JP7469935B2 - ボトル缶のねじ部検査方法及びボトル缶のねじ部検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボトル缶のねじ部検査方法及びボトル缶のねじ部検査装置に関する。

飲料等の内容物が充填される容器として、雄ねじを有する口金部にキャップが螺着されるアルミニウム合金製のボトル形状の缶が知られている。このボトル缶は、アルミニウム合金板を絞り加工およびしごき加工（ＤＩ成形）により底板と円筒状側面とが一体である有底円筒体に成形した後、開口部にいわゆるネックイン加工を施して肩部および口金部を形成し、この口金部にねじ成形加工やカール部形成加工等を施すことにより製造される。

このようなボトル缶に取り付けられるキャップは、ボトル缶に取り付けられる前の状態では周壁がストレートの円筒状に形成されており、ボトル缶の口金部に被せられた後、その口金部に形成されているねじ部を倣うようにして成形されることにより、ねじ加工されながら密封される。したがって、ボトル缶のねじ部の形状は、その後に取り付けられるキャップのねじ部の形状をも規制することになる。

このため、ボトル缶のねじ部は、ねじ始まり部の位置及びねじ終端部の位置が正確であること、ねじ部のリード角が一定であること、ねじ部に曲がり等の変形がなく直線性に優れること等が開栓性を安定させるために重要であるとともに、これらに異常があるボトル缶は、これを検査工程で検出して欠陥品として確実に排除することが求められる。
このようなボトル缶のねじ部を検査する方法として、例えば特許文献１には、ボトル缶を背部からの照明により撮像してボトル缶の輪郭線を補捉し、その輪郭線に基づいてボトル缶の開口部天面を基準計測線として設定し、基準計測線を基準としてボトル缶のねじ部の寸法を測定する方法が記載されている。具体的には、ねじ部に検出領域を設定し、画像信号の変化（輝度の変化）を検出して、検出領域の輪郭線を捕捉する。そして、この輪郭線のうち、最も外方に突出する点を検出するとともに、最も内方に位置する点を検出し、これら各点とのＸ座標値の差を演算してねじ山の高さを算出している。

特開２００３－２５４７２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、ねじ山の高さを算出することができるものの、ねじ山の形状については測定できない。このため、ねじ山の高さが規定の寸法であったとしても、例えば、ねじのすそ野が変形していると、キャップ材を被せてボトル缶を封止する際に、キャップ材がねじ部に強固に固定されすぎて開封できない、又は、キャップ材のねじ部への固定が緩くなりボトル缶を適切に封止できない場合がある。このため、ねじ山の形状を測定できるボトル缶のねじ部検査方法及び検査装置が望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ねじ部のねじ山の形状を測定できるボトル缶のねじ部検査方法及びボトル缶のねじ部検査装置を提供することを目的とする。

本発明のボトル缶のねじ部検査方法は、ボトル缶のねじ部を背部からの照明により撮像して前記ねじ部の撮像画像を取得する撮像ステップと、前記ねじ部の撮像画像から生成した判定用画像データにおける山部の画像データを缶軸に直交する直線により第１領域及び第２領域の２つの領域に分け、前記第１領域と前記第２領域とを比較して前記ボトル缶が不良品であるか否かを判定する判定ステップと、を備える。

本発明では、山部の画像データを第１領域及び第２領域の２つの領域に分け、これら第１領域及び第２領域を比較して、山部が上下対称であるか否かを判定することにより、ボトル缶が不良品であるか否かを判定できる。このため、ボトル缶の不良を容易に判定できる。
なお、第１領域及び第２領域の判定方法については、第１領域と第２領域との差分画像や、第１領域と第２領域との面積比率、山部の画像データにおける第１領域の傾斜面と第２領域の傾斜面との缶軸に対する傾斜角度等を比較することにより、第１領域及び第２領域が上下対称であるか否かを判定すればよい。さらに、山部の画像データを第１領域及び第２領域に分けるための直線は、山部の画像データの重心を通る重心線のほか、山部の画像データの頂点を通る直線等を例示できる。
また、撮像ステップによるねじ部の撮像は、ボトル缶を回転させて複数個所で実行してもよく、この場合、複数個所ごとのねじ部の撮像画像について上記判定処理を実行すればよい。

本発明のボトル缶のねじ部検査方法の好ましい態様としては、前記判定用画像データにおける谷部の画像データの最深点から半径方向外側に所定距離オフセットした位置で缶軸に平行な直線により切り出して前記山部の画像データを得る画像切り出しステップを有するとよい。

ここで、判定用画像データにおける谷部の画像データの最深点として、最も径方向内側に位置する座標を取得するので、谷部の画像データが複数存在する場合に、この谷部の画像データの最深点を通る直線により山部の画像データを切り出して取得すると、複数の山部の画像データが連なった状態で取得される可能性がある。これに対し、上記態様では、判定用画像データにおける谷部の画像データの最深点から半径方向外側に所定距離オフセットした位置を通る直線により山部の画像データを取得するので、これら山部の画像データが確実に分断された状態で取得でき、判定ステップによる判定精度を高めることができる。

本発明のボトル缶のねじ部検査方法の好ましい態様としては、前記ねじ部の撮像画像から前記ねじ部の輪郭線を捕捉することによりねじ部輪郭線画像を取得する輪郭線画像取得ステップと、前記ねじ部輪郭線画像の最も開口端側に位置する１番目のねじ山が含まれる所定高さの領域からなる第１検査エリアに対して、前記開口端側からスキャンしながらエッジ追跡を実行して前記１番目のねじ山の頂点を求め、該ねじ山の頂点より前記開口端とは反対側の領域を含む第２検査エリアを画定し、該第２検査エリアの前記ねじ山の頂点から半径方向内方にスキャンして前記頂点に連続する前記ねじ部輪郭線画像における最も半径方向内側にある位置をねじ谷の最深点とするねじ谷最深点取得ステップと、を有し、前記画像切り出しステップでは、前記判定用画像データにおいて、前記ねじ谷の最深点に対応する位置を前記谷部の画像データの最深点として前記山部の画像データを得るとよい。

ここで、第２検査エリアを画定しないで、あらかじめ設定された第１検査エリアに対してねじ谷の最深点を検出した場合、ねじ谷よりも径方向内側に位置するボトル缶の開口端近傍の部位を追跡してしまう可能性がある。これに対し、上記態様では、第２検査エリアを最も開口端側に位置するねじ山の頂点をより開口端とは反対側の領域を第２検査エリアに設定しているので、ねじ谷よりも径方向内側に位置する部位を含まない検査エリアとすることができ、これにより、ねじ谷の最深点の座標を適切に検出できる。

本発明のボトル缶のねじ部検査方法の好ましい態様としては、前記山部の画像データが複数ある場合に、前記ボトル缶の開口端側から２番目の前記山部の画像データを検査対象とするとよい。

切り出された山部の画像データが複数ある場合、最もボトル缶の開口端側に位置する山部の画像データは、ねじ始端部の画像データである場合があり、このような山部の画像データを判定すると、その判定が正確でない可能性がある。上記態様では、切り出された山部の画像データが複数ある場合に、ボトル缶の開口端側から２番目の山部の画像データを検査対象としているので、判定処理をより正確に実行できる。

本発明のボトル缶のねじ部検査方法の好ましい態様としては、前記判定ステップでは、前記山部の画像データの重心を求め、缶軸に直交し、かつ前記重心を通る重心線により前記山部の画像データを前記第１領域及び前記第２領域に分けるとよい。

上記態様では、重心線により第１領域及び第２領域を分けるので、例えば、山部の画像データの頂点を通る直線により２つの領域に分けられる場合に比べて、山部がブロードな形状である等、ねじ山の頂点（ピーク位置）が明確でない場合でも安定して領域を分けることができ、これにより判定ステップによる判定精度を高めることができる。

本発明のボトル缶のねじ部検査方法の好ましい態様としては、前記判定ステップは、前記第１領域と前記第２領域との差分画像の面積と第１閾値とを比較し、当該差分画像の面積が前記第１閾値以上である場合に前記ボトル缶が不良品であると判定する第１判定ステップを有するとよい。

上記態様では、第１領域と第２領域の形状が大きく異なるボトル缶を不良品として判定できる。

本発明のボトル缶のねじ部検査方法の好ましい態様としては、前記判定ステップは、前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積割合と第２閾値とを比較し、当該面積割合が前記第２閾値以上である場合に前記ボトル缶が不良品であると判定する第２判定ステップを有するとよい。

ここで、検査対象の山部の画像データ全体の面積（第１領域と第２領域の合計）に対する第１領域の面積割合が、例えば、４９％前後に設定される第２閾値より大きい場合、開口端側に位置する第１領域が第２領域よりも偏っていることとなる。つまり、上記態様では、山部が上側（ボトル缶の開口端側）に偏った形状のボトル缶を不良品として判定できる。これにより、ボトル缶が不良品であるか否かの判定をより正確にできる。
より好ましくは、第１判定ステップと第２判定ステップを組み合わせて判定するとよい。例えば、第１判定ステップで不良品であると判定された場合に、さらに第２判定ステップを行い、第２判定ステップにおいても不良品と判定された場合に、当該ボトル缶を最終的に不良品と判定してもよい。

本発明のボトル缶のねじ部検査方法の好ましい態様としては、前記判定ステップは、前記第１判定ステップ及び前記第２判定ステップにおいて前記ボトル缶が不良品でないと判定された場合に、前記面積割合と第３閾値とを比較し、当該面積割合が前記第３閾値以下である場合に前記ボトル缶を不良品であると判定する第３判定ステップを有するとよい。

ここで、第２判定ステップによりボトル缶が不良品でないと判定された場合、つまり、ボトル缶の山部が上側に偏っていないと判定された場合でも、ボトル缶の山部が下側に大きく偏ったボトル缶についても良好なボトル缶と判定されてしまう。これに対し、上記態様では、上記面積割合が例えば、３５％前後に設定される第３閾値以下であるか否かを判定することで、山部が下側に偏った形状のボトル缶を不良品として判定できる。これにより、ボトル缶が不良品であるか否かの判定を極めて正確にできる。

本発明のボトル缶のねじ部検査装置は、ボトル缶のねじ部を背部からの照明により撮像して前記ねじ部の撮像画像を取得する撮像手段と、前記ねじ部の撮像画像から生成した判定用画像データにおける山部の画像データを缶軸に直交する直線により第１領域及び第２領域の２つの領域に分け、前記第１領域と前記第２領域とを比較して前記ボトル缶が不良品であるか否かを判定する判定手段と、を備える。

本発明によれば、ねじ部のねじ山の形状を測定でき、これによりボトル缶が不良品であるか否かの判定を容易に実行できる。

本発明の一実施形態にかかるボトル缶のねじ部検査装置の概略図である。 図１のボトル缶のねじ部検査装置により実行されるねじ部検査処理を示すフローチャート図である。 図２のボトル缶のねじ部検査装置により実行される判定処理を示すフローチャート図である。 図１のボトル缶のねじ部検査装置の制御部の構成を示すブロック図である。 図１のねじ部検査装置のカメラにより撮像されたボトル缶のねじ部の撮像画像を示す図である。 ねじ部輪郭線画像に対してエッジ追跡を実行して設定された検査エリアを示す図である。 山部二値化画像取得処理における切り出し線を示す図である。 山部二値化画像取得処理により、山部二値化画像が取得された状態を示す図である。 山部二値化画像決定処理により決定された山部二値化画像以外の山部二値化画像が削除された状態を示す図である。 選択された山部二値化画像が重心線により２つの領域に分けられた状態を示す図である。 山部二値化画像の差分画像を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のボトル缶のねじ部検査装置１（以下、検査装置１という）は、ボトル缶３０の口部３３に形成されたねじ部３４の山部及び谷部からなるねじ山を検査する検査装置である。この検査装置１により検査が実行されるボトル缶３０は、図１に示すように、有底筒状の胴部３１と、胴部３１の上端から缶軸方向上側に向かうに従って漸次縮径する肩部３２と、肩部３２の上端に接続状態に形成された例えば口径３８ｍｍの口部３３とを備えている。この口部３３には、ねじ部３４が形成されており、口部３３にキャップ材（図示省略）が被せられてキャッピング加工が施されることにより、キャップ材のスカート部にねじ部３４の形状に応じたねじが形成され、これによりボトル缶３０が封止される。

ここで、ねじ部３４を構成する山部及び谷部のうち、山部の形状は特に重要であり、この山部のすそ野が変形していると、キャップ材を被せてボトル缶３０を封止する際に、上述したような不具合が生じる。このような不具合が生じることを抑制するため、本実施形態の検査装置１は、以下の構成を備えている。以下、詳しく説明する。

［ボトル缶のねじ部検査装置の概略構成］
検査装置１は、図１に示すように、ボトル缶３０を缶軸に沿って回転可能に支持する回転テーブル２１と、回転テーブル２１に支持されたボトル缶３０の口部３３（ねじ部３４）を撮像するためのカメラ２２（撮像手段）と、カメラ２２とボトル缶３０を挟んで対向する位置に配置される照明装置２３と、これら各構成２１，２２，２３を制御する制御部１１と、を備えている。
回転テーブル２１は、制御部１１の制御のもと、例えば、ボトル缶３０を７２°ずつ回転させ、カメラ２２は、回転した角度ごとにねじ部３４を撮像する。具体的には、ボトル缶３０が回転していない０°位置、７２°位置、１４４°位置、２１６°位置、及び２８８°位置のねじ部の撮像画像を取得する。このカメラ２２により撮像されるねじ部の撮像画像は、照明装置２３からボトル缶３０の口部３３（ねじ部３４）に向けて照射された光（ボトル缶３０の背面からの照明）を当てた状態で撮像される。

そして、上記５か所ごとに撮像された撮像画像のそれぞれについて、制御部１１の制御のもと、図２及び図３に示すフローチャートに基づいてねじ部の検査処理が実行される。なお、以下の説明では、５か所のうち、１か所の撮像画像における一方側のねじ部に対する検査処理を説明するが、実際には、５か所の撮像画像における一方側及び他方側の計１０か所のねじ部のそれぞれについて検査処理は実行される。

なお、この５か所ごとに撮像された５枚の撮像画像に基づいて、回転テーブル２１が正常に回転しているか否かを判定してもよい。具体的には、５枚の撮像画像の中から異なる２枚を選んで差分画像を求め、その差分画像の面積値が所定のしきい値以下であれば、回転テーブルが停止していると判断してもよい。回転テーブル２１が正常に回転している場合は、５枚の撮像画像が相互に異なる画像となるため差分画像の面積値は大きくなるが、何らかの異常によって回転テーブル２１が停止している、または回転数が異常に低下している場合は、差分画像の面積値は０、または０に近い値となる。５枚の撮像画像のすべての組合せについて差分画像を生成して、面積を総和してもよいし、最初と最後の２枚を抽出してもよいし、またはランダムに２枚を選択してもよく、しきい値は実験的に適切な値を設定すればよい。この判定処理により、回転テーブル２１が停止していると判定された場合には、以下の検査処理を実行しない。

［制御部の構成］
制御部１１は、図４に示すように、回転テーブル２１、カメラ２２及び照明装置２３等の各部を制御する各部制御手段１１１、カメラ２２により取得された撮像画像からねじ部輪郭線画像を取得する輪郭線画像取得手段１１２、ねじ部輪郭線画像における第２検査エリアを画定してねじ谷の最深点を取得するねじ谷最深点取得手段１１３、ねじ部３４の撮像画像を二値化して二値化画像を取得する二値化画像取得手段１１４、二値化画像から山部二値化画像を切り出す山部切り出し手段１１５、切り出した山部二値化画像から検査対象とする山部二値化画像を決定する山部二値化画像決定手段１１６及び判定手段１１７として機能する。また、判定手段１１７は、第１判定手段１７１、第２判定手段１７２及び第３判定手段１７３からなる。これら各種手段１１１～１１７が発揮する各種機能については、ねじ部検査処理のフローチャートに基づいて説明する。

［ねじ部検査処理方法］
本実施形態の検査装置１の制御部１１により実行されるねじ部検査処理方法は、図２及び図３に示すフローチャートに基づいて実行される。以下、具体的に説明する。
まず、制御部１１の各部制御手段１１１は、回転テーブル２１にボトル缶３０が装着されると、照明装置２３からボトル缶３０に向けて光を照射させた状態で、カメラ２２によりボトル缶３０のねじ部３４を撮像し、図５に示すねじ部の撮像画像１００を取得する（ステップＳ１１：撮像ステップ）。このねじ部の撮像画像１００を取得すると、制御部１１の輪郭線画像取得手段１１２は、撮像画像からボトル缶３０の輪郭線抽出を実行して、ねじ部輪郭線画像１０１を取得する（ステップＳ１２：ねじ部輪郭線画像取得ステップ）。

そして、制御部１１のねじ谷最深点取得手段１１３は、図６に示すように、ねじ部輪郭線画像１０１の最も開口端側に位置する１番目のねじ山が含まれる所定高さの領域からなる第１検査エリアＡｒ１に対して、上端（ボトル缶３０の開口端側）からスキャンしながら輪郭線のエッジ追跡を実行してねじ部の輪郭線におけるねじ山３５２の頂点を検出する（ステップＳ１３：ねじ谷最深点取得ステップ）。具体的には、ねじ谷最深点取得手段１１３は、ねじ部輪郭線画像１０１の第１検査エリアＡｒ１の水平方向をＸ軸としたときに、エッジの座標が増加に転じた点を頂点Ｐ１とし、当該頂点Ｐ１の座標を検出する。

次に、ねじ谷最深点取得手段１１３は、第１検査エリアＡｒ１における頂点Ｐ１より下側の領域を第２検査エリアＡｒ２に画定する（ステップＳ１４：ねじ谷最深点取得手段ステップ）。そして、ねじ谷最深点取得手段１１３は、ねじ部輪郭線画像１０１の第２検査エリアＡｒ２の上端から下端に向けてスキャンしてねじ部輪郭線画像１０１のエッジ追跡を実行することにより、ねじ部３４の輪郭線画像におけるねじ谷３５３，３５４の最深点Ｐ２を検出する（ステップＳ１５：谷部最深点取得ステップ）。具体的には、ねじ谷最深点取得手段１１３は、ねじ部輪郭線画像１０１の第２検査エリアＡｒ２のＸ軸におけるＸ座標が減少に転じた点をねじ谷３５３の最深点Ｐ２とし、当該最深点Ｐ２の座標を検出する。

なお、第２検査エリアＡｒ２におけるねじ谷の最深点Ｐ２を検出する処理は、第２検査エリアＡｒ２の下端まで実行され、最も半径方向内側に位置する点をねじ谷の最深点Ｐ２として検出する。このため、図６に示す例では、ねじ山３５１とねじ山３５２との間に位置するねじ谷３５３の最深点Ｐ２を最深点として検出しているが、ねじ山３５１の下側に位置するねじ谷３５４の最深点が最深点Ｐ２として検出される場合もある。これは、後述する山部二値化画像切り取り処理において山部二値化画像が必要以上に小さく切り出されることを抑制するためである。

次に、制御部１１の二値化画像取得手段１１４は、撮像画像１００を二値化して、本発明の判定用画像データに相当する二値化画像１０２を取得する（ステップＳ１６：二値化画像取得ステップ）。そして、制御部１１の山部切り出し手段１１５は、図７に示すように、二値化画像１０２におけるねじ谷３５３の最深点Ｐ２に対応する位置を谷部の最深点Ｐ３とし、この谷部の最深点Ｐ３から径方向外側に所定距離オフセットした位置に缶軸に沿う直線である第１直線Ｌ１を生成する（ステップＳ１７：画像切り出しステップ）。
ここで、ステップＳ１５では、ねじ谷の最深点Ｐ２として、最も径方向内側に位置する座標を取得するので、ねじ谷が複数存在する場合に、このねじ谷の最深点に対応する谷部の最深点を通る直線により山部二値化画像を取得すると、複数の山部二値化画像が連なった状態で取得される可能性がある。このため、本実施形態では、二値化画像１０２における谷部の最深点Ｐ３の座標から所定距離（例えば、０．１７５ｍｍ）径方向外側にオフセットした位置を通る第１直線Ｌ１を生成している。

次に、山部切り出し手段１１５は、図８に示すように、第１直線Ｌ１より径方向外側に位置する領域を切り出し、複数の山部二値化画像３６１，３６２（山部の画像データ）を取得する（ステップＳ１８：画像切り出しステップ）。なお、切り出した複数の山部二値化画像３６１，３６２に対して、収縮処理や膨張処理を実行してもよい。これは、ステップＳ１７により谷部の最深点Ｐ３の座標からオフセットした位置に第１直線Ｌ１を生成していても、複数の山部二値化画像３６１，３６２が連なった形状となる場合があるためである。また、第２検査エリアＡｒ２と交差する画像（図７における山部二値化画像３６１より下側に位置する二値化画像）については、このタイミングで除去する。

次に、制御部１１の山部二値化画像決定手段１１６は、図９に示すように、切り出された山部二値化画像３６１，３６２が複数ある場合に、ボトル缶３０の開口端側から２番目の山部二値化画像３６１を検査対象に決定する（ステップＳ１９：山部二値化画像決定ステップ）。なお、山部二値化画像決定手段１１６は、上記ステップＳ１８により第２検査エリアＡｒ２と交差する画像が除去され、山部二値化画像が１つしかない場合には、その山部二値化画像を検査対象に決定する。

そして、制御部１１の判定手段１１７は、検査対象となった山部二値化画像３６１（山部の画像データ）に対して判定処理を実行する（ステップＳ２０）。まず、判定手段１７１は、図１０に示すように、検査対象の山部二値化画像３６１の重心Ｊ１を求め（ステップ２０１）、この重心Ｊ１を通り、かつ、缶軸に直交する第２直線Ｌ２（重心線）を生成する（ステップＳ２０２）。そして、判定手段１７１は、第２直線Ｌ２により検査対象の山部二値化画像３６１を開口端側に位置する第１領域３７１と、第２領域３７２との２つの領域に分け、図１１に示す差分画像を生成する（ステップＳ２０３）。そして、判定手段１７１は、差分画像の面積を検出する（ステップＳ２０４）。具体的には、第１領域３７１側の差分画像は、第２領域３７２の画像を、第２直線Ｌ２を中心に反転させて第１領域３７１の画像に重ね合わせて、第１領域３７１の面積から第２領域３７２の面積を引いた絶対値を求める。同様に、第２領域３７２側の差分画像は、第１領域３７１の画像を、第２直線Ｌ２を中心に反転させ第２領域３７２の画像に重ね合わせて、第２領域３７２の面積から第１領域３７１の面積を引いた絶対値を求める。そして、これらの平均値を差分画像とする。

（第１判定ステップ）
判定手段１１７の第１判定手段１７１は、第１領域３７１と第２領域３７２との差分画像の面積と第１閾値とを比較し、当該差分画像の面積が第１閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０５：第１判定処理）。この差分画像の面積が第１閾値以上である場合、第１領域３７１の形状と第２領域３７２の形状とが大きく異なっていることを示している。このため、ステップＳ２０５の判定処理により、差分画像の面積が第１閾値以上であると判定される（ステップＳ２０５でＹＥＳ）と、ボトル缶が不良品であると判定し（ステップＳ２０６）、処理を終了する。

（第２判定ステップ）
判定手段１１７の第２判定手段１７２は、第１判定処理Ｓ２０５によりボトル缶が不良品でないと判定された場合（ステップＳ２０６でＮＯ）に、検査対象の山部二値化画像３６１全体の面積に対する第１領域３７１の面積割合を算出する（ステップＳ２０７）。そして、第２判定手段１７２は、上記面積割合と第２閾値とを比較し、当該面積割合が第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０８：第２判定処理）。このため、ステップＳ２０７の判定処理により、上記面積割合が第２閾値以上であると判定される（ステップＳ２０７でＹＥＳ）と、ボトル缶３０が不良品であると判定し（ステップＳ２０６）、処理を終了する。
ここで、第１判定処理Ｓ２０５によりボトル缶３０が不良品でないと判定された場合でも、検査対象の山部二値化画像３６１全体の面積に対する第１領域３７１の面積割合が例えば、４９％前後に設定される第２閾値より大きい場合、開口端側に位置する第１領域３７１が第２領域３７２よりも大きく偏っていることとなる。つまり、第２判定処理Ｓ２０８では、ねじ山が上側に偏った形状のボトル缶３０を不良品として除去している。

（第３判定ステップ）
最後に、判定手段１１７の第３判定手段１７３は、第１判定処理Ｓ２０５及び第２判定処理２０８によりボトル缶が不良品でないと判定された場合（ステップＳ２０８でＮＯ）に、上記面積割合と第３閾値とを比較し、当該面積割合が第３閾値以下である場合に前記ボトル缶を不良品であると判定する（ステップＳ２０９：第３判定処理）。このため、ステップＳ２０９の判定処理により、上記面積割合が第３閾値以下であると判定される（ステップＳ２０９でＹＥＳ）と、ボトル缶３０が不良品であると判定し（ステップＳ２０６）、処理を終了する。
ここで、第２判定処理Ｓ２０８によりボトル缶３０が不良品でないと判定された場合、つまり、ボトル缶３０の山部が上側に偏っていないと判定された場合でも、ボトル缶３０の山部が下側に偏ったボトル缶についても良好なボトル缶と判定されてしまう。このため、本実施形態では、上記面積割合が例えば、３５％前後に設定される第３閾値以上であるか否かを判定することで、山部が下側に偏った形状のボトル缶３０を不良品として除去している。

そして、第３判定手段１７３は、第３判定処理Ｓ２０９によりボトル缶３０が不良品でないと判定される（ステップＳ２０９でＮＯ）と、ボトル缶３０を正常であると判定し（ステップＳ２１０）、判定処理を終了する。

本実施形態では、検査対象の山部の画像（山部二値化画像３６１）を第１領域３７１及び第２領域３７２の２つの領域に分け、これら第１領域３７１及び第２領域３７２を比較して、山部二値化画像３６１が上下対称であるか否かを判定することにより、ボトル缶３０が不良品であるか否かを判定できる。このため、ボトル缶３０の不良を容易に判定できる。
また、二値化画像１０２（判定用画像データ）における谷部の最深点Ｐ３から半径方向外側に所定距離オフセットした位置を通る第１直線Ｌ１により山部二値化画像３６１，３６２を取得するので、これら山部二値化画像３６１，３６２が確実に分断された状態で取得でき、判定ステップによる判定精度を高めることができる。
さらに、ねじ部輪郭線画像１０１の最も開口端側に位置する１番目のねじ山の３５２の頂点Ｐ１より下側の領域を第２検査エリアＡｒ２に画定しているので、ねじ部３４の谷部よりも径方向内側に位置する開口端近傍の部位を追跡してしまうことを抑制でき、これにより、ねじ谷３５３，３５４の最深点Ｐ２の座標を適切に検出できる。

また、山部二値化画像決定手段１１６が切り出された山部二値化画像が複数ある場合に、ボトル缶３０の開口端側から２番目の山部二値化画像３６１を検査対象としているので、判定処理をより正確に実行できる。
さらに、重心Ｊ１を通る第２直線Ｌ２により第１領域３７１及び第２領域３７２を分けるので、例えば、山部二値化画像３６１の頂点を通る直線により２つの領域に分けられる場合に比べて、ねじ山の頂点（ピーク位置）が明確でない場合でも安定して領域を分けることができ、これにより判定ステップによる判定精度を高めることができる。
また、ねじ部３４の撮像画像１００を二値化することにより、その輪郭を明確にでき、検査対象の山部二値化画像３６１，３６２も明確となる。このため、検査対象の山部二値化画像３６１を２つの領域に分けてこれらを比較することにより実行される判定ステップによる判定処理をより確実に実行できる。

第１判定手段１７１により実行される第１判定処理Ｓ２０５では、第１領域３７１と第２領域３７２との差分画像の面積が第１閾値以上である場合にボトル缶３０が不良品であると判定するので、第１領域３７１の形状と第２領域３７２の形状とが大きく異なるボトル缶３０を不良品として判定できる。
また、第２判定手段１７２により実行される第２判定処理Ｓ２０８において、検査対象の山部二値化画像３６１全体の面積に対する第１領域３７１の面積割合が第２閾値以上であるか否かを判定するので、ボトル缶３０のねじ部３４を構成するねじ山の山部が上側（ボトル缶の開口端側）に偏った形状のボトル缶３０を不良品として判定できる。これにより、ボトル缶が不良品であるか否かの判定をより正確にできる。
さらに、第３判定手段１７３により実行される第３判定処理Ｓ２０９において、上記面積割合が第３閾値以下であるか否かを判定するので、ねじ山の山部が下側に偏った形状のボトル缶を不良品として判定できる。これにより、ボトル缶３０が不良品であるか否かの判定を極めて正確にできる。

なお、本発明は上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、判定手段１１７は、第１領域３７１及び第２領域３７２の判定方法として、第１領域３７１と第２領域３７２との差分画像や、第１領域３７１と第２領域３７２との面積比率を用いることとしたが、これに限らず、山部二値化画像３６１の第１領域３７１の傾斜面と第２領域３７２の傾斜面との缶軸に対する傾斜角度等を比較することにより、第１領域３７１及び第２領域３７２が上下対称であるか否かを判定してもよい。
また、山部二値化画像３６１を第１領域３７１及び第２領域３７２に分けるための直線（第２直線Ｌ２）は、山部二値化画像３６１の重心を通る重心線とすることとしたが、これに限らず、山部二値化画像３６１の頂点を通り、かつ缶軸に直交する直線であってもよい。

上記実施形態では、判定手段１１７は、第１判定手段１７１、第２判定手段１７２及び第３判定手段１７３を備え、第１判定ステップ、第２判定ステップ、第３判定ステップの順でこれらの判定処理を実行することとしたが、判定順は上記に限らず、自由に設定できる。
また、３つの判定ステップのうち、１つの判定ステップや２つの判定ステップを選択して実行することも可能である。この場合、判定手段１１７は、選択された判定ステップを実行する判定手段のみからなればよい。
さらに、第１閾値、第２閾値及び第３閾値を上述したように例示したが、これら各閾値は自由に設定可能である。

上記実施形態では、制御部１１が二値化画像取得手段１１４によりねじ部の撮像画像１００を二値化することとしたが、これに限らず、例えば、ねじ部の撮像画像１００から二値化とは異なる方法により判定用画像データを生成し、当該判定用画像データにおける山部の画像データを切り出して、検査対象の山部の画像データに対して判定手段１１７による判定処理を実行してもよい。

また、上記実施形態において、ねじ山の高さを検査する処理を加えて実行してもよい。例えば、ねじ部輪郭線画像１０１から求めた各ねじ頂点と各ねじ谷との座標差を各ねじ山の高さとして算出することができる。この各ねじ山の高さが所定のしきい値以下であれば、ねじ山の高さが不足しているとして、当該ボトル缶を不良品と判定してもよい。このとき、各ねじ山の高さを個別に判定してもよいが、好ましくはすべてのねじ山の高さを合計した値で判定するのがよい。よりロバストな検査感度を設定できるからである。
ねじ山の高さを検査する別の方法としては、例えば、山部切り出し手段１１５によって切り出された山部二値化画像の面積が所定のしきい値以下か否かで判定してもよい。同様に、各山部の山部画像データに対して個別に判定してもよいし、すべての切り出された山部画像データの合計面積で判定してもよい。いずれの方法でも、本発明のねじ部検査に用いる処理データを流用することができ、本発明のねじ部形状の検査ステップと同時または連続して、ねじ山の高さも検査することができる。

１ ボトル缶のねじ部検査装置
１１ 制御部
１１１ 各部制御手段
１１２ 輪郭線画像取得手段
１１３ ねじ谷最深点取得手段
１１４ 二値化画像取得手段
１１５ 山部切り出し手段
１１６ 山部二値化画像決定手段
１１７ 判定手段
１７１ 第１判定手段
１７２ 第２判定手段
１７３ 第３判定手段
２１ 回転テーブル
２２ カメラ（撮像手段）
２３ 照明装置
３０ ボトル缶
３１ 胴部
３２ 肩部
３３ 口部
３４ ねじ部
１００ 撮像画像
１０１ ねじ部輪郭線画像
１０２ 二値化画像（判定用画像データ）
３５１，３５２ ねじ山
３５３，３５４ ねじ谷
３６１，３６２ 山部二値化画像（山部の画像データ）
３７１ 第１領域
３７２ 第２領域
Ａｒ１ 第１検査エリア
Ａｒ２ 第２検査エリア
Ｐ１ ねじ山の頂点
Ｐ２ ねじ谷の最深点
Ｐ３ 谷部の最深点
Ｊ１ 重心
Ｌ１ 第１直線
Ｌ２ 第２直線

Claims (9)

1. ボトル缶のねじ部を背部からの照明により撮像して前記ねじ部の撮像画像を取得する撮像ステップと、
   前記ねじ部の撮像画像から生成した判定用画像データにおける山部の画像データを缶軸に直交する直線により第１領域及び第２領域の２つの領域に分け、前記第１領域と前記第２領域との比較に基づいて前記ボトル缶が不良品であるか否かを判定する判定ステップと、を備え、
   前記判定ステップは、前記第１領域と前記第２領域との差分画像、前記第１領域と前記第２領域との面積比率、山部の画像データにおける前記第１領域の傾斜面と前記第２領域の傾斜面との缶軸に対する傾斜角度のうち、いずれか或いは複数を用いることを特徴とするボトル缶のねじ部検査方法。
2. 前記判定用画像データにおける谷部の画像データの最深点から半径方向外側に所定距離オフセットした位置で缶軸に平行な直線により切り出して前記山部の画像データを得る画像切り出しステップを有することを特徴とする請求項１記載のボトル缶のねじ部検査方法。
3. 前記ねじ部の撮像画像から前記ねじ部の輪郭線を捕捉することによりねじ部輪郭線画像を取得する輪郭線画像取得ステップと、前記ねじ部輪郭線画像の最も開口端側に位置する１番目のねじ山の頂点を求め、前記頂点に連続する前記ねじ部輪郭線画像における最も半径方向内側にある位置をねじ谷の最深点とするねじ谷最深点取得ステップと、を有し、
   前記画像切り出しステップでは、前記判定用画像データにおいて、前記ねじ谷の最深点に対応する位置を前記谷部の画像データの最深点として前記山部の画像データを得ることを特徴とする請求項２に記載のボトル缶のねじ部検査方法。
4. 前記山部の画像データが複数ある場合に、前記ボトル缶の開口端側から２番目の山部の画像データを検査対象とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のボトル缶のねじ部検査方法。
5. ボトル缶のねじ部を背部からの照明により撮像して前記ねじ部の撮像画像を取得する撮像ステップと、
   前記ねじ部の撮像画像から生成した判定用画像データにおける山部の画像データを缶軸に直交する直線により第１領域及び第２領域の２つの領域に分け、前記第１領域と前記第２領域とに基づいて前記ボトル缶が不良品であるか否かを判定する判定ステップと、を備え、
   前記判定ステップでは、前記山部の画像データの重心を求め、缶軸に直交し、かつ、前記重心を通る重心線により前記山部の画像データを前記第１領域及び前記第２領域に分けることを特徴とするボトル缶のねじ部検査方法。
6. 前記判定ステップは、前記第１領域と前記第２領域との差分画像の面積と第１閾値とを比較し、当該差分画像の面積が前記第１閾値以上である場合に前記ボトル缶が不良品であると判定する第１判定ステップを有することを特徴とする請求項５に記載のボトル缶のねじ部検査方法。
7. 前記判定ステップは、前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積割合と第２閾値とを比較し、当該面積割合が前記第２閾値以上である場合に前記ボトル缶が不良品であると判定する第２判定ステップを有することを特徴とする請求項５又は６に記載のボトル缶のねじ部検査方法。
8. 前記判定ステップは、前記第１領域と前記第２領域の合計面積に対する前記第１領域の面積割合と第３閾値とを比較し、当該面積割合が前記第３閾値以下である場合に前記ボトル缶を不良品であると判定する第３判定ステップを有することを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載のボトル缶のねじ部検査方法。
9. ボトル缶のねじ部を背部からの照明により撮像して前記ねじ部の撮像画像を取得する撮像手段と、
   前記ねじ部の撮像画像から生成した判定用画像データにおける山部の画像データを缶軸に直交する直線により第１領域及び第２領域の２つの領域に分け、前記第１領域と前記第２領域との比較に基づいて前記ボトル缶が不良品であるか否かを判定する判定手段と、を備え、
   前記判定手段は、前記第１領域と前記第２領域との差分画像、前記第１領域と前記第２領域との面積比率、山部の画像データにおける前記第１領域の傾斜面と前記第２領域の傾斜面との缶軸に対する傾斜角度のうち、いずれか或いは複数を用いることを特徴とするボトル缶のねじ部検査装置。

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