JP2006234725A - 筒状物品の側面部検査方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状物品の側面部に存在する欠陥を、高精度、高速に且つ、高精度に検査できる筒状物品の側面部検査方法を提供する。
【解決手段】筒状物品としての電池３の側面部の総高以下かつ半周未満を保持し、撮像手段としての撮像素子６を介して保持部以外の側面部面を検査したのち、電池３を反転させて保持し、撮像手段としての撮像素子６を介して保持部以外の側面部面を検査することにより、電池３の側面部全域を高精度に検査する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として、電池などの筒状物品の側面部に発生した打痕や傷等を高精度且つ、高速に均一な精度で検査する筒状物品の側面部検査方法およびその装置に関するものである。

筒状の電池は、近年、高容量化に対応して外装金属ケースの薄肉化が進み、その製造過程には多数の加工工程および搬送工程を有するため、製造過程で金属の筒状電池ケース側面には打痕や傷が発生することがある。こうした打痕や傷は電池の外観を損なうばかりでなく、製造過程での搬送工程で搬送詰まりによる生産トラブルの原因となる。また、重大な品質不良として打痕や傷の発生の際に加わったと考えられる衝撃により内部の合剤が割れたり、内部短絡を起こしたり、また、筒状電池ケースが割れて漏液したりする要因となるため外観検査が必要となる。

一方、筒状の電池の加工工程において、側面部に巻くラベルにシワや巻きズレが発生することがある。このようなラベルのシワや巻きズレは外観を損なうばかりでなく、剥き出しになった金属ケースが原因でショートしたり、電源機器に挿入できなかったりする可能性があり、不良品として排出する必要がある。

よって、製造された筒状の電池に対しては、作業者により外観の状態の検査が行われ、側面部に打痕や傷、ラベルのシワや巻きズレ等の筒状電池の外観を検査し、不良品電池は分別される。

筒状物品の側面部を検査する方法としては、図８に示されるようにワーク回転ユニット２１に筒状物品３を保持し、サーボモーター２２で筒状物品３を軸周りに回転させ、筒状物品３の周面を線状に撮像する手段で連続的に撮像し、２回転分の画像を筒状物品３に取り込んで基準画像と比較して差異を検出する方法も知られている（例えば、特許文献１参照）。
筒状物品の搬送ライン上に撮像手段および円筒型ミラー、環状照明を設置し、円筒型ミラーに筒状物品の側面部を投影して検査する方法（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。
特開２０００−１０５１９９号公報 特開２００２−２５７５３２号公報

しかしながら、作業者が筒状物品の側面部に存在する打痕や傷、ラベルのシワや巻きズレを検査するには、多数の作業者が長時間の検査をする必要がある。そのため、検査に費やされる経費が製造コストを増加させる要因になっている。また、作業者による目視検査は個人差、疲労状態によって検査精度が大きく変動する。その上、生産性を上げるために短時間に検査をする必要となり、作業者の負担も大きくなる。

一方、筒状物品の側面部の検査を自動化においても、特許文献１に開示されているように、筒状物品を撮像手段に対して等距離を維持しながら且つ、筒状物品を相対的に回転させて検査をするには、筒状物品を精度よく回転させる必要があり、筒状物品の回転精度が重要となり、高速に検査を行うことが困難であり、生産性が悪くなる課題がある。

特許文献２に開示されているように、筒状物品が通過する搬送ラインの真上に円筒形ミラー、カメラ、円筒リング状照明を設置する方法で高速に検査を行う場合、高速搬送による倒れ防止対策が必要であることや筒状物品同士の間隔をあけて搬送するための搬送治具が必要であり、筒状物品の側面部全域を検査することができない課題がある。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、筒状物品の側面部に存在する欠陥を、高精度、高速かつ低コストで検査するものである。

上記目的を達成するために本発明の筒状物品の側面部検査方法は、筒状物品の側面の一部を保持し、かつ保持位置を変えながら搬送される途中で、照明部と撮像手段からなる検査部により、筒状物品の側面部全域の検査を行うようにしたものである。

本発明の筒状物品の側面部検査方法は、高速に検査が可能であるにもかかわらず、高精度に筒状物品の側面部全域に存在する打痕、傷、シワ等を検査することが可能である。さらに、検査により判別された側面部不良品を高速に分別が可能であり、生産性の向上、コストの軽減、品質の向上が図れる。

本発明の実施の形態においては、筒状物品の側面の一部を保持し、かつ保持位置を変えながら搬送される途中で、照明部と撮像手段からなる検査部により、未検査部を残すことなく筒状物品の側面部の全域を検査することができ、打痕、傷、シワ等の不良品の流出を防ぎ、品質の向上が図れる。

筒状物品の側面部の総高以下かつ半周未満を搬送手段に設けられた保持手段で保持し、筒状物品を搬送する途中で、筒状物品を照射する照明部と筒状物品の側面部を射影する鏡映器と鏡映器に射影された像を取り込む撮像手段により、筒状物品の保持部以外の側面部を検査し、筒状物品の側面の保持位置を変えた後、筒状物品の側面部の未検査部を検査することにより、筒状物品が影になることなく筒状物品の側面部全域を検査することができる。

筒状物品の側面部の総高以下かつ半周未満を搬送手段に設けられた保持手段で保持し、筒状物品を搬送する途中で、筒状物品を照射する照明部と筒状物品の側面部を射影する鏡映器と鏡映器に射影された像を取り込む撮像手段を配置により、筒状物品の保持部以外の側面部を検査する第一の検査工程と保持部の位置を変え、第一の検査工程での未検査部を含む筒状物品の側面部を検査する第二の検査工程を有し、第一の検査工程と第二の検査工程により高速搬送および加工に適した搬送方式への採用が可能となり、高速検査にもかかわらず安定した筒状物品の側面部全域を検査することができ、生産性の向上が図れる。

筒状物品と撮像手段の間に鏡映器を配置し、筒状物品の上部方向より照明を当て検査することにより、歪みのない筒状物品の側面部の画像を撮像手段に取り込めるため画像処理時間の短縮ができ、均一な精度で高速検査化が可能となる。

筒状物品と撮像手段の間に鏡映器を配置し、筒状物品の下部方向より照明を当て検査することにより筒状物品の側面部の全域に存在する打痕、傷、シワ等が強調された筒状物品の側面部の画像を撮像手段に取り込め、高精度で検査をすることができる。

筒状物品を搬送する手段と、搬送する途中に筒状物品の側面部の位置を変え保持する手段と、筒状物品を搬送する途中に照明部と撮像手段を配置し、撮像手段を介して筒状物品
の側面部全域を検査するように構成したことにより連続的な筒状物品の側面部全域の検査が可能であり、検査後の不良品分別もできる。

筒状物品の側面部の総高以下かつ半周未満を搬送手段に設けられた保持手段と、筒状物品を搬送する途中に筒状物品を照射する照明部と筒状物品の側面部を射影する鏡映器と鏡映器に射影された像を取り込む撮像手段と、撮像手段を介して筒状物品の保持部以外の側面部を検査する第一の検査手段と、保持部の位置を変え第一の検査部の未検査部を含む筒状物品の側面部を検査する第二の検査手段を有し、第一の検査手段と第二の検査手段により筒状物品の側面部全域を全数検査する自動化が可能で検査に費やされる経費の軽減が図れ、コストの軽減が図れる。

搬送手段として第一の送転盤と第二の送転盤を有し、筒状物品の側面部の総高以下かつ半周未満を第一の送転盤に備えられた第一の保持手段と、筒状物品を搬送する途中に検査する第一の検査手段と、筒状物品を第一の保持状態に対し筒状物品の軸まわりに反転した状態で受け渡す第二の送転盤に備えられた第二の保持手段と、筒状物品を搬送する途中に検査する第二の検査手段を備えることにより搬送の流れに沿った検査が可能で、高速による搬送のトラブルがなく筒状物品の側面部全域の検査を高速化ができ、生産性の向上が図れる。

筒状物品の側面部の総高以下かつ半周未満を保持手段と、筒状物品を搬送する途中に検査する第一の検査手段と、筒状物品の軸まわりに反転させ、筒状物品を搬送する途中に検査する第二の検査手段を備えることにより検査中に筒状物品を回転させる必要がなく高速化での筒状物品を反転させる精度に影響されずに筒状物品の側面部全域を検査することが可能となり、検査装置のコンパクト化が図れ、コストの軽減が図れる。

筒状物品と撮像手段の間に鏡映器を配置し、筒状物品と鏡映器の配置位置と対称位置に照明部を配置するように構成したことにより筒状物品の側面部の色、絵柄に影響されることなく、筒状物品の側面部全域を高精度に検査することができ、品質の向上が図れる。

筒状物品と撮像手段の間に鏡映器を配置し、筒状物品と鏡映器の間に照明部を配置するように構成したことにより筒状物品の側面部全域に存在する打痕、傷、シワ等を高精度に検査することができ、品質の向上が図れる。

本発明の具体的実施形態について、図１から図７を参照しながら説明する。

以下では、円筒形の筒状物品である電池を主体に一実施例を挙げるが、本発明の検査対象はなんらこれに限定されるものではない。

乾電池等に代表される筒状物品の製造工程では、ロータリー方式と呼ばれる円筒カムおよび送転盤を多く用いることで、高速かつ連続的に筒状物品を加工・搬送する方式が広く用いられている。

以下、このロータリー方式にて筒状物品を搬送し、筒状物品としてラベルを巻いたアルカリ乾電池（以下電池）を用いた具体的実施例について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る電池の側面部検査装置の斜視図である。電池３を検査部までに搬送する搬送手段として送転盤１を用い、電池３を搬送コンベア等（図示せず）で送転盤１の入口まで電池３同士が隙間なく搬送され、送転盤１に供給される。供給された電池３の保持にはマグネット２４を用いる。送転盤１は電池３の総高よりも低く、また電池の側面部の半周以下をマグネット２４にて保持できるくぼみ２３を備えている。電池３を保持する手段
としては、磁気的吸着のほか、真空吸着等でも構わない。

検査部４には電池３上に照明部８、鏡映器７、撮像手段としての撮像素子６が配置されている。また、検査部４の構成においては電池３の側面部方向、斜め上部または下部方向に撮像素子６、照明部８を配置した場合、鏡映器７を省略することが可能である。

次に、電池３が検査部４に到達したときに、照明部８によって照射された電池３の側面部を鏡映器７に射影し、鏡映器７に射影された反射像となった電池３の保持部以外の側面部画像を撮像素子６にて撮像し、付帯の画像処理機で処理し、電池３の保持部以外の側面部を検査する。鏡映器７に射影された電池３の側面部の反射像は、実体の側面部に対し均一な面積比で射影されるため、撮像素子６に取り込まれた側面部画像は、歪みがなく、任意の各部分の単位面積が均一となり、画像処理時間の短縮が図れる。歪んだ側面画像を取り込んだ場合、データ容量も大きくなり、画像補正が必要となるため画像処理時間を拡大させていた。また、照明部８の配置を電池３と鏡映器７の配置位置と対称位置に照明部８を配置、または、電池３と鏡映器７の間に照明部８を配置して鏡映器７に反射像を映し出し、その反射像の側面部画像を撮像して検査を行っても構わない。

さらに、検査部４は第一回目の検査と第二回目の検査を行う構成になっている。第一回目の検査での保持状態に対し、電池３の軸方向に１８０°反転した状態に電池３を保持し直す、または自転させて第二回目の検査にて電池３の保持部以外の残りの未検査側面部の検査を行い、検査部４に電池３を２回通すことにより電池３の側面部全域を検査する。また、検査後、電池３の側面部に存在する打痕、傷等がある場合、不良品と判断されると、シリンダ７１のロッド部（図示せず）が突き出し、電池３は送転盤１より排出され良品のみを次工程に搬送する。鏡映器７としては、円筒型ミラー、お椀型ミラー、半円形ミラー、凹面鏡、円錐形レンズなどが考えられるが、なんらこれらに限定されるものではない。

図２は、本発明における第２の実施形態に係る電池の側面部検査装置の斜視図である。電池３を搬送コンベア等（図示せず）で送転盤１の入口まで電池３同士が隙間なく搬送され、送転盤１に供給される。送転盤１の側面部には、電池３の総高よりも低い円弧形状にくぼみ２３を切り欠いて、マグネット２４を埋め込み、電池３の側面部の半周以下を保持する。電池３の保持手段はマグネット２４にとらわれず、真空による吸着等でも構わない。このとき、電池３の保持角度は電池側面部の１８０°以下とし、電池３の側面の１００°から１５０°にて保持することが望ましい。

送転盤１の電池３の保持部には自転するローラー２が設置され、電池３に接続された小型モーター（図示せず）により電池３を回転させる機構が設けられている。また、電池３に回転を与えるガイドを設置し、送転盤１を回転させることで電池３を自転させる機構でも構わない。

送転盤１を回転させてできる電池３の搬送経路に、第一の検査部４および第二の検査部５を設置する。第一の検査部４は、電池３上に設置した撮像手段としての撮像素子６、電池３と撮像素子６の間に設置した鏡映器７および撮像素子６の近傍に設置された照明部８から構成される。電池３と第一の検査部４の位置関係は同軸上であるほうが好ましい。また、同様に、第二の検査部５にも電池３上に設置した撮像手段としての撮像素子９、電池３と撮像素子９の間に設置した鏡映器１０、および撮像素子９の近傍に設置された照明部１１から構成される。

送転盤回転用モーター(図示せず)を駆動して送転盤１を回転させ、送転盤１に保持された電池３が第一の検査部４に到達したとき、照明部８によって電池３の側面部を照射し、鏡映器７に電池３の側面部が射影され、鏡映器７に射影された反射像の側面部画像２１０
°相当を撮像素子６により撮像して電池３の側面部画像を取り込み、電池３の側面保持部以外の側面部を検査する。第一の検査後、送転盤１の電池３の保持部に設置したローラー２により電池３を１８０°だけ回転させ、電池３が第二の検査部５に到達したとき、鏡映器１０上に射影された電池３側面保持部以外の反射像の側面部画像２１０°相当を撮像素子９により撮像して電池３の保持部以外の残りの未検査側面部を検査し、電池３の側面部全域を均一な精度で検査する。また、検査後、電池３の側面部に存在する打痕、傷等がある場合、不良品と判断されると、シリンダ７１のロッド部（図示せず）が突き出し、電池３は送転盤１より排出され良品のみを次工程に搬送する。

図３は、本発明における第３の実施形態に係る電池の側面部検査装置の斜視図である。電池３を搬送コンベア等（図示せず）で送転盤１２の入口まで電池３同士が隙間なく搬送され、送転盤１２に供給される。送転盤１２の側面部には、電池３の総高よりも低い円弧形状にくぼみ２３を切り欠いて、マグネット２４を埋め込み、電池３の側面部の半周以下を保持する。電池３の保持手段はマグネット２４にとらわれず、真空による吸着等でも構わない。このとき、電池３の保持角度は電池側面部の１８０°以下とし、電池３の側面の１００°から１５０°にて保持することが望ましい。

送転盤１２および送転盤１３を隣接させて設置し、送転盤１２にモーター（図示せず）を接続し、ギア（図示せず）により送転盤１３に回転を伝達する。送転盤１２の側面上に電池３の側面部を保持し、送転盤１２に保持された電池３が送転盤１３との接点部まで搬送されると、電池３は送転盤１２の保持部より離れ、１８０°反転した電池３の側面部が送転盤１３に保持される。送転盤１２から送転盤１３に電池３を移し渡す機構をしてガイド（図示せず）を用い、流れに沿ったスムーズな移し替えを行っている。

送転盤１２の電池３の搬送経路に第一の検査部４と送転盤１３の電池３の搬送経路に第二の検査部５をそれぞれ設置する。第一の検査部４は、電池３上に設置した撮像手段としての撮像素子６、電池３と撮像素子６の間に設置した鏡映器７および撮像素子６の近傍に設置された照明部８から構成される。電池３と検査部４の位置関係は同軸上であるほうが好ましい。

また、同様に第二の検査部５は、電池３上に設置した撮像手段としての撮像素子９、電池３と撮像素子９の間に設置した鏡映器１０および撮像素子９の近傍に設置された照明部１１から構成される。モーター（図示せず）を駆動して送転盤１２を回転させ、送転盤１２に保持された電池３が第一の検査部４に到達したとき、鏡映器７に射影された反射像の電池３の側面保持部以外の側面部画像２１０°相当を撮像素子６により撮像し、検査する。その後、電池３を送転盤１２から送転盤１３に受け渡し、電池３が第二の検査部５に到達したとき、鏡映器１０に射影された反射像である電池３の側面保持部以外の側面部画像２１０°相当を撮像素子９により撮像し、電池３の側面部全域を均一な精度で検査する。また、検査後、電池３の側面部に存在する打痕、傷等がある場合、不良品と判断されると、シリンダ７１のロッド部（図示せず）が突き出し、電池３は送転盤１３より排出され良品のみを次工程に搬送する。

図４は、本発明の第４の実施形態に係る電池の側面部検査装置の斜視図である。電池３を図２において説明したように、送転盤１にて搬送する途中の第一の検査部１４と第二の検査部１５にて、電池３の側面部全域を均一な精度で検査する。検査後、電池３の側面部に存在する打痕、傷等がある場合、不良品と判断され、シリンダ７１により送転盤１より搬出され良品のみを次工程に搬送する。ここで、第一の検査部１４および第二の検査部１５においては、照明部８および照明部１１の代わりに電池３に対して撮像手段としての撮像素子６および撮像素子９と対称位置に面発光照明部１６および面発光照明部１７を設置して、電池３の側面部全域を均一な精度で検査を行っている。

図５は、本発明の第５の実施形態に係る電池の側面部検査装置の斜視図である。電池３を図３において説明したように、送転盤１２および送転盤１３にて搬送する途中にある第一の検査部１４と第二の検査部１５にて電池３の側面部全域を均一な精度で検査する。検査後、電池３の側面部に存在する打痕、傷等がある場合、不良品と判断され、シリンダ７１により送転盤１３より搬出され良品のみを次工程に搬送する。ここで、第一の検査部１４および第二の検査部１５においては、照明部８および照明部１１の代わりに電池３に対して撮像手段としての撮像素子６および撮像素子９と対称位置に面発光照明部１６および面発光照明部１７を設置して、電池３の側面部全域を均一な精度で検査を行っている。
次に、円筒形電池をコンベアにて搬送し、円筒形電池の側面部に存在する傷、打痕等を検査する方法について、図６を用いて説明する。図６は、本発明における第６の実施形態に係る円筒形電池の側面部検査装置の斜視図を示すものである。

タイミングベルト６４には、円筒形電池６１をタイミングベルト６４の進行方向に対して垂直に保って搬送するためのアタッチメントジグ６５が等間隔に取り付けられ、タイミングプーリー６６によって駆動される。アタッチメントジグ６５およびタイミングベルト６４には穴があり、直線走行部には吸引装置７０が設けられ、アタッチメントジグ６５にある円筒形電池６１は吸引吸着により側面部のみで保持される。以下、この搬送装置をアタッチメントコンベア７６と称する。円筒形電池６１を保持する手段としては、真空吸着のほか、磁気的吸着等でも構わない。

検査部７３、７４には、それぞれ円筒形電池６１の同軸上に、撮像手段としての撮像素子６７、鏡映器６８および照明部６９が設けられている。また、検査部７３、７４の構成のおいては、円筒形電池６１の側面部方向、斜め上部または、下部方向に撮像素子６７、照明部６９を配置した場合、鏡映６８を省略することも可能である。

不良排出部にはシリンダ７１が設けられており、シリンダのロッド部（図示せず）が出ると円筒形電池６１はアタッチメントジグ６５から離されることにより不良判別される。

円筒形電池６１は、円筒形電池６１同士が隙間無く入口に供給され、入口送転盤６２およびガイド部６３に沿ってアタッチメントジグ６５に受け渡される。円筒形電池６１が検査部４に到達したときに、照明部によって電池の側面部を照射し、鏡映器６８に射影された反射像となった円筒形電池６１の保持部以外の側面部画像を撮像素子６７にて撮像し、付帯の画像処理機で処理し、不良の検査を行う。円筒形電池６１は受け渡し部７５でガイド７８および７９を介してアタッチメントコンベア７６からアタッチメントコンベア７７へ受け渡して１８０°反転した形で保持される。検査部７４で検査部７３と同様に、保持部以外の側面が検査され、検査部７３および検査部７４を併せて円筒形電池６１は側面部全域を検査される。検査部７３、７４のいずれか１つ以上に不良が検出されると、シリンダ７１にて円筒形電池６１は排出され、良品と判別された円筒形電池６１のみが出口送転盤７２を介して次工程へ搬送される。

アタッチメントジグ６５およびタイミングベルト６４の幅は、円筒形電池６１に影を作らないように円筒形電池６１の総高より低いことが望ましい。また、アタッチメントジグ６５は、検査部２基で側面部の全域を検査できるように円筒形電池６１の側面部の半周以下を保持する形状である。

鏡映器としては、円筒型ミラー、お椀型ミラー、半円形ミラー、凹面鏡、円錐形レンズなどが考えられるが、なんらこれらに限定されるものではない。
図７は、本発明における第７の実施形態に係る角筒形電池の側面部検査装置の斜視図を示すものである。図６では筒状物品が円筒形電池について説明してきたが、図７に示される
ように角筒形電池８１では入口送転盤６２、アタッチメントジグ６５、ガイド部、出口送転盤７２等の形状を適宜変更し、鏡映器として台形角錐型ミラー等を用い、角筒形電池の側面部がミラーに射影される反射像の側面部画像を撮像手段で取り込み検査する。

また、本発明の筒状物品の側面部検査方法では、検査により判別された側面部不良品を自動に排出することにより自動化での検査が可能である。さらに、側面部不良品が続出した場合は、検査続行をせず、側面部不良品の続出を警告して更なる品質の向上とコストの軽減を図っている。

（実施例１）
実施例１として、本発明の第２の実施形態に係る電池の側面部検査装置にて、電池３の側面部全域を検査した。図２で示されるように、送転盤１の側面部に電池３の側面部の半周以下を保持し、搬送する途中の第一の検査部４にて電池３の側面保持部以外の側面部を検査する。第一の検査後、電池３を反転させ、第二の検査部５にて、電池３の保持部以外の残りの未検査側面部を検査し、電池３の側面部全域を均一な精度で検査を行った。

（実施例２）
実施例２では、本発明の第３の実施形態に係る電池の側面部検査装置にて、電池３の側面部全域を検査した。図３で示されるように、送転盤１２の側面部に電池３の側面部の半周以下を保持し、搬送する途中の第一の検査部４にて電池３の側面保持部以外の側面部を検査する。次に、送転盤１２に隣接された送転盤１３に電池３を移し替えした。送転盤１３の電池３の搬送経路にある第二の検査部５にて、電池３の保持部以外の残りの未検査側面部を検査し、電池３の側面部全域を均一な精度で検査を行った。

（実施例３）
実施例３では、本発明の第４の実施形態に係る電池の側面部検査装置にて、電池３の側面部全域を検査した。図４で示されるように、送転盤１の側面部に電池３の側面部の半周以下を保持し、搬送する途中の面発光照明部１６を設置した第一の検査部１４にて電池３の側面保持部以外の側面部を検査する。第一の検査後、電池３を反転させ、面発光照明部１７を設置した第二の検査部１５にて、電池３の保持部以外の残りの未検査側面部を検査し、電池３の側面部全域を均一な精度で検査を行った。

（実施例４）
実施例４では、本発明の第５の実施形態に係る電池の側面部検査装置にて、電池３の側面部全域を検査した。図５で示されるように、送転盤１２の側面部に電池３の側面部の半周以下を保持し、搬送する途中の面発光照明部１６を設置した第一の検査部１４にて電池３の側面保持部以外の側面部を検査する。次に、送転盤１２に隣接された送転盤１３に電池３の移し替えを行った。送転盤１３にある面発光照明部１７を設置した第二の検査部１５にて、電池３の保持部以外の残りの未検査側面部を検査し、電池３の側面部全域を均一な精度で検査を行った。

（比較例１）
上記実施例１から４と比較するための比較例１として、図８に示されるように電池３を回転ユニット２１に設置した。回転ユニット２１に接続したモーター２２を回転させることにより、電池３の側面を一次元撮像素子２３で撮像し、撮像した線状の画像を画像処理器（図示せず）で連続的に記録することで、電池３の側面を撮像し、電池３の側面部全域の検査を行った。

（比較例２）
比較例２では図９に示されるように、電池３を円筒形の搬送治具５１に挿入し、コンベア
５２上に配置した。電池３と同軸上に撮像素子５３を設置し、電池３と撮像素子５３の間に円筒型ミラー５４を設置し、撮像素子５３の近傍に環状照明５５を設置した。電池３が撮像素子５３と同軸上に到達したとき、円筒型ミラー５４上に投影された電池３の側面を撮像素子５２により撮像し、電池３の側面部全域の検査を行った。

円筒状物品の検査対象物としての電池３においては、電池３の側面にラベルを巻いていない電池３を用意し、マイナスドライバー（先端開き角１０°）の先端を電池３の側面に押し付けて、打痕を付けた。この方法で側面の任意の位置に深さ約０．５ｍｍ程度の打痕を付け、電池３の側面にラベルを巻き、側面ラベルを巻いた電池３を検査対象として１００個用意し、１分間に３００個の検査速度で検査し、不良と判定されたラベル付電池３の数量から検出率を算出した。

また、打痕をつけていない電池３の側面にラベルを巻いた電池３を１００個検査対象として用意し、１分間に３００個の検査速度でそれぞれ検査し、誤って不良と判定された数量から誤検出率を算出した。

さらに、打痕はついていないが、電池３の側面にしわのあるラベルを巻いた電池３を１００個用意し、１分間に３００個の検査速度で検査し、誤って不良と判定された数量から誤検出率を算出した。

なお、側面ラベルを巻いた電池を検査対象として用いた際の画像処理方法および不良判定方法を以下に示す。

上記実施例１から４および比較例１および２の電池３の側面撮像方法に対し、以下の評価を行った。撮像された画像を予め基準画像記憶させた基準画像と比較し、撮像手段の撮像素子６,９および２３,５３により撮像した画像のいずれか一つ以上に、規定の差異が確認された場合、不良と判定した。判定方法としては撮像された画像に対して二値化処理を施し、撮像した画像のいずれか一つ以上に、規定面積の黒色が確認された場合、不良としての判定も考えられるが、なんらこれらに限定されるものではない。

また、実施例１から４においては不良品と判断されると、シリンダ７１のロッド部が突き出し排出され、排出された数量と検査にて不良品として判断された数量が同数量であることは確認されている。

表１に示されるように、側面ラベルを巻いた電池３の検査において、本発明による実施例１から４を用いた検査方法では、高精度かつ、高速化においても安定して打痕の検出ができた。

比較例１においては、検査個数が１分間に３０個の検査が限界で高速下での検査ができず、高速検査方法に不向きであった。

比較例２においては、搬送治具５１に挿入してコンベア５２上を搬送させるため、搬送治具５１に挿入された位置にある打痕は検出することができなかった。電池３をコンベア５２に対して垂直に保って搬送するために、1分間に３００個の検査速度下では挿入代を約３ｍｍ程度必要であった。

通常、高速下で電池を安定して１８０°だけ回転させることが困難であったが、実施例１および３では、撮像手段の撮像素子６および９の各１台ににつき２１０°の検査範囲を設けたため、±３０°の回転ズレが許容され、安定した高精度の検出を行うことができた。

実施例３および４は、電池３に対して撮像素子６および９と対称位置に面発光照明１４および１５を設置したことにより、鏡映器７および１０には、照明からの光が電池３の側面で反射した反射光により形成される側面部画像が形成される。電池３の側面に打痕が存在する場合、打痕部に照射された光は乱反射するため、打痕が存在しない部位に比べて輝度が減少し暗く映り、打痕の存在やラベルのシワが顕著になったことと反射光照明のみを受けることで印刷の色柄が画像に現れにくくなり、ラベルの印刷の色柄に影響されずに打痕の有無による濃度差が顕著に現れることにより、検査速度を１分間に１０００個の検査も可能であった。

また、電池３の側面にラベルを巻いていない電池３の打痕を検査した場合、実施例１から４においては検査速度を１分間に１０００個の検査も可能であった。比較例２においてはコンベア上を搬送させる搬送治具５１への挿入代が７ｍｍ必要となり、検出率は９０％となった。

総じて、電池３の側面にラベルを巻いた電池３の側面に存在する打痕の検出においては、本発明における円筒物品の側面部検査方法およびその装置での効果が大きく、高速検査にもかかわらず、高精度に安定して検出を行うことができた。

本発明によれば、乾電池に代表される筒状物品の側面部を高速且つ、精度よく検査することが可能になる。また、照明を検査対称物に対して撮像手段と対称位置に設置することにより、側面部に色柄を有する検査対象物に対しても、高精度に検査することが可能になる。さらに、高速検査に対応した不良品分別できる検査方法により筒状物品の側面部検査に好適に出来る検査方法である。また、本発明の構成は円筒形電池に限定されず、他の電池形状でも応用できる。

本発明の第１の実施形態に係る電池の側面部検査装置の斜視図 本発明の第２の実施形態に係る電池の側面部検査装置の斜視図 本発明の第３の実施形態に係る電池の側面部検査装置の斜視図 本発明の第４の実施形態に係る電池の側面部検査装置の斜視図 本発明の第５の実施形態に係る電池の側面部検査装置の斜視図 本発明の第６の実施形態に係る円筒形筒状物品の側面部検査装置の斜視図 本発明の第７の実施形態である角筒形筒状物品の側面部検査装置の斜視図 従来の円筒形電池の側面部検査装置の斜視図 従来の角筒形電池の側面部検査装置の斜視図

符号の説明

１ 送転盤
２ ローラー
３ 電池
４ 第一の検査部
５ 第二の検査部
６ 撮像素子
７ 鏡映部
８ 照明部
９ 撮像素子
１０ 鏡映部
１１ 照明部
１２ 送転盤
１３ 送転盤
１４ 第一の検査部
１５ 第二の検査部
１６ 面発光照明部
１７ 面発光照明部
２１ 回転ユニット
２２ モーター
２３ 一次元撮像素子１
５１ 搬送治具
５２ コンベア
５３ 撮像素子
５４ 円筒型ミラー
５５ 環状照明
６１ 円筒形電池
６２ 入口送転盤
６３ ガイド
６４ タイミングベルト
６５ アタッチメントジグ
６６ タイミングプーリー
６７ 撮像素子
６８ 鏡映器
６９ 照明部
７０ 真空装置
７１ 排出シリンダ
７２ 出口総転盤
７３ 検査部
７４ 検査部
７５ 受け渡し部
７６ アタッチメントコンベア
７７ アタッチメントコンベア
７８ ガイド
７９ ガイド
８１ 角筒形電池

Claims (11)

1. 筒状物品の側面部を検査する検査方法であって、前記筒状物品の側面の一部を保持し、かつ保持位置を変えながら搬送される途中で、照明部と撮像手段からなる検査部により、前記筒状物品の側面部全域を検査することを特徴とする筒状物品の側面部検査方法。
2. 筒状物品の側面部の総高以下かつ半周未満を搬送手段に設けられた保持手段で保持し、前記筒状物品を搬送する途中で、前記筒状物品を照射する照明部と前記筒状物品の側面部を射影する鏡映器と前記鏡映器に射影された像を取り込む撮像手段により前記筒状物品の保持部以外の側面部を検査し、前記筒状物品の側面の保持位置を変えた後、前記筒状物品の側面部の未検査部を検査することにより前記筒状物品の側面部全域を検査することを特徴とする請求項１に記載の筒状物品の側面部検査方法。
3. 筒状物品の側面部の総高以下かつ半周未満を搬送手段に設けられた保持手段で保持し、前記筒状物品を搬送する途中で、前記筒状物品を照射する照明部と前記筒状物品の側面部を射影する鏡映器と前記鏡映器に射影された像を取り込む撮像手段により前記筒状物品の保持部以外の側面部を検査する第一の検査工程と、前記保持部の位置を変え前記第一の検査工程での未検査部を含む前記筒状物品の側面部を検査する第二の検査工程を有し、第一の検査工程と第二の検査工程により前記筒状物品の側面部全域を検査することを特徴とする請求項１に記載の筒状物品の側面部検査方法。
4. 筒状物品と撮像手段の間に鏡映器を配置し、前記筒状物品の上部方向より照明を当て検査することを特徴とする請求項１に記載の筒状物品の側面部検査方法。
5. 筒状物品と撮像手段の間に鏡映器を配置し、前記筒状物品の下部方向より照明を当て検査することを特徴とする請求項１に記載の筒状物品の側面部検査方法。
6. 筒状物品を搬送する手段と、搬送する途中に前記筒状物品の側面部の位置を変え保持する手段と、前記筒状物品を搬送する途中に照明部と撮像手段を配置し、前記撮像手段を介して前記筒状物品の側面部全域を検査するように構成したことを特徴とする筒状物品の側面部検査装置。
7. 筒状物品の側面部の総高以下かつ半周未満を搬送手段に設けられた保持手段と、前記筒状物品を搬送する途中に前記筒状物品を照射する照明部と前記筒状物品の側面部を射影する鏡映器と前記鏡映器に射影された像を取り込む撮像手段と、前記撮像手段を介して前記筒状物品の保持部以外の側面部を検査する第一の検査手段と、前記保持部の位置を変え前記第一の検査部の未検査部を含む前記筒状物品の側面部を検査する第二の検査手段を有し、第一の検査手段と第二の検査手段により前記筒状物品の側面部全域を検査するように構成したことを特徴とする請求項６に記載の筒状物品の側面部検査装置。
8. 搬送手段として第一の送転盤と第二の送転盤を有し、筒状物品の側面部の総高以下かつ半周未満を第一の送転盤に備えられた第一の保持手段と、前記筒状物品を搬送する途中に検査する第一の検査手段と、前記筒状物品を前記第一の保持状態に対し前記筒状物品の軸まわりに反転した状態で受け渡す前記第二の送転盤に備えられた第二の保持手段と、前記筒状物品を搬送する途中に検査する第二の検査手段を備えることにより前記筒状物品の側面部全域を検査するように構成したことを特徴とする請求項６に記載の筒状物品の側面部検査装置。
9. 筒状物品の側面部の総高以下かつ半周未満を保持手段と、前記筒状物品を搬送する途中に検査する第一の検査手段と、前記筒状物品の軸まわりに反転させ前記筒状物品を搬送す
   る途中に検査する第二の検査手段を備えることにより前記筒状物品の側面部全域を検査するように構成したことを特徴とする請求項６に記載の筒状物品の側面部検査装置。
10. 筒状物品と撮像手段の間に鏡映器を配置し、前記筒状物品と前記鏡映器の配置位置と対称位置に照明部を配置するように構成したことを特徴とする請求項６に記載の筒状物品の側面部検査装置。
11. 筒状物品と撮像手段の間に鏡映器を配置し、前記筒状物品と前記鏡映器の間に照明部を配置するように構成したことを特徴とする請求項６に記載の筒状物品の側面部検査装置。
    

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