JP2023015480A - 搬送検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラの台数を少なくした状態で、高速に柱状回転体の形成状態を検査することができるようにした搬送検査装置を提供する。【解決手段】円柱状物品や円筒状物品などの柱状回転体８の形成状態を検査する搬送検査装置１において、柱状回転体８の中心軸に沿って当該柱状回転体８の搬送をガイドするガイド部材２と、当該柱状回転体８を載置する円板３１を備える。そして、円板３１を回転させることによって、ガイド部材２にガイドされた柱状回転体８を自転させながらガイド部材２の長手方向に沿って搬送させる。そして、その回転する柱状回転体８の画像をカメラ４２で取得し、検査部５で検査する。【選択図】図１

Description

新規性喪失の例外適用申請有り

本発明は、円筒状の容器や円柱状の物品（以下、「柱状回転体」と称する）の形成状態を検査できるようにした搬送検査装置に関するものであって、より詳しくは、柱状回転体を回転させながら搬送させて、その物品の外観を検査できるようにした搬送検査装置に関するものである。

従来、円筒状の容器やネジなどの円柱状の柱状回転体の形成状態を検査する場合、次のような方法で検査される。

まず、第一の方法が、柱状回転体を検査台に起立させ、複数の方向からカメラで外観の画像を取得して、その画像を用いて検査する方法である。また、第二の方法が、柱状回転体をロボットのアームで把持して３６０度回転させ、外周の画像をカメラで撮影して検査する方法である（特許文献１）。

特開２０１８－３６０９４号公報

しかしながら、このような方法では、次のような問題がある。

まず、第一の方法のように、複数のカメラで検査する方法では、カメラを複数台設ける必要があるため、コストが高くなるばかりでなく、カメラを設置した位置によっては、適正に画像を取得できない場合もあるため、カメラの設置位置を調整しなければならないといった問題があった。

次に、第二の方法のように、柱状回転体を把持して回転させる方法では、柱状回転体をロボットのアームなどに把持させるための動作に時間がかかるため、迅速に検査することができない。また、このようにロボットに柱状回転体を把持させる方法では、把持させた部分の画像を取得することができないため、その柱状回転体を持ち替えて検査しなければならず、さらに時間がかかるといった問題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決するために、カメラの台数を少なくした状態で、高速に柱状回転体の形成状態を検査することができるようにした搬送検査装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、円柱状物品や円筒状物品などの柱状回転体の形成状態を検査する検査装置において、当該柱状回転体の中心軸に沿って当該柱状回転体の搬送をガイドするガイド部材と、前記柱状回転体を前記中心軸を中心として回転させるとともに、前記ガイド部材に沿って当該中心軸方向に当該柱状回転体を搬送させる回転搬送部と、当該回転搬送部によって回転しながら移動する柱状回転体から画像を取得する画像取得部と、当該画像取得部で取得された画像に基づいて、当該柱状回転体の形成状態を検査する検査部とを備えるように構成したものである。

このように構成すれば、柱状回転体の中心軸を中心に柱状回転体を回転させながら搬送させることで、一台のカメラで、柱状回転体の全周を検査することができるとともに、回転と同時に搬送させることで、検査時間を短縮化させることができるようになる。また、カメラと柱状回転体との距離も変わらないため、カメラによって正確な画像を取得することができるようになる。

また、このような発明において、前記搬送部を、前記ガイド部材でガイドされた柱状回転体を載置する円板で構成する。

このように構成すれば、柱状回転体をガイド部材にガイドさせた状態で円板を回転させることで、柱状回転体を回転させながら軸方向に沿って搬送させることができるようになる。

もしくは、前記搬送部を、前記ガイド部材の長手方向に対して斜め方向に設けられた周回ベルトで構成することもできる。

このように構成すれば、斜め方向に設けられた周回ベルトによって、ガイド部材で支えられた検査対象物を自転させながら搬送させることもできるようになる。

また、このような前記搬送部を、透明な部材で構成する。

このように構成すれば、搬送部の下方にカメラや照明装置などを設置して検査することができるようになる。

また、このとき、照明装置を透明な搬送部の下方に設ければ、例えば、透明な回転容器を検査する場合に、その透過光を用いて検査することができるようになる。

本発明によれば、円柱状物品や円筒状物品などの柱状回転体の形成状態を検査する検査装置において、当該柱状回転体の中心軸に沿って当該柱状回転体の搬送をガイドするガイド部材と、前記柱状回転体を前記中心軸を中心として回転させるとともに、前記ガイド部材に沿って当該中心軸方向に当該柱状回転体を搬送させる回転搬送部と、当該回転搬送部によって回転しながら移動する柱状回転体から画像を取得する画像取得部と、当該画像取得部で取得された画像に基づいて、当該柱状回転体の形成状態を検査する検査部とを備えるように構成したので、一台のカメラで、柱状回転体の全周を検査することができるとともに、回転と同時に搬送させることで、検査時間を短縮化させることができるようになる。また、カメラと柱状回転体との距離も変わらないため、カメラによって正確な画像を取得することができるようになる。

本発明の一実施の形態における搬送検査装置の平面概略図 本発明の一実施の形態における搬送検査装置の側面概略図 同形態における搬送部の下方に照明装置を配置した側面概略図 本発明の第二の実施の形態における搬送検査装置の概略図 同形態における検査のブロック図 同形態における検査フローチャート

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

この実施の形態における搬送検査装置１は、検査対象である柱状回転体８の形成状態を検査できるようにしたものであって、図１や図２に示すように、その柱状回転体８を横に倒した状態で、その柱状回転体８の中心軸ＣＬを中心に柱状回転体８を回転（自転）させながら、その中心軸ＣＬの方向に沿って搬送させて検査できるようにしたものである。より具体的には、横に倒した柱状回転体８を側方からガイドするガイド部材２と、そのガイド部材２に当接する柱状回転体８を回転させながらガイド部材２の長手方向に沿って搬送させる回転搬送部３と、その回転搬送部３によって回転する柱状回転体８の画像を取得する画像取得部４と、その画像取得部４で取得された画像を用いて、柱状回転体８の形成状態を検査する検査部５（図５参照）などを備えて構成されるものである。以下、本実施の形態について、詳細に説明する。

まず、検査対象となる柱状回転体８は、樹脂やガラスなどで形成された円筒状のボトル容器や、両ネジや平行ピンなどのような円柱状の物品などで構成されるものであって、その物品の中心軸ＣＬを水平な方向に倒した状態で自転できるようにした物品が用いられる。このような柱状回転体８としては、樹脂やガラスなどのように透明な部材で構成されてもよく、あるいは、金属や着色された物品などのように不透明あるいは半透明な部材で構成されていてもよい。

このような柱状回転体８を検査するための搬送検査装置１は、搬送されてきた柱状回転体８の側方をガイドするガイド部材２を設けている。このガイド部材２は、柱状回転体の搬送方向をガイドするものであればどのようなものでもよく、扁平状のプレートや、円柱状の棒状部材などを用いることができる。なお、このガイド部材２は、カメラ４２によって柱状回転体８を撮影する際に、柱状回転体８と同時に撮影されてしまうため、好ましくは、検査対象となる物品を検査する際に、誤認を生じさせないように着色させておくとよい。

一方、このガイド部材２でガイドされた柱状回転体８を回転させながら搬送させる回転搬送部３は、次のように構成される。

＜第一の実施の形態＞

まず、第一の実施の形態では、図１に示すように、回転搬送部３を硬質の円板３１で構成し、その円板３１をモーター３２によって回転させることで、ガイド部材２にガイドされた柱状回転体８を回転させながら搬送できるように構成される。この回転搬送部３の作用について詳述すると、ガイド部材２で挟まれた柱状回転体８を円板３１に載置すると、その円板３１の回転によって、柱状回転体８が、回転方向に沿った円周方向に移動しようとする。しかしながら、その柱状回転体８が、ガイド部材２によってガイドされているため、円板３１の回転方向に沿った速度成分のうち、ガイド部材２の長手方向と直交する方向の速度成分によって摩擦を生じ、この摩擦によって柱状回転体８が回転（自転）するようになる。一方、円板３１の回転方向に沿った速度成分のうち、ガイド部材２の長手方向に沿った速度成分に基づいて、柱状回転体８が搬送されるようになる。これにより、円板３１の回転によって、柱状回転体８を回転させると同時に搬送させることができるようになる。

なお、このように円板３１に載置させた状態で、柱状回転体８を回転と同時に搬送させた場合、円板３１の外側に近い部分では、回転速度と搬送速度が高くなり、また、円板３１の中心に近づくほど、回転速度と搬送速度が遅くなる。そして、その柱状回転体８が円板３１の中心軸から離れると、今度は逆方向に回転しながら、徐々に遅く搬送されることになる。このため、このような回転速度や回転方向、搬送速度の最適な箇所で撮影できるようにカメラ４２を設置する。このとき、画像の取得速度が速い場合は、円板３１の外側近傍で検査し、ゆっくり回転する柱状回転体８の画像を取得したい場合は、中央近傍で検査する。また、逆方向に回転させて検査させたい場合は、円板３１のガイド部材２の反対側の端部近傍で画像を取得して検査できるようにする。

回転搬送部３をこのような円板３１で構成する場合、円板３１を金属製の部材で構成してもよく、あるいは、透明なガラスやプラスチックで構成してもよい。このとき、透明な部材で構成した場合は、図３に示すように、円板３１の下方に照明装置４１を配置して、柱状回転体８に下から光を照射できるようにしてもよい。このように下方から光を照射させた場合、特に、検査対象物が透明な物品である場合には、透過光に基づいて検査することができ、ヒビや亀裂などを検査できるようになるといったメリットがある。

＜第二の実施の形態＞

次に、第二の実施の形態について説明する。

上記第一の実施の形態では、円板３１で回転搬送部３を構成するようにしたが、第二の実施の形態では、図４に示すように、ガイド部材２の長手方向に対して、斜め方向に周回ベルト３３を設け、その周回ベルト３３に柱状回転体８を載置させ、その柱状回転体８を回転させながら搬送させるようにしている。

この周回ベルト３３は、前後一対のローラー３４の間に可撓性のベルトを架け渡して周回させるようにしたもので、図示しないモーターによってローラー３４を回転させることで、周回ベルト３３を周回させるように構成されている。

そして、この周回ベルト３３の上にガイド部材２を設け、そのガイド部材２に柱状回転体８を当接させながら搬送させる。このとき、柱状回転体８は、斜め方向に設けられた周回ベルト３３の速度成分のうち、ガイド部材２の長手方向に沿った速度成分によって搬送され、また、長手方向の垂直な速度成分によって回転するようになる。

なお、このような周回ベルト３３を用いた場合、円板３１で構成する場合に比べて、回転搬送部３をコンパクトなものにすることができるとともに、柱状回転体８の回転速度を一定にすることができるため、一定速度で回転する柱状回転体８から画像を取得できるというメリットがある。また、可撓性の周回ベルト３３を用いることで、柱状回転体８との摩擦力を増大させることができ、迅速に柱状回転体８を回転させることができるというメリットもある。

これらの回転搬送部３の上流側には、柱状回転体８を横に倒した状態で搬送するフィーダー６が設けられ、一方、下流側には、検査の終了した柱状回転体８を良否の物品毎に振り分ける分別装置７などが設けられる。また、これらのフィーダー６と回転搬送部３との間や、回転搬送部３と分別装置７との間には、それぞれの隙間を埋める架橋部材が設けられる。

画像取得部４は、円板３１や周回ベルト３３などの回転搬送部３に載置された柱状回転体８からの画像を取得するように構成されるもので、カメラ４２や照明装置４１などを備えて構成される。このとき、カメラ４２に対して、種々の方向から光を照射できるように照明装置４１を配置させておくようにしておくとよい。そして、回転搬送部３によって回転しながら搬送してきた柱状回転体８から所定のフレームレートで画像を取得し、柱状回転体８を中心軸ＣＬを中心に３６０度回転させながら複数の画像を取得する。このとき、円板３１の縁付近で画像を取得すれば、高速に回転する柱状回転体８の位置とカメラ４２の位置がほとんど変わらず、また、搬送速度も速くないため、鮮明な画像を取得することができるようになる。

検査部５（図５参照）は、このように取得された画像に基づいて柱状回転体８の形成状態を検査するものであって、例えば、柱状回転体８の外周部分に設けられた亀裂やバリ、塗装の剥げ、色彩の違い、貼り付けられるラベルの有無、ラベルの文字などの形成状態を検査する。このような検査に際しては、種々の方法を用いることができるが、例えば、一枚の基準画像に基づく基準データを記憶させておき、柱状回転体８を所定のフレームレートで取得した画像に基づくデータと比較することで検査する方法などを用いることができる。このとき、柱状回転体８を回転させて取得されたそれぞれの画像と基準画像とは同じ画像になるはずであるため、その基準画像と比較することによって検査することができる。そして、その取得された画像に、輝度や形状の相違に基づく異常な画素の塊が存在している場合や、ＲＧＢに基づく色彩の相違に基づく画素の塊が存在している場合は、不良であると判断する。

次に、このように構成された搬送検査装置１を用いた検査方法について、図６のフローチャートを用いて説明する。

まず、検査対象物である柱状回転体８を横に倒した状態で、フィーダー６によって一個ずつ柱状回転体８を搬送させ、回転搬送部３に受け渡して、ガイド部材２に沿わせるようにする。

このように柱状回転体８を回転搬送部３に載置させると、第一の実施の形態のように、回転搬送部３が円板３１である場合は、ガイド部材２の長手方向と直交する回転搬送部３の速度成分に基づいて柱状回転体８が回転すると同時に、ガイド部材２の長手方向に沿った速度成分によって搬送される（ステップＳＴ１）。また、第二の実施の形態（図４）のように、斜め方向に周回ベルト３３が設けられている場合は、ガイド部材２の長手方向と直交する速度成分に基づいて柱状回転体８が回転すると同時に、ガイド部材２の長手方向に沿った速度成分によって搬送される。

そして、このように柱状回転体８を回転させた状態で、照明装置４１を用いてその柱状回転体８に光を照射させ、その反射光をカメラ４２で取得する。また、図３に示すように、回転搬送部３の下方に照明装置４１を設けている場合は、回転搬送部３からの透過光をカメラ４２で取得する（ステップＳＴ２）。

そして、このように画像取得部４で取得された画像を検査部５に出力し、基準データと比較することによって、柱状回転体８の形成状態の良否を判定する（ステップＳＴ３、ＳＴ４）。

そして、その検査状態の良否に基づいて、回転搬送部３の下流側に設けられた分別装置７で良品と不良品に振り分け（ステップＳＴ５、ＳＴ６）、不良品については、その後の目視検査などで検査できるようにするか、あるいは、廃棄する。

このように上記実施の形態によれば、円柱状物品や円筒状物品などの柱状回転体８の形成状態を検査する搬送検査装置１において、当該柱状回転体８の中心軸ＣＬに沿って当該柱状回転体８の搬送をガイドするガイド部材２と、前記柱状回転体８を前記中心軸ＣＬを中心として回転させるとともに、前記ガイド部材２に沿って当該中心軸ＣＬの方向に当該柱状回転体８を搬送させる回転搬送部３と、当該回転搬送部３によって回転しながら移動する柱状回転体８から画像を取得する画像取得部４と、当該画像取得部４で取得された画像に基づいて、当該柱状回転体８の形成状態を検査する検査部５とを備えるように構成したので、一台のカメラ４２で、柱状回転体８の全周を検査することができるとともに、回転と同時に搬送させることで、検査時間を短縮化させることができるようになる。また、カメラ４２と柱状回転体８との距離も変わらないため、カメラ４２によって正確な画像を取得することができるようになる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。

例えば、上記実施の形態では、ガイド部材２を二本設ける例を示したが、柱状回転体８が押し付けられる側にのみガイド部材２を設けるようにしてもよい。また、ガイド部材２を二本設ける場合、柱状回転体８よりも幅広く設けるようにしておき、径の大きい物品を検査する場合でも、ガイド部材２の隙間を変えることなく検査できるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、円板３１や周回ベルト３３を用いて回転させながら搬送させるようにしたが、これ以外の方法で回転と同時に搬送させるようにしてもよい。

１・・・搬送検査装置
２・・・ガイド部材
３・・・搬送部
３１・・・円板
３２・・・モーター
３３・・・周回ベルト
３４・・・ローラー
４・・・画像取得部
４１・・・照明装置
４２・・・カメラ
５・・・検査部
６・・・フィーダー
７・・・分別装置
８・・・柱状回転体

Claims (4)

1. 円柱状物品や円筒状物品などの柱状回転体の形成状態を検査する搬送検査装置において、
   当該柱状回転体の中心軸に沿って当該柱状回転体の搬送をガイドするガイド部材と、
   前記柱状回転体を前記中心軸を中心として回転させるとともに、前記ガイド部材に沿って当該中心軸方向に当該柱状回転体を搬送させる回転搬送部と、
   当該回転搬送部によって回転しながら移動する柱状回転体から画像を取得する画像取得部と、
   当該画像取得部で取得された画像に基づいて、当該柱状回転体の形成状態を検査する検査部と、
   を備えたことを特徴とする搬送検査装置。
2. 前記搬送部が、前記ガイド部材でガイドされた柱状回転体を載置する円板で構成されるものである請求項１に記載の搬送検査装置。
3. 前記搬送部が、前記ガイド部材の長手方向に対して斜め方向に設けられた周回ベルトで構成されるものである請求項１に記載の搬送検査装置。
4. 前記搬送部が透明な部材で構成されるものである請求項１に記載の搬送検査装置。

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