JP2010145374A - 測定検査装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被測定体としてのタイヤ構成部材の大小に関らず形状の検査の精度に差が生じない測定検査装置及びその方法を提供する。
【解決手段】タイヤの構成部材を被測定体として一定長さの帯状又は線状の光を照射して、当該光の光照射部からの反射光を受光して被測定体の形状を測定するセンサと、このセンサの出力により被測定体の形状を演算する形状処理手段を備えた測定検査装置により、被測定体の別部位を個別に測定する複数個の各センサの出力で得られる各被測定体の形状を形状処理手段で合成し、形状処理手段により合成された被測定体の合成形状と予め用意された基準形状とを判定手段により比較して形状の良否を判定する。
【選択図】図1
【解決手段】タイヤの構成部材を被測定体として一定長さの帯状又は線状の光を照射して、当該光の光照射部からの反射光を受光して被測定体の形状を測定するセンサと、このセンサの出力により被測定体の形状を演算する形状処理手段を備えた測定検査装置により、被測定体の別部位を個別に測定する複数個の各センサの出力で得られる各被測定体の形状を形状処理手段で合成し、形状処理手段により合成された被測定体の合成形状と予め用意された基準形状とを判定手段により比較して形状の良否を判定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、タイヤを構成する構成部材の形状を検査する測定検査装置及びその方法に関する。
従来、例えば、ホイールのリム部分と当接し密着するタイヤのビード部を補強するタイヤの構成部材の一つであるビードコードは、タイヤのビード部内にビードフィラーとともに埋め込まれる。このビードコードは、心材となる環状をしたビードコアにビード線材を螺旋状に、かつ複数層にわたり巻付けられる。このように成形されたビードコードは、ゴム部材に覆われて略6角形に成形されビード部材となる。このビード部材の外周の片側には、成形されたビードフィラーが巻き付けて取り付けられる。ビードフィラーは、断面が略三角形状をした長手状のシート状の部材よりなり、ビード部材と接合する面は、略6角形状をなすビード部材の3辺と一致する形状に成形されている。
例えば、タイヤの構成部材であるビード部材とビードフィラーが接合されたビードスティフナの接合部分の良否を判定するものには、特許文献1に示すように、2次元レーザーセンサよりレーザーを照射し、その反射光を検知して良否の判定を行うようにしたものが提案されている。
特開2008−74329号公報
特許文献1に記載の検査方法は、一台の2次元レーザーセンサにより測定、検査を行っている。この方法では、被測定体が大きいときには、2次元レーザーセンサを被測定体から離間し、被測定体が小さいときには2次元レーザーセンサを近接させて測定、検査を行っている。しかし、2次元レーザーセンサは被測定体に反射した光を検知して測定しているため、タイヤの構成部材としての被測定体に近接させて測定した場合と、この被測定体から離間させて測定した場合では測定の精度に違いが生じることとなる。そのため、被測定体の大小により、良、不良の判定の精度に差が生じ、すなわち検査の精度に差が生じるおそれがある。特に被測定体より離間し、被測定体の測定部分全体をカバーしようとする場合にあっては、レーザー反射光が受光面に入りにくくなり、反射光も弱くなって、測定不能となるか、モニタ画像の解像度が劣化してしまうおそれがあった。
本発明は、上記課題を解決するため、被測定体としてのタイヤの構成部材の大小に関らず形状の検査の精度に差が生じない測定検査装置及び方法を提供する。
本発明の第1の形態として、タイヤの構成部材を被測定体として帯状又は線状の光を照射して、当該光の光照射部からの反射光を受光して被測定体の形状を測定するセンサと、センサの出力により被測定体の形状を演算する形状処理手段を備えた測定検査装置であって、測定検査装置は、被測定体の別部位を個別に測定するセンサを複数個備え、各センサの出力で得られる別部位の形状を形状処理手段で合成する構成とした。
本発明によれば、被測定体の別部位を個別に測定するセンサを複数個備え、各センサの出力で得られる別部位の形状を形状処理手段で合成することにより、一つのセンサで被測定体の測定が出来ない場合でも測定できる。さらに、各センサが最も精度よく測定できる距離を使用して測定できるので測定精度も向上する。
本発明によれば、被測定体の別部位を個別に測定するセンサを複数個備え、各センサの出力で得られる別部位の形状を形状処理手段で合成することにより、一つのセンサで被測定体の測定が出来ない場合でも測定できる。さらに、各センサが最も精度よく測定できる距離を使用して測定できるので測定精度も向上する。
本発明の他の形態として、タイヤの構成部材を被測定体として帯状又は線状の光を照射して、当該光の光照射部からの反射光を受光して被測定体の形状を測定するセンサと、センサの出力により被測定体の形状を演算する形状処理手段を備えた測定検査装置であって、測定検査装置は、被測定体の別部位を個別に測定するセンサを複数個備え、各センサの出力で得られる別部位の形状を形状処理手段で合成し、形状処理手段により合成された被測定体の合成形状と予め用意された基準形状とを比較して形状の良否を判定する判定手段を備える構成とした。
本発明によれば、被測定体の別部位を個別に測定するセンサを複数個備え、各センサの出力で得られる別部位の形状を形状処理手段で合成することにより、一つのセンサで被測定体の測定が出来ない場合でも測定できる。さらに、各センサが最も精度よく測定できる距離を使用して測定できるので測定精度も向上する。また、形状処理手段により合成された被測定体の合成形状と予め用意された基準形状とを比較して形状の良否を判定する判定手段を備えたことにより、予め用意された基準形状に対して被測定体の合成形状を比較して形状の良否を直ちに判別することができる。
本発明によれば、被測定体の別部位を個別に測定するセンサを複数個備え、各センサの出力で得られる別部位の形状を形状処理手段で合成することにより、一つのセンサで被測定体の測定が出来ない場合でも測定できる。さらに、各センサが最も精度よく測定できる距離を使用して測定できるので測定精度も向上する。また、形状処理手段により合成された被測定体の合成形状と予め用意された基準形状とを比較して形状の良否を判定する判定手段を備えたことにより、予め用意された基準形状に対して被測定体の合成形状を比較して形状の良否を直ちに判別することができる。
本発明の他の形態として、形状処理手段は、各センサの出力により被測定体の断面形状を演算して出力し、複数のセンサは各センサの光照射部に重なりを有するように位置され、形状処理手段では、別部位の形状の重なり部分における高さが一致する点を重ね合わせて各被測定体の形状を合成する構成とした。
本発明によれば、形状処理手段が各センサの出力により被測定体の断面形状を演算して出力し、複数のセンサを各センサの光照射部に重なりを有するように位置させ、形状処理手段によって被測定体の別部位の形状の重なり部分における高さが一致する点を重ね合わせて被測定体の別部位の形状を合成することにより、被測定体の形状を光照射部の重なり部分において高さ方向にずれることなく合成することができる。
本発明によれば、形状処理手段が各センサの出力により被測定体の断面形状を演算して出力し、複数のセンサを各センサの光照射部に重なりを有するように位置させ、形状処理手段によって被測定体の別部位の形状の重なり部分における高さが一致する点を重ね合わせて被測定体の別部位の形状を合成することにより、被測定体の形状を光照射部の重なり部分において高さ方向にずれることなく合成することができる。
本発明の他の形態として、各センサから被測定体に帯状又は線状のレーザー光をリング状に成形された被測定体の半径方向に照射して、帯状又は線状の光よりなる光照射部を形成しこの光照射部の反射光を受光して測定するレーザーセンサにより構成した。
本発明によれば、各センサから被測定体に帯状又は線状のレーザー光をリング状に成形された被測定体の半径方向に照射して、帯状又は線状の光よりなる光照射部を形成しこの光照射部の反射光を受光して測定するレーザーセンサにより構成することにより、レーザーセンサから被測定体までの距離が正確に測定できるので、被測定体表面の微細な凹凸や変化を測定することができる。
本発明によれば、各センサから被測定体に帯状又は線状のレーザー光をリング状に成形された被測定体の半径方向に照射して、帯状又は線状の光よりなる光照射部を形成しこの光照射部の反射光を受光して測定するレーザーセンサにより構成することにより、レーザーセンサから被測定体までの距離が正確に測定できるので、被測定体表面の微細な凹凸や変化を測定することができる。
本発明の他の形態として、各センサは、2次元レーザーセンサであって、2次元レーザーセンサの照射する光は、各センサと被測定体との間の照射距離により照射長が規定される。
本発明によれば、2次元レーザーセンサの照射する光は、各センサと被測定体との間の照射距離により照射長が規定されるため、一度に照射長分の測定をすることが可能となり、最も精度の良い照射距離を選んで測定することができる。さらに各センサを同じ高さに設ければほぼ同じ精度で被測定体を測定することができる。
本発明によれば、2次元レーザーセンサの照射する光は、各センサと被測定体との間の照射距離により照射長が規定されるため、一度に照射長分の測定をすることが可能となり、最も精度の良い照射距離を選んで測定することができる。さらに各センサを同じ高さに設ければほぼ同じ精度で被測定体を測定することができる。
本発明の他の形態として、照射する光は、赤色レーザーである。
本発明によれば、照射する光を赤色レーザーとしたことにより、ゴム製品などの黒色でレーザー光の反射率の悪い被測定体に対しても良い反射が得られ、精度の良い測定が可能となる。
本発明によれば、照射する光を赤色レーザーとしたことにより、ゴム製品などの黒色でレーザー光の反射率の悪い被測定体に対しても良い反射が得られ、精度の良い測定が可能となる。
本発明の他の形態として、形状処理手段は、複数のセンサと被測定体とを相対的に移動させて被測定体の複数箇所を測定して、データ処理することにより3次元の形状データを作成する。
本発明によれば、形状処理手段は、複数のセンサと被測定体とを相対的に移動させて被測定体の複数箇所を測定して、データ処理することで3次元の形状データが作成されるので、視覚的に見やすい表示を行うことが可能となり、どの部位に不良があるのかが一目瞭然となる。
本発明によれば、形状処理手段は、複数のセンサと被測定体とを相対的に移動させて被測定体の複数箇所を測定して、データ処理することで3次元の形状データが作成されるので、視覚的に見やすい表示を行うことが可能となり、どの部位に不良があるのかが一目瞭然となる。
本発明の他の形態として、タイヤの構成部材を被測定体として帯状又は線状の光を照射して、当該光の光照射部からの反射光を受光して被測定体の形状を測定するセンサと、センサの出力により被測定体の形状を測定する形状処理手段を用いた測定検査方法であって、被測定体の別部位を個別に測定するセンサを複数個備え、各センサの出力で得られる別部位の形状を形状処理手段で合成する方法とした。
本方法によれば、被測定体の別部分を個別に測定するセンサを複数個用い、各センサの出力で得られる被測定体の別部位の形状を形状処理手段で合成したことにより、一つのセンサで被測定体の測定が出来ない場合でも測定できる。さらに、各センサが最も精度よく測定できる距離を使用して測定できるので測定精度も向上する。
本方法によれば、被測定体の別部分を個別に測定するセンサを複数個用い、各センサの出力で得られる被測定体の別部位の形状を形状処理手段で合成したことにより、一つのセンサで被測定体の測定が出来ない場合でも測定できる。さらに、各センサが最も精度よく測定できる距離を使用して測定できるので測定精度も向上する。
なお、上記の発明の概要は、本発明に必要な特徴のすべてを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
以下、本発明の実施形態1を説明する。
図1は、本発明に係るタイヤを構成する構成部材の測定検査装置1の概略構成図を示す。
本発明の測定検査装置1は、例えば、タイヤの構成部材のリング状のビードスティフナ7を被測定体として検査台8の載置面8aに対して水平に載置し、このビードスティフナ7の片面(上面)7aに対して、半径方向にかつ載置面8aにはみ出すように帯状のレーザー光を照射して、光照射部Mを形成し、この光照射部Mの反射光を受光することによりビードスティフナ7の上面7aの断面外形形状を測定する。
図1は、本発明に係るタイヤを構成する構成部材の測定検査装置1の概略構成図を示す。
本発明の測定検査装置1は、例えば、タイヤの構成部材のリング状のビードスティフナ7を被測定体として検査台8の載置面8aに対して水平に載置し、このビードスティフナ7の片面(上面)7aに対して、半径方向にかつ載置面8aにはみ出すように帯状のレーザー光を照射して、光照射部Mを形成し、この光照射部Mの反射光を受光することによりビードスティフナ7の上面7aの断面外形形状を測定する。
具体的には、ビード部材5とビードフィラー6の接合により成形されたビードスティフナ7の接合部分の測定検査を行う測定検査装置1は、コンピュータ2、モニタ3、2次元レーザーセンサ用コントローラ4(以下、コントローラ4と記す)、第1レーザーセンサ10(以下、第1センサ10と記す)、第2レーザーセンサ20(以下、第2センサ20と記す)、検査台8によって概略、構成される。第1センサ10と第2センサ20は、ホルダ30によって一直線上に固定され、M1は第1センサ10から照射されるレーザー光で形成される帯状の光照射部、M2は第2センサ20から照射されるレーザー光で形成される帯状の光照射部で、これら光照射部M1,光照射部M2で帯状の光照射部Mが形成される。上記コンピュータ2とコントローラ4とにより形状処理手段が構成される。
図2は、本発明により測定されるタイヤの構成部材としてのタイヤTの断面図を示す。
図2に示すように、タイヤTのビード部T1には、概略すると、ビード部材5、ビードフィラー6よりなるビードスティフナ7が埋設される。
ビードスティフナ7を構成するビード部材5は、スチールワイヤなどからなり、図外のホイールリムとの内圧を保持したり、回転するタイヤに作用するトルクに対して、タイヤTとホイールリムとの間に滑りが生じないようにタイヤTをホイールリムに固定する役割を果たす。このビード部材5の周囲には、ゴムからなるビードフィラー6が設けられる。
ビードフィラー6は、タイヤのビード部分におけるカーカスT2の折り返し部分を満たし、ビード部T1の補強部材としての役割を果たす部材である。
図2に示すように、タイヤTのビード部T1には、概略すると、ビード部材5、ビードフィラー6よりなるビードスティフナ7が埋設される。
ビードスティフナ7を構成するビード部材5は、スチールワイヤなどからなり、図外のホイールリムとの内圧を保持したり、回転するタイヤに作用するトルクに対して、タイヤTとホイールリムとの間に滑りが生じないようにタイヤTをホイールリムに固定する役割を果たす。このビード部材5の周囲には、ゴムからなるビードフィラー6が設けられる。
ビードフィラー6は、タイヤのビード部分におけるカーカスT2の折り返し部分を満たし、ビード部T1の補強部材としての役割を果たす部材である。
図3は、加工されたビード部材5の拡大断面図を示す。
ビード部材5は、幾つかの層に分けられてビードコアT3にビードワイヤT4を巻き付けて環状に成形される。環状に成形されたビード部材5は、ゴム材T5で覆われて断面が略正六角形となるように成形される。
ビード部材5は、幾つかの層に分けられてビードコアT3にビードワイヤT4を巻き付けて環状に成形される。環状に成形されたビード部材5は、ゴム材T5で覆われて断面が略正六角形となるように成形される。
図4(a),(b)は、ビード部材5とビードフィラー6よりなるビードスティフナ7の断面を示す。
図4(a),(b)に示すように、ビード部材5に巻き付けられるビードフィラー6は、断面が長手状の略三角形状となるように成形された長手状のシート状の部材で、三角形状断面のうちビード部材5に巻付けられる台形凹状の巻付け面6mの3辺6g,6h,6iが上記ビード部材5の外側面の3辺5g,5h,5iと一致するように成形される。
つまり、ビード部材5の3辺5g,5h,5iとビードフィラー6の3辺6g,6h,6iとの接合において、ビード部材5の断面における4つの頂点5a,頂点5b,頂点5c,頂点5dとビードフィラー6の断面における4つの頂点6a,頂点6b,頂点6c,頂点6dとが接合する。具体的には、頂点5aと頂点6a、頂点5bと頂点6b、頂点5cと頂点6c、頂点5dと頂点6dとがそれぞれ一致するように接合される。
図4(a),(b)に示すように、ビード部材5に巻き付けられるビードフィラー6は、断面が長手状の略三角形状となるように成形された長手状のシート状の部材で、三角形状断面のうちビード部材5に巻付けられる台形凹状の巻付け面6mの3辺6g,6h,6iが上記ビード部材5の外側面の3辺5g,5h,5iと一致するように成形される。
つまり、ビード部材5の3辺5g,5h,5iとビードフィラー6の3辺6g,6h,6iとの接合において、ビード部材5の断面における4つの頂点5a,頂点5b,頂点5c,頂点5dとビードフィラー6の断面における4つの頂点6a,頂点6b,頂点6c,頂点6dとが接合する。具体的には、頂点5aと頂点6a、頂点5bと頂点6b、頂点5cと頂点6c、頂点5dと頂点6dとがそれぞれ一致するように接合される。
図5は、ビード部材5にビードフィラー6を巻付けてビードスティフナ7が成形される図を示す。図6は、ビード部材5とビードフィラー6が接合されたビードスティフナ7を示す。
図5に示すように、ビード部材5とビードフィラー6は、互いの接合面を接着して巻付けられる。環状のビード部材5に一周分のビードフィラー6の巻付けが終了すると、ビードフィラー6は切断されたのちに両端面が接合されて、図6に示す環状をなすビードスティフナ7として成形される。
図5に示すように、ビード部材5とビードフィラー6は、互いの接合面を接着して巻付けられる。環状のビード部材5に一周分のビードフィラー6の巻付けが終了すると、ビードフィラー6は切断されたのちに両端面が接合されて、図6に示す環状をなすビードスティフナ7として成形される。
図7は、ビードスティフナ7の測定をビード部材5の中心から示した側面概念図である。図8は、ビードスティフナ7の測定の正面概念図を示す。
第1センサ10と第2センサ20は、2次元レーザーセンサを用い、2次元レーザーセンサの照射する光は、照射距離H10,H20により照射長L10,L20が規定される帯状の2次元の赤色レーザー光11a,21a(以下、レーザー光11a,レーザー光21aと記す)である。このレーザー光11a,21aをビードスティフナ7の上面7aに照射して光照射部M1,光照射部M2よりなる光照射部Mを形成し、ビードスティフナ7の上面7aにより上記光照射部Mで反射される反射光11b,21bを各センサ10,20の備える受光部で受光して、ビードスティフナ7までの距離をそれぞれ測定して形状を測定する。
これにより、帯状のレーザー光11a,21aが照射されたビードスティフナ7の上面7aの光照射部M1,M2により、照射長L10,L20における断面外形形状を一度に測定することができる。すなわち、光照射部M1,光照射部M2の高さ方向の変化に対応して反射光11b,21bが変化するので、この変化に基づき、第1センサ10と第2センサ20でビードスティフナ7の上面7aの高さ方向の変化を、断面外形形状として捉えることができる。なお、検査台8の載置面8aにレーザー光11a,21aを照射することで、載置面8aの位置を高さ方向に対して0レベルの基準位置として捉えることができる。
なお、このレーザー光11a,21aは、照射距離H10,H20により照射長L10,L20が規定されるため、第1センサ10と第2センサ20とを同じ高さに位置することでビードスティフナ7に対して、ほぼ同じ精度で断面外形形状を測定することができる。さらに、赤色レーザー光を用いたことにより反射率の低いゴム部材に対しても良好な反射光11b,21bが得られ、精度の良い測定が可能となる。
なお、本実施形態では、被測定体であるビードスティフナ7が黒色のゴムのため赤色レーザー光11a,21aを照射する各センサ10,20を用いたが、測定する被測定体の色、素材によっては異なる色のレーザー光を照射するレーザーセンサを用いても良い。
第1センサ10と第2センサ20は、2次元レーザーセンサを用い、2次元レーザーセンサの照射する光は、照射距離H10,H20により照射長L10,L20が規定される帯状の2次元の赤色レーザー光11a,21a(以下、レーザー光11a,レーザー光21aと記す)である。このレーザー光11a,21aをビードスティフナ7の上面7aに照射して光照射部M1,光照射部M2よりなる光照射部Mを形成し、ビードスティフナ7の上面7aにより上記光照射部Mで反射される反射光11b,21bを各センサ10,20の備える受光部で受光して、ビードスティフナ7までの距離をそれぞれ測定して形状を測定する。
これにより、帯状のレーザー光11a,21aが照射されたビードスティフナ7の上面7aの光照射部M1,M2により、照射長L10,L20における断面外形形状を一度に測定することができる。すなわち、光照射部M1,光照射部M2の高さ方向の変化に対応して反射光11b,21bが変化するので、この変化に基づき、第1センサ10と第2センサ20でビードスティフナ7の上面7aの高さ方向の変化を、断面外形形状として捉えることができる。なお、検査台8の載置面8aにレーザー光11a,21aを照射することで、載置面8aの位置を高さ方向に対して0レベルの基準位置として捉えることができる。
なお、このレーザー光11a,21aは、照射距離H10,H20により照射長L10,L20が規定されるため、第1センサ10と第2センサ20とを同じ高さに位置することでビードスティフナ7に対して、ほぼ同じ精度で断面外形形状を測定することができる。さらに、赤色レーザー光を用いたことにより反射率の低いゴム部材に対しても良好な反射光11b,21bが得られ、精度の良い測定が可能となる。
なお、本実施形態では、被測定体であるビードスティフナ7が黒色のゴムのため赤色レーザー光11a,21aを照射する各センサ10,20を用いたが、測定する被測定体の色、素材によっては異なる色のレーザー光を照射するレーザーセンサを用いても良い。
図7に示すように、第1センサ10と第2センサ20は、載置面8aに水平向きに載置されたリング状のビードスティフナ7の上面7aにレーザー光11a,21aを照射して、光照射部M1,M2よりなる光照射部Mを形成し、その反射光11b,21bを受光部で検出し、図外のコントローラ4では検出された反射光11b,21bの出力をそれぞれ処理して、半径方向の外形の形状を演算出力する。
なお、レーザー光の照射の方法は、各センサ10,20の受光部が反射光11b,21bを受光できれば、いずれの角度で照射されても良い。
なお、レーザー光の照射の方法は、各センサ10,20の受光部が反射光11b,21bを受光できれば、いずれの角度で照射されても良い。
すなわち、図8に示すように、第1センサ10は、ビードスティフナ7の内周側に帯状のレーザー光11aを照射長L10で照射して光照射部M1を形成する。第2センサ20は、ビードスティフナ7の外周側に帯状のレーザー光21aを照射長L20で照射して光照射部M2を形成する。第1センサ10と第2センサ20は、各光照射部M1,M2が重なりL0を持ちつつビードスティフナ7の半径方向に一直線に帯状の照射部Mを形成するように配置される。
第1センサ10と第2センサ20により照射された帯状のレーザー光11a,21aは、ビードスティフナ7の半径方向に延長するように照射され、図1に示す光照射部Mを形成する。これにより、光照射部Mに沿ってビードスティフナ7の上面7aの半径方向の断面外形形状が測定される。しかし、光照射部M1と光照射部M2との重なりL0のために、後述するように光照射部M1,M2からの反射光11b,21bにより得られる測定形状データs1,s2には余分な重なり部分r1,r2が捕捉されることになる。
第1センサ10と第2センサ20により照射された帯状のレーザー光11a,21aは、ビードスティフナ7の半径方向に延長するように照射され、図1に示す光照射部Mを形成する。これにより、光照射部Mに沿ってビードスティフナ7の上面7aの半径方向の断面外形形状が測定される。しかし、光照射部M1と光照射部M2との重なりL0のために、後述するように光照射部M1,M2からの反射光11b,21bにより得られる測定形状データs1,s2には余分な重なり部分r1,r2が捕捉されることになる。
図9は、コンピュータ2での処理を示すブロック図である。
コントローラ4は、第1センサ10と第2センサ20とコンピュータ2が接続され、コンピュータ2から出力された制御信号101aに基づき、第1センサ10と第2センサ20とが同期して測定するように制御する。このコントローラ4はコンピュータ2とともに本発明の形状処理手段102を構成する。
コントローラ4は、第1センサ10と第2センサ20とコンピュータ2が接続され、コンピュータ2から出力された制御信号101aに基づき、第1センサ10と第2センサ20とが同期して測定するように制御する。このコントローラ4はコンピュータ2とともに本発明の形状処理手段102を構成する。
コンピュータ2は、測定の開始及び終了を制御する制御手段101と、上記測定により得られた測定形状データs1,s2を合成した合成形状データs3と予め用意された基準形状Aとを比較して形状の良否や各種の寸法を検出する判定手段103と、基準形状Aと合成形状データs3と第1センサ10及び第2センサ20との相対的な配置関係などを記憶する記憶手段104とを備える。
制御手段101は、測定の開始及び終了をコントローラ4に制御信号101aを出力する。
測定開始の制御信号101aが入力されたコントローラ4は、第1センサ10と第2センサ20とに測定開始の測定開始信号4aを出力する。このコントローラ4により第1センサ10と第2センサ20とを同期させながら測定がなされる。
測定開始の制御信号101aが入力されたコントローラ4は、第1センサ10と第2センサ20とに測定開始の測定開始信号4aを出力する。このコントローラ4により第1センサ10と第2センサ20とを同期させながら測定がなされる。
次に、図10(a),(b)に示すように、コンピュータ2,コントローラ4よりなる形状処理手段102により測定形状データs1が処理されて得られる画像パターンP1と測定形状データs2が処理されて得られる画像パターンP2の合成について説明する。
図10(a)のP1は画像パターンであり、照射部M1の反射光を第1センサ10で受光して、測定形状データs1を得て、この測定形状データs1をコントローラ4、コンピュータ2で演算処理することで得られる画像パターンである。
図10(b)のP2は画像パターンであり、照射部M2の反射光を第2センサ20で受光して、測定形状データs2を得て、この測定形状データs2をコントローラ4、コンピュータ2で演算処理することで得られる画像パターンである。
この画像パターンP1,P2を形成するための測定形状データs1,s2中には、レーザー光11a,21aの重なりL0で生じる同一形状の画像の重なり部分(図中の斜線部分)r1,r2がともに生成される。
図10(a)に示すように、画像パターンP1における底面辺s16を0レベルの基準位置とした場合の傾斜辺MAの長さ方向の各部位の高さ寸法s18、各角部s12,s13,s14の高さ寸法と、底面辺s16からのレーザー光21aの照射端部位s19の高さ寸法はコンピュータ2、コントローラ4による形状処理手段102で既知として得られ、測定形状データs1が生成される。
また、図10(b)に示すように、画像パターンP2における底面辺s25を0レベルの基準位置とした場合の傾斜辺MBの長さ方向の各部位の高さ寸法s27、各角部s21,s22の高さ寸法と、底面辺s25からのレーザー光11aの照射端部位s24の高さ寸法はコンピュータ2、コントローラ4による形状処理手段102で既知として得られ、測定形状データs2が生成される。
図10(a)のP1は画像パターンであり、照射部M1の反射光を第1センサ10で受光して、測定形状データs1を得て、この測定形状データs1をコントローラ4、コンピュータ2で演算処理することで得られる画像パターンである。
図10(b)のP2は画像パターンであり、照射部M2の反射光を第2センサ20で受光して、測定形状データs2を得て、この測定形状データs2をコントローラ4、コンピュータ2で演算処理することで得られる画像パターンである。
この画像パターンP1,P2を形成するための測定形状データs1,s2中には、レーザー光11a,21aの重なりL0で生じる同一形状の画像の重なり部分(図中の斜線部分)r1,r2がともに生成される。
図10(a)に示すように、画像パターンP1における底面辺s16を0レベルの基準位置とした場合の傾斜辺MAの長さ方向の各部位の高さ寸法s18、各角部s12,s13,s14の高さ寸法と、底面辺s16からのレーザー光21aの照射端部位s19の高さ寸法はコンピュータ2、コントローラ4による形状処理手段102で既知として得られ、測定形状データs1が生成される。
また、図10(b)に示すように、画像パターンP2における底面辺s25を0レベルの基準位置とした場合の傾斜辺MBの長さ方向の各部位の高さ寸法s27、各角部s21,s22の高さ寸法と、底面辺s25からのレーザー光11aの照射端部位s24の高さ寸法はコンピュータ2、コントローラ4による形状処理手段102で既知として得られ、測定形状データs2が生成される。
したがって、図10(c)に示すように、測定形状データs1に対応する画像パターンP1と測定形状データs2に対応する画像パターンP2を載置面8aからの反射光で得られる底面辺s16,s25を基準としてスライドし、合成する場合、既知の角部s12の高さ寸法と照射端部位s24の高さ寸法とが一致するように、また、角部s22の高さ寸法と照射端部位s19の高さ寸法とが一致するように合成することで、重なり部分r1,r2の重ね合わせが可能となり、縦方向の画像パターン線s17,s26及び不要部分である底面辺s16,s25を消去することで画像パターンP1,P2を合成してなる画像パターンPより形成されたビードスティフナ7の上面7aの断面外形形状が得られる。
このように画像パターンP1と画像パターンP2とを合成して、画像パターンPを形成するのに際して、角部s12に対し、傾斜辺MBにおける高さ寸法s27をサーチして高さが一致する照射端部位s24を検出してこれ等を一致させ、同時に角部s22に対し傾斜辺MAにおける高さ寸法s18をサーチして高さが一致する照射端部位s19を検出してこれ等を一致させることで、図10(c)に示すように正確な合成が可能となり、画像パターンPが得られる。
なお、実際は画像パターンP1,P2の合成に際して、測定形状データs1と測定形状データs2とを合成することで合成形状データs3を得て、この合成形状データs3に基づき画像パターンPが生成される。画像パターンP1,P2は必ずしもモニタ表示されなくても良く、画像パターンPのみがモニタ表示されれば良い。
なお、実際は画像パターンP1,P2の合成に際して、測定形状データs1と測定形状データs2とを合成することで合成形状データs3を得て、この合成形状データs3に基づき画像パターンPが生成される。画像パターンP1,P2は必ずしもモニタ表示されなくても良く、画像パターンPのみがモニタ表示されれば良い。
このような手法で、図1に示したようにビードスティフナ7を載置面8a上に載置し、照射部M1と照射部M2とにより半径方向に延長する如く照射部Mを形成し、この工程をビードスティフナ7の周方向に沿って複数箇所行ってモニタ表示すれば、各箇所におけるビードスティフナ7のビード部材5とビードフィラー6との接合の良否を目視で判定できる。
さらに、形状処理手段102により各センサ10,20と被測定体であるビードスティフナ7を相対的に移動させてビードスティフナ7の複数箇所を測定して、測定結果をデータ処理することにより3次元の形状データを作成することもできる。
さらに、形状処理手段102により各センサ10,20と被測定体であるビードスティフナ7を相対的に移動させてビードスティフナ7の複数箇所を測定して、測定結果をデータ処理することにより3次元の形状データを作成することもできる。
なお、ビードスティフナ7の基準モデルを以上と同様な手法で検出して基準モデルとして記憶手段に記憶しておき、この基準モデルの記憶データと上記ビードスティフナ7の外形形状の検出データとを自動的に比較する判定手段103を設けることで、目視によらず自動的に良否の判定が可能となる。
図11(a)は、基準モデルの画像パターンPM、図11(b)は、被測定体の画像パターンP、図11(c)は、基準モデル及び被測定体の寸法や判定を表示する表画像Sを示す。
例えば、図11(a)に示すように、基準モデルの画像パターンPMと、この画像パターンPMの各角部s13,s14,s21及びs21と角部s13との水平距離L1、角部s21と角部s14との水平距離L2を入力した図11(c)に示すような、表画像Sをモニタに表示することとし、図11(b)に示す実際の測定により画像パターンP1,P2を合成して得た画像パターンPの画像及び各角部s13,s14,s21及び水平距離L1,水平距離L2のデータを同画像パターンPの中に入力可能としておくこととし、コンピュータ2では、同一モニタでの図11(b)の上記画像パターンP中の各角部s13,s14,s21及び水平距離L1,水平距離L2をクリックすることで、表画像S中の測定した寸法データ(高さ、距離)欄Gに自動的に取り込んで入力するように構成することで、欄G内のデータと基準モデルのデータとを対比することで、画像パターンPの良否判定が可能となる。
例えば、図11(a)に示すように、基準モデルの画像パターンPMと、この画像パターンPMの各角部s13,s14,s21及びs21と角部s13との水平距離L1、角部s21と角部s14との水平距離L2を入力した図11(c)に示すような、表画像Sをモニタに表示することとし、図11(b)に示す実際の測定により画像パターンP1,P2を合成して得た画像パターンPの画像及び各角部s13,s14,s21及び水平距離L1,水平距離L2のデータを同画像パターンPの中に入力可能としておくこととし、コンピュータ2では、同一モニタでの図11(b)の上記画像パターンP中の各角部s13,s14,s21及び水平距離L1,水平距離L2をクリックすることで、表画像S中の測定した寸法データ(高さ、距離)欄Gに自動的に取り込んで入力するように構成することで、欄G内のデータと基準モデルのデータとを対比することで、画像パターンPの良否判定が可能となる。
また、表画像S中に、判定良否の欄Fを設けることとし、形状処理手段102では基準モデルの高さ、距離データと、クリックして入力した欄G内の高さ、距離データとを対比し、判定手段103によって両者が許容範囲の誤差ならば“良”、許容範囲の誤差でない場合には“否”を表示するように構成すれば良い。
図12(a),(b)は、ビードフィラー6がビード部材5より一部離脱状態で一体化した図を示す。
このように図12(a)に示すようにビードフィラー6がビード部材5より一部離脱状態で一体化されている場合には、図12(b)に示す水平距離L1,L2は、基準モデルの水平距離L1,L2に対し差が生じる。これが許容範囲ならば欄F中の水平距離L1,L2に良が表示され、許容範囲でなければ否が表示される。
上記の構成により、目視で実施している被測定体としてのビードスティフナ7の品質チェックを自動的に判定することが可能となり、ビードスティフナ7の全数の検査が可能となる。さらにこの品質検査を全数行うことにより、後工程に対して自動的に良品のみを供給するように装置を構成すれば、設備上の自動化を行うことができるようになる。
このように図12(a)に示すようにビードフィラー6がビード部材5より一部離脱状態で一体化されている場合には、図12(b)に示す水平距離L1,L2は、基準モデルの水平距離L1,L2に対し差が生じる。これが許容範囲ならば欄F中の水平距離L1,L2に良が表示され、許容範囲でなければ否が表示される。
上記の構成により、目視で実施している被測定体としてのビードスティフナ7の品質チェックを自動的に判定することが可能となり、ビードスティフナ7の全数の検査が可能となる。さらにこの品質検査を全数行うことにより、後工程に対して自動的に良品のみを供給するように装置を構成すれば、設備上の自動化を行うことができるようになる。
実施形態2
実施形態1で説明した画像パターンP1と画像パターンP2との合成の他の形態について説明する。
画像合成を容易にするためには、図13に示すようにビードスティフナ7の上面7aの任意の位置である境界部位Zで、光照射部M1,M2よりなる光照射部Mを形成するようにレーザー光11aの照射端11amと、レーザー光21aの照射端21amとが交差するように、第1センサ10,第2センサ20のホルダ30に対する取り付け位置を図外の調整手段で調整して、各センサ10,20で照射部M1,M2を捕捉し、図14に示す角部s12,角部s22の高さ寸法が同一寸法である画像パターンP1,P2を近接方向に水平移動することによりそのままの状態で合成できる。
実施形態1で説明した画像パターンP1と画像パターンP2との合成の他の形態について説明する。
画像合成を容易にするためには、図13に示すようにビードスティフナ7の上面7aの任意の位置である境界部位Zで、光照射部M1,M2よりなる光照射部Mを形成するようにレーザー光11aの照射端11amと、レーザー光21aの照射端21amとが交差するように、第1センサ10,第2センサ20のホルダ30に対する取り付け位置を図外の調整手段で調整して、各センサ10,20で照射部M1,M2を捕捉し、図14に示す角部s12,角部s22の高さ寸法が同一寸法である画像パターンP1,P2を近接方向に水平移動することによりそのままの状態で合成できる。
実施形態3
画像パターンP1,P2の合成の他の形態について説明する。
画像パターンP1,P2との合成に際しては、形状データの高さ寸法を一致させるとして説明したが、図15に示すように、タイヤの構成部材として支障のないマーカMKを凹状あるいは凸状としてビードスティフナ7に刻印して、各センサ10,20で検出するようにして、画像パターンP1,画像パターンP2を得てマーカMKが境界となるように画像パターンP1と画像パターンP2を重ねるように合成しても良い。
画像パターンP1,P2の合成の他の形態について説明する。
画像パターンP1,P2との合成に際しては、形状データの高さ寸法を一致させるとして説明したが、図15に示すように、タイヤの構成部材として支障のないマーカMKを凹状あるいは凸状としてビードスティフナ7に刻印して、各センサ10,20で検出するようにして、画像パターンP1,画像パターンP2を得てマーカMKが境界となるように画像パターンP1と画像パターンP2を重ねるように合成しても良い。
実施形態4
被測定体にレーザーを照射するレーザーセンサの他の形態について説明する。光照射部M1,光照射部M2,光照射部Mは帯状であるとして説明したが、線状であっても良い。この場合には、各レーザーセンサを水平にビードスティフナ7の半径方向に移動させて、線状のレーザー光を走査するさせることにより2次元の断面外形形状の測定をすることができる。つまり、レーザーセンサからビードスティフナ7の上面7aに照射される光照射部Mからの反射光を受光して被測定体の高さを検出して断面外形形状を測定できるものであれば良い。
被測定体にレーザーを照射するレーザーセンサの他の形態について説明する。光照射部M1,光照射部M2,光照射部Mは帯状であるとして説明したが、線状であっても良い。この場合には、各レーザーセンサを水平にビードスティフナ7の半径方向に移動させて、線状のレーザー光を走査するさせることにより2次元の断面外形形状の測定をすることができる。つまり、レーザーセンサからビードスティフナ7の上面7aに照射される光照射部Mからの反射光を受光して被測定体の高さを検出して断面外形形状を測定できるものであれば良い。
実施形態5
図16は、画像パターンPから寸法を表示する他の形態を示す。
測定により得られた画像パターンPについての寸法データは、既知となっているのでこの画像パターンPから寸法を表示する他の形態として、画像パターンPに左右移動可能なカーソルKSを位置させ、このカーソルKSを左右に移動し、位置決めした後クリックすることで画像パターンPの断面外形形状との交差ポイントPXの高さ寸法PYを画像パターンPの近傍に表示可能としても良い。このように処理可能とすれば、画像パターンPのどの位置においても高さ寸法を知ることができる。
図16は、画像パターンPから寸法を表示する他の形態を示す。
測定により得られた画像パターンPについての寸法データは、既知となっているのでこの画像パターンPから寸法を表示する他の形態として、画像パターンPに左右移動可能なカーソルKSを位置させ、このカーソルKSを左右に移動し、位置決めした後クリックすることで画像パターンPの断面外形形状との交差ポイントPXの高さ寸法PYを画像パターンPの近傍に表示可能としても良い。このように処理可能とすれば、画像パターンPのどの位置においても高さ寸法を知ることができる。
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
1 測定検査装置、2 コンピュータ、3 モニタ、
4 2次元レーザーセンサ用コントローラ(コントローラ)、5 ビード部材、
6 ビードフィラー、7 ビードスティフナ、
10 第1レーザーセンサ(第1センサ)、11a 赤色レーザー光(レーザー光)、
20 第2レーザーセンサ(第2センサ)、21a 赤色レーザー光(レーザー光)、
101 制御手段、102 形状処理手段、103 判定手段、104 記憶手段。
4 2次元レーザーセンサ用コントローラ(コントローラ)、5 ビード部材、
6 ビードフィラー、7 ビードスティフナ、
10 第1レーザーセンサ(第1センサ)、11a 赤色レーザー光(レーザー光)、
20 第2レーザーセンサ(第2センサ)、21a 赤色レーザー光(レーザー光)、
101 制御手段、102 形状処理手段、103 判定手段、104 記憶手段。
Claims (8)
- タイヤの構成部材を被測定体として帯状又は線状の光を照射して、当該光の光照射部からの反射光を受光して被測定体の形状を測定するセンサと、
上記センサの出力により被測定体の形状を演算する形状処理手段を備えた測定検査装置であって、
測定検査装置は、上記被測定体の別部位を個別に測定する上記センサを複数個備え、上記各センサの出力で得られる上記別部位の形状を上記形状処理手段で合成することを特徴とする測定検査装置。 - タイヤの構成部材を被測定体として帯状又は線状の光を照射して、当該光の光照射部からの反射光を受光して被測定体の形状を測定するセンサと、
上記センサの出力により被測定体の形状を演算する形状処理手段を備えた測定検査装置であって、
測定検査装置は、上記被測定体の別部位を個別に測定する上記センサを複数個備え、上記各センサの出力で得られる上記別部位の形状を上記形状処理手段で合成し、
上記形状処理手段により合成された被測定体の合成形状と予め用意された基準形状とを比較して形状の良否を判定する判定手段を備えることを特徴とする測定検査装置。 - 上記形状処理手段は、各センサの出力により被測定体の断面形状を演算して出力し、上記複数のセンサは各センサの光照射部に重なりを有するように位置され、形状処理手段では、上記別部位の形状の重なり部分における高さが一致する点を重ね合わせて各被測定体の形状を合成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の測定検査装置。
- 上記各センサから被測定体に帯状又は線状のレーザー光をリング状に成形された被測定体の半径方向に照射して、帯状又は線状の光よりなる光照射部を形成しこの光照射部の反射光を受光して測定するレーザーセンサにより構成されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の測定検査装置。
- 上記各センサは、2次元レーザーセンサであって、上記2次元レーザーセンサの照射する光は、各センサと被測定体との間の照射距離により照射長が規定されることを特徴とする請求項4に記載の測定検査装置。
- 上記照射する光は、赤色レーザー光であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の測定検査装置。
- 上記形状処理手段は、上記複数のセンサと被測定体とを相対的に移動させて被測定体の複数箇所を測定して、データ処理することにより3次元の形状データを作成することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の測定検査装置。
- タイヤの構成部材を被測定体として帯状又は線状の光を照射して、当該光の光照射部からの反射光を受光して被測定体の形状を測定するセンサと、上記センサの出力により被測定体の形状を測定する形状処理手段を用いた測定検査方法であって、
上記被測定体の別部位を個別に測定する上記センサを複数個備え、上記各センサの出力で得られる上記別部位の形状を上記形状処理手段で合成することを特徴とする測定検査方法。
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JP2008326319A JP2010145374A (ja) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | 測定検査装置及び方法 |
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- 2008-12-22 JP JP2008326319A patent/JP2010145374A/ja not_active Withdrawn
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US11722790B2 (en) | 2020-02-06 | 2023-08-08 | The Steelastic Company, Llc | Systems and methods for three-hundred sixty degree inspection of an object |
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