(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベア上を移動する被検査物品を一定速度で回転する回転搬送装置と、前記回転移動する被検査物品の被検査部の両側エッジの外観画像を取り込むために前記回転搬送装置に沿って配置された複数の検査カメラとを含み、
前記検査カメラは複数の前半カメラ部と複数の後半カメラ部とを備えており、前記前半カメラ部と後半カメラ部における各検査カメラは前記被検査部の全周を等分した一定角度位置となる間隔距離（ａ）を置いて配置されているとともに、前半カメラ部の最後の検査カメラと後半カメラ部の最初の検査カメラとの間隔距離（ｂ）が前記被検査部の全周を等分した一定角度位置となる間隔距離（ａ）と異なる間隔距離に配置されていることを特徴とする物品の外観検査装置。
【請求項２】
前記前半カメラ部の最後の検査カメラと後半カメラ部の最初の検査カメラとの間隔距離（ｂ）が、前記被検査部の全周を等分した一定角度位置となる間隔距離（ａ）の略半分（約ａ／２）に配置されている請求項１に記載の物品の外観検査装置。
【請求項３】
前記後半カメラ部が、前記回転搬送装置に沿って移動可能に構成されている請求項１又は２に記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、物品の外観検査装置に関し、特には、被検査物品を回転して複数方向からの外観画像をカメラに取り込んで行う外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばアルミ缶入り飲料の製造にあっては、中身飲料の充填後にアルミキャップによるシールがなされる。すなわち、キャッパー（キャップ装着機）では、充填後のアルミ缶本体の口部にアルミキャップが供給され、上部からキャップに圧力をかけて缶本体口部のインナーと密着させ、天部がかしめられる。このとき、上部からの圧力が強すぎると、アルミボトル缶であることより、缶本体が座屈するという欠陥が生じ、一方、圧力が不足すると、キャップが密着せずにシール不良という欠陥を招く。これらの欠陥を検査するために、天部の形状及び天面を基準としたキャップ寸法を計測し、所定のものかどうかを判定する検査、いわゆる天面絞り検査が行われる。
【０００３】
天面絞り後、ボトル缶本体のネジ部に沿って、前記キャッパーによるキャップのネジ切り（溝付け）が行われる。このネジ切りが何らかの要因で深く切られるとキャップ切れが生じ、浅過ぎるとシール不良による液漏れなどの重大な欠陥を招く。そこで、ネジ部の谷部と山部の寸法差を計測してその差による良否を判定するねじ深さ検査が行われる。ネジ切り後、キャップ部の下部を絞る裾絞りがなされる。この裾絞りにおいても、前記天面絞りと同様に、裾部の形状及び寸法計測による裾絞り検査が行われる。
【０００４】
さらに、キャップにはいたずら防止用にブリッジが形成されるが、このブリッジの切れや隙間を検査するブリッジ切れ検査や、ボトル缶本体の首部を基準としたボトル缶の座屈やキャップの斜め被り高さ不良などのキャップ高さ検査などが行われる。
【０００５】
上述したような各種の検査を実施するために、被検査物品の外観画像をカメラに取り込んで、画像処理の手法によって良否（例えば所定の規格値であるか否か）を検査判定することが行われている。例えば、添付の図面の図１０は、被検査物品（アルミ缶）Ｂの被検査部（キャップ）Ｃの両側エッジを検査するために、（１０Ａ）及び（１０Ｂ）図のように、被検査部Ｃの９０度方向位置を違えた画像Ｇ１，Ｇ２を取り込んで行うものである。この場合には、（１０Ｃ）の平面図における被検査部Ｃのエッジを４ケ所Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４を検査することになる。なお、（１０Ａ）及び（１０Ｂ）図のような画像Ｇ１，Ｇ２は、被検査物品Ｂを回転させてもよいが、回転させることなく検査カメラの配置あるいはミラー等の使用によって得ることができる。
【０００６】
しかるに、近年、検査精度をより高くするために、被検査部により多くの検査ポイントを設定することが求められる。もちろん、そのような検査は簡単にかつ確実に実施でき、しかも経済的である必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような要請に応えるために、特殊な機械装置を使用することなく、簡単かつ確実にしかも経済的に、多くの検査ポイントを設定することができ、検査精度を大幅に高めることができる物品の外観検査装置を提案するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、コンベア上を移動する被検査物品を一定速度で回転する回転搬送装置と、前記回転移動する被検査物品の被検査部の両側エッジの外観画像を取り込むために前記回転搬送装置に沿って配置された複数の検査カメラとを含み、前記検査カメラは複数の前半カメラ部と複数の後半カメラ部とを備えており、前記前半カメラ部と後半カメラ部における各検査カメラは前記被検査部の全周を等分した一定角度位置となる間隔距離（ａ）を置いて配置されているとともに、前半カメラ部の最後の検査カメラと後半カメラ部の最初の検査カメラとの間隔距離（ｂ）が前記被検査部の全周を等分した一定角度位置となる間隔距離（ａ）と異なる間隔距離に配置されていることを特徴とする物品の外観検査装置に係る。
【０００９】
請求項２の発明は、前記前半カメラ部の最後の検査カメラと後半カメラ部の最初の検査カメラとの間隔距離（ｂ）が、前記被検査部の全周を等分した一定角度位置となる間隔距離（ａ）の略半分（約ａ／２）に配置されている請求項１に記載の物品の外観検査装置に係る。
【００１０】
また、請求項３の発明は、前記後半カメラ部が、前記回転搬送装置に沿って移動可能に構成されている請求項１又は２に記載の外観検査装置に係る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は請求項１の発明に係る物品の外観検査装置の一実施例を示す全体の概略平面図、図２はその検査カメラによる外観画像を表す模式図、図３は図１の検査装置の要部を模式的に表した部分平面図、図４は被検査部の検査ポイントを模式的に表した平面図、図５は他の実施例を示す要部の概略平面図、図６は図５の例における被検査部の検査ポイントを模式的に表した平面図、図７は他の実施例を示す概略平面図、図８はその検査カメラによる外観画像を表す模式図、図９は図７の検査装置による被検査部の検査ポイントを模式的に表した平面図である。
【００１２】
図１及び図２に示したように、この発明に係る物品の外観検査装置１０は、コンベア９上を移動する被検査物品Ｂを一定速度で回転させる回転搬送装置２０と、前記回転移動する被検査物品Ｂ（Ｂ１ないしＢ６）の被検査部Ｃの両側エッジ（Ｐ１，Ｐ２）の外観画像Ｇ（図２参照）を取り込むために前記回転搬送装置２０に沿って配置された複数の検査カメラ３１，３２，３３，３４，３５，３６とを含む。実施例では、被検査物品Ｂとして前記したアルミ缶入り飲料を、被検査部Ｃとして前記アルミ缶入り飲料のキャップ（部）を例として以下説明する。
【００１３】
回転搬送装置２０は、コンベア９上を移動する被検査物品Ｂを一定速度で回転させるもので、図に示すようにコンベア９の進行方向に対して左右両側に設けられた２つのベルトコンベア装置２１及び２２の各ベルト２３及び２４に所定の速度差をつけることによって、両ベルト２３，２４間に挟まれたアルミ缶Ｂを一定距離で１回転させるものである。この例では、６００ｍｍの距離で被検査物品であるアルミ缶Ｂが１回転するように各ベルトコンベア装置２１，２２のベルト速度に差が設けられている。なお、図１において符号Ｂ１ないしＢ６はアルミ缶Ｂの回転状態（位置）を示し、Ｋ１ないしＫ６は前記アルミ缶Ｂの回転状態Ｂ１ないしＢ６における検査位置を表す。
【００１４】
図１において符号６０は送り込みコンベア装置を表し、ランダムな間隔でコンベア９上を流れてくるアルミ缶Ｂを、コンベア速度より低速で駆動する左右両側のベルトコンベア装置６１及び６２の各ベルト６３及び６４によって、一旦ピッチをつめた上で挟み込み一定間隔を空けて前記回転搬送装置２０に送り込むものである。また、符号７０は送り出しコンベア装置を表し、等速で駆動する左右両側のベルトコンベア装置７１及び７２の各ベルト７３及び７４によって、前記回転搬送装置２０によって回転させたアルミ缶Ｂの回転を止め、以後のコンベア９のライン上に安定化して送り出すものである。なお、図の共通符号２９は、前記各ベルトコンベア装置における各ベルトをアルミ缶Ｂに圧接するガイド部材である。
【００１５】
検査カメラ３１ないし３６は、例えば公知のＣＣＤカメラよりなる。図１では図示を省略したが、各カメラが配置されたコンベア９の反対側には公知の照明装置（光源）が設置されていて、各検査カメラは前記光源による透過照明によって、コンベア９上を回転移動するアルミ缶Ｂの被検査部であるキャップＣの両側エッジＰ１，Ｐ２の外観画像（シルエット）Ｇを取り込む。図２はその外観画像の模式図である。
【００１６】
検査カメラ３１ないし３６は、図１に図示のように、複数の前半カメラ部Ｆ（ここでは検査カメラ３１，３２，３３）と、複数の後半カメラ部Ｒ（ここでは検査カメラ３４，３５，３６）とを備える。前半カメラ部Ｆは被検査部であるキャップＣの全周の二分の一に相当する部分を撮像し、また後半カメラ部Ｒは他の二分の一部分を撮像する。
【００１７】
前半カメラ部Ｆを構成する検査カメラ３１，３２，３３及び後半カメラ部Ｒを構成する検査カメラ３４，３５，３６における各検査カメラは、前記被検査部であるキャップＣの全周を等分した一定角度位置となる間隔距離ａを置いて配置されているとともに、前記前半カメラ部Ｆの最後の検査カメラ３３と前記後半カメラ部Ｒの最初の検査カメラ３４との間隔距離ｂは、前記間隔距離ａと異なる間隔距離に配置されている。図示の実施例では、６台の検査カメラを有するものであるから、検査カメラ３１と３２、検査カメラ３２と３３（以上前半カメラ部Ｆ）、及び検査カメラ３４と３５、検査カメラ３５と３６（以上後半カメラ部Ｒ）のキャップＣの全周を等分した一定角度位置は、６／３６０度で６０度位置であり、その間隔距離ａはハンドリングの安定性から１００ｍｍとして設定してある。そして、前半カメラ部Ｆの最後の検査カメラ３３と後半カメラ部Ｒの最初の検査カメラ３４との間隔距離ｂは、前記間隔距離ａと異なる間隔距離、つまり１００ｍｍ以外の距離であればよい。
【００１８】
この間隔距離ｂは、請求項２の発明として規定しかつ図示するように、前記間隔距離ａの略半分ａ／２（この例では５０ｍｍ）に配置されることが好ましい。後に詳述するが、これによって、効率良く多くの検査ポイントを設定することができ、検査精度もより高くなる。
【００１９】
図３及び図４に従って、この実施例装置についてさらに説明する。図３は図１の回転搬送装置２０の要部を示すもので、各検査カメラ３１ないし３６とアルミ缶Ｂの回転状態（位置）Ｂ１ないしＢ６との検査位置Ｋ１ないしＫ６の関係を模式的に表した図である。被検査部であるキャップＣの回転位置をわかりやすく説明するために被検査物品であるアルミ缶Ｂの上面に菱形のマークを付した。菱形マークの両尖端部が検査ポイントＰ１，Ｐ２となるキャップＣのエッジである。
【００２０】
まず、コンベア９上を一定速度で回転移動するアルミ缶Ｂ１は、前半カメラＦの第１の検査カメラ３１の検査位置Ｋ１において、その両側エッジＰ１，Ｐ２の画像Ｇが取り込まれる（図２参照）。次いで、一定距離ａを回転移動したアルミ缶Ｂ２は次の検査位置Ｋ２において、前半カメラ部Ｆの第２の検査カメラ３２によってその両側エッジＰ３，Ｐ４の画像が取り込まれ、さらに一定距離ａを回転移動したアルミ缶Ｂ３は検査位置Ｋ３において、第３の検査カメラ３３によってその両側エッジＰ５，Ｐ６の画像が取り込まれる。ここで、一定距離ａは、前記したように、被検査部であるキャップＣの全周を等分した一定角度位置となる間隔距離であるから、ここでは６等分した６０度角度位置を意味し、前半カメラ部Ｆの検査カメラ３１，３２，３３に取り込まれるエッジＰ１ないしＰ６は図４に白い四角マークで示すようにキャップＣの全周の６０度間隔位置のエッジを検査することになる。
【００２１】
次に、前半カメラ部Ｆの最後の検査カメラ３３と後半カメラ部Ｒの最初の検査カメラ３４との間隔距離ｂは、前記間隔距離ａと異なる間隔距離に設定されているから、当然その角度位置も異なる。実施例では、請求項２の発明として規定したように距離ｂは距離ａの略半分としてあり、ここでは計算上２分の１（ｂ＝ａ／２）とすると、被検査部であるキャップＣの角度位置は６０度の半分で３０度となる。従って、距離ｂを回転移動したアルミ缶Ｂ４はその検査位置Ｋ４の検査カメラ３４において、前半カメラ部Ｆの最後の検査カメラ３３による両側エッジＰ５，Ｐ６の画像よりも３０度の角度位置が異なった両側エッジＰ７，Ｐ８の画像が取り込まれる。
【００２２】
後半カメラ部Ｒの検査カメラ３４と３５、検査カメラ３５と３６は、前記したように、一定間隔距離ａに配置されており、検査カメラ３５及び３６は、前記したように、それぞれ６０度間隔位置における両側エッジＰ９とＰ１０、Ｐ１１とＰ１２の画像を取り込む。これを図４に黒い四角マークで表すと、図のように、キャップＣの全周の１２のポイントにおけるエッジ画像を得ることができる。特に、この例では、距離ｂを距離ａの半分（ｂ＝ａ／２）としたので、キャップＣの全周の１２のポイントに均等分した精度の高い検査画像を効率良く取り込むことができる。
【００２３】
図５は前半カメラ部Ｆに２台の検査カメラ４１，４２と、後半カメラ部Ｒに２台の検査カメラ４３，４４をそれぞれ配置した例である。検査カメラ４１と４２、及び検査カメラ４３と４４は、被検査部であるキャップＣの全周を等分した一定角度（ここでは９０度）となる一定間隔距離ａを置いて配置されており、前半カメラ部Ｆの最後の検査カメラ４２と後半カメラ部Ｒの最初の検査カメラ４３との間隔距離ｂは、前記間隔距離ａと異なる間隔距離に設定されている。この図例では距離ｂは距離ａの半分（ｂ＝ａ／２）とされている。
【００２４】
図５から理解されるように、前半カメラ部Ｆの第１の検査カメラ４１の検査位置Ｋ２１にあるアルミ缶Ｂ２１では両側エッジＰ２１，２２の画像が取り込まれ、第２の検査カメラ４２の検査位置Ｋ２２にあるアルミ缶Ｂ２２では９０度の角度位置が異なる両側エッジＰ２３，２４の画像が取り込まれる。また、後半カメラ部Ｒの第１の検査カメラ４３の検査位置Ｋ２３にあるアルミ缶Ｂ２３では４５度の角度位置が異なる両側エッジＰ２５，２６の画像が取り込まれ、第２の検査カメラ４４の検査位置Ｋ２４にあるアルミ缶Ｂ２４では９０度の角度位置が異なる両側エッジＰ２７，２８の画像が取り込まれる。これをキャップＣの全周で図示すると、図６のようになる。白い四角マークが前半カメラ部Ｆにより、黒い四角マークが後半カメラ部Ｒによるものである。前述したと同様に、キャップＣの全周の８のポイントに均等分した精度の高い検査画像を効率良く取り込むことができる。
【００２５】
ここで、前記後半カメラ部Ｒは、請求項３の発明として規定したように、前記回転搬送装置２０に沿って移動可能に構成することができる。図１に図示のように、後半カメラ部Ｒを構成する検査カメラ３４，３５，３６は単一の保持部材８１に保持され、前記保持部材８１は回転搬送装置２０に沿って設けられたレール部材８２上を滑動できるようになっている。これによって、前半カメラ部Ｆの最後の検査カメラ３３と後半カメラ部Ｒの最初の検査カメラ３４との間隔距離ｂを調整することができる。これによって、間隔距離ｂの微調整を図ることができるほか、間隔距離ｂを間隔距離ａと同じくして次述する他の実施例に係る装置としても使用できるメリットがある。なお、各検査カメラ３１ないし３６を個別に位置調整できるようにしておいてもよい。
【００２６】
他の実施例は、図７及び図８に図示したように、コンベア９上を移動する被検査物品Ｂを一定速度で回転する回転搬送装置２０と、前記回転移動する被検査物品Ｂの被検査部Ｃの拡大した片側エッジＰ３１の外観画像Ｇｘを取り込むために前記回転搬送装置２０に沿って配置された複数の検査カメラ５１，５２，５３，５４，５５，５６とを含む。なお、図７において、回転搬送装置２０及び図示しない送り込みコンベア装置ならびに送り出しコンベア装置、さらに被検査物品Ｂならびに被検査部Ｃについては、図１ないし図３で説明したと同一であるので、その図示及び説明を省略する。
【００２７】
そして、この発明にあっては、前記検査カメラ５１ないし５６は被検査部であるキャップＣの全周を等分した一定角度位置となる間隔距離ｄを置いて配置されている。すなわち、図示の例では、６台の検査カメラを有するものであるから、各検査カメラ５１ないし５６のキャップＣの全周を等分した一定角度位置は、６／３６０度で６０度位置であり、その間隔距離ｄはハンドリングの安定性から１００ｍｍとして設定してある。
【００２８】
コンベア９上を回転移動するアルミ缶Ｂの回転状態Ｂ３１，Ｂ３２，Ｂ３３，Ｂ３４，Ｂ３５，Ｂ３６の各検査位置Ｋ３１，Ｋ３２，Ｋ３３，Ｋ３４，Ｋ３５，Ｋ３６における片側エッジＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４，Ｐ３５，Ｐ３６の外観画像が、各検査カメラ５１、５２，５３，５４，５５，５６によって撮像される。この発明によって取り込まれる画像Ｇｘは、被検査部であるキャップＣの片側エッジであるので、この装置によって検査される検査ポイントは、図９に図示のように、キャップＣの全周を６等分した位置となる。この発明では、拡大した画像を得る場合に有効である。
【００２９】
なお、図７に図示したように、６台の検査カメラ５１ないし５６のうち、前半部と後半部に分け、後半部の検査カメラ５４，５５，５６を先に述べた単一の保持部材８１に保持し、回転搬送装置２０に沿って設けられたレール部材８２上を滑動できるようにすると、請求項１ないし２として規定した発明のように、前半部の最後の検査カメラ５３と後半部の最初の検査カメラ５４との間隔距離ｂを調整することができ、幅広い検査態様が可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、この発明によれば、特殊な機械装置を使用することなく、簡単かつ確実にしかも経済的に、多くの検査ポイントを設定することができ、検査精度を大幅に高めることができる。
【００３１】
また、請求項２の発明では、前半カメラ部の最後の検査カメラと後半カメラ部の最初の検査カメラとの間隔距離を各検査カメラとの間隔距離の略半分に配置することにより、被検査部の全周を均等分したポイントにおける検査画像を効率良く取り込むことができる。
【００３２】
さらに、請求項３の発明では、後半カメラ部を前記回転搬送装置に沿って移動可能とすることで、異なる条件での検査を容易に行うことが可能となり、幅広い検査態様に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  請求項１の発明に係る物品の外観検査装置の一実施例を示す全体の概略平面図である。
【図２】  図１の検査装置による検査カメラによる外観画像を表す模式図である。
【図３】  図１の検査装置の要部を模式的に表した部分平面図である。
【図４】  被検査部の検査ポイントを模式的に表した平面図である。
【図５】  他の実施例を示す要部の概略平面図である。
【図６】  図５の例における被検査部の検査ポイントを模式的に表した平面図である。
【図７】  他の実施例を示す概略平面図である。
【図８】  その検査カメラによる外観画像を表す模式図である。
【図９】  図７の検査装置による被検査部の検査ポイントを模式的に表した平面図である。
【図１０】  従来装置による外観検査の一例を示す被検査部の外観画像及び模式平面図である。
【符号の説明】
９    コンベア
１０  外観検査装置
２０  回転搬送装置
２１，２２  ベルトコンベア装置
３１，３２，３３，３４，３５，３６  検査カメラ
４１，４２，４３，４４  検査カメラ
５１，５２，５３，５４，５５，５６  検査カメラ
６０  送り込みベルトコンベア装置
７０  送り出しベルトコンベア装置
８１  保持部材
８２  レール部材
Ｆ  前半カメラ部
Ｒ  後半カメラ部
Ｂ  被検査物品
Ｋ  検査位置
Ｐ  検査ポイント
【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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【図７】
0003909672.tif 000008
【図８】
0003909672.tif 000009
【図９】
0003909672.tif 000010
【図１０】
0003909672.tif 000011