JPH07218453A - 金属缶巻締め外観検査方法及び装置及び画像処理法 - Google Patents
金属缶巻締め外観検査方法及び装置及び画像処理法Info
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Abstract
を、上方1箇所に配設したテレビカメラによって外観を
撮像し、巻締め部上端のリング状画像のリング幅の変化
から画像処理法によって良否判別する。 【構成】 コンベア上を搬送される金属缶の上方に、リ
ング型照明装置とテレビカメラを同軸上に配設し、上記
テレビカメラの入力映像を処理して良否判定する画像処
理装置と選別装置から構成される。 【効果】 缶胴に印刷された模様部からの反射による影
響を回避し、金属缶端巻締め部の良否を確実に判別する
ことが出来る。また、金属缶の外周方向から複数台のテ
レビカメラで撮像する方法にくらべ、装置が簡略で設置
スペースも少ない。
Description
缶胴と缶底、缶胴と缶蓋との巻締め不良を検出するため
の、外観検査方法及び装置及び画像処理法に関する。
は、コンベア上を搬送される金属缶端部を上方から照明
光で照射し、巻締めの一部が缶胴の外側にはみ出した部
分の反射映像を、前記金属缶端の外周方向に配設したテ
レビカメラで撮像し、この撮像信号を画像処理装置に入
力し、解析処理を行って巻締め部の良否を判別してい
た。上記の公知例としては、特開平4−121647号
公報及び特開平4−121648号公報に見られる。
において、巻締めが正しく行われないと缶胴の一部が外
観にはみ出す、いわゆる舌出し不良が発生する。上記従
来技術では、検査しようとする金属缶の上方から照明光
を照射し、巻締め部の側方に複数台のテレビカメラを配
設して検査していた。巻締め不良による舌出し部があれ
ば、その映像は複数台のテレビカメラの中、いずれかの
テレビカメラに入力され、画像処理装置によって良否判
定が行われていた。
1に示す。図11において、金属缶は、缶胴11と缶底
又は缶蓋12とより成り、缶胴11には缶胴形成のため
の溶接シーム部15がある。缶底又は缶蓋12とは巻締
め部13で巻締め結合(これを二重巻締めと呼ぶ)して
いる。巻締め部13での巻締め不良例の1つが舌出し部
14の存在である。巻締め部13では、缶底又は缶蓋1
2の端部と缶胴11の端部とが、内部にくるまるように
曲げられて巻締めることになっているが、その際缶胴1
1の端部が内部にくるまらないで外に露出してしまうこ
とがある。この巻締め部から外方向に缶胴の端部が露出
してしまう現象を舌出しと称している。舌出し部を図1
1では記号14で示してある。巻締め部13の円周方向
の一部に現れる現象であり、通常は一個の例であるが、
2個以上の例もある。舌出し部14が発生すると、缶内
部の気密性が損なわれたり、外観も悪くなるため、巻締
め不良とされる。
にTVカメラ40を側方に設けてある。この撮像視野4
1は、巻締め部13を含む範囲であり、画像処理によっ
て舌出し部14の有無を判定する。
イメージアップの為のカラフルな模様を印刷するのが普
通である。しかし、この模様が缶端巻締め部13付近に
達せず、巻締め部付近が無地に近い色彩であれば、上記
従来技術でも判定に支障はなく有効である。
の模様11bが巻締め部に達するように印刷され、か
つ、金属缶の外周が暗部11aで、模様11bが明部で
コントラストが高い場合は、模様からの反射映像が入力
され、舌出し部の映像と区別が出来ないという問題があ
った。
を側方からテレビカメラに入力するため、金属缶端部の
映像を全周もれなく入力するためには、複数台のテレビ
カメラを配設するか、一台のテレビカメラの前で金属缶
を回転させ、複数回に分けて入力するかの方法を採らな
ければならないという問題があった。
になされたものであり、金属缶の缶胴が無地であって
も、模様が印刷された缶であっても、かつその色彩とか
に拘らず、金属缶端巻締め部の良否を容易に且つ安価に
判別する、金属缶巻締め外観検査方法及び装置並びに画
像処理法を提供することにある。
に本発明では、コンベア上を搬送される金属缶の上方
に、リング型照明装置とテレビカメラを同軸上に配設
し、金属缶がテレビカメラの真下を搬送された瞬間に、
巻締め部の映像をテレビカメラから画像処理装置に入力
する。
タル多階調画像に変換し、金属缶端巻締め部のリング状
画像を求める。巻締めが正しく行われず舌出し不良があ
れば、上記リング状画像のリング幅が膨らむことから、
上記リング状の画像の中心から放射状に各点のリング幅
寸法を計測し、このリング幅寸法を比較することによっ
て良否を判別するようにした。
寸法に対する閾値を設定し、この閾値を越えるリング幅
寸法があれば不良と判別するようにした。また別な判別
手段として、上記リング幅寸法に対する上限側閾値と下
限側閾値を設定し、上限側閾値を越えるリング幅寸法が
あれば不良とし、上限側閾値以下で下限側閾値を越える
リング幅寸法箇所が、互いにα度の間隔に二箇所以上あ
れば不良と判別するようにした。
寸法の隣接する寸法間の差分値の絶対値を求めて、上記
同様に判別するようにした。上記閾値の設定手段として
は、上記リング幅寸法の平均値に、適度な値を乗じた演
算型定数を設定するようにした。また、別な閾値設定手
段として、上記リング幅寸法の隣接する寸法間の差分値
の絶対値の平均値に、適度な値を乗じた演算型定数を設
定するようにした。
缶が、金属缶の上方に配設したテレビカメラの真下を搬
送された瞬間に、センサの検知信号に同期して照明が発
光され、同時にテレビカメラによって撮像された映像信
号は画像処理装置に入力される。
/D変換を経てディジタル多諧調画像に変換される。上
記ディジタル多諧調画像は、金属缶端巻締め部から反射
したリング状の画像となる。
心点から放射状に適度な間隔で順次リング幅寸法を計測
する。巻締めが正しく行われず、外観不良があれば、リ
ング幅寸法が大きくなる。画像処理装置に設定したリン
グ幅に対する閾値と上記リング幅寸法とが比較演算され
良否判別される。
明する。図1は本発明の装置構成を示したもので、コン
ベア1上を搬送される金属缶10の上方にリング型照明
装置2を配設し、照明装置2と同軸上方に、テレビカメ
ラ4を配設する。リング型照明装置2は、巻締め部13
の全体を上方から照明するためのものであり、リング全
体から巻締め部13全体を照らす。TVカメラ4は、リ
ング内部の空間部分から、その巻締め部13を撮像す
る。TVカメラ4と照明装置2を同軸上に配置したこと
で、TVカメラ4は、巻締め部13全体を上方から均一
に撮像する。
缶10は、照明装置2、テレビカメラ4の真下に来た瞬
間にセンサ5で検知され、この検知信号は画像処理装置
6に入力され、照明電源20を介して照明装置2を発光
させ巻締め部13に、照射する。同時に、センサ5の検
知信号は画像処理装置6を介してテレビカメラ4を起動
し、巻締め部11の輪郭映像を撮像させ、次いでこれを
画像処理装置6に入力させる。画像処理装置6での判別
処理結果は選別装置7に送られ、良品、不良品の選別を
行う。
基本動作を説明する。テレビカメラ4の入力信号は画像
処理装置6に入力され、A/D変換部601でディジタ
ル多階調 画像に変換したあと画像メモリ602に収納
される。画像計測演算処理部603では、上記ディジタ
ル多階調画像から巻締め部のリング状画像の寸法を計測
し演算する。閾値設定部604では上記リング状画像の
寸法に対する良否判定の限界値を設定し、閾値メモリ6
05記憶する。比較演算処理部606では、画像計測演
算処理部603で計測した値と閾値メモリ605の値と
を比較し良否判別して、外部の選別装置等へ良否信号を
出力する。
に発生する、代表的な巻締め不良を説明する。図3は、
金属缶の上端部分を示した斜視図で、金属缶の缶胴11
は、缶底または缶蓋12と、巻締め部13のように巻締
め密封される。巻締め不良は一般に、缶胴11の一部が
巻締め部13の下側に、舌出し部14のようにな形に現
れる。
部15が有るものと無いものがある。溶接シーム部15
があるものを3ピース缶、ないものを2ピース缶と呼ん
でいる。本実施例では、溶接シーム部15が存在する3
ピース缶を検査対象とする。
したもので、図4(a)は図3のA−A断面、同様に図
4(b)はB−B断面、図4(c)はC−C断面を示し
た図である。図4(a)は、正常な巻締め状態を示した
もので、缶胴11と缶底または缶蓋12とは図のように
巻締められ、巻締め前に缶蓋側に塗布されたシール剤1
6の働きで密封状態となり、巻締め上端部の幅d1が反
射光として輝度の高い映像としてTVカメラで撮像され
る。
端部付近の断面図で、缶胴11と缶底または缶蓋12が
不正常に折れ曲がり、巻締め上端部の輝度の高い反射部
の幅d2は、図のよ うに押し広げられる。この不正常な
折れ曲がり方は、種々多様であり、図の態様には限定さ
れない。図4(c)は、図3の舌出し部14の中心付近
の断面図で、缶胴11の一部が正常に巻き込まれず外側
にはみ出した例で、巻締め上端部の輝度の高い反射部幅
d3は 、正常巻締め部を示す図4(a)のd1にほぼ等
しくなる。
現について説明する。舌出しが発生すると、舌出し部の
円周上の開始部と終了部とが上方からみると幅広くな
り、その中間部位においては、それ程の幅広がりがない
のが普通である。この開始部と終了部とが図4(b)に
示す例である。中間部位が図4(c)に示す例である。
締め部を、上方からテレビカメラで撮像した映像を、後
記する図9、図10の方法でA/D変換しディジタル多
階調画像に変換した例で、巻締め部上端からの輝度の高
い反射光のみを表すと、図5のようにリング状の画像と
なる。
13のTVカメラ4からみた上側端部反射映像であり、
ほぼ巻締め部13の形状を示すことになる。映像部14
a、14bが図3、図4(b)のB−Bにおける舌出し
側面(開始部と終了部)の映像(14a、14bの幅は
d2)、映像部14cが図3、図4(c)のC−Cにお
ける舌出し中間部位の映像(14cの幅はd3)、映像
部14dが図3、図4(a)のA−Aにおける正常部位
の映像(14dの幅はd1)を示す。15aはシール部
15の映像である。この映像は、缶胴板が重なっている
ため全体の厚さが増すことによって発生する。
おいては、両側面にd2なる幅の映像が表われる。一
方、シール部15においても似たような映像15aが現
れる。そこで、舌出し部14の判別には、14aと14
bとを検出し、且つ15aと区別しなければならない。
14bとは、経験的に所定の中心角α以上で現れる。中
心角αとは映像14aとし14bの各中心位置の角度で
ある。中心角αの大きさは、缶の径の大きさによって定
まり、清涼飲料水用の缶にあっては、α=20゜程度で
ある。α<20゜の如き例にあっては、映像上、図5の
14a、14bの如き映像は出現するが、舌出し部15
の発生はしない。従って、こうした場合は、缶の巻締め
不良とはみない。
間隔で増加させ、そのときのリング状画像の幅寸法を順
次プロットし、グラフに表すと図7〜図8のようにな
り、横軸に角度θを、縦軸にリング幅寸法diまたは
d′iを示す。
あり、3つのピークP1、P2、P3が出現している例を
示す。ピークP1、P2が舌出し部14の両側面部の厚み
d2によって発生したもの、ピークP3が溶接シーム部1
5の厚みd4によって発生したものである。ここで、ピ
ークP1とP2とは中心角度α以上の間隔をおいて発生
し、溶接シーム部15によるピーク値は、ピークP1、
P2に比して小さい値であることが特徴である。
に、ピークP3をピークP1、P2と同じようなピークと
判定しないことが必要となる。そのために、ピークP1
とP2よりも大きいレベル閾値J1を設定すると共に、P
1、P2よりも小さいが、P3よりも大きいレベル閾値J2
を設定する。更に中心角αをピーク間隔角度閾値として
設定する。このパラメータJ1、J2及びαとで、出現す
るピークを監視することでピークP1、P2が検出でき、
且つP3は検出対象から除外することが可能となる。
例を示す。図6では各サンプル角度毎に検出した映像値
をそのままプロットした例であったが、図7は照明光の
条件等により全体に均一な明るさが得られない場合に有
効な例であり、隣り合うサンプル角度毎の映像値の差分
の絶対値をとって、この差分の絶対値diを縦軸にとっ
たものである。図7によれば、図6のピークP1、P2、
P3はP1′、P2′、P3′となり、レベル閾値J1′、
J2′、及び中心角αを閾値パラメータとして設定する
ことで、ピークP1′、P2′を検出できる。
トした2ピース缶の例であり、同様に、舌出しが存在し
た場合には、2つのP1、P2が出現する。しかし、2ピ
ース缶であるため、溶接シーム部によるピークP3は存
在しない。そこで、単一のレベル閾値J0を設定、中心
角度αを角度閾値として設定することで、P1、P2を検
出できる。
9、図10に示す。図9において、閾値J1、J2は次式
で計算した値である。
ある。
ンプル値の平均値、d′imは図7のプロット図で360
゜分の全サンプル値の平均値である。当然に平均値以外
の他の数値例もありうる。
ップ610で映像入力された信号は、 ステップ611
のA/D変換でディジタル多階調画像に変換される。上
記ディジタル多諧調画像は、図5に示したようにリング
状の画像となるため、ステップ612でリング画像の中
心点を求め、次にステップ613で中心点から任意のサ
ンプル角度でリング幅diを順次計測し、ステップ61
5の判定部で、あらかじめステップ614に設定してあ
る閾値J1と比較し、di≧J1ならば不良品とし、di<
J1ならばステップ616の判定部であらかじめステッ
プ614に設定してあるJ2と比較し、di<J2ならば
良品とするが、もし、di≧J2のときはステップ609
の判定部に送られる。ステップ609の判定部では、d
i≧J2を検出したθの位置と、上記θの位置からα度以
上隔てた位置に、di≧J2となる部分が有るか無いかを
判別し、有る場合は不良品、無ければ良品とする。
テップ610から613までの処理フローは、上記図9
と同様である。ステップ620の演算部では上記により
求めたdiからd′iを次式により求める。
に設定してある閾値J′1と比較し、d′i≧J′1なら
ば不良品とし、d′i<J′1ならばステップ623の判
定部に移り、あらかじめステップ621に設定してある
J′2と比較し、d′i<J′2ならば良品とするが、も
し、d′i≧J′2のときはステップ624の判定部に送
られる。ステップ624の判定部では 、d′i≧J′2
を検出したθの位置と、上記θの位置からα度以上隔て
た位置に、d′i≧J′2となる部分が有るか無いかを判
別し、有る場合は不良品、無ければ良品とする。
J′1、J′2は、数1、数2に示したように演算型定数
としたが、このように演算型定数を閾値とすることで、
入力映像の明暗の変動に対して許容範囲が広くなるが、
本例によらず閾値はサンプルテストにより上記閾値に相
当する適度な数値を決定し、直接数値入力してもかまわ
ない。
処理例を説明したが、安定画像が得られる条件であれ
ば、入力映像を二値化処理して上記同様の判別処理をす
ることも発明に含まれる。
よりも小さいものは、舌出し部による例であり、中心角
度αを考慮することなく、このJ1とJ2とで舌出しが発
生しているか否かを判定できることもある。又、舌出し
部が存在している場合には、必ずJ1よりも大きいピー
クが2つ存在していることになり、J1よりも大きくJ2
よりも小さい2つのピークが存在しているか否かで舌出
しの監視が可能となる。特に2個所以上で舌出し部が発
生している時には、このピークの数が必ず4個以上の偶
数であり、これが出現するか否かで判別できる。又、溶
接シーム部が存在する3ピース側では、ピーク値の大小
の差異はあるが、溶接シーム部によるピークが1つ存在
することにより、必ず奇数のピークとなる。
体が所定の幅広さを持つ例(図5のd3がd2と同じくな
ること)もある。この舌出しを検出するには、図7によ
る差分をとれば、舌出し部の側面のみに急俊なピークが
現れることになり、図10のフローで監視できる。
よく、リング型照明装置を用いたが、缶自体を回転させ
ることで通常の照明装置でもリング状映像は実現でき
る。
発生する巻締め不良を、巻締め部上方に配設した1ケの
テレビカメラによって撮像し、画像処理することによっ
て良否判別するため、缶胴に印刷された模様部からの反
射による影響を回避し、金属缶端巻締め部の良否を確実
に判別することが出来る。特に食品缶等では、巻締めが
正しく行われないための、気密不良缶が市場へ流出する
弊害を、事前に防止する手段として有効である。また、
金属缶の外周方向から複数台のテレビカメラで撮像する
方法にくらべ、装置が簡略で設置スペースも少ないとい
う利点がある。
したディジタル多階調のリング状画像を示した図であ
る。
ットしたグラフである。
ットしたグラフである。
ットしたグラフである。
Claims (10)
- 【請求項1】 金属缶端巻締め外観検査方法に於いて、
巻締め部上方に配したリング型照明装置からの照明光に
よる巻締め上端の反射映像を、前記照明装置の中心と同
軸上に配設したテレビカメラで撮像し、入力映像をディ
ジタル多階調画像に変換し、巻締め上端のリング状画像
を得、前記リング状画像の中心から放射状にリング幅を
適宜な間隔で全周計測し、前記各リング幅寸法があらか
じめ設定した閾値よりも大きいとき、不良品と判別する
ことを特徴とする金属缶端巻締め外観検査方法。 - 【請求項2】 金属缶端巻締め外観検査方法に於いて、
巻締め部上方に配したリング型照明装置からの照明光に
よる巻締め上端の反射映像を、前記照明装置の中心と同
軸上に配設したテレビカメラで撮像し、入力映像をディ
ジタル多階調画像に変換し、巻締め上端のリング状画像
を得、前記リング状画像の中心から放射状にリング幅を
適宜な間隔で全周計測し、上記リング幅寸法に対し、上
限と下限の閾値を設定し、上限の閾値を越える上記リン
グ幅寸法が有れば不良と判別し、下限の閾値を越え上限
の閾値以下のリング幅寸法が2ケ所以上有り、かつ、そ
の位置がリング状画像の中心角α度離れた位置に有る場
合、不良と判別することを特徴とする金属缶端巻締め外
観検査方法。 - 【請求項3】 上記請求項1又は2において、リング幅
寸法に対する閾値は、上記リング幅寸法の平均値に適度
な値を乗じた演算型定数とすることを特徴とする金属缶
端巻締め外観検査方法。 - 【請求項4】 上記請求項1又は2又は3において、上
記リング幅寸法の隣合う計測点の寸法差の絶対値を求
め、良否判別することを特徴とする金属缶端巻締め外観
検査方法。 - 【請求項5】 上記請求項4において、上記リング幅寸
法の隣合う計測点の寸法差の絶対値に対する閾値は、上
記寸法差の絶対値の平均値に、適度な値を乗じた演算型
定数とすることを特徴とする金属缶端巻締め外観検査方
法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかにおいて、上記
金属缶は、コンベア上を搬送するものとし、TVカメラ
の撮像範囲に金属缶が入ることをセンサで検出し、この
検出信号によりTVカメラによる撮像を行わしめるよう
にした金属缶端巻締め外観検査方法。 - 【請求項7】 金属缶端巻締め部上方に設けたリング型
照明装置と、前記照明装置と同軸上に配置したテレビカ
メラと、テレビカメラの入力映像を解析処理して良否判
別する画像処理装置とから成り、画像処理装置は、入力
映像のA/D変換部と画像メモリと画像計測演算処理部
と閾値設定部と閾値メモリと比較演算部と判別結果出力
部とを具備したことを特徴とする金属缶端巻締め外観検
査装置。 - 【請求項8】 金属缶端巻締め外観検査装置において、
巻締め部上方に配したリング型照明装置と、該照明光に
よる巻締め上端の反射映像を撮像する、照明装置の中心
と同軸上に配設したテレビカメラと、この撮像画像をデ
ィジタル多階調画像に変換する手段と、この画像中の巻
締め上端のリング状画像を円周方向にサンプルし、各リ
ング幅の大小を監視して巻締めの良、不良を判別する手
段と、より成る金属缶端巻締め外観検査装置。 - 【請求項9】 TVカメラで撮像した円形缶の端巻締め
部のリング状映像を、ディジタル多階調画像に変換し、
このディジタルリング状映像を円周方向にサンプルし、
リング幅の大小を監視して巻締め部の良、不良を判別す
るようにした画像処理法。 - 【請求項10】 上記円形缶は3ピース金属缶とし、リ
ング幅の大小を監視して巻締め部の良、不良を溶接シー
ム部と区別して判別するようにした請求項9の画像処理
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00856494A JP3224667B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 金属缶端巻締め外観検査方法及び装置及び画像処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00856494A JP3224667B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 金属缶端巻締め外観検査方法及び装置及び画像処理法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07218453A true JPH07218453A (ja) | 1995-08-18 |
JP3224667B2 JP3224667B2 (ja) | 2001-11-05 |
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ID=11696574
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JP00856494A Expired - Fee Related JP3224667B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 金属缶端巻締め外観検査方法及び装置及び画像処理法 |
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