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技術 ガラスびんの検査装置

出願人 東洋ガラス株式会社
発明者 原田崇
出願日 2017年2月6日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2018-565224
公開日 2019年11月21日 (1年7ヶ月経過) 公開番号 WO2018-142614
状態 特許登録済
技術分野 光学的手段による材料の調査の特殊な応用
主要キーワード 生産トラブル 緑バン 減算率 自転位置 亀裂面 反映度合 誘電体多層膜フィルター 加算率
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題・解決手段

ガラスびん検査装置10は、ガラスびん1の口部2に向けて可視光照射する第1発光部20と、口部2に向けて赤外光を照射する第2発光部30と、口部2からの可視光の反射光または屈折光を検出する第1受光部40と、口部2からの赤外光の反射光または屈折光を検出する第2受光部50と、を含む。第1発光部20、第2発光部30、第1受光部40及び第2受光部50は、ガラスびん1の搬送経路12に設けられたガラスびん1を自転させる自転位置14において、ガラスびんの周囲に配置される。

概要

背景

ガラスびんの口部や首部にはびりと呼ばれる欠点がガラスびんの製造工程で発生することがある。びりは、ひび割れのようなクラックであり、略鉛直方向(びんの軸方向)に延びる垂直びりと、略水平方向(びんの軸方向に直交する方向)に延びる水平びりと、がある。

従来、このようなびりを検出するため、ガラスびんの特定部位撮像し、その画像からびりを検出するガラスびんの検査装置が知られている(例えば、特許文献1)。検査装置は、ガラスびんに投光する照明と、撮像するカメラと、画像を処理してびりを検出する画像処理装置とを備える。

びり等のガラスびんの欠点は、常に同じ部分に現れるわけではなく、また、常に同じ形状の凹部であるわけでもない。そのため、欠点の反射光屈折光に対応するため、複数箇所受光部が設けられている。

また、複数個投光器と複数個の受光器を備えるガラスびんの検査装置としては、複数の投光器を順次1個ずつ瞬時的に投光することが提案されている(例えば、特許文献2)。このようにすることで、複数個の投光機を用いても照射光が互いに干渉し合って検出率落ちたり、小さな気泡まで過剰に光って検査精度が低下するという事態を解消している。

概要

ガラスびんの検査装置10は、ガラスびん1の口部2に向けて可視光照射する第1発光部20と、口部2に向けて赤外光を照射する第2発光部30と、口部2からの可視光の反射光または屈折光を検出する第1受光部40と、口部2からの赤外光の反射光または屈折光を検出する第2受光部50と、を含む。第1発光部20、第2発光部30、第1受光部40及び第2受光部50は、ガラスびん1の搬送経路12に設けられたガラスびん1を自転させる自転位置14において、ガラスびんの周囲に配置される。

目的

本発明は、複数の発光部を用いても、受光部で受光される光の干渉を防ぐことができるガラスびんの検査装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ガラスびんの口部に向けて可視光照射する第1発光部と、前記口部に向けて赤外光を照射する第2発光部と、前記口部からの可視光の反射光または屈折光を検出する第1受光部と、前記口部からの赤外光の反射光または屈折光を検出する第2受光部と、を含み、前記第1発光部、前記第2発光部、前記第1受光部及び前記第2受光部は、ガラスびんを自転させる自転位置において、ガラスびんの周囲に配置されることを特徴とする、ガラスびんの検査装置

請求項2

請求項1において、前記第1発光部は、検査対象となるガラスびんの色に応じた透過率の高い波長の可視光を照射するように設定されることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

請求項3

請求項1または2において、前記第1受光部は、前記第1発光部の可視光を透過し、前記第2発光部の赤外光を透過しないバンドパスフィルターを備え、前記第2受光部は、前記第2発光部の赤外光を透過し、前記第1発光部の可視光を透過しないバンドパスフィルターを備えることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

請求項4

請求項1〜3のいずれか1項において、前記第1発光部は、ガラスびんの自転の中心軸を含む仮想面に対して、前記第2発光部と面対称の位置に配置され、前記第1受光部は、前記仮想面に対して、前記第2受光部と面対称の位置に配置されることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

請求項5

請求項1〜4のいずれか1項において、前記第1受光部は、前記第1発光部の可視光を受光する2以上の受光部の1つであり、前記第2受光部は、前記第2発光部の赤外光を受光する2以上の受光部の1つであることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

請求項6

請求項1〜5のいずれか1項において、前記自転位置は、ガラスびんの搬送経路の途中に設けられており、前記自転位置に搬送されてくるガラスびんを順次検査することを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

請求項7

請求項6において、前記搬送経路は、搬送中心軸を中心とする円周上に形成され、前記第1受光部及び前記第2受光部は、前記自転の中心軸よりも前記搬送中心軸側に配置され、前記口部からの反射光または屈折光をミラーで上方へ反射させて受光することを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

請求項8

請求項6または7において、前記搬送経路には、前記自転位置とは異なる位置に別の自転位置が設けられており、前記別の自転位置において、前記自転位置における検査項目とは異なる検査をすることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

請求項9

ガラスびんの搬送経路に設けられたガラスびんを自転させる自転位置に、発光部及び受光部を配置してガラスびんを検査する検査装置において、前記発光部及び前記受光部が固定された取付部と、前記取付部を前記自転位置に対して進退させる第1移動機構と、前記取付部を昇降させる第2移動機構と、前記取付部の所定位置に取り付けられた位置決め部と、を含み、前記自転位置に配置したガラスびんに対し、前記第1移動機構及び前記第2移動機構によって、前記位置決め部がガラスびんの口部の側面及び天面に接触するまで前記取付部を移動させることで前記発光部及び前記受光部を所定の位置に位置決め可能であることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

請求項10

請求項9において、前記位置決め部は、棒状部材の先端に、ガラスびんの口部の側面に接触する第1位置決め面と、口部の天面に接触する第2位置決め面と、を含むことを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

請求項11

請求項9または10において、前記位置決め部は、前記発光部及び前記受光部の位置決め後に、前記搬送経路を搬送されるガラスびんと干渉しない位置へ移動可能であることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

技術分野

0001

本発明は、ガラスびんの欠点を発光部と受光部を用いて検出するガラスびんの検査装置に関するものである。

背景技術

0002

ガラスびんの口部や首部にはびりと呼ばれる欠点がガラスびんの製造工程で発生することがある。びりは、ひび割れのようなクラックであり、略鉛直方向(びんの軸方向)に延びる垂直びりと、略水平方向(びんの軸方向に直交する方向)に延びる水平びりと、がある。

0003

従来、このようなびりを検出するため、ガラスびんの特定部位撮像し、その画像からびりを検出するガラスびんの検査装置が知られている(例えば、特許文献1)。検査装置は、ガラスびんに投光する照明と、撮像するカメラと、画像を処理してびりを検出する画像処理装置とを備える。

0004

びり等のガラスびんの欠点は、常に同じ部分に現れるわけではなく、また、常に同じ形状の凹部であるわけでもない。そのため、欠点の反射光屈折光に対応するため、複数箇所に受光部が設けられている。

0005

また、複数個投光器と複数個の受光器を備えるガラスびんの検査装置としては、複数の投光器を順次1個ずつ瞬時的に投光することが提案されている(例えば、特許文献2)。このようにすることで、複数個の投光機を用いても照射光が互いに干渉し合って検出率落ちたり、小さな気泡まで過剰に光って検査精度が低下するという事態を解消している。

先行技術

0006

特開2014−134537号公報
特開平11−344451号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は、複数の発光部を用いても、受光部で受光される光の干渉を防ぐことができるガラスびんの検査装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ガラスびんの所定位置に発光部及び受光部を容易かつ正確に位置決めすることができるガラスびんの検査装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

[適用例1]
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様は、
ガラスびんの口部に向けて可視光照射する第1発光部と、
前記口部に向けて赤外光を照射する第2発光部と、
前記口部からの可視光の反射光または屈折光を検出する第1受光部と、
前記口部からの赤外光の反射光または屈折光を検出する第2受光部と、
を含み、
前記第1発光部、前記第2発光部、前記第1受光部及び前記第2受光部は、ガラスびんの搬送経路に設けられたガラスびんを自転させる自転位置において、ガラスびんの周囲に配置されることを特徴とする。

0009

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、複数の発光部を用いても、受光部で受光される光の干渉を防ぎながらガラスびんの口部に発生するびり等を検出することができる。

0010

[適用例2]
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記第1発光部は、検査対象となるガラスびんの色に応じた透過率の高い波長の可視光を照射するように設定することができる。

0011

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、第1発光部の可視光をガラスびんの色に応じた透過率の高い波長とすることで、ガラスびんの色によって検出精度に影響が出るのを防ぐことできる。

0012

[適用例3]
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記第1受光部は、前記第1発光部の可視光を透過し、前記第2発光部の赤外光を透過しないバンドパスフィルターを備え、
前記第2受光部は、前記第2発光部の赤外光を透過し、前記第1発光部の可視光を透過しないバンドパスフィルターを備えることができる。

0013

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、受光させたい光をバンドパスフィルターにより選別して受光することができる。

0014

[適用例4]
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記第1発光部は、ガラスびんの自転の中心軸を含む仮想面に対して、前記第2発光部と面対称の位置に配置され、
前記第1受光部は、前記仮想面に対して、前記第2受光部と面対称の位置に配置されることができる。

0015

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、発光部と受光部が面対称に配置されることで口部における同じ高さ位置に発生する例えば形状の違うびり等からの反射または屈折する光を他の光の外乱光を防ぎつつ、検出できるため、びり等の検出精度を向上させることができる。

0016

[適用例5]
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記第1受光部は、前記第1発光部の可視光を受光する2以上の受光部の1つであり、
前記第2受光部は、前記第2発光部の赤外光を受光する2以上の受光部の1つであることができる。

0017

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、可視光を受光する複数の受光部と赤外光を受光する複数の受光部とを備えることで、びり等の検出精度を向上させることができる。

0018

[適用例6]
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記自転位置は、ガラスびんの搬送経路の途中に設けられており、
前記自転位置に搬送されてくるガラスびんを順次検査することができる。

0019

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、ガラスびんの搬送途中で効率的に順次検査を行うことができる。

0020

[適用例7]
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記搬送経路は、搬送中心軸を中心とする円周上に形成され、
前記第1受光部及び前記第2受光部は、前記自転の中心軸よりも前記搬送中心軸側に配置され、前記口部からの反射光または屈折光をミラーで上方へ反射させて受光することができる。

0021

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、他の部品と干渉しやすい搬送中心軸側はミラーを用いることで受光部の設置スペースを省くことができる。

0022

[適用例8]
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記搬送経路には、前記自転位置とは異なる位置に別の自転位置が設けられており、
前記別の自転位置において、前記自転位置における検査項目とは異なる検査をすることができる。

0023

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、異なる検査項目をガラスびんの搬送途中で効率的に行うことができる。

0024

[適用例9]
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様は、
ガラスびんの搬送経路に設けられたガラスびんを自転させる自転位置に、発光部及び受光部を配置してガラスびんを検査する検査装置において、
前記発光部及び前記受光部が固定された取付部と、
前記取付部を前記自転位置に対して進退させる第1移動機構と、
前記取付部を昇降させる第2移動機構と、
前記取付部の所定位置に取り付けられた位置決め部と、
を含み、
前記自転位置に配置したガラスびんに対し、前記第1移動機構及び前記第2移動機構によって、前記位置決め部がガラスびんの口部の側面及び天面に接触するまで前記取付部を移動させることで前記発光部及び前記受光部を所定の位置に位置決め可能であることを特徴とする。

0025

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、異なる形状のガラスびんを検査することになっても、位置決め部によってガラスびんの所定位置に発光部及び受光部を容易かつ正確に位置決めすることができる。

0026

[適用例10]
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記位置決め部は、棒状部材の先端に、ガラスびんの口部の側面に接触する第1位置決め面と、口部の天面に接触する第2位置決め面と、を含むことができる。

0027

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、簡易な構成で確実に位置決めを実行できる。

0028

[適用例11]
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記位置決め部は、前記発光部及び前記受光部の位置決め後に、前記搬送経路を搬送されるガラスびんと干渉しない位置へ移動可能であることができる。

0029

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、位置決め部とガラスびんとの干渉を防止することができる。

発明の効果

0030

本発明に係るガラスびんの検査装置によれば、複数の発光部を用いても、受光部で受光される光の干渉を防ぎながらガラスびんの口部に発生するびり等を検出することができる。また、本発明に係るガラスびんの検査装置によれば、異なる形状のガラスびんを検査することになっても、ガラスびんの所定位置に発光部及び受光部を容易かつ正確に位置決めすることができる。

図面の簡単な説明

0031

図1は、ガラスびんの検査装置の平面図である。
図2は、第2ユニットの平面図である。
図3は、第2ユニットの側面図である。
図4は、各受光部の撮像領域を示す口部の拡大斜視図である。
図5は、第1ユニットの平面図である。
図6は、変形例の第2ユニットの側面図である。
図7は、位置決め方法を説明する第2ユニットの側面図である。
図8は、位置決め方法を説明する第2ユニットの側面図である。

実施例

0032

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

0033

本実施形態に係るガラスびんの検査装置の一態様は、ガラスびんの口部に向けて可視光を照射する第1発光部と、前記口部に向けて赤外光を照射する第2発光部と、前記口部からの可視光の反射光または屈折光を検出する第1受光部と、前記口部からの赤外光の反射光または屈折光を検出する第2受光部と、を含み、前記第1発光部、前記第2発光部、前記第1受光部及び前記第2受光部は、ガラスびんの搬送経路に設けられたガラスびんを自転させる自転位置において、ガラスびんの周囲に配置されることを特徴とする。

0034

また、本実施形態に係るガラスびんの検査装置の一態様は、ガラスびんの搬送経路に設けられたガラスびんを自転させる自転位置に、発光部及び受光部を配置してガラスびんを検査する検査装置において、前記発光部及び前記受光部が固定された取付部と、前記取付部を前記自転位置に対して進退させる第1移動機構と、前記取付部を昇降させる第2移動機構と、前記取付部の所定位置に取り付けられた位置決め部と、を含み、前記自転位置に配置したガラスびんに対し、前記第1移動機構及び前記第2移動機構によって、前記位置決め部がガラスびんの口部の側面及び天面に接触するまで前記取付部を移動させることで前記発光部及び前記受光部を所定の位置に位置決め可能であることを特徴とする。

0035

1.ガラスびんの検査装置
図1図4を用いて、ガラスびん1の検査装置10について詳細に説明する。図1はガラスびん1の検査装置10の平面図であり、図2は第2ユニット11bの平面図であり、図3は第2ユニット11bの側面図であり、図4は各受光部40〜43,50〜53の撮像領域を示す口部2の拡大斜視図であり、図5は第1ユニット11aの平面図である。

0036

1−1.検査装置の概要
図1に示すように、検査装置10は、搬入口18と、搬送経路12と、第1ユニット11aと、第2ユニット11bと、搬出口19と、を含む。

0037

まず、ガラスびん1は、検査装置10の搬入口18から搬送経路12へ間欠的に搬入される。搬送経路12には図示しない8個の支持台が設けられ、ガラスびん1を1本ずつ支持する。ガラスびん1は、支持台に支持されたまま各ステージへと搬送経路12を間欠的に搬送される。

0038

搬送経路12は、搬送中心軸15を中心とする円周上に形成される。ガラスびん1は、搬送経路12を図1右回りに搬送される。自転位置14は、ガラスびん1の搬送経路12の途中に設けられており、自転位置14に搬送されてくるガラスびん1を順次検査することができる。搬送経路12の途中に自転位置14を設けることにより、ガラスびん1の搬送途中で効率的に順次検査を行うことができる。搬送経路12には、第2ユニット11bの自転位置14とは異なる位置(ガラスびん1の搬送方向の上流側)に、第1ユニット11aが設けられた別の自転位置14が設けられており、この別の自転位置14において、第2ユニット11bの自転位置14における検査項目とは異なる検査をすることができる。ガラスびん1の搬送途中で異なる検査項目を効率的に行うことができる。第1ユニット11a及び第2ユニット11bの自転位置14に停止したガラスびん1は、支持台の回転によってガラスびん1の中心軸5(図3)の周りを自転する。搬送経路12は円周に限らず、他の形状、例えば直線上に形成されてもよい。

0039

搬送経路12の各ステージには、さらに他の検査ユニット等を設けることができる。各ステージの検査工程を経たガラスびん1は、搬出口19から検査装置10の外へ送り出され、良品の場合は次のラインへと移動する。

0040

第1ユニット11aは水平びりを検出する検査ユニットであり、第2ユニット11bは垂直びりを検出する検査ユニットである。2つの検査ユニットにより異なる検査項目(例えば異なる種類の欠点)を検査することができる。搬送経路12に設けられる検査ユニットは3つ以上あってもよい。

0041

びりは、ガラスびん1の製造に際して、その口部2に生じるひび割れのような欠点である。びりが検出されたガラスびん1は、不良品として廃棄される。ガラスびん1の口部2に生じるびりの種類は多数あるが、その内、第1ユニット11aではガラスびん1の略水平方向に延びる水平びりを検出し、第2ユニット11bではガラスびん1の略鉛直方向に延びる垂直びりを検出する。ここではびりを検出する装置について説明するが、びり以外の欠点、例えば気泡等を検出してもよい。

0042

口部2には、通常蓋などを嵌めるためのねじ等の構成があるため狭い範囲に多くの起伏があり、びりが発生し易い反面びりを検出するのが難しい。光学系の検査ユニットには、多種類のびりを高精度に検出することが求められる。そのため、びりの発生場所や形状に応じて複数の受光部が設けられる。

0043

検査装置10は、第1ユニット11a及び第2ユニット11bに電気的に接続された制御部62を含む。制御部62は、判定部63と、テンプレート作成部64と、テンプレート記憶部65と、画像処理部66と、を含む。画像処理部66は、第1ユニット11a及び第2ユニット11bで撮像されたデータを所定の明るさの画像データに変換する。テンプレート作成部64は、第1ユニット11a及び第2ユニット11bで撮像された良品のガラスびん1のみのデータに基づいてテンプレートを作成する。作成されたテンプレートは、テンプレート記憶部65に記憶される。判定部63は、画像処理部66で変換された画像データと、テンプレート記憶部65に記憶されたテンプレートとの明るさを比較して、あらかじめ設定したしきい値を超えた場合にびり有りと判定する。また、制御部62は、自転位置14毎に設けられた回転検出部68にも電気的に接続され、ガラスびん1の自転による回転角度の情報が入力される。

0044

以下の説明では、主に第2ユニット11bについて説明するが、同様の構成を第1ユニット11aに適用してもよく、また、図示しない他の検査ユニットに適用してもよい。

0045

1−2.第2ユニット
図2及び図3に示すように、第2ユニット11bは、ガラスびん1の口部2に向けて可視光を照射する第1発光部20と、口部2に向けて赤外光を照射する第2発光部30(図3では省略)と、口部2からの可視光の反射光または屈折光を検出する第1受光部40と、口部2からの赤外光の反射光または屈折光を検出する第2受光部50(図3では省略)と、を含む。

0046

図2に示すように、第1発光部20、第2発光部30、第1受光部40及び第2受光部50は、ガラスびん1の搬送経路12に設けられたガラスびん1を自転させる自転位置14において、ガラスびん1の周囲に配置される。第1発光部20、第2発光部30、第1受光部40及び第2受光部50は、びり等の発生場所及び形状に適応するように予め設定された所定の位置に配置される。赤外光と可視光とを用いることにより、複数の発光部(20,30)を用いても、受光部(40,50)で受光される光の干渉を防ぎながらガラスびん1の口部2に発生するびり等を検出することができる。

0047

第1受光部40は、第1発光部20の可視光を受光する2以上の受光部40〜43の1つである。第2受光部50は、第2発光部30の赤外光を受光する2以上の受光部50〜53の1つである。このように、可視光を受光する複数の受光部40〜43と赤外光を受光する複数の受光部50〜53とを備えることで、びり等の検出精度を向上させることができる。以下の説明では、可視光を受光する受光部40〜43の代表例として第1受光部40について説明し、赤外光を受光する受光部50〜53の代表例として第2受光部50について説明する。

0048

第1発光部20及び第2発光部30は、LED(発光ダイオード)を用いた拡散照明である。拡散照明を用いることで大きい立体角を得ることができ、多種多様のびりからの反射光または屈折光が得られやすい。

0049

第1発光部20は、可視光を発光する。第1発光部20は、検査対象となるガラスびん1の色に応じた透過率の高い波長の可視光を照射するように設定することが好ましい。ガラスびん1は自身の色によって光の透過率が異なるため、第1受光部40における検出精度に影響がある。そのため、第1発光部20の可視光をガラスびん1の色に応じた透過率の高い波長とすることで、ガラスびん1の色によって検出精度に影響が出るのを防ぐことができる。

0050

透過率の高い波長についてさらに説明する。第1発光部20のLEDとして緑色LED照明と赤色LED照明とを準備した場合、ガラスびん1の色が例えば緑色系青色系の場合には赤色の波長領域よりも緑色の波長領域の方がガラスびん1の光の透過率が高いため、緑色LED照明を採用する。また、ガラスびん1の色が例えば色系や黒系の場合には、緑色の波長領域よりも赤色の波長領域の方がガラスびん1の光の透過率が高いので、赤色LED照明を採用する。このように、第1発光部20の可視光をガラスびん1の色に応じた波長に設定することにより、第1受光部40において十分に光を認識することができるため、ガラスびん1の色に影響されずにびり等を高い精度で検出することができる。また、例えば、ガラスびん1の色が透明の場合には、緑色LEDを採用することができるが、赤色の波長も緑色の波長と同程度に透過するため、赤色LEDを採用してもよい。このように、第1発光部20の可視光は、ガラスびん1に対して透過率の高い波長の光が選択される。

0051

第1発光部20は、複数色を選択して発光できるように複数色のLEDを備えていてもよいし、色の異なるガラスびん1の検査に変更された場合に異なる色のLEDに取り換えてもよい。

0052

第2発光部30は、赤外光を発光する。赤外光は、ガラスびんの色による影響が少ないため好ましい。

0053

第1受光部40及び第2受光部50は、例えば、高速エリアセンサカメラを用いることができる。第1受光部40及び第2受光部50は、可視光及び赤外光の輝度を検出することができる他の公知の手段を用いてもよい。

0054

第1受光部40は、第1発光部20の可視光を透過し、第2発光部30の赤外光を透過しないバンドパスフィルター40aを備える。バンドパスフィルター40aは、例えば第1発光部20の可視光が緑色である場合には、緑色の波長域を選択的に透過させる緑バンドパスフィルターを採用することができる。バンドパスフィルター40aによって緑色以外の特に赤外光を透過しない(例えば吸収する)ことで、外乱による誤検出を防止することができる。

0055

第2受光部50は、第2発光部30の赤外光を透過し、第1発光部20の可視光を透過しないバンドパスフィルター50aを備えることができる。バンドパスフィルター50aは、第2発光部30の赤外光の波長域を選択的に透過させる。バンドパスフィルター50aによって赤外光以外の可視光を透過しない(例えば吸収する)ことで、外乱による誤検出を防止することができる。

0056

バンドパスフィルター40a,50aによって受光させたい光を選別して第1受光部40及び第2受光部50に所定の波長域の光だけを受光することができる。バンドパスフィルター40a,50aは、特定の波長帯のみを透過する光学フィルターである。バンドパスフィルター40a,50aとしては、例えば、誘電体多層膜フィルターフィルタガラス等を用いることができる。

0057

図2において第1受光部40と第2受光部50との間を通り、かつ、ガラスびん1の自転の中心軸5を含む仮想面7(一点鎖線で示す)がある。仮想面7は、搬送中心軸15と自転の中心軸5を通る仮想的に設定された面であってもよい。第1発光部20は、仮想面7に対して、第2発光部30と面対称の位置に配置され、第1受光部40は、仮想面7に対して、第2受光部50と面対称の位置に配置される。可視光を受光する受光部41〜43も同様に仮想面7に対して赤外光を受光する受光部51〜53と面対称の位置に配置される。第1、第2発光部20,30及び受光部40〜43,50〜53が面対称に配置されることで口部2におけるガラスびん1の中心軸5に対し同じ高さ位置に発生する形状の違うびり等からの反射または屈折する光を他の光の外乱光を防ぎつつ、検出できるため、びり等の検出精度を向上させることができる。

0058

図3は、仮想面7の搬送方向の上流側に配置された第1発光部20及び受光部40〜43の上下の配置を示している。図示は省略するが、仮想面7の搬送方向の下流側も第2発光部30及び受光部50〜53が同様の配置となる。

0059

図4は、ガラスびん1の口部2における各受光部40〜43,50〜53の撮像領域を破線で示している。撮像領域が検査対象領域である。口部2とは、天面2bと、ねじ部(ねじは省略した)が形成される口部2の側面2aと、下方の首部3と、を含む。首部3は、環状に突出するスカート部3aと、スカート部3aの直下の部分を含む。

0060

図4に示すように、第1受光部40及び第2受光部50は天面2bを含む口部2の上部領域が撮像領域であり、受光部41,51は口部2の側面2aの内側面を含む領域が撮像領域であり、受光部42,52,43,53はスカート部3aの上部領域及び下部領域(スカート部3aの直下を含む)が撮像領域である。

0061

各受光部40〜43,50〜53の撮像領域は重複している部分がある。各受光部40〜43,50〜53の鉛直方向の高さや水平方向の位置が異なるため、重複した範囲にあるびりから反射または屈折した光を受光する確率が高くなる。各受光部40〜43,50〜53の撮像領域は、ガラスびん1の形状が替わってもびりが発生し易い場所を含んでいる。

0062

図5に示すように、水平びりを検出するための第1ユニット11aは、第2ユニット11bと同様に発光部200と受光部400とを含む。発光部200は、自転位置14のガラスびん1に対して搬送中心軸15側に設けられ、ガラスびん1の色に合わせて適宜選択する透過率の高い可視光のLEDを含む。可視光であれば検査者発光状態視認しやすいからである。受光部400は、発光部200に対しガラスびん1を挟んで搬送経路12の外側に複数(例えば7つ)配置され、ガラスびん1を透過してびり等の形状により異なる角度に屈折する光を受光する。受光部400は、それぞれバンドパスフィルターを有し、発光部200から出射された可視光の反射光または透過光を選択的に効率よく受光することができる。受光部400は、バンドパスフィルターにより、例えば他の検査機からの光による外乱を防ぐことができる。

0063

2.変形例
図6を用いて変形例の検査装置10aの第2ユニット11cについて説明する。図6は、変形例の第2ユニット11cの側面図である。第2ユニット11cは、第1受光部40及び第2受光部50以外の第1、第2発光部20,30及び受光部41〜43,51〜53が図1図3の検査装置10と同様に配置される。図6図3と同じ状態を示しているが、図6では第1受光部40以外の受光部41〜43を省略して示している。また、第2受光部50は仮想面7(図2)に対して第1受光部40と面対称の位置にある。なお、図1図3と同じ構成については同じ符号を付して重複する説明を省略する。

0064

搬送経路12は、搬送中心軸15を中心とする円周16(図1)上に形成され、第1受光部40(及び第2受光部50)は、自転の中心軸5よりも搬送中心軸15側に配置され、口部2からの反射光または屈折光をミラー60で上方へ反射させて受光する。

0065

搬送中心軸15の周囲には配線配管等が集中しているため、第1受光部40(及び第2受光部50)は他の部品と干渉しやすい搬送中心軸15側にミラー60を用いることで第1受光部40(及び第2受光部50)の設置スペースを省くことができる。

0066

図6では、第1発光部20の可視光が口部2の天面2bで屈折して口部2の内側の面からミラー60に達し、ミラー60で反射した光を第1受光部40が受光している。第1受光部40は例えば鉛直方向に延びるように配置されることで、搬送中心軸15付近における設置スペースを省略できる。

0067

3.位置決め部
図7及び図8を用いて検査装置10の位置決め部76について説明する。図7及び図8は位置決め方法を説明する第2ユニット11bの側面図である。図7及び図8では、第1受光部40以外の第2発光部30及び受光部41〜43,50〜53を省略して示しているが、第1発光部20,第2発光部30及び受光部41〜43,50〜53も第1受光部40と同様に取付部70に所定位置で固定されている。また、第1ユニット11aも第2ユニット11bと同様の位置決めに関する構成を有する。なお、図1図3と同じ構成については同じ符号を付して重複する説明を省略する。

0068

第2ユニット11bは、図1図3を用いて説明したように、搬送経路12に設けられた自転位置14で、第1、第2発光部20,30の光を受光部40〜43,50〜53で受光してガラスびん1を検査する。

0069

図7に示すように、第2ユニット11bは、第1受光部40等が固定された取付部70と、取付部70を自転位置14に対して進退させる第1移動機構72と、取付部70を昇降させる第2移動機構74と、取付部70の所定位置に取り付けられた位置決め部76と、を含む。

0070

自転位置14に配置したガラスびん1に対し、第1移動機構72及び第2移動機構74によって、位置決め部76がガラスびん1の口部2の側面2a及び天面2bに接触するまで取付部70を移動させることで第1受光部40を所定の位置に位置決め可能である。ガラスびん1の製造工場では、金型交換することによって別の形状のガラスびん1を生産することがある。異なる形状のガラスびん1を検査することになっても、位置決め部76によってガラスびん1の所定位置に第1受光部40(第1、第2発光部20,30及び他の受光部41〜43,50〜53も同様)を容易かつ正確に位置決めすることができる。ガラスびん1の異なる形状としては、例えば、ねじ口王冠口など口部2の形状、口径、ガラスびん1の高さが異なる場合がある。

0071

第1、第2発光部20,30及び受光部40〜43,50〜53の取付位置及び取付角度は、基本的にどのようなガラスびん1に対してもそのまま使用できる。発明者等のこれまでの経験及び実験により、びり等の発生場所に最も適した取付位置及び取付角度に設定されているからである。例えば、形状の異なるガラスびん1であってびりを有するサンプルについて検査装置10を用いて検査したところ、90%以上のサンプルについてびり有りと判定することができた。

0072

第1移動機構72は、昇降板71上に配置され、一方の先端に取付部70が固定された2本のロッド73(手前側の1本のみを図示している)と、ロッド73の他方の先端に固定された手動ボールねじ機構とを含む。昇降板71は搬送経路12の搬送中心軸15と反対側に配置される。手動ボールねじ機構のハンドルを回すことで昇降板71にガイドされたロッド73が取付部70と共に搬送中心軸15に対して前進または後退する。

0073

第1移動機構72によって位置決め部76を移動させると、位置決め部76は自転位置14におけるガラスびん1の中心軸5を通るように移動する。例えば、図2で示した仮想面7に沿って位置決め部76が移動する。

0074

第2移動機構74は、昇降板71上に配置された手動ボールねじ機構と、一方の先端が固定台13に固定され、他方の先端側が昇降板71にガイドされたロッド75とを含む。手動ボールねじ機構のハンドルを回すことで固定台13に対し昇降板71が昇降移動する。したがって、第2移動機構74によって第1移動機構72及び取付部70の全体が昇降移動する。

0075

第2移動機構74によって位置決め部76を移動させると、位置決め部76は自転位置14におけるガラスびん1の中心軸5と平行な方向で昇降移動する。

0076

位置決め部76は、棒状部材の先端に、ガラスびん1の口部2の側面2aに接触する第1位置決め面76aと、口部2の天面2bに接触する第2位置決め面76bと、を含む。位置決め部76の簡易な構成で確実に位置決めを実行できる。第1位置決め面76aは鉛直方向に延びる面であり、第2位置決め面76bは水平方向に延びる面である。

0077

位置決め部76は、第1受光部40(第1、第2発光部20,30及び他の受光部41〜43,50〜53も同様)の位置決め後に、搬送経路12を搬送されるガラスびん1と干渉しない位置へ移動可能である。位置決め部76と連続して検査されるガラスびん1との干渉を防止することができる。位置決め部76は、例えば、図8に矢印で示すように、取付部70の上方から抜き出すことで搬送されるガラスびん1との干渉を防止してもよい。

0078

第1移動機構72及び第2移動機構74は、手動ボールねじ機構を用いたが、電動ボールねじ機構を用いてもよいし、他のアクチュエータを用いてもよい。

0079

4.検査方法
図1に示すように、第1ユニット11a及び第2ユニット11bの自転位置14に搬送されたガラスびん1は図示しない自転用電動モータにより中心軸5の周りに自転しながら垂直びり及び水平びり検査が行われる。以下の説明では図1図4を用いて、第2ユニット11bについて説明するが、基本的な検査方法は第1ユニット11aも同様である。また、上述した通り第2ユニット11bには複数の受光部40〜43,50〜53が含まれるが、説明を簡略化するために第1受光部40及び第2受光部50について説明する。

0080

図2に示すように、第2ユニット11bの自転位置14では第1発光部20及び第2発光部30がガラスびん1の口部2に向けて可視光及び赤外光を照射する。制御部62は、回転検出部68の出力信号により、自転の回転角度に同期して第1受光部40及び第2受光部50で口部2を連続撮像させる。

0081

第1受光部40及び第2受光部50により撮像された画像は画像処理部66により処理される。より具体的には、第1受光部40及び第2受光部50では、第1発光部20及び第2発光部30からの光がガラスびん1の口部2に入射し、口部2からの屈折光が第1受光部40及び第2受光部50により撮像され、撮像された画像が画像処理部66により所定の階調(例えば256階調)の明るさに変換される。口部2にびりがあった場合、口部2に入射した光はびりの亀裂面で屈折し、この屈折光が画像処理部66で他の画像部分より明るい領域(高い階調の領域)として認識される。

0082

第1受光部40及び第2受光部50の撮像領域は、図4に破線で示した領域であるが、その撮像領域の中でも特にびりの発生し易い部分にはゲートと呼ばれる他の部分よりも所定の明るさを有する小さな画素数をしきい値として設定することができる。ゲートによって所定部分の検出精度を向上させるためである。ゲートは1つの撮像領域の中に複数設けられてもよい。口部2におけるゲートを設ける部分としては、例えば、側面2aにおける天面2bから下側に0mm〜5mmまでの範囲や、スカート部3aから下側に0mm〜5mmの範囲等がある。

0083

次に、判定部63は、単位画素ごとに所定階調に変換された画像とテンプレートとを比較(減算)し、画像がテンプレートよりも明るい検出体を抽出する。判定部63は、抽出された検出体が第1受光部40の検査領域で設定された減算後の所定の明るさ(二値化した値)のしきい値を超えかつ所定の面積(画素数)のしきい値を超えていた場合に、口部2にびりがあると判定する。逆に、判定部63は、当該しきい値の少なくとも一方を超えていない場合に、口部2にびりがないと判定する。

0084

びりがあると判定されたガラスびん1は、搬出口19から次工程へ搬送されずにラインから取り出され、不良品として処理される。

0085

5.テンプレート
上記検査方法に用いるテンプレートについて説明する。

0086

まず、テンプレート作成部64は、所定本数(例えば20本程度)の良品のガラスびん1のみを上述の検査時と同様に撮像して、検査対象となるガラスびん1のための新たなテンプレートを第1受光部40及び第2受光部50のそれぞれに作成する。新たなテンプレートでは、良品のガラスびん1だけが対象となるため、単位画素ごとの輝度をそのまま反映させる。第1受光部40及び第2受光部50のそれぞれに作成された新たなテンプレートは、テンプレート記憶部65に記憶される。

0087

次に、上記4で説明したように、テンプレート記憶部65に記憶されたテンプレートと新たに撮像された画像とを比較しながらガラスびん1ごとに実際の検査が行われる。

0088

そして、テンプレートは、検査が進む間に更新される。テンプレートの更新は、所定本数の検査が行われるたびに更新することができる。すなわち、良品のガラスびん1が所定本数になったらその所定本数分の輝度の分布をテンプレートに反映させることで更新を行う。テンプレートに反映させる所定本数は、検査が開始された初期は少なく(例えば60本)、検査が進むにつれて多く(例えば250本)なるように設定できる。また、テンプレートに反映する所定本数に満たない場合でも所定更新時間(例えば20分間)が経過した場合にもその間に得られた良品の本数だけの輝度の分布でテンプレートを更新する。生産トラブルにより生産が一時的に停止した場合にはガラスびん1の状態も変化することがあるから、その変化した状態のガラスびん1の影響をテンプレートに大きく反映させないためである。

0089

テンプレートは、生産(検査)開始から更新を重ねるたびにテンプレートに反映させる良品のガラスびん1の本数を増やし、かつテンプレートに反映させる良品の分布における輝度の反映度合を弱めていく。生産を継続する間に金型の状態等も変化するため、ガラスびん1の形状等もわずかに変化する。そのため、その変化後の状態だけのテンプレートに変更したり、変化後の状態を強くテンプレートに反映したりしてしまうと、良品排除率が大きくなる傾向がある。テンプレートの具体的な反映の方法としては、例えば、表1に示すような更新方法を採用することができる。

0090

0091

表1に示すように、新規テンプレートは、良品のガラスびん1を検査装置10で20本検査して、画像処理部66で画像処理した輝度の分布に基づいて作成する。更新1回目のテンプレートは、検査開始から60本分の良品のガラスびん1の輝度の分布を新規テンプレートに反映させる。具体的には、60本分の輝度の分布と新規テンプレートとの差分の光の分布だけを新規テンプレートに加算することで反映させる。その際の各単位画素数における輝度の加算率(新規テンプレートより明るい部分の加算率)は100%として128階調(256階調の内)までを加算限界値と設定し、また輝度の減算率(新規テンプレートより暗い部分の減算率)を70%として128階調(256階調の内)を減算限界値と設定した。更新後の検査装置10による検査は更新後のテンプレートで行う。更新2回目、更新3回目と更新回数が増えると、加算率も減算率も小さくなり、少しずつその更新までの本数分に現れた輝度の分布を更新テンプレートに反映させる。連続生産による金型の状態の変化(型温離型剤等)による影響をテンプレートに強く反映させないためである。

0092

更新5回目以降は、更新対象となるガラスびん1の本数が250本未満であっても更新間隔(第4回目の更新からの経過時間)の20分を経過した場合にはその時点までの本数を対象にテンプレートを更新する。生産ラインの状態(停止や生産量の低下など)による影響をテンプレートに強く反映させないためである。

0093

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

0094

1…ガラスびん、2…口部、2a…側面、2b…天面、3…首部、3a…スカート部、5…中心軸、7…仮想面、10,10a…検査装置、11a…第1ユニット、11b,11c…第2ユニット、12…搬送経路、13…固定台、14…自転位置、15…搬送中心軸、16…円周、18…搬入口、19…搬出口、20…第1発光部、30…第2発光部、40…第1受光部、40a…バンドパスフィルター、41〜43…受光部、50…第2受光部、50a…バンドパスフィルター、51〜53…受光部、60…ミラー、62…制御部、63…判定部、64…テンプレート作成部、65…テンプレート記憶部、66…画像処理部、68…回転検出部、70…取付部、71…昇降板、72…第1移動機構、73…ロッド、74…第2移動機構、75…ロッド、76…位置決め部、76a…第1位置決め面、76b…第2位置決め面、200…発光部、400…受光部

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