JPWO2012043618A1

JPWO2012043618A1 - ガラス壜の検査装置および方法

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Publication number: JPWO2012043618A1
Application number: JP2012536503A
Authority: JP
Inventors: 正明沼津
Original assignee: Kirin Techno System Co Ltd
Current assignee: Kirin Techno System Co Ltd
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2014-02-24
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: WO2012043618A1; EP2623962B1; EP2623962A1; US9194814B2; KR101707270B1; JP5799356B2; KR20130099129A; US20130222575A1; EP2623962A4

Abstract

本発明は、ガラス壜の壜口部等の特定位置にある欠陥を撮像により検出することができるガラス壜の検査装置に関するものである。ガラス壜の検査装置は、１台又は複数台の照明（ＬＥＤ１〜６）と少なくとも１台のカメラ（ＣＡＭ１〜４）とを有した検査ユニットを備え、照明（ＬＥＤ１〜６）によりガラス壜（１）を照明し、ガラス壜（１）からの反射光をカメラ（ＣＡＭ１〜４）により撮影してガラス壜の特定部位の欠陥を検出するガラス壜の検査装置であって、１台又は複数台の照明（ＬＥＤ１〜６）とカメラ（ＣＡＭ１〜４）の作動を制御するコントローラ（４）を備え、コントローラ（４）は、カメラ（ＣＡＭ１〜４）の撮影タイミングに合わせて１台又は複数台の照明（ＬＥＤ１〜６）が１台ずつ個別にパルス点灯するように制御する。

Description

本発明は、ガラス壜の検査装置および方法に係り、特にガラス壜の壜口部等の特定位置にある欠陥を撮像により検出することができるガラス壜の検査装置および方法に関するものである。

ガラス壜の成形に際して、壜口部の肉厚内にひび割れのような亀裂（クラック）が入ることがあり、この亀裂はビリと称されている。また、ガラス壜は、使用後の壜を回収して再利用するリターナブル壜もあり、このリターナブル壜は使用中や輸送中等において壜同士が接触したり他の物品に接触したりして壜口部にビリが入ることがある。ガラス壜は、成形後の壜およびリターナブル壜に拘らず、壜口部にビリが発生する箇所はある程度限られていて、代表的には壜口の天面付近に発生するビリ、壜口のねじ山部に発生するビリ、壜口のスカート部に発生するビリがある。ビリには亀裂の方向によって、縦方向（略垂直方向）に延びる縦ビリ、横方向（略水平方向）に延びる横ビリがある。
上述したビリはガラス壜の破損の原因になるため壜口部を撮像することによりビリの有無を検出し、ビリがあるガラス壜を不良壜として排除するようにしている。

従来から、ガラス壜の壜口部を撮像してビリの有無を自動的に検査するガラス壜の検査装置が知られている。このガラス壜の検査装置は、１台の照明をガラス壜の壜口部の上方に設置し、壜口部の周囲に壜口部を取り囲むように多数（例えば、７台）のカメラを配置することにより構成されている。照明からの拡散光はガラス壜の壜口部に入射し、壜口部にビリがある場合には、ビリの亀裂面で反射して明るく光るため、カメラで撮影した画像中では、ビリに対応した画像部分が他の画像部分より明るい領域となる。画像処理を行って、この明るい領域を検出し、これをビリであると判定している。

特許第４４７８７８６号公報

上述したように、ガラス壜の壜口部のビリ検査は、ビリの亀裂面で反射した反射光をカメラで撮像することによりビリを検出するようにしている。反射光がどの方向に反射するかは、ビリの亀裂面の方向に依存するため、ビリによって異なる。この場合、１台のカメラに対して照明の個数を増やせば、ビリを検出する精度は高くなるが、照明同士の光の干渉が起こるという問題点がある。
また、従来の検査装置にあっては、多数（例えば、７台）のカメラを設置しており、カメラ用の大きな設置スペースが必要であり、またカメラは照明等の他の部品に比べて高価であるため、装置コストが上昇する要因にもなっている。
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、照明の台数を増やすことにより検査精度を向上させることができ、カメラの台数を減らすことによりコストを低減できるガラス壜の検査装置および方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明のガラス壜の検査装置は、１台もしくは複数台の照明と少なくとも１台のカメラとを有した検査ユニットを備え、前記照明によりガラス壜を照明し、ガラス壜からの反射光を前記カメラにより撮影してガラス壜の特定部位の欠陥を検出するガラス壜の検査装置であって、前記１台もしくは複数台の照明と前記カメラの作動を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記カメラの撮影タイミングに合わせて前記１台もしくは複数台の照明が１台ずつ個別にパルス点灯するように制御することを特徴とするものである。

本発明のガラス壜の検査方法は、１台もしくは複数台の照明と少なくとも１台のカメラとを有した検査ユニットを備え、前記照明によりガラス壜を照明し、ガラス壜からの反射光を前記カメラにより撮影してガラス壜の特定部位の欠陥を検出するガラス壜の検査方法であって、前記カメラの撮影タイミングに合わせて前記１台もしくは複数台の照明を１台ずつ個別にパルス点灯させることを特徴とするものである。

本発明のガラス壜の検査装置および方法によれば、カメラの撮影タイミングと同一のタイミングで一つの照明がパルス点灯し、次に、同一のカメラの次の撮影タイミングで他の一つの照明がパルス点灯する。このように、カメラの撮影タイミングに合わせて照明を１台ずつ個別にパルス点灯させるようにしたため、１台のカメラに対して照明の個数を増やすことができ、ビリの検出精度を向上させることができる。そして、１台のカメラに対して照明の個数を増やした場合でも照明同士の干渉が起こることがない。
ここで、パルス点灯とは、照明にパルス電流を流すことにより、照明が間隔をおいて点灯と消灯を繰り返すことを云う。

本発明の好ましい一態様は、前記１台もしくは複数台の照明と前記カメラとは、ガラス壜を挟んで概略対向した位置にあることを特徴とする。
本発明によれば、照明のパルス点灯でガラス壜を照明し、ガラス壜からの反射光がカメラに到達するように、１台もしくは複数台の照明と１台のカメラとは概略対向した位置に配置されている。

本発明の好ましい一態様は、前記ガラス壜の特定部位の欠陥は、ガラス壜の壜口部のビリであり、前記１台もしくは複数台の照明は壜口部の斜め上方または側方に配置され、前記カメラは壜口部の斜め上方または側方に配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、照明からの光は、ガラス壜の壜口部に入射し、壜口部にビリがあった場合、壜口部に入射した光はビリの亀裂面で反射し、この反射光はカメラで撮影される。カメラで撮影した画像中では、ビリに相当する画像部分は他の画像部分より明るい領域となる。コントローラの画像処理部は、画像を処理してこの明るい領域を検出し、これをビリであると判定する。

本発明の好ましい一態様は、ガラス壜を直立状態で支持してガラス壜を軸心の回りに回転させる壜台を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、壜台によりガラス壜を軸心の回りに回転させることにより、ガラス壜は自転し、ガラス壜が１回転する間に壜口部はカメラにより全周に亘って撮影される。撮影された多数の画像をコントローラの画像処理部により順次処理し、壜口部の天面の全周、およびねじ部，スカート部を含む壜口側面の全周のビリ検査が行われる。

本発明の好ましい一態様は、前記検査ユニットを複数個備え、複数の検査ユニットは壜口部を取り囲むように互いに角度をずらして配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、複数の検査ユニットを互いに角度をずらして配置することにより、物理的に干渉することなく複数の検査ユニットを配置することができる。

本発明の好ましい一態様は、前記複数の検査ユニットは、亀裂面が異なった方向のビリを検出可能であることを特徴とする。
本発明によれば、複数の検査ユニットにより亀裂面が異なった方向のビリを検出することができるために、壜口の天面付近に発生するビリ、亀裂面が縦方向（略垂直方向）に延びる縦ビリ、横方向（略水平方向）に延びる横ビリを検出できる。

本発明の好ましい一態様は、前記複数の検査ユニットは、検査ユニット間でカメラの撮影タイミングが異なっていることを特徴とする。
本発明によれば、複数の検査ユニットにおいて、検査ユニット間でカメラの撮影タイミングを異ならせ、かつ各検査ユニットにおいて１台のカメラの撮影タイミングに合わせて複数台の照明のパルス点灯のタイミングを異ならせることにより、複数の検査ユニットにおける複数台のカメラと複数台の照明について、１台のカメラの撮影タイミングに合わせて照明を１台ずつ個別にパルス点灯させることができる。

本発明の好ましい一態様は、前記ガラス壜の特定部位の欠陥は、ガラス壜の壜口部の泡であり、前記複数台の照明のうち１つの照明は壜口部の上方に配置された泡検査専用照明であり、前記カメラは壜口部の斜め上方または側方に配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、壜口部の上方に配置された泡検査専用照明からの光は、泡に入射してさまざまな方向に反射散乱する。そのため、泡で反射散乱した光は壜口部の斜め上方または側方に配置されたカメラに入射して撮影される。カメラで撮影した画像中では、泡に相当する画像部分は他の画像部分より明るい領域となる。コントローラの画像処理部は、画像を処理してこの明るい領域を検出し、これを泡であると判定する。

本発明の好ましい一態様は、前記ガラス壜の特定部位の欠陥は、ガラス壜の壜口部の泡であり、前記複数台の照明のうち１つの照明は泡検査専用照明であり、前記コントローラは、前記泡検査専用照明のパルス点灯中に前記少なくとも１台のカメラで撮影された画像中から泡欠陥を検出し、前記泡検査専用照明以外の照明のパルス点灯中に前記少なくとも１台のカメラで撮影された画像中から泡欠陥の位置に該当する画像部分をマスクして検査領域から除外し、残りの検査領域からビリ欠陥を検出することを特徴とする。
本発明によれば、撮影された画像をコントローラの画像処理部により順次処理し、泡検査専用照明のパルス点灯中にカメラにより撮影された画像中に暗い背景の中に明るい画像部分があれば、この明るい領域を検出し、これを泡欠陥であると判定し、その後、泡検査専用照明以外の照明のパルス点灯中にカメラにより撮影された画像中から、泡検出工程で検出された泡の位置に該当する画像部分をマスクして検査領域から除外し、残った検査領域中に明るい画像部分があれば、この明るい領域を検出し、これをビリ欠陥であると判定する。

本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）カメラの撮影タイミングに合わせて１台もしくは複数の照明を１台ずつ個別にパルス点灯させるようにしたため、１台のカメラに対して照明の個数を増やすことができ、ビリの検出精度を向上させることができる。そして、１台のカメラに対して照明の個数を増やした場合でも照明同士の干渉が起こることがない。
（２）従来の検査装置に比べてカメラの台数を減らすことができ、装置コストを低減することができるとともにカメラの設置スペースを縮減することができる。
（３）泡検査専用照明のパルス点灯中にカメラで撮影された画像中から泡欠陥を検出し、泡検査専用照明以外の照明のパルス点灯中にカメラで撮影された画像中から泡欠陥の位置に該当する画像部分をマスクして検査領域から除外することによりビリ欠陥のみを検出することができる。したがって、泡欠陥とビリ欠陥の両方を峻別して検出することができる。

図１は、ガラス壜の検査装置を示す平面図である。図２は、図１に示すガラス壜の検査装置の基本構成を示す模式図である。図３は、照明からの光がガラス壜の壜口部に入射し、壜口部からの光がカメラにより撮影されている場合の光路を示す模式的立面図である。図４は第１検査ユニットを示す模式的立面図である。図５は第２検査ユニットを示す模式的立面図である。図６は第３検査ユニットを示す模式的立面図である。図７は、カメラＣＡＭ１〜４と照明ＬＥＤ１〜６との動作タイミングを示すタイミングチャートである。図８は、検査ユニットの具体的構成を示す立面図である。図９は、図２に示すガラス壜の検査装置に泡検査専用の照明を追加した構成のガラス壜の検査装置を示す模式図である。図１０は、図７に示すカメラＣＡＭ１〜４と照明ＬＥＤ１〜６との動作タイミングを示すタイミングチャートにカメラＣＡＭ１〜４と照明ＬＥＤ７との動作タイミングを追加したタイミングチャートである。

以下、本発明に係るガラス壜の検査装置および方法の実施態様を図１乃至図１０を参照して説明する。本発明のガラス壜の検査装置および方法は、検査すべきガラス壜の特定部位として壜口部の場合を説明し、検査すべき欠陥が壜口部におけるビリである場合を説明する。

検査対象となるガラス壜は、検査用のスターホイール（図示せず）に保持され、スターホイールの円周上の搬送経路に沿って搬送される。このスターホイールの円周上の搬送経路の途中の１つの検査ステーションに、本発明に係るガラス壜の検査装置が配置されている。この検査ステーションにおいて、スターホイールにより搬送されるガラス壜がインデックス（回転割出し）され、本発明に係るガラス壜の検査装置によって壜口部におけるビリの有無が検査される。

図１は、ガラス壜の検査装置を示す平面図である。図１に示すように、ガラス壜の検査装置は、ガラス壜１の壜口部２を取り囲むように配置された３つの検査ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３を備えている。図１において、壜口部２は斜線で示している。第１検査ユニットＵ１は、２台の照明ＬＥＤ１，ＬＥＤ２と、１台のカメラＣＡＭ１とから構成されている。照明ＬＥＤ１は６０°の位置に配置され、照明ＬＥＤ２は１２０°の位置に配置され、カメラＣＡＭ１は２７０°の位置に配置されている。第２検査ユニットＵ２は、２台の照明ＬＥＤ３，ＬＥＤ４と、１台のカメラＣＡＭ２とから構成されている。照明ＬＥＤ３は３００°の位置に配置され、照明ＬＥＤ４は０°の位置に配置され、カメラＣＡＭ２は１５０°の位置に配置されている。第３検査ユニットＵ３は、２台の照明ＬＥＤ５，ＬＥＤ６と、２台のカメラＣＡＭ３，ＣＡＭ４とから構成されている。照明ＬＥＤ５は１８０°の位置に配置され、照明ＬＥＤ６は２４０°の位置に配置され、カメラＣＡＭ３は９０°の位置に配置され、カメラＣＡＭ４は３３０°の位置に配置されている。各照明ＬＥＤ１〜ＬＥＤ６は、赤色ＬＥＤ照明から構成されている。また、各カメラＣＡＭ１〜ＣＡＭ４は、ＣＣＤカメラから構成されている。

図２は、図１に示すガラス壜の検査装置の基本構成を示す模式図である。照明ＬＥＤ１〜６とカメラＣＡＭ１〜４との配置関係は、図１に示した通りであるが、図２においては照明ＬＥＤ１〜６およびカメラＣＡＭ１〜４については、個別に図示せず集合的に図示している。
図２に示すように、ガラス壜１は壜台３に載置されており、壜台３を回転させることによりガラス壜１は軸心１ｘ回りに自転するようになっている。ガラス壜１の壜口部２は、ねじ部２ｎとねじ部２ｎの下方にあるスカート部２ｓとを有している。ガラス壜１の壜口部２の斜め上方または側方には、照明ＬＥＤ１〜６が配置されている。また、ガラス壜１の壜口部２の斜め上方または側方には、カメラＣＡＭ１〜４が配置されている。

照明ＬＥＤ１〜６およびカメラＣＡＭ１〜４はコントローラ４に接続されており、コントローラ４により制御されて照明ＬＥＤ１〜６は順次パルス点灯するようになっており、カメラＣＡＭ１〜４は壜口部２を順次撮像するようになっている。すなわち、照明ＬＥＤ１〜６のうち一つの照明、例えばＬＥＤ１がパルス点灯している間は、他の照明ＬＥＤ２〜６は点灯しない。次に、照明ＬＥＤ２がパルス点灯し、このパルス点灯している間は、他の照明ＬＥＤ１，３〜６は点灯しない。このようにして、順次、照明ＬＥＤ３〜６がパルス点灯する。照明ＬＥＤ１〜６は、カメラＣＡＭ１〜４の撮影タイミングに合わせてパルス点灯するようになっている。すなわち、カメラＣＡＭ１の撮影タイミングと同一のタイミングで照明ＬＥＤ１がパルス点灯し、次にカメラＣＡＭ１の撮影タイミングと同一のタイミングで照明ＬＥＤ２がパルス点灯する。その後、カメラＣＡＭ２の撮影タイミングと同一のタイミングで照明ＬＥＤ３がパルス点灯し、カメラＣＡＭ２の撮影タイミングと同一のタイミングで照明ＬＥＤ４がパルス点灯する。その後、カメラＣＡＭ３の撮影タイミングと同一のタイミングで照明ＬＥＤ５がパルス点灯し、次にカメラＣＡＭ４の撮影タイミングと同一のタイミングで照明ＬＥＤ６がパルス点灯する。コントローラ４は、カメラＣＡＭ１〜４で撮影された画像を処理する画像処理部を備えており、カメラＣＡＭ１〜４により撮像された画像は画像処理部により処理されるようになっている。

図３は、照明ＬＥＤ３又はＬＥＤ４からの光がガラス壜１の壜口部２に入射し、壜口部２からの光がカメラＣＡＭ２により撮影されている場合の光路を示す模式的立面図である。図３に示すように、照明ＬＥＤ３又はＬＥＤ４からの光は、ガラス壜１の壜口部２に入射し、壜口部２にビリＢがあった場合、壜口部２に入射した光はビリＢの亀裂面で反射し、この反射光Ｌ_ＲはカメラＣＡＭ２で撮影される。カメラＣＡＭ２で撮影した画像中では、ビリに相当する画像部分は他の画像部分より明るい領域となる。コントローラ４の画像処理部は、画像を処理してこの明るい領域を検出し、これをビリであると判定する。
照明ＬＥＤ１，ＬＥＤ２とカメラＣＡＭ１の組合せにより壜口部２のビリを撮像するメカニズム、および照明ＬＥＤ５，ＬＥＤ６とカメラＣＡＭ３，ＣＡＭ４の組合せにより壜口部２のビリを撮像するメカニズムは、照明からの光がビリに入射してビリの亀裂面で反射した反射光を撮像する点において同様である。

図４乃至図６は、図１および図２に示すガラス壜の検査装置における第１〜第３検査ユニットＵ１〜Ｕ３の照明ＬＥＤ１〜６とカメラＣＡＭ１〜４の配置構成を示す模式図である。図４乃至図６においては、壜口部２は概略的に図示している。
図４は第１検査ユニットＵ１を示す模式的立面図である。図４に示すように、第１検査ユニットＵ１における２台の照明ＬＥＤ１，ＬＥＤ２は、ガラス壜１の壜口部２の斜め上方から壜口部２の天面２ａおよび壜口内を照明する位置に配置されている。また、第１検査ユニットＵ１におけるカメラＣＡＭ１は、壜口部２の天面２ａの斜め上方に配置されており、壜口部２の天面２ａからの光を撮影するようになっている。第１検査ユニットＵ１は、このような配置構成により、カメラＣＡＭ１と照明ＬＥＤ１とを連動させ、またカメラＣＡＭ１と照明ＬＥＤ２とを連動させ、天面２ａを撮像して天面２ａのビリを検出できるようになっている。

図５は第２検査ユニットＵ２を示す模式的立面図である。図５に示すように、第２検査ユニットＵ２における２台の照明ＬＥＤ３，ＬＥＤ４は、ガラス壜１の壜口部２の斜め上方から天面および壜口内を照明する位置に配置されている。また、第２検査ユニットＵ２におけるカメラＣＡＭ２は、壜口部２の側面の斜め上方に配置されており、壜口部２の天面および側面からの光を撮影するようになっている。第２検査ユニットＵ２は、このような構成により、カメラＣＡＭ２と照明ＬＥＤ３とを連動させ、またカメラＣＡＭ２と照明ＬＥＤ４とを連動させ、天面２ａ、ねじ部２ｎとスカート部２ｓを含む壜口側面を撮像して壜口部２の横ビリを検出できるようになっている。

図６は第３検査ユニットＵ３を示す模式的立面図である。図６に示すように、第３検査ユニットＵ３における２台の照明ＬＥＤ５，ＬＥＤ６は、ガラス壜１の壜口部２の側方から壜口部を照明する位置に配置されている。また、第３検査ユニットＵ３におけるカメラＣＡＭ３，ＣＡＭ４は、壜口部２の側面の側方に配置されており、壜口部２の側面からの光を撮影するようになっている。第３検査ユニットＵ３は、このような構成により、カメラＣＡＭ３と照明ＬＥＤ５と連動させ、またカメラＣＡＭ４と照明ＬＥＤ６とを連動させ、ねじ部２ｎおよびスカート部２ｓを含む壜口側面を撮像して壜口部２の縦ビリを検出できるようになっている。

図７は、カメラＣＡＭ１〜４と照明ＬＥＤ１〜６との動作タイミングを示すタイミングチャートである。
カメラＣＡＭ１〜４はＣＣＤカメラから構成されており、本実施形態で使用しているＣＣＤカメラは、例えば、毎秒数千枚の画像を形成することが可能である。そして、ＣＣＤカメラの露光時間（露出時間）を基準に照明をパルス点灯させている。カメラＣＡＭ１〜４および照明ＬＥＤ１〜６は、コントローラ４により制御される。図２では、コントローラ４はカメラとは別のユニットとして図示されているが、コントローラ４は１台のカメラに内蔵するようにしてもよい。コントローラ４を１台のカメラに内蔵した場合には、このコントローラを内蔵したカメラは、いわゆる親機になって、他のカメラの撮影タイミングも制御することになる。

図７に示すように、まずカメラＣＡＭ１がＯＮ（露光開始）し、同一のタイミングで照明ＬＥＤ１がパルス点灯し、撮像が完了するとカメラＣＡＭ１がＯＦＦ（露光終了）になり、同一のタイミングで照明ＬＥＤ１がＯＦＦになる。その後、カメラＣＡＭ１がＯＮし、同一のタイミングで照明ＬＥＤ２がパルス点灯し、撮像が完了するとカメラＣＡＭ１がＯＦＦになり、同一のタイミングで照明ＬＥＤ２がＯＦＦになる。その後、カメラＣＡＭ２がＯＮし、同一のタイミングで照明ＬＥＤ３がパルス点灯し、撮像が完了するとカメラＣＡＭ２がＯＦＦになり、同一のタイミングで照明ＬＥＤ３がＯＦＦになる。次に、カメラＣＡＭ２がＯＮし、同一のタイミングで照明ＬＥＤ４がパルス点灯し、撮像が完了するとカメラＣＡＭ２がＯＦＦになり、同一のタイミングで照明ＬＥＤ４がＯＦＦになる。その後、カメラＣＡＭ３がＯＮし、同一のタイミングで照明ＬＥＤ５がパルス点灯し、撮像が完了するとカメラＣＡＭ３がＯＦＦになり、同一のタイミングで照明ＬＥＤ５がＯＦＦになる。次に、カメラＣＡＭ４がＯＮし、同一のタイミングで照明ＬＥＤ６がパルス点灯し、撮像が完了するとカメラＣＡＭ４がＯＦＦになり、同一のタイミングで照明ＬＥＤ６がＯＦＦになる。

カメラＣＡＭ４が撮像を完了してＯＦＦになると、検査工程の１サイクルが終了し、その後、このサイクルが繰り返される。これらのサイクル中、壜台３が回転することにより、ガラス壜１は軸心１ｘ回りに自転し、ガラス壜１が１回転する間に壜口部２はカメラＣＡＭ１〜４により全周に亘って撮影される。撮影された多数の画像をコントローラ４の画像処理部により順次処理し、壜口部２の天面２ａの全周、およびねじ部２ｎ，スカート部２ｓを含む壜口側面の全周のビリ検査が行われる。

図８は、本発明のガラス壜の検査装置における検査ユニットＵ１の具体的構成を示す立面図である。
検査対象となるガラス壜１は、検査用のスターホイール（図示せず）に保持され、スターホイールの円周上の搬送経路に沿って搬送される。このスターホイールの円周上の搬送経路の途中に検査ユニットＵ１が設置されている。
図８に示すように、検査ユニットＵ１は、検査装置のフレーム１０に固定された支持軸１１と、支持軸１１に昇降可能に固定された支持部材１２とを備えている。支持部材１２には、ブラケット１３を介して２台の照明ＬＥＤ１，ＬＥＤ２と１台のカメラＣＡＭ１とが支持されている。照明ＬＥＤ１，ＬＥＤ２およびカメラＣＡＭ１は、検査対象のガラス壜１に対して垂直方向、水平方向および斜め方向に位置調整が可能なように、ガイド部材１４とスライダ１５からなるスライダ機構、および複数のガイド棒１６と複数のスライダ１７からなるスライダ機構によりブラケット１３に取り付けられている。
２台の照明ＬＥＤ１，ＬＥＤ２と１台のカメラＣＡＭ１は、支持部材１２を支持軸１１から取り外すことにより着脱可能になっている。そのため、２台の照明ＬＥＤ１，ＬＥＤ２と１台のカメラＣＡＭ１は、容易に取り替えができるようになっている。

図１乃至図８に示す実施形態においては、１台のカメラに対して２台の照明を設置するか、または１台のカメラに対して１台の照明を設置する例を説明したが、１台のカメラに対して３台以上の照明を設置し、これら３台以上の照明をカメラの撮影タイミングに合わせて個別にパルス点灯させるようにしてもよい。
また、図１乃至図８に示す実施形態においては、ガラス壜の壜口部のビリを検出する場合を説明したが、壜口部以外の部位、例えば、壜底部などのビリを検出する場合も本発明を適用することができる。

上記実施形態においては、ガラス壜の成形時等に生じるビリを検出する場合を説明したが、ガラス壜の成形時に生じる欠陥として泡がある。泡は壜の内部に残留する気泡であり、金属の鋳物で生じる巣のようなものである。泡欠陥はビリ欠陥のように壜の破損に至るような重大な欠陥ではないため、見た目に重きを置かないような製品にあっては、泡欠陥があるガラス壜を欠陥品として取り扱わなくてもよい場合がある。

図１乃至図８に示す本発明は、ガラス壜の壜口部の斜め上方または側方に照明を配置し、照明に対応して壜口部の斜め上方又は側方にカメラを配置し照明からの光が壜口部に入射し、壜口部にあるビリの亀裂面で反射した反射光をカメラで撮影するように構成したものであるため、欠陥が泡の場合にも気泡とガラスとの境界である不規則な曲面で反射した反射光がカメラに入射して撮影されることになる。すなわち、図１乃至図８に示す本発明の構成は、壜口部のビリも泡も欠陥として検出することが可能であるが、ビリと泡とを峻別してはいない。

そこで、本発明者は、ビリを検出する場合には、ビリの亀裂面が概略平面的であり、反射光の方向が限られているため、照明とカメラとの配置関係は、図１乃至図６に示すように、概略１対１に対応して限られた配置となるが、泡を検出する場合には、泡が不規則な曲面を形成しているため、泡に入射した光がさまざまな方向に反射散乱することに着目し、ビリ検査に影響しない位置に泡検査専用の照明を配置することにより泡を単独で検出することを着想したものである。

図９は、図２に示すガラス壜の検査装置に泡検査専用の照明ＬＥＤ７を追加した構成のガラス壜の検査装置を示す模式図である。図９に示すように、泡検査専用の照明ＬＥＤ７は、ガラス壜１の壜口部２の上方に配置されている。照明ＬＥＤ７は、円板状の形状を有し、その中心がガラス壜１の軸心１ｘと一致するように配置されている。照明ＬＥＤ７はコントローラ４に接続されており、コントローラ４により制御されてパルス点灯するようになっている。照明ＬＥＤ１〜６とカメラＣＡＭ１〜４との配置関係は、図１に示した通りであるが、図９においては照明ＬＥＤ１〜６およびカメラＣＡＭ１〜４については、個別に図示せず集合的に図示している。照明ＬＥＤ１〜６およびカメラＣＡＭ１〜４はコントローラ４に接続されており、コントローラ４により制御されて照明ＬＥＤ１〜６は順次パルス点灯するようになっており、カメラＣＡＭ１〜４は壜口部２を順次撮像するようになっていることは、図２に示す実施形態と同様である。照明ＬＥＤ７はガラス壜１の壜口部２の上方に配置されているため、照明ＬＥＤ７がパルス点灯している時にビリからの反射光がカメラＣＡＭ１〜４に入射することはなく、カメラＣＡＭ１〜４により撮影される画像中には、泡に相当する画像部分のみが形成される。

図１０は、図７に示すカメラＣＡＭ１〜４と照明ＬＥＤ１〜６との動作タイミングを示すタイミングチャートにカメラＣＡＭ１〜４と照明ＬＥＤ７との動作タイミングを追加したタイミングチャートである。図１０に示すように、カメラＣＡＭ１，ＣＡＭ２，ＣＡＭ３，ＣＡＭ４がＯＮ（露光開始）し、同一のタイミングで照明ＬＥＤ７がパルス点灯し、撮像が完了するとカメラＣＡＭ１，ＣＡＭ２，ＣＡＭ３，ＣＡＭ４がＯＦＦ（露光終了）になり、同一のタイミングで照明ＬＥＤ７がＯＦＦになる。その後のカメラＣＡＭ１〜４と照明ＬＥＤ１〜６との動作タイミングは、図７に示す動作タイミングと同様である。そして、図７において説明したように、カメラＣＡＭ４が撮像を完了してＯＦＦになり、同一のタイミングで照明ＬＥＤ６がＯＦＦになると、検査工程の１サイクルが終了し、その後、このサイクルが繰り返される。これらのサイクル中、壜台３が回転することにより、ガラス壜１は軸心１ｘ回りに自転し、ガラス壜１が１回転する間に壜口部２はカメラＣＡＭ１〜４により全周に亘って撮影される。

この場合、照明ＬＥＤ７がパルス点灯中にカメラＣＡＭ１〜４により撮影された画像中には、ビリに対応する画像部分は形成されることなく、泡に対応する画像部分のみが形成される。撮影された画像をコントローラ４の画像処理部により順次処理し、泡検査専用の照明ＬＥＤ７のパルス点灯時にカメラＣＡＭ１〜４により撮影された画像中に暗い背景の中に明るい画像部分があれば、この明るい領域を検出し、これを泡であると判定する。そして、その後、照明ＬＥＤ１〜６のパルス点灯中にカメラＣＡＭ１〜４により撮影された画像中から、泡検出工程で検出された泡の位置に該当する画像部分をマスクして検査領域から除外し、残った検査領域中に明るい画像部分があれば、この明るい領域を検出し、これをビリであると判定する。

本発明によれば、泡検査専用の照明ＬＥＤ７を設け、この泡検査専用の照明ＬＥＤ７のパルス点灯中にカメラＣＡＭ１〜４で撮影された画像中から泡欠陥を検出し、照明ＬＥＤ１〜６のパルス点灯中にカメラＣＡＭ１〜４で撮影された画像中から泡欠陥の位置に該当する画像部分をマスクして検査領域から除外することによりビリ欠陥のみを検出することができる。したがって、本発明によれば、泡欠陥とビリ欠陥とを峻別して検出することができる。
なお、照明ＬＥＤ１〜６のパルス点灯中にカメラＣＡＭ１〜４で撮影した画像を先に得て、次に、泡検査専用の照明ＬＥＤ７のパルス点灯中にカメラＣＡＭ１〜４で撮影した画像中から泡欠陥を検出し、その後、照明ＬＥＤ１〜６のパルス点灯中にカメラＣＡＭ１〜４で撮影した画像中から泡欠陥の位置に該当する画像部分をマスクして検査領域から除外することによりビリ欠陥のみを検出するようにしてもよい。
図９および１０に示す実施形態においては、ガラス壜の壜口部の泡を検出する場合を説明したが、壜口部以外の部位、例えば、壜底部などの泡を検出する場合も本発明を適用することができる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

本発明は、ガラス壜の壜口部等の特定位置にある欠陥を撮像により検出することができるガラス壜の検査装置および方法に利用可能である。

１ガラス壜
１ｘ軸心
２壜口部
２ａ天面
２ｎねじ部
２ｓスカート部
３壜台
４コントローラ
１０フレーム
１１支持軸
１２支持部材
１３ブラケット
１４ガイド部材
１５，１７スライダ
１６ガイド棒
ＣＡＭ１〜４カメラ
ＬＥＤ１〜７照明
Ｕ１〜３検査ユニット

Claims

１台もしくは複数台の照明と少なくとも１台のカメラとを有した検査ユニットを備え、前記照明によりガラス壜を照明し、ガラス壜からの反射光を前記カメラにより撮影してガラス壜の特定部位の欠陥を検出するガラス壜の検査装置であって、
前記１台もしくは複数台の照明と前記カメラの作動を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記カメラの撮影タイミングに合わせて前記１台もしくは複数台の照明が１台ずつ個別にパルス点灯するように制御することを特徴とするガラス壜の検査装置。
前記１台もしくは複数台の照明と前記カメラとは、ガラス壜を挟んで概略対向した位置にあることを特徴とする請求項１記載のガラス壜の検査装置。
前記ガラス壜の特定部位の欠陥は、ガラス壜の壜口部のビリであり、前記１台もしくは複数台の照明は壜口部の斜め上方または側方に配置され、前記カメラは壜口部の斜め上方または側方に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のガラス壜の検査装置。
ガラス壜を直立状態で支持してガラス壜を軸心の回りに回転させる壜台を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガラス壜の検査装置。
前記検査ユニットを複数個備え、複数の検査ユニットは壜口部を取り囲むように互いに角度をずらして配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガラス壜の検査装置。
前記複数の検査ユニットは、亀裂面が異なった方向のビリを検出可能であることを特徴とする請求項５記載のガラス壜の検査装置。
前記複数の検査ユニットは、検査ユニット間でカメラの撮影タイミングが異なっていることを特徴とする請求項５または６記載のガラス壜の検査装置。
前記ガラス壜の特定部位の欠陥は、ガラス壜の壜口部の泡であり、前記複数台の照明のうち１つの照明は壜口部の上方に配置された泡検査専用照明であり、前記カメラは壜口部の斜め上方または側方に配置されていることを特徴とする請求項１記載のガラス壜の検査装置。
前記ガラス壜の特定部位の欠陥は、ガラス壜の壜口部の泡であり、前記複数台の照明のうち１つの照明は泡検査専用照明であり、前記コントローラは、前記泡検査専用照明のパルス点灯中に前記少なくとも１台のカメラで撮影された画像中から泡欠陥を検出し、前記泡検査専用照明以外の照明のパルス点灯中に前記少なくとも１台のカメラで撮影された画像中から泡欠陥の位置に該当する画像部分をマスクして検査領域から除外し、残りの検査領域からビリ欠陥を検出することを特徴とする請求項１記載のガラス壜の検査装置。
１台もしくは複数台の照明と少なくとも１台のカメラとを有した検査ユニットを備え、前記照明によりガラス壜を照明し、ガラス壜からの反射光を前記カメラにより撮影してガラス壜の特定部位の欠陥を検出するガラス壜の検査方法であって、
前記カメラの撮影タイミングに合わせて前記１台もしくは複数台の照明を１台ずつ個別にパルス点灯させることを特徴とするガラス壜の検査方法。
前記１台もしくは複数台の照明と前記カメラとは、ガラス壜を挟んで概略対向した位置にあることを特徴とする請求項１０記載のガラス壜の検査方法。
前記ガラス壜の特定部位の欠陥は、ガラス壜の壜口部のビリであり、前記１台もしくは複数台の照明は壜口部の斜め上方または側方に配置され、前記カメラは壜口部の斜め上方または側方に配置されていることを特徴とする請求項１０または１１記載のガラス壜の検査方法。
壜台によりガラス壜を直立状態で支持してガラス壜を軸心の回りに回転させることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のガラス壜の検査方法。
前記検査ユニットを複数個備え、複数の検査ユニットは壜口部を取り囲むように互いに角度をずらして配置されていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載のガラス壜の検査方法。
前記複数の検査ユニットは、壜口部において亀裂面が異なった方向のビリを検出可能であることを特徴とする請求項１４記載のガラス壜の検査方法。
前記複数の検査ユニットは、検査ユニット間でカメラの撮影タイミングが異なっていることを特徴とする請求項１４または１５記載のガラス壜の検査方法。
前記ガラス壜の特定部位の欠陥は、ガラス壜の壜口部の泡であり、前記複数台の照明のうち１つの照明は壜口部の上方に配置された泡検査専用照明であり、前記カメラは壜口部の斜め上方または側方に配置されていることを特徴とする請求項１０記載のガラス壜の検査方法。
前記ガラス壜の特定部位の欠陥は、ガラス壜の壜口部の泡であり、前記複数台の照明のうち１つの照明は泡検査専用照明であり、前記泡検査専用照明のパルス点灯中に前記少なくとも１台のカメラで撮影された画像中から泡欠陥を検出し、前記泡検査専用照明以外の照明のパルス点灯中に前記少なくとも１台のカメラで撮影された画像中から泡欠陥の位置に該当する画像部分をマスクして検査領域から除外し、残りの検査領域からビリ欠陥を検出することを特徴とする請求項１０記載のガラス壜の検査方法。