JP2605383Y2

JP2605383Y2 - パッケージの形状不良検出装置

Info

Publication number: JP2605383Y2
Application number: JP1996008895U
Authority: JP
Inventors: 哲司正井
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1996-09-03
Publication date: 2000-07-10
Anticipated expiration: 2008-07-20
Also published as: JPH09151U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、パッケージの形状不良
検出装置に係り、特に、バルジの検出に優れ、検出系の
経時変化がなく、巻き位置に関係なく検出できるパッケ
ージの形状不良検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】糸のパッケージは、軸の周りに糸を巻い
て形成されるので、円柱若しくは円錐台の如き形状を呈
している。理想的にはその端面は平面となる。しかし、
実際には完全な平面にはならず、多少の凹凸が形成され
ている。こうした凹凸等の変形が大きくなると不具合が
生じる。そこでパッケージの形状、とりわけその端面形
状からパッケージの良否を判定することが行われる。そ
のための装置として従来はエリアセンサによる装置が用
いられている。エリアセンサは、ある大きさの光学的な
ウインド（矩形に区切られた観測領域）を有し、ウイン
ドから得られる光量により対象物がそのウインド内に占
めている面積を検知するものである。このエリアセンサ
をパッケージの径方向外方に配し、ウインドの長手方向
をパッケージの軸に平行にして、かつ、パッケージの端
部がウインドを横切るように設定する。従って、ウイン
ドの長手方向にはパッケージの胴部と背景とが投影され
ることになる。パッケージに対して光源を向けておけ
ば、ウインドには胴部から反射された光のみが入射する
ことになる。この明るい部分の面積により、ウインドの
長手方向に対して端部がどの位置にあるかが検出され
る。そして、パッケージの正しい端面形状に基づいて、
本来の端部の位置を設定しておき、検出結果との比較に
より端部形状の良否を判定することができる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところで、端面変形に
はバルジと呼ばれるものがある。バルジは半径の中ほど
に盛り上がりを有する形状である。例えば、図１に示し
たパッケージ１は、紙管２に近いところでは端面１ａが
紙管２の先端より内側にあり、紙管２から少し離れたと
ころでは端面１ａが外側に向かってせりだし、そこから
パッケージ外周にかけて内側へ緩やかに傾斜している。
バルジ８は周方向に連続的に形成されている。このよう
なバルジは、合成繊維のパッケージに現れやすい。バル
ジが大きくなると、バルジの頂部が紙管の先端より外側
に出てしまうこともある。この場合、頂部の糸が他の物
と直接接触するようになるため、パッケージの保管や運
搬のときに糸が損傷してしまう。また、頂部が紙管の先
端より外側に出てなくてもバルジの高低差が大きくなる
と、やはり不具合となる。

【０００４】上記従来の装置はバルジの検出に対して弱
い。これは、エリアセンサが径方向外方からパッケージ
端部を臨んでいるため、紙管に近い凹部は凸部の陰にな
って見ることができないからである。

【０００５】また、従来の装置は段巻きにも弱い。即
ち、ウインド内にパッケージが占めている面積を検知し
ているため、端面に段差がある場合も端面が緩やかに傾
斜している場合も同じ検知結果しか得られない。高低差
が大きすぎない程度の緩やかな傾斜を許容すると、段巻
きを不良として判定することができなくなる。

【０００６】また、バルジのない本来の端部が紙管の先
端からどのくらい内側に位置するか（以下巻き位置とい
う）は、必ずしも一定ではなく多少の変動がある。さら
に、エリアセンサの前をパッケージが通過するように構
成した検査機等では、パッケージとパッケージを保持す
る台座等の保持具との位置ずれも端部の位置変動とな
る。しかし、従来の装置のようにウインド内の面積を検
知して、それを検査基準と比較するのでは、巻き位置・
保持位置等に変動があると面積が違ってくるので正しい
検査結果が得られない。

【０００７】さらに、エリアセンサを使用する上での問
題として、光源の経時変化と焦点深度の問題がある。光
源に用いられるハロゲンランプ、蛍光灯等は光量が経時
変化する。これに対してエリアセンサで検知しているの
は白地の反射光量にもとづく糸の部分の面積である。光
源光量が増減すると白地の反射光量が増減するので、面
積の検知に誤りが生じる。また、パッケージが円筒形で
あるため、エリアセンサの受光面とパッケージの端部と
の距離が一定でなく、エリアセンサが深い焦点深度を有
している必要がある。この焦点深度の調整が難しい。

【０００８】そこで、本考案の目的は、上記課題を解決
し、バルジの検出に優れ、検出系の経時変化がなく、巻
き位置に関係なく検出できるパッケージの形状不良検出
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案は、パッケージ端面の半径の中ほどに盛り上が
りを有するバルジによる形状不良を検出するパッケージ
の形状不良検出装置であって、台座に装着されて搬送さ
れるパッケージの端面に測定方向を向けてパッケージ端
面の直径方向に走査される距離測定センサと、その測定
波形に基づいて巻管を認識し、少なくとも、パッケージ
の端面の凹凸差が第１の所定値以上のとき、及びパッケ
ージの端面と巻管との段差が第２の所定値以上のときい
ずれか１つが満たされたときに不良と判定する判定回路
とを備えたものである。

【００１０】

【作用】上記構成により、検査対象面を端面とすると
き、センサはパッケージの端面に臨んでいるので、光路
が端面の凹凸に遮られることがない。従って、バルジに
よって隠れる部分がなくどの場所でも検知できる。この
センサはセンサ自体と現在照らしているパッケージの端
面の一部との距離を測定する。距離の測定は光源光量の
変動には無関係であるから、光源の経時変化に影響され
ず正しい検知結果が得られる。このセンサをパッケージ
の径方向或いはそれと平行に走査すると、端面の凹凸を
辿るような測定波形が得られる。この測定波形は、巻き
位置が異なっていてもレベルが変わるだけで、波形の変
化を生じない。測定波形はそのまま端面の凹凸を表し、
紙管の先端も走査すれば、紙管と端面との高低差も表す
から、これを基に凹凸の高低差を調べたり、紙管との位
置関係を調べたりすることができる。そこで、パッケー
ジの端面の凹凸差が第１の所定値以上のとき、及びパッ
ケージの端面と巻管との段差が第２の所定値以上のとき
いずれか１つが満たされたときに不良と判定する。ま
た、測定波形は、凹凸が段差であっても緩やかな傾斜で
あっても、それぞれ忠実に再現したものとなるので、こ
れらを区別することができる。

【００１１】

【実施例】以下本考案の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

【００１２】図１に示されるように、パッケージ１は、
所定の径を有する紙管２と、その周囲に巻かれた糸Ｙと
からなり、ほぼ円柱状を呈している。パッケージ１は、
円盤３上の中心に支持軸４を起立させた台座５に対し
て、紙管２を支持軸４に嵌め込むことにより装着され
る。台座５に装着されたパッケージ１は、端面１ａを上
方に向けることになる。このようにしてパッケージ１
は、端面１ａを上方に向けて台座５に装着され、図示さ
れない検査ラインのコンベア等に載せて矢印の方向に移
動されるようになっている。

【００１３】レーザセンサ６はレーザ光を用いた公知の
距離センサであり、レーザ光を対象物に照射すると共に
その反射光を検知し、三角法で距離を測定するものであ
る。レーザセンサ６は、その測定方向がパッケージ１の
端面１ａに向くように設置される。例えば、検査ライン
のコンベアの上方に、パッケージ１の紙管２の通過位置
に合わせて取り付けられる。台座５の移動に伴うレーザ
光の照射点の軌跡は、破線７で図示されるように端面１
ａの直径に重なる。台座５を移動することはレーザセン
サ６を走査することに等しい。

【００１４】判定のための回路構成は図２に示されるよ
うに、大別すると測定系２１及びデジタル処理系２２か
らなる。測定系２１は上記レーザセンサ６と、レーザセ
ンサ６の信号の前処理を行うＳ／Ｃ２３と、その出力を
デジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２４とからなる。Ｓ
／Ｃ２３には、雑音成分を取り除くフィルタ、測定信号
を増幅するアンプ等が含まれる。デジタル処理系２２
は、ＲＡＭ２５、ＣＰＵ２６、ＲＯＭ（図示せず）、Ｉ
／Ｏ２７等から構成されるマイクロコンピュータシステ
ムである。

【００１５】このデジタル処理系２２での処理内容を図
３に基づいて説明する。レーザセンサ６を走査すること
により測定系２１で得られる代表的な波形３１、３２は
それぞれパッケージ１とレーザセンサ６との距離の変化
を表し、図の上の方がレーザセンサ６に近いことを表し
ている。レーザ光の照射点の軌跡が破線７のように端面
１ａの直径に重なることから、これらの波形はパッケー
ジ１の直径に沿った断面の輪郭に相当する。そこで、以
下の処理では、レーザセンサ６からの距離を高さに変換
して扱うものとする。

【００１６】この測定波形に対し、デジタル処理系２２
は、波形の抽出機能と２つの評価項目を有している。評
価項目の１は、紙管２の位置と端面１ａの位置との比較
により端面１ａが紙管２より膨らんでいるかどうかを評
価するものである。図３（ａ）の測定波形３１から紙管
２を示す波形３３が抽出される。図３（ａ）のように紙
管２の先端に相当する波形３３は、比較的幅の細い矩形
状の突起が直径に沿って２箇所現れ、これらの中間は紙
管２が中空であるため大きく落ち込んでいる。この特徴
から紙管２が認識できる。紙管２の先端の高さをＢとす
る。パッケージ１の両端も急激な落ち込みを示す波形３
４により認識できる。パッケージ１の両端１ｂの間で、
かつ紙管２でない部分が糸の部分、即ちパッケージの端
面１ａであることが分かる。次いで端面１ａの高さのう
ち最も高い値ｙ_MAXが抽出される。第２の所定値である
Ｂとｙ_MAXとが比較され、ｙ_MAXの方が大きければ膨ら
みの高さが紙管２の先端を越えていることが分かるの
で、形状不良の判定が下される。勿論Ｂに対して余裕を
みて判定してもよい。

【００１７】もう１つの評価項目は、端面１ａの膨らみ
が許容できる大きさかどうかを評価するものである。前
項目と同様に図３（ｂ）の測定波形３２（半径分のみ示
されている）から紙管２及びパッケージ１の両端１ｂを
示す波形３３、３４が抽出される。ここでＢ＞ｙ_MAXで
あるから前項目は合格していることになる。こんどは端
面１ａの高さのうち最も低い値ｙ_MINが抽出される。ｙ
_MAXとｙ_MINとが比較され、その差が第１の所定値Ａよ
り大きければ膨らみが許容される大きさより大きいこと
が分かるので、形状不良の判定が下される。

【００１８】このようにデジタル処理系２２での処理内
容は、測定波形に基づいてパッケージの形状の良否を判
定するものであり、判定結果は、Ｉ／Ｏを介し、検査ラ
インを構成する上位の検査装置等に出力される。

【００１９】実際に検査ライン上で台座５に装着した多
数のパッケージ１を移動させ、検査を行った結果を、い
くつかのパッケージについて図４に示す。図４（ａ）の
測定波形では、紙管２の先端４１と端面１ａの最高部４
２との高さ比較により、ｙ_MAX＞Ｂであるからこのパッ
ケージは不良である。図４（ｃ）の測定波形では、端面
１ａの最高部４３と最低部４４との高さ比較により、ｙ
_MAX−ｙ_MIN＞Ａであるからこのパッケージもやはり不
良である。

【００２０】これらに対し、図４（ｂ）の測定波形で
は、紙管２の先端４５、端面１ａの最高部４６、及び最
低部４７の相互比較により、Ｂ＞ｙ_MAXかつｙ_MAX−ｙ
_MIN＜Ａであるからこのパッケージは良である。

【００２１】以上説明したように、本考案の装置によれ
ば、センサがパッケージの端面に臨んでいるので、光路
が端面の凹凸に遮られることがないため、バルジによっ
て隠れる部分がなくどの場所でも検知できる。このセン
サによる距離の測定は光源光量の変動には無関係である
から、光源の経時変化に影響されず正しい検知結果が得
られる。このセンサをパッケージの径方向に走査して得
られる測定波形は、巻き位置が異なっていてもレベルが
変わるだけで、波形の変化を生じない。測定波形はその
まま端面の凹凸を表すので、これを基に凹凸の高低差を
調べたり、紙管との位置関係を調べたりすることができ
る。また、測定波形は、凹凸が段差であっても緩やかな
傾斜であっても、それぞれ端面の高低変化を忠実に再現
したものとなるので、これらを区別することができる。

【００２２】なお、本実施例は端面を検査対象面とした
場合を説明したが、他の面を検査対象面としてもよいこ
とは勿論である。

【００２３】

【考案の効果】本考案は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００２４】（１）凹凸面の形状・巻き位置に左右さ
れずに検出ができ、バルジ、段巻き、巻き位置の変動等
の検出に優れている。

【００２５】（２）距離測定に基づいた形状不良検出装
置であるため、光源の経時変化に影響されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の装置によるパッケージとセンサとの位
置関係を示す斜視図である。

【図２】判定のための回路構成を示すブロック図であ
る。

【図３】測定系で得られる測定波形と評価用の抽出値を
示すグラフである。

【図４】実際のパッケージから得られた測定波形を示す
グラフである。

【符号の説明】

１パッケージ６センサ（レーザセンサ）７センサの走査軌跡８バルジ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】パッケージ端面の半径の中ほどに盛り上
がりを有するバルジによる形状不良を検出するパッケー
ジの形状不良検出装置であって、台座に装着されて搬送
されるパッケージの端面に測定方向を向けてパッケージ
端面の直径方向に走査される距離測定センサと、その測
定波形に基づいて巻管を認識し、少なくとも、パッケー
ジの端面の凹凸差が第１の所定値以上のとき、及びパッ
ケージの端面と巻管との段差が第２の所定値以上のとき
いずれか１つが満たされたときに不良と判定する判定回
路とを備えたことを特徴とするパッケージの形状不良検
出装置。