JPH06201336A - ガラス容器の肉厚検査方法及び装置 - Google Patents

ガラス容器の肉厚検査方法及び装置

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JPH06201336A
JPH06201336A JP36167192A JP36167192A JPH06201336A JP H06201336 A JPH06201336 A JP H06201336A JP 36167192 A JP36167192 A JP 36167192A JP 36167192 A JP36167192 A JP 36167192A JP H06201336 A JPH06201336 A JP H06201336A
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JP
Japan
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glass container
container
optical axis
thickness
laser beam
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JP36167192A
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English (en)
Inventor
Naoyuki Hiragori
尚行 平郡
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Kirin Techno System Co Ltd
Original Assignee
Kirin Techno System Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大量生産に適した速度でガラス容器の全数全
周について、その肉厚を精度よく非接触で検査すること
のできるガラス容器の肉厚検査方法及び装置を提供す
る。 【構成】 検査対象のガラス容器1の側面にほゞ垂直に
レーザ光9を入射させ、該ガラス容器の外面及び内面に
生じる拡散光10,11を、前記レーザ光9を含む前記
ガラス容器の中心軸と平行な平面から撮像手段5によっ
て映像画面に捉え、該映像画面より前記ガラス容器1の
肉厚を演算し、一定の基準値と比較して合否を判定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス容器の肉厚を光
学的に検査する肉厚検査方法及び装置に係り、特にビー
ル壜や酒壜等のガラス壜の肉厚を、非接触で高速且つ高
精度に検査することのできる検査方法及び装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】円筒上のガラス容器のうち、ビール壜や
酒壜等の吹製方式で製造されるものは、その肉厚分布が
円周方向に不均一となり易く、その製造工程においてガ
ラス容器の肉厚が許容限度よりも薄い部分が生じること
がある。製造工場では、このようなガラス容器の肉厚を
全数、全周に渡って検査を行い、このような肉厚不良の
容器を不良品として排除する必要がある。
【0003】従来、製造される壜等のガラス容器の肉厚
を測定する技術として、X線の透過量の大きさを測定す
るもの(特公昭52−26711号公報)、静電容量の
大きさを測定するもの(特開昭64−25001号公
報)等が開示されている。
【0004】しかしながら、X線方式は、X線検出端を
容器内部に挿入するため、ビール壜や酒壜等の肉厚を全
数、全周にわたって検査するには検査のスピードが上が
らず大量生産の製造能力に対応するには実用的ではな
い。即ち、X線検出端を壜口より壜内部に挿入して、X
線を照射し肉厚を測定するため検査のスピードが上がら
ず、検査装置が大型になるという問題点を有している。
又、製壜工場等でX線を扱うこと自体が、安全衛生の面
から実用上の問題点になる場合がある。
【0005】また、静電容量方式は、電極を壜の胴部に
密着させ、電極間の静電容量がガラス容器の肉厚により
異なってくるという測定原理に基づくものである。ガラ
ス容器の全周を測定するためガラス容器を回転させる
と、電極とガラス容器との密着が不十分になることがあ
り、測定精度が低化するという問題点を有している。
又、全周測定のため、電極とガラス容器とを密着させた
まま回転させると電極が摩耗するという問題点もある。
【0006】一方、透明なガラス板等にレーザ光を照射
し、その板厚等を測定するレーザ厚み測定器が市販され
ている。この技術は、レーザ光等の光ビームを斜め方向
から投光し、表面反射ビームとその表面反射ビームに平
行な裏面反射ビームとを受光し、両ビームの間隔をライ
ンセンサ又はテレビカメラにより測定するもの(特開昭
52−104256号公報、特開昭58−216903
号公報)等がある。
【0007】このようなレーザ厚み測定方式をガラス容
器の中心軸を通る縦断面の肉厚測定に適用することが考
えられるが、この方式は実用にならない。何故ならば、
ビール壜、酒壜等のガラス容器の内面には勿論、外面に
もうねりがあるため、全周検査のため壜を回転させる
と、光ビームの入射角と反射角が常に変動して、且つ表
面反射ビームと裏面反射ビームとが平行にならないこと
によるからである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】係る従来技術の問題点
に鑑み、本発明は非接触で、大量生産に適した速度(毎
分数百ボトル程度)でガラス容器の全数全周について、
その肉厚を精度よく検査することのできるガラス容器の
肉厚検査方法及び装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のガラス容器の肉
厚検査方法は、検査対象のガラス容器の側面にほゞ垂直
にレーザ光を入射させ、該ガラス容器の外面及び内面に
生じる拡散光を、前記レーザ光を含む前記ガラス容器の
中心軸と平行な平面から撮像手段によって映像画面に捉
え、該映像画面より前記ガラス容器の肉厚を演算し、一
定の基準値と比較して合否判定することを特徴とする。
【0010】又、ガラス容器の外面及び内面に生じる拡
散光を映像画面に捉える撮像手段の光軸と、レーザ光の
光軸とが作る平面は、前記ガラス容器の中心軸と平行で
あり、且つ前記ガラス容器の中心軸から離隔しているこ
とを特徴とする。
【0011】
【作用】検査対象のガラス容器の側面にほゞ垂直にレー
ザ光を入射させ、ガラス容器の外面及び内面に生じる拡
散光をレーザ光を含む前記ガラス容器の中心軸と平行な
平面から撮像手段によって映像画面に捉える。従って、
容器の外面及び内面にうねりがあっても、ガラス容器自
体がいびつであり偏心していても、又ガラス容器の中心
軸がガラス容器を回転させる軸から偏心していても、常
にレーザ光はガラス容器の外面及び内面に拡散光のスポ
ットを平行平板と同様に生じさせる。そしてガラス容器
の中心軸と平行な平面から撮像装置により映像画面に拡
散光のスポットを映像画面に捉えるので、壜の肉厚が湾
曲していることの影響を受けず、平行平板の反射と同様
に拡散光のスポットを捉えることができる。それ故、外
面及び内面に生じる拡散光のスポットは、回転軸の偏心
等によってガラス容器が振れ回りを起こしていても、相
対的な両スポット間の間隔は常にほぼ肉厚に比例したも
のとなる。そして映像画面よりガラス容器の肉厚を演算
するので、電子回路上の演算処理が可能となり、高速で
且つ精度の高いガラス容器の肉厚の検査を行うことがで
きる。
【0012】拡散光を映像画面に捉える撮像手段の光軸
と、レーザ光の光軸とが作る平面は、ガラス容器の中心
軸とほぼ平行であり、且つ中心軸から離隔しているの
で、ガラスの内部反射光スポットの位置を、外面拡散光
スポット及び内面拡散光スポットを結ぶ線上から離すこ
とができる。肉厚の測定は、映像画面上の外面及び内面
の拡散光スポットの位置(座標)から、肉厚を演算する
ので、ガラスの内部反射によるスポットが外面スポット
及び内面スポットを結ぶ線上に現れると、演算装置はス
ポットの種類を識別できないため正確な肉厚測定ができ
なくなってしまう。上述の配置により、ガラスの内部反
射光スポットを外面スポット及び内面スポットを結ぶ線
上から離すことができるのでガラスの内部反射による肉
厚の誤測定という問題を解決することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
ながら説明する。
【0014】図1は、本発明の一実施例のガラス容器の
肉厚検査装置の(A)平面図、(B)立面図である。ビ
ール壜、酒壜等の検査対象のガラス容器1は、回転台2
に固定されてレーザ発振器3及び撮像装置5が配置され
た検査位置に搬送される。検査対象のガラス容器1は、
回転台2に例えば真空チャックにより吸着されており、
回転台2の高速回転及び高速搬送による全数、全周検査
が可能なように構成されている。
【0015】ガラス容器1が所定の検査位置に搬送され
ると、ガラス容器1は高速回転され、容器の側面にほゞ
垂直にレーザ発振器3によりレーザ光9が照射される。
撮像装置5の光軸12は、ガラス容器の外面及び内面に
レーザ光の照射によって生じる拡散光10,11に向け
られている。撮像装置5は、レーザ光9を含む前記ガラ
ス容器の中心軸と平行な平面に配置され、レーザ光の照
射によって容器の肉厚の外面及び内面に生じる反射スポ
ットである拡散光10,11を映像画面に捉える。撮像
装置5の光軸12とレーザ発振器3の光軸9とは一例と
してほゞ45°の角度をなしている。撮像装置5は、レ
ーザ発振器3の上部でも下部でも良い。そして両光軸を
含む平面は図示するようにガラス容器の中心軸と平行で
あり、且つΔdだけ離隔している。尚、Δdはガラス容
器の直径の約十%以内である。
【0016】撮像装置5は例えばCCDカメラであり、
その出力信号は図示しない画像処理装置に入力される。
画像処理装置は、映像画面として捉えられたガラス容器
の肉厚の外面及び内面の拡散光10,11によるスポッ
トの間隔をその座標から演算し、肉厚を測定する。測定
されたガラス容器の肉厚は、図示しない比較器に入力さ
れ、所定の検査基準値と比較され、所定の検査基準値以
下の不良とすべき肉厚のガラス容器が見い出された場合
には、そのガラス容器を不良品として排除する信号がガ
ラス容器の搬送系に出力される。
【0017】図2乃至図3は、レーザ光9の光軸と、撮
像装置の光軸12と、映像画面上のスポットとの関係を
示す説明図である。
【0018】レーザ光をガラス容器の側面にほゞ垂直に
入射し、その拡散光11,12をレーザ光9を含む前記
ガラス容器の中心軸と平行な平面に配置された撮像装置
により映像画面に捉えることで、ガラス容器の中心軸が
回転台の中心と完全に一致していなくても、又ガラス容
器自体が偏心した構造のものであっても、軸の振れ回り
の影響を無視することができ、常にほぼ正確な肉厚の外
面と内面のスポットの相対的な間隔を得ることができ
る。
【0019】これは以下の理由による。即ち、撮像装置
5をレーザ光9を含む前記ガラス容器の中心軸と平行な
平面でなく、レーザ光9を含む中心軸15と垂直な平面
に配置すると、撮像装置5から、肉厚外面及び内面の拡
散光10,11に至る光軸には図3に示すように湾曲し
た肉厚部分の光路長16を有することとなる。検査対象
のガラス容器は、前述のように、容器自体の肉厚の外面
及び内面は、多かれ少なかれいびつである。又、全周検
査のためガラス容器を回転させるが、回転台の回転軸は
ガラス容器の中心軸とは必ずしも一致していなく、常に
ガラス容器は振れ回りをおこした状態で回転していると
考えられる。このため、ガラス容器の回転にともない、
肉厚部分の光路長及び反射面が常に変動することとな
り、内面の拡散光11のスポットが図示Hのように変動
し、正確な肉厚に比例した量を測定することができな
い。
【0020】これに対して、図2に示すように撮像装置
5の光軸12を、レーザ光9を上から見るよう配置した
場合(撮像装置の光軸12とレーザ光9の光軸を含む平
面が、ガラス容器の中心軸と平行に配置した場合)に
は、肉厚内面の反射面がガラス容器の中心軸と平行な面
となり、平行平板の反射面と同様になり肉厚部分の光路
長がガラス容器の湾曲の影響を受けない。このため、ガ
ラス容器の回転に伴い、中心軸の振れ回りがあっても、
ガラス容器の外面及び内面がいびつであっても、撮像装
置からみた肉厚の外面、内面の拡散光10,11のスポ
ットの相対的な位置関係はほとんど変わらない。
【0021】そして、レーザ光の光軸と撮像装置の光軸
とはある範囲の角度にすることが好ましいが、これは以
下の理由による。即ち、レーザ光の光軸と撮像装置の光
軸との角度が小さい場合には、撮像装置から見える肉厚
の外面と内面に生じるスポットが重なってしまい、その
間隔の測定が困難となってしまう。一方、レーザ光の光
軸と撮像装置の光軸との角度が大きい場合には、反射光
成分が少なくなるため拡散光の光量が十分でなく、又肉
厚部分の光路長が長くなるため屈折の影響が大きくなり
測定が不安定となる。その両者の兼ね合いからレーザ光
の光軸と撮像装置の光軸とは、30°乃至60°が適当
である。
【0022】図4は、ガラスの内部反射によるスポット
についての説明図である。(A)は、撮像手段の光軸と
レーザ光の光軸とが作る平面が、ガラス容器の中心軸を
含む場合(レーザ光が正確にガラス容器の中心軸に向け
て、ガラス容器の側面に垂直に入射している場合)の映
像画面上の拡散光のスポットを示す。図中符号10は容
器外面の拡散光スポットであり、符号11は容器内面の
拡散光スポットである、符号20は、ガラスの内部反射
によるスポットであり、例えば、入射したレーザ光が内
面反射、外面から内面への反射、更に内面から外面への
反射によって撮像装置の映像画面に捉えられるものであ
る。(B)は、撮像手段の光軸とレーザ光の光軸とが作
る平面が、ガラス容器の中心軸と平行であり、且つΔd
だけ離隔している場合の映像画面上の拡散光のスポット
を示す。
【0023】レーザ光の光軸と撮像装置の光軸とが作る
平面はガラス容器の中心軸と平行であり、且つΔdだけ
離隔している図4(B)に示す場合が、最もガラスの内
部反射の影響を受け難い。図4(A)に示す場合には、
即ちレーザ発振器3と撮像装置5との光軸9,12とが
作る平面を検査対象のガラス容器1の中心軸15に合わ
せると、ガラス容器の肉厚の外面及び内面は多かれ少な
かれうねりがあり、ガラスの内部反射によるスポット2
0が図4(A)に示すように測定対象のスポット10,
11を含む線上に現れる場合がある。そしてこの内部反
射のスポットは容器の外面又は内面のうねりの状態によ
って、その現れる位置が変化し、ガラス容器の回転に伴
って変化する。ガラス容器の肉厚の測定は、撮像装置5
で捉えた映像画面上から、画像処理装置においてガラス
容器の外面のスポット10と内面のスポット11の映像
画面上での座標上の距離を求めることによる。この間に
内部反射によるスポット20が現れると、画像処理装置
の座標上の距離を求める演算ロジックでは内部反射のス
ポット20と外面及び内面のスポット10,11とを区
別出来ないため、例えばスポット11とスポット20の
距離を求めてしまうと、誤った肉厚の演算を行ってしま
う。
【0024】しかしながら、レーザ光の光軸9と撮像装
置の光軸12とを含む平面をガラス容器の中心軸と平行
であり且つ少し離隔すると、図4(B)に示すようにガ
ラスの内部反射によるスポットは外面反射及び内面の拡
散光スポットから離れた位置に現れ、外面拡散光スポッ
トと内面拡散光のスポットを結ぶ線上には入らなくな
る。このことは、レーザ光の光軸9と撮像装置の光軸1
2とから形成される面を検査対象のガラス容器の中心軸
からΔdだけ離隔することにより、ガラスの内部反射に
よるスポットは、容器の肉厚が円周方向に湾曲している
ことの影響を受け、スポット10から円周方向にずれた
位置に現れ、スポット10,11を含む線上から、はず
れるものと考えられる。このようにしてガラスの内部反
射によるスポットの干渉という問題を避け、通常の座標
上の距離を求める演算ロジックを適用することにより誤
った演算を避けることができる。なお離隔する距離Δd
は小さいことが望ましくガラス容器の直径の10%程度
が限度である。これは容器は円筒上のため、Δdが大き
いとΔdの変動に対して光路長の変動が大きくなり、肉
厚と光路長との比例関係が成立しなくなるからである。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明は検査対
象のガラス容器の側面にほゞ垂直にレーザ光を入射さ
せ、ガラス容器の肉厚の外面及び内面に生じる拡散光
を、レーザ光を含む前記ガラス容器の中心軸と平行な平
面に配置された撮像手段によって映像画面に捉え、ガラ
ス容器の肉厚を演算するものである。従って、非接触で
高速、高精度のガラス容器の肉厚検査が可能となるの
で、ビール壜、酒壜等のような大量生産のガラス容器の
全数、全周にわたる肉厚検査に好適な検査装置が実現さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のガラス容器の肉厚検査装置
の説明図。
【図2】レーザ光の光軸と撮像装置の光軸と映像画面上
のスポットとの関係を説明するものであり、(A)はガ
ラス容器の平面図、(B)はガラス容器の立面図、
(C)は映像画面上のスポットの説明図。
【図3】レーザ光の光軸と撮像装置の光軸と映像画面上
のスポットとの関係を説明するものであり、(A)はガ
ラス容器の平面図、(B)はガラス容器の立面図、
(C)は映像画面上のスポットの説明図。
【図4】ガラス容器の肉厚外面と内面のスポット及び内
部反射によるスポットの関係を示す説明図。
【符号の説明】
1 ガラス容器 2 回転台 3 レーザ発振器 5 撮像装置 9 レーザ光 10 外面の拡散光(スポット) 11 内面の拡散光(スポット) 12 撮像装置の光軸 15 ガラス容器の中心軸 16 肉厚部分の光路長 20 ガラスの内部反射による拡散光(スポット)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検査対象のガラス容器の側面にほゞ垂直
    にレーザ光を入射させ、該ガラス容器の外面及び内面に
    生じる拡散光を、前記レーザ光を含む前記ガラス容器の
    中心軸と平行な平面から撮像手段によって映像画面に捉
    え、該映像画面より前記ガラス容器の肉厚を演算し、一
    定の基準値と比較して合否判定することを特徴とするガ
    ラス容器の肉厚検査方法。
  2. 【請求項2】 前記ガラス容器の外面及び内面に生じる
    拡散光を映像画面に捉える撮像手段の光軸と、前記レー
    ザ光の光軸とが作る平面は、前記ガラス容器の中心軸と
    平行であり、且つ前記ガラス容器の中心軸から離隔して
    いることを特徴とする請求項1記載のガラス容器の肉厚
    検査方法。
  3. 【請求項3】 検査対象のガラス容器を固定して該ガラ
    ス容器を回転させる回転台と、該ガラス容器の側面にほ
    ゞ垂直にレーザ光を入射させるレーザ発振器と、該レー
    ザ光の入射によって生じる前記ガラス容器の外面と内面
    に生じる拡散光を映像画面に捉える撮像手段と、該映像
    画面から前記ガラス容器の肉厚を演算する画像処理装置
    と、一定の基準値と比較する比較器とを備え、前記撮像
    手段の光軸と、前記レーザ光の光軸とは交叉し、両光軸
    を含む平面は前記ガラス容器の中心軸と平行であり、且
    つ離隔して配置されていることを特徴とするガラス容器
    の肉厚検査装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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