JP2019007920A - Non-contact inspection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触検査システムに関するものである。 The present invention relates to a non-contact inspection system.
内容物が充填された容器を封止した状態で検査する方法が従来から知られている。例えば、金属性の剛性容器である場合、電磁パルスで容器を加振させ、その振動音をマイクロフォンで捕らえ、フーリエ変換を行い、特徴的な共振周波数の選定やエネルギーを導くことにより、非接触で良否を判別することが可能である。 2. Description of the Related Art Conventionally, a method for inspecting a container filled with contents in a sealed state is known. For example, in the case of a metallic rigid container, the container is vibrated with an electromagnetic pulse, the vibration sound is captured by a microphone, Fourier transform is performed, and a characteristic resonance frequency is selected and energy is derived without contact. It is possible to determine pass / fail.
一方で、軟性容器の欠陥検査法は接触式検査法が未だに主流である。
接触式検査方法の一具体例として、特許文献１の検査方法を挙げる。当該検査方法は、紙や合成樹脂等の容器材料を使用して構成した容器の良否を検査するものである。当該検査方法は、容器に押圧部材を押しつけ、この押圧部材の上を振動発生装置で叩き、その時容器に発生する振動を押圧部に取りつけた振動検出器で検出し容器の密閉状態および内容物状態について良否を検査することができる。
On the other hand, the contact inspection method is still the mainstream for the defect inspection method for flexible containers.
As a specific example of the contact-type inspection method, the inspection method of Patent Document 1 is given. The inspection method is for inspecting the quality of a container configured using a container material such as paper or synthetic resin. The inspection method is to press the pressing member against the container, hit the pressing member with a vibration generator, and detect the vibration generated in the container at that time with a vibration detector attached to the pressing part, and seal the container and the contents state The quality can be inspected.
また、特許文献２及び特許文献３に記載されている検査方法は、アルミ箔によって蓋をした密閉容器に対して、音波を与えて蓋を振動させるとともに蓋にレーザ光を照射し、蓋の振動により変化する反射光の受光光量の変化に基づいて密封容器の気密性の良否又は密閉容器の真空度を判定することができる。 In addition, the inspection methods described in Patent Document 2 and Patent Document 3 apply a sound wave to an airtight container covered with an aluminum foil to vibrate the lid and irradiate the lid with laser light to vibrate the lid. The airtightness of the sealed container or the degree of vacuum of the sealed container can be determined based on the change in the amount of received light of the reflected light that changes due to the above.
特許文献１に記載されている検査方法は接触式であるため、検査対象の容器を破損する虞があり、全数検査には向かない。
特許文献２や特許文献３に記載されている検査方法は非接触式であるものの、フォトダイオード又はラインセンサによって構成されている受光センサでは微細な受光光量の変位を検出することができず、十分な精度で安定的に検査することができない。従って、実用化に足るものではなかった。
Since the inspection method described in Patent Document 1 is a contact method, there is a possibility of damaging the container to be inspected, which is not suitable for 100% inspection.
Although the inspection methods described in Patent Document 2 and Patent Document 3 are non-contact type, the light receiving sensor configured by a photodiode or a line sensor cannot detect a minute displacement of the received light amount and is sufficient. Cannot be stably inspected with high accuracy. Therefore, it was not sufficient for practical use.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、内容物が充填された軟性容器に係る良否を非接触に検査可能であり、且つ実用性に優れた非接触検査システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a non-contact inspection system capable of non-contact inspection of a flexible container filled with contents and excellent in practicality. And
本発明者は鋭意検討し、上記課題を解決する方法を見出し、本発明を完成させた。
本発明は次の（i）〜（vi）を含む。
（i）内容物が充填された軟性容器に対して送波音波を照射する音響発信源と、前記送波音波によって加振された前記軟性容器の表面の一部である測定点の振動速度を光学的に計測する計測器と、前記計測器によって計測された前記振動速度を所定の周波数帯域の範囲内において解析する解析装置と、を備え、前記解析装置は、良品である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果に基づいて定められる判定基準と、検査対象である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果から求められる前記振動速度に係る特性と、を比較して当該軟性容器又は当該軟性容器に充填された前記内容物に係る良否を判定することを特徴とする非接触検査システム。
（ii）前記解析装置は、前記計測器によって計測された前記振動速度を前記所定の周波数帯域の範囲において積分することによって振動エネルギー値を算出し、良品である前記軟性容器について算出された前記振動エネルギー値を前記判定基準として、検査対象である前記軟性容器について算出された前記振動エネルギー値と比較することによって当該軟性容器又は当該軟性容器に充填された前記内容物に係る良否を判定する（i）に記載の非接触検査システム。
（iii）前記解析装置は、前記計測器によって計測された前記振動速度が所定の周波数帯域の範囲内において極大値となる周波数であるピーク周波数を一又は複数特定し、良品である前記軟性容器について特定された前記ピーク周波数を前記判定基準として、検査対象である前記軟性容器について特定された前記ピーク周波数と比較することによって当該軟性容器又は当該軟性容器に充填された前記内容物に係る良否を判定する（i）に記載の非接触検査システム。
（iv）検査対象となる前記軟性容器は、前記測定点を有する部材の材質又は厚さのうち少なくとも一方が不均一である（ii）又は（iii）に記載の非接触検査システム。
（v）前記解析装置は、良品である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果から、前記所定の周波数帯域の範囲内において前記振動速度が極大値となる周波数であるピーク周波数を特定し、特定した前記ピーク周波数と当該ピーク周波数における前記振動速度と、を関連付けて前記判定基準として定め、検査対象である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果から前記判定基準として定められている前記ピーク周波数における前記振動速度を特定し、特定した前記振動速度と当該ピーク周波数に関連付けた前記振動速度とを比較して前記内容物の粘度について良否を判定する（i）に記載の非接触検査システム。
（vi）前記測定点は前記軟性容器の上面を除く面に含まれており、前記内容物は、比重の異なる複数の物体が分離して構成されており、前記解析装置は、前記内容物のうち比重の大きい物体の粘度について良否を判定する（v）に記載の非接触検査システム。
The inventor diligently studied and found a method for solving the above-mentioned problems, and completed the present invention.
The present invention includes the following (i) to (vi).
(I) An acoustic transmission source that radiates a transmitted sound wave to a flexible container filled with contents, and a vibration speed of a measurement point that is a part of the surface of the flexible container that is vibrated by the transmitted sound wave. A measuring instrument that optically measures, and an analyzing device that analyzes the vibration velocity measured by the measuring device within a predetermined frequency band, and the analyzing device is a non-defective product for the flexible container. The flexible container or the flexible container by comparing the determination standard determined based on the measurement result of the measuring instrument and the characteristics relating to the vibration speed obtained from the measurement result of the measuring instrument with respect to the flexible container to be inspected A non-contact inspection system, wherein the quality of the contents filled in is determined.
(Ii) The analysis device calculates a vibration energy value by integrating the vibration velocity measured by the measuring instrument in a range of the predetermined frequency band, and the vibration calculated for the soft container that is a good product. Using the energy value as the determination criterion, the quality of the flexible container or the contents filled in the flexible container is determined by comparing with the vibration energy value calculated for the flexible container to be inspected (i ) Non-contact inspection system.
(Iii) The analysis device specifies one or a plurality of peak frequencies, which are frequencies at which the vibration velocity measured by the measuring instrument becomes a maximum value within a predetermined frequency band, and the flexible container is a non-defective product Using the specified peak frequency as the determination criterion, the quality of the flexible container or the contents filled in the flexible container is determined by comparing with the peak frequency specified for the flexible container to be inspected. The non-contact inspection system according to (i).
(Iv) The non-contact inspection system according to (ii) or (iii), in which at least one of a material and a thickness of a member having the measurement point is not uniform in the flexible container to be inspected.
(V) The analysis device specifies a peak frequency, which is a frequency at which the vibration speed becomes a maximum value within the range of the predetermined frequency band, from the measurement result of the measuring instrument for the non-defective flexible container. The peak frequency and the vibration speed at the peak frequency are associated with each other and determined as the determination criterion, and the measurement result of the measuring instrument for the flexible container to be inspected is determined as the determination criterion. The non-contact inspection system according to (i), wherein the vibration speed is specified, and the specified vibration speed is compared with the vibration speed associated with the peak frequency to determine whether the content has a viscosity.
(Vi) The measurement point is included in a surface excluding the upper surface of the flexible container, and the content is configured by separating a plurality of objects having different specific gravities, and the analysis device The non-contact inspection system according to (v), in which whether the viscosity of an object having a large specific gravity is good or bad is determined.
本発明者による検証により、内容物が充填された軟性容器に対して送波音波を照射して加振し、軟性容器の表面に係る振動速度を光学的に計測して所定の周波数帯域の範囲内において解析すると、良品と不良品とでは振動速度に係る特性について明らかな相違が認められるとの知見に想到した。
本発明は、上記の知見に基づいて軟性容器又は軟性容器に充填された内容物に係る良否を非接触に検査することができる。
As a result of verification by the present inventor, a soft container filled with contents is irradiated with a transmitted sound wave to be vibrated, and a vibration speed relating to the surface of the soft container is optically measured to obtain a predetermined frequency band range. Analysis of the results revealed that there was a clear difference between the non-defective product and the defective product in terms of the characteristics related to the vibration speed.
According to the present invention, it is possible to inspect non-contact the quality of the soft container or the contents filled in the soft container based on the above knowledge.
本発明によれば、内容物が充填された軟性容器に係る良否を非接触に検査可能であり、且つ実用性に優れた非接触検査システムが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the quality which concerns on the soft container with which the content was filled can be test | inspected non-contactingly, and the non-contact inspection system excellent in practicality is provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
＜本発明の構成について＞
本発明の構成について説明する。
図１は、本発明の実施形態の非接触検査システム（以下、「検査システム」と略記する場合がある）１０の構成を示す説明図である。はじめに、検査システム１０の概要について説明する。
<About the configuration of the present invention>
The configuration of the present invention will be described.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a non-contact inspection system (hereinafter sometimes abbreviated as “inspection system”) 10 according to an embodiment of the present invention. First, an outline of the inspection system 10 will be described.
音響発信源１１は、内容物が充填された軟性容器２０に対して送波音波を照射する。
計測器（測定器）１３は、送波音波によって加振された軟性容器の表面の一部である測定点の振動速度を光学的に計測する。
解析装置１５１は、計測器１３によって計測された振動速度を所定の周波数帯域の範囲内において解析する。解析装置１５１は、良品である軟性容器２０に対する計測器１３の計測結果に基づいて定められる判定基準と、検査対象である軟性容器２０に対する計測器１３の計測結果から求められる振動速度に係る特性と、を比較して検査対象である軟性容器２０又はこれに充填された内容物に係る良否を判定することを特徴とする。
計測器１３は、軟性容器２０の表面の印刷色により可視領域の波長吸収による影響が考慮されうる。よって、計測器１３の光学測定領域は可視領域に留まらず、近赤外領域から遠赤外領域までを対象に含めてよい。
The acoustic transmission source 11 irradiates the flexible container 20 filled with the contents with the transmitted sound wave.
The measuring instrument (measuring instrument) 13 optically measures the vibration velocity of a measurement point that is a part of the surface of the flexible container that is vibrated by the transmitted sound wave.
The analysis device 151 analyzes the vibration speed measured by the measuring instrument 13 within a predetermined frequency band. The analysis device 151 includes a determination criterion determined based on a measurement result of the measuring instrument 13 for the non-defective flexible container 20, and a characteristic relating to a vibration speed obtained from the measurement result of the measuring instrument 13 for the flexible container 20 to be inspected. , And the quality of the flexible container 20 to be inspected or the contents filled therein is determined.
The measuring instrument 13 can take into account the influence of wavelength absorption in the visible region depending on the printing color of the surface of the flexible container 20. Therefore, the optical measurement region of the measuring instrument 13 is not limited to the visible region, and may include the near infrared region to the far infrared region.
軟性容器２０は、少なくとも一面が可撓性を有するフィルムやシート等によって構成されている容器である。軟性容器２０の例には、磁性体（アルミ箔、アルミ蒸着）を使用している容器、紙容器、プラスチック容器（ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン）等が含まれる。
本発明に係る検査システム１０は、ライン生産を行う工場等において実用されることを目的とするため、ベルコトンベア等により検査位置に移動してくる多量の軟性容器２０を順次検査することを前提として以下の実施形態を説明する。
なお、本発明に係る検査システム１０は、上記のように動的な軟性容器２０のみを検査対象とするに限られず、静止した軟性容器２０を検査対象とする場合にも適用可能である。また、本発明に係る検査システム１０は、軟性容器２０に該当する容器を検査対象とするのみならず、剛性容器を検査対象にできる場合がある。
The flexible container 20 is a container having at least one surface made of a flexible film or sheet. Examples of the flexible container 20 include a container using a magnetic material (aluminum foil, aluminum vapor deposition), a paper container, a plastic container (polyethylene terephthalate, polypropylene), and the like.
Since the inspection system 10 according to the present invention is intended to be put into practical use in factories or the like that perform line production, the following is based on the premise that a large number of flexible containers 20 that are moved to an inspection position by a Belcoton bear or the like are sequentially inspected. The embodiment will be described.
Note that the inspection system 10 according to the present invention is not limited to the dynamic flexible container 20 as the inspection target as described above, and can be applied to the case where the stationary flexible container 20 is the inspection target. In addition, the inspection system 10 according to the present invention may not only target a container corresponding to the flexible container 20 but also a rigid container as an inspection target.
以下の説明において、解析装置１５１が判定基準を定めるために用いられる良品サンプルとしての軟性容器２０は良品容器２１と呼称し、検査対象である軟性容器２０は検査対象容器２２と呼称して、互いを区別する。また、単に軟性容器２０と述べる場合には、良品容器２１及び検査対象容器２２の概念を包含する意味合いを持ちうる。 In the following description, the flexible container 20 as a non-defective sample used for the determination of the determination criteria by the analysis device 151 is referred to as a non-defective container 21, and the flexible container 20 to be inspected is referred to as an inspection target container 22. To distinguish. Further, when the term “soft container 20” is used, it may have a meaning including the concept of the non-defective container 21 and the container 22 to be inspected.
検査システム１０は、温湿度センサ１６１、タイミングセンサ１６２、任意波形発生装置１７及びアンプ１９を更に有している。
コンピュータ１５は、解析装置１５１に加えて制御装置１５２を含んでおり、制御装置１５２によって任意波形発生装置１７を制御して、所望の周波数の音波を音響発信源１１から発生させる。温湿度センサ１６１は、検査位置の温度及び湿度を検知するセンサである。タイミングセンサ１６２は、検査位置に移動してくる軟性容器２０を検知して送波音波１２を送出するタイミングを決定するためのセンサである。
計測器１３は、任意波形発生装置１７が発生するトリガ信号に制御装置１５２を同期させて計測する。
The inspection system 10 further includes a temperature / humidity sensor 161, a timing sensor 162, an arbitrary waveform generator 17, and an amplifier 19.
The computer 15 includes a control device 152 in addition to the analysis device 151. The control device 152 controls the arbitrary waveform generation device 17 to generate a sound wave having a desired frequency from the acoustic transmission source 11. The temperature / humidity sensor 161 is a sensor that detects the temperature and humidity at the inspection position. The timing sensor 162 is a sensor for determining the timing at which the transmitted acoustic wave 12 is transmitted by detecting the flexible container 20 that has moved to the inspection position.
The measuring instrument 13 measures the control device 152 in synchronization with the trigger signal generated by the arbitrary waveform generator 17.
以下、検査システム１０について更に詳細に説明する。 Hereinafter, the inspection system 10 will be described in more detail.
音響発信源１１から軟性容器２０へ照射される送波音波１２は、測定面に均一に当たる平面波が好ましく、周波数特性としては１〜２０ｋＨｚ程度でフラットなものが好ましい。ただし、測定面の特性によっては超音波領域を出力できる高周波用の音源を使用することもある。なお、可聴音領域を使用する場合、音響発信源１１から軟性容器２０の測定面までの距離は任意であるが、４００ミリメートル以上が望ましい。
音響発信源１１として用いるスピーカの設置数は、単一又は複数のいずれでもよい。また、当該スピーカは平面型、コーン型、ドーム型、ホーン型、リボン型等から適宜選択可能である。
The transmitted sound wave 12 irradiated from the acoustic transmission source 11 to the flexible container 20 is preferably a plane wave that uniformly strikes the measurement surface, and preferably has a flat frequency characteristic of about 1 to 20 kHz. However, depending on the characteristics of the measurement surface, a high-frequency sound source that can output an ultrasonic region may be used. In addition, when using an audible sound area | region, although the distance from the acoustic transmission source 11 to the measurement surface of the flexible container 20 is arbitrary, 400 millimeters or more are desirable.
The number of speakers used as the acoustic transmission source 11 may be either single or plural. The speaker can be appropriately selected from a flat type, a cone type, a dome type, a horn type, a ribbon type, and the like.
送波音波１２の音圧はアンプ１９で選択的に変動させることが可能であり、軟性容器２０に適した音圧レベル（デシベル：ｄＢ）を選択すればよい。後述する実施例で用いたサンプルについては、大凡９０〜１００ｄＢの音圧を加えることによって、適切に軟性容器２０を加振させることが可能となる。
送波音波１２に印加される周波数は単一周波数でもよく又は複合周波数でもよく、軟性容器２０に適した周波数を選択すればよい。送波音波１２を出力する時間については、検査速度と検査体移動速度等を考慮に入れた上で、軟性容器２０に適した時間を選択すればよい。
The sound pressure of the transmitted sound wave 12 can be selectively varied by the amplifier 19 and a sound pressure level (decibel: dB) suitable for the flexible container 20 may be selected. About the sample used in the Example mentioned later, it becomes possible to vibrate the flexible container 20 appropriately by applying the sound pressure of about 90-100 dB.
The frequency applied to the transmitted sound wave 12 may be a single frequency or a composite frequency, and a frequency suitable for the flexible container 20 may be selected. As for the time for outputting the transmitted sound wave 12, a time suitable for the flexible container 20 may be selected in consideration of the inspection speed, the moving speed of the inspection object, and the like.
計測器１３（測定器）は、送波音波１２により加振された軟性容器２０の振動を光学的に計測する手段である。本実施形態に用いられる計測器１３は、軟性容器２０の表面の振動速度を非接触で測定できるものであれば特に限定されず、レーザ変位計を用いることができ、レーザドップラ振動計であることが好ましい。計測器１３による計測結果は解析装置１５１で解析するために用いられる。
ここでレーザドップラ振動計とは、ドップラー効果に基づく光学的な振動測定装置であり、対象となる表面（測定点）から反射したレーザに生じる周波数変化を感知して、当該表面における振動速度を高精度に測定することができる。
The measuring instrument 13 (measuring instrument) is means for optically measuring the vibration of the flexible container 20 excited by the transmitted sound wave 12. The measuring instrument 13 used in this embodiment is not particularly limited as long as it can measure the vibration speed of the surface of the flexible container 20 in a non-contact manner, and a laser displacement meter can be used, and is a laser Doppler vibrometer. Is preferred. The measurement result by the measuring instrument 13 is used for analysis by the analysis device 151.
Here, a laser Doppler vibrometer is an optical vibration measurement device based on the Doppler effect, which senses frequency changes occurring in the laser reflected from the target surface (measurement point) and increases the vibration velocity on the surface. It can be measured with high accuracy.
計測器１３から軟性容器２０までの距離は、計測器１３の焦点が合うように設定されることが望ましい。軟性容器２０の製造によるばらつきで容器の寸法が若干変動するが、レーザドップラ振動計を用いた場合には焦点深度が深い（±３０ｍｍ）ので、レーザドップラ振動計１３の焦点深度以内であれば軟性容器２０の寸法誤差は許容される。また、レーザドップラ振動計において回帰反射率を測定することで、焦点が合わない状態を把握し、回帰反射率に応じた補正を行うことも可能である。 The distance from the measuring instrument 13 to the flexible container 20 is preferably set so that the measuring instrument 13 is in focus. Although the dimensions of the container slightly vary due to variations due to the manufacture of the flexible container 20, since the focal depth is deep (± 30 mm) when the laser Doppler vibrometer is used, the softness is within the focal depth of the laser Doppler vibrometer 13. A dimensional error of the container 20 is allowed. In addition, by measuring the regression reflectance with a laser Doppler vibrometer, it is possible to grasp a state where the focus is not achieved and to perform correction according to the regression reflectance.
計測器１３には、１回の計測で１点を測定点とする振動計測が可能なシングルレーザタイプのレーザ振動計を用いることも可能であり、スキャニングレーザタイプのレーザ振動計を用いて、或いはシングルレーザタイプのレーザ振動計を用いてラスタスキャン装置（図示せず）を外部に設けて１回の計測で複数点を測定点とすることも可能である。
計測器１３による計測時間は、送波音波１２に印加される周波数の組み合わせ及び送波音波１２を出力する時間等を考慮に入れ、最適なものを選択すればよい。
The measuring instrument 13 may be a single laser type laser vibrometer capable of vibration measurement with one point as a measurement point in one measurement, using a scanning laser type laser vibrometer, or A raster scanning device (not shown) can be provided outside using a single laser type laser vibrometer, and a plurality of points can be set as measurement points in one measurement.
The measurement time by the measuring instrument 13 may be selected in consideration of the combination of frequencies applied to the transmitted sound wave 12, the time for outputting the transmitted sound wave 12, and the like.
計測器１３の受光部（図示せず）には、軟性容器２０の表面で反射した観察波１３１のほか、音響発信源１１が発する送波音波１２の一部である直接音波と、軟性容器２０の表面で送波音波１２が反射した反射音波とが入射する。
計測器１３に入射する直接音波および反射音波は、計測器１３を不要に振動させ、軟性容器２０の振動を検出する感度を低下させる要因になりうる。また、直接音波や反射音波が軟性容器２０の周囲に存在する種々の部材において反射することによって生じる多重反射波が計測器１３に到達することも振動検出の感度を低下する要因になりうる。
従って、直接音波、反射音波および多重反射波の影響を低減させる対策（以下、ノイズ対策と称する）を施して、軟性容器２０の振動計測を行うことが好ましい。例えば、音響発信源１１、計測器１３等の配置を適宜選択することによって、ノイズ対策となりうる。また、不図示の遮音カバーを検査位置の周辺に適宜設けることによって、ノイズ対策となりうる。また、ノイズが重畳する周波数帯域やレベルが事前に分かっている場合には、計測器１３の計測結果に重畳しているノイズをソフト的に又はハード的に除去する処理によって、ノイズ対策となりうる。なお、このノイズを除去処理する主体は、計測器１３であってもよく、コンピュータ１５（解析装置１５１）であってもよい。
In addition to the observation wave 131 reflected from the surface of the flexible container 20, a direct sound wave that is a part of the transmitted sound wave 12 emitted from the acoustic transmission source 11 and the flexible container 20 are included in the light receiving unit (not shown) of the measuring instrument 13. The reflected sound wave reflected by the transmitted sound wave 12 is incident on the surface.
The direct sound wave and the reflected sound wave incident on the measuring instrument 13 may cause the measuring instrument 13 to vibrate unnecessarily and reduce the sensitivity of detecting the vibration of the flexible container 20. In addition, the arrival of multiple reflected waves caused by reflection of direct sound waves or reflected sound waves on various members existing around the flexible container 20 can also be a factor that lowers the sensitivity of vibration detection.
Therefore, it is preferable to measure the vibration of the flexible container 20 by taking measures to reduce the influence of direct sound waves, reflected sound waves and multiple reflected waves (hereinafter referred to as noise countermeasures). For example, it is possible to take measures against noise by appropriately selecting the arrangement of the acoustic transmission source 11, the measuring instrument 13, and the like. In addition, by providing a sound insulation cover (not shown) around the inspection position as appropriate, noise countermeasures can be taken. In addition, when the frequency band and level where noise is superimposed is known in advance, it can be a countermeasure against noise by removing the noise superimposed on the measurement result of the measuring instrument 13 in software or hardware. The main body for removing the noise may be the measuring instrument 13 or the computer 15 (analyzing device 151).
解析装置１５１は、本発明に係る解析処理を行うことができるものであれば特に限定されず、本実施形態の検査システム１０を実現するプログラムが格納された汎用コンピュータを用いることができる。
検査対象となる軟性容器２０は、検査位置周辺の温度又は気圧によって状態が変化する為、解析装置１５１は、温湿度センサ１６１の検知結果に基づいて温度補正係数を計測器１３の測定結果に乗じて解析してもよい。
The analysis device 151 is not particularly limited as long as it can perform the analysis processing according to the present invention, and a general-purpose computer in which a program for realizing the inspection system 10 of the present embodiment is stored can be used.
Since the state of the flexible container 20 to be inspected changes depending on the temperature or atmospheric pressure around the inspection position, the analysis device 151 multiplies the measurement result of the measuring instrument 13 by the temperature correction coefficient based on the detection result of the temperature / humidity sensor 161. May be analyzed.
本実施形態における解析装置１５１が実行する解析処理は、検査対象容器２２の種別や良否を判定する内容によって異なりうる。例えば、以下の３通りの解析処理を解析装置１５１は実行可能である。 The analysis processing executed by the analysis device 151 in the present embodiment may vary depending on the type of the container 22 to be inspected and the contents for determining pass / fail. For example, the analysis device 151 can execute the following three types of analysis processing.
第１の解析処理において、解析装置１５１は、計測器１３によって計測された振動速度を所定の周波数帯域の範囲において積分することによって振動エネルギー値を算出する。そして、解析装置１５１は、良品容器２１について算出された振動エネルギー値を判定基準として、検査対象容器２２について算出された振動エネルギー値と比較することによって検査対象容器２２又は検査対象容器２２に充填された内容物に係る良否を判定する。
当該解析処理については、後述する第１の実施例において詳細に説明する。
In the first analysis process, the analysis device 151 calculates a vibration energy value by integrating the vibration speed measured by the measuring instrument 13 in a predetermined frequency band range. Then, the analysis device 151 fills the inspection target container 22 or the inspection target container 22 by comparing the vibration energy value calculated for the non-defective container 21 with the vibration energy value calculated for the inspection target container 22 using the vibration energy value calculated for the non-defective container 21 as a criterion. The quality of the contents is determined.
The analysis process will be described in detail in the first embodiment described later.
第２の解析処理において、解析装置１５１は、計測器１３によって計測された振動速度が所定の周波数帯域の範囲内において極大値となる周波数であるピーク周波数を一又は複数特定する。そして、解析装置１５１は、良品容器２１について特定されたピーク周波数を判定基準として、検査対象容器２２について特定されたピーク周波数と比較することによって検査対象容器２２又は検査対象容器２２に充填された内容物に係る良否を判定する。
当該解析処理については、後述する第２の実施例において詳細に説明する。
In the second analysis process, the analysis device 151 specifies one or a plurality of peak frequencies, which are frequencies at which the vibration speed measured by the measuring instrument 13 becomes a maximum value within a predetermined frequency band. Then, the analysis device 151 uses the peak frequency specified for the non-defective container 21 as a determination criterion and compares the peak frequency specified for the inspection target container 22 with the content filled in the inspection target container 22 or the inspection target container 22. Determining whether a product is good or bad.
The analysis process will be described in detail in a second embodiment to be described later.
第３の解析処理において、解析装置１５１は、良品容器２１に対する計測器１３の計測結果から、所定の周波数帯域の範囲内において振動速度が極大値となる周波数であるピーク周波数を特定し、特定したピーク周波数と当該ピーク周波数における振動速度と、を関連付けて判定基準として定める。そして、解析装置１５１は、検査対象容器２２に対する計測器の計測結果から判定基準として定められているピーク周波数における振動速度を特定し、特定した振動速度と当該ピーク周波数に関連付けた振動速度とを比較して検査対象容器２２の内容物の粘度について良否を判定する。
当該解析処理については、後述する第３の実施例において詳細に説明する。
In the third analysis process, the analysis device 151 identifies and identifies a peak frequency that is a frequency at which the vibration speed is a maximum value within a predetermined frequency band from the measurement result of the measuring device 13 for the non-defective container 21. The peak frequency and the vibration speed at the peak frequency are associated with each other and determined as a determination criterion. Then, the analysis device 151 identifies the vibration speed at the peak frequency determined as a determination criterion from the measurement result of the measuring instrument for the inspection target container 22, and compares the identified vibration speed with the vibration speed associated with the peak frequency. The quality of the contents of the container 22 to be inspected is determined as good or bad.
The analysis process will be described in detail in a third embodiment to be described later.
後述する実施例に即していえば、検査位置に軟性容器２０が移動してから解析装置１５１による解析結果が出力されるまでの時間を、３０ミリ秒以内とすることが可能であり、極めて高速に検査を進行することができる。 In accordance with an embodiment to be described later, the time from when the flexible container 20 moves to the inspection position until the analysis result by the analysis device 151 is output can be within 30 milliseconds, which is extremely high speed. The inspection can proceed.
任意波形発生装置１７は、タイミングセンサ１６２による検知を受けた制御装置１５２からの指令によって所定の波形の送波音波１２を音響発信源１１から発生させる装置である。また、制御装置１５２は、アンプ１９を制御し、音響発信源１１から出力される送波音波１２の音圧を適宜調整する。言い換えると、制御装置１５２は、音響発信源１１から出力される送波音波１２の出力タイミング、音圧及び周波数を制御する手段である。
任意波形発生装置１７には、バースト波を発生可能な市販のファンクションジェネレータ、およびチップＣＰＵ制御、パーソナルコンピュータによるソフト制御出力等を用いることができる。アンプ１９に用いられる機器は特に限定されず、例えば、市販のオーディオアンプを用いることができる。
The arbitrary waveform generation device 17 is a device that generates the transmitted sound wave 12 having a predetermined waveform from the acoustic transmission source 11 in response to a command from the control device 152 that has been detected by the timing sensor 162. The control device 152 controls the amplifier 19 and appropriately adjusts the sound pressure of the transmitted sound wave 12 output from the acoustic transmission source 11. In other words, the control device 152 is means for controlling the output timing, sound pressure, and frequency of the transmitted sound wave 12 output from the acoustic transmission source 11.
As the arbitrary waveform generator 17, a commercially available function generator capable of generating a burst wave, chip CPU control, software control output by a personal computer, or the like can be used. The equipment used for the amplifier 19 is not particularly limited, and for example, a commercially available audio amplifier can be used.
＜第１の実施例＞
続いて、検査システム１０を用いた第１の実施例について説明する。
まず、本実施例において軟性容器の一具体例として用いられる紙パック容器２３の模式図を図２に示す。紙パック容器２３は、主に紙製の軟性容器２０であり、その形状は略六面体である。紙パック容器２３の上面は、紙製の紙部２３１と、紙部２３１に空けられた円孔をアルミ箔で封止したアルミ箔部２３２と、を含む。
<First embodiment>
Next, a first embodiment using the inspection system 10 will be described.
First, the schematic diagram of the paper pack container 23 used as a specific example of a flexible container in a present Example is shown in FIG. The paper pack container 23 is a soft container 20 mainly made of paper, and its shape is a substantially hexahedron. The upper surface of the paper pack container 23 includes a paper portion 231 made of paper, and an aluminum foil portion 232 in which a circular hole formed in the paper portion 231 is sealed with an aluminum foil.
その内部を内容物で充満させた紙パック容器２３（気泡が無視できる程に小さい）に対して、５００Ｈｚから１００００Ｈｚまでを印加周波数とする送波音波１２を照射して加振し、アルミ箔部２３２にレーザ光を照射して振動速度を計測した結果を図３（ａ）に示す。
また、上記と同様の内容物と２ミリリットルの気泡を充填した紙パック容器２３（気泡が２ミリリットル）に対して、５００Ｈｚから１００００Ｈｚまでを印加周波数とする送波音波１２を照射して加振し、アルミ箔部２３２にレーザ光を照射して振動速度を計測した結果を図３（ｂ）に示す。
An aluminum foil portion is radiated by irradiating a paper pack container 23 filled with the contents (bubbles are so small that bubbles can be ignored) by applying a transmission sound wave 12 having an applied frequency from 500 Hz to 10000 Hz. FIG. 3A shows the result of measuring the vibration speed by irradiating the laser beam to H.232.
Further, a paper pack container 23 (bubbles are 2 milliliters) filled with the same contents as described above and 2 milliliters of bubbles (bubbles are 2 milliliters) is irradiated with a transmission sound wave 12 having an applied frequency from 500 Hz to 10000 Hz to be vibrated. FIG. 3B shows the result of measuring the vibration speed by irradiating the aluminum foil part 232 with laser light.
図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると、双方の間には明らかな振動速度差があることがわかる。これにより、内容物を充填して封止する際に、紙パック容器２３の内部に想定外の気泡が混入する、又は紙パック容器２３の封止後に内容物の状態が変化することによってガスが発生する等の不良発生を、検査システム１０によって検査することができることが分かる。或いは、内容物の状態が変化することによって当該内容物の粘度が変化することにより生じる不良発生も振動速度差に表れることが想定されるため、検査システム１０はこのような不良発生についても検査できる。
一方、図３（ａ）と図３（ｂ）から、振動速度の極大値を示すピーク周波数が複数検出されることから、紙パック容器２３を製造する際における成形のばらつきや内容物のばらつき等を考慮すると、検出されたピーク周波数のみに基づいて良品不良品の差異を導くことは困難であるとも考えられる。
Comparing FIG. 3A and FIG. 3B, it can be seen that there is a clear vibration speed difference between the two. As a result, when filling and sealing the contents, gas is generated due to unexpected bubbles mixed in the paper pack container 23, or the state of the contents changes after the paper pack container 23 is sealed. It can be seen that the occurrence of defects such as occurrence can be inspected by the inspection system 10. Alternatively, since it is assumed that the occurrence of a defect caused by the change in the viscosity of the content due to the change in the state of the content also appears in the vibration speed difference, the inspection system 10 can inspect the occurrence of such a defect. .
On the other hand, since a plurality of peak frequencies indicating the maximum value of the vibration speed are detected from FIG. 3A and FIG. 3B, variations in molding and contents in the manufacture of the paper pack container 23, etc. In view of this, it may be difficult to derive a difference between non-defective products and defective products based only on the detected peak frequency.
上述した見知に基づき、本実施例に係る解析装置１５１は、所定の周波数帯域における振動エネルギー値（VE: Vibration Energy）を算出し、その算出結果から検査対象容器２２である紙パック容器２３に係る良否を解析する方式を採用する。
振動エネルギー値は、以下の式（１）により算出することができる。なお、式（１）においてＰＳＤとは、パワースペクトル密度（Power Spectral Density）を意味し、解析装置１５１によって解析される周波数帯域の最小単位（バンド幅）における振動速度に比例する。
The vibration energy value can be calculated by the following equation (1). In Equation (1), PSD means power spectral density, and is proportional to the vibration speed in the minimum unit (bandwidth) of the frequency band analyzed by the analysis device 151.
図４と図５に、５００Ｈｚから１００００Ｈｚまでにおける振動エネルギー値を算出した結果を示す。
図４は、計測器１３による測定点がアルミ箔部２３２である場合における解析装置１５１の算出結果を示すものである。図４（ａ）は、紙部２３１の下に気泡が存在する場合の算出結果であり、図４（ｂ）は、アルミ箔部２３２の下に気泡が存在する場合の算出結果である。図５は、計測器１３による測定点が紙部２３１である場合における解析装置１５１の算出結果を示すものである。図５（ａ）は、紙部２３１の下に気泡が存在する場合の算出結果であり、図５（ｂ）は、アルミ箔部２３２の下に気泡が存在する場合の算出結果である。
サンプルＡ〜Ｃは、いずれも気泡が無視できる程に小さい紙パック容器２３に対する算出結果を示している。また、サンプルＤは、気泡が０．５ミリリットルの紙パック容器２３に対する算出結果を示しており、サンプルＥは、気泡が２ミリリットルの紙パック容器２３に対する算出結果を示している。
なお、図４と図５の説明において、サンプルＡ〜Ｃは良品サンプルとして扱い、サンプルＤとサンプルＥは不良品サンプルとして扱う。また、図４と図５に図示される破線は、良品サンプル（サンプルＡ〜Ｃ）に係る振動エネルギー値の平均値を示している。
4 and 5 show the results of calculating the vibration energy values from 500 Hz to 10000 Hz.
FIG. 4 shows the calculation result of the analysis device 151 when the measurement point by the measuring instrument 13 is the aluminum foil part 232. 4A shows a calculation result when bubbles exist under the paper portion 231, and FIG. 4B shows a calculation result when bubbles exist under the aluminum foil portion 232. FIG. 5 shows the calculation result of the analysis device 151 when the measurement point by the measuring instrument 13 is the paper portion 231. 5A shows a calculation result when bubbles exist below the paper portion 231, and FIG. 5B shows a calculation result when bubbles exist below the aluminum foil portion 232.
Samples A to C all show calculation results for the paper pack container 23 that is so small that bubbles can be ignored. Sample D shows the calculation result for the paper pack container 23 with 0.5 ml of bubbles, and sample E shows the calculation result for the paper pack container 23 with 2 ml of bubbles.
4 and 5, samples A to C are treated as non-defective samples, and samples D and E are treated as defective samples. Moreover, the broken line shown by FIG. 4 and FIG. 5 has shown the average value of the vibration energy value which concerns on a good quality sample (sample AC).
また、図４（ａ）にプロットしている算出結果を表１に、図４（ｂ）にプロットしている算出結果を表２に、図５（ａ）にプロットしている算出結果を表３に、図５（ｂ）にプロットしている算出結果を表４に、それぞれ示す。
図４と図５又は表１〜表４に示した算出結果により、薄膜で揺れやすいアルミ箔部２３２の下に気泡があるときは、計測器１３の測定点が紙部２３１又はアルミ箔部２３２のいずれであっても、良品サンプルに係る振動エネルギー値と不良品サンプルに係る振動エネルギー値との差分が比較的大きくなることがわかる。更に、気泡が紙部２３１の下にある場合であっても、良品サンプルに係る振動エネルギー値と不良品サンプルに係る振動エネルギー値との間には有意な差があり、互いを区別して検出が可能であることがわかる。 According to the calculation results shown in FIG. 4 and FIG. 5 or Tables 1 to 4, when there is a bubble under the aluminum foil part 232 that is easily shaken by the thin film, the measuring point of the measuring instrument 13 is the paper part 231 or the aluminum foil part 232. In either case, it can be seen that the difference between the vibration energy value related to the non-defective sample and the vibration energy value related to the defective sample becomes relatively large. Further, even when the bubbles are below the paper portion 231, there is a significant difference between the vibration energy value related to the non-defective sample and the vibration energy value related to the defective sample, and detection is possible by distinguishing each other. It turns out that it is possible.
以上のことより、検査対象容器２２が紙パック容器２３である場合には、以下のことが言える。
（i）紙パック容器２３の表面において、所定の周波数帯域の範囲内で振動速度を測定して振動エネルギー値を算出し、その算出結果に着目することによって紙パック容器２３に封入されている気泡（内容物から発生するガスを含む）の量や内容物の粘度変化に関する良否を判定することができる。
（ii）紙パック容器２３の上面を構成する容器壁（計測器１３の測定点を有する部材）の材質又は厚さのうち少なくとも一方が不均一（本実施例では紙部２３１とアルミ箔部２３２）であったとしても良否を判定可能である。
（iii）紙パック容器２３に含まれる気泡の量が多いほど、紙パック容器２３の測定結果から算出される振動エネルギー値が上昇する。
From the above, when the container 22 to be inspected is the paper pack container 23, the following can be said.
(I) On the surface of the paper pack container 23, the vibration velocity is measured within a predetermined frequency band, the vibration energy value is calculated, and the bubbles enclosed in the paper pack container 23 by paying attention to the calculation result It is possible to determine the quality of the amount (including gas generated from the contents) and the viscosity change of the contents.
(Ii) At least one of the material or the thickness of the container wall (member having the measurement point of the measuring instrument 13) constituting the upper surface of the paper pack container 23 is not uniform (in this embodiment, the paper part 231 and the aluminum foil part 232). ) Can be determined.
(Iii) As the amount of bubbles contained in the paper pack container 23 increases, the vibration energy value calculated from the measurement result of the paper pack container 23 increases.
続いて、検査対象容器２２として他の種類の軟性容器を用いて、検査システム１０による解析を行った実施例について述べる。
なお、本実施例では、サンプルＦとして水を充填したＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）ボトルを、サンプルＧとして炭酸飲料を充填したＰＥＴボトルを、サンプルＨ及びサンプルＩとしてヨーグルトを充填したプラスチックカップ容器を、サンプルＪとしてポテトチップスを充填したプラスチックカップ容器を、検査対象容器２２として用いた。
Next, an example in which an analysis by the inspection system 10 is performed using another type of flexible container as the inspection target container 22 will be described.
In this example, PET (Polyethylene terephthalate) bottle filled with water as sample F, PET bottle filled with carbonated beverage as sample G, plastic cup container filled with yogurt as sample H and sample I, sample A plastic cup container filled with potato chips as J was used as the inspection object container 22.
上記に列挙した各サンプルの詳細と解析結果を、以下の表５に示す。
表５は、各サンプルが初期状態（未開封の状態）において計測した結果から算出された振動エネルギー値を「良品の振動エネルギー値」として示し、各サンプルを開封した状態（ＰＥＴボトルについては開封した後に再度密封した状態）において計測した結果から算出された振動エネルギー値を「不良品の振動エネルギー値」として示している。
Table 5 shows the vibration energy value calculated from the measurement result of each sample in the initial state (unopened state) as “non-defective vibration energy value”, and each sample was opened (the PET bottle was opened). The vibration energy value calculated from the result of measurement in the state of being sealed again later is shown as “vibration energy value of defective product”.
表５において「良品の振動エネルギー値」及び「不良品の振動エネルギー値」に係る単位は「（ｍ／ｓ）２」であり、「解析対象の周波数範囲」の単位は「Ｈｚ」である。 In Table 5, the unit related to “vibration energy value of non-defective product” and “vibration energy value of defective product” is “(m / s) 2 ”, and the unit of “frequency range to be analyzed” is “Hz”.
表５に挙げた５つのサンプルにおいて、良品の振動エネルギー値と不良品の振動エネルギー値との間には有意な差があり、互いを区別して検出が可能であることがわかる。
なお、他のサンプルについては良品の振動エネルギー値が不良品の振動エネルギー値より大きい値になるのに対して、サンプルＧについては良品の振動エネルギー値が不良品の振動エネルギー値より小さい値となる。これは、初期状態における内圧が影響しているものと考えられる。
In the five samples listed in Table 5, there is a significant difference between the vibration energy value of the non-defective product and the vibration energy value of the defective product, and it can be seen that detection is possible by distinguishing each other.
For the other samples, the vibration energy value of the non-defective product is larger than the vibration energy value of the defective product, whereas the vibration energy value of the non-defective product is smaller than the vibration energy value of the defective product. . This is thought to be due to the influence of the internal pressure in the initial state.
プラスチックカップ容器を検査対象とするサンプルＨ〜サンプルＪについては、上面に設けられたシール部に計測器１３の測定点を定めて計測及び解析を行った。ここでシール部とは、プラスチックカップ容器の表面の一部（本実施例では上面）を覆うように張り付いている部材であり、プラスチックカップ容器の内部に内容物を封止するものである。シール部の具体例としては、表５に例示したアルミ箔や蒸着フィルムの他に、プラスチックシールや紙シール等も挙げられる。
サンプルＨ〜サンプルＪに対する計測及び解析によって、シール部の接着状態やシール部の裏面に付着した内容物の状態が、測定結果に影響することが分かった。また、サンプルＨは、サンプルＩやサンプルＪと比べて、初期状態が陰圧であるためにシール部に張りがあり、算出された振動エネルギー値も小さくなった。
For Sample H to Sample J, which are plastic cup containers to be inspected, the measurement points of the measuring instrument 13 were determined on the seal portion provided on the upper surface, and measurement and analysis were performed. Here, the seal portion is a member attached so as to cover a part of the surface (upper surface in the present embodiment) of the plastic cup container, and seals the contents inside the plastic cup container. Specific examples of the seal portion include a plastic seal and a paper seal in addition to the aluminum foil and vapor deposition film exemplified in Table 5.
It was found by measurement and analysis on samples H to J that the adhesion state of the seal part and the state of the contents attached to the back surface of the seal part affect the measurement results. In addition, sample H had a negative tension in the initial state compared to sample I and sample J, so the seal portion had tension, and the calculated vibration energy value was also small.
＜第２の実施例＞
続いて、検査システム１０を用いた第２の実施例について説明する。
本実施例では、サンプルＫとしてお茶を充填したＰＥＴボトルを、サンプルＬとして調味料を充填したプラスチックボトルを、サンプルＭとしてコーヒーを充填したアルミ缶を、サンプルＮとしてコーヒーを充填したスチール缶を、検査対象容器２２として用いた。
なお、サンプルＭとサンプルＮとは共に金属缶（剛性容器）であるという点において共通しているものの、容器を構成する材質が相違する。ここで剛性容器とは、実質的に全面が金属材料によって構成されているものをいう。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment using the inspection system 10 will be described.
In this example, PET bottle filled with tea as sample K, plastic bottle filled with seasoning as sample L, aluminum can filled with coffee as sample M, steel can filled with coffee as sample N, Used as the inspection target container 22.
In addition, although the sample M and the sample N are common in the point that both are metal cans (rigid container), the material which comprises a container differs. Here, the rigid container means a container whose substantially entire surface is made of a metal material.
上記に列挙した各サンプルの詳細と解析結果を、以下の表６に示す。
表６は、各サンプルが初期状態（未開封の状態）において計測した結果におけるピーク周波数を「良品のピーク周波数」として示し、各サンプルを開封した状態（ＰＥＴボトルについては開封した後に再度密封した状態）において計測した結果におけるピーク周波数を「不良品のピーク周波数」として示している。
なお、サンプルＫについては、不良品のピーク周波数が２通り（５８８０Ｈｚと５７２０Ｈｚ）検出されたので、表６の該当欄には互いを併記している。
Table 6 shows the peak frequency as a result of measuring each sample in the initial state (unopened state) as “peak frequency of non-defective product”, and the state in which each sample was opened (the state where the PET bottle was sealed and then sealed again) ) Shows the peak frequency as a result of the measurement as “peak frequency of defective product”.
For sample K, two types of defective product peak frequencies (5880 Hz and 5720 Hz) were detected, so the corresponding columns in Table 6 are shown together.
表６において「良品のピーク周波数」、「不良品のピーク周波数」及び「解析対象の周波数範囲」の単位は、いずれも「Ｈｚ」である。 In Table 6, the units of “peak frequency of non-defective product”, “peak frequency of defective product”, and “frequency range to be analyzed” are all “Hz”.
表６に挙げた４つのサンプルにおいて、良品のピーク周波数と不良品のピーク周波数との間には有意な差があり、互いを区別して検出が可能であることがわかる。
即ち、これらのサンプルについては、良品を用いて特定されたピーク周波数を判定基準として定め、検査対象容器２２の計測結果から特定されたピーク周波数と当該判定基準と比較して検査対象容器２２の内圧が正常であるか否かを判定する解析手法を実現できる。
In the four samples listed in Table 6, there is a significant difference between the peak frequency of the non-defective product and the peak frequency of the defective product, and it can be seen that detection is possible by distinguishing each other.
That is, for these samples, the peak frequency specified using a non-defective product is determined as a determination criterion, and the internal frequency of the inspection target container 22 is compared with the peak frequency specified from the measurement result of the inspection target container 22 and the determination criterion. An analysis method for determining whether or not is normal can be realized.
なお、本実施例は、表６に挙げた４つのサンプルに対して第１の実施例で説明した解析手法（所定の周波数帯域について振動速度を積分して振動エネルギー値を算出し解析する手法）を適用することを否定するものではない。
即ち、第１の実施例に述べた振動エネルギー値に基づく解析手法と、第２の実施例に述べたピーク周波数に基づく解析手法とは、併用可能な場合がありうる。
In the present embodiment, the analysis method described in the first embodiment with respect to the four samples listed in Table 6 (a method of calculating and analyzing the vibration energy value by integrating the vibration velocity in a predetermined frequency band). It is not a denial to apply.
That is, the analysis method based on the vibration energy value described in the first embodiment and the analysis method based on the peak frequency described in the second embodiment may be used in combination.
＜第３の実施例＞
続いて、検査システム１０を用いた第３の実施例について説明する。
本実施例で述べる解析方法は、音響発信源１１は検査対象容器２２の側面（上面を除く面）に対して送波音波１２による加振を与え、同じ側面に測定点を定めた計測器１３によってその振動速度を測定する。検査対象容器２２の側面に測定点を定めることにより、検査対象容器２２の上部に溜まっている気泡の影響を取り除き、検査対象容器２２に充填された流体の粘性変化のみとらえるものである。即ち、本実施例における検査対象容器２２の内容物は、気泡と流体のように比重の異なる複数の物体が分離して構成されており、解析装置１５１は、内容物のうち比重の大きい物体の粘度について良否を判定することができる。
<Third embodiment>
Subsequently, a third embodiment using the inspection system 10 will be described.
In the analysis method described in the present embodiment, the acoustic transmission source 11 applies vibration by the transmitted sound wave 12 to the side surface (surface other than the upper surface) of the container 22 to be inspected, and the measuring device 13 determines the measurement point on the same side surface. Measure the vibration speed by. By determining the measurement point on the side surface of the inspection target container 22, the influence of bubbles accumulated in the upper part of the inspection target container 22 is removed, and only the viscosity change of the fluid filled in the inspection target container 22 is captured. That is, the contents of the container 22 to be inspected in the present embodiment are configured by separating a plurality of objects having different specific gravities, such as bubbles and fluids. The quality can be determined for the viscosity.
本実施例において、音響発信源１１から検査対象容器２２までの距離を２４ｃｍ、計測器１３から検査対象容器２２までの距離を６２．５ｃｍとした。解析装置１５１において解析対象となる周波数帯域は１００Ｈｚから１００００Ｈｚである。また、測定点を定めた検査対象容器２２の側面における最大音圧は約９５ｄＢである。
また、本実施例において、検査対象容器２２として、解析装置１５１の解析対象である流体（検査対象容器２２の内容物）の粘度が互いに相違する５通りのサンプルＯ〜サンプルＳを用意した。
In this embodiment, the distance from the acoustic transmission source 11 to the inspection target container 22 is 24 cm, and the distance from the measuring instrument 13 to the inspection target container 22 is 62.5 cm. The frequency band to be analyzed in the analysis device 151 is 100 Hz to 10000 Hz. Moreover, the maximum sound pressure on the side surface of the container 22 to be inspected where the measurement point is determined is about 95 dB.
Further, in this example, five samples O to S having different viscosities of fluids (contents of the test target container 22) to be analyzed by the analysis device 151 were prepared as the test target containers 22.
表７に、解析装置１５１の解析対象である流体の粘度と、計測器１３によって測定された判定基準のピーク周波数（２２８０Ｈｚ）における振動速度と、をサンプル毎に示す。なお、本実施例において粘度の単位はセンチポアズ（ｃＰ）であり、振動速度の単位はマイクロメートル毎秒（μｍ／ｓ）である。
また、図６に、各サンプルにおける計測器１３の測定結果（振動速度スペクトル）を示す。なお、図６の縦軸は振動速度（０〜３μｍ／ｓ）であり、横軸は周波数（０〜１００００Ｈｚ）である。 FIG. 6 shows the measurement result (vibration velocity spectrum) of the measuring instrument 13 in each sample. In addition, the vertical axis | shaft of FIG. 6 is a vibration speed (0-3 micrometers / s), and a horizontal axis is a frequency (0-10000 Hz).
表７及び図６に示すように、粘度が最も低いサンプルＯの振動速度スペクトルにおけるピーク周波数（２２８０Ｈｚ）は、他のサンプルＰ〜サンプルＳにおいて振動速度のピーク値にならないことが分かる。また、解析対象となる流体の粘度が低いほど２２８０Ｈｚにおける振動速度が大きくなり、流体の粘度が高いほど２２８０Ｈｚにおける振動速度が小さくなる傾向がある（粘度コントロールが一部出来ていない状態があり、検査結果にバラツキ、容器表面の凹凸状態に影響がある）。
なお、検査対象容器２２の側面（測定点を定めた面）はフラットであることが望ましい。その表面状態にしわや凹みがある場合、測定誤差が生じるからである。また、検査対象容器２２の下部の測定は容器自体の剛性の影響により、内容物の特性を得ることが出来ない場合もある。
As shown in Table 7 and FIG. 6, it can be seen that the peak frequency (2280 Hz) in the vibration velocity spectrum of the sample O having the lowest viscosity does not become the peak value of the vibration velocity in the other samples P to S. In addition, the lower the viscosity of the fluid to be analyzed, the higher the vibration speed at 2280 Hz, and the higher the fluid viscosity, the lower the vibration speed at 2280 Hz. Variations in results and the surface roughness of the container are affected.
In addition, it is desirable that the side surface (surface on which the measurement point is defined) of the inspection target container 22 is flat. This is because a measurement error occurs when the surface state has wrinkles or dents. Moreover, the measurement of the lower part of the container 22 to be inspected may not be able to obtain the characteristics of the contents due to the influence of the rigidity of the container itself.
上記のような見知に基づいて、解析装置１５１は、良品サンプルから特定されたピーク周波数と当該ピーク周波数における振動速度とを関連付けて判定基準として定めて予め記憶しておき、解析処理を行う際には検査対象容器２２の測定結果から判定基準のピーク周波数における振動速度を特定し、特定した振動速度と判定基準の振動速度とを比較して検査対象容器２２の内容物の粘度について良否を判定することができる。 Based on the above knowledge, the analysis device 151 associates the peak frequency specified from the non-defective sample and the vibration velocity at the peak frequency as a determination criterion, stores them in advance, and performs analysis processing. In this case, the vibration speed at the peak frequency of the determination criterion is specified from the measurement result of the inspection target container 22, and the specified vibration speed is compared with the vibration speed of the determination reference to determine whether the viscosity of the contents of the inspection target container 22 is acceptable. can do.
なお、本実施例は、第１の実施例や第２の実施例で説明した各サンプルに対して上記の解析手法（予め定めたピーク周波数における振動速度を判定基準と比較することによって解析する手法）を適用することを否定するものではない。
即ち、第１の実施例で述べた解析手法と、第２の実施例で述べた解析手法と、第３の実施例で述べた解析手法とは、併用可能な場合がありうる。
In this embodiment, the analysis method described above is applied to each sample described in the first embodiment and the second embodiment (a method for analyzing the vibration speed at a predetermined peak frequency by comparing it with a determination criterion). ) Is not denied.
That is, the analysis method described in the first embodiment, the analysis method described in the second embodiment, and the analysis method described in the third embodiment may be used in combination.
＜本発明の変形例について＞
ここまで図１から図６及び表１から表７を用いて説明される実施例に即して本発明を説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成される限りにおける種々の変形、改良等の態様も含む。
<Modification of the present invention>
So far, the present invention has been described with reference to the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 6 and Tables 1 to 7. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Various modifications and improvements as long as the object is achieved are also included.
上述の実施例において、本発明の非接触検査システムに係る構成の一具体例として図１に示すシステム構成を述べた。しかしながら、本発明の実施において、図１に示すシステム構成に含まれる全ての構成要素が必ずしも含まれる必要はなく、一部の構成要素が省かれたり、一の構成要素と他の構成要素とが統合されたりしてもよい。また、本発明の実施において、図１に示すシステム構成とは別の構成要素が追加されてもよい。 In the above-described embodiment, the system configuration shown in FIG. 1 has been described as a specific example of the configuration according to the non-contact inspection system of the present invention. However, in the implementation of the present invention, all the components included in the system configuration shown in FIG. 1 are not necessarily included. Some components may be omitted, or one component and another component may be omitted. It may be integrated. In the implementation of the present invention, components other than the system configuration shown in FIG. 1 may be added.
上述の実施例において、本発明の非接触検査システムの検査対象となる軟性容器の具体例をサンプルＡ〜サンプルＳまで示したが、本発明の実施はこれに限られない。 Although the specific example of the flexible container used as the test object of the non-contact test | inspection system of this invention was shown in the above-mentioned Example to the sample A-sample S, implementation of this invention is not restricted to this.
上述の実施例において、本発明の非接触検査システムが実行可能な解析方法の例を複数挙げて説明したが、本発明の実施において実行可能な解析手法はこれらに限られない。即ち、良品容器２１に関する計測結果に基づいて定められる判定基準と、検査対象容器２２に関する計測結果から求められる振動速度に係る特性と、を比較して実行可能な解析手法であれば、いずれを採用してもよい。 In the above-described embodiments, a plurality of examples of analysis methods that can be executed by the non-contact inspection system of the present invention have been described. However, the analysis methods that can be executed in the implementation of the present invention are not limited thereto. In other words, any analysis technique that can be executed by comparing the determination standard determined based on the measurement result related to the non-defective container 21 and the characteristic relating to the vibration speed obtained from the measurement result related to the inspection target container 22 is adopted. May be.
第１の実施例において、気泡が無視できる程に小さい紙パック容器２３を良品サンプルとしたが、所定量の気泡（気体）が封入されている軟性容器を良品サンプルに代えてもよい。この場合、計測器１３の測定点を有する軟性容器の上面が複数の材料で構成される又は厚みが不均一である場合、測定点の位置がばらつくことによって良品／不良品を判定する基準となる振動エネルギー値が有意に相違することが想定される。このような場合には、解析装置１５１は、測定点ごとに異なる判定基準を定めてもよく、且つ複数の判定基準のいずれを満足する場合にも良品と判定する解析手法を採用してもよい。
換言するならば、解析装置１５１は、部材の材質又は厚さが異なる複数の測定点のそれぞれについて、良品容器２１に対する計測器１３の計測結果に基づいて判定基準を定めてもよく、検査対象容器２２に対する計測器１３の計測結果が、複数の測定点に係る判定基準のいずれか一つを満足する場合に、検査対象容器２２又は検査対象容器２２に充填された内容物を良品と判定してもよい。
In the first embodiment, the non-defective sample is the paper pack container 23 that is so small that bubbles are negligible. However, a soft container in which a predetermined amount of bubbles (gas) is sealed may be replaced with a good sample. In this case, when the upper surface of the flexible container having the measurement point of the measuring instrument 13 is composed of a plurality of materials or the thickness is not uniform, the position of the measurement point varies and becomes a criterion for determining a non-defective product / defective product. It is assumed that the vibration energy values are significantly different. In such a case, the analysis apparatus 151 may determine different determination criteria for each measurement point, and may employ an analysis method for determining that the product is a non-defective product when any of the plurality of determination criteria is satisfied. .
In other words, the analysis device 151 may determine a determination criterion for each of a plurality of measurement points having different member materials or thicknesses based on the measurement result of the measuring instrument 13 with respect to the non-defective container 21. When the measurement result of the measuring instrument 13 with respect to 22 satisfies any one of the determination criteria related to a plurality of measurement points, the test object container 22 or the contents filled in the test object container 22 are determined as non-defective products. Also good.
本実施形態は以下の技術思想を包含するものである。
（i）内容物が充填された軟性容器に対して送波音波を照射する音響発信源と、前記送波音波によって加振された前記軟性容器の表面の一部である測定点の振動速度を光学的に計測する計測器と、前記計測器によって計測された前記振動速度を所定の周波数帯域の範囲内において解析する解析装置と、を備え、前記解析装置は、良品である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果に基づいて定められる判定基準と、検査対象である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果から求められる前記振動速度に係る特性と、を比較して当該軟性容器又は当該軟性容器に充填された前記内容物に係る良否を判定することを特徴とする非接触検査システム。
（ii）前記解析装置は、前記計測器によって計測された前記振動速度を前記所定の周波数帯域の範囲において積分することによって振動エネルギー値を算出し、良品である前記軟性容器について算出された前記振動エネルギー値を前記判定基準として、検査対象である前記軟性容器について算出された前記振動エネルギー値と比較することによって当該軟性容器又は当該軟性容器に充填された前記内容物に係る良否を判定する（i）に記載の非接触検査システム。
（iii）前記解析装置は、前記計測器によって計測された前記振動速度が所定の周波数帯域の範囲内において極大値となる周波数であるピーク周波数を一又は複数特定し、良品である前記軟性容器について特定された前記ピーク周波数を前記判定基準として、検査対象である前記軟性容器について特定された前記ピーク周波数と比較することによって当該軟性容器又は当該軟性容器に充填された前記内容物に係る良否を判定する（i）に記載の非接触検査システム。
（iv）検査対象となる前記軟性容器は、前記測定点を有する部材の材質又は厚さのうち少なくとも一方が不均一である（ii）又は（iii）に記載の非接触検査システム。
（a）前記解析装置は、前記部材の材質又は厚さが異なる複数の前記測定点のそれぞれについて、良品である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果に基づいて前記判定基準を定めており、検査対象である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果が、前記複数の測定点に係る前記判定基準のいずれか一つを満足する場合に、当該軟性容器又は当該軟性容器に充填された前記内容物を良品と判定する（iv）に記載の非接触検査システム。
（v）前記解析装置は、良品である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果から、前記所定の周波数帯域の範囲内において前記振動速度が極大値となる周波数であるピーク周波数を特定し、特定した前記ピーク周波数と当該ピーク周波数における前記振動速度と、を関連付けて前記判定基準として定め、検査対象である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果から前記判定基準として定められている前記ピーク周波数における前記振動速度を特定し、特定した前記振動速度と当該ピーク周波数に関連付けた前記振動速度とを比較して前記内容物の粘度について良否を判定する（i）に記載の非接触検査システム。
（vi）前記測定点は前記軟性容器の上面を除く平面に含まれており、前記内容物は、比重の異なる複数の物体が分離して構成されており、前記解析装置は、前記内容物のうち比重の大きい物体の粘度について良否を判定する（v）に記載の非接触検査システム。
This embodiment includes the following technical ideas.
(I) An acoustic transmission source that radiates a transmitted sound wave to a flexible container filled with contents, and a vibration speed of a measurement point that is a part of the surface of the flexible container that is vibrated by the transmitted sound wave. A measuring instrument that optically measures, and an analyzing device that analyzes the vibration velocity measured by the measuring device within a predetermined frequency band, and the analyzing device is a non-defective product for the flexible container. The flexible container or the flexible container by comparing the determination standard determined based on the measurement result of the measuring instrument and the characteristics relating to the vibration speed obtained from the measurement result of the measuring instrument with respect to the flexible container to be inspected A non-contact inspection system, wherein the quality of the contents filled in is determined.
(Ii) The analysis device calculates a vibration energy value by integrating the vibration velocity measured by the measuring instrument in a range of the predetermined frequency band, and the vibration calculated for the soft container that is a good product. Using the energy value as the determination criterion, the quality of the flexible container or the contents filled in the flexible container is determined by comparing with the vibration energy value calculated for the flexible container to be inspected (i ) Non-contact inspection system.
(Iii) The analysis device specifies one or a plurality of peak frequencies, which are frequencies at which the vibration velocity measured by the measuring instrument becomes a maximum value within a predetermined frequency band, and the flexible container is a non-defective product Using the specified peak frequency as the determination criterion, the quality of the flexible container or the contents filled in the flexible container is determined by comparing with the peak frequency specified for the flexible container to be inspected. The non-contact inspection system according to (i).
(Iv) The non-contact inspection system according to (ii) or (iii), in which at least one of a material and a thickness of a member having the measurement point is not uniform in the flexible container to be inspected.
(A) The analysis device, for each of a plurality of the measurement points different in material or thickness of the member, has determined the determination criteria based on the measurement result of the measuring instrument for the flexible container that is a good product, The contents filled in the flexible container or the flexible container when the measurement result of the measuring instrument for the flexible container to be inspected satisfies any one of the determination criteria related to the plurality of measurement points The non-contact inspection system described in (iv), in which an object is judged as a good product.
(V) The analysis device specifies a peak frequency, which is a frequency at which the vibration speed becomes a maximum value within the range of the predetermined frequency band, from the measurement result of the measuring instrument for the non-defective flexible container. The peak frequency and the vibration speed at the peak frequency are associated with each other and determined as the determination criterion, and the measurement result of the measuring instrument for the flexible container to be inspected is determined as the determination criterion. The non-contact inspection system according to (i), wherein the vibration speed is specified, and the specified vibration speed is compared with the vibration speed associated with the peak frequency to determine whether the content has a viscosity.
(Vi) The measurement point is included in a plane excluding the upper surface of the flexible container, and the content is configured by separating a plurality of objects having different specific gravities, and the analysis device The non-contact inspection system according to (v), in which whether the viscosity of an object having a large specific gravity is good or bad is determined.
１０ 検査システム
１１ 音響発信源
１２ 送波音波
１３ 計測器
１３１ 観察波
１５ コンピュータ
１５１ 解析装置
１５２ 制御装置
１６１ 温湿度センサ
１６２ タイミングセンサ
１７ 任意波形発生装置
１９ アンプ
２０ 軟性容器
２１ 良品容器
２２ 検査対象容器
２３ 紙パック容器
２３１ 紙部
２３２ アルミ箔部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inspection system 11 Acoustic transmission source 12 Transmission sound wave 13 Measuring instrument 131 Observation wave 15 Computer 151 Analysis apparatus 152 Control apparatus 161 Temperature / humidity sensor 162 Timing sensor 17 Arbitrary waveform generator 19 Amplifier 20 Flexible container 21 Good container 22 Inspection object container 23 Paper pack container 231 Paper part 232 Aluminum foil part
Claims (6)
前記送波音波によって加振された前記軟性容器の表面の一部である測定点の振動速度を光学的に計測する計測器と、
前記計測器によって計測された前記振動速度を所定の周波数帯域の範囲内において解析する解析装置と、を備え、
前記解析装置は、良品である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果に基づいて定められる判定基準と、検査対象である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果から求められる前記振動速度に係る特性と、を比較して当該軟性容器又は当該軟性容器に充填された前記内容物に係る良否を判定することを特徴とする非接触検査システム。 An acoustic transmission source that radiates transmitted sound waves to a flexible container filled with contents;
A measuring instrument that optically measures the vibration velocity of a measurement point that is a part of the surface of the flexible container that is vibrated by the transmitted sound wave;
An analysis device that analyzes the vibration velocity measured by the measuring instrument within a predetermined frequency band; and
The analysis device is characterized by a determination standard determined based on a measurement result of the measuring instrument for the soft container that is a non-defective product, and a vibration speed obtained from the measurement result of the measuring instrument for the flexible container that is an inspection target. And the non-contact inspection system, wherein the quality of the flexible container or the contents filled in the flexible container is determined.
前記計測器によって計測された前記振動速度を前記所定の周波数帯域の範囲において積分することによって振動エネルギー値を算出し、
良品である前記軟性容器について算出された前記振動エネルギー値を前記判定基準として、検査対象である前記軟性容器について算出された前記振動エネルギー値と比較することによって当該軟性容器又は当該軟性容器に充填された前記内容物に係る良否を判定する請求項１に記載の非接触検査システム。 The analysis device includes:
By calculating the vibration energy value by integrating the vibration velocity measured by the measuring instrument in the range of the predetermined frequency band,
The flexible container or the flexible container is filled by comparing the vibration energy value calculated for the soft container that is a non-defective product with the vibration energy value calculated for the flexible container that is the inspection target, using the vibration energy value calculated for the flexible container that is a good product as the determination criterion. The non-contact inspection system according to claim 1, wherein the quality of the contents is determined.
前記計測器によって計測された前記振動速度が所定の周波数帯域の範囲内において極大値となる周波数であるピーク周波数を一又は複数特定し、
良品である前記軟性容器について特定された前記ピーク周波数を前記判定基準として、検査対象である前記軟性容器について特定された前記ピーク周波数と比較することによって当該軟性容器又は当該軟性容器に充填された前記内容物に係る良否を判定する請求項１に記載の非接触検査システム。 The analysis device includes:
Identifying one or more peak frequencies, which are frequencies at which the vibration velocity measured by the measuring instrument is a maximum value within a range of a predetermined frequency band,
The flexible container or the flexible container filled by comparing the peak frequency specified for the flexible container that is a non-defective product with the peak frequency specified for the flexible container that is the inspection target, using the peak frequency specified for the determination criterion. The non-contact inspection system according to claim 1, wherein the quality of the contents is determined.
良品である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果から、前記所定の周波数帯域の範囲内において前記振動速度が極大値となる周波数であるピーク周波数を特定し、特定した前記ピーク周波数と当該ピーク周波数における前記振動速度と、を関連付けて前記判定基準として定め、
検査対象である前記軟性容器に対する前記計測器の計測結果から前記判定基準として定められている前記ピーク周波数における前記振動速度を特定し、特定した前記振動速度と当該ピーク周波数に関連付けた前記振動速度とを比較して前記内容物の粘度について良否を判定する請求項１に記載の非接触検査システム。 The analysis device includes:
From the measurement result of the measuring instrument for the soft container that is a non-defective product, the peak frequency that is the frequency at which the vibration speed becomes a maximum value within the range of the predetermined frequency band is specified, and the specified peak frequency and the peak frequency are specified. And the vibration speed in the
The vibration speed at the peak frequency determined as the determination criterion is identified from the measurement result of the measuring instrument for the flexible container to be inspected, and the vibration speed and the vibration speed associated with the peak frequency are identified. The non-contact inspection system according to claim 1, wherein the quality of the content is determined by comparing the two.
前記内容物は、比重の異なる複数の物体が分離して構成されており、
前記解析装置は、前記内容物のうち比重の大きい物体の粘度について良否を判定する請求項５に記載の非接触検査システム。 The measurement point is included in a plane excluding the upper surface of the flexible container,
The contents are configured by separating a plurality of objects having different specific gravities,
The non-contact inspection system according to claim 5, wherein the analysis device determines whether the viscosity of an object having a large specific gravity among the contents is acceptable.
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