JP2010260314A - トレッドカラーライン検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トレッド上にスペック通りのカラーラインが形成されているか否かを画像処理装置により正確に検査することができるトレッドカラーライン検査装置を提供する。
【解決手段】トレッドに形成されたカラーラインを画像処置装置により検査するトレッドカラーライン検査装置であって、トレッドの幅方向の両側のエッジを検出しトレッドセンター位置を検出するトレッドセンター検出手段と、検出されたトレッドセンター位置を基準としてカラーラインを含む領域にカラーライン位置検出用ウインドウを配置し、各カラーラインの両側のエッジの中心座標をカラーライン位置として検出するカラーライン位置検出手段と、検出されたカラーライン位置にカラーライン検査用ウインドウを配置し、各カラーラインの要素を検出するカラーライン要素検出手段とを備えているトレッドカラーライン検査装置。
【選択図】 図５

Description

本発明は、タイヤ製造工程のトレッド押出ラインにおいてトレッド表面に形成されたカラーラインを検査するトレッドカラーライン検査装置に関する。

従来より、タイヤ製造工程のトレッド押出ラインにおいて、工程管理のためにタイヤのトレッド表面にカラーラインが付され、以降の工程においてタイヤの種類やサイズ等が判別できるようにされている。

具体的には、トレッドゴムの色彩（通常は黒色）に対して良く目立つ色、例えば赤、白、黄色などの色彩ゴム塗料を用いて、押出機などから押し出されたトレッドの表面に、長手方向に連続して直線状にラインが描かれている。そして、以降の工程において、このラインの色や本数などの組み合わせを検出することにより、タイヤの種類やサイズ等が判別することができる。

しかし、以降の工程においてタイヤの種類やサイズ等の判別が正しく行われるためには、スペック通りにラインが描かれている必要があり、それを確認するために、画像処理装置を用いたカラーライン検査装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０００−１８５５２３号公報

しかしながら、従来のカラーライン検査装置には、以下に示すような問題点がある。
（１）画像処理装置における検査ウインドウの位置補正がなされるようになっていないため、トレッドが蛇行している場合、トレッドカラーラインが検査ウインドウの検査範囲から外れて、正確な検査を行うことができない。

（２）通常トレッドのセンターにはセンターラインが付されており、初めにこのセンターラインを検出し、センターラインを基準にしてカラーライン位置の検出を行っているが、センターラインが付されていないトレッドもあり、この場合にはカラーライン位置の検出ができない。

（３）カラーラインに割れや太さの不良があっても、従来のカラーライン検査装置はこれらの不良を検出する手段を有していないため、以降の工程においてタイヤの種類やサイズ等につき、検査ができなかったり、誤判定をする恐れがある。

（４）適用されるタイヤサイズを目視で確認できるように、通常、トレッド上には、カラーラインとは別に、数字で表されたサイズマークが付されるが、このサイズマークをカラーラインと誤って認識し、途切れたカラーラインと判断してＮＧ判定をしてしまう。

このように、従来のカラーライン検査装置では、スペック通りのカラーラインが形成されているか否かを正確に検査することができない場合があり、誤ったカラーラインにより不良品が発生して生産性を低下させる恐れがあった。

そこで、本発明は、上記の問題点の解決に鑑み、画像処理装置を用いて、トレッド上にスペック通りのカラーラインが形成されているか否かを正確に検査することができるトレッドカラーライン検査装置を提供することを課題とする。

本発明に係るトレッドカラーライン検査装置は、
トレッドに形成されたカラーラインを画像処置装置により検査するトレッドカラーライン検査装置であって、
前記トレッドの幅方向の両側のエッジを検出し、トレッドセンター位置を検出するトレッドセンター検出手段と、
検出された前記トレッドセンター位置を基準としてカラーラインを含む領域にカラーライン位置検出用ウインドウを配置し、各カラーラインの両側のエッジの中心座標をカラーライン位置として検出するカラーライン位置検出手段と、
検出された前記各カラーライン位置にカラーライン検査用ウインドウを配置し、各カラーラインの要素を検出するカラーライン要素検出手段と
を備えていることを特徴とする。

そして、前記のトレッドカラーライン検査装置は、
前記要素が、カラーラインの色、途切れ、割れ、太さであることを特徴とする。

また、前記のトレッドカラーライン検査装置は、
前記カラーライン位置検出手段において、サイズマークが付された箇所を回避して前記カラーライン位置検出用ウインドウを配置することを特徴とする。

本発明によれば、トレッド上にスペック通りのカラーラインが形成されているか否かを画像処理装置により正確に検査することができる。その結果、タイヤの種類やサイズ等の検査が正しく行われ、誤ったカラーラインによる不良品の発生を防止することができ、生産性を向上させることができる。

本発明の実施の形態のトレッドカラーライン検査装置の照明器およびカメラの配置図である。 本発明の実施の形態のトレッドカラーライン検査装置の概要を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のトレッドカラーライン検査装置の検出手段の概要を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のトレッドカラーライン検査のフローチャート図である。 トレッドセンター検出手段による検査方法において画像処理装置に示される画像の一例を示す図である。 カラーライン位置検出手段による検査方法において画像処理装置に示される画像の一例を示す図である。 カラーライン要素検出手段による検査方法において画像処理装置に示される画像の一例を示す図である。 カラーライン要素検出手段による検査方法において画像処理装置に示される画像の他の例を示す図である。 サイズマークを回避して検出ウインドウを配置した場合の画像の例を示す図である。

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１．トレッドカラーライン検査装置の構成
はじめに、本実施の形態のトレッドカラーライン検査装置における（１）トレッドの監視とトレッドカラーラインの読取り、（２）全体構成について説明する。

（１）トレッドの監視とトレッドカラーラインの読取り
本実施の形態のトレッドカラーライン検査装置は、トレッドの表面を照らす照明器とトレッドを撮影するカメラを用いてトレッドを監視し、トレッドの表面に付されたカラーラインを読取る。図１は本発明の実施の形態のトレッドカラーライン検査装置の照明器ＢおよびカメラＣの配置の一例を示す配置図である。照明器ＢはトレッドＡの両側に配置されてトレッドＡの表面を照らしている。図１におけるトレッドＡの横幅は約１４０〜３６０ｍｍであり、２つの照明器Ｂは、照明器Ｂの中央部がトレッドの搬送面から約２００ｍｍの上方に位置し、互いに約４００ｍｍの間隔を設けて配置されている。また、カメラＣはトレッドＡの直上、約６００ｍｍに配置されている。照明器ＢとカメラＣをこのように配置した場合のカメラＣの視野の幅は約５００ｍｍであり、トレッドＡの横幅を充分に横断する範囲を視野に入れることができる。なお、照明器ＢとカメラＣおよびカメラＣのレンズには、それぞれ例えばＫＥＹＥＮＣＥ社製のＣＡＤＢＷ１３、ＣＶ−２００Ｃ、ＣＡ−ＬＨ８が好ましく用いられる。

（２）全体構成
図２は本実施の形態のトレッドカラーライン検査装置の全体構成を示すブロック図である。図２に示すように、トレッドカラーライン検査装置は、前記照明器ＢおよびカメラＣと、カメラＣによって撮影されたカラーラインを画像として捉える画像処理装置Ｄと、スペックデータを記憶させたホストコンピュータＦ、トレッドの監視の指示やカラーラインの不良（ＮＧ）の判定条件等の入力を行うタッチパネルＧ、画像処理装置Ｄにより計測されたデータとスペックデータを演算し、演算結果に基づいてカラーラインの正否を判定するＰＬＣを用いた演算・判定器Ｅ及び異常判定時に警報を発するブザー等の警報手段Ｈを備えている。

２．トレッドカラーライン検査装置の検出手段
次に、本実施の形態のカラーライン検出装置が備える検出手段について説明する。図３は本実施の形態のカラーライン検出装置の検出手段の概要を示すブロック図であり、本実施の形態のトレッドカラー検査装置は前記の構成のもとに、トレッドセンター検出手段２、カラーライン位置検出手段３、カラーライン要素検出手段４の３つの検出手段を有している。以下、各検出手段の概要を順に説明する。

（１）トレッドセンター検出手段
トレッドセンター検出手段では、２つの検出ウインドウをそれぞれトレッドの両サイドのエッジを跨ぐように配置してトレッドのエッジの検出を行い、検出したエッジの位置に基づいてカラーライン位置検出のための基準位置となるトレッドセンターの位置を決定する。具体的には、検出した両エッジの中央をトレッドセンターの位置とする。

このようなトレッドセンター検出手段が設けられているため、センターラインが付されていない場合でもトレッドセンターを検出することができる。

（２）カラーライン位置検出手段
カラーライン位置検出手段は、トレッドセンター検出手段により検出したトレッドセンターの位置を基準としてカラーライン位置検出用ウインドウの位置を補正し、カラーライン位置検出用ウインドウを、トレッドに付されたカラーラインを含む領域に配置して、カラーライン位置を検出する。具体的には、各カラーラインについて内側（トレッドセンターライン寄り）と外側（トレッドのサイド寄り）の両エッジを検出し、両エッジの座標（センターラインを基準とする座標）の中心の座標をカラーライン位置とする。このとき併せてカラーラインの本数をカウントする。

このように、トレッドセンター検出手段により検出したセンターラインの位置を基準にしてウインドウの位置を補正するため、トレッドが蛇行している場合でも、検査対象が検査範囲から外れるのを防止し、確実にカラーライン位置を検出すると同時にカラーラインの本数をカウントすることができる。

（３）カラーライン要素検出手段
カラーライン要素検出手段は、カラーライン位置検出手段により特定したカラーライン位置に基づいて検出ウインドウの位置とサイズを補正し、カラーライン検査用ウインドウとして各カラーラインに配置することにより、各カラーラインの色、途切れ、割れ、太さ等のカラーラインの要素を検出する。

カラーライン位置検出手段で正確に検出したカラーライン位置を基にしてカラーライン検査用ウインドウを各カラーラインに配置するため、精度良くカラーラインの色、途切れ、割れ、太さを検出することができる。

３．トレッドカラーライン検査の具体的な方法
以下、本実施の形態のトレッドカラーライン検査装置を用いたトレッドカラーライン検査につき、上記各検出手段に基づきより具体的に説明する。

（１）トレッドカラーライン検査のフロー
図４はトレッドカラーライン検査装置による検査の手順を示すフローチャートである。まず、トレッドセンター検出手段によってトレッドセンターを検出した後に、カラーライン位置検出手段によってトレッドセンターの位置を基準としてカラーライン位置を検出すると共に、カラーラインの本数をカウントする。次に、カラーライン要素検出手段によって各カラーラインの色、途切れ、割れ及び太さを順次検出する。なお、図４に示した例は１例であり、カラーラインの色、途切れ、割れ及び太さの検出の順序が異なっていてもよい。そして、検査の途中で異常が検出された場合には、警報手段（図１参照）により警報が発せられる。

（２）各検出手段による具体的な検査方法
イ．トレッドセンター検出手段による検査方法
図５はトレッドセンター検出手段による検査方法において画像処理装置に示される画像の一例である。図５に示すようにトレッドには通常センターライン１ａ（白）が付されており、センターライン１ａの位置を基準にして例えば黄色、青色、緑色、赤色のそれぞれのカラーラインＹ１（１）、Ｂ１（１）、Ｇ１（１）、Ｒ１（１）が付されている。しかし、センターラインが付されていない場合もあり、この場合にはセンターライン位置を検出することが必要となる。

このため、図５に示すように画像処理装置の画面の検出ウインドウＷをトレッドの両側のエッジを跨ぐ位置に配置し、トレッドＡの幅方向の両側のエッジ位置Ｅ１、Ｅ１’を検出する。具体的にはトレッドＡを搬送するコンベアのベルトの色（しみも含む）とそれ以外の色で２値化し、その濃度変化に基づいてエッジを検出する。その後、両側のエッジ位置Ｅ１、Ｅ１’の中間座標を求めてトレッドセンター位置とする。トレッドセンター検出手段は、このように両側のエッジの位置に基づいてトレッドセンター位置を決定するため、前記したセンターラインが付されていないトレッドの場合でもトレッドセンター位置を検出することができる。このようなトレッドセンター検出手段による検査は、トレッドの押出し作業中常時行われており、検出されたトレッドセンターに基づいてカラーライン位置が検出される。

ロ．カラーライン位置検出手段による検査方法
図６は、カラーライン位置検出手段による検査方法において画像処理装置に示される画像の一例である。前記トレッドセンター位置を基準として、図６のように画像処理装置の画面の検出ウインドウＷをトレッドセンターを挟んだ両側に配置し、色抽出はカラー濃淡により行い、具体的にはトレッドＡの色（黒）を最大濃度とするグレー画像に変換し、それぞれの検出ウインドウＷ内に位置する各カラーライン例えばＧ１（１）、Ｂ１（１）についての内側及び外側のエッジ位置Ｅ２、Ｅ３およびＥ２’、Ｅ３’を検出し、各カラーラインの両エッジ位置、Ｅ２とＥ３およびＥ２’とＥ３’の中間座標を各カラーラインＧ１（１）、Ｂ１（１）の位置として検出する。この時同時に、検出したカラーラインの本数をカウントする。なお、カラーライン位置検出による検査もトレッドの押出作業中常時行われる。

なお、各カラーライン位置をより確実に検出し、本数をカウントするため、カラーライン位置検出用ウインドウの領域は以下のように設定されることが好ましい。
ａ．ウインドウの領域はトレッドのエッジにかからない。
ｂ．ウインドウの領域は最も外側のカラーラインも含む。
ｃ．ウインドウの領域はスタンプ（サイズマーク）にかからない。

ハ．カラーライン要素検出手段による検査方法
カラーライン要素検出手段による検査はカラーライン位置検出手段でカラーラインが検出された位置を対象として行われる。図７は、カラーライン要素検出手段による検査方法において画像処理装置に示される画像の一例である。カラーライン要素検出手段は、図７のようにカラーライン位置検出手段により検出された検出されたカラーライン例えばＧ１（１）の位置に検査用ウインドウＷを配置して、カラーラインの要素、特にカラーラインの色、途切れ、割れ及び太さを以下のように検出する。

ａ．色検出
色検出は、まず、カラーラインの６色（赤、黄、青、緑、茶、白）の各々について、それぞれ色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、明度（Ｖ）の数値の範囲を２５６段階で決定する。その後、検出ウインドウＷが配置されたカラーラインにつき、上記６色の各色毎にカラー２値化することにより各色毎の面積を求め、検出ウインドウＷ内で最も占める面積の多い色をそのカラーラインの色と判断する。

ｂ．途切れ検出
途切れ検出は、カラー濃淡をトレッドＡの色（黒）を最大濃度とするグレー画像に変換し、カラーラインの色が塗布されていない部位ないし不鮮明な部位を検出する。具体的には、検出ウインドウを複数のセグメントに分け、セグメントを３画素毎に配置してカラーラインのエッジの有無を検出（途切れている場合エッジなし）し、途切れたセグメントが１０セグメント以上（約１０．７ｍｍ以上）の場合に途切れがあると判定する。

ｃ．割れ検出
図８はカラーライン要素検出手段による検査方法において画像処理装置に示される画像の他の例を示す図である。割れ検出は、カラー濃淡をトレッドＡの色（黒）を最大濃度とするグレー画像に変換し、図８（ａ）のように例えば同色のカラーラインＧ１（１）について複数（図示では２つ）の外側エッジ位置Ｅ４、Ｅ４’が検出されたときに割れがあると判定する。

ｄ．太さ検出
太さ検出は、カラー濃淡をトレッドＡの色（黒）を最大濃度とするグレー画像に変換し、図８（ｂ）のように１本のカラーラインＧ１（１）について外側エッジ位置Ｅ５及び内側エッジ位置Ｅ６を検出し、外側及び内側のエッジ位置Ｅ５、Ｅ６の間隔を太さとして算出する。

（３）サイズマークの回避
本実施の形態では誤検出を避け、より確実なカラーライン検査を行うため、サイズマークを回避してカラーライン検査を行う。

図９はサイズマーク５が付されたトレッドの表面の例を示す図である。（ａ）〜（ｅ）は、サイズマークがそれぞれセンターライン上、センターラインより上側でセンターライン寄り、センターラインより上側でサイド寄り、センターラインより下側でセンターライン寄り、センターラインより下側でサイド寄りに付されている例を示している。図９の各々に示すように、サイズマーク５はカラーライン１と重複しないように付されているが、従来のトレッドカラーライン検出装置の場合、検出ウインドウが固定されているため、サイズマークをカラーラインと認識し、カラーラインの途切れと誤検出する恐れがある。これに対して本実施の形態では、カラーライン位置検出手段において、図９の各々に示すように、サイズマークを回避してカラーライン位置検出用ウインドウＷを配置するため、前記のような誤検出を防ぐことができる。

（実施例、比較例）
１．トレッドカラーラインの検査方法
（１）実施例
前記実施の形態に記載した構成のトレッドカラーライン検査装置を用いて色、途切れ、位置、割れ、太さの各々の項目についてカラーラインが正常に付されているトレッド（ＯＫ品）とカラーラインが正常に付されていないトレッド（ＮＧ品）を対象としてそれぞれ１００回検査を行い検査の正否を評価した。

（２）比較例
トレッドセンター検出手段および検出ウインドウの補正機能を有しない従来のトレッドカラーラインの検査装置を用いて実施例と同じ方法で検査を行い、検査の正否を評価した。

２．評価結果
実施例および比較例の検査結果を併せて表１に示す。

表１に示したように、比較例の場合は色、途切れ、位置、割れ、太さの何れの項目についても誤検出が認められたのに対して、実施例の場合は誤検出が全く認められず、検査精度が優れていることが確認できた。

Ａ トレッド
Ｂ 照明器
Ｃ カメラ
Ｄ 画像処理装置
Ｅ 演算・判定器
Ｆ ホストコンピュータ
Ｇ タッチパネル
Ｈ 警報手段
１ カラーライン
Ｙ（１） 黄色のカラーライン
Ｂ（１） 青色のカラーライン
Ｇ（１） 緑色のカラーライン
Ｒ（１） 赤色のカラーライン
１ａ センターライン
２ トレッドセンター検出手段
３ カラーライン位置検出手段
４ カラーライン要素検出手段
Ｗ ウインドウ
Ｅ１、Ｅ１’ トレッドのエッジ
Ｅ２、Ｅ２’、Ｅ３、Ｅ３’、Ｅ４、Ｅ４’、Ｅ５、Ｅ６ カラーラインのエッジ

Claims (3)

1. トレッドに形成されたカラーラインを画像処置装置により検査するトレッドカラーライン検査装置であって、
   前記トレッドの幅方向の両側のエッジを検出し、トレッドセンター位置を検出するトレッドセンター検出手段と、
   検出された前記トレッドセンター位置を基準としてカラーラインを含む領域にカラーライン位置検出用ウインドウを配置し、各カラーラインの両側のエッジの中心座標をカラーライン位置として検出するカラーライン位置検出手段と、
   検出された前記各カラーライン位置にカラーライン検査用ウインドウを配置し、各カラーラインの要素を検出するカラーライン要素検出手段と
   を備えていることを特徴とするトレッドカラーライン検査装置。
2. 前記要素が、カラーラインの色、途切れ、割れ、太さであることを特徴とする請求項１に記載のトレッドカラーライン検査装置。
3. 前記カラーライン位置検出手段において、サイズマークが付された箇所を回避して前記カラーライン位置検出用ウインドウを配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトレッドカラーライン検査装置。

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