JPH09151U - パッケージの形状不良検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バルジの検出に優れ、検出系の経時変化がな
く、巻き位置に関係なく検出できるパッケージの形状不
良検出装置を提供する。 【構成】 パッケージ１端面の直径方向に走査される距
離測定センサ６と、その測定波形に基づいて巻管を認識
し、少なくとも、パッケージの端面の凹凸差が第１の所
定値以上のとき、及びパッケージ１の端面と巻管との段
差が第２の所定値以上のときいずれか１つが満たされた
ときに不良と判定する判定回路２１，２２とを備えたも
のである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、パッケージの形状不良検出装置に係り、特に、バルジの検出に優れ 、検出系の経時変化がなく、巻き位置に関係なく検出できるパッケージの形状不 良検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

糸のパッケージは、軸の周りに糸を巻いて形成されるので、円柱若しくは円錐 台の如き形状を呈している。理想的にはその端面は平面となる。しかし、実際に は完全な平面にはならず、多少の凹凸が形成されている。こうした凹凸等の変形 が大きくなると不具合が生じる。そこでパッケージの形状、とりわけその端面形 状からパッケージの良否を判定することが行われる。そのための装置として従来 はエリアセンサによる装置が用いられている。エリアセンサは、ある大きさの光 学的なウインド（矩形に区切られた観測領域）を有し、ウインドから得られる光 量により対象物がそのウインド内に占めている面積を検知するものである。この エリアセンサをパッケージの径方向外方に配し、ウインドの長手方向をパッケー ジの軸に平行にして、かつ、パッケージの端部がウインドを横切るように設定す る。従って、ウインドの長手方向にはパッケージの胴部と背景とが投影されるこ とになる。パッケージに対して光源を向けておけば、ウインドには胴部から反射 された光のみが入射することになる。この明るい部分の面積により、ウインドの 長手方向に対して端部がどの位置にあるかが検出される。そして、パッケージの 正しい端面形状に基づいて、本来の端部の位置を設定しておき、検出結果との比 較により端部形状の良否を判定することができる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、端面変形にはバルジと呼ばれるものがある。バルジは半径の中ほど に盛り上がりを有する形状である。例えば、図１に示したパッケージ１は、紙管 ２に近いところでは端面１ａが紙管２の先端より内側にあり、紙管２から少し離 れたところでは端面１ａが外側に向かってせりだし、そこからパッケージ外周に かけて内側へ緩やかに傾斜している。バルジ８は周方向に連続的に形成されてい る。このようなバルジは、合成繊維のパッケージに現れやすい。バルジが大きく なると、バルジの頂部が紙管の先端より外側に出てしまうこともある。この場合 、頂部の糸が他の物と直接接触するようになるため、パッケージの保管や運搬の ときに糸が損傷してしまう。また、頂部が紙管の先端より外側に出てなくてもバ ルジの高低差が大きくなると、やはり不具合となる。

【０００４】 上記従来の装置はバルジの検出に対して弱い。これは、エリアセンサが径方向 外方からパッケージ端部を臨んでいるため、紙管に近い凹部は凸部の陰になって 見ることができないからである。

【０００５】 また、従来の装置は段巻きにも弱い。即ち、ウインド内にパッケージが占めて いる面積を検知しているため、端面に段差がある場合も端面が緩やかに傾斜して いる場合も同じ検知結果しか得られない。高低差が大きすぎない程度の緩やかな 傾斜を許容すると、段巻きを不良として判定することができなくなる。

【０００６】 また、バルジのない本来の端部が紙管の先端からどのくらい内側に位置するか （以下巻き位置という）は、必ずしも一定ではなく多少の変動がある。さらに、 エリアセンサの前をパッケージが通過するように構成した検査機等では、パッケ ージとパッケージを保持する台座等の保持具との位置ずれも端部の位置変動とな る。しかし、従来の装置のようにウインド内の面積を検知して、それを検査基準 と比較するのでは、巻き位置・保持位置等に変動があると面積が違ってくるので 正しい検査結果が得られない。

【０００７】 さらに、エリアセンサを使用する上での問題として、光源の経時変化と焦点深 度の問題がある。光源に用いられるハロゲンランプ、蛍光灯等は光量が経時変化 する。これに対してエリアセンサで検知しているのは白地の反射光量にもとづく 糸の部分の面積である。光源光量が増減すると白地の反射光量が増減するので、 面積の検知に誤りが生じる。また、パッケージが円筒形であるため、エリアセン サの受光面とパッケージの端部との距離が一定でなく、エリアセンサが深い焦点 深度を有している必要がある。この焦点深度の調整が難しい。

【０００８】 そこで、本考案の目的は、上記課題を解決し、バルジの検出に優れ、検出系の 経時変化がなく、巻き位置に関係なく検出できるパッケージの形状不良検出装置 を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、パッケージ端面の直径方向に走査される 距離測定センサと、その測定波形に基づいて巻管を認識し、少なくとも、パッケ ージの端面の凹凸差が第１の所定値以上のとき、及びパッケージの端面と巻管と の段差が第２の所定値以上のときいずれか１つが満たされたときに不良と判定す る判定回路とを備えたものである。

【００１０】

【作用】

上記構成により、検査対象面を端面とするとき、センサはパッケージの端面に 臨んでいるので、光路が端面の凹凸に遮られることがない。従って、バルジによ って隠れる部分がなくどの場所でも検知できる。このセンサはセンサ自体と現在 照らしているパッケージの端面の一部との距離を測定する。距離の測定は光源光 量の変動には無関係であるから、光源の経時変化に影響されず正しい検知結果が 得られる。このセンサをパッケージの径方向或いはそれと平行に走査すると、端 面の凹凸を辿るような測定波形が得られる。この測定波形は、巻き位置が異なっ ていてもレベルが変わるだけで、波形の変化を生じない。測定波形はそのまま端 面の凹凸を表し、紙管の先端も走査すれば、紙管と端面との高低差も表すから、 これを基に凹凸の高低差を調べたり、紙管との位置関係を調べたりすることがで きる。そこで、パッケージの端面の凹凸差が第１の所定値以上のとき、及びパッ ケージの端面と巻管との段差が第２の所定値以上のときいずれか１つが満たされ たときに不良と判定する。また、測定波形は、凹凸が段差であっても緩やかな傾 斜であっても、それぞれ忠実に再現したものとなるので、これらを区別すること ができる。

【００１１】

【実施例】

以下本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

【００１２】 図１に示されるように、パッケージ１は、所定の径を有する紙管２と、その周 囲に巻かれた糸Ｙとからなり、ほぼ円柱状を呈している。パッケージ１は、円盤 ３上の中心に支持軸４を起立させた台座５に対して、紙管２を支持軸４に嵌め込 むことにより装着される。台座５に装着されたパッケージ１は、端面１ａを上方 に向けることになる。このようにしてパッケージ１は、端面１ａを上方に向けて 台座５に装着され、図示されない検査ラインのコンベア等に載せて矢印の方向に 移動されるようになっている。

【００１３】 レーザセンサ６はレーザ光を用いた公知の距離センサであり、レーザ光を対象 物に照射すると共にその反射光を検知し、三角法で距離を測定するものである。 レーザセンサ６は、その測定方向がパッケージ１の端面１ａに向くように設置さ れる。例えば、検査ラインのコンベアの上方に、パッケージ１の紙管２の通過位 置に合わせて取り付けられる。台座５の移動に伴うレーザ光の照射点の軌跡は、 破線７で図示されるように端面１ａの直径に重なる。台座５を移動することはレ ーザセンサ６を走査することに等しい。

【００１４】 判定のための回路構成は図２に示されるように、大別すると測定系２１及びデ ジタル処理系２２からなる。測定系２１は上記レーザセンサ６と、レーザセンサ ６の信号の前処理を行うＳ／Ｃ２３と、その出力をデジタル値に変換するＡ／Ｄ 変換器２４とからなる。Ｓ／Ｃ２３には、雑音成分を取り除くフィルタ、測定信 号を増幅するアンプ等が含まれる。デジタル処理系２２は、ＲＡＭ２５、ＣＰＵ ２６、ＲＯＭ（図示せず）、Ｉ／Ｏ２７等から構成されるマイクロコンピュータ システムである。

【００１５】 このデジタル処理系２２での処理内容を図３に基づいて説明する。レーザセン サ６を走査することにより測定系２１で得られる代表的な波形３１、３２はそれ ぞれパッケージ１とレーザセンサ６との距離の変化を表し、図の上の方がレーザ センサ６に近いことを表している。レーザ光の照射点の軌跡が破線７のように端 面１ａの直径に重なることから、これらの波形はパッケージ１の直径に沿った断 面の輪郭に相当する。そこで、以下の処理では、レーザセンサ６からの距離を高 さに変換して扱うものとする。

【００１６】 この測定波形に対し、デジタル処理系２２は、波形の抽出機能と２つの評価項 目を有している。評価項目の１は、紙管２の位置と端面１ａの位置との比較によ り端面１ａが紙管２より膨らんでいるかどうかを評価するものである。図３（ａ ）の測定波形３１から紙管２を示す波形３３が抽出される。図３（ａ）のように 紙管２の先端に相当する波形３３は、比較的幅の細い矩形状の突起が直径に沿っ て２箇所現れ、これらの中間は紙管２が中空であるため大きく落ち込んでいる。 この特徴から紙管２が認識できる。紙管２の先端の高さをＢとする。パッケージ １の両端も急激な落ち込みを示す波形３４により認識できる。パッケージ１の両 端１ｂの間で、かつ紙管２でない部分が糸の部分、即ちパッケージの端面１ａで あることが分かる。次いで端面１ａの高さのうち最も高い値ｙ_MAX が抽出される 。第２の所定値であるＢとｙ_MAX とが比較され、ｙ_MAX の方が大きければ膨らみ の高さが紙管２の先端を越えていることが分かるので、形状不良の判定が下され る。勿論Ｂに対して余裕をみて判定してもよい。

【００１７】 もう１つの評価項目は、端面１ａの膨らみが許容できる大きさかどうかを評価 するものである。前項目と同様に図３（ｂ）の測定波形３２（半径分のみ示され ている）から紙管２及びパッケージ１の両端１ｂを示す波形３３、３４が抽出さ れる。ここでＢ＞ｙ_MAX であるから前項目は合格していることになる。こんどは 端面１ａの高さのうち最も低い値ｙ_MIN が抽出される。ｙ_MAX とｙ_MIN とが比較 され、その差が第１の所定値Ａより大きければ膨らみが許容される大きさより大 きいことが分かるので、形状不良の判定が下される。

【００１８】 このようにデジタル処理系２２での処理内容は、測定波形に基づいてパッケー ジの形状の良否を判定するものであり、判定結果は、Ｉ／Ｏを介し、検査ライン を構成する上位の検査装置等に出力される。

【００１９】 実際に検査ライン上で台座５に装着した多数のパッケージ１を移動させ、検査 を行った結果を、いくつかのパッケージについて図４に示す。図４（ａ）の測定 波形では、紙管２の先端４１と端面１ａの最高部４２との高さ比較により、ｙ _MAX ＞Ｂであるからこのパッケージは不良である。図４（ｃ）の測定波形では、 端面１ａの最高部４３と最低部４４との高さ比較により、ｙ_MAX −ｙ_MIN ＞Ａで あるからこのパッケージもやはり不良である。

【００２０】 これらに対し、図４（ｂ）の測定波形では、紙管２の先端４５、端面１ａの最 高部４６、及び最低部４７の相互比較により、Ｂ＞ｙ_MAX かつｙ_MAX −ｙ_MIN ＜ Ａであるからこのパッケージは良である。

【００２１】 以上説明したように、本考案の装置によれば、センサがパッケージの端面に臨 んでいるので、光路が端面の凹凸に遮られることがないため、バルジによって隠 れる部分がなくどの場所でも検知できる。このセンサによる距離の測定は光源光 量の変動には無関係であるから、光源の経時変化に影響されず正しい検知結果が 得られる。このセンサをパッケージの径方向に走査して得られる測定波形は、巻 き位置が異なっていてもレベルが変わるだけで、波形の変化を生じない。測定波 形はそのまま端面の凹凸を表すので、これを基に凹凸の高低差を調べたり、紙管 との位置関係を調べたりすることができる。また、測定波形は、凹凸が段差であ っても緩やかな傾斜であっても、それぞれ端面の高低変化を忠実に再現したもの となるので、これらを区別することができる。

【００２２】 なお、本実施例は端面を検査対象面とした場合を説明したが、他の面を検査対 象面としてもよいことは勿論である。

【００２３】

【考案の効果】

本考案は次の如き優れた効果を発揮する。

【００２４】 （１） 凹凸面の形状・巻き位置に左右されずに検出ができ、バルジ、段巻き 、巻き位置の変動等の検出に優れている。

【００２５】 （２）距離測定に基づいた形状不良検出装置であるため、光源の経時変化に影 響されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の装置によるパッケージとセンサとの位
置関係を示す斜視図である。

【図２】判定のための回路構成を示すブロック図であ
る。

【図３】測定系で得られる測定波形と評価用の抽出値を
示すグラフである。

【図４】実際のパッケージから得られた測定波形を示す
グラフである。

【符号の説明】

１ パッケージ ６ センサ（レーザセンサ） ７ センサの走査軌跡 ８ バルジ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッケージ端面の直径方向に走査される
   距離測定センサと、その測定波形に基づいて巻管を認識
   し、少なくとも、パッケージの端面の凹凸差が第１の所
   定値以上のとき、及びパッケージの端面と巻管との段差
   が第２の所定値以上のときいずれか１つが満たされたと
   きに不良と判定する判定回路とを備えたことを特徴とす
   るパッケージの形状不良検出装置。