(57)【要約】【課題】ガラス玉表面の欠陥を簡単に検査する。【解決手段】略球形のガラス玉３に光を照射する照射光源１６と、前記ガラス玉３からの反射光あるいは透過光を検出するラインセンサ１４と、前記ラインセンサ１４による受光結果に基づいて前記ガラス玉３の表面の欠陥を検出するコンピュータシステム１８とを備え、前記ガラス玉３における光の照射面を前記ガラス玉３の全表面を通過するように移動させる構成とする。【選択図】      図１
2004226281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略球形のガラス玉に光を照射する光源と、
前記ガラス玉からの反射光あるいは透過光を検出する受光手段と、
前記受光手段による受光結果に基づいて前記ガラス玉の表面の欠陥を検出する検出手段とを備え、
前記ガラス玉における光の照射面を前記ガラス玉の全表面を通過するように移動させる
ことを特徴とするガラス玉表面検査装置。
【請求項２】
略球形のガラス玉に光を照射する光源と、
前記ガラス玉からの反射光あるいは透過光を検出する受光手段と、
前記受光手段による受光結果に基づいて前記ガラス玉の表面の欠陥を検出する検出手段と、
前記光源からの光が照射される位置に前記ガラス玉の表面を移動させる手段であり、前記ガラス玉の全表面を通過するように移動させる移動手段と
を具備することを特徴とするガラス玉表面検査装置。
【請求項３】
前記移動手段は、２つの回転体を備え、
前記２つの回転体の各々は、
前記ステージ上に載置されたガラス玉に接触し、互いが異なる回転速度で回転可能である
ことを特徴とする請求項２に記載のガラス玉表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス玉に溝などの欠陥が発生しているかを検査するガラス玉表面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図９に示すように、炭酸飲料ビン（例えばラムネのビン）の封緘体としてガラス玉３が用いられている（例えば、特許文献１）。より具体的には、この種の炭酸飲料ビンの封緘体は、外栓５と内栓６と当該内栓６に抱持されたガラス玉３とを備え、炭酸飲料ビンの内圧によりガラス玉３が押し上げられて内栓６が封緘される構成となっている。しかしながら、例えば、溝やヒビ、凹凸などの欠陥（疵）がガラス玉３の表面にあった場合、ガラス玉３と内栓６との隙間から炭酸飲料ビン内のガスが抜けて当該炭酸飲料ビンの内圧が下がり、ガラス玉３が下がってしまうことにより、炭酸飲料ビンに充填された炭酸飲料が漏れ出してしまうといった問題が生じる。
【０００３】
そこで、従来にあっては、作業員などが、製造されたガラス玉３の表面を目視により検査し、表面に欠陥のあるガラス玉３を選別していた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−８６９６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１日あたりに製造されるガラス玉３の個数は、膨大であり（１日に約６万個）、目視による検査では、欠陥のあるガラス玉３を見逃してしまうことが多々あり、また、作業者の負担も甚大なものであった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ガラス玉表面の欠陥を簡単に検査することが可能なガラス玉表面検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、略球形のガラス玉に光を照射する光源と、前記ガラス玉からの反射光あるいは透過光を検出する受光手段と、前記受光手段による受光結果に基づいて前記ガラス玉の表面の欠陥を検出する検出手段とを備え、前記ガラス玉における光の照射面を前記ガラス玉の全表面を通過するように移動させることを特徴とするガラス玉表面検査装置を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、略球形のガラス玉に光を照射する光源と、前記ガラス玉からの反射光あるいは透過光を検出する受光手段と、前記受光手段による受光結果に基づいて前記ガラス玉の表面の欠陥を検出する検出手段と、前記光源からの光が照射される位置に前記ガラス玉の表面を移動させる手段であり、前記ガラス玉の全表面を通過するように移動させる移動手段とを具備することを特徴とするガラス玉表面検査装置を提供する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のガラス玉表面検査装置において、前記移動手段は、２つの回転体を備え、前記２つの回転体の各々は、前記ステージ上に載置されたガラス玉に接触し、互いが異なる回転速度で回転可能であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかるガラス玉表面検査装置１の構成を概略的に示す図である。この図に示すように、ガラス玉表面検査装置１は、大別すると、ステージ１０と、２つのゴムタイヤ１２と、ラインセンサ１４と、照射光源１６と、コンピュータシステム１８とを備えている。ステージ１０は、金属から形成された板状部材である。２つのゴムタイヤ１２の各々は、模型などに用いられるものであり、互いが所定間隔（検査対象となるガラス玉の直径よりも短い距離）を空けて同軸に配置されると共に、各ゴムタイヤ１２の接地面がステージ１０の１辺に接するように配置されている。
【００１１】
また、ステージ１０は、ゴムタイヤ１２が配置された側が下方に位置するように傾斜する姿勢で配置されている。すなわち、図２に示すように、ガラス玉表面検査装置１を側面方向からみた場合、ステージ１０とゴムタイヤ１２との接触部が谷となる形状をなしており、ガラス玉３は、この谷部分のうち、２つのゴムタイヤ１２の間に載置される。ゴムタイヤ１２の接地面は、当該ゴムタイヤ１２の回転に伴いガラス玉３を回転させる程度の摩擦抵抗を有している。また、２つのゴムタイヤ１２は、互いに別々の駆動モータ１２８に接続されることで、各ゴムタイヤ１２は、互いに独立して回転駆動され、この回転によりガラス玉３を回転させる。ゴムタイヤ１２の回転制御（すなわち、駆動モータの制御）は、コンピュータシステム１８により行われる。
【００１２】
照射光源１６は、ステージ１０とゴムタイヤ１２との間の谷部に載置されたガラス玉３に対して上斜め方向から光を照射するものである。照射光源１６としてどのような光源を用いるかは、検査対象となるガラス玉３の材質に依存し、ガラス玉３表面で高反射率が得られる光源が用いられる。ラインセンサ１４は、光を受光する受光素子（撮像素子）が線状に配置されてなる受光センサであり、上記のように載置されたガラス玉３の上方に配置され、当該ガラス玉３の表面の凹凸（疵）部分にて反射光（散乱光を含む）を受光し、受光信号をコンピュータシステム１８に出力する。ここで、ラインセンサ１４は、ゴムタイヤ１２の回転に伴ってガラス玉３が一回転する間に、一定時間間隔で受光と受光信号の出力とを行っており、コンピュータシステム１８は、これらの受光信号に基づいてガラス玉３の回転方向全面の画像データを生成し、この画像データに対して画像解析を施すことによりガラス玉３の回転方向の表面状態を解析する。
【００１３】
さらに詳述すると、ガラス玉３の表面に凹凸がある場合、図１に示すように、この凹凸部分にて光が反射（散乱を含む）する。従って、図３に示すような溝（疵）４がガラス玉３の表面にあった場合には、図４に示すように、溝４でラインセンサ１４からの受光信号強度が増大する。従って、コンピュータシステム１８が、この受光信号強度に基づいて画像データを生成すると、同図に示すように、当該溝４を示す明暗が現れた画像が得られる。なお、本実施形態では、ガラス玉３の表面にて反射した反射光を受光して画像データを生成したが、これに限らず、ガラス玉３を透過した透過光を受光して画像データを生成するようにしても良い。
【００１４】
ところで、ガラス玉３表面の溝（疵）の程度によっては、炭酸飲料ビン（例えばラムネのビン）の封緘体として使用可能な場合もある。そこで、受光信号強度が凹凸の度合い（溝の深さなど）に応じて増減するため、封緘体として使用可能な程度の凹凸に対応する受光信号強度を閾値強度としてコンピュータシステム１８に設定しておき、表面検査の結果、当該閾値強度よりも大きな受光信号強度が得られた場合に、コンピュータシステム１８は、封緘体として使用するに耐えない欠陥がガラス玉３表面にあるものと判断する。
【００１５】
また、検査対象となるガラス玉３は、略球形であり、なおかつ、固定配置された１台のラインセンサ１４により撮像するため、当該ガラス玉３を一方向に回転させただけでは、ガラス玉３の全表面（特にガラス玉３の回転極付近）を検査することはできない。そこで、本実施形態では、次のようにして、ガラス玉３の全表面の検査を可能としている。すなわち、ガラス玉３の回転方向は、２つのゴムタイヤ１２の各々の回転速度に依存するため、ガラス玉３における光の照射面がガラス玉３の全表面を通過するように移動させるべく、２つのゴムタイヤ１２の回転速度を互いに異ならせることでガラス玉３の回転方向を制御して全表面検査を可能としている。
【００１６】
具体的には、図５に示すように、２つのゴムタイヤ１２の各々が等速、同一方向（図中矢印Ａで示す）に回転する場合、ガラス玉３は、図中矢印Ｂで示すように、ゴムタイヤ１２の回転方向と略同じ方向に回転する。また、図６および図７に示すように、ゴムタイヤ１２の一方の回転速度を他方のゴムタイヤ１２の回転速度よりも遅くした場合には、ガラス玉３は、図中矢印Ｂで示すように、回転速度の速い方のゴムタイヤ１２に引き込まれるように回転する。そこで、本実施形態にあっては、ガラス玉３の表面検査において、２つのゴムタイヤ１２の各々の回転速度を制御することにより、図５乃至図７に示すように、ゴムタイヤ１２の各々の回転速度に応じてガラス玉３の回転方向を異ならせることにより、ガラス玉３の全表面を検査する。
【００１７】
以上説明したように、本実施形態によれば、ステージ上１０にガラス玉３を載置すれば、光学的手法により簡単にガラス玉３表面の欠陥を検査することができる。さらに、２つのゴムタイヤ１２の各々の回転速度を制御することで、ガラス玉３の回転方向を異ならせることが可能であるため、１台のラインセンサ１４により、球形のガラス玉３の全表面を検査することが可能となる。これにより、ガラス玉３の回転極付近を撮像するために、ラインセンサ１４の数を増やしたりする必要がなく、装置構成を簡易とすることができる。
【００１８】
＜変形例・応用例＞
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様にすぎず、本発明の範囲内で任意に変形・応用可能である。
【００１９】
例えば、上述のガラス玉表面検査装置１を用いて、多数のガラス玉３の表面欠陥を順次検査し、欠陥のあるガラス玉３を振り分けるガラス玉自動振り分け装置を構成することが可能である。図８は、本応用例にかかるガラス玉自動振り分け装置２の構成を概略的に示す図である。なお、同図において、図１に示したものと同じ構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２０】
この図において、ホッパー１２０は、検査対象となるガラス玉３を貯蓄すると共にホッパーコントローラ１２１の制御の下、フィーダー１２２に所定個数のガラス玉３を供給するものである。本実施形態では、ホッパー１２０には、約４０００個のガラス玉３が貯蓄される。フィーダー１２２は、フィーダーコントローラ１２３の制御の下、ホッパー１２０から供給されたガラス玉３を所定個数だけ導入レーン１２４に送り出すものである。導入レーン１２４は、先端が下方に傾く姿勢で配置され、その先端が昇降ステージ１２５に連結される。昇降ステージ１２５は、実施形態で説明したステージ１０にガラス玉３を１個ずつ供給するものであり、ステージ１０と隣接して配置され、このステージ１０よりも僅かに降下した状態でシリンダ１２６により昇降可能に支持されることで、昇降ステージ１２５とステージ１０との間に段差が形成されている。従って、導入レーン１２４に送り出されたガラス玉３は、この段差に衝突して静止する。ここで、導入レーン１２４の途中には、ガラス玉３の有無を検出する検出センサ１３８が配置されており、この検出センサ１３８によりガラス玉３が無いことが検出されると、フィーダー１２２からガラス玉３が導入レーン１２４に供給され、これにより、導入レーン１２４には、所定個数以上のガラス玉３が存在するようになっている。
【００２１】
さて、昇降ステージ１２５がシリンダ１２６により上昇させられると、この昇降ステージ１２５上の１個のガラス玉３がステージ１０に導かれる。ステージ１０の近くには、当該ステージ１０上でのガラス玉３の有無を検出する検出センサ１２７が設けられている。ガラス玉３がステージ１０に導かれ、検出センサ１２７がガラス玉３を検出すると、駆動モータ１２８がゴムタイヤ１２を回転駆動させる一方で、照明コントローラ１２９の制御の下、照射光源１６からガラス玉３へ光が照射され、また、カメラコントローラ１３０の制御の下、ラインセンサ１４により撮像が行われ、これにより、ガラス玉３の全表面にわたる欠陥検査が行われる。
【００２２】
またステージ１０は、シリンダ１３１に昇降可能に支持され、ガラス玉３の全表面検査が終了すると、シリンダ１３１によりステージ１０が上昇する構成となっている。ステージ１０が上昇すると、当該ステージ１０上のガラス玉３は、ゴムタイヤ１２の回転（図中、時計回り）により、当該ゴムタイヤ１２の後方（図中、右側）に配置された振分レーン１３２に導かれる。振分レーン１３２は、ガラス玉３を良品、不良品に振り分けるものである。具体的には、全表面検査の結果、ガラス玉３に欠陥があった場合には、シリンダ１３４により振分レーン１３２の出口が不良品用バケット１３６に案内され、これにより、欠陥のあるガラス玉３が不良品用バケット１３６に貯蓄される。一方ガラス玉３に欠陥が無い場合には、シリンダ１３４により、振分レーン１３２の出口が良品バケット１３７に案内され、この良品バケット１３７に欠陥の無いガラス玉３が貯蓄される。
【００２３】
ここで、本実施形態では、良品のガラス玉３を所定個数ごとに良品バケット１３７に貯蔵する構成としている。すなわち、本実施形態では、良品バケット１３７が多数（図示例では、２個）用意されており、振分レーン１３２の途中に設けられたガラス玉計数センサ１３９により、１つの良品バケット１３７へ所定個数のガラス玉３が供給された事を検知すると、良品のガラス玉３を別の良品バケット１３７へ導くべく、シリンダ１３５が振分レーン１３２の出口を切り替える構成となっている。
【００２４】
上述したホッパーコントローラ１２１、フィーダーコントローラ１２３、各シリンダ１２６、１３１、１３４、１３５、１３８、照明コントローラ１２９およびカメラコントローラ１３０の各構成要素は、制御ユニット１４０と接続され、この制御ユニット１４０に制御される。具体的には、制御ユニット１４０は、上記各構成要素と電気信号送受可能に接続されるＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）部と、駆動モータ１２８を制御するモータコントローラと、各構成要素からの電気信号に応じて、これらの各構成要素をシーケンス制御するシーケンサとを備え、このシーケンサにより、上記のように各部が動作する。また、ガラス玉自動振り分け装置２は、ユーザインターフェースである操作盤１４１を備えている。この操作盤１４１には、電源投入ボタンや起動ボタン、停止ボタンといった各種操作子の他、ホッパー１２０に貯蓄されたガラス玉３の全部に対して検査が終了した事を報知する検査終了報知ランプや、良品バケットが満杯である事を報知するランプ、不良品バケットが満杯である事を報知するランプなどが設けられている。
【００２５】
以上の構成において、ユーザが操作盤１４１を操作して、検査指示を与えると、制御ユニット１４０が各部を制御することで、ガラス玉３の全表面検査が行われ、この検査結果に応じてガラス玉３が良品、不良品に振分選別される。すなわち、ガラス玉３の全表面検査に際し、作業者は、ホッパー１２０へのガラス玉３の充填と、各バケット１３６、１３７の回収のみを行えばよく、作業者負担が軽減されると共に、短時間で効率良くガラス玉３の全表面を検査し、良品、不良品を振り分けることが可能となる。
【００２６】
また、上述した実施形態においては、ガラス玉３における光の照射面がガラス玉３の全表面を通過するように移動させるべく、２つのゴムタイヤ１２の各々の回転速度を制御したが、これに限らず、次のようにしても良い。
【００２７】
例えば、ガラス玉３を固定支持すると共に、光源１６およびラインセンサ１４が、このガラス玉３の周囲を、ガラス玉３における光の照射面がガラス玉３の全表面を通過するように移動する構成としても良い。
【００２８】
また例えば、ガラス玉３を一方向にだけ回転させる（すなわち、２つのゴムタイヤ１２を等速に回転駆動する）と共に、光源１６およびラインセンサ１４が、このガラス玉３の周囲を、ガラス玉３における光の照射面がガラス玉３の全表面を通過するように移動する構成としても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガラス玉表面の欠陥を簡単に検査することが可能なガラス玉表面検査装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるガラス玉表面検査装置の基本的構成の概略を示す図である。
【図２】同ガラス玉表面検査装置の側面図である。
【図３】表面に溝（疵）があるガラス玉を示す図である。
【図４】ガラス玉表面に溝（疵）がある場合の受光結果および生成画像を示す図である。
【図５】ガラス玉の回転方向制御を説明するための図である。
【図６】ガラス玉の回転方向制御を説明するための図である。
【図７】ガラス玉の回転方向制御を説明するための図である。
【図８】本発明の応用例にかかるガラス玉自動振り分け装置の構成を示す図である。
【図９】従来の技術を説明するための図である。
【符号の説明】
１  ガラス玉表面検査装置
２  ガラス玉自動振り分け装置
３  ガラス玉
１０  ステージ
１２  ゴムタイヤ
１４  ラインセンサ
１６  照射光源
１８  コンピュータシステム
１４０  制御ユニット
【図１】
2004226281.tif 000003
【図２】
2004226281.tif 000004
【図３】
2004226281.tif 000005
【図４】
2004226281.tif 000006
【図５】
2004226281.tif 000007
【図６】
2004226281.tif 000008
【図７】
2004226281.tif 000009
【図８】
2004226281.tif 000010
【図９】
2004226281.tif 000011