(57)【要約】【課題】缶に照射する照明を制御して缶内部の光を計測し、その計測値と閾値の比較結果の組み合わせよってピンホールの有無の判別および検査異常の検知を行い、高い精度で不良缶を検出できる缶のピンホール検査方法を提供する。【解決手段】照明制御回路６は、缶を照射する光源を制御し、ＯＮ、ＯＦＦを行う。センサ１は、光源のＯＮ、ＯＦＦの状態における缶の内部の光を検出する。判別回路２は、センサ１の出力を、タイミング回路５から供給されたタイミング信号に基づき、複数回計測し、その計測値と閾値を比較して比較結果を表す信号を出力する。記憶処理回路４は、記憶回路３に記憶された比較結果の信号を読み出し、この信号の組み合わせによってピンホールの有無の判別および検査異常の検知を行い、缶の処理を制御する信号を出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶を保持して該缶を基準軸線周りに回転させ、該缶の開口部が定位置に保持されたセンサの検査領域を通過したときに、複数の光源から該缶に照射した光を前記センサにより検出して該缶のピンホールを検出する缶のピンホール検査方法であって、
前記缶の開口部が前記センサの受光面を通過する間に、前記光源を制御してＯＮ、ＯＦＦを交互に繰り返すステップと、
前記光源がＯＮ、あるいはＯＦＦの状態における前記缶の内部の光量を前記センサにより検出し、計測するステップと、
前記ステップにおいて計測された複数の計測値が予め設定した閾値を越えているか否か判断し、判断結果を出力するステップと、
前記複数の判断結果の内で多い方の判断結果に基づいて、該缶のピンホールの有無の判別、およびピンホール検査の異常の検知を行うステップと
を有することを特徴とする缶のピンホール検査方法。
【請求項２】
前記光源をＯＮ、あるいはＯＦＦにする回数、およびＯＮとＯＦＦの時間比率は前記缶の開口部が前記センサの受光面を通過する時間に応じて設定され、可変であることを特徴とする請求項１に記載の缶のピンホール検査方法。
【請求項３】
前記光源は、発光ダイオードから成り、前記缶の外周面を照射する位置に複数配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の缶のピンホール検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アルミニウム（合金）薄板などを成形して缶を製造する工程において、成形された缶のピンホール検出による不良缶の判別およびピンホール検査の異常の検知を行う缶のピンホール検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲料物などを充填する缶は、一般に、錫めっき鋼板やアルミニウム合金の薄板を深絞り加工、または絞り−しごき加工して成形される。この加工を容易にするために、板厚はできるだけ薄いものが用いられているために、加工時にピンホールが発生することがある。安全性、信頼性の観点からこのピンホールを確実に効率的に検出して不良缶を判別する必要がある。
【０００３】
ピンホール検査装置には、缶に外部から光を照射し、内部に漏れる光を缶の開口部に正対するセンサによって検出して、その検出量に基づいてピンホールの有無を判別する方法が用いられている。従来のピンホール検査装置は、図５に示すように、缶内部に漏れた光をセンサ１００によって検出する。そして、判別回路１０１は、センサ１００の出力を閾値と比較し、センサ１００の出力が閾値より高い場合、缶を不良缶として処理する制御信号を出力する。また、センサ１００の過剰な光入力による誤作動を防ぐため、検査する缶の有無を検知している。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−１０９６６１号公報（第３−４頁、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の図２に示すピンホール検査装置にあっては、複数の缶をターレット盤に保持して回転させ、定位置に保持されているセンサによって缶内部に漏れた光を検出している。この装置のピンホール検出器では、缶内部の光と缶がセンサの受光面を通過するときに缶とセンサ間の摺動部分などから発生する光漏れを合わせた光でピンホールの有無が判別されるため、この光漏れによってピンホールの無い缶を不良缶として判別してしまうという問題がある。また、ピンホール検査の異常を引き起こすセンサへの過剰な光の入力を缶の有無を検知して防いでいるため、缶の保持状態の不良などによる異常を防ぐことができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、缶の開口面がセンサの受光面を通過する時間幅の中で缶を照射する光源を制御してＯＮ、ＯＦＦを行い、複数回、センサの出力を計測し、その計測値と閾値の比較結果の組み合わせによってピンホールの有無を判別することにより、光漏れなどによる誤った制御信号の生成を防ぎ、確実にピンホールを有する不良缶を検出できる缶のピンホール検査方法を提供することにある。また、他の目的は、検査環境からの外乱による検査異常を検知し、誤動作を防ぐことができる缶のピンホール検査方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、缶を保持して該缶を基準軸線周りに回転させ、該缶の開口部が定位置に保持されたセンサの検査領域を通過したときに、複数の光源から該缶に照射した光を前記センサにより検出して該缶のピンホールを検出する缶のピンホール検査方法であって、前記缶の開口部が前記センサの受光面を通過する間に、前記光源を制御してＯＮ、ＯＦＦを交互に繰り返すステップと、前記光源がＯＮ、あるいはＯＦＦの状態における前記缶の内部の光量を前記センサにより検出し、計測するステップと、前記ステップにおいて計測された複数の計測値が予め設定した閾値を越えているか否か判断し、判断結果を出力するステップと、前記複数の判断結果の内で多い方の判断結果に基づいて、該缶のピンホールの有無、およびピンホール検査の異常の検知を行うステップとを有することを特徴とする缶のピンホール検査方法である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の缶のピンホール検査方法において、前記光源をＯＮ、あるいはＯＦＦにする回数、およびＯＮとＯＦＦの時間比率は前記缶の開口部が前記センサの受光面を通過する時間に応じて設定され、可変であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の缶のピンホール検査方法において、前記光源は、発光ダイオードから成り、前記缶の外周面を照射する位置に複数配設されてい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一実施の形態について説明する。図１は、同実施形態の構成を示す図である。同図において、１は、センサであり、光電子倍増管などが用いられる。検査される缶は、金属薄板を深絞り加工、または絞り−しごき加工して成形されたものであり、センサ１は、この加工時に発生したピンホールから缶内部に通過した微弱な光や光検出部分からの光漏れを検出する。そして、検出した信号を増幅し、時定数回路を通して高い周波数成分を除去した後、出力する。
【００１１】
２は、センサ１の出力レベルが予め設定した閾値を越えているか否かを判別する判別回路である。判別回路２は、検査対象の缶の開口部がセンサ１の受光面を通過する時間内における、缶を照射する光源のＯＮ、ＯＦＦに合わせて複数回、センサ１の出力を計測し、閾値との比較を行う。ここで、光源は、それぞれ等しい時間でＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮの状態に制御されるものとし、各状態の中央点でセンサ１の出力を計測するものとする。ＯＮとＯＦＦの時間幅は、缶を保持し搬送するスターホイールの早さに応じて設定される。
【００１２】
３は、判別回路２における３回の計測値と閾値の比較による判別結果を記憶する記憶回路であり、４は、記憶回路３から判別結果を読み出し、判別結果に基づいて、缶を処理する制御信号を出力する記憶処理回路である。記憶処理回路４は、読み出した３回の判別結果の内、センサ１の出力レベルが、３回、閾値以下である場合、検査した缶にはピンホールが無く“良”と判別する。また、２回、閾値を越えている場合、ピンホールが有り、“不良”と判別する。また、３回、閾値を越えている場合、検査の異常と判断する。
【００１３】
５は、判別回路２においてセンサ１の出力レベルと閾値を比較するタイミングを決める信号および光源を制御するタイミング信号を供給するタイミング回路である。６は、タイミング回路５から入力された信号により光源のＯＮ、ＯＦＦを制御する信号を出力する照明制御回路である。
【００１４】
缶は、一般に、図３に示すようなピンホール検査装置によって検査される。図３は、ピンホール検査装置の縦断面の概略図である。検査対象の缶１５は、スターホイール（搬送機構）１９、２０の缶固定部に乗せられ、缶底をスピンドル１７によって保持されている。ターレット１３、スターホイール１９、２０は、軸２１によって回転しながら複数の缶を搬送する。スターホイール１９、２０が回転して缶１５を搬送し、缶１５の開口部がセンサ１の受光面を通過する時間、センサ１は缶１５の内部の光を検出する。
【００１５】
光源１６は、缶１５の上部外周面を照射するように設けられており、光源１８は、下部外周面を照射するように設けられている。光源１６、１８には、応答速度が速いＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）が複数用いられており、缶１５の外周面に均一に光を照射できるように構成されている。
【００１６】
缶内部の光検出精度を高めるために、ターレット１３に装着されたシール１４とセンサ１の支持部１１に装着されたシール１２によって、摺動部分から光が漏れることを防いでいる。図４は、上述のピンホール検査装置に装着したセンサ１の出力信号を示す図である。センサ１は、高感度であり暗電流や残留ノイズが存在し、光入力が無い場合、図５（Ａ）に示す信号３０が出力される。Ｐｏはピンホールからの光があるか否かを判別する閾値である。
【００１７】
時間Ｔａ−Ｔｂは、缶１５が移動してセンサ１の検査領域に入るまでの時間であり、Ｔｂ−Ｔｅは、缶１５がセンサ１の検査領域内にある時間である。Ｔｅ−Ｔｆは、缶１５がセンサ１の検査領域を離れ次の缶が検査領域に入るまでの時間である。缶１５にピンホールがある場合、センサ１の出力信号は、図５（Ｂ）に示す波形３１となる。
【００１８】
同図に示すように、センサ１の出力レベルは、光源１６、１８がＯＮの状態の時間Ｔｂ−Ｔｃ、Ｔｄ−Ｔｅに閾値Ｐｏを越える。光源１６、１８がＯＦＦになる時間Ｔｃ−Ｔｄには、出力レベルは閾値Ｐｏ以下になる。判別回路２は、時間Ｔｂ−Ｔｃ、Ｔｃ−Ｔｄ、Ｔｄ−Ｔｅにおけるセンサ１の出力レベルをｔ１、ｔ２、およびｔ３に計測し、閾値Ｐｏと比較する。そして、出力レベルが、閾値Ｐｏを越えている場合、信号“１”を出力し、閾値Ｐｏ以下の場合、信号“０”を出力する。
【００１９】
次に、図１〜図４を参照して、本実施の形態の動作を説明する。図２は、缶のピンホール検査の処理の流れを示す図である。先ず、照明制御回路６は、缶１５がセンサ１の検査領域にあるＴｂ−Ｔｃの時間、光源１６、１８をＯＮにして、ＴｃでＯＦＦにする。さらに、ＴｄにＯＮにしてＴｄ−ＴｅをＯＮの状態にする（ステップＳ１０）。センサ１は、光源１６、１８が制御された状態における缶１５の内部の光を検出して増幅し、出力する（ステップＳ１１）。
【００２０】
判別回路２は、センサ１の出力を、タイミング回路５から供給されたタイミング信号に基づき、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３で計測し、閾値Ｐｏと比較する（ステップＳ１２）。缶にピンホールが無い場合、センサ１の出力は、図４（Ａ）に示す波形３０となり、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３において比較結果は“０”になり、信号“０００”が出力される。缶にピンホールが有る場合、センサ１の出力は図４（Ｂ）に示す波形３１となり、信号“１０１”が出力される。
【００２１】
記憶回路３は、判別回路２の出力信号を記憶する（ステップＳ１３）。記憶処理回路４は、記憶回路３に記憶された時間Ｔｂ−Ｔｅのｔ１、ｔ２、ｔ３における判別結果を読み出し（ステップＳ１４）、読み出した信号の組み合わせによりピンホールの有無を判別する。読み出した信号のうち“０”が２つ以上の場合、缶にピンホールが無いと判別し（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、良缶として処理する制御信号を出力する（ステップＳ１７）。
【００２２】
一方、“１”が２以上つの場合、缶にピンホールが有る、あるいは検査に異常が有ると判断し（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、記憶回路３から読み出した信号が“１０１”の場合、検査異常ではなく缶にピンホールが有ると判別し（ステップＳ１６：ＮＯ）、ステップＳ１９に進み不良缶として処理する制御信号を出力する。
【００２３】
光検出部分からの光漏れ、缶１５の保持状態の不良などによる外乱があり、検査異常の状態の場合は、ステップＳ１５、Ｓ１６において次のように処理される。シール１２によってターレット１３の回転による摺動部分からの光漏れを防ぐ構造になっているが、シール１２、１４の劣化や缶１５の保持状態によって光漏れを起こす場合がある。光漏れが発生したときのセンサ１の出力波形は、図４（Ｃ）の波形３２のようになる。この場合、光源１６、１８がＯＦＦ（Ｔｃ−Ｔｄ）のときも、検査環境からの外乱により閾値Ｐｏを越える光が漏れ込み、判別回路２の出力は、“１１１”になる。
【００２４】
記憶処理回路４は、記憶回路３から、この信号“１１１”を読み出し、テップＳ１５において、ピンホール有り、あるいは検査異常と判断する。さらに、ステップＳ１６では、信号が“１１１”であることから、光漏れなどの外乱があり、検査異常の状態にあると判断して（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、検査異常の場合の処理を行う（ステップＳ１８）。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、缶の開口部がセンサの検査領域を通過する間に缶を照射する光源を制御し、光源のＯＮ、ＯＦＦの状態に於ける缶内部の光を複数回計測して、計測値が閾値を越えているか否かの判断結果の組み合わせによりピンホールの有無およびピンホール検査の異常を検知しているので、光漏れや外乱などの影響を無くし、精度の高いピンホールの検査が可能になり、缶の安全性および生産効率を上げることができるという効果が得られる。
【００２６】
また、請求項２に記載の発明によれば、ピンホール検査装置の缶を搬送する速度に応じて最適な光源の制御および光検出タイミングを設定できるので、ピンホール検査装置の運用状況に合わせてより柔軟に対処でき、高いピンホール検出精度を維持することができる。
また、請求項３に記載の発明によれば、光源に応答速度の速いＬＥＤを用いているので、缶の搬送速度が速い検査においても安定した光源の制御が可能であり、ピンホール検出装置の信頼度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるピンホール検出部の構成を示す図である。
【図２】ピンホール検出処理の流れを説明する図である。
【図３】ピンホール検査装置の概略縦断面図である。
【図４】センサの出力波形と出力レベル検出を説明する図である。
【図５】従来のピンホール検出部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  センサ
２  判別回路
３  記憶回路
４  記憶処理回路
５  タイミング回路
６  照明制御回路
【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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