(57)【要約】【課題】成形機で製造されたガラス製品を、徐冷炉に入る前のホットエンドで傷、泡、異物などの欠陥を精度良く検査できるようにする。【解決手段】成形機で成形され、搬送されているガラス製品を徐冷炉の手前で撮像する赤外線カメラと、その撮像した画像を処理する処理手段を有し、処理手段が、前記画像の輪郭の内側に検査領域を設定し、該検査領域内において所定の明るさ閾値から外れる画素数を求め、その画素数が所定の画素数閾値を超えた場合に不良品であると判定するようにすることで、前記課題を解決する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形機で成形され、搬送されているガラス製品を徐冷炉の手前で撮像する赤外線カメラと、その撮像した画像を処理する処理手段を有し、
該処理手段が、前記画像の輪郭の内側に検査領域を設定し、該検査領域内において所定の明るさ閾値から外れる画素数を求め、その画素数が所定の画素数閾値を超えた場合に不良品であると判定するものであることを特徴とするガラス製品検査装置。
【請求項２】
成形機で成形され、搬送されているガラス製品を徐冷炉の手前で撮像する赤外線カメラと、その撮像した画像を処理する処理手段を有し、
該処理手段が、現在検査中のガラス製品を撮像した現在画像と過去に撮像したガラス製品の過去画像の差分画像を作成し、該差分画像において所定の明るさ閾値から外れる画素数を求め、その画素数が所定の画素数閾値を超えた場合に不良品であると判定するものであることを特徴とするガラス製品検査装置。
【請求項３】
前記現在画像及び過去画像が、前記赤外線カメラで撮像した画像の輪郭の内側に設定された検査領域における画像である請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記過去画像が、検査中のガラス製品の直前に撮像した複数の良品ガラス製品の画像の平均画像である請求項２又は３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記成形機が複数のセクションを有するガラス製品成形機であり、前記過去画像が、検査中のガラス製品の直前に撮像した同じセクションの複数の良品ガラス製品の画像の平均画像である請求項２〜４のいずれかに記載の検査装置。
【請求項６】
前記赤外線カメラが、０．８〜１．７μｍの波長の赤外線を捉えるものである請求項１〜５のいずれかに記載の検査装置。
【請求項７】
前記赤外線カメラの下流側にリジェクタを有し、前記処理手段が検査により不良と判定したガラス製品を該リジェクタにより排除する請求項１〜６のいずれかに記載の検査装置。
【請求項８】
前記処理手段が記憶手段を備え、前記赤外線カメラで撮像した画像を記憶手段に記録する請求項１〜７のいずれかに記載の検査装置。
【請求項９】
前記処理手段が表示手段を有し、前記記憶手段に記録した画像を表示手段に表示する請求項８のいずれかに記載の検査装置。
【請求項１０】
前記成形機が複数のセクションを有するガラス製品成形機であり、前記処理手段が不良品の履歴をそれが成形されたセクション番号と共に前記表示手段に表示する請求項９に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記成形機が複数のセクションを有するガラス製品成形機であり、前記処理手段が前記赤外線カメラで撮像した画像を複数の区域に分割し、各区域ごとの平均温度を求め、検査を終了した各セクションごとのガラス製品の各区域ごとにその温度情報の履歴を前記表示手段に表示する請求項９又は１０に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形機で成形されたまだ熱いガラス製品を、徐冷炉で徐冷する前に、傷、泡、異物、合目線、肉厚不良、形状不良などの欠陥の有無を検査するガラス製品検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスびんなどのガラス製品の傷、泡、異物、合目線、肉厚不良、形状不良などの欠陥の検査は、徐冷炉で徐冷された後に（いわゆるコールドエンドで）可視光により行われている。
しかし、このようなコールドエンドでの検査は、ガラス製品が成形されてから１時間程度後となるので、欠陥がゴブの成形やガラス製品成形時の変調に起因している場合、その変調を認識するのに最低１時間程度のタイムラグが生じ、徒に多数の不良品を製造してしまうという問題がある。
【０００３】
仮に、このような欠陥検査を、徐冷炉の上流側（いわゆるホットエンド）で行うことができれば、欠陥がゴブの成形やガラス製品成形時の変調に起因している場合、その対処を成形から数分後に行うことが可能となり、徒に不良品を製造してしまう無駄を防ぐことができる。
【０００４】
下記特許文献には、成形機で成形されたまだ熱いガラス製品を、徐冷炉で徐冷する前に、ガラス製品から発する熱放射を赤外線センサで捉え、製品の肉厚を測定したり、製造工程における欠陥を発見する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献１は、ガラス製品から放射される赤外線の強さを２つの異なる波長で測定し、その赤外線の強さからガラス製品の肉厚を定量的に求めるものである。すなわち、事前に、肉厚と、２つの波長の赤外線の強さの関係（関数）を求めておき、測定した２つの波長における赤外線の強さを方程式に当てはめて肉厚を求めるものである。
【０００６】
特許文献２は、ガラス製品から放射される赤外線の分布（温度分布）を記録し、連続的に成形されるガラス製品の各部の温度を統計的に処理し、ゴブの成形異常や成形機の成形異常を発見するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２０５８２７号公報
【特許文献２】特表２００５−５３４９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献には、まだ熱いガラス製品から放射される赤外線により、製品の肉厚を測定したり、ゴブ成形や成形機の成形異常を発見することが開示されている。
そこで、従来のコールドエンドにおける可視光による検査を、まだ熱いガラス製品から放射される赤外線に置き換え、ホットエンドで傷、泡、異物、合目線、肉厚不良、形状不良などの欠陥検査を行うことが考えられる。
しかし、従来の可視光による検査装置のカメラを赤外線カメラに代え、ホットエンドにおける検査を行っても、誤判定が甚だしく、実用にはならない。
【０００９】
本発明は、成形機で製造されたガラス製品を、徐冷炉に入る前のホットエンドで傷、泡、異物などの欠陥を精度良く検査できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、ホットエンドでの赤外線を用いた検査で誤判定が多くなる現象を研究した結果、主に次の２つの原因によることを発見した。
その第一の原因は、まだ熱いガラス製品の輪郭部分から放射される赤外線の強さが、種々の要因により不安定なことである。単純に赤外線カメラで撮像した画像と基準画像を比較して良否を判定しても、輪郭部分の赤外線強度の不安定さによって、良品を不良品と誤判定し、又はその逆の誤判定が起こりやすい。
その第二の原因は、成形機で成形されたガラス製品はコンベア上を一列に並んで搬送されてくるが、そのガラス製品を赤外線カメラで撮像すると、隣（コンベア上の前後）のガラス製品の熱放射が撮像するガラス製品に映り込み、この映り込みによって良品を不良品と誤判定し、又はその逆の誤判定が起こりやすい。
本発明は、これらの点に鑑みて完成されたものである。
【００１１】
〔請求項１〕
本発明は、成形機で成形され、搬送されているガラス製品を徐冷炉の手前で撮像する赤外線カメラと、その撮像した画像を処理する処理手段を有し、該処理手段が、前記画像の輪郭の内側に検査領域を設定し、該検査領域内において所定の明るさ閾値から外れる画素数を求め、その画素数が所定の画素数閾値を超えた場合に不良品であると判定するものであることを特徴とするガラス製品検査装置である。
【００１２】
赤外線カメラで撮像した画像の輪郭の内側に検査領域を設定し、その検査領域内において明るさ閾値、及び画素数閾値によって良否判定を行うので、赤外線強度の不安定な輪郭部分の赤外線強度が検査結果に影響を及ぼさず、良否判定の精度が向上する。
【００１３】
〔請求項２〕
また本発明は、成形機で成形され、搬送されているガラス製品を徐冷炉の手前で撮像する赤外線カメラと、その撮像した画像を処理する処理手段を有し、該処理手段が、現在検査中のガラス製品を撮像した現在画像と過去に撮像したガラス製品の過去画像の差分画像を作成し、該差分画像において所定の明るさ閾値から外れる画素数を求め、その画素数が所定の画素数閾値を超えた場合に不良品であると判定するものであることを特徴とするガラス製品検査装置である。
【００１４】
差分画像とは、現在画像の各画素の明るさと、過去画像の対応する各画素の明るさの差を、各画素の明るさとして作成した画像である。
【００１５】
現在画像と過去画像の差分である差分画像は、隣のガラス製品の熱放射の映り込みがほぼ削除された画像となり、この差分画像において明るさ閾値、及び画素数閾値によって良否判定を行うので、映り込みにほとんど影響されない良否判定が可能となり、良否判定の精度が向上する。
【００１６】
〔請求項３〕
また本発明は、前記現在画像及び過去画像が、前記赤外線カメラで撮像した画像の輪郭の内側に設定された検査領域における画像である請求項２に記載の検査装置である。
【００１７】
この発明は、前記請求項１の構成と請求項２の構成の組み合わせであり、良否判定の精度がさらに向上する。
【００１８】
〔請求項４〕
また本発明は、前記過去画像が、検査中のガラス製品の直前に撮像した複数の良品ガラス製品の画像の平均画像である請求項２又は３に記載の検査装置である。
【００１９】
隣のガラス製品の映り込みは、種々の要因（例えば金型温度の変化やゴブの金型への供給位置ずれなど）で刻々変化するので、検査中のガラス製品になるべく近い、直前のガラス製品画像を過去画像とする方が正確に映り込みの影響を排除できる。
また、過去画像を２個以上の画像の平均画像とすることで、万一、特異的な画像があったとき、その影響を緩和できる。
【００２０】
平均画像とは、複数の画像の対応する各画素の明るさの平均を、その画素の明るさとして構成した画像である。
【００２１】
〔請求項５〕
また本発明は、前記成形機が複数のセクションを有するガラス製品成形機であり、前記過去画像が、検査中のガラス製品の直前に撮像した同じセクションの複数の良品ガラス製品の画像の平均画像である請求項２〜４のいずれかに記載の検査装置である。
【００２２】
ガラスびんの、いわゆるＩＳ成形機のように、成形機が複数のセクションを有する場合、成形したセクションによりガラス製品の温度が異なるので、過去画像としては、検査中のガラス製品と同じセクションで成形した製品の画像を過去画像として採用することで、正確に映り込みの影響を排除でき、精度良い良否判定が可能となる。
【００２３】
〔請求項６〕
また本発明は、前記赤外線カメラが、０．８〜１．７μｍの波長の赤外線を捉えるものである請求項１〜５のいずれかに記載の検査装置である。
【００２４】
本発明においては、一般に市販されている０．８〜１．７μｍの波長の赤外線を捉える赤外線カメラを使用できる。
この波長の赤外線で検査を行うことで、ガラス製品の内面の形状不良や、黒色、緑色などの色付きガラスの欠点の検査が可能となる。
【００２５】
〔請求項７〕
また本発明は、前記赤外線カメラの下流側にリジェクタを有し、前記処理手段が検査により不良と判定したガラス製品を該リジェクタにより排除する請求項１〜６のいずれかに記載の検査装置である。
【００２６】
リジェクタにより、不良品はコンベア上から自動的に排除される。
リジェクタは、コンベア上のガラス製品をエアで吹き飛ばすタイプのもの、押し出すタイプのものなど、周知のものを使用できる。
【００２７】
〔請求項８〕
また本発明は、前記処理手段が記憶手段を備え、前記赤外線カメラで撮像した画像を記憶手段に記録する請求項１〜７に記載の検査装置である。
【００２８】
〔請求項９〕
また本発明は、前記処理手段が表示手段を有し、前記記憶手段に記録した画像を表示手段に表示する請求項８に記載の検査装置である。
【００２９】
撮像した画像を記憶手段（メモリ、ハードディスクなど）に記録しておくことで、必要に応じてそれらの画像を表示手段（ＣＲＴ，液晶モニタなど）に呼び出し、不良品が発生した原因の解析などに利用することができる。
【００３０】
〔請求項１０〕
また本発明は、前記成形機が複数のセクションを有するガラス製品成形機であり、前記処理手段が不良品の履歴をそれが成形されたセクション番号と共に前記表示手段に表示する請求項９に記載の検査装置である。
【００３１】
不良品の履歴をそれが成形されたセクション番号と共に表示することで、例えば、不良品が特定のセクションで成形された製品に多い場合、そのセクションに何らかの異常が発生したと考えられ、対処することができる。
【００３２】
〔請求項１１〕
また本発明は、前記成形機が複数のセクションを有するガラス製品成形機であり、前記処理手段が前記赤外線カメラで撮像した画像を複数の区域に分割し、各区域ごとの平均温度を求め、検査を終了した各セクションごとのガラス製品の各区域ごとにその温度情報の履歴を前記表示手段に表示する請求項９又は１０に記載の検査装置である。
【００３３】
例えば、第１０セクションで成形された製品の首部の温度を、複数のガラスびんについて表示（グラフ表示など）し、その温度にばらつきが少ない場合、そのセクションでの成形は順調であり、ばらつきが多い場合は何らかの異常が発生している、又は近々異常が発生するおそれがあると判断し、これに対処することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、いわゆるホットエンドにおいて、ガラス製品の欠陥を精度良く検査することができる。
また、検査で取得した情報を、ゴブ成形過程や成形機の不良動作の解析に利用できる。
ホットエンドにおける検査結果や解析結果は、速やかにゴブ成形過程や成形機にフィードバックし、改善することができるので、不良品を徒に多く成形することがなく、ガラス製品の製造効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ガラス製品成形過程の概略説明図である。
【図２】実施例の検査装置の概略説明図である。
【図３】赤外線カメラで撮像した画像の説明図である。
【図４】現在画像、過去画像及び差分画像の説明図である。
【図５】不良品履歴表示画面の説明図である。
【図６】あるセクションで成形されたガラス製品のある区域の平均温度履歴の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００３６】
図１は、ＩＳ成形機によるガラス製品（ガラスびん）成形のホットエンドの概略を示している。
ＩＳ成形機６は、この場合第１セクションから第１０セクションの１０個のセクション（図１における丸数字はセクション番号を表す。）を有し、第１セクションがコンベアの最も下流側、第１０セクションが最も上流側になっている。
製成形６の各セクションで成形されたガラス製品Ｇは、図１の矢印のようにコンベア７の上に送り出され、下流側に向かって一列で搬送されて行き、プッシャー９によって徐冷炉８の中に送り込まれる。
ガラス製品は、徐冷炉に入る手前において、必要に応じ、コーティングチャンバ１０でコーティング（いわゆるホットエンドコーティング）が行われる。
【００３７】
本発明の検査装置において、赤外線カメラ１はＩＳ成形機６と徐冷炉８の間のコンベア７上を搬送されているガラス製品Ｇを撮像するように設置される。
赤外線カメラ１が設置される環境は高温であるので、カメラはクーリングボックス（図示せず）内に収納するなどして冷却することが望ましい。
赤外線カメラ１の下流側には、リジェクタ３及び廃棄部５が設けられる。リジェクタ３は不良品と判定されたガラス製品を廃棄部５に向かって吹き飛ばし、コンベア７上から排除するものである。
【００３８】
図２は、実施例の検査装置の構成の概略を示している。
この検査装置は、赤外線カメラ１、処理手段２、リジェクタ３、表示手段４、入力手段を有する。
赤外線カメラ１は市販品で、０．８〜１．７μｍの波長の赤外線を捉えるものであり、コントローラが附属している。
処理手段２は市販のコンピュータ（パーソナルコンピュータ）で、表示手段４（モニタ）及び入力手段（キーボード、マウス）が接続されている。
【００３９】
ＩＳ成形機６に附属している制御システムは、セクション信号、タイミング信号、リセット信号を有する。
セクション信号は、各セクションで成形したびんをコンベア上に送り出すたびに出力される、そのびんを成形したセクション番号（セクションに複数のステーションがある場合はステーション記号を含む）を表す信号である。
タイミング信号は、ＩＳ成形機の動作速度に同期したパルス信号で、例えば、１周期の動作を完了する間（全てのセクションで１回成形を完了する間）に１８００パルスを出力する。
ゴブを切断するシャーカットのタイミング、成形機の全ての部分の動作やコンベア７の搬送速度などはこのタイミング信号に同期している。
リセット信号は、ＩＳ成形機６が１周期の動作を完了するごとに１パルス出力されるものである。
【００４０】
処理手段２は、ＩＳ成形機６の制御システムからセクション信号、タイミング信号及びリセット信号を受け取ることで、あるガラス製品Ｇが赤外線カメラ１の正面まで搬送されてシャッターを切るタイミング、そのガラス製品Ｇがどのセクション（及びステーション）で成形されたものか、そのガラス製品Ｇが不良品であるときにリジェクタ３の正面まで搬送されてリジェクタを動作させるタイミングを把握できる。
【００４１】
処理手段２は、ガラス製品Ｇが赤外線カメラ１の正面に来たときに、赤外線カメラのコントローラに対して撮像信号を送る。これにより赤外線カメラはシャッターを切り、その画像データを処理手段２に送る。
【００４２】
図３は撮像されたガラス製品Ｇを示し、太い実線が輪郭１１である。
処理手段２は、輪郭１１の内側に、検査領域１２を設定する。
検査領域は、ガラス製品の形状などを考慮して、赤外線放射が不安定な輪郭部分を排除するように予め定めておく。この場合は、水平方向において、ガラス製品の径を約９０％に縮めた領域としている。場合によっては垂直方向のみ、又は水平と垂直方向に縮めた領域としてもよい。
【００４３】
〔判定方法１〕
処理手段２は、検査領域１２において、所定の明るさ閾値から外れる画素数を求め、その画素数が所定の画素数閾値を超えた場合に不良品であると判定する。
明るさ閾値は、検査領域を複数の区域に分割し、各区域ごとに定めることができる。図３は、検査領域を口部、首部、胴上部、胴下部及び底部の５つの区域に分割した例である。
明るさ閾値は、例えば次のようにして定めることができる。明るさの階調が１４ビット（２の１４乗＝１６３８４）で、胴上部の平均明るさが４０００の場合、閾値をその１０％の範囲内とし、３６００〜４４００から外れた画素数を欠陥部分と判定する。他の区域についても同様に定めることができる。
画素数閾値は、どの程度までの欠陥があっても良品とするかによって、任意に定めればよい。
【００４４】
〔判定方法２〕
図４の左上の「現在画像」は、前記と同様にして設定したガラス製品の検査領域１２の画像である。左右両側に、隣のガラス製品（コンベア７上の前後のガラス製品）の映り込み１３がうっすらと明るく表れている。
図４右上の「過去画像」は、現在画像のガラス製品の直前に撮像された同じセクションで成形された２個のガラス製品の検査領域の平均画像である。平均画像は、複数（この場合は２個）の画像の各対応する画素の明るさの平均により作成したものである。
図４の下部の「差分画像」は、現在画像と過去画像の各対応する画素の明るさを引き算して作成したものである。差分画像では映り込み１３がほぼ消去され、欠陥１４の部分だけが明るく表示される。
処理手段２は、差分画像において、所定の明るさ閾値から外れる画素数を求め、その画素数が所定の画素数閾値を超えた場合に不良品と判定する。
この場合の明るさ閾値は、正常部分を欠陥部分と判定しない程度の明るさ、例えば、明るさの階調が１４ビット（２の１４乗＝１６３８４）で、５００とし、０〜５００から外れた画素数を欠陥部分と判定する。
画素数閾値は、どの程度までの欠陥があっても良品とするかによって、任意に定めればよい。
【００４５】
本発明では、傷、泡、異物（窯のレンガ片など）、合目線（仕上型の合目線が強く出たもの）、肉厚不良、形状不良などの欠陥の有無を検査できる。
傷、泡、異物、合目線は、いずれも当該部分の赤外線放射が強くなり、撮像した画像に明るく表示される。
肉厚不良（局部的な肉厚の乱れ）は、厚い部分は明るく、薄い部分は暗くなる。
形状不良（窪み、突起など）は、当該部分又はその周辺が明るくなる。
本発明の検査装置は、このような欠陥部分の明るさの乱れを検出し、その欠陥の程度が所定の程度を越えている場合に不良品と判定する。
【００４６】
処理手段２は、ガラス製品Ｇを不良品と判定した場合、そのガラス製品がリジェクタ３の正面に搬送されたタイミングでリジェクタ３に排除信号を送って作動させ、不良品のガラス製品を廃棄部５に排除させる。
また、大きな欠陥があったときに警報を鳴らすこともできる。これは、画素数閾値として、通常の閾値よりも相当大きな第２の画素数閾値を設けておき、明るさ閾値から外れた画素数の数が第２の画素数閾値を超えた場合に警報が鳴るようにすればよい。
【００４７】
本発明の検査装置で撮像した画像データは、ガラス製品の成形過程が正常に行われているかどうかの解析に利用することができる。
図５は、処理手段２が表示信号を表示手段４に送って表示させた画面の一例である。
この画面では、不良品と判定されたガラス製品の履歴が上から下に新しい順に示されている。履歴は、セクション番号（ガラス製品が成形されたセクション）、検査の日にち、時間が表示される。それぞれの不良品について「原画像」の○にマークを入れると、その原画像が左側の原画像表示欄に表示される。「セクション番号」の数字はセクションを表している。この場合、１つのセクションに２つのステーションがあり、１つのセクションで２個のガラス製品を同時に成形する。セクション番号の「Ａ」「Ｂ」は成形されたステーションを表している。
このように、不良品の履歴をそれが成形されたセクション番号と共に表示手段に表示すると、セクションの成形異常を知ることができる。
例えば、図５の場合は、セクション番号「１Ａ」で不良品が多く発生しているので、第1セクションのＡステーションに何らかの異常があることが分かる。セクション番号「１Ａ」で成形された「原画像３」にマークを入れ、「原画像表示」部分にその画像が表示されている。このように、ガラス製品の欠陥の具体的な状態を目視により確認できる。
【００４８】
図５の画面には、さらに不良品の不良が発生している区域（図３の口部、首部・・）をあわせて表示することができる。これは、例えば、所定の明るさ閾値から外れる画素数を区域ごとに集計し、その画素数の最も多い区域を「不良が発生している区域」として表示すればよい。
【００４９】
図６は、第１０セクションＢステーションで成形された各ガラス製品の胴上部（図３）の平均温度の履歴を表示した例である。図６において、左側ほど新しい（後から成形された）ガラス製品を示している。図６の上段は、ガラス製品の胴上部の平均温度のばらつきが大きいので、第１０セクションＢステーションでの成形に異常があることが分かる。点検した結果、ゴブが粗型の中心に落ちていないことが判明し、これを改善した結果、図６の下段に示すように、胴上部の平均温度のばらつきが少なくなった。これにより、第１０セクションＢステーションでの成形異常は解消されたことが分かる。
【００５０】
図６は第１０セクションのＢステーションでの温度情報の履歴を表示した例であるが、任意のセクションの任意のステーションの温度情報履歴を表示することができる。
【００５１】
このように、赤外線カメラで撮像した画像を複数の区域に分割し、各区域ごとの平均温度を求め、検査を終了した各セクションごとのガラス製品の各区域ごとにその温度情報の履歴を表示手段に表示することで、セクション（及びステーション）の成形異常を発見しやすくなる。
【符号の説明】
【００５２】
１  赤外線カメラ
２  処理手段
３  リジェクタ
４  表示手段
５  廃棄部
６  ＩＳ成形機
７  コンベア
８  徐冷炉
９  プッシャー
１０  コーティングチャンバ
１１  輪郭
１２  検査領域
１３  映り込み
１４  欠陥
Ｇ  ガラス製品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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