JP3392234B2 - ボトル内面走査方法及び装置 - Google Patents

ボトル内面走査方法及び装置

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JP3392234B2
JP3392234B2 JP24596494A JP24596494A JP3392234B2 JP 3392234 B2 JP3392234 B2 JP 3392234B2 JP 24596494 A JP24596494 A JP 24596494A JP 24596494 A JP24596494 A JP 24596494A JP 3392234 B2 JP3392234 B2 JP 3392234B2
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優 星野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボトル等のボトルの内
面を検査するボトル内面検査機に用いられるボトル内面
走査方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、容器の内面に傷、埃等が付着して
いないかどうかを検査する容器内面検査機として特願平
5−140282号に開示されるようなものがある。こ
れは円筒形のチューブを縦向きに差し込んだホルダを公
転運動と自転運動とをさせ、また、公転運動に同期して
ボアスコープからなる検査ヘッドも公転運動をさせ、公
転運動の途中でホルダ上の各チューブ内に検査ヘッドの
挿入部を挿入しチューブ内面を走査しようというもので
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特願平5−1
40282号の容器内面検査機はチューブ等の比較的広
口の円筒形容器の検査には適するが、ボトルのような狭
まった口部を有する容器の検査には適さない。すなわ
ち、ボトル等はその底部の中心軸と口部の中心軸とがず
れて成型され偏心を生じることがあり、そのような容器
をその底部を中心に自転させながら検査ヘッドの挿入部
を口部から挿入しようとしても口部が偏心運動すること
があり挿入できず検査不可能になる場合がある。
【0004】従って、本発明は、偏心を生じたボトルで
あっても検査ヘッドの挿入部を口部から挿入し内面検査
をすることができる手段を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、口部aが底部から偏心したボトルAをそ
の口部aの回りから把持して該口部aに関し心出しを行
い、該心出しにより得られた中心軸Bの回りで該ボトル
Aを自転せしめ、かつ該心出しにより得られた中心軸B
上で検査ヘッドの挿入部3を往復移動させることを特徴
とするボトル内面走査方法を採用し、また、口部aが底
部から偏心したボトルAをその外側から把持し該ボトル
Aの口部aに関し心出しして自転する回転環体1と、ボ
トルAをその底dから支えつつ上記回転環体1内に押し
込む上記回転環体1の中心軸B上に配置された心押体2
と、上記回転環体1の中心軸B上に配置された検査ヘッ
ドの挿入部3とが、旋回盤4に一定ピッチで設けられた
ボトル内面走査装置の構成を採用し、また、環状に配置
された複数個の遊びローラ36a,36b,36cで
部aが底部から偏心したボトルAをその外側から把持し
該ボトルAの口部aに関し心出しするチャック36と、
該心出し状態にあるチャック36の中心軸B上に自転軸
を有する回転テーブル37と、上記チャック36により
心出しされたボトルAの底dを吸着する上記回転テーブ
ル37上に配置された吸盤38と、上記心出し状態にあ
るチャック36の中心軸B上に配置された検査ヘッドの
挿入部3とが、旋回盤4に一定ピッチで設けられたボト
ル内面走査装置の構成を採用している。
【0006】
【作用】本発明は、ボトルAをその口部aの回りから把
持して該口部aに関し心出しを行い、該心出しにより得
られた中心軸Bの回りで該ボトルAを自転せしめ、かつ
該心出しにより得られた中心軸B上で検査ヘッドの挿入
部3を往復移動させるので、ボトルAが自転中であるか
停止中であるかの如何を問わず検査ヘッドの挿入部3を
ボトル口部aから適正かつ円滑に挿入することができ
る。また、ボトルAが自転してもその口部aの縁が検査
ヘッドの挿入部3に接触しなくなるので、検査ヘッドの
挿入部3の振動を防止し、ボトル内面を適正に走査する
ことができる。
【0007】本発明のボトル内面走査装置によれば、次
のようにして内面走査がなされる。まず、旋回盤4の各
心押体2がボトルAの底dに当ってボトルAを回転環体
1の方に押し上げる。ボトルAの口部aは回転環体1中
に入ると同時にその心出しがなされ、ボトル口部aの中
心軸に回転環体1及び心押体2の中心軸Bが合致する。
検査ヘッドの挿入部3は回転環体1の中心軸上に配置さ
れていることから、ボトルAが停止状態にあってもその
口部a内に円滑に侵入する。また、ボトルAは回転環体
1と心押体2とにより支えられつつその口部aの中心軸
を中心にして自転するので、ボトル口部aの開口は自転
の際ぶれることなく円形を保持する。従って、検査ヘッ
ドの挿入部3は円滑にボトルA内に侵入し、侵入後も口
部aに接触して振動することもない。ボトル内面の走査
はボトルAの間欠的又は連続的な自転と挿入部3の昇降
運動と旋回盤4の間欠的又は連続的な旋回運動とが適宜
組み合わされることによりなされる。
【0008】旋回盤4は旋回運動しつつボトルAを円弧
状に搬送し、ボトルAはその円弧上を移動する間に内面
走査を受け検査され、旋回盤4の外に取り出されること
となる。
【0009】また、本発明の他のボトル内面走査装置に
よれば、次のようにして内面走査がなされる。まず、チ
ャック36の環状に配置された複数個の遊びローラ36
a,36b,36cがボトルAの口部aをその外側から
把持する。ボトルAの口部aはチャック36に把持され
ると同時にその心出しがなされ、ボトル口部aの中心軸
にチャック36及び回転テーブル37の中心軸Bが合致
する。ここで吸盤38がボトルAの底dを吸着する。検
査ヘッドの挿入部3は心出し状態にあるチャック36の
中心軸B上に配置されているので、ボトルAが停止状態
にあってもその口部a内に円滑に侵入する。また、ボト
ルAは回転テーブル37により支えられつつその口部a
の中心軸を中心にして自転するので、ボトル口部aの開
口は自転の際ぶれることなく円形を保持する。従って、
検査ヘッドの挿入部3は円滑にボトルA内に侵入し、侵
入後も口部aに接触して振動することもない。ボトル内
面の走査はボトルAの間欠的又は連続的な自転と挿入部
3の昇降運動と旋回盤の間欠的な又は連続的な旋回運動
とが適宜組み合わされることによりなされる。
【0010】旋回盤4は旋回運動しつつボトルAを円弧
状に搬送し、ボトルAはその円弧上を移動する間に内面
走査を受け検査され、旋回盤4の外に取り出されること
となる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。実施例1 このボトル内面走査装置は、図1乃至図3に示されるよ
うに、ボトルAをその外側から把持し該ボトルの口部a
に関し心出しして自転する回転環体1と、ボトルAをそ
の底から支えつつ上記回転環体1内に押し込む上記回転
環体1の中心軸上に配置された心押体2と、上記回転環
体1の中心軸上に配置された検査ヘッドの挿入部3と
が、旋回盤4に一定ピッチで設けられることにより構成
されている。
【0012】旋回盤4は、この装置の設置床に垂直に固
定された縦軸5にベアリング6及び筒軸7を介し旋回可
能に取り付けられている。筒軸7には大歯車8が固定さ
れ、該大歯車8に小歯車9が噛み合い、該小歯車9が設
置床側に固定されたモータ10により駆動されるように
なっていることから、旋回盤4は所定の速度で縦軸5の
回りを旋回可能である。旋回盤4は上旋回部4aと下旋
回部4bとの二重構造になっており、上旋回部4aにボ
トルAを受け止める凹部11が一定ピッチで形成され、
下旋回部4bには凹部11内に入るボトルAの底を受け
止める受け台12が一定ピッチで設けられている。
【0013】回転環体1は、ボトルAの本体bと口部a
との境界の肩部cに当接する当接環1aと、該当接環1
aをその回りから保持する大プーリー1bとを有してい
る。回転環体1は、旋回盤4上を昇降する下昇降体13
に大プーリー1bのボスがベアリング14を介し取り付
けられることにより、旋回盤4上で昇降運動可能になっ
ている。下昇降体13は上旋回部4aの周囲に一定ピッ
チで刻まれたボトルAを受け止めるための凹部11ごと
にあてがわれ、縦軸5の上端に回転可能に取り付けられ
た天板15と旋回盤4との間に垂直に掛け渡された複数
本のガイド棒16に保持されている。下昇降体13に
は、上記大プーリー1bを駆動するための小プーリー1
7、該小プーリー17を駆動するためのモーター(図示
せず)、光源18等が設けられている。光源18は、回
転環体1から上方に突出するボトルAの口部aを取り囲
む円筒形の反射板と、ボトルAの口部aの一部を照射す
る線状のランプとを有している。下昇降体13は縦軸5
に固定された円柱カム19の溝にローラー20を介して
係合し、旋回盤4の旋回と共に昇降するようになってい
る。具体的には、旋回盤4に隣接するスターホイール2
1から旋回盤4の凹部11にボトルAが供給された直後
から旋回盤4側に降下し回転環体1をボトルAに被せ、
略一旋回後排出側のスターホイール(図示せず)に渡す
直前に上昇し回転環体1をボトルAから離すようになっ
ている。
【0014】心押体2は、上記回転環体1の中心軸B上
にその中心軸が合致するように上記受け台12に心棒2
2を介し取り付けられている。心押体2は略円錐状の回
転体であり、ベアリング23を介して心棒22の上端に
取り付けられている。心棒22は受け台12に対して上
下に摺動可能であり、その下端は上記縦軸5の回りに配
置された端面カム24に接触している。端面カム24
は、上記筒軸7の回りにベアリング25及び外筒軸26
を介し取り付けられ、かつ床面に対して固定された基台
27上に取り付けられている。
【0015】検査ヘッドは例えばボアスコープでありC
CD素子等からなるカメラ28と該カメラ28の受像部
から突出するリレーレンズ,光ファイバー等で構成され
る棒状の挿入部3とを有し、上記ガイド棒16に保持さ
れた上昇降体29に取り付けられている。この上昇降体
29は縦軸5に固定された他の円柱カム30の溝にロー
ラー31を介して係合し、旋回盤4の旋回と共に昇降す
るようになっている。具体的には、旋回盤4に受けとら
れたボトルAがボトル内面を検査するべき箇所に来ると
旋回盤4側に降下し挿入部3をボトルAの口部aにその
開口から挿入せしめ、内面検査を終了すると上昇し挿入
部3をボトル口部aから引き抜くようになっている。
【0016】検査ヘッドとしてはボアスコープの他、挿
入型であれば投光器、受光器で構成されたものであって
も良い。なお、このボトル内面走査装置により検出され
たボトル内面の画像信号は、図1に示されるように、上
記天板15上に取り付けられたアンテナ部32から制御
部33に送信され、画像処理部34でボトル内面に傷等
が生じていないか、ごみ等が付着していないか等が判断
されるようになっている。アンテナ部32、制御部33
及び画像処理部34については、その詳細な説明は省略
する。
【0017】また、図2に示されるように、上昇降体2
9には他の光源35が設けられ、該光源35からの光が
挿入部3の光ファイバーを伝わり挿入部3の先端から容
器内面に向って出射するようになっている。
【0018】次に、このボトル内面走査装置による走査
方法について説明する。モーター10の起動により旋回
盤4が連続的に旋回し、その凹部11にスターホイール
21からボトルAが順次供給される。ボトルAは凹部1
1内に供給される時にまず受け台12上に乗せられ、心
棒22の上昇に伴い心押体2により底から突き上げられ
る。また同時に上昇降体29の下降に伴いボトルAの口
部aが回転環体1により保持される。ボトルAはその口
部aの回りから回転環体1により把持される結果、該口
部aに関し心出しがなされることになる。すなわち、ボ
トル口部aの中心軸が上記回転環体1の中心軸B上に合
致し、ボトルAはボトル口部aの中心軸を中心にして自
転可能になる。
【0019】旋回盤4の旋回に伴いボトルAが検査位置
に到達すると、小プーリー17の始動による回転環体1
の回転によりボトルAが自転する。また、上昇降体29
の下降により検査ヘッドの挿入部3がボトルAの口部a
に向かって下降する。ボトルAは上記心出しにより得ら
れた中心軸の回りで自転することから、口部aの開口は
挿入部3の真下において真円を保持し、従って検査ヘッ
ドの挿入部3は口部aから円滑にボトルA内に挿入され
ることになる。このようにボトルAが自転する間に挿入
部3がボトルA内に降下するので、ボトル内面は螺旋状
に走査される。この走査により光源18からの照射光は
ボトルAの壁を透過した後挿入部3により受光され、制
御部33等に送られ処理される。
【0020】なお、この実施例では光源としてボトルA
の口部aを取り巻く光源18が使用される場合はボトル
口部aの内面の走査がなされ、上昇降体29上の光源3
5が使用される場合はボトル口部aに限らずボトル内面
全体の走査が可能になる。
【0021】また、ボトル内面の走査は、上記螺旋状走
査に限らず、ボトルAの間欠的又は連続的な自転と挿入
部3の昇降運動と旋回盤4の間欠的又は連続的な旋回運
動との適宜組み合わせにより他の走査方式とすることも
できる。
【0022】検査が完了すると、上昇降体29の上昇に
より挿入部3がボトルA外に離脱し、さらにボトルAが
排出側のスターホイールに到達すると、下昇降体13の
上昇により回転環体1及び光源18がボトル口部aから
離れ、心棒22の降下により心押体2がボトルAを支え
つつ受け台12上に受け渡す。排出側のスターホイール
は、受け台12上のボトルAを受けとり、旋回盤4の外
に排出する。
【0023】傷、ごみ等が付いていると判断されたボト
ルAは排出側のスターホイールの直前又は排出側のスタ
ーホイール後の排出コンベア上において良品ボトルの列
外に排除される。
【0024】実施例2 この実施例のボトル内面走査装置は、実施例1と異な
り、図4及び図5に示されるように、環状に配置された
複数個の遊びローラ36a,36b,36cでボトルA
をその外側から把持し該口部aに関し心出しするチャッ
ク36と、該心出し状態にあるチャック36の中心軸上
に自転軸Bを有する回転テーブル37と、上記チャック
36により心出しされたボトルAの底dを吸着する上記
回転テーブル37上に配置された吸盤38と、上記心出
し状態にあるチャック36の中心軸上に配置された検査
ヘッドの挿入部3とが、旋回盤4に一定ピッチで設けら
れた構成になっている。
【0025】旋回盤4は、実施例1と同様な機構により
旋回運動するようになっている。チャック36は、ボト
ルAの口部aをその回りから保持する三つのゴム製ロー
ラ36a,36b,36cを有している。そのうち一つ
のローラ36aは旋回盤4上に設けられた摺動板39に
回転自在に取り付けられ、他の二つのローラ36b,3
6cは夫々レバー40,41の先端に回転自在に取り付
けられている。各レバー40,41は水平面上で回動可
能に摺動板39にピン42で軸支され、かつ三つのロー
ラ36a,36b,36cでボトルAの口部aを挟持す
ることができるよう、引張りコイルバネ43により引っ
張られている。また、レバー40,41の後端は内側に
屈曲し、その屈曲部分に摺動板39上に固定されたエア
シリンダ44のロッドの先端が対向している。該エアシ
リンダ44の駆動でロッドが突出するとレバー40,4
1が引張りコイルバネ43の引張力に抗して回動し、ロ
ーラ36b,36cはボトルAの口部aを解放し、ロッ
ドが引っ込むとレバー40,41が引張りコイルバネ4
3に引っ張られて逆向きに回動し、ローラ36a,36
b,36cがボトルAの口部aを挟むことになる。
【0026】上記摺動板39は旋回盤4上の円周方向に
一定ピッチで配列され、旋回盤4上に設けられたガイド
レール45により夫々旋回盤4の半径方向に摺動可能に
保持され、かつ旋回盤4上に取り付けられたエアシリン
ダ46により駆動されるようになっている。
【0027】回転テーブル37の自転軸は、旋回盤4に
設けられた昇降フレーム(図示せず)に取り付けられて
いる。回転テーブル37は円板状であって小プーリー4
7との接触により回転せしめられるようになっており、
該小プーリー47を駆動するためのモーター48が昇降
フレームに固定されている。昇降フレームは旋回盤4に
対して垂直方向に昇降可能であり、旋回盤4に固定され
たエアシリンダ49により昇降運動するようになってい
る。
【0028】吸盤38はボトルAの底dを適正に吸着固
定することができるよう1個又は複数個回転テーブル3
7上に配置され、真空吸引するための真空ユニット50
が上記昇降フレーム外の所定箇所に設置されている。真
空ユニット50と複数個の吸盤38との間の配管中には
回転テーブル37が回転することから、ロータリージョ
イント51が設けられている。真空ユニット50は旋回
盤4と共に旋回し、他のロータリージョイント(図示せ
ず)を介して真空ポンプから真空吸引されるようになっ
ている(図示せず)。
【0029】検査ヘッドは例えばCCDカメラからなる
カメラ52と該カメラ52の受像部から突出するリレー
レンズ,光ファイバー等からなる棒状の挿入部3とを有
し、上記旋回盤4上に縦向きに固定された案内部材53
にスライダ54及び該スライダ54から水平に突出した
アーム55を介して支持されている。検査ヘッドとして
はボアスコープの他、挿入型であれば投光器、受光器で
構成されたものであっても良い。検査ヘッドに向って光
を照射するための光源56は検査ヘッドの挿入部3を囲
むように上記アーム55に取り付けられた円筒形の反射
板56aと、該反射板56aの内側に設けられた線状の
ランプ56bとを有している。なお、上記光源56から
の光は挿入部3内の光ファイバーにより送って挿入部3
の先端から容器内面に向って出射させるようにしてもよ
い。
【0030】このボトル内面走査装置により検出された
ボトル内面の画像信号を処理するものとして、ボトル内
面検査装置には、実施例1におけると同様にカメラ52
の画像信号を送信するアンテナ部、該アンテナ部からの
信号を受信する制御部、制御部からの信号をもとにして
ボトル内面に傷等が生じていないか、ごみ等が付着して
いないか等を判断する画像処理部等が設けられている。
【0031】次に、このボトル内面走査装置による走査
方法について説明する。旋回盤4は間欠的に旋回運動す
るようになっており、図5に示されるように、各旋回角
度ごとにボトルAを操作するためのステーション(I〜
XII )が設けられている。まず、ステーションIでは、
旋回盤4が一時停止した間にコンベア57からボトルA
が供給され、チャック36のローラ36a,36b,3
6cがボトルAの口部aを挟持する。これにより、ボト
ルAの口部aに関し心出しがなされる。
【0032】次のステーションIIでは、回転テーブル3
7が上昇しボトルAの底dに当接し、ステーションIII
では、吸盤38がボトルAの底dを吸着しボトルAを回
転テーブル37上に固定する。
【0033】ステーションIVでは、エアシリンダ44の
伸縮動作でローラ36b,36cがボトルAの口部aを
解放し、エアシリンダ46の縮動作で摺動板39が旋回
盤4の中心方向へ後退しチャック36をボトルAの口部
aから離反させる。
【0034】ステーションVでは、エアシリンダ58の
駆動で検査ヘッドの挿入部3と光源56とがボトルAの
口部aの方へと降下する。ボトルAの口部aは心出しさ
れているので、挿入部3は口部aからボトルA内へと円
滑に侵入する。
【0035】ステーションVI,VII ,VIIIでは、モータ
48の駆動による回転テーブル37の自転と挿入部3の
ボトルA内への侵入とによりボトルAの口部aの内面の
走査がなされる。この走査は例えば次のようにして成さ
れる。すなわち、ボトルAの口部aの内面を高さ方向に
三つの走査区に分割し、ステーションVIでは挿入部3を
上段の走査区に降下させ回転テーブル37を自転させて
該上段の走査区の走査を行い、ステーションVII では挿
入部3を中段の走査区に降下させ回転テーブル37を自
転させて該中段の走査区の走査を行い、ステーションVI
IIで挿入部3を下段の走査区に降下させ回転テーブル3
7を自転させて該下段の走査区の走査を行なうのであ
る。その他、ボトルAの内面をその周方向に分割し、各
ステーションVI,VII ,VIIIで順次走査するようにして
もよい。しかし、いずれの方法によるにしてもボトルA
は上記心出しにより得られた中心軸Bの回りで自転する
ことから、口部aの開口は挿入部3下において真円を保
持し、従って検査ヘッドの挿入部3は口部aから円滑に
ボトルA内に挿入されることになる。この走査により光
源56からの照射光はボトルAの壁を透過した後挿入部
3により受光され、制御部等に送られて処理される。
【0036】ステーションIXでは、挿入部3等がボトル
A上方に上昇し、ステーションXでは、チャック36が
ボトル口部aを再び掴み、ステーションXIでは、吸盤3
8が吸引を停止し、回転テーブル37が降下してボトル
Aの底dから離れ、ステーションXII では、チャック3
6が開いてボトルAを解放する。このボトルAは排出コ
ンベア59上に置かれ、検査機外に排出される。
【0037】なお、傷、ごみ等が付いていると判断され
たボトルAは排出コンベア59上において排除される。
【0038】
【発明の効果】本発明は、口部が底部から偏心したボト
ルを把持して該ボトルの口部に関し心出しを行い、該心
出しにより得られた中心軸の回りで該ボトルを自転さ
せ、かつ検査ヘッドの挿入部を該中心軸上で往復移動さ
せるので、検査ヘッドの挿入部をボトル内に適正かつ円
滑に挿入しボトル内面を走査することができる。また、
ボトルが自転してもボトルの口部の縁が検査ヘッドの挿
入部に接触しないので、検査ヘッドの挿入部の振動を防
止し、ボトル内面を適正に走査することができる。
【0039】また、本発明のボトル内面走査装置によれ
ば、旋回盤の心押体がボトルの底に当ってボトルを回転
環体の方に押し込むので、底部から偏心したボトル口部
に関し速やかに心出しすることができ、かつボトルを回
転環体による自転と旋回盤による公転とによって走査す
ることができる。従って、多量のボトルの内面を迅速か
つ正確に検査することができる。
【0040】また、本発明の他のボトル内面走査装置に
よれば、チャックの環状に配置された複数個の遊びロー
ラでボトルの底部から偏心した口部をその外側から把持
するので、ボトル径が変化しても適正に保持し心出しを
することができる。また、ボトルを回転テーブルによる
自転と旋回盤による公転とによって走査することができ
るので、多量のボトルの内面を迅速かつ正確に検査する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るボトル内面走査装置の概略斜視図
である。
【図2】上記ボトル内面走査装置の半断面図である。
【図3】上記ボトル内面走査装置の要部の縦断面図であ
る。
【図4】ボトル内面走査装置の他の実施例の要部の斜視
図である。
【図5】上記ボトル内面走査装置の概略平面図である。
【符号の説明】 A…ボトル a…口部 d…底 B…中心軸 1…回転環体 2…心押体 3…検査ヘッドの挿入部 4…旋回盤 36…チャック 36a,36b,36c…遊びローラ 37…回転テーブル 38…吸盤

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 口部が底部から偏心したボトルをその口
    部の回りから把持して該口部に関し心出しを行い、該心
    出しにより得られた中心軸の回りで該ボトルを自転せし
    め、かつ該心出しにより得られた中心軸上で検査ヘッド
    の挿入部を往復移動させることを特徴とするボトル内面
    走査方法。
  2. 【請求項2】 口部が底部から偏心したボトルをその外
    側から把持し該ボトルの口部に関し心出しして自転する
    回転環体と、ボトルをその底から支えつつ上記回転環体
    内に押し込む上記回転環体の中心軸上に配置された心押
    体と、上記回転環体の中心軸上に配置された検査ヘッド
    の挿入部とが、旋回盤に一定ピッチで設けられているこ
    とを特徴とするボトル内面走査装置。
  3. 【請求項3】 環状に配置された複数個の遊びローラで
    口部が底部から偏心したボトルをその外側から把持し該
    ボトルの口部に関し心出しするチャックと、該心出し状
    態にあるチャックの中心軸上に自転軸を有する回転テー
    ブルと、上記チャックにより心出しされたボトルの底を
    吸着する上記回転テーブル上に配置された吸盤と、上記
    心出し状態にあるチャックの中心軸上に配置された検査
    ヘッドの挿入部とが、旋回盤に一定ピッチで設けられて
    いることを特徴とするボトル内面走査装置。
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