JP3623329B2

JP3623329B2 - Weight detection method and apparatus, and quantitative supply apparatus using them

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Publication number: JP3623329B2
Application number: JP32414996A
Authority: JP
Inventors: 啓充土井; 博幸舩田; リンシーメルヴィン; 昌俊稲田
Original assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Current assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: JPH10160553A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１軸まわりにほぼ円形状をなして定量供給される製びん用などのゴブの重量検出方法と装置、およびこれらを用いた定量供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば製びん機は、ゴブフィーダから供給されセアーにて所定長さに切断されて落下供給される定量のゴブを成形型内に受入れ、これを所定形状に成形する。この供給されるゴブの量は成形するびん類に対して過不足があると、成形不良やトラブルを招く。これらに対処するのに、供給されるゴブの重量を人が管理して、過不足に応じてゴブフィーダのチューブを上げ下げすることにより、所定量のゴブが供給されるようにしている。
【０００３】
しかし、人手によるのでは熟練を要する上、近時の高速化に対応しにくくなっている。米国特許第５，４３４，６１６号明細書は、ゴブの重量管理を自動的に行ってゴブを定量供給できる装置を開示している。この開示装置は、ゴブフィーダから供給され落下するゴブを、側方より撮像カメラにて撮像し、撮像したゴブの画像から、画像処理にてゴブの重量を検出する。この検出は縦長なゴブの太さに長手方向の変動があっても軸線まわりにはほぼ円形となっていることを利用したもので、下記の式を用いている。
【０００４】
【数４】

【０００５】
この式は、ゴブの像における長手方向各位置での幅をそれらが対応する部分のゴブの直径とみなし、この各部の幅から得られるゴブの長手方向各位置での横断面積をゴブの画像の長手方向全域につき積分することによりゴブの体積を算出し、これに、ガラスの質量と補正係数とを掛け合わせることにより、ゴブの重量を算出し検出している。
【０００６】
これにより、定量供給されるゴブの重量を自動的に管理することができ、開示装置はこの検出されたゴブの重量の過不足に応じてゴブフィーダのチューブを下げ、あるいは上げるように自動制御して定量供給されるゴブの重量が安定するようにしている。
【０００７】
また開示装置は、撮像カメラの撮像視野における所定の検出位置にゴブが達したとことを、セアーによるゴブの切断タイミングからの経過時間のカウントによって検出し、前記所定位置でのゴブの画像から重量の検出を行い検出精度が安定するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記式の演算操作は複雑でマイクロコンピュータ等による電子処理での自動的な演算処理にても長い時間が掛かり、ゴブの重量検出とそれによるゴブ供給の定量制御を、高速で精度よく行うことは困難である。このため、さらなる高品質化、高速化が要求される製びん等には不十分である。
【０００９】
本発明の目的は、１軸まわりにほぼ円形状をなして定量供給される製びん用などのゴブの重量を、簡易な演算操作にて高速で高精度に検出することができる重量検出方法と装置、およびこれらを用いた定量供給装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明の重量検出方法は、溶融ガラスをプッシャによりオリフィスを通じて押出しセアーで所定長さに切断して落下させる定量供給手段から少なくとも1軸まわりにほぼ円形状をなして定量供給されるゴブを対象とし、前記落下中のゴブの撮像画像上の前記１軸に沿う断面から、この断面の面積Ｂ、前記断面でのゴブの１軸方向に微小ピッチｄｈにて分割した各ピクセルの重心と、微小ピッチを限りなく小さくしたときの各重心位置を通る１軸の関数ｆ（ｘ）と、この関数ｆ（ｘ）の各重心座標位置での傾きをπ／２回転させたときのゴブの画像内の線分として求めたゴブの直径Ｄの平均値を計測するとともに、ゴブの下記の重量係数Ｃを予め設定し、これらを基に下記の式
【００１１】
【数５】

【００１２】
によってゴブの重量Ｗを算出し検出することを基本的な特徴とするものである。
【００１３】
このような構成では、１軸まわりにほぼ円形状をなして定量供給され落下するゴブの前記１軸に沿った断面から、この断面の面積Ｂと直径Ｄの平均値とを計測し、これらと、定数として予め設定しておける重量係数Ｃとのそれぞれを上記式に従って掛け合わせるだけの簡単な操作で迅速にゴブの重量を算出し検出することができるし、上記式は、下記の式１〜６
【００１４】
【数６】

【００１５】
のように展開して、重量計算式２におけるゴブの１軸方向各位置での横断面の面積を１軸方向に積分した体積算出部分を、ゴブの１軸方向の断面積Ｂと、直径Ｄの平均値と、ゴブの比重γに掛け合わせたπ／４の定数部分に分解して、式６に示すような断面積Ｂの関数式に置換したもので、定量供給物の重量を精度よく検出することができる。
請求項１の発明の重量検出方法は、特に、前記ゴブの１軸方向各位置での直径Ｄは、定ゴブの１軸方向に微小ピッチｄｈにて分割した各ピクセルの重心と、微小ピッチを限りなく小さくしたときの各重心位置を通る１軸の関数ｆ（ｘ）と、この関数ｆ（ｘ）の各重心座標位置での傾きをπ／２回転させたときのゴブの画像内の線分として求めることをさらなる特徴としている。
これにより、さらに、ゴブの１軸方向各位置での直径Ｄを、少ない演算要素と簡単な演算操作とで計測することができ、ゴブの重量検出速度をさらに高速に達成することができるし、製びん用のゴブは時として長手方向に曲がることがあり、しかも、溶解状態にあるゴブの表面張力の影響で前記曲がりに沿う１軸に直角な平面上で円形状となる傾向を示すのと、前記手法で検出される各位置の直径Ｄの向きとが符合しているので、これを基に得られる直径Ｄの平均値が高精度に計測されるので、定量供給物の重量検出精度がさらに向上する。
【００１６】
請求項２の発明の重量検出装置は、溶融ガラスをプッシャによりオリフィスを通じて押出しセアーで所定長さに切断して落下させ少なくとも1軸まわりにほぼ円形状をなして定量供給され定量供給手段から落下するゴブを、側方より撮像できるように配置された撮像手段と、撮像手段により撮像されたゴブの画像を取り込んで画像処理し、ゴブの画像をゴブの１軸に沿った断面とみなして、ゴブの１軸に沿う断面の面積Ｂ、前記断面での１軸方向各位置でのゴブの直径Ｄの平均値を計測する画像処理手段と、これら計測結果と予め設定されたゴブの重量係数Ｃとから、下記の式
【００１７】
【数７】

【００１８】
によってゴブの重量Ｗを算出する演算手段とを備えたことを基本的な特徴とするものであり、請求項１の発明の重量検出方法を、撮像手段によるの撮像と、撮像されたゴブの画像の画像処理による必要な計測と、計測結果と予め設定されたゴブの重量係数との演算手段による上記式に則った演算とで、請求項１に発明の重量検出を自動的な電子処理操作にて高速かつ高精度に達成することができ、さらなる高速化が望まれる製びん機でのゴブの重量制御に十分に対応できる。
【００１９】
特に、請求項２の発明の重量検出装置は、ゴブの１軸方向各位置での直径Ｄは、ゴブの１軸方向に微小ピッチｄｈにて分割した各ピクセルの重心と、微小ピッチを限りなく小さくしたときの各重心位置を通る１軸の関数ｆ（ｘ）と、この関数ｆ（ｘ）の各重心座標位置での傾きをπ／２回転させたときのゴブの画像内の線分として求めることをさらなる特徴としている。
【００２０】
これにより、さらに、定量供給物の１軸方向各位置での直径Ｄを、少ない演算要素と簡単な演算操作とで計測することができ、定量供給物の重量検出速度をさらに高速に達成することができるし、製びん用のゴブは時として長手方向に曲がることがあり、しかも、溶解状態にあるゴブの表面張力の影響で前記曲がりに沿う１軸に直角な平面上で円形状となる傾向を示すのと、前記手法で検出される各位置の直径Ｄの向きとが符合しているので、これを基に得られる直径Ｄの平均値が高精度に計測されるので、定量供給物の重量検出精度がさらに向上する。
【００２１】
請求項３の発明の重量検出装置は、請求項２の発明において、さらに、画像処理手段は、撮像画面上でのゴブの重量検出を行う所定位置よりも上の位置に対応する位置の画像データから、その画像の重心と、この重心の撮像画面上での座標位置とを計測するとともに、この計測対象となったゴブの画像の重心が前記所定位置に達するまでのゴブの落下時間を演算し、この時間が経過した時点で撮像されたゴブの画像から、ゴブの重量を検出する。
【００２２】
このような構成では、請求項２の発明に加え、さらに、撮像手段が撮像する定量供給手段から供給されて１軸方向に落下するゴブの画像は、ゴブの落下に対応して撮像画面上で上部から下部に移動するが、画像処理手段は、撮像画面上でのゴブの重量を検出する所定位置よりも上にあるときの画像の重心の座標位置から、画像の重心が前記所定位置に達するまでのゴブが落下する時間が経過した時点を計測して、この時点での画像からゴブの重量を検出するので、ゴブの供給タイミングにバラツキがあってもこれの影響なく撮像画面の常に一定位置で撮像された画像を基にゴブの重量を検出することができ、画像位置のバラツキによるより計測誤差が解消するので重量検出精度がさらに向上する。
【００２３】
請求項４の発明の定量供給装置は、溶融ガラスをプッシャによりオリフィスを通じて押出しセアーで所定長さに切断して落下させ少なくとも1軸まわりにほぼ円形状をなしたゴブとして定量供給する定量供給手段と、この定量供給手段から定量供給され落下するゴブを、側方方向から撮像できるように配置された撮像手段と、撮像手段により撮像されたゴブの画像を取り込んで画像処理し、ゴブの画像をゴブの１軸に沿った断面とみなして、ゴブの１軸に沿う断面の面積Ｂ、前記断面でのゴブの１軸方向に微小ピッチｄｈにて分割した各ピクセルの重心と、微小ピッチを限りなく小さくしたときの各重心位置を通る１軸の関数ｆ（ｘ）と、この関数ｆ（ｘ）の各重心座標位置での傾きをπ／２回転させたときのゴブの画像内の線分として求めたゴブの直径Ｄの平均値を計測する画像処理手段と、これら計測結果と予め設定された下記のゴブの重量係数Ｃとから、下記の式
【００２４】
【数８】

【００２５】
によってゴブの重量Ｗを算出する演算手段と、演算手段からの検出重量値と予め設定された基準重量範囲とを比較する比較手段と、比較手段での比較の結果、検出重量値が基準重量範囲を下回っていると定量供給手段の供給量を所定量上げ、検出重量値が基準重量範囲を上回っていると定量供給手段の供給量を所定量下げるように制御する供給量補正手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２６】
このような構成では、定量供給手段から少なくとも１軸まわりにほぼ円形状をなして定量供給されるゴブの重量が、撮像手段、画像処理手段、および演算手段によって、請求項１の発明の重量検出方法および請求項２の発明の重量検出装置と同様に高速かつ高精度に検出され、この高速かつ高精度に検出された重量と基準重量範囲との比較手段による比較結果に対応して、供給量補正手段が定量供給手段の供給量を上げたり、下げたりする制御を応答性よく達成することができ、さらなる高速化が望まれる製びん機のゴブの定量供給等にも十分に対応できるし、製びん用のゴブは時として長手方向に曲がることがあり、しかも、溶解状態にあるゴブの表面張力の影響で前記曲がりに沿う１軸に直角な平面上で円形状となる傾向を示すのと、前記手法で検出される各位置の直径Ｄの向きとが符合しているので、これを基に得られる直径Ｄの平均値が高精度に計測されるので、定量供給物の重量検出精度がさらに向上する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の代表的な実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
本実施の形態は図２に示すような製びん機にゴブを定量供給するゴブフィーダ１を定量供給手段とした場合の一具体例である。ゴブフィーダ１は図２に示すようにスパウト２の底部に溶解したガラスが流出するオリフィスリング３を持っている。オリフィスリング３は本例では２つのオリフィス３ａ、３ｂを持っているが数は必要に応じて種々に設定される。スパウト２の中心部にはオリフィス３ａ、３ｂと対向するプランジャー４ａ、４ｂが設けられ、その外回りにチューブ５が位置し、チューブ５のさらに外側にロータセグメント６が設けられている。
【００２９】
プランジャー４ａ、４ｂが繰り返し下動する都度、スパウト２内の溶解したガラスがオリフィス３ａ、３ｂを通じ押出されて流出するが、このときの流出流量はチューブ５の下端とオリフィス３ａ、３ｂの上に当てがわれているブッシング７との間の隙間Ｓの大きさに比例し、チューブ５の上げ下げして前記隙間Ｓを調節することにより溶解ガラスの流出流量を調節し、形成されるゴブ１１の重量を調節することができる。
【００３０】
オリフィス３ａ、３ｂから流出する溶解ガラスは図３に示すセアー８により所定長さの縦長なゴブ１１に切断されて落下し、図示しないデリバリー機構を介して製びん機の複数ある各成形セクションに順次に供給される。各成形セクションに供給されるゴブ１１は、既述したように成形するびん類に対して量に過不足があると、成形不良やトラブルを招く。
【００３１】
本実施の形態では、ゴブフィーダ１によって供給されるゴブ１１の重量を自動的に検出して、これが所定の範囲になるようにチューブ５を自動的に上げ下げし、供給されるゴブ１１の重量が常に所定の重量範囲にあるように管理する。図２のゴブフィーダ１を用いたときのチューブ５の高さと供給されるゴブ１１の重量との関係は図４に示す通りであり、この関係を利用して、チューブ５の高さによって供給されるゴブ１１の重量を設定することができるし、調整することができる。
【００３２】
本実施の形態でのゴブ１１の重量検出方法も上記従来例のと同様に、ゴブ１１が１軸Ｆまわりにほぼ円形状をなして定量供給される定量供給物であることを利用したものであるが、従来例とは異なった手法を採用する。なお、１軸Ｆまわりに円形状をなすものであれば、球状のもの、楕円体のものなど種々の形態のものに同様に適用できる。また、基本的には１軸Ｆの向きは縦向きでも、横向きでも対応でき、これの向きによる制約は受けない。
【００３３】
具体的には下記の式の内の式▲６▼を用いて演算する。
【００３４】
【数９】

【００３５】
式１は体積Ｑに比重γを掛け合わせることにより重量を得る一般的なものである。式１の体積Ｑの部分を、ゴブ１１の１軸Ｆ方向各位置での横断面の面積を１軸Ｆ方向に積分する式に置き換えると式２となる。これによって、ゴブ１１の重量を演算することはできる。しかし、これではマイクロコンピュータ等による電子処理装置にて演算するにしても、例えば１０秒程度と云った長い時間が掛かるので、ゴブ１１の重量検出に基づいてゴブ１１の供給量を自動調節するのに迅速かつ正確な対応が困難である。
【００３６】
そこで本発明者等は、式２を上記式３〜式６のように展開して、式２の体積式の部分を、ゴブ１１の１軸Ｆ方向の断面積Ｂと、直径Ｄの平均値と、ゴブ１１の比重γに掛け合わせたπ／４の定数部分に分解して、式６に示すような断面積Ｂの関数式に置換したもので、これによって定量供給物の重量を高速に精度よく検出することができる。
【００３７】
このような手法による重量検出のためにどのような具体的方法および装置を用いてもよいが、本実施の形態では、まず、図１、図３に示すように、少なくとも１軸Ｆまわりにほぼ円形状をなして定量供給される製びん用ゴブ１１を、前記１軸Ｆとほぼ直角となる側方からＣＣＤカメラ１２により撮像し、撮像したゴブ１１の画像１１ａをゴブ１１の１軸Ｆに沿う断面とみなし、この断面の面積Ｂと、この断面での１軸Ｆ方向各位置でのゴブ１１の直径Ｄの平均値とを画像処理装置１３による画像処理にて計測する。次いで、これら計測した縦断面積Ｂおよび直径Ｄの平均値と、予め設定された重量係数Ｃのそれぞれを画像処理装置１３の演算機能によって上記式６に従って掛け合わせる処理を行い、ゴブ１１の重量を自動的に検出する。本発明者等の実験によれば１００ｍｓｅｃ程度でゴブ１１の重量を検出する演算ができた。
【００３８】
また、ゴブ１１の１軸Ｆ方向各位置での直径Ｄ₁〜Ｄ_nは、まず図５に示すゴブ画像１１ａを１軸Ｆ方向に微小ピッチｄｈにて分割した各ピクセルａ〜ｄの重心Ｇ₁〜Ｇ_nと、微小ピッチｄｈを限りなく小さくしたときの各重心Ｇ₁〜Ｇ_n位置を通る１軸Ｆの関数ｆ（ｘ）と、この関数ｆ（ｘ）の各重心Ｇ₁〜Ｇ_nの座標位置での傾きをπ／２回転させたときのゴブ１１の画像内の線分として求める。各ピクセルａ〜ｄの重心Ｇ₁〜Ｇ_nはそれぞれの対角線の交点として簡易に求める。
【００３９】
これにより、ゴブ１１の１軸Ｆ方向各位置での直径Ｄ_１〜Ｄ_ｎを、少ない演算要素と簡単な演算操作とで計測することができ、ゴブ１１の重量検出速度をさらに高速に達成することができるし、製びん用のゴブは時として長手方向に曲がることがあり、しかも、溶解状態にあるゴブの表面張力の影響で前記曲がりに沿う１軸Ｆに直角な平面上で円形状となる傾向を示すのと、前記手法で検出される各重心Ｇ_１〜Ｇ_ｎ位置の直径Ｄ_１〜Ｄ_ｎの向きとが符合しているので、これを基に得られる直径Ｄの平均値が高精度に計測されるので、定量供給物の重量検出精度がさらに向上する。
【００４０】
ところで、ＣＣＤカメラ１２により撮像した計測値には、種々の外乱がある。
【００４１】
ゴブ１１の重量に変化がないのに、ＣＣＤカメラ１２により撮像した計測値が変動する。この外乱の影響をなくすのに、ＣＣＤカメラ１２の撮像による計測値を外乱処理する。この処理は、まず、実際に供給されるゴブ１１をサンプリングしてＣＣＤカメラ１２による計測値を求める。この際、ゴブ１１に生じる重量の実際の標準偏差値σの３倍以内の範囲を図６に示すサンプリング域として検出し、これを越えるデータは廃棄する。また、サンプリング値がＣＣＤカメラ１２の計測総誤差域の上下限値ＷＳＴＵ／ＷＳＴＬから外れる場合はこれら上下限値ＷＳＴＵ／ＷＳＴＬにまで補正する。
【００４２】
次いで、実際のＣＣＤカメラ１２による計測値を幾つかずつの群に分け、各群での一次群平均値を求める。次いで、各一次群平均値２つどうしの平均値を順次に求めて二次群平均値とする。このようなことを数次繰り返すことにより１つの群代表平均値を得て、ＣＣＤカメラ１２による計測値のバラツキを所定の演算域にまで収束させる。そして、これがＣＣＤカメラ１２の計測誤差に実際のゴブ１１の重量変動を加えた補正重量域ＷＬＵ／ＷＬＬから外れたときに、図１に示すチューブ上下装置１４に、上げまたは下げの駆動信号を出力してチューブ５の高さを調節し、ゴブフィーダー１から供給されるゴブ１１の重量が、成形重量の管理値範囲である重量管理域ＣＬＵ／ＣＬＬを越えたとしても重量制御範囲ＡＬＵ／ＡＬＬに収束するように補正される。これによって、ＣＣＤカメラ１２による計測誤差をなくすことができる。
【００４３】
１４４ｇｒのびんを製びんしたときの計測値とそれにより重量制御されたゴブ１１によるびんの重量との実際の推移例を図７に示してある。これによると、びんの重量の最大誤差は３．３％に抑えることができた。なお、サンプリング時間は１５分間であり、１日５回測定した。
【００４４】
一方、静止画像を撮像したＣＣＤカメラ１２による計測値にも誤差が生じる。
【００４５】
これにつき、実際に供給された１１０．３ｇｒのゴブ１１を静止状態でＣＣＤカメラ１２により撮像したときのゴブ画像１１ａを作り、ベンチテストでの計測精度を求めると、下表１の通りであり、
【００４６】
【表１】

【００４７】
測定誤差は０．１４％であった。
【００４８】
また、あるびんの重量変動度合いを知り、それを基に他品種での重量変動限度を想定できれば、ＣＣＤ計測値として限界値の判断ができる。一般に実ゴブの変動幅ＧＡは、経験則上の一般式として、
ＧＡ＝５．３×（０．３×ＰＧ＋２７）／１４４ｇｒ
但し、ＰＧ：吹製重量
で与えられ、びん重量に対するゴブ重量変動幅は図８に示すようになる。
【００４９】
そこで、ＣＣＤ測定値がＧＡ以上の値を示せば、検出異常の判断データとすることができる。
【００５０】
以上を配慮し、
ＰＧ＝１４４ｇｒ
ＡＬＵ＝１４４．４２ｇｒ
ＡＬＬ＝１４３．５８ｇｒ
の条件の基、上記重量検出手法を用いた重量制御のシミュレーションを試みたところ、びん重量値とＣＣＤ制御値との関係は図９のような結果になり、測定値が重量管理下限ＡＬＬを下回る都度、チューブ５の上げ信号が出され、その都度びんの重量の増量補正が行われている状態が認められた。
【００５１】
さらに、自由落下中のゴブ１１をＣＣＤカメラ１２で撮像した計測値には様々な外乱の影響がある。そのほとんどはゴブ１１の姿勢が影響したものである。本発明者等の経験によれば、実びんの重量が変化しないのに、ＣＣＤカメラ１２による計測値が変化する。例えば、ゴブ１１の重量の制御中に実びんの重量は安定しているのに、ＣＣＤカメラ１２による計測値が異常を示す現象が発生する。
【００５２】
画像処理装置１３に接続した画像モニタ１５により撮像されたゴブ１１の画像を見ると、図１０の（ａ）に示すようなゴブ１１の振れが発生していた。その結果ＣＣＤカメラ１２による計測値は実際のゴブ１１の重量に比しマイナスになり、重量管理下限ＡＬＬを下回った結果であり、実びんの重量は図１０の（ｂ）に示すように増量の一途を辿り異常の発生となった。これには、ゴブ１１が７°以上振れた場合に、管理幅の１／３の範囲で数値補正して対処したところ、ゴブ１１の好適な重量制御状態が得られた。また、セアー８に対して行われるセアースプレーが過剰であるとゴブ１１の表面に飛沫が付着しこれが画像処理による重量検出に影響する。このような過剰なセアースプレー状態も画像モニタ１５にて確認して対処できる。従って、画像モニタ１５は本実施の形態での重量検出に有効である。
【００５３】
また、オリフィス３ａ、３ｂのセンターとＣＣＤカメラ１２との距離が短い場合、ゴブ１１が前後に揺れる現象が発生したとき、画像の大きさの変化量が大きくなり、画像誤差となる。ゴブ１１が前側に倒れた場合、ＣＣＤカメラ１２による計測値は実際よりもプラスとなり、ゴブ１１の重量制御がマイナスに働く結果ゴブ１１の重量は下がり続けた。ゴブ１１が後ろに倒れると計測値はマイナスとなり前記と逆の関係になる。例えば、１５ｍｍの揺れの場合１．２ｍの距離からの撮像では画像誤差が１．３％発生する。２．５ｍの距離からの撮像では０．６％発生する。これらから、ＣＣＤカメラ１２は２．５ｍ以上の距離からゴブ１１を撮像するように設置するのが好適である。
【００５４】
また、ゴブ１１のセアー８による切断タイミングに対してゴブ１１の落下するタイミングは必ずしも安定していない。これは、セアー８により切断されたゴブ１１の切り離し、ないしはセアー離れがその時々で一定しないためであり、これは主にゴブ１１の落下遅れとして現れ、上記開示装置のようなセアー８によるゴブ１１の切断タイミングからの時間カウントによる重量検出タイミングの設定による場合、落下タイミングの早いゴブ１１はＣＣＤカメラ１２の撮像画面上における計測域を下側に外れたり、落下タイミングの遅いゴブ１１は上に外れたりすることがあり、いずれも検出される重量はゴブ１１の実際重量を下回ってしまう。
【００５５】
また、これが撮像画面の大きなＣＣＤカメラ１２を用いるなどして、ほぼ解消されるにしても、ＣＣＤカメラ１２の計測領域でのどの位置で撮像された画像１１ａにて計測するかによって検出重量が変動する。これも、重量検出精度上大きな問題である。これにつき、さらに実験と検討を重ねた結果、ＣＣＤカメラ１２の撮像画面上の計測位置のバラツキは重量検出精度を例えば３．３％程度下げるが、同一計測位置での繰り返し計測精度は例えば１．５％程度と高いことを知見した。
【００５６】
そこで、ゴブ１１の重量を検出するのに、画像処理装置１３は、ＣＣＤカメラ１２の撮像画面上でのゴブ１１の重量検出を行う所定位置、本実施の形態ではＣＣＤカメラ１２の撮像軸Ｙよりも上の位置に対応する位置の画像１１ａのデータから、その画像１１ａの重心Ｇと、この重心Ｇの撮像画面上での座標位置とを前記直径Ｄを求める手法を応用して高速で計測するとともに、この計測対象となったゴブ１１の画像１１ａの重心Ｄが前記撮像軸Ｙに達するまでのゴブ１１の落下時間を演算し、この時間が経過した時点で撮像されたゴブ１１の画像１１ａから、ゴブ１１の重量を検出する。画像１１ａの重心Ｄが前記撮像軸Ｙに達する時間経過時のゴブ１１の撮像は、画像処理装置１３からの撮像指令によってＣＣＤカメラ１２を働かせることで行えるが、ＣＣＤカメラ１２による撮像を高速で繰り返し行うことにより、前記検出タイミングに一致した時点の撮像が達成されるようにもできる。このような撮像にはシャッター速度および連写速度ともに高速のものが適しているが、オムロン株式会社製のＣＣＤカメラ「ＰＪＬＧ−５６ＳＨＵＴＴＥＲＶＩＤＥＯＣＡＭＥＲＡ」等がある。このものは、最高シャッター速度が１／５６００秒、連写速度が１／６０秒である。また、本実施の形態での上記高速な演算方法にて十分対応できた。
【００５７】
このような手法により、ゴブ１１の供給タイミングにバラツキがあってもこれの影響なく撮像画面の常に一定位置で撮像された画像１１ａを基にゴブ１１の重量を検出することができ、画像位置のバラツキによるより計測誤差が解消するので重量検出精度がさらに向上し、本発明者らの実験では１．５％程度の検出精度が得られた。
【００５８】
なお、画像処理装置１３での制御データと計測値とはパーソナルコンピュータ１６に出力され、制御状態の画面表示と記録とが行われるようにしている。これにより、重量制御状態が視認でき制御の異常の判断等に有益である。そして、このようなパーソナルコンピュータ１６の側で重量検出の上記演算処理を行うようにすることもできる。
【００５９】
図１１は画像処理装置によるゴブ１１の重量制御例のフローチャートを示し、プログラムは電源の投入、または、設定されたタイミング信号によってスタートし、必要な初期設定の後、ＣＣＤカメラ１２の撮像による画像を取り込む。次いで、この画像データをビデオ信号として画像モニタ１５に出力する一方、画像データからゴブ１１の重量検出のための画像処理を行う。さらに検出した重量の判定処理を行い、画像処理データの必要なものおよび検出データを記録装置としてのパーソナルコンピュータ１６に出力する一方、チューブ上下装置１４を必要に応じて上げ下げ駆動し、供給されるゴブ１１の重量が所定の範囲に収束するように自動制御する。
【００６０】
重量制御の上で異常があればランプ表示やブザー、あるいは文字表示等による警報を発し、停止信号があるとゴブフィーダ１によるゴブ１１の供給を停止する。これに併せ製びん機を停止するようにしてもよい。
【００６１】
図１２は図１１の画像処理サブルーチンを示し、画像データの取り込みの後、前記式▲６▼に則った計測にてゴブ１１の重量を検出する操作を行うことを、ゴブ１１の画像１１ａがＣＣＤカメラ１２の撮像画面上の所定位置、例えば撮像軸Ｙ上に達するまで繰り返し、撮像軸Ｙ上に画像１１ａが達したときの計測データをゴブ１１の検出重量として出力する。
【００６２】
図１３は図１１の判定処理サブルーチンを示し、画像処理にて得られたゴブ１１の重量を取り込み、これの群代表平均値をゴブ１１の総平均重量を得、これが基準範囲に対し、以上、以下、異常のどれであるかを判定し、以上であればチューブ下げの信号、以下であればチューブ上げの信号、異常であれば異常信号を発して、それぞれの状況に応じた重量制御および対応がなされるようにする。最後にゴブ１１の検出重量データの更新を行う。この更新は計測が連続して行われる場合は、群データの内の古いデータを廃棄し、廃棄したデータ量に変わる新しいデータを取り込むのが好適である。定期的な計測等では群データ全てを更新することが好適である。
【００６３】
このような制御でパーソナルコンピュータ１６に出力されたＣＣＤカメラ１２によるゴブ１１の重量の計測値と、オリフィス３ａ、３ｂに対応するＨ１、Ｈ２の各ゴブ１１の実際重量との推移を図１４、図１５に示してある。図１４は１６３ｇｒのびんを製造したときのものであり、図１５は３０２ｇｒのびんを製造したときのものである。
【００６４】
このようにＣＣＤカメラ１２の撮像による計測に基づいた自動制御したときのびんの重量管理実績を、手動にて行ったときと比較すると図１６に示すようになり、手動による場合とほぼ同じ精度が得られている。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の基本的な特徴によれば、１軸まわりにほぼ円形状をなして定量供給される定量供給物の前記１軸に沿った断面から、この断面の面積Ｂと直径Ｄの平均値とを計測し、これらと、定数として予め設定しておける重量係数Ｃとのそれぞれを上記式に従って掛け合わせるだけの簡単な操作で迅速に定量供給物の重量を算出し検出することができるし、定量供給物の重量を精度よく検出することができる。また、さらなる特徴によれば、定量供給物の１軸方向各位置での直径Ｄを、少ない演算要素と簡単な演算操作とで計測することができ、定量供給物の重量検出速度をさらに高速に達成することができるし、製びん用のゴブは時として長手方向に曲がることがあり、しかも、溶解状態にあるゴブの表面張力の影響で前記曲がりに沿う１軸に直角な平面上で円形状となる傾向を示すのと、前記手法で検出される各位置の直径Ｄの向きとが符合しているので、これを基に得られる直径Ｄの平均値が高精度に計測されるので、定量供給物の重量検出精度がさらに向上する。
【００６６】
請求項２の発明の重量検出装置によれば、請求項１に発明の重量検出を自動的な電子処理操作にて高速かつ高精度に達成することができ、さらなる高速化が望まれる製びん機でのゴブの重量制御に十分に対応できる。
【００６７】
請求項３の発明の重量検出装置によれば、請求項２の発明に加え、さらに、定量供給物の１軸方向各位置での直径Ｄを、少ない演算要素と簡単な演算操作とで計測することができ、定量供給物の重量検出速度をさらに高速に達成することができるし、製びん用のゴブは時として長手方向に曲がることがあり、しかも、溶解状態にあるゴブの表面張力の影響で前記曲がりに沿う１軸に直角な平面上で円形状となる傾向を示すのと、前記手法で検出される各位置の直径Ｄの向きとが符合しているので、これを基に得られる直径Ｄの平均値が高精度に計測されるので、定量供給物の重量検出精度がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な一実施の形態の定量供給装置のブロック結線図。
【図２】図１の装置のゴブフィーダを示す断面図。
【図３】図１の装置のゴブフィーダから定量供給されるゴブをＣＣＤカメラにて撮像する概念図。
【図４】図２のゴブフィーダにおけるチューブの高さと供給されるゴブの重量との関係を示すグラフ。
【図５】ＣＣＤカメラによる撮像画面でのゴブの画像図。
【図６】図１の装置のＣＣＤカメラによる計測管理範囲とゴブの重量管理範囲との概念図。
【図７】ＣＣＤカメラによる計測値とこれにより重量制御されたゴブによるびんの実際重量との関係を示すグラフ。
【図８】びんの重量に対するゴブの重量の変動幅の関係を示すグラフ。
【図９】本実施の形態での手法でＣＣＤカメラによるゴブ重量の計測値とこれにより重量制御されたゴブの重量との関係をシミュレーションして得たグラフ。
【図１０】ゴブの振れがあるときのゴブ重量の制御状態を示すグラフ。
【図１１】図１の画像処理装置によるゴブ重量制御のメインルーチンのフローチャート。
【図１２】図１１の画像処理サブルーチンのフローチャート。
【図１３】図１１の判定処理サブルーチンのフローチャート。
【図１４】製造重量１６３ｇｒのびんを製造したときのＣＣＤカメラによる計測値と重量制御実績とを示すグラフ。
【図１５】製造重量３０２ｇｒのびんを製造したときのＣＣＤカメラによる計測値と重量制御実績とを示すグラフ。
【図１６】本実施の形態での重量の自動制御実績を手動による場合と比較して示すグラフ。
【符号の説明】
１ゴブフィーダ
５チューブ
１１ゴブ
１２ＣＣＤカメラ
１３画像処理装置
１４チューブ上下装置
１５画像モニタ
１６パーソナルコンピュータ
Ｄ、Ｄ_１〜Ｄｎ直径
Ｆ１軸
Ｇ、Ｇ_１〜Ｇｎ重心
Ｓ高さ
Ｙ撮像軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is for bottle making that is supplied in a fixed amount in a substantially circular shape around one axis.Such as gobThe present invention relates to a weight detection method and apparatus, and a quantitative supply apparatus using these.
[0002]
[Prior art]
For example, a bottle making machine is supplied from a gob feeder and cut into a predetermined length by a seal.Fall suppliedA fixed amount of gob is received in a mold and formed into a predetermined shape. If the amount of the gob supplied is excessive or insufficient with respect to the bottles to be molded, molding defects and troubles are caused. In order to deal with these problems, a person manages the weight of the gob to be supplied, and a predetermined amount of gob is supplied by raising and lowering the tube of the gob feeder in response to excess or deficiency.
[0003]
However, manual operation requires skill and is difficult to cope with the recent increase in speed. U.S. Pat. No. 5,434,616 discloses a device that can automatically control the weight of the gob and dispense the gob in a fixed amount. The disclosed apparatus captures a falling gob supplied from a gob feeder with an imaging camera from the side, and detects the weight of the gob by image processing from the captured image of the gob. This detection makes use of the fact that the length of the vertically long gob is substantially circular around the axis even if the longitudinal direction fluctuates, and the following equation is used.
[0004]
[Expression 4]

[0005]
This formula considers the width at each position in the longitudinal direction of the image of the gob as the diameter of the gob of the corresponding part, and the cross-sectional area at each position in the longitudinal direction of the gob obtained from the width of each part of the image of the gob The volume of the gob is calculated by integrating over the entire length direction, and the weight of the gob is calculated and detected by multiplying the volume of the glass by the correction coefficient.
[0006]
This makes it possible to automatically manage the weight of the gob that is supplied in a fixed quantity, and the disclosed device automatically controls the gob feeder to lower or raise the tube of the gob feeder according to the detected excess or shortage of the weight of the gob. The weight of the gob that is supplied in a constant amount is stabilized.
[0007]
Further, the disclosed device detects that the gob has reached a predetermined detection position in the imaging field of view of the imaging camera by counting the elapsed time from the cutting timing of the gob by the sear, and detects the weight from the image of the gob at the predetermined position. Is detected so that the detection accuracy is stabilized.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the calculation operation of the above formula is complicated, and it takes a long time even for automatic calculation processing by electronic processing by a microcomputer or the like, so that the weight detection of the gob and the quantitative control of the gob supply thereby are performed at high speed and with high accuracy. It is difficult. For this reason, it is inadequate for the bottle making etc. for which higher quality and higher speed are required.
[0009]
The object of the present invention is for bottle making that is supplied in a constant circle around a single axis.Gob weight asIt is an object to provide a weight detection method and apparatus capable of detecting a high-speed and high-precision with a simple arithmetic operation, and a quantitative supply apparatus using these.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the weight detection method of the invention of claim 1 comprises:From fixed quantity supply means that melt glass is extruded through an orifice with a pusher, cut to a predetermined length with a shear, and droppedAt least one circle around the axisTargeting a gob to be supplied in a fixed quantity, the image on the captured image of the falling gobFrom the cross section along one axis, the area B of this cross section,The centroid of each pixel divided at a minute pitch dh in the gob uniaxial direction, the uniaxial function f (x) passing through the centroid position when the minute pitch is made extremely small, and the function f (x) The gob's obtained as a line segment in the gob's image when the inclination at each barycentric coordinate position is rotated by π / 2.While measuring the average value of diameter D,GobThe following weight coefficient CIn advanceSet the following formula based on these
[0011]
[Equation 5]

[0012]
ByGobTo calculate and detect the weight W ofBasicIt is a feature.
[0013]
In such a configuration, a fixed amount is supplied in a substantially circular shape around one axis.Falling gobFrom the cross section along the one axis, the area B and the average value of the diameter D of the cross section are measured, and these are multiplied by the weight coefficient C set in advance as a constant according to the above formula. The weight of the gob can be calculated and detected quickly with a simple operation.1-6
[0014]
[Formula 6]

[0015]
Expand likeWeight calculation formula 2A volume calculation part obtained by integrating the area of the cross section at each position in the uniaxial direction of the gob in the uniaxial direction,GobOf the cross-sectional area B in the uniaxial direction, the average value of the diameter D,GobIs decomposed into a constant part of π / 4 multiplied by the specific gravity γ ofEquation 6The weight of the quantitative supply can be detected with high accuracy by replacing the functional expression of the cross-sectional area B as shown in FIG.
In the weight detection method according to the first aspect of the present invention, in particular, the diameter D at each position in the uniaxial direction of the gob is obtained by calculating the center of gravity of each pixel divided by the minute pitch dh in the uniaxial direction of the constant gob and the minute pitch. A one-axis function f (x) passing through each centroid position when it is made as small as possible, and a line in the image of the gob when the inclination of each function f (x) at each centroid coordinate position is rotated by π / 2 It is a further feature to seek as minutes.
As a result, the diameter D of each position of the gob in one axial direction can be measured with a small number of calculation elements and simple calculation operations, and the weight detection speed of the gob can be achieved even faster. A bottle gob sometimes bends in the longitudinal direction, and the surface tension of the gob in a molten state tends to be circular on a plane perpendicular to one axis along the bend. Since the direction of the diameter D of each position detected by the above method coincides, the average value of the diameter D obtained based on this is measured with high accuracy, so that the weight detection accuracy of the quantitative supply can be improved. Further improve.
[0016]
The weight detection device of the invention of claim 2The molten glass is extruded through an orifice with a pusher, cut to a predetermined length with a shear and dropped.At least one circle around the axisQuantitative supplyFrom quantitative supply meansThe falling gob from the sideThe imaging means arranged so that the image can be taken and the image taken by the imaging meansGobImage processing, image processing,GobImages ofGobAs a cross section along one axis ofGobThe area B of the cross section along one axis ofGob'sImage processing means for measuring the average value of the diameter D, and these measurement results and preset valuesGobFrom the weight coefficient C of
[0017]
[Expression 7]

[0018]
ByGobAnd calculating means for calculating the weight W of theBasicAccording to a first aspect of the present invention, there is provided a weight detection method according to the first aspect of the present invention.GobNecessary measurement by image processing of images, and measurement results and presetGobThe weight detection of the invention can be achieved at high speed and high accuracy by automatic electronic processing operation, and further speedup is desired. It can sufficiently handle the weight control of the gob in the bottle making machine.
[0019]
In particular,The weight detection device of the invention of claim 2The gobThe diameter D at each position in one axial direction ofGobThe centroid of each pixel divided at a small pitch dh in the one-axis direction, a one-axis function f (x) passing through each centroid position when the minute pitch is made extremely small, and each of the functions f (x) When the inclination at the center of gravity coordinate position is rotated by π / 2GobAs a line in the imageThis is a further feature.
[0020]
ThisFurthermore, the diameter D at each position in the uniaxial direction of the quantitative supply can be measured with a small number of calculation elements and simple calculation operations, and the weight detection speed of the quantitative supply can be achieved even faster. The gob for a bottle is sometimes bent in the longitudinal direction, and moreover, due to the influence of the surface tension of the gob in a molten state, it tends to be circular on a plane perpendicular to one axis along the bend. And the direction of the diameter D of each position detected by the above method coincide with each other, and the average value of the diameter D obtained based on this is measured with high accuracy. Is further improved.
[0021]
Claim3The weight detection device of the present invention is claimed in claimInvention of 2In addition,, PaintingImage processing means on the imaging screenGobThe center of gravity of the image and the coordinate position of the center of gravity on the imaging screen were measured from the image data at the position corresponding to the position above the predetermined position where the weight detection of the image was performed, and this measurement targetGobUntil the center of gravity of the image reaches the predetermined position.GobThe fall time of the camera was calculated, and the image was taken when this time passedGobFrom the image ofGobDetect the weight of.
[0022]
In such a configuration, the claims2In addition to the invention ofTakeSupplied from the quantitative supply means for imaging and falls in one axis directionGobImages ofGobThe image processing means moves from the upper part to the lower part on the imaging screen in response to the fall of the image.GobFrom the coordinate position of the center of gravity of the image when it is above the predetermined position for detecting the weight of the image until the center of gravity of the image reaches the predetermined positionGobMeasure the point in time when the camera falls, and from the image at this pointGobBecause it detects the weight ofGobEven if there is a variation in the supply timing of theGobThe weight detection accuracy can be further improved since the measurement error is eliminated more by the variation in the image position.
[0023]
Claim4The quantitative supply device of the invention ofThe molten glass is extruded through an orifice with a pusher, cut to a predetermined length with a shear and dropped.Almost circular around at least one axisGob andTheQuantitative supplyA fixed quantity supply means and a fixed quantity supply from this fixed quantity supply meansFalling gob, sideThe imaging means arranged so as to be able to take an image from the direction and the image taken by the imaging meansGobImage processing, image processing,GobImages ofGobAs a cross section along one axis ofGobArea B of the cross section along one axis ofThe centroid of each pixel divided at a minute pitch dh in the gob uniaxial direction, the uniaxial function f (x) passing through the centroid position when the minute pitch is made extremely small, and the function f (x) The gob's obtained as a line segment in the gob's image when the inclination at each barycentric coordinate position is rotated by π / 2.Image processing means for measuring the average value of the diameter D, these measurement results, and the following presetGobFrom the weight coefficient C of
[0024]
[Equation 8]

[0025]
ByGobCalculating means for calculating the weight W, comparing means for comparing the detected weight value from the calculating means with a preset reference weight range, and as a result of comparison by the comparing means, the detected weight value falls below the reference weight range. Supply amount correction means for controlling to increase the supply amount of the quantitative supply means by a predetermined amount, and to decrease the supply amount of the quantitative supply means by a predetermined amount when the detected weight value exceeds the reference weight range. It is a feature.
[0026]
In such a configuration, the fixed amount is supplied in a substantially circular shape around at least one axis from the fixed amount supply means.GobThe weight of the image sensor is defined by the imaging unit, the image processing unit, and the calculation unit.1And weight detection method according to the invention2As with the weight detection device of the invention of the present invention, the supply amount correction means supplies a fixed amount in accordance with the comparison result by the comparison means between the weight detected with the high speed and high accuracy and the reference weight range in the same manner as the weight detection apparatus of the invention. The control to increase or decrease the supply amount of the means can be achieved with good responsiveness, and it can sufficiently cope with the quantitative supply of gob of bottle making machine where further speedup is desiredHowever, the gob for a bottle sometimes bends in the longitudinal direction and shows a tendency to be circular on a plane perpendicular to the one axis along the bend due to the influence of the surface tension of the gob in a dissolved state. Since the direction of the diameter D of each position detected by the above method coincides, the average value of the diameter D obtained based on this is measured with high accuracy. The accuracy is further improved.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0028]
This embodiment is a specific example in which a gob feeder 1 for supplying gob to a bottle making machine as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the gob feeder 1 has an orifice ring 3 through which molten glass flows out at the bottom of the spout 2. The orifice ring 3 has two

orifices

3a and 3b in this example, but the number can be variously set as required.

Plungers

4 a and 4 b facing the

orifices

3 a and 3 b are provided at the center of the spout 2, the tube 5 is positioned on the outer periphery thereof, and the rotor segment 6 is provided on the outer side of the tube 5.
[0029]
Plungers 4a and 4bEvery time you move down repeatedly,The melted glass in the spout 2 passes through the orifices 3a and 3b.ExtrudedHowever, the flow rate at this time is proportional to the size of the gap S between the lower end of the tube 5 and the bushing 7 applied on the

orifices

3a and 3b. By adjusting the gap S, the outflow flow rate of the molten glass can be adjusted, and the weight of the gob 11 formed can be adjusted.
[0030]
The molten glass flowing out from the

orifices

3a and 3b is cut into a vertically long gob 11 having a predetermined length by a seal 8 shown in FIG.FallThese are sequentially supplied to a plurality of molding sections of the bottle making machine via a delivery mechanism (not shown). The gob 11 supplied to each molding section causes molding defects and troubles if the amount of the bottles to be molded is excessive or insufficient as described above.
[0031]
In the present embodiment, the weight of the gob 11 supplied by the gob feeder 1 is automatically detected, and the tube 5 is automatically raised and lowered so that the weight is within a predetermined range. It manages so that it may exist in a predetermined weight range. The relationship between the height of the tube 5 and the weight of the gob 11 to be supplied when the gob feeder 1 of FIG. 2 is used is as shown in FIG. 4, and is supplied according to the height of the tube 5 using this relationship. The weight of the gob 11 can be set and adjusted.
[0032]
The method for detecting the weight of the gob 11 in the present embodiment also utilizes the fact that the gob 11 is a quantitative supply that is supplied in a substantially circular shape around one axis F in the same manner as the conventional example. There is a method different from the conventional example. As long as it has a circular shape around one axis F, it can be similarly applied to various forms such as a spherical shape and an elliptical shape. Basically, the direction of one axis F can be either vertical or horizontal, and there is no restriction due to this direction.
[0033]
Specifically, the calculation is performed using Expression (6) of the following expressions.
[0034]
[Equation 9]

[0035]
Formula 1Is a general one that obtains weight by multiplying the volume Q by the specific gravity γ.Formula 1The volume Q ofGob 11If the area of the cross section at each position in the 1-axis F direction is replaced with an expression that integrates in the 1-axis F direction,Formula 2It becomes. Thereby, the weight of the gob 11 can be calculated. However, even if the calculation is performed by an electronic processing device such as a microcomputer, it takes a long time such as about 10 seconds. Therefore, the supply amount of the gob 11 is automatically adjusted based on the weight detection of the gob 11. It is difficult to respond quickly and accurately.
[0036]
Therefore, the present inventorsFormula 2The aboveFormula 3~Equation 6Expand likeFormula 2The volumetric part ofGob 11And the average value of the diameter D,Gob 11Is decomposed into a constant part of π / 4 multiplied by the specific gravity γ ofEquation 6In this way, the weight of the quantitative supply can be accurately detected at high speed.
[0037]
Any specific method and apparatus may be used for weight detection by such a method, but in the present embodiment, first, as shown in FIGS. A bottle-shaped gob 11 that is quantitatively supplied in a circular shape is imaged by a CCD camera 12 from a side substantially perpendicular to the one axis F, and an image 11 a of the imaged gob 11 is taken as one axis F of the gob 11. It is considered that the cross section is along, and the area B of this cross section and the average value of the diameter D of the gob 11 at each position in the uniaxial F direction in this cross section are measured by image processing by the image processing device 13. Next, the average value of the measured longitudinal sectional area B and diameter D and the preset weight coefficient C are each calculated by the calculation function of the image processing device 13.Equation 6And the weight of the gob 11 is automatically detected. According to the experiments by the present inventors, it was possible to calculate the weight of the gob 11 in about 100 msec.
[0038]
In addition, the diameter D of each position of the gob 11 at one axis F direction₁~ D_nFirst, the center of gravity G of each of the pixels a to d obtained by dividing the gob image 11a shown in FIG.₁~ G_nAnd each center of gravity G when the minute pitch dh is reduced as much as possible.₁~ G_nFunction f (x) of one axis F passing through the position, and each center of gravity G of this function f (x)₁~ G_nWhen the inclination at the coordinate position is rotated by π / 2Gob 11Is obtained as a line segment in the image. The center of gravity G of each pixel a to d₁~ G_nIs simply obtained as the intersection of the diagonal lines.
[0039]
As a result, the diameter D of the gob 11 at each position in the 1-axis F direction.₁~ D_nCan be measured with a small number of computation elements and simple computation operations, the weight detection speed of the gob 11 can be achieved even faster, and the gob for bottle making can sometimes bend in the longitudinal direction. In addition, each center of gravity G detected by the above-mentioned method shows a tendency to be circular on a plane perpendicular to the one axis F along the bend due to the influence of the surface tension of the gob in a dissolved state.₁~ G_nPosition diameter D₁~ D_nSince the average value of the diameter D obtained based on this direction is measured with high accuracy, the weight detection accuracy of the quantitative supply is further improved.
[0040]
By the way, there are various disturbances in the measurement values captured by the CCD camera 12.
[0041]
Although there is no change in the weight of the gob 11, the measured value captured by the CCD camera 12 varies. In order to eliminate the influence of this disturbance, the measured value obtained by the image pickup by the CCD camera 12 is subjected to disturbance processing. In this process, first, the actually supplied gob 11 is sampled to obtain a measurement value by the CCD camera 12. At this time, a range within 3 times the actual standard deviation value σ of the weight generated in the gob 11 is detected as a sampling area shown in FIG. 6, and data exceeding this range is discarded. Further, when the sampling value deviates from the upper and lower limit values WSTU / WSTL of the total measurement error range of the CCD camera 12, the correction is made to these upper and lower limit values WSTU / WSTL.
[0042]
Next, the actual measurement values obtained by the CCD camera 12 are divided into several groups, and the primary group average value in each group is obtained. Next, the average value of the two primary group average values is sequentially obtained to obtain the secondary group average value. By repeating this process several times, one group representative average value is obtained, and the variation of the measured values by the CCD camera 12 is converged to a predetermined calculation range. When this is out of the corrected weight range WLU / WLL obtained by adding the actual weight change of the gob 11 to the measurement error of the CCD camera 12, a drive signal for raising or lowering is output to the tube lifting device 14 shown in FIG. The height of the tube 5 is adjusted, and even if the weight of the gob 11 supplied from the gob feeder 1 exceeds the weight management area CLU / CLL which is the management value range of the molding weight, the weight control range ALU / ALL It is corrected to converge. As a result, measurement errors caused by the CCD camera 12 can be eliminated.
[0043]
FIG. 7 shows an actual transition example of the measured value when a 144 gr bottle is made and the weight of the bottle by the gob 11 whose weight is controlled thereby. According to this, the maximum error of the weight of the bottle could be suppressed to 3.3%. The sampling time was 15 minutes and the measurement was performed 5 times a day.
[0044]
On the other hand, an error also occurs in the measurement value obtained by the CCD camera 12 that captured a still image.
[0045]
About this, when the gob image 11a when the actually supplied 110.3gr gob 11 is imaged by the CCD camera 12 in a stationary state and the measurement accuracy in the bench test is obtained, the following table 1 is obtained.
[0046]
[Table 1]

[0047]
The measurement error was 0.14%.
[0048]
Further, if the weight fluctuation degree of a certain bottle is known and the weight fluctuation limit in other varieties can be assumed based on the degree, the limit value can be determined as the CCD measurement value. In general, the fluctuation range GA of an actual gob is a general formula based on a rule of thumb.
GA = 5.3 × (0.3 × PG + 27) / 144gr
PG: Blowing weight
The variation range of the gob weight relative to the bottle weight is as shown in FIG.
[0049]
Therefore, if the CCD measurement value shows a value equal to or greater than GA, it can be determined as detection abnormality determination data.
[0050]
Considering the above,
PG = 144gr
ALU = 144.42gr
ALL = 143.58gr
Based on the above conditions, when a weight control simulation using the above weight detection method was attempted, the relationship between the bottle weight value and the CCD control value was as shown in FIG. 9, and the measured value was below the weight management lower limit ALL. Each time a signal for raising the tube 5 was issued, it was recognized that the bottle weight was corrected to be increased.
[0051]
Further, the measurement value obtained by imaging the gob 11 in free fall with the CCD camera 12 is affected by various disturbances. Most of them are influenced by the posture of the gob 11. According to the experience of the present inventors, the measured value by the CCD camera 12 changes even though the weight of the actual bottle does not change. For example, while the weight of the actual bottle is stable during the control of the weight of the gob 11, a phenomenon occurs in which the measured value by the CCD camera 12 shows an abnormality.
[0052]
When the image of the gob 11 captured by the image monitor 15 connected to the image processing device 13 is viewed, the gob 11 shakes as shown in FIG. As a result, the measured value by the CCD camera 12 becomes a negative value as compared with the actual weight of the gob 11 and falls below the weight management lower limit ALL. The weight of the actual bottle is increased as shown in FIG. After a while, an abnormality occurred. To cope with this, when the gob 11 was swung by 7 ° or more, the numerical value was corrected within a range of 1/3 of the management width, and a suitable weight control state of the gob 11 was obtained. In addition, when the spray applied to the seal 8 is excessive, splashes adhere to the surface of the gob 11 and this affects weight detection by image processing. Such an excessive air spray state can be confirmed and dealt with on the image monitor 15. Therefore, the image monitor 15 is effective for weight detection in the present embodiment.
[0053]
In addition, when the distance between the centers of the

orifices

3a and 3b and the CCD camera 12 is short, when the phenomenon that the gob 11 swings back and forth occurs, the amount of change in the image size increases, resulting in an image error. When the gob 11 fell to the front side, the measured value by the CCD camera 12 became more positive than the actual value, and the weight control of the gob 11 worked negatively, and the weight of the gob 11 continued to decrease. When the gob 11 falls back, the measured value becomes negative and is in the reverse relationship. For example, in the case of a shake of 15 mm, an image error of 1.3% occurs when imaging from a distance of 1.2 m. 0.6% occurs when imaging from a distance of 2.5 m. Therefore, it is preferable that the CCD camera 12 is installed so as to capture the gob 11 from a distance of 2.5 m or more.
[0054]
Further, the timing at which the gob 11 falls with respect to the cutting timing of the gob 11 by the shear 8 is not always stable. This is because the separation of the gob 11 cut by the sear 8 or the separation of the sear is not constant from time to time, and this mainly appears as a fall delay of the gob 11. When the weight detection timing is set by counting the time from the cutting timing, the gob 11 with the early fall timing falls off the measurement area on the imaging screen of the CCD camera 12, or the gob 11 with the late fall timing falls off. In both cases, the detected weight is less than the actual weight of the gob 11.
[0055]
Even if this is almost eliminated by using a CCD camera 12 having a large imaging screen, the detected weight varies depending on the position of the image 11a captured in the measurement area of the CCD camera 12. To do. This is also a big problem in weight detection accuracy. As a result of further experiments and examinations, the variation in the measurement position on the imaging screen of the CCD camera 12 lowers the weight detection accuracy by about 3.3%, for example, but the repeated measurement accuracy at the same measurement position is, for example, 1. It was found to be as high as about 5%.
[0056]
Therefore, in order to detect the weight of the gob 11, the image processing device 13 uses a predetermined position for detecting the weight of the gob 11 on the imaging screen of the CCD camera 12, in this embodiment from the imaging axis Y of the CCD camera 12. From the data of the image 11a at the position corresponding to the upper position, the center of gravity G of the image 11a and the coordinate position of the center of gravity G on the imaging screen are measured at high speed by applying the method for obtaining the diameter D. At the same time, the fall time of the gob 11 until the center of gravity D of the image 11a of the gob 11 to be measured reaches the imaging axis Y is calculated, and from the image 11a of the gob 11 captured when this time has elapsed. The weight of the gob 11 is detected. Imaging of the gob 11 when the time when the center of gravity D of the image 11a reaches the imaging axis Y can be performed by operating the CCD camera 12 according to an imaging command from the image processing device 13, but the imaging by the CCD camera 12 is repeated at high speed. By performing, it is possible to achieve imaging at a time point coincident with the detection timing. For such imaging, high shutter speed and continuous shooting speed are suitable, but there is a CCD camera “PJLG-56 SHUTTER VIDEO CAMERA” manufactured by OMRON Corporation. This has a maximum shutter speed of 1/5600 seconds and a continuous shooting speed of 1/60 seconds. In addition, the high-speed calculation method in the present embodiment can sufficiently cope with it.
[0057]
By such a method, even if there is variation in the supply timing of the gob 11, the weight of the gob 11 can be detected based on the image 11a that is always captured at a fixed position on the imaging screen without being affected by this. Since the measurement error is eliminated more due to the variation, the weight detection accuracy is further improved, and in the experiments of the present inventors, a detection accuracy of about 1.5% was obtained.
[0058]
Note that control data and measurement values in the image processing apparatus 13 are output to the personal computer 16 so that screen display and recording of the control state are performed. As a result, the weight control state can be visually confirmed, which is useful for determining control abnormality. The above-described calculation processing for weight detection can be performed on the personal computer 16 side.
[0059]
FIG. 11 shows a flowchart of an example of weight control of the gob 11 by the image processing apparatus. The program is started by turning on the power or by a set timing signal. After necessary initial setting, an image captured by the CCD camera 12 is displayed. take in. Next, the image data is output as a video signal to the image monitor 15, while image processing for detecting the weight of the gob 11 is performed from the image data. Further, the detected weight is judged, and the necessary image processing data and the detected data are output to the personal computer 16 as a recording device, while the tube lifting device 14 is driven up and down as necessary to supply the gob supplied 11 is automatically controlled so that the weight of 11 converges to a predetermined range.
[0060]
If there is an abnormality in weight control, an alarm is given by lamp display, buzzer, or character display. At the same time, the bottle making machine may be stopped.
[0061]
FIG. 12 shows the image processing subroutine of FIG. 11. After the image data is taken in, the operation of detecting the weight of the gob 11 by the measurement according to the above formula (6) is performed. It repeats until it reaches a predetermined position on the imaging screen of the camera 12, for example, the imaging axis Y, and the measurement data when the image 11 a reaches the imaging axis Y is output as the detected weight of the gob 11.
[0062]
FIG. 13 shows the determination processing subroutine of FIG. 11, which takes in the weight of the gob 11 obtained by the image processing, obtains the group representative average value of the group representative average weight of the gob 11, and this is above the reference range. Determine which of the following is abnormal. If it is above, issue a tube lowering signal, if it is below, issue a tube raising signal, and if abnormal, issue an abnormal signal, and control the weight according to each situation. To be made. Finally, the detected weight data of the gob 11 is updated. When the measurement is continuously performed, it is preferable to discard the old data in the group data and capture new data that changes to the discarded data amount. It is preferable to update all the group data for periodic measurement or the like.
[0063]
14 and FIG. 14 show the transition between the measured value of the weight of the gob 11 by the CCD camera 12 output to the personal computer 16 by such control and the actual weight of the gob 11 of H1 and H2 corresponding to the orifices 3a and 3b. 15. FIG. 14 shows a case where a 163 gr bottle is manufactured, and FIG. 15 shows a case where a 302 gr bottle is manufactured.
[0064]
Compared with the case where the weight management performance of the bottle when the automatic control based on the measurement by the imaging by the CCD camera 12 is performed manually as shown in FIG. 16, it is as shown in FIG. Has been obtained.
[0065]
【The invention's effect】
BookInventionBasic featuresAccording to the above, the area B and the average value of the diameter D of the cross section are measured from the cross section along the one axis of the quantitative supply that is metered in a substantially circular shape around one axis, and The weight of the quantitative feed can be quickly calculated and detected by a simple operation of simply multiplying each of the weight coefficient C set in advance as a constant according to the above formula, and the weight of the quantitative feed can be accurately determined. Can be detected.Further, according to a further feature, the diameter D at each position in the uniaxial direction of the quantitative supply can be measured with a small number of calculation elements and simple calculation operations, and the weight detection speed of the quantitative supply can be further increased. The gob for bottle making can sometimes bend in the longitudinal direction, and it is circular on a plane perpendicular to one axis along the bend due to the influence of the surface tension of the gob in the molten state. Since the direction of the diameter D of each position detected by the above method coincides with the tendency to become, the average value of the diameter D obtained based on this is measured with high accuracy. The feed weight detection accuracy is further improved.
[0066]
According to the weight detection device of the invention of claim 2, the bottle making machine according to claim 1 can achieve the weight detection of the invention at high speed and high accuracy by an automatic electronic processing operation, and further speedup is desired. It can fully cope with the weight control of the gob.
[0067]
According to the weight detection apparatus of the invention of claim 3, in addition to the invention of claim 2, the diameter D at each position in the one axial direction of the quantitative supply is further measured with a small number of computing elements and a simple computing operation. The weight detection speed of the quantitative feed can be achieved even faster, and the gob for the bottle can sometimes bend in the longitudinal direction, and the influence of the surface tension of the gob in the dissolved state Since the direction of the diameter D of each position detected by the above method coincides with the tendency to be circular on a plane perpendicular to one axis along the bend, it is obtained based on this. Since the average value of the diameter D is measured with high accuracy, the weight detection accuracy of the quantitative supply is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block connection diagram of a quantitative supply device according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a gob feeder of the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram in which a gob fed quantitatively from a gob feeder of the apparatus of FIG. 1 is imaged by a CCD camera.
4 is a graph showing the relationship between the height of the tube and the weight of the supplied gob in the gob feeder of FIG. 2;
FIG. 5 is an image view of a gob on an imaging screen by a CCD camera.
6 is a conceptual diagram of a measurement management range by a CCD camera and a gob weight management range of the apparatus of FIG. 1;
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a measurement value obtained by a CCD camera and an actual weight of a bottle by a gob whose weight is controlled by the CCD camera.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the fluctuation range of the weight of the gob and the weight of the bottle.
FIG. 9 is a graph obtained by simulating the relationship between the measured value of the gob weight by the CCD camera and the weight of the gob controlled by the weight by the method of the present embodiment.
FIG. 10 is a graph showing a control state of a gob weight when there is a gob runout.
FIG. 11 is a flowchart of a main routine for gob weight control by the image processing apparatus of FIG. 1;
12 is a flowchart of the image processing subroutine of FIG.
13 is a flowchart of the determination processing subroutine of FIG.
FIG. 14 is a graph showing measured values and weight control results with a CCD camera when a bottle with a manufacturing weight of 163 gr is manufactured.
FIG. 15 is a graph showing measured values and weight control results with a CCD camera when a bottle with a manufacturing weight of 302 gr is manufactured;
FIG. 16 is a graph showing the results of automatic weight control in the present embodiment in comparison with a manual case.
[Explanation of symbols]
1 Gob feeder
5 tubes
11 Gob
12 CCD camera
13 Image processing device
14 Tube lifting device
15 Image monitor
16 Personal computer
D, D₁~ Dn Diameter
F 1 axis
G, G₁~ Gn center of gravity
S height
Y Imaging axis

Claims

Image of the falling gob for a gob that is fed in a substantially circular shape around at least one axis from a fixed quantity supply means that pushes molten glass through an orifice, pushes it through a pusher and cuts it to a predetermined length with a shear. From the cross section along the one axis on the image, the area B of the cross section, the center of gravity of each pixel divided at the fine pitch dh in the one axis direction of the gob in the cross section, and each when the fine pitch is made extremely small One-axis function f (x) passing through the center of gravity position, and the diameter of the gob obtained as a line segment in the image of the gob when the inclination of each function f (x) at each center of gravity coordinate position is rotated by π / 2 The average value of D is measured, and the following weight coefficient C of the gob is set in advance.

A weight detection method characterized by calculating and detecting the weight W of the gob .

Extrude the molten glass through an orifice with a pusher, cut it to a predetermined length with a shear, drop it, and arrange it so that it can be imaged from the side of the gob that is supplied in a fixed amount in a circular shape around at least one axis and falls from the fixed amount supply means imaging means that is, image processing captures an image of the gob which has been captured by the imaging means, is regarded as a section along the image of the gob to one axis of the gob, the area of the cross section along one axis of the gob B, wherein The center of gravity of each pixel divided at a minute pitch dh in the direction of one axis of the gob in the cross section, the one-axis function f (x) passing through the position of each center of gravity when the minute pitch is made extremely small, and this function f ( x) Image processing means for measuring the average value of the diameter D of the gob obtained as a line segment in the image of the gob when the inclination at each barycentric coordinate position is rotated by π / 2 , and these measurement results and presetting has been Gore And a weight coefficient C of the following formula

And a calculating means for calculating the weight W of the quantitative supply.

The image processing means obtains the centroid of the image and the coordinate position of the centroid on the imaging screen from the image data at a position corresponding to a position above the predetermined position where the weight of the gob is detected on the imaging screen. In addition to measuring, the fall time of the gob until the center of gravity of the image of the gob that has been measured reaches the predetermined position is calculated, and the weight of the gob is calculated from the image of the gob taken when this time has elapsed. The weight detection device according to claim 2 for detection.

A dispenser means quantified supplying a gob which forms a substantially circular shape in at least one axis about to drop and cut to a predetermined length in the extrusion Sea through the orifice of the molten glass by the pusher, fall is dispensed from the dispenser means The gob is imaged so that it can be imaged from the lateral direction, the gob image captured by the imager is captured and processed, and the gob image is regarded as a cross section along one axis of the gob. , 1 through the area of the cross section along one axis of the gob B, a center of gravity of each pixel is divided into 1 axially in fine pitch dh gobs at said cross-section, each center-of-gravity position when the reduced unlimitedly small pitch The average value of the axis function f (x) and the diameter D of the gob obtained as a line segment in the image of the gob when the inclination at each barycentric coordinate position of the function f (x) is rotated by π / 2. Image to measure And processing means, and a weight coefficient C of these measurement results and the preset below gob, the following formula

Calculating means for calculating the weight W of the gob , comparing means for comparing the detected weight value from the calculating means with a preset reference weight range, and as a result of comparison by the comparing means, the detected weight value is the reference weight range. Supply amount correction means for controlling the supply amount of the quantitative supply means to be increased by a predetermined amount when the value is below, and to decrease the supply amount of the quantitative supply means by a predetermined amount if the detected weight value exceeds the reference weight range. A quantitative supply device characterized by that.

The image processing means obtains the centroid of the image and the coordinate position of the centroid on the imaging screen from the image data at a position corresponding to a position above the predetermined position where the weight of the gob is detected on the imaging screen. with measured, an image of the gob became the measurement object is calculated from falling times of the gobs to reach the predetermined position, the image of the gob which has been captured at this time has elapsed, for detecting the weight of the gob The fixed- quantity supply apparatus of Claim 4 .