JPH10197437A - 粉体材料検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】粉体材料をフィ−ダにより薄い層状にして移送
しつつ画像処理技術により適確に検査できる装置を提供
する。 【解決手段】トラフに直進振動を作用させて粉体材料を
移送する、異なる振動パタ−ンを有する振動フィ−ダ１
１ａ、１１ｂを縦列配設し、こられのフィ−ダに対し、
第１段目フィ−ダの始端部に粉体材料を供給するホッパ
式の粉体材料送り込み手段２及び最終段フィ−ダの粉体
材料の光学像を２次元画像として表示させる画像処理手
段５〜７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は粉体材料検査装置に
関し、合成樹脂粉体材料や無機質粉体材料の検査に有用
なものである。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂粉体材料や無機質粉体材料の出
荷時には、通常、ロットごとにサンプリング検査が行わ
れ、従来においては、ロットごとに抜き取った所定量の
サンプルを粉体とのコントラストが強いシ−ト（合成樹
脂粉体の場合は、白い紙）の上に、サンプルを完全に薄
く、かつ平らな状態に広げて目視で検査している。

【０００３】特に、粒径の異常な異物を検査する場合、
異物の大きさを数階級に分け、例えば、大、中、小の３
階級に分け（合成樹脂粉体材料の場合、例えば、粒径２
００μｍ以上を大、粒径２００〜１００μｍを中、粒径
１００〜５０μｍを小）、各階級に属する異物個数をカ
ウントしている。而るに、この目視検査では、検査の信
頼性を高くするために、サンブルの抜取り量をかなり多
くする必要があり、この量の多いサンプルを目視による
異物検査を可能とするように広げるには、その広げ面積
をかなり広くする必要があり、この広く散布させた粉体
材料から異物を目視でカウントしなければならないの
で、時間がかかり、熟練を必要とし、また視覚疲労のた
めに誤差が発生し易く、特に多種類の粉体材料について
検査する場合、作業は至難である。

【０００４】近来、目視検査が困難な対象の検査に、画
像処理技術を利用することが多い。すなわち、光学的セ
ンサで対象物の光学像からビデオ信号を発生させ、この
ビデオ信号を検査対象のコントラストや明度等に適応し
たディジタル変換回路でディジタル信号に変換し、さら
に演算回路で演算してディスプレイに２次元画像で表示
させ、この画像によりリアルタイムで検査を行うことが
知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の粉体材料を画像
処理技術により検査するには、サンプルをフィ−ダによ
り移送しつつ光学的に検査可能な薄い層状に広げ、この
層状態をリニアＣＣＤラインセンサに読み込ませてビデ
オ信号を発生させ、このビデオ信号をディジタル化のう
えコンピュ−タで演算させて２次元画像をディスプレイ
させ、この２次元画像から異物を自動的にカウントする
ことが考えられる。

【０００６】この場合、光学的に検査可能な薄い層状と
は、粉体を個々に判別可能な状態をいい、理想的には一
層の状態である（以下、この薄い層状を、完全に薄く、
かつ平らな状態と称する）。従来、粉体フィ−ダとし
て、スクリュ−フィ−ダや振動フィ−ダが知られてい
る。

【０００７】而るに、スクリュ−フィ−ダでは、ホッパ
からスクリュ−溝に入った粉体材料をスクリュ−の回転
により前方に送っていくから、基本的に定量フィ−ドが
容易であるが、粉体がスクリュ−によって剪断され、異
物の個数が増え、サンプルの粒径状態が変化して正確な
検査は期待できない。そこで、本発明者等は、上記粉体
材料の画像処理による検査でのフィ−ダに振動フィ−ダ
を用いることを試みたが、粉体を完全に薄く、かつ平ら
な状態とすることができず、その検査結果は満足できる
ものではなかった。

【０００８】その原因は、複雑であり一概には論じ得な
いが、被検査物である粉体の振動に対する挙動が質量や
粒径に依存するところから、単一の振動パタ−ンのもと
では、、当該単一の振動で、ある分級範囲の粉体の均一
化が促されても、残りの分級範囲の粉体が満足に均一化
されないことが一原因であると推定された。そこで振動
フィ−ダを２段とし、各段の振動パタ−ンを異ならし
め、二様の振動パタ−ンを使用したところ、完全に薄
く、かつ平らな状態にして高精度の検査を行い得ること
を発見した。

【０００９】本発明の目的は、上記の知見に基づき、粉
体材料を振動フィ−ダにより完全に薄く、かつ平らな状
態にして移送しつつ画像処理技術により高精度で検査で
きる装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る粉体材料検
査装置は、トラフに直進振動を作用させて粉体材料を移
送する振動フィ−ダであって、異なる振動パタ−ンを有
するものを縦列配設し、こられのフィ−ダに対し、第１
段目フィ−ダの始端部に粉体材料を供給するホッパ式の
粉体材料送り込み手段及び最終段フィ−ダの粉体材料の
光学像を表示させる画像処理手段を設けたことを特徴と
する構成であり、画像処理手段には、リニアラインセン
サによる検査対象面の読み込みで発生するビデオ信号を
ディジタル化のうえ演算して輝度差のある２次元画像を
表示する構成のものを使用することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１は本発明に係る粉体
材料検査装置の一例を示している。図１において、１は
二段の振動フィ−ダを示し、各フィ−ダ１ａ，１ｂは図
２に示すように、トラフ１１の前端及び後端をそれぞれ
板バネ１２で支持し、トラフ１１に加振方向が斜め方向
の加振器（電磁式、クランク式等）１３を取付け、強制
振動または共振でトラフ１１を直進振動させる構成であ
り、二段目のフィ−ダ１ｂのトラフの巾は一段目のフィ
−ダ１ａのトラフ巾よりも広くしてある。１４は粉体材
料回収シュ−トである。

【００１２】２１はホッパ式粉体材料供給部２の上段ホ
ッパ、２０は下段ホッパであり、下段ホッパ２０のゲ−
トは開放、上段ホッパ２１のゲ−トは開閉式である。２
１１は上段ホッパ２１のゲ−ト、２１２はゲ−ト開閉器
であり、下段ホッパ２０内の材料レベルが所定の下限レ
ベルに達したときにこれを光センサ２０１で検出して上
段ホッパ２１のゲ−ト２１１を開いて下段ホッパ２０内
に材料を投入し、下段ホッパ２０内の材料レベルが所定
の上限レベルに達すると、これを光センサ２０１で検出
して上段ホッパ２１のゲ−ト２１１を閉じて下段ホッパ
２０内への材料投入を中止させるように、ゲ−ト開閉器
２１２に制御手段を内蔵させてある。

【００１３】この上段ホッパ２１はタ−ンテ−ブル３に
複数箇装着してあり、異なるロットの粉体材料が異なる
上段ホッパに入れられる。４は第２振動フィ−ダ２ｂ上
の粉体材料層に直線光を照射する照明である。５はリニ
アＣＣＤラインセンサであり、ホトダイオ−ドアレ−を
挾んでＣＣＤを設け、粉体材料層からの反射光によりホ
トダイオ−ドに蓄積された信号電荷を、ホトダイオ−ド
とＣＣＤ間のシフトゲ−トでＣＣＤの対応する段に同時
に短時間で転送する構成である。

【００１４】６は上記のリニアＣＣＤラインセンサ４と
で画像処理手段を構成する制御部、７はディスプレイで
あり、制御部６はマイクロコンピュ−タ、マイクロコン
ピュ−タからの指令でセンサを駆動させるセンサ駆動回
路、センサからのビデオ信号をディジタル化するディジ
タル変換回路、マイクロコンピュ−タとのデ−タ授受で
演算を行う演算回路等を備え、制御部６で検査判定基準
を設定し、ディスプレイ７に粉体材料層の光学像を２次
元画像で表示させるようにしてある。

【００１５】本発明に係る上記装置を使用しての粉体材
料の検査は次のようにして行うことができる。すなわ
ち、上段ホッパ２１，…のそれぞれに異なるロットの粉
体材料のサンプルを入れ、図３に示すように、一の上段
ホッパ２１を下段ホッパ２０上に位置させる。次いで、
その上段ホッパ２１の開閉式ゲ−ト２１１の制御により
下段ホッパ４０内の材料レベルを上限レベルHと下限レ
ベルLとの間に保ちつつ下段ホッパ２０の常時開放ゲ−
ト２０２より第１段目の振動フィ−ダ１ａに粉体材料を
落下供給していく。この材料供給量は下段ホッパ２０内
の材料レベルの変動に応じて変動するが、上記上限レベ
ルHと下限レベルLとの差を小とすることにより、下段ホ
ッパ２０内の材料レベルの変動を僅かに抑えて第１段目
の振動フィ−ダ１ａへの材料供給量を充分一定にでき
る。

【００１６】上記のようにして、第１振動フィ−ダ１ａ
上に供給した粉体材料を、第１振動フィ−ダ１ａの直進
振動により移送し、この移送の進行に伴い粉体材料を層
状に均らしていく。この層状粉体材料は、第１振動フィ
−ダ１ａの終端で第２振動フィ−ダ１ｂ上に落下移載さ
れ、この第２振動フィ−ダ１ｂの直進振動により更に移
送し粉体材料層状をより一層に均して薄くして行く。

【００１７】更に、その薄い層状の粉体材料がリニアラ
インセンサ５の直下を通過する際に、その光学像を当該
センサ５に読み込ませ、そのビデオ信号をディジタル信
号にしたうえで演算処理して所定の検査基準でディスプ
レイ（図１の７）に２次元の動画像を表示させ、その動
画像からリニアタイムで移送中粉体材料の良否を検査し
ていく。

【００１８】この画像は、粒径が異なる、あるいは色が
異なるといった異物の混入状態を表示するものであり、
異物が数種類ある場合は、輝度差でその異物を判別でき
るようにしてある。動画像表示と共にその画像をプリン
トアウトしていくこともできる。このようにして、一の
上段ホッパ２１内のサンプルの検査を終了すれば、上段
ホッパ２１を自動的に回転させ、次の上段ホッパを下段
ホッパ２０直上に位置させ、次のロットのサンプルの検
査を行い、以後、次々と各上段ホッパの各サンプルの検
査を連続的に行っていくことが可能である。

【００１９】本発明に係る粉体材料検査装置において
は、第１振動フィ−ダ１ａの振動パタ−ンと第２振動フ
ィ−ダ１ｂの振動パタ−ンとを異ならしめることができ
る。今、異なる振動パタ−ンＦａ、Ｆｂに対し、粉体材
料のある分級範囲Ａのものが、振動パタ−ンＦａに対し
ては易均一性で、振動パタ−ンＦｂに対しては難均一性
であるとし、また、他の分級範囲Ｂのものが振動パタ−
ンＦｂに対しては易均一性で、振動パタ−ンＦａに対し
ては難均一性であるとする。

【００２０】かかる前提のもとで、図３において、第１
振動フィ−ダ１ａの振動パタ−ンをＦａとし、第２振動
フィ−ダ１ｂの振動パタ−ンをＦｂとすれば、第１振動
フィ−ダ１ａでは分級範囲Ａのものがよく均一化されて
も分級範囲Ｂのものが満足に均一化されないために、図
４〔図４の（イ）は側面図、図４の（ロ）は正面図〕に
示すように、均一化はまだ不完全であるが、第２振動フ
ィ−ダ１ｂでは、分級範囲Ｂのものもよく均一化される
結果、図４に示すように、完全に均一化され得、完全に
薄く、かつ平らな状態にして高精度の検査が可能とな
る。

【００２１】上記粉体材料の実際の分級状態は単純では
なく、上記前提は説明の便宜を勘案して単純化している
が、第１振動フィ−ダ１ａの振動パタ−ンと第２振動フ
ィ−ダ１ｂの振動パタ−ンとを異ならしめことにより、
粉体を完全に薄く、かつ平らな状態とすることができ、
高精度の検査が可能となることは後述の実施例と比較例
との対比から確認できる。

【００２２】上記において、振動パタ−ンは、振動数、
振動方向、振幅等を変えることにより異ならしめ得、そ
の振動数、振動方向、振幅等は粉体の性質、粒径等に応
じて設定される。上記の実施例では、振動フィ−ダの段
数を二段としているが、粉体の性質、粒径等に応じ、３
段または４段以上とすることもできる。

【００２３】

【実施例】

〔実施例〕図３において、第１段振動フィ−ダ１ａに
は、振動数３０００回／分、トラフ長さ２５０ｍｍ、ト
ラフ巾２０ｍｍのものを使用し、第２振動フィ−ダ１ｂ
には、振動数３６００回／分、トラフ長さ２５０ｍｍ、
トラフ巾３０ｍｍのものを使用した。

【００２４】リニアラインセンサ５には、１，０２４bi
t、視野巾２５ｍｍ、分解能１７．９μｍのＣＣＤセン
サを使用した。異物を２００μｍ超を大、２００〜１０
０μｍを中、１００〜５０μｍを小の３階級に分け、こ
れらの異物を黒乃至は茶色の輝度差のある２次元画像で
表示させるように、マイコンで判定基準を設定した。

【００２５】下段ホッパ２０からの粉体材料送り込み量
を１０ｇ／分〜２０ｇ／分として、ディスプレイに画像
を表示させ、異物をカウントした。上記３階級ごとに輝
度を異ならしめて異物を画像表示させたので、各階級の
異物を容易にカウントできた。 〔比較例〕実施例に対し、センサ５による読み込みを、
第１段振動フィ−ダ１ａの終端で行った以外、実施例に
同じとした。この比較例では、画像表示に重なりが観ら
れ、異物の正確なカウントが難しく、実施例に較べ検査
精度が半減した。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係る粉体材料検査装置において
は、ホッパ式の粉体材料送り込み手段にサンプルを投入
し、マイクロコンピュ−タでデ−タ設定するだけで、粉
体材料の状態を２次元画像で表示させ得てこの画像から
粉体材料を高精度で検査できる。また、ホッパ式の粉体
材料送り込み手段を自動送りのタ−ンテ−ブル式とすれ
ば、異なるロットの粉体材料の状態を次々と自動的に２
次元画像表示させていくことができる。従って、熟練を
要することなく、良好な作業性で容易に、しかも個人差
無く高精度の検査を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粉体材料検査装置を示す図面であ
る。

【図２】本発明において使用する振動フィ−ダを示す図
面である。

【図３】本発明に係る粉体材料検査装置を使用しての粉
体材料の検査方法を示す図面である。

【図４】本発明に係る粉体材料検査装置を使用しての粉
体材料の検査時での粉体材料の移送状態を示す図面であ
る。

【符号の説明】

１ａ 第１段目振動フィ−ダ １ｂ 第２段目振動フィ−ダ ２ ホッパ式の粉体材料送り込み手段 ２０ 下段ホッパ ２１ 上段ホッパ ３ タ−ンテ−ブル ４ 照明 ５ リニアラインセンサ ６ コンピュ−タ ７ ディスプレイ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラフに直進振動を作用させて粉体材料を
   移送する振動フィ−ダであって、異なる振動パタ−ンを
   有するものを縦列配設し、これらのフィダ−に対し、第
   １段目フィ−ダの始端部に粉体材料を供給するホッパ式
   の粉体材料送り込み手段及び最終段フィ−ダでの移送中
   粉体材料の光学像を表示させる画像処理手段を設けたこ
   とを特徴とする粉体材料検査装置。
2. 【請求項２】画像処理手段が、リニアラインセンサによ
   る検査対象面の読み込みで発生するビデオ信号をディジ
   タル化のうえ演算して輝度差のある２次元画像を表示す
   る構成である請求項１記載の粉体材料検査装置。