JPWO2018190238A1

JPWO2018190238A1 - 物品振分装置

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Publication number: JPWO2018190238A1
Application number: JP2019512478A
Authority: JP
Inventors: 淳一田村; 孝治小泉
Original assignee: Anritsu Infivis Co Ltd
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Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2019-11-07
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Abstract

検査済みの物品（Ｗ）を複数の振分け方向（Ｄ１、Ｄ２およびＤ３）に搬出するよう振分け動作する振分け機構（２３）と、振分制御信号（ＲＪ）を受けて振分け機構（２３）の作動を制御する選別装置側制御部（２４）とを備えた物品振分装置であって、振分け機構（２３）が、物品（Ｗ）に当接してその搬送方向を排出方向（Ｄ２またはＤ３）に変化させる排出姿勢と、物品Ｗに当接することなく搬送方向（Ｄ１）への通過を許容する通過許容姿勢とに姿勢変化する選別アーム（３１、３２）と、それらを操作して姿勢変化させるエアシリンダ（３３Ａ、３３Ｂ）とを含んで構成されるとともに、各選別アーム（３１、３２）までの可動部（２３Ｍ）の振動を検出する加速度センサ（６１）、検出回路（６２）および劣化判定回路（４６）が設けられ、その検出情報を基に可動部（２３Ｍ）の劣化状態を判定する。

Description

本発明は、物品振分装置に関し、特に検査済みの搬送物品を振分制御信号に応じた搬送先に振り分ける動作を実行する物品振分装置に関する。

各種物品の属性や品質等を検査する物品検査システムにおいて、上流側の物品検査装置からの指令信号を受けて作動し、その検査後にコンベア搬送される物品をそのコンベア搬送路上での振分け部材の作動によりその検査結果に応じた搬送先に振り分ける物品振分装置、例えばフリッパ方式の物品振分装置が知られている。

従来のこの種の物品振分装置としては、例えば図７に示すように、図示しない搬送路面上で回動する振分けアーム１０１のアーム部１０２を駆動軸１０３の上端側に締結し、その駆動軸１０３の下端側に装着した回動レバー１０４およびリンク１０５を介して駆動軸１０３を往復回動操作可能なエアシリンダ等の駆動シリンダ１０６と、駆動軸１０３を軸方向二箇所でそれぞれ軸受１０７Ａ、１０７Ｂを介して回動自在に支持しつつ図示しない筐体に対して所定高さ位置に支持する上側および下側の軸支持板１０８Ａ、１０８Ｂと、駆動シリンダ１０６を前記筐体に対して固定するベース板１０９とを有するものがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０００−２３８９１３号公報特許第４４７８５６０号公報

上述のような従来の物品振分装置では、振分けアーム１０１のアーム部１０２が搬送中の物品に当接してその物品を搬送方向から外れる振分け方向に撥ね出したり方向付けたりする振分け作業を繰り返すため、特に物品搬送速度や重量が大きい場合に、駆動シリンダ１０６からアーム部１０２までの可動部に比較的大きな振動や衝撃が加わり、何らかの故障につながるような劣化が生じ得る。

そして、その劣化が進行すると、例えば、片持ち支持方式のアーム部１０２の駆動軸１０３に対する取付けのガタ付きや、駆動軸１０３の上端側を回動自在に保持する軸受１０７Ａおよび上方の軸支持板１０８Ａの間の取付けガタ（締結の緩み）、軸受１０７Ａの性能劣化による振動、あるいは、駆動シリンダ１０６のピストンロッド１０６ａのスティックスリップ等が生じ、振分け機構における振動や衝撃が増加していた。

しかしながら、従来の物品振分装置にあっては、そのような振分け機構の劣化に伴う振動や衝撃の発生を作業者が物品振分装置の運転中に確実に把握できず、故障につながるような劣化状態が放置され易いために、故障を未然に防止することができないという問題があった。

本発明は、かかる従来の問題を解消すべくなされたものであり、可動部の振動の要因となる振分け部材の取付けの緩みやアクチュエータの劣化等を的確に検出し、振分け機構の故障発生を未然に確実に防止し得る物品振分装置を提供することを目的とする。

本発明に係る物品振分装置は、上記目的達成のため、所定の検査後に搬送される物品を複数の振分け方向のうちいずれかの方向に搬出するように振分け動作する振分け機構と、前記検査の結果に対応する振分制御信号を受けて前記振分け機構の作動を制御する制御部と、を備えた物品振分装置であって、前記振分け機構が、前記搬送中の物品に当接して該物品の搬送方向を特定の振分け方向に変化させる第１の振分け姿勢と、前記物品に当接することなく該物品の搬送方向への通過を許容する第２の振分け姿勢とに姿勢変化する振分け部材と、該振分け部材を操作して姿勢変化させるアクチュエータと、を含んで構成されるとともに、前記振分け機構の前記アクチュエータから前記振分け部材までの可動部の振動を検出する振動検出部が設けられており、前記制御部は、前記振動検出部の検出情報を基に、前記可動部の劣化状態を判定することを特徴とする。

この構成により、本発明では、振分け機構のアクチュエータから振分け部材までの可動部に、その劣化に起因する振動、例えば振分け部材の取付けの緩みやアクチュエータの劣化等に起因する振動が生じると、その振動が振動検出部によって検出される。したがって、そのような可動部の劣化が的確に検出可能となり、振分け機構の故障発生を未然に防止できることになる。

なお、前記振動検出部によって、前記可動部の振動の振動加速度や周波数、振分制御信号入力に対する振動発生のタイミング等を検出し、可動部の振動の発生要因ごとの劣化判定条件を設定することも考えられる。また、前記制御部は、前記可動部の劣化状態を判定した結果を信号出力するものであってもよい。

本発明において、前記振動検出部は、前記可動部から該可動部を支持する部材に伝わる振動加速度を、前記振分け部材の姿勢変化に対応して設定される第１の検出期間中に検出し、前記制御部は、前記振動検出部からの検出情報に基づいて、前記第１の検出期間中に前記振分け機構の前記可動部における振動加速度を算出するとともに、該算出値を予め設定した第１の劣化判定用閾値と比較して、前記可動部の劣化の有無を判定する構成とすることができる。このように構成すると、可動部の劣化の有無を短周期にかつ簡素な処理で実行可能となる。

また、前記振動検出部は、前記可動部から該可動部を支持する部材に伝わる振動加速度を、前記振分け部材の姿勢変化に対応して設定される第１の検出期間と該第１の検出期間外の第２の検出期間とのうち少なくとも一方の検出期間について繰り返し検出し、前記制御部は、前記振動検出部からの検出情報に基づいて、前記振動および衝撃の強さおよび繰り返し回数に応じて前記可動部の劣化の度合いを推定算出し、前記劣化の度合いの推定算出値と予め設定された第２の劣化判定用閾値と比較して、前記可動部の劣化の有無を判定するものであってもよい。このようにすると、可動部の劣化の進行度合いを衝撃入力の大きさや繰返しの回数に応じて精度良く判定し、振分け機構における故障の発生を未然に有効に防止できることになる。

さらに、前記制御部は、前記振分け部材の姿勢変化の度に設定される第１の検出期間中に前記振動検出部の検出情報を基に前記可動部の振動加速度を検出し、該振動加速度を第１の判定閾値と比較して前記可動部の劣化の有無を判定する第１診断モードと、前記第１診断モードで前記可動部の劣化があると判定されたときに、前記第１の検出期間における前記振動検出部からの検出情報および前記第１の検出期間外の第２の検出期間における前記振動検出部からの検出情報に基づいて、前記振動および衝撃の強さおよび繰り返し回数に応じた前記可動部の劣化の度合いを推定する第２診断モードと、を実行し、少なくとも前記可動部の劣化の度合いに応じた表示データを出力する構成とすることもできる。この場合、通常は、可動部の劣化の有無を短周期にかつ簡素な処理で実行しながらも、必要時には、可動部の劣化の進行度合いを衝撃入力の大きさや繰返しの回数に応じて精度良く、適時に判定可能となる。

前記可動部の劣化の度合いに応じた表示データは、前記劣化が検出されないときと、前記劣化が検出された場合であって前記可動部の劣化の度合いが相対的に低いときと、前記劣化が検出された場合であって前記可動部の劣化の度合いが相対的に高いときとで、異なる色に表示されるものであってもよい。この場合、劣化判定結果の違いを表示色の変化として迅速にかつ的確に報知することができる。

本発明によれば、可動部の振動の要因となる振分け部材の取付けの緩みやアクチュエータの劣化等を的確に検出し、振分け機構の故障発生を未然に確実に防止し得る物品振分装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る物品振分装置を備えた物品検査システムの概略構成を示すそのシステム構成図である。本発明の一実施形態に係る物品振分装置の振分け機構の駆動制御系の概略構成図である。本発明の一実施形態に係る物品振分装置の振分け機構の制御部に併設された振動検出部および劣化判定手段の概略ブロック構成図である。本発明の一実施形態に係る物品振分装置の振分け動作およびそれに伴って発生する振動を例示するタイミングチャートである。本発明の一実施形態に係る物品振分装置の振分け機構を制御する振分制御信号の第１の切替え状態に対応する振動検出条件を説明するためのタイミングチャートである。本発明の一実施形態に係る物品振分装置の振分け機構を制御する振分制御信号の第２の切替え状態に対応する振動検出条件を説明するためのタイミングチャートである。本発明の一実施形態に係る物品振分装置の振分け機構における振分け動作の繰り返しに伴う劣化の進行を衝撃エネルギの累積値として間接的に把握する場合の劣化判定条件を説明するためのグラフであり、劣化判定前の状態を示している。本発明の一実施形態に係る物品振分装置の振分け機構における振分け動作の繰り返しに伴う劣化の進行を衝撃エネルギの累積値として間接的に把握する場合の劣化判定条件を説明するためのグラフであり、劣化判定時の状態を示している。従来例の振分け機構の要部外観斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を引用しつつ説明する。

図１ないし図６は、本発明の一実施形態に係る物品振分装置を備えた物品検査システムとしての重量選別装置を示している。

まず、その構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態の重量選別装置は、物品検査装置および前段コンベアとして機能する助走コンベア４と計量コンベア１２を有する計量装置１と、計量装置１から検査済みの物品Ｗが搬入されるコンベア付の物品振分装置２を備え、検査結果がＯＫの物品Ｗが下流側のコンベア３へ搬出されるようになっている。

計量装置１には、被検査物である物品Ｗが、上流側の物品投入手段、例えば図示しない充填包装機から順次投入されるようになっている。

この計量装置１は、例えば公知のロードセルや電磁平衡はかりのような荷重センサで構成された計量部１１と、物品Ｗを搬送しつつ計量部１１に対し物品Ｗの重量を荷重として加えることができる秤量台（詳細図示せず）付きの計量コンベア１２と、計量部１１からの荷重信号を基に検査結果信号およびそれに対応する振分制御信号ＲＪを生成する制御部１３とを有しており、計量コンベア１２上を通過する物品Ｗの重量を計量部１１で測定できるようになっている。

また、計量装置１の制御部１３は、計量部１１からの荷重信号を基に、例えば許容範囲内の正常な重量を有する物品Ｗを良品とし、重量に過不足がある物品Ｗを不良品として、異なる搬送先に振り分けるための振分制御信号（例えば重量不足と重量超過の分別、あるいはランク分けのための複数種の振分制御信号でもよい）を生成するようになっている。

制御部１３は、具体的なハードウェア構成を図示しないが、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及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計量（秤量ともいう）制御プログラムや重量選別のための振分制御プログラム等に従って、計量装置１の作動を制御するとともに、物品振分装置２の作動を制御するようになっている。

この制御部１３は、前述のような各種制御プログラムを実行することで、計量装置１による検査を制御する検査制御部１３ａと、物品振分装置２の振分け動作を後述する指令信号により制御する選別制御部１３ｂと、各種設定値や検査条件、品種情報、検査結果、来歴等を記憶する記憶部１３ｃとの機能を発揮することができる。また、制御部１３には、検査結果その他の各種情報を表示出力する表示出力部としての表示部１５と、各種設定値その他の手動操作入力が可能な入力部１６とが併設されている。

制御部１３の検査制御部１３ａは、予め設定された品種ごとの設定パラメータや自機の仕様に応じて計量装置１の作動を制御するとともに、計量装置１の計量部１１による計量値の算出処理や、検査結果となる重量値の合否判定処理等を実行するようになっている。

制御部１３の選別制御部１３ｂは、物品振分装置２の運転を要求する搬送駆動要求信号Ｍｃを出力し、この搬送駆動要求信号Ｍｃに応じたベルトコンベア２２を搬送駆動を指令することができる。また、この選別制御部１３ｂは、物品Ｗごとの検査結果に対応する振分制御信号ＲＪを生成して、対応する検査済みの物品Ｗが所定の振分け領域Ｚ内に到達するタイミングでその振分制御信号ＲＪを物品振分装置２に出力し、その物品Ｗが所定の振分け領域Ｚ内に搬入されてから通過または排出されるまでの間、振分け機構２３の作動を振分制御信号ＲＪに応じて制御させることができるようになっている。

物品振分装置２は、計量装置１の制御部１３からの指令信号に従って、例えば良品と不良品を異なる搬送先に振り分ける振分け動作を実行するようになっている。

図１ないし図３に示すように、物品振分装置２は、筐体２１と、筐体２１の所定高さ位置に支持されたベルトコンベア２２と、ベルトコンベア２２の所定の選別搬送区間内に設けられたフリッパ方式の振分け機構２３と、ベルトコンベア２２および振分け機構２３の作動を制御する制御部である選別装置側制御部２４とを含んで構成されている。

ベルトコンベア２２は、詳細を図示しないが駆動側ローラ２６ａおよび従動側ローラ２６ｂに無端ベルト２７を掛け渡し、筐体２１に支持されつつ駆動側ローラ２６ａに駆動連結された搬送モータ２８によって搬送駆動されるようになっている。

このベルトコンベア２２は、搬送モータ２８により搬送駆動されるとき、計量装置１で所定の物品検査である重量検査がされた後に搬送路２２ａの上流端から搬入される検査済みの物品Ｗを、下流側（図２中の右側）へと所定速度で搬送することができる。

ベルトコンベア２２の上流端付近には、計量装置１から搬入される物品Ｗを検出する物品検知センサ２９が設けられている。

物品検知センサ２９は、例えば計量装置１から物品振分装置２に物品Ｗが受け渡され、物品振分装置２に投入される位置に、あるいは、それより上流側である計量装置１の物品投入側等に設置されている。この物品検知センサ２９の物品検出信号は、制御部１３および選別装置側制御部２４のそれぞれに取り込まれるようになっており、制御部１３により、物品振分装置２上にあるいは計量装置１上に物品Ｗが存在するか否かを判定することができるようになっている。

一方、振分け機構２３は、計量装置１上で所定の物品検査である重量検査がなされて搬送路２２ａ内に搬入された物品Ｗを、図１に示す複数の振分け方向Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のうちその物品Ｗの検査結果に対応するいずれかの方向に方向付けて搬出（ここで搬送経路外への排出を含む意）する振分け動作を実行する。ここにいう振分け方向Ｄ１は、例えば物品Ｗの重量が基準値に対し許容範囲内にある良品の通過方向である搬出方向、振分け方向Ｄ２は、物品Ｗの重量が基準値に対し許容範囲を上回る重量過多品の搬出方向、振分け方向Ｄ３は、物品Ｗの重量が基準値に対し許容範囲を下回る重量不足品の搬出方向である（以下、単にＤ１方向、Ｄ２方向、Ｄ３方向ともいう）。

この振分け機構２３は、ベルトコンベア２２の搬送路２２ａの幅方向（図１中の上下方向）に両側に配置された複数の振分け部材としての選別アーム３１、３２を有している。

各選別アーム３１、３２は、搬送路２２ａの一側方または他側方に位置する振分け部材であり、それぞれ搬送中の物品Ｗに当接してその物品Ｗの搬送方向を直進方向であるＤ１方向から特定の振分け方向であるＤ２またはＤ３方向に変化させる排出姿勢（図１中に二点鎖線および破線の仮想線で示すように搬送路２２ａに対し搬送方向および搬送路幅方向に傾斜する排出側の振分け姿勢）と、搬送中の物品Ｗに当接することなくその物品Ｗの搬送方向への通過を許容する通過許容姿勢（図１中に実線で示すように搬送路２２ａに対し略平行に沿った通過側の振分け姿勢）とに姿勢変化することができる。すなわち、各選別アーム３１、３２は、ベルトコンベア２２の搬送路２２ａに対し傾斜するガイド面を搬送路幅方向に変位させて振分け方向を変化させることができるようになっている。

ただし、本発明にいう振分け部材は、それぞれ搬送中の物品Ｗに当接して振分け方向に方向付けできるものであれば、１つでもよいし、搬送方向に隣り合っているものでもよい。また、本発明にいう振分け機構は、ベルトコンベア２２の搬送路２２ａを鉛直上下方向に傾斜させるものであってもよく、例えば駆動側ローラ２６ａに鉛直上下方向に揺動可能に支持された軸支持フレームによって駆動側ローラ２６ａおよび従動側ローラ２６ｂを軸平行に離間させる一方で、その軸支持フレームと筐体２１との間に、軸支持フレームを上下方向に揺動させる振分駆動アクチュエータが介装されているものであってもよい。

図２に示すように、振分け機構２３は、複数の選別アーム３１、３２をそれぞれに対応する伝動機構である回動操作レバー３４およびリンク３５を介して独立に駆動する複数のアクチュエータであるエアシリンダ３３Ａ、３３Ｂと、外部の圧空源５２に接続された配管３７とを含んで構成されている。

また、エアシリンダ３３Ａ、３３Ｂは、それぞれピストン３３ｐによって仕切られた一対の圧力室３３ｑ、３３ｒを有しており、複数の電磁切換弁４１Ａ、４１Ｂにより圧力室３３ｑ、３３ｒについての圧空（圧搾空気）の供給および排気を切り換えることで、伸張状態と収縮状態とに切換え可能となっている。また、図３に示すように、各エアシリンダ３３Ａ、３３Ｂは、シリンダ取付板２１ａを介して筐体２１に対して着脱可能に取り付けられている。

各電磁切換弁４１Ａ、４１Ｂは、例えば対応するエアシリンダ３３Ａまたは３３Ｂの一対の圧力室３３ｑ、３３ｒに配管接続される一対のシリンダポートと、圧空源５２に接続される供給圧ポートと、大気中に開放されたあるいは背圧回路に接続された排気ポートとの４ポート（符号なし）を有している。

また、各電磁切換弁４１Ａ、４１Ｂは、その４ポートに対して、伸張側給排位置［Ｉ］、収縮側給排位置［II］および非給排位置［III］の３位置に切換可能な弁体４１ｖと、その弁体４１ｖを非給排位置［III］側に付勢し一対のシリンダポートを連通させつつ大気開放（大気中に圧力解放）させる一対の弁ばね４１ｋと、両弁ばね４１ｋに対抗して弁体４１ｖを伸張側給排位置［Ｉ］および収縮側給排位置［II］のいずれかに操作可能な一対のソレノイド４１ｓとを有している。ここでは、一対の弁ばね４１ｋをセンタリング用とし、伸張側給排位置［Ｉ］と収縮側給排位置［II］の切換えのために一対のソレノイド４１ｓの弁体付勢方向を相違させているが、これに限定されるものでなく、パイロットやディテントを併用するもの等でもよい。勿論、各電磁切換弁４１Ａ、４１Ｂを、伸張側給排位置［Ｉ］と収縮側給排位置［II］の切換えが可能な給排制御弁とし、それとエアシリンダ３３Ａまたは３３Ｂとの間に大気開放用の電磁切換弁を設ける構成であってもよい。

振分け機構２３の作動を制御する選別装置側制御部２４は、計量装置１の制御部１３に接続される状態下においては、計量装置１の制御部１３からの指令信号である搬送駆動要求信号Ｍｃおよび振分制御信号ＲＪに従って、さらに物品検知センサ２９の検出情報に基づいて、搬送モータ２８の制御によりベルトコンベア２２による物品搬送の有無およびその速度等の条件を制御するとともに、電磁切換弁４１Ａ、４１Ｂの切換えによりエアシリンダ３３Ａまたは３３Ｂの伸縮状態を制御して振分け機構２３の複数の選別アーム３１、３２をそれぞれ独立に駆動できるようになっている。

この選別装置側制御部２４は、ベルトコンベア２２による物品Ｗの搬送開始を要求する運転開始指令、例えば搬送駆動要求信号Ｍｃの立上りに応じて、搬送モータ２８を作動させるとともに、振分制御信号ＲＪの入力に応じて振分け機構２３の作動を制御する。

図１ないし図３に示すように、複数の選別アーム３１、３２のうち搬送路２２ａの一側方（図２中で上側）に位置する一方側の選別アーム３１は、搬送路２２ａの一側方に沿った通過許容姿勢、すなわち物品Ｗのコンベア搬送方向への通過が可能な振分け姿勢をとる一方の外側待機位置［Ｐ１］と、物品Ｗが搬送路２２ａ上の所定の振分け領域Ｚに達したとき、排出姿勢、すなわちコンベア搬送中の物品ＷをＤ２方向に案内可能な振分け姿勢をとる内側待機位置［Ｐ３］とに移動可能となっている。

また、複数の選別アーム３１、３２のうち搬送路２２ａの他側方に位置する他方側の選別アーム３２は、搬送路２２ａの他側方に沿った通過許容姿勢、すなわち物品Ｗのコンベア搬送方向への通過が可能な振分け姿勢をとる他方の外側待機位置［Ｐ２］と、物品Ｗが搬送路２２ａ上の所定の振分け領域Ｚに達したとき、排出姿勢、すなわちコンベア搬送中の物品ＷをＤ３方向に案内可能な振分け姿勢をとる内側待機位置［Ｐ４］とに移動可能となっている。

さらに、選別アーム３１、３２のうち任意のいずれか一方がその可動領域内で内側待機位置［Ｐ３］または［Ｐ４］をとるとき、これら選別アーム３１、３２のうち他方はその可動領域内に内側待機位置［Ｐ４］または［Ｐ３］をとることができないよう、双方の可動領域が排他的に設定されている。

選別装置側制御部２４は、具体的には、外部の動力源、例えば電源５１からの電力を基に搬送モータ２８を駆動するモータ駆動回路４２と、外部の圧空源５２からエアシリンダ３３Ａ、３３Ｂへのエアの給排を制御する前述の電磁切換弁４１Ａ、４１Ｂと、その電磁切換弁４１Ａ、４１Ｂの作動を制御するプログラマブルコントローラ等の制御部である選別駆動制御部４３と、図示しない運転開始ボタンおよび運転停止ボタン等を含んで構成されている。

そして、この選別装置側制御部２４は、計量装置１の制御部１３からの搬送駆動要求信号Ｍｃおよび振分制御信号ＲＪと予め設定された他の運転条件に従って、搬送モータ２８および電磁切換弁４１Ａ、４１Ｂの作動を制御することで、ベルトコンベア２２による物品搬送状態下で、複数の選別アーム３１、３２を図１中に実線で示すように良品搬出が可能な通過許容姿勢と、図１中に仮想線（二点鎖線および破線）で示すように不良品排出が可能な排出姿勢とに変化させ得るようになっている。

図１および図３に示すように、制御部としての選別装置側制御部２４には、アクチュエータである各エアシリンダ３３Ａ、３３Ｂから振分け部材である各選別アーム３１、３２までの２つの可動部２３Ｍにおける振動検出情報を基に各可動部２３Ｍの劣化の有無を判定し、その劣化による異常や寿命低下状態を検出する劣化判定部４６が設けられている。

この劣化判定部４６は、各可動部２３Ｍの特定部位の振動および衝撃（短時間の大きな振動加速度）を振動加速度として検出する加速度センサ６１と、加速度センサ６１の検出情報を基に各可動部２３Ｍの劣化に起因して生じる振動の主たる周波数帯域における振動レベルを検出することで、加速度センサ６１と共に振動検出部を構成する検出回路６２と、検出回路６２から出力される振動検出情報に基づいて各可動部２３Ｍの劣化状態を判定する第１劣化判定部６３および第２劣化判定部６４と、第１劣化判定部６３および第２劣化判定部６４の判定結果に対応する判定結果情報を生成し表示データとして出力する表示出力部６５とを含んで構成されている。なお、ここにいう選別装置側制御部２４等の制御部やその振動検出部その他の各機能部は、ＣＰＵおよびメモリ等のハードウェア資源と所定の制御プログラムとを含んだリソースで構成され、接続するセンサ類と協働することで、あるいはネットワーク上の他のリソースと協働することで、制御手段や振動検出手段その他の手段として機能し得るものである。

劣化判定部４６は、各可動部２３Ｍの劣化の有無を、あるいはその劣化による異常や寿命低下状態を、前述の表示データとして信号出力してもよい。この信号出力は、劣化による異常の有無に対応させたハイレベルまたはローレベルで定義される信号レベルでもよいし、劣化による異常を検知したことを表すパルス信号でもよい。また、複数の部品振分装置が用いられる場合には、ネットワーク接続された管理用コンピュータに対して、機器を識別するＩＤ（Identification）や寿命低下状態を表す情報を含む所定長のシリアルデータ信号を出力するようにしてもよい。

ここにいう可動部２３Ｍは、ベルトコンベア２２の一側方または他側方における選別アーム３１または３２と、エアシリンダ３３Ａまたは３３Ｂのピストン３３ｐ（出力ロッド部分を含む）と、伝動機構である回動操作レバー３４およびリンク３５と、アーム駆動軸３６と、アーム駆動軸３６を回動自在に保持する軸受３８の図示しない内輪および転動体等で構成されている。なお、アーム駆動軸３６は、その軸方向二箇所（図３中に一箇所のみ図示する）でそれぞれ軸受３８を介して回動自在に支持されるとともに、軸受取付板２１ｂを介して筐体２１に対して所定高さ位置に支持されている。

また、特定部位は、可動部２３Ｍ中の摺動部分や転動部分あるいは結合部分のいずれかでそのガイドや保持、結合の状態が劣化したとき、その劣化に起因する振動および衝撃（以下、単に振動・衝撃という）が生じ易い部位であり、予めの試験結果やメンテナンス情報、故障例等を基に設定されている。

加速度センサ６１は、前述の特定部位の振動・衝撃以外の過大な振動や衝撃その他の悪影響を受け難く、その悪影響によるセンサ機能の低下や故障を誘発し難いように、各可動部２３Ｍの特定部位に係合する固定側の部材に取り付けられるとともに、その振動を感知する方向が選定されている。これにより、加速度センサ６１は、対応する可動部２３Ｍの特定部位から伝わる振動・衝撃を、安定的にかつ精度良く検出し得るようになっている。

具体的には、各加速度センサ６１は、例えば図３中に実線で示す位置もしくは仮想線で示す位置の少なくとも一方に、すなわち、可動部２３Ｍを可動に支持するか案内する部材であるシリンダ取付板２１ａ、軸受取付板２１ｂ、またはそれらを一体化した取付板に装着されている。各加速度センサ６１は、あるいは、シリンダ取付板２１ａまたは軸受取付板２１ｂと可動部２３Ｍとの間に位置するエアシリンダ３３Ａ、３３Ｂのシリンダ部分や軸受３８の外輪等に装着されていてもよい。

選別アーム３１、３２に対応する２系統の可動部２３Ｍの振動を検出する２系統の加速度センサ６１と、これら加速度センサ６１からの検出情報を取り込む検出回路６２とは、全体として各可動部２３Ｍの振動を検出する振動検出部を構成している。

図４、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、検出回路６２は、選別アーム３１、３２に対応する２系統の加速度センサ６１の検出情報（図４中の振分制御信号（１）、（２））を、少なくとも選別アーム３１、３２の各姿勢変化（前述の通過許容姿勢および排出姿勢のうち任意の一方から他方への姿勢変化）に対応して設定される第１の検出期間Ｔ１、Ｔ３中においてそれぞれ検出するようになっている。

具体的には、検出回路６２は、選別駆動制御部４３から振分制御信号ＲＪを取得し、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、各選別アーム３１、３２の姿勢を変化させる振分制御信号ＲＪの切替えの際、その切替え直後（前述の通過許容姿勢に制御する振分制御信号Ｒ０と、前述の排出姿勢に制御する振分制御信号Ｒ１とのうち、任意の一方から他方への切替え直後）の比較的短い一定時間である所定の検出期間Ｔ１、Ｔ３中に、加速度センサ６１の検出情報を基に、可動部２３Ｍの少なくとも一種類の劣化や故障に対応する特定の振動周波数帯域について、各可動部２３の特定部位における逐次の振動加速度の検出値Ｖｐ１、Ｖｐ３を出力するようになっている。

第１劣化判定部６３は、検出回路６２からの振動検出情報である検出値Ｖｐ１、Ｖｐ３に基づいて、各検出期間Ｔ１、Ｔ３ごとに振分け機構２３の可動部２３Ｍにおける振動加速度のピーク値、実効値あるいはその関数である振動加速度レベルのいずれか、例えば振動加速度レベルを算出し、その算出値を、予め劣化判定可能な振動加速度レベルとして規定された基準レベル値６３ａ（第１の劣化判定用閾値）と比較して、可動部２３Ｍの劣化の有無を判定するようになっている。

ここでの基準レベル値６３ａは、予め設定され記憶情報化された少なくとも一つの劣化判定用の閾値であり、例えば可動部２３Ｍにおいて劣化が生じ易い軸受３８やエアシリンダ３３Ａ、３３Ｂといった劣化部位の種別ごとに、あるいは、加速度センサ６１の設置場所ごとに、特定の振動周波数帯域における劣化判定用閾値として設定されている。

また、ここにいう劣化とは、振分け機構２３をそのまま使用継続すると一定期間内に可動部２３Ｍの故障に陥る蓋然性が高まる程度に可動部２３Ｍの性能が低下している状態であり、例えばアーム駆動軸３６の上端側を回動自在に保持する軸受３８やエアシリンダ３３Ａ、３３Ｂにダメージを与える選別アーム３１、３２のアーム駆動軸３６に対する取付けガタ（締結の緩み）、軸受３８の軸受取付板２１ｂに対する取付けガタ、軸受３８の軸受性能の低下、あるいは、駆動シリンダ１０６のピストンロッド１０６ａのスティックスリップ現象に起因するびびり振動等が明確に現れてきた状態である。

第１劣化判定部６３は、あるいは更に、検出回路６２からの検出値Ｖｐ１、Ｖｐ３を基に算出した振動加速度レベルの前回値（前回の姿勢変化時）からの増加量を算出するとともに、それら増加量の算出値を予め設定した検出のばらつき程度以上の劣化判定用閾値と比較して、可動部２３Ｍの有意の劣化の有無を判定するようになっていてもよい。

また、加速度センサ６１および検出回路６２により構成される振動検出部は、選別アーム３１、３２の姿勢変化に対応して設定される第１の検出期間Ｔ１、Ｔ３のみならず、第１の検出期間Ｔ１、Ｔ３以外の第２の検出期間Ｔ２にも検出するようになっており、第１の検出期間Ｔ１、Ｔ３における可動部２３Ｍの振動加速度レベルに加えて、第２の検出期間Ｔ２における可動部２３Ｍの振動加速度レベルについても、繰り返し検出できるようになっている。

この第２の検出期間Ｔ２においては、搬送中の物品Ｗが排出姿勢の選別アーム３１または３２に当接してその進行方向を変化させる一方で、その反作用として、対応する可動部２３Ｍに振動・衝撃が生じ得る。

したがって、第１劣化判定部６３は、検出回路６２からの振動検出情報である検出値Ｖｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３に基づいて、各検出期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ごとに、振分け機構２３の可動部２３Ｍにおける振動加速度レベルをそれぞれに対応する基準レベル値６３ａと比較して、可動部２３Ｍの劣化の有無を判定するようになっている。

一方、第２劣化判定部６４は、加速度センサ６１からの検出情報に基づいて、選別アーム３１、３２の姿勢変化や物品振分けに伴う振動および衝撃の強さおよび繰り返し回数に応じて、可動部２３Ｍの劣化の度合いを判定できるようになっている。

具体的には、第２劣化判定部６４は、検出回路６２で検出される振動加速度が所定値以上となる有意の振動検出情報に基づいて、図６Ａに示すように、検出された振動・衝撃の強さをその繰り返し回数に応じて順次累積する計算を実行し、その累積値（同図中の振動検出レベルｆ（Ｖｐ）の累積値）によって可動部２３Ｍの劣化の度合いを推定算出するようになっている。この劣化の度合いを推定算出の処理は、例えば各検出期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３について別個に行なわれるが、全期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を通して、検出された振動・衝撃の強さをその繰り返し回数に応じて順次累積するものであってもよい。

第２劣化判定部６４は、さらに、その劣化度合いの推定算出値を、予め設定された第２の劣化判定用閾値と比較して、可動部２３Ｍの劣化の有無を繰り返し受けたダメージの大きさを考慮して判定するようになっている。

ここで、第２の劣化判定用閾値は、例えば図６Ａ中の振動検出レベルｆ（Ｖｐ）の累積値が可動部２３Ｍの劣化時期が近いか劣化が生じ得る程度の時期に達したか否かを判定する第１劣化判定基準ｔｈａと、図６Ａ中の振動検出レベルｆ（Ｖｐ）の累積値が可動部２３Ｍの劣化が進行し故障が発生し得る時期に達したか否かを判定する第２劣化判定基準ｔｈｂとして、設定されている。

第１劣化判定部６３および第２劣化判定部６４を有する劣化判定部４６は、選別アーム３１、３２の姿勢変化の度に設定される第１の検出期間Ｔ１、Ｔ３中に、振動検出部である検出回路６２からの検出情報を基に可動部２３Ｍの振動加速度レベルを検出し、その振動加速度レベルを第１の判定閾値と比較して可動部２３Ｍの劣化の有無を判定する第１診断モードと、第１診断モードで可動部２３Ｍの劣化があると判定されたときに、第１の検出期間Ｔ１、Ｔ３における検出回路６２からの検出情報および第１の検出期間Ｔ１、Ｔ３外の第２の検出期間Ｔ２における検出回路６２からの検出情報に基づいて、振動・衝撃の強さおよび繰り返し回数に応じた可動部２３Ｍの劣化の度合いを推定する第２診断モードと、を実行できるようになっている。

勿論、劣化判定部４６は、第１診断モードと第２の診断モードとを切替可能で、例えば予めの品種設定により必要に応じて、第１診断モードと第２の診断モードのうちいずれか単一のモードを指定したり、単一モードでなく前述のように第１診断モードでの劣化判定時に第２の診断モードを実行する自動診断モードを指定したりするものとなっていてもよい。すなわち、３つの動作モードを選択設定可能としてもよい。

さらに、劣化判定部４６は、少なくとも第１劣化判定部６３および第２劣化判定部６４のいずれかで得られた可動部２３Ｍの劣化の度合いに応じた表示画像を、表示出力部６５によって画面出力し、または外部に画像データとして出力するようになっている。

この表示出力部６５における可動部２３Ｍの劣化の度合いに応じた表示データは、例えば劣化が検出されないときと、劣化が検出された場合であって可動部２３Ｍの劣化の度合いが相対的に低いときと、劣化が検出された場合であって可動部２３Ｍの劣化の度合いが相対的に高いときとでは、異なる表示色で表示されるものとなっている。

具体的には、例えば図６Ａに示す劣化進行度表示線ＷＬ０のような通常の劣化の進行度合いに対して、劣化による振動レベルが高まり、図６Ｂ中に劣化進行度表示線ＷＬ１として例示するように振動検出レベル振動検出レベルｆ（Ｖｐ）の累積値が第１劣化判定基準ｔｈａに達した場合には、画面の背景あるいは一部が黄色に表示され、図６Ｂ中に劣化進行度表示線ＷＬ２として例示するように、振動検出レベル振動検出レベルｆ（Ｖｐ）の累積値が第２劣化判定基準ｔｈｂに達した場合には、画面の背景あるいは一部が赤色に表示されるようになっている。

なお、予め第１劣化判定基準ｔｈａおよび第２劣化判定基準ｔｈｂによって色分けされた表示画面のうち、現在の劣化判定の結果に対応する色領域が他の表示色領域より高輝度に、あるいは点滅等によって強調表示するようにしてもよい。

また、劣化判定部４６は、計量装置１の制御部１３に設けられ、加速度センサ６１の検出情報を、選別装置側制御部２４の選別駆動制御部４３を介して取り込んで計量装置１の通信機能によりシリアルデータを出力するようになっていてもよく、その場合、表示出力部６５は計量装置１（上流側の物品検査機）側の表示部１５と共用されてもよい。また、物品検知センサ２９が、計量装置１の投入側に設置されて制御部１３に接続された物品検知センサとなっていてもよい。

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の物品検査システムにおいては、計量装置１に被検査物である物品Ｗが順次所定間隔に投入され、計量装置１での物品Ｗごとの重量検査がなされ、検査済みの物品Ｗが計量装置１から物品振分装置２のベルトコンベア２２に搬入される。

この状態において、物品振分装置２は、制御部１３からの振分制御信号に応じて図１中に実線で示すように互いに略平行な前述の通過許容姿勢をとるときには、前段の計量装置１から搬入される物品Ｗを搬入方向と同じＤ１方向に搬送して後段コンベア３側に受渡すことができる。また、選別アーム３１、３２のいずれか一方が計量装置１の制御部１３からの振分制御信号ＲＪに応じて図１中に仮想線で示す排出姿勢をとるときには、物品振分装置２は、前段の計量装置１から搬入される物品Ｗを後段コンベア３側への正常搬送経路から外れるＤ２またはＤ３方向に排出することができる。

なお、複数の電磁切換弁４１Ａ、４１Ｂのいずれかが切り換えられて対応するエアシリンダ３３Ａまたは３３Ｂが作動し、それに駆動連結された選別アーム３１または３２が回動するとき、その回動速度は比較的高速であるため、ベルトコンベア２２の搬送路２２ａ上を搬送される物品Ｗは、選別アーム３１または３２により、例えば図２に示すように他方の選別アーム３２によって、搬送路２２ａから側方に撥ね出されることになる。

このような振分け動作を行う選別運転状態においては、振分け機構２３のエアシリンダ３３Ａ、３３Ｂから選別アーム３１、３２までの可動部２３Ｍにおいて、故障につながるような特定部位の所定レベルの振動、例えば選別アーム３１、３２の取付けのガタ付きやエアシリンダ３３Ａ、３３Ｂのびびり振動等に起因する可動部２３Ｍの振動が生じると、その振動が加速度センサ６１および検出回路６２によって検出される。

したがって、そのような可動部２３Ｍの振動の要因となる選別アーム３１、３２の取付けの緩みやエアシリンダ３３Ａ、３３Ｂの劣化等を的確に検出して、振分け機構２３の故障発生を未然に防止することができる。

また、本実施形態では、振分け動作状態により検出期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を分けるとともに、特定部位における劣化要因ごとの振動の主要な振動周波数帯域について、加速度センサ６１および検出回路６２により可動部２３Ｍの振動加速度や周波数を検出しているので、制御部１３からの振分制御信号ＲＪ（振分け指令）の入力に対する振動の種類やその振動の発生タイミング等を検出することが可能となり、可動部２３Ｍの振動の発生要因ごとの劣化判定を的確に実行可能となる。

さらに、本実施形態では、振動検出部である加速度センサ６１が、可動部２３Ｍを可動に支持するか案内する部材であるシリンダ取付板２１ａや軸受取付板２１ｂ等に装着されるので、可動部２３Ｍに伝わる振動および衝撃を、選別アーム３１、３２の姿勢変化に対応して設定される検出期間ごとに繰り返し検出しても、安定した振動検出を実行できる。

しかも、劣化判定部４６は、加速度センサ６１および検出回路６２からの検出情報に基づいて、第１の検出期間Ｔ１、Ｔ３中に振分け機構２３の可動部２３Ｍにおける検出値Ｖｐ１、Ｖｐ３を算出するとともに、その算出値を予め設定した第１の劣化判定用閾値と比較して、可動部２３Ｍの劣化の有無を判定する。したがって、可動部２３Ｍの劣化の有無を短周期にかつ簡素な処理で実行することができる。

加えて、本実施形態では、可動部２３Ｍからその特定部位を支持する部材に伝わる振動および衝撃を、第１の検出期間Ｔ１、Ｔ３とそれ以外の第２の検出期間Ｔ２とのうち少なくともいずれか一方ごとに繰り返し検出し、その検出情報に基づいて、振動および衝撃の強さおよび繰り返し回数に応じて可動部２３Ｍの劣化の度合いを推定算出し、その推定算出値を第２の劣化判定用閾値と比較して、可動部２３Ｍの劣化の有無を判定する。したがって、可動部２３Ｍの劣化の進行度合いを受けた衝撃の累計値から精度良く、適時に判定し、振分け機構２３における故障の発生を未然に有効に防止することができる。

本実施形態では、さらに、第１診断モードで可動部２３Ｍの劣化があると判定されたときに、振動・衝撃の強さおよび繰り返し回数に応じた可動部２３Ｍの劣化の度合いを推定する第２診断モードを実行するので、通常は、可動部２３Ｍの劣化の有無を短周期にかつ簡素な処理で実行しながらも、必要時には、可動部２３Ｍの劣化の進行度合いを、衝撃入力の大きさや繰返しの回数に応じて精度良く、必要時に適時に判定することができる。

また、本実施形態では、可動部２３Ｍの劣化の度合いに応じた表示データが、劣化が検出されないときと、劣化が検出された場合であって可動部２３Ｍの劣化の度合いが相対的に低いときと、劣化が検出された場合であって可動部２３Ｍの劣化の度合いが相対的に高いときとで、異なる表示色となる。したがって、劣化判定結果の違いを表示色の変化として迅速にかつ的確に報知することができ、故障発生前の適時に保守点検作業が必要なことの注意を喚起することができる。

このように、本実施形態においては、可動部２３Ｍの振動の要因となる選別アーム３１、３２の取付けの緩みやエアシリンダ３３Ａ、３３Ｂの劣化等を的確に検出し、振分け機構２３の故障発生を未然に確実に防止し得る物品振分装置を提供することができる。

なお、上述の一実施形態においては、第１の振分け部材および第２の振分け部材は、選別アーム３１、３２のような回動アーム形のものとしたが、搬送路２２ａの搬送方向であるＤ１方向に対して斜めに挿入されるガイド面を有し、搬送路２２ａ上の物品搬送空間内に進入および退出する動作を行うことによって、物品Ｗの搬出方向を切換え得るものであればよい。

また、選別アーム３１、３２を駆動するアクチュエータをエアシリンダ３３Ａまたは３３Ｂとしたが、アクチュエータは流体圧作動式でなく電磁式の駆動シリンダであってもよいし、ソレノイドであってもよい。また、リニアアクチュエータでなく、モータ等であってもよく、歯車やリンクその他の伝動機構を併用するものであってもよい。

さらに、上述の一実施形態では物品検査システムにおける物品検査装置を計量装置１としていたが、Ｘ線検査装置や金属検出機その他の各種の物品検査装置でよいことは、いうまでもない。

以上説明したように、本発明の物品振分装置は、可動部の振動の要因となる振分け部材の取付けの緩みやアクチュエータの劣化等を的確に検出し、振分け機構の故障発生を未然に確実に防止し得る物品振分装置を提供できるものである。かかる本発明は、物品検査済みの搬送物品を振分制御信号に応じて所要の搬送先に振り分ける動作を実行する物品振分装置全般に有用である。

１計量装置
２物品振分装置
３後段コンベア
４助走コンベア
１１計量部
１２計量コンベア
１３制御部
１５表示部
２１筐体
２１ａシリンダ取付板
２１ｂ軸受取付板
２２ベルトコンベア
２２ａ搬送路
２３振分け機構
２３Ｍ可動部
２４選別装置側制御部
２８搬送モータ
２９物品検知センサ
３１、３２選別アーム
３３Ａ、３３Ｂエアシリンダ
３３ｐピストン
３８軸受
４３選別駆動制御部
４６劣化判定部
６１加速度センサ
６２検出回路
６３第１劣化判定部
６３ａ基準レベル値
６４第２劣化判定部
６５表示出力部
Ｄ１搬送方向
Ｄ２、Ｄ３排出方向
Ｒ０振分制御信号
Ｒ１振分制御信号
ＲＪ振分制御信号
Ｔ１、Ｔ３第１の検出期間
Ｔ２第２の検出期間
Ｖｐ１、Ｖ２、Ｖｐ３振動加速度
［Ｐ１］、［Ｐ２］外側待機位置
［Ｐ３］、［Ｐ４］内側待機位置

Claims

所定の検査後に搬送される物品を複数の振分け方向のうちいずれかの方向に搬出するように振分け動作する振分け機構と、
前記検査の結果に対応する振分制御信号を受けて前記振分け機構の作動を制御する制御部と、を備えた物品振分装置であって、
前記振分け機構が、前記搬送中の物品に当接して該物品の搬送方向を特定の振分け方向に変化させる第１の振分け姿勢と、前記物品に当接することなく該物品の搬送方向への通過を許容する第２の振分け姿勢とに姿勢変化する振分け部材と、該振分け部材を操作して姿勢変化させるアクチュエータと、を含んで構成されるとともに、
前記振分け機構の前記アクチュエータから前記振分け部材までの可動部の振動を検出する振動検出部が設けられており、
前記制御部は、前記振動検出部の検出情報を基に、前記可動部の劣化状態を判定することを特徴とする物品振分装置。
前記振動検出部は、前記可動部から該可動部を支持する部材に伝わる振動加速度を、前記振分け部材の姿勢変化に対応して設定される第１の検出期間中に検出し、
前記制御部は、前記振動検出部からの検出情報に基づいて、前記第１の検出期間中に前記振分け機構の前記可動部における振動加速度レベルを算出するとともに、該算出値を予め設定した第１の劣化判定用閾値と比較して、前記可動部の劣化の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の物品振分装置。
前記振動検出部は、前記可動部から該可動部を支持する部材に伝わる振動加速度を、前記振分け部材の姿勢変化に対応して設定される第１の検出期間と該第１の検出期間外の第２の検出期間とのうち少なくとも一方の検出期間について繰り返し検出し、
前記制御部は、前記振動検出部からの検出情報に基づいて、前記振動および衝撃の強さおよび繰り返し回数に応じて前記可動部の劣化の度合いを推定算出し、
前記劣化の度合いの推定算出値と予め設定された第２の劣化判定用閾値と比較して、前記可動部の劣化の有無を判定する請求項１または２に記載の物品振分装置。
前記制御部は、前記振分け部材の姿勢変化の度に設定される第１の検出期間中に前記振動検出部の検出情報を基に前記可動部の振動加速度レベルを検出し、該振動加速度レベルを第１の判定閾値と比較して前記可動部の劣化の有無を判定する第１診断モードと、前記第１診断モードで前記可動部の劣化があると判定されたときに、前記第１の検出期間における前記振動検出部からの検出情報および前記第１の検出期間外の第２の検出期間における前記振動検出部からの検出情報に基づいて、前記振動および衝撃の強さおよび繰り返し回数に応じた前記可動部の劣化の度合いを推定する第２診断モードと、を実行し、少なくとも前記可動部の劣化の度合いに応じた表示データを出力することを特徴とする請求項１に記載の物品振分装置。
前記可動部の劣化の度合いに応じた表示データは、前記劣化が検出されないときと、前記劣化が検出された場合であって前記可動部の劣化の度合いが相対的に低いときと、前記劣化が検出された場合であって前記可動部の劣化の度合いが相対的に高いときとで、異なる色に表示されることを特徴とする請求項４に記載の物品振分装置。