JP7006764B1

JP7006764B1 - 選別装置

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Publication number: JP7006764B1
Application number: JP2020216333A
Authority: JP
Inventors: 雅明定丸; 芳和立石
Original assignee: Satake Corp
Current assignee: Satake Corp
Priority date: 2020-12-25
Filing date: 2020-12-25
Publication date: 2022-02-14
Anticipated expiration: 2040-12-25
Also published as: EP4268983A1; CN116669868A; JP2022101933A; WO2022138306A1; US20240042490A1

Abstract

【課題】多数の粒状体の中から異物や不良物を精度良く選別可能な選別装置を提供する。【解決手段】光学式選別装置１は、空中を進む粒状体Ｇをエジェクター６１により選別する。Ｘ線検出器４２、第１ＣＣＤカメラ５１ａ、第２ＣＣＤカメラ５２ａ及びＮＩＲカメラ５３ａは、Ｘ線データＤ１の如き選別要否判断用情報を取得する。判定部９１は、選別要否判断用情報を基に粒状体Ｇの選別の要否を判定する。選別信号設定部９３は、判定部９１による選別要否判定結果Ｒ１～Ｒ４のうち選別が必要と判定された結果が２つ以上の場合、粒状体Ｇが選別領域Ｐを通過する際にエジェクター６１を作動させる情報Ｉを含む選別作動信号Ｘを予め決められた信号設定テーブルＴから各選別要否判定結果Ｒ１～Ｒ４の組み合わせに基づいて設定する。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、可視光線やＸ線等を用いた撮像データにより被選別物の選別の要否を判定して被選別物を選別する選別装置に関する。

従来より、例えば、米麦等の多数の粒状体を袋詰めする際において、石やガラス等の異物や或いは着色粒等の不良物の混入を防ぐために、これら異物や不良物を光学的に判別して選別する選別機が一般的に知られている。例えば、特許文献１に開示されている選別機は、各粒状体を順次斜め下方に流下させて搬送する搬送シュートと、該搬送シュートの下方に所定の間隔をあけて配置された排出シュートとを備え、該排出シュートは、良品である粒状体の排出を案内する良品排出部と不良品である粒状体の排出を案内する不良品排出部とが装置の前後方向に並設されている。搬送シュートの下方には、当該搬送シュートと排出シュートとの間に設定された検査領域を挟んで搬送シュートの上面側と下面側とに可視光用の第１及び第２ＣＣＤカメラがそれぞれ配設され、該第１及び第２ＣＣＤカメラは、搬送シュート下端から落下して検査領域を通過する粒状体をその上面側及び下面側からそれぞれ撮像するようになっている。搬送シュートの上面側で、且つ、第１ＣＣＤカメラの装置下流側には、近赤外光用のＮＩＲカメラが配設され、検査領域を通過する粒状体を上面側から撮像するようになっている。また、搬送シュートの下面側で、且つ、第２ＣＣＤカメラの装置下流側には、噴射ノズルを有するエジェクターが配設され、該エジェクターは、検査領域の下流側に位置する選別領域に対して装置前側の斜め上方に向かって圧縮エアを噴射可能になっている。第１及び第２ＣＣＤカメラ、ＮＩＲカメラ及びエジェクターには、制御部が接続され、該制御部は、第１ＣＣＤカメラ、第２ＣＣＤカメラ及びＮＩＲカメラでそれぞれ取得した撮像データから各粒状体の選別が必要か否かを判定するとともに、粒状体の選別が必要であると判定した際、エジェクターに選別作動信号を出力して、選別領域に位置する粒状体に向けて噴射ノズルから圧縮エアを噴射することにより、良品排出部に向かって落下する粒状体の落下方向を不良品排出部側へと変更させて粒状体を選別するようにしている。

特開２００７－２８３２０４号公報

ところで、上述の如き選別装置は、各カメラによる検査領域やエジェクターによる選別領域において粒状体が自由落下しているので、質量や体積が異なる粒状体は、検査領域から選別領域に到達するまでの時間がそれぞれ異なる。したがって、各カメラが検査領域にて粒状体を撮像した後、粒状体に向けてエジェクターから圧縮エアを噴射するまでの遅延時間、及び、エジェクターから圧縮エアを噴射し続ける噴射時間といったエジェクターを作動させる情報を含む選別作動信号を異物や不良物の種類毎に可視光線データや近赤外線データ等の選別要否判断用情報の１つに紐付けて制御部に予め記憶させ、当該制御部は、カメラから取得した選別要否判断用情報から粒状体の選別が必要であると判定すると、その異物や不良物に対応する選別作動信号にてエジェクターを作動させて選別領域における異物や不良物を選別するようにしている。

しかし、上述の如き制御では、異物や不良物である１つの粒状体が複数の選別要否判断用情報においてそれぞれ選別が必要であると判定されるようなものの場合、当該粒状体において選別に用いる選別要否判断用情報以外の選別に用いない各選別要否判断用情報に紐付く選別作動信号においてもエジェクターが作動するので、そのエジェクターが作動するタイミングにおいて選別領域を通過する他の良品である粒状体がエジェクターによる噴射で意図せず選別されてしまい、歩留まりが低下してしまうという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多数の粒状体の中から異物や不良物を精度良く選別可能な選別装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、１つの被選別物において２つ以上の選別要否判断用情報にて選別要否判定結果が出る場合の選別手段を作動させる信号の設定の仕方に工夫を凝らしたことを特徴とする。

具体的には、空中を進む被選別物を１つ以上の選別手段により選別可能に構成された選別装置を対象とし、次のような対策を講じた。

すなわち、第１の発明では、前記被選別物を撮像して１つ以上の選別要否判断用情報を取得する少なくとも１つの撮像手段と、前記選別要否判断用情報を基に前記被選別物の選別の要否を判定するとともに、判定した結果である選別要否判定結果を出力する判定手段と、前記１つの被選別物において前記判定手段による選別要否判定結果のうち選別が必要と判定された結果が２つ以上の場合、前記被選別物が選別領域を通過する際のタイミングにおいてのみ前記選別手段を作動させる情報を含む選別作動信号を予め決められた信号設定テーブルから前記各選別要否判定結果の組み合わせに基づいて設定するか、或いは、前記各選別要否判定結果の組み合わせに基づいて所定の信号演算アルゴリズムを用いて演算して設定する選別信号設定手段とを備えていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、前記信号設定テーブルには、前記選別手段を作動させるための情報を含んだ事前設定信号が前記選別要否判断用情報毎に対応させて予め記憶されており、前記選別信号設定手段は、前記判定手段による選別要否判定結果のうち選別が必要と判定された結果が１つだけの場合には、その選別が必要と判定された選別要否判定用情報に対応する前記事前設定信号を前記選別作動信号とするよう構成される一方、前記判定手段による選別要否判定結果のうち選別が必要と判定された結果が２つ以上の場合には、その選別が必要と判定された各選別要否判定用情報に対応する前記各事前設定信号のうちの１つを前記選別作動信号とするよう構成されていることを特徴とする。

第３の発明では、第２の発明において、前記撮像手段は、可視光線を用いて前記被選別物を撮像することにより可視光線データを前記選別要否判定用情報として取得する第１撮像手段と、近赤外線を用いて前記被選別物を撮像することにより近赤外線データを前記選別要否判定用情報として取得する第２撮像手段とを備え、前記選別信号設定手段は、前記可視光線データ及び近赤外線データの選別要否判定結果の両方において選別が必要と判定された場合には、前記可視光線データ及び近赤外線データに対応する各事前設定信号のいずれか一方を前記選別作動信号とするよう構成されていることを特徴とする。

第４の発明では、第２の発明において、前記撮像手段は、可視光線を用いて前記被選別物を撮像することにより可視光線データを前記選別要否判定用情報として取得する第１撮像手段と、近赤外線を用いて前記被選別物を撮像することにより近赤外線データを前記選別要否判定用情報として取得する第２撮像手段と、Ｘ線を用いて前記被選別物を撮像することによりＸ線データを前記選別要否判定用情報として取得する第３撮像手段とを備え、前記選別信号設定手段は、前記可視光線データ、近赤外線データ及びＸ線データの各選別要否判定結果のうち少なくとも２つ以上において選別が必要と判定された場合には、選別が必要と判定された前記各選別要否判定結果にそれぞれ対応する前記各事前設定信号のうちから１つの信号を前記選別作動信号とするよう構成されていることを特徴とする。

第５の発明では、第２から第４のいずれか１つの発明において、前記選別手段は、圧縮エアを噴射ノズルから前記被選別物に向けて噴射するエア噴射手段であり、前記事前設定信号は、前記撮像手段が前記被選別物を撮像した後、前記選別手段に対して前記選別作動信号を出力するまでの遅延時間と、前記選別手段に対して前記選別作動信号を出力し続ける噴射時間との情報を含んでいることを特徴とする。

第１の発明では、被選別物が２つ以上の選別要否判断用情報において選別が必要と判定された場合であっても、その被選別物が選別領域を通過するタイミングにおいてのみ選別手段を作動させることができるようになり、それ以外のタイミングで選別手段を作動させないようにすることができる。したがって、第１の発明によれば、多数の粒状体の中から異物や不良物を精度良く選別可能な選別装置を得ることができる。

第２の発明では、被選別物から取得される選別要否判断用情報の数に関係無く被選別物を選別領域にて選別するための最適な選別作動信号が選択されるようになるので、異物や不良物である粒状体だけを確実に選別領域において選別できるようになり、良品である粒状体を意図せずに選別してしまうのを防ぐことが可能な、高い選別精度を有する選別装置にすることができる。

第３の発明では、可視光線にのみ反応するか、或いは、近赤外線にのみ反応する被選別物Ｇ１と、可視光線及び近赤外線の両方に反応する被選別物Ｇ２とを多数の粒状体の中から選別する際において、被選別物Ｇ２を選別する際に良品である粒状体が選別領域にて選別手段により意図せずに選別されなくすることができるようになるので、可視光線及び近赤外線の両方を利用して被選別物を選別する場合において選別精度を高めることができる。

第４の発明では、可視光線、近赤外線及びＸ線のいずれか１つに反応する被選別物Ｇ３と可視光線、近赤外線及びＸ線のうちの少なくとも２つに反応する被選別物Ｇ４とを多数の粒状体の中から選別する際において、被選別物Ｇ４を選別する際に良品である粒状体が選別領域にて選別手段により意図せずに選別されなくすることができるようになるので、可視光線、近赤外線及びＸ線の３つの選別要否判断用情報を利用して被選別物を選別する場合において選別精度の良い選別装置にすることができる。

第５の発明では、選別される被選別物が選別領域を通過する際、圧縮エアによる風圧で被選別物の落下方向を変化させることで選別作業を行うので、シンプルで、且つ、低コストな構造で効率良く被選別物を選別することができる。

本発明の実施形態１に係る選別装置の正面図である。本発明の実施形態１に係る選別装置の内部構造を示す概略断面図である。制御部、撮像機器及びエジェクターの関係を示すブロック図である。１つの粒状体において選別要否判定用情報を２つ取得する場合の信号設定テーブルの例を示す図である。１つの粒状体において選別要否判定用情報を３つ取得する場合の信号設定テーブルの例を示す図である。本発明の実施形態１に係る選別装置における粒状体の選別を行う制御のフローチャートである。本発明の実施形態２に係る図３相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る光学式選別装置１を示す。該光学式選別装置１は、例えば、アーモンドや豆等の食品類、或いは、プラスチック片等の多数の粒状体Ｇ（被選別物）の状態や種類をそれぞれ順次搬送させながら検査して良否を判定した後、良品と不良品とを選別して取り出すよう構成されたものであり、複数の金属製フレームからなる機枠１０を備えている。

該機枠１０には、図２に示すように、装置上流側から順に、搬入ユニット２、搬送ユニット３、第１検査ユニット４、第２検査ユニット５、選別ユニット６（選別手段）及び搬出ユニット７が取り付けられ、搬送ユニット３、第１及び第２検査ユニット４，５及び選別ユニット６は、遮蔽カバー８にて覆われている。そして、搬入ユニット２、搬送ユニット３、第１及び第２検査ユニット４，５、選別ユニット６及び搬出ユニット７には、制御部９が接続されている。

搬入ユニット２は、振動フィーダ（図示せず）により導入される多数の粒状体Ｇを搬入スライダ２１により搬送ユニット３へと搬入するようになっていて、各粒状体Ｇは、搬送ユニット３の幅方向における等間隔の位置に順次搬入されるようになっている。

搬送ユニット３は、搬入スライダ２１の下端から装置下流側へと水平方向に延びるベルトコンベア３１を備えている。

該ベルトコンベア３１は、搬入スライダ２１下端の下側に位置する駆動ローラ３２と、装置下流側に位置し、且つ、駆動ローラ３２よりもローラ径が小さい従動ローラ３３とを備え、駆動ローラ３２と従動ローラ３３とには、樹脂製の無端状ベルト３４が巻き掛けられている。

該無端状ベルト３４は、駆動ローラ３２及び従動ローラ３３の回転動作により周回移動して外周面に載置される各粒状体Ｇを順次搬送するようになっている。

そして、搬送される各粒状体Ｇは、無端状ベルト３４の中途部に設定された第１検査領域Ｖ１を通過した後、搬送方向下流端から順次斜め下方に落下してベルトコンベア３１と搬出ユニット７との間の空中に設定された第２検査領域Ｖ２と選別領域Ｐとを順次通過するようになっている。

第１検査ユニット４は、粒状体Ｇの外形又は内部状態を撮像するものであり、第１検査領域Ｖ１の上方に所定の間隔をあけて位置するＸ線照射ユニット４１と、第１検査領域Ｖ１の下方に設置されたＸ線検出器４２（第３撮像手段）とを備えている。

Ｘ線照射ユニット４１は、Ｘ線を真下に出射するＸ線出射部４１ａを備え、該Ｘ線出射部４１ａから出射したＸ線は、無端状ベルト３４により搬送されて第１検査領域Ｖ１を通過する粒状体Ｇに照射されるようになっている。

Ｘ線検出器４２は、ベルトコンベア３１の幅方向に一列に配設され、Ｘ線を検出可能なラインセンサ４２ａを備え、当該ラインセンサ４２ａにより検出したＸ線により粒状体Ｇの形状又は内部状態（透過量）を撮像したＸ線データＤ１（選別要否判定用情報）を得るようになっている。

Ｘ線出射部４１ａと第１検査領域Ｖ１との間には、筒中心線が垂直に延びる遮蔽筒体４３が配設されている。

該遮蔽筒体４３は、Ｘ線出射部４１ａに連続して配置され、上端開口がＸ線出射部４１ａに対応する第１筒体４３ａと、該第１筒体４３ａの下部に連続して配置され、下端開口が第１検査領域Ｖ１に接近する第２筒体４３ｂとを備えている。

第２検査ユニット５は、ベルトコンベア３１の下流端上方の位置に配置された可視光用の第１ＣＣＤカメラ５１ａ（第１撮像手段）と、ベルトコンベア３１の下流端寄りの下方の位置に配置された可視光用の第２ＣＣＤカメラ５２ａ（第１撮像手段）と、第１ＣＣＤカメラ５１ａの装置下流側に所定の間隔をあけて配置された近赤外光用のＮＩＲカメラ５３ａ（第２撮像手段）とを備えている。

第１ＣＣＤカメラ５１ａの装置下流側の斜め下方には、当該第１ＣＣＤカメラ５１ａの撮影方向に対して傾斜する姿勢の第１ミラー５１ｂが配設される一方、第２ＣＣＤカメラ５２ａの装置下流側斜め上方の位置には、第１背景板５１ｃが配設され、第１ミラー５１ｂと第１背景板５１ｃとの間に第２検査領域Ｖ２が位置している。

第１背景板５１ｃの上方には、一対の第１可視光源５１ｄが配設され、第１ＣＣＤカメラ５１ａは、第２検査領域Ｖ２を通過するときの第１ミラー５１ｂに反射する粒状体Ｇをその上面側から撮像して可視光線データＤ２（選別要否判定用情報）を得るようになっている。

すなわち、第１ＣＣＤカメラ５１ａは、可視光線を用いて粒状体Ｇを撮像することにより可視光線データＤ２を選別要否判定用情報として取得するようになっている。

第２ＣＣＤカメラ５２ａの装置下流側には、当該第２ＣＣＤカメラ５２ａの撮影方向に対して傾斜する姿勢の第２ミラー５２ｂが配設される一方、第１ミラー５１ｂの装置上流側斜め下方の位置には、第２背景板５２ｃが配設され、第２ミラー５２ｂと第２背景板５２ｃとの間に第２検査領域Ｖ２が位置している。

第２背景板５２ｃの下方には、一対の第２可視光源５２ｄが配設され、第２ＣＣＤカメラ５２ａは、第２検査領域Ｖ２を通過するときの第２ミラー５２ｂに反射する粒状体Ｇをその下面側から撮像して可視光線データＤ３（選別要否判定用情報）を得るようになっている。

すなわち、第２ＣＣＤカメラ５２ａは、可視光線を用いて粒状体Ｇを撮像することにより可視光線データＤ３を選別要否判定用情報として取得するようになっている。

ＮＩＲカメラ５３ａの装置上流側の斜め上方には、当該ＮＩＲカメラ５３ａの撮影方向に対して傾斜する姿勢の第３ミラー５３ｂが配設される一方、第２ミラー５２ｂの装置下流側の位置には、第３背景板５３ｃが配設され、第３ミラー５３ｂと第３背景板５３ｃとの間に第２検査領域Ｖ２が位置している。

一対の第２可視光源５２ｄの間には、一対の近赤外光源５３ｄが配設され、ＮＩＲカメラ５３ａは、第２検査領域Ｖ２を通過するときの第３ミラー５３ｂに反射する粒状体Ｇを撮像して近赤外線データＤ４（選別要否判定用情報）を得るようになっている。

すなわち、ＮＩＲカメラ５３ａは、近赤外線を用いて粒状体Ｇを撮像することにより近赤外線データＤ４を選別要否判定用情報として取得するようになっている。

選別ユニット６は、ＮＩＲカメラ５３ａの下方に位置するエジェクター６１（エア噴射手段）を備えている。

該エジェクター６１は、圧縮エアの噴射口が装置上流側の斜め下方を向く噴射ノズル６１ａを備え、該噴射ノズル６１ａは、第２検査領域Ｖ２の装置下流側に位置する選別領域Ｐに向けて圧縮エアを噴射可能になっている。

搬出ユニット７は、正面視で開放側が装置下流側の斜め下方に向く略Ｖ字形状をなすとともにベルトコンベア３１の幅方向に幅広な形状をなす排出シュート７１を備えている。

該排出シュート７１は、粒状体Ｇの不良品の排出を下方に案内する不良品排出部７２と、粒状体Ｇの良品の排出を装置下流側の斜め下方に案内する良品排出部７３とを備え、該良品排出部７３は、不良品排出部７２における装置下流側上部に連続して設けられている。

制御部９は、搬送作動信号を出力してベルトコンベア３１を作動させるとともに、選別作動信号Ｘを出力してエジェクター６１を作動させるようになっている。

制御部９は、図３に示すように、Ｘ線データＤ１、可視光線データＤ２、可視光線データＤ３及び近赤外線データＤ４を基に粒状体Ｇの選別の要否を判定する判定部９１（判定手段）を備え、該判定部９１は、判定した結果である選別要否判定結果Ｒを出力するようになっている。

具体的には、判定部９１は、Ｘ線データＤ１を基に選別要否判定結果Ｒ１を出力し、可視光線データＤ２を基に選別要否判定結果Ｒ２を出力し、可視光線データＤ３を基に選別要否判定結果Ｒ３を出力し、近赤外線データＤ４を基に選別要否判定結果Ｒ４を出力するようになっている。

また、制御部９は、各種データを記憶可能な記憶部９２を備え、該記憶部９２には、選別作動信号Ｘを設定するための信号設定テーブルＴが設けられている。

該信号設定テーブルＴには、選別する粒状体Ｇが選別領域Ｐを通過する際にエジェクター６１を作動させるための情報Ｉを含んだ事前設定信号Ｚが予め記憶され、該事前設定信号Ｚは、Ｘ線データＤ１、可視光線データＤ２、Ｄ３及び近赤外線データＤ４に対してそれぞれ設定されている。

事前設定信号Ｚは、Ｘ線検出器４２、第１ＣＣＤカメラ５１ａ、第２ＣＣＤカメラ５２ａ及びＮＩＲカメラ５３ａが粒状体Ｇをそれぞれ撮像した後、エジェクター６１に対して選別作動信号Ｘを出力するまでの遅延時間Ｓ１と、エジェクター６１に対して選別作動信号Ｘを出力し続ける噴射時間Ｓ２との情報Ｉを含んでいる。

信号設定テーブルＴには、Ｘ線データＤ１に対応する事前設定信号Ｚ１と、可視光線データＤ２に対応する事前設定信号Ｚ２と、可視光線データＤ３に対応する事前設定信号Ｚ３と、近赤外線データＤ４に対応する事前設定信号Ｚ４とが予め記憶されていて、事前設定信号Ｚ１～Ｚ４毎に遅延時間Ｓ１及び噴射時間Ｓ２の情報を有している。

事前設定信号Ｚ１は、第１検査領域Ｖ１にて取得したＸ線データＤ１に基づいて選別が必要と判定されたときに粒状体Ｇをエジェクター６１の噴射動作により選別領域Ｐにて選別可能な情報Ｉ（遅延時間Ｓ１、噴射時間Ｓ２）を有している。

事前設定信号Ｚ２～Ｚ４は、第２検査領域Ｖ２にて取得した可視光線データＤ２、可視光線データＤ３、近赤外線データＤ４に基づいてそれぞれ選別が必要とされたときに粒状体Ｇをエジェクター６１の噴射動作により選別領域Ｐにて選別可能な情報Ｉ（遅延時間Ｓ１、噴射時間Ｓ２）をそれぞれ有している。

尚、信号設定テーブルＴには、Ｘ線データＤ１、可視光線データＤ２、可視光線データＤ３及び近赤外線データＤ４に基づいて２つ以上選別が必要と判定された場合の各組み合わせに対応する専用の情報Ｉを有する事前設定信号Ｚを予め記憶しておいてもよい。例えば、Ｘ線データＤ１及び可視光線データＤ２に基づいて両方共に選別が必要と判定されたときに粒状体Ｇをエジェクター６１の噴射動作により選別領域Ｐにて選別可能な専用の情報Ｉ（遅延時間Ｓ１、噴射時間Ｓ２）を事前設定信号Ｚ５として記憶させておいてもよい。

また、信号設定テーブルＴには、判定部９１において判定された各選別要否判定結果Ｒの組み合わせとそれら各組み合わせに紐付けにされた各選別作動信号Ｘとの関係が記憶されている。

さらに、制御部９は、信号設定テーブルＴから各選別要否判定結果Ｒの組み合わせに基づいて選別作動信号Ｘを設定する選別信号設定部９３（選別信号設定手段）を備えている。

該選別信号設定部９３は、１つの粒状体Ｇにおいて判定部９１による選別要否判定結果Ｒのうち選別が必要と判定された結果が１つだけの場合には、その選別が必要と判定された選別要否判定用情報に対応する事前設定信号Ｚを選別作動信号Ｘとするよう構成されている。

例えば、選別要否判定結果Ｒ１だけ選別が必要と判定された場合には、選別要否判定結果Ｒ１に対応する事前設定信号Ｚ１を選別作動信号Ｘと設定するよう構成されている。

また、選別信号設定部９３は、１つの粒状体Ｇにおいて判定部９１による選別要否判定結果Ｒのうち選別が必要と判定された結果が２つ以上の場合には、信号設定テーブルＴから各選別要否判定結果Ｒの組み合わせに基づいて選別作動信号Ｘを設定するようになっている。

例えば、選別要否判定結果Ｒ１及び選別要否判定結果Ｒ２の両方において選別が必要と判定された場合には、選別要否判定結果Ｒ１に対応する事前設定信号Ｚ１を選別作動信号Ｘとするよう構成されている。

また、他の例では、選別要否判定結果Ｒ１～Ｒ４のうち少なくとも２つ以上において選別が必要と判定された場合には、選別要否判定結果Ｒ１～Ｒ４の結果の優劣を予め決めておき、選別が必要と判定された選別要否判定結果Ｒ１～Ｒ４にそれぞれ対応する事前設定信号Ｚ１～Ｚ４のうちから１つの信号を選別作動信号Ｘとするよう構成されている。

尚、選別信号設定部９３は、選別要否判定結果Ｒ１～Ｒ４のうち少なくとも２つ以上において選別が必要と判定された場合において、信号設定テーブルＴに予め記憶された専用の信号を選別作動信号Ｘとして設定する構成であってもよい。例えば、Ｘ線データＤ１及び可視光線データＤ２に基づいて両方共に選別が必要と判定された場合、上記事前設定信号Ｚ５を選別作動信号Ｘとして設定する構成であってもよい。

そして、制御部９は、判定部９１において粒状体Ｇの選別が必要であると判定すると、上述の信号設定テーブルＴから設定した選別作動信号Ｘをエジェクター６１に出力して、ベルトコンベア３１の下流端から落下して選別領域Ｐに位置する選別必要と判定された粒状体Ｇに対して噴射ノズル６１ａから圧縮エアを噴射させてその粒状体Ｇの落下方向を不良品排出部７２側へと変更させるようになっている。

信号設定テーブルＴの例１～例５を図４及び図５に示す。例１は、光学式選別装置１において得られる選別要否判定用情報が異なる２つの可視光線データ（波長Ａ、波長Ｂ）であり、２つの可視光線データの両方共に選別必要との判定がなされた場合において、波長Ａの可視光線データの判定結果を優先して当該波長Ａの可視光線データに対応する事前設定信号Ａを選別作動信号Ｘに設定するというものである。一方、例２は、２つの可視光線データの両方共に選別必要との判定がなされた場合において、波長Ｂの可視光線データの判定結果を優先して当該波長Ｂの可視光線データに対応する事前設定信号Ｂを選別作動信号Ｘに設定するというものである。さらに、例３は、２つの可視光線データの両方共に選別必要との判定がなされた場合において、事前に設定した専用の情報Ｉを有する事前設定信号Ｃを選別作動信号Ｘに設定するというものである。

例４は、光学式選別装置１において得られる選別要否判定用情報が、可視光線データ、近赤外線データ及びＸ線データの３つであり、可視光線データ、近赤外線データ及びＸ線データの全てにおいて選別が必要と判定される場合において、可視光線データの判定結果を優先して当該可視光線データに対応する事前設定信号ａを選別作動信号Ｘに設定し、可視光線データ、近赤外線データ及びＸ線データのうちの２つにおいて選別が必要と判定された場合において、可視光線データ＞近赤外線データ＞Ｘ線データの順に判定結果を優先して可視光線データに対応する事前設定信号ａか、若しくは、近赤外線データに対応する事前設定信号ｂを選別作動信号Ｘに設定するというものである。また、例５は、可視光線データ、近赤外線データ及びＸ線データの全てにおいて選別が必要と判定されるか、そのうちの２つにおいて選別が必要と判定された場合において、事前に設定した専用の情報Ｉを有する事前設定信号ｄ～ｇを選別作動信号Ｘにそれぞれ設定するというものである。

次に、本発明の実施形態１の光学式選別装置１において所定の粒状体Ｇを選別する際の制御部９の動作について詳述する。

図６に示すように、まず、ステップＳ１において、撮像手段の番号Ｎ及び選別要否判定用情報の数Ｓが、Ｎ＝０，Ｓ＝０としてリセットされた後、ステップＳ２に進んでＮ＋１がＮに代入され、その後、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において第Ｎ撮像手段に撮像開始信号を出力し、選別の要否を判定する所定の粒状体Ｇの撮像を行った後、ステップＳ４に進み、選別要否判定用情報を取得したか否かを判定部９１が判定する。

このステップＳ４の判定がＮＯのとき、すなわち、選別要否判定用情報を取得していないと判定部９１が判定した場合には、ステップＳ３に戻って再度第Ｎ撮像手段に対して撮像開始信号を出力する。

一方、ステップＳ４の判定がＹＥＳのとき、すなわち、選別要否判定用情報を取得したと判定部９１が判定すると、ステップＳ５に進んで判定部９１がその選別要否判定用情報を得た粒状体Ｇを選別する必要があるか否かを判定する。

このステップＳ５の判定がＹＥＳのとき、すなわち、判定部９１が選別必要であると判定すると、ステップＳ６に進んでＳ＋１をＳに代入した後、ステップＳ７に進む。一方、ステップＳ５の判定がＮＯのとき、ステップＳ６を飛ばしてステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、選別の要否を判定する所定の粒状体Ｇに関して全ての撮像作業が終了したか否かを判定部９１が判定する。このステップＳ７の判定がＮＯのとき、すなわち、全ての撮像作業が終了していない場合、ステップＳ２に戻って残りの撮像手段の撮像作業を続ける。

一方、ステップＳ７の判定がＹＥＳのとき、すなわち、全ての撮像作業が終了すると、ステップＳ８に進み、判定部９１は、選別が必要とされた選別要否判定用情報の数Ｓが、Ｓ＝０か否かを判定する。

ステップＳ８の判定がＹＥＳのとき、すなわち、全ての撮像手段から得られたデータにおいて選別の必要が無いと判定されると、ステップＳ９に進んでエジェクター６１による噴射動作を行わずに制御部９の処理を終了する。

一方、ステップＳ８の判定がＮＯのとき、すなわち、１つ以上の撮像手段から得られた１つ以上のデータにおいて選別の必要があると判定されると、ステップＳ１０に進み、判定部９１は、選別が必要とされた選別要否判定用情報の数Ｓが、Ｓ＝１か否かを判定する。

ステップＳ１０の判定がＹＥＳのとき、すなわち、１つの撮像手段から得られたデータにおいて選別の必要があると判定されると、ステップＳ１１に進んで選別信号設定部９３が設定信号テーブルＴに基づいて、選別の必要があると判定された選別要否判定用情報に対応する予め設定された事前設定信号Ｚを選別作動信号Ｘとして設定し、ステップＳ１３に進む。

一方、ステップＳ１０の判定がＮＯのとき、すなわち、２つ以上の撮像手段から得られたデータにおいて選別の必要があると判定されると、ステップＳ１２に進んで選別信号設定部９３が設定信号テーブルＴに基づいて、選別の必要があると判定された各選別要否判定用情報に対応する予め設定された事前設定信号Ｚから１つを選んで選別作動信号Ｘとして設定し、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、制御部９がステップＳ１１若しくはステップＳ１２にて設定された選別作動信号Ｘをエジェクター６１に出力するようになっている。そして、エジェクター６１を作動させて選別領域Ｐに位置する粒状体Ｇに向けて圧縮エアを噴射することにより、粒状体Ｇを選別して制御部９の処理を終了する。

以上より、本発明の実施形態１によると、粒状体Ｇが２つ以上の選別要否判断用情報において選別が必要と判定された場合であっても、その粒状体Ｇが選別領域Ｐを通過するタイミングにおいてのみエジェクター６１を作動させることができるようになり、それ以外のタイミングでエジェクター６１を作動させないようにすることができる。したがって、多数の粒状体Ｇの中から異物や不良物を精度良く選別可能な光学式選別装置１を得ることができる。

また、粒状体Ｇから取得される選別要否判断用情報の数に関係無く粒状体Ｇを選別領域Ｐにて選別するための最適な選別作動信号Ｘが選択されるようになるので、異物や不良物である粒状体Ｇのみを確実に選別領域Ｐにおいて選別できるようになり、良品である粒状体Ｇを意図せずに選別してしまうのを防ぐことが可能な、高い選別精度を有する光学式選別装置１にすることができる。

例えば、可視光線にのみ反応するか、或いは、近赤外線にのみ反応する粒状体Ｇ１と、可視光線及び近赤外線の両方に反応する粒状体Ｇ２とを多数の粒状体Ｇの中から選別する際において、粒状体Ｇ２を選別する際に意図せずに良品の粒状体Ｇが選別領域Ｐにてエジェクター６１により選別されなくすることができるようになるので、可視光線及び近赤外線の両方を利用して粒状体Ｇを選別する場合において選別精度を高めることができる。

また、例えば、可視光線、近赤外線及びＸ線のいずれか１つに反応する粒状体Ｇ３と可視光線、近赤外線及びＸ線のうちの少なくとも２つに反応する粒状体Ｇ４とを多数の粒状体Ｇの中から選別する際において、粒状体Ｇ４を選別する際に意図せずに良品の粒状体Ｇが選別領域Ｐにてエジェクター６１により選別されなくすることができるようになるので、可視光線、近赤外線及びＸ線の３つの選別要否判断用情報を利用して粒状体Ｇを選別する場合において選別精度の良い光学式選別装置１にすることができる。

さらに、本発明の実施形態１では、選別される粒状体Ｇが選別領域Ｐを通過する際、圧縮エアによる風圧で粒状体Ｇの落下方向を変化させることで選別作業を行うので、シンプルで、且つ、低コストな構造で効率良く粒状体Ｇを選別することができる。

《発明の実施形態２》
図７は、本発明の実施形態２の光学式選別装置１における制御部９と当該制御部９に接続される各構成との関係を示すブロック図である。この実施形態２は、選別領域Ｐに第１エジェクター６Ａ及び第２エジェクター６Ｂの２種類の選別手段が配設されている点、及び、選別信号設定部９３が選別作動信号Ｘを設定する際に第１エジェクター６Ａ用の信号と第２エジェクター６Ｂ用の信号とをそれぞれ設定する点が実施形態１と異なっている以外は実施形態１と同様であるので、実施形態１と同様の部分には同じ符号を付し、その他、異なる部分のみを説明する。

実施形態２では、Ｘ線データＤ１、可視光線データＤ２、可視光線データＤ３及び近赤外線データＤ４に基づいて選別が必要と判定されるデータの組み合わせにおいて粒状体Ｇにおける不良品の種類を２つに区別できる場合、それぞれの組み合わせに対応した事前設定信号Ｗ１，Ｗ２を信号設定テーブルＴに予め記憶しておくとともに、選別信号設定部９３が事前設定信号Ｗ１，Ｗ２を第１エジェクター６Ａ用の選別作動信号Ｘと第２エジェクター６Ｂ用の選別作動信号Ｘにそれぞれ設定することで、選別ユニット６において１つの粒状体Ｇを不良の種類毎に選別できるようになっている。このように、光学式選別装置１に選別手段を２つ以上配設するとともに本発明の制御部９を適用することで選別能力の高い光学式選別装置１にすることができる。

尚、本発明の実施形態１，２では、選別信号設定部９３が選別作動信号Ｘを予め決められた信号設定テーブルＴから各選別要否判定結果Ｒ１～Ｒ４の組み合わせに基づいて設定しているが、これに限らず、選別作動信号Ｘを各選別要否判定結果Ｒ１～Ｒ４の組み合わせに基づいて、例えば、ＡＩ処理のような所定の信号演算アルゴリズムを用いて演算して設定するようにしてもよい。

また、本発明の実施形態１，２では、撮像手段としてＣＣＤカメラやＮＩＲカメラを用いているが、粒状体Ｇの選別に用いることができるデータを取得できるのであれば、その他の種類の撮像手段を用いてデータを取得するようにしてもよい。

さらに、本発明の実施形態１，２では、可視光線、近赤外線及びＸ線を用いて粒状体を撮像することにより選別要否判定用情報を取得しているが、これに限らず、必要に応じて他の電磁波を用いて粒状体を撮像することにより選別要否判定用情報を取得するようにしてもよい。

また、本発明の実施形態１，２では、選別領域Ｐにおいて圧縮エアを利用して粒状体Ｇの選別を行うようにしているが、空中を移動する粒状体Ｇの移動方向を変更できるのであれば、その他の種類の選別手段を用いて粒状体Ｇの選別を行うようにしてもよい。

本発明は、例えば、可視光線やＸ線等を用いた撮像データにより被選別物の選別の要否を判定して被選別物を選別する選別装置に適している。

１光学式選別装置
６選別ユニット（選別手段）
４２Ｘ線検出器（第３撮像手段）
５１ａ第１ＣＣＤカメラ（第１撮像手段）
５２ａ第２ＣＣＤカメラ（第１撮像手段）
５３ａＮＩＲカメラ（第２撮像手段）
９１判定部（判定手段）
９３選別信号設定部（選別信号設定手段）
Ｄ１Ｘ線データ
Ｄ２，Ｄ３可視光線データ
Ｄ４近赤外線データ
Ｇ１粒状体（被選別物）
Ｐ選別領域
Ｒ選別要否判定結果
Ｔ信号設定テーブル
Ｖ１第１検査領域
Ｖ２第２検査領域
Ｗ１，Ｗ２事前設定信号
Ｘ選別作動信号
Ｚ事前設定信号

Claims

空中を進む被選別物を１つ以上の選別手段により選別可能に構成された選別装置であって、
前記被選別物を撮像して１つ以上の選別要否判断用情報を取得する少なくとも１つの撮像手段と、
前記選別要否判断用情報を基に前記被選別物の選別の要否を判定するとともに、判定した結果である選別要否判定結果を出力する判定手段と、
前記１つの被選別物において前記判定手段による選別要否判定結果のうち選別が必要と判定された結果が２つ以上の場合、前記被選別物が選別領域を通過する際のタイミングにおいてのみ前記選別手段を作動させる情報を含む選別作動信号を予め決められた信号設定テーブルから前記各選別要否判定結果の組み合わせに基づいて設定するか、或いは、前記各選別要否判定結果の組み合わせに基づいて所定の信号演算アルゴリズムを用いて演算して設定する選別信号設定手段とを備えていることを特徴とする選別装置。
請求項１に記載の選別装置において、
前記信号設定テーブルには、前記選別手段を作動させるための情報を含んだ事前設定信号が前記選別要否判断用情報毎に対応させて予め記憶されており、
前記選別信号設定手段は、前記判定手段による選別要否判定結果のうち選別が必要と判定された結果が１つだけの場合には、その選別が必要と判定された選別要否判定用情報に対応する前記事前設定信号を前記選別作動信号とするよう構成される一方、前記判定手段による選別要否判定結果のうち選別が必要と判定された結果が２つ以上の場合には、その選別が必要と判定された各選別要否判定用情報に対応する前記各事前設定信号のうちの１つを前記選別作動信号とするよう構成されていることを特徴とする選別装置。
請求項２に記載の選別装置において、
前記撮像手段は、可視光線を用いて前記被選別物を撮像することにより可視光線データを前記選別要否判定用情報として取得する第１撮像手段と、近赤外線を用いて前記被選別物を撮像することにより近赤外線データを前記選別要否判定用情報として取得する第２撮像手段とを備え、
前記選別信号設定手段は、前記可視光線データ及び近赤外線データの選別要否判定結果の両方において選別が必要と判定された場合には、前記可視光線データ及び近赤外線データに対応する各事前設定信号のいずれか一方を前記選別作動信号とするよう構成されていることを特徴とする選別装置。
請求項２に記載の選別装置において、
前記撮像手段は、可視光線を用いて前記被選別物を撮像することにより可視光線データを前記選別要否判定用情報として取得する第１撮像手段と、近赤外線を用いて前記被選別物を撮像することにより近赤外線データを前記選別要否判定用情報として取得する第２撮像手段と、Ｘ線を用いて前記被選別物を撮像することによりＸ線データを前記選別要否判定用情報として取得する第３撮像手段とを備え、
前記選別信号設定手段は、前記可視光線データ、近赤外線データ及びＸ線データの各選別要否判定結果のうち少なくとも２つ以上において選別が必要と判定された場合には、選別が必要と判定された前記各選別要否判定結果にそれぞれ対応する前記各事前設定信号のうちから１つの信号を前記選別作動信号とするよう構成されていることを特徴とする選別装置。
請求項２から４のいずれか１つに記載の選別装置において、
前記選別手段は、圧縮エアを噴射ノズルから前記被選別物に向けて噴射するエア噴射手段であり、
前記事前設定信号は、前記撮像手段が前記被選別物を撮像した後、前記選別手段に対して前記選別作動信号を出力するまでの遅延時間と、前記選別手段に対して前記選別作動信号を出力し続ける噴射時間との情報を含んでいることを特徴とする選別装置。