JP2013145206A

JP2013145206A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2013145206A
Application number: JP2012006376A
Authority: JP
Inventors: Sumitaka Funane; 純貴舟根
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2013-07-25
Also published as: WO2013108491A1

Abstract

【課題】エーペックスの接合部等のように、被測定物を垂直方向から撮影することがスペース上の問題から困難な場合であっても、垂直方向の画像をカメラで撮像することが可能になり、作業者の負担の軽減と検査精度の向上を図ることができる画像処理装置を提供すること。
【解決手段】被測定物をカメラで撮像し、撮像データに基づいて被測定物の良否判定を行う画像処理装置であって、被測定物とカメラとの間に、被測定物の鏡像を映すミラーを備えており、ミラーを被測定物の垂直方向に配置させて、鏡像をカメラで撮像する画像処理装置。また、ミラーを、待機位置から被測定物の鏡像を映すための検査位置まで進入させると共に、検査位置から待機位置まで退避させるアクチュエータを備えている画像処理装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、主として、空気入りタイヤの製造において、ビードの外周にエーペックスが貼付けられたエーペックス付ビードの検査を行うための画像処理装置に関する。

空気入りタイヤの製造においては、タイヤの構成部材であるリング状のビードの外周にエーペックスを貼付けるエーペックス貼付工程が採用されている。

このエーペックス貼付工程においては、フォーマーを備えたビードエーペックスジョイント装置およびビード投入装置が使用され、ビードをビード投入装置からフォーマーに受け渡し、このフォーマーにおいてビードの外周にエーペックスを巻き付け、エーペックスの先端部と後端部とを接合してエーペックス付ビードを形成する（例えば、特許文献１）。

そして、エーペックス付ビードは、エーペックスの接合部が検査された後、ストック装置に向けてフォーマーから蹴り出される。

かかる工程において、エーペックスの接合部を検査する場合、画像処理装置を採用し、画像処理装置のカメラをエーペックスの接合部の垂直方向（正面）に設置して検査することが考えられる。

しかし、ビードエーペックスジョイント装置は、フォーマーの周辺に種々の機構が備わっているため、エーペックスの接合部の垂直方向にカメラを設置するためのスペースを確保することができない。しかし、エーペックスの接合部の垂直方向から外れた位置にカメラを設置した場合、接合部を正確に検査することができない。

そこで、従来は、目視によりエーペックスの接合部の検査を行っていたが、作業者による検査負担が大きく、また、タイヤの品質向上のため、目視検査よりも高い検査精度が求められていた。

特開２００４−２０２９６０号公報

そこで、本発明は、上記のエーペックスの接合部等のように、被測定物を垂直方向から撮影することがスペース上の問題から困難な場合であっても、垂直方向の画像をカメラで撮像することが可能になり、作業者の負担の軽減と検査精度の向上を図ることができる画像処理装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
被測定物をカメラで撮像し、撮像データに基づいて前記被測定物の良否判定を行う画像処理装置であって、
前記被測定物と前記カメラとの間に、前記被測定物の鏡像を映すミラーを備えており、
前記ミラーを前記被測定物の垂直方向に配置させて、前記鏡像を前記カメラで撮像することを特徴とする画像処理装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記ミラーを、待機位置から前記被測定物の鏡像を映すための検査位置まで進入させると共に、前記検査位置から前記待機位置まで退避させるアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記被測定物が、エーペックスの接合部の検査時におけるエーペックス付ビードであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置である。

本発明においては、上記のエーペックスの接合部等のように、被測定物を垂直方向から撮影することがスペース上の問題から困難な場合であっても、垂直方向の画像をカメラで撮像することが可能になり、作業者の負担の軽減と検査精度の向上を図ることができる画像処理装置を提供することができる。

本発明の実施の形態の画像処理装置の画像センサーの概要を示す斜視図である。本発明の実施の形態の画像処理装置のカメラ位置を示す概念図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。本発明の実施の形態の画像処理装置のアクチュエータを示す概念図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。検査項目を説明する図である。

図１は、本実施の形態の画像処理装置の画像センサーの概要を示す斜視図である。図２は、本実施の形態の画像処理装置のカメラ位置を示す概念図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。図３は、本実施の形態の画像処理装置のアクチュエータを示す概念図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

１．画像処理装置
画像処理装置の説明の便宜上、まず、画像処理装置が配置されるビードエーペックスジョイント装置Ａについて説明する。

（１）ビードエーペックスジョイント装置の構成
図２に示すように、ビードエーペックスジョイント装置Ａは、ビードＡ１を保持して回転させるフォーマーＡ２と、圧着ローラＡ３と、エーペックスＡ４をビードＡ１まで搬送する図外の搬送機構とを備えており、ビードＡ１を、図外のビード投入装置からフォーマーＡ２に受け渡し、フォーマーＡ２においてビードＡ１の外周にエーペックスＡ４を巻き付け、圧着ローラＡ３によりエーペックスＡ４の先端部と後端部とを接合してエーペックス付ビードを形成する。

（２）画像処理装置の構成
画像処理装置は、ビードエーペックスジョイント装置Ａに配置されるものであって、画像センサーＢと、ミラー１６と、照射（発光）面が平板状のＬＥＤ照明等の照明器具１７、アクチュエータ（伸縮機構）１８とを備えている（図１、図２参照）。

図１に示すように、画像センサーＢは、カメラ１１、解析プログラムを内蔵したコントローラ１２、コンソール１３、ＤＣ２４Ｖ電源１４およびモニタ１５を備えている。

画像処理装置のアクチュエータ１８の本体部分およびカメラ１１は、配置スペースとの関係からビードエーペックスジョイント装置ＡのフォーマーＡ２の外側に配置されている。

図３に示すように、ミラー１６は、エーペックスＡ４の接合部Ｊ（図４参照）とカメラ１１との間に配置して、カメラ１１の光軸に対して４５°傾斜して配置されることにより、ミラー１６に映ったエーペックスＡ４の接合部Ｊの鏡像をカメラ１１が撮像できるようになっている。

アクチュエータ１８は、ミラー１６を、待機位置（フォーマーＡ２の外側）からエーペックスＡ４の接合部Ｊの鏡像を映すための検査位置まで進入させると共に、検査位置から待機位置まで退避させる装置である。

図３に示すように、アクチュエータ１８は、先端にミラー１６が取り付けられたミラー支持体２０と、ミラー支持体２０のガイド機構部２１と、ミラー支持体２０を往復動させるエアシリンダー２２とを備えている。アクチュエータ１８のガイド機構部２１は保持部２３に固定されており、この保持部２３にはカメラ１１も取り付けられている。図３中の１７Ａは照明器具１７の支持体であって、保持部２３に取り付けられている。

そして、アクチュエータ１８によりミラー１６をエーペックスＡ４の接合部Ｊの正面から所定の距離だけ離れた位置（接合部Ｊの垂直方向の位置）まで進入させて接合部Ｊの鏡像を映して、カメラで撮影した後、この位置からフォーマーＡ２の外側まで退避させる（図２（ｂ）参照）。

そして、照明器具１７により、エーペックスＡ４の接合部Ｊに背後から光を照射し、エーペックスＡ４の接合部Ｊの鏡像をミラー１６に映すことにより、カメラ１１でエーペックスＡ４の接合部Ｊを撮像する。

２．画像処理装置の動作
次に、エーペックス貼付工程における画像処理装置の動作について説明する。

（１）前記した通り、エーペックス貼付工程においては、ビードエーペックスジョイント装置Ａが使用され、ビードＡ１をビード投入装置からフォーマーＡ２に受け渡してこのフォーマーＡ２にビードＡ１をセットする。

（２）次に、フォーマーＡ２においてビードＡ１の外周にエーペックスＡ４を巻き付け、エーペックスＡ４の先端部と後端部とを圧着ローラＡ３で接合してエーペックス付ビードを形成する。

この（１）、（２）においては、ビードＡ１のフォーマーＡ２への受け渡しや、エーペックス付ビードのフォーマーＡ２から蹴り出しなどに伴うミラー１６とビードＡ１との干渉を避けるために、画像処理装置のミラー１６は退避位置に退避している。

（３）次に、アクチュエータ１８を伸長させることにより、画像処理装置のミラー１６を検査位置（接合部Ｊの垂直方向の位置）まで進入させる。これにより、エーペックスＡ４の接合部Ｊの画像が、ミラー１６を介してカメラ１１で撮像されて接合部Ｊの検査が行われる。なお、検査時には照明器具１７を発光させる。

（４）検査完了後は、アクチュエータ１８を収縮させることにより、ミラー１６をフォーマーＡ２の周辺に退避させた後、エーペックス付ビードを、図外のストック装置に向けてフォーマーＡ２から蹴り出す。

なお、適正な検査位置については、検査対象によっても異なるため、検査対象に応じて適宜、適正な位置に設定される。

３．本実施の形態の効果
（１）エーペックス付ビードのエーペックスＡ４の接合部Ｊの垂直方向には、カメラ１１と比べてスペースを余り必要としないミラー１６を配置するため、フォーマーＡ２の周辺などに種々の機構が備わっていることによりスペース上の制約を受ける場合であっても、エーペックスＡ４の接合部Ｊの垂直方向からの高精度の画像を取得することができる。

（２）また、検査時にのみ、ミラー１６を待機位置から検査位置まで移動させるため、ビードＡ１のフォーマーＡ２への受け渡しや、エーペックス付ビードのフォーマーＡ２から蹴り出しなどに伴うミラー１６とビードＡ１との干渉の問題を解決することができる。

（３）この結果、エーペックス貼付工程において、画像処理装置によるエーペックスＡ４の接合部Ｊの検査が可能になるため、作業者の負担の軽減と検査精度の向上を図ることができる。

（４）本実施の形態の画像処理装置の検査対象は、上記のエーペックスには限られず、被測定物を垂直方向から撮影することがスペース上の問題から困難な場合に広く適用できる。

１．本実施例においては、ホットフィット設備に、上記した本実施の形態の画像処理装置を用いて、１本のビードにエーペックスを巻き付け、エーペックスの先端部と後端部を接合してエーペックス付ビードを形成し、エーペックスの接合部の状況について、カメラ撮影により検査した結果と、検査後に一本一本目視で確認した接合部の状況を比較して、本実施の形態の画像処理装置の信頼性について調査した。

画像処理装置のミラー１６としては、ステンレス板を鏡面仕上げしたものを採用し、画像センサーＢは、キーエンス製のＣＶ３０００、カメラ１１はキーエンス製のＣＶ０３５をそれぞれ用い、照明器具１７は、日進電子工業製ＬＴＵ−９０９０を用いた。

２．検査項目
検査は、図４に示すように、エーペックスＡ４の接合部Ｊの「オープン」（図４（ａ））、「スタガ」（図４（ｂ））、「つぶれ」（図４（ｃ））、「Ｊ／浮き」（図４（ｄ））について行った。

（１）「オープン」、「つぶれ」の検査については、エーペックスＡ４の接合部Ｊのエーペックス付ビードの外寸の最小幅がスペック値よりも５ｍｍ以上短いときは、接合部Ｊは「オープン」または「つぶれ」と判定して不良品とした。

（２）「スタガ」検査については、エーペックスＡ４の接合部Ｊ外側の段差量が３ｍｍ以上のときは、接合部Ｊの重なりに異常があると判定して不良品とした。

（３）「Ｊ／浮き」検査については、エーペックスＡ４の接合部Ｊのエーペックス付ビードの内寸の最小幅がスペック値よりも５ｍｍ以上短いときは、接合部Ｊは「Ｊ／浮き」と判定して不良品とした。

３．試験結果
「オープン」、「スタガ」、「つぶれ」、「Ｊ／浮き」共に実際の接合部の状況と、本実施の形態の画像処理装置を用いて検査を行った結果は一致しており、信頼性の高い検査ができることが確認できた。

以上、実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一及び均等の範囲内において、上記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。

１１カメラ
１２コントローラ
１３コンソール
１４電源
１５モニタ
１６ミラー
１７照明器具
１７Ａ照明器具の支持体
１８アクチュエータ
２０ミラー支持体
２１ガイド機構部
２２エアシリンダー
２３保持部
Ａビードエーペックスジョイント装置
Ａ１ビード
Ａ２フォーマー
Ａ３圧着ローラ
Ａ４エーペックス
Ｂ画像センサー
Ｊエーペックスの接合部

Claims

被測定物をカメラで撮像し、撮像データに基づいて前記被測定物の良否判定を行う画像処理装置であって、
前記被測定物と前記カメラとの間に、前記被測定物の鏡像を映すミラーを備えており、
前記ミラーを前記被測定物の垂直方向に配置させて、前記鏡像を前記カメラで撮像する
ことを特徴とする画像処理装置。
前記ミラーを、待機位置から前記被測定物の鏡像を映すための検査位置まで進入させると共に、前記検査位置から前記待機位置まで退避させるアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記被測定物が、エーペックスの接合部の検査時におけるエーペックス付ビードであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。