JPH11295215A

JPH11295215A - 根菜類の欠陥の非破壊検査装置

Info

Publication number: JPH11295215A
Application number: JP13587298A
Authority: JP
Inventors: Masao Tanimoto; 政男谷本; Shigeru Fujii; 茂藤井; Manabu Tamura; 学田村
Original assignee: Koatec KK
Current assignee: Koatec KK
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 1999-10-29
Anticipated expiration: 2018-04-08
Also published as: JP3389098B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】欠陥大根の自動選別を時に、傷、形状欠陥、内
部の黒芯等を非破壊検査により選別し、作業者に選別検
査結果が判る仕組みとする。同時に、選果場において、
装置のメインテナンスを容易にする仕組みを付帯させ
る。【解決手段】大根の外部検査をまず行い、欠陥大根を選
別すると同時に、太さにより非破壊検査のための照射光
の調整をし、品種や大きさが変化しても均一な測定が出
来るようにした。作業者は移動してくるその検査結果を
検査結果表示器で見ながらランク別にコンベアより取り
上げ箱詰めする。コンベア上のトレイは柔らかい材質に
した。照射光と透過光の波長分布変化より得られる品種
別、ほ場別、生産者別等の情報は、選別と表示だけでな
く、連作障害防止のために活用する。又、通信技術を使
って、機械技術者と選果場を結び、遠隔地の装置メイン
テナンスをおこなう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は、根菜類に発生する色々
な欠陥を、出荷する前に、非破壊検査で検出し、消費者
に欠陥商品が渡らないように、選果場で選別する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】選果場では、暗室の中で、大根に投光器
より光を当て、目視確認をしている所がある。しかし、
目の疲れで公平な検査はできなく、午前と午後で基準が
変わり、生産者よりクレイムがつくことが多い。また、
夏の暑いときに暗室の中で実施するのは苛酷な作業であ
って、全数検査はできなかった。また、外部検査につい
ても、秤による重量判別やサイズ判別はあるが、外観及
び表面の傷の自動検査処理機はなかった。外観及び表面
の傷は目視に頼っていた。さらに、選果データ表示器に
ついては、位置を固定した検査結果表示器はあるが、搬
送と同期させて移動状態で検査結果を表示できる装置は
なかった。

【０００３】また、データ管理装置においても、箱単位
の集計とその出荷管理、或いは品種管理、サイズ管理、
優・秀等品質管理、生産者別の出荷管理等が実現してい
るが、連作障害防止に役立つような、ほ場管理や出荷以
外の目的の品種管理はなかった。ユーザー管理に置いて
も、運転トラブル、設定標準値の狂い、検査結果の判断
等の必要な時には、連絡があれば、メーカーは訪問せざ
るを得なかった。すなわち、オンライン化した遠隔地で
のメンテナンスは行われていなかった。

【０００４】

【本発明が解決しようとする課題】本発明者は、出荷
する根菜類の品質判定を公平にするために、目視判定で
はなく、自動化した検査機により外観と内部の欠陥を検
出することを検討した。また、コンベアの移動すなわ
ち根菜類の移動とともに、検査結果が平行して移動し、
検査担当者に分かりやすい状態を実現することにした。
しかも、コンベア搬送では、商品であるべき根菜類に
傷がつくことが多く、解決を要する課題の一つである。
さらに、出荷する商品だけの品質管理ではなく、本年
度の検査データが、翌年度の連作障害防止につながるよ
うに、ほ場管理や休耕ほ場の決定等に役立つ事をねらっ
た根菜類の品種管理を行って色々の課題を解決すること
を検討した。遠隔地のメンテナンスにおいては、その
内容の規模に係わらず担当技術者が、現地に赴き対処す
る必要があった。また、現場と装置製造メーカーの情報
共有が困難であった。これらのことを解決すべく検討
し、本発明を完成した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】まず、根菜類をコンベア
で搬送するに当たり、その表面に搬送キズが発生しない
ように柔らかい材質のものを使用して、根菜類が脱落し
ないように、形状に沿わせた窪み状の受け皿を作成して
用いた。さらに、内部検査時に光が外部に漏れないよう
な構造にした。このトレイを作業者が、根菜類を脱着し
やすい間隔に配置して、チエーン駆動で連結し、連続で
搬送した。根菜類の外部検査については、根菜類に一定
光量を照射し、画像処理用カメラによって、サイズ、形
状、傷等を識別し、総合的な判定を連続して行うように
した。この外部検査の結果は、内部検査の時に、根菜類
の太さにより、内部に透過させる光量の変化に生かし、
サイズに関係なく均一な検査を可能にした。

【０００６】内部検査は、根菜類の芯部に光を透過さ
せ、その際の透過光の成分を画像処理カメラで、赤、
緑、青の三原色分析（ＲＧＢ分析）をする仕組みとし、
波長分布変化を測定し、連続的に欠陥根菜類の判別を可
能にした。根菜類の品種の違いについては、品種ごとの
検査基準を変えることにより、品種が変わっても均一な
検査ができる仕組みとした。

【０００７】根菜類の検査データについては、作業者が
一目で判読出来るように、コンベアによる根菜類の移動
とともに、選果データが、同期して移動するように、デ
ータ表示システムを工夫した。

【０００８】出荷した根菜類のデータは、商品管理だけ
に止まらず、翌年度の連作障害防止に役立つように、欠
陥のある根菜類、とくに連作障害と考えられる根菜類が
発生したときに、ほ場データ、品種、生産時期などと検
査結果データを集計し、生産者にフィードバックして、
次ぎの栽培時の障害発生防止への活用を可能にした。

【０００９】さらに本発明は、根菜類の生産地がへんぴ
な所が多いこと、かつまた販売先の本装置管理者も習熟
度の低い作業者が多く、装置メーカーのメンテナンス管
理が必要であることからその対策技術を検討した。装置
メーカーの技術者が、要請される度に訪問することは大
変であるので、装置の異常の内容や品種別の設定値の変
更などの作業指示をオンラインで行う仕組みを完成させ
た。また、これによって、画像データの通信により検査
選別の最新の情報も、装置メーカー側として入手するこ
とも出来るようになった。

【００１０】〔発明の詳細な説明〕本発明に係わる欠陥根菜類の非破
壊検査システムについて、図面を用いて詳細に説明す
る。とくに、システム構成とデータ管理システムを
説明する。

【００１１】システムの全体構成を図１に示し、大根の
事例により説明する。ほ場より農家が持ち込んでくる大
根は、水を使った洗浄により土を落とし、１の台の上に
並べられる。作業者は、その台より大根を１本ずつメイ
ンコンベア２に乗せる。３は外観検査部であり、２方向
より観察するカメラが作動し、サイズ、形状、傷などの
データを取る。そのデータの一部は、４の内部検査にあ
たっての芯部に当てる光量調節に生かす。コンベアは一
定速度で移動しており、検査が終わった大根とともに、
そのデータが、表示器５に表示され、表示は移動してく
る。作業者は大根とともに移動してくる検査結果を見な
がらコンベアのトレイから大根を取り上げ箱詰めをす
る。欠陥大根は、作業者がトレイより取らないので、７
の欠陥大根を乗せるＮＧコンベアへ落ちる仕組みであ
る。

【００１２】運転中の作業者の安全を確保するため、非
常停止スイッチ８を、２ケ所設置した。さらに、大根を
コンベアに乗せる所９と、コンベアから大根を取り出す
所１０に、押しボタンスイッチを複数個付けた。全体の
制御盤を１１に設置し、作業の開始や完了をコントロー
ルした。

【００１３】図２は、外観検査３と内部検査４の詳細を
示すものである。外観検査３では、カメラＣとカメラＤ
１２で２方向より観察検査し、サイズ、形状、傷を識別
し、画像処理コントローラ２で処理をする。このデータ
を制御用コントローラ１１を通して、内部検査機４に送
りストロボの光量をコントロールした。内部検査ブロッ
ク４では大根の太さにより照射光の強さを変えて大根を
透過させ、カメラＡ１３で受ける。画像処理コントロー
ラによりＲＧＢ分析し、波長分布変化を読み取り、大根
の欠陥を識別する。品種別に設定した波長分布変化と欠
陥の等級の設定値により、出荷しない大根の判定を自動
的に行う。

【００１４】画像処理データは、制御用コントローラよ
りデータ管理パソコン１４に入り処理され表示器５に送
られ、コンベア上の大根とともに移動する仕組みとなっ
ている。また、画像処理データは、ほ場別、生産者別
に、大根の品種、欠陥データを集計し、パソコンにより
フロッピーディク１５に落とす。これを、生産者に連絡
し、連作障害防止に役立てる仕組みにした。

【００１５】販売する大根の選果場は交通の不便な遠隔
地にあり、自動化ラインのトラブルが発生しても直ぐ駆
けつけることの出来ない所が多い。したがって、設備メ
ンテナンスのために、大根検査選別遠隔メンテナンスシ
ステムが必要であり、それを完成させた。本装置は、不
具合の予知がむずかしく、また現場では原因調査に時間
がかかる恐れがある。一方、農家にとっては、トラブル
が発生すると、出荷に支障を来す恐れがあるので、早期
対応が求められる。そのため、平素より現場と設備メー
カーの間で、情報を共有化しておき、システム異常時の
迅速な復旧作業を実現させて、メンテナンス費用の削減
と停止期間の短縮を図るシステムを完成した。以下実施
例により本発明をさらに説明する。

【００１６】

【実施例】大根栽培の農家と契約し、二つのほ場におい
て、大根の品種として「おせん」と「関白」を、３００
本ずつ栽培してもらった。それぞれ、３０００ｍ^２の広
いほ場の内の一部の生産物を買い取った形にして実験を
した。大根の種を、は種してから約１００日目の８月末
で収穫にいたった。「おせん」は、やや細く長い銘柄で
あり、「関白」は太くて短い銘柄である。それぞれ、洗
浄したあと、農協の選果場に設置した図１の欠陥大根非
破壊検査装置を通した。まず、メインコンベアに頭を一
定方向に向けて、ウレタンスポンジで出来た底の一部に
穴のあいた窪み形状を有するトレイに作業者が置いた。
作業者が見て、明らかに出荷できないような欠陥があっ
た場合には、コンベアには乗せず、スイッチ９でマイナ
ス１のカウント処理をした。コンベアは、移動し大根は
外観検査機の中にはいり、図２のカメラＣとＤにより観
察され、曲がった大根や窪みのある大根は自動的に特定
できた。大根の表面の傷についても検査した。

【００１７】外観検査が終わると、コンベア上の大根
は、引き続き内部検査機の中に入る。そこでは、カメラ
の真下に来たときストロボから光が発射され、大根の芯
部を光が透過する。「おせん」と「関白」では光の強さ
を調節し、１秒間に２本の大根に光りが当たるような速
度でコンベアを移動させ、ストロボを同期させた。大根
の青首の直下より２ｃｍの一定間隔の３ケ所の透過光の
画像処理を行った。真っすぐに成長した大根で、傷もな
く、透過光のＲＧＢ分析が所定の基準値を上回っておれ
ば、表示器にその表示がされ、大根とともにコンベア上
を移動し、その間に作業者は大根を取り出し、３Ｌ、Ｌ
Ｌ、Ｌ、Ｍ、Ｓに分けて箱詰め作業をした。きれいな大
根はＡ級、出荷は差し支えないが、わずかに傷があるも
のはＢ級とした。作業分担により作業者が取り出す大根
の級とサイズはあらかじめ決めてある。

【００１８】外観検査と内部検査のカメラ部は、暗室に
して、外部の光が入らないようにした。検査は片面のみ
であるので、内部に欠陥はなくても、裏側に傷や窪みが
あることを作業者が認めたときには、押しボタンスイッ
チ１０により、Ａ級をＢ級に自分の判断でさげた。その
とき押しボタンによって、級別の１本の増減を記録する
ようにした。６００本の検査のなかで１２本のランク下
げがあった。

【００１９】傷や曲がり等の形状や内部欠陥があってそ
の旨表示器に表示された大根は、作業者が取らないの
で、コンベア上を移動し、図１のＮＧコンベアへ落ち、
別の箱に分別した。

【００２０】それぞれ３００本の大根の内、欠陥大根
は、「おせん」で７４本、「関白」では１８本が分別さ
れ、黒芯、赤芯が見られ、選別できた。この大根を切っ
て見ると、黒芯の４級にランクされる長さ１０ｃｍの欠
陥から長さ２ｃｍの１級にランクされる欠陥があり、よ
く選別されていることが認められた。念のため、箱詰め
した正常大根のＬとＬＬを、それぞれ１００本抜き取っ
て、包丁で縦に２分割して調査したが、欠陥大根は存在
しなかった。非破壊検査が正常に実施できていることを
認めた。

【００２１】図２の表示器５では、大根の移動とともに
検査結果の表示が移動し、サイズＬを箱詰めする作業者
は、移動してくる表示を見ながら、正常大根のＬサイズ
のみをトレイより取り出し箱詰めした。表示器の前の作
業者は、２Ｌ担当者、Ｍ担当者と分かれており、それぞ
れの分担により作業をした。これらのデータはパソコン
に入力され、フロッピーに品種別に記録された。

【００２２】県北のほ場と県南の技術者のいる自動化機
械工場とを、図３に示すシステムで、インターネットで
結び、メンテナンス情報を交換した。生産者氏名、生産
者コード、大根の品種名、品種コード、サイズのランク
ごとの数、「おせん」と「関白」のほ場単位の集計、検
査基準値、画像データなどの情報の交換ができた。大根
の太さ別の検査基準値の変更や内部透過光の強度調整な
どは順調に作動し、運転のトラブルは起きなかった。以
上から欠陥大根の非破壊検査装置は、ほぼ完成したと考
えている。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、大根の生理障害からく
る黒芯、赤芯の欠陥大根の選別、連作障害として認めら
れているフザリウム菌がもたらす軽度な萎黄病被災大根
の内、ほ場で見落とした欠陥大根などが、消費者に渡ら
ないように選果場で選別できる効果は大きい。大根の産
地のイメージ向上につながる事が期待される。

【００２４】

【図面の簡単な説明】

【図１】欠陥大根の非破壊検査装置の全体構成の模式図

【図２】外観検査と内部検査のブロック図と表示器及び
パソコンへの接続図

【図３】装置メーカーと農協の選果場を結ぶシステム構
成図

【符号の番号】

１：洗浄した大根の置き場２：洗浄した大根を運び、検査機を通すためのコンベア３：外観検査機４：内部検査機５：検査データ表示器６：検査結果に基づき作業者が実施するランク別の箱詰
め作業場所７：欠陥大根を集めるコンベア８：非常停止ボタン９：大根をコンベアに乗せる所の押しボタンスイッチ１０：大根をトレイより取り出す所の押しボタンスイッ
チ１２：外部検査用のカメラ１３：内部検査用のカメラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄機より搬入された根菜類を、移動する
コンベア上に一定間隔を置いて配置し、１本の根菜類ご
とに、一定光量の光を２ケ所以上の場所に照射して、画
像処理カメラにより外部検査をした後、そのデータに基
づき調整した光を根菜類の内部を透過させ、その透過光
の波長分布変化を画像処理カメラで分析して根菜類の内
部欠陥を検査する装置
【請求項２】請求項１で検査され判定されたデータに基
づき、作業者が判読できるように、根菜類の搬送方向に
根菜類の移動位置に合わせて、判定結果を示す表示位置
が移動する選果データ表示器
【請求項３】請求項１の検査結果を、シーケンサを通し
てデータ管理パソコンに入力し、根菜類の品種別、生産
時期、内外部の検査結果を、生産者別或いは、ほ場別に
情報処理するデータ管理装置
【請求項４】請求項１において、根菜類搬送トレイが、
スポンジ又はゴムよりなり、搬送中に根菜類が脱落しな
い窪み状の形状を有し、光の通過部分には穴があいて光
を通し、かつ内部検査時に光が外部にもれないように根
菜類に光を集中させ、透過光の成分の波長分析変化を読
み取ることによって内部欠陥を検査する装置
【請求項５】請求項１，２，３及び４において、装置の
異常内容、設定基準値及び画像データについて、設備製
造メーカーと使用者との間でオンライン通信を行い、適
切な現状把握と改善作業指示を行うシステム