CN103597339A - 瓶罐的口部检查装置 - Google Patents

Abstract

一种瓶罐的口部检查装置，在瓶罐的口部检查中，切实地只检测出可能发生漏液等的不合格品。所述瓶罐的口部检查装置具备：旋转机构，保持瓶罐并使其围绕罐轴旋转；第一照明机构，对摄像区域内的卷边部照射第一照明光；第二照明机构，隔着摄像区域从第一照明光的相反侧，对摄像区域的卷边部，照射与第一照明光不同光色的第二照明光；第三照明机构，以与第一照明光及第二照明光交叉的方式，对摄像区域的卷边部，照射与所述第一照明光及所述第二照明光不同光色的第三照明光；摄像机构，朝向摄影区域而配置，取得包括卷边部中的各反射光的检查图像；和凹凸识别机构，通过第三照明光的反射光检测出卷边部的边缘位置，以该边缘位置为基准确定卷边部，并基于检查图像内的第一照明光及第二照明光的各反射光的拍摄结果，进行凹凸形状的检测。

Description

瓶罐的口部检查装置

技术领域

本发明涉及一种瓶罐的口部检查装置。

本申请在2011年6月6日提出的特愿2011－126216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。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。

为了使罐具备对充填物的耐腐蚀性等，这种罐中的内表面涂膜，由环氧丙烯酸树脂或聚酯树脂等热硬化性树脂形成（参照专利文献1）。内表面涂膜经拉深、减薄加工后，通过在缩颈加工前对内表面吹喷涂料而形成，有可能发生涂料向周围飞散，附着在罐的外表面上以形成微小的突起体而成为缩颈加工时发生褶皱的起因的问题。

卷边部通过将口部的上端向外周侧弯折而形成，内表面的涂膜形成在表面上。罐通过安装瓶盖以将衬垫挤压在该卷边部上来密封（参照专利文献2）。因此，若在卷边部的表面，特别是顶面形成有由前述的涂膜引起的褶皱等凹凸形状，或在卷边部生成有凹痕等变形，则具有内容物泄漏的可能性。然而，有时会在卷边部的表面上形成当口部成型及卷边部成型时由内表面的涂膜引起的褶皱导致的凹凸形状。

为此，重点在于，在卷边部不会有变形，褶皱等凹凸形状不会形成在卷边部的顶面，并且在形成有凹凸形状的情况下，谋求用检查工序检测出凹凸形状，并作为次品切实排除。

例如，作为检测生成在罐的外表面上的微细的凹凸形状（褶皱等）的方法，提出有如下方法：相对于罐身的切平面（沿外表面的接线方向的面）倾斜地照射照明光，并通过沿切平面方向观察由褶皱引起的反射光及阴影，从而检测出褶皱（专利文献3）。

专利文献1：特开2007-84081号公报

专利文献2：特开2004-83128号公报

专利文献3：特开2004-264132号公报

由于对瓶罐来说，卷边部的凹凸形状成为漏液的原因，因此有必要切实地检测出来，但如铝材的滚轧图案、DI成型时的冲压图案及污点的没有凹凸形状的颜色图案对密封性没有影响，没有必要作为不合格品排除。若将这种颜色图案作为凹凸形状检测出来，则将合格品作为不合格品排除，具有降低成品率的可能性。

由于专利文献3所记载的检测方法，通过确认照射到罐的照明光的阴影来检测出褶皱，因此由该方法将颜色图案作为不良而检测出来的可能性小。然而，需要将罐相对于照明光及相机配置在正确的位置上，在罐从检查位置偏离的情况下，具有难以得到正确的检测结果的可能性。

发明内容

本发明是鉴于这种情况提出的，目的在于，在瓶罐的口部检查中，切实地只检测出可能发生漏液等的不合格品。

本发明提供一种瓶罐的口部检查装置，对具有为了安装带有衬垫的瓶盖而设置有使开口端朝向外方翻卷的卷边部的圆筒状的口部的瓶罐，拍摄被设定为包括所述卷边部的一部分的摄像区域，以检测出所述卷边部的凹凸形状，所述瓶罐的口部检查装置具备：旋转机构，保持所述瓶罐并使其围绕罐轴旋转；第一照明机构，沿所述口部的圆筒面大致切线方向，对所述摄像区域内的所述卷边部照射第一照明光；第二照明机构，隔着所述摄像区域从所述第一照明光的相反侧，沿所述口部的所述大致切线方向，对所述卷边部中的照射到所述第一照明光的部分，照射与所述第一照明光不同光色的第二照明光；第三照明机构，从与所述第一照明光及所述第二照明光交叉的方向，对所述卷边部中的照射到所述第一照明光及所述第二照明光的部分，照射与所述第一照明光及所述第二照明光不同光色的第三照明光；摄像机构，朝向所述摄影区域而配置，取得包括所述卷边部中的各反射光的检查图像；和凹凸识别机构，在所述检查图像中，基于所述第三照明光的所述反射光的拍摄结果检测出所述卷边部的边缘位置，以该边缘位置为基准确定所述卷边部，并基于该检查图像内存在的所述第一照明光及所述第二照明光的各反射光的拍摄结果，进行所述卷边部中的所述凹凸形状的检测。

在该检查装置中，通过从不同方向对摄像区域的卷边部照射双色的照明光，由以遮蔽照明光的方式形成的凹凸形状引起的反射光，被拍摄为与各照明光的光色相应的双色的条纹状。另一方面，由没有凹凸的滚轧图案、冲压图案及污点等的颜色图案引起的反射光不会成为条纹状，作为各照明光的混合色的深浅而被拍摄。因此，能够切实地检测出如产生漏液的凹凸形状，不会将颜色图案误认为凹凸形状。另外，由于通过从不同方向进一步照射不同光色的照明光，从而容易确定检查图像中的卷边部，并且卷边部的形状明确，因此能够检测出卷边部的凹处及扭曲。

另外，根据该检查装置，由于通过反射光的颜色检测出凹凸形状，因此即使口部的位置相对于照明光及摄像机构的规定的摄像区域稍微偏离，若照明光照射到卷边部，且被照亮的卷边部位于包括在摄像区域中的位置，则能够进行卷边部的凹凸形状的检测。因此，不需要瓶罐的精密的位置控制，检查装置的结构简单。

进一步，通过使瓶罐围绕罐轴旋转，从而能够在整周扫描卷边部。若使瓶罐旋转时罐轴与旋转机构的旋转轴偏离，则卷边部在检查图像中移动，但由于通过检测出卷边部的边缘位置来确定卷边部，因此能够切实地检查卷边部。

因此，根据该瓶罐的口部检查装置，切实地只检测出可能发生成漏液等的不合格品，从而不会降低成品率，能够进行切实的检查。

在该口部检查装置中，可采用所述摄像区域设定在所述卷边部的顶面的结构。此时，在卷边部的顶面中，能够检测出成为漏液等原因的凹凸形状，特别是能够切实地检测出在径向延伸的凹凸形状。另外，通过对外周面倾斜地照射第三照明光，从而也能够在外周面中检测出在轴线方向延伸的凹凸形状。

或者，在该口部检查装置中，还可以采用所述摄像区域设定在所述卷边部的外周面的结构。此时，能够将卷边部的侧面的凹凸形状与颜色图案区别开来检测，并且也能够检测出顶面的变形。

另外，在该口部检查装置中，还可以具备多组所述第一照明机构及所述第二照明机构。例如，在卷边部的顶面弯曲为凸状的情况下，若只利用一组照明机构仅从口部的外周侧朝向顶面照射照明光，则照明光无法到达至卷边部顶面的内表面侧，该部分的检查难以实现。与此相比，例如，在具备两组照明机构以从口部的内外周侧分别照射照明光的情况下，能够照射卷边部的顶面整体，凹凸形状的检测变容易。

根据本发明的瓶罐的口部检查装置，由于通过从多个方向照射不同光色的照明光，由此来正确地确定检查图像中的口部的同时，没有凹凸的颜色图案不会作为不良而检测出来，从而能够切实地检测出凹凸形状，因此不会降低成品率，能够切实地只排除如发生漏液的不合格品。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的瓶罐的口部检查装置的侧视图。

图2是图1所示的检查机构的俯视图。

图3是在图1所示的检查装置中，表示拍摄到没有凹凸形状的卷边部的检查图像的图。

图4是在图1所示的检查装置中，表示拍摄到在顶面形成有凹凸形状的卷边部的检查图像的图。

图5是在图1所示的检查装置中，表示拍摄到形成有凹痕及划痕的卷边部的检查图像的图。

图6是在图1所示的检查装置中，表示拍摄到在外周面形成有弯曲部的卷边部的检查图像的图。

图7是在图1所示的检查装置中，表示使从旋转中心偏心的瓶罐旋转的同时拍摄卷边部而得到的扫描图像的图。

图8是在图1所示的检查装置中，使从旋转中心偏心的瓶罐旋转的同时拍摄卷边部而得到的扫描图像，是表示在卷边部的外周部上形成有凹部的情况的图。

图9是在图1所示的检查装置中，表示凹凸形状中的双色的照明光的反射状态的模式图。

图10是在本发明所涉及的口部检查装置中，表示将摄像区域设定在卷边部的外周面上的例子的剖视图。

图11是在本发明所涉及的口部检查装置中，表示第一照明机构及第二照明机构各具备两组的例的剖视图。

图12是表示图11的检查装置的俯视图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明所涉及的瓶罐的口部检查装置进行说明。如图1所示，本发明的口部检查装置（以下，称“检查装置”）10是对具有为了安装带有衬垫的瓶盖（未图示）而设置有使开口端朝向外方翻卷的卷边部22的圆筒状的口部21的瓶罐20，如图2所示检测出在被设定为包括卷边部22的一部分（本实施方式中为顶面的一部分）的摄像区域α中的卷边部22的凹凸形状的装置。

检查装置10具备：旋转机构30，保持瓶罐20并使其围绕罐轴X旋转；第一照明机构11，对摄像区域α内的卷边部22照射红色的第一照明光R；第二照明机构12，对摄像区域α内的卷边部22照射蓝色的第二照明光B；第三照明机构13，对卷边部22中的照射到第一照明光R及第二照明光B的部分，照射绿色的第三照明光G；摄像机构14，取得包括卷边部22中的各反射光的检查图像；和凹凸识别机构31，在由该摄像机构14得到的检查图像中，基于第三照明光G的反射光g的拍摄结果检测出卷边部22的边缘位置，并以该边缘位置为基准确定口部21，从而进行检查图像内存在的卷边部22的凹凸形状的检测。

在检查装置10中，摄像区域α被设定为包括卷边部22的顶面，并配置有第一照明机构11及第二照明机构12（图2），以使第一照明光R及第二照明光B照射该摄像区域α的口部21（卷边部22的顶面的一部分）。第三照明机构13被配置成对在卷边部22中从照射到第一照明光R及第二照明光B的部分弯曲并连续的外周面（边缘检测区域β）照射第三照明光G。

如图1及图2所示，第一照明机构11被配置在瓶罐20的口部21的侧方，沿口部21的圆筒面大致切线方向，对摄像区域α内的卷边部22的顶面照射红色的第一照明光R。

如图1及图2所示，第二照明机构12隔着摄像区域α被配置在第一照明机构11的相反侧，沿口部21的圆筒面大致切线方向，对卷边部22中的照射到第一照明光R的部分照射蓝色（与红色的第一照明光R不同的光色）的第二照明光B。

即，如图2所示，通过第一照明机构11及第二照明机构12，以第一照明光R和第二照明光B从不同的方向重叠的方式，对摄像区域α的卷边部22进行照射。

在瓶罐20中，边缘检测区域β被设定成从摄像区域α弯曲并连续，且包括卷边部22的外周面。如图1及图2所示，第三照明机构13被配置在瓶罐20的口部21的侧方，从与第一照明光R及第二照明光B交叉的方向，即相对于口部21的圆筒面大致切线方向大致正交的方向，对边缘检测区域β的卷边部22的外周面照射绿色（与第一照明光R及第二照明光B不同的光色）的第三照明光G。

在取得检查图像的同时，相对这些各照明机构11至13及摄像机构14，通过旋转机构30使瓶罐20围绕罐轴X旋转，从而扫描口部21的整周，能够拍摄包括检查图像I中的卷边部22的各反射光的扫描图像S。检查图像I及扫描图像S被输入到连接于摄像机构14的凹凸识别机构31，用于卷边部22的凹凸形状的检测。

如图1所示，摄像机构14朝向摄像区域α（即朝向卷边部22的顶面）被配置在瓶罐20的口部21的上方，能够拍摄包括卷边部22中的各反射光的检查图像I。

连接于该摄像机构14的凹凸识别机构31读取摄像机构14所取得的检查图像I，并在该检查图像I中，基于第三照明光G的反射光g的拍摄结果，检测出卷边部22的边缘位置，以该边缘位置为基准确定卷边部22，并基于该检查图像I内存在的第一照明光R及第二照明光B的各反射光r、b的拍摄结果，进行卷边部22的凹凸形状的检测。

如图3所述，在如此构成的检查装置10中，在由摄像机构14取得的检查图像I中，检测出边缘检测区域β中的第三照明光G的反射光g。凹凸识别机构31根据该反射光g检测出卷边部22的边缘位置E，以该边缘位置E为基准确定检查图像I中的卷边部22。

更具体来讲，通过读取检查图像I的计算机（未图示），追踪第三照明光G的反射光g的摄像，并将该摄像位置作为卷边部22的边缘位置E，从该边缘位置E推断规定宽度的范围作为卷边部22的顶面T。识别该卷边部22的顶面T上存在的第一照明光R的反射光r及第二照明光B的反射光b的摄像，并从其结果辨别凹凸形状。另外，在第三照明光G的反射光g的摄像的位移超出卷边部22的半径方向的位移的规定值的情况下，辨别为边缘异常的不良。

在此，对凹凸形状的识别进行更具体的说明。若在卷边部22没有凹凸形状且为平坦，则在检查图像I的顶面T拍摄到作为第一照明光R及第二照明光B的混合色的紫色的均匀反射光p（图3）。另外，如平坦的滚轧图案、冲压图案及污点的颜色图案的部分a为紫色的深浅不同的反射光p。

另一方面，在卷边部22具有改变各照明光的反射方向的凹凸形状（例如凹部23）的情况下，由于第一照明光R及第二照明光B从不同的方向照射，因此不会同样地反射，如图4所示，按照凹部23的形状，生成红色的反射光r或蓝色的反射光b。通过凹凸识别机构31检测这种反射光r、b，从而可知在卷边部22形成有如凹部23的凹凸形状。此外，由于第一照明光R及第二照明光B的照射方向沿口部21的圆筒面大致切线方向，从而易于检测卷边部22中在瓶罐20的径向延伸的凹部23。

另外，第三照明光G照射到边缘检测区域β且进行反射，被检测为对卷边部22的外周侧镶边的绿色的反射光g，并被利用作为确定卷边部22的导向。然而，由于在卷边部22的边缘部分形成有凹陷24等凹凸形状的情况下，如图5所示，生成与凹陷24的形状相应的反射光g，因此通过检测出这种形状的反射光g，能够检测出形成于卷边部22的边缘部分的凹陷24等。

进一步，形成于卷边部22的边缘部分的划痕25等凹凸形状由于生成第三照明光G的散射，因此通过检测这种散射，能够检测卷边部22的外周面的划痕25。另外，如图6所示，在形成有局部的弯曲部26的情况下，由于边缘检测区域β的反射光g按照其形状也呈弯曲形状，因此通过检测出这种形状，能够检测出卷边部22的弯曲部26。

进一步，在检查装置10中，通过旋转机构30使瓶罐20相对于各照明机构11至13及摄像机构14旋转，扫描口部21的整周以能够得到扫描图像S。此时，若瓶罐20的罐轴X与旋转机构30的旋转轴Y偏离，则伴随瓶罐20的旋转，如图7所示，在由摄像机构14拍摄的检查图像中，卷边部22的位置弯曲程度太大，变得难以发现卷边部22的弯曲等不良情况。

然而，由于在检查装置10中，来自边缘检测区域β的绿色的反射光g表示卷边部22的边缘位置E，因此通过追踪该反射光g（即，边缘位置E），能够在确定卷边部22的同时进行检查。另外，通过检测绿色的反射光g的局部变形27，能够检测卷边部22的弯曲变形等不良情况。

图7及图8表示通过使瓶罐20旋转的同时进行拍摄而得到的口部21的扫描图像S。在该扫描图像S中，在瓶罐20的罐轴X相对于旋转机构30的旋转轴Y偏离距离d的情况下，边缘位置E以与该偏心量相等的宽度d缓缓地弯曲（图7）。与此相比，在口部21变形的情况下，如图8所示，发生与边缘位置E整体的弯曲形状明显不同的形状的局部变形27。因此，由于通过这种变形27的检测能够容易地检测出卷边部22的弯曲部分，因此即使瓶罐20进行偏心旋转，也能够在正确地识别卷边部22的同时，切实地检测出不良形状。

在此，参照图9对检查图像I（扫描图像S）中的凹凸形状的检测进行说明。在卷边部22的表面为平坦的情况下，红色的第一照明光R的反射光r和蓝色的第二照明光B的反射光b混合且入射到摄像机构14，从而可检测出紫色的反射光p。由于即使对附着在卷边部22中的污点、滚轧图案等没有凹凸的颜色图案的部分来说，第一照明光R与第二照明光B也进行反射，因此可检测出紫色的反射光p。然而，在卷边部22具有妨碍各照明光R、B的入射的、例如凹部23那样的凹凸形状的情况下，由于各照明光R、B从不同方向照射，因此按照凹凸形状仅任一侧的照明光的反射光生成由摄像机构14检测出的部分。为此，通过检测并非混合色的反射光b、r，能够不检测颜色图案而只检测凹凸形状。

如图9所示，在卷边部22具有凹部23的情况下，第一照明光R不会照射到凹部23的内表面的非反射部23a。为此，由第一照明光R引起的红色的反射光r在该非反射部23a成为阴影并入射到摄像机构14。另一方面，从与第一照明光R不同的方向照射的第二照明光B不会照射到凹部23的内表面的非反射部23b。为此，由第二照明光B引起的蓝色的反射光b在该非反射部23b成为阴影并入射到摄像机构14。即，来自非反射部23a的蓝色的反射光b、来自非反射部23b的红色的反射光r入射到摄像机构14。

如图9所示，通过这些第一照明光R及第二照明光B同时照射，从卷边部22中没有凹凸形状的平坦的部分，检测出混合色的反射光p。另一方面，从凹部23的内表面，检测出红色的反射光r及蓝色的反射光b。因此，可知在检测出与各照明光R、B的各色相应的单色的反射光b、r的部分，产生如凹部23那样的凹凸形状。特别是，由于通过第一照明光R与第二照明光B具有相互补色的关系，明确地检测出单色的反射光r、b，因此能够切实地检测凹凸形状。

如上述说明，根据本发明的检查装置，通过从多个方向照射不同光色的照明光，由此来正确地确定卷边部的同时，没有凹凸的颜色图案不会作为不良而检测出来，从而能够切实地检测出凹凸形状。因此，对瓶罐的口部检查来说，不会降低成品率，能够切实地只排除如发生漏液的不合格品。

此外，本发明并不限定于所述实施方式的结构，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。

例如，在所述实施方式的检查装置中，将照射第一照明光及第二照明光的摄像区域设定于卷边部的顶面，并设定为对卷边部的外周面照射第三照明光，但与该实施方式相反，如图10所示，还可以将摄像区域α设定于卷边部22的外周面，将边缘检测区域β设定于卷边部22的顶面。此时，能够将形成在卷边部22的外周面的凹凸形状与颜色图案等区别开来检测，并且能够检测出如卷边部22的顶面高度不均的变形等不良情况。

另外，所述实施方式的检测装置为具备一组第一照明机构及第二照明机构的结构，从口部的外周侧朝向卷边部的顶面照射第一照明光及第二照明光，但还可以具备多组第一照明机构及第二照明机构。例如，由于在卷边部的顶面为凸弯曲形状的情况下，各照明光被凸面遮挡，因此无法照射卷边部顶面的内周侧。为此，能够检测卷边部的顶面的外周侧的凹凸形状，但难以检测内周侧的凹凸形状。

在这种情况下，如图11及图12所示，通过在从口部21的外周侧朝向卷边部22的顶面照射照明光的第一照明机构11及第二照明机构12的基础上，具备从口部21的内周侧朝向卷边部22的顶面照射照明光的第二组第一照明机构11A及第二照明机构12A，由此能够在很宽的范围检查卷边部22的顶面。

产业上的可利用性

根据本发明的瓶罐的口部检查装置，由于通过从多个方向照射不同光色的照明光，由此来正确地确定检查图像中的口部的同时，没有凹凸的颜色图案不会作为不良而检测出来，从而能够切实地检测出凹凸形状，因此不会降低成品率，能够切实地只排除如发生漏液的不合格品。

符号说明

10   口部检查装置

11、11A   第一照明机构

12、12A   第二照明机构

13   第三照明机构

14   摄像机构

20   瓶罐

21   口部

22   卷边部

23   凹部

23a、23b   非反射部

24   凹痕

25   划痕

26   弯曲部

27   变形

30   旋转机构

31   凹凸识别机构

R   第一照明光

B   第二照明光

G   第三照明光

r   红色的反射光

b   蓝色的反射光

g   绿色的反射光

p   紫色的反射光

X   罐轴

Y   旋转轴

α   摄像区域

β   边缘检测区域

E   边缘位置

I   检查图像

S   扫描图像

T   顶面

Claims (4)

1.一种瓶罐的口部检查装置，对具有为了安装带有衬垫的瓶盖而设置有使开口端朝向外方翻卷的卷边部的圆筒状的口部的瓶罐，拍摄被设定为包括所述卷边部的一部分的摄像区域，以检测出所述卷边部的凹凸形状，其特征在于，具备：

旋转机构，保持所述瓶罐并使其围绕罐轴旋转；

第一照明机构，沿所述口部的圆筒面大致切线方向，对所述摄像区域内的所述卷边部照射第一照明光；

第二照明机构，隔着所述摄像区域从所述第一照明光的相反侧，沿所述口部的所述大致切线方向，对所述卷边部中的照射到所述第一照明光的部分，照射与所述第一照明光不同光色的第二照明光；

第三照明机构，从与所述第一照明光及所述第二照明光交叉的方向，对所述卷边部中的照射到所述第一照明光及所述第二照明光的部分，照射与所述第一照明光及所述第二照明光不同光色的第三照明光；

摄像机构，朝向所述摄影区域而配置，取得包括所述卷边部中的各反射光的检查图像；和

凹凸识别机构，在所述检查图像中，基于所述第三照明光的所述反射光的拍摄结果检测出所述卷边部的边缘位置，以该边缘位置为基准确定所述卷边部，并基于该检查图像内存在的所述第一照明光及所述第二照明光的各反射光的拍摄结果，进行所述卷边部中的所述凹凸形状的检测。

2.根据权利要求1所述的瓶罐的口部检查装置，其特征在于，

所述摄像区域设定在所述卷边部的顶面。

3.根据权利要求1所述的瓶罐的口部检查装置，其特征在于，

所述摄像区域设定在所述卷边部的外周面。

4.根据权利要求1至3任一项所述的瓶罐的口部检查装置，其特征在于，

具备多组所述第一照明机构及所述第二照明机构。

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