JP5090087B2 - Cap winding angle inspection device for bottle and cap assembly - Google Patents
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Description
本発明は、ボトルとその口部に装着されるキャップから成るボトル・キャップ組立体におけるキャップ巻締め締結状態を検査する検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection device for inspecting a cap tightening fastening state in a bottle and cap assembly comprising a bottle and a cap attached to the mouth of the bottle.
ガラス製或いは合成樹脂製のボトル形状容器と、一旦開封されたものであることを明示するタンパーエビデント機能を有するキャップから成るボトル・キャップ組立体においては、内容物充填後に、キャップがボトルに完全に密封状態に締結されていることが必須であり、この検査方法として、製品の中からいくつかの試料を抜き取り、これを実際に開栓し、開栓トルク、巻締角度等を測定することによって行っていた。 In a bottle and cap assembly consisting of a glass or synthetic resin bottle-shaped container and a cap with a tamper-evident function that clearly indicates that the bottle has been opened, the cap is completely attached to the bottle after filling the contents. It is indispensable to be fastened in a sealed state, and as an inspection method, several samples are taken out from the product, they are actually opened, and the opening torque, winding angle, etc. are measured. Had gone by.
ところで、上記のような方法においては、キャップを実際に開栓してキャップの巻締め角度を測定するため、検査作業が極めて面倒である。このため、キャップ及びボトルのそれぞれにマークを設けておき、これらマークの間隔を分度器で測定し、その角度からキャップ巻締め状態を検査する方法が提案されている(特許文献1参照)。 By the way, in the method as described above, since the cap is actually opened and the tightening angle of the cap is measured, the inspection work is extremely troublesome. For this reason, a method has been proposed in which marks are provided on each of the cap and the bottle, the interval between these marks is measured with a protractor, and the cap winding state is inspected from the angle (see Patent Document 1).
また、ボトル及びキャップのそれぞれにマークが設けられているボトル・キャップ組立体の中心垂直軸上方に一台のカメラを配置し、上方からボトル・キャップ組立体を撮影し、得られた画像を極座標に展開し、ボトルマークとキャップマークとの間隔を該極座標から読取り、読取られた角度からキャップの巻締め状態を検査する検査装置も提案されている(特許文献2,3参照)。 In addition, one camera is placed above the center vertical axis of the bottle and cap assembly where marks are provided on each bottle and cap, the bottle and cap assembly are photographed from above, and the resulting image is polar coordinates. An inspection apparatus has also been proposed in which the distance between the bottle mark and the cap mark is read from the polar coordinates, and the state of tightening of the cap is inspected from the read angle (see Patent Documents 2 and 3).
しかしながら、特許文献1に開示されている検査方法は、キャップを開栓することなくキャップの巻締め状態を検査することができるという利点を有しているものの、分度器による目視測定であるため、測定精度が低く、また、測定者の個人差もあり、また、作業が煩雑になるという問題がある。 However, although the inspection method disclosed in Patent Document 1 has the advantage of being able to inspect the tightened state of the cap without opening the cap, it is a visual measurement using a protractor, so There is a problem that accuracy is low, there are individual differences among measurers, and work is complicated.
一方、特許文献2,3に開示されている検査装置は、特許文献1と同様にキャップを開栓することなく巻締め状態を検査することができ、しかも測定精度も高いが、全数検査用として開発されたものであり、複雑なレンズの組合せと特殊照明を必要とする特殊な光学系が必要であるため極めて高価であり、抜き取り検査用としてはコストダウンが求められる。
On the other hand, the inspection devices disclosed in
従って本発明の目的は、キャップを開栓することなく、極めて容易に且つ精度よくキャップの巻締め状態を検査することができ、しかも極めて安価であり、特に抜き取り検査用として好適に使用される検査装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to inspect the tightened state of the cap very easily and accurately without opening the cap, and is extremely inexpensive, and is particularly suitable for sampling inspection. To provide an apparatus.
本発明によれば、ボトルに設けられたボトルマークと、キャップに設けられたキャップマークとの位置関係を検出することにより、ボトルとキャップとの巻締状態を検出する検査装置において、
ボトルの口部にキャップが巻き締められたボトル・キャップ組立体の上方に、該ボトル・キャップ組立体の垂直中心軸から外れた位置に配置され且つ該垂直中心軸を中心として公転可能に配置されたカメラを備え、
前記カメラによりボトル・キャップ組立体を斜め上方から撮影しながら該カメラを少なくとも360度公転させて、前記ボトル・キャップ組立体の1周分の像を撮影し、
前記カメラにより撮影された画像中のキャップマーク像とボトルマーク像の位置から、キャップマーク像を撮像したときのカメラの位置とボトルマーク像を撮像したときのカメラの位置とを、ボトルマークとキャップマークとの相対位置として検出し、これら相対位置に対応するカメラの移動角度をキャップの巻き締め角度として検出することを特徴とする検査装置が提供される。
According to the present invention, in the inspection apparatus for detecting the tightening state of the bottle and the cap by detecting the positional relationship between the bottle mark provided on the bottle and the cap mark provided on the cap.
The bottle cap assembly is disposed above the bottle cap assembly in which the cap is wound around the mouth of the bottle. The bottle cap assembly is disposed at a position away from the vertical center axis of the bottle cap assembly and revolved about the vertical center axis. Equipped with a camera
While taking an image of the bottle and cap assembly from above obliquely with the camera, the camera is revolved at least 360 degrees to take an image of one round of the bottle and cap assembly,
From the position of the cap mark image and the bottle mark image in the image photographed by the camera, the position of the camera when the cap mark image is captured and the position of the camera when the bottle mark image is captured are represented by the bottle mark and the cap. An inspection apparatus is provided that detects a relative position with respect to a mark and detects a moving angle of a camera corresponding to the relative position as a tightening angle of the cap .
本発明の検査装置においては、
(1)前記ボトル・キャップ組立体の上方に照明装置が配置され、該照明装置により該ボトル・キャップ組立体を照明しながら且つ該照明装置の周囲を回るように前記カメラが公転して撮影が行われること、
(2)気流吹き付け装置が前記カメラに取り付けられており、該気流吹き付け装置を該カメラと一体に公転させて前記ボトル・キャップ組立体に気流を吹き付けながら前記カメラによる撮影が行われること、
が好適である。
In the inspection apparatus of the present invention,
(1) An illumination device is arranged above the bottle and cap assembly, and the camera revolves around the illumination device while illuminating the bottle and cap assembly with the illumination device, and photographing is performed. What happens,
(2) An airflow spraying device is attached to the camera, and the airflow spraying device is revolved integrally with the camera, and photographing with the camera is performed while airflow is sprayed on the bottle cap assembly.
Is preferred.
本発明の検査装置では、カメラをボトル・キャップ組立体の垂直中心軸から外れた位置に配置し、このカメラを、該垂直中心軸を中心として公転させながら、斜め上方からボトル・キャップ組立体を撮影し、撮影された像からキャップマークとボトルマークの相対位置を把握し、この相対位置からキャップの巻締角度が検出される。従って、キャップマーク及びボトルマークをカメラ画像に取り込むために、特殊な光学系を必要とせず、装置コストを大幅に低減させることができる。例えば、ボトル・キャップ組立体の垂直中心軸上方に一台のカメラを配置して撮影を行う場合には、ボトルマークがキャップで覆われてしまい、真上から観察しにくいため、特殊な光学系を使用してボトルマークをカメラ画像に取り込む必要があるが、本発明では、斜め上方から撮影するため、特殊な光学系を用いることなく、ボトルマークをカメラ画像に取り込むことができる。 In the inspection apparatus of the present invention, the camera is arranged at a position off the vertical center axis of the bottle cap assembly, and the bottle cap assembly is tilted from above while revolving around the vertical center axis. The relative position between the cap mark and the bottle mark is grasped from the photographed image, and the winding angle of the cap is detected from this relative position. Therefore, no special optical system is required to capture the cap mark and the bottle mark in the camera image, and the apparatus cost can be greatly reduced. For example, when shooting with one camera placed above the vertical center axis of the bottle and cap assembly, the bottle mark is covered with a cap, making it difficult to observe from directly above, so a special optical system However, in the present invention, since the image is taken from obliquely above, the bottle mark can be captured in the camera image without using a special optical system.
また、キャップマークとボトルマークとの相対位置からキャップの巻締角度を検出するため、検査に際してキャップをボトルから開栓する必要が無く、検査を極めて容易に行うことができる。 Moreover, since the winding angle of the cap is detected from the relative position between the cap mark and the bottle mark, it is not necessary to open the cap from the bottle at the time of inspection, and the inspection can be performed very easily.
さらに、本発明の検査装置においては、キャップマークとボトルマークとの相対位置は、キャップマーク及びボトルマークを撮影したときのカメラの位置から検出することができ、当該相対位置に対応するカメラの移動角度をパルスカウントにより算出し、この移動角度をキャップの巻締角度として検出することができる。 Furthermore, in the inspection apparatus of the present invention, the relative position between the cap mark and the bottle mark can be detected from the position of the camera when the cap mark and the bottle mark are photographed, and the camera moves corresponding to the relative position. the angle is calculated by the pulse count, Ru can detect the movement angle as seaming angle of the cap.
本発明の検査装置は、ボトル・キャップ組立体の斜め上方に配置された一台のカメラを公転させるため、特に量産されたボトル・キャップ組立体の抜き取り検査用として好適に使用される。 The inspection apparatus of the present invention revolves a single camera disposed obliquely above the bottle and cap assembly, and is therefore preferably used for sampling inspection of a bottle cap assembly that has been mass-produced.
本発明を、以下、添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の検査装置を、ボトル・キャップ組立体と共に示す概略図であり、
図2は、ボトルに装着されるキャップの構造を示す図であり、(A)は半断面半側面図、(B)は平面図であり、
図3は、キャップが装着されるボトルの口部を示す側面図である。
図4は、カメラにより撮影され、モニターに写し出されたボトル・キャップ組立体の像を示す図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an inspection apparatus according to the present invention together with a bottle cap assembly.
FIG. 2 is a view showing a structure of a cap attached to a bottle, (A) is a half cross-sectional half side view, (B) is a plan view,
FIG. 3 is a side view showing the mouth of a bottle to which a cap is attached.
FIG. 4 is a view showing an image of the bottle cap assembly taken by the camera and projected on the monitor.
図1において、本発明の検査装置においては、検査すべきボトル・キャップ組立体1の垂直中心軸Lの上方に、該中心軸Lから外れるようにして一台のカメラ3が配置されており、このカメラ3は、上記の垂直中心軸Lを中心として自転するターンテーブル5に取り付けられており、垂直中心軸Lを中心として公転し得るようになっている。
In FIG. 1, in the inspection apparatus of the present invention, a
また、上記のターンテーブル5の下方には、LED等の照明装置7が配置されており、この照明装置7によってボトル・キャップ組立体1を照明しながら、カメラ3を、照明装置7の周囲を回るようにして垂直中心軸Lを中心として公転させながら、ボトル・キャップ組立体1を撮影し、撮影されたカメラ像からキャップの巻締め状態を検査するものである。
An
尚、検査すべきボトル・キャップ組立体1は、搬送ベルト10によって搬送され、所定位置に到達したときにストッパー11が動作し且つ搬送ベルト10の駆動が停止することにより、その垂直中心軸Lがカメラ3の公転軸に合致する位置に保持されるようになっている。
The bottle cap assembly 1 to be inspected is transported by the
また、カメラ3には、ケーブル50を介して、画像処理装置(画像処理コンピュータ)51及び画像データ及び検査結果を表示するためのモニター53を備えたコンピュター55が接続されている。
The
図2を参照して、ボトル・キャップ組立体1に巻締められているキャップ(全体として20で示す)は、頂板部21及び頂板部21の周縁から垂下するスカート部22から成っており、スカート部22の下端には、タンパーエビデント(TE)バンド23が弱化部24を介して設けられている。頂板部21の内面には、ライナー材25が形成され、ライナー材25の外周部が、後述するボトル口部の上端と密着して密封性を高めるようになっている。また、スカート部22の外面には把持しやすいようにローレット26が設けられ、内面にはボトル口部に設けられたネジと螺合するネジ部27が形成されている。更に、TEバンド23の内面には、後述するボトルのビードと係合してTEバンド23を固定するためのフラップ片28が設けられている。
Referring to FIG. 2, a cap (denoted as a whole by 20) wound around the bottle cap assembly 1 includes a
このようなキャップ20の頂板部21の周縁部にはネジ部27のネジ始端部27aに対応した位置に凹部からなるキャップマーク29が形成されており、このキャップマーク29の位置から前述したボトル・キャップ組立体1におけるキャップの巻締め状態が検査されるようになっている。
尚、このキャップマーク29は、スカート部22の上端部に設けられていてもよい。
A
The
また、図3を参照して、ボトル・キャップ組立体1におけるボトルの口部(図3において30で示す)は、図示していないが、通常のボトルと同様に、肩部、胴部、および底部に一体に接続されており、口部30の外面側には、前述したキャップ20と螺合してボトルを密封するためのネジ部31が形成されており、ネジ部31の下方にはキャップ20のTEバンド23のフラップ片28と係合する段差部33が形成されている。また段差部33の下側には充填や密封の際ボトルを保持するためのサポートリング35が形成されている。このサポートリング35は、キャップ20或いはTEバンド23の下端の最も大きい外径部分にほぼ匹敵するか或いはそれよりも大きい外径を有している。
Further, referring to FIG. 3, a bottle mouth portion (indicated by 30 in FIG. 3) in the bottle cap assembly 1 is not shown, but like a normal bottle, a shoulder portion, a trunk portion, and A
上記で説明したように、キャップ20の頂板部21(或いはスカート部22等)にキャップマーク29が設けられているが、ボトルの首部30のサポートリング35には、ネジ部31のネジ始端部32に対応した位置に切欠き部からなるボトルマーク37が設けられる。即ち、本発明においては、前述したカメラ3によりボトル・キャップ組立体1を撮影し、撮影されたカメラ画像からキャップマーク29とボトルマーク37との相対位置を検出し、この相対位置からキャップの巻締め状態を判定するものである。
As described above, the
従って、上述したキャップマーク29及びボトルマーク37の位置は、上方に配置されたカメラ3を、ボトル・キャップ組立体1の垂直中心軸Lの周りに360度公転させたときに明瞭に撮影されるような位置にあればよく、種々の位置に配置することができるが、一般的には、キャップ20が適正に巻締められたときのキャップマーク29とボトルマーク37との相対位置が常に一定の範囲内となるように、例えば、キャップマーク29は、図2に示されているようにスカート部22内面に設けられたネジ部27の下端の始端部27a(即ち、ボトルとの螺合開始位置)に対応させ、ボトルマーク37は、図3に示されているように、ボトルのネジ部31の始端部32に対応するようにサポートリング35の外周部に設けられる。
Therefore, the positions of the
即ち、上記のようにキャップマーク29及びボトルマーク37を設け、キャップマーク29とボトルマーク37との相対位置を検出し、これら相対位置に対応するカメラの移動角度からキャップの巻締め角度を検出することにより、適正にキャップ20が巻締められたときのキャップの巻締め角度と比較して巻締め状態が適正か否かを検査するわけである。
That is, the
上記のような検査において、本発明では、照明装置7による照明下で、カメラ3をボトル・キャップ組立体1の垂直中心軸Lの周りに360度公転させながらボトル・キャップ組立体1の1周分の像を斜め上方から撮影する。
In the inspection as described above, according to the present invention, one turn of the bottle cap assembly 1 is performed while revolving 360 degrees around the vertical center axis L of the bottle cap assembly 1 under illumination by the
即ち、カメラ3を駆動回転させる上記のように撮影されたボトル・キャップ組立体1の一周分の画像データから、キャップマーク29の像を撮像したときのカメラ3の位置と、ボトルマーク37の像を撮像したときのカメラ3の位置とをボトルマーク37とキャップマーク29との相対位置として検出し、この相対位置に対応するカメラ3の移動角度によりキャップ20の巻締め角度を検出すればよいのである。
That is, the position of the
より具体的に説明すると、例えば、モニター53に写し出されたカメラ像を示す図4において、ボトルマーク37が所定位置Xに達している時点でのカメラ像(a)を撮影したときのカメラ3の位置と、キャップマーク29が所定位置Xに達している時点でのカメラ像(b)を撮影したときのカメラ3の位置とから、この相対位置に対応するカメラ3の移動角度を検出する。この移動角度は、カメラ3(ターンテーブル5)の駆動モータのパルスカウントにより、容易に検出することができる。即ち、画像データと共に、撮影開始時からのパルスカウントデータを画像処理装置51(コンピュータ55)に送信し、減数演算により上記のカメラ3の位置間隔に相当するパルス数を算出し、このパルス数をカメラ3の回転中心(ボトル・キャップ組立体1の垂直中心軸)に対する角度に換算することにより、カメラ3の移動角度、即ち、キャップマーク29の巻締め角度を算出することができる。
More specifically, for example, in FIG. 4 showing a camera image projected on the
従って、上記で算出されたキャップマーク29の巻締め角度が、予め設定されている適正な巻締め角度(±α)以内であれば、キャップの巻締めが正常であるとの検査結果がモニター53に表示され、適正な巻締め角度(±α)の範囲外であるときには、巻締め過多或いは巻締め不足などの巻締め不良との検査結果がモニター53に表示されることとなる。
Accordingly, if the calculated tightening angle of the
また、カメラ3により撮影されたボトル・キャップ組立体1の一周分(360度)の画像データを画像処理装置に取り込み、この取り込まれた画像データを展開してモニターで表示する。この展開画像からボトルマーク37とキャップマーク29との相対位置を検出し、この相対位置を角度に換算してキャップの巻締め角度を検出することもできる。
Further, the image data for one round (360 degrees) of the bottle cap assembly 1 photographed by the
このようにして、本発明によれば、ボトル・キャップ組立体1からキャップ20を開栓することなく、キャップ20の巻締め状態を高精度で検査することが可能となる。
Thus, according to the present invention, it is possible to inspect the tightening state of the
また、上述した本発明の検査装置においては、図1に示されているように、上記のカメラ3と一体に公転し得るように、気流吹き付けノズル57がカメラ3に取り付けられていることが好適である。即ち、ボトル・キャップ組立体1に水滴などが付着していると、ボトルマーク37やキャップマーク29の像が不鮮明になることがあるが、上記のように気流吹き付けノズル57を設け、エアーをボトル・キャップ組立体1に吹き付けながらカメラ3による撮像を行えば、水滴等が除去されるため、ボトルマーク37やキャップマーク29の鮮明な像が得られ、常に正確な検査を行うことが可能となる。
Further, in the above-described inspection apparatus of the present invention, it is preferable that the
また、上述したカメラ3の傾斜角度や垂直中心軸Lからの距離或いはカメラ3とボトル・キャップ組立体1との間隔等は、ボトル・キャップ組立体1のボトルマーク37及びキャップマーク29が鮮明に映し出されるように、カメラ3の焦点距離やボトル・キャップ組立体1(キャップ)の大きさに応じて、適宜設定されればよい。
Further, the
本発明の検査装置は、抜き取り検査用として使用され、全数検査用の装置として、高価なプリズム等を使用する必要が無く、大幅なコストダウンを図ることが出来る。 The inspection apparatus of the present invention is used for sampling inspection, and it is not necessary to use an expensive prism or the like as an apparatus for 100% inspection, and the cost can be greatly reduced.
1:ボトル・キャップ組立体
3:カメラ
7:照明装置
20:キャップ
29:キャップマーク
30:ボトル口部
35:サポートリング
37:ボトルマーク
57:気流吹き付けノズル
1: Bottle cap assembly 3: Camera 7: Lighting device 20: Cap 29: Cap mark 30: Bottle mouth 35: Support ring 37: Bottle mark 57: Airflow spray nozzle
Claims (3)
ボトルの口部にキャップが巻き締められたボトル・キャップ組立体の上方に、該ボトル・キャップ組立体の垂直中心軸から外れた位置に配置され且つ該垂直中心軸を中心として公転可能に配置されたカメラを備え、
前記カメラによりボトル・キャップ組立体を斜め上方から撮影しながら該カメラを少なくとも360度公転させて、前記ボトル・キャップ組立体の1周分の像を撮影し、
前記カメラにより撮影された画像中のキャップマーク像とボトルマーク像の位置から、キャップマーク像を撮像したときのカメラの位置とボトルマーク像を撮像したときのカメラの位置とを、ボトルマークとキャップマークとの相対位置として検出し、これら相対位置に対応するカメラの移動角度をキャップの巻き締め角度として検出することを特徴とする検査装置。 In the inspection apparatus for detecting the tightening state of the bottle and the cap by detecting the positional relationship between the bottle mark provided on the bottle and the cap mark provided on the cap,
The bottle cap assembly is disposed above the bottle cap assembly in which the cap is wound around the mouth of the bottle. The bottle cap assembly is disposed at a position away from the vertical center axis of the bottle cap assembly and revolved about the vertical center axis. Equipped with a camera
While taking an image of the bottle and cap assembly from above obliquely with the camera, the camera is revolved at least 360 degrees to take an image of one round of the bottle and cap assembly,
From the position of the cap mark image and the bottle mark image in the image photographed by the camera, the position of the camera when the cap mark image is captured and the position of the camera when the bottle mark image is captured are represented by the bottle mark and the cap. An inspection apparatus which detects a relative position with respect to a mark and detects a moving angle of a camera corresponding to the relative position as a tightening angle of the cap .
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