JP7420760B2 - 物品排除装置および物品検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、物品排除装置および物品検査装置に関し、特にエアブロー式の物品排除装置およびそれを備えた物品検査装置に関する。

エアノズルからの圧縮空気の噴流を用いて生産ライン上から検査結果が不良である排除対象物品を排除したり、特定の搬出先の製品を物品搬送ラインの特定の搬出ラインに振り分け排出したりするエアブロー式の物品排除装置や、それを選別部とする物品検査装置が、従前より知られている。

この種の物品排除装置および物品検査装置においては、物品のサイズや形状、搬送姿勢等によってエア噴射による排出力を排除対象物品に加えることができない場合や、搬送速度によって有効なエア噴射（エアブロー）時間を十分に確保できない場合等には、的確な排除動作が困難になることがある。

そこで、従来、コンベア上の物品の位置ずれ等による搬送間隔や向きの変化を考慮しつつその物品の重心位置を予測する等して、エア噴射による物品排除の的確性を高めるように吹きつけ制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、搬送方向に隣り合う複数のエアノズルから順番にエア噴射を行うように複数のエアノズルへのエア供給タイミングを制御し、物品搬送状態の多様な変化に対し排除対象の物品の排除の確実化を図るものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１０－１７９９６９号公報 特開２０１８－９５３２７号公報

しかしながら、上記従来の前者の物品排除装置にあっては、箱詰め用の物品を生産ラインに流したときの傾き等の搬送状態に応じて、物品の重心や所定の吹きつけ部位に向かう吹きつけの方向や前後する物品をカバーする吹きつけ時間等の条件を制御する構成となっていたため、搬送速度が速いと、確実な選別排出に必要な吹きつけ時間を確保できず、排出不可となってしまう可能性があった。

これに対し、従来の後者の物品排除装置および物品検査装置にあっては、振分け対象物品の物品検知後の搬送距離を基に、複数のエアノズルのうち上流側から各エアノズルの正面位置に振分け対象物品が到達する度にそのエアノズルから所定時間エア噴射を実行するようにして、振分け対象物品の排除に必要な吹きつけ時間を確保することができる。

しかしながら、同一の生産ライン中で長さや質量の異なる複数品種の物品を検査する場合があり、振分け対象の物品を確実に選別排出するためには、品種によってエアノズルの交換が必要になることがあった。

そこで、本発明は、エアノズルの交換が不要で、しかも、検査対象物品のサイズや質量にフレキシブルに対応可能なエアブロー式の物品排除装置を提供することを目的とし、併せて、その物品排除装置を選別部とする物品検査装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る物品排除装置は、上記目的達成のため、物品搬送ラインに組み込まれ、搬送される物品をエアブローによって排除する物品排除装置であって、前記物品の搬送方向に沿って配列された複数の所定ノズル幅のエアノズルと、前記エアノズルのそれぞれに対応して設けられ、エア源から供給される圧縮空気をエアノズルに供給制御する複数の電磁弁と、前記複数のエアノズルのうち同時にエアブローするエアノズルの数を設定するノズル数設定手段と、前記複数のエアノズルより上流側に設けられ、前記複数のうち最上流のエアノズルのブロー領域内への前記物品の搬入を検知する物品検知センサと、前記物品検知センサによる物品検知タイミングを基準に、前記物品の搬送速度および前記エアノズルのノズル幅に基づいて前記ノズル数設定手段で設定された設定数のエアノズルのブロー幅領域を搬送方向にシフトさせながら該ブロー幅領域のエアブローを実行するよう、前記複数の電磁弁を該エアブローを実行する前記設定数の単位で作動するように開閉制御するエアブロー制御部と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、本発明では、ノズル数設定手段による設定数のエアノズルからの同時エアブローによって、排除対象の物品が排出される。また、複数のエアノズルより上流側の物品検知センサにより、最上流のエアノズルのブロー領域内への物品の搬入が検知されると、その検知タイミングを基準に、物品の搬送速度およびエアノズルのノズル幅に基づいて設定数のエアノズルのブロー幅領域を搬送方向にシフトさせながらエアブローを実行するよう、エアブロー制御部により複数の電磁弁が設定数の単位で作動するように開閉制御される。したがって、物品の搬送方向長さが変わっても、例えば同時エアブローノズルのシフト速度を変えることなく同時エアブローノズルの設定数を変化させる等して排出力を十分に調整でき、エアノズルの交換が不要で、しかも、検査対象物品のサイズや質量にフレキシブルに対応可能となる。

（２）本発明の好ましい実施形態においては、前記ノズル数設定手段が、指定された前記搬送方向における物品長さに基づいて前記エアノズルの前記設定数を設定する構成とすることができる。この場合、物品長さに対応するエアブロー領域幅を的確に設定可能となる。

（３）本発明の好ましい実施形態においては、前記ノズル数設定手段が、指定された前記物品長さに対して、前記エアノズルの前記設定数が相違する複数の設定モードを有するものであってもよい。このように構成すると、同一の物品長さに対して複数の質量やエアブローを受ける代表面積等が相違する複数品種の物品に対しても吹きつけ条件を容易に設定可能となる。

（４）本発明の好ましい実施形態においては、前記同時にエアブローするエアノズルの数が複数に設定されている場合であって、前記物品搬送ライン上の前記物品の搬送方向移動に応じて前記同時にエアブローする複数のエアノズルのうち上流側のエアノズルに対応する上流側の電磁弁を閉弁させるとき、該複数のエアノズルの下流側に位置する待機エアノズルに対応する待機電磁弁を開弁させるように構成してもよい。この場合、同時エアブローする複数の隣接ノズルの数に対して、複数の隣接ノズルの搬送方向へのシフト速度を独立して設定でき、多様な吹きつけ条件の排出パターンを容易に設定可能となる。

（５）本発明に係る物品検査装置は、上記目的達成のため、上記のいずれかの構成を有する物品排除装置を選別部として備えるとともに、前記物品搬送ライン上の前記物品毎に所定の物品検査を実行する検査部を備えたものである。

この構成により、本発明では、検査部での検査対象物品に対して設定数のエアノズルからの同時エアブローがなされる一方、物品の搬送速度およびエアノズルのノズル幅に基づいて設定数のエアノズルのブロー幅領域が搬送方向にシフトされる。そして、上流側の物品検知センサにより最上流のエアノズルのブロー領域内への物品の進入が検知されると、その検知タイミングを基準に、物品の搬送速度およびエアノズルのノズル幅に基づいて、エアブロー制御部により複数の電磁弁が設定数の単位で作動するように開閉制御される。したがって、品種によって物品の搬送方向長さが変わっても、例えば同時エアブローする設定数のエアノズルのシフト速度を変えることなく設定数を変化させる等して排出力を十分に調整でき、エアノズルの交換が不要で、しかも、検査対象物品のサイズや質量にフレキシブルに対応可能な選別部を有する物品検査装置となる。

本発明によれば、エアノズルの交換が不要で、しかも、検査対象物品のサイズや質量にフレキシブルに対応可能なエアブロー式の物品排除装置を提供することができ、併せて、その物品排除装置を選別部とする物品検査装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る物品排除装置を備えた物品検査装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る物品検査装置における複数のエアノズルのうち同時エアブローする設定数Ｎｒのエアノズルの吹きつけ状態を例示する説明図であり、同図（ａ）はその選別動作時間のスタティック設定時を、同図（ｂ）はその選別動作時間のダイナミック設定時を示している。 本発明の一実施の形態に係る物品排除装置における選別排出時の第１のエアブローパターンによる第１の物品排除工程の説明図である。 本発明の一実施の形態に係る物品排除装置における選別排出時の第２のエアブローパターンによる第２の物品排除工程の説明図である。 本発明の一実施の形態に係る物品排除装置における選別排出時の第３のエアブローパターンによる第３の物品排除工程の説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。

（一実施形態）
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る物品排除装置およびこれを選別部とする物品検査装置テムの構成を示している。

まず、その構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態の物品検査装置１は、検査機１０と物品排除装置であるエアジェット選別機２０とを含んで構成されている。

検査機１０は、被検査品（物品）であるワークＷｐを所定の搬送方向（図１中のＸ方向）に搬送する搬送部１１と、所定の物品検査を行う検査部１２（物品検査部；詳細図示せず）と、それらを制御する制御部１３とを具備している。

搬送部１１は、例えば複数のローラに無端のコンベアベルトを巻回したベルトコンベア式のものであり、Ｘ方向に物品搬送可能なコンベア搬送路１１ａを有している。

検査部１２は、例えばＸ線検査を行うもので、その検査のための図示しないＸ線発生器およびＸ線検出器を有している。ただし、検査部１２は、他の検査、例えば金属検査や質量計測、形状検査等を行うもの、あるいは、そのような複数の検査のうち少なくとも１つの検査を行うものであってもよい。

制御部１３は、例えば搬送部１１によるワークＷｐの搬送速度や搬送間隔等を制御するとともにエアジェット選別機２０に対応する搬送制御信号Ｃｂを出力する搬送制御手段１３ａと、Ｘ線発生器の出力を制御したりワークＷｐの搬送速度に応じたＸ線検出器のＸ線ライン検出周期および検査期間等を制御したりする検査制御手段１３ｂと、両手段による物品検査および物品搬送を制御するため各種制御値を演算する演算制御手段１３ｃと、後述の物品検知センサによる物品検知情報や検査結果をエアジェット選別機２０側に出力する選別制御手段１３ｄと、操作入力および画面表示が可能な操作表示手段１３ｅを含んでいる。

この検査機１０は、検査部１２での検査結果に応じて、例えば検査中のワークＷｐのＸ線検査によりワークＷｐ中に異物が検出されたとの検査結果に応じて、今回のワークＷｐの物品搬入検知時点から所定の選別動作遅延時間内に、異物が検出されたワークＷｐの選別排出を指令する選別指令信号Ｒｊを生成して、選別部であるエアジェット選別機２０側に出力するようになっている。

具体的には、検査機１０の制御部１３において、操作表示手段１３ｅは、ワークＷｐの搬送方向長さであるワーク長Ｌ（mm）、搬送部１１の搬送速度Ｖｒｊ（mm/ｓ）、エアジェット選別機２０の選別能力ＰＰＳ（個／ｓ）や後述する排出モードによる同時エアブロー数Ｎｒ、選別タイミングに関する時間Ｔ３、Ｔ４（ｓ）等のパラメータ設定操作の他に、アラーム表示等を実行可能である。すなわち、操作表示手段１３ｅは、本発明にいうノズル数設定手段として機能する。

また、制御部１３の演算制御手段１３ｃは、物品検知センサ２８の検出位置から上流側の先頭エアノズル２２（１）までの距離Ｌｓ、エアノズル２２のエアノズル幅Ｌｇ（mm）、搬送方向（図１中のＸ方向）で隣り合う各一対のエアノズル２２間のピッチＬｐ（mm）、エアノズルの配列数Ｎ等を記憶し、パラメータ設定さらに、シフト時間Ｔｓ（ｓ）や選別タイミングに係る選別動作遅延時間Ｔ３（ｓ）、選別動作時間Ｔ４（ｓ）等の自動計算を実行するようになっている。

さらに、制御部１３の選別制御手段１３ｄは、検査機１０での検査結果および排出指令をエアジェット選別機２０の選別制御ユニット３０の送信する一方、エアジェット選別機２０の選別制御ユニット３０からアラーム情報等を受け取るようになっている。なお、検査機１０側の制御部１３のうち検査判定およびその判定結果出力に係る手段以外は、エアジェット選別機２０の選別制御ユニット３０によって代用することも可能である。

一方、エアジェット選別機２０は、検査機１０の物品搬送ラインであるコンベア搬送路１１ａの下流側に位置するコンベア搬送路２１ａを有する搬送部２１と、コンベア搬送路２１ａ（選別搬送路）の側方に配置された複数のエアノズル２２（図１中では先頭から順の配設位置番号（１）、（２）、・・・、（ｎ）を付記している；以下、同様）と、複数のエアノズル２２の上流側でそれぞれのエア供給経路２９を開閉する複数の電磁弁２３と、これら電磁弁２３の上流側で圧縮空気の圧力を所定圧力Ｐｊに制御する複数のフィルタレギュレータ２４（レギュレータ）と、複数のフィルタレギュレータ２４より上流側で図外のエアコンプレッサ等のエア源に接続するエア配管２５と、そのエア配管２５を介したエアの供給流量Ｑｓや供給圧力Ｐｓを監視する監視手段２６とを具備している。なお、図１中で、ｎは、３以上の整数である。

エアジェット選別機２０には、さらに、検査機１０による検査済みのワークＷｐがコンベア搬送路１１ａから下流側のコンベア搬送路２１ａ上に乗り移ったとき、そのワークＷｐの先端を検知する物品検知センサ２８と、検査機１０の制御部１３からの搬送制御信号Ｃｂや選別指令信号Ｒｊあるいは各種設定情報や指示入力、監視手段２６から得られる供給流量Ｑｓや供給圧力Ｐｓ等の監視情報、物品検知センサ２８からの物品検知信号等に基づいて、搬送部２１および複数の電磁弁２３を制御する選別制御ユニット３０と、が設けられている。

搬送部２１は、例えば複数のローラに無端のコンベアベルトを巻回したベルトコンベア式のものであり、図１中の右側に物品搬送可能なコンベア搬送路２１ａを有している。この搬送部２１は、勿論、ベルトコンベア式に限定されるものではない。

複数のエアノズル２２は、検査機１０の検査部１２の後段側に位置するフラット型（水平姿勢に配置されたものでも、垂直姿勢で搬送方向に隣り合うよう並列配置されたものでもよい）およびラウンド型、スポット型で、例えば噴射口が複数の噴射穴を有しているか、あるいは、各々が単一のスリット状の噴射口を有している。

複数の電磁弁２３は、それぞれ選別制御ユニット３０からの開閉制御信号入力に応じて後述する同時エアブローノズル数分だけ選択的に開弁したとき、エア源側から供給され複数のフィルタレギュレータ２４により所定圧力Ｐｊに制御された圧縮空気を、対応する同時エアブローノズル数分のエアノズル２２に流入させることができる一方、選別制御ユニット３０からの開閉制御信号入力がなくなってあるいは後述するエアブローシフトにより選択的に閉弁したとき、エア源側から供給され複数のフィルタレギュレータ２４により所定圧力Ｐｊに制御された圧縮空気を対応するエアノズル２２から遮断することができるようになっている。

すなわち、複数のエアノズル２２は、複数のフィルタレギュレータ２４で所定圧力Ｐｊに制御されたエアが複数の電磁弁２３を介して選択的に供給されるとき、搬送部２１の所定搬送区間である選別区間Ｚｊ内に予め設定された同時エアブローノズル数分の範囲内でエアブローを行うとともに、その同時エアブローノズル数分のエアブロー領域を搬送速度に応じ順次搬送方向にシフト（以下、エアブローシフトという）させることで、選別区間Ｚｊ内の選別対象のワークＷｐをコンベア搬送路２１ａからＹ方向に排出させるように吹き飛ばすかまたはスリップさせて選別排出するようになっている。

なお、複数のフィルタレギュレータ２４は、エア配管２５から複数のエア供給経路２９に分岐する分岐点より上流側、例えば監視手段２６とエアタンク２７の間に、単一の相対的に大容量のものとして設けることも可能である。

エア配管２５は、図外のエアコンプレッサ等のエア源に接続するとともに、それぞれに図示しない空気圧作動部を有する複数の他装置Ａ、Ｂに接続されており、エア源からの圧縮空気を各装置Ａ、Ｂおよび本実施形態の物品検査装置１に供給することができる。

エア配管２５より下流側の空気圧回路で構成されたエアジェット選別機２０の物品排出性能（単位時間当りの供給空気圧エネルギ（空気圧パワー）に応じた排出質量）は、概ねエアの所定圧力Ｐｊと供給流量Ｑｓに応じて規定されるが、所定圧力Ｐｊについては例えば０．４～０．９［ＭＰａＧ］に設定される。また、供給流量Ｑｓは、標準状態（２０℃、１ａｔｍ、湿度６５％）の大気に換算した流量値（ＡＮＲ）で、例えば、１排出ユニット当たりに対して空圧部品の一般的な基準流量レベルである４００［Ｌ／ｍｉｎ］ないし５００［Ｌ／ｍｉｎ］（ＡＮＲ）とするため、エアノズル配列数Ｎを乗じた流量を供給する。これにより、エアジェット選別機２０は、エア源から供給される圧縮空気を複数の電磁弁２３を介してエアノズル２２に供給し、搬送されているワークＷｐをエアノズル２２から噴射されるエアブローにより物品搬送ラインから排除することができる。

監視手段２６は、エア配管２５に接続するエアタンク２７から複数のフィルタレギュレータ２４を通してエアノズル２２側に流れるエアの流量、ここではエア配管２５の物品検査装置１側への分岐点付近で供給流量Ｑｓおよび供給圧力Ｐｓを検出するものであり、例えば複数のフィルタレギュレータ２４の前後差圧に応動するダイヤフラム等の可動受圧部品の変位により流量を検出するようなもの、または、複数のフィルタレギュレータ２４の上流側に配置される渦流量計、熱式質量流量計もしくはコリオリ流量計等で流量監視でき、エアパワーメータを用いることもできる。

なお、エアタンク２７は、エアコンプレッサからエア配管２５へのエア供給が同時エアブローにより不足するのを解消するために、所定容量の蓄圧リザーブタンクとして搭載されている。また、物品検知センサ２８は、検査機１０側の制御部１３（例えば、Ｘ線異物検出装置）での画像処理によるワーク検知で代用することもできる。

選別制御ユニット３０は、検査機１０の制御部１３と協働して、選別制御手段１３ｄからの排出指令や物品検知センサ２８からのワーク検知信号を受けるとともに、エアブローの開始タイミング制御やエアブロー制御用の複数の電磁弁２３ＯＮ／ＯＦＦ制御、監視手段２６で監視される供給流量Ｑｓや供給圧力Ｐｓのチェック、その他オプションの制御等を実行できるようになっている。

具体的には、選別制御ユニット３０は、検査機１０の制御部１３から検査部１２の検査結果またはそれに応じた選別指令信号Ｒｊ（排除信号）が排除対象のワークＷｐに対し入力された場合であって、その入力時点から所定の選別動作遅延時間Ｔ３が経過するとき、プログラマブルコントローラや制御基板等によるＯＮ／ＯＦＦ制御で、選別区間Ｚｊ内に入ったワークＷｐに対して所定のタイミングおよび期間にわたりエアブローできるよう、複数の電磁弁２３を前述の同時エアブローノズル数分のエアブロー領域を開閉制御することができる。

この選別制御ユニット３０は、具体的なハードウェア構成を図示しないが、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力インターフェース回路等に加え、プログラマブルコントローラを含んで構成されており、ＲＯＭや他のメモリデバイスに格納された複数の制御プログラムに従って、搬送制御、検査制御および選別動作制御等を実行することで、以下に述べる複数の手段の機能を発揮し得るようになっている。

まず、排出対象のワークＷｐに対して複数のエアノズル２２のうち同時エアブローノズル数分のエアブローを行うとともに、エアブロー領域を搬送方向にシフトさせるための、段階的な設定および処理内容について、複数のステップに分けて説明する。

（ステップ１）パラメータ設定と内部計算
まず、エアブロー制御のための設定パラメータとして、次の基本パラメータおよび同時エアブローノズル数を設定する。ここにいう基本パラメータは、搬送速度Ｖｒｊ、ワーク長Ｌ（mm）、選別能力ＰＰＳ（個／ｓ）を含んでいる。また、同時エアブローノズル数は、同時エアブロー数Ｎｒとして設定される。

また、これらのパラメータは、エアジェット選別機２０において、ワークＷｐの全体が複数のエアノズル２２のエアブロー領域に入った直後から、ワークＷｐの近傍のエアノズル２２からのエアブローをワークＷｐ全体に有効に当て、排出時のワーク姿勢を乱さずに最大排出力を与えることができるように設定される。

また、同時エアブロー数Ｎｒの設定は、選別能力ＰＰＳ（個／ｓ）やワークＷｐの形状、質量、搬送姿勢、ワークＷｐとコンベア搬送路２１ａの搬送面との摩擦、搬送速度等の諸条件において、フレキシブルに最大選別能力が得られるように設定され、ここでは、例えば３つの排出用エアブローパターンを、次の安定排出モード、高能力排出モードおよび任意設定モードのいずれかの選択により設定できるようになっている。

ここにいう安定排出モードとは、ワーク長Ｌ（mm）／エアノズル間ピッチＬｐ（mm）・・・〔１〕という計算式で、同時エアブロー数Ｎｒが近似計算できることを考慮して、同時エアブロー数Ｎｒをこの計算式〔１〕の計算結果（商）の整数に小数部切上げして１を加算（整数＋１）した値Ｎｒ１とするモードであり、ワークの全体にエアブローして排出する。

なお、ここでの整数＋１は、同時エアブロー数分のエアノズル２２からワークＷｐの移動中にワークＷｐにもれなくエアブローするために切上げ加算するものであり、これによって安定排出動作を実行可能にするものである。

また、高能力排出モードは、同時エアブロー数Ｎｒを前述の計算式〔１〕の計算結果（商）の整数に小数部切上げした値（整数＋０）Ｎｒ０とした上で、ワークの一部にエアブローして排出することで、安定排出モードよりも選別能力を相対的に高めることができるモードである。

さらに、任意設定モードは、同時エアブロー数Ｎｒをユーザの任意設定による設定値とするモードであり、ワーク長Ｌ（mm）に関係なく、実排出状態に応じて変更できるよう同時エアブロー数Ｎｒを設定可能なモードとなっている。

基本パラメータや同時エアブロー数Ｎｒの設定後、これらのパラメータの設定値を基に、次のような制御パラメータが計算可能となる。

エアブローシフト時間Ｔｓ（ｓ）は、搬送中のワークＷｐの移動に同期したエアブローを可能にする時間であり、このエアブローシフト時間Ｔｓは、エアノズル間ピッチＬｐの通過時間となる。すなわち、シフト時間Ｔｓ（ｓ）＝エアノズル間ピッチＬｐ（mm）／搬送速度Ｖｒｊ（mm/ｓ）・・・〔５〕という計算式で計算できる。ここでのエアノズル間ピッチＬｐは、同時エアブロー数Ｎｒ分のエアノズル２２からのエアブロー領域が搬送方向に途切れず、エアブローしないゾーンができないように設定され、図１中ではエアノズル間ピッチＬｐ＞ノズル幅Ｌｇの関係に図示されているが、好適には、エアノズル間ピッチＬｐは、エアノズル幅Ｌｇ（mm）に等しいか近似する値に設定される。

（ステップ２）排出タイミングの調整
排出タイミングの調整のため、このタイミングに関する選別動作遅延時間Ｔ３と選別動作時間Ｔ４が設定される。

まず、選別動作遅延時間Ｔ３（ｓ）は、ワークＷｐが物品検知センサ２８により通過検知された直後から同時エアブロー領域の全域に搬入されるまでの時間として設定されており、例えば次式〔６〕で算出される。

Ｔ３（ｓ）＝（Ｌｓ（mm）＋Ｌｐ（mm）×Ｎｒ）／搬送速度Ｖｒｊ（mm/ｓ）・・・〔６〕
ここで、Ｌｓは、物品検知センサ２８の検出位置から上流側の先頭エアノズル２２（１）までの距離、Ｌｇは、エアジェット選別機２０のエアノズル幅、Ｌｐは、搬送方向で隣り合う各一対のエアノズル２２間のピッチである。

次に、選別動作時間Ｔ４（ｓ）が設定され、調整される。

この選別動作時間Ｔ４は、エアブローにより対象ワークを系外に排出するための動作時間であり、スタティック設定とダイナミック設定という２つの設定法が準備されている。なお、ここで用いる同時エアブロー数Ｎｒは、ステップ１で設定済みの設定値である。

スタティック設定では、図２（ａ）に示すように、ワークＷｐを静止させた状態下で、同時エアブロー数分のエアノズル２２（同図中のエアノズル２２（１）、２２（２））からワークＷｐにエアブローによる排出力を加えて、その排出力を受けたワークＷｐが同図中に示すようにコンベア搬送路２１ａの系外（同図中の下方側）に排出されるまでの選別動作時間Ｔ４を調整する。

また、ダイナミック設定では、前述の選別動作遅延時間Ｔ３（ｓ）の調整後、ワークＷｐの実搬送状態下で、ユーザの任意設定により図２（ｂ）に示すような選別動作時間Ｔ４を調整する。

次に、選別動作時間Ｔ４に対して以下の２つの条件ａ、ｂを満たすか否かによって、排出可否条件を確認する。

条件ａとして、１／選別能力ＰＰＳ（個／ｓ）＞Ｔ４（ｓ）・・・式〔７〕を満たすか否か、すなわち、選別能力ＰＰＳ（個／ｓ）の設定値に対応するワーク１個当たりの選別動作時間が選別動作時間Ｔ４の設定時間より長いか否かが判定される。この条件ａが満足される場合、実際の選別動作に割り当てられる時間が選別動作時間Ｔ４の設定値より長い時間で、選別動作が可能であることがわかる。

また、条件ｂとして、エアブローシフト時間Ｔｓ×（ノズルの配列数ｎ－同時エアブロー数Ｎｒ）≧Ｔ４（ｓ）・・・式〔８〕を満たすか否か、すなわち、エアブローシフトにおけるシフト単位ノズル数分の移動がエアブローシフト時間Ｔｓ内で可能か否かが判定される。

そして、条件ａ、ｂのいずれかが満たされない場合、操作表示手段１３ｅによりアラーム表示を実行し、ユーザに対し設定値の見通しやワークＷｐの搬送条件確認を促す。

（ステップ３）排出動作処理
前述のようなパラメータ設定や条件確認が済むと、排出動作処理が可能となる。

この排出動作処理においては、検査機１０からエアジェット選別機２０に排出指令が出力され、選別ユニット３０に取り込まれる。そして、物品検知センサ２８が排出対象のワークＷｐを検知すると、選別動作遅延時間Ｔ３のタイマーを開始させ、選別動作遅延時間Ｔ３が経過すると、同時エアブロー数Ｎｒ分のエアノズル２２で選別動作時間Ｔ４のエアブローを開始する。

また、エアブローシフト時間Ｔｓ（mm）の経過毎に、例えばＴｓ（ｓ）×０時間経過すると、図１中の左端の先頭のエアノズル２２（１）から同時エアブロー数Ｎｒ分のエアノズル２２で同時エアブローを開始させるよう、対応する同時エアブロー数Ｎｒ分の電磁弁２３（同図中２３（１）から同時エアブロー数Ｎｒ分）を開弁させ、Ｔｓ（ｓ）×１の時間が経過すると、先頭のエアノズル２２（１）のエアブローを終了させ、エアノズル２２（Ｎｒ＋１）のエアブローを開始する。次いで、Ｔｓ（ｓ）×２の時間が経過すると、エアノズル２２（２）のエアブローを終了させ、エアノズル２２（Ｎｒ＋２）のエアブローを開始するといった具合に、エアブローシフトを実行する。このような手順でエアブローシフトを繰り返し、Ｔｓ（ｓ）×ｎの時間が経過すると、エアノズル２２（ｎ）のエアブローを終了させる。さらに、Ｔｓ（ｓ）×ｎの経過時間≧Ｔ４・・・式〔９〕の条件が満たされる状態になると、同時エアブローを終了させる。

なお、ワーク長Ｌによっては、後半のエアノズルのエアブローを実行しない場合がある。また、上記の各種パラメータは、理想計算値を示しており、任意に変更可能である。さらに、以上の説明においては、距離（mm）と時間（ｓ）の関係で説明したが、ワークＷｐの搬送移動を搬送駆動系からパルス信号で受け取り、ローラ径（mm）や回転数（ｒｐｍ）から距離換算することで、上記の排出動作処理を実行するようなことも考えられる。

次に、排出動作について説明する。

図３には、同時エアブロー数Ｎｒを１として排出動作処理を実行する場合の排出動作を模式的に例示している。

この排出動作では、図３中の（ａ）～（ｃ）へとワークＷｐの搬送が順次進行する間に、同図（ａ）に示すように、排出対象のワークＷｐ（同図中に斜線が付されている）が配置番号１のエアノズル２２（図１中の２２（１）に相当する）の正面に達すると、エアブローが開始される。

次いで、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、同時エアブロー数Ｎｒを１とするエアブローが排出対象のワークＷｐの搬送速度に応じて順次ノズル間ピッチＬｐ分ずつ下流側にシフトされ、排出対象のワークＷｐがコンベア搬送路２１ａの外側方に排出される。

この場合、直後の後続ワークＷｐも排出対象であれば、図３（ｄ）、（ｅ）に示すように、その後続ワークＷｐについても、エアブローシフトのシフト時期が先行する排出対象に対してＮｒ０×Ｔｓ分だけ遅れるタイミングでエアブローが開始され、同様な排出操作処理が実行される。

図４には、ワークＷｐのワーク長Ｌが図３の場合より相対的に長くなっており、同時エアブロー数Ｎｒを２として排出動作処理を実行する場合の排出動作を模式的に例示している。

この排出動作では、図４中の（ａ）～（ｄ）へとワークＷｐの搬送が順次進行する間に、同図（ａ）に示すように、排出対象のワークＷｐ（同図中で塗りつぶしされている）が配置番号１のエアノズル２２の正面に達した後、同図（ｂ）に示すように、そのワークＷｐの全体が配置番号１、２のエアノズル２２（図１中の２２（１）、２２（２）に相当する）の正面に達すると、エアブローが開始される。

次いで、同図（ｃ）、（ｄ）に示すように、同時エアブロー数Ｎｒを２とするエアブローが排出対象のワークＷｐの搬送速度に応じて順次ノズル間ピッチＬｐ分ずつ下流側にシフトされ、排出対象のワークＷｐがコンベア搬送路２１ａの外側方に排出される。

この場合、直後の後続ワークＷｐも排出対象であれば、同図（ｅ）、（ｆ）に示すように、その後続ワークＷｐについても、エアブローシフトのシフト時期が先行する排出対象に対してＮｒ０×Ｔｓ分だけ遅れるタイミングでエアブローが開始され、同様な排出操作処理が実行される。

図５には、ワークＷｐのワーク長Ｌが図４の場合よりさらに長くなっており、同時エアブロー数Ｎｒを３として排出動作処理を実行する場合の排出動作を模式的に例示している。

この排出動作では、図５中の（ａ）～（ｅ）へとワークＷｐの搬送が順次進行する間に、同図（ａ）、（ｂ）に示すように、排出対象のワークＷｐ（同図中で塗りつぶしされている）が配置番号１、２のエアノズル２２の正面に達した後、同図（ｃ）に示すように、そのワークＷｐの全体が配置番号１～３のエアノズル２２の正面に達すると、エアブローが開始される。

次いで、同図（ｄ）、（ｅ）に示すように、同時エアブロー数Ｎｒを３とするエアブローが排出対象のワークＷｐの搬送速度に応じて順次ノズル間ピッチＬｐ分ずつ下流側にシフトされ、排出対象のワークＷｐがコンベア搬送路２１ａの外側方に排出される。

図示はしないが、この場合も、直後の後続ワークＷｐが排出対象であれば、その後続ワークＷｐについても、エアブローシフトのシフト時期が先行する排出対象に対してＮｒ０×Ｔｓ分だけ遅れるタイミングでエアブローが開始され、同様な排出操作処理が実行されることになる。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態の物品検査装置１においては、本発明の物品排除装置の一実施形態をエアジェット選別機２０として備えており、ノズル数設定手段としての制御部１３の操作表示手段１３ｅによる同時エアブロー数の設定値（設定数）分のエアノズル２２からの同時エアブローによって、排除対象のワークＷｐがコンベア搬送路２１ａ外に排出される。

また、複数のエアノズル２２より上流側の物品検知センサ２８により、最上流のエアノズル２２（１）側の同時エアブロー領域内への物品の搬入が検知されると、その検知タイミングを基準に、物品搬送速度およびエアノズル２２のノズル幅Ｌｇに基づいて設定数のエアノズル２２のブロー幅領域を搬送速度に応じて搬送方向下流側にシフトさせながら、同時エアブローを実行するよう、エアブロー制御部である選別制御ユニット３０により複数の電磁弁２３が同時エアブロー数の設定数の単位で作動するように開閉制御される。

したがって、ワーク長Ｌ（物品の搬送方向長さ）が変わっても、例えば同時エアブローするエアブロー領域のシフト速度を変えることなく同時エアブローノズルの設定数を変化させることで排出力を十分に調整でき、エアノズルの交換が不要で、しかも、検査対象物品のサイズや質量にフレキシブルに対応可能な装置となる。

しかも、本実施形態では、ノズル数設定手段としての制御部１３の操作表示手段１３ｅへの操作入力を基に、制御部１３および選別制御ユニット３０により、指定されたワーク長Ｌに基づいてエアノズル２２の同時エアブロー数Ｎｒを設定するので、ワーク長Ｌに対応するエアブロー領域幅を図３～図５に例示したように、エアノズル間ピッチＬｐの１倍、２倍、３倍と大きく異なる領域幅に的確に設定可能となる。

また、本実施形態では、ノズル数設定手段として機能する制御部１３および選別制御ユニット３０が、指定されたワーク長Ｌに対して、同時エアブロー数Ｎｒが相違する複数の設定モードである安定排出モード、高能力排出モードおよび任意設定モードを有している。したがって、同一のワーク長Ｌに対して複数の質量やエアブローを受ける代表面積等が相違する複数品種のワークＷｐに対してもエアジェット選別機２０におけるエアの吹きつけ条件を容易に設定可能となる。

さらに、本実施形態では、同時エアブロー数Ｎｒが複数に設定されている場合であって、物品搬送ライン上のワークＷｐの搬送方向移動に応じて同時エアブローする複数のエアノズル２２のうち上流側のエアノズル２２（１）等（例えば図４中の配置番号１、２）に対応する上流側の電磁弁２３（１）等を閉弁させるとき、その複数のエアノズル２２（１）等の下流側に位置する待機エアノズル２２（例えば図４中の配置番号３）に対応する待機電磁弁２３を開弁させるように構成してもよい。この場合、同時エアブローする複数の隣接ノズルの数に対して、複数の隣接ノズルによるエアブロー領域の搬送方向へのシフト速度を独立して可変設定でき、多様な吹きつけ条件の排出パターンを容易に設定可能となる。

本実施形態の物品検査装置１では、検査機１０での検査対象のワークＷｐに対して同時エアブロー数Ｎｒの設定数のエアノズル２２からの同時エアブローがなされる一方、ワークＷｐの搬送速度Ｖｒｊおよびエアノズル２２のノズル幅Ｌｇやノズル間ピッチＬｐ等に基づいて、同時エアブロー数Ｎｒのエアノズル２２のブロー幅領域が搬送方向に順次ノズル間ピッチＬｐ分だけシフトされる。そして、上流側の物品検知センサ２８により最上流のエアノズル２２（１）のブロー領域内への物品の進入が検知されると、その検知タイミングを基準に、ワークＷｐの搬送速度Ｖｒｊおよびエアノズル２２のノズル幅Ｌｇ等に基づいて、選別制御ユニット３０により複数の電磁弁２３が同時エアブロー数Ｎｒの設定数の単位で作動するように開閉制御される。したがって、ワーク長Ｌが変わっても、例えば同時エアブロー数Ｎｒのエアノズル２２のシフト速度を変えることなく設定数を変化させる等して排出力を十分に調整でき、エアノズル２２の交換が不要で、しかも、検査対象物品のサイズや質量にフレキシブルに対応可能なエアジェット選別機２０を有する物品検査装置となる。

すなわち、本実施形態では、比較的幅狭の複数のエアノズル２２をそれぞれ物品搬送方向に対し略直交するエアブロー方向としつつ物品搬送方向に互いに隣り合うように配列し、これら複数のエアノズル２２を複数の電磁弁２３の開閉制御により同時エアブロー数Ｎｒの単位で作動させることにより、幅広エアノズルを採用する場合よりも高能力の選別が可能となる。また、最大選別能力に対応するワークピッチＡ（ｓ／個）＝（Ｌ＋Ｌｇ）／Ｖｒｊの計算式（電気的遅れは除く）で求めることができる。

このように、本実施形態によれば、エアノズル２２の交換が不要で、しかも、検査対象物品のサイズや質量にフレキシブルに対応可能なエアジェット選別機２０（エアブロー式の物品排除装置）を提供することができ、併せて、その物品排除装置を選別部とする物品検査装置１を提供することができる。

また、本実施形態においては、エアジェット選別機２０に並列配置した複数のエアノズル２２を同時エアブローすることで、排出対象ワークＷｐを、通常のシングルエアノズルでは排出できなかった長物や中重量品まで拡張でき、より高能力の選別が可能となるものである。

換言すれば、ワークサイズ（ワーク長Ｌ）に合った最適なエアノズル数Ｎｒで同時エアブローを行い、それら同時エアブローするエアノズルを物品搬送速度Ｖｒｊに合わせて搬送方向にシフトさせるので、次の課題をクリアできる。
ｉ）搬送速度に依存せずにワークＷｐの搬送系外（生産ライン外）への排出に必要な時間の的確なエアブローを実行することができる。
ii)シングルエアノズルでは排出できなかった長物ワークを排出できる。
iii)最適なエアノズル数Ｎｒによる同時エアブローにより、排出力が向上し、中重量品のワーク排出が可能となる。ただし、必要エア流量×配列数ｎ分の要求流量（L/min）の確保が必要である。
iv)個々のエアノズル２２に対してエアブロー制御できるので、並列する複数のノズル分の選別領域内に複数のワークＷｐが搬入されても、ワークＷｐ毎の排出制御が可能となるから、高能力選別が可能である。

以上説明したように、本発明の物品排除装置および物品検査システムは、物品搬送ライン上からの物品排除のためのエアブロー時間を簡単に設定可能あり、最大の実排出質量も算出できるため、ユーザの負担軽減を図ることのできる物品排除装置および物品検査システムを提供することができるものである。かかる本発明は、エアブロー式の物品排除装置および物品検査システム全般に有用である。

１ 物品検査装置
１０ 検査機
１１、２１ 搬送部
１１ａ、２１ａ コンベア搬送路
１２ 検査部
１３ 制御部（ノズル数設定手段）
１３ａ 搬送制御手段
１３ｂ 検査制御手段
１３ｃ 演算制御手段（記憶演算手段）
１３ｄ 選別制御手段
１３ｅ 操作表示手段（ノズル数設定手段）
２０ エアジェット選別機（選別部、物品排除装置）
２２ エアノズル（複数のエアノズル）
２２（１） 先頭エアノズル
２３ 電磁弁
２３（１） 先頭エアノズル電磁弁
２４ フィルタレギュレータ
２５ エア配管
２６ 監視手段（流量監視手段、エア圧監視手段）
２７ エアタンク
２８ 物品検知センサ
２９（１）、２９（２）、２９（ｎ） エア供給経路
３０ 選別制御ユニット（ノズル数設定手段、エアブロー制御部）
Ｌ ワーク長（ワークの搬送方向長さ）
Ｌｇ ノズル幅
Ｌｐ エアノズル間ピッチ
Ｎ エアノズルの配列数
Ｎｒ 同時エアブロー数（同時エアブローするエアノズルの数）
Ｎｒ０ 高能力排出モード同時エアブロー数
Ｎｒ１ 安定排出モード同時エアブロー数
ＰＰＳ 選別能力
Ｔ３ 選別動作遅延時間
Ｔ４ 選別動作時間
Ｔｓ エアブローシフト時間
Ｗｐ ワーク（物品、被検査品）
Ｚｊ 選別区間

Claims (5)

1. 物品搬送ラインに組み込まれ、搬送される物品をエアブローによって排除する物品排除装置であって、
   前記物品の搬送方向に沿って所定のピッチで配列された３以上の所定ノズル幅のエアノズルと、
   前記エアノズルのそれぞれに対応して設けられ、エア源から供給される圧縮空気を各エアノズルに供給制御する３以上の電磁弁と、
   前記３以上のエアノズルのうち同時にエアブローする複数のエアノズルの数を設定するノズル数設定手段と、
   前記３以上のエアノズルより上流側に設けられ、前記３以上のエアノズルのうち最上流のエアノズルのブロー領域内への前記物品の搬入を検知する物品検知センサと、
   前記物品検知センサによる物品検知タイミングを基準に、前記物品の搬送速度および前記エアノズルのノズル幅に基づいて前記ノズル数設定手段で設定された設定数のエアノズルのブロー幅領域を搬送方向に前記ピッチ分ずつ順次シフトさせながら該ブロー幅領域のエアブローを実行するよう、前記３以上の電磁弁を該エアブローを実行する前記設定数の単位で作動するように開閉制御するエアブロー制御部と、を備えたことを特徴とする物品排除装置。
2. 前記ノズル数設定手段が、指定された前記搬送方向における物品長さに基づいて前記エアノズルの前記設定数を設定することを特徴とする請求項１に記載の物品排除装置。
3. 前記ノズル数設定手段が、指定された前記物品長さに対して、前記エアノズルの前記設定数が相違する複数の設定モードを有することを特徴とする請求項２に記載の物品排除装置。
4. 前記物品搬送ライン上の前記物品の搬送方向移動に応じて前記同時にエアブローする複数のエアノズルのうち上流側のエアノズルに対応する上流側の電磁弁を閉弁させるとき、
   該複数のエアノズルの下流側に位置する待機エアノズルに対応する待機電磁弁を開弁させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の物品排除装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の物品排除装置を選別部として備えるとともに、前記物品搬送ライン上の前記物品毎に所定の物品検査を実行する検査部を備えた物品検査装置。

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