JP3027453B2 - マルチ処理型円筒缶検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大量の円筒缶の缶胴の外
観について、複数の項目を並行的に高速度に検査処理可
能なマルチ処理型円筒缶検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】缶詰缶の製造にあたり２ピース缶では外
観上の欠陥が発生することがある。２ピース缶では一枚
の金属板を円形に打ち抜き、絞りと再絞り加工又は絞り
としごき加工を加えて成形し、上端部をトリミングし、
缶の内外面を洗浄した後、筒部外側表面に図案印刷して
焼き付け、次いで、内面にスプレー塗装を行って製造す
る。図案印刷に先立ってしばしば全周をホワイトコート
することも多い。また、生産効率を高めるため、円筒缶
の外側部分の図案印刷は複数色のインキを一回でドライ
オフセット印刷する。このため、例えば図４で示すよう
な標準的文字模様２４を円筒缶の缶胴に表わそうとして
も、文字の部分的欠落ｂが生じてホワイトコートしてあ
る地の白色が現れ、標準模様に比較するとその部分の明
度が明るい側にシフトしていたり、あるいは飛散した黒
色インクなどの付着によりその部分の明度が標準模様に
比較すると暗い側にシフトしている汚れａなどが生じる
ことがある。そのため、外観上欠陥のあるたとえば模様
２３のような不測の模様を印刷してしまうことがある。

【０００３】一般の他の商品と同様、２ピース缶の場合
でも製品には厳しい品質管理が必要となる。２ピース缶
の円筒缶の缶胴の場合、生産現場が実際に行っている検
査方法は能率的ではない。生産する大量の缶の中のひと
つひとつを検査員が実際に抜きとって外周を肉眼で逐一
観察し、目で見た勘で善し悪しを判断している。人手に
頼らない自動検査化は従来から強い要望があった。

【０００４】物の表面の検査方法としては光電的に行う
方法を考えることが可能である。この方法は、物の外観
全周の映像を撮影して新たな外周映像を得、その映像と
メモリーに予め記憶させてある同一系統の物品の標準的
な外周映像とを、微細な画素単位に信号同士で突き合わ
せ、高速度に２つの画像を比較する。この方法によれば
外観検査を非常に微細に精密に行うことができるという
利点がある。

【０００５】この従来の光電的な外観検査方法では、最
初の検査対象物について一連の検査処理が一巡し、それ
が完了すると改めて次の検査対象物の検査処理に移ると
いう順序で行う。装置としてはラインセンサカメラなど
の画像撮影装置やモニターテレビなどの画像再生装置な
どに併せ、デジタル化した画像信号を精密に検査する信
号処理型の検査装置を用いる。この検査装置の場合、検
査の標準となる標準対象物の外観をラインセンサカメラ
などで撮影し、画素座標上の微細な画素単位に全周の明
度値をデジタル信号化し、それをメモリーに標準缶の画
像信号として予め記憶させておく。回転テーブルに被検
査対象物をセットし、その被検査対象物を回転させなが
らラインセンサカメラで全周をモノクロ撮影し、その被
検査対象物のアナログ画像信号から画素座標上の微細な
画素単位に明度に関する被検査缶のデジタル画像信号を
得、メモリーから標準缶の画像信号を取り出して被検査
缶の画像信号と対比させる。このとき両画像信号間の座
標原点の位置ずれを補正して基準を合わせ、次いで同一
の座標位置の画素単位同士で明度を比較する。外観欠陥
の有無は例えば先に暗い側にシフトしている画素の個数
計算し、引き続いて明るい側にシフトしている画素の個
数を計算して判断する。即ち、暗い側にシフトしている
画素の個数と明るい側にシフトしている画素の個数の合
計が所定の範囲を超えていれば警告のための判定信号を
出力する。

【０００６】ひとつの被検査対象物について所定のプロ
グラムが一巡すると、その後引き続いて次の検査対象物
を撮影し、再び同様の検査処理を一巡する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで自動検査装置
の場合、大幅な合理化に結びつく装置でなければ製造工
場で導入する意味が無い。缶の製造工場では２ピース缶
の場合、１分間に６００〜１４００缶生産する。２ピー
ス缶の外観検査を自動的に行う装置にはこのような速度
に十分対応でき、しかも個々の缶についても精密検査が
可能であることが必要である。従来の上記のような検査
装置の場合、処理速度が非常に遅いという問題点があっ
た。

【０００８】このような従来の課題を解決するため、本
発明は、外観上の汚れや印刷の欠けの有無を高速度に判
定できる円筒缶検査装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明を適用するマルチ処理型円筒缶検査装置を、
実施例に対応する図１により説明する。

【００１０】上記の課題を解決するため、本発明のマル
チ処理型円筒缶検査装置は、回転している缶胴４１の外
周をラインセンサ４０で走査した被検査缶の画像信号
と、予め記憶されている標準缶の画像信号とを比較する
装置で、被検査缶の画像信号が標準缶の画像信号と重な
り合うようにシフトさせる重ね合わせ回路１０と、前記
重ね合わせ回路１０によりシフトした被検査缶の画像信
号と標準缶の画像信号とを比較し、標準缶に対して明度
異常を示している被検査缶側の画素の数を数える面積算
定回路２０とを有している。その上、前記重ね合わせ回
路１０、前記面積算定回路２０に処理指令を発し、１の
被検査缶の全周画像を単位にして各回路に処理をさせな
がら、自らは前記面積算定回路２０が計算した結果を受
けて判定信号を出力し、しかも、先行する画像について
自らの判定信号を出力する前に次の画像について重ね合
わせ回路１０に処理を開始させるさせるシステム制御回
路１１を有している。

【００１１】

【作用】本発明のマルチ処理型円筒缶検査装置３０の場
合、検査対象の後行の円筒缶の缶胴４１の画像について
の重ね合わせ回路１０での信号処理は、先行の円筒缶の
缶胴４１の画像信号についてシステム制御回路１１が出
す判定信号出力を待つことなく開始する。すなわち、被
検査缶の画像は各１つの缶胴４１が１単位となり、１単
位の画像信号はまとまって一連の信号処理を段階的に逐
次的に踏んで行く。この時、処理段階をずらした別の被
検査缶の画像信号の信号処理も、多数、並行的に行う。

【００１２】一連の信号処理を並行的に処理でき、画像
処理が迅速化する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１はラインセンサカメラ40と結びついた本発明の
マルチ処理型円筒缶検査装置３０の一実施例を示す図、
図２は多数の円筒缶の検査処理を同時並行的に行ってい
く手順を時系列で示す図、図３は位置ずれ量計算回路の
詳細図である。

【００１４】図１中、３０はラインセンサカメラ４０が
撮影した円筒缶の缶胴４１の外周映像を基に、外周の欠
陥を判定するための本発明のマルチ処理型円筒缶検査装
置を表すブロック図である。その内、１はラインセンサ
カメラ４０が出力するアナログ画像信号をデジタル化す
るアナログ／デジタル変換回路である。１０は重ね合わ
せ回路で、その内で２は位置ずれ量計算回路、４は位置
ずれ補正回路である。２０は面積算定回路で、５は第１
の減算回路、６は表面の明度が暗い側にシフトした画素
の面積を計算する暗い画素面積計算回路、７は第２の減
算回路、８は表面の明度が明るい側にシフトした画素の
面積を計算する明るい画素面積計算回路、９は暗い画素
面積と明るい画素面積とを合算する合算回路である。１
１は合算回路９の結果から判定信号を発するとともに、
各被制御回路をプログラムに従って所定の作動をさせる
システム制御回路である。２１は画像信号線、２２は命
令信号線である。

【００１５】図２中、円の中の各数字は図１の各回路の
作動を示す。図３は位置ずれ量計算回路２の詳細図で、
３１は位置ずれ量計算プログラム、３２は中央処理装置
（ＣＰＵ）、３３は標準画像メモリーで、検査対象とな
る円筒缶の標準となる画像信号をデジタル信号として記
憶させてある。３４は被検査缶の画像メモリーである。

【００１６】本実施例のマルチ処理型円筒缶検査装置３
０は次の様に作動する。

【００１７】製造ラインを流れる被検査缶の缶胴４１を
順に抜きとって回転テーブル４２に設置する。ラインセ
ンサカメラ４０は円筒缶の缶胴４１の表面を線走査して
主走査しながら回転テーブル４２の回転によって副走査
して全周を撮影する。ラインセンサカメラ４０による撮
影が先行する被検査缶について終わると、すぐに後行の
被検査缶が製造ラインから抜きとられ、ラインセンサカ
メラ４０が再び撮影を開始する。その撮影が終わると引
き続き第３の被検査缶について撮影が開始され、その後
も第４の被検査缶が続き、第５の被検査缶の撮影が続
く。

【００１８】アナログ／デジタル変換回路１と、重ね合
わせ回路１０と、面積算定回路２０とは、システム制御
回路１１の被制御回路で、システム制御回路１１が画像
信号線２１を通じて送る指令により、所定のプログラム
に基づいて作動する。システム制御回路１１は先行する
被検査缶についてラインセンサカメラ４０が撮影した被
検査缶の画像信号をアナログ／デジタル変換回路１に入
れて所定の変換処理を行わせ、その結果を画像信号線２
１を通じて位置ずれ量計算回路２に送る。処理対象のな
くなったアナログ／デジタル変換回路１には後行の被検
査缶のアナログ画像信号をあらためて次の処理対象とし
て入れる。

【００１９】先行の被検査缶についての位置ずれ量計算
回路２での処理が終わり、後行の被検査缶についてのア
ナログ／デジタル変換回路１での処理が終わると、シス
テム制御回路１１は先行の被検査缶についての位置ずれ
量計算回路２での処理結果を位置ずれ補正回路４に送
り、後行の被検査缶についてのアナログ／デジタル変換
回路１での処理結果を、処理対象がなくなった位置ずれ
量計算回路２に送る。システム制御回路１１は、処理対
象がなくなったアナログ／デジタル変換回路１には第３
の被検査缶のアナログ画像信号を入れる。

【００２０】このようにして次の段階ではシステム制御
回路１１は、互いに異なる多数の被検査缶につき、アナ
ログ／デジタル変換回路１、位置ずれ量計算回路２、位
置ずれ補正回路４を同時的に作動する。システム制御回
路１１は、先行する被検査缶の信号処理の終了を待つこ
となく、図２に示す様に次々に多数の被検査缶の信号処
理をそれぞれ段階を踏ませながら、多数連続の被制御回
路の中で同時並行的に進行させる。

【００２１】アナログ／デジタル変換回路１は、ライン
センサカメラ４０が円筒缶の缶胴41ごとに逐次連続的に
送ってくる信号波をその都度デジタル化し、被検査缶の
画像信号として重ね合わせ回路１０内の位置ずれ量計算
回路２に送信する。

【００２２】位置ずれ量計算回路２は、アナログ／デジ
タル変換回路１から１つの円筒缶の缶胴４１の全周を１
単位に逐次送ってくる被検査缶の画像信号を被検査缶の
画像メモリー３４を経由させ、予め標準画像メモリー３
３に蓄積してある同系統の標準缶の画像信号と組み合わ
せて中央処理装置３２の内部に随時取り込む。

【００２３】位置ずれ量計算回路２は、先行の被検査缶
の画像信号と標準缶の画像信号との位置ずれ量を、周知
の方法で中央処理装置３２内で計算する。位置ずれ量計
算回路２は計算で得たその結果と各画像信号の組み合わ
せとを先行する被検査缶についてのデータとして位置ず
れ補正回路４に送るとともに、ただちに後行の新たな被
検査缶の缶胴４１の画像信号をアナログ／デジタル変換
回路１から受け取る。位置ずれ量計算回路２は標準缶の
画像信号と新たな被検査缶の缶胴４１の画像信号との位
置ずれ量を再び計算し、その結果と各画像信号の組み合
わせとを後行の被検査缶のデータとし、先行する被検査
缶のデータの後を追うように位置ずれ補正回路４に送信
する。アナログ／デジタル変換回路１からの送信速度
が、位置ずれ量計算回路２での処理速度を上回っている
場合がある。その場合には、アナログ／デジタル変換回
路１でデジタル変換された被検査缶の缶胴４１の画像信
号をいったん標準画像メモリー３３に順次記録し、中央
処理装置３２は、標準画像メモリー３３のその記録の中
から順次被検査缶の缶胴４１の画像信号を取り出す。

【００２４】位置ずれ補正回路４は位置ずれ量計算回路
２から位置ずれ量の計算結果を順次受け取り、被検査缶
の画像信号を標準缶の画像信号に対比させながら計算量
だけ画素座標の原点をシフトさせて補正し、被検査缶の
画像と標準画像とを補正後の原点で重ねあわせる。次い
で、重ねあわせた画像信号を、位置ずれ量計算回路２か
らデータが次々と入力する速度に合わせ、面積算定回路
２０である第１の減算回路５と第２の減算回路７との２
方向に同時に並行して次々と送信する。

【００２５】第１の減算回路５は、被検査缶の各画素の
画像信号値から所定のしきい値を減算し、その減算値か
ら更に標準缶の画像信号値を、各同一座標点でそれぞれ
対応する画素毎に減算し、その結果を暗い画素面積計算
回路６に送る。暗い画素面積計算回路６は差が正の値で
あれば暗い明度異常値とみなしその全部の画素の数を数
え、暗い画素の面積を計算する。一方、第２の減算回路
７は被検査缶の各画素の画像信号値に所定のしきい値を
加算し、標準缶の画像信号からその加算した被検査缶の
画像信号値を各対応する画素毎に減算し、その結果を明
るい画素面積計算回路８に送る。明るい画素面積計算回
路８は差が正の値であれば明るい異常値とみなしその全
部の画素の数を数え、明るい画素面積を計算する。

【００２６】 図４には画素を集積した全体画像でその
減算状況の概念を説明する。文字模様「ＡＢＣ」に印刷
欠けによってホワイトコートした地の白が明度に出てい
る明るい欠陥ｂと暗いインクが飛散して付着した暗い欠
陥ａとが被検査缶の画像２３に現れている。この被検査
缶の画像２３の信号から標準画像２４の信号を減じると
暗い欠陥ａの画像２５の信号が求まる。標準画像２４の
信号から被検査缶の画像２３の信号を減じると明るい欠
陥ｂの画像２６が求まる。

【００２７】暗い画素面積計算回路６と明るい画素面積
計算回路８とは、それぞれの計算結果を合算回路９に送
る。合算回路９はメモリーを備えており、暗い画素面積
計算回路６と明るい画素面積計算回路８との処理速度に
相違があれば、早い方の結果をいったんメモリーに記録
し、暗い画素面積と明るい画素面積との計算結果がそろ
った時点で１つの被検査缶ごとに合算する。この結果、
図４に示すように、明度欠陥を合算した画像２７が求ま
る。合算回路９はこのように得られた先行の被検査缶の
画像信号、後行の被検査缶の画像信号、第３の被検査缶
の画像信号に関する計算結果を、システム制御回路１１
に、後の信号が先の信号の後を追いかけるように順に次
々と送る。システム制御回路１１は各被検査缶ごとに合
算回路９が送ってきた結果から明度異常の有無の判定信
号を発する。

【００２８】なお、位置ずれ量計算回路２と位置ずれ補
正回路４との間に平均値計算回路を加え、画素３×３領
域の中心座標には中心を囲む周囲座標の平均値を付与す
ると信号値が安定化して好ましい。

【００２９】本実施例の場合、位置ずれ量計算回路２は
先行する標準缶の画像信号の位置ずれ量計算処理を終え
ると、システム制御回路１１の判定信号の出力よりも先
行してなされる位置ずれ補正回路４の処理を待つことな
く、ただちに次の後行の被検査缶の画像信号について位
置ずれ量計算処理に入る。多数の画像についての信号処
理を複数の被制御回路で並行して次々に行うため信号処
理が迅速化、高速化する。

【００３０】暗い画素面積と明るい画素面積とを、一方
が他方の計算終了を待つことなく同時並行的に算出する
ので信号処理がさらに迅速化する。

【００３１】

【発明の効果】本発明のマルチ処理型円筒缶検査装置
は、外観上の汚れ、模様や文字の欠落の有無を高速度に
判定できる。これにより、２ピース缶を高速に生産する
缶工場で自動検査装置の導入、検査の高速化、高能率化
が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するマルチ処理型円筒缶検査装置
の一実施例を示す図である。

【図２】本発明を適用するマルチ処理型円筒缶検査装置
の時系列判定処理手順を示す図である。

【図３】本発明を適用するマルチ処理型円筒缶検査装置
の一実施例の中の位置ずれ量計算回路を示す図である。

【図４】本発明を適用するマルチ処理型円筒缶検査装置
の一実施例の計算概念を示す図である。

【符号の説明】

１・・Ａ／Ｄ変換回路 ２・・位置ずれ
量計算回路 ４・・位置ずれ補正回路 ５・・第１の減
算回路 ６・・暗い画素面積計算回路 ７・・第２の減
算回路 ８・・明るい画素面積計算回路 ９・・合算回路 １０・・重ね合わせ回路 １１・・システ
ム制御回路 ２０・・面積算定回路 ３０・・円筒缶
検査装置 ４０・・ラインセンサ ４１・・円筒缶
の缶胴

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転している缶胴の外周をラインセンサ
   で走査した被検査缶の画像信号と、予め記憶されている
   標準缶の画像信号とを比較する円筒缶検査装置であっ
   て、 被検査缶の画像信号が標準缶の画像信号と重なり合うよ
   うにシフトさせる重ね合わせ回路と、 前記重ね合わせ回路によりシフトした被検査缶の画像信
   号と標準缶の画像信号とを比較し、標準缶に対して明度
   異常を示している被検査缶側の画素の数を数える面積算
   定回路と、 前記重ね合わせ回路、前記面積算定回路に処理指令を発
   し、１の被検査缶の全周画像を単位にして各回路に処理
   をさせながら、自らは前記面積算定回路が計算した結果
   を受けて判定信号を出力し、しかも、先行する画像につ
   いて自らの判定信号を出力する前に次の画像について重
   ね合わせ回路に処理を開始させるシステム制御回路とを
   有していることを特徴とするマルチ処理型円筒缶検査装
   置。
2. 【請求項２】 前記重ね合わせ回路が、被検査缶の画像
   信号の周期と標準缶の画像信号の周期とのずれから画像
   上の位置ずれ量を計算する位置ずれ量計算回路と、前記
   位置ずれ量計算回路により計算された位置ずれ量だけ被
   検査缶の画像信号または標準缶の画像信号をシフトさせ
   て位置補正する位置ずれ補正回路とからなることを特徴
   とする請求項１に記載のマルチ処理型円筒缶検査装置。
3. 【請求項３】 前記面積算定回路が位置補正した被検査
   缶の画像信号値と標準缶の画像信号値との明度差を画素
   ごとに計算する減算回路と、減算値に明度異常が現れた
   画素の数を数える明度異常面積計算回路とを包含してい
   ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマ
   ルチ処理型円筒缶検査装置。
4. 【請求項４】 前記面積算定回路が明度に関し、位置補
   正した被検査缶の画像信号値から標準缶の画像信号値を
   画素ごとに減算する第１の減算回路と、その第１の減算
   回路が算出した減算値の内で明度異常値を示す画素の数
   を数え、表面が暗い側にシフトしている画素の面積を計
   算する暗い画素面積計算回路と、同じく前記重ね合わせ
   回路より出力される標準缶の画像信号値から被検査缶の
   画像信号値を減算する第２の減算回路と、その第２の減
   算回路が算出した減算値の内で明度異常値を示す画素の
   数を数え、表面が明るい側にシフトしている画素の面積
   を計算する暗い画素面積計算回路と、その暗い画素面積
   値と明るい画素面積値とを合計する合算回路とからなる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマル
   チ処理型円筒缶検査装置。