KR20120096503A - 캔의 요철 검출 장치 - Google Patents
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Abstract
검사용 반송 장치의 증설 등이 불필요하여, 검사 비용의 증대를 억제하면서, 결함품을 반송하면서 신속하게 검출할 수 있는 캔의 요철 검출 장치를 제공한다. 캔 (20) 의 측방으로부터, 구금부 (21) 의 상부면 (21a) 에 대해 대략 수평으로 제 1 조명광을 조사하는 제 1 조명 수단 (30) 과, 캔 (20) 의 상방으로부터, 구금부 (21) 의 상부면 (21a) 에 대해 대략 수직으로 제 2 조명광을 조사하는 제 2 조명 수단 (40) 과, 캔 (20) 의 상방에 배치되어 구금부 (21) 의 상부면 (21a) 을 촬영하고, 이 상부면 (21a) 에 있어서의 반사광을 검출하는 촬영 장치 (50) 를 구비하고, 제 1 조명 수단 (30) 은, 구금부 (21) 의 외주측에, 그 둘레 방향으로 대략 등간격을 두고 3 개 이상 배치되고, 각 제 1 조명 수단 (30) 으로부터 조사되는 제 1 조명광은, 각 광축이 구금부 (21) 의 측방으로부터 상부면 (21a) 상에 대략 수평으로 또한 구금부 (21) 의 원통면 접선 방향을 따르도록, 각 광축이 서로 일치하지 않도록 조사된다.
Description
본 발명은, 캔의 요철 검출 장치에 관한 것이다.
본원은, 2009년 12월 22일에 출원된 일본 특허출원 2009-291183호에 대해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
음료 등의 내용물이 충전되는 용기로서, 수나사를 갖는 구금부에 캡이 나사결합되는 알루미늄 합금제의 보틀 형상의 캔이 알려져 있다. 캔은, 알루미늄 합금판을 드로잉 (drawing) 가공 및 아이어닝 (ironing) 가공 (DI 성형) 에 의해 바닥판과 원통상 측면이 일체인 바닥이 있는 원통체로 성형하고, 그 내외면에 도장을 실시한 후, 개구부에 이른바 넥인 (neck-in) 가공을 실시하여 숄더부 및 구금부를 형성하고, 이 구금부에 나사 성형 가공이나 컬부 형성 (curl-forming) 가공 등을 실시함으로써 제조된다.
이와 같은 캔에 있어서의 내면 도막은, 에폭시아크릴계 수지나 폴리에스테르계 수지 등의 열경화성 수지에 의해, 충전물에 대한 내부식성을 캔에 구비시키거나 하기 위해서 형성된다 (특허문헌 1 참조). 내면 도막은, 드로잉?아이어닝 가공 후, 넥인 가공 전에 내면에 도료를 분사함으로써 형성되는데, 도료가 주위에 비산되거나, 캔의 외표면에 부착되어 미소한 돌기체를 형성하여 넥인 가공시에 주름을 발생시키는 기점이 되거나 하는 문제가 발생할 우려가 있다.
컬부는, 구금부의 상단을 외주측으로 절곡시킴으로써 형성되어 있고, 내면의 도막이 표면에 형성되어 있다. 캔은, 이 컬부에 라이너를 가압하도록 캡이 장착됨으로써 밀봉된다 (특허문헌 2 참조). 따라서, 컬부의 표면, 특히 상부면에, 전술한 바와 같은 도막에 의한 주름 등의 요철이 형성되어 있으면, 내용물이 누설될 우려가 있다.
이 때문에, 주름 등의 요철이 컬부의 상부면에 형성되어 있지 않는 것이 중요함과 함께, 요철이 형성된 경우에는 이것을 검사 공정에서 검출하여 결함품으로서 확실하게 배제하는 것이 요구된다.
또, 컬부의 표면에는, 구금부의 성형 및 컬부의 성형시에 내면의 도막이 비틀려 주름이 되는 것에 의한 요철이 형성되는 경우가 있다.
예를 들어, 캔의 외면에 생기는 미세한 요철 (주름 등) 을 검출하는 방법으로서, 캔 본체의 접평면 (외면의 접선 방향을 따른 면) 에 대해 비스듬하게 조명광을 조사하고, 주름에 의한 반사광이나 그림자를 접평면 방향을 따라 관찰함으로써 주름을 검출하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 3 참조).
그러나, 특허문헌 3 에 기재된 검출 방법은, 캔 본체 표면의 검출 방법으로서, 피검사체인 캔을 회전시킬 필요가 있어, 종래의 제조 라인에 구비된 단열 (單列) 컨베이어에 있어서의 검사를 할 수 없기 때문에, 검사시에 캔을 회전시키는 반송 장치를 증설하지 않으면 안되어, 비용이 증대되고, 제조 속도가 저하된다는 문제가 있다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 검사용 반송 장치의 증설 등이 불필요하고, 검사 비용의 증대를 억제하면서, 반송을 정지시키지 않고 신속하게 결함품을 검출할 수 있는 캔의 요철 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 라이너가 부착된 캡을 피감 (被嵌) 하기 위해서 개구단을 외방을 향하여 컬링 (curling) 시킨 컬부가 형성된 구금부를 갖는 캔에 대해, 단열 반송하면서 상기 구금부의 상부면의 요철을 검출하는 장치로서, 상기 캔의 측방으로부터, 상기 구금부의 상기 상부면에 대해 대략 수평으로 제 1 조명광을 조사하는 제 1 조명 수단과, 상기 캔의 상방으로부터, 상기 구금부의 상기 상부면에 대해 대략 수직으로 제 2 조명광을 조사하는 제 2 조명 수단과, 상기 캔의 상방에 배치되어 상기 구금부의 상기 상부면을 촬영하고, 이 상부면에 있어서의 반사광을 검출하는 촬영 장치를 구비하고, 상기 제 1 조명 수단은, 상기 구금부의 외주측에, 그 둘레 방향으로 대략 등간격을 두고 3 개 이상 배치되고, 각 제 1 조명 수단으로부터 조사되는 상기 제 1 조명광은, 각 광축이 상기 구금부의 측방으로부터 상기 상부면 상에 대략 수평으로 또한 상기 구금부의 원통면 접선 방향을 따르도록, 각 광축이 서로 일치하지 않도록 조사된다.
이 검출 장치에 의하면, 제 1 조명 수단에 의해 상부면에 대해 광축을 면방향을 따르게 하여 3 이상의 다방향으로부터 광을 조사함으로써, 요철 부분에 난반사나 그림자를 생기게 한다. 또, 제 2 조명 수단에 의해 상부면 전체를 평면적으로 조명함으로써, 예를 들어 알루미늄재의 압연 모양, DI 성형시에 있어서의 펀치 모양이나 오염물과 같은 요철이 없는 색 모양이 요철로서 검출되는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 밀봉성을 저하시키는 구금부의 요철을, 단열 반송 중에 반송을 정지시키지 않고 신속하고 또한 확실하게 검출할 수 있다.
즉, 상부면의 요철을 검출하려면, 캔의 측방으로부터 구금부의 상부면의 이미지를 촬영하는 것을 생각할 수 있는데, 이 경우, 구금부의 상부면 전체를 검사하기 위해서는, 캔을 회전시키면서 복수 회 촬영하는 것이 필요해진다. 그러나, 캔을 회전시키는 기구는, 통상적으로 제조 라인의 반송 장치에는 구비되어 있지 않기 때문에, 회전 장치의 증설에 의한 비용 증가가 문제가 된다. 또, 캔을 회전시키기 때문에 검사에 시간이 걸려, 제조 속도가 저하된다는 문제도 있다.
이에 반하여, 본 발명의 검출 장치에서는, 구금부 주위의 복수 방향으로부터 및 상방으로부터의 조명광에 의해 구금부의 상부면을 조명하고, 상방으로부터 상부면 전체를 촬영하는 것만으로 요철을 검출할 수 있는 화상을 얻을 수 있기 때문에, 반송을 정지시키지 않고 검사가 가능하고, 저비용으로 신속한 검사가 가능하다.
또한, 이 검출 장치에 있어서, 상기 제 1 조명광 및 상기 제 2 조명광은 모두 단색광이고, 서로 보색의 관계를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 제 2 조명광에 의해 상부면이 균일하게 조명된 상태에서, 측방으로부터의 제 1 조명광이 보색으로 조명됨으로써 요철의 음영이나 난반사를 발생시키기 때문에, 제 1 조명광과 제 2 조명광이 섞인 반사광을 분리하고, 제 1 조명광의 반사광에 의해 요철을 명확하게 검출할 수 있음과 함께, 알루미늄재의 압연 모양, DI 성형시에 있어서의 펀치 모양이나 오염물 등이 보다 검출되기 어려워진다.
본 발명의 캔의 요철 검출 장치에 의하면, 검사용 반송 장치의 증설 등이 불필요하여, 검사 비용의 증대를 억제하면서, 반송을 정지시키지 않고, 단열 반송하면서 구금부의 상부면에 요철이 있는 결함품을 신속하게 검출할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 캔의 요철 검출 장치를 나타내는 측면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 요철 검출 장치 및 캔을 나타내는 상면도이다.
도 3 은, 돌출부가 형성된 캔의 상부면을 나타내는 상면도이다.
도 4 는, 캔의 상부면에 형성된 돌출부를 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 요철 검출 장치 및 캔을 나타내는 상면도이다.
도 3 은, 돌출부가 형성된 캔의 상부면을 나타내는 상면도이다.
도 4 는, 캔의 상부면에 형성된 돌출부를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명에 관련된 캔의 요철 검출 장치의 실시형태에 대해 설명한다.
요철 검출 장치 (10) 에 의해 검사되는 캔 (20) 은, 원통부에 나사부가 형성된 구금부 (21) (예를 들어 직경 38 ㎜) 를 갖고, 제조 라인에 있어서 컨베이어 (11) 에 의해 단열 반송되고 있다. 이 캔 (20) 의 제조 라인에 있어서의 단열 반송로의 도중에, 요철 검출 장치 (10) 가 구비되어 있다. 즉, 이 요철 검출 장치 (10) 는, 캔 (20) 을 정지시키거나 회전시키거나 하지 않고, 단열 반송하면서 구금부 (21) 의 요철을 검출할 수 있는 장치이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 요철 검출 장치 (10) 에는, 캔 (20) 의 측방으로부터 구금부 (21) 의 상부면 (21a) 에 대해 대략 수평으로 제 1 조명광을 조사하는 복수의 제 1 조명 수단 (30) 과, 캔 (20) 의 상방으로부터 구금부 (21) 의 상부면 (21a) 에 대해 대략 수직으로 제 2 조명광을 조사하는 제 2 조명 수단 (40) 과, 캔 (20) 의 상방에 배치되어 구금부 (21) 의 상부면 (21a) 을 촬영하는 촬영 장치 (50) 를 구비한다.
각 제 1 조명 수단 (30) 은, 예를 들어 복수 개의 광파이버에 의해 폭 8 ㎜, 높이 1 ㎜ 의 라인상의 조명광을 균일하게 조사 가능한 광원이고, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 구금부 (21) 의 외주측에, 그 둘레 방향으로 대략 등간격을 두고 3개 이상 (본 실시형태에서는 8 개) 배치되어 있다. 제 1 조명 수단 (30) 의 개수는, 제 1 조명 수단 (30) 이 조사하는 조명광의 폭이나 조사 각도에 따라, 구금부 (21) 의 전체면을 조명할 수 있도록 적절히 선택된다.
이들 각 제 1 조명 수단 (30) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이 각 광축이 구금부 (21) 의 측방으로부터 상부면 (21a) 상에 대략 수평으로, 또한 도 2 에 나타내는 바와 같이 각 광축이 구금부 (21) 의 원통면 접선 방향을 따르도록, 각 광축이 서로 일치하지 않도록 제 1 조명광을 조사한다. 이 제 1 조명광은, 예를 들어 적색 등의 단색광이다.
제 2 조명 수단 (40) 은, 예를 들어 복수 개의 광파이버에 의해 균일한 링 형상의 조명광을 조사 가능한 광원이고, 캔 (20) 의 구금부 (21) 와 동심 형상으로 배치되어, 상방으로부터 구금부 (21) 의 상부면 (21a) 에 대해 대략 수직으로 단색의 제 2 조명광을 균일하게 조사한다. 제 2 조명광은, 제 1 조명광의 보색광이다. 예를 들어 제 1 조명광의 광색이 적색인 경우, 제 2 조명광의 광색은 청색으로서, 제 1 조명광과 제 2 조명광이 겹치는 부분 (즉, 상부면 (21a) 에 형성된 요철의 일부) 에 있어서의 반사광은 보라색이 된다. 보색 관계의 2 색의 광을 사용하는 것은, 양 색이 서로 섞여도 나중에 분리하기 쉽기 때문이다.
촬영 장치 (50) 는, 이른바 에어리어 카메라로서, 캔 (20) 의 상방으로부터, 제 2 조명 수단 (40) 의 내측을 통해서 구금부 (21) 의 상부면 (21a) 전체를 촬영하고, 상부면 (21a) 에 있어서의 제 1 조명광 및 제 2 조명광의 반사광을 검출한다. 촬영한 화상으로부터 제 1 조명광만을 발출하여, 요철이 명확해지도록 2 치화된다.
이와 같이 구성된 요철 검출 장치 (10) 를 사용한 캔 (20) 의 검사에 대해 설명한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 캔 (20) 은, 컨베이어 (11) 에 의해 반송되면서, 요철 검출 장치 (10) 를 통과한다. 이 때, 요철 검출 장치 (10) 는, 제 1 조명 수단 (30) 및 제 2 조명 수단 (40) 에 의해 캔 (20) 의 구금부 (21) 의 상부면 (21a) 을 조명하고, 촬영 장치 (50) 에 의해 상부면 (21a) 을 촬영한다.
촬영한 화상은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 조명광만을 발출하여 상부면 (21a) 의 요철이 명확해지도록 2 치화된다. 이로써, 상부면 (21a) 에, 예를 들어 드로잉?아이어닝 가공에 의해 내면 도막 (23) 이 비틀리거나 하여 돌출부 (22) 가 형성되어 있는 경우에는, 이 돌출부 (22) 의 화상이 얻어지기 때문에, 이 화상을 예를 들어 구금부 (21) 의 둘레 방향으로 스캔함으로써, 돌출부 (22) 를 발견할 수 있다.
돌출부 (22) 가 명확하게 검출되는 화상을 얻기 위해서, 요철 검출 장치 (10) 는 제 1 조명 수단 (30) 및 제 2 조명 수단 (40) 을 구비하고, 2 방향으로부터 상부면 (21a) 을 조명하고 있다. 즉, 상방으로부터 또는 측방으로부터의 조명광만으로 상부면 (21a) 을 조명했을 경우, 돌출부 (22) 가 명확해지지 않거나, 또는 돌출부 (22) 에 의해 생기는 난반사나 음영 등뿐만 아니라, 알루미늄재 (24) 의 압연 모양, DI 성형시에 있어서의 펀치 모양이나 오염물과 같이 요철이 없는 색채의 차이 등이 검출되거나 할 우려가 있다.
이에 반하여, 이 요철 검출 장치 (10) 에서는, 도 4 에 화살표 A 로 나타내는 바와 같이 제 2 조명 수단 (40) 으로 상부면 (21a) 전체에 대해 촬영 방향을 따라 단색의 제 2 조명광을 조사함으로써, 알루미늄재 (24) 의 압연 모양, DI 성형시에 있어서의 펀치 모양이나 오염 등의 색채를 약하게 하고 있음과 함께, 화살표 B 로 나타내는 바와 같이 제 1 조명 수단 (30) 에 의해 제 1 조명광을 측방으로부터 조사함으로써, 제 1 조명광을 돌출부 (22) 에 의해 반사시키고 있다. 이 제 1 조명광과 제 2 조명광이 보색의 관계에 있다는 점에서, 그 일방만을 취출하는 처리가 용이하고, 도 3 에 나타내는 바와 같이 돌출부 (22) 의 선명한 화상을 명확하게 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 요철 검출 장치 (10) 에 의하면, 구금부 (21) 의 상부면 (21a) 전체를 촬영하여 요철을 확인하기 때문에, 캔 (20) 을 회전시킬 필요가 없어 검사 비용의 증대를 억제할 수 있음과 함께, 검사 시간이 짧아 제조 속도를 저하시키지 않고, 결함품의 발견이 가능해진다. 또, 2 방향으로부터의 조명광을 사용함으로써, 요철만을 명확하게 검출할 수 있기 때문에, 알루미늄재의 압연 모양, DI 성형시에 있어서의 펀치 모양이나 오염 등을 불량으로서 검출하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태의 구성인 것에 한정되는 것이 아니고, 세부 구성에 있어서는, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지의 변경을 부가하는 것이 가능하다.
산업상 이용가능성
제 1 조명 수단에 의해 상부면에 대해 광축을 면방향을 따르게 하여 광을 조사함으로써, 요철 부분에 난반사나 그림자를 생기게 한다. 또, 제 2 조명 수단에 의해 상부면 전체를 평면적으로 조명함으로써, 예를 들어 알루미늄재의 압연 모양, DI 성형시에 있어서의 펀치 모양이나 오염물과 같은 요철이 없는 색 모양이 요철로서 검출되는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 밀봉성을 저하시키는 구금부의 요철을, 단열 반송하면서 신속하고 또한 확실하게 검출할 수 있다.
10 : 요철 검출 장치
11 : 컨베이어
20 : 캔
21 : 구금부
21a : 상부면
22 : 돌출부
23 : 내면 도막
24 : 알루미늄재
30 : 제 1 조명 수단
40 : 제 2 조명 수단
50 : 촬영 장치
11 : 컨베이어
20 : 캔
21 : 구금부
21a : 상부면
22 : 돌출부
23 : 내면 도막
24 : 알루미늄재
30 : 제 1 조명 수단
40 : 제 2 조명 수단
50 : 촬영 장치
Claims (2)
- 라이너가 부착된 캡을 피감하기 위해서 개구단을 외방을 향하여 컬링시킨 컬부가 형성된 구금부를 갖는 캔에 대해, 단열 반송하면서 상기 구금부의 상부면의 요철을 검출하는 장치로서,
상기 캔의 측방으로부터, 상기 구금부의 상기 상부면에 대해 대략 수평으로 제 1 조명광을 조사하는 제 1 조명 수단과,
상기 캔의 상방으로부터, 상기 구금부의 상기 상부면에 대해 대략 수직으로 제 2 조명광을 조사하는 제 2 조명 수단과,
상기 캔의 상방에 배치되어 상기 구금부의 상기 상부면을 촬영하고, 이 상부면에 있어서의 반사광을 검출하는 촬영 장치를 구비하고,
상기 제 1 조명 수단은, 상기 구금부의 외주측에, 그 둘레 방향으로 대략 등간격을 두고 3 개 이상 배치되고,
각 제 1 조명 수단으로부터 조사되는 상기 제 1 조명광은, 각 광축이 상기 구금부의 측방으로부터 상기 상부면 상에 대략 수평으로 또한 상기 구금부의 원통면 접선 방향을 따르도록, 각 광축이 서로 일치하지 않도록 조사되는 것을 특징으로 하는 캔의 요철 검출 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 조명광 및 상기 제 2 조명광은, 모두 단색광이고, 서로 보색의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 캔의 요철 검출 장치.
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