JP2004233129A - 壜等の容器の側面検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】壜等の容器の側面検査を効率的に信頼性高く行う。
【解決手段】検査用回転テーブル２の回転軸２ｂと同軸に設けられたセンターギア２ｄと、検査用回転テーブル２の容器保持部２ａに配設された吸着パッド８を支持するロッド８ａと同軸に、ロッド８ａの周りに回転自在に設けられ、センターギア２ｄと噛合してなる自転用ギア２ｅと、自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達する接続状態と、前記トルクをロッド８ａに伝達しない解放状態との切り替えが可能なクラッチ１０と、クラッチ１０の解放状態において、ロッド８ａを検査用回転テーブル２と固定するブレーキ１１とを備えた。カメラの視野幅内において、クラッチ１０を接続状態として容器Ｗを自転させながら、容器Ｗの側面を撮像する。
【選択図】 図２
【解決手段】検査用回転テーブル２の回転軸２ｂと同軸に設けられたセンターギア２ｄと、検査用回転テーブル２の容器保持部２ａに配設された吸着パッド８を支持するロッド８ａと同軸に、ロッド８ａの周りに回転自在に設けられ、センターギア２ｄと噛合してなる自転用ギア２ｅと、自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達する接続状態と、前記トルクをロッド８ａに伝達しない解放状態との切り替えが可能なクラッチ１０と、クラッチ１０の解放状態において、ロッド８ａを検査用回転テーブル２と固定するブレーキ１１とを備えた。カメラの視野幅内において、クラッチ１０を接続状態として容器Ｗを自転させながら、容器Ｗの側面を撮像する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、壜等の容器の側面、例えば容器の胴部及び口部の異物並びに傷、欠け及び割れ等の外観検査を行うことができる、壜等の容器の側面検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の壜等の容器の側面検査装置としては、入口スターホイル等からなる供給装置、出口スターホイル等からなる搬出装置、容器の底面を吸引支持する吸着管を備えた搬送ユニット、カム、カムフォロワ、駆動アーム、従動アーム、直線摺動軸受及び回転ベルト等からなる回転割出装置、並びに、照明装置及び撮像装置とを組み合わせて、前記入口スターホイルにより前記容器を連続的に搬入し、検査位置では前記容器を前記カム機構により停止させ、前記回転ベルトにより前記容器を自転させて前記容器の側面の外観を検査し、検査後に前記容器を前記出口スターホイルにより連続的に搬出するもの（例えば、特許文献１参照。）、入口スターホイル等からなる供給装置、出口スターホイル等からなる搬出装置、容器の側面を吸引支持する吸着面を備えた吸引支持ブロック、この吸引支持ブロックを支持し円周方向に駆動する円盤及び回転軸、前記容器の前記吸引支持ブロックによる支持面と対向側の側面に摩擦係数の大きな摩擦部材を摺接させて前記容器を回転させる回転部材等からなる回転割出装置、並びに、照明装置及び撮像装置とを組み合わせて、前記入口スターホイルにより前記容器を連続的に搬入し、複数の検査位置では前記容器を前記回転部材により自転させて前記容器の側面の外観を検査し、検査後に前記容器を出口スターホイルにより連続的に搬出するもの（例えば、特許文献２参照。）等がある。
【０００３】
また、壜等の容器の側面検査装置に用いる壜等の容器を自転させる回転装置として、壜載置部の各々にその自転を行わせるための回転プーリを設け、検査用回転テーブルの周方向の一部に前記回転プーリと接触して前記壜載置部を自転させるエンドレス状の固定ベルトを設けたもの（例えば、特許文献３参照。）、上下二段の波形カムと上下二段のローラにより壜台の移動量と壜台の自転角度との関係を一義的に定めるもの（例えば、特許文献４参照。）等がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７４９１５号公報（図１、図２、図５）
【特許文献２】特開平１−１５２３４７号公報（第１−６図）
【特許文献３】特開平６−９０３０号公報（図１）
【特許文献４】特開平８−６７３２３号公報（図１−３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の壜等の容器の側面検査装置においては、特許文献１の構成では、連続的に容器を検査位置に搬入・搬出すること及び検査位置での前記容器の搬送停止を実現するために、カム、カムフォロワ、駆動アーム、従動アーム及び直線摺動軸受等からなる複雑な機構を採用しており、メンテナンス性が悪いこと及び長期に亘る信頼性に欠けること、並びに、検査位置で前記容器を停止させる構成のため、前記容器を自転させるための駆動源が必要になること等の問題点があった。また、前記容器の側面検査のための自転を、前記駆動源に接続された複数のプーリに巻回された回転ベルトにより行っており、ベルトの伸び及びベルトとプーリとの滑り等により前記容器の回転の信頼性が低下するという問題点があった。さらに、例えば牛乳壜のような底面に凹部を有する容器の搬送についての配慮がなされていない。
【０００６】
また、特許文献２の構成では、容器の側面を吸引支持しているため、側面検査に透過光を利用できないという問題点があった。また、容器の側面検査のための自転を、摩擦係数の大きな摩擦部材を容器の側面に押圧接触させることにより行っており、摩擦力という不確定な力を用いるため容器の回転の信頼性に欠けること及び外観検査により却って容器を傷つける恐れがあること等の問題点があった。
【０００７】
さらに、特許文献３の構成では、前記容器の側面検査のための自転を、Ｖ溝を形成した回転プーリとエンドレス状の固定Ｖベルトとにより行っており、ベルトの伸び及びベルトとプーリとの滑り等により前記容器の回転の信頼性が低下するという問題点があった。さらに、例えば牛乳壜のような底面に凹部を有する容器の検査用回転テーブルへの搬入等についての配慮がなされていない。
【０００８】
さらにまた、特許文献４の構成では、波形カム及びローラを用いた複雑な機構を採用しており、メンテナンス性が悪いこと及び長期に亘る信頼性に欠けること、並びに、このような機構を丸壜に使用した場合には高速処理に必要な自転速度が得られないこと等の問題点があった。
【０００９】
本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであり、壜等の容器の側面検査を効率的に信頼性高く行うことができる壜等の容器の側面検査装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る壜等の容器の側面検査装置は、前述の課題解決のため、円周上に複数の容器保持部を設け、これら容器保持部により保持された壜等の容器を円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブルと、前記検査用回転テーブルによる容器の搬送途中において該容器の側面の照明を行う照明装置と、前記照明を行っている容器の側面の撮像を行うカメラとを備えた壜等の容器の側面検査装置において、前記検査用回転テーブルの回転軸と同軸に設けられたセンターギアと、前記容器の底面を真空吸着する、前記容器保持部に配設された吸着パッドを支持するロッドと同軸に、このロッドと一体回転可能に設けられ、前記センターギアと噛合してなる自転用ギアとを備え、前記検査用回転テーブルによる前記容器の搬送時に前記容器を自転させながら前記カメラにより前記容器の側面を撮像するものである。
【００１１】
また、本発明に係る壜等の容器の側面検査装置は、前述の課題解決のため、円周上に複数の容器保持部を設け、これら容器保持部により保持された壜等の容器を円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブルと、前記検査用回転テーブルによる容器の搬送途中において該容器の側面の照明を行う照明装置と、前記照明を行っている容器の側面の撮像を行うカメラとを備えた壜等の容器の側面検査装置において、前記検査用回転テーブルの回転軸と同軸に設けられたセンターギアと、前記容器の底面を真空吸着する、前記容器保持部に配設された吸着パッドを支持するロッドと同軸に、このロッドの周りに回転自在に設けられ、前記センターギアと噛合してなる自転用ギアと、前記自転用ギアのトルクを前記ロッドに伝達する接続状態と、前記自転用ギアのトルクを前記ロッドに伝達しない解放状態との切り替えが可能なクラッチとを備え、前記カメラの視野幅内において、前記クラッチを接続状態として前記容器保持部により保持された前記容器を自転させながら前記カメラにより前記容器の側面を撮像するものである。
【００１２】
ここで、前記クラッチの解放状態において、前記ロッドを前記検査用回転テーブルと固定するブレーキとを備えると好ましい。
【００１３】
また、前記センターギアを機枠と連結して回転不能とすると好ましい。
【００１４】
さらに、前記センターギアを回転させる伝達機構を備えると好ましい。
【００１５】
さらにまた、前記検査用回転テーブルに前記容器を供給する入側スターホイルと、前記検査用回転テーブルより前記容器を搬出する出側スターホイルと、前記入側スターホイルの回転軸に固定された入側スターホイル回転ギアと、前記出側スターホイルの回転軸に固定された出側スターホイル回転ギアと、前記検査用回転テーブルの回転軸に固定された検査用回転テーブル回転ギアとを備え、前記入側スターホイル回転ギア及び出側スターホイル回転ギアと前記検査用回転テーブル回転ギアとを噛合させると共に、前記検査用回転テーブルの回転軸、前記入側スターホイルの回転軸及び前記出側スターホイルの回転軸のいずれかを駆動する駆動手段とを備えると好ましい。
【００１６】
また、前記容器の側面の撮像を行う２台のカメラを備え、これらカメラを前記検査用回転テーブルを挟む位置に配置すると好ましい。
【００１７】
さらに、前記吸着パッドによる前記容器底面の真空吸着と連動させて、前記容器の底面を支持する、前記吸着パッドの外側に配設された容器支持ベースを下降させるアクチュエータを備えると好ましい。
【００１８】
さらにまた、前記容器支持ベースを下降させるアクチュエータが、前記吸着パッドに連通した真空源により駆動される真空シリンダであると好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の実施の形態に係る壜等の容器の側面検査装置の構成を示す説明図であり、図１は平面図、図２は部分断面正面図である。また、図３は検査用回転テーブルの容器保持部の構成を示す部分断面図である。
【００２０】
図１〜図３において、Ｗは壜等の有底で透光性の容器、１は容器Ｗの側面検査装置、２は容器Ｗを円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブル、３は検査用回転テーブル２に容器Ｗを供給する入側スターホイル、４は検査用回転テーブル２より容器Ｗを搬出する出側スターホイル、５、５は容器Ｗの側面の照明を行う照明装置、６、６は容器Ｗからの透過光の撮像を行うカメラ、７ａ、７ｂは容器Ｗの首部及び側面下部のガイド、８、９は吸着パッド、８ａは吸着パッド８を支持する中空のロッド、Ａはカメラ６の視野幅、ＳＣＲはスクリューコンベア、ＣＮＶはコンベア、ＣＮＶＧは良品コンベア、ＣＮＶＢは不良品コンベア、ＣＷは入側スターホイル３及び出側スターホイル４の回転方向、ＣＣＷは検査用回転テーブル２の回転方向、ＸはコンベアＣＮＶ、ＣＮＶＧ及びＣＮＶＢの移動方向、Ｚ０は検査用回転テーブル２の回転中心軸、Ｚ１は吸着パッド８及びロッド８ａの回転中心軸である。カメラ６、６は、検査用回転テーブル２を挟む位置に配置されている。即ち、カメラ６、６は、検査用回転テーブル２を挟んで、その左右両側（例えば、図１においては、検査用回転テーブル２の回転中心軸Ｚ０から１８０度に対向する位置）に配置されており、容器Ｗの側面の撮像を分担できると共に、側面検査装置１を前後方向に小形化することができる。従って、工場内における側面検査装置１の占有スペースを削減することができる。
【００２１】
また、２ａは検査用回転テーブル２の容器保持部、２ｂは検査用回転テーブル２の回転軸、２ｃは検査用回転テーブル２の回転軸２ｂに固定された検査用回転テーブル回転ギア、２ｄは検査用回転テーブル２の回転軸２ｂと同軸に設けられたセンターギア、２ｅは吸着パッド８及びロッド８ａの回転中心軸Ｚ１と同軸に設けられた自転用ギア、３ｂは入側スターホイル３の回転軸、３ｃは入側スターホイル３の回転軸３ｂに固定された入側スターホイル回転ギア、４ｂは出側スターホイル４の回転軸、４ｃは出側スターホイル４の回転軸４ｂに固定された出側スターホイル回転ギアである。自転用ギア２ｅはセンターギア２ｄと噛合しており、検査用回転テーブル回転ギア２ｃは入側スターホイル回転ギア３ｃ及び出側スターホイル回転ギア４ｃと噛合している。
【００２２】
さらに、１０はセンターギア２ｄと噛合する自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達する接続状態と、自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達しない解放状態との切り替えが可能なクラッチ、１１はクラッチ１０の解放状態において、ロッド８ａを検査用回転テーブル２と固定するブレーキ、１１ａはブレーキ１１と検査用回転テーブル２との連結部材である。
【００２３】
さらにまた、１３は吸着パッド８と図示しない真空源とを連結する配管の途中に設けられたロータリージョイントであり、１３ａはロータリージョイント１３の回転部、１３ｂはロータリージョイント１３の固定部である。ロータリージョイント１３の回転部１３ａは、検査用回転テーブル２の回転と同期して回転する。また、ロータリージョイント１３の固定部１３ｂは機枠と固定されており、その内部に円周方向に適宜の溝が形成され、図１の位置Ｐ１で吸着パッド８を動作させて容器Ｗの底面を吸着し、図１の位置Ｐ２で前記吸着を解放するように構成されている。
【００２４】
検査用回転テーブル２の回転軸２ｂは図示しない駆動手段と連結されており、この駆動手段による駆動トルクにより回転軸２ｂが駆動され、検査用回転テーブル回転ギア２ｃが駆動される。従って、検査用回転テーブル回転ギア２ｃと噛合している入側スターホイル回転ギア３ｃ及び出側スターホイル回転ギア４ｃが回転する。本実施の形態においては、検査用回転テーブル回転ギア２ｃ、入側スターホイル回転ギア３ｃ及び出側スターホイル回転ギア４ｃのピッチ円直径を等しくしているが、これらのピッチ円直径が異なる構成を採用してもよい。また、本実施の形態においては、駆動手段を回転軸２ｂに連結する場合を示したが、駆動手段は回転軸２ｂ、回転軸３ｂ及び回転軸４ｂのいずれか１つを駆動すればよく、このような構成により、検査用回転テーブル２、入側スターホイル３及び出側スターホイル４の回転（図１中のＣＣＷ及びＣＷ）を確実に行うことができる。特に、検査用回転テーブル回転ギア２ｃ、入側スターホイル回転ギア３ｃ及び出側スターホイル回転ギア４ｃは一定方向に等速度で回転するため、ギアのバックラッシュは殆んど無視でき、高精度な回転を実現することができる。従って、容器Ｗの搬送を確実に行うことができる。また、検査用回転テーブル２、入側スターホイル３及び出側スターホイル４の回転を同一の駆動手段により効率的に実現することができる。
【００２５】
図１の矢印Ｘ方向に移動するコンベアＣＮＶにより順次搬送されて来る容器Ｗは、スクリューコンベアＳＣＲによりコンベアＣＮＶ上で入側スターホイル３のピッチ間隔で並ぶように順次調整される。スクリューコンベアＳＣＲにより間隔を調整された容器Ｗは、回転方向ＣＷに所定の回転速度で回転する入側スターホイル３及びガイド７ａにより容器Ｗの首部及び側面下部を支持されて、入側スターホイル３により順次搬送される。このような容器Ｗの首部及び側面下部の支持により、容器Ｗの水平断面形状が丸形状又は角形状等であっても、首部がある形状であれば容易に搬送することができる。
【００２６】
入側スターホイル３により搬送された容器Ｗは、入側スターホイル３の回転と同期して回転方向ＣＣＷに回転する検査用回転テーブル２の吸着パッド８により容器Ｗの底面が吸着され、検査用回転テーブル２に移載される（図１の位置Ｐ１）。このような底面吸着により、容器Ｗの水平断面形状が丸形状又は角形状等であっても容易に吸着保持することができる。
【００２７】
検査用回転テーブル２に移載された容器Ｗは、検査用回転テーブル２上を円形軌道に沿って所定の回転速度で搬送される。即ち、容器Ｗは、検査用回転テーブル２の回転中心軸Ｚ０周りに公転する。
【００２８】
センターギア２ｄは、機枠と連結され固定されており、回転不能とされている。ただし、センターギア２ｄは回転不能とされていてばよく、機枠と固定されていなくても、回転を抑制するようにピン等により機枠と連結されている等、適宜の構成を採用することができる。自転用ギア２ｅはセンターギア２ｄと噛合しているため、前記公転に伴い、自転用ギア２ｅは前記公転と同じ回転方向に自転する。この時、クラッチ１０を接続状態として自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達すれば、ロッド８ａにより支持されている吸着パッド８により底面を吸着されている容器Ｗが自転することになる。センターギア２ｄと噛合する自転用ギア２ｅは一定方向に等速度で回転するため、ギアのバックラッシュは殆んど無視でき、高精度な回転を実現することができる。従って、容器Ｗの側面検査精度を向上することができる。また、容器Ｗの自転速度は、センターギア２ｄとギヤ２ｅとの速比、即ちピッチ円直径の比により決定される。
【００２９】
検査用回転テーブル２上を円形軌道に沿って搬送される容器Ｗは、図１のカメラ６の視野幅Ａ内において自転するため、この自転中の容器Ｗからの透過光の撮像を複数のトリガー入力に基づきカメラ６により行う。カメラ６により撮像された画像は図示しないフレームメモリへ取り込まれ、このフレームメモリの画像を２値化し、この２値化データを判定値と比較することにより、容器Ｗ側面の異物並びに傷、欠け及び割れ等を検出する。
【００３０】
側面検査終了後の容器Ｗは、検査結果に応じて、良品は、検査用回転テーブル２の回転と同期して回転する出側スターホイル４とガイド７ｂにより容器Ｗの首部及び側面下部が支持され、出側スターホイル４により良品コンベアＣＮＶＧに移載される。不良品は、吸着パッド９により側面上部を吸着され（例えば、図１の位置Ｐ２）、不良品コンベアＣＮＶＢ上で吸着を解放して不良品コンベアＣＮＶＢ上に移載される。あるいは、側面検査終了後の容器Ｗを、全て吸着パッド９により側面上部を吸着し（例えば、図１の位置Ｐ２）、検査結果に応じて、良品は良品コンベアＣＮＶＧに、不良品は不良品コンベアＣＮＶＢに振り分けてもよい。このような容器Ｗの首部及び側面下部の支持並びに吸着パッド９による側面上部の吸着により、容器Ｗの水平断面形状が丸形状又は角形状等であっても、首部がある形状であれば容易に搬送することができる。
【００３１】
クラッチ１０を解放状態とすることにより、自転用ギア２ｅのトルクはロッド８ａに伝達されないため、このクラッチ１０の解放状態において、ブレーキ１１によりロッド８ａを検査用回転テーブル２と固定することにより、ロッド８ａにより支持される吸着パッド８は自転しないよう保持される。従って、側面検査前又は側面検査後においては、クラッチ１０を解放状態としてブレーキ１１によりロッド８ａを検査用回転テーブル２と固定することにより、容器Ｗの入側スターホイル３から検査用回転テーブル２への受け渡し（図１の位置Ｐ１）、及び、容器Ｗの検査用回転テーブル２から出側スターホイル４への受け渡し（図１の位置Ｐ２）をより確実に行うことができる。
【００３２】
また、クラッチ１０のオン・オフにより、自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達する接続状態（容器Ｗが自転する）と自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達しない解放状態（容器Ｗが自転しない）とを容易に切り替えることができるため、クラッチ１０のオン・オフ制御により、容器Ｗの方向を制御することもできる。従って、本発明の側面検査装置の構成は、容器Ｗの水平断面形状が角形状である場合にも適用できる。
【００３３】
図４は検査用回転テーブルの容器保持部の動作を示す部分断面図であり、入側スターホイル３から検査用回転テーブル２へ容器Ｗを受け渡す場合を示している。また、図４において、図１〜図３と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【００３４】
図４において、吸着パッド８の外側に配設された、容器Ｗの底面を支持する容器支持ベース１２の内周面は、ロッド８ａ上部の外周面と昇降方向に摺動可能に密封されており、容器支持ベース１２とロッド８ａ上部との間には空間１２ａが形成され、空間１２ａには昇降方向に変形する圧縮コイルバネ１２ｂが配設されている。また、ロッド８ａには、その中心部に真空吸引用の孔８ｂが形成されており、さらに、空間１２ａと穴８ｂとを連通させる孔８ｃが形成されている。
【００３５】
図４（ａ）は、入側スターホイル３から検査用回転テーブル２上の容器保持部２ａ上に水平方向に容器Ｗが移載された瞬間（図１の位置Ｐ１）を示しており、容器支持ベース１２の高さは入側スターホイル３内における容器Ｗの底面位置である受け渡し高さ（図中Ｈ）と合わせてある。
【００３６】
図４（ｂ）は、入側スターホイル３から検査用回転テーブル２へ容器Ｗを受け渡された後における容器保持部２ａによる容器Ｗの保持構造を示したものである。例えば真空ポンプ又は真空発生装置等である図示しない真空源による孔８ｂ及び孔８ｃを通した真空吸引により、容器支持ベース１２とロッド８ａ上部との間の空間１２ａ内が負圧となり、容器支持ベース１２が容器Ｗを支持したまま下降する（図４（ｂ）のＢ）。これと同時に、前記真空源による孔８ｂを通した真空吸引により、吸着パッド８により容器Ｗの底面の凹部が吸着される。このように、吸着パッド８による容器Ｗ底面の真空吸着と連動させて、吸着パッド８の外側に配設された容器支持ベース１２を下降させる構成により、底面に凹部を有する容器の吸着支持を高速かつ確実に行うことができる。
【００３７】
検査用回転テーブル２から出側スターホイル４へ容器Ｗを受け渡す場合には、図１の位置Ｐ２において、前記真空源による真空吸引を停止することにより、吸着パッド８による容器Ｗの底面の吸着を解放すると共に、容器支持ベース１２とロッド８ａ上部との間の空間１２ａ内の圧縮コイルバネ１２ｂの復元力により容器支持ベース１２が図４（ａ）の位置に上昇することにより、容器Ｗの受け渡し高さ（図４中のＨ）を合わすことができる。
【００３８】
このように、吸着パッド８による容器Ｗ底面の真空吸着と連動させて、吸着パッド８の外側に配設された容器支持ベース１２を下降させる構成は、底面に凹部を有する容器の搬送を行う装置、例えば底面に凹部を有する容器側面への印刷処理又は貼付処理を行う装置等にも適用することができる。
【００３９】
以上の説明においては、容器支持ベース１２を下降させるアクチュエータを吸着パッド８に連通した真空源により動作する真空シリンダとしたが、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、圧縮空気により動作するエアシリンダ、あるいは電動シリンダ等のアクチュエータを用いることもできる。
【００４０】
次に、容器の側面検査精度を向上させるためにカメラの視野幅（図１のＡ）を小さくする場合について説明する。元の視野幅と同じ容器の側面範囲の撮像を行うためには、容器Ｗの自転速度を上げる必要がある。前記のとおり、容器Ｗの自転速度は、センターギア２ｄ（回転不能となるように固定されている）と自転用ギア２ｅとのピッチ円直径の比により決定されているため、自転速度を調整することはできない。
【００４１】
図５は、容器Ｗの自転速度を上げるために、センターギア２ｄを回転させるための伝達機構の例を示す説明図であり、図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示している。また、図中の括弧内の数字は歯数比を示すためのものであり、例えば、自転用ギア２ｅの歯数とセンターギア２ｄの歯数との比は１：ｎであることを示している。
【００４２】
図５において、検査用回転テーブル回転ギア２ｃの駆動トルクは、ギア１４を介して増速機１５に入力される。増速機１５の出力は入力のｎ倍に増速されており、増速機１５の出力がギア１６ａ及び１６ｂを介してセンターギア２ｄを回転させる。図５の構成例では、センターギア２ｄは、検査用回転テーブル２の回転速度（検査用回転テーブル２の回転軸２ｂ及び検査用回転テーブル回転ギア２ｃの回転速度）と同じ速度で、検査用回転テーブル２の回転と逆方向に回転する。即ち、自転用ギア２ｅの自転速度（自転用ギア２ｅが検査用回転テーブル２の回転中心軸Ｚ０周りを公転しながら自転する速度）は、センターギア２ｄを固定した場合の２倍となる。従って、図２のクラッチ１０を接続状態として自転用ギア２ｅの回転をロッド８ａ、吸着パッド８を介して容器Ｗに伝達することにより、容器Ｗは、センターギア２ｄを固定した場合の２倍の自転速度で自転することになる。
【００４３】
図５における伝達機構の構成例は、容器Ｗの自転速度を上げるために、検査用回転テーブル２の回転軸２ｂと同軸に設けられたセンターギア２ｄを検査用回転テーブル２の回転方向と逆方向に回転させるものであるが、容器の側面検査の画像処理速度等からの必要に応じて、センターギア２ｄを検査用回転テーブル２の回転方向と同方向に回転させる伝達機構を採用することにより、容器Ｗの自転速度を下げることもできる。
【００４４】
以上のとおり、検査用回転テーブル２の回転軸２ｂと同軸に設けられたセンターギア２ｄに適宜の回転を付与することにより、容器Ｗの自転速度を調整することができる。
【００４５】
以上の説明においては、容器Ｗからの透過光の撮像を、２台のカメラ６、６により直接行う場合について説明したが、容器Ｗからの透過光をミラーにより反射させ、この反射光を撮像してもよい。このような構成により、側面検査装置１を左右方向に小形化することができる。
【００４６】
また、以上の説明においては、２台のカメラ６、６を検査用回転テーブル２を挟んで、その左右両側（検査用回転テーブル２の回転中心軸Ｚ０から１８０度に対向する位置）に配置する場合を示したが（図１参照）、カメラ６、６の配置はこのような配置角度に限定されず、例えば、回転テーブル２の左右に１３５度から１８０度の範囲で配置する等、容器Ｗの側面の撮像の分担及び側面検査装置１の前後方向の小形化を考慮して、適宜配置角度を選択することができる。さらに、カメラ６は、２台に限定されるものではなく、要求される検査速度等に応じて１台又は３台以上としてもよい。
【００４７】
また、以上の説明においては、容器Ｗが透光性である場合において、容器Ｗからの透過光をカメラ６により撮像する場合を示したが、本発明はこのような場合に限定されず、容器Ｗが透光性でない場合には、例えばカメラ側から照明を当てて、この反射光をカメラ６により撮像してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る壜等の容器の側面検査装置は、円周上に複数の容器保持部を設け、これら容器保持部により保持された壜等の容器を円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブルと、前記検査用回転テーブルによる容器の搬送途中において該容器の側面の照明を行う照明装置と、前記照明を行っている容器の側面の撮像を行うカメラとを備えた壜等の容器の側面検査装置において、前記検査用回転テーブルの回転軸と同軸に設けられたセンターギアと、前記容器の底面を真空吸着する、前記容器保持部に配設された吸着パッドを支持するロッドと同軸に、このロッドと一体回転可能に設けられ、前記センターギアと噛合してなる自転用ギアとを備え、前記検査用回転テーブルによる前記容器の搬送時に前記容器を自転させながら前記カメラにより前記容器の側面を撮像するので、前記吸着パッドに支持された容器の自転を確実かつ高精度に行うことができ、容器側面の適切な画像を取り込むことが可能となるため、容器側面の検査精度を向上することができるという効果を奏する。
【００４９】
また、本発明の請求項２に係る壜等の容器の側面検査装置は、円周上に複数の容器保持部を設け、これら容器保持部により保持された壜等の容器を円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブルと、前記検査用回転テーブルによる容器の搬送途中において該容器の側面の照明を行う照明装置と、前記照明を行っている容器の側面の撮像を行うカメラとを備えた壜等の容器の側面検査装置において、前記検査用回転テーブルの回転軸と同軸に設けられたセンターギアと、前記容器の底面を真空吸着する、前記容器保持部に配設された吸着パッドを支持するロッドと同軸に、このロッドの周りに回転自在に設けられ、前記センターギアと噛合してなる自転用ギアと、前記自転用ギアのトルクを前記ロッドに伝達する接続状態と、前記自転用ギアのトルクを前記ロッドに伝達しない解放状態との切り替えが可能なクラッチとを備え、前記カメラの視野幅内において、前記クラッチを接続状態として前記容器保持部により保持された前記容器を自転させながら前記カメラにより前記容器の側面を撮像するので、前記吸着パッドに支持された容器の自転を確実かつ高精度に行うことができ、容器側面の適切な画像を取り込むことが可能となるため、容器側面の検査精度を向上することができるという効果を奏する。また、前記クラッチのオン・オフ制御により、前記容器の方向を制御することができるという効果を奏する。
【００５０】
また、本発明の請求項３に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項２の構成に加え、前記クラッチの解放状態において、前記ロッドを前記検査用回転テーブルと固定するブレーキとを備えたので、請求項２に係る発明の効果に加え、側面検査前又は側面検査後において、前記クラッチを解放状態として前記ブレーキにより前記ロッドを前記検査用回転テーブルと固定することにより、前記容器の受け渡しをより確実に行うことができるという効果を奏する。
【００５１】
また、本発明の請求項４に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項１〜３の構成に加え、前記センターギアを機枠と連結して回転不能としたので、請求項１〜３に係る発明の効果に加え、前記容器の自転を簡単な構成で行うことができるという効果を奏する。
【００５２】
また、本発明の請求項５に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項１〜３の構成に加え、前記センターギアを回転させる伝達機構を備えたので、請求項１〜３に係る発明の効果に加え、前記容器の自転速度を調整することができるという効果を奏する。
【００５３】
また、本発明の請求項６に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項１〜５の構成に加え、前記検査用回転テーブルに前記容器を供給する入側スターホイルと、前記検査用回転テーブルより前記容器を搬出する出側スターホイルと、前記入側スターホイルの回転軸に固定された入側スターホイル回転ギアと、前記出側スターホイルの回転軸に固定された出側スターホイル回転ギアと、前記検査用回転テーブルの回転軸に固定された検査用回転テーブル回転ギアとを備え、前記入側スターホイル回転ギア及び出側スターホイル回転ギアと前記検査用回転テーブル回転ギアとを噛合させると共に、前記検査用回転テーブルの回転軸、前記入側スターホイルの回転軸及び前記出側スターホイルの回転軸のいずれかを駆動する駆動手段とを備えたので、請求項１〜５に係る発明の効果に加え、前記検査用回転テーブルへの前記容器の供給及び前記検査用回転テーブルからの前記容器の搬出を確実に行うことができるため、前記容器搬送の信頼性が向上するという効果を奏する。また、前記検査用回転テーブル、前記入側スターホイル及び前記出側スターホイルの回転を同一の駆動手段により効率的に実現することができるという効果を奏する。
【００５４】
また、本発明の請求項７に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項１〜６の構成に加え、前記容器の側面の撮像を行う２台のカメラを備え、これらカメラを前記検査用回転テーブルを挟む位置に配設したので、請求項１〜６に係る発明の効果に加え、前記２台のカメラにより前記容器側面の撮像を分担できると共に側面検査装置を小形化できるという効果を奏する。
【００５５】
また、本発明の請求項８に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項１〜７の構成に加え、前記吸着パッドによる前記容器底面の真空吸着と連動させて、前記容器の底面を支持する、前記吸着パッドの外側に配設された容器支持ベースを下降させるアクチュエータを備えたので、請求項１〜７に係る発明の効果に加え、底面に凹部を有する容器の吸着支持を高速かつ確実に行うことができるという効果を奏する。
【００５６】
また、本発明の請求項９に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項８の構成に加え、前記容器支持ベースを下降させるアクチュエータが、前記吸着パッドに連通した真空源により駆動される真空シリンダであるので、請求項８に係る発明の効果に加え、前記容器支持ベースの下降をより簡素な機構で実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る壜等の容器の側面検査装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る壜等の容器の側面検査装置の構成を示す部分断面正面図である。
【図３】検査用回転テーブルの容器保持部の構成を示す部分断面図である。
【図４】検査用回転テーブルの容器保持部の動作を示す部分断面図である。
【図５】自転速度を上げるための伝達機構の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 側面検査装置、２ 検査用回転テーブル、２ａ 容器保持部、２ｂ 回転軸、２ｃ 検査用回転テーブル回転ギア、２ｄ センターギア、２ｅ 自転用ギア、３ 入側スターホイル、３ｂ 回転軸、３ｃ 入側スターホイル回転ギア、４ 出側スターホイル、４ｂ 回転軸、４ｃ 出側スターホイル回転ギア、５ 照明装置、６ カメラ、８ 吸着パッド、８ａ ロッド、１０ クラッチ、１１ブレーキ、１４、１６ａ、１６ｂ ギア、１５ 増速機、Ａ 視野幅、Ｗ 容器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、壜等の容器の側面、例えば容器の胴部及び口部の異物並びに傷、欠け及び割れ等の外観検査を行うことができる、壜等の容器の側面検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の壜等の容器の側面検査装置としては、入口スターホイル等からなる供給装置、出口スターホイル等からなる搬出装置、容器の底面を吸引支持する吸着管を備えた搬送ユニット、カム、カムフォロワ、駆動アーム、従動アーム、直線摺動軸受及び回転ベルト等からなる回転割出装置、並びに、照明装置及び撮像装置とを組み合わせて、前記入口スターホイルにより前記容器を連続的に搬入し、検査位置では前記容器を前記カム機構により停止させ、前記回転ベルトにより前記容器を自転させて前記容器の側面の外観を検査し、検査後に前記容器を前記出口スターホイルにより連続的に搬出するもの（例えば、特許文献１参照。）、入口スターホイル等からなる供給装置、出口スターホイル等からなる搬出装置、容器の側面を吸引支持する吸着面を備えた吸引支持ブロック、この吸引支持ブロックを支持し円周方向に駆動する円盤及び回転軸、前記容器の前記吸引支持ブロックによる支持面と対向側の側面に摩擦係数の大きな摩擦部材を摺接させて前記容器を回転させる回転部材等からなる回転割出装置、並びに、照明装置及び撮像装置とを組み合わせて、前記入口スターホイルにより前記容器を連続的に搬入し、複数の検査位置では前記容器を前記回転部材により自転させて前記容器の側面の外観を検査し、検査後に前記容器を出口スターホイルにより連続的に搬出するもの（例えば、特許文献２参照。）等がある。
【０００３】
また、壜等の容器の側面検査装置に用いる壜等の容器を自転させる回転装置として、壜載置部の各々にその自転を行わせるための回転プーリを設け、検査用回転テーブルの周方向の一部に前記回転プーリと接触して前記壜載置部を自転させるエンドレス状の固定ベルトを設けたもの（例えば、特許文献３参照。）、上下二段の波形カムと上下二段のローラにより壜台の移動量と壜台の自転角度との関係を一義的に定めるもの（例えば、特許文献４参照。）等がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７４９１５号公報（図１、図２、図５）
【特許文献２】特開平１−１５２３４７号公報（第１−６図）
【特許文献３】特開平６−９０３０号公報（図１）
【特許文献４】特開平８−６７３２３号公報（図１−３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の壜等の容器の側面検査装置においては、特許文献１の構成では、連続的に容器を検査位置に搬入・搬出すること及び検査位置での前記容器の搬送停止を実現するために、カム、カムフォロワ、駆動アーム、従動アーム及び直線摺動軸受等からなる複雑な機構を採用しており、メンテナンス性が悪いこと及び長期に亘る信頼性に欠けること、並びに、検査位置で前記容器を停止させる構成のため、前記容器を自転させるための駆動源が必要になること等の問題点があった。また、前記容器の側面検査のための自転を、前記駆動源に接続された複数のプーリに巻回された回転ベルトにより行っており、ベルトの伸び及びベルトとプーリとの滑り等により前記容器の回転の信頼性が低下するという問題点があった。さらに、例えば牛乳壜のような底面に凹部を有する容器の搬送についての配慮がなされていない。
【０００６】
また、特許文献２の構成では、容器の側面を吸引支持しているため、側面検査に透過光を利用できないという問題点があった。また、容器の側面検査のための自転を、摩擦係数の大きな摩擦部材を容器の側面に押圧接触させることにより行っており、摩擦力という不確定な力を用いるため容器の回転の信頼性に欠けること及び外観検査により却って容器を傷つける恐れがあること等の問題点があった。
【０００７】
さらに、特許文献３の構成では、前記容器の側面検査のための自転を、Ｖ溝を形成した回転プーリとエンドレス状の固定Ｖベルトとにより行っており、ベルトの伸び及びベルトとプーリとの滑り等により前記容器の回転の信頼性が低下するという問題点があった。さらに、例えば牛乳壜のような底面に凹部を有する容器の検査用回転テーブルへの搬入等についての配慮がなされていない。
【０００８】
さらにまた、特許文献４の構成では、波形カム及びローラを用いた複雑な機構を採用しており、メンテナンス性が悪いこと及び長期に亘る信頼性に欠けること、並びに、このような機構を丸壜に使用した場合には高速処理に必要な自転速度が得られないこと等の問題点があった。
【０００９】
本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであり、壜等の容器の側面検査を効率的に信頼性高く行うことができる壜等の容器の側面検査装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る壜等の容器の側面検査装置は、前述の課題解決のため、円周上に複数の容器保持部を設け、これら容器保持部により保持された壜等の容器を円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブルと、前記検査用回転テーブルによる容器の搬送途中において該容器の側面の照明を行う照明装置と、前記照明を行っている容器の側面の撮像を行うカメラとを備えた壜等の容器の側面検査装置において、前記検査用回転テーブルの回転軸と同軸に設けられたセンターギアと、前記容器の底面を真空吸着する、前記容器保持部に配設された吸着パッドを支持するロッドと同軸に、このロッドと一体回転可能に設けられ、前記センターギアと噛合してなる自転用ギアとを備え、前記検査用回転テーブルによる前記容器の搬送時に前記容器を自転させながら前記カメラにより前記容器の側面を撮像するものである。
【００１１】
また、本発明に係る壜等の容器の側面検査装置は、前述の課題解決のため、円周上に複数の容器保持部を設け、これら容器保持部により保持された壜等の容器を円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブルと、前記検査用回転テーブルによる容器の搬送途中において該容器の側面の照明を行う照明装置と、前記照明を行っている容器の側面の撮像を行うカメラとを備えた壜等の容器の側面検査装置において、前記検査用回転テーブルの回転軸と同軸に設けられたセンターギアと、前記容器の底面を真空吸着する、前記容器保持部に配設された吸着パッドを支持するロッドと同軸に、このロッドの周りに回転自在に設けられ、前記センターギアと噛合してなる自転用ギアと、前記自転用ギアのトルクを前記ロッドに伝達する接続状態と、前記自転用ギアのトルクを前記ロッドに伝達しない解放状態との切り替えが可能なクラッチとを備え、前記カメラの視野幅内において、前記クラッチを接続状態として前記容器保持部により保持された前記容器を自転させながら前記カメラにより前記容器の側面を撮像するものである。
【００１２】
ここで、前記クラッチの解放状態において、前記ロッドを前記検査用回転テーブルと固定するブレーキとを備えると好ましい。
【００１３】
また、前記センターギアを機枠と連結して回転不能とすると好ましい。
【００１４】
さらに、前記センターギアを回転させる伝達機構を備えると好ましい。
【００１５】
さらにまた、前記検査用回転テーブルに前記容器を供給する入側スターホイルと、前記検査用回転テーブルより前記容器を搬出する出側スターホイルと、前記入側スターホイルの回転軸に固定された入側スターホイル回転ギアと、前記出側スターホイルの回転軸に固定された出側スターホイル回転ギアと、前記検査用回転テーブルの回転軸に固定された検査用回転テーブル回転ギアとを備え、前記入側スターホイル回転ギア及び出側スターホイル回転ギアと前記検査用回転テーブル回転ギアとを噛合させると共に、前記検査用回転テーブルの回転軸、前記入側スターホイルの回転軸及び前記出側スターホイルの回転軸のいずれかを駆動する駆動手段とを備えると好ましい。
【００１６】
また、前記容器の側面の撮像を行う２台のカメラを備え、これらカメラを前記検査用回転テーブルを挟む位置に配置すると好ましい。
【００１７】
さらに、前記吸着パッドによる前記容器底面の真空吸着と連動させて、前記容器の底面を支持する、前記吸着パッドの外側に配設された容器支持ベースを下降させるアクチュエータを備えると好ましい。
【００１８】
さらにまた、前記容器支持ベースを下降させるアクチュエータが、前記吸着パッドに連通した真空源により駆動される真空シリンダであると好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の実施の形態に係る壜等の容器の側面検査装置の構成を示す説明図であり、図１は平面図、図２は部分断面正面図である。また、図３は検査用回転テーブルの容器保持部の構成を示す部分断面図である。
【００２０】
図１〜図３において、Ｗは壜等の有底で透光性の容器、１は容器Ｗの側面検査装置、２は容器Ｗを円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブル、３は検査用回転テーブル２に容器Ｗを供給する入側スターホイル、４は検査用回転テーブル２より容器Ｗを搬出する出側スターホイル、５、５は容器Ｗの側面の照明を行う照明装置、６、６は容器Ｗからの透過光の撮像を行うカメラ、７ａ、７ｂは容器Ｗの首部及び側面下部のガイド、８、９は吸着パッド、８ａは吸着パッド８を支持する中空のロッド、Ａはカメラ６の視野幅、ＳＣＲはスクリューコンベア、ＣＮＶはコンベア、ＣＮＶＧは良品コンベア、ＣＮＶＢは不良品コンベア、ＣＷは入側スターホイル３及び出側スターホイル４の回転方向、ＣＣＷは検査用回転テーブル２の回転方向、ＸはコンベアＣＮＶ、ＣＮＶＧ及びＣＮＶＢの移動方向、Ｚ０は検査用回転テーブル２の回転中心軸、Ｚ１は吸着パッド８及びロッド８ａの回転中心軸である。カメラ６、６は、検査用回転テーブル２を挟む位置に配置されている。即ち、カメラ６、６は、検査用回転テーブル２を挟んで、その左右両側（例えば、図１においては、検査用回転テーブル２の回転中心軸Ｚ０から１８０度に対向する位置）に配置されており、容器Ｗの側面の撮像を分担できると共に、側面検査装置１を前後方向に小形化することができる。従って、工場内における側面検査装置１の占有スペースを削減することができる。
【００２１】
また、２ａは検査用回転テーブル２の容器保持部、２ｂは検査用回転テーブル２の回転軸、２ｃは検査用回転テーブル２の回転軸２ｂに固定された検査用回転テーブル回転ギア、２ｄは検査用回転テーブル２の回転軸２ｂと同軸に設けられたセンターギア、２ｅは吸着パッド８及びロッド８ａの回転中心軸Ｚ１と同軸に設けられた自転用ギア、３ｂは入側スターホイル３の回転軸、３ｃは入側スターホイル３の回転軸３ｂに固定された入側スターホイル回転ギア、４ｂは出側スターホイル４の回転軸、４ｃは出側スターホイル４の回転軸４ｂに固定された出側スターホイル回転ギアである。自転用ギア２ｅはセンターギア２ｄと噛合しており、検査用回転テーブル回転ギア２ｃは入側スターホイル回転ギア３ｃ及び出側スターホイル回転ギア４ｃと噛合している。
【００２２】
さらに、１０はセンターギア２ｄと噛合する自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達する接続状態と、自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達しない解放状態との切り替えが可能なクラッチ、１１はクラッチ１０の解放状態において、ロッド８ａを検査用回転テーブル２と固定するブレーキ、１１ａはブレーキ１１と検査用回転テーブル２との連結部材である。
【００２３】
さらにまた、１３は吸着パッド８と図示しない真空源とを連結する配管の途中に設けられたロータリージョイントであり、１３ａはロータリージョイント１３の回転部、１３ｂはロータリージョイント１３の固定部である。ロータリージョイント１３の回転部１３ａは、検査用回転テーブル２の回転と同期して回転する。また、ロータリージョイント１３の固定部１３ｂは機枠と固定されており、その内部に円周方向に適宜の溝が形成され、図１の位置Ｐ１で吸着パッド８を動作させて容器Ｗの底面を吸着し、図１の位置Ｐ２で前記吸着を解放するように構成されている。
【００２４】
検査用回転テーブル２の回転軸２ｂは図示しない駆動手段と連結されており、この駆動手段による駆動トルクにより回転軸２ｂが駆動され、検査用回転テーブル回転ギア２ｃが駆動される。従って、検査用回転テーブル回転ギア２ｃと噛合している入側スターホイル回転ギア３ｃ及び出側スターホイル回転ギア４ｃが回転する。本実施の形態においては、検査用回転テーブル回転ギア２ｃ、入側スターホイル回転ギア３ｃ及び出側スターホイル回転ギア４ｃのピッチ円直径を等しくしているが、これらのピッチ円直径が異なる構成を採用してもよい。また、本実施の形態においては、駆動手段を回転軸２ｂに連結する場合を示したが、駆動手段は回転軸２ｂ、回転軸３ｂ及び回転軸４ｂのいずれか１つを駆動すればよく、このような構成により、検査用回転テーブル２、入側スターホイル３及び出側スターホイル４の回転（図１中のＣＣＷ及びＣＷ）を確実に行うことができる。特に、検査用回転テーブル回転ギア２ｃ、入側スターホイル回転ギア３ｃ及び出側スターホイル回転ギア４ｃは一定方向に等速度で回転するため、ギアのバックラッシュは殆んど無視でき、高精度な回転を実現することができる。従って、容器Ｗの搬送を確実に行うことができる。また、検査用回転テーブル２、入側スターホイル３及び出側スターホイル４の回転を同一の駆動手段により効率的に実現することができる。
【００２５】
図１の矢印Ｘ方向に移動するコンベアＣＮＶにより順次搬送されて来る容器Ｗは、スクリューコンベアＳＣＲによりコンベアＣＮＶ上で入側スターホイル３のピッチ間隔で並ぶように順次調整される。スクリューコンベアＳＣＲにより間隔を調整された容器Ｗは、回転方向ＣＷに所定の回転速度で回転する入側スターホイル３及びガイド７ａにより容器Ｗの首部及び側面下部を支持されて、入側スターホイル３により順次搬送される。このような容器Ｗの首部及び側面下部の支持により、容器Ｗの水平断面形状が丸形状又は角形状等であっても、首部がある形状であれば容易に搬送することができる。
【００２６】
入側スターホイル３により搬送された容器Ｗは、入側スターホイル３の回転と同期して回転方向ＣＣＷに回転する検査用回転テーブル２の吸着パッド８により容器Ｗの底面が吸着され、検査用回転テーブル２に移載される（図１の位置Ｐ１）。このような底面吸着により、容器Ｗの水平断面形状が丸形状又は角形状等であっても容易に吸着保持することができる。
【００２７】
検査用回転テーブル２に移載された容器Ｗは、検査用回転テーブル２上を円形軌道に沿って所定の回転速度で搬送される。即ち、容器Ｗは、検査用回転テーブル２の回転中心軸Ｚ０周りに公転する。
【００２８】
センターギア２ｄは、機枠と連結され固定されており、回転不能とされている。ただし、センターギア２ｄは回転不能とされていてばよく、機枠と固定されていなくても、回転を抑制するようにピン等により機枠と連結されている等、適宜の構成を採用することができる。自転用ギア２ｅはセンターギア２ｄと噛合しているため、前記公転に伴い、自転用ギア２ｅは前記公転と同じ回転方向に自転する。この時、クラッチ１０を接続状態として自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達すれば、ロッド８ａにより支持されている吸着パッド８により底面を吸着されている容器Ｗが自転することになる。センターギア２ｄと噛合する自転用ギア２ｅは一定方向に等速度で回転するため、ギアのバックラッシュは殆んど無視でき、高精度な回転を実現することができる。従って、容器Ｗの側面検査精度を向上することができる。また、容器Ｗの自転速度は、センターギア２ｄとギヤ２ｅとの速比、即ちピッチ円直径の比により決定される。
【００２９】
検査用回転テーブル２上を円形軌道に沿って搬送される容器Ｗは、図１のカメラ６の視野幅Ａ内において自転するため、この自転中の容器Ｗからの透過光の撮像を複数のトリガー入力に基づきカメラ６により行う。カメラ６により撮像された画像は図示しないフレームメモリへ取り込まれ、このフレームメモリの画像を２値化し、この２値化データを判定値と比較することにより、容器Ｗ側面の異物並びに傷、欠け及び割れ等を検出する。
【００３０】
側面検査終了後の容器Ｗは、検査結果に応じて、良品は、検査用回転テーブル２の回転と同期して回転する出側スターホイル４とガイド７ｂにより容器Ｗの首部及び側面下部が支持され、出側スターホイル４により良品コンベアＣＮＶＧに移載される。不良品は、吸着パッド９により側面上部を吸着され（例えば、図１の位置Ｐ２）、不良品コンベアＣＮＶＢ上で吸着を解放して不良品コンベアＣＮＶＢ上に移載される。あるいは、側面検査終了後の容器Ｗを、全て吸着パッド９により側面上部を吸着し（例えば、図１の位置Ｐ２）、検査結果に応じて、良品は良品コンベアＣＮＶＧに、不良品は不良品コンベアＣＮＶＢに振り分けてもよい。このような容器Ｗの首部及び側面下部の支持並びに吸着パッド９による側面上部の吸着により、容器Ｗの水平断面形状が丸形状又は角形状等であっても、首部がある形状であれば容易に搬送することができる。
【００３１】
クラッチ１０を解放状態とすることにより、自転用ギア２ｅのトルクはロッド８ａに伝達されないため、このクラッチ１０の解放状態において、ブレーキ１１によりロッド８ａを検査用回転テーブル２と固定することにより、ロッド８ａにより支持される吸着パッド８は自転しないよう保持される。従って、側面検査前又は側面検査後においては、クラッチ１０を解放状態としてブレーキ１１によりロッド８ａを検査用回転テーブル２と固定することにより、容器Ｗの入側スターホイル３から検査用回転テーブル２への受け渡し（図１の位置Ｐ１）、及び、容器Ｗの検査用回転テーブル２から出側スターホイル４への受け渡し（図１の位置Ｐ２）をより確実に行うことができる。
【００３２】
また、クラッチ１０のオン・オフにより、自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達する接続状態（容器Ｗが自転する）と自転用ギア２ｅのトルクをロッド８ａに伝達しない解放状態（容器Ｗが自転しない）とを容易に切り替えることができるため、クラッチ１０のオン・オフ制御により、容器Ｗの方向を制御することもできる。従って、本発明の側面検査装置の構成は、容器Ｗの水平断面形状が角形状である場合にも適用できる。
【００３３】
図４は検査用回転テーブルの容器保持部の動作を示す部分断面図であり、入側スターホイル３から検査用回転テーブル２へ容器Ｗを受け渡す場合を示している。また、図４において、図１〜図３と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【００３４】
図４において、吸着パッド８の外側に配設された、容器Ｗの底面を支持する容器支持ベース１２の内周面は、ロッド８ａ上部の外周面と昇降方向に摺動可能に密封されており、容器支持ベース１２とロッド８ａ上部との間には空間１２ａが形成され、空間１２ａには昇降方向に変形する圧縮コイルバネ１２ｂが配設されている。また、ロッド８ａには、その中心部に真空吸引用の孔８ｂが形成されており、さらに、空間１２ａと穴８ｂとを連通させる孔８ｃが形成されている。
【００３５】
図４（ａ）は、入側スターホイル３から検査用回転テーブル２上の容器保持部２ａ上に水平方向に容器Ｗが移載された瞬間（図１の位置Ｐ１）を示しており、容器支持ベース１２の高さは入側スターホイル３内における容器Ｗの底面位置である受け渡し高さ（図中Ｈ）と合わせてある。
【００３６】
図４（ｂ）は、入側スターホイル３から検査用回転テーブル２へ容器Ｗを受け渡された後における容器保持部２ａによる容器Ｗの保持構造を示したものである。例えば真空ポンプ又は真空発生装置等である図示しない真空源による孔８ｂ及び孔８ｃを通した真空吸引により、容器支持ベース１２とロッド８ａ上部との間の空間１２ａ内が負圧となり、容器支持ベース１２が容器Ｗを支持したまま下降する（図４（ｂ）のＢ）。これと同時に、前記真空源による孔８ｂを通した真空吸引により、吸着パッド８により容器Ｗの底面の凹部が吸着される。このように、吸着パッド８による容器Ｗ底面の真空吸着と連動させて、吸着パッド８の外側に配設された容器支持ベース１２を下降させる構成により、底面に凹部を有する容器の吸着支持を高速かつ確実に行うことができる。
【００３７】
検査用回転テーブル２から出側スターホイル４へ容器Ｗを受け渡す場合には、図１の位置Ｐ２において、前記真空源による真空吸引を停止することにより、吸着パッド８による容器Ｗの底面の吸着を解放すると共に、容器支持ベース１２とロッド８ａ上部との間の空間１２ａ内の圧縮コイルバネ１２ｂの復元力により容器支持ベース１２が図４（ａ）の位置に上昇することにより、容器Ｗの受け渡し高さ（図４中のＨ）を合わすことができる。
【００３８】
このように、吸着パッド８による容器Ｗ底面の真空吸着と連動させて、吸着パッド８の外側に配設された容器支持ベース１２を下降させる構成は、底面に凹部を有する容器の搬送を行う装置、例えば底面に凹部を有する容器側面への印刷処理又は貼付処理を行う装置等にも適用することができる。
【００３９】
以上の説明においては、容器支持ベース１２を下降させるアクチュエータを吸着パッド８に連通した真空源により動作する真空シリンダとしたが、本発明は、このような構成に限定されるものではなく、圧縮空気により動作するエアシリンダ、あるいは電動シリンダ等のアクチュエータを用いることもできる。
【００４０】
次に、容器の側面検査精度を向上させるためにカメラの視野幅（図１のＡ）を小さくする場合について説明する。元の視野幅と同じ容器の側面範囲の撮像を行うためには、容器Ｗの自転速度を上げる必要がある。前記のとおり、容器Ｗの自転速度は、センターギア２ｄ（回転不能となるように固定されている）と自転用ギア２ｅとのピッチ円直径の比により決定されているため、自転速度を調整することはできない。
【００４１】
図５は、容器Ｗの自転速度を上げるために、センターギア２ｄを回転させるための伝達機構の例を示す説明図であり、図１及び図２と同一符号は同一又は相当部分を示している。また、図中の括弧内の数字は歯数比を示すためのものであり、例えば、自転用ギア２ｅの歯数とセンターギア２ｄの歯数との比は１：ｎであることを示している。
【００４２】
図５において、検査用回転テーブル回転ギア２ｃの駆動トルクは、ギア１４を介して増速機１５に入力される。増速機１５の出力は入力のｎ倍に増速されており、増速機１５の出力がギア１６ａ及び１６ｂを介してセンターギア２ｄを回転させる。図５の構成例では、センターギア２ｄは、検査用回転テーブル２の回転速度（検査用回転テーブル２の回転軸２ｂ及び検査用回転テーブル回転ギア２ｃの回転速度）と同じ速度で、検査用回転テーブル２の回転と逆方向に回転する。即ち、自転用ギア２ｅの自転速度（自転用ギア２ｅが検査用回転テーブル２の回転中心軸Ｚ０周りを公転しながら自転する速度）は、センターギア２ｄを固定した場合の２倍となる。従って、図２のクラッチ１０を接続状態として自転用ギア２ｅの回転をロッド８ａ、吸着パッド８を介して容器Ｗに伝達することにより、容器Ｗは、センターギア２ｄを固定した場合の２倍の自転速度で自転することになる。
【００４３】
図５における伝達機構の構成例は、容器Ｗの自転速度を上げるために、検査用回転テーブル２の回転軸２ｂと同軸に設けられたセンターギア２ｄを検査用回転テーブル２の回転方向と逆方向に回転させるものであるが、容器の側面検査の画像処理速度等からの必要に応じて、センターギア２ｄを検査用回転テーブル２の回転方向と同方向に回転させる伝達機構を採用することにより、容器Ｗの自転速度を下げることもできる。
【００４４】
以上のとおり、検査用回転テーブル２の回転軸２ｂと同軸に設けられたセンターギア２ｄに適宜の回転を付与することにより、容器Ｗの自転速度を調整することができる。
【００４５】
以上の説明においては、容器Ｗからの透過光の撮像を、２台のカメラ６、６により直接行う場合について説明したが、容器Ｗからの透過光をミラーにより反射させ、この反射光を撮像してもよい。このような構成により、側面検査装置１を左右方向に小形化することができる。
【００４６】
また、以上の説明においては、２台のカメラ６、６を検査用回転テーブル２を挟んで、その左右両側（検査用回転テーブル２の回転中心軸Ｚ０から１８０度に対向する位置）に配置する場合を示したが（図１参照）、カメラ６、６の配置はこのような配置角度に限定されず、例えば、回転テーブル２の左右に１３５度から１８０度の範囲で配置する等、容器Ｗの側面の撮像の分担及び側面検査装置１の前後方向の小形化を考慮して、適宜配置角度を選択することができる。さらに、カメラ６は、２台に限定されるものではなく、要求される検査速度等に応じて１台又は３台以上としてもよい。
【００４７】
また、以上の説明においては、容器Ｗが透光性である場合において、容器Ｗからの透過光をカメラ６により撮像する場合を示したが、本発明はこのような場合に限定されず、容器Ｗが透光性でない場合には、例えばカメラ側から照明を当てて、この反射光をカメラ６により撮像してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る壜等の容器の側面検査装置は、円周上に複数の容器保持部を設け、これら容器保持部により保持された壜等の容器を円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブルと、前記検査用回転テーブルによる容器の搬送途中において該容器の側面の照明を行う照明装置と、前記照明を行っている容器の側面の撮像を行うカメラとを備えた壜等の容器の側面検査装置において、前記検査用回転テーブルの回転軸と同軸に設けられたセンターギアと、前記容器の底面を真空吸着する、前記容器保持部に配設された吸着パッドを支持するロッドと同軸に、このロッドと一体回転可能に設けられ、前記センターギアと噛合してなる自転用ギアとを備え、前記検査用回転テーブルによる前記容器の搬送時に前記容器を自転させながら前記カメラにより前記容器の側面を撮像するので、前記吸着パッドに支持された容器の自転を確実かつ高精度に行うことができ、容器側面の適切な画像を取り込むことが可能となるため、容器側面の検査精度を向上することができるという効果を奏する。
【００４９】
また、本発明の請求項２に係る壜等の容器の側面検査装置は、円周上に複数の容器保持部を設け、これら容器保持部により保持された壜等の容器を円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブルと、前記検査用回転テーブルによる容器の搬送途中において該容器の側面の照明を行う照明装置と、前記照明を行っている容器の側面の撮像を行うカメラとを備えた壜等の容器の側面検査装置において、前記検査用回転テーブルの回転軸と同軸に設けられたセンターギアと、前記容器の底面を真空吸着する、前記容器保持部に配設された吸着パッドを支持するロッドと同軸に、このロッドの周りに回転自在に設けられ、前記センターギアと噛合してなる自転用ギアと、前記自転用ギアのトルクを前記ロッドに伝達する接続状態と、前記自転用ギアのトルクを前記ロッドに伝達しない解放状態との切り替えが可能なクラッチとを備え、前記カメラの視野幅内において、前記クラッチを接続状態として前記容器保持部により保持された前記容器を自転させながら前記カメラにより前記容器の側面を撮像するので、前記吸着パッドに支持された容器の自転を確実かつ高精度に行うことができ、容器側面の適切な画像を取り込むことが可能となるため、容器側面の検査精度を向上することができるという効果を奏する。また、前記クラッチのオン・オフ制御により、前記容器の方向を制御することができるという効果を奏する。
【００５０】
また、本発明の請求項３に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項２の構成に加え、前記クラッチの解放状態において、前記ロッドを前記検査用回転テーブルと固定するブレーキとを備えたので、請求項２に係る発明の効果に加え、側面検査前又は側面検査後において、前記クラッチを解放状態として前記ブレーキにより前記ロッドを前記検査用回転テーブルと固定することにより、前記容器の受け渡しをより確実に行うことができるという効果を奏する。
【００５１】
また、本発明の請求項４に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項１〜３の構成に加え、前記センターギアを機枠と連結して回転不能としたので、請求項１〜３に係る発明の効果に加え、前記容器の自転を簡単な構成で行うことができるという効果を奏する。
【００５２】
また、本発明の請求項５に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項１〜３の構成に加え、前記センターギアを回転させる伝達機構を備えたので、請求項１〜３に係る発明の効果に加え、前記容器の自転速度を調整することができるという効果を奏する。
【００５３】
また、本発明の請求項６に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項１〜５の構成に加え、前記検査用回転テーブルに前記容器を供給する入側スターホイルと、前記検査用回転テーブルより前記容器を搬出する出側スターホイルと、前記入側スターホイルの回転軸に固定された入側スターホイル回転ギアと、前記出側スターホイルの回転軸に固定された出側スターホイル回転ギアと、前記検査用回転テーブルの回転軸に固定された検査用回転テーブル回転ギアとを備え、前記入側スターホイル回転ギア及び出側スターホイル回転ギアと前記検査用回転テーブル回転ギアとを噛合させると共に、前記検査用回転テーブルの回転軸、前記入側スターホイルの回転軸及び前記出側スターホイルの回転軸のいずれかを駆動する駆動手段とを備えたので、請求項１〜５に係る発明の効果に加え、前記検査用回転テーブルへの前記容器の供給及び前記検査用回転テーブルからの前記容器の搬出を確実に行うことができるため、前記容器搬送の信頼性が向上するという効果を奏する。また、前記検査用回転テーブル、前記入側スターホイル及び前記出側スターホイルの回転を同一の駆動手段により効率的に実現することができるという効果を奏する。
【００５４】
また、本発明の請求項７に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項１〜６の構成に加え、前記容器の側面の撮像を行う２台のカメラを備え、これらカメラを前記検査用回転テーブルを挟む位置に配設したので、請求項１〜６に係る発明の効果に加え、前記２台のカメラにより前記容器側面の撮像を分担できると共に側面検査装置を小形化できるという効果を奏する。
【００５５】
また、本発明の請求項８に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項１〜７の構成に加え、前記吸着パッドによる前記容器底面の真空吸着と連動させて、前記容器の底面を支持する、前記吸着パッドの外側に配設された容器支持ベースを下降させるアクチュエータを備えたので、請求項１〜７に係る発明の効果に加え、底面に凹部を有する容器の吸着支持を高速かつ確実に行うことができるという効果を奏する。
【００５６】
また、本発明の請求項９に係る壜等の容器の側面検査装置は、請求項８の構成に加え、前記容器支持ベースを下降させるアクチュエータが、前記吸着パッドに連通した真空源により駆動される真空シリンダであるので、請求項８に係る発明の効果に加え、前記容器支持ベースの下降をより簡素な機構で実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る壜等の容器の側面検査装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る壜等の容器の側面検査装置の構成を示す部分断面正面図である。
【図３】検査用回転テーブルの容器保持部の構成を示す部分断面図である。
【図４】検査用回転テーブルの容器保持部の動作を示す部分断面図である。
【図５】自転速度を上げるための伝達機構の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 側面検査装置、２ 検査用回転テーブル、２ａ 容器保持部、２ｂ 回転軸、２ｃ 検査用回転テーブル回転ギア、２ｄ センターギア、２ｅ 自転用ギア、３ 入側スターホイル、３ｂ 回転軸、３ｃ 入側スターホイル回転ギア、４ 出側スターホイル、４ｂ 回転軸、４ｃ 出側スターホイル回転ギア、５ 照明装置、６ カメラ、８ 吸着パッド、８ａ ロッド、１０ クラッチ、１１ブレーキ、１４、１６ａ、１６ｂ ギア、１５ 増速機、Ａ 視野幅、Ｗ 容器。
Claims (9)
- 円周上に複数の容器保持部を設け、これら容器保持部により保持された壜等の容器を円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブルと、前記検査用回転テーブルによる容器の搬送途中において該容器の側面の照明を行う照明装置と、前記照明を行っている容器の側面の撮像を行うカメラとを備えた壜等の容器の側面検査装置において、
前記検査用回転テーブルの回転軸と同軸に設けられたセンターギアと、
前記容器の底面を真空吸着する、前記容器保持部に配設された吸着パッドを支持するロッドと同軸に、このロッドと一体回転可能に設けられ、前記センターギアと噛合してなる自転用ギアとを備え、
前記検査用回転テーブルによる前記容器の搬送時に前記容器を自転させながら前記カメラにより前記容器の側面を撮像する壜等の容器の側面検査装置。 - 円周上に複数の容器保持部を設け、これら容器保持部により保持された壜等の容器を円形軌道に沿って搬送する検査用回転テーブルと、前記検査用回転テーブルによる容器の搬送途中において該容器の側面の照明を行う照明装置と、前記照明を行っている容器の側面の撮像を行うカメラとを備えた壜等の容器の側面検査装置において、
前記検査用回転テーブルの回転軸と同軸に設けられたセンターギアと、
前記容器の底面を真空吸着する、前記容器保持部に配設された吸着パッドを支持するロッドと同軸に、このロッドの周りに回転自在に設けられ、前記センターギアと噛合してなる自転用ギアと、
前記自転用ギアのトルクを前記ロッドに伝達する接続状態と、前記自転用ギアのトルクを前記ロッドに伝達しない解放状態との切り替えが可能なクラッチとを備え、
前記カメラの視野幅内において、前記クラッチを接続状態として前記容器保持部により保持された前記容器を自転させながら前記カメラにより前記容器の側面を撮像する壜等の容器の側面検査装置。 - 前記クラッチの解放状態において、前記ロッドを前記検査用回転テーブルと固定するブレーキとを備えた請求項２記載の壜等の容器の側面検査装置。
- 前記センターギアを機枠と連結して回転不能としてなる請求項１〜３のいずれかに記載の壜等の容器の側面検査装置。
- 前記センターギアを回転させる伝達機構を備えてなる請求項１〜３のいずれかに記載の壜等の容器の側面検査装置。
- 前記検査用回転テーブルに前記容器を供給する入側スターホイルと、前記検査用回転テーブルより前記容器を搬出する出側スターホイルと、前記入側スターホイルの回転軸に固定された入側スターホイル回転ギアと、前記出側スターホイルの回転軸に固定された出側スターホイル回転ギアと、前記検査用回転テーブルの回転軸に固定された検査用回転テーブル回転ギアとを備え、前記入側スターホイル回転ギア及び出側スターホイル回転ギアと前記検査用回転テーブル回転ギアとを噛合させると共に、前記検査用回転テーブルの回転軸、前記入側スターホイルの回転軸及び前記出側スターホイルの回転軸のいずれかを駆動する駆動手段とを備えた請求項１〜５のいずれかに記載の壜等の容器の側面検査装置。
- 前記容器の側面の撮像を行う２台のカメラを備え、これらカメラを前記検査用回転テーブルを挟む位置に配置してなる請求項１〜６のいずれかに記載の壜等の容器の側面検査装置。
- 前記吸着パッドによる前記容器底面の真空吸着と連動させて、前記容器の底面を支持する、前記吸着パッドの外側に配設された容器支持ベースを下降させるアクチュエータを備えた請求項１〜７のいずれかに記載の壜等の容器の側面検査装置。
- 前記容器支持ベースを下降させるアクチュエータが、前記吸着パッドに連通した真空源により駆動される真空シリンダである請求項８記載の壜等の容器の側面検査装置。
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