異物排除装置
【課題】製造ラインで原材料を検査して異物を排除する際に、異物と共に排除される原材料の量を少なくして無駄を省く。
【解決手段】異物排除装置１は、ベルトコンベア２と、搬送される原材料Ｍに含まれた異物Ｆを検出するエックス線源４及びセンサ５を有し、位置情報検出手段６により原材料における異物の２次元の位置情報を取得する。さらにくり抜き手段９が該位置情報を受けて異物の２次元の位置に位置決めされ、下降して原材料に切り込むことにより、異物Ｆと異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部のみを切断して除去する。
【解決手段】異物排除装置１は、ベルトコンベア２と、搬送される原材料Ｍに含まれた異物Ｆを検出するエックス線源４及びセンサ５を有し、位置情報検出手段６により原材料における異物の２次元の位置情報を取得する。さらにくり抜き手段９が該位置情報を受けて異物の２次元の位置に位置決めされ、下降して原材料に切り込むことにより、異物Ｆと異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部のみを切断して除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品の製造ラインに設けられ、該製造ラインを搬送される原材料を検査して異物を排除する異物排除装置に係り、特に確実に異物を排除するとともに、異物と共に排除される原材料の量を可及的に少なくして製造工程における原材料の無駄を少なくした異物排除装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、判定時の分割領域サイズを最適化して不良品を排除しつつ無駄な選別排出を低減させる物品検査装置が開示されている。この装置では、検出領域５内を通過する物品Ｗの品質状態を示す検出信号を出力する検出手段１４と、検出信号に基づいて物品Ｗの品質状態を判定して選別制御信号を出力する判定手段２２を備えている。この装置によれば、物品ごとに決定される可変領域幅の複数の分割判定領域のそれぞれにおいて通過物品の品質状態が判定される一方、予め設定される選別分解能に対応する固定領域幅の複数の分割選別領域の各領域について、これに対応する少なくとも１つの分割判定領域での判定結果に応じて選別制御信号が出力され、不良と判定された分割選別領域の物品がライン外に排除される。このように、この発明によれば、分割判定領域の幅が物品ごとに可変なので、判定時の分割領域サイズが不足して不良品が搬送路上に残ってしまう選別漏れが生じたり、判定時の分割領域サイズが大き過ぎるために最小サイズの物品を多くの良品と共に搬送路外に選別排出せざるを得なかったりすることなく選別作業ができるものとされている。
【０００３】
下記特許文献２には、コンベア搬送路２１で搬送される被検査物をＸ線で透過検査して異物を検出するＸ線異物検出装置の上流側に配置される被検査物のならし装置５０が開示されている。この装置では、圧送供給される被検査物を取り込んで吐出ノズル５１から吐出することにより、被検査物を搬送路上に一定の層厚で送り出しており、また搬送方向上流側には刃物等の切断手段４０が設けられており、この切断手段４０が、搬送路２１上の被検査物を幅方向に平行に切断し、搬送方向で前後に隣接する複数の被検査物から切断分離し、異物近傍の被検査物を他の部分から切り離してラインから排除できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４４９８６号公報
【特許文献２】特許第３９１０６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載の発明によれば、不良と判定された分割選別領域内にある物品はすべてライン外に排除されてしまうので、当該領域にある異物を含んだ物品だけでなく、異物を含まない物品もすべて無駄になってしまう。また、ラインで搬送されているのが後工程の加工によって最終製品となる原材料であれば、異物を含んだ物品であっても、排除したいのは異物だけであり、異物以外の部分は原材料として形状等に関わらず有用であるから、異物を含んだ物品の全体を廃棄してしまうのは無駄である。すなわち、この装置では、特に搬送中の原材料における異物の除去手段としては排除される原材料の量が多く、過大な無駄が避けられないという問題があった。
【０００６】
また、上述した特許文献２に記載の発明によれば、コンベア搬送路で連続的に搬送されている被検査物中の異物が入っている部分のみをライン外に除去しようとしているが、所定の幅で連続的に流れてくる被検査物を、搬送方向に直交する刃物状の切断手段で、異物を含む搬送方向の長さの前後において幅方向に切断し、異物を含む当該部分の全体を捨てているので、捨てられる被検査物の量が多く、やはり過大な無駄が避けられないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、製品の製造ラインに設けられ、該製造ラインを搬送される原材料を検査して異物を排除する異物排除装置において、確実に異物を排除するとともに、異物と共に排除される原材料の量を可及的に少なくして製造ラインにおける原材料の無駄を少なくすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、
製品の製造ラインに設けられ、該製造ラインに沿って搬送される原材料Ｍを検査して異物Ｆを排除する異物排除装置において、
前記原材料Ｍを搬送する搬送手段２と、
前記搬送手段２で搬送されている前記原材料Ｍに含まれた前記異物Ｆを検出し、前記原材料Ｍにおける前記異物Ｆの２次元的な位置情報を取得する位置情報取得手段４，５，６と、
前記位置情報取得手段４，５，６からの位置情報を受けて作動し、前記原材料Ｍ内の前記異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある前記原材料Ｍの一部を除去する排除手段７，８，９，１０と、
を具備することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、請求項１記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
前記位置情報取得手段４，５，６は、前記搬送手段２の搬送方向と平行な水平面と交差する方向から前記原材料Ｍを検査して前記異物Ｆを検出することにより、前記水平面内で見た前記原材料Ｍにおける前記異物Ｆの２次元的な位置情報を取得するように構成されており、
前記排除手段７，８，９，１０は、前記水平面内で見た前記原材料Ｍにおける前記異物Ｆの２次元的な位置に対応する位置に移動するとともに、前記水平面と交差する方向に移動することによって前記異物Ｆに到達し、前記異物Ｆと前記原材料Ｍの一部の除去を行なうように構成されたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、請求項２記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
前記排除手段７，８，９，１０は、前記搬送手段２による前記原材料Ｍの搬送に同期して、前記水平面内において前記搬送手段２の搬送方向と直交する方向に移動することにより前記異物Ｆの２次元的な位置に対応する位置に移動することを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、請求項３記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
前記排除手段７，８，９，１０は、前記異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある前記原材料Ｍの一部をくり抜いて排除する管状のくり抜き手段９を有していることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、請求項４記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
異なる異物Ｆの大きさに対応する異なる口径を備えた複数種類の前記くり抜き手段９が用意されており、
複数種類の前記くり抜き手段９は、検出された前記異物Ｆの大きさに応じて選択的に作動することを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、請求項３記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
前記排除手段７，８，１０は、前記異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある前記原材料Ｍの一部を周囲から分離して吸引する管状の吸引手段を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、搬送手段２で搬送されている製品の原材料Ｍを位置情報取得手段４，５，６が検査して原材料Ｍ中の異物Ｆの２次元的な位置情報を取得し、この位置情報に基づいて原材料Ｍ中の異物Ｆに２次元で対応する位置に排除手段９が移動し、原材料Ｍ内の前記異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部のみを選択的に除去することができるので、異物Ｆの除去が確実に行なえるだけでなく、異物Ｆと共に排除される原材料Ｍの量が少なくなり、無駄が省ける。
【００１５】
請求項２に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、請求項１記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによる効果を次のような態様で達成することができる。すなわち、位置情報取得手段４，５，６は、搬送手段２の搬送方向と平行な水平面と交差する方向から原材料Ｍを検査して異物Ｆを検出することにより、水平面内で見た原材料Ｍにおける異物Ｆの２次元の位置情報を取得する。そして排除手段９は、位置情報取得手段６からの位置情報を受けて、水平面内で見た原材料Ｍにおける異物Ｆの２次元の位置に対応する位置に移動し、さらに水平面と交差する方向に移動して原材料Ｍ内の異物Ｆに到達し、異物Ｆとその周囲にある最小限の原材料Ｍの一部を除去することができる。
【００１６】
請求項３に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、請求項２記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによる効果を次のような態様で達成することができる。すなわち、排除手段８，９は、水平面内で搬送手段２の搬送方向と直交する方向のみについて移動できるようになっているが、その動作は搬送手段２による原材料Ｍの搬送と同期しているため、排除手段９は、位置情報取得手段６が取得した異物Ｆの２次元の位置に対応する位置に移動することができる。
【００１７】
請求項４に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、請求項３記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによる効果を次のような態様で達成することができる。すなわち、排除手段は管状のくり抜き手段９を有しており、異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部をくり抜いて排除することができる。くり抜いた異物Ｆと原材料Ｍの一部は、そのまま下方に落下させて排除してもよいし、管状であるくり抜き手段９の空洞部から上方に吸い上げて排除してもよい。
【００１８】
請求項５に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、請求項４記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによる効果を次のような態様で達成することができる。すなわち、くり抜き手段９として、例えば予想される異なる異物Ｆの大きさに対応できるように、異なる口径を備えた複数種類のくり抜き手段９を用意しておき、検出された異物Ｆの大きさに応じて口径を選択して作動させるようにすれば、異物Ｆを確実に排除できるとともに、異物Ｆと共に排除される原材料Ｍの量を可及的に減少させることができる。
【００１９】
請求項６に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、請求項３記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによる効果を次のような態様で達成することができる。すなわち、排除手段７，８，１０は管状の吸引手段を有しており、異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部を周囲から分離して吸引することにより排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る異物除去装置の模式的斜視図である。
【図２】第２実施形態に係る異物除去装置の模式的斜視図である。
【図３】第２実施形態に係る異物除去装置の模式的正面図である。
【図４】第２実施形態に係る異物除去装置の模式的平面図である。
【図５】第３実施形態に係る異物除去装置の模式的斜視図である。
【図６】第３実施形態に係る異物除去装置の模式的正面図である。
【図７】第３実施形態に係る異物除去装置の模式的平面図である。
【図８】第４実施形態に係る異物除去装置の模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る異物除去装置の第１乃至第４の各実施形態についてそれぞれ説明する。
１．第１実施形態（図１）
第１実施形態を含む本発明の実施形態は、製品の製造ラインに設けられる装置に係り、特に該製造ラインに沿って搬送される原材料を検査し、その中から異物を発見して排除する異物排除装置に関するものである。ここで、原材料とは、製造ラインの後工程で何らかの加工を加えて製品とする前の段階の材料等を広く示すものであり、その性状は固体状又は粘稠性等の搬送可能な性状であり、その形態は定形又は不定形のブロック状又は連続体状等のあらゆる形態をとりうる。また具体的な材料名は問わないが、例えば製品として食品を例示すれば、その原材料としては例えばミンチ状やブロック状の肉類や、加水した穀粉等を捏ねて製造した生地類その他の上記特性を有するような食品原材料一切が含まれる。なお、以下に説明する第１実施形態を含む本発明の実施形態では、ある程度の固さを有する食材をブロック状に整形した食品用の原材料を例にとって説明する。
【００２２】
この異物排除装置１は、まず原材料Ｍを搬送するための搬送手段として、ベルトコンベア２を備えている。ベルトコンベア２は、少なくとも一対のローラに無端ベルト３を掛け回したものであり、無端ベルト３の上に搬入された原材料Ｍを所定の速度で搬送する。本実施形態では、ベルトコンベア２は工場内に水平に設置されているため、その搬送方向は実質的に水平であり、無端ベルト３の表面である搬送平面は搬送方向に平行な水平面となっている。
【００２３】
異物排除装置１は、ベルトコンベア２によって搬送される原材料Ｍを検査して、これに含まれている異物Ｆを検出し、原材料Ｍにおける異物の２次元の位置情報を取得する位置情報取得手段を有している。ここで原材料Ｍにおける異物Ｆの２次元の位置情報とは、原材料Ｍをある平面内で見た場合、その面内における異物Ｆの２次元の位置を示す。この例では、ベルトコンベア２は原材料Ｍを水平面に沿って搬送しているので、水平面内で原材料Ｍを見た場合の原材料Ｍ中における異物Ｆの位置を意味する。すなわち、原材料Ｍの平面図における異物Ｆの位置を示しており、原材料Ｍ中での高さ方向の位置情報は含まない意である。
【００２４】
位置情報取得手段は、ベルトコンベア２の上方に、異物検出手段としてエックス線源４を備えている。エックス線源４はベルトコンベア２の上方に配置されており、図示のように、ベルトコンベア２の搬送方向と平行な水平面と略直交する略鉛直な面内において三角形状に拡がり、無端ベルト３に対して搬送方向と略直交するように交差するエックス線の光束を照射することができる。また、位置情報取得手段は、エックス線の光束が照射される上側の無端ベルト３の直下位置に、異物検出手段としてエックス線ラインセンサ５を備えている。エックス線ラインセンサ５は、複数のＸ線検出素子から構成されていて、真上を通過していく無端ベルト３及び原材料Ｍを透過するエックス線を検知し、原材料Ｍの内部にある異物Ｆをベルトコンベア２の幅方向の位置に対応させて検出することができる。
【００２５】
位置情報取得手段は、エックス線ラインセンサ５に接続された異物Ｆの位置情報検出手段６を備えている。この位置情報検出手段６は、原材料Ｍ中に異物Ｆを検出した場合に、エックス線ラインセンサ５から来る信号とベルトコンベア２の駆動情報を共通のタイミングを基にして処理することにより、当該異物Ｆが水平面内で見た原材料Ｍ中のどこにあるかを決定することができる。すなわち位置情報検出手段６によれば、異物Ｆが当該原材料Ｍの平面図中のいずれの位置にあるかを示す異物Ｆの２次元の位置情報を算出して取得することができる。
【００２６】
ベルトコンベア２の搬送方向の下流側には、ベルトコンベア２の下流側の端部に近接して異物Ｆの排除手段が配置されている。排除手段は、位置情報検出手段６から送られる位置情報を受けて作動し、原材料Ｍ内の異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部を除去する装置であって、ベルトコンベア２から原材料Ｍが移り載る載置台７と、載置台７の左右及び上方に配置された門型のフレーム８を有する移動手段と、この移動手段に設けられて移動するくり抜き手段９と、移動手段を制御して行なうくり抜き手段９の位置制御手段１０を備えている。
【００２７】
くり抜き手段９は、円筒形の管状の部材であって、開放された下端部の周縁が刃物となっており、異物Ｆの真上に位置決めして軸方向に移動し、下方の原材料Ｍに切り込めば、異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある前記原材料Ｍの一部をくり抜くことができる。くり抜いた異物Ｆ等は、そのまま図示しない吸引除去手段で管内から上方に吸い上げて排除してもよいし、載置台７の原材料Ｍの真下に設けた図示しない溝乃至孔から下方に落下させて排除してもよい。
【００２８】
このようなくり抜き手段９の機能から明らかなように、くり抜き手段９を移動させるフレーム８は、まずくり抜き手段９をフレーム８の上部ビームに沿ってベルトコンベア２の幅方向（矢印Ａで表示、水平面内において搬送方向と直交する方向）に移動させて同方向について位置決めすることができるとともに、フレーム８全体をベルトコンベア２の搬送方向（矢印Ｂで表示）に沿って移動させてくり抜き手段９を同方向について位置決めすることができ、両方向の位置決め機能により、載置台７上の原材料Ｍに対して、くり抜き手段９を平面内の所望の位置に位置決めすることができる。また、フレーム８は、くり抜き手段９を上下方向に移動させて原材料Ｍに切り込ませることができる。
【００２９】
くり抜き手段９の位置制御手段１０は、位置情報検出手段６から送られた異物Ｆの２次元の位置情報によってフレーム８を制御し、くり抜き手段９をベルトコンベア２の幅方向（Ａ）及び搬送方向（Ｂ）に必要量だけ移動させることにより、載置台７上に搬入されて所定位置に載置された原材料Ｍに対し、平面内において異物Ｆが存在する位置の真上にくり抜き手段９を設定することができ、またくり抜き手段９を原材料Ｍの厚さに対応した必要量だけ下降させて原材料Ｍ中に切り込ませることにより、異物Ｆを含む最小限の原材料Ｍを円柱形に切り取ることができる。
【００３０】
以上の構成における作用について説明する。
ブロック状の原材料Ｍをベルトコンベア２に搬入して搬送する。作動しているエックス線源４の真下を原材料Ｍが通過すると、原材料Ｍ及び無端ベルト３を通過したエックス線がエックス線ラインセンサ５に検出される。エックス線ラインセンサ５から来る信号とベルトコンベア２の駆動情報を位置情報検出手段６が共通のタイミング信号を基にして処理し、異物Ｆが検出された場合には、異物Ｆが当該原材料Ｍの平面図中のいずれの位置にあるかを示す異物Ｆの２次元の位置情報を計算して取得する。この位置情報により、当該異物Ｆが水平面内で見た原材料Ｍ中のどこにあるかが特定される。
【００３１】
エックス線源４によるエックス線の照射範囲を通過した原材料Ｍは、ベルトコンベア２から送り出されて載置台７上の所定位置に送り込まれる。位置情報検出手段６からの位置情報はくり抜き手段９の位置制御手段１０に送られ、位置制御手段１０はフレーム８を制御してくり抜き手段９を適宜移動させることにより、くり抜き手段９の２次元の位置を、載置台７上の所定位置に設置された原材料Ｍ内の異物Ｆの２次元の位置に合せて設定する。
【００３２】
本実施形態では、ブロック状の原材料Ｍを対象としているため、異物Ｆの２次元の位置情報は、例えば次のように表すことができる。すなわち、搬送方向に平行な第１座標軸と、これと水平面内で直交する第２座標軸を想定した場合、原材料Ｍ内における異物Ｆの位置は、ブロック状の原材料Ｍの先端部から第１座標軸に沿って測定した所定寸法の第１特定位置と、当該第１特定位置において第２座標軸に沿って測定した所定寸法の第２特定位置とからなる２次元の座標（位置情報）によって表すことができる。そして原材料Ｍの先端部がエックス線ラインセンサ５を通過した時刻とベルトコンベア２の搬送速度は既知であるから、後段の排除手段の所定位置に原材料Ｍ乃至異物Ｆを位置決めすることができる。原材料Ｍの形態がブロック状でなく、連続した態様であっても同様に原材料Ｍ乃至異物Ｆを位置決めすることができる。
【００３３】
くり抜き手段９を異物Ｆに対して２次元で位置決めしたところで、位置制御手段１０はフレーム８を制御し、くり抜き手段９を垂直下方に移動させて原材料Ｍに切り込ませる。くり抜き手段９は異物Ｆとそのごく周辺のみの原材料Ｍを円筒形に切断して周囲から分離する。分離された異物Ｆ入りの原材料Ｍは前述したように落下乃至吸い上げ等の適宜の手段で外部に排除される。
【００３４】
なお、本実施形態では、異物Ｆが除去された原材料Ｍは、排除手段の載置台７の上から作業者によって運び出され、後段に配置された図示しない製造ラインに継続的に投入され、必要な加工が施されて製品に仕あげられていく。また、異物Ｆが発見されなかった原材料Ｍは、排除手段の載置台７の上に搬入されてから作業者によって運び出され、前記製造ラインに継続的に投入され、必要な加工が施されて製品に仕あげられていく。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、製品の原材料Ｍを搬送しながら検査して原材料Ｍ中の異物Ｆの２次元の位置情報を確定し、この位置情報に基づいて、原材料Ｍ中の異物Ｆとその周囲にある最小限の原材料Ｍのみをくり抜き手段９で選択的に除去することができるので、異物Ｆの除去が確実に行なえるとともに、異物Ｆと一緒に排除される原材料Ｍの量が少なくなり、無駄が省けるという効果がある。
【００３６】
２．第２実施形態（図２〜図４）
第２実施形態の説明においては、第１実施形態と異なる部分を中心として説明し、第１実施形態と共通の部分については第１実施形態での説明を援用し、原則として本項での再度の説明を省略するものとする。
【００３７】
この異物排除装置１ａは、搬送手段としてのベルトコンベア２と、異物Ｆの位置情報取得手段であるエックス線源４と、エックス線ラインセンサ５と、異物Ｆの位置情報検出手段６を有している。さらに、ベルトコンベア２との下流には、仕分け手段１２が配置されており、異物混入品と良品を仕分けして、それぞれ異物Ｆを除去するラインと良品のラインとに分配して搬送することができる。
【００３８】
この仕分け手段１２は、多数の回動自在の搬送用丸棒が水平面内で互いに平行に配置されており、これら搬送用丸棒を所定方向に回動させることによって被搬送物を搬送する装置であるが、図示のように各搬送用丸棒を軸方向に移動させ、隣接する各搬送用丸棒の軸方向の位置が少しずつ変わるような配置とすることにより、被搬送物を搬送用丸棒と直交する本来の直進方向だけでなく、直進方向に対して任意の角度で傾斜した他の方向にも搬送できるようにしたものである。この仕分け手段１２としては、本願出願人が特開昭５４−１３１２５８号公報や特開昭６１−７１３０号公報にて開示した物品分類装置を応用することもできるが、要するに検査工程から出た原材料Ｍを２方向に振り分けて搬送する機能を備えた手段であれば利用することができる。
【００３９】
仕分け手段１２の後段には、前述したように良品の搬送ラインと、異物混入品の処理・搬送ラインとが互いに平行に配置され、それぞれ仕分け手段１２から原材料Ｍを受け入れるように構成されている。
【００４０】
良品の搬送ラインは、前記ベルトコンベア２と同様の良品ベルトコンベア１３からなる。良品ベルトコンベア１３は、仕分け手段１２から受け入れた良品の原材料Ｍを受け入れて搬送し、さらに後段に配置された搬送品集合手段である幅広の集合ベルトコンベア１４に送り込む。集合ベルトコンベア１４は、さらに後段に設けられた加工工程等に原材料Ｍを送り込む。
【００４１】
異物混入品の処理・搬送ラインには、異物Ｆの排除手段が設けられている。この排除手段は、第１実施形態と概ね同様の機能を有しており、仕分け手段１２から原材料Ｍが移り載る前段コンベア１５と、除去済みの原材料Ｍを搬出する後段コンベア１６と、前段コンベア１５と後段コンベア１６の間に配置された載置台７と、載置台７の左右及び上方に配置された門型のフレーム８からなる移動手段と、このフレーム８に設けられて移動するくり抜き手段９と、移動手段を制御して行なうくり抜き手段９の位置制御手段１０を備えている。
【００４２】
特に図３に示すように、本実施形態では、前段コンベア１５と後段コンベア１６の間隔は、搬送される原材料Ｍの搬送方向の長さよりも短く、従って前段コンベア１５と後段コンベア１６の間に配置された載置台７の搬送方向の長さも原材料Ｍよりも短い。このため原材料Ｍは前段コンベア１５と後段コンベア１６を適宜に駆動することにより、載置台７上の任意の位置に位置決めすることができる。従って、移動手段のフレーム８に取り付けられたくり抜き手段９の真下の位置に、原材料Ｍの異物Ｆの位置を合せるように原材料Ｍを搬送・位置決めすることができる。
【００４３】
従って、本実施形態では、移動手段であるフレーム８は、搬送方向に直交する無端ベルト３の幅方向にのみ、くり抜き手段９を移動させることができればよく、従って第１実施形態のようにフレーム８自体が搬送方向に移動できるようにはなっていない。すなわち、本実施形態のフレーム８は固定されており、フレーム８に取り付けられたくり抜き手段９が搬送方向と直交する方向に移動できるのみである。
なお、その他の機能は前述したように第１実施形態と同様である。
【００４４】
以上の構成における作用について説明する。
ブロック状の原材料Ｍをベルトコンベア２に搬入して搬送する。作動しているエックス線源４の真下を原材料Ｍが通過すると、原材料Ｍ及び無端ベルト３を通過したエックス線がエックス線ラインセンサ５に検出される。エックス線ラインセンサ５から来る信号とベルトコンベア２の駆動情報を位置情報検出手段６が共通のタイミング信号を基にして処理し、異物Ｆが検出された場合には、異物Ｆが当該原材料Ｍの平面図中のいずれの位置にあるかを示す異物Ｆの２次元の位置情報を計算して取得する。この位置情報により、当該異物Ｆが水平面内で見た原材料Ｍ中のどこにあるかが特定される。
【００４５】
異物Ｆが検出された場合には、位置情報検出手段６からの位置情報をトリガーとして仕分け手段１２は搬送方向を排除手段側に切り換える。エックス線源４によるエックス線の照射範囲を通過した原材料Ｍは、ベルトコンベア２から送り出された後に、仕分け手段１２の誘導によって前段コンベア１５に送り込まれる。位置情報検出手段６からの位置情報は、図示はしないが位置制御手段１０を介して前段及び後段コンベア１５，１６を制御しており、原材料Ｍは前段コンベア１５と必要に応じて駆動される後段コンベア１６の作用によって、異物Ｆの位置がくり抜き手段９の移動範囲の真下となる載置台７上の所要位置まで搬送されて停止・位置決めされる。
【００４６】
さらに、位置情報検出手段６からの位置情報はくり抜き手段９の位置制御手段１０に送られており、位置制御手段１０はこの位置情報に基づいてフレーム８を制御し、くり抜き手段９を搬送方向に直交する幅方向について適宜移動させる。これによって、くり抜き手段９の２次元の位置は、載置台７上に位置決めされた原材料Ｍ内の異物Ｆの２次元の位置に合せて設定される。
【００４７】
くり抜き手段９を異物Ｆに対して２次元で位置決めしたところで、位置制御手段１０はフレーム８を制御し、くり抜き手段９を垂直下方に移動させて原材料Ｍに切り込ませる。くり抜き手段９は異物Ｆとそのごく周辺のみの原材料Ｍを円筒形に切断して周囲から分離する。分離された異物Ｆ入りの原材料Ｍは前述したように落下乃至吸い上げ等の適宜の手段で外部に排除される。
【００４８】
その後、後段コンベア１６から排出された異物除去済みの原材料Ｍは、さらに後段に配置された集合ベルトコンベア１４に送り込まれ、良品のラインから送り込まれた原材料Ｍと一緒になる。異物除去済みの原材料Ｍは異物Ｆを除去した孔が開いているが、加工して製品とする前の原材料Ｍであるから問題はなく、良品の原材料Ｍと共に後段の加工工程等に送り込まれる。
【００４９】
異物Ｆが検出されなかった場合には、位置情報検出手段６からの位置情報をトリガーとして仕分け手段１２は搬送方向を良品ライン側へと切り換える。エックス線源４によるエックス線の照射範囲を通過した原材料Ｍは、ベルトコンベア２から送り出された後に、仕分け手段１２の誘導によって良品ベルトコンベア１３に送り込まれ、さらに集合ベルトコンベア１４に移って異物除去済みの原材料Ｍと共に後段の加工工程等に送り込まれる。
【００５０】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる他、良品の搬送作業を阻害することなく、異物Ｆの除去作業を進めることができ、全体としての作業能率が高いという効果がある。
【００５１】
３．第３実施形態（図５〜図７）
第３実施形態の説明においては、第２実施形態と異なる部分を中心として説明し、第２実施形態と共通の部分については第２実施形態での説明を援用し、原則として本項での再度の説明を省略するものとする。
【００５２】
本実施形態の異物排除装置１ｂが第２実施形態の異物排除装置１ａと異なる点は、排除手段における載置台７とくり抜き手段９の構成である。本実施形態では、図６に示すようにくり抜き手段９は、円柱径の上刃９ａと、上刃９ａの真下に位置する円筒形の下刃９ｂから構成され、下刃９ｂは載置台７に幅方向に形成された図示しない溝内に幅方向について移動自在となるように設置されている。駆動時には、上刃９ａと下刃９ｂは同期して幅方向に移動し、原材料Ｍの異物Ｆの位置に対応する上下位置に位置決めされ、上刃９ａが下降することにより原材料Ｍを下刃９ｂとの間で上下から挟んでせん断し、異物Ｆとその周囲の原材料Ｍを円柱形に打ち抜いて除去することができる。
本実施形態によれば第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
４．第４実施形態（図８）
第４実施形態の説明においては、第２実施形態と異なる部分を中心として説明し、第２実施形態と共通の部分については第２実施形態での説明を援用し、原則として本項での再度の説明を省略するものとする。なお、図８では、集合ベルトコンベア１４の図示は省略してある。
【００５４】
本実施形態の異物排除装置１が第２実施形態の装置と異なる点は、搬送方向を自在に切り換えられる仕分け手段１２に替えて、搬送方向と直交する方向に自在に移動可能な振り分けベルトコンベア２０が設けられている点である。この振り分けベルトコンベア２０は、ベルトコンベア２と、後段の排除手段であるくり抜き手段９（異物混入品の処理・搬送ライン）及び良品ベルトコンベア１３（良品ライン）との間に配置され、エックス線源４とエックス線ラインセンサ５による検査を受けた原材料Ｍを受け入れ、異物Ｆの検出結果に応じて必要なラインの方向に移動して後段に当該原材料Ｍを振り分ける。
本実施形態によれば第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
５．実施形態の変形例について
なお、以上説明した各実施形態において、くり抜き手段９は１つだけであったが、異物Ｆの複数種類の大きさに対応できるように、異なる口径を備えた複数種類のくり抜き手段９を予め用意してフレーム８に設けておき、異物Ｆが検出された場合には、検出された異物Ｆの大きさよりも大きい口径のくり抜き手段９のうちで、最も小さい口径のくり抜き手段９を選択して使用するようにすれば、異物Ｆの除去を確実に行なえることはもちろん、異物Ｆと共に除去されてしまう原材料Ｍの量をなるべく少なくすることができる。
【００５６】
また、以上説明した各実施形態において、排除手段としてはくり抜き手段９を説明したが、その他、異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部を周囲から分離して吸引する管状の吸引手段を排除手段としてもよい。
【００５７】
また、以上説明した各実施形態において、位置情報取得手段の異物検出手段としては、エックス線源４とエックス線ラインセンサ５を例示したが、これは一例にすぎず、原材料Ｍ中の異物Ｆを検出することができる手段であればよい。例えば、磁石やコイルから発生させた磁力線を透過線として被検査体である原材料Ｍに出力し、原材料Ｍを透過した磁力線の強さをコイルやホール素子等によって検出する透過センサを用いて、金属からなる異物Ｆの有無を検査する手段も同様に利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…異物排除手段
２…搬送手段としてのベルトコンベア
４…位置情報取得手段を構成する異物検出手段としてのエックス線源
５…位置情報取得手段を構成する異物検出手段としてのエックス線ラインセンサ
６…位置情報取得手段を構成する位置情報検出手段
７…排出手段を構成する載置台
８…排出手段を構成する移動手段としてのフレーム
９…排出手段を構成するくり抜き手段
１０…排出手段を構成する位置制御手段
Ｍ…原材料Ｍ
Ｆ…異物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品の製造ラインに設けられ、該製造ラインを搬送される原材料を検査して異物を排除する異物排除装置に係り、特に確実に異物を排除するとともに、異物と共に排除される原材料の量を可及的に少なくして製造工程における原材料の無駄を少なくした異物排除装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、判定時の分割領域サイズを最適化して不良品を排除しつつ無駄な選別排出を低減させる物品検査装置が開示されている。この装置では、検出領域５内を通過する物品Ｗの品質状態を示す検出信号を出力する検出手段１４と、検出信号に基づいて物品Ｗの品質状態を判定して選別制御信号を出力する判定手段２２を備えている。この装置によれば、物品ごとに決定される可変領域幅の複数の分割判定領域のそれぞれにおいて通過物品の品質状態が判定される一方、予め設定される選別分解能に対応する固定領域幅の複数の分割選別領域の各領域について、これに対応する少なくとも１つの分割判定領域での判定結果に応じて選別制御信号が出力され、不良と判定された分割選別領域の物品がライン外に排除される。このように、この発明によれば、分割判定領域の幅が物品ごとに可変なので、判定時の分割領域サイズが不足して不良品が搬送路上に残ってしまう選別漏れが生じたり、判定時の分割領域サイズが大き過ぎるために最小サイズの物品を多くの良品と共に搬送路外に選別排出せざるを得なかったりすることなく選別作業ができるものとされている。
【０００３】
下記特許文献２には、コンベア搬送路２１で搬送される被検査物をＸ線で透過検査して異物を検出するＸ線異物検出装置の上流側に配置される被検査物のならし装置５０が開示されている。この装置では、圧送供給される被検査物を取り込んで吐出ノズル５１から吐出することにより、被検査物を搬送路上に一定の層厚で送り出しており、また搬送方向上流側には刃物等の切断手段４０が設けられており、この切断手段４０が、搬送路２１上の被検査物を幅方向に平行に切断し、搬送方向で前後に隣接する複数の被検査物から切断分離し、異物近傍の被検査物を他の部分から切り離してラインから排除できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４４９８６号公報
【特許文献２】特許第３９１０６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載の発明によれば、不良と判定された分割選別領域内にある物品はすべてライン外に排除されてしまうので、当該領域にある異物を含んだ物品だけでなく、異物を含まない物品もすべて無駄になってしまう。また、ラインで搬送されているのが後工程の加工によって最終製品となる原材料であれば、異物を含んだ物品であっても、排除したいのは異物だけであり、異物以外の部分は原材料として形状等に関わらず有用であるから、異物を含んだ物品の全体を廃棄してしまうのは無駄である。すなわち、この装置では、特に搬送中の原材料における異物の除去手段としては排除される原材料の量が多く、過大な無駄が避けられないという問題があった。
【０００６】
また、上述した特許文献２に記載の発明によれば、コンベア搬送路で連続的に搬送されている被検査物中の異物が入っている部分のみをライン外に除去しようとしているが、所定の幅で連続的に流れてくる被検査物を、搬送方向に直交する刃物状の切断手段で、異物を含む搬送方向の長さの前後において幅方向に切断し、異物を含む当該部分の全体を捨てているので、捨てられる被検査物の量が多く、やはり過大な無駄が避けられないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、製品の製造ラインに設けられ、該製造ラインを搬送される原材料を検査して異物を排除する異物排除装置において、確実に異物を排除するとともに、異物と共に排除される原材料の量を可及的に少なくして製造ラインにおける原材料の無駄を少なくすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、
製品の製造ラインに設けられ、該製造ラインに沿って搬送される原材料Ｍを検査して異物Ｆを排除する異物排除装置において、
前記原材料Ｍを搬送する搬送手段２と、
前記搬送手段２で搬送されている前記原材料Ｍに含まれた前記異物Ｆを検出し、前記原材料Ｍにおける前記異物Ｆの２次元的な位置情報を取得する位置情報取得手段４，５，６と、
前記位置情報取得手段４，５，６からの位置情報を受けて作動し、前記原材料Ｍ内の前記異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある前記原材料Ｍの一部を除去する排除手段７，８，９，１０と、
を具備することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、請求項１記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
前記位置情報取得手段４，５，６は、前記搬送手段２の搬送方向と平行な水平面と交差する方向から前記原材料Ｍを検査して前記異物Ｆを検出することにより、前記水平面内で見た前記原材料Ｍにおける前記異物Ｆの２次元的な位置情報を取得するように構成されており、
前記排除手段７，８，９，１０は、前記水平面内で見た前記原材料Ｍにおける前記異物Ｆの２次元的な位置に対応する位置に移動するとともに、前記水平面と交差する方向に移動することによって前記異物Ｆに到達し、前記異物Ｆと前記原材料Ｍの一部の除去を行なうように構成されたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、請求項２記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
前記排除手段７，８，９，１０は、前記搬送手段２による前記原材料Ｍの搬送に同期して、前記水平面内において前記搬送手段２の搬送方向と直交する方向に移動することにより前記異物Ｆの２次元的な位置に対応する位置に移動することを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、請求項３記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
前記排除手段７，８，９，１０は、前記異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある前記原材料Ｍの一部をくり抜いて排除する管状のくり抜き手段９を有していることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、請求項４記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
異なる異物Ｆの大きさに対応する異なる口径を備えた複数種類の前記くり抜き手段９が用意されており、
複数種類の前記くり抜き手段９は、検出された前記異物Ｆの大きさに応じて選択的に作動することを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃは、請求項３記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、
前記排除手段７，８，１０は、前記異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある前記原材料Ｍの一部を周囲から分離して吸引する管状の吸引手段を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、搬送手段２で搬送されている製品の原材料Ｍを位置情報取得手段４，５，６が検査して原材料Ｍ中の異物Ｆの２次元的な位置情報を取得し、この位置情報に基づいて原材料Ｍ中の異物Ｆに２次元で対応する位置に排除手段９が移動し、原材料Ｍ内の前記異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部のみを選択的に除去することができるので、異物Ｆの除去が確実に行なえるだけでなく、異物Ｆと共に排除される原材料Ｍの量が少なくなり、無駄が省ける。
【００１５】
請求項２に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、請求項１記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによる効果を次のような態様で達成することができる。すなわち、位置情報取得手段４，５，６は、搬送手段２の搬送方向と平行な水平面と交差する方向から原材料Ｍを検査して異物Ｆを検出することにより、水平面内で見た原材料Ｍにおける異物Ｆの２次元の位置情報を取得する。そして排除手段９は、位置情報取得手段６からの位置情報を受けて、水平面内で見た原材料Ｍにおける異物Ｆの２次元の位置に対応する位置に移動し、さらに水平面と交差する方向に移動して原材料Ｍ内の異物Ｆに到達し、異物Ｆとその周囲にある最小限の原材料Ｍの一部を除去することができる。
【００１６】
請求項３に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、請求項２記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによる効果を次のような態様で達成することができる。すなわち、排除手段８，９は、水平面内で搬送手段２の搬送方向と直交する方向のみについて移動できるようになっているが、その動作は搬送手段２による原材料Ｍの搬送と同期しているため、排除手段９は、位置情報取得手段６が取得した異物Ｆの２次元の位置に対応する位置に移動することができる。
【００１７】
請求項４に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、請求項３記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによる効果を次のような態様で達成することができる。すなわち、排除手段は管状のくり抜き手段９を有しており、異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部をくり抜いて排除することができる。くり抜いた異物Ｆと原材料Ｍの一部は、そのまま下方に落下させて排除してもよいし、管状であるくり抜き手段９の空洞部から上方に吸い上げて排除してもよい。
【００１８】
請求項５に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、請求項４記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによる効果を次のような態様で達成することができる。すなわち、くり抜き手段９として、例えば予想される異なる異物Ｆの大きさに対応できるように、異なる口径を備えた複数種類のくり抜き手段９を用意しておき、検出された異物Ｆの大きさに応じて口径を選択して作動させるようにすれば、異物Ｆを確実に排除できるとともに、異物Ｆと共に排除される原材料Ｍの量を可及的に減少させることができる。
【００１９】
請求項６に記載された異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによれば、請求項３記載の異物排除装置１，１ａ，１ｂ，１ｃによる効果を次のような態様で達成することができる。すなわち、排除手段７，８，１０は管状の吸引手段を有しており、異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部を周囲から分離して吸引することにより排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る異物除去装置の模式的斜視図である。
【図２】第２実施形態に係る異物除去装置の模式的斜視図である。
【図３】第２実施形態に係る異物除去装置の模式的正面図である。
【図４】第２実施形態に係る異物除去装置の模式的平面図である。
【図５】第３実施形態に係る異物除去装置の模式的斜視図である。
【図６】第３実施形態に係る異物除去装置の模式的正面図である。
【図７】第３実施形態に係る異物除去装置の模式的平面図である。
【図８】第４実施形態に係る異物除去装置の模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る異物除去装置の第１乃至第４の各実施形態についてそれぞれ説明する。
１．第１実施形態（図１）
第１実施形態を含む本発明の実施形態は、製品の製造ラインに設けられる装置に係り、特に該製造ラインに沿って搬送される原材料を検査し、その中から異物を発見して排除する異物排除装置に関するものである。ここで、原材料とは、製造ラインの後工程で何らかの加工を加えて製品とする前の段階の材料等を広く示すものであり、その性状は固体状又は粘稠性等の搬送可能な性状であり、その形態は定形又は不定形のブロック状又は連続体状等のあらゆる形態をとりうる。また具体的な材料名は問わないが、例えば製品として食品を例示すれば、その原材料としては例えばミンチ状やブロック状の肉類や、加水した穀粉等を捏ねて製造した生地類その他の上記特性を有するような食品原材料一切が含まれる。なお、以下に説明する第１実施形態を含む本発明の実施形態では、ある程度の固さを有する食材をブロック状に整形した食品用の原材料を例にとって説明する。
【００２２】
この異物排除装置１は、まず原材料Ｍを搬送するための搬送手段として、ベルトコンベア２を備えている。ベルトコンベア２は、少なくとも一対のローラに無端ベルト３を掛け回したものであり、無端ベルト３の上に搬入された原材料Ｍを所定の速度で搬送する。本実施形態では、ベルトコンベア２は工場内に水平に設置されているため、その搬送方向は実質的に水平であり、無端ベルト３の表面である搬送平面は搬送方向に平行な水平面となっている。
【００２３】
異物排除装置１は、ベルトコンベア２によって搬送される原材料Ｍを検査して、これに含まれている異物Ｆを検出し、原材料Ｍにおける異物の２次元の位置情報を取得する位置情報取得手段を有している。ここで原材料Ｍにおける異物Ｆの２次元の位置情報とは、原材料Ｍをある平面内で見た場合、その面内における異物Ｆの２次元の位置を示す。この例では、ベルトコンベア２は原材料Ｍを水平面に沿って搬送しているので、水平面内で原材料Ｍを見た場合の原材料Ｍ中における異物Ｆの位置を意味する。すなわち、原材料Ｍの平面図における異物Ｆの位置を示しており、原材料Ｍ中での高さ方向の位置情報は含まない意である。
【００２４】
位置情報取得手段は、ベルトコンベア２の上方に、異物検出手段としてエックス線源４を備えている。エックス線源４はベルトコンベア２の上方に配置されており、図示のように、ベルトコンベア２の搬送方向と平行な水平面と略直交する略鉛直な面内において三角形状に拡がり、無端ベルト３に対して搬送方向と略直交するように交差するエックス線の光束を照射することができる。また、位置情報取得手段は、エックス線の光束が照射される上側の無端ベルト３の直下位置に、異物検出手段としてエックス線ラインセンサ５を備えている。エックス線ラインセンサ５は、複数のＸ線検出素子から構成されていて、真上を通過していく無端ベルト３及び原材料Ｍを透過するエックス線を検知し、原材料Ｍの内部にある異物Ｆをベルトコンベア２の幅方向の位置に対応させて検出することができる。
【００２５】
位置情報取得手段は、エックス線ラインセンサ５に接続された異物Ｆの位置情報検出手段６を備えている。この位置情報検出手段６は、原材料Ｍ中に異物Ｆを検出した場合に、エックス線ラインセンサ５から来る信号とベルトコンベア２の駆動情報を共通のタイミングを基にして処理することにより、当該異物Ｆが水平面内で見た原材料Ｍ中のどこにあるかを決定することができる。すなわち位置情報検出手段６によれば、異物Ｆが当該原材料Ｍの平面図中のいずれの位置にあるかを示す異物Ｆの２次元の位置情報を算出して取得することができる。
【００２６】
ベルトコンベア２の搬送方向の下流側には、ベルトコンベア２の下流側の端部に近接して異物Ｆの排除手段が配置されている。排除手段は、位置情報検出手段６から送られる位置情報を受けて作動し、原材料Ｍ内の異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部を除去する装置であって、ベルトコンベア２から原材料Ｍが移り載る載置台７と、載置台７の左右及び上方に配置された門型のフレーム８を有する移動手段と、この移動手段に設けられて移動するくり抜き手段９と、移動手段を制御して行なうくり抜き手段９の位置制御手段１０を備えている。
【００２７】
くり抜き手段９は、円筒形の管状の部材であって、開放された下端部の周縁が刃物となっており、異物Ｆの真上に位置決めして軸方向に移動し、下方の原材料Ｍに切り込めば、異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある前記原材料Ｍの一部をくり抜くことができる。くり抜いた異物Ｆ等は、そのまま図示しない吸引除去手段で管内から上方に吸い上げて排除してもよいし、載置台７の原材料Ｍの真下に設けた図示しない溝乃至孔から下方に落下させて排除してもよい。
【００２８】
このようなくり抜き手段９の機能から明らかなように、くり抜き手段９を移動させるフレーム８は、まずくり抜き手段９をフレーム８の上部ビームに沿ってベルトコンベア２の幅方向（矢印Ａで表示、水平面内において搬送方向と直交する方向）に移動させて同方向について位置決めすることができるとともに、フレーム８全体をベルトコンベア２の搬送方向（矢印Ｂで表示）に沿って移動させてくり抜き手段９を同方向について位置決めすることができ、両方向の位置決め機能により、載置台７上の原材料Ｍに対して、くり抜き手段９を平面内の所望の位置に位置決めすることができる。また、フレーム８は、くり抜き手段９を上下方向に移動させて原材料Ｍに切り込ませることができる。
【００２９】
くり抜き手段９の位置制御手段１０は、位置情報検出手段６から送られた異物Ｆの２次元の位置情報によってフレーム８を制御し、くり抜き手段９をベルトコンベア２の幅方向（Ａ）及び搬送方向（Ｂ）に必要量だけ移動させることにより、載置台７上に搬入されて所定位置に載置された原材料Ｍに対し、平面内において異物Ｆが存在する位置の真上にくり抜き手段９を設定することができ、またくり抜き手段９を原材料Ｍの厚さに対応した必要量だけ下降させて原材料Ｍ中に切り込ませることにより、異物Ｆを含む最小限の原材料Ｍを円柱形に切り取ることができる。
【００３０】
以上の構成における作用について説明する。
ブロック状の原材料Ｍをベルトコンベア２に搬入して搬送する。作動しているエックス線源４の真下を原材料Ｍが通過すると、原材料Ｍ及び無端ベルト３を通過したエックス線がエックス線ラインセンサ５に検出される。エックス線ラインセンサ５から来る信号とベルトコンベア２の駆動情報を位置情報検出手段６が共通のタイミング信号を基にして処理し、異物Ｆが検出された場合には、異物Ｆが当該原材料Ｍの平面図中のいずれの位置にあるかを示す異物Ｆの２次元の位置情報を計算して取得する。この位置情報により、当該異物Ｆが水平面内で見た原材料Ｍ中のどこにあるかが特定される。
【００３１】
エックス線源４によるエックス線の照射範囲を通過した原材料Ｍは、ベルトコンベア２から送り出されて載置台７上の所定位置に送り込まれる。位置情報検出手段６からの位置情報はくり抜き手段９の位置制御手段１０に送られ、位置制御手段１０はフレーム８を制御してくり抜き手段９を適宜移動させることにより、くり抜き手段９の２次元の位置を、載置台７上の所定位置に設置された原材料Ｍ内の異物Ｆの２次元の位置に合せて設定する。
【００３２】
本実施形態では、ブロック状の原材料Ｍを対象としているため、異物Ｆの２次元の位置情報は、例えば次のように表すことができる。すなわち、搬送方向に平行な第１座標軸と、これと水平面内で直交する第２座標軸を想定した場合、原材料Ｍ内における異物Ｆの位置は、ブロック状の原材料Ｍの先端部から第１座標軸に沿って測定した所定寸法の第１特定位置と、当該第１特定位置において第２座標軸に沿って測定した所定寸法の第２特定位置とからなる２次元の座標（位置情報）によって表すことができる。そして原材料Ｍの先端部がエックス線ラインセンサ５を通過した時刻とベルトコンベア２の搬送速度は既知であるから、後段の排除手段の所定位置に原材料Ｍ乃至異物Ｆを位置決めすることができる。原材料Ｍの形態がブロック状でなく、連続した態様であっても同様に原材料Ｍ乃至異物Ｆを位置決めすることができる。
【００３３】
くり抜き手段９を異物Ｆに対して２次元で位置決めしたところで、位置制御手段１０はフレーム８を制御し、くり抜き手段９を垂直下方に移動させて原材料Ｍに切り込ませる。くり抜き手段９は異物Ｆとそのごく周辺のみの原材料Ｍを円筒形に切断して周囲から分離する。分離された異物Ｆ入りの原材料Ｍは前述したように落下乃至吸い上げ等の適宜の手段で外部に排除される。
【００３４】
なお、本実施形態では、異物Ｆが除去された原材料Ｍは、排除手段の載置台７の上から作業者によって運び出され、後段に配置された図示しない製造ラインに継続的に投入され、必要な加工が施されて製品に仕あげられていく。また、異物Ｆが発見されなかった原材料Ｍは、排除手段の載置台７の上に搬入されてから作業者によって運び出され、前記製造ラインに継続的に投入され、必要な加工が施されて製品に仕あげられていく。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、製品の原材料Ｍを搬送しながら検査して原材料Ｍ中の異物Ｆの２次元の位置情報を確定し、この位置情報に基づいて、原材料Ｍ中の異物Ｆとその周囲にある最小限の原材料Ｍのみをくり抜き手段９で選択的に除去することができるので、異物Ｆの除去が確実に行なえるとともに、異物Ｆと一緒に排除される原材料Ｍの量が少なくなり、無駄が省けるという効果がある。
【００３６】
２．第２実施形態（図２〜図４）
第２実施形態の説明においては、第１実施形態と異なる部分を中心として説明し、第１実施形態と共通の部分については第１実施形態での説明を援用し、原則として本項での再度の説明を省略するものとする。
【００３７】
この異物排除装置１ａは、搬送手段としてのベルトコンベア２と、異物Ｆの位置情報取得手段であるエックス線源４と、エックス線ラインセンサ５と、異物Ｆの位置情報検出手段６を有している。さらに、ベルトコンベア２との下流には、仕分け手段１２が配置されており、異物混入品と良品を仕分けして、それぞれ異物Ｆを除去するラインと良品のラインとに分配して搬送することができる。
【００３８】
この仕分け手段１２は、多数の回動自在の搬送用丸棒が水平面内で互いに平行に配置されており、これら搬送用丸棒を所定方向に回動させることによって被搬送物を搬送する装置であるが、図示のように各搬送用丸棒を軸方向に移動させ、隣接する各搬送用丸棒の軸方向の位置が少しずつ変わるような配置とすることにより、被搬送物を搬送用丸棒と直交する本来の直進方向だけでなく、直進方向に対して任意の角度で傾斜した他の方向にも搬送できるようにしたものである。この仕分け手段１２としては、本願出願人が特開昭５４−１３１２５８号公報や特開昭６１−７１３０号公報にて開示した物品分類装置を応用することもできるが、要するに検査工程から出た原材料Ｍを２方向に振り分けて搬送する機能を備えた手段であれば利用することができる。
【００３９】
仕分け手段１２の後段には、前述したように良品の搬送ラインと、異物混入品の処理・搬送ラインとが互いに平行に配置され、それぞれ仕分け手段１２から原材料Ｍを受け入れるように構成されている。
【００４０】
良品の搬送ラインは、前記ベルトコンベア２と同様の良品ベルトコンベア１３からなる。良品ベルトコンベア１３は、仕分け手段１２から受け入れた良品の原材料Ｍを受け入れて搬送し、さらに後段に配置された搬送品集合手段である幅広の集合ベルトコンベア１４に送り込む。集合ベルトコンベア１４は、さらに後段に設けられた加工工程等に原材料Ｍを送り込む。
【００４１】
異物混入品の処理・搬送ラインには、異物Ｆの排除手段が設けられている。この排除手段は、第１実施形態と概ね同様の機能を有しており、仕分け手段１２から原材料Ｍが移り載る前段コンベア１５と、除去済みの原材料Ｍを搬出する後段コンベア１６と、前段コンベア１５と後段コンベア１６の間に配置された載置台７と、載置台７の左右及び上方に配置された門型のフレーム８からなる移動手段と、このフレーム８に設けられて移動するくり抜き手段９と、移動手段を制御して行なうくり抜き手段９の位置制御手段１０を備えている。
【００４２】
特に図３に示すように、本実施形態では、前段コンベア１５と後段コンベア１６の間隔は、搬送される原材料Ｍの搬送方向の長さよりも短く、従って前段コンベア１５と後段コンベア１６の間に配置された載置台７の搬送方向の長さも原材料Ｍよりも短い。このため原材料Ｍは前段コンベア１５と後段コンベア１６を適宜に駆動することにより、載置台７上の任意の位置に位置決めすることができる。従って、移動手段のフレーム８に取り付けられたくり抜き手段９の真下の位置に、原材料Ｍの異物Ｆの位置を合せるように原材料Ｍを搬送・位置決めすることができる。
【００４３】
従って、本実施形態では、移動手段であるフレーム８は、搬送方向に直交する無端ベルト３の幅方向にのみ、くり抜き手段９を移動させることができればよく、従って第１実施形態のようにフレーム８自体が搬送方向に移動できるようにはなっていない。すなわち、本実施形態のフレーム８は固定されており、フレーム８に取り付けられたくり抜き手段９が搬送方向と直交する方向に移動できるのみである。
なお、その他の機能は前述したように第１実施形態と同様である。
【００４４】
以上の構成における作用について説明する。
ブロック状の原材料Ｍをベルトコンベア２に搬入して搬送する。作動しているエックス線源４の真下を原材料Ｍが通過すると、原材料Ｍ及び無端ベルト３を通過したエックス線がエックス線ラインセンサ５に検出される。エックス線ラインセンサ５から来る信号とベルトコンベア２の駆動情報を位置情報検出手段６が共通のタイミング信号を基にして処理し、異物Ｆが検出された場合には、異物Ｆが当該原材料Ｍの平面図中のいずれの位置にあるかを示す異物Ｆの２次元の位置情報を計算して取得する。この位置情報により、当該異物Ｆが水平面内で見た原材料Ｍ中のどこにあるかが特定される。
【００４５】
異物Ｆが検出された場合には、位置情報検出手段６からの位置情報をトリガーとして仕分け手段１２は搬送方向を排除手段側に切り換える。エックス線源４によるエックス線の照射範囲を通過した原材料Ｍは、ベルトコンベア２から送り出された後に、仕分け手段１２の誘導によって前段コンベア１５に送り込まれる。位置情報検出手段６からの位置情報は、図示はしないが位置制御手段１０を介して前段及び後段コンベア１５，１６を制御しており、原材料Ｍは前段コンベア１５と必要に応じて駆動される後段コンベア１６の作用によって、異物Ｆの位置がくり抜き手段９の移動範囲の真下となる載置台７上の所要位置まで搬送されて停止・位置決めされる。
【００４６】
さらに、位置情報検出手段６からの位置情報はくり抜き手段９の位置制御手段１０に送られており、位置制御手段１０はこの位置情報に基づいてフレーム８を制御し、くり抜き手段９を搬送方向に直交する幅方向について適宜移動させる。これによって、くり抜き手段９の２次元の位置は、載置台７上に位置決めされた原材料Ｍ内の異物Ｆの２次元の位置に合せて設定される。
【００４７】
くり抜き手段９を異物Ｆに対して２次元で位置決めしたところで、位置制御手段１０はフレーム８を制御し、くり抜き手段９を垂直下方に移動させて原材料Ｍに切り込ませる。くり抜き手段９は異物Ｆとそのごく周辺のみの原材料Ｍを円筒形に切断して周囲から分離する。分離された異物Ｆ入りの原材料Ｍは前述したように落下乃至吸い上げ等の適宜の手段で外部に排除される。
【００４８】
その後、後段コンベア１６から排出された異物除去済みの原材料Ｍは、さらに後段に配置された集合ベルトコンベア１４に送り込まれ、良品のラインから送り込まれた原材料Ｍと一緒になる。異物除去済みの原材料Ｍは異物Ｆを除去した孔が開いているが、加工して製品とする前の原材料Ｍであるから問題はなく、良品の原材料Ｍと共に後段の加工工程等に送り込まれる。
【００４９】
異物Ｆが検出されなかった場合には、位置情報検出手段６からの位置情報をトリガーとして仕分け手段１２は搬送方向を良品ライン側へと切り換える。エックス線源４によるエックス線の照射範囲を通過した原材料Ｍは、ベルトコンベア２から送り出された後に、仕分け手段１２の誘導によって良品ベルトコンベア１３に送り込まれ、さらに集合ベルトコンベア１４に移って異物除去済みの原材料Ｍと共に後段の加工工程等に送り込まれる。
【００５０】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる他、良品の搬送作業を阻害することなく、異物Ｆの除去作業を進めることができ、全体としての作業能率が高いという効果がある。
【００５１】
３．第３実施形態（図５〜図７）
第３実施形態の説明においては、第２実施形態と異なる部分を中心として説明し、第２実施形態と共通の部分については第２実施形態での説明を援用し、原則として本項での再度の説明を省略するものとする。
【００５２】
本実施形態の異物排除装置１ｂが第２実施形態の異物排除装置１ａと異なる点は、排除手段における載置台７とくり抜き手段９の構成である。本実施形態では、図６に示すようにくり抜き手段９は、円柱径の上刃９ａと、上刃９ａの真下に位置する円筒形の下刃９ｂから構成され、下刃９ｂは載置台７に幅方向に形成された図示しない溝内に幅方向について移動自在となるように設置されている。駆動時には、上刃９ａと下刃９ｂは同期して幅方向に移動し、原材料Ｍの異物Ｆの位置に対応する上下位置に位置決めされ、上刃９ａが下降することにより原材料Ｍを下刃９ｂとの間で上下から挟んでせん断し、異物Ｆとその周囲の原材料Ｍを円柱形に打ち抜いて除去することができる。
本実施形態によれば第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
４．第４実施形態（図８）
第４実施形態の説明においては、第２実施形態と異なる部分を中心として説明し、第２実施形態と共通の部分については第２実施形態での説明を援用し、原則として本項での再度の説明を省略するものとする。なお、図８では、集合ベルトコンベア１４の図示は省略してある。
【００５４】
本実施形態の異物排除装置１が第２実施形態の装置と異なる点は、搬送方向を自在に切り換えられる仕分け手段１２に替えて、搬送方向と直交する方向に自在に移動可能な振り分けベルトコンベア２０が設けられている点である。この振り分けベルトコンベア２０は、ベルトコンベア２と、後段の排除手段であるくり抜き手段９（異物混入品の処理・搬送ライン）及び良品ベルトコンベア１３（良品ライン）との間に配置され、エックス線源４とエックス線ラインセンサ５による検査を受けた原材料Ｍを受け入れ、異物Ｆの検出結果に応じて必要なラインの方向に移動して後段に当該原材料Ｍを振り分ける。
本実施形態によれば第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
５．実施形態の変形例について
なお、以上説明した各実施形態において、くり抜き手段９は１つだけであったが、異物Ｆの複数種類の大きさに対応できるように、異なる口径を備えた複数種類のくり抜き手段９を予め用意してフレーム８に設けておき、異物Ｆが検出された場合には、検出された異物Ｆの大きさよりも大きい口径のくり抜き手段９のうちで、最も小さい口径のくり抜き手段９を選択して使用するようにすれば、異物Ｆの除去を確実に行なえることはもちろん、異物Ｆと共に除去されてしまう原材料Ｍの量をなるべく少なくすることができる。
【００５６】
また、以上説明した各実施形態において、排除手段としてはくり抜き手段９を説明したが、その他、異物Ｆと該異物Ｆの周囲にある原材料Ｍの一部を周囲から分離して吸引する管状の吸引手段を排除手段としてもよい。
【００５７】
また、以上説明した各実施形態において、位置情報取得手段の異物検出手段としては、エックス線源４とエックス線ラインセンサ５を例示したが、これは一例にすぎず、原材料Ｍ中の異物Ｆを検出することができる手段であればよい。例えば、磁石やコイルから発生させた磁力線を透過線として被検査体である原材料Ｍに出力し、原材料Ｍを透過した磁力線の強さをコイルやホール素子等によって検出する透過センサを用いて、金属からなる異物Ｆの有無を検査する手段も同様に利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…異物排除手段
２…搬送手段としてのベルトコンベア
４…位置情報取得手段を構成する異物検出手段としてのエックス線源
５…位置情報取得手段を構成する異物検出手段としてのエックス線ラインセンサ
６…位置情報取得手段を構成する位置情報検出手段
７…排出手段を構成する載置台
８…排出手段を構成する移動手段としてのフレーム
９…排出手段を構成するくり抜き手段
１０…排出手段を構成する位置制御手段
Ｍ…原材料Ｍ
Ｆ…異物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の製造ラインに設けられ、該製造ラインに沿って搬送される原材料（Ｍ）を検査して異物（Ｆ）を排除する異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）において、
前記原材料を搬送する搬送手段（２）と、
前記搬送手段で搬送されている前記原材料に含まれた前記異物を検出し、前記原材料における前記異物の２次元の位置情報を取得する位置情報取得手段（４，５，６）と、
前記位置情報取得手段からの位置情報を受けて作動し、前記原材料内の前記異物と該異物の周囲にある前記原材料の一部を除去する排除手段（７，８，９，１０）と、
を具備することを特徴とする異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項２】
前記位置情報取得手段（４，５，６）は、前記搬送手段（２）の搬送方向と平行な水平面と交差する方向から前記原材料（Ｍ）を検査して前記異物（Ｆ）を検出することにより、前記水平面内で見た前記原材料における前記異物の２次元の位置情報を取得するように構成されており、
前記排除手段（７，８，９，１０）は、前記水平面内で見た前記原材料における前記異物の２次元の位置に対応する位置に移動するとともに、前記水平面と交差する方向に移動することによって前記異物に到達し、前記異物と前記原材料の一部の除去を行なうように構成されたことを特徴とする請求項１記載の異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項３】
前記排除手段（７，８，９，１０）は、前記搬送手段（２）による前記原材料（Ｍ）の搬送に同期して、前記水平面内において前記搬送手段の搬送方向と直交する方向に移動することにより前記異物（Ｆ）の２次元の位置に対応する位置に移動することを特徴とする請求項２記載の異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項４】
前記排除手段（７，８，９，１０）は、前記異物（Ｆ）と該異物の周囲にある前記原材料（Ｍ）の一部をくり抜いて排除する管状のくり抜き手段（９）を有していることを特徴とする請求項３記載の異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項５】
異なる異物（Ｆ）の大きさに対応する異なる口径を備えた複数種類の前記くり抜き手段（９）が用意されており、
複数種類の前記くり抜き手段は、検出された前記異物の大きさに応じて選択的に作動することを特徴とする請求項４記載の異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項６】
前記排除手段（７，８，１０）は、前記異物と該異物の周囲にある前記原材料の一部を周囲から分離して吸引する管状の吸引手段を有していることを特徴とする請求項３記載の異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項１】
製品の製造ラインに設けられ、該製造ラインに沿って搬送される原材料（Ｍ）を検査して異物（Ｆ）を排除する異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）において、
前記原材料を搬送する搬送手段（２）と、
前記搬送手段で搬送されている前記原材料に含まれた前記異物を検出し、前記原材料における前記異物の２次元の位置情報を取得する位置情報取得手段（４，５，６）と、
前記位置情報取得手段からの位置情報を受けて作動し、前記原材料内の前記異物と該異物の周囲にある前記原材料の一部を除去する排除手段（７，８，９，１０）と、
を具備することを特徴とする異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項２】
前記位置情報取得手段（４，５，６）は、前記搬送手段（２）の搬送方向と平行な水平面と交差する方向から前記原材料（Ｍ）を検査して前記異物（Ｆ）を検出することにより、前記水平面内で見た前記原材料における前記異物の２次元の位置情報を取得するように構成されており、
前記排除手段（７，８，９，１０）は、前記水平面内で見た前記原材料における前記異物の２次元の位置に対応する位置に移動するとともに、前記水平面と交差する方向に移動することによって前記異物に到達し、前記異物と前記原材料の一部の除去を行なうように構成されたことを特徴とする請求項１記載の異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項３】
前記排除手段（７，８，９，１０）は、前記搬送手段（２）による前記原材料（Ｍ）の搬送に同期して、前記水平面内において前記搬送手段の搬送方向と直交する方向に移動することにより前記異物（Ｆ）の２次元の位置に対応する位置に移動することを特徴とする請求項２記載の異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項４】
前記排除手段（７，８，９，１０）は、前記異物（Ｆ）と該異物の周囲にある前記原材料（Ｍ）の一部をくり抜いて排除する管状のくり抜き手段（９）を有していることを特徴とする請求項３記載の異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項５】
異なる異物（Ｆ）の大きさに対応する異なる口径を備えた複数種類の前記くり抜き手段（９）が用意されており、
複数種類の前記くり抜き手段は、検出された前記異物の大きさに応じて選択的に作動することを特徴とする請求項４記載の異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【請求項６】
前記排除手段（７，８，１０）は、前記異物と該異物の周囲にある前記原材料の一部を周囲から分離して吸引する管状の吸引手段を有していることを特徴とする請求項３記載の異物排除装置（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１３１１２５（Ｐ２０１１−１３１１２５Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９０７２０（Ｐ２００９−２９０７２０）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（３０２０４６００１）アンリツ産機システム株式会社 (238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（３０２０４６００１）アンリツ産機システム株式会社 (238)
【Ｆターム（参考）】
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