JP6412688B2 - 金属検出機の診断装置および金属検出機 - Google Patents

Description

本発明は、金属検出機の診断装置および金属検出機に関し、特に磁界を用いて金属検出を行う金属検出機の診断装置および同装置を備えた診断機能を有する金属検出機に関する。

磁界を用いて被検査物中の金属異物や金属成分の存在又は金属を含む構成要素の欠落等を検出する金属検出機が従前から知られている。

そのような金属検出機においては、被検査物の種別や要求される異物検出能力に応じて、不良品を用いたり異物相当金属を埋め込んだ異物サンプルを用いたりして、その不良品等の検出が可能となる検出条件を設定するとともに、その設定により不良品等の検出が可能であることを事前に確認することで、異物や欠品の検出精度を確保するのが一般的である。

従来のそのような金属検出機としては、例えば、異物サンプルを用いて検出部が正しく動作するか否かを判定する動作確認処理部と、異物判定の結果および動作確認処理の結果を表示する表示部とを備え、その動作確認処理部において、品種毎に指定される異物サンプルに対して検出部が正しく動作するか否かを判定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、金属検出機に対する外来電磁ノイズの影響を考慮して、磁界発生手段の設定周波数に対して磁界検出手段の検出動作周波数を複数準備し、ノイズレベルを所定値以下に抑え得る検出動作周波数を選択設定するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−３１１４９号公報 特許第４６３３８３０号公報

しかしながら、上述のような従来の金属検出機にあっては、その設置環境や使用状態によって磁界が乱されると、金属検出能力が変わってしまうものの、その金属検出能力を的確に診断する機能が欠けていた。そのため、誤検出等の問題が起きたときには、その要因を容易に特定できず、熟練のサービスマンが問題を切り分けながら対応することが必要になり、金属検出機を用いる製造ラインの稼働率を低下させてしまう場合があった。

また、検査領域の周辺の電動機器等からの外来電磁ノイズが大きくなり、あるいは、目視し難い搬送ベルト裏面や継ぎ目等に磁界影響の大きい物が付着したり搬送ベルトが帯電したりして、微小異物検出に要求される検出感度に余裕が無くなっている場合でも、微小異物の検出が要求される特定の被検査物を検査したり誤検出が生じたりするまで、その検出能力の低下状態を使用者が把握できなかった。そのため、誤検出等の問題が発生することを未然に防止することが困難であった。

そこで、本発明は、金属検出能力の低下状態を的確に診断して誤検知等の問題の発生を未然に防止できる金属検出機の診断装置および金属検出機を提供し、併せて、金属検出能力の低下要因を容易に特定できる金属検出機の診断装置および金属検出機を提供するものである。

上記課題の解決のため、本発明に係る金属検出機の診断装置は、（１）被検査物が通過する検査領域内の磁界の変化を検出して前記被検査物中の金属を検出する検出手段と、前記検出手段の作動を制御する検出制御手段とを備えた金属検出機を診断する金属検出機の診断装置であって、前記検出制御手段と協働して、前記検出手段を予め設定された複数種類の作動条件で作動させる作動条件切替手段と、前記複数種類のうち種類毎の作動条件での作動結果について許容可能度合を個別判定する個別判定手段と、前記複数種類の作動条件についての前記種類毎の作動条件での作動結果を基に、２種類以上の前記種類毎の作動条件での作動結果を組み合わせて前記金属の検出性能に関連する少なくとも１つの結合作動結果を作成し、該結合作動結果について許容可能度合を判定する少なくとも１つの前記結合判定を実行する結合判定手段と、前記個別判定の結果および前記少なくとも１つの前記結合判定の結果に応じて、前記金属の検出性能の良否を判定する総合判定を実行する総合判定手段と、を有することを特徴とする。

本発明では、特定の１つ又は複数の要因により、金属検出能力が変化すると、それらの要因が変化する複数種類の動作条件での動作で得られた個別判定結果や結合判定結果が変化し、それに応じて金属検出性能の良否を判定する総合判定の結果が変化することになる。したがって、金属検出能力の低下状態を総合判定の結果から容易に把握でき、誤検知等の問題が発生することを未然に防止することができる。しかも、個別判定結果や結合判定の結果を利用すれば、金属検出能力を低下させている要因を容易に特定可能となる。

本発明の金属検出機の診断装置は、（２）前記金属検出機が、前記被検査物を前記検査領域に対して移動させる移動手段を備えており、前記作動条件切替手段は、前記複数種類の作動条件として、前記移動手段により前記検出手段の検出感度テスト用のテストピースを前記検査領域に対し移動させつつ前記検出手段により前記検査領域内の磁界の変化を検出する第１の作動条件と、前記テストピースを用いることなく前記移動手段を作動させつつ前記検出手段により前記検査領域内の磁界の変化を検出する第２の作動条件とを含み、前記結合判定手段は、前記１つの結合判定として、前記検出手段を前記第１の作動条件で作動させるときのテストピース検出感度相当の検出信号レベルと、前記検出手段を前記第２の作動条件で作動させるときの前記磁界の変化の検出信号のピークレベルとの間に予め設定された余裕があるか否かを判定するものであってもよい。

この構成により、金属検出機の使用状態での環境影響等が大きくなり、検出手段を第１の作動条件で作動させるときのテストピース検出感度相当の検出信号レベルと、検出手段を第２の作動条件で作動させるときの検査領域内の磁界の変化の検出信号のピークレベルとの間に余裕がなくなると、総合判定結果が不良判定となる。したがって、金属検出能力の低下が誤検知等の問題を発生させ得る程度に進む前に、総合判定結果が不良判定となることで、金属検出能力の低下をユーザに報知でき、誤検知等の問題が発生することを未然に確実に防止することができる。

本発明の金属検出機の診断装置は、（３）前記総合判定の結果に対応する第１の診断情報と、前記個別判定又は前記結合判定の結果に対応する第２の診断情報とを出力する診断情報出力手段を設けたものであってもよい。

この構成により、金属検出能力の変化に応じて個別判定結果や結合判定結果としての許容可能度合がそれぞれ変化し、金属検出性能の良否判定結果が変化すると、総合判定の結果に対応する第１の診断情報の出力から金属検出能力の低下状態が容易に把握される。したがって、誤検知等の問題が発生することを未然に防止することができる。しかも、個別判定結果や結合判定の結果に対応する第２の診断情報の出力によって、金属検出能力を低下させている要因が容易に特定可能となる。

本発明の金属検出機の診断装置においては、（４）前記診断情報出力手段は、前記第１の診断情報が前記金属の検出性能が良好でないことを表す情報である場合に、前記個別判定又は前記結合判定の結果に対応する第２の診断情報を表示するものであってもよい。

この構成により、外来電磁ノイズその他の環境影響の増加に対して微小金属物を検出するための感度に余裕がなくなってきたような場合に、その金属検出能力を低下させている要因を容易に特定可能な第２の診断情報を表示することで、必要なメンテナンスを適時に的確に実行可能になる。

本発明の金属検出機の診断装置は、（５）前記検出手段が、予め定められた周波数範囲に含まれる設定周波数の交番磁界を前記検査領域内に発生させる磁界発生部と、前記被検査物が前記交番磁界中を通過することに起因する前記交番磁界の変化を前記設定周波数に対応する検出動作周波数で検出する磁界検出部とを有し、前記複数種類の作動条件が、前記検出手段の前記磁界発生部における発生磁界の強さ、前記検出手段の前記磁界検出部における検出動作周波数、および、前記移動手段の作動の有無のうち、少なくとも１つの点で互いに相違しているものであってもよい。

この構成により、金属検出能力の低下状態が生じたときに、その金属検出能力を低下させている要因を個別判定結果や結合判定の結果からより的確に把握可能となる。

本発明に係る金属検出機は、上記課題の解決のため、（６）上記（１）ないし（５）のいずれか１項に記載された金属検出機の診断装置を備えたことを特徴とする。

本発明に係る金属検出機では、上記のいずれかの構成を有する診断装置によって、金属検出能力の低下状態を総合判定の結果から容易に把握でき、誤検知等の問題が発生することを未然に防止することができる。しかも、個別判定結果や結合判定の結果を利用すれば、金属検出能力を低下させている要因を容易に特定可能となる。

本発明によれば、金属検出能力の低下状態を的確に診断して誤検知等の問題の発生を未然に防止できる金属検出機の診断装置および金属検出機を提供することができ、併せて、金属検出能力の低下要因を容易に特定できる金属検出機の診断装置および金属検出機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る金属検出機の診断装置の概略ブロック構成図である。 本発明の一実施形態に係る金属検出機の診断装置により診断する金属検出機本体の概略ブロック構成図である。 本発明の一実施形態に係る金属検出機の診断装置で実行される一例の結合判定の説明図である。 本発明の一実施形態に係る金属検出機の診断装置で実行される診断処理の概略の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（一実施形態）
図１から図３は、本発明の一実施形態に係る金属検出機の診断装置およびその診断装置を用いた診断処理が実行される金属検出機を示している。

まず、その構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態の金属検出機は、金属検出機本体１０と、この金属検出機本体１０の金属検出性能に関する診断処理を実行する診断装置５０とを備えている。

金属検出機本体１０は、被検査物であるワークＷを所定方向に搬送するコンベア１１と、コンベア１１により搬送されるワークＷが通過する検査領域Ｒを有する検出部１２と、コンベア１１および検出部１２の作動を制御する検出制御部１４とを有している。

ワークＷは、製造される任意の製品、例えば量産される食品を包装材で個々に、あるいは所定数の輸送時の個数単位で包装したものであり、箱入り製品のような定形のものでも、流動物等を封入した可撓性の袋入り製品のような不定形のものでよい。

コンベア１１は、詳細を図示しないが、無端帯状の搬送ベルトを互いに平行な複数のローラの間に巻き掛けて、その一部の走行区間（通常は上走区間）に略平坦なワーク搬送路１１ａを形成する公知のものである。このコンベア１１は、ワーク搬送路１１ａ上に載置されたワークＷを予め設定された搬送速度で所定方向に搬送することで、ワークＷを検査領域Ｒに対して相対的に移動させることができるようになっている。

検査領域Ｒは、コンベア１１により搬送されるワークＷの移動経路中に設定されており、検出部１２は、ワークＷが検査領域Ｒ内を通過することによる磁界の変化（磁界変動）を検出することで、ワークＷ中に金属異物等の金属物が含まれるか否かを判定可能な検出信号を出力するようになっている。

ここにいう金属物とは、ワークＷ中の異物検出を行う場合には金属からなる異物もしくは金属成分を含んだ異物であり、ワークＷ中の欠品検出を行う場合には金属からなるもしくは金属成分を含んだその構成要素である。説明の便宜上、以下の説明においては、金属物が金属異物であるものとして説明する。

検出制御部１４は、コンベア１１によるワークＷの搬送および検出部１２による磁界変動検出をそれぞれ作動制御するとともに、検出部１２の出力信号を基にワークＷ中の金属異物の有無を判定するようになっている。

図２に示すように、検査領域Ｒの入り口付近には、ワークＷの検査領域Ｒ内への進入又は進入前所定位置への到達を検知する例えば光学式のワーク検知センサ１３が設置されている。

検出部１２は、予め設定された振幅および周波数の送信信号を発生する信号発生部２１と、信号発生部２１からの信号により送信コイルを電流駆動する磁界発生部２２（磁界発生手段）と、差動検出器等で構成される磁界検出部２３とを含んで構成されている。

詳細は図示しないが、信号発生部２１は、ワーク検知センサ１３に応動する基準信号発生器、測定期間を特定するためのタイマー、電力増幅器、同調回路等を有しており、ワークＷが検査領域Ｒを通過するとき、基準信号に対応する設定周波数の送信信号を発生して磁界発生部２２の送信コイルを駆動する。

磁界発生部２２の送信コイルは、コンベア１１のワーク搬送路１１ａの近傍に配置されており、信号発生部２１からの電流駆動により励磁されたときに、前記送信信号の設定周波数に対応する交番磁界を検査領域Ｒ中に発生させるようになっている。

磁界検出部２３は、信号発生部２１および磁界発生部２２と協働して複数のワークＷについて、そのワークＷ中の金属異物を検出するようになっており、差動接続された一対の受信コイル、同調回路および増幅器等からなる。この磁界検出部２３は、磁界発生部２２からの交番磁界のみに対しては一対の受信コイルの誘起電圧が略平衡し、両者の差動出力が略ゼロになるように調整されている。

磁界中を通過する磁性金属には磁束密度の大きさに比例してより多くの磁束が引き寄せられ、磁界中を通過する非磁性金属にはその移動による磁束密度の変化を打ち消すような向きでうず電流が生じ、ジュール熱が消費されるという性質がある。したがって、コンベア１１上のワークＷが検査領域Ｒを通過するとき、磁界検出部２３の受信コイル間の出力の平衡状態がくずれる。

磁界検出部２３は、このようにコンベア１１上のワークＷの移動により両受信コイル間の出力平衡状態がくずれたとき、その磁界の変化に応じた検出信号を出力する。この検出信号は、磁界発生部２２側からの交番磁界に対応して前記送信信号の設定周波数を有する交流信号成分に、ワークＷの磁界通過により変化する低周波信号成分が重畳した信号形態となる。

磁界検出部２３の検出信号は信号レベル測定部２４に取り込まれるようになっており、この信号レベル測定部２４は、詳細を図示しないが、直交検波を行なう一対の同期検波器、移相器、バンドパスフィルタ、増幅器およびＡ／Ｄ変換器等によって構成されている。

信号レベル測定部２４の一対の同期検波器は、直交検波のために前記基準信号を位相調整した信号を取り込み、検出信号から送信信号相当の高周波成分を取り除いた検波出力を生成する。信号レベル測定部２４は、この検波出力に更にフィルタによるノイズ除去およびＡ／Ｄ変換を施した信号を金属有無判定部２６と検出制御部１４とにそれぞれ出力する。

なお、前記直交検波の出力は、例えば磁束密度の変化が大きいほど外部磁界変化を引き起こす非磁性金属の影響が大きい検出信号や、磁束密度が大きいほど外部磁界変化を引き起こす磁性金属の影響の大きい検出信号となる。また、信号レベル測定部２４から出力される低周波成分の検出信号は、差動検出信号の所定位相位置の瞬時値を結ぶ包絡線の波形、および前記所定位相位置から送信信号周期の１／４周期分、つまり９０度だけ位相がずれた瞬時値を結ぶ包絡線の波形を形成するものとなる。

一方、検出制御部１４は、検出部１２の検出信号および操作器１６からのユーザの操作入力に基づいて所定の制御プログラムに従った演算処理を実行し、その処理結果を信号発生部２１および磁界検出部２３にそれぞれ出力するようになっている。

検出制御部１４は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェースを含むマイクロコンピュータ構成のもので、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムを、ＲＡＭとの間でデータ授受を行ないながらＣＰＵにより実行し、Ｉ／Ｏインターフェースを介して取り込んだ信号レベル測定部２４からの信号等に基づいて、後述する検出処理を実行するようになっている。

この検出制御部１４は、機能的には、図２中に示す振幅設定部３１、検出周波数設定部３２、磁界検出制御部３３、記憶部３４および検出周波数選択部３５を構成するよう、これらに対応する制御プログラムや設定情報を内蔵している。また、検出制御部１４は、操作器１６からの診断要求操作入力や金属検出機本体１０の作動状態に応じて、診断装置５０による診断処理を実行することが要求されるか否かを予め設定された診断要求条件に基づいて判定し、診断処理が必要である場合に診断装置５０に診断処理要求信号を出力する機能を併有している。

信号発生部２１の発生信号の振幅は振幅設定部３１により設定され、信号発生部２１の送信信号の設定周波数は検出周波数設定部３２により設定される。

ここで、振幅設定部３１は、信号発生部２１と共に、磁界発生部２２の発生磁界の強度レベルを通常検出動作の磁界強度レベルである第１の強度レベルと、その第１の強度レベルより低い第２の強度レベルとのうち任意の一方の磁界強度レベルに切り替える磁界制御手段として機能し得る。また、検出周波数設定部３２は、通常検出時の磁界発生部２２の発生磁界周波数を規定すべく信号発生部２１の設定周波数（発生信号周波数）を設定する機能と、磁界検出制御部３３を介して磁界検出部２３の検出動作周波数（ここでは単に検出周波数ともいう）を設定する機能とを有している。

ここにいう第１の強度レベルとは、通常の金属検出動作を行なう際に磁界発生部２２で発生される範囲の磁界強度レベルであり、第２の強度レベルは、信号発生部２１から磁界発生部２２への送信信号出力を停止して磁界発生部２２による磁界の発生を停止した状態、すなわち発生磁界強度が通常の残留値レベル程度と言えるレベルである。

磁界検出制御部３３は、磁界検出部２３の検波器に検波クロック信号を供給するとともに検出周波数設定部３２からの設定周波数情報に基づいて、その検波クロック信号の周波数および位相（信号発生部２１の基準信号に対する位相差）を調整する機能を有しており、磁界発生部２２の作動の有無（磁界発生の有無）に関係なく、磁界検出部２３の検出動作周波数を規定することができる。

記憶部３４は、ＲＡＭ又および書き換え可能な不揮発性のメモリデバイスで構成されており、通常動作時の検出動作周波数をはじめとして、金属検出に関する各種設定情報や信号レベル測定部２４での測定結果のデータを記憶保持することができる。

検出周波数選択部３５は、検出周波数設定部３２、磁界検出制御部３３および信号レベル測定部２４と共に測定手段３６を構成しており、この測定手段３６は、磁界発生部２２の発生磁界が前記第２の強度レベルとなっている状態で、磁界検出部２３の複数の異なる検出動作周波数で、検査領域Ｒ中の電磁ノイズを測定できるようになっている。

また、検出周波数選択部３５は、検出周波数設定部３２および磁界検出制御部３３と協働して、前記複数の異なる検出動作周波数のうち測定手段３６で測定された電磁ノイズレベルが相対的に小さくなるいずれかの周波数を選択し、磁界発生部２２の設定周波数およびそれに対応する磁界検出部２３の検出動作周波数を可変設定するようになっている。

ところで、金属有無判定部２６は、検査領域Ｒに搬送された各ワークＷの検出信号振幅レベルを予め定めた閾値レベルと比較し、ワークＷ中に金属異物が含まれているか否か、すなわち製品としての品質の合否を公知の判定方法で判定して、その判定結果を表示部２７に出力する判定手段となっている。この金属有無判定部２６は、併せて、コンベア１１の検査領域Ｒより下流側に設けられた選別部２８に対し、不良品を良品と分けるための選別指令信号を出力するようになっている。

一方、金属検出機本体１０について診断処理を実行する診断装置５０は、図１に示すように、作動条件切替部５１、個別判定部５２、結合判定部５３および総合判定部５５を含んで構成されている。

作動条件切替部５１は、金属検出機本体１０側で予め設定される検査条件の設定情報や診断条件の設定情報を記憶する情報記憶部５１Ｍを有しており、金属検出機本体１０の診断時には、情報記憶部５１Ｍの記憶情報を基に金属検出機本体１０の作動条件を切り替えながら、検出制御部１４と協働して金属検出機本体１０を予め設定された診断処理用の複数種類の作動条件で順次作動させるようになっている。

個別判定部５２は、予め設定された個別判定規格や過去の個別判定結果を記憶する情報記憶部５２Ｍを有しており、金属検出機本体１０の診断時に、前記複数種類のうち種類毎の作動条件での金属検出機本体１０の作動結果について、その許容可能度合を個別判定するようになっている。

結合判定部５３は、予め設定された結合判定規格や過去の結合判定結果を記憶する情報記憶部５３Ｍを有しており、金属検出機本体１０の診断時に、前記複数種類の作動条件についての種類毎の作動条件での金属検出機本体１０の作動結果を基に、２種類以上の種類毎の作動条件での作動結果を組み合わせて金属検出性能に関連する少なくとも１つの結合作動結果を作成し、その結合作動結果について許容可能度合を判定する結合判定を実行するようになっている。

総合判定部５５は、予め設定された総合判定規格や過去の総合判定結果を記憶する情報記憶部５５Ｍを有しており、金属検出機本体１０の診断時に、少なくとも結合判定部５３での結合判定の結果に応じて、金属検出機本体１０の金属検出性能の良否を判定する総合判定を実行するようになっている。

具体的には、作動条件切替部５１における診断処理用の複数種類の作動条件は、少なくとも検出部１２の作動条件が異なる第１の作動条件と第２の作動条件とを含んでいる。

第１の作動条件とは、磁界発生部２２による磁界の発生状態下で、コンベア１１により検出部１２の検出感度テスト用のテストピースＴｐを検査領域Ｒに対し移動させつつ検出部１２により検査領域Ｒ内の磁界の変化を検出する作動条件である。ここにいう検出感度テスト用のテストピースＴｐは、例えば金属検出機本体１０のカタログ仕様感度程度の高感度時に検出可能な小サイズの金属ピース（鉄もしくはステンレス）又は小サイズの金属ピースを埋め込んだ樹脂ブロックである。

第２の作動条件とは、磁界発生部２２による磁界の発生状態下で、テストピースＴｐを用いることなくコンベア１１を作動させつつ検出部１２により検査領域Ｒ内の磁界の変化を検出する作動条件である。ここで、検出部１２により検出される検査領域Ｒ内の磁界の変化は、磁界検出部２３の受信コイル間の出力平衡状態がテストピースＴｐ以外の要因（例えば、外来電磁ノイズ等の影響）でくずれた結果として現れる。

作動条件切替部５１における診断処理用の複数種類の作動条件は、さらに、検出部１２の磁界発生部２２における発生磁界の強さ、検出部１２の磁界検出部２３における検出周波数、選別機２８の作動の有無、および、コンベア１１の作動の有無のうち、少なくとも１つの点で互いに相違している複数の作動条件を含み得る。

磁界発生部２２における発生磁界は、例えば多段階の強度レベルＬｖ０，１，２，３，４，５のいずれかに択一的に選択されて設定され、磁界検出部２３における検出周波数は、例えば異なる複数の検出動作周波数ｆａ，ｆｂ，ｆｃ，ｆｄ，ｆｅのいずれかに択一的に選択されて設定される。

そして、個別判定部５２は、例えば次の（１−１）ないし（１−４）を含む複数種類の作動条件について、個別判定を実行する。

（１−１）コンベア１１を停止した状態（搬送速度を速度０ｍ／ｍｉｎとした状態）で、磁界発生部２２における発生磁界の強さに相当する送信出力レベルを標準的なＬｖ３、発生磁界周波数を５００ｋＨｚとし、検出磁界（Ａ／ｍ）の許容レベルの上限値に相当する個別判定規格レベルを例えば１０００として、磁界検出部２３における磁界受信性能を診断する。

この場合、磁界検出部２３における磁界検出信号レベルが例えば８００であれば、個別判定結果はＯＫ判定（良判定、正常判定）となる。

（１−２）コンベア１１の搬送速度を例えば１０ｍ／ｍｉｎとした状態で、磁界発生部２２における発生磁界の強さに相当する送信出力レベルを標準的なＬｖ３、発生磁界周波数を５００ｋＨｚとし、許容レベルの上限値に相当する個別判定規格レベルを例えば１２００として、検出部１２を前述の第２の作動条件で作動させるときの検査領域Ｒ内の磁界変化の検出信号のピークレベルである環境影響レベルＡを計測することにより、磁界検出部２３における磁界受信性能を診断する。

この場合、磁界検出部２３における検出信号レベル（環境影響レベルＡ）が例えば１０００であれば、個別判定結果はＯＫ判定となる。

（１−３）コンベア１１の搬送速度を１０ｍ／ｍｉｎとした状態で、磁界発生部２２における発生磁界の強さに相当する送信出力レベルを標準的なＬｖ３、発生磁界周波数を５００ｋＨｚとし、検出感度テスト用のテストピースＴｐをコンベア１１により検査領域Ｒ内に通したときの磁界検出部２３の検出信号を基に、テストピースＴｐを確実に異物として判定検出可能なテストピース検出感度相当の検出信号レベルＢを計測して、テストピース検出感度相当の検出信号レベルＢが予め設定したテストピース検出感度相当の検出信号レベルの個別判定規格レベルを超えているか否かを判定して磁界検出部２３における磁界受信性能を診断する。

この場合、テストピース検出感度相当の検出信号レベルＢが例えば９０００以上であれば、個別判定結果はＯＫ判定となる。

（１−４）コンベア１１を停止させるとともに磁界発生部２２での磁界の発生を停止させた状態で、磁界検出部２３の複数の異なる検出動作周波数ｆａ，ｆｂ，ｆｃ，ｆｄ，ｆｅでそれぞれで磁界検出部２３を作動させ、電磁ノイズレベルの上限値に相当する個別判定規格レベルを例えば８００として、磁界検出部２３における磁界受信性能を診断する。

この場合、磁界検出部２３における磁界検出信号レベルがいずれの検出動作周波数でも例えば６００であれば、個別判定結果はＯＫ判定となる。

なお、個別判定部５２は、（１−１）ないし（１−４）のような複数種類の作動条件について個別判定を実行した結果を、前述のＯＫ，ＮＧの判定結果としてではなく、それぞれの作動条件での金属検出機本体１０の作動結果に応じた段階的な許容可能度合としてレベル付けしてもよい。

個別判定部５２は、あるいは、例えば次の（２−１）ないし（２−４）を含む複数種類の作動条件について、個別判定を実行する。

（２−１）コンベア１１を停止させるとともに磁界発生部２２での磁界の発生を停止させた状態で、磁界検出部２３の複数の異なる検出動作周波数ｆａ，ｆｂ，ｆｃ，ｆｄ，ｆｅでそれぞれで磁界検出部２３を作動させ、磁界検出部２３における磁界受信性能を診断する。

この場合、磁界検出部２３による磁界変動検出信号レベルが金属検出機本体１０の工場出荷時の診断結果レベルに対し予め定められた基準値または基準倍率（例えば１．２倍）未満であれば、個別判定結果はＯＫ判定となるが、外来電磁ノイズの影響等によりその基準値または基準倍率以上となると、ＮＧ判定（不良判定、異常判定）となる。

（２−２）コンベア１１を停止させた状態で、磁界発生部２２における発生磁界の強さに相当する送信出力レベルを最大のＬｖ５とし、磁界検出部２３の複数の異なる検出動作周波数ｆａからｆｅでそれぞれで磁界検出部２３を作動させ、磁界検出部２３における磁界受信性能を診断する。

この場合、磁界検出部２３による磁界変動検出信号レベルが金属検出機本体１０の工場出荷時のノイズ許容限界レベルに対し予め定められた基準値または基準倍率（例えば１．５倍）未満であれば、個別判定結果はＯＫ判定となるが、送信側と受信側の同調周波数や検波位相のずれ等によってその基準値または基準倍率以上になると、異常判定となる。

（２−３）コンベア１１の搬送速度を１０ｍ／ｍｉｎとした状態で、磁界発生部２２における発生磁界の強さに相当する送信出力レベルを最大のＬｖ５とし、磁界検出部２３の複数の異なる検出動作周波数ｆａからｆｅのそれぞれで磁界検出部２３を作動させ、磁界検出部２３における磁界受信性能を診断する。

この場合、磁界検出部２３による磁界変動検出信号レベルが金属検出機本体１０の工場出荷時のノイズ許容限界レベルに対し予め定められた基準値または基準倍率（例えば２．０倍）未満であれば、個別判定結果はＯＫ判定となるが、ベルトやモータ回転等の影響でその基準値または基準倍率以上になると、異常判定となる。

（２−４）コンベア１１の搬送速度を１０ｍ／ｍｉｎとした状態で、磁界発生部２２における発生磁界の強さに相当する送信出力レベルを最大のＬｖ５とし、検出感度テスト用のテストピースＴｐをコンベア１１により検査領域Ｒ内に通したときの磁界検出部２３の検出信号を複数の異なる検出動作周波数ｆａからｆｅについて取得するように磁界検出部２３を作動させ、磁界検出部２３における磁界受信性能を診断する。

この場合、検出感度テスト用のテストピースＴｐを確実に異物として判定検出可能なテストピース検出感度相当の検出信号レベルＢを計測して、テストピース検出感度相当の検出信号レベルＢが、金属検出機本体１０の工場出荷時の値に対し予め定められた基準値または基準倍率（例えば２．０倍）未満であれば、個別判定結果はＯＫ判定となるが、複数の要因による感度への影響でその基準値または基準倍率以上になると、異常判定となる。

このように個別判定部５２が前述の（２−１）ないし（２−４）の作動条件を含む複数種類の作動条件について個別判定を実行する場合、個別判定部５２は、複数種類の個別判定を、例えば条件１判定部５２ａから条件５判定部５２ｅによって実行する。

一方、結合判定部５３は、１つの結合判定として、条件１判定部５２ａおよび条件２判定部５２ｂの個別判定結果およびその判定に係るデータ（磁界検出部２３の検出値等）を基に、第１結合判定部５３ａにおいて、例えば次のような結合判定を実行する。

（３−１）前述の個別判定（１−２）の実行時に得られた、検出部１２を前述の第２の作動条件で作動させるときの検査領域Ｒ内の磁界変化の検出信号のピークレベルである環境影響レベルＡと、前述の個別判定（１−３）の実行時に得られたテストピースＴｐを確実に異物として判定検出可能なテストピース検出感度相当の検出信号レベルＢ（複数回のテスト搬送の結果でもよい）とから、環境影響レベルＡとテストピース検出感度相当の検出信号レベルＢの信号レベル（仮に、環境影響レベルＡの信号レベルを［Ａ］とし、テストピース検出感度相当の検出信号レベルＢの信号レベルを［Ｂ］とする）が同じ範囲に存在することがなく、ＳＮ比（［Ｂ］／［Ａ］の値）がｎ倍以上であったり、［Ａ］と［Ｂ］の間のギャップである余裕Ｍが問題ないレベルであることが確保されていることによって判定する。ここで、［Ａ］と［Ｂ］の間の余裕Ｍが問題ないレベルであることは、例えば、［Ａ］、［Ｂ］の各信号レベルの最大値 ＋（最大値−最小値）／ｍ の値、および、最小値−（最大値−最小値）／ｍの値の範囲が、それぞれ同じ範囲に存在することが無いか否かを判定する（ｎ，ｍは任意の値である）。

この結合判定は、テストピースＴｐのテストピース検出感度相当の検出信号レベルＢと検査領域Ｒ内の環境影響レベルＡとの間に、予め設定された余裕Ｍａ以上の余裕Ｍがある（Ｍ＝｜Ｂ−Ａ｜＞Ｍａ）か否かを、テストピース検出感度相当の検出信号レベルＢおよび環境影響レベルＡの個別判定時におけるそれぞれの動作影響を共に含む結合動作結果として、安定的に判定するものである。

結合判定部５３は、また、他の結合判定として、条件３判定部５２ｃおよび条件４判定部５２ｄの個別判定結果およびその判定に係るデータ（磁界検出部２３の検出データ等）を基に、第２結合判定部５３ｂにおいて、例えば次のような結合判定を実行するようになっている。

（３−２）前述の個別判定（１−１）の実行時に得られた磁界検出部２３の検出信号レベル［Ｃ］と、前述の個別判定（１−２）の実行時に得られた磁界検出部２３のコンベアＯＮ時の検出信号レベル［Ｄ］との情報から、[Ｄ]／[Ｃ]の値がｎ倍を超えるか超えないかを判定する（ｎは任意の値））。

そして、総合判定部５５は、結合判定部５３の第１結合判定部５３ａおよび第２結合判定部５３ｂでの結合判定の結果に応じて、あるいは、さらに個別判定部５２での個別判定の結果に応じて、例えばすべての結合判定結果がＯＫ（合格）であれば、総合判定もＯＫとし、あるいは、すべての結合判定結果および条件５判定部５２ｅからの特定の個別判定結果のすべての結合判定結果がＯＫであれば、総合判定もＯＫとする。

この総合判定部５５は、総合判定の結果がＯＫかＮＧかの情報を、総合判定の結果に対応する第１の診断情報として表示部２７により表示出力させる。さらに、総合判定部５５は、テストピーステストピース検出感度相当の検出信号レベルＢと環境影響レベルＡとの間の余裕Ｍを低下させる主な要因やその要因ごとの影響度合いを表示するための情報を、個別判定又は結合判定の結果に対応する第２の診断情報として表示部２７により表示出力させるようになっている。

これら総合判定部５５および表示部２７は、本発明にいう診断情報出力手段を構成しており、例えば表示部２７に表示される第１の診断情報が金属検出性能が良好でないことを表す情報である場合に、あるいは、表示部２７に第１の診断情報が表示されるときには常に、第２の診断情報を表示するようになっている。

次に、診断装置５０で実行される診断処理の手順について説明する。

図４は、診断装置５０で実行される診断処理プログラムの概略の流れを示している。

同図に示すように、まず、検出制御部１４から診断装置５０に診断処理要求が出されているか否かが判断され（ステップＳ１１）、診断処理要求が無ければ（ステップＳ１１でＮＯの場合）、今回の処理は終了する。

一方、検出制御部１４から診断装置５０に診断処理要求が出ていれば（ステップＳ１１でＹＥＳの場合）、次いで、作動条件切替部５１により金属検出機本体１０の作動条件を検査時の作動条件から又は診断処理における前回の作動条件から今回の作動条件に切り替える処理を実行し（ステップＳ１２）、作動条件切替部５１および検出制御部１４により金属検出機本体１０を切替え後の作動条件で作動制御する（ステップＳ１３）。

そして、金属検出機本体１０を今回の作動条件で作動させた結果を個別判定部５２で個別判定処理する（ステップＳ１４）。ここでの個別判定は、作動条件切替部５１により設定された今回の作動条件に対応する条件１判定部５２ａないし条件５判定部５２ｅのいずれかにより、その判定条件となる個別判定規格に従って実行される。また、個別判定部５２での個別判定結果は、種類ごとの作動条件に対応付けて情報記憶部５２Ｍに記憶される（ステップＳ１５）。

次いで、未判定のいずれかの結合判定を実行するのに必要な個別判定結果が揃い、未判定の結合判定が可能になったか否かが判別される（ステップＳ１６）。

このとき、必要な個別判定結果が揃っておらず、いずれの結合判定もできなければ（ステップＳ１６でＮＯの場合）、作動条件切替部５１により金属検出機本体１０の作動条件を次の作動条件に切り替える処理を実行した後（ステップＳ１２）、その作動条件に対応する個別判定の記憶までの一連の処理（ステップＳ１３〜Ｓ１５）を再度実行する。

そして、必要な個別判定結果が揃い、未判定のいずれかの結合判定が可能になると（ステップＳ１６でＹＥＳの場合）、次いで、結合判定部５３によってその結合判定が実行され（ステップＳ１７）、その結合判定結果が情報記憶部５３Ｍに記憶される（ステップＳ１８）。

次いで、総合判定を実行するのに必要な結合判定結果が揃うか、あるいはそれら結合判定結果に加えて特定の個別判定結果が揃うことにより総合判定が可能になったか否かが判別される（ステップＳ１９）。

このとき、必要な結合判定結果が揃っておらず、あるいは特定の個別判定結果が揃っておらず、総合判定ができなければ（ステップＳ１９でＮＯの場合）、作動条件切替部５１により金属検出機本体１０の作動条件を次の作動条件に切り替える処理（ステップＳ１２）と、その作動条件に対応する個別判定とその個別判定結果を用いた結合判定の結果の記憶までの一連の処理（ステップＳ１３〜Ｓ１８）とを再度実行する。

そして、必要な個別判定結果が揃い、総合判定が可能になると（ステップＳ１９でＹＥＳの場合）、次いで、総合判定部５５によって総合判定が実行され（ステップＳ２０）、その総合判定結果が情報記憶部５５Ｍに記憶される（ステップＳ２１）とともに、第１の診断情報として表示部２７から表示出力される（ステップＳ２２）。

次いで、総合判定部５５による総合判定の結果がＮＧ（不良、不合格）か否かが判別され（ステップＳ２３）、ＮＧ判定であれば（ステップＳ２３でＹＥＳの場合）、次いで、総合判定部５５および表示部２７によって第２の診断情報が表示出力される（ステップＳ２４）。

一方、総合判定部５５による総合判定の結果がＯＫ判定であるか（ステップＳ２３でＮＯの場合）、又は、第２の診断情報が表示出力されると、今回の処理を終了する。

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金属検出機の診断装置においては、特定の１つ又は複数の要因により、金属検出機本体１０の金属検出能力が変化すると、それらの要因が変化する複数種類の動作条件での動作について個別判定部５２で得られる個別判定結果や結合判定部５３で得られる結合判定結果がそれぞれ変化し、それら許容可能度合に応じて金属検出性能の良否を判定する総合判定部５５での総合判定の結果が変化することになる。

したがって、金属検出機本体１０の金属検出能力の低下状態を総合判定部５５での総合判定の結果から容易に把握でき、金属検出機本体１０での誤検知等の問題が発生することを未然に防止することができる。

また、本実施形態では、金属検出機本体１０の使用状態での環境影響等が大きくなり、検出部１２を第１の作動条件で作動させるときのテストピース検出感度相当の検出信号レベルＢと検出部１２を第２の作動条件で作動させるときの環境影響レベルＡとの間に余裕がなくなると、環境影響レベルＡの個別判定結果や検出信号レベルＢの個別判定結果がＯＫ判定であったとしとも、それらの間の余裕の有無を判定する結合判定の結果がＮＧ判定となり、総合判定部５５での総合判定結果がＮＧ判定となる。したがって、金属検出能力の低下が誤検知等の問題を発生させ得る程度に進む前に、金属検出機本体１０の金属検出能力の低下により誤検知等の問題が発生することを未然に確実に防止することができる。

さらに、本実施形態では、総合判定部５５での総合判定の結果のみならず、個別判定部５２での個別判定結果や結合判定部５３での結合判定結果やその判定に用いたデータを基に、例えば図３中にＣ１−Ｃ４で示すように表示部２７からの表示出力を要因ごとに分けて表示したり、不良となる主要因を表示したりすることができる。あるいは、第２の診断情報として、金属検出機本体１０の金属検出能力に問題があるか、許容範囲であるか、および、改善方法があるか等を表示出力するようにして、ユーザが容易に確認できるようにしてもよい。

すなわち、金属検出機本体１０の金属検出能力の変化に応じて個別判定結果や結合判定結果としての許容可能度合がそれぞれ変化し、金属検出機本体１０の金属検出性能の良否判定結果が変化すると、総合判定の結果に対応する第１の診断情報の表示出力によって金属検出能力の低下状態が容易に把握されることに加えて、第２の診断情報の表示出力によって金属検出能力を低下させている要因が容易に特定可能となる。

その結果、外来電磁ノイズその他の環境影響の増加に対して微小異物を検出するための感度に余裕がなくなってきたような場合に、その金属検出能力を低下させている要因を容易に特定して、必要なメンテナンスを適時に的確に実行できることになる。

加えて、本実施形態では、前記複数種類の作動条件が、検出部１２の磁界発生部２２における発生磁界の強さ、検出部１２の磁界検出部２３における検出動作周波数、選別機２８の作動の有無、および、コンベア１１の作動の有無のうち、少なくとも１つの点で互いに相違している条件を含むので、金属検出機本体１０の金属検出能力の低下状態が生じたときに、その金属検出能力を低下させている要因を個別判定結果や結合判定の結果からより的確に把握できる。

このように、本実施形態によれば、金属検出能力の低下状態を的確に診断して誤検知等の問題の発生を未然に防止できる金属検出機の診断装置を提供することができ、併せて、金属検出機本体１０の検出能力の低下要因を容易に特定できる金属検出機の診断装置を提供することができる。

なお、上述の一実施形態の説明においては、金属検出機本体１０と別に構成された診断装置５０として説明したが、診断装置５０を既存の金属検出機の制御装置に接続して使用する別体の診断装置として構成するか、金属検出機に内蔵された少なくとも自己診断機能を有する金属検出機と一体の診断装置として構成するかは任意である。また、金属検出機の診断装置が別体に構成される場合、外付けの小型の診断装置として構成されてもよいし、ネットワークを介して少なくとも１台の金属検出機の制御装置に接続され、それらの動作を監視する装置の一部として構成されてもよい。そして、いずれの場合も、総合判定の結果に対応する第１の診断情報と、個別判定又は結合判定の結果に対応する第２の診断情報とを出力する機能を有するものとなる。

診断装置５０を内蔵する金属検出機を構成する場合、その診断装置５０によって、金属検出能力の低下状態を総合判定の結果から容易に把握でき、誤検知等の問題が発生することを未然に防止することができる自己診断等が可能となる。しかも、個別判定結果や結合判定の結果を利用して、誤検知等の問題が発生する前に、金属検出能力を低下させている要因を容易に特定可能となる。

また、上述の一実施形態では、総合判定に特定の１つの個別判定結果を用いる場合には、それを考慮して総合判定するものとしたが、複数の結合判定の結果のみで総合判定し、特定の個別判定結果の結果やその判定に要した情報を第２の診断情報の出力にのみ用いるようにしてもよい。よって、特定の複数の個別判定結果を用いてもよい。

さらに、結合判定部５３の第１結合判定部５３ａおよび第２結合判定部５３ｂは、それぞれ２つの個別判定結果を用いて結合判定するものとしたが、２つ以上の個別判定結果を組み合わせて結合判定してもよい。本発明にいう金属検出機は、その磁界発生方式や磁界検出方式が前述の一実施形態のような方式に限定されるものでないことはいうまでもない。また、着磁された金属物の発生磁界を検出する場合には、磁界発生手段を装備しない金属検出機であってもよい。

以上説明したように、本発明は、金属検出能力の低下状態を的確に診断して誤検知等の問題の発生を未然に防止できる金属検出機の診断装置および金属検出機を提供することができ、併せて、金属検出能力の低下要因を容易に特定できる金属検出機の診断装置および金属検出機を提供することができるものであり、かかる本発明は、磁界を用いて金属検出を行う金属検出機の診断装置および同装置を備えた診断機能を有する金属検出機全般に有用である。

１０ 金属検出機本体
１１ コンベア（移動手段）
１１ａ ワーク搬送路
１２ 検出部（検出手段）
１３ ワーク検知センサ（進入検知手段）
１４ 検出制御部（検出制御手段）
２１ 信号発生部
２２ 磁界発生部
２３ 磁界検出部
２７ 表示部（診断情報出力手段）
２８ 選別部
３１ 振幅設定部
３２ 検出周波数設定部
５０ 診断装置
５１ 作動条件切替部（作動条件切替手段）
５２ 個別判定部（個別判定手段）
５２ｅ 条件５判定部（特定の個別判定部）
５３ 結合判定部（結合判定手段）
５３ａ 第１結合判定部
５３ｂ 第２結合判定部
５５ 総合判定部（総合判定手段，診断情報出力手段）

Claims (6)

1. 被検査物（Ｗ）が通過する検査領域（Ｒ）内の磁界の変化を検出して前記被検査物中の金属を検出する検出手段（１２）と、前記検出手段の作動を制御する検出制御手段（１４）とを備えた金属検出機（１０）を診断する金属検出機の診断装置であって、
   前記検出制御手段と協働して、前記検出手段を予め設定された複数種類の作動条件で作動させる作動条件切替手段（５１）と、
   前記複数種類の作動条件のうち少なくとも異なる２種類の作動条件で作動させるときの前記検出手段の各検出信号レベルについて許容可能か否かを個別判定する個別判定手段（５２）と、
   前記複数種類の作動条件のうちの前記少なくとも異なる２種類の作動条件で作動させたときの前記検出手段の各検出信号レベルを組み合わせて演算し、基準値と比較して前記金属の検出性能に関連する少なくとも１つの結合作動結果を作成し、該結合作動結果について許容可能か否かを判定する少なくとも１つの前記結合判定を実行する結合判定手段（５３）と、
   前記個別判定の結果および前記少なくとも１つの前記結合判定の結果に応じて、前記金属の検出性能の良否を判定する総合判定を実行する総合判定手段（５５）と、を有することを特徴とする金属検出機の診断装置。
2. 前記金属検出機が、前記被検査物を前記検査領域に対して移動させる移動手段（１１）を備えており、
   前記作動条件切替手段は、前記複数種類の作動条件として、前記移動手段により前記検出手段の検出感度テスト用のテストピース（Ｔｐ）を前記検査領域に対し移動させつつ前記検出手段により前記検査領域内の磁界の変化を検出する第１の作動条件と、前記テストピースを用いることなく前記移動手段を作動させつつ前記検出手段により前記検査領域内の磁界の変化を検出する第２の作動条件とを含み、
   前記結合判定手段は、前記１つの結合判定として、前記検出手段を前記第１の作動条件で作動させるときのテストピース検出感度相当の検出信号レベル（Ｂ）と、前記検出手段を前記第２の作動条件で作動させるときの前記磁界の変化の検出信号のピークレベル（Ａ）との間に予め設定された余裕（Ｍ）があるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の金属検出機の診断装置。
3. 前記総合判定の結果に対応する第１の診断情報と、前記個別判定又は前記結合判定の結果に対応する第２の診断情報とを出力する診断情報出力手段（２７，５５）を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の金属検出機の診断装置。
4. 前記診断情報出力手段は、前記第１の診断情報が前記金属の検出性能が良好でないことを表す情報である場合に、前記個別判定又は前記結合判定の結果に対応する第２の診断情報を表示することを特徴とする請求項３に記載の金属検出機の診断装置。
5. 前記検出手段が、予め定められた周波数範囲に含まれる設定周波数の交番磁界を前記検査領域内に発生させる磁界発生部（２２）と、前記被検査物が前記交番磁界中を通過することに起因する前記交番磁界の変化を前記設定周波数に対応する検出動作周波数で検出する磁界検出部（２３）とを有し、
   前記複数種類の作動条件が、前記検出手段の前記磁界発生部における発生磁界の強さ、前記検出手段の前記磁界検出部における検出動作周波数、および、前記被検査物を前記検査領域に対して移動させる移動手段の作動の有無のうち、少なくとも１つの点で互いに相違していることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の金属検出機の診断装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載された金属検出機の診断装置を備えたことを特徴とする金属検出機。

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