JP2011002330A

JP2011002330A - 角缶の内面検査方法

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Publication number: JP2011002330A
Application number: JP2009145343A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Tokunaga; 一廣徳永; Yoshikazu Maehara; 由和前原
Original assignee: SANYU KIKAI SEISAKUSHO KK
Current assignee: SANYU KIKAI SEISAKUSHO KK
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2011-01-06
Anticipated expiration: 2029-06-18
Also published as: JP5127781B2

Abstract

【課題】ラインカメラを角缶内の形状に合わせて動かし、移動する撮影中のカメラが常に角缶内と等距離で撮影でき、鮮明な画像が得られる角缶の内面検査方法を提供するにある。
【解決手段】外形がルーローの三角形状の回転体を、倣カムに穿設した回転体の外幅を一辺とする正方形の角穴内に、回転自在に設け、且つ、回転体から突出させると共に回転体のルーローの三角形状に対して重心および頂部の向きを一致させたカメラ保持体を備え、このカメラ保持体に対して、その頂部の側面に配した側面用ラインカメラと、先端面の頂部から重心に向けて配した底面用ラインカメラとから少なくとも成る撮影手段を用い、この撮影手段を角缶内に挿入した状態で、回転体の重心を駆動手段で偏心回転させながら撮影手段で角缶内を撮影し、この撮影した画像データーを基に、画像判定手段で角缶内面の良否を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、角缶の内面検査方法に関し、特には金属製の角缶の内面に施された塗料等の表面処理膜の状態を検査する角缶の内面検査方法に関する。

一般に角缶は、底部を有する正方形状の缶胴の開口部を缶蓋で閉塞した構造のものであり、鉄製やアルミニウム製で作られるのが一般的である。そして、角缶の製造においては、その内面に塗料等で内面処理を施し、これにより内面の保護と内容物の変化を防止している。この内面処理が完全に施され良好な状態であるか否かの検査として種々の内面検査が行われている。

従来、缶の内面検査方法として、缶内をカメラで撮影する方法は、特許文献１（特開２００５−３１５６９８号公報），特許文献２（特開平６−３４７４０８号公報），特許文献３（特開２００８−２４１６４９号公報），特許文献４（特開平９−２８８０６７号公報）等が開示されている。

これらの特許文献において、先ず特許文献１の検査方法は、缶体の内面を撮影するのに、缶体の開口側からリング状の照明で内面に投光させ、カメラで内面を撮影するものである（図７参照）。

また、特許文献２では、缶の内面の撮影が、複数の内面用カラーラインセンサカメラで缶の外から撮影している。

また、特許文献３では、特許文献１と同様に缶の開口側からリング状の照明で内面を照明し、缶の開口から缶の内面を撮影する方法である。

更に、特許文献４では、回動自在な支持桿に取付けた照明灯と複数のＣＣＤカメラをドラム缶内に挿入して、各カメラによりドラム缶内の撮影分担領域を撮影する方法である。

特開２００５−３１５６９８号公報特開平６−３４７４０８号公報特開２００８−２４１６４９号公報特開平９−２８８０６７号公報

しかしながら、上記特許文献１、２及び３に開示された缶内の撮影方法は、いずれも缶の外側から開口側に向けたカメラで缶内を撮影するため、缶内の隅々を隈なく撮影できず、しかも、缶の外側からでは、缶内面の小さな不良箇所を鮮明に撮影することが極めて困難であり、正確な撮影データーが得られないという問題点があった。

また、特許文献４の検査方法においては、缶内を撮影するのにカメラを缶内に挿入して撮影するが、挿入するカメラの位置はドラム缶の口栓からのものであり、その口栓は天板の中心から偏心して位置し、この状態でカメラを動かして缶内を撮影すると、カメラの位置と缶の各内面までの位置が刻々変化し、カメラの焦点距離も変化して焦点が合わなくなる不具合が生じ、特に角缶の場合にはこの状態が著しい。従って、角缶では缶内面の鮮明な画像が得られないという同様な問題点を有していた。

本発明は、カメラを角缶内の形状に合わせて動かし、移動する撮影中のカメラが常に角缶内と等距離で撮影でき、鮮明な画像が得られる角缶の内面検査方法を提供するにある。

本発明の他の目的は、角缶内の隅々まで隈なく短時間で鮮明に撮影できることである。

本発明は、外形がルーローの三角形状の回転体（１）を、倣カム（２）に穿設した前記回転体（１）の外幅を一辺とする正方形の角穴（2a）内に、回転自在に設け、且つ、前記回転体（１）から突出させると共に前記回転体（１）のルーローの三角形状に対して重心および頂部の向きを一致させたカメラ保持体（３）を備え、このカメラ保持体（３）に対して、その頂部の側面に配した側面用ラインカメラ（4a）と、先端面の頂部から重心に向けて配した底面用ラインカメラ（4b）とから少なくとも成る撮影手段（４）を用い、この撮影手段（４）を角缶（Ａ）内に挿入した状態で、前記回転体（１）の重心を駆動手段（５）で偏心回転させながら前記側面用ラインカメラ（4a）と底面用ラインカメラ（4b）とで前記角缶（Ａ）内を撮影し、この撮影した画像データーを基に、画像判定手段（６）で角缶（Ａ）内面の良否を判定することを特徴とする。

また、前記角缶（Ａ）内の撮影が、前記カメラ保持体（３）の頂部先端の隅部に設けた隅用ラインカメラ（4c）を加えた前記撮影手段（４）を用い、この追加した隅用ラインカメラ（4c）で角缶（Ａ）内の底隅部も同時に撮影するのが好ましい。

本発明でいうルーローの三角形状とは、正三角形の各頂点を中心に半径がその正三角形の一辺となる円弧で結んでできるおむすび形をした定幅図形をいう。

また、本発明の回転体（１）は、正面の外形が前記ルーローの三角形状で一定の厚さを有するものであり、この回転体（１）は、その円弧の半径を一辺とする正方形の中で回転することができ、その際に回転体（１）の各頂部は略正方形の軌跡を画いて移動する。

また、本発明の撮影手段（４）でラインカメラとは、一度に一列分の画像を連続して撮影するラインセンサカメラをいう。そして、本発明の撮影手段（４）は、側面用ラインカメラ（4a）及び底面用ラインカメラ（4b）が角缶（Ａ）内を幅広くスキャンできるイメージセンサが好ましく、特にはイメージセンサヘッドに光源を内蔵した細長タイプのもの、例えばキャノン・コンポーネンツ株式会社製のコンタクトイメージセンサ（ＦＦシリーズ）が好ましい。更に、隅用ラインカメラ（4c）は、幅広くスキャンする必要がないため、細長タイプのものでなく、矩形タイプのものが好ましい。

本発明の角缶の内面検査方法は、外形がルーローの三角形状の回転体（１）を、倣カム（２）に穿設した回転体（１）の外幅を一辺とする正方形の角穴（2a）内に、回転自在に設け、この回転体（１）から突出させると共に、回転体（１）のルーローの三角形状に対して重心および頂部の向きを一致させたカメラ保持体（３）を備え、このカメラ保持体（３）に対して、その頂部の側面に配した側面用ラインカメラ（4a）と、先端面の頂部から重心に向けて配した底面用ラインカメラ（4b）とから少なくとも成る撮影手段（４）を用い、この撮影手段（４）を角缶（Ａ）内に挿入した状態で、回転体（１）の重心を偏心回転させながら撮影手段（４）で撮影するため、側面用ラインカメラ（4a）は、正方形の角缶（Ａ）の側面に沿って正方形状に移動し、角缶（Ａ）の側面との距離を一定に保持しながら撮影することができる。

この際に、角缶（Ａ）の側面の四隅は丸味を呈しているが、ルーローの三角形状では、その頂部の移動軌跡が四隅に丸味を呈する正方形状であるので、この丸味は角缶（Ａ）側面の四隅の丸味と相似し、この四隅の撮影も一定距離を保持しながら撮影できる。同様に、底面用ラインカメラ（4b）は、角缶（Ａ）の四角面に沿って移動するので、四隅が丸い正方形状の底面であっても、その全面を等距離から撮影できる。

従って、本発明の撮影方法では、角缶（Ａ）の側面および底面を隈なく鮮明に撮影することが可能となり、その撮影時間も回転体（１）の１回転でもって、角缶（Ａ）内の側面と底面の撮影が極めて短時間にでき、搬送ライン上に連続的に流れる各角缶（Ａ）の内面検査にも充分対応できる。

また、撮影された画像データーは画像判定手段（６）で角缶（Ａ）内の良否を瞬時に判定でき、判別作業が極めて簡単となる。

更に、本発明の請求項２では、角缶（Ａ）内の底隅部も撮影できるので、角缶（Ａ）内の全域に渡って隈なく撮影でき、検査の正確性が極めて高くなる。

また、本発明の撮影がラインカメラを使用し、一定距離で撮影するので、角缶（Ａ）内の１周分すべてのピントが合い鮮明な画像データーが得られ、角缶（Ａ）内の微小なキズや欠陥が発見できる。

本発明の検査方法の概略を示す説明図である。本発明のルーローの三角形状の回転体と倣カムの関係を示す説明図である。本発明の倣カムに設けたカメラ保持体を示す斜視図である。本発明の倣カムを回転させる駆動手段を示す斜視図である。本発明の他の検査方法の概略を示す説明図である。本発明の撮影された画像データーを判定処理するブロック図である。

以下、本発明の実施の形態の角缶の内面検査方法について図面を基に説明する。

図１において、（Ａ）は角缶であり、特には金属角缶の１斗缶を対象とするものである。この角缶（Ａ）は、缶胴に底蓋を巻締めて取付けた状態のもので、その内面には塗料，メッキ等で表面処理されている。本発明では、この表面処理された角缶（Ａ）内をカメラで撮影し、内面の検査をする方法である。

以下、この検査方法について、その撮影の手段を説明すると、先ず、（１）は外形がルーローの三角形状をした回転体であり、一定の厚さを有している。この回転体（１）は、図１及び２に示すように、外形がルーローの三角形状のものであり、つまり、正三角形の各頂部（ロ）を中心に半径がその正三角形の一辺となる円弧で結んでできるおむすび状の形状をした定幅図形のものである。この回転体（１）の重心（イ）位置には、回転軸（1a）が突出し、この回転軸（1a）を駆動手段（５）で偏心回転させる。

（２）は倣カムであり、この倣カム（２）には、回転体（１）の外幅を一辺とする正方形の角穴（2a）が穿設され、この角穴（2a）の下部に角穴（2a）より狭い相似形の支持枠（2b）を形成している（図２参照）。この倣カム（２）の角穴（2a）内に回転体（１）が回転自在に設けられ、支持枠（2b）で安定保持されている。

また、回転体（１）には、図３に示すように、回転軸（1a）を設けた面と反対の面から突出するカメラ保持体（３）が設けられている。このカメラ保持体（３）は、回転体（１）の各頂部（ロ）内側から垂直に設けた細長なカメラ支持部材（3a）と、この三本のカメラ支持部材（3a）の先端に設けた回転体（１）と相似形のカメラ取付け板（3b）とから成り、このカメラ保持体（３）は、その重心及び頂部が、回転体（１）のルーローの三角形状に対して、回転体（１）の重心（イ）位置および頂部（ロ）の向きと一致させている。従って、カメラ取付け板（3b）はカメラ保持体（３）の頂部の側面に位置させている。

このカメラ保持体（３）には、そのカメラ支持部材（3a）に角缶（Ａ）の側面内を撮影するための側面用ラインカメラ（4a）を配して取付け、カメラ取付け板（3b）に角缶（Ａ）の底面内を撮影するための底面用ラインカメラ（4b）を配して取付けている。更に説明すると、カメラ保持体（３）に取付ける側面用ラインカメラ（4a）と底面用ラインカメラ（4b）は、一度に一列分の画像を連続して撮影可能なラインセンサカメラが使用され、光源を内蔵した細長タイプのものを使用するのが好ましい。

また、側面用ラインカメラ（4a）は一斗缶のように角缶（Ａ）の高さが深い場合、図示しないが、一本のカメラ支持部材（3a）の上下に別けて２台の側面用ラインカメラ（4a）を取付け、他の一本のカメラ支持部材（3a）の中間に１台の側面用ラインカメラ（4a）を取付けておくと、短いラインカメラが使用できると共に、この３台のラインカメラで角缶（Ａ）の側面全体が撮影できる。

次に、回転体（１）の駆動手段（５）について図１及び図４を基に説明すると、回転体（１）を回転させるために、その重心（イ）に突出した回転軸（1a）を回転させると、回転軸（1a）は偏心しながら回転する。従って、これを解決するのに、回転体（１）の回転軸（1a）は、駆動手段（５）である回転駒（5a）の下面に穿設させた細長な溝穴（5b）に挿入され、回転駒（5a）の回転軸（5c）を駆動モーター（5d）で駆動させている。つまり、駆動手段（５）は、下面に穿設した細長な溝穴（5b）を有する回転駒（5a）と、その回転駒（5a）から突出する回転軸（5c）と、この回転軸（5c）と連結した駆動モーター（5d）とから成る。

この駆動手段（５）で回転体（１）の回転軸（1a）を回転させると、回転軸（1a）は回転駒（5a）の回転により回転されるが、その際に回転軸（1a）は溝穴（5b）内を移動できるので偏心しながら回転され、この回転軸（1a）の回転で、回転体（１）が回転される。尚、この回転駒（5a）を使用した駆動手段（５）は、あくまで一例であって、これに限定されず、他の例として、図示しないが、回転体（１）の回転軸（1a）と駆動モーター（5d）間をユニバーサルジョイントで連結したもの、あるいは歯車機構を使用した駆動手段（５）でもよい。

また、これらの回転体（１），倣カム（２），カメラ保持体（３），撮影手段（４），駆動手段（５）は一体的に構成され、これら全体がシリンダー等（図示せず）で上下移動させることも可能である。

次に、本発明の角缶（Ａ）内の撮影方法について説明すると、先ず、角缶（Ａ）内にカメラ保持体（３）に取付けた撮影手段（４）を挿入した状態でもって、駆動モーター（5d）を駆動させると、それと回転軸（5c）で連結された回転駒（5a）が回転され、その溝穴（5b）に挿入された回転軸（1a）も偏心回転して回転体（１）が倣カム（２）の角穴（2a）に倣って回転する。この際に、回転体（１）の頂部（ロ）は、略正方形状の軌跡で移動する。従って、この回転体（１）の回転でカメラ保持体（３）に取付けた撮影手段（４）も、略正方形状に移動しながら角缶（Ａ）内を撮影する。具体的には、側面用ラインカメラ（4a）は角缶（Ａ）の正方形の側面内周に沿って一定距離で撮影でき、底面用ラインカメラ（4b）は角缶（Ａ）の底面内を、その正方形状に沿って上方から一定距離で撮影される。

しかも、角缶（Ａ）の側面及び底面の四隅は丸味を呈しているが、回転体（１）の頂部（ロ）の回転軌跡は正方形状の四隅が丸味を呈するので、これが丁度角缶（Ａ）の丸味のある四隅と略一致し、撮影手段（４）が丸味のある角缶（Ａ）の四隅も良好に撮影できるのである。

尚、撮影する際に、角缶（Ａ）の内面と撮影手段（４）との距離は、５mm〜１５mm程度の範囲であり、好ましくは、角缶（Ａ）内の凹凸の関係上、７mm〜１３mmの範囲がスキャンするのに適している。

また、本発明の請求項２では、角缶（Ａ）の底面側の隅部を明確に撮影できるように、側面用ラインカメラ（4a）と底面用ラインカメラ（4b）と共に、カメラ保持体（３）の頂部先端の隅部に設けた隅用ラインカメラ（4c）を加えた撮影手段（４）を用いて、この追加した隅用ラインカメラ（4c）で角缶（Ａ）内の底隅部も同時に撮影できるようにしている。これにより、角缶（Ａ）内の隅々まで隈なく撮影することが可能となり、より正確な撮影の画像データーが得られる。

尚、この隅用ラインカメラ（4c）は、撮影のエリアが狭いので、矩形のものでよい。

このようにして側面用ラインカメラ（4a）及び底面用ラインカメラ（4b）で撮影して得られた画像データーは、図６に示すように、画像判定手段（６）に送られ、この画像判定手段（６）でもって瞬時に角缶（Ａ）内の良否を判定する。この画像判定手段（６）としては、例えば予め撮影した正常な基準画像データーとカメラ（4a）,(4b）から得られた画像データーとを比較し、良否を判定する手段、あるいは得られた画像データーを分析し、部分的な色調や明度の変化の度合で良否を判定する手段等にすればよいが、必ずしもこれらの判定手段に限定されない。尚、隅用ラインカメラ（4c）の画像データーについても同様に判定される。

また、本発明の検査方法においては、その使用について、角缶（Ａ）の搬送ラインに設置でき、本発明の回転体（１），倣カム（２），カメラ保持体（３），撮影手段（４），駆動手段（５）とが一体的に構成しているため、これら全体をシリンダー等の移動手段でもって上下移動すれば、角缶（Ａ）の内面検査が自動化でき、良品な角缶の大量生産が可能となる。

１回転体
２倣カム
2a 角穴
３カメラ保持体
４撮影手段
4a 側面用ラインカメラ
4b 底面用ラインカメラ
4c 隅用ラインカメラ
５駆動手段
６画像判定手段
Ａ角缶

Claims

外形がルーローの三角形状の回転体（１）を、倣カム（２）に穿設した前記回転体（１）の外幅を一辺とする正方形の角穴（2a）内に、回転自在に設け、且つ、前記回転体（１）から突出させると共に前記回転体（１）のルーローの三角形状に対して重心および頂部の向きを一致させたカメラ保持体（３）を備え、このカメラ保持体（３）に対して、その頂部の側面に配した側面用ラインカメラ（4a）と、先端面の頂部から重心に向けて配した底面用ラインカメラ（4b）とから少なくとも成る撮影手段（４）を用い、この撮影手段（４）を角缶（Ａ）内に挿入した状態で、前記回転体（１）の重心を駆動手段（５）で偏心回転させながら前記側面用ラインカメラ（4a）と底面用ラインカメラ（4b）とで前記角缶（Ａ）内を撮影し、この撮影した画像データーを基に、画像判定手段（６）で角缶（Ａ）内面の良否を判定することを特徴とする角缶の内面検査方法。
前記角缶（Ａ）内の撮影が、前記カメラ保持体（３）の頂部先端の隅部に設けた隅用ラインカメラ（4c）を加えた前記撮影手段（４）を用い、この追加した隅用ラインカメラ（4c）で角缶（Ａ）内の底隅部も同時に撮影する請求項１記載の角缶の内面検査方法。