CN103597315B - 瓶罐的螺纹部检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够正确地且在短时间内检查瓶罐的螺纹部的瓶罐的螺纹部检查装置。该螺纹部检查装置，使具有口部（3）的瓶罐（4）围绕罐轴（X）旋转的同时，拍摄被设定为包括口部（3）的一部分的摄像区域，以检查口部（3）中的螺纹部（2）的形状，其中所述口部（3）由为了安装带衬垫的瓶盖而使开口端朝向外方翻卷的卷边部（1）和在卷边部（1）的下方螺纹嵌合瓶盖的螺纹部（2）构成，所述螺纹部检查装置具备：旋转机构（21），保持瓶罐（4）并使其围绕罐轴旋转；螺纹部照明机构（22），从半径方向外方且罐轴方向下方朝向斜上方，对摄像区域内的瓶罐（4）的螺纹部（2）照射照明光（A）；摄像机构（24），连续地取得包括摄像区域中的照明光（A）的反射光（A’）的检查图像；和螺纹部检查机构（25），基于反射光（A’）的拍摄结果检测出螺纹部（2）的螺纹起始部，进行包括螺纹起始部的螺纹部（2）的检查。

Description

瓶罐的螺纹部检查装置

技术领域

本发明涉及一种瓶罐的螺纹部检查装置。

本申请在2011年6月6日提出的特愿2011－126218号的基础上要求优先权，并在此援引其内容。

背景技术

作为充填有饮料等内容物的容器，已知有在具有外螺纹的口部上螺纹连接有瓶盖的铝合金制的瓶子形状的罐。该瓶罐通过如下方式来制造：通过拉深加工及减薄加工（DI成型）将铝合金板成型为底板和圆筒状侧面为一体的有底圆筒体，并在其内外表面进行涂装后，在开口部进行所谓缩颈加工以形成肩部及口部，且在该口部上进行螺纹成型加工及卷边部成型加工等。

安装在这种瓶罐上的瓶盖，在安装于瓶罐之前的状态下，周壁形成为直的圆筒状，盖在瓶罐的口部之后，成型为仿照形成在该口部上的螺纹部，由此来进行螺纹加工的同时密封。因此，瓶罐的螺纹部的形状也会限制其后安装的瓶盖的螺纹部的形状。

为此，为了稳定开启性，瓶罐的螺纹部的重点在于，螺纹起始部的位置及螺纹终止部的位置正确、螺纹部导程角固定、在螺纹部直线性优异没有弯曲等变形等，并且谋求通过检查工序检测出在这些方面具有异常的瓶罐，并作为次品切实地排除。

作为检查这种瓶罐的螺纹部的方法，例如在专利文献1中记载有如下方法：通过来自背部的照明拍摄瓶罐，捕捉瓶罐的轮廓线，并基于其轮廓线将瓶罐的开口部顶面设定为基准测量线，以基准测量线为基准测量瓶罐的各部分的尺寸。

另外，在专利文献2中记载有如下的方法：预先着色瓶罐的螺纹起始部的位置，并通过检测出该螺纹起始部来确定瓶罐的圆周方向位置之后，通过如专利文献1所记载的测量装置由瓶罐的轮廓图像测量各部分。

在专利文献3中记载有如下的方法：使瓶罐旋转的同时拍摄轮廓图像，并相对于伴随其旋转变化的螺纹牙尖端的移动来跟踪测量区域，根据其旋转分别求出测量区域中的螺纹部的螺纹牙尖端的坐标位置。

专利文献1：特开2003-254720号公报

专利文献2：特开2003-262507号公报

专利文献3：特开2003-262511号公报

但是，由于任一篇专利文献所记载的技术都基于瓶罐的轮廓图像（廓影）确定螺纹部的形状，并连续地取得截面的信息以进行检查，因此处理复杂且耗费时间。另外，难以检测出螺纹的弯曲等变形。如专利文献2所记载的，在预先对螺纹起始部着色方面，需要用于着色的特别工序因而是复杂的。

发明内容

本发明是鉴于这种情况提出的，目的在于提供一种能够正确地且在短时间内检查瓶罐的螺纹部的瓶罐的螺纹部检查装置。

本发明的瓶罐的螺纹部检查装置，使具有口部的瓶罐围绕罐轴旋转的同时，拍摄被设定为包括所述口部的一部分的摄像区域，以检查所述口部中的螺纹部的形状，所述口部由为了安装带衬垫的瓶盖而使开口端朝向外方翻卷的卷边部和在该卷边部的下方螺纹嵌合瓶盖的螺纹部构成，所述瓶罐的螺纹部检查装置具备：旋转机构，保持所述瓶罐并使其围绕罐轴旋转；螺纹部照明机构，从半径方向外方且罐轴方向下方朝向斜上方，对所述摄像区域内的所述瓶罐的螺纹部照射照明光；摄像机构，连续地取得包括摄像区域中的所述照明光的反射光的检查图像；和螺纹部检查机构，基于所述反射光的拍摄结果检测出所述螺纹部的螺纹起始部，进行包括该螺纹起始部的所述螺纹部的检查。

在该螺纹部检查装置中，通过从斜下方对螺纹部照射照明光，从而该照明光主要在螺纹条的棱线的下方部分的倾斜面上反射。由于瓶罐的螺纹部从上端的螺纹起始部朝向下端的螺纹终止部进行加工，因此在以螺纹条的棱线为分界的两侧的倾斜面中，与棱线上方部分的倾斜面相比，下方部分的倾斜面相对于罐轴方向形成为较大角度，沿罐轴方向的宽度也较小。因此，通过对该棱线的下方的倾斜面照射的照明光的反射光，突出该倾斜面并进行拍摄，其上侧边缘作为螺纹条的棱线被清晰地捕捉。而且，该上侧边缘的两端部的一侧为螺纹起始部，另一侧为螺纹终止部。因此，能够正确地检测出螺纹起始部的位置，并能够正确地且在短时间内进行包括该螺纹起始部的螺纹部的检查。

在本发明的瓶罐的螺纹部检查装置中，可以具有从罐轴方向上方朝向下方对所述摄像区域内的所述瓶罐的卷边部照射照明光的卷边部照明机构，所述摄像机构取得包括所述摄像区域中的来自两个照明机构的两种反射光的检查图像，所述螺纹部检查机构具有基于所述卷边部照明机构的照明光引起的反射光的拍摄结果确定所述检查图像的基准位置，并基于所述螺纹部照明机构的照明光引起的反射光的拍摄结果，相对该基准位置检测出所述螺纹部的螺纹起始部的功能。

在该螺纹部检查装置中，摄像机构拍摄针对于两个照明机构的反射光双方，在其检查图像中捕捉有由螺纹部照明机构照明的螺纹部和由卷边部照明机构照明的卷边部的顶面。卷边部的顶面的位置为瓶罐的开口端的位置，是抵接瓶盖的衬垫而被密封的面，且相对于罐轴方向形成为直角，是即使瓶罐围绕罐轴旋转，通常情况下也没有很大的位移的部分。因此，通过以该卷边部的顶面的位置为基准，检测出螺纹起始部，从而能够正确地检测出螺纹起始部以进行螺纹部的检查。

当在检查图像中，来自卷边部的反射光得到的顶面的位置发生较大波动的情况下，可判断为在卷边部的顶面生成有凹部等，由此，也能够检查卷边部有无缺陷。

卷边部照明机构可以与螺纹部照明机构同时对口部照射照明光，还可以如下方式交替闪烁的同时照射。

即，在本发明的瓶罐的螺纹部检查装置中，所述螺纹部照明机构和所述卷边部照明机构交替闪烁的同时照射照明光，所述螺纹部检查机构还可以具有将包括由所述摄像机构取得的所述反射光的检查图像，与所述照明光的闪烁时机吻合地，分离成包括所述卷边部照明机构的照明光引起的反射光的检查图像和包括所述螺纹部照明机构的照明光引起的反射光的检查图像的功能。

由于通过交替闪烁，分离各自的检查图像，从而可避免两个反射光的相互干涉，因此能够将根据各自的反射光的拍摄结果清晰地捕捉到各检查图像中，从而能够进一步提高检查精度。

在本发明的瓶罐的螺纹部检查装置中，所述螺纹部照明机构可相对于罐轴方向以15°至80°的倾斜角度照射照明光。

通过以该倾斜角度照射，来自瓶罐的螺纹部的反射光，能够最突出螺纹条的棱线下方的倾斜面。

根据本发明的瓶罐的螺纹部检查装置，通过从螺纹部的斜下方照射的照明光的反射光，强调螺纹条的棱线的下方的倾斜面并进行拍摄，其上侧边缘作为螺纹条的棱线被清晰地捕捉，因此能够正确地且瞬间检测出螺纹起始部的位置，并能够在短时间内检查螺纹部。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的瓶罐的螺纹部检查装置的一实施方式的主视图。

图2是沿图1的Y-Y线的省略局部的侧视图。

图3是在图1所示的检查装置中，表示瓶罐的口部与照明光的关系的局部剖切的正视图。

图4是表示在图1所示的检查装置中拍摄到的检查图像的图。

图5A是在本发明所涉及的瓶罐的螺纹部检查装置的其他实施方式中，表示拍摄由来自螺纹部照明机构的照明光引起的反射光的状态的局部省略的正视图。

图5B是在本发明所涉及的瓶罐的螺纹部检查装置的其他实施方式中，表示拍摄由来自卷边部照明机构的照明光引起的反射光的状态的局部省略的正视图。

图6表示由图5的实施方式拍摄的检查图像，（a）表示由来自螺纹部照明机构的照明光的反射光得到的图像，（b）表示由来自卷边部照明机构的照明光的反射光得到的图像。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明所涉及的瓶罐的螺纹部检查装置的实施方式进行说明。

如图1至图3所示，一实施方式的螺纹部检查装置（以下，简称“检查装置”）20为对瓶罐4拍摄摄像区域α以检查螺纹部2的形状的装置，瓶罐4具有整体呈圆筒状的口部3，该口部3由为了安装带衬垫的瓶盖（未图示）而使开口端朝向外方翻卷的卷边部1和在卷边部1的下方螺纹嵌合瓶盖的螺纹部2构成，摄像区域α被设定为包括卷边部1及螺纹部2的一部分。在螺纹部2上形成有一根例如1.8卷至2.2卷的螺纹条5，其上端部为螺纹起始部6，下端部为螺纹终止部7。此外，在瓶罐4中，口部3表示包括卷边部1、螺纹部2及在螺纹部2的下方用于卡止瓶盖的下端的下颚部8的部分。另外，在其螺纹部2中，朝向半径方向突出的条为螺纹条5。

螺纹部检查装置20具备：旋转机构21，通过真空吸引等来保持瓶罐4并使其围绕罐轴X旋转；螺纹部照明机构22，以覆盖摄像区域α内的瓶罐4的螺纹部2的方式照射照明光A；卷边部照明机构23，以覆盖摄像区域α内的瓶罐4的卷边部1的方式照射照明光B；摄像机构24，连续地取得包括由来自两个照明机构22、23的照明光A、B在摄像区域α中引起的各反射光A’、B’的检查图像；和螺纹部检查机构25，基于由该摄像机构24得到的检查图像，检测出螺纹部2的螺纹起始部6，并以该螺纹起始部6为基准，检查螺纹部2的形状。

在该检查装置20中，如后述，摄像区域α设定在覆盖从卷边部1的顶面1a的最顶端至螺纹部2及下颚部8的下端的口部3的整体的范围内，螺纹部照明机构22在螺纹部2中覆盖摄像区域α的范围内照射照明光A，另一方面，卷边部照明机构23在卷边部1的顶面1a中覆盖摄像区域α的范围内照射照明光B（图2）。

此时，螺纹部照明机构22相对于螺纹部2被配置在半径方向外方且罐轴X方向下方，以照射在螺纹条5的棱线5a下方配置的倾斜面5b，并从斜下方照射与螺纹条5的棱线5a相比更下方的倾斜面5b。具体来讲，由螺纹部照明机构22照射的照明光A的光轴被配置为相对于罐轴X成15°至80°的倾斜角θ。

卷边部照明机构23被配置在瓶罐4的卷边部1的罐轴X方向上方，沿罐轴X方向向下照射卷边部1的顶面1a。

摄像机构24通过线性传感器相机连续地拍摄线状的摄像区域α，并沿罐轴X方向将摄像区域α设定为线条，以包括从瓶罐4的卷边部1的顶面1a的最顶端至螺纹部2及下颚部8的下端的口部3的整体。检查图像被捕捉为由来自两个照明机构22、23的照明光的反射光引起的高亮度部分和其周边的低亮度部分构成的黑白图像。

通过旋转机构21使瓶罐4相对于这些各照明机构22、23及摄像机构24围绕罐轴X旋转，从而扫描口部30的整周，连续地拍摄包括摄像区域α中的各反射光A’、B’的检查图像。检查图像被输入到连接于摄像机构24的螺纹部检查机构25中，用于螺纹部形状的检查。

如图4所示，在如此构成的检查装置20中，在由摄像机构24取得的检查图像上，同时取得由来自螺纹部照明机构22的照明光A的反射光A’得到的螺纹条5的倾斜面5b的图像D和由来自卷边部照明机构23的照明光B的反射光B’得到的卷边部1的顶面1a的图像E。在图4中，其上下方向为罐轴X方向。

在由该检查图像检查螺纹部的情况下，首先，从根据两个反射光A’、B’得到的拍摄结果确定检查图像的基准位置，并从该基准位置确定螺纹起始部6。

卷边部1的顶面1a的图像E其上边缘Ea捕捉顶面1a的最顶端，并以其上边缘Ea为基准位置。于是，检测出从该基准位置沿瓶罐X方向远离规定距离L的区域内存在的螺纹条5的图像D的端部Da。在检测出该端部Da的情况下，以此为螺纹起始部6的位置。在检查图像中，该螺纹条5的端部能够通过由反射光引起的高亮度部分与低亮度部分的分界形状（例如L字钩状）来辨别。

其次，相对于与该螺纹起始部相当的端部Da，以规定的导程角位于规定的长度位置的区域的螺纹条5的图像D的端部Db为螺纹终止部7的位置。由于这些螺纹起始部6及螺纹终止部7的确定通过螺纹条5的图像D从棱线5a下方的倾斜面5b的反射光来得到，因此图像D的上侧边缘Dc捕捉螺纹条5的棱线5a。因此，通过检测出该图像D的上侧边缘Dc的两端部Da、Db的位置，能够确定在螺纹条5的棱线5a上的螺纹起始部6与螺纹终止部7的位置。

另外，相对于连结与螺纹起始部6和螺纹终止部7相当的两个端部Da、Db的位置的直线Q，追踪图像D中的螺纹条5的上侧边缘Dc的位移，以检测出螺纹条5的弯曲（在图4中，中央部的图像D突出显示弯曲，用附图标记G表示最大位移）。另外，由邻接的螺纹条（通过瓶罐的旋转捕捉多个螺纹条）的图像D中的罐轴方向的分离间隔H，例如从一个端部Db至在其上方捕捉的螺纹条的图像D的上侧边缘Dc的沿罐轴方向的分离间隔H算出螺距。

如此，由于该螺纹部检查装置20通过来自照射卷边部1的顶面1a的卷边部照明机构23的照明光B的反射光B’确定检查图像的基准位置，并从该基准位置确定螺纹部2的螺纹起始部6的位置之后，检查螺纹部2的形状（螺距、螺纹的弯曲等），因此能够通过正确的螺纹起始部6的位置的确定来正确地检查螺纹部2的形状。

另外，由于使瓶罐4围绕罐轴X旋转的同时进行拍摄，因此能够通过来自卷边部照明机构23的照明光B的反射光B’，在整周扫描卷边部1。通常，卷边部1的顶面1a的图形E可如图4所示理解为直线状，但若在卷边部1的顶面1a具有凹部，则其顶面1a的图像E沿图的上下发生位移。因此，在追踪该顶面1a的图像E且其位移超出规定值的情况下，能够辨别为卷边部1的异常。

此外，图4中的附图标记F为捕捉到下颚部8的图像。

在以上的一实施方式中，用螺纹部照明机构22和卷边部照明机构23，对螺纹部2和卷边部1的顶面1a同时照射，以同时拍摄这些的反射光A’、B’，但还可以使这些螺纹部照明机构22和卷边部照明机构23交替闪烁的同时，交替地连续拍摄这些反射光A’、B’。

即，在如图5A、5B所示的其他实施方式的螺纹部检测装置30中，例如以60Hz的频率使两个照明机构22、23交替闪烁，并通过用根据线性传感器相机的摄像机构24交替地连续拍摄由其照明光A、B引起的反射光A’、B’，可得到来自螺纹部照明机构22的照明光A引起的反射光A’和来自卷边部照明机构23的照明光B引起的反射光B’交替排列的图像。通过将这些图像进行计算机处理，与闪烁时机吻合地分离成两个图像，从而能够分别提取来自螺纹部照明机构22的照明光A引起的反射光A’和来自卷边部照明机构23的照明光B引起的反射光B’。

图6的（a）是捕捉以来自螺纹部照明机构22的照明光A引起的反射光A’为主的检查图像，图6的（b）是捕捉以来自卷边部照明机构23的照明光B引起的反射光B’为主的检查图像。这些检查图像表示相同坐标位置。在一实施方式的图4及其说明中，为了使其简明，没有进行明确展示，但若同时照射来自螺纹部照明机构22的照明光A和来自卷边部照明机构23的照明光B，则可得到合成这些图6的（a）和图6的（b）的检查图像，且由于来自卷边部照明机构23的照明光B与照射到螺纹部2的来自螺纹部照明机构22的照明光A干涉，成为这两种反射光A’、B’掺杂的图像，因此有可能作为整体成为螺纹条5的外边缘模糊的图像。与此相比，如果只捕捉来自螺纹部照明机构22的照明光A引起的反射光A’，则由于不会受到来自卷边部照明机构23的照明光B的影响，因此成为清晰地捕捉了螺纹条5的倾斜面5b的图像。

根据螺纹部检查机构31的计算机处理，通过执行以下操作，对来自摄像机构24的检查图像检测出螺纹起始部6。在分离成图6的（a）及图6的（b）所示的两种检查图像之后，在图6的（b）所示的检查图像中，从来自卷边部照明机构23的照明光B引起的反射光B’的拍摄结果识别卷边部1的图像E，并检测出该顶面1a的最顶端的坐标，算出对应该最顶端的坐标位置的图6的（a）的检查图像中的坐标位置。而且，以该坐标位置为基准，从来自螺纹部照明机构22的照明光A引起的反射光A’的拍摄结果，检测出沿罐轴X分离规定距离L的区域内存在的螺纹条5的图像D的端部Da，从而在检测到该端部Da的情况下，使其作为螺纹起始部6的位置。

另外，能够通过与上述的实施方式相同的方法，进行螺纹终止部7的确定、螺纹条5的弯曲检测等。

此外，本发明并不限定于上述实施方式的技术方案，在不脱离本发明的主旨范围内，能够对细部结构施加种种变更。

产业上的可利用性

本发明提供一种能够正确地且在短时间内检查瓶罐的螺纹部的瓶罐的螺纹部检查装置。

符号说明

1 卷边部

1a 顶面

2 螺纹部

3 口部

4 瓶罐

5 螺纹条

5a 棱线

5b 倾斜面

6 螺纹起始部

7 螺纹终止部

20 螺纹部检查装置

21 旋转机构

22 螺纹部照明机构

23 卷边部照明机构

24 摄像机构

25 螺纹部检查机构

30 螺纹部检查装置

31 螺纹部检查机构

α 摄像区域

A、B 照明光

A’、B’ 反射光

Claims (4)

1.一种瓶罐的螺纹部检查装置，使具有口部的瓶罐围绕罐轴旋转的同时，拍摄被设定为包括所述口部的一部分的摄像区域，以检查所述口部中的螺纹部的形状，所述口部由为了安装带衬垫的瓶盖而使开口端朝向外方翻卷的卷边部和在该卷边部的下方螺纹嵌合所述瓶盖的螺纹部构成，螺纹部形状检查装置的特征在于，具备：

旋转机构，保持所述瓶罐并使其围绕罐轴旋转；

螺纹部照明机构，从半径方向外方且罐轴方向下方朝向斜上方，对所述摄像区域内的所述瓶罐的螺纹部照射照明光，并在螺纹条的棱线的下方部分的倾斜面上反射该照明光；

摄像机构，连续地取得包括所述摄像区域中的所述照明光在所述螺纹条的所述棱线的下方部分的所述倾斜面上的反射光的检查图像；和

螺纹部检查机构，基于所述反射光的拍摄结果，将所述照明光在所述螺纹条的所述棱线的下方部分的所述倾斜面上的所述反射光的上侧边缘判断为所述螺纹条的棱线，并且将所述棱线的一端部作为所述螺纹部的螺纹起始部来测出，进行包括该螺纹起始部的所述螺纹部的检查。

2.根据权利要求1所述的瓶罐的螺纹部检查装置，其特征在于，

具有从罐轴方向上方朝向下方对所述摄像区域内的所述瓶罐的卷边部照射照明光的卷边部照明机构，

所述摄像机构取得包括所述摄像区域中的来自两个照明机构的两种反射光的检查图像，

所述螺纹部检查机构具有基于所述卷边部照明机构的照明光引起的反射光的拍摄结果确定所述检查图像的基准位置，并基于所述螺纹部照明机构的照明光引起的反射光的拍摄结果，相对该基准位置检测出所述螺纹部的螺纹起始部的功能。

3.根据权利要求2所述的瓶罐的螺纹部检查装置，其特征在于，

所述螺纹部照明机构和所述卷边部照明机构交替闪烁的同时照射照明光，

所述螺纹部检查机构具有将由所述摄像机构取得的包括所述反射光的检查图像，与所述照明光的闪烁时机吻合地，分离成包括所述卷边部照明机构的照明光引起的反射光的检查图像和包括所述螺纹部照明机构的照明光引起的反射光的检查图像的功能。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的瓶罐的螺纹部检查装置，其特征在于，

所述螺纹部照明机构相对于罐轴方向以15°至80°的倾斜角度照射照明光。