JP2011127899A - タイヤトレッドの識別線検査方法及びその検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】識別線の検査に関する精度及び効率に優れる検査方法と、検査装置との提供。
【解決手段】このタイヤ用トレッド識別線２８の検査方法は、カメラ２０から得られた画像データから、ゴムシート１６の左右端位置を検出する。この左右端位置からゴムシート１６のセンター位置を算出する。このセンター位置を基準にして識別線の位置を検出する画像データの検出領域が設定される。この検出領域で識別線の位置を検出する。この検出された識別線の位置に基づき画像データの検査領域が設定される。この検査領域で識別線の検査をする。この検査装置１２は、この検査方法を実行するための、搬送部１８と、カメラ２０と、画像処理部２２と、記録部２４と、演算部２６とを含む。この演算部２６は、前述の検査方法により、画像データの識別線を検査する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トレッド表面に表示されるタイヤ識別線の検査方法及びそれに用いる検査装置に関する。

タイヤのトレッド表面に、識別線が表示されることがある。この識別線は、タイヤのトレッド表面を周方向に一周している。この識別線の位置、色及び本数からタイヤの種類が識別され得る。

自動車の製造ラインでは、組み付けられるタイヤの種類が多い。このトレッド表面に表示された識別線は、タイヤの種類の識別を容易にしている。自動車の製造ラインにおいて、タイヤの組み付け作業の効率化に寄与している。この識別線により、タイヤの種類が一目で識別できる。自動車の製造ラインでは、この識別線により、タイヤの誤組み付けの抑制され、誤組み付けの検査作業が軽減される。

トレッドの材料となるゴムから押出成型機によりゴムシートが成型される。このゴムシートは、長尺の帯状に押し出される。このゴムシートに識別線が表示される。このゴムシートが冷却される。ゴムシートは、タイヤのトレッド長の長さ単位に切断さる。この長さ単位に切断されて得られたトレッドゴムがその外周面に巻き付けられてグリーンタイヤが得られる。このグリーンタイヤが、加硫されてタイヤが得られる。

従来から、このゴムシートの冷却後に、切断に先立ち、識別線が検査されていた。ここで、識別線の途切れなど表示不良が検出される。切断される際に、所定の長さにゴムシートが切断されると共に、識別線の表示不良品を除去する。こうして、良好な識別線を備えたトレッドゴムが巻き付けられて、タイヤが得られている。このタイヤのトレッド面には、識別線が表示されている。

特開２００９−１１５７１５号公報 特開平４−３６６６３８号公報

この識別線の検査には、カメラで撮影された画像が用いられる。この画像から、識別線の位置が検出される。この識別線の位置は、ゴムシートの左右端からの巾方向位置として測定される。搬送されているゴムシートは、押出成型機に対して蛇行する。ゴムシートの左右端を基準にした識別線の位置検出は、難しい。識別線の巾方向位置の検出精度が低い。

本発明の目的は、識別線の検査に関する精度及び効率に優れる検査方法と、その検査装置との提供にある。

本発明に係るタイヤ用トレッド識別線の検査方法は、
カメラ撮影されて得られた画像データからトレッド用ゴムシートの左右端位置を検出するステップと、
このゴムシートの左右端位置からゴムシートのセンター位置を算出するステップと、
このセンター位置を基準にして画像データの中に検出領域が設定されるステップと、
この検出領域で識別線の巾方向位置を検出するステップと、
この検出された識別線の巾方向位置に基づき画像データの中に検査領域が設定されるステップと、
この検査領域で識別線の検査をするステップとを含む。

好ましくは、上記ゴムシートの左右端位置を検出するステップでは、ゴムシートの裏側から照明があてられて、ゴムシートの表側がカメラ撮影されている。この裏側から照明があてられて得られた画像データに基づいて、ゴムシートの左右端位置の検出がなされている。

好ましくは、上記ゴムシートの左右端位置を検出するステップでは、このゴムシートの左端位置として、ゴムシートの左端より外側からトレッドのセンターに向かって明暗の変化点が検出されている。このゴムシートの右端位置として、ゴムシートの右端より外側からトレッドのセンターに向かって明暗の変化点が検出されている。

好ましくは、上記識別線の検査をするステップでは、検査領域で識別線の延びる方向に複数の検出窓が並べられて設定されている。その複数の検出窓における識別線の検出に基づき、識別線の表示不良が検出されている。

好ましくは、上記識別線の検査をするステップでは、検査領域で識別線上に位置する検出窓を設定されている。この検査窓は、複数のカメラの画素の集合領域として設定されている。その検出窓で色相、彩度及び明度が測定されている。予め設定された所定の色の色相、彩度及び明度の範囲データと対比して、その画素が属する色が判定されている。所定の色ごとに属する画素数が、集計されている。最も画素数が多い所定の色が決定されている。識別線の色は、この画素数の最も多い所定の色と判定されている。

本発明に係るタイヤ用トレッド識別線の検査装置は、
上記ゴムシートの表面に識別線が表示されたゴムシートを搬送する搬送部と、このトレッドの表面を撮影するカメラと、このカメラ撮影された画像を画像データに変換する画像処理部と、この画像データを記録する記録部と、この記録部に記録された画像データに基づき、ゴムシートの左右端位置を検出し、このゴムシートの左右端位置からゴムシートのセンター位置を算出し、このセンター位置を基準にして識別線の位置を検出する画像データの検出領域を設定し、この検出領域で識別線の位置を検出し、この検出された識別線の巾方向位置に基づき識別線を検査する画像データの検査領域を設定する演算部とを備えている。

本発明に係る識別線の検査方法では、識別線の位置の誤検出が抑制されている。識別線の検査時間が短縮されている。本発明に係る識別線の検査装置を用いることで、識別線の誤検出が抑制されて、検査時間が短縮され得る。

図１は、タイヤ用のトレッドの製造ラインが示された説明図である。 図２は、図１の製造ラインの一部が示された鳥瞰図である。 図３は、図１の製造ラインの一部が示された正面図である。 図４は、図１の製造ラインで撮影された画像が示された説明図である。 図５は、図４の矢印Vで示された部分拡大図である。 図６は、図４の矢印VIで示された部分拡大図である。 図７は、図４の矢印VIIで示された部分拡大図である。 図８は、図４の矢印VIIIで示された部分拡大図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に示されるように、製造ライン２は、押出成型機４、冷却装置６、切断装置としてのカッター８、印字装置１０及び検査装置１２を備えている。この製造ライン２では、タイヤのトレッドに用いられるトレッドゴム１４が製造されている。このトレッドゴム１４の材料が押出成型機４で押し出されて帯状のゴムシート１６が得られている。このゴムシート１６は、長尺の帯状の形態を備えている。このゴムシート１６が、冷却装置６で水等の冷媒により冷却されている。冷却後に、ゴムシート１６は、カッター８で所定の長さに切断されている。この切断されたものがトレッドゴム１４である。図示されないが、このトレッドゴム１４が外周に巻かれた状態で加硫されてタイヤが得られる。このトレッドゴム１４は、加硫されてタイヤのトレッドを構成する。

この検査装置１２は、搬送部としてローラコンベア１８、カメラ２０、画像処理部２２、入力部としてのキーボード２３、記録部２４及び演算部２６を備えている。ゴムシート１６は、図示しない搬送装置及び検査装置１２のローラコンベア１８により搬送されている。この搬送されているゴムシート１６の表面に、印字装置１０が印字している。これにより、ゴムシート１６の表面に、識別線２８が表示されている。

図２及び図３に示されるように、検査装置１２は、照明３０、３２及び３４を備えている。図３の左から右に向かって、ゴムシート１６は移動させられている。この製造ライン２では、図３の左向きが進行方向後方であり、右側が進行方向前方である。図３の紙面に垂直な方向で、紙面の奥向きが左向きであり、紙面手前向きが右向きである。照明３０は、ゴムシート１６の進行方向前方から照らしている。照明３２は、ゴムシート１６の進行方向後方から照らしている。照明３４は、ゴムシート１６の裏側から照らしている。

この状態で、カメラ２０により、ゴムシート１６の表側表面が撮影されている。この検査装置１２では、カメラ２０はＣＣＤカメラである。撮影された画像は、画像処理部２２によりアナログデータからデジタルデータに変換される。撮影された画像は、画像データに変換される。この変換された画像データでは、撮影された画像が画素単位にデジタルデータに変換される。この画像データは、記録部２４に記録される。

記録部２４は、ゴムシートの種類毎に、検出領域の数と位置との情報が記録されている。図１の検査装置１２には、このゴムシート１６を特定する情報がキーボード２３から入力されている。このゴムシート１６に対応する、検出領域の数と位置との情報が記録部２４から呼び出される。図４に示すように、検出領域Ａ及びＢが設定される。

図４に示されるように、この画像データに、ゴムシート１６の端部を含む検出領域Ａ及びＢが設定されている。検出領域Ａは、ゴムシート１６の左端を含む領域である。検出領域Ｂは、ゴムシート１６の右端を含む領域である。この検出領域Ａは、検査装置１２が検査するゴムシート１６の左端が含まれる様に設定されている。同様に、検出領域Ｂは、検査するゴムシート１６の右端が含まれる様に設定されている。

図５は、図４の矢印Ｖで示される部分の拡大図である。図１に示された演算部２６は、この検出領域Ａに位置する画像データを記録部２４から取り出す。演算部２６は、第一閾値を記録部２４から取り出す。この第一閾値は、画像データが第一閾値以下となった位置を明暗の変化点と判定するための値である。この検出領域Ａにおいて、ゴムシート１６の左端より外側からセンターに向かって順番に画像データと第一閾値とが比較される。ゴムシート１６の左端では、照明３４の明かりがゴムシート１６により遮られている。ゴムシート１６の左端で、画像データは、明から暗に変化する。こうして、この第一閾値以下の位置が検出される。第一閾値以下の位置が、明暗の変化点の位置として検出される。この位置がゴムシート１６の左端の位置に決定される。図示されないが、この検出領域Ｂでは、ゴムシート１６の右端より外側からセンターに向かって順番に第一閾値と比較される。その他は、ゴムシート１６の左端の位置の決定方法と同様にして、ゴムシート１６の右端の位置が決定される。この様にして、ゴムシート１６の左右端位置が検出される（ＳＴＥＰ１）。

この左右端位置の中間点に位置する線が、記録部２４に記録された画像データ上に算出される。この線がゴムシート１６のセンターＬである。このセンターＬのゴムシート１６の巾方向の位置が算出される。この様にして、ゴムシート１６の左右端位置からセンターＬの位置が算出される（ＳＴＥＰ２）。

演算部２６は、このセンターＬの位置を基準にして、識別線２８ａを検出する検出領域Ｃを設定する。同様にして、演算部２６は、識別線２８ｂを検出する検出領域Ｄを設定する。演算部２６は、識別線２８ｃを検出する検出領域Ｅを設定する。この様にして、ゴムシート１６のセンターＬの位置を基準にして、識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃの巾方向位置を検出する画像データ上に検出領域Ｃ、Ｄ及びＥが設定されている（ＳＴＥＰ３）。

図６にはこの検出領域Ｃ、Ｄ及びＥが示されている。演算部２６は、第二閾値を記録部２４から取り出す。この第二閾値は、画像データが第二閾値以上となった位置を明暗の変化点と判定するための値である。この検出領域Ｃで、ゴムシート１６の左端側から、センターＬに向かって、順番に画像データと第二閾値とが比較される。ゴムシート１６の表面は黒い。識別線の境界では、画像データは、暗から明に変化する。画像データが第二閾値以上となる位置が検出される。こうして、画像データの変化点が検出される。この変化点が、識別線２８ａの巾方向位置として検出される。

次に、演算部２６は、第二閾値と同様に、第三閾値を記録部２４から取り出す。検出領域Ｄで、識別線２８ａ側から、センターＬに向かって、順番に画像データと第三閾値とが比較される。こうして、画像データの変化点が検出される。この変化点が、識別線２８ｂの巾方向位置として検出される。更に、演算部２６は、第四閾値を記録部２４から取り出す。検出領域Ｅで、ゴムシート１６の右端側から、センターＬに向かって、順番に画像データと第四閾値とが比較される。こうして、画像データの変化点が検出される。この変化点が、識別線２８ｃの巾方向位置として検出される（ＳＴＥＰ４）。

図７に示されるように、位置検出された識別線２８ａの延びる方向に検査領域Ｆが設定されている。この検査領域Ｆは、複数の検出窓Ｆ１からＦ１９が設定されている。この複数の検出窓Ｆ１からＦ１９は、識別線２８ａの長手方向に連続して並べられている。ここでは、複数の検出窓Ｆ１からＦ１９は、ゴムシート１６のセンターＬに平行に並べられている。この検出窓Ｆ１からＦ１９それぞれに対応する画像データで、識別線２８ａの検出がされる。この検出窓Ｆ１からＦ１９のうち、連続して所定の数の検出窓で識別線２８ａが検出されないときに、演算部２６は、識別線２８ａの途切れと判定する。ここでは、この識別線２８ａと同様にして、識別線２８ｂ及び２８ｃについてもその位置が検出され、途切れの有無が判定される（ＳＴＥＰ５）。

演算部２６が途切れと判定すると、図１のスパイク３６に信号が出力される。この信号により、スパイク３６は、ゴムシート１６に打痕３８を付ける。このゴムシート１６がカッター８に切断された後、打痕３８が付けられたトレッドゴム１４が廃棄される。この打痕３８の有無は、図示されない他のカメラにより撮影された画像データを基に判定されている。

この検出方法では、ゴムシート１６の左右端は、明から暗への変化点として検出されている。識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃの境界は、暗から明への変化点として検出されている。これにより、ゴムシート１６の左右端と、識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃとが互いに誤検出されることが抑制されている。

この検出方法では、識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃが位置検出されている。その後、識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃの検査領域が設定されている。この検査方法では、画像データのうちで、識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃの検査領域が狭い領域に限定され得る。この検査方法では、短時間で識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃの検査をし得る。

この検査方法では、ゴムシート１６の巾方向両端からトレッドのセンターＬを算出している。そのトレッドのセンターＬを基準に、識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃの位置を算出している。ゴムシート１６の端部は凸凹しているので、巾方向端部の位置の検出誤差が大きい。この検査装置１２では、一対の巾方向端部からトレッドのセンターＬを算出して、基準として用いることで、従来より、識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃの位置の算出精度が向上している。ゴムシートの蛇行の影響が抑制されている。

この識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃの検出順番は、少なくとも、識別線２８ａ又は２８ｃのいずれかから検出される。この識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃの検査順番によれば、隣り合う他の識別線又は左右端であって、既に位置検出がされている他の識別線又は左右端側から検出対象である識別線に近付いていく向きに、検査対象が検出されている。これにより、検出対象である識別線が、他の識別線又は左右端として誤検出されることが抑制されている。

この検出方法では、トレッドのセンターＬを基準にして、検出領域、検査領域及び窓を設定することにより、誤検出を抑制しつつ、短時間で識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃを検査し得る。更に、識別線の位置の検知が、既知のトレッド端位置又は他の既知の識別線の位置の側から検知される。これにより、識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃの位置を誤検知することが更に抑制され得る。この誤検知が抑制されることにより、検出領域を小さく設定できるので、検査時間が短縮され得る。

ここでは、図１に示されるように、検出領域ＡからＥ及び検査領域ＦからＨが、重なり合わないように設定されているが、互いに重なり合う領域として設定されてもよい。ここでは、３本の識別線２８ａ、２８ｂ及び２８ｃを有するゴムシート１６について説明がされたが、識別線の本数は１本以上何本であってもよい。

図７では、検査窓Ｆ１からＦ１９の１９個の検査窓が並べられたが、この検査窓の数は複数であれば、いくつでもよい。検査窓がより細かく区分けされることにより、より短い途切れも検知し得る。この検査窓Ｆ１からＦ１９の巾を狭い範囲に設定することで、解析される画像の範囲を小さくできる。検査窓Ｆ１からＦ１９の巾を狭くすることで、より短時間で画像の解析が可能となる。この検査方法によれば、比較的に限られた性能の演算部２６でも、識別線の全長に亘る検査が容易である。

この検査方法では、表示不良品の選別として、スパイク３６を使用しているが、他の選別方法が用いられてもよい。例えば、演算部２６が表示不良検出をした後に、カッター８で切断されるまでの所定時間が計測される。この所定時間の経過時に、カッター８で切断されたトレッドゴム１４が破棄されてもよい。また、ここでは、識別線の途切れの表示不良について説明がされたが、識別線の線の太さ、識別線の本数、位置など他の表示不良も検査し得る。

図８は、本発明に係る他の検査方法に関する概念図である。ここでは、前述の一の検査方法と異なる構成が説明される。同様な構成は、その説明が省略される。この検査方法は、前述の一の検査方法と同様に、ステップ１から４を備えている。

この検査装置１２では、記録部２４は、ゴムシートの種類毎に、識別線の本数及び各識別線の色を記録している。記録部２４には、予め所定の色の色相、彩度及び明度の範囲データが記録されている。検査装置１２には、ゴムシート１６を特定する情報がキーボード２３から入力されている。表１には、この記録部２４に記録されている識別線の色が示されている。識別線の色として赤、黄、緑、白、茶及び青が記録されている。各色の色相、彩度及び明度の範囲データとが記録されている。範囲データは、０００から２５５までの２５６段階から範囲を特定されている。

図８に示されるように、位置検出された識別線２８ａに検出窓Ｊが設定される。この検出窓Ｊに位置する画像データは、複数の画素の集合からなっている。この検出窓Ｊで、色相、彩度及び明度が測定される。この測定データは、画素毎に測定されている。演算部２６は、表１に示された範囲データと対比して、その画素が属する色を判定する。各色に属する画素数が集計されて記録部２４に記録される。この集計された画素数が表１に記載されている。最も画素数が多い色が決定される。演算部２６で、識別線２８ａの色がこの画素数の最も多い色と判定されている。ここでは、２０００画素が赤と判定されている。この識別線２８ａは赤色と判定されている（ＳＴＥＰ５）。

各色を判定する範囲データには、重複範囲が含まれている。表１では、例えば、色相の範囲データが６０から６５の範囲は、黄色と緑とに重複している。測定データがこの重複する範囲データに属する画素は、黄色と緑と重複して集計される。この色の判定方法では、一つの画素の色が２種類の色の画素数に集計されることがある。この２種類の色に集計された画素のデータを含めて、各色の画素数の集計がされている。検査窓Ｊの画素数は、表１の各色の画素数の集計の合計に必ずしも一致しない。この様にして最も画素数が多い色が決定されている。この判定方法では、画素が属する色を重複して判定される範囲を設定して、画素数が最も多い色が集計されることにより、色の判定が容易にされている。

同様にして、識別線２８ｂ及び２８ｃについても、識別線の色が判定される。この色の判定で、色違いが検出されたときは、演算部２６が、信号を出力する。この信号により、製造ライン２が停止される。

この検出窓Ｊの領域に、識別線２８ａに割れ、かすれ、巾変動等が含まれる場合がある。ここで、割れとは、一本の識別線が、識別線の長手方向に沿って二本以上に割れて表示されている状態をいう。この検査方法では、最も画素数が多い色が識別線２８ａの色と判定されるので、識別線の色の判定において、識別線に割れ、かすれ、巾変動等の影響を抑制できる。例えば、検出窓Ｊの全画素の平均色を用いて判定する方法がある。この方法では、識別線に割れ、かすれ、巾変動等があると、その全画素の平均色が変動する。この方法では、全画素の平均色は、識別線に割れ、かすれ、巾変動等に影響され易い。また、光の加減で平均色は、変動しやすい。この様に、この検査装置１２による色の検出は、平均色を用いる方法に比べて誤検出が抑制されている。

２・・・製造ライン
４・・・押出成型機
６・・・冷却装置
８・・・カッター
１０・・・印字装置
１２・・・検査装置
１４・・・トレッドゴム
１６・・・ゴムシート
１８・・・ローラコンベア
２０・・・カメラ
２２・・・画像処理部
２３・・・キーボード
２４・・・記録部
２６・・・演算部
２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）・・・識別線
３０、３２、３４・・・照明
３６・・・スパイク
３８・・・打痕

Claims (6)

1. カメラ撮影されて得られた画像データからトレッド用ゴムシートの左右端位置を検出するステップと、
   このゴムシートの左右端位置からゴムシートのセンター位置を算出するステップと、
   このセンター位置を基準にして画像データの中に検出領域が設定されるステップと、
   この検出領域で識別線の巾方向位置を検出するステップと、
   この検出された識別線の巾方向位置に基づき画像データの中に検査領域が設定されるステップと、
   この検査領域で識別線の検査をするステップと
   を含むタイヤ用トレッド識別線の検査方法。
2. 上記ゴムシートの左右端位置を検出するステップでは、ゴムシートの裏側から照明があてられてゴムシートの表側がカメラ撮影されており、この裏側から照明があてられて得られた上記画像データに基づいてゴムシートの左右端位置の検出がなされている請求項１に記載の検査方法。
3. 上記ゴムシートの左右端位置を検出するステップでは、
   このゴムシートの左端位置としてゴムシートの左端より外側からトレッドのセンターに向かって明暗の変化点が検出されており、
   このゴムシートの右端位置としてゴムシートの右端より外側からトレッドのセンターに向かって明暗の変化点が検出されている請求項１又は２に記載の検査方法。
4. 上記識別線の検査をするステップでは、検査領域で識別線の延びる方向に複数の検出窓が並べられて設定され、その複数の検出窓における識別線の検出に基づき、識別線の表示不良が検出されている請求項１から３のいずれかに記載の検査方法
5. 上記識別線の検査をするステップでは、検査領域で識別線上に位置する検出窓を設定し、この検査窓が複数のカメラの画素の集合領域として設定されており、その検出窓で色相、彩度及び明度が測定され、予め設定された所定の色の色相、彩度及び明度の範囲データと対比してその画素が属する色が判定されて、所定の色ごとに属する画素数が集計され、最も画素数が多い所定の色が決定され、識別線の色がこの画素数の最も多い所定の色と判定されている請求項１から３のいずれかに記載の検査方法
6. 上記ゴムシートの表面に識別線が表示されたゴムシートを搬送する搬送部と、
   このトレッドの表面を撮影するカメラと、
   このカメラ撮影された画像を画像データに変換する画像処理部と、
   この画像データを記録する記録部と、
   この記録部に記録された画像データに基づき、ゴムシートの左右端位置を検出し、このゴムシートの左右端位置からゴムシートのセンター位置を算出し、このセンター位置を基準にして識別線の位置を検出する画像データの検出領域を設定し、この検出領域で識別線の位置を検出し、この検出された識別線の巾方向位置に基づき識別線を検査する画像データの検査領域を設定する演算部と
   を備えているタイヤ用トレッド識別線の検査装置。

Images