JPH0312545A - 回転体の検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、回転体の検査方法および装置、さらに詳し
くは、たとえばバイアルなどの瓶の瓶口巻締部の良否を
自動的に検査す・る方法および装置に関する。

従来の技術および発明の課題 回転体たとえば瓶の外観検査方法として、瓶の表面にシ
ート状の入射光を投光した状悪で、瓶を軸線を中心に回
転させ、瓶の表面からの反射光をテレビカメラなどの撮
像手段で撮像し、その画像信号を処理することによって
良否を判定するものが知られている（特開昭６３−２２
８０４９号公報参照）。

ところが、このような従来の方法では、光の反射を利用
しているので、瓶を正確に位置決めして正確に軸線を中
心に回転させなければ、瓶の表面の反射位置が変わって
しまい、精度の高い検査ができないことがある。

また、これを瓶口巻締部のような特殊な部分の検査に使
用すると、次のような問題が生じるおそれがある。

すなわち、巻締部の不良には、欠け、ゴム栓のはみ出し
などがあるが、その位置が限定されているため、従来の
方法では判定が難しい。また、良品の場合、１個の瓶に
ついては巻締部の輪郭は均一であるが、良品であっても
、瓶によって巻締部の輪郭が異なることがある。このた
め、従来の方法では、良品を不良品と判定してしまう誤
検知のおそれがある。

瓶の瓶口巻線部以外の部分の検査、瓶以外の回転体の検
査においても、同様の問題が生じるおそれがある。

この発明の目的は、上記の問題を解決した回転体の検査
方法および装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明による回転体の検査方法は、回転体を軸線を中
心に回転させ、回転体が１回転する間の複数の点におい
て、回転体の所定範囲を撮像手段によって撮像し、その
画像信号を使用して回転体の両側の輪郭線を含む所定範
囲内の回転体の影像の面積を求め、回転体が１回転する
間の各点の上記影像の面積の最大値と最小値との差を求
め、この差の大小によって良否を判定するものである。

この発明による回転体の検査装置は、 回転体を軸線を中心に回転させる回転手段と、回転体が
１回転する間の複数の点において回転体の所定範囲を撮
像する撮像手段と、撮像手段の画像信号より、各点にお
ける回転体の両側の輪郭線を含む所定範囲内の回転体の
影像の面積を求め、回転体が１回転する間の上記影像の
面積の最大値と最小値との差を求め、この差の大小によ
って良否を判定する処理手段とを備えているものである
。

作　　　用 良品の場合、回転体の輪郭は均一であり、１回転中の複
数の点における回転体の両側の輪郭線を含む所定範囲内
の回転体の影像の面積も均一であるため、影像の面積の
最大値と最小値との差は小さい。これに対し、不良品の
場合は、回転体の輪郭は不均一であり、欠陥のない箇所
の輪郭は良品と同じであるが、欠陥の箇所の輪郭はまっ
たく異なり、欠陥の箇所の影像の面積が欠陥のない箇所
の影像の面積より大きくなったり小さくなったりするた
め、影像の面積の最大値と最小値との差は大きい。した
がって、影像の面積の最大値と最小値との差によって良
否の判定ができる。

回転体の両側の輪郭線を含む所定範囲内の瓶の影像の面
積を求めるので、回転体の位置がずれたり回転体が偏心
していても、誤差が小さく、正確な判定ができる。また
、１回転中の影像の面積の最大値と最小値との差の大小
によって良否を判定し、影像の面積の絶対値によって判
定するのではないので、回転体により輪郭が変わって、
影像の面積の絶対値が変わっても、不良品の見落としや
良品の誤検知のおそれが少なく、精度の高い検査ができ
る。

実　　施　　例 以下、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。

第１図は検査装置の構成の１例を示し、第２図は検査対
象である瓶（Ａ）の口部を拡大して示す。

瓶（Ａ）は軸線（Ｃ）を中心にした回転体であり、瓶口
には、栓（１０）が施され、アルミニウムの巻締部（１
１）が形成されている。

検査装置は、投光装置（１２）、回転テーブル（回転手
段）（１３）、瓶押え（１４）、ＣＣＤテレビカメラ（
撮像手段）　（１５）、画像処理装置（１６）および制
御装置（１７）を備えている。

投光装置（１２）は、拡散板（１８）、ハロゲンランプ
などの光源（図示略）に接続されて拡散板（１８）内に
光を照射する光ファイバ（１９）などを備えている。

回転テーブル（■３）は鉛直軸を中心に一定速度で回転
させられるものであり、その上に、瓶（Ａ）が軸線＜Ｃ
＞を回転中心軸にほぼ一致させた状態でのせられる。検
査装置は回転テーブル（１３）を複数備えており、これ
らの回転テーブル（１３）が円弧または直線状の径路に
沿って間欠的に移動させられ、投光装置　（１２）とテ
レビカメラ（１５）の間の一定の検査位置に１つずつ順
に位置決めされる。

瓶押え（１４）は、検査位置に位置決めされた回転テー
ブル（１３）の真上に昇降可能に配置されている。

テレビカメラ（１５）は、投光装置（１２）を背景にし
て、巻締部（１１）を含む瓶（Ａ）の所定範囲を撮像す
るものであり、シャッタ機能を有する。

画像処理装置（１６）は、巻締部（１１）の良否判定の
ためにテレビカメラ（１５）の画像信号を処理するもの
であり、コンピュータなどを備えている。

制御装置（１７）は、巻締部（１１）の良否判定と検査
装置全体の制御を行なうものであり、これもコンピュー
タなどを備えている。そして、画像処理装置（１６）と
制御装置（１γ）によって処理手段が構成されている。

瓶（Ａ）をのせた回転テーブル（１３〉が検査位置に位
置決めされると、瓶押え（１４）が下降して瓶（Ａ）の
栓（１０）の部分を押え、この状態で、瓶（Ａ）がほぼ
軸線（Ｃ）を中心に一定速度で回転させられる。また、
拡散板（１８）によって拡散された光が、回転テーブル
（１３）上の瓶（＾）に向かって投光される。そして、
瓶（Ａ）がほぼ１回転する間の複数の点たとえば２０の
点において、テレビカメラ（１５〉により、瓶（Ａ）の
口部が撮像される。一方、画像処理装置（ｌＢ）により
、上記各点において、テレビカメラ（１５）の画像信号
から巻締部（１１）の両側の輪郭線を含む所定範囲内の
瓶（＾）の影像の面積が求められ、さらに瓶（Ａ）が１
回転する間の各点の影像の面積の最大値と最小値との差
が求められる。最後に、制御装置（１７）により、上記
の差の大小によって巻締部（１１）の良否が判定され、
検査が終了すると、回転テーブル（１３）が検査位置か
ら移動Ｉ５、検査結果によって瓶（Ａ）が振り分けられ
る。

第３図はテレビカメラ（１５）で撮像されたテレビ画像
の１例を示し、第４図のフローチャートは画像処理装置
（１Ｇ）の処理の１例を示す。次に、これらを参照して
、上記の処理をさらに詳細に説明する。

まず、検査装置の電源が投入されると、検査のための種
々の条件設定が行なわれ（ステップ１）、処理に使用す
る各種変数゛の初期設定（クリアなど）が行なわれる（
ステップ２）。

回転テーブル（１３）が検査位置に位置決めされると、
制御装置（１７）からの指令により、前述のように、瓶
（Ａ）が回転を開始し、画像処理装置（１６）に検査開
始信号が出力される。

画像処理装置（１６）では、検査開始信号が調べられ（
ステップ３）、これが入力すると、テレビカメラ（１５
）に撮像信号が出力される（ステップ４）。そして、テ
レビカメラ（１５）により、瓶（＾）の口部が撮像され
、第３図のようなテレビ画像が得られる。第３図におい
て、テレビ画像の各部を第２図と同じ符号を付して表わ
している。なお、実際は、中央の瓶（Ａ）の部分が暗く
、両側の背景の部分が明るくなるが、瓶（＾）の輪郭線
だけを示している。また、テレビ画像には、前記ステッ
プ１の条件設定において、巻締部（１１）の両側の輪郭
線を含む所定のウィンドウ（Ｗ）が設定されている。

テレビカメラ（１５）で撮像された画像信号は画像処理
装置　（ｌＥｉ）に送られ、ウィンドウ（Ｗ）内の瓶（
Ａ）の影像の面積（影像面積）（第３図に斜線を施した
部分の面積）が計算され（ステップ５）、影像面積の最
小値（面積最小値）および最大値（ｉｌｊ積最大値）の
置換えが行なわれる（ステップ６）。影像面積の計算は
、ウィンドウ（Ｗ）内の画面を水平走査線と所定のクロ
ック信号によって複数のドツトに等分し、各ドツトに対
応する画像信号を所定のしきい値で２値化することによ
り、各ドツトを瓶（Ａ）の影像に対応する暗い部分（暗
部分）と背景に対応する明るい部分（明部分）に分け、
暗部分のドツトの数をカウントすることによって行なわ
れる。なお、この２値化のしきい値も、前記ステップ１
の条件設定において設定されている。面積最小値の置換
えは、今回計算した影像面積が前回までの面積最小値よ
り小さい場合に今回の影像面積を面積最小値に置換える
ことによって行なわれる。面積最小値は最初はステップ
２の初期設定において非常に大きい値に設定されており
、１回目には必ず置換えが行なわれる。同様に、面積最
大値の置換えは、今回計算した影像面積が前回までの面
積最大値より大きい場合に今回の影像面積を面積最大値
に置換えることによって行なわれる。面積最大値も最初
はステップ２の初期設定において非常に小さい値に設定
されており、１回目には必ず置換えが行なわれる。

制御装置（１７）は、前記の検査開始信号を出力してか
ら瓶（Ａ）が１回転するのに要する時間が経過したとき
に、画像処理装置（１Ｂ）に検査終了信号を出力する。

画像処理装置（１６）では、ステップ６の面積最小値お
よび面積最大値の置換えが終わると、検査終了信号が調
べられ（ステップ７）、これが出力されるまで、上記の
ステップ４．５および６の処理が繰返される。これによ
り、瓶（Ａ）が１回転するまでの間に、複数の点におけ
る影像面積が求められて、面積最大値と面積最小値が求
められる。

瓶（Ａ）が１回転して検査終了信号が出力されると、面
積最大値と面積最小値との差（最大面積差）が計算され
て（ステップ８）、これが制御装置（１７）に出力され
（ステップ９）、ステップ３に戻って次の瓶（八）の検
査に備える。

制御装置（１７）でば、最大面積差が送られてくると、
これを所定のしきい値と比較し、しきい値より小さい場
合は良品、しきい値以上の場合は不良品と判断する。

良品の場合、巻締部（１１）の輪郭は均一であり、１回
転中の複数の点における影像面積も均一であるため、最
大面積差は小さい。これに対し、不良品の場合は、巻締
部（１１〉の輪郭は不均一であり、欠陥のない箇所の輪
郭は良品と同じであるが、欠陥の箇所の輪郭はまったく
異なり、欠陥の箇所の影像面積が欠陥のない箇所の影像
面積より大きくなったり小さくなったりするため、最大
面積差は大きい。したがって、最大面積差によって良否
の判定ができる。また、巻締部（ｌｌ）の輪郭を調べる
のではなく、影像面積を調べるので、瓶（Ａ）の位置が
左右にずれたり瓶（Ａ）が偏心していても、誤差が小さ
く、正確な判定ができる。

次に、上記の検査装置を使用した実際の検査結果につい
て、簡単に説明する。

この検査においては、瓶（＾）が１回転する間に、２０
の点において影像面積を求めた。また、良否判定の最大
面積差のしきい値は、０．８３２（ｍｔ＊２）にした。

検査の結果、ある良品については、面積最大値が３７．
１０９、面積最小値が３６．７７６であり、最大面積差
は０．３３３であった。これはしきい値より小さく、正
しく良品と判定された。

また、ある不良品については、面積最大値が４０．２０
４、面積最小値が３７．９０８であり、最大面積差は２
．２９６であった。これはしきい値より大きく、正しく
不良品と判定された。

なお、同じ良品でも、瓶によって影像面積の差がかなり
大きくなる場合があることがわかった。これは、良品で
あっても瓶によっで巻締部の輪郭が異なる可能性がある
こと、瓶の上下方向の位置のずれによってウィンドウ（
Ｗ）内の巻締部の輪郭が変わる可能性があることなどが
原因であると考えられる。

そして、このように良品であっても瓶によって影像面積
の差がかなり大きくなる場合があるので、単純に影像面
積の絶対値で良否の判定をしたのでは、正確な検査がで
きない。すなわち、良品の影像面積の幅を狭くすると、
良品を誤って不良品と判定するおそれがあり、逆に、良
品の影像面積の幅を狭くすると、良品を誤って不良品と
判定するおそれがある。

これに対し、上記の検査装置では、影像面積の絶対値で
はなく、瓶が１回転する間の複数の点における影像面積
の最大値と最小値との差の大小によって良否を判定して
いるので、精度の高い検査ができる。すなわち、良品の
場合、巻締部の輪郭は、瓶によって変わっても、１個の
瓶については均一である。また、瓶の上下方向の位置の
ずれによってウィンドウ（Ｗ）内の巻締部の輪郭が変わ
っても、その瓶については、輪郭は均一である。したが
って、良品の場合には影像面積の差が小さく、不良品の
場合には影像面積の差が大きくなり、その最大値と最小
値との差の大小によって正確に良否の判定ができる。

また、影像面積の絶対値で良否の判定を行なうようにし
た場合、瓶の種類が変わって影像面積の大きさが変わる
と、これに合わせて、良否の判定基準を設定し直す必要
がある。これに対し、この実施例のように影像面積の最
大値と最小値との差によって良否の判定を行なうように
した場合は、良否の判定基準（しきい値）を影像面積の
絶対値とは無関係に設定できるので、設定が容易であり
、瓶の種類が変わって影像面積の大きさが変わっても、
良否判定の基準値を必ずしも設定し直す必要がない。

瓶口巻締部の不良のうち、重大な欠陥である欠けとゴム
栓はみ出しについて、上記実施例による検査方法（本発
明方法）と光の反射を利用した検査方法（従来方法）と
を比較した。

その結果、ゴム栓はみ出しに対する不良検知率は、両者
とも１００％であったが、欠けに対する不良検知率は、
本発明方法が１００％、従来方法が４０％であり、本発
明方法の方が優れていた。また、良品を不良品と判定す
る誤検知率は、本発明方法が０．６７％、従来方法が１
゜２％であり、これも本発明方法の方が優れていた。

なお、上記の検査装置および方法は、瓶の瓶口巻締部以
外の部分の検査、瓶以外の回転体の検査にも適用できる
。

発明の効果 この発明の方法および装置によれば、上述のように、回
転体の不良検知率が高くて、良品誤検知率が低く、精度
の高い検査ができる。また、処理手段には、撮像手段の
画像信号から面積を判定する機能だけがあればよいので
、処理能力が高く、下位の画像処理装置などで処理が可
能で、コストも安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す検査装置の構成図、第
２図は瓶の口部を拡大して示す側面図、第３図はテレビ
画像の１例を示す図、第４図は画像処理装置の処理の１
例を示すフローチャートである。 （１１）・・・巻締部、（１３）・・・回転テーブル（
回転手段）　、　（１５）・・・テレビカメラ（撮像手
段）　、（１Ｂ）・・・画像処理装置、（１７）・・・
制御装置、（Ａ）・・・瓶（回転体）　、（Ｃ）・・・
軸線、（冒）・・・ウィンドウ。 以　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転体を軸線を中心に回転させ、回転体が１回転
   する間の複数の点において、回転体の所定範囲を撮像手
   段によって撮像し、その画像信号を使用して回転体の両
   側の輪郭線を含む所定範囲内の回転体の影像の面積を求
   め、回転体が１回転する間の各点の上記影像の面積の最
   大値と最小値との差を求め、この差の大小によって良否
   を判定する回転体の検査方法。
2. （２）回転体を軸線を中心に回転させる回転手段と、回
   転体が１回転する間の複数の点において回転体の所定範
   囲を撮像する撮像手段と、 撮像手段の画像信号より、各点における回転体の両側の
   輪郭線を含む所定範囲内の回転体の影像の面積を求め、
   回転体が１回転する間の上記影像の面積の最大値と最小
   値との差を求め、この差の大小によって良否を判定する
   処理手段とを備えている回転体の検査装置。