JP2863856B2 - 物品検査装置 - Google Patents

物品検査装置

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JP2863856B2 JP63323026A JP32302688A JP2863856B2 JP 2863856 B2 JP2863856 B2 JP 2863856B2 JP 63323026 A JP63323026 A JP 63323026A JP 32302688 A JP32302688 A JP 32302688A JP 2863856 B2 JP2863856 B2 JP 2863856B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば成形直後のガラス壜など連続的に搬
送されてくる物品を非接触状体で検査するための物品検
査装置に関する。
〔従来の技術〕
成形機で成形されたガラス壜は、各セクションからコ
ンベヤ上に所定の間隔(壜ピッチ)をおいて送り出さ
れ、このコンベヤによって徐冷窯の中に送り込まれる。
そして、成形直後のガラス壜は、前記コンベヤによる搬
送中にその高さや胴径の大きさ、さらには偏心量(口部
と胴部との位置ずれの度合)などが測定検査される。し
かし、成形直後のガラス壜はかなり高温(500〜600℃)
であるため、従来においては、徐冷窯ではほぼ常温に冷
却されたガラス壜を、徐冷窯の下流側において検査する
ことが行われている。
この種物品検査装置として、例えば特公昭51−24899
号後方に示されるものがある。そして、この公報に係る
物品検査装置においては、偏心量を検出するため、検査
対象であるガラス壜を移送するコンベヤの一方の側に2
個の光応答装置を適宜の間隔をおいて配置するととも
に、他方の側に前記光応答装置に向かって光を発する光
源を適宜の間隔をおいて配置し、前記光源とこれに対応
する光応答装置とを結ぶ光路(検査方向)が前記搬送装
置上において互いに直交し、かつ、前記検査方向がコン
ベヤの移動方向に対して45゜の角度をなすようにしてあ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来技術のように検査方向を設定
したものにおいては、壜ピッチの寸法によっては測定で
きない(2本のガラス壜が1本に見える)径が生ずる。
すなわち、例えば壜ピッチが100mmである場合、2本の
ガラス壜が1本のガラス壜として重なるときのガラス壜
の最大径は70.7mmである。つまり、直径70mm以上の壜は
測定不可能になる。
従って、直径70mm以上の壜を測定する場合、壜ピッチ
を100mmよりも大きくする必要があるから、成形機から
送出される壜ピッチはコンベヤの搬送速度と密接な関係
があり、これを大きくすると、それだけ前記搬送速度を
大きくする必要がある。そして、コンベヤの搬送速度を
大きくすると、搬送中にガラス壜が倒れて破損したり、
隣接するガラス壜どうしが接触して互いにくっついてし
まうなどの不都合がある。
また、上記従来技術においては、光源から複数条の光
を発するようにしているため、受光側にはこれに対応し
て複数のセンサを設けなければならないが、これらのセ
ンサの取り付け位置およびその個数はガラス壜の種類
(形状,大きさ)に応じて設定する必要があるため、そ
の構成が複雑になるとともに、その取り扱いも面倒であ
った。
本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、そ
の目的とするところは、構成が簡単で、ガラス壜の種類
の如何に拘わらず容易に測定することができ、しかも、
測定対象である物品の外径の制約を可及的に少なく、確
実に偏心を測定検査することができる有用な物品検査装
置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上述の目的を達成するため、本発明に係る物品検査装
置は、検査対象である直立物品を移送する搬送装置の一
方の側に、モニタ画面上に直立物品の画像を形成する2
個のカメラを適宜の間隔をおいて配置するとともに、他
方の側に前記カメラに向かって光をそれぞれ発する線光
源を適宜の間隔をおいて配置し、これらの光源とこれに
対応する前記カメラとをそれぞれ結ぶ光路が前記搬送装
置上において互いに交叉する角度が鋭角になるように構
成し、前記カメラ上の像から得られる前記直立物品の胴
部径および口部径の値に基づいて前記直立物品の偏心量
を測定できるようにした点に特徴がある。
〔作用〕
上記構成によれば、線光源とこれに対応するカメラと
を2組設けるとともに、前記線光源とカメラとを結ぶ2
つの光路が搬送装置上において鋭角をなすように、線光
源とカメラとを配置してあるので、搬送装置上を移送さ
れる例えばガラス壜を測定する場合、ガラス壜の搬送ピ
ッチをそれほど大きくしなくても、小径のガラス壜は勿
論のこと、大径のガラス壜をも確実に測定することがで
き、しかも、ガラス壜の偏心量を確実に測定することが
できる。そして、線光源からの光は1条であるから、ガ
ラス壜の種類毎にセンサの個数や配置を変えなくてもよ
く、従って、取り扱いが容易であり、構成を簡単にな
る。
また、線光源からの光をカメラで受けるように構成し
てあるので、すなわち、モニタ画面上に直立物品の画像
を形成する2個のカメラを設けたので、直立物品の遮光
により得られる直立物品の画像を見ながら、つまり、カ
メラによる画像をモニタしながら測定位置H2や測定位置
H4(例えば第4図参照)を所望の位置に容易に変更し調
整することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。
第1図(A),(B)は、本発明に係る物品検査装置
の一例としてのガラス壜検査装置を示すもので、これら
の図において、1は検査対象である直立物品としてのガ
ラス壜2…を、第1図(A)における矢印A方向に搬送
する搬送装置と一例としてのコンベヤで、このコンベヤ
1は、第1図(A)における上方に設けられている壜成
形機(図外)から排出されるガラス壜2…を一定ピッチ
で搬送するように、矢印A方向に一定の速度で搬送移動
するように駆動されている。
そして、このコンベヤ1の移動距離を検出するものと
して、ライン移動距離0.1mmに対して1検出パルスとな
る伝達機構を介してロータリエンコーダが設けてある。
第2図はこの移動量伝達機構の一例を示し、この図にお
いて、3は例えば1回転につき5000パルスを発するロー
タリエンコーダ、4は外部発振器、5はロータリエンコ
ーダと外部発振器4とを択一的に制御装置6に接続する
切り換えスイッチである。
再び第1図(A),(B)において、7,8はコンベヤ
1の一方の側に互いに適宜の間隔をおいて設けられ、コ
ンベヤ1上を搬送されるガラス壜2…に対して光を照射
する例えば直線状の蛍光灯など1条のビームを発する線
光源(以下、第1線光源7,第2線光源8と云う)で、第
1図(B)に示すように、上下方向に立設してある。
9,10はコンベヤ1の他方の側で、しかも、コンベヤ1
よりも下方位置において互いに適宜の間隔をおいて設け
られたミラー&カメラボックスで、それぞれのミラー&
カメラボックス910内には、ミラー11,12(ミラー12は図
示してない)と、前記第1線光源7および第2線光源8
からの光がそれぞれミラー11,12を介して入射される光
応答装置としての例えば画素数が512であるCCDラインセ
ンサよりなるカメラ13,14(以下、第1カメラ13,第2カ
メラ14と云う)とが設けられている。そして、これらの
第1カメラ13および第2カメラ14はロータリエンコーダ
3または外部発振器4から1パルスが発せられる毎に上
下方向に一回走査するように構成されており、後述する
ように、パルス数をカウントすることによりガラス壜2
…における胴部や口部など各部の径の大きさ(壜径)を
求めることができる。
そして、前記第1線光源7と第1カメラ13とを結ぶ光
路L1と、第2線光源8と第2カメラ14とを結ぶ光路L2
がコンベヤ1上においてなす角度αが60゜となるよう
に、上記各部材7〜14が配置してある。
なお、上述のように、第1線光源7(第2線光源8)
からの光を、ミラー11(12)を介して第1カメラ13(第
2カメラ14)に入射させるようにしたのは、次の理由に
よる。すなわち、コンベヤ1の搬送面より上位の温度が
100〜150℃であるのに対し、前記搬送面よりも下位の温
度は50〜60℃と比較的定温であり、電子部品よりなる第
1カメラ13,第2カメラ14に対する熱影響をできるだけ
少なくすためである。従って、第1カメラ13,第2カメ
ラ14に対する熱影響が余り大きくないような場合におい
ては、ミラー11(12)を省略してもよいことは勿論であ
る。
15はコンベヤ1の一方の側、より詳しくは、第1線光
源7と第2線光源8との間に設けられたレーザ投光部、
16はコンベヤ1の他方の側、より詳しくは、ミラー&カ
メラボックス9,10間に設けられるレーザ受光部で、コン
ベヤ1上を搬送されるガラス壜2…の高さを測定するも
のである。これらレーザ投光部15およびレーザ受光部16
は、ガラス壜2の高さに応じてその高さを調節できるよ
うにしてある。
17は第1線光源7、第2線光源8、レーザ投光部15を
収容するハウジングで、その下端には冷却用エヤーの入
口18が設けてあり、上端には開口19を形成してファン20
が取り付けてある。また、21はミラー&カメラボックス
9,10とレーザ受光部16を収容するハウジングで、その下
端には冷却用エアーの入口22,22が設けてあり、上端に
は開口23,23を形成してファン24,23が取り付けてある。
第3図は上記構成のガラス壜検査装置を用いてガラス
壜2…を検査並びに不良品を排除する手順の一例を示す
フローチャートである。
そして、上記構成のガラス壜検査装置において、パル
ス発生器からの信号によりコンベヤ1が所定方向に所定
の速度で搬送移動を行うと、ガラス壜2…が前記方向に
搬送され、第4図に示すように、第1カメラ13および第
2カメラ14にそれぞれ接続されたモニタ25の画面上に
は、第1カメラ13によるガラス壜2の画像26と、第2カ
メラ14によるガラス壜2の画像27とが形成される。
この第4図において、H1〜H4はガラス壜2における測
定位置を示し、測定位置H1はガラス壜2の割れなどを検
出するための位置、そして、測定位置H2はガラス壜2の
下部のストレートな胴裾部における壜径を測定するため
の測定位置で、後述するように、この位置における壜径
は偏心量を求めるデータとして利用される。また、測定
位置H3は胴径を測定するための測定位置であり、さら
に、測定位置H4は口径の大きさを測定する位置で、開口
端よりやや下方でしかも左右対象の部分であり、後述す
るように、この位置における壜径は偏心量を求めるデー
タとして利用される。つまり、偏心量は測定位置H2と測
定位置H4とにおける壜径に基づいて求められるのである
(その計算原理および手順については後述する)。
今、第1線光源7および第2線光源8からそれぞれ第
1カメラ13および第2カメラ14方向に光を発している状
体において、コンベヤ1によってガラス壜2が所定の方
向に搬送されてくるものとすると、前記ガラス壜2が、
第1線光源7と第1カメラ13とを結ぶ光路L1と、第2線
光源8と第2カメラ14とを結ぶ光路L2とを次々と横切る
ことにより、モニタ画面25上には、第4図に示すよう
に、両カメラ13,14による画像26,27が形成されるととも
に、第5図(A),(B)に示ように、各測定位置H1
H4におけるパルス出力が得られる。なお、同図(A),
(B)はそれぞれ第1カメラ13,第2カメラ14によるパ
ルス出力を示す。また、同図(C)はパルス発生器の出
力パルスを示す。
そして、前記各パルス出力のパルス数をカウントし、
これに一定の定数を乗ずることにより、前記測定位置H1
〜H4における壜径を得ることができる。
また、例えば測定位置H1のパルス出力しか得られない
ときは、ガラス壜2が破損しているものと判断す。ま
た、測定位置H1およびH2のパルス出力しか得られないと
きは、コンベヤ1上でガラス壜2が倒れている(倒壜)
ものと判断する。
つまり、第5図(A),(B)に示すように、各測定
位置H1〜H4におけるパルス出力が得られたときのみ、ガ
ラス壜2が正常な状態で搬送されていると判断され、次
に説明する偏心量を測定し、その結果並びに測定位置H1
〜H4における壜径がそれぞれ設定した値の許容範囲内で
あるとき、初めて良品として判定されるのである。
ガラス壜2の偏心とは、ガラス壜2の胴部の中心と口
部の中心とが鉛直方向に見て位置ズレしていることを云
うのであるから、第6図(A),(B)に示すように、
胴部における測定位置H2と口部における測定位置H4のそ
れぞれの中心位置CL,CL′を求めることが必要である
が、この中心位置CL,CL′は、前述した測定位置H2およ
び測定位置H4におけるそれぞれの壜径の半分とすればよ
い。
そこで、第5図(A)Aに示す第1カメラ13からのパ
ルス出力においては、測定位置H2におけるパルス出力の
立ち上がり点を基準点S1とするとともに、このパルス出
力のハイレベル部分の長さの半分をA1とし、測定位置H4
におけるパルス出力が前記基準点S1から立ち上がるまで
の長さをB1とし、さらに、このパルス出力のハイレベル
部分の長さの半分をC1とする。そして、第5図(B)に
示す第2カメラ14からのパルス出力においても、上記と
同様に、A2,B2,C2,S2を設定する。
而して、第1カメラ13および第2カメラ14による胴部
の中心位置と口部の中心位置との差x1およびx2は、 x1=A1−(B1+C1) ……(1) x2=A2−(B2+C2) ……(2) と表される。
そして、第7図に示すように、前記光路L1と光路L2
のコンベヤ1上における交叉角度αは60゜であるから、
胴部の中心位置O1と口部の中心位置O2との間の長さ、す
なわち、偏心量をlとすれば、 l2=x1 2+x2 2+2x1x2cos60゜ ……(3) なる関係が成り立つ。
従って、この(3)式に上記(1)および(2)式で
得られるx1およびx2を代入することにより、偏心量lを
求めることができるのである。
而して、上述の実施例においては、光路L1と光路L2
のコンベヤ1上における交叉角度当αを60゜にしている
ので、次のような利点がある。
例えば壜ピッチが100mmである場合、冒頭に挙げた従
来技術においては、2本のガラス壜が1本のガラス壜と
して重なるときのガラス壜の最大径は70.7mmであり、直
径70mm以上の壜は測定不可能であったが、上記実施例で
は、86.6mmまで測定可能である。つまり、上記構成によ
れば、コンベヤ1の搬送速度をそれほど大きくしなくて
も、大径のガラス壜2を確実に検査することができるの
である。このことは、壜成形機から送出される壜ピッチ
が変化してもこれに無理なく対応することができること
を意味し、それだけ、この種ガラス壜検査装置が使い良
くなることを示すものである。
なお、前記交叉角度αは60゜に限定されるものではな
く、この交叉角度αを小さくすればするほど、同一の壜
ピッチにおいて測定可能なガラス壜2の径は大きくなり
好都合であるが、偏心量の算出におけるデータ処理を考
慮した場合は、上述の実施例のように60゜に設定したほ
うが好都合である。そこで、第7図では、交叉角度αが
60゜である特定の場合(後述する一般式において、θ
=θ=30゜の場合)を示したが、以下に上記(3)式
の一般式を示しておく。
すなわち、第8図において、O1を中心としたx,y軸を
設定する。そして、O2の座標(X,Y)を求めると、偏心
量lを、 で計算できる。
つまり、L1′,L2′の直線式を求め、その交点O2(X,
Y)を求める。L1′,L2′の直線式は以下の通り。
L1′:y=tan(90−θ)x−x1tan(90−θ) L2′:y=tan(90+θ)x−x2tan(90+θ) ここで、x1,x2は測定値であり、L1′がL1より右にあ
るときはx1>0、L1′がL1より左にあるときはx1<0と
し、x2についても同様とする。
そして、L1′,L2′の上式において、 tan(90−θ)=A,tan(90+θ)=Bとして交点
O2(X,Y)を求めると、 を得る。
これにより、 からlが求まる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、線光源とこれ
に対応するカメラとを2組設けるとともに、線光源とカ
メラを結ぶ2つの光路が搬送装置上において鋭角をなす
ように、前記線光源とカメラとを配置してあるので、搬
送装置上を移送される例えばガラス壜を測定する場合、
ガラス壜の搬送ピッチをそれほど大きくしなくても、小
径のガラス壜は勿論のこと、大径のガラス壜をも確実に
測定することができ、しかも、ガラス壜の偏心量を確実
に測定することができ、測定対象である物品の外径の制
約を可及的に少なくし、しかも、確実に偏心量を測定検
査することができるようになった。
そして、本発明においては、線光源を用いてガラス壜
などの測定対象に1条の光を投射するようにしているの
で、従来技術のように複数のセンサを用いたり、測定対
象の大きさや形状に対応してセンサの配置やその数を変
更する必要が全くないので、測定に際しての取り扱いが
容易であり、また、物品検査装置の構成がより簡単にな
る。
また、線光源からの光をカメラで受けるように構成し
てあるので、すなわち、モニタ画面上に直立物品の画像
を形成する2個のカメラを設けたので、直立物品の遮光
により得られる直立物品の画像を見ながら、つまり、カ
メラによる画像をモニタしながら測定位置H2や測定位置
H4(例えば第4図参照)を所望の位置に容易に変更し調
整することができる。その結果、より正確な直立物品の
偏心量を測定できる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第7図は本発明の一実施例を示し、第1図
(A)は本発明に係る物品検査装置としてのガラス壜検
査装置の要部を示す平面図、同図(B)はその正面縦断
面図である。 第2図は搬送装置における移動量伝達機構の構成例を示
す図である。 第3図はガラス壜検査装置によってガラス壜を検査し不
良品を排除する手順の一例を示すフローチャートであ
る。 第4図はモニタ画面上における画像を示す図である。 第5図は2つのカメラによるパルス出力を示す波形図で
ある。 第6図および第7図は偏心量の算出を説明するための図
で、第6図(A)はガラス壜の測定位置を示す図、同図
(B)はパルス出力における偏心量を示す図、 第7図は2つのカメラのパルス出力に基づいて偏心量を
算出するときの図である。第8図は、偏心量の一般式を
求めるための図である。 1……コンベヤ(搬送装置)、2……ガラス壜(直立物
品)、7,8……線光源、13,14……カメラ(光応答装
置)、25……モニタ画面、26,27……画像、α……交叉
角度。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】検査対象である直立物品を移送する搬送装
    置の一方の側に、モニタ画面上に直立物品の画像を形成
    する2個のカメラを適宜の間隔をおいて配置するととも
    に、他方の側に前記カメラに向かって光をそれぞれ発す
    る線光源を適宜の間隔をおいて配置し、これらの光源と
    これに対応する前記カメラとをそれぞれ結ぶ光路が前記
    搬送装置上において互いに交叉する角度が鋭角になるよ
    うに構成し、前記カメラ上の像から得られる前記直立物
    品の胴部径および口部径の値に基づいて前記直立物品の
    偏心量を測定できるようにしたことを特徴とする物品検
    査装置。
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