JP4743816B2

JP4743816B2 - 容器検査装置

Info

Publication number: JP4743816B2
Application number: JP2001288852A
Authority: JP
Inventors: 敏之手島
Original assignee: Kirin Techno System Co Ltd
Current assignee: Kirin Techno System Co Ltd
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: JP2003098107A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器を撮像して外観等を検査する容器検査装置等に関し、とくに被検査領域全体を確実に検査することができる容器検査装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトル等の容器に飲料を充填する前工程として、検査対象となる容器の映像をカメラに取り込み、取り込まれた映像から傷等の有無を検査する外観検査を行っている。外観検査では容器の側面全周についての検査を行うため、容器を回転（自転）させつつカメラにより容器を撮像している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
容器の側面全体を検査するためには、映像を取り込むカメラに対して容器を一回転させる必要がある。しかし、このとき、容器を載せる回転台を回転させるプーリーと駆動ベルトとの間でスリップが生じて、容器を正常に回転させることができない場合があった。このため、従来は容器に付けられた目印となる刻印をカメラにより撮像し、刻印をモニタを介して目視確認することにより、容器が一回転自転したことを確認するようにしている。しかし、モニタ上で容器の外観を検査すると同時に、別途、刻印を目視により確認する作業を設けることは繁雑であり、また、熟練したオペレータを必要とする等の問題がある。
【０００４】
本発明は、容器の回転角度を自動的に検出することで、被検査領域全体を確実に検査することができる容器検査装置等を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の容器検査装置は、容器（ＢＴ）を撮像する撮像手段（７０）と、撮像手段（７０）により撮像される容器（ＢＴ）を撮像手段（７０）に対して相対的に回転させる容器回転手段（３１）と、容器回転手段（３１）により回転される容器を支持しつつ容器（ＢＴ）とともに撮像手段（７０）に対して相対的に回転する支持部材（１２０）と、容器（ＢＴ）が所定角度回転されたことを検出する検出手段（７３）と、を備え、支持部材（１２０）には容器（ＢＴ）とともに撮像手段（７０）に対して相対的に回転するマーカ（１２２）が設けられ、検出手段（７３）は撮像手段（７０）により撮像されるマーカ（１２２）の有無あるいは個数に基づいて容器（ＢＴ）が所定角度回転されたことを検出することを特徴とする。
【０００６】
この容器検査装置によれば、撮像手段により撮像されるマーカの有無あるいは個数に基づいて容器が所定角度回転されたことを検出するので、容器の回転角度を自動的に検出することができ、したがって、煩雑な作業に頼ることなく被検査領域全体を確実に検査することができる。
【０００７】
支持部材（１２０）には、支持部材（１２０）が所定の角度にあるときに撮像手段（７０）の光軸に沿って貫通する向きとなる貫通孔（１２２）が形成され、貫通孔（１２２）をマーカとして用いてもよい。
【０００８】
この場合には、例えば、貫通孔の方向が撮像手段の光軸と一致したときの特有の映像信号等に基づいて、容器が所定の方向に向いたことを容易に検出することができる。
【０００９】
支持部材（１２０）が所定の角度にあるときに貫通孔（１２２）を介して撮像手段（７０）に光線が入射する位置に照明手段（７５）が設けられていてもよい。
【００１０】
この場合には、貫通孔の方向が撮像手段の光軸と一致したときに高い明度を示す特有の映像信号を得ることができるので、容器が所定の方向に向いたことを容易に検出することができる。
【００１１】
照明手段（７５）は容器（ＢＴ）を照明するために用いられてもよい。この場合には、照明手段がマークの検出および容器の照明のために兼用され、マークの検出のための照明装置を省略できる。
【００１２】
容器回転手段（３１）は、直立させた容器（ＢＴ）を略水平面内で回転させてもよい。この場合には、容器の側面について外観検査等を行う場合等に適する。
【００１３】
支持部材（１２０）は、直立させた容器（ＢＴ）の開口部を支持してもよい。この場合には、容器（ＢＴ）の側面について外観検査等を行う場合等に適する。
【００１４】
本発明の容器検査装置は、容器（ＢＴ）を撮像する撮像手段（７０）と、撮像手段（７０）により撮像される容器（ＢＴ）を撮像手段（７０）に対して相対的に回転させる容器回転手段（３１）と、容器回転手段（３１）により回転される容器（ＢＴ）を支持しつつ容器（ＢＴ）とともに撮像手段（７０）に対して相対的に回転する支持部材（１２０）と、撮像手段（７０）により得られた映像に基づいて容器（ＢＴ）が所定角度回転されたことを検出する検出手段（７３）と、を備え、支持部材（１２０）には、支持部材（１２０）が所定の角度にあるときに撮像手段（７０）の光軸に沿って貫通する向きとなる貫通孔（１２２）が形成され、検出手段（７３）は貫通孔（１２２）が撮像手段（７０）の光軸に沿って貫通する向きになった回数に基づき、容器（ＢＴ）が所定角度回転されたことを検出することを特徴とする。
【００１５】
この容器検査装置によれば、支持部材が所定の角度にあるときに撮像手段の光軸に沿って貫通する向きとなる貫通孔が形成され、検出手段は貫通孔が撮像手段の光軸に沿って貫通する向きになった回数に基づき、容器が所定角度回転されたことを検出するので、容器の回転角度を自動的に検出することができ、容器検査と別途に回転確認工程を設ける必要がなく、容器検査の一環として回転確認を行うことができる。したがって、煩雑な作業に頼ることなく被検査領域全体を確実に検査することができる。
【００１７】
なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態にかかる容器検査装置を示す平面図である。この容器検査装置は、容器の外観検査を検査対象である容器がローターで搬送されている間に行うものである。以下、検査の対象である容器としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトルＢＴを例に説明する。
【００２０】
本実施形態の容器検査装置１００は、その周縁に複数の支持部３１…３１を設けた円盤状のローター３０と、検査の対象となる複数のＰＥＴボトルＢＴを連続的に搬入する搬入部１０と、搬入部１０から搬入されたＰＥＴボトルＢＴをローター３０に受け渡すための入口スターホイール２０と、検査を終えたＰＥＴボトルＢＴをこの容器検査装置から搬出する搬出部５０と、ローター３０により順次搬送される検査終了後のＰＥＴボトルＢＴを当該ローター３０から搬出部５０に受け渡す小型の出口スターホイール４０とを備えている。これらのローター３０、搬入部１０、入口スターホイール２０、搬出部５０および出口スターホイール４０は、それぞれ共通の基台（不図示）に取り付けられている。
【００２１】
また、ローター３０により搬送されるＰＥＴボトルＢＴの搬送経路の一部には、ＰＥＴボトルＢＴの外観を検査するための検査部２００が設けられている。検査部２００では、ＰＥＴボトルＢＴの側面の画像を取り込んで、傷の有無、ラベルの印刷不良などを検査している。
【００２２】
この容器検査装置１００に設けられたこれらの装置は、本容器検査装置１００の外部に別途設けられたコントローラ（不図示）により種々の制御が行われている。
【００２３】
搬入部１０は、直立状態で搬送される複数のＰＥＴボトルＢＴを当該容器検査装置に順次搬入させる部分であり、搬入されるＰＥＴボトルＢＴの両側方において上下に平行をなすように配された搬送スクリュー１１…１１と、この搬送スクリュー１１…１１を回転駆動させる駆動部１２とから主に構成されている。搬送スクリュー１１…１１は、入口スターホイール２０の周縁の接線方向に延びるように配されていて、その前端部が入口スターホイール２０の周縁部まで延びている。各搬送スクリュー１１…１１の外周面には螺旋状の山がそれぞれ設けられていて、ＰＥＴボトルＢＴは、搬送スクリュー１１…１１の谷部に挟み込まれるようにして搬送される。なお、上段の搬送スクリュー１１…１１と下段の搬送スクリュー１１…１１とでは、ＰＥＴボトルＢＴを直立状態のまま搬送できるように、外周面に形成された螺旋状の山が、半ピッチ分だけ位相がずれて配されている。また、これら搬送スクリュー１１…１１は、ＰＥＴボトルＢＴの表面を傷つけることのないように、樹脂製のものが使用されている。
【００２４】
入口スターホイール２０は、搬入部１０から送り込まれたＰＥＴボトルＢＴをローター３０に順次受け渡す装置であり、円盤状の部材の周縁に支持部２１…２１が複数形成されたものである。この入口スターホイール２０は、基台上でその中心部を軸として水平に回転されており、ＰＥＴボトルＢＴは、搬入部１０の搬送スクリュー１１…１１から周縁に形成された支持部２１…２１に順次導入される。周縁部の支持部２１…２１はそれぞれ円弧状に形成されており、支持部２１…２１へのＰＥＴボトルＢＴの導入及び排出が円滑に行われるようなっている。
【００２５】
この入口スターホイール２０は、図１において、反時計回りに回転しており、搬入部１０から搬入されたＰＥＴボトルＢＴがローター３０に受け渡されるまでの途中部分に２台のカメラ６０，６０が設置されている。これらのカメラ６０，６０は、搬送されるＰＥＴボトルＢＴの上方から口部の天面、並びに底面部の映像をそれぞれ取り込んでおり、取り込まれた映像から各部に傷などがあるか否かを判断して検査を行っている。なお、これらのカメラ６０，６０が映像を取り込むタイミング及び映像を取り込む時間等は、コントローラにより適切に制御されている。
【００２６】
この入口スターホイール２０により、ＰＥＴボトルＢＴはローター３０に受け渡される。ローター３０も、基台上でその中心部を軸に水平に回転されるように構成されている。また、ローター３０の周縁には複数の支持部３１…３１が設けられており、ＰＥＴボトルＢＴはこれら支持部３１…３１に順次載置される。
【００２７】
図２（ａ）は支持部３１におけるＰＥＴボトルＢＴの支持方法を示す図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線方向から見た図である。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、ローター３０の周縁に設けられた支持部３１…３１は、ローター３０に対してそれぞれ回転可能な回転台１１０を有しており、この上に直立状態で載置されたＰＥＴボトルＢＴをその軸を中心にそれぞれ回転させている。これら支持部３１…３１は、この円盤状の回転台１１０と、その下面から下方に向けて延びる回転軸１１１と、回転軸１１１の下端に取り付けられ、回転軸１１１と一体に回転するプーリ１１２とを備えている。回転軸１１１は、ローター３０の周縁にて回転自在となるように支持されている。
【００２９】
また、回転台１１０の上方には、ＰＥＴボトルＢＴの開口部を上方から押さえ込むようにして支持し、ＰＥＴボトルＢＴの転倒を防止するための支持部材１２０が取り付けられている。この支持部材１２０は回転軸１２１を中心として回転自在とされ、ＰＥＴボトルＢＴとともに回転する。
【００３０】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、支持部材１２０には水平方向に貫通する２つの貫通孔１２２が形成されている。図２（ｂ）に示すように、２つの貫通孔１２２は支持部材１２０の軸心を通り、かつ互いに直交している。
【００３１】
回転軸１１１の下端に取り付けられたプーリ１１２は、検査部２００において、ローター３０の外周部に設けられたベルト１１６と噛み合っており、当該ベルト１１６によりプーリ１１２は回転されている。ベルト１１６はモータ１１７によって所定の速度で駆動される。このようにプーリ１１２がベルト１１６によって回転されることで、回転軸１１１を介して連結されている回転台１１０が所定の速度で水平に回転され、回転台１１０に支持されたＰＥＴボトルＢＴはその中心部を軸にして自転する。
【００３２】
また、ローター３０の外側にはカメラ７０が設けられる。このカメラ７０は検査部２００内を自転しつつ通過するＰＥＴボトルＢＴの側面を撮像する。カメラ７０の直前には、回動可能に取り付けられたミラー７２が設けられている。ミラー７２はＰＥＴボトルＢＴの移動に応じて回動し、カメラ７０の撮像範囲をＰＥＴボトルＢＴに追従させる。なお、ミラー７２の角度はコントローラにより制御される。
【００３３】
ローター３０の周縁内部にはＰＥＴボトルＢＴを照明するための照明部７５が設けられている。照明部７５によりカメラ７０に対向する側からＰＥＴボトルに対し照明が照射され、検査部２００において適当な明度が維持される。
【００３４】
図３はカメラ７０から出力される映像信号の処理システムを示すブロック図である。図３に示すように、カメラ７０によって撮像された映像はモニタ７４に映し出され、このモニタ７４の画像に基づき、ＰＥＴボトルＢＴの側面について目視により外観検査が行われる。また、カメラ７０から出力される映像信号は、ＰＥＴボトルＢＴが所定の角度回転したか否かを検出するための検出装置７３に入力される。さらに、検出装置７３によって異常が検出された場合に警報を発する警報装置７６が設けられる。
【００３５】
本実施形態の容器検査装置１００では、検査部２００においてＰＥＴボトルＢＴが所定の方向に向いたとき、カメラ７０の光軸が貫通孔１２２を通過するように構成されている。このとき、照明部７５からの照明光は貫通孔１２２およびミラー７２を介して、カメラ７０に直接入射する。このため、この直接光はＰＥＴボトルＢＴを撮像する映像信号と比べて明度が高い映像信号としてカメラ７０から出力されるとともに、モニタ上には貫通孔１２２の位置が明度の高い領域として表示される。したがって、検出装置７３において明度の高い映像信号を検出することにより、ＰＥＴボトルＢＴが所定の方向に向いたことを検出することができる。
【００３６】
図４は、モニタ７４に表示されるカメラ７０による撮像画像を概念的に示す図である。図４に示すように、モニタ７４には回転するＰＥＴボトルＢＴが表示されるとともに、貫通孔１２２が所定の方向に向いたときに明度の高いスポットＳＰが表示される。図２（ｂ）に示すように、貫通孔１２２は支持部材１２２の周囲に９０度ごとに４カ所において開口しているため、支持部材１２０が一周する間、すなわちＰＥＴボトルＢＴが一周する間に、少なくとも４回にわたりスポットＳＰがモニタ７４に表示される。このとき、検出装置７３には、少なくとも４回にわたり各スポットＳＰに対応する明度の高い映像信号が入力される。したがって、検出装置７３において少なくとも４回にわたり明度の高い映像信号の入力が検出されない場合、すなわち明度の高い映像信号の検出回数が３回以下であった場合には、ＰＥＴボトルＢＴが一周せず、ＰＥＴボトルＢＴの全周の外観検査ができていないことを示している。この場合には、警報装置７６に向けて検出装置７３から異常信号が出力され、警報装置７６では異常を告知するための所定の動作が実行される。
【００３７】
このように、本実施形態の容器検査装置１００では、カメラ７０による撮像中にＰＥＴボトルＢＴが一周以上、回転（自転）しない場合には、異常であると判定し、所定の警告を発するようにしているので、ＰＥＴボトルＢＴの全周について確実に外観検査を実施することが可能となる。オペレータは外観上の欠陥の発見に注力すればよく、ＰＥＴボトルＢＴの全周について検査したかどうかについて確認する必要がなくなる。
【００３８】
以上の検査がなされ、ローター３０により搬送されたＰＥＴボトルＢは、図１の左上部に配置された出口スターホイール４０に受け渡される。この出口スターホイール４０は、入口スターホイール２０と同形状に形成されたものであり、ベース部１にてその中心部を軸に水平方向に回転している。ローター３０で搬送されてきたＰＥＴボトルＢは、この出口スターホイール４０の周縁に形成された複数の支持部４１…４１に順次受け渡され、搬出部５０にまで搬送している。
【００３９】
この出口スターホイール４０により搬送されているＰＥＴボトルＢＴは、その口部の内部の映像が検査カメラ８０により取り込まれ、傷の有無などが検査されている。検査カメラ８０は、搬送されているＰＥＴボトルＢＴの軌跡の上方に設置されていて、口部の内方に向けられている。この検査についても、検査カメラ８０が映像を取り込むタイミング及び取り込む時間はコントローラによって制御されている。
【００４０】
そして搬出部５０は、出口スターホイール４０の周縁部にて、検査の終了したＰＥＴボトルＢを容器検査装置の外部へ順次搬出している。この搬出部５０には、出口スターホイール４０の周縁部において、搬送用の２本の案内レール５１，５１が平行をなして、接線方向に延びるようにして配置されており、ＰＥＴボトルＢＴはこの案内レール５１，５１に沿って搬送される。
【００４１】
また、搬出部５０には、容器検査装置にて欠陥の認められたＰＥＴボトルＢＴをラインから取り除くための排出装置５３が設けられている。容器検査装置によっていずれかの欠陥の認められたＰＥＴボトルＢＴは、その時点で、この容器検査装置が備えるコントローラにより記憶される。そして、欠陥の認められたＰＥＴボトルＢＴが、この排出装置５３に搬送されると、コントローラからの指令によりそのＰＥＴボトルＢＴが搬出部５０から排出されるように構成されている。一方、欠陥の認められない正常なＰＥＴボトルＢＴは、当該搬出部５０の先方に設けられたエアフローコンベヤにより次工程に搬送される。
【００４２】
上記実施形態では、支持部材１２０に形成された貫通孔１２２をマーカとして使用する例を示したが、マーカの構成はこれに限定されない。また、上記実施形態では、ＰＥＴボトルＢＴが一周以上自転しなかった場合に異常と判定する例を示したが、正常とされる検査範囲は任意に定めることができる。
【００４３】
さらに、上記実施形態では、マーカ（貫通孔）が４回検出された場合に正常と判定し、４回未満であった場合に異常と判定しているが、マーカの検出回数は限定されない。例えば、マーカが１回検出されたか否かによって、正常／異常を判定してもよい。
【００４４】
上記実施形態ではカメラを固定し、容器を回転する例を示したが、容器を固定し撮像手段を回転させてもよいし、容器および撮像手段の両者を回転させてもよい。
【００４５】
なお、容器の材質は限定されず、プラスチック製、ガラス製、金属製の容器を含む。また、容器の用途は限定されず、飲料を含む食品容器、医薬品のための容器等を含む。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の容器検査装置によれば、撮像手段により撮像されるマーカの有無あるいは個数に基づいて容器が所定角度回転されたことを検出するので、容器の回転角度を自動的に検出することができ、したがって、煩雑な作業に頼ることなく被検査領域全体を確実に検査することができる。
【００４７】
また、支持部材が所定の角度にあるときに撮像手段の光軸に沿って貫通する向きとなる貫通孔が形成され、検出手段は貫通孔が撮像手段の光軸に沿って貫通する向きになった回数に基づき、容器が所定角度回転されたことを検出するので、容器の回転角度を自動的に検出することができ、したがって、煩雑な作業に頼ることなく被検査領域全体を確実に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる容器検査装置を示す平面図。
【図２】支持部におけるＰＥＴボトルＢＴの支持方法を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線方向から見た図。
【図３】カメラから出力される映像信号の処理システムを示すブロック図。
【図４】モニタに表示されるカメラによる撮像画像を概念的に示す図。
【符号の説明】
３１支持部（容器回転手段）
７０カメラ（撮像手段）
７３検出装置（検出手段）
７５照明部（照明手段）
１１６ベルト（容器回転手段）
１２０支持部材
１２２貫通孔（マーカ）
ＢＴＰＥＴボトル（容器）

Claims

容器を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像される前記容器を前記撮像手段に対して相対的に回転させる容器回転手段と、
前記容器回転手段により回転される容器を支持しつつ前記容器とともに前記撮像手段に対して相対的に回転する支持部材と、
前記容器が所定角度回転されたことを検出する検出手段と、
を備え、
前記支持部材には前記容器とともに前記撮像手段に対して相対的に回転するマーカが設けられ、
前記検出手段は前記撮像手段により撮像される前記マーカの有無あるいは個数に基づいて前記容器が所定角度回転されたことを検出することを特徴とする容器検査装置。
前記支持部材には、前記支持部材が所定の角度にあるときに前記撮像手段の光軸に沿って貫通する向きとなる貫通孔が形成され、前記貫通孔を前記マーカとして用いることを特徴とする請求項１に記載の容器検査装置。
前記支持部材が前記所定の角度にあるときに前記貫通孔を介して前記撮像手段に光線が入射する位置に照明手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の容器検査装置。
前記照明手段は前記容器を照明するために用いられることを特徴とする請求項３に記載の容器検査装置。
前記容器回転手段は、直立させた前記容器を略水平面内で回転させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の容器検査装置。
前記支持部材は、直立させた容器の開口部を支持することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の容器検査装置。
容器を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像される前記容器を前記撮像手段に対して相対的に回転させる容器回転手段と、
前記容器回転手段により回転される容器を支持しつつ前記容器とともに前記撮像手段に対して相対的に回転する支持部材と、
前記撮像手段により得られた映像に基づいて前記容器が所定角度回転されたことを検出する検出手段と、
を備え、
前記支持部材には、前記支持部材が所定の角度にあるときに前記撮像手段の光軸に沿って貫通する向きとなる貫通孔が形成され、
前記検出手段は前記貫通孔が前記撮像手段の光軸に沿って貫通する向きになった回数に基づき、前記容器が所定角度回転されたことを検出することを特徴とする容器検査装置。