JP3963871B2 - 王冠打栓不良検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビール壜等の壜容器の壜口に打栓された王冠の打栓不良を検出する王冠打栓不良検査装置に係り、特に王冠が壜口に斜めに打栓されていることを検出することができる王冠打栓不良検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ビール等の飲料をガラス壜からなる壜容器に充填した後に、壜口を密封するために打栓装置により王冠を打栓することが行われている。この場合、王冠が壜口に斜めに打栓されるなどの打栓不良が発生することがある。王冠が斜めに打栓されると、通常、壜口と王冠との間に隙間ができることから、隙間から飲料（ビール等）が漏れて入味不足が発生するため、この入味不足を検査装置により検出することにより、王冠の斜め打栓を検出している。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６１−２７３３８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の斜め打栓を含む打栓不良には次の三種類が存在する。
（１）打栓が非常に甘く王冠がコンベヤ上で脱落する。
（２）打栓が甘く壜と王冠の間に隙間が発生する。
（３）打栓は通常に行われるが斜めに打栓する。
上記（１）と（２）の場合には、検査装置の前工程で壜容器の壜底に振動を与えることで壜内の飲料（ビール等の炭酸飲料）を発泡させると、壜内より飲料が溢れ出て入味不足が発生するので、この入味不足を検査装置で検出し、王冠の斜め打栓を検出している。
しかしながら、上記（３）の斜め打栓の場合には、密封の程度は正常打栓と同等で、充填した内容物に何ら影響を与えることはない。更に、壜底に振動を与えて壜内の飲料を発泡させても入味不足は発生させることができないことから、検査装置は正常な入味壜であると判定してしまう。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、壜容器に斜めに打栓された王冠を検出することができる王冠打栓不良検査装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明の王冠打栓不良検査装置は、壜容器に打栓された王冠の打栓不良を検出する王冠打栓不良検査装置であって、打栓された王冠に投光する照明と、王冠からの反射光を撮影するＣＣＤカメラからなる撮像装置と、撮像装置で得られた画像を処理して王冠の打栓不良の有無を判定する画像処理装置とを備え、前記画像処理装置は、前記画像を処理して王冠の中心を求め、この中心から所定半径の２重円で囲まれた領域を求め、この２重円の領域内の多数の画素の信号に基づき王冠の打栓不良の有無を判定することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、照明からの投光は、王冠の天面に入射して反射され、この反射光はＣＣＤカメラからなる撮像装置により撮像される。撮像装置により得られた画像は画像処理装置により処理され、王冠が斜めに打栓されているか否かが判定される。画像処理装置は、得られた画像より、王冠の中心を求め、この中心から所定半径の２重円の領域を求め、この２重円の領域内の多数の画素の信号から所定の処理を行って王冠の打栓不良を検出する。
【０００８】
本発明の１態様によれば、前記照明を検査対象の壜容器の斜め上方に配置し、壜容器の上方に照明からの投光を反射して王冠に入射させるハーフミラーを配置したことを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記王冠からの反射光は、前記ハーフミラーを透過して撮像装置に入射することを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記２重円における外側の円は、王冠の外周縁と略一致しているか、又は王冠の外周縁の近傍であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の１態様によれば、隣接する所定数の画素の集合を１つのエレメントとして、前記２重円の領域内を複数のエレメントに分割し、各エレメント内の画素の明暗を表す信号から各エレメントの明暗を表す信号を求め、この各エレメントの明暗を表す信号から王冠の打栓不良の有無を判定することを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記複数のエレメントより互いに対をなすエレメントを選定し、対をなすエレメントの明暗を表す二つの信号の比較を行い、王冠の打栓不良の有無を判定することを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記対をなすエレメントは、互いに隣接していることを特徴とする。
本発明の１態様によれば、複数対のエレメントの信号の比較の結果得られた複数の比較値より最大の比較値を求め、最大の比較値が閾値より大きい値であれば、王冠の打栓不良と判定することを特徴とする。
【００１０】
本発明の飲料の充填打栓システムは、飲料を壜容器に充填した後に壜容器に王冠を打栓する充填打栓装置と、上記王冠打栓不良検査装置と、該王冠打栓不良検査装置の下流に設置されたリジェクト装置とを備え、リジェクト装置により打栓不良の壜容器を正規の搬送経路から排出することを特徴とするものである。
本発明の飲料の充填打栓システムによれば、壜容器にビール等の飲料を充填し、王冠を打栓した後に、仕上げ検査装置の上流側に配置された王冠打栓不良検査装置により、王冠の打栓不良の有無を検査し、打栓不良の壜容器をリジェクト装置により正規の搬送経路から排出し、正常に打栓された壜容器のみを仕上げ検査装置などの次工程に搬送することができる。
本発明の王冠打栓不良検査装置は、外周縁にヒダ部が連設された王冠を壜容器に打栓した時の打栓不良を検出する王冠打栓不良検査装置であって、打栓された王冠に投光する照明と、王冠からの反射光を撮影するＣＣＤカメラからなる撮像装置と、撮像装置で得られた画像を処理して王冠の打栓不良の有無を判定する画像処理装置とを備え、前記画像処理装置は、前記画像を処理して王冠の中心を求め、この中心から所定半径の２重円で囲まれた領域を求め、この２重円における外側の円は、王冠の外周縁と略一致しているか又は王冠の外周縁の近傍であり、この２重円の領域内の多数の画素の信号に基づき、王冠のヒダ部が王冠の内側に折れて壜容器の壜口部の内側に入り込み打栓されている場合または王冠のヒダ部が斜めに傾いて打栓されている場合の王冠の打栓不良を検出することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る王冠打栓不良検査装置の一実施形態を図１乃至図６を参照して説明する。
図１は本発明の王冠打栓不良検査装置の検査対象である斜めに打栓された王冠の例を示す斜視図である。図１（ａ）は内折れ打栓により生じた打栓不良の王冠１を示す図であり、図１（ｂ）はセンタリング不良打栓により生じた打栓不良の王冠１を示す図である。これら内折れ打栓とセンタリング不良打栓は斜め打栓の代表的な例である。図１（ａ）に示すように、王冠１のヒダ部１ａが王冠の内側に折れて壜容器の壜口部２ａの内側に入り込み、そのまま打栓されている。この内折れ打栓の場合には、密封性は低く液漏れしやすいが、比較的しっかり打栓されているため、王冠１はコンベヤ搬送等により生ずる振動では落下しない。図１（ｂ）に示すように、王冠１の中心と壜口部２の中心とがずれて王冠のセンタリング不良で王冠１はそのまま打栓されている。このため、王冠１のヒダ部１ａが斜めに傾いて打栓されてしまう。このセンタリング不良打栓の場合には、密封性が高く液漏れしにくいが、センタリングの度合いが悪くなるほど（偏心量が大きいほど）、王冠１が緩み、コンベヤ搬送等で生ずる振動で落下しやすくなる。
【００１２】
本発明の王冠打栓不良検査装置は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すような斜め打栓された王冠の有無を検査する装置である。図２は飲料の充填打栓システムの全体構成を示す平面図である。図２に示す飲料の充填打栓システムは、ビール（又は発泡酒）をビール壜などの壜容器２に充填した後に王冠１を打栓し、斜め打栓された王冠を検出し、斜め打栓の王冠を有する壜容器２を不良品として排出し、正常に打栓された王冠１を有する壜容器２のみを良品として次工程に搬送するものである。図２に示すように、ビール壜などの壜容器２は入口コンベヤ３および入口スターホイール４により充填打栓装置５に供給される。充填打栓装置５において、壜容器２は円形軌道上を搬送されている間にビールが充填され、ビールが充填された壜容器２の壜口部２ａに王冠１が打栓され、ビール充填および王冠打栓が完了した壜容器２は出口スターホイール６によりコンベヤ７に排出され、壜容器２は王冠打栓不良検査装置１０に供給される。
【００１３】
上記王冠打栓不良検査装置１０において、斜め打栓された打栓不良の王冠の検査が行われ、検査後の壜容器２はリジェクト装置８を具備した多列コンベヤからなる移送装置９に供給される。王冠打栓不良検査装置１０において、斜め打栓された王冠であると判定された不良品は、リジェクト装置８によりリジェクトされて、移送装置９の排出側９ｂに排出される。一方、王冠打栓不良検査装置１０において、正常に打栓されていると判定された良品は、移送装置９の良品側９ａにより次工程に搬送される。
【００１４】
図３は本発明の王冠打栓不良検査装置を示す正面図である。王冠打栓不良検査装置１０は、コンベヤ７により壜容器２が搬送されている間に、王冠１が斜めに打栓されているか否かについて検査をすることができるようになっている。図３に示すように、王冠打栓不良検査装置１０は、王冠１に投光するための照明１１およびハーフミラー１２と、王冠１の上方に配置され王冠１を上方から撮影する撮像装置を構成するＣＣＤカメラ１３と、ＣＣＤカメラ１３で撮影された画像を処理する画像処理装置１４とから構成されている。照明１１は壜容器２の斜め上方に配置され、ハーフミラー１２は壜容器２の上方に配置されている。照明１１およびＣＣＤカメラ１３は、王冠打栓不良検査装置１０の入口部に設置された同期センサ（透過型センサ）が壜容器２の到着を検知した際に、壜を撮像する所定の位置まで移動してから稼働するタイミングが設定されている。照明１１は多数のＬＥＤから構成されており、ＬＥＤからの高輝度かつ均一な光は、ハーフミラー１２を介してＣＣＤカメラ１３に対して同軸上に王冠１に照射されるようになっている。すなわち、図３に示す照明１１とハーフミラー１２の組み合わせからなる構成により、照明１１からの投光は、ハーフミラー１２を介して王冠１の天面の全面にＣＣＤカメラ１３の光軸１３ａと平行に入射する。王冠１に入射した光は王冠１により上方に反射され、この反射光はハーフミラー１２を透過してＣＣＤカメラ１３により撮像される。ＣＣＤカメラ１３によって得られた画像は画像処理装置１４により処理され、王冠１が斜めに打栓されているか否かが判定される。
【００１５】
次に、ＣＣＤカメラ１３により撮像された王冠の画像から、画像処理装置１４により斜め打栓と判定する方法について説明する。この検査は以下の工程で行われる。
（ステップ１：撮像した王冠の中心を以下の手順で求める。）
（１）撮像した画像を横方向６５９画素と縦方向４９４画素のマトリックス状に分割する。このとき、各画素が持つ明るさの要素は０（明）から２５５（暗）までの２５６段階に分けられて数値化されている。このマトリックス状に分割された画像を図４（ａ）に示す。
（２）各画素の２５６段階に分けられた明暗の濃淡を基準となる基準値と比較して、基準値以上の画素は黒色、基準値以下の画素は白色に画素を塗り替えて２値化する。このとき、王冠が撮像されていると想定される画素が白色となるように基準値を定める。この２値化された画像を図４（ｂ）に示す。
【００１６】
（３）王冠の中心を求めるために画面のＸ方向（横方向）の直線とＹ方向（縦方向）の直線について、別々に線引きの処理を実施する。この処理工程を図４（ｃ）に示す。図４（ｃ）に示すように、Ｘ方向の場合、画面の左端から一番近い部分を検索してポイントＡとし、次に画面の左端から一番遠い部分を検索しポイントＢとして、このＡとＢを結ぶ直線を描く。Ｙ方向の場合も同様に、画面の上から一番近い部分を検索しポイントＣとし、次に画面の上から一番遠い部分を検索しポイントＤとして、このＣとＤを結ぶ直線を描く。これにより、ＡとＢを結ぶ直線とＣとＤを結ぶ直線の交点が求められ、この交点を撮像した王冠の中心Ｏとする。このとき、ＡとＢを結ぶ線およびＣとＤを結ぶ線は、それぞれ各画素を結んで構成される直線である。
【００１７】
（ステップ２：ステップ１で求めた王冠の中心から２重円で囲まれた領域を定める。）
（１）撮像した王冠の中心点を求めた２値化画像をステップ１の（１）における各画素が０から２５５の明暗の濃淡要素を持つ画面に戻す。
（２）王冠の中心点から外円Ｃ１を８７．５画素、内円Ｃ２を７０．５画素の２重円を定める。すなわち、中心点より外側半径８７．５の面積画素（２４０４０．６画素）と内側半径７０．５の面積画素（１５６０６．６画素）の各面積画素より、この２重円で囲まれた面積画素（８４３４画素）を求める。この場合、外側半径８７．５画素を選択した理由は、以下の通りである。王冠天面部の直径は２５ｍｍであり、１画素（正方形）の１辺が０．１４３ｍｍであるため、王冠の直径２５ｍｍは１７５画素、すなわち王冠の半径は８７．５画素に相当する。このように、外円は、王冠の外周縁と略一致している。なお、外円は王冠の外周縁と一致していなくても、その近傍であればよい。この２重円が描かれた画像を図５に示す。
【００１８】
（ステップ３：ステップ１で求めた２重円で囲まれた領域内の隣接する所定数の画素の集合であるエレメントを求め、隣接するエレメント間の濃淡を比較する。）
（１）２重円で囲まれた面積画素（８４３４画素）を１０画素の集合であるエレメントに分割（約８４３エレメント）する。すなわち、２重円で囲まれた各画素列の始点から順番に１０画素毎の集合を作り、次の集合を作る際に当該列で不足した画素数は次列の画素を加えて１０画素の集合を作る。この１０画素の集合を１つのエレメントとし、この繰り返しにより多数のエレメント（約８４３個）を作る。
【００１９】
図６（ａ）は、上記（１）の手順を示す模式図である。図６（ａ）に示すように、２重円内の外円Ｃ１と内円Ｃ２の幅を、１列が１３画素から構成されていると仮定した場合、以下のようにエレメントを作成する。
ｉ）１列目の第１番目の画素から第１０番目までの合計１０画素を集合とし、第１エレメントＥ１とする。
ii）１列目の第１１番目の画素から第１３番目までの３画素と、２列目の第１番目の画素から第７番目までの７画素の合計１０画素を集合とし、第２エレメントＥ２とする。
iii）２列目の第８番目の画素から第１３番目までの６画素と、３列目の第１番目の画素から第４番目までの４画素の合計１０画素を集合とし、第３エレメントＥ３とする。
iv）３列目の第５番目の画素から第１３番目までの９画素と、４列目の第１番目の１画素の合計１０画素を集合とし、第４エレメントＥ４とする。
以下、この手順を繰り返し、全ての画素について複数のエレメント（約８４３個）を作成する。
（２）各エレメントを横１列に並べる。図６（ｂ）はこの（２）の工程を示す。
【００２０】
（３）各エレメントを構成する１０画素の濃淡（明０〜暗２５５）の平均値を求める。
（４）各エレメントの濃淡の平均値を隣のエレメントと比較し、さらに、この比較の対象となった隣のエレメントと次のエレメントの濃淡の平均値を比較する。この順序で全エレメントを隣同士で比較し、比較値を絶対値（｜Ａ−Ｂ｜）より求める。ここでＡはｎ番目のエレメントＥ_ｎの濃淡の平均値、Ｂは（ｎ＋１）番目のエレメントＥ_ｎ＋１の濃淡の平均値を表す（図６（ｂ）参照）。ｎ＝１〜８４２である。
【００２１】
（ステップ４：ステップ３で求めた比較値をもとに斜めに打栓された王冠か否かを判定する。）
（１）各比較値の絶対値より最大の絶対値を求める。
（２）前記最大の絶対値と基準値（閾値）とを比較し、最大の絶対値が基準値（閾値）より大きい値ならば、王冠は斜めに打栓されていると判定する。
【００２２】
以上の工程を経て、画像処理装置１４により、斜め打栓された王冠であると判定された不良品は、リジェクト装置８によりリジェクトされて、移送装置９の排出側９ｂに排出される。そして、正常に打栓されていると判定された良品は、移送装置９の良品側９ａにより次工程に搬送される。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の王冠打栓不良検査装置によれば、打栓された王冠を撮像し、得られた画像を処理することにより、壜容器に斜めに打栓された王冠を検出することができる。
本発明の飲料の充填打栓システムによれば、壜容器にビール等の飲料を充填し、王冠を打栓した後に、仕上げ検査装置の上流側に配置された王冠打栓不良検査装置により、王冠の打栓不良の有無を検査し、打栓不良の壜容器をリジェクト装置により正規の搬送経路から排出し、正常に打栓された壜容器のみを仕上げ検査装置などの次工程に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は本発明の王冠打栓不良検査装置の検査対象である斜めに打栓された王冠の例を示す斜視図であり、図１（ａ）は内折れ打栓により生じた打栓不良の王冠を示す図であり、図１（ｂ）はセンタリング不良打栓により生じた打栓不良の王冠を示す図である。
【図２】飲料の充填打栓システムの全体構成を示す平面図である。
【図３】本発明の王冠打栓不良検査装置を示す正面図である。
【図４】図４（ａ）は撮像した画像を横方向６５９画素と縦方向４９４画素のマトリックス状に分割した画像を示す図であり、図４（ｂ）は各画素の２５６段階に分けられた濃淡を基準となる基準値と比較して、基準値以上の画素は黒色、基準値以下の画素は白色に画素を塗り替えて２値化した画像を示す図であり、図４（ｃ）は王冠の中心を求めるために実施される画面のＸ方向（横方向）の直線とＹ方向（縦方向）の直線についての線引きの処理工程を示す図である。
【図５】２重円が描かれた画像を示す図である。
【図６】図６（ａ）はステップ３における（１）の手順を示す模式図であり、図６（ｂ）はステップ３における（２）の工程を示す図である。
【符号の説明】
１ 王冠
１ａ ヒダ部
２ 壜容器
２ａ 壜口部
３ 入口コンベヤ
４ 入口スターホイール
５ 充填打栓装置
６ 出口スターホイール
７ コンベヤ
８ リジェクト装置
９ 移送装置
９ａ 良品側
９ｂ 排出側
１０ 王冠打栓不良検査装置
１１ 照明
１２ ハーフミラー
１３ ＣＣＤカメラ
１３ａ 光軸
１４ 画像処理装置
Ｃ１ 外円
Ｃ２ 内円
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４ エレメント
Ｏ 王冠の中心

Claims (10)

1. 壜容器に打栓された王冠の打栓不良を検出する王冠打栓不良検査装置であって、
   打栓された王冠に投光する照明と、
   王冠からの反射光を撮影するＣＣＤカメラからなる撮像装置と、
   撮像装置で得られた画像を処理して王冠の打栓不良の有無を判定する画像処理装置とを備え、
   前記画像処理装置は、前記画像を処理して王冠の中心を求め、この中心から所定半径の２重円で囲まれた領域を求め、この２重円の領域内の多数の画素の信号に基づき王冠の打栓不良の有無を判定することを特徴とする王冠打栓不良検査装置。
2. 前記照明を検査対象の壜容器の斜め上方に配置し、壜容器の上方に照明からの投光を反射して王冠に入射させるハーフミラーを配置したことを特徴とする請求項１記載の王冠打栓不良検査装置。
3. 前記王冠からの反射光は、前記ハーフミラーを透過して撮像装置に入射することを特徴とする請求項２記載の王冠打栓不良検査装置。
4. 前記２重円における外側の円は、王冠の外周縁と略一致しているか、又は王冠の外周縁の近傍であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の王冠打栓不良検査装置。
5. 隣接する所定数の画素の集合を１つのエレメントとして、前記２重円の領域内を複数のエレメントに分割し、各エレメント内の画素の明暗を表す信号から各エレメントの明暗を表す信号を求め、この各エレメントの明暗を表す信号から王冠の打栓不良の有無を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の王冠打栓不良検査装置。
6. 前記複数のエレメントより互いに対をなすエレメントを選定し、対をなすエレメントの明暗を表す二つの信号の比較を行い、王冠の打栓不良の有無を判定することを特徴とする請求項５記載の王冠打栓不良検査装置。
7. 前記対をなすエレメントは、互いに隣接していることを特徴とする請求項６記載の王冠打栓不良検査装置。
8. 複数対のエレメントの信号の比較の結果得られた複数の比較値より最大の比較値を求め、最大の比較値が閾値より大きい値であれば、王冠の打栓不良と判定することを特徴とする請求項６又は７記載の王冠打栓不良検査装置。
9. 飲料を壜容器に充填した後に壜容器に王冠を打栓する充填打栓装置と、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の王冠打栓不良検査装置と、該王冠打栓不良検査装置の下流に設置されたリジェクト装置とを備え、リジェクト装置により打栓不良の壜容器を正規の搬送経路から排出することを特徴とする飲料の充填打栓システム。
10. 外周縁にヒダ部が連設された王冠を壜容器に打栓した時の打栓不良を検出する王冠打栓不良検査装置であって、
    打栓された王冠に投光する照明と、
    王冠からの反射光を撮影するＣＣＤカメラからなる撮像装置と、
    撮像装置で得られた画像を処理して王冠の打栓不良の有無を判定する画像処理装置とを備え、
    前記画像処理装置は、前記画像を処理して王冠の中心を求め、この中心から所定半径の２重円で囲まれた領域を求め、この２重円における外側の円は、王冠の外周縁と略一致しているか又は王冠の外周縁の近傍であり、この２重円の領域内の多数の画素の信号に基づき、王冠のヒダ部が王冠の内側に折れて壜容器の壜口部の内側に入り込み打栓されている場合または王冠のヒダ部が斜めに傾いて打栓されている場合の王冠の打栓不良を検出することを特徴とする王冠打栓不良検査装置。

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