JPH11258167A - ガラス管の欠陥検査方法および装置 - Google Patents

ガラス管の欠陥検査方法および装置

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JPH11258167A
JPH11258167A JP5710598A JP5710598A JPH11258167A JP H11258167 A JPH11258167 A JP H11258167A JP 5710598 A JP5710598 A JP 5710598A JP 5710598 A JP5710598 A JP 5710598A JP H11258167 A JPH11258167 A JP H11258167A
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JP
Japan
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glass tube
laser beam
defect
laser light
scattered light
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JP5710598A
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English (en)
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Akio Yokomori
明夫 横森
Tadashi Matsui
忠 松井
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AGC Techno Glass Co Ltd
Original Assignee
Asahi Techno Glass Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 目視検査に代わるガラス管の欠陥検出方法で
あって、目視検査に比べて信頼性が高く、欠陥の種類を
判別でき、しかもより微細な欠陥までも検出が可能な検
査方法を開発することが課題である。 【解決手段】 ガラス管例えばガラス管にレーザ光を照
射したときの前記ガラス管によるレーザ光の散乱光を検
出すること、および前記散乱光の角度分布を検出して画
像処理することによって欠陥を検査する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス管が有する泡
筋や異物などの欠陥を検出し、検査する方法および装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラス管の製造過程で生じる欠陥の検査
には、他のガラス管の欠陥検査と同様に、熟練した検査
員が目視によって外観を観察する方法が一般に行われて
いる。しかしながら、このような目視検査では、例え熟
練者であったとしても、異物や泡筋などの欠陥を見逃す
おそれが決してないとはいえない。また、従来よりも細
かい欠陥の検査が必要となるなど、より高度の欠陥検査
の方法が望まれるようになった。
【0003】特に連続的に成形されるガラス管、たとえ
ばダンナー法では、適当な粘性に調整された溶融ガラス
を直径200〜500mmの耐火物製スリーブに巻き付
け、スリーブ先端からエアを噴出させながら管引装置に
よって延伸し、直径数mm〜数十mmのガラス管が成形
される(実公平6−27622号公報)。
【0004】このためガラス管中の泡は管軸方向に例え
ば幅数μm以下、長さ1〜数十mmと、きわめて細く延
ばされて泡筋となっており、ガラス管の内外表面および
対向面の反射・散乱光に妨害されて目視にる検出が困難
になっている。
【0005】目視に代わる検出方法としてガラス板の場
合には、その表面をCCDカメラやラインセンサにより
撮像し、画像処理を施すなどして欠陥を検出する方法が
検討されている。
【0006】しかしながら、ガラスが円筒状の管の欠陥
検出の場合には、カメラなどの焦点を合わせるのが難し
い上に、特に上記のようなきわめて細く延ばされた欠陥
は直接撮像を用いた方法では検出が困難となっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の目視によるガラス管の欠陥検出方法に代わって、信頼
性が高く、しかもより微細な欠陥であっても検出が可能
な新しい検査方法の開発が課題となっている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するためになされたもので、本発明のガラス管の欠陥
検査方法は、ガラス管の外表面もしくは内表面にほぼ垂
直にレーザ光を照射し、前記ガラス管による前記レーザ
光の散乱光を検出することによりガラス管の欠陥を検査
することを特徴とするものである。
【0009】また本発明のガラス管の欠陥検査方法は、
ガラス管の外表面もしくは内表面にほぼ垂直にレーザ光
を照射し、前記ガラス管による前記レーザ光の散乱光の
強度と方位分布を検出することによりガラス管の欠陥の
内容について情報を得ることを特徴とするものである。
【0010】また本発明のガラス管の欠陥検査方法は、
ガラス管の外表面もしくは内表面にほぼ垂直にレーザ光
を照射し、前記ガラス管による前記レーザ光の散乱光の
強さと角度分布を検出し、検出された散乱光の強さと角
度分布によって、ガラス管の欠陥の大きさおよび泡筋欠
陥と異物との区別を行うことを特徴とするものである。
また本発明のガラス管の欠陥検査方法は、ガラス管の
外表面もしくは内表面にほぼ垂直にレーザ光を照射し、
前記ガラス管による前記レーザ光のガラス管軸に垂直な
方向の散乱光分布により、泡筋を検出することを特徴と
するものである。 さらに本発明のガラス管の欠陥検査
方法は、レーザ光の照射位置および散乱光の角度分布検
出位置をガラス管の周方向および軸方向に相対的に移動
させることを特徴とするものである。
【0011】本発明の欠陥検査装置は、ガラス管の外表
面もしくは内表面にほぼ垂直にレーザ光を照射し、前記
ガラス管による前記レーザ光の散乱光の強度と方位分布
を検出することによりガラス管の欠陥の内容について情
報を得ることを特徴としている。
【0012】また本発明の欠陥検査装置は、ガラス管の
外もしくは内表面にほぼ垂直にレーザ光を照射するレー
ザ光照射手段と、前記ガラス管による前記レーザ光の散
乱光とその角度分布を検出する散乱光角度分布検出手段
とを具備してなることを特徴とするものである。
【0013】また本発明の欠陥検査装置は、ガラス管の
外もしくは内表面にほぼ垂直にレーザ光を照射するレー
ザ光照射手段と、前記ガラス管による前記レーザ光の散
乱光とその角度分布を検出する散乱光角度分布検出手段
と、前記散乱光の角度分布を画像処理する画像処理手段
とを具備してなることを特徴とするものである。
【0014】さらに本発明の欠陥検査装置は、あらかじ
め定めた基準レベル以上の欠陥を検出したとき、これを
外部に知らせる警報手段を具備してなることを特徴とす
るものである。
【0015】ガラス管の表面にレーザ光を照射すると、
レーザ光はガラスの表面で屈折して内部に進入し透過し
てゆくか、あるいはガラス表面で反射する。このとき、
ガラス管のレーザ光の進路になる箇所に欠陥があると、
レーザ光はこの欠陥によって散乱され、散乱光が発生す
る。この散乱光を検出することによって、ガラス管の欠
陥を知ることができる。
【0016】ガラス管の内部の欠陥検出は、ガラス表面
に対してレーザ光の入射角を臨界角以下にしてレーザ光
をガラス管の内部に進入させて、ガラス内部でのレーザ
光の散乱を調べることによって行う。
【0017】本発明のガラス管の欠陥検査方法および装
置によれば、ガラス管に泡筋があると、泡筋は軸方向に
長く伸びているので、照射されたレーザ光は、空気を取
り込んだ泡とガラスとの屈折率差に基づいて、ガラス管
の軸心に対し、ほぼ垂直な方向にのみ散乱する。
【0018】他方、ガラス管に含まれる異物などにレー
ザ光が照射されると、異物には泡筋のような顕著な方向
性がないことから、散乱光はほとんど方向性を持たず、
ほぼ一様に散乱する。そして欠陥が大きければ、それだ
け強い散乱光が生ずる。
【0019】従って本発明によればガラス管の欠陥によ
るレーザ光の散乱光の強さや方位分布によって、欠陥の
内容、例えば欠陥の大きさや形の判別や泡筋と異物との
区別などをすることができる。
【0020】ここで散乱光を散乱しないで進む光と区別
して検出できるようにするために、散乱光を検出する際
に、散乱しないで進むレーザ光が散乱光と重ならない程
度に、使用するレーザ光のビーム幅を狭くしておくこと
が望ましい。
【0021】またガラス管の軸心に対し、ほぼ垂直な方
向のみの散乱成分を検出することによって、泡筋を選択
的に検査することもできる。
【0022】また、散乱光の方位分布の投影図に対し、
画像処理の手法を用いることにより、上記欠陥の内容、
例えば欠陥の大きさや形の判別や泡筋と異物との区別が
容易に行うことができる。
【0023】また、レーザ光の照射位置をガラス管の周
方向および軸方向に相対的に移動させつつ照射するよう
にした場合には、ガラス管全体の欠陥検出が可能とな
り、この手段はガラス管の品質管理を行う上で大変に有
効である。
【0024】さらに、本発明の装置を用いれば自動検査
ができるので、例えば基準値を設けて散乱レーザ光のレ
ベル値が所定の値以上になるなど、あらかじめ定めた基
準レベル以上の欠陥を検出した場合には、これを外部に
知らせる警報手段を有することによって、自動検査の結
果が活用できる。警報手段としては、音を発する、光を
発する、マーカを付ける、検査の流れを停止するなど各
種の方法が目的に応じて選択できる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。
【0026】図1は本発明の欠陥検査装置の一実施形態
を概略的に示す正面図、図2および図3はこの実施形態
の欠陥検査装置による欠陥検出の状況を示す斜視図であ
る。図1において、1は被検物である円筒状ガラス管、
2はこの円筒状ガラス管の外表面にほぼ垂直にレーザ光
を照射できるように配置された半導体レーザなどのレー
ザ光源である。このようにレーザ光をガラス管の外表面
にほぼ垂直に照射できるように配置するのは、ガラス管
によるレーザ光の屈折をなくすためである。また3は円
筒状ガラス管1を透過したレーザ光とその散乱光の方位
分布を写し出すスクリーン、4はこのスクリーン3に写
し出された形状を撮像し、電気信号に変換するCCDカ
メラ、5はCCDカメラ4からの電気信号を画像データ
としての画素のデータに変換して画像処理する画像処理
手段である。
【0027】このような装置において、レーザ2より円
筒状ガラス管1の外表面にほぼ垂直に照射されたレーザ
光は、円筒状ガラス管1に泡筋や埃、異物などがまった
く存在しない場合には、そのまま直進するため、スクリ
ーン3に点状の層が形成されるだけであるが、異物が円
筒状ガラス管1のレーザ光入射側またはレーザ光出射側
のいずれかに存在すると、レーザ光は方向性を持たず一
様に散乱し、図2に示すようにスクリーン3上に円形の
像が形成される。
【0028】また、泡筋が円筒状ガラス管1のレーザ入
射側またはレーザ光出射側のいずれかに存在すると、空
気の泡とガラスとの屈折率の差に基づき、図3に示すよ
うにスクリーン3上に円筒形ガラスガラス管1の軸心に
対しほぼ垂直な方向に散乱し、線状の像が形成される。
【0029】そしてスクリーン3に写し出されるレーザ
光の像をCCDカメラ4で撮像して電気信号に変換し、
画像処理手段5で画像データとして画素データに変換す
る。さらに画像データを図4に示すように、X方向、Y
方向に対する画像処理としてプロファイル処理を行う。
プロファイル処理とは、X、Y方向に画素データを積算
する処理である。
【0030】図4は円筒状ガラス管1の異物や泡筋の欠
陥のない部分にレーザ光が照射された場合のプロファイ
ル波形である。一方円筒状ガラス管1の異物にレーザ光
が照射された場合は、図5に示すようなプロファイル波
形となる。また、円筒状ガラス管1の泡筋にレーザ光が
照射された場合は、図6に示すようなプロファイル波形
となる。
【0031】従って、図4に示すプロファイル波形の形
状により、欠陥および欠陥の種類を判別することがで
き、かつ基準を設けておけば良品、不良品の判定がで
き、不良の原因を識別することができる。
【0032】本発明の不良検査方法および装置において
は、上記装置に、円筒状ガラス管1を回転させつつ軸方
向に移動させる移動装置を設けたり、あるいは円筒状ガ
ラス管1を回転させる回転装置と、レーザ2およびスク
リーン3を円筒状ガラス管1の軸方向に移動させる移動
装置を設けるなどして、レーザ光による円筒状ガラス管
の検査位置を周方向および長さ方向に相対的に移動させ
ることができる。
【0033】このように構成することにより、ガラス管
全体について容易に異物や泡筋などの欠陥の検査が可能
になり、品質管理を行う上で有用である。
【0034】また、本発明においては、スクリーン3に
写し出された像を画像処理手段5によって処理されて得
られたプロファイル波形に基づいて不良と判断し、これ
をランプの点灯や警報を発することにより、外部に知ら
せる警報装置を設けるようにしてもよい。このような警
報装置を設けることにより、ガラス管の不良を即座に検
知し、迅速な対応が可能となる。
【0035】上記の実施形態ではレーザ散乱光の方位分
布検出手段として、スクリーンとCCDカメラの組み合
わせが示されているが、レーザ散乱光の方位分布検出手
段はこの方法に限定されるものではない。例えば上記実
施形態のスクリーンの位置に、スクリーンの代わりに受
光素子を並べた受光パネルによって直接にレーザ散乱光
の方位分布を検出することもできる。
【0036】また上記の実施形態は円筒状ガラス管の外
側からレーザ光を照射した例であるが、円筒状ガラス管
の内側からレーザ光を照射することもできる。即ち本発
明の他の実施形態においては、図7に示すようにレーザ
2をガラス管1の下方に配置し、レーザ2からガラス管
1内に出射された光が光反射ミラー7によりガラス管1
の内側からガラス管1の内表面に照射されるようにする
とともに、照射したレーザ光のガラス管1によって散乱
した光を光反射ミラー8により反射させることによっ
て、下方に向きを変え、これを受光パネル6で検出する
ようにすることができる。
【0037】図7において、ガラス管1を回転させつ
つ、レーザ2および光検出パネル6を収容した欠陥検査
装置本体を上下に移動させる構成とすることにより、カ
ラス管全体について容易に欠陥の検査が可能となる。
【0038】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、従来の目視によるガラス管の欠陥検査方法に比べて
信頼性が高く、より微細な欠陥の検査も可能である。そ
して本発明によれば、異物などによる散乱光と泡筋によ
る散乱光とを明確に区別して検出することができるた
め、ガラス管の製造に際し品質の管理を行う上で、非常
に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の欠陥検査装置の一実施形態を概略的に
示す正面図。
【図2】実施形態における欠陥検出の状況を示す斜視図
(異物の場合)。
【図3】実施形態における欠陥検出の状況を示す斜視図
(泡筋の場合)。
【図4】ガラス管に異物や泡筋の欠陥のない場合のプロ
ファイル波形。
【図5】ガラス管の異物にレーザ光が照射された場合の
プロファイル波形。
【図6】ガラス管の泡筋にレーザ光が照射された場合の
プロファイル波形。
【図7】本発明の欠陥検査装置の他の実施形態を概略略
的に示す断面図。
【符号の説明】
1……ガラス管(被検体)、 2……レーザ光源、 3
……スクリーン、4……CCDカメラ、 5……画像処
理装置、 6……受光パネル、7……光反射ミラー、
8……光反射ミラー、 9……欠陥検査装置本体

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス管の外表面もしくは内表面にほぼ
    垂直にレーザ光を照射し、前記ガラス管による前記レー
    ザ光の散乱光を検出することによりガラス管の欠陥を検
    査することを特徴とするガラス管の欠陥検査方法。
  2. 【請求項2】 ガラス管の外表面もしくは内表面にほぼ
    垂直にレーザ光を照射し、前記ガラス管による前記レー
    ザ光の散乱光の強度と方位分布を検出することによりガ
    ラス管の欠陥の内容について情報を得ることを特徴とす
    るガラス管の欠陥検査方法。
  3. 【請求項3】 ガラス管の外表面もしくは内表面にほぼ
    垂直にレーザ光を照射し、前記ガラス管による前記レー
    ザ光の散乱光の強さと角度分布を検出し、検出された散
    乱光の強さと角度分布によって、ガラス管の欠陥の大き
    さおよび泡筋欠陥と異物との区別を行うことを特徴とす
    るガラス管の欠陥検査方法。
  4. 【請求項4】 ガラス管の外表面もしくは内表面にほぼ
    垂直にレーザ光を照射し、前記ガラス管による前記レー
    ザ光のガラス管軸に垂直な方向の散乱光分布により、泡
    筋を検出することを特徴とするガラス管の欠陥検査方
    法。
  5. 【請求項5】 前記レーザ光の照射位置および前記散乱
    光の角度分布検出位置をガラス管の周方向および軸方向
    に相対的に移動させることを特徴とする請求項1ないし
    請求項4のうち、いずれか1項記載のガラス管の欠陥検
    査方法。
  6. 【請求項6】 ガラス管の外もしくは内表面にほぼ垂直
    にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記ガラス
    管による前記レーザ光の散乱光とその角度分布を検出す
    る散乱光角度分布検出手段とを具備してなることを特徴
    とするガラス管の欠陥検査装置。
  7. 【請求項7】 ガラス管の外もしくは内表面にほぼ垂直
    にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記ガラス
    管による前記レーザ光の散乱光とその角度分布を検出す
    る散乱光角度分布検出手段と、前記散乱光の角度分布を
    画像処理する画像処理手段とを具備してなることを特徴
    とするガラス管の欠陥検査装置。
  8. 【請求項8】 前記ガラス管の欠陥検査装置において、
    あらかじめ定めた基準レベル以上の欠陥を検出したと
    き、これを外部に知らせる警報手段を具備してなること
    を特徴とする請求項6または請求項7記載のガラス管の
    欠陥検査装置。
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