JPH03125947A - ビン等の開口部を検査するための装置 - Google Patents

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、透明な材料から成るピン等の開口部を検査す
るための装置であって、欠陥を検出するために検査すべ
きピンの軸線内に配置された、開口部の像を撮影するカ
メラ装置と、光源と、少なくとも１つの第１の光導体と
を備え、この光導体が同軸的な監視開口と開口部を照明
するための第１の光進出面とを有している形式のものに
関する。

従来の技術 前記形式の公知の装置（アメリカ合衆国特許第４７３１
６４９号明細書）は光透過性のプレートとしての光導体
を有し、この光導体の上方には多数のストロボスコープ
ランプが配置されている。光透過性のプレートの下側に
は２つのプリズムが固定されていて、このプリズムの光
は側方から内向きにかつ斜め上向きにピン開口部の縁部
に向けられていて、これによってカメラ装置はビデオ像
を光透過性のプレートの監視開口を介して撮影できる。

プリズムは通路の両側に配置されていて、この通路を介
して検査すべきピンのピン開口部が移動させられる。こ
のばあい監視開口は楕円開口でありかつ光透過性のプレ
ートは前方および後方からピン開口部を照明するために
付加的な光を供給しなければならない、それというのち
プリズムは側方からのみピン開口部を照明できるに過ぎ
ないからである。監視開口は円形に構成できるけれども
、いずれにせよ公知の装置のばあいピン開口部の上側の
端面、つまり王冠コルク付きピンのばあいリップを検査
することは不可能である。公知の装置のばあいピン開口
部は側方からのみ照明されるので、ビデオカメラは、ピ
ン開口部の材料のどこかに又はピン開口部の側部におい
ては見い出せるが、リップ表面自体においては見い出せ
ないは多数の欠陥を有する一種の全体像をのみを撮影す
る。従って公知の装置はピン製造運転中ピンのピン開口
部を検査するのには適しているが、充填運転中にピンの
ピン開口部を検査するのには適していない、この充填運
転中には著しく高いピン流通量をちって作業しかつピン
の気密性、特に繰り返し充填されるピンの気密性を損な
う欠陥が生じ易い、更に公知の装置は作業が不正確であ
る。それというのも公知の装置によって均一な円形の照
明を行うことができないからである。当然、ピン開口部
がプリズムの間を貫通案内されねばならないため、ピン
開口部の前面および後面の照明は妥協しなければならな
い、公知の装置のばあいこのような妥協を許容する。そ
れというのも主としてピンねじ山内に又はピンリップの
下側でピン開口部内に存在しかつ視線方向でピン軸線に
沿って難なく見ることのできる欠陥を重要としているか
らである。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は冒頭に述べた形式の装置を改良して、簡
単な形式でしかも連続運転中に開口部のリップ、特に王
冠コルク付きピン又は上部で丸みを付けられたリップを
有する容器のリップの確実に均一に照明された像を提供
できるようにすることにある。

問題点を解決するための手段 前記課題は本発明によれば、第１の光導体が円環状に構
成されていて、監視開口が直線的な第１のせっ頭円錐体
の形状を有していて、このせっ頭円錐体がカメラ装置と
は反対側の光導体の端面に−向けて拡大されていてかっ
とう面によって光進出面を形成していて、第１のせっ頭
円錐体の母線が３０度乃至４５度の値の傾斜角を成して
いることによって解決された。

発明の作用効果 本発明の装置では第１の光導体は円環状に構成されてい
てかつ監視開口は直線的な第１のせっ頭円錐体の形状を
有しているので、光導体は光源を介して光導体に入射し
た光を検査すべきピンのリップに向かって狭められたせ
っ円錐形の光の形状で放射し、この光は、リップが適合
した高さで同心的に第１の光導体の下に配置されている
ばあいにはリップを到るところで均一に照明する０選ば
れた傾斜角の正確な値はピン開口部上方の光学的な機構
の高さおよびピン開口部の直径に関連している。

反射された光線は入射角に等しい角度を成してリップの
上側端面から離れる。カメラ装置はピン軸線内でピンの
上方に垂直に配置されていて、更にカメラ装置は、はぼ
零度の角度を成してピン開口部を撮影するので、反射し
た光をリップの中央からのみおよびリップの縁部から受
は取る。リップの頂点と両縁部との間では光は全体的に
反射されるので、この両範囲はカメラには暗い範囲とし
て生じ、この範囲は３つの明るい範囲によって囲まれて
いる。つまり本発明による装置は暗視野照明形式で作業
する。欠陥が存在するばあいに初めてこの欠陥は暗い背
景に対して明るく生じかつ難な（見いだすことができる
。即ちそれぞれの欠陥はカメラに達する散乱光を生ぜし
める。欠陥が頂部と縁部との間で生ずるのではなく、リ
ップの縁部において生じたばあいには、欠陥はカメラに
はわずかに照明された個所として生じ、それ故欠陥は明
るい背景に対して暗く撮影される。つまり本発明による
装置はリップ上方に亘る前述の暗視野照明形式とリップ
縁部および中央の反射照明との組み合わせで作業する。

本発明の有利な構成は請求項第２項以降に記載されてい
る。

請求項第２項の本発明の構成では、光導体内で行われる
全反射は、光が最終的に監視開口の光進出面に達するま
で、申し分なく制御され、従って多くの光が光進出面に
達しかつこれによって照明効率が改善される。

請求項第３項による本発明の構成では、４５度の傾斜角
は開口部のりツー１の上側端面の中央で４５度の入射角
に相応している。この角度値は、強度最大値もしくは強
度最小値がそれぞれリング中央に位置する対称的な明る
いリングと暗いリングとから成るピン開口部の像を撮影
できるため有利である。

請求項第６項の本発明の構成により第１のせっ頭円錐体
の母線長さを選択することによって開口部のリップを照
明した際のあらゆる光損失が回避される。

請求項第７項の本発明の構成では、散乱光の入射および
光損失を回避するために、光導体の外面全体は光進人面
および光進出面を除いて黒〆 い被覆層によって覆われている。光導体の光進人面を取
り囲むリム状の光源は請求項第１０項による本発明の構
成では、リップを側方から照明するために同時に円環状
の第２の光導体用の光源として用いられる。第２の光導
体は有利には、上側の端面がシールリップの上縁の高さ
を占めるように配置されている。この光導体は光をピン
軸線に対して直角に放射する。従って第１の光導体によ
って生ぜしめられるリップの上側の像は第２の光導体に
よってピン開口部の側方の像の周りに補われる。２つの
光導体を使用するばあいにも第１の光導体だけを使用す
るばあいと同じ原理で欠陥が見いだされる。

請求項第１３項による本発明の構成における４５度の第
３の傾斜角によって、第２の光導体によって最大の光取
量が得られる。

請求項第１４項による本発明の構成においてアクリルガ
ラスから光導体を製作することは特に安価に実施できる
。

検査すべきピンの開口部を均一に照明するという利点お
よびピンを検査した状態での連続運転の可能性を第２の
光導体を使用したばあいでも維持できるようにするため
に、請求項第１５項による本発明の構成では第２の光導
体は分割されている。これによって、開口部が第１の光
導体の下に移動するまで第２の光導体をピン軸線に対し
て直角な一平面内で開放し、次いで第２の光導体を短時
間開じることができる。更に検査すべきピンを光導体の
下に移動させ、次いで中実軸線内で検査過程のために最
良の高さにまで短時間持ち上げ次いで再び降ろすことも
できる。

実施例 第１図では、ピン開口部を検査するための全体を符号１
０で示された装置を有するピン検査機械全体を斜視図で
図示している。ピン検査機械は２つの回転テーブルを有
していて、この回転テーブルはピンを互いに引き渡しか
つ２つの円軌道に沿って運動し、これによってピンの種
々の検査を行うことができる６第１図で左側に図示され
た回転テーブルには検査装置ＩＯが配属されている。ピ
ン開口部を検査するステーションではピン軸線内で全体
を符号１２で示されたカメラ装置が配置されている。こ
のカメラ装置は第２図によれば下方で開いたケーシング
１４を有していて、このケーシングは回転スピンドル１
６およびハンドル車１７によって高さ調節可能である。

ケーシング１４内には１６ｍｍＣＣＤビデオカメラ１８
が配置されていて、このビデオカメラはケーシングと共
に又はケーシングと類似の形式で別個に高さ調節可能で
ある。

ケーシング１４は下側の端部でピン開口部のリップ用の
全体を符号２０で示された照明機構を支持しているにの
照明機構は付加的に第３図および第４図を参照して詳述
する。

照明機構は第２図および第３図によればコツプ状の保持
体２２を有していて、この保持体は中実軸線をピン軸線
内に配置されていてかつ底部で十分大きな中央の開口２
４を有している。

中央の開口２４は円環状の開口２６によって取り囲まれ
ていて、この円環状の開口の上側には光源として環状の
ストロボスコープランプ２８が固定されている。ストロ
ボスコープランプ２８の内側にはストロボスコープラン
プと同一平面内で第１の光導体３０が固定されている。

コツプ状の保持体の下側の環状フランジ３２には第２の
光導体３４が固定されている。光導体３０．３４はそれ
ぞれ円環状に構成されていてかつそれぞれアクリルガラ
スから形成されている。

ストロボスコープランプ２８は、第１の光導体の光進人
面を形成する第１の光導体３２の外周面３６に光が当る
ように接続されている。同様にストロボスコープランプ
２８は、第２の光導体の光進人面を形成する第２の光導
体３４の上側の端面３８に光が当るように接続されてい
る。

第１の光導体３０は同軸的な監視開口４０を有していて
、この監視開口を介してビデオカメラ１８はピン開口部
４２、特にピンリップ４３を撮影できる。

監視開口４０は第１のせっ頭円錐体４０ａと第２のせつ
頭円錐体４０ｂとから成る二重せつ頭円錐体の形状を有
している。せつ頭円錐体４０ａはカメラ装置１２とは反
対側の第１の光導体３０の端面４４に向かって拡大され
ていてかっとう面で光導体３０の光進出面４６ａを形成
している。第１のせつ頭円錐体４０ａの母線は３０度乃
至４５度の値の傾斜角αを成していて、この傾斜角は図
示の実施例では有利には４５度である。

第２のせっ頭円錐体４０ｂの母線は第２の傾斜角βを成
していて、この傾斜角は第１の傾斜角αの３分の１乃至
３分の２、有利には第１の傾斜角αの半分である。

第４図では第１の光導体３０とビデオカメラ１８との間
の光線進路を概略的に図示している。

図面から明らかなように、第１のせっ頭円錐体４０ａの
母線の長さはほぼ図示の王冠コルク付きピンのピン開口
部４２のリップ４３の幅と同じである。第２のせっ頭円
錐体４０ｂの下側の端面４４、上側の端面５０およびと
う面は黒い被覆層４８によって覆われていてる（第４図
参照）、従って光進人面３６を介して第１の光導体３０
内に達する光は、散乱光を生ぜしめることなく又は外部
に散乱することなしに、事実上完全に光導体３０の光進
出面４６ａに達する。

光進出面４６ａで生ずる光はリップに当たる環状のせっ
頭内錐形の光５２を形成する。リップの中央では光の入
射角はほぼ４５度であるので、冒頭に述べたように、光
はリップの中央からビデオカメラ１８に向かって反射す
ることはなく、むしろリップの縁部からのみ反射する。

欠陥Ｆが存在するばあいに初めて光はリップの上側の端
面の中央範囲からビデオカメラに向かって反射する。

第１の光導体は本実施例で記載された検査装置１０の機
能のために直線的な第１のせっ頭円錐体４０ａの形状を
有する監視開口のみを必要とする。第５図では直線的な
せっ頭円錐体４０ａｂとしてのこのような監視開口４０
ｃを有するこのような光導体３０ａが図示されている。

しかし監視開口４０が二重せっ頭円錐体４０ａ、４０ｂ
の形状を有する第４図で図示された実施例が有利である
。

ピン開口部の上側の端面における欠陥Ｆを確認するため
に第１の光導体３０又は３０ａで十分である。付加的に
尚リップの側方の面において欠陥Ｆが確認しようとする
ばあいには、有利には付加的に以下に詳述する第２の光
導体３４が使用される。

第１の光導体３０に対して同軸的な第２の光導体３４は
図示のように第１の光導体よりも大きな外径を有してい
る。これによフて同一のストロボスコープランプ２８を
画先導体用の光源として使用できる。しかしこれの代わ
りに画先導体のために別個の光源（図示せず）を使用す
ることもできる。従って第１の光導体と第２の光導体と
の光源を交互に切り換えることによって交互にリップの
上側の端面および側方の面の像が撮影される。

第２の光導体３４は第１の光導体３０に向けて拡大した
せっ頭内錐状の外側のとう面５６および円筒状の内側の
面５８を有していて、この内側の面はリップを側方から
照明するための第２の光進出面を成している。第２の光
導体の厚さは少なくとも、検査される王冠コルク付きピ
ンのピン開口部４２のリップ４３の幅と同じ大きさであ
るか、又はリップの幅のほぼ２倍である（第３図および
第４図参照）。第２の光導体３４の上側の端面３８は上
述のように、リップの上縁部の高さに配置されている。

どう面５６および下側の端面６０は矢張り黒い被覆層４
８によって覆われている（第４図参照）。

どう面５６の母線は４５度の傾斜角を成している（第４
図参照）、従ってピン軸線に対して平行に上側の端面３
８を介して第２の光導体３４内に進入するストロボスコ
ープランプからの光はどう面５６で反射しかつピン軸線
に対して直角にリップの外面に達する。リップの外面に
欠陥Ｆがないばあいには、第２の光導体を介して生ぜし
められる、ビデオカメラ１８が撮影する明るいリングは
等しい明に維持される。欠陥Ｆが存在するばあいこの明
るいリングは欠陥を視覚的に認めさせ得る暗い個所を有
する。

欠陥Ｆを検査するばあいピンは、ピンが図示の位置に達
するまで持ち上げられるか又は第２の光導体は分割され
て構成される（図示せず）。

このばあい第２の光導体の構成部分はピン軸に対して直
角な平面内で離反および接近移動可能である。第２の光
導体の構成部分が離反移動させられたばあいにはピンは
検査が行われる図示の位置に移動させられ、次いで構成
部材は接近移動させられるので、第２の光導体は第４図
又は第５図で図示された位置を占める。更にピンを水平
に搬送しかつ検査過程を実施するため検査装置を垂直方
向でピンのピン開口部４２の上方の適当な高さまで移動
させることができる。

第６図では欠陥Ｆのない、ビデオカメラで撮影されたピ
ン開口部の像を示しているのに対して、第７図は欠陥Ｆ
のあるピン開口部の撮像を示している。ビデオカメラ１
８によって行われる撮影は灰色係数に応じて評価される
。このために円形リングの形状で所定の範囲が規定され
、この範囲は所定数の像要素（Ｐｉｘｅｌｓ）、例えば
４０の像要素を有し、この像要素から隣接範囲に比較し
て平均的な灰色係数が規定される。

更に２つの隣接する範囲の間の灰色係数の差の最大の限
界値が確認される。ピン検査において前記限界値よりも
大きな灰色係数の差が検出されたばあいピンは欠陥品と
して捨てられる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は本
発明による検査装置を備えたピン検査機械全体を示した
斜視図、第２図はピン検査装置の照明機構およびカメラ
装置と共に検査される王冠コルク付きピンのピン開口部
を部分的に示した図、第３図はピン開口部の上側に位置
された照明機構と共にピン開口部を示した第２図の拡大
図、第４図はピン開口部のリップの上側端面を照明した
際の光線進路と共に第３図の照明機構を示した図、第５
図は簡単な直線的なせっ頭円錐体の形状の監視開口を有
する第１の光導体を示した第４図に相応する図、第６図
は欠陥のないピン開口部のリップの、カメラ装置で撮影
した像を示した図、第７図は欠陥のあるピン開口部のリ
ップの、カメラ装置で撮影した像を示した図である。 １０・・・検査装置、１２・・・カメラ装置、１４・・
・ケーシング、１６・・・回転スピンドル、１７・・・
ハンドル車、１８・・・ビデオカメラ、２０・・・照明
機構、２２・・・保持体、２４．２６・・・開口、２８
・・・ストロボスコープランプ、３０．３４．３０ａ・
・・光導体、３２・・・環状フランジ、３６．５６・・
・とう面、３８．４４．５０．６０・・・端面、４０．
４０　ｃ−−−開口、４０ａ、４０ｂ、４０ａｂ−せっ
頭円錐体、４２・・・ピン開口部、４３・・・リップ、
４６ａ・・・光進出面、４８・・・被覆層、５２・・・
せっ円錐形の光 Ｆｉｇ、　１ Ｆｉｇ、　６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透明な材料から成るピン等の開口部を検査するため
   の装置であって、欠陥を検出するために検査すべきピン
   の軸線内に配置された、開口部の像を撮影するカメラ装
   置と、光源と、少なくとも１つの第１の光導体とを備え
   、この光導体が同軸的な監視開口と開口部を照明するた
   めの第１の光進出面とを有している形式のものにおいて
   、第１の光導体（３０）が円環状に構成されていて、監
   視開口（４０）が直線的な第１のせっ頭円錐体（４０ａ
   ）の形状を有していて、このせっ頭円錐体がカメラ装置
   （１２）とは反対側の第１の光導体（３０）の端面（４
   ４）に向けて拡大されていてかつとう面によって光進出
   面（４６ａ）を形成していて、第１のせっ頭円錐体（４
   ０ａ）の母線が３０度乃至４５度の値の傾斜角（α）を
   成していることを特徴とする、ピン等の開口部を検査す
   るための装置。 ２、監視開口（４０）が第１のせっ頭円錐体（４０ａ）
   と第２のせっ頭円錐体（４０ｂ）とから成る二重せっ頭
   円錐体の形状を有していて、第２のせっ頭円錐体がカメ
   ラ装置（１２）に面した第１の光導体（３０）の端面（
   ５０）に向かって拡大されている、請求項１記載の装置
   。 ３、第１の傾斜角（α）が４５度である、請求項１又は
   ２記載の装置。 ４、第２のせっ頭円錐体（４０ｂ）の母線が、第１の傾
   斜角（α）の３分の１乃至３分の２の第２の傾斜角（β
   ）を成している、請求項２又は３記載の装置。 ５、第２の傾斜角（β）が第１の傾斜角（α）の半分で
   ある、請求項４記載の装置。 ６、第１のせっ頭円錐体（４０ａ）の母線の長さが王冠
   コルク付きピンの開口部（４２）のリップ（４３）の幅
   とほぼ同じである、請求項１から５までのいずれか１項
   記載の装置。 ７、光源（２８）がリムとして第１の光導体（３０）の
   外周面（３６）の周りに配置されていて、第１の光導体
   （３０）の両端面（４４、５０）と第２のせっ頭円錐体
   （４０ｂ）のとう面とが黒い被覆層（４８）によって覆
   われている、請求項１から６までのいずれか１項記載の
   装置。 ８、リムが多数の個々のストロボスコープランプ（２８
   ）から形成されている、請求項７記載の装置。 ９、リムが個々の円環状のストロボスコープランプ（２
   ８）から形成されている、請求請求項７記載の装置。 １０、同軸的な第２の円環状の光導体（３４）が設けら
   れていて、この光導体が第１の光導体（３０）に隣接し
   てカメラ装置（１２）とは反対の第１の光導体側に配置
   されていてかつ第１の光導体よりも大きな外径を有して
   いてかつ第１の光導体に向けて拡大されたせつ頭円錐状
   の外側の第３のとう面（５６）および円筒状の内側の面
   （５８）を有していて、この面がリップ（４３）を側方
   から照明するために第２の光進出面を形成している、請
   求項１から９までのいずれか１項記載の装置。 １１、第２の光導体の厚さが検査すべき王冠コルク付き
   ピンの開口部（４２）のリップ（４３）の幅のほぼ２倍
   の大きさである、請求項１０記載の装置。 １２、第３のとう面（５６）と第１の光導体（３０）と
   は反対側の第２の光導体（３４）の端面（６０）が黒い
   被覆層（４８）によって覆われている、請求項１０又は
   １１記載の装置１３、第３のとう面（５６）の母線が４
   ５度の第３の傾斜角（γ）を成している、請求項１０又
   は１２記載の装置。 １４、光導体材料がアクリルガラスである、請求項１か
   ら１３までのいずれか１項記載の装置。 １５、第２の光導体（３４）が分割されていて、この分
   割部分が検査すべきピンの軸線に対して直角な一平面内
   で離反および接近移動可能である、請求項１０から１４
   までのいずれか１項記載の装置。