物品配列検査方法および物品配列検査装置
【課題】整列状態にあることが要求される物品の列について、整列状態を乱す物品の位置ずれ、欠落、倒れなどの種々の整列不良を検出することを可能とする。
【解決手段】物品の列が整列状態にあるかどうかを検査する方法であって、準備工程では、整列状態にある物品ａ１〜ａ４の列Ｐａに対しその物品の列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光Ｒを照射して各物品ａ１〜ａ４の表面に各物品の輪郭に沿う光切断線Ｌを生成するとともに、その光切断線Ｌを撮像して基準となる画像を取得する。検査工程では、検査対象の物品ｂ１〜ｂ４の列Ｐｂに対し同じ帯状の光Ｒを照射するとともに、前記準備工程で撮像した光切断線の生成位置に対応する位置に生成された光切断線Ｌを撮像して検査対象画像を取得した後、その検査対象画像を前記基準となる画像と照合して、検査対象の物品ｂ１〜ｂ４の列Ｐｂが整列状態にあるかどうかを判別する。
【解決手段】物品の列が整列状態にあるかどうかを検査する方法であって、準備工程では、整列状態にある物品ａ１〜ａ４の列Ｐａに対しその物品の列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光Ｒを照射して各物品ａ１〜ａ４の表面に各物品の輪郭に沿う光切断線Ｌを生成するとともに、その光切断線Ｌを撮像して基準となる画像を取得する。検査工程では、検査対象の物品ｂ１〜ｂ４の列Ｐｂに対し同じ帯状の光Ｒを照射するとともに、前記準備工程で撮像した光切断線の生成位置に対応する位置に生成された光切断線Ｌを撮像して検査対象画像を取得した後、その検査対象画像を前記基準となる画像と照合して、検査対象の物品ｂ１〜ｂ４の列Ｐｂが整列状態にあるかどうかを判別する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、物品の列が整列状態にあるかどうかを検査するための物品配列検査方法およびその装置であって、特にこの発明は、成形された多数個のびんを最終の包装工程まで搬送する際、コンベヤ上の複数列にわたるびんの列などが整列状態にあるかどうかを検査するのに用いられる物品配列検査方法および物品配列検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガラスびんを製造する製びん工場では、製びん機により成形されたガラスびんは、徐冷工程へ送られて冷却された後、検査工程へ送られてガラスびんに欠陥がないかどうかが検査される。欠陥がないと判断されたガラスびんは包装工程へ送られ、複数本のガラスびんが整列状態でカートンに詰め込まれたり、図１７および図１８に示すように、薄板状の基板９上に整列状態で密に並べられかつその状態のものが複数段に積み上げられて、その段積み状態で梱包されたりする。
【０００３】
前記基板９上には、千鳥配列などの配列方法により複数本のガラスびん１が密に配列されるため、隣り合うガラスびん１，１が擦れ合って擦り傷を生じさせるおそれがあり、これを防止するのに、徐冷工程を経たコンベヤ上の全てのガラスびんの表面に「コールドエンドコーティング」と称されるびん同士の摩擦を低くするためのコーティング処理が施される。
【０００４】
図１９は、コーティング処理を行うためのコーティング剤の噴霧機構８を示している。同図中、１０は徐冷後のガラスびん１を搬送するコンベヤであり、このコンベヤ１０上において、複数個のガラスびん１が幅方向へ一直線状に並んでガラスびんの列Ｐを構成し、その列Ｐが一定間隔毎に多数列にわたって連なっている。
噴霧機構８は、コンベヤ１０の上方位置に幅方向に配備されたガイドレール８０と、ガイドレール８０に沿って往復動する一対の噴霧ガン８１，８１とを備えたものであり、ガイドレール８０をコンベヤ１０の速度に合わせてコンベヤ１０の走行方向（図中、矢印Ｚで示す）へ移動させつつ各噴霧ガン８１を前後のガラスびん１の列Ｐ，Ｐの間を移動させ、各列Ｐのガラスびん１の表面にコーティング剤を噴霧する（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
各噴霧ガン８１をいずれのガラスびん１にも衝突させずに移動させるには、各列Ｐを構成する複数個のガラスびん１が一直線上に整列した状態にあることが必要であり、そのために、噴霧機構８の設置位置の上流側に、ガラスびん１の列Ｐが整列状態にあるかどうかを検出するための光電センサ７が配置されている。この光電センサ７はコンベヤ１０を挟んで対向する両側位置に投光器７１および受光器７２を設置して構成されており、ガラスびん１の列Ｐが、図２０（１）に示すように、整列状態にあるときの受光器７２の受光信号ｉ（図２１（１）に示す）を基準とし、受光器７２の受光信号ｉのオン時間Ｔ１が基準値より小さいか、またはオフ時間Ｔ２が基準値より大きい場合には、ガラスびん１の列Ｐは不整列の状態にあると判断し、警報を発するなどして係員に知らされる。
【０００６】
オン時間Ｔ１は投光器７１からの光がいずれのガラスびん１にも遮られずに通過した時間長さを意味し、オフ時間Ｔ２は投光器７１からの光がいずれかのガラスびん１により遮られた時間長さを意味する。図２０（２）に示すように、ガラスびん１の列Ｐを構成するいずれかのガラスびん１Ａが列Ｐからはみ出ていると、図２１（２）に示すように、オン時間Ｔ１は短くなり、オフ時間Ｔ２は長くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７９８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した光電センサ７においては、投光器７１からの光がガラスびん１に当たったとき光が透過せずに確実に遮られるように、投光器７１および受光器７２を低い位置に設置し、光が肉厚の大きなびん底部に当たるようにしている。ところが、図２０（３）に示すように、いずれかのガラスびん１Ｂが前列のガラスびん１に凭れ掛かっているような場合、投光器７１からの光はそのガラスびん１に当たらず、オン時間Ｔ１およびオフ時間Ｔ２は基準値と差がなくなり（図２１（３）参照）、その種の整列不良を検出することが困難である。
【０００９】
また、包装工程では、基板９上に所定の個数のガラスびん１が整列状態に並べられて、その状態のまま段積みされるが（図１７，１８参照）、ガラスびん１が整列状態にあるかどうかは主として外周部に沿って目視により検査されている。この種の目視検査では、外周部に位置するガラスびん１が欠落していたり、はみ出ていたりすると、その発見は容易であるが、中心部ないしはその周辺部にガラスびんの欠落があった場合、それによって外周部の整列状態が崩れることがないため、ガラスびんの欠落が見逃されるおそれがある。
【００１０】
この発明は、上記した問題に着目してなされたもので、整列状態にあることが要求される物品の列について、整列状態を乱す物品の位置ずれ、欠落、倒れなどの種々の整列不良を容易に検出することができる物品配列検査方法および物品配列検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による物品配列検査方法は、物品の列が整列状態にあるかどうかを検査する方法であって、整列状態にある物品の列に対しその物品の列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光を照射して各物品の表面に物品の輪郭に沿う光切断線を生成するとともに、その光切断線を撮像して基準となる画像を取得する準備工程と、検査対象の物品の列に対し同じ帯状の光を照射するとともに、前記準備工程で撮像した光切断線の生成位置に対応する位置に生成された光切断線を撮像して検査対象画像を取得した後、その検査対象画像を前記基準となる画像と照合して、検査対象の物品の列が整列状態にあるかどうかを判別する検査工程とから成ることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明の上記した構成において、「物品」には、びん、缶などの容器や容器以外の種々の物品が含まれ、また、物品の材質も、ガラス製、合成樹脂製、金属製、木製、陶磁器製など、種々のものが含まれる。「帯状の光」は、例えば光源の前方にスリット板を配置するなどして生成されるもので、光源としてレーザダイオードのように指向性に優れたものを用いるのが望ましい。「光切断線」とは、帯状の光が物品の表面に照射されることにより生成される輝線のことであり、物品が帯状の光によって切断されているように見えることによって「光切断線」と呼んでいる。
【００１３】
上記した物品配列検査方法によると、検査対象の物品の列が不整列の状態にあるとき、すなわち、物品の列を構成する物品のいずれかが欠落していたり、列からはみ出ていたり、両隣の物品のいずれかの方へ偏って位置していたり、隣の物品に凭れ掛かっていたり、倒れていたりすると、不整列の原因となっている物品の箇所に生成される光切断線が整列状態にあるときの光切断線と一致せず、したがって、検査対象画像が基準となる画像と違ったものとなるので、検査対象の物品の列は整列状態にないと判断する。
これに対して、検査対象の物品の列が整列状態にある場合は、物品の列を構成する全ての物品の箇所において光切断線が整列状態にあるときの光切断線と一致し、したがって、検査対象画像は基準となる画像と類似するので、検査対象の物品の列は整列状態にあると判断する。
【００１４】
この発明の一実施態様においては、前記物品の列は、複数個のびん（例えば、ガラスびん）が一直線状に並んだびんの列であり、そのびんの列がコンベヤ上で複数列にわたっているものを検査対象とするものである。
この実施態様においては、前記準備工程では、コンベヤ上のびんの列が整列状態にあるものについて前記基準となる画像を取得し、前記検査工程では、各列について前記基準となる画像に対応する検査対象画像を順次取得するとともに、各検査対象画像を前記基準となる画像とそれぞれ照合して、検査対象の各物品の列が整列状態にあるかどうかを判別する。
【００１５】
この発明の他の実施態様においては、前記物品の列は、複数個のびんが一直線状に並んだびんの列であり、例えば、基板上に複数本のガラスびんが所定の配列（例えば千鳥配列）で密に配列されたもののように、そのびんの列が基板上で複数列にわたっているものを検査対象とするものである。
この実施態様においては、前記準備工程では、基板上のびんの列が整列状態にあるものについて前記基準となる画像を取得し、前記検査工程では、各列について前記基準となる画像に対応する検査対象画像をそれぞれ取得するとともに、各検査対象画像を前記基準となる画像とそれぞれ照合して、検査対象の各物品の列が整列状態にあるかどうかを判別する。
【００１６】
この発明による物品配列検査装置は、複数個のびんが一直線状に並ぶびんの列が複数列にわたって整列状態にあるかどうかを検査するものであって、びんの列に対しそのびんの列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光を上方より照射して各びんの表面にびんの輪郭に沿う光切断線を生成するための投光装置と、投光装置により所定の位置に生成された光切断線を上方より撮像する撮像装置と、撮像装置より画像を取り込んでびんの列が整列状態にあるかどうかを判別するための処理を実行する画像処理装置と、前記判別結果を係員に報知するための警報装置とから成る。前記画像処理装置は、びんの列が整列状態にあるものについて前記撮像装置により光切断線を撮像して取得した基準となる画像を記憶する記憶手段と、検査対象のびんの列について列毎に前記撮像装置により光切断線を撮像して取得した検査対象画像を前記記憶手段に記憶された基準となる画像とそれぞれ照合し検査対象のびんの列が整列状態にあるかどうかを判別してその判別結果を前記警報装置へ出力する判別手段とを備えている。
【００１７】
この発明の上記した構成において、検査対象が例えば基板上に複数個のびんが整列状態で配置されたもの、すなわち、びんの列が静止するものである場合、前記投光装置および撮像装置は、複数列にわたるびんの列の上方位置に、びんの列と直交する方向へ移動可能に設けられる。また、検査対象が例えばコンベヤ上にびんの列が多数列にわたって連続するもの、すなわち、びんの列が移動するものである場合、前記投光装置および撮像装置は、複数列にわたるびんの列の上方位置に固定して設けられる。
【００１８】
上記した物品配列検査装置によりびんの列が複数列にわたって整列状態にあるかどうかを検査する場合、投光装置により検査対象の各列のびんの列に対しそのびんの列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光を上方より順次照射して各びんの表面にびんの輪郭に沿う光切断線を生成し、各光切断線を撮像装置により上方よりそれぞれ撮像して検査対象画像を取得する。画像処理装置の記憶手段には、びんの列が整列状態にあるものについて前記撮像装置により光切断線を撮像して取得した基準となる画像が記憶されており、画像処理装置の判別手段は、検査対象の各列について取得した検査対象画像を記憶手段に記憶された基準となる画像とそれぞれ照合する。いずれかの列において、列を構成するびんのいずれかが欠落していたり、列から前後にはみ出ていたり、左右いずれかの方向に偏って位置していたり、隣のびんに凭れ掛かっていたり、倒れていたりすると、その不整列の原因となっているびんの箇所での光切断線は整列状態にあるときの光切断線と一致せず、したがって、検査対象画像は基準となる画像と違ったものとなるので、検査対象のびんの列は整列状態にないと判断し、その判断結果が警報装置により係員に報知される。
これに対して、検査対象のびんの列が整列状態にある場合は、びんの列を構成する全てのびんの箇所での光切断線が整列状態にあるときの光切断線と一致し、したがって、検査対象画像は基準となる画像と類似するので、画像処理装置の判別手段は検査対象のびんの列が整列状態にあると判断する。
【００１９】
この発明による物品配列検査装置の上記した構成において、画像処理装置を構成する記憶手段や判別手段は、好ましくは、プログラムされたコンピュータにより実現するが、これに限らず、専用のハードウェア回路をもって実現することもできる。また、警報装置は係員の視覚や聴覚に訴えて整列不良を知らせるためのもので、警報ブザーや警報ランプの他、ディスプレイなども含まれる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によると、整列状態にあることが要求される物品の列について、整列状態を乱す物品の位置ずれ、欠落、倒れなどの種々の整列不良を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の物品配列検査方法の原理を示す説明図である。
【図２】この発明の第１実施例である物品配列検査装置の構成を示す説明図である。
【図３】ガラスびんの列に沿って生成された光切断線を示す斜視図である。
【図４】図３の光切断線を撮像して得られる画像を示す説明図である。
【図５】複数列にわたるガラスびんの列の具体例を示す平面図である。
【図６】図５の具体例について生成された光切断線を撮像して得られる画像を示す説明図である。
【図７】第１実施例における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の第２実施例である物品配列検査装置の構成を示す説明図である。
【図９】基板上に整列状態で支持されたガラスびんを示す平面図である。
【図１０】ガラスびんが欠落した部分を示す平面図である。
【図１１】ガラスびんの欠落がない列およびガラスびんの欠落のある列についての光切断線を撮像して得られる画像を示す説明図である。
【図１２】第２実施例における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】第１実施例の画像処理装置による準備工程での制御の流れを示すフローチャートである。
【図１４】第１実施例の画像処理装置による検査工程での制御の流れを示すフローチャートである。
【図１５】第２実施例の画像処理装置による準備工程での制御の流れを示すフローチャートである。
【図１６】第２実施例の画像処理装置による検査工程での制御の流れを示すフローチャートである。
【図１７】基板上にガラスびんが整列状態で並べられたものが段積みされた状態を示す正面図である。
【図１８】基板上にガラスびんが整列状態で並べられたものの一部を省略して示す平面図である。
【図１９】ガラスびんを搬送するコンベヤとコーティング剤の噴霧機構とを示す平面図である。
【図２０】整列状態にあるガラスびんの列と不整列状態にあるガラスびんの列とを示す正面図である。
【図２１】図２０の整列状態および不整列状態にあるガラスびんの列についての受光器の受光信号を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１（１）（２）は、この発明の物品配列検査方法の原理を示している。同図中、ａ１〜ａ４およびｂ１〜ｂ４は円筒形状をなす物品であり、物品ａ１〜ａ４およびｂ１〜ｂ４がそれぞれ一列に並んで物品の列Ｐａ，Ｐｂを構成している。図１（１）に示す全ての物品ａ１〜ａ４は一定の間隔で一直線状に並び、整列状態にある。図１（２）に示す物品ｂ１〜ｂ４のうち手前から２個目の物品ｂ２は列からはみ出て不整列の状態になっている。
【００２３】
この発明による物品配列検査方法は、このような物品の列が整列状態にあるかどうかを検査するためのもので、準備工程と検査工程とを順次実施するものである。まず準備工程では、図１（１）に示すような整列状態にある物品ａ１〜ａ４の列Ｐａに対しその物品ａ１〜ａ４の列Ｐａを列方向の全幅Ｓにわたって切断するような帯状の光Ｒを照射し、各物品ａ１〜ａ４の表面に物品の輪郭に沿う光切断線Ｌを一連に生成するとともに、連なる光切断線Ｌを撮像して基準となる画像を取得する。なお、図中、２は投光装置であり、この投光装置２より扇状に広がる帯状の光Ｒが出射される。
【００２４】
つぎに検査工程では、例えば、図１（２）に示すような不整列状態になっている可能性のある検査対象の物品ｂ１〜ｂ４の列Ｐｂに対し同じ帯状の光Ｒを照射し、前記準備工程で撮像した光切断線Ｌの生成位置に対応する位置、図示例では物品の列の一端縁ｔから半径ｒに相当する距離の位置に光切断線Ｌを一連に生成するとともに、連なる光切断線Ｌを撮像して検査対象画像を取得する。その検査対象画像は前記基準となる画像と照合され、検査対象の物品ｂ１〜ｂ４の列Ｐｂが整列状態にあるかどうかを判別する。
【００２５】
図示例では、手前から２個目の物品ｂ２が列からはみ出ているので、他の物品ｂ１，ｂ３，ｂ４の部分での光切断線Ｌの形態が準備工程で生成された物品ａ１，ａ３，ａ４の部分での光切断線Ｌの形態とは一致せず、したがって、検査対象画像と基準となる画像とは違ったものとなる。
【００２６】
図２は、この発明の第１実施例である物品配列検査装置の概略構成を示している。
図示例の物品配列検査装置は、製びん装置で成形された多数個のガラスびん１を最終の包装工程まで搬送する際、徐冷工程を経たコンベヤ１０上の複数列にわたるガラスびん１の列Ｐが整列状態にあるかどうかを、前記したコーティング剤の噴霧機構が設置された位置の上流側で検査するものである。
【００２７】
図示例の物品配列検査装置は、コンベヤ１０の上方に投光装置２および撮像装置３を下方に向けて設置されて成るものである。投光装置２は光源としてレーザダイオードのようなレーザ光源を含むものであり、コンベヤ１０によって矢印Ｚの方向へ移動するガラスびん１の列Ｐに対しそのガラスびん１の列Ｐを列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光Ｒを真下へ照射する。この帯状の光Ｒがガラスびん１の列Ｐに当たると、図３に示すように、各ガラスびん１の表面にガラスびん１の輪郭に沿う光切断線Ｌが生成される。なお、帯状の光Ｒは、隣り合うガラスびん１，１間ではコンベヤ１０の上面に当たるので、光切断線Ｌはコンベヤ１０の上面にも生成される。
【００２８】
この一連に連なる光切断線Ｌは撮像装置３により斜め上方より撮像される。この撮像装置３で取得された画像は画像処理装置４に取り込まれ、ガラスびん１の列Ｐが整列状態にあるかどうかを判別するための処理が実行される。前記撮像装置３は、光切断線Ｌが全幅にわたって視野内に収まるように高さおよび向きが最適な状態に調整されており、この撮像装置３によって、図４に示すような、ガラスびん１の列Ｐの全幅にわたる光切断線の画像Ｇが取得される。
【００２９】
コンベヤ１０の両側方のコンベヤ１０を挟んで対向する位置に、光電センサ７を構成する投光器７１および受光器７２が設置されている（図１９参照）。受光器７２の受光信号レベルは、ガラスびんの列Ｐを構成するいずれかのガラスびん１が光電センサ７の光路を遮ったときに立下るので、この立下りをガラスびん１が通過することを示す検出信号ｋとして画像処理装置４に取り込まれる。なお、光電センサ７は図１９，２０で説明したものと同様の構成のものである。
【００３０】
この検出信号ｋは撮像装置３の撮像タイミングを決めるための基準となるもので、画像処理装置４は、前記検出信号ｋを入力した後、設定時間Ｔだけ遅れたタイミングでシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ出力する。このシャッター駆動信号ｊは、光切断線Ｌがガラスびん１の中心を通る位置に生成されるタイミングで出力される。前記設定時間Ｔは、コンベヤ１０の速度をｖ、ガラスびん１の半径をｒ、光電センサ７の光路位置と帯状の光Ｒの照射位置との間の距離をｄとすると、（ｄ＋ｒ）／ｖにより求めることができる。なお、距離ｄは、ｄ≧０であり、例えばｄ＝０に設定する。図中、５は警報ブザー５０および警報ランプ５１よりなる警報装置であり、コンベヤ１０上のガラスびん１の列Ｐが不整列の状態にあると判断されたときに鳴動および点灯動作して係員に報知する。
【００３１】
図５は、１列がｎ個のガラスびん１ａ〜１ｎよりなる５列のガラスびんの列Ｐ１〜Ｐ５を例示している。なお、図中、矢印Ｚはコンベヤによりガラスびんが搬送される方向である。図示例では、１列目、４列目、および５列目のガラスびんの列Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５は一直線状に整列した状態にあるが、２列目のガラスびんの列Ｐ２は２番目のガラスびん１ｂが前方へはみ出し、３列目のガラスびんの列Ｐ３は３番目のガラスびん１ｃが倒れて特に底部が４列目のガラスびんの列Ｐ４に干渉している。
【００３２】
１列目のガラスびんの列Ｐ１は整列状態にあるので、光電センサ７によりガラスびん１ａ〜１ｎのいずれかの前端縁が検出された後、前記の設定時間Ｔだけ遅れたタイミングで撮像装置３が撮像動作を行ったとき、全てのガラスびん１ａ〜１ｎの中心を通る光切断線Ｌが撮像され、図６（１）に示すような画像Ｇ１が取得される。なお、図中、ｒはガラスびんの半径を示す。
【００３３】
２列目のガラスびんの列Ｐ２は不整列の状態にあり、２番目のガラスびん１ｂが搬送方向Ｚへはみ出ているので、光電センサ７により２番目のガラスびん１ｂの前端縁が検出された後、設定時間Ｔだけ遅れたタイミングで撮像装置３が撮像動作を行ったとき、２番目のガラスびん１ｂについてはその中心を通り、他のガラスびんについては中心から外れた位置を通る光切断線Ｌが撮像され、図６（２）に示すような画像Ｇ２が取得される。
【００３４】
３列目のガラスびんの列Ｐ３も不整列の状態にあり、３番目のガラスびん１ｃが倒れて口部が前列の手前まで突出しているので、光電センサ７により３番目のガラスびん１ｃの口部が検出された後、設定時間Ｔだけ遅れたタイミングで撮像装置３が撮像動作を行うことになり、その結果、他のガラスびんの前方であって倒れた３番目のガラスびん１ｃの首部を通る光切断線Ｌが撮像され、図６（３）に示すような画像Ｇ３が取得される。
【００３５】
４列目のガラスびんの列Ｐ４は整列状態にあるが、３列目の倒れたガラスびん１ｃの底部が４列目のガラスびんの列Ｐ４と干渉する位置まで突出しているので、４列目のガラスびんの列Ｐ４を切断するような光切断線は撮像されず、４列目のガラスびんの列Ｐ４については整列状態にあるかどうかは判別できない。この場合、３列目のガラスびんの列Ｐ３について整列不良が検出されて係員に報知されるので、係員は３列目の整列不良を是正する際に、４列目のガラスびんの列Ｐ４が整列状態にあるかどうかを確認することができるが、この種のガラスびんの転倒状態を光電センサ７の受光器７２の受光出力などにより検出したとき４列目のガラスびんの列Ｐ４が整列状態にあるかどうかを問わず整列不良である旨を係員に報知して係員による目視確認を義務付けるようにしてもよい。なお、この種のガラスびんの転倒状態は、光電センサ７の受光器の受光信号が立ち下がった後、立ち上がるまでの時間を監視し、その立下り時間が所定の基準値（例えば、ガラスびんの列の前後の配列間隔をｑとしたとき、（ｑ＋２ｒ）／ｖ）に達したかどうかにより検出することが可能である。
【００３６】
５列目のガラスびんの列Ｐ５は整列状態にあるので、光電センサ７によりガラスびん１ａ〜１ｎのいずれかの前端縁が検出された後、設定時間Ｔだけ遅れたタイミングで撮像装置３が撮像動作を行ったとき、全てのガラスびん１ａ〜１ｎの中心を通る光切断線Ｌが撮像され、図６（１）に示すような画像Ｇ５が取得される。
【００３７】
図７は、前記画像処理装置４の構成例を示している。図示例の画像処理装置４は、パーソナルコンピュータにより構成されており、制御、演算の主体であるＣＰＵ４０、プログラムや画像などのデータが格納されるハードディスク４１、プログラムやデータの読み書きに供されるメインメモリ４２を含んでいる。ＣＰＵ４０にはＩ／Ｏポート４３，４４を介して投光装置２、光電センサ７、警報ブザー５０、および警報ランプ５１などが接続されている。光電センサ７の受光器７２より得られる前記検出信号ｋはＩ／Ｏポート４４を経てＣＰＵ４０に取り込まれる。
【００３８】
前記撮像装置３はＵＳＢポートなどの取込デバイス４５を介してＣＰＵ４０に接続されている。撮像装置３は画像処理装置４の取込デバイス４５より出力されるシャッター駆動信号ｊを受けて撮像動作し、その撮像により得られた濃淡画像データＤは取込デバイス４５から画像処理装置４に取り込まれる。撮像装置３は例えばＣＣＤカメラであり、光切断線Ｌを撮像して得られる濃淡画像データＤやその濃淡画像を２値化処理して得られる２値画像データは１画素単位で画像処理装置４のハードディスク４１に記憶される。画像処理装置４には液晶などのディスプレイ６が接続され、このディスプレイ６に撮像装置２で撮像された画像や検査結果などが表示される。
【００３９】
図８は、この発明の第２実施例である物品配列検査装置の概略構成を示している。この物品配列検査装置は、最終の包装工程において、図９に示すように、平面形状が矩形状の基板９上に多数個のガラスびん１が千鳥配列などの配列方法により密に並べられたものを検査対象としている。図９において、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍは基板９上に千鳥配列された複数列（図示例ではｍ列）にわたるガラスびんの列である。
【００４０】
図示例の物品配列検査装置は、検査対象が水平状態で位置決めされる所定の検査位置の上方に投光装置２および撮像装置３を下方に向けて設置して成るものである。投光装置２と撮像装置３とは矩形枠状の可動フレーム３０に角度調整可能に支持されており、基板９の一方の端部９１の上方位置から他方の端部９２の上方位置に向けてガラスびんの各列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍと直交して移動するものである。図８，９において、矢印Ｘは可動フレーム３０の移動方向を示している。
【００４１】
可動フレーム３０の前後両側位置にはそれぞれガイドローラ３１，３１が上方へ突設されている。各ガイドローラ３１は検査位置の上方に架設された左右のガイドレール３２，３２に移動可能に支持される。可動フレーム３０は、図示しない減速機付のモータを駆動源とする駆動機構３３を搭載しており、モータ駆動されるピニオンギヤ３４が各ガイドレール３２と平行に敷設されたラック３５に噛み合っている。なお、ガイドレール３２およびラック３５は一定の高さ位置に固定して設けられるが、高さ調節が可能に上下移動可能としてもよい。また、駆動機構３３はこの実施例のような構成のものに限定されるものではない。
【００４２】
投光装置２は、基板９上のガラスびん１の各列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍについて、ガラスびんの列を全幅にわたって切断するような帯状の光Ｒを真下へ照射する。この帯状の光Ｒは、可動フレーム３０の移動にしたがってガラスびん１の列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍに順々に当たり、各列のガラスびん１の表面にガラスびん１の輪郭に沿う光切断線Ｌが順次生成される。なお、帯状の光Ｒは、隣り合うガラスびん１，１間では基板９の上面に当たるので、光切断線Ｌは基板９の上面にも生成される。
【００４３】
この一連に連なる光切断線Ｌは、各列毎に、撮像装置３により斜め上方より撮像される。この撮像装置３で取得された画像は画像処理装置４に取り込まれ、全ての列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍについて、ガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判別するための処理が実行される。撮像装置３は、光切断線Ｌが全幅にわたって視野内に収まるように高さおよび向きが調整され、各列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍについて光切断線Ｌがガラスびん１の中心を通る位置（図９において点線で示す）に生成されるタイミングで撮像動作する。画像処理装置４は可動フレーム３０が前後の列間隔に相当する距離だけ移動する毎にシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ出力する。なお、可動フレーム３０の移動量は駆動源であるモータの回転数から容易に求めることができる。
【００４４】
図１０は、ガラスびんの欠落があるガラスびんの列Ｐ１〜Ｐ４を例示している。図示例では、１列目、３列目、および４列目のガラスびんの列Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４は一直線状に整列した状態にあるが、２列目のガラスびんの列Ｐ２にはガラスびんの欠落がある。
【００４５】
１列目のガラスびんの列Ｐ１は整列状態にあるので、所定のタイミングで撮像装置３が撮像動作を行ったとき、全てのガラスびん１の中心を通る光切断線Ｌが撮像され、図１１（１）に示すような画像Ｇ１が取得される。
【００４６】
２列目のガラスびんの列Ｐ２は１個のガラスびんが欠落して不整列の状態にあるので、所定のタイミングで撮像装置３が撮像動作を行ったとき、ガラスびんの欠落部分では光切断線Ｌが基板９の上面に生成されることになるため、図６（２）に示すような画像Ｇ２が取得される。
【００４７】
図１２は、第２実施例における画像処理装置４の構成例を示している。図示例の画像処理装置４は、第１実施例と同様の構成であって、ＣＰＵ４０、ハードディスク４１、メインメモリ４２を含んでいる。ＣＰＵ４０にはＩ／Ｏポート４３，４４を介して投光装置２、駆動機構３３、警報ブザー５０、および警報ランプ５１などが、ＵＳＢポートなどの取込デバイス４５を介して撮像装置３が、それぞれ接続されている。撮像装置３は画像処理装置４の取込デバイス４５より所定のタイミングで出力されるシャッター駆動信号ｊを受けて撮像動作し、その撮像により得られた濃淡画像データＤやその濃淡画像を２値化処理して得られる２値画像データは取込デバイス４５から画像処理装置４に取り込まれてハードディスク４１に記憶される。画像処理装置４にはディスプレイ６が接続され、このディスプレイ６に撮像装置２で撮像された画像や検査結果などが表示される。
【００４８】
図１３〜図１６は、上記した画像処理装置４のＣＰＵ４０による制御の流れを示している。同図中、「ＳＴ」は「ＳＴＥＰ」の略であり、制御の流れにおける各手順を示している。
図１３および図１４は、コンベヤによって移動する複数列にわたるガラスびんの列が整列状態にあるかどうかを図２に示した物品配列検査装置により検査するための準備工程および検査工程での制御の流れである。
【００４９】
図１３に示す準備工程は、整列状態にあるコンベヤ１０上のガラスびん１の列から基準となる画像を取得するためのもので、ＳＴ１でＣＰＵ４０が投光装置２を点灯駆動すると、投光装置２はコンベヤ１０の上面に向けてコンベヤ１０の幅方向に沿う帯状の光Ｒを照射する。つぎのＳＴ２では、光電センサ７がガラスびん１の列を構成するいずれかのガラスびん１の前端縁を検知したかどうかを判定しており、ＣＰＵ４０が受光器７２より検出信号ｋを入力したとき、ＳＴ２の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０が有する内部タイマが前記の設定時間Ｔの計時動作を開始する（ＳＴ３）。ガラスびん１の列が帯状の光Ｒの照射位置までコンベヤ１０によって搬送され、さらに、ガラスびん１の中心が光切断線Ｌが生成される位置に到達したとき、タイマがタイムアップしてＳＴ４の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。
【００５０】
撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、光切断線Ｌの画像と背景の画像とを切り分けるために２値化処理などの所定の画像処理が実行された後、その２値画像が基準となる画像（以下「基準画像」という。）としてハードディスク４１に記憶される（ＳＴ６，７）。そして、ＣＰＵ４０はＳＴ８で投光装置２を消灯し、準備工程を完了する。なお、この実施例では２値画像を基準画像および後述の検査対象画像に用いているが、濃淡画像をそのまま基準画像および検査対象画像に用いることも可能である。
【００５１】
図１４に示す検査工程は、整列不良のおそれがあるガラスびん１の列がコンベヤ１０上で複数列にわたっているものを検査対象とするもので、ＳＴ１でＣＰＵ４０が投光装置２を点灯駆動すると、投光装置２はコンベヤ１０の上面に向けてコンベヤ１０の幅方向に沿う帯状の光Ｒを照射する。つぎのＳＴ２では、光電センサ７が１列目のガラスびん１の列を構成するいずれかのガラスびん１の前端縁を検知したかどうかを判定しており、ＣＰＵ４０が受光器７２より検出信号ｋを入力したとき、ＳＴ２の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０が有する内部タイマは設定時間Ｔの計時動作を開始する（ＳＴ３）。光電センサ７により検知された１列目のガラスびん１が帯状の光Ｒの照射位置までコンベヤ１０によって搬送され、さらに、ガラスびん１の中心が光切断線Ｌが生成される位置に到達したとき、タイマがタイムアップしてＳＴ４の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。
【００５２】
撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、２値化処理などの所定の画像処理が実行された後、その２値画像が検査対象画像として取得され、ハードディスク４１に記憶される（ＳＴ６）。つぎにＣＰＵ４０は、その検査対象画像をハードディスク４１に記憶されている基準画像と照合し、両者が一致するかどうかにより１列目のガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判別する（ＳＴ７）。この実施例では、検査対象画像と基準画像との類似度合を正規化相互相関演算を実行することにより算出し、両者の類似度合を示す相関係数を所定のしきい値と比較することにより検査対象画像が基準画像に一致するかどうか、すなわち、ガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判断している。
【００５３】
検査対象画像が基準画像に一致すると判断されると、ＳＴ８の判定が「ＹＥＳ」であり、ＳＴ１０を経てＳＴ２へ戻り、２列目のガラスびん１の列が光電センサ７の位置に到達するのに待機する。検査対象画像が基準画像に一致しないと判断されると、ＳＴ８の判定が「ＮＯ」であり、ＣＰＵ４０は警報装置５の警報ブザー５０を鳴動させ、警報ランプ５１を点灯させることで整列不良があることを係員に報知した後（ＳＴ９）、ＳＴ１０からＳＴ２へ戻り、２列目のガラスびん１の列が光電センサ７の位置に達するのに待機する。
係員はＳＴ９の報知を受けてガラスびん１の整列不良を目視で確認してそれを是正する。
２列目以降についても同様の検査手順が実行され、全ての列についての検査が終了したとき、ＳＴ１０の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０は投光装置２を消灯させて検査を完了する（ＳＴ１１）。
【００５４】
上記した一連の検査手順を実行することにより、ガラスびんの前後、左右の各方向の位置ずれ、ガラスびんの欠落、倒れ、凭れなどの種々の整列不良を確実に検出して係員に報知できる。これにより、係員は速やかに不整列の状態を手作業で是正でき、下流位置でのコーティング剤の噴霧作業に支障が生じるのを阻止できる。
【００５５】
図１５および図１６は、基板上の複数列にわたるガラスびんの列、すなわち、静止状態のガラスびんの列が整列状態にあるかどうかを図８に示した物品配列検査装置により検査するための準備工程および検査工程での制御の流れを示している。
【００５６】
図１５に示す準備工程は、整列状態にある基板９上の複数列にわたるガラスびん１の列から列毎の基準画像を取得するためのもので、ＣＰＵ４０はＳＴ１で駆動機構３３を駆動して可動フレーム３０を初期位置に位置決めた後、つぎのＳＴ２で投光装置２を点灯駆動する。投光装置２は基板９上の１列目のガラスびん１の列に向けて幅方向に沿う帯状の光Ｒを照射し、ガラスびん１の中心を通る位置に光切断線Ｌを生成する。
【００５７】
つぎのＳＴ３は、１列目のガラスびん１の列であるかどうかを判定しており、この場合、その判定は「ＹＥＳ」であるから、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、２値化処理などの所定の画像処理が実行された後、その２値画像が１列目のガラスびんの列についての基準画像としてハードディスク４１に記憶される（ＳＴ６，７）。
【００５８】
つぎのＳＴ８は最終列のガラスびん１の列であるかどうかを判定しており、この場合、その判定は「ＮＯ」であるから、ＣＰＵ４０は駆動機構３３を動作させて可動フレーム３０を移動させる（ＳＴ９）。ＳＴ４では可動フレーム３０が前後の列間隔に相当する距離だけ移動したかどうか、すなわち、光切断線Ｌの位置が次列のガラスびん１の中心を通る位置に達したかどうかを判定しており、ＳＴ４の判定が「ＹＥＳ」であれば、ＳＴ４からＳＴ５へ進み、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、２値化処理などの所定の画像処理が実行された後、その２値画像が２列目のガラスびんの列についての基準画像としてハードディスク４１に記憶される（ＳＴ６，７）。
【００５９】
同様にして、全ての列についての基準画像が取得されると、ＳＴ８の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０は駆動機構３３の動作を停止させ（ＳＴ１０）、投光装置２を消灯して（ＳＴ１１）、準備工程を完了する。
【００６０】
図１６に示す検査工程は、整列不良のおそれがあるガラスびん１の列が基板９上で複数列にわたっているものを検査対象とするもので、ＣＰＵ４０はＳＴ１で駆動機構３３を駆動して可動フレーム３０を初期位置に位置決めた後、つぎのＳＴ２で投光装置２を点灯駆動する。投光装置２は基板９の上面の１列目のガラスびん１の列に向けて幅方向に沿う帯状の光Ｒを照射し、ガラスびん１の中心を通る位置に光切断線Ｌを生成する。
【００６１】
つぎのＳＴ３は、１列目のガラスびん１の列であるかどうかを判定しており、この場合、その判定は「ＹＥＳ」であるから、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、ＣＰＵ４０は２値化処理などの所定の画像処理を実行して１列目のガラスびんの列についての検査対象画像を取得し、ハードディスク４１に記憶させる（ＳＴ６）。
【００６２】
つぎにＣＰＵ４０は、その検査対象画像をハードディスク４１に記憶されている１列目のガラスびん１の列についての基準画像と照合し、両者が一致するかどうかにより１列目のガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判別する（ＳＴ７）。この実施例では、検査対象画像と基準画像との類似度合を正規化相互相関演算を実行することにより算出し、両者の類似度合を示す相関係数を所定のしきい値と比較することにより検査対象画像が基準画像に一致するかどうか、すなわち、ガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判断している。
【００６３】
検査対象画像が基準画像に一致すると判断されると、ＳＴ８の判定が「ＹＥＳ」であり、ＳＴ８からＳＴ１０へ進む。検査対象画像が基準画像に一致しないと判断されると、ＳＴ８の判定が「ＮＯ」であり、ＣＰＵ４０は警報装置５の警報ブザー５０を鳴動させ、警報ランプ５１を点灯させることで整列不良があることを係員に報知した後（ＳＴ９）、ＳＴ１０へ進む。
【００６４】
ＳＴ１０は最終列のガラスびん１の列であるかどうかを判定しており、この場合、その判定は「ＮＯ」であるから、ＣＰＵ４０は駆動機構３３を動作させて可動フレーム３０を移動させ（ＳＴ１１）、ＳＴ４で可動フレーム３０が前後の列間隔に相当する距離だけ移動したかどうか、すなわち、光切断線Ｌの位置が次列のガラスびん１の列位置に達したかどうかを判定する。ＳＴ４の判定が「ＹＥＳ」であれば、ＳＴ４からＳＴ５へ進み、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、２値化処理などの所定の画像処理が実行されて２列目のガラスびんの列についての基準画像を取得しハードディスク４１に記憶される（ＳＴ６）。
【００６５】
つぎにＣＰＵ４０は、その検査対象画像をハードディスク４１に記憶されている２列目のガラスびん１の列についての基準画像と照合し、両者が一致するかどうかにより２列目のガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判別する（ＳＴ７）。検査対象画像が基準画像に一致すると判断されると、ＳＴ８の判定が「ＹＥＳ」であり、ＳＴ８からＳＴ１０へ進む。一方、検査対象画像が基準画像に一致しないと判断されると、ＳＴ８の判定が「ＮＯ」であり、ＣＰＵ４０は警報装置５の警報ブザー５０を鳴動させ、警報ランプ５１を点灯させることにより整列不良があることを係員に報知した後（ＳＴ９）、ＳＴ１０へ進む。
【００６６】
３列目以降についても同様の検査手順が実行され、全ての列についての検査が終了したとき、ＳＴ１０の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０は駆動機構３３の動作を停止させ（ＳＴ１２）、投光装置２を消灯して（ＳＴ１３）、検査工程を完了する。
【００６７】
上記した一連の検査手順を実行することにより、ガラスびんの欠落などの整列不良を確実に検出して係員に報知できる。これにより、係員は速やかにガラスびんの補充など、不整列の状態を手作業で是正できる。
なお、上記の各実施例において、全ての検査対象画像をその撮像時間をタグとして画像処理装置４のハードディスク４１に記憶させて保管することで、過去にわたって画像の確認が可能となり、トレーサビリティが保証される。
【符号の説明】
【００６８】
１ ガラスびん
２ 投光装置
３ 撮像装置
４ 画像処理装置
５ 警報装置
９ 基板
１０ コンベヤ
３３ 駆動機構
４０ ＣＰＵ
４１ ハードディスク
Ｐ ガラスびんの列
【技術分野】
【０００１】
この発明は、物品の列が整列状態にあるかどうかを検査するための物品配列検査方法およびその装置であって、特にこの発明は、成形された多数個のびんを最終の包装工程まで搬送する際、コンベヤ上の複数列にわたるびんの列などが整列状態にあるかどうかを検査するのに用いられる物品配列検査方法および物品配列検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガラスびんを製造する製びん工場では、製びん機により成形されたガラスびんは、徐冷工程へ送られて冷却された後、検査工程へ送られてガラスびんに欠陥がないかどうかが検査される。欠陥がないと判断されたガラスびんは包装工程へ送られ、複数本のガラスびんが整列状態でカートンに詰め込まれたり、図１７および図１８に示すように、薄板状の基板９上に整列状態で密に並べられかつその状態のものが複数段に積み上げられて、その段積み状態で梱包されたりする。
【０００３】
前記基板９上には、千鳥配列などの配列方法により複数本のガラスびん１が密に配列されるため、隣り合うガラスびん１，１が擦れ合って擦り傷を生じさせるおそれがあり、これを防止するのに、徐冷工程を経たコンベヤ上の全てのガラスびんの表面に「コールドエンドコーティング」と称されるびん同士の摩擦を低くするためのコーティング処理が施される。
【０００４】
図１９は、コーティング処理を行うためのコーティング剤の噴霧機構８を示している。同図中、１０は徐冷後のガラスびん１を搬送するコンベヤであり、このコンベヤ１０上において、複数個のガラスびん１が幅方向へ一直線状に並んでガラスびんの列Ｐを構成し、その列Ｐが一定間隔毎に多数列にわたって連なっている。
噴霧機構８は、コンベヤ１０の上方位置に幅方向に配備されたガイドレール８０と、ガイドレール８０に沿って往復動する一対の噴霧ガン８１，８１とを備えたものであり、ガイドレール８０をコンベヤ１０の速度に合わせてコンベヤ１０の走行方向（図中、矢印Ｚで示す）へ移動させつつ各噴霧ガン８１を前後のガラスびん１の列Ｐ，Ｐの間を移動させ、各列Ｐのガラスびん１の表面にコーティング剤を噴霧する（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
各噴霧ガン８１をいずれのガラスびん１にも衝突させずに移動させるには、各列Ｐを構成する複数個のガラスびん１が一直線上に整列した状態にあることが必要であり、そのために、噴霧機構８の設置位置の上流側に、ガラスびん１の列Ｐが整列状態にあるかどうかを検出するための光電センサ７が配置されている。この光電センサ７はコンベヤ１０を挟んで対向する両側位置に投光器７１および受光器７２を設置して構成されており、ガラスびん１の列Ｐが、図２０（１）に示すように、整列状態にあるときの受光器７２の受光信号ｉ（図２１（１）に示す）を基準とし、受光器７２の受光信号ｉのオン時間Ｔ１が基準値より小さいか、またはオフ時間Ｔ２が基準値より大きい場合には、ガラスびん１の列Ｐは不整列の状態にあると判断し、警報を発するなどして係員に知らされる。
【０００６】
オン時間Ｔ１は投光器７１からの光がいずれのガラスびん１にも遮られずに通過した時間長さを意味し、オフ時間Ｔ２は投光器７１からの光がいずれかのガラスびん１により遮られた時間長さを意味する。図２０（２）に示すように、ガラスびん１の列Ｐを構成するいずれかのガラスびん１Ａが列Ｐからはみ出ていると、図２１（２）に示すように、オン時間Ｔ１は短くなり、オフ時間Ｔ２は長くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７９８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した光電センサ７においては、投光器７１からの光がガラスびん１に当たったとき光が透過せずに確実に遮られるように、投光器７１および受光器７２を低い位置に設置し、光が肉厚の大きなびん底部に当たるようにしている。ところが、図２０（３）に示すように、いずれかのガラスびん１Ｂが前列のガラスびん１に凭れ掛かっているような場合、投光器７１からの光はそのガラスびん１に当たらず、オン時間Ｔ１およびオフ時間Ｔ２は基準値と差がなくなり（図２１（３）参照）、その種の整列不良を検出することが困難である。
【０００９】
また、包装工程では、基板９上に所定の個数のガラスびん１が整列状態に並べられて、その状態のまま段積みされるが（図１７，１８参照）、ガラスびん１が整列状態にあるかどうかは主として外周部に沿って目視により検査されている。この種の目視検査では、外周部に位置するガラスびん１が欠落していたり、はみ出ていたりすると、その発見は容易であるが、中心部ないしはその周辺部にガラスびんの欠落があった場合、それによって外周部の整列状態が崩れることがないため、ガラスびんの欠落が見逃されるおそれがある。
【００１０】
この発明は、上記した問題に着目してなされたもので、整列状態にあることが要求される物品の列について、整列状態を乱す物品の位置ずれ、欠落、倒れなどの種々の整列不良を容易に検出することができる物品配列検査方法および物品配列検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による物品配列検査方法は、物品の列が整列状態にあるかどうかを検査する方法であって、整列状態にある物品の列に対しその物品の列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光を照射して各物品の表面に物品の輪郭に沿う光切断線を生成するとともに、その光切断線を撮像して基準となる画像を取得する準備工程と、検査対象の物品の列に対し同じ帯状の光を照射するとともに、前記準備工程で撮像した光切断線の生成位置に対応する位置に生成された光切断線を撮像して検査対象画像を取得した後、その検査対象画像を前記基準となる画像と照合して、検査対象の物品の列が整列状態にあるかどうかを判別する検査工程とから成ることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明の上記した構成において、「物品」には、びん、缶などの容器や容器以外の種々の物品が含まれ、また、物品の材質も、ガラス製、合成樹脂製、金属製、木製、陶磁器製など、種々のものが含まれる。「帯状の光」は、例えば光源の前方にスリット板を配置するなどして生成されるもので、光源としてレーザダイオードのように指向性に優れたものを用いるのが望ましい。「光切断線」とは、帯状の光が物品の表面に照射されることにより生成される輝線のことであり、物品が帯状の光によって切断されているように見えることによって「光切断線」と呼んでいる。
【００１３】
上記した物品配列検査方法によると、検査対象の物品の列が不整列の状態にあるとき、すなわち、物品の列を構成する物品のいずれかが欠落していたり、列からはみ出ていたり、両隣の物品のいずれかの方へ偏って位置していたり、隣の物品に凭れ掛かっていたり、倒れていたりすると、不整列の原因となっている物品の箇所に生成される光切断線が整列状態にあるときの光切断線と一致せず、したがって、検査対象画像が基準となる画像と違ったものとなるので、検査対象の物品の列は整列状態にないと判断する。
これに対して、検査対象の物品の列が整列状態にある場合は、物品の列を構成する全ての物品の箇所において光切断線が整列状態にあるときの光切断線と一致し、したがって、検査対象画像は基準となる画像と類似するので、検査対象の物品の列は整列状態にあると判断する。
【００１４】
この発明の一実施態様においては、前記物品の列は、複数個のびん（例えば、ガラスびん）が一直線状に並んだびんの列であり、そのびんの列がコンベヤ上で複数列にわたっているものを検査対象とするものである。
この実施態様においては、前記準備工程では、コンベヤ上のびんの列が整列状態にあるものについて前記基準となる画像を取得し、前記検査工程では、各列について前記基準となる画像に対応する検査対象画像を順次取得するとともに、各検査対象画像を前記基準となる画像とそれぞれ照合して、検査対象の各物品の列が整列状態にあるかどうかを判別する。
【００１５】
この発明の他の実施態様においては、前記物品の列は、複数個のびんが一直線状に並んだびんの列であり、例えば、基板上に複数本のガラスびんが所定の配列（例えば千鳥配列）で密に配列されたもののように、そのびんの列が基板上で複数列にわたっているものを検査対象とするものである。
この実施態様においては、前記準備工程では、基板上のびんの列が整列状態にあるものについて前記基準となる画像を取得し、前記検査工程では、各列について前記基準となる画像に対応する検査対象画像をそれぞれ取得するとともに、各検査対象画像を前記基準となる画像とそれぞれ照合して、検査対象の各物品の列が整列状態にあるかどうかを判別する。
【００１６】
この発明による物品配列検査装置は、複数個のびんが一直線状に並ぶびんの列が複数列にわたって整列状態にあるかどうかを検査するものであって、びんの列に対しそのびんの列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光を上方より照射して各びんの表面にびんの輪郭に沿う光切断線を生成するための投光装置と、投光装置により所定の位置に生成された光切断線を上方より撮像する撮像装置と、撮像装置より画像を取り込んでびんの列が整列状態にあるかどうかを判別するための処理を実行する画像処理装置と、前記判別結果を係員に報知するための警報装置とから成る。前記画像処理装置は、びんの列が整列状態にあるものについて前記撮像装置により光切断線を撮像して取得した基準となる画像を記憶する記憶手段と、検査対象のびんの列について列毎に前記撮像装置により光切断線を撮像して取得した検査対象画像を前記記憶手段に記憶された基準となる画像とそれぞれ照合し検査対象のびんの列が整列状態にあるかどうかを判別してその判別結果を前記警報装置へ出力する判別手段とを備えている。
【００１７】
この発明の上記した構成において、検査対象が例えば基板上に複数個のびんが整列状態で配置されたもの、すなわち、びんの列が静止するものである場合、前記投光装置および撮像装置は、複数列にわたるびんの列の上方位置に、びんの列と直交する方向へ移動可能に設けられる。また、検査対象が例えばコンベヤ上にびんの列が多数列にわたって連続するもの、すなわち、びんの列が移動するものである場合、前記投光装置および撮像装置は、複数列にわたるびんの列の上方位置に固定して設けられる。
【００１８】
上記した物品配列検査装置によりびんの列が複数列にわたって整列状態にあるかどうかを検査する場合、投光装置により検査対象の各列のびんの列に対しそのびんの列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光を上方より順次照射して各びんの表面にびんの輪郭に沿う光切断線を生成し、各光切断線を撮像装置により上方よりそれぞれ撮像して検査対象画像を取得する。画像処理装置の記憶手段には、びんの列が整列状態にあるものについて前記撮像装置により光切断線を撮像して取得した基準となる画像が記憶されており、画像処理装置の判別手段は、検査対象の各列について取得した検査対象画像を記憶手段に記憶された基準となる画像とそれぞれ照合する。いずれかの列において、列を構成するびんのいずれかが欠落していたり、列から前後にはみ出ていたり、左右いずれかの方向に偏って位置していたり、隣のびんに凭れ掛かっていたり、倒れていたりすると、その不整列の原因となっているびんの箇所での光切断線は整列状態にあるときの光切断線と一致せず、したがって、検査対象画像は基準となる画像と違ったものとなるので、検査対象のびんの列は整列状態にないと判断し、その判断結果が警報装置により係員に報知される。
これに対して、検査対象のびんの列が整列状態にある場合は、びんの列を構成する全てのびんの箇所での光切断線が整列状態にあるときの光切断線と一致し、したがって、検査対象画像は基準となる画像と類似するので、画像処理装置の判別手段は検査対象のびんの列が整列状態にあると判断する。
【００１９】
この発明による物品配列検査装置の上記した構成において、画像処理装置を構成する記憶手段や判別手段は、好ましくは、プログラムされたコンピュータにより実現するが、これに限らず、専用のハードウェア回路をもって実現することもできる。また、警報装置は係員の視覚や聴覚に訴えて整列不良を知らせるためのもので、警報ブザーや警報ランプの他、ディスプレイなども含まれる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によると、整列状態にあることが要求される物品の列について、整列状態を乱す物品の位置ずれ、欠落、倒れなどの種々の整列不良を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の物品配列検査方法の原理を示す説明図である。
【図２】この発明の第１実施例である物品配列検査装置の構成を示す説明図である。
【図３】ガラスびんの列に沿って生成された光切断線を示す斜視図である。
【図４】図３の光切断線を撮像して得られる画像を示す説明図である。
【図５】複数列にわたるガラスびんの列の具体例を示す平面図である。
【図６】図５の具体例について生成された光切断線を撮像して得られる画像を示す説明図である。
【図７】第１実施例における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の第２実施例である物品配列検査装置の構成を示す説明図である。
【図９】基板上に整列状態で支持されたガラスびんを示す平面図である。
【図１０】ガラスびんが欠落した部分を示す平面図である。
【図１１】ガラスびんの欠落がない列およびガラスびんの欠落のある列についての光切断線を撮像して得られる画像を示す説明図である。
【図１２】第２実施例における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】第１実施例の画像処理装置による準備工程での制御の流れを示すフローチャートである。
【図１４】第１実施例の画像処理装置による検査工程での制御の流れを示すフローチャートである。
【図１５】第２実施例の画像処理装置による準備工程での制御の流れを示すフローチャートである。
【図１６】第２実施例の画像処理装置による検査工程での制御の流れを示すフローチャートである。
【図１７】基板上にガラスびんが整列状態で並べられたものが段積みされた状態を示す正面図である。
【図１８】基板上にガラスびんが整列状態で並べられたものの一部を省略して示す平面図である。
【図１９】ガラスびんを搬送するコンベヤとコーティング剤の噴霧機構とを示す平面図である。
【図２０】整列状態にあるガラスびんの列と不整列状態にあるガラスびんの列とを示す正面図である。
【図２１】図２０の整列状態および不整列状態にあるガラスびんの列についての受光器の受光信号を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１（１）（２）は、この発明の物品配列検査方法の原理を示している。同図中、ａ１〜ａ４およびｂ１〜ｂ４は円筒形状をなす物品であり、物品ａ１〜ａ４およびｂ１〜ｂ４がそれぞれ一列に並んで物品の列Ｐａ，Ｐｂを構成している。図１（１）に示す全ての物品ａ１〜ａ４は一定の間隔で一直線状に並び、整列状態にある。図１（２）に示す物品ｂ１〜ｂ４のうち手前から２個目の物品ｂ２は列からはみ出て不整列の状態になっている。
【００２３】
この発明による物品配列検査方法は、このような物品の列が整列状態にあるかどうかを検査するためのもので、準備工程と検査工程とを順次実施するものである。まず準備工程では、図１（１）に示すような整列状態にある物品ａ１〜ａ４の列Ｐａに対しその物品ａ１〜ａ４の列Ｐａを列方向の全幅Ｓにわたって切断するような帯状の光Ｒを照射し、各物品ａ１〜ａ４の表面に物品の輪郭に沿う光切断線Ｌを一連に生成するとともに、連なる光切断線Ｌを撮像して基準となる画像を取得する。なお、図中、２は投光装置であり、この投光装置２より扇状に広がる帯状の光Ｒが出射される。
【００２４】
つぎに検査工程では、例えば、図１（２）に示すような不整列状態になっている可能性のある検査対象の物品ｂ１〜ｂ４の列Ｐｂに対し同じ帯状の光Ｒを照射し、前記準備工程で撮像した光切断線Ｌの生成位置に対応する位置、図示例では物品の列の一端縁ｔから半径ｒに相当する距離の位置に光切断線Ｌを一連に生成するとともに、連なる光切断線Ｌを撮像して検査対象画像を取得する。その検査対象画像は前記基準となる画像と照合され、検査対象の物品ｂ１〜ｂ４の列Ｐｂが整列状態にあるかどうかを判別する。
【００２５】
図示例では、手前から２個目の物品ｂ２が列からはみ出ているので、他の物品ｂ１，ｂ３，ｂ４の部分での光切断線Ｌの形態が準備工程で生成された物品ａ１，ａ３，ａ４の部分での光切断線Ｌの形態とは一致せず、したがって、検査対象画像と基準となる画像とは違ったものとなる。
【００２６】
図２は、この発明の第１実施例である物品配列検査装置の概略構成を示している。
図示例の物品配列検査装置は、製びん装置で成形された多数個のガラスびん１を最終の包装工程まで搬送する際、徐冷工程を経たコンベヤ１０上の複数列にわたるガラスびん１の列Ｐが整列状態にあるかどうかを、前記したコーティング剤の噴霧機構が設置された位置の上流側で検査するものである。
【００２７】
図示例の物品配列検査装置は、コンベヤ１０の上方に投光装置２および撮像装置３を下方に向けて設置されて成るものである。投光装置２は光源としてレーザダイオードのようなレーザ光源を含むものであり、コンベヤ１０によって矢印Ｚの方向へ移動するガラスびん１の列Ｐに対しそのガラスびん１の列Ｐを列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光Ｒを真下へ照射する。この帯状の光Ｒがガラスびん１の列Ｐに当たると、図３に示すように、各ガラスびん１の表面にガラスびん１の輪郭に沿う光切断線Ｌが生成される。なお、帯状の光Ｒは、隣り合うガラスびん１，１間ではコンベヤ１０の上面に当たるので、光切断線Ｌはコンベヤ１０の上面にも生成される。
【００２８】
この一連に連なる光切断線Ｌは撮像装置３により斜め上方より撮像される。この撮像装置３で取得された画像は画像処理装置４に取り込まれ、ガラスびん１の列Ｐが整列状態にあるかどうかを判別するための処理が実行される。前記撮像装置３は、光切断線Ｌが全幅にわたって視野内に収まるように高さおよび向きが最適な状態に調整されており、この撮像装置３によって、図４に示すような、ガラスびん１の列Ｐの全幅にわたる光切断線の画像Ｇが取得される。
【００２９】
コンベヤ１０の両側方のコンベヤ１０を挟んで対向する位置に、光電センサ７を構成する投光器７１および受光器７２が設置されている（図１９参照）。受光器７２の受光信号レベルは、ガラスびんの列Ｐを構成するいずれかのガラスびん１が光電センサ７の光路を遮ったときに立下るので、この立下りをガラスびん１が通過することを示す検出信号ｋとして画像処理装置４に取り込まれる。なお、光電センサ７は図１９，２０で説明したものと同様の構成のものである。
【００３０】
この検出信号ｋは撮像装置３の撮像タイミングを決めるための基準となるもので、画像処理装置４は、前記検出信号ｋを入力した後、設定時間Ｔだけ遅れたタイミングでシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ出力する。このシャッター駆動信号ｊは、光切断線Ｌがガラスびん１の中心を通る位置に生成されるタイミングで出力される。前記設定時間Ｔは、コンベヤ１０の速度をｖ、ガラスびん１の半径をｒ、光電センサ７の光路位置と帯状の光Ｒの照射位置との間の距離をｄとすると、（ｄ＋ｒ）／ｖにより求めることができる。なお、距離ｄは、ｄ≧０であり、例えばｄ＝０に設定する。図中、５は警報ブザー５０および警報ランプ５１よりなる警報装置であり、コンベヤ１０上のガラスびん１の列Ｐが不整列の状態にあると判断されたときに鳴動および点灯動作して係員に報知する。
【００３１】
図５は、１列がｎ個のガラスびん１ａ〜１ｎよりなる５列のガラスびんの列Ｐ１〜Ｐ５を例示している。なお、図中、矢印Ｚはコンベヤによりガラスびんが搬送される方向である。図示例では、１列目、４列目、および５列目のガラスびんの列Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５は一直線状に整列した状態にあるが、２列目のガラスびんの列Ｐ２は２番目のガラスびん１ｂが前方へはみ出し、３列目のガラスびんの列Ｐ３は３番目のガラスびん１ｃが倒れて特に底部が４列目のガラスびんの列Ｐ４に干渉している。
【００３２】
１列目のガラスびんの列Ｐ１は整列状態にあるので、光電センサ７によりガラスびん１ａ〜１ｎのいずれかの前端縁が検出された後、前記の設定時間Ｔだけ遅れたタイミングで撮像装置３が撮像動作を行ったとき、全てのガラスびん１ａ〜１ｎの中心を通る光切断線Ｌが撮像され、図６（１）に示すような画像Ｇ１が取得される。なお、図中、ｒはガラスびんの半径を示す。
【００３３】
２列目のガラスびんの列Ｐ２は不整列の状態にあり、２番目のガラスびん１ｂが搬送方向Ｚへはみ出ているので、光電センサ７により２番目のガラスびん１ｂの前端縁が検出された後、設定時間Ｔだけ遅れたタイミングで撮像装置３が撮像動作を行ったとき、２番目のガラスびん１ｂについてはその中心を通り、他のガラスびんについては中心から外れた位置を通る光切断線Ｌが撮像され、図６（２）に示すような画像Ｇ２が取得される。
【００３４】
３列目のガラスびんの列Ｐ３も不整列の状態にあり、３番目のガラスびん１ｃが倒れて口部が前列の手前まで突出しているので、光電センサ７により３番目のガラスびん１ｃの口部が検出された後、設定時間Ｔだけ遅れたタイミングで撮像装置３が撮像動作を行うことになり、その結果、他のガラスびんの前方であって倒れた３番目のガラスびん１ｃの首部を通る光切断線Ｌが撮像され、図６（３）に示すような画像Ｇ３が取得される。
【００３５】
４列目のガラスびんの列Ｐ４は整列状態にあるが、３列目の倒れたガラスびん１ｃの底部が４列目のガラスびんの列Ｐ４と干渉する位置まで突出しているので、４列目のガラスびんの列Ｐ４を切断するような光切断線は撮像されず、４列目のガラスびんの列Ｐ４については整列状態にあるかどうかは判別できない。この場合、３列目のガラスびんの列Ｐ３について整列不良が検出されて係員に報知されるので、係員は３列目の整列不良を是正する際に、４列目のガラスびんの列Ｐ４が整列状態にあるかどうかを確認することができるが、この種のガラスびんの転倒状態を光電センサ７の受光器７２の受光出力などにより検出したとき４列目のガラスびんの列Ｐ４が整列状態にあるかどうかを問わず整列不良である旨を係員に報知して係員による目視確認を義務付けるようにしてもよい。なお、この種のガラスびんの転倒状態は、光電センサ７の受光器の受光信号が立ち下がった後、立ち上がるまでの時間を監視し、その立下り時間が所定の基準値（例えば、ガラスびんの列の前後の配列間隔をｑとしたとき、（ｑ＋２ｒ）／ｖ）に達したかどうかにより検出することが可能である。
【００３６】
５列目のガラスびんの列Ｐ５は整列状態にあるので、光電センサ７によりガラスびん１ａ〜１ｎのいずれかの前端縁が検出された後、設定時間Ｔだけ遅れたタイミングで撮像装置３が撮像動作を行ったとき、全てのガラスびん１ａ〜１ｎの中心を通る光切断線Ｌが撮像され、図６（１）に示すような画像Ｇ５が取得される。
【００３７】
図７は、前記画像処理装置４の構成例を示している。図示例の画像処理装置４は、パーソナルコンピュータにより構成されており、制御、演算の主体であるＣＰＵ４０、プログラムや画像などのデータが格納されるハードディスク４１、プログラムやデータの読み書きに供されるメインメモリ４２を含んでいる。ＣＰＵ４０にはＩ／Ｏポート４３，４４を介して投光装置２、光電センサ７、警報ブザー５０、および警報ランプ５１などが接続されている。光電センサ７の受光器７２より得られる前記検出信号ｋはＩ／Ｏポート４４を経てＣＰＵ４０に取り込まれる。
【００３８】
前記撮像装置３はＵＳＢポートなどの取込デバイス４５を介してＣＰＵ４０に接続されている。撮像装置３は画像処理装置４の取込デバイス４５より出力されるシャッター駆動信号ｊを受けて撮像動作し、その撮像により得られた濃淡画像データＤは取込デバイス４５から画像処理装置４に取り込まれる。撮像装置３は例えばＣＣＤカメラであり、光切断線Ｌを撮像して得られる濃淡画像データＤやその濃淡画像を２値化処理して得られる２値画像データは１画素単位で画像処理装置４のハードディスク４１に記憶される。画像処理装置４には液晶などのディスプレイ６が接続され、このディスプレイ６に撮像装置２で撮像された画像や検査結果などが表示される。
【００３９】
図８は、この発明の第２実施例である物品配列検査装置の概略構成を示している。この物品配列検査装置は、最終の包装工程において、図９に示すように、平面形状が矩形状の基板９上に多数個のガラスびん１が千鳥配列などの配列方法により密に並べられたものを検査対象としている。図９において、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍは基板９上に千鳥配列された複数列（図示例ではｍ列）にわたるガラスびんの列である。
【００４０】
図示例の物品配列検査装置は、検査対象が水平状態で位置決めされる所定の検査位置の上方に投光装置２および撮像装置３を下方に向けて設置して成るものである。投光装置２と撮像装置３とは矩形枠状の可動フレーム３０に角度調整可能に支持されており、基板９の一方の端部９１の上方位置から他方の端部９２の上方位置に向けてガラスびんの各列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍと直交して移動するものである。図８，９において、矢印Ｘは可動フレーム３０の移動方向を示している。
【００４１】
可動フレーム３０の前後両側位置にはそれぞれガイドローラ３１，３１が上方へ突設されている。各ガイドローラ３１は検査位置の上方に架設された左右のガイドレール３２，３２に移動可能に支持される。可動フレーム３０は、図示しない減速機付のモータを駆動源とする駆動機構３３を搭載しており、モータ駆動されるピニオンギヤ３４が各ガイドレール３２と平行に敷設されたラック３５に噛み合っている。なお、ガイドレール３２およびラック３５は一定の高さ位置に固定して設けられるが、高さ調節が可能に上下移動可能としてもよい。また、駆動機構３３はこの実施例のような構成のものに限定されるものではない。
【００４２】
投光装置２は、基板９上のガラスびん１の各列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍについて、ガラスびんの列を全幅にわたって切断するような帯状の光Ｒを真下へ照射する。この帯状の光Ｒは、可動フレーム３０の移動にしたがってガラスびん１の列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍに順々に当たり、各列のガラスびん１の表面にガラスびん１の輪郭に沿う光切断線Ｌが順次生成される。なお、帯状の光Ｒは、隣り合うガラスびん１，１間では基板９の上面に当たるので、光切断線Ｌは基板９の上面にも生成される。
【００４３】
この一連に連なる光切断線Ｌは、各列毎に、撮像装置３により斜め上方より撮像される。この撮像装置３で取得された画像は画像処理装置４に取り込まれ、全ての列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍについて、ガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判別するための処理が実行される。撮像装置３は、光切断線Ｌが全幅にわたって視野内に収まるように高さおよび向きが調整され、各列Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…Ｐｍについて光切断線Ｌがガラスびん１の中心を通る位置（図９において点線で示す）に生成されるタイミングで撮像動作する。画像処理装置４は可動フレーム３０が前後の列間隔に相当する距離だけ移動する毎にシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ出力する。なお、可動フレーム３０の移動量は駆動源であるモータの回転数から容易に求めることができる。
【００４４】
図１０は、ガラスびんの欠落があるガラスびんの列Ｐ１〜Ｐ４を例示している。図示例では、１列目、３列目、および４列目のガラスびんの列Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４は一直線状に整列した状態にあるが、２列目のガラスびんの列Ｐ２にはガラスびんの欠落がある。
【００４５】
１列目のガラスびんの列Ｐ１は整列状態にあるので、所定のタイミングで撮像装置３が撮像動作を行ったとき、全てのガラスびん１の中心を通る光切断線Ｌが撮像され、図１１（１）に示すような画像Ｇ１が取得される。
【００４６】
２列目のガラスびんの列Ｐ２は１個のガラスびんが欠落して不整列の状態にあるので、所定のタイミングで撮像装置３が撮像動作を行ったとき、ガラスびんの欠落部分では光切断線Ｌが基板９の上面に生成されることになるため、図６（２）に示すような画像Ｇ２が取得される。
【００４７】
図１２は、第２実施例における画像処理装置４の構成例を示している。図示例の画像処理装置４は、第１実施例と同様の構成であって、ＣＰＵ４０、ハードディスク４１、メインメモリ４２を含んでいる。ＣＰＵ４０にはＩ／Ｏポート４３，４４を介して投光装置２、駆動機構３３、警報ブザー５０、および警報ランプ５１などが、ＵＳＢポートなどの取込デバイス４５を介して撮像装置３が、それぞれ接続されている。撮像装置３は画像処理装置４の取込デバイス４５より所定のタイミングで出力されるシャッター駆動信号ｊを受けて撮像動作し、その撮像により得られた濃淡画像データＤやその濃淡画像を２値化処理して得られる２値画像データは取込デバイス４５から画像処理装置４に取り込まれてハードディスク４１に記憶される。画像処理装置４にはディスプレイ６が接続され、このディスプレイ６に撮像装置２で撮像された画像や検査結果などが表示される。
【００４８】
図１３〜図１６は、上記した画像処理装置４のＣＰＵ４０による制御の流れを示している。同図中、「ＳＴ」は「ＳＴＥＰ」の略であり、制御の流れにおける各手順を示している。
図１３および図１４は、コンベヤによって移動する複数列にわたるガラスびんの列が整列状態にあるかどうかを図２に示した物品配列検査装置により検査するための準備工程および検査工程での制御の流れである。
【００４９】
図１３に示す準備工程は、整列状態にあるコンベヤ１０上のガラスびん１の列から基準となる画像を取得するためのもので、ＳＴ１でＣＰＵ４０が投光装置２を点灯駆動すると、投光装置２はコンベヤ１０の上面に向けてコンベヤ１０の幅方向に沿う帯状の光Ｒを照射する。つぎのＳＴ２では、光電センサ７がガラスびん１の列を構成するいずれかのガラスびん１の前端縁を検知したかどうかを判定しており、ＣＰＵ４０が受光器７２より検出信号ｋを入力したとき、ＳＴ２の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０が有する内部タイマが前記の設定時間Ｔの計時動作を開始する（ＳＴ３）。ガラスびん１の列が帯状の光Ｒの照射位置までコンベヤ１０によって搬送され、さらに、ガラスびん１の中心が光切断線Ｌが生成される位置に到達したとき、タイマがタイムアップしてＳＴ４の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。
【００５０】
撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、光切断線Ｌの画像と背景の画像とを切り分けるために２値化処理などの所定の画像処理が実行された後、その２値画像が基準となる画像（以下「基準画像」という。）としてハードディスク４１に記憶される（ＳＴ６，７）。そして、ＣＰＵ４０はＳＴ８で投光装置２を消灯し、準備工程を完了する。なお、この実施例では２値画像を基準画像および後述の検査対象画像に用いているが、濃淡画像をそのまま基準画像および検査対象画像に用いることも可能である。
【００５１】
図１４に示す検査工程は、整列不良のおそれがあるガラスびん１の列がコンベヤ１０上で複数列にわたっているものを検査対象とするもので、ＳＴ１でＣＰＵ４０が投光装置２を点灯駆動すると、投光装置２はコンベヤ１０の上面に向けてコンベヤ１０の幅方向に沿う帯状の光Ｒを照射する。つぎのＳＴ２では、光電センサ７が１列目のガラスびん１の列を構成するいずれかのガラスびん１の前端縁を検知したかどうかを判定しており、ＣＰＵ４０が受光器７２より検出信号ｋを入力したとき、ＳＴ２の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０が有する内部タイマは設定時間Ｔの計時動作を開始する（ＳＴ３）。光電センサ７により検知された１列目のガラスびん１が帯状の光Ｒの照射位置までコンベヤ１０によって搬送され、さらに、ガラスびん１の中心が光切断線Ｌが生成される位置に到達したとき、タイマがタイムアップしてＳＴ４の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。
【００５２】
撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、２値化処理などの所定の画像処理が実行された後、その２値画像が検査対象画像として取得され、ハードディスク４１に記憶される（ＳＴ６）。つぎにＣＰＵ４０は、その検査対象画像をハードディスク４１に記憶されている基準画像と照合し、両者が一致するかどうかにより１列目のガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判別する（ＳＴ７）。この実施例では、検査対象画像と基準画像との類似度合を正規化相互相関演算を実行することにより算出し、両者の類似度合を示す相関係数を所定のしきい値と比較することにより検査対象画像が基準画像に一致するかどうか、すなわち、ガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判断している。
【００５３】
検査対象画像が基準画像に一致すると判断されると、ＳＴ８の判定が「ＹＥＳ」であり、ＳＴ１０を経てＳＴ２へ戻り、２列目のガラスびん１の列が光電センサ７の位置に到達するのに待機する。検査対象画像が基準画像に一致しないと判断されると、ＳＴ８の判定が「ＮＯ」であり、ＣＰＵ４０は警報装置５の警報ブザー５０を鳴動させ、警報ランプ５１を点灯させることで整列不良があることを係員に報知した後（ＳＴ９）、ＳＴ１０からＳＴ２へ戻り、２列目のガラスびん１の列が光電センサ７の位置に達するのに待機する。
係員はＳＴ９の報知を受けてガラスびん１の整列不良を目視で確認してそれを是正する。
２列目以降についても同様の検査手順が実行され、全ての列についての検査が終了したとき、ＳＴ１０の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０は投光装置２を消灯させて検査を完了する（ＳＴ１１）。
【００５４】
上記した一連の検査手順を実行することにより、ガラスびんの前後、左右の各方向の位置ずれ、ガラスびんの欠落、倒れ、凭れなどの種々の整列不良を確実に検出して係員に報知できる。これにより、係員は速やかに不整列の状態を手作業で是正でき、下流位置でのコーティング剤の噴霧作業に支障が生じるのを阻止できる。
【００５５】
図１５および図１６は、基板上の複数列にわたるガラスびんの列、すなわち、静止状態のガラスびんの列が整列状態にあるかどうかを図８に示した物品配列検査装置により検査するための準備工程および検査工程での制御の流れを示している。
【００５６】
図１５に示す準備工程は、整列状態にある基板９上の複数列にわたるガラスびん１の列から列毎の基準画像を取得するためのもので、ＣＰＵ４０はＳＴ１で駆動機構３３を駆動して可動フレーム３０を初期位置に位置決めた後、つぎのＳＴ２で投光装置２を点灯駆動する。投光装置２は基板９上の１列目のガラスびん１の列に向けて幅方向に沿う帯状の光Ｒを照射し、ガラスびん１の中心を通る位置に光切断線Ｌを生成する。
【００５７】
つぎのＳＴ３は、１列目のガラスびん１の列であるかどうかを判定しており、この場合、その判定は「ＹＥＳ」であるから、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、２値化処理などの所定の画像処理が実行された後、その２値画像が１列目のガラスびんの列についての基準画像としてハードディスク４１に記憶される（ＳＴ６，７）。
【００５８】
つぎのＳＴ８は最終列のガラスびん１の列であるかどうかを判定しており、この場合、その判定は「ＮＯ」であるから、ＣＰＵ４０は駆動機構３３を動作させて可動フレーム３０を移動させる（ＳＴ９）。ＳＴ４では可動フレーム３０が前後の列間隔に相当する距離だけ移動したかどうか、すなわち、光切断線Ｌの位置が次列のガラスびん１の中心を通る位置に達したかどうかを判定しており、ＳＴ４の判定が「ＹＥＳ」であれば、ＳＴ４からＳＴ５へ進み、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、２値化処理などの所定の画像処理が実行された後、その２値画像が２列目のガラスびんの列についての基準画像としてハードディスク４１に記憶される（ＳＴ６，７）。
【００５９】
同様にして、全ての列についての基準画像が取得されると、ＳＴ８の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０は駆動機構３３の動作を停止させ（ＳＴ１０）、投光装置２を消灯して（ＳＴ１１）、準備工程を完了する。
【００６０】
図１６に示す検査工程は、整列不良のおそれがあるガラスびん１の列が基板９上で複数列にわたっているものを検査対象とするもので、ＣＰＵ４０はＳＴ１で駆動機構３３を駆動して可動フレーム３０を初期位置に位置決めた後、つぎのＳＴ２で投光装置２を点灯駆動する。投光装置２は基板９の上面の１列目のガラスびん１の列に向けて幅方向に沿う帯状の光Ｒを照射し、ガラスびん１の中心を通る位置に光切断線Ｌを生成する。
【００６１】
つぎのＳＴ３は、１列目のガラスびん１の列であるかどうかを判定しており、この場合、その判定は「ＹＥＳ」であるから、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、ＣＰＵ４０は２値化処理などの所定の画像処理を実行して１列目のガラスびんの列についての検査対象画像を取得し、ハードディスク４１に記憶させる（ＳＴ６）。
【００６２】
つぎにＣＰＵ４０は、その検査対象画像をハードディスク４１に記憶されている１列目のガラスびん１の列についての基準画像と照合し、両者が一致するかどうかにより１列目のガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判別する（ＳＴ７）。この実施例では、検査対象画像と基準画像との類似度合を正規化相互相関演算を実行することにより算出し、両者の類似度合を示す相関係数を所定のしきい値と比較することにより検査対象画像が基準画像に一致するかどうか、すなわち、ガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判断している。
【００６３】
検査対象画像が基準画像に一致すると判断されると、ＳＴ８の判定が「ＹＥＳ」であり、ＳＴ８からＳＴ１０へ進む。検査対象画像が基準画像に一致しないと判断されると、ＳＴ８の判定が「ＮＯ」であり、ＣＰＵ４０は警報装置５の警報ブザー５０を鳴動させ、警報ランプ５１を点灯させることで整列不良があることを係員に報知した後（ＳＴ９）、ＳＴ１０へ進む。
【００６４】
ＳＴ１０は最終列のガラスびん１の列であるかどうかを判定しており、この場合、その判定は「ＮＯ」であるから、ＣＰＵ４０は駆動機構３３を動作させて可動フレーム３０を移動させ（ＳＴ１１）、ＳＴ４で可動フレーム３０が前後の列間隔に相当する距離だけ移動したかどうか、すなわち、光切断線Ｌの位置が次列のガラスびん１の列位置に達したかどうかを判定する。ＳＴ４の判定が「ＹＥＳ」であれば、ＳＴ４からＳＴ５へ進み、ＣＰＵ４０はシャッター駆動信号ｊを撮像装置３へ送り、撮像装置３は光切断線Ｌを撮像する（ＳＴ５）。撮像装置３により取得された光切断線Ｌの濃淡画像データＤは画像処理装置４に取り込まれ、２値化処理などの所定の画像処理が実行されて２列目のガラスびんの列についての基準画像を取得しハードディスク４１に記憶される（ＳＴ６）。
【００６５】
つぎにＣＰＵ４０は、その検査対象画像をハードディスク４１に記憶されている２列目のガラスびん１の列についての基準画像と照合し、両者が一致するかどうかにより２列目のガラスびん１の列が整列状態にあるかどうかを判別する（ＳＴ７）。検査対象画像が基準画像に一致すると判断されると、ＳＴ８の判定が「ＹＥＳ」であり、ＳＴ８からＳＴ１０へ進む。一方、検査対象画像が基準画像に一致しないと判断されると、ＳＴ８の判定が「ＮＯ」であり、ＣＰＵ４０は警報装置５の警報ブザー５０を鳴動させ、警報ランプ５１を点灯させることにより整列不良があることを係員に報知した後（ＳＴ９）、ＳＴ１０へ進む。
【００６６】
３列目以降についても同様の検査手順が実行され、全ての列についての検査が終了したとき、ＳＴ１０の判定が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ４０は駆動機構３３の動作を停止させ（ＳＴ１２）、投光装置２を消灯して（ＳＴ１３）、検査工程を完了する。
【００６７】
上記した一連の検査手順を実行することにより、ガラスびんの欠落などの整列不良を確実に検出して係員に報知できる。これにより、係員は速やかにガラスびんの補充など、不整列の状態を手作業で是正できる。
なお、上記の各実施例において、全ての検査対象画像をその撮像時間をタグとして画像処理装置４のハードディスク４１に記憶させて保管することで、過去にわたって画像の確認が可能となり、トレーサビリティが保証される。
【符号の説明】
【００６８】
１ ガラスびん
２ 投光装置
３ 撮像装置
４ 画像処理装置
５ 警報装置
９ 基板
１０ コンベヤ
３３ 駆動機構
４０ ＣＰＵ
４１ ハードディスク
Ｐ ガラスびんの列
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品の列が整列状態にあるかどうかを検査する方法であって、整列状態にある物品の列に対しその物品の列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光を照射して各物品の表面に物品の輪郭に沿う光切断線を生成するとともに、その光切断線を撮像して基準となる画像を取得する準備工程と、検査対象の物品の列に対し同じ帯状の光を照射するとともに、前記準備工程で撮像した光切断線の生成位置に対応する位置に生成された光切断線を撮像して検査対象画像を取得した後、その検査対象画像を前記基準となる画像と照合して、検査対象の物品の列が整列状態にあるかどうかを判別する検査工程とから成ることを特徴とする物品配列検査方法。
【請求項２】
前記物品の列は、複数個のびんが一直線状に並んだびんの列であり、そのびんの列がコンベヤ上で複数列にわたっているものを検査対象とする請求項１に記載された物品配列検査方法であって、
前記準備工程では、コンベヤ上のびんの列が整列状態にあるものについて前記基準となる画像を取得し、前記検査工程では、各列について前記検査対象画像を順次取得するとともに、各検査対象画像を前記基準となる画像とそれぞれ照合して、検査対象の各物品の列が整列状態にあるかどうかを判別することを特徴とする物品配列検査方法。
【請求項３】
前記物品の列は、複数個のびんが一直線状に並んだびんの列であり、そのびんの列が基板上で複数列にわたっているものを検査対象とする請求項１に記載された物品配列検査方法であって、
前記準備工程では、基板上のびんの列が整列状態にあるものについて前記基準となる画像を取得し、前記検査工程では、各列について前記検査対象画像をそれぞれ取得するとともに、各検査対象画像を前記基準となる画像とそれぞれ照合して、検査対象の各物品の列が整列状態にあるかどうかを判別することを特徴とする物品配列検査方法。
【請求項４】
複数個のびんが一直線状に並ぶびんの列が複数列にわたって整列状態にあるかどうかを検査する装置であって、びんの列に対しそのびんの列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光を上方より照射して各びんの表面にびんの輪郭に沿う光切断線を生成するための投光装置と、投光装置により所定の位置に生成された光切断線を上方より撮像する撮像装置と、撮像装置より画像を取り込んでびんの列が整列状態にあるかどうかを判別するための処理を実行する画像処理装置と、前記判別結果を係員に報知するための警報装置とから成り、前記画像処理装置は、びんの列が整列状態にあるものについて前記撮像装置により光切断線を撮像して取得した基準となる画像を記憶する記憶手段と、検査対象のびんの列について列毎に前記撮像装置により光切断線を撮像して取得した検査対象画像を前記記憶手段に記憶された基準となる画像とそれぞれ照合し検査対象のびんの列が整列状態にあるかどうかを判別してその判別結果を前記警報装置へ出力する判別手段とを備えて成る物品配列検査装置。
【請求項５】
前記投光装置および撮像装置は、複数列にわたるびんの列の上方位置に、びんの列と直交する方向へ移動可能に設けられている請求項４に記載された物品配列検査装置。
【請求項６】
前記投光装置および撮像装置は、複数列にわたるびんの列の上方位置に固定して設けられている請求項４に記載された物品配列検査装置。
【請求項１】
物品の列が整列状態にあるかどうかを検査する方法であって、整列状態にある物品の列に対しその物品の列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光を照射して各物品の表面に物品の輪郭に沿う光切断線を生成するとともに、その光切断線を撮像して基準となる画像を取得する準備工程と、検査対象の物品の列に対し同じ帯状の光を照射するとともに、前記準備工程で撮像した光切断線の生成位置に対応する位置に生成された光切断線を撮像して検査対象画像を取得した後、その検査対象画像を前記基準となる画像と照合して、検査対象の物品の列が整列状態にあるかどうかを判別する検査工程とから成ることを特徴とする物品配列検査方法。
【請求項２】
前記物品の列は、複数個のびんが一直線状に並んだびんの列であり、そのびんの列がコンベヤ上で複数列にわたっているものを検査対象とする請求項１に記載された物品配列検査方法であって、
前記準備工程では、コンベヤ上のびんの列が整列状態にあるものについて前記基準となる画像を取得し、前記検査工程では、各列について前記検査対象画像を順次取得するとともに、各検査対象画像を前記基準となる画像とそれぞれ照合して、検査対象の各物品の列が整列状態にあるかどうかを判別することを特徴とする物品配列検査方法。
【請求項３】
前記物品の列は、複数個のびんが一直線状に並んだびんの列であり、そのびんの列が基板上で複数列にわたっているものを検査対象とする請求項１に記載された物品配列検査方法であって、
前記準備工程では、基板上のびんの列が整列状態にあるものについて前記基準となる画像を取得し、前記検査工程では、各列について前記検査対象画像をそれぞれ取得するとともに、各検査対象画像を前記基準となる画像とそれぞれ照合して、検査対象の各物品の列が整列状態にあるかどうかを判別することを特徴とする物品配列検査方法。
【請求項４】
複数個のびんが一直線状に並ぶびんの列が複数列にわたって整列状態にあるかどうかを検査する装置であって、びんの列に対しそのびんの列を列方向の全幅にわたって切断するような帯状の光を上方より照射して各びんの表面にびんの輪郭に沿う光切断線を生成するための投光装置と、投光装置により所定の位置に生成された光切断線を上方より撮像する撮像装置と、撮像装置より画像を取り込んでびんの列が整列状態にあるかどうかを判別するための処理を実行する画像処理装置と、前記判別結果を係員に報知するための警報装置とから成り、前記画像処理装置は、びんの列が整列状態にあるものについて前記撮像装置により光切断線を撮像して取得した基準となる画像を記憶する記憶手段と、検査対象のびんの列について列毎に前記撮像装置により光切断線を撮像して取得した検査対象画像を前記記憶手段に記憶された基準となる画像とそれぞれ照合し検査対象のびんの列が整列状態にあるかどうかを判別してその判別結果を前記警報装置へ出力する判別手段とを備えて成る物品配列検査装置。
【請求項５】
前記投光装置および撮像装置は、複数列にわたるびんの列の上方位置に、びんの列と直交する方向へ移動可能に設けられている請求項４に記載された物品配列検査装置。
【請求項６】
前記投光装置および撮像装置は、複数列にわたるびんの列の上方位置に固定して設けられている請求項４に記載された物品配列検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１３−１１３７２８（Ｐ２０１３−１１３７２８Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０４９７（Ｐ２０１１−２６０４９７）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００１７８８２６）日本山村硝子株式会社 (140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００１７８８２６）日本山村硝子株式会社 (140)
【Ｆターム（参考）】
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