JP2000180678A - 光ケーブル用溝付スペーサの溝形態異常検出方法および検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術のように、溝付スペーサの溝に機械
的に接触する異常検出センサを不用とする非接触検査に
よって溝形態の異常を捉え、溝形態が設計値の許容誤差
内に存在するか否かの判断を自動的に行い、そのデータ
が蓄積され、その後の製造品質の改善に寄与させる。 【解決手段】 溝付スペーサ１を中心とする同心円上の
等角度に配置される複数のＣＣＤカメラ５により、溝付
スペーサ１を撮像し、移動距離を検出するエンコーダ３
を備え、前記エンコーダ３の信号を演算装置８に入力
し、撮像タイミングを補正しながら複数のＣＣＤカメラ
５が撮像した画像データを画像取込装置７に入力し、画
像データの明度を２値化した信号を演算装置８に入力し
て、入力画像からトレーサ１１を抽出し、等角度位置の
画像軌跡から求められる溝ピッチと反転角度を、予め演
算装置８に記憶している製造設計値と比較して合否を判
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ心線を
収納する溝を外周に備えた溝付スペーサに、光ファイバ
心線を装填する光ケーブルの製造装置において、予め設
計値として設定されている溝ピッチと光ケーブルの溝付
きスペーサのピッチ誤差によって光ファイバ心線を装填
する際に生ずる光ファイバ心線の内部応力の発生や損傷
を避ける光ケーブル用溝付スペーサの溝形態異常検出方
法および検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバは、マルチメディア時代の通
信線路媒体としてコンピュータ通信やＣＡＴＶ等の映像
通信として企業のみならず各家庭の中まで浸透しつゝあ
る。従って、既設の通信網から新規加入者宅に光分岐す
る中間分岐作業の容易な光ケーブルが求められている。
そこで、特開平８−１５２５４５号公報には、溝付スペ
ーサの形態としてＳＺ螺旋溝と称される反転溝を有する
光ケーブルが提案されている。

【０００３】図６に、上記光ケーブルの中間分岐を拡大
した立体図を示す。１０１は、ポリエチレン樹脂等から
成る溝付スペーサであり、外周に反転溝１０２が刻まれ
ている。反転溝１０２の中には光ファイバ心線１０３が
装填され、外周は耐熱・耐候性のシース１０４にて被覆
されている。

【０００４】分岐する区間のシース１０４を剥ぎ取り光
ファイバ心線１０３をＳＺ螺旋溝１０２から引出せば、
光ファイバ心線１０３に弛みｈが造れるので中間分岐作
業が容易に実施できると説明されている。

【０００５】又、この様な光ケーブルの溝付スペーサの
溝ピッチ、幅、深さの異常を検出する装置が、特公平４
−５５２４６号公報に提案されている。図７は、溝付ス
ペーサを中心にした溝形態異常検出装置の横断面図であ
る。

【０００６】図７において、螺旋溝２０１の刻まれた溝
付スペーサ１０１が矢印Ａの方向に搬送されているとこ
ろに、螺旋溝２０１形状に相似形の先端を有する溝検出
ピン２０２が螺旋溝２０１にルーズに係合している。溝
検出ピン２０２を保持しているダイス２０３は、回転可
能でスラスト方向に滑るスライド軸受２０４を介して、
回転ホルダ２０６に収納され、回転ホルダ２０６は、固
定ブラケット２０５に球軸受２０７を介して支持されて
いる。そして、回転ホルダ２０６の一方の端部には、所
定の押圧力でダイス２０３の凹部２０３ａに当接するス
プリングプランジャー２０８がセットされている。

【０００７】溝付スペーサ１０１が矢印Ａ方向に搬送さ
れると螺旋溝２０１に係合している溝検出ピン２０２
は、螺旋溝２０１に追従してダイス２０３と共に自転す
る。ところが、螺旋溝２０１が浅くなったり幅が狭くな
ると、摺動抵抗が増加し溝付スペーサ１０１と共に矢印
Ａ方向にダイス２０３を移動させようとする。ついに
は、スプリングプランジャー２０８の設定圧を超える
と、ダイス２０３と回転ホルダ２０６の結合が外れ、ダ
イス２０３は溝付きスペーサ１０１と共に矢印Ａ方向に
移動する。この動作は、固定ブラケット２０５に設けら
れる光電管スィッチ２０９の視野が開くことで、キャッ
チされ異常信号が発信され異常個所が特定される。

【０００８】一方、回転ホルダ２０６にはギヤ２１０が
取付けられ、回転検出器２１１の軸に固定されているピ
ニオン２１２にダイス２０３の回転運動が伝達され、溝
付スペーサ１０１の搬送移動距離と回転検出器２１１の
回転数から、螺旋溝２０１のピッチが検出される。

【０００９】ところが、図７の態様では、溝検出ピン２
０２と螺旋溝２０１が機械的に接触しているので、溝付
スペーサ１０１の搬送速度や螺旋溝２０１の面粗度の変
化による摺動抵抗の変化で、螺旋溝２０１が物理的に損
傷を受けたり、反転溝１０２の反転部分で摺動抵抗がふ
らつきスプリングプランジャー２０８の誤作動を招き易
い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来技術のように、溝
付スペーサの溝に機械的に接触する異常検出センサを用
いると、特に、反転溝のように溝が反転する個所で溝付
スペーサに物理的ダメージを与え易い。又、異常検出セ
ンサと溝が常に機械的に接触しているから検査スピード
にも限界がある。本発明は、非接触に溝形態の異常を捉
え、溝形態が設計値の許容誤差内に存在するか否かの判
断を自動的に行い、そのデータが蓄積され、その後の製
造品質の改善に寄与できることを課題とする。又、非接
触検査の利点を活かして検査速度と検査精度の向上が可
能な溝付スペーサの溝形態異常検出方法および検出装置
を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本光ケーブル用溝付スペ
ーサの溝形態異常検出方法は、光ファイバ心線を収納す
る溝と該溝に平行に設けられた少なくとも１条のトレー
サを外周に備えた溝付スペーサの溝形態の異常を検出す
る方法において、溝付スペーサを中心とする同心円上の
等角度に配置される複数のＣＣＤカメラと、溝付スペー
サの外周面に接触して移動距離を検出するエンコーダと
を備え、エンコーダからの信号で前記ＣＣＤカメラの撮
像タイミングを補正して撮像した溝付スペーサの外周表
面の画像データを画像取込装置に入力し、画像データの
明度を２値化した信号を演算装置に入力して、トレーサ
の軌跡を抽出し、これを演算装置に記憶している設計値
と比較し、溝ピッチと反転角度の異常を検出する。

【００１２】溝形態が螺旋溝の溝ピッチにて刻まれてい
る場合には、トレーサの軌跡を、最小自乗法による近似
直線として求め、演算装置により溝ピッチを判定する。

【００１３】溝形態がが反転溝にて刻まれている場合に
は、トレーサの軌跡を、最小自乗法を用いた多項式によ
る近似曲線として求め、演算装置により前記溝ピッチと
反転角度を判定する。

【００１４】本光ケーブル用溝付スペーサの溝形態異常
検出装置は、光ファイバ心線を収納する溝と該溝に平行
に設けられた少なくとも１条のトレーサを外周に備えた
溝付スペーサの溝形態の異常を検出する装置であって、
ガイドローラにて位置決めされ移動する溝付スペーサを
中心とする同心円上の等角度に複数のＣＣＤカメラを設
置し、溝付スペーサの送出しに伴って外周面に接触して
移動距離を検出するエンコーダを備え、エンコーダから
の信号でＣＣＤカメラの撮像タイミングを補正して撮像
した溝付スペーサの外周表面の画像データを入力する画
像取込装置と、画像データの明度を２値化してトレーサ
の軌跡を抽出し、これを設定された設計値と比較する演
算装置で、溝ピッチと反転角度の異常を検出する。

【００１５】

【発明の実施の形態】図２に、被検査物である溝付スペ
ーサ１の螺旋溝状のトレーサ１１を拡大し立体図として
示す。溝付スペーサ１の中心部には、光ケーブルの荷重
を支える鋼線から成る抗張力体３１が一体に埋設されて
いる。押出成形機４０のキャビティ内で融点に到達して
いる白色半透明のポリエチレン樹脂がノズルから押出さ
れる際、ノズルの口元に配置されるダイスにより溝１０
が形成され、黒色に着色されているポリエチレン樹脂が
トレーサ１１としてダイスの一部から注入され、特定の
溝１０に平行して形成される。本来トレーサ１１は、溝
１０の形状や溝ピッチの概要を目視にて確認するもので
あったが、本発明は、トレーサ１１が溝１０に沿って正
確に形成されていることに着目して、これを検査対象と
したものである。

【００１６】一般に溝付スペーサは、その中心部に光ケ
ーブルの荷重を支えるための鋼線から成る抗張力体が一
体に埋設されている。溝付スペーサの製造に際して、押
出成形機のキャビティ内で融点に到達しているポリエチ
レン樹脂がノズルから押出されるとき、ノズルの口元に
配置されるダイスは、抗張力体の引取速度に連動して回
転する。

【００１７】溝付スペーサのピッチＰは、引取速度；
Ｖ、ノズルの回転数；Ｎとすれば、Ｐ＝Ｖ／Ｎによっ
て、又、溝の深さや幅はノズルの形状によって一義的に
定まる。最近は、ポリエチレン樹脂の粘度を適切に制御
することにより、溝の深さや幅の寸法変動は許容範囲内
に収める技術が確立されている。しかしピッチは、別け
ても反転溝を刻むときには、ダイスを間歇的に反転する
必要がありピッチ誤差の要因を内在している。

【００１８】本発明は、溝付スペーサの溝形態の異常を
検出する手段として、溝の形状を直接監視するのではな
く、白色半透明のポリエチレン樹脂から成る溝の外周部
の特定の溝に平行して、連続して埋設される黒色のトレ
ーサを非接触に監視し、間接的に溝形態の異常を検出す
る方法と装置を提案する。

【００１９】以下に、本発明を具体化した好適の実施例
を、図面に基づいて詳細に説明する。先ず、光ケーブル
用溝付スペーサの製造設備のレイアウトの概要を図８に
示す。図８において、光ケーブルの荷重を支えるための
鋼線から成る抗張力体３１がテンションメンバサプライ
３０から押出成形機４０に供給され、押出成形された溝
付スペーサ１は、冷却槽５０を経てキャプスタンローラ
６０により搬送されて本発明の検出装置２０に至る。検
査終了の溝付きスペーサ１は巻取機７０に収納される。

【００２０】図１に、本発明の光ケーブル用溝付きスペ
ーサの溝形態異常検出装置２０の概念図を示す。キャプ
スタンローラ６０により搬送されてきた溝付スペーサ１
は、押えローラ２と移動距離を検出するエンコーダ３に
摺接しながらガイドローラ４にて位置決めされて、矢印
Ｂの方向に進み巻取機７０に収納される。溝付スペーサ
１の外周Ｒと同心円上に、等角度で複数のＣＣＤカメラ
５がフレーム６に取付けられている。

【００２１】エンコーダ３から送られてくる溝付スペー
サ１の移動距離の信号を演算装置８に入力し、撮像タイ
ミングを補正しながらＣＣＤカメラ５にて撮像した画像
データは、画像取込装置７に入力して画像の明度を２値
化し、その信号を演算装置８に入力する。一方、演算装
置８では、溝付スペーサの特定の溝と平行に連続して埋
設されているトレーサ１１の画像軌跡から溝ピッチと反
転角度を演算し、予め演算装置８に記憶している設計値
と比較して、モニター９に検査結果を表示すると共に、
異常を検出すれば警告ランプを点灯したり、アラームを
発信する。そして、モニター９に収録されるデータは、
その後の製造品質の改善に活用される。

【００２２】次に、トレーサ１１の軌跡を螺旋溝或いは
反転溝として認識する手法について説明する。図３に、
螺旋溝の場合の画像軌跡のパターンを示す。各ＣＣＤカ
メラ５は、任意の区間（予測される１０〜１５ピッチ区
間）を任意のタイミングで一斉に撮像する。図１に示す
ように等角度に６個のＣＣＤカメラ５が設置されている
と仮定して、例えば最初のＣＣＤカメラ５ｎ１は、焦点
範囲ｎとエンコーダ３から受信する移動距離ｍによって
演算装置８が設定するタイミングで視野内のトレーサ１
１の軌跡を撮像すると同時に、他のＣＣＤカメラ５ｎ２
〜６は、溝付スペーサ１のトレーサ１１のない表面部分
を撮像する。そして次のタイミングでは、次のＣＣＤカ
メラ５ｎ２の視野にトレーサ１１の軌跡が撮像され、以
下、ＣＣＤカメラ５ｎ３、５ｎ４にトレーサ１１の軌跡
が撮像される。

【００２３】各ＣＣＤカメラ５にて撮像した画像データ
は、画像取込装置７に入力して画像の明度を２値化し、
その信号を演算装置８に入力する。２値化されたトレー
サ１１の画像データは、演算装置８にて最小自乗法を用
いて一次函数の直線式ｙ＝ｂｘ＋ｃの軌跡として認識
し、次のＣＣＤカメラ５ｎ２の視野に捕捉されているト
レーサ１１の軌跡に連続させる。そして、最初のＣＣＤ
カメラ５ｎ１で撮像された軌跡を起点とし、再びＣＣＤ
カメラ５ｎ１で撮像された特定の画素αに捉えた軌跡と
の間をトレーサ１１の溝ピッチＰとして認識する。

【００２４】そして、予め演算装置８に記憶している製
造設計値と比較して、モニター９に検査結果を表示する
と共に、異常を検出すれば警告ランプを点灯したり、ア
ラームを発信する。そして、モニター９に収録されるデ
ータは、その後の製造品質の改善に活用される。

【００２５】図４に、反転溝の場合の画像軌跡のパター
ンを示す。螺旋溝と同様の手順にて、最初のＣＣＤカメ
ラ５ｎ１は、焦点範囲ｎとエンコーダ３から受信する移
動距離ｍによって演算装置８が設定するタイミングで視
野内のトレーサ１１の軌跡を捉える。他のＣＣＤカメラ
５ｎ２〜６は、溝付スペーサ１の他の表面を撮像してい
ることになる。そして次のタイミングでは、次のＣＣＤ
カメラ５ｎ２の視野にトレーサ１１の軌跡が撮像され、
以下、ＣＣＤカメラ５ｎ３、５ｎ４にトレーサ１１の軌
跡が撮像される。

【００２６】各ＣＣＤカメラ５にて撮像した画像データ
は、画像取込装置７に入力して画像の明度を２値化し、
その信号を演算装置８に入力する。２値化されたトレー
サ１１の画像データは、演算装置８にて最小自乗法を用
いて二次函数の多項式ｙ＝ａｘ²＋ｂｘ＋ｃの軌跡とし
て認識し、次のＣＣＤカメラ５ｎ２の視野に捕捉されて
いるトレーサ１１の軌跡に連続させる。そして、最初の
ＣＣＤカメラ５ｎ１で撮像された特定の画素αで捉えた
軌跡を起点とし、再びＣＣＤカメラ５ｎ１の同一の特定
の画素α内に捉えた軌跡との間をトレーサ１１の溝ピッ
チとして認識する。又、多項式により求めた頂点位置Ｔ
１から、次の頂点位置Ｔ２までの外周円に跨る角度をパ
ラメータに反転角度θとして認識する。判定結果の処理
は、螺旋溝と同様の手順に従う。

【００２７】これ等一連の動作を自動的に実行するため
には、図５のフローチャートに従って、（１）溝付スペ
ーサ１をガイドローラ４にて検査位置に誘導してから、
（２）エンコーダ３の信号から溝付スペーサ１の移動速
度の信号を演算装置に入力し、ＣＣＤカメラ５の撮像タ
イミングを設定する。（３）複数のＣＣＤカメラ５で溝
付スペーサ１を撮像し、画像データを画像取込装置７に
入力して、（４）画像取込装置７にて画像データを２値
化してトレーサ１１の軌跡を抽出し、その信号を演算装
置８に入力する。

【００２８】溝付スペーサ１が螺旋溝の場合、（５ａ）
演算装置８に受信した２値化されている画像を、一次函
数の直線式の軌跡として捉え溝ピッチとして認識する。
一方、溝付スペーサ１が反転溝の場合、（５ｂ）二次函
数の多項式の軌跡として捉え溝ピッチ及び反転角度を認
識する。

【００２９】（６）該溝ピッチ及び反転角度を、予め演
算装置８に記憶させている製造設計値と比較し、（７）
合格している結果をモニター９に表示する。（８）不合
格であっても所定の様式にしたがってモニター９に表示
した上、（９）異常の警告を発信する。（１０）合否い
ずれの結果も演算装置８に記憶させ、その後の製造品質
の改善に活用させる。

【００３０】

【発明の効果】白色半透明の溝付スペーサの溝に沿っ
て、黒色のトレーサが正確に埋設されていることに着目
して、複数のＣＣＤカメラにて溝付スペーサの外周面
を、溝付スペーサの移動距離を監視するエンコーダの信
号を演算装置に入力し、撮像タイミングを補正しながら
連続して撮像し、画像データを画像取込装置に入力して
２値化することでトレーサの軌跡を抽出し、予め演算装
置に記憶している設計値と比較することで間接的に溝形
態の異常を検出するようにしたから、合否判定が自動的
にモニターに表示され、不合格品にはアラームが発信さ
れると共に、そのデータが蓄積され、その後の製造品質
の改善に寄与できる。又、非接触検査の利点を活かした
検査速度と検査精度の向上が可能な溝付スペーサの溝形
態異常検出方法および検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溝形態異常検出装置の概念図である。

【図２】被検査物である溝付スペーサの立体図である。

【図３】溝付スペーサの溝が螺旋溝の場合の画像軌跡の
パターンである。

【図４】溝付スペーサの溝が反転溝の場合の画像軌跡の
パターンである。

【図５】本発明の溝形態異常検出方法におけるフローチ
ャートである。

【図６】反転溝を有する溝付スペーサの中間分岐部分を
拡大した立体図である。

【図７】従来の溝形態異常検出装置の断面図である。

【図８】溝付スペーサの製造設備のレイアウトの概要図
である。

【符号の説明】

１；溝付スペーサ ２；押えローラ ３；エンコーダ ４；ガイドローラ ５；ＣＣＤカメラ ６；フレーム ７；画像取込装置 ８；演算装置 ９；モニター １０；溝 １１；トレーサ ２０；検査装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 宏幸 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 足立 吉宏 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 松本 浩典 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 中島 剛一 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 岡 涼英 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA22 AA31 BB05 BB12 BB15 BB18 BB27 DD06 EE00 FF04 FF67 JJ03 JJ05 JJ26 PP16 QQ00 QQ04 QQ17 QQ18 QQ23 QQ25 RR08 SS09 2H001 BB09 KK07 MM01 MM02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ心線を収納する溝と該溝に平
   行に設けられた少なくとも１条のトレーサを外周に備え
   た溝付スペーサの溝形態の異常を検出する方法におい
   て、前記溝付スペーサを中心とする同心円上の等角度に
   配置される複数のＣＣＤカメラと、前記溝付スペーサの
   外周面に接触して移動距離を検出するエンコーダとを備
   え、前記エンコーダからの信号で前記ＣＣＤカメラの撮
   像タイミングを補正して撮像した前記溝付スペーサの外
   周表面の画像データを画像取込装置に入力し、前記画像
   データの明度を２値化した信号を演算装置に入力して、
   前記トレーサの軌跡を抽出し、これを前記演算装置に記
   憶している設計値と比較し、前記溝ピッチと反転角度の
   異常を検出することを特徴とする光ケーブル用溝付スペ
   ーサの溝形態異常検出方法。
2. 【請求項２】 前記トレーサの軌跡を、最小自乗法によ
   る近似直線として求め、演算装置により前記溝ピッチを
   判定することを特徴とする請求項１に記載の光ケーブル
   用溝付スペーサの溝形態異常検出方法。
3. 【請求項３】 前記トレーサの軌跡を、最小自乗法を用
   いた多項式による近似曲線として求め、演算装置により
   前記溝ピッチと反転角度を判定することを特徴とする請
   求項１に記載の光ケーブル用溝付スペーサの溝形態異常
   検出方法。
4. 【請求項４】 光ファイバ心線を収納する溝と該溝に平
   行に設けられた少なくとも１条のトレーサを外周に備え
   た溝付スペーサの溝形態の異常を検出する装置であっ
   て、ガイドローラにて位置決めされ移動する前記溝付ス
   ペーサを中心とする同心円上の等角度に複数のＣＣＤカ
   メラを設置し、前記溝付スペーサの送出しに伴って外周
   面に接触して移動距離を検出するエンコーダを備え、前
   記エンコーダからの信号で前記ＣＣＤカメラの撮像タイ
   ミングを補正して撮像した前記溝付スペーサの外周表面
   の画像データを入力する画像取込装置と、前記画像デー
   タの明度を２値化して前記トレーサの軌跡を抽出し、こ
   れを設定された設計値と比較する演算装置で、前記溝ピ
   ッチと反転角度の異常を検出することを特徴とする光ケ
   ーブル用溝付スペーサの溝形態異常検出装置。