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WO2024202044A1 - 異物除去装置及び異物除去方法 - Google Patents

異物除去装置及び異物除去方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024202044A1
WO2024202044A1 PCT/JP2023/013638 JP2023013638W WO2024202044A1 WO 2024202044 A1 WO2024202044 A1 WO 2024202044A1 JP 2023013638 W JP2023013638 W JP 2023013638W WO 2024202044 A1 WO2024202044 A1 WO 2024202044A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
foreign object
foreign
soft
foreign matter
gripping
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/013638
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
弘規 近藤
Original Assignee
株式会社Fuji
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Fuji filed Critical 株式会社Fuji
Priority to PCT/JP2023/013638 priority Critical patent/WO2024202044A1/ja
Publication of WO2024202044A1 publication Critical patent/WO2024202044A1/ja

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices

Definitions

  • This specification discloses a foreign matter removal device and a foreign matter removal method.
  • recycling devices include, for example, a picking robot that transports objects from their source to their destination, and a robot hand that is connected to the picking robot and that grasps objects from among the scrap electronic components, either raw materials for smelting that contain valuable metals that can be processed in the smelting process, or external raw materials to be sent outside the smelting process (see, for example, Patent Document 1).
  • the robot hand includes a suction pad that sucks in the objects, and a clamping section that clamps the objects sucked into the suction pad, which is said to enable more efficient sorting and processing of the scrap electronic components.
  • the present disclosure has been made to solve these problems, and its main objective is to provide a foreign matter removal device and method that can reduce the amount of material collected when removing foreign matter from an object.
  • the foreign matter removal device disclosed in this specification is a detection unit that detects an object conveyed in a conveying direction by the conveying device; a removal unit that grasps foreign matter contained in the object transported in the transport direction by the transport device with a collection member; a control unit that, when the material of the foreign object detected by the detection unit is soft, grips the foreign object from a gripping width that is an opening width of the sampling member based on a regulation different from that when the foreign object is not soft, and/or grips the foreign object with a gripping push-in amount that is a push-in amount of the sampling member based on a regulation different from that when the foreign object is not soft; It is equipped with the following:
  • this foreign object removal device uses the opening width of the collection member as the pinching width and grips the foreign object as if pinching it up, so that soft foreign objects can be gripped more reliably while making it difficult to collect objects other than the foreign object.
  • this foreign object removal device uses the pushing amount of the collection member as the pinching pushing amount and grips the foreign object as if pinching it up, so that soft foreign objects can be gripped more reliably while making it difficult to collect objects other than the foreign object. Therefore, this foreign object removal device can further reduce the collection of the object when removing foreign objects from the object.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a processing system 10.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of a foreign matter removal device 30.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of a schematic configuration of a removal unit 40.
  • 3A and 3B are explanatory diagrams showing examples of captured images 71 and 72 of the detection unit 31.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of condition information 53 stored in a storage unit 52.
  • 11 is a flowchart showing an example of a foreign matter removal processing routine.
  • 11 is a flowchart showing an example of a removal processing routine.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing how a hard foreign body 14A is collected.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of collecting foreign matter 14B other than soft plants.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a processing system 10 that performs processing to recycle waste materials as an example.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the schematic configuration of a foreign matter removal device 30.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the schematic configuration of a removal unit 40.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a plan view of the removal unit 40 and an example of captured images 71, 72 captured by the detection unit 31.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of condition information 53 stored in the memory unit 52 of the control device 50. Note that in this embodiment, the left-right direction, front-rear direction, and up-down direction are as shown in FIGS. 1 to 4 and 8 to 10. Also, in this embodiment, the direction in which the processing material 12 to be processed is transported is referred to as the transport direction D.
  • the material 12 to be treated in the treatment system 10 is a mixture of waste materials 13 to be recycled, such as stones, sand, and concrete, and foreign matter 14, including paper, resin, wood, and metal.
  • the foreign matter 14 includes foreign matter 14A, which is a non-soft three-dimensional object, foreign matter 14B, which is a soft object other than a plant, such as grass, and foreign matter 14C, which is a soft plant (see Figures 8 to 10 below). Note that plant foreign matter 14C does not include non-soft living trees or wood.
  • foreign matter 14A to 14C are collectively referred to simply as foreign matter 14.
  • the size of foreign matter 14 includes length, width Dw, thickness Dt, etc., but if foreign matter 14 has a long side and a short side in the horizontal direction, the short side is taken as width Dw, and the length in the vertical direction is taken as thickness Dt.
  • the processing system 10 includes a primary crusher 15, a primary magnetic separator 16, a screener 17, a foreign matter removal device 30, a secondary crusher 18, a secondary magnetic separator 19, and transport devices 20 to 25.
  • the primary crusher 15 is a device that performs primary crushing of the raw material 12.
  • the primary crusher 15 crushes the treated material 12 to a predetermined primary size or less (e.g., 40 cm or less).
  • the primary magnetic separator 16 is a device that removes magnetic foreign matter contained in the treated material 12 by magnetic force.
  • the screener 17 is a device that separates the treated material 12 of a primary size or more from the treated material 12 of a smaller size by passing the treated material 12 over a mesh, for example.
  • the secondary crusher 18 is a device that performs secondary crushing of the treated material 12 to a size smaller than that of the primary crusher 15.
  • the secondary crusher 18 crushes the treated material 12 to a predetermined secondary size or less (e.g., 10 cm or less).
  • the secondary magnetic separator 19 is a device that removes magnetic material that could not be removed by the primary magnetic separator 16 and the foreign matter removal device 30 from the treated material 12.
  • the conveying devices 20-25 serving as the conveying line are devices that place the treatment material 12 on a conveying path and convey it along the conveying direction D, and are configured, for example, as belt conveyors. Note that the conveying devices 20-25 may be configured in a manner other than a belt conveyor, so long as they are capable of conveying the treatment material 12.
  • the foreign matter removal device 30 is a device that places the treatment material 12, which includes waste material 13 and foreign matter 14, on the transport surface of the transport device 22, transports the treatment material 12, and collects and removes the foreign matter 14 from the waste material 13 as a target object. As shown in FIG. 2, the foreign matter removal device 30 is composed of a detection unit 31, a removal unit 40, and a control device 50. The foreign matter removal device 30 also includes a disposal unit 36. The transport device 22 places the treatment material 12 on the transport surface and transports the treatment material 12 at a predetermined transport speed.
  • the detection unit 31 is a device that detects waste material 13 and foreign matter 14 as objects transported in the transport direction D by the transport device 22.
  • the detection unit 31 is arranged upstream of the removal unit 40 in the transport direction D.
  • the detection unit 31 includes an imaging unit 32 that images the treatment material 12 including the waste material 13 and foreign matter 14 transported by the transport unit 22, and a measurement unit 33 that measures the height of the treatment material 12.
  • the imaging unit 32 is configured, for example, as a camera that captures an image of the treatment material 12 placed on the transport surface of the transport device 22 and transported.
  • the imaging unit 32 captures an image of a predetermined range including the treatment material 12 from above the transport surface of the transport device 22, and outputs the image data to the control device 50. As shown in FIG.
  • the imaging unit 32 captures captured images 71 and 72 including the waste material 13 and foreign matter 14.
  • the captured image 71 is an example of an image in a state in which the treatment material 12 is not transported on the transport device 22.
  • the captured image 72 is an example of an image of the processing material 12 and the foreign matter 14 being transported on the transport device 22.
  • the measuring unit 33 detects the height of the processing material 12 and the like on the transport device 22.
  • the measuring unit 33 may be provided upstream of the removing unit 40 in the transport direction D and configured as a stereo camera equipped with two cameras.
  • the measuring unit 33 may be a sensor that detects a reflected wave obtained by irradiating the transport surface and obtains the height of the reflection position.
  • the imaging unit 32 and the measuring unit 33 are held above the transport surface of the transport device 22 by a holding member provided to straddle the transport device 22 in the left-right direction.
  • the measuring unit 33 outputs information regarding the detected height of the processing material 12 to the control device 50.
  • the foreign matter removal device 30 equipped with the measuring unit 33 can control the transport of the processing material 12 by using information on the height direction of the processing material 12.
  • the foreign matter removal device 30 may omit either the imaging unit 32 or the measuring unit 33 as long as the height of the processing material 12 can be measured.
  • the disposal section 36 is a dust box that serves as a storage section for storing the foreign objects 14.
  • the foreign objects 14 collected by the collection section 45 of the removal section 40 are dropped into the disposal section 36.
  • the disposal section 36 may have multiple storage containers and separate the foreign objects 14 according to their weight and material.
  • the removal unit 40 is a device that uses a collection member 49 to collect and remove foreign matter 14 and other substances contained in the treatment material 12 transported by the transport device 22 on the transport path in the transport direction D.
  • the removal unit 40 is configured, for example, as an XY robot.
  • the removal unit 40 detects and removes foreign matter 14 present in the treatment material 12 based on the image captured by the imaging unit 32.
  • the removal unit 40 is provided downstream of the detection unit 31 in the transport direction D.
  • the removal unit 40 includes an X-axis slider 41, a Y-axis slider 43, and a collection unit 45.
  • the removal unit 40 discards the collected foreign matter 14 into a disposal unit 36 disposed to the side of the transport device 22.
  • the removal unit 40 may be configured in other ways, such as a multi-joint arm robot.
  • the X-axis slider 41 is provided with a drive mechanism.
  • This drive mechanism includes a guide rail installed along a direction perpendicular to the transport direction D of the transport device 22, a slider that moves along the guide rail, and a drive motor that drives the slider.
  • the guide rail is fixed to the slider of the Y-axis slider 43 installed on the transport section 22 along the transport direction D.
  • a removal head 48 with a lifting section 46 is fixed to the slider of the X-axis slider 41.
  • the drive mechanism may be, for example, a linear motion mechanism using a ball screw equipped with a screw shaft and a nut. Note that the drive mechanism is not particularly limited as long as it is a linear motion mechanism, and may be a linear motor or the like.
  • the drive mechanism moves the removal head 48 along the X-axis direction.
  • the Y-axis slider 43 is provided with a drive mechanism.
  • This drive mechanism includes a guide rail installed along the transport direction D, a slider that moves along the guide rail, and a drive motor that drives the slider.
  • the guide rail is fixed to a support 35 that is installed on the conveying section 22 along the conveying direction D.
  • the X-axis slider 41 is disposed on the slider of the Y-axis slider 43.
  • the Y-axis slider 43 moves the X-axis slider 41 along the Y-axis direction by a drive mechanism.
  • the collection section 45 is a unit that collects objects such as foreign matter 14 using a collection member 49, and includes, for example, a lifting section 46, a removal head 48, and the collection section 45.
  • the lifting section 46 is a drive mechanism fixed to the removal head 48 arranged on the X-axis slider 41, and raises and lowers the collection section 45 along the Z-axis direction. This drive mechanism may be the same as the drive mechanism of the X-axis slider 41 or the Y-axis slider 43.
  • the collection member 49 is a member that collects objects, and may be a gripping claw that grips the object.
  • the collection section 45 grips and releases the grip of the foreign matter 14 by opening and closing the collection member 49 to collect and remove it from the treatment material 12, and includes the collection member 49 and a gripping drive unit (not shown).
  • the gripping drive unit opens and closes the collection member 49.
  • the collection unit 45 is moved in the X, Y, and Z directions within a predetermined range of the transport unit 22 by the X-axis slider 41, the Y-axis slider 43, and the lift unit 46.
  • the collection unit 45 grips the foreign object 14 along the width direction, which is the short side of the foreign object 14, so that the opening and closing width of the collection member 49 is shortened.
  • the control device 50 is a device that controls the entire foreign matter removal device 30, and is equipped with a control unit 51 and a memory unit 52.
  • the control unit 51 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and controls the entire device.
  • the control unit 51 outputs control signals to the detection unit 31 and the removal unit 40, and inputs signals from the detection unit 31 and the removal unit 40.
  • the memory unit 52 is a storage medium that stores information, and is configured, for example, by an HDD or flash memory.
  • the memory unit 52 stores, for example, condition information 53 as information related to the collection of foreign matter.
  • the condition information 53 corresponds to the type of foreign object 14 and the collection conditions thereof.
  • the type of foreign object 14 in the condition information 53 includes soft materials and hard materials that are not soft materials.
  • Hard materials include, for example, resin, which is a three-dimensional object, rubber, metal, wood, etc., which are three-dimensional objects.
  • the resin is a three-dimensional object
  • the material is not particularly limited and includes polyethylene terephthalate, polyethylene, polyvinyl chloride, etc.
  • Metals also include wire and wire.
  • Wood includes raw wood and molded wood, etc.
  • Soft materials include, for example, film-like resin, cloth, fiber, paper, plants, etc.
  • the resin is a film-like object, the material is not particularly limited and includes polyvinyl, etc.
  • Plants include, for example, grass and grass.
  • the material of the foreign object 14 corresponds to the opening width W of the collection member 49 and the pushing amount P of the collection member 49 in the Z-axis direction.
  • a gripping width Gw based on the width Dw of the foreign object 14 is set for the opening width W
  • a gripping push-in amount Gt based on the thickness Dt of the foreign object 14 is set for the push-in amount P.
  • a gripping width Pw based on a regulation different from the gripping width Gw of a hard material is set as a basic value for the opening width W.
  • the gripping width Pw may be a predetermined fixed value.
  • This gripping width Pw is set to a fixed value obtained by experimentation so that a thin paper, fiber, resin, etc., such as a film-like material, can be more reliably picked up when gripped by the collection member 49.
  • This gripping width Pw may be a predetermined value in the range of, for example, 2 cm to 15 cm.
  • the first pinch pressing amount Pt based on a regulation different from the gripping pressing amount Gt for a hard material is set as the basic value for the pressing amount P.
  • the first pinch pressing amount Pt may be a predetermined fixed value.
  • This first pinch pressing amount Pt is a relatively small fixed value obtained by experimentation so that thin paper, fibers, resins, etc., such as a film, can be more reliably picked up when the collection member 49 is pressed.
  • This first pinch pressing amount Pt may be a predetermined value in the range of, for example, 5 cm to 15 cm.
  • the second pinch pressing amount Pp which is larger than the first pinch pressing amount Pt, is set as the basic value for the pressing amount P.
  • the second pinch pressing amount Pp may be a predetermined fixed value.
  • This second pinch pushing amount Pp may be a predetermined value, for example, in the range of 15 cm to 25 cm. For plants that are prone to tearing when gripped and moved, a larger pushing amount is set compared to other soft materials to enable more reliable harvesting.
  • the first pinch pushing amount Pt and the second pinch pushing amount Pp are collectively referred to as the pinch pushing amount.
  • FIG. 6 is a flow chart showing an example of a foreign matter removal process routine executed by the control unit 51 of the control device 50.
  • This routine is stored in the memory unit 52, and is executed by the control unit 51 after the foreign matter removal device 30 is started based on an operation input from the operation panel.
  • the control unit 51 first drives the conveying device 22 (S100), and determines whether or not it is time to detect a foreign matter (S110).
  • This foreign matter detection timing may be, for example, the timing after the imaging unit 32 images the processing material 12 being conveyed on the conveying path of the conveying device 22.
  • the imaging unit 32 may be configured to capture an image of the conveying path in a continuous image.
  • the control unit 51 When it is time to detect a foreign object in S110, the control unit 51 performs a process of detecting the waste material 13 and the foreign object 14 based on the captured image captured by the imaging unit 32 and the height value measured by the measurement unit 33 (S120). As the process of detecting the waste material 13, the control unit 51 performs a process of detecting an area different from the brightness of the conveying surface of the conveying device 22, for example, and determining that area as the area of the processing material 12. The control unit 51 may also obtain the area of the waste material 13 from the acquired height of the conveying surface. Furthermore, the control unit 51 can determine the presence or absence of the foreign object 14 based on whether or not the captured image contains an area of the foreign object 14 (see FIG. 4).
  • control unit 51 determines whether or not the foreign object 14 is present in the captured image of the conveying device 22 (S130). When the foreign object 14 is present in the conveying device 22, the control unit 51 executes a process of removing the foreign object 14 (S140).
  • FIG. 7 is a flow chart showing an example of a removal processing routine executed by the control unit 51 of the control device 50.
  • This routine is stored in the memory unit 52, and is executed by the control unit 51 at S140 of the foreign object removal processing routine.
  • the control unit 51 first acquires the size and material of the detected foreign object 14 (S200).
  • the control unit 51 acquires the length, width, and thickness of the foreign object 14 as its size from the image captured by the detection unit 31 and the height measurement value.
  • the control unit 51 also acquires the material of the foreign object 14 based on the brightness of the image captured by the detection unit 31.
  • the control unit 51 can acquire the material of the foreign object 14 using a method such as machine learning.
  • the control unit 51 determines whether the material of the foreign object 14 is soft or not soft, i.e., whether it is hard (S210).
  • the gripping width Gw is set to the opening width W according to the size of the foreign object 14 (S220).
  • the opening width W refers to the width of the tip of the collection member 49 used to collect the foreign object 14. This opening width W is empirically determined to be a value obtained by adding a predetermined margin Mw to the width Dw of the foreign object 14 (see FIG. 8 described later).
  • the control unit 51 sets the gripping push-in amount Gt according to the thickness Dt of the foreign object 14 to the push-in amount P (S230).
  • the push-in amount P is used to collect the foreign object 14 and refers to the height from the top surface of the foreign object 14 to the tip of the collection member 49 that pushes it in.
  • This push-in amount P is empirically determined to be a value obtained by adding a predetermined margin Mt to the thickness Dt of the foreign object 14 (see FIG. 8 described later). Note that the margins Mw and Mt may be empirically determined to values that allow the collection member 49 to more reliably grip the foreign object 14.
  • the control unit 51 determines whether the width Dw of the foreign object 14 is greater than the gripping width Pw (S240). When the width Dw is greater than the gripping width Pw, the control unit 51 sets the gripping width Pw, which is a prescribed fixed value different from the gripping width Gw, to the pushing amount P (S250).
  • the gripping width Pw is the opening width W of the collection member 49 that is capable of picking up a soft and thin foreign object 14, and is generally set to a value smaller than the gripping width Gw.
  • the control unit 51 sets the gripping width Gw to the opening width W according to the size of the foreign object 14, as an exception when collecting a soft material (S260).
  • the control unit 51 sets the gripping width Gw to the opening width W according to the size of the foreign object 14, as an exception when collecting a soft material (S260).
  • the control unit 51 determines whether the material of the foreign object 14, which is a soft material, is other than a plant (S270). When the material of the foreign object 14 is other than a plant, the control unit 51 sets the first pinch pressing amount Pt, which is a specified fixed value different from the gripping pressing amount Gt, to the pressing amount P (S280).
  • the pinch pressing amount Pt is the pressing amount of the collection member 49 that pinches up the soft and thin foreign object 14, and is generally set to a value smaller than the gripping pressing amount Gt used for the foreign object 14 that is a three-dimensional object and a hard material.
  • the control unit 51 sets the second pinch pressing amount Pp, which is a specified pressing amount different from when the foreign object 14 is not soft and is larger than when the foreign object 14 is not a plant, to the pressing amount P (S290).
  • the control unit 51 makes collection of the foreign object 14, which is a plant, more reliable by pushing the collection member 49 in a gripping thrust Gt that is generally smaller than the gripping thrust Gt used for the foreign object 14 that is a three-dimensional object and a hard material, and more than for other soft foreign objects 14.
  • the control unit 51 moves the collection member 49 to the collection position of the foreign matter 14 (S300), opens the collection member 49 to the opening width W set above, pushes the collection member 49 in the Z-axis direction by the pushing amount P, and closes the collection member 49 from the opening width W to have the collection member 49 collect the foreign matter 14 (S310).
  • the control unit 51 moves the collection member 49 above the disposal unit 36 and releases the foreign matter 14 (S320).
  • the control unit 51 determines whether or not there is an unprocessed foreign matter 14 (S330). If there is an unprocessed foreign matter 14, the control unit 51 executes the process from S200 onwards, and if there is no unprocessed foreign matter 14, ends this routine.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of collecting hard foreign matter 14A.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of collecting foreign matter 14B other than soft plants.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of collecting foreign matter 14C of soft plants.
  • control unit 51 closes collection member 49 from gripping width Gw, which is width Dw plus margin Mw, and pushes collection member 49 with gripping push-in amount Gt, which is thickness Dt plus margin Mt, to grip foreign matter 14A. Also, as shown in FIG.
  • control unit 51 closes collection member 49 from gripping width Pw, which is a fixed value, and pushes collection member 49 with first gripping push-in amount Pt, which is a fixed value regardless of thickness Dt, to grip foreign matter 14B. Furthermore, as shown in FIG.
  • the control unit 51 closes the collection member 49 from the fixed gripping width Pw and presses the collection member 49 with a second gripping pushing amount Pp larger than the first gripping pushing amount Pt, which is a fixed value independent of the thickness Dt, to grip the foreign object 14C. Furthermore, for soft foreign objects 14B and 14C having a width Dw smaller than the gripping width Pw, the control unit 51 closes the collection member 49 from a gripping width Gw corresponding to the width Dw to grip the foreign object 14B and 14C. In this way, the foreign object removal device 30 performs removal of the foreign object 14 using collection conditions that are more appropriate for the material of the foreign object 14.
  • the control unit 51 determines whether or not the recycling processing of the treatment material 12, which removes the foreign matter 14 from the waste material 13, has been completed (S150). If the recycling processing of the treatment material 12 has not been completed, the control unit 51 repeatedly executes the processing from S110 onwards. On the other hand, when the recycling processing of the treatment material 12 has been completed in S150, the control unit 51 stops the transport device 22 (S160) and ends this routine.
  • the detection unit 31 of this embodiment corresponds to an example of a detection unit of the present disclosure
  • the collection member 49 corresponds to an example of a collection member
  • the control unit 51 corresponds to an example of a control unit.
  • the transport device 22 corresponds to an example of a transport device
  • the processing material 12 corresponds to an example of an object
  • the foreign matter 14 corresponds to an example of a foreign matter
  • the pinching width Pw corresponds to an example of a pinching width
  • the first pinching push-in amount Pt and the second pinching push-in amount Pp correspond to examples of a pinching push-in amount.
  • the foreign matter removal device 30 described above includes a detection unit 31 that detects an object being transported in the transport direction D by the transport device 22, and a removal unit 40 that grips the foreign matter 14 contained in the treatment material 12 as the target being transported in the transport direction D by the transport device 22 with a collection member 49.
  • the foreign matter removal device 30 includes a control unit 51 that grips the foreign matter 14 from a gripping width Pw, which is the opening width W of the collection member 49 based on a different regulation than when the foreign matter 14 is not soft.
  • the foreign matter removal device 30 When the material of the foreign matter 14 detected by the detection unit 31 is soft, the foreign matter removal device 30 includes a control unit 51 that grips the foreign matter 14 with a gripping push-in amount, which is the push-in amount P of the collection member 49 based on a different regulation than when the foreign matter 14 is not soft.
  • the opening width W of the collection member 49 is set as the pinching width Pw, and the foreign body 14 is gripped as if it is being pinched up, so that the soft foreign body 14 can be gripped more reliably and objects other than the foreign body 14 are less likely to be picked up.
  • this foreign body removal device 30 when the material of the foreign body 14 is soft, since most of the foreign bodies 14 are thin, the pushing amount of the collection member 49 is set as the pinching pushing amount, and the foreign body 14 is gripped as if it is being pinched up, so that the soft foreign body 14 can be gripped more reliably and objects other than the foreign body 14 are less likely to be picked up. Therefore, in this foreign body removal device 30, the foreign body 14 can be more reliably removed from the target and the collection of the target can be reduced.
  • the control unit 51 grips the foreign object 14 from the pinch width Pw and grips the foreign object with the pinch push amount.
  • the pinch width Pw and the pinch push amount are used, the soft foreign object 14 can be gripped more reliably and objects other than the foreign object 14 are less likely to be collected. Therefore, in this foreign object removal device 30, the foreign object can be more reliably removed from the target object and the amount of target object collected can be further reduced.
  • the control unit 51 grips the foreign object 14 from the pinch width Pw that is not related to the size of the foreign object 14, so the soft foreign object 14 can be gripped more reliably using the pinch width Pw that is not related to the size of the foreign object 14.
  • the control unit 51 grips the foreign body 14 from a gripping width Gw corresponding to the size of the foreign body 14.
  • the gripping width Gw corresponding to the size of the foreign body 14 can be gripped more reliably.
  • the control unit 51 grips the foreign body 14 from the gripping width Pw, while when the material of the foreign body 14 is soft and the width Dw of the foreign body 14 is smaller than the gripping width Pw, the control unit 51 grips the foreign body 14 from a gripping width Gw corresponding to the size of the foreign body 14.
  • the width Dw is taken into account, making it possible to more reliably collect the foreign body 14.
  • the control unit 51 grips the foreign object 14 with a pinch push amount that is not related to the thickness Dt of the foreign object 14.
  • the soft foreign object 14 can be gripped more securely by using a pinch push amount that is not related to the thickness of the foreign object 14.
  • the control unit 51 grips the foreign object 14 with a grip push amount Gt that corresponds to the thickness Dt of the foreign object 14.
  • the foreign object 14 can be gripped more securely by using a grip push amount Gt that corresponds to the thickness Dt of the foreign object 14.
  • the control unit 51 grips the foreign object 14 with a pushing amount of the collection member 49 based on a different regulation than when the foreign object 14 is not soft and with a second gripping pushing amount Pp that is larger than when the foreign object 14 is not a plant.
  • this foreign object removal device 30 among the soft foreign objects 14, plants having low strength are pushed deeper than other soft foreign objects 14, so that cutting and tearing are more effectively suppressed and the foreign object 14 can be gripped more reliably.
  • the control unit 51 grips the foreign object 14 with a first pinch push-in amount Pt that is unrelated to the thickness Dt of the foreign object 14 when the material of the foreign object 14 is soft and not a plant, and grips the foreign object 14 with a second pinch push-in amount Pp that is greater than the first pinch push-in amount Pt and is unrelated to the thickness of the foreign object 14 when the material of the foreign object 14 is soft and a plant.
  • the soft foreign object 14 can be gripped by switching between multiple pinch push-in amounts.
  • the control unit 51 also determines that one or more of the foreign objects 14 are soft in material, from among plants, cloth, fiber, resin film, and paper (excluding wood). With this foreign object removal device 30, collection of the target object can be further reduced for these soft objects.
  • the control unit 51 also determines that one or more of the foreign objects 14 are hard in material, from among resin of a three-dimensional object such as a resin bottle, rubber, metal, and wood such as green wood or plywood.
  • the removal unit 40 removes the foreign objects 14 from the waste material 13 as the target object. With this foreign object removal device 30, collection of the target object can be further reduced when removing foreign objects from the waste material 13.
  • the pinch width Pw and the pinch push amount are used to remove soft foreign matter 14, but either one of them may be omitted.
  • This foreign matter removal device 30 can also use either the pinch width Pw or the pinch push amount to further reduce the amount of waste material 13 collected when removing foreign matter 14 from the waste material 13 as the target object.
  • the foreign object 14 is collected with a gripping width Gw corresponding to the width Dw only when the width Dw is smaller than the gripping width Pw, but this exception processing may be omitted and soft foreign objects 14 may be collected from the gripping width Pw regardless of the width Dw.
  • This foreign object removal device 30 can also further reduce the amount of waste material 13 collected when removing foreign objects 14 from the waste material 13 as the target object.
  • the foreign matter 14 when the soft foreign matter 14 is a plant, the foreign matter 14 is collected using the second pinch push amount Pp, which is greater than the first pinch push amount Pt, but this is not particularly limited, and the use of the second pinch push amount Pp may be omitted.
  • This foreign matter removal device 30 can also further reduce the amount of waste material 13 collected when removing the foreign matter 14 from the waste material 13 as the target object. Note that when collecting a plant, which is a soft foreign matter 14, it is preferable to use the second pinch push amount Pp, as this allows the foreign matter 14 to be removed more reliably.
  • the gripping width Gw and gripping push-in amount Gt are used according to the size of the foreign object 14, and when the foreign object 14 is soft, fixed values of the gripping width Pw and gripping push-in amount are used, but this is not particularly limited.
  • the foreign object removal device 30 may use a gripping width smaller than the gripping width when the foreign object 14 is soft, or may use a gripping push-in amount smaller than the gripping push-in amount when the foreign object 14 is soft.
  • one or more of the foreign objects 14, excluding wood, plants, cloth, fibers, resin films, and paper, are considered to be made of a soft material, but this is not limited to this, and one or more of these may be excluded, or other materials may be included as soft materials. Whether the foreign object 14 is a soft material or not can be changed depending on the performance of the foreign object removal device 30, etc.
  • the foreign matter removal device 30 removes foreign matter 14 from waste material 13 as the target object, but is not limited to this, and may also remove foreign matter 14 from targets other than waste material 13.
  • the present disclosure has been described as a processing system 10 having a foreign matter removal device 30, but is not limited thereto, and the present disclosure may be the foreign matter removal device 30 itself, a control method for the foreign matter removal device 30 executed by a computer, a foreign matter removal method, or a program for the control method and/or foreign matter removal method.
  • the processing system 10 is equipped with a primary crusher 15, a primary magnetic separator 16, a screening machine 17, a secondary crusher 18, a secondary magnetic separator 19, and a control device 27, but is not limited thereto, and any one or more of these may be omitted, or other devices may be added.
  • the foreign matter removal method of the present disclosure may be configured as follows.
  • the foreign matter removal method of the present disclosure includes: A foreign matter removal method executed by a computer of a foreign matter removal device including a detection unit that detects an object transported in a transport direction by a transport device, and a removal unit that grasps a foreign matter contained in the target object transported in the transport direction by the transport device with a collection member, comprising: When the material of the foreign object detected by the detection unit is soft, the foreign object is grasped from a gripping width, which is an opening width of the sampling member based on a regulation different from that when the foreign object is not soft, and/or the foreign object is grasped with a gripping push-in amount, which is a push-in amount of the sampling member based on a regulation different from that when the foreign object is not soft. It includes.
  • the opening width of the collection member is set as the pinching width and/or the amount of pushing of the collection member is set as the pinching pushing amount, and the soft foreign body is grasped as if being pinched up, so that the soft foreign body can be grasped more reliably and objects other than the foreign body are less likely to be collected. Therefore, in this foreign body removal method, when removing foreign body from the target object, the collection of the target object can be further reduced. Note that in this foreign body removal method, various aspects of the foreign body removal device described above may be adopted, and steps may be added that realize each function of the foreign body removal device described above.
  • This disclosure is applicable to the technical field of devices for removing foreign matter from objects.

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Abstract

本開示の異物除去装置は、搬送装置によって搬送方向に搬送される物体を検出する検出部と、搬送装置によって搬送方向に搬送される対象物に含まれる異物を採取部材で把持する除去部と、検出部によって検出された異物の材質が軟質であるときには、異物が軟質ではないときとは異なる規定に基づく採取部材の開き幅である摘まみ幅からこの異物を把持させるか、及び／又は、異物が軟質ではないときとは異なる規定に基づく採取部材の押込み量である摘まみ押込み量でこの異物を把持させる制御部と、を備える。

Description

異物除去装置及び異物除去方法
　本明細書は、異物除去装置及び異物除去方法を開示する。
　従来、リサイクル装置としては、例えば、対象物を搬送元から搬送先へと搬送するピッキングロボットと、ピッキングロボットに接続され電子部品屑の中から製錬工程で処理可能な有価金属を含む製錬原料又は製錬工程外へ送るための系外原料を対象物として把持するロボットハンドとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１など参照）。このリサイクル装置では、ロボットハンドが、対象物を吸引する吸引パッドと、吸引パッドに吸引された対象物を挟む挟持部とを備えており、電子部品屑をより効率良く選別処理することができる、としている。
特開２０２１－１８６９２１号公報
　しかしながら、特許文献１の装置では、ピッキングロボットによって対象物を採取する際に、周りに存在する物体を巻き込んでしまうことがあった。例えば、対象物の中に存在する異物を除去する異物除去装置においても、上述した特許文献１のリサイクル装置と同様に、異物を把持する際に対象物も把持してしまうことがあった。このように、異物除去装置において、対象物の中に存在する異物を除去する際に、対象物をできるだけ採取しないことが求められていた。
　本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、対象物から異物を除去するに際して、対象物の採取をより低減することができる異物除去装置及び異物除去方法を提供することを主目的とする。
　本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
　即ち、本明細書で開示する異物除去装置は、
　搬送装置によって搬送方向に搬送される物体を検出する検出部と、
　前記搬送装置によって搬送方向に搬送される対象物に含まれる異物を採取部材で把持する除去部と、
　前記検出部によって検出された前記異物の材質が軟質であるときには、前記異物が軟質ではないときとは異なる規定に基づく前記採取部材の開き幅である摘まみ幅から該異物を把持させるか、及び／又は、前記異物が軟質ではないときとは異なる規定に基づく前記採取部材の押込み量である摘まみ押込み量で該異物を把持させる制御部と、
　を備えたものである。
　この異物除去装置では、異物の材質が軟質であるときには、採取部材の開き幅を摘まみ幅として、摘まみ上げるように異物を把持させるため、軟質な異物をより確実に把持することができると共に、異物以外の物体を採取しにくい。あるいは、この異物除去装置では、異物の材質が軟質であるときには、その多くは異物の厚さが薄いことから、採取部材の押込み量を摘まみ押込み量として、摘まみ上げるように異物を把持するため、軟質な異物をより確実に把持することができると共に、異物以外の物体を採取しにくい。したがって、この異物除去装置では、対象物から異物を除去するに際して、対象物の採取をより低減することができる。
処理システム１０の構成の一例を示す説明図。 異物除去装置３０の概略構成の一例を示す説明図。 除去部４０の概略構成の一例を示す斜視図。 検出部３１の撮像画像７１，７２の一例を示す説明図。 記憶部５２に記憶された条件情報５３の一例を示す説明図。 異物除去処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 除去処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 硬質な異物１４Ａを採取する説明図。 軟質な植物以外の異物１４Ｂを採取する説明図。 軟質な植物の異物１４Ｃを採取する説明図。
　本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１は、一例としての廃材をリサイクルする処理を実行する処理システム１０の構成の一例を示す説明図である。図２は、異物除去装置３０の概略構成の一例を示す説明図である。図３は、除去部４０の概略構成の一例を示す斜視図である。図４は、除去部４０の平面図及び検出部３１によって撮像される撮像画像７１，７２の一例を示す説明図である。図５は、制御装置５０の記憶部５２に記憶された条件情報５３の一例を示す説明図である。なお、本実施形態において、左右方向、前後方向及び上下方向は、図１～４、８～１０に示した通りとする。また、本実施形態において、処理対象としての処理材１２を搬送する方向を搬送方向Ｄと称するものとする。
　処理システム１０で処理される対象物としての処理材１２は、石、砂及びコンクリート等のリサイクルの対象となる廃材１３と、紙、樹脂、木材及び金属等を含む異物１４とが混合した混合物である。異物１４には、軟質ではない立体物である異物１４Ａや、芝などの植物以外の軟質な物体である異物１４Ｂや、軟質な植物である異物１４Ｃなどが含まれる（後述図８～１０参照）。なお、植物の異物１４Ｃには、軟質ではない生木や木材などは含まれない。ここでは、異物１４Ａ～１４Ｃを単に異物１４と総称する。異物１４のサイズには、長さ、幅Ｄｗ、厚さＤｔなどが含まれるが、異物１４の水平方向に長辺と短辺とがある場合には、短辺を幅Ｄｗとし、上下方向の長さを厚さＤｔとする。処理システム１０は、図１に示すように、１次破砕機１５、１次磁選機１６、スクリーン機１７、異物除去装置３０、２次破砕機１８、２次磁選機１９及び搬送装置２０～２５を備える。
　１次破砕機１５は、原料である処理材１２を１次粉砕する装置である。この１次破砕機１５は、例えば、所定の１次サイズ以下（例えば、４０ｃｍ以下など）となるように処理材１２を粉砕する。１次磁選機１６は、処理材１２に含まれる磁性体の異物を磁力によって除去する装置である。スクリーン機１７は、例えば、処理材１２がメッシュの上を通過することにより、１次サイズ以上の処理材１２と１次サイズ未満の処理材１２とを分離する装置である。２次破砕機１８は、１次破砕機１５よりも小さいサイズに処理材１２を２次粉砕する装置である。この２次破砕機１８は、所定の２次サイズ以下（例えば、１０ｃｍ以下）となるように処理材１２を粉砕する。２次磁選機１９は、１次磁選機１６及び異物除去装置３０では除去しきれなかった磁性体を処理材１２から除去する装置である。
　搬送ラインとしての搬送装置２０～２５は、処理材１２を搬送路に載置して搬送方向Ｄに沿って搬送する装置であり、例えば、ベルトコンベアとして構成されている。なお、搬送装置２０～２５は、処理材１２を搬送するものであれば、ベルトコンベア以外の構成としてもよい。
　異物除去装置３０は、廃材１３及び異物１４を含む処理材１２を搬送装置２２の搬送面に載置して処理材１２を搬送し、対象物としての廃材１３から異物１４を採取、除去する装置である。異物除去装置３０は、図２に示すように、検出部３１と、除去部４０と、制御装置５０と、によって構成される。また、異物除去装置３０は、廃棄部３６を備える。搬送装置２２は、搬送面に処理材１２を載置し、所定の搬送速度で処理材１２を搬送するものである。
　検出部３１は、搬送装置２２によって搬送方向Ｄに搬送される物体として廃材１３及び異物１４を検出する装置である。検出部３１は、除去部４０よりも搬送方向Ｄの上流側に配置されている。検出部３１は、搬送部２２によって搬送される廃材１３及び異物１４を含む処理材１２を撮像する撮像部３２と、処理材１２の高さを測定する測定部３３とを備えている。撮像部３２は、例えば、搬送装置２２の搬送面に載置されて搬送される処理材１２の画像を撮像するカメラとして構成されている。像部３２は、搬送装置２２の搬送面の上方から処理材１２を含む所定範囲を撮像し、画像データを制御装置５０に出力する。図４に示すように、撮像部３２は、廃材１３と異物１４とが含まれる撮像画像７１，７２を撮像する。撮像画像７１は、搬送装置２２上に処理材１２が搬送されていない状態の画像の一例である。撮像画像７２は、搬送装置２２上に処理材１２や異物１４が搬送されている状態の画像の一例である。測定部３３は、搬送装置２２上の処理材１２などの高さを検出するものである。この測定部３３は、例えば、除去部４０よりも搬送方向Ｄの上流側に設けられており、２つのカメラを備えたステレオカメラとして構成されているものとしてもよい。あるいは、測定部３３は、搬送面に照射して得られる反射波を検出して反射位置の高さを得るセンサとしてもよい。撮像部３２や測定部３３は、搬送装置２２を左右方向に跨ぐように設けられた保持部材によって搬送装置２２の搬送面の上方で保持されている。測定部３３は、検出した処理材１２の高さに関する情報を制御装置５０へ出力する。なお、測定部３３を備える異物除去装置３０は、処理材１２の高さ方向の情報を利用して処理材１２の搬送制御を行うことができる。一方、異物除去装置３０は、処理材１２の高さを計測可能であれば、撮像部３２及び測定部３３のいずれかを省略してもよい。
　廃棄部３６は、異物１４を収容する収容部としてのダストボックスである。廃棄部３６には、除去部４０の採取部４５により採取された異物１４が投下される。なお、廃棄部３６では、複数の収容容器を有し、異物１４の重量や材質に応じて分別してもよい。
　除去部４０は、搬送装置２２によって搬送路上を搬送方向Ｄに搬送される処理材１２に含まれる異物１４などを採取部材４９によって採取し、除去する装置である。この除去部４０は、例えば、ＸＹロボットとして構成されている。除去部４０は、撮像部３２によって撮像された撮像画像に基づいて処理材１２中に存在する異物１４を検出し、除去する。除去部４０は、検出部３１よりも搬送方向Ｄの下流側に設けられている。除去部４０は、Ｘ軸スライダ４１と、Ｙ軸スライダ４３と、採取部４５とを備える。除去部４０は、採取した異物１４を、搬送装置２２の側方に配設された廃棄部３６へ廃棄する。なお、除去部４０は、多関節アームロボットなどの他の構成としてもよい。
　Ｘ軸スライダ４１は、駆動機構を備える。この駆動機構は、搬送装置２２の搬送方向Ｄに直交する方向に沿って架設されたガイドレールと、ガイドレールに沿って移動するスライダと、スライダを駆動する駆動モータとを備える。ガイドレールは、搬送方向Ｄに沿って搬送部２２上に架設されたＹ軸スライダ４３のスライダに固定されている。Ｘ軸スライダ４１のスライダには、昇降部４６が配設された除去ヘッド４８が固定されている。駆動機構は、例えば、ねじ軸とナットとを備えるボールねじによる直動機構としてもよい。なお、駆動機構は、直動機構とすれば特に限定されず、リニアモータなどとしてもよい。Ｘ軸スライダ４１では、駆動機構によって除去ヘッド４８をＸ軸方向に沿って移動させる。Ｙ軸スライダ４３は、駆動機構を備える。この駆動機構は、搬送方向Ｄに沿って架設されたガイドレールと、ガイドレールに沿って移動するスライダと、スライダを駆動する駆動モータとを備える。ガイドレールは、搬送方向Ｄに沿って搬送部２２上に架設された支持部３５に固定されている。Ｙ軸スライダ４３のスライダには、Ｘ軸スライダ４１が配設されている。Ｙ軸スライダ４３では、駆動機構によってＸ軸スライダ４１をＹ軸方向に沿って移動させる。
　採取部４５は、異物１４などの物体を採取部材４９によって採取するユニットであり、例えば、昇降部４６と、除去ヘッド４８と、採取部４５とを備える。昇降部４６は、Ｘ軸スライダ４１に配設された除去ヘッド４８に固定された駆動機構であり、採取部４５をＺ軸方向に沿って昇降する。この駆動機構は、Ｘ軸スライダ４１やＹ軸スライダ４３の駆動機構と同様の機構としてもよい。採取部材４９は、物体を採取する部材であり、物体を把持する把持爪としてもよい。採取部４５は、採取部材４９の開閉動作によって異物１４を把持、把持解除して処理材１２から採取、除去するものであり、採取部材４９と図示しない把持駆動部とを備える。把持駆動部は、採取部材４９を開閉する。この採取部４５は、Ｘ軸スライダ４１、Ｙ軸スライダ４３及び昇降部４６によって搬送部２２の所定範囲内でＸ、Ｙ，Ｚ方向に移動される。採取部４５は、採取部材４９の開閉幅がより短くなるように、異物１４の短辺側である幅方向に沿って異物１４を把持させる。
　制御装置５０は、異物除去装置３０全体を制御する装置であり、制御部５１と、記憶部５２とを備えている。制御部５１は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、装置全体を制御する。制御部５１は、検出部３１及び除去部４０へ制御信号を出力すると共に、検出部３１及び除去部４０からの信号を入力する。記憶部５２は、情報を記憶する記憶媒体であり、例えば、ＨＤＤやフラッシュメモリなどにより構成されている。記憶部５２には、例えば、異物の採取に関する情報として、条件情報５３などが記憶される。
　条件情報５３には、異物１４の種別とその採取条件とが対応付けられている。条件情報５３の異物１４の種別には、軟質材料と、軟質材料ではない硬質材料とが含まれている。硬質材料には、例えば、立体物である樹脂、立体物であるゴム、金属、木材などが含まれる。樹脂は、例えば、立体物であれば、その材質は特に限られず、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、塩化ビニルなどが含まれる。金属には、ワイヤーや針金なども含まれる。木材には、生木や成形木材などが含まれる。軟質材料には、例えば、フィルム状の樹脂、布、繊維、紙、植物などが含まれる。樹脂は、例えば、フィルム状であれば、その材質は特に限られず、ポリビニルなどが含まれる。植物には、例えば、芝や草などが含まれる。条件情報５３では、異物１４の材質と、採取部材４９の開き幅Ｗ及び採取部材４９のＺ軸方向への押込み量Ｐとが対応付けられている。条件情報５３には、異物１４が硬質材料であるときには、開き幅Ｗに対しては異物１４の幅Ｄｗを基準とする把持幅Ｇｗが設定されており、押込み量Ｐに対しては異物１４の厚さＤｔを基準とする把持押込み量Ｇｔが設定されている。また、条件情報５３では、異物１４が軟質材料であるときには、開き幅Ｗに対しては、硬質材料の把持幅Ｇｗとは異なる規定に基づく摘まみ幅Ｐｗが基本値として設定されている。摘まみ幅Ｐｗは、所定の固定値であるものとしてもよい。この摘まみ幅Ｐｗは、採取部材４９で把持するに際してフィルム状など厚さの薄い紙、繊維、樹脂などをより確実に摘まみ上げることができるような固定値を実験により求め、その値に設定されているものとする。この摘まみ幅Ｐｗは、例えば、２ｃｍ以上１５ｃｍ以下の範囲の所定値としてもよい。また、条件情報５３では、異物１４が軟質材料であって植物以外であるときは、押込み量Ｐに対しては、硬質材料の把持押込み量Ｇｔとは異なる規定に基づく第１摘まみ押込み量Ｐｔが基本値として設定されている。第１摘まみ押込み量Ｐｔは、所定の固定値であるものとしてもよい。この第１摘まみ押込み量Ｐｔは、採取部材４９を押し込むに際して、フィルム状など厚さの薄い紙、繊維、樹脂などをより確実に摘まみ上げることができるような比較的小さい固定値を実験により求め、この値に設定されているものとする。この第１摘まみ押込み量Ｐｔは、例えば、５ｃｍ以上１５ｃｍ以下の範囲の所定値としてもよい。更に、条件情報５３では、異物１４が軟質材料であり且つ植物であるときには、押込み量Ｐに対して、第１摘まみ押込み量Ｐｔよりも大きな第２摘まみ押込み量Ｐｐが基本値として設定されている。第２摘まみ押込み量Ｐｐは、所定の固定値であるものとしてもよい。この第２摘まみ押込み量Ｐｐは、例えば、１５ｃｍ以上２５ｃｍ以下の範囲の所定値としてもよい。把持時及び移動時にちぎれなどが起きやすい植物では、他の軟質材料に比してより大きな押込み量として、より確実な採取を可能とする。なお、第１摘まみ押込み量Ｐｔ及び第２摘まみ押込み量Ｐｐは、摘まみ押込み量と総称する。
　次に、このようにして構成された異物除去装置３０の動作について説明する。まず、処理材１２から異物１４を除去し廃材１３を生産する処理について説明する。図６は、制御装置５０の制御部５１によって実行される異物除去処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、記憶部５２に記憶されており、操作パネルの操作入力に基づく異物除去装置３０の起動後、制御部５１により実行される。このルーチンを開始すると制御部５１は、まず、搬送装置２２を駆動させ（Ｓ１００）、異物検出タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１１０）。この異物検出タイミングは、例えば、撮像部３２が搬送装置２２の搬送路上で搬送される処理材１２を撮像したあとのタイミングとしてもよい。撮像部３２は、切れ目ない画像で搬送路を撮像するものとしてもよい。
　Ｓ１１０で異物検出タイミングであるときには、制御部５１は、撮像部３２が撮像した撮像画像や測定部３３が測定した高さ値に基づいて、廃材１３及び異物１４の検出処理を行う（Ｓ１２０）。制御部５１は、廃材１３の検出処理として、例えば、搬送装置２２の搬送面の輝度と異なる領域を検出し、その領域を処理材１２の領域とする処理を行う。また、制御部５１は、取得した搬送面の高さから廃材１３の領域を求めてもよい。更に、制御部５１は、撮像画像に異物１４の領域があるか否かなどに基づいて異物１４の有無を判定することができる（図４参照）。次に、制御部５１は、搬送装置２２の撮像画像に異物１４があるか否かを判定する（Ｓ１３０）。搬送装置２２に異物１４があるときには、制御部５１は、異物１４の除去処理を実行する（Ｓ１４０）。
　図７は、制御装置５０の制御部５１によって実行される除去処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、記憶部５２に記憶されており、異物除去処理ルーチンのＳ１４０で、制御部５１により実行される。このルーチンを開始すると制御部５１は、まず、検出された異物１４のサイズ及び材質を取得する（Ｓ２００）。制御部５１は、検出部３１による撮像画像及び高さの測定値から、異物１４のサイズとして、その長さ、幅及び厚さを取得する。また、制御部５１は、検出部３１による撮像画像の輝度などに基づいて、異物１４の材質を取得する。制御部５１は、機械学習などの手法を用いて異物１４の材質を取得することができる。Ｓ２００のあと、制御部５１は、異物の材質が軟質であるか、軟質ではないか、即ち硬質であるかを判定する（Ｓ２１０）。
　異物１４の材質が硬質であるときには、異物１４のサイズに応じた把持幅Ｇｗを開き幅Ｗに設定する（Ｓ２２０）。開き幅Ｗは、異物１４の採取実行に用いられる採取部材４９の先端の幅をいうものとする。この開き幅Ｗは、異物１４の幅Ｄｗに対して所定のマージンＭｗを加えた値に経験的に定められている（後述図８参照）。Ｓ２２０のあと、制御部５１は、異物１４の厚さＤｔに応じた把持押込み量Ｇｔを押込み量Ｐに設定する（Ｓ２３０）。押込み量Ｐは、異物１４の採取実行に用いられるものであって、異物１４の上面から押し込む採取部材４９の先端までの高さをいうものとする。この押込み量Ｐは、異物１４の厚さＤｔに対して所定のマージンＭｔを加えた値に経験的に定められている（後述図８参照）。なお、マージンＭｗ，Ｍｔは、採取部材４９がより確実に異物１４を把持できる値に経験的に定められているものとしてもよい。
　一方、異物１４の材質が軟質であるときには、制御部５１は、摘まみ幅Ｐｗより異物１４の幅Ｄｗが大きいか否かを判定する（Ｓ２４０）。幅Ｄｗが摘まみ幅Ｐｗより大きいときには、制御部５１は、把持幅Ｇｗとは異なる規定の、固定値である摘まみ幅Ｐｗを押込み量Ｐに設定する（Ｓ２５０）。摘まみ幅Ｐｗは、軟質且つ薄い異物１４を摘まみ上げるような採取部材４９の開き幅Ｗであり、把持幅Ｇｗよりも総じて小さい値に設定されている。一方、摘まみ幅Ｐｗより異物１４の幅Ｄｗが小さいときに限っては、制御部５１は、軟質材料を採取する際の例外として、異物１４のサイズに応じた把持幅Ｇｗを開き幅Ｗに設定する（Ｓ２６０）。除去部４０では、異物１４が軟質材料であるとしても、幅Ｄｗが摘まみ幅Ｐｗよりも小さいときは、異物１４の幅Ｄｗに応じた把持幅Ｇｗを用いて、より確実に異物１４を把持させる。
　Ｓ２６０のあと、または、Ｓ２５０のあと、制御部５１は、軟質材料である異物１４の材質が植物以外であるか否かを判定する（Ｓ２７０）。異物１４の材質が植物以外であるときには、制御部５１は、把持押込み量Ｇｔとは異なる規定の、固定値である第１摘まみ押込み量Ｐｔを押込み量Ｐに設定する（Ｓ２８０）。摘まみ押込み量Ｐｔは、軟質且つ薄い異物１４を摘まみ上げるような採取部材４９の押し込み量であり、立体物であり且つ硬質材料である異物１４で用いられる把持押込み量Ｇｔよりも総じて小さい値に設定されている。一方、軟質材料である異物１４の材質が植物であるときには、制御部５１は、異物１４が軟質ではないときとは異なる規定の押込み量で且つ異物１４が植物でないときに比してより大きい第２摘まみ押込み量Ｐｐを押込み量Ｐに設定する（Ｓ２９０）。制御部５１は、植物である異物１４に対しては、立体物であり且つ硬質材料である異物１４で用いられる把持押込み量Ｇｔよりも総じて小さく、且つ他の軟質な異物１４よりも大きく採取部材４９を押し込むことによって、異物１４の採取をより確実とする。
　Ｓ２８０、Ｓ２９０及びＳ２３０のあと、制御部５１は、異物１４の採取位置へ採取部材４９を移動させ（Ｓ３００）、上記設定した開き幅Ｗに採取部材４９を開き、押込み量Ｐで採取部材４９をＺ軸方向に押込み、開き幅Ｗから採取部材４９を閉じて異物１４を採取部材４９に採取させる（Ｓ３１０）。続いて、制御部５１は、採取部材４９を廃棄部３６の上方へ移動し、異物１４をリリースさせる（Ｓ３２０）。そして、制御部５１は、未処理の異物１４があるか否かを判定し（Ｓ３３０）。未処理の異物１４があるときには、制御部５１は、Ｓ２００以降の処理を実行し、未処理の異物１４がないときには、このルーチンを終了する。
　図８は、硬質な異物１４Ａを採取する説明図である。図９は、軟質な植物以外の異物１４Ｂを採取する説明図である。図１０は、軟質な植物の異物１４Ｃを採取する説明図である。図８に示すように、制御部５１は、硬質な異物１４Ａに対しては、幅ＤｗにマージンＭｗを加味した把持幅Ｇｗから採取部材４９を閉じると共に、厚さＤｔにマージンＭｔを加味した把持押込み量Ｇｔで採取部材４９を押込み、異物１４Ａを把持させる。また、図９に示すように、制御部５１は、植物以外の軟質材料であり、摘まみ幅Ｐｗよりも幅Ｄｗが大きい異物１４Ｂに対しては、固定値である摘まみ幅Ｐｗから採取部材４９を閉じると共に、厚さＤｔに関しない固定値である第１摘まみ押込み量Ｐｔで採取部材４９を押込み、異物１４Ｂを把持させる。更に、図１０に示すように、制御部５１は、植物の軟質材料であり、摘まみ幅Ｐｗよりも幅Ｄｗが大きい異物１４Ｃに対しては、固定値である摘まみ幅Ｐｗから採取部材４９を閉じると共に、厚さＤｔに関しない固定値である第１摘まみ押込み量Ｐｔよりも大きい第２摘まみ押込み量Ｐｐで採取部材４９を押込み、異物１４Ｃを把持させる。更にまた、制御部５１は、摘まみ幅Ｐｗよりも小さな幅Ｄｗを有する軟質な異物１４Ｂ，１４Ｃでは、幅Ｄｗに応じた把持幅Ｇｗから採取部材４９を閉じることによって、異物１４Ｂ，１４Ｃを把持させる。このように、異物除去装置３０では、異物１４の材質に応じたより適切な採取条件を用いて、異物１４の除去を実行する。
　さて、図６の異物除去処理ルーチンの説明に戻り、Ｓ１４０で除去処理を実行したあと、またはＳ１１０で異物検出タイミングでないときには、制御部５１は、廃材１３から異物１４を除去する、処理材１２の再生処理が完了したか否かを判定する（Ｓ１５０）。処理材１２の再生処理が完了していないときには、制御部５１は、Ｓ１１０以降の処理を繰り返し実行する。一方、Ｓ１５０で処理材１２の再生処理が完了したときには、制御部５１は、搬送装置２２を停止させ（Ｓ１６０）、このルーチンを終了する。
　ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の検出部３１が本開示の検出部の一例に相当し、採取部材４９が採取部材の一例に相当し、制御部５１が制御部の一例に相当する。また、搬送装置２２が搬送装置の一例に相当し、処理材１２が対象物の一例に相当し、異物１４が異物の一例に相当し、摘まみ幅Ｐｗが摘まみ幅の一例に相当し、第１摘まみ押込み量Ｐｔ及び第２摘まみ押込み量Ｐｐが摘まみ押込み量の一例に相当する。なお、本実施形態では、異物除去装置３０の動作を説明することにより、本開示の異物除去方法の一例も明らかにしている。
　以上説明した異物除去装置３０は、搬送装置２２によって搬送方向Ｄに搬送される物体を検出する検出部３１と、搬送装置２２によって搬送方向Ｄに搬送される対象物としての処理材１２に含まれる異物１４を採取部材４９で把持する除去部４０とを備える。また、異物除去装置３０は、検出部３１によって検出された異物１４の材質が軟質であるときには、異物１４が軟質ではないときとは異なる規定に基づく採取部材４９の開き幅Ｗである摘まみ幅Ｐｗからこの異物１４を把持させる制御部５１を備える。更に、異物除去装置３０は、検出部３１によって検出された異物１４の材質が軟質であるときには、異物１４が軟質ではないときとは異なる規定に基づく採取部材４９の押込み量Ｐである摘まみ押込み量でこの異物１４を把持させる制御部５１を備える。この異物除去装置３０では、異物１４の材質が軟質であるときには、採取部材４９の開き幅Ｗを摘まみ幅Ｐｗとして、摘まみ上げるように異物１４を把持させるため、軟質な異物１４をより確実に把持することができると共に、異物１４以外の物体を採取しにくい。あるいは、この異物除去装置３０では、異物１４の材質が軟質であるときには、その多くは異物１４の厚さが薄いことから、採取部材４９の押込み量を摘まみ押込み量として、摘まみ上げるように異物１４を把持するため、軟質な異物１４をより確実に把持することができると共に、異物１４以外の物体を採取しにくい。したがって、この異物除去装置３０では、対象物から異物１４をより確実に除去できると共に、対象物の採取をより低減することができる。
　また、制御部５１は、検出部３１によって検出された異物１４の材質が軟質であるときには、摘まみ幅Ｐｗからこの異物１４を把持させると共に、摘まみ押込み量でこの異物を把持させる。この異物除去装置３０では、摘まみ幅Ｐｗ及び摘まみ押込み量を用いるため、軟質な異物１４を更に確実に把持することができると共に、異物１４以外の物体を採取しにくい。したがって、この異物除去装置３０では、対象物から異物をより確実に除去することができると共に、対象物の採取をより低減することができる。更に制御部５１は、異物１４の材質が軟質であるときには、異物１４のサイズに関しない摘まみ幅Ｐｗからこの異物１４を把持するため、異物１４のサイズに関しない摘まみ幅Ｐｗを用いて軟質な異物１４をより確実に把持することができる。この異物除去装置３０において、制御部５１は、異物１４の材質が軟質でないときには、異物１４のサイズに応じた把持幅Ｇｗからこの異物１４を把持させる。この異物除去装置３０では、軟質ではない異物１４については、異物１４のサイズに応じた把持幅Ｇｗによって、異物１４をより確実に把持することができる。そして、制御部５１は、異物１４の材質が軟質であり且つ異物１４の幅Ｄｗが摘まみ幅Ｐｗ以上であるときにはこの摘まみ幅Ｐｗからこの異物１４を把持させる一方、異物１４の材質が軟質であり且つ異物１４の幅Ｄｗが摘まみ幅Ｐｗより小さいときに限っては、異物１４のサイズに応じた把持幅Ｇｗからこの異物１４を把持させる。この異物除去装置３０では、摘まみ幅Ｐｗより小さい軟質である異物１４に対しても、幅Ｄｗを加味して、より確実に採取することができる。
　また、制御部５１は、異物１４の材質が軟質であるときには、異物１４の厚さＤｔに関しない摘まみ押込み量でこの異物１４を把持させる。この異物除去装置３０では、異物１４の厚さに関しない摘まみ押込み量を用いて軟質な異物１４をより確実に把持することができる。この異物除去装置３０において、制御部５１は、異物１４の材質が軟質でないときには、異物１４の厚さＤｔに応じた把持押込み量Ｇｔでこの異物１４を把持させる。この異物除去装置３０では、軟質ではない異物１４については、異物１４の厚さＤｔに応じた把持押込み量Ｇｔによって異物１４をより確実に把持することができる。また、制御部５１は、異物１４の材質が軟質であり且つ植物であるときには、異物１４が軟質ではないときとは異なる規定に基づく採取部材４９の押込み量で且つ異物１４が植物でないときに比してより大きい第２摘まみ押込み量Ｐｐで異物１４を把持させる。この異物除去装置３０では、軟質な異物１４のうち、強度の低い植物では、他の軟質な異物１４に比してより深く押し込むため、切れやちぎれなどをより抑制して、より確実に異物１４を把持することができる。この異物除去装置３０において、制御部５１は、異物１４の材質が軟質であり且つ植物でないときには、異物１４の厚さＤｔに関しない第１摘まみ押込み量Ｐｔでこの異物１４を把持させ、異物１４の材質が軟質であり且つ植物であるときには異物１４の厚さに関しない、第１摘まみ押込み量Ｐｔよりも大きい第２摘まみ押込み量Ｐｐでこの異物１４を把持させる。この異物除去装置３０では、複数の摘まみ押込み量を切り替えて軟質な異物１４を把持することができる。
　また、制御部５１は、木材を除く植物、布、繊維、樹脂フィルム及び紙のうち１以上の異物１４を材質が軟質であるものとする。この異物除去装置３０では、これらの軟質物に対して、対象物の採取をより低減することができる。また、制御部５１は、例えば樹脂ボトルなど立体物の樹脂、ゴム、金属、生木や合板などの木材のうち１以上の異物１４を材質が硬質であるものとする。更に、除去部４０は、対象物としての廃材１３から異物１４を除去する。この異物除去装置３０では、廃材１３から異物を除去する際に、対象物の採取をより低減することができる。
　なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
　例えば、上述した実施形態では、摘まみ幅Ｐｗ及び摘まみ押込み量を用いて軟質な異物１４を除去するものとしたが、いずれか一方を省略してもよい。この異物除去装置３０においても、摘まみ幅Ｐｗ及び摘まみ押込み量のいずれかを用いて、対象物としての廃材１３から異物１４を除去する際の廃材１３の採取をより低減することができる。
　上述した実施形態では、軟質な異物１４に対して、幅Ｄｗが摘まみ幅Ｐｗより小さいときに限って幅Ｄｗに応じた把持幅Ｇｗで異物１４を採取するものとしたが、この例外処理を省略し、軟質な異物１４では幅Ｄｗにかかわらず、摘まみ幅Ｐｗから採取するものとしてもよい。この異物除去装置３０においても、対象物としての廃材１３から異物１４を除去する際の廃材１３の採取をより低減することができる。
　上述した実施形態では、軟質な異物１４が植物であるときには、第１摘まみ押込み量Ｐｔより大きな第２摘まみ押込み量Ｐｐで異物１４を採取するものとしたが、特にこれに限定されず、第２摘まみ押込み量Ｐｐの使用を省略してもよい。この異物除去装置３０においても、対象物としての廃材１３から異物１４を除去する際の廃材１３の採取をより低減することができる。なお、軟質な異物１４である植物を採取する際には、第２摘まみ押込み量Ｐｐを用いた方が、より確実に異物１４を除去でき好ましい。
　上述した実施形態では、異物１４が軟質でないときには異物１４のサイズに応じた把持幅Ｇｗや把持押込み量Ｇｔを用い、異物１４が軟質であるときには固定値である摘まみ幅Ｐｗや摘まみ押込み量を用いるものとしたが、特にこれに限定されない。例えば、異物除去装置３０は、異物１４が軟質であるときには把持幅よりも小さい摘まみ幅を用いるものとしてもよいし、異物１４が軟質であるときには把持押込み量よりも小さい摘まみ押込み量を用いるものとしてもよい。
　上述した実施形態では、木材を除く植物、布、繊維、樹脂フィルム及び紙のうち１以上の異物１４を材質が軟質であるものとしたが特にこれに限定されず、これらのいずれか１以上を除外してもよいし、これら以外のものを軟質材料として含むものとしてもよい。異物１４が軟質材料か否かは、異物除去装置３０の性能などに応じて変更することができる。
　上述した実施形態では、異物除去装置３０は、対象物としての廃材１３から異物１４を除去するものとしたが、特にこれに限定されず、廃材１３以外の対象物から異物１４を除去するものとしてもよい。
　上述した実施形態では、本開示を、異物除去装置３０を有する処理システム１０として説明したが、特にこれに限定されず、本開示を異物除去装置３０自体としてもよいし、コンピュータが実行する異物除去装置３０の制御方法としてもよいし、異物除去方法としてもよいし、この制御方法及び／又は異物除去方法のプログラムとしてもよい。また、処理システム１０は、１次破砕機１５、１次磁選機１６、スクリーン機１７、２次破砕機１８、２次磁選機１９及び統括装置２７を備えるものとしたが、特にこれに限定されず、これらのうちいずれか１以上を省略してもよいし、これら以外の装置を加えるものとしてもよい。
　ここで、本開示の異物除去方法は、以下のように構成してもよい。例えば、本開示の異物除去方法は、
　搬送装置によって搬送方向に搬送される物体を検出する検出部と、前記搬送装置によって搬送方向に搬送される対象物に含まれる異物を採取部材で把持する除去部とを備えた異物除去装置のコンピュータが実行する異物除去方法であって、
　前記検出部によって検出された前記異物の材質が軟質であるときには、前記異物が軟質ではないときとは異なる規定に基づく前記採取部材の開き幅である摘まみ幅から該異物を把持させるか、及び／又は、前記異物が軟質ではないときとは異なる規定に基づく前記採取部材の押込み量である摘まみ押込み量で該異物を把持させるステップ、
　を含むものである。
　この異物除去方法では、上述した異物除去装置と同様に、採取部材の開き幅を摘まみ幅とし、及び／又は、採取部材の押込み量を摘まみ押込み量として、摘まみ上げるように軟質な異物を把持させるため、軟質な異物をより確実に把持することができると共に、異物以外の物体を採取しにくい。したがって、この異物除去方法では、対象物から異物を除去するに際して、対象物の採取をより低減することができる。なお、この異物除去方法において、上述した異物除去装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した異物除去装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。
　本明細書では、出願当初の請求項５において「請求項１又は２に記載の異物除去装置」を「請求項１～４のいずれか１項に記載の異物除去装置」に変更した技術思想や、出願当初の請求項６において「請求項１又は２に記載の異物除去装置」を「請求項１～５のいずれか１項に記載の異物除去装置」に変更した技術思想、出願当初の請求項８において「請求項１又は２に記載の異物除去装置」を「請求項１～７のいずれか１項に記載の異物除去装置」に変更した技術思想、出願当初の請求項１０において「請求項１又は２に記載の異物除去装置」を「請求項１～９のいずれか１項に記載の異物除去装置」に変更した技術思想、出願当初の請求項１１において「請求項１又は２に記載の異物除去装置」を「請求項１～１０のいずれか１項に記載の異物除去装置」に変更した技術思想も開示されている。
　本開示は、対象物から異物を除去する装置の技術分野に利用可能である。
１０　処理システム、１２　処理材、１３　廃材、１４　異物、１５　１次破砕機、１６　１次磁選機、１７　スクリーン機、１８　２次破砕機、１９　２次磁選機、２０～２５　搬送装置、３０　異物除去装置、３１　検出部、３２　撮像部、３３　測定部、３５　支持部、３６　廃棄部、４０　除去部、４１　Ｘ軸スライダ、４３　Ｙ軸スライダ、４５　採取部、４６　昇降部、４８　除去ヘッド、４９　採取部材、５０　制御装置、５１　制御部、５２　記憶部、５３　条件情報、７１　撮像画像、７２　撮像画像、Ｄ　搬送方向、Ｍ　作業者、Ｗ　開き幅、Ｐ　押込み量、Ｄｗ　幅、Ｄｔ　厚さ、Ｇｗ　把持幅、Ｇｔ　把持押込み量、Ｍｗ，Ｍｔ　マージン、Ｐｗ　摘まみ幅、Ｐｔ　第１摘まみ押込み量、Ｐｐ　第２摘まみ押込み量。

Claims (12)

  1. 　搬送装置によって搬送方向に搬送される物体を検出する検出部と、
    　前記搬送装置によって搬送方向に搬送される対象物に含まれる異物を採取部材で把持する除去部と、
    　前記検出部によって検出された前記異物の材質が軟質であるときには、前記異物が軟質ではないときとは異なる規定に基づく前記採取部材の開き幅である摘まみ幅から該異物を把持させるか、及び／又は、前記異物が軟質ではないときとは異なる規定に基づく前記採取部材の押込み量である摘まみ押込み量で該異物を把持させる制御部と、
    　を備えた異物除去装置。
  2. 　前記制御部は、前記検出部によって検出された前記異物の材質が軟質であるときには、前記摘まみ幅から該異物を把持させると共に、前記摘まみ押込み量で該異物を把持させる、請求項１に記載の異物除去装置。
  3. 　前記制御部は、前記異物の材質が軟質であるときには、前記異物のサイズに関しない前記摘まみ幅から該異物を把持させる、請求項１又は２に記載の異物除去装置。
  4. 　前記制御部は、前記異物の材質が軟質でないときには、前記異物のサイズに応じた把持幅から該異物を把持させる、請求項３に記載の異物除去装置。
  5. 　前記制御部は、前記異物の材質が軟質であり且つ前記異物の幅が前記摘まみ幅以上であるときには該摘まみ幅から該異物を把持させる一方、前記異物の材質が軟質であり且つ前記異物の幅が前記摘まみ幅より小さいときに限っては、前記異物のサイズに応じた把持幅から該異物を把持させる、請求項１又は２に記載の異物除去装置。
  6. 　前記制御部は、前記異物の材質が軟質であるときには、前記異物の厚さに関しない前記摘まみ押込み量で該異物を把持させる、請求項１又は２に記載の異物除去装置。
  7. 　前記制御部は、前記異物の材質が軟質でないときには、前記異物の厚さに応じた把持押込み量で該異物を把持させる、請求項６に記載の異物除去装置。
  8. 　前記制御部は、前記異物の材質が軟質であり且つ植物であるときには、前記異物が軟質ではないときとは異なる規定に基づく前記採取部材の押込み量で且つ前記異物が植物でないときに比してより大きい前記摘まみ押込み量で該異物を把持させる、請求項１又は２に記載の異物除去装置。
  9. 　前記制御部は、前記異物の材質が軟質であり且つ植物でないときには前記異物の厚さに関しない第１摘まみ押込み量で該異物を把持させ、前記異物の材質が軟質であり且つ植物であるときには前記異物の厚さに関しない前記第１摘まみ押込み量よりも大きい第２摘まみ押込み量で該異物を把持させる、請求項８に記載の異物除去装置。
  10. 　前記制御部は、木材を除く植物、布、繊維、樹脂フィルム及び紙のうち１以上の前記異物を材質が軟質であるものとする、請求項１又は２に記載の異物除去装置。
  11. 　前記除去部は、前記対象物としての廃材から前記異物を除去する、請求項１又は２に記載の異物除去装置。
  12. 　搬送装置によって搬送方向に搬送される物体を検出する検出部と、前記搬送装置によって搬送方向に搬送される対象物に含まれる異物を採取部材で把持する除去部とを備えた異物除去装置のコンピュータが実行する異物除去方法であって、
    　前記検出部によって検出された前記異物の材質が軟質であるときには、前記異物が軟質ではないときとは異なる規定に基づく前記採取部材の開き幅である摘まみ幅から該異物を把持させるか、及び／又は、前記異物が軟質ではないときとは異なる規定に基づく前記採取部材の押込み量である摘まみ押込み量で該異物を把持させるステップ、
    　を含む異物除去方法。
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