(57)【要約】【課題】  従来技術における問題点を解決した選別機の制御システムの提供。【解決手段】  本発明の穀粒選別機のための制御システムは、検査領域に並列に流下される原料穀粒Ｏを穀粒の流れを横切ってライン状に各穀粒毎に高速で連続して検知し且つ選別する選別機Ａと、前記原料穀粒及び前記選別機によって選別された穀粒のうちの一部を検査領域に並列に流下するように供給され、供給された穀粒の流れを横切ってライン状に各穀粒毎に高速で連続して検知し且つ判別分類する検査機Ｂと、前記検査機による判別分類結果に基づいて、該検査機の判別分類結果が目標理想値になるように前記選別機の選別設定値を設定するようになされた制御装置Ｃと、から主として構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀粒選別機のための制御システムであって、
検査領域に並列に流下される原料穀粒を該原料穀粒の流れを横切ってライン状に各穀粒毎に高速で連続して検知し且つ選別する選別機と、
前記原料穀粒及び前記選別機によって選別された穀粒のうちの一部が検査領域に並列に流下するように供給され、供給された穀粒を該穀粒の流れを横切ってライン状に各穀粒毎に高速で連続して検知し且つ判別分類する検査機と、
前記検査機による判別分類結果に基づいて、該検査機の判別分類結果が目標理想値になるように前記選別機の選別設定値を設定するようになされた制御装置と、を含む制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の制御システムであって、
前記選別機と前記検査機とが、共に、検査領域を穀粒の流れを横切ってライン状に溝毎に高速で光学的に検知し且つ検知結果を高速判別アルゴリズムによって高速判別処理することができる同一判断基準を有する同種の検知装置から構成されている、制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載の制御システムであって、
前記選別機が、１次選別機のみ又は１次選別機と２次選別機とから構成されている、制御システム。
【請求項４】
請求項１に記載の制御システムであって、
前記検査機には、原料穀粒、選別良品穀粒、選別不良品穀粒が、シュート内の各々別個の溝に投入されて連続して流すことができるようになされた、制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色彩選別機等のような穀粒選別機のための制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、穀粒色彩選別機において選別原料の不良品混入率が変化すると、人的操作により選別機を適切な状態に設定して選別精度を維持するようにしていた。これは、多様な原料を扱う場合や長時間に亘る連続稼働においては非常に大きな手間となっていた。従って、選別機の精度を維持するように自動的に調整して選別精度の低下を防ぐ機能が望まれていた。
【０００３】
このような要望に答えてなされた選別機を調整する方法が特開平１０−２１６６５０号公報（特許文献１）及び特開平２００３−２４８７４号公報（特許文献２）に記載されている。
【０００４】
しかしながら、これらの調整方法は、
１．一定時間間隔で一定量の穀粒サンプリングが行われ、連続的にサンプリングが行われないので、サンプリングとサンプリングとの間の混入率の変化が計測できない、
２．原料の不良品混入率が大きく変化した場合に、選別良品の不良品混入率が目標値に戻るまでに多大な時間を要する、
３．選別機とその混入率測定をする判別装置とが異なる場合には、判別装置で不良品と判断したものでも選別機では不良品と判断できないものが出てくる場合があり、特に、計測方法が異なる場合にはその差が大きくなり易い、
等の問題点があった。
【特許文献１】特開平１０−２１６６５０号公報
【特許文献２】特開平２００３−２４８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の従来技術における問題点を解決した選別機の制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による穀粒選別機のための制御システムは、検査領域に並列に流下される原料穀粒の流れを横切ってライン状に各穀粒毎に高速で連続して検知し且つ選別する選別機と、原料穀粒及び前記選別機によって選別された穀粒のうちの一部を検査領域に並列に流下するように供給され、供給された穀粒の流れを横切ってライン状に各穀粒毎に高速で連続して検知し且つ判別分類する検査機と、前記検査機による判別分類結果に基づいて、該検査機の判別分類結果が目標理想値になるように前記選別機の選別設定値を設定するようになされた制御装置から構成されている。
【０００７】
前記選別機と前記検査機とは、共に、検査領域を穀粒の流れを横切ってライン状に溝毎に高速で光学的に検知し且つ検知結果を高速判別アルゴリズムによって高速判別処理することができる同一判断基準を有する同種の検知装置から構成される。
【０００８】
前記選別機は、１次選別機のみであっても良く又は１次選別機と２次選別機とから構成されていても良い。
前記検査機には、原料穀粒、選別良品穀粒、選別不良品穀粒が、シュート内の各々別個の溝に投入されて連続して流すことができる。
【発明の効果】
【０００９】
連続的な計測が可能な検査機により、原料、選別良品、選別不良品の各々の検査サンプルを同時に時々刻々検査して切れ目のないデータを得て、該データ値に基づいて、選別機に時々刻々設定値をフィードバックできるので、迅速で且つきめ細かい選別制御が可能となる。
【００１０】
更に、選別機と検査機とを同様な計測方法の装置としているので、検査基準と選別基準とが整合され、両者を同調させる操作が比較的簡単である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明による穀粒選別機制御システムの一実施形態の全体構成を示すブロック図である。図１に示されているように、この制御システムは、選別機Ａと、検査機Ｂと、選別機Ａ及び検査機Ｂとの間でデータ通信を行い、得られたデータを計算処理するコンピュータ等からなる制御装置Ｃとから構成されている。図１の実施形態においては、選別機Ａは１次選別機Ｄと２次選別機Ｅとの２つの選別機を含んでいる。選別機Ａと検査機Ｂとは、複数の検査サンプル搬送経路４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによって接続されている。また、選別機Ａと制御装置Ｃ及び検査機Ｂと制御装置Ｃとは、各々、データ転送経路６及び７によって接続されている。
【００１２】
図１において、まず、穀粒のような原料Ｏは選別機Ａに投入される一方で、その中の一部が検査サンプルとして経路４ｅを介して検査機Ｂに投入される。選別機Ａに原料穀粒が投入されると、まず、１次選別機Ｄによって選別作業が実施され、原料穀粒が１次良品２０ａと１次不良品２０ｂとに分けられる。１次良品２０ａは、製品として排出される一方で、一部が検査サンプルとして経路４ａを介して検査機Ｂに投入される。一方、１次不良品２０ｂは、２次選別機Ｅに再度投入される一方で、その一部が検査サンプルとして経路４ｂを介して検査機Ｂに投入される。２次選別機Ｅに投入された１次不良品２ｂは、選別機Ｅによって２次良品３０ａと２次不良品３０ｂとに分けられる。２次良品３０ａは、原料に戻される一方で、その一部が検査サンプルとして経路４ｃを介して検査機Ｂに投入される。２次不良品３０ｂは、不良品として排出される一方でその一部が経路４ｄを介して検査機Ｂに投入される。
【００１３】
選別機Ａ及び検査機Ｂは、共に、対象物に光を照射し、対象物の透過光及び反射光をＣＣＤ等からなるカメラによって検知し、検知信号を判定して対象物を分類或いは選別するようになされた装置である。図２は、検査機Ｂの構成を示した構成図であるが、選別機Ａもほぼ同等の構成を有する装置である。図２に示されている検査機Ｂにおいては、ホッパー９から供給された多数の穀粒が一度に高速で且つ並列にシュート１内を流下せしめられる。シュート１の下端には、穀粒の各々を光学的に検定する検査装置（２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ）が設けられており、該検査装置は、シュート１の下端を横切ってライン状の検査領域に亘って監視してシュート１から流下された穀粒の各々を光学的に検定する。検査装置からの検知信号は判別装置（比較回路１０、判別回路１１、粒数カウント回路１２、制御回路１３）に供給され、判別装置は、供給された検知信号に基づいて、落下する穀粒の各々を判別する。更に、該判別装置によるデータは、表示装置１４に供給され、集計されて穀粒の検査結果が表示され且つ出力される。判別装置による判別は、各穀粒毎に高速判別アルゴリズムによって行われる。シュート１は、各々が穀粒の外径より若干幅が広い縦溝１７〜２１からなる構造とされており、原料サンプル、１次選別良品サンプル、１次選別不良品サンプル、２次選別良品サンプル及び２次選別不良品サンプルが、各々別個に、溝１７、１８、１９、２０、２１に投入されて連続して流すことができるようになされている。検査装置は、検査領域を穀粒の流れを横切って照射できる照明用光源３ａ、３ｂ、３ｃ、８ａ、８ｂと、検査領域を穀粒の流れを横切ってライン状に検知することができるＣＣＤ等からなるカメラ２ａ、２ｂ、６ａ、６ｂと、検査領域に穀粒の流れを横切ってライン状に設けられて検査対象物たる穀粒からの光をより明確にするための背景板４ａ、４ｂ、７ａ、７ｂとから主として構成されている。カメラは、主として穀粒の色を検知するための可視光カメラ２ａ、２ｂと、異物を検知するための赤外光カメラ６ａ、６ｂとから構成されている。検査装置は、穀粒を透過した透過光と穀粒の表面からの反射光とを検知することができるようになされている。判別装置は、穀粒の焼け、変色、異物等を判別できるように、各々に対応する複数の閾値を設け、カメラからの信号と前記閾値とを比較回路によって比較して出力されたデータによって判別するようになされている。このように、検査機Ｂは、複数の溝に分割されたシュート１から供給される複数の検査サンプルを溝毎に高速で連続的に検査することができるので、混入率の急な変化にも迅速に対応することができる。
【００１４】
制御装置Ｃは、各々、経路６及び７を介して選別機Ａ及び検査機Ｂとデータの送受信ができるように接続されており、選別機Ａ及び検査機Ｂの各々の制御や状態の監視をすることができるようになされている。制御装置Ｃは、経路６を介して検査機Ｂにカウント値の要求命令を発する。この要求命令に応答して、検査機Ｂから、前回のカウントデータ出力以後カウントし続けているカウントデータの全てが制御装置Ｃに送られる。このカウント値は、判別可能な種類毎の粒数をカウントした値であり、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅの各々を介して検査機Ｂに投入される穀粒に関するカウント値が送られる。制御装置Ｃは、送られたカウントデータ値に基づいて投入原料中の不良品の混入率を計算し、計算した不良品混入率に基づいて選別機の設定パラメータを決定し、経路７を介して、選別機Ａを決定した設定パラメータになるように制御する。制御装置Ｃはまた、必要に応じてグラフや表としてデータを出力することもできる。
【００１５】
本発明の制御システムにおける制御は以下のようにしてなされる。選別後の良品、不良品等を検査して不良品混入率を求めた後に設定値を決定していたのでは、原料中の不良品混入率が変化して適切な選別動作から外れたときに選別が元の状態に戻るのに時間がかかってしまう。原料の全ての不良品混入率における適切な選別状態の時の各設定値のデータが存在していれば、混入率が変動しても常に最適な設定が即座に呼び出される。適切な選別状態とは、ある経路にてサンプリングされた検査対象サンプルの不良品混入率がある値の範囲内（目標値）にある状態をいう。
【００１６】
このように過去のデータから最適設定値を即座に求めることができるが、実測された検査サンプルの不良品混入率と目標値との間にずれが生じる場合がある。そこで、不良品混入率を変化させることができる設定パラメータを指定して不良品混入率を微調整する。
【００１７】
原料の不良品混入率と各設定値との関係を示すデータ数が十分でない場合には、存在するデータより回帰分析のような計算処理を行うことにより、不良品混入率と各設定値との関係を求めることが可能である。また、システム稼働中に目標値に達したときの各設定値は、原料の不良品混入率と設定値との関係を示すデータとしてシステムに記憶され、関係を求める計算処理にフィードバックして利用することもできる。
【００１８】
図３は、制御装置Ｃのパラメータ設定プロセスのフローチャートである。検査機Ｂから粒数データをサンプリングし、各検査サンプル（図１における２０ａ、２０ｂ、３ａ、３ｂ及び原料）毎の混入率を計算する。次いで、計算されたこれらの混入率が設定された各々の混入率の上限値を超えているか否かを判定し、越えている場合には警報を発する（警報処理１）。一方、上限値を超えていない場合に、再計算する必要があれば原料の不良品混入率ｍと選別設定値Ｒとの関係を再計算し、最新のｍとＲとのデータにより各設定の関係を求め、原料の不良品混入率がｍのときの理想設定値Ｒ（ｍ）を求める。次いで、現在計測された制御対象の混入率ｘと目標混入率Ｖの大きさを比較する。ｘ＝Ｖである場合には、そのときの原料の不良品混入率ｍ、原料の不良品混入率がｍのときの選別設定値Ｒの理想設定値Ｒ（ｍ）及び微調整設定値Ｆをフィードバック用に記憶する。一方、ｘ＜Ｖならば、補正値ｓを減少させる。この場合において、補正値ｓが補正値の下限値Ｌ−ｓよりも小さい場合には警報（警報処理２）を発する。逆に、ｘ＞Ｖならば、補正値ｓを増加させる。この場合において、補正値ｓが補正値の上限値Ｌ＋ｓよりも大きい場合には警報を発する（警報処理３）。微調整設定値ＦはＦ＝Ｆ（ｍ）＋ｓにより計算される。ここで、Ｆ（ｍ）は原料の不良品混入率がｍのときの理想設定値であり、ｓは上で求めた補正値である。制御スイッチがオンされると、記憶されたｍ、Ｒ（ｍ）、Ｆの設定値が選別機Ａに送信され、選別機Ａは送信された設定値に基づいて新しく設定される。
【００１９】
このように、本発明による制御システムにおいては、投入原料の不良率混入率が検査機Ｂによって時々刻々検査され且つ選別機Ａにフィードバックされるので、原料の現在の不良品混入率に応じて即座に選別制御がなされ、きめ細かく且つ正確な制御が可能となる。
【００２０】
図４は、本発明の制御システムの別の実施形態の構成を示したブロック図である。この実施形態においては、２次選別機が設けられていないこと以外は図１の実施形態と同じ構成を有する。従って、１次不良品２ｂは、不良品として排出される一方で一部が検査サンプルとして検査機Ｂに投入され、１次良品は、良品として排出される一方で一部が検査サンプルとして検査機Ｂに投入される。この制御システムは、第１の実施形態に対して比較的粗い選別の場合に適している。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の原理による制御システムは、特に米粒の選別に適しているが、米粒以外のあらゆる穀粒の選別に対して適宜適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明による穀粒選別機制御システムの一実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、検査機Ｂの構成を示した構成図である。
【図３】図３は、制御装置Ｃのパラメータ設定プロセスのフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の制御システムの別の実施形態の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ  選別機、    Ｂ  検査機、    Ｃ  制御装置、
Ｄ  １次選別機、    Ｅ  ２次選別機、
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ  検査サンプル搬送経路、
６、７データ転送経路、
１  シュート、    ２ａ、２ｂ、６ａ、６ｂ カメラ、
３ａ、３ｂ、３ｃ、８ａ、８ｂ 照明用光源、
４ａ、４ｂ、７ａ、７ｂ 背景板、
９  ホッパー、    １７、１８、１９、２０、２１  溝、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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