色彩選別機
【課題】通常選別で使用する選別部を予備選別としても共用することで、色彩選別機のコストアップを抑えて安価に形成し得ると共に選別精度を高めることが可能な色彩選別機を提供する。
【解決手段】光源、光学検出部、及び光学検出部で検出した信号を演算処理し予め設定されている閾値と比較して試料の良否を判定する制御部、エジェクタ等からなる選別部を備えた色彩選別機において、制御部は、選別部を一定時間作動させて試料の予備選別を行うと共に、該予備選別で得られた試料データに基づいて閾値を修正し、この修正した閾値に基づいて選別部を作動させて試料を通常選別することを特徴とする。また制御部は、予備選別で得られた試料データのうち良品データと不良品データの度数分布に基づいて、閾値を修正する。
【解決手段】光源、光学検出部、及び光学検出部で検出した信号を演算処理し予め設定されている閾値と比較して試料の良否を判定する制御部、エジェクタ等からなる選別部を備えた色彩選別機において、制御部は、選別部を一定時間作動させて試料の予備選別を行うと共に、該予備選別で得られた試料データに基づいて閾値を修正し、この修正した閾値に基づいて選別部を作動させて試料を通常選別することを特徴とする。また制御部は、予備選別で得られた試料データのうち良品データと不良品データの度数分布に基づいて、閾値を修正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、玄米、白米等の試料の外観を光学的に検出して良品と不良品とに選別可能な色彩選別機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、穀粒の外観を光学的に検出して選別する装置としては、例えば特許文献１及び特許文献２に開示のものが提案されている。特許文献１に開示の色彩選別機は、原料米中から異色粒子及び異物を取り除く選別部と、エジェクタ装置によって分離された異色粒群及び良品群中の各異色粒を検出して選別部における不良品の混入率をチェックする試料測定部とを設けたものである。また、特許文献２に開示の色彩選別機は、選別部とは別に、原料と選別部で選別された良品側粒子と不良品側粒子とをサンプリングして、これら良品と不良品の重量をそれぞれ分析する分析装置を設けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−３１９０９２号公報
【特許文献２】特開平１０−２１６６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの色彩選別機にあっては、穀粒の良品と不良品との選別作業を行う選別部の他に、通常の選別作業には使用しない試料測定部や分析装置を別途必要とするため、専用の部材が必要になって部材コストが掛かると共に、選別機自体への設置スペースが必要になる等、色彩選別機のコストアップを招き易いという問題点を有している。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、通常選別で使用する選別部を予備選別としても共用することで、色彩選別機のコストアップを抑えて安価に形成し得ると共に選別精度を高めることが可能な色彩選別機を提供することにある。また、他の目的は、前記目的に加え、予備選別に使用した穀粒を循環昇降機に機械的に戻すことができて、予備選別の自動化が図れる色彩選別機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、試料を流下させる流下樋の下方に設けた光源と、受光センサ及びまたはカメラと試料の背景となるバックグランドを有する光学検出部と、該光学検出部で検出した信号を演算処理し予め設定されている閾値と比較して試料の良否を判定する制御部と、該制御部からの信号に基づいて良品と不良品を選別するエジェクタと、を有する選別部を備えた色彩選別機において、前記制御部は、前記選別部を一定時間作動させて試料の予備選別を行うと共に、該予備選別で得られた試料データに基づいて前記閾値を修正し、この修正した閾値に基づいて前記選別部を作動させて試料を通常選別することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、前記制御部が、前記予備選別で得られた試料データのうち、良品データと不良品データの度数分布に基づいて、前記閾値を修正することを特徴とする。さらに、請求項３に記載の発明は、前記試料の良品または不良品の混入割合を予め設定する混入割合設定手段を備え、前記制御部は、該混入割合設定手段で設定された混入割合に近づけるように前記閾値を修正することを特徴とする。また、請求項４に記載の発明は、前記流下樋を流下させた試料を原料タンクに戻す循環昇降機を備え、前記予備選別時に、前記光学検出部を通過した試料の流路を、前記循環昇降機の投入口に切り替え可能な切替手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、制御部により選別部を一定時間作動させて試料の予備選別を行うと共に、該予備選別で得られた試料データに基づいて閾値を修正し、この修正した閾値に基づいて選別部を作動させて試料を選別するため、通常選別で使用する選別部を一定時間させることにより予備選別としても共用できて、色彩選別機のコストアップを抑えて安価に形成することができると共に、通常選別における良品、不良品の判別基準としての閾値を予備選別の結果に応じて修正できて、試料の選別精度を高めることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、制御部が予備選別で得られた試料データのうち、良品データと不良品データの度数分布に基づいて閾値を修正するため、試料の特性に正確に対応した閾値が得られ、試料の選別精度を一層高めることができる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、試料の良品または不良品の混入割合を予め設定する混入割合設定手段を備え、制御部がこの混入割合設定手段で設定された混入割合に近づけるように閾値を修正するため、目標とする不良品混入割合等により近づけた閾値に基づく通常選別が可能になり、試料の用途に応じた色彩選別を効率的に行うことができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、流下樋を流下させた試料を原料タンクに戻す循環昇降機を備え、予備選別時に光学検出部を通過して流下した試料の流路を循環昇降機の投入口に切替え可能な切替手段を備えるため、切替手段の循環昇降機側への切り替えにより、予備選別で使用した試料を原料タンクに機械的に戻すことができて、予備選別を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係わる色彩選別機の一実施形態を示す斜視図
【図２】同その内部構造を示す縦断面図
【図３】同選別のしくみを示す説明図
【図４】同試料の流路の基本概念を示す説明図
【図５】同切替手段の基本概念を示す説明図
【図６】同制御系を示すブロック図
【図７】同色彩選別機の動作を示すフローチャート
【図８】同その説明図
【図９】同ＲＧＢセンサの出力波形図
【図１０】同ＣＣＤカメラのスキャン波形図
【図１１】同他の動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図１１は、本発明に係わる色彩選別機を穀粒の選別に適用した場合の一実施形態を示している。図１に示すように、色彩選別機１は、縦長箱状の筺体２を有し、この筺体２の側面には循環昇降機３が立設状態で配置されると共に、この循環昇降機３の下部前面側には原料ホッパ４が一体化された状態で配置されている。
【００１４】
また、筺体２の上部前面には、タッチパネル式の液晶表示器からなる操作パネル５と、各種数値を入力可能なキーボード等を有する入力装置６が配置されると共に、これらの裏面内部の適宜位置には、制御基板からなる制御部７が収納配置されている。さらに、筺体２の前面下部の所定高さ位置（作業者の腰に相当する高さ）には、良品排出口８と不良品排出口９が設けられると共に、電源スイッチ１０等が設けられている。
【００１５】
そして、前記筺体２の内部には、図２及び図３に示すように、上部から下部に掛けて所定角度傾斜した状態で試料としての穀粒Ｓを流下させる流下樋１１が設けられ、この流下樋１１の上部には、前記循環昇降機３の排出口に接続された原料タンクとしての上部タンク１２とフィーダ１３が配設されている。
【００１６】
また、流下樋１１の下方の所定位置には選別部１４が設けられている。この選別部１４は、光源としての白色蛍光灯１５ａ及び赤色蛍光灯１５ｂと、光学検出部１６と、空気銃からなるエジェクタ１７が設けられている。光学検出部１６は、一対のラインカメラとしてのＣＣＤカメラ１６ａ、１６ｂと、この各ＣＣＤカメラ１６ａ、１６ｂに対向して配置されて穀粒Ｓの背景となる一対のバックグランド１６ｃ、１６ｄ（図３参照）と、カラーセンサとしてのＲＧＢセンサ１６ｅ等を有している。
【００１７】
前記流下樋１１は、図４に示すように、例えば６チャンネルの一次選別シュート１１ａと、例えば２チャンネルの二次選別シュート１１ｂで形成されている。また、前記循環昇降機３は、原料昇降機３ａと二次昇降機３ｂにより形成され、原料昇降機３ａは、その投入口が原料ホッパ４と前記二次選別シュート１１ｂの排出口に接続され、その排出口が前記一次選別シュート１１ａの上部タンク１２に接続されている。また、二次昇降機３ｂは、その投入口が前記一次選別シュート１１ａの排出口に接続され、その排出口が前記二次選別シュート１１ｂの上部タンク１２に接続されている。
【００１８】
そして、前記流下樋１１は、原料ホッパ４に投入された穀粒Ｓが、矢印イの如く原料昇降機３ａの投入口に供給され該昇降機３ａで上昇されて、矢印ロの如く一次選別シュート１１ａに供給され良品か不良品かに選別される。この一次選別シュート１１ａで不良品と選別された穀粒Ｓは、矢印ハの如く二次昇降機３ｂの投入口に戻され、この二次昇降機３ｂで上昇されて矢印ニの如く二次選別シュート１１ｂに供給される。また、二次選別シュート１１ｂで良品と判定された穀粒Ｓは、矢印ホの如く原料昇降機３ａに戻されて、矢印ヘの如く一次選別シュート１１ａに供給される。
【００１９】
また、二次選別シュート１１ｂで不良品と判定された穀粒Ｓは、矢印トの如く不良品排出口９から排出され、また、一次選別シュート１１ａで良品と判定された穀粒Ｓは、矢印チの如く良品排出口８から排出される。つまり、二次選別シュート１１ｂで良品と判定された穀粒Ｓが、そのまま良品排出口８から排出されることがなくなり、原料として原料昇降機３ａに戻されて再選別されることから、不良品の除去率の大幅な向上が図れることになる。
【００２０】
また、図５に示すように、前記流下樋１１の光学検出部１６の下方の所定位置には、前記良品排出口８及び不良品排出口９に接続された選別排出流路２０と、前記循環昇降機３（原料昇降機３ａもしくは二次昇降機３ｂ）の投入口に接続された戻し流路としての循環流路２１が設けられている。そして、この両流路２０、２１の分岐部には、切替手段としてのシャッタ２２が矢印ヌの如く回動可能に配設されている。このシャッタ２２は、図５の二点鎖線で示すように、駆動源としての例えばモータが所定方向に回動して垂直状態に設定されることにより、光学検出部１６を通過した穀粒Ｓの流路が選別排出流路２０側に切り替えられ、シャッタ２２が図５の実線で示すように、傾斜状態に設定されることにより、光学検出部１６を通過した穀粒Ｓの流路が循環流路２１側に切り替えられるようになっている。
【００２１】
なお、シャッタ２２は、例えば前記一次選別シユート１１ａと二次選別シュート１１ｂからなる流下樋１１の幅方向の全域をカバーできる幅に設定されて、後述する予備選別時に、循環流路２１側に切り替えられることにより、予備選別で使用した穀粒Ｓが循環昇降機３の投入口に機械的に戻されるようになっている。また、図５は切替手段の基本概念を示し、シャッタ２２の回動構造等は一例であって、駆動源として電磁ソレノイドを使用する等、予備選別時に流下樋１１を流下してくる穀粒Ｓを機械的に循環昇降機３に戻すことが可能な適宜の構造を採用することができる。
【００２２】
前記制御部７は、図６に示すように、ＣＰＵ７ａ、ＲＯＭ７ｂ、ＲＡＭ７ｃ等を有し、その入力側に、前記ＣＣＤカメラ１６ａ、１６ｂ、ＲＧＢセンサ１６ｅ、電源スイッチ１０及び入力装置６が接続されている。また、制御部７の出力側には、白色蛍光灯１５ａ、赤色蛍光灯１５ｂ、原料昇降機３ａ、二次昇降機３ｂ、フィーダ１３、エジェクタ１７及び前記シャッタ２２が接続されると共に、エジェクタ１７の動作を示す前記操作パネル５上に配設された空気銃モニタ２３と各種ランプ２４が接続されている。
【００２３】
なお、各種ランプ２４としては、異常状態を示す異常ランプ、自動運転状態を示す自動ランプ、選別作業状態を示す選別ランプ、選別準備状態を示す選別準備ランプ、清掃が必要であることを示す清掃ランプ、不良打ちを示す不良打ちランプ、良品打ちを示す良品打ちランプ等が使用される。また、制御部７の入出力側には、例えば後述する予備選別によって感度である閾値を自動で調整可能な自動選別モードと、感度を手動で調整可能な手動選別モードと、感度とその他を設定可能な調整メニューモード等の各種モードを設定可能な前記操作パネル５が接続されている。
【００２４】
次に、前記色彩選別装置１の動作の一例を図７のフローチャートに基づいて説明する。なお、図７に示すフローチャートは、前記制御部７のＲＯＭ７ｂに記憶されているプログラムにしたがって自動的に実行される。先ず、図７（ａ）に示すように、原料ホッパ４に色彩選別機１を使用して選別しようとする穀粒Ｓを投入し、色彩選別機１の電源スイッチ１０がオンされ前記操作パネル５の自動選別モードを選択するとプログラムが開始（Ｓ１０１）され、制御部７のＲＡＭ７ｃに記憶されている閾値が読み込まれる（Ｓ１０２）。この閾値とは、制御部７のＣＰＵ７ａが穀粒Ｓを良品か不良品かを判定するための基準値である。
【００２５】
ステップＳ１０２で現在の閾値が読み込まれると、シャッタ２２が図５の傾斜状態である循環側に切り替え（Ｓ１０３）られ、流下樋１１の下流側の流路が循環流路２１側に設定される。この状態で、制御部７の制御信号により、循環昇降機３を起動させると共にフィーダ１３を起動（Ｓ１０４）させる。これにより、原料ホッパ４に投入されている穀粒Ｓが原料昇降機３ａで上昇させられ、上部タンク１２及びフィーダ１３を介して一次選別シュート１１ａに供給され、一次選別シュート１１ａを流下し、光学検出部１６で検出される。また、一次選別シュート１１ａを流下して光学検出部１６を通過した穀粒Ｓは、循環流路２１を介して循環昇降機３の原料昇降機３ａの投入口に機械的に投入される。
【００２６】
循環昇降機３、フィーダ１３等が起動すると、ステップＳ１０２で読み込んだ閾値が修正（Ｓ１０５）される。この閾値の修正は、図７（ｂ）のようにして行われる。すなわち、閾値の修正プログラムが開始（Ｓ１０５１）されると、一次選別シュート１１ａを流下してくる穀粒Ｓの１粒を光学検出部１６で検出（Ｓ１０５２）し、その後、１粒毎の単粒データ（試料データ）を演算処理により求め（Ｓ１０５３）、制御部７のＲＡＭ７ｃに一時記憶する。なお、単粒データとしては、穀粒Ｓの青米や着色米、ヤケ・シラタ等を選別可能な各種のデータが使用される。
【００２７】
そして、予め設定されている所定時間Ｔ(例えばＴ＝４０秒)が経過したか否かが判断（Ｓ１０５４）され、この判断Ｓ１０５４で「ＮＯ」の場合は前記ステップＳ１０５２に戻る。また、判断Ｓ１０５４で「ＹＥＳ」の場合は、ステップＳ１０５３で求めた単粒データの度数分布を求め（Ｓ１０５５）、この度数分布に基づいて度数分布曲線を求める（Ｓ１０５６）。この度数分布曲線は、例えば図８に示すように、良品（曲線ｂ）と不良品（曲線ｃ）が混入している場合、実線で示す曲線ａとなる。この図８において、符号ｅは不良品の領域を示し、符号ｆは良品の領域を示している。
【００２８】
ステップＳ１０５６で度数分布曲線が求められると、該曲線の勾配ｇを求め、勾配ｇが良品側から（図８の右方向から左方向に見た場合）「正」→「負」→「０」となる点ｄ１を求める（Ｓ１０５８）。そして、このｄ１を通常選別の閾値として制御部７のＲＡＭ７ｃに記憶（Ｓ１０５８）させ、閾値の修正プログラムを終了（Ｓ１０５９）させる。つまり、閾値の修正は、穀粒Ｓを所定時間Ｔ流下樋１１に流して、選別部１４で選別して穀粒Ｓの単粒データを求め、この単粒データに基づく度数分布曲線から勾配ｇを求め、この勾配ｇが所定に変化する位置である不良品と良品の度数分布の分岐点を修正用の閾値として記憶することになる。
【００２９】
ここで、図８に示す度数分布曲線で使用されるデータについて、図９及び図１０を参照して説明する。前記単粒データは、穀粒Ｓの青米や着色米、ヤケ・シラタ等を選別可能なデータであり、前記制御部７は、前記ＲＧＢセンサ１６ｅで得られたデータもしくは該データを演算処理したデータが利用可能となっている。一例を示すと、図９は、穀粒Ｓとしての米粒一粒がＲＧＢセンサ１６ｅの視野を通過する際の、ＲＧＢセンサ１６ｅの出力波形である。
【００３０】
前記ＲＧＢセンサ１６ｅは、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色のフィルターが各々独立したフォトダイオードに取り付けられており、米粒がＲＧＢセンサ１６ｅの視野を通過する際に、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々のセンサから図９に近似した波形が得られる。この図９の波形は、整粒の波形と青米の波形を示しており、単粒データとしては、これらの波形の最大値Ｐ１、Ｐ２が取り込まれるようになっている。この単粒データを度数分布にしたのが図８であり、青米の分布が不良品ｅの分布に対応し、整粒の分布が良品ｆに対応している。
【００３１】
また、着色米の場合は、ラインカメラとしての前記ＣＣＤカメラ１６ａとＣＣＤカメラ１６ｂにより、米粒をその短軸方向に連続スキャンしている。図１０は、米粒がＣＣＤカメラ１６ａ、１６ｂの視野にあるときに、短軸方向にスキャンした場合の波形であり、図１０（ａ）が整粒のスキャン波形を示し、図１０（ｂ）が部分着色米のスキャン波形を示している。そして、この両波形の最小値Ｑ１、Ｑ２が単粒データとして取り込まれ、この単粒データの度数分布が図８に近似した波形となり、部分着色米の分布が不良品ｅの分布に対応し、整粒の分布が良品ｆに対応している。なお、図１０（ａ）の符号Ｑ３は、前記バックグランド１６ｃ、１６ｄによるレベルを示している。
【００３２】
ところで、図７の前記ステップＳ１０５３〜Ｓ１０５８において、単粒データ等を一時記憶するための、前記制御部７のＲＡＭ７ｃの記憶容量が不足する場合は、ＲＡＭ７ｃに記憶可能な所定数毎の単粒データに基づいて複数の閾値を順次設定し、各々の閾値に基づいて選別度数を求める。この選別度数は、曲線ａの累積度数分布曲線となるので、該曲線の二次微分を求めれば勾配ｇとなる。このように構成することで、制御部７のメモリであるＲＡＭ７ｃの効率的な使用が可能になる。
【００３３】
そして、図７（ａ）のステップＳ１０５で閾値が修正されると、制御部７の制御信号により、シャッタ２２を回動させて選別側に切り替え（Ｓ１０６）、流下樋１１の流路を選別排出流路２０側に設定して、一連のプログラムを終了（Ｓ１０７）させる。この図７（ａ）に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０７により、色彩選別機１を使用して選別しようとする穀粒Ｓの予備選別が実行され、この予備選別で穀粒Ｓの単粒データの度数分布曲線が求められ、この曲線の勾配に基づいて閾値が修正されることになり、穀粒Ｓの特性（度数分布）に的確に合致した閾値での通常選別の実行が可能になる。
【００３４】
ところで、前記実施形態においては、穀粒Ｓの不良品の混入割合の目標値を設定しなかったが、この目標値を設定する場合は、図１１に示すフローチャートを採用することができる。以下、このフローチャートを図７と同一ステップについては説明を簡略化した状態で説明する。図１１（ａ）に示すように、プログラムが開始（Ｓ２０１）されると、不良混入割合の目標値を、混入割合設定手段としての例えば前記入力装置６（もしくは操作パネル５）により入力（Ｓ２０２）し、その値を制御部７のＲＡＭ７ｃに記憶（設定）する。
【００３５】
そして、前記シャッタ２２を循環側に切り替え（Ｓ２０３）て循環流路２１に設定すると共に、循環昇降機３とフィーダ１３を起動（Ｓ２０４）させ、選別用の閾値を算出（Ｓ２０５）する。この閾値の算出は、図１１（ｂ）に示すように、プログラムが開始（Ｓ２０５１）されると、穀粒Ｓの１粒を光学検出部１６で検出（Ｓ２０５２）し、制御部７がこの１粒毎の所定の単粒データを演算処理で求める（Ｓ２０５３）。そして、所定時間Ｔが経過したか否かが判断（Ｓ２０５４）され、例えば所定時間Ｔ＝４０秒が経過して判断Ｓ２０５４で「ＹＥＳ」になると、単粒データの度数分布を求め（Ｓ２０５５）、この度数分布から不良混入割合の分布を求める（Ｓ２０５６）。
【００３６】
次に、ステップＳ２０５６で求めた不良混入割合の分布から、前記ステップＳ２０２で入力設定した不良混入割合の目標値に対して、最も近い単粒データを求め、このデータ値を閾値とする（Ｓ２０５７）。この閾値を通常選別の閾値として制御部７のＲＡＭ７ｃに記憶（Ｓ２０８）させ、プログラムを終了させる（Ｓ２０５８）。つまり、通常選別の閾値の設定が、穀粒Ｓを所定時間Ｔ流下樋１１に流して、選別部１４で穀粒Ｓの単粒データを求め、このデータから度数分布と不良混入割合の分布を求め、不良混入割合が目標値に最も近い単粒データを閾値として記憶することになる。
【００３７】
そして、図１１（ａ）のステップＳ２０５で通常選別の閾値が算出されると、この算出された閾値を書き換え（Ｓ２０６）、その後、シャッタ２２を選別側に切り替え（Ｓ２０７）、流下樋１１の流路を選別排出流路２０側に設定して、一連のプログラムを終了（Ｓ２０８）させる。この図１１（ａ）に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０８により、試料としての穀粒Ｓの予備選別が実行され、この予備選別で、通常選別の閾値が不良品混入割合の目標値に最も近い混入割合の値に書き換えられることになり、不良混入割合の目標値に適切に合致した閾値での通常選別が可能になる。この例の場合、ステップＳ２０２において入力される混入割合は、不良品の混入割合に限らず、良品の混入割合を設定することも勿論可能である。
【００３８】
このように、前記色彩選別機１によれば、予備選別により一定時間Ｔ選別部１４を作動させて穀粒Ｓを予備選別すると共に、この予備選別で得られた穀粒データに基づいて良品と不良品の判定基準となる閾値を修正し、この修正した閾値に基づいて選別部１４により穀粒Ｓを通常選別するため、通常選別で使用する選別部１４を一定の所定時間Ｔ作動させることで予備選別としても共用できて、予備選別用の機構や装置を別途設ける必要がなくなり、色彩選別機１のコストアップを抑えて安価に形成することができる。
【００３９】
また、通常選別される穀粒Ｓと同じ穀粒Ｓにより予備選別を行い、この予備選別により良品、不良品の判別基準としての閾値を修正した後に通常選別を行うため、穀粒Ｓの選別精度を高めることができる。特に、制御部７が予備選別で得られた穀粒データのうち、良品データと不良品データの度数分布に基づいて閾値を修正することから、穀粒Ｓの特性である度数分布に的確に対応した状態で通常選別を実行できて、選別精度を一層高めることが可能になる。
【００４０】
また、予め穀粒Ｓの良品または不良品の混入割合を入力装置６等で設定可能に構成すれば、制御部７が設定された混入割合に近づけるように閾値を修正することができて、目標とする不良品混入割合により近づけた閾値に基づく通常選別が可能になり、必要以上に低い不良品混入割合や必要以上に高い不良品混入割合での通常選別を防止できて、穀粒Ｓの用途に応じた色彩選別を効率的に行うことができる。
【００４１】
さらに、循環昇降機３が流下樋１１を流下した穀粒Ｓを上部タンク１２に戻す機能を有すると共に、予備選別時に光学検出部１６を通過して流下した穀粒Ｓの流路を循環昇降機３の投入口に戻す切り替え可能なシャッタ２２を備えているため、シャッタ２２の循環流路２１側への切り替えにより、予備選別で使用した穀粒Ｓを循環昇降機３に機械的に戻すことができて、予備選別を自動的に行うことができると共に、予備選別に使用した穀粒Ｓが製品（良品）に混ざることを防止できて、良品の品質向上を図ることができる。
【００４２】
また、液晶表示器５の自動選別モードを選択することで、予備選別が自動的に実行されるため、ワンタッチ操作が可能となり、色彩選別機１の操作性を向上させることができると共に、液晶表示器５の調整メニューモード等により、各種の微調整が可能であるため、各種の穀粒Ｓ（試料）に的確に対応することができる等、使い勝手に優れた色彩選別機１を得ることが可能になる。
【００４３】
なお、前記実施形態においては、流下樋１１の光学検出部１６の下方にシャッタ２２を配置して、予備選別時に試料としての穀粒Ｓを原料ホッパ５の投入口に自動的（機械的）に戻したが、本発明はこの構成に限定されず、所定時間Ｔの設定によっては予備選別に使用される穀粒Ｓの量が比較的少なく設定できることから、例えば予備選別で使用した穀粒Ｓを不良品排出口９から排出させ、これを手動で原料ホッパ４に戻す構成としても良い。また、前記実施形態における、流下樋１１及び光源や光学検出部１６の構成、制御系のブロック図の構成等は一例であって、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、白米や玄米等の穀粒に限らず、例えばガラスやプラスチック等の試料を選別する色彩選別機にも利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１、１５・・・・・・色彩選別機
２・・・・・・・・・筺体
３・・・・・・・・・循環昇降機
３ａ・・・・・・・・原料昇降機
３ｂ・・・・・・・・二次昇降機
４・・・・・・・・・原料ホッパ
５・・・・・・・・・操作パネル
６・・・・・・・・・入力装置
７・・・・・・・・・制御部
７ａ・・・・・・・・ＣＰＵ
７ｂ・・・・・・・・ＲＯＭ
７ｃ・・・・・・・・ＲＡＭ
８・・・・・・・・・良品排出口
９・・・・・・・・・不良品排出口
１１・・・・・・・・流下樋
１１ａ・・・・・・・一次選別シュート
１１ｂ・・・・・・・二次選別シュート
１２・・・・・・・・上部タンク
１３・・・・・・・・フィーダ
１４・・・・・・・・選別部
１５ａ・・・・・・・白色蛍光灯
１５ｂ・・・・・・・赤色蛍光灯
１６・・・・・・・・光学検出部
１６ａ、１６ｂ・・・ＣＣＤカメラ
１６ｃ、１６ｄ・・・バックグランド
１６ｅ・・・・・・・ＲＧＢセンサ
１７・・・・・・・・エジェクタ
２０・・・・・・・・選別排出流路
２１・・・・・・・・循環流路
２２・・・・・・・・シャッタ
Ｓ・・・・・・・・・穀粒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、玄米、白米等の試料の外観を光学的に検出して良品と不良品とに選別可能な色彩選別機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、穀粒の外観を光学的に検出して選別する装置としては、例えば特許文献１及び特許文献２に開示のものが提案されている。特許文献１に開示の色彩選別機は、原料米中から異色粒子及び異物を取り除く選別部と、エジェクタ装置によって分離された異色粒群及び良品群中の各異色粒を検出して選別部における不良品の混入率をチェックする試料測定部とを設けたものである。また、特許文献２に開示の色彩選別機は、選別部とは別に、原料と選別部で選別された良品側粒子と不良品側粒子とをサンプリングして、これら良品と不良品の重量をそれぞれ分析する分析装置を設けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−３１９０９２号公報
【特許文献２】特開平１０−２１６６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの色彩選別機にあっては、穀粒の良品と不良品との選別作業を行う選別部の他に、通常の選別作業には使用しない試料測定部や分析装置を別途必要とするため、専用の部材が必要になって部材コストが掛かると共に、選別機自体への設置スペースが必要になる等、色彩選別機のコストアップを招き易いという問題点を有している。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、通常選別で使用する選別部を予備選別としても共用することで、色彩選別機のコストアップを抑えて安価に形成し得ると共に選別精度を高めることが可能な色彩選別機を提供することにある。また、他の目的は、前記目的に加え、予備選別に使用した穀粒を循環昇降機に機械的に戻すことができて、予備選別の自動化が図れる色彩選別機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、試料を流下させる流下樋の下方に設けた光源と、受光センサ及びまたはカメラと試料の背景となるバックグランドを有する光学検出部と、該光学検出部で検出した信号を演算処理し予め設定されている閾値と比較して試料の良否を判定する制御部と、該制御部からの信号に基づいて良品と不良品を選別するエジェクタと、を有する選別部を備えた色彩選別機において、前記制御部は、前記選別部を一定時間作動させて試料の予備選別を行うと共に、該予備選別で得られた試料データに基づいて前記閾値を修正し、この修正した閾値に基づいて前記選別部を作動させて試料を通常選別することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、前記制御部が、前記予備選別で得られた試料データのうち、良品データと不良品データの度数分布に基づいて、前記閾値を修正することを特徴とする。さらに、請求項３に記載の発明は、前記試料の良品または不良品の混入割合を予め設定する混入割合設定手段を備え、前記制御部は、該混入割合設定手段で設定された混入割合に近づけるように前記閾値を修正することを特徴とする。また、請求項４に記載の発明は、前記流下樋を流下させた試料を原料タンクに戻す循環昇降機を備え、前記予備選別時に、前記光学検出部を通過した試料の流路を、前記循環昇降機の投入口に切り替え可能な切替手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、制御部により選別部を一定時間作動させて試料の予備選別を行うと共に、該予備選別で得られた試料データに基づいて閾値を修正し、この修正した閾値に基づいて選別部を作動させて試料を選別するため、通常選別で使用する選別部を一定時間させることにより予備選別としても共用できて、色彩選別機のコストアップを抑えて安価に形成することができると共に、通常選別における良品、不良品の判別基準としての閾値を予備選別の結果に応じて修正できて、試料の選別精度を高めることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、制御部が予備選別で得られた試料データのうち、良品データと不良品データの度数分布に基づいて閾値を修正するため、試料の特性に正確に対応した閾値が得られ、試料の選別精度を一層高めることができる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、試料の良品または不良品の混入割合を予め設定する混入割合設定手段を備え、制御部がこの混入割合設定手段で設定された混入割合に近づけるように閾値を修正するため、目標とする不良品混入割合等により近づけた閾値に基づく通常選別が可能になり、試料の用途に応じた色彩選別を効率的に行うことができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、流下樋を流下させた試料を原料タンクに戻す循環昇降機を備え、予備選別時に光学検出部を通過して流下した試料の流路を循環昇降機の投入口に切替え可能な切替手段を備えるため、切替手段の循環昇降機側への切り替えにより、予備選別で使用した試料を原料タンクに機械的に戻すことができて、予備選別を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係わる色彩選別機の一実施形態を示す斜視図
【図２】同その内部構造を示す縦断面図
【図３】同選別のしくみを示す説明図
【図４】同試料の流路の基本概念を示す説明図
【図５】同切替手段の基本概念を示す説明図
【図６】同制御系を示すブロック図
【図７】同色彩選別機の動作を示すフローチャート
【図８】同その説明図
【図９】同ＲＧＢセンサの出力波形図
【図１０】同ＣＣＤカメラのスキャン波形図
【図１１】同他の動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図１１は、本発明に係わる色彩選別機を穀粒の選別に適用した場合の一実施形態を示している。図１に示すように、色彩選別機１は、縦長箱状の筺体２を有し、この筺体２の側面には循環昇降機３が立設状態で配置されると共に、この循環昇降機３の下部前面側には原料ホッパ４が一体化された状態で配置されている。
【００１４】
また、筺体２の上部前面には、タッチパネル式の液晶表示器からなる操作パネル５と、各種数値を入力可能なキーボード等を有する入力装置６が配置されると共に、これらの裏面内部の適宜位置には、制御基板からなる制御部７が収納配置されている。さらに、筺体２の前面下部の所定高さ位置（作業者の腰に相当する高さ）には、良品排出口８と不良品排出口９が設けられると共に、電源スイッチ１０等が設けられている。
【００１５】
そして、前記筺体２の内部には、図２及び図３に示すように、上部から下部に掛けて所定角度傾斜した状態で試料としての穀粒Ｓを流下させる流下樋１１が設けられ、この流下樋１１の上部には、前記循環昇降機３の排出口に接続された原料タンクとしての上部タンク１２とフィーダ１３が配設されている。
【００１６】
また、流下樋１１の下方の所定位置には選別部１４が設けられている。この選別部１４は、光源としての白色蛍光灯１５ａ及び赤色蛍光灯１５ｂと、光学検出部１６と、空気銃からなるエジェクタ１７が設けられている。光学検出部１６は、一対のラインカメラとしてのＣＣＤカメラ１６ａ、１６ｂと、この各ＣＣＤカメラ１６ａ、１６ｂに対向して配置されて穀粒Ｓの背景となる一対のバックグランド１６ｃ、１６ｄ（図３参照）と、カラーセンサとしてのＲＧＢセンサ１６ｅ等を有している。
【００１７】
前記流下樋１１は、図４に示すように、例えば６チャンネルの一次選別シュート１１ａと、例えば２チャンネルの二次選別シュート１１ｂで形成されている。また、前記循環昇降機３は、原料昇降機３ａと二次昇降機３ｂにより形成され、原料昇降機３ａは、その投入口が原料ホッパ４と前記二次選別シュート１１ｂの排出口に接続され、その排出口が前記一次選別シュート１１ａの上部タンク１２に接続されている。また、二次昇降機３ｂは、その投入口が前記一次選別シュート１１ａの排出口に接続され、その排出口が前記二次選別シュート１１ｂの上部タンク１２に接続されている。
【００１８】
そして、前記流下樋１１は、原料ホッパ４に投入された穀粒Ｓが、矢印イの如く原料昇降機３ａの投入口に供給され該昇降機３ａで上昇されて、矢印ロの如く一次選別シュート１１ａに供給され良品か不良品かに選別される。この一次選別シュート１１ａで不良品と選別された穀粒Ｓは、矢印ハの如く二次昇降機３ｂの投入口に戻され、この二次昇降機３ｂで上昇されて矢印ニの如く二次選別シュート１１ｂに供給される。また、二次選別シュート１１ｂで良品と判定された穀粒Ｓは、矢印ホの如く原料昇降機３ａに戻されて、矢印ヘの如く一次選別シュート１１ａに供給される。
【００１９】
また、二次選別シュート１１ｂで不良品と判定された穀粒Ｓは、矢印トの如く不良品排出口９から排出され、また、一次選別シュート１１ａで良品と判定された穀粒Ｓは、矢印チの如く良品排出口８から排出される。つまり、二次選別シュート１１ｂで良品と判定された穀粒Ｓが、そのまま良品排出口８から排出されることがなくなり、原料として原料昇降機３ａに戻されて再選別されることから、不良品の除去率の大幅な向上が図れることになる。
【００２０】
また、図５に示すように、前記流下樋１１の光学検出部１６の下方の所定位置には、前記良品排出口８及び不良品排出口９に接続された選別排出流路２０と、前記循環昇降機３（原料昇降機３ａもしくは二次昇降機３ｂ）の投入口に接続された戻し流路としての循環流路２１が設けられている。そして、この両流路２０、２１の分岐部には、切替手段としてのシャッタ２２が矢印ヌの如く回動可能に配設されている。このシャッタ２２は、図５の二点鎖線で示すように、駆動源としての例えばモータが所定方向に回動して垂直状態に設定されることにより、光学検出部１６を通過した穀粒Ｓの流路が選別排出流路２０側に切り替えられ、シャッタ２２が図５の実線で示すように、傾斜状態に設定されることにより、光学検出部１６を通過した穀粒Ｓの流路が循環流路２１側に切り替えられるようになっている。
【００２１】
なお、シャッタ２２は、例えば前記一次選別シユート１１ａと二次選別シュート１１ｂからなる流下樋１１の幅方向の全域をカバーできる幅に設定されて、後述する予備選別時に、循環流路２１側に切り替えられることにより、予備選別で使用した穀粒Ｓが循環昇降機３の投入口に機械的に戻されるようになっている。また、図５は切替手段の基本概念を示し、シャッタ２２の回動構造等は一例であって、駆動源として電磁ソレノイドを使用する等、予備選別時に流下樋１１を流下してくる穀粒Ｓを機械的に循環昇降機３に戻すことが可能な適宜の構造を採用することができる。
【００２２】
前記制御部７は、図６に示すように、ＣＰＵ７ａ、ＲＯＭ７ｂ、ＲＡＭ７ｃ等を有し、その入力側に、前記ＣＣＤカメラ１６ａ、１６ｂ、ＲＧＢセンサ１６ｅ、電源スイッチ１０及び入力装置６が接続されている。また、制御部７の出力側には、白色蛍光灯１５ａ、赤色蛍光灯１５ｂ、原料昇降機３ａ、二次昇降機３ｂ、フィーダ１３、エジェクタ１７及び前記シャッタ２２が接続されると共に、エジェクタ１７の動作を示す前記操作パネル５上に配設された空気銃モニタ２３と各種ランプ２４が接続されている。
【００２３】
なお、各種ランプ２４としては、異常状態を示す異常ランプ、自動運転状態を示す自動ランプ、選別作業状態を示す選別ランプ、選別準備状態を示す選別準備ランプ、清掃が必要であることを示す清掃ランプ、不良打ちを示す不良打ちランプ、良品打ちを示す良品打ちランプ等が使用される。また、制御部７の入出力側には、例えば後述する予備選別によって感度である閾値を自動で調整可能な自動選別モードと、感度を手動で調整可能な手動選別モードと、感度とその他を設定可能な調整メニューモード等の各種モードを設定可能な前記操作パネル５が接続されている。
【００２４】
次に、前記色彩選別装置１の動作の一例を図７のフローチャートに基づいて説明する。なお、図７に示すフローチャートは、前記制御部７のＲＯＭ７ｂに記憶されているプログラムにしたがって自動的に実行される。先ず、図７（ａ）に示すように、原料ホッパ４に色彩選別機１を使用して選別しようとする穀粒Ｓを投入し、色彩選別機１の電源スイッチ１０がオンされ前記操作パネル５の自動選別モードを選択するとプログラムが開始（Ｓ１０１）され、制御部７のＲＡＭ７ｃに記憶されている閾値が読み込まれる（Ｓ１０２）。この閾値とは、制御部７のＣＰＵ７ａが穀粒Ｓを良品か不良品かを判定するための基準値である。
【００２５】
ステップＳ１０２で現在の閾値が読み込まれると、シャッタ２２が図５の傾斜状態である循環側に切り替え（Ｓ１０３）られ、流下樋１１の下流側の流路が循環流路２１側に設定される。この状態で、制御部７の制御信号により、循環昇降機３を起動させると共にフィーダ１３を起動（Ｓ１０４）させる。これにより、原料ホッパ４に投入されている穀粒Ｓが原料昇降機３ａで上昇させられ、上部タンク１２及びフィーダ１３を介して一次選別シュート１１ａに供給され、一次選別シュート１１ａを流下し、光学検出部１６で検出される。また、一次選別シュート１１ａを流下して光学検出部１６を通過した穀粒Ｓは、循環流路２１を介して循環昇降機３の原料昇降機３ａの投入口に機械的に投入される。
【００２６】
循環昇降機３、フィーダ１３等が起動すると、ステップＳ１０２で読み込んだ閾値が修正（Ｓ１０５）される。この閾値の修正は、図７（ｂ）のようにして行われる。すなわち、閾値の修正プログラムが開始（Ｓ１０５１）されると、一次選別シュート１１ａを流下してくる穀粒Ｓの１粒を光学検出部１６で検出（Ｓ１０５２）し、その後、１粒毎の単粒データ（試料データ）を演算処理により求め（Ｓ１０５３）、制御部７のＲＡＭ７ｃに一時記憶する。なお、単粒データとしては、穀粒Ｓの青米や着色米、ヤケ・シラタ等を選別可能な各種のデータが使用される。
【００２７】
そして、予め設定されている所定時間Ｔ(例えばＴ＝４０秒)が経過したか否かが判断（Ｓ１０５４）され、この判断Ｓ１０５４で「ＮＯ」の場合は前記ステップＳ１０５２に戻る。また、判断Ｓ１０５４で「ＹＥＳ」の場合は、ステップＳ１０５３で求めた単粒データの度数分布を求め（Ｓ１０５５）、この度数分布に基づいて度数分布曲線を求める（Ｓ１０５６）。この度数分布曲線は、例えば図８に示すように、良品（曲線ｂ）と不良品（曲線ｃ）が混入している場合、実線で示す曲線ａとなる。この図８において、符号ｅは不良品の領域を示し、符号ｆは良品の領域を示している。
【００２８】
ステップＳ１０５６で度数分布曲線が求められると、該曲線の勾配ｇを求め、勾配ｇが良品側から（図８の右方向から左方向に見た場合）「正」→「負」→「０」となる点ｄ１を求める（Ｓ１０５８）。そして、このｄ１を通常選別の閾値として制御部７のＲＡＭ７ｃに記憶（Ｓ１０５８）させ、閾値の修正プログラムを終了（Ｓ１０５９）させる。つまり、閾値の修正は、穀粒Ｓを所定時間Ｔ流下樋１１に流して、選別部１４で選別して穀粒Ｓの単粒データを求め、この単粒データに基づく度数分布曲線から勾配ｇを求め、この勾配ｇが所定に変化する位置である不良品と良品の度数分布の分岐点を修正用の閾値として記憶することになる。
【００２９】
ここで、図８に示す度数分布曲線で使用されるデータについて、図９及び図１０を参照して説明する。前記単粒データは、穀粒Ｓの青米や着色米、ヤケ・シラタ等を選別可能なデータであり、前記制御部７は、前記ＲＧＢセンサ１６ｅで得られたデータもしくは該データを演算処理したデータが利用可能となっている。一例を示すと、図９は、穀粒Ｓとしての米粒一粒がＲＧＢセンサ１６ｅの視野を通過する際の、ＲＧＢセンサ１６ｅの出力波形である。
【００３０】
前記ＲＧＢセンサ１６ｅは、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色のフィルターが各々独立したフォトダイオードに取り付けられており、米粒がＲＧＢセンサ１６ｅの視野を通過する際に、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々のセンサから図９に近似した波形が得られる。この図９の波形は、整粒の波形と青米の波形を示しており、単粒データとしては、これらの波形の最大値Ｐ１、Ｐ２が取り込まれるようになっている。この単粒データを度数分布にしたのが図８であり、青米の分布が不良品ｅの分布に対応し、整粒の分布が良品ｆに対応している。
【００３１】
また、着色米の場合は、ラインカメラとしての前記ＣＣＤカメラ１６ａとＣＣＤカメラ１６ｂにより、米粒をその短軸方向に連続スキャンしている。図１０は、米粒がＣＣＤカメラ１６ａ、１６ｂの視野にあるときに、短軸方向にスキャンした場合の波形であり、図１０（ａ）が整粒のスキャン波形を示し、図１０（ｂ）が部分着色米のスキャン波形を示している。そして、この両波形の最小値Ｑ１、Ｑ２が単粒データとして取り込まれ、この単粒データの度数分布が図８に近似した波形となり、部分着色米の分布が不良品ｅの分布に対応し、整粒の分布が良品ｆに対応している。なお、図１０（ａ）の符号Ｑ３は、前記バックグランド１６ｃ、１６ｄによるレベルを示している。
【００３２】
ところで、図７の前記ステップＳ１０５３〜Ｓ１０５８において、単粒データ等を一時記憶するための、前記制御部７のＲＡＭ７ｃの記憶容量が不足する場合は、ＲＡＭ７ｃに記憶可能な所定数毎の単粒データに基づいて複数の閾値を順次設定し、各々の閾値に基づいて選別度数を求める。この選別度数は、曲線ａの累積度数分布曲線となるので、該曲線の二次微分を求めれば勾配ｇとなる。このように構成することで、制御部７のメモリであるＲＡＭ７ｃの効率的な使用が可能になる。
【００３３】
そして、図７（ａ）のステップＳ１０５で閾値が修正されると、制御部７の制御信号により、シャッタ２２を回動させて選別側に切り替え（Ｓ１０６）、流下樋１１の流路を選別排出流路２０側に設定して、一連のプログラムを終了（Ｓ１０７）させる。この図７（ａ）に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０７により、色彩選別機１を使用して選別しようとする穀粒Ｓの予備選別が実行され、この予備選別で穀粒Ｓの単粒データの度数分布曲線が求められ、この曲線の勾配に基づいて閾値が修正されることになり、穀粒Ｓの特性（度数分布）に的確に合致した閾値での通常選別の実行が可能になる。
【００３４】
ところで、前記実施形態においては、穀粒Ｓの不良品の混入割合の目標値を設定しなかったが、この目標値を設定する場合は、図１１に示すフローチャートを採用することができる。以下、このフローチャートを図７と同一ステップについては説明を簡略化した状態で説明する。図１１（ａ）に示すように、プログラムが開始（Ｓ２０１）されると、不良混入割合の目標値を、混入割合設定手段としての例えば前記入力装置６（もしくは操作パネル５）により入力（Ｓ２０２）し、その値を制御部７のＲＡＭ７ｃに記憶（設定）する。
【００３５】
そして、前記シャッタ２２を循環側に切り替え（Ｓ２０３）て循環流路２１に設定すると共に、循環昇降機３とフィーダ１３を起動（Ｓ２０４）させ、選別用の閾値を算出（Ｓ２０５）する。この閾値の算出は、図１１（ｂ）に示すように、プログラムが開始（Ｓ２０５１）されると、穀粒Ｓの１粒を光学検出部１６で検出（Ｓ２０５２）し、制御部７がこの１粒毎の所定の単粒データを演算処理で求める（Ｓ２０５３）。そして、所定時間Ｔが経過したか否かが判断（Ｓ２０５４）され、例えば所定時間Ｔ＝４０秒が経過して判断Ｓ２０５４で「ＹＥＳ」になると、単粒データの度数分布を求め（Ｓ２０５５）、この度数分布から不良混入割合の分布を求める（Ｓ２０５６）。
【００３６】
次に、ステップＳ２０５６で求めた不良混入割合の分布から、前記ステップＳ２０２で入力設定した不良混入割合の目標値に対して、最も近い単粒データを求め、このデータ値を閾値とする（Ｓ２０５７）。この閾値を通常選別の閾値として制御部７のＲＡＭ７ｃに記憶（Ｓ２０８）させ、プログラムを終了させる（Ｓ２０５８）。つまり、通常選別の閾値の設定が、穀粒Ｓを所定時間Ｔ流下樋１１に流して、選別部１４で穀粒Ｓの単粒データを求め、このデータから度数分布と不良混入割合の分布を求め、不良混入割合が目標値に最も近い単粒データを閾値として記憶することになる。
【００３７】
そして、図１１（ａ）のステップＳ２０５で通常選別の閾値が算出されると、この算出された閾値を書き換え（Ｓ２０６）、その後、シャッタ２２を選別側に切り替え（Ｓ２０７）、流下樋１１の流路を選別排出流路２０側に設定して、一連のプログラムを終了（Ｓ２０８）させる。この図１１（ａ）に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０８により、試料としての穀粒Ｓの予備選別が実行され、この予備選別で、通常選別の閾値が不良品混入割合の目標値に最も近い混入割合の値に書き換えられることになり、不良混入割合の目標値に適切に合致した閾値での通常選別が可能になる。この例の場合、ステップＳ２０２において入力される混入割合は、不良品の混入割合に限らず、良品の混入割合を設定することも勿論可能である。
【００３８】
このように、前記色彩選別機１によれば、予備選別により一定時間Ｔ選別部１４を作動させて穀粒Ｓを予備選別すると共に、この予備選別で得られた穀粒データに基づいて良品と不良品の判定基準となる閾値を修正し、この修正した閾値に基づいて選別部１４により穀粒Ｓを通常選別するため、通常選別で使用する選別部１４を一定の所定時間Ｔ作動させることで予備選別としても共用できて、予備選別用の機構や装置を別途設ける必要がなくなり、色彩選別機１のコストアップを抑えて安価に形成することができる。
【００３９】
また、通常選別される穀粒Ｓと同じ穀粒Ｓにより予備選別を行い、この予備選別により良品、不良品の判別基準としての閾値を修正した後に通常選別を行うため、穀粒Ｓの選別精度を高めることができる。特に、制御部７が予備選別で得られた穀粒データのうち、良品データと不良品データの度数分布に基づいて閾値を修正することから、穀粒Ｓの特性である度数分布に的確に対応した状態で通常選別を実行できて、選別精度を一層高めることが可能になる。
【００４０】
また、予め穀粒Ｓの良品または不良品の混入割合を入力装置６等で設定可能に構成すれば、制御部７が設定された混入割合に近づけるように閾値を修正することができて、目標とする不良品混入割合により近づけた閾値に基づく通常選別が可能になり、必要以上に低い不良品混入割合や必要以上に高い不良品混入割合での通常選別を防止できて、穀粒Ｓの用途に応じた色彩選別を効率的に行うことができる。
【００４１】
さらに、循環昇降機３が流下樋１１を流下した穀粒Ｓを上部タンク１２に戻す機能を有すると共に、予備選別時に光学検出部１６を通過して流下した穀粒Ｓの流路を循環昇降機３の投入口に戻す切り替え可能なシャッタ２２を備えているため、シャッタ２２の循環流路２１側への切り替えにより、予備選別で使用した穀粒Ｓを循環昇降機３に機械的に戻すことができて、予備選別を自動的に行うことができると共に、予備選別に使用した穀粒Ｓが製品（良品）に混ざることを防止できて、良品の品質向上を図ることができる。
【００４２】
また、液晶表示器５の自動選別モードを選択することで、予備選別が自動的に実行されるため、ワンタッチ操作が可能となり、色彩選別機１の操作性を向上させることができると共に、液晶表示器５の調整メニューモード等により、各種の微調整が可能であるため、各種の穀粒Ｓ（試料）に的確に対応することができる等、使い勝手に優れた色彩選別機１を得ることが可能になる。
【００４３】
なお、前記実施形態においては、流下樋１１の光学検出部１６の下方にシャッタ２２を配置して、予備選別時に試料としての穀粒Ｓを原料ホッパ５の投入口に自動的（機械的）に戻したが、本発明はこの構成に限定されず、所定時間Ｔの設定によっては予備選別に使用される穀粒Ｓの量が比較的少なく設定できることから、例えば予備選別で使用した穀粒Ｓを不良品排出口９から排出させ、これを手動で原料ホッパ４に戻す構成としても良い。また、前記実施形態における、流下樋１１及び光源や光学検出部１６の構成、制御系のブロック図の構成等は一例であって、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、白米や玄米等の穀粒に限らず、例えばガラスやプラスチック等の試料を選別する色彩選別機にも利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１、１５・・・・・・色彩選別機
２・・・・・・・・・筺体
３・・・・・・・・・循環昇降機
３ａ・・・・・・・・原料昇降機
３ｂ・・・・・・・・二次昇降機
４・・・・・・・・・原料ホッパ
５・・・・・・・・・操作パネル
６・・・・・・・・・入力装置
７・・・・・・・・・制御部
７ａ・・・・・・・・ＣＰＵ
７ｂ・・・・・・・・ＲＯＭ
７ｃ・・・・・・・・ＲＡＭ
８・・・・・・・・・良品排出口
９・・・・・・・・・不良品排出口
１１・・・・・・・・流下樋
１１ａ・・・・・・・一次選別シュート
１１ｂ・・・・・・・二次選別シュート
１２・・・・・・・・上部タンク
１３・・・・・・・・フィーダ
１４・・・・・・・・選別部
１５ａ・・・・・・・白色蛍光灯
１５ｂ・・・・・・・赤色蛍光灯
１６・・・・・・・・光学検出部
１６ａ、１６ｂ・・・ＣＣＤカメラ
１６ｃ、１６ｄ・・・バックグランド
１６ｅ・・・・・・・ＲＧＢセンサ
１７・・・・・・・・エジェクタ
２０・・・・・・・・選別排出流路
２１・・・・・・・・循環流路
２２・・・・・・・・シャッタ
Ｓ・・・・・・・・・穀粒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を流下させる流下樋の下方に設けた光源と、受光センサ及びまたはカメラと試料の背景となるバックグランドを有する光学検出部と、該光学検出部で検出した信号を演算処理し予め設定されている閾値と比較して試料の良否を判定する制御部と、該制御部からの信号に基づいて良品と不良品を選別するエジェクタと、を有する選別部を備えた色彩選別機において、
前記制御部は、前記選別部を一定時間作動させて試料の予備選別を行うと共に、該予備選別で得られた試料データに基づいて前記閾値を修正し、この修正した閾値に基づいて前記選別部を作動させて試料を通常選別することを特徴とする色彩選別機。
【請求項２】
前記制御部は、前記予備選別で得られた試料データのうち、良品データと不良品データの度数分布に基づいて、前記閾値を修正することを特徴とする請求項１に記載の色彩選別機。
【請求項３】
前記試料の良品または不良品の混入割合を予め設定する混入割合設定手段を備え、前記制御部は、該混入割合設定手段で設定された混入割合に近づけるように前記閾値を修正することを特徴とする請求項１または２に記載の色彩選別機。
【請求項４】
前記流下樋を流下させた試料を原料タンクに戻す循環昇降機を備え、前記予備選別時に、前記光学検出部を通過した試料の流路を、前記循環昇降機の投入口に切り替え可能な切替手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の色彩選別機。
【請求項１】
試料を流下させる流下樋の下方に設けた光源と、受光センサ及びまたはカメラと試料の背景となるバックグランドを有する光学検出部と、該光学検出部で検出した信号を演算処理し予め設定されている閾値と比較して試料の良否を判定する制御部と、該制御部からの信号に基づいて良品と不良品を選別するエジェクタと、を有する選別部を備えた色彩選別機において、
前記制御部は、前記選別部を一定時間作動させて試料の予備選別を行うと共に、該予備選別で得られた試料データに基づいて前記閾値を修正し、この修正した閾値に基づいて前記選別部を作動させて試料を通常選別することを特徴とする色彩選別機。
【請求項２】
前記制御部は、前記予備選別で得られた試料データのうち、良品データと不良品データの度数分布に基づいて、前記閾値を修正することを特徴とする請求項１に記載の色彩選別機。
【請求項３】
前記試料の良品または不良品の混入割合を予め設定する混入割合設定手段を備え、前記制御部は、該混入割合設定手段で設定された混入割合に近づけるように前記閾値を修正することを特徴とする請求項１または２に記載の色彩選別機。
【請求項４】
前記流下樋を流下させた試料を原料タンクに戻す循環昇降機を備え、前記予備選別時に、前記光学検出部を通過した試料の流路を、前記循環昇降機の投入口に切り替え可能な切替手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の色彩選別機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１０４４７０（Ｐ２０１１−１０４４７０Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５９５３８（Ｐ２００９−２５９５３８）
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００１９７３４４）静岡製機株式会社 (37)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００１９７３４４）静岡製機株式会社 (37)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]