JP4069535B2

JP4069535B2 - 潰れ蓋検出装置

Info

Publication number: JP4069535B2
Application number: JP03845599A
Authority: JP
Inventors: 亘大久保
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2019-02-17
Also published as: JP2000241140A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻締めや包装のために供給または移送される缶蓋のカール部の変形を検出するための潰れ蓋検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
巻締や包装等のために供給または移送される缶蓋のカール部に、潰れ等の変形があった場合、これらの変形は不良缶の発生原因となる。このため、缶蓋の巻締工程等の前に、カール部に変形の生じている缶蓋を除去する必要がある。そこで、従来から潰れ蓋検出器などの名称で缶蓋の異常を検出する種々の潰れ蓋検出装置及び方法が提案されている。
【０００３】
そのような缶蓋検査方法の一例が、特開平４−８３１０９号公報に開示されている。この公報に開示の技術によれば、複数枚重ねられた缶蓋を回転させつつ移送し、その缶蓋のカール部の一部分に所定の相対角度を持たせて光線を照射し、その光線の反射光の受光レベルの変動を一台の撮像手段により検出することにより、カール部の潰れた缶蓋等を検出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した缶蓋検査方法は、缶蓋の移送中にオンラインでカール部の潰れを検出できることから、検査の自動化、信頼性の向上等の点で優れていた。
【０００５】
ところで、近年、缶蓋検査工程の一層の迅速化が要求されている。そのためには、缶蓋の移送速度及び回転速度をより速くすることが考えられる。しかし、重ねられた缶蓋を上下から挟み込んだまま高速回転させると、安定性が悪くなってしまう。
【０００６】
その上、回転速度をより速くするためには、重ねられた缶蓋どうしがずれないように互いにより強く圧接させる必要がある。しかし、缶蓋どうしをあまりに強く圧接すると、そのために却って缶蓋のカール部が変形してしまうおそれがあり、技術的に改良する余地があった。
【０００７】
本発明は、このような事情にかんがみてなされたものであり、缶蓋のカール部の潰れ等の変形を迅速かつ正確に検出することのできる潰れ蓋検出装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的の達成を図るため、本発明の請求項１に係る潰れ蓋検出装置によれば、複数枚重ねられた缶蓋を回転させずに重ね方向へ導くための、複数のガイド棒からなる一段目のガイド手段と、複数のガイド棒からなり、これら各ガイド棒が一段目のガイド手段における各ガイド棒と平行かつずらされて配置され、一段目のガイド手段から送られてきた缶蓋を回転させずに重ね方向へ導くための二段目のガイド手段と、一段目のガイド手段により導かれている缶蓋のカール部からの反射光を、缶蓋の円周方向に沿って所定の相対角度をもたせた複数箇所で受光するための、複数の一段目の撮像手段と、二段目のガイド手段により導かれている缶蓋のカール部からの反射光を、缶蓋の円周方向に沿って所定の相対角度をもたせた複数箇所で受光するための、一段目の撮像手段に対して円周方向にずらして配置された複数の二段目の撮像手段と、一段目の撮像手段及び二段目の撮像手段の受光画像に基づいて、潰れ蓋を検出する検出部とを備えた構成としてある。
【０００９】
このように、本発明の潰れ蓋検出装置によれば、缶蓋を回転させずに、複数箇所の撮像手段で缶蓋のカール部の全周の反射光それぞれ受光する。その結果、缶蓋を高速回転させずに検査速度を向上させることができるので、より迅速に缶蓋検査を行うことができる。
【００１０】
ところで、受光画像の周辺付近に撮像されたカール部の潰れは、受光画像の中央付近に撮像された場合に比べて、見づらく検出漏れが生じるおそれがある。さらに、缶蓋を回転させない場合、缶蓋の全周のうちガイド棒の陰となる部分が生じる。このため、ガイド手段が一段だけの場合、この陰となる部分でカール部が潰れていた場合には、検出漏れが生じ得る。
【００１１】
そこで、本発明では、ガイド手段を複数段とし、一段目の各ガイド棒と二段目の各ガイド棒とを互いにずらして設けるとともに、一段目の撮像手段と二段目の撮像手段とも互いにずらして設けている。その結果、缶蓋の全周の各部分は、少なくともいずれかの段のいずれかの撮像手段により受光画像の正面付近に撮像されて検査されることになる。
【００１２】
すなわち、仮に一段目で受光画像の周辺付近に撮像されたり、ガイド棒の陰となった部分にカール部の潰れがあった場合でも、その潰れは二段目で他の撮像手段により受光画像の正面付近に撮像されて検出されることになる。このため、缶蓋の全周にわたって、正確な缶蓋検査を行うことができる。
これにより、本発明によれば、缶蓋を高速回転させずに、迅速かつ正確な缶蓋検査を行うことができる。
【００１３】
なお、各撮像手段は、各段においてガイド棒どうしの間の部分が、受光画像の中央付近となるように、すなわち、ガイド棒が受光画像の周辺部又は視野外となるように配置することが望ましい。
また、個々の撮像手段は、各受光手段により必ずしも缶蓋の全周を一つの段において撮像する必要はなく、各段の撮像手段のいずれかにより、缶蓋の全周の各部分が撮像されていれば良い。
【００１４】
また、請求項２記載の発明によれば、（ｎ−１）段目（ｎは３以上の整数）のガイド手段から送られてきた前記缶蓋を回転させずに重ね方向へ導くためのｎ段目までの、複数のガイド棒からなるガイド手段と、三段目以降の各ガイド手段により導かれている缶蓋のカール部からの反射光を、ガイド手段ごとに、当該缶蓋の円周方向に沿って所定の相対角度をもたせた複数箇所で受光するための、複数の撮像手段とを備えた構成としてある。
【００１５】
このように、三段目以降のガイド手段を設け、各段において反射光を受光すれば、より正確な検査の実現を図ることができる。また、三段目以降のガイド手段のガイド棒も、段ごとに互いにずらして配置することが望ましい。
【００１６】
また、請求項３記載の発明によれば、各段のガイド手段により導かれている缶蓋のカール部の全周を、重ね方向に所定の相対角度をもたせた二方向から照明するための、缶蓋と同心円の円周上に設けられた上側及び下側照明部を各段ごとに備えた構成としてある。
【００１７】
このような構成とすれば、各段において、缶蓋の全周を事実上均等に照明することができる。その結果、より正確な缶蓋検査の実現を図ることができる。
【００１８】
また、請求項４記載の発明によれば、上側及び下側照明部として、ＬＥＤアレイを用いた構成としてある。
【００１９】
このようにＬＥＤアレイを用いれば、ＬＥＤアレイを好適に配置することにより、缶蓋の全周を実質的に均等に照明することができる。また、ＬＥＤアレイの配置を自在に設計することができるので、所望の照明角度を容易に実現することができる。また、ＬＥＤは、一般に長寿命である。
【００２０】
これに対して、例えばリング状の蛍光管により照明する場合には、リングの全周のうち蛍光管の電極部の設けられた部分が発光しないので、いわゆるデッドポイントが生じ、ＬＥＤアレイを用いた場合に比べて照明の均一性が劣る。
【００２１】
また、請求項５記載の発明によれば、検出部は、一段目の撮像手段及び二段目の撮像手段の受光画像を、缶蓋の円周方向に沿って走査し、受光レベルの微分値を二値化し、ラベリング処理を行い、ラベリングに基づいて潰れ蓋を検出する構成としてある。
【００２２】
一般に、缶蓋の周囲のカール部からの反射光強度は高いが、カール部が潰れた部分からの反射光強度は低い。したがって、基本的には、この反射光強度が低い部分を検出することによって、潰れ蓋を検出することができる。
【００２３】
しかし、実際には、重ねられた缶蓋どうしの間に隙間が生じていることがある。この隙間からの反射光強度は、潰れ部からの反射光強度と同様に低いため、隙間による反射光強度の低下と、潰れによる反射光強度の低下とを区別する必要がある。
【００２４】
そこで、請求項５記載の発明では、各撮像手段で受光した反射光を画像処理することにより、カール部の潰れだけを選択的に検出する。すなわち、反射光強度を缶蓋の円周方向（水平方向）に沿って走査し、微分値を生成する。その結果、反射光強度が変化した部分だけを抽出することができる。
【００２５】
その結果、隙間により反射光強度が低下した場合には、水平方向に沿って反射強度が変化しないため、微分値では抽出されない。一方、潰れ蓋の場合には、潰れた部分の縁部において反射光強度が変化するので、微分値で抽出することができる。したがって、この微分値をラベリング処理することにより、このラベリングに基づいて潰れ蓋を選択的に検出することができる。
【００２６】
また、請求項６記載の発明によれば、検出部は、ラベリングに基づいて潰れ蓋を検出するにあたり、ラベリングが前記カール部の厚み内に複数個ある場合、及び、ラベリングの面積が所定の大きさよりも大きい場合に、潰れ蓋と判断して検出する構成としてある。
【００２７】
通常のカール部の潰れ部分の反射光強度を水平方向に走査すると、潰れ部分の一方の縁部において反射光強度が低下し、他方の縁部において反射光強度が上昇する。このため、一つの潰れ部につき二箇所の微分値がラベリングされる。したがって、カール部の厚み内にラベリングが複数個ある場合には、潰れ蓋として判断することが妥当である。
また、カール部が広い範囲にわたって潰れている場合には、ラベリングの面積が広くなることが予想されるため、この場合にも潰れ蓋として判断することが妥当である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して、本実施形態の潰れ蓋検出装置の構成について説明する。図１においては、潰れ蓋検出装置１００のうちの検査部１０２の構造を斜視図で示し、検出部を含む制御盤１０４の構成をブロック図で示す。
【００２９】
ここでは、潰れ検出装置１００のうち検査部１０２の構造について先に説明する。この検査部１０２は、一段目のガイド手段４０と二段目のガイド手段４２と、一段目の上側及び下側照明部としての第一及び第二照明部１４及び１６、二段目の上側及び下側照明部としての第三及び第四照明部２６及び２８と、一段目の撮像手段としての第一〜第四カメラ１８、２０、２２及び２４と、二段目の撮像手段としての第五、第六、第七、第八カメラ３０、３２、３４及び３６とを備えている。
【００３０】
そして、一段目のガイド手段４０は、複数のガイド棒１２からなり、複数枚重ねられた缶蓋１０を回転させずに重ね方向へ導く構成となっている。また、二段目のガイド手段４２は、一段目のガイド手段４０における各ガイド棒１２と平行かつずらされて配置された複数のガイド棒１２からなり、一段目のガイド手段４０から送られてきた缶蓋１０を回転させずに重ね方向へ導く構成となっている。
【００３１】
また、第一照明部１４及び第二照明部１６は、缶蓋の円周と同心円の円周上にそれぞれ設けられており、一段目のガイド棒１２により導かれている缶蓋１０の円周のカール部を、重ね方向に所定の相対角度をもたせた二方向から照明する。すなわち、第一照明部１４は、カール部を斜め上方から照明し、第二照明部１６は、カール部を斜め下方から照明する。その結果、変形の生じていないカール部は、缶蓋の全周にわたって均等に照明される。
【００３２】
そして、本実施形態では、第一及び第二照明部１４及び１６に、ＬＥＤアレイを用いている。
ここで、図２を参照して、第二照明部１６の構成について代表して説明する。
図２の（Ａ）は、第二照明部１６の平面図であり、（Ｂ）は、その断面図である。図２の（Ａ）では、ＬＥＤアレイの図示を一部省略している。
【００３３】
図２に示すように、第二照明部１６は、リング状の部材のすり鉢状の傾斜面に、同心円状に三重にＬＥＤ１６ａを等間隔で配置している。このように傾斜面の全周にわたってＬＥＤ１６ａを配置することにより、缶蓋の全周にわたって均一に照明することができる。また、傾斜面の傾斜角度やＬＥＤの分布は、任意好適な設計とすることができる。
なお、第一照明部１４の構成も、第二照明部１６の構成と同一であり、第１照明部１４は、第二照明部１６を上下裏返した状態で配置されている。
【００３４】
また、本実施形態では、一段目の撮像手段としての第一〜第四カメラ１８、２０、２２及び２４を、互いに９０°間隔で、ガイド棒１２どうしの間の部分の正面に設けている。これらカメラは、第一及び第二照明部１４及び１６により照明されたカール部の反射光をそれぞれ受光する。ここで、各カメラは、それぞれ缶蓋の円周に沿って４５°幅の範囲を撮像する。
【００３５】
また、第三照明部２６及び第四照明部２８も、第一及び第二照明部１４及び１６と同様に、缶蓋１０の円周と同心円の円周上にそれぞれ設けられており、二段目のガイド棒１２により導かれている缶蓋１０の円周のカール部を、一段目と同様に、重ね方向に所定の相対角度をもたせた二方向から照明する。すなわち、第三照明部１６は、カール部を斜め上方から照明し、第四照明部１８は、カール部を斜め下方から照明する。その結果、変形の生じていないカール部は、一段目と同様に、缶蓋の全周にわたって均等に照明される。
【００３６】
また、本実施形態では、二段目の撮像手段としての第五〜第八カメラ３０、３２、３４及び３６を、互いに９０°間隔で、二段目のガイド棒１２どうしの間の部分の正面に設けている。これらカメラは、第三及び第四照明部２６及び２８により照明されたカール部の反射光をそれぞれ受光する。ここでは、各カメラは、それぞれ缶蓋の円周に沿って４５°幅の範囲を撮像する。
【００３７】
さらに、二段目の撮像手段の各カメラは、一段目の撮像手段の各カメラに対して、円周方向について４５°ずらして配置されている。このように各カメラを配置したことにより、一段目のカメラで撮像された受光画像の周辺付近又は視野外に潰れ部があっても、二段目のいずれかのカメラの受光画像の中央付近でその潰れを撮像することができる。これにより、潰れを確実に検出することができる。
【００３８】
このように、この潰れ蓋検出装置１００によれば、缶蓋１０の全周を事実上均等に照明しておき、複数箇所の撮像手段で全周の反射光それぞれ受光するので、缶蓋を回転させずに潰れ蓋を検出することができる。その結果、缶蓋を高速回転させずに検査速度を向上させることができるので、より迅速に缶蓋検査を行うことができる。
【００３９】
また、一段目のガイド棒と二段目のガイド棒とを互いにずらして設け、一段目及び二段目でそれぞれ缶蓋の全周の反射光を受光するため、ガイド棒の陰の潰れ部を見落とすことを防止することができる。例えば、一段目においてガイド棒の陰の部分でカール部が潰れていた場合、その潰れを二段目において検出することができる。
【００４０】
次に、図１に示す制御盤１０４の構成について説明する。図１に示すように、この制御盤１０４は、モニタ４８、タッチパネル５０、ビデオプリンタ５２及び５４、第一画像処理器４４、第二画像処理器４６、シーケンサ５６及び照明電源５８を含む。
【００４１】
そして、検出部としての第一及び第二画像処理器４４及び４６は、それぞれ一段目及び二段目の撮像手段で受光した缶蓋の受光画像を処理する。画像処理は、各カメラごとの画像を画像処理器内の画像メモリ（図示せず）にそれぞれ取り込んで個別に行う。
【００４２】
ここで、図３の（Ａ）に受光画像の一例を示す。この受光画像においては、複数枚重ねられた各缶蓋のカール部のうち、画像の下寄りの正面付近に潰れ部分６０が黒く示されている。そして、検出部は、この受光画像を画像処理した結果に基づいて潰れ蓋を検出する。
【００４３】
画像処理を行うにあたっては、検出部は、受光画像を、缶蓋の円周方向（図３の（Ａ）の紙面の水平方向）に沿って走査し、受光レベルの微分値を二値化する。
ここで、図３の（Ｂ）に、図３の（Ａ）に示した受光画像の微分二値化処理画像を示す。
なお、図３の（Ｂ）では、白黒反転させて像が黒く見えているが、実際の画像処理にあたっては、背景を黒くし、像を白く表すと分かり易い。
【００４４】
図３の（Ｂ）に示すように、図３の（Ａ）に示す潰れ部分６０のうちの左側の縁部６０ａと右側の縁部６０ｂとにそれぞれ対応する二箇所の部分に像が見える。すなわち、これらの部分で、反射光強度を缶蓋の円周方向（水平方向）に沿って走査しすると、反射光強度が変化している。
【００４５】
そして、これらに箇所の像をラベリング処理し、そのラベリングに基づいて潰れ蓋を検出する。本実施形態では、ラベリングに基づいて潰れ蓋を検出するにあたり、ラベリングがカール部の厚みｄ内に複数個ある場合、及び、ラベリングの面積が所定の大きさよりも大きい場合に、潰れ蓋と判断して検出する。
【００４６】
したがって、図３の（Ｂ）に示された二箇所のラベリング部分は、カール部の厚みｄ内に二個あるので、潰れ蓋と判断される。そして潰れ蓋が検出されると、制御盤１０４は警報信号を発する。警報信号が発せされた場合、その検査対象となった複数枚重ねられた缶蓋のロットを取り出し、潰れ蓋を除去する。
【００４７】
上述した実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は、種々の変更を行うことができる。例えば、上述した実施形態では、二段のガイド手段を設けた例について説明したが、この発明では、ガイド棒の段数は二段に限定されず、例えば、三段又はそれ以上の多数段としても良い。
【００４８】
また、例えば、上述した実施形態においては、各段で四本ずつのガイド棒を設け、各段でそれぞれ四方向の反射光を受光した例について説明したが、この発明では、各段のガイド手段におけるガイド棒の本数及び受光箇所の数はこれに限定されるものではない。例えば、各段において三方向で反射光を受光しても良い。その場合、各段でガイド棒を三本ずつ設けると良い。
【００４９】
また、例えば、上述した実施の形態においては、各照明部にＬＥＤアレイを用いた例について説明したが、本発明では、照明手段をＬＥＤに限定されず、例えばリング状の蛍光管を用いても良い。
【００５０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の潰れ蓋検出装置によれば、一段目の各ガイド棒と二段目の各ガイド棒とを互いにずらして配置した複数段のガイド手段を備え、このガイド棒により回転せずに導かれる缶蓋のカール部からの反射光を段どうしで互いにずらして配置した複数の撮像手段で各段ごとにそれぞれ受光する。このため、カール部の全周にわたって漏れなく検査することができる。その結果、一段目で受光画像の周辺付近やガイド棒の陰となった部分にカール部の潰れがあった場合でも、その潰れを二段目で検出することができる。これにより、本発明によれば、缶蓋を高速回転させずに、迅速かつ正確な缶蓋検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の潰れ蓋検出装置を説明するための斜視図及びブロック図である。
【図２】（Ａ）は第二照明部の平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。
【図３】（Ａ）は、缶蓋の受光画像であり、（Ｂ）は、その微分二値化処理画像である。
【符号の説明】
１０缶蓋
１０ａカール部
１２ガイド棒
１４、１６、２６、２８照明部
１８、２０、２２、２４，３０、３２、３４、３６カメラ
４０一段目のガイド手段
４２二段目のガイド手段
４４、４６画像処理器
４８モニタ
５０タッチパネル
５２、５４ビデオプリンタ
５６シーケンサ
５８照明電源
６０潰れ部分
６０ａ、６０ｂ縁部
６２、６４ラベリング
１００潰れ検出装置
１０２検査部
１０４制御盤

Claims

複数枚重ねられた缶蓋を回転させずに重ね方向へ導くための、複数のガイド棒からなる一段目のガイド手段と、
複数のガイド棒からなり、これら各ガイド棒が前記一段目のガイド手段における各ガイド棒と平行かつずらされて配置され、前記一段目のガイド手段から送られてきた前記缶蓋を回転させずに重ね方向へ導くための二段目のガイド手段と、
前記一段目のガイド手段により導かれている前記缶蓋のカール部からの反射光を、前記缶蓋の円周方向に沿って所定の相対角度をもたせた複数箇所で受光するための、複数の一段目の撮像手段と、
前記二段目のガイド手段により導かれている前記缶蓋のカール部からの反射光を、前記缶蓋の円周方向に沿って所定の相対角度をもたせた複数箇所で受光するための、前記一段目の撮像手段に対して円周方向にずらして配置された複数の二段目の撮像手段と、
各段の前記撮像手段の受光画像に基づいて、潰れ蓋を検出する検出部と
を備えてなることを特徴とする潰れ蓋検出装置。
（ｎ−１）段目（ｎは３以上の整数）のガイド手段から送られてきた前記缶蓋を回転させずに重ね方向へ導くためのｎ段目までの、複数のガイド棒からなるガイド手段と、
三段目以降の各ガイド手段により導かれている前記缶蓋のカール部からの反射光を、ガイド手段ごとに、当該缶蓋の円周方向に沿って所定の相対角度をもたせた複数箇所で受光するための、複数の撮像手段からなる撮像手段と
を備えてなることを特徴とする請求項１記載の潰れ蓋検出装置。
各段のガイド手段により導かれている前記缶蓋のカール部の全周を、前記重ね方向に所定の相対角度をもたせた二方向から照明するための、前記缶蓋と同心円の円周上に設けられた上側及び下側照明部を各段ごとに備えてなる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の潰れ蓋検出装置。
前記上側及び下側照明部として、ＬＥＤアレイを用いた
ことを特徴とする請求項３記載の潰れ蓋検出装置。
前記検出部は、各段の撮像手段による受光画像を、前記缶蓋の円周方向に沿って走査し、受光レベルの微分値を二値化し、二値のうち一方の値のラベリングに基づいて潰れ蓋を検出する
ことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の潰れ蓋検出装置。
前記検出部は、ラベリングに基づいて潰れ蓋を検出するにあたり、
前記ラベリングが前記カール部の厚み内に複数個ある場合、及び、前記ラベリングの面積が所定の大きさよりも大きい場合に、潰れ蓋と判断して検出する
ことを特徴とする請求項５記載の潰れ蓋検出装置。