KR0160098B1 - 자동선과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과실을 선별하는 선과장치에 관한 것으로써, 특히 과실의 상품성을 구분하는 중요한 기준이 되는 색깔과 크기를 CCD카메라를 통하여 이미지 스캔하여 컴퓨터 영상처리에 의하여 등급을 구분하고 이 해당 등급별로 분리 선과 할 수 있도록 이루어지는 자동선과장치에 관한 것인바, 종래 기술에 의하면 중량 또는 크기 위주로만 선과 될 뿐이어서 제품 등급 결정이 매우 제한적이며 다수의 등급으로 구분하기에는 불합리할 뿐 아니라 설비자체가 커진다는 문제가 있으며 과실에 손상이 많다는 문제가 있는 것이어서 이를 해소 하고자 다양한 등급 결정요소에 의하여 제품을 고급화 시켜 경제성을 극대화하게 하고, 수확된 과실의 선별량에 대해서 등급별 누계 및 총계 등을 컴퓨터로써 집계, 관리하도록 물류 유통하여 관리가 용이하고 과실에 손상이 극감될 수 있도록 된 자동선과장치를 제공하기 위한 것으로써, 과실을 이송하는 이송컨베어와, 이송컨베어상에 구획설치된 조명체범내에 조명과 CCD카메라를 형성하고, 상기 CCD카메라를 통하여 촬영된 이미지를 스캐닝하여 컴퓨터에 연결하여, 컴퓨터를 통한 색깔과 크기에 따라 등급출력과 이 등급출력에 의하여 컨베어상에서 과실을 밀어내기 위한 다수의 공압실린더와, 공압실린더에 의하여 취출되는 과실을 수집하도록 유도하는 유도판체로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

자동선과장치

제1도는 종래도로써 선과장치 구성도.

제2도는 종래도로써 또다른 선과장치 구성도.

제3도는 본 발명으로써의 개략적인 구성도.

제4도는 본 발명의 구체화된 계통 구성도.

제5도는 본 발명의 조명쳄버를 도시한 구성도.

제6도는 본 발명의 제어계에 의하여 이루어지는 선과 실행을 설명하는 플로우챠트.

제7도는 본 발명의 성과 배출부를 나타낸 구성도.

제8도는 본 발명의 컨베어를 도시한 요부확대 단면 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 컨베어 2 : 과실요입공

3 : 조명쳄버 4 : 선과 배출부

5 : 공압실린더 6, 33 : 과실검출센서

본 발명은 과실을 선별하는 선과장치에 관한 것으로써, 특히 과실의 상품성을 구분하는 중요한 기준이 되는 색깔과 크기를 CCD카메라를 통하여 이미지 스캔하여 컴퓨터 영상처리에 의하여 등급을 구분하고 이 해당 등급별로 분리 선과 할 수 있도록 이루어지는 자동선과장치에 관한 것이다.

과실은 다양한 종에 여러가지가 재배수확되며 이 수확된 과실을 상품화 하기 위하여는 등급별로 구분하는 선과작업이 반드시 필요하게 된다.

상술한 바와 같은 선과작업은 주로 인력에 의존하여 행하여져 왔으며 이는 선별인력간의 오차 및 과다한 인력소요에 따른 능률의 저하와 생산비의 증가 요인이 되어 고부가가치의 상품을 출하 시킬수 없다는 난제가 유발되게 된다.

따라서 적은 인력으로도 정확하고 많은 선과작업을 이룰수 있도록 하기 위하여 종래에도 여러고안이 안출된 바 있다.

제1도 및 제2도에 종래 기술에 의하여 이루어지는 선과장치가 도시되어 있다.

그중 하나는 계량접시를 통하여 중량을 감지하고 감지된 중량위치에서 상기 접시를 지지하던 힌지점을 중심으로 접시를 선회 전복시키어 구분되도록 이루어지는 중량식선과 장치이며, 또다른 하나는 상이한 선별공이 천공된 다수개의 선별드럼을 회전구동 시키도록하여 해당 선별공을 통하여 크기 위주의 선과가 행하여 질수 있도록 구성되는 선별공식 선과장치가 안출된 바 있다.

이들에 관련된 문헌으로써 일본국 특허공고 소55-11393호, 국내 실용공고 제81-1772호, 제86-816호, 제91-221호, 제91-222호, 제91-990허, 제91-991호 및 제94-2100호가 있다.

상기 종래기술중 전자의 경우에는 계량접시를 환형으로 형성하여 과실의 중량에 의거하여 계량접시가 하강하고 해당 위치에 다다르면 계량접시를 전복시키는 핀(중량에 따라 높이가 상이하게 설정됨)에 의거 수납구로 과실이 집합되도록 이루어진 것으로써 이는 상기 핀의 위치설정이 매우 힘들고 원시적이어서 오차가 많이 발생하는 폐단이 유발되며, 상기 계량접시에 일일이 수작업에 의존하여 과실을 얹어주어야만 하는 번거로움이 있는 등의 폐단이 발생하여 생산성이 떨어지게 된다.

상기 전자에 비하면 높은 선과효율을 갖는 후자의 경우에는 다수의 선별공이 천공된 드럼을 회전시키며 이 드럼상에 과실을 쏟아부어 각 크기별로 상기 선별공을 통과, 낙하 하도록 하는 것인바, 이경우 드럼과 드럼간의 골 부분에 또는 선별공에 걸처진 상태로 과실이 끼어 과실의 파손이 초래되는 문제가 있고, 드럼간의 간격을 두게되면 과실의 이송에 문제가 유발되어 적합하지 못한 제한점이 유발되게된다.

그리고 상기 양자공히 중량 또는 크기 위주로만 선과 될뿐이어서 제품 등급 결정이 매우 제한적이며 다수의 등급으로 구분하기에 불합리 할뿐아니라 설비자체가 커진다는 문제가 있으며 과실에 손상이 많다는 문제가 있는 것이다.

따라서 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제 문제점을 해소하여 다양한 등급 결정요소에 의하여 제품을 고급화 시켜 경제성을 극대화 하게 하고, 수확된 과실의 선별량에 대해서 등급별 누계 및 총계 등을 컴퓨터로써 집계관리 하도록 하여 물류유통 관리가 용이하고 과실에 손상이 극감될 수 있도록된 자동선과장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 과실을 이송하는 이송컨베어와, 이 이송컨베어상에 구획설치된 조명 체범내에 조명과 CCD카메라에 형성하고, 상기 CCD카메라를 통하여 촬영된 이미지를 스캐닝하여 컴퓨터에 연결하여, 컴퓨터를 통한 색깔과 크기에 따른 등급출력과 이 등급출력에 의하여 컨베어상에서 과실을 밀어내기 위한 다수의 공압실린더와, 공압실린더에 의하여 취출되는 과실을 수집하도록 유도하는 유도판체로써 이루어지는 것에 의한다.

이하, 상기 목적을 구현하고자 이루어지는 본 발명의 기술사상을 첨부도면을 참조하여 상세하게 살펴보고자 한다.

제3도및 제4도에 있어서, 본 발명의 자동선과장치는 수평일렬로 컨베어(1)를 마련하여 이 컨베어상에 다수의 과실요입공(2)를 천공하여 이루고, 상기 컨베어 이송 라인상에 과실을 화상으로 촬영하는 조명쳄버(3)와, 조명쳄버(3) 출구측에 다수의 등급에 맞추어 동수로 구성되는 과실배출용 공압실린더(5)및 과실검출센서(6)를 포함하는 선과배출부(4)와, 상기 선과배출부(4)에서 취출되는 과실을 구획하여 유도하는 유도판체(7)로써 이루어지는 것이다.

또한 본 발명에 의하면 조명쳄버(3)에 촬영된 각각의 과실은 색깔과 크기에 따른 선과를 위하여 CCD카메라(31)를 통하여 매 이송되는 과실을 촬영하도록 하는것과, 이 촬영된 이미지를 읽어들이는 이미지 스캔보드(32)와, 이 이미지 데이타를 독취하여 등급분류된 데이타와 연산, 비교하여 해당등급출력을 발생하며 외부 입출력장치를 포함하는 컴퓨터제어부(ctrl)와, 상기 조명쳄버(3)내의 이송과실을 검출하여 상기 CCD카메라의 촬영영상을 데이터로 입력하는 스타트 비트를 제공하는 과실검출센서(33)와, 상기 제어부(ctrl)등급출력으로 구동하는 솔레노이드 밸브(41)를 복동 공압실린더(5)에 연결하고, 이 복동실린더(5)의 동작점을 검출하는 과실검출센서(6)로써 이루어 당해 등급과실이 과실검출센서(6)에 검지될때 당해 복동실린더(5)가 과실 취출구동을 행하도록 구성한다.

여기서 상기 조명챔버(3)는 제5도에 도시된 바와같이 외부광의 변화에 따라서 이미지 스캐닝을 행할때의 오프셋을 배제하고자 컨베어(1)가 이송가능한 외함(34)과 반투명재의 내함(35)으로 이루어 상기 외함(34)내벽에 다수의 광원(36)을 형성하고, 상기 내함(35)상부로 CCD카메라(31)를 장착하며 이 내함저면으로 컨베어가 이송 될수 있도록 이루어 질수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

본 발명에 의하면 과실의 등급은 색깔등급과 크기에 따른 등급이 기준데이타로써 컴퓨터에 마련된다. 예로서 색깔 3등급과 크기 5등급인 경우의 선과작업은 15등급에 걸처 구분되게 되는 것이다.

상기 다양한 등급으로의 선과 작용 과정을 제7도를 참조하여 살펴본다.

최초 조명쳄버(3)인입단에 형성된 컨베어(1)상에 과실을 그 요입공(2)에 올려 놓아 이송시키게 되는데 이 요입공(2)은 과실을 안정되게 이송함과 함께 배출될때 용이하도록 과실의 저면 일부만을 요입하도록 이루어져 있다. 반복적으로 각요입공(2)에 과실을 올려놓으며 컨베어(1)가 운전되면 과실은 순차적으로 조명쳄버(3)측으로 이송될 것이다. 이때 전술한 바와 같이 당해과실에 맞는 등급결정 경계치를 입력하여 크기와 색깔에 따른 기준데이타를 설정한다.(스텝101)

조명쳄버(3)내에 과실이 유입되면 CCD카메라(31)에 의하면 과실이 영상으로 촬영되며 이때 과실검출센서(33)가 과실을 검출하여 그 입력비트가1일때(스탭102) 그 트리거신호에 의해 상기 CCD카메라(31)의 촬영된 영상데이터가 이미지스캔보드(32)를 통하여 디지탈신호로 변환전송되어 영상입력이 이루어지게 되고(스탭(103) 컴퓨터제어부(ctrl)는 기준데이타로 설정된 등급결정 경계치와 검출된 과실영상데이타를 비교하여 크기 및 색깔비율을 연산하며(스텝104)이 결과에 의거 등급결정이 이루어지고(스탭105) 당해 등급결정에 따라서 등급출력을 해당 출력포트에 배출신호로써 출력하게 된다.(스탭106)이후 상기 조명쳄버(3)에서 이미지스캐닝 되어 등급결정된 과실이 컨베어(1)상에서 계속 이송되어 선과 배출부(4)에 도달하여 당해 등급출력에 따라서 스탠바이 상태에 있는 솔레노이드밸브(41)와 당해 위치에 형성된 과실검출센서(6)가 과실을 검출하는 조건을 만족할때 상기 솔레노이드밸브(41)가 구동하여 공압실린더(5)에 공기압이 실린더로드 신장방향으로 걸려 과실을 상기 컨베어(1)의 요입공(2)상에서 취출하게 되며 이 취출이후 다음과실의 선과 작업과정 즉 스탭102로 순환되고 작동종료(스탭107)시 선과 작업은 종료되게 된다.

여기서 상기 조명쳄버(3)는 외함(34)과 내함(35)으로 이루되 내함(35)은 반투명의 재질로 형성하고 그 사이에 내함을 비추도록 다수의 조명등을 광원(36)으로 형성하므로써 외부자연광에 의한 영상데이터의 변화 또는 오차를 배제시키는 효과를 갖으며 결국 과실의 색깔 및 크기에 관한 정보가 정확하게 스캐닝 될 수 있는 것이다.

이상에서 상세하게 살펴본 바와 같이 본 발명은 매 과실을 영상으로 검출하여 컴퓨터를 통해 등급결정하므로써 색깔 및 크기 등의 등급 세분화및 변경이 가능하여 과실제품의 차별화 및 정확한 선별이 가능하며 또한 상기 등급경계치 입력시 생산자 정보, 수확품종, 수량, 등급별 누계 등의 출력이 가능하여 등급에 따른 수매가 등의 산정이 매우 신속정확한 효과가 있으며 특히, 과실의 종류에 관계없이 본 발명의 선과장치를 통하여 선과가 가능하여 종래와 같이 천공드럼 또는 계량접시를 갖는 선과장치와 같이 용도가 일정과실에 한정되지 아니하며 단지 등급경계치 입력만 매 과실에 맞추어 주면 가능하며 동시에 과실에 파손이 전혀 없는 매우 우수한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 과일을 선과하기 위하여 수평일렬로 컨베어(1)를 마련하여 이 컨베어상에 다수의 과실요입공(2)를 천공하여 이루고, 상기 컨베어 이송 라인상에 과실을 화상으로 촬영하는 조명쳄버(3)와, 조명쳄버(3) 출구측에 다수의 등급에 맞추어 동수로 구성되는 과실배출용 공압실린더(5)및 과실검출센서(6)를 포함하는 선과배출부(4)와, 상기 선과배출부(4)에서 취출되는 과실을 구획하여 유도하는 유도판체(7)로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 선과장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 조명쳄버(3)에서 촬영된 각각의 과실은 색깔과 크기에 따른 선과를 위하여 CCD카메라(31)를 통하여 매 이송되는 과실을 촬영하도록 하는것과, 상기 촬영된 이미지를 읽어들이는 이미지 스캔보드(32)와, 이미지 데이타를 독취하여 등급분류된 데이타와 연산, 비교하여 해당등급출력을 발생하며 외부 입출력장치를 포함하는 컴퓨터제어부(ctrl)와, 상기 조명쳄버(3)내의 이송과실을 검출하여 상기 CCD카메라의 촬영영상을 데이터로 입력하는 과실검출센서(33)와, 상기 제어부(ctrl)등급출력으로 구동하는 솔레노이드 밸브(41)를 복동 공압실린더(5)에 연결하고, 이 복동실린더(5)의 동작점을 검출하는 과실검출센서(6)로써 이루어, 당해 등급과실이 과실검출센서(6)에 검지 될때 당해 복동실린더(5)가 과실 취출구동을 행하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 선과장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 조명챔버(3)는 컨베어(1)가 이송가능한 외함(34)과 반투명재의 내함(35)으로 이루어 상기 외함(34) 내벽에 다수의 광원(36)을 형성하고, 상기 내함(35)상부로 CCD카메라(31)를 장착하며 이 내함저면으로 컨베어가 이송 될수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 선과장치.