KR101707270B1 - 글래스 보틀의 검사 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 글래스 보틀의 보틀 입구부 등의 특정 위치에 있는 결함을 촬상에 의해 검출할 수 있는 글래스 보틀의 검사 장치에 관한 것이다. 글래스 보틀의 검사 장치는, 1대 또는 복수대의 조명 LED1 내지 6과 적어도 1대의 카메라 CAM1 내지 4를 가진 검사 유닛을 구비하고, 조명 LED1 내지 6에 의해 글래스 보틀(1)을 조명하고, 글래스 보틀(1)로부터의 반사광을 카메라 CAM1 내지 4에 의해 촬영하여 글래스 보틀의 특정 부위의 결함을 검출하는 글래스 보틀의 검사 장치이며, 1대 또는 복수대의 조명 LED1 내지 6과 카메라 CAM1 내지 4의 작동을 제어하는 컨트롤러(4)를 구비하고, 컨트롤러(4)는, 카메라 CAM1 내지 4의 촬영 타이밍에 맞추어 1대 또는 복수대의 조명 LED1 내지 6이 1대씩 개별로 펄스 점등하도록 제어한다.

Description

글래스 보틀의 검사 장치 및 방법 {GLASS BOTTLE INSPECTION APPARATUS AND METHOD}

본 발명은, 글래스 보틀의 검사 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 글래스 보틀의 보틀 입구부 등의 특정 위치에 있는 결함을 촬상에 의해 검출할 수 있는 글래스 보틀의 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.

글래스 보틀의 성형 시에, 보틀 입구부의 두께 내에 금이 간 것과 같은 균열(크랙)이 들어가는 경우가 있고, 이 균열은 금(fine crack)라고 칭해지고 있다. 또한, 글래스 보틀은, 사용 후의 보틀을 회수하여 재이용하는 리터너블 보틀도 있으며, 이 리터너블 보틀은 사용 중이나 수송 중 등에 있어서 보틀끼리가 접촉하거나 다른 물품에 접촉하여 보틀 입구부에 금이 들어가는 경우가 있다. 글래스 보틀은, 성형 후의 보틀 및 리터너블 보틀에 관계없이, 보틀 입구부에 금이 발생하는 개소는 어느 정도 한정되어 있어, 대표적으로는 보틀 입구의 천장면 부근에 발생하는 금, 보틀 입구의 나사산부에 발생하는 금, 보틀 입구의 스커트부에 발생하는 금이 있다. 금에는 균열의 방향에 따라, 종방향(대략 수직 방향)으로 연장되는 세로 금, 횡방향(대략 수평 방향)으로 연장되는 가로 금이 있다.

상술한 금은 글래스 보틀의 파손의 원인이 되므로 보틀 입구부를 촬상함으로써 금의 유무를 검출하고, 금이 있는 글래스 보틀을 불량 보틀로서 배제하도록 하고 있다.

종래부터, 글래스 보틀의 보틀 입구부를 촬상하여 금의 유무를 자동적으로 검사하는 글래스 보틀의 검사 장치가 알려져 있다. 이 글래스 보틀의 검사 장치는, 1대의 조명을 글래스 보틀의 보틀 입구부의 상방에 설치하고, 보틀 입구부의 주위에 보틀 입구부를 둘러싸도록 다수(예를 들어, 7대)의 카메라를 배치함으로써 구성되어 있다. 조명으로부터의 확산 광은 글래스 보틀의 보틀 입구부에 입사하고, 보틀 입구부에 금이 있는 경우에는, 금의 균열면에서 반사되어 밝게 빛나므로, 카메라로 촬영한 화상 중에서는, 금에 대응한 화상 부분이 다른 화상 부분보다 밝은 영역으로 된다. 화상 처리를 행하여, 이 밝은 영역을 검출하고, 이것을 금이라고 판정하고 있다.

일본 특허 제4478786호 공보

상술한 바와 같이, 글래스 보틀의 보틀 입구부의 금 검사는, 금의 균열면에서 반사된 반사광을 카메라로 촬상함으로써 금을 검출하도록 하고 있다. 반사광이 어느 방향으로 반사되는지는, 금의 균열면의 방향에 의존하므로, 금에 따라 다르다. 이 경우, 1대의 카메라에 대해 조명의 개수를 늘리면, 금을 검출하는 정밀도는 높아지지만, 조명끼리의 광의 간섭이 일어난다고 하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 검사 장치에 있어서는, 다수(예를 들어, 7대)의 카메라를 설치하고 있어, 카메라용의 큰 설치 스페이스가 필요하고, 또한 카메라는 조명 등 다른 부품에 비해 고가이기 때문에, 장치 비용이 상승하는 요인으로도 되고 있다.

본 발명은, 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 조명의 대수를 늘림으로써 검사 정밀도를 향상시킬 수 있고, 카메라의 대수를 줄임으로써 비용을 저감시킬 수 있는 글래스 보틀의 검사 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 글래스 보틀의 검사 장치는, 1대 혹은 복수대의 조명과 적어도 1대의 카메라를 가진 검사 유닛을 구비하고, 상기 조명에 의해 글래스 보틀을 조명하고, 글래스 보틀로부터의 반사광을 상기 카메라에 의해 촬영하여 글래스 보틀의 특정 부위의 결함을 검출하는 글래스 보틀의 검사 장치이며, 상기 1대 혹은 복수대의 조명과 상기 카메라의 작동을 제어하는 컨트롤러를 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 카메라의 촬영 타이밍에 맞추어 상기 1대 혹은 복수대의 조명이 1대씩 개별로 펄스 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 글래스 보틀의 검사 방법은, 1대 혹은 복수대의 조명과 적어도 1대의 카메라를 가진 검사 유닛을 구비하고, 상기 조명에 의해 글래스 보틀을 조명하고, 글래스 보틀로부터의 반사광을 상기 카메라에 의해 촬영하여 글래스 보틀의 특정 부위의 결함을 검출하는 글래스 보틀의 검사 방법이며, 상기 카메라의 촬영 타이밍에 맞추어 상기 1대 혹은 복수대의 조명을 1대씩 개별로 펄스 점등시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 글래스 보틀의 검사 장치 및 방법에 따르면, 카메라의 촬영 타이밍과 동일한 타이밍에서 1개의 조명이 펄스 점등하고, 다음에, 동일한 카메라의 다음 촬영 타이밍에서 다른 1개의 조명이 펄스 점등한다. 이와 같이, 카메라의 촬영 타이밍에 맞추어 조명을 1대씩 개별로 펄스 점등시키도록 하였으므로, 1대의 카메라에 대해 조명의 개수를 늘릴 수 있어, 금의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 그리고 1대의 카메라에 대해 조명의 개수를 늘린 경우라도 조명끼리의 간섭이 일어나는 일이 없다.

여기서, 펄스 점등이라 함은, 조명에 펄스 전류를 흘림으로써, 조명이 간격을 두고 점등과 소등을 반복하는 것을 말한다.

본 발명의 바람직한 일 형태는, 상기 1대 혹은 복수대의 조명과 상기 카메라는, 글래스 보틀을 사이에 두고 개략 대향한 위치에 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 조명의 펄스 점등으로 글래스 보틀을 조명하고, 글래스 보틀로부터의 반사광이 카메라에 도달하도록, 1대 혹은 복수대의 조명과 1대의 카메라는 개략 대향한 위치에 배치되어 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태는, 상기 글래스 보틀의 특정 부위의 결함은, 글래스 보틀의 보틀 입구부의 금이고, 상기 1대 혹은 복수대의 조명은 보틀 입구부의 경사 상방 또는 측방에 배치되고, 상기 카메라는 보틀 입구부의 경사 상방 또는 측방에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 조명으로부터의 광은, 글래스 보틀의 보틀 입구부에 입사하고, 보틀 입구부에 금이 있었던 경우, 보틀 입구부에 입사한 광은 금의 균열면에서 반사되고, 이 반사광은 카메라로 촬영된다. 카메라로 촬영한 화상 중에서는, 금에 상당하는 화상 부분은 다른 화상 부분보다 밝은 영역으로 된다. 컨트롤러의 화상 처리부는, 화상을 처리하여 이 밝은 영역을 검출하고, 이것을 금이라고 판정한다.

본 발명의 바람직한 일 형태는, 글래스 보틀을 직립 상태로 지지하여 글래스 보틀을 축심의 주위로 회전시키는 보틀대를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 보틀대에 의해 글래스 보틀을 축심의 주위로 회전시킴으로써, 글래스 보틀은 자전하고, 글래스 보틀이 1회전하는 동안에 보틀 입구부는 카메라에 의해 전체 둘레에 걸쳐 촬영된다. 촬영된 다수의 화상을 컨트롤러의 화상 처리부에 의해 순차 처리하고, 보틀 입구부의 천장면의 전체 둘레 및 나사부, 스커트부를 포함하는 보틀 입구 측면의 전체 둘레의 금 검사가 행해진다.

본 발명의 바람직한 일 형태는, 상기 검사 유닛을 복수개 구비하고, 복수의 검사 유닛은 보틀 입구부를 둘러싸도록 서로 각도를 어긋나게 하여 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 복수의 검사 유닛을 서로 각도를 어긋나게 하여 배치함으로써, 물리적으로 간섭하는 일 없이 복수의 검사 유닛을 배치할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태는, 상기 복수의 검사 유닛은, 균열면이 다른 방향의 금을 검출 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 복수의 검사 유닛에 의해 균열면이 다른 방향의 금을 검출할 수 있으므로, 보틀 입구의 천장면 부근에 발생하는 금, 균열면이 종방향(대략 수직 방향)으로 연장되는 세로 금, 횡방향(대략 수평 방향)으로 연장되는 가로 금을 검출할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태는, 상기 복수의 검사 유닛은, 검사 유닛간에 카메라의 촬영 타이밍이 다른 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 복수의 검사 유닛에 있어서, 검사 유닛간에 카메라의 촬영 타이밍을 다르게 하고, 또한 각 검사 유닛에 있어서 1대 카메라의 촬영 타이밍에 맞추어 복수대의 조명의 펄스 점등의 타이밍을 다르게 함으로써, 복수의 검사 유닛에 있어서의 복수대의 카메라와 복수대의 조명에 대해, 1대의 카메라의 촬영 타이밍에 맞추어 조명을 1대씩 개별로 펄스 점등시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 형태는, 상기 글래스 보틀의 특정 부위의 결함은, 글래스 보틀의 보틀 입구부의 거품이고, 상기 복수대의 조명 중 1개의 조명은 보틀 입구부의 상방에 배치된 거품 검사 전용 조명이고, 상기 카메라는 보틀 입구부의 경사 상방 또는 측방에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 보틀 입구부의 상방에 배치된 거품 검사 전용 조명으로부터의 광은, 거품에 입사하여 다양한 방향으로 반사 산란한다. 그로 인해, 거품에 의해 반사 산란한 광은 보틀 입구부의 경사 상방 또는 측방에 배치된 카메라에 입사하여 촬영된다. 카메라로 촬영한 화상 중에서는, 거품에 상당하는 화상 부분은 다른 화상 부분보다 밝은 영역으로 된다. 컨트롤러의 화상 처리부는, 화상을 처리하여 이 밝은 영역을 검출하고, 이것을 거품이라고 판정한다.

본 발명의 바람직한 일 형태는, 상기 글래스 보틀의 특정 부위의 결함은, 글래스 보틀의 보틀 입구부의 거품이고, 상기 복수대의 조명 중 1개의 조명은 거품 검사 전용 조명이고, 상기 컨트롤러는, 상기 거품 검사 전용 조명의 펄스 점등 중에 상기 적어도 1대의 카메라로 촬영된 화상 중에서 거품 결함을 검출하고, 상기 거품 검사 전용 조명 이외의 조명의 펄스 점등 중에 상기 적어도 1대의 카메라로 촬영된 화상 중에서 거품 결함의 위치에 해당하는 화상 부분을 마스크하여 검사 영역으로부터 제외하고, 나머지의 검사 영역으로부터 금 결함을 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 촬영된 화상을 컨트롤러의 화상 처리부에 의해 순차 처리하고, 거품 검사 전용 조명의 펄스 점등 중에 카메라에 의해 촬영된 화상 중에 어두운 배경 중에 밝은 화상 부분이 있으면, 이 밝은 영역을 검출하고, 이것을 거품 결함이라고 판정하고, 그 후, 거품 검사 전용 조명 이외의 조명의 펄스 점등 중에 카메라에 의해 촬영된 화상 중에서, 거품 검출 공정에서 검출된 거품의 위치에 해당하는 화상 부분을 마스크하여 검사 영역으로부터 제외하고, 남은 검사 영역 중에 밝은 화상 부분이 있으면, 이 밝은 영역을 검출하고, 이것을 금 결함이라고 판정한다.

본 발명은, 이하에 열거하는 효과를 발휘한다.

(1) 카메라의 촬영 타이밍에 맞추어 1대 혹은 복수의 조명을 1대씩 개별로 펄스 점등시키도록 하였으므로, 1대 카메라에 대해 조명의 개수를 늘릴 수 있어, 금의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 그리고 1대의 카메라에 대해 조명의 개수를 늘린 경우라도 조명끼리의 간섭이 일어나는 일이 없다.

(2) 종래의 검사 장치에 비해 카메라의 대수를 줄일 수 있어, 장치 비용을 저감시킬 수 있는 동시에 카메라의 설치 스페이스를 감축할 수 있다.

(3) 거품 검사 전용 조명의 펄스 점등 중에 카메라로 촬영된 화상 중에서 거품 결함을 검출하고, 거품 검사 전용 조명 이외의 조명의 펄스 점등 중에 카메라로 촬영된 화상 중에서 거품 결함의 위치에 해당하는 화상 부분을 마스크하여 검사 영역으로부터 제외함으로써 금 결함만을 검출할 수 있다. 따라서 거품 결함과 금 결함의 양쪽을 엄격히 구별하여 검출할 수 있다.

도 1은 글래스 보틀의 검사 장치를 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 글래스 보틀의 검사 장치의 기본 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은 조명으로부터의 광이 글래스 보틀의 보틀 입구부에 입사하고, 보틀 입구부로부터의 광이 카메라에 의해 촬영되어 있는 경우의 광로를 도시하는 모식적 입면도이다.
도 4는 제1 검사 유닛을 도시하는 모식적 입면도이다.
도 5는 제2 검사 유닛을 도시하는 모식적 입면도이다.
도 6은 제3 검사 유닛을 도시하는 모식적 입면도이다.
도 7은 카메라 CAM1 내지 4와 조명 LED1 내지 6의 동작 타이밍을 나타내는 타이밍 차트이다.
도 8은 검사 유닛의 구체적 구성을 도시하는 입면도이다.
도 9는 도 2에 도시하는 글래스 보틀의 검사 장치에 거품 검사 전용의 조명을 추가한 구성의 글래스 보틀의 검사 장치를 도시하는 모식도이다.
도 10은 도 7에 도시하는 카메라 CAM1 내지 4와 조명 LED1 내지 6의 동작 타이밍을 나타내는 타이밍 차트에 카메라 CAM1 내지 4와 조명 LED7의 동작 타이밍을 추가한 타이밍 차트이다.

이하, 본 발명에 관한 글래스 보틀의 검사 장치 및 방법의 실시 형태를 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한다. 본 발명의 글래스 보틀의 검사 장치 및 방법은, 검사해야 하는 글래스 보틀의 특정 부위로서 보틀 입구부의 경우를 설명하고, 검사해야 하는 결함이 보틀 입구부에 있어서의 금인 경우를 설명한다.

검사 대상으로 되는 글래스 보틀은, 검사용의 스타 휠(도시하지 않음)에 보유 지지되고, 스타 휠의 원주상의 반송 경로를 따라 반송된다. 이 스타 휠의 원주상의 반송 경로의 도중의 1개의 검사 스테이션에, 본 발명에 관한 글래스 보틀의 검사 장치가 배치되어 있다. 이 검사 스테이션에 있어서, 스타 휠에 의해 반송되는 글래스 보틀이 인덱스(회전 분할)되고, 본 발명에 관한 글래스 보틀의 검사 장치에 의해 보틀 입구부에 있어서의 금의 유무가 검사된다.

도 1은 글래스 보틀의 검사 장치를 도시하는 평면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 글래스 보틀의 검사 장치는, 글래스 보틀(1)의 보틀 입구부(2)를 둘러싸도록 배치된 3개의 검사 유닛 U1, U2, U3을 구비하고 있다. 도 1에 있어서, 보틀 입구부(2)는 사선으로 나타내고 있다. 제1 검사 유닛 U1은, 2대의 조명 LED1, LED2와, 1대의 카메라 CAM1로 구성되어 있다. 조명 LED1은 60°의 위치에 배치되고, 조명 LED2는 120°의 위치에 배치되고, 카메라 CAM1은 270°의 위치에 배치되어 있다. 제2 검사 유닛 U2는, 2대의 조명 LED3, LED4와, 1대의 카메라 CAM2로 구성되어 있다. 조명 LED3은 300°의 위치에 배치되고, 조명 LED4는 0°의 위치에 배치되고, 카메라 CAM2는 150°의 위치에 배치되어 있다. 제3 검사 유닛 U3은, 2대의 조명 LED5, LED6과, 2대의 카메라 CAM3, CAM4로 구성되어 있다. 조명 LED5는 180°의 위치에 배치되고, 조명 LED6은 240°의 위치에 배치되고, 카메라 CAM3은 90°의 위치에 배치되고, 카메라 CAM4는 330°의 위치에 배치되어 있다. 각 조명 LED1 내지 LED6은, 적색 LED 조명으로 구성되어 있다. 또한, 각 카메라 CAM1 내지 CAM4는, CCD 카메라로 구성되어 있다.

도 2는 도 1에 도시하는 글래스 보틀의 검사 장치의 기본 구성을 도시하는 모식도이다. 조명 LED1 내지 6과 카메라 CAM1 내지 4의 배치 관계는, 도 1에 도시한 바와 같지만, 도 2에 있어서는 조명 LED1 내지 6 및 카메라 CAM1 내지 4에 대해서는, 개별로 도시하지 않고 집합적으로 도시하고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 글래스 보틀(1)은 보틀대(3)에 적재되어 있고, 보틀대(3)를 회전시킴으로써 글래스 보틀(1)은 축심(1x) 주위로 자전하게 되어 있다. 글래스 보틀(1)의 보틀 입구부(2)는, 나사부(2n)와 나사부(2n)의 하방에 있는 스커트부(2s)를 갖고 있다. 글래스 보틀(1)의 보틀 입구부(2)의 경사 상방 또는 측방에는, 조명 LED1 내지 6이 배치되어 있다. 또한, 글래스 보틀(1)의 보틀 입구부(2)의 경사 상방 또는 측방에는, 카메라 CAM1 내지 4가 배치되어 있다.

조명 LED1 내지 6 및 카메라 CAM1 내지 4는 컨트롤러(4)에 접속되어 있고, 컨트롤러(4)에 의해 제어되어 조명 LED1 내지 6은 순차 펄스 점등하게 되어 있고, 카메라 CAM1 내지 4는 보틀 입구부(2)를 순차 촬상하게 되어 있다. 즉, 조명 LED1 내지 6 중 1개의 조명, 예를 들어 LED1이 펄스 점등하고 있는 동안에는, 다른 조명 LED2 내지 6은 점등하지 않는다. 다음에, 조명 LED2가 펄스 점등하고, 이 펄스 점등하고 있는 동안에는, 다른 조명 LED1, 3 내지 6은 점등하지 않는다. 이와 같이 하여, 순차, 조명 LED3 내지 6이 펄스 점등한다. 조명 LED1 내지 6은, 카메라 CAM1 내지 4의 촬영 타이밍에 맞추어 펄스 점등하게 되어 있다. 즉, 카메라 CAM1의 촬영 타이밍과 동일한 타이밍에서 조명 LED1이 펄스 점등하고, 다음에 카메라 CAM1의 촬영 타이밍과 동일한 타이밍에서 조명 LED2가 펄스 점등한다. 그 후, 카메라 CAM2의 촬영 타이밍과 동일한 타이밍에서 조명 LED3이 펄스 점등하고, 카메라 CAM2의 촬영 타이밍과 동일한 타이밍에서 조명 LED4가 펄스 점등한다. 그 후, 카메라 CAM3의 촬영 타이밍과 동일한 타이밍에서 조명 LED5가 펄스 점등하고, 다음에 카메라 CAM4의 촬영 타이밍과 동일한 타이밍에서 조명 LED6이 펄스 점등한다. 컨트롤러(4)는, 카메라 CAM1 내지 4로 촬영된 화상을 처리하는 화상 처리부를 구비하고 있고, 카메라 CAM1 내지 4에 의해 촬상된 화상은 화상 처리부에 의해 처리되게 되어 있다.

도 3은 조명 LED3 또는 LED4로부터의 광이 글래스 보틀(1)의 보틀 입구부(2)에 입사하고, 보틀 입구부(2)로부터의 광이 카메라 CAM2에 의해 촬영되어 있는 경우의 광로를 도시하는 모식적 입면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 조명 LED3 또는 LED4로부터의 광은, 글래스 보틀(1)의 보틀 입구부(2)에 입사하고, 보틀 입구부(2)에 금(B)이 있었던 경우, 보틀 입구부(2)에 입사한 광은 금(B)의 균열면에서 반사되고, 이 반사광 L_R은 카메라 CAM2로 촬영된다. 카메라 CAM2로 촬영한 화상 중에서는, 금에 상당하는 화상 부분은 다른 화상 부분보다 밝은 영역으로 된다. 컨트롤러(4)의 화상 처리부는, 화상을 처리하여 이 밝은 영역을 검출하고, 이것을 금이라고 판정한다.

조명 LED1, LED2와 카메라 CAM1의 조합에 의해 보틀 입구부(2)의 금을 촬상하는 메커니즘 및 조명 LED5, LED6과 카메라 CAM3, CAM4의 조합에 의해 보틀 입구부(2)의 금을 촬상하는 메커니즘은, 조명으로부터의 광이 금에 입사하여 금의 균열면에서 반사된 반사광을 촬상하는 점에 있어서 동일하다.

도 4 내지 도 6은, 도 1 및 도 2에 도시하는 글래스 보틀의 검사 장치에 있어서의 제1 내지 제3 검사 유닛 U1 내지 U3의 조명 LED1 내지 6과 카메라 CAM1 내지 4의 배치 구성을 도시하는 모식도이다. 도 4 내지 도 6에 있어서는, 보틀 입구부(2)는 개략적으로 도시하고 있다.

도 4는 제1 검사 유닛 U1을 도시하는 모식적 입면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 검사 유닛 U1에 있어서의 2대의 조명 LED1, LED2는, 글래스 보틀(1)의 보틀 입구부(2)의 경사 상방으로부터 보틀 입구부(2)의 천장면(2a) 및 보틀 입구 내를 조명하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 제1 검사 유닛 U1에 있어서의 카메라 CAM1은, 보틀 입구부(2)의 천장면(2a)의 경사 상방에 배치되어 있고, 보틀 입구부(2)의 천장면(2a)으로부터의 광을 촬영하게 되어 있다. 제1 검사 유닛 U1은, 이와 같은 배치 구성에 의해, 카메라 CAM1과 조명 LED1을 연동시키고, 또한 카메라 CAM1과 조명 LED2를 연동시켜, 천장면(2a)을 촬상하여 천장면(2a)의 금을 검출할 수 있게 되어 있다.

도 5는 제2 검사 유닛 U2를 도시하는 모식적 입면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 검사 유닛 U2에 있어서의 2대의 조명 LED3, LED4는, 글래스 보틀(1)의 보틀 입구부(2)의 경사 상방으로부터 천장면 및 보틀 입구 내를 조명하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 제2 검사 유닛 U2에 있어서의 카메라 CAM2는, 보틀 입구부(2)의 측면의 경사 상방에 배치되어 있고, 보틀 입구부(2)의 천장면 및 측면으로부터의 광을 촬영하게 되어 있다. 제2 검사 유닛 U2는, 이와 같은 구성에 의해, 카메라 CAM2와 조명 LED3을 연동시키고, 또한 카메라 CAM2와 조명 LED4를 연동시켜, 천장면(2a), 나사부(2n)와 스커트부(2s)를 포함하는 보틀 입구 측면을 촬상하여 보틀 입구부(2)의 가로 금을 검출할 수 있게 되어 있다.

도 6은 제3 검사 유닛 U3을 도시하는 모식적 입면도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 제3 검사 유닛 U3에 있어서의 2대의 조명 LED5, LED6은, 글래스 보틀(1)의 보틀 입구부(2)의 측방으로부터 보틀 입구부를 조명하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 제3 검사 유닛 U3에 있어서의 카메라 CAM3, CAM4는, 보틀 입구부(2)의 측면의 측방에 배치되어 있고, 보틀 입구부(2)의 측면으로부터의 광을 촬영하게 되어 있다. 제3 검사 유닛 U3은, 이와 같은 구성에 의해, 카메라 CAM3과 조명 LED5를 연동시키고, 또한 카메라 CAM4와 조명 LED6을 연동시켜, 나사부(2n) 및 스커트부(2s)를 포함하는 보틀 입구 측면을 촬상하여 보틀 입구부(2)의 세로 금을 검출할 수 있게 되어 있다.

도 7은 카메라 CAM1 내지 4와 조명 LED1 내지 6의 동작 타이밍을 나타내는 타이밍 차트이다.

카메라 CAM1 내지 4는 CCD 카메라로 구성되어 있고, 본 실시 형태에서 사용하고 있는 CCD 카메라는, 예를 들어 매초 수천매의 화상을 형성하는 것이 가능하다. 그리고 CCD 카메라의 노광 시간(노출 시간)을 기준으로 조명을 펄스 점등시키고 있다. 카메라 CAM1 내지 4 및 조명 LED1 내지 6은, 컨트롤러(4)에 의해 제어된다. 도 2에서는, 컨트롤러(4)는 카메라와는 별도의 유닛으로서 도시되어 있지만, 컨트롤러(4)는 1대의 카메라에 내장하도록 해도 된다. 컨트롤러(4)를 1대의 카메라에 내장한 경우에는, 이 컨트롤러를 내장한 카메라는, 소위 본체로 되어, 다른 카메라의 촬영 타이밍도 제어하게 된다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 우선 카메라 CAM1이 ON(노광 개시)되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED1이 펄스 점등하고, 촬상이 완료되면 카메라 CAM1이 OFF(노광 종료)로 되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED1이 OFF로 된다. 그 후, 카메라 CAM1이 ON되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED2가 펄스 점등하고, 촬상이 완료되면 카메라 CAM1이 OFF로 되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED2가 OFF로 된다. 그 후, 카메라 CAM2가 ON되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED3이 펄스 점등하고, 촬상이 완료되면 카메라 CAM2가 OFF로 되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED3이 OFF로 된다. 이어서, 카메라 CAM2가 ON되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED4가 펄스 점등하고, 촬상이 완료되면 카메라 CAM2가 OFF로 되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED4가 OFF로 된다. 그 후, 카메라 CAM3이 ON되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED5가 펄스 점등하고, 촬상이 완료되면 카메라 CAM3이 OFF로 되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED5가 OFF로 된다. 이어서, 카메라 CAM4가 ON되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED6이 펄스 점등하고, 촬상이 완료되면 카메라 CAM4가 OFF로 되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED6이 OFF로 된다.

카메라 CAM4가 촬상을 완료하여 OFF로 되면, 검사 공정의 1사이클이 종료되고, 그 후 이 사이클이 반복된다. 이들 사이클 중, 보틀대(3)가 회전함으로써, 글래스 보틀(1)은 축심(1x) 주위로 자전하고, 글래스 보틀(1)이 1회전하는 동안에 보틀 입구부(2)는 카메라 CAM1 내지 4에 의해 전체 둘레에 걸쳐 촬영된다. 촬영된 다수의 화상을 컨트롤러(4)의 화상 처리부에 의해 순차 처리하고, 보틀 입구부(2)의 천장면(2a)의 전체 둘레 및 나사부(2n), 스커트부(2s)를 포함하는 보틀 입구 측면의 전체 둘레의 금 검사가 행해진다.

도 8은 본 발명의 글래스 보틀의 검사 장치에 있어서의 검사 유닛 U1의 구체적 구성을 도시하는 입면도이다.

검사 대상으로 되는 글래스 보틀(1)은, 검사용의 스타 휠(도시하지 않음)에 보유 지지되고, 스타 휠의 원주상의 반송 경로를 따라 반송된다. 이 스타 휠의 원주상의 반송 경로의 도중에 검사 유닛 U1이 설치되어 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 검사 유닛 U1은, 검사 장치의 프레임(10)에 고정된 지지축(11)과, 지지축(11)에 승강 가능하게 고정된 지지 부재(12)를 구비하고 있다. 지지 부재(12)에는, 브래킷(13)을 통해 2대의 조명 LED1, LED2와 1대의 카메라 CAM1이 지지되어 있다. 조명 LED1, LED2 및 카메라 CAM1은, 검사 대상의 글래스 보틀(1)에 대해 수직 방향, 수평 방향 및 경사 방향으로 위치 조정이 가능하도록, 가이드 부재(14)와 슬라이더(15)로 이루어지는 슬라이더 기구 및 복수의 가이드 막대(16)와 복수의 슬라이더(17)로 이루어지는 슬라이더 기구에 의해 브래킷(13)에 설치되어 있다.

2대의 조명 LED1, LED2와 1대의 카메라 CAM1은, 지지 부재(12)를 지지축(11)으로부터 제거함으로써 착탈 가능하게 되어 있다. 그로 인해, 2대의 조명 LED1, LED2와 1대의 카메라 CAM1은, 용이하게 교환을 할 수 있게 되어 있다.

도 1 내지 도 8에 도시하는 실시 형태에 있어서는, 1대의 카메라에 대해 2대의 조명을 설치하거나, 또는 1대의 카메라에 대해 1대의 조명을 설치하는 예를 설명하였지만, 1대 카메라에 대해 3대 이상의 조명을 설치하고, 이들 3대 이상의 조명을 카메라의 촬영 타이밍에 맞추어 개별로 펄스 점등시키도록 해도 된다.

또한, 도 1 내지 도 8에 도시하는 실시 형태에 있어서는, 글래스 보틀의 보틀 입구부의 금을 검출하는 경우를 설명하였지만, 보틀 입구부 이외의 부위, 예를 들어 보틀 바닥부 등의 금을 검출하는 경우도 본 발명을 적용할 수 있다.

상기 실시 형태에 있어서는, 글래스 보틀의 성형 시 등에 발생하는 금을 검출하는 경우를 설명하였지만, 글래스 보틀의 성형 시에 발생하는 결함으로서 거품이 있다. 거품은 보틀의 내부에 잔류하는 기포이고, 금속의 주물에서 발생하는 기공과 같은 것이다. 거품 결함은 금 결함과 같이 보틀의 파손에 이르는 중대한 결함은 아니므로, 외견에 중점을 두지 않는 제품에 있어서는, 거품 결함이 있는 글래스 보틀을 결함품으로서 취급하지 않아도 되는 경우가 있다.

도 1 내지 도 8에 도시하는 본 발명은, 글래스 보틀의 보틀 입구부의 경사 상방 또는 측방에 조명을 배치하고, 조명에 대응하여 보틀 입구부의 경사 상방 또는 측방에 카메라를 배치하여 조명으로부터의 광이 보틀 입구부에 입사하고, 보틀 입구부에 있는 금의 균열면에서 반사된 반사광을 카메라로 촬영하도록 구성한 것이므로, 결함이 거품인 경우에도 기포와 글래스의 경계인 불규칙한 곡면에서 반사된 반사광이 카메라에 입사하여 촬영되게 된다. 즉, 도 1 내지 도 8에 도시하는 본 발명의 구성은, 보틀 입구부의 금도 거품도 결함으로서 검출하는 것이 가능하지만, 금과 거품을 엄격히 구별하고 있지는 않다.

따라서 본 발명자는, 금을 검출하는 경우에는, 금의 균열면이 개략 평면적이고, 반사광의 방향이 한정되어 있으므로, 조명과 카메라의 배치 관계는, 도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 개략 일대일로 대응하여 한정된 배치로 되지만, 거품을 검출하는 경우에는, 거품이 불규칙한 곡면을 형성하고 있으므로, 거품에 입사한 광이 다양한 방향으로 반사 산란하는 것에 착안하여, 금 검사에 영향을 미치지 않는 위치에 거품 검사 전용의 조명을 배치함으로써 거품을 단독으로 검출하는 것을 착상한 것이다.

도 9는 도 2에 도시하는 글래스 보틀의 검사 장치에 거품 검사 전용의 조명 LED7을 추가한 구성의 글래스 보틀의 검사 장치를 도시하는 모식도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 거품 검사 전용의 조명 LED7은, 글래스 보틀(1)의 보틀 입구부(2)의 상방에 배치되어 있다. 조명 LED7은, 원판 형상을 갖고, 그 중심이 글래스 보틀(1)의 축심(1x)과 일치하도록 배치되어 있다. 조명 LED7은 컨트롤러(4)에 접속되어 있고, 컨트롤러(4)에 의해 제어되어 펄스 점등하게 되어 있다. 조명 LED1 내지 6과 카메라 CAM1 내지 4의 배치 관계는, 도 1에 도시한 바와 같지만, 도 9에 있어서는 조명 LED1 내지 6 및 카메라 CAM1 내지 4에 대해서는, 개별로 도시하지 않고 집합적으로 도시하고 있다. 조명 LED1 내지 6 및 카메라 CAM1 내지 4는 컨트롤러(4)에 접속되어 있고, 컨트롤러(4)에 의해 제어되어 조명 LED1 내지 6은 순차 펄스 점등하게 되어 있고, 카메라 CAM1 내지 4는 보틀 입구부(2)를 순차 촬상하게 되어 있는 것은, 도 2에 도시하는 실시 형태와 동일하다. 조명 LED7은 글래스 보틀(1)의 보틀 입구부(2)의 상방에 배치되어 있으므로, 조명 LED7이 펄스 점등하고 있을 때에 금으로부터의 반사광이 카메라 CAM1 내지 4에 입사하는 일은 없어, 카메라 CAM1 내지 4에 의해 촬영되는 화상 중에는, 거품에 상당하는 화상 부분만이 형성된다.

도 10은 도 7에 나타내는 카메라 CAM1 내지 4와 조명 LED1 내지 6의 동작 타이밍을 나타내는 타이밍 차트에 카메라 CAM1 내지 4와 조명 LED7의 동작 타이밍을 추가한 타이밍 차트이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 카메라 CAM1, CAM2, CAM3, CAM4가 ON(노광 개시)되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED7이 펄스 점등하고, 촬상이 완료되면 카메라 CAM1, CAM2, CAM3, CAM4가 OFF(노광 종료)로 되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED7이 OFF로 된다. 그 후의 카메라 CAM1 내지 4와 조명 LED1 내지 6의 동작 타이밍은, 도 7에 나타내는 동작 타이밍과 동일하다. 그리고 도 7에 있어서 설명한 바와 같이, 카메라 CAM4가 촬상을 완료하여 OFF로 되고, 동일한 타이밍에서 조명 LED6이 OFF로 되면, 검사 공정의 1사이클이 종료되고, 그 후, 이 사이클이 반복된다. 이들 사이클 중, 보틀대(3)가 회전함으로써, 글래스 보틀(1)은 축심(1x) 주위로 자전하고, 글래스 보틀(1)이 1회전하는 동안에 보틀 입구부(2)는 카메라 CAM1 내지 4에 의해 전체 둘레에 걸쳐 촬영된다.

이 경우, 조명 LED7이 펄스 점등 중에 카메라 CAM1 내지 4에 의해 촬영된 화상 중에는, 금에 대응하는 화상 부분은 형성되는 일 없고, 거품에 대응하는 화상 부분만이 형성된다. 촬영된 화상을 컨트롤러(4)의 화상 처리부에 의해 순차 처리하고, 거품 검사 전용의 조명 LED7의 펄스 점등 시에 카메라 CAM1 내지 4에 의해 촬영된 화상 중에 어두운 배경 중에 밝은 화상 부분이 있으면, 이 밝은 영역을 검출하고, 이것을 거품이라고 판정한다. 그리고 그 후, 조명 LED1 내지 6의 펄스 점등 중에 카메라 CAM1 내지 4에 의해 촬영된 화상 중에서, 거품 검출 공정에서 검출된 거품의 위치에 해당하는 화상 부분을 마스크하여 검사 영역으로부터 제외하고, 남은 검사 영역 중에 밝은 화상 부분이 있으면, 이 밝은 영역을 검출하고, 이것을 금이라고 판정한다.

본 발명에 따르면, 거품 검사 전용의 조명 LED7을 설치하고, 이 거품 검사 전용의 조명 LED7의 펄스 점등 중에 카메라 CAM1 내지 4로 촬영된 화상 중에서 거품 결함을 검출하고, 조명 LED1 내지 6의 펄스 점등 중에 카메라 CAM1 내지 4로 촬영된 화상 중에서 거품 결함의 위치에 해당하는 화상 부분을 마스크하여 검사 영역으로부터 제외함으로써 금 결함만을 검출할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면, 거품 결함과 금 결함을 엄격히 구별하여 검출할 수 있다.

또한, 조명 LED1 내지 6의 펄스 점등 중에 카메라 CAM1 내지 4로 촬영한 화상을 먼저 얻고, 이어서, 거품 검사 전용의 조명 LED7의 펄스 점등 중에 카메라 CAM1 내지 4로 촬영한 화상 중에서 거품 결함을 검출하고, 그 후, 조명 LED1 내지 6의 펄스 점등 중에 카메라 CAM1 내지 4로 촬영한 화상 중에서 거품 결함의 위치에 해당하는 화상 부분을 마스크하여 검사 영역으로부터 제외함으로써 금 결함만을 검출하도록 해도 된다.

도 9 및 도 10에 도시하는 실시 형태에 있어서는, 글래스 보틀의 보틀 입구부의 거품을 검출하는 경우를 설명하였지만, 보틀 입구부 이외의 부위, 예를 들어 보틀 바닥부 등의 거품을 검출하는 경우도 본 발명을 적용할 수 있다.

지금까지 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되지 않고, 그 기술 사상의 범위 내에 있어서, 다양한 다른 형태로 실시되어도 되는 것은 물론이다.

본 발명은, 글래스 보틀의 보틀 입구부 등의 특정 위치에 있는 결함을 촬상에 의해 검출할 수 있는 글래스 보틀의 검사 장치 및 방법에 이용 가능하다.

1 : 글래스 보틀
1x : 축심
2 : 보틀 입구부
2a : 천장면
2n : 나사부
2s : 스커트부
3 : 보틀대
4 : 컨트롤러
10 : 프레임
11 : 지지축
12 : 지지 부재
13 : 브래킷
14 : 가이드 부재
15, 17 : 슬라이더
16 : 가이드 막대
CAM1 내지 4 : 카메라
LED1 내지 7 : 조명
U1 내지 3 : 검사 유닛

Claims (18)

1. 글래스 보틀의 보틀 입구부를 경사 상방으로부터 조명하는 복수대의 조명과 글래스 보틀로부터의 반사광을 보틀 입구부의 경사 상방으로부터 촬영하는 적어도 1대의 카메라를 가진 제1 검사 유닛과,
   보틀 입구부를 측방으로부터 조명하는 복수대의 조명과 글래스 보틀로부터의 반사광을 보틀 입구부의 측방으로부터 촬영하는 적어도 1대의 카메라를 갖고, 또한 상기 제1 검사 유닛의 하측에 배치된 제2 검사 유닛과,
   각 조명과 각 카메라의 작동을 제어하고, 상기 제1 검사 유닛 및 상기 제2 검사 유닛으로 촬영된 화상에 기초하여 보틀 입구부의 금을 검출하는 컨트롤러를 구비하고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 제1 검사 유닛의 촬영 타이밍과 상기 제2 검사 유닛의 촬영 타이밍이 상이하도록 각 카메라를 제어하고,
   상기 제1 검사 유닛의 카메라의 촬영 타이밍에 맞추어 상기 제1 검사 유닛의 복수대의 조명이 1대씩 개별로 펄스 점등하도록 제어하고,
   상기 제2 검사 유닛의 카메라의 촬영 타이밍에 맞추어 상기 제2 검사 유닛의 복수대의 조명이 1대씩 개별로 펄스 점등하도록 제어하고,
   상기 제1 검사 유닛의 카메라로 촬영된 화상에 기초하여 보틀 입구부에 있어서의 균열면이 횡방향의 금을 검출하고, 상기 제2 검사 유닛의 카메라로 촬영된 화상에 기초하여 보틀 입구부에 있어서의 균열면이 종방향의 금을 검출하는 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 검사 유닛의 복수대의 조명 및 상기 제2 검사 유닛의 복수대의 조명은, 보틀 입구부를 둘러싸도록 서로 각도를 어긋나게 하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 검사 유닛의 복수대의 조명과 상기 제1 검사 유닛의 카메라는, 글래스 보틀을 사이에 두고 대향한 위치에 있는 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   글래스 보틀을 직립 상태로 지지하여 글래스 보틀을 축심의 주위로 회전시키는 보틀대를 구비한 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   보틀 입구부의 상방에 배치된 거품 검사 전용 조명을 구비하고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 거품 검사 전용 조명을 펄스 점등하여 상기 제1 검사 유닛의 카메라 및 상기 제2 검사 유닛의 카메라가 보틀 입구부를 촬영하도록 제어하고,
   상기 거품 검사 전용 조명의 펄스 점등 중에 촬영된 화상에 기초하여 보틀 입구부의 거품을 검출하는 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 컨트롤러는, 상기 거품 검사 전용 조명 이외의 조명의 펄스 점등 중에 촬영된 화상 중에서 검출된 거품의 위치에 해당하는 화상 부분을 마스크하여 검사 영역으로부터 제외하고, 나머지의 검사 영역으로부터 금을 검출하는 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 장치.
7. 글래스 보틀의 보틀 입구부를 경사 상방으로부터 조명하는 복수대의 조명과 글래스 보틀로부터의 반사광을 보틀 입구부의 경사 상방으로부터 촬영하는 적어도 1대의 카메라를 가진 제1 검사 유닛과, 보틀 입구부를 측방으로부터 조명하는 복수대의 조명과 글래스 보틀로부터의 반사광을 보틀 입구부의 측방으로부터 촬영하는 적어도 1대의 카메라를 갖고, 또한 상기 제1 검사 유닛의 하측에 배치된 제2 검사 유닛을 이용하여 글래스 보틀의 보틀 입구부의 금을 검출하는 글래스 보틀의 검사 방법이며,
   상기 제1 검사 유닛의 촬영 타이밍과 상기 제2 검사 유닛의 촬영 타이밍을 상이하도록 각 카메라를 제어하고,
   상기 제1 검사 유닛의 카메라의 촬영 타이밍에 맞추어 상기 제1 검사 유닛의 복수대의 조명을 1대씩 개별로 펄스 점등시키고,
   상기 제2 검사 유닛의 카메라의 촬영 타이밍에 맞추어 상기 제2 검사 유닛의 복수대의 조명을 1대씩 개별로 펄스 점등시키고,
   상기 제1 검사 유닛의 카메라로 촬영된 화상에 기초하여 보틀 입구부에 있어서의 균열면이 횡방향의 금을 검출하고, 상기 제2 검사 유닛의 카메라로 촬영된 화상에 기초하여 보틀 입구부에 있어서의 균열면이 종방향의 금을 검출하는 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 검사 유닛의 복수대의 조명 및 상기 제2 검사 유닛의 복수대의 조명은, 보틀 입구부를 둘러싸도록 서로 각도를 어긋나게 하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   상기 제1 검사 유닛의 복수대의 조명과 상기 제1 검사 유닛의 카메라는, 글래스 보틀을 사이에 두고 대향한 위치에 있는 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 방법.
10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    보틀대에 의해 글래스 보틀을 직립 상태로 지지하여 글래스 보틀을 축심의 주위로 회전시키는 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 방법.
11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    보틀 입구부의 상방에 배치된 거품 검사 전용 조명을 펄스 점등하여 상기 제1 검사 유닛의 카메라 및 상기 제2 검사 유닛의 카메라가 보틀 입구부를 촬영하도록 제어하고,
    상기 거품 검사 전용 조명의 펄스 점등 중에 촬영된 화상에 기초하여 보틀 입구부의 거품을 검출하는 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 거품 검사 전용 조명 이외의 조명의 펄스 점등 중에 촬영된 화상 중에서 검출된 거품의 위치에 해당하는 화상 부분을 마스크하여 검사 영역으로부터 제외하고, 나머지의 검사 영역으로부터 금을 검출하는 것을 특징으로 하는, 글래스 보틀의 검사 방법.
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