JP4399715B2

JP4399715B2 - 検査方法及び検査装置

Info

Publication number: JP4399715B2
Application number: JP2004136470A
Authority: JP
Inventors: 大祐坂井
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: JP2005315808A

Description

本発明は検査方法及び検査装置に関し、具体的には撮影手段と照明手段とによって物品を撮影して検査を行う検査方法及び検査装置に関する。

今日、搬送される物品をカメラなどの撮影手段によって撮影し、その画像から画像処理を用いて該物品の良否を判断する検査方法及び検査装置が知られており、このような検査装置として上記撮影手段の撮影に同期して物品に光を照射する照明手段を備えたものが知られている。
このような検査装置として、瓶を搬送するベルトコンベヤと、ベルトコンベヤ上を搬送される瓶を撮影するカメラと、カメラの撮影に同期して瓶に光を照射する照明装置とを備えた検査装置が知られている。（特許文献１）
この特許文献１では、上記カメラ及び照明装置が瓶天面検査ステーションおよび瓶側面検査ステーションのそれぞれに設けられており、各ステーションに瓶が進入すると、上記カメラが瓶を撮影するのに同期して照明装置が発光し、瓶に反射した反射光を撮影することで瓶の良否を判定するようになっている。
特開平２−２４５４４号公報

しかしながら、特許文献１のように瓶をコンベヤベルトによって搬送する場合、搬送される瓶同士の間隔にばらつきがあるため、これら瓶同士の間隔によっては各ステーションのカメラが同じタイミングで作動することがある。
この場合、撮影と同時に照明装置も発光してしまうので、一方のステーションで発光した照明装置の光が他方のステーションに位置する瓶に反射してしまい、撮影された画像を正確に画像処理することができず、瓶の良否判定が正確に行われなおそれが生じる。
このような問題に鑑み、本発明は複数の撮影手段が同じタイミングで作動するような場合であっても、他の撮影位置にある照明手段から照射される光の影響を受けることなく物品の検査を行うことの可能な検査方法及び検査装置を提供するものである。

すなわち、本発明における検査方法は、搬送手段の第１撮影位置に設けられ、物品を撮影する第１撮影手段および該物品に光を照射する第１照明手段と、上記第１撮影位置の下流側に位置する第２撮影位置に設けられ、物品を撮影する第２撮影手段および該物品に光を照射する第２照明手段と、物品が第１撮影位置に到達したら第１撮影手段と第１照明手段とを作動させて物品を撮影させ、物品が第２撮影位置に到達したら第２撮影手段と第２照明手段とを作動させて物品を撮影させる制御手段とを設け、
上記制御手段は、搬送手段における物品の位置を検出し、上記第１撮影手段による物品の撮影タイミングと第２撮影手段による物品の撮影タイミングとが同時となると判断したら、少なくとも一方の撮影手段の撮影タイミングを異ならせることにより、各撮影手段と照明手段とを異なるタイミングで作動させることを特徴としている。

また本発明における検査装置は、物品を搬送する搬送手段と、該搬送手段の第１撮影位置に設けられて物品を撮影する第１撮影手段と、第１撮影位置に設けられて物品に光を照射する第１照射手段と、上記第１撮影位置の下流側に位置する第２撮影位置に設けられて物品を撮影する第２撮影手段と、第２撮影位置に設けられて物品に光を照射する第２照明手段と、上記搬送手段により搬送される物品を検出するセンサと、上記センサからの信号により物品の位置を認識するとともに上記第１、第２撮影手段および第１、第２照明手段を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、物品が第１撮影位置に到達したら第１撮影手段と第１照明手段とにより物品を撮影させるとともに、物品が第２撮影位置に到達したら第２撮影手段と第２照明手段とにより物品を撮影させるようにし、
かつ上記制御手段は、物品が第１撮影位置に到達するタイミングと第２撮影位置に到達するタイミングとが同時になると判断したら、少なくとも一方の撮影手段の撮影タイミングを異ならせることにより、各撮影手段と照明手段とを異なるタイミングで作動させることを特徴としている。

上記検査方法及び検査装置によれば、上記第１撮影手段による物品の撮影のタイミングと第２撮影手段による物品の撮影のタイミングとが同時になると判断された場合には、異なるタイミングで各物品を撮影するようになっている。
このため、例えば第１撮影位置で物品を撮影する際、第２撮影位置で第２照明手段が発光することは無いので、第１撮影位置で撮影された画像に上記第２照明手段の光が入り込むことは無いので、画像処理による物品の良否判断を正確に行うことが可能となる。

以下図示実施例について説明すると、図１、図２に示す検査装置１は物品としてのガラス製の空瓶２について良否を判定する装置であり、検査装置１の上流側及び下流側にはそれぞれ空瓶２を搬送する供給コンベヤ３と排出コンベヤ４とが設けられている。
図１に示すように、上記検査装置１は、空瓶２を供給コンベヤ３から排出コンベヤ４へと搬送する搬送手段５と、当該搬送手段５によって搬送される空瓶２の口部２ａ、詳細には口部天面の状態を検査するための第１検査ステーション６と、空瓶２の底部２ｂ、詳細には底面の状態を検査するための第２検査ステーション７とを備えており、これらは図２に示す制御手段８によって制御されるようになっている。
そして第１検査ステーション６若しくは第２検査ステーション７において、空瓶２の口部２ａ若しくは底部２ｂにキズや欠けなどの不良が検出されると、制御手段８は排出コンベヤ４の下流に位置する図示しないリジェクト手段を制御して、当該不良の検出された空瓶２をリジェクトするようになっている。

上記搬送手段５は、図２に示すように空瓶２の径にあわせて設置された２つのコンベヤベルト１１と、これらコンベヤベルト１１を駆動するモータ１２と、当該モータ１２の回転に応じてパルスを発生させるパルス発生手段としてのエンコーダ１３とを備えており、エンコーダ１３からのパルスは上記制御手段８に受信される。
この搬送手段５によると、供給コンベヤ３上の空瓶２を上記コンベヤベルト１１によって両側から挟持し、その状態を維持したままで上記排出コンベヤ４に移送するようになっている。このため、空瓶２の底面についての撮影が可能となっている。
また、この搬送手段５による空瓶２の搬送速度は供給コンベヤ３の搬送速度よりも高速に設定されており、搬送手段５が供給コンベヤ３から空瓶２を受け取ると、隣接する空瓶２の間隔は供給コンベヤ３が空瓶２を搬送していた時よりも広がるようになっている。
そして制御手段８はエンコーダ１３から受信するパルスによってコンベヤベルト１１による空瓶２の移動量を算出するようになっており、後に詳述するように制御手段８はこのパルスをカウントすることで、上記第１、第２検査ステーション６、７を作動させるようになっている。
なお、上記エンコーダ１３は、上記モータ１２の代わりに、コンベヤベルト１１の回転部に接続されていても良い。

次に、第１検査ステーション６は、空瓶２を検出する第１センサ１４と、搬送手段５の上方に設けられて空瓶２の口部２ａを撮影する第１撮影手段１５と、同じく搬送手段５の上方に設けられて空瓶２の口部２ａに光を照射する第１照明手段１６とを備えている。
まず第１センサ１４には従来公知の光学センサが用いられ、第１センサ１４を空瓶２が到達すると作動して、その旨の信号が制御手段８に受信されるようになっている。
次に第１撮影手段１５には従来公知のカメラが用いられ、上記第１センサ１４よりも搬送方向下流側となる位置に設けられるとともに、当該第１撮影手段１５の真下が空瓶２を撮影する第１撮影位置１５ａとなっている。
さらに、上記第１照明手段１６には従来公知のストロボが用いられ、第１撮影手段１５と空瓶２との中間となる位置に設けられるとともに、第１撮影手段１５による撮影の妨げとならないよう、第１照明手段１６はリング形状を有している。このため、第１撮影手段１５は第１照明手段１６の中央部を介して口部２ａの撮影を行うようになっている。

そして制御手段８は上記第１撮影手段１５が撮影するのに同期して第１照明手段１６を発光させるようになっており、その後第１撮影手段１５が撮影した画像は制御手段８に送信されるようになっている。
図３（ａ）は第１撮影手段１５による撮影結果の一例を示すものであり、図示しないモニタに第１撮影手段１５からの画像を表示した様子を示している。
モニタの中央部には第１撮影位置１５ａが表示されており、上記第１照明手段１６は発光した光を空瓶２に反射させることで、口部２ａの外周円と内周円だけを第１撮影手段１５に受像させるようになっている。
そして制御手段８は、従来公知の画像処理方法によって、この第１撮影位置１５ａ内に表示された画像について画像処理を行い、空瓶２の口部２ａについての良否判定を行うようになっている。

次に、第２検査ステーション７は空瓶２を検出する第２センサ１７と、搬送手段５の上方に設けられて空瓶２の底部２ｂを撮影する第２撮影手段１８と、搬送手段５の下方に設けられて底部２ｂに光を照射する第２照明手段１９とを備えている。
この第２検査ステーション７では、空瓶２の底部２ｂに光を照射して、当該底部２ｂを透過する光を第２撮影手段１８によって撮影するようになっており、それ以外第２検査ステーション７と上記第１検査ステーション６の構成には相違点がないので、これ以上の説明を省略する。
図３（ｂ）は第２撮影手段１８による撮影結果の一例を示すものであり、制御手段８は底面２ｂの全体が第２撮影位置１８ａ内に納まるようなタイミングで撮影を行うように第２撮影手段１８を制御するようになっている。

さらに、図４を用いて上記制御手段８について説明すると、制御手段８は上記第１、第２撮影手段１５、１８及び第１、第２照明手段１６、１９の作動タイミングを演算するためのタイミング演算部２１と、当該タイミング演算部２１による演算結果に基づいて第１、第２撮影手段１５、１８及び第１、第２照明手段１６、１９の制御を行う指令部２２とを備えている。
最初に、タイミング演算部２１は、第１、第２センサ１４、１７より空瓶２を検出した旨の信号を受信すると、エンコーダ１３からのパルスに基づいて、第１センサ１４によって検出された空瓶２がどれだけ移動したかを認識するための第１移動パルス数と、第２センサ１７によって検出された空瓶２がどれだけ移動したかを認識するための第２移動パルス数とをカウントするようになっている。
この第１、第２移動パルス数は、それぞれ該当する空瓶２の撮影が終了したらリセットされ、第１、第２センサ１４、１７が新たな空瓶２を検出したら、改めて移動パルス数のカウントが開始されるようになっている。

さらに、制御手段８には予め、上記第１センサ１４が空瓶２を検出してから当該空瓶２が第１撮影位置１５ａに到達するまでのパルス数を第１到達パルス数と、第２センサ１７が空瓶２を検出してから当該空瓶２が第２撮影位置１８ａに到達するまでのパルス数を第２到達パルス数とが登録されている。
そしてタイミング演算部２１は第１センサ１４が作動した後、上記第１移動パルス数が増加する毎に上記第１到達パルス数から当該第１移動パルス数を減算して第１残存パルス数を算出し、この第１残存パルス数が零になった時点で空瓶２が第１撮影位置１５ａに到達したものと判断するようになっている。
またこれと同様、タイミング演算部２１は第２センサ１７が作動した後、上記第２移動パルス数が増加する毎に上記第２到達パルス数から当該第２移動パルス数を減算して第２残存パルス数を算出し、この第２残存パルス数が零になった時点で空瓶２が第２撮影位置１８ａに到達したものと判断するようになっている。
そして、タイミング演算部２１はこれら第１残存パルス数と第２残存パルス数とを比較するようになっている。

以上の構成を有する検査装置１を用いた検査方法について、図５に示すフローチャートを用いながら説明する。ここで、図５（ａ）は第１検査ステーション６に対する制御を示し、図５（ｂ）は第２検査ステーション７に対する制御を示している。
また、説明を始める条件として、搬送手段５において、上記第１検査ステーション６と第２検査ステーション７の上流位置にはそれぞれ１本ずつ空瓶２が位置しており、なおかつ上記制御手段８に登録されている上記第１到達パルス数が第２到達パルス数よりも大きな値となるよう、第１、第２センサ１４、１７及び第１、第２撮影手段１５，１８の位置が設定されている。
最初に、上流側に位置する空瓶２が第１検査ステーション６に進入し、第１センサ１４に検出されると、その旨の信号が制御手段８によって受信され（１０１）、上記タイミング演算部２１はエンコーダ１３からのパルスを受信しながら第１移動パルス数のカウントを開始する。
その後、下流側の空瓶２が第２検査ステーション７内に進入し、第２センサ１７に検出されると、その旨の信号が制御手段８によって受信される（１０２）。
このとき、上記第１センサ１４に検出された空瓶２が先頭の空瓶２であったり、空瓶２同士の間隔が十分に離れているような場合等、第１検査ステーション６での検査が終了するまで第２センサ１７が作動しない場合には、そのまま次の（１０３）の制御が行われることとなる。

（１０３）の制御では、上記タイミング演算部２１が第１到達パルス数から第１移動パルス数を減算して第１残存パルス数を算出しており、第１残存パルス数が零となったら、タイミング演算部２１は空瓶２が第１撮影位置１５ａに到達したものと判断する。
そしてタイミング演算部２１はその旨を指令部２２へと送信し、指令部２２は上記第１撮影手段１５及び第１照明手段１６を作動させて空瓶２の口部２ａを撮影させ、得られた画像から当該口部２ａの良否判定を行う。（１０４）

一方、（１０２）の制御において、第１残存パルス数が零となる前に、別の空瓶２が第２センサ１７によって検出されると、以下の（１０５）の制御が行われる。
最初に、制御手段８が第２センサ１７からの信号を受信すると、タイミング演算部２１は第２到達パルス数から第２移動パルス数を減算することにより第２残存パルス数を算出し、当該第２残存パルス数をそのときの第１残存パルス数と比較する。
比較の結果、第１残存パルス数と第２残存パルス数とが同数ではなかった場合、タイミング演算部２１はそのまま上記（１０３）、（１０４）の制御へと移行する。
また、第２検査ステーション７においては、図５（ｂ）に示すように、第２センサ１７が作動すると（２０１）、上述したように上記タイミング演算部２１が第２到達パルス数から第２移動パルス数を減算して第２残存パルス数を算出する。
そして第２残存パルス数が零になったら（２０２）、タイミング演算部２１は空瓶２が第２撮影位置１８ａに到達したものと判断し、指令部２２によって第２撮影手段１８及び第２照明手段１９を作動させて空瓶２の底部２ａを撮影させ、得られた画像から当該底部２ａの良否判定を行う。（２０３）

そして（１０５）の制御において、第１残存パルス数と第２残存パルス数とが同一となったら、タイミング演算部２１は上記第１到達パルス数に１パルス加算して第１到達パルス数を修正する（１０６）。
その後上記（１０３）の制御と同様、タイミング演算部２１はこの修正された第１到達パルス数から第１移動パルス数を減算して第１残存パルス数を算出し、当該第１残存パルス数が零になったら、（１０４）の制御に従って空瓶２の撮影が行われる。
その結果、上記図３（ａ）において、空瓶２の口部２ａは第１撮影位置１５ａ内において１パルス分だけ下流側に移動した位置で撮影されることとなり、制御手段８はこの撮影された画像から口部２ａについての良否判定を行う。
なお、上述した制御では第１残存パルス数と第２残存パルス数とを比較して撮影タイミングが同時となるか否かを判断しているが、第２残存パルス数の代わりに第２到達パルス数と第１残存パルス数と比較するようにしても良い。
この場合、第１センサ１４の作動後、第１残存パルス数が零に到達する前に第２センサが空瓶２を検出した時に、第１残存パルス数と第２到達パルス数とが同一となっていれば、撮影のタイミングが同一であると判断される。

以上の検査方法を用いることで、以下の効果を得ることができる。
最初に、上述した（１０５）の制御において、第１残存パルス数と上記第２残存パルス数とが同一になる場合とは、上記第１撮影位置１５ａと第２撮影位置１８ａとの間隔が、搬送手段上の空瓶２の間隔と同一となっている状態となる。
従って、空瓶２は同一のタイミングで第１撮影位置１５ａと第２撮影位置１８ａに到達することとなり、仮に上記（１０６）のようにタイミング演算部２１が第１到達パルス数に１パルス加算する修正を行わないとすれば、第１、第２撮影手段１５、１８と第１、第２照明手段１６、１９とが同時に作動してしまうこととなる。
その結果、例えば第２照明手段１９からの光が第１検査ステーション６に位置する空瓶２に反射してしまい、第１撮影手段１５によってその反射光が受像されるという事態が発生してしまう。
すると、制御手段８は空瓶２の口部２ａの良否を判断するにあたり、上記第２照明手段１９からの光によって誤った良否判断をしてしまうおそれが生じてしまう。

これに対し、本実施例ではタイミング演算部２１が第１到達パルス数に１パルス加算する修正を行っているので、第１撮影手段１５が作動するタイミングが１パルス分だけ遅れ、第１照明手段１６と第２照明手段１９とが異なるタイミングで発光することとなる。
このため、上述したような第２照明手段１９からの光が第１撮影手段によって受像されてしまうような事態を防止することができ、第１、第２検査ステーション６，７での誤った良否判断を防止することができることとなる。
しかも、この検査方法を用いれば、撮影された画像に対して特別に画像処理を行ったり、検査ステーション同士の間隔を広げたり、空瓶の間隔を一定に規制するような手段を設ける必要が無いので、検査装置が大型化したり製造コストが高くついてしまうような問題も生じる事はない。

なお、上記実施例とは逆に第１到達パルス数を第２到達パルス数よりも小さな値に設定することも可能であり、上記第１到達パルス数と第２到達パルス数とを同一の値に設定することも可能である。
さらに、上記実施例では各検査ステーションごとにセンサを設けていたが、上記第１検査ステーション６の第１センサ１４のみであっても、上述したような検査を行うことが可能である。
すなわち、上記タイミング演算部２１に予め第１センサ１４から第１撮影位置１５ａまでの第１到達パルス数と、第１センサ１４から第２撮影位置１８ａまでの第２到達パルス数とを登録しておけばよい。
そして第１センサ１４に空瓶２が到達したら、タイミング演算部２１は第１センサ１４に到達した空瓶２について第１移動パルス数のカウントを開始し、第１残存パルス数及び第２残存パルス数が零になったら、それぞれ第１、第２撮影手段１５、１８を作動させればよい。
また、最初の空瓶２が第１撮影位置１５ａ通過してから次の空瓶２が第１センサ１４を通過したら、タイミング演算部２１は最初の空瓶２について第２到達パルス数から第１移動パルス数を減算して第２残存パルス数を算出し、次の空瓶２については第１到達パルス数から第１移動パルス数を減算して第１残存パルス数を算出させればよい。
そして第１残存パルス数と第２残存パルス数とを比較して、これらが同一となったら、上記実施例同様、第１到達パルス数に１パルス加算して、第１撮影手段１５及び第１照明手段１６の作動タイミングを遅らせることができる。

なお、上記各実施例においては、図３（ｂ）に示すように第２撮影位置１８ａの撮影領域は空瓶２の底部３ｂに対してそれほどの余裕がないので、撮影のタイミングをずらすと、その後の画像処理に支障をきたす可能性があるので、好ましくない。ただし、第２撮影位置１８ａの撮影領域に余裕があれば、第１撮影手段１５及び第１照明手段１６の作動タイミングをずらすことが可能であり、この場合第１撮影手段１５及び第１照明手段１６と、第２撮影手段１８及び第２照明手段１９の両者の作動タイミングをずらすことも可能である。
また、上記第１到達パルス数に加算するパルス数は、照明手段による発光時間等に応じて自由に調節可能であり、また加算ではなく減算することも可能である。
さらに、上記実施例では到達パルス数に対して所定のパルス数を加算していたが、その代わりに上記移動パルス数から所定のパルス数を減算若しくは加算することでも同じ結果を得ることができる。
そして、上記実施例では空瓶２の口部２ａと底部２ｂについて検査を行っていたが、この他にも空瓶の側面やラベルなどについても検査を行えることは当然であり、撮影手段と照明手段を複数設け、画像処理を用いて検査するのであれば、他の物品についても適用可能であることは言うまでもない。

本実施例の検査装置を示す側面図。本実施例の検査装置を示す平面図。各撮影手段によって撮影された画像を示し、（ａ）は第１撮影手段による撮影結果を、（ｂ）は第２撮影手段による撮影結果を示す。本実施例の制御手段を示す構成図。本実施例における検査方法についてのフローチャートを示し、（ａ）は第１検査ステーションでの制御を、（ｂ）は第２検査ステーションでの制御を示す。

符号の説明

１検査装置２空瓶
２ａ口部２ｂ底部
５搬送手段６第１検査ステーション
７第２検査ステーション８制御手段
１３エンコーダ１４第１センサ
１５第１撮影手段１５ａ第１撮影位置
１６第１照明手段１７第２センサ
１８第２撮影手段１８ａ第２撮影位置
１９第２照明手段２１タイミング演算部

Claims

搬送手段の第１撮影位置に設けられ、物品を撮影する第１撮影手段および該物品に光を照射する第１照明手段と、上記第１撮影位置の下流側に位置する第２撮影位置に設けられ、物品を撮影する第２撮影手段および該物品に光を照射する第２照明手段と、物品が第１撮影位置に到達したら第１撮影手段と第１照明手段とを作動させて物品を撮影させ、物品が第２撮影位置に到達したら第２撮影手段と第２照明手段とを作動させて物品を撮影させる制御手段とを設け、
上記制御手段は、搬送手段における物品の位置を検出し、上記第１撮影手段による物品の撮影タイミングと第２撮影手段による物品の撮影タイミングとが同時となると判断したら、少なくとも一方の撮影手段の撮影タイミングを異ならせることにより、各撮影手段と照明手段とを異なるタイミングで作動させることを特徴とする検査方法。
物品を搬送する搬送手段と、該搬送手段の第１撮影位置に設けられて物品を撮影する第１撮影手段と、第１撮影位置に設けられて物品に光を照射する第１照射手段と、上記第１撮影位置の下流側に位置する第２撮影位置に設けられて物品を撮影する第２撮影手段と、第２撮影位置に設けられて物品に光を照射する第２照明手段と、上記搬送手段により搬送される物品を検出するセンサと、上記センサからの信号により物品の位置を認識するとともに上記第１、第２撮影手段および第１、第２照明手段を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、物品が第１撮影位置に到達したら第１撮影手段と第１照明手段とにより物品を撮影させるとともに、物品が第２撮影位置に到達したら第２撮影手段と第２照明手段とにより物品を撮影させるようにし、
かつ上記制御手段は、物品が第１撮影位置に到達するタイミングと第２撮影位置に到達するタイミングとが同時になると判断したら、少なくとも一方の撮影手段の撮影タイミングを異ならせることにより、各撮影手段と照明手段とを異なるタイミングで作動させることを特徴とする検査装置。
上記搬送手段での物品の移動量をパルスとして制御手段に送信するパルス発生手段を備えるとともに、上記センサを少なくとも上記第１撮影位置の上流側に設け、
制御手段にはセンサが物品を検出してから各撮影位置に到達するまでに要するパルス数が到達パルス数として予め登録されており、
制御手段はセンサによって検出される物品ごとに、センサが物品を検出してからパルス発生手段より送信されるパルスを移動パルス数としてカウントし、当該移動パルス数を、上記各撮影位置ごとの到達パルス数より減算して各撮影位置に対する残存パルス数を求め、
第１撮影位置に到達するまでの残存パルス数と、第２撮影位置に到達するまでの残存パルス数とが同一となったら、物品が両撮影位置に到達するタイミングが同時になると判断することを特徴とする請求項２に記載の検査装置。