JP2002107307A - ソフトバッグ総合検査システム - Google Patents

ソフトバッグ総合検査システム

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JP2002107307A
JP2002107307A JP2000301865A JP2000301865A JP2002107307A JP 2002107307 A JP2002107307 A JP 2002107307A JP 2000301865 A JP2000301865 A JP 2000301865A JP 2000301865 A JP2000301865 A JP 2000301865A JP 2002107307 A JP2002107307 A JP 2002107307A
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    • G01N21/90Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
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    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
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    • G01N21/90Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/9081Inspection especially designed for plastic containers, e.g. preforms

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ソフトバッグ特有の不安定な形状に伴う検査
の困難性を克服し、ソフトバッグに係る検査を自動的に
且つ高精度で行うことができるソフトバッグ総合検査シ
ステムを提供する。 【解決手段】 少なくともロボットハンド部を有するロ
ボットを用いて前記ソフトバックの検査を行うソフトバ
ック総合検査システムであって、前記ソフトバックを撮
像する撮像手段と、該撮像手段からの画像情報に基づい
て前記ロボットハンド部が把持する前記ソフトバックの
首部の位置を検出する把持位置検出手段とを備える。ま
た、複数の前記ロボットで搬送系を構成し、前記ロボッ
トハンド部の首部を把持して前記ソフトバックを所定の
検査位置へ搬送させると共に、隣接するロボットに当該
ソフトバックを受け渡すように制御する搬送制御手段を
備え、前記ソフトバックの各種の検査を連続的に行うよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生産ライン上で透
明又は半透明の液状製品が封入された透光性部材から成
る容器であって且つ直立姿勢で自立することが困難な容
器、特に点滴液等が封入された柔軟性を有する偏平形状
の容器(いわゆる「ソフトバック」)を被検査体とし
て、その容器内の混入異物による異物不良や容器の外観
不良などを検査するソフトバッグ総合検査システムに関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、HACCP方式の食品衛生法への
適用やPL(Product Liability:製
造物責任)法の施工に伴って、食品や薬品などの製品の
製造/加工,製品の保存/流通を経て最終消費者が摂取
するまでのあらゆる段階で発生する恐れのある微生物汚
染やその他の異物混入などによる危害発生を未然に防止
し、製品の一層の安全保障を図ることが義務づけられつ
つある。
【0003】HACCP方式とは、Hazard An
alysis CriticalControl Po
int Systemの略で、衛生管理システム手法と
して国際的に高く評価されているアメリカの危害分析・
重要管理点方式である。このHACCP方式は、製造工
程全般を通じて製品の安全性を図るようにした科学的な
衛生管理方式であり、従来の衛生管理方式が最終製品の
検査に重点を置いた方式であるに対して、製造工程の予
防措置に重点を置いている。HACCP方式は、危害分
析(HA)と重要管理点(CCP)の2つの部分から成
り立っており、食品の製造/加工,製品の保存/流通を
経て最終消費者が摂取するまでのあらゆる段階で発生す
る恐れのある微生物汚染などの危害を調査/分析し、危
害予防のための重要管理点を設定すると共に、管理基準
を定めて限度内で適正に措置されているかを管理記録等
をチェックして常時監視し、その他の危害については、
一般衛生管理基準(PP:Pre−requisite
Program)で運営管理することにより、製造工
程における危害発生を見落としなく未然に防止し、製品
の一層の安全性を図るようにしたものである。
【0004】従来より、液状の製品(飲料や液剤など)
を生産する製造/加工工場では、生産ラインにおいて加
熱処理などにより殺菌処理を施すことで微生物汚染を防
止したり、サイクロン分離機などにより異物を除去する
ことで異物混入を防止したりしている。そして、缶や壜
などの容器に充填した後は、光の透過性や反射性を利用
して最終的な検査を実施している。例えば、液剤や飲料
等の液体を封入した透明の容器が被検査体の場合には、
CCDカメラで被検査体を撮像し、デジタル化した画像
データを画像処理装置によって処理することで、容器内
部の液体に混入した異物の有無、容器のキズ等の有無を
検査し、最終製品の良否を自動的に判定するようにして
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のような液状製品
を充填する容器は、通常、ペットボトルやビール壜のよ
うに円筒形状や角柱形状の容器が利用されている。この
ような容器は直立姿勢で自立することができ、また、比
較的硬質の材料を用いているため、横倒し状態や倒立状
態,傾斜状態など様々な姿勢にしても容器が変形しな
い。また、両サイドからのグリップベルト等により容器
を挟持して搬送したり、回転させたりしても容器が変形
することもない。そのため、所定の搬送機構や検査機構
を用いて容器を所望の姿勢にすることが比較的容易に行
えるので、混入異物の検出や容器の欠陥の検出を画像処
理装置などを用いて自動的に検出することが可能であ
る。
【0006】しかしながら、点滴液等が封入された柔軟
性を有する偏平形状の容器、いわゆ“ソフトバック”の
場合は、形状が変形し易く、また表面に傷が付き易いす
いため、従来の検査装置では検査することができず、壜
類などを対象とした従来の異物検査システムでは、ソフ
トバックを検査対象とすることはできなかった。そのた
め、液状製品を封入後の検査は、人手により目視で検査
をしているのが現状である。例えば、ベルトコンベア等
によって搬送されて来るソフトバックを検査要員が手に
持ち、ソフトバックの面を電灯や蛍光灯の光に当てるな
どして目視で混入異物やバックの傷などを検査している
のが一般的であり、小さな異物や透明な容器片などは人
の目では発見しにくいため、異物の発見漏れが発生する
危険があった。また、生産ラインで自動的に生産しても
検査の工程がネックとなり、大量生産するには、検査用
の人員がするために多くの人数を必要としていた。
【0007】本発明は上述のような問題を解決するため
に成されたものであり、本発明の目的は、ソフトバッグ
特有の不安定な形状に伴う検査の困難性を克服し、ソフ
トバッグに係る検査を自動的に且つ高精度で行うことが
できるソフトバッグ総合検査システムを提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、生産ライン上
で液体が封入されたソフトバックを被検査体として、少
なくともロボットハンド部を有するロボットを用いて前
記ソフトバックの検査を行うソフトバック総合検査シス
テムに関するものであり、本発明の上記目的は、前記ソ
フトバックを撮像する撮像手段と、該撮像手段からの画
像情報に基づいて前記ロボットハンド部が把持する前記
ソフトバックの首部の位置を検出する把持位置検出手段
とを備えることによって達成される。
【0009】さらに、前記ソフトバックを横倒姿勢で載
せる透明部材から成る台と、該台の下面に対して略均一
な光を照射するフラットライトとを備え、前記把持位置
検出手段は、前記撮像手段により前記台の上方から撮像
した前記ソフトバックの画像情報に基づいて前記首部の
位置を検出すること;前記台が、乱反射防止用の光学フ
ィルタを用いた硬質ガラスフィルタで形成されているこ
と;複数の前記ロボットで搬送系が構成され、前記ロボ
ットハンド部の首部を把持して前記ソフトバックを所定
の検査位置へ搬送させると共に、隣接するロボットに当
該ソフトバックを受け渡すように制御する搬送制御手段
を備え、前記ソフトバックの各種の検査を連続的に行う
こと;によって、それぞれ一層効果的に達成される。
【0010】さらに、前記ソフトバックは点滴用溶液が
封入された点滴用バックであって、前記検査が異物検査
を含み、且つ前記ソフトバックの天面部のシール剥がれ
検査、ポート部の汚れ検査、形状不良検査、印刷カスレ
検査、異種混入品検査のうち少なくとも1つ以上含むこ
と;前記ロボットが対向して前記ソフトバックの検査ス
テージに2列に配置されており、生産ラインから1列で
搬送されて来るソフトバックを前記2列に配置されたロ
ボットにより分散して搬送するように構成されているこ
と;前記生産ラインから1列で連続的に搬送されて来る
ソフトバックのうち、奇数番目のソフトバックを一方の
列のロボットで搬送し、偶数番目のソフトバックを他方
の列のロボットで搬送すること;によって、それぞれ一
層効果的に達成される。
【0011】また、生産ライン上で液体が封入されたソ
フトバックを被検査体として、前記ソフトバックを撮像
する撮像手段と、網目状のレーザ光を前記ソフトバック
の面全域に放射するレーザ光照射手段とを備え、前記撮
像手段からの画像情報に基づいて前記網目状の画像の乱
れを検出して前記ソフトバックの良/不良を検査するこ
とによって達成される。さらに、前記ソフトバックと前
記撮像手段との間に光学フィルタを設けることによっ
て、一層効果的に達成される。
【0012】また、生産ライン上で液体が封入されたソ
フトバックを被検査体として、少なくとも2つ以上の検
査工程を有するソフトバック総合検査システムであっ
て、前記生産ライン内でソフトバックに印字が必要とな
る印字情報の印字工程を最終の工程より前に設け、前記
印字情報を検査工程の中で印字して検査することによっ
て達成される。
【0013】また、生産ライン上で点滴用溶液が封入さ
れたソフトバックを被検査体として、少なくともロボッ
トハンド部を有するロボットを前記ソフトバックの搬送
手段として用い、前記生産ラインから連続的に搬送され
て来るソフトバックをリアルタイムに全品検査するソフ
トバック総合検査システムであって、前記ソフトバック
を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの画像情報に基
づいて前記ロボットハンド部が把持する前記ソフトバッ
クの首部の位置を検出する把持位置検出手段と、前記ソ
フトバックの首部を前記ロボットハンド部により把持し
て正立させた状態で撮像した前記撮像手段からの画像情
報に基づき、前記ソフトバックの天面部のシール剥がれ
検査及びポート部の汚れ検査を行う第1の検査手段と、
網目状のレーザ光を前記ソフトバックの面全域に放射し
て、その状態で撮像した前記撮像手段からの画像情報に
基づいて前記網目状の画像の乱れを検出して前記ソフト
バック本体のシーリング不良を含む形状不良を検査する
第2の検査手段と、透明部材から成る台の上に横倒姿勢
で前記ソフトバックを積置し、その状態で撮像した前記
撮像手段からの画像情報に基づいて前記ソフトバックの
混入異物を含む異物を検査する第3の検査手段と、透明
部材から成る台の上に横倒姿勢で前記ソフトバックを積
置し、その状態で撮像した前記撮像手段からの画像情報
に基づいて前記ソフトバックに予め印刷されている印刷
情報のカスレを検査すると共に、異種混入品の有無を検
査する第4の検査手段と、前記生産ライン内でソフトバ
ックに印字が必要となる印字情報を前記ロボットにより
直立姿勢で搬送中に印字する印字手段と、該印字手段に
より印字された情報を検査する第5の検査手段とを備え
ることによって達成される。
【0014】さらに、前記第3の検査手段は、前記ソフ
トバッグの印刷面が上側になるように前記台の上に載せ
ると共に、前記ソフトバッグの扁平な面にフラットライ
トを近接若しくは密着させた状態で撮像した前記撮像手
段からの画像情報に基づいて前記異物の検査を行うこ
と;前記第4の検査手段は、前記ソフトバッグの印刷面
が下側になるように前記台の上に載せると共に、前記ソ
フトバッグの扁平な面にフラットライトを近接若しくは
密着させた状態で撮像した前記撮像手段からの画像情報
に基づいて前記印刷情報のカスレ及び前記異種混入品の
有無の検査を行うこと;によって、それぞれ一層効果的
に達成される。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明において検査の対象となる
被検査体は、生産ライン上で透明又は半透明の液状製品
が封入された透光性部材から成る容器であって且つ直立
姿勢で自立することが困難な容器であり、特に、点滴用
溶液等の溶液が封入された柔軟性を有する偏平形状の容
器、いわゆる“ソフトバック”を被検査体として、異物
不良や外観不良等の各種検査を総合的に検査するソフト
バッグ総合検査システムとして好適に適用される。以
下、点滴用溶液が封入されたソフトバックを被検査体と
して検査する場合を例として説明する。なお、点滴用ソ
フトバックの種類としては、一般用ソフトバッグとキッ
ト用ソフトバッグがあり、一般用ソフトバッグとして
は、300mL,200mL,100mL及び50mL
用の4種類、キット用ソフトバッグとしては、200m
L及び100mL用の2種類があるが、どのソフトバッ
クでも検査可能である。
【0016】図1は、本発明に係るソフトバック総合検
査システムの全体構成の一例をブロック図で示してお
り、システムを大別すると、画像処理検査システム10
0,ロボット搬送システム200の2つのブロックによ
り構成されている。図1において、画像処理検査システ
ム100は、検査機本体(以下「検査機」と言う)1
0,投受光ユニット11,検査用制御装置12,タッチ
式パネルを有する操作盤13,モニタ14などから構成
されており、各検査機10と検査用制御装置12は1つ
の筐体(制御盤)に収容されて設置されるようになって
いる。
【0017】なお、図1中のFAサーバーシステム30
0は付加構成であり、FAサーバーシステム300を付
帯することで、良品/不良の情報,不良品データ等の検
査データ全てをデータべースサーバ31にリアルタイム
でアップロードすることが可能となる。また、パーソナ
ルコンピュータ等の通信端末3での確認や遠隔操作が可
能となり、ソフトバック総合検査システムの各種設定値
等の適正化が簡単に行えるようになる。さらに、LAN
やインターネット等のネットワークを介して接続される
集中監視/管理用コンピュータや通信端末3側におい
て、各種検査状況の分析や異物混入の原因解明等を即時
実行することができるようになる。
【0018】画像処理検査システム100での検査は、
入力映像の位置ズレの自動補正やラインの状況に見合っ
た精度の任意調節等、各種機能をハードウエア処理が主
体として実行されるようになっている。そして、これら
全ての処理をリアルタイムに実行し、今まで実現できな
かった高速大量生産ラインでの高精度な全品検査を実現
している。また、異物検査においては、多重アナログ微
分スライス方式及び多重スキャンによる差分方式を採用
し、ソフトバッグ特有の不安定な形状を克服して長年の
テーマであった液中異物の自動検出を可能としている。
【0019】ロボット搬送システム200は、被検査体
を把持して各検査部へと搬送する搬送用のロボット2
0,及び各ロボットを制御するロボット制御装置21等
から構成されている。搬送手段として用いるロボット2
0は、図2に示すように、少なくとも各関節部において
屈曲自在及び回動自在なアーム部20a、及び被検査体
1(本例ではソフトバッグ)を把持する把持部20b
(以下、「ロボットハンド」と言う)を有しており、天
面部1aを上側にしてソフトバッグ1の首部1bをロボ
ットハンド20bにより掴み、アーム部20aの回動,
屈曲による移動制御により当該検査機の検査指定位置へ
搬送するようにしている。このように、ロボット20に
よりワークの首部を掴んで搬送するようにしているた
め、バッグを傷つけること無く、正立させたり倒したり
する作業が行える。
【0020】図3は、ロボット搬送システム200の構
成要素であるロボット20の配置構成の一例を示してい
る。同図を参照してロボットを用いた搬送方式について
説明する。
【0021】搬送手段として用いるロボット20は、各
種の検査が行われる検査ステージ110に配置される。
検査ステージ110におけるロボットの配置エリアは、
本例では6つのエリアA1〜A6に分割され、各エリア
A1〜A6にはそれぞれ2台のロボット20が対向設置
される。図3の例では、6台×2列の合計12台のロボ
ットを用いて搬送系を構成し、生産ラインから1列で搬
送されて来るソフトバックを2列に配置されたロボット
20(L),20(R)で分散して搬送するように構成
されている。また、本実施の形態では、生産ラインから
1列で搬送されて来るソフトバックのうち、奇数番目の
ソフトバックを一方の列のロボット20で搬送し、偶数
番目のソフトバックを他方の列のロボット20で搬送す
る形態としている。このような搬送形態を採用すること
で、ロボットアームを旋回させるなどによりソフトバッ
クを目的位置へ搬送した後に生じるタイムロス、即ち元
の位置に戻す間のタイムロスを他方の列のロボットでカ
バーすることができるため、ソフトバックの高速搬送が
可能となる。
【0022】ここで、搬送方式の具体例について説明す
る。図3において、ベルトコンベア等の搬送手段により
生産ラインから搬送されて来るソフトバックは、検査ス
テージ110の搬入部111に設けられている位置検出
用の台111aに放出され、エリアA1の工程で、ソフ
トバック1をロボット20が掴む位置が決定される。そ
して、そのソフトバックを例えば右列の最初のロボット
20で掴んで隣のロボット20に渡している間に、左列
の最初のロボット20が次のソフトバックを掴んで処理
すると言うように、所定の間隔で連続的に搬送されて来
るソフトバック1を、左列と右列のロボットが交互に掴
んで隣のエリアA2に搬送する。隣接する各エリア間
は、列内の隣接する2台のロボット20がソフトバック
の首部の上側部分と下側部分とを掴み、ソフトバックが
空間に浮いた状態で受け渡すことで搬送するようになっ
ている。
【0023】検査ステージ110内での各ロボット20
による搬送速度は、生産ラインから搬送されて来るソフ
トバックの速度と同じであり、例えば、1ソフトバック
/1秒程度(3200本/時間)の搬送速度としてい
る。画像処理検査システム100では、この速度で搬送
されて来るソフトバックの全品を対象として検査するよ
うにしている。
【0024】図4は、検査ステージ110に配置される
検査用機器類とロボットの配置構成の一例を平面図で示
している。本実施の形態では、画像処理検査の論理上で
のやり易さとロボットハンドリングの動作的利点とを考
慮し、検査項目を6つの工程に配分している。図4の例
では、工程1〜工程5,工程7の6つの工程に検査項目
を配分し、最終の工程となる工程7より前(本例では検
査用の工程5と工程7の間)に印字工程6を設け、生産
ライン内でソフトバックに印字が必要となる製造年月日
等の印字情報を検査工程の中で印字する形態としてい
る。各工程1〜工程7の詳細な説明は後述するものと
し、ここでは、図4の検査ステージ110のレイアウト
を参照して、ソフトバック総合検査システムにおける検
査の流れの概略と、各工程での検査項目について説明す
る。
【0025】生産ライン上で点滴溶液が封入されたソフ
トバック1は、首部の方向を同一にした横倒姿勢で検査
ステージ110の搬入部111に連続的に搬送されて来
る。工程1においてソフトバックを掴む位置を検出した
以降は、各ロボット20を駆動制御して当該ソフトバッ
ク1を各工程2〜7の指定位置に順次搬送し、各種の検
査(及び工程6での印字)を実施し、全ての検査に合格
したのであれば、当該ソフトバック1が搬出部から搬出
され、次の工程へ移行するようになっている。なお、検
査項目に応じて配分された各検査工程の所定エリアに
は、検査不合格品ポケット113がそれぞれ設けられて
おり、不合格品と判定したソフトバック1を当該ポケッ
ト113で排除する形態とすることで、各工程の段階で
生じた検査不合格品の仕分けが自動的にされるようにな
っている。そして、検査合格品だけが搬出部112から
搬出され、ベルトコンベア等の搬送手段により次の工程
へと搬送されるようになっている。
【0026】次に、検査ステージ110における各工程
の概要と検査項目の種類について説明する。
【0027】工程1は、ロボットハンドがソフトバック
を掴む際の目標ポイントを求める工程であり、1台の目
標ポイントサーチ用の検査機を用いて上記目標ポイント
を求めるようにしている。工程2は、“シール剥がれ”
を検査項目とした検査1と、“ポート部汚れ”を検査項
目とした検査2を行う工程であり、1台のシール剥がれ
検査用の検査機と3台のポート部汚れ検査用の検査機を
用いて上記検査1と検査2の各検査項目を並行して行う
ようにしている。工程3は、ソフトバッグ本体のシール
部(天面部に貼着されるシール)のシーリング不良など
の“形状不良”を検査項目とした検査3を行う工程であ
り、8台の形状不良検査用の検査機を用い、検査領域を
8分割した領域を各検査機でそれぞれ検査するようにし
ている。工程4は、“異物検査”を検査項目とした検査
4を行う工程であり、8台の異物検査機を用い、検査領
域を8分割した領域を各検査機でそれぞれ検査するよう
にしている。なお、領域を分割して複数台の検査機を用
いて検査するのは、検査精度の向上と、検査速度の向上
を図るためである。
【0028】工程5は、“印字のカスレ”と“異種混入
検査(対象外の製品の混入)”を検査項目とした検査5
を行う工程であり、2台の検査機(印刷カスレ/異種混
入検査用の検査機)を用い、検査領域を2分割した領域
を各検査機で検査するようにしている。この工程5で
は、ソフトバックに予め印刷されている印字内容を対象
として検査し、生産ライン内で表記が必要となる印字情
報(製造年月日,製造番号等の情報)については、工程
7で検査する。工程6は、上記の印字情報をソフトバッ
クの所定位置に印字する工程であり、本例ではIJP
(インクジェットプリンタ)を用いてソフトバックを搬
送中に印字するようにしている。従来は上記の製造年月
日等の印字情報を加熱工程の前で印字しており、加熱に
より印字が薄くなることがあったが、本発明では、検査
工程の中で印字する方式とすることで、上記のような問
題を解消している。工程7は、工程6で印字した情報の
“印字検査”を検査項目とした検査6を行う工程であ
り、1台の検査機(印刷カスレ/異種混入検査用の検査
機)を用いて検査する。
【0029】次に、各工程に用いる投受光ユニットの配
置構成と、投受光ユニットの機器構成の一例について、
図5〜図10のレイアウト図を参照して説明する。な
お、投受光ユニット12の構成要素である光学フィルタ
については、後述する各工程別の処理の詳細な説明の中
で述べる。
【0030】図5は、工程1における投受光ユニットの
配置構成の一例を示しており、投受光ユニット11
(1)は、被検査体であるソフトバック1を横倒姿勢
(扁平な面を水平にして寝かせた状態)で載置する、透
明部材から成る台11Ca、及びその台11Caの下方
から台の面に向けて垂直に略均一な光を照射する均一光
照射手段11Cb(以下、「フラットライト」とする)
を備えたランプハウス11Cと、そのランプハウス11
Cの上方に配置され、ソフトバック1の首部を撮像する
1台のカメラ11とから構成される。本実施の形態で
は、透明な台11aとしては「ガラス板」を用い、均一
光照射手段11Abとしては、カメラの受光部に対応し
た大きさの環状の発行部を有するフラットライトを用
い、撮像手段(カメラ)11としてはCCDカメラを用
いている。また、照明電源11Aは、外部からの指令に
より光の強さが制御可能なものが使用される。以下、同
一構成要素については同一符号を付して説明を省略す
る。なお、各検査機は画像処理のハードウエア構成が異
なるが、便宜上、同一符号を付している。
【0031】図6は、工程2における投受光ユニットの
配置構成の一例を示しており、投受光ユニット11
(2)は、直立姿勢のソフトバック1の天面部に対して
環状若しくは円筒状の光束を照射するリングライト11
Dと、ソフトバック1の上方に配置され、ソフトバック
1の天面部を撮像する1台のカメラ11と、ソフトバッ
ク1のポート部の周囲に配設され、ポート部全周を撮像
する3台のカメラ11とから構成される。なお、各カメ
ラ11と各検査機10とは1対1に接続される。
【0032】図7は、工程3における投受光ユニットの
配置構成の一例を示しており、投受光ユニット11
(3)は、直立姿勢のソフトバック1の扁平な面部(以
下、「側面部」と言う)に対してマトリックス状のマル
チレーザ光(格子状のレーザ光)を放射するレーザ光照
射装置11E及びその電源11Bと、ソフトバック1の
側面部の分割領域を撮像する8台のカメラ11とから構
成される。
【0033】図8は、工程4における投受光ユニットの
配置構成の一例を示しており、投受光ユニット11
(4)は、ソフトバック1を横倒姿勢で載置する透明部
材から成る台11Caと、その台11Caの上方から台
の面に向けて垂直に略均一な光を照射するランプハウス
11Cと、そのランプハウス11Cの下方に配置され、
ソフトバック1の側面部の分割領域を撮像する8台のカ
メラ11とから構成される。
【0034】図9は、工程5における投受光ユニットの
配置構成の一例を示しており、投受光ユニット11
(5)は、ソフトバック1を横倒姿勢で載置する透明部
材から成る台11Caと、その台11Caの上方から台
の面に向けて垂直に略均一な光を照射するランプハウス
11Cと、ソフトバック1の側面部の分割領域を撮像す
る2台のカメラ11とから構成される。
【0035】図10は、工程7における投受光ユニット
の配置構成の一例を示しており、投受光ユニット11
(6)は、直立姿勢のソフトバック1の側面部を照明す
るリングライト11Dと、ソフトバック1の水平方向に
配置され、工程6で印字されたソフトバック1の側面部
の印字領域を撮像する1台のカメラ11とから構成され
る。
【0036】上述のような構成において、以下、本発明
に係るソフトバッグ総合検査システムでの各工程別の処
理について、その検査原理を含めて詳細に説明する。な
お、工程2〜工程6での各種の検査及び印字は、搬送系
を停止させることなく実施される。
【0037】[工程1]ソフトバックは、溶液が封入され
たバッグの部分をロボットハンドにより掴むと、傷を付
ける可能性があるため、本システムでは、ソフトバック
の首部の部分を掴んで搬送するようにしている。点滴溶
液用のソフトバックの首部は、均一な円筒形状ではなく
階段状に形成されており、また、隣接するロボットでソ
フトバックの受渡しをするようにしているため、首部の
何処の位置をロボットハンドの把持位置(掴み位置)と
するかが重要となる。そこで、工程1では、ソフトバッ
クの掴み位置をロボットハンドに自動認識させるため
に、ソフトバッグの首部に対し画像処理をして目標ポイ
ントを求めるようにしている。
【0038】上記の目標ポイントを求める際の処理を、
図11を参照して説明する。生産ラインから搬送されて
来るソフトバック1は、生産ラインのベルトコンベアの
端部から、検査ステージ110の搬入部に設けられてい
る位置検出用の台111a(ランプハウス11Cの台1
1Ca)へ放出される。ランプハウス11Cの台11C
aは、ソフトバックの種類、例えば小型,中型,大型の
大きさに応じて3段階の形状で階段状に形成されてお
り、ソフトバック1は、上流の生産ラインから搬入され
て横倒姿勢で台11Caに放出された時点で大よその位
置決めがされる。目標ポイントサーチ用の検査機10で
は、透明な台上のソフトバック1の下方からフラットラ
イト11Cbによってライトを当て、上方に配置された
カメラ11によりソフトバック1の首部を撮像し、その
画像G1を取り込む。
【0039】そして、図12に示すように、垂直ライン
のサンプリングラインS1〜Snの信号,水平ラインの
サンプリングラインL1〜Lnの信号を入力して、検査
機の画像処理部により首部画像G1に対して縦横方向
(垂直ライン方向及び水平ライン方向)からの検索を行
って首部との交点(エッジ部分)を検出し、そのエッジ
部分の検出情報に基づき、ロボットハンドが把持する首
部の目標ポイントPの位置情報を求める。この位置情報
は、目標ポイントサーチ用の検査機10からロボット制
御装置21を介して、工程1のエリアに配置されている
当該ロボット20に送信されると共に、その他の各ロボ
ット20(当該列のロボット)に対しても送信され、ソ
フトバック1の掴み位置の位置決めに使用される。この
工程1において、首部の形状の異常が検出された場合
は、当該ソフトバックは検査品不合格ポケット113に
落とされて排除される。
【0040】[工程2]工程2では、天面からのカメラで
シール剥れ不良を検出し、側面からのカメラでポート部
汚れ不良を検出する。これらの検出処理を図13を参照
して説明する。工程2では、工程1のエリアに配置され
たロボット20により、工程2の検査指定位置へソフト
バック1が搬送されて来る。工程2では、ソフトバック
1の首部を工程2のロボット20により把持して正立さ
せ、吊り下げた状態で搬送させながら、天面カメラ11
でバッグ天面の画像G2を取込むのと同時に側面カメラ
3台でポート部全周の画像G3(図13中の画像G3は
1台の画像例)を取込む。図13中に示すポート部の不
良部分2aは画素Gpとして現れるため、シール剥がれ
検査用の検査機、及びポート部汚れ検査用の検査機で
は、その画素をカウントしてシール剥がれ不良、ポート
部汚れ不良をそれぞれ検出する。不良が検出された場合
は、検査品不合格ポケット113に落とされて排除さ
れ、検査合格品は、次の工程3の検査指定位置へと搬送
される。
【0041】[工程3]工程3では、側面からのカメラで
ソフトバッグ本体のシール部のシーリング不良を検出す
る。この検出処理を1図14を参照して説明する。工程
3では、工程3のロボット20により、ソフトバック1
を正立させて搬送させながら、レーザ光照射装置11E
により格子状(網目状)のレーザ光をソフトバック1の
面全域に放射すると共に、ソフトバック1とカメラ11
との間に設けた光学フィルタ15を通してソフトバック
1の側面部の分割領域を8台のカメラ11で撮像する。
このような構成において、不良部分2aにレーザ光が当
たると屈折するため、図14中の画像G4内の符号Gp
で示す部分のように、画面上の碁盤の目が乱れる。形状
不良検査用の検査機では、格子状のレーザ光の画像情報
から上記の乱れを検出し、この乱れを不良と判定する。
不良が検出された場合は、検査品不合格ポケット113
に落とされて排除され、検査合格品は、次の工程4の検
査指定位置へと搬送される。尚、ソフトバックの歪み等
による乱反射を防止するための光学フィルタ15として
は、白色不透明フィルタを用いている。また、ソフトバ
ック1は、50mLから300mLまでのバッグが検査
対象となるため、必要解像度の計算値より視野角を8分
割し、図15に示すように、カメラ1台当たりの視野B
n(n=1〜8)として8台のカメラで検査する。この
分割検査方式は、複数台のカメラを用いて分割エリアを
撮像する他の工程でも同様である。
【0042】[工程4]工程4では、寝かせたソフトバッ
グを下方からカメラで捉え、液中異物,練り込み異物等
を検出する。この検出処理を図16を参照して説明す
る。工程4では、ソフトバッグ1の扁平な面が検査用の
台11Caの上面に位置し、且つ印刷面が上(フラット
ライト11Cb側)になるように、工程4のロボット2
0により、ソフトバッグ1を台11Caの上に載せ、ソ
フトバッグ1の扁平な面(=ガラス板11Caの面)に
フラットライト11Cbを近接若しくは密着させた状態
で、フラットライト11Cbによりガラス板11Caの
上側からガラス板の面に対して均一な光を照射し、台1
1Caの下側に配置された8台のカメラ11によりその
透過光を受光してソフトバッグ1の扁平面全域の画像を
取込み、次のような画像処理技術により異物を検出する
ようにしている。
【0043】検査機では、画像処理装置によりカメラ1
1からのアナログ映像信号を入力し、その映像信号のレ
ベルが急激に変化する部分を強調処理した信号レベルと
基準レベルとを比較して検査する。その際、MAXスピ
ードでn回スキャンニングを行うことにより、異物とノ
イズとの差異を図り、異物のみを検出できるようにして
いる。更に、図17に示すように、2つの微分スライス
(白色系異物帯域,黒色系異物帯域)を同時にかけて、
黒色系、白色系2種類の異物を2つの違った輝度レベル
で同時に検出することで、プラスチック片から毛髪まで
の多種異物を検出できるようにしている。
【0044】なお、フラットライト11Cbを近接(密
着)させた状態でライトを当てることで、ソフトバッグ
の歪みや表面の傷(生産ライン上のコンベアで搬送途中
に生じる傷)による乱反射を回避することができると共
に、印字面をフラットライト11Cb側にすることで印
字がぼやけて異物との区別が可能となる。また、角度を
成して入射される光を吸収する乱反射防止用の光学フィ
ルタを用いた硬質ガラスフィルタを台11Caとして適
用すれば、バック内の空気の影響とフィルタの作用で印
字が一層ぼやけて、異物を高精度で検出することが可能
となる。この硬質ガラスフィルタから成る台11Ca
は、他の工程で用いる台11Caに適用しても同様の効
果がある。
【0045】[工程5]ソフトバッグの印刷文字の場合、
一方の側面部(正面)に情報が印刷されており、印刷内
容としては、例えば、容量,薬剤名,成分等の製品情報
が首部の反対側の略半分の面に印刷され、取扱い上の注
意等の説明情報が首部側の略半分の面に印刷され、溶液
の容量の尺度を示す表記が両端に印刷されている。これ
らの印刷内容はソフトバッグ(ケース)の製造時に予め
印刷されており、加熱工程で印字が薄くなることはほと
んど無いが、生産ラインのベルトコンベアによる搬送過
程で文字のカスレが生じる場合がある。工程5では、ソ
フトバッグの印刷面をカメラで捉え、上記の印刷文字の
カスレ(及びズレ)及び異種混入を検出する。この検出
処理を図18を参照して説明する。
【0046】工程5では、ソフトバッグ1の扁平な面が
検査用の台11Caの上面に位置し、且つ印刷面が下
(カメラ11側)になるように、工程5のロボット20
により、ソフトバッグ1を台11Caの上に載せ、ソフ
トバッグ1の扁平な面(=ガラス板11Caの面)にフ
ラットライト11Cbを近接若しくは密着させた状態
で、フラットライト11Cbによりガラス板11Caの
上側からガラス板の面に対して均一な光を照射し、ガラ
ス板の下側に配置された2台のカメラ11によりその透
過光を受光して、ソフトバッグ1の製品情報の画像G5
と説明情報の画像G6を取込む。そして、取込んだ画像
G5,G6の画像をそれぞれ良品のマスタ画像と比較し
て検査を行う。ここで比較するマスタ画像は、検査対象
として予め登録されているものであり、異種製品の場合
は差異が大きいため、例えば画素単位の信号レベルの差
の総量と異種判定用の閾値とを比較することによって異
種製品を検出する。また、印字のカスレについては、同
様に画素単位の信号レベルの差の総和と印字カスレ判定
用の閾値とを比較して、印刷文字が読める範囲にあるか
どうか(文字の鮮明度合)を検査する。なお、印刷内容
の位置ズレについても上記と同様の検査方式で検出する
ことができる。これらの検査に合格したソフトバック1
は、次の印字工程6の指定位置へと搬送される。
【0047】[工程6]工程6では、工程5のロボット2
0によってソフトバック1を正立させて直立姿勢で搬送
させながら、印刷の検査工程7の直前にIJP(インク
ジェットプリンタ)で印字する。印刷領域はソフトバッ
クの種類に応じて予め設定されており、通常は製品情報
と説明情報との間に設けられている。なお、首部を上側
にした直立姿勢の状態では、上下逆の方向で製造年月
日,製造番号等の印字情報が印字される。
【0048】[工程7]工程7では、工程6のロボット2
0により、ソフトバックを正立させて乱反射防止用の光
学フィルタ16の直前まで搬送し、側面からのカメラ1
1で、前記工程5でIJPによって印字された製造番号
及び日付の画像G7を取込み、良品文字のマスタ画像
(画素単位の信号レベルの総和)と比較して、印刷文字
が読める範囲にあるかどうか(文字の鮮明度合)を検査
する。本実施の形態では、この工程7の印字検査をパス
したソフトバックが検査合格品として検査ステージ11
0の搬出部から搬出される。
【0049】
【実施例】ここでは、本発明システムを実稼動させて検
出した不良品の一部の例を説明する。
【0050】図20〜図23は、点滴用ソフトバックの
不良品のサンプルを検査して、不合格品として判定した
時のモニタ画像の実例をそれぞれ示している。図20
は、ソフトバックの天面部でのシール剥がれの画像例を
示しており、シールがあると反射率が高いため、3つ穴
の周囲のリング部分が白く見えるが、シールが剥がれて
いると黒くなる。工程2のシール剥がれ検査では、この
ような違いが良否の判断要素となる。図21は、シーリ
ング剥がれによる形状不良の画像例で、A1の部分が、
シールが剥がれている部分である。格子状のレーザ光を
ソフトバックに照射して検査することで、良品との違い
が明確に現れることが分かる。
【0051】図22(A)及び(B)は、異物としてダ
ニ(タカラダニ)が混入しているソフトバックの画像例
で、図22(A)が生画像を示し、図22(B)が処理
画像(画像処理後の画像)を示している。図22(B)
のA2の部分が異物(タカラダニ)であり、図22
(A)の生画像のように、微細な異物は目視による検査
では判別できないことが分かる。また、例示はしていな
いが、透明なプラスチック片や毛髪、白色異物も目視で
は判別が困難である。図23(A)及び(B)は、印字
がカスレて薄くなっているソフトバックの画像例で、図
23(A)が取込み画像を示し、図23(B)がマスタ
画像を示している。本システムの検査では、画素単位の
信号レベルの差の総和に基づいて検査することより、印
字のカスレや印刷不良を高速に検出できるようにしてい
る。
【0052】なお、上述した実施の形態においては、点
滴用ソフトバックを例として説明したが、自立すること
が困難な柔らかい材料で形成されている容器であれば、
本発明を好適に適用することができる。
【0053】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
ソフトバッグ特有の不安定な形状に伴う検査の困難性を
克服し、ソフトバッグに係る検査を自動的に且つ高精度
で行うことが可能となる。また、請求項7に係る発明に
よれば、ロボットアームを旋回させるなどによりソフト
バックを目的位置へ搬送した後に生じるタイムロス、即
ち元の位置に戻す間のタイムロスを他方の列のロボット
でカバーすることができるため、ソフトバックの高速搬
送が可能となる。また、請求項8に係る発明によれば、
レーザ光を利用して網目状の画像を形成し、その画像の
乱れを検出して検査するようにしているので、形状不良
等を高精度で検出することができる。また、請求項10
に係る発明によれば、加熱工程により印字情報が薄くな
ることを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るソフトバック総合検査システムの
全体構成の一例を示すブロック図である。
【図2】本発明に係るロボットの一例と被検査体の把持
形態を示す模式図である。
【図3】本発明に係るロボット搬送システムの構成要素
であるロボット配置構成の一例を示す平面図である。
【図4】本発明に係る検査ステージに配置される検査用
機器類とロボットの配置構成の一例を示す平面図であ
る。
【図5】本発明に係る第1の工程における投受光ユニッ
トの配置構成の一例を示す模式図である。
【図6】本発明に係る第2の工程における投受光ユニッ
トの配置構成の一例を示す模式図である。
【図7】本発明に係る第3の工程における投受光ユニッ
トの配置構成の一例を示す模式図である。
【図8】本発明に係る第4の工程における投受光ユニッ
トの配置構成の一例を示す模式図である。
【図9】本発明に係る第5の工程における投受光ユニッ
トの配置構成の一例を示す模式図である。
【図10】本発明に係る第7の工程における投受光ユニ
ットの配置構成の一例を示す模式図である。
【図11】本発明に係る工程1における処理を説明する
ための第1の模式図である。
【図12】本発明に係る工程1における処理を説明する
ための第2の模式図である。
【図13】本発明に係る工程2における処理を説明する
ための模式図である。
【図14】本発明に係る工程3における処理を説明する
ための第1の模式図である。
【図15】本発明に係る工程3における処理を説明する
ための第2の模式図である。
【図16】本発明に係る工程4における処理を説明する
ための第1の模式図である。
【図17】本発明に係る工程4における処理を説明する
ための第2の模式図である。
【図18】本発明に係る工程5における処理を説明する
ための第2の模式図である。
【図19】本発明に係る工程6における処理を説明する
ための第2の模式図である。
【図20】本発明システムを実稼動させて検出した不良
品の第1の画像例である。
【図21】本発明システムを実稼動させて検出した不良
品の第2の画像例である。
【図22】本発明システムを実稼動させて検出した不良
品の第3の画像例である。
【図23】本発明システムを実稼動させて検出した不良
品の第4の画像例である。
【符号の説明】
1 ソフトバック 1a 天面部 1b 首部 2 異物 3 通信端末 10 検査機本体(画像処理装置) 11 投受光ユニット 12 検査用制御装置 13 操作盤 14 モニタ 15 白色不透明フィルタ 20 ロボット 20a アーム部 20b ハンド部 21 ロボット制御装置 30 集中監視/管理用コンピュータ 31 データベースサーバ 100 画像処理検査システム 110 検査ステージ 111 ソフトバック搬入部 111a 台(光学フィルタ) 112 搬出部 113 検査不合格品ポケット 200 ロボット搬送システム 300 FAサーバシステム
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B65B 57/04 B65B 57/12 57/12 A61J 1/00 390Z

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生産ライン上で液体が封入されたソフト
    バックを被検査体として、少なくともロボットハンド部
    を有するロボットを用いて前記ソフトバックの検査を行
    うソフトバック総合検査システムであって、前記ソフト
    バックを撮像する撮像手段と、該撮像手段からの画像情
    報に基づいて前記ロボットハンド部が把持する前記ソフ
    トバックの首部の位置を検出する把持位置検出手段とを
    備えたことを特徴とするソフトバック総合検査システ
    ム。
  2. 【請求項2】 前記ソフトバックを横倒姿勢で載せる透
    明部材から成る台と、該台の下面に対して略均一な光を
    照射するフラットライトとを備え、前記把持位置検出手
    段は、前記撮像手段により前記台の上方から撮像した前
    記ソフトバックの画像情報に基づいて前記首部の位置を
    検出するようになっている請求項1に記載のソフトバッ
    ク総合検査システム。
  3. 【請求項3】 前記台が、乱反射防止用の光学フィルタ
    を用いた硬質ガラスフィルタで形成されている請求項1
    に記載のソフトバック総合検査システム。
  4. 【請求項4】 複数の前記ロボットで搬送系が構成さ
    れ、前記ロボットハンド部の首部を把持して前記ソフト
    バックを所定の検査位置へ搬送させると共に、隣接する
    ロボットに当該ソフトバックを受け渡すように制御する
    搬送制御手段を備え、前記ソフトバックの各種の検査を
    連続的に行うようになっている請求項1に記載のソフト
    バック総合検査システム。
  5. 【請求項5】 前記ソフトバックは点滴用溶液が封入さ
    れた点滴用バックであって、前記検査が異物検査を含
    み、且つ前記ソフトバックの天面部のシール剥がれ検
    査、ポート部の汚れ検査、形状不良検査、印刷カスレ検
    査、異種混入品検査のうち少なくとも1つ以上含む請求
    項4に記載のソフトバック総合検査システム。
  6. 【請求項6】 前記ロボットが対向して前記ソフトバッ
    クの検査ステージに2列に配置されており、生産ライン
    から1列で搬送されて来るソフトバックを前記2列に配
    置されたロボットにより分散して搬送するように構成さ
    れている請求項1に記載のソフトバック総合検査システ
    ム。
  7. 【請求項7】 前記生産ラインから1列で連続的に搬送
    されて来るソフトバックのうち、奇数番目のソフトバッ
    クを一方の列のロボットで搬送し、偶数番目のソフトバ
    ックを他方の列のロボットで搬送するようになっている
    請求項6に記載のソフトバック総合検査システム。
  8. 【請求項8】 生産ライン上で液体が封入されたソフト
    バックを被検査体として、前記ソフトバックを撮像する
    撮像手段と、網目状のレーザ光を前記ソフトバックの面
    全域に放射するレーザ光照射手段とを備え、前記撮像手
    段からの画像情報に基づいて前記網目状の画像の乱れを
    検出して前記ソフトバックの良/不良を検査するように
    したことを特徴とするソフトバック総合検査システム。
  9. 【請求項9】 前記ソフトバックと前記撮像手段との間
    に光学フィルタを設けた請求項8に記載のソフトバック
    総合検査システム。
  10. 【請求項10】 生産ライン上で液体が封入されたソフ
    トバックを被検査体として、少なくとも2つ以上の検査
    工程を有するソフトバック総合検査システムであって、
    前記生産ライン内でソフトバックに印字が必要となる印
    字情報の印字工程を最終の工程より前に設け、前記印字
    情報を検査工程の中で印字して検査するようにしたこと
    を特徴とするソフトバック総合検査システム。
  11. 【請求項11】 生産ライン上で点滴用溶液が封入され
    たソフトバックを被検査体として、少なくともロボット
    ハンド部を有するロボットを前記ソフトバックの搬送手
    段として用い、前記生産ラインから連続的に搬送されて
    来るソフトバックをリアルタイムに全品検査するソフト
    バック総合検査システムであって、前記ソフトバックを
    撮像する撮像手段と、該撮像手段からの画像情報に基づ
    いて前記ロボットハンド部が把持する前記ソフトバック
    の首部の位置を検出する把持位置検出手段と、前記ソフ
    トバックの首部を前記ロボットハンド部により把持して
    正立させた状態で撮像した前記撮像手段からの画像情報
    に基づき、前記ソフトバックの天面部のシール剥がれ検
    査及びポート部の汚れ検査を行う第1の検査手段と、網
    目状のレーザ光を前記ソフトバックの面全域に放射し
    て、その状態で撮像した前記撮像手段からの画像情報に
    基づいて前記網目状の画像の乱れを検出して前記ソフト
    バック本体のシーリング不良を含む形状不良を検査する
    第2の検査手段と、透明部材から成る台の上に横倒姿勢
    で前記ソフトバックを積置し、その状態で撮像した前記
    撮像手段からの画像情報に基づいて前記ソフトバックの
    混入異物を含む異物を検査する第3の検査手段と、透明
    部材から成る台の上に横倒姿勢で前記ソフトバックを積
    置し、その状態で撮像した前記撮像手段からの画像情報
    に基づいて前記ソフトバックに予め印刷されている印刷
    情報のカスレを検査すると共に、異種混入品の有無を検
    査する第4の検査手段と、前記生産ライン内でソフトバ
    ックに印字が必要となる印字情報を前記ロボットにより
    直立姿勢で搬送中に印字する印字手段と、該印字手段に
    より印字された情報を検査する第5の検査手段とを備え
    たことを特徴とするソフトバック総合検査システム。
  12. 【請求項12】 前記第3の検査手段は、前記ソフトバ
    ッグの印刷面が上側になるように前記台の上に載せると
    共に、前記ソフトバッグの扁平な面にフラットライトを
    近接若しくは密着させた状態で撮像した前記撮像手段か
    らの画像情報に基づいて前記異物の検査を行うようにな
    っている請求項11に記載のソフトバック総合検査シス
    テム。
  13. 【請求項13】 前記第4の検査手段は、前記ソフトバ
    ッグの印刷面が下側になるように前記台の上に載せると
    共に、前記ソフトバッグの扁平な面にフラットライトを
    近接若しくは密着させた状態で撮像した前記撮像手段か
    らの画像情報に基づいて前記印刷情報のカスレ及び前記
    異種混入品の有無の検査を行うようになっている請求項
    11に記載のソフトバック総合検査システム。
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