JPH08136232A - 缶蓋スコアー形状自動測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 缶蓋に形成したスコアー線の形状や底部側で
の残厚の抜き取り測定を自動化する。 【構成】 スコアー線の刻設された缶蓋１をロボット３
２によってコンベア３上から持ち上げて、扇形プレート
７のホルダー部８に嵌合させ、ついでその扇形プレート
７が旋回して缶蓋１を光マイクロゲージ１９の直下に移
動させる。光マイクロゲージ１９は照射光と反射光との
光軸を含む面がスコアー線の接線方向となるよう向きが
決められており、スコアー線の最小幅より小径のスポッ
ト径とされたビーム光によってスコアー線の各部の寸法
・形状が測定される。測定の終了した缶蓋は、ロボット
３２によってコンベア２に載せ替えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、イージーオープン缶
の缶蓋に細溝状に形成したスコアー線（弱目線）の形
状、特にそのスコアー線の断面形状を光学的に測定する
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では、開缶操作を容易にするため
に、缶蓋に設けたタブを引き上げることにより、スコア
ー線で区画された部分を裂いて開けるイージーオープン
缶が多用されるようになってきている。この種のイージ
ーオープン缶では、スコアー線の部分での強度が搬送時
の衝撃などによって破断しない程度に強く、またタブを
引き上げた場合には容易に破断する程度に弱いことが必
要であり、そのためにはスコアー線の底部側の板厚（残
厚）が設計上定めた範囲に入っていることが必要であ
る。そのため従来では、例えば製造された缶蓋を適当な
間隔で抜き取り、これを板厚を測定する装置にかけて、
スコアー部の残厚を測定している。またそのスコアー部
の残厚測定のための装置としては、測定針をスコアー線
の底部に突き当てる装置や、スリット光をスコアー線の
周囲に照射し、これによって得られた像からスコアー線
の深さを演算して求める装置（例えば特開平４−１２２
８０８号公報参照）などが従来知られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに従来では、缶
蓋の抜き取りやその後の測定を手作業で行っていたため
に、作業効率が悪いのみならず、測定精度のバラツキが
大きくなるなどの不都合があった。またイージーオープ
ン缶の缶蓋は通常アルミ合金が使用され、またスコアー
線は最小幅が３５μm 程度の細い溝であるから、測定針
を突き当る従来の装置では、測定針の先端部が早期に摩
耗してしまい、その太さがスコアー線の溝幅より大きく
なって正確な測定を行えなくなり、したがって測定針の
交換もしくは研磨を頻繁に行わなければならないなどの
不都合があった。これに対してスリット光を使用して光
学的に測定する装置では、非接触で測定するから、上記
のような不都合は生じないが、スコアー線の映像を解析
するものであるから、撮像時の缶蓋の姿勢の狂いに基づ
く誤差が測定精度に大きく影響する問題があった。

【０００４】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、スコアー部の形状を容易かつ正確に、しかも
効率よく、測定することのできる装置を提供することを
目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、スコアー線の刻設された缶蓋を載せ
て搬送しかつその缶蓋を所定の位置に位置決めする搬送
機構の側部に、位置決めされた前記缶蓋を持ち上げて移
動させる移載機構が配置され、この移載機構から前記缶
蓋を受け取る位置に、缶蓋を嵌合させるホルダー部を有
するとともにそのホルダー部に嵌合させた缶蓋を測定箇
所に移動させる基台部が設けられ、またその測定箇所
に、前記基台部に対向しかつ前記スコアー線の最小幅よ
り小さいスポット径のビーム光を缶蓋に向けて照射する
投光部および缶蓋で反射したビーム光を受ける受光部を
備えた測定部と、前記投光部から受光部に至るビーム光
の経路を含む平面が前記スコアー線の接線とほぼ平行に
なるように前記測定部と基台部との少なくとも一方を割
り出す割出し機構と、前記缶蓋に照射されたビーム光の
スポットの軌跡が前記スコアー線の法線方向にほぼ一致
するように前記測定部と基台部との少なくとも一方を移
動させる移動機構とが配置され、さらに前記測定部で得
られた缶蓋の厚さからスコアー線の部分の断面形状を出
力する出力部が設けられていることを特徴とするもので
ある。

【０００６】

【作用】この発明の装置においては、被測定物である缶
蓋は、例えば缶蓋製造工程から所定のインターバルで取
り出されて搬送機構に載せられる。その搬送機構は、缶
蓋を移載機構の設けられている箇所にまで搬送し、所定
の位置で位置決めし、停止させる。このようにして位置
決めされた缶蓋は、移載機構によって持ち上げられて基
台部におけるホルダー部に嵌合させられる。その後、基
台部が動作してホルダー部に嵌合させられた缶蓋は、測
定箇所に移動させられ、ここでその板厚が測定される。
すなわち缶蓋に形成されているスコアー線の最小幅より
小さいスポット径のビーム光が投光部から照射され、そ
の反射光が受光部に到達し、缶蓋の表面形状すなわち厚
さが測定される。

【０００７】より具体的には、ビーム光はスコアー線の
接線方向の面に沿って照射および反射させられるととも
に、缶蓋の上面における前記ビーム光の照射点の移動軌
跡がスコアー線の法線方向とほぼ一致するように缶蓋お
よび測定部のいずれか一方が割出し機構によって割り出
され、かつ移動機構によって移動させられる。したがっ
てスコアー線の内部に照射させられたビーム光は、その
スコアー線を形成している左右の側壁面に干渉すること
なく、反射光が受光部に到達し、スコアー線の断面形状
すなわち深さあるいはその底部における缶蓋の厚さが測
定される。そしてその値は、出力部から出力される。な
お、この出力部は、プリンタなどの印字によって出力す
る形式のもの、あるいはＣＲＴなどの文字が面に数値を
表示するもの、さらには形状として画像出力するものな
どを採用することができる。

【０００８】

【実施例】つぎにこの発明を図に示す実施例に基づいて
説明する。図１はこの発明の一実施例を概略的に示す配
置図であって、缶蓋１を直線的に搬送するコンベア２が
設けられている。このコンベア２は、図示しない缶蓋製
造工程から所定のインターバルで取り出された缶蓋１を
整列させて搬送するものであって、缶蓋１の表裏を揃
え、またその回転方向での向きを揃えた状態で搬送し、
かつ繰り返し走行・停止させられるよう構成されてい
る。このコンベア２の走行方向における所定位置には、
缶蓋１を停止させて位置決めする位置決め装置３が設け
られている。この位置決め装置３は、エアーシリンダな
どのアクチュエータ４とそのアクチュエータ４によって
駆動されて缶蓋１を押さえるアタッチメンナト５とから
構成されている。

【０００９】前記位置決め装置３の近傍でコンベア２の
側部には、計測ステージジグ６が配置されている。この
計測ステージジグ６の上面には、平面視で扇形をなす扇
形プレート７が、その要に相当する部分で回転するよう
取り付けられている。この扇形プレート７には、その回
転中心を中心とした所定の半径位置に、缶蓋１を嵌合さ
せて保持するためのホルダー部８とブロックゲージ９と
が設けられている。このホルダー部８は、上下に貫通し
た孔として形成され、内周面に缶蓋１の外周縁を係合さ
せて缶蓋１を保持するようになっている。またブロック
ゲージ９は、厚さ測定の基準となるものであって、表裏
両面が露出した状態に扇形プレート７に保持されてい
る。

【００１０】また扇形プレート７の端部には、ステッピ
ングモータからなる駆動モータ１０に突設したアーム１
１が連結されている。この駆動モータ１０およびアーム
１１は、扇形プレート７をその要に相当する部分を中心
に旋回させるためのものであり、そのアーム１１の先端
部には図示しない電磁チャックが設けられ、扇形プフレ
ート７に対して選択的に係合するようになっている。

【００１１】また計測ステージジグ６は、扇形プレート
７を３軸方向に移動させ得るよう構成されている。すな
わち平面上の直交２方向に移動可能なＸＹ軸ステージ１
２の上に、垂直軸線を中心に回転可能なθ軸ステージ１
３が搭載されており、ＸＹ軸ステージ１２には、Ｘ軸方
向に位置調整するためのステッピングモータを含む操作
ハンドル１４が設けられ、またＹ軸方向に位置調整する
ためのステッピングモータを含む操作ハンドル１５が設
けられている。さらにθ軸ステージ１３には、鉛直軸線
を中心に旋回させるための、ステッピングモータを含む
操作ハンドル１６が設けられている。そしてこのθ軸ス
テージ１３に前記扇形プレート７が搭載されている。そ
してこれら各ステージ１２，１３は、缶蓋１のスコアー
形状を測定する箇所において上下に貫通しており、扇形
プレート７で保持された缶蓋１の表裏両面に対して測定
用のビーム光を照射できるようになっている。

【００１２】上記の計測ステージジグ６の近傍には、コ
ラム１７が立設されており、このコラム１７には昇降ア
ーム１８が上下動可能に取り付けられている。このアー
ム１８の先端部は、前記扇形プレート７の上方に延びて
おり、その先端部に光マイクロゲージ１９が取り付けら
れている。図１には上側の光マイクロゲージ１９のみを
示してあるが、この光マイクロゲージ１９は、上下一対
設けられており、上下の各ビーム光の照射点の変位に基
づいて厚さを測定するように構成されている。そしてコ
ラム１７には、アーム１８を上下動させるステッピング
モータを内蔵したＺ軸ステージ操作ハンドル２０が設け
られている。

【００１３】前記扇形プレート７がこの発明におけるい
わゆる基台部であって、その旋回範囲のうち前記光マイ
クロゲージ１９の直下の位置が測定箇所であり、ここで
缶蓋１におけるスコアー線２１の形状が測定される。こ
こで、缶蓋１について説明すると、その一例を図２およ
び図３に示すように、缶蓋１はそのほぼ全面を開くいわ
ゆるフルオープン缶に使用されるものであり、したがっ
てその上面の外周部の全体に亘ってスコアー線２１が形
成されている。このスコアー線２１は一般にプレス加工
によって板厚ｔのほぼ半分の深さに刻設され、その断面
形状は、図３に示すよう上面側に広がった台形状であ
る。またその最小幅（底面での幅）は、一例として３５
μm 程度、開き角度６０°程度に設定されている。

【００１４】つぎに測定部である光マイクロゲージ１９
について説明すると、光マイクロゲージ１９は、ビーム
光を照射し、その反射光のスポット位置の変位に基づい
て寸法を測定するよう構成されている。すなわち図４に
示すように、投光部として駆動回路２２によって駆動さ
れてレーザ光を出力する半導体２３およびそのレーザ光
をスコアー線２１の最小幅以下のスポット径に絞るとと
もに缶蓋１の上面に焦点を絞るレンズを主体とした光学
系２４を備えている。また受光部として、位置検出用の
素子２５およびこの素子２５に結像させるためのレンズ
を主体とした光学系２６ならびに前記素子２５からの出
力信号を増幅する増幅回路２７を備えている。そしてこ
の増幅回路２７から出力された信号に基づいて演算を行
う演算器２８が設けられている。光マイクロゲージ１９
は、上下一対設けられているから、前記ブロックゲージ
９によって零点設定を行っておき、ついで測定対象物で
ある缶蓋１の表裏両面に同時にビーム光を照射してその
表裏両面に変位を求め、その値の差から缶蓋１の厚さお
よびスコアー部の残厚を測定するようになっている。

【００１５】なお、図１において、符号２９は操作パネ
ルであり、符号３０は厚み演算器を示し、光マイクロゲ
ージ１９からの出力信号に基づいて厚みを演算するとと
もに各ステージ１２，１３を駆動する信号を出力するよ
う構成されている。また符号３１はモニターテレビを示
す。そして前述したコンベア２の近傍には、移載機構と
して多関節ロボット３２が配置されており、缶蓋１を前
記位置決め装置３による缶蓋１の固定位置と扇形プレー
ト７におけるホルダー部８との間で缶蓋１を移送するよ
うに構成されている。

【００１６】つぎに上述した装置による缶蓋１のスコア
ー線２１の形状の測定操作について説明する。缶蓋１は
図示しない缶蓋製造ラインから所定のインターバルをも
って抜き取られ、コンベア２上に載せられ、このコンベ
ア２によって搬送される。その缶蓋１は位置決め装置３
によって停止させられ、その際に回転方向での向きが決
められている。位置決め装置３によって停止させられた
缶蓋１は、多関節ロボット３２によって持ち上げられ、
扇形プレート７におけるホルダー部８に移送される。こ
の状態では扇形プレート７は、図１に示すように回転さ
せられており、ホルダー部８が光マイクロゲージ１９の
直下すなわち測定箇所から外れるとともに測定箇所には
ブロックゲージ９が位置させられている。したがって多
関節ロボット３２によって持ち上げられた缶蓋１は、そ
の姿勢を保持した状態で扇形プレート７におけるホルダ
ー部８に嵌め込まれる。このようにいわゆる移載操作の
間においては、光マイクロゲージ１９がブロックゲージ
９をテストピースとしてキャリブレーションを行ってお
り、零点設定が行われている。

【００１７】缶蓋１がホルダー部８に嵌め込まれると、
駆動モータ１０によってアーム１１およびこれに連結し
てある扇形プレート７が回転駆動させられ、缶蓋１が光
マイクロゲージ１９の直下すなわち測定箇所に移動させ
られる。ホルダー部８すなわち缶蓋１測定箇所に移動さ
せた後、アーム１１の先端に設けた電磁チャックが消磁
されて扇形プレート７との係合が解かれる。その時点で
は、レーザ光はスコアー線２１から外れた位置に照射さ
せられており、この状態でＸ軸、Ｙ軸、θ軸について各
ステージ１２，１３が駆動させられ、光マイクロゲージ
１９によるレーザ光のスポットの移動軌跡が、スコアー
線２１の法線方向とほぼ一致するよう缶蓋１が光マイク
ロゲージ１９に対して相対的に移動させられる。すなわ
ちスコアー線２１を直角に横切るようにスコアー線２１
の近傍の板厚が測定される。

【００１８】より具体的には、缶蓋１の表面にレーザ光
が照射されている状態では、反射光のスポット位置が特
に変化しないため、厚さとしての数値が変化せずに、平
面状態が検出され、これに対して上側の光マイクロゲー
ジ１９によるレーザ光のスポットがスコアー線２１の内
部に入り始めると、その焦点位置が図４の下側に変化す
るために、反射光のスポット位置が変化し、その変化量
に基づいて表面からの窪み量が演算され、出力される。
またその場合、レーザ光のスポット径がスコアー線２１
の最小幅より小さいために、スコアー線２１の内面の各
部をなぞるように深さを測定することになる。

【００１９】さらにまた、光マイクロゲージ１９におけ
る半導体２３からのレーザ光と缶蓋１からの反射光との
光軸を含む面がスコアー線２１の接線とほぼ平行となる
よう光マイクロゲージ１９と缶蓋１との相対的な位置が
設定されているため、スコアー線２１の底部に照射され
たレーザ光の反射光がスコアー線２１の内側壁に干渉す
ることがなく、したがってスコアー線２１の断面形状が
正確に測定される。このようにして得られたスコアー線
２１の深さは、数値としてプリントアウトされ、あるい
はモニターテレビ３１に断面形状として映し出される。
さらに缶蓋１の裏面の位置が下側の光マイクロゲージ１
９によって測定されているから、その測定値との差によ
って、スコアー部の残厚を含めた缶蓋１の全体の厚さが
求められる。

【００２０】上記のようにして測定が終了すると、扇形
プレート７が駆動モータ１０およびアーム１１によって
前述した場合とは反対方向に動作させられ、その結果、
ホルダー部８に嵌め込まれた缶蓋１が光マイクロゲージ
１９の直下から外れ、そしてその缶蓋１を多関節ロボッ
ト３２がホルダー部８から持ち上げ、これをコンベア２
に載せ替える。そしてコンベア２が再度動作し、次の缶
蓋１を位置決め装置３の箇所まで移動し、ここで次の缶
蓋１が位置決め固定され、以降、前述した場合と同様に
してそのスコアー線２１の形状が測定される。

【００２１】なお、上記の実施例では、フルオープン缶
の缶蓋におけるスコアー線を対象として説明したが、こ
の発明は、他の缶蓋のスコアー線の部分で残厚を測定
し、あるいはその断面形状を測定する場合にも適用する
ことができる。また上記の実施例では、上下一対の光マ
イクロゲージを使用して缶蓋の厚さを測定するよう構成
したが、この発明は上記の実施例に限定されないのであ
って、使用する測定装置によっては缶蓋の表面側にのみ
レーザ光を照射して厚さを測定するように構成してもよ
い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
被測定物である缶蓋の測定機構への搭載あるいは脱荷を
自動的に行うことができるのみならず、その缶蓋のスコ
アー線の形状をレーザ光を用いて正確に測定することが
でき、したがってこの発明によれば、缶蓋のスコアー線
の形状あるいはスコアー線の部分での残厚の管理を効率
よく、しかも正確に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を概略的に示す配置図であ
る。

【図２】この発明で対象とする缶蓋におけるスコアー線
の形状の一例を示す図である。

【図３】スコアー線の断面形状を示す部分拡大断面図で
ある。

【図４】図１に示す光マイクロゲージの構成を示す系統
図である。

【符号の説明】

１ 缶蓋 ２ コンベア ３ 位置決め装置 ７ 扇形プレート ８ ホルダー部 １２ ＸＹ軸ステージ １３ θ軸ステージ １９ 光マイクロゲージ ２１ スコアー線 ３１ モニターテレビ ３２ 多関節ロボット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スコアー線の刻設された缶蓋を載せて搬
   送しかつその缶蓋を所定の位置に位置決めする搬送機構
   の側部に、位置決めされた前記缶蓋を持ち上げて移動さ
   せる移載機構が配置され、この移載機構から前記缶蓋を
   受け取る位置に、缶蓋を嵌合させるホルダー部を有する
   とともにそのホルダー部に嵌合させた缶蓋を測定箇所に
   移動させる基台部が設けられ、またその測定箇所に、前
   記基台部に対向しかつ前記スコアー線の最小幅より小さ
   いスポット径のビーム光を缶蓋に向けて照射する投光部
   および缶蓋で反射したビーム光を受ける受光部を備えた
   測定部と、前記投光部から受光部に至るビーム光の経路
   を含む平面が前記スコアー線の接線とほぼ平行になるよ
   うに前記測定部と基台部との少なくとも一方を割り出す
   割出し機構と、前記缶蓋に照射されたビーム光のスポッ
   トの軌跡が前記スコアー線の法線方向にほぼ一致するよ
   うに前記測定部と基台部との少なくとも一方を移動させ
   る移動機構とが配置され、さらに前記測定部で得られた
   缶蓋の厚さからスコアー線の部分の断面形状を出力する
   出力部が設けられていることを特徴とする缶蓋スコアー
   形状自動測定装置。