JP2024035424A - Method for inspecting defect of fiber bundle and method for manufacturing fiber bundle - Google Patents

Method for inspecting defect of fiber bundle and method for manufacturing fiber bundle Download PDF

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健太 後藤
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雅人 森永
Masato Morinaga
晋 富田
Susumu Tomita
崇暁 津田
Takaaki Tsuda
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method for capable of quickly detecting defects occurring in a process of manufacturing a fiber bundle.
SOLUTION: A method for inspecting defects in a plurality of fiber bundles running in parallel, comprises: (A) irradiating a pre-assigned region of a running path of the plurality of fiber bundles with measurement light; (B) imaging the region with imaging means arranged at a position of being able to receive reflected light of the measurement light from the plurality of fiber bundles; and (C) processing image data obtained in the step (B) to obtain defect data. The step (C) includes (a) a process of detecting a defect based on difference in brightness between a fiber bundle portion and a defective portion from the image data obtained in the step (B); (b) a process of classifying the detected defect using a threshold value depending on one or more preset shape characteristics; and (c) a process of linking the coordinates of the detected defect with the coordinates in the region, and identifying a fiber bundle in which the defect has occurred.
SELECTED DRAWING: Figure 4
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、繊維束の欠陥検査方法及び繊維束の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for inspecting defects in fiber bundles and a method for manufacturing fiber bundles.

合成繊維は、衣料資材や産業資材に広く使用されている。例えば衣料資材にナイロン繊維やポリエステル繊維が用いられ、高強度のベルトやタイヤコードにアラミド繊維が用いられ、炭素繊維のプレカーサーにポリアクリロニトリル繊維が用いられている。また、このプレカーサーを焼成して得られた炭素繊維は、高機能繊維としてスポーツ、自動車、船舶、土木建築等、様々な分野で用いられている。
これらの繊維は、高い性能が求められる一方で、ユーザーからの需要に応えるべくコストダウンが求められる。コストダウンのために、生産設備の大型化や生産スピードの向上、単位生産機あたりの総繊維数の増加が図られている。
Synthetic fibers are widely used in clothing and industrial materials. For example, nylon fibers and polyester fibers are used for clothing materials, aramid fibers are used for high-strength belts and tire cords, and polyacrylonitrile fibers are used as precursors for carbon fibers. Further, carbon fiber obtained by firing this precursor is used as a high-performance fiber in various fields such as sports, automobiles, ships, and civil engineering and construction.
While these fibers are required to have high performance, they are also required to reduce costs in order to meet the demands of users. In order to reduce costs, efforts are being made to increase the size of production equipment, increase production speed, and increase the total number of fibers per unit production machine.

しかし、生産設備の大型化や生産スピードの向上は、繊維束の均一処理を一層難しくし、繊維束の軽微な欠陥が重大な問題となる。例えば、プレカーサー製造工程の途中で、単繊維切れ等による毛羽や毛玉、異物付着、厚み斑等の欠陥が生じる場合がある。このような欠陥があると、その繊維を焼成して炭素繊維を製造する際に、ロールに巻き付く等により工程通過性が悪化する場合や、焼成時の異常切断につながる場合がある。また、得られた炭素繊維を用いてプリプレグを製造する際に、開繊性が低下して工程通過性が悪化する場合や、プリプレグに隙間ができてしまい外観品位が低下する場合がある。そのため、繊維束の欠陥は管理すべき重要な項目となっている。 However, as production equipment becomes larger and production speed increases, it becomes more difficult to uniformly process fiber bundles, and minor defects in fiber bundles become a serious problem. For example, during the precursor manufacturing process, defects such as fuzz, pilling, adhesion of foreign matter, uneven thickness, etc. due to breakage of single fibers may occur. If such a defect exists, when the fiber is fired to produce carbon fiber, the processability may be deteriorated due to wrapping around a roll, etc., or it may lead to abnormal cutting during firing. Furthermore, when producing a prepreg using the obtained carbon fiber, there are cases where the spreadability is reduced and process passability is deteriorated, or gaps are formed in the prepreg and the appearance quality is deteriorated. Therefore, defects in fiber bundles have become an important item to be managed.

特許文献1には、繊維束の幅を超えた範囲に測定光を照射し、その反射光を受光し、反射光に光強度から欠陥を検出する方法が提案されている。 Patent Document 1 proposes a method in which a measurement light is irradiated to a range exceeding the width of a fiber bundle, the reflected light is received, and defects are detected from the light intensity of the reflected light.

特許文献2には、繊維束に照明をあて、カメラにより背景と共に繊維束を撮像し、得られた画像に2値化、細線化等の処理を行うことにより繊維束の欠陥を検出する方法が提案されている。 Patent Document 2 describes a method of detecting defects in fiber bundles by illuminating the fiber bundle, capturing an image of the fiber bundle together with the background using a camera, and performing processing such as binarization and thinning on the obtained image. Proposed.

特開2008-203251号公報JP2008-203251A 特開2011-053173号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-053173

しかし、特許文献1に記載の方法では、繊維束の広い範囲にわたるような異物付着や単繊維の毛羽が絡み合って成長したような大きな欠陥は検出できるが、単繊維の毛羽のような小さな欠陥は検出が困難である。
特許文献2に記載の方法では、カメラから見て繊維束から飛び出したような毛羽や毛玉等は検出できるが、繊維束の幅に収まるような欠陥は検出が困難である。
However, with the method described in Patent Document 1, it is possible to detect large defects such as foreign matter adhering to a wide range of fiber bundles and entangled growth of fluff of single fibers, but small defects such as fluff of single fibers can be detected. Difficult to detect.
The method described in Patent Document 2 can detect fuzz, fluff, etc. that appear to be protruding from the fiber bundle when viewed from the camera, but it is difficult to detect defects that fit within the width of the fiber bundle.

本発明の目的は、繊維束の製造工程中に生じる欠陥をいち早く検出できる欠陥検査方法、及びこの方法を用いた繊維束の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a defect inspection method that can quickly detect defects that occur during the manufacturing process of fiber bundles, and a method of manufacturing fiber bundles using this method.

本発明は以下の態様を有する。
[1]並列して走行する複数の繊維束の欠陥の検査方法であって、
(A)前記複数の繊維束の走行経路の予め割り当てられた領域に、測定光を照射する工程と、
(B)前記測定光の照射下で、前記測定光の前記複数の繊維束からの反射光を受光可能な位置に配置された撮像手段により、前記領域を撮像する工程と、
(C)前記(B)の工程で得られた画像データを処理し、欠陥のデータを得る工程と、を有し、
前記(C)の工程が、
(a)前記(B)の工程で得られた画像データから、繊維束部分と欠陥部分との明暗差に基づき、欠陥を検出する処理と、
(b)検出された前記欠陥を、予め設定した1以上の形状特徴に応じた閾値により分類する処理と、
(c)検出された前記欠陥の座標を、前記領域における座標と紐づけ、前記欠陥が生じた繊維束を特定する処理と、を含む、繊維束の欠陥検査方法。
[2](D)前記(C)の工程で得られた前記欠陥のデータを記録する工程をさらに有する、[1]に記載の繊維束の欠陥検査方法。
[3]前記1以上の形状特徴に応じた閾値が、繊維束の一部の単繊維が切れた又はばらけた形状特徴に応じた閾値を含む、[1]又は[2]に記載の繊維束の欠陥検査方法。
[4]前記1以上の形状特徴に応じた閾値が、繊維束の一部の単繊維が切れて塊となった形状特徴に応じた閾値を含む、[1]~[3]のいずれかに記載の繊維束の欠陥検査方法。
[5]前記1以上の形状特徴に応じた閾値が、繊維束の一部の単繊維が切れた15mm以上の長さを有する形状特徴に応じた閾値を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の繊維束の欠陥検査方法。
[6]前記複数の繊維束それぞれを構成する単繊維の本数が1000~100000本である、[1]~[5]のいずれかに記載の繊維束の欠陥検査方法。
[7]前記複数の繊維束の数が10~1000である、[1]~[6]のいずれかに記載の繊維束の欠陥検査方法。
[8]複数の繊維束を製造する工程と、
前記複数の繊維束を並列して走行させ、[1]~[7]のいずれかに記載の繊維束の欠陥検査方法により欠陥を検査する工程と、を有する、繊維束の製造方法。
[9]前記検査する工程で欠陥が検出された際に、検出された欠陥のデータに応じて、前記製造する工程の条件を変更する、[8]に記載の繊維束の製造方法。
[10]前記検査する工程で欠陥が検出された際に、アラームを発する、[8]又は[9]に記載の繊維束の製造方法。
The present invention has the following aspects.
[1] A method for inspecting defects in a plurality of fiber bundles running in parallel,
(A) irradiating measurement light onto a pre-assigned region of the travel path of the plurality of fiber bundles;
(B) imaging the area under irradiation with the measurement light using an imaging means arranged at a position capable of receiving reflected light from the plurality of fiber bundles of the measurement light;
(C) processing the image data obtained in the step (B) to obtain defect data;
The step (C) above is
(a) A process of detecting a defect based on the difference in brightness between the fiber bundle portion and the defective portion from the image data obtained in the step (B);
(b) a process of classifying the detected defects using a threshold value according to one or more preset shape characteristics;
(c) A method for inspecting defects in fiber bundles, including the steps of: associating the coordinates of the detected defect with the coordinates in the area, and identifying the fiber bundle in which the defect has occurred.
[2] (D) The fiber bundle defect inspection method according to [1], further comprising the step of recording the defect data obtained in the step (C).
[3] The fiber bundle according to [1] or [2], wherein the threshold value depending on the one or more shape characteristics includes a threshold value depending on the shape feature in which some single fibers of the fiber bundle are cut or separated. defect inspection method.
[4] Any one of [1] to [3], wherein the threshold according to the one or more shape features includes a threshold according to the shape feature in which some single fibers of the fiber bundle are cut and become a lump. The described method for inspecting defects in fiber bundles.
[5] The threshold according to the one or more shape features includes the threshold according to the shape feature having a length of 15 mm or more where some single fibers of the fiber bundle are cut. A method for inspecting defects in a fiber bundle according to any one of the above.
[6] The fiber bundle defect inspection method according to any one of [1] to [5], wherein the number of single fibers constituting each of the plurality of fiber bundles is 1,000 to 100,000.
[7] The fiber bundle defect inspection method according to any one of [1] to [6], wherein the number of the plurality of fiber bundles is 10 to 1000.
[8] A step of manufacturing a plurality of fiber bundles;
A method for producing a fiber bundle, comprising the step of running the plurality of fiber bundles in parallel and inspecting for defects using the fiber bundle defect inspection method according to any one of [1] to [7].
[9] The method for manufacturing a fiber bundle according to [8], wherein when a defect is detected in the inspecting step, the conditions of the manufacturing step are changed according to the data of the detected defect.
[10] The method for manufacturing a fiber bundle according to [8] or [9], wherein an alarm is issued when a defect is detected in the inspection step.

本発明によれば、繊維束の製造工程中に生じる欠陥をいち早く検出できる欠陥検査方法、及びこの方法を用いた繊維束の製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a defect inspection method that can quickly detect defects that occur during the manufacturing process of fiber bundles, and a method for manufacturing fiber bundles using this method.

本発明で検出対象とする繊維束の欠陥の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a defect in a fiber bundle to be detected in the present invention. 本発明で検出対象とする繊維束の欠陥の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a defect in a fiber bundle to be detected in the present invention. 本発明で検出対象とする繊維束の欠陥の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a defect in a fiber bundle to be detected in the present invention. 欠陥検査装置の一例を示す概略側面図である。It is a schematic side view showing an example of a defect inspection device.

本発明の繊維束の欠陥検査方法は、並列して走行する複数の繊維束について欠陥の検査を行う方法である。
以下、本発明について、実施形態を示して詳細に説明する。
The fiber bundle defect inspection method of the present invention is a method for inspecting defects in a plurality of fiber bundles running in parallel.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by showing embodiments.

(繊維束)
繊維束は、複数の単繊維から構成される。
単繊維の種類は特に限定されないが、好ましい例として、ポリアクリル繊維、ポリエステル繊維、ナイロン系繊維、アラミド繊維、アリレート繊維等の合成繊維、炭素繊維等が挙げられる。
(fiber bundle)
A fiber bundle is composed of a plurality of single fibers.
The type of single fiber is not particularly limited, but preferable examples include synthetic fibers such as polyacrylic fibers, polyester fibers, nylon fibers, aramid fibers, and arylate fibers, and carbon fibers.

1つの繊維束を構成する単繊維の本数は、1000~100000本であることが好ましい。単繊維の本数が1000本以上であれば、生産性を良くすることができ、100000本以下であれば、欠陥を十分に検出することができる。
これらの観点から、繊維束を構成する単繊維の本数は、3000~80000本であることがより好ましく、5000~70000本であることがさらに好ましい。
The number of single fibers constituting one fiber bundle is preferably 1,000 to 100,000. If the number of single fibers is 1000 or more, productivity can be improved, and if the number is 100000 or less, defects can be sufficiently detected.
From these viewpoints, the number of single fibers constituting the fiber bundle is more preferably 3,000 to 80,000, and even more preferably 5,000 to 70,000.

並列して走行する繊維束の数は、10~1000であることが好ましい。繊維束の数が10以上であれば、欠陥を効率よく検出することができ、1000以下であれば、欠陥を十分に検出することができる。
これらの観点から、繊維束の数は、15~800であることがより好ましく、30~500であることがさらに好ましい。
The number of fiber bundles running in parallel is preferably 10 to 1000. If the number of fiber bundles is 10 or more, defects can be detected efficiently, and if the number is 1000 or less, defects can be detected sufficiently.
From these viewpoints, the number of fiber bundles is more preferably from 15 to 800, and even more preferably from 30 to 500.

繊維束が走行経路の所定の位置を走行することにより、欠陥が生じた繊維束を特定しやすくなる。そこで、走行する複数の繊維束にはそれぞれ、0.01cN/dtex以上の張力を付与することが好ましい。0.01cN/dtex以上の張力を付与することにより、繊維束が蛇行することや数本の単繊維が繊維束から外れることを防止できる。
前記張力は、0.05cN/dtex以上であることがより好ましい。
前記張力の上限は、繊維束が破断しない範囲であればよい。
By running the fiber bundle at a predetermined position on the travel path, it becomes easier to identify the fiber bundle in which a defect has occurred. Therefore, it is preferable to apply a tension of 0.01 cN/dtex or more to each of the traveling fiber bundles. By applying a tension of 0.01 cN/dtex or more, it is possible to prevent the fiber bundle from meandering or to prevent several single fibers from coming off the fiber bundle.
More preferably, the tension is 0.05 cN/dtex or more.
The upper limit of the tension may be within a range in which the fiber bundle does not break.

(欠陥)
検出対象である欠陥は、典型的には、繊維束を構成する単繊維に由来する。
従来は、小さな欠陥や、大きくても1本の繊維束の幅に収まるような欠陥は検出が困難であった。本発明によれば、これらの欠陥も検出可能である。そのため、本発明は、これらの欠陥の検出に好適である。
上記のような欠陥の具体例としては、図1に示すような、繊維束1の一部の単繊維が切れた又はばらけた欠陥11、図2に示すような、繊維束1の一部の単繊維が切れて塊となった欠陥12、図3に示すような、繊維束の一部の単繊維が切れた15mm以上の長さを有する欠陥13が挙げられる。
欠陥11のサイズは、主軸長の長さに換算して、例えば1mm以上15mm未満である。欠陥12のサイズは、面積に換算して、例えば1mm以上である。
(defect)
Defects to be detected typically originate from single fibers that constitute a fiber bundle.
Conventionally, it has been difficult to detect small defects or defects that fit within the width of one fiber bundle at most. According to the invention, these defects can also be detected. Therefore, the present invention is suitable for detecting these defects.
Specific examples of the above-mentioned defects include a defect 11 in which some of the single fibers of the fiber bundle 1 are cut or separated, as shown in FIG. Examples include a defect 12 in which single fibers are cut and become a lump, and a defect 13 having a length of 15 mm or more in which some single fibers of a fiber bundle are cut, as shown in FIG.
The size of the defect 11 is, for example, 1 mm or more and less than 15 mm in terms of the main axis length. The size of the defect 12 is, for example, 1 mm 2 or more in terms of area.

(欠陥検査装置)
図4は、本発明の欠陥検査方法に用いられる欠陥検査装置の一例を示す概略側面図である。
この例の繊維束の欠陥検査装置は、
所定の領域(以下、領域Xともいう。)に、測定光L1を照射する照明手段2と、
測定光L1の複数の繊維束1からの反射光L2を受光可能な位置に配置され、領域Xを撮像する撮像手段3と、
撮像手段3で得られた画像データを処理し、欠陥のデータを得るデータ処理手段4と、
データ処理手段4で得られた欠陥のデータを記録する記録手段5と、を有する。
複数の繊維束1は、複数の搬送ロール6により、並列して走行するようになっている。
(Defect inspection equipment)
FIG. 4 is a schematic side view showing an example of a defect inspection apparatus used in the defect inspection method of the present invention.
The fiber bundle defect inspection device in this example is
illumination means 2 that irradiates a predetermined area (hereinafter also referred to as area X) with measurement light L1;
an imaging means 3 arranged at a position capable of receiving reflected light L2 of the measurement light L1 from the plurality of fiber bundles 1, and configured to image the region X;
a data processing means 4 for processing the image data obtained by the imaging means 3 and obtaining defect data;
It has a recording means 5 for recording defect data obtained by the data processing means 4.
The plurality of fiber bundles 1 are configured to run in parallel by a plurality of transport rolls 6.

<領域X>
領域Xは、欠陥を検出するために、並列して走行する複数の繊維束1の走行経路に予め割り当てられた領域である。領域Xを割り当てる場所は、カメラの幅方向分解能と必要解像度等を考慮して適宜選定できる。
領域Xの幅、つまり幅方向における領域Xの長さは、領域Xを走行する全ての繊維束1が領域Xに含まれればよい。
<Area X>
The region X is a region assigned in advance to the traveling route of a plurality of fiber bundles 1 running in parallel in order to detect defects. The location to which the region
Regarding the width of the region X, that is, the length of the region X in the width direction, it is sufficient that all the fiber bundles 1 running in the region X are included in the region X.

<照明手段>
照明手段2は、領域Xを含む平面の一方面側に配置されている。撮像手段3も、照明手段2と同様に、領域Xを含む平面の一方面側に配置されている。
領域Xを含む平面とは、複数の繊維束1の走行方向(図4中の矢印方向)と、複数の繊維束1の並列方向、つまり走行している複数の繊維束1の列を横切る方向(図4中の奥行方向。以下、幅方向ともいう。)とを含む平面である。
<Lighting means>
The illumination means 2 is arranged on one side of a plane including the region X. Like the illumination means 2, the imaging means 3 is also arranged on one side of the plane containing the region X.
The plane including the region (the depth direction in FIG. 4; hereinafter also referred to as the width direction).

複数の繊維束1を含む平面と、測定光L1とがなす角度θ1は、10~90度であることが好ましく、20~65度であることがより好ましい。角度θ1が上記範囲内であれば、対象物が振動したり、対象物そのものの凹凸による写り方が変化したりする影響を受けにくい。 The angle θ1 between the plane containing the plurality of fiber bundles 1 and the measurement light L1 is preferably 10 to 90 degrees, more preferably 20 to 65 degrees. If the angle θ1 is within the above range, it will be less susceptible to vibrations of the object or changes in the way it appears due to unevenness of the object itself.

照明手段2としては、繊維束1からの十分な反射光が得られるものであれば、照射する測定光の強度、波長ともに限定されない。照明手段2の設置場所、繊維束1の数、照明手段2から繊維束1への距離等により適宜選択することができる。
複数の繊維束1が並列して走行している領域Xで複数の繊維束1のそれぞれについて欠陥を同時に検査する場合には、幅方向において各繊維束1を均一に照明できるものが好ましい。繊維束の数が多い場合は、複数の照明手段2を用いることができる。
The illumination means 2 is not limited to the intensity or wavelength of the measurement light to be irradiated, as long as sufficient reflected light from the fiber bundle 1 can be obtained. It can be selected as appropriate depending on the installation location of the illumination means 2, the number of fiber bundles 1, the distance from the illumination means 2 to the fiber bundles 1, etc.
When simultaneously inspecting each of the plurality of fiber bundles 1 for defects in the region X where the plurality of fiber bundles 1 are running in parallel, it is preferable that each fiber bundle 1 can be uniformly illuminated in the width direction. When the number of fiber bundles is large, a plurality of illumination means 2 can be used.

照明手段2の具体例としては、高周波点灯の蛍光灯、メタルハライドランプ、LED照明、X線、赤外光、紫外光等が挙げられる。また、ハロゲン、LED等の光源からの光を光ファイバーで導いて照射してもよい。
複数の繊維束1が並列して走行している領域Xで複数の繊維束1それぞれ存在する欠陥を同時に検査する場合には、コスト及び保守性の観点から、幅方向に長い高周波蛍光灯やLED照明を用いることが好ましい。
Specific examples of the illumination means 2 include high-frequency lighting fluorescent lamps, metal halide lamps, LED lighting, X-rays, infrared light, ultraviolet light, and the like. Alternatively, light from a light source such as a halogen or LED may be guided through an optical fiber and irradiated.
When simultaneously inspecting the defects present in each of the plurality of fiber bundles 1 in the region Preferably, lighting is used.

<撮像手段>
撮像手段3としては、領域Xからの反射光L2の輝度に関するデータを得ることができるものであればよく、例えば、CCD(Charge Coupled Device)等の、光を受光する受光素子(画素)が直線的又は2次元的に配置されたセンサカメラを採用することができる。特に、広い範囲にわたって多数並列して走行している繊維束のそれぞれについて欠陥を同時に検査する場合は、幅方向分解能に優れ、広範囲の検査が可能である点で、受光素子が直線的に配置されたラインセンサカメラが好ましい。
反射光L2は拡散反射光でもよく、正反射光でもよい。
<Imaging means>
The imaging means 3 may be any device that can obtain data regarding the brightness of the reflected light L2 from the region Sensor cameras arranged in a targeted or two-dimensional manner can be employed. In particular, when simultaneously inspecting each of a large number of fiber bundles running in parallel over a wide area for defects, the light-receiving elements are arranged linearly because they have excellent width resolution and can inspect a wide range. A line sensor camera is preferred.
The reflected light L2 may be diffusely reflected light or specularly reflected light.

複数の繊維束1を含む平面と、複数の繊維束1の走行方向における領域Xの中心から撮像手段3に延びる平面とがなす角度θ2は、10~90度であることが好ましく、20~65度であることがより好ましい。角度θ2が上記範囲内であれば、対象物が振動したり、対象物そのものの凹凸による写り方が変化したりする影響を受けにくい。 The angle θ2 formed by the plane containing the plurality of fiber bundles 1 and the plane extending from the center of the region X to the imaging means 3 in the running direction of the plurality of fiber bundles 1 is preferably 10 to 90 degrees, It is more preferable that the If the angle θ2 is within the above range, it will be less susceptible to vibrations of the object or changes in the way it appears due to unevenness of the object itself.

<データ処理手段>
データ処理手段4は、撮像手段3で得られた画像データを処理し、欠陥のデータを得る。データ処理手段4における処理については後で詳しく説明する。
データ処理手段4としては、CPU等が挙げられる。
<Data processing means>
The data processing means 4 processes the image data obtained by the imaging means 3 to obtain defect data. The processing in the data processing means 4 will be explained in detail later.
As the data processing means 4, a CPU etc. can be mentioned.

<記録手段>
記録手段5は、データ処理手段4で得られた欠陥のデータを記録する。
記録手段5は、さらに、撮像手段3で得られた画像データを記録してもよい。
記録手段5としては、HDD、NAS等が挙げられる。
<Recording means>
The recording means 5 records the defect data obtained by the data processing means 4.
The recording means 5 may further record image data obtained by the imaging means 3.
Examples of the recording means 5 include HDD, NAS, and the like.

(欠陥検査方法)
図4の欠陥検査装置を用いた欠陥検査方法の一実施形態を説明する。
本実施形態の欠陥検査方法は、以下の(A)~(D)の工程を有する。
(A)照明手段2により、領域Xに測定光L1を照射する工程。
(B)測定光L1の照射下で、撮像手段3により、領域Xを撮像する工程。
(C)データ処理手段4により、(B)の工程で得られた画像データを処理し、欠陥のデータを得る工程。
(D)必要に応じて、(C)の工程で得られた欠陥のデータを記録する工程。
(Defect inspection method)
An embodiment of a defect inspection method using the defect inspection apparatus shown in FIG. 4 will be described.
The defect inspection method of this embodiment includes the following steps (A) to (D).
(A) A step of irradiating the area X with the measurement light L1 using the illumination means 2.
(B) Step of imaging the region X by the imaging means 3 under irradiation with the measurement light L1.
(C) Processing the image data obtained in step (B) by the data processing means 4 to obtain defect data.
(D) A step of recording the defect data obtained in step (C), if necessary.

<(B)の工程>
精度良く欠陥を検出するためには、検出したい欠陥サイズの5倍以上の分解能で領域Xを撮像することが好ましい。例えば、幅方向、長手方向とも1mmのサイズの欠陥を検出する場合、撮像分解能は、0.2mm以下が好ましく、0.1mm以下が好ましい。
一方、撮像分解能を細かくしすぎると、データ量が多くなり過ぎるため、データの処理速度が遅くなる。よって、撮影分解能は、0.01mm以上が好ましい。0.01mm以上であれば、データ処理速度が遅くなり過ぎず使用できる。
<(B) process>
In order to detect defects with high accuracy, it is preferable to image the region X with a resolution that is five times or more than the defect size to be detected. For example, when detecting a defect with a size of 1 mm in both the width direction and the longitudinal direction, the imaging resolution is preferably 0.2 mm or less, and preferably 0.1 mm or less.
On the other hand, if the imaging resolution is set too fine, the amount of data becomes too large and the data processing speed becomes slow. Therefore, the imaging resolution is preferably 0.01 mm or more. If it is 0.01 mm or more, it can be used without slowing down the data processing speed too much.

繊維束1の走行方向における撮像分解能には、時間当たりの撮像回数が関係する。したがって、検出する欠陥のサイズ、繊維束1の走行速度等に合わせて、時間当たりの撮像回数を調節する。
例えば、検出したい欠陥の、繊維束1の走行方向におけるサイズが1mmであり、繊維束1の走行速度が300m/分(=5000mm/秒)である場合、時間あたりの撮像回数は、25000回/秒以上であることが好ましい。撮像回数が25000回/秒以上であれば、撮像分解能が0.2mm以下となり、上記サイズの欠陥を精度良く検出することが可能となる。
The imaging resolution in the running direction of the fiber bundle 1 is related to the number of imaging times per time. Therefore, the number of times of imaging per hour is adjusted according to the size of the defect to be detected, the traveling speed of the fiber bundle 1, etc.
For example, if the size of the defect to be detected in the running direction of the fiber bundle 1 is 1 mm and the running speed of the fiber bundle 1 is 300 m/min (=5000 mm/sec), the number of imaging times per hour is 25000 times/ It is preferable that the time is longer than seconds. If the number of times of imaging is 25,000 times/second or more, the imaging resolution will be 0.2 mm or less, and defects of the above size can be detected with high accuracy.

工程(B)で得られる画像データは、データ処理手段4に導かれる。
画像データは、格子状に並んだ画素データの集まりである。画素データは、例えば256階調の濃淡データで表されるのが好ましいが、特に限定するものではない。
工程(B)で得られる画像データには少なくとも、繊維束1部分と背景部分とが存在する。繊維束1で照射光L1が反射される一方、背景部分では照射光L1が反射されないため、得られる画像データにおいて、繊維束1部分は背景部分よりも高輝度となる。また、繊維束1上に欠陥が存在すると、欠陥によって照射光L1が散乱されるため、得られる画像データにおいて、繊維束1部分と欠陥部分との間に輝度差(明暗差)が生じる。
The image data obtained in step (B) is guided to data processing means 4.
Image data is a collection of pixel data arranged in a grid. The pixel data is preferably represented by 256-level gray scale data, for example, but is not particularly limited.
The image data obtained in step (B) includes at least one portion of the fiber bundle and a background portion. While the irradiated light L1 is reflected by the fiber bundle 1, the irradiated light L1 is not reflected by the background portion, so in the obtained image data, the fiber bundle 1 portion has higher brightness than the background portion. Further, if a defect exists on the fiber bundle 1, the irradiation light L1 is scattered by the defect, so that a difference in brightness (difference in brightness) occurs between the fiber bundle 1 portion and the defective portion in the obtained image data.

<(C)の工程>
(C)の工程においてデータ処理手段4は、以下の(a)~(c)の処理を実施する。
(a)(B)の工程で得られた画像データから、繊維束1部分と欠陥部分との明暗差に基づき、欠陥を検出する処理。
(b)(a)の処理で検出された欠陥を、予め設定した1以上の形状特徴に応じた閾値により分類する処理。
(c)(a)の処理で検出された欠陥の座標を、領域Xにおける座標と紐づけ、欠陥が生じた繊維束を特定する処理。
<(C) process>
In the step (C), the data processing means 4 performs the following processes (a) to (c).
(a) A process of detecting a defect from the image data obtained in the step (B) based on the difference in brightness between one portion of the fiber bundle and the defective portion.
(b) A process of classifying the defects detected in the process of (a) using a threshold value according to one or more preset shape characteristics.
(c) A process of linking the coordinates of the defect detected in the process of (a) with the coordinates in the region X to identify the fiber bundle in which the defect has occurred.

[(a)の処理]
上述のとおり、繊維束1が欠陥を含む場合、画像データにおいて、欠陥部分と繊維束1部分との間で明暗差(輝度差)が生じるため、この明暗差に基づき、画像データから欠陥部分を抽出することができる。
(a)の処理では、具体的には、以下の第1のデータ処理手順、第2のデータ処理手順、第3のデータ処理手順、及び第4のデータ処理手順を実施する。但し、第3のデータ処理手順は省略することもできる。
[Processing of (a)]
As mentioned above, when the fiber bundle 1 includes a defect, there will be a difference in brightness (brightness difference) between the defective part and the part of the fiber bundle 1 in the image data, so the defective part can be identified from the image data based on this difference in brightness. can be extracted.
Specifically, in the process (a), the following first data processing procedure, second data processing procedure, third data processing procedure, and fourth data processing procedure are performed. However, the third data processing procedure can also be omitted.

第1のデータ処理手順は、(B)の工程で得られた画像データ中の繊維束1部分と欠陥部分との明暗差から、抽出データを得るデータ処理手順である。
(B)の工程で得られた画像データには、繊維束1部分、繊維束1部分に含まれる欠陥部分、背景部分が含まれている。第1のデータ処理手順では、この画像データの中から、繊維束部分と欠陥部分との明暗差を鮮明化し、抽出部データを得る。
明暗差の鮮明化は、具体的には、コントラスト拡張により実施できる。
The first data processing procedure is a data processing procedure for obtaining extracted data from the brightness difference between the fiber bundle 1 portion and the defective portion in the image data obtained in the step (B).
The image data obtained in the step (B) includes one part of the fiber bundle, a defective part included in the first part of the fiber bundle, and a background part. In the first data processing procedure, the difference in brightness between the fiber bundle portion and the defective portion is sharpened from this image data to obtain extraction portion data.
Specifically, the difference in brightness and darkness can be made clearer by contrast expansion.

第2のデータ処理手順は、第1のデータ処理手順により得られた抽出部データから、一定の画素数以下のデータを除去し、第1の残存部データを得るデータ処理手順である。
一定の画素数以下のデータを除去することで、ノイズ成分(埃や微細な毛羽等)を除去することができる。除去するデータの画素数の上限は、検出しようとする欠陥の大きさに応じて設定できる。
The second data processing procedure is a data processing procedure that removes data having a predetermined number of pixels or less from the extraction part data obtained by the first data processing procedure to obtain first residual part data.
By removing data below a certain number of pixels, noise components (dust, fine fluff, etc.) can be removed. The upper limit of the number of pixels of data to be removed can be set depending on the size of the defect to be detected.

第3のデータ処理手順は、第2のデータ処理手順により得られた第1の残存部データにぼかし処理を行い、第2の残存部データを得るデータ処理手順である。
ここで、ぼかし処理とは、平均化フィルタのことであり、ある正方形範囲(例えば3×3)の中心画素の濃度を、中心画素を含む正方形範囲内の平均濃度に変換する処理のことである。第1の残存部データにぼかし処理を行うことで、ある程度近接する細かな複数の欠陥を1つの欠陥として判定することができる。
The third data processing procedure is a data processing procedure that performs a blurring process on the first residual portion data obtained by the second data processing procedure to obtain second residual portion data.
Here, the blurring process refers to an averaging filter, and is a process that converts the density of the center pixel of a certain square range (for example, 3 x 3) to the average density within the square range that includes the center pixel. . By performing the blurring process on the first residual portion data, it is possible to determine a plurality of small defects that are close to each other as one defect.

第4のデータ処理手順は、第2のデータ処理手順により得られた第1の残存部データ、又は第3のデータ処理手順で得られた第2の残存部データ(以下、これらをまとめて残存部データともいう。)を、予め設定した閾値と比較し、欠陥の有無を判定し、欠陥データを得るデータ処理手順である。
第1の残存部データや第2の残存部データには、繊維束に含まれる欠陥である可能性が高い部分が抽出されている。検出すべき欠陥の形状特徴に応じた閾値及び判定条件(閾値を超えた場合は欠陥である、又は閾値以下である場合は欠陥である)を予め設定しておき、残存部データと閾値とを比較することで、欠陥の有無を判定できる。
形状特徴に応じた閾値としては、例えば、残存部データの主軸長の長さが挙げられる。主軸長とは、残存部を最も多く含む外接矩形を描いた場合の長辺長さである。残存部データの主軸長の長さが、予め設定した閾値を超える場合、その残存部データを欠陥と判定することができる。
欠陥と判定された残存部データを欠陥データとする。
The fourth data processing procedure uses the first residual data obtained by the second data processing procedure or the second residual data obtained by the third data processing procedure (hereinafter, these are collectively referred to as residual data). This is a data processing procedure in which defect data is obtained by comparing the data (also referred to as partial data) with a preset threshold value to determine the presence or absence of a defect.
In the first remaining portion data and the second remaining portion data, portions that are likely to be defects included in the fiber bundle are extracted. A threshold value and judgment condition (if it exceeds the threshold value, it is a defect, or if it is below the threshold value, it is a defect) are set in advance according to the shape characteristics of the defect to be detected, and the remaining part data and the threshold value are set in advance. By comparing, it is possible to determine whether there is a defect.
As the threshold value according to the shape feature, for example, the length of the principal axis of the remaining portion data can be cited. The principal axis length is the length of the long side when a circumscribed rectangle containing the largest number of remaining parts is drawn. If the main axis length of the remaining portion data exceeds a preset threshold, the remaining portion data can be determined to be defective.
The remaining portion data determined to be defective is defined as defective data.

[(b)の処理]
(b)の処理では、(a)の処理で検出された欠陥を、予め設定した1以上の形状特徴に応じた閾値により分類する。繊維束1の製造工程の条件によって、発生する欠陥の種類(形状特徴)が異なることがある。欠陥を分類しておくことで、繊維束1の製造工程の条件を調整し、繊維束1の品質を高めることができる。
欠陥を分類するための1以上の形状特徴としては、例えば、欠陥データの輝度、主軸長の長さ、画素数が挙げられる。欠陥データの輝度は、欠陥の凹凸を示す。欠陥データの主軸長の長さは、欠陥の最大長さを示す。欠陥データの画素数は、欠陥の面積を示す。第4のデータ処理手順によって得られた欠陥データの輝度、主軸長の長さ、画素数を、予め設定した閾値と比較することで、欠陥データを欠陥の種類ごとに分類することができる。
[Processing in (b)]
In the process (b), the defects detected in the process (a) are classified using a threshold value according to one or more preset shape characteristics. Depending on the conditions of the manufacturing process of the fiber bundle 1, the types (shape characteristics) of defects that occur may vary. By classifying the defects, the conditions of the manufacturing process of the fiber bundle 1 can be adjusted and the quality of the fiber bundle 1 can be improved.
One or more shape characteristics for classifying defects include, for example, the brightness of defect data, the length of the main axis, and the number of pixels. The brightness of the defect data indicates the unevenness of the defect. The principal axis length of the defect data indicates the maximum length of the defect. The number of pixels in the defect data indicates the area of the defect. By comparing the brightness, principal axis length, and number of pixels of the defect data obtained by the fourth data processing procedure with preset threshold values, the defect data can be classified by defect type.

1以上の形状特徴に応じた閾値は、図1に示すような、繊維束1の一部の単繊維が切れた又はばらけた欠陥11の形状特徴に応じた閾値を含むことが好ましい。
こうした形状の欠陥11が直接、繊維束の品質に影響することは少ないが、その後、製造工程内を走行中に搬送ロールや設備の一部に接触することで摩擦を生じて品質を低下させるような塊状の欠陥に変形する場合がある。よって、繊維束1の品質管理の観点から、欠陥11を検出することが好ましい。
The threshold value according to one or more shape characteristics preferably includes a threshold value according to the shape characteristic of a defect 11 in which some single fibers of the fiber bundle 1 are cut or separated, as shown in FIG.
These shaped defects 11 rarely directly affect the quality of the fiber bundle, but they may subsequently come into contact with conveyor rolls or part of the equipment while traveling in the manufacturing process, causing friction and degrading the quality. In some cases, the defect may transform into a lumpy defect. Therefore, from the viewpoint of quality control of the fiber bundle 1, it is preferable to detect the defect 11.

1以上の形状特徴に応じた閾値は、図2に示すような、繊維束1の一部の単繊維が切れて塊となった欠陥12の形状特徴に応じた閾値を含むことも好ましい。
繊維束1に欠陥12が含まれていた場合、その繊維束1を巻き取ったパッケージから糸を巻き出す際に、欠陥12を起点に周辺の繊維束1が絡まることがある。この場合、巻き出した繊維束1の形態が崩れたり、巻き出した繊維束1に欠陥12が残ったりすることで、追加工時の設備にひっかかるおそれがある。よって、様々な欠陥の形態の中でも塊状の欠陥12は、パッケージ化する前に検出し、繊維束パッケージには含まれていない状態とすることが好ましい。
It is also preferable that the threshold value according to one or more shape characteristics includes a threshold value according to the shape characteristic of a defect 12 in which some single fibers of the fiber bundle 1 are cut and become a lump, as shown in FIG.
If the fiber bundle 1 includes a defect 12, surrounding fiber bundles 1 may become entangled starting from the defect 12 when the yarn is unwound from the package in which the fiber bundle 1 is wound. In this case, the shape of the unwound fiber bundle 1 may collapse, or defects 12 may remain on the unwound fiber bundle 1, which may cause the fiber bundle 1 to be caught in equipment during additional machining. Therefore, among the various types of defects, it is preferable that the bulk defects 12 be detected before packaging and not included in the fiber bundle package.

1以上の形状特徴に応じた閾値は、図3に示すような、繊維束1の一部の単繊維が切れた15mm以上の長さを有する欠陥13の形状特徴に応じた閾値を含むことも好ましい。
欠陥13の有無は、単繊維が切れた原因として設備との過剰な接触によるものであるか、繊維束に延伸をかけるような工程で生じたものであるかを判断する補助データとなりうる。そのため、欠陥13が急激に増加した際には、対策を講じる工程を絞り込むことができる。
The threshold value according to one or more shape characteristics may include the threshold value according to the shape characteristic of a defect 13 having a length of 15 mm or more, in which some single fibers of the fiber bundle 1 are cut, as shown in FIG. preferable.
The presence or absence of defects 13 can serve as auxiliary data for determining whether the breakage of the single fibers is due to excessive contact with equipment or a process in which the fiber bundle is stretched. Therefore, when the number of defects 13 increases rapidly, it is possible to narrow down the steps in which countermeasures are taken.

欠陥11の形状特徴に応じた閾値の設定例としては、主軸長の値を1mmとする例が挙げられる。この場合、欠陥データの主軸長の値が上記閾値を超えていれば、その欠陥データを欠陥11に分類する。なお、この場合、検出される欠陥11は欠陥13を内包する。必要に応じて、さらに欠陥13を抽出することができる。
欠陥12の形状特徴に応じた閾値の設定例としては、面積の値を1mmとする例が挙げられる。この場合、欠陥データの面積の値が上記閾値を超えていれば、その欠陥データを欠陥12に分類する。
欠陥13の形状特徴に応じた閾値の設定例としては、主軸長の値を15mmとする例が挙げられる。この場合、欠陥データの主軸長の値が上記閾値を超えていれば、その欠陥データを欠陥13に分類する。
ただし、閾値は、測定条件によって変動し得る。既知の欠陥を有するサンプルと欠陥のないサンプルについて、検査の測定条件に合わせた条件で得たデータを比較し、当該欠陥の有無を判定できる閾値を設定することができる。
An example of setting the threshold value according to the shape characteristics of the defect 11 is an example in which the value of the main axis length is set to 1 mm. In this case, if the value of the main axis length of the defect data exceeds the above threshold value, the defect data is classified as defect 11. Note that in this case, the detected defect 11 includes the defect 13. Further defects 13 can be extracted as needed.
An example of setting the threshold value according to the shape characteristics of the defect 12 is an example in which the area value is set to 1 mm 2 . In this case, if the area value of the defect data exceeds the threshold, the defect data is classified as defect 12.
An example of setting the threshold value according to the shape characteristics of the defect 13 is an example in which the value of the main axis length is set to 15 mm. In this case, if the value of the main axis length of the defect data exceeds the above threshold value, the defect data is classified as defect 13.
However, the threshold value may vary depending on the measurement conditions. It is possible to compare data obtained under conditions matching the inspection measurement conditions for a sample with a known defect and a sample without a defect, and set a threshold value that can determine the presence or absence of the defect.

[(c)の処理]
(c)の処理では、(a)の処理で検出された欠陥の座標を、領域Xにおける座標と紐づけ、欠陥が生じた繊維束を特定する。
領域Xの幅方向において、複数の繊維束1それぞれが走行する位置はほぼ一定である。欠陥の重心座標が領域Xの幅方向のどの位置にあるかによって、その欠陥を含む繊維束を特定できる。
欠陥が生じた繊維束を特定しておくことで、繊維束1の品質を管理したり、欠陥が生じた繊維束を除去して繊維束の品質を高めたりすることができる。
[Processing in (c)]
In the process (c), the coordinates of the defect detected in the process (a) are linked with the coordinates in the region X, and the fiber bundle in which the defect has occurred is identified.
In the width direction of the region X, the position at which each of the plurality of fiber bundles 1 runs is approximately constant. Depending on where the center of gravity coordinates of the defect are located in the width direction of the region X, the fiber bundle containing the defect can be specified.
By identifying the fiber bundle in which a defect has occurred, the quality of the fiber bundle 1 can be controlled, and the quality of the fiber bundle can be improved by removing the defective fiber bundle.

<(D)の工程>
(D)の工程は必須ではないが、繊維束の製造工程では、走行速度が高速であることから、走行する繊維束を目視で確認して欠陥の形態や繊維束の形態を把握することは難しい。そのため、(D)の工程を行うことが好ましい。これにより、目視では確認できなかった欠陥を確認することができ、製造工程の改善や製品の品質向上に活用できる。
欠陥データとともに、撮像手段3によって撮像された画像データを記録しておいてもよい。
<(D) process>
Although step (D) is not essential, since the traveling speed is high in the fiber bundle manufacturing process, it is difficult to visually check the traveling fiber bundles to understand the form of defects and the shape of the fiber bundles. difficult. Therefore, it is preferable to perform the step (D). This makes it possible to identify defects that cannot be detected visually, which can be used to improve manufacturing processes and product quality.
Image data captured by the imaging means 3 may be recorded together with the defect data.

繊維束は、繊維束の製造工程で製造された後、巻き取られて繊維束パッケージとされることがある。
本実施形態に係る欠陥検査方法によって検査される繊維束は、繊維束の製造工程で製造された後、繊維束パッケージとされる前の繊維束であってもよく、繊維束パッケージから巻きだされた繊維束であってもよい。
After the fiber bundle is produced in a fiber bundle manufacturing process, it may be wound into a fiber bundle package.
The fiber bundle inspected by the defect inspection method according to the present embodiment may be a fiber bundle manufactured in the fiber bundle manufacturing process but before being made into a fiber bundle package, or may be a fiber bundle that is unwound from the fiber bundle package. It may also be a fiber bundle.

繊維束の製造時に本発明の欠陥検査方法による検査工程を行うことで、欠陥の有無、欠陥の種類、欠陥が検出された繊維束等を容易に特定することができる。そのため、不良繊維束の外部への流出を防ぐことが可能となる。また、欠陥の分類をすることで、工程の異常発生個所の特定ができやすくなる。したがって、繊維束を製造する工程中に生じる異常をいち早く検知し、これにより繊維束の品質を良好に管理することができ、外観検査だけでない高い品質が得やすくなる。 By performing an inspection process using the defect inspection method of the present invention when manufacturing a fiber bundle, it is possible to easily identify the presence or absence of a defect, the type of defect, the fiber bundle in which a defect has been detected, and the like. Therefore, it is possible to prevent defective fiber bundles from flowing out. Furthermore, by classifying defects, it becomes easier to identify the location where an abnormality occurs in the process. Therefore, abnormalities that occur during the process of manufacturing the fiber bundle can be quickly detected, and thereby the quality of the fiber bundle can be well controlled, making it easier to obtain high quality that is not limited to visual inspection.

(繊維束の製造方法)
本発明の繊維束の製造方法は、繊維束を製造する工程(製造工程)と、
製造工程で製造された複数の繊維束を並列して走行させ、本発明の繊維束の欠陥検査方法により欠陥を検査する工程(検査工程)と、を有する。
製造工程は、公知の方法により実施できる。
(Method for manufacturing fiber bundle)
The method for manufacturing a fiber bundle of the present invention includes a step of manufacturing a fiber bundle (manufacturing step);
The method includes a step (inspection step) of running a plurality of fiber bundles produced in the manufacturing process in parallel and inspecting for defects using the fiber bundle defect inspection method of the present invention.
The manufacturing process can be carried out by a known method.

本発明の繊維束の製造方法においては、検査工程で欠陥が検出された際に、検出された欠陥のデータに応じて、製造工程の条件を変更することが好ましい。
製造工程の条件によって、発生する欠陥の個数、場所、大きさ、長さ等が変動する。検出工程を行い、検出工程で検出された欠陥のデータに応じて製造工程の条件を変更することで、製造工程の不具合を早期に発見し、工程の改善、条件変更等を行って、品質の良い繊維束を得やすくなる。
In the fiber bundle manufacturing method of the present invention, when a defect is detected in the inspection process, it is preferable to change the conditions of the manufacturing process according to the data of the detected defect.
The number, location, size, length, etc. of defects that occur vary depending on the conditions of the manufacturing process. By carrying out the detection process and changing the manufacturing process conditions according to the defect data detected in the detection process, defects in the manufacturing process can be discovered early, and the process can be improved and conditions changed to improve quality. It becomes easier to obtain good fiber bundles.

本発明の繊維束の製造方法においては、検査工程で欠陥が検出された際に、アラームを発することが好ましい。
アラームを発することで、上述のような工程改善等の対応を早急に行うことができる。
アラームは、アラームに素早く対応する観点から、製造装置付近や管理室で、ランプや音で知らせたり、モニターに詳細を表示したりすることが好ましい。
アラームを発する場合、欠陥の種類、頻度によって、アラームの種類を変えるようにしてもよい。
In the fiber bundle manufacturing method of the present invention, it is preferable to issue an alarm when a defect is detected in the inspection process.
By issuing an alarm, it is possible to promptly take measures such as process improvement as described above.
From the viewpoint of responding quickly to the alarm, it is preferable that the alarm be notified by a lamp or sound near the manufacturing equipment or in the control room, or that the details be displayed on a monitor.
When issuing an alarm, the type of alarm may be changed depending on the type and frequency of the defect.

検査工程で欠陥が検出された際に、アラームを発し、検出された欠陥のデータに応じて製造工程の条件を変更してもよい。
この場合、本発明の繊維束の製造方法は、検出された欠陥のデータ(個数、場所、大きさ、長さ等)から製造工程の異常を特定し、特定された異常に基づいて製造工程の条件を変更する操作手順を含んでいてもよい。
検査工程において、検出される欠陥の種類の急激な変化や、欠陥の数の急峻な増加があった際にアラームを発し、製造工程の異常を特定し、その異常に応じて製造工程を点検し、適切な処置を施すことで、未然に走行繊維束に欠陥が含まれる時間を短縮することができる。結果、製造工程の稼働時間に対して、欠陥が少ない、もしくは含まない状態で多くの繊維束を製造できることとなる。
When a defect is detected in the inspection process, an alarm may be issued and the conditions of the manufacturing process may be changed according to the data of the detected defect.
In this case, the fiber bundle manufacturing method of the present invention identifies the abnormality in the manufacturing process from the data of the detected defects (number, location, size, length, etc.), and adjusts the manufacturing process based on the identified abnormality. It may also include operating procedures for changing conditions.
In the inspection process, when there is a sudden change in the type of defects detected or a sudden increase in the number of defects, an alarm is issued, identifying abnormalities in the manufacturing process, and inspecting the manufacturing process according to the abnormality. By taking appropriate measures, it is possible to shorten the time during which a running fiber bundle contains defects. As a result, many fiber bundles can be manufactured with few or no defects in the operating time of the manufacturing process.

本発明の繊維束の製造方法により製造された繊維束を用いて得られる繊維束パッケージは、検査工程により、パッケージ内の繊維束に含まれる欠陥の種類や個数、欠陥の位置情報が把握できている。そのため、例えば、繊維束パッケージから繊維束を巻き出して後の工程で使用する場合に、欠陥のない繊維束のみ使用することができ、これまで欠陥が含まれることにより生じていた後の工程のトラブルを未然に防止し、歩留まりを向上させることができる。 In the fiber bundle package obtained using the fiber bundle manufactured by the fiber bundle manufacturing method of the present invention, the type and number of defects contained in the fiber bundle in the package and the position information of the defects can be ascertained through the inspection process. There is. Therefore, for example, when unwinding a fiber bundle from a fiber bundle package and using it in a later process, only fiber bundles with no defects can be used, and defects in the later process, which were previously caused by defects, can be used. Troubles can be prevented and yields can be improved.

以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the Examples.

(実施例1)
測定光の照明手段として、京都電気機器社製KDPL2-LK1000Wを使用した。撮像手段として、キーエンス社製ラインカメラXG-HL08M(8192画素)を使用した。データ処理手段及び記録手段として、キーエンス社製画像センサXG-8700Lを使用した。XG-8700LにXG-HL08Mを接続し、撮影画像を全てXG-8700L内のストレージに保存するようにした。
(Example 1)
KDPL2-LK1000W manufactured by Kyoto Denkiki Co., Ltd. was used as the illumination means for the measurement light. As an imaging means, a line camera XG-HL08M (8192 pixels) manufactured by Keyence Corporation was used. An image sensor XG-8700L manufactured by Keyence Corporation was used as a data processing means and a recording means. I connected the XG-HL08M to the XG-8700L and saved all captured images to the storage inside the XG-8700L.

図4に示すように、照明手段は、繊維束の走行経路の一方面側に、照明手段の照射部分から領域Xまでの距離が200mm、走行方向に対して45度傾けるように設置した。撮像手段は、繊維束の走行経路の一方面側に、領域Xから撮像手段のレンズ先端までの距離が1500mm、走行方向に対して30度傾けるように設置し、拡散反射で画像を取得した。
(a)の処理の第4のデータ処理手順における形状特徴に応じた閾値としては、主軸長、面積を設定した。(b)の処理において、形状特徴に応じた閾値としては、主軸長、面積を設定した。
As shown in FIG. 4, the illumination means was installed on one side of the travel path of the fiber bundle so that the distance from the irradiation part of the illumination means to the area X was 200 mm, and the illumination means was inclined at 45 degrees with respect to the traveling direction. The imaging means was installed on one side of the running path of the fiber bundle so that the distance from the region X to the tip of the lens of the imaging means was 1500 mm and was inclined at 30 degrees with respect to the running direction, and images were acquired by diffuse reflection.
The principal axis length and area were set as the threshold values according to the shape characteristics in the fourth data processing procedure of the process (a). In the process of (b), the principal axis length and area were set as threshold values according to the shape characteristics.

60000本の単繊維からなるポリアクリロニトリル繊維束(単繊維繊度1.0dtex)の製造工程において3日間、欠陥検査を実施した。
欠陥検査の実施期間中、12本の繊維束を並列して60m/分で走行させ、照明手段で領域Xを照射し、撮像手段で撮像した。このとき、繊維束の走行方向に垂直な方向の撮像分解能が0.1mmとなるように、1秒あたりの撮像回数を10000回とした。
Defect inspection was conducted for 3 days during the manufacturing process of a polyacrylonitrile fiber bundle (single fiber fineness 1.0 dtex) consisting of 60,000 single fibers.
During the period of defect inspection, 12 fiber bundles were run in parallel at 60 m/min, the area X was irradiated with the illumination means, and the image was taken with the imaging means. At this time, the number of imaging times per second was set to 10,000 so that the imaging resolution in the direction perpendicular to the traveling direction of the fiber bundle was 0.1 mm.

撮像により取得した画像データを元に、データ処理手段において、上述の(a)~(c)の処理を行うことで、繊維束ごとに欠陥を検出し、繊維束間の比較、日中及び夜間の変動の監視、経時的な変動の監視を行った。
並行して、目視での欠陥検査を実施したところ、上記の欠陥検査結果と一致した。
Based on the image data acquired by imaging, the data processing means performs the above-mentioned processes (a) to (c) to detect defects in each fiber bundle, compare fiber bundles, and compare them during the day and at night. We monitored the changes in and the changes over time.
In parallel, a visual defect inspection was conducted, and the results were consistent with the above defect inspection results.

データ処理手段による、繊維束ごとの欠陥の検出をインラインで実施した。取得した欠陥情報として、欠陥画像や発生した位置、発生時間等を現場のモニターに表示した。
インラインでの結果も、目視での欠陥検査結果と一致した。
Defect detection for each fiber bundle was performed in-line using data processing means. The acquired defect information, including the defect image, location, and time of occurrence, was displayed on a monitor at the site.
The in-line results also matched the visual defect inspection results.

繊維束の製造工程で、例えば繊維束走行用のロールや、繊維束の走行位置を決めるガイドロール等の表面に傷が入ると、損傷個所に接触する場所の繊維束に欠陥が発生する。
これらの欠陥をインラインで検出することで、欠陥発生を早期に発見できた。そして、異常箇所を適切に処置することにより、工程異常を回避し、歩留まりを向上することができた。
During the manufacturing process of fiber bundles, if the surface of, for example, a roll for running the fiber bundle or a guide roll that determines the running position of the fiber bundle is damaged, defects will occur in the fiber bundle at locations that come into contact with the damaged area.
By detecting these defects inline, we were able to detect defects early. By appropriately treating abnormal locations, process abnormalities could be avoided and yields improved.

1 繊維束
2 照明手段
3 撮像手段
4 データ処理手段
5 記録手段
6 搬送ロール
11 欠陥(切れ・ばらけ)
12 欠陥(塊)
13 欠陥(長い単繊維)
1 Fiber bundle 2 Illumination means 3 Imaging means 4 Data processing means 5 Recording means 6 Conveyance roll 11 Defects (cuts/separations)
12 Defect (lump)
13 Defect (long single fiber)

Claims (10)

並列して走行する複数の繊維束の欠陥の検査方法であって、
(A)前記複数の繊維束の走行経路の予め割り当てられた領域に、測定光を照射する工程と、
(B)前記測定光の照射下で、前記測定光の前記複数の繊維束からの反射光を受光可能な位置に配置された撮像手段により、前記領域を撮像する工程と、
(C)前記(B)の工程で得られた画像データを処理し、欠陥のデータを得る工程と、を有し、
前記(C)の工程が、
(a)前記(B)の工程で得られた画像データから、繊維束部分と欠陥部分との明暗差に基づき、欠陥を検出する処理と、
(b)検出された前記欠陥を、予め設定した1以上の形状特徴に応じた閾値により分類する処理と、
(c)検出された前記欠陥の座標を、前記領域における座標と紐づけ、前記欠陥が生じた繊維束を特定する処理と、を含む、繊維束の欠陥検査方法。
A method for inspecting defects in a plurality of fiber bundles running in parallel, the method comprising:
(A) irradiating measurement light onto a pre-assigned region of the travel path of the plurality of fiber bundles;
(B) imaging the area under irradiation with the measurement light using an imaging means arranged at a position capable of receiving reflected light from the plurality of fiber bundles of the measurement light;
(C) processing the image data obtained in the step (B) to obtain defect data;
The step (C) above is
(a) A process of detecting defects from the image data obtained in the step (B) above based on the difference in brightness between the fiber bundle portion and the defective portion;
(b) a process of classifying the detected defects using a threshold value according to one or more preset shape characteristics;
(c) A method for inspecting defects in fiber bundles, including the steps of: associating the coordinates of the detected defect with the coordinates in the area, and identifying the fiber bundle in which the defect has occurred.
(D)前記(C)の工程で得られた前記欠陥のデータを記録する工程をさらに有する、請求項1に記載の繊維束の欠陥検査方法。 The fiber bundle defect inspection method according to claim 1, further comprising the step of (D) recording data on the defects obtained in the step (C). 前記1以上の形状特徴に応じた閾値が、繊維束の一部の単繊維が切れた又はばらけた形状特徴に応じた閾値を含む、請求項1に記載の繊維束の欠陥検査方法。 2. The fiber bundle defect inspection method according to claim 1, wherein the threshold value depending on the one or more shape characteristics includes a threshold value depending on a shape feature in which some single fibers of the fiber bundle are cut or separated. 前記1以上の形状特徴に応じた閾値が、繊維束の一部の単繊維が切れて塊となった形状特徴に応じた閾値を含む、請求項1に記載の繊維束の欠陥検査方法。 2. The fiber bundle defect inspection method according to claim 1, wherein the threshold value according to the one or more shape characteristics includes a threshold value according to a shape feature in which some single fibers of the fiber bundle are broken and become a lump. 前記1以上の形状特徴に応じた閾値が、繊維束の一部の単繊維が切れた15mm以上の長さを有する形状特徴に応じた閾値を含む、請求項1に記載の繊維束の欠陥検査方法。 2. The defect inspection of a fiber bundle according to claim 1, wherein the threshold value according to the one or more shape features includes a threshold value according to a shape feature having a length of 15 mm or more where some single fibers of the fiber bundle are cut. Method. 前記複数の繊維束それぞれを構成する単繊維の本数が1000~100000本である、請求項1に記載の繊維束の欠陥検査方法。 The fiber bundle defect inspection method according to claim 1, wherein the number of single fibers constituting each of the plurality of fiber bundles is 1,000 to 100,000. 前記複数の繊維束の数が10~1000である、請求項1に記載の繊維束の欠陥検査方法。 The fiber bundle defect inspection method according to claim 1, wherein the number of the plurality of fiber bundles is 10 to 1000. 複数の繊維束を製造する工程と、
前記複数の繊維束を並列して走行させ、請求項1~7のいずれか一項に記載の繊維束の欠陥検査方法により欠陥を検査する工程と、を有する、繊維束の製造方法。
a step of manufacturing a plurality of fiber bundles;
A method for manufacturing a fiber bundle, comprising the step of running the plurality of fiber bundles in parallel and inspecting for defects using the fiber bundle defect inspection method according to any one of claims 1 to 7.
前記検査する工程で欠陥が検出された際に、検出された欠陥のデータに応じて、前記製造する工程の条件を変更する、請求項8に記載の繊維束の製造方法。 9. The method for manufacturing a fiber bundle according to claim 8, wherein when a defect is detected in the inspecting step, conditions for the manufacturing step are changed according to data of the detected defect. 前記検査する工程で欠陥が検出された際に、アラームを発する、請求項8に記載の繊維束の製造方法。 The method for manufacturing a fiber bundle according to claim 8, wherein an alarm is issued when a defect is detected in the inspecting step.
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