JP4219068B2 - 段ボール箱の検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、段ボール箱の重合接着される各側板から連設されたフラップの間隔を検査する段ボール箱の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、段ボール箱は、一端の側板の側面に設けられた接着片が他端の側板に重合接着されて角筒状の胴体部が形成され、各側板に連設されたフラップによって底部と天部が形成される。しかし、側板の折り曲げ具合によっては、接着片の重なり幅が広すぎたり、逆に狭すぎたりする場合があり、この場合には意図した形状にならなくなるという不都合がある。
【０００３】
そこで、従来より、段ボール箱の製造工程において、製造された段ボール箱のフラップの切断面を検査作業者が目視で検査し、隣接するフラップの間隔が所定の正常範囲内から外れた段ボール箱を不良品として排除するようにしていた。
【０００４】
しかし、目視により検査する場合は、検査作業者の習熟度の違いや疲労等により検査レベルが変動するため、検査品質を一定に保つことが難しいという問題がある。そこで、画像処理により検査を行なうことによって、検査レベルを一定化して検査品質の向上を図ると共に、作業者の省力化を図ることが考えられる。
【０００５】
しかし、画像処理による検査には比較的時間を要するため、既存の段ボール箱の製造ラインのタクトタイムに追従できず、既存の製造ラインに画像処理による検査工程を追加することが困難な場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、画像処理により段ボール箱のフラップ間隔の検査を高速に行なう段ボール箱の検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、側板に設けられた接着片により重合接着されて角筒状に形成され、扁平とされた段ボール箱の、隣接するフラップの間隔が所定の正常範囲内にあるか否かを検査する段ボール箱の検査装置であって、画像入力の走査方向を前記段ボール箱の厚み方向として、前記フラップを撮像する撮像手段と、該撮像手段から出力される各画素の明度レベル信号を、所定の閾値以上であることを示す第１データと該閾値未満であることを示す第２データのいずれかに２値化して出力する２値化手段と、前記第１データ又は前記第２データを、前記走査方向を垂直座標、前記走査線と直交する方向を水平座標とする２次元座標に割当てた２値画像データを取得する２値画像データ取得手段とを備える。
【０００８】
そしてさらに、前記撮像手段から１走査線分の明度レベル信号が出力される間に、前記２値化手段から出力される前記第１データの個数又は前記第２データの個数をカウントするカウンタと、前記２値画像データ取得手段が前記２値画像データを取得する間に、前記カウンタのカウント値の変化を、前記撮像手段から１走査線分の明度レベル信号が出力される毎に確認し、前記カウンタのカウント値が第１所定値以上変化した走査線に対応した前記水平座標を第１水平基準座標とする水平基準座標設定手段と、前記第１水平基準座標に基づいて、フラップの間隔の検査を行なう水平座標の範囲であるフラップ間隔検査範囲を決定し、該フラップ間隔検査範囲内で、前記第２データが割当てられ、垂直座標が等しく且つ水平座標が連続する点によって構成される直線を検索し、長さが所定範囲内にある該直線が発見されたときに、フラップの間隔が前記正常範囲内にあると判定するフラップ間隔判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
かかる本発明によれば、前記２値画像データ取得手段により前記２値画像データが取得される間に、前記水平基準座標設定手段により、前記カウンタのカウント値の変化が確認され、該走査カウント値が前記第１所定値以上変化した走査線に対応した前記水平座標が前記第１水平基準座標とされる。
【００１０】
ここで、前記段ボール箱のフラップ間の隙間の部分は、照明を当てても反射しないため、前記撮像手段で撮像したときに出力される前記明度レベル信号のレベルは低く（暗く）なり、前記２値化手段からは前記第２データが出力される。したがって、例えば前記カウンタにより前記第２データの個数を計数する場合は、前記撮像手段の走査線の方向を前記段ボール箱の厚み方向としたときに、前記カウンタのカウント値（前記２値化手段から出力される前記第２データの個数）は、前記フラップ間の隙間の部分を走査したときのほうが、それ以外の部分を走査したときよりも大きくなる。
【００１１】
そのため、前記カウンタのカウント値が前記第１所定以上変化したときに、走査線が前記フラップ間の隙間の部分の端部に至ったと想定することができる。そこで、前記水平基準座標設定手段は、前記第１水平基準座標に基づいて、前記フラップの隙間の部分が存在する範囲を想定して前記フラップ間隔検査範囲を決定することができる。そして、この水平基準座標設定手段による処理は、前記２値画像データ取得手段による前記２値画像データの取得と並列して行なわれ、前記２値画像データの取得が完了するまでに前記第１水平基準座標が決定される。
【００１２】
これにより、前記フラップ間隔判定手段は、前記２値画像データの保持の完了後、直ちに、前記２値画像データの前記フラップ間隔検査範囲内に限定して、前記フラップの間隔が前記正常範囲内にあるか否かの判定行なうことができる。そのため、前記２値画像データの全範囲を対象として前記判定を行なう場合に比べて、前記判定に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１３】
また、前記撮像手段が前記段ボール箱の前記フラップ間の隙間の部分を走査しているときは、前記カウンタのカウント値はほぼ一定となるが、前記フラップ間の隙間の部分を通過すると、例えば、前記カウンタが前記第２データを計数するものである場合は、前記カウンタのカウント値は減少する。
【００１４】
そこで、前記水平基準座標設定手段は、前記カウンタのカウント値が前記第１所定値以上変化した後、第２所定値以上変化した走査線に対応した前記水平座標を第２水平基準座標とし、前記フラップ間隔判定手段は、前記第１水平基準座標と前記第２水平基準座標とに基づいて前記フラップ間隔検査範囲を決定することを特徴とする。
【００１５】
かかる本発明によれば、前記フラップ間の隙間の部分の実際の幅に基づいて前記フラップ間隔検査範囲を決定することができ、前記判定に要する時間をさらに短縮することができる。
【００１６】
また、前記段ボール箱は、フラップの断面を同一方向に揃えて複数枚重ねられた状態で前記撮像手段によって撮像され、前記フラップ間隔検査範囲を除いて、所定の水平座標幅を有する範囲を段ボール枚数検査範囲として決定し、該段ボール枚数検査範囲内で、垂直座標が同一で且つ前記第２データが割当てられた点の個数を各垂直座標毎に計数し、垂直座標と前記第２データが割当てられた点の個数との相関をとったときに、前記第２データが割当てられた点の個数が増加から減少に転じる垂直座標である極大座標を抽出する極大座標抽出手段と、該極大座標抽出手段により抽出された前記極大座標の個数の２分の１を重ねられた前記段ボール箱の枚数として検知する段ボール枚数検知手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
かかる本発明によれば、前記極大座標抽出手段は、前記フラップ間隔検査範囲を除いて、即ち、前記フラップ間の隙間の部分を避け、前記段ボール箱のライナとライナ間の中芯の部分が含まれるように前記段ボール枚数検査範囲を決定する。そして、前記段ボール箱のフラップの断面に照明を当てると、ライナの部分は光を反射するが、ライナ間の中芯の隙間の部分は光を反射しない。そのため、前記撮像手段から出力される明度レベル信号を前記２値化手段で２値化すると、ライナの部分は前記第１データに割当てられ、中芯の部分は大部分が前記第２データに割当てられる。
【００１８】
したがって、前記２値画像データの前記段ボール枚数検査範囲内で、前記垂直座標毎に前記第２データが割当てられた点（以下、第２データ点という）の個数を計数すると、ライナの部分は第２データ点の個数が少なくなり、中芯の部分は第２データ点の個数が多くなる。そして、中芯の部分の垂直方向（厚み方向）の中心付近の垂直座標における前記第２データ点の個数が最も多くなると想定できる。そのため、前記第２データ点の個数が増加から減少に転じる垂直座標である前記極大座標が中芯の垂直方向の中心位置であると想定することができる。そして、前記段ボール箱は扁平とされているため、上側の側板に連設されたフラップと下側の側板に連設されたフラップのそれぞれに対して前記極大座標が抽出される。そのため、前記段ボール箱枚数検知手段は、抽出された前記極大座標の個数の２分の１を重ねられた段ボール箱の枚数として検知することができる。
【００１９】
また、前記段ボール枚数検知手段は、検知した前記段ボール箱の枚数が規定枚数と一致しなかったときには、前記段ボール箱の枚数を再検知し、該再検知において、前記極大座標抽出手段は、前記フラップ間隔検査範囲により分断された２つの水平座標範囲のうち、前回の前記段ボール枚数検査範囲を含まない方の水平座標範囲内で新たに前記段ボール枚数検査範囲を決定して前記極大座標を抽出し、前記段ボール枚数検知手段は、新たに抽出された前記極大座標の個数の２分の１を前記段ボール箱の枚数として検知することを特徴とする。
【００２０】
かかる本発明によれば、隣接するフラップの一方がつぶれていて、該フラップの２値画像データ（前記２つの水平座標範囲のうちのいずれか一方の範囲内にある）からは前記極大座標抽出手段により前記極大座標が正常に抽出されず、前記段ボール枚数検知手段により検知された前記段ボール箱の枚数が前記規定枚数と一致しなかった場合に、前記極大座標抽出手段により他方のフラップの２値画像データ（前記２つの水平座標範囲のうちの他方の範囲内にある）から新たに前記極大座標が抽出される。そして、前記段ボール枚数検知手段は、新たに抽出された前記極大座標に基づいて、前記段ボール箱の枚数を再検知する。そのため、隣接するフラップの一方がつぶれていた場合に、段ボール枚数の誤検知が生じることを防止することができる。
【００２１】
また、前記極大座標は、前記フラップの厚み方向の中心位置となるため、前記極大座標のうちのいずれかに、前記フラップ間の隙間の部分が存在すると想定することができる。そこで、前記フラップ間隔判定手段は、前記極大座標抽出手段により抽出された前記極大座標に限定して前記直線を検索する。これにより、前記２値画像データのうちで直線を検索する対象となる垂直座標の範囲が大幅に減少し、前記判定に要する時間を短縮することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１〜図８を参照して説明する。図１は被検査物である段ボール箱の説明図、図２は段ボール箱の検査装置の全体構成図、図３は図２に示した検査装置によるフラップ間隔の検査方法の説明図、図４は図３に示した検査装置による段ボール箱の枚数の検査方法の説明図、図５〜図８は図３に示した検査装置による段ボール箱の検査の実行フローチャートである。
【００２３】
図１（ａ）は、段ボール箱１の展開図であり、側板２〜５にそれぞれ天フラップ６〜９と底フラップ１０〜１３が連設されている。また図面右端の側板５には接着片１４が設けられており、側板５と図面左端の側板２とを内側に折り曲げて、接着片１４を側板２に重合して接着することで、角筒状の胴体が形成される。そして、底フラップを折り曲げて段ボール箱１の底蓋が形成され、天フラップを折り曲げることにより段ボール箱１の天蓋が形成される。
【００２４】
また、図１（ｂ）は接着片１４により重合接着されて扁平とされた状態の段ボール箱１を示し、図１（ｃ）は扁平された段ボール箱１の側面図である。
【００２５】
ここで、側板５と側板２を内側に折り曲げて重合接着する際に、折位置が正常位置からずれると、図１（ｂ），図１（ｃ）を参照して、側板５に連設されたフラップ１３と側板２に連設されたフラップ１０との間隔（フラップ間隔）Δｆが広すぎたり、或いは逆に狭すぎる状態となる。そして、このような状態では所望する形状の段ボール箱を形成することができない。
【００２６】
そこで、図２に示した段ボール箱の検査装置２０は、段ボール箱１の製造工程において、図１（ｂ）に示した扁平状態で搬送される段ボール箱１のフラップの断面部分（図１（ｃ）に示した側面側の部分）の画像を取込み、隣接するフラップの間隔Δｆが所定の正常範囲内にあるか否かの検査を行なう。また、検査装置２０は併せて段ボール箱１が重ねられた枚数が規定枚数であるか否かの検査も行う。
【００２７】
検査装置２０は、ＭＰＵ，メモリ等により構成される制御部２１により全体の作動が制御され、２次元の画像を取込んで該画像の各画素の明度レベル信号を出力するＣＣＤカメラ２２、カメラ２２から出力される該画像の各画素の明度レベル信号を入力して所定の閾値と比較し、「１（ロジック高レベル）」又は「０（ロジック低レベル）」の２値データのいずれかに割当てて出力する２値化回路２３（本発明の２値化手段に相当する）、２値化回路２３から出力される「０」データの個数を計数するカウンタ２４、２値化回路２３から出力される「１」又は「０」の２値データがＤＭＡ２５を介して転送、保持される画像メモリ２６を備える。尚、ＤＭＡ２５と画像メモリ２６により本発明の２値画像データ取得手段が構成される。
【００２８】
２値化回路２３には、制御部２１から入出力回路２７及びＤ／Ａコンバータ２８を介して閾値が与えられる。そして、２値化回路２３は、カメラ２２から出力される２次元画像の各画素の明度レベル信号を該閾値と比較し、明度レベル信号が該閾値以上であるときは「１」（本発明の第１データに相当する）を出力し、明度レベル信号が該閾値未満であるときには「０」（本発明の第２データに相当する）を出力する。
【００２９】
また、画像メモリ２６には、２値化回路から出力される「０」又は「１」の２値データが、カメラ２２により取込まれた２次元画像に対応して、カメラ２２の走査方向をｘ（水平座標），該走査方向と直交する方向をｙ（垂直座標）とする２次元座標に割当てられた２値画像データ４０が保持される。
【００３０】
次に、図３（ａ）は、図１（ｂ），図１（ｃ）に示した扁平された段ボール箱１を３枚重ねた状態で、フラップ１０〜１３の断面部をカメラ２２で撮像したときに、画像メモリ２６に保持される２値画像データ４０を示している（「０」データが割当てられた点を「黒（斜線）」、「１」データが割当てられた画素を「白」で表示している）。
【００３１】
図３（ａ）に示したように、カメラ２２は、走査方向を段ボール箱１の厚み方向として２次元の画像を撮像する。そして、カメラ２２から出力される２次元の撮像画像の各画素の明度レベル信号に応じて、２値化回路２３から出力される「０」又は「１」の２値データにより２値画像データ４０が生成される。
【００３２】
次に、図５〜図７のフローチャートに従って、検査装置２０による段ボール箱のフラップ間隔Δｆの検査手順について説明する。
【００３３】
図５のＳＴＥＰ１で、制御部２１はカメラ２２による段ボール箱１の画像の取込みを開始する。続くＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ７は、制御部２１に備えられた水平基準座標設定手段５０による処理であり、水平基準座標設定手段５０は、ＳＴＥＰ２で、カメラ２２から１走査線分の明度レベル信号が出力される毎に、該１走査線分の明度レベル信号が出力される間に２値化回路２３から出力される「０」データの個数をカウンタ２４でカウントし、ＳＴＥＰ３で、カウンタ２４のカウント値が、１つ前の走査線の明度レベル信号の出力に応じたカウンタ２４のカウント値よりも第１所定値以上増加したか否かを判断する。
【００３４】
そして、カウンタ２４のカウント値が第１所定値以上増加したときは、ＳＴＥＰ４に進んで、水平基準座標設定手段５０は、カウンタ２４のカウント値が第１所定値以上増加したときの走査線の位置に応じたｘ座標を、第１水平基準座標ｘ＿Startとする。
【００３５】
ここで、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した２値画像データ４０における、ｘ座標毎（走査線１本毎）の「０」が割当てられた点（以下、黒点という。また、２値画像データ４０において、「１」が割当てられた点を白点という。）の個数（＝カウンタ２４のカウント値）の変化を示した相関グラフであり、横軸がｘ座標、縦軸が各ｘ座標における黒点の個数である。
【００３６】
段ボール箱１のフラップの断面に照明を当てると、フラップ間の隙間の部分は光が反射しないために影となる。そのため、フラップ間の隙間の部分の明度レベル信号は低く（暗く）なり、２値画像データ４０上では黒点となる。したがって、図３（ｂ）に示したように、フラップ間の隙間部分内にあるｘ座標における黒点の個数は、フラップ間の隙間以外の部分のｘ座標における黒点の個数よりも多くなる。
【００３７】
そこで、水平基準座標設定手段５０は、カウンタ２４のカウント値が第１所定値以上増加した走査線に応じたｘ座標であるｘ＿Startを、フラップ間の隙間部分が始まる位置と判断して第１水平基準座標とする。なお、ＳＴＥＰ３でカウンタ２４のカウント値が第１所定値以上増加する走査線が認識されずに、ＳＴＥＰ３０で画像の取込みが終了したときは、フラップが重なりあって隙間がない状態であるか、フラップ間の隙間の部分がカメラ２２の視野から外れていると想定することができる。そのため、この場合には、ＳＴＥＰ３０から図７のＳＴＥＰ５０に分岐して、制御部２１は外部インターフェース回路２９を介して検査ＮＧ信号を出力する。
【００３８】
次に、水平基準座標設定手段５０は、ＳＴＥＰ５で、ＳＴＥＰ２と同様に、カメラ２２から１走査線分の明度レベル信号が出力される毎に、該１走査線分の明度レベル信号が出力される間に２値化回路２３から出力される「０」データの個数をカウンタ２４でカウントし、ＳＴＥＰ６で、カウンタ２４のカウント値が、１つ前の走査線の明度レベル信号に応じたカウンタ２４のカウント値よりも第２所定値以上減少したか否かを確認する。
【００３９】
そして、カウンタ２４のカウント値が第２所定値以上減少したとき（本発明の第２所定値以上変化したときに相当する）には、ＳＴＥＰ７に進み、図３（ｂ）を参照して、水平基準座標設定手段５０は、カウンタ２４のカウント値が第２所定値以上減少した走査線に対応したｘ座標であるｘ＿Endを第２水平基準座標とする。尚、ＳＴＥＰ６で、カウンタ２４のカウント値が第２所定値以上減少する走査線が認識されずに、ＳＴＥＰ４０で画像の取込みが終了したときは、フラップ間の隙間部分がカメラ２２の視野からはみ出し、フラップ間隔の検査を行なうことができない状態であるため、図７のＳＴＥＰ５０に分岐して、制御部２１は外部インターフェース回路２９を介して検査ＮＧ信号を出力する。
【００４０】
そして、この水平基準座標設定手段５０による第１水平基準座標（ｘ＿Start）と第２水平基準座標（ｘ＿End）の設定処理は、画像メモリ２６への２値画像データ４０の取込みと並列に行なわれる。そのため、ＳＴＥＰ８で画像の取込が終了した時点で、２値画像データ４０におけるフラップ間の隙間の部分の水平方向の存在位置をｘ＿Startからｘ＿Endの範囲に特定することができる。
【００４１】
次のＳＴＥＰ９は、フラップ間隔判定手段５１による処理である。図３（ａ）を参照して、フラップ間隔判定手段５１は、フラップ間隔Δｆのｘ座標における検査範囲であるフラップ間隔検査範囲（図中Ｆ＿Start〜Ｆ＿End，Ｆ＿Width）を、ｘ＿Startからｘ＿Endまでの範囲よりも若干広い範囲に設定する。
【００４２】
続くＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ１２は、極大座標抽出手段５２による処理である。極大座標抽出手段５２は、ＳＴＥＰ１０で、図４（ａ）を参照して、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Widt h）を避けて、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）により分断される図中右側の水平座標範囲（Ｆ＿Start〜xmax）内で段ボール枚数検査範囲（Ｎ＿Width）を決定する。
【００４３】
そして、続くＳＴＥＰ１１で、極大座標抽出手段５２は、２値画像データ４０の段ボール枚数検査範囲（Ｎ＿Width）内で、各ｙ座標毎に黒点の個数を計数する。図４（ｂ）は、このようにして計数した黒点の個数とｙ座標の相関を示したグラフである。図４（ａ）を参照して、５０はフラップのライナ部分であり、ライナは光を反射するため、カメラ２２から出力される明度レベル信号のレベルが高くなる。また、５１はフラップの中芯部分であり、中芯の隙間部分は光を反射しないため、カメラ２２から出力される明度レベル信号のレベルが低くなる。そのため、ライナ部分５０には「１」データが割当てられて白点となり、中芯部分５１の隙間部分には「０」データが割当てられて黒点となる。
【００４４】
したがって、図４（ｂ）の相関グラフにおいて、黒点の個数は、ライナ部分５０よりも中芯部分５１の方が多くなり、中芯部分５１のｙ軸方向の中心位置付近で極大となる。そのため、極大点１個に対してフラップ１枚が対応することとなる。そして、極大座標抽出手段５２は、次のＳＴＥＰ１２で、図４（ｂ）の相関グラフの各極大点のｙ座標である極大座標（図中、ｙ1，ｙ2，・・・，ｙ6）を抽出する。
【００４５】
次のＳＴＥＰ１３は段ボール枚数検知手段５３による処理である。上述したように、図４（ｂ）の相関グラフにおける極大点１個に対してフラップ一枚が対応する。そして、フラップ２枚が扁平された段ボール箱（図１（ｃ）参照）１枚に対応するため、極大座標抽出手段５２により抽出された極大座標の個数の２分の１が、重ねられた段ボール箱の枚数となる。
【００４６】
そこで、段ボール枚数検知手段５３は、極大座標抽出手段５２によつて抽出された極大座標の個数（図４（ｂ）では６個）の２分の１が規定枚数であるか否かを確認する。そして、規定枚数であったときはＳＴＥＰ１４に進んで各段ボール箱のフラップ間隔Δｆの検査を行なう。また、規定枚数でなかったときには、図８のＳＴＥＰ６０に分岐する。
【００４７】
ＳＴＥＰ６０で、極大座標抽出手段５２は、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）の両側の水平座標範囲（０〜Ｆ＿End及びＦ＿Start〜xmax、本発明のフラップ間隔検査範囲により分断された２つの水平座標範囲に相当する）について、ＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１３の処理が行なわれたか否かを判断する。
【００４８】
フラップ間隔検査範囲の両側の水平座標範囲のうちの一方（Ｆ＿Start〜xmax）に対してのみ、ＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１３の処理が行なわれていたときはＳＴＥＰ６１に進む。そして、図４（ａ）を参照して、極大座標抽出手段５２は、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）の左側の水平座標範囲（０〜Ｆ＿End）内で、新たに段ボール枚数検査範囲（Ｎ’＿Width）を決定してＳＴＥＰ１１に戻り、新たに決定した段ボール枚数検査範囲（Ｎ’＿Widt h）の範囲内で、ＳＴＥＰ１１とＳＴＥＰ１２の処理を行なって、新たな極大座標を抽出する。
【００４９】
そして、段ボール枚数検知手段５３は、ＳＴＥＰ１３で、新たに抽出された極大座標の個数の２分の１が規定枚数と一致するか否かを確認し、一致したときはＳＴＥＰ１４に進み、一致しなかったときにはＳＴＥＰ６０に進む。このように、図４（ａ）を参照して、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）の両側の水平座標範囲（０〜Ｆ＿Width及びＦ＿Start〜xmax）について、段ボール箱の枚数を検知することで、隣接する２枚のフラップの一方がつぶれていて、正常に極大座標を抽出することができない場合であっても、他方のフラップが正常な（つぶれていない）状態であれば、段ボール箱の枚数を正しく検知することができる。
【００５０】
なお、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）の両側に対して、極大座標の抽出を行なっても、抽出された極大座標の個数の２分の１が規定枚数とならなかったときには、図６のＳＴＥＰ１３から図８のＳＴＥＰ６０に分岐し、さらに図７のＳＴＥＰ５０に分岐して、制御部２１は外部インターフェース回路２９を介して検査ＮＧ信号を出力する。
【００５１】
次に、図６のＳＴＥＰ１４〜図７のＳＴＥＰ２２は、フラップ間隔判定手段５１による処理である。フラップ間隔判定手段５１は、ＳＴＥＰ１４で極大座標抽出手段５２によって抽出された極大座標の個数を変数ｎにセットし、ＳＴＥＰ１５で変数ＣＮＴに０をセットし、ＳＴＥＰ１６で変数ｉに０をセットする。
【００５２】
そして、フラップ間隔判定手段５１は、ＳＴＥＰ１７で、ｙ座標をｙ1、ｘ座標をＦ＿Widthとする範囲で、黒点が連続して構成され、且つ、その長さが所定範囲内にある直線を検索する。ここで、図４（ａ），図４（ｂ）を参照して、極大座標（ｙ1，ｙ2，・・・，ｙ6）は、それぞれ段ボール箱の中芯の垂直方向の中心位置となる。そのため、各段ボール箱のフラップの間隔の部分は、いずれかの極大座標上にあると想定できる。
【００５３】
そこで、フラップ間隔判定手段５１は、ｙ座標をｙ1とし、ｘ座標をフラップ間隔検査範囲に限定して、２値画像データ４０に対して直線の検出を行なう。そして、長さが前記所定範囲内にある直線が検出されたときは、フラップ間隔Δｆが正常範囲内にあると判定して、ＳＴＥＰ１９で変数ＣＮＴをカウントアップする。同様にして、フラップ間隔判定手段５１は、変数ｉをインクリメントしてｙ2〜ｙ6に対しても、ＳＴＥＰ１７〜ＳＴＥＰ１９の処理を行って、直線の検索と長さが前記所定範囲内にある直線のカウントを行なう。これにより、検索を行なうｙ座標の範囲が大幅に減少するため、フラップ間隔Δｆの判定に要する時間を短縮することができる。
【００５４】
そして、ＳＴＥＰ２２で変数ＣＮＴの値（長さが前記所定範囲内にある直線の検出本数）が規定枚数と一致したとき、すなわち、全ての段ボール箱のフラップ間隔Δｆが正常範囲に入っていたと判断できるときは、ＳＴＥＰ２３に進んで、制御部２１は外部インターフェース回路２９を介して検査ＯＫ信号を出力する。一方、ＳＴＥＰ２２で変数ＣＮＴの値が規定枚数と一致しなかったとき、すなわち、フラップ間隔Δｆが正常範囲内に入っていない段ボール箱があったときには、ＳＴＥＰ５０に分岐して、制御部２１は外部インターフェース回路２９を介して検査ＮＧ信号を出力する。
【００５５】
尚、本実施の形態では、水平基準座標設定手段５０により第１水平基準座標（ｘ＿Start）と第２水平基準座標（ｘ＿End）を設定し、該第１水平基準座標と該第２水平基準座標からフラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）を決定したが、フラップ間隔Δｆの正常範囲は予めわかっているため、第１水平基準座標のみに基づいてフラップ間隔検査範囲を決定するようにしてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態では、２値化回路２３から出力される「０」データの個数を計数するカウンタ２４を設け、カメラ２２から１走査線分の明度レベル信号が出力される間に、カウンタ２４で計数される「０」データの個数（カウンタ２４のカウント値）の変化を認識することによって、第１水平基準座標と第２水平基準座標を設定したが、２値化回路２３から出力される「１」データの個数を計数するカウンタを設け、カメラ２２から１走査線分の明度レベル信号が出力される間に、該カウンタで計数される「１」データの個数（カウンタ２４のカウント値）の変化を認識することによって、第１水平基準座標と第２水平基準座標を設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】段ボール箱の説明図。
【図２】段ボール箱の検査装置の全体構成図。
【図３】段ボール箱のフラップ間隔の検査方法の説明図。
【図４】段ボール箱の枚数の検査方法の説明図。
【図５】段ボール箱の検査の実行フローチャート。
【図６】段ボール箱の検査の実行フローチャート。
【図７】段ボール箱の検査の実行フローチャート。
【図８】段ボール箱の検査の実行フローチャート。
【符号の説明】
１…段ボール箱、２０…段ボール箱の検査装置、２１…制御回路、２２…カメラ、２３…２値化回路、２４…カウンタ、４０…２値画像データ、５０…水平基準座標設定手段、５１…フラップ間隔判定手段、５２…極大座標抽出手段、５３…段ボール枚数検知手段
【発明の属する技術の分野】
本発明は、段ボール箱の重合接着される各側板から連設されたフラップの間隔を検査する段ボール箱の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、段ボール箱は、一端の側板の側面に設けられた接着片が他端の側板に重合接着されて角筒状の胴体部が形成され、各側板に連設されたフラップによって底部と天部が形成される。しかし、側板の折り曲げ具合によっては、接着片の重なり幅が広すぎたり、逆に狭すぎたりする場合があり、この場合には意図した形状にならなくなるという不都合がある。
【０００３】
そこで、従来より、段ボール箱の製造工程において、製造された段ボール箱のフラップの切断面を検査作業者が目視で検査し、隣接するフラップの間隔が所定の正常範囲内から外れた段ボール箱を不良品として排除するようにしていた。
【０００４】
しかし、目視により検査する場合は、検査作業者の習熟度の違いや疲労等により検査レベルが変動するため、検査品質を一定に保つことが難しいという問題がある。そこで、画像処理により検査を行なうことによって、検査レベルを一定化して検査品質の向上を図ると共に、作業者の省力化を図ることが考えられる。
【０００５】
しかし、画像処理による検査には比較的時間を要するため、既存の段ボール箱の製造ラインのタクトタイムに追従できず、既存の製造ラインに画像処理による検査工程を追加することが困難な場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、画像処理により段ボール箱のフラップ間隔の検査を高速に行なう段ボール箱の検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、側板に設けられた接着片により重合接着されて角筒状に形成され、扁平とされた段ボール箱の、隣接するフラップの間隔が所定の正常範囲内にあるか否かを検査する段ボール箱の検査装置であって、画像入力の走査方向を前記段ボール箱の厚み方向として、前記フラップを撮像する撮像手段と、該撮像手段から出力される各画素の明度レベル信号を、所定の閾値以上であることを示す第１データと該閾値未満であることを示す第２データのいずれかに２値化して出力する２値化手段と、前記第１データ又は前記第２データを、前記走査方向を垂直座標、前記走査線と直交する方向を水平座標とする２次元座標に割当てた２値画像データを取得する２値画像データ取得手段とを備える。
【０００８】
そしてさらに、前記撮像手段から１走査線分の明度レベル信号が出力される間に、前記２値化手段から出力される前記第１データの個数又は前記第２データの個数をカウントするカウンタと、前記２値画像データ取得手段が前記２値画像データを取得する間に、前記カウンタのカウント値の変化を、前記撮像手段から１走査線分の明度レベル信号が出力される毎に確認し、前記カウンタのカウント値が第１所定値以上変化した走査線に対応した前記水平座標を第１水平基準座標とする水平基準座標設定手段と、前記第１水平基準座標に基づいて、フラップの間隔の検査を行なう水平座標の範囲であるフラップ間隔検査範囲を決定し、該フラップ間隔検査範囲内で、前記第２データが割当てられ、垂直座標が等しく且つ水平座標が連続する点によって構成される直線を検索し、長さが所定範囲内にある該直線が発見されたときに、フラップの間隔が前記正常範囲内にあると判定するフラップ間隔判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
かかる本発明によれば、前記２値画像データ取得手段により前記２値画像データが取得される間に、前記水平基準座標設定手段により、前記カウンタのカウント値の変化が確認され、該走査カウント値が前記第１所定値以上変化した走査線に対応した前記水平座標が前記第１水平基準座標とされる。
【００１０】
ここで、前記段ボール箱のフラップ間の隙間の部分は、照明を当てても反射しないため、前記撮像手段で撮像したときに出力される前記明度レベル信号のレベルは低く（暗く）なり、前記２値化手段からは前記第２データが出力される。したがって、例えば前記カウンタにより前記第２データの個数を計数する場合は、前記撮像手段の走査線の方向を前記段ボール箱の厚み方向としたときに、前記カウンタのカウント値（前記２値化手段から出力される前記第２データの個数）は、前記フラップ間の隙間の部分を走査したときのほうが、それ以外の部分を走査したときよりも大きくなる。
【００１１】
そのため、前記カウンタのカウント値が前記第１所定以上変化したときに、走査線が前記フラップ間の隙間の部分の端部に至ったと想定することができる。そこで、前記水平基準座標設定手段は、前記第１水平基準座標に基づいて、前記フラップの隙間の部分が存在する範囲を想定して前記フラップ間隔検査範囲を決定することができる。そして、この水平基準座標設定手段による処理は、前記２値画像データ取得手段による前記２値画像データの取得と並列して行なわれ、前記２値画像データの取得が完了するまでに前記第１水平基準座標が決定される。
【００１２】
これにより、前記フラップ間隔判定手段は、前記２値画像データの保持の完了後、直ちに、前記２値画像データの前記フラップ間隔検査範囲内に限定して、前記フラップの間隔が前記正常範囲内にあるか否かの判定行なうことができる。そのため、前記２値画像データの全範囲を対象として前記判定を行なう場合に比べて、前記判定に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１３】
また、前記撮像手段が前記段ボール箱の前記フラップ間の隙間の部分を走査しているときは、前記カウンタのカウント値はほぼ一定となるが、前記フラップ間の隙間の部分を通過すると、例えば、前記カウンタが前記第２データを計数するものである場合は、前記カウンタのカウント値は減少する。
【００１４】
そこで、前記水平基準座標設定手段は、前記カウンタのカウント値が前記第１所定値以上変化した後、第２所定値以上変化した走査線に対応した前記水平座標を第２水平基準座標とし、前記フラップ間隔判定手段は、前記第１水平基準座標と前記第２水平基準座標とに基づいて前記フラップ間隔検査範囲を決定することを特徴とする。
【００１５】
かかる本発明によれば、前記フラップ間の隙間の部分の実際の幅に基づいて前記フラップ間隔検査範囲を決定することができ、前記判定に要する時間をさらに短縮することができる。
【００１６】
また、前記段ボール箱は、フラップの断面を同一方向に揃えて複数枚重ねられた状態で前記撮像手段によって撮像され、前記フラップ間隔検査範囲を除いて、所定の水平座標幅を有する範囲を段ボール枚数検査範囲として決定し、該段ボール枚数検査範囲内で、垂直座標が同一で且つ前記第２データが割当てられた点の個数を各垂直座標毎に計数し、垂直座標と前記第２データが割当てられた点の個数との相関をとったときに、前記第２データが割当てられた点の個数が増加から減少に転じる垂直座標である極大座標を抽出する極大座標抽出手段と、該極大座標抽出手段により抽出された前記極大座標の個数の２分の１を重ねられた前記段ボール箱の枚数として検知する段ボール枚数検知手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
かかる本発明によれば、前記極大座標抽出手段は、前記フラップ間隔検査範囲を除いて、即ち、前記フラップ間の隙間の部分を避け、前記段ボール箱のライナとライナ間の中芯の部分が含まれるように前記段ボール枚数検査範囲を決定する。そして、前記段ボール箱のフラップの断面に照明を当てると、ライナの部分は光を反射するが、ライナ間の中芯の隙間の部分は光を反射しない。そのため、前記撮像手段から出力される明度レベル信号を前記２値化手段で２値化すると、ライナの部分は前記第１データに割当てられ、中芯の部分は大部分が前記第２データに割当てられる。
【００１８】
したがって、前記２値画像データの前記段ボール枚数検査範囲内で、前記垂直座標毎に前記第２データが割当てられた点（以下、第２データ点という）の個数を計数すると、ライナの部分は第２データ点の個数が少なくなり、中芯の部分は第２データ点の個数が多くなる。そして、中芯の部分の垂直方向（厚み方向）の中心付近の垂直座標における前記第２データ点の個数が最も多くなると想定できる。そのため、前記第２データ点の個数が増加から減少に転じる垂直座標である前記極大座標が中芯の垂直方向の中心位置であると想定することができる。そして、前記段ボール箱は扁平とされているため、上側の側板に連設されたフラップと下側の側板に連設されたフラップのそれぞれに対して前記極大座標が抽出される。そのため、前記段ボール箱枚数検知手段は、抽出された前記極大座標の個数の２分の１を重ねられた段ボール箱の枚数として検知することができる。
【００１９】
また、前記段ボール枚数検知手段は、検知した前記段ボール箱の枚数が規定枚数と一致しなかったときには、前記段ボール箱の枚数を再検知し、該再検知において、前記極大座標抽出手段は、前記フラップ間隔検査範囲により分断された２つの水平座標範囲のうち、前回の前記段ボール枚数検査範囲を含まない方の水平座標範囲内で新たに前記段ボール枚数検査範囲を決定して前記極大座標を抽出し、前記段ボール枚数検知手段は、新たに抽出された前記極大座標の個数の２分の１を前記段ボール箱の枚数として検知することを特徴とする。
【００２０】
かかる本発明によれば、隣接するフラップの一方がつぶれていて、該フラップの２値画像データ（前記２つの水平座標範囲のうちのいずれか一方の範囲内にある）からは前記極大座標抽出手段により前記極大座標が正常に抽出されず、前記段ボール枚数検知手段により検知された前記段ボール箱の枚数が前記規定枚数と一致しなかった場合に、前記極大座標抽出手段により他方のフラップの２値画像データ（前記２つの水平座標範囲のうちの他方の範囲内にある）から新たに前記極大座標が抽出される。そして、前記段ボール枚数検知手段は、新たに抽出された前記極大座標に基づいて、前記段ボール箱の枚数を再検知する。そのため、隣接するフラップの一方がつぶれていた場合に、段ボール枚数の誤検知が生じることを防止することができる。
【００２１】
また、前記極大座標は、前記フラップの厚み方向の中心位置となるため、前記極大座標のうちのいずれかに、前記フラップ間の隙間の部分が存在すると想定することができる。そこで、前記フラップ間隔判定手段は、前記極大座標抽出手段により抽出された前記極大座標に限定して前記直線を検索する。これにより、前記２値画像データのうちで直線を検索する対象となる垂直座標の範囲が大幅に減少し、前記判定に要する時間を短縮することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１〜図８を参照して説明する。図１は被検査物である段ボール箱の説明図、図２は段ボール箱の検査装置の全体構成図、図３は図２に示した検査装置によるフラップ間隔の検査方法の説明図、図４は図３に示した検査装置による段ボール箱の枚数の検査方法の説明図、図５〜図８は図３に示した検査装置による段ボール箱の検査の実行フローチャートである。
【００２３】
図１（ａ）は、段ボール箱１の展開図であり、側板２〜５にそれぞれ天フラップ６〜９と底フラップ１０〜１３が連設されている。また図面右端の側板５には接着片１４が設けられており、側板５と図面左端の側板２とを内側に折り曲げて、接着片１４を側板２に重合して接着することで、角筒状の胴体が形成される。そして、底フラップを折り曲げて段ボール箱１の底蓋が形成され、天フラップを折り曲げることにより段ボール箱１の天蓋が形成される。
【００２４】
また、図１（ｂ）は接着片１４により重合接着されて扁平とされた状態の段ボール箱１を示し、図１（ｃ）は扁平された段ボール箱１の側面図である。
【００２５】
ここで、側板５と側板２を内側に折り曲げて重合接着する際に、折位置が正常位置からずれると、図１（ｂ），図１（ｃ）を参照して、側板５に連設されたフラップ１３と側板２に連設されたフラップ１０との間隔（フラップ間隔）Δｆが広すぎたり、或いは逆に狭すぎる状態となる。そして、このような状態では所望する形状の段ボール箱を形成することができない。
【００２６】
そこで、図２に示した段ボール箱の検査装置２０は、段ボール箱１の製造工程において、図１（ｂ）に示した扁平状態で搬送される段ボール箱１のフラップの断面部分（図１（ｃ）に示した側面側の部分）の画像を取込み、隣接するフラップの間隔Δｆが所定の正常範囲内にあるか否かの検査を行なう。また、検査装置２０は併せて段ボール箱１が重ねられた枚数が規定枚数であるか否かの検査も行う。
【００２７】
検査装置２０は、ＭＰＵ，メモリ等により構成される制御部２１により全体の作動が制御され、２次元の画像を取込んで該画像の各画素の明度レベル信号を出力するＣＣＤカメラ２２、カメラ２２から出力される該画像の各画素の明度レベル信号を入力して所定の閾値と比較し、「１（ロジック高レベル）」又は「０（ロジック低レベル）」の２値データのいずれかに割当てて出力する２値化回路２３（本発明の２値化手段に相当する）、２値化回路２３から出力される「０」データの個数を計数するカウンタ２４、２値化回路２３から出力される「１」又は「０」の２値データがＤＭＡ２５を介して転送、保持される画像メモリ２６を備える。尚、ＤＭＡ２５と画像メモリ２６により本発明の２値画像データ取得手段が構成される。
【００２８】
２値化回路２３には、制御部２１から入出力回路２７及びＤ／Ａコンバータ２８を介して閾値が与えられる。そして、２値化回路２３は、カメラ２２から出力される２次元画像の各画素の明度レベル信号を該閾値と比較し、明度レベル信号が該閾値以上であるときは「１」（本発明の第１データに相当する）を出力し、明度レベル信号が該閾値未満であるときには「０」（本発明の第２データに相当する）を出力する。
【００２９】
また、画像メモリ２６には、２値化回路から出力される「０」又は「１」の２値データが、カメラ２２により取込まれた２次元画像に対応して、カメラ２２の走査方向をｘ（水平座標），該走査方向と直交する方向をｙ（垂直座標）とする２次元座標に割当てられた２値画像データ４０が保持される。
【００３０】
次に、図３（ａ）は、図１（ｂ），図１（ｃ）に示した扁平された段ボール箱１を３枚重ねた状態で、フラップ１０〜１３の断面部をカメラ２２で撮像したときに、画像メモリ２６に保持される２値画像データ４０を示している（「０」データが割当てられた点を「黒（斜線）」、「１」データが割当てられた画素を「白」で表示している）。
【００３１】
図３（ａ）に示したように、カメラ２２は、走査方向を段ボール箱１の厚み方向として２次元の画像を撮像する。そして、カメラ２２から出力される２次元の撮像画像の各画素の明度レベル信号に応じて、２値化回路２３から出力される「０」又は「１」の２値データにより２値画像データ４０が生成される。
【００３２】
次に、図５〜図７のフローチャートに従って、検査装置２０による段ボール箱のフラップ間隔Δｆの検査手順について説明する。
【００３３】
図５のＳＴＥＰ１で、制御部２１はカメラ２２による段ボール箱１の画像の取込みを開始する。続くＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ７は、制御部２１に備えられた水平基準座標設定手段５０による処理であり、水平基準座標設定手段５０は、ＳＴＥＰ２で、カメラ２２から１走査線分の明度レベル信号が出力される毎に、該１走査線分の明度レベル信号が出力される間に２値化回路２３から出力される「０」データの個数をカウンタ２４でカウントし、ＳＴＥＰ３で、カウンタ２４のカウント値が、１つ前の走査線の明度レベル信号の出力に応じたカウンタ２４のカウント値よりも第１所定値以上増加したか否かを判断する。
【００３４】
そして、カウンタ２４のカウント値が第１所定値以上増加したときは、ＳＴＥＰ４に進んで、水平基準座標設定手段５０は、カウンタ２４のカウント値が第１所定値以上増加したときの走査線の位置に応じたｘ座標を、第１水平基準座標ｘ＿Startとする。
【００３５】
ここで、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した２値画像データ４０における、ｘ座標毎（走査線１本毎）の「０」が割当てられた点（以下、黒点という。また、２値画像データ４０において、「１」が割当てられた点を白点という。）の個数（＝カウンタ２４のカウント値）の変化を示した相関グラフであり、横軸がｘ座標、縦軸が各ｘ座標における黒点の個数である。
【００３６】
段ボール箱１のフラップの断面に照明を当てると、フラップ間の隙間の部分は光が反射しないために影となる。そのため、フラップ間の隙間の部分の明度レベル信号は低く（暗く）なり、２値画像データ４０上では黒点となる。したがって、図３（ｂ）に示したように、フラップ間の隙間部分内にあるｘ座標における黒点の個数は、フラップ間の隙間以外の部分のｘ座標における黒点の個数よりも多くなる。
【００３７】
そこで、水平基準座標設定手段５０は、カウンタ２４のカウント値が第１所定値以上増加した走査線に応じたｘ座標であるｘ＿Startを、フラップ間の隙間部分が始まる位置と判断して第１水平基準座標とする。なお、ＳＴＥＰ３でカウンタ２４のカウント値が第１所定値以上増加する走査線が認識されずに、ＳＴＥＰ３０で画像の取込みが終了したときは、フラップが重なりあって隙間がない状態であるか、フラップ間の隙間の部分がカメラ２２の視野から外れていると想定することができる。そのため、この場合には、ＳＴＥＰ３０から図７のＳＴＥＰ５０に分岐して、制御部２１は外部インターフェース回路２９を介して検査ＮＧ信号を出力する。
【００３８】
次に、水平基準座標設定手段５０は、ＳＴＥＰ５で、ＳＴＥＰ２と同様に、カメラ２２から１走査線分の明度レベル信号が出力される毎に、該１走査線分の明度レベル信号が出力される間に２値化回路２３から出力される「０」データの個数をカウンタ２４でカウントし、ＳＴＥＰ６で、カウンタ２４のカウント値が、１つ前の走査線の明度レベル信号に応じたカウンタ２４のカウント値よりも第２所定値以上減少したか否かを確認する。
【００３９】
そして、カウンタ２４のカウント値が第２所定値以上減少したとき（本発明の第２所定値以上変化したときに相当する）には、ＳＴＥＰ７に進み、図３（ｂ）を参照して、水平基準座標設定手段５０は、カウンタ２４のカウント値が第２所定値以上減少した走査線に対応したｘ座標であるｘ＿Endを第２水平基準座標とする。尚、ＳＴＥＰ６で、カウンタ２４のカウント値が第２所定値以上減少する走査線が認識されずに、ＳＴＥＰ４０で画像の取込みが終了したときは、フラップ間の隙間部分がカメラ２２の視野からはみ出し、フラップ間隔の検査を行なうことができない状態であるため、図７のＳＴＥＰ５０に分岐して、制御部２１は外部インターフェース回路２９を介して検査ＮＧ信号を出力する。
【００４０】
そして、この水平基準座標設定手段５０による第１水平基準座標（ｘ＿Start）と第２水平基準座標（ｘ＿End）の設定処理は、画像メモリ２６への２値画像データ４０の取込みと並列に行なわれる。そのため、ＳＴＥＰ８で画像の取込が終了した時点で、２値画像データ４０におけるフラップ間の隙間の部分の水平方向の存在位置をｘ＿Startからｘ＿Endの範囲に特定することができる。
【００４１】
次のＳＴＥＰ９は、フラップ間隔判定手段５１による処理である。図３（ａ）を参照して、フラップ間隔判定手段５１は、フラップ間隔Δｆのｘ座標における検査範囲であるフラップ間隔検査範囲（図中Ｆ＿Start〜Ｆ＿End，Ｆ＿Width）を、ｘ＿Startからｘ＿Endまでの範囲よりも若干広い範囲に設定する。
【００４２】
続くＳＴＥＰ１０〜ＳＴＥＰ１２は、極大座標抽出手段５２による処理である。極大座標抽出手段５２は、ＳＴＥＰ１０で、図４（ａ）を参照して、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Widt h）を避けて、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）により分断される図中右側の水平座標範囲（Ｆ＿Start〜xmax）内で段ボール枚数検査範囲（Ｎ＿Width）を決定する。
【００４３】
そして、続くＳＴＥＰ１１で、極大座標抽出手段５２は、２値画像データ４０の段ボール枚数検査範囲（Ｎ＿Width）内で、各ｙ座標毎に黒点の個数を計数する。図４（ｂ）は、このようにして計数した黒点の個数とｙ座標の相関を示したグラフである。図４（ａ）を参照して、５０はフラップのライナ部分であり、ライナは光を反射するため、カメラ２２から出力される明度レベル信号のレベルが高くなる。また、５１はフラップの中芯部分であり、中芯の隙間部分は光を反射しないため、カメラ２２から出力される明度レベル信号のレベルが低くなる。そのため、ライナ部分５０には「１」データが割当てられて白点となり、中芯部分５１の隙間部分には「０」データが割当てられて黒点となる。
【００４４】
したがって、図４（ｂ）の相関グラフにおいて、黒点の個数は、ライナ部分５０よりも中芯部分５１の方が多くなり、中芯部分５１のｙ軸方向の中心位置付近で極大となる。そのため、極大点１個に対してフラップ１枚が対応することとなる。そして、極大座標抽出手段５２は、次のＳＴＥＰ１２で、図４（ｂ）の相関グラフの各極大点のｙ座標である極大座標（図中、ｙ1，ｙ2，・・・，ｙ6）を抽出する。
【００４５】
次のＳＴＥＰ１３は段ボール枚数検知手段５３による処理である。上述したように、図４（ｂ）の相関グラフにおける極大点１個に対してフラップ一枚が対応する。そして、フラップ２枚が扁平された段ボール箱（図１（ｃ）参照）１枚に対応するため、極大座標抽出手段５２により抽出された極大座標の個数の２分の１が、重ねられた段ボール箱の枚数となる。
【００４６】
そこで、段ボール枚数検知手段５３は、極大座標抽出手段５２によつて抽出された極大座標の個数（図４（ｂ）では６個）の２分の１が規定枚数であるか否かを確認する。そして、規定枚数であったときはＳＴＥＰ１４に進んで各段ボール箱のフラップ間隔Δｆの検査を行なう。また、規定枚数でなかったときには、図８のＳＴＥＰ６０に分岐する。
【００４７】
ＳＴＥＰ６０で、極大座標抽出手段５２は、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）の両側の水平座標範囲（０〜Ｆ＿End及びＦ＿Start〜xmax、本発明のフラップ間隔検査範囲により分断された２つの水平座標範囲に相当する）について、ＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１３の処理が行なわれたか否かを判断する。
【００４８】
フラップ間隔検査範囲の両側の水平座標範囲のうちの一方（Ｆ＿Start〜xmax）に対してのみ、ＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１３の処理が行なわれていたときはＳＴＥＰ６１に進む。そして、図４（ａ）を参照して、極大座標抽出手段５２は、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）の左側の水平座標範囲（０〜Ｆ＿End）内で、新たに段ボール枚数検査範囲（Ｎ’＿Width）を決定してＳＴＥＰ１１に戻り、新たに決定した段ボール枚数検査範囲（Ｎ’＿Widt h）の範囲内で、ＳＴＥＰ１１とＳＴＥＰ１２の処理を行なって、新たな極大座標を抽出する。
【００４９】
そして、段ボール枚数検知手段５３は、ＳＴＥＰ１３で、新たに抽出された極大座標の個数の２分の１が規定枚数と一致するか否かを確認し、一致したときはＳＴＥＰ１４に進み、一致しなかったときにはＳＴＥＰ６０に進む。このように、図４（ａ）を参照して、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）の両側の水平座標範囲（０〜Ｆ＿Width及びＦ＿Start〜xmax）について、段ボール箱の枚数を検知することで、隣接する２枚のフラップの一方がつぶれていて、正常に極大座標を抽出することができない場合であっても、他方のフラップが正常な（つぶれていない）状態であれば、段ボール箱の枚数を正しく検知することができる。
【００５０】
なお、フラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）の両側に対して、極大座標の抽出を行なっても、抽出された極大座標の個数の２分の１が規定枚数とならなかったときには、図６のＳＴＥＰ１３から図８のＳＴＥＰ６０に分岐し、さらに図７のＳＴＥＰ５０に分岐して、制御部２１は外部インターフェース回路２９を介して検査ＮＧ信号を出力する。
【００５１】
次に、図６のＳＴＥＰ１４〜図７のＳＴＥＰ２２は、フラップ間隔判定手段５１による処理である。フラップ間隔判定手段５１は、ＳＴＥＰ１４で極大座標抽出手段５２によって抽出された極大座標の個数を変数ｎにセットし、ＳＴＥＰ１５で変数ＣＮＴに０をセットし、ＳＴＥＰ１６で変数ｉに０をセットする。
【００５２】
そして、フラップ間隔判定手段５１は、ＳＴＥＰ１７で、ｙ座標をｙ1、ｘ座標をＦ＿Widthとする範囲で、黒点が連続して構成され、且つ、その長さが所定範囲内にある直線を検索する。ここで、図４（ａ），図４（ｂ）を参照して、極大座標（ｙ1，ｙ2，・・・，ｙ6）は、それぞれ段ボール箱の中芯の垂直方向の中心位置となる。そのため、各段ボール箱のフラップの間隔の部分は、いずれかの極大座標上にあると想定できる。
【００５３】
そこで、フラップ間隔判定手段５１は、ｙ座標をｙ1とし、ｘ座標をフラップ間隔検査範囲に限定して、２値画像データ４０に対して直線の検出を行なう。そして、長さが前記所定範囲内にある直線が検出されたときは、フラップ間隔Δｆが正常範囲内にあると判定して、ＳＴＥＰ１９で変数ＣＮＴをカウントアップする。同様にして、フラップ間隔判定手段５１は、変数ｉをインクリメントしてｙ2〜ｙ6に対しても、ＳＴＥＰ１７〜ＳＴＥＰ１９の処理を行って、直線の検索と長さが前記所定範囲内にある直線のカウントを行なう。これにより、検索を行なうｙ座標の範囲が大幅に減少するため、フラップ間隔Δｆの判定に要する時間を短縮することができる。
【００５４】
そして、ＳＴＥＰ２２で変数ＣＮＴの値（長さが前記所定範囲内にある直線の検出本数）が規定枚数と一致したとき、すなわち、全ての段ボール箱のフラップ間隔Δｆが正常範囲に入っていたと判断できるときは、ＳＴＥＰ２３に進んで、制御部２１は外部インターフェース回路２９を介して検査ＯＫ信号を出力する。一方、ＳＴＥＰ２２で変数ＣＮＴの値が規定枚数と一致しなかったとき、すなわち、フラップ間隔Δｆが正常範囲内に入っていない段ボール箱があったときには、ＳＴＥＰ５０に分岐して、制御部２１は外部インターフェース回路２９を介して検査ＮＧ信号を出力する。
【００５５】
尚、本実施の形態では、水平基準座標設定手段５０により第１水平基準座標（ｘ＿Start）と第２水平基準座標（ｘ＿End）を設定し、該第１水平基準座標と該第２水平基準座標からフラップ間隔検査範囲（Ｆ＿Width）を決定したが、フラップ間隔Δｆの正常範囲は予めわかっているため、第１水平基準座標のみに基づいてフラップ間隔検査範囲を決定するようにしてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態では、２値化回路２３から出力される「０」データの個数を計数するカウンタ２４を設け、カメラ２２から１走査線分の明度レベル信号が出力される間に、カウンタ２４で計数される「０」データの個数（カウンタ２４のカウント値）の変化を認識することによって、第１水平基準座標と第２水平基準座標を設定したが、２値化回路２３から出力される「１」データの個数を計数するカウンタを設け、カメラ２２から１走査線分の明度レベル信号が出力される間に、該カウンタで計数される「１」データの個数（カウンタ２４のカウント値）の変化を認識することによって、第１水平基準座標と第２水平基準座標を設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】段ボール箱の説明図。
【図２】段ボール箱の検査装置の全体構成図。
【図３】段ボール箱のフラップ間隔の検査方法の説明図。
【図４】段ボール箱の枚数の検査方法の説明図。
【図５】段ボール箱の検査の実行フローチャート。
【図６】段ボール箱の検査の実行フローチャート。
【図７】段ボール箱の検査の実行フローチャート。
【図８】段ボール箱の検査の実行フローチャート。
【符号の説明】
１…段ボール箱、２０…段ボール箱の検査装置、２１…制御回路、２２…カメラ、２３…２値化回路、２４…カウンタ、４０…２値画像データ、５０…水平基準座標設定手段、５１…フラップ間隔判定手段、５２…極大座標抽出手段、５３…段ボール枚数検知手段
Claims (5)
- 側板に設けられた接着片により重合接着されて角筒状に形成され、扁平とされた段ボール箱の、隣接するフラップの間隔が所定の正常範囲内にあるか否かを検査する段ボール箱の検査装置であって、
画像入力の走査方向を前記段ボール箱の厚み方向として、前記フラップを撮像する撮像手段と、
該撮像手段から出力される各画素の明度レベル信号を、所定の閾値以上であることを示す第１データと該閾値未満であることを示す第２データのいずれかに２値化して出力する２値化手段と、
前記第１データ又は前記第２データを、前記走査方向を垂直座標、前記走査方向と直交する方向を水平座標とする２次元座標に割当てた２値画像データを取得する２値画像データ取得手段と、
前記撮像手段から１走査線分の明度レベル信号が出力される間に、前記２値化手段から出力される前記第１データの個数又は前記第２データの個数をカウントするカウンタと、
前記２値画像データ取得手段が前記２値画像データを取得する間に、前記カウンタのカウント値の変化を、前記撮像手段から１走査線分の明度レベル信号が出力される毎に確認し、前記カウンタのカウント値が第１所定値以上変化した走査線に対応した前記水平座標を第１水平基準座標とする水平基準座標設定手段と、前記第１水平基準座標に基づいて、フラップの間隔の検査を行なう水平座標の範囲であるフラップ間隔検査範囲を決定し、該フラップ間隔検査範囲内で、前記第２データが割当てられ、垂直座標が等しく且つ水平座標が連続する点によって構成される直線を検索し、長さが所定範囲内にある該直線が発見されたときに、フラップの間隔が前記正常範囲内にあると判定するフラップ間隔判定手段とを備えたことを特徴とする段ボール箱の検査装置。 - 前記水平基準座標設定手段は、前記カウンタのカウント値が前記第１所定値以上変化した後、第２所定値以上変化した走査線に対応した前記水平座標を第２水平基準座標とし、
前記フラップ間隔判定手段は、前記第１水平基準座標と前記第２水平基準座標とに基づいて前記フラップ間隔検査範囲を決定することを特徴とする請求項１記載の段ボール箱の検査装置。 - 前記段ボール箱は、フラップの断面を同一方向に揃えて複数枚重ねられた状態で前記撮像手段によって撮像され、
前記フラップ間隔検査範囲を除いて、所定の水平座標幅を有する範囲を段ボール枚数検査範囲として決定し、該段ボール枚数検査範囲内で、垂直座標が同一で且つ前記第２データが割当てられた点の個数を各垂直座標毎に計数し、垂直座標と前記第２データが割当てられた点の個数との相関をとったときに、前記第２データが割当てられた点の個数が増加から減少に転じる垂直座標である極大座標を抽出する極大座標抽出手段と、
該極大座標抽出手段により抽出された前記極大座標の個数の２分の１を重ねられた前記段ボール箱の枚数として検知する段ボール枚数検知手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の段ボール箱の検査装置。 - 前記段ボール枚数検知手段は、検知した前記段ボール箱の枚数が規定枚数と一致しなかったときには、前記段ボール箱の枚数を再検知し、
該再検知において、前記極大座標抽出手段は、前記フラップ間隔検査範囲により分断された２つの水平座標範囲のうち、前回の前記段ボール枚数検査範囲を含まない方の水平座標範囲内で新たに前記段ボール枚数検査範囲を決定して前記極大座標を抽出し、前記段ボール枚数検知手段は、新たに抽出された前記極大座標の個数の２分の１を前記段ボール箱の枚数として検知することを特徴とする請求項３記載の段ボール箱の検査装置。 - 前記フラップ間隔判定手段は、前記極大座標抽出手段により抽出された前記極大座標に限定して、前記第２データが割当てられ、垂直座標が等しく且つ水平座標が連続する点を検索することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の段ボール箱の検査装置。
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