JPH01299405A

JPH01299405A - 検査装置

Info

Publication number: JPH01299405A
Application number: JP1086680A
Authority: JP
Inventors: Nicholaas C Swart; ニコラス・コルネリス・スワート
Original assignee: Heuft Qualiplus BV
Current assignee: Heuft Qualiplus BV
Priority date: 1988-04-05
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1989-12-04
Also published as: EP0336476A1; NL8800866A; US4959538A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、連続して搬送されてくる物体の上面、たとえ
ばコンベヤベルトにより運ばれるとともにそれによって
案内されて通過するガラスびんの口の縁のようなものを
検査するための装置であって、該装置が各々の物体の上
面を照明するための光源を有する照明システム、および
上面の像を各ケース内に形成するための光学的像形成シ
ステムとを含む光学システムを備えた検査装置に関する
。

［従来の技術とその問題点１この種の装置としては種々のものが周知である。

たとえばガラスびんのような検査対象物は、生産過程で
の必然的な結果として、相互に高さの差を有している。

これらの高さの差は、ガラスびんの口をその像によって
自動的に検査することに関して、種々の問題を引き起こ
す。ガラスびんの検査装置としては、たとえば、頂部に
て側方に突出するつば付きの縁もしくは首の下部にて各
ガラスびんをつかむことによって、高さの差が合わされ
るようにしたものが周知である。高さの小さな差はこれ
により均一化することができる。

もし、高さの差が均一化されなかったりあるいは不充分
であったりすると、光源から上方の縁の像までの光路長
は各ガラスびんについて同じではない。その結果、検査
システムの設定は最適に行なうことができない。この位
置的な不正確さのために、検査の精度が犠牲にされねば
ならない。

［発明の目的］本発明は、上記した問題点を解消した検査装置を提供す
ることをその目的として有している。

本発明はまた、たとえばガラスびんのコンベヤのような
、既存のコンベヤ装置に取り付けることができるような
上記したタイプの装置を提供することをいま一つの目的
としている。

本発明のさらにいま一つの目的は、非常にコンパクトな
構成とすることのできる装置を提供することである。

本発明はさらに、大きな柔軟性を有するとともに、物体
の間の相互の間隔に関係なく常に高い信頼性をもって作
動する検査装置を提供することを目的としている。

［発明の構成］一般的に、本発明は上記したタイプの装置を提供するも
のであって、一度に一つの縁の高さを測定するための手段と、この測
定手段によって測定された縁の高さに基づいて光学手段
を設定するための調節手段とに特徴を有している。

非常に単純な実施態様では、上記調整手段が光軸に沿っ
て変位可能な光学素子を含んでいる。かかる光学素子は
光源よりもより軽量の形態を与えることができるうえに
、受動素子であるので、ケーブルに伴う問題がない。

非常に単純な実施態様では、上記光学素子はレンズであ
る。

びんの口もしくは他の環状の反射面の検査のための集中
照明を得るため、好ましくは、リング光源が使用される
。かかる光源としては、光源に結合された光導体の外端
部が円環状に形成された形式のもの等が周知である。

しかしながら、本発明の実施態様は、範囲内で投光シス
テムの実施例に対して与えられているが、この投光シス
テムはリング状の光源として機能するばかりでなく、ま
た、検査のための環状表面に向かう光をできるだけ多く
投射しており、これは、方向性のない光が放射された場
合に起こる欠点を隠すのを防ぐためである。この点で、
本発明は光学素子が透明ブロックを含んでいるという特
徴を有する装置を提供するものであって、該透明ブロッ
クはシリンダ状であり、光源に対向している入射面を有
しており、頂部が上記入射面に向かう円錐状凹部を含み
、この円錐状凹部の底部とシリンダ表面との間のリング
状にひろがる出射面を有する。

この実施例において、上記ブロックは光導体として機能
し、その結果、上記入射面に入射する光は強力に集光さ
れて出射面から出射される。

シリンダの表面および／または円錐状凹部の表面を経由
して望ましくない光が出射されるのを防止するために、
ある実施例では、シリンダの表面および／または円錐状
凹部の表面がミラーを備えているものを使用することも
できる。

もし望むならば、ブロックは、上記出射面が拡散的に透
過するようなものであるようなもの、たとえば艶消しさ
れるかまたはオパール被覆層を有しているようなものに
よって実現することができる。かかる実施例のものを使
用することによって、出射光の方向的な好ましさが、た
とえあるとしても、無視できる程度の割合に減少させる
ことができる。

円錐状凹部表面を経由して生じるにせの光を避けるため
に、一つの実施態様では光の通過を許さないスクリーン
が上記円錐状凹部の底部に配置される。この場合、上記
ブロックは固定部材が上記円錐状凹部の頂部を通して上
記ブロック内の位置に固定されるように実施される。

非常に簡単な実施例では、光学素子はレンズを含んでい
る。このレンズはたとえばビデオカメラの対物レンズで
あって、それにより、本発明に従って、上記カメラの焦
点合わせが測定表面の測定高さに基づいて行なわれる。

検査のための表面の最も良好な像を得るために、照明シ
ステムが照明のための表面に集中される光の束を発射す
るために配置されている変形例が推奨される。特に、上
記装置はこの場合には、照明のための面の形に適合され
たリング状ミラーによって特徴付けられ、このミラーは
照明するための上面に光源から来る光を集中させる。

物体の環状の上面、特にびんの円形の口を検査するため
に、上記装置はこの後者の場合に、上記リング状ミラー
が円錐台の表面の形を有しており、その中心線が上記投
光システムの光軸と一致するという特徴を示す。

実際の実施例では、上記装置は計測手段はホトセルの列
を含むという特徴を有している。このホトセルの列はり
ニアアレイカメラの一部を形成することができる。

本発明は、前記したように、さらに透明ブロックに関連
している。このブロックは入射面に集められた光をリン
グ状の出射面に集中させるための光導体として使用する
ことができる。

［実施例］以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は検査装置ｌを示し、この検査装置ｌはコンベヤ
ベルト２に沿って配置され、このコンベヤベルト２は図
示しない手段によって駆動されるとともに、びん３を矢
印４で示す方向に搬送している。ホトセル５を有する光
源は反射器６に光を投射するとともに、そこから反射し
てくる光を受ける。光のビームかびん３の到着によって
遮断されると、トリガ信号が中央処理装置もしくはＣＰ
Ｕ７に対して発生される。光源８はこのようにして検知
されたびん３を照明し、その結果、このびん３の他側に
配置されたりニアアレイカメラ９が上記ＣＰＵ７に高さ
信号を与えることができ、この高さ信号はびん３の口ｌ
Ｏの高さの測定値である。上記ＣＰＵ７はこの高さ信号
をサーボ装置ｌｌに与え、このサーボ装置１１はスピン
ドル１３が回転するように対応する駆動信号をサーボモ
ータ１２に供給する。レンズユニット１４が位置記録装
置１５とともに、このスピンドルに結合され、この位置
記録装置１５はレンズユニッＮ４の位置に対応する位置
信号を上記サーボ装置に戻す。

上記サーボ装置１１によるこの位置信号と高さ信号との
比較は、−殻内に知られた手法でレンズユニッＮ４の最
終位置を決定する。

レンズユニット１４および半透過ミラー１７を経由して
、光源１６は上記位置に到着したびん３の口ｌＯを照明
することができる。このびん３の到着は光源／ホトセル
５および反射器６によって再び検知される。関連する光
ビームが遮断されると、このホトセルはトリガ信号をＣ
ＰＵ７に送り、このＣＰＵ７はそのとき閃光を発生させ
るためにフラッシュパルプの形式で光源１６を駆動する
。

ビデオカメラ２０は半透過ミラー１７を介してびんの口
ｌＯをみてその像を形成するとともに、上記像に対応す
るビデオ信号をＣＰＵ７へ送る。

許可／拒否基準に基づいて、拒否信号がＣＰＵ７に発生
されてブツシャ部材２１に与えられると、プッンヤ部材
２１は、それが駆動されたときに、コンベヤベルト２か
ら拒否されたびんを押す。

上記ＣＰＵ７はさらに減速手段を含み、この減速手段は
各びんが間違いなく区別されて、レンズユニット１４の
設定が上記ユニット５．６．８．９によって測定された
正確なびん３のために使用されることを保証しなければ
ならない。ステーションｌ　６．１４．１７．１８．１
９．２０の通過の後、拒否されたびんはコンベヤベルト
２のスービードに追従する適当な減速に従うブツシャ部
材２１によって取り除かれねばならない。タコジェネレ
ータ２２はコンベヤベルト２のスーピードを測定する。

第２図は好ましい実施例を図式的に示している。

このダイヤグラムはＣＰＵ７を含んでおり、このＣＰＵ
７は第１図において簡単に説明したのとほぼ同様に動作
する。高さの測定について上記で行なった説明はここで
は繰り返さない。

フラッシュバルブもしくはストロボスコープランプの形
式の光源１６は、ブロック２３（より詳細には第３図を
参照）の形式の光導体にその光を送り、上記ブロックは
シリンダ状で上記光源１６に対向する入射面を有してお
り、頂部３２が上記入射面３１に向けられている、円錐
状凹部２４を含むとともに、上記円錐状凹部の基部もし
くは底面３４とそれに隣接するシリンダ表面３５の端部
との間にひろがるリング状の出射面３３を有する。　ロ
ッド３７によって支持され、光の通過を許さないスクリ
ーン３６が上記底部３４に配置されており、上記ロッド
３７は円錐状凹部２４の頂部３２を通して上記ブロック
２３内にねじ込まれている。

光源１６は矢印３８によって示されるように、上記入射
面３１に光を投射する。この光はブロック２３を介して
伝わり、つや消しされた出射面３３から出射し、これに
より集中したリング状の光源として機能する。このリン
グ形状の光源は第３図に象徴的に示されるとともに、参
照番号３９で示されている。

光１３９から出Ｉ；光は４５度で配置されているミラー
２５によって反射される。ここでは単一のレンズとして
図示されているレンズシステム４０は、円錐台の表面の
形を有するリング状ミラー２８を経由し、検査のために
通過するびん３の口の上に像を結ぶように、上記光源３
９の像を形成する。反射光はびん３の口ｌＯの上に向け
られるとともに、それから反射した光はミラー２９．３
０を経由してビデオカメラ２０に入射する。

装置が調節されるびん３の口ｌＯが実線で示されている
。

口１０’は他のびん３のもので、上記びん３の口ｌＯの
高さよりもより高い位置にある。光源３９から伝えられ
た光は、この口１０’の上に向けるために、追従しなけ
ればならない光路が点線で示されている。この目的のた
めに必要とするリング状の光源３９の位置の変化が４１
で示されている。この位置の変化は、口１０’の高さの
先立つ測定および第１図のようなユニット１１．１２，
１３、Ｉ５と全く同様の形式で実施される制御機構によ
るパースペックス（ｐｅｒｓｐｅｘ）のブロック２３の
対応する変位により、第１図を参照して述べたものと類
似の態様でおこなわれる。このサーボ装置１１．１２．
１３．１５の制御は、ここでは、リング状の光源３９の
像の形成が設定された許容誤差内にて正確な高さで実際
に行なわれるように上記ＣＰＵ７内で起こるということ
に注意される。

上記実施例において、所望の面でビデオカメラ２０の対
物レンズ４２を正確に調整することは重要ではないこと
に注意される。したがって、これらの実施例では、「平
均」設定が使用され、それにより、もし通過するびんの
口の高さのばらつきが対物レンズ４２を有するビデオカ
メラ２０の視界の深度内にあれば、そのときにのみ充分
、信頼性が高い状態で検査が遂行されることに注意され
る。

これに対して、もし必要ならば、上記ＣＰＵ７は、検査
するびんの口に正確に焦点をあわせるために、ビデオカ
メラ２０に制御信号を供給することができることは明ら
かである。

円錐台状のミラー２８は、たとえばパースペックス（ｐ
ｅｒｓｐｅｘ）のような板に対応して形成された面に蒸
着により形成された層の形態をとることができる。ミラ
ーが機械加工によって形成される、たとえばアルミニュ
ウムのような、金属ブロックもまた利用することができ
る。

最後に、使用される光源１６のタイプに応じて、ブロッ
ク２３の入射面３１に特定の形態を与え、これにより、
光導体としてこのブロックの効率をさらに増加させるこ
とができるようにすることは望ましいことであるという
事実に注意される。

上記で図面とともに説明した実施例は単に本発明の詳細
な説明するためのものであって、素子１４．２３以外の
光学素子が上記したタイプのサーボシステムを介して動
かすことが可能であり、それにより、上記と同様の効果
が達成されることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る検査装置の一つの実施例の説明図
、第２図は第１図の変形例を大幅に単純化したものの説明
図、第３図は集中リング状光源を形成するための光導体とし
て用いられる、円錐状凹部を有するパースペックスのブ
ロックの部分破断斜視図である。 ■・・・検査装置、２・・・コンベヤベルト、３・・・
びん、５・・・ホトセル、６・・・反射器、７・・・Ｃ
ＰＵ１８・・・光源、９・・・リニアアレイカメラ、１
０．１０’・・・口、１１・・・サーボ装置、１３・・
・スピンドル、１４・・・レンズユニット、１５・・・
位置記録装置、１６・・・光源、１７・・・ミラー、１
８．１９．２０・・・ステーション、２１・・・グツシ
ャ部材、２２・・・タコジェネレータ、２３・・・ブロ
ック、２４・・・円錐形凹部、２８．２９．３０・・・
リング状ミラー、３１・・・入射面、３２・・・頂部、
３３・・・出射面、３４・・・底面、３５・・・シリン
ダ表面、３６・・・スクリーン、３７・・・ロッド、３
９・・・光源、４０・・・レンズシステム、４２・・・対物レンズ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）連続して搬送されてくる物体、たとえばベルトコ
ンベヤにより運ばれるとともにそれによって案内されて
通過するたとえばガラスびんの口の縁のようなものの上
面を検査するための装置であって、各々の物体の上面を照明するための光源を有する投光シ
ステムと、上面の像を各ケース内にて形成するための光学的像形成
システムとを含む光学システムとを備えた装置において
、一度に一つの縁の高さを測定するための手段と、この測
定手段によって測定された縁の高さに基づいて光学手段
を設定するための調節手段とを備えたことを特徴とする
検査装置。
（２）上記調節手段は光軸に沿って変位可能な光学素子
を含んでいることを特徴とする請求項１記載の検査装置
。
（３）上記光学素子がレンズを含んでいることを特徴と
する請求項２記載の検査装置。
（４）上記光学素子がシリンダ状で、上記光源に対向す
る入射面を有する透明ブロックを含み、この透明ブロッ
クは頂部が上記入射面に向いている、円錐状凹部を含み
、上記凹部の底部とシリンダ面との間に広がるリング状
の形の出射面を有する請求項３記載の検査装置。
（５）上記シリンダ面および／または円錐面は鏡面化さ
れていることを特徴とする請求項４記載の検査装置。
（６）上記出射面が、たとえば艶消しがなされるかもし
くはオパール被覆層を有していることを特徴とする請求
項４および５に記載の検査装置。
（７）光の通過を許さないスクリーンが上記円錐部の底
部に配置されていることを特徴とする請求項４から６の
いずれか一に記載の検査装置。
（８）上記円錐部の頂部を通して上記ブロック内へ固定
する固定部材により上記スクリーンが所定位置に固定さ
れていることを特徴とする請求項７記載の検査装置。
（９）上記照明システムが照明のための面に集中する光
の束を発射するために配置されていることを特徴とする
上記請求項のいずれか一に記載の検査装置。
（１０）照明のための面の形に適合するリング状のミラ
ーであって、該ミラーが照明のために上面に光源からく
る光を集光することを特徴とする請求項９記載の検査装
置。
（１１）上記リング状ミラーが台形状の面の形を有し、
その中心線が上記投光システムの光軸と合致することを
特徴とする、特にびんの円形の口のようなものの環状の
上面の検査のための請求項１０に記載の検査装置。
（１２）上記測定手段がホトセルの列を含むことを特徴
とする上記請求項のいずれか一に記載の検査装置。
（１３）請求項４ないし８のいずれか一に記載の装置に
使用するために明らかに意図されたブロック。