JP5069167B2

JP5069167B2 - 変形検査方法

Info

Publication number: JP5069167B2
Application number: JP2008106268A
Authority: JP
Inventors: 幸男吉川
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Powertrain Systems Corp
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2028-04-16
Also published as: JP2009257894A

Description

本発明は、容器形状の対象物の変形を検査する変形検査方法に関する。

従来、ペットボトル等に装着されるキャップを製造した際には、その変形状態が検査される。

すなわち、前記キャップは、円形の底面と、該底面の周縁に立設された周壁とによって容器状に形成されており、製造されたキャップは、底面を下側に配置した上向き状態でベルトコンベアに載置され下流工程へ搬送される。

このベルトコンベア上のキャップは、上方に配置されたカメラによって、その画像が取得され、この取得画像が画像処理装置で処理される。

この画像処理装置では、前記キャップを示すキャップ画像の外径形状の変形を測定し、この変形状態から前記周壁の変形を検査するように構成されている。

しかしながら、このような従来の変形検査方法にあっては、光学系の中心と検査対象であるキャップの中心とにズレが生じた場合、取得したキャップ画像が楕円形になってしまう。

また、搬送されるキャップに傾きが生じた場合にも、取得したキャップ画像が楕円形になってしまう。

これらのように楕円形に変形されたキャップ画像にあっては、変形検査の誤判定要因となり得る。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、誤判定を防止することができる変形検査方法を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明の変形検査方法にあっては、底面に周壁が起立した容器形状の対象物を検査する際に、該対象物の上方側からの画像又は下方側からの画像を取得し、この取得画像の外形形状から前記周壁の変形を検査する変形検査方法において、前記底面を示す底面画像における縦横比に基づいて前記外形形状の外径を補正したデータを用いて検査を行う。

すなわち、容器状の対象物を検査する際には、当該対象物の上方側からの画像又は下方側からの画像を取得し、この取得画像の外形形状から前記対象物の周壁の変形を検査する。

このとき、前記取得画像を取得するための光学系の中心と前記対象物の中心とにズレが生じた場合、前記対象物を示す対象物画像は、一方向に伸びた横長になってしまう。また、前記対象物に傾きが生じた場合にも、前記対象物画像が前記横長になってしまう。

そこで、前記対象物の底面を示す底面画像の縦横比に基づいて、当該対象物の外形形状を示す外径を補正する。

これにより、前記対象物画像が画像取得状態によって横長に変形された場合であっても、変形し難い底面の底面画像の縦横比に基づいて、前記対象物の外形形状を示す外径の縦横比が補正され、この補正データを用いた検査が行われる。

以上説明したように本発明の変形検査方法にあっては、対象物を示す対象物画像が前記横長に変形された場合であっても、変形し難い底面の底面画像の縦横比に基づいて、前記対象物の外形形状を示す外径の縦横比を補正することによって、画像取得状態に起因した変形を排除することができる。

このため、画像取得時に、対象物の中心と光学系の中心とにズレが生じたり、前記対象物に傾きが生じ、取得した対象物画像が横長になってしまった場合であっても、これらの要因に起因する前記対象物画像の変形を排除した検査を行うことができ、変形検査時での誤判定を防止することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。

図１は、本実施の形態にかかる変形検査方法を実施する変形検査装置１を示す図であり、該変形検査装置１は、容器形状の対象物であるキャップ２の変形を検査する装置である。

すなわち、ペットボトルに装着されるキャップ２は、円板状の底面１１と、該底面１１の周縁より起立し上方へ向かうに従って大径となる円筒状の周壁１２とによって容器状に形成されており、該周壁１２の内側面には、前記ペットボトルの注ぎ口の外周部に設けられたねじ部と螺合するねじ山１３が一体形成されている。前記底面１１には、その周縁より内側に円筒状のインナーシール１４が一体形成されており、該インナーシール１４は、前記注ぎ口の内周面に密着するように構成されている。

これにより、当該キャップ２を前記注ぎ口に螺着した際には、前記インナーシール１４が前記注ぎ口に内嵌するとともに、当該インナーシール１４から前記周壁１２までの底面１１の部位が前記注ぎ口の端部に密着するように構成されており、前記注ぎ口を閉鎖できるように構成されている。

このキャップ２は、製造後において前記底面１１を下側に配置した上向き状態でベルトコンベア２１に載置され下流工程へ搬送され、この搬送過程において、その変形状態が前記変形検査装置１によって検査される。

この変形検査装置１は、前記ベルトコンベア２１上の前記キャップ２に対して上方から光を照らすリング照明３１を備えており、該リング照明３１は、円形リング状に形成されている。このリング照明３１の上部には、カメラ３２が配設されており、該カメラ３２は、前記リング照明３１に設けられた中央開口部３３を介して前記キャップ２の上方側からの画像を取得できるように構成されている。

前記カメラ３２は、画像処理装置４１に接続されており、該画像処理装置４１は、パソコン等で構成されている。この画像処理装置４１は、ハードディスク等の記憶手段に記憶されたプログラムに従って動作することで、前記カメラ３２で撮像した画像を取得するとともに、この取得画像を解析することによって、前記キャップ２を示すキャップ画像の外形形状から前記周壁１２の変形を検査するように構成されている。

このとき、当該画像処理装置４１は、前記キャップ２の底面１１を示す底面画像における縦横比に基づいて、前記キャップ２の外形形状の外径を補正したデータを用いて検査を行うように配置されている。

以上の構成にかかる本実施の形態の動作を、図２に示すフローチャートに従って説明する。

すなわち、前記画像処理装置４１が記憶手段に記憶されたプログラムに従って動作を開始し、メインルーチンより変形検査処理が呼び出されると、当該画像処理装置４１は、前記カメラ３２で撮像した画像の取得を開始する（Ｓ１）。

このとき、前記キャップ２の画像を取得する前記カメラ３２のレンズ３２ａの中心と前記キャップ２の中心とにズレが生じた場合、前記キャップ２を示す画像は、一方向に伸びた横長の楕円形になってしまう。また、前記キャップ２が異物に乗り上げ、部分的に浮き上がることによって傾きが生じた場合にも、このキャップ２の画像が前記横長の楕円形になってしまう。

そこで、図３にも示すように、前記カメラ３２で取得した取得画像１０１に前記キャップ２を示すキャップ画像１０２が検出された際には、前記キャップ２の底面１１を示す底面画像１０３から前記インナーシール１４を示すシール画像１０４を検出し、該シール画像１０４のＸ軸方向（横方向）での直径を計測してＸ方向直径寸法１０５として取得するとともに、前記シール画像１０４のＹ軸方向（縦方向）での直径を計測してＹ方向直径寸法１０６として取得する（Ｓ２）。

そして、前記シール画像１０４のＸ軸方向での直径及びＹ軸方向での直径が、前記インナーシール１４の設計上での直径である正規の寸法、具体的には前記Ｘ方向直径寸法１０５と前記Ｙ方向直径寸法１０６が同じ値である前記正規の寸法となるように、前記キャップ画像１０２を含む全体像をＸ方向及びＹ方向に拡大・縮小して補正画像１１１を生成する（Ｓ３）。

これにより、図３に示したように、前記キャップ２の底面１１を示す底面画像１０３の一部である前記シール画像１０４の縦横比に基づいて、前記キャップ２の周壁１２を示す周壁画像１２１が補正され、当該周壁画像１２１の外形形状及びその外径を示す周壁外縁画像１２２が補正される。

このため、前記キャップ画像１０２が画像取得状態によって横長の楕円形に変形された場合であっても、変形し難い底面１１の底面画像１０３の縦横比に基づいて、前記キャップ２の周壁１２端縁を示す前記周壁外縁画像１２２の縦横比が補正され、この補正データである補正画像１１１を用いた検査を行うことができる。

次に、この補正画像１１１において、前記キャップ画像１０２の直径寸法１３１を、前記周壁１２端縁を示す前記周壁画像１２１の周壁外縁画像１２２から計測し、この直径寸法１３１の計測を、当該キャップ画像１０２の中心点１３２を中心として２２．５度おきに１６箇所で取得した後（Ｓ４）、その最大値から最小値を減算して減算値を求める（Ｓ５）。

そして、この減算値が、予め前記記憶手段に記憶しておいた所定値以内であるか否かを判断し（Ｓ６）、この所定値以内の場合には、前記周壁１２端縁の各所での直径のバラツキが前記所定値以内に収まっており、前記周壁１２の変形が許容範囲内であると判断することができるので、ＯＫランプを点灯する等の正常処理を行って（Ｓ７）、メインルーチンへ戻る。

一方、前記ステップＳ６で、前記減算値が前記所定値を超えていると判断した場合には、前記周壁１２端縁の各所での直径のバラツキが前記所定値を超えており、前記周壁１２の変形が許容範囲を超えていると判断することができるので、ＮＧランプを点灯する等のＮＧ処理を行って（Ｓ８）、メインルーチンへ戻る。

このように、前記キャップ２を示すキャップ画像１０２が横長の楕円形に変形された場合であっても、変形し難い底面１１の底面画像１０３の縦横比に基づいて、前記キャップ２の外形形状を示す前記周壁外縁画像１２２の縦横比を補正することによって、画像取得状態に起因した変形を排除することができる。

このため、画像取得時に、前記キャップ２の中心と光学系レンズ３２ａの中心とにズレが生じたり、前記キャップ２に傾きが生じ、取得したキャップ画像１０２が横長の楕円形になってしまった場合であっても、これらの要因に起因する前記キャップ画像１０２の変形を排除した検査を行うことができる。

したがって、誤判定すること無く、変形検査を行うことができる。

なお、本実施の形態では、ペットボトルに装着されるキャップ２の変形を検査する場合に付いて説明したが、これに限定されるものではない。

例えば、コップやデザートカップ等、容器形状の対象物であれば、その変形の検査に用いることができる。

また、本実施の形態では、円形の底面１１を備えた対象物を検査する場合に付いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば矩形状の底面を備えた容器形状の対象物の検査に用いても良い。

さらに、本実施の形態では、前記キャップ２の底面１１を下側に配置した上向き状態でベルトコンベア２１に載置することによって、前記キャップ２の上方側からの画像を取得したが、これに限定されるものではなく、前記キャップ２の周壁１２を下側に配置した下向き状態でベルトコンベア２１に載置することによって、前記キャップ２の下方側からの画像を取得して検査を行うことができる。

また、本実施の形態では、前記キャップ２の底面１１に設けられたインナーシール１４のシール画像１０４を用いて前記底面１１での縦横比を求めたが、前記底面１１と前記周壁１２との接線を用いて前記底面１１での縦横比を求めても良い。

そして、本実施の形態では、前記シール画像１０４のＸ軸方向での直径及びＹ軸方向での直径が、前記インナーシール１４の設計上での直径である正規の寸法、具体的には前記Ｘ方向直径寸法１０５と前記Ｙ方向直径寸法１０６が同じ値である前記正規の寸法となるように、前記キャップ画像１０２を含む全体像をＸ方向及びＹ方向に拡大・縮小して得た前記補正画像１１１を補正データとして利用する場合に付いて説明したが、これに限定されるものではない。

例えば、前記底面画像１０３における縦横比に基づいて、補正前の取得画像１０１で計測した前記キャップ画像１０２の直径寸法を補正し、この補正データを利用して検査を行うこともできる。

本発明の一実施の形態を示す説明図である。同実施の形態の動作を示すフローチャートである。同実施の形態の画像処理装置で処理される画像を示す説明図である。

符号の説明

１変形検査装置
２キャップ
１１底面
１２周壁
１４インナーシール
４１画像処理装置
１０１取得画像
１０２キャップ画像
１０３底面画像
１０４シール画像
１１１補正画像
１２１周壁画像

Claims

底面に周壁が起立した容器形状の対象物を検査する際に、該対象物の上方側からの画像又は下方側からの画像を取得し、この取得画像の外形形状から前記周壁の変形を検査する変形検査方法において、
前記底面を示す底面画像における縦横比に基づいて前記外形形状の外径を補正したデータを用いて検査を行うことを特徴とした変形検査方法。