专利名称：色彩甄选机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据色彩来甄选颗粒状物的合格、不合格的装置。
背景技术：
公知一种色彩甄选机，其将光投射到作为原料的被甄选物(颗粒状物)，通过光传感器等检测来自该被甄选物的光量与作为基准的背景的光量的差，根据该光传感器的检测信号，通过喷风喷嘴等喷射器，甄选/除去不具有预定的色彩(光量)的颗粒状物。另外，在甄选出的不具有规定的色彩的颗粒状物中，混入了某种程度的正常的颗粒状物(合格颗粒)。 因此，通常设置从由不合格颗粒排出口排出的颗粒状物再甄选合格颗粒的二次甄选部，而谋求提高甄选率。甄选率是指在不合格颗粒口侧分离出的颗粒状物中混合的不合格颗粒的总重量相对于在作为原料的颗粒状物中混合的不合格颗粒的总重量的比例。
现有技术文献
专利文献
专利文献I :日本专利第3044701号公报
在专利第3044701号公报中，揭示了一种颗粒状物色彩甄选机，其特征在于如该申请的图6所概要表示的那样，通过分隔壁对传送带的输送面101进行划分，形成二次甄选用输送面103，并且设置二次甄选用的振动供给流槽(供给器，未图示)、检测部104、喷射器 105，进而，在控制部中对一次甄选用、二次甄选用设置分别具有正的基准电压(阈值)的比较器，并且分别设置用于输出或停止来自各比较器的信号的开关。
由此，向通过传送带上的分隔壁102形成的二次甄选用输送面103供给通过一次甄选被除去的在不合格颗粒排出口侧分离的颗粒物，并行地进行一次甄选和二次甄选，这时，在通过一次甄选被除去的在不合格颗粒排出口侧分离出的颗粒状物中正常颗粒(合格颗粒)少时，在二次甄选中，通过开关切换/设定与一次甄选相反的基准电压，通过喷射器除去个数比不合格颗粒的个数少的合格颗粒(逆除去(逆打6 ))。
上述揭示的色彩甄选机对于一次甄选和二次甄选，能够与不合格颗粒的混入比例对应地设定正的基准电压或负的基准电压，或者在一次甄选和二次甄选中改变甄选灵敏度，或者对二次甄选设定上述的“逆除去”。
但是，在一次甄选部和二次甄选部中改变甄选灵敏度，或者对二次甄选部设定“逆除去”并不能说是解决成品率低下的根本方法。即，上述色彩甄选机由于重视在一次甄选部中在合格颗粒侧分离出的颗粒状物中不合格颗粒的混入少、换言之就是重视在合格颗粒侧分离出的颗粒状物的质量而确实地除去不合格颗粒，因此大多伴随着不合颗粒的除去也将合格颗粒一起甄选/除去。同样，在二次甄选部中，也大多伴随着不合格颗粒的除去也将合格颗粒一起甄选/除去，产生在不合格颗粒中混入合格颗粒的比例多而成品率降低的倾向。参照图7A、图7B、图8说明其原因。
图7A、图7B、图8表示多通道方式的色彩甄选机的喷射器喷嘴105。相邻的2列喷风喷嘴口 105a、105b之间的间隔狭窄地形成约为I. Omm0现有的色彩甄选机如图7A和图7B所示，在不合格颗粒接近合格颗粒而通过喷风喷嘴口 105a的附近时，为了防止不合格的颗粒的误除去，而设定为使与合格颗粒接近的喷风喷嘴口 105b与喷风喷嘴口 105a两列同时动作进行喷风/除去。因此，产生成品率降低的倾向。另外，在如图8那样，不合格颗粒跨过2列喷风喷嘴口 105a、105b之间而通过的情况下，在只有I列喷风喷嘴口 105b动作时， 无法向不合格颗粒的中心位置(重心位置)喷风，因此，会发生不合格颗粒的误除去(排除)。 因此，设定为使喷风喷嘴口 105a与喷风喷嘴口 105b两列同时动作，对不合格颗粒的中心位置(重心位置)喷风而防止误除去。但是，在喷风喷嘴口 105a侧通过合格颗粒时，由于牵连而合格颗粒被除去，成为发生成品率降低的倾向的原因。发明内容
发明要解决的问题
本发明鉴于上述问题点，其技术课题在于提供一种色彩甄选机，其能够抑制以下的情况，即在一次甄选部和二次甄选部中使甄选算法和喷射器喷嘴两者的动作不同，在分离不合格颗粒时，合格颗粒被牵连而一起被分离，结果导致成品率降低。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明说明以下的技术手段，即一种色彩甄选机，其具备一次甄选部、二次甄选部、·喷射器动作决定单元，上述一次甄选部具备使作为原料的颗粒状物带状地流下的一次甄选用的输送单元；设置在从该输送单元落下的颗粒状物的落下轨迹上的光学检测部；以及设置在该光学检测部的更下方而从正常的颗粒状物除去一次不合格颗粒的喷射器单元，上述二次甄选部具备使在该一次甄选部中被除去的一次不合格颗粒多列状地流下的二次甄选用的输送单元；设置在从该输送单元落下的颗粒状物的落下轨迹上的光学检测部；以及设置在该光学检测部的更下方而从一次不合格颗粒中除去二次不合格颗粒的喷射器单元，在该色彩甄选机中，
上述一次甄选部和二次甄选部中的上述光学检测部都具备对摄像得到的颗粒状物的图像进行二值化的二值化单元；从通过该二值化单元得到的图像中提取出颗粒状物的缺陷部分的缺陷检测单元；对通过上述二值化单元得到的颗粒状物的外形部分的图像实施收缩处理的收缩单元；对通过上述缺陷检测单元得到的颗粒状物的缺陷部分的图像实施膨胀处理的膨胀单元；对通过上述收缩单元得到的外形部分的收缩图像和通过上述膨胀单元得到的缺陷部分的膨胀图像进行合成的合成单元，其中，喷射器动作决定单元针对根据通过上述合成单元得到的图像而动作的喷射器单元的动作，使上述一次甄选部用的喷射器单元的喷风动作和上述二次甄选部用的喷射器单元的喷风动作不同。
具体地说，上述喷射器动作决定单元针对一次甄选用的喷射器单元，使除去该一次不合格颗粒的喷风喷嘴口和与之相邻的喷风喷嘴口动作，另一方面，对于上述二次甄选部用的喷射器单元，只使除去该二次不合格颗粒的喷风喷嘴口动作。
根据权利要求2记载的发明，其特征在于上述收缩单元针对通过上述一次甄选部得到的颗粒状物的外形部分的图像，至少实施一次4近旁收缩处理，另一方面，针对通过上述二次甄选部得到的颗粒状物的外形部分的图像，实施多次横收缩处理。
根据权利要求3记载的发明，上述膨胀单元针对通过上述一次甄选部得到的颗粒状物的缺陷部分的图像，实施多次8近旁膨胀处理，另一方面，针对通过上述二次甄选部得到的颗粒状物的缺陷部分的图像，实施多次8近旁膨胀处理。
根据权利要求4记载的发明，其特征在于还设置有中心位置计算单元，其根据通过上述合成单元得到的图像，计算出颗粒状物的落下方向的中心位置。
发明效果
根据本发明的色彩甄选机，通过二值化单元按照规定的阈值对通过内置在光学检测部中的CCD照相机等摄像单元摄像所得的颗粒状物的图像进行二值化，通过缺陷检测单元对二值化图像的黑色部分的像素进行计数，判定颗粒状物的缺陷部分的有无。另外，通过收缩单元对与颗粒状物的外形部分有关的二值化图像实施收缩处理，生成收缩图像。由此，使图像的外形部分向颗粒的中心位置方向收缩，因此，能够进行设定而只使位于靠近颗粒的中心位置的区域的喷风喷嘴口动作。进而，通过膨胀单元，对与颗粒状物的缺陷部分有关的二值化图像实施膨胀处理，生成膨胀图像。由此，能够对上述收缩处理后的外形部分的图像强调缺陷部分而取得。
换一种说法，根据通过上述收缩单元得到的外形部分的收缩图像，根据与喷风喷嘴口的关系识别颗粒状物的位置，根据缺陷部分的膨胀图像来判定是否是不合格颗粒。
接着，通过合成单元，通过加法运算、减法运算、或乘法运算等公知的方法，对收缩处理后的外形部分的图像与膨胀处理后的缺陷图像进行合成。然后，通过喷射器动作决定单元，根据上述合成后的图像，进行处理而使一次甄选部用的喷射器单元的喷风动作与上述二次甄选部用的喷射器单元的喷风动作不同，即在一次甄选中，使除去一次不合格颗粒的喷风喷嘴口和与之相邻的喷风喷嘴口同时动作，在二次甄选中，只使除去二次不合格颗粒的喷风喷嘴口动作。由此，在一次甄选部中，能够进行可防止不合格颗粒的除去遗漏这样的以质量为重点的甄选，另一方面，在二次甄选部中，能够进行防止在不合格颗粒的分离时合格颗粒被牵连而一起被分离的以提高成品率为重点的甄选。
权利要求2记载的发明是在上述收缩单元中，针对通过上述一次甄选部得到的颗粒状物的外形部分的图像实施至少一次4近旁收缩处理，另一方面，针对通过上述二次甄选部得到的颗粒状物的外形部分的图像，实施多次横收缩处理，因此，在一次甄选部中能够减轻图像处理的负荷，另一方面，在二次甄选部中，不合格颗粒的图像的外形向颗粒的中心位置方向收缩，在图中颗粒状物的重心位置向喷风喷嘴口的宽度方向中央侧移动，能够明确地判别应该动作的喷射器，因此，能够高精度地适当地只除去不合格颗粒。
权利要求3记载的发明是在上述膨胀单元中，针对通过上述一次甄选部得到的颗粒状物的缺陷部分的图像，实施多次8近旁膨胀处理，另一方面，针对通过上述二次甄选部得到的颗粒状物的缺陷部分的图像，实施多次8近旁膨胀处理，因此，能够对缺陷部分进行强调处理，使得不会因颗粒状物的外形部分的图像的收缩处理而丢失缺陷部分的信息。
权利要求4记载的发明还设置有根据通过上述合成单元得到的图像而计算出颗粒状物的落下方向的中心位置的中心位置计算单元，因此，能够通过简单的处理求出不合格颗粒的中心位置0，高精度地适当地除去不合格颗粒。
图I是本发明的实施方式的色彩甄选机的概要图。
图2是本发明的色彩甄选机的控制部所具有的图像处理部的框图。
图3是通过CXD照相机取得的原始图像、通过图像处理部对原始图像进行变换时的概念图。
图4是将对外形部分的图像和缺陷部分的图像进行合成所得的图像数据输入到重叠处理部时的概念图。
图5A是计算图像处理后的颗粒的中心位置时的概念图。
图5B是计算图像处理后的颗粒的中心位置时的概念图。
图6是使用了现有的传送带的色彩甄选机的立体图。
图7A是表示喷射器喷嘴的喷风和合格颗粒牵连的概要说明图。
图7B是表示喷射器喷嘴的喷风和合格颗粒被牵连的概要说明图。
具体实施方式
参照附图，说明用于实施本发明的形式。图I是本发明的实施方式的色彩甄选机的概要图。该色彩甄选机I以谷粒、树脂小球、豆、其他颗粒状物为原料，能够根据色彩甄选合格颗粒和不合格颗粒、或混入到原料中的异物等。色彩甄选机I同时设置有一次甄选部、 二次甄选部，在各个甄选部中配置与现有技术相同的色彩甄选机的结构部件。
S卩，如果说明一次甄选部相关的结构部件，则具备从水平位置倾斜了约60度的角度而配置的作为输送单元的滑槽2 ;用于贮存谷粒等颗粒物的贮存罐3 ;用于将来自贮存罐3的颗粒状物输送到滑槽2的振动送料器4 ;隔着从滑槽2的下端流下的颗粒状物的流下轨迹的上下而设置的光学检测部5 ;设置在更下方的喷射器喷嘴6 ;—次合格颗粒排出流槽7，在喷射器喷嘴6的下方位于与上述滑槽2同一倾斜线上，不接受来自喷射器喷嘴6的喷风而直接接受流下轨迹的颗粒状物；用于接受来自喷射器喷嘴6的喷风而从正常颗粒状物中回收不合格颗粒的一次不合格颗粒排出流槽8。
理想的是一次甄选用的滑槽2是为了使颗粒状物宽幅度地带状滑行而没有沟部的平板形状。另外，为了防止甄选对象的颗粒状物在滑槽2中滑行过程中从底面上浮而不使颗粒状物从滑槽2溢流，也可以从底面隔开预定的间隔地设置滑槽外罩。
振动送料器4在支承部4b上支承有送料器滤槽4a，通过使电磁驱动线圈等振动装置动作，能够向滑槽2供给颗粒状物。
光学检测部5配设有可视光用的CXD照相机9、由近红外光用的NIR照相机10等构成的光传感器部、由荧光灯等构成的可视光源11、由卤素灯等构成的近红外光源12、与光传感器部对应的对置用背景13。
符号14是为了对通过一次甄选部甄选出的不合格颗粒进行再甄选而向二次甄选部进行供给的升降机。
接着，说明与二次甄选部相关的结构部件。作为与一次甄选部的不同点，可以列举滑槽2A的形状，二次甄选用的滑槽2A为了使颗粒状物在被分割为多个列状(多列状)的状态下滑行，而形成有多个沟部。作为该沟部的截面形状，可以适当地采用U字形、V字形、凹字形等。另外，具备二次合格颗粒排出流槽7A，其在喷射器喷嘴6的下方位于与上述滑槽 2A同一倾斜线上，不接受来自喷射器喷嘴6的喷风而直接接受流下轨迹的颗粒状物；二次不合格颗粒排出流槽8A，用于接受来自喷射器喷嘴6的喷风而从正常颗粒状物中回收不合格颗粒。其它结构与上述一次甄选部的结构大致相同。
符号15是用于根据通过光学检测部5取得的图像数据，判别颗粒状物的合格、不合格、或者控制运算处理、色彩甄选机的控制部。作为控制部的具体结构，理想的是由计算机等电子计算机构成，例如可以由键盘、鼠标等输入单元、进行运算/判断/图像处理等的CPU、存储用于使色彩甄选机I动作的动作程序或用于对图像数据进行编辑的存储装置(RAM、R0M、硬盘驱动器等)等构成。该控制部15电气地与振动送料器4、CCD照相机9、NIR照相机10、可视光源U、近红外光源12、喷射器喷嘴6的驱动部等连接，对上述各部件进行控制。
〈关于控制部所具有的图像处理部〉
图2是上述控制部15所具有的图像处理部16的框图。该图像处理部16包括以下部件而构成主要部分预处理部17，使来自CXD照相机9等的图像同步化，并且对通过偏转了的照明得到的图像进行浓淡(shading)修正；对修正后的图像进行二值化处理的二值化处理部18 ;缺陷检测部19，其对该二值化图像的黑部分的像素进行计数，在检测出预定的阈值以上时，判定为在颗粒状物中存在缺陷部分；用于使与该缺陷检测部19的定时一致的延迟电路20 ;第一收缩处理部21，其对提取出了颗粒状物的外形部分的二值化图像进行收缩处理；第二收缩处理部22，其对通过该第一收缩处理部21进行了收缩后的图像进一步进行收缩处理；第一膨胀处理部23，其对提取出了颗粒状物的缺陷的二值化图像进行膨胀处理；第二膨胀处理部24，其对通过该第一膨胀处理部23进行了膨胀后的图像进一步进行膨胀处理；重叠处理部25，其根据该图像，决定为使存在缺陷部分的颗粒的喷风喷嘴口和相邻的喷风喷嘴口的2列同时进行喷风动作；阀分配处理部26，其产生喷射器喷嘴的阀的开/关信号；中心位置计算部27，其在颗粒状物的落下方向上求出该颗粒状物的中心位置； 喷射延迟(延迟时间)处理部28 ;喷射长度(喷射时间)处理部29。另外，在本·发明中说明的喷射器动作决定单元表示合并上述重叠处理部25和阀分配处理部26。
如图2所示，在CXD照相机9中内置有由CXD芯片9a构成的CXD元件。另外，该 CXD芯片9a形成为在水平方向上看，全部具有2048像素(pixel)，从I到1800监视一次甄选部(平板形状的滑槽2的宽度方向)，从1801到2048监视二次甄选部(形成了多个沟部的多列状的滑槽2A的宽度方向)。由此，通过像素的区域对一次甄选部和二次甄选部进行划分，因此，能够通过一次甄选部和二次甄选部进行不同的图像处理。
<关于二值化处理>
图3表示通过(XD照相机9等取得的原始图像、通过图像处理部16对该原始图像进行变换时的各种图像的概念图。图3中的a表示具有表示为黑色的缺陷部分的不合格颗粒跨过喷射器喷嘴6的喷风喷嘴口 6a、6b之间而通过的情况。即，如果设不合格颗粒的长度(在喷射器喷嘴6的宽度方向上观看的长度)为L，则喷风喷嘴口 6a侧占有全长L的75% 的比例，另一方面，从喷风喷嘴口 6a超出的部分为全长L的25%的比例。
但是，该不合格颗粒在到达该喷风喷嘴口 6a、6b之前，已经通过设置在上游侧的 CCD照相机9进行了摄像。由此得到的图像被作为原始图像(图3中的a的图像)提供给图像处理部16，进行如下处理，即通过预处理部17对图像进行同步化，并且对通过偏转了的照明取得的图像进行浓淡修正。
通过预处理部17修正后的图像被输入到二值化处理部18。在二值化处理部18中， 对图像进行二值化处理，分开使用与像素的亮度有关的外形阈值和与其不同的与亮度有关的缺陷部分的阈值，而被分为外形部分和缺陷部分。即，在原始图像如图3中的a所示那样时，例如根据二值化后的原始图像，利用外形阈值如图3中的b那样生成外形部分，另一方面，根据二值化后的原始图像，利用缺陷部分阈值，如图3中的c那样生成缺陷部分。由此， 能够进行不合格颗粒的外形提取和缺陷提取。
〈关于外形部分的收缩处理〉
通过二值化处理部18生成的外形部分的二值化图像依次地被送到第一收缩处理部21和第二收缩处理部22，重复多次实施收缩处理。这时，在一次甄选部和二次甄选部中， 使收缩处理的次数和收缩方法不同。
[表 I]
权利要求
1.一种色彩甄选机，其是根据色彩对颗粒状物的合格、不合格进行甄选的装置，该色彩甄选机的特征在于，具备一次甄选部、二次甄选部、喷射器动作决定单元，上述一次甄选部具备使作为原料的颗粒状物带状地流下的一次甄选用的输送单元； 设置在从该输送单元落下的颗粒状物的落下轨迹上的光学检测部；以及设置在该光学检测部的更下方而从正常的颗粒状物中除去一次不合格颗粒的喷射器单元，上述二次甄选部具备使在该一次甄选部中被除去的一次不合格颗粒多列状地流下的二次甄选用的输送单元；设置在从该输送单元落下的颗粒状物的落下轨迹上的光学检测部；以及设置在该光学检测部的更下方而从一次不合格颗粒中除去二次不合格颗粒的喷射器单元，上述一次甄选部和二次甄选部中的光学检测部具备对摄像得到的颗粒状物的图像进行二值化的二值化单元；从通过该二值化单元得到的图像中提取出颗粒状物的缺陷部分的缺陷检测单元； 从通过上述二值化单元得到的图像中提取出颗粒状物的外形部分的外形检测单元；对通过上述外形检测单元提取出的外形部分的图像实施收缩处理的收缩单元；对通过上述缺陷检测单元得到的缺陷部分的图像实施膨胀处理的膨胀单元；对通过上述收缩单元得到的外形部分的收缩图像和通过上述膨胀单元得到的缺陷部分的膨胀图像进行合成的合成单元，喷射器动作决定单元根据通过上述合成单元得到的图像，使上述一次甄选部用的喷射器单元进行使与不合格颗粒位置对应的喷风喷嘴口和与之相邻的喷风喷嘴口同时动作的喷风动作，使上述二次甄选部用的喷射器单元进行只使与二次不合格颗粒位置对应的喷风喷嘴口动作的喷风动作。
2.根据权利要求I所述的色彩甄选机，其特征在于上述收缩单元在上述一次甄选部中，对颗粒状物的外形部分的图像至少实施一次4近旁收缩处理，在上述二次甄选部中，对颗粒状物的外形部分的图像实施多次横收缩处理。
3.根据权利要求I或2所述的色彩甄选机，其特征在于上述膨胀单元在上述一次甄选部和上述二次甄选部的任意一个中，都对颗粒状物的缺陷部分的图像实施多次8近旁膨胀处理。
4.根据权利要求I所述的色彩甄选机，其特征在于还设置有中心位置计算单元，其根据通过上述收缩单元得到的图像计算出颗粒状物的落下方向的中心位置。
全文摘要
本发明提供一种色彩甄选机，其对于一次甄选部和二次甄选部，使作为甄选算法及其结果的喷射器喷嘴的动作不同，能够抑制因合格颗粒的牵连造成的成品率低下。具备对颗粒状物的图像进行二值化的二值化单元；提取出颗粒状物的缺陷部分的缺陷检测单元；对颗粒状物的外形部分的图像实施收缩处理的收缩单元；对颗粒状物的缺陷部分的图像实施膨胀处理的膨胀单元；对外形部分的收缩图像和缺陷部分的膨胀图像进行合成的合成单元，其中，根据通过该合成单元得到的图像，使一次甄选部用的喷射器单元和二次甄选部用的喷射器单元的喷风动作不同。
文档编号B07C5/36GK102947015SQ20118003004
公开日2013年2月27日 申请日期2011年6月2日 优先权日2010年6月18日
发明者田中谦光 申请人:株式会社佐竹