JP2017167040A - 異物の検出方法、異物の検出装置、エラストマーの製造方法およびエラストマーの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴムなどのエラストマーをブロックやシートに成形する前に、異物の検出を行うことができる異物の検出方法と異物の検出装置を提供することである。【解決手段】落下しているクラム１０の側方で、落下するクラム１０のばらつき厚み方向にずらして配置された複数の基準板６０，６２，６４に照射された照明光の反射光を比較する。比較された反射光の明るさが略均一になるように、照明光を調節する。照明光が照射された落下途中のクラム１０を撮像し、撮像されたクラム１０から異物１２を検出する。【選択図】図２

Description

本発明は、異物の検出方法、異物の検出装置、エラストマーの製造方法およびエラストマーの製造装置に関する。

ゴムなどのエラストマーの製造過程においては、異物の検出が行われているが、異物の検出は、ブロックまたはシートに成形した後に行われることが多い。たとえば特許文献１では、ゴムをシート状に成形した後に、異物の検出を行っている。

特開平０９−１７４６５４号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その第１の目的は、ゴムなどのエラストマーをブロックやシートに成形する前に、異物の検出を行うことができる異物の検出方法と異物の検出装置を提供することである。また、本発明の第２の目的は、エラストマーの製造過程において、効率よく異物を取り除くことができるエラストマーの製造方法と製造装置を提供することである。

上記第１の目的を達成するために、本発明に係る異物の検出方法は、
エラストマーを製造する過程で生じるクラムに異物が含まれているかを検出する方法であって、
前記クラムを落下させる工程と、
落下している前記クラムに照明光を照射する工程と、
落下している前記クラムの側方で、落下する前記クラムのばらつき厚み方向にずらして配置された複数の基準部材に照射された前記照明光の反射光を比較する工程と、
比較された前記反射光の明るさが略均一になるように、前記照明光を調節する工程と、
前記照明光が照射された落下途中の前記クラムを撮像する工程と、
撮像された前記クラムから異物を検出する工程と、を有する。

本発明に係る異物の検出方法では、クラムを落下させる途中で、異物を検出する。ゴムなどのエラストマーの製造過程では、ブロックまたはシートなどの所定形状に成形される前の段階で、乾燥前、乾燥途中または乾燥後のクラムを落下させて、他の搬送装置や他の装置や貯蔵具に移したりする工程が必要になる。そこで、そのような工程の途中で、クラム中の異物を検出すれば、工程を増やさずに、異物の検出が可能になる。

また、本発明では、落下するクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された複数の基準部材に照射された照明光の反射光を比較し、比較された反射光の明るさが略均一になるように、照明光を調節する。そのため、落下するクラムが、落下する方向と略垂直な厚み方向にばらついたとしても、そのばらついたクラムへの照明光の反射光は、落下するクラムのばらつき厚み方向で均一になる。そのため、照明光が照射された落下途中のクラムを撮像し、それを画像処理することなどで、落下するクラムの中で、異物の検出精度が向上する。

従来の方法では、落下するクラムが、落下する方向と略垂直な厚み方向にばらついた場合に、厚み方向の手前側と、厚み方向の奥側では、照明光による反射光の明るさにバラツキが生じていた。このため、特に照明が暗い側で、異物でないものを異物と判断するおそれが高かった。

本発明の方法では、ばらついたクラムへの照明光の反射光は、落下するクラムのばらつき厚み方向で均一になるように照明光が調整されるため、落下するクラムの中で、異物の検出精度が向上する。

なお、照明光の調整は、検出前の段階で、人手により調整しても良いし、制御手段により自動調整することも可能である。制御手段により自動調整する場合には、検出前の段階に限らず、検出中に、自動で調節することも可能である。

好ましくは、撮像された前記クラムの色または明るさから、異物を検出する。異物は、正常なクラムに対して、色が異なることが多いので、撮像されたクラムの色または明るさの違いから、正確に異物を検出することができる。

撮像された前記クラムのＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号の少なくともいずれかの信号の強さから、異物を検出してもよい。Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の全てから総合的に判断しても良いし、いずれか１つの信号で判断しても良い。ゴムなどのエラストマーの場合には、特に、Ｂ信号において、異物と正常なクラムとの間の信号強度に差異が大きく、判別しやすい傾向にある。

上記第２の目的を達成するために、本発明のエラストマーの製造方法は、上記に記載の異物の検出方法で検出された異物を除去する工程を有する。本発明のエラストマーの製造方法によれば、エラストマーの製造過程で生じるクラムに異物が含まれているか否かを、工程を増大させることなく、クラムを落下させる途中で、高精度で検出することができる。したがって、本発明では、異物が含まれていないクラムを用いて良質なエラストマー成形体を製造することができる。

好ましくは、異物が検出された直後のタイミングで、落下途中の前記クラムを、異物と共に除去する。たとえば異物が検出された直後のタイミングで、異物が含まれている落下途中のクラムに空気圧を加えて吹き飛ばして、落下途中のクラムを、異物と共に除去することができる。あるいは、異物が検出された直後のタイミングで、異物が含まれている落下途中のクラムに排除板などを当てて、落下途中のクラムを、異物と共に除去することができる。あるいは、異物が検出された直後のタイミングで、落下したクラムを収容する正規収容手段を、排除用収容手段に切り替えて、落下後のクラムを、異物と共に除去することができる。

上記第１の目的を達成するために、本発明の異物の検出装置は、
エラストマーを製造する過程で生じるクラムに異物が含まれているかを検出する検出装置であって、
前記クラムを落下させる落下手段と、
落下している前記クラムに照明光を照射する照明手段と、
落下している前記クラムの側方で、落下する前記クラムのばらつき厚み方向にずらして配置される複数の基準部材と、
複数の前記基準部材に照射された前記照明光の反射光を撮像する第１撮像手段と、
前記照明光が照射された落下途中の前記クラムを撮像する第２撮像手段と、
撮像された前記クラムから異物を検出する検出手段と、を有する。

本発明に係る異物の検出装置では、クラムを落下させる途中で、異物を検出する。ゴムなどのエラストマーの製造過程では、ブロックまたはシートなどの所定形状に成形される前の段階で、乾燥前、乾燥途中または乾燥後のクラムを落下させて、他の搬送装置や他の装置や貯蔵具に移したりすることがある。そこで、そのようなクラムの落下工程が行われる位置に、本発明に係る異物の検出装置を組み付ければ、工数を増やさずに、異物の検出が可能になる。

また、本発明の異物の検出装置では、落下するクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された複数の基準部材を有している。そのため、それらの基準部材に照明光を照射し、照射された照明光の反射光を第１撮像手段で読み込み、それらの反射光を比較し、比較された反射光の明るさが略均一になるように、照明光を調節することができる。そのため、落下するクラムが、落下する方向と略垂直な厚み方向にばらついたとしても、そのばらついたクラムへの照明光の反射光は、落下するクラムのばらつき厚み方向で均一になる。そのため、照明光が照射された落下途中のクラムを第２撮像手段で撮像し、それを画像処理することなどで、落下するクラムの中で、異物の検出精度が向上する。

従来の装置では、落下するクラムが、落下する方向と略垂直な厚み方向にばらついた場合に、厚み方向の手前側と、厚み方向の奥側では、照明光による反射光の明るさにバラツキが生じることがあった。このため、特に照明が暗い側で、異物でないものを異物と判断するおそれが高かった。厚み方向の奥側も手前側も同一の撮像画像として撮像され、その撮像画像から異物と正常クラムとを、同一基準で判別する必要があるからである。

本発明の装置では、ばらついたクラムへの照明光の反射光は、落下するクラムのばらつき厚み方向で均一になるように照明光が調整されるため、落下するクラムの中で、異物の検出精度が向上する。

好ましくは、本発明の異物の検出装置は、複数の前記基準部材に照射された前記照明光の反射光を比較し、比較された前記反射光の明るさが略均一になるように、前記照明光を調節する照明光調節手段をさらに有する。

好ましくは、前記第１撮像手段と前記第２撮像手段とは、共通撮像装置で構成され、
前記共通撮像装置は、複数の前記基準部材に照射された前記照明光の反射光を撮像すると共に、前記照明光が照射された落下途中の前記クラムを撮像することができるように構成してある。

このように構成することで、撮像手段の数を削減することができる。なお、第１撮像手段と第２撮像手段の対、あるいは共通撮像装置は、落下時のクラムのばらつき厚み方向の表と裏の双方に、それぞれ１つずつまたは複数ずつ設けてもよい。照明手段も同様であり、１つまたは複数の照明手段の組合せは、落下時のクラムのばらつき厚み方向の表と裏の双方に、それぞれ１つずつまたは複数ずつ設けてもよい。

上記第２の目的を達成するために、本発明のエラストマーの製造装置は、
上記のいずれかに記載の異物の検出装置と、
前記検出装置で検出された異物を除去する除去手段と、を有する。

本発明のエラストマーの製造装置によれば、エラストマーの製造過程で生じるクラムに異物が含まれているか否かを、工程を増大させることなく、クラムを落下させる途中で、高精度で検出することができる。したがって、本発明では、異物が含まれていないクラムを用いて良質なエラストマー成形体を製造することができる。

好ましくは、前記除去手段は、異物が検出された直後のタイミングで、落下途中の前記クラムを、異物と共に除去するように構成してある。たとえば異物が検出された直後のタイミングで、異物が含まれている落下途中のクラムに空気圧を加えて吹き飛ばすガス吹出手段で前記除去手段を構成しても良い。あるいは、異物が検出された直後のタイミングで、異物が含まれている落下途中のクラムに押し当てて異物の落下方向を変化させる排除板駆動機構で前記除去手段を構成してもよい。あるいは、異物が検出された直後のタイミングで、落下したクラムを収容する正規収容部を、排除用収容部に切り替える収容部切り替え手段で前記除去手段を構成してもよい。

図１は本発明の一実施形態に係るエラストマーの製造装置の一部を示す概略図である。 図２は図１に示すエラストマーの製造装置に組み込まれている異物の検出装置の概略図である。 図３は図２に示すIII−III線に沿う落下途中のクラムと基準部材との位置関係を示す正面図である。 図４（Ａ）はクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された基準部材の反射光画像を示す実施例１の概略図、図４（Ｂ）はクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された正常クラムと異物の対の反射光画像を示す実施例１の概略図である。 図５（Ａ）は図４（Ａ）に示すクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された基準部材の反射光画像をＲＧＢ信号で示す実施例１のグラフ、図５（Ｂ１）は図４（ Ｂ）に示すクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された異物の反射光画像をＲＧＢ信号で示す実施例１のグラフ、図５（Ｂ２）は図４（ Ｂ）に示すクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された異物なし正常クラムの反射光画像をＲＧＢ信号で示す実施例１のグラフである。 図６（Ａ）はクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された基準部材の反射光画像を示す比較例の概略図、図６（Ｂ）はクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された正常クラムと異物の対の反射光画像を示す比較例の概略図である。 図７（Ａ）は図６（Ａ）に示すクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された基準部材の反射光画像をＲＧＢ信号で示す比較例のグラフ、図７（Ｂ１）は図６（ Ｂ）に示すクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された異物の反射光画像をＲＧＢ信号で示す比較例のグラフ、図７（Ｂ２）は図６（ Ｂ）に示すクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された異物なし正常クラムの反射光画像をＲＧＢ信号で示す比較例のグラフである。 図８（Ａ）はクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された基準部材の反射光画像をＲＧＢ信号で示す実施例２のグラフ、図８（Ｂ１）はクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された異物の反射光画像をＲＧＢ信号で示す実施例２のグラフ、図８（Ｂ２）はクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された異物なし正常クラムの反射光画像をＲＧＢ信号で示す実施例２のグラフである。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るエラストマーの製造装置２は、乾燥室２０を有する。乾燥室２０内では、多孔ベルト２４によりクラム１０が矢印方向に搬送されて乾燥される。乾燥室２０の前工程では、ゴムなどのエラストマーからなる水分を含むクラム１０が、図示省略してある押出機などから吐出される。

エラストマーの製造過程では、水を含むエラストマーが得られる。その水を含むエラストマーは、押出機の内部で水蒸気圧以上に圧縮される。このため、水を含むエラストマーは、図示省略してあるダイスから大気中に放出されるときに、膨張および破裂し、水分は蒸気となり、エラストマーは、ポーラスなクラム１０となる。

押出機のダイスなどから吐出されたクラム１０は、たとえば陣笠部材の周面に衝突して、乾燥室２０内に配置してあるコンベヤー用の多孔ベルト２４へと向かい、その上に、均一に分散して乾燥室２０の内部を搬送されるようになっている。

乾燥室２０は、ローラなどにより搬送方向に移動させられる多孔ベルト２４を有する。多孔ベルト２４は、たとえば開口率が３０〜４０％程度に孔が形成されたステンレス製板材で構成してある。孔の大きさは、ベルト２４の上に堆積されるクラム１０が落下しない程度の大きさである。ベルト２４の下方には、図示省略してあるノズルが配置してあり、そのノズルから乾燥用空気を、クラム１０が堆積されたベルト２４の裏面から吹き付けるようになっている。乾燥用空気の温度は、たとえば５０〜９５°Ｃ程度である。

乾燥室２０で乾燥されたクラム１０は、乾燥室２０の出口から、搬送装置３０の搬送ベルト（落下手段）３２上に落下させられて搬送方向（Ｘ軸方向）に搬送速度Ｘ０で搬送される。搬送ベルト３２で搬送されたクラム１０は、搬送装置３０の出口で、搬送ベルト３２の上から、成形装置４０のホッパ４２に向けて落下させられる。

成形装置４０としては、特に限定されず、ホッパ４２に投入されたクラム１０を原料として、ゴムベール、ゴムシートなどのエラストマー成形体１００を成形するための装置である。

本実施形態では、搬送装置３０の出口で、搬送ベルト３２の上から、成形装置４０のホッパ４２に向けてクラム１０が落下させられる位置に、異物の検出装置５０が取り付けられている。

図２に示すように、搬送装置３０の出口で、搬送ベルト３２の上から落下するクラム１０（異物１２も含む／以下、別々に記載しない限りは同様）は、鉛直方向（Ｚ軸）の真下に落下するのではなく、搬送ベルト３２の搬送速度Ｘ０に対応するＸ軸方向の速度成分Ｘ１を有する。すなわち、クラム１０は、各クラム１０の重量やサイズや形状に基づく鉛直（Ｚ軸）方向の速度成分Ｚ１に前述した速度成分Ｘ１がプラスされた落下方向速度（ベクトル）Ｆ１で落下する。その際に、各クラム１０の重量、サイズ、形状あるいは落下位置などに基づき、落下するクラム１０は、速度Ｆ１の落下方向に略垂直な厚み方向にばらつく。

これに対して、図３に示すように、落下するクラム１０のＹ軸方向幅は、搬送ベルト３２の上で搬送されているクラム１０のＹ軸方向幅と略一致し、ほとんどばらつかない。なお、図面において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、相互に垂直であり、Ｘ軸は、搬送装置３０の搬送方向に一致し、Ｚ軸は、鉛直方向に一致する。

図２に示すように、本実施形態の異物の検出装置５０は、落下時のクラム１０のばらつき厚み方向の表と裏の双方に、それぞれ好ましくは複数の表側照明具（照明手段）５２ａと、好ましくは複数の裏側照明具（照明手段）５２ｂとを有する。複数の表側照明具（照明手段）５２ａは、ばらつき厚み方向の表側で、それぞれ配置位置が異なることが好ましい。また同様に、複数の裏側照明具（照明手段）５２ｂは、ばらつき厚み方向の裏側で、それぞれ配置位置が異なることが好ましい。ばらつき厚み方向で、落下するクラム１０に均一に照明光が当たるようにするためである。

異物の検出装置５０は、落下時のクラム１０のばらつき厚み方向の表と裏の双方に、それぞれ好ましくは単一の撮像装置（共通撮像装置）５４ａ，５４ｂが配置してある。それぞれの撮像装置５４ａ，５４ｂの撮像方向は、落下時のクラム１０の落下方向Ｆ１に対して略垂直であるが、同じクラム１０を撮像する場合に、好ましくは相互に一直線状にならないように、鈍角で交差するようになっている。

本実施形態の異物の検出装置５０は、基準部材としての複数の基準板６０，６２，６４を有する。図３に示すように、これらの基準板６０，６２，６４は、それぞれ搬送装置３０から落下するクラム１０のＹ軸方向幅の両側に、落下するクラム１０とは衝突しない位置に配置されることが好ましいが、Ｙ軸方向幅のいずれか一方のみに配置されていても良い。

また、図３に示す実施形態では、Ｙ軸方向に沿って基準板６０が基準板６２と基準板６４との間に配置されるが、その配置順序は、特に限定されない。さらに、図３に示す例では、落下するクラム１０のＹ軸方向幅の両側に配置される基準板の順序が、左から順に６２，６０，６４の同じ順になっているが、これに限定されない。たとえば左右に配置される基準板６２，６０，６４の組み合わせが、Ｚ軸に平行な対称軸に対して対象に配置されることも好ましい。たとえば左側の組み合わせが左から順に基準板６２，６０，６４の組み合わせであり、右側の組み合わせが、左から順に基準板６４，６０，６２の組み合わせである。

図２に示すように、本実施形態では、基準板６０，６２，６４の内、図３に示すＹ軸方向の中央部に配置される基準板６０が、搬送装置３０の出口から落下するクラム１０の落下方向に略垂直なばらつき厚み方向の略中央位置に配置される。その他の一方の基準板６２は、基準板６０に対して、クラム１０のばらつき厚み方向の手前側（表側で＋ｄ１側）に配置され、その他の他方の基準板６４は、クラム１０のばらつき厚み方向の奥側（表側で−ｄ１側）に配置される。

これらの基準板６０，６２，６４は、好ましくは略平行に配置され、基準板６２は、クラム１０の所定の落下位置での最大ばらつき厚みの最も手前側に位置し、基準板６４は、クラム１０の所定の落下位置での最大ばらつき厚みの最も奥側に位置するように、ばらつき厚み方向の各配置間隔ｄ１が決定される。各配置間隔ｄ１は、クラム１０のサイズや重量や形状、搬送ベルト３２の搬送速度などに応じて決定され、好ましくは５０〜１００ｍｍである。

各基準板６０，６２，６４の平板サイズは、相互に同じサイズであることが好ましく、たとえば１００ｍｍ^２ 〜２０００ｍｍ^２ 程度の面積サイズが好ましい。また、基準板６０，６２，６４の形状は、四角や長方形に限らず、その他の多角形状でも良く、円形あるいは楕円形あるいはその他の形状でも良い。これらの基準板６０，６２，６４の厚みは、特に限定されないが、好ましくは、１〜５ｍｍ程度である。

これらの基準板６０，６２，６４は、特に限定されず、合成樹脂、金属、紙、ゴム板などで構成され、好ましくは同一の材質で構成される。これらの基準板６０，６２，６４の表面（裏面も含む）は、同じ明度および輝度の色であることも好ましい。色としては、黒、灰色などが好ましい。これらの基準板６０，６２，６４の色が同じになるように着色されていても良い。なお、基準板６０，６２，６４の表と裏とで、統一して色を変えても良い。

各基準板６０，６２，６４の平面のＺ軸に対する傾斜角度は、クラム１０の落下方向に合わせて固定されていても良いが、クラム１０の落下方向が変化することを考慮して可変移動可能にしても良い。また、各基準板６０，６２，６４のばらつき厚み方向の相互間距離ｄ１は、平均的なクラム１０の落下ばらつき厚みに合わせて固定されていても良いが、可変移動可能に構成しても良い。これらの基準板６０，６２，６４の可変移動は、図１に示す制御手段５６による自動制御で行っても良く、マニュアル式に行っても良い。

図１に示すように、本実施形態では、撮像装置５４ａおよび５４ｂは、制御手段５６により制御され、これらで撮像された画像データは、制御手段に入力されて信号処理される。また、画像データは、図示省略してある表示手段などで表示することも可能である。また、照明具５２ａ，５２ｂは、制御手段５６により制御され、それらの照明具５２ａ，５２ｂから、落下するクラム１０と基準板６０，６２，６４とに向けて照射される照明光の光量や向き、あるいは照明具５２ａ，５２ｂの位置などを個別に調節可能になっている。

さらに本実施形態では、制御手段５６は、除去手段としてのガス吹出手段７０をも制御可能になっている。ガス吹出手段７０は、クラムの落下方向に沿って基準板６０，６２，６４からホッパ４２へと向かう途中位置のクラムに対して、空気などのガスを吹き付け可能になっている。

すなわち、ガス吹出手段７０は、制御手段５６により制御され、制御手段５６が、基準板６０，６２，６４間に対応する落下位置で異物１２を検知した場合に、その直後に、異物１２を含むクラム１０にガスを吹き付ける。そのため、異物１２を含むクラム１０の落下方向が変化し、異物１２を含むクラム１０は、ホッパ４２ではなく、異物収容箱８０の開口部から箱８０の内部に収容される。

本実施形態に係る検出装置５０を用いた検出方法は、搬送装置３０の出口からクラム１０を落下させる工程を有する。また、落下しているクラム１０には、基準板６０，６２，６４が配置される位置で、照明具５２ａ，５２ｂから照明光が照射される。そして、落下しているクラムの側方で、落下するクラム１０のばらつき厚み方向にずらして配置された複数の基準板６０，６２，６４に照射された照明光の反射光を、撮像装置５４ａ，５４ｂで撮像し、その画像データを、図１に示す制御手段５６が比較する。

制御手段５６は、たとえば図４（Ａ）に示すように、撮像装置５４ａまたは５４ｂにより撮像された各基準板６０，６２，６４の表面の反射画像データ６０ａ，６２ａ，６４ａが、均一の明るさになるように、各照明具５２ａまたは５２ｂを制御する。制御項目としては、特に限定されないが、たとえば各照明具５２ａまたは５２ｂの位置、各照明具から照射される照明光の強さ、照明光の向きなどが例示される。

すなわち、制御手段５６は、照明光調節手段としても機能し、基準板６０，６２，６４からの反射光の画像信号に基づき、反射光信号を比較し、比較された反射光の結果に基づき、光らせる照明光用光源（照明具５２ａ，５２ｂ）の数、光源の明るさ、照射方向などを自動調整する。制御手段５６による自動調整は、検出前の段階で行っても良く、検出中に行っても良い。

なお、図２では、照明具５２ａ，５２ｂの数が、表側と裏側とで、それぞれ２つであるが、それぞれ２つ以上であっても良い。また、制御手段５６による照明具５２ａの制御は、クラムの製造が始まる前でクラム１０が落下してくる前に行うことが好ましいが、落下中にも行っても良い。

クラム１０の製造が始まり、搬送装置３０の出口からクラム１０が落下してくる最中には、撮像装置５４ａまたは５４ｂは、照明光が照射された落下途中のクラム１０を、基準板６０，６２，６４が配置される落下位置で撮像する。その撮像された画像データは、制御手段５６に送られる。撮像されたクラム１０に関する画像データには、図４（Ｂ）に示すように、ばらつき厚み方向に沿って基準板６０と同じ位置に位置するクラム１０に対応する正常クラム画像１０ａ０と、基準板６２と同じ位置に位置するクラム１０に対応する正常クラム画像１０ａ＋と、基準板６４と同じ位置に位置するクラム１０に対応する正常クラム画像１０ａ−とが含まれることになる。なお、図４（Ｂ）では、それぞれ単一の正常クラム画像１０ａ０，１０ａ＋，１０ａ−を示しているが、実際の画像データには、多数の正常クラム画像１０ａ０，１０ａ＋，１０ａ−と、それらの中間位置に位置する正常クラム画像が含まれる。

また、撮像されたクラム１０に関する画像データには、図４（Ｂ）に示すように、ばらつき厚み方向に沿って基準板６０と同じ位置に位置する異物１２に対応する異物画像１２ａ０、基準板６２と同じ位置に位置する異物１２に対応する異物画像１２ａ＋、または基準板６４と同じ位置に位置する異物１２に対応する異物画像１０ａ−が含まれることがある。

本実施形態では、図４（Ａ）に示すように、撮像装置５４ａまたは５４ｂにより撮像された各基準板６０，６２，６４の表面の反射画像データ６０ａ，６２ａ，６４ａが、均一の明るさになるように、各照明具５２ａまたは５２ｂが制御されている。そのため、各基準板６０，６２，６４と同じ位置に位置するクラム１０および異物１２による反射光画像は、図４（Ｂ）に示すように、それぞれ同じような画像となる。

実際に、図５（Ａ）に示すように、撮像装置５４ａまたは５４ｂにより撮像して制御手段５６で検出された基準板６０でのＲＧＢ信号と、基準板６２でのＲＧＢ信号と、基準板６４でのＲＧＢ信号とが、同じような傾向にある場合には、次のことが確認されている。

すなわち、図５（Ｂ１）に示すように、基準板６０と同じ位置に位置する異物１２に対応する異物画像１２ａ０のＲＧＢ信号（黄色異物０ｍｍ）と、基準板６２と同じ位置に位置する異物１２に対応する異物画像１２ａ＋のＲＧＢ信号（黄色異物＋ｄ１）と、基準板６４と同じ位置に位置する異物１２に対応する異物画像１２ａ−のＲＧＢ信号（黄色異物−ｄ１）とは、同じ傾向にある。

また、図５（Ｂ２）に示すように、基準板６０と同じ位置に位置するクラム１０に対応する正常クラム画像１０ａ０のＲＧＢ信号（異常なし０ｍｍ）と、基準板６２と同じ位置に位置するクラム１０に対応する正常クラム画像１０ａ＋のＲＧＢ信号（異常なし＋ｄ１）と、基準板６４と同じ位置に位置するクラム１０に対応する正常クラム画像１０ａ−のＲＧＢ信号（異常なし−ｄ１）とは、同じような傾向にある。

これらの結果から、落下するクラム１０がばらつき厚み方向に散らばっていたとしても、基準板６０，６２，６４に対応する厚み方向の各位置で、異物１２を撮像したＲＧＢ信号と正常クラム１０を撮像したＲＧＢ信号とは、同様な傾向で異なっている。基準板６０，６２，６４に対応する厚み方向の各位置の間でも同様な現象が生じると考えられる。そのため、画像データを信号処理して閾値を設けることで、異物１２に対応する異物画像１２ａ０，１２ａ＋，１２ａ−と、正常なクラム１０に対応する正常クラム画像１０ａ０，１０ａ＋，１０ａ−とを、ＲＧＢ信号を用いて、正確に区別することができる。

制御手段５６が、撮像装置５４ａまたは５４ｂからの画像データに、異物１２に対応する異物画像１２ａ０，１２ａ＋，１２ａ−の少なくともいずれかを検出した場合には、異物が検出された直後のタイミングで、図１に示すガス吹出手段７０を駆動する。ガス吹出手段７０は、空気などのガスを吹き出すノズルなどで構成される。

ガス吹出手段７０は、制御手段５６により制御され、制御手段５６が、基準板６０，６２，６４間に対応する落下位置で異物１２を検知した場合に、その直後に、異物１２を含むクラム１０にガスを吹き付ける。そのため、異物１２を含むクラム１０の落下方向が変化し、異物１２を含むクラム１０は、ホッパ４２ではなく、異物収容箱８０の開口部から箱８０の内部に収容される。

なお、異物の除去手段としては、ガス吹出手段に限らず、その他の態様であっても良い。たとえば、制御手段５６の制御信号に従い、異物が検出された直後のタイミングで、異物１２が含まれている落下途中のクラム１０に押し当てて異物１２の落下方向を変化させる排除板駆動機構で除去手段を構成してもよい。あるいは、制御手段５６の制御信号に従い、異物が検出された直後のタイミングで、落下したクラムを収容する正規収容部（たとえばホッパ４２）を、排除用収容部に切り替える収容部切り替え手段で除去手段を構成してもよい。

本実施形態に係る異物の検出方法では、クラム１０を落下させる途中で、異物１２を検出する。ゴムなどのエラストマーの製造過程では、ブロックまたはシートなどの所定形状に成形される前の段階で、乾燥前、乾燥途中または乾燥後のクラム１０を落下させて、他の搬送装置や他の装置や貯蔵具に移したりする工程が必要になる。そこで、そのような工程の途中で、クラム１０中の異物１２を検出すれば、工程を増やさずに、異物１２の検出が可能になる。

また、本実施形態では、落下するクラム１０のばらつき厚み方向にずらして配置された複数の基準板６０，６２，６４に照射された照明光の反射光を比較し、比較された反射光の明るさが略均一になるように、照明光を調節する。そのため、落下するクラム１０が、落下する方向と略垂直な厚み方向にばらついたとしても、そのばらついたクラム１０への照明光の反射光は、落下するクラム１０のばらつき厚み方向で均一になる。そのため、照明光が照射された落下途中のクラム１０を撮像装置５４ａまたは５４ｂにより撮像し、それを画像処理することなどで、落下するクラム１０の中で、異物１２の検出精度が向上する。

従来の方法では、落下するクラム１０が、落下する方向と略垂直な厚み方向にばらついた場合に、厚み方向の手前側と、厚み方向の奥側では、照明光による反射光の明るさにバラツキが生じていた。たとえば図６（Ａ）に示すように、撮像装置５４ａにより撮像された各基準板６０，６２，６４の表面の反射画像データ６０ｂ，６２ｂ，６４ｂが、均一の明るさにならずに、照明具５２ａによる照明光の手前側（＋ｄ１）から奥側（−ｄ１）に向けて暗くなることがある。

このような場合には、図７（Ａ）に示すように、撮像装置５４ａにより撮像して制御手段５６で検出された基準板６０でのＲＧＢ信号と、基準板６２でのＲＧＢ信号と、基準板６４でのＲＧＢ信号とが異なることになる。また、その場合には、各基準板６０，６２，６４と同じ位置に位置するクラム１０および異物１２による反射光画像は、図６（Ｂ）に示すように、それぞれ区別が付きにくい画像データになる。

たとえば図７（Ｂ１）に示すように、基準板６０と同じ位置に位置する異物１２に対応する異物画像１２ｂ０のＲＧＢ信号と、基準板６２と同じ位置に位置する異物１２に対応する異物画像１２ｂ＋のＲＧＢ信号と、基準板６４と同じ位置に位置する異物１２に対応する異物画像１２ｂ−のＲＧＢ信号とは、図７（Ａ）の違いに応じて異なる。また、同様に、図７（Ｂ２）に示すように、基準板６０と同じ位置に位置するクラム１０に対応する正常クラム画像１０ｂ０のＲＧＢ信号と、基準板６２と同じ位置に位置するクラム１０に対応する正常クラム画像１０ｂ＋のＲＧＢ信号と、基準板６４と同じ位置に位置するクラム１０に対応する正常クラム画像１０ｂ−のＲＧＢ信号とは、図７（Ａ）の違いに応じて異なる。

これらの結果から、特に、基準板６４と同じ位置（−ｄ１）に位置する異物１２に対応する異物画像１２ｂ−のＲＧＢ信号（黄色異物−ｄ１）と、それと同じ位置（−ｄ１）に位置する正常クラム１０に対応する正常クラム画像１０ｂ−のＲＧＢ信号（異常なし−ｄ１）との区別が付きにくくなることが分かる。そのため、画像データを信号処理して閾値を設けたとしても、正常なクラム１０に対応する正常クラム画像１０ｂ−のＲＧＢ信号（異常なし−ｄ１）を、異物１２に対応する異物画像１２ｂ−のＲＧＢ信号（黄色異物−ｄ１）と誤って判断するおそれがある。このように、従来技術に対応する比較例では、特に照明が暗い側で、異物でないものを異物と判断するおそれが高かった。なお、上述した説明は、表側の撮像装置５４ａと照明具５２ａとを用いて行ったが、裏側の撮像装置５４ｂと照明具５２ｂの場合も同様である。

これに対して、本実施形態の異物の検出装置５０と、その検査方法と、検査装置５０を有するエラストマーの製造装置と、その製造方法によれば、クラム１０への照明光の反射光が、落下するクラム１０のばらつき厚み方向で均一になるように照明光が調整されるため、落下するクラム１０の中で、異物１２の検出精度が向上する。

なお、照明光の調整は、検出前の段階で、人手により調整しても良いし、制御手段５６により自動調整することも可能である。制御手段５６により自動調整する場合には、検出前の段階に限らず、検出中に、自動で調節することも可能である。

また、本実施形態では、撮像されたクラム１０の色または明るさから、異物１２を検出する。異物１２は、正常なクラム１０に対して、色が異なることが多いので、撮像されたクラム１０の色または明るさの違いから、正確に異物を検出することができる。

さらに本実施形態では、撮像されたクラム１０のＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号の少なくともいずれかの信号の強さから、異物１２を検出してもよい。Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の全てから総合的に判断しても良いし、いずれか１つの信号で判断しても良い。ゴムなどのエラストマーの場合には、特に、Ｂ信号において、異物と正常なクラムとの間の信号強度に差異が大きく、判別しやすい傾向にある。

たとえば図８（Ａ）〜図８（Ｂ２）は、図７（Ａ）〜図７（Ｂ２）に示す実施例１の変形である実施例２を示す。実施例２では、図８（Ａ）に示すように、図５（Ａ）に示す照明光よりも光量が強い照明光が、基準板６０，６２，６４の位置で均一に照射されるように、図１に示す制御手段５６が照明具５２ａ，５２ｂを制御する。その結果、それぞれの基準板６０，６２，６４の位置での異物１２に対応するＲＧＢ画像信号（黄色異物１２ａ＋，１２ａ０，１２ａ−）は、図８（Ｂ１）に示すように、同様な傾向を示すことになる。また、それぞれの基準板６０，６２，６４の位置での正常なクラム１０に対応するＲＧＢ画像信号（異常なし１０ａ＋，１０ａ０，１０ａ−）も、図８（Ｂ２）に示すように、同様な傾向を示すことになる。

この実施例では、図８（Ｂ１）と図８（Ｂ２）とを比較し、特に、Ｂ画像信号を用いることで、ばらつき厚み方向（＋ｄ１，０ｍｍ、−ｄ１）によらず、黄色異物と異常なしとを区別することができることが分かる。すなわち、実施例２においても、ばらつき厚み方向（＋ｄ１，０ｍｍ、−ｄ１）によらず、異物１２と正常なクラム１０とを区別することができる。

さらに、本実施形態のエラストマーの製造方法は、上記に記載の異物の検出装置５０を用いた検出方法で検出された異物を除去する工程を有する。そのため、エラストマーの製造過程で生じるクラム１０に異物１２が含まれているか否かを、工程を増大させることなく、クラム１０を落下させる途中で、高精度で検出することができる。したがって、本実施形態の製造方法では、異物が含まれていないクラムを用いて良質なゴムベール、ゴムシートなどのエラストマー成形体を製造することができる。

さらにまた、本実施形態では、異物が検出された直後のタイミングで、落下途中のクラム１０を、異物１２と共に除去する。たとえば検出装置５０により異物１２が検出された直後のタイミングで、制御手段５６は、ガス吹出手段７０に制御指令信号を出力する。その結果、ガス吹出手段７０から吹き出された空気は、異物１２が含まれている落下途中のクラム１０に空気圧を加えて吹き飛ばして、落下途中のクラム１０を、異物収容箱８０内に入れて異物１２と共に除去することができる。

あるいは、図示省略してあるが、異物が検出された直後のタイミングで、異物１２が含まれている落下途中のクラム１０に排除板などを当てて、落下途中のクラム１０を、異物１２と共に除去することができる。あるいは、異物１０が検出された直後のタイミングで、落下したクラム１０を収容する正規収容手段としてのホッパ４２を、排除用収容手段に切り替えて、落下後のクラム１０を、異物１０と共に除去することができる。

本実施形態に係る異物の検出装置５０では、搬送装置３０の出口からクラム１０を落下させる途中で、異物１２を検出する。ゴムなどのエラストマーの製造過程では、ブロックまたはシートなどの所定形状に成形される前の段階で、乾燥前、乾燥途中または乾燥後のクラムを落下させて、他の搬送装置や他の装置や貯蔵具に移したりすることがある。そこで、そのようなクラム１０の落下工程が行われる位置に、異物の検出装置５０を組み付ければ、工数を増やさずに、異物の検出が可能になる。

また、異物の検出装置５０では、落下するクラムのばらつき厚み方向にずらして配置された複数の基準板６０，６２，６４を有している。そのため、それらの基準板６０，６２，６４に照明光を照射し、照射された照明光の反射光を第１撮像手段としての撮像装置５４ａ（または５４ｂ）で読み込み、それらの反射光を比較し、比較された反射光の明るさが略均一になるように、照明光を調節することができる。

そのため、落下するクラム１０が、落下する方向と略垂直な厚み方向にばらついたとしても、そのばらついたクラム１０への照明光の反射光は、落下するクラム１０のばらつき厚み方向で均一になる。そのため、照明光が照射された落下途中のクラムを第２撮像手段としての撮像装置５４ａ（または５４ｂ）で撮像し、それを画像処理することなどで、落下するクラム１０の中で、異物１２の検出精度が向上する。

従来の装置では、落下するクラムが、落下する方向と略垂直な厚み方向にばらついた場合に、厚み方向の手前側と、厚み方向の奥側では、照明光による反射光の明るさにバラツキが生じることがあった。このため、特に照明が暗い側で、異物でないものを異物と判断するおそれが高かった。

本実施形態の装置では、ばらついたクラム１０への照明光の反射光は、落下するクラムのばらつき厚み方向で均一になるように照明光が調整されるため、落下するクラム１０の中で、異物１２の検出精度が向上する。

また本実施形態では、基準板６０，６２，６４を撮像するための第１撮像手段としての撮像装置５４ａ（または５４ｂ）と、落下するクラム１０を撮像するための第２撮像手段としての撮像装置５４ａ（または５４ｂ）とは、共通する撮像装置である。そのため、本実施形態では、撮像装置の数を削減することができる。

本実施形態のエラストマーの製造装置は、異物の検出装置５０と、検出装置５０で検出された異物を除去する除去手段としてのガス吹出手段７０を有する。

本実施形態のエラストマーの製造装置によれば、エラストマーの製造過程で生じるクラム１０に異物１２が含まれているか否かを、工程を増大させることなく、クラム１０を落下させる途中で、高精度で検出することができる。したがって、本実施形態では、落下しているクラム１０から異物１２を正確に検出して排除するため、異物１２が含まれていないクラム１０を用いて良質なエラストマー成形体（たとえばゴムベール）１００を製造することができる。

本実施形態において、エラストマーとは、ゴム弾性を有する重合体であれば特に限定はなく、いわゆる合成ゴムや熱可塑性エラストマーなどが挙げられ、これらのエラストマーに広く適用できる。具体的には、スチレン−ブタジエン・ゴム（ＳＢＲ）、ニトリル−ブタジエン・ゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリルゴム、ポリエーテルゴム、ヒドリンゴムなどの合成ゴム；スチレン−イソプレン−スチレン・ブロックポリマー（ＳＩＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレン・ブロックポリマー（ＳＢＳ）、及びこれらの水素化ブロックポリマーなどの熱可塑性エラストマー；などの一般的な合成ゴムや熱可塑性エラストマーに広く適用できる。また、本実施形態において、クラムとは、エラストマーの製造過程で生じる小片であり、凝固した小粉状のゴム（エラストマー含む）などとして定義される。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。たとえば落下するクラム１０のばらつき厚み方向に沿って、最低２つの基準板６２および６４があれば良い。ばらつき厚み方向の中央部に配置される基準板６０は省略してもよい。また、４つ以上の基準板が配置してあっても良い。

また、基準部材としては、基準板６０，６２，６４に限定されず、照明光を反射することができるものであれば、板状以外のものであっても良い。ただし、複数配置される基準部材は、同じように反射光を形成するものであることが好ましい。

さらに、上述した実施形態の異物の検出方法およびエラストマーの製造方法では、その工程の一部または全部を自動制御ではなく、作業者の人手によるマニュアルで行っても良い。

さらにまた、基準板６０，６２，６４を撮像するための第１撮像手段としての撮像装置５４ａ（または５４ｂ）と、落下するクラム１０を撮像するための第２撮像手段としての撮像装置５４ａ（または５４ｂ）とは、別々の撮像装置であっても良い。

また、上述した実施形態では、第１撮像手段と第２撮像手段の対、あるいは共通撮像装置は、落下時のクラムのばらつき厚み方向の表と裏の双方に、それぞれ１つずつまたは複数ずつ設けてあるが、いずれか一方に配置するのみでも良い。照明手段も同様であり、１つまたは複数の照明手段の組合せは、落下時のクラムのばらつき厚み方向の表と裏の双方に、それぞれ１つずつまたは複数ずつ設けてあるが、一方のみでも良い。

２… エラストマーの製造装置
１０… クラム
１０ａ０，１０ａ＋，１０ａ−… 正常クラム画像（実施例）
１０ｂ０，１０ｂ＋，１０ｂ−… 正常クラム画像（比較例）
１２… 異物
１２ａ０，１２ａ＋，１２ａ−… 異物画像（実施例）
１２ｂ０，１２ｂ＋，１２ｂ−… 異物画像（比較例）
２０… 乾燥室
２４… 多孔ベルト
３０… 搬送装置
３２… 搬送ベルト（落下手段）
４０… 成形装置
４２… ホッパ
５０… 異物の検出装置
５２ａ，５２ｂ… 照明具（照明手段）
５４ａ，５４ｂ… 撮像装置（第１および第２撮像手段、共通撮像装置）
５６… 制御手段
６０，６２，６４… 基準板（基準部材）
６０ａ，６２ａ，６４ａ… 反射画像データ（実施例）
６０ｂ，６２ｂ，６４ｂ… 反射画像データ（比較例）
７０… ガス吹出手段（除去手段）
８０… 異物収容箱
１００… エラストマー成形体

Claims (10)

1. エラストマーを製造する過程で生じるクラムに異物が含まれているかを検出する方法であって、
   前記クラムを落下させる工程と、
   落下している前記クラムに照明光を照射する工程と、
   落下している前記クラムの側方で、落下する前記クラムのばらつき厚み方向にずらして配置された複数の基準部材に照射された前記照明光の反射光を比較する工程と、
   比較された前記反射光の明るさが略均一になるように、前記照明光を調節する工程と、
   前記照明光が照射された落下途中の前記クラムを撮像する工程と、
   撮像された前記クラムから異物を検出する工程と、を有する異物の検出方法。
2. 撮像された前記クラムの色または明るさから、異物を検出する請求項１に記載の異物の検出方法。
3. 撮像された前記クラムのＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号の少なくともいずれかの信号の強さから、異物を検出する請求項１または２に記載の異物の検出方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の異物の検出方法で検出された異物を除去する工程を有するエラストマーの製造方法。
5. 異物が検出された直後のタイミングで、落下途中の前記クラムを、異物と共に除去する請求項４に記載のエラストマーの製造方法。
6. エラストマーを製造する過程で生じるクラムに異物が含まれているかを検出する検出装置であって、
   前記クラムを落下させる落下手段と、
   落下している前記クラムに照明光を照射する照明手段と、
   落下している前記クラムの側方で、落下する前記クラムのばらつき厚み方向にずらして配置される複数の基準部材と、
   複数の前記基準部材に照射された前記照明光の反射光を撮像する第１撮像手段と、
   前記照明光が照射された落下途中の前記クラムを撮像する第２撮像手段と、
   撮像された前記クラムから異物を検出する検出手段と、を有する異物の検出装置。
7. 前記第１撮像手段と前記第２撮像手段とは、共通撮像装置で構成され、
   前記共通撮像装置は、複数の前記基準部材に照射された前記照明光の反射光を撮像すると共に、前記照明光が照射された落下途中の前記クラムを撮像することができるように構成してある請求項６に記載の異物の検出装置。
8. 複数の前記基準部材に照射された前記照明光の反射光を比較し、比較された前記反射光の明るさが略均一になるように、前記照明光を調節する照明光調節手段をさらに有する請求項６または７に記載の異物の検出装置。
9. 請求項６〜８のいずれかに記載の異物の検出装置と、
   前記検出装置で検出された異物を除去する除去手段と、を有するエラストマーの製造装置。
10. 前記除去手段は、異物が検出された直後のタイミングで、落下途中の前記クラムを、異物と共に除去するように構成してある請求項９に記載のエラストマーの製造装置。

Images