(57)【要約】【課題】煩雑な設備を用いることなく、不定形の被搬送物の供給量が一定となるような搬送装置及び搬送手段を提供する。【解決手段】被搬送物Ａを搬送するための搬送装置１であって、区切り板２２により区画分けされた区画内に被搬送物Ａを収容して搬送する搬送ライン２、搬送中の被搬送物Ａの画像を区画ごとに撮像する撮像装置４と、撮像された画像から制御用数値を生成し、生成された制御用数値に基づいて搬送ライン２の搬送速度を調整する搬送速度調整装置３と、を備える搬送装置を提供することで、被搬送物の供給量を一定とすることが可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送物を搬送するための搬送装置であって、
区画分けされた区画内に被搬送物を収容して搬送する搬送手段と、
搬送中の被搬送物の画像を区画ごとに撮像する撮像手段と、
撮像された画像から制御用数値を生成する制御用数値生成手段と、
生成された制御用数値に基づいて搬送手段の搬送速度を調整する調整手段と、
を備える搬送装置。
【請求項２】
前記制御用数値生成手段が生成する制御用数値は、撮像された画像から概算された被搬送物の重量または体積を示す値であり、
前記調整手段は、前記制御用数値が大きいほど搬送手段の搬送速度を低下させる
ことを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項３】
区画内に収容された被搬送物が複数である請求項１又は２記載の搬送装置。
【請求項４】
区画内の被搬送物が重ならないようにする均し手段をさらに備えた請求項１〜３何れか一項記載の搬送装置。
【請求項５】
被搬送物を搬送するための搬送方法であって、
区画分けされた区画内に被搬送物を収容する収容工程と、
搬送中の被搬送物の画像を区画ごとに撮像する撮像工程と、
撮像された画像から制御用数値を生成する制御用数値生成工程と、
生成された制御用数値に基づいて搬送手段の搬送速度を調整する調整工程と、
を含む搬送方法。
【請求項６】
区画内の被搬送物が重ならないように均し工程をさらに含む請求項４記載の搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置及び搬送方法に関するものである。より詳しくは、撮像画像に基づいて重量を推定し、推定重量に従って搬送速度を調整することを特徴とする搬送装置及び搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、加工食品を製造する際に、生産コストの削減などを目的として大量生産が行われている。大量生産を行う場合、商品品質を一定に保つことが課題の一つとなっており、様々な検討がなされている。
【０００３】
商品品質を一定に保つためには、製造工程において食材がほぼ均一に処理されることが重要となる。そして、食材をほぼ均一に処理するためには、処理工程に供される食材の量を管理する必要がある。
【０００４】
処理工程に供される食材の量を管理する方法としては、例えば、コンベアやフィーダーを一定速度にして食材を供給する方法が挙げられる。この方法は、定形の食材には有用であるが、不定形の食材、例えばジャガイモ、牛蒡、キュウリ等の野菜、桃、柿等の果実では、重量にバラつきが出やすく、供給量を管理するのは困難であるといった問題があった。
【０００５】
一方、不定形の食材の量を管理する方法としては、逐次重量を測定しながら供給量を管理する方法が挙げられる。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３７２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、逐次重量を測定する場合、測定に時間がかかるため、大量生産には向かない。また、設備が煩雑になったり、スペースやコスト面でも大きな負担になったりする。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、煩雑な設備を用いることなく、不定形の食材の供給量が一定となるような搬送装置及び搬送手段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】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明にかかる搬送装置は、被搬送物を搬送するための搬送装置であって、区画分けされた区画内に被搬送物を収容して搬送する搬送手段と、搬送中の被搬送物の画像を区画ごとに撮像する撮像手段と、撮像された画像から制御用数値を生成する制御用数値生成手段と、生成された制御用数値に基づいて搬送手段の搬送速度を調整する調整手段と、を備える。
【００１０】
この構成によれば、搬送中の被搬送物の画像から制御用数値を生成することで、速やかに搬送速度を調整することができる。また、搬送速度を調整することで、次工程への供給量をほぼ一定にすることができる。
【００１１】
前記した構成において、区画内に収容された被搬送物が複数であることが好ましい。
【００１２】
これによれば、区画内の複数の被搬送物に対してまとめて一度に制御用数値が生成できる。そのため、被搬送物一つ一つに対して制御用数値を生成するよりも、時間の短縮をはかることができる。
【００１３】
前記した構成において、区画内の被搬送物が重ならないように均し手段を備えることが望ましい。
【００１４】
これによれば、被搬送物同士が重なり合いを解消することで、生成された制御用数値にばらつきがでることを防ぐことができる。
【００１５】
また、前記課題を解決するため、本発明にかかる搬送方法は、被搬送物を搬送するための搬送方法であって、区画分けされた区画内に被搬送物を収容する収容工程と、搬送中の被搬送物の画像を区画ごとに撮像する撮像工程と、撮像された画像から制御用数値を生成する制御用数値生成工程と、生成された制御用数値に基づいて搬送手段の搬送速度を調整する調整工程と、を含む搬送方法である。
【００１６】
この搬送方法によれば、搬送中の被搬送物の画像から制御用数値を生成することで、速やかに搬送速度を調整することができる。また、搬送速度を調整することで、供給量をほぼ一定にすることができる。
【００１７】
前記した搬送方法において、区画内の被搬送物が重ならないように均し工程をさらに含むことが望ましい。
【００１８】
この搬送方法によれば、被搬送物同士の重なり合いを解消できるので、生成された制御用数値にばらつきが出ることを防ぐことができる。これにより供給量を一定にすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、撮像された画像から制御用数値を生成し、生成した制御用数値に従って搬送速度を調節することができる。これにより、次の処理工程に供される被搬送物の量をほぼ一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】搬送装置１の概略説明図である。
【図２】搬送速度調整装置３の構成を示すブロック図である。
【図３】搬送速度調整装置３の構成要素である記憶部３３の記憶内容を示す図である。
【図４】搬送速度調整装置３が制御プログラム３３１に従って実行する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための好適な形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００２２】
図１は本発明の搬送速度調整装置３を構成要素として含む搬送装置１の概略説明図である。本発明の搬送装置１は、搬送ライン２と、搬送速度調整装置３と、撮像装置４とで構成されている。
【００２３】
搬送ライン２は、搬送ライン２の前工程により搬送された被搬送物Ａを搬送して後工程に供給するためのものである。搬送ライン２は、コンベア２１と、コンベア２１上に所定の間隔でコンベア２１の幅方向に亘って設けられた区切り板２２と、コンベア２１の両側に設けられた側面板（図示せず）とで構成されている。
【００２４】
コンベア２１としては、例えば、無端回動コンベアを挙げることができる。また、コンベア２１の種類としては、ゴムベルトコンベア、スチールベルトコンベア、金網ベルトコンベア、ケーブルベルトコンベア、マグネットベルトコンベアなどのベルトコンベア、スライドコンベア、フラットコンベア、金網チェーンコンベア、クロスバーコンベア、エプロンコンベア、パンコンベア、カーブドコンベア、ピボッテドバケットコンベア、ドラグチェーンコンベア、スクレーパコンベア、エンマッセコンベア、パレットコンベア、プッシャコンベア、台車コンベア、トウコンベア、トロリコンベアなどのチェーンコンベア、フリーローラーコンベア、駆動ローラコンベア、ホイールコンベアなどのローラコンベアなどが挙げられる。
【００２５】
区切り板２２は、コンベア２１の載置面を区画分けするためのものである。区切り板２２は、コンベア２１上に所定間隔で設けられている。区分け板の材質としては、例えば、プラスチック製、ゴム製または芯材をシリコーンゴムでコーティングしたものなどを挙げることができる。区切り板２２の高さとしては、被搬送物Ａの高さよりもわずかに高い程度が好ましい。
【００２６】
側面板は、コンベア２１の両サイドから被搬送物Ａが落下するのを防ぐためのものである。側面板としては、例えば、金属板やプラスチック板などが挙げられる。このうち、被搬送物Ａとの摩擦係数が少ないものが好ましい。側面板の高さとしては、区切り板２２よりも高いことが好ましい。
【００２７】
撮像装置４は、搬送ライン２上方に設置されており、搬送ライン２上の被搬送物Ａを上方から撮影する。ここで、撮影は、搬送ライン２の区画ごとに行われることが好ましい。
【００２８】
撮像装置４としては、ラインカメラや瞬間的に被搬送物Ａを撮像するＩＴＶカメラなどが挙げられる。また、撮影のタイミングは、一定時間間隔で行うとしてもよいし、コンベア２１の搬送速度に連動するように制御してもよい。また、搬送速度調整装置３やコンベア２１から受信した命令情報に基づいて撮影してもよいし、搬送ライン２の区画の移動を検知して撮影してもよい。撮像装置４により撮影された画像データは、搬送速度調整装置３に送信される。なお、撮像装置４は、独立した装置である必要はなく、搬送速度調整装置３の一部として機能していてもよい。この場合、撮像装置４は処理部３１の命令に従って撮影し、撮影した画像データを処理部３１に送信する機能を有する。
【００２９】
図２は本発明の搬送速度調整装置３の構成を示すブロック図である。
【００３０】
本発明の搬送速度調整装置３は、処理部３１と、入力部３２と、記憶部３３と、出力部３４とを備える。
【００３１】
処理部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等からなる。処理部３１には、入力部３２と、記憶部３３と、出力部３４とが接続される。処理部３１は、記憶部３３に記憶された各種プログラムに従い、搬送速度調整装置３の各部の動作を制御する。
【００３２】
入力部３２および出力部３４は、外部装置等との情報の入出力を制御するＩ／Ｏ（Input / Output）インターフェース部であり、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やシリアルポート等によって構成される。入力部３２および出力部３４は、搬送速度調整装置３に接続された撮像装置４、コンベア２３、操作入力部、表示部等との情報の入出力を制御する。
【００３３】
図３は本発明の搬送速度調整装置３の構成要素である記憶部３３の記憶内容を示す図である。
【００３４】
記憶部３３は、制御プログラム３３１や制御データ３３２の記憶媒体として、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリを利用することができる。また、記憶部３３は、作業用データ３３３の記憶媒体として、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の揮発性のメモリを利用することができる。
【００３５】
記憶部３３には、制御プログラム３３１と、制御データ３３２とが記憶され、また必要に応じて作業用データ３３３が記憶される。
【００３６】
制御プログラム３３１は、処理部３１により読み込まれ、実行されるプログラムである。具体的には、制御プログラム３３１には、画像解析プログラム３３１１と、面積算出プログラム３３１２と、制御用数値生成プログラム３３１３と、搬送速度調整プログラム３３１４とが含まれる。
【００３７】
画像解析プログラム３３１１は、入力部３２を介して撮像装置４から取得された画像を処理するためのプログラムである。具体的には、入力部３２が取得した画像データを２値化し、画像の画素ごとの濃淡値を集計して被搬送物Ａの平断面の周囲座標を検出するプログラムである。
【００３８】
面積算出プログラム３３１２は、処理された画像から面積を算出するためのプログラムである。具体的には、画像解析プログラム３３１１で検出された被搬送物の周囲座標を基に、画素数をカウントして被搬送物の平断面の面積を算出するプログラムである。なお、面積の算出方法としては、画素数をカウントする方法には限定されず、公知のあらゆる手法が適用可能である。
【００３９】
制御用数値生成プログラム３３１３は、算出された面積を制御用数値変換パラメータ３３２１を用いて制御用数値に変換するプログラムである。変換された制御用数値は、コンベア２１の区画ごとの値として、作業用データ３３３として記憶される。制御用数値としては、重量や体積などが挙げられる。
【００４０】
搬送速度調整プログラム３３１４は、変換された制御用数値が特定範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果に応じてコンベア２１の搬送速度を調整するプログラムである。具体的には、作業用データ３３３として記憶されているコンベア２１の区画ごとの制御用数値を区画数データ３３２２として記憶された数だけ足し合わせ、合算値が合算値許容データ３３２３として予め設定された範囲内にあるか否かを判定する。そして、判定結果に応じてコンベア２１の搬送速度を調整するよう、出力部３４を介してコンベア２１に命令を送信するプログラムである。
【００４１】
制御データ３３２は、処理部３２が制御プログラム３３１を用いて演算する際に使用するデータである。具体的には、制御データ３３２には、制御用数値変換パラメータ３３２１と、区画数データ３３２２と、合算値許容範囲データ３３２３とが含まれる。
【００４２】
制御用数値変換パラメータ３３２１は、面積算出プログラム３３１２によって算出された面積を、制御用数値生成プログラム３３１３により制御用数値に変換される際に用いられるデータである。具体的には、例えば被搬送物Ａの高さが記録されている。これにより、算出された面積に高さを掛け合わせることで、被搬送物Ａの体積を概算することができる。また、被搬送物Ａが球体であると近似して、面積を３／２乗し、定数を乗ずることで体積を概算してもよい。さらに、被搬送物Ａの密度の概算値が記録されていてもよい。これにより、被搬送物Ａの重量を概算することができる。なお、体積や重量の概算方法としては、上述したものには限定されず、公知のあらゆる手法が適用可能である。
【００４３】
区画数データ３３２２は、コンベア２１上の区画のうち、撮像装置４により撮影される区画から、被搬送物Ａを後工程に供給する直前の区画までの総区画数を示すデータである。区画数データ３３２２は、被搬送物Ａの搬送が開始される前に予め自然数の値で設定され、以下、自然数Ｎとして説明する。
【００４４】
合算値許容範囲データ３３２３は、搬送速度調整プログラム３３１４によって制御用数値が特定範囲内にあるか否かを判定する際に用いられるデータである。具体的には、コンベア２１上の撮像装置４により撮影される区画から後工程に供給する直前の区画までに積載された被搬送物Ａの総体積や総重量の許容範囲の上限値および下限値が記録されている。
【００４５】
次に、コンベア２１や撮像装置４の動作と、搬送速度調整装置３が制御プログラム３３１に従って実行する処理について、主に図４のフローチャートを参照して説明する。ここでは、被搬送物Ａとしてジャガイモを例に説明する。
【００４６】
図１に示す搬送装置１は、ジャガイモを前工程から後工程に移送する際に用いられる。ここでは、洗浄工程からピーリング工程に移送する場合を例に説明する。
【００４７】
搬入されたジャガイモは、まず洗浄槽で付着している土が洗浄される。洗浄槽は、大きな貯留タンクであり、中に回転する羽が設けられている。洗浄されたジャガイモは、いったん洗浄槽から別の槽に移される。
【００４８】
次に、別の槽に移されたジャガイモは、コンベア２１でピーラーに搬送される。ここで、コンベア２１は傾斜しており、槽の中にコンベア２１の一部が差し込まれた状態となっている。そして、コンベア２１が駆動することによって、槽中からジャガイモが取り出される。なお、コンベア２１には区切り板２２が設けられているため、区切り板２２にジャガイモが引っ掛かることで槽中からジャガイモを取り出すことができる。また、コンベア２１の両サイドには側面板が設けられており、コンベア２１側面からのジャガイモの落下を防止することができる。
【００４９】
側面板には、均し部材（図示せず）が取り付けられている。均し部材の形状としては、板状の部材や円柱を縦割りし、中をくり貫いた形状などが挙げられる。均し部材は、棒や板等を介して側面板に回動可能に取り付けられている。
【００５０】
均し部材は、コンベア２１に載ったジャガイモを均すためのものである。コンベア２１上に重なり合って載っているジャガイモは、コンベア２１の進行によって均し部材に接触する。ここで、コンベア２１上の区切り部材の高さは、ジャガイモ一つ分よりわずかに高い程度の高さしかない。そのため、均し部材に接触したジャガイモは、区切り部材を乗り越えて、次の区画内へと落下する。ここで、コンベア２１の両サイドには側面板が設けられているため、重なり合ったジャガイモを確実に次の区画へと導くことができる。これにより、重なり合ったジャガイモを取り除き、区画内のジャガイモを均すことができる。
【００５１】
次に、均された区画のジャガイモは、撮像装置４によって撮影される（ステップＳ１）。より詳しくは、コンベア２１の搬送によって新たな区画が撮像装置４の撮影範囲に移動する度に、撮像装置４によって撮影される。また、撮像装置４はコンベア面に対して略垂直となるように角度調整されている。
【００５２】
撮影された画像データは、入力部３２を介して搬送速度調整装置３の処理部３１に送られ、処理部３１により記憶部３３に作業用データ３３３として記憶される。処理部３１は、記憶部３３に記憶された画像解析プログラム３３１１に従い、記憶部３３に記憶された画像データを２値化する。続いて、処理部３１は２値化した画像データから画像の画素ごとの濃淡値を集計し、ジャガイモの平面視における周囲座標を検出する（ステップＳ２）。
【００５３】
次に、処理部３１は、記憶部３３に記憶された面積算出プログラム３３１２に従い、ステップＳ２において検出された周囲座標を基に画素数をカウントして、ジャガイモの平面視における面積の総和を算出する（ステップＳ３）。
【００５４】
次に、処理部３１は、記憶部３３に記憶された制御用数値生成プログラム３３１３に従い、ステップＳ３において算出された面積を、制御用数値変換パラメータ３３２１を用いて制御用数値に変換する（ステップＳ４）。そして、処理部３１は、変換された制御用数値を、最新に取得された区画の値として記憶部３３の作業用データ３３３として保存する（ステップＳ４）。
【００５５】
次に、処理部３１は、記憶部３３に記憶された搬送速度調整プログラム３３１４に従い、記憶部３３に保存された制御用数値を、最新に取得された値から順に区画数データ３３２２に対応するＮ区画分のデータを遡って読み出す。そして、処理部３１は、搬送速度調整プログラム３３１４に従い、読み出したＮ区画分の制御用数値を合算する（ステップＳ５）。その後、処理部３１は、合算した値が合算値許容範囲データ３３２３に対応する合算値許容範囲内にあるか否かの判定を行う（ステップＳ６）。合算した値が合算値許容範囲内にあると判断した場合（ＹＥＳ）、処理部３１はコンベア２１の搬送速度を変更する命令を送信しない。
【００５６】
一方、処理部３１が合算した値が合算値許容範囲内にないと判断した場合（ＮＯ）、合算値許容範囲より上回っているか否かを判断する（ステップＳ７）。そして、上回っていると判断した場合（ＹＥＳ）、処理部３１はコンベア２１の搬送速度を低下させる命令を出力部３４を介してコンベア２１に送信する。一方、上回っていないと判断した場合（ＮＯ）、処理部３１はコンベア２１の搬送速度を上昇させる命令を出力部３４を介してコンベア２１に送信する。コンベア２１は、受信した命令に応じて搬送速度を変化させる。なお、コンベア２１の搬送速度は多段階で変更させてもよい。多段階で変更させる場合には、合算値許容範囲の上限値や下限値からの差分の値に基づいて変更してもよい。
【００５７】
判定が終わったのち、処理部３１は判定に用いた制御用数値のうち、最も古い制御用数値を作業用データ３３３から削除する。これは、削除された制御用数値に対応した区画内のジャガイモが、コンベア２１上からなくなることためである。なお、必ずしも削除する必要はない。
【００５８】
その後、コンベア２１の搬送によって新たな区画が撮像装置４の撮影範囲に移動すると、次の区画が撮影装置によって撮影される（ステップＳ１）。このように、搬送速度調整装置３による処理が繰り返される。こうして、ピーラーに供給されるジャガイモの量が一定となるように制御することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１…搬送装置
２…搬送ライン
２１…コンベア
２２…区切り板
３…搬送速度調整装置
３１…処理部
３２…入力部
３３…記憶部
３３１…制御プログラム
３３１１…画像解析プログラム
３３１２…面積算出プログラム
３３１３…制御用数値生成プログラム
３３１４…搬送速度調整プログラム
３３２…制御データ
３３２１…制御用数値変換パラメータ
３３２２…撮影区画数データ
３３２３…合算値許容範囲データ
３３３…作業用データ
３４…出力部
４…撮像装置
Ａ…被搬送物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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