JP7242603B2 - 物品選別装置および物品検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、物品選別装置および物品検査装置に関し、特に物品検査結果に応じてその物品を搬送経路上で選別するのに好適な選別装置および物品検査装置に関する。

各種の物品を所定の搬送経路で順次搬送しつつ搬送中の各物品の重量やサイズ、品質その他の検査項目について物品検査を実行し、その検査結果に応じて検査済みの物品を選択的に搬送路の外方に排出したり、検査結果に対応する複数の下流側搬送路のいずれかに振り分けたりする物品選別装置あるいは選別機能付きの物品検査装置が、従前より知られている。

このような物品選別装置および物品検査装置においては、被検査物品（以下、ワークともいう）の搬送間隔（時間間隔）が小さい高速搬送を行う場合に、選別排出対象ワークに後続するワークが排出動作完了直後の選別機構、例えばプッシャーに接触してその選別機構に巻き込まれことを防止する必要がある。

この種の巻き込み防止を図る従来技術として、特許文献１には、プッシャーの押出部材に対し常時搬送方向上流側および復帰方向側に位置するよう姿勢変化し、近付いた後続のワークに係合する係合部材を有する巻込防止機構が開示されている。

また、特許文献２には、サイズや重量の異なるワークの品種ごとに巻込防止機構の調整作業が必要となるのを回避するべく、不良品のワークを選別排出する動作中に後続ワークが所定の挟み込み誘発領域内に進入してきたことを検出すると、検査装置の制御部から選別機構の駆動手段に選別動作を中断させる駆動停止信号を出力するようにしたものが開示されている。

特開２００７－５５７３２号公報 特開２０１２－１９３００１号公報

しかしながら、上述のような従来の物品選別装置および物品検査装置にあっては、物品検査区間から選別区間までの複数のコンベアの間の乗り継ぎや前段装置の不備などにより、選別排出対象となった不良ワークとその直後の後続ワークとの間の搬送間隔が、不良ワークの安定した通常排出動作を実行するために予めユーザーにより設定された所定動作時間よりも短い時間間隔となってしまった場合に、同一の検査・選別ライン上の全ワークの搬送を強制停止させていた。

そのため、プッシャー等の選別手段による後続ワークの巻込みを確実に防止できるものの、一部の少数のワークの搬送間隔の詰まりのために他の多数のワークの搬送や検査を停止させなければならず、選別装置や選別機能付きの検査装置の能力低下、すなわち生産性の低下を招いてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、選別手段による後続ワークの巻込みを確実に防止でき、かつ、搬送間隔が予め設定された所定動作時間よりも短い時間間隔となってしまった場合でも、選別動作を極力実行してコンベアの強制停止による生産性の低下を有効に抑制することのできる物品選別装置および物品検査装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る物品選別装置は、上記目的達成のため、物品を所定の搬送方向に順次搬送する搬送手段と、所定の選別指令信号に従って前記物品の押出し開始位置から押出し終了位置まで移動し、前記物品を前記搬送手段による搬送経路から外れる方向に選別する押出部材を有する選別手段と、前記押出部材が前記押出し開始位置から前記押出し終了位置まで移動して前記押出し開始位置に戻るまでの往復移動が所定動作時間で完了するように前記選別手段を制御する選別制御手段と、を備え、前記選別制御手段は、前記選別指令信号を受けた選別対象物品と後続物品との間の物品間隔が前記所定動作時間より短くなったとき、該物品間隔に対応する短縮動作時間だけ前記押出部材を往復移動させても前記物品が前記搬送経路から外れる製品押出し率が所定値以上となる場合には、前記押出部材を、前記押出し終了位置に到達する前の途中折返し点から前記押出し開始位置に戻す制御を実行することを特徴とする。

この構成により、本発明では、選別指令信号を受けた物品と後続物品との間の物品間隔が所定動作時間より短くなったとき、その物品間隔に対応する短縮動作時間だけ押出部材を往復移動させたとしても物品が搬送経路から外れる製品押出し率が所定値以上となることを条件に、押出部材が押出し終了位置に達する前に押出部材を開始位置側に戻す押出し動作ストローク短縮制御が実行される。したがって、物品間隔が所定動作時間より短くなっても、押出部材による後続ワークの巻込みを防止できるとともに、少数のワークの搬送間隔の詰まりのために他の多数のワークの搬送や検査を停止させる頻度を抑えて、生産性を高めることができる。

なお、物品間隔が詰まり過ぎ、短縮動作時間中の押出部材の往復移動では物品が搬送経路から外れる製品押出し率を所定値以上にすることができない条件下では、選別指令信号を受けた物品と後続物品との間の物品間隔を広げるように後続物品の搬送停止や取り出し等を行うことができる。

（２）本発明の物品選別装置においては、前記搬送経路の上流側所定位置で前記物品を検知する物品検知センサが設けられ、前記選別制御手段は、前記物品検知センサの検知情報を基に前記物品間隔を検出し、該物品間隔に応じて前記選別手段の動作を制御する、という構成とすることができる。

このような構成で実施すると、押出部材の往復移動エリアから選別対象物品の後続物品の先端までの間隔を物品検知センサで精度良く把握可能となり、後続ワークの巻込み防止と生産性の向上にさらに効果的となる。

（３）本発明においては、前記選別手段が、前記押出部材を往復移動させるアクチュエータとしてエアシリンダを有しており、前記選別制御手段は、前記製品押出し率を、前記短縮動作時間中における前記押出部材の押出し動作時間または押出し動作距離に対応する値として算出する、という構成とすることもできる。

このような構成で実施すると、エアシリンダの作動に応じて押出部材が押出し終了位置に達する前に、押出部材を押出し開始位置側に戻し始める押出し動作ストローク短縮制御が容易に実行可能となる。

（４）本発明においては、あるいは、前記選別手段が、前記押出部材を往復移動させるアクチュエータとしてステッピングモータを有しており、前記選別制御手段は、前記製品押出し率を、前記押出部材の押出し動作速度および押出し動作時間に対応する値として算出する、という構成とすることもできる。

このようにすると、ステッピングモータの回転に連動する押出部材の移動速度を加減して、短縮動作時間中における押出部材の押出し動作時間または押出し動作距離を容易に調整することができ、選別対象物品の所定姿勢での選別排出制御が容易に実行可能となる。

（５）前記製品押出し率を設定する押出し率設定手段を設けた構成とすることもできる。

この場合、被検査物ごとに予め選別排出が可能な製品押出し率を実測しておき、製品間隔に詰りが生じた場合でも、確実な選別のための押出し動作または半押出し動作を行うことが可能となる。

（６）本発明に係る物品検査装置は、所定の搬送方向に順次搬送される物品の品質を該物品に対応した検査条件に従って検査する検査手段と、前記検査手段の検査結果に応じて選別が要求される所定搬送区間内の選別対象物品を前記搬送手段による搬送経路から外れる方向に選別する押出部材を有する選別手段と、を備えた物品検査装置において、前記所定搬送区間への前記物品の搬入を検知する物品検知センサと、前記物品検知センサの検知情報を基に選別開始タイミングを設定するとともに、前記選別対象物品と後続物品との間の物品間隔が前記選別開始タイミングから前記押出部材の往復移動を伴う選別動作を完了させるまでの所定動作時間より短くなったとき、該物品間隔に応じて前記選別手段の前記選別動作を時間短縮させる選別制御手段と、をさらに備え、前記選別制御手段は、前記選別対象物品と前記後続物品との間の物品間隔が前記所定動作時間より短くなったとき、該物品間隔に対応する短縮動作時間だけ前記押出部材を往復移動させても前記物品が前記搬送経路から外れる製品押出し率が所定値以上となる場合には、前記押出部材を、前記選別開始タイミングから前記短縮動作時間だけ往復移動させる半押出し動作を実行することを特徴とするものである。

この構成により、本発明では、選別対象物品と後続物品との間の物品間隔が所定動作時間より短くなっても、その物品間隔に対応する短縮動作時間だけ押出部材を往復移動させることで物品が所定製品押出し率以上に搬送経路から外れる程度の押出し動作が可能ならば、押出し動作が短縮実行される。したがって、物品間隔が所定動作時間より短くなっても、押出部材による後続ワークの巻込みを防止できるとともに、少数のワークの搬送間隔の詰まりのために他の多数の後続ワークの搬送や検査を停止させる頻度を抑えて、生産性を高めることができ、物品検査装置の能力低下を有効に回避できることになる。

本発明によれば、選別手段による後続ワークの巻込みを確実に防止でき、かつ、搬送間隔が予め設定された所定動作時間よりも短い時間間隔となってしまった場合でも、選別動作を極力実行してコンベアの強制停止による生産性の低下を有効に抑制することができる物品選別装置および物品検査装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る物品選別装置の概略構成を示す平面図であり、選別機能を有する物品検査装置の一部として構成された場合を例示している。 本発明の一実施の形態に係る選別機付きの物品検査装置の概略ブロック構成図である。 本発明の一実施の形態に係る物品選別装置におけるプッシャー式の選別機の押出し率の説明図である。 本発明の一実施の形態に係る物品選別装置における物品間隔の詰まりに応じた押出し条件の設定条件をタイミングチャートで示す押出し条件説明図である。 （ａ）は本発明の他の実施の形態に係る物品選別装置の概略構成を示す平面図、（ｂ）は図５（ａ）のＢ５－Ｂ５矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）に対応する変形態様を示す要部断面正面図である。 本発明の他の実施の形態に係る物品選別装置の動作説明図で、（ａ）は通常の選別排出動作時を例示し、（ｂ）は短縮動作時間の選別排出動作時を例示している。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。

（一実施形態）
本発明の一実施形態に係る物品選別装置は、選別機能を有する物品検査装置、例えば選別機付きのＸ線異物検出装置の一部として構成されている。

まず、その構成について説明する。

図１～３に示すように、本発明の一実施形態に係る物品検査装置１は、被検査物品であるワークＷを所定の搬送方向に順次搬送する複数のコンベア１１、１２、１３を有する搬送部１０（搬送手段）と、所定の搬送方向に延びるコンベア１１～１３（搬送経路）上のワークＷの品質状態をその品種に対応した検査条件に従って検査区間Ｚ１内で検査する検査部２０（検査手段）と、検査部２０の検査結果に応じ選別が要求されるワークＷ（選別対象物品）が発生したとき、検査区間Ｚ１の下流側の選別区間Ｚ２内で選別対象のワークＷをコンベア１１～１３上から外れる方向に押出し選別する選別機３０（選別手段）と、を具備している。

また、選別区間Ｚ２の上流側、例えば検査区間Ｚ１の上流端側には、所定搬送区間である検査区間Ｚ１および選別区間Ｚ２へのワークＷの搬入を両区間Ｚ１、Ｚ２中の搬送経路の上流側所定位置で検知する物品検知センサ４１が設けられている。

この物品検知センサ４１は、例えば搬送部１０の搬送方向（図１中の左右方向）に対し略直交する光軸を有し、ワークＷによって遮光または反射されることでＯＮ／ＯＦＦが切り替わる光学式のものであり、各ワークＷの先端および後端が搬送方向の所定位置を通過するタイミングを検知可能である。なお、物品検知センサ４１をカメラ画像やＸ線画像から物品検知する手段にすることも考えられる。

搬送部１０のコンベア１１～１３は、詳細を図示しないが、例えばそれぞれループ状の搬送ベルトを複数の搬送ローラに巻回させ、各搬送ベルトの上走区間によりワークＷを図１中の右方向に順次搬送することができるベルトコンベアとなっており、図示しない筐体に支持されている。

検査部２０は、搬送部１０によりコンベア搬送されるワークＷに製品として要求される品質や物理量の適否等、例えば混入異物の有無、欠品の有無、内容物の形状・サイズ・収納状態等の合否、密度・厚さ・体積もしくは質量の分布等のいずれかを検査するようになっている。

この検査部２０は、ワークＷを透過可能なＸ線を発生し、コンベア１１上のワークＷに向けて搬送部１０の搬送方向に対し略直交するファンビーム状に照射することができるＸ線発生器２１と、コンベア１１の上走区間１１ａの直下に配置されたＸ線検出器２２を有している。

Ｘ線検出器２２は、例えば蛍光体であるシンチレータとフォトダイオードもしくは電荷結合素子とからなる検出素子を、搬送部１０の搬送路の幅員方向にアレイ状に所定ピッチで配設し、所定解像度でのＸ線検出を行なうようにしたＸ線ラインセンサカメラで構成されている。

すなわち、Ｘ線検出器２２は、Ｘ線発生器２１から照射されてワークＷを透過したＸ線を前述の検出素子に対応する所定透過領域ごとに検出し、そのＸ線の透過量に応じた電気信号に変換して、透過領域ごとのＸ線検出信号を出力できるようになっている。

選別機３０は、選別区間Ｚ２（所定搬送区間）内のワークＷを搬送部１０の搬送経路であるコンベア１２上から側方（図１中の下方）の排出コンベア４５上に押し出すことができる押出部材３１と、押出部材３１を駆動する駆動機構３２と有するプッシャー方式のものである。

押出部材３１は、例えばワークＷの搬送方向およびコンベア１２上の高さ方向に広がる平坦なあるいは湾曲した板面を有する板状体で構成されている。

駆動機構３２は、押出部材３１をワークＷの搬送方向に対し略直交する方向に往復移動させることができる例えば流体圧作動式のアクチュエータ３３と、制御信号入力に応じてアクチュエータ３３に対する加圧流体の供給を制御する作動制御バルブ３４とを含んで構成されており、アクチュエータ３３は、例えばエネルギ源である圧空源３５からのエア（流体）の給排制御により伸縮するエアシリンダあるいは復帰ばねを内蔵し圧空源３５からのエア（加圧流体）の供給時に伸張するエアシリンダで構成されている。

また、駆動機構３２は、作動制御バルブ３４によりアクチュエータ３３への加圧流体の供給もしくは流体の給排を制御することで、押出部材３１を図１中に実線で示す押出し開始位置（図３中にＰ１で示す）から同図中に仮想線で示す押出し終了位置（図３中にＰ２で示す）へと押出し方向に移動させる押出し駆動と、押出部材３１を押出し終了位置Ｐ２から押出し開始位置Ｐ１に戻るように復帰させる復帰駆動とを、コンベア１２の幅員方向の横幅Ｌｃ（図３参照）程度かそれ以下のアクチュエータ３３の略一定速度の伸縮動作に伴って実行することができるようになっている。

勿論、駆動機構３２のアクチュエータ３３は、流体圧作動式に限定されるものではなく、例えばステッピングモータ等の回転アクチュエータであってもよい。その場合、駆動機構３２は、アクチュエータ３３の出力回転を押出部材３１の往復直線運動に変換する運動変換機構を併用することが考えられる。また、搬送部１０がローラコンベアで構成される場合、駆動機構３２をコンベアの下方に配置することも考えられる。

図２に示すように、物品検査装置１は、さらに、搬送部１０のコンベア１１および検査部２０を制御する第１制御部５０と、搬送部１０のコンベア１２および選別機３０を制御する第２制御部６０と、を具備している。これら第１制御部５０および第２制御部６０は、具体的なハードウェア構成を図示しないが、それぞれ例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力インターフェース回路等を含んで構成されており、ＲＯＭや他のメモリデバイスに格納された所定の搬送制御プログラム、検査制御プログラムおよび選別制御プログラム等によって、搬送部１０の搬送制御、検査部２０のＸ線検査の制御、選別機３０の選別動作制御等を実行するようになっている。そして、第１制御部５０および第２制御部６０は、前述の各種制御プログラムを実行することで、以下に述べる複数の手段の制御機能を発揮し得るように構成されている。

第１制御部５０は、搬送部１０のコンベア１１によるワークＷの搬送速度や搬送間隔等を制御する搬送制御手段５１と、Ｘ線発生器２１の出力を制御したりワークＷの搬送速度に応じたＸ線検出器２２のＸ線ライン検出周期および検査期間等を制御したりして検査部２０における検査を制御する一方、物品検知センサ４１による物品検知情報や検査結果を第２制御部６０側に出力する検査制御手段５２と、操作入力および表示が可能な操作画面５３とを含んでいる。検査制御手段５２は、検査部２０での検査結果に応じて、例えば検査中のワークＷ中に異物が検出されたとき、物品検知センサ４１による今回のワークＷの物品検知タイミングから所定の選別遅延時間Ｔ３[ms]内に、異物が検出されたワークＷの選別排出を指令する選別指令信号ＲＪを生成して、第２制御部６０に出力することができる。

第２制御部６０は、搬送部１０のコンベア１２によるワークＷの搬送速度や搬送間隔等を制御する搬送制御手段６１と、第１制御部５０からの物品検知情報や選別機３０の動作を制御する選別制御手段６２とを含んでいる。

図４中に示すように、第２制御部６０は、通常、或るワークＷについての物品検知センサ４１の検知情報を基に、そのワークＷがワーク検知時点ｔｄ（同図中のｔｄ１、ｔｄ２、ｔｄ３、ｔｄ４、ｔｄ５のいずれか）から検査区間Ｚ１を通過し選別区間Ｚ２内の所定位置に達するまでの選別遅延時間Ｔ３を選別までの待機時間として設定し、その選別遅延時間Ｔ３中は同ワークＷに対する選別機３０の選別動作を実行させないようになっている。

また、第２制御部６０は、ワーク検知時点ｔｄから選別遅延時間Ｔ３が経過する時点を、選別開始タイミングｔｐ（同図中のｔｐ１、ｔｐ２、ｔｐ３、ｔｐ４のいずれか）として設定するとともに、通常、図４中の条件（１）の範囲内に示す正常搬送時のように、ワークＷの品種に応じた押出し動作速度で、選別対象のワークＷをコンベア１２の幅員方向の横幅Ｌｃに近い通常の動作ストローク分の押出し動作により選別排出するための通常の選別動作時間である排出動作設定時間Ｔ４[ms]を設定することができる。

この第２制御部６０は、選別指令信号ＲＪに従って選別機３０を制御することで、押出部材３１が図１に実線で示す押出し開始位置Ｐ１から同図中に仮想線で示す押出し終了位置Ｐ２まで移動した後に押出し開始位置Ｐ１に戻るまでの往復移動を、所定動作時間である排出動作設定時間Ｔ４中に完了させる選別制御手段となっている。

ここで、排出動作設定時間Ｔ４は、許容される最重量のワークＷをアクチュエータ３３最短の収縮状態から最長の伸張状態に伸張させる場合の最短動作時間Ｔａ[ms]より大きい（長い）時間として、ユーザーによる予めの試験運転下でワークＷの安定した排出姿勢や排出完了位置となり、アクチュエータ３３のワーク排出完了姿勢の一定時間保持が可能となるように調整され設定されている。

ところで、搬送部１０は、複数のコンベア１１～１３を有しており、搬送中の各ワークＷは隣り合うコンベア１１、１２の間で、さらに隣り合うコンベア１２、１３の間でも、乗り移りにより搬送支持状態が変動し、スリップ等を生じることがある。あるいは、検査部２０に投入される間隔自体に、ばらつきが生じ、物品間隔Ｄが小さくなることがある。

第２制御部６０の選別制御手段６２は、選別対象のワークＷとその直後の後続ワークＷ（複数の後続物品のうち最下流に位置するもの）との間の物品間隔Ｄ（図１参照）を少なくとも物品検知センサ４１の検知情報を基に検出し、その物品間隔Ｄに対応する搬送時間が所定動作時間より短くなったとき、その短くなった物品間隔Ｄに応じて選別機３０の選別動作時間を時間短縮させるようになっている。

ここでの所定動作時間とは、前述の選別遅延時間Ｔ３および排出動作設定時間Ｔ４と、押出部材３１を押出し終了位置Ｐ２から押出し開始位置Ｐ１に戻るように復帰させる際の最短動作時間Ｔａとを合わせた、押出部材３１の通常の往復動作に要する時間（Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔａ）であり、各ワークＷについて、物品検知タイミングから選別開始タイミングｔｐ１までの選別遅延時間Ｔ３が経過し、選別開始タイミングｔｐ１から押出部材３１の往復移動を伴う選別動作が完了するまでの実押出し動作時間が更に経過するまでの総経過時間である。

具体的には、第２制御部６０の選別制御手段６２は、図４中の条件（２）の範囲内に示すように、選別対象のワークＷと後続ワークＷとの間の先端間の物品間隔Ｄが所定動作時間（Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔａ）に対応する物品間隔Ｄ１よりも短い物品間隔Ｄ２になったとき、その物品間隔Ｄ２に対応する搬送時間が、例えば押出し時の最短動作時間Ｔａと復帰時の最短動作時間Ｔａ（実際には、押出し時の最短動作時間＞復帰時の最短動作時間となる場合があるが、簡略化のため同一時間として説明する）との和以上（Ｄ２＞２Ｔａ）であれば、選別開始タイミングｔｐ２から所定動作時間（Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔａ）より短い短縮動作時間２Ｔａ（同図中の「Ｔａ押＋Ｔａ戻」）を設定するようになっている。なお、この場合の短縮動作時間２Ｔａの終了時点は、後続するワークＷに対する次の選別遅延時間Ｔ３中に入り得るが、次の選別開始タイミングｔｐ３より前に短縮動作時間が終了することになる。また、この場合、最短動作時間Ｔａでの排出動作が間に合うと判断し、選別制御手段６２が押出部材３１の往復動作を伴う選別動作時間を２Ｔａに自動切換えする。この場合の選別動作時間Ｔａは、最短動作時間であって選別機３０の選別排出動作の安定排出限界であり、押出部材３１の動作速度および動作ストロークＳｔを設定する必要がある。

また、選別制御手段６２は、図４中の条件（３）の範囲内に示すように、選別対象のワークＷと後続ワークＷとの間の物品間隔Ｄが押出し時の最短動作時間Ｔａと復帰時の最短動作時間Ｔａとの和程度の物品間隔Ｄ３となったとき（Ｄ３≒２Ｔａの場合）には、選別開始タイミングｔｐ２から通常の往復動作時間（Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔａ）より短い短縮動作時間を２Ｔａに設定するようになっている。この場合、短縮動作時間２Ｔａ（同図中の「Ｔａ押＋Ｔａ戻」）の終了時点は、後続するワークＷに対する次の選別遅延時間Ｔ３中に大きく入り込むことになるが、次の選別開始タイミングｔｐ４より前である。

さらに、図４中の条件（４）の範囲内に示すように、選別対象のワークＷと後続ワークＷとの間の物品間隔Ｄが詰まって押出し時の最短動作時間Ｔａと復帰時の最短動作時間Ｔａとの和より短い物品間隔Ｄ４となったとき（Ｄ４＜２Ｔａ）、例えばいわゆる２個乗りかそれに近い状態が一時的に発生した場合で解消可能なときには、短縮動作時間を２Ｔａにしたのでは戻り時の巻き込みを回避することが困難である。そこで、選別制御手段６２は、押出部材３１の押出し時と復帰時のそれぞれにつき、前述の最短動作時間Ｔａより短い半押出し動作時間Ｔａ_newを例えばＤ４－Ｔ３≒２Ｔａ_newとなるように設定し、アクチュエータ３３の動作ストロークＳｔ自体を通常より小さいストローク値に設定することで、物品間隔Ｄの詰まりを解消する。なお、この場合、ワークＷが半押出し動作により押し出された後に慣性によっても排出方向に所定距離だけ移動し得るように、押出し完了位置Ｐ２での製品押出率（Ｌｅ／Ｌｗ）が設定されている。

この場合の半押出し動作時間Ｔａ_new は、次式〔１〕により算出される。

Ｔａ_new [ms] ＝
{Ｌｃ－Ｌｗ（１－製品押出率／１００）}×（１／Ｓｔ）×Ｔａ・・・〔１〕
ここで、Ｌｃは選別コンベア幅、Ｌｗはワーク幅、Ｓｔは動作ストローク、Ｔａはアクチュエータ３３を構成するエアシリンダの最短動作時間である。

加えて、図４中の条件（５）の範囲内に示すように、選別対象のワークＷのスリップ等によって２個乗りが発生し、選別動作時間および動作ストロークの短縮では巻き込みを回避することが非常に困難になった場合には、第２制御部６０の選別制御手段６２は、第１制御部５０からの停止指令信号を受けて搬送部１０による物品搬送を停止させ、２個乗り製品が正常な製品の排出経路に流出することを回避する。

第２制御部６０の選別制御手段６２は、このように選別指令信号ＲＪを受けた選別対象のワークＷと後続ワークＷとの間の物品間隔Ｄが、所定動作時間（Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔａ；選別遅延時間Ｔ３経過後の通常の選別動作時間（Ｔ４＋Ｔａ））より短くなったとき、選別機３０の押出部材３１を選別開始タイミングＴｐから短縮動作時間２Ｔａもしくは２Ｔａ_newだけ往復移動させる半押出し動作を実行させる。

選別制御手段６２は、また、その半押出し動作を実行するのに先立ち、押出部材３１を往復移動させてもワークＷがコンベア１２上の搬送経路から外側方に外れる割合が所定値以上となるか否かを判定し、所定値以上となる場合にのみ、押出部材３１を、選別開始タイミングｔｐから短縮動作時間だけ往復移動させる半押出し動作を実行させる。

すなわち、詰まった物品間隔に対応する短縮動作時間２Ｔａもしくは２Ｔａ_newだけ押出部材３１を往復移動させたとしても、選別対象のワークＷがコンベア１２の横幅Ｌｃ内の搬送経路から外側方に外れ得るワーク幅の割合（はみ出し幅Ｌｅ／ワーク幅Ｌｗ）が所定値以上になると判定された場合には、選別制御手段６２は、選別機３０の押出部材３１を、図３に示すように、コンベア１２の横幅Ｌｃ程度の押出し終了位置Ｐ２に到達する前の半ストローク位置（Ｓｔ＜Ｌｃとなる位置の意）まで移動させた時点で、その位置を途中折返し点Ｐ３として押出し開始位置Ｐ１側に戻し始める動作ストローク短縮制御を実行するようになっている。

第１制御部５０の操作画面５３およびこれと協働する第２制御部６０の選別制御手段６２は、押出部材３１により半押出しされたワークＷが選別区間Ｚ２中の搬送経路から外側方に外れる割合を、押出部材３１によるワークＷの搬送経路外への製品押出し率（はみ出し幅Ｌｅ／ワーク幅Ｌｗ）として、操作画面５３を介して設定可能な押出し率設定手段を構成しており、操作画面５３からの製品押出し率の設定入力が可能である。

本実施形態においては、選別機３０が押出部材３１を往復移動させるアクチュエータ３３としてエアシリンダを有しているので、選別制御手段６２は、押出部材３１により半押出しされたワークＷが選別区間Ｚ２中の搬送経路から外側方に外れる割合を、短縮動作時間２Ｔａもしくは２Ｔａ_new中における押出部材３１の押出し動作時間または押出し動作距離に対応する値として算出する。ただし、選別機３０が押出部材３１を往復移動させるアクチュエータとしてステッピングモータを有している場合等には、選別制御手段６２は、押出部材３１により半押出しされたワークＷが選別区間Ｚ２中の搬送経路から外側方に外れる割合を、押出部材３１の押出し動作速度および押出し動作時間に対応する押出し動作距離相当の値として算出してもよい。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態においては、選別指令信号ＲＪを受けたワークＷと後続ワークＷとの間の物品間隔Ｄが所定動作時間である排出動作設定時間Ｔ４より短くなったとき、その物品間隔Ｄに対応する短縮動作時間２Ｔａもしくは２Ｔａ_newだけ押出部材３１を往復移動させたとしてもワークＷが選別区間Ｚ２の搬送経路から外側方に外れる割合が所定値以上となることを条件に、押出部材３１が押出し終了位置Ｐ２に達する前に押出部材３１を開始位置Ｐ１側に戻す押出し動作ストローク短縮制御が実行される。

したがって、物品間隔Ｄが所定動作時間より短くなっても、押出部材３１による後続ワークＷの巻込みを防止できるとともに、少数のワークＷの搬送間隔の詰まりのために他の多数のワークＷの搬送や検査を停止させざるを得なくなる頻度を抑えて、生産性を高めることができる。

また、本実施形態では、検査区間Ｚ１および選別区間Ｚ２における搬送経路の上流側所定位置に設けた物品検知センサ４１の検知情報を基に物品間隔Ｄが検出され、その物品間隔Ｄに応じて選別機３０の動作が制御されるので、押出部材３１の往復移動エリアから選別対象ワークＷの後続ワークＷの先端までの搬送時間間隔を物品検知センサ４１の検知情報から精度良く把握可能となり、後続ワークＷの巻込み防止と生産性の向上に効果的な制御を実行可能となる。

さらに、本実施形態では、選別機３０が押出部材３１を往復移動させるアクチュエータ３３としてエアシリンダを有しており、選別制御手段６２は、ワークＷが搬送経路から外れる割合を、短縮動作時間２Ｔａもしくは２Ｔａ_new中における押出部材３１の押出し動作時間または押出し動作距離に対応する値として算出するので、アクチュエータ３３であるエアシリンダの作動に応じて押出部材３１が押出し終了位置に達する前に、押出部材３１を押出し開始位置Ｐ１側に戻し始める押出し動作ストローク短縮制御が容易に実行可能となる。

勿論、選別機３０がアクチュエータ３３としてステッピングモータ等の回転アクチュエータを有していれば、選別制御手段６２は、ワークＷが搬送経路から外れる割合を、押出部材３１の押出し動作速度および押出し動作時間に対応する値として算出し得るので、ステッピングモータの回転に連動する押出部材３１の移動速度を加減して、短縮動作時間２Ｔａもしくは２Ｔａ_new中における押出部材３１の押出し動作時間または押出し動作距離を容易に調整することができ、選別対象ワークＷの所定姿勢での選別排出制御が容易に実行可能となる。

また、第１制御部５０および第２制御部６０は、ワークＷが搬送経路から外れる割合を、押出部材３１によるワークＷの搬送経路外への製品押出し率として設定する押出し率設定手段を設けた構成となっているので、ワークＷの品種ごとに選別機３０で通常の押出し動作ストロークに対し例えば５０％以上かつ１００％未満の半押出し動作、好ましくは７５％程度の半押出し動作による選別排出が可能な製品押出し率を実験的に計測しておき、製品間隔に詰りが生じた場合でも、確実な選別のための押出し動作または半押出し動作を行うことが可能となる。

特に、本実施形態では、物品選別装置が選別機能を有する物品検査装置１の一部として構成され、検査部２０の検査結果から選別対象となったワークＷとその後続ワークＷとの間の物品間隔Ｄが選別対象のワークＷの選別開始タイミングｔｐから押出部材３１の往復移動を伴う所定動作時間（Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔａ）より短くなったとき、選別制御手段６２が、物品間隔Ｄに対応する短縮動作時間２Ｔａもしくは２Ｔａ_newだけ押出部材３１を往復移動させてもワークＷが搬送経路から外れる割合が所定値以上となる場合には、押出部材３１を、選別開始タイミングＴｐから短縮動作時間２Ｔａもしくは２Ｔａ_newだけ往復移動させる半押出し動作を実行させる。

したがって、本実施形態では、選別対象ワークＷと後続ワークＷとの間の物品間隔Ｄが所定動作時間より短くなっても、その物品間隔Ｄに対応する短縮動作時間２Ｔａもしくは２Ｔａ_newだけ押出部材３１を往復移動させることで、ワークＷが所定割合以上に搬送経路から外れる程度の選別排出が可能ならば、押出し動作が短縮実行される。したがって、物品間隔Ｄが所定動作時間より短くなっても、押出部材３１による後続ワークＷの巻込みを防止できるとともに、少数のワークＷの搬送間隔の詰まりのために他の多数の後続ワークＷの搬送や検査を停止させる頻度（コンベア１１～１３の強制停止の頻度）を抑えて、物品選別能力の低下による生産性（製品歩留まり）の低下を有効に回避可能となる。

このように、本実施形態においては、選別機３０による後続ワークＷの巻込みを確実に防止でき、かつ、選別対象のワークＷと後続ワークＷとの搬送間隔が予め設定された所定動作時間よりも短い時間間隔となってしまった場合でも、選別動作を極力実行してコンベアの強制停止による生産性の低下を有効に抑制することができる物品選別装置および物品検査装置を提供することができるものである。

なお、前述の一実施形態では、物品選別装置が、選別機能を有する物品検査装置１、例えば選別機付きのＸ線異物検出装置の一部として構成されていたが、物品選別装置が検査部を有しない、独立した物品選別装置であってもよいことはいうまでもない。また、前述の一実施形態では、搬送部１０が複数のコンベア１１～１３を有しており、各コンベア１１、１２、１３が、コンベアベルトを複数のローラの間に巻き掛けられていたが、搬送部１０が複数のローラコンベアで構成されてもよい。

（他の実施形態）
図５および図６には、そのような構成を有する他の実施形態の物品選別装置が例示されている。なお、前述の一実施形態の物品選別装置１と同一または類似の構成については、図５および図６中に図１ないし図４中の対応する構成要素と同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

両図に示すように、本実施形態に係る物品選別装置２は、被検査物品であるワークＷを所定の搬送方向に順次搬送するローラコンベア１５およびその回転駆動手段１６を有する搬送部１０と、ローラコンベア１５上の搬送経路に投入されるワークＷをその搬送経路の上流端側で検知する物品検知センサ４２と、その物品検知センサ４２からの物品検知信号および外部からの所定の選別制御信号ＲＪをそれぞれ入力し、それら入力信号に応じ選別が要求されるワークＷ（選別対象物品）が発生したとき、ローラコンベア１５上の選別区間Ｚ２内で選別対象のワークＷをローラコンベア１５上から外れる方向（図５中の下向き方向）に押出し選別する選別機３０と、を具備している。

選別機３０は、選別区間Ｚ２内のワークＷを搬送経路であるローラコンベア１５上から側方（図５中の下方）に押し出すことができる押出部材３１と、押出部材３１を駆動する駆動機構３２と有するプッシャー方式のものである。

ここで、駆動機構３２は、押出部材３１をローラコンベア１５の搬送方向に対し略直交する幅方向に往復移動させることができるアクチュエータ３３と、アクチュエータ３３に対するエア（加圧流体）の供給を制御する作動制御バルブ３４とを含んで構成されている。

また、駆動機構３２は、作動制御バルブ３４によりアクチュエータ３３への加圧流体の供給もしくは流体の給排を制御することで、図５および図６に示すように、押出部材３１を図５（ａ）および図６（ａ）中に実線で示す押出し開始位置から両図中に仮想線で示す押出し終了位置へと押出し方向に移動させる押出し駆動と、押出部材３１を押出し終了位置から押出し開始位置に戻るように復帰させる復帰駆動とを、ローラコンベア１５の幅員方向の横幅Ｌｃ程度かそれ以下のストローク長の略一定速度の伸縮動作に伴って実行できるようになっている。

この場合のアクチュエータ３３も、例えばステッピングモータ等の回転アクチュエータで構成されてもよい。

本実施形態における第２制御部６０は、ＰＬＣ（プログラマブルロジクコントローラ）を内蔵しており、搬送部１０のローラコンベア１５によるワークＷの搬送速度を制御する搬送制御手段６１と、物品検知センサ４２からの物品検知情報や外部からの選別指令信号ＲＪを入力し、それら入力情報に基づいて選別機３０の動作を制御する選別制御手段６２の機能を発揮するようになっている。この第２制御部６０は、ＰＬＣに対するワークＷの品種に応じた各種制御情報をデータ通信可能なＰＣその他の情報端末からの情報入力により設定可能であるが、直接的な情報入力が可能な操作画面等のマンマシンインターフェースを併有するものであってもよい。

第２制御部６０の選別制御手段６２は、通常、或るワークＷについての物品検知センサ４２の検知情報を基に、そのワークＷがワーク検知時点ｔｄから選別区間Ｚ２内の所定位置に達するまでの選別遅延時間Ｔ３を選別までの待機時間として設定し、その選別遅延時間Ｔ３中は同ワークＷに対する選別機３０の選別動作を待機させるようになっている。

また、選別制御手段６２は、ワーク検知時点ｔｄから選別遅延時間Ｔ３が経過する時点を、選別開始タイミングｔｐに設定するとともに、ワークＷの品種に応じた押出し動作速度で、選別対象のワークＷをコンベア１２の幅員方向の横幅Ｌｃに近い通常の動作ストローク分の押出し動作により選別排出するための排出動作設定時間Ｔ４を設定可能である。

本実施形態においても、図６（ｂ）に示すように、選別対象のワークＷと後続ワークＷとの間の物品間隔Ｄが詰まって、アクチュエータ３３の押出し時の最短動作時間Ｔａと復帰時の最短動作時間Ｔａとの和より短い物品間隔Ｄ４となったとき（Ｄ４＜２Ｔａ）には、短縮動作時間を２Ｔａにしたのでは戻り時の巻き込みを回避することが困難である。そこで、選別制御手段６２は、押出部材３１の押出し時と復帰時のそれぞれにつき、前述の最短動作時間Ｔａより短い半押出し動作時間Ｔａ_newを例えばＤ４－Ｔ３＝２Ｔａ_newとなるように設定し、アクチュエータ３３の動作ストロークＳｔ自体を通常より小さいストローク値に設定する。

したがって、本実施形態においても、選別機３０による後続ワークＷの巻込みを確実に防止でき、かつ、選別対象のワークＷと後続ワークＷとの搬送間隔が予め設定された所定動作時間よりも短い時間間隔となってしまった場合でも、選別動作を極力実行してローラコンベア１５の強制停止による生産性の低下を有効に抑制することができる物品選別装置および物品検査装置を提供することができる。

なお、上述の各実施形態においては、選別機３０の押出部材３１はコンベア１２またはローラコンベア１５の搬送経路１２上で伸縮動作するものとしたが、図５（ｃ）に示すように、押出部材３１がローラコンベア１５の所定数のローラ１５ａが回転自在に貫通する複数の貫通穴もしくはＵ字形の切欠きを有し、所定数のローラ１５ａの軸線方向に往復移動するように構成されてもよい。さらに、アクチュエータ３３をステッピングモータ等の回転アクチュエータで構成する場合、アクチュエータ３３の出力回転を押出部材３１の往復直線運動に変換する公知の運動変換機構を併用する駆動機構を、コンベアの下方に配置することが考えられる。また、上述の各実施形態においては、物品検知センサ４１または４２の検知情報を基に物品間隔Ｄを把握するものとしたが、所定搬送区間である検査区間Ｚ１および選別区間Ｚ２のそれぞれの上流端側に設置した２つの物品検知センサ４１、４２の検知情報を基に物品間隔Ｄを把握してもよいことはいうまでもない。

以上説明したように、本発明の物品選別装置および物品検査装置は、選別手段による後続ワークの巻込みを確実に防止でき、かつ、搬送間隔が予め設定された所定動作時間よりも短い時間間隔となってしまった場合でも、選別動作を極力実行してコンベアの強制停止による生産性の低下を有効に抑制することができるものである。かかる本発明は、物品検査結果に応じてその物品を搬送経路上で選別するのに好適な選別装置および物品検査装置全般に有用である。

１ 物品検査装置
２ 物品選別装置
１０ 搬送部（搬送手段）
１１、１２、１３ コンベア（搬送経路）
１１ａ 上走区間
１５ ローラコンベア（搬送経路）
１５ａ ローラ
２０ 検査部（検査手段、Ｘ線検査手段、Ｘ線異物検出手段）
２１ Ｘ線発生器
２２ Ｘ線検出器（Ｘ線ラインセンサ）
３０ 選別機（選別手段、プッシャー方式の選別手段）
３１ 押出部材
３２ 駆動機構
３３ アクチュエータ（流体圧作動シリンダ、エアシリンダ）
３４ 作動制御バルブ
３５ 圧空源（エネルギ源）
４１ 物品検知センサ
４５ 排出コンベア
５０ 第１制御部（押出し率設定手段）
５１ 搬送制御手段
５２ 検査制御手段
５３ 操作画面（操作手段、表示手段）
６０ 第２制御部（押出し率設定手段）
６１ 搬送制御手段
６２ 選別制御手段
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４ 物品間隔
Ｌｃ コンベアの横幅
Ｌｅ はみ出し幅
Ｌｗ ワーク幅
Ｌｅ／Ｌｗ 製品押出し率（搬送経路から外れる割合）
Ｐ１ 押出し開始位置
Ｐ２ 押出し終了位置
ＲＪ 選別指令信号
Ｓｔ 動作ストローク（半押出し時のストローク）
Ｔ３ 選別遅延時間
Ｔ４ 排出動作設定時間（通常の選別動作時間）
Ｔａ 最短動作時間
Ｔａ_new 半押出し動作時間
ｔｄ、ｔｄ１、ｔｄ２、ｔｄ３、ｔｄ４、ｔｄ５ ワーク検知時点
ｔｐ、ｔｐ１、ｔｐ２、ｔｐ３、ｔｐ４ 選別開始タイミング
Ｗ ワーク（物品、被検査物品）
Ｚ１ 検査区間
Ｚ２ 選別区間

Claims (6)

1. 物品を所定の搬送方向に順次搬送する搬送手段と、
   所定の選別指令信号に従って前記物品の押出し開始位置から押出し終了位置まで移動し、前記物品を前記搬送手段による搬送経路から外れる方向に選別する押出部材を有する選別手段と、
   前記押出部材が前記押出し開始位置から前記押出し終了位置まで移動して前記押出し開始位置に戻るまでの往復移動が所定動作時間で完了するように前記選別手段を制御する選別制御手段と、を備え、
   前記選別制御手段は、前記選別指令信号を受けた選別対象物品と後続物品との間の物品間隔が前記所定動作時間より短くなったとき、該物品間隔に対応する短縮動作時間だけ前記押出部材を往復移動させても前記物品が前記搬送経路から外れる製品押出し率が所定値以上となる場合には、前記押出部材を、前記押出し終了位置に到達する前の途中折返し点から前記押出し開始位置に戻す制御を実行することを特徴とする物品選別装置。
2. 前記搬送経路の上流側所定位置で前記物品を検知する物品検知センサが設けられ、
   前記選別制御手段は、前記物品検知センサの検知情報を基に前記物品間隔を検出し、該物品間隔に応じて前記選別手段の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の物品選別装置。
3. 前記選別手段が、前記押出部材を往復移動させるアクチュエータとしてエアシリンダを有しており、
   前記選別制御手段は、前記製品押出し率を、前記短縮動作時間中における前記押出部材の押出し動作時間または押出し動作距離に対応する値として算出することを特徴とする請求項１または２に記載の物品選別装置。
4. 前記選別手段が、前記押出部材を往復移動させるアクチュエータとしてステッピングモータを有しており、
   前記選別制御手段は、前記製品押出し率を、前記押出部材の押出し動作速度および押出し動作時間に対応する値として算出することを特徴とする請求項１または２に記載の物品選別装置。
5. 前記製品押出し率を設定する押出し率設定手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の物品選別装置。
6. 物品を所定の搬送方向に順次搬送する搬送手段と、
   所定の搬送方向に順次搬送される物品の品質を該物品に対応した検査条件に従って検査する検査手段と、
   前記検査手段の検査結果に応じて選別が要求される所定搬送区間内の選別対象物品を前記搬送手段による搬送経路から外れる方向に選別する押出部材を有する選別手段と、を備えた物品検査装置において、
   前記所定搬送区間への前記物品の搬入を検知する物品検知センサと、
   前記物品検知センサの検知情報を基に選別開始タイミングを設定するとともに、前記選別対象物品と後続物品との間の物品間隔が前記選別開始タイミングから前記押出部材の往復移動を伴う選別動作を完了させるまでの所定動作時間より短くなったとき、該物品間隔に応じて前記選別手段の前記選別動作を時間短縮させる選別制御手段と、をさらに備え、
   前記選別制御手段は、前記選別対象物品と前記後続物品との間の物品間隔が前記所定動作時間より短くなったとき、該物品間隔に対応する短縮動作時間だけ前記押出部材を往復移動させても前記物品が前記搬送経路から外れる製品押出し率が所定値以上となる場合には、前記押出部材を、前記選別開始タイミングから前記短縮動作時間だけ往復移動させる半押出し動作を実行することを特徴とする物品検査装置。

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