JP2010025586A - 形状良否判定方法及び形状良否判定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上部側カメラ12により撮影したトレッド2の表面側のカメラ像から作成した上形状画像から、当該トレッド2の両端部2c,2dの位置を検出し、この両端部2c,2dの位置からトレッド2のセンター位置を算出し、上記上形状画像の上記センター位置近傍の画素データから標識線2zの位置を検出することにより、上記上部側カメラ12により撮影したトレッド2の上形状画像と下部側カメラ14により撮影したトレッド2の裏面側のカメラ像から作成した下形状画像との合成画像に、正確な標識線2zの位置を示す標識線表示Zを付加した検査画像Gを作成することができるようにした。
【選択図】図1
Description
また、被測定物の断面形状の良否を判定する方法としては、図7に示すように、上記被測定物の規定形状を有する基準画像Sを予め作成しておき、この基準画像Sと上記光切断法を用いて作成された検査用画像Gとのずれ量を算出し、このずれ量が許容値内にあるかどうかで、上記被測定物の形状の良否を判定する方法が行われている。
上記検査用画像Gと上記基準画像Sとを比較する際には、上記検査用画像Gと上記基準画像Sとを位置合わせするための基準点が必要となる。上記被測定物がタイヤのトレッドの場合には、上記基準点として、図6(a)に示すような、トレッド2の幅方向中心(以下、センターという)に設けられたトレッド2の長手方向(同図の矢印で示す搬送方向)に延長する標識線2zが用いられることが多い。上記標識線2zは、図示しない押出機から連続して押し出され、搬送コンベヤ53上を流れるトレッド2の位置を制御するために設けられたもので、上記トレッド2を搬送する際には、上記標識線2zの位置を検出して、トレッド2のセンターが常に上記搬送コンベヤ53の中心に一致するように、上記トレッド2の搬送方向を修正する。
上記標識線2zは、トレッド2の長さ方向に延長する、トレッド幅方向の長さが1mm、高さが0.6mm程度の2列の小さな山2k,2kで構成されている場合が多い。上記標識線2zの位置を検出する際には、トレッド2の断面形状を測定した上記検査用画像Gの画素データから、上記2つの小さな山2k,2kの中心位置を検出してこれを標識線2zの位置とする。そして、上記検出した標識線2zの位置と上記基準画像S中の標識線の位置とを一致させた状態で、検査用画像Gと基準画像Sとを比較する。なお、上記検査用画像Gと基準画像Sとの比較は、トレッド2の長手方向の複数箇所で行う。
標識線2zが検出できない場合には、検査用画像Gと基準画像Sとの位置合わせができず、その結果、形状の良否判定に用いるデータ数が少なくなってしまうので、検査精度が低下する。また、標識線2zを誤検出した場合には、検査用画像Gと基準画像Sとがトレッド幅方向にずれた状態で形状の良否判定を行うことになるので、良品であっても不良品と判定されてしまう。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の被測定物の形状良否判定方法において、上記被測定物の標識線近傍の拡大画像を撮影し、上記拡大画像から上記標識線の位置を検出するようにしたものである。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の被測定物の形状良否判定方法において、上記拡大画像の撮影中心を、上記スリット像の両端部の位置情報を用いて検出された標識線の位置としたものである。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の被測定物の形状良否判定装置において、上記標識線近傍の拡大画像を撮影する標識部撮影手段を設けるとともに、上記標識位置検出手段は、上記標識部撮影手段で撮影された拡大画像から上記標識線の位置を検出するようにしたものである。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の被測定物の形状良否判定装置において、上記標識部撮影手段の撮影中心を、上記スリット像の両端部の位置情報を用いて検出された標識線の位置としたものである。
また、上記被測定物の標識線近傍の拡大画像を撮影し、上記スリット像の両端部の位置情報と上記拡大画像とから標識線の位置を検出するようにすれば、標識線に対応する画素データの数が増えるので、標識線の検出精度を向上させることができる。
更に、上記拡大画像の撮影中心を、上記スリット像の両端部の位置情報を用いて検出された標識線の位置とすれば、拡大画像の倍率を大きくしても、標識線がほぼ中心にある画像を得ることができるので、標識線の検出精度が更に向上する。
図1は、本最良の形態に係るトレッド形状検査システムの概要を示す図で、10は検査用画像作成装置、20は形状検査装置である。
本例のトレッド2は、幅が約250mmで、表面の幅方向中心(トレッドセンター)に、幅方向の長さが1mm、高さが0.6mmの当該トレッド2の長さ方向に延長する2列の小さな山2k,2kから成る、当該トレッド2のセンター位置を表示する標識線2zを備えている。
検査用画像作成装置10は、搬送装置1により所定の速度で搬送される、長手方向に一様な形状のトレッド2の表面(搬送装置1側とは反対側の面)2aに当該トレッド2の幅方向に延長するスリット光を照射する第1の投光手段11と、上記スリット光の反射部を撮影する第1の撮影手段(以下、上部側カメラという)12と、トレッド2の裏面2bに当該トレッド2の幅方向に延長するスリット光を照射する第2の投光手段13と、上記第2の投光手段13からのスリット光の反射部を撮影する第2の撮影手段(以下、下部側カメラという)14と、上記2台のカメラ12,14で撮影したスリット像を画像処理して上記トレッド2の断面形状を表す画像を作成する撮影画像作成手段16と、上記標識線2zの位置を検出する標識線検出手段17と、トレッド形状検査に用いる、上記標識線検出手段17で検出された標識線2zの位置が表示されたトレッド2の幅方向断面の画像を作成する標識線表示画像作成手段18とを備えている。
上記上部側カメラ12と下部側カメラ14の視野は、ともに、当該トレッド2の幅よりも広く設定されている。
撮影画像作成手段16は、上記上部側カメラ12で撮影したスリット像を画像処理して、当該トレッド2の表面側の形状を表す上形状画像を作成する上形状画像作成部16aと、上記下部側カメラ14で撮影したスリット像を画像処理して、当該トレッド2の裏面側の形状を表す画像である下形状画像を作成する下形状画像作成部16bとを備えている。なお、上記上形状画像、及び、下形状画像は、図2に示すように、従来の光切断法を用いてそれぞれ測定したトレッド2の上側及び下側のトレッド幅方向の断面形状を表す画像である。
標識線表示画像作成手段18は、図2に示すように、画像作成手段16で作成された上形状画像と下形状画像とを合成するとともに、上記標識線検出手段17で検出された標識線2zの位置を示す標識線表示Zを上記合成した画像に付加した標識線表示画像(以下、検査用画像という)Gを作成する。
形状検査装置20は、記憶手段21と比較手段22と判定手段23とを備えている。記憶手段21は、図2の右下の図に示すような、トレッドのセンターに対応する位置に基準標識線表示Z0が表示されたトレッド2の規定形状(標準断面形状)を有する基準画像Sを記憶している。比較手段22は、上記検査用画像作成装置10で作成された検査用画像Gと上記基準画像Sとを比較して、上記検査用画像Gの上記基準画像Sからのずれ量を算出する。判定手段23は、上記算出されたずれ量が許容値内にあるかどうかを調べ、上記トレッド2の形状の良否を判定する。
本例では、図1に示すように、トレッド2を搬送装置1に搭載して所定の速度で搬送しながら、第1及び第2の投光手段11,13にて、上記トレッド2の表面2aと裏面2bとに、トレッド幅方向に延長する、上記トレッド2の全幅よりも広い範囲に亘ってスリット光を照射して、上部側カメラ12と下部側カメラ14とで上記トレッド2の表面2aと裏面2bとをそれぞれ撮影する(ステップS11)。上部側カメラ12と下部側カメラ14で撮影したカメラ像は、図2の左側の図に示すように、トレッド2の全幅像である。
上記各カメラ像は、撮影画像作成手段16の上形状画像作成部16a及び下形状画像作成部16bにそれぞれ送られる。撮影画像作成手段16では、図2の右側の図に示すような、上形状画像と下形状画像が作成される(ステップS12)。
そして、上記上形状画像作成部16aで作成した上形状画像から、当該トレッド2の両端部2c,2dの位置を検出し(ステップS13)、この両端部2c,2dの位置からトレッド2のセンターの位置CLを算出する(ステップS14)。上記センターの位置CLは、上記両端部2c,2dの位置座標の中点として算出される。本例ではトレッド2の標識線2zはトレッド2のセンターに設けられているので、上記算出されたセンター位置CLがそのまま標識線2zの位置となる。
上記ステップS16で、上記小さな山2k,2kに対応する画素データ2Gが抽出された場合、すなわち、標識線2zが検出された場合には、ステップS17に進んで標識線表示画像(検査用画像G)を作成する。一方、標識線2zが検出されなかった場合には、不良品(標識線検出不良)として処理される。なお、実際には、標識線2zの検出をトレッド2の長手方向の複数箇所で行い、所定回数以上標識線2zが検出されなかった場合に不良品とする。
従来の標識線検出では、上記上形状画像の凹凸状態を調べる範囲が100mm程度と広かったが、本例では、上記センター位置CLを予め算出しているので、上記凹凸を調べる範囲を上記センター位置CL近傍(具体的には、センター位置を中心とした5〜30mm)の狭い範囲で行えばよい。このように、凹凸を調べる範囲が狭くなれば、標識線2zの位置の検出時間が短縮されるだけでなく、ノイズとなる凹凸も少なくなるので、誤検出を大幅に減らすことができる。
上記検査用画像Gは形状検査装置20に送られ、比較手段22にて、記憶手段21に記憶されている基準標識線表示Z0が設けられたトレッド2の規定形状を有する基準画像Sと比較される(ステップS18)。具体的には、検査用画像Gの標識線表示Zの位置と基準画像Sの基準標識線表示Z0の位置とを一致させた状態で、上記検査用画像Gのトレッド厚さと上記基準画像Sのトレッド厚さとのずれ量を当該トレッド2の幅方向の複数箇所で算出し、上記算出されたずれ量が許容値内にあるかどうかを調べる(ステップS19)。例えば、上記複数箇所のずれ量が全て許容値以内であれば、上記トレッド2を良品と判定する。一方、上記ずれ量が一箇所でも許容値を超えた場合には、不良品として処理する。なお、上記ずれ量の算出と許容値との比較についても、当該トレッド2の長手方向の複数箇所で行うことが好ましい。また、判定は、許容値を超える箇所が複数箇所あった場合に不良品とし、1箇所の場合には、再測定するなどしてもよい。
また、上記例では、トレッド2の上形状画像と下形状画像との両方を作成したが、検査規格によっては、下形状画像が不要の場合もある。この場合には、検査用画像作成装置10の第2の投光手段13、下部側カメラ14、及び、下形状画像作成部16bを省略することができる。
また、上記例では、標識線表示画像作成手段18により、撮影画像作成手段16で作成された上形状画像と下形状画像とを合成するとともに、標識線検出手段17で検出された標識線2zの位置を示す標識線表示Zを付加した検査用画像Gを作成したが、必ずしも上形状画像と下形状画像とを合成する必要はなく、標識線2zの位置を示すセンター位置情報を画像データに付加するだけでもよい。
また、上記例では、標識線2zを当該トレッド2の長さ方向に延長する2列の小さな山2k,2kから成り、当該トレッド2のセンター位置を表示する標識線としたが、標識線2zの形状はこれに限るものではなく、一本の溝などのように、光切断法で認識できる凹凸であれば、他の形態であってもよい。また、標識線2zの位置についても、トレッド2のセンターにある必要はなく、センターから所定のトレッド幅方向に離隔した位置にあってもよい。但し、標識線2zの位置がトレッド2のセンターから幅方向に所定距離離れている場合には、当該トレッド2の両端部2c,2dの位置からトレッド2のセンターの位置を算出した後、このセンターの位置と上記所定距離とを用いて当該トレッド2の標識線2zの設計位置を算出するようにすればよい。
また、上記例では、ステップS16において標識線2zが検出されなかった場合、及び、ステップS19において検査用画像Gの形状と上記基準画像Sの形状とのずれ量が許容値を超えた場合を不良品としたが、搬送されるトレッド2に対して、上記フローチャートの手順を繰り返して、複数回の良否判定を行い、不良品の判定が、例えば、2回以上出た場合に不良品と判定するようにしてもよい。これにより、形状検査の精度を更に向上させることができる。
上記センターカメラ15は、レンズ光軸が上記第1の投光手段11が照射するスリット光の照射方向からトレッド表面側に50°傾いて配置されて、トレッドセンター近傍のスリット像を撮影する。上記のように、上記上部側カメラ12と下部側カメラ14の視野は、当該トレッド2の幅よりも広く設定してあるのに対し、上記センターカメラ15の視野は、当該トレッド2の幅の約40%に設定されている。すなわち、上記センターカメラ15の倍率は、上記上部側カメラ12と下部側カメラ14の倍率よりも2.5倍以上高く設定してある。
したがって、標識線検出手段17にて標識線2zの位置検出を行う場合には、上形状画像の画素データに代えて、上記センター画像を用いるようにすれば、標識線2zの検出精度を更に向上させることができる。なお、この場合にも、センター画像の、上記センター位置算出部17bで算出されたセンター位置CL近傍(センター位置を中心に5〜30mm)の画素データを用いて標識線2zの位置検出を行うことはいうまでもない。
このように、拡大画像を用いることにより、凹凸を精度良く検出することができるので、標識線2zの誤検出を確実に防止することができる。
このとき、上記センターカメラ15をトレッド2の幅方向に移動可能に設置するとともに、図4に示すように、上記センターカメラ15の位置を制御するセンターカメラ制御手段19を設けて、上記センター位置算出部17bで算出されたセンター位置CL中点が上記センターカメラ13の視野の中心になるように上記センターカメラ15を移動させて、センターカメラ像を撮影するようにすれば、拡大画像の倍率が大きい場合でも、標識線がほぼ中心にある画像を得ることができるので、標識線の検出精度が更に向上する。
なお、上記標識線表示画像作成手段18では、撮影画像作成手段16で作成された上形状画像と下形状画像とセンター画像とを合成してトレッドの断面形状を表す画像を作成するとともに、上記標識線検出手段17で検出された標識線2zの位置を示す標識線表示Zを上記合成画像に付加した検査用画像Gを作成する。
10 検査用画像作成装置、11 第1の投光手段、12 上部側カメラ、
13 第2の投光手段、14 下部側カメラ、15 センターカメラ、
16 撮影画像作成手段、16a 上形状画像作成部、16b 下形状画像作成部、
16c センター画像作成部、17 標識線検出手段、17a 両端位置検出部、
17b センター位置算出部、17c 標識線検出部、18 標識線表示画像作成手段、
19 センターカメラ制御手段、20 形状検査装置、21 記憶手段、
22 比較手段、23 判定手段、T 遮光設備。
Claims (6)
- 幅方向中心もしくは幅方向中心から所定距離だけ幅方向端部側に離れた位置に設けられた被測定物の長手方向に延長する標識線が形成された被測定物に、当該被測定物の幅方向に延びるスリット光を照射して上記被測定物のスリット像を撮影し、上記被測定物の断面形状を測定するとともに上記標識線の位置を検出し、上記測定された被測定物の断面形状と予め作成しておいた上記被測定物の基準画像とを、上記検出された標識線の位置を上記基準画像中の標識線の位置に一致させた状態で比較して、当該被測定物の形状の良否を判定する形状良否判定方法において、上記標識線の位置を、上記スリット像の両端部の位置情報を用いて検出することを特徴とする標識線を有する被測定物の形状良否判定方法。
- 上記被測定物の標識線近傍の拡大画像を撮影し、上記拡大画像から上記標識線の位置を検出することを特徴とする請求項1に記載の被測定物の形状良否判定方法。
- 上記拡大画像の撮影中心を、上記スリット像の両端部の位置情報を用いて検出された標識線の位置としたことを特徴とする請求項2に記載の被測定物の形状良否判定方法。
- 幅方向中心もしくは幅方向中心から所定距離だけ幅方向端部側に離れた位置に設けられた被測定物の長手方向に沿って延長する標識線を有する被測定物に、当該被測定物の幅方向に延びるスリット光を照射する投光手段と、上記被測定物のスリット像を撮影する撮影手段と、上記撮影手段で撮影した被測定物のスリット像の画素データから当該被測定物の断面形状を測定する形状測定手段と、上記測定された断面形状のデータから当該被測定物の標識線の位置を検出する標識位置検出手段と、上記測定された被測定物の断面形状と予め作成しておいた上記被測定物の基準画像とを、上記検出された標識線の位置を上記基準画像中の標識線の位置に一致させた状態で比較して、上記断面形状の基準画像からのずれ量を算出する形状比較手段と、上記算出されたずれ量に基づいて、当該被測定物の形状の良否を判定する判定手段とを備えた被測定物の形状良否判定装置において、上記標識位置検出手段は、上記形状測定手段で測定された当該被測定物の両端部の座標を用いて上記標識線の位置を検出することを特徴とする被測定物の形状良否判定装置。
- 上記標識線近傍の拡大画像を撮影する標識部撮影手段を設けるとともに、上記標識位置検出手段は、上記標識部撮影手段で撮影された拡大画像から上記標識線の位置を検出することを特徴とする請求項4に記載の被測定物の形状良否判定装置。
- 上記標識部撮影手段の撮影中心を、上記スリット像の両端部の位置情報を用いて検出された標識線の位置としたことを特徴とする請求項5に記載の被測定物の形状良否判定装置。
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