro processing unit (MPU), and the like. An
入力部32および出力部34は、外部装置等との情報の入出力を制御するI/O(Input / Output)インターフェース部であり、USB(Universal Serial Bus)やシリアルポート等によって構成される。入力部32および出力部34は、搬送速度調整装置3に接続された撮像装置4、コンベア23、操作入力部、表示部等との情報の入出力を制御する。
The
図3は本発明の搬送速度調整装置3の構成要素である記憶部33の記憶内容を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the stored contents of the
記憶部33は、制御プログラム331や制御データ332の記憶媒体として、ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリを利用することができる。また、記憶部33は、作業用データ333の記憶媒体として、DRAM、SRAM等の揮発性のメモリを利用することができる。
The
記憶部33には、制御プログラム331と、制御データ332とが記憶され、また必要に応じて作業用データ333が記憶される。
In the
制御プログラム331は、処理部31により読み込まれ、実行されるプログラムである。具体的には、制御プログラム331には、画像解析プログラム3311と、面積算出プログラム3312と、制御用数値生成プログラム3313と、搬送速度調整プログラム3314とが含まれる。
The
画像解析プログラム3311は、入力部32を介して撮像装置4から取得された画像を処理するためのプログラムである。具体的には、入力部32が取得した画像データを2値化し、画像の画素ごとの濃淡値を集計して被搬送物Aの平断面の周囲座標を検出するプログラムである。
The
面積算出プログラム3312は、処理された画像から面積を算出するためのプログラムである。具体的には、画像解析プログラム3311で検出された被搬送物の周囲座標を基に、画素数をカウントして被搬送物の平断面の面積を算出するプログラムである。なお、面積の算出方法としては、画素数をカウントする方法には限定されず、公知のあらゆる手法が適用可能である。
The
制御用数値生成プログラム3313は、算出された面積を制御用数値変換パラメータ3321を用いて制御用数値に変換するプログラムである。変換された制御用数値は、コンベア21の区画ごとの値として、作業用データ333として記憶される。制御用数値としては、重量や体積などが挙げられる。
The control numerical
搬送速度調整プログラム3314は、変換された制御用数値が特定範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に応じてコンベア21の搬送速度を調整するプログラムである。具体的には、作業用データ333として記憶されているコンベア21の区画ごとの制御用数値を区画数データ3322として記憶された数だけ足し合わせ、合算値が合算値許容データ3323として予め設定された範囲内にあるか否かを判定する。そして、判定結果に応じてコンベア21の搬送速度を調整するよう、出力部34を介してコンベア21に命令を送信するプログラムである。
The conveyance
制御データ332は、処理部32が制御プログラム331を用いて演算する際に使用するデータである。具体的には、制御データ332には、制御用数値変換パラメータ3321と、区画数データ3322と、合算値許容範囲データ3323とが含まれる。
The
制御用数値変換パラメータ3321は、面積算出プログラム3312によって算出された面積を、制御用数値生成プログラム3313により制御用数値に変換される際に用いられるデータである。具体的には、例えば被搬送物Aの高さが記録されている。これにより、算出された面積に高さを掛け合わせることで、被搬送物Aの体積を概算することができる。また、被搬送物Aが球体であると近似して、面積を3/2乗し、定数を乗ずることで体積を概算してもよい。さらに、被搬送物Aの密度の概算値が記録されていてもよい。これにより、被搬送物Aの重量を概算することができる。なお、体積や重量の概算方法としては、上述したものには限定されず、公知のあらゆる手法が適用可能である。
The control numerical
区画数データ3322は、コンベア21上の区画のうち、撮像装置4により撮影される区画から、被搬送物Aを後工程に供給する直前の区画までの総区画数を示すデータである。区画数データ3322は、被搬送物Aの搬送が開始される前に予め自然数の値で設定され、以下、自然数Nとして説明する。
The
合算値許容範囲データ3323は、搬送速度調整プログラム3314によって制御用数値が特定範囲内にあるか否かを判定する際に用いられるデータである。具体的には、コンベア21上の撮像装置4により撮影される区画から後工程に供給する直前の区画までに積載された被搬送物Aの総体積や総重量の許容範囲の上限値および下限値が記録されている。
The combined value
次に、コンベア21や撮像装置4の動作と、搬送速度調整装置3が制御プログラム331に従って実行する処理について、主に図4のフローチャートを参照して説明する。ここでは、被搬送物Aとしてジャガイモを例に説明する。
Next, operations of the
図1に示す搬送装置1は、ジャガイモを前工程から後工程に移送する際に用いられる。ここでは、洗浄工程からピーリング工程に移送する場合を例に説明する。
The
搬入されたジャガイモは、まず洗浄槽で付着している土が洗浄される。洗浄槽は、大きな貯留タンクであり、中に回転する羽が設けられている。洗浄されたジャガイモは、いったん洗浄槽から別の槽に移される。 In the potatoes that have been brought in, the adhering soil is first washed in a washing tank. The washing tank is a large storage tank and is provided with rotating wings. The washed potato is once transferred from the washing tank to another tank.
次に、別の槽に移されたジャガイモは、コンベア21でピーラーに搬送される。ここで、コンベア21は傾斜しており、槽の中にコンベア21の一部が差し込まれた状態となっている。そして、コンベア21が駆動することによって、槽中からジャガイモが取り出される。なお、コンベア21には区切り板22が設けられているため、区切り板22にジャガイモが引っ掛かることで槽中からジャガイモを取り出すことができる。また、コンベア21の両サイドには側面板が設けられており、コンベア21側面からのジャガイモの落下を防止することができる。
Next, the potato transferred to another tank is conveyed to a peeler by the
側面板には、均し部材(図示せず)が取り付けられている。均し部材の形状としては、板状の部材や円柱を縦割りし、中をくり貫いた形状などが挙げられる。均し部材は、棒や板等を介して側面板に回動可能に取り付けられている。 A leveling member (not shown) is attached to the side plate. Examples of the shape of the leveling member include a plate-like member or a cylinder vertically divided and hollowed. The leveling member is rotatably attached to the side plate via a bar or plate.
均し部材は、コンベア21に載ったジャガイモを均すためのものである。コンベア21上に重なり合って載っているジャガイモは、コンベア21の進行によって均し部材に接触する。ここで、コンベア21上の区切り部材の高さは、ジャガイモ一つ分よりわずかに高い程度の高さしかない。そのため、均し部材に接触したジャガイモは、区切り部材を乗り越えて、次の区画内へと落下する。ここで、コンベア21の両サイドには側面板が設けられているため、重なり合ったジャガイモを確実に次の区画へと導くことができる。これにより、重なり合ったジャガイモを取り除き、区画内のジャガイモを均すことができる。
The leveling member is for leveling the potatoes placed on the
次に、均された区画のジャガイモは、撮像装置4によって撮影される(ステップS1)。より詳しくは、コンベア21の搬送によって新たな区画が撮像装置4の撮影範囲に移動する度に、撮像装置4によって撮影される。また、撮像装置4はコンベア面に対して略垂直となるように角度調整されている。
Next, the leveled potatoes are photographed by the imaging device 4 (step S1). More specifically, each time a new section moves to the imaging range of the
撮影された画像データは、入力部32を介して搬送速度調整装置3の処理部31に送られ、処理部31により記憶部33に作業用データ333として記憶される。処理部31は、記憶部33に記憶された画像解析プログラム3311に従い、記憶部33に記憶された画像データを2値化する。続いて、処理部31は2値化した画像データから画像の画素ごとの濃淡値を集計し、ジャガイモの平面視における周囲座標を検出する(ステップS2)。
The captured image data is sent to the processing unit 31 of the transport
次に、処理部31は、記憶部33に記憶された面積算出プログラム3312に従い、ステップS2において検出された周囲座標を基に画素数をカウントして、ジャガイモの平面視における面積の総和を算出する(ステップS3)。
Next, the processing unit 31 counts the number of pixels based on the peripheral coordinates detected in step S2 according to the
次に、処理部31は、記憶部33に記憶された制御用数値生成プログラム3313に従い、ステップS3において算出された面積を、制御用数値変換パラメータ3321を用いて制御用数値に変換する(ステップS4)。そして、処理部31は、変換された制御用数値を、最新に取得された区画の値として記憶部33の作業用データ333として保存する(ステップS4)。
Next, the processing unit 31 converts the area calculated in step S3 into a control numerical value using the control numerical
次に、処理部31は、記憶部33に記憶された搬送速度調整プログラム3314に従い、記憶部33に保存された制御用数値を、最新に取得された値から順に区画数データ3322に対応するN区画分のデータを遡って読み出す。そして、処理部31は、搬送速度調整プログラム3314に従い、読み出したN区画分の制御用数値を合算する(ステップS5)。その後、処理部31は、合算した値が合算値許容範囲データ3323に対応する合算値許容範囲内にあるか否かの判定を行う(ステップS6)。合算した値が合算値許容範囲内にあると判断した場合(YES)、処理部31はコンベア21の搬送速度を変更する命令を送信しない。
Next, in accordance with the conveyance
一方、処理部31が合算した値が合算値許容範囲内にないと判断した場合(NO)、合算値許容範囲より上回っているか否かを判断する(ステップS7)。そして、上回っていると判断した場合(YES)、処理部31はコンベア21の搬送速度を低下させる命令を出力部34を介してコンベア21に送信する。一方、上回っていないと判断した場合(NO)、処理部31はコンベア21の搬送速度を上昇させる命令を出力部34を介してコンベア21に送信する。コンベア21は、受信した命令に応じて搬送速度を変化させる。なお、コンベア21の搬送速度は多段階で変更させてもよい。多段階で変更させる場合には、合算値許容範囲の上限値や下限値からの差分の値に基づいて変更してもよい。
On the other hand, when the processing unit 31 determines that the combined value is not within the combined value allowable range (NO), it is determined whether or not the combined value exceeds the combined value allowable range (step S7). And when it is judged that it exceeds (YES), the processing part 31 transmits the command to reduce the conveyance speed of the
判定が終わったのち、処理部31は判定に用いた制御用数値のうち、最も古い制御用数値を作業用データ333から削除する。これは、削除された制御用数値に対応した区画内のジャガイモが、コンベア21上からなくなることためである。なお、必ずしも削除する必要はない。
After the determination, the processing unit 31 deletes the oldest control numerical value from the
その後、コンベア21の搬送によって新たな区画が撮像装置4の撮影範囲に移動すると、次の区画が撮影装置によって撮影される(ステップS1)。このように、搬送速度調整装置3による処理が繰り返される。こうして、ピーラーに供給されるジャガイモの量が一定となるように制御することができる。
Thereafter, when a new section moves to the photographing range of the
1…搬送装置
2…搬送ライン
21…コンベア
22…区切り板
3…搬送速度調整装置
31…処理部
32…入力部
33…記憶部
331…制御プログラム
3311…画像解析プログラム
3312…面積算出プログラム
3313…制御用数値生成プログラム
3314…搬送速度調整プログラム
332…制御データ
3321…制御用数値変換パラメータ
3322…撮影区画数データ
3323…合算値許容範囲データ
333…作業用データ
34…出力部
4…撮像装置
A…被搬送物
DESCRIPTION OF
Claims (4)
区画分けされた区画内に被搬送物を収容して搬送する搬送手段と、
区画内の被搬送物が重ならないようにする均し手段と、
搬送中の被搬送物の画像を区画ごとに撮像する撮像手段と、
撮像された画像から制御用数値を生成する制御用数値生成手段と、
生成された制御用数値に基づいて搬送手段の搬送速度を調整する調整手段と、
を備える搬送装置。 A transport device for transporting an object to be transported,
Conveying means for accommodating and conveying the object to be conveyed in the divided compartments;
Leveling means to prevent the conveyed objects in the compartment from overlapping,
An image pickup means for picking up an image of an object to be conveyed for each section;
Control numerical value generating means for generating a control numerical value from the captured image;
Adjusting means for adjusting the conveying speed of the conveying means based on the generated control numerical value;
A transport apparatus comprising:
前記調整手段は、前記制御用数値が大きいほど搬送手段の搬送速度を低下させる
ことを特徴とする請求項1記載の搬送装置。 The control numerical value generated by the control numerical value generating means is a value indicating the weight or volume of the transported object estimated from the captured image,
The transport apparatus according to claim 1, wherein the adjustment unit decreases the transport speed of the transport unit as the control numerical value increases.
区画分けされた区画内に被搬送物を収容する収容工程と、
区画内の被搬送物が重ならないようにする均し工程と、
搬送中の被搬送物の画像を区画ごとに撮像する撮像工程と、
撮像された画像から制御用数値を生成する制御用数値生成工程と、
生成された制御用数値に基づいて搬送手段の搬送速度を調整する調整工程と、
を含む搬送方法。 A transport method for transporting an object to be transported,
A housing step of housing the object to be transported in the partitioned compartments;
A leveling process to prevent the objects in the compartment from overlapping,
An imaging step of capturing an image of the object being transported for each section;
A control numerical value generating step for generating a control numerical value from the captured image;
An adjustment step of adjusting the transport speed of the transport means based on the generated control numerical value;
Conveying method including.
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