(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトル本体にボトル本体とは別体の把手を取り付けるための把手取付工程と、該把手取付工程から把手付ボトルを取出して所定の姿勢で排出工程に送り出すためのボトル取出・送出工程とを備える把手付ボトル製造ラインにおいて、前記ボトル取出・送出工程により排出工程に送り出される前の把手付ボトルを光学的手段を用いて検査することを特徴とする把手付ボトルの検査方法。
【請求項２】
握り部とその握り部から横方向に突出した嵌着部とを有する把手を、前記嵌着部先端の係止部が型内面に露出するように、予めボトル成形用型にセットした状態で、ボトル成形用型内でブロー成形するとともにボトル壁を前記嵌着部先端に絡み付けて前記係止部に食い込ませて、把手を取り付けるための把手取付工程と、該把手取付工程のボトル成形用型から把手付ボトルをグリップにより取り出して所定の姿勢でロータリー式に排出工程まで搬送しその位置でグリップを開いて送り出すためのボトル取出・送出工程とを備える把手付ボトル製造ラインにおいて、前記ボトル取出・送出工程により排出工程に送り出される直前の把手付ボトルの把手の側面方向から光線を照射して上記嵌着部近辺のボトル壁に関する情報を画像として取り出し、この画像情報をコンピュータ内で処理し、予め設定した判定基準と対比することを特徴とする把手付ボトルの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、把手付ボトルの把手部の絡み状態を非接触で検査する光学的な外観検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックを延伸ブロー成形したボトル本体に、ボトル本体とは別体の把手を取り付けた把手付ボトルは、軽量性や耐衝撃性、取扱いの容易性などに優れていることから、各種液体に対する容器として広く使用されている。しかし、把手付ボトルの製造において、把手とボトル本体の取り付け状態は製品品質の良否に深く関係する。特に、握り部とその握り部から横方向に突出した嵌着部とを有する把手を、前記嵌着部先端の係止部が型内面に露出するように、予めボトル成形用型にセットした状態で、ボトル成形用型内でブロー成形するとともにボトル壁を前記嵌着部先端に絡み付けて前記係止部に食い込ませて、把手を取り付けてなる把手付ボトルの場合、把手とボトル本体の取り付け状態が悪いと把手はずれの原因となる。
【０００３】
しかして、その把手付ボトルの把手の取り付け状態を検査するには、把手取付後の適当な場所に、予め良品・不良品の限度見本を準備して置き、ブロー成形した把手付ボトルを検査員が目視によって、限度見本と対比しながら、その全数を検査する方法が採られている。
しかし、この検査方法では、検査基準の統一化や検査員の熟練度などに問題がある。しかも、確実な識別を行うには、不良品を良品と判断することがないのはいうまでもなく、良品を不良品と判断する確率が極めて小さいことが必要とされる。これが実現されなければ、製品品質への信頼性の確保も、生産歩留りの向上も不可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、把手付ボトルの把手の取り付け状態、換言すればボトル本体の側壁面と把手との絡み状態を、光学的手段で測定し、これを定量化し且つ高速に検査することにより、良品と不良品の識別を確実に行う方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、把手付ボトルの製造ラインにおいて、製造の各工程の流れを中断することなく、上記の検査を実施できる方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、ボトル本体にボトル本体とは別体の把手を取り付けるための把手取付工程と、該把手取付工程から把手付ボトルを取出して所定の姿勢で排出工程に送り出すためのボトル取出・送出工程とを備える把手付ボトル製造ラインにおいて、前記ボトル取出・送出工程により排出工程に送り出される前の把手付ボトルを光学的手段を用いて検査することを特徴とする把手付ボトルの検査方法に存する。
【０００６】
【実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基いて、以下詳細に説明する。
図１は、本発明を実施するための装置構成の配置図であり、図２は、ボトル検査装置の概念図である。また、図３は、ボトルの撮像部位を示す一部切り欠き断面図である。
【０００７】
本発明の検査方法が適用される把手付ボトル製造ラインは、ボトル本体にボトル本体とは別体の把手を取り付けるための把手取付工程、同工程から把手付ボトルを取り出して所定の姿勢で排出工程に送り出すためのボトル取出・送出工程および把手付ボトルを製造ラインから排出するための排出工程からなる。しかして、把手付ボトルの検査は、上記ボトル取出・送出工程により排出工程に送り出される前において、光学的手段を用いて行われる。
【０００８】
例えば、後に詳述するが、図１に示される実施例では、把手付ボトル製造ラインは、連設された３つの主動装置に沿って、連続的なボトル製造が行われるように配置されている。すなわち、同図においては、第１の把手取付工程は、メインホイール（１０５）が反時計回りに回転する間に、第２のボトル取出・送出工程はアーム（１０６）群が時計回りに回転する間に、また第３の排出工程は、ベルトコンベア（１０８）が左から右に移動する間に、それぞれ実施される。
【０００９】
一方、同図において、ボトル検査を実施するための装置は、ベルトコンベア（１０８）の周辺に配置され、特に照明装置（２１）および撮像装置（２２）は、アーム（１０６）群とベルトコンベア（１０８）の交接点近傍に配置され、排出工程に送り出される直前における光学的検査を可能にしている。もちろん、搬送中の検体ボトルにぶつからないような撮像装置ならば、送り出される前のいずれの位置に配しても、検体ボトルの姿勢が安定するので検査しやすい。
【００１０】
しかして、全体のボトル検査装置は、図２に示すように、選別機構（１）、撮像機構（２）および画像処理機構（３）によって構成される。また、選別機構（１）は、検出装置（１１）および排出装置（１２）を含み、画像処理機構（３）は演算装置（３１）、表示装置（３２）および記憶装置（３３）を含む。
【００１１】
各機構の作用の概要について述べると、選別機構（１）では、これに供給されたボトルのうち良品のみを取得し、不良品を排出する。また、この良否の判定には、撮像機構（２）と画像処理機構（３）が関与するが、まず、撮像機構（２）は、選別機構（１）に供給された検体ボトルから、上記判定に必要な情報を画像として取出し、この画像情報を画像処理機構（３）に提供する。一方、画像処理機構（３）は、入力された画像情報に必要な処理を加えて上記判定を行い、その結果を排出指令として出力する。しかして、前記の選別機構（１）における不良品の排出は、この排出指令に基いて行われる。
【００１２】
本発明において、画像情報を取り出すために用いる撮像機構（２）は、画像処理に適した形式の情報を取得できるものであれば、特に制限はない。しかして、撮像機構は、通常、図１に示すように、照明装置（２１）および撮像装置（２２）から構成され、検査位置において、撮像装置（２２）、検体ボトルの把手、照明装置（２１）の三者が直線上に乗るように予め位置決めして設置する。
照明装置（２１）は、把手付ボトルの把手の取り付け状態の的確な評価を可能にするため、所定の部位、例えば図３に示す破線の区画が適当な明るさとなるように、検体ボトルに把手の側面方向から光線を照射するもので、具体的には高周波蛍光灯による照明装置、またはストロボなどの閃光による照明装置が用いられる。撮像装置（２２）は、通常、図示のように、検体ボトルを挟んで照明装置（２１）とは反対側に位置し、上記所定の部位における把手およびボトル壁に関する情報を、画像として取り出すもので、一般的にはＣＣＤカメラを用いるが、撮像管（光電子放出型、光導電効果型等）を使用した特殊な撮像装置も使用可能である。この種の撮像装置（２２）により取り出される画像情報は、撮像機構（２）内でデジタル信号に変換して画像処理機構（３）に入力するのが普通である。
【００１３】
このようにして、把手の側面方向から照明されたボトルの映像が、画像情報として取り出されるのだが、撮像すべき所定の部位の選定は、把手付ボトルの把手の取り付け状態の的確な評価を行うために重要であり、把手の上部嵌着部近辺および下部嵌着部近辺の一方または双方が選ばれる。通常は、上下両嵌着部近辺を同時に撮像するために、２つの撮像装置（２２）が上下に配置される。もちろん、把手とボトルの組み合わせによっては、一方の嵌着部近辺を撮像するだけで適確な評価が可能な場合もある。さらに、嵌着部近辺のうちでも、製品の良否に直接影響するような部位を選んで撮像することが重要である。
【００１４】
本発明は、把手の嵌着部（１０３２）およびその先端の係止部（１０３３）並びに握り部（１０３１）先端が形成する空間へのボトル壁（１０１）の食い込み具合、特にボトル壁が係止部を越える辺りから嵌着部に沿うに至るまでの部分（以下、「絡み付いたボトル壁の係止部への食い込み部分」という）の形状と、および／または、上下嵌着部（１０３２）および握り部（１０３１）中央が形成する空間におけるボトル壁（１０１）の絡み付き具合、特にボトル壁が嵌着部（１０３３）から離れる辺りから握り部とほぼ平行になるまでの部分（以下、「嵌着部先端に絡み付いたボトル壁の絡み付き部分」という）の形状と、落下テストの結果との相関が極めて深いという知見を得て完成したものである。
【００１５】
把手付ボトルの把手の取り付け状態の的確な評価を行うためには、検査位置すなわち撮像時の検体ボトル（１０）の位置は、常に一定になるように関連装置を準備することが必要である。例えば、把手の握り部は、図３に示すように、通常、ボトルの中心線を含む平面上に位置しているので、この平面（以下、半截面という）に対して一定方向、好ましくは垂直な方向から光線を照射し、撮像を行うことができるように、まず、撮像装置（２２）と照明装置（２１）を設置することが必要である。具体的には、排出工程に送り出される直前の検査位置を予め設定し、その位置での検体ボトルの把手、これを挟む撮像装置（２２）および照明装置（２１）の３者が、半截面に垂直な直線上に乗るように、両装置を設置する。一方、ボトルを送り出す装置としては、少なくとも検査位置において、検体ボトルの半截面が予め設定した位置から外れないよう、ボトルに所定の姿勢を保持させることが必要であり、そのような所定の姿勢を保持させることのできる装置が選ばれる。
【００１６】
また、本発明のように、検体ボトルが移動する間に撮像を行う場合は、適当なボトル検出センサー（１１）を配備し、検体ボトルが確実に検査位置に来たときに、撮像を行うようにすることが必要である。そのような場合、通常、上記ボトル検出センサーの信号を確認後、ボトルの移動を考慮に入れて、所定位置で撮像装置の電子シャッターを切って静止画像を得るが、センサーの検出信号を受けて撮像装置のシャッターを切るまでに所定の位置から外れてしまう恐れのある場合は、照明装置（２１）にストロボを使用しボトル検出センサーに同期して発光させるようにすることもできる。
【００１７】
次に、本発明方法においては、デジタル信号の形で入力された画像情報を、まず画像処理機構（３）内の記憶装置（３３）に記憶し、同時に表示装置（３２）上に画像として表示する。次いで、この画像情報から製品の良否判定のための、把手の取り付け状態を示す特性値を算出し、判定基準との対比を行い、排出指令を出力するが、これらの操作を行う画像処理機構としては、コンピュータが使用される。
【００１８】
しかして、上記の把手の取り付け状態を示す特性値は、既述の通り、一つは、把手の嵌着部およびその先端の係止部並びに握り部先端が形成する空間へのボトル壁の食い込み具合、特に絡み付いたボトル壁（１０１）の係止部（１０３３）への食い込み部分の形状を表す特性値であり、他の一つは、上下嵌着部および握り部中央が形成する空間におけるボトル壁の絡み付き具合、特に嵌着部（１０３２）先端に絡み付いたボトル壁（１０１）の絡み付き部分の形状を表す特性値である。前者は、水平線に対するボトル壁の食い込み部分の傾斜角度として算出し、後者は、設定された測定区画内のボトル壁の絡み付き部分の面積として算出される。これらの特性値は、上下両嵌着部（１０３２）についてそれぞれ傾斜角度および面積が算出可能であるので、論理的には４つの特性値があり得る。しかし、実用的には、それらのうちの１または２の特性値を利用するだけで十分である。
【００１９】
本発明において、上記の特性値を算出する際に使用する、位置決めツールおよび測定線上では、例えば２５６階調に変換されたデータを用いて、ツールまたは線上に並ぶ画素のデジタル信号のみを微分処理して、信号の変化量を計算し、この値に閾値を設定して目的とする座標を検出する方法を採用し、照明装置の照度の経時変化に対しても安定して検出する様配慮することが好ましい。しかし、照明が安定しており、計測上問題となるような外乱による影響が少ない場合は、二値化処理により交点座標を求めることも可能である。
【００２０】
算出された角度θや面積Ｓは、図２においては、画像処理機構（３）内部の記憶装置（３３）にインプットされている、予め設定した判定基準θ０  やＳ０  と対比され、合否判定が行われる。しかして、不良品と判定した時に、画像処理機構（３）は、ボトル排出指令を出力するものである。一方、出力されたボトル排出指令をうけた選別機構（１）は、不良品ボトル検出センサーにてボトルを検出後、排出装置（１２）を作動させこれを排出する。この排出装置は、検査後のどの位置に配置しても良い。
【００２１】
ここで、図１に示された実施例に従って、本発明を実施するための装置構成の配置を詳細に説明する。
まず、第１の把手取付工程は、プリフォーム（１０２）および把手（１０３）を内蔵して閉じる一対の開閉式のブロー成形金型（１０４）を複数組付設した、メインホイール（１０５）を反時計回りに回転する間に実施する。図中、メインホイール（１０５）の最上位置で、金型（１０４）にプリフォーム（１０２）および把手（１０３）が挿入され、メインホイール（１０５）が回転している間に、金型（１０４）を閉じ、ブロー成形を行い、金型（１０４）を開き、成形された把手付ボトルが取り出される。
【００２２】
第２のボトル取出・送出工程は、先端にグリップ（１０７）を取り付けたアーム（１０６）群を時計回りに回転する間に実施する。しかして、グリップ（１０７）は、常時はバネ仕掛けで閉じているが、先端を物に押しつけると開き、しかもアーム（１０６）に内蔵された機構により、前進後退が可能に構成される。
従って、前記の把手取付工程において、把手付ボトルが所定の位置に来たとき、金型がまだ閉じている間にグリップ（１０７）が前進し、金型（１０４）上部に突出するボトルの首部に押しつけることによってグリップ（１０７）が開き、バネ仕掛けで瞬間的に該首部をしっかりと把持し、所定の姿勢を保持することができる。金型（１０４）が開けば、アーム（１０６）は、把手付ボトルを取り出して所定の姿勢で回転し排出工程まで搬送し、検査位置で撮像が終わると、例えば適当な手段でボトルを押さえて、グリップ（１０７）を開きボトルを送り出す。
このボトル取出・送出工程においては、検体ボトル（１０）に対する把手（１０３）の位置がいつも一定した状態で検査位置に搬送されるので、撮像が正確に行われるとともに、排出工程に送り出される直前に検査するので、検査後の検体ボトル（１０）は、直ちに排出工程に送り出され、照明装置（２１）などにぶつかって撮像に支障を来たすこともない。
【００２３】
第３の排出工程は、送り出された把手付ボトルがベルトコンベア（１０８）に載せられて移動する間に実施する。すなわち、検査によって不良品と判定されたボトルが排出装置（１２）の前に来たとき、ボトル排出指令によって排出装置が作動して排出が行われる。
【００２４】
【発明の効果】
従来の把手付ボトルの把手の取り付け状態の外観検査は、目視による全数検査を必要とし、また検査中は常に同じ姿勢を取り続けるので、検査員の検査基準が時間とともに変化して不良品を見逃すことがあったが、本発明においては、光学的手段を採用したことにより、自動検査・自動排出が可能となり、また把手の取り付け状態を数値化することにより、検査レベルが統一され、時間的変化が解消された。
【００２５】
しかも、撮像時の把手付ボトルの位置が、常に一定になるように関連装置を準備したので、すなわち撮像装置、検体ボトルの把手、照明装置の３者が直線上に乗るように予め位置決めして設置してあるので、またボトルを送り出す装置として、少なくとも検査位置において、検体ボトルが予め設定した位置から外れないよう、ボトルが所定の姿勢を保持することができる装置を選んだので、把手付ボトルの把手の嵌着部近辺の把手およびボトル側壁の形状に関する情報が、たとえ移動中の検査であっても、正確な画像として取り出すことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための装置構成の配置図。
【図２】ボトル検査装置の概念図。
【図３】ボトルの撮像部位を示す一部切り欠き断面図。
【符号の説明】
１  選別機構
１０  検体ボトル
１０１  ボトル壁
１０２  プリフォーム
１０３  把手
１０３１  握り部
１０３２  嵌着部
１０３３  係止部
１０４  金型
１０５  メインホイール
１０６  アーム
１０７  グリップ
１０８  ベルトコンベア
１１  検出装置
１２  排出装置
２  撮像機構
２１  照明装置
２２  撮像装置
３  画像処理機構
３１  演算装置
３２  表示装置
３３  記憶装置
【図１】
0003571148.tif 000002
【図２】
0003571148.tif 000003
【図３】
0003571148.tif 000004