JP3994761B2

JP3994761B2 - 物品検査装置

Info

Publication number: JP3994761B2
Application number: JP2002067988A
Authority: JP
Inventors: 周次大仲; 幸伸西納; 宣夫渡辺
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2022-03-13
Also published as: JP2003270166A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物品検査装置に関し、詳しくは搬送される物品をカメラで撮影して良否判定を行う物品検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空びん等の物品を検査する物品検査装置として、物品を所定間隔で搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される１つの物品を複数回撮影するカメラと、このカメラによって撮影された画像内の物品像に重ねて検査ウインドウを設定する検査ウインドウ設定手段と、この検査ウインドウ設定手段が設定した検査ウインドウ内における物品の良否を判定する判定手段とを備えたものが知られている。
上記カメラで１つの物品を複数回撮影すると、各画像の中で物品は搬送方向にずれて撮影されるようになるので、特開平９−１７８６７０号公報に開示されているように、各画像内の物品像の位置に合せて検査ウインドウを設定する必要がある。
また従来、各画像の中で物品が同一位置で撮影されるようにするために、上記カメラの前方にパルスモータによって回転制御される追従ミラーを設け、物品の移動に応じて追従ミラーを回転させるようにしたものも知られている（特公平７−４３３２７号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに前者の物品検査装置では、カメラによる映像をモニターにて監視する場合、物品の画像はモニター内で物品の搬送方向に移動されるようになるので、検査ウインドウもそれに追従して移動されるようになり、監視しにくいという問題がある。
これに対し後者の物品検査装置では、物品および検査ウインドウはモニター内で一定の位置に表示されるので監視しやすいという利点があるが、追従ミラーやこれを駆動するモータの制御が複雑であり、高価となるという問題がある。
以上の問題に鑑み、本発明は、一定位置で物品の検査をすることが可能で、しかも安価に製造することができる物品検査装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、物品を所定間隔で搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される１つの物品を複数回撮影するカメラと、このカメラによって撮影された画像内に検査ウインドウを設定する検査ウインドウ設定手段と、この検査ウインドウ設定手段が設定した検査ウインドウ内における物品像から物品の良否を判定する判定手段とを備えた物品検査装置において、
上記カメラによって１つの物品を複数回撮影した際における各撮影時の物品の搬送位置を検出する検出手段と、上記カメラが撮影した各回の画像内の物品像をそれら各回の画像内で移動させる画像シフト手段とを設け、上記検査ウインドウ設定手段は上記検査ウインドウを各回の画像内における所定の同一位置に設定し、また上記画像シフト手段は、上記検出手段から入力されるデータに基づいて各回の画像内における物品像を所要量だけ移動させて、該物品像を上記検査ウインドウに重合させるようにしたものである。
【０００５】
上記構成によれば、上記カメラによって１つの物品を複数回撮影すると、物品は各回の画像内で搬送方向にずれて撮影されるようになる。しかるに上記検査ウインドウ設定手段は、上記検査ウインドウを各画像内の所定の同一位置に設定するとともに、画像シフト手段は、上記検出手段から入力されるデータに基づいて各画像内の物品像を所要量だけ移動させて、各物品を検査ウインドウに重合させる。
したがって、モニタにて物品を監視するような場合には、検査ウインドウは所定の同一位置に設定されて画像内の物品像がこれに重合されるようになるので、検査ウインドウが物品の移動に追従して移動される従来装置に比較して、作業者にかかる負担を低減することができる
また、検査ウインドウを所定位置に設定するに当たって、従来のように追従ミラーやこれを駆動するモータが必要ないので、安価に製造することが可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について説明すると、図１は物品としての空びん１の検査を行う物品検査装置２を示し、この物品検査装置２は空びん１を搬送する搬送手段３と、この搬送手段３を構成する回転体１１の外部に固定して設けられ、当該回転体１１によって搬送される空びん１を撮影するカメラ４と、このカメラ４によって撮影された画像から当該空びん１についた傷等の有無を判定する制御装置５（図４）とを備えている。
上記物品検査装置２では、上記回転体１１は多数の空びん１を所定の間隔で搬送するようになっており、またカメラ４は回転体１１によって搬送される１本の空びん１を複数回撮影して当該空びん１の画像を上記制御装置５へ送信する。
上記制御装置５は、上記カメラ４によって撮影された空びん１の画像から、当該空びん１についた傷等を検出してその良否を判定するようになっており、制御装置５によって良品と判定された空びん１はそのまま搬送手段３の下流側へ搬送され、一方不良品と判定された空びん１は搬送手段３の途中に設けられたリジェクト装置１４によって外部に排出されるようになっている。
【０００７】
上記搬送手段３は、空びん１を搬送する供給コンベヤ８と、２つの隣接した供給スターホイール９，１０と、上記回転体１１とを備えており、上記供給コンベヤ８によって搬送されてきた空びん１は２つの供給スターホイール９，１０を介して回転体１１に受け渡されるようになっている。
また上記搬送手段３は、排出スターホイール１２と排出コンベヤ１３とを備えており、空びん１は回転体１１によって搬送される間にその良否が判定され、良品と判定された空びん１は回転体１１から上記排出スターホイール１２を介して排出コンベヤ１３に排出されてそのまま図示しない後工程へと搬送されるようになっている。一方、不良品と判定された空びん１は排出コンベヤ１３から上記リジェクト装置１４を介して、外部に排出されるようになっている。
このリジェクト装置１４は上記排出コンベヤ１３に隣接して設けられた押圧手段１５と、上記排出スターホイール１２に隣接させて設けたリジェクトスターホイール１６と、不良品と判定された空びん１を外部に搬送するリジェクトコンベヤ１７によって構成されており、排出スターホイール１２から排出コンベヤ１３上に排出された空びん１のうち、不良品と判定された空びん１は押圧手段１５によってもう一度排出スターホイール１２へと受け渡され、さらにこの空びん１はリジェクトスターホイール１６を介してリジェクトコンベヤ１７へと受け渡されるようになっている。
なお、リジェクト装置１７の構成やその作動については従来公知となっているので、これ以上の詳細な説明を省略する。
【０００８】
次に、図２を用いて上記回転体１１について説明すると、回転体１１は該回転体１１を図１の時計方向に連続的に回転させる図示しない駆動軸と、回転体１１の外周等間隔位置に設けられ、それぞれ回転自在に軸支された多数の回転軸１８とを備えており、各回転軸１８の上部には空びん１を載置する載置台１９がそれぞれ設けられている。また、各載置台１９の上部には、図示しないカム機構などの昇降機構によって昇降されて各載置台１９上の空びん１の口部に係合し、かつ空びん１が載置台１９とともに一体的に回転するのを許容する口部押さえ２０が設けられており、さらに上記回転軸１８を回転駆動させて載置台１９上の空びん１を自転させる回転機構２１を設けている。
上記回転機構２１は、上記回転体１１に設けたサーボモータ２２と、回転体１１に回転自在に軸支されてサーボモータ２２によって回転駆動される駆動軸２３と、当該駆動軸２３の下端部と上記回転軸１８の下端部に取付けられたプーリ２４，２５と、さらに上記プーリ２４，２５に掛渡されたベルト２６とによって構成されている。本実施例では、図１に示すように、上記ベルト２６は隣接する２つの載置台１９のプーリ２４に掛渡してあり、１台のサーボモータ２２によって２つの載置台１９を同時に同一方向に回転させることができるようになっている。
また、上記回転体１１を回転させる上記駆動軸は図示しないモータによって駆動されるようになっており、当該モータにはエンコーダ２７（図４）が設けられている。そしてエンコーダ２７から発せられるパルス信号は上記制御装置５の検出手段３１に入力され、制御装置５はそのパルス信号から空びん１の搬送位置を検出することができるようになっている。
なお、上記回転機構２１として必ずしもサーボモータ２２やベルト２６を用いる必要はなく、例えば回転軸１８の下方に円筒状のホイールを設け、このホイールと係合するようなベルト等からなる摩擦部材を回転体１１の外周に隣接して設けるようにしてもよい。このような構成とする事で、回転軸１８はホイールと摩擦部材との間に発生する摩擦力によって回転し、載置台１９上の空びん１は自転することとなる。
【０００９】
図１、図２に示すように、上記カメラ４は回転体１１の外部に設けられており、回転体１１によって搬送される空びん１を撮影することができるように、回転体１１の中心に向けて設置されている。また、回転体１１の中心側には光源２８と、当該光源２８からの光を分散する光拡散板２９とが設けられており、上記光拡散板２９とカメラ４との間に搬送された空びん１は、光拡散板２９を介して光源２８によって照明されるようになっている。
また図３に示すように、上記カメラ４は所定の撮影範囲を有しており、カメラ４は１本の空びん１がその撮影範囲を通過する間に複数回空びん１の静止画像を撮影することができるようになっている。
なお、図３に示すように、上記カメラ４の撮影範囲は空びん１のピッチよりも広い範囲に設定してある。
【００１０】
図４に示すように、上記制御装置５は上記回転体１１に設けたエンコーダ２７よりパルス信号を受信してそのパルス数から空びん１の位置を検出する検出手段３１と、この検出手段３１からの信号により、空びん１が所定の搬送位置に搬送された際に上記カメラ４を制御して撮影させるカメラ同期手段３２とを備えている。
そして上記カメラ４によって撮影されたアナログ信号としての画像は、Ａ／Ｄ変換器３３によりデジタル信号に変換された後、このデジタル信号化された画像を２値化する２値化回路３４に入力されて２値化され、さらに第１画像記憶手段３５に入力されて記憶される。
さらに、上記第１画像記憶手段３５によって記憶された画像は、画像シフト手段３６により上記検出手段３１から入力されるデータに基づいて所定の画素数だけ移動されて、その画像内の空びん１が次に述べる検査ウインドウＷ（図５参照）に重合するような状態で、第２画像記憶手段３７に記憶される。
上記検査ウィンドウＷは検査ウインドウ設定手段３８によって設定されるようになっており、この検査ウインドウ設定手段３８は図５（ａ）〜（ｄ）で示すように、上記検査ウインドウＷを各画像内の空びん１の位置に拘らず、予め定めた所定位置に設定するようになっている。
そして判定手段３９は、検査ウィンドウＷの範囲内について空びん１の傷等を検出して空びん１の良否を判定するようになっており、空びん１が不良品と判断された際には、制御装置５は上記リジェクト装置１４を制御してその不良品を正常なラインから排出するようになる。
【００１１】
以上の構成において、図５を用いて制御装置５による空びん１の画像の処理手順を説明すると、図５の左方側の図はカメラ４によって撮影された空びん１の画像を示し、右方側の図は制御装置５によって空びん１の画像が処理された後の状態を示している。
上記図５の左側の図において、（ａ）から（ｄ）に行くにしたがって空びん１がカメラ４の上記撮影範囲内を右から左へと搬送されている様子を示しており、（ａ）は空びん１が測定開始位置で撮影された画像を示しており、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ空びん１が第２回目、および第３回目に撮影された際の画像を示している。そしてさらに、（ｄ）は空びん１が最後に第ｎ回目に撮影された画像を示している。
上記図５（ａ）の左側の図における空びん１の測定開始位置は上記検出手段３１がエンコーダ２７より入力したパルス信号によって認識されるようになっている。つまり、上記検出手段３１により空びん１が当該測定開始位置に到達したことを検出すると、この検出手段３１はカメラ同期手段３２に信号を送信して、カメラ同期手段３２により測定開始位置の空びん１をカメラ４で撮影させる（図５（ａ）左方図）。
【００１２】
上記カメラ４によって撮影された画像はＡ／Ｄ変換器３３によって例えば搬送方向で６４０画素の画像にデジタル変換され、２値化回路３４は当該画像を所定の感度にしたがって２値化処理を行い、この画像はさらに第１画像記憶手段３５に記憶される。
そして第１画像記憶手段３５は当該画像を画像シフト手段３６へ送信する。このとき、上記検出手段３１は画像シフト手段３６に対し、第１画像記憶手段３５によって送信された画像が測定開始位置で撮影された画像であることを示すデータを送信する。本実施例では、そのデータは撮影回数として送信され、したがって測定開始位置での撮影は第1回目の撮影として送信される。
第1回目の撮影として画像シフト手段３６に送信された画像は測定開始位置についてのものであるので、画像シフト手段３６は当該画像内の空びん１を移動させることなくそのままの画像を第２画像記憶手段３７へ送信し、第２画像記憶手段３７は当該画像を記憶する。
他方、検査ウインドウ設定手段３８は検査ウィンドウＷを画像内の予め定めた所定位置に設定するようになっており、この位置は、測定開始位置で撮影された画像内の空びん１の位置に一致するように設定してある。
したがって空びん１の画像と検査ウィンドウＷとは重ね合わされることになるので（図５（ａ）右方図）、この後、判定手段３９は検査ウィンドウＷ内の空びん１の画像から傷等の有無を検出するようになる。
なお、空びん１の画像と検査ウィンドウＷとが重ね合わされた状態の（図５（ａ）右方図）画像が図示しないモニタに表示されるようになっている。また、２値化処理された検査ウィンドウＷ内の空びん１の画像から、空びん１についての傷等の有無を検出する方法については、従来公知であるためその説明を省略する。
【００１３】
次に、図５（ｂ）について説明すると、検出手段３１は測定開始位置を開始点としてエンコーダ２７から入力されるパルス数をカウントしており、そのパルス数が所定の値となったとき、すなわち空びん１が上記測定開始位置から一定距離移動されて次の所定位置となった際に、カメラ同期手段３２を介してカメラ４により空びん１を撮影させる（図５（ｂ）左方図）。
図５（ａ）のときと同様、カメラ４によって撮影された画像はＡ／Ｄ変換器３３、２値化回路３４、第１画像記憶手段３５を介して画像シフト手段３６へと送信され、これと共に上記検出手段３１は画像シフト手段３６に対して第１画像記憶手段３５によって送信された画像が第２回目に撮影された画像であることを送信する。
すると、画像シフト手段３６は受信した空びん１の画像を予め定めた画素数だけ搬送方向の上流側に移動させ、それによって第２回目に撮影された空びん１の画像は画像シフト手段３６によって測定開始位置の空びん１の画像と同一の位置に移動されるようになる。
上述したように検査ウインドウ設定手段３８は、検査ウィンドウＷを測定開始位置で撮影された画像内の空びん１の位置に一致するように設定しているので、従来のように検査ウィンドウＷの位置を空びん１の移動位置に追従して移動させることなく、空びん１の画像と検査ウィンドウＷとを重ね合わせることができる（図５（ｂ）右方図）。
したがって判定手段３９は、図５（ａ）のときと同様の状態で検査ウィンドウＷ内に表示される空びん１の画像から傷等の有無を検出することができる。
【００１４】
さらに、図５（ｃ）、（ｄ）も図５（ｂ）のときと同様に画像シフト手段３６が空びん１の画像をシフトさせるので、検査ウインドウ設定手段３８は検査ウィンドウＷの位置を移動させることなく空びん１の画像と検査ウィンドウＷとを重ね合わせることができる（図５（ｃ）、（ｄ）右方図）。
このとき画像シフト手段３６は、図５（ｃ）の第３回目に撮影された画像については、上述した予め定めた画素数を２倍した画素数分だけ空びん１の画像を搬送方向の上流側にシフトさせるようになる。また図５（ｄ）の第ｎ回目の画像については、上述した予め定めた画素数を（ｎ−１）倍した画素数分だけ空びん１の画像を搬送方向の上流側にシフトさせるようになる。
そして、図５（ａ）〜（ｄ）にかけて撮影された例えば１２枚の空びん１の画像のうち、１枚以上の画像で判定手段３９が検査ウィンドウＷ内に傷等を発見した場合には、判定手段３９は上記リジェクト装置１４を作動させて当該傷等の検出された空びん１を分別するようになる。
【００１５】
以上のように、本実施例によれば、実際に制御装置５内での処理をモニタなどで監視する際に、検査ウインドウ設定手段３８が検査ウィンドウＷを移動させることなく、空びん１の画像は常に一定の位置に表示されるので、モニタを監視する作業者の負担を軽減させることができるという効果が得られる。
また、本実施例では検出手段３１からの信号によりカメラ同期手段３２を介してカメラ４を制御し、該カメラ４によって空びん１を撮影させているので、たとえ回転体１１の搬送速度が変動しても空びん１の撮影される回数は変化せず、常に安定した判定を行うことができる。しかしながらこれに限定されるものではなく、例えばカメラ４が空びん１を撮影するタイミングを一定とし、上記画像シフト手段３６は、上記検出手段３１からのデータとして各撮影が行なわれた際の物品の搬送位置を入力し、その搬送位置に応じて各画像内の物品像を移動させるようにしてもよい。
また、本実施例では空びん１は回転体１１によって搬送されているが、直線式の搬送手段によって搬送されてもよいし、また検査される物品は空びん１に限られず液体の充填された容器やその他の物品であってもよい。
さらに、１本の空びん１に対し設定される検査ウィンドウＷの数は１つに限られず、複数の検査ウィンドウを設けてそれぞれの検査ウィンドウについて２値化回路３４の感度を変更させて用いてもよい。
そして本実施例においては１本の空びんについての判定を行なうようにしているが、同時に２本以上の空びんの検査を行うようにしてもよい。
また、上記検査ウインドウ設定手段の発生する検査ウィンドウの位置は判定範囲内の任意の位置に設定することが可能であり、画像シフト手段は空びんの画像を搬送方向の前後方向に移動させることで、検査ウィンドウに重ね合せることができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、一定位置で物品の検査をすることが可能で、しかも安価に製造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】本発明の実施例を示す平面図。
【図２】図１の要部の拡大断面図。
【図３】カメラ４の測定範囲を示す平面図。
【図４】制御装置５の構成を示す概略図。
【図５】実際の処理の様子をあらわした図で、（ａ）は測定開始位置で撮影された画像を示す図、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれカメラ４が空びん１を第２回目と第３回目に撮影したときの画像を示す図、（ｄ）は第ｎ回目の最終測定位置で撮影された画像を示す図。
【符号の説明】
１空びん２物品検査装置
３搬送手段４カメラ
５制御装置１１回転体
３１検出手段３６画像シフト手段
３８検査ウインドウ設定手段３９判定手段
Ｗ検査ウインドウ

Claims

物品を所定間隔で搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送される１つの物品を複数回撮影するカメラと、このカメラによって撮影された画像内に検査ウインドウを設定する検査ウインドウ設定手段と、この検査ウインドウ設定手段が設定した検査ウインドウ内における物品像から物品の良否を判定する判定手段とを備えた物品検査装置において、
上記カメラによって１つの物品を複数回撮影した際における各撮影時の物品の搬送位置を検出する検出手段と、上記カメラが撮影した各回の画像内の物品像をそれら各回の画像内で移動させる画像シフト手段とを設け、上記検査ウインドウ設定手段は上記検査ウインドウを各回の画像内における所定の同一位置に設定し、また上記画像シフト手段は、上記検出手段から入力されるデータに基づいて各回の画像内における物品像を所要量だけ移動させて、該物品像を上記検査ウインドウに重合させることを特徴とする物品検査装置。
上記検出手段は、上記物品が予め定めた搬送位置に搬送された際に上記カメラを制御して物品を撮影させ、また上記画像シフト手段は、上記検出手段からのデータとして上記カメラの撮影回数を入力し、その回数に応じて各画像内の物品像を移動させることを特徴とする請求項１に記載の物品検査装置。
上記画像シフト手段は、各画像内の物品像を移動させる移動量を記憶しており、上記カメラの撮影回数に応じて上記移動量の整数倍ずつ各画像内の物品像を移動させることを特徴とする請求項２に記載の物品検査装置。
上記画像シフト手段は、上記検出手段からのデータとして各物品の搬送位置を入力し、その搬送位置に応じて各画像内の物品像を移動させることを特徴とする請求項１に記載の物品検査装置。