JP4359293B2 - Glass bottle inspection equipment - Google Patents
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本発明は、ガラス瓶の製造工程において製品の良/不良を判定するために用いられるガラス瓶検査装置に関する。 The present invention relates to a glass bottle inspection apparatus used to determine whether a product is good or bad in a glass bottle manufacturing process.
一般に、ガラス瓶の良/不良を判定する検査として、瓶口の天傾斜(off-level)、天波(warp)、天(dip)、瓶高さ大(over height)、瓶高さ小(under height)、垂直度、バッフルマーク位置、底欠け等の検査が挙げられる。 In general, the inspection of glass bottles for good / bad is as follows: bottle-top off-level, heaven wave (warp), heaven (dip), bottle height (over height), bottle height small (under height) ), Inspection of verticality, baffle mark position, bottom chip, and the like.
従来の検査方法では、ガラス瓶を瓶軸回りに回転させながら、このガラス瓶の瓶口に投光器から光を当て、その反射光を受光器で受光し、この反射光量に基づいてガラス瓶の良/不良を判定する方法(例えば、特許文献1参照)等が一般的である。
しかし、従来の構成では、ガラス瓶の良/不良の判定が、瓶口の状態に左右されると共に、高速な製造ラインに用いるのが困難であるという問題点があった。 However, in the conventional configuration, there is a problem that whether the glass bottle is good or bad depends on the state of the bottle mouth and is difficult to use in a high-speed production line.
そこで、本発明の目的は、高速で、高精度にガラス瓶の検査を行うことができるガラス瓶検査装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a glass bottle inspection apparatus capable of inspecting a glass bottle at high speed and with high accuracy.
上記課題を解決するため、ガラス瓶を瓶軸回りに回転させる回転駆動部と、外部の光源より前記ガラス瓶に照射された撮像用光をラインセンサにより受光し、前記瓶軸に垂直な方向を視点とする前記ガラス瓶の画像を撮像する撮像部と、前記画像に基づいて前記ガラス瓶の形状を測定する測定部とを備え、この測定部は、前記画像に基づいて瓶口周縁部の少なくとも4カ所の高さを検出し、その内の3カ所の高さに基づいて残り一カ所の高さを計算し、この計算値と残り一カ所の高さの実測値との差を検出し、この差が所定値以上の区間が所定角度以内のものを天出不良として検出することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, a rotation drive unit that rotates the glass bottle around the bottle axis, and an imaging light irradiated to the glass bottle from an external light source is received by a line sensor, and a direction perpendicular to the bottle axis is a viewpoint. An imaging unit that captures an image of the glass bottle, and a measurement unit that measures the shape of the glass bottle based on the image, and the measurement unit includes at least four heights on the peripheral edge of the bottle mouth based on the image. The remaining height is calculated based on the heights of the three locations, and the difference between this calculated value and the measured value of the remaining height is detected. A section whose value is greater than or equal to a predetermined angle is detected as a standing defect .
この場合において、前記撮像用光を前記ラインセンサの受光面に集光するレンズを備え、前記光源と前記レンズとの間の光路中に配置され、前記ガラス瓶からの前記撮像用光を反射して前記撮像用光の光路を曲げ、前記レンズ側に導くべく配置された反射板を備えてもよい。 In this case, a lens for condensing the imaging light on the light receiving surface of the line sensor is provided, arranged in an optical path between the light source and the lens, and reflects the imaging light from the glass bottle. You may provide the reflecting plate arrange | positioned so that the optical path of the said imaging light may be bent and it may guide to the said lens side.
本発明によれば、高速、かつ、高精度でガラス瓶の検査を行うことができ、ひいては、製造効率を向上させることができる。 According to the present invention, a glass bottle can be inspected at high speed and with high accuracy, and as a result, manufacturing efficiency can be improved.
次に図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、ガラス瓶検査装置の概要構成説明図である。また、図2は、ガラス瓶検査装置の検査ユニットの概要構成説明図である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram of a schematic configuration of a glass bottle inspection apparatus. FIG. 2 is a schematic configuration explanatory diagram of an inspection unit of the glass bottle inspection apparatus.
ガラス瓶検査装置10は、スライドプレート11を備え、このスライドプレート11は、ガラス瓶12の瓶底を案内する。スライドプレート11の案内面には穴14があけられ、この穴14には下方から一対のローラ15が臨んでいる。そして、ローラ15によりガラス瓶12の瓶底は回転自在に支持されている。
The glass bottle inspection device 10 includes a
スライドプレート11の案内面上にガラス瓶12が案内されると、このガラス瓶12は一対のフリーローラ16A、16Bとドライブホイール17との間に保持されて、このドライブホイール17の駆動力によりガラス瓶12は回転される。
When the
これと並行して、ガラス瓶12の瓶口12Aには、上部検査ユニット20を構成する複数の第1光源21からの第1撮像光L1が照射されている。
In parallel with this, the
第1光源21を出射された第1撮像光L1は、ガラス瓶12の瓶口12Aの周縁部により反射され、上部検査ユニット20を構成する反射ミラー22、集光レンズ23を介して、同じく上部検査ユニット20を構成する対応するラインセンサ24の受光面に集光される。そしてラインセンサ24の出力信号は、検査装置本体30に出力される。
The first imaging light L1 emitted from the
同様にガラス瓶12の瓶底20Bには、下部検査ユニット40を構成する複数の第2光源41からの第2撮像光L2が照射されている。
Similarly, the second imaging light L2 from the plurality of
第2光源41を出射された第2撮像光L2は、ガラス瓶12の瓶底20Bから入射し、ガラス瓶12内を透過し、ガラス瓶12の周面から出射して下部検査ユニット40を構成する反射ミラー42に至る。そして、第2撮像光L2は、反射ミラー42により反射され、集光レンズ43により下部検査ユニット40を構成する対応するラインセンサ44の受光面に集光される。そしてラインセンサ44の出力信号は、検査装置本体30に出力される。
The second imaging light L2 emitted from the
検査装置本体30は、パーソナルコンピュータとして構成されたコントロール部31と、各種表示を行う液晶ディスプレイなどのモニタ32と、オペレータが各種操作を行う操作部33と、を備えている。
The inspection apparatus
この場合において、コントロール部31には、ガラス瓶12の瓶口12Aの径に応じて少なくとも上部検査ユニット20の集光レンズ23およびラインセンサ24で構成される被駆動部25を図中上下方向に駆動する第1駆動部26が接続されている。この結果、コントロール部31からの駆動制御信号に基づいて検査対象であるガラス瓶12の瓶口12Aの径に対応させて第1駆動部26により被駆動部25が上下動されて集光レンズ23およびラインセンサ24が最適な検出位置に配置されることとなる。すなわち、集光レンズ23のレンズ面から焦点距離に合わせた位置にガラス瓶12の瓶口12Aが配置されることとなる。
In this case, the
またコントロール部31には、ガラス瓶12の底部の径に応じて少なくとも下部検査ユニット40の集光レンズ43およびラインセンサ44で構成される被駆動部45を図中上下方向に駆動する第2駆動部46が接続されている。この結果、コントロール部31からの駆動制御信号に基づいて検査対象であるガラス瓶12の瓶底12Bの径に対応させて第2駆動部46により被駆動部45が上下動されて集光レンズ43およびラインセンサ44が最適な検出位置に配置されることとなる。すなわち、集光レンズ43のレンズ面から焦点距離に合わせた位置にガラス瓶12の瓶底12Bが配置されることとなる。
The
さらにコントロール部31には、モータ51およびエンコーダ52が接続されており、モータ51はタイミングベルト53を介してドライブホイール17を駆動する。この結果、ドライブホイール17の回転角はエンコーダ52により検出され、検出結果がコントロール部31に入力されることとなる。
Further, a
次に上部検査ユニットにおけるラインセンサの配置について説明する。
図3は、上部検査ユニット20におけるラインセンサ24の配置を説明するための平面図である。図3においては、ラインセンサ24を4個用いた場合の例であり、各ラインセンサ24を識別するため各ラインセンサを符号24A〜24Dで表すものとする。
Next, the arrangement of line sensors in the upper inspection unit will be described.
FIG. 3 is a plan view for explaining the arrangement of the
上部検査ユニット20において、ラインセンサ24A〜24Cは、瓶軸12Xを中心として120゜置きに均等に配置されている。さらにラインセンサ24Dは、ラインセンサ24Bと瓶軸12Xに対して対称な位置に配置されている。
In the
図4は、上部検査ユニット20におけるラインセンサ24の配置を説明するための他の平面図である。図4においても、ラインセンサ24を4個用いた場合の例であり、各ラインセンサ24を識別するため各ラインセンサを符号24A〜24Dで表すものとする。上部検査ユニット20において、ラインセンサ24A〜24Dは、瓶軸12Xを中心として90゜置きに均等に配置されている。
FIG. 4 is another plan view for explaining the arrangement of the
次に下部検査ユニットにおけるラインセンサの配置について説明する。
図5は、下部検査ユニット40におけるラインセンサ44の配置を説明するための平面図である。図5においては、ラインセンサ44を2個用いた場合の例であり、各ラインセンサ44を識別するため各ラインセンサを符号44A、44Bで表すものとする。
Next, the arrangement of line sensors in the lower inspection unit will be described.
FIG. 5 is a plan view for explaining the arrangement of the
下部検査ユニット40において、ラインセンサ44Aとラインセンサ44Bとは、瓶軸12Xを中心として対称な位置に配置されている。
このような配置とすることにより、コントロール部31は、例えば、以下のような検出値を求め、あるいは、検査を行うことができる。
In the
With such an arrangement, the
(1)天傾斜値の検出:ラインセンサ24A〜24Cにより検出された瓶口12Aの周縁部の3カ所の高さに基づいて天傾斜値を算出する。
(1) Detection of the top slope value: The top slope value is calculated based on the heights of the three positions on the peripheral edge of the
(2)天波値の検出:ラインセンサ24A〜24Cにより検出された瓶口12Aの周縁部の3カ所の高さに基づいて算出したラインセンサ24Dの検出位置における瓶口12Aの周縁部の高さの計算値(瓶口1周分)と、ラインセンサ24Dにより検出された瓶口12Aの周縁部の高さの実測値(瓶口1周分)とに基づいて天波値を算出し、これに基づき、天波不良を検出する。即ち、コントロール部31は、瓶口周縁部の少なくとも4カ所の高さを検出し、その内の3カ所の高さに基づいて残り一カ所の高さを計算し、この計算値と残り一カ所の高さの実測値とに基づいて天波値を算出し、これに基づき、天波不良を検出する。
(2) Detection of the sky wave value: the height of the peripheral edge of the
(3)天出値の検出および検査:ラインセンサ24A〜24Cにより検出された瓶口12Aの周縁部の3カ所の高さに基づいて算出したラインセンサ24Dの検出位置における瓶口12Aの周縁部の高さの計算値(瓶口1周分)と、ラインセンサ24Dにより検出された瓶口12Aの周縁部の高さの実測値(瓶口1周分)と、の差を検出し、この差が所定値以上の区間が所定角度以内(例えば、45゜)のものを天出不良として検査できる。
(3) Tensile value detection and inspection: peripheral portion of the
(4)瓶高さの検出:ラインセンサ44Aの検出位置とラインセンサ44Bの検出位置との中点の高さ(すなわち、平均瓶底高さ)と、ラインセンサ24A〜24Dにより検出された瓶口12Aの周縁部の4カ所の高さのうち最高値および最低値と、に基づいてガラス瓶12の瓶高さの最高値および最低値を算出する。
(4) Detection of bottle height: the height of the midpoint between the detection position of the
つぎに、ガラス瓶検査装置の検査動作の参考例として、天傾斜の検出動作を説明する。図6は、天傾斜の検査動作の説明図である。 Next, as a reference example of the inspection operation of the glass bottle inspection device, a description will be given of the operation of detecting the top inclination. FIG. 6 is an explanatory diagram of the inspection operation of the top inclination.
この場合において、コントロール部31は、予め、検査対象のガラス瓶12の瓶口12Aの径に応じて第1駆動部26を制御し、上部検査ユニット20の集光レンズ23およびラインセンサ24で構成される被駆動部25を図中、上下方向に駆動し、集光レンズ23のレンズ面からガラス瓶12の瓶口12Aまでの距離が焦点距離に比例した所定の距離となるように制御する。
In this case, the
次に、コントロール部31は、ガラス瓶12が測定ステーションSに入ったことを検出すると、モータ51を制御して、ドライブホイール17を回転駆動させる。これにより、ガラス瓶12は、ドライブホイール17に駆動されて瓶軸12X回りに回転する。
Next, when detecting that the
ガラス瓶12が瓶軸12X回りに回転する間に、ガラス瓶12の瓶口12Aには、ラインセンサ24A〜24Cにそれぞれ対応する複数の第1光源21からの第1撮像光L1が照射されている。
While the
この第1光源21を出射された第1撮像光L1は、ガラス瓶12の瓶口12Aの周縁部により反射され、対応する反射ミラー22、集光レンズ23を介して、各ラインセンサ24A〜24の受光面に集光される。そしてラインセンサ24A〜24Cの出力信号は、検査装置本体30に出力される。
The first imaging light L1 emitted from the
この結果、検査装置本体のコントロール部31は、天傾斜値を算出する。具体的には、ラインセンサ24Aの出力信号に相当するガラス瓶12の瓶口12Aの高さをHA、ラインセンサ24Bの出力信号に相当するガラス瓶12の瓶口12Aの高さをHB、ラインセンサ24Cの出力信号に相当するガラス瓶12の瓶口12Aの高さをHCとし、天傾斜値をPinclとすると、
Pincl∝[(HA+HC)/2−HB]max
となる。ここで、[x]maxは、xの最大値を示すものとする。
As a result, the
Pincl∝ [(HA + HC) / 2−HB] max
It becomes. Here, [x] max represents the maximum value of x.
すなわち、天傾斜値Pinclは、ラインセンサ24Aの出力信号に相当するガラス瓶12の瓶口12Aの高さHAおよびラインセンサ24Cの出力信号に相当するガラス瓶12の瓶口12Aの高さをHCの中点と、ラインセンサ24Bの出力信号に相当するガラス瓶12の瓶口12Aの高さをHBの差の最大値に比例することとなるので、ガラス瓶検査装置は、[(HA+HC)/2−HB]maxの値に基づいて天傾斜値Pinclが許容範囲内であるか否かを判別することとなる。
を示す。
That is, the ceiling inclination value Pincl is obtained by calculating the height HA of the
Indicates.
つぎに、ガラス瓶検査装置の検査動作の具体例として、天出検査動作を説明する。
図7は、天出検査動作の説明図である。
Next, as a specific example of the inspection operation of the glass bottle inspection device, the sky inspection operation will be described.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the sky test operation.
この場合において、コントロール部31は、予め、検査対象のガラス瓶12の瓶口12Aの径に応じて第1駆動部25を制御し、上部検査ユニット20の集光レンズ23およびラインセンサ24で構成される被駆動部25を図中、上下方向に駆動し、集光レンズ23のレンズ面からガラス瓶12の瓶口12Aまでの距離が焦点距離に比例した所定の距離となるように制御する。
In this case, the
次に、コントロール部31は、ガラス瓶12が測定ステーションSに入ったことを検出すると、モータ51を制御して、ドライブホイール17を回転駆動させる。これにより、ガラス瓶12は、ドライブホイール17に駆動されて瓶軸12X回りに回転する。
Next, when detecting that the
ガラス瓶12が瓶軸12X回りに回転する間に、ガラス瓶12の瓶口12Aには、ラインセンサ24A〜24Cにそれぞれ対応する複数の第1光源21からの第1撮像光L1が照射されている。
While the
この第1光源21を出射された第1撮像光L1は、ガラス瓶12の瓶口12Aの周縁部により反射され、対応する反射ミラー22、集光レンズ23を介して、各ラインセンサ24A〜24の受光面に集光される。そしてラインセンサ24A〜24Cの出力信号は、検査装置本体30に出力される。
The first imaging light L1 emitted from the
この結果、検査装置本体のコントロール部31は、天出値を算出する。具体的には、ラインセンサ24Aの出力信号に相当するガラス瓶12の瓶口12Aの高さをHA、ラインセンサ24Bの出力信号に相当するガラス瓶12の瓶口12Aの高さをHB、ラインセンサ24Cの出力信号に相当するガラス瓶12の瓶口12Aの高さをHCとし、ラインセンサ24Dにより検出されると予測されるガラス瓶12の瓶口12Aの高さをHDcalとすると、
HDcal=(HA+HC)/2+[(HA+HC)/2−HB]
=HA+HC−HB
となる。
As a result, the
HDcal = (HA + HC) / 2 + [(HA + HC) / 2−HB]
= HA + HC-HB
It becomes.
一方、コントロール部31は、ラインセンサ24Dの出力信号に相当するガラス瓶12の瓶口12Aの高さをHDとすると、その予測値HDcalとの差を天出値(ガラス瓶の良/不良の判定基準となる所定の基準値)HTOPとして求める。そしてコントロール部31は、天出値HTOPが所定値HDrefを越える区間ARが瓶口12Aの1周360゜のうち、45゜未満のものを天出不良とする。このとき、検出位置の回転角は、エンコーダ52の出力信号に基づいてコントロール部31が算出している。
On the other hand, when the height of the
以上の説明のように、本実施形態によれば、非接触方式で、ラインセンサを用いて検査を行っているため、高速、かつ、高精度でガラス瓶の検査を行うことができる。ひいては、製造効率を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, since the inspection is performed using the line sensor in a non-contact manner, the glass bottle can be inspected at high speed and with high accuracy. As a result, manufacturing efficiency can be improved.
以上の説明においては、ガラス瓶12の口部の検査を主として説明したが、底部についても同様に検査を行うことが可能である。具体的には、いわゆるバッフルマークの位置、垂直度、底欠け等の検査が行える。
In the above description, the inspection of the mouth portion of the
以上の説明においては、上部検査ユニット20および下部検査ユニット40に反射ミラー22、42(反射板に相当)を光源21,41と集光レンズ23、43との間の光路中に配置し、ガラス瓶12からの撮像用光L1、12を反射して撮像用光L1、12の光路を曲げる構成を採っていたが、集光レンズ23、43、ラインセンサ24、44を水平方向、すなわち、瓶軸に垂直な方向に配置すれば、反射ミラー22、42を省略することも可能である。これにより、ガラス瓶検査装置の薄型化を図ることが可能となる。
In the above description, the reflection mirrors 22 and 42 (corresponding to the reflection plate) are arranged in the
10…ガラス瓶検査装置
12…ガラス瓶
12A…口部
12B…底部
12X…瓶軸
20…上部検査ユニット
21…第1光源
22…反射ミラー(反射板、撮像部)
23…集光レンズ(レンズ、撮像部)
24、24A、24B、24C、24D…ラインセンサ(撮像部)
25…被駆動部
26…第1駆動部(移動部)
30…検査装置本体
31…コントロール部
32…モニタ
33…操作部
40…下部検査ユニット
41…第2光源
42…反射ミラー(反射板、撮像部)
43…集光レンズ(レンズ、撮像部)
44、44A、44B…ラインセンサ(撮像部)
45…被駆動部
46…第2駆動部(移動部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Glass bottle test |
23 ... Condensing lens (lens, imaging unit)
24, 24A, 24B, 24C, 24D ... Line sensor (imaging unit)
25 ... driven
DESCRIPTION OF
43 ... Condensing lens (lens, imaging unit)
44, 44A, 44B ... line sensor (imaging unit)
45 ... driven
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