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JP7591191B2 - Optical sorting machine - Google Patents

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JP7591191B2
JP7591191B2 JP2020171331A JP2020171331A JP7591191B2 JP 7591191 B2 JP7591191 B2 JP 7591191B2 JP 2020171331 A JP2020171331 A JP 2020171331A JP 2020171331 A JP2020171331 A JP 2020171331A JP 7591191 B2 JP7591191 B2 JP 7591191B2
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卓矢 西田
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Satake Corp
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Description

本発明は、穀粒や樹脂ペレット等の粒状物を色彩等に基づいて光学的に選別する光学式選別機に関する。 The present invention relates to an optical sorting machine that optically sorts granular materials such as grains and resin pellets based on color, etc.

従来、米・麦類・豆類・ナッツ類等の穀粒、ペレット・ビーズ等の樹脂片、医薬品、鉱石類、シラス等の細かい物品、その他の粒状物からなる原料を良品と不良品とに選別したり、原料に混入する異物等を排除したりする光学式選別機が知られている。 Conventionally, optical sorting machines are known that separate raw materials consisting of grains such as rice, wheat, beans, and nuts, resin pieces such as pellets and beads, fine items such as pharmaceuticals, ores, and shirasu, as well as other granular materials, into good and bad products and remove foreign objects that may be mixed into the raw materials.

この種の光学式選別機の一つに、粒状物供給部の下方に所定幅を有するシュートを傾斜させて配置するものがある。
当該光学式選別機は、粒状物供給部から所定幅を有するシュートに対して大量の粒状物を供給し、シュートの表面上を幅方向に広がって流下し、当該シュートの下端から所定の軌跡に沿って自由落下させた粒状物に光を照射し、この粒状物からの透過光や反射光などを受光して原料物に含まれる不良品や異物等を検出し、当該検出した不良品や異物等を排除することで粒状物の選別を行うものである(特許文献1,2を参照)。
One of these types of optical sorters has a chute having a predetermined width disposed at an incline below a granular material supply section.
This optical sorting machine supplies a large amount of granular material from a granular material supply section to a chute having a specified width, and the granular material spreads out in the width direction and flows down the surface of the chute, and is allowed to fall freely from the bottom end of the chute along a specified trajectory. Light is then irradiated onto the granular material, and the transmitted light and reflected light from the granular material are received to detect defective products and foreign objects contained in the raw material, and the detected defective products and foreign objects are eliminated, thereby sorting the granular material (see Patent Documents 1 and 2).

特許文献1に記載された光学式選別機は、前記粒状物供給部がタンクと振動フィーダを備えるものであり、また、特許文献2に記載された光学式選別機は、前記粒状物供給部がタンクとロータリーバルブを備えるものであり、いずれも前記タンク内の粒状物を前記振動フィーダやロータリーバルブによりシュートへ向けて安定的に繰り出すことができる。 In the optical sorting machine described in Patent Document 1, the granular material supply section includes a tank and a vibrating feeder, and in the optical sorting machine described in Patent Document 2, the granular material supply section includes a tank and a rotary valve, and in both cases, the granular material in the tank can be stably delivered toward the chute by the vibrating feeder or rotary valve.

ところが、上記各光学式選別機は、前記タンク内における粒状物の貯留量が少なくなると、前記振動フィーダやロータリーバルブからの粒状物の繰り出しが不安定となり、前記粒状物が前記シュートの幅方向に疎(まば)らな状態となって表面上を跳ねながら流下するため、不良品等の検出・排除ミスが生じやすく、選別精度が低下する要因となっていた。 However, with each of the optical sorting machines, when the amount of granular material stored in the tank becomes low, the delivery of the granular material from the vibrating feeder or rotary valve becomes unstable, and the granular material becomes sparse in the width direction of the chute and flows down while bouncing on the surface, which makes it easy for errors to occur in detecting and rejecting defective products, etc., and causes a decrease in sorting accuracy.

この問題を解決するため特許文献3では、粒状物がシュート上に繰り出された後であって前記シュート面上を流下する途中において、シュート表面上を流下する粒状物の流下幅を変更可能とする光学式選別機が提案されている。これにより、貯留手段における粒状物の貯留量が少なくなり、繰出手段から繰り出される粒状物の量が減少した場合であっても、前記シュート表面上を流下する粒状物の流下幅を狭くすることで、粒状物が疎らな状態でなく密な状態でシュート表面上を流下することとなり、粒状物がシュート表面上を跳ねながら流下することがないため、選別精度の低下を防止できるといった作用・効果がある。 To solve this problem, Patent Document 3 proposes an optical sorting machine that can change the width of the granular material flowing down the chute surface after it has been fed onto the chute and while it is flowing down the chute surface. This has the effect of preventing a decrease in sorting accuracy by narrowing the width of the granular material flowing down the chute surface, even if the amount of granular material stored in the storage means decreases and the amount of granular material fed from the feeding means decreases. ...

特開2009-50760号公報JP 2009-50760 A 特開平11-223604号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-223604 特開2013-17918号公報JP 2013-17918 A

しかしながら、上記特許文献3に記載された光学式選別機にあっては、粒状物の繰出幅を変更するための繰出幅変更手段(例えば、小幅な開口を有するシャッタや流下幅を狭くする案内部材など)を、別途前記シュートに設ける必要があり、構造が複雑化し製造コスト高になるおそれがあった。
また、粒状物の流れがシュートの幅方向に疎らな状態となった場合に、物理的にシュート幅を狭くさせるものであるから、繰出幅変更手段の応答遅れが生じると、選別精度が低下するおそれもある。
However, in the optical sorting machine described in Patent Document 3, it is necessary to separately provide a discharge width changing means (such as a shutter with a small opening or a guide member that narrows the flow width) on the chute to change the discharge width of the granular material, which could complicate the structure and increase manufacturing costs.
In addition, if the flow of granular material becomes sparse in the width direction of the chute, the chute width is physically narrowed, so if there is a delay in the response of the feed width changing means, there is a risk that the sorting accuracy will decrease.

本発明は上記問題点にかんがみ、前記粒状物が前記シュートの幅方向に疎らな状態となって表面上を跳ねながら流下する場合であっても、前記シュートに繰出幅変更手段などの物理的な機構を別途設けることなく、選別精度を高精度に維持することのできる光学式選別機を提供することを技術的課題とする。 In consideration of the above problems, the technical objective of the present invention is to provide an optical sorting machine that can maintain high sorting accuracy without providing a separate physical mechanism such as a means for changing the feed width of the chute, even when the granular material is scattered in the width direction of the chute and flows down while bouncing on the surface.

上記課題を解決するため、請求項1に係る発明では、粒状物を所定流量で傾斜下方に流下させるシュートと、前記シュート下端から落下する前記粒状物を所定位置において検査する光学検出部と、前記光学検出部による検出結果に基づいて前記粒状物を排除し選別するエジェクタと、前記粒状物を排除し選別する際、前記光学検出部により前記粒状物を前記所定位置で検知してから前記エジェクタにより前記粒状物を排除位置で排除するまでの遅れ時間を設定するとともに、前記粒状物を排除するための適当な排除継続時間を設定するエジェクタ制御部と、前記粒状物の流量に基づいて、前記エジェクタ制御部であらかじめ設定された前記排除継続時間及び前記遅れ時間を、前記流量が小さい場合には長く設定し、前記流量が大きい場合には短く設定するエジェクタ条件変更部と、を備えた光学式選別機であって、
前記エジェクタ制御部は、前記流量のレベルを複数段階に区分し、各段階において前記排除継続時間及び前記遅れ時間を設定する、という技術的手段を講じた。
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 provides an optical sorting machine comprising: a chute that allows granular material to flow downward at an incline at a predetermined flow rate; an optical detection unit that inspects the granular material falling from the bottom end of the chute at a predetermined position; an ejector that rejects and sorts the granular material based on a detection result by the optical detection unit; an ejector control unit that, when rejecting and sorting the granular material, sets a delay time from when the optical detection unit detects the granular material at the predetermined position to when the ejector rejects the granular material at a rejection position and sets an appropriate rejection duration for rejecting the granular material; and an ejector condition changing unit that, based on the flow rate of the granular material, sets the rejection duration and the delay time previously set by the ejector control unit to be longer when the flow rate is small and shorter when the flow rate is large,
The ejector control section employs a technical measure in which the flow rate level is divided into a plurality of stages, and the ejection duration time and the delay time are set for each stage.

請求項2に係る発明では、前記光学検出部が備える撮像部から得られる撮像画像から前記粒状物の流量密度を算出するとともに、前記流量密度から前記粒状物の前記流量を算出する流量演算部を設けるとよい。 In the invention according to claim 2, it is preferable to provide a flow rate calculation unit that calculates the flow rate density of the granular material from an image captured by an imaging unit provided in the optical detection unit, and calculates the flow rate of the granular material from the flow rate density.

請求項3に係る発明では、前記シュートの前段に前記粒状物を貯留するための貯留タンクを設け、前記貯留タンクには貯留量検知部を設け、前記貯留量検知部で検知した貯留量から前記シュート上を流下する前記粒状物の前記流量を推定するとよい。 In the invention according to claim 3, a storage tank for storing the granular material is provided upstream of the chute, a storage amount detection unit is provided in the storage tank, and the flow rate of the granular material flowing down the chute is estimated from the storage amount detected by the storage amount detection unit.

請求項1に係る発明によれば、シュート上を流れる粒状物の流量に基づいて、エジェクタ制御部であらかじめ設定されたエジェクタ作動の排除継続時間及び遅れ時間を、前記流量が小さい場合には長く設定し、前記流量が大きい場合には短く設定するので、シュート上を流れる粒状物の流量が少なくなり、粒状物が疎らな状態でシュート表面上を流下し、粒状物がシュート表面上を跳ねながら流下して、落下スピードが変化した場合であっても、エジェクタ作動の排除継続時間及び遅れ時間が変更されるため、不良品や異物の検出・排除ミスが生じることはなく、不良品や異物を的確に排除し得て、選別精度を高精度に維持することができる。
According to the invention of claim 1, the removal duration and delay time of the ejector operation, which are preset in the ejector control unit based on the flow rate of the granular material flowing on the chute, are set to be longer when the flow rate is small and set to be shorter when the flow rate is large. Therefore, even if the flow rate of the granular material flowing on the chute decreases and the granular material flows down the chute surface in a sparse state and the granular material flows down the chute surface while bouncing, changing the falling speed, the removal duration and delay time of the ejector operation are changed, so that there is no risk of errors in detecting and removing defective products or foreign objects, and defective products and foreign objects can be accurately removed, thereby maintaining high sorting accuracy.

請求項2に係る発明によれば、前記シュート上を流下する粒状物の流量を求める際、前記光学検出部が備える撮像部から得られる撮像画像から前記粒状物の流量密度を算出するとともに、前記流量密度から前記粒状物の前記流量を算出する流量演算部により流量を求めるものであるから、シュート上を流下する粒状物を直接観察し、いち早く粒状物の流量が減少したことを検知し、適切なタイミングで前記エジェクタ作動の排除継続時間及び遅れ時間を変更することができる。
According to the invention of claim 2, when determining the flow rate of the granular material flowing down the chute, the flow density of the granular material is calculated from the image obtained by the imaging unit provided in the optical detection unit, and the flow rate is determined by a flow rate calculation unit that calculates the flow rate of the granular material from the flow rate density.Therefore, the granular material flowing down the chute can be directly observed, a decrease in the flow rate of the granular material can be detected early, and the removal duration and delay time of the ejector operation can be changed at an appropriate timing.

請求項3に係る発明によれば、前記シュートの前段に前記粒状物を貯留するための貯留タンクを設け、前記貯留タンクには貯留量検知部を設け、前記貯留量検知部で検知した貯留量から前記シュート上を流下する粒状物の流量を推定するので、貯留タンクにおける粒状物の貯留量が少なくなったことを検知し、その後に、シュート上を流下する粒状物の流量が減少することを推定するものであるから、いち早く粒状物の流量が減少したことを検知し、適切なタイミングで前記エジェクタ作動の排除継続時間及び遅れ時間を変更することができる。
According to the invention of claim 3, a storage tank for storing the granular material is provided upstream of the chute, and a storage amount detection unit is provided in the storage tank. The flow rate of the granular material flowing down the chute is estimated from the storage amount detected by the storage amount detection unit. Therefore, a decrease in the storage amount of the granular material in the storage tank is detected, and then a decrease in the flow rate of the granular material flowing down the chute is estimated. Therefore, a decrease in the flow rate of the granular material can be detected early, and the removal duration and delay time of the ejector operation can be changed at an appropriate timing.

本発明の一実施形態における、光学式選別機の内部構造を示す概略縦断面図である。FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view showing an internal structure of an optical sorting machine in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における、光学式選別機の制御処理手段のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a control processing means of the optical sorting machine in one embodiment of the present invention. 光学検出部で撮像された粒状物の流れを表示するイメージ図である。FIG. 13 is an image showing the flow of granular matter captured by the optical detection unit. 本発明の一実施形態における、流量レベルの概要を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an overview of flow levels in one embodiment of the present invention.

以下、本発明の光学式選別機について、その一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態における光学式選別機1の内部構造を示す概略縦断面図であり、図2は、光学式選別機1の制御処理手段の構成を示したブロック図である。 The following describes an embodiment of the optical sorting machine of the present invention with reference to the drawings. Figure 1 is a schematic vertical cross-sectional view showing the internal structure of the optical sorting machine 1 in this embodiment, and Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the control processing means of the optical sorting machine 1.

(光学式選別機の構成)
図1に示すように、光学式選別機1は、機枠2内に、粒状物(穀粒)の移送手段として水平位置から約60度の角度で傾斜して穀粒を移送するシュート4と、穀粒を貯留するための貯留タンク5と、貯留タンク5からシュート4に穀粒を搬送するための振動フィーダ6と、シュート4の下端から落下する穀粒の落下軌跡の上下を挟んで設けられる光学検出部7a、7bと、さらに下方に設けたエジェクタ8と、当該エジェクタ8下方においてシュート4と同傾斜線上にあり、エジェクタノズル80からの噴風を受けずにそのまま落下軌跡を落下する穀粒を受ける良品回収樋9と、当該良品回収樋9に並設され、エジェクタノズル80からの噴風を受けた不良粒を回収するための不良品回収樋10と、エジェクタノズル80からの噴風を受け損ねて、周囲の部材に当たって跳ね返った不良粒を回収するための補助不良品回収樋11とが備えられている。貯留タンク5には、該貯留タンク5の所定位置にセンサー5aが配設され、当該センサー5aが前記貯留タンク5内の穀粒が所定量以下となったことを検知すると、信号を発信するようにする。
(Configuration of optical sorting machine)
As shown in FIG. 1, the optical sorting machine 1 is provided within a machine frame 2 with a chute 4 as a means for transporting granular material (grains) at an angle of about 60 degrees from the horizontal position to transport the grains, a storage tank 5 for storing the grains, a vibrating feeder 6 for transporting the grains from the storage tank 5 to the chute 4, optical detection units 7a, 7b provided above and below the falling trajectory of the grains falling from the lower end of the chute 4, an ejector 8 provided further below, a non-defective product recovery gutter 9 located below the ejector 8 on the same inclined line as the chute 4 and for receiving grains that fall along the falling trajectory without being subjected to the air jet from the ejector nozzle 80, a defective product recovery gutter 10 provided in parallel to the non-defective product recovery gutter 9 for recovering defective grains that have been subjected to the air jet from the ejector nozzle 80, and an auxiliary defective product recovery gutter 11 for recovering defective grains that have missed the air jet from the ejector nozzle 80 and bounced off surrounding members. A sensor 5a is disposed at a predetermined position in the storage tank 5, and when the sensor 5a detects that the amount of grains in the storage tank 5 falls below a predetermined amount, it transmits a signal.

また、シュート4の形状は、穀粒を広幅で帯状に滑走させるために、溝部のない平板形状で形成されており、シュート4からの穀粒の溢流を防止するため、カバー4aが設けられる。 The chute 4 is flat and groove-free to allow the grains to slide in a wide band, and a cover 4a is provided to prevent the grains from spilling out of the chute 4.

振動フィーダ6は、支持部6b上にフィーダトラフ6aが支持され、電磁駆動コイル6cなどの振動部材を作動させることによって穀粒をシュート4に供給することができるように構成されている。なお、上記したシュート4の形状は、溝部を形成するようにしてもよく、溝部の断面形状としては、U字状のもの、V字状のもの、凹字状のもの等、適宜採用することができる。 The vibrating feeder 6 is configured such that a feeder trough 6a is supported on a support portion 6b, and grains can be supplied to the chute 4 by operating a vibrating member such as an electromagnetic driving coil 6c. The shape of the chute 4 described above may be such that a groove is formed, and the cross-sectional shape of the groove may be U-shaped, V-shaped, concave, or the like, as appropriate.

光学的検査を行う検査部となる光学検出部7a、7bは、それぞれ箱体12a、12bにより囲繞されて形成されており、穀粒の落下軌跡の前側にある箱体12aには、可視光用のCCDカメラ13aと、近赤外光用のNIRカメラ14と、蛍光灯等からなる可視光源15a、15bと、ハロゲンランプ等からなる近赤外光源16aと、光学検出部7bの対向用バックグラウンド17aとが内装されている。 The optical detection units 7a and 7b, which are the inspection units that perform the optical inspection, are surrounded by boxes 12a and 12b, respectively. The box 12a, which is in front of the falling trajectory of the grains, houses a CCD camera 13a for visible light, a NIR camera 14 for near-infrared light, visible light sources 15a and 15b such as fluorescent lamps, a near-infrared light source 16a such as a halogen lamp, and a background 17a that faces the optical detection unit 7b.

また、穀粒の落下軌跡の後側にある箱体12bには、可視光用のCCDカメラ13bと、蛍光灯等からなる可視光源15c、15dと、ハロゲンランプ等からなる近赤外光源16bと、光学検出部7aの対向用バックグラウンド17b、17cとが内装されている。そして、箱体12a、12bの穀粒の落下軌跡側には、透明ガラスからなる窓部材18a、18bが嵌め込まれている。 The box 12b behind the grain fall path houses a CCD camera 13b for visible light, visible light sources 15c and 15d such as fluorescent lamps, a near-infrared light source 16b such as a halogen lamp, and backgrounds 17b and 17c for facing the optical detection unit 7a. The box 12a and 12b are fitted with window members 18a and 18b made of transparent glass on the grain fall path side.

本実施形態の光学式選別機1におけるエジェクタ8には、シュート4の幅方向と同じ方向に、48個のエジェクタノズル80が一列に等間隔で設けられており、各エジェクタノズル80には、それぞれ圧縮空気の噴射をON/OFFするエジェクタ電磁弁81が備えられている。なお、エジェクタノズル80の個数は、シュート4の幅寸法等に応じて、適宜その数を変更することが可能である。また、本実施形態のエジェクタ8は内部に圧縮空気を貯留することが可能となっており、エアー供給パイプ22を介して、不図示のエアコンプレッサからエアーが供給されるように構成されている。なお、エジェクタ8とエアコンプレッサとの間に、空気を一旦貯留する不図示のサブタンクを1つ又は複数設けてもよく、このように構成することで、エジェクタノズル80から噴射されるエアー量が多い場合であっても、エアー不足に陥るおそれがない。 In the ejector 8 of the optical sorting machine 1 of this embodiment, 48 ejector nozzles 80 are arranged in a row at equal intervals in the same direction as the width direction of the chute 4, and each ejector nozzle 80 is provided with an ejector solenoid valve 81 that turns on/off the injection of compressed air. The number of ejector nozzles 80 can be changed appropriately depending on the width dimension of the chute 4, etc. In addition, the ejector 8 of this embodiment is capable of storing compressed air inside, and is configured so that air is supplied from an air compressor (not shown) through an air supply pipe 22. In addition, one or more sub-tanks (not shown) for temporarily storing air may be provided between the ejector 8 and the air compressor. With this configuration, there is no risk of air shortage even when the amount of air injected from the ejector nozzle 80 is large.

機枠2の前方の傾斜壁には、エアシリンダ23によって上下方向に回動可能な前面ドア24が設けられ、これにより、清掃等のメンテナンス作業を容易に行うことが可能である。また、前面ドア24の下方には、タッチパネルからなる操作盤及びモニタが兼用された設定入力手段として機能する液晶ディスプレイ25と、不図示の電源スイッチが設けられている。操作者の目の高さ位置に液晶ディスプレイ25及び電源スイッチを配設することで、機械操作を容易に行うことが可能な構成となっている。 A front door 24 that can be rotated up and down by an air cylinder 23 is provided on the inclined wall at the front of the machine frame 2, making it easy to perform maintenance work such as cleaning. In addition, below the front door 24, there is a liquid crystal display 25 that functions as a setting input means that combines a touch panel control panel and a monitor, and a power switch (not shown). By arranging the liquid crystal display 25 and power switch at eye height of the operator, the machine can be easily operated.

また、選別された穀粒の受け口として、図1に示されるように、不良品受口27と、良品受口28と、補助不良品受口29が設けられ、さらに、不良品受口27の上方にはサンプル取出部30が設けられている。 As shown in FIG. 1, a defective product receiving port 27, a non-defective product receiving port 28, and an auxiliary defective product receiving port 29 are provided as receiving ports for the sorted grains, and a sample removal section 30 is provided above the defective product receiving port 27.

次に、図2を参照して光学式選別機1の制御処理手段の構成を説明する。可視光用のCCDカメラ13a、13bと、近赤外光用のNIRカメラ14は、取得した画像を2値化処理するために信号処理部31に電気的に接続され、さらに、当該信号処理部31は画像を格納して必要な処理を行うメモリ部32に接続されている。そしてメモリ部32には、前述した液晶ディスプレイ25が電気的に接続されている。 Next, the configuration of the control processing means of the optical sorting machine 1 will be described with reference to Figure 2. The CCD cameras 13a and 13b for visible light and the NIR camera 14 for near-infrared light are electrically connected to a signal processing unit 31 to perform binarization processing of the acquired images, and the signal processing unit 31 is further connected to a memory unit 32 that stores the images and performs the necessary processing. The aforementioned liquid crystal display 25 is electrically connected to the memory unit 32.

さらに信号処理部31は、画像データを一時的に格納する画像データ取得部33と、取得した画像データについて良品とするか不良品とするかを決定するしきい値データを格納する、しきい値データ格納メモリ34と、取得した画像データを2値化処理するための2値化計算機構35と、良品か不良品かを判別する判定部として機能する良品/不良品判定部36と、エジェクタ8の動作を制御するエジェクタ制御部37とを、少なくとも備えている。 Furthermore, the signal processing unit 31 includes at least an image data acquisition unit 33 that temporarily stores image data, a threshold data storage memory 34 that stores threshold data for determining whether the acquired image data is to be treated as a good or defective product, a binarization calculation mechanism 35 that performs binarization processing on the acquired image data, a good/defective product determination unit 36 that functions as a determination unit for determining whether the product is good or defective, and an ejector control unit 37 that controls the operation of the ejector 8.

また、可視光用のCCDカメラ13a、13bと、近赤外光用のNIRカメラ14は、光量検出値を電圧値に変換する不図示のI/V変換器を介し、当該電圧値を増幅させる増幅器にそれぞれ接続されている。そして増幅された電圧値(検出信号)を、良品/不良品判定部36において、しきい値データ格納メモリ34に格納されたしきい値と比較して良品と不良品とを判別している。 The CCD cameras 13a and 13b for visible light and the NIR camera 14 for near-infrared light are each connected to an amplifier that amplifies the voltage value via an I/V converter (not shown) that converts the light quantity detection value into a voltage value. The amplified voltage value (detection signal) is then compared with the threshold value stored in the threshold data storage memory 34 in the pass/fail judgment unit 36 to determine whether the product is pass or fail.

また、メモリ部32は、画像データ取得部33からのデータを必要に応じて格納する画像データ格納メモリ38と、当該画像データ格納メモリ38に格納された画像データに基づいて、穀粒が良品か不良品かを判別するためのしきい値を計算する、しきい値データ計算機構39と、エジェクタ8に対する動作変更を行うエジェクタ条件変更部40と、液晶ディスプレイ25のタッチ操作の信号を受信したり、処理後の画像データを液晶ディスプレイ25に出力したりするための操作信号受信機構41とを、少なくとも備えている。 The memory unit 32 also includes at least an image data storage memory 38 that stores data from the image data acquisition unit 33 as necessary, a threshold data calculation mechanism 39 that calculates a threshold value for determining whether a grain is good or bad based on the image data stored in the image data storage memory 38, an ejector condition change unit 40 that changes the operation of the ejector 8, and an operation signal receiving mechanism 41 that receives touch operation signals on the LCD display 25 and outputs processed image data to the LCD display 25.

信号処理部31内の良品/不良品判定部36は、エジェクタ制御部37と電気的に接続されており、当該エジェクタ制御部37は、メモリ部32のエジェクタ条件変更部40においてエジェクタ8の動作条件が変更され、変更された動作条件に基づいて、不良品の穀粒を除去するべく、エジェクタ駆動回路42が制御される。エジェクタ8の動作条件の変更としては、例えば、エジェクタ作動の遅れ時間及び/又はエジェクタの継続時間が挙げられる。 The good/bad product determination unit 36 in the signal processing unit 31 is electrically connected to the ejector control unit 37, which changes the operating conditions of the ejector 8 in the ejector condition change unit 40 in the memory unit 32, and controls the ejector drive circuit 42 to remove defective kernels based on the changed operating conditions. Examples of changes in the operating conditions of the ejector 8 include the delay time of the ejector operation and/or the duration of the ejector.

また、図2に示されるように、上記エジェクタ駆動回路42は、各エジェクタノズル80による圧縮空気の噴射をON/OFFする各エジェクタ電磁弁81にそれぞれ電気的に接続されており、駆動信号が入力されることで各エジェクタ電磁弁81が開閉するように構成されている。前述したように、エジェクタ作動の遅れ時間とは、光学検出手段としてのCCDカメラ13a、13b及び近赤外光用のNIRカメラ14により、穀粒を検知してから各エジェクタ電磁弁81に駆動信号が入力されるまでの時間のことである。また、エジェクタの継続時間とは、各エジェクタ電磁弁81に駆動信号が入力されてから停止信号となるまでの圧縮空気の噴射長さを決定する時間のことである。 2, the ejector drive circuit 42 is electrically connected to each ejector solenoid valve 81 that turns on/off the injection of compressed air by each ejector nozzle 80, and is configured to open and close each ejector solenoid valve 81 by inputting a drive signal. As described above, the ejector operation delay time is the time from when kernels are detected by the CCD cameras 13a, 13b and the NIR camera 14 for near-infrared light as optical detection means until a drive signal is input to each ejector solenoid valve 81. The ejector duration is the time that determines the length of compressed air injection from when a drive signal is input to each ejector solenoid valve 81 until a stop signal is input.

前述のように、本実施形態のエジェクタ8は48個のエジェクタノズル80を備えており、それぞれ1対1対応でエジェクタ電磁弁81を備えている。図2には、48個のエジェクタ電磁弁81のうち、隣接して圧縮空気を噴射可能な第1エジェクタ電磁弁81a、第2エジェクタ電磁弁81b、第3エジェクタ電磁弁81cが図示されている。 As described above, the ejector 8 of this embodiment has 48 ejector nozzles 80, each of which has a one-to-one correspondence with an ejector solenoid valve 81. Figure 2 shows the first ejector solenoid valve 81a, the second ejector solenoid valve 81b, and the third ejector solenoid valve 81c, which are adjacent to each other and capable of injecting compressed air, among the 48 ejector solenoid valves 81.

(選別処理構成)
以下、本実施形態における光学式選別機1の選別処理について詳細に説明する。
(Sorting process configuration)
The sorting process of the optical sorting machine 1 in this embodiment will be described in detail below.

本実施形態における光学式選別機1は、シュート4下端から落下する穀粒の流量の多寡に応じて、エジェクタ制御部37によりあらかじめ設定された噴射の遅れ時間及び/又は排除継続時間を変更する、エジェクタ条件変更部40を設けたことを特徴とするものである。 The optical sorting machine 1 in this embodiment is characterized by the provision of an ejector condition change unit 40 that changes the ejection delay time and/or ejection duration preset by the ejector control unit 37 depending on the flow rate of grains falling from the bottom end of the chute 4.

図3は光学検出部で撮像された粒状物の流れを表示するイメージ図である。図3のような画像は、光学検出部7a,7bのCCDカメラ13a、13b及び近赤外光用のNIRカメラ14から取得することができる。そして、この撮像画像の全面積に占める粒状物の面積の割合、すなわち、流量密度から流量データを算出することができる。これにより、シュート表面上を流下する粒状物を直接観察することができる。流量データの算出は画像データ取得部33、二値化計算機構35、画像データ格納メモリ38(図2)などの空き容量を流量演算部(図示せず)として利用し、演算することができる。 Figure 3 is an image showing the flow of granular material captured by the optical detection unit. Images like those in Figure 3 can be acquired from the CCD cameras 13a, 13b of the optical detection units 7a, 7b and the NIR camera 14 for near-infrared light. Then, the flow rate data can be calculated from the ratio of the area of the granular material to the total area of this captured image, i.e., the flow rate density. This allows direct observation of the granular material flowing down the chute surface. The flow rate data can be calculated using the free capacity of the image data acquisition unit 33, binarization calculation mechanism 35, image data storage memory 38 (Figure 2), etc. as a flow rate calculation unit (not shown).

図3を参照して流量密度を判断すると、図3(a)ではシュート4上を流れる穀粒の流量が大流量で、密の状態でシュート4に流れている。一方、図3(b)ではシュート4上を流れる穀粒の流量が小流量で、疎の状態でシュート4に流れている。このとき、図3(b)の疎の状態では、図3(a)の密の状態と比較すると、穀粒がシュート4を滑走中にシュート4底面から浮き上がり易くなる。つまり、穀粒はシュート4表面上を「跳ねながら」流下することとなり、このような「跳ねながら」の流下であると、空気抵抗によって落下速度にも通常状態から差異が生じてくる。 When judging the flow density with reference to Figure 3, in Figure 3(a), the flow rate of the grains flowing up the chute 4 is high and they are flowing in a dense state onto the chute 4. On the other hand, in Figure 3(b), the flow rate of the grains flowing up the chute 4 is low and they are flowing in a sparse state onto the chute 4. In this case, in the sparse state of Figure 3(b), the grains are more likely to float up from the bottom of the chute 4 while sliding down the chute 4 compared to the dense state of Figure 3(a). In other words, the grains flow down the surface of the chute 4 while "bouncing", and when they flow down like this, air resistance causes the falling speed to differ from the normal state.

このため、シュート4上での穀粒の流下状態が通常の「密」状態から運転終了間際の「疎」状態に移行した場合、エジェクタ条件変更部40によって、エジェクタ8によって不良品を除去する際の噴射の排除継続時間及び遅れ時間を変更することとなる。例えば、図4に示すように、レベル1(小流量)からレベル3(大流量)までの設定が可能である。流量の定常状態をレベル2とすれば、流量が小さいレベル1では、噴射の排除継続時間及び遅れ時間をレベル2よりも長くし、流量が大きいレベル3では、噴射の排除継続時間をレベル2よりも短くするとよい。噴射の排除継続時間及び遅れ時間を長くする割合としては、標準のレベル2を1.0とすれば、1.1倍~1.9倍の範囲とするのが好ましい。また、噴射の排除継続時間及び遅れ時間を短くする割合としては、標準のレベル2を1.0とすれば、0.4~0.9倍の範囲とするのが好ましい。
Therefore, when the flow state of grains on the chute 4 changes from a normal "dense" state to a "sparse" state just before the end of operation, the ejector condition change unit 40 changes the ejection duration and delay time of the ejector 8 when removing defective grains. For example, as shown in FIG. 4, it is possible to set from level 1 (small flow rate) to level 3 (large flow rate). If the steady state of the flow rate is level 2, the ejection duration and delay time of the ejection are made longer than those of level 2 at level 1 where the flow rate is small, and the ejection duration and delay time of the ejection are made shorter than those of level 2 at level 3 where the flow rate is large. The ratio of the ejection duration and delay time of the ejection is preferably in the range of 1.1 to 1.9 times, assuming that the standard level 2 is 1.0. The ratio of the ejection duration and delay time of the ejection is preferably in the range of 0.4 to 0.9 times, assuming that the standard level 2 is 1.0.

図4に示された「レベル1」の設定では、穀粒がシュート4表面上を「跳ねながら」流下することを想定し、空気抵抗によって落下軌跡が変化するとともに、落下速度が変化したとしても、噴射の排除継続時間及び遅れ時間を長く設定されているから、除去しようとする穀粒に十分な時間の圧縮空気が噴射されて、不良品は確実に除去できるようになるので、選別精度が向上し、高品質の製品を得ることができる。
In the "Level 1" setting shown in Figure 4, it is assumed that the grains will "bounce" as they flow down the surface of the chute 4, and even if the falling trajectory and falling speed change due to air resistance, the ejection duration and delay time are set long, so that compressed air is ejected for a sufficient period of time at the grains to be removed, ensuring that defective grains are removed, improving sorting accuracy and producing high-quality products.

一方、図4に示された「レベル3」の設定では、流量が過多であるから、いち早く選別・除去することが処理能力を発揮するために好ましい。この場合、穀粒は層状に連続してシュート4表面上を流れて「跳ね」の現象は生じない。そして、噴射の排除継続時間及び遅れ時間が短く設定されているから、除去しようとする穀粒にいち早く短時間の圧縮空気が噴射されて、不良品は高速で確実に除去できるようになるので、選別精度が向上し、処理能力を発揮することができる。
On the other hand, in the setting of "Level 3" shown in Figure 4, the flow rate is excessive, so it is preferable to quickly select and remove the grains in order to maximize the processing capacity. In this case, the grains flow continuously in layers on the surface of the chute 4, and the "bouncing" phenomenon does not occur. In addition, since the ejection removal duration and delay time are set to be short, compressed air is quickly ejected for a short time on the grains to be removed, and defective grains can be removed reliably at high speed, improving the sorting accuracy and enabling the processing capacity to be maximized.

(その他の実施形態)
以上、本発明の光学式選別機について、一の実施形態について説明した。しかし、本発明は前述の実施形態に必ずしも限定されるものではなく、例えば以下のような変形例も含まれる。
Other Embodiments
One embodiment of the optical sorting machine of the present invention has been described above. However, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiment, and includes, for example, the following modified examples.

前述の実施形態では、流量データを算出する際に光学検出部7a,7bのCCDカメラ13a、13b及び近赤外光用のNIRカメラ14から画像取得を利用したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、光学式選別機1の運転終了間際であることを検知するために、シュート4前段に設置されている貯留タンク5にセンサー5aを配設し、該センサー5aが検知した貯留量から前記シュート上を流下する粒状物の流量を推定することとしてもよい。 In the above embodiment, image acquisition from the CCD cameras 13a, 13b of the optical detection units 7a, 7b and the NIR camera 14 for near-infrared light was used when calculating the flow rate data, but this is not necessarily limited to this. For example, in order to detect when the operation of the optical sorting machine 1 is about to end, a sensor 5a may be disposed in the storage tank 5 installed in front of the chute 4, and the flow rate of the granular material flowing down the chute may be estimated from the storage amount detected by the sensor 5a.

また、前述の実施形態では、流量のレベルを「レベル1」から「レベル3」までの3段階としたが、必ずしも3段階に限定されるものではなく、任意の数の段階的な流量レベルを設定することが可能である。 In addition, in the above embodiment, the flow rate levels are set to three levels, from "Level 1" to "Level 3", but this is not necessarily limited to three levels, and any number of flow rate levels can be set.

また、前述の実施形態では、噴射の排除継続時間及び遅れ時間を長くする割合や、噴射の排除継続時間及び遅れ時間を短くする割合を設定したが、任意の割合に設定することが可能である。
In addition, in the above-described embodiment, the ratio at which the injection elimination duration and delay time are lengthened and the ratio at which the injection elimination duration and delay time are shortened are set, but any ratio can be set.

また、前述の実施形態では、シュート4を流下する穀粒の流量データを自動で算出するように構成したが、ユーザが目視で流量データを把握し、噴射の排除継続時間及び遅れ時間を長くすることや、噴射の排除継続時間及び遅れ時間を短くすることを、ON/OFFするような切替え手段を追加して搭載してもよく、また、その割合を個々に細かく設定することも可能である。
In the above-described embodiment, the flow rate data of the grains flowing down the chute 4 is automatically calculated, but it is also possible to add a switching means that allows the user to visually grasp the flow rate data and turn ON/OFF the extension of the spray removal duration and delay time or the shortening of the spray removal duration and delay time, and it is also possible to set these ratios individually and in detail.

以上、本発明の実施形態及びいくつかの変形例について説明したが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の組み合わせ、または、省略が可能である。 Although the above describes the embodiment of the present invention and some variations, the above-mentioned embodiment of the invention is intended to facilitate understanding of the present invention and does not limit the present invention. The present invention may be modified or improved without departing from its spirit, and the present invention includes equivalents. Furthermore, the components described in the claims and specification may be combined or omitted to the extent that at least part of the above-mentioned problems can be solved or at least part of the effects can be achieved.

1 光学式選別機
2 機体
4 シュート
4a シュートカバー
5 貯留タンク
6 振動フィーダ
6a フィーダトラフ
6b 支持部
6c 電磁駆動コイル
7a 光学検出部
7b 光学検出部
8 エジェクタ
9 良品回収樋
10 不良品回収樋
11 補助不良品回収樋
12a 箱体
12b 箱体
13a CCDカメラ
13b CCDカメラ
14 NIRカメラ
15a 可視光源
15b 可視光源
15c 可視光源
15d 可視光源
16a 近赤外光源
16b 近赤外光源
17a 対向用バックグラウンド
17b 対向用バックグラウンド
17c 対向用バックグラウンド
18a 窓部材
18b 窓部材
22 エアー供給パイプ
24 前面ドア
25 液晶ディスプレイ
27 不良品受口
28 良品受口
29 補助不良品受口
30 サンプル取出部
31 信号処理部
32 メモリ部
33 画像データ取得部
34 しきい値データ格納メモリ
35 2値化計算機構
36 良品/不良品判定部
37 エジェクタ制御部
38 画像データ格納メモリ
39 しきい値データ計算機構
40 選別強度設定部
41 操作信号受信機構
42 エジェクタ駆動回路
80 エジェクタノズル
81 エジェクタ電磁弁
81a 第1エジェクタ電磁弁
81b 第2エジェクタ電磁弁
81c 第3エジェクタ電磁弁
1 Optical sorting machine 2 Machine body 4 Chute 4a Chute cover 5 Storage tank 6 Vibration feeder 6a Feeder trough 6b Support section 6c Electromagnetic drive coil 7a Optical detection section 7b Optical detection section 8 Ejector 9 Good product collection trough 10 Defective product collection trough 11 Auxiliary defective product collection trough 12a Box body 12b Box body 13a CCD camera 13b CCD camera 14 NIR camera 15a Visible light source 15b Visible light source 15c Visible light source 15d Visible light source 16a Near infrared light source 16b Near infrared light source 17a Opposing background 17b Opposing background 17c Opposing background 18a Window member 18b Window member 22 Air supply pipe 24 Front door 25 Liquid crystal display 27 Defective product receiving port 28 Good product receiving port 29 Auxiliary defective product receiving port 30 Sample removal section 31 Signal processing section 32 Memory section 33, image data acquisition section 34, threshold data storage memory 35, binarization calculation mechanism 36, pass/fail determination section 37, ejector control section 38, image data storage memory 39, threshold data calculation mechanism 40, sorting strength setting section 41, operation signal receiving mechanism 42, ejector drive circuit 80, ejector nozzle 81, ejector solenoid valve 81a, first ejector solenoid valve 81b, second ejector solenoid valve 81c, third ejector solenoid valve

Claims (3)

粒状物を所定流量で傾斜下方に流下させるシュートと、
前記シュート下端から落下する前記粒状物を所定位置において検査する光学検出部と、
前記光学検出部による検出結果に基づいて前記粒状物を排除し選別するエジェクタと、
前記粒状物を排除し選別する際、前記光学検出部により前記粒状物を前記所定位置で検知してから前記エジェクタにより前記粒状物を排除位置で排除するまでの遅れ時間を設定するとともに、前記粒状物を排除するための適当な排除継続時間を設定するエジェクタ制御部と、
前記粒状物の流量に基づいて、前記エジェクタ制御部であらかじめ設定された前記排除継続時間及び前記遅れ時間を、前記流量が小さい場合には長く設定し、前記流量が大きい場合には短く設定するエジェクタ条件変更部と、
を備えた光学式選別機であって、
前記エジェクタ制御部は、前記流量のレベルを複数段階に区分し、各段階において前記排除継続時間及び前記遅れ時間を設定することを特徴とする光学式選別機。
a chute that allows the granular material to flow downward at a predetermined flow rate;
an optical detection unit that inspects the granular material dropping from the lower end of the chute at a predetermined position;
an ejector that rejects and separates the granular matter based on a detection result by the optical detection unit;
an ejector control unit that sets a delay time from when the granular object is detected at the predetermined position by the optical detection unit until when the granular object is removed at a removal position by the ejector, and also sets an appropriate removal duration for removing the granular object, when removing and sorting the granular object;
an ejector condition changing unit that sets the removal duration and the delay time, which are preset by the ejector control unit, to be longer when the flow rate is small and sets them to be shorter when the flow rate is large, based on the flow rate of the granular matter;
An optical sorting machine comprising:
The optical sorting machine, wherein the ejector control section divides the flow rate level into a plurality of stages, and sets the ejection duration and the delay time for each stage.
前記光学検出部が備える撮像部から得られる撮像画像から前記粒状物の流量密度を算出するとともに、
前記流量密度から前記粒状物の前記流量を算出する流量演算部を設けてなる請求項1記載の光学式選別機。
Calculating a flow density of the granular matter from an image captured by an imaging unit included in the optical detection unit;
2. The optical sorting machine according to claim 1, further comprising a flow rate calculation unit that calculates the flow rate of the granular material from the flow rate density.
前記シュートの前段に前記粒状物を貯留するための貯留タンクを設け、
前記貯留タンクには貯留量検知部を設け、
前記貯留量検知部で検知した貯留量から前記シュート上を流下する前記粒状物の前記流量を推定してなる請求項1記載の光学式選別機。
a storage tank for storing the granular material is provided upstream of the chute;
The storage tank is provided with a storage amount detection unit,
2. The optical sorting machine according to claim 1, wherein the flow rate of the granular material flowing down the chute is estimated from the accumulated amount detected by the accumulated amount detection unit.
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