ガラス管の検査装置及び検査システム
【課題】 管引きされるガラス管を管引き成形ライン上で連続して異物等の検査を行う。
【解決手段】 連続成形を行う管引き成形ライン３に設置され、管軸方向に連続移送されるガラス管１５を撮影する撮像装置２０と、この撮像装置２０に対しガラス管軸を挟み対向配置された光源１９と、この光源１９で光照射されたガラス管１５の撮像装置２０による撮影画像を画像処理し異物不良等を検出する画像処理装置２３を備えた装置で、画像処理装置２３は、検査枠５３が、撮影画像５０のガラス管１５肉厚部の肉厚遮光部分５１よりも内方側の透光部分５２に、肉厚遮光部分５１から所定距離Ｒだけ離して設定されていて、該検査枠５３内にある異物等の遮光画像５８を画像処理して不良検出するものであり、検査枠５３が、該ガラス管１５蛇行時の肉厚遮光部分５１の位置変動に追随して所定距離Ｒを維持するよう設定されている。
【解決手段】 連続成形を行う管引き成形ライン３に設置され、管軸方向に連続移送されるガラス管１５を撮影する撮像装置２０と、この撮像装置２０に対しガラス管軸を挟み対向配置された光源１９と、この光源１９で光照射されたガラス管１５の撮像装置２０による撮影画像を画像処理し異物不良等を検出する画像処理装置２３を備えた装置で、画像処理装置２３は、検査枠５３が、撮影画像５０のガラス管１５肉厚部の肉厚遮光部分５１よりも内方側の透光部分５２に、肉厚遮光部分５１から所定距離Ｒだけ離して設定されていて、該検査枠５３内にある異物等の遮光画像５８を画像処理して不良検出するものであり、検査枠５３が、該ガラス管１５蛇行時の肉厚遮光部分５１の位置変動に追随して所定距離Ｒを維持するよう設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に管引き成形され移送されるガラス管を成形ライン上で検査するガラス管の検査装置及び検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、異物検出除去装置として、管引きされているガラス管の外周上に４組の投光部の光源と受光部の太陽電池を配した異物検査部、演算部、除去部を有し、ガラス管を透過してきた光源からの光から得られる太陽電池の起電力の差異をもって不良検出を行うものがある（例えば、特許文献１参照。）。このような構成のものでは、異物等の欠点がない状態のガラス管を透過してきた際に発生する太陽電池の起電力と、異物等が中にありその部分のガラスが厚くレンズ状となり、そこが光源に映ることで起こるレンズ効果によって発生した太陽電池の起電力の微弱な電位差を検出している。しかし、こうしたものでは、微小な異物にて発生する起電力はあまりにも微弱であるため十分な検出を行うことができない。そして、微弱な差を検出しようとして感度を高めると誤作動の原因となり、良品を不良であると誤検出し排除してしまう虞があった。このため、誤検出を減らし、所定の品質水準を維持しようとすると、外観検査の頻度が増し、検査員の負担が増加するなど手間のかかるものとなる。
【０００３】
また、所定長さとした透光体のガラス管の検査装置として、回転させた状態のガラス管にスリット光源から光を当て、透過光を画像処理して欠陥の検出を行うものがある（例えば、特許文献２参照。）。このような構成のものでは、被検体となるガラス管を回転させる必要があり、管引き成形ライン上を連続移送されるガラス管を検査するために、管引き成形ラインに設置することができない。
【特許文献１】実公平７−３４３６５号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは管引きされるガラス管を管引き成形ライン上で連続して異物等の検査を行い、誤検出を低減すると共に所定の品質水準を維持することができ、また検査に手間のかからないガラス管の検査装置及び検査システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のガラス管の検査装置及び検査システムは、連続的に管引き成形を行う成形ラインに設置され、管軸方向に所定管引き速度で連続移送される透光性ガラス管を撮影する撮像装置と、この撮像装置に対し前記ガラス管の管軸を挟み対向配置された光源と、この光源により光照射された前記ガラス管の前記撮像装置によって撮影された撮影画像を画像処理し、該ガラス管の異物不良等を検出する画像処理装置を備えた検査装置であって、前記撮像装置は、前記ガラス管の直径寸法以上の撮像範囲を有すると共に、前記ガラス管が全周にわたり撮影可能となるよう前記光源と共に少なくとも４対配設されており、前記画像処理装置は、検査枠が、前記撮影画像における前記ガラス管の肉厚部による遮光部分よりも内方側の透光部分に、前記遮光部分から所定距離だけ離して設定されていて、該検査枠内にある撮影画像中の異物等の画像を画像処理することにより不良検出するものであり、前記検査枠は、該ガラス管が蛇行した際に、蛇行による遮光部分の位置変動に追随して前記所定距離を維持するよう設定されていることを特徴とするものであり、
さらに、前記撮像装置は、被写界深度が前記ガラス管の直径寸法以上であって、前記検査枠内の撮影域が隣接する装置間でそれぞれ管周方向に一部重複したものとなるよう該ガラス管の管軸に直交する同一平面内の異なる位置に配置されていることを特徴とするものであり、
さらに、前記検査枠の前記ガラス管の管軸方向寸法は、所定撮影間隔をおいて撮影された該検査枠内の撮影画像が、管軸方向に一部重複するよう前記管引き速度と前記所定撮影間隔を基に導き出された長さに設定されていることを特徴とするものであり、
さらに、前記撮像装置は、前記検査枠内の撮影画像が、前記ガラス管の管軸方向に一部重複するよう前記管引き速度と該検査枠の管軸方向長さを基に導き出された所定撮影間隔をおいて撮影を行うことを特徴とするものであり、
さらに、前記画像処理装置は、前記検査枠内の撮影画像中の遮光部分を異物等の画像として認識するものであり、予め設定した前記固体撮像素子カメラにおける連続した所定画素数以上の異物等の画像を検出した際、認識した遮光部分に対応する前記ガラス管の部位を異物不良等であると判定することを特徴とするものであり、
さらに、前記画像処理装置は、前記検査枠内の撮影画像中の遮光部分のうち、所定の濃度以上の部分を前記ガラス管のガラス中の異物と判定し、所定濃度に満たない部分を前記ガラス管のガラス表面への付着物と判定することを特徴とするものであり、
また、連続的にガラス管の管引き成形を行う成形ラインと、この成形ラインに設置され管軸方向に所定管引き速度で連続移送される透光性ガラス管の異物等の不良検出をする上記請求項１記載の検査装置と、この検査装置による検査後の前記ガラス管を所定長に切断する切断装置と、前記検査装置より前記成形ラインの移送方向下流側の所定離間距離だけ隔たった位置に設置され、前記切断装置で切断された前記ガラス管のうち前記検査装置で不良判定された不良ガラス管を排除する排除装置を備えるものであって、前記排除装置での不良ガラス管の排除が、前記検査装置での不良判定時点から、前記検査装置、前記排除装置間の所定離間距離と前記管引き速度とに基づいて算出された時間経過後に行われるよう設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、管引き成形ライン上で連続してガラス管を異物等の検査を行うことができ、誤検出を低減することができると共に所定の品質水準を維持することができ、検査に手間のかからない等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図１１を参照して説明する。図１は検査システムの構成図であり、図２は検査装置の要部断面図であり、図３は検査装置の斜視図であり、図４は検査装置を説明するために示す図であり、図５は画像処理装置の個別処理装置に表示された画面を示す図であり、図６はガラス管の木目筋が表示された画面を示す図であり、図７は画像処理の過程を示すフローチャートであり、図８は画像処理装置の個別処理装置での各値の設定時の画面を示す図であり、図９は図８のＰ部分を拡大して示す図であり、図１０は異物等の画像が表示された画面を示す図であり、図１１はガラス管蛇行に伴う検査枠の位置移動を説明するための図で、図１１(ａ)は位置移動前の図、図１１(ｂ)は位置移動後の図である。
【０００８】
図１乃至図１１において、ガラス管の検査システム１は、ダンナー成形法による管引き成形装置２の管引き成形ライン３のラインが水平となるように構成されている部分に沿って、順に検査装置４、切断装置５、排除装置６を設置して構成されている。管引き成形装置２は、図示しないガラス熔融炉によって溶融された溶融ガラス７を所定温度に保持し貯溜するガラス溶融容器８と、このガラス溶融容器８の底部に形成されたガラス流下口９の下方に配設され、駆動機構１０により所定回転速度で一定方向に回転するスリーブ１１備えている。スリーブ１１は先端が下方となるよう所定の傾斜角度で傾斜していると共に、スリーブ１１の軸心に沿いガス圧送路１２が貫通して設けられていて、このガス圧送路１２を通じ、圧ガス供給源１３から供給されたブローエアが先端開口から噴出するようになっている。
【０００９】
そして、ガラス溶融容器８のガラス流下口９から適正に粘性が調整された溶融ガラス７がリボン状に流下し、スリーブ１１の上方の根元側表面に巻き付く。その後、巻き付いた溶融ガラス７は、重力により根元側から下方の先端側に移動し、先端開口から噴出する所定圧力のブローエアによって管状に成形され、管引き成形ライン３の検査装置４と切断装置５の間に配置された管引き機１４によって、例えば直径が２３ｍｍ〜３２ｍｍ、管肉厚が２．４ｍｍ程度の所定管外径、所定管肉厚の連続した透光性ガラス管１５の管引きが、管軸Ｏを中心にしてゆっくり回転しながら行われる。
【００１０】
このとき、例えば管引き成形ライン３に沿って移送されるガラス管１５の管外径が第１の管外径測定器１６、第２の管外径測定器１７でそれぞれ測定され、測定結果はブロー圧制御部１８に入力され、それに基づき、管外径が所定寸法となるよう圧ガス供給源１３の制御が行われる。なお、管引き速度については、図示しないがガラス管１５の速度を測定し管引き機１４を調節することによって、所定管引き速度を維持するようになっている。例えば、ＣＲＴ用のネック管では１０〜２０ｍ／分、蛍光灯用ガラス管では数十ｍ／分の管引き速度が維持される。
【００１１】
また、検査装置４は、透光性ガラス管１５の異物不良等の有無を検査するもので、４つの光源１９と４つの撮像装置２０が収納された正八角形の角環状の筐体２１を備え、環状筐体２１の環状面の中心部に管引き成形ライン３上の水平方向に移送されるガラス管１５が直交するよう配置される撮像部２２と、撮像部２２の撮影画像を処理する画像処理装置２３を備えた制御部２４、さらに環状筐体２１を管引き成形ライン３の適正な位置に支持する筐体支持部２５を備えている。
【００１２】
そして、筐体支持部２５は、管引き成形ライン３に沿って敷設されたレール２６上を敷設方向に車輪２７により移動可能とすると共に、図示しない固定機構によってレール２６上の所定位置に固定可能とした移動台２８を備え、この移動台２８上には昇降機構２９が設けられている。また昇降機構２９は、上部の取付台３０と移動台２８との間に、中心部分を回動可能に組み合せた交差アーム３１を両側に備え、昇降ハンドル３２を回すことで交差アーム３１の上端が上下し、取付台３０がＺ方向に昇降するようになっている。
【００１３】
さらに、取付台３０には、進退ねじ部３３によって結合され、進退ねじ３４を調節することで、水平面内でレール敷設方向、すなわちガラス管１５の移送方向であるＵ方向に直交する方法のＶ方向に進退する台座３５が設けられている。またさらに、台座３５には、回動ねじ部３６によって結合され、両側の回動ねじ３７を調節することで、水平面内でθ方向に回動する取付座３８が設けられている。そして、取付座３８の上面に環状筐体２１が、θ方向の回動中心に筐体中心を一致させて固定されるようになっている。
【００１４】
一方、撮像部２２を構成する正八角形の角環状の筐体２１には、両側壁３９とそれぞれ８つの外壁４０と内壁４１の間を、同じく８つの隔壁４２によって区画することにより、同形状の８つの小室４３が構成されており、さらに、８つの小室４３は、それぞれ対向する小室４３ａ，４３ｂの内壁４１ａ，４１ｂが互いに平行面となるようになっている。なお、小室４３ａ，４３ｂとは、正八角形の相対する頂点を結ぶ中心線の片方側に小室４３ａが、また他方側に小室４３ｂがそれぞれ４室ずつ配置される。
【００１５】
そして、片方側の各小室４３ａの小室４３ｂ対向面には、例えば１００ｍｍ×１００ｍｍサイズを有する赤色ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ４４の前面に光拡散板４５を配置してなる光源１９が設けられ、電源４７によって対向する小室４３ｂ方向に赤色ＬＥＤアレイ４４の発光光を光拡散板４５を透過させて投射する。
【００１６】
また、環状筐体２１の他方側の各小室４３ｂは、小室４３ａ対向面、すなわち光源１９に対向する面に所定直径の撮影開口４８が形成されており、各小室４３ｂ内には、所定の撮影範囲を持ち、ガラス管１５の前面から背面までの間の明瞭な映像が得られるよう被写界深度がガラス管１５の直径寸法以上となっているＣＣＤ（固体撮像素子）カメラで構成される撮像装置２０が、その光軸Ｌを撮影開口４８の中心を通り移送されるガラス管１５の管軸Ｏに直角に交差させ、対向する光源１９の中心に至るように設けられている。これにより、ガラス管１５の管軸Ｏを中心とする円周上の片方側に、隣り合うものと光軸Ｌを４５度ずらした状態で撮像装置２０が配置され、その光軸Ｌがガラス管１５の管軸Ｏの同一点で交差し、同様に撮像装置２０に対応する光源１９が他方側に位置し、各撮像装置２０、各光源１９は、管軸Ｏに直交する同一平面内に配置される。そして、このように光軸Ｌを４５度ずらして撮像装置２０を管軸Ｏに直交する同一平面内に配置することで、少なくとも４つの撮像装置２０の隣り合うものとの間での検査範囲を重複したものとすることができ、ガラス管１５の全周の撮影が可能となる。
【００１７】
すなわち、検査範囲の重複については、撮像装置２０の撮影範囲４９をガラス管１５の全直径範囲が移送時に位置ぶれしても撮影可能であるようにする。そして、管外面周方向については、撮影されたガラス管１５の前面から背面の透視映像である撮影画像５０のうち、管肉厚部分に対応する上下の肉厚遮光部分５１の間に形成される透光部分５２の中に、両肉厚遮光部分５１から所定距離Ｒだけ離れた位置に検査範囲を決める検査枠５３の管径方向位置を設定する。例えば直径２９ｍｍのガラス管１５では管外面周方向に約３０ｍｍの範囲とし、管径方向の検査範囲をガラス管１５直径の２／３以上の寸法に取る。このように、検査枠５３を明確な映像が得られ難い肉厚遮光部分５１に近い位置を避けて設定し、また隣接する撮像装置２０を検査範囲が重複するように検査枠５３を設定することで、管周方向に連続した検査範囲が設けられる。
【００１８】
また管軸方向については、管引き成形ライン３上を移送されるガラス管１５の移送速度、すなわち管引き速度ｖと、撮影から次の撮影までの撮像装置２０の撮影間隔ｔとから、検査範囲が重複するよう算出された位置に検査枠５３の管軸方向位置を設定する。例えば、ネック管では管引き速度ｖが１０〜２０ｍ／分で、撮像装置２０の撮影間隔が０．１秒で約３０ｍｍ毎に撮影がなされることから、管軸方向の検査範囲を５０ｍｍ以上とするように検査枠５３の管軸方向位置を設定する。これにより、管軸方向についても連続した検査範囲が設けられることになる。なお、検査枠５３の管径方向位置を設定する際に、肉厚遮光部分５１から所定距離Ｒだけ離れた位置に設定したのは、例えば検査内容によって検出対象とならないガラス管１５の木目筋等がガラス管１５の回転に伴って肉厚遮光部分５１に近い位置に現れると、明瞭な影５４として撮影される場合があるので、これを避けることができるようにしたためである。
【００１９】
また、撮像部２２の撮影画像を処理する画像処理装置２３を備えた制御部２４は、画像処理装置２３を構成する各撮像装置２０からの各撮影画像信号をそれぞれ処理するよう設けられたパーソナルコンピュータ等の個別処理装置５５と、画像処理装置２３からの出力信号を受けて排除装置６等を制御するライン制御装置５６とで構成されている。そして、個別処理装置５５では、撮像装置２０からの撮影画像信号が入力されると、予め入力設定した初期設定値や閾値等と、設定されているプログラムを用いて所定の画像処理が行われ、撮影画像に含まれる異物等を検出し、それが不良であるか否かの判断を行った後、出力信号をライン制御装置５６に出力する。
【００２０】
こうした個別処理装置５５での画像処理は、それぞれの個別処理装置５５において、次のように行われる。先ず、図７における第１ステップＳ１で、個別処理装置５５の表示画面５７を使いその画面Ｐ部分に表示されるように、各初期設定値、閾値の設定を行う。この設定に際し、以下の各設定数値については、例えば１画素を１単位として各入力と表示が行われる。そして、例えば、Ｘ１：８０、Ｙ１：１８０、Ｘ２：５５０、Ｙ２：３２０の図中の記載は、検査枠５３の初期位置を画素数で示すもので、表示画面５７に表示された撮影範囲４９の左上位置を座標の基準位置（Ｘ０，Ｙ０）として、（Ｘ１，Ｙ１）は検査枠５３の左上位置から画素数で数え、Ｘ方向（図中右方向）に８０画素、Ｙ方向（図中下方向）に１８０画素の位置の座標を示し、（Ｘ２，Ｙ２）は同様に検査枠５３の右下位置の座標を示しており、Ｘ方向に５５０画素、Ｙ方向に３２０画素の位置を示す。このように個別処理装置５５の図示しない入力手段により、左上位置及び右下位置の座標を入力し、検査枠５３のサイズ、位置のそれぞれ初期設定を行う。
【００２１】
また、撮影画像５０中にある異物等の遮光画像５８が不良であるた否か判断するための幅ｗ寸法、高さｈ寸法等の閾値の設定を、同じく個別処理装置５５の入力手段により画素数を入力して行う。例えばＷ：３、Ｗ３：６０は異物等が不良であるか否を判断する際の幅ｗ寸法の閾値で、Ｗは最小値、Ｗ３は最大値を示す。同様にＨ：３、Ｈ３：６は異物等が不良であるか否を判断する際の高さｈ寸法の閾値で、Ｈは最小値、Ｈ３は最大値を示す。なお、こうした各設定値によれば、検査枠５３内において、例えば撮像装置２０が０．０５ｍｍを１画素で撮影するような分解能を有するＣＣＤカメラである場合に、幅ｗ、高さｈが０．２ｍｍ以上の異物等を不良対象として検出できる。また、こうした閾値の設定を変更することにより、泡、木目筋等を検出することが可能となる。
【００２２】
またさらに、Ａ：９、Ａ３：１００００は異物等が不良であるか否を判断する際の面積ａの閾値で、それぞれ画素数で入力、設定が行われ、Ａは最小値、Ａ３はこれ以上のものは判断対象としないとする値を示す。Ａ２：４０は面積の小さな不良と大きな不良とを区別し、不良の傾向、不良原因等をそれによって調べるために設定される値で、例えば表示画面５７の左下の「ＤＥＢＵＧ」部分５９に、検査を行っている過程で「１」部分に小さい方の不良である画素数が４０より少ない不良の累積数が、また「２」部分に大きい方の不良である画素数が４０以上の累積数がカウントされ、表示されるようになっている。
【００２３】
また、Ｔｈ、Ｔｈ２は、異物等が不良であるか否を判断する際に用いる遮光画像５８の濃度変化の閾値で、例えば２５６階調の値により、Ｔｈに判断の対象として抜出す最低基準値を設定し、Ｔｈ２では不良判断の最低基準値を設定する。なお、ガラス管１５の表面に埃などの付着物がある場合は不良品とはならないが、この設定値を適正に選択することによって、他の異物よりも濃度が薄く写る埃などの付着物を検出対象から外し、単に遮光画像として検出されて不良と判断されてしまうのを防止することができ、検査の際の誤動作が防止でき、生産性を低下させることがない。
【００２４】
そして、各初期設定値や閾値等の設定が終わった後、第２ステップＳ２において、対応する撮像装置２０のＣＣＤカメラから撮影画像信号を受け、撮影画像５０を取り込む。続いて第３ステップＳ３において、同一の撮影画像信号を加算処理し、画像信号のＳ／Ｎ比を上げ、異物等の遮光画像５８の濃淡がはっきりしたものとなるようにする。次に、第４ステップＳ４において、加算処理した画像信号を２５６階調の濃淡信号として扱うためのグレー処理する。続く第５ステップＳ５において、グレー処理した画像信号を予め設定してある閾値に基づいて２値画像に変換する２値化処理する。さらに続く第６ステップＳ６において、２値化処理された画像信号のうちの異物等の画像部分についてラベリングを行う。
【００２５】
そして、第７ステップＳ７において、ラベリングされた異物等の遮光画像５８部分について、その対象部分の幅ｗ、高さｈ、面積ａを、予め設定した閾値と比較する。続いて第８ステップＳ８において、第７ステップＳ７における対比結果から対象部分が不良欠陥であるか判断する。そして、異物等の遮光画像５８が不良である場合には、第９ステップＳ９に進み、ライン制御装置５６にガラス管１５に不良信号を発信し、次の第１０ステップＳ１０に進む。また第８ステップＳ８において、不良でない場合には、第９ステップＳ９を飛ばし、第１０ステップＳ１０に進む。そして、第１０ステップＳ１０において、さらに検査を継続するかの判断を行い、継続する場合は、再び第２ステップＳ２にて撮影画像５０を取り込み、以降の過程を実行する。また、さらに検査を継続しない場合は、そのまま終了処理を行う。
【００２６】
さらに、個別処理装置５５においては、管引き成形ライン３上を移送されるガラス管１５が蛇行した場合、表示画面５７に表示されたガラス管１５の撮影画像５０も撮影範囲４９内を上下する。このため、撮影範囲４９内に初期設定された検査枠５３の位置をガラス管１５の蛇行の動きに合わせ、これに検査枠５３が追随するように個別処理装置５５はプログラムされている。
【００２７】
すなわち、上記の第１ステップＳ１において、例えば表示画面５７の左下の「Ａｃｔ．Ｗｉｎ」（アクションウィンドウ）部分６０を起動させる。これにより、図１１に示すように、撮影画像５０の取り込みがなされると、撮影画像５０中の肉厚遮光部分５１の位置、例えば初期設定時の上側のＹ座標位置がＹＺ０であった肉厚遮光部分５１の上側位置ＹＺ１（＝ＹＺ０＋α）を検出し、ＹＺ０とＹＺ１の差αを算出する。そして、初期設定時に肉厚遮光部分５１から所定距離Ｒだけ離れた位置にあった左上位置座標（Ｘ１，Ｙ１）、右下位置座標（Ｘ２，Ｙ２）の検査枠５３の位置を、枠サイズを変えることなく左上位置座標（Ｘ１，Ｙ１＋α）、右下位置座標（Ｘ２，Ｙ２＋α）に変更し、ガラス管１５の蛇行に追随させられるようになっている。この結果、ガラス管１５が蛇行しても、常に検査枠５３の位置を肉厚遮光部分５１から所定距離Ｒだけ離れた位置に維持でき、検査範囲がずれて異物等の欠陥を見逃してしまうなどの虞がなくなる。
【００２８】
また、ライン制御装置５６は、個別処理装置５５での画像処理過程の第９ステップＳ９で、ガラス管１５に異物等の不良が検出されて不良信号が発信され、これが入力されると、検査装置４と排除装置６の離間距離Ｑ１とガラス管１５の移送速度、すなわち管引き速度ｖ、さらに検査装置４と切断装置５の離間距離Ｑ２と切断装置５でのガラス管１５の切断長ｆとから、検査装置４で検出された異物等の不良が有る切断後のガラス管１５ｆを割り出し、それを管引き成形ライン３上から排除するよう排除装置６の動作を制御する。これによって、排除装置６で異物等の不良が有るガラス管１５ｆが管引き成形ライン３上から排除され、排除装置６以降の管引き成形ライン３上には良品の切断後のガラス管１５ｆが流れ、次工程に移送されることになる。
【００２９】
以上の通り構成することで、管引き成形ライン３上で成形され移送されるガラス管１５について連続して異物等の検査を行うことができることになり、またガラス管１５を、検査範囲を重複させながら検査できるため、誤検出を低減することができ、さらに不良品は自動的に確実に排除できる。この結果、所定長に切断後のガラス管１５ｆの品質を所定品質水準に維持することができ、またこうした検査を、手間をかけることなく行うことができる。
【００３０】
なお、上記の実施形態においては光源１９に赤色ＬＥＤを用いたが、赤色フィルタを用いて投射光を赤色にしてもよく、また赤色光を用いたのは、透明体の撮影にはより有効であり、赤色域のほうがより感度が高いＣＣＤカメラを撮像装置２０としたためであるが、白色ＬＥＤや通常照明の白色光を光源としてもよい。また上記の実施形態においては各初期設定値、閾値の設定を各個別処理装置５５毎に、その表示画面５７を使って行ったが、一括して入力、設定を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態を示す検査システムの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す検査装置の要部断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す検査装置の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態の検査装置を説明するために示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の画像処理装置の個別処理装置に表示された画面を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態の個別処理装置におけるガラス管の木目筋が表示された画面を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態の個別処理装置における画像処理の過程を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態の個別処理装置における各値の設定時の画面を示す図である。
【図９】図８のＰ部分を拡大して示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態の個別処理装置における異物等の画像が表示された画面を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態の個別処理装置におけるガラス管蛇行に伴う検査枠の位置移動を説明するための図で、図１１(ａ)は位置移動前の図、図１１(ｂ)は位置移動後の図である。
【符号の説明】
【００３２】
３…管引き成形ライン
４…検査装置
５…切断装置
６…排除装置
１５…ガラス管
１９…光源
２０…撮像装置
２３…画像処理装置
４４…赤色ＬＥＤアレイ
４５…光拡散板
５０…撮影画像
５１…肉厚遮光部分
５２…透光部分
５３…検査枠
５８…遮光画像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に管引き成形され移送されるガラス管を成形ライン上で検査するガラス管の検査装置及び検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、異物検出除去装置として、管引きされているガラス管の外周上に４組の投光部の光源と受光部の太陽電池を配した異物検査部、演算部、除去部を有し、ガラス管を透過してきた光源からの光から得られる太陽電池の起電力の差異をもって不良検出を行うものがある（例えば、特許文献１参照。）。このような構成のものでは、異物等の欠点がない状態のガラス管を透過してきた際に発生する太陽電池の起電力と、異物等が中にありその部分のガラスが厚くレンズ状となり、そこが光源に映ることで起こるレンズ効果によって発生した太陽電池の起電力の微弱な電位差を検出している。しかし、こうしたものでは、微小な異物にて発生する起電力はあまりにも微弱であるため十分な検出を行うことができない。そして、微弱な差を検出しようとして感度を高めると誤作動の原因となり、良品を不良であると誤検出し排除してしまう虞があった。このため、誤検出を減らし、所定の品質水準を維持しようとすると、外観検査の頻度が増し、検査員の負担が増加するなど手間のかかるものとなる。
【０００３】
また、所定長さとした透光体のガラス管の検査装置として、回転させた状態のガラス管にスリット光源から光を当て、透過光を画像処理して欠陥の検出を行うものがある（例えば、特許文献２参照。）。このような構成のものでは、被検体となるガラス管を回転させる必要があり、管引き成形ライン上を連続移送されるガラス管を検査するために、管引き成形ラインに設置することができない。
【特許文献１】実公平７−３４３６５号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは管引きされるガラス管を管引き成形ライン上で連続して異物等の検査を行い、誤検出を低減すると共に所定の品質水準を維持することができ、また検査に手間のかからないガラス管の検査装置及び検査システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のガラス管の検査装置及び検査システムは、連続的に管引き成形を行う成形ラインに設置され、管軸方向に所定管引き速度で連続移送される透光性ガラス管を撮影する撮像装置と、この撮像装置に対し前記ガラス管の管軸を挟み対向配置された光源と、この光源により光照射された前記ガラス管の前記撮像装置によって撮影された撮影画像を画像処理し、該ガラス管の異物不良等を検出する画像処理装置を備えた検査装置であって、前記撮像装置は、前記ガラス管の直径寸法以上の撮像範囲を有すると共に、前記ガラス管が全周にわたり撮影可能となるよう前記光源と共に少なくとも４対配設されており、前記画像処理装置は、検査枠が、前記撮影画像における前記ガラス管の肉厚部による遮光部分よりも内方側の透光部分に、前記遮光部分から所定距離だけ離して設定されていて、該検査枠内にある撮影画像中の異物等の画像を画像処理することにより不良検出するものであり、前記検査枠は、該ガラス管が蛇行した際に、蛇行による遮光部分の位置変動に追随して前記所定距離を維持するよう設定されていることを特徴とするものであり、
さらに、前記撮像装置は、被写界深度が前記ガラス管の直径寸法以上であって、前記検査枠内の撮影域が隣接する装置間でそれぞれ管周方向に一部重複したものとなるよう該ガラス管の管軸に直交する同一平面内の異なる位置に配置されていることを特徴とするものであり、
さらに、前記検査枠の前記ガラス管の管軸方向寸法は、所定撮影間隔をおいて撮影された該検査枠内の撮影画像が、管軸方向に一部重複するよう前記管引き速度と前記所定撮影間隔を基に導き出された長さに設定されていることを特徴とするものであり、
さらに、前記撮像装置は、前記検査枠内の撮影画像が、前記ガラス管の管軸方向に一部重複するよう前記管引き速度と該検査枠の管軸方向長さを基に導き出された所定撮影間隔をおいて撮影を行うことを特徴とするものであり、
さらに、前記画像処理装置は、前記検査枠内の撮影画像中の遮光部分を異物等の画像として認識するものであり、予め設定した前記固体撮像素子カメラにおける連続した所定画素数以上の異物等の画像を検出した際、認識した遮光部分に対応する前記ガラス管の部位を異物不良等であると判定することを特徴とするものであり、
さらに、前記画像処理装置は、前記検査枠内の撮影画像中の遮光部分のうち、所定の濃度以上の部分を前記ガラス管のガラス中の異物と判定し、所定濃度に満たない部分を前記ガラス管のガラス表面への付着物と判定することを特徴とするものであり、
また、連続的にガラス管の管引き成形を行う成形ラインと、この成形ラインに設置され管軸方向に所定管引き速度で連続移送される透光性ガラス管の異物等の不良検出をする上記請求項１記載の検査装置と、この検査装置による検査後の前記ガラス管を所定長に切断する切断装置と、前記検査装置より前記成形ラインの移送方向下流側の所定離間距離だけ隔たった位置に設置され、前記切断装置で切断された前記ガラス管のうち前記検査装置で不良判定された不良ガラス管を排除する排除装置を備えるものであって、前記排除装置での不良ガラス管の排除が、前記検査装置での不良判定時点から、前記検査装置、前記排除装置間の所定離間距離と前記管引き速度とに基づいて算出された時間経過後に行われるよう設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、管引き成形ライン上で連続してガラス管を異物等の検査を行うことができ、誤検出を低減することができると共に所定の品質水準を維持することができ、検査に手間のかからない等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図１１を参照して説明する。図１は検査システムの構成図であり、図２は検査装置の要部断面図であり、図３は検査装置の斜視図であり、図４は検査装置を説明するために示す図であり、図５は画像処理装置の個別処理装置に表示された画面を示す図であり、図６はガラス管の木目筋が表示された画面を示す図であり、図７は画像処理の過程を示すフローチャートであり、図８は画像処理装置の個別処理装置での各値の設定時の画面を示す図であり、図９は図８のＰ部分を拡大して示す図であり、図１０は異物等の画像が表示された画面を示す図であり、図１１はガラス管蛇行に伴う検査枠の位置移動を説明するための図で、図１１(ａ)は位置移動前の図、図１１(ｂ)は位置移動後の図である。
【０００８】
図１乃至図１１において、ガラス管の検査システム１は、ダンナー成形法による管引き成形装置２の管引き成形ライン３のラインが水平となるように構成されている部分に沿って、順に検査装置４、切断装置５、排除装置６を設置して構成されている。管引き成形装置２は、図示しないガラス熔融炉によって溶融された溶融ガラス７を所定温度に保持し貯溜するガラス溶融容器８と、このガラス溶融容器８の底部に形成されたガラス流下口９の下方に配設され、駆動機構１０により所定回転速度で一定方向に回転するスリーブ１１備えている。スリーブ１１は先端が下方となるよう所定の傾斜角度で傾斜していると共に、スリーブ１１の軸心に沿いガス圧送路１２が貫通して設けられていて、このガス圧送路１２を通じ、圧ガス供給源１３から供給されたブローエアが先端開口から噴出するようになっている。
【０００９】
そして、ガラス溶融容器８のガラス流下口９から適正に粘性が調整された溶融ガラス７がリボン状に流下し、スリーブ１１の上方の根元側表面に巻き付く。その後、巻き付いた溶融ガラス７は、重力により根元側から下方の先端側に移動し、先端開口から噴出する所定圧力のブローエアによって管状に成形され、管引き成形ライン３の検査装置４と切断装置５の間に配置された管引き機１４によって、例えば直径が２３ｍｍ〜３２ｍｍ、管肉厚が２．４ｍｍ程度の所定管外径、所定管肉厚の連続した透光性ガラス管１５の管引きが、管軸Ｏを中心にしてゆっくり回転しながら行われる。
【００１０】
このとき、例えば管引き成形ライン３に沿って移送されるガラス管１５の管外径が第１の管外径測定器１６、第２の管外径測定器１７でそれぞれ測定され、測定結果はブロー圧制御部１８に入力され、それに基づき、管外径が所定寸法となるよう圧ガス供給源１３の制御が行われる。なお、管引き速度については、図示しないがガラス管１５の速度を測定し管引き機１４を調節することによって、所定管引き速度を維持するようになっている。例えば、ＣＲＴ用のネック管では１０〜２０ｍ／分、蛍光灯用ガラス管では数十ｍ／分の管引き速度が維持される。
【００１１】
また、検査装置４は、透光性ガラス管１５の異物不良等の有無を検査するもので、４つの光源１９と４つの撮像装置２０が収納された正八角形の角環状の筐体２１を備え、環状筐体２１の環状面の中心部に管引き成形ライン３上の水平方向に移送されるガラス管１５が直交するよう配置される撮像部２２と、撮像部２２の撮影画像を処理する画像処理装置２３を備えた制御部２４、さらに環状筐体２１を管引き成形ライン３の適正な位置に支持する筐体支持部２５を備えている。
【００１２】
そして、筐体支持部２５は、管引き成形ライン３に沿って敷設されたレール２６上を敷設方向に車輪２７により移動可能とすると共に、図示しない固定機構によってレール２６上の所定位置に固定可能とした移動台２８を備え、この移動台２８上には昇降機構２９が設けられている。また昇降機構２９は、上部の取付台３０と移動台２８との間に、中心部分を回動可能に組み合せた交差アーム３１を両側に備え、昇降ハンドル３２を回すことで交差アーム３１の上端が上下し、取付台３０がＺ方向に昇降するようになっている。
【００１３】
さらに、取付台３０には、進退ねじ部３３によって結合され、進退ねじ３４を調節することで、水平面内でレール敷設方向、すなわちガラス管１５の移送方向であるＵ方向に直交する方法のＶ方向に進退する台座３５が設けられている。またさらに、台座３５には、回動ねじ部３６によって結合され、両側の回動ねじ３７を調節することで、水平面内でθ方向に回動する取付座３８が設けられている。そして、取付座３８の上面に環状筐体２１が、θ方向の回動中心に筐体中心を一致させて固定されるようになっている。
【００１４】
一方、撮像部２２を構成する正八角形の角環状の筐体２１には、両側壁３９とそれぞれ８つの外壁４０と内壁４１の間を、同じく８つの隔壁４２によって区画することにより、同形状の８つの小室４３が構成されており、さらに、８つの小室４３は、それぞれ対向する小室４３ａ，４３ｂの内壁４１ａ，４１ｂが互いに平行面となるようになっている。なお、小室４３ａ，４３ｂとは、正八角形の相対する頂点を結ぶ中心線の片方側に小室４３ａが、また他方側に小室４３ｂがそれぞれ４室ずつ配置される。
【００１５】
そして、片方側の各小室４３ａの小室４３ｂ対向面には、例えば１００ｍｍ×１００ｍｍサイズを有する赤色ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ４４の前面に光拡散板４５を配置してなる光源１９が設けられ、電源４７によって対向する小室４３ｂ方向に赤色ＬＥＤアレイ４４の発光光を光拡散板４５を透過させて投射する。
【００１６】
また、環状筐体２１の他方側の各小室４３ｂは、小室４３ａ対向面、すなわち光源１９に対向する面に所定直径の撮影開口４８が形成されており、各小室４３ｂ内には、所定の撮影範囲を持ち、ガラス管１５の前面から背面までの間の明瞭な映像が得られるよう被写界深度がガラス管１５の直径寸法以上となっているＣＣＤ（固体撮像素子）カメラで構成される撮像装置２０が、その光軸Ｌを撮影開口４８の中心を通り移送されるガラス管１５の管軸Ｏに直角に交差させ、対向する光源１９の中心に至るように設けられている。これにより、ガラス管１５の管軸Ｏを中心とする円周上の片方側に、隣り合うものと光軸Ｌを４５度ずらした状態で撮像装置２０が配置され、その光軸Ｌがガラス管１５の管軸Ｏの同一点で交差し、同様に撮像装置２０に対応する光源１９が他方側に位置し、各撮像装置２０、各光源１９は、管軸Ｏに直交する同一平面内に配置される。そして、このように光軸Ｌを４５度ずらして撮像装置２０を管軸Ｏに直交する同一平面内に配置することで、少なくとも４つの撮像装置２０の隣り合うものとの間での検査範囲を重複したものとすることができ、ガラス管１５の全周の撮影が可能となる。
【００１７】
すなわち、検査範囲の重複については、撮像装置２０の撮影範囲４９をガラス管１５の全直径範囲が移送時に位置ぶれしても撮影可能であるようにする。そして、管外面周方向については、撮影されたガラス管１５の前面から背面の透視映像である撮影画像５０のうち、管肉厚部分に対応する上下の肉厚遮光部分５１の間に形成される透光部分５２の中に、両肉厚遮光部分５１から所定距離Ｒだけ離れた位置に検査範囲を決める検査枠５３の管径方向位置を設定する。例えば直径２９ｍｍのガラス管１５では管外面周方向に約３０ｍｍの範囲とし、管径方向の検査範囲をガラス管１５直径の２／３以上の寸法に取る。このように、検査枠５３を明確な映像が得られ難い肉厚遮光部分５１に近い位置を避けて設定し、また隣接する撮像装置２０を検査範囲が重複するように検査枠５３を設定することで、管周方向に連続した検査範囲が設けられる。
【００１８】
また管軸方向については、管引き成形ライン３上を移送されるガラス管１５の移送速度、すなわち管引き速度ｖと、撮影から次の撮影までの撮像装置２０の撮影間隔ｔとから、検査範囲が重複するよう算出された位置に検査枠５３の管軸方向位置を設定する。例えば、ネック管では管引き速度ｖが１０〜２０ｍ／分で、撮像装置２０の撮影間隔が０．１秒で約３０ｍｍ毎に撮影がなされることから、管軸方向の検査範囲を５０ｍｍ以上とするように検査枠５３の管軸方向位置を設定する。これにより、管軸方向についても連続した検査範囲が設けられることになる。なお、検査枠５３の管径方向位置を設定する際に、肉厚遮光部分５１から所定距離Ｒだけ離れた位置に設定したのは、例えば検査内容によって検出対象とならないガラス管１５の木目筋等がガラス管１５の回転に伴って肉厚遮光部分５１に近い位置に現れると、明瞭な影５４として撮影される場合があるので、これを避けることができるようにしたためである。
【００１９】
また、撮像部２２の撮影画像を処理する画像処理装置２３を備えた制御部２４は、画像処理装置２３を構成する各撮像装置２０からの各撮影画像信号をそれぞれ処理するよう設けられたパーソナルコンピュータ等の個別処理装置５５と、画像処理装置２３からの出力信号を受けて排除装置６等を制御するライン制御装置５６とで構成されている。そして、個別処理装置５５では、撮像装置２０からの撮影画像信号が入力されると、予め入力設定した初期設定値や閾値等と、設定されているプログラムを用いて所定の画像処理が行われ、撮影画像に含まれる異物等を検出し、それが不良であるか否かの判断を行った後、出力信号をライン制御装置５６に出力する。
【００２０】
こうした個別処理装置５５での画像処理は、それぞれの個別処理装置５５において、次のように行われる。先ず、図７における第１ステップＳ１で、個別処理装置５５の表示画面５７を使いその画面Ｐ部分に表示されるように、各初期設定値、閾値の設定を行う。この設定に際し、以下の各設定数値については、例えば１画素を１単位として各入力と表示が行われる。そして、例えば、Ｘ１：８０、Ｙ１：１８０、Ｘ２：５５０、Ｙ２：３２０の図中の記載は、検査枠５３の初期位置を画素数で示すもので、表示画面５７に表示された撮影範囲４９の左上位置を座標の基準位置（Ｘ０，Ｙ０）として、（Ｘ１，Ｙ１）は検査枠５３の左上位置から画素数で数え、Ｘ方向（図中右方向）に８０画素、Ｙ方向（図中下方向）に１８０画素の位置の座標を示し、（Ｘ２，Ｙ２）は同様に検査枠５３の右下位置の座標を示しており、Ｘ方向に５５０画素、Ｙ方向に３２０画素の位置を示す。このように個別処理装置５５の図示しない入力手段により、左上位置及び右下位置の座標を入力し、検査枠５３のサイズ、位置のそれぞれ初期設定を行う。
【００２１】
また、撮影画像５０中にある異物等の遮光画像５８が不良であるた否か判断するための幅ｗ寸法、高さｈ寸法等の閾値の設定を、同じく個別処理装置５５の入力手段により画素数を入力して行う。例えばＷ：３、Ｗ３：６０は異物等が不良であるか否を判断する際の幅ｗ寸法の閾値で、Ｗは最小値、Ｗ３は最大値を示す。同様にＨ：３、Ｈ３：６は異物等が不良であるか否を判断する際の高さｈ寸法の閾値で、Ｈは最小値、Ｈ３は最大値を示す。なお、こうした各設定値によれば、検査枠５３内において、例えば撮像装置２０が０．０５ｍｍを１画素で撮影するような分解能を有するＣＣＤカメラである場合に、幅ｗ、高さｈが０．２ｍｍ以上の異物等を不良対象として検出できる。また、こうした閾値の設定を変更することにより、泡、木目筋等を検出することが可能となる。
【００２２】
またさらに、Ａ：９、Ａ３：１００００は異物等が不良であるか否を判断する際の面積ａの閾値で、それぞれ画素数で入力、設定が行われ、Ａは最小値、Ａ３はこれ以上のものは判断対象としないとする値を示す。Ａ２：４０は面積の小さな不良と大きな不良とを区別し、不良の傾向、不良原因等をそれによって調べるために設定される値で、例えば表示画面５７の左下の「ＤＥＢＵＧ」部分５９に、検査を行っている過程で「１」部分に小さい方の不良である画素数が４０より少ない不良の累積数が、また「２」部分に大きい方の不良である画素数が４０以上の累積数がカウントされ、表示されるようになっている。
【００２３】
また、Ｔｈ、Ｔｈ２は、異物等が不良であるか否を判断する際に用いる遮光画像５８の濃度変化の閾値で、例えば２５６階調の値により、Ｔｈに判断の対象として抜出す最低基準値を設定し、Ｔｈ２では不良判断の最低基準値を設定する。なお、ガラス管１５の表面に埃などの付着物がある場合は不良品とはならないが、この設定値を適正に選択することによって、他の異物よりも濃度が薄く写る埃などの付着物を検出対象から外し、単に遮光画像として検出されて不良と判断されてしまうのを防止することができ、検査の際の誤動作が防止でき、生産性を低下させることがない。
【００２４】
そして、各初期設定値や閾値等の設定が終わった後、第２ステップＳ２において、対応する撮像装置２０のＣＣＤカメラから撮影画像信号を受け、撮影画像５０を取り込む。続いて第３ステップＳ３において、同一の撮影画像信号を加算処理し、画像信号のＳ／Ｎ比を上げ、異物等の遮光画像５８の濃淡がはっきりしたものとなるようにする。次に、第４ステップＳ４において、加算処理した画像信号を２５６階調の濃淡信号として扱うためのグレー処理する。続く第５ステップＳ５において、グレー処理した画像信号を予め設定してある閾値に基づいて２値画像に変換する２値化処理する。さらに続く第６ステップＳ６において、２値化処理された画像信号のうちの異物等の画像部分についてラベリングを行う。
【００２５】
そして、第７ステップＳ７において、ラベリングされた異物等の遮光画像５８部分について、その対象部分の幅ｗ、高さｈ、面積ａを、予め設定した閾値と比較する。続いて第８ステップＳ８において、第７ステップＳ７における対比結果から対象部分が不良欠陥であるか判断する。そして、異物等の遮光画像５８が不良である場合には、第９ステップＳ９に進み、ライン制御装置５６にガラス管１５に不良信号を発信し、次の第１０ステップＳ１０に進む。また第８ステップＳ８において、不良でない場合には、第９ステップＳ９を飛ばし、第１０ステップＳ１０に進む。そして、第１０ステップＳ１０において、さらに検査を継続するかの判断を行い、継続する場合は、再び第２ステップＳ２にて撮影画像５０を取り込み、以降の過程を実行する。また、さらに検査を継続しない場合は、そのまま終了処理を行う。
【００２６】
さらに、個別処理装置５５においては、管引き成形ライン３上を移送されるガラス管１５が蛇行した場合、表示画面５７に表示されたガラス管１５の撮影画像５０も撮影範囲４９内を上下する。このため、撮影範囲４９内に初期設定された検査枠５３の位置をガラス管１５の蛇行の動きに合わせ、これに検査枠５３が追随するように個別処理装置５５はプログラムされている。
【００２７】
すなわち、上記の第１ステップＳ１において、例えば表示画面５７の左下の「Ａｃｔ．Ｗｉｎ」（アクションウィンドウ）部分６０を起動させる。これにより、図１１に示すように、撮影画像５０の取り込みがなされると、撮影画像５０中の肉厚遮光部分５１の位置、例えば初期設定時の上側のＹ座標位置がＹＺ０であった肉厚遮光部分５１の上側位置ＹＺ１（＝ＹＺ０＋α）を検出し、ＹＺ０とＹＺ１の差αを算出する。そして、初期設定時に肉厚遮光部分５１から所定距離Ｒだけ離れた位置にあった左上位置座標（Ｘ１，Ｙ１）、右下位置座標（Ｘ２，Ｙ２）の検査枠５３の位置を、枠サイズを変えることなく左上位置座標（Ｘ１，Ｙ１＋α）、右下位置座標（Ｘ２，Ｙ２＋α）に変更し、ガラス管１５の蛇行に追随させられるようになっている。この結果、ガラス管１５が蛇行しても、常に検査枠５３の位置を肉厚遮光部分５１から所定距離Ｒだけ離れた位置に維持でき、検査範囲がずれて異物等の欠陥を見逃してしまうなどの虞がなくなる。
【００２８】
また、ライン制御装置５６は、個別処理装置５５での画像処理過程の第９ステップＳ９で、ガラス管１５に異物等の不良が検出されて不良信号が発信され、これが入力されると、検査装置４と排除装置６の離間距離Ｑ１とガラス管１５の移送速度、すなわち管引き速度ｖ、さらに検査装置４と切断装置５の離間距離Ｑ２と切断装置５でのガラス管１５の切断長ｆとから、検査装置４で検出された異物等の不良が有る切断後のガラス管１５ｆを割り出し、それを管引き成形ライン３上から排除するよう排除装置６の動作を制御する。これによって、排除装置６で異物等の不良が有るガラス管１５ｆが管引き成形ライン３上から排除され、排除装置６以降の管引き成形ライン３上には良品の切断後のガラス管１５ｆが流れ、次工程に移送されることになる。
【００２９】
以上の通り構成することで、管引き成形ライン３上で成形され移送されるガラス管１５について連続して異物等の検査を行うことができることになり、またガラス管１５を、検査範囲を重複させながら検査できるため、誤検出を低減することができ、さらに不良品は自動的に確実に排除できる。この結果、所定長に切断後のガラス管１５ｆの品質を所定品質水準に維持することができ、またこうした検査を、手間をかけることなく行うことができる。
【００３０】
なお、上記の実施形態においては光源１９に赤色ＬＥＤを用いたが、赤色フィルタを用いて投射光を赤色にしてもよく、また赤色光を用いたのは、透明体の撮影にはより有効であり、赤色域のほうがより感度が高いＣＣＤカメラを撮像装置２０としたためであるが、白色ＬＥＤや通常照明の白色光を光源としてもよい。また上記の実施形態においては各初期設定値、閾値の設定を各個別処理装置５５毎に、その表示画面５７を使って行ったが、一括して入力、設定を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態を示す検査システムの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す検査装置の要部断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す検査装置の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態の検査装置を説明するために示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の画像処理装置の個別処理装置に表示された画面を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態の個別処理装置におけるガラス管の木目筋が表示された画面を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態の個別処理装置における画像処理の過程を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態の個別処理装置における各値の設定時の画面を示す図である。
【図９】図８のＰ部分を拡大して示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態の個別処理装置における異物等の画像が表示された画面を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態の個別処理装置におけるガラス管蛇行に伴う検査枠の位置移動を説明するための図で、図１１(ａ)は位置移動前の図、図１１(ｂ)は位置移動後の図である。
【符号の説明】
【００３２】
３…管引き成形ライン
４…検査装置
５…切断装置
６…排除装置
１５…ガラス管
１９…光源
２０…撮像装置
２３…画像処理装置
４４…赤色ＬＥＤアレイ
４５…光拡散板
５０…撮影画像
５１…肉厚遮光部分
５２…透光部分
５３…検査枠
５８…遮光画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に管引き成形を行う成形ラインに設置され、管軸方向に所定管引き速度で連続移送される透光性ガラス管を撮影する撮像装置と、この撮像装置に対し前記ガラス管の管軸を挟み対向配置された光源と、この光源により光照射された前記ガラス管の前記撮像装置によって撮影された撮影画像を画像処理し、該ガラス管の異物不良等を検出する画像処理装置を備えた検査装置であって、前記撮像装置は、前記ガラス管の直径寸法以上の撮像範囲を有すると共に、前記ガラス管が全周にわたり撮影可能となるよう前記光源と共に少なくとも４対配設されており、前記画像処理装置は、検査枠が、前記撮影画像における前記ガラス管の肉厚部による遮光部分よりも内方側の透光部分に、前記遮光部分から所定距離だけ離して設定されていて、該検査枠内にある撮影画像中の異物等の画像を画像処理することにより不良検出するものであり、前記検査枠は、該ガラス管が蛇行した際に、蛇行による遮光部分の位置変動に追随して前記所定距離を維持するよう設定されていることを特徴とするガラス管の検査装置。
【請求項２】
前記撮像装置は、被写界深度が前記ガラス管の直径寸法以上であって、前記検査枠内の撮影域が隣接する装置間でそれぞれ管周方向に一部重複したものとなるよう該ガラス管の管軸に直交する同一平面内の異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のガラス管の検査装置。
【請求項３】
前記検査枠の前記ガラス管の管軸方向寸法は、所定撮影間隔をおいて撮影された該検査枠内の撮影画像が、管軸方向に一部重複するよう前記管引き速度と前記所定撮影間隔を基に導き出された長さに設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のガラス管の検査装置。
【請求項４】
前記撮像装置は、前記検査枠内の撮影画像が、前記ガラス管の管軸方向に一部重複するよう前記管引き速度と該検査枠の管軸方向長さを基に導き出された所定撮影間隔をおいて撮影を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載のガラス管の検査装置。
【請求項５】
前記画像処理装置は、前記検査枠内の撮影画像中の遮光部分を異物等の画像として認識するものであり、予め設定した前記固体撮像素子カメラにおける連続した所定画素数以上の異物等の画像を検出した際、認識した遮光部分に対応する前記ガラス管の部位を異物不良等であると判定することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のガラス管の検査装置。
【請求項６】
前記画像処理装置は、前記検査枠内の撮影画像中の遮光部分のうち、所定の濃度以上の部分を前記ガラス管のガラス中の異物と判定し、所定濃度に満たない部分を前記ガラス管のガラス表面への付着物と判定することを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のガラス管の検査装置。
【請求項７】
連続的にガラス管の管引き成形を行う成形ラインと、この成形ラインに設置され管軸方向に所定管引き速度で連続移送される透光性ガラス管の異物等の不良検出をする上記請求項１記載の検査装置と、この検査装置による検査後の前記ガラス管を所定長に切断する切断装置と、前記検査装置より前記成形ラインの移送方向下流側の所定離間距離だけ隔たった位置に設置され、前記切断装置で切断された前記ガラス管のうち前記検査装置で不良判定された不良ガラス管を排除する排除装置を備えるものであって、前記排除装置での不良ガラス管の排除が、前記検査装置での不良判定時点から、前記検査装置、前記排除装置間の所定離間距離と前記管引き速度とに基づいて算出された時間経過後に行われるよう設定されていることを特徴とするガラス管の検査システム。
【請求項１】
連続的に管引き成形を行う成形ラインに設置され、管軸方向に所定管引き速度で連続移送される透光性ガラス管を撮影する撮像装置と、この撮像装置に対し前記ガラス管の管軸を挟み対向配置された光源と、この光源により光照射された前記ガラス管の前記撮像装置によって撮影された撮影画像を画像処理し、該ガラス管の異物不良等を検出する画像処理装置を備えた検査装置であって、前記撮像装置は、前記ガラス管の直径寸法以上の撮像範囲を有すると共に、前記ガラス管が全周にわたり撮影可能となるよう前記光源と共に少なくとも４対配設されており、前記画像処理装置は、検査枠が、前記撮影画像における前記ガラス管の肉厚部による遮光部分よりも内方側の透光部分に、前記遮光部分から所定距離だけ離して設定されていて、該検査枠内にある撮影画像中の異物等の画像を画像処理することにより不良検出するものであり、前記検査枠は、該ガラス管が蛇行した際に、蛇行による遮光部分の位置変動に追随して前記所定距離を維持するよう設定されていることを特徴とするガラス管の検査装置。
【請求項２】
前記撮像装置は、被写界深度が前記ガラス管の直径寸法以上であって、前記検査枠内の撮影域が隣接する装置間でそれぞれ管周方向に一部重複したものとなるよう該ガラス管の管軸に直交する同一平面内の異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のガラス管の検査装置。
【請求項３】
前記検査枠の前記ガラス管の管軸方向寸法は、所定撮影間隔をおいて撮影された該検査枠内の撮影画像が、管軸方向に一部重複するよう前記管引き速度と前記所定撮影間隔を基に導き出された長さに設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のガラス管の検査装置。
【請求項４】
前記撮像装置は、前記検査枠内の撮影画像が、前記ガラス管の管軸方向に一部重複するよう前記管引き速度と該検査枠の管軸方向長さを基に導き出された所定撮影間隔をおいて撮影を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載のガラス管の検査装置。
【請求項５】
前記画像処理装置は、前記検査枠内の撮影画像中の遮光部分を異物等の画像として認識するものであり、予め設定した前記固体撮像素子カメラにおける連続した所定画素数以上の異物等の画像を検出した際、認識した遮光部分に対応する前記ガラス管の部位を異物不良等であると判定することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のガラス管の検査装置。
【請求項６】
前記画像処理装置は、前記検査枠内の撮影画像中の遮光部分のうち、所定の濃度以上の部分を前記ガラス管のガラス中の異物と判定し、所定濃度に満たない部分を前記ガラス管のガラス表面への付着物と判定することを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のガラス管の検査装置。
【請求項７】
連続的にガラス管の管引き成形を行う成形ラインと、この成形ラインに設置され管軸方向に所定管引き速度で連続移送される透光性ガラス管の異物等の不良検出をする上記請求項１記載の検査装置と、この検査装置による検査後の前記ガラス管を所定長に切断する切断装置と、前記検査装置より前記成形ラインの移送方向下流側の所定離間距離だけ隔たった位置に設置され、前記切断装置で切断された前記ガラス管のうち前記検査装置で不良判定された不良ガラス管を排除する排除装置を備えるものであって、前記排除装置での不良ガラス管の排除が、前記検査装置での不良判定時点から、前記検査装置、前記排除装置間の所定離間距離と前記管引き速度とに基づいて算出された時間経過後に行われるよう設定されていることを特徴とするガラス管の検査システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００５−１１４６４５（Ｐ２００５−１１４６４５Ａ）
【公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−３５１６７２（Ｐ２００３−３５１６７２）
【出願日】平成１５年１０月１０日（２００３．１０．１０）
【出願人】（０００１５８２０８）旭テクノグラス株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１０月１０日（２００３．１０．１０）
【出願人】（０００１５８２０８）旭テクノグラス株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
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