JP2004271205A - Defect inspection device of container mouth part - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器口部の欠陥検査装置に関し、コンベア搬送される容器の口部における傷や突起等の欠陥を検査する欠陥検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
容器を製造する際に、容器の口部にビリ、変形、出不良、泡、欠け、傷、焦げによる着色等の欠陥が生ずることがあり、従来から、製造ライン上での容器口部の外観上の欠陥検査が行なわれている。
容器口部に対する従来の欠陥検査装置については、例えば、特開2000−55827号公報(特許文献1)に示されている。
図11に、この特許文献1に示される欠陥検査装置の概略構成図を示す。図中、被検査体である容器81は、搬送ライン82にて搬送される。欠陥検査装置80は照明84を備え、この照明84を容器81の口部81Aの上側に配置することによって、口部81Aに投光するようにされている。
【0003】
また、搬送ライン82の側方には、センサ83を備え、これによって容器81が面前に到達したか否かを感知するように構成されている。そして、口部81Aの周囲横方向に90度間隔で4つの2次元ビデオカメラ85A〜85Dを夫々設置している。
なお、前記ビデオカメラ85A〜85Dは、口部81Aを横方向から90度ずつの4分割で合計360度の角度で撮影し、採取するためのものであって、その撮影視野が口部81A全周を4方向から撮影するように設定されている。
【0004】
更に欠陥検査装置80は、画像処理装置86を備え、この画像処理装置86にセンサ83の検出信号およびビデオカメラ85A〜85Dの採取画像を取り込み、口部81Aでの欠けや突起等を異物と区別して検出するように構成されている。
【0005】
このような構成の欠陥検査装置80においては、次のように動作する。容器81が搬送ライン82上で搬送され、これをセンサ83が検出し、照明84の下で、ビデオカメラ85A〜85Dによる口部81Aの4方向からの画像採取が行なわれる。4方向から採取したビデオカメラ85A〜85Dの画像は、画像処理装置86に取込まれ、口部81Aに欠けや突起が検出された容器81は、欠陥品として搬送ライン82から排除される。
【0006】
【特許文献1】
特開平2000−55827号公報(第2頁右欄第41行乃至第3頁左欄第15行、第1図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献1においては、固定された4台のカメラで口部81Aの外側面の周囲画像を採取する構成となっている。そのため、口部81Aの内面検査や口部81Aの天面検査をする場合は、前記固定された4台のカメラ85A〜85Dと照明84とを再度、最適な位置に配置しなくてはならない。
このような作業は、被検査体である容器の形(型)が変更した場合(以下、型替と呼ぶ)にも生じ、配置作業だけでも多大な時間を要してしまうという技術的課題を有していた。
また、前記カメラや照明の位置を設定する場合に、設定を行なうオペレータによって個人差があるために、設定位置が夫々のオペレータによって異なり、欠陥検出感度にばらつきが生じていた。そのため歩留まりに変動が生じてしまう問題があった。
【0008】
また、コンベア搬送ライン上で容器を搬送しながら口部81Aの各部(側面、天面、内面)を連続的に採取し検査する場合、前記各部の画像採取用のカメラや照明を用意し、夫々をラインに沿って配置しなければならず、検査機器のスペースとして大きなフットプリントを要していた。
【0009】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、被検査体の容器の形が変更された場合でも、容易且つ迅速に対応でき、安定した高検出率で欠陥を検出することのできる容器口部の欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明にかかる容器口部の欠陥検査装置は、容器口部の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、搬送される前記容器の口部の天面と、内面と、側面の夫々の面に対し、夫々異なる角度から投光する複数の投光部と、前記投光部によって投光された部位を2次元画像として採取する複数のカメラと、前記カメラによって採取された画像に対して画像解析を行なう画像処理部とを備え、前記複数の投光部と前記複数のカメラとの組み合わせにより形成される複数通りの画像を、前記カメラによって時系列に採取し、該採取された複数の画像を用いて、前記画像処理部が前記容器口部の欠陥検査をすることに特徴を有する。
このように構成することによって、容器口部の天面、内面、側面の2次元画像を時系列に連続的に採取し、該画像を画像解析することによって、容器口部の欠陥検査を短時間で網羅的におこなうことができる。
また、時系列で容器口部の各部画像を撮影して採取するため、各部撮影時に投光される光は時差をもって投光される。そのため、光の干渉による悪影響を避けることができる。
【0011】
ここで、前記複数の投光部および複数のカメラが配設される略ドーム形状の保持体を更に備え、前記保持体内に前記容器口部が覆われた状態で、前記容器口部に対して前記複数の投光部が投光し、前記複数のカメラが前記容器口部の画像を採取することが好ましい。
このようにドーム形状の保持体であれば、容器口部の天面、内面、側面の全てを採取可能な位置にカメラを配置することができ、また、投光部もあらゆる角度から容器口部を投光することができる。
また、前記保持体において、夫々のカメラと投光部が、略位置固定されて配設されることで、被検査体を他の形状の容器に切り替える際の設定作業を容易にすることができる。即ち、容器口部の各部に対するカメラと投光部の位置設定を行なう際には、前記保持体と容器口部との距離設定のみを行なえばよい。
更に、カメラや投光部の設置スペースは前記ドーム形状の保持体の設置スペース内に収まるため、これらのフットプリントを小さくすることができる。
【0012】
また、前記複数の投光部のうち、所定数の投光部が前記容器口部に対して、同時に投光するようにしてもよい。このようにすれば、様々な投光部の組み合わせで同時に容器口部に対して投光することができる。これによって、一方向の投光のみでは、浮かび出ない傷等を浮き出すことができる。
前記複数のカメラのうち、所定数のカメラが前記容器口部の画像を同時に採取しても良い。このようにすれば、容器口部の天面、内面、側面の2次元画像を時系列に連続的に採取することができる。また、光の干渉による悪影響を避けるため、容器口部の側面を左側面、右側面の画像に分けて採取することができる。
【0013】
また、前記画像処理部は、前記カメラが採取した夫々の画像に対し、該画像内の検査範囲を指定する検査ウインドウを設定すると共に、前記画像内に輝度値測定用の輝度ウインドウを設定し、前記輝度ウインドウ内の測定された輝度値から、欠陥判定の輝度しきい値を決定する適正輝度検査と、前記検査ウインドウ内の画像に対する輝度変化による形状検査とを実施し、前記適正輝度検査の結果に基づく輝度しきい値を用いて、前記形状検査から前記容器口部の欠陥有無を判定することが望ましい。
このように検査ウインドウによって、該ウインドウ内の形状を検査すると共に、輝度ウインドウ内の適正輝度検査によって、適正輝度(輝度しきい値)を決定するため、欠陥検出率の精度を向上することができる。また、これによって誤検出を防ぐことができる。
【0014】
更に、前記適正輝度検査における欠陥判定の輝度しきい値は、ウインドウ内の測定された輝度値によって変化し、予め設定された輝度しきい値を補正することによって決定されることが望ましい。
容器口部の輝度は、前記容器口部の検査部位夫々において異なり、また、該検査部位に対する前記投光部の投光角度と投光量によっても異なる。更には、投光部の投光の変動、劣化等により変化する。
このように、輝度しきい値の適正値が変化するため、欠陥判定の輝度しきい値をウインドウ内の測定された輝度値によって変化させることによって、正確な欠陥検出を行なうことができる。
【0015】
更に、前記略ドーム形状の保持体を複数個備え、該複数の保持体は容器の搬送方向に沿って一体形成されると共に、前記保持体の夫々に前記複数の投光部と複数のカメラとが配設されるようにしてもよい。
例えば、2つのドーム形状の保持体をコンベア搬送方向に沿って一体形成した場合、一方の保持体部分で容器口部の内面と片側の側面の画像、他方の保持体部分で容器口部の天面と残る片側側面の画像を採取するというように構成することができる。
このような構成によって高速のコンベア搬送速度にも対応することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる欠陥検査装置について、図に示す実施形態に基づいて説明する。
図1は欠陥検査装置の全体構成を示すブロック図であって、図1に示す欠陥検査装置100は、例えば樹脂製容器の口部(以下、容器口部と呼ぶ)における異物や欠陥の有無を検査する装置である。
この欠陥検査装置100は、容器口部を撮影して該容器口部の画像を採取する画像採取部1と、画像採取部1によって採取した画像を解析処理して欠陥の有無を判定する画像処理部30と、オペレータが操作するオペレータ操作部40とで構成される。
【0017】
画像採取部1は、複数のCCDカメラと、投光用のLEDと、フォトセンサとを有する略ドーム形状の検査ヘッド2によって、被検査体である容器口部を撮影し、2次元の画像データを採取して画像処理部30に渡す機能を備えている。なお、検査ヘッド2が有する複数のカメラは接続コネクタ3を介して画像処理部30と接続され、LED及びフォトセンサは接続コネクタ4を介して画像処理部30と接続される。
【0018】
また、画像処理部30は、該画像処理部30の中枢である中央処理部35を備え、この中央処理部35が画像処理部30内の全ての信号の制御をおこなうと共に、画像採取部1が取得した画像データに対して画像解析処理をおこなう。
なお、この中央処理部35は、演算装置(図示省略)と、画像解析処理のプログラムを有する記憶部(図示省略)と、該プログラムに使用するデータを一時記憶する記憶部(図示省略)とを少なくとも備えている。
【0019】
更に、画像採取部1から入力されるCCDカメラの2次元画像、フォトセンサの信号を夫々、中央処理部35内で処理可能なデータ形態に変換する、カメラインタフェイス部31およびセンサインタフェイス部32を備えている。
更にまた、画像採取部1のLEDの投光制御をおこなうLED投光制御部33と、被検体である容器を搬送するコンベアからのコンベア動作のエンコード信号が入力されるエンコーダパルス入力部37と、欠陥検査結果である容器排出信号を出力する排出信号出力部36とを備えている。
そして、前記カメラインタフェイス部31と、センサインタフェイス部32と、LED投光制御部33の動作制御は中央処理部35によって行なわれる。
なお、エンコーダパルス入力部37に入力されるコンベアからのエンコード信号は、画像採取部1のCCDカメラおよびLEDの動作を同期制御するタイミング信号として使用される。
【0020】
また、オペレータ操作部40は、例えば検査開始時や各種パラメータ設定時等に、オペレータが信号を入力する手段であるキーボード42と、容器口部の画像等を表示するモニタ41とを備え、それらは画像処理部30の中央処理部35に接続されている。
【0021】
続いて、画像採取部1の構成について詳細に説明する。図2は画像採取部の平面図であり、図3はその側面図である。
図2、図3に示すように、支柱5、6が容器50の搬送手段であるコンベア10を挟んで夫々設置されている。
容器50はコンベア10上を直立状態で搬送され、その容器口部50Aの各部画像が検査ヘッド2によって採取されるように構成されている。
【0022】
この検査ヘッド2は、複数のCCDカメラ(以下、カメラと呼ぶ)C1〜11および複数のLEDグループL1〜6と、それらを保持するドーム型保持体11と、容器口部50Aを検知するフォトセンサであるセンサ部Sとで構成される。
【0023】
前記ドーム型保持体11は、図2、図3に示すように、略ドーム形状の筐体であるドーム部11Aの左右両側に夫々フランジ11Bと11Cとが一体形成されている。
このドーム部11Aには、投光部である6つのLEDグループL1〜6と、前記LEDグループL1〜6によって投光された部位を2次元画像として撮影し、採取する11台のカメラC1〜11とが配設されている。なお、図2中、LEDは楕円で図示され、カメラは矩形で図示されている。
【0024】
前記カメラC1〜11は、容器口部50Aを複数方向から撮影し、画像採取するよう設けられている。カメラC1は容器口部50Aの天面撮影用のカメラであり、ドーム部11Aの中心最上部に取り付けられている。カメラC2〜5は、直立した容器50の軸線と所定の傾斜角度をもってドーム部11Aに配設され、これによって口部50Aの内面を4方向から撮影できるようにされている。更に、カメラC6〜11は、容器口部50Aの側面を横6方向から撮影できるようにドーム部11Aに、容器50Aの軸線と略垂直になるように配設されている。
【0025】
また、6つのLEDグループL1〜6は、容器口部50Aに対して多方向から投光するものであり、カメラC1〜11の隙間を埋めるようにドーム部11Aに配設されている。また更に、各LEDグループは、夫々複数のLED投光器で構成されている。
なお、欠陥検査装置100において、前記複数のカメラCのいずれかと複数のLEDグループLのいずれかのは、常に同時に動作するように構成されている。即ち、LEDグループLによって、容器口部50Aに投光し、この投光によって傷等の欠陥が光学的に浮き出され、浮き出した傷等の欠陥をカメラCによって撮影するようにされている。
【0026】
前記ドーム部11Aの前後(図1のy軸方向)両側には、容器50が搬送される際の、容器口部50Aの通過口となる開口部11D、11Eが夫々形成されている。
そして、この開口部11Dと11Eとによって形成される空間(容器口部50Aの通過経路)にはセンサ部Sが配設されている。このセンサ部Sは、容器50の有無を検出するセンサS1およびS2がフランジ11C側に並べて配設され、それらに夫々対面するかたちで、反射板14、15がフランジ11B側に並べて配設されている。
即ち、センサS1からの光線を反射板14が反射し、その反射光をセンサS1が検知するように構成されている。同様に、センサS2からの光線を反射板15が反射し、その反射光をセンサS2が検知するように構成されている。これによって、図2,3におけるx軸方向に形成された光線を遮る物体を検知し、検知信号を画像処理部30に渡すようにされている。
また、フランジ11Bには、画像処理部30とカメラC1〜11とを接続するコネクタ3と、同じく画像処理部30とLEDグループL1〜6及びセンサ部Sとを接続するコネクタ4とが設置されている。
【0027】
なお、ドーム型保持体11のフランジ11Bおよび11Cには、夫々支柱5、6を貫装する穴が設けられ、高さ調整用グリップ7と固定用クランプ8とによって夫々のフランジが挟まれて固定されている。すなわち、高さ調整用グリップ7によって検査ヘッド2の高さ調整が可能となっており、検査ヘッド2と容器口部50Aとの距離が調整できるように構成されている。
【0028】
続いて、欠陥検査装置100の動作について説明する。
図4は、中央処理部35におけるソフトウェアによる処理の概要を示している。まず、符号Aで示す電源ONによって、符号Bで示す初期設定の処理が実行され、システム動作の準備を行う。この初期設定Bにおいて、カメラC1〜11のウインドウ位置、欠陥判定のパラメータ、輝度検出ウインドウ等が設定される。なお、既に設定されている場合には、その内容が設定され、また装置導入時にあっては予め与えられた値に設定される。
【0029】
次に、オンライン処理D、あるいはオフライン処理Cのいずれがオペレータによって選択される。なお、オンラインとは、コンベア10によって容器50が搬送されている状態を指し、オフラインとは、コンベア10の稼動が停止している状態を指している。
この選択が、オフライン処理Cの場合には、符号Eで示すオフラインの初期設定の処理によりオフライン処理の準備を行い、処理選択を待つ。このオフライン処理には、ウインドウ設定処理F、オンライン検証処理G、型替処理Hがあり、これらは選択により実行される。
なお、このオフライン初期設定では、オンライン(コンベア稼動時)での状態パラメータ、検査本数、欠陥種別等の各カウンタ値が中央処理部35の記憶部に記憶保持される。
【0030】
そして、オペレータがウインドウ設定処理Fを選択した場合、オペレータは次のように作業を行なう。オペレータは、図8に示すようにカメラC1が撮影する容器口部50Aの天面画像60に対し、リング状に形成された8分割の検査ウインドウ61を配置設定する。
また、図9に示すようにカメラC2〜5が撮影する容器口部50Aの内面画像62夫々に対しては、検査ウインドウ63および輝度ウインドウ64を配置設定する。
更に、図10に示すようにカメラC6〜11が撮影する容器口部50Aの側面画像65夫々に対しては、検査ウインドウ66〜69および輝度ウインドウ70を配置設定する。
【0031】
また、このウインドウ設定作業において、オペレータは、設定した各検査ウインドウについて、欠陥判定パラメータを夫々設定し、各輝度ウインドウについて輝度可変パラメータ、累算輝度値を夫々設定する。
カメラC1が採取する天面画像60の検査ウインドウ61については、欠陥判定パラメータとして次のようなパラメータを設定する。
まず、8分割された検査ウインドウ61夫々について、各画素の濃淡(輝度値)の累算値を濃淡累算値比較パラメータとする。さらに、この検査ウインドウ61夫々の各画素の輝度を2値化するしきい値を設定し、各画素の輝度を2値化して累算し、これを2値化累算値比較パラメータとする。
【0032】
そして、カメラC2〜11が採取する画像62、65のうち、輝度ウインドウ64、70夫々については、輝度可変パラメータとして乗率Kを設定し、また、ウインドウ内各画素の輝度値を累算し、設定時累算輝度値として設定する。
この乗率Kと設定時累算輝度値とは、オンライン処理での欠陥検査処理において用いるパラメータである。具体的には、欠陥判定処理での適正輝度検査処理において、輝度ウインドウ64、70夫々で受光した各画素の輝度値の累算値と前記設定時累算輝度値との差分をとり、これに乗率Kを乗算することにより、輝度しきい値が求められる。
【0033】
さらに、検査ウインドウ63、66〜69内夫々について、ウインドウ内各画素の濃淡(輝度値)の累算値を濃淡累算値として設定する。この濃淡累算値は、オンライン処理での形状検査処理において、各輝度ウインドウで求められた輝度しきい値と加算され、欠陥判定パラメータとして使用される。
【0034】
また、オフライン検証処理Gが選択された場合、オペレータは次のように作業を行なう。モニタ41上にはオフライン初期設定で中央処理部35に記憶保持されたオンライン時の状態パラメータ、すなわち検査ヘッド2の位置設定、カメラC1〜11に対する検査及び輝度ウインドウ、欠陥検出パラメータ等の情報が表示される。
従って、オペレータは、モニタ41に表示された前記の情報に対して検証を行なう。
【0035】
また、容器の型替処理Hが選択された場合、オペレータは次のように作業を行なう。先ず検査ヘッド2の高さ位置等の位置設定について、オペレータはモニタ41に映し出された画像を参照しながら、変更された新たな型の容器に対して検査ヘッド2を容器適切な位置に設定する。また、容器50のコンベア10上の位置についても同様に、オペレータはモニタ41に映し出された画像を参照しながら、適切な位置に設定する。
【0036】
続いて、図5のフローチャート図および図7の動作タイミング図に基づいて、欠陥検査装置100による欠陥検査処理(オンライン処理D)について説明する。
前記したように、オンライン処理D、オフライン処理Cの選択の際、オペレータによって、オンライン処理Dが選択された場合、図5に示す流れに基づいて欠陥検査処理が行なわれる。
【0037】
まず、オンラインでの検査工程では、オンライン初期設定が行なわれる(ステップS1)。そして、コンベア10に載置された容器50が図1に示すy軸正方向に搬送され、センサS1が容器口部50Aを検知する(ステップS2)。
このセンサS1による検知後、画像処理部30の中央処理部35は、エンコーダパルス入力部37から入力されるエンコーダパルスを所定数カウントする。これにより、中央処理部35は容器口部50Aの搬送方向の位置を決定し、検査位置の確認処理が行なわれる(ステップS3)。
そして、図7のタイミング図に示すように、センサS1信号がオン状態になると、これに同期してLEDグループL2〜4が容器口部50Aに向けて投光し、カメラC2〜5が容器口部50Aの内部を撮影し、画像採取する(ステップS4)。
【0038】
前記カメラC2〜5による所定時間の撮影が終了すると、これに同期してLEDグループL5が容器口部50Aに向けて投光し、カメラC6〜8が容器口部50Aの側面を撮影し、画像採取する(ステップS5)。
次いで、センサS2が容器50を検知すると(ステップS6)、センサS2信号がオン状態となり、これに同期してLEDグループL1が容器口部50Aに向けて投光し、カメラC1が容器口部50Aの天面を撮影し、画像採取する(ステップS7)。
【0039】
また、カメラC1による所定時間の撮影が終了すると、これに同期してLEDグループL2が容器口部50Aに向けて投光し、再びカメラC1が容器口部50Aの天面を撮影し、画像採取する(ステップS8)。
そして、ステップS8におけるカメラC1による所定時間の撮影が終了すると、これに同期してLEDグループL6が容器口部50Aに向けて投光し、カメラC9〜11が容器口部50Aの側面を撮影し、画像採取する(ステップS9)。
【0040】
以上カメラC1〜11によって時系列に撮影され、採取された画像は夫々画像処理部30に入力されて、欠陥有無の判定処理が行なわれる(ステップS10)。
この結果,欠陥なしと判定されると(ステップS11)、搬送ライン上に容器を残し、他の容器の検査を継続する場合は(ステップS13)、ステップS2の処理に戻り、次の容器に対する検査が行なわれる。
一方、欠陥品と判定された場合には(ステップS11)、排出信号が排出信号出力部36(図1参照)に出力される。そして、その排出信号を受け取った排出機構(図示省略)により容器は欠陥品として搬送ライン上から取り除かれる(ステップS12)。そして、他の容器の検査を継続する場合には(ステップS13)、ステップS2に戻って次の容器に対して検査が行なわれる。
【0041】
更に、前記ステップS10における欠陥判定処理について、図6のフローチャート図および図8乃至図10に基づいて説明する。この欠陥判定処理は画像処理部30の中央処理部35において行なわれる。
欠陥判定処理においては、先ずカメラC2〜5によって採取された画像夫々に対して適正輝度検査処理がおこなわれる(ステップS101)。ここでは図9に示す輝度ウインドウ64の輝度値を測定し、適正な輝度しきい値が決定される。なお、欠陥判定の輝度しきい値は、検査部位毎に検査前に予め設定(オフラインのウインドウ設定処理Fにおいて設定)され、中央処理部35にしきい値のパラメータとして保持されているが、輝度ウインドウ64の輝度値の測定結果を受けて、この輝度しきい値は、補正され、最終的に決定される。
【0042】
そして、カメラC2〜5によって採取された画像夫々に対して検査ウインドウ63内の輝度変化による形状検査処理が行なわれる(ステップS102)。
この形状検査は、前記補正された輝度しきい値を用いて、例えば、特開2000−55827に示されているように、画像信号の微分処理を行い、その微分波形の波形幅から判定する。
【0043】
次いで、カメラC6〜11によって採取された画像夫々に対して適正輝度検査処理が行なわれる(ステップS103)。これは図10に示す輝度ウインドウ70の輝度値が測定され、適正な輝度しきい値が決定される。
そして、カメラC6〜11によって採取された画像夫々に対して、前記した場合と同様に、検査ウインドウ66〜69内の輝度変化による形状検査処理が行なわれる(ステップS104)。
【0044】
次いで、カメラC1とLEDグループL1の組み合わせにより採取された画像に対して検査ウインドウ61内の輝度変化による形状検査処理が行なわれる(ステップS105)。
最後に、カメラC1とLEDグループL2の組み合わせにより採取された画像に対して検査ウインドウ61内の輝度変化による形状検査処理が行なわれる(ステップS106)。
このステップS105、ステップS106の形状検査処理の前に、適正輝度検査処理が行なわれないのは、LEDグループL1、L2による投光が落射照明であり、被検体(容器口部50Aの天面)からの直反射光を受光するためである。すなわち、被検体(容器口部50Aの天面)が良品の場合は、測定毎の輝度値が常に安定しているため、輝度ウインドウによる適正輝度検査が必要ないためである。
このようにして、全ての処理が順次行なわれることによって、欠陥有無の判定処理が終了する。
【0045】
なお、コンベア10の搬送速度が高速で、図7のタイミング図に沿って対応できない場合には、前記ドーム型保持体11を複数個備え、それらをコンベア搬送方向に沿って一体形成し、各保持体に前記カメラC1〜11とLEDグループL1〜6とを夫々分割して配設してもよい。
例えば、2つのドーム型保持体11を容器の搬送方向に沿って一体形成した場合、一方のドーム型保持体11部分で容器口部50Aの内面と片側の側面の画像、他方のドーム型保持体11部分で容器口部50Aの天面と残る片側側面の画像を撮影し、採取するというように構成することができる。
このような構成によって十分に高速の搬送速度にも対応することができる。
【0046】
以上説明した本発明の実施形態によれば、省スペースで容器口部の各部位(天面、内面、側面)に対して、欠陥検査を網羅的に行なうことができる。
また、容器の型替を行なう場合に、カメラと投光部の位置設定については、検査ヘッド2の高さ、すなわち検査ヘッド2と容器口部50Aとの距離設定のみを行なえば、容器口部各部位の検査全てに対して一括して設定変更を行なうことができる。このため、型替における設定変更を容易に行なうことができる。
【0047】
更に、前記したように型替のときには、カメラと投光部の位置設定については、検査ヘッド2の高さ調整のみを行なえばよい。したがって、オペレータによる設定のずれが生じる危険性を低減することができる。この結果、欠陥検出率が安定し、歩留まりの変動を防止することができる。
また、上記実施形態にあっては、画像処理部30による欠陥検出処理においては、輝度ウインドウを設定し、輝度変化を監視することにより欠陥の有無を判定しているが、本発明はこれに限定されることなく、輝度ウインドウを設けず、一定の輝度しきい値を用いて、欠陥の有無を判定しても良い。但し、この場合、輝度しきい値の補正がなされないため、検出率が劣る。
【0048】
なお、上記実施形態の容器の材質は特に限定されるものではなく、本発明は、ガラス、樹脂、PET、テーブルウエア容器等の検査装置としても用いることができ、広く容器全般に適用することができる。また、同様な手法を容器の他の部位である胴部のビリ、シワ、泡の欠陥検査に適用できる。
また、上記実施形態におけるCCDカメラとLEDの数は、一例であって本発明はこれに限定されるものではない。またLEDの投光は白色に限定されず、容器の色に応じて変えても良い。
【0049】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなとおり、本発明によれば、被検査体の容器の形が変更された場合でも、容易且つ迅速に対応でき、安定した高検出率で欠陥を検出することのできる容器口部の欠陥検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施形態にかかる容器口部の全体構成を示すブロック図である。
【図2】図2は、画像採取部の平面図である。
【図3】図3は、画像採取部の側面図である。
【図4】図4は、欠陥検査装置の動作フローチャート図である。
【図5】図5は、欠陥検査装置の動作フローチャート図である。
【図6】図6は、欠陥判定処理のフローチャート図である。
【図7】図7は、CCDカメラとLEDグループの動作タイミング図である。
【図8】図8は、取得した容器口部の天面画像の処理イメージである。
【図9】図9は、取得した容器口部の内面画像の処理イメージである。
【図10】図10は、取得した容器口部の側面画像の処理イメージである。
【図11】図11は、従来の容器口部の欠陥検査装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
1 画像採取部
2 検査ヘッド
10 コンベア
30 画像処理部
40 オペレータ操作部
50 容器
50A 容器口部
61 検査ウインドウ
63 検査ウインドウ
64 輝度ウインドウ
66 検査ウインドウ
67 検査ウインドウ
68 検査ウインドウ
69 検査ウインドウ
70 輝度ウインドウ
100 欠陥検査装置
C カメラ
L LEDグループ
S センサ部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a defect inspection device for a container mouth, and more particularly, to a defect inspection device for inspecting a defect such as a scratch or a protrusion at a mouth of a container conveyed.
[0002]
[Prior art]
When manufacturing a container, defects such as stiffness, deformation, poor output, bubbles, chips, scratches, and coloring due to scorching may occur at the mouth of the container. Conventionally, the appearance of the mouth of the container on a production line The above defect inspection has been performed.
A conventional defect inspection apparatus for a container opening is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-55827 (Patent Document 1).
FIG. 11 shows a schematic configuration diagram of a defect inspection apparatus disclosed in
[0003]
A
The
[0004]
Further, the
[0005]
The
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-55827 (
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-mentioned
Such work also occurs when the shape (mold) of the container to be inspected is changed (hereinafter, referred to as “model change”), and there is a technical problem that a great deal of time is required only for the placement work. Had.
Further, when setting the positions of the camera and the lighting, there is an individual difference between operators who make the settings, and thus the setting positions are different for each operator, resulting in a variation in the defect detection sensitivity. Therefore, there is a problem that the yield varies.
[0008]
In the case of continuously collecting and inspecting each part (side surface, top surface, and inner surface) of the mouth portion 81A while transporting the container on the conveyor transport line, a camera and lighting for image capturing of the respective portions are provided, and Must be arranged along the line, which requires a large footprint as a space for the inspection equipment.
[0009]
The present invention has been made under the circumstances described above, and can easily and quickly respond even when the shape of a container of an inspected object is changed, and detect a defect with a stable high detection rate. It is an object of the present invention to provide a defect inspection device for a container mouth which can be performed.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a defect inspection device for a container mouth according to the present invention is a defect inspection device for inspecting a defect of a container mouth, wherein a top surface of an opening of the container to be conveyed and an inner surface A plurality of light projecting units projecting light from different angles to the respective side surfaces, a plurality of cameras sampling a part projected by the light projecting unit as a two-dimensional image; An image processing unit that performs image analysis on the image that has been obtained, a plurality of images formed by a combination of the plurality of light emitting units and the plurality of cameras, in time series by the camera, collected, It is characterized in that the image processing unit performs a defect inspection of the container mouth using the plurality of collected images.
With this configuration, two-dimensional images of the top surface, inner surface, and side surface of the container mouth are continuously collected in a time series, and the images are subjected to image analysis. Can be done comprehensively.
In addition, since the images of each part of the container mouth are photographed and collected in chronological order, the light emitted at the time of photographing each part is emitted with a time difference. Therefore, it is possible to avoid an adverse effect due to light interference.
[0011]
Here, the apparatus further comprises a substantially dome-shaped holder on which the plurality of light projecting units and the plurality of cameras are disposed, and the container opening is covered with the container opening in the holder. It is preferable that the plurality of light projecting units emit light, and the plurality of cameras collect images of the container opening.
With a dome-shaped holder as described above, the camera can be arranged at a position where all of the top surface, inner surface, and side surface of the container mouth can be collected. Can be projected.
Further, in the holder, the respective cameras and the light projecting units are disposed in substantially fixed positions, so that the setting operation when the object to be inspected is switched to a container of another shape can be facilitated. . That is, when setting the positions of the camera and the light projecting unit with respect to each part of the container mouth, only the distance between the holder and the container mouth needs to be set.
Furthermore, since the installation space for the camera and the light projecting unit can be accommodated in the installation space for the dome-shaped holding body, their footprint can be reduced.
[0012]
In addition, a predetermined number of light emitting units of the plurality of light emitting units may simultaneously emit light to the container opening. With this configuration, it is possible to simultaneously emit light to the container opening with various combinations of light emitting units. As a result, it is possible to raise scratches and the like that do not come out only by projecting light in one direction.
A predetermined number of cameras among the plurality of cameras may simultaneously capture the image of the container opening. In this way, two-dimensional images of the top surface, the inner surface, and the side surface of the container mouth can be continuously collected in time series. In addition, in order to avoid adverse effects due to light interference, the side surface of the container mouth can be sampled separately on the left side and right side.
[0013]
The image processing unit sets an inspection window for specifying an inspection range in the image for each image collected by the camera, and sets a luminance window for measuring a luminance value in the image. From the measured luminance value in the luminance window, an appropriate luminance test for determining a luminance threshold for defect determination and a shape inspection based on a luminance change for an image in the inspection window are performed, and the result of the appropriate luminance test is performed. It is desirable to determine the presence / absence of a defect in the container mouth from the shape inspection using a luminance threshold based on
As described above, the shape of the window is inspected by the inspection window, and the appropriate luminance (luminance threshold) is determined by the appropriate luminance inspection in the luminance window, so that the accuracy of the defect detection rate can be improved. . This can also prevent erroneous detection.
[0014]
Further, it is desirable that the luminance threshold value for the defect determination in the appropriate luminance test varies depending on the measured luminance value in the window, and is determined by correcting a preset luminance threshold value.
The brightness of the container opening differs for each inspection part of the container opening, and also differs depending on the light projection angle and the light projection amount of the light projecting unit with respect to the inspection part. Furthermore, it changes due to fluctuation, deterioration, etc. of the light projection of the light projecting unit.
As described above, since the appropriate value of the luminance threshold value changes, accurate defect detection can be performed by changing the luminance threshold value for defect determination according to the measured luminance value in the window.
[0015]
Further, a plurality of the substantially dome-shaped holders are provided, and the plurality of holders are integrally formed along the direction in which the container is transported, and the plurality of light emitting units and the plurality of cameras are provided on each of the holders. May be provided.
For example, when two dome-shaped holders are integrally formed along the conveyor conveyance direction, an image of the inner surface of the container opening and one side surface are provided on one holder, and the container opening is imaged on the other holder. The image of the surface and the remaining one side surface can be acquired.
With such a configuration, it is possible to cope with a high conveyor speed.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a defect inspection apparatus according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the defect inspection apparatus. The
The
[0017]
The
[0018]
The
The
[0019]
Further, the
Furthermore, an LED light
The
The encode signal from the conveyor input to the encoder
[0020]
Further, the
[0021]
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 2 and FIG. 3,
The
[0022]
The
[0023]
As shown in FIGS. 2 and 3, the dome-shaped
The dome portion 11A has six LED groups L1 to L6, which are light projecting portions, and eleven cameras C1 to C11, each of which shoots and collects a part projected by the LED groups L1 to L6 as a two-dimensional image. And are arranged. In FIG. 2, the LEDs are shown as ellipses, and the cameras are shown as rectangles.
[0024]
The cameras C1 to C11 are provided so as to photograph the
[0025]
The six LED groups L1 to L6 project light to the
In the
[0026]
Openings 11D and 11E are formed on both sides of the dome 11A (in the y-axis direction in FIG. 1), which serve as passage openings for the
A sensor section S is provided in a space defined by the openings 11D and 11E (passage path of the
That is, the light from the sensor S1 is reflected by the reflection plate 14, and the reflected light is detected by the sensor S1. Similarly, the
A connector 3 for connecting the
[0027]
The flanges 11B and 11C of the dome-shaped holding
[0028]
Next, the operation of the
FIG. 4 shows an outline of processing by software in the
[0029]
Next, either the online processing D or the offline processing C is selected by the operator. In addition, online refers to a state in which the
When the selection is the offline processing C, preparation for offline processing is performed by the processing of the initial setting of the offline indicated by reference character E, and the processing selection is awaited. The offline processing includes a window setting processing F, an online verification processing G, and a type change processing H, which are executed by selection.
In this offline initialization, each counter value such as the online state parameter (when the conveyor is operating), the number of inspections, and the defect type is stored and held in the storage unit of the
[0030]
When the operator selects the window setting process F, the operator performs the following operation. The operator arranges and sets an eight-
As shown in FIG. 9, an
Further, as shown in FIG. 10, the
[0031]
In this window setting operation, the operator sets a defect determination parameter for each set inspection window, and sets a brightness variable parameter and an accumulated brightness value for each brightness window.
For the
First, for each of the eight divided
[0032]
Then, among the
The multiplication factor K and the cumulative luminance value at the time of setting are parameters used in the defect inspection processing in the online processing. Specifically, in the appropriate luminance inspection processing in the defect determination processing, the difference between the accumulated value of the luminance value of each pixel received in each of the
[0033]
Further, for each of the
[0034]
When the off-line verification process G is selected, the operator performs the following operation. On the
Therefore, the operator verifies the information displayed on the
[0035]
When the container type change process H is selected, the operator performs the following operation. First, regarding the position setting such as the height position of the
[0036]
Subsequently, the defect inspection processing (online processing D) by the
As described above, when the online process D and the offline process C are selected and the operator selects the online process D, the defect inspection process is performed based on the flow shown in FIG.
[0037]
First, in the online inspection process, online initialization is performed (step S1). Then, the
After the detection by the sensor S1, the
Then, as shown in the timing chart of FIG. 7, when the sensor S1 signal is turned on, the LED groups L2 to L4 project light toward the
[0038]
When the photography by the cameras C2 to C5 for a predetermined time is completed, in synchronization with this, the LED group L5 emits light toward the
Next, when the sensor S2 detects the container 50 (step S6), the sensor S2 signal is turned on, and in synchronization with this, the LED group L1 emits light toward the
[0039]
When the photographing by the camera C1 for a predetermined time is completed, in synchronization with this, the LED group L2 emits light toward the
When the photographing for a predetermined time by the camera C1 in step S8 ends, in synchronization with this, the LED group L6 emits light toward the
[0040]
As described above, the images captured in time series by the cameras C1 to C11 and collected are input to the
As a result, when it is determined that there is no defect (step S11), if the container is left on the transport line and the inspection of another container is to be continued (step S13), the process returns to step S2 and the inspection for the next container is performed. Is performed.
On the other hand, if it is determined that the product is defective (step S11), a discharge signal is output to the discharge signal output unit 36 (see FIG. 1). Then, the container is removed from the transport line as a defective product by a discharge mechanism (not shown) that has received the discharge signal (step S12). Then, when the inspection of another container is continued (step S13), the process returns to step S2 and the inspection is performed on the next container.
[0041]
Further, the defect determination processing in step S10 will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 and FIGS. This defect determination processing is performed in the
In the defect determination processing, first, an appropriate luminance inspection processing is performed on each of the images collected by the cameras C2 to C5 (step S101). Here, the luminance value of the
[0042]
Then, a shape inspection process based on a luminance change in the
In this shape inspection, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-55827, the image signal is differentiated using the corrected luminance threshold value, and determination is made based on the waveform width of the differentiated waveform.
[0043]
Next, an appropriate luminance inspection process is performed on each of the images taken by the cameras C6 to C11 (step S103). In this case, the luminance value of the
Then, the shape inspection process based on the luminance change in the
[0044]
Next, a shape inspection process based on a luminance change in the
Finally, a shape inspection process based on a change in luminance in the
The reason why the appropriate luminance inspection processing is not performed before the shape inspection processing in steps S105 and S106 is that the light emitted by the LED groups L1 and L2 is epi-illumination, and the subject (the top surface of the
In this manner, the processing for determining the presence or absence of a defect is completed by sequentially performing all the processing.
[0045]
In the case where the conveyor speed of the
For example, when the two dome-shaped
With such a configuration, it is possible to cope with a sufficiently high transport speed.
[0046]
According to the embodiment of the present invention described above, it is possible to comprehensively perform a defect inspection on each part (top surface, inner surface, and side surface) of the container opening in a small space.
When the type of the container is changed, the position of the camera and the light projecting portion can be set by setting only the height of the
[0047]
Further, as described above, when the type is changed, only the height of the
In the above-described embodiment, in the defect detection processing by the
[0048]
The material of the container of the above embodiment is not particularly limited, and the present invention can be used as an inspection device for glass, resin, PET, tableware containers, and the like, and can be widely applied to all containers. it can. In addition, the same method can be applied to the inspection of defects of wrinkles, wrinkles, and bubbles in the body, which is another part of the container.
Further, the numbers of the CCD cameras and the LEDs in the above embodiment are merely examples, and the present invention is not limited to these. The light emission of the LED is not limited to white, and may be changed according to the color of the container.
[0049]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, even when the shape of the container of the inspected object is changed, it is possible to easily and quickly respond, and to detect the defect with a stable high detection rate. It is possible to provide a defect inspection apparatus for a part.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a container mouth portion according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of an image capturing unit.
FIG. 3 is a side view of an image capturing unit.
FIG. 4 is an operation flowchart of the defect inspection apparatus.
FIG. 5 is an operation flowchart of the defect inspection apparatus.
FIG. 6 is a flowchart of a defect determination process.
FIG. 7 is an operation timing chart of the CCD camera and the LED group.
FIG. 8 is a processing image of the acquired top surface image of the container mouth.
FIG. 9 is a processing image of the acquired inner surface image of the container opening.
FIG. 10 is a processing image of the acquired side image of the container mouth.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional container opening defect inspection apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Image collection unit
2 Inspection head
10 Conveyor
30 Image processing unit
40 Operator operation unit
50 containers
50A container mouth
61 Inspection window
63 Inspection window
64 brightness window
66 Inspection window
67 Inspection window
68 Inspection window
69 Inspection window
70 Brightness Window
100 Defect inspection device
C camera
L LED group
S sensor
Claims (7)
搬送される前記容器の口部の天面と、内面と、側面の夫々の面に対し、夫々異なる角度から投光する複数の投光部と、前記投光部によって投光された部位を2次元画像として採取する複数のカメラと、前記カメラによって採取された画像に対して画像解析を行なう画像処理部とを備え、
前記複数の投光部と前記複数のカメラとの組み合わせにより形成される複数通りの画像を、前記カメラによって時系列に採取し、該採取された複数の画像を用いて、前記画像処理部が前記容器口部の欠陥検査をすることを特徴とする容器口部の欠陥検査装置。A defect inspection device for inspecting a defect of a container mouth,
A plurality of light projecting units projecting light from different angles to a top surface, an inner surface, and a side surface of the mouth portion of the container to be conveyed, respectively, A plurality of cameras that collect as a two-dimensional image, and an image processing unit that performs image analysis on the image that is collected by the camera,
A plurality of images formed by a combination of the plurality of light projecting units and the plurality of cameras are collected in chronological order by the camera, and using the collected plurality of images, the image processing unit A defect inspection device for a container mouth, which performs a defect inspection of a container mouth.
前記保持体内に前記容器口部が覆われた状態で、前記容器口部に対して前記複数の投光部が投光し、前記複数のカメラが前記容器口部の画像を採取することを特徴とする請求項1に記載された容器口部の欠陥検査装置。The camera further includes a substantially dome-shaped holding body provided with the plurality of light emitting units and the plurality of cameras,
In a state where the container opening is covered by the holding body, the plurality of light emitting units emit light to the container opening, and the plurality of cameras collect images of the container opening. The defect inspection apparatus for a container mouth portion according to claim 1, wherein
前記輝度ウインドウ内の測定された輝度値から、欠陥判定の輝度しきい値を決定する適正輝度検査と、前記検査ウインドウ内の画像に対する輝度変化による形状検査とを実施し、
前記適正輝度検査の結果に基づく輝度しきい値を用いて、前記形状検査から前記容器口部の欠陥有無を判定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載された容器口部の欠陥検査装置。The image processing unit sets an inspection window for specifying an inspection range in the image for each image collected by the camera, and sets a luminance window for measuring a luminance value in the image.
From the measured brightness value in the brightness window, an appropriate brightness test to determine a brightness threshold for defect determination, and a shape test by changing the brightness of the image in the test window,
The container mouth according to any one of claims 1 to 4, wherein the presence or absence of a defect in the container mouth is determined from the shape inspection using a brightness threshold based on the result of the appropriate brightness test. Defect inspection equipment.
前記保持体の夫々に前記複数の投光部と複数のカメラとが配設されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載された容器口部の欠陥検査装置。A plurality of the substantially dome-shaped holders are provided, and the plurality of holders are integrally formed along the transport direction of the container,
7. The defect inspection apparatus for a container opening according to claim 1, wherein the plurality of light projecting units and the plurality of cameras are disposed on each of the holders.
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