JP7139285B2 - 試験体とそれを用いた診断システム - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置にて検査ライン上を搬送される物品の検査を行う物品検査装置の診断に用いる試験体とそれを用いた診断システムに関する。

従来、搬送装置にて検査ライン上を搬送される物品の検査を行う物品検査装置としては、例えば物品中の異物を検出する金属検出装置やＸ線異物検出装置、物品を重量別に選別する重量選別機などが知られている。

ところで、この種の物品検査装置では、誤検出を低減して検出精度を保つため、物品の検査を行う前に試験体を用いて物品検査装置の動作を確認する作業を行っている。例えば下記特許文献１には、テストピースを用いた異物検出装置が開示されている。

この特許文献１のテストピースは、試験用異物片が収納部材に収納され、試験用異物片を識別する識別情報が光学的に読み取り可能な情報として記録された情報記録部を有するものである。そして、この特許文献１の異物検出装置では、テストピースを搬送装置にて検査ライン上を搬送させ、テストピースから識別情報を光学的に読み取り、読み取った識別情報に基づいてテストピースの識別を行い、この識別結果によって動作の確認を行っている。

このように、従来、物品検査装置の動作を確認するための試験体としては、所定の大きさの異物（特許文献１に開示される試験用異物片）を有するものや所定の重量から構成されるものが存在した。

特開２０１０－１０７３５７号公報

しかしながら、従来の物品検査装置に用いられる試験体には、試験体自身にセンサを備えたものが存在しなかった。そのため、例えばコンベア乗継時など、搬送中の物品の動的挙動に起因する検査機能不良は、熟練のサービスマンが実際の生産現場で物品検査装置の搬送系を診断および調整しなければならず、物品検査装置の搬送系に起因する物品の動的挙動による検査機能不良を容易に診断できないという課題が残っていた。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、物品検査装置の搬送系に起因する物品の動的挙動による検査機能不良を容易に診断することが可能な試験体とそれを用いた診断システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載された試験体は、搬送装置５で搬送される物品の検査を行う物品検査装置４の搬送系の診断に用いる試験体２であって、
三次元の各軸方向の動きを検出し、軸方向の加速度及び角速度を含むデータを出力するモーションセンサ１２と、
該モーションセンサを保持する保持部材１１と、
前記データを外部へ出力するための外部インタフェース部１５とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載された試験体は、請求項１の試験体において、
前記データを記憶する記憶部１４を有し、
前記外部インタフェース部１５は、前記記憶部のデータを所定のタイミングで出力することを特徴とする。

請求項３に記載された試験体は、請求項１または請求項２の試験体において、
前記外部インタフェース部１５は、無線送信により前記データを外部に出力することを特徴とする。

請求項４に記載された試験体は、請求項１～３の何れかの試験体において、
環境診断用センサ１３を備え、
前記外部インタフェース部１５は、前記環境診断用センサによるデータを外部へ出力することを特徴とする。

請求項５に記載された試験体を用いた診断システムは、請求項１～４の何れかの試験体２と、
該試験体が出力するデータを取得し、生成した前記三次元の各軸方向で時系列化した診断データに基づいて前記試験体を搬送した物品検査装置４の搬送系を診断する診断装置３とを備えたことを特徴とする。

請求項６に記載された試験体を用いた診断システムは、請求項５の診断システムにおいて、
前記診断装置３は、前記診断データから波形を生成することを特徴とする。

本発明によれば、物品検査装置の搬送系に起因する物品の動的挙動による検査機能不良を容易に診断することが可能となる。

本発明に係る試験体と診断システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る試験体を搬送装置で物品検査装置に向かって搬送する場合の概略斜視図である。 本発明に係る試験体の搬送装置上の各軸の説明図である。 （ａ）パック製品の被検査物の一例を示す図、（ｂ）（ａ）の被検査物に対応する試験体における保持部材の一例を示す図、（ｃ）容器製品の被検査物の一例を示す図、（ｄ）（ｃ）の被検査物に対応する試験体における保持部材の一例を示す図である。 （ａ），（ｂ）検査ライン上の搬送装置間の乗り継ぎの一例を示す説明図である。 （ａ）Ｙ軸方向の単位時間当たりの回転角の変化の一例を示す波形図、（ｂ）Ｚ軸方向の単位時間当たりの回転角の変化の一例を示す波形図である。 （ａ）Ｘ線検査装置においてシールドカーテンがない場合の試験体の搬送状態を示す図、（ｂ）Ｘ線検査装置においてシールドカーテンがある場合の試験体の搬送状態を示す図である。 図７（ｂ）において試験体の搬送方向の加速度の波形の一例を示す図である。 図８の加速度の波形から得られる搬送速度の波形の一例を示す図である。 図７（ｂ）において試験体の目標通過時間と目標搬送距離に対する実際の通過時間の一例を示す図である。 試験体の搬送速度が許容範囲内に収まっている場合の説明図である。 試験体の搬送速度が許容範囲から外れている場合の説明図である。 Ｚ軸方向の加速度の変化の一例を示す図である。 ピッチ軸方向の角速度の変化の一例を示す図である。 被検査物にモーションセンサを設けた試験体を搬送装置で搬送する場合の説明図である。 被検査物にモーションセンサを設けた試験体の各軸方向のデータを補正するための傾き検出データの一例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

［診断システムの構成］
図１に示すように、本実施の形態の診断システム１は、例えば検査ラインの上流から搬送される物品（被検査物）の検査を行う物品検査装置（例えば金属検出装置、Ｘ線異物検出装置、重量選別機など）に用いられる試験体２と、試験体２からのデータを取得して物品検査装置が配置される検査ラインの搬送系の診断を行う診断装置３を備えて概略構成される。以下、試験体２と診断装置３の構成について説明する。

［試験体の構成］
試験体２は、例えば金属検出装置、Ｘ線異物検出装置、重量選別機などの被検査物（物品）の検査を行う物品検査装置の搬送系の診断を行う際に用いる。試験体２は、図２に示すように、物品検査装置４の搬送系の診断を行う場合、検査ライン上の例えばベルトコンベアなどの搬送装置５（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）の搬送面５ａと接する面を底面とする保持部材１１に対し、図１のモーションセンサ１２、環境診断用センサ１３、記憶部１４、外部インタフェース部としての通信部１５が収容される。

試験体２を正規配置で搬送するため、保持部材１１の一面には、図２や図３に示すように、例えば矢印のマークからなる識別子１１ａが付されている。試験体２を正規配置する場合には、識別子１１ａが付された面を上にして識別子１１ａの矢印のマークを搬送方向Ａに一致させて搬送装置５の搬送面５ａ上に配置する。これにより、ユーザが試験体２を用いて診断を行う際に、試験体２が搬送装置５の搬送面５ａ上を誤った方向に搬送されるのを防ぐことができる。

なお、保持部材１１は、検査対象となる被検査物（物品）の構造的・物理的な特徴を模した形状および材質で構成するのが好ましい。

構造的・物理的な特徴とは、例えば重心位置、重心位置の自由度、機械的安定性、搬送装置５の搬送面５ａと接する基準面の形状や面積、基準面の硬度、基準面の摩擦係数などである。

具体的に説明すると、例えば図４（ａ）に示すようなパック製品が被検査物Ｗの場合には、図４（ｂ）に示す保持部材１１が用いられる。図４（ｂ）の保持部材１１は、図４（ａ）の被検査物Ｗと同等の高さに重心Ｇが位置し、底面側が欠切されて搬送装置５の搬送面５ａと接する被検査物Ｗの基準面Ｗａ（図の斜線部分）と同じ形状および面積の基準面１１ｂ（図の斜線部分）が形成された略直方体形状の金属または樹脂で構成される。

また、例えば図４（ｃ）に示すような容器製品が被検査物Ｗの場合には、図４（ｄ）に示す保持部材１１が用いられる。図４（ｄ）の保持部材１１は、図４（ｂ）の被検査物Ｗと同等の高さに重心Ｇが位置し、底面側が欠切されて搬送装置５の搬送面５ａと接する被検査物Ｗの基準面Ｗａ（図の斜線部分）と同じ形状および面積の基準面１１ｂ（図の斜線部分）が形成された略円柱形状の金属または樹脂で構成される。

なお、実際に検査を行う被検査物Ｗを保持部材１１として用い、被検査物Ｗにモーションセンサ１２、記憶部１４、通信部１５を設けて試験体２を構成することもできる。また、実際に検査を行う被検査物Ｗに合わせて寸法、形状、密度などの代表特性を定義したマスタワークを保持部材１１として用い、このマスタワークにモーションセンサ１２、記憶部１４、通信部１５を設けて試験体２を構成してもよい。その際、環境診断用センサ１３を必要に応じて設けることもできる。

モーションセンサ１２は、３軸加速度センサと３軸角速度センサから構成され、６軸のデータを出力するものである。３軸加速度センサは、図３のＸ軸（搬送面５ａの搬送方向Ａ）、Ｙ軸（搬送面５ａのＸ軸と直角をなす方向）、Ｚ軸（搬送面５ａの鉛直方向）それぞれの軸方向に対する加速度を検知する。３軸角速度センサは、図３のロール軸（搬送面５ａの搬送方向Ａ）、ピッチ軸（搬送面５ａのＸ軸と直角をなす方向）、ヨー軸（搬送面５ａの鉛直方向）それぞれの軸方向の角速度を検知する。モーションセンサ１２は、検知したデータを、３軸加速度センサが検知する加速度に比例した電圧や３軸角速度センサが検知する角速度に比例した電圧値をデジタル化して出力する。

モーションセンサ１２は、検知目的に応じて保持部材１１内の所定位置に配置される。例えば乗り継ぎ時の衝撃の検知を目的とする場合には、搬送装置５の搬送面５ａに近い保持部材１１の底面寄りの位置にモーションセンサ１２を配置する。その際、保持部材１１の底面寄りの位置における中央や搬送方向Ａの前後左右の複数箇所にモーションセンサ１２を配置するのが好ましい。

安定性の検知を目的とする場合には、保持部材１１の重心近傍にモーションセンサ１２を配置する。

揺れの検知を目的とする場合には、保持部材１１の上面寄りの位置にモーションセンサ１２を配置する。その際、保持部材１１の上面寄りの位置における中央や搬送方向Ａの前後左右の複数箇所にモーションセンサ１２を配置するのが好ましい。

環境診断用センサ１３は、例えば温度、湿度、気圧、圧力、風速、マイクロフォン（音）、磁気等の試験体２の周囲環境の物理量を検知するセンサである。例えば音のデータでは搬送時の異音診断が行え、気圧、風量データでは風などの環境診断にも適用できる。環境診断用センサ１３は、１つまたは複数のセンサを組み合わせて保持部材１１の内部に必要に応じて設けられる。環境診断用センサ１３が検知したデータは、各センサが検知して出力する値（電圧）をデジタル化して出力する。

なお、環境診断用センサ１３は、モーションセンサ１２と一緒に保持部材１１の内部に設けることが可能な場合、モーションセンサ１２が検知したい情報（例えば乗り継ぎ時の衝撃、安定性、揺れなど）が得られる最適な位置を実験などにより求めて配置するのが好ましい。

記憶部１４は、モーションセンサ１２が出力するデータを、所定周期（例えば５ｍｓ周期、２００Ｈｚ）で時系列的に取得して記憶するものであり、所定期間分のデータを記憶するＦＩＦＯ構造となっている。

また、記憶部１４は、環境診断用センサ１３が出力するデータを、モーションセンサ１２の時間軸に対応させて記憶する。

外部インタフェース部としての通信部１５は、自身を特定する試験体２の情報とともに記憶部１４のデータを所定のタイミングで無線で外部に転送するものである。通信部１５は、例えば国際無線通信規格「Ｗｉ－ＳＵＮ（Wireless Smarty Utility Network ）」などの産業用の特定小電力無線やブルートゥース（登録商標）（Bluetooth （登録商標））などの近距離無線通信、無線ＬＡＮの無線通信を可能とする。

なお、通信部１５は、記憶部１４のデータを一括して転送する例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格の通信ケーブル（ＵＳＢケーブル）等を介した各種の有線通信方式の有線通信や、外部インタフェース部としてＵＳＢメモリなどの媒体を介してデータを転送するものであってもよい。

また、データの記憶及び転送は、試験体２の搬送を検知（Ｘ軸方向（搬送方向Ａ）の加速度を検知）してリスタートするようにしてもよいし、試験体２に動作スイッチを設けて動作スイッチがＯＮ（リスタート）の状態のときに行うようにしてもよい。

［診断装置の構成］
診断装置３は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク装置等の記憶装置を備えたパーソナルコンピュータで構成され、予め格納されているプログラムを実行することにより各種の機能を実現するようになっている。

診断装置３は、取得した試験体２のデータに含まれる各軸の時系列のデータである診断のための診断データに基づいて試験体２を搬送した物品検査装置４の搬送系の診断を行う装置であり、図１に示すように、入力部２１、制御部２２、表示部２３を備える。

入力部２１は、例えばキーボードやマウス等の入力装置で構成され、物品検査装置４の搬送系の診断に必要な各種情報（例えば搬送装置５の搬送速度、搬送時間の許容範囲、試験体２のモーションセンサ１２で検知される加速度の各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）ごとの閾値、角速度の各軸（ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸）ごとの閾値、試験体２の環境診断用センサ１３で検知される物理量（例えば温度、湿度、気圧、圧力、風速、マイクロフォン（音）、磁気等）の閾値などが入力設定される。

制御部２２は、診断装置３を統括制御するもので、データ取得部２２ａ、記憶部２２ｂ、診断部２２ｃ、軸補正部２２ｄを含む。

データ取得部２２ａは、ネットワークに接続されて試験体２との間で通信を行い、試験体２のモーションセンサ１２や環境診断用センサ１３のデータを取得する。

記憶部２２ｂは、例えばハードディスク装置等で構成され、データ取得部２２ａが取得した試験体２のモーションセンサ１２や環境診断用センサ１３のデータを記憶する。また、記憶部２２ｂは、モーションセンサ１２の各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸）の規格値や閾値、環境診断用センサ１３の各物理量ごとの閾値、物品検査装置４の搬送系の診断に必要な計算式、診断部２２ｃによる診断結果などを記憶する。

診断部２２ｃは、記憶部２２ｂに記憶された試験体２のモーションセンサ１２や環境診断用センサ１３のデータ（それぞれ診断データともいう）を基に物品検査装置４の搬送系の診断を行う。例えば試験体２のモーションセンサ１２の各軸の測定値と最適な設定条件で予め測定されたモーションセンサ１２の各軸の規格値とを比較して搬送装置５の搬送面５ａの高さ、搬送装置間のギャップ（渡し板とのギャップ）が適切に調整されているか否かを診断する。また、物品検査装置４の機種ごとに定義された寸法の検査用マスタワークにモーションセンサ１２（必要に応じて環境診断用センサ１３を含む）を取り付けた試験体２を搬送装置５により搬送させ、検査領域におけるセンサのデータが所定範囲内の値であるか否か、および軸ごとの搬送特性を規格値と比較して合否を診断する。なお、診断部２２ｃによる診断の具体例については後述する。

また、診断部２２ｃは、記憶部２２ｂに時系列的に記憶された試験体２のモーションセンサ１２や環境診断用センサ１３のデータ（診断データ）をグラフ化し、データの時間的な変化を示す波形を生成するようにもなっている。さらに、グラフには、記憶部２２ｂに記憶されている各種閾値に合わせてグラフとすることもできる。この診断部２２ｃによる診断結果やグラフは、必要に応じて外部に出力される。例えば診断結果やグラフを物品検査装置４に出力して表示部に表示すれば、ユーザが目視により診断結果やその状況を確認することができる。

なお、軸補正部２２ｄは、後述するように、被検査物Ｗを保持部材１１として用い、モーションセンサ１２を後付けで被検査物Ｗに保持したものを試験体２として用いる場合に必要な構成であり、その処理内容については後述する。

表示部２３は、例えば液晶ディスプレイ等の表示器で構成され、データ取得部２２ａにて取得した試験体２のモーションセンサ１２や環境診断用センサ１３のデータの個別表示や履歴表示、診断部２２ｃによる診断結果やグラフの表示などを行う。

［物品検査装置の搬送系の診断］
上記のように構成される診断システム１により試験体２を用いて物品検査装置４の搬送系の診断を行う場合には、物品検査装置４の検査対象となる被検査物Ｗに合わせて用意した試験体２を搬送装置５の搬送面５ａ上に配置して搬送方向Ａに搬送させる。

試験体２を搬送装置５の搬送面５ａ上に配置する際には、図２や図３に示すように、識別子１１ａが付された面を上にして識別子１１ａの矢印のマークを搬送方向Ａに一致させて搬送装置５の搬送面５ａ上に試験体２を配置する。

試験体２は、搬送装置５により搬送方向Ａに搬送されると、この搬送に伴い、モーションセンサ１２の３軸加速度センサが図３のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの軸方向の加速度を検知し、３軸角速度センサが図３のロール軸、ピッチ軸、ヨー軸それぞれの軸方向の角速度を検知する。

なお、試験体２に環境診断用センサ１３が設けられる場合には、搬送装置５による搬送方向Ａへの搬送に伴い、例えば温度、湿度、気圧、圧力、風速、マイクロフォン（音）、磁気等の試験体２の周囲環境の物理量を検知する。

そして、診断装置３は、試験体２との間の通信により、試験体２のモーションセンサ１２や環境診断用センサ１３の検知によるデータを取得し、取得したデータを分析して物品検査装置４の搬送系を診断する。

［診断の具体例］
次に、試験体２を用いた物品検査装置４の搬送系の診断の具体例として例１～３について説明する。なお、以降の説明では、診断装置３が診断データから生成した波形のグラフ（図６、図８～図１４）を用いて説明する。

［例１：搬送装置間の乗り継ぎ時の姿勢変化］
図５（ａ），（ｂ）に示すように、搬送方向Ａに並んで上流側の搬送装置５Ａと下流側の搬送装置５Ｂとが配置され、搬送装置５Ａから搬送装置５Ｂに試験体２が受け渡される際の乗り継ぎ時の姿勢変化について説明する。

診断装置３は、搬送装置５Ａから搬送装置５Ｂへの試験体２の乗り継ぎ区間での波形が所定範囲内の波高値であるか否かにより姿勢変化を判別する。具体的には、試験体２のモーションセンサ２の検知によるデータからＹ軸方向の角速度の変化について、搬送装置５Ａから搬送装置５Ｂへの試験体２の乗り継ぎ時にＹ軸方向の角速度Ｇｙによる回転が無ければ、図６（ａ）の実線で示す振幅の小さな波形を得るので、Ｙ軸方向の回転による試験体２の姿勢変化は殆ど無いと判別する。これに対し、図５（ａ）の矢印Ｃで示すように、搬送装置５Ａから搬送装置５Ｂへの試験体２の乗り継ぎ時にＹ軸方向の角速度Ｇｙによる回転が有ると、図６（ａ）の点線で示すように、Ｙ軸方向の角速度Ｇｙによる回転が無いときよりも振幅が大きい波形を得るので、Ｙ軸方向の回転による試験体２の姿勢変化が有ると判別する。

また、診断装置３は、試験体２のモーションセンサ２の検知によるデータからＺ軸方向の角速度の変化について、搬送装置５Ａから搬送装置５Ｂへの試験体２の乗り継ぎ時にＺ軸方向の角速度Ｇｚによる回転が無ければ、図６（ｂ）の実線で示すように、ほとんど振幅の変化が無い波形を得るので、Ｚ軸方向の回転による試験体２の姿勢変化は殆ど無いと判別する。これに対し、搬送装置５Ａから搬送装置５Ｂへの試験体２の乗り継ぎ時にＺ軸方向の角速度Ｇｚによる回転が有ると、図６（ｂ）の点線で示すように、搬送装置５Ａから搬送装置５Ｂへの試験体２の乗り継ぎ時に対応して振幅が変化した波形を得るので、Ｚ軸方向の回転による試験体２の姿勢変化が有ると判別する。

このように、試験体２のモーションセンサ２の検知によるデータ、すなわち、Ｙ軸方向の角速度ＧｙおよびＺ軸方向の角速度Ｇｚの回転に伴う波形の振幅の大きさから搬送装置５Ａ，５Ｂ間の乗り継ぎ時の試験体２の姿勢の変化を診断することができる。そして、この診断結果により、例えば搬送装置５の搬送ベルトのテンション状態、搬送装置５の搬送ベルトの水平度の調整状態などを診断でき、物品検査装置４の設置時や保全時の調整作業をアシストすることが可能となる。

［例２：Ｘ線検査装置のシールドカーテンを通過する際の搬送乱れ］
図７（ａ），（ｂ）に示すように、物品検査装置４としてのＸ線検査装置にシールドカーテン４ａが無い場合と有る場合の搬送乱れについて説明する。

Ｘ線検査装置４にシールドカーテン４ａが無い場合、図７（ａ）に示すように、搬送装置５の入口Ｐ０にある試験体２は、搬送装置５の搬送ベルトが速度Ｖｃで駆動されると、速度Ｖ０を保って搬送装置５の出口Ｐ１まで搬送方向Ａに搬送される。

これに対し、Ｘ線検査装置４にシールドカーテン４ａが有る場合、図７（ｂ）に示すように、搬送装置５の入口Ｐ０にある試験体２は、搬送装置５の搬送ベルトが速度Ｖｃで駆動されると、速度Ｖ０を保ってシールドカーテン４ａに到達するまで搬送方向Ａに搬送される。しかし、試験体２は、シールドカーテン４ａを通過するときに抵抗を受けて速度がＶ１（＜Ｖ０）に落ち、シールドカーテン４ａ通過による遅れが生じた状態で搬送装置５の出口Ｐ１まで搬送される。

診断装置３は、Ｘ線検査装置４にシールドカーテン４ａが有る場合、図８に示すように、搬送方向Ａに対して加速度Ａｘの変動が生じた波形を取得し、この取得した波形の加速度の積分値（加速度波形の面積）から試験体２の搬送速度を算出する。このとき、図８の加速度の波形から算出される試験体２の搬送速度の波形を図９に示す。

そして、診断装置３は、図１０の点線で示すように、図９の試験体２の搬送速度の波形から試験体２が入口Ｐ０から出口Ｐ１に到達するまでの時間における搬送距離Ｌｘを算出する。

ここで、試験体２に加速度の変動が無ければ、図１０の実線で示すように、試験体２が搬送装置５の入口Ｐ０から出口Ｐ１までの距離（図１０の搬送距離Ｌ１）を移動するのに要する時間がＴ１となる。

これに対し、試験体２に図８に示す加速度の変動が有ると、図１０の点線で示すように、試験体２が搬送装置５の入口Ｐ０から出口Ｐ１までの距離（図１０の搬送距離Ｌ１）に到達するまでに要する時間がＴ１’と算出され、試験体２に加速度の変動が無い場合の時間Ｔ１に対して遅れ時間ｔが生じる。

そして、診断装置３は、図１１に示すように、遅れ時間ｔが許容＋と許容－との間（許容範囲）に収まっている場合には、試験体２がシールドカーテンを通過する際の搬送遅れ（搬送乱れ）が許容範囲内であると診断する。

これに対し、診断装置３は、図１２に示すように、遅れ時間ｔが許容＋と許容－との間（許容範囲）に収まっていない場合には、試験体２がシールドカーテンを通過する際の搬送遅れ（搬送乱れ）が許容範囲から超えていると診断する。

このように、目標の搬送速度Ｖ０に対する試験体２の実際の速度変動を算出し、搬送遅れ（搬送乱れ）の要因が搬送装置５のどの区間で発生しているかを判断し、搬送遅れが許容範囲に収まっているか否かを診断することができる。

［例３：予知保全］
試験体２からのデータにより物品検査装置４の搬送系を定期的に監視して予知保全する場合について説明する。

診断装置３は、試験体２のモーションセンサ１２や環境診断用センサ１３から取得したデータや診断結果を記憶部２２ｂに記憶し、記憶したデータや診断結果に基づいて予知保全する機能を有する。

具体的に、試験体２を搬送装置５に搬送させる試験を月日ごとに定期的に行い、その際に試験体２のモーションセンサ１２から取得したデータを記憶部２２ｂに記憶しておく。そして、診断装置３は、月日ごとのＺ軸方向の加速度を記憶部２２ｂに記憶されたデータから読み出し、図１３に示すように、Ｚ軸方向の加速度の履歴を閾値（Ｚ軸：図中の点線）とともに表示部２３に表示する。図１３の表示例では、Ｚ軸方向の加速度が月日の経過とともに徐々に増して閾値に近づいていることが判る。

また、診断装置３は、月日ごとのピッチ軸方向の角速度を記憶部２２ｂに記憶されたデータから読み出し、図１４に示すように、ピッチ軸方向の角速度の履歴を閾値（ピッチ軸：図中の点線）とともに表示部２３に表示する。図１４の表示例では、ピッチ軸方向の角速度が月日の結果とともに増え、ある時期ｔ１に閾値を超えたことが判る。

このように、記憶部２２ｂに記憶された試験体２のモーションセンサ１２（環境診断用センサ１３を含む）のデータや診断結果の推移を監視し、その結果から物品検査装置４の搬送系に伴う性能低下や劣化を推定して予知保全することができる。

［変形例について］
変形例として、図１５に示すように、実際に検査される被検査物Ｗを保持部材１１として用い、通信部１５とモーションセンサ１２とが一体となったモーションセンサユニットを被検査物Ｗに取り付けて（貼付して）保持することにより試験体２を構成することができる。この試験体２を用いれば、物品検査装置４が重量選別機の場合、搬送装置５や秤量コンベアの平面度や水平度だけでなく、搬送装置５と秤量コンベアとの間の乗り継ぎ時の揺れやモーションセンサ１２の各軸の振動や変動値を測定し、重量波形との相関を周波数や振幅、波形形状から判定して計量精度に与える乗り継ぎ要因の割合も求めて診断を行うことができる。

但し、このモーションセンサ１２を被測定物Ｗに取り付けた試験体２を用いた診断を行う場合、図１５に示すように、モーションセンサ１２の各軸は、図２のモーションセンサ１２を収容した保持部材１１のように搬送装置５の搬送面５ａと搬送方向Ａを基準とした場合の軸と異なる。このため、診断装置３の制御部２２は、被測定物Ｗにモーションセンサ１２を取り付けた試験体２から得られる各軸方向のデータに対し、各軸方向の軸を補正して診断データとする軸補正部２２ｄを備える。

軸補正部２２ｄは、被検査物Ｗに取り付けたモーションセンサ１２がＤＣ成分を検出してデータを出力する場合、保持部材１１に収容されたモーションセンサ１２の加速度センサ（ＤＣ検出タイプ）の傾き検出データ（図１６のデータ）を使用して、被検査物Ｗに取り付けたモーションセンサ１２の取り付け向きを把握して各軸方向の軸を補正する。すなわち、被検査物Ｗにモーションセンサ１２を取り付けて、停止状態の搬送装置５の搬送面５ａ上に配置したときの重力加速成分を検知して補正する。例えば図１５においてモーションセンサ１２を被測定物Ｗに取り付けた試験体２の流れ方向がＺ＋の場合、図１６の傾き検出データに示すように、加速度センサのＹ軸方向の重力加速成分を＋１ｇとして補正する。

また、軸補正部２２ｄは、被検査物Ｗに取り付けたモーションセンサ１２がＡＣ成分を検出してデータを出力する場合、予めデータを取得したモーションセンサ１２を正規配置で停止状態の搬送装置５の搬送面５ａ上に配置する。そして、停止状態から所定の速度で搬送装置５を作動させたときのＸ軸方向の加速度データの波形に対し、ＸＹ角とＸＺ角を所定の角度で少しずつずらして分解した３軸の分解波形を得る。そして、この３軸の分解波形の中で、停止状態の搬送装置５の搬送面５ａ上に被検査物Ｗにモーションセンサ１２を貼り付けた試験体２を配置して同一の搬送条件で搬送装置５を作動する。これにより、得られる各軸方向の加速度データの波形が最も近いときのＸＹ角とＸＺ角を補正量として求めて軸を補正する。

このように、本実施の形態によれば、物品検査装置４の搬送系の動作を確認するための試験体２自身にセンサ（モーションセンサ１２、環境診断用センサ１３）を備え、試験体２の搬送中にセンシング結果を送信することにより、物品検査装置の搬送系に起因する物品の動的挙動による検査機能不良を容易に診断することができる。また、環境診断用センサ１３のセンシング結果をデータ化することにより、物品検査装置が設置環境から受けるストレス変動（温度、振動、風、音など）を分析することができる。そして、これらのセンシング結果から物品検査装置４の検査性能について、静的特性と動的特性をそれぞれ個別に検証およびバリデーションすることが可能となる。

また、試験体２から取得したデータを診断データとして診断装置３で分析することにより、物品検査装置４の搬送系の状態（搬送装置５間の乗り継ぎ調整の状態、搬送ベルト５ａの搬送面の水平度の調整状態など）を診断でき、物品検査装置４の設置時や保全時の調整作業をアシストすることが可能となる。

さらに、試験体２を用いた場合の検査性能の結果と実際の生産の結果を比較することにより、実際に生産される被検査品の構造的・物理的な特徴のばらつきを把握することが可能となる。

また、試験体２を動作確認用マスタワークとして使用すれば、設置時からの搬送装置５の搬送状態の変化を確認でき、性能低下や劣化を早期に発見することで予知保全機能としても使用することができる。

さらに、試験体２を使用した動作確認時に試験体２がＮＧワークとして排出されたことを、試験体２のセンサ（モーションセンサ１２、環境診断用センサ１３）のデータから判断し、試験体２が選別されたか否かを、人による確認から診断装置３側で確認できるようになり、無人化ラインの実現が可能になる。

なお、物品検査装置４に試験体２専用の格納場所を設けておけば、稼働中は物品検査装置４に備わる設置環境特性（例えば温度、湿度、振動、風速など）をセンシングするセンサとして用いることが可能となる。

以上、本発明に係る試験体とそれを用いた診断システムの最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。

１ 診断システム
２ 試験体
３ 診断装置
４ 物品検査装置
５（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ） 搬送装置
５ａ 搬送面
１１ 保持部材
１１ａ 識別子
１１ｂ 基準面
１２ モーションセンサ
１３ 環境診断用センサ
１４ 記憶部
１５ 通信部
２１ 入力部
２２ 制御部
２２ａ データ取得部
２２ｂ 記憶部
２２ｃ 診断部
２２ｄ 軸補正部
２３ 表示部
Ａ 搬送方向
Ｗ 被検査物（物品）
Ｗａ 基準面
ｔ 遅れ時間

Claims (6)

1. 搬送装置（５）で搬送される物品の検査を行う物品検査装置（４）の搬送系の診断に用いる試験体（２）であって、
   三次元の各軸方向の動きを検出し、軸方向の加速度及び角速度を含むデータを出力するモーションセンサ（１２）と、
   該モーションセンサを保持する保持部材（１１）と、
   前記データを外部へ出力するための外部インタフェース部（１５）とを備えたことを特徴とする試験体。
2. 前記データを記憶する記憶部（１４）を有し、
   前記外部インタフェース部（１５）は、前記記憶部のデータを所定のタイミングで出力することを特徴とする請求項１に記載の試験体。
3. 前記外部インタフェース部（１５）は、無線送信により前記データを外部に出力することを特徴とする請求項１または２に記載の試験体。
4. 環境診断用センサ（１３）を備え、
   前記外部インタフェース部（１５）は、前記環境診断用センサによるデータを外部へ出力することを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の試験体。
5. 請求項１～４の何れかの試験体（２）と、
   該試験体が出力するデータを取得し、生成した前記三次元の各軸方向で時系列化した診断データに基づいて前記試験体を搬送した物品検査装置（４）の搬送系を診断する診断装置（３）とを備えたことを特徴とする診断システム。
6. 前記診断装置（３）は、前記診断データから波形を生成することを特徴とする請求項５に記載の診断システム。

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