JP7284361B1 - 金属缶外観検査装置、及び、金属缶外観検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
その他の手段は、後記する。
以下、図1を参照して、本実施形態に係る金属缶外観検査装置100の全体構成について説明する。図1は、本実施形態に係る金属缶外観検査装置100の概略構成図である。
以下、図2を参照して、画像処理装置15の構成について説明する。図2は、画像処理装置15の構成図である。
画像メモリ22は、デジタル入力変換部21で取得された巻締上端のリング状画像SG12を記憶する構成要素である。
辞書メモリ25は、プルトップ辞書設定部24によって設定されたプルトップの径や形状等に関する辞書データを記憶する構成要素である。
不良閾値メモリ27は、不良判定閾値設定部26によって設定された不良判定用の閾値を記憶する構成要素である。
ノイズ閾値メモリ29は、ノイズ除去用の閾値を記憶する構成要素である。
巻締不良判定演算部31は、巻締上端のリング状画像SG12に基づいて巻締部61の不良の有無を判定する構成要素である。巻締不良判定演算部31は、巻締部61の不良の有無を判定した結果(合否結果49)を排出機16や図示せぬ表示装置等に出力する。
計測判定方法切替部32は、不良部の有無の検査に用いる検査部を切り替える構成要素である。
ノイズ除去閾値設定部28は、画像計測演算処理部23で計測される巻締部61のリング状画像の計測寸法に対してノイズとして除去する閾値(ノイズ除去用の閾値)の限界値を設定し、ノイズ閾値メモリ29に記憶する。
ノイズ除去演算部30は、画像計測演算処理部23で計測した値とノイズ閾値メモリ29との値を比較し、ノイズデータを判別し除去する。
不良判定閾値設定部26は、ノイズ除去後の有効データに対して良否判定の限界値を設定し、不良閾値メモリ27に記憶する。
巻締不良判定演算部31は、ノイズ除去後の有効データと不良閾値メモリ27との値を比較し合否(良否)判別して、合否(良否)結果を排出機16や図示せぬ表示装置等に出力する。
T寸法変化量検査部42は、巻締部61の全周でのT寸法(図5)の変化量を検査する構成要素である。
シーミングパネル傷検査部43は、シーミングパネル64(図5参照)の傷を検査する構成要素である。
プルトップ形状寸法検査部44は、プルトップの形状を検査する構成要素である。
座屈特徴検査部45は、金属缶60の座屈を検査する構成要素である。
内圧特徴検査部46は、金属缶60の内圧による歪み等の特徴を検査する構成要素である。
シーミングパネル変化量検査部47は、シーミングパネル64(図5参照)の全周でのT寸法(図5)の変化量を検査する構成要素である。
スリップ特徴検査部48は、金属缶60のスリップ不良の特徴を検査する構成要素である。
以下、図3Aと図3Bを参照して、リング型照明装置12の構成について説明する。図3Aと図3Bは、それぞれ、リング型照明装置12の説明図である。
以下、図3Cと図3Dを参照して、テレビカメラ14で撮影される巻締部61の撮影画像について説明する。図3Cは、巻締部61の撮影画像I11の説明図である。図3Dは、巻締部61の撮影画像I11の部分拡大図である。図3Dは、図3Cに示す部位R11の構成を拡大して示している。図3Cに示すように、巻締部61の撮影画像(巻締上端の撮影画像)は、輝点二重リング50(図3D参照)を有するリング状画像となっている。図3Dに示すように、輝点二重リング50は、暗点リング部51を挟んで、外側に外リング部50aが配され、内側に内リング部50bが配された構成になっている。暗点リング部51は、図5に示すシーミングパネル64(非反射部)に対応する部位であり、外リング部50a及び内リング部50bよりも暗くなっている。外リング部50aは、図5に示すシーミングウォール・ラジアス部63(反射部)に対応する部位であり、暗点リング部51よりも明るくなっている。内リング部50bは、図5に示すシーミングパネル・ラジアス部65(反射部)に対応する部位であり、暗点リング部51よりも明るくなっている。外リング部50aと内リング部50bの明るさは、ほぼ同じである。
以下、図4Aから図4Dを参照して、金属缶60の不良について説明する。
図4Aは、舌だし不良部E11の説明図である。舌だし不良部E11は、金属缶60のボディがはみ出している不良部である。
図4Bは、足だし不良部E12の説明図である。足だし不良部E12は、金属缶60の蓋がはみ出している不良部である。
図4Cは、疑似巻締不良部E13の説明図である。疑似巻締不良部E13は、金属缶60の巻締部61の締めが不十分な不良部である。
図4Dは、スリップ不良部E14の説明図である。スリップ不良部E14は、巻締機の調整バランスが狂うことで発生する不良部であり、例えば、巻締機の保持手段に対して金属缶60がスリップしてしまうことで、金属缶60に傷(スリップ摺擦痕)が付いている不良部である。
以下、図5及び図6を参照して、金属缶60の断面構造について説明する。図5と図6は、それぞれ、巻締部61の断面構造の説明図である。
以下、図7及び図8を参照して、舌だし不良部E11(図4A)と足だし不良部E12(図4B)と疑似巻締不良部E13(図4C)を検査する場合の金属缶外観検査装置100の動作について説明する。図7は、舌だし不良が発生している巻締部61の撮影画像の説明図である。図8は、T寸法変化量に基づいて、舌だし不良、足だし不良、疑似巻締不良を検査する場合の動作を示すフローチャートである。舌だし不良、足だし不良、疑似巻締不良は、金属缶60の一部位に単発的に発生する不良であるので、金属缶60のT寸法やシーミングパネル64の幅等の微小変化を検出することで、検査することができる。
(1)不良部のΔdが大きい。
(2)不良部と非不良部から算出されるΔDIFが大きい。
ΔDIF=|Δdn-Δd(n+m)| …(1)
ΔDIFa=|Δdan-Δda(n+m)| …(2)
以下、図10A及び図10B、並びに、図11を参照して、スリップ不良部E14(図4D)を検査する場合の金属缶外観検査装置100の動作について説明する。図10Aは、スリップ不良が発生している巻締部61の撮影画像I12の説明図である。図10Bは、スリップ不良が発生している巻締部61の撮影画像I12の部分拡大図である。図11は、スリップ不良を検査する場合の動作を示すフローチャートである。スリップ不良は、金属缶60の円周方向に長尺に亘って発生する不良である。このようなスリップ不良は、金属缶60のT寸法やシーミングパネル64の幅等の微小変化を検出する手法では、正常品のばらつきに埋没してしまうため、検査することができない。つまり、スリップ不良は、図8及び図9に示すフローの処理では、検査することができない。そこで、金属缶外観検査装置100は、以下に説明する処理を行うことで、スリップ不良の検査を行う。
・輝点二重リング50の外リング部50a及び内リング部50bのいずれか一方又は双方の円弧の輪郭に歪みがある。
ΔDIF[(11+n)/2]=|PP[(11+n)/2]-P[((11+n)/2]|
金属缶外観検査装置100は、舌だし不良、足だし不良、疑似巻締不良等の、シーミングウォール・ラジアス部63(図5)とシーミングパネル・ラジアス部65(図5)とに顕著な特徴が現れる巻締不良に対して、図8に示すフローの処理又は図9に示すフローの処理を行うことにより検出する。また、金属缶外観検査装置100は、金属缶60の円周方向に長尺に亘って発生するスリップ不良に対して、図11に示すフローの処理を行うことにより検出する。ここで、図12Aから図15Cに、一例として、良品(正常品)、舌だし不良、足だし不良、スリップ不良の特徴グラフを示す。図12Aから図12Cは、それぞれ、良品の計測分布グラフ図である。図13Aから図13Cは、それぞれ、舌だし不良の計測分布グラフ図である。図14Aから図14Cは、それぞれ、足だし不良の計測分布グラフ図である。図15Aから図15Cは、それぞれ、スリップ不良の計測分布グラフ図である。
図13Bは、舌だし不良品の巻締部61の全周における測定幅差と巻締幅の計測分布グラフ図である。
図13Cは、舌だし不良品の巻締部61の全周における外エッジと内エッジの計測分布グラフ図である。
図14Bは、足だし不良品の巻締部61の全周における測定幅差と巻締幅の計測分布グラフ図である。
図14Cは、足だし不良品の巻締部61の全周における外エッジと内エッジの計測分布グラフ図である。
図15Bは、スリップ不良品の巻締部61の全周における測定幅差と巻締幅の計測分布グラフ図である。
図15Cは、スリップ不良品の巻締部61の全周における外エッジと内エッジの計測分布グラフ図である。
図3Aに示すように、金属缶外観検査装置100のテレビカメラ14は、シーミングウォール・ラジアス部63(図5参照)の反射光を十分に撮影可能な高さ(例えば、200~800mmの高さ)に設置されている。そのため、図16A及び図16Bに示すように、金属缶外観検査装置100は、缶径違いの品種(例えば204径蓋と202径蓋)に拘わらず、1台のテレビカメラ14で撮影した撮影画像に基づいて巻締部61の不良を検査することができる。図16A及び図16Bは、それぞれ、缶径違いの撮影画像の説明図である。図16Aは、204径蓋の金属缶60の巻締部61の撮影画像I21を示している。一方、図16Bは、202径蓋の金属缶60の巻締部61の撮影画像I22を示している。
(1)図1と図2に示すように、本実施形態に係る金属缶外観検査装置100は、リング型照明装置12と、テレビカメラ14と、デジタル入力変換部21と、シーミングパネル変化量検査部47と、を備える。テレビカメラ14は、リング型照明装置12の中心と同軸上に配置され、かつ、リング型照明装置12からの照明光による巻締上端の反射画像を撮影する。デジタル入力変換部21は、テレビカメラ14で撮影した画像をデジタル多階調画像に変換して巻締上端のリング状画像を取得する。シーミングパネル変化量検査部47は、リング状画像の輝点二重リングの乱れ及びシーミングパネル部暗点リングの乱れを計測することにより、舌だし不良、足だし不良、疑似巻締不良を検出する。
12 リング型照明装置(照明装置)
14 テレビカメラ(カメラ)
15 画像処理装置
21 デジタル入力変換部
22 画像メモリ
23 画像計測演算処理部
31 巻締不良判定演算部
32 計測判定方法切替部
47 シーミングパネル変化量検査部
48 スリップ特徴検査部
50 輝点二重リング
50a 外リング部
50b 内リング部
51 暗点リング部
60 金属缶
61 巻締部
62 シーミングウォール(非反射部)
63 シーミングウォール・ラジアス部(反射部)
64 シーミングパネル(非反射部)
65 シーミングパネル・ラジアス部(反射部)
66 チャックウォール
67 カウンターシンク
68a,68b 反射輝点部
69 暗点部
100 金属缶外観検査装置
E11 舌だし不良部
E12 足だし不良部
E13 疑似巻締不良部
E14 スリップ不良部
P1,P2a 最外エッジ座標
P1a,P2 最内エッジ座標
P11,P12,P13,P14,P15 座標(実点)
PP13 仮想上の円弧座標(円弧仮想点)
t 缶巻締厚さ(T寸法)
Δd,Δd1,Δdn 撮像エッジ間隔
ΔDIF T寸法変化量
ΔDIFa T寸法変化量
ΔDIF[(11+n)/2] 誤差寸法
MAXΔDIF 最大誤差寸法
Claims (7)
- リング型の形状を呈する照明装置と、
前記照明装置の中心と同軸上に配置され、かつ、前記照明装置からの照明光による巻締上端の反射画像を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影した画像をデジタル多階調画像に変換して巻締上端のリング状画像を取得するデジタル入力変換部と、
前記リング状画像の輝点二重リングの乱れ及びシーミングパネル部暗点リングの乱れを計測することにより、舌だし不良、足だし不良、疑似巻締不良を検出するシーミングパネル変化量検査部と、を備える、
ことを特徴とする金属缶外観検査装置。 - リング型の形状を呈する照明装置と、
前記照明装置の中心と同軸上に配置され、かつ、前記照明装置からの照明光による巻締上端の反射画像を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影した画像をデジタル多階調画像に変換して巻締上端のリング状画像を取得するデジタル入力変換部と、
前記リング状画像の輝点二重リングのエッジ座標から計算される円弧仮想点と実点の誤差を判定することにより、スリップ不良を検出するスリップ特徴検査部と、を備える、
ことを特徴とする金属缶外観検査装置。 - 請求項2に記載の金属缶外観検査装置において、
前記リング状画像の輝点二重リングの乱れ及びシーミングパネル部暗点リングの乱れを計測することにより、舌だし不良、足だし不良、疑似巻締不良を検出するシーミングパネル変化量検査部を備える、
ことを特徴とする金属缶外観検査装置。 - 請求項3に記載の金属缶外観検査装置において、
前記舌だし不良と前記足だし不良と前記疑似巻締不良と前記スリップ不良の検出に使用する画像を撮影するカメラが1台である、
ことを特徴とする金属缶外観検査装置。 - リング型の形状を呈する照明装置からの照明光による巻締上端の反射画像を前記照明装置の中心と同軸上に配置したカメラで撮影する工程と、
前記カメラで撮影した画像をデジタル多階調画像に変換して巻締上端のリング状画像を取得する工程と、
前記リング状画像の輝点二重リングの乱れ及びシーミングパネル部暗点リングの乱れを計測することにより、舌だし不良、足だし不良、疑似巻締不良を検出する工程と、を含む、
ことを特徴とする金属缶外観検査方法。 - リング型の形状を呈する照明装置からの照明光による巻締上端の反射画像を前記照明装置の中心と同軸上に配置したカメラで撮影する工程と、
前記カメラで撮影した画像をデジタル多階調画像に変換して巻締上端のリング状画像を取得する工程と、
前記リング状画像の輝点二重リングのエッジ座標から計算される円弧仮想点と実点の誤差を判定することにより、スリップ不良を検出する工程と、を含む、
ことを特徴とする金属缶外観検査方法。 - 請求項6に記載の金属缶外観検査方法において、
前記リング状画像の輝点二重リングの乱れ及びシーミングパネル部暗点リングの乱れを計測することにより、舌だし不良、足だし不良、疑似巻締不良を検出する工程、を含む、
ことを特徴とする金属缶外観検査方法。
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