JP3700241B2 - キャップ検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はキャップ検査装置に関し、より詳しくは、下端部が絞られて容器に取り付けられるキャップの取り付け状態の良否を検査するキャップ検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下端部が内方側に向けて絞られることで容器に取り付けられるキャップの検査装置として、例えば特公昭６３−１０７６３号公報が知られている。
この公報に開示されている検査装置では、先ず、容器に取り付けたキャップに光を照射し、該キャップの巻き締め部（下端部）の円周方向複数箇所から反射する反射光をレンズで集光した後、イメージセンサによって検出する。そして、イメージセンサで検出した反射光を信号に変換し、変換した信号が複数の山形となった時にキャップの取り付けが不良であると判定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、従来の装置ではキャップの巻き締め部（下端部）から反射した光を検出し、その検出光を基にキャップの取り付けの良否を判定しているので、キャップの巻き締め部に許容可能な微小な変形などがあっても、キャップの取り付けが不良であると判定され易いという欠点があった。
しかも、上記従来の装置では、キャップからの反射光を検出することが前提となるので、反射光を生じないキャップには適用できないという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような事情に鑑み、本発明は、下端部が絞られて容器に取り付けられたキャップに向けて光を照射する光源と、上記光源からキャップに向けて光を照射した際のキャップを撮影するカメラと、上記カメラで撮影した映像をもとに容器に対するキャップの取り付け状態の良否を判定する判定手段とを備えたキャップ検査装置において、
上記判定手段は、カメラで撮影した映像を２値化する２値化回路と、２値化回路で２値化した映像データをもとにヒストグラムを作成するヒストグラム作成回路と、ヒストグラム作成回路で作成したヒストグラムをもとにキャップの上端の位置から下端の位置までの長さを演算し、かつ予め記憶した基準となるキャップの長さとを比較して、演算したキャップの長さが基準となるキャップの長さよりも長い場合には、キャップの取り付けが不良であると判定する判定回路とを備えるキャップ検査装置を提供するものである。
【０００５】
【作用】
このような構成によれば、反射光が得られるキャップは勿論、反射光の得られないキャップであっても、容器への取り付け不良を高精度に判定することができる。
【０００６】
【実施例】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、１はキャップ検査装置であり、容器２に取り付けたキャップ３（図４）が正常に取り付けられているか否かを検査する機能を備えている。
容器２は、図示しない右方側の充填装置によってその内部に充填液が充填されるとともに、その上端の口部２ａおよびそこから連続する取り付け部２ｂにキャップ３が取付けられるようになっている（図４）。そして、その状態において、供給コンベヤ４によって回転体５の位置まで搬送されて来ると、供給スターホイール６を介して上記回転体５に設けた各載置台７上に順次搬入されるようになっている。なお、本実施例における容器２の取り付け部２ｂの外周面にはねじ山は形成しておらず、円筒状の滑らかな周面となっている。また、本実施例のキャップ３はアルミニウム製であり、上端３ａとなる天面と、そこから連続して軸方向に伸びる円筒部３ｂから構成している。そして、容器２の口部２ａおよび取り付け部２ｂにキャップ３をかぶせた後、そのキャップ３（円筒部３ｂ）の下端部３ｃを容器２の取り付け部２ｂの下端部の形状に合わせて内方側に絞って塑性変形させることにより、容器２の口部２ａおよび取り付け部２ｂにキャップ３を取り付けるようにしている。当然のことながら、キャップ３の直径は、それを取り付ける容器２の口部２ａおよび取り付け部２ｂの直径よりも大きく設定されている。
次に、上記各載置台７は回転体５の円周方向等間隔位置に回転自在に配設されており、かつ、図示しない回転機構によって一方向に回転される様になっている。また、図３に示すように、各載置台７の上方位置には、従来公知のトップロケータ８を設けてあり、各載置台７上の容器２に取り付けたキャップ３の上端３ａをトップロケータ８によって押さえるようになっている。これによって、回転体５および回転機構によって移送されつつ回転される容器２が各載置台７上から落下するのを防止している。なお、トップロケータ８の直径は、キャップ３の直径よりも大きなものを採用している。また、各載置台７の構成および、各載置台７を回転させる回転機構の構成は、例えば特開平３−９６８４１号公報等で公知なので詳細な説明は省略する。
各載置台７上の容器２と、それに取り付けたキャップ３およびトップロケータ８は、上記回転機構によって各載置台７と共に回転されつつ回転体５の回転に伴って検査領域Ａを通過する間に、撮影手段１１によって全周を撮影されるようになっている。この撮影手段１１が撮影したキャップ３等の映像は、判定手段１２に入力されるようになっており、後に詳述するが、判定手段１２は撮影手段１１から入力されるキャップ３等の映像を基にして、キャップ３が容器２に対して正常に取り付けられているか否かを判定するようになっている。
上記検査領域Ａを通過した各容器２は、排出スターホイール１３を介して載置台７上から排出されるようになっており、判定手段１２によってキャップ３の取り付けが不良であると判定された容器２’は、リジェクトホイール１４によって第１排出コンベヤ１５上に排出される。これに対して、判定手段１２によってキャップ３が良好に取り付けられていると判定された容器２は、リジェクトホイール１４および受渡ホイール１６を介して第２排出コンベヤ１７上に排出されるようになっている。
図２に示すように、検査領域Ａに面した回転体５の上方側となる所定位置には、検査領域Ａを通過するキャップ３および容器２にむけて連続的に光（透過照明）を照射する光源２１を配設している。そして、この光源２１から光を照射されたキャップ３および容器２の映像を、撮影手段１１が備えるＣＣＤカメラ２２によって撮影するようにしている。本実施例では、検査領域Ａの容器２を挟んで図面上の右方側に光源２１を配置し、左方側にＣＣＤカメラ２２を配置しているので、光源２１から光を照射された容器２およびキャップ３の影がＣＣＤカメラ２２によって撮影されるようになっている。
また、載置台７上の容器２は回転体５の回転に伴って検査領域Ａを連続的に移動するので、本実施例ではＣＣＤカメラ２２の隣接位置に容器２の移動に追従して回転する従来公知のガルバノミラー２３を設けている。これによって検査領域Ａを移動する容器２およびそれに取り付けたキャップ３の全周をＣＣＤカメラ２２によって連続的に撮影することができる。
そして、このＣＣＤカメラ２２によって撮影したキャップ３の映像は、判定手段１２に入力されるようになっており、判定手段はＣＣＤカメラ２２から入力された映像をもとにして、容器２の上端にキャップ３が良好に取り付けられているか否かを判定するようになっている。
すなわち、図５に示すように、本実施例の判定手段１２は、Ａ／Ｄ変換器１２Ａおよび２値化回路１２Ｂを備えるとともに、ヒストグラム作成回路１２Ｃおよび判定回路１２Ｄを備えている。
Ａ／Ｄ変換器１２ＡはＣＣＤカメラ２２によって撮影したキャップ３等の映像をデジタル信号に変換するものであり、２値化回路１２ＢはＡ／Ｄ変換器１２Ａで変換したデジタル信号を白と黒とに２値化するようになっている。
ヒストグラム作成回路１２Ｃは、２値化回路１２Ｂが２値化した映像データを基に、該映像データをキャップ３等の直径方向における黒の画素数の多少で表現したヒストグラムを作成するようになっている。なお、本実施例では、図６に想像線の枠で示したように、ＣＣＤカメラ２２が撮影した映像のうち、トップロケータ８、キャップ３および容器２における左方側の所定範囲を第１検査対象範囲Ｘと設定するとともに、中心線Ｃを挟んで第１検査対象範囲Ｘと対称位置となるキャップ３等の右方側の所定範囲を第２検査対象範囲Ｙと設定するようにしている。そして、ヒストグラム作成回路１２Ｃは、これら両検査対象範囲Ｘ，Ｙの映像データについて、図７に示したようなヒストグラムを作成するようになっている。
次に、判定回路１２Ｄは、ヒストグラム作成回路１２Ｃが作成した両検査対象範囲Ｘ，Ｙのヒストグラム上において、キャップ３の下端３ｃおよび上端３ａがどこになるのかを判定するための２つの基準値を備えている。より詳細には、図７に示した第２検査対象範囲Ｙのヒストグラムについてみると、判定回路１２Ｄには、取り付け部２ｂの下方側となる容器２の首部の直径方向の端面の値よりも大きく、かつキャップ３の直径方向の端点の値よりも小さな中間の値を第１基準値Ｚ１として設定している。そして、判定回路１２Ｄは、図７に示したようなヒストグラム上において、キャップ３の直径方向（横方向）の端点の値が上記第１基準値に対して大小に変化した箇所Ｙ１をキャップ３の下端３ｃと判定する様にしている。
また、判定回路１２Ｄには、キャップ３の直径方向の端点の値よりも大きく、かつトップロケータ８の直径方向の端点の値よりも小さな中間の値を第２基準値Ｚ２として設定している。そして、判定回路１２Ｄは、図７に示したようなヒストグラム上において、キャップ３の直径方向（横方向）の端点の値が上記第２基準値に対して大小に変化した箇所Ｙ２をキャップ３の上端３ａと判定する様にしている。
また、判定回路１２Ｄは、上記両基準値Ｚ１，Ｚ２をもとに、キャップ３の下端３ｃおよび上端３ａの箇所を判定したら、ヒストグラム上のそれらの箇所Ｙ１，Ｙ２の縦方向（軸方向）のずれ量によってキャップ３の縦方向寸法（軸方向寸法）Ｗを演算する。
さらに、判定回路１２Ｄは、演算したキャップ３の縦方向寸法Ｗと、予め記憶した正常な取り付け状態におけるキャップ３の縦方向寸法とを比較するようになっている。ここで、予め判定回路１２Ｄに記憶させておく正常な取り付け時におけるキャップ３の縦方向寸法としては、許容可能な最大長さを第１判定基準値として記憶しており、また、許容可能な最小長さを第２判定基準値として記憶している。そして、判定回路１２Ｄが演算したキャップ３の縦方向寸法と、上記両判定基準値とを比較した結果、演算によって求めたキャップ３の縦方向寸法Ｗが、予め記憶した両判定基準値の間にあれば、判定回路１２Ｄは、容器２にキャップ３が正常に取り付けられていると判定するようにしている。これに対して、第１判定基準値よりも演算によって求めたキャップ３の縦方向寸法Ｗが長い場合および、第２判定基準値よりも演算によって求めたキャップ３の縦方向寸法Ｗが短い場合には、キャップ３の取り付け不良と判定する様にしている。なお、第１検査対象範囲Ｘについても、判定回路１２Ｄは、上述した第２検査対象範囲Ｙの場合と同様の処理を行うようになっている。
（作動説明）
以上の構成において、判定手段１２は、次のようにして容器２に対するキャップ３の取り付け状態が良好であるか否かを判定する。
すなわち、図６に示すように、ＣＣＤカメラ２２によって撮影したキャップ３、トップロケータ８および容器２の映像が判定手段１２に入力されると、その映像は、先ずＡ／Ｄ変換器１２Ａによってデジタル信号に変換される。
次に、このデジタル信号は２値化回路１２Ｂによって白と黒とに２値化される。
次に、このように白と黒とに２値化されたＣＣＤカメラ２２による映像データをもとに、ヒストグラム作成回路１２Ｃはヒストグラムを作成する。ここで、図６に示した第２検査対象範囲Ｙについて作成したヒストグラムが図７のようになったものとし、それが判定回路１２Ｄに伝達されたとする。
すると、判定回路１２Ｄは、第１基準値Ｚ１をもとに、ヒストグラム上において、キャップ３の直径方向（横方向）の値が第１基準値Ｚ１に対して大小に変化する箇所Ｙ１をキャップ３の下端３ｃと判定する。また判定回路１２Ｄは、第２基準値Ｚ２をもとに、ヒストグラム上において、キャップ３の直径方向（横方向）の値が第２基準値Ｚ２に対して大小に変化する箇所Ｙ２をキャップ３の上端３ａと判定する。
さらに、判定回路１２Ｄは、上記２つの箇所Ｙ１、Ｙ２のヒストグラム上における縦方向における位置のずれ量をもとに、キャップ３の縦方向寸法Ｗを演算する。また、それと同時に、判定回路１２Ｄは、演算したキャップ３の縦方向寸法Ｗと予め記憶した正常な取り付け時におけるキャップの縦方向寸法（第１判定基準値、第２判定基準値）とを比較する。そのように比較した結果、演算したキャップ３の縦方向寸法Ｗが、第１判定基準値と第２判定基準値との間にあれば、判定回路１２Ｄは容器２に対するキャップ３の取り付け状態は良好であると判定する。これに対して、演算したキャップ３の縦方向寸法Ｗが第１判定基準値よりも大きい場合、あるいは、演算したキャップ３の縦方向寸法Ｗが第２判定基準値よりも小さい場合には、判定回路１２Ｄはキャップ３の取り付け不良と判定する。換言すると、演算したキャップ３の縦方向寸法Ｗが第１判定基準値よりも大きい場合とは、キャップ３の下端部が内方側に絞られていないことを意味している。他方、演算したキャップ３の縦方向寸法Ｗが第２判定基準値よりも小さい場合とは、容器２の上端にキャップ３が存在しないこと、あるいは、通常ではキャップ３の内方部上端に装着されている環状のシール部材が存在しないことを意味しており、したがって、これらの場合には、判定回路１２Ｄがキャップの取り付け不良であると判定するようになっている。
上述した本実施例によれば、反射光を得られるキャップ３は勿論、反射光の得られないキャップ３であっても、容器２に対するキャップの取り付け状態の良否を高精度に判定することができる。
なお、上述した実施例は、トップロケータ８でキャップ３および容器２を押さえた場合についての説明したが、トップロケータ８の代わりに従来公知のボトムロケータによって載置台７上の容器２を固定しても良い。この場合には、ＣＣＤカメラ２２による映像およびそれをもとにしたヒストグラム上では、キャップ３と容器２だけが表示されることになる。そして、この場合におけるキャップの上端（天面）を検出する技術は、特開平３−１５８７０７号公報に開示されている。
また、上述した実施例は容器２の取り付け部２ｂおよびキャップ３の円筒部３ｂにねじが形成されていない場合について説明したが、容器２の取り付け部２ｂおよびキャップ３の円筒部３ｂにねじ部が形成されている場合にも、本発明を適用することができる。
また、上述した実施例では、容器２およびキャップ３に光源から透過照明である光を照射して、ＣＣＤカメラでキャップ３等の影を撮影するようにしているが、キャップ３などから反射した反射光をＣＣＤカメラで撮影するようにしても良い。
さらに、上述した実施例では、図６に示したように、両検査対象範囲Ｘ，Ｙは、中心線を挟んで左右対称の位置に設定しているが、それらは必ずしも左右対称位置に設定しなくても良い。
また、上記実施例では、判定回路１２Ｄに予め第１判定基準値および第２判定基準値を記憶しておき、判定回路１２Ｄが演算したキャップ３の縦方向寸法Ｗが両判定基準値の間にない場合に、キャップ３の取り付けが不良であると判定するようにしているが、第２判定基準値は省略しても良い。つまり、判定回路１２Ｄに予め第１判定基準値のみを記憶させておき、演算したキャップ３の縦方向寸法Ｗが第１判定基準値よりも長い場合には、キャップ３の取り付けが不良であると判定し、他方、演算したキャップ３の縦方向寸法Ｗが第１判定基準値よりも短い場合にキャップ３の取り付けが良好であると判定するようにしても良い。
【０００７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、反射光が得られるキャップは勿論、反射光の得られないキャップであっても、容器への取り付け不良を高精度に判定することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略の平面図。
【図２】図１の要部の拡大図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部の断面図。
【図４】図３の要部の拡大図。
【図５】判定手段の構成を示す図。
【図６】撮影手段１１で撮影したキャップ３等の映像を示す図。
【図７】図５のヒストグラム作成回路１２Ｃで作成したヒストグラムを示す図。
【符号の説明】
１…キャップ検査装置 ２…容器
３…キャップ ８…トップロケータ
１２…判定手段 １２Ｂ…２値化回路
１２Ｃ…ヒストグラム作成回路 １２Ｄ…判定回路
２１…光源 ２２…ＣＣＤカメラ

Claims (4)

1. 下端部が絞られて容器に取り付けられたキャップに向けて光を照射する光源と、上記光源からキャップに向けて光を照射した際のキャップを撮影するカメラと、上記カメラで撮影した映像をもとに容器に対するキャップの取り付け状態の良否を判定する判定手段とを備えたキャップ検査装置において、
   上記判定手段は、カメラで撮影した映像を２値化する２値化回路と、２値化回路で２値化した映像データをもとにヒストグラムを作成するヒストグラム作成回路と、ヒストグラム作成回路で作成したヒストグラムをもとにキャップの上端の位置から下端の位置までの長さを演算し、かつ予め記憶した基準となるキャップの長さとを比較して、演算したキャップの長さが基準となるキャップの長さよりも長い場合には、キャップの取り付けが不良であると判定する判定回路とを備えることを特徴とするキャップ検査装置。
2. 上記判定回路は、基準となるべき第２のキャップの長さを予め記憶しており、この基準となるべき第２のキャップの長さと上記演算したキャップの長さとを比較して、基準となるべき第２のキャップの長さよりも演算したキャップの長さが短い場合には、キャップの取り付けが不良であると判定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のキャップ検査装置。
3. 上記判定回路には、上記ヒストグラムにおける容器の首部の直径方向の端点の値よりも大きく、かつキャップの直径方向の端点の値よりも小さな中間の値を第１基準値として設定してあり、
   上記判定回路は、上記ヒストグラムにおけるキャップの端点の値が上記第１基準値に対して大小に変化した箇所をキャップの下端位置と判定することを特徴とする請求項１ないし請求項２に記載のキャップ検査装置。
4. 上記キャップを取り付けた容器は回転機構によって回転されるようになっており、かつ、回転機構によって容器が回転される際にはキャップは上方側からトップロケータによって押さえられるように構成されており、
   さらに、上記判定回路には、上記ヒストグラムにおけるキャップの直径方向の端点の値よりも大きく、かつトップロケータの直径方向の端点の値よりも小さな中間の値を第２基準値として設定してあり、
   上記判定回路は、上記ヒストグラムにおけるキャップの端点の値が上記第２基準値に対して大小に変化した箇所をキャップの上端位置と判定することを特徴とする請求項３に記載のキャップ検査装置。

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