JPWO2012042582A1 - ガラスびん検査装置 - Google Patents

Abstract

検査台上でびんを回転させたときにびんがふらつき、傾いたときもびん口部天面の傾斜を正確に検査できるようにする。びん口部撮影手段で撮影した口部画像からびん口天面上の２点Ｇ，Ｈを検出し、これと同時に前記裾部撮影手段で撮影した裾部画像からびん下端の２点Ｍ，Ｎを検出し、口部の２点Ｇ，Ｈの傾きから、裾部の２点Ｍ，Ｎの傾きを相殺することで、びんが垂直状態のときの天傾斜を算出するので、びんがふらつき、傾いたときもびん口部天面の傾斜を正確に検査できる。

Description

本発明は、ガラスびん口部天面の検査技術に係り、特に、ガラスびん口部天面の傾斜（天傾斜）の検査を高速に行うための技術に関する。

一般に、ガラスびんの製造工程においては、製びん機で製造されたガラスびんがガラスびん検査装置に導かれ、当該ガラスびん検査装置にて欠陥の有無が検査され、所定の欠陥を有するガラスびんが不良品として排除される。この種のガラスびん検査装置としては、びん口の天面の傾斜（以下、「天傾斜」と言う）を検査する検査装置が知られており、ガラスびん検査装置にて天傾斜が大きいガラスびんを排除することで、内容物の液漏れやキャッピング時のトラブルが未然に防止される。

天傾斜の検査装置は、例えば、下記特許文献１，２に開示されている。これらの検査装置は、撮影手段で回転するびん口部の画像（静止画像）を連続して撮影し、その各撮影画像からびん口の天面上の２点を検出して当該２点間の垂直方向の差を算出し、その差を天傾斜とみなすものである。

特開２００７−２４０４６８ 特開２００７−２４０４６９

びんを回転させると、その衝撃でびんがふらつき、傾く場合がある。傾いた状態でびん口天面の傾斜を検出しても、正確な天傾斜を検査したことにはならない。したがって、従来の天傾斜測定装置は正確性に問題があった。

本発明は、検査台上でびんを回転させたときにびんがふらつき、傾いたときも天傾斜を正確に検査できるようにすることを課題とするものである。

本発明は、ガラスびんをびん軸を中心に回転させる回転手段と、
ガラスびんのびん口に光を照射する口部光照射手段と、
前記口部光照射手段により光が照射されているびん口を撮影する口部撮影手段と、
ガラスびんの裾部に光を照射する裾部光照射手段と、
前記裾部光照射手段により光が照射されている裾部を撮影する裾部撮影手段を有し、
前記口部撮影手段で撮影した口部画像からびん口天面上の２点Ｇ，Ｈを検出し、
これと同時に前記裾部撮影手段で撮影した裾部画像からびん下端の２点Ｍ，Ｎを検出し、
前記口部の２点Ｇ，Ｈと、前記裾部の２点Ｍ，Ｎからびんが垂直状態のときの天傾斜を算出することを特徴とするガラスびん検査装置である。

下端の２点Ｍ，Ｎを検出することで、びん自体の傾きを知ることができ、びん口天面上の２点Ｇ，Ｈによって得られるびん口天面の傾きから、びん自体の傾きを相殺することで、びんが垂直状態のときの天傾斜を得ることができる。

口部の２点Ｇ，Ｈと、裾部の２点Ｍ，Ｎからびんが垂直状態のときの天傾斜を算出する具体的方法は、例えば、びん口部天面上の２点Ｇ，Ｈの座標を（Ｇｘ，ＧＹ），（Ｈｘ，Ｈｙ）とし、前記びん下端の２点Ｍ，Ｎの座標を（Ｍｘ，Ｍｙ），（Ｎｘ，Ｎｙ）としたときに、びんが垂直状態のときの天傾斜を次式によって求めることができる。
天傾斜＝｜（Ｇｙ−Ｈｙ）−（Ｍｙ−Ｎｙ）＊（Ｇｘ−Ｈｘ）／（Ｍｘ−Ｎｘ）｜

（Ｇｙ−Ｈｙ）は口部の２点Ｇ，Ｈの垂直距離、（Ｍｙ−Ｎｙ）は下端の２点Ｍ，Ｎの垂直距離、（Ｇｘ−Ｈｘ）は口部の２点Ｇ，Ｈの水平距離、（Ｍｘ−Ｎｘ）は下端の２点Ｍ，Ｎの水平距離である。

本発明のガラスびん検査装置は、びんが検査台上でふらついた状態で検査しても、びんが垂直状態のときの正確な天傾斜を算出できるので、正確な検査が可能となる。

本発明ガラスびん検査装置の概略説明図である。 口部における画像処理の説明図である。 裾部における画像処理の説明図である。 天傾斜の算出方法の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るガラスびん検査装置１の概略構成を示す図である。この図において、ガラスびん８は図示しない案内手段によって、検査台７の上に案内され、図示しない回転手段によって検査台７の上でびん軸を回転軸として回転される。
びんの案内手段、及びびんの回転手段は、前記特許文献１，２に記載されているような周知の手段を採用できる。

ガラスびん３の口部８ａを挟んで口部撮影手段２と口部光照射手段３が対向配置され、ガラスびんの裾部８ｂを挟んで裾部撮影手段４と裾部光照射手段５が対向配置されている。
前記撮影手段２，４は、例えば、像倍率が変化しないテレセントリックレンズが装着された高速エリアセンサカメラとすることができる。前記光照射手段３，５は、例えば、青色光を照射する青色ＬＥＤがマトリクス状に配列されて構成された拡散面光源とすることができる。なお、口部光照射手段と裾部光照射手段とは、大型の一つの光照射手段で兼用してもよい。

口部撮影手段２の光軸は水平よりも角度αだけ上方に傾けられており、びん口部８ａをやや下側から撮影するようになっている。これにより、撮影手段からみて奥側のびん口部の縁が撮影されてしまうのを防止する。
裾部撮影手段４の光軸は水平よりも角度βだけ上方に傾けられており、びん裾部８ｂをやや下側から撮影するようになっている。これにより、撮影手段からみて奥側のびん裾部の縁が撮影されてしまうのを防止する。
α及びβは、共に１°〜３°程度が適当である。

撮影手段２，４で撮影された画像（静止画像）は、画像処理手段６に送られ、天傾斜の算出及びガラスびんの良否判定が行われる。画像処理手段６は、モニターが附属したパーソナルコンピュータとすることができる。モニターには、撮影手段２，４で撮影された画像、算出した天傾斜など、必要な情報を表示できる。

撮影は、例えば、ガラスびんが１回転する間に２４回（１５°間隔）で行い、それぞれ口部と裾部を同時に撮影し、同時に撮影した口部画像と裾部画像から天傾斜を算出することができる。
画像処理手段は、撮影手段２，４で同時に撮影された口部画像と裾部画像を取り込む毎に次のような画像処理を実行する。

〔口部画像処理〕
図２は、口部撮影手段２によりガラスびんの口部８ａを撮影した口部画像を模式的に示す図である。ガラスびんの口部は暗く、背景は明るく写し出されるので、画像を２値化することで以下の画像処理を容易に行うことができる。
画像処理手段６は１枚の口部画像を取り込むと、びんの中心軸付近の任意のＸ座標位置に設定した垂直線ａとびん口部８ａの交点Ａを検出する。次いで、交点Ａから下方にＹ軸に沿って所定距離（ねじが邪魔にならない距離）だけずらした点Ｂを決定し、この点Ｂを通る水平線ｂとびん口部８ａの両端の交点Ｃ，Ｄを求める。

次いで、交点Ｃ，ＤからＸ軸に沿って所定距離だけびん口部の内側方向にずらした点Ｅ，Ｆを決定し、点Ｅ，Ｆを通る垂直線ｃ，ｄと口部天面の交点Ｇ，Ｈを求める。
このようにすることで、びん口部天面傾斜の測定ポイントＧ，Ｈを常に同じ位置にすることができる。

〔裾部画像処理〕
図３は、裾部撮影手段４によりガラスびんの裾部８ｂを撮影した裾部画像を模式的に示す図である。ガラスびんの裾部８ｂ及び検査台７は暗く、背景は明るく写し出されるので、画像を２値化することで以下の画像処理を容易に行うことができる。

画像処理手段６は、前記口部画像と同時に撮影された裾部画像に対し、検査台７の上面からやや上の任意のＹ座標位置に設定した水平線ｅとびん裾部８ｂの両端の交点Ｉ，Ｊを検出する。
次いで、交点Ｉ，ＪからＸ軸に沿って所定距離だけびん裾部の内側方向にずらした点Ｋ，Ｌを決定し、点Ｋ，Ｌを通る垂直線ｆ，ｇと裾部下端の交点Ｍ，Ｎを求める。なお、例えば線ｇ上において明るい部分が存在しない場合（点Ｎが検査台７に接触している場合）は、検査台の上面の位置を点Ｎとする。
このようにすることで、びん裾部傾斜の測定ポイントＭ，Ｎを常に同じ位置にすることができる。

〔天傾斜の算出〕
図４は天傾斜の算出方法の説明図である。
びん口部の２点の測定ポイントＧ，Ｈを結ぶ線は傾いていて、その垂直方向の差は（Ｇｙ−Ｈｙ）である。この傾きには、天傾斜とびん自体の傾きが含まれている。
びん裾部の２点の測定ポイントＭ，Ｎを結ぶ線も傾いていて、この傾きがびん自体の傾きに相当する。びんの傾き（裾部の傾き）が口部天面の傾きに影響している垂直方向の量は、（Ｍｙ−Ｎｙ）（Ｇｘ−Ｈｘ）／（Ｍｘ−Ｎｘ）であるから、びん口部２点の垂直方向の差（Ｇｙ−Ｈｙ）から（Ｍｙ−Ｎｙ）（Ｇｘ−Ｈｘ）／（Ｍｘ−Ｎｘ）を減じることで、びんが垂直に立っているときのびん口２点の垂直方向の差（＝天傾斜）を得ることができる。なお、この式では結果がマイナスになることもあるので、絶対値をとる。
ここで求めた天傾斜の単位は画素数であるから、ｍｍに換算することを希望する場合には、１画素の長さ（ｍｍ）を掛ければよい。

〔良否判定〕
画像処理手段６は、算出した天傾斜に基づいてガラスびんの良否判定を行うようにすることができる。
良否判定には種々の方法があるが、例えば、１つのガラスびんが１回転する間に２４回（１５°間隔）で口部及び裾部を撮影した場合、２４回天傾斜が算出される。これら算出された天傾斜の量の総和が所定のしきい値より大きい場合そのびんは不良、そうでない場合そのびんは良品と判定することができる。
また、１本のびんで２４回算出された天傾斜のうちの最大値が所定のしきい値より大きい場合そのびんは不良、そうでない場合そのびんは良品と判定することもできる。

１ ガラスびん検査装置
２ 口部撮影手段
３ 口部光照射手段
４ 裾部撮影手段
５ 裾部光照射手段
６ 画像処理手段
７ 検査台
８ ガラスびん
８ａ 口部
８ｂ 裾部

本発明は、ガラスびんをびん軸を中心に回転させる回転手段と、
ガラスびんのびん口に光を照射する口部光照射手段と、
前記口部光照射手段により光が照射されているびん口を撮影する口部撮影手段と、
ガラスびんの裾部に光を照射する裾部光照射手段と、
前記裾部光照射手段により光が照射されている裾部を撮影する裾部撮影手段を有し、
前記口部光照射手段及び裾部光照射手段は青色光を照射する青色ＬＥＤがマトリクス状に配列されて構成された拡散面光源であり、
前記口部撮影手段の光軸は水平よりも角度αだけ上方に傾けられ、
前記裾部撮影手段の光軸は水平よりも角度βだけ上方に傾けられ、
α及びβは、共に１°〜３°であり、
前記口部撮影手段で撮影した口部画像からびん口天面上の２点Ｇ，Ｈを検出し、
これと同時に前記裾部撮影手段で撮影した裾部画像からびん下端の２点Ｍ，Ｎを検出し、
前記口部の２点Ｇ，Ｈと、前記裾部の２点Ｍ，Ｎからびんが垂直状態のときの天傾斜を算出することを特徴とするガラスびん検査装置である。

ガラスびん８の口部８ａを挟んで口部撮影手段２と口部光照射手段３が対向配置され、ガラスびんの裾部８ｂを挟んで裾部撮影手段４と裾部光照射手段５が対向配置されている。
前記撮影手段２，４は、例えば、像倍率が変化しないテレセントリックレンズが装着された高速エリアセンサカメラとすることができる。前記光照射手段３，５は、青色光を照射する青色ＬＥＤがマトリクス状に配列されて構成された拡散面光源である。なお、口部光照射手段と裾部光照射手段とは、大型の一つの光照射手段で兼用してもよい。

Claims (2)

1. ガラスびんをびん軸を中心に回転させる回転手段と、
   ガラスびんのびん口に光を照射する口部光照射手段と、
   前記口部光照射手段により光が照射されているびん口を撮影する口部撮影手段と、
   ガラスびんの裾部に光を照射する裾部光照射手段と、
   前記裾部光照射手段により光が照射されている裾部を撮影する裾部撮影手段を有し、
   前記口部撮影手段で撮影した口部画像からびん口天面上の２点Ｇ，Ｈを検出し、
   これと同時に前記裾部撮影手段で撮影した裾部画像からびん下端の２点Ｍ，Ｎを検出し、
   前記口部の２点Ｇ，Ｈと、前記裾部の２点Ｍ，Ｎからびんが垂直状態のときの天傾斜を算出することを特徴とするガラスびん検査装置。
2. 前記びん口部天面上の２点Ｇ，Ｈの座標を（Ｇｘ，Ｇｙ），（Ｈｘ，Ｈｙ）とし、前記びん下端の２点Ｍ，Ｎの座標を（Ｍｘ，Ｍｙ），（Ｎｘ，Ｎｙ）としたときに、びんが垂直状態のときの天傾斜を次式によって求める請求項１に記載のガラスびん検査装置。
   天傾斜＝｜（Ｇｙ−Ｈｙ）−（Ｍｙ−Ｎｙ）（Ｇｘ−Ｈｘ）／（Ｍｘ−Ｎｘ）｜

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