JP2005227257A - Inspection device for peripheral surface of cylindrical container - Google Patents
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本発明は、円筒型容器の外周面を検査する検査装置に関する。詳細にいえば、ライン上を搬送されている円筒型容器の外周面を、搬送速度を落とすことなく自動で検査することができる検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus for inspecting the outer peripheral surface of a cylindrical container. More specifically, the present invention relates to an inspection apparatus capable of automatically inspecting the outer peripheral surface of a cylindrical container being conveyed on a line without reducing the conveyance speed.
現在、食品・医薬品業界において、ビン・缶等の円筒型容器の面を高速で自動検査する方法が求められている。容器の外周面には、各種のラベルが貼付され、あるいは直接印刷が施されている。ここでラベルや印刷そのものに誤りや汚れなどがあったり、その位置が正規の位置からずれていたり、貼り付けたラベルに歪みや捲れがあれば不良とされる。これらの不良箇所を見つけ出すに当たり、現在は、検査員が目視でおこなう検査が主体となっている。しかし、ライン上を移動する被検査物を目視で検査する場合、検査員の検査能力が対応できるスピードには限界があり、スピードが速くなるとミスを防ぐことは困難である。検査を確実におこなうにはラインの速度を落とさざるを得ない。 Currently, there is a demand in the food and pharmaceutical industry for a method for automatically inspecting the surface of a cylindrical container such as a bottle or can at high speed. Various labels are affixed or directly printed on the outer peripheral surface of the container. Here, if there is an error or dirt on the label or printing itself, the position is deviated from the normal position, or the attached label is distorted or twisted, it is regarded as defective. At present, inspecting these defective parts is mainly performed by inspection by an inspector. However, when the inspection object moving on the line is visually inspected, there is a limit to the speed at which the inspection ability of the inspector can cope, and it is difficult to prevent mistakes as the speed increases. The speed of the line must be reduced to ensure the inspection.
このような目視による検査方法に対して、ラインスキャンカメラを用いた検査装置を使用して検査を自動化する方法がある。この検査装置は、被検査物となる円筒型容器を軸中心で回転させて、その面をラインスキャンカメラにより連続撮影をおこなう。そして、撮影した画像を分析して不良箇所を検出する。この方法は目視による検査に比して正確な検査結果を得ることができる。 In contrast to such visual inspection methods, there is a method of automating inspection using an inspection apparatus using a line scan camera. In this inspection apparatus, a cylindrical container as an inspection object is rotated about its axis, and the surface is continuously photographed by a line scan camera. Then, the photographed image is analyzed to detect a defective portion. This method can obtain an accurate inspection result as compared with visual inspection.
しかし、この検査装置ではカメラは固定されている。従って円筒型容器を検査位置で回転させる際に所定のタイミングでラインの流れを止めなければならず、検査の処理能力の点で未だ不十分である。 However, the camera is fixed in this inspection apparatus. Therefore, when the cylindrical container is rotated at the inspection position, the flow of the line must be stopped at a predetermined timing, which is still insufficient in terms of the inspection processing capability.
なお、出願人は本願発明に関連する先行技術文献については格別の調査を行っていないので、ここで開示すべき先行技術文献を知らない。 The applicant does not know any prior art documents to be disclosed here, since the applicant has not conducted a special search for the prior art documents related to the present invention.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ライン上を搬送されている円筒型容器の面の検査を、搬送されている速度を維持したまま自動で検査することができる検査装置を提供することをその課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an inspection apparatus capable of automatically inspecting the surface of a cylindrical container being conveyed on a line while maintaining the speed being conveyed. The task is to do.
上記課題を解決するために、本発明に係る円筒容器外周面検査装置は、搬送装置によりその搬送装置上に載置された状態で所定のラインに沿って搬送される、円筒容器の外周面を、搬送装置を停止、あるいはその速度を落とすことなく、検査する。そのためその検査装置は、割出し装置と、容器保持装置と、ラインカメラと、画像処理装置と、表示装置とを備える。 In order to solve the above problems, a cylindrical container outer peripheral surface inspection device according to the present invention is configured to detect an outer peripheral surface of a cylindrical container that is transported along a predetermined line while being placed on the transport device by a transport device. Inspect without stopping or slowing down the conveyor. Therefore, the inspection apparatus includes an indexing device, a container holding device, a line camera, an image processing device, and a display device.
割出し装置は、ラインに沿った所定の割出し位置に配置され、ラインの上流側から連続的に搬送されてくる前記容器を一定の間隔に割出し、隣合う前記容器が互いに前記一定の間隔でライン下流側へ移動するようにする。 The indexing device is arranged at a predetermined indexing position along the line, indexes the containers continuously conveyed from the upstream side of the line at regular intervals, and adjacent containers are mutually spaced apart from each other at the regular intervals. To move to the downstream side of the line.
容器保持装置は、ラインに沿って割出し位置より下流側に配置され、初期位置と、前記初期位置より前記ラインに沿って所定の距離だけ下流側に位置する前進位置との間で往復動可能である。そして、この容器保持装置は、ライン上にある容器を保持する保持位置と、容器から離れ、搬送装置上の容器の移動を妨げない退避位置との間で移動可能な容器保持機構を備え、該容器保持機構は、容器を回転させる回転機構を備えている。容器保持装置は、初期位置から前進位置へ移動するときには搬送装置と同じ速度で移動する。 The container holding device is arranged downstream from the index position along the line, and can reciprocate between an initial position and an advanced position positioned a predetermined distance downstream from the initial position along the line. It is. The container holding device includes a container holding mechanism that is movable between a holding position for holding a container on the line and a retreat position that is away from the container and does not hinder the movement of the container on the transport device, The container holding mechanism includes a rotation mechanism that rotates the container. The container holding device moves at the same speed as the transport device when moving from the initial position to the advanced position.
ラインカメラは、ラインに沿って割出し位置より下流側に配置され、初期位置と、初期位置よりラインに沿って所定の距離だけ下流側に位置する前進位置との間で往復動可能であり、容器の外周面を撮影する。このラインカメラの移動距離は容器保持装置の移動距離と同じである。そして、ラインカメラは、容器保持装置がその初期位置から前進位置へ移動するときに、容器保持装置と同時に同じ速度で初期位置から前進位置へ移動する。 The line camera is disposed downstream of the index position along the line, and is capable of reciprocating between an initial position and a forward position positioned a predetermined distance downstream from the initial position along the line. Photograph the outer peripheral surface of the container. The moving distance of this line camera is the same as the moving distance of the container holding device. The line camera moves from the initial position to the advanced position at the same speed as the container holding device when the container holding device moves from the initial position to the advanced position.
画像処理装置は、ラインカメラにより撮影された画像データを受取り、該データをもとに円筒容器の外周面の画像を作成し、該作成された画像を基準画像と比較し、作成された画像の良否を判定する。 The image processing device receives image data captured by the line camera, creates an image of the outer peripheral surface of the cylindrical container based on the data, compares the created image with a reference image, Judge the quality.
そして表示装置は、画像処理装置からの情報を表示する。 The display device displays information from the image processing device.
本発明においては、ヘッド部は、円筒型容器の側面の検査をおこなう間、この円筒型容器を保持したままラインの流れに沿った移動をおこなう。そのため、ラインの流れを止めずに正確な検査を自動でおこなうことができるため、高い検査処理能力を得ることができる。 In the present invention, the head portion moves along the flow of the line while holding the cylindrical container while inspecting the side surface of the cylindrical container. Therefore, accurate inspection can be automatically performed without stopping the flow of the line, so that high inspection processing capability can be obtained.
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明に係る円筒型容器外周面自動検査装置(以下、単に「検査装置」という)1の構成図で、検査装置1の上から見た平面図として示されている。この検査装置1は、図2に示されるような容器14をコンベヤ2上に等間隔に整列させるスターホイール3と、容器14の面の撮影をおこなうヘッド部4とを備えている。さらに、検査装置1は、撮影された画像データの処理をおこなう画像処理装置11と、これの処理状態とその結果を表示するモニター12を備えている。(容器のラベルのこと)
本発明の検査装置1はライン、具体的には容器14をその上に載せて搬送するコンベヤ2に沿って、所定の位置に設置されている。容器14は、コンベヤ2によりコンベヤ2の上流側(図1中右側)から隣り同士がほぼ接触した状態で検査装置1による検査位置へ搬送される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a cylindrical container outer peripheral surface automatic inspection apparatus (hereinafter simply referred to as “inspection apparatus”) 1 according to the present invention, and is shown as a plan view as viewed from above the
The
スターホイール3は、検査装置1の入口となる上流側所定の位置に、図1において、コンベヤ2に近接して配置される。スターホイール3は、図の紙面に垂直な軸心周りに回転する回転軸3aと、回転軸3aに一体に回転するように取り付けられたホイール3bとを備えている。ホイール3bはコンベア2の上側に位置し、その中心より放射状に伸びた複数の係止爪3cが所定の間隔で設けられている。隣り合う係止爪3cの間には、容器14が嵌り込む円弧状のポケット3dが、容器14の外径に対応した寸法で形成されている。スターホイール3は、モータ等の適宜手段により図において時計回りに所定の速度で等速回転を行い、その際順次コンベア2の上側を通過する。従って、この位置で、コンベヤ2により連続的に搬送されてきた容器14は、1個ずつ順にポケット3dに嵌り、一定の間隔Pを空けて整列されて以後の下流側への移動を続ける。
In FIG. 1, the star wheel 3 is disposed close to the
ヘッド部4は回転ローラ5と、モータ6と、受けローラ7と、照明装置9と、ラインスキャンカメラ10とを備え、これらはヘッドフレーム4aに取り付けられ、スターホイール3の下流に設けられる。回転ローラ5、受けローラ7、モータ6は容器を保持する保持装置4bを構する。また装置1は、ヘッド部4をコンベア2に沿って所定の範囲で前後方向移動させる駆動装置(図示せず)を備えている。図1では、コンベヤ2の進行方向右側に上側に設けられた回転ローラ5と、左側に設けられた受けローラ7とが容器14を挟み込んでいる状態を示している。
The head unit 4 includes a
図の紙面に垂直な軸心周りに回転可能な回転ローラ5は円板状に形成され、その周面はゴム5aで構成されている。本発明の実施の形態では、ヘッド部4は、同時に2個の容器14を検査する。そのため、ヘッド部4は回転ローラ5を2基備え、そのコンベヤ2の幅方向中心から進行方向右側へ同じ距離だけ離れ、コンベア2の長手方向での間隔は、前述したスターホイール3が容器14を整列させる間隔Pに等しい。
The rotating
モータ6は、回転ローラ5を回転させるために設けられ、適宜手段によりモータ6の回転を回転ローラ5へ伝達する。本発明の実施の形態では、モータ6は、2基の回転ローラ5を同じ条件で駆動している。
The
受けローラ7は円柱状に形成され、その軸心周りに自由に回転できるように設けられている。本発明の実施の形態では1基の回転ローラ5に対し、4基の受けローラ7を使用する。これらの受けローラは2基ずつを1組とし、一方の1組が容器14を回転ローラ5より上側の位置で、他方の1組が下側の位置でサポートする。1組を構成している2基の受けローラ7は、回転ローラ5の中心からコンベヤ2に直交する線より等間隔に離れた位置に、コンベア2の幅方向中心から同じ距離だけ離れて、それぞれ設置される。本発明の実施の形態では、ヘッド部4は、2基の回転ローラ5に対応する8基の受けローラ7を備えている。
The
回転ローラ5と受けローラ7とは、前述のヘッド部4用の駆動装置による、図においてコンベア2の長手方向に沿った前後方向移動と、別のローラ用駆動装置(図示せず)による、コンベヤ2上の容器14をそれぞれで挟み込むための、ヘッドフレーム4aに対する、コンベア2の幅方向での左右方向移動とをおこなう。これらの移動は、常に回転ローラ5と受けローラ7とがコンベア2を挟んで向かい合った位置関係を維持しておこなわれる。検査過程におけるヘッド部4の回転ローラ5と受けローラ7との移動の詳細は後述する。
The rotating
ラインスキャンカメラ10はCCDカメラで構成され、後述するように容器14が回転させられるときに容器14の面を連続撮影する。ラインスキャンカメラ10としては公知のものを使用可能であり、詳細な説明は省略する。このラインスキャンカメラ10は、図においてコンベヤ2の進行方向左側に受けローラ7より離れた位置で、回転ローラ5の中心を通ってコンベヤ2に直交する線上に配置され、その撮影方向は容器14の中心軸に向けられ、容器の外周面のうち図中点Sの位置にある部分を上下ライン上に撮影する。照明装置9はコンベア2に関してラインスキャンカメラ10と同じ側に、ラインスキャンカメラ10の撮影方向に対して斜め方向を向いて配置され、大略点Sにその中心を向けて容器14の面の撮影面に光を照射する。本発明の実施の形態では、同時に2個の容器14を検査するため、ヘッド部4は、ラインスキャンカメラ10と照明装置9とをそれぞれ2基ずつ備えている。
The
ラインスキャンカメラ10と照明装置9とは、ヘッドフレーム4a上において固定されており、回転ローラ5と受けローラ7と一緒に前後方向の移動を行う。そして前進移動の間に、ラインスキャンカメラ10は、容器14の側面を連続撮影してこの画像データを得る。この詳細は後述する。
The
画像処理装置11は、画像解析ソフトを組み込んでおりラインスキャンカメラ10からの画像データの処理をおこなう。使用者は、この画像処理装置11がおこなう処理とその結果をモニター12により確認することができる。
The
これらの画像処理装置11とモニター12はライン近辺に設置する必要はなく、使用者の都合に合わせて他の場所に設置することができる。画像処理装置11に取り込まれる容器14の画像データの詳細は後述する。
These
次に、検査過程におけるヘッド部4の動作について説明する。図2の(イ)〜(ニ)のそれぞれは、検査過程におけるヘッド部4の状態を示している。尚、図において斜線が施された容器15は、ラインスキャンカメラ10による撮影が完了していることを示す。容器14の検査は、図2の(イ)〜(ニ)のヘッド部4の状態をこの順に順次経ておこなわれ、これが検査における1サイクルとなる。前述の通り、本発明の実施の形態では、同時に2個の容器14の検査をおこなう。従って、この検査の1サイクルは、コンベヤ2が前述の容器14の間隔Pの2倍(2×P)の距離を移動する間に行われる。
Next, the operation of the head unit 4 in the inspection process will be described. Each of (a) to (d) of FIG. 2 shows the state of the head unit 4 in the inspection process. In addition, the hatched
基準位置でのヘッド部4の状態が図3(イ)に示されている。回転ローラ5と受けローラ7とはそれぞれ後退位置にあり、コンベヤ2上の容器14から離れていて、容器14の移動をさまたげない位置で待機している。図3(イ)では、前進してきた2個の容器14がそれぞれ対応するラインスキャンカメラ10と回転ローラ5とを結ぶ線上の位置すなわち検査開始位置まで進んだ状態を示している。
The state of the head unit 4 at the reference position is shown in FIG. The
2個の容器がそれぞれ検査開始位置に到達すると、前述のローラ用駆動装置が作動し、回転ローラ5と受けローラ7とをそれぞれ、コンベア2上の容器14に向かって所定の距離だけ移動させ、図3(ロ)に示されるようにこの容器14を挟み込む。ローラ用駆動装置は、スターホイール3が容器14を送り出す個数を基にタイミングが計られ、あるいは適宜なセンサーを設けて2つの容器が検査開始位置に到達したのを検出することにより、動作するようになっている。
When each of the two containers reaches the inspection start position, the roller driving device described above is activated, and the
回転ローラ5と受けローラ7とが容器を挟持すると、所定のタイミングでモータ6が起動し、回転ローラ5を等速回転させる。この回転は外周に備えたゴム5aの摩擦により容器14に伝達され、回転ローラ5と受けローラ7で挟み込まれた容器14はその軸を中心として回転をおこなう。同時にラインスキャンカメラ10が撮影を開始する。
When the
ローラ用駆動装置の起動と同時に、前述のヘッド部用駆動装置も起動し、ヘッド部4全体が容器14を回転させながらコンベヤ2と同じ速度でコンベア2と同じ方向へ移動して、図における検査終了位置(ハ)に達する。この間に、前述のラインスキャンカメラ10による容器14の面の連続撮影がおこなわれる。ヘッド部4の検査開始位置(ロ)から検査終了位置(ハ)までの移動の距離は、スターホイール3により整列された容器14の間隔Pの2倍(2×P)の距離よりも短い距離となる。本実施の形態では、その間に、容器14を1.4回転させるようになっている。
Simultaneously with the activation of the roller driving device, the above-described head unit driving device is also activated, and the entire head unit 4 moves in the same direction as the
検査終了位置に到達すると、ヘッド用駆動装置は停止してヘッドの移動を停止させる。一方、ラインスキャンカメラ10も撮影を停止する。それと同時にローラ用駆動装置が回転ローラと受けローラとを先と反対方向に所定の距離だけ移動させ、容器を解放する。l解放位置でのヘッド部4の状態が図2(ニ)に示されている。検査後の容器14は、コンベヤ2により下流側へそのまま移動を続ける。一方、ヘッド部4は、ヘッド用駆動装置が先と逆方向に作動し、新たに送られてくる容器14の検査に備えるために基準位置(ハ)へ移動する。この復帰の移動は先の前進動作に比べて高速で行われ、次の2個の容器14が検査開始位置へ到達する前にヘッド部4は基準位置へ復帰するようになっている。検査装置1は、以上の動作を1サイクルとしてこれを繰り返して、連続的に容器14の全数検査をおこなう。
When the inspection end position is reached, the head drive device stops and stops the movement of the head. On the other hand, the
次に、画像処理装置11による画像データの分析について説明する。前述の通り、ラインスキャンカメラ10は、回転している容器14の外周面のうちのラインスキャンカメラ10が対向している部分を軸方向の線状の映像として連続的に撮影し、これを画像データとして順次画像処理装置11に送る。これにより、容器14の側面全体の映像を各線状の画像データの集積として得ることができる。すなわち、連続して送られてくる線状の画像データを繋ぎ合わせて容器14の側面全体を展開した画像データとして得ることができる。
Next, analysis of image data by the
画像処理装置11には画像解析ソフトが組み込まれている。画像解析ソフトは、事前に取り込まれた正常な被検査物のデータと、検査で得た側面の画像データとの比較をおこない、これの不良箇所を自動検出することができる。また、使用者は、この画像処理装置11がおこなう検査の処理とその結果をモニター12で確認ができる。
Image analysis software is incorporated in the
本発明の実施の形態では、容器14にはその正面側に正面ラベル18が、裏面側に裏面ラベル19が貼り付けられており、これらを検査対象としている。ところで、ラインスキャンカメラ10が容器14の1回転分だけ外周面の撮影をした場合、図4(イ)に示されるように、得られた画像データにおいて一方のラベルの映像が途切れることがある。これは、コンベア2上の容器14は、その外周方向での向きが一定しておらず、撮影開始の位置が定まらないからである。そのため、本発明の実施の形態では、図4(ロ)に示されるように、ラインスキャンカメラ10が容器14の1.4回転分の連続した側面を撮影することで、画像処理装置11が正面ラベル18と裏面ラベル19との両方との両方が途切れていない画像データを得るようにしている.何回転分の撮影をするかは、ラベルの寸法などを考慮して、適宜決定すればよい。
In the embodiment of the present invention, a
本発明において必須ではないが、コンベヤ2の上方にエリアカメラと照明装置を備えることで、円筒型容器の側面の検査と同時に、これの上面の検査をおこなうことができる。これにより、例えば、円筒型容器が蓋を備えている場合、間違って取り付けられた蓋、傾いて取り付けられた蓋、蓋の汚れといった事項も同時に自動検査することができる。
Although not essential in the present invention, the upper surface of the cylindrical container can be inspected simultaneously with the inspection of the side surface of the cylindrical container by providing the area camera and the lighting device above the
本発明の実施の形態では、ヘッド部4は、2個の容器14の検査を行なうが、この個数に限定はされない。ヘッド部4が備える検査に必要な構成機器をさらに追加して、同時に撮影する容器14の個数を増やすことができる。
In the embodiment of the present invention, the head unit 4 inspects two
また、本発明の実施の形態では、容器14に貼り付けられたラベルの検査について述べたがこれに限定はされない。例えば、缶などの容器14の外周面に直接印刷された文字、記号等の検査もおこなうこともできる。
Moreover, in embodiment of this invention, although the test | inspection of the label affixed on the
1 円筒型容器外周面自動検査装置
3 スターホイール
4 ヘッド部
5 回転ローラ
6 モータ
7 受けローラ
9 照明装置
10 ラインスキャンカメラ
11 画像処理装置
12 モニター
14 容器
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
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JP2004131275A JP2005227257A (en) | 2004-01-16 | 2004-04-27 | Inspection device for peripheral surface of cylindrical container |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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