JPH07237622A - 農産物選別箱詰装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 農産物の選別及び箱詰作業の省力化と高速化
をはかり、かつ選別の正確化による品質の安定をはか
る。 【構成】 荷受コンベア１に等級の別なく一括して供給
された農産物を、選別部Ｃで画像処理によって予め設定
した等級に選別し、選別された農産物をパレットコンベ
ア6,7,8 で各等級ごとに所定数づつパック詰めし、同パ
ックを箱詰部Ｆで各等級別に所定数づつ箱詰するように
する。また、上記選別部Ｃを、荷受コンベア１に接続し
たピックアップコンベア３を搬送される農産物をカメラ
５で撮影して、その映像信号を画像処理部Ｅで画像処理
して農産物の位置、向き及び等級を認識し、この認識に
基づいてピックアップロボット５の作動を制御して農産
物を上記等級ごとに選別するようにする。また、上記選
別部Ｃや箱詰部Ｆを複数個設けて、各選別部や箱詰部が
各自独立して同時に農産物の選別を行うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は農産物選別箱詰装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、農産物は各農家で収穫したもの
を、農協等の集荷場に集めて、同集荷場で予め設定され
た等級（大きさ等）に選別し、選別された農産物を等級
ごとに、向きを揃えて箱詰して出荷しており、箱詰め作
業は作業ロボット等によって機械化されているが、選別
作業や農産物の向きを揃える作業は依然として人手によ
って行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、選別作
業や、向きを揃える作業が手作業によって行われている
ため、多くの熟練した人手と労働時間とを要し、そのた
め、コストアップと出荷時期の遅れとを生じていた。

【０００４】また、人手による選別作業には個人差や心
理状態に起因するばらつきを避けることができず、その
ため、出荷農産物の品質が一定しないという不具合もあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、搬送部と、
選別部と、選別等級数に対応した複数個のパレットコン
ベアと、箱詰部とを具備し、搬送部に等級の別なく一括
して供給された農産物を、選別部で画像処理によって予
め設定した等級に選別すると共に農産物の向きを揃え、
この農産物を箱詰部で各等級ごとに所定数づつ箱詰する
ことを特徴とする農産物選別箱詰装置を提供せんとする
ものである。

【０００６】また、上記選別部は、搬送部に接続したピ
ックアップコンベアと、同ピックアップコンベアの上方
に配置したカメラと、同カメラに接続した画像処理部
と、同画像処理部で制御されるピックアップロボットを
具備し、ピックアップコンベア上を搬送される農産物を
カメラで撮影し、カメラが撮影した農産物の映像を画像
処理部で画像処理して農産物の位置、向き及び等級を認
識し、この認識に基づいてピックアップロボットの作動
を制御して農産物を上記等級ごとに選別すると共に選別
した農産物の向きを所定方向に修正して前記パレットコ
ンベア上に載置すること、上記選別部において、ピック
アップロボットが、ピックアップコンベア上を搬送され
る農産物の向きが近似したものから順にピックアップす
ること、前記パレットコンベア上に、選別された農産物
を載置するためのパレットを載設し、同パレットの上面
に上記農産物を収容するための凹部を形成し、同凹部中
に２か所の凸部を形成して、曲がった農産物でも上記凹
部中に安定して収容できるようにしたことにも特徴を有
する。

【０００７】

【実施例】本発明を、農産物の１例としての胡瓜を等級
別に選別し箱詰する農産物選別箱詰装置に適用した実施
例について図面を参照して説明する。

【０００８】図１は、本発明に係る農産物選別箱詰装置
Ａの全体平面図であり、まず全体的構成について説明す
る。

【０００９】図中、搬送部Ｂは、始端を形成するアキュ
ーム型の荷受コンベア１を５基併設し、各荷受コンベア
1,1,1,1,1 の終端を、これと直交するコンテナ供給コン
ベア２の前外側部に接続している。

【００１０】コンテナ供給コンベア２は略Ｕ字形状に屈
曲して後方外側部にこれと直交しかつ所定間隔を設けて
併設した２本の荷卸しコンベア33,33 の始端を接続して
いる。

【００１１】また、上記コンテナ供給コンベア２の後部
と荷卸しコンベア33,33 の下方には、空コンテナ排出コ
ンベア25が配設されており、上記２本の荷卸しコンベア
33,33 の間には、選別部Ｃの始端を形成する２本のピッ
クアップコンベア3,3 の始端部が介入している。

【００１２】図中、34,34 は荷卸しコンベア33,33 側部
とピックアップコンベア3,3 側部との間に介設した橋渡
し板である。

【００１３】選別部Ｃは、図２で示すように、略対称的
に配置された２基の選別ユニットC',C' で構成されてお
り、その一方について説明する。

【００１４】すなわち、上記２条のピックアップコンベ
ア３の上方にそれぞれカメラ４を配設して、各カメラ４
は画像処理・ロボット制御盤14に内蔵した画像処理部Ｅ
に接続している。

【００１５】また、ピックアップコンベア３の終端部近
傍には、ピックアップロボット５が設置されており、ま
た、同終端部に接して３条のパレットコンベア6,7,8 の
始端部が配置されており、各パレットコンベア6,7,8 の
終端部は箱詰部Ｆに接続している。

【００１６】パレットコンベア6,7,8 の上面にはそれぞ
れパレット32が載設されており、同パレット32は、図３
及び図４で示すように、上面に胡瓜を収容するための細
長い凹部32a を９本形成しており、図４で示すように、
上記凹部32a 中２か所に凸部32b,32b を形成して、まが
った胡瓜50を凹部32a 中に収容した場合でも、同胡瓜50
が上記２カ所の凸部32b,32b で支持されて姿勢が安定す
るようにしている。

【００１７】そして、上記３条のパレットコンベア6,7,
8 は、予め設定された８階級の等級のうちの上位３等級
に割り当てられており、各パレットコンベア6,7,8 上面
には複数個のパレット32が載設されている。

【００１８】また、上記ピックアップコンベア３の下方
でピックアップロボット５の前側には、ピックアップコ
ンベア３と直交する２本の下位等級コンベア12,13 が併
設されており、ピックアップロボット５の後側には、３
本の下位等級コンベア9,10,11 が併設されている。

【００１９】上記５条の下位等級コンベア9,10,11,12,1
3 は、それぞれ前記８等級のうちの下位５等級に割り当
てられている。

【００２０】ピックアップロボット５は、真空吸着ハン
ド40を具備した汎用の作業用ロボットであり、例えば、
平均サイクルタイムが約１秒間に１本を吸着する高速タ
イプであり、真空吸着ハンド40の先端に蛇腹状の吸盤41
を取付け、同吸盤41を真空に接続して胡瓜50を吸着した
り、大気に開放して胡瓜50を離したりすることができ
る。

【００２１】42は吸着した胡瓜50を安定させるために、
真空吸着ハンド40先端に装着した安定体であり、下向き
開口略コ字形状の基板45の一方の下端部に柔軟素材より
なるやや厚めのクッション板43を取付け、他方の下端部
にループを形成したやや薄めのクッション板44を取り付
けている。

【００２２】箱詰部Ｆは、前記パレットコンベア6,7,8
の終端部に近接して箱固定装置16a,16b,16c の始端部を
設置し、同始端部に段ボール箱を供給する箱供給コンベ
ア18を接続し、同箱固定装置16a,16b,16c の終端部を搬
出コンベア19の側部に接続し、搬出コンベア19の終端部
を梱包機20に接続し、梱包機20には出荷ストレージコン
ベア21の始端が接続している。

【００２３】また、パレットコンベア6,7,8 の終端部と
箱固定装置16a,16b,16c の上方には、箱詰め直交マニピ
ュレータ15が跨設されており、同箱詰め直交マニピュレ
ータ15は、上下摺動自在の真空吸着ハンドを、前後左右
摺動自在の枠体で支持して、上記真空吸着ハンドを３軸
方向に平行移動可能にしたものであり、上記真空吸着ハ
ンドは、９個の吸盤を２列に装備して、パレット32上に
整列した胡瓜を一時に18個吸着して、箱固定装置16a,16
b,16c 上の段ボール箱中に収納することができる。

【００２４】図中、22,23,24は副制御盤であって、それ
ぞれ荷受コンベア1,1,1,1,1 、荷卸しコンベア33,33 及
び箱詰直交マニピュレータ15を制御している。

【００２５】次ぎに、農産物としての胡瓜の等級を認識
するための画像処理部Ｅと、画像処理部Ｅからの制御信
号により作動して胡瓜を等級分けするピックアップロボ
ット５の作動について説明する。

【００２６】画像処理部Ｅは、各ピックアップコンベア
３の上方に配置したカメラ４で、同ピックアップコンベ
ア３上を搬送される胡瓜を撮影し、この映像信号を画像
処理部Ｅに伝達する。

【００２７】画像処理部Ｅでは、上記映像信号から被選
別物たる胡瓜の外形を認識して等級を判別するものであ
り、図６で示すように、胡瓜50の外形にほぼ外接する楕
円51を求め、同楕円51の長軸52及び短軸53を基準軸とし
て設定する。

【００２８】そして、図７で示すように、短軸53に平行
のルーラー線54を所定間隔を保持して多数設定し、各ル
ーラー線54と胡瓜50の輪郭線とが交差する座標を求め、
同座標から、図８で示すように、胡瓜50のピックアップ
コンベア３上の位置、全長55、姿勢角56を求めると共
に、上記輪郭戦から判断できる胡瓜の重心に可及的に近
付けてピックポイント57を設定する。次いで、図９で示
すように、各ルーラー線54上の２個の座標の平均値をつ
なぐ線58から、最大曲り点59、曲り角度60及び最大曲り
量61を求める。

【００２９】また、図示するように胡瓜の端部における
上記ルーラー線54の間隔を狭めて、同端部の形状測定の
正確を期している。

【００３０】そして、図１０で示すように、上記の平均
値をつなぐ線58を、上記最大曲り点59で屈折した折線62
で近似させ、同折線62に直交するように前記ルーラー線
54を引き直し、引き直したルーラー線54と胡瓜50の輪郭
線との交点の座標から胡瓜50端部の尖り角63、平均太さ
64及び平均太さ位置65を求める。

【００３１】このようにして求めた胡瓜50の全長55、最
大曲り点59、曲り角度60、最大曲り量61、尖り角63、平
均太さ64及び平均太さ位置65から、選別中の胡瓜50が予
め設定された８等級のどの等級に該当するかを判別し、
ピックアップコンベア３上の上位３等級の胡瓜50のピッ
クポイント57に、ピックアップロボット５の真空吸着ハ
ンド40の先端部に取付けた吸盤41を誘導してこの胡瓜だ
けを吸着させて真空吸着ハンド40を垂直に持ち上げ、し
かるのち真空吸着ハンド40を横移動させながら胡瓜の向
きを修正して、吸盤41が吸着した胡瓜の等級に該当する
パレットコンベア6,7,8 上のパレット32の凹部32a の上
方に吸盤41を位置させ、吸盤41の吸着力を失わせて同パ
レット32上に胡瓜を落下させることにより、供給荷受コ
ンベア１に等級の別なく一括して投入された胡瓜の上位
３等級だけを、それぞれ等級別にパレット32に向きを揃
えて仕分けすることができ、各等級別のパレット32への
胡瓜の搬送回数から各パレット32の胡瓜の収容数を知る
ことができ、この収容数が所定数に達するとパレットコ
ンベア6,7,8 を作動させて、所定数の胡瓜を収容したパ
レット32を同パレットコンベア6,7,8 の終端まで搬送
し、同位置から箱詰め直交マニピュレータ15によって、
箱固定装置16a,16b,16c 上の段ボール箱にパレット32に
収容された所定数の胡瓜を一括して移しかえる。

【００３２】また、ピックアップコンベア３上面とパレ
ット32の高低差や、パレット32と段ボール箱との高低差
を可及的に小さくして、ピックアップロボット５の真空
吸着ハンド40先端や、箱詰め直交マニピュレータ15の真
空吸着ハンドの上下移動量を減らすことにより、選別や
箱詰めのための反復速度を高めている。

【００３３】本実施例では、かかる選別ユニットC'を２
基対称的に設置しており、各選別ユニットC',C' の終端
には、次段の箱詰部Ｆに接続している。

【００３４】本発明の実施例は上記のように構成されて
おり、その作動について図１を参照して説明する。

【００３５】まず、農産物選別箱詰装置Ａを起動してお
き、荷受コンベア１に未選別の胡瓜を収容したコンテナ
を載置すると、同コンテナは荷受コンベア１とコンテナ
供給コンベア２を介して荷卸しコンベア33,33 の終端部
に搬送され、ここで作業員によってコンテナ中の胡瓜が
ピックアップコンベア３上に一括投入される。

【００３６】そして前述のようにして、選別され向きを
揃えてパレット32上に載置された胡瓜は、等級別にそれ
ぞれパレットコンベア6,7,8 によって同パレットコンベ
ア6,7,8 の終端部まで搬送され、箱詰部Ｆの箱詰め直交
マニピュレータ15に取付けた９個並列の真空吸着ハンド
で、各等級ごとに箱固定装置16a,16b,16c に配置した段
ボール箱に１段分づつ一括して収納され、所定段数の胡
瓜を収納した段ボール箱は、出荷ストレージコンベア21
で搬送中に梱包機20で閉蓋され、閉蓋された段ボール箱
は同出荷ストレージコンベア21で装置外に搬出される。

【００３７】上記のように、荷受コンベア１に等級の別
なく一括して投入された胡瓜は、人手を介することなく
自動的に選別・箱詰めされるので、個人差や心理状態に
影響されることなく品質が安定し、胡瓜の選別から箱詰
めまでを高速で行うことができる。

【００３８】本実施例では、ピックアップロボット５を
具備する選別ユニットC'が２基併設されているので、選
別作業に稼働するピックアップロボット５が２台にな
り、これらのピックアップロボット５が各自独立して同
時に選別作業を行うので、上記選別作業を高速で行うこ
とができる。

【００３９】また、１本のピックアップコンベア３に３
台のピックアップロボット５を直列的に配置して、各ピ
ックアップロボット５をそれぞれ各等級専用とすること
により、ロボットの単能化によるサイクルタイムの向上
とロボット数の増加とで選別作業を更に高速化すること
ができる。

【００４０】なお、本実施例では、上位３等級の胡瓜
は、上記のように自動的に箱詰めされるが、下位５等級
のものはピックアップロボット５によって、下位等級コ
ンベア9〜13のうちの該当する等級のコンベアにそれぞ
れ仕分けされ、同コンベアによって装置外に搬出され手
作業によって適宜箱詰めされる。

【００４１】また、荷受コンベア１が５基設置され、し
かも、同荷受コンベア１がアキューム型であるので、大
量のコンテナが一挙に搬入されてもコンテナが溢れるの
が防止される。

【００４２】なお、図１０で示すように、前記画像処理
部Ｅで、胡瓜の果梗70の外形及び長さ71を測定すること
もでき、この測定結果に基づいて同果梗を適宜長さに切
断するようにすることもできる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、荷受コンベアに等級の
別なく一括して供給された農産物を、選別部で画像処理
によって予め設定した等級に選別し、選別された農産物
をパック詰部で各等級ごとに所定数づつパック詰めし、
同パックを箱詰部で各等級別に所定数づつ箱詰するよう
にしたことで、従来、多くの人手と長時間を要していた
農産物の選別箱詰作業が自動化されて、コストダウンを
可能にし、また、収穫から出荷間での時間を短縮して農
産物の鮮度の低下を防止することができる。

【００４４】特に、上記選別部を、荷受コンベアに接続
したピックアップコンベアを搬送される農産物をカメラ
で撮影して、その映像信号を画像処理部で画像処理して
農産物の位置、向き及び等級を認識し、この認識に基づ
いてピックアップロボットの作動を制御して農産物を上
記等級ごとに選別するようにしたことで、選別作業員の
個人差等による誤差がなくなり、正確な等級選別を高速
で行うことができ、品質の安定と作業能率を向上させる
ことができる。

【００４５】また、画像処理部に記憶装置を接続して選
別データを記憶させ、同選別データを統計処理すること
で、農産物生産の指標や品質上の問題点などを抽出し、
農業経営に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る農産物選別箱詰装置の全体平面
図。

【図２】選別部の拡大平面図。

【図３】パレットの平面図。

【図４】図３のＩ−Ｉ線による断面図。

【図５】ピックアップロボットの真空吸着ハンド先端部
の斜視図。

【図６】画像処理における基準軸設定を示す平面説明
図。

【図７】画像処理におけるルーラー線設定を示す平面説
明図。

【図８】画像処理におけるピックポイント設定、姿勢角
及び全長測定を示す平面説明図。

【図９】画像処理における最大曲り点及び曲り角度測定
を示す平面説明図。

【図１０】画像処理における尖り角及び平均太さ測定を
示す平面説明図。

【符号の説明】

Ａ 農作物選別箱詰装置 Ｂ 搬送部 Ｃ 選別部 Ｅ 画像処理部 Ｆ 箱詰部 １ 荷受コンベア ３ ピックアップコンベア ４ カメラ ５ ピックアップロボット ６ パレットコンベア ７ パレットコンベア ８ パレットコンベア

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送部(B) と、選別部(C) と、選別等級
   数に対応した複数個のパレットコンベア(6)(7)(8) …
   と、箱詰部(F) とを具備し、搬送部(B) に等級の別なく
   一括して供給された農産物を、選別部(C) で画像処理に
   よって予め設定した等級に選別すると共に農産物の向き
   を揃え、この農産物を箱詰部(F) で各等級ごとに所定数
   づつ箱詰することを特徴とする農産物選別箱詰装置。
2. 【請求項２】 上記選別部(C) は、搬送部(B) に接続し
   たピックアップコンベア(3) …と、同ピックアップコン
   ベア(3) …の上方に配置したカメラ(4) …と、同カメラ
   (4) …に接続した画像処理部(E) と、同画像処理部(E)
   で制御されるピックアップロボット(5) …を具備し、ピ
   ックアップコンベア(3) …上を搬送される農産物をカメ
   ラ(4) …で撮影し、カメラ(4) …が撮影した農産物の映
   像を画像処理部(E) で画像処理して農産物の位置、向き
   及び等級を認識し、この認識に基づいてピックアップロ
   ボット(5) …の作動を制御して農産物を上記等級ごとに
   選別すると共に選別した農産物の向きを所定方向に修正
   して前記パレットコンベア(6)(7)(8) …上に載置するこ
   とを特徴とする請求項１記載の農産物選別箱詰装置。
3. 【請求項３】 上記選別部(C) において、ピックアップ
   ロボット(5) …が、ピックアップコンベア(3) …上を搬
   送される農産物の向きが近似したものから順にピックア
   ップすることを特徴とする請求項１記載の農産物選別箱
   詰装置。
4. 【請求項４】 前記パレットコンベア(6)(7)(8) …上
   に、選別された農産物を載置するためのパレット(32)を
   載設し、同パレット(32)の上面に上記農産物を収容する
   ための凹部(32a) を形成し、同凹部(32a) 中に２か所の
   凸部(32b)(32b)を形成して、曲がった農産物でも上記凹
   部(32a) 中に安定して収容できるようにしたことを特徴
   とする請求項１記載の農産物選別箱詰装置。