JP2011137739A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】箱状の検査対象物の上面とそれ以外の部分とのコントラストが高い画像を撮像することができ、これにより検査精度を高めることが可能な検査装置を提供する。
【解決手段】検査装置１０は、ケース７を搬送するシートコンベア３と、シートコンベア３にて搬送されているケース７のライナー部３ｅが通過する検査位置Ｐｄ１、Ｐｄ２の上方に設けられたカメラ１１と、検査位置Ｐｄ１、Ｐｄ２を通過しているケース７のライナー部３ｅを照明可能な第１照明１２及び第２照明１３と、カメラ１１が撮像した画像に基づいてケース７のライナー部３ｅがケース７の上面３ａから所定量以上外側に突出しているか否か判別する制御装置２０とを備え、各照明１２、１３は、検査位置Ｐｄ１、Ｐｄ２を検査ケース７のライナー部３ｅが通過しているときにそのケース７の上方からライナー部３ｅを斜めに照明するように設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、検査対象物を照明しつつ撮像し、得られた画像に基づいてその検査対象物の異常の有無を検査する検査装置に関する。

コンベア等によって搬送されている検査対象物を照明しつつ撮像し、得られた画像に基づいてその検査対象物に異常が有るか否か検査する検査装置が知られている。例えば、搬送コンベアによって搬送されている包装済みの製品の側部を照明しつつその製品を上方から撮像し、撮像された画像から製品の包装が不良であるか否か検査する検査装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。

特開２０００−６５５４６号公報 特開２００９−１２６５６４号公報 特開２００９−１６１２１１号公報

シート等の包装資材を折り曲げて複数の物品を梱包した箱状の梱包物が知られている。このような梱包物においては、包装資材を梱包物の状態に成形する際に折り曲げに失敗すると側面の端部が上面の端よりも外側に突出することがある。このような側面の突出は、梱包物の外観上好ましくない。このような梱包物の成形不良は、特許文献１の装置のように検査対象の部分を上方から撮像した画像に基づいて検査することができる。しかしながら、側面の突出の有無を検査する場合には検査対象物を側方から照明すると、上方から撮像したときに上面とそれ以外の部分とのコントラストが低くなって画像が不鮮明になるおそれがある。

そこで、本発明は、箱状の検査対象物の上面とそれ以外の部分とのコントラストが高い画像を撮像することができ、これにより検査精度を高めることが可能な検査装置を提供することを目的とする。

本発明の検査装置は、上面（３ａ）及び側面（Ｓ）を有する箱状の検査対象物（７）の前記側面の所定の部分（３ｅ）が前記上面から所定量以上外側に突出しているか否か検査する検査装置（１０）において、前記検査対象物を搬送する搬送コンベア（３）と、前記搬送コンベアにて搬送されている検査対象物の前記所定の部分が通過する検査位置（Ｐｄ１、Ｐｄ２）の上方に設けられた撮像手段（１１）と、前記検査位置を通過している検査対象物の前記所定の部分を照明可能な照明手段（１２、１３）と、前記検査位置を検査対象物の前記所定の部分が通過しているときに前記撮像手段が撮像した画像に基づいてその検査対象物の前記所定の部分が当該検査対象物の上面から所定量以上外側に突出しているか否か判別する判別手段（２０）と、を備え、前記照明手段は、前記検査位置を検査対象物の前記所定の部分が通過しているときにその検査対象物の上方から前記所定の部分を斜めに照明するように設けられていることにより、上述した課題を解決する。

本発明の検査装置によれば、検査位置を通過している所定の部分に検査対象物上から照明を当てることができる。このように検査対象物側から照明を当てることにより、撮像した画像において検査対象物の上面をより白くすることができる。そして、これにより検査対象物の上面及び突出している側面をそれぞれ明るくし、それら以外の部分を暗くすることができる。そのため、検査対象物の上面及び突出している側面とそれら以外の部分とのコントラストが高い鮮明な画像を得ることができる。これにより、突出している側面の検出精度を高めることができるので、検査精度を高めることができる。

本発明の検査装置の一形態において、前記搬送コンベアはローラコンベアであり、前記ローラコンベアのローラ（４ａ）のうち前記検査位置に設けられているローラの外周に光の反射を抑制する反射抑制部材（１６）が設けられていてもよい。この場合、搬送コンベアからの反射光を抑えることができるので、検査対象物の上面及び突出している側面以外の部分が明るくなることを抑制できる。そのため、検査対象物の上面及び突出している側面とそれら以外の部分とのコントラストを高めることができる。

本発明の検査装置の一形態においては、前記所定の部分として、前記検査対象物の側面のうち前記搬送コンベアで搬送されているときに搬送方向上流側に位置する側面の端部である上流側端部と、搬送方向下流側に位置する側面の端部である下流側端部と、が設定され、前記照明手段として、前記撮像手段よりも前記搬送コンベアの搬送方向下流側に配置された第１照明手段（１２）と、前記撮像手段よりも前記搬送コンベアの搬送方向上流側に配置された第２照明手段（１３）と、が設けられ、前記検査位置を検査対象物の前記上流側端部が通過しているときはその上流側端部が前記第１照明手段で照明され、前記検査位置を検査対象物の前記下流側端部が通過しているときはその下流側端部が前記第２照明手段で照明されるように前記第１照明手段及び前記第２照明手段の動作をそれぞれ制御する制御手段（２０）をさらに備えていてもよい。この場合、同じ検査位置を通過する上流側端部及び下流側端部をそれぞれ検査対象物の上方から照明することができる。そのため、これら上流側端部及び下流側端部を共通の撮像手段で撮像することができる。

本発明の検査装置の一形態において、前記搬送コンベアの側方には、前記搬送コンベアで搬送されている検査対象物を案内するためのガイド（１５）が前記搬送コンベアに沿って設けられ、前記ガイドは、前記検査位置の側方に空間が設けられるように欠落部（１５ａ）を備えていてもよい。この場合、ガイドからの反射光を防止したり撮像手段が撮像した画像にガイドが写ることを防止できる。これによりガイドが原因で判別手段が誤診断することを防止できるので、検査精度を高めることができる。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明の検査装置によれば、検査位置を通過している所定の部分に検査対象物の上面側から照明を当てることができるので、検査対象物の上面及び突出している側面とそれら以外の部分とのコントラストが高い鮮明な画像を得ることができる。そして、これにより突出している側面の検出精度を高めることができるので、検査精度を高めることができる。

本発明の一形態に係る検査装置が組み込まれたケーサーの概略構成を示す図。 上面側から見たケースを拡大して示す図。 上側から見た検査装置の概略を示す図。 側方から見た検査装置の概略を示す図。 ケースのコーナー部の一例を示す図。

図１は、本発明の一形態に係る検査装置が組み込まれたケーサーの概略構成を示している。図１のケーサー１では、シートマガジン２から平板状の包装資材としてのシート３が一枚ずつ取り出される。シート３は段ボール又は板紙といった包装材料から構成されている。各シート３は、所定の半製品状態（組み立て途中の状態）に折り曲げられて搬送コンベアとしてのシートコンベア４に周期的に載置される。シートマガジン２からのシート３の取り出しは、例えば吸引力を利用してシート３を搬送する吸着型の装置にて行われる。シートコンベア４に載置されたシート３は、シートコンベア４によって所定のピッチで一列に一定速度で直線的に搬送される。シートコンベア４の側方には缶用コンベア５が設けられている。缶用コンベア５は、包装対象物としての飲料缶（内容物が充填された完成品である。）６を搬送するものであって、シートコンベア４と同一方向に同一速度で走行駆動される。缶用コンベア５によって搬送される飲料缶６は、缶用コンベア５とシートコンベア４との間をそれらの搬送方向と直交する方向に往復するプッシャ（不図示）により、シート３上に所定数ずつ一括して押し込まれる。

シート３上に飲料缶６の群Ａが押し込まれた後、シート３は不図示の成形装置により完成状態へと折り曲げられる。この際、シート３は、まず上面３ａが飲料缶６を覆うように折り曲げられるとともに、その上面３ａと飲料缶６との間に挿入されるように第１内フラップ３ｂが折り曲げられる。続いて第１内フラップ３ｂに接着剤が供給され、第１内フラップ３ｂの外側に上面３ａの一部が重ねて貼り付けられる。次に残りの開口部が閉じられるように第２内フラップ３ｃが折り曲げられる。その後、第２内フラップ３ｃに接着剤が供給され、外フラップ３ｄが第２内フラップ３ｃの外側に重ねて貼り付けられる。このようにシート３の各部が折り曲げられて貼り付けられることにより、所定数の飲料缶６を収容した箱詰梱包品（以下、ケースと称することがある。）７が製造される。

図２は、上面３ａ側から見たケース７を拡大して示している。この図に示したようにケース７は、長方形の各角がそれぞれ切り取られたような変形８角形に成形されている。ケース７の側面Ｓの一部となる各コーナー部Ｃは、第２内フラップ３ｃが折り曲げられることにより成形される。この際、第２内フラップ３ｃが上面３ａよりも外側に膨らんだ状態でこの第２内フラップ３ｃに外フラップ３ｄが貼り付けられると、図２の領域ＮＧに示したようにコーナー部Ｃを形成する第２内フラップ３ｃのライナー部３ｅが上面３ａよりも外側に突出する。このようにライナー部３ｅが外側に突出すると外観上好ましくない。

そこで、図１に示したようにケーサー１には、製造したケース７の異常の有無を検査するための検査装置１０が設けられている。図３は検査装置１０の上面概略図を、図４は検査装置１０の側面概略図を示している。これらの図に示したようにシートコンベア４は、搬送方向に並ぶ複数のローラ４ａを備えたローラコンベアとして構成されている。図３に示したように検査装置１０は、撮像手段としての２台のカメラ１１と、照明手段としての２台の第１照明１２及び２台の第２照明１３と、これらカメラ１１、第１照明１２、及び第２照明１３が取り付けられた架台１４とを備えている。また、検査装置１０は、シートコンベア４の側方にシートコンベア４に沿って設けられ、ケース７がシートコンベア４の中央に移動するようにケース７を案内するガイドレール１５を備えている。

架台１４は、シートコンベア４の上方を横切るように設けられている。そのため、カメラ１１はケース７を上面３ａ側から撮像する。また、各照明１２、１３もケース７を上面３ａ側から照明する。カメラ１１としては例えばＣＣＤカメラなどが用いられる。２台のカメラ１１は、シートコンベア４の搬送方向と直交する方向に並ぶように配置されている。また、２台のカメラ１１のうちの一方のカメラ１１は、ガイドレール１５によってシートコンベア４の中央に移動したケース７の一方の端の２つのコーナー部Ｃが通過する検査位置Ｐｄ１を真上から撮像するように架台１４に取り付けられている。他方のカメラ１１は、ケース７の他方の端の２つのコーナー部Ｃが通過する検査位置Ｐｄ２を真上から撮像するように架台１４に取り付けられている。

第１照明１２及び第２照明１３は、各カメラ１１に対してそれぞれ１台ずつ設けられている。これら照明１２、１３の配置方法は各カメラ１１で同じであるため、図３において左側に配置されている一方のカメラ１１の第１照明１２及び第２照明１３について説明する。第１照明１２は、カメラ１１よりもシートコンベア４の搬送方向下流側に配置されている。また、第１照明１２は、その配置位置から検査位置Ｐｄ１を照明するように架台１４に傾いた状態で固定されている。第２照明１３は、カメラ１１よりもシートコンベア４の搬送方向上流側に配置されている。また、第２照明１３は、その配置位置から検査位置Ｐｄ１を照明するように架台１４に傾いた状態で固定されている。

図３及び図４に示したようにシートコンベア４のローラ４ａのうち検査位置Ｐｄ１、Ｐｄ２の下方に設けられているローラ４ａには、反射抑制部材としての樹脂１６がコーディングされている。樹脂１６は、黒色など光の反射を抑制する色のものが用いられる。図４に示したようにガイドレール１５は、欠落部１５ａを備えている。欠落部１５ａは、ガイドレール１５のうち検査位置Ｐｄ１、Ｐｄ２の側方に位置する部分に設けられている。

図３及び図４に示したように検査装置１０は、制御装置２０を備えている。各カメラ１１、各第１照明１２、及び各第２照明１３は、それぞれ制御装置２０に接続されている。各カメラ１１、各第１照明１２、及び各第２照明１３の動作は、制御装置２０にてそれぞれ制御される。制御装置２０には、検査位置Ｐｄ１、Ｐｄ２をコーナー部Ｃが通過しているか否か検出する不図示のセンサが接続されている。このセンサは、例えばシートコンベア４上におけるケース７の位置を検出するために用いられるロータリエンコーダ等の周知のセンサを使用すればよいため、詳細な説明は省略する。制御装置２０は、例えばマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットによって実現される。

制御装置２０は、ケース７のコーナー部Ｃのうち図３に示す搬送方向上流側のコーナー部（以下、上流側コーナー部と称する。）Ｃｆが各検査位置Ｐｄ１、Ｐｄ２を通過している場合、各第１照明１２によってそれら上流側コーナー部Ｃｆが照明されるとともに各カメラ１１でそれら上流側コーナー部Ｃｆが撮像されるように各カメラ１１及び各第１照明１２の動作をそれぞれ制御する。また、制御装置２０は、ケース７のコーナー部Ｃのうち搬送方向下流側のコーナー部（以下、下流側コーナー部と称する。）Ｃｂが各検査位置Ｐｄ１、Ｐｄ２を通過している場合、各第２照明１３によってそれら下流側コーナー部Ｃｂが照明されるとともに各カメラ１１でそれら下流側コーナー部Ｃｂが撮像されるように各カメラ１１及び各第２照明１３の動作をそれぞれ制御する。このように制御装置２０は、各コーナー部をケース７の上方から斜めに照明した状態で撮像する。また、このように各コーナー部Ｃを撮像することにより、ケース７が本発明の検査対象物に対応し、ライナー部３ｅが本発明の所定の部分に対応する。また、このように各照明１２、１３の動作を制御することにより、制御装置２０が本発明の制御手段として機能する。

各カメラ１１で撮像された画像は、制御装置２０に入力される。制御装置２０は、カメラ１１から入力された画像に基づいてコーナー部Ｃを形成するライナー部３ｅが上面３ａの端から所定量以上外側に突出しているか否か判別する。図５を参照してこの判別方法について説明する。図５は、カメラ１１で撮像されたケース７のコーナー部Ｃの一例を示している。この図に示したようにこのケース７のコーナー部Ｃは、第２内フラップ３ｃのライナー部３ｅが上面３ａの端よりも外側に大きく突出している。

制御装置２０は、カメラ１１から入力された画像のうち上面３ａのコーナー部Ｃの部分と直交する長方形状の検査範囲Ａｄ内の明度を調べる。この際、制御装置２０は、まず図に矢印Ｆ１で示したようにケース７側からケース７の外側に向かって明度を順に調べ、明度が予め設定した第１判定値以下になる場所、すなわち明から暗に切り替わる場所を検出する。この例では、図中に示した第１判定エッジＥ１が検出される。次に制御装置２０は、図に矢印Ｆ２で示したようにケース７の外側からケース７側に向かって明度を順に調べ、明度が予め設定した第２判定値以上になる場所、すなわち暗から明に切り替わる場所を検出する。この例では、図中に示した第２判定エッジＥ２が検出される。

その後、制御装置２０は、第１判定エッジＥ１と第２判定エッジＥ２との間の距離を算出し、算出した距離を予め設定した所定の判定長さと比較する。そして、算出した距離が判定長さ未満の場合はコーナー部Ｃからのライナー部３ｅの突出量は許容範囲内と判断する。一方、算出した距離が判定長さ以上の場合はコーナー部Ｃに異常が有ると判断する。この場合、制御装置２０は、所定の異常対応処理を実行する。異常対応処理としては、例えばケーサー１のオペレータに警告を発したり、ケーサー１を停止させたりする処理が行われる。このようにコーナー部Ｃの異常の有無を判別することにより、制御装置２０が本発明の判別手段として機能する。

この検査装置１０によれば、各コーナー部Ｃをケース７の上方から斜めに照明した状態で撮像することができる。このように各コーナー部Ｃをいずれもケース７方向から照明することにより画像上においてこの上面３ａをより白くすることができる。これによりケース７の上面３ａ及び突出しているライナー部３ｅをそれぞれ明るくし、それら以外の部分を十分暗くすることができる。そのため、ケース７の上面３ａ及び突出しているライナー部３ｅとそれら以外の部分とのコントラストが高い画像を得ることができる。これにより上述した判別方法において各判定エッジＥ１、Ｅ２を精度良く検出することができるので、検査精度を高めることができる。

この検査装置１０では、第１照明１２及び第２照明１３を設けて、上流側コーナー部Ｃｆと下流側コーナー部Ｃｂとで使用する照明を使い分けることにより、共通のカメラ１１で上流側コーナー部Ｃｆ及び下流側コーナー部Ｃｂの両方をケース７上から斜めに照明しつつ撮像することができる。この場合、２台のカメラで４箇所のコーナー部Ｃを撮像できるので、コストを低減できる。

シートコンベア４のローラ４ａのうち検査位置Ｐｄ１、Ｐｄ２の下方に設けられているローラ４ａには樹脂１６がコーティングされているので、シートコンベア４からの反射光を抑えることができる。また、検査位置Ｐｄ１、Ｐｄ２の側方にはガイドレール１５が無いため、ガイドレール１５からの反射光も防止できる。これらによりケース７の上面３ａ及び突出しているライナー部３ｅとそれら以外の部分とのコントラストをさらに高めることができる。

この検査装置１０では、検査位置Ｐｄ１、Ｐｄ２の側方にガイドレール１５が無いため、カメラ１１が撮像した画像にガイドレール１５が写ることを防止できる。これによりガイドレール１５が原因で制御装置２０が各判定エッジＥ１、Ｅ２の位置を誤検出することを防止できる。そのため、検査精度をさらに高めることができる。

本発明は上述した形態に限定されることなく種々の形態にて実施してよい。例えば、カメラの台数は２台に限定されず、コーナー部の数と同じ４台設けてもよい。コーナー部の異常の有無を判別する方法は上述した判別方法に限定されない。例えば、予め制御装置に正常な状態のコーナー部の画像を記憶させておき、この画像と撮像した画像とを比較してコーナー部の異常の有無を判別してもよい。シートコンベアのローラのうち検査位置の下方に位置するローラにコーティングされるものは樹脂に限定されない。シートコンベア側からの反射光を抑制可能な種々のものをコーティングしてよい。

３ａ 上面
３ｅ ライナー部（所定の部分）
４ シートコンベア（搬送コンベア）
４ａ ローラ
７ ケース（検査対象物）
１０ 検査装置
１１ カメラ（撮像手段）
１２ 第１照明（照明手段）
１３ 第２照明（照明手段）
１５ ガイドレール
１５ａ 欠落部
１６ 樹脂（反射抑制部材）
２０ 制御装置（判別手段、制御手段）
Ｓ 側面
Ｐｄ１ 検査位置
Ｐｄ２ 検査位置

Claims (4)

1. 上面及び側面を有する箱状の検査対象物の前記側面の所定の部分が前記上面から所定量以上外側に突出しているか否か検査する検査装置において、
   前記検査対象物を搬送する搬送コンベアと、前記搬送コンベアにて搬送されている検査対象物の前記所定の部分が通過する検査位置の上方に設けられた撮像手段と、前記検査位置を通過している検査対象物の前記所定の部分を照明可能な照明手段と、前記検査位置を検査対象物の前記所定の部分が通過しているときに前記撮像手段が撮像した画像に基づいてその検査対象物の前記所定の部分が当該検査対象物の上面から所定量以上外側に突出しているか否か判別する判別手段と、を備え、
   前記照明手段は、前記検査位置を検査対象物の前記所定の部分が通過しているときにその検査対象物の上方から前記所定の部分を斜めに照明するように設けられていることを特徴とする検査装置。
2. 前記搬送コンベアはローラコンベアであり、
   前記ローラコンベアのローラのうち前記検査位置に設けられているローラの外周に光の反射を抑制する反射抑制部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記所定の部分として、前記検査対象物の側面のうち前記搬送コンベアで搬送されているときに搬送方向上流側に位置する側面の端部である上流側端部と、搬送方向下流側に位置する側面の端部である下流側端部と、が設定され、
   前記照明手段として、前記撮像手段よりも前記搬送コンベアの搬送方向下流側に配置された第１照明手段と、前記撮像手段よりも前記搬送コンベアの搬送方向上流側に配置された第２照明手段と、が設けられ、
   前記検査位置を検査対象物の前記上流側端部が通過しているときはその上流側端部が前記第１照明手段で照明され、前記検査位置を検査対象物の前記下流側端部が通過しているときはその下流側端部が前記第２照明手段で照明されるように前記第１照明手段及び前記第２照明手段の動作をそれぞれ制御する制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記搬送コンベアの側方には、前記搬送コンベアで搬送されている検査対象物を案内するためのガイドが前記搬送コンベアに沿って設けられ、
   前記ガイドは、前記検査位置の側方に空間が設けられるように欠落部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の検査装置。

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