瓶口部・ネジ部ビリ検査装置

【目的】製瓶又は瓶充填工場ラインにおいて、瓶口部・ネジ部のビリ検査において、生産性の向上、省力化、自動化に適した瓶口部・ネジ部ビリ検査装置の提供。
【構成】瓶口部・ネジ部ビリ検査装置であって、検査位置におかれた被検査瓶を回転させる公知の回転手段、瓶口の口部及びネジ部を中心として周囲に配置した２〜２０個のＬＥＤ投光器と、２〜１００個のフォト受光器、１スキャン当たり、Ｎ X Ｍのデータを採取する手段、得られたデータのデータ並替手段及び微分手段を有することを特徴とする瓶口部・ネジ部ビリ検査装置。

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は、製瓶又は瓶充填工場ライン等において、被検査瓶の瓶口部・ネジ部のビリ等の欠陥検出検査において、自動化に適した瓶口部・ネジ部ビリ検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、製瓶又は瓶充填工場ラインにおいては、瓶の口部・ネジ部のビリ検査は、ライン上にて、目視検査によるか又は複数の投光器ａ、複数の受光器ｂのａ：ｂで検査部位毎に複数の検査ステーションを占有して、公知のハンドリングマシン上で瓶種毎、ビリ欠陥種毎に手動目視により投光器、受光器等を設定し、検査を行っていた。また、もうひとつの方法としては、固定の複数の照明を、瓶の口部・ネジ部にあて、ＣＣＤカメラにて検査部位に公知のウインドウをかけて、検査を行っている。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の目視による方法では、高速に流れるライン上では、欠陥の識別は困難であり、又前記の複数投光器を使用してビリ欠陥種別毎に手動目視により設定した検査方法では、瓶の口部・ネジ部のどこに欠陥が発生するか判らない上に、瓶の口部・ネジ部のビリに対しては、あらゆる型のビリに対応した検査を行うことができないし、公知の瓶の型替え時には、投光器等の設定に時間を要するという問題点を有している。
前記もう一つの方法であるＣＣＤカメラによる検査では、縦状のビリ検出には有効であるが、瓶ネジ目に沿った横状のビリに関しては、検出感度が低いという問題点を有している。また、型替え時にはカメラ、照明、感度等を再設定し直さなければならないという問題点を有している。
本考案は、従来容易でなかった瓶種毎の型替え設定を自動化し、瓶の口部・ネジ部のビリ検査を部位、欠陥種別に無関係に網羅的に行い、且つ、欠陥種別では、泡、異物、カケ、ネジ出及び変形等の欠陥検出感度を有し、さらに、欠陥部位の仕分け、欠陥種別の仕分けを行い、品質管理を向上させることができる瓶口部・ネジ部ビリ検査装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本考案は、前記目的を達成するために、瓶口部・ネジ部ビリ検査装置において、検査位置におかれた被検査瓶を回転させる公知の回転手段と、瓶口部及びネジ部を中心として周囲に配置したＮ個、好ましくは２以上、より好ましくは２〜３０個の、最も好ましくは２０個前後の投光器と、Ｍ個、好ましくは２以上、より好ましくは２〜１２０個の、最も好ましくは６０〜７０個前後の受光器を、被検査瓶を中心として好ましくは略半球形状に配置し、被検査瓶の各検査ポイントに対して、ＮXＭの回数の受光器による明度処理を行い、瓶口部・ネジ部全周にわたって、一定間隔、例えば、１〜１０ｍｍ間隔程度で明度処理を行う。
ここで、明度処理とは、受光輝度の採取処理をいう。検査ポイントとは、１スキャンにおいて、投受光される瓶上のエリアのことである。
その時、全周分の検査スキャン数をＬとすると、ＬXＮXＭの数の明度処理データが採取される。
次に、公知のデータ並替処理手段により、各投光器毎、受光器毎のデータをチャンネル単位で並替を行うと、並替られたデータが得られる。これをデータ並替処理という。その後、前記Ｌに対して、ＮXＭの受光それぞれについて、受光データの微分処理を行う。この微分処理とは、公知の差分処理であり、公知の微分手段を用いて実行される。この微分処理により、明暗の変化点と受光データの変化量が検出され、１）良品瓶の場合には、検出された前記変化量のいずれかのデータが、しきい値設定を越えないよう、微分レベル判定値をＮXＭチャンネルに対して、それぞれ自動設定しているため、ビリ欠陥として検出されない。
２）ビリ欠陥瓶の場合には、ＮXＭチャンネルでいずれかの微分レベルデータが微分レベル判定値を越えるため、ビリ欠陥として検出され、排出信号が出力され、排出される。
ここで、微分レベル判定値とは、微分処理され、一定のマージンを持って設定される値のことである。
この場合、本考案では、各投光器からの投光が同時点灯でないため、複数の投受光間の干渉現象が発生せず、ビリ検出を正確に且つ網羅的に行うことができる。
【０００５】
同様に、本考案にかかる装置では、投光の反射光の検出ができること、且つ光の反射方向が変わるのを検出できるので、欠陥種別では、泡、異物、カケ、ネジ出及び変形等の欠陥を検出することができる。また、口部のうち、特に天面部に関しては、天スジ、天流れ、天カミダシ、天泡を検出することができる。
【０００６】
又、その場合、欠陥部位の仕分け、欠陥種別の仕分けを行うことにより、品質管理を向上させ、生産性を高めることができる。即ち、前記ＮXＭの各チャネルを使用者が任意に欠陥種別を設定することにより、仕分けを各カウンターにより読みとることができる。
【０００７】
【作用】
本考案によれば、瓶口部・ネジ部のビリ欠陥検出を網羅的に行うことができ、かつ、投受光器の配列が固定化され、感度も自動設定のため、繁忙な瓶種毎の型替作業を迅速に行うことができる。また、同時に泡、異物、カケ、ネジ出及び変形欠陥等も検出でき、欠陥部位の仕分け、欠陥種別の仕分けを行うことにより、品質管理を向上させ、品質管理面の向上が計れる。
【０００８】
本考案で使用できる投光器としては、高速点灯できるとの理由で、ＬＥＤ投光器が好ましいが、これに限定されるものではなく、レーザー光でも可能である。
【０００９】
本考案で使用できる受光器としては、投光器からの光量の変化を採取できれば良く、フォト受光器が好ましいが、これに限定されるものではなく、受光デバイスであれば足りる。
【００１０】
本考案で用いられる投光器及び受光器は、好ましくは、略半球状の検査治具ベットによって、被検査瓶の周囲に固定、または半固定で用いられる。
【００１１】
本考案において良品瓶を良品と判定するための感度設定は、微分レベル判定値の増減によって行われる。
【００１２】
本考案において、欠陥部位、欠陥種別の仕分けはチャンネルの位置の検出によって行われる。
【００１３】
【実施例】
次に、図面を参照しながら本考案の実施例を以下に詳細に説明する。
図１は、本考案の一実施例の概略で、投受光センサと瓶の配置と投受光エリアを示す説明図である。
図２は、検査治具上における投受光センサの詳細配置図である。
図３は、ハンドリングマシン上における検査治具の取付側面図である。
図４は、本考案の一実施例の概略を示すシステムブロック図である。
図５は、投受光タイミングと検査エリアを示す説明図である。
図６は、実機オンライン時における検査処理タイミング図である。
図７は、本考案の一実施例の処理手段を示すシステムのフローチャートである。
図８は、実機オンライン時における動作処理のフローチャートである。
図９は、微分処理の説明図である。
図１０は、オンライン時における表示画面である。
【０００９】
図１に示すように、検査位置におかれた被検査瓶７は、回転方向８のように回転し、投光器配置位置１には、複数の投光器を配置し、受光器配置位置２には、複数の受光器を配置し、投光線３、受光線４のエリアで投受光を行う。
【００１４】
図２に示すように、検査位置の被検査瓶７は、ハンドリングマシン上のスターホイル１３上に位置し、投受光のセンサは検査治具ヘッド９上に位置し、投光器１１は１０個、受光器１２は６４個配置する。
【００１５】
図３に示したのは、検査治具の側面図で、高さ位置可変ノブ１４、左右方向位置可変ノブ１５、前後方向位置可変ノブ１６により、治具ヘッド９を被検査瓶７に対して、検査最適位置に設定する。
【００１６】
図４に、本システムのシステムブロック構成図を示す。図５、図６を参考して説明する。
投光レンズ２５、投光素子２６、投光ケーブル２７で構成する投光器ＮＯ．１〜ＮＯ．１０の投光タイミング（図５に示す）を２８〜３７（図４）のようにコントロールロジック回路２１により制御した。
受光レンズ１７、受光素子１８、受光アンプ１９、受光ケーブル２０で構成する受光器ＮＯ．１からＮＯ．６４は、受光タイミング３８のタイミングで、一投光毎に受光スキャン■を行い、投光器ＮＯ．１〜ＮＯ．１０までそれぞれ受光スキャンを行う。
コントロールロジック回路２１により、受光スキャンのマルチプレックスタイミングを制御し、マルチプレックスＡ／Ｄ変換を行い、コントロールロジック２１を通して、ＣＰＵ２３に受光データを読み込み、投受光一スキャン分のデータ採取が完了する。
この投受光一スキャンを瓶一周分にわたって、データ採取処理を行う。
１スキャン目の受光タイミング３９、２スキャン目の受光タイミング４０であり、その時の１スキャン目の検査エリア４２、２スキャン目の検査エリア４３、３スキャン目の検査エリア４４、Ｎスキャン目の検査エリア４１である。
被検査瓶７が回転方向８のように回転するため、全周にわたってデータ採取処理が行われる。
【００１７】
これをハンドリングマシンとのタイミングで説明すると、マシン回転クロック４５の一周期分が瓶１本のハンドリングとすると、検査中４６の期間内に瓶全周分のデータ採取処理が行われ、次の瓶の検査中■までの間、検査処理４８が行われ、検査中■の先頭で検査結果４７を出力する。この場合、不良瓶の時は排出信号を出力する。
【００１８】
図７にＣＰＵ部２３におけるソフトウェアの処理の概要を示し、その説明を行うと、POWER ON５８で初期設定５９の処理により、システム動作の準備を行う。
次に、選択が、オフライン６０の場合は、オフラインの初期設定６２の処理によりオフライン処理の準備を行い、処理選択を待つ。オフライン処理には個別投光画面処理６３、欠陥検出モニター処理６４、ファイル処理６５があり、選択により実行する。
又、選択がオンラインの場合には、ON LINE処理６１を実行する。
【００１９】
図８にON LINE処理６１のフローチャートを示して説明すると、ON LINEスタート７０により処理が開始され、検査中、信号比較手段７１により検査中４６（図６）を認識し、投受光のスキャンが開始される。その時、ＣＰＵは受光データ採取処理手段７２により、一投光器当たり６０受光データ、１スキャン１０投光器分のデータを読み込み、瓶一周分以上、瓶回転速度に対応したスキャン数、およそ約１００スキャン分のデータを読み込む作業を行う。
次に、データ並替処理手段７４により、各投光器毎、受光器毎のデータを約１００スキャンのデータとして、チャンネル単位で並替を行うと、１０Ｘ６０スキャンの並び替えられたデータとして成立する。
その後、それらのスキャンデータを各スキャン毎に微分処理手段７５により公知の微分処理を行うことにより、受光データの変化量を算出する。そして、良品瓶の場合には、検出された前記変化量のいずれかのデータががしきい値設定を越えないよう、微分レベル判定値をＮXＭチャンネルに対して、それぞれ自動設定しているため、ビリ欠陥として検出されないが、ビリ欠陥瓶の場合には、ＮXＭチャンネルでいずれかの微分レベルデータが微分レベル判定値を越えるため、ビリ欠陥として検出され、排出信号が出力され、排出される。そして、しきい値比較処理手段７６により設定されたしきい値を越えた場合は、口部・ネジ部の欠陥として認識され、欠陥分類処理手段７７により、投光器と受光器の関係によって、あらかじめ決められた欠陥分類によって分類される。
そして、検査結果処理手段７８により、ＮＧ信号が出力され、被検査瓶は排出され、画面表示処理手段７９でＮＧ検出を表示し、ループ８０で次の被検査瓶を待つ。
【００２０】
図９に微分処理と、しきい値比較処理の説明の為の図を示し、説明すると、スキャンデータ８３は、前記１０個の投光器、６４個の受光器のうちの一投光器、一受光器における約１００スキャン分のデータの並替後のデータである。
欠陥時レベルデータ６８、受光センサベースデータ６６のような場合、微分比較幅であるＣＰパラメータ６７は、設定値１〜１０程度の数値で設定し、何スキャン前のデータと差分をとるかを設定するパラメータである。スライスパラメータ６９は設定値５〜１００程度の数値で設定し、しきい値として使用され、このしきい値を越えると欠陥と判定される。
【００２１】
図１０に、ＯＮＬＩＮＥ時の画面を示し、説明すると、良品本数８４、欠陥本数８５、トータル処理本数８６をモニターし、欠陥本数８５の内分として、横ビリ本数８７、縦ビリ本数８８を表示し、さらに、欠陥検出の内分を投受光器毎に表示される。投光器番号８９、受光器番号９０、欠陥検出比較９１は、製瓶における欠陥部位のデータを集計すると共に、ライン上にフィードバックすることにより、欠陥原因を究明するために重要なデータとなる。
【考案の効果】
本考案によれば、製瓶工場において、瓶口部・ネジ部ビリ検査精度を向上させる事ができ、又、ビン種毎の型替作業時間の大幅な短縮を謀れる。又、欠陥種別の情報を適格に表現することにより、欠陥原因の分析と対策を迅速に講ずることができる。これらによって、生産性の向上、省力化を推進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】投受光センサと瓶の配置と投受光エリアを示す説明図。
【図２】投受光センサの詳細配置図。
【図３】検査治具の取付側面図。
【図４】本考案の一実施例のシステムブロック図。
【図５】投受光タイミングと検査エリアを示す説明図。
【図６】実機オンライン時における検査処理タイミング図。
【図７】本考案の一実施例のソフトウェアの概略を示すシステムのフローチャート。
【図８】実機オンライン時における動作処理のフローチャート。
【図９】微分処理の説明図。
【図１０】オンライン時における表示画面。
【符号の説明】
１投光器配置位置
２受光器配置位置
３投光線
４受光線
５瓶回転受ローラー
６瓶回転ローラー
７被検査瓶
８瓶回転方向
９治具ヘッド
１０欠
１１投光器
１２受光器
１３スターホイル
１４高さ可変ツマミ
１５左右可変ツマミ
１６前後方向可変ツマミ
１７受光レンズ
１８受光素子
１９受光アンプ
２０受光ケーブル
２１マルチプレックスＡ／Ｄ変換回路
２２コントロールロジック回路
２３ＣＰＵ部
２４表示部
２５投光レンズ
２６投光素子
２７投光ケーブル
２８〜３７投光器ＮＯ，１〜ＮＯ．１０投光タイミング
３８受光タイミング
３９１スキャン目の受光タイミング
４０２スキャン目の受光タイミング
４１Ｎスキャン目の検査エリア
４２１スキャン目の検査エリア
４３２スキャン目の検査エリア
４４３スキャン目の検査エリア
４５マシン回転クロック
４６検査中
４７検査結果
４８検査処理
４９瓶静止回転タイミング
５０瓶静止回転終了タイミング
５１検査結果出力タイミング
５８ＰＯＷＥＲＯＮ
５９初期設定
６０ＯＦＦＬＩＮＥ
６１ＯＮＬＩＮＥ処理
６２初期設定２
６３個別投光画面処理手段
６４欠陥検出モニタ処理手段
６５ファイル処理手段
６６受光センサベースデータ
６７ＣＰパラメータ
６８欠陥時レベルデータ
６９スライスパラメータ
７０ＯＮＬＩＮＥスタート
７１検査中信号比較手段１
７２受光データ採取処理手段
７３検査中信号比較手段２
７４データ並替処理手段
７５微分処理手段
７６しきい値比較処理手段
７７欠陥分類処理手段
７８検査結果処理手段
７９画面表示処理手段
８０ループ１
８１ループ２
８２ループ３
８３スキャンデータ
８４良品本数
８５欠陥本数
８６トータル処理本数
８７横ビリ本数
８８縦ビリ本数
８９投光器番号
９０受光器番号
９１欠陥検出比率

【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】瓶口部・ネジ部ビリ検査装置であって、検査位置におかれた被検査瓶を回転させる回転手段と、被検査瓶の瓶口部及びネジ部を中心として周囲に、略半円球状の取付治具に複数個の投光器と、複数個の受光器とを配置し、前記被検査瓶に対する投受光データを採取し、採取されたデータを並替え及び並替られたデータを微分するデータ処理手段とからなることを特徴とする瓶口部・ネジ部ビリ検査装置。
【請求項２】良品サンプルに対しては、前記被検査瓶に対して、１スキャン当たりＮXＭのデータを瓶口部・ネジ部全周にわたって実施したとき、良品となるように受光の感度を自動設定し、不良サンプルに対しては、前記感度設定状態で瓶口部・ネジ部ビリ欠陥の検出を行うことを特徴とする前記請求項１記載の瓶口部・ネジ部ビリ検査装置。
【請求項３】公知の欠陥種別である瓶口部・ネジ部における泡、異物、カケ、ネジ出及び変形の欠陥を検出することができる前記請求項１ないし２記載の瓶口部・ネジ部ビリ検査装置。
【請求項４】欠陥部位の仕分け、欠陥種別の仕分けを行い、表示及びモニターすることができる前記請求項１乃至３記載の瓶口部・ネジ部ビリ検査装置。

【図１】