JPH0481232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の技術分野〉 この発明は、例えば瓶成形機で成形された瓶の
欠陥を検査する瓶検査装置に適用される技術であ
つて、殊にこの発明は、瓶底に付された瓶成形箇
所を表す符号を読み取つて、欠陥瓶の成形箇所を
判別する符号読取装置に関する。

〈発明の背景〉 一般に瓶成形機は、多数の金型を備えており、
これら金型を用いて多数の瓶を同時成形すること
が行われている。成形後の瓶は、冷却後、瓶検査
装置によつて各種欠陥の有無が検査されるが、欠
陥を含む瓶については、その原因を調べるため、
どの金型で成形されたかを知る必要がある。従来
この種一連の調査は、全て人手によつて実施して
おり、これがため作業能率がきわめて悪いという
問題があつた。

そこで近年、瓶成形時に、瓶底に金型番号を表
す２進符号を突起等をもつて円陣に配設してお
き、欠陥瓶の発生に際し、その瓶に付された符号
を読み取ることにより、欠陥瓶を生じさせた金型
を特定する方法が提案された。そしてこの方法の
実施に際しては、例えば瓶の口部より光を当て、
瓶を回転また停止させた状態で、瓶底より前記符
号を読み取るなどしているが、成形された瓶に歪
や寸法上の誤差があつたり、瓶と読取部との間に
位置ずれが生じたりすると、前記符号の読取りが
不能となつたり、或いは読取りミスが頻繁に発生
する等の問題があつた。

〈発明の目的〉 この発明は、上記問題を解決するためのもので
あつて、符号の読取りを確実且つ正確に行うこと
のできる符号読取装置を提供することを目的とす
る。

〈発明の構成および効果〉 上記目的を達成するため、この発明では円陣に
配置された２進符号を読み取つて判別する装置に
おいて、前記２進符号が表された部分の全体を撮
像するための撮像部と、撮像部で得た画像を入力
して前記符号を読み取り判別する符号判別部とで
符号読取装置を構成し、前記符号判別部には、前
記画像上に径が異なる２以上の円を設定する手段
と、それぞれ円に沿つて画像構成データを読み取
つて２進符号を判別する手段と、各円毎の符号読
取データを照合してデータの一致の有無を判別す
る手段と、不一致判定に基づき前記円の中心点を
移動させて設定円に沿う画像データの読取りを再
実施させる手段とを具備させるようにした。

この発明によれば、各設定円毎の符号読取デー
タが一致してはじめてそのデータを採用するよう
にし、これに加えてデータ不一致のときは円の中
心点を移動させてデータ読取りを再実施させるか
ら、成形された瓶に歪や寸法上の誤差があつた
り、瓶と読取部との間に位置ずれが生じたりして
も、符号の読取りが不能となつたり、読取りミス
が生ずる虞れが少なくなり、確実且つ正確な符号
の読取りが可能となる等、発明目的を達成した顕
著な効果を奏する。

〈実施例の説明〉 第１図は、この発明の符号読取装置が組みこま
れた瓶検査装置１の全体構成を示す。

図示例の瓶検査装置１は、瓶搬送路２の途中に
設けてあり、この瓶搬送路２の上流には、瓶成形
機（図示せず）が位置している。前記瓶成形機
は、多数の金型をもつて多数の瓶５０を同時成形
するものであつて、瓶成形時には、瓶底にその成
形金型を表す符号が形成され、その符号の読取り
によつて、欠陥瓶がどの金型で成形されたのかを
判断できるようになつている。

前記符号は、複数ビツトの２進符号であつて、
第２図に示す如く、瓶底に複数の突起３を一体突
設し且つ所定の半径位置ｒにこれらを円陣に配置
して形成される。図示例の場合、円周を16等分し
ており、図中〜で示す位置は符号構成ビツト
に、の位置はパリテイビツトに、ａ〜ｄの位置
はスタートビツトに、S₁〜S₃の位置は基準ビツト
に、それぞれ割り当ててある。〜の符号構成
ビツトは、突起有りが「１」に、突起なしが
「０」にそれぞれ対応し、従つてこの８ビツトに
より金型番号に合わせた合計256種の符号が設定
できるようになつている。のパリテイビツト
は、符号の正否判定に用いるもので、〜の
「１」のビツトの合計が偶数となるようにする。
ａ〜ｄのスタートビツトは常に「０」であり、ま
たS₁〜S₃の基準ビツトは常に「１」であつて、こ
れらは読取開始位置の検出用に供される。

なおこの実施例の各突起３は、径方向に長く且
つ断面山形状（第３図参照）に形成してあるが、
これに限らず、その他の形状（例えば半球状）に
形成してもよい。また図示例の場合、第３図中θ
で示す突起３の傾斜角度（突起３の傾斜面が曲面
の場合は、最大接線角度）を、38度以下に設定し
て、下方からの光が下方へ有効に反射し且つまた
上方へも有効に透過するように構成してあり、こ
れにより下方位置での瓶底の符号読取りと、上方
位置での瓶底の検査（例えば瓶底のブツ、アワ、
異物を検出する検査）とが併せて実施できるよう
にしてある。

前記瓶検査装置１は、周面に複数の凹部４を備
えたスターホイール５を間歇回転させる送り機構
６と、前記凹部４の停止位置（以下、「検査ステ
ーシヨン」という）毎に配備された瓶検査機（図
示せず）とから成るもので、前記送り機構６の上
流側には、各凹部４へ瓶５０を送り込むスクリユ
ー機構７を有する送込み機構８が設けられ、また
送り機構６の下流側には、欠陥瓶を回収するため
のリジエクトテーブル９が配設されている。

図示例の場合、図中Ａ〜Ｅで示す５個所の検査
ステーシヨンが設けてあり、このうち４箇所の検
査ステーシヨンＡ〜Ｄでは、瓶自転機構１０を配
備して、瓶５０を回転状態で検査し、また最後の
検査ステーシヨンＥでは、瓶５０を静止状態で検
査するようにしてある。前記各瓶自転機構１０
は、回転ローラ１１を検査ステーシヨンに位置す
る瓶５０の周面へ押付けて、その摩擦力により瓶
を自転させるもので、各検査ステーシヨン間に
は、瓶をつぎの検査ステーシヨンへガイドするガ
イド板１２が配備してある。

前記最終の検査ステーシヨンＥには、瓶底の符
号を読み取るための符号読取装置１３が配備して
ある。この符号読取装置１３は、第４図に示す如
く、瓶５０の底面を支持する支持板１４の下方位
置に配設されており、支持板１４上方の空き空間
には、例えば瓶高さ、瓶口径、瓶口の平滑度合、
瓶底不良等を検査する検査機１５を配備して、空
間の有効利用をはかつている。前記支持板１４
は、金属基板１６上に樹脂板１７を重ねた構造で
あつて、金属基板１６には、瓶位置に対応して切
欠き１８が、また樹脂板１７には、下開きのテー
パ孔１９がそれぞれ設けてある。

前記符号読取装置１３は、瓶底へ投光して突起
３のみを有効に光らせるためのリング状光源２０
と、この光源２０を収納するためのケース２１
と、ケース２１内側に瓶底に向けて配置された瓶
底を撮像するためのテレビカメラ２２と、このテ
レビカメラ２２が得た画像を入力して前記符号を
読み取り判別する符号判別回路２３とから構成さ
れている。

前記リング状光源２０は、２本のリング状蛍光
灯２４，２５を上下に並列配置して成り、発光し
ない各蛍光灯の電極部分は、対角方向に位置させ
ることにより、瓶底への投光のむらが生じないよ
うに工夫してある。これら蛍光灯２４，２５を収
納するケース２１は、ハウジング２６と、光源２
０の内側および上側を被う拡散板２７とで構成さ
れ、この拡散板２７の上面には透明の樹脂板２８
が配備されている。

第５図は、前記符号判別回路２３の構成例を示
す。図中、テレビカメラ２２は、瓶底を撮像して
これを画像化し、この画像を画像メモリ２９に記
憶させる。図示の画像メモリ２９は、第６図に示
す如く、縦横各256ビツトの多数の画素を有し、
各画素には、画像に応じた輝度レベルを有する画
素データが記憶される。画像メモリ２９には、モ
ニタテレビ３０および符号読取回路３１が接続さ
れ、前記モニタテレビ３０によつて画像メモリ２
９の記憶画像を目視にて確認できるようになつて
いる。

符号読取回路３１は、画像メモリ２９に格納さ
れた画像の各画素データを読み出して、２値化等
の処理を施した後、符号のデータを読み取るもの
である。この符号読取回路３１は、パーソナルコ
ンピユータ３２のCPU（Central Processing
Unit）３３に接続されており、CPU３３はメモ
リ３４中のプログラムに基づき符号読取回路３１
の動作を制御しつつ各種処理を実行すると共に、
符号の読取りからその判別に至るまでの動作を一
連に制御するものである。

第７図は、上記符号読取回路３１の具体回路構
成を示す。図示例の符号読取回路３１は、画像メ
モリ２９上に前記符号を読み取るための円（第６
図中、破線R₁，R₂で示す）を設定すると共に、
この円上に位置する画素のXY座標を順次指定し
てゆくための回路部３１Ａと、画像メモリ２９上
の指定座標位置より読み出された画素データを２
値化処理して符号を読み取るための回路部３１Ｂ
とを含み、各回路部３１Ａ，３１Ｂは、それぞれ
インターフエイス３５を介して画像メモリ２９に
接続されている。

回路部３１Ａは、画像メモリ２９上に径および
中心点の異なる複数種の円を設定する機能を備え
ており、径の異なるｎ種類の円を規定するXY座
標データ（この実施例では、ひとつの円情報につ
き360個の座標データ）を格納してある一対の
ROM（Read Only Memory）３６，３７と、各
ROM３６，３７のアドレスを順次計数してXY
座標データを出力させるプリセツトカウンタ３８
と、円の中心点を所定座標移動させるための加算
器３９，４０とを含む。

第８図は、前記各ROM３６，３７に格納され
た径の異なるｎ種の円情報F₁〜F_oを示し、この
うち何れか円情報をパーソナルコンピユータ３２
のキーボード等で指定すると、前記プリセツトカ
ウンタ３８に、その円情報の先頭アドレスがプリ
セツトされるようになつている。

第９図は、符号読取りに際し、前記円の中心点
を図中、番号１，２，３，…で示す順序で移動さ
せることを示しており（詳細は後述）、この順序
および移動座標距離はパーソナルコンピユータ３
８によつて自動設定されるようになつている。

前記回路部３１Ｂは、画像メモリ２９より読み
出された画素データを保持するためのラツチ回路
４１と、ラツチされた各画素データを所定のしき
い値と比較して２値化するための比較器４２と、
16ビツト構成の符号の抽出に必要な16個のゲート
信号を形成するゲート信号生成回路４３と、ゲー
ト信号生成回路４３より与えられたゲート信号に
よつて前記比較器４２からの２値化出力を読み取
つて符号を判定し且つ抽出する符号判定回路４４
と、符号判定回路４４の出力を16ビツト分保持し
て前記マイクロコンピユータ３２へ出力するシフ
トレジスタ４５とを備えている。

第１０図は、画像メモリ２９より読み出された
円上の画素データを連続して示した図であり、横
軸が角度、縦軸が輝度レベルを示している。同図
中、輝度レベルの大きい部分は、瓶底の突起部分
に対応しており、この画素データを比較器４２に
おいて所定のしきい値THと比較することによ
り、第１１図に示すような符号を構成するパルス
信号を得る。

前記ゲート信号生成回路４３は、第１１図に示
す最初のパルス信号のエツジ部ｅを検出するエツ
ジ検出回路４６と、22度の角度に対応するゲート
幅（360度を16等分すると、22.5度となり、一方
のゲート幅を22度とし、他方のゲート幅を23度と
する）のゲート信号G_i（ただしｉは奇数）を生成
する第１ゲート４７と、23度の角度に対応するゲ
ート幅のゲート信号G_j（ただしｊは偶数）を生成
する第２ゲート４８と、それぞれゲート信号を符
号定回路４４に交互に与えるゲート振分回路４９
とを備え、ゲート振分回路４９は、前記エツジ部
ｅの検出後、所定時間経過後から前記振り分け動
作を開始するものである。

かくて符号判定回路４４は、比較器４２からの
論理「１」の信号がゲート内に規定個数存在する
か否かによつて符号を判定しており、その結果、
16ビツト構成のデータをビツトシリアルに出力
し、このデータは、シフトレジスタ４５に一旦貯
えられた後、マイクコンピユータ３２に取り込ま
れる。

第１２図は、このマイクロコンピユータ３２の
符号読取および判別動作の制御フローを示し、ま
た第１３図は、第１２図中、ステツプ１（図中、
「ST1」の如く示す）の初期設定動作を示す。

今瓶検査に先立ち、装置適所に設けた初期設定
ボタンをオンすると、所定のランプが点灯して、
初期化処理の開始が報知される（ステツプ101，
102）。つぎにテレビカメラ２２によつて画像メモ
リ２９に格納された瓶底の画像（例えば初期化の
ためのモデルの画像）が、モニタテレビ３０に取
り込まれて表示される（ステツプ103）。そしてつ
ぎのステツプ104において、いずれか円情報が選
択されて円の半径が入力指定されると、CPU３
３は、第６図に示す如く、画像メモリ２９上にそ
の中心点Ｐを中心として円（例えばR₁）を描き、
この円は前記画像と共にモニタテレビ３０に表示
される（ステツプ105）。この画像メモリ２９内の
画像は、一定時間（例えば１秒）毎にモニタテレ
ビ３０に取り込まれて、画面表示が更新されるも
ので、もしテレビカメラ３０の中心がずれて円
R₁に対し突起３の円陣配列画像が位置ずれして
いるようなときは、この画面を見ながらテレビカ
メラ２２の位置を動かして調整を行う。

上記画面上での調整が完了して、初期設定ボタ
ンをオフすると、ステツプ106が“YES”となつ
て、前記ランプが消え、検査の開始に待機するこ
とになる。

かくして瓶検査動作が開始されて、瓶搬送路２
よりスターホイール５の各凹部４へ瓶５０が送り
込まれると、それぞれ瓶５０は、送り機構６の間
歇回転動作により順次検査ステーシヨンＡ〜Ｅへ
送られて、その都度所定の検査が実施される。そ
して最終の検査ステーシヨンＥに瓶５０が至つ
て、CPU３３に検査タイミング信号が入力され
ると、ステツプ２が“YES”となり、つぎのス
テツプ３で符号読取装置１３が作動せられる。

今検査ステーシヨンＥで静止する瓶５０の底面
に、リング状の光源２０から拡散板２７を経た均
一の光が一様に照射されると、瓶底の突起３に当
つた光は反射されることになつて、突起３のみが
明るく光り、その他の部分は暗くなる。この瓶底
の輝度分布は直ちにテレビカメラ２２により撮像
され、その画像は画像メモリ２９に格納されると
共に、符号読取回路３１によつて符号の読取りが
実施される。この符号読取回路１においては、ま
ず第１番目の中心点（第９図参照）を円中心とす
る所定の半径の第１の円R₁（第６図に示す）が設
定され、その円に沿う画素データの読出し、更に
は読取りがハード的に実施される。

まずプリセツトカウンタ３８に所定のプリセツ
トカウンタ値が与えられ、これにより各ROM３
６，３７の対応するアドレスから前記第１の円
R₁を設定する360個のXY座標データがカウンタ
３８の計数動作とともに次々に読み出される。つ
ぎの各加算器３９，４０にはそれぞれROM３
６，３７の出力と、CPU３３からの中心点補正
値データとが入力されて加算処理されるが、この
段階では、第１番目の中心点（第６図では、Ｐ
点）が設定されているから、各補正値は「ゼロ」
である。

かくして、各加算器３９，４０が出力するXY
座標データに基づき画像メモリ２９の対応画素か
ら画素データが順次読み出されてラツチ回路４１
にセツトされてゆく。つぎにこれら画素データは
比較器４２にて２値化処理されて符号判定回路４
４へ送られ、さらにこの符号判定回路４４には、
ゲート信号生成回路４３で生成されたゲート信号
が与えられて、符号の読取りが行われる。その結
果読取りが適正に行われると、つぎのステツプ４
の判定が“YES”となり、CPU３３へシフトレ
ジスタ４５より16ビツトの読取データが転送さ
れ、この転送データはメモリ３４にセツトされる
（ステツプ５）。

もし瓶の歪や瓶の位置ずれ等に起因して、円
R₁に対し瓶底の画像が位置ずれしていると、１
個のパルス信号が２つのゲートにまたがつて検出
されるなどして、ステツプ４の「読取り適正
か？」の判定が“NO”となり、ステツプ11へ進
む。

前記ステツプ５での転送データにつき、つぎ
CPU３３は、まずステツプ６において、第２図
中、ａ〜ｄ位置のスタートビツトに相当するデー
タが存在するか否か、つぎのステツプ７におい
て、第２図中、S₁〜S₃位置の基準ビツトに相当す
るデータが存在するか否か、さらにステツプ８に
おいて、第２図中、位置のパリテイビツトに基
づくパリテイが適正か否かが、それぞれチエツク
される。その結果、ステツプ６〜８の何れもが
“YES”のときは、ステツプ９へ進んで、今回の
データ読取りが２度目か否かがチエツクされ、こ
の場合、その判定は“NO”であるから、ステツ
プ10へ進む。そしてステツプ10では、前記の第１
の円R₁とは径が異なる第２の円R₂が、前記と同
じ中心点で設定され、その円R₂に沿う画素デー
タに基づき２度目の符号の読取処理が前記符号読
取回路３１で実行される。すなわち符号読取回路
３１において、プリセツトカウンタ３８には前回
とは異なるプリセツト値が与えられ、これより各
ROM３６，３７の対応するアドレスから前記第
２の円R₂を設定する360個のXY座標データがカ
ウンタ３８の計数動作とともに次々に読み出され
て画像メモリ２９へ与えられるもので、以下、画
像メモリ２９からの画素データの読出し、２値化
処理、符号判定等の各動作が前記と同様に実行さ
れる。

これに対し、もし瓶の歪や瓶の位置ずれ等に起
因して、第１の円R₁に対する瓶底画像の位置ず
れがあつたような場合で、ステツプ４，６〜８の
何れか判定が“NO”となつたときは、ステツプ
11へ進み、第２番目の中心点（第９図参照）が設
定される。そして続くステツプ12の「全中心点設
定済か？」の判定は“NO”であるから、ステツ
プ13において前記と同じ半径の第１の円₁が再設
定され、その円R₁に沿う画素データに基づき符
号の読取りが再実施される。この場合、符号読取
回路３１においては、第２番目の中心点を設定す
るのに、CPU３３から中心点補正値データΔYが
加算器３９，４０に与えられ、これにより画像メ
モリ２９上では、第６図中、点P′を中心点とする
円に沿う画素データの読出しが行われることにな
る。

かくして前記第２の円R₂に基づく２度目の符
号の読取処理が実施された結果、その読取りが適
正に行われると、ステツプ４の判定が“YES”
となつて、符号読取回路３１よりCPU３３へ16
ビツトの読取データが転送され、メモリ３４にセ
ツトされる。続いてCPU３３は、ステツプ６〜
８のチエツクを実施し、その結果ステツプ６〜８
が全て“YES”のときは、さらにステツプ９の
チエツクが行われる。この場合、ステツプ９の
「２度目の読取か？」の判定も“YES”となるか
ら、ステツプ14へ進んで、１度目の読取データと
２度目の読取データとが一致するか否かが判定さ
れる。その結果、ステツプ14の判定が“YES”
のときは、読取データは適正であると判断され、
CPU３３はスタートビツトの位置を手掛りに符
号を判読して、その判読結果を例えば上位の制御
機（瓶検査装置の制御機）へ出力する。

これに対しもし、ステツプ４，６〜８，14のい
ずれか判定が“NO”のときは、ステツプ11でつ
ぎの中心点が設定されて、同様の処理が繰り返し
実行される。

そして中心点の設定を第９図の例では、57回実
施しても、適正なデータが得られないときは、ス
テツプ12の判定が“YES”となり、ステツプ16
でエラー処理されることになる。

上記符号の読取りによつて、瓶５０につきそれ
を成形した瓶成形機の金型番号を知ることができ
るもので、瓶の欠陥箇所と金型番号との対応を自
動集計すれば、欠陥箇所の追求やその修正を迅速
且つ適正に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は瓶検査装置の全体構成例を示す平面
図、第２図は瓶底に付される符号を示す説明図、
第３図は第２図−線に沿う突起の断面図、第
４図は符号読取装置の構成例を示す縦断面図、第
５図は符号読取装置の回路構成例を示すブロツク
図、第６図は画像メモリの記憶内容を説明するた
めの図、第７図は符号読取回路の具体例を示すブ
ロツク図、第８図は符号読取回路中のROMの内
容を説明するための図、第９図は中心点の設定例
を示す図、第１０図は画像メモリより読み出され
る画素データを示す図、第１１図は符号読取動作
のタイミングを示す図、第１２図は符号読取動作
の制御の流れを示すフローチヤート、第１３図は
初期化処理の流れを示すフローチヤートである。 １３……符号読取装置、２２……テレビカメ
ラ、２３……符号判別回路、３１……符号読取回
路、３２……パーソナルコンピユータ、３３……
CPU、３４……メモリ、３８……プリセツトカ
ウンタ、３６，３７……ROM、３９，４０……
加算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円陣に配置された２進符号を読み取つて判別
   する装置であつて、 前記２進符号が表された部分の全体を撮像する
   ための撮像部と、撮像部で得た画像を入力して前
   記符号を読み取り判別する符号判別部とから成
   り、 前記符号判別部は、前記画像上に径が異なる２
   以上の円を設定する手段と、それぞれ円に沿つて
   画像構成データを読み取つて２進符号を判別する
   手段と、各円毎の符号読取データを照合してデー
   タの一致の有無を判定する手段と、データ不一致
   判定に基づき前記円の中心点を移動させて設定円
   に沿う画像データの読取りを再実地させる手段と
   を具備して成る符号読取装置。 ２ 前記２進符号は、物体表面の円陣位置に突設
   される突起の有無をもつて構成される特許請求の
   範囲第１項記載の符号読取装置。 ３ 前記撮像部は、テレビカメラである特許請求
   の範囲第１項記載の符号読取装置。 ４ 前記符号判別部は、コンピユータ回路をその
   構成中に含んで成る特許請求の範囲第１項記載の
   符号読取装置。