JPS63222245A - びん口部の欠陥検査装置 - Google Patents

びん口部の欠陥検査装置

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JPS63222245A
JPS63222245A JP5407887A JP5407887A JPS63222245A JP S63222245 A JPS63222245 A JP S63222245A JP 5407887 A JP5407887 A JP 5407887A JP 5407887 A JP5407887 A JP 5407887A JP S63222245 A JPS63222245 A JP S63222245A
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JP
Japan
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bottle
circuit
memory
image
value
Prior art date
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Application number
JP5407887A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Hongo
本郷 保夫
Toshio Hara
利雄 原
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SHOKUHIN SANGYO ONRAIN SENSOR GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
SHOKUHIN SANGYO ONRAIN SENSOR GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Publication date
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

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、ねじ部をもつびんのびん口部にある欠けや
ビリ(ひゾの一種)等の欠陥を自動的に検査する検査装
置に関する。
〔従来の技術〕
びん口部の自動検査について、ねじのないびんについて
は種々行なわれているが、ねじのあるものについては殆
んど行なわれておらず、専ら人手に委ねられているのが
現状である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このため、人手によるものに共通した難点があり、高速
かつ高精度の検査ができないと云う問題がある。
したがって、この発明は特にねじ部をもつびん口の検査
を高速かつ高精度に行なうことが可能な検査装置を提供
することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
ねじ部をもつびん口部を背面から拡散照明しつ\びん口
部を含む平面に対して所定の角度をもつ方向から撮像し
びん口部の2値化画像を取り出す操作をびん口一周分に
ついて順次行ない各々の2値化画像を処理してその欠陥
を検査すべく、びん口部の円筒状部分を真直ぐに延ばす
操作を行なう画像展開手段と、この展開画像を周方向に
微分して軸方向に延びる欠陥を検出する第1の検出手段
と、ねじ部の周期性を利用して周方向に延びる欠陥を検
出する第2の検出手段とを設け、雨検出手段からの出力
を総合して欠陥を検出する。
〔作用〕
びん口内面の円筒(楕円)領域を平面に展開して一画面
の検査領域を拡大すると−もに、1つのびんに対する画
像取り込み回数を減らすことにより、高速かつ高精度の
検査を可能にする。
〔実施例〕
第1図はこの発明の実施例を示す構成図である。
同図において、1はびん、2は照明器、3は拡散板、4
は回転機構、5はテレビカメラ等のイメージセンサ、6
は検査装置である。なお、検査装置6はアナログ/ディ
ジタル(A/D)変換器6A。
イメージメモリ6B、位置検出回路6C1展開関数用プ
ロセツサ6D、展開アドレス発生回路6E、展開イメー
ジメモリ6F、演算回路6G、周方向微分値メモリ6H
1軸方向濃度値メモリ6■、ピーク値検出回路6J、周
方向加算回路6K、周期性検出回路6L、欠陥判定回路
6M、回転同期回路6Nおよび総合判定回路6P等より
構成される。
検査対象物となる透明または半透明のびん1を拡散板3
を通して照明器2で照明し、イメージセンサ5によりび
ん1の口部をI最像する。びん口部のビデオ画像はA/
D変換器6Aでディジタル画像に変換され、イメージメ
モリ6Bに格納される一方、びん口の画面上の位置が検
出回路6Cにて検出される。展開関数演算用プロセッサ
6Dは検査装置6を検査ラインにセツティングする際に
、びん口の内径DAとイメージセンサ5の俯角θ。
より座標展開用変換テーブルを演算し、展開アドレス発
生回路6E内のメモリに格納しておく。展開アドレス発
生回路6Eはイメージメモリ6B内の内容を高速に読出
し、展開した内面画像を展開イメージメモリ6Fに書き
込む。演算回路6Gは展開画像を周方向に微分すると−
もに、軸方向に平均化する処理を行ない、周方向微分値
をメモリ6Hに、また軸方向局所平均濃度値をメモリ6
Iにそれぞれ書き込む。ピーク値検出回路6Jは周方向
微分値メモリ6Hから微分値を読み出し、欠陥量を計測
する。また、メモリ6■からの軸方向濃度値は加算回路
6Kにより周方向に加算され、検出回路6Lによって軸
方向の周期性が検出される。判定回路6Mは周方向微分
値による欠陥量と、びん口ねじ部の周期性を用いて欠陥
の有無を判定する。
以上により1画面についての欠陥判定が終了するので、
回転機構4と同期をとりつ一同期回路6Nで別位置の画
像を取り込んで上記と同様の処理を繰り返して全内周面
の欠陥検査を行ない、総合判定結果を判定回路6Pを介
して出力する。
以下、第2図ないし第16図を参照して詳細に説明する
。なお、第2図はびん口部のディジタル画像例を示す説
明図、第3図はびん口位置検出回路の具体例を示すブロ
ック図、第4図はびん口位置検出原理を説明するための
原理図、第5図は展開アドレス発生回路の具体例を示す
ブロック図、第6図はびん口部の展開領域と展開用楕円
線群の関係を説明するための説明図、第7図はびん口部
の内面を展開した座標系を説明するための説明図、第8
図は展開関数メモリを示す概念図、第9図は展開イメー
ジメモリと展開イメージ微分回路の具体例を示すブロッ
ク図、第10図は3×3の大きさをもつ2次元局部メモ
リを説明するための説明図、第11図は微分演算子を示
す概念図、第12図は平均演算子を示す概念図、第13
図はピーク値検出回路の具体例を示すブロック図、第1
4図は微分値ヒストグラムと欠陥との関係を説明するた
めのグラフ、第15図は周方向加算回路の具体例を示す
ブロック図、第16図は濃度値の周方向加算結果を示す
ヒストグラムである。
イメージセンサ5を介して入力されるディジタル画像は
、第2図に符号11で示される如きびん口部の濃淡画像
であり、位置検出回路6Cはこのびん口内面の中心位置
を求める。位置検出回路6Cは、具体的には第3図の如
く2値化回路6C1゜X方向投影回路6C2,びん口中
心YA演算回路6C3,びん口側端検出回路6C4およ
び中心XA演算回路6C5等より構成される。こ\で、
いま2値化回路6C1にて2値化された画像が第4図に
符号13の如く示されるものとすると、まず投影回路6
C2で求めた投影長ヒストグラムからびんの先端近傍を
検出し、X方向投影長が例えばWA画素以上となるY座
標Y1から、EA画素およびE8画素だけ離れた位置に
それぞれ開始座標Y2と中心座標YAとを求める。次に
、びん口の検出位W、 ’y cでねじ口部の側端X、
とX2とを検出回路6C4により求め、その中心座標を
平均値((X++Xt)/2)として求めて中心位置1
4の座標(XA 、 YA )を決定する。
びん口内面の円筒面を展開する回路の具体例を第5図に
示す。すなわち、展開関数用プロセッサ6Dは設定時に
おけるびんの内径DA (mm)とセンサ5の俯角θ。
から、内面の楕円領域の長径Wと短径Hを決定する。つ
まり、換算値k〔画素/ m m )から、 W= h DA 、  H=W  sin  θ。
なる関係式によりWとHを得る。展開関数演算用プロセ
ッサ6Dは、次式より楕円線群を求める。
(i=o、1,2.・・・・・・、N、)こ\で、PA
は楕円線群のピッチを示す。楕円線群16の例を第6図
に示す。同図では楕円線E116 (i=o、1.2.
・・・・・・、N、)がPA画素分のピッチをもって、
展開領域15内で定義されている。なお、楕円線の数N
、は次式で求められる。
NE = (2H/PA)(()ニガウス記号)第6図
の各楕円線Eiを展開すると、第7図に示す展開面18
上では直線Li 21となる。また、第6図に示す画像
領域17上の点Q (X、 Y)を展開すると、第7図
に示す直線り、21の点Q(T、Z)となり、同様に楕
円領域15を展開すると領域20となる。このように、
展開座標系19は、びん口の内周方向Tと軸方向Zとか
らなり、XI = −W cos (j−Pm )Y、
=i−Pa−H−sin  (j−P++)(j=0.
1.・・・・・・、NF) なる関係が成立する。たtl、、P6は周方向のピッチ
(r a d)である。また、 であり、展開座標(T、Z)との関係は次式のとおりで
ある。
T=j  (j=o、1,2.・・・・・・、NF)Z
=i  (i=o、1,2.・・・・・・、NE)こ\
に、Nr  ’ P−s =πである。また、こ\では
PA=1画素とし、楕円線群の間引きはしないものとす
る。
展開関数メモリ6E2には例えば第8図の如く、(T、
  Z”)に対応する(Xm 、 Ys )座標が記憶
されている。つまり、0≦T:5Nr、O≦Z≦N9に
対し、 XB =−W−cos  (T−Pa )Y、−Z  
−pA −H−5in  (T −P+  )なる式か
ら(X、、’y、)が求められ、これがメモリ6E2に
記憶される。たりし、 ならば、(Xs 、 Ys )は強制的に(0,0)と
して記憶する。このようにして、プロセッサ6Dは展開
関数をメモリ6E2に書き込んでおき、欠陥検査時には
メモリ6E2から(T、Z)および(xs 、y、)を
読み出すと−もに、位置ずれ量(XA、yA)を演算回
路6E1で補正する。
XmXl +XA Y=Y、+YA そして、イメージメモリ6Bの内容をアドレス(x、y
)で読み出し、(T、Z)のアドレスでメモリ6Fに濃
度値F (X、Y)を書き込む。
こうして展開される画像G (T、  Z)について、
周(T)方向微分G、および軸(Z)方向平均G2を算
出する回路を第9図に示す。すなわち、イメージメモリ
6Bの濃度値F (X、Y)をメモリ6Fに展開した濃
度値G (T、  Z’)として記憶し、2次元局部メ
モリ6F2により、第10図に示すような3×3の2次
元局部領域22を形成する。
2次元局部メモリ6F2の出力は微分回路6G1におい
て、第11図に示す如き周(T)方向微分オペレータ2
3によって微分される一方、平均値回路6G2において
第12図に示す如き平均値オペレータ24によって平均
化され、各演算結果GrとG2がメモリ6Hと61にそ
れぞれ記憶される。
第13図に示すピーク値検出回路6Jは、周方向微分値
メモリ6Hの内容から欠陥の面積値HTを演算する。す
なわち、周方向微分値GTの絶対値1Grl毎にその画
素数を加算回路6J1で加算し、第14図の如きヒスト
グラム25を演算器6J2によって求める。そして、微
分値IGtlがGTAより小さい範囲で、ピーク値Aア
26を検出する。プロセッサ6J3はこのピーク値At
と、A7/2に相当するヒストグラム25上の点を求め
、ピーク値と結んだ直線の1Gtl軸と交わる点の微分
値をGTllとし、GTAとGTHのいずれか大きい方
よりも大きな微分値をもつ画素の総和Htを欠陥画素数
として、判定回路6Mへ出力する。
軸(Z)方向濃度値Gz (T、Z)については、第1
5図に示す周方向加算回路6Kにより濃度ヒストグラム
を求める。すなわち、軸方向アドレス発生回路6に2に
より周方向ごとの濃度値を読み出し、これを加算回路6
に1にて加算し、その結果ΣG2をメモリ6に3に格納
する。メモリ6に3に記憶されたヒストグラムの例を第
16図に符号27にて示す。つまり、びん口ねじ部には
同図に示すような周期的な山があるので、同図に示すね
じ部の範囲28で各ピーク位置ZI、Zt、Z3・・・
・・・を求め、周期性検出回路6LによってピークZ+
 、Zt、Z3.・・・・・・のピッチを次式の如くチ
ェックし、P2のピッチに近ければ周期性は正しいもの
とし、そうでなければピッチが狂っているか、または欠
陥とする。
lZz  Z+  Pzl<δ +23  Zt  Pzl<δ こ\に、δはピッチ偏差の上限値を示す。
以上のことから、周方向微分値メモリ6Hおよびピーク
値検出回路6J等により、主として軸方向に長さをもつ
欠陥が検出される一方、軸方向濃度値メモリ61.周方
向加算回路6におよび周期性検出回路6L等により、主
として周方向に長さをもつ欠陥の検出がなされることか
ら、たとえびん口部にねじがあるものについても欠陥を
検出することが可能になる。
なお、上記では主としてねじ部があるものについて説明
したが、この発明はねじ部を持たないものについても同
様に適用することができるのは勿論である。
(発明の効果〕 この発明によれば、びん口部を斜め方向から撮像するこ
とにより、ねじ部等を画像として簡単に捉えることがで
き、かつびん口内部を展開゛関数テーブルで展開するこ
とにより、変換画像を水平な縞模様にすることができ、
比較的簡単な画像処理により欠陥が検出可能となるだけ
でなく、検査領域が広くとれることから少ない邊像回数
で全内周を検査することができる。また、周方向の微分
を行ない、微分ヒストグラムから決まる濃度値以上の画
素数をもって欠陥を検出するようにしたので検出精度が
向上すると\もに、軸方向の縞模様の周期性をチェック
することにより、ねじ部がある場合でも欠陥を検出する
ことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図はびん
口部のディジタル画像例を示す説明図、第3図はびん口
位置検出回路の具体例を示すブロック図、第4図はびん
口位置検出原理を説明するための原理図、第5図は展開
アドレス発生回路の具体例を示すブロック図、第6図は
びん口部の展開領域と展開用楕円線群の関係を説明する
ための説明図、第7図はびん口部の内面を展開した座標
系を説明するための説明図、第8図は展開関数メモリを
示す概念図、第9図は展開イメージメモリと展開イメー
ジ微分回路の具体例を示すブロック図、第10図は3×
3の大きさをもつ2次元局部メモリを説明するための説
明図、第11図は微分演算子を示す概念図、第12図は
平均演算子を示す概念図、第13図はピーク値検出回路
の具体例を示すブロック図、第14図は微分値ヒストグ
ラムと欠陥との関係を説明するためのグラフ、第15図
は周方向加算回路の具体例を示すブロック図、第16図
は濃度値の周方向加算結果を示すヒストグラムである。 符号説明 ■・・・びん、2・・・照明器、3・・・拡散板、4・
・・回転機構、5・・・イメージセンサ、6・・・検査
装置、6A・・・A/D変換器、6B、6E2.6F、
6F1゜6F2,6H,61,6に3・・・メモリ、6
C・・・位置検出回路、6C1・・・2値化回路、6C
2・・・X方向投影回路、6C3・・・YA演算回路、
6C4・・・側端検出回路、6C5・・・島演算回路、
6D−・・・展開関数用プロセッサ、6E・・・展開ア
ドレス発生回路、6E1・・・位置ずれ補正演算回路、
6G・・・演算回路、6G1・・・微分回路、6G2・
・・平均値回路、6J1・・・周方向微分値加算回路、
6J2・・・ヒストグラム演算器、6J3・・・ピーク
値画素数演算プロセッサ、6K・・・周方向加算回路、
6に1・・・加算回路、6に2・・・軸方向アドレス発
生回路、6L・・・周期性検出回路、6M・・・欠陥判
定回路、6N・・・回転同期回路、6P・・・総合判定
回路、11・・・びん口部、12・・・撮像画面、13
・・・びん口部2値化パターン、14・・・びん口中心
位置、15・・・楕円展開領域、16・・・展開用楕円
線群、17・・・画像領域、18・・・展開面、19・
・・展開鹿標系、20・・・展開領域、21・・・展開
線群、22・・・2次元局部メモリ領域、23・・・微
分演算子、24・・・平均演算子、25・・・微分値ヒ
ストグラム、26・・・ピーク値、27・・・濃度値ヒ
ストグラム、28・・・周期的領域。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎   清 Y 第3図 C 第4図 第5図 6、E 第6図 第7図 7114図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ねじ部をもつびんの口部を背面から拡散照明しつゝびん
    口部を含む平面に対して所定の角度をもつ方向から撮像
    し少なくともびん口部の2値化画像を取り出す操作をび
    ん口一周分について順次行ない各々の2値化画像を処理
    してその欠陥を検査する検査装置であって、 前記びん口部の円筒状部分を真直ぐに延ばす操作を行な
    う画像展開手段と、 該展開画像を周方向に微分して軸方向に延びる欠陥を検
    出する第1の検出手段と、 前記ねじ部の周期性を利用して周方向に延びる欠陥を検
    出する第2の検出手段と、 を備え、該第1、第2検出手段からの出力を総合して欠
    陥を検出することを特徴とするびん口部の欠陥検査装置
JP5407887A 1987-03-11 1987-03-11 びん口部の欠陥検査装置 Pending JPS63222245A (ja)

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