JP2003270166A

JP2003270166A - 物品検査装置

Info

Publication number: JP2003270166A
Application number: JP2002067988A
Authority: JP
Inventors: Shuji Onaka; 周次大仲; Yukinobu Nishino; 幸伸西納; Nobuo Watanabe; 宣夫渡辺
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd; NEC Robotics Engineering Ltd
Current assignee: NEC Robotics Engineering Ltd; Shibuya Corp
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2022-03-13
Also published as: JP3994761B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】搬送手段によって搬送される物品（空び
ん１）はカメラによって複数回撮影され、検査ウインド
ウ設定手段は、このカメラによって撮影された画像内の
物品像に重ねて検査ウインドウＷを設定する。そして判
定手段は、検査ウインドウ設定手段が設定した検査ウイ
ンドウＷ内における物品の良否を判定する。検出手段は
上記カメラによって物品を複数回撮影した際の各物品の
搬送位置を検出するようになっており、画像シフト手段
は、上記検出手段から入力されるデータに基づいて各画
像内の物品像を移動させて、各物品を所定位置に設定さ
れた検査ウインドウＷに重合させるようになる。【効果】物品の移動量に応じて当該物品の画像を所定
位置の検査ウィンドウに移動させることで、一定位置で
物品の検査をすることが可能となり、例えばモニタで物
品を監視する際の作業者の負担を低減させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は物品検査装置に関
し、詳しくは搬送される物品をカメラで撮影して良否判
定を行う物品検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空びん等の物品を検査する物品検
査装置として、物品を所定間隔で搬送する搬送手段と、
この搬送手段によって搬送される１つの物品を複数回撮
影するカメラと、このカメラによって撮影された画像内
の物品像に重ねて検査ウインドウを設定する検査ウイン
ドウ設定手段と、この検査ウインドウ設定手段が設定し
た検査ウインドウ内における物品の良否を判定する判定
手段とを備えたものが知られている。上記カメラで１つ
の物品を複数回撮影すると、各画像の中で物品は搬送方
向にずれて撮影されるようになるので、特開平９−１７
８６７０号公報に開示されているように、各画像内の物
品像の位置に合せて検査ウインドウを設定する必要があ
る。また従来、各画像の中で物品が同一位置で撮影され
るようにするために、上記カメラの前方にパルスモータ
によって回転制御される追従ミラーを設け、物品の移動
に応じて追従ミラーを回転させるようにしたものも知ら
れている（特公平７−４３３２７号公報等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに前者の物品検
査装置では、カメラによる映像をモニターにて監視する
場合、物品の画像はモニター内で物品の搬送方向に移動
されるようになるので、検査ウインドウもそれに追従し
て移動されるようになり、監視しにくいという問題があ
る。これに対し後者の物品検査装置では、物品および検
査ウインドウはモニター内で一定の位置に表示されるの
で監視しやすいという利点があるが、追従ミラーやこれ
を駆動するモータの制御が複雑であり、高価となるとい
う問題がある。以上の問題に鑑み、本発明は、一定位置
で物品の検査をすることが可能で、しかも安価に製造す
ることができる物品検査装置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、物品
を所定間隔で搬送する搬送手段と、この搬送手段によっ
て搬送される１つの物品を複数回撮影するカメラと、こ
のカメラによって撮影された画像内の物品像に重ねて検
査ウインドウを設定する検査ウインドウ設定手段と、こ
の検査ウインドウ設定手段が設定した検査ウインドウ内
における物品像から物品の良否を判定する判定手段とを
備えた物品検査装置において、上記カメラによって物品
を複数回撮影した際の各物品の搬送位置を検出する検出
手段と、上記画像内の物品像をその画像内で移動させる
画像シフト手段とを設け、上記検査ウインドウ設定手段
は上記検査ウインドウを各画像内の所定位置に設定し、
また上記画像シフト手段は、上記検出手段から入力され
るデータに基づいて各画像内の物品像を移動させて、各
物品像を検査ウインドウに重合させることを特徴とする
ものである。

【０００５】上記構成によれば、上記カメラによって物
品を複数回撮影すると、各物品は各画像内で搬送方向に
ずれて撮影されるようになる。しかるに上記検査ウイン
ドウ設定手段は、上記検査ウインドウを各画像内の所定
位置に設定するとともに、上記検出手段から入力される
データに基づいて各画像内の物品像を移動させて、各物
品を検査ウインドウに重合させる。したがって、モニタ
にて物品を監視するような場合には、検査ウインドウは
所定位置に設定されて画像内の物品像がこれに重合され
るようになるので、検査ウインドウが物品の移動に追従
して移動される従来装置に比較して、作業者にかかる負
担を低減することができるまた、検査ウインドウを所定
位置に設定するに当たって、従来のように追従ミラーや
これを駆動するモータが必要ないので、安価に製造する
ことが可能となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図示実施例について説明する
と、図１は物品としての空びん１の検査を行う物品検査
装置２を示し、この物品検査装置２は空びん１を搬送す
る搬送手段３と、この搬送手段３を構成する回転体１１
の外部に固定して設けられ、当該回転体１１によって搬
送される空びん１を撮影するカメラ４と、このカメラ４
によって撮影された画像から当該空びん１についた傷等
の有無を判定する制御装置５（図４）とを備えている。
上記物品検査装置２では、上記回転体１１は多数の空び
ん１を所定の間隔で搬送するようになっており、またカ
メラ４は回転体１１によって搬送される１本の空びん１
を複数回撮影して当該空びん１の画像を上記制御装置５
へ送信する。上記制御装置５は、上記カメラ４によって
撮影された空びん１の画像から、当該空びん１についた
傷等を検出してその良否を判定するようになっており、
制御装置５によって良品と判定された空びん１はそのま
ま搬送手段３の下流側へ搬送され、一方不良品と判定さ
れた空びん１は搬送手段３の途中に設けられたリジェク
ト装置１４によって外部に排出されるようになってい
る。

【０００７】上記搬送手段３は、空びん１を搬送する供
給コンベヤ８と、２つの隣接した供給スターホイール
９，１０と、上記回転体１１とを備えており、上記供給
コンベヤ８によって搬送されてきた空びん１は２つの供
給スターホイール９，１０を介して回転体１１に受け渡
されるようになっている。また上記搬送手段３は、排出
スターホイール１２と排出コンベヤ１３とを備えてお
り、空びん１は回転体１１によって搬送される間にその
良否が判定され、良品と判定された空びん１は回転体１
１から上記排出スターホイール１２を介して排出コンベ
ヤ１３に排出されてそのまま図示しない後工程へと搬送
されるようになっている。一方、不良品と判定された空
びん１は排出コンベヤ１３から上記リジェクト装置１４
を介して、外部に排出されるようになっている。このリ
ジェクト装置１４は上記排出コンベヤ１３に隣接して設
けられた押圧手段１５と、上記排出スターホイール１２
に隣接させて設けたリジェクトスターホイール１６と、
不良品と判定された空びん１を外部に搬送するリジェク
トコンベヤ１７によって構成されており、排出スターホ
イール１２から排出コンベヤ１３上に排出された空びん
１のうち、不良品と判定された空びん１は押圧手段１５
によってもう一度排出スターホイール１２へと受け渡さ
れ、さらにこの空びん１はリジェクトスターホイール１
６を介してリジェクトコンベヤ１７へと受け渡されるよ
うになっている。なお、リジェクト装置１７の構成やそ
の作動については従来公知となっているので、これ以上
の詳細な説明を省略する。

【０００８】次に、図２を用いて上記回転体１１につい
て説明すると、回転体１１は該回転体１１を図１の時計
方向に連続的に回転させる図示しない駆動軸と、回転体
１１の外周等間隔位置に設けられ、それぞれ回転自在に
軸支された多数の回転軸１８とを備えており、各回転軸
１８の上部には空びん１を載置する載置台１９がそれぞ
れ設けられている。また、各載置台１９の上部には、図
示しないカム機構などの昇降機構によって昇降されて各
載置台１９上の空びん１の口部に係合し、かつ空びん１
が載置台１９とともに一体的に回転するのを許容する口
部押さえ２０が設けられており、さらに上記回転軸１８
を回転駆動させて載置台１９上の空びん１を自転させる
回転機構２１を設けている。上記回転機構２１は、上記
回転体１１に設けたサーボモータ２２と、回転体１１に
回転自在に軸支されてサーボモータ２２によって回転駆
動される駆動軸２３と、当該駆動軸２３の下端部と上記
回転軸１８の下端部に取付けられたプーリ２４，２５
と、さらに上記プーリ２４，２５に掛渡されたベルト２
６とによって構成されている。本実施例では、図１に示
すように、上記ベルト２６は隣接する２つの載置台１９
のプーリ２４に掛渡してあり、１台のサーボモータ２２
によって２つの載置台１９を同時に同一方向に回転させ
ることができるようになっている。また、上記回転体１
１を回転させる上記駆動軸は図示しないモータによって
駆動されるようになっており、当該モータにはエンコー
ダ２７（図４）が設けられている。そしてエンコーダ２
７から発せられるパルス信号は上記制御装置５の検出手
段３１に入力され、制御装置５はそのパルス信号から空
びん１の搬送位置を検出することができるようになって
いる。なお、上記回転機構２１として必ずしもサーボモ
ータ２２やベルト２６を用いる必要はなく、例えば回転
軸１８の下方に円筒状のホイールを設け、このホイール
と係合するようなベルト等からなる摩擦部材を回転体１
１の外周に隣接して設けるようにしてもよい。このよう
な構成とする事で、回転軸１８はホイールと摩擦部材と
の間に発生する摩擦力によって回転し、載置台１９上の
空びん１は自転することとなる。

【０００９】図１、図２に示すように、上記カメラ４は
回転体１１の外部に設けられており、回転体１１によっ
て搬送される空びん１を撮影することができるように、
回転体１１の中心に向けて設置されている。また、回転
体１１の中心側には光源２８と、当該光源２８からの光
を分散する光拡散板２９とが設けられており、上記光拡
散板２９とカメラ４との間に搬送された空びん１は、光
拡散板２９を介して光源２８によって照明されるように
なっている。また図３に示すように、上記カメラ４は所
定の撮影範囲を有しており、カメラ４は１本の空びん１
がその撮影範囲を通過する間に複数回空びん１の静止画
像を撮影することができるようになっている。なお、図
３に示すように、上記カメラ４の撮影範囲は空びん１の
ピッチよりも広い範囲に設定してある。

【００１０】図４に示すように、上記制御装置５は上記
回転体１１に設けたエンコーダ２７よりパルス信号を受
信してそのパルス数から空びん１の位置を検出する検出
手段３１と、この検出手段３１からの信号により、空び
ん１が所定の搬送位置に搬送された際に上記カメラ４を
制御して撮影させるカメラ同期手段３２とを備えてい
る。そして上記カメラ４によって撮影されたアナログ信
号としての画像は、Ａ／Ｄ変換器３３によりデジタル信
号に変換された後、このデジタル信号化された画像を２
値化する２値化回路３４に入力されて２値化され、さら
に第１画像記憶手段３５に入力されて記憶される。さら
に、上記第１画像記憶手段３５によって記憶された画像
は、画像シフト手段３６により上記検出手段３１から入
力されるデータに基づいて所定の画素数だけ移動され
て、その画像内の空びん１が次に述べる検査ウインドウ
Ｗ（図５参照）に重合するような状態で、第２画像記憶
手段３７に記憶される。上記検査ウィンドウＷは検査ウ
インドウ設定手段３８によって設定されるようになって
おり、この検査ウインドウ設定手段３８は図５（ａ）〜
（ｄ）で示すように、上記検査ウインドウＷを各画像内
の空びん１の位置に拘らず、予め定めた所定位置に設定
するようになっている。そして判定手段３９は、検査ウ
ィンドウＷの範囲内について空びん１の傷等を検出して
空びん１の良否を判定するようになっており、空びん１
が不良品と判断された際には、制御装置５は上記リジェ
クト装置１４を制御してその不良品を正常なラインから
排出するようになる。

【００１１】以上の構成において、図５を用いて制御装
置５による空びん１の画像の処理手順を説明すると、図
５の左方側の図はカメラ４によって撮影された空びん１
の画像を示し、右方側の図は制御装置５によって空びん
１の画像が処理された後の状態を示している。上記図５
の左側の図において、（ａ）から（ｄ）に行くにしたが
って空びん１がカメラ４の上記撮影範囲内を右から左へ
と搬送されている様子を示しており、（ａ）は空びん１
が測定開始位置で撮影された画像を示しており、
（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ空びん１が第２回目、および
第３回目に撮影された際の画像を示している。そしてさ
らに、（ｄ）は空びん１が最後に第ｎ回目に撮影された
画像を示している。上記図５（ａ）の左側の図における
空びん１の測定開始位置は上記検出手段３１がエンコー
ダ２７より入力したパルス信号によって認識されるよう
になっている。つまり、上記検出手段３１により空びん
１が当該測定開始位置に到達したことを検出すると、こ
の検出手段３１はカメラ同期手段３２に信号を送信し
て、カメラ同期手段３２により測定開始位置の空びん１
をカメラ４で撮影させる（図５（ａ）左方図）。

【００１２】上記カメラ４によって撮影された画像はＡ
／Ｄ変換器３３によって例えば搬送方向で６４０画素の
画像にデジタル変換され、２値化回路３４は当該画像を
所定の感度にしたがって２値化処理を行い、この画像は
さらに第１画像記憶手段３５に記憶される。そして第１
画像記憶手段３５は当該画像を画像シフト手段３６へ送
信する。このとき、上記検出手段３１は画像シフト手段
３６に対し、第１画像記憶手段３５によって送信された
画像が測定開始位置で撮影された画像であることを示す
データを送信する。本実施例では、そのデータは撮影回
数として送信され、したがって測定開始位置での撮影は
第1回目の撮影として送信される。第1回目の撮影として
画像シフト手段３６に送信された画像は測定開始位置に
ついてのものであるので、画像シフト手段３６は当該画
像内の空びん１を移動させることなくそのままの画像を
第２画像記憶手段３７へ送信し、第２画像記憶手段３７
は当該画像を記憶する。他方、検査ウインドウ設定手段
３８は検査ウィンドウＷを画像内の予め定めた所定位置
に設定するようになっており、この位置は、測定開始位
置で撮影された画像内の空びん１の位置に一致するよう
に設定してある。したがって空びん１の画像と検査ウィ
ンドウＷとは重ね合わされることになるので（図５
（ａ）右方図）、この後、判定手段３９は検査ウィンド
ウＷ内の空びん１の画像から傷等の有無を検出するよう
になる。なお、空びん１の画像と検査ウィンドウＷとが
重ね合わされた状態の（図５（ａ）右方図）画像が図示
しないモニタに表示されるようになっている。また、２
値化処理された検査ウィンドウＷ内の空びん１の画像か
ら、空びん１についての傷等の有無を検出する方法につ
いては、従来公知であるためその説明を省略する。

【００１３】次に、図５（ｂ）について説明すると、検
出手段３１は測定開始位置を開始点としてエンコーダ２
７から入力されるパルス数をカウントしており、そのパ
ルス数が所定の値となったとき、すなわち空びん１が上
記測定開始位置から一定距離移動されて次の所定位置と
なった際に、カメラ同期手段３２を介してカメラ４によ
り空びん１を撮影させる（図５（ｂ）左方図）。図５
（ａ）のときと同様、カメラ４によって撮影された画像
はＡ／Ｄ変換器３３、２値化回路３４、第１画像記憶手
段３５を介して画像シフト手段３６へと送信され、これ
と共に上記検出手段３１は画像シフト手段３６に対して
第１画像記憶手段３５によって送信された画像が第２回
目に撮影された画像であることを送信する。すると、画
像シフト手段３６は受信した空びん１の画像を予め定め
た画素数だけ搬送方向の上流側に移動させ、それによっ
て第２回目に撮影された空びん１の画像は画像シフト手
段３６によって測定開始位置の空びん１の画像と同一の
位置に移動されるようになる。上述したように検査ウイ
ンドウ設定手段３８は、検査ウィンドウＷを測定開始位
置で撮影された画像内の空びん１の位置に一致するよう
に設定しているので、従来のように検査ウィンドウＷの
位置を空びん１の移動位置に追従して移動させることな
く、空びん１の画像と検査ウィンドウＷとを重ね合わせ
ることができる（図５（ｂ）右方図）。したがって判定
手段３９は、図５（ａ）のときと同様の状態で検査ウィ
ンドウＷ内に表示される空びん１の画像から傷等の有無
を検出することができる。

【００１４】さらに、図５（ｃ）、（ｄ）も図５（ｂ）
のときと同様に画像シフト手段３６が空びん１の画像を
シフトさせるので、検査ウインドウ設定手段３８は検査
ウィンドウＷの位置を移動させることなく空びん１の画
像と検査ウィンドウＷとを重ね合わせることができる
（図５（ｃ）、（ｄ）右方図）。このとき画像シフト手
段３６は、図５（ｃ）の第３回目に撮影された画像につ
いては、上述した予め定めた画素数を２倍した画素数分
だけ空びん１の画像を搬送方向の上流側にシフトさせる
ようになる。また図５（ｄ）の第ｎ回目の画像について
は、上述した予め定めた画素数を（ｎ−１）倍した画素
数分だけ空びん１の画像を搬送方向の上流側にシフトさ
せるようになる。そして、図５（ａ）〜（ｄ）にかけて
撮影された例えば１２枚の空びん１の画像のうち、１枚
以上の画像で判定手段３９が検査ウィンドウＷ内に傷等
を発見した場合には、判定手段３９は上記リジェクト装
置１４を作動させて当該傷等の検出された空びん１を分
別するようになる。

【００１５】以上のように、本実施例によれば、実際に
制御装置５内での処理をモニタなどで監視する際に、検
査ウインドウ設定手段３８が検査ウィンドウＷを移動さ
せることなく、空びん１の画像は常に一定の位置に表示
されるので、モニタを監視する作業者の負担を軽減させ
ることができるという効果が得られる。また、本実施例
では検出手段３１からの信号によりカメラ同期手段３２
を介してカメラ４を制御し、該カメラ４によって空びん
１を撮影させているので、たとえ回転体１１の搬送速度
が変動しても空びん１の撮影される回数は変化せず、常
に安定した判定を行うことができる。しかしながらこれ
に限定されるものではなく、例えばカメラ４が空びん１
を撮影するタイミングを一定とし、上記画像シフト手段
３６は、上記検出手段３１からのデータとして各撮影が
行なわれた際の物品の搬送位置を入力し、その搬送位置
に応じて各画像内の物品像を移動させるようにしてもよ
い。また、本実施例では空びん１は回転体１１によって
搬送されているが、直線式の搬送手段によって搬送され
てもよいし、また検査される物品は空びん１に限られず
液体の充填された容器やその他の物品であってもよい。
さらに、１本の空びん１に対し設定される検査ウィンド
ウＷの数は１つに限られず、複数の検査ウィンドウを設
けてそれぞれの検査ウィンドウについて２値化回路３４
の感度を変更させて用いてもよい。そして本実施例にお
いては１本の空びんについての判定を行なうようにして
いるが、同時に２本以上の空びんの検査を行うようにし
てもよい。また、上記検査ウインドウ設定手段の発生す
る検査ウィンドウの位置は判定範囲内の任意の位置に設
定することが可能であり、画像シフト手段は空びんの画
像を搬送方向の前後方向に移動させることで、検査ウィ
ンドウに重ね合せることができる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、一定位
置で物品の検査をすることが可能で、しかも安価に製造
することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す平面図。

【図２】図１の要部の拡大断面図。

【図３】カメラ４の測定範囲を示す平面図。

【図４】制御装置５の構成を示す概略図。

【図５】実際の処理の様子をあらわした図で、（ａ）は
測定開始位置で撮影された画像を示す図、（ｂ）、
（ｃ）はそれぞれカメラ４が空びん１を第２回目と第３
回目に撮影したときの画像を示す図、（ｄ）は第ｎ回目
の最終測定位置で撮影された画像を示す図。

【符号の説明】

１空びん２物品検査装置３搬送手段４カメラ５制御装置１１回転体３１検出手段３６画像シフト
手段３８検査ウインドウ設定手段３９判定手段Ｗ検査ウインドウ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大仲周次神奈川県横浜市神奈川区新浦島町１丁目１番地25 日本電気ロボットエンジニアリング株式会社内 (72)発明者西納幸伸石川県金沢市大豆田本町甲58番地澁谷工業株式会社内 (72)発明者渡辺宣夫石川県金沢市大豆田本町甲58番地澁谷工業株式会社内Ｆターム(参考） 2G051 AA12 AB02 BA20 CA03 CA04 DA01 DA02 DA06 DA13 EA11 EA12 EA14 EB01 ED07 FA10 3F079 AD12 BA12 CA31 CA42 CB28 DA03 EA15 5B057 AA02 BA02 CA08 CA12 CA16 CB06 CB12 CB16 CD02 CE12 DA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物品を所定間隔で搬送する搬送手段と、
この搬送手段によって搬送される１つの物品を複数回撮
影するカメラと、このカメラによって撮影された画像内
の物品像に重ねて検査ウインドウを設定する検査ウイン
ドウ設定手段と、この検査ウインドウ設定手段が設定し
た検査ウインドウ内における物品像から物品の良否を判
定する判定手段とを備えた物品検査装置において、上記カメラによって物品を複数回撮影した際の各物品の
搬送位置を検出する検出手段と、上記画像内の物品像を
その画像内で移動させる画像シフト手段とを設け、上記
検査ウインドウ設定手段は上記検査ウインドウを各画像
内の所定位置に設定し、また上記画像シフト手段は、上
記検出手段から入力されるデータに基づいて各画像内の
物品像を移動させて、各物品像を検査ウインドウに重合
させることを特徴とする物品検査装置。
【請求項２】上記検出手段は、上記物品が予め定めた
搬送位置に搬送された際に上記カメラを制御して物品を
撮影させ、また上記画像シフト手段は、上記検出手段か
らのデータとして上記カメラの撮影回数を入力し、その
回数に応じて各画像内の物品像を移動させることを特徴
とする請求項１に記載の物品検査装置。
【請求項３】上記画像シフト手段は、各画像内の物品
像を移動させる移動量を記憶しており、上記カメラの撮
影回数に応じて上記移動量の整数倍ずつ各画像内の物品
像を移動させることを特徴とする請求項２に記載の物品
検査装置。
【請求項４】上記画像シフト手段は、上記検出手段か
らのデータとして各物品の搬送位置を入力し、その搬送
位置に応じて各画像内の物品像を移動させることを特徴
とする請求項１に記載の物品検査装置。