JP5688711B2 - 選果システム - Google Patents

Description

本発明は、青果物、特に、いちごやトマトやナスや柿等のがく片（通称へた）を有する青果物を選別してパック詰めする選果システムの技術に関する。

従来から、糖度や酸度等の内部品質を判定するために、パンやトレイ等の載置台上に農産物を載置して搬送し、農産物の大きさや糖度等を検知して階級や等級を判別し、階級や等級別に選別した後に選果台でパック詰めを行う技術が公知となっている（特許文献１参照）。特許文献１においては、載置台上に農産物を載せ、その載置状態が適正でなくても戻すことなく、大きさや糖度が判定され、選別される構成となっていた。よって、農産物が載置台上の適正位置に正確に載置されていないと、所望しない部分が検知されることがあった。また、ロボットによりパック詰めする場合には、載置台上の農産物の適正位置を吸着しないと、農産物を傷付けたり、ピックアップを失敗する可能性があった。

特開２００６−８０４号公報

本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、載置台上の適正位置に青果物が載置されていない場合には、上流側に戻すようにする選果システムを提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、青果物を載置した載置台を上流側から下流側に搬送する主搬送手段が備えられ、該主搬送手段には上流側から、前記青果物を前記載置台上に載せる載置工程と、前記青果物の品質を測定する品質計測工程と、前記品質計測工程の測定結果から等級や階級別に前記青果物を選別してパック詰めするパック詰め工程と、が設けられる選果システムにおいて、前記パック詰め工程には、前記青果物のがく片側を吸着してパックに整列して詰めるパック詰めロボットを備え、前記品質計測工程と、前記主搬送手段の最上流端とを前記主搬送手段とは別途に繋ぐリターンラインが備えられ、前記品質計測工程で、前記載置台に対する前記がく片の載置位置が適正であるかを検知し、適正でない場合は前記リターンラインを経て前記載置台を前記主搬送手段の最上流に戻す選果システムである。

請求項２においては、前記品質計測工程は、少なくとも前記青果物の形状を判定する画像処理工程とを備え、前記リターンラインは、前記画像処理工程の下流側と、前記主搬送手段の最上流端とを繋ぐことを特徴する請求項１に記載の選果システムである。

請求項３においては、前記パック詰め工程に、等級・階級により選別された前記青果物が前記主搬送手段から流れ前記青果物のがく片側を吸着して前記パックに整列して詰めるパック詰めロボットを有する選別ラインと、等級・階級が選別できない前記青果物が前記主搬送手段から流れる手詰めラインと、を備える選果システムである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、正確に載置台上に載置されている青果物のみ等級・階級分けして、パック詰めでき、選別精度を向上することができる。そして、パック詰めロボットにおいては、確実にがく片側を吸着してパック詰めすることができ、ピックアップの失敗がなくなることにより稼働率を上げることができ、ひいては選果システム全体の処理能力を向上できる。

請求項２においては、画像処理工程でがく片部分を確実に検出でき、がく片部分が載置台の適正位置に載置されているかが、正確に検出でき、パック詰めロボットで吸着失敗を減少することができる。

請求項３においては、選別ラインに設けられるパック詰めロボットが故障等した場合に、手詰めラインでパック詰めを行うことができ、選果システム全体を停止することなく、パック詰め作業を続行することが可能となる。

本発明の実施形態に係る選果システムの全体的な構成を示す平面図。 （ａ）は載置台の斜視図、（ｂ）は載置台に青果物を載せた状態の平面図。 （ａ）は載置台の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図。 適切な載置台の方向での整列装置の平面図。 図４におけるＱ−Ｑ線断面図。 載置台の方向が異なる状態での整列装置の平面図。 図６におけるＺ−Ｚ線断面図。 載置台が回転して整列される途中の状態を示す整列装置の平面図。 パック詰め工程の斜視図。 （ａ）微調整手段により載置台が受け止められた状態を示す平面図、（ｂ）は微調整手段により微調整している状態を示す平面図、（ｃ）は微調整完了時の状態を示す平面図。 微調整用の強磁性体を貼設した載置台の斜視図。 （ａ）磁石により微調整を行う状態を示す平面図、（ｂ）磁石により微調整完了時の平面図。 吸着パッドに離脱防止リングを設け、（ａ）青果物を吸着する前の状態を示す図、（ｂ）青果物に吸着パッドを当接した状態を示す図、（ｃ）青果物のがく片部分を吸着した状態を示す図、（ｄ）吸着を解除し青果物を離脱した状態を示す図。 吸着パッドに離脱防止リングを設けた斜視図。 （ａ）吸着パッドを複数並列に配置し、ピックアップする前の状態を示す図、（ｂ）同じく吸着した状態を示す図。 吸着パッドを複数並列に配置し、吸着パッドの間隔を狭めた状態を示す図。 選別ライン上で複数の載置台を方向を揃えて並べた状態を示す斜視図。 選別ラインのコンベアベルトを傾斜させた状態を示す図。 （ａ）載置台に直径方向に二つの切欠部を設けた実施例を示す斜視図、（ｂ）同じく平面図。

以下では図１を用いて本発明の選果システムの実施の一形態である選果システム１の全体構成について説明する。なお、以後の説明では、図１の矢印で表されるＦ方向を前方、Ｌ方向を左方、Ｒ方向を右方とし、青果物６は主搬送手段２の後方である上流側から前方の下流側へと搬送されるものとする。

選果システム１で取り扱う青果物６は、イチゴ、ミニトマトやミズナス等の表面が比較的柔らかい青果物であって、がく片（通称へた）を有する青果物とする。本実施形態では、いちごを青果物６として説明する。

図１に示すように、選果システム１は、上流側から下流側に青果物６を載置した載置台５を搬送する手段となる主搬送手段２が備えられ、該主搬送手段２には上流側から、載置台５を所定の方向に向ける載置台方向決め工程１０と、青果物６を人手により載置台５上に載せる載置工程１１と、前記青果物６の品質を測定する品質計測工程と、前記品質計測工程の測定結果から青果物６を等級や階級に選別してパック詰めするパック詰め工程１５とから構成される。但し、前記品質計測工程は、青果物６の質量を計測する質量計測工程１２、または、青果物６をカメラで撮影して撮影された映像より青果物６の形状がどの階級に該当するかを判定する画像処理工程１３、または、光センサを用いて青果物６の糖度や酸度を計測する内部品質測定工程１４の、少なくとも一つの工程、または、いずれか二つの組み合わせ、または、三つの工程を備えることができる。本実施形態では、品質計測工程として、質量計測工程１２と画像処理工程１３と内部品質測定工程１４とが上流側から順に配置される。

そして更に、選果システム１には、正確に載置台５上に青果物６が載せられていなかった際に、前記画像処理工程１３と内部品質測定工程１４の間から、主搬送手段２の最上流端にその載置台５を戻すリターンライン１６が備えられている。また、前記主搬送手段２のリターンライン１６の戻り位置よりも上流側と、前記パック詰め工程１５の終端との間には青果物６が取り出された後の空の載置台５を主搬送手段２の始端側に戻す空載置台戻りライン１８が備えられている。

まず、青果物６を載置する載置台５について説明する。載置台５は、青果物６の載置方法や位置決め方法が異なる形状の載置台５Ａ・５Ｂ・５Ｃを有するので、各載置台５Ａ・５Ｂ・５Ｃについて説明する。

載置台５Ａは、図２、図３に示すように、青果物６を載置する載置部５ａと、該載置部５ａを支持する支持台部５ｂとを備える。前記載置部５ａおよび支持台部５ｂは平面視において円形に構成され、載置部５ａは平面視における中心に向かって低くなる碗状に形成されている。詳細には、載置部５ａは円錐状の凹部に形成され、その凹部の大きさは選別する青果物６全体が納まるように青果物６よりも大きく構成されている。そして、該載置部５ａ及び支持台部５ｂの平面視中央、つまり中心部には上下方向に貫通孔５ｃ・５ｄが開口されて、後述する内部品質測定工程１４において測定用の光が透過できるようにされている。

また、載置部５ａはゴム等の弾性体で構成され、中心部から外周側に放射状の切れ目または伸縮部が設けられ、青果物６を載置部５ａに載置したときに傷がつかないようにしている。前記載置部５ａ及び支持台部５ｂの一部には、平面視で中心から外周に向かって広がる略扇形の切欠部５ｅが形成されている。この切欠部５ｅの大きさは青果物６のがく片６ｂが納まる大きさとしている。

こうして、載置部５ａに青果物６の可食部（赤い実の部分）６ａを載置して、切欠部５ｅには青果物６のがく片（へたの部分）６ｂが位置するように載置することで、青果物６がいちごの場合には略横向けた状態で載置台５に載せることができる。この載せた状態において、青果物６の可食部６ａは貫通孔５ｃの周囲に略密着して、測定用の光が漏れることがないのである。

また、後述するパック詰め工程１５において、パック詰めロボット３３の吸着パッド４７を切欠部５ｅに挿入してがく片６ｂ側を吸着するときには、切欠部５ｅの側壁がガイドとなって、吸着パッド４７の中心線と青果物６の茎６ｃが通る中心線とが略一致するように修正される。つまり、切欠部５ｅは平面視扇形状に形成されるため、載置部５ａの外周側から中心に向かって吸着パッド４７を挿入すると、パック詰めロボット３３に対する切欠部５ｅの方向がズレていても、切欠部５ｅの左右両側壁が当たるように修正されて、切欠部５ｅの開放方向が吸着パッド４７の挿入方向を向くことになり、吸着パッド４７の先端が丁度青果物６のがく片６ｂ側に位置するようになり、吸着パッド４７で確実に青果物６のがく片６ｂ側を吸着することができるようになるのである。

前記支持台部５ｂの底部の外周一側には位置決め用のガイド凹部５ｆが設けられている。ガイド凹部５ｆは底面視において「Ｄ」状に切り欠いており、支持台部５ｂ全体の半円よりも小さく切り欠かれる。本実施形態では、ガイド凹部５ｆは前記切欠部５ｅの開放側と同じ方向に設けられている。ガイド凹部５ｆは後述する載置台方向決め工程１０における整列装置１９において、高い位置の第二搬送ベルト２５が位置するようにしている。なお、切欠部５ｅが直径方向に二カ所設けられる場合には、その位置に合わせてガイド凹部５ｆも二カ所設けることができる。また、支持台部５ｂの側面には、後述する微調整手段３２により載置台５Ａの位置方向を決める位置決め手段（微調整用溝５ｇ・５ｇ）が設けられている。詳細については後述する。

また、図２に示すように、載置台５Ａの側面（若しくは底面）には、ＩＤ認識手段７が貼設される。具体的には、ＩＤ認識手段７はバーコードや二次元コードや磁気テープやＩＣチップ等で構成される。ＩＤ認識手段７には、認識番号が記され（ＩＤが書き込まれ）、質量計測工程１２や画像処理工程１３や内部品質測定工程１４やパック詰め工程１５でそれぞれ図示しない読取手段により認識されて、図示しない制御装置における記憶手段に、認識番号に対応して、質量計測工程１２で計測した質量や画像処理工程１３で判定された大きさや内部品質測定工程１４で判定された階級が書き込まれ、パック詰め工程１５でそれぞれの大きさや階級（及び／または等級）に応じて選別ライン３０に仕分けされる。また、ＩＣチップの場合には、質量計測工程１２で計測した質量や画像処理工程１３で判定された大きさや内部品質測定工程１４で判定された階級がＩＣチップに書き込まれ、パック詰め工程１５における分岐部で大きさや階級が認識されて、それぞれに対応した選別ライン３０の分岐部で分岐して仕分けられる。

図１１に示す載置台５Ｂは、載置台５Ａのように支持台部５ｂに（ガイド凹部５ｆはあり）微調整用溝５ｇが形成されておらず、その代わりに、切欠部５ｅの下方の支持台部５ｂの側面に位置決め手段である強磁性体４４が貼設される。強磁性体４４については、後で詳述する。

図１９に示す載置台５Ｃは、載置台５Ａのように載置部５ａに切欠部５ｅを一カ所だけ設けるのではなく、複数箇所（２ヶ所）設けたものである。但し、切欠部は載置部５ａに三箇所以上設けることも可能である。載置台５Ｃは、直径方向（切欠部５ｅの１８０度位相をずらせた位置）に切欠部５ｈを設けている、このように構成することで、載置工程１１において、主搬送手段２の左右両側に作業者が位置して、載置台５上に青果物６を載置することが可能となる。このように、主搬送手段２の左右両側に作業者が位置することで、搬送方向前後に多くの作業者を配置することができて、載置作業の作業時間を短縮することが可能となる。この場合、主搬送手段２にはがく片６ｂが右向きと左向きの青果物６が同時搬送されることとなるので、画像処理工程１３において、右向きと左向きを判定し、パック詰め工程１５においては、右向き用の選別ライン３０を主搬送手段２の右側に、左向き用の選別ライン３０を主搬送手段２の左側に配置して、同じ方向からパック詰めロボット３３により確実にパック詰めできるようにする。

載置台５Ｃには、載置台５Ｂと同様に位置決め手段として切欠部５ｅの下方の支持台部５ｂの側面に位置決め手段である強磁性体４４が貼設される。また、載置台５Ｂ・５Ｃは、載置台５Ａと同様にＩＤ認識手段７が貼設される。

以上のように、載置台５（５Ａ・５Ｂ・５Ｃ）には、前記青果物６を載置する載置部５ａと、該載置部５ａを支持する支持台部５ｂとを備え、前記載置部５ａは、平面視において円形で、中心に向かって低くなる碗状とし、中心部に上下方向の貫通孔５ｃを開口し、平面視で中心から外周に向かって広がる略扇形の切欠部５ｅを少なくとも一つ形成したので、がく片６ｂ（通称へた）を有する青果物６を載置台５上に載せる際、がく片６ｂを切欠部５ｅに位置させることで、光センサにより糖度や酸度等を検知するとき、貫通孔５ｃを通る上下方向の光の漏れが発生せず、側方から切欠部５ｅに向かって吸着パッド４７を挿入して、がく片６ｂ側を吸着して青果物６を取り出すことが可能となる。

また、載置台５Ａ・５Ｃには、前記支持台部５ｂの底外周部に、搬送手段に対して前記切欠部５ｅの方向を合わせるためのガイド凹部５ｆを形成したので、切欠部５ｅにより載置台５の方向が容易に認識でき、搬送装置時において、後述する整列装置１９を用いることにより搬送しながら切欠部５ｅに合わせた方向に容易に載置台５を合わせることができる。

次に、各工程に配置されている装置について詳述する。主搬送手段２は、周知のベルトコンベアにより構成され、ベルトコンベアの一端には駆動モータにより搬送ベルトを回転駆動する構成としている。駆動モータは制御装置と接続されて駆動制御される。前記搬送ベルト上に載置台５が載置されて、該載置台５上に青果物６が載せられて搬送される。

載置台方向決め工程１０は、載置工程１１よりも上流側であって後述する空載置台戻りライン１８およびリターンライン１６の終端に連続して設けられる。載置台方向決め工程１０は、整列装置１９よりなる。整列装置１９は、主搬送手段２の上流側の前工程に配置される。整列装置１９は、図４〜図８に示すように、載置台５Ａを搬送しながら回転させる第一搬送ベルト２４と第二搬送ベルト２５と、載置台５の搬送方向の両側をガイドする左右一対のコンベアガイド２６・２６とを備える。第一搬送ベルト２４と第二搬送ベルト２５は主搬送手段２の延長上流側に配置され、第一搬送ベルト２４と第二搬送ベルト２５は平行に配置される。なお、本実施形態では、第一搬送ベルト２４は右側、第二搬送ベルト２５は左側としているが左右逆に配置してもよい。

前記第一搬送ベルト２４は、平ベルトで構成され、第一搬送ベルト２４の搬送面は主搬送手段２の搬送ベルトの搬送面と同じ高さに配置される。第一搬送ベルト２４の左右幅は載置台５Ａを載せて搬送できる幅とし、載置台５の半径と略同じ左右長さとしている。第一搬送ベルト２４の左側端（第二搬送ベルト２５側端）は、主搬送手段２の左右中心（搬送中心Ｃ１とする）よりも左側（第二搬送ベルト２５側）に寄せている。このように構成することで、図５に示すように、方向決めされて適正搬送姿勢となると、ガイド凹部５ｆの底面は搬送面と接触しないようになるため、その他の底面部分が第一搬送ベルト２４上に安定して載置され、載置台５Ａは安定した状態で搬送されるようになる。

第二搬送ベルト２５は、第一搬送ベルト２４の側部に配置され、第二搬送ベルト２５の左右幅は第一搬送ベルト２４の左右幅よりも短く、かつ、載置台５Ａのガイド凹部５ｆの半径方向の長さよりも短く構成され、例えばＶベルトで構成されている。第二搬送ベルト２５の搬送面の高さは、第一搬送ベルト２４及び主搬送手段２の搬送ベルトの搬送面よりも高く配置され、第一搬送ベルト２４と第二搬送ベルト２５の高さの差は、ガイド凹部５ｆの高さよりも短くしている。言い換えれば、載置台５を第一搬送ベルト２４に載せた状態においてガイド凹部５ｆの高さよりも低くなるように配置している。そして、第一搬送ベルト２４との搬送速度と第二搬送ベルト２５の搬送速度は異なる速さに設定している。本実施形態では第一搬送ベルト２４の搬送速度が第二搬送ベルト２５の搬送速度よりも速く設定している。

コンベアガイド２６は、第一搬送ベルト２４と第二搬送ベルト２５の左右側方に配置される杆状の部材であり、第一搬送ベルト２４と第二搬送ベルト２５の搬送方向の長さと同じ長さとしている。そして、コンベアガイド２６・２６は、搬送中心Ｃ１から同じ距離を離し、コンベアガイド２６・２６間は、載置台５の直径よりも若干長くなるように配置している。

こうして、整列装置１９の始端側の第一搬送ベルト２４と第二搬送ベルト２５上に載置台５Ａが供給されて載置されたときに、載置台５Ａの切欠部５ｅの方向が適正方向、本実施形態では左方を向いていないと、図６〜図８に示すように、載置台５の底面は第一搬送ベルト２４と第二搬送ベルト２５上に接触（載置）した状態となっている。この状態では、第一搬送ベルト２４の搬送速度と第二搬送ベルト２５の搬送速度には差があるため、載置台５は搬送されながら回転する。本実施形態では、平面視で左回りに回転する。このとき、載置台５はコンベアガイド２６・２６によってガイドされているため、左方向へ逃げることはない。そして、ガイド凹部５ｆが第二搬送ベルト２５上に位置するまで回転されると、図４および図５に示すように、載置台５の底面が第一搬送ベルト２４の上面に載置され、ガイド凹部５ｆの底面は第二搬送ベルト２５の上面より高いため、第二搬送ベルト２５とは接触しなくなり、載置台５Ａが第一搬送ベルト２４のみよって搬送されることとなる。なお、ガイド凹部５ｆの側面と第二搬送ベルト２５の側面と接触することが生じるが、載置台５の底面と第二搬送ベルト２５の搬送面との間には段差があるため、載置台５Ａが第二搬送ベルト２５に乗り上げることはできない。このとき、載置台５の切欠部５ｅの開放方向はガイド凹部５ｆと同じ方向となっているので、載置台５の方向は適正方向を向くようになり、載置台５は整列されることとなる。

但し、前記第一搬送ベルト２４の代わりに、摩擦抵抗の小さい、つまり、表面が滑りやすい板材を配置する構成とすることも可能である。または、前記第一搬送ベルト２４の代わりに、表面にフリーローラーを設けた板材で構成することも可能である。この場合、載置台５が適正方向を向いていないと、載置台５の右側面がコンベアガイド２６に接触し、第二搬送ベルト２５の搬送作用により載置台５は平面視で右回転し、ガイド凹部５ｆが第二搬送ベルト２５上に位置すると回転が止まり、適正方向とされる。そして、下流側への搬送は、後続の載置台５が供給部に搬送されることで、適正方向となった載置台５が主搬送手段２へ押し出されることとなる。

上記のように構成することで、載置工程１１で青果物６を載置台５に載置するときに、切欠部５ｅの方向がばらばらであると、作業者が載置台５の方向に合わせて、載置台５に青果物６を載置する必要があり、無理な姿勢になることがあるが、載置台５の方向（切欠部５ｅの方向）が一定の方向に揃えて搬送されるため、同一姿勢で載置することができて作業者の負担を軽減できる。ひいてはシステム全体の処理能率を向上できる。また、載置台５は第一搬送ベルト２４と第二搬送ベルト２５により搬送されるときに回転されて、載置台５のガイド凹部５ｆが高い側の搬送ベルトに嵌まることで方向が決められ、搬送しながら載置台５の方向を揃えることができる。この載置台５の方向を揃える構成は簡単な構成でできるため、安価に整列装置１９を構成することができる。

載置工程１１は、主搬送手段２の上流側の両側、または、一側に、複数の作業者が位置して、主搬送手段２により搬送されてきた空の載置台５上に、載置台５に形成した切欠部５ｅの方向に合わせて青果物６を人手により載置する工程である。詳述すると、主搬送手段２の上流側の左右両側、または、左右一側に作業者が下流側に向かって順に並んで位置する。該作業者の近傍には、収穫した青果物６を収納したコンテナ等が搬入される。そして、主搬送手段２の搬送ベルト上には載置台５が載置されて搬送されてくる。この搬送されてくる空の載置台５の切欠部５ｅに、作業者が青果物６のがく片６ｂが位置するように載置する。また、リターンライン１６より戻された載置台５は整列装置１９の上流側で割り込んで主搬送手段２の搬送ベルト上に載せられ、作業者により青果物６の位置が適正方向を向くように再調整される。

質量計測工程１２は、搬送されてくる青果物６の質量を計測するものであり、質量計２１が主搬送手段２の搬送経路途中に配置されている。質量計２１は制御装置と接続されて、計測したデータが載置台５毎に制御装置に送信され、制御装置の記憶手段に記憶される。質量計２１は載置台５と載置台５に載置された青果物６の合計の質量が質量センサにより検出される。

画像処理工程１３は、ＣＣＤカメラ等の撮影手段２２と、該撮影手段２２からの信号より画像処理を行う画像処理手段と、照明手段等とを備えてそれぞれ制御装置と接続され、制御装置により青果物６の大きさや変形等を判断して、下流側のパック詰め工程１５へ搬送して仕分ける工程である。

具体的には、撮影手段２２及び照明手段は主搬送手段２の上方に配置して、搬送されてくる載置台５上の青果物６に照明を当てて撮影する。撮影手段２２はカラーの撮影手段とし、一つまたは複数配置される。なお、撮影手段２２は複数位置を変えて配置して複数の角度から撮影することにより、青果物６の形状や傷等をより正確に判断することができる。図示しない制御装置は、撮影された信号を画像処理手段に送信し、さらに青果物６が載置台５上の適正位置に載置されているか否かを判断する。この判断は、青果物６のがく片６ｂが載置台５の切欠部５ｅ上に位置しているか否かで行われる。このがく片６ｂは形状によって判断してもよく、または、色（がく片６ｂが緑色で、可食部６ａが赤色）で判断してもよい。青果物６が載置台５上の適正位置に載置されていない場合は、リターンライン１６により主搬送手段２の最上流位置まで戻され、載置工程１１を流れるときに、作業者により青果物６が適正位置に載置されるように修正される。

青果物６が載置台５上の適正位置に載置されていると、制御装置によって、傷や変形があるか否かが判断される。制御装置によって、傷の判断は可食部６ａにおける変色（白色や黒色）が所定量以上あるか否か等で判断される。また、制御装置によって、青果物６の変形は所定の形の範囲内にあるか否かで判断される。傷や変形がある場合には、パック詰め工程１５において後述する廃棄ライン１７に搬送される。青果物６に傷や変形がない場合には、次に大きさが判断される。例えば、大（Ｌ）・中（Ｍ）・小（Ｓ）等の大きさの階級が定められている。

内部品質測定工程１４は、投光手段や受光手段を備えて、受光手段からの信号は制御装置に送信されて演算される。つまり、光を用いて青果物６の糖酸度（糖度や酸度）等の内部品質を測定して、該測定結果に基づき等級が判断される。例えば、優・秀・良などに定められる。但し、更に、赤外線を用いて青果物６の残留農薬濃度を測定することも可能である。

前記投光手段は具体的にはランプまたはＬＥＤ等で構成される。受光手段は投光手段により照射され、青果物６内を通過してきた透過光を受けるものであり、図示しない制御手段に接続されている。受光手段は具体的にはフォトダイオードやフォトトランジスタやＣＣＤ等で構成される。そして、投光手段より照射される光は載置台５の中央部に穿設された貫通孔５ｃ・５ｄを通過し、該載置台５上に載置された青果物６を透過して受光手段に受光される。

残留農薬濃度を測定した場合や、基準値以上の農薬が検出された場合には、パック詰め工程１５において後述する廃棄ライン１７に搬送される。

リターンライン１６は、青果物６が載置台５上の適正位置に載置されていない場合に、前記画像処理工程１３と内部品質測定工程１４の間から主搬送手段２の最上流端に載置台５を戻すものである。リターンライン１６はベルトコンベア等で構成される。ベルトコンベアの始端側の画像処理工程１３と内部品質測定工程１４間の主搬送手段２上には、分岐装置２７が配置される。

前述のように、前記画像処理工程１３は、がく片６ｂの位置と載置台５の切欠部５ｅが一致する適正位置であるか否かを検知する。そして、青果物６を適正位置に載置していない載置台５であると判断されると、分岐装置２７は、主搬送手段２に載置された載置台５をリターンライン１６側へと押し出す。すると、載置台５は、リターンライン１６のベルトコンベアによって移送され、主搬送手段２の最上流側へ戻される。

こうしてリターンライン１６を設けることで、正確に載置台５上に載置されている青果物６のみ等級・階級分けされてパック詰めすることができ、選別精度を向上することができる。そして、パック詰めロボット３３においては、確実にがく片６ｂ側を吸着してパック詰めすることができ、ピックアップの失敗がなくなることにより稼働率を上げることができ、ひいては選果システム１全体の処理能力を向上することができる。

パック詰め工程１５は、図１、図９に示すように、主搬送手段２の下流側において、左右一側または両側に配置される複数の選別ライン３０・３０・・・と、主搬送手段２から等級や階級に応じた選別ライン３０へ載置台５を移送させるトラバース装置３１と、主搬送手段２の最下流側に配置される廃棄ライン１７と、各選別ライン３０のパック詰めロボット３３と対向して配置され載置台５の方向を適正方向に微調整する微調整手段３２と、選別ライン３０の側部に配置されるパック詰めロボット３３と、パック詰めするためのパック４８を載置するパック載置台３４等を備える。

選別ライン３０は、主搬送手段２から分岐して配設される。本実施形態の選別ライン３０は、大（Ｌ）・中（Ｍ）・小（Ｓ）の三階級と「優」と「秀」の二等級を組み合わせた合計六つのラインを左右両側に平行に配置している。但し、ラインの数や等級・階級に対するラインの割り当て等は限定するものではない。

選別ライン３０は、ベルトコンベア等で構成され、その長手方向が主搬送手段２の搬送方向に対して直角方向となるように配置される。一つの選別ライン３０には、同じ等級、同じ階級の青果物６のみが搬送される。青果物６を載せた載置台５は、搬送経路の途中に配置されたパック詰めロボット３３の前方に搬送されると停止する。さらに、青果物６を載せた載置台５は、後述する微調整手段３２によって適正な位置（方向）となるように位置決めがなされる。そして、パック詰めロボット３３によって、載置台５上の青果物６がピックアップされると、再度、選別ライン３０のベルトコンベアは駆動される。青果物６がピックアップされたあとの空の載置台５は、選別ライン３０の終端の空載置台戻りライン１８へ搬送される。

なお、選別ライン３０は常時駆動して載置台５がパック詰めロボット３３の前方に位置した時だけ一次的停止するように構成してもよい。また、載置台５がトラバース装置３１により移送されたときから搬送駆動し、空載置台戻りライン１８へ移送完了すると停止する構成とすることもできる。

また、選別ライン３０と平行に手詰めライン３５を配置することができる。手詰めライン３５はベルトコンベア等からなり、パック詰めロボット３３の代わりに人手によりパック詰めが行われる。この手詰めライン３５へ青果物６を載せた載置台５が搬送される条件としては、前記リターンライン１６に戻す載置台５が多すぎる場合やパック詰めロボット３３のうちどれかが故障等で使用できない場合等に載置台５が搬送される。こうして、リターンライン１６での不具合やパック詰めロボット３３が使用できなくなると手詰めライン３５で処理することができ、選果システム１全体を停止することなく、パック詰め作業を続行することが可能となり、作業効率が低下しないようにしている。但し、手詰めライン３５の位置は、パック詰め工程１５内であれば限定するものではない。なお、手でパック詰めを行うことなく、載置台５を載置工程１１に戻すような作業であれば、パック詰め工程１５の最上流側に配置するほうが作業は効率的に行える。

トラバース装置３１は、選別ライン３０の始端側、つまり、主搬送手段２と選別ライン３０との分岐部に配置される。トラバース装置３１は、載置台５を検知する手段と、載置台５を主搬送手段２から選別ライン３０へ移送する移送手段と、誘導手段とを備える。移送手段は弁体またはピストン等により構成される。誘導手段は、各選別ライン３０上流側の側壁に選別ライン３０の搬送面側に突出するように形成される。こうして、載置台５が分岐部に至り載置台検知手段が載置台５を検知しＩＤ認識手段７の情報を読み取ると、その載置台５に載せられた青果物６の等級・階級が、選別ライン３０の等級・階級と一致するかが制御装置によって判断される。

青果物６の等級・階級が、選別ライン３０の等級・階級と一致しない場合は、そのまま主搬送手段２により下流へ搬送される。青果物６の等級・階級が、選別ライン３０の等級・階級と一致した場合には、トラバース装置３１の移送手段により載置台５が選別ライン３０へ移送するとともに、誘導手段によって載置台５の方向は略９０度回転される。つまり、載置台５の切欠部５ｅの方向がパック詰めロボット３３側に向くように方向が変更される。

微調整手段３２は、載置台５の方向を設定方向に向けるものである。詳細には、載置台５の切欠部５ｅがパック詰めロボット３３側（後方）に向くように方向を調整する手段である。微調整手段３２は、選別ライン３０を挟んでパック詰めロボット３３と対向して、または、パック詰めロボット３３の前方に配置される。

前記微調整手段３２は、載置台５に設ける位置決め手段の構成によって異なり、位置決め手段が載置台５の側面に設けた微調整用溝５ｇとした場合の微調整手段３２Ａと、位置決め手段が載置台５の側面に貼設した鉄やニッケル等の強磁性体４４とした場合の微調整手段３２Ｂとがあり、各微調整手段３２Ａ・３２Ｂについて説明する。

まず、位置決め手段が載置台５の側面に設けた微調整用溝５ｇとした場合の微調整手段３２Ａから説明する。微調整用溝５ｇは、図２、図３（ｃ）に示すように、支持台部５ｂの左右両側面の上下中途部に断面視横凹状で水平方向に微調整用溝５ｇ・５ｇが形成されている。微調整用溝５ｇの長手方向は、前記ガイド凹部５ｆの長手方向と直交する方向に配設される。但し、微調整用溝５ｇは左右一側だけ設ける構成とすることもできる。

微調整手段３２Ａは、図９、図１０に示すように、ストッパアーム４０と調整アーム４１と、ストッパアーム４０を回動するアクチュエータ４０ａと、調整アーム４１を回動するアクチュエータ４１ａからなり、ストッパアーム４０と調整アーム４１は、選別ライン３０を挟んでパック詰めロボット３３と対向した位置に配置される。ストッパアーム４０と調整アーム４１は機台４２から平行に選別ライン３０側に突出して配置され、それぞれアクチュエータ４０ａ・４１ａにより水平方向に左右回動可能に支持されている。調整アーム４１は微調整用溝５ｇに嵌合可能な大きさに構成されている。

このような構成において載置台５Ａを位置決めする、つまり、載置台５Ａの方向の微調整を行う場合、微調整手段３２Ａは、ストッパアーム４０を選別ライン３０の搬送方向に対して直角方向に突出して配置し、調整アーム４１は選別ライン３０の搬送方向と平行となるように配置しておく。そして、選別ライン３０において載置台５Ａが搬送されて、パック詰めロボット３３と対向する位置まで搬送されると、ストッパアーム４０に載置台５Ａが当接して停止され、選別ライン３０の搬送も停止される。次に、アクチュエータ４１ａが駆動されて、調整アーム４１が選別ライン３０の搬送方向と直角方向となるように９０度回動される。このとき、図１０（ｃ）に示すように、調整アーム４１が微調整用溝５ｇに嵌合し、載置台５Ａの方向がずれていると、微調整用溝５ｇの延設方向は選別ライン３０の搬送方向とは直角方向となっていないため、つまり、図１０（ｂ）に示すように、平面視において、微調整用溝５ｇの延設方向は傾斜しているため、調整アーム４１の押し付け力により、載置台５Ａの微調整用溝５ｇの延設方向が搬送方向と直角方向となるように回転される。言い換えれば、微調整用溝５ｇの側面に調整アーム４１の側面が密着されるまで回転される。こうして、切欠部５ｅはパック詰めロボット３３側を向く適正位置に微調整される。そして、載置台５Ａより青果物６が取り出されると、ストッパアーム４０は選別ライン３０の下流側へ９０度回転し、ベルトコンベアが駆動され、載置台５Ａが通り過ぎると元の位置に戻される。調整アーム４１は選別ライン３０の上流側に回動され元の位置に戻される。

次に、位置決め手段が載置台５（５Ｂ・５Ｃ）の側面に貼設した鉄やニッケル等の強磁性体４４とした場合の微調整手段３２Ｂについて説明する。この場合の位置決め手段となる強磁性体４４は、前述のように図１１および図１９に示す載置台５（５Ｂ・５Ｃ）の切欠部５ｅの下方の支持台部５ｂの側面に貼設される。

一方、図１２に示す微調整手段３２Ｂは磁石４５で構成される。該磁石４５は、パック詰めロボット３３側の選別ライン３０の側方に配設される。このような構成において、選別ライン３０上を載置台５が搬送されて、パック詰めロボット３３と対向する位置まで搬送されると、搬送が停止される。このとき、図１２（ａ）に示すように、搬送時に載置台５の方向がずれていても、停止位置の選別ライン３０の側部には磁石４５が配置されているため、停止した時には図１２（ｂ）に示すように、強磁性体４４は磁石４５の磁力により引きつけられて、切欠部５ｅはパック詰めロボット３３側を向く適正位置に微調整される。この状態で、パック詰めロボット３３により青果物６が吸着されてパック詰めされる。

なお、前記磁石４５は電磁石で構成することができる。この場合、載置台５がパック詰めロボット３３と対向した位置で停止した時のみ、通電して磁力を与える。こうすることで、磁石４５の場合では、選別ライン３０での載置台５の搬送時に、載置台５が磁石４５により引きつけられる可能性があるが、電磁石とすることで、搬送時には引きつけられないので、パック詰めロボット３３に対向した位置に位置した時のみ方向の微調整ができ、安定した搬送が可能となる。

以上のように、前記支持台部５ｂの側面にパック詰めロボット３３に対して設定方向となる位置に位置決めする位置決め手段（微調整用溝５ｇ、強磁性体４４）を設けたので、この位置決め手段に対して微調整手段３２が作用して、パック詰め手段となるパック詰めロボット３３に対して載置台５（５Ａ・５Ｂ・５Ｃ）を設定方向に向けることができる。この設定方向は、載置台５の切欠部５ｅがパック詰めロボット３３側を向く方向であり、この方向では、載置台５に載せた青果物６のがく片６ｂがパック詰め手段となるパック詰めロボット３３側を向くことになり、吸着パッド４７で確実に吸着して取り出すことが可能となる。

パック詰めロボット３３は選別ライン３０の搬送経路の側方に配置され、搬送されてきた載置台５上の青果物６のがく片６ｂ側を吸着してピックアップし、パック詰めロボット３３の近傍に配置したパック載置台３４まで搬送し、パック載置台３４上に載置したパック４８内に整列して詰めるものである。パック詰めロボット３３は、図９に示すように、周知の多関節ロボットで構成され、ハンド先端側のアーム３３ａの先端に吸着パッド４７が配置され、回動と吸着が制御装置によって制御されている。但し、パック詰めロボット３３は直交型ロボット等でもよく限定するものではない。

吸着パッド４７には、配管４７ａを介してポンプ等の吸引手段と接続され、配管４７ａ途中にはバルブが配置されて、該バルブは制御装置と接続され、バルブの切換制御が行われている（図１３参照）。つまり、青果物６を載せた載置台５が選別ライン３０により搬送されて、パック詰めロボット３３と対向した適正位置に搬送されて停止されると、パック詰めロボット３３が作動されて、吸着パッド４７を載置台５上の青果物６のがく片６ｂ側を吸着する（バルブを切り換えて負圧とする）。このとき、吸着パッド４７は選別ライン３０の搬送方向と直角方向で、載置台５の切欠部５ｅの側方から切欠部５ｅ内へ水平方向に挿入され、青果物６のがく片６ｂ近傍で水平移動を停止し、吸引を開始する。この吸引によって青果物６のがく片６ｂ側が吸着され、その状態で青果物６を持ち上げて、パック載置台３４上方まで移送する。その後、吸着パッド４７の先端側が下がるように傾斜させてパック４８内に青果物６を入れ、バルブを切り換えて吸引を停止する。なお、この吸引の停止だけでは吸着パッド４７から青果物６を放すことができない場合があるので、バルブを切り換えて吸着パッド４７に正圧を加えてエアを吹き出して強制的に青果物６を放すように構成することもできる。

また、吸着パッド４７に正圧を加える代わりに、図１３、図１４に示すように、吸着パッド４７の外周よりも若干大きい離脱リング４９を設けて、青果物６の離脱を確実に行うことができる。つまり、離脱リング４９は円筒状の支持体４９ａに支持され、該支持体４９ａは吸着パッド４７の軸心と同心上に配置され、アクチュエータの作動により軸心方向に摺動可能に構成されている。

こうして、吸着パッド４７により青果物６を吸着するときには、図１３の（ａ）および（ｂ）のように、離脱リング４９は吸着パッド４７よりも青果物６側に突出しない待避位置としている。そして、吸着パッド４７は、青果物６を吸着してパック４８（図９参照）の位置まで搬送して、青果物６をパック４８内に収納する。その後、吸着パッド４７を青果物６より離脱させるときには、図１３の（ｃ）および（ｄ）に示すように、吸着パッド４７による青果物６への吸引を停止すると同時に、アクチュエータを作動させて離脱リング４９を青果物６側に突出させる。そのあと、吸着パッド４７を上昇させることで、吸着パッド４７が青果物６から離れる。よって、確実にパック４８の適宜の位置に青果物６が並べられる。

また、吸着パッド４７は、一つのパック詰めロボット３３に対して複数並列に配置して、複数個の青果物６を一度に吸引して搬送し、一列づつパック４８に収納する構成とすることもできる。例えば、四つの青果物６・６・・・を一度に吸着させてパック４８に詰める場合について説明すると、図１５に示すように、パック詰めロボット３３のアーム３３ａの先端には、ブラケット５２が左右方向に横設され、該ブラケット５２に四つの吸着パッド４７・４７・・・が幅方向（左右方向）に摺動可能に平行に設けられている。図１５に示すように、隣接する吸着パッド４７と吸着パッド４７との間隔を、載置台５の幅Ｌ１の長さ分を開けた状態と、図１６に示す青果物６の幅Ｌ２の長さ分を開けた状態とに配置することができる。つまり、吸着パッド４７は、配管４７ａを介してブラケット５２上で左右方向に摺動可能とされている。

一方、選別ライン３０のベルトコンベア上には、図１７に示すように、搬送方向と平行にガイドレール５０・５０が載置台５の幅の間隔をあけて平行に配置される。該ガイドレール５０・５０の下流側端には、ストッパ５１が搬送方向と直角方向に配置される。該ストッパ５１はアクチュエータにより上下回動可能、または進退可能に配置される。なお、ガイドレール５０には磁石４５・４５・・・を配置して前述のように、載置台５の方向を微調整できる構成としている。

そして、ストッパ５１はベルトコンベアの搬送面と平行、かつ、平面視で直交方向となる作用位置と、搬送面から離れた退避位置とに移動可能に構成されている。ストッパ５１が作用位置に配置された状態では、ベルトコンベアにより搬送された載置台５はストッパ５１により次々と止められる。そして、載置台５が四つ並べられると、ベルトコンベアによる搬送を停止して、図１５に示す吸着パッド４７・・・が載置台５の側方より伸ばされて青果物６を四つ一度に吸着する。そして、搬送しながら、隣接する吸着パッド４７・・・の間隔を狭めて（Ｌ２の間隔）、四つ並んだ状態でパック４８内に詰める。そのあと、吸着パッド４７・・・は、青果物６・・・に対する吸引を解除し、その幅を広げながら（Ｌ１の間隔）選別ライン３０の側方に移動して退避する。

他方、前記ベルトコンベア上では、四つの青果物６がピックアップされると、ストッパ５１を上昇回動させて（または退避させて）、ベルトコンベアによる搬送を再開する。四つの空の載置台５・５・・・がストッパ５１を通過すると、ストッパ５１は元の位置（作用位置）に戻り新たな載置台５の搬送を停止させ、前記動作を繰り返す。

また、パック詰め工程１５における複数の前記選別ライン３０・３０・・・の前後方向の間隔を狭めて省スペース化を図るために、選別ライン３０を側面視で傾斜させる構成とすることもできる。つまり、図１８に示すように、載置台５の切欠部５ｅ側（がく片６ｂ側）が上がるように、選別ライン３０のベルトコンベアが角度α傾斜して配置される。このように選別ライン３０を傾斜させない場合は長さＬ４であるが、選別ライン３０を水平面に対して所定角度α傾斜させるとその長さはＬ３＝Ｌ４ｃｏｓαとなる。したがって、選別ライン３０は傾斜することでその前後幅が短くなり（Ｌ４＞Ｌ３）、選果システム１の前後方向の長さを短くできるようになる。

また、前記パック詰めロボット３３により青果物６を一つづつピックアップしてパック４８に詰める場合、パック詰めロボット３３は固定された位置のパック４８に対して所定の詰める位置に吸着パッド４７を移動させて（青果物６の一つ分づつズレる）、順番に整列してパック詰めする方法と、パック詰めロボット３３の吸着パッド４７をパック載置台３４のパック４８上方に位置させたとき、青果物６を放す位置は一定として、パック載置台３４をパック詰め時に前後左右に青果物６の一つ分づつ順番に移動させる方法とがある。また、一列（例えば四つ）一度に並べてパック詰めする場合、一列の吸着パッド４７・４７・・・から青果物６を放す位置を一列づつパック詰めロボット３３を後退させてパック詰めする方法と、パック載置台３４を一列づつ前進させてパック詰めする方法とがあるが、これらパック詰めする方法は限定するものではない。

空載置台戻りライン１８は、前記主搬送手段２の上流側と前記パック詰め工程１５の終端との間、つまり、前記各選別ライン３０・３０・・・の終端、および、手詰めライン３５の終端と主搬送手段２の最上流端との間に配設される。空載置台戻りライン１８は、ベルトコンベア等から構成され、パック詰めロボット３３により青果物６が取り出された後の空の載置台５を主搬送手段２の上流側に戻すためのものである。また、空載置台戻りライン１８の途中または終端部側には、洗浄装置３６が配置されて、空の載置台５が洗浄されて、埃や残留農薬等を洗浄して再度主搬送手段２で使用できるようにしている。つまり、載置台５は主搬送手段２と空載置台戻りライン１８を循環するように構成される。

廃棄ライン１７は、主搬送手段２の最下流側に配置され、青果物６が規格外に変形していたり、規格外に大きすぎたり小さすぎたり、傷が付いていたり、がく片６ｂがなかったり、変質していたり、残留農薬が規定値以上残留していたりした場合等に搬送される。

前記制御装置は前述の主搬送手段２、整列装置１９、質量計２１、撮影手段２２、照明投光手段、受光手段、選別ライン３０、トラバース装置３１、微調整手段３２、パック詰めロボット３３、パック載置台３４等を制御するものであり、これらの動作を制御するためのプログラムが格納されており、載置台５のＩＤを取得したり、測定された内部品質によって青果物６・６・・・を階級や等級別に選別する。

１ 選果システム
２ 主搬送手段
５ 載置台
６ 青果物
６ｂ がく片
１１ 載置工程
１２ 質量計測工程（品質計測工程）
１３ 画像処理工程（品質計測工程）
１４ 内部品質測定工程（品質計測工程）
１５ パック詰め工程
１６ リターンライン
３０ 選別ライン
３３ パック詰めロボット
３５ 手詰めライン
４８ パック

Claims (3)

1. 青果物を載置した載置台を上流側から下流側に搬送する主搬送手段が備えられ、該主搬送手段には上流側から、前記青果物を前記載置台上に載せる載置工程と、前記青果物の品質を測定する品質計測工程と、前記品質計測工程の測定結果から等級や階級別に前記青果物を選別してパック詰めするパック詰め工程と、が設けられる選果システムにおいて、
   前記パック詰め工程には、前記青果物のがく片側を吸着してパックに整列して詰めるパック詰めロボットを備え、
   前記品質計測工程と、前記主搬送手段の最上流端とを前記主搬送手段とは別途に繋ぐリターンラインが備えられ、
   前記品質計測工程で、前記載置台に対する前記がく片の載置位置が適正であるかを検知し、適正でない場合は前記リターンラインを経て前記載置台を前記主搬送手段の最上流に戻す選果システム。
2. 前記品質計測工程は、少なくとも前記青果物の形状を判定する画像処理工程とを備え、 前記リターンラインは、前記画像処理工程の下流側と、前記主搬送手段の最上流端とを繋ぐことを特徴する請求項１に記載の選果システム。
3. 前記パック詰め工程には、等級・階級により選別された前記青果物が前記主搬送手段から流れ前記青果物のがく片側を吸着して前記パックに整列して詰めるパック詰めロボットを有する選別ラインと、
   等級・階級が選別できない前記青果物が前記主搬送手段から流れる手詰めラインと、を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の選果システム。

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