KR20130031331A

KR20130031331A - 유리병 검사장치

Info

Publication number: KR20130031331A
Application number: KR1020137000749A
Authority: KR
Inventors: 타카시 하라다
Original assignee: 도요 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2013-03-28
Also published as: CN103052863B; EP2623928A1; EP2623928A4; JPWO2012042583A1; CN103052863A; EP2623928B1; JP5509465B2; WO2012042583A1; KR101440306B1

Abstract

병 주둥이부 최상면의 일부가 파상 움푹 들어가는, 소위 천파라고 하는 결점을 고정밀도로 검출할 수 있도록 한다. 촬영 수단으로 촬영한 주둥이부 화상으로부터 병 주둥이부 최상면 위의 2점(A, B)을 검출하고, AB를 양단으로 하는 선분(c)을 구하고, 선분(c)의 임의의 중간점(C)을 통과하는 수직선(d)과 주둥이부 최상면과의 교점(D)을 구하고, 교점(D)과 중간점(C)의 차(T)를 산출하고, T의 값 에 기초하여 유리병의 양부 판정을 행한다. 병 주둥이부 최상면에 천파가 있으면, 선분(c)의 중간점(C)과, C를 통과하는 수직선(d)과 병 주둥이부 최상면의 교점(D)의 차가 커지기 때문에, CD 사이의 차(T)를 산출하고, T가 소정의 범위 내이면 양품, 그렇지 않으면 천파의 결점이 있는 불량품으로 판정할 수 있다.

Description

유리병 검사장치{GLASS BOTTLE INSPECTION DEVICE}

본 발명은 유리병 주둥이부 최상면의 검사기술에 관한 것으로, 특히, 유리병 주둥이부(口部, bottle mouth section) 최상면(天面, top surface)의 파상(波狀, wavy shape)의 패인 부분(천파(天波, top waves))의 검사를 고속으로 행하기 위한 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 유리병의 제조공정에서는, 제병기로 제조된 유리병이 유리병 검사장치에 인도되고, 당해 유리병 검사장치에서 결함의 유무가 검사되고, 소정의 결함을 갖는 유리병이 불량품으로서 배제된다. 이 종류의 유리병 검사장치로서는 병 주둥이부 최상면의 경사(이하, 「최상면 경사」라고 함)를 검사하는 검사장치가 알려져 있고, 유리병 검사장치에서 최상면 경사(天傾斜, top obliquity)가 큰 유리병을 배제함으로써 내용물의 액 누설이나 캡을 씌울 때의 트러블이 미연에 방지된다.

최상면 경사의 검사장치는, 예를 들면, 하기 특허문헌 1, 2에 개시되어 있다. 이들 검사장치는 촬영 수단으로 회전하는 병 주둥이부의 화상(정지 화상)을 연속하여 촬영하고, 그 각 촬영 화상으로부터 병 주둥이부 최상면 위의 2점을 검출하여 당해 2점 사이의 수직방향의 차를 산출하고, 그 차를 최상면 경사로 간주하는 것이다.

일본 특개 2007-240468 일본 특개 2007-240469

(발명의 개요)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

최상면 경사는 병 주둥이부 최상면의 거의 전체면이 경사져 있는 결점이고, 상기 특허문헌에 개시된 기술로 검출하는 것이 가능하다. 그러나, 내용물의 액 누설이나 캡을 씌울 때의 트러블이 생기는 병 주둥이부 최상면의 결점에는, 병 주둥이부의 측면 형상에 있어서, 최상면의 일부가 파상으로 움푹 들어가는(dimple), 소위 천파(天波, top waves)라고 불리는 것이 있다. 상기 특허문헌 1, 2에 개시되는 검사장치에서는, 최상면 기복 형상의 결점을 발견하지 못하는 경우가 많다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 특허문헌 1, 2에 개시되는 검사장치를 이용하여, 천파의 결점을 고정밀도로 검출할 수 있게 하는 것을 과제로 하는 것이다.

본 발명은 유리병을 병 축을 중심으로 회전시키는 회전 수단과,

유리병의 병 주둥이부에 광을 조사하는 광조사 수단과,

상기 광조사 수단에 의해 광이 조사되고 있는 병 주둥이부를 촬영하는 촬영 수단과,

상기 촬영 수단으로 촬영한 주둥이부 화상으로부터 천파를 검출하는 화상처리 수단을 갖고,

상기 화상처리 수단은 상기 촬영 수단으로 촬영한 주둥이부 화상으로부터 병 주둥이부 최상면 위의 2점(A, B)을 검출하고, AB를 양단으로 하는 선분(c)을 구하고, 선분(c)의 임의의 중간점(C)을 통과하는 수직선(d)과 주둥이부 최상면과의 교점(D)을 구하고, 상기 교점(D)과 중간점(C)의 차(T)를 산출하고, T의 값에 기초하여 유리병의 양부(良否) 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 유리병 검사장치이다.

도 2, 3에 도시하는 바와 같이, 병 주둥이부 최상면에 천파(7)가 있으면, 선분(c)의 중간점(C)과, C를 통과하는 수직선(d)과 병 주둥이부 최상면의 교점(D)의 차가 커지기 때문에, CD 간의 차(T)를 산출하고, T가 소정의 범위 내이면 양품, 그렇지 않으면 천파의 결점이 있는 불량품으로 판정할 수 있다.

선분(c)의 중간점(C)은 선분(c)의 중점(中點)에 잡는 것이 바람직하다. 그 경우, 상기 점(A)의 좌표를 (Ax, Ay), 상기 점(B)의 좌표를 (Bx, By), 상기 D점의 Y좌표를 Dy라고 하면,

T=Dy-(Ay+By)/2

또는,

T=(Ay+By)/2-Dy

의 식으로 T를 구할 수 있다.

C는 선분(c)의 중점이므로, C의 Y좌표는 (Ay+By)/2로 되고, 점(D)의 Y좌표는 Dy이기 때문에, CD 간의 수직방향의 차는,

Dy-(Ay+By)/2

또는,

T=(Ay+By)/2-Dy

로 된다.

본 발명의 유리병 검사장치는, 종래의 최상면 경사를 측정하는 장치를 사용하고, 그 화상처리 수단에 최상면 기복 형상을 검출하는 알고리즘을 가하는 것만으로, 최상면 경사의 결점을 고정밀도로 검출할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명 유리병 검사장치의 개략 설명도.
도 2는 주둥이부 화상처리의 설명도.
도 3은 주둥이부 화상처리의 설명도.
도 4는 최상면 기복 형상의 검출방법의 설명도.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 실시형태에 따른 유리병 검사장치(1)의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 이 도면에서, 유리병(6)은 도시하지 않은 안내 수단에 의해, 검사대(5)의 위에 안내되고, 도시하지 않은 회전 수단에 의해 검사대(5)의 위에서 병 축을 회전축으로 하여 회전된다.

유리병(6)의 주둥이부(61)를 사이에 끼고 촬영 수단(2)과 광조사 수단(3)이 대향 배치되어 있다.

촬영 수단(2)은, 예를 들면, 상 배율이 변화되지 않는 텔레센트릭 렌즈가 장착된 고속 에리어 센서 카메라로 할 수 있다. 광조사 수단(3)은, 예를 들면, 청색광을 조사하는 청색 LED가 매트릭스 형상으로 배열되어 구성된 확산면 광원으로 할 수 있다.

촬영 수단(2)의 광축은 수평보다도 각도(α)만큼 상방으로 기울여져 있어, 병 주둥이부(61)를 약간 하측으로부터 촬영하게 되어 있다. 이것에 의해, 촬영 수단에서 보아 안쪽의 병 주둥이부의 가장자리가 촬영되어 버리는 것을 방지한다. α는 1°～3° 정도가 적당하다.

이 검사장치(1)의 기기(하드웨어) 구성은 상기 특허문헌 1, 2에 기재되어 있는 검사장치와 동일해도 된다.

촬영 수단(2)으로 촬영된 화상(정지화상)은 화상처리 수단(4)에 보내어지고, 천파의 검출 및 유리병의 양부(良否) 판정이 행해진다. 화상처리 수단(4)은 모니터가 부속된 퍼스널 컴퓨터로 할 수 있다. 모니터에는, 촬영 수단(2)으로 촬영된 화상, 검출한 천파(T의 값) 등, 필요한 정보를 표시할 수 있다.

촬영은, 예를 들면, 유리병이 1회전 하는 동안에 24회(15°간격으로) 행하고, 24코마의 각 화상에 대하여 천파의 검출이 행해지도록 한다.

화상처리 수단은 촬영 수단(2) 촬영된 주둥이부 화상을 받아 들일 때마다 다음과 같은 화상처리를 실행한다.

[주둥이부 화상처리]

도 2, 3은 촬영 수단(2)에 의해 유리병의 주둥이부(61)를 촬영한 주둥이부 화상을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 2는 천파(7)가 주둥이부 화상의 거의 정면에 있는 경우, 도 3은 천파(7)가 주둥이부 화상의 우단에 있는 경우를 예시하고 있다.

유리병의 주둥이부는 어둡게, 배경은 밝게 찍히므로, 화상을 2치화 함으로써 이하의 화상처리를 용이하게 행할 수 있다.

화상처리 수단(4)은 1매의 주둥이부 화상을 받아들이면, 병 주둥이부(61)의 좌우 단부의 약간 내측의 X좌표 위치에 설정한 수직선(a, b)과 병 주둥이부(61) 최상면의 교점(A, B)을 검출한다. 수직선(a, b)의 X좌표 위치는 주둥이부 최상면의 모따기부(6a)보다도 약간 내측의 임의의 위치이면 된다.

이어서, 교점(A, B)를 통과하는 선분(c)을 구한다.

이어서, 선분(c)의 중점(C)을 구하고, 중점(C)을 통과하는 수직선(d)을 설정하고, 수직선(d)과 주둥이부(61) 최상면의 교점(D)을 구한다.

[천파의 검출]

도 4는 천파의 검출방법의 설명도이다.

점(A)의 좌표를 (Ax, Ay), 상기 점(B)의 좌표를 (Bx, By)라고 하면, 점(A, B)을 연결하는 선분(c)의 중점(C)의 좌표는 ((Ax+Bx)/2, (Ay+By)/2)이다.

또한 수직선(d)과 주둥이부 최상면의 교점(D)의 Y좌표를 Dy라고 하고, C, D의 차(T)를 (D의 Y좌표-C의 Y좌표)라고 하면,

T=(Ay+By)/2-Dy

로 된다.

여기에서, T의 단위는 화소이다.

[양부 판정]

화상처리 수단(4)은 산출한 T에 기초하여 유리병의 양부 판정을 행한다. 양부 판정에는 여러 방법이 있지만, 예를 들면, 다음과 같이 행할 수 있다.

우선, 양품의 T의 범위(상한 임계값, 하한 임계값)를 정해 둔다. 예를 들면, 상한 임계값은 6화소, 하한 임계값은 -8화소와 같다.

1개의 유리병이 1회전 하는 동안에 24회(15°간격으로) 주둥이부를 촬영한 경우, 24회T가 산출된다. 이들 산출된 24의 T의 최대값과 최소값을 구하고, 최대값이 6화소 이하, 또한 최소값이 -8화소 이상인 경우에는 양품, 그 밖의 경우에는 불량품으로 판정할 수 있다.

즉, 산출된 24의 T 모두가 다음 식을 만족하고 있으면 양품, 1개라도 다음 식을 만족하지 않는 것이 있으면 불량품으로 판정할 수 있다.

-8화소(하한 임계값)≤T≤6화소(상한 임계값)

또한, 예를 들면, 산출된 24의 T의 절대값의 총합을 구하고, 그 총합(Σ|T|)이 소정의 임계값보다 큰 경우 그 병은 불량, 그렇지 않은 경우 그 병은 양품으로 판정할 수도 있다.

1 유리병 검사장치
2 촬영 수단
3 광조사 수단
4 화상처리 수단
5 검사대
6 유리병
61 주둥이부
7 천파

Claims

유리병을 병 축을 중심으로 회전시키는 회전 수단과,
유리병의 병 주둥이부에 광을 조사하는 광조사 수단과,
상기 광조사 수단에 의해 광이 조사되고 있는 병 주둥이부를 촬영하는 촬영 수단과,
상기 촬영 수단으로 촬영한 주둥이부 화상으로부터 천파(天波, top waves)를 검출하는 화상처리 수단을 갖고,
상기 화상처리 수단은 상기 촬영 수단으로 촬영한 주둥이부 화상으로부터 병 주둥이부 최상면 위의 2점(A, B)을 검출하고, AB를 양단으로 하는 선분(c)을 구하고, 선분(c)의 임의의 중간점(C)을 통과하는 수직선(d)과 주둥이부 최상면과의 교점(D)을 구하고, 상기 교점(D)과 중간점(C)의 차(T)를 산출하고, T의 값에 기초하여 유리병의 양부 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 유리병 검사장치.
제 1 항에 있어서, 상기 중간점(C)이 선분(c)의 중점이며, 상기 점(A)의 좌표를 (Ax, Ay), 상기 점(B)의 좌표를 (Bx, By), 상기 점(D)의 Y좌표를 Dy라고 하면,
T=Dy- (Ay+By)/2
또는
T=(Ay+By)/2-Dy
의 식으로 T를 구하는 것을 특징으로 하는 유리병 검사장치.