JP7250470B2 - Article measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、圧力によって特性が変化する材料で構成された搬送部によって物品を搬送しながら、物品の圧力による搬送部の特性の変化を計測して物品の重量等を測定する物品測定装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
下記特許文献１には物品選別装置の発明が開示されている。この物品選別装置１は、同一高さに揃えて並べられた複数の搬送手段３と、各搬送手段３ごとに設けられた計量装置４と、各搬送手段３ごとに設けられて通過位置Ａと待避位置Ｂと排除位置Ｃの何れかに選択的に設定される選別手段５と、共通の制御手段１０を備えている。各搬送手段３は、供給された同一ロットに属する物品Ｗを搬送する。全搬送手段３の物品Ｗが合格である場合には全選別手段５を通過位置Ａに設定する。少なくとも一の搬送手段３の物品Ｗが不合格の場合には当該選別手段を排除位置Ｃに設定し、他の選別手段を待避位置Ｂに設定する。この発明によれば、後段には全数良品が揃った場合のみ物品が供給され、良品と不良品の混在がなくなることが期待できる。
上記特許文献１に記載された物品選別装置によれば、物品を搬送する搬送手段が計量装置の上に搭載されており、物品の重量は、当該物品を搬送している搬送手段とともに計測される。このため、一つの搬送手段及び計量装置によって重量を測定できる物品は１個だけであり、２個以上の物品が同じ搬送手段で搬送されている場合には、個々の物品ごとに重量を測定することはできなかった。従って、多数の物品の重量を効率的に計測するためには、搬送手段及び計量装置の組を多数並べて配置する構造が必要となるため、設備が大型化し、製造コスト及び維持コストが高額になるという問題があった。
According to the article sorting apparatus described in
本発明は、以上説明した従来の技術における課題に鑑みてなされたものであり、複数の物品を同時に搬送しながら個々の物品ごとに測定を行うことができる構成の簡易な物品測定装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and provides an article measuring apparatus with a simple configuration that can measure each article while conveying a plurality of articles at the same time. It is intended to
請求項１に記載された物品測定装置１，１１，２１は、
圧力で光学特性が変化する材料によって少なくとも一部が構成され物品Ａを載置して搬送する搬送部２，１２，２２と、
前記搬送部２，１２，２２の特性を計測する計測部３と、
前記計測部３の計測結果を変換テーブルのデータを用いて圧力を表す数値に変換し、該数値に基づく演算により物品Ａの状態を測定する制御部４，１４，２４と、
を具備し、
前記制御部４，１４，２４は、前記搬送部２，１２，２２を駆動し、前記搬送部２，１２，２２に前記物品Ａが載置されていないときに前記計測部３が計測した前記搬送部２，１２，２２の光学特性を背景データとして取得し、前記搬送部２，１２，２２に加わる張力の影響を減算することにより、前記物品Ａの質量を補正することを特徴としている。
The article measuring
a
a
and
The
請求項２に記載された物品測定装置１，１１，２１は、請求項１に記載の物品測定装置１，１１，２１において、
前記計測部３が計測した光学特性の変化に基づいて、前記搬送部２，１２，２２の上にある物品Ａに対応する独立領域を認識することを特徴としている。
The
It is characterized by recognizing an independent area corresponding to the article A on the
請求項３に記載された物品測定装置１１は、
圧力で光学特性が変化する材料によって少なくとも一部が構成され物品Ａが載置されるベルト６と、前記ベルト６を駆動して物品Ａを搬送するローラ１５，１５ａとを有する搬送部１２と、
前記ベルト６の下面に向けられて、前記光学特性を撮像する光学計測部としてのカメラ３と、
前記ベルト６を駆動し、前記カメラ３により撮像されたカラー画像を受け取って、変換テーブルのデータを用いて該カラー画像のピクセルごとに色を圧力値に変換し、該圧力値に基づく演算により、前記ベルト６に前記物品Ａが載置されていないときに前記ベルト６に加わる張力の影響を示す背景データを取得し、前記ベルト６に前記物品Ａが載置されているときに前記背景データを減算することにより物品Ａの質量を補正する制御部１４と、
を具備することを特徴としている。
The
A
a
Drive the
It is characterized by comprising
請求項４に記載された物品測定装置１，１１，２１は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の物品測定装置１，１１，２１において、
前記搬送部２，１２，２２によって搬送されている物品Ａを前記搬送部２，１２，２２の外に移動させる移動手段を有し、
前記制御部４，１４，２４は測定した物品Ａの質量に基づいて前記移動手段を制御することにより物品の選別を行わせることを特徴としている。
The
having moving means for moving the article A being transported by the transporting
The
請求項５に記載された物品測定装置１は、請求項１または２に記載の物品測定装置１，１１，２１において、
前記搬送部２が、物品Ａを搬送する搬送方向についての弾性が相対的に大きく、前記搬送方向以外の方向についての弾性が相対的に小さいベルト１６ａ，１６ｂ，１６ｃを有していることを特徴としている。
The article measuring
The
請求項１に記載された物品測定装置によれば、搬送部に物品を載置して搬送すると、搬送部のうち、物品に接している光学部分の特性が物品の圧力に応じて変化する。この搬送部の光学特性の変化を計測部が計測し、その計測結果に基づいて演算部が演算を行うことにより、物品の質量を測定することができる。従って、複数の物品が同時に搬送部に載置されて搬送された場合には、各物品に接している搬送部の各部分が、各物品の圧力に応じてそれぞれ光学特性を変化させるので、計測部は各部分ごとに光学特性の変化を計測でき、制御部は各物品ごとの質量を測定することができる。また、搬送部に物品が載置されていないときに計測部が計測した搬送部の光学特性を背景データとして取得し、これを用いて補正演算を行うことにより、搬送部の搬送力によってベルトの色が変化している場合であっても、物品の重量によるベルトの色の変化のみに基づいて物品の重量を演算することができる。
According to the article measuring apparatus of
請求項２に記載された物品測定装置によれば、搬送部の上に載置された複数の物品を各独立領域の識別により個別に認識することができ、これに基づいて行う各物品ごとの状態の測定を確実かつ容易に行うことができる。
According to the article measuring apparatus described in
請求項３に記載された物品測定装置によれば、複数の物品が同時にベルトに載置され、ローラの駆動により搬送されている状態では、各物品に接しているベルトの各部分は、各物品の圧力に応じて光学特性が変化している。カメラがベルトの前記光学特性を撮像すれば、ベルトの各部分ごとの前記光学特性がカラー画像として取得されるので、制御部は、カメラ３により撮像されたカラー画像を受け取って、変換テーブルのデータを用いて該カラー画像のピクセルごとに色を圧力値に変換し、該圧力値に基づく演算を行い、ベルトに載置された複数の物品の質量を、物品ごとに同時に測定することができる。また、搬送部に物品が載置されていないときに計測部が計測した搬送部の光学特性を背景データとして取得し、これを用いて補正演算を行うことにより、搬送部の搬送力によってベルトの色が変化している場合であっても、物品の重量によるベルトの色の変化のみに基づいて物品の重量を演算することができる。
According to the article measuring apparatus described in
請求項４に記載された物品測定装置によれば、測定した物品の質量に基づいて搬送部に載置されて搬送されている物品を搬送部外に移動して選別することができる。このような移動手段を一体に組み込んだ物品測定装置によれば、測定機能しかない物品測定装置の後段に選別機能を備えた追加装置をオプションとして後付け設置する場合に比べて全体の設置面積や機長がコンパクトになり、製造コストも安価になるという効果がある。
According to the article measuring apparatus described in
請求項５に記載された物品測定装置によれば、ベルトは搬送方向については変形しにくいが、それ以外の方向については比較的容易に変形するため、前記物品測定装置による計測時に搬送部の搬送力によってベルトの光学特性が変化することは避けられる反面、搬送している物品の重量に対しては敏感に光学特性が変化するため、物品の重量によるベルトの光学特性の変化のみに基づいて物品の重量を正確に計測することができるという効果がある。
According to the article measuring apparatus described in
本発明の実施形態に係る物品測定装置は、圧力で特性が変化する材料の上に物品を載せ、当該材料の特性の変化により物品の状態を測定するための装置である。ここで、物品の圧力で変化する材料の特性とは、光学特性や形状等の物理特性が挙げられる。また、測定しようとする物品の状態とは、例えば質量や個数を示すが、本実施形態の範囲で検出可能な属性であればこれらに限定するものではない。また、ここで個数とは、独立性のある物品が複数存在している場合の当該個数と、独立性のある物品Ａが破損して複数の破片に分かれた場合の破片の個数の両方を意味するものとする。 An article measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is an apparatus for placing an article on a material whose properties change with pressure and measuring the state of the article based on changes in the properties of the material. Here, the properties of the material that change with the pressure of the article include physical properties such as optical properties and shape. The state of an article to be measured indicates, for example, the mass or the number of articles, but is not limited to these as long as it is an attribute that can be detected within the scope of the present embodiment. In addition, the number here means both the number when there are multiple independent articles and the number of fragments when the independent article A is broken and divided into a plurality of fragments. It shall be.
１．第１実施形態（図１～図７）
第１実施形態に係る物品測定装置１を図１～図７を参照して具体的に説明する。
まず図１を参照して物品測定装置１の構成を説明する。
図１に示すように、物品測定装置１は、被測定対象である物品Ａを搬送する搬送部２と、搬送部２に向けられた光学計測部としてのカメラ３と、搬送部２及びカメラ３を含む装置系の全体を統括して制御する制御部４とを有している。
1. First embodiment (Figs. 1 to 7)
An
First, the configuration of an
As shown in FIG. 1, the
図１に示すように、搬送部２は、複数のローラ５（図示では４本）と、複数のローラ５に掛け回された連続長体である無端状のベルト６を有している。ローラ５の一つはモータ７に連結された駆動ローラ５ａである。後述する制御部４がモータ７を駆動すると、駆動ローラ５がベルト６を図示時計回り方向に循環して回動し、ベルト６に載置された物品Ａは所定の搬送方向Ｆ（図中右方向）に搬送される。
As shown in FIG. 1 , the conveying
本実施形態のベルト６は、その少なくとも一部分が、圧力により特性が変化する材料で構成されている。詳細は後述するが、物品Ａをベルト６に載置して搬送すると、物品Ａからの圧力でベルト６の特性が変化するため、その画像をカメラ３で捉えて制御部４で処理することにより、物品Ａの質量や個数等の状態を測定することができる。
At least a portion of the
このような目的を達成できる材料としては、変化する特性の種類、当該特性が変化する物理的な原理等によって分類される種々の材料が含まれる。本実施形態のベルト６は、特に圧力に対してクロミズムを示す材料、すなわちピエゾクロミック材料(piezochromic materials)から構成される。
Materials capable of accomplishing such goals include a variety of materials classified by the type of property that is changed, the physical principle by which the property is changed, and the like. The
クロミズム (chromism) とは、物質の光学特性、すなわち光物性（光の透過量、反射光の波長・色など）が外部からの刺激によって可逆的に変化する現象をさす。多くの場合、クロミズムは分子のπ軌道やd 軌道の電子状態が変化するために引き起こされる。クロミック材料は天然にも存在しており、また目的とする色変化を示すように分子設計された人工物質も多く合成されている。クロミズムを起こす原因としては、熱・光・電気・溶媒和・圧力などが知られているが、本実施形態に好適に使用されるクロミック材料は、上述した通り圧力を原因としてクロミズムを起こすピエゾクロミック材料である。 Chromism is a phenomenon in which the optical properties of a substance, that is, the optical properties (amount of light transmitted, wavelength and color of reflected light, etc.) change reversibly with external stimuli. In many cases, chromism is caused by changes in the electronic state of the pi or d orbitals of the molecule. Chromic materials also exist in nature, and many artificial substances molecularly designed to exhibit desired color changes have been synthesized. Heat, light, electricity, solvation, and pressure are known to cause chromism, but the chromic material preferably used in this embodiment is piezochromic, which causes chromism due to pressure, as described above. material.
以下に、本実施形態で使用可能なピエゾクロミック材料（１）～（３）を例示する。なお、ピエゾクロミック材料以外の圧力で特性が変化する材料の例は、「４．その他の実施形態」の項で説明する。 Examples of piezochromic materials (1) to (3) that can be used in this embodiment are shown below. Examples of materials other than piezochromic materials whose properties change with pressure will be described in the section "4. Other Embodiments."
（１）圧力で発光色が変わるピエゾクロミック材料
外部から与えられる圧力に反応して発光色が変わり、圧力が無くなると退色して元の発光色に戻る可逆的な変化を見せる物質、ビス－２，４，５－トリアリールイミダゾールのトリアリールイミダゾールダイマー、ビス－テトラアリールピロール、ビアントロン、キサンチリデンアントロン、ジキサンチレン、ヘリアントロン、ＣｕＭｏ1-x Ｗx Ｏ4 を有するピエゾクロミック化合物、又はこれらの２又はそれ以上の組み合わせ等を使用することができる。
(1) Piezochromic material that changes luminescent color with pressure Bis-2, a substance that changes luminescent color in response to pressure applied from the outside, fades when the pressure is removed, and returns to the original luminescent color ,4,5-triarylimidazole dimers, bis-tetraarylpyrroles, bianthrone, xantylideneantrone, dixanthrene, helianthrone, piezochromic compounds with CuMo1-x Wx O4, or two or more of these Combinations of the above and the like can be used.
また、微細な橙赤色の結晶として得られるインドリノスピロベンゾチオピラン誘導体を使用することができる。この物質は適度な圧力を加えると鮮やかな濃青色に変わってそのままの状態を保ち、可視光にさらすと元の橙色に戻る。従って、このような材料を採用する場合は、カメラ３による計測が終了して物品Ａがベルト６から排出された後、次の物品Ａを載置する前に、ベルト６の特性が変化した部分を変化前の状態に戻す手段が必要になる。この材料の場合はベルト６に可視光線を照射するライト等の設備を設ければよい。
Indolinospirobenzothiopyran derivatives obtained as fine orange-red crystals can also be used. The substance turns a bright dark blue color when moderate pressure is applied and remains intact, returning to its original orange color when exposed to visible light. Therefore, when such a material is used, after the measurement by the
（２）圧力で発光するピエゾクロミック材料
蛍光色素として知られるピレンに水素結合部位となる四つのアミド側鎖を導入した化合物を使用することができる。この材料は、明確なＸ線回折パターンを示す白色固体であり、紫外光（３６５ｎｍ）照射下で強く青色に発光する水素結合支配のカラム状秩序構造をとるが、これに圧力を加えると分子配列が乱れた準安定相となり発光は緑に変化し、Ｘ線回折ピークは消失する。続いてこれを加熱するとカラム状秩序構造が再生し青色発光が回復する。この材料のアミド側鎖をエステルやカルボン酸に置き換えることで、発光色や感圧性の異なる超分子が得られる。この材料を使用する場合には、特性が変化したベルト６の部分を変化前の状態に戻すための手段が必要になる。この材料の場合はベルト６を加熱するヒータ等の設備を設ければよい。
(2) Piezochromic material that emits light under pressure A compound obtained by introducing four amide side chains serving as hydrogen bonding sites into pyrene, known as a fluorescent dye, can be used. This material is a white solid with a clear X-ray diffraction pattern, and has a columnar ordered structure dominated by hydrogen bonds that emits strong blue light under ultraviolet light (365 nm) irradiation. becomes a disordered metastable phase, the emission changes to green, and the X-ray diffraction peak disappears. Subsequent heating restores the columnar ordered structure and restores the blue emission. By replacing the amide side chains of this material with esters or carboxylic acids, supramolecules with different emission colors and pressure sensitivities can be obtained. If this material is used, means are required to return the portion of the
（３）圧力で反射光のスペクトルが変わるピエゾクロミック材料
外部から与えられる圧力に反応して反射光のスペクトルが変わり、圧力が無くなると元に戻る可逆的な変化を見せる物質、例えばＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 等の弾性誘電体を使用することができる。
(3) Piezochromic materials that change the spectrum of reflected light with pressure Substances that show reversible changes in the spectrum of reflected light in response to pressure applied from the outside and return to the original state when the pressure is removed, such as TiO 2 /SiO An elastic dielectric such as 2 can be used.
以上説明したように、本実施形態のベルト６には種々のピエゾクロミック材料が使用可能である。しかしながら、ベルト６を構成する材料の全量がこのようなピエゾクロミック材料である必要は必ずしもなく、このような材料を少なくとも一部分として備えていればよい。なお、本実施形態のベルト６は、圧力によって色が可逆的に変化し、圧力を除去すれば直ちに色が元に戻る材料を含むものとして説明する。
As described above, various piezochromic materials can be used for the
本実施形態のベルト６の製造方法の一例を説明する。まず芯材として、所望の長さ、所望の太さのポリエステル等の樹脂製の糸を用意する。この糸を複数本並べて帯状に配置する。次に、液体状の樹脂に前述したピエゾクロミック材料を分散させた原料を用意する。原料に用いる液体状の樹脂は、固化後に搬送用ベルト６としての弾性を顕すような物質であればよく、例えばウレタン等が好適である。並べた複数本の糸に、液状の前記原料を塗布し、乾燥させる。乾燥後、裏側から前記原料を塗り重ねる。この塗布と乾燥の工程を表裏両面から複数回行う。これによって、糸を芯材とした所望の長さ及び厚さの帯状体が得られる。この帯状体の両端を繋いで無端状とすれば、ベルト６となる。ベルト６の厚さは、搬送しようとする物品Ａの質量やローラ５間隔等にもよるが、例えば１～５ｍｍ程度とする。
An example of a method for manufacturing the
本実施形態のベルト６の製造方法の他の例を説明する。ベルト６の形状に対応した浅い皿状の型の中に、複数本の前記糸を所定間隔で帯状に並べ、型の底から若干浮かせて配置する。この型の中に、前記糸が隠れる程度に前記原料を流し込み、固化、乾燥させる。その後の工程は上に述べた通りである。
Another example of the method for manufacturing the
図１に示すように、物品Ａを載せて移動する上側のベルト６の下側には、カメラ３が上向きに配置されている。カメラ３はベルト６の下面に向けられており、ベルト６の下面の略全域をカラーで撮像することができる。物品Ａをベルト６に載せて搬送すると、ベルト６は物品Ａから加えられる圧力によって色が変化するので、物品Ａが載置された部分だけが周囲と異なる色となる。カメラ３は、物品Ａに接触して色が変化しているベルト６の一部分を含むベルト６の全体をカメラ３で捉え、ベルト６の全体画像として制御部４に送る。カメラ３は、ベルト６の上に物品Ａが載置されて搬送されている搬送期間中にベルト６の下面を撮像するが、搬送期間内に１回だけ撮像してもよいし、複数回撮像してもよい。
As shown in FIG. 1, below the
図１に示すように、制御部４は、モータ７を制御する他、カメラ３の撮像タイミングを制御し、またカメラ３が撮像した画像の情報を取得して後述するような手順で必要な演算を行い、物品Ａの質量及び個数を測定する。
As shown in FIG. 1, the
図１に示すように、物品測定装置１の搬送部２の上流側と下流側には、それぞれベルト式の搬送装置８、９が設けられており、物品測定装置１の搬送部２に物品Ａを搬入し、物品測定装置１で測定された物品Ａを搬送部２から搬出することができる。なお、物品測定装置１の上流側と下流側にどのような装置または工程が存在するかは限定しない。例えば、上流側には、物品測定装置１で測定される物品Ａの製造装置または製造工程を置き、下流側には、物品測定装置１で測定された結果を踏まえて当該物品Ａの選別等を行う装置または工程を置くことができる。
As shown in FIG. 1, belt-
次に図１～図７を参照して物品測定装置１の作用を説明する。
図１に示すように、前工程から搬送されてきた物品Ａが、物品測定装置１の搬送部２のベルト６に載せられると、図２に示すように、制御部４は、搬入された物品Ａが撮像に適した位置にきた適当なタイミングでカメラ３を制御し、ベルト６の下面のカラー画像を撮像させる（Ｓ１）。当該カラー画像は制御部４に送られる。ここでは、物品Ａまたは物品Ａの群ごとに一つのカラー画像を取得するものとする。
Next, operation of the
As shown in FIG. 1, when the article A conveyed from the previous process is placed on the
図３は、図２のＳ１に対応する図であって、ベルト６の下面のカラー画像をカメラ３が撮像している状態を示している。この例示では、ベルト６の上に物品Ａが２個載置されて搬送されている。
FIG. 3 is a diagram corresponding to S1 in FIG. 2 and shows a state in which the
図４は、図２のＳ１に対応する図であって、カメラ３が撮像したベルト６の下面のカラー画像をモノクロ画像の図面で示している。実際のカラー画像では、画面を区画するピクセルごとに、相対的に圧力の高い部分が赤寄りの長波長色で示され、相対的に圧力の低い部分が青寄りの短波長色で示されている。
FIG. 4 is a diagram corresponding to S1 in FIG. 2, and shows a color image of the lower surface of the
図２に示すように、カメラ３から送られたベルト６のカラー画像を受け取った制御部４は、図５に示す色（波長）と圧力の関係を示す変換テーブルのデータを用いて、画像中の各ピクセルごとに色を圧力に変換する（Ｓ２）。
As shown in FIG. 2, the
図６は、図２のＳ２に対応する図であって、制御部４が、図４に示すベルト６の下面の画像と、図５に示す変換テーブルとから演算して取得したベルト６の下面の圧力分布図である。図３及び図４と比較すると分かるように、ベルト６の範囲内で、物品Ａが載置されている部分に対応するピクセルは１以上の圧力に変換されており、物品Ａの存在しない部分は圧力が０となっている。なお、図６において圧力を表す数値は相対値である。また０～５の段階分けは例示にすぎず、より多段階の数値で表示されるより精密な圧力分布図を求めてもよい。
FIG. 6 is a diagram corresponding to S2 in FIG. 2, in which the image of the lower surface of the
図２に示すように、制御部４は、図６に示した圧力分布図から、圧力値が１以上の独立領域（塊）を認識し、これをベルト６上の物品Ａと判断する（Ｓ３）。このような制御部４による独立領域（塊）の認識によって、ベルト６上には２個の物品Ａが存在することが測定される。この測定結果を蓄積していくことにより、測定した物品Ａの個数をカウントすることができる。
As shown in FIG. 2, the
なお、このような判断を行うためのデータ解析手法としてはブロブ解析を利用することができる。ブロブ解析は、２値化処理された画像において同じ濃度を持った画素の集合体（ブロブ（Blob））を認識することにより、画像上の対象物の数、面積（ピクセル単位）、長さや周囲長（ピクセル単位）、位置、形状的な特徴等を検出する解析手法である。本実施形態の場合、図６に示す圧力分布図を示すデータを０と１以上の２つの圧力値で２値化処理し、その結果得られた画像に基づいてブロブ解析を行うことができる。 Blob analysis can be used as a data analysis method for making such a determination. Blob analysis recognizes groups of pixels (blobs) that have the same density in a binarized image, thereby estimating the number, area (in pixels), length and perimeter of objects on the image ( pixel unit), position, and shape features. In the case of this embodiment, data representing the pressure distribution diagram shown in FIG. 6 can be binarized with two pressure values of 0 and 1 or more, and blob analysis can be performed based on the image obtained as a result.
図２に示すように、制御部４は、図６に示した圧力分布図において、認識した独立領域（塊）ごとに、各独立領域内に含まれる全ピクセルの各圧力値を積分し、これを各独立領域に対応する各物品Ａの質量として算出する（Ｓ４）。
As shown in FIG. 2, the
なお、図３、４、６の例では、物品Ａが不定形であることを想定しており、物品Ａの大小に基づく判定は行っていない。しかしながら、これとは逆に、形状及び質量が比較的狭い誤差範囲内に揃った物品Ａ群を測定する場合には、形状と質量に適当な閾値を設定することにより、１画面内に撮像された物品Ａの個数とそれぞれの質量から、物品Ａが破損して複数に分裂したか否かを判定することができる。これによって破損した不良品を検出することができる。正常品については、前述した通り質量や個数を測定することができる。 In addition, in the examples of FIGS. 3, 4, and 6, it is assumed that the article A has an irregular shape, and the determination based on the size of the article A is not performed. Conversely, however, when measuring a group of articles A whose shapes and masses are all within a relatively narrow error range, by setting appropriate threshold values for the shapes and masses, images can be captured within one screen. It is possible to determine whether or not the article A is damaged and divided into a plurality of pieces from the number of articles A and the mass of each article A. This makes it possible to detect damaged defective products. For normal products, the mass and number can be measured as described above.
図７は、第１実施形態の物品測定装置１において、物品Ａを搬送している状態を示す平面図（図３の上図に相当）と、物品Ａを搬送しているベルト６の底面をカメラ３で撮像した画像（図４に相当）を示す図の組合せを、時間の経過順に古い方から分図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）として配置したものである。
FIG. 7 is a plan view (corresponding to the upper diagram of FIG. 3) showing a state in which the article A is being conveyed in the
搬送手段と計量装置が連結された物品選別装置を「背景技術」の項で説明したが、このような従来の物品選別装置では、搬送による振動が減衰するのを待つ必要から、搬送時間の中で実際に計測に当てられる時間が短くなってしまい、測定は１回しか行えない。しかし、この物品測定装置１によれば、振動等の影響は測定に影響を与えないため、ベルト６によって搬送している時間の全体を測定時間に当てることができる。
The article sorting apparatus in which the conveying means and the weighing device are connected has been described in the "Background Art" section. , the time that can be actually used for measurement is shortened, and the measurement can only be performed once. However, according to this
搬送部２が物品Ａを搬送する時間のなかで、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各時点において各物品Ａごとに測定を行う。取得した３つの画像の中で、各物品Ａの形状の同一性から、対応する物品Ａを同定する。そして、各物品Ａごとに、３つの測定結果を用いた平均化演算を行って外乱ノイズを低減し、各物品Ａの質量を測定する。この手法によれば、前記従来技術に比べて、物品Ａの質量の測定精度を格段に高めることができる。
During the time when the conveying
以上説明したように、物品測定装置１によって物品の重量を測定する場合には、物品を載せたベルトを駆動して移動させる必要があるが、このベルトには搬送方向、すなわちベルトの長手方向に平行な方向の搬送力（張力）が加わる。このため、搬送中には搬送力によってベルトが弾性的に変形し、その光学特性が変化してしまう場合がある。搬送部の搬送力によるベルトの光学特性の変化と、物品の重量によるベルトの光学特性の変化は重なって現れるため、両者を区別することはできず、この光学特性の変化をカメラで捉えて制御部で処理しても、物品の重量を正確に知得することができない場合がある。そこで、搬送部の搬送力によるベルトの光学特性の変化の影響を軽減する２つの手法を説明する。
As described above, when the weight of an article is measured by the
まず、第１の手法を説明する。
１．まず、物品Ａを載せていない状態で搬送部２を駆動してベルト６を移動させ、移動しているベルト６の下面のカラー画像をカメラ３で撮像し、背景データを取得する。物品Ａを載せていなくとも、搬送部２の搬送力によっては、移動しているベルト６に張力が加わり、色が変化している場合があるので、その影響を示すデータを取得する趣旨である。
First, the first method will be explained.
1. First, the conveying
２．次に、物品Ａを載せた状態で搬送部２を駆動してベルト６を移動させ、移動しているベルト６の下面のカラー画像をカメラ３で撮像し、補正前データを得る。この場合、先に示した図４のようなカラー画像（図ではモノクロで示す）が得られる。搬送部２の搬送力によってベルト６に張力が加わり色が変化している場合には、このカラー画像は、搬送力によるベルトの色の変化と、物品の重量によるベルトの色の変化が重なって現れたものとなる。
2. Next, the conveying
３．次に、補正前データから背景データを減算して補正後データを取得する。この補正後データと、図５に示したテーブルデータを用いて物品Ａの重量を演算する。 3. Next, the corrected data is obtained by subtracting the background data from the pre-corrected data. Using this corrected data and the table data shown in FIG. 5, the weight of the article A is calculated.
このような補正演算を行うことにより、搬送部２の搬送力によってベルト６の色が変化している場合であっても、物品Ａの重量によるベルト６の色の変化のみに基づいて物品Ａの重量を演算することができる。
By performing such a correction calculation, even if the color of the
次に、第２の手法を説明する。
第１の手法の説明の第１項で示した背景データを第１の手法と同様の方法で予め用意し、当該背景データによって図５に示したテーブルデータを補正しておく。物品Ａを載せた状態で搬送部２を駆動してベルト６を移動させ、移動しているベルト６の下面のカラー画像をカメラ３で撮像し、画像データを取得する。そして、この画像データと補正した前記テーブルデータを用いて物品Ａの重量を演算する。この第２の手法によっても、第１の手法と同等の効果を得ることができる。
Next, the second method will be explained.
The background data shown in the first item of the explanation of the first method is prepared in advance by the same method as the first method, and the table data shown in FIG. 5 is corrected by the background data. The conveying
この第２の手法において、背景データを予め取得する時期と、当該背景データを用いてテーブルデータを補正する時期は、物品Ａの測定の前であればよく、そのタイミングは特に限定しない。例えば、物品測定装置１を製造工場から出荷する前の段階で、当該装置について背景データを取得し、当該装置のテーブルデータを補正しておいてもよい。また、物品測定装置１が出荷されて工場等に設置されて稼働状態になった後は、一日の作業が始まる前の段階で１回だけ行うこととしてもよい。さらに、物品測定装置１により繰り返し行われる物品の測定の度に、当該測定の直前に物品を載せないでベルト６を駆動して背景データを取得し、直ちに当該背景データを用いてテーブルデータを補正するようにしてもよい。このように、背景データを用いたテーブルデータの補正を、毎日１回、又は測定の度に行うこととすれば、物品測定装置１やベルト６の径年変化や測定環境の変化に対応して測定精度をより向上させることができる。
In the second method, the timing for obtaining the background data in advance and the timing for correcting the table data using the background data may be before the measurement of the article A, and the timing is not particularly limited. For example, before the
以上説明したように、本実施形態の物品測定装置１によれば、ベルト６の上に物品Ａを載せて搬送しながら測定するため、複数の物品Ａを同時に測定対象とし、各物品Ａの質量や個数を同時に測定することができる。また、前段から送り込まれる物品Ａの投入タイミングには特に制限がなく、投入間隔が大きくても小さくても、また同時であっても測定に支障はない。このため、従来に比べて物品Ａの測定作業効率が格段に向上する。
As described above, according to the
また、本実施形態の物品測定装置１によれば次の様な効果もある。搬送手段と計量装置が一体である従来の物品選別装置等では、測定しようとする物品Ａのサイズに応じて大きさの異なる多様な機種を揃えておく必要があった。通常は装置の幅については物品Ａのサイズの１．５倍程度までとの制限があり、また複数の物品Ａを同時に測定できないことから、装置の長さが物品Ａのサイズを大きく越えることは搬送時間がかかりすぎて好ましくないという事情もあった。その結果、長い物品Ａには長い搬送手段の装置が適しており、短い物品Ａには短い搬送手段の装置が適していることとなり、機種数が増大するという問題があった。ところが、本実施形態の物品測定装置１は、物品Ａを搬送するベルト６は相当の面積を有する搬送手段であるため、一機種で長い物品Ａにも短い物品Ａにも対応できるという効果がある。
Further, according to the
また、本実施形態の物品測定装置１によれば、ベルト６で物品Ａを搬送するため、同一物品Ａを連続して取り扱う他の装置に簡単に組み込めるという効果がある。例えば、異物である金属を検知する金属検知装置と、重量測定装置と、ＮＧ品を排除する選別機が順に並べられた１ラインを構成している場合を想定する。物品Ａは搬送されつつ、金属検知装置と、重量測定装置を通過した後、選別機に至る。ここで、重量測定装置を本実施形態の物品測定装置１とし、しかも搬送部２を上流側の金属検知装置側に延長し、これで金属検知装置の本来の搬送装置を代替するように構成することができる。さらに、後段の選別機側にも延長し、これで選別機の本来の搬送装置を代替することができる。
Further, according to the
また、搬送手段と計量装置が一体である従来の物品選別装置等では、精密測定を行う計量装置が、モータ等の駆動系を有する搬送手段に支えられている構成であるため、搬送手段には高度な静粛性が求められ、これが装置のコストを上昇させる要因の一つであった。しかし、本実施形態の物品測定装置１は、その測定原理からこのような問題はなく、測定精度のために搬送手段に高度な静粛性が求められることはない。すなわち、質量測定用の特別なコンベアは不要なため、コスト、生産性、保守性を向上させることができる。
In addition, in a conventional article sorting apparatus or the like in which a conveying means and a weighing device are integrated, the weighing device that performs precision measurement is supported by the conveying means having a drive system such as a motor. A high degree of quietness was required, which was one of the factors that increased the cost of the device. However, the
以上説明した第１実施形態の物品測定装置１は、物品Ａの重量等を測定するための装置であって、測定した重量のデータに基づいて物品Ａに何らかの処理等を行う機能はもっていなかった。しかしながら、測定した重量等のデータを用いて何らかの処理を行う機能を付加してもよい。例えば、搬送部２のベルト６の上に載置された物品Ａをベルト６の外に移動させる移動手段を搬送部２の近傍に設け、測定した重量のデータに基づいて各物品Ａを重量別に選別するようにしてもよい。この場合の移動手段としては、ベルト６の表面に沿って往復して揺動し、物品Ａを任意の方向に振り分けるアーム状の振り分け装置でもよい。また、エアの噴射で物品Ａを任意の方向に移動させるエア噴射装置でもよい。さらに、ベルト６の上方で上下方向及び水平方向の移動が可能な吸着式の移動装置でもよい。さらにまた、搬送部２の近傍に設けられ、ベルト６上の物品Ａを掴んでベルト６外の任意の位置に運ぶロボットアームでもよい。また、物品Ａを選別する基準として重量を例示したが、個数を基準に選別を行ってもよい。例えば、１ロットに含まれる物品Ａの個数が定められている場合において、１ロットを構成する複数の物品Ａを搬送部２で搬送し、制御部４が測定した物品Ａの個数に基づいてロットとしての合格、不合格を判定し、不合格の場合は搬送部２の外の所定位置に全物品Ａを移動（排出）させるようにしてもよい。従来は搬送部２の後段に移動手段を設けることしかできなかったため、移動手段によって物品Ａが移動させられたことを確認するためには、別の検出手段を用意する必要があった。本実施形態においてこのように搬送部２の中に移動手段を設けると、物品Ａが移動させられた直後に重量や個数を再測定することができるため、別の検出手段を用意することなく、物品Ａが移動させられたことを確認することができるという効果がある。
The
２．第２実施形態（図８）
本発明の第２実施形態を図８を参照して具体的に説明する。
第２実施形態の物品測定装置１１は、搬送部１２の構成が第１実施形態と相違する。図８に示すように、この搬送部１２は、複数のローラ１５（図示では４本）と、複数のローラ１５に掛け回された連続長体である無限軌道１０を有している。ローラ１５の一つはモータ７に連結された駆動ローラ１５ａである。
2. Second embodiment (Fig. 8)
A second embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG.
An
第２実施形態の無限軌道１０は、剛性を有する複数の履板１１を互いに回動可能に１列に連結するとともに、列の始端と終端を繋いで全体としてループ状とした部材である。各履板１１は、少なくとも物品Ａと接触する部分が、圧力により特性が変化する材料で構成されている。この材料は第１実施形態と同一であり、ピエゾクロミック材料(piezochromic materials)である。
The
本実施形態の無限軌道１０の製造方法の一例を説明する。まず無限軌道１０を構成する履板１１の基材として、所望のサイズの透明な樹脂板を必要な枚数だけ用意する当該樹脂板の厚さは第１実施形態のベルト６よりも大きいものとする。これらの樹脂板の表面となる側に、前述したピエゾクロミック材料の層を形成する。具体的には、樹脂板の表面に、ピエゾクロミック材料の層を任意の手段で固着生成させてもよいし、液体状の樹脂に前述したピエゾクロミック材料を分散させた液体状の原料を塗布してもよい。原料に用いる液体状の樹脂としては、例えばウレタン等が好適である。前記原料の塗布及び乾燥の工程は、樹脂板の表面に必要な厚さが得られるまで繰り返し行う。このようにして得られた履板１１で無限軌道１０を構成する。
An example of the manufacturing method of the
第１実施形態と同様、物品Ａを無限軌道１０に載置して搬送すると、物品Ａからの圧力で無限軌道１０の各履板１１の表面に設けられたピエゾクロミック材料の層の色が変化する。その画像は無限軌道１０の下面側からカメラ３で撮像できる。これを制御部１４で処理することにより、物品Ａの質量や個数等の状態を測定することができる。
As in the first embodiment, when the article A is placed on the
第２実施形態のローラ１５は、第１実施形態のローラ５よりも径が大きい。これは、無限軌道１０を構成する各履板１１が適切な状態でローラ１５に接触し、ローラ１５ａのトルクが無限軌道１０に必要な駆動力を与えることができるようにするためである。その他の構成及び作用効果等は第１実施形態と同様であり、説明の重複を避けるため第１実施形態の説明を援用する。
The
３．第３実施形態（図９）
本発明の第３実施形態を図９を参照して具体的に説明する。
第３実施形態の物品測定装置２１は、搬送部２２の構成及びカメラ３の台数及び配置等が第１実施形態及び第２実施形態と相違する。図９に示すように、この搬送部２２は、２本のローラ５と、これらローラ５に掛け回された連続長体であるベルト２６を有している。一方のローラはモータ７に連結された駆動ローラ５ａである。
3. Third embodiment (Fig. 9)
A third embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG.
The
第３実施形態のベルト２６は、その少なくとも一部分が、圧力によって形状が可逆的に変化する材料である低反発性弾性フォームで構成されている。低反発性弾性フォームは、圧力により圧縮されて形状が変化し、圧縮の後に圧力を取り除くと、ゆっくりと元に戻る性質を有する材料である。低反発性弾性フォームは、軟質ウレタンフォームの一種であり、特殊な分子構造に設計され、弾性を抑え、粘性を向上させた材料であって、ヒステリシスロス率（ＪＩＳ Ｋ ６４００－２）の大きい衝撃吸収性材料としての性質も備えている。
At least a portion of the
低反発弾性フォームは、ポリオールとポリイソシアネ―トを主成分として発泡剤、整泡剤、触媒等を撹拌混合して発泡したものであり、必要に応じて着色剤や難燃剤等の添加剤を添加してもよい。低反発弾性フォームは、原料であるポリオールの構造等に特徴があり、また圧縮後にゆっくりと復元する性質を持ち、エネルギー吸収性能を高めるために、粘弾性的にポリウレタン樹脂組成を変性したものである。 Low resilience foam is made by stirring and mixing foaming agents, foam stabilizers, catalysts, etc. with polyol and polyisocyanate as the main ingredients, and adding additives such as coloring agents and flame retardants as necessary. You may Low resilience foam is characterized by the structure of the raw material polyol, and has the property of slowly restoring itself after compression. In order to improve the energy absorption performance, the polyurethane resin composition is viscoelasticly modified. .
本実施形態のベルト２６を構成する材料の全量を低反発弾性フォームで構成する必要は必ずしもなく、このような材料を少なくとも一部分、例えば別材料のベルト基体の表面側（物品Ａが載置される側）に必要な厚さだけ設ければよい。
It is not always necessary that the entire amount of the material constituting the
図９に示すように、搬送部２２の下流側の端部の下側には、駆動用のローラ５ａに巻装されているベルト２６の表面に向けて、２台のカメラ３が異なる位置に配置されている。２台のカメラ３はベルト２６の同じ位置を撮像する。
As shown in FIG. 9, below the downstream end of the conveying
物品Ａをベルト２６に載せて搬送すると、ベルト２６は物品Ａから加えられる圧力によって凹む。物品Ａが後段に搬出された直後、ベルト２６の駆動に伴って、まだ形状が回復していない凹部が、２台のカメラ３の写野に入ってくる。２台のカメラ３は、凹部を互いに異なる角度で撮像する。制御部２４は、視差を有する２台のカメラ３で得られた凹部の２つの画像を合成することにより、凹部の立体的な形状、すなわち凹部の深さ及び面積等を知得することができる。低反発弾性フォームに加わる圧力と、これにより生じる凹部の深さとの間には所定の関係がある。制御部２４は、この関係を示すデータを有しており、知得した凹部の深さから加わった圧力を求め、圧力と凹部の面積から、凹部を生成した物品Ａの質量を演算する。ベルト２６に生じた凹部は、ベルト２６が循環して再び物品Ａを載せる位置に戻るまでに形状が回復する。
When the article A is placed on the
第３実施形態の第１の変形例を説明する。この変形例の搬送部２２は第３実施形態と同一であるが、カメラ３は１台である。１台のカメラ３は搬送部２２の下流側の端部の下側に配置されている。また、カメラ３とは異なる位置に、カメラ３が撮像するベルト２６の下流側の端部に基準光を照射する基準照明部が設けられている。基準照明部は、明暗の格子状パターンである基準光をベルト２６に照射する。基準光の格子状パターンは同一の正方形で構成されている。
A first modification of the third embodiment will be described. The
物品Ａが後段に搬出された直後、ベルト２６の駆動に伴って、まだ形状が回復していない凹部が、基準光照明部から照射されている基準光の中に入ってくる。基準光の格子状パターンは同一の正方形で構成されるが、凹部及びその周辺では、表面の形状に応じて格子状パターンが歪んでいる。制御部２４は、この格子状パターンの歪みから撮像されたベルト２６の表面の形状を解析し、凹部の面積及び深さを演算する。低反発弾性フォームに加わる圧力と、これにより生じる凹部の深さとの間には所定の関係がある。制御部２４は、この特性を予めデータとして有しており、知得した凹部の深さから加わった圧力を求め、圧力と凹部の面積から、凹部を生成した物品Ａの質量を演算する。ベルト２６に生じた凹部は、ベルト２６が循環して再び物品Ａを載せる位置に戻るまでに形状が回復する。
Immediately after the article A is carried out to the subsequent stage, the concave portion whose shape has not yet recovered comes into the reference light emitted from the reference light illumination section as the
第３実施形態の第２の変形例を説明する。この変形例の搬送部２２は第３実施形態と同一であるが、カメラ３はなく、搬送部２２の下流側の端部の上側に１台の変位測定装置が配置されている。変位測定装置は、物品Ａの表面に対して光を照射する光源と、物品Ａの表面からの反射光を受光するセンサとを有する。センサは、配列された複数の受光素子を有し、物品Ａの表面で反射された光を受光し、その強さを示す測定値を出力する。この変位測定装置及び制御部２４によれば、搬送部２２の最下流部に至った物品Ａの上面を走査して三角測量を行い、ベルト２６の凹部により沈み込んだ物品Ａの上面の変位により生じるセンサ上の受光位置に基づき、ベルト２６の凹部の深さを測定することができる。
第３実施形態及びその変形例におけるその他の構成及び作用効果等は第１実施形態と同様であり、説明の重複を避けるため第１実施形態の説明を援用する。
A second modification of the third embodiment will be described. The conveying
Other configurations, effects, and the like in the third embodiment and its modification are the same as in the first embodiment, and the description of the first embodiment is used to avoid duplication of description.
４．第４実施形態
本発明の第４実施形態を図１０～図１２を参照して具体的に説明する。
第４実施形態は、第１実施形態の物品測定装置１の改良に関するものである。図１を参照して先に説明したように、第１実施形態の物品測定装置１は、複数のローラ５，５ａに無端状のベルト６を掛け回してなる搬送部２を有しており、このベルト６の少なくとも一部分を圧力で光学特性が変化する材料で構成し、搬送中に物品Ａからの圧力で変化したベルト６の光学特性をカメラ３で捉えることにより、物品Ａの質量や個数等の状態を測定している。
4. Fourth Embodiment A fourth embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 10 to 12. FIG.
4th Embodiment is related with improvement of the
ところが、物品Ａを測定するため、物品Ａを載せたベルト６を駆動して移動させると、このベルト６には搬送方向、すなわちベルト６の長手方向に平行な方向の搬送力（張力）が加わるため、この搬送力によってベルト６が弾性的に変形し、その光学特性を変化させてしまうことがある。ベルト６に載せられた物品Ａは、その重量によってベルト６の光学特性を変化させているが、搬送部２の搬送力によるベルト６の光学特性の変化と、物品Ａの重量によるベルト６の光学特性の変化は重なって現れるため、両者を区別することはできず、この光学特性の変化をカメラ３で捉えて制御部４で処理しても、物品Ａの重量を正確に知得することができない場合がある。
However, when the
そこで、搬送部２の搬送力によるベルト６の光学特性の変化が無視できる範囲を越えており、上述のような課題が存在する場合に、これを解決する改良技術として提示するのが第４実施形態の物品測定装置である。この物品測定装置の外見上の構造は図１に示した第１実施形態の物品測定装置１と同一であるが、ベルトの構造が第１実施形態とは異なっている。第４実施形態の物品測定装置のベルトは、搬送方向、すなわちベルトの長手方向に平行な方向の搬送力が加わっても変形しにくく、搬送力による特性の変化は無視できる程度であるが、搬送方向と交差する方向（例えば搬送方向と直交する幅方向）の力が加わると変形しやすく、物品の重量によって光学特性が変化する作用効果を適切に得ることができる構造となっている。以下、第４実施形態の第１例から第３例の３種類のベルトについて説明する。
Therefore, when the change in the optical characteristics of the
図１０は、第１例のベルト１６ａの構造を透視して示す斜視図であり、長体状のベルト１６ａの一部分を切断して表示したものであって、実際には相当の長さを有するベルト１６ａの一端と他端を接続して無端状のベルトとして使用する。第１例のベルト１６ａは、芯材として縦糸１７と横糸１８を有している。縦糸１７は、長手方向に平行であり、長手方向と直交する幅方向に所定間隔をおいて複数本（図示例では６本）が配置されている。横糸１８は、幅方向に平行であり、長手方向に所定間隔をおいて複数本が配置されている。横糸１８の本数はベルトの長手方向の全長により決まる。横糸１８は、幅方向に並んだ複数本の縦糸１７の上側と下側に１本ずつ交互に係止しているが、隣り合う横糸１８と横糸１８は、同一の縦糸１７に対して上側と下側の異なる位置で係止する構造となっており、縦糸１７と横糸１８によって繊維状の構造が構成されている。
FIG. 10 is a perspective view showing through the structure of the
縦糸１７と横糸１８の素材は特に限定しないが、取り扱いや加工の容易度、価格等の観点から適宜に選択した樹脂製の線材や金属製のワイヤ等を利用することができ、例えば樹脂であれば芳香族ポリアミド系樹脂などの線材が好適に利用可能である。縦糸１７と横糸１８に同一の材料を使用する場合、図１０に示すように、縦糸１７を相対的に太く設定し、横糸１８を相対的に細く設定することにより、搬送方向については相対的に変形しにくい（弾性が小さい）が、幅方向については相対的に変形しやすい（弾性が大きい）構造とすることができる。縦糸１７と横糸１８を同じ太さとし、縦糸１７を変形しにくい（弾性が小さい）材料で構成し、横糸１８を変形しやすい（弾性が大きい）材料で構成することにより、ベルト１６ａに同様の機能を付与することもできる。このような縦糸１７と横糸１８の弾性、強度乃至変形し易さの設定は、搬送部の搬送力に応じて定めればよい。
The material of the
組み合わせた縦糸１７と横糸１８からなる芯材の全体をゴム材料や樹脂材料の内部に包み込んで図１０に部分図として示すような薄型・長体状の帯体とし、その図示しない帯状の全体の一端と他端を結合して無端状とすれば、搬送部に装着するベルト１６ａが得られる。芯材を包む樹脂材料としては、第１実施形態と同様、例えばウレタン等の液体状の樹脂に前述したピエゾクロミック材料を分散させた材料が使用可能である。製造工程や寸法等も第１実施形態と同様である。
The entire core material consisting of the combined
第１例のベルト１６ａによれば、搬送方向について搬送部の搬送力が加わっても、相対的に強度の高い縦糸１７があるためにベルト１６ａは搬送方向については実質的に変形せず、搬送力による光学特性の変化は生じない。しかし、幅方向の強さは、相対的に強度の低い横糸１８が担うため、ベルト１６ａは幅方向については物品の重量によって変形して光学特性が変化する。このため、搬送中にベルト１６ａに現れた光学特性の変化は物品の重量由来のもののみと考えられ、その光学特性の変化に基づいて物品の重量を正確に測定することができる。
According to the
図１１は、第２例のベルト１６ｂの構造を示す図であり、その表示態様は第１例と同様である。第２例のベルト１６ｂは、芯材として複数本（図示例では６本）の縦糸１７のみを有し、横糸１８はない。縦糸１７及び縦糸１７を包み込む材料、製法については第１例と同様である。
FIG. 11 is a diagram showing the structure of the
第２例のベルト１６ｂによれば、搬送方向について搬送部の搬送力が加わっても、縦糸１７があるためにベルト１６ｂは搬送方向については実質的に変形せず、搬送力による光学特性の変化は生じない。しかし、幅方向の強さは、樹脂材又はゴム材のみが担うため、ベルト１６ｂは幅方向については物品の重量によって変形して光学特性が変化する。このため、搬送中にベルト１６ｂに現れた光学特性の変化は物品の重量由来のもののみと考えられ、その光学特性の変化に基づいて物品の重量を正確に測定することができる。
According to the
図１２は、第３例のベルト１６ｃの構造を示す図であり、その表示態様は第１例と同様である。第３例のベルト１６ｃは、第１例及び第２例とは異なり、芯材を持たない。その全体が第１例で用いたような樹脂材料又はゴム材料等から構成されているが、その弾性は搬送部の搬送力によって実質的に変形しないような値であるものとする。そして、その表面には、搬送方向に平行な複数本（図示例では６本）の溝１９が、幅方向に所定間隔をおいて形成されている。図示の例では溝はベルト１６ｃの片面に形成されているが、１本置きに表面と裏面に形成してもよい。
FIG. 12 is a diagram showing the structure of the
第３例のベルト１６ｃによれば、ベルト１６ｃを構成する搬送方向について搬送部の搬送力が加わっても、ベルト１６ｃを構成する材料の弾性が小さいため、ベルト１６ｃは搬送方向については実質的に変形せず、搬送力による光学特性の変化は生じない。しかし、幅方向については、搬送方向を長手方向とし、幅方向に並んだ複数本の溝１９によって変形し易くなっているため、ベルト１６ｃは幅方向については物品の重量によって変形して光学特性が変化する。このため、搬送中にベルト１６ｃに現れた光学特性の変化は物品の重量由来のもののみと考えられ、その光学特性の変化に基づいて物品の重量を正確に測定することができる。
According to the
以上説明したように、複数のローラ５，５ａに掛け回したベルト６の少なくとも一部を圧力で特性が変化する材料によって構成し、当該ベルト６に物品を載置して搬送する搬送部２と、搬送部２の特性を計測する計測部（カメラ３）と、計測部（カメラ３）の計測結果に基づく演算により物品の状態を測定する制御部４とを備えた物品測定装置において、前記ベルト６を、前述した第１例～第３例のように、搬送方向についての弾性が相対的に大きく、搬送方向以外の方向についての弾性が相対的に小さいベルト１６ａ，１６ｂ，１６ｃで構成することができる。このような構成とすれば、ベルト１６ａ，１６ｂ，１６ｃは搬送方向については変形しにくいが、それ以外の方向については比較的容易に変形するため、前記物品測定装置による計測時に搬送部２の搬送力によってベルト１６ａ，１６ｂ，１６ｃの光学特性が変化することは避けられる反面、搬送している物品の重量に対しては敏感に光学特性が変化するため、物品の重量によるベルト１６ａ，１６ｂ，１６ｃの光学特性の変化のみに基づいて物品の重量を正確に計測することができる。
As described above, at least part of the
５．その他の実施形態
実施形態の搬送部の少なくとも一部を構成する材料の他の例について説明する。
実施形態の搬送部の一部として、光弾性効果を有する材料が使用できる。光弾性効果とは、ガラスやプラスチックなどの透明な物体に外力を加えると光学的異方性を示し、これによって物体内部で複屈折が生じる現象をいう。光弾性効果を利用して応力を測定する方法を光弾性法という。外観的には図８と同様の構成において、光弾性効果を有する材料からなる履板１１で構成した無限軌道１０によって物品Ａを搬送する。物品Ａを載せた履板１１は、載せた物品Ａの質量を受けて発生した応力により、複屈折位相差が生じ、その表面に干渉縞を生じる。これをカメラ３で撮像し、制御部１４が画像解析を行って物品Ａの質量を測定する。
5. Other Embodiments Another example of the material that constitutes at least part of the conveying section of the embodiment will be described.
Materials with a photoelastic effect can be used as part of the carrier in embodiments. The photoelastic effect is a phenomenon in which a transparent object such as glass or plastic exhibits optical anisotropy when an external force is applied, thereby causing birefringence inside the object. A method of measuring stress using the photoelastic effect is called a photoelastic method. An article A is conveyed by an
実施形態の搬送部の一部として、全可視波長領域でブラッグ反射を示し、コレステリック結晶由来の反射特性を示し、セルロース液晶エラストマーのようなゴム弾性を備えた材料を用いることができる。外観的には図１と同様の構成において、このような材料を用いて構成したベルト６で物品Ａを搬送する。搬送部２のベルト６のうち、載置した物品Ａによって圧力が加えられた部分だけが、反射光が赤色から短波長側（青緑色）へと可逆的に変化する。これをカメラ３で撮像し、この材料の色と圧力の変換テーブルを有する制御部４が、第１実施形態と同様の演算を行って物品Ａの質量を測定する。
As part of the conveying portion of the embodiment, a material that exhibits Bragg reflection in the entire visible wavelength region, exhibits reflection characteristics derived from cholesteric crystals, and has rubber elasticity such as a cellulose liquid crystal elastomer can be used. The article A is transported by the
実施形態の搬送部に使用可能な材料としては、以上説明した各材料の他、さらに、圧力で反射光の色が変化する圧力センシングゴム、圧力で光の偏向度が変化する液晶、圧力で特定の反射色が変化する塗料又はインク等を挙げることができる。 In addition to the materials described above, the materials that can be used for the conveying part of the embodiment include pressure sensing rubber that changes the color of reflected light with pressure, liquid crystal that changes the degree of light deflection with pressure, and pressure. Examples include paints or inks that change the reflected color of the material.
以上説明した実施形態において、物品Ａの圧力で変化する材料の物理特性の一つとして光学特性を挙げたが、当該光学特性に関係する光とは具体的には可視光であった。しかしながら、当該光学特性を可視光に限る理由はなく、対応する必要な検出手段を設けることにより、物品Ａの圧力で電磁波特性が変化する材料も実施形態の搬送部を構成する材料として使用することができる。 In the embodiments described above, the optical properties were mentioned as one of the physical properties of the material that change with the pressure of the article A, but the light related to the optical properties was specifically visible light. However, there is no reason to limit the optical properties to those of visible light, and by providing necessary corresponding detection means, a material whose electromagnetic wave properties change with the pressure of the article A can also be used as a material constituting the conveying section of the embodiment. can be done.
以上説明した各実施形態では、搬送部の搬送方式としてベルト式や無限軌道式を例示したが、搬送方式はこれらに限らない。例えば、圧力で特性が変化する材料によって構成した搬送トレイに物品Ａを載せ、搬送トレイを別途設けた搬送機構によって移動させる搬送部でもよい。要するに、物品Ａが接触する部分に圧力で特性が変化する材料を用いており、当該物品Ａをその状態で搬送できる機構であればよい。
また、以上説明した実施形態では、搬送部の特性を計測する計測部としては、特性が光学特性である場合の一例としてカメラを採用したが、光学特性の計測部はカメラに限らず、ラインセンサなどのその他の光学データ取得手段でもよい。さらに、計測すべき搬送部の特性が形状である場合には、カメラのほか、超音波センサ等によって計測を行うこともできる。このように、計測部の計測原理は、計測すべき搬送部の特性に応じて任意に採択することができる。
In each of the embodiments described above, the belt type and the endless track type are exemplified as the conveying method of the conveying unit, but the conveying method is not limited to these. For example, a transport unit may be used in which the article A is placed on a transport tray made of a material whose characteristics change with pressure, and the transport tray is moved by a separately provided transport mechanism. In short, any mechanism may be used as long as it uses a material whose properties are changed by pressure in the portion with which the article A contacts and can convey the article A in that state.
Further, in the above-described embodiments, a camera is used as an example of a case where the characteristics are optical characteristics as a measurement unit for measuring the characteristics of the conveying unit. Other optical data acquisition means such as . Furthermore, when the characteristic of the conveying part to be measured is the shape, the measurement can be performed by an ultrasonic sensor or the like in addition to the camera. In this way, the measurement principle of the measuring section can be arbitrarily adopted according to the characteristics of the conveying section to be measured.
１，１１，２１…物品測定装置
２，１２，２２…搬送部
３…光学計測部としてのカメラ
４，１４，２４…制御部
５，１５…ローラ
５ａ，１５ａ…駆動ローラ
６，２６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…連続長体としてのベルト
１０…連続長体としての無限軌道
１１…無限軌道を構成する履板
Ａ…物品
Ｆ…搬送方向
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記搬送部の前記光学特性を計測する計測部（３）と、
前記計測部の計測結果を変換テーブルのデータを用いて圧力を表す数値に変換し、該数値に基づく演算により物品の質量を測定する制御部（４，１４，２４）と、
を具備し、
前記制御部は、前記搬送部を駆動し、前記搬送部に前記物品が載置されていないときに前記計測部が計測した前記搬送部の光学特性を背景データとして取得し、前記搬送部に加わる張力の影響を減算することにより、前記物品の質量を補正することを特徴とする物品測定装置（１，１１，２１）。 a conveying unit (2, 12, 22) at least partially composed of a material whose optical properties are changed by pressure, and for conveying the article (A) placed thereon;
a measuring unit (3) for measuring the optical characteristics of the conveying unit;
a control unit (4, 14, 24) for converting the measurement result of the measuring unit into a numerical value representing pressure using the data in the conversion table, and measuring the mass of the article by calculation based on the numerical value;
and
The control unit drives the transport unit, acquires as background data the optical characteristics of the transport unit measured by the measurement unit when the article is not placed on the transport unit, and joins the transport unit. An article measuring device (1, 11, 21) characterized in that it compensates for the mass of said article by subtracting the effects of tension .
前記ベルトの下面に向けられて、前記光学特性を撮像する光学計測部としてのカメラ（３）と、
前記ベルトを駆動し、前記カメラにより撮像されたカラー画像を受け取って、変換テーブルのデータを用いて該カラー画像のピクセルごとに色を圧力値に変換し、該圧力値に基づく演算により、前記ベルトに前記物品が載置されていないときに前記ベルトに加わる張力の影響を示す背景データを取得し、前記ベルトに前記物品が載置されているときに前記背景データを減算することにより物品の質量を補正する制御部（１４）と、
を具備することを特徴とする物品測定装置（１１）。 Conveyance comprising a belt (6) , at least a part of which is made of a material whose optical properties change with pressure, on which the article (A) is placed, and rollers (15, 15a) that drive the belt to convey the article. a part (12);
a camera (3) as an optical measurement unit directed to the lower surface of the belt and imaging the optical characteristics;
Driving the belt, receiving the color image captured by the camera, converting the color of each pixel of the color image into a pressure value using the data in the conversion table, and calculating the pressure value based on the pressure value . acquire background data indicating the effect of the tension applied to the belt when the article is not placed on the belt, and subtract the background data when the article is placed on the belt to determine the quality of the article a control unit (14) for correcting the amount ;
An article measuring device (11) comprising:
前記制御部（４，１４，２４）は測定した物品の質量に基づいて前記移動手段を制御することにより物品の選別を行わせることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の物品測定装置（１，１１，２１）。 Having moving means for moving the article (A) being transported by the transporting unit ( 2 , 12, 22) out of the transporting unit,
4. A method according to any one of claims 1 to 3 , characterized in that said controller (4, 14, 24) sorts out articles by controlling said moving means based on the measured mass of articles. article measuring device (1, 11, 21).
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