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特開2023-58071検査システム、検査装置、検査方法、及び検査プログラム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023058071
(43)【公開日】2023-04-25
(54)【発明の名称】検査システム、検査装置、検査方法、及び検査プログラム
(51)【国際特許分類】
   G01N 21/90 20060101AFI20230418BHJP
【FI】
G01N21/90 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021167816
(22)【出願日】2021-10-13
(71)【出願人】
【識別番号】000000941
【氏名又は名称】株式会社カネカ
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100178847
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 映美
(72)【発明者】
【氏名】桑野 修至
【テーマコード(参考)】
2G051
【Fターム(参考)】
2G051AA26
2G051AB01
2G051AB03
2G051BA01
2G051BB01
2G051CA04
2G051CA07
2G051CB05
2G051DA03
2G051DA08
2G051EA11
2G051EB01
2G051EB05
(57)【要約】
【課題】被検査体を適切に検査することができること。
【解決手段】被検査体の検査を行う検査システムであって、第1撮像装置は、照明装置が照明をしているときに、被検査体の側面を撮像する。第2撮像装置は、被検査体の上面を撮像する。取得部は、被検査体の側面が撮像された側面画像を取得する。側面検査部は、第2撮像装置が撮像した上面画像に基づいて、第1撮像装置が撮像した側面画像における側面の位置を特定し、特定した第1位置において第1検査基準、及び特定した第2位置において第2検査基準で、画像を解析することで、側面の検査を行う。第1位置と第2位置では、側面の表面形状が同じ場合でも、照明の作用により、側面画像における側面の映り方が異なる。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検査体の検査を行う検査システムであって、
照明装置が照明をしているときに、前記被検査体の側面を撮像する第1撮像装置と、
前記被検査体の上面を撮像する第2撮像装置と、
前記被検査体の側面が撮像された側面画像を取得する取得部と、
前記第2撮像装置が撮像した上面画像に基づいて、前記第1撮像装置が撮像した前記側面画像における前記側面の位置を特定し、特定した第1位置において第1検査基準、及び特定した第2位置において第2検査基準で、前記側面画像を解析することで、前記側面の検査を行う側面検査部と、
を備え、
前記第1位置と前記第2位置では、前記側面の表面形状が同じ場合でも、前記照明の作用により、前記側面画像における前記側面の映り方が異なる
検査システム。
【請求項2】
前記被検査体は、飲み口を有する蓋であり、
ステージ上の前記蓋を回転させる回転ステージを備え、
前記第1撮像装置は、異なる回転角での前記蓋の側面を撮像し、
前記第2撮像装置は、前記蓋の上面を撮像し、
前記側面検査部は、前記上面画像において飲み口の方向を示す形状或いは模様に基づいて、前記側面画像における前記側面の位置を特定する
請求項1に記載の検査システム。
【請求項3】
前記上面画像を解析することで、前記上面の検査を行う上面検査部、
を備える請求項2に記載の検査システム。
【請求項4】
前記被検査体の上面を、前記第2撮像装置とは異なる方向から撮像する第3撮像装置を備え、
前記上面検査部は、前記第2撮像装置が撮像した第1上面画像に基づいて、第3撮像装置が撮像した第2上面画像における上面の位置を特定し、前記第2上面画像を解析することで、前記上面の検査を行う
請求項3に記載の検査システム。
【請求項5】
照明装置が照明をしているときに被検査体の側面が撮像された側面画像を取得する取得部と、
前記被検査体の上面が撮像された上面画像に基づいて特定された前記側面の第1位置において第1検査基準、及び前記側面の第2位置において第2検査基準で、前記側面画像を解析することで、前記側面の検査を行う側面検査部と、
を備え、
前記第1位置と前記第2位置では、前記側面の表面形状が同じ場合でも、前記照明の作用により、前記側面画像における前記側面の映り方が異なる
検査装置。
【請求項6】
被検査体の検査を行う検査方法であって、
取得部が、照明装置が照明をしているときに前記被検査体の側面が撮像された側面画像を取得する取得過程、
側面検査部が、前記被検査体の上面が撮像された上面画像に基づいて特定された前記側面の第1位置において第1検査基準、及び前記側面の第2位置において第2検査基準で、前記側面画像を解析することで、前記側面の検査を行う側面検査過程、
を有し、
前記第1位置と前記第2位置では、前記側面の表面形状が同じ場合でも、前記照明の作用により、前記側面画像における前記側面の映り方が異なる
検査方法。
【請求項7】
被検査体の検査を行う検査システムのコンピュータに、
照明装置が照明をしているときに前記被検査体の側面が撮像された側面画像を取得する取得手段、
前記被検査体の上面が撮像された上面画像に基づいて特定された前記側面の第1位置において第1検査基準、及び前記側面の第2位置において第2検査基準で、前記側面画像を解析することで、前記側面の検査を行う側面検査手段、
を実行させ、
前記第1位置と前記第2位置では、前記側面の表面形状が同じ場合でも、前記照明の作用により、前記側面画像における前記側面の映り方が異なる
検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検査システム、検査装置、検査方法、及び検査プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、容器等の製品の製造工程において、画像検査等で適合品と不適合品が選別されている。例えば、特許文献1には、開口を塞ぐシール部を有する容器の欠陥を検査する検査装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2013-068507号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1記載の技術は、形状や模様に特徴が低い面については、検査ができない場合がある、という問題があった。例えば、樹脂や紙、曇りガラス等の素材を用いる製品は、面の位置によって、透過又は反射する光量が異なることがある。この場合、検査装置では、面の位置に応じた明暗の違いによって、被検査体の面を適切に検査することができないことがあった。
【0005】
本開示は上記の点に鑑みてなされたものであり、被検査体を適切に検査することができる検査システム、検査装置、検査方法、及び検査プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)本開示は上記の課題を解決するためになされたものであり、本開示の一態様は、被検査体の検査を行う検査システムであって、照明装置が照明をしているときに、前記被検査体の側面を撮像する第1撮像装置と、前記被検査体の上面を撮像する第2撮像装置と、前記被検査体の側面が撮像された側面画像を取得する取得部と、前記第2撮像装置が撮像した上面画像に基づいて、前記第1撮像装置が撮像した前記側面画像における前記側面の位置を特定し、特定した第1位置において第1検査基準、及び特定した第2位置において第2検査基準で、前記側面画像を解析することで、前記側面の検査を行う側面検査部と、を備え、前記第1位置と前記第2位置では、前記側面の表面形状が同じ場合でも、前記照明の作用により、前記側面画像における前記側面の映り方が異なる検査システムである。
【0007】
(2)また、本開示の一態様は、照明装置が照明をしているときに被検査体の側面が撮像された側面画像を取得する取得部と、前記被検査体の上面が撮像された上面画像に基づいて特定された前記側面の第1位置において第1検査基準、及び前記側面の第2位置において第2検査基準で、前記側面画像を解析することで、前記側面の検査を行う側面検査部と、を備え、前記第1位置と前記第2位置では、前記側面の表面形状が同じ場合でも、前記照明の作用により、前記側面画像における前記側面の映り方が異なる検査装置である。
【0008】
(3)また、本開示の一態様は、被検査体の検査を行う検査方法であって、取得部が、照明装置が照明をしているときに前記被検査体の側面が撮像された側面画像を取得する取得過程、側面検査部が、前記被検査体の上面が撮像された上面画像に基づいて特定された前記側面の第1位置において第1検査基準、及び前記側面の第2位置において第2検査基準で、前記側面画像を解析することで、前記側面の検査を行う側面検査過程、を有し、前記第1位置と前記第2位置では、前記側面の表面形状が同じ場合でも、前記照明の作用により、前記側面画像における前記側面の映り方が異なる検査方法である。
【0009】
(4)また、本開示の一態様は、被検査体の検査を行う検査システムのコンピュータに、照明装置が照明をしているときに前記被検査体の側面が撮像された側面画像を取得する取得手段、前記被検査体の上面が撮像された上面画像に基づいて特定された前記側面の第1位置において第1検査基準、及び前記側面の第2位置において第2検査基準で、前記側面画像を解析することで、前記側面の検査を行う側面検査手段、を実行させ、前記第1位置と前記第2位置では、前記側面の表面形状が同じ場合でも、前記照明の作用により、前記側面画像における前記側面の映り方が異なる検査プログラムである。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、被検査体を適切に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本開示の実施形態に関連する製品の一例を示す図である。
図2】本実施形態に係る被検査体の上面図である。
図3】本実施形態に係る生産ラインの概略図である。
図4】本実施形態に係る検査システムを表す概略図である。
図5】本実施形態に係る検査装置の構成を示す概略ブロック図である。
図6】本実施形態に係る検査基準情報の一例を示す概略図である。
図7】本実施形態に係る側面画像と側面位置情報の関係を示す図である。
図8】本実施形態に係る検査装置の処理の一例を示すフロー図である。
図9】本実施形態に係る被検査体を説明する説明図である。
図10】本実施形態に係る被検査体の斜視画像を表す図である。
図11】本実施形態の変形例に係る検査基準情報の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
(実施形態)
以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について詳しく説明する。
図1は、本実施形態に関連する製品の一例を示す図である。本製品は、コーヒー容器等の使い捨ての飲料容器である。飲料容器は、カップA2に対して蓋A1(「リッド」とも呼ばれる)を嵌め込むことにより、蓋A1が閉まる。
蓋A1は、樹脂で一体形成されており、本実施形態における検査対象(「被検査体」という)である。蓋A1の上面には、凸部T111と凹部T121が形成されている。
【0013】
図2は、本実施形態に係る被検査体(蓋A1)の上面図である。蓋A1の上面には、飲み口部T1が形成されている。人が飲料を飲むとき、凸部T111が引き上げられ、フラップ部T11の一部が薄肉に沿って破断し、凹部T121側に折り返される。これにより、飲み口(穴)が現れる。凸部T111は、凹部T121に嵌め込まれることで、フラップ部T11は折り返されたまま固定される。蓋A1の上面視で円となる側壁が設けられており、人は、飲み口部T1の側壁部分の側面側に下唇を当てて、飲料を飲む。
なお、蓋A1は、別の形状であってもよく、例えば、フラップ部T11がなく、飲み口が形成されているものであってもよい。この場合、飲み口は、側壁の上面に設けられていてもよい。
【0014】
<生産ライン>
図3は、本実施形態に係る生産ラインの概略図である。この生産ラインでは、蓋A1が生産される。この図は、鉛直上向きをz方向とし、生産ラインを上から鉛直下向きに見た図である。
カートリッジ投入口P1には、蓋A1が複数(例えば100個)積み重なったカートリッジが置かれている。蓋A1は、カートリッジ投入口P1からコンベアP2へ、1個ずつ投入される。蓋A1は、コンベアP2から、ピッキングロボットP3(ピッキングロボットP31又はP32)に、1個ずつピックアップされて、検査ステージP4(検査ステージP41又はP42)の回転ステージSt1(回転ステージSt11又はSt12)上に置かれる。
【0015】
検査ステージP4において、蓋A1は、回転ステージSt1とともに回転させながら、撮像され(図4参照)、検査される。つまり、複数の回転角において、蓋A1が撮像されて検査される。なお本実施形態では、蓋A1は、すべての回転角について連続して撮像されるが、特定の複数の回転角のみ撮像されてもよい。
検査では、品質に適合するか否かが判定され(「適合判定」と称する)、例えば、蓋A1に、穴や傷、割れ等の欠損がある場合、不適合となる。
適合判定には、画像解析により、欠陥を検出する欠陥検出アルゴリズムが用いられる。
【0016】
適合判定の結果、不適合と判定された蓋A1は、不適合品置き場P51に置かれる。一方、適合判定の結果、適合と判定された蓋A1は、ピッキングロボットP3により、コンベアP6に置かれ、ストッカーP7へ運ばれる。ストッカーP7では、蓋A1が複数積み重ねられ、カートリッジとしてまとめられる。カートリッジは、いくつかがまとめられて、梱包される。
【0017】
なお、生産ラインは、図3の一例に限られず、他の構成であってもよい。例えば、カートリッジ投入口P1には蓋A1が1個ずつ置かれてもよいし、蓋Aは、前工程のコンベア等からコンベアP2へ投入されてもよい。また、蓋Aは、コンベアP6から後工程のコンベア等へ運ばれてもよい。
【0018】
<検査システム>
図4は、本実施形態に係る検査システムSysを表す概略図である。
検査システムSysは、生産ラインに設けられ、カメラC1、C2、C3、照明L11、L12、L21、L22、L3、回転ステージSt1、及び検査装置1を備える。
【0019】
カメラC1は、照明L11及びL12で照らされた蓋A1を、上から鉛直下向きに撮像する。カメラC1は、蓋A1の上面を撮像する。カメラC1に撮像された画像を、上面画像と称する。
カメラC2は、照明L21及びL22で照らされた蓋A1を、斜め上から鉛直斜め下向きに撮像する。カメラC2は、蓋A1の上面を斜め方向、つまり、カメラC1とは異なる方向から撮像する。カメラC2に撮像された画像を、斜視画像と称する。
カメラC3は、ラインスキャンカメラである。照明L3で照らされた蓋A1を、水平方向に撮像する。カメラC1の光軸とカメラC3の光軸は、直交、又はyz平面に射影されたときに直交する。カメラC3は、回転している蓋A1の側面を、1周する間に連続して撮像し、側面の全周分を撮像する。カメラC3に撮像された画像を、側面画像と称する。
【0020】
なお、カメラC3は、エリアカメラであってもよい。また、照明L11、L12、L21、L22、L3も図4の一例に限らず、例えば照明の配置、個数、角度は、別のものであってもよい。より具体的には、図4の照明L3は、x軸の正方向に光を照射して、蓋A1を照らす。ただし、照明L3は、図4の照明L3に代えて或いは加えて、x軸の負方向に光を照射して、蓋A1を照らしてもよい。また、照明L3は、y軸の正方向或いは負方向に光を照射して、蓋A1を照らしてもよいし、x軸、y軸、又はz軸の少なくとも2つの軸の成分を有する方向に光を照射して、蓋A1を照らしてもよい。また、照明L3は、配置や角度の異なる複数の照明装置であってもよいし、蓋A1の内側、例えば、回転ステージ上から、光を照射してもよい。
【0021】
回転ステージSt1は、z軸に沿った軸を中心軸として、回転する。これにより、回転ステージSt1上に置かれた蓋A1も、回転ステージSt1とともに、回転する。
検査装置1は、カメラC1~C3が撮像した上面画像、斜視画像、側面画像を、それぞれ解析して、適合判定を行う。ここで、検査装置1は、上面画像によって、側面画像における蓋A1の側面の位置を特定する。検査装置1は、側面の位置に応じて、異なる検査基準で側面画像を解析して、適合判定を行う。
【0022】
<検査装置>
図5は、本実施形態に係る検査装置1の構成を示す概略ブロック図である。
検査装置1は、入出力部I1、記憶部M1、及び処理部PR1を具備する。
【0023】
入出力部I2は、第1画像取得部111、第2画像取得部112、第3画像取得部113、入力部114、及び出力部115を含んで構成される。
第1画像取得部111は、カメラC1から上面画像を取得する。
第2画像取得部112は、カメラC2から斜視画像を取得する。
第3画像取得部113は、カメラC3から側面画像(ラインスキャン画像:図7参照)を取得する。
入力部114は、ユーザ(生産ラインの管理者)によるキー操作等のユーザ操作を受け付ける。
出力部115は、外部装置と通信する通信チップ、及び、画面等を表示するディスプレイである。
【0024】
記憶部M1は、向き情報記憶部121、検査基準記憶部122、及び検査履歴記憶部123を含んで構成される。
向き情報記憶部121は、蓋A1の向き情報を記憶する。向き情報とは、蓋A1の上面の画像(「基準画像」ともいう)であり、基準画像には蓋A1の回転角が対応付けられている。例えば、図2の画像(飲み口部T1が最も下になっている画像:図2参照)には、蓋A1の回転角「0度」が対応付けられている。この画像の位置を基準に、右回りに回転した場合には正の角度となり、左回りに回転した場合には負の角度となる。
【0025】
検査基準記憶部122は、適合判定に用いる検査基準情報を記憶する。検査基準情報では、蓋A1の回転角に対して、側面の検査基準が対応付けられている(図6参照)。検査基準は、適合又は不適合を判定する閾値であってもよいし、検査アルゴリズムであってもよいし、検査の基準となる画像であってもよい。
検査履歴記憶部123は、検査に用いた上面画像、斜視画像、側面画像、適合判定を行った位置(蓋A1の回転角)、及び、適合判定の結果を含む検査履歴情報を記憶する。検査履歴情報には、検査日時、検査ライン(ロット番号)、又は蓋A1の識別情報が含まれてもよい。
【0026】
処理部PR1は、設定部131、回転制御部132、検査部133、及びロボット制御部134を含んで構成される。
設定部131は、ユーザ操作に基づいて、検査装置1の設定を行う。例えば、設定部131は、蓋A1の回転角に応じて、蓋A1の基準画像を受け付ける。設定部131は、蓋A1の回転角と基準画像を対応づけて、蓋A1の向き情報を生成し、向き情報記憶部121に記憶させる。設定部131は、蓋A1の回転角に応じた検査基準を受け付ける。設定部131は、蓋A1の回転角と検査基準を対応付けて、検査基準情報を生成し、検査基準記憶部122に記憶させる。
回転制御部132は、回転ステージSt1の回転を制御する。回転制御部132は、1個の蓋A1の検査において、回転ステージSt1を1周以上、回転させる。
【0027】
検査部133は、上面画像及び斜視画像において、欠陥検出アルゴリズムによる適合判定を行う。検査部133は、上面画像に基づいて、側面画像における側面の位置を特定し、側面の位置に応じて異なる検査基準で側面画像を解析することで、側面の適合判定を行う。検査部133は、検査履歴情報を生成し、検査履歴記憶部123に記憶させる。
ロボット制御部134は、適合判定の結果、蓋A1が適合と判定された場合、その蓋A1をコンベアP6に置くよう、ピッキングロボットP3に指示する(「適合処理」とも称する)。一方、蓋A1が不適合と判定された場合、ロボット制御部134は、その蓋A1を不適合品置き場P51に置くよう、ピッキングロボットP3に指示する(「不適合処理」とも称する)。
【0028】
図6は、本実施形態に係る検査基準情報の一例を示す概略図である。
検査基準情報には、被検査体、側面位置情報、及び検査基準の各項目が含まれる。被検査体は、被検査体の識別情報である。側面位置情報は、被検査体の回転角を表す。例えば、蓋A1の回転角が0度の場合、カメラCは飲み口部T11の側面を撮像している。
この図の検査基準情報は、例えば、側面位置情報が0度の場合には、適合判定において第1検査基準が適用され、側面位置情報が90度、180度、-90度の場合には、第2検査基準が適用されることを表す。第1検査基準は、例えば、第2検査基準を適用する場合よりも、被検査体の輝度が高い場合に適応する基準である。例えば、第1検査基準は、第2検査基準よりも、二値化や欠陥の判定基準となる輝度の閾値が高く設定される。
【0029】
図7は、本実施形態に係る側面画像と側面位置の関係を示す図である。
この図において、側面画像G1は、回転ステージSt1の回転角が0度(回転前)から360度まで回転する間に、カメラC3によってラインスキャンされた画像である。回転ステージSt1の回転角が0度のとき、蓋A1の回転角が-160度に対応している。例えば、回転ステージSt1の回転角が160度回転したとき、蓋A1の回転角が0度となり、飲み口部T1の側面がカメラCに対向することとなる。
【0030】
蓋A1の回転角が図6の場合について、検査部133の処理について説明する。
検査部133は、基準画像を回転させ、回転ステージSt1の回転前(回転ステージSt1の回転角が0度)に撮像された上面画像と一致する(最も類似度が高い)角度を算出する。算出された角度を、蓋A1と回転ステージSt1の相対角(単に「相対角」)という。ここで、検査部133は、基準画像を左に回転させた場合は負の角度とし、右に回転させた場合には正の角度とする。図7の例では、相対角として、-160度が算出される。
検査部133は、回転ステージSt1の回転角に、相対角を加算した角度を、蓋A1の回転角、つまり、側面位置とする。
【0031】
検査部133は、図6の検査基準情報の場合、蓋A1の回転角が0度(回転ステージSt1の回転角が160度)の側面位置において、第1検査基準による適合判定を行う。また、検査部133は、蓋A1の回転角が90度、180度、-90度の側面位置において、第2検査基準による適合判定を行う。
側面画像G1で示されるように、蓋A1の回転角が0度の側面位置において、P11を付した部分は、他の側面位置と比較して、蓋A1の側面の輝度が高くなっている。仮に、側面画像G1に対して同じ検査基準による適合判定を行うと、側面位置によっては判定の精度が低くなる場合がある。
本実施形態では、検査部133が、側面位置に応じて検査基準を変更するので、蓋A1の側面の輝度が位置によって異なる場合でも、適切に適合判定を行うことができる。
【0032】
図8は、本実施形態に係る検査装置1の処理の一例を示すフロー図である。
(ステップS101)第1画像取得部111、第2画像取得部112は、それぞれ、回転ステージSt1の回転角に応じて、上面画像、及び斜視画像を取得する。第3画像取得部113は、カメラC3から側面画像を取得する。
(ステップS102)検査部133は、上面画像において適合判定を行うことで、蓋A1の上面を検査する。
【0033】
(ステップS103)検査部133は、所定の回転ステージSt1の回転角における上面画像と、基準画像と、に基づいて相対角を算出することで、蓋A1の側面位置を検出する。
(ステップS104)検査部133は、側面画像において、ステップS103で検出した側面位置ごとに異なる検査基準を用いて適合判定を行うことで、蓋A1の側面を検査する。
(ステップS105)検査部133は、斜視画像において適合判定を行うことで、蓋A1の上面を検査する。ここで、検査部133は、上面画像には写らない部分又は上面画像では判定し難い部分について、斜視画像による検査を行う。
【0034】
(ステップS106)検査部133は、ステップS102、S104及びS105の全部で適合と判定されたかを判断する。検査部133は、ステップS102、S104及びS105の全部で適合と判定された場合(YES)、ステップS107の処理を行う。一方、ステップS102、S104又はS105の少なくとも1つで不適合と判定された場合(NO)、検査部133は、ステップS108の処理を行う。
【0035】
(ステップS107)検査部133は、適合処理を行う。これにより、蓋A1は、コンベアP6に置かれる。
(ステップS108)検査部133は、不適合処理を行う。これにより、蓋A1は、不適合品置き場P51に置かれる。
(ステップS109)検査部133は、ステップS101で取得された画像、ステップS102、S104又はS105での検査結果に基づいて検査履歴情報を生成し、検査履歴記憶部123に記憶させる。
【0036】
以上のように、本実施形態では、第3画像取得部113(取得部の一例)は、被検査体(例えば、蓋A1)の側面が撮像された側面画像を取得する。検査部133(側面検査部の一例)は、側面位置に応じて異なる検査基準で、側面画像を解析することで、側面の検査を行う。
これにより、検査システムSysは、側面位置に応じて検査基準を変更するので、被検査体の側面の輝度が位置によって異なる場合でも、適切に適合判定を行うことができる。
【0037】
図9は、本実施形態に係る被検査体を説明する説明図である。
この図は、蓋A1の上面図であり、蓋A1の回転角を付している。蓋A1の回転角が0度の位置では、蓋A1の回転角が90度、180度、-90度の位置と比較して、側壁が薄くなっている(図1参照)。例えば、蓋A1の回転角が0度の位置では側壁の厚さがW1、蓋A1の回転角が180度の位置では側壁厚さがW2となり、W1はW2よりも小さい。その理由は、例えば、人が飲み口に口をつけるときに、口当たりがよいからであり、飲み口部T11の側壁が薄く形成されている。
側壁が薄い部分は、厚い部分と比較して、側面をカメラC3の方へ透過する透過光の光量が多くなるため、側面の輝度が高くなる。また、照明L3の配置又は方向により、側面からカメラC3の方へ反射する反射光の光量が多くなる場合に、側面の輝度が高くなることもある。その結果、図8の側面画像G1のように、P11を付した部分の側面は、他の側面位置と比較して、輝度が高くなる。
【0038】
このように、光が透過又は反射する素材の製品では、側壁の厚みや上面の形状によって、側面位置の輝度が異なる場合がある。
検査システムSysは、側面位置に応じて検査基準を変更するので、被検査体の側面の輝度が位置によって異なる場合でも、適切に適合判定を行うことができる。
なお、側壁の厚さとは、側壁の対向する側面の距離でもある。また、側壁は表面が樹脂形成され、中空であるが、内部が樹脂形成されていてもよい。また、光量の違いは、要因によらず、照明装置或いは照明光の位置や方向、側面以外の面の形状や素材による光の反射角や屈折、穴などの違いであってもよい。
【0039】
検査部133は、蓋Aの回転角が0度(図8の例では回転ステージの回転角が160度)の側面に対して第1検査基準で検査を行い、蓋Aの回転角が90度、180度、-90度の側面に対して第2検査基準で検査を行う。蓋Aは、これらの回転角の側面について、表面形状は同じである。例えば、側面画像のみで側面位置(蓋Aの回転角)を識別できる、或いは、識別容易な模様等がない。また、蓋Aは、蓋Aの回転角が0度の側面位置と、0度、180度、-90度の側面の側面位置とでは、照明L3の作用により、側面画像における側面の映り方が異なる。例えば、これらの側面位置では、透過光又は反射光の光量が異なるので、側面の映り方が異なる(図8参照)。
検査システムSysは、側面位置に応じて検査基準を変更するので、被検査体の側面の表面形状が同じで、透過光又は反射光の光量の相違によって輝度が異なる場合でも、適切に適合判定を行うことができる。
【0040】
また、本実施形態では、検査システムSysは、照明L3が照明をしているときに被検査体の側面を撮像するカメラC3と、被検査体の上面を撮像するカメラC1を備える。検査部133は、カメラC1が撮像した上面画像に基づいて、カメラC3が撮像した側面画像における側面位置を特定する。検査部133は、特定した側面位置に応じて異なる検査基準で側面画像を解析することで、側面の検査を行う。
これにより、検査システムSysは、例えば、側面画像で位置を特定できない場合、又は特定しにくい場合であっても、上面画像に基づいて側面画像における側面位置を特定できる。また例えば、検査システムSysは、上面画像の方が側面画像と比較して、側面位置を特定する精度が高い場合や処理負荷が軽い、或いは、処理速度が速い場合に、側面画像における側面位置を特定するができる。
なお、検査システムSysは、上面画像と側面画像の両方を用いて、側面位置を特定してもよいし、これらに代えて或いは加えて、斜視画像に基づいて側面画像における側面位置を特定してもよい。
【0041】
また、本実施形態では、検査部133は、上面画像において飲み口の方向を示す形状に基づいて、側面画像における側面位置を特定し、側面位置に応じて異なる検査基準で側面画像を解析することで、側面の検査を行う。飲料用容器の蓋においては、通常、飲み口は、蓋の上面の淵部分に1箇所設けられるので、飲み口を検出することで、検査システムSysは、側面位置を特定できる。また、飲み口部分は、口当たりをよくするため、他の部分とは形状が異なる場合があるので、飲み口を検出することで、検査システムSysは、側面位置を特定できる。
なお、被検査体の上面に模様がある場合には、検査部133は、上面画像において模様に基づいて、側面画像における側面位置を特定してもよい。
【0042】
また、本実施形態では、検査部133は、上面画像を解析することで、上面の検査を行う。つまり、検査部133は、上面画像を用いて、上面の検査を行うとともに側面位置の特定も行う。これにより、検査システムSysは、上面画像を用いて、上面画像と側面位置の特定の両方を行うことができる。
【0043】
また、本実施形態では、検査システムSysは、被検査体の上面を、カメラC1とは異なる方向から撮像するカメラC2を備える。検査部133は、カメラC1が撮像した上面画像(第1上面画像の一例)に基づいて、カメラC2が撮像した斜視画像(第2上面画像の一例)における上面の位置を特定し、斜視画像を解析することで、上面の検査を行う。
これにより、検査システムSysは、カメラC1とは異なる角度から、上面の検査を行うことができる。例えば、検査システムSysは、被検査体において、カメラC1では死角となる箇所も、カメラC2では撮像することができるので、斜視画像を解析することで、上面画像では判定できない箇所についても適合判定を行うことができる。
【0044】
図10は、本実施形態に係る被検査体の斜視画像を表す図である。
斜視画像G21は、蓋Aの回転角が90度のとき、カメラC2で撮像された斜視画像であり、斜視画像G22は、蓋Aの回転角が0度のとき、カメラC2で撮像された斜視画像である。斜視画像G21では、位置P21及びP22に、欠陥(異物)が検出される。これらの欠陥は、上面の凹凸部の側壁に存在するので、上面画像や側面画像でも死角となり、写らない。検査システムSysは、カメラC1とは異なる角度からカメラC2で撮像を行うので、これらの欠陥も検出でき、例えば斜視画像G21の場合には不適合と判定できる。また、斜視画像G21は、複数の回転角において、カメラC2で撮像を行うので、斜視画像G22でも死角となる箇所の異物、欠損、変形、汚れ等の欠陥を、斜視画像G21において検出できる。
【0045】
(変形例)
なお、上記実施形態において、検査部133は、例えば、側面位置の範囲ごとに、側面の検査基準を変更してもよい。また例えば、検査部133は、側面の高さ方向の領域又は位置ごとに、側面の検査基準を変更してもよい。また例えば、検査基準は、3個以上の基準が設定されてもよい。
【0046】
図11は、本実施形態の変形例に係る検査基準情報の一例を示す概略図である。
検査基準情報には、被検査体、側面位置情報、高さ及び検査基準の各項目が含まれる。側面位置情報には、被検査体の回転角の範囲が設定されている。また、高さとして、側面の高さの範囲が設定されている。この検査基準情報では、例えば、蓋A1の側面の検査において、側面画像について、蓋A1の回転角が「-30度」から「30度」の範囲においては、高さAピクセル以上の範囲では「第1検査基準」が適用され、高さAピクセルより低い範囲では「第2検査基準」が適用される。
なお、検査基準情報には、複数の被検査体が設定されてもよく、検査部133は、被検査体及び側面位置ごとに、異なる検査基準を適用してもよい。
【0047】
上記実施形態において、被検査体は、紙やガラス等、側面が光を透過又は反射するものであってもよい。また、被検査体は、蓋以外であってもよく、例えば、側壁の厚さや内部構造(光の反射)が側面位置によって変わるものであってもよい。また、蓋は、ストローの挿入口が設けられた蓋でもよい。
【0048】
また蓋に限らず、上面に凹凸がある被検査体に対して、検査システムSysは、カメラC1とカメラC2を併用し、検査部133は、上面画像と斜視画像を用いて検査を行ってもよい。その際、側面画像を用いた検査を行ってもよいし、行わなくてもよい。これにより、検査システムSysは、上面画像では死角となる箇所についても、斜視画像により欠陥を検出できる場合がある。またその際、検査部133は、上面画像を用いて、上面の検査を行うとともに斜視位置の特定も行ってもよい。これにより、検査システムSysは、上面画像を用いて、上面画像と斜視画像での被検査体の向きの特定の両方を行うことができる。
【0049】
また、上記実施形態において、回転制御部132は、上面画像を用いて、回転ステージSt1の回転角と蓋Aの回転角が同じ角度になるように、回転ステージSt1を回転させてもよい。例えば、回転制御部132は、カメラC3が各蓋A1の撮像を開始する前に、上面画像を用いて、カメラC3と対向する位置が、蓋Aの回転角が0度の位置になるように回転ステージSt1を回転させてもよい。
【0050】
また、上記実施形態において、検査システムSysは、回転ステージSt1は回転せずに、回転ステージSt1の中心を向いたまま、カメラC3が回転ステージSt1の周囲を回転してもよい。
複数のカメラC3が、回転ステージSt1の中心を向いて回転ステージSt1の周囲に設置されてもよい。この場合、各カメラC3が撮像した側面画像は、それぞれ側面位置が異なるため、検査部133は、各カメラC3が撮像した側面画像に対して、異なる検査基準を適用して、適合判定を行ってもよい。この場合に、回転ステージSt1が回転してもよい。例えば回転制御部132は、上面画像を用いて、カメラC3の1台が、蓋Aの回転角が0度の位置になるように回転ステージSt1を回転させてもよい。
【0051】
上面とは、検査時の被検査体を回転させるときに、回転軸方向において被検査体に向かって見た面であってもよい。側面とは、検査時の被検査体を回転させるときに、半径方向において回転軸(被検査体)に向かってみた面であってもよい。
【0052】
また、検査装置1の設定部131は、検査アルゴリズムを機械学習によって生成してもよい。例えば、教師データは、検査履歴情報に対して、人等による追加検査結果が付与されて生成される。設定部131は、上面画像、斜視画像、側面画像、及び、適合判定を行った位置を説明変数とし、付与された追加検査結果を目的変数として、機械学習を行う。検査部133は、この機械学習で生成された学習済みモデルを用いて、検査で入力された説明変数の入力に対して適合判定結果を出力することで、適合判定を行う。
この場合、設定部131は、被検査体の形状や種類或いは識別情報と、照明の光量や向き等の照明情報も、説明変数としてもよい。
【0053】
記憶部M1は、1又は複数のコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現される。処理部PR1は、1又は複数のプロセッサ及びメモリで実現される。検査装置1は、複数の装置から構成されてもよい。
【0054】
なお、上述した実施形態における検査装置1の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、検査装置1に内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
また、上述した実施形態における検査装置1の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。検査装置1の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【0055】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【0056】
Sys 検査システム
1 検査装置
C1、C2、C3 カメラ
L11、L12、L21、L22、L3 照明
St1、St11、St12 回転ステージ
P3、P31、P32 ピッキングロボット
I1 入出力部
111 第1画像取得部
112 第2画像取得部
113 第3画像取得部
114 入力部
115 出力部
M1 記憶部
121 向き情報記憶部
122 検査基準記憶部
123 検査履歴記憶部
PR1 処理部
131 設定部
132 回転制御部
133 検査部
134 ロボット制御部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11