JP2021092504A - Transparent pipe inspection device and transparent pipe inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は透明管検査装置及び透明管検査方法に関する。 The present invention relates to a transparent tube inspection device and a transparent tube inspection method.
蛍光灯、アンプルやバイアル等の医薬容器、その他様々な用途で用いられるガラス管の製造工程は、次のようなものである。初めに、炉から管引き成形された連続ガラス管が、粗切断されて、原型のガラス管が作製される。次に、最終製品の管端が開口端である場合には、当該管端となる位置での再切断と口焼き処理が施される(特許文献1)。また、最終製品の管端が閉塞端である場合には、当該管端となる位置での溶断による閉鎖処理が施される(特許文献2)。 The manufacturing process of glass tubes used for fluorescent lamps, pharmaceutical containers such as ampoules and vials, and various other uses is as follows. First, a continuous glass tube that has been tube-molded from a furnace is roughly cut to produce a prototype glass tube. Next, when the pipe end of the final product is an open end, re-cutting and mouth-burning treatment are performed at the position of the pipe end (Patent Document 1). Further, when the pipe end of the final product is a closed end, a closing treatment is performed by fusing at the position where the pipe end becomes the closed end (Patent Document 2).
このような工程を経て製造されたガラス管製品について、切断に伴うクラック等の傷の残存や、切断屑その他の異物の付着等の異常の有無を検査するための、ガラス管検査装置が提案されている(特許文献3)。 A glass tube inspection device has been proposed for inspecting glass tube products manufactured through such a process for residual scratches such as cracks due to cutting and for abnormalities such as adhesion of cutting chips and other foreign substances. (Patent Document 3).
特許文献3の従来技術のガラス管検査装置では、カメラの設置台数を多くして、検査の効率化を試みつつ、検査の確実性の点から、カメラと照明器具とをカメラの光軸上で対向させる、透過方式照明の構成をとるようにしている。しかしガラス管検査装置では、クラック等の傷や異物の付着の検出を更に確実にすることが望まれる。本発明の一態様は、上記課題に着目したものであり、クラック等の傷や異物の検出をより確実にすることができるガラス管等の透明管の検査装置を実現することを目的とする。
In the conventional glass tube inspection device of
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る透明管検査装置は、透明管の、一端を含む第1領域を撮影する第1カメラと、照射部が設けられた照明器具と、前記第1カメラが撮影した画像を処理し、前記透明管の欠陥を検出する画像処理ユニットと、を備え、前記第1カメラから見て、前記第1領域の背後に前記照射部が配置され、前記画像処理ユニットは更に、前記画像における前記照射部の明るさが、所定の範囲内か否かを判定する構成を備える。 In order to solve the above problems, the transparent tube inspection device according to one aspect of the present invention includes a first camera that captures a first region including one end of the transparent tube, a lighting fixture provided with an irradiation unit, and the like. An image processing unit that processes an image taken by the first camera and detects a defect in the transparent tube is provided, and the irradiation unit is arranged behind the first region when viewed from the first camera. The image processing unit further includes a configuration for determining whether or not the brightness of the irradiation unit in the image is within a predetermined range.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る透明管検査方法は、透明管の、一端を含む第1領域を撮影する第1カメラと、照射部が設けられ、前記第1カメラから見て、前記第1領域の背後に前記照射部が配置される照明器具と、を設置し、前記第1カメラが撮影した画像における前記照射部の明るさが、所定の範囲内か否かを判定する工程と、前記画像を処理し、前記透明管の前記第1領域における欠陥を検出する工程とを備える。 In order to solve the above problems, the transparent tube inspection method according to one aspect of the present invention is provided with a first camera for photographing a first region including one end of the transparent tube and an irradiation unit, and the first camera is provided. Whether or not the brightness of the irradiation unit in the image taken by the first camera is within a predetermined range by installing a lighting fixture in which the irradiation unit is arranged behind the first region. A step of determining the above and a step of processing the image and detecting a defect in the first region of the transparent tube are provided.
本発明の一態様に係る透明管検査装置、本発明の一態様に係る透明管検査方法によれば、クラック等の傷や異物の検出をより確実にすることができるガラス管等の透明管の検査装置を実現できる。 According to the transparent tube inspection device according to one aspect of the present invention and the transparent tube inspection method according to one aspect of the present invention, a transparent tube such as a glass tube capable of more reliably detecting scratches such as cracks and foreign matter. An inspection device can be realized.
〔実施形態〕
以下に、図面を用い本発明の一実施形態について、詳細に説明する。本願における各図面に記載した構成の形状および寸法(長さ、幅、高さ等)は、実際の形状および寸法が必ずしも正確に反映されたものではなく、図面の明瞭化および簡略化のために適宜変更されている。
[Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The shapes and dimensions (length, width, height, etc.) of the configurations described in each drawing in the present application do not necessarily accurately reflect the actual shapes and dimensions, and are for the purpose of clarifying and simplifying the drawings. It has been changed accordingly.
<ガラス管検査装置の全体構成>
本実施形態に係るガラス管検査装置1(透明管検査装置)では、検査対象のガラス管9(透明管)が水平に、それぞれの中心軸9Cが互いに平行になるようにして複数並べられる。そうしてガラス管検査装置1では、これら複数のガラス管9に対する検査が並行して実施される。本実施形態における具体例として、ガラス管検査装置1において並べられる複数のガラス管9の数が12本である場合が示される。しかしこれは例示であり、本発明の適用がこの数である場合に限られるものではない。
<Overall configuration of glass tube inspection equipment>
In the glass tube inspection device 1 (transparent tube inspection device) according to the present embodiment, a plurality of glass tubes 9 (transparent tubes) to be inspected are arranged horizontally so that their central axes 9C are parallel to each other. Then, in the glass
図1から図3は、ガラス管検査装置1の構成を示す概略構成図である。図1は、ガラス管9の中心軸9Cに垂直な水平方向から見た図である。図2は、ガラス管9の中心軸9Cに平行な方向から見た図である。図3は、ガラス管検査装置1の上方から鉛直方向に見た図である。なお、図1から図3のそれぞれにおいて、構造を分かりやすく図示するために、構成要素は適宜に省略されて描かれている。
1 to 3 are schematic configuration diagrams showing the configuration of the glass
図3に示されるようにガラス管検査装置1では、検査実施時において、ガラス管9の一端である第1管端9X、他端である第2管端9Yが、それぞれ中心軸9C方向の位置において概略揃うようにして、複数のガラス管9が平行に並べられている。図1から図3を用いて示されるように、ガラス管検査装置1は、画像処理ユニット10、第1カメラ20A、第1照明器具30A(照明器具)、第2カメラ20B、第2照明器具30Bと、回転部40とを備える。
As shown in FIG. 3, in the glass
<カメラと照明器具の配置>
第1カメラ20Aは、平行に並べられたそれぞれのガラス管9に対応するように複数備えられており、本実施形態における具体例では、12台備えられている。図1に示されるように、第1カメラ20Aは、第1管端9X(一端)を含むガラス管9の端部付近の第1領域9Aを上方から撮影する。第1照明器具30Aは、平坦な面である上向きの照射面31(照射部)を有し、第1カメラ20Aによる撮影時に、第1領域9Aを透過式で照射する。
<Arrangement of cameras and lighting equipment>
A plurality of
第1カメラ20A、第1照明器具30Aと、ガラス管9の配置関係の詳細は以下の通りである。第1カメラ20Aは、第1領域9Aの直上位置から、ややガラス管9の中心軸9C方向外側に傾いた位置から、第1領域9Aを撮影する。つまり、ガラス管9の中心軸9Cに沿って、第1管端9X(一端)からガラス管9の内部に向かう方向と、第1カメラ20Aの撮影方向21Aとのなす角度θは90°よりやや小さい角度である。好ましくは、角度θは75°±5°の範囲である。
The details of the arrangement relationship between the
第1照明器具30Aは、第1カメラ20Aから見て、ガラス管9の第1領域9Aの背後であり、第1領域9Aの直下に、その照射面31が配置されるように設置されている。平坦な面である第1照明器具30Aの照射面31は、第1カメラ20Aに正対する。つまり、第1カメラ20Aの撮影方向21Aは、当該照射面31に垂直である。後述する撮影画像22Aにおいて、照射面31の明るさが均一となるようにするためである。
The
第2カメラ20Bは、平行に並べられたそれぞれのガラス管9に対応するように複数備えられており、本実施形態における具体例では、12台備えられている。図1に示されるように、第2カメラ20Bは、第2管端9Y(他端)を含むガラス管9の端部付近の第2領域9Bを上方から撮影する。第2照明器具30Bは、平坦な面である上向きの照射面31(照射部)を有し、第2カメラ20Bによる撮影時に、第2領域9Bを透過式で照射する。第2カメラ20B、第2照明器具30Bと、ガラス管9の配置関係の詳細は以下の通りである。
A plurality of
第2カメラ20Bは、第2領域9Bの直上位置から、ややガラス管9の中心軸9C方向外側に傾いた位置から、第2領域9Bを撮影する。つまり、ガラス管9の中心軸9Cに沿って、第2管端9Yからガラス管9の内部に向かう方向と、第2カメラ20Bの撮影方向21Bとのなす角度は90°よりやや小さい角度である。好ましくは、当該角度は75°±5°の範囲である。
The
第2照明器具30Bは、第2カメラ20Bから見て、ガラス管9の第2領域9Bの背後であり、第2領域9Bの直下に、その照射面31が配置されるように設置されている。平坦な面である第2照明器具30Bの照射面31は、第2カメラ20Bに正対する。つまり、第2カメラ20Bの撮影方向21Bは、当該照射面31に垂直である。後述する撮影画像22Bにおいて、照射面31の明るさが均一となるようにするためである。
The
<ガラス管を支持するための構成>
次に、ガラス管検査装置1におけるガラス管9の支持の方法について説明する。一つのガラス管9に着目すると、当該ガラス管9は、中心軸9C方向中央部から第1管端9X寄りに設けられた一対のローラ41と、第2管端9Y寄りに設けられた一対のローラ42とで、支持される。これら一対におけるそれぞれのローラ(ローラ41またはローラ42)は、ガラス管9の中心軸9Cに垂直な方向にずれており、ガラス管9の中心軸9C方向に見ると、一部が重なり合うように配置されている。
<Structure to support the glass tube>
Next, a method of supporting the
そうして、それぞれのガラス管9の中心軸9C方向中央部から第1管端9X寄りに設けられた13個のローラ41によって、12個のガラス管9それぞれの一方の側が支持されている。当該13個のローラ41は、互いに干渉しないように互い違いにして2列に並べられている。それぞれの列は、水平面内においてガラス管9の中心軸9Cに垂直な方向に沿っている。
Then, one side of each of the 12
また、それぞれのガラス管9の中心軸9C方向中央部から第2管端9Y寄りに設けられた13個のローラ42によって、12個のガラス管9それぞれのもう一方の側が支持されている。当該13個のローラ42もまた、互いに干渉しないように互い違いに2列に並べられている。それぞれの列は、水平面内においてガラス管9の中心軸9Cに垂直な方向に沿っている。なお、ローラ41とローラ42は、材質、形状、サイズともに等しい。
Further, the other side of each of the 12
これらのローラ41、ローラ42が、回転部40を構成している。全てのローラ41、ローラ42は、同じ向きに回転する。図2において全てのローラ41、ローラ42は、反時計回りに回転する。その結果、ローラ41、ローラ42に支持されたガラス管9は、図2において矢印で示されているように、全てがその中心軸9C周りに、時計回りに回転させられる。
These
なお、図示されないが、ガラス管検査装置1には、複数のローラ41、ローラ42からなる回転部40上に複数のガラス管9をセットし、また検査終了後にこれらを取り出すための搬送機構が適宜設けられる。
Although not shown, the glass
<照明器具の構成>
以下では第1照明器具30Aについて説明がなされるが、第2照明器具30Bについても、その構造は同様である。図4は、第1照明器具30Aの内部構造を示す断面図である。第1照明器具30A内部の底部付近には、基板32が配置されている。基板32の上面には、多数の光源33が搭載されている。光源33は、好ましくはLED(Light Emitting Diode)からなる。
<Construction of lighting equipment>
The
またそれぞれの光源33は、白色LEDでは無く、単色のLED、例えば青色LEDからなることが更に好ましい。青色LEDのような単色のLEDは、発光スペクトル分布が白色LEDと比較すると狭い。単色のLEDは様々な光源の中で、比較的単色性に優れている。単色のLEDを用いることで、第1カメラ20A及び第2カメラ20Bで撮影した画像において、欠陥によるコントラストが得られやすくなる。また、ガラス管9の形状、輪郭を識別しやすくなる。
Further, it is more preferable that each
第1照明器具30A上面の照射面31(照射部)には、2枚の光制御フィルム(光制御フィルム34、光制御フィルム35)が重ねられて配置されている。光制御フィルムは、通過しようとする光のうち、フィルム面内のある一方向(制限方向)へと傾斜する光線の透過を抑制する機能を有する。図5は光制御フィルム34の構造を説明するための概略図である。光制御フィルム34(Light Control film)は、ノングレア層341(アンチグレア層)、基材層342、光制限層343、基材層344の4層構造からなる。
Two light control films (
ノングレア層341は、光源33側に配置されることが望ましい。光制限層343はルーバー構造を有している層である。光制限層343は光を透過しない多数のルーバー345と、ルーバー345間に挟まれた多数の透明部346とからなる。ルーバー345は、光制御フィルム34の面内において制限方向に直交する方向に延伸するように、近接して互いに平行に配置されている。
It is desirable that the
制限方向(図5において左右方向)に沿うと、光制限層343内においてルーバー345と透明部346とが交互に繰り返し配置されている。光制御フィルム34を通過しようとする光線のうち、ルーバー345の繰り返し方向に傾斜した光線L1は、ルーバー345に吸収されて透過し難い。一方、ルーバー345の繰り返し方向(光制御フィルム34の制限方向)に垂直な光線L2は、ルーバー345に妨げられずに透過する。その結果、光制御フィルム34の光線制限方向に傾斜する光線の透過が制限される。
Along the limiting direction (left-right direction in FIG. 5), the
光制御フィルム35も光制御フィルム34と同様の構成を有している。第1照明器具30Aの照射面31において、光制御フィルム34の制限方向と、光制御フィルム35の制限方向とが直交するように、これらのフィルムが重ねて配置される。すると、照射面31に対して略垂直方向に出射する光線以外の光線の透過が制限される。その結果、第1照明器具30A内部において、光源33から様々な方向に出射した光のうち、照射面31に対して略垂直方向に出射する光のみが、照射面31から取り出されることとなり、照射面31からの光出射角度は、照射面31に垂直な方向に寄せられる。
The
このようにして、第1照明器具30Aでは、照射部31に垂直な方向から傾斜した方向への、前記照射部31からの光出射が低減されていることにより、第1カメラ20A及び第2カメラ20Bで撮影した画像において、欠陥によるコントラストが得られやすくなる。ガラス管9中のクラック等の欠陥が微小な場合、特定方向近傍の光線のみに、欠陥によるコントラスト変化が現れる。そのため様々な方向からの光線が混合した状態で画像が形成されると、微小な欠陥によるコントラストが得られ難い画像となるからである。また、ガラス管9の形状、輪郭を識別しやすくなる。
In this way, in the
<画像処理ユニットの構成>
図6は、画像処理ユニット10の機能構成を示すブロック図である。ある特定のガラス管9の、第1領域9A及び第2領域9Bをそれぞれ撮影する第1カメラ20A及び第2カメラ20Bは、同一の画像処理ユニット10に接続される。本実施形態の具体例において、1台の画像処理ユニット10は、2本分のガラス管9に対応する。
<Configuration of image processing unit>
FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration of the
つまり、1台の画像処理ユニット10には2セットの第1カメラ20A及び第2カメラ20Bが接続されている。よって本実施形態の具体例において、ガラス管検査装置1は、12本のガラス管9に対して6台の画像処理ユニット10を備えている。しかしこれらの数は例示であり、検査速度に対する画像処理ユニット10の処理性能に応じて、対応するガラス管9の本数は適宜に変更され得る。
That is, two sets of the
画像処理ユニット10には、カメラインターフェース部11、カメラ制御部12、画像取得部13、統合制御部14、画像処理部15、指示部16、表示部17、記録部18と、通信部19が設けられている。カメラインターフェース部11は、第1カメラ20A及び第2カメラ20Bを接続するための通信インターフェースである。カメラ制御部12は、接続された第1カメラ20A及び第2カメラ20Bの撮影条件の設定や、撮影を含む制御を、カメラインターフェース部11を通じて行う機能ブロックである。
The
画像取得部13は、接続された第1カメラ20A及び第2カメラ20Bが撮影した画像を、カメラインターフェース部11を通じて取り込む機能ブロックである。統合制御部14は、画像処理ユニット10における各機能ブロックを制御するとともに種々の情報処理を行い、画像処理ユニット10による所要の動作の実行を統括する制御ブロックである。画像処理部15は、画像取得部13の取得した画像に対し、統合制御部14が指示する所要の画像処理を実行する機能ブロックである。
The
指示部16は、画像処理ユニット10に対するユーザからの命令や動作条件の設定等の指示を受け付ける機能ブロックである。指示部16自体がユーザからの指示を受け付けるユーザインターフェースを有していてもよい。また指示部16には適宜の入力機器が接続されてもよい。表示部17はユーザに対して各種の情報を報知するための機能ブロックである。表示部17自体がユーザに対して情報を報知するユーザインターフェースを有していてもよい。また表示部17には適宜の出力機器が接続されてもよい。
The
図6においては表示部17にディスプレイ171が接続されている例が提示されているが、ディスプレイ171がタッチパネル式ディスプレイであって、タッチパネルによるユーザからの入力を指示部16が受け付けてもよい。その他入力機器としては、キーボードやマウス等の公知の機器が使用され得る。
Although an example in which the
記録部18は、様々な情報を保持するメモリである。記録部18が保持する情報としては、ユーザの指示により設定された検査項目や各検査条件に関する情報、検査結果のデータ、画像処理ユニット10の機能ブロックとしての各部を実現させるための実行プログラム等があり得る。通信部19は、画像処理ユニット10が外部機器との間で通信を行うためのインターフェースである。接続される外部機器としては、画像処理ユニット10を制御する上位システムや、検査結果を保管するデータベースがあり得る。
The
<検査工程例>
図7は、ガラス管検査装置1が実行する、特定のガラス管9の一方の端部に対する検査の検査フローの事例を示す。ガラス管検査装置1は、12本のガラス管9のそれぞれの第1領域9A及び第2領域9Bについて、並行して図7に示される検査フローを実施することで処理能力を高めている。その際に、第1照明器具30A及び第2照明器具30Bが点灯させられる。
<Inspection process example>
FIG. 7 shows an example of an inspection flow of inspection for one end of a
またその際、回転部40がガラス管9を所定の定速度で回転させる。ガラス管検査装置1は、ガラス管9が1回転する間に、図7に示される検査フローを複数回実行する。微小なクラックや微小な異物等の微小な欠陥は、観察する向きによってコントラストが得られない。よって欠陥を見落とさないために、特定のガラス管9に対して、このようにして異なる角度から複数回の検査フローを実行する。図7の検査フローの1回転あたりの回数は、少なくとも8回以上であることが好ましく、16回以上であることが更に好ましい。
At that time, the rotating
次に、図7の検査フローの各ステップについて説明する。以下では、第1カメラ20Aによる第1領域9Aの撮影画像22Aについて説明がなされるが、第2カメラ20Bによる第2領域9Bの撮影画像22B(不図示)についても、同様に処理される。統合制御部14が、各機能ブロックを制御して、画像処理ユニット10に以下の各ステップの動作を実行させる。
Next, each step of the inspection flow of FIG. 7 will be described. Hereinafter, the captured
また適宜に、統合制御部14の制御により、表示部17はディスプレイ171に撮影画像22Aや、検査結果を表示し、記録部18は検査結果を記録する。各ステップにおいて画像処理部15は、工業用の画像処理装置が具備するような各種の画像処理手法、判定機能を適宜組み合わせて以下に説明する判断を実行する。
Further, as appropriate, under the control of the
ステップS1(撮影):カメラ制御部12が、カメラインターフェース部11を通じ、接続された第1カメラ20Aによる撮影を実行させる。第1カメラ20Aが、ガラス管9の第1管端9X(一端)を含む端部近傍の第1領域9Aを撮影する。画像取得部13が、カメラインターフェース部11を通じ、接続された第1カメラ20Aによる撮影画像22Aを取得する。
Step S1 (shooting): The
図8は、撮影画像22Aの事例を模式的に示す図である。撮影画像22Aには、ガラス管9の第1領域9Aと、その背景として第1照明器具30Aの照射面31が写されている。また、上述の通り、第1カメラ20Aは、ガラス管9の中心軸9Cに垂直な方向からやや中心軸9C方向外側に傾いた位置から第1管端9X付近を撮影する。そのため撮影画像22Aでは、第1管端9Xの端面が写されている。図8は、第1管端9Xが開口端9Oである場合の撮影例である。このように撮影画像22Aにおいて、第1管端9Xにおける開口部は明るく、肉厚部(ガラスの部分)は暗く表示される。
FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of the photographed
また図9は、撮影画像22Aの別の事例を模式的に示す図である。図9は、第1管端9Xが閉塞端9Sである場合の撮影例である。この場合に撮影画像22Aにおいて、第1管端9Xの端面は全部がガラスであり、暗く表示される。なお、図8及び図9の撮影画像22Aにおいてガラス管9上に描かれた細かい線は、陰影(画像における暗さ)を模式的に表したものである(図10〜図14においても同様)。
Further, FIG. 9 is a diagram schematically showing another example of the captured
ステップS2(ガラス管の有無の検査):画像処理部15は、撮影画像22Aにガラス管9が写っているか否かを判断する。画像処理部15は、撮影画像22A全体内における明るさの偏差が予め定められた閾値未満であれば、ガラス管9が写っていないとして検査を停止する。搬送ミスによってガラス管9が所定位置に設置されず撮影画像22A全体が照射面31である場合や、第1照明器具30Aが不点灯で撮影画像22A全体が暗い場合が該当する。画像処理部15は、当該明るさの偏差が当該閾値以上であればOK判定を行う。
Step S2 (Inspection for presence / absence of glass tube): The
ステップS3(照明照度検査):画像処理部15は、撮影画像22Aにおける、照射面31を直接観察している領域の明るさが、所定の範囲内か否かを判断する。図10には、当該領域が領域Piとして示されている。画像処理部15は、領域Piの平均の明るさが所定の範囲内に無ければNG判定を行う。第1照明器具30Aの照度が経時劣化や故障等の突発的な事象により変動した場合等が該当する。画像処理部15は、領域Piの平均の明るさが所定の範囲内であればOK判定を行う。
Step S3 (Illumination Illuminance Inspection): The
ステップS4(全長検査):画像処理部15は、撮影画像22Aにおいてガラス管9の端部位置Peを検出し、撮影画像22Aにおけるガラス管9の長さPg(全長)を取得する。図11には、撮影画像22Aにおけるガラス管9の端部位置Peと長さPgが示されている。
Step S4 (total length inspection): The
更に統合制御部14が、画像処理部15から、特定のガラス管9についての第1領域9Aについての検査結果と、第2領域9Bについての検査結果を取得する。統合制御部14は第1領域9Aについての長さPgに、第2領域9Bについての長さPgを加えた値Lを算出する。統合制御部14は、算出した値Lが、予め定められた範囲内になければ、ガラス管9の全長は規定の範囲内にないと判断して、NG判定を行い、範囲内にあればOK判定を行う。
Further, the
ステップS5(位置決め):画像処理部15は、撮影画像22Aにおけるガラス管9の位置を決定する。ガラス管9全体の長さが所定範囲から逸脱していることがあり、また搬送によってガラス管9が検査位置に設置される際の、中心軸9C方向へのずれもあるからである。ここで決定されたガラス管9の位置は、以下のステップS6からS11において利用される。
Step S5 (Positioning): The
ステップS6(管端の形状検査):画像処理部15は、撮影画像22Aにおいて第1管端9Xの外縁に相当する楕円を想定する。当該楕円は、ガラス管9の製品形状から想定される。そうして、画像処理部15は当該楕円と、実際に撮影された第1管端9Xの外縁(周囲よりも暗く写る)とを比較する。外縁にバリ、図12に例が示される欠けPcや、その他の変形があると、比較結果が不一致となる。不一致であれば、画像処理部15はNG判定を行い、一致であればOK判定を行う。
Step S6 (Shape inspection of tube end): The
ステップS7(管端封止検査):本ステップは閉塞端に対する検査項目であり、管端が開口端である場合には実施されずスキップする。図13には、閉塞端9Sにおいて、第1管端9Xの閉塞が不十分であって、穴Phが開いてしまっている場合の撮影画像22Aを示す。正常な閉塞端9Sの撮影画像22Aを示す図9と比較すると理解されるように、第1管端9Xの端面において穴Phは周囲よりも明るい領域として観察される。
Step S7 (Pipe end sealing inspection): This step is an inspection item for the closed end, and is skipped without being performed when the pipe end is an open end. FIG. 13 shows a photographed
画像処理部15は、撮影画像22Aにおいて第1管端9Xの端面(外縁に相当する楕円内)に、穴があるか否かを判断する。画像処理部15は、当該楕円内に周囲と異なる明るい領域があればNG判定を行い、無ければOK判定を行う。
The
ステップS8(線状欠陥検査):画像処理部15は、撮影画像22Aにおいてガラス管9に、図12に例が示される線状の欠陥Pdがあるか否かを判断する。画像処理部15は、線状の欠陥PdがあればNG判定を行い、無ければOK判定を行う。
Step S8 (Linear Defect Inspection): The
ステップS9(異物(小)検査):画像処理部15は、撮影画像22Aにおいてガラス管9に、図12に例が示される異物Pfや、汚れPs等の、線状欠陥以外の欠陥があるか否かを判断する。その際、画像処理部15は、サイズのフィルタリングにより、小さい欠陥のみを抽出するようにする。画像処理部15は、小さい欠陥が抽出されればNG判定を行い、抽出されなければOK判定を行う。
Step S9 (Foreign matter (small) inspection): In the captured
ステップS10(異物(大)検査):画像処理部15は、撮影画像22Aにおいてガラス管9に、異物や、汚れ等の、線状以外の欠陥があるか否かを判断する。その際、画像処理部15は、サイズのフィルタリングにより、ステップS9で検出の対象としなかった大きい欠陥のみを抽出するようにする。画像処理部15は、大きい欠陥が抽出されればNG判定を行い、抽出されなければOK判定を行う。
Step S10 (Foreign matter (large) inspection): The
ステップS11(管端肉厚部検査):本ステップは開口端に対する検査項目であり、管端が閉塞端である場合には実施されずスキップする。画像処理部15は、開口端9Oの撮影画像22Aにおいて、端面における開口部は明るく、肉厚部(ガラスの部分)は暗く表示されることを利用して、第1管端9Xにおける肉厚の評価を行う。図14に、画像処理部15が検出する撮影画像22Aにおける肉厚Ptを示す。画像処理部15は、検出した肉厚が所定範囲内になければNG判定を行い、所定範囲内であればOK判定を行う。
Step S11 (Pipe end wall thickness inspection): This step is an inspection item for the open end, and is skipped because it is not performed when the pipe end is a closed end. The
以上の検査フローが、ガラス管9が1回転する間に複数回実行されると、統合制御部14は、特定のガラス管9についての1回転分の複数の検査結果から、当該ガラス管についての総合判定を行う。各撮影についての、第1領域9Aについての検査結果、第2領域9Bについての検査結果、全長検査結果のいずれかにNG判定があれば、総合判定をNG判定とする。これら以外の場合、総合判定をOK判定とする。なお、総合判定がNG判定であった際に、当該ガラス管9を廃棄するようにしてもよい。
When the above inspection flow is executed a plurality of times while the
<作用、効果>
本実施形態に係るガラス管検査装置1が奏する作用、効果について説明する。以下では、第1カメラ20Aによる第1領域9Aの撮影画像22Aについて記述がなされるが、第2カメラ20Bによる第2領域9Bの撮影画像22Bについても、同様である。
<Action, effect>
The action and effect of the glass
本実施形態のガラス管検査装置1によれば、各種欠陥の検出を実行するに当たって、第1照明器具30Aが透過型の照明として配置される。その照射面31は、ガラス管9の端部付近の第1領域9Aとともに同一の撮影画像22A内に写される。そうして、欠陥の検出のための検査(ステップS6からステップS11までの各検査項目)で用いられる撮影画像22Aそのものにおいて、照射面31の明るさがチェックされる。
According to the glass
クラック、傷、ガラス表面の異物(切断屑その他)や汚れ、ガラス内部の異物や汚れ、ガラス内の空隙、閉塞端における穴等の欠陥の中で、特に微小な欠陥は、撮影画像22Aにおいてコントラストが付きにくい。よって、第1カメラ20Aによる撮影条件と、照明の照度とを適合させた状態を維持しないと、撮影画像22Aからそのような微小欠陥を検出することが困難となる。
Among defects such as cracks, scratches, foreign matter (cutting debris, etc.) and dirt on the glass surface, foreign matter and dirt inside the glass, voids in the glass, and holes at the closed edge, particularly minute defects are contrasted in the captured
ガラス管検査装置1では、撮影画像22Aそのもので照射面31の明るさがチェックされ、照明の照度が適正でなければ、照明照度検査(ステップS3)においてNG判定として提示される。よって第1照明器具30Aあるいは第1カメラ20Aの状態の経時変化や、突発的な状態の変化により条件が不適合となって微小な欠陥を見落としてしまうことが抑制される。その際、照明の照度のチェックを、検査用の撮影画像22Aそのもので行っているため、チェックのための専用の機器を必要としない。またそのため、照明器具30Aの故障等の突発的な状態の変化にも対応できる。
In the glass
本実施形態のガラス管検査装置1では、第1照明器具30Aの照射面31からの光出射角度は、器具内の光源33からの光出射角度が様々であるのに比較して、照射面31に垂直な方向に寄せられているという構成を備えていてもよい。そのため、ガラス管9に存在する微小な欠陥を、限定された方向からの光のみが照らすことになり、撮影画像22Aにおいて様々な方向からの光が混ざりあってコントラストが付かなくなることが抑制される。よって更にガラス管9を回転させて様々な方向からの撮影を行うことで、微小な欠陥をも確実に検出できるようになる。
In the glass
一方、このように光出射角度が限られた第1照明器具30Aを用いると、第1照明器具30Aの出力の調整を厳密に行う必要が生じる。ガラス管検査装置1では、第1カメラ20Aの撮影画像22Aを用いて照射面31の明るさをチェックすることができる。よってユーザ等はディスプレイ171に表示される照明照度検査の結果を参照しながら、上記調整を容易に行うことができる。また、ガラス管検査装置1が多数の第1カメラ20A、第2カメラ20Bを備えていても、調整を行うことが可能となる。
On the other hand, when the
本実施形態のガラス管検査装置1では、中心軸9C方向やや外側から、特に上記特定の角度θで、第1管端9X付近の第1領域9Aを撮影する構成を備えていてもよい。そのため第1管端9Xの端面が、撮影画像22Aに形状が認識し得る状態で写される。よって、特定の撮影画像22Aを用いる一連の検査の中で、管端の形状検査、閉塞端の場合の管端封止検査、開口端の場合の管端肉厚検査といった端面に関する検査項目も実行でき、効率的な検査が可能となる。また、これらの検査項目を実行するために、線状欠陥検査あるいは異物検査といった検査項目を実行する検査装置とは別の検査装置を検査工程に備える必要が無い。
The glass
本実施形態のガラス管検査装置1では、第1管端9X(一端)側を撮影する第1カメラ20Aに加えて、第2管端9Y(他端)側を撮影する第2カメラ20Bを備えていてもよい。そのためガラス管9の両端の検査を並行して行うことができ、効率的な検査が可能となる。更に、第1カメラ20Aの撮影画像22Aと、第2カメラ20Bの撮影画像22Bとから、ガラス管9の全長検査をも実行でき、効率的な検査が可能となる。
The glass
<その他>
画像処理ユニット10による照明照度検査の結果がNG判定であった場合に、ガラス管検査装置1がユーザに警告を報知するようにしてもよい。あるいは、画像処理ユニット10が検出した撮影画像22Aにおける照射面31の明るさの値に基づいて、照明器具30Aを制御して照射面31における照度を調整する構成としてもよい。
<Others>
When the result of the illumination illuminance inspection by the
以上、検査対象の透明管がガラス管である場合について具体的に説明がされた。しかし、透明管の材料はガラスに限られず、管状に形成された場合に透過観察が可能な程度に透明であればよく、セラミック、無機結晶、プラスチック等であってもよい。 The case where the transparent tube to be inspected is a glass tube has been specifically described above. However, the material of the transparent tube is not limited to glass, and may be ceramic, inorganic crystal, plastic or the like as long as it is transparent to the extent that transmission observation is possible when it is formed in a tubular shape.
〔ソフトウェアによる実現例〕
画像処理ユニット10の機能ブロック(特に、カメラインターフェース部11、カメラ制御部12、画像取得部13、統合制御部14、画像処理部15、指示部16、表示部17、通信部19)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of realization by software]
The functional blocks of the image processing unit 10 (particularly, the
後者の場合、画像処理ユニット10は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば1つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。
In the latter case, the
上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを更に備えていてもよい。 As the processor, for example, a CPU (Central Processing Unit) can be used. As the recording medium, in addition to a "non-temporary tangible medium" such as a ROM (Read Only Memory), a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. Further, a RAM (Random Access Memory) for expanding the above program may be further provided.
また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 Further, the program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program. It should be noted that one aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the above program is embodied by electronic transmission.
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る透明管検査装置は、透明管の、一端を含む第1領域を撮影する第1カメラと、照射部が設けられた照明器具と、前記第1カメラが撮影した画像を処理し、前記透明管の欠陥を検出する画像処理ユニットと、を備え、前記第1カメラから見て、前記第1領域の背後に前記照射部が配置され、前記画像処理ユニットは更に、前記画像における前記照射部の明るさが、所定の範囲内か否かを判定する構成を備える。
[Summary]
The transparent tube inspection device according to the first aspect of the present invention captures a first camera that captures a first region of the transparent tube including one end, a lighting fixture provided with an irradiation unit, and an image captured by the first camera. An image processing unit for processing and detecting defects in the transparent tube is provided, the irradiation unit is arranged behind the first region when viewed from the first camera, and the image processing unit further comprises the image. The present invention includes a configuration for determining whether or not the brightness of the irradiation unit in the above is within a predetermined range.
本発明の態様2に係る透明管検査装置は、上記の態様1において、前記照射部は、平坦な面である構成としてもよい。本発明の態様3に係る透明管検査装置は、上記の態様2において、前記照明器具は、前記照射部に垂直な方向から傾斜した方向への、前記照射部からの光出射が低減されている構成としてもよい。本発明の態様4に係る透明管検査装置は、上記の態様2または3において、前記照射部は、前記第1カメラに正対する構成としてもよい。
In the transparent tube inspection device according to the second aspect of the present invention, in the
本発明の態様5に係る透明管検査装置は、上記の態様1から4のいずれかにおいて、前記透明管の中心軸に沿って、前記一端から前記透明管の内部に向かう方向と、前記第1カメラの撮影方向とのなす角度は、75°±5°の範囲内にある構成としてもよい。本発明の態様6に係る透明管検査装置は、上記の態様5において、前記画像処理ユニットは、前記画像から前記一端における穴の有無を判定する構成としてもよい。
In any one of the
本発明の態様7に係る透明管検査装置は、上記の態様5において、前記画像処理ユニットは、前記画像から前記一端での前記透明管の肉厚を判定する構成としてもよい。本発明の態様8に係る透明管検査装置は、上記の態様1から7のいずれかにおいて、前記透明管を中心軸周りに回転させる回転部を更に備え、前記回転部によって前記透明管が1回転する間に、前記画像処理ユニットが欠陥を検出するための画像を、前記第1カメラが複数回撮影する構成としてもよい。
In the transparent tube inspection device according to the seventh aspect of the present invention, in the above aspect 5, the image processing unit may be configured to determine the wall thickness of the transparent tube at one end from the image. In any one of the
本発明の態様9に係る透明管検査装置は、上記の態様8において、前記画像処理ユニットは、前記複数回撮影された画像それぞれにおいて、前記照射部の明るさが所定の範囲内か否かを判定する構成としてもよい。本発明の態様10に係る透明管検査装置は、上記の態様1から9のいずれかにおいて、前記透明管の前記一端とは反対側の、他端を含む第2領域を撮影する第2カメラを更に備える構成としてもよい。
In the transparent tube inspection device according to the ninth aspect of the present invention, in the above aspect 8, the image processing unit determines whether or not the brightness of the irradiation unit is within a predetermined range in each of the images taken a plurality of times. It may be configured to determine. The transparent tube inspection device according to the tenth aspect of the present invention includes a second camera that captures a second region including the other end on the side opposite to the one end of the transparent tube in any one of the
本発明の態様11に係る透明管検査装置は、上記の態様10において、前記画像処理ユニットは、前記第1カメラが撮影した画像における前記一端の位置と、前記第2カメラが撮影した画像における前記他端の位置とを検出して、前記透明管の長さを判定する構成としてもよい。本発明の態様12に係る透明管検査装置は、上記の態様1から11のいずれかにおいて、前記第1カメラを複数備え、複数の透明管についての検査を並行して実行する構成としてもよい。
In the transparent tube inspection device according to the eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect, the image processing unit has the position of one end of the image taken by the first camera and the position of one end of the image taken by the second camera. The length of the transparent tube may be determined by detecting the position of the other end. The transparent tube inspection device according to the twelfth aspect of the present invention may be configured to include a plurality of the first cameras in any one of the
本発明の態様13に係る透明管検査方法は、透明管の、一端を含む第1領域を撮影する第1カメラと、照射部が設けられ、前記第1カメラから見て、前記第1領域の背後に前記照射部が配置される照明器具と、を設置し、前記第1カメラが撮影した画像における前記照射部の明るさが、所定の範囲内か否かを判定する工程と、前記画像を処理し、前記透明管の前記第1領域における欠陥を検出する工程とを備える。 In the transparent tube inspection method according to the thirteenth aspect of the present invention, a first camera for photographing a first region including one end of the transparent tube and an irradiation unit are provided, and the first region is viewed from the first camera. A step of installing a lighting fixture in which the irradiation unit is arranged behind, and determining whether or not the brightness of the irradiation unit in the image taken by the first camera is within a predetermined range, and the image. It includes a step of processing and detecting a defect in the first region of the transparent tube.
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、明細書中にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、明細書中にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiment obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the specification. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in the specification.
1 ガラス管検査装置(透明管検査装置)
10 画像処理ユニット
11 カメラインターフェース部
12 カメラ制御部
13 画像取得部
14 統合制御部
15 画像処理部
16 指示部
17 表示部
18 記録部
19 通信部
171 ディスプレイ
20A 第1カメラ
22A 撮影画像(画像)
20B 第2カメラ
22B 撮影画像
30A 第1照明器具(照明器具)
30B 第2照明器具
31 照射面(照射部)
32 基板
33 光源
34、35 光制御フィルム
341 ノングレア層
342、344 基材層
343 光制限層
345 ルーバー
346 透明部
40 回転部
41、42 ローラ
9 ガラス管(透明管)
9A 第1領域
9B 第2領域
9C 中心軸
9X 第1管端(一端)
9Y 第2管端(他端)
9O 開放端
9S 閉塞端
1 Glass tube inspection device (transparent tube inspection device)
10
20B 2nd camera 22B Photographed
32
9Y 2nd pipe end (other end)
9O
Claims (13)
照射部が設けられた照明器具と、
前記第1カメラが撮影した画像を処理し、前記透明管の欠陥を検出する画像処理ユニットと、を備え、
前記第1カメラから見て、前記第1領域の背後に前記照射部が配置され、
前記画像処理ユニットは更に、前記画像における前記照射部の明るさが、所定の範囲内か否かを判定することを特徴とする、透明管検査装置。 A first camera that captures the first area of the transparent tube, including one end,
Lighting equipment with an irradiation unit and
An image processing unit that processes an image taken by the first camera and detects a defect in the transparent tube is provided.
The irradiation unit is arranged behind the first region when viewed from the first camera.
The image processing unit is a transparent tube inspection device, further comprising determining whether or not the brightness of the irradiation portion in the image is within a predetermined range.
前記回転部によって前記透明管が1回転する間に、前記画像処理ユニットが欠陥を検出するための画像を、前記第1カメラが複数回撮影することを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の透明管検査装置。 Further provided with a rotating portion for rotating the transparent tube around the central axis,
Any of claims 1 to 7, wherein the first camera captures an image for the image processing unit to detect a defect a plurality of times while the transparent tube is rotated once by the rotating portion. The transparent tube inspection device according to item 1.
照射部が設けられ、前記第1カメラから見て、前記第1領域の背後に前記照射部が配置される照明器具と、を設置し、
前記第1カメラが撮影した画像における前記照射部の明るさが、所定の範囲内か否かを判定する工程と、
前記画像を処理し、前記透明管の前記第1領域における欠陥を検出する工程と、を備えることを特徴とする、透明管検査方法。 A first camera that captures the first area of the transparent tube, including one end,
An illuminating unit is provided, and a lighting fixture in which the illuminating unit is arranged behind the first region when viewed from the first camera is installed.
A step of determining whether or not the brightness of the irradiation portion in the image taken by the first camera is within a predetermined range, and
A transparent tube inspection method comprising a step of processing the image and detecting a defect in the first region of the transparent tube.
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