(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が絞り成形されたガラス管を検査位置に保持し軸周りに回転させる保持回転部材と、
前記ガラス管の管端部の画像情報を取得する画像情報取得部材と、
前記画像情報取得部材が取得した前記ガラス管端部の画像情報の処理を行なって、前記ガラス管端部の絞り成形された部分の管外側端の位置座標と前記ガラス管の絞り成形されていない本体部分の管外側端の位置座標とを検出するガラス管外側端位置座標検出部と、
前記ガラス管外側端位置座標検知部の検出した前記絞り成形された部分の管外側端の位置座標とガラス管本体部分の管外側端の位置座標との差から偏心量を算出し、算出した前記偏心量を所定の規定値と比較し、絞り成形部の偏心量によるガラス管の良、不良を判定する処理部と
を備えたことを特徴とするガラス管端の偏心検査装置。
【請求項２】
両端が絞り成形されたガラス管を保持回転部材により、検査位置に保持し軸周りに回転させる工程と、
画像情報取得部材により、前記ガラス管の管端部の画像情報を取得する工程と、
ガラス管外側端位置座標検出部により、前記画像情報取得部材が取得した前記ガラス管端部の画像情報の処理を行なって、前記ガラス管端部の絞り成形された部分の管外側端の位置座標と前記ガラス管の絞り成形されていない本体部分の管外側端の位置座標とを検出する工程と、
処理部により、前記ガラス管外側端位置座標検知部の検出した前記絞り成形された部分の管外側端の位置座標とガラス管本体部分の管外側端の位置座標との差から偏心量を算出し、算出した前記偏心量を所定の規定値と比較し、絞り成形部の偏心量によるガラス管の良、不良を判定して、判定結果を出力する工程と
を備えたことを特徴とするガラス管端の偏心検査方法。
【請求項３】
両端が絞り成形されたガラス管を検査位置に保持し軸周りに回転させる保持回転部材と、
前記ガラス管の管端部の画像情報を取得する画像情報取得部材と、
前記画像情報取得部材が取得した前記画像情報の処理を行なって、前記ガラス管の管端の位置を検出し、検出したこの管端から前記ガラス管の長さ方向に所定の距離だけ離れた位置における絞り成形された部分の管外側端の位置座標を検出するガラス管外側端位置座標検出部と、
前記ガラス管外側端位置座標検出部の検出する絞り成形された部分の管外側端の位置座標の最大値と最小値から偏心量を算出し、算出した前記偏心量を所定の規定値と比較し、絞り成形部の偏心量によるガラス管の良、不良を判定する処理部と
を備えたことを特徴とするガラス管端の偏心検査装置。
【請求項４】
保持回転部材により、両端が絞り成形されたガラス管を検査位置に保持し軸周りに回転させる工程と、
画像情報取得部材により、前記ガラス管の管端部の画像情報を取得する工程と、
ガラス管外側端位置座標検出部により、前記画像情報取得部材が取得した前記画像情報の処理を行なって、前記ガラス管の管端の位置を検出し、検出したこの管端から前記ガラス管の長さ方向に所定の距離だけ離れた位置における絞り成形された部分の管外側端の位置座標を検出する工程と、
処理部により、前記ガラス管外側端位置座標検出部の検出する絞り成形された部分の管外側端の位置座標の最大値と最小値から偏心量を算出し、算出した前記偏心量を所定の規定値と比較し、絞り成形部の偏心量によるガラス管の良、不良を判定して、判定結果を出力する工程
とを備えたことを特徴とするガラス管端の偏心検査方法。
【請求項５】
前記ガラス管端の偏心検査装置がさらに、検査するガラス管を移送するガラス管移送装置と、前記処理部の判定結果に従って、良と判定されたガラス管を通過させ、不良と判定されたガラス管を排除するガラス管選別装置とを備えたことを特徴とする請求項１または３記載のガラス管端の偏心検査装置。
【請求項６】
前記ガラス管端の偏心検査方法が、ガラス管移送装置により検査するガラス管を移送する工程と、ガラス管選別装置により、前記処理部の判定結果にて良と判定されたガラス管を通過させ、不良と判定されたガラス管を排除する工程とを備えたことを特徴とする請求項２または４記載のガラス管端の偏心検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端部を絞り成形されたガラス管の製造ライン中で、画像処理技術により、ガラス管端部の偏心量を計測し、その良否を自動的に判断する検査装置および検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス管を基準寸法に切断し、両端部を絞り成形されたものが数多く生産されている。蛍光灯用ガラス管はこの型のガラス管を代表するものである。蛍光灯用ガラス管の場合は、この端部の絞り成形された部分に口金金具が取りつけられる。ガラス管の管端部の絞り成形は、例えばガラス管をチャックに装着し、加熱によって軟化させたガラス管の端部のガラスを、フォーミングローラーを治具として管端を絞ることによって行われる。
【０００３】
このようなガラス管の製造ライン中で形状や寸法を自動検査する方法としては、例えば特開平５−５２５３０号公報に記載されている方法がある。この検査方法は、ＣＣＤイメージセンサカメラを用いて、ガラス管を撮像して取り込んだ画像を処理することにより、ガラス管の直径や長さなどの寸法の計測と両端切断面エッジ形状などの形状を認識して、その良否を自動検査するものである。
【０００４】
また特開平８−６８７６１号公報には、ガラス管の端部の画像を８台のカメラにより取り囲んで撮像し、これを画像処理することにより、端面変形量、クラック、ビリ（ひびの一種）の有無を判定する自動検査装置が記載されている。
【０００５】
さらに特開昭６３−２２２２４５号公報には、ガラス管の検査ではないが、ガラス管の検査に類似の検査として、びん口部を斜め上から撮像し、２値化画像を取出して処理することにより、びん口部の欠陥を自動検査する装置の発明が記載されている。この自動検査装置は、びん口部にある欠けやビリなどの欠陥を自動的に検査するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、絞り成形されたガラス管においては、ガラス管本体の中心軸と絞り成形された部分の中心軸との間には、ずれ、即ち偏心が存在する。偏心の発生原因の一つとしては、絞り成形時のガラス管の中心軸と治具の中心軸とのずれが考えられ、その調整が重要であるが、他の原因も関係しており、偏心を完全に除くことは決して容易ではない。
【０００７】
本発明者らは、蛍光灯用ガラス管のように両端部を絞り成形されたガラス管の品質を決める量として、上記の検査方法で検査される寸法や形状のほかに、端部の絞り成形された部分の微小な偏心量が、管理することが望ましい重要な量であることに着目した。
【０００８】
しかしながら、上記した公知のガラス管検査装置は、いずれもガラス管の寸法と形状を検査するもので、ガラス管端部の絞り成形された部分の偏心量を検査するものではない。そこで製造工程におけるオンライン製品検査において、絞り成形部の管端の偏心値を計測し、評価することができる新しい自動検査装置の開発が、両端部を絞り成形されたガラス管の品質を確保するための課題であるとして、その開発を行った結果、以下に述べる新しい自動検査装置および検査方法を発明することができた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のガラス管端の偏心検査装置は、両端が絞り成形されたガラス管を検査位置に保持し軸周りに回転させる保持回転部材と、前記ガラス管の管端部の画像情報を取得する画像情報取得部材と、前記画像情報取得部材が取得した前記ガラス管端部の画像情報の処理を行なって、前記ガラス管端部の絞り成形された部分の管外側端の位置座標と前記ガラス管の絞り成形されていない本体部分の管外側端の位置座標とを検出するガラス管外側端位置座標検出部と、前記ガラスス管外側端位置座標検知部の検出した前記絞り成形された部分の管外側端の位置座標とガラス管本体部分の管外側端の位置座標との差から偏心量を算出し、算出した前記偏心量を所定の規定値と比較し、絞り成形部の偏心量によるガラス管の良、不良を判定する処理部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また本発明のガラス管端の偏心検査装置は、両端が絞り成形されたガラス管を検査位置に保持し軸周りに回転させる保持回転部材と、前記ガラス管の管端部の画像情報を取得する画像情報取得部材と、前記画像情報取得部材が取得した前記画像情報の処理を行なって、前記ガラス管の管端の位置を検出し、検出したこの管端から前記ガラス管の長さ方向に所定の距離だけ離れた位置における絞り成形された部分の管外側端の位置座標を検出するガラス管外側端位置座標検出部と、前記ガラス管外側端位置座標検出部の検出する絞り成形された部分の管外側端の位置座標の最大値と最小値から偏心量を算出し、算出した前記偏心量を所定の規定値と比較し、絞り成形部の偏心量によるガラス管の良、不良を判定する処理部とを備えたことを特徴とするものであってもよい。
【００１１】
本発明のガラス管端の偏心検査装置は、検査するガラス管を移送するガラス管移送装置と、前記処理部の判定結果に従って、良と判定されたガラス管を通過させ、不良と判定されたガラス管を排除するガラス管選別装置とを備えることができる。
【００１２】
本発明のガラス管端の偏心検査装置によれば、両端部を絞り成形されたガラス管の端部の絞り成形された部分の偏心量を、製造工程でオンライン全品検査することができるので、この種のガラス管製品の品質を一段と高めることができる。
【００１３】
本発明のガラス管端の偏心検査装置において、上記ガラス管を検査位置に保持し軸周りに回転させる保持回転部材としては、例えば駆動ロールを備えた保持具を好ましく用いることができる。
【００１４】
また上記ガラス管の管端部の画像情報を取得する画像情報取得部材としては、例えばビデオカメラを用いることができ、ＣＣＤイメージセンサカメラを好ましく用いることができる。このようなカメラを用いて画像取得する際には、適当な照明を用いることができる。例えば高輝度ＬＥＤ照明を好ましく用いることができ、また一般の光源を拡散板を介して用いることもできる。またガラス管端部の画像情報の取得を行う画像情報取得部材として、レーザ光と受光素子とを組み合せて用いれば、精度の高い偏心検査装置を得ることができるので好ましい。
【００１５】
また上記ガラス管外側端位置座標検出部には、通常の画像処理装置を用い、画像情報取得部材が取得した前記ガラス管端部の画像情報を処理し、ガラス管端部の管外側端の位置座標を検出することができる。
【００１６】
さらに上記処理部には、通常のコンピュータを用い、ガラスス管外側端位置座標検知部の検出した絞り成形された部分の管外側端の位置座標とガラス管本体部分の管外側端の位置座標との差から偏心量を算出し、算出した前記偏心量を所定の規定値と比較し、絞り成形部の偏心量によるガラス管の良、不良を判定したり、絞り成形された部分の管外側端の位置座標の最大値と最小値から偏心量を算出し、算出した偏心量を所定の規定値と比較し、絞り成形部の偏心量によるガラス管の良、不良の判定を行い、判定結果を出力することができる。
【００１７】
本発明のガラス管端の偏心検査方法は、両端が絞り成形されたガラス管を保持回転部材により、検査位置に保持し軸周りに回転させる工程と、画像情報取得部材により、前記ガラス管の管端部の画像情報を取得する工程と、ガラス管外側端位置座標検出部により、前記画像情報取得部材が取得した前記ガラス管端部の画像情報の処理を行なって、前記ガラス管端部の絞り成形された部分の管外側端の位置座標と前記ガラス管の絞り成形されていない本体部分の管外側端の位置座標とを検出する工程と、処理部により、前記ガラス管外側端位置座標検知部の検出した前記絞り成形された部分の管外側端の位置座標とガラス管本体部分の管外側端の位置座標との差から偏心量を算出し、算出した前記偏心量を所定の規定値と比較し、絞り成形部の偏心量によるガラス管の良、不良を判定して、判定結果を出力する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
また本発明のガラス管端の偏心検査方法は、保持回転部材により、両端が絞り成形されたガラス管を検査位置に保持し軸周りに回転させる工程と、画像情報取得部材により、前記ガラス管の管端部の画像情報を取得する工程と、ガラス管外側端位置座標検出部により、前記画像情報取得部材が取得した前記画像情報の処理を行なって、前記ガラス管の管端の位置を検出し、検出したこの管端から前記ガラス管の長さ方向に所定の距離だけ離れた位置における絞り成形された部分の管外側端の位置座標を検出する工程と、処理部により、前記ガラス管外側端位置座標検出部の検出する絞り成形された部分の管外側端の位置座標の最大値と最小値から偏心量を算出し、算出した前記偏心量を所定の規定値と比較し、絞り成形部の偏心量によるガラス管の良、不良を判定して、判定結果を出力する工程とを備えたことを特徴とするものであってもよい。
【００１９】
上記前記ガラス管端の偏心検査方法は、ガラス管移送装置により検査するガラス管を移送する工程と、ガラス管選別装置により、前記処理部の判定結果にて良と判定されたガラス管を通過させ、不良と判定されたガラス管を排除する工程とを備えることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて具体的に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施形態に係るガラス管端の偏心検査装置１における画像入力および操作部の要部を模式的に示す図であって、図１（ａ）はその立面図、図１（ｂ）はその平面図である。図１において、検査対象のガラス管２は、移送装置３によって検査台４上に移送される。
【００２２】
検査台４は、架台１０に設けられたエアシリンダ４ａなどにより昇降自在に支持されており、間欠駆動される移送装置３上のガラス管２が所定の検査位置に移送された時点で上昇してガラス管２をローラ５間に配置し、ＣＣＤイメージセンサカメラ８の撮像範囲にて停止する。次にこの検査台上でガラス管２は保持回転部材であるローラ５によって駆動され回転する。この検査台４上のガラス管２の端部は、高輝度ＬＥＤ７によって照明され、カメラ取付台６に配置されたＣＣＤイメージセンサカメラ８よって、その画像が撮像され、検査される。ガラス管端部撮像のための照明として、高輝度ＬＥＤ照明７が用いられる。撮像検査が終了した後、検査台４は下降し、ガラス管２を移送装置３に戻すとともに移送装置３のガラス管２の搬送位置よりも低い位置まで下降する。その後、移送装置３は間欠駆動され、次のガラス管が検査位置に移送され、以後この動作を繰り返す。
【００２３】
図２（ａ）はＣＣＤイメージセンサカメラ８によって得られた画像信号の処理の流れを示す図である。図２（ａ）ではガラス管端部をガラス管の長さ方向に対し垂直な方向から撮像する場合を示している。なお、ＣＣＤイメージセンサカメラ８によるガラス管端部の撮像は、図２（ｂ）に示したようにガラス管の長さ方向に対し斜めの方向から撮像してもよい。
【００２４】
ＣＣＤイメージセンサカメラ８によって得られた画像信号は、コントローラ１１に送られる。画像信号はコントローラ１１にて画像処理され、その結果がシーケンサ１２に送られる。シーケンサ１２には、予め入力してある検査の規定値と検査結果とを比較して良否の判定がなされる。コントローラ１１の画像処理の結果や、シーケンサの判定結果などは、モニタ１３にてモニタリングすることができる。
【００２５】
検査結果が不良となったガラス管に対しては、シーケンサ１２から図１（ａ）のガラス管選別装置９に信号が送られる。ガラス管選別装置９はこの信号によって動作し、このガラス管を除去する処置が取られる。
【００２６】
図３はコントローラに送られたガラス管端部の画像１４ａをモニタ上にディスプレイした状況を示す図である。なお、図３のようなガラス管端部の画像を得るには、ガラス管２の管端２０を検出し、これにより視野を決定すればよい。図３において、画像処理によりガラス管端部の絞り成形された部分の外形の側面線１５を検出し、検出した側面線１５のｘ座標値を処理部を形成する図２のシーケンサ１２に送る。同時に画像処理によりガラス管端部の絞り成形されていない本体部分の外形の側面線１６を検出し、検出した側面線１６のｘ座標値を図２のシーケンサ１２に送る。コントローラ１１からシーケンサ１７へのｘ座標値入力は、検査対象のガラス管の一端につき、ほぼ回転角４５°毎に８回行っている。
【００２７】
シーケンサ１２では、同時刻に検出したガラス管端部の絞り成形されていない本体部分の外形の側面線１６のｘ座標値ｘＣと絞り成形された部分の外形の側面線１５のｘＡ座標値との差ｘＣ−ｘＡを算出し、その差の絶対値の最大値を偏心量とし、予め設定した規定値、例えば０．６ｍｍと比較し、偏心量がこの規定値以下の場合は良、この規定値よりも大きい場合は不良と判定し、信号をガラス管選別装置９に送る。
【００２８】
図４は上述した本実施形態のガラス管端の偏心検査装置のコントローラおよびシーケンサにおける画像情報処理の流れを模式的に示したものである。図４のコントローラ１１ａにおいて、画像入力はまず１１ａ１にて画像処理され、１１ａ２にてガラス外形が抽出され、さらに１１ａ３にて、ガラス外側位置座標値ｘＣ、ｘＡが決定され、シーケンサ１２ａに送られる。シーケンサ１２ａでは、１２ａ１にて座標値差ｘＣ−ｘＡが算出され、１２ａ２にてその最大値が決定され、１２ａ３にてこの最大値と規定値とが比較され、良、不良が判定され、その信号がガラス管選別装置に送られる。
【００２９】
検査の終わったガラス管２は、移送装置３によってこの検査装置１から移送され、判定結果が良であれはそのまま移送され、不良であればガラス管選別装置８が動作してラインから除去される。これらの検査はガラス管の製造ラインの速度と同調させることにより、円滑なオンライン検査を行うことができる。
【００３０】
シーケンサで算出されたガラス管の絞り成形された部分の偏心量のデータは記録保存され、必要に応じてそのトレンドをモニターに表示することができる。
【００３１】
（実施の形態２）
実施の形態１において、図３に示したガラス管端部の絞り成形された部分の外形の側面線１５とガラス管端部の絞り成形されていない本体部分の外形の側面線１６を検出する代りに、図５に示す画像の処理を用いることによって、ガラス管端部の偏心を検出することができる。
【００３２】
図５はコントローラに送られたガラス管端部の画像１４ｂをモニタ上にディスプレイした状況を示す図である。図５において、予め設定した検出範囲１７内にまずガラス管の管端２０が検出されるようにし、管端２０から一定の距離ｙに検出範囲１８を設け、この検出範囲１８内にガラス管端部の絞り成形された部分の外形の側面線１５が検出されるようにする。こうして検出した絞り成形された部分の外形を示す側面線１５ｘ座標値をシーケンサ１２に送る。
【００３３】
ここで検査対象のガラス管の管端２０の位置が回転駆動ローラ５によるガラス管の回転で変化しても、検出範囲１７内であれば管端２０を追随し、管端２０と検出範囲１８までの距離ｙは一定に保つ。コントローラ１１からシーケンサ１２へのｘ座標値入力は、検査対象のガラス管の一端につき、ほぼ回転角４５°毎に８回行っている。
【００３４】
シーケンサ１２では、ガラス管１回転におけるｘ座標の最大値ｘｍａｘと最小値ｘｍｉｎとを求め、その差δ＝ｘｍａｘ−ｘｍｉｎを演算し、この値δをガラス管の絞り成形された部分の偏心量とする。シーケンサでは、この偏心量δを、予め設定した規定値δ０と比較し、規定値δ０よりも小さい場合は良、規定値δ０より大きい場合は不良と判定し、信号をガラス管選別装置８に送る。検査の終わったガラス管２は、移送装置３によってこの検査装置から移送され、判定結果が不良であればガラス管選別装置９が動作してラインから除去される。
【００３５】
シーケンサで算出されたガラス管の絞り成形された部分の偏心量δのデータは記録保存され、必要に応じてそのトレンドをモニターに表示することができる。
【００３６】
図６は上述した本実施形態のガラス管端の偏心検査装置のコントローラおよびシーケンサにおける画像情報処理の流れを模式的に示した図である。図６のコントローラ１２ｂにおいて、画像入力はまず１１ｂ１にて画像処理され、１１ａ２にてガラス外形が抽出され、さらに１１ｂ３にて、ガラス管端から一定距離ｙ離れた検出範囲にて、ガラス外側位置座標値ｘＡが決定され、シーケンサ１２ｂに送られる。シーケンサ１２ｂでは、１２ｂ１にて座標値差ｘＡの最大値、最小値が決定され、１２ｂ２にてその最大値と最小値の差が算出され、１２ｂ３にてこの最大値と最小値との差が規定値とが比較され、良、不良が判定され、その信号がガラス管選別装置に送られる。
【００３７】
（実施の形態３）
図７に示すように、実施の形態１〜２における高輝度ＬＥＤ照明７の代りに、レーザー光源７０を用い、このレーザー光源７０の発するレーザービーム７１がガラス管端部を走査するようにし、ガラス管に対しレーザー光源７０と反対の側に設けた受光器８０にて、このレーザービーム７１のガラス管端部による遮光を捉えることにより、ガラス管端部の画像信号を取得する。以後はこの画像信号を実施の形態１〜２と同様に、コントローラ１１およびシーケンサ１２にて画像信号を処理し演算を行うことにより、偏心量を求めるとともに良、不良の判定を行って、その信号をガラス管選別装置９に送る。
【００３８】
このようにガラス管端部の画像取得にレーザービームを用いることにより、より高精度の画像信号が得られ、その結果、より精度の高い偏心量測定が可能となる。
【００３９】
ここでは本発明の実施の形態について、具体例を挙げて説明した。本発明の実施の形態は、本発明の請求項に記載の範囲内で、このほかにさまざまな変形例が可能であることは言うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、ガラス管端の偏心をオンラインで全数を非接触にて自動的に検査し、選別することが可能である。しかも、検査データを解析することにより、傾向を把握し、対策を講じることにより、不良の発生を事前に防止することにより、品質向上や歩留まりの向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るガラス管端の偏心検査装置を模式的に示した図である。
【図２】  本発明の一実施形態に係るガラス管端の偏心検査装置におけるＣＣＤイメージセンサカメラによって得られた画像信号の処理の流れを模式的に示した図である。
【図３】  本発明の一実施形態に係るガラス管端の偏心検査装置におけるコントローラに送られたガラス管端部の画像をモニタ上にディスプレイした状況を模式的に示した図である。
【図４】  本発明の一実施形態に係るガラス管端の偏心検査装置におけるコントローラおよびシーケンサにおける画像情報処理の流れを模式的に示した図である。
【図５】  本発明の他の一実施形態に係るガラス管端の偏心検査装置におけるコントローラに送られたガラス管端部の画像をモニタ上にディスプレイした状況を模式的に示した図である。
【図６】  本発明の他の一実施形態に係るガラス管端の偏心検査装置におけるコントローラおよびシーケンサにおける画像情報処理の流れを模式的に示した図である。
【図７】  本発明のさらに他の一実施形態に係るガラス管端の偏心検査装置におけるレーザービームを走査し、このレーザービームを受光することによって得られた画像信号の処理の流れを模式的に示した図である。
【符号の説明】
１……ガラス管端の偏心検査装置、２……ガラス管、３……移送装置、４……検査台、４ａ……検査台支持エアシリンダ、５……保持回転部材、６……カメラ取付台、７……高輝度ＬＥＤ照明、８……ＣＣＤイメージセンサカメラ、９……ガラス管選別装置、１０……架台、１１……コントローラ、１２，１２ａ，１２ｂ……シーケンサ、１３……モニタ、１４ａ，１４ｂ……ガラス管端部の画像、１５……ガラス管の絞り成形された部分の外径の側面線、１６……ガラス管の絞り成形されていない本体部分の外径の側面線、１７……検出範囲、１８……検出範囲、２０……ガラス管端、７０……レーザー、７１……レーザービーム、８０……受光器。
【図１】
0003765767.tif 000002
【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】
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