JP2008304487A - 瓶の輪郭及び壁を検査する機械 - Google Patents

Abstract

【課題】瓶の壁及び輪郭を検査するための改良に係る機械を提供すること。
【解決手段】コンベア１２により連続的に２つの検査ステーションに供給される瓶１０の輪郭及び壁を検査する機械が開示されている。一対の光源１８は、完全に照射したとき、ＣＣＤカメラ１６、１６Ａの像上に瓶１０の２つの像を画成し、壁を検査できるようにする。光源の一部は暗くなり、瓶１０の２つの異なる像をＣＣＤカメラ１６、１６Ａの像上に撮影し、その輪郭が検査可能であるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、瓶のようなガラス製容器又はプラスチック製容器を検査する機械、より具体的には、容器本体の欠陥を見つけるために側壁を検査するか又は容器本体の輪郭の欠陥を見つけるために瓶の外周を検査するか何れかを行うことのできる機械に関する。

ガラス製の瓶の製造にあっては、受け入れ難い、瓶本体の輪郭にあらわれるの欠陥（コックドフニシュ(cocked finish)、曲がったネック部、底部の傾き）、又は瓶本体の壁内にあらわれる欠陥（小石、気泡、又は介在物）を生じさせることがある。

全体として、瓶の前面は、透明となるように、照明が当てられる。次に、壁の欠陥の有無についてその前面を検査することができる。３６０°まで（瓶の全周にわたって）、前面を完全に検査するためには、複数の角度からみた、前面の複数の像（通常、４つ）が必要とされる。米国特許第５，４８６，６９２号には、壁にある欠陥の有無を検査するのに使用され現在の技術の４像装置が開示されている。壁にある欠陥の有無を検査するためには、４つの像が使用される一方、輪郭の検査のためには、角度的に関係付けた２つの像（異なった角度からみた２つの像）があればよい。

本発明の１つの目的は、瓶の壁及び輪郭を検査するための改良に係る機械を提供することである。

本発明の上記の目的は、次のような機械により達成される。

すなわち、瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、瓶を第一の検査ステーションにて支持するコンベアと、第一のカメラ像手段を有し、コンベアの一方の側に設けられた第一のＣＣＤ（電荷結合素子）カメラ手段と、該ＣＣＤカメラ像手段上に瓶の像を撮影すべく、コンベアの他方の側に設けられた、照射領域を有する第一の光源とを備え、該第一の光源が、検査ステーションにて瓶を照射し得るように照射領域の全体を照射し、前記ＣＣＤカメラ像手段にて撮影された瓶の壁が検査することができるように作動可能であり、前記照射領域が、光源が検査中の瓶の輪郭を暗くするように作動されたときに暗くすることのできる選択した部分を有し、前記ＣＣＤカメラ像手段にて撮影された瓶の輪郭を検査することができるようにしたことを特徴とする。

ここで、光源は、例えば、垂直な複数列のＬ．Ｅ．Ｄ（発光ダイオード）を有し、該Ｌ．Ｅ．Ｄの個々の列がオフに切り替え可能である。

また、カメラ手段は、例えば、光源が照射領域の全体を照射するように作動するとき、瓶を撮影する第一のカメラ像を有する第一のＣＣＤカメラと、照射領域の選択部分が暗くなるとき、瓶を撮影する第二のカメラ像を有する第二のＣＣＤカメラとを備えるようにしてもよい。ここで、第一のカメラ像及び第二のカメラ像により第一の検査ステーションにて瓶を撮影するために、コンベアの他方の側に配置された、照射領域を有する第二の光源を更に備えるようにしてもよい。この第二の光源は、例えば、照射領域の全体を照射し、第一の検査ステーションにて瓶を照射し、第一のカメラ像にて撮影された瓶の壁を検査することができるように作動可能であり、第二の光源の前記照射領域が、光源が作動されたときに暗くなって、検査中の瓶の輪郭を暗くし、前記第二のカメラ像にて撮影された瓶の輪郭を検査することができるようにしてある。また、第二の光源は、例えば、垂直な複数列のＬ．Ｅ．Ｄを有し、前記光源が作動されたとき、該Ｌ．Ｅ．Ｄの個々の列がオフに切り替え可能である。

第一及び第二のカメラは、例えば、カメラ像の１つの部分にて第一の照射手段により照射された瓶を撮影し、カメラ像の別の部分にて第二の照射手段により照射された瓶を撮影するようにしてもよい。

この場合、第二のカメラ像手段を有する、コンベアの他方の側に設けられた第二のＣＣＤカメラ手段と、第二のカメラ像手段により第二の検査ステーション上の瓶を撮影すべく、コンベアの一方の側に設けられた、選択した照射領域を有する第三の光源とを備え、該第三の光源が、第二の検査ステーションにて瓶を照射し得るように照射領域の全体を照射し、第二のカメラ像手段にて撮影した瓶の壁を検査することができるように作動可能であるようにしてもよい。ここで、第三の光源は、例えば、複数の垂直列のＬ．Ｅ．Ｄを有する。

第二のカメラ像手段により第二の検査ステーションの瓶を撮影するために、コンベアの一方の側に設けられた、照射領域を有する第四の光源を備えてもよく、該第四の光源は、第二の検査ステーションにて瓶を照射し得るように照射領域の全体を照射し、第二のカメラ像手段にて撮影した瓶の壁を検査することができるように作動可能である。この場合も、第四の光源は、例えば、複数の垂直列のＬ．Ｅ．Ｄを有する。

第二のＣＣＤカメラ手段は、第三のカメラ像を有する第三のカメラを備え、第三の光源により照射された瓶の像が第三のカメラ像上の１つの部分に撮影され、第四の光源により照射された瓶の像が第三のカメラ像上の別の部分に撮影されるようにしてもよい。

本発明のその他の目的及び有利な点は、特許法の規定に従って、本発明の原理を内蔵する、現在の１つの好適な実施の形態を示す、本明細書の以下の説明及び添付図面から明らかになるであろう。

ガラス製又はプラスチック製とすることのできる瓶１０は、図１に図示した２つの検査ステーションにて連続的に検査するため、コンベア１２に沿って図１の右側から左側に搬送される。第一の検査ステーションにおいて、角度的に（図示した実施の形態においては、６０°）関係付けた瓶の２つの像（例えば、図示した実施の形態では、６０°開いた、異なる２つの角度からみた、瓶の２つの像）が、米国特許第４，０２５，２０１号及び同第５，４８６，６９２号に開示されたような、適当なビームスプリッティング光学素子を使用して、ＣＣＤカメラ１６の像に撮影される（一方の像は、カメラの像の半分に撮影され、もう一方の像はカメラの像の他の半分に撮影される）。このカメラは、その２つの像の各々により壁の検査を行う。第二のステーションにおいて、角度的に（図示した実施の形態にて６０°）関係付けた瓶の２つの像（例えば、図示した実施の形態では、６０°開いた、異なる２つの角度からみた、瓶の２つの像）は、同様のビームスプリッティング光学素子を使用して、垂直方向に積み重ねた一対のＣＣＤカメラ１６、１６Ａ（図２）の像に撮影されるように画成される。一方のカメラは、その２つの像の各々により壁を検査し、もう一方のカメラは、２つの像の輪郭を検査する。

好適な実施の形態において、その２つの像は、ＣＣＤカメラの像上に同時に撮影されるが、本発明の説明を簡略化するため、図１の各ステーションには一対のカメラが図示されている。選択随意的に、各検査毎に各ステーションにて各像を単一のカメラで撮影するか又は各ステーションに単一のカメラを配置し、第二のステーションにおけるカメラが、瓶の壁の検査と輪郭の検査のため、瓶の双方の像を連続的に撮影するようにするか、若しくは第一の検査ステーションにて単一のカメラを使用し、第二のステーションにて積み重ねた一対のカメラを使用し、その一対のカメラの各々が双方の像を撮影し、１つのカメラを瓶の壁の検査専用とし、もう一方のカメラを瓶の輪郭の検査専用とするようにすることも可能である。

垂直列Ｌ．Ｅ．Ｄ（発光ダイオード）２０を多数備える、大きい光線領域を画成する制御された光源１８が各像と関係付けられる。図１及び図２から理解し得るように、Ｌ．Ｅ．Ｄは、光線が瓶の全体を透過し（頂部から底部に且つ一方の側部から他方の側部に）、またカメラに像が形成されるように収束し又は照準決めされる。簡単な設計において、Ｌ．Ｅ．Ｄの各垂直列は、電界効果トランジスタ（図示せず）によりオン・オフを切り替えることができる。略円弧状ディフューザ又はラップドディフューザ２２が制御した２つの光源からの光線をインターセプトし、これにより、その光線を拡散して、２つの光源の間の暗い空隙を略解消する。

各ステーションにおいて瓶の側壁を検査するため、双方の光源は、高強度にて完全に照射する（全てのＬ．Ｅ．Ｄを「オン」に切り替える）。図３に図示するように、検査ステーションの瓶の各像において、制御された光源パネル（その双方のパネルは単一物として見える）の端縁２６に近接する瓶の側部２４は暗く表われ、これにより壁を検査するためのデータが得られる。瓶のその他の部分は略透明であり、このため、壁の欠陥を検査することができる。

第二のステーションにおいて瓶の輪郭を検査するため、制御した光源は、低強度にて照射し、垂直列のＬ．Ｅ．Ｄの１つ以上を各制御された光源の各側部にてオフに切り替え（オフに切り替えるべき、各制御された光源の各側部における列の数は独立的に設定することができる）、瓶の本体の側端縁３０の後方に暗い領域２８を画成し、カメラに対して本体の明確な暗い輪郭を提供する（この暗い領域は、図１にて光源の後方の黒い線として概略図で示してある）。瓶のネック部分及び仕上げ部分３２による屈折性質のため、この暗い領域は、仕上げ品の輪郭をも同様に暗く表わす。このため、各像における瓶の輪郭を分析することができる。本明細書で開示した光源は、垂直の暗い列を画成し得るように個々にオン・オフ切り替えすることができる垂直な光線列を有するが、光源の異なる選択領域をオフに切り替えることを可能にするその他の光源を使用することもできる。かかる光源において、操作者は、所望の結果を達成する領域をオフに切り替えることになる。

第二のステーションにて積み重ねたカメラを使用する場合、コンベアの表面が見えず、第二のカメラ１６が輪郭カメラ１６Ａの上方に配置されるように、瓶の輪郭を分析するカメラ１６Ａ（輪郭カメラ）の向きを設定する（図２）。図１から理解し得るように、その像の間の角度は、制御された光源の面積を最大にし（コンベアは、制御された光源を配置可能な面積を制限する）、また、瓶の壁に関連し、特により薄い壁で且つ瓶のネック部で相違するより大きい内径並びに外径に関連するガラスの屈折特性の効果を活用して、側壁の照射量を最大にし得るように選択される。

本発明の教示に従って製造された検査機械の平面図である。 図１の線２−２に沿った断面図である。 制御された双方の光源が完全にオンとされた、検査すべき瓶を見るカメラからの像の図である。 制御された光源の部分がオフとされた、図３と同様の図である。

符号の説明

１０ 瓶 １２ コンベア
１６、１６Ａ ＣＣＤカメラ １８ 光源
２０ Ｌ．Ｅ．Ｄ ２２ ディフューザ
２４ 瓶の側部 ２６ 光源パネルの端縁
２８ 瓶の側端縁の暗い領域 ３０ 瓶の側端縁
３２ 瓶の仕上げ部分

Claims (22)

1. 瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
   瓶を第一の検査ステーションにて支持するコンベアと、
   第一のカメラ像手段を有し、コンベアの一方の側に設けられた第一のＣＣＤカメラ手段と、
   前記ＣＣＤカメラ像手段上に瓶の像を撮影すべく、コンベアの他方の側に設けられた、照射領域を有する第一の光源とを備え、
   該第一の光源が、検査ステーションにて瓶を照射し得るように照射領域の全体を照射し、前記ＣＣＤカメラ像手段にて撮影された瓶の壁が検査することができるように作動可能であり、
   前記照射領域が、光源が検査中の瓶の輪郭を暗くするように作動されたときに暗くすることのできる選択した部分を有し、前記ＣＣＤカメラ像手段にて撮影された瓶の輪郭を検査することができるようにした、機械。
2. 請求項１に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
   前記光源が、垂直な複数列のＬ．Ｅ．Ｄを有し、該Ｌ．Ｅ．Ｄの個々の列がオフに切り替え可能である、機械。
3. 請求項２に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
   前記カメラ手段は、前記光源が照射領域の全体を照射するように作動するとき、瓶を撮影する第一のカメラ像を有する第一のＣＣＤカメラと、前記照射領域の選択部分が暗くなるとき、瓶を撮影する第二のカメラ像を有する第二のＣＣＤカメラとを備える、機械。
4. 請求項３に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
   前記第一のカメラ像及び第二のカメラ像により第一の検査ステーションにて瓶を撮影すべく、コンベアの他方の側に配置された、照射領域を有する第二の光源を更に備え、
   該第二の光源は、照射領域の全体を照射し、前記第一の検査ステーションにて瓶を照射し、前記第一のカメラ像にて撮影された瓶の壁を検査することができるように作動可能であり、
   前記第二の光源の前記照射領域が、光源が作動されたときに暗くなって、検査中の瓶の輪郭を暗くし、前記第二のカメラ像にて撮影された瓶の輪郭を検査することができるようにする、機械。
5. 請求項４に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
   前記第二の光源が、垂直な複数列のＬ．Ｅ．Ｄを有し、前記光源が作動されたとき、該Ｌ．Ｅ．Ｄの個々の列がオフに切り替え可能である、機械。
6. 請求項５に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
   前記第一及び第二のカメラが、カメラ像の１つの部分にて前記第一の照射手段により照射された瓶を撮影し、カメラ像の別の部分にて前記第二の照射手段により照射された瓶を撮影する、機械。
7. 瓶が前記コンベアにより第二の検査ステーションに搬送される、請求項６に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
   第二のカメラ像手段を有する、コンベアの他方の側に設けられた第二のＣＣＤカメラ手段と、
   前記第二のカメラ像手段により前記第二の検査ステーション上の瓶を撮影すべく、コンベアの一方の側に設けられた、選択した照射領域を有する第三の光源とを備え、
   該第三の光源が、第二の検査ステーションにて瓶を照射し得るように照射領域の全体を照射し、前記第二のカメラ像手段にて撮影した瓶の壁を検査することができるように作動可能である、機械。
8. 請求項７に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
   前記第三の光源が、複数の垂直列のＬ．Ｅ．Ｄを有する、機械。
9. 請求項８に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
   前記第二のカメラ像手段ににより前記第二の検査ステーションの瓶を撮影すべくコンベアの一方の側に設けられた、照射領域を有する第四の光源を備え、
   該第四の光源が、第二の検査ステーションにて瓶を照射し得るように照射領域の全体を照射し、前記第二のカメラ像手段にて撮影した瓶の壁を検査することができるように作動可能である、機械。
10. 請求項９に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
    前記第四の光源が、複数の垂直列のＬ．Ｅ．Ｄを有する、機械。
11. 請求項１０に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
    前記第二のＣＣＤカメラ手段が、第三のカメラ像を有する第三のカメラを備え、前記第三の光源により照射された瓶の像が前記第三のカメラ像上の１つの部分に撮影され、前記第四の光源により照射された瓶の像が前記第三のカメラ像上の別の部分に撮影される、機械。
12. 瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
    瓶を第一の検査ステーションにて支持するコンベアと、
    第一のカメラ像手段を有し、コンベアの一方の側に設けられたカメラ手段と、
    前記カメラ像手段上に瓶を撮影すべく、コンベアの他方の側に設けられた、照射領域を有する第一の光源と
    を備え、
    該第一の光源が、上記第一の検査ステーションにて瓶を照射し得るように照射領域の全体を照射し、前記カメラ像手段にて撮影された瓶の壁を検査することができるように作動可能であり、
    前記照射領域が、前記カメラ像手段にて撮影される瓶の明確な暗い輪郭を提供することができるように、前記第一の光源の一部がオフに切り替えられたときに暗くすることのできる選択した部分を有する、機械。
13. 請求項１２に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
    前記第一の光源が、垂直な複数列のＬ．Ｅ．Ｄを有し、該Ｌ．Ｅ．Ｄの個々の列がオフに切り替え可能である、機械。
14. 請求項１２に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、前記カメラ手段は、
    前記第一の光源が照射領域の全体を照射するように作動するとき、瓶を撮影する第一のカメラ像手段を有する第一のカメラと、
    前記照射領域の選択した部分が暗くされるとき、瓶を撮影する第二のカメラ像手段を有する第二のカメラと
    を備える、機械。
15. 請求項１４に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
    前記第一のカメラ像手段及び第二のカメラ像手段により第一の検査ステーションにて瓶を撮影すべく、コンベアの他方の側に配置された、照射領域を有する第二の光源を更に備
    え、
    該第二の光源は、照射領域の全体を照射し、前記第一の検査ステーションにて瓶を照射し、前記第一のカメラ像手段にて撮影された瓶の壁を検査することができるように作動可能であり、
    前記第二の光源の前記照射領域は、前記カメラ像手段にて撮影される瓶の明確な暗い輪郭を提供することができるように、該第二の光源の一部がオフに切り替えられたときに暗くすることのできる選択した部分を有する、機械。
16. 請求項１５に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
    前記第二の光源が、垂直な複数列のＬ．Ｅ．Ｄを有し、前記第二の光源が作動されたとき、該Ｌ．Ｅ．Ｄの個々の列がオフに切り替え可能である、機械。
17. 請求項１５に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
    前記第一及び第二のカメラが、カメラ像手段の１つの部分にて前記第一の照射手段により照射された瓶を撮影し、カメラ像手段の別の部分にて前記第二の照射手段により照射された瓶を撮影する、機械。
18. 請求項１５に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、瓶が前記コンベアにより第二の検査ステーションに搬送可能であり、
    第二のカメラ像手段を有する、コンベアの他方の側に設けられた第二のカメラ手段と、
    前記第二のカメラ像手段により前記第二の検査ステーション上の瓶を撮影すべく、コンベアの一方の側に設けられた、選択した照射領域を有する第三の光源と
    を備え、該第三の光源が、第二の検査ステーションにて瓶を照射し得るように照射領域の全体を照射し、前記第二のカメラ像手段にて撮影した瓶の壁を検査することができるように作動可能である、機械。
19. 請求項１８に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
    前記第三の光源が、複数の垂直列のＬ．Ｅ．Ｄを有する、機械。
20. 請求項１９に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
    前記第二のカメラ像手段により前記第二の検査ステーションの瓶を撮影すべくコンベアの一方の側に設けられた、照射領域を有する第四の光源を備え、
    該第四の光源が、第二の検査ステーションにて瓶を照射し得るように照射領域の全体を照射し、前記第二のカメラ像手段にて撮影した瓶の壁を検査することができるように作動可能である、機械。
21. 請求項２０に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
    前記第四の光源が、複数の垂直列のＬ．Ｅ．Ｄを有する、機械。
22. 請求項１８に記載の瓶の輪郭及び壁を検査する機械において、
    前記第二のカメラ手段が、第三のカメラ像手段を有する第三のカメラを備え、前記第三の光源により照射された瓶の像が前記第三のカメラ像手段の１つの部分に撮影され、前記第四の光源により照射された瓶の像が前記第三のカメラ像手段の別の部分に撮影される、機械。

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