JP2781724B2 - 巻糸ボビンの検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、巻糸ボビンの端面に存
在する毛羽等の欠点を自動的に検査するための装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】合成繊維の製造においては、紡糸から玉
揚まで一貫して行われ、さらに最近では、搬送及び梱包
の自動化が実現しつつある。一方、ボビンの外観検査に
おいても、従来より自動化が試みられており、例えば、
特開昭６４−１３３７６号，特開昭６２−６２９３７
号，特開平２−２６５８６７号の各公報及び特願平３−
３１３５４９号に開示される検査装置及び方法が知られ
ている。

【０００３】特開昭６４−１３３７６号公報に開示され
る検査装置（以下、従来例１と称する。）は、パッケ−
ジの後方よりパッケ−ジの稜線部に照射する第１の照明
と、パッケ−ジの側方より前記稜線部を照射する第２の
照明と、パッケ−ジの前方に設けられた前記稜線部を撮
像するビデオカメラとからなり、初めに、巻形状画像を
撮像し、次いで側方よりの第２の照明を消して毛羽画像
を撮像して巻形状及び毛羽を検査するというものであ
る。

【０００４】また、特開昭６２−３２９３７号公報に開
示される検査装置（以下、従来例２と称する。）は、検
査対象となるパッケ−ジの糸層表面に略直角方向に光を
照射する第１の投光部と、上記糸層表面に対して斜め方
向に光を照射する第２の投光部とを配置し、上記第１の
投光部による反射光を入射させる第１の受光部、第２の
投光部による反射光を入射させる第２の受光部を設けた
もので、綾落ち等の糸層表面を第１の光源からの光照射
によりクリアにし、段巻、菊巻等の糸層表面を第２の投
光部からの光照射によってクリアにするというものであ
る。

【０００５】また、特開平２−２６５８６７号公報に開
示される検査方法（以下、従来例３と称する。）は、パ
ッケージ表面に対して、糸層表面と略平行な光軸を有す
る光線を照射し、糸層表面上の異常糸に直接照射された
光の反射光を受光し、該受光した光情報を処理及び分析
してパッケージ表面の欠陥を検出するというものであ
る。

【０００６】また、特願平３−３１３５４９号に開示さ
れる検査装置（以下、従来例４と称する。）は、巻糸ボ
ビンを紙管軸中心に回転させる回転装置を設け、光ファ
イバ束の一方端を光源の前面に他方端を直線状に形成す
るとともに、巻糸ボビン端面の上方に向けて配設し、前
記光源からの照光部を撮像カメラで撮像した後処理装置
で毛羽等の欠点を検出するというものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする問題】ところが、前記従来例
１は、前述のとおりパッケ−ジの後方から照射してパッ
ケ−ジの稜線部（即ち、外周面）の毛羽を検出するもの
であり、パッケ−ジの上、下端面に存在する毛羽は検出
できないものであった。殊に、円形柱状をしたパッケ−
ジの場合はパッケ−ジの上、下端面は平面であるので、
後方からの照射により平面上に存在する毛羽をシルエッ
トとして検出するのは不可能である。

【０００８】また、前記従来例２及び３においては、段
巻、菊巻等の比較的大きな欠点についての検出は可能で
あるが、毛羽のように小さな欠点を検出することは困難
であるという問題があった。

【０００９】また、前記従来例４においては、糸層表面
が平坦な表面上に存在する毛羽等の欠点の検出は可能で
あるが、一般に巻糸ボビンの糸層表面には凹凸が存在
し、毛羽等の欠点と糸層表面の凹凸を誤認識するという
問題があった。従って、巻糸ボビンの全糸層表面の毛羽
等の欠点を正確に検出するのは困難である。

【００１０】本発明は、以上の実情に鑑みなされたもの
であって、検査面に凹凸を有する巻糸ボビンであって
も、その検査面に存する毛羽等の欠点を正確に検出する
ことのできる検査装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、紙管に糸条を装着して形成した巻糸ボビン
を検査する装置であって、巻糸ボビンをその軸中心に回
転させる回転装置と、照明用の光源と、一方端を該光源
の前面に配設し、他方端を直線状に形成し且つ前記巻糸
ボビンの端面に向けて配設して、前記光源からの光を前
記巻糸ボビン端面の中心から外周に向けた直線上に照射
する光ファイバ束と、前記巻糸ボビン端面を含む平面よ
りもやや斜め上方且つ前記直線状の照光部と略直交する
方向から該照光部を撮像する撮像カメラと、該撮像カメ
ラが撮像した照光部とボビンの略平面に平行な基準線と
の距離を算出し、前記算出した２ヶ所以上の距離の差か
らピーク部を抽出する特徴抽出回路と、ピーク部を中心
として基準エリアの面積中の二値化信号量を積算しその
結果より巻糸ボビン端面の凹凸と毛羽等の欠点とを判別
する判別回路とを備えている画像処理装置とからなるこ
とを要旨とするものである。

【００１２】

【作用】本発明によれば、まず、光源の前面に配設され
た光ファイバ束の一方端から各光ファイバ繊維内に光源
の光が入射し、他方端から出て、巻糸ボビンの端面に照
射されるが、光ファイバ束の他方端から照射される光
は、巻糸ボビン端面の表面のうち、その中心から外周に
向けた一条の直線部上を照らす。

【００１３】そして、前記撮像カメラは、巻糸ボビン端
面を含む平面よりもやや斜め上方且つ前記一条の直線部
（照光部）と略直交する方向から、前記一条の直線部
（照光部）及びその上方に突出する毛羽を周囲よりも明
るい画像として撮像する。一般には、巻糸ボビン紙管付
近では凹凸が大きく外端付近では平坦な画像デ−タが得
られる。

【００１４】ついで、この撮像された画像デ−タを判別
回路を備えた画像処理装置により処理するが、巻糸ボビ
ンの糸層表面に凹凸が存在する場合、判別回路により糸
層表面の凹凸と毛羽等の欠点とを判別し、毛羽等の欠点
だけを正確に検出する。

【００１５】そして、回転装置により巻糸ボビンを回転
させながら、上記判別回路を備えた処理装置により毛羽
等の欠点の検出を行うことにより、従来検出の困難であ
った検査面に凹凸が存在する巻糸ボビンにおいても毛羽
等の欠点を正確に検出することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、添付図面に基
づいて説明する。図１は本発明装置の一実施例を示す正
面図であり、図２は巻糸ボビン端面における照光部及び
撮像部の位置を示す説明図である。

【００１７】図１に示すように、実施例の検査装置は光
源（１）と、巻糸ボビン（５）の上方に設けられ、巻糸
ボビン（５）の端面（以下、ボビン表面という。）に向
けて一条の照光を照射する光ファイバ束（２）と、同じ
く巻糸ボビン（５）の上方に設けられる静電装置（８）
と、前記一条の照光が照すボビン表面の照光部（５ａ）
（図２において斜線で示す。）に対し、撮像方向が略直
交するように配設した撮像カメラ（３）と、この撮像カ
メラ（３）が撮像した画像デ−タを処理する判別回路を
備えた処理装置（４）と、巻糸ボビン（５）をその中心
軸廻りに回転させる回転機構（図示せず。）とからな
る。以下各部の詳細について説明する。

【００１８】（Ａ）光源 前記光源（１）はハロゲンランプを直流点灯させたもの
であり、その光束を光ファイバ束（２）に入光させるも
のである。

【００１９】（Ｂ）光ファイバ束 前記光ファイバ束（２）は図３に示すように複数の光フ
ァイバ繊維を束ねたものであり、図１に示すようにその
一方端（２ｂ）を集束して光源（１）の前面に配設する
とともに、図３に示すように、他方端（２ａ）を直線状
に形成し且つ図１に示すように、これを前記ボビン表面
の上方、即ち、前記照光部（５ａ）の斜め上方に配設す
る。また、この他方端（２ａ）にはシリンドリカルレン
ズ（７）を設けており、これにより、他方端（２ａ）か
ら照射される光は有効に集光されて前記照光部（５ａ）
に至る。

【００２０】（Ｃ）静電装置 前記静電装置（８）は図１に示すように、静電気帯電部
（８ａ）と、静電気発生部（８ｂ）とからなるものであ
る。この静電気帯電部（８ａ）は銅等からなる棒状の部
材であり、これを前記ボビン表面の照光部（５ａ）の上
方に設けている。

【００２１】（Ｄ）撮像カメラ 前記撮像カメラ（３）は、ＣＣＤの受光素子を有する二
次元エリアセンサであり、光ファイバ束（２）の他方端
（２ａ）からボビン表面に照射される一条の照光部（５
ａ）に対して直角方向、且つボビン表面を含む平面のや
や上方から、該一条の照光部（５ａ）を撮像するよう設
けられてる。

【００２２】（Ｅ）回転機構 前記回転機構は具体的構成は明示しないが、前記巻糸ボ
ビン（５）の一方の端面を上方に向けて載置し、これを
その軸中心廻りに回転することができるものであればど
のような構成であっても良い。

【００２３】（Ｆ）処理装置 前記処理装置（４）は、図４に示すように、前記撮像カ
メラ（３）からの画像デ−タを入力する画像入力回路
（４ａ）と、入力した画像デ−タを二値化デ−タに変換
する明暗二値化回路（４ｂ）と、二値化したデ−タから
特徴値を算出する特徴抽出回路（４ｃ）と、算出した特
徴値を基に毛羽等の欠点（６）と糸層の凹凸とを判別す
る判別回路（４ｄ）とからなる。

【００２４】（Ｆ−１）画像入力回路 前記画像入力回路（４ａ）は前記撮像カメラにより撮像
した入力映像信号を８ビットにＡ／Ｄ変換し、メモリに
格納するものである。

【００２５】（Ｆ−２）明暗二値化回路 前記明暗二値化回路（４ｂ）は前記画像入力回路（４
ａ）から入力された画像データを「０」，「１」の二値
化信号に変換するものである。この例では、図５に示す
前記照光部（５ａ）の部分，即ち「明」の部分を「１」
に、他の部分を「０」に変換している。尚、図５におい
て、右側部分はボビン表面の外側、左側部分はボビン表
面の内側を示す。図５に示すように、明暗二値化回路
（４ｂ）で得られる画像は、一般にボビン表面の外側で
は糸層表面が平坦であるため平坦な形状をしているが、
ボビン表面の内側では糸層表面の凹凸が存在するため凹
凸の形状となっている。

【００２６】（Ｆ−３）特徴抽出回路 特徴抽出回路（４ｃ）は欠点を検出するための回路であ
る。具体的には、図６に示すように、まず、前記明暗二
値化回路（４ｂ）から入力された画像デ−タのうち巻糸
ボビン端面の照光部（５ａ）の画像において適当な距離
を隔ててこれと略平行な基準線を設定した後、この基準
線の適宜な点から垂線を下ろし、最初に「０」から
「１」に変化する点までの距離ＬＸを算出する。そして
この点から右へ所定間隔をおいた算出点におけるＬＸ値
を算出し、ついで左から右へ所定間隔をおいて順次ＬＸ
値を求める（逆方向でも良い。）。そして隣合う二つの
算出点におけるＬＸ値を比較しその差、即ち所謂差分値
が所定値（任意に設定）を越えた算出点を抽出する。な
お、比較する距離ＬＸは隣合う二つの算出点におけるも
のではなく、任意の二点におけるものとしても良い。

【００２７】図５に示した画像において、特徴抽出回路
（４ｃ）で演算した差分値を図７に示す。差分値の波形
のピーク部は前記所定値（図において一点鎖線で示す）
を越えるものであり、特徴抽出回路（４ｃ）はこのピー
ク部を抽出する。そしてこのピーク部は毛羽，ボビン表
面の凹凸に対応するものであり、その対応関係を図５及
び図７において（Ａ１），（Ａ２），（Ｂ１），（Ｂ
２），（Ｂ３），（Ｂ４）の符号を付している。図７か
ら分かるように、この差分値のみからでは毛羽の欠点
（Ａ１），（Ａ２）とボビン表面の凹凸（Ｂ１），（Ｂ
２），（Ｂ３），（Ｂ４）とを明確に判別することはで
きない。そこで、以下に説明する判別回路（４ｄ）によ
り、この両者を判別する。

【００２８】（Ｆ−４）判別回路 判別回路（４ｄ）は、前記特徴抽出回路（４ｃ）が抽出
した前記（Ａ１），（Ａ２），（Ｂ１），（Ｂ２），
（Ｂ３），（Ｂ４）点を中心として所定面積の基準エリ
アを設定し、この基準エリアの面積中に占める「１」の
二値化信号量を積算し、演算結果から毛羽と凹凸とを判
別するものである。具体的には図８に示すように、（Ａ
１），（Ａ２），（Ｂ１），（Ｂ２），（Ｂ３），（Ｂ
４）の各抽出点を中心とする長方形の基準エリアを設定
し、それぞれの設定した基準エリア内に占める「１」の
二値化信号の占める面積を積算し、この積算値と予め設
定した所定値と比較し、所定値より小さい場合には毛羽
等の欠点と判別し、所定値より大きい場合にはボビン表
面の凹凸と判別するのである。図８においては、（Ａ
１），（Ａ２）については毛羽と判断され、（Ｂ１），
（Ｂ２），（Ｂ３），（Ｂ４）についてはボビン表面の
凹凸と判断される。尚、毛羽等の欠点（Ａ１），（Ａ
２）はボビン表面に対して略直角に突出する（ＬＸ方向
に突出する）特徴を持つことから、設定する長方形の基
準エリアをＬＸ方向の辺については短く設定し、ＬＸ方
向と垂直方向の辺については長く設定すると判別が容易
となる。

【００２９】以上のように実施例装置によれば、まず、
光源（１）からの光が光ファイバ束（２）により、ボビ
ン表面に照射し、照光部を撮像カメラ（３）により撮像
して得た画像を処理装置（４）により処理して毛羽など
の欠点とボビン表面の凹凸とを判別する。巻糸ボビン
（５）は回転機構（図示せず）によりその中心軸回りに
回転せしめられているので巻糸ボビン表面の全体につい
て順次検査することができる。また、ボビン表面に存在
する毛羽等の欠点（６）は必ずしも表面から全て突出し
ているとは限らず、ボビン表面に寝ているものがある
が、前記静電装置（８）によりこれを巻糸ボビン（５）
表面から突出せしめることができるので、ボビン表面に
存在する毛羽を完全に検出できる。

【００３０】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、ボビン表面の凹凸と毛羽等の欠点（６）とを判別す
ることができるので、従来検出が困難であった表面に凹
凸を有するボビンにおいても、その表面に存する毛羽等
の欠点を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正面図である。

【図２】巻糸ボビン表面の照光部及び撮像部位置を示す
説明図である。

【図３】光ファイバ束の他方端を示す説明図である。

【図４】処理装置の構成の概要を示すブロック図であ
る。

【図５】撮像カメラで撮像した画像デ−タ例を示す説明
図である。

【図６】画像処理装置の特徴抽出回路における作用を説
明するための説明図である。

【図７】画像処理装置の特徴抽出回路における作用を説
明するための説明図である。

【図８】画像処理装置の判別回路における作用を説明す
るための説明図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 光ファイバ束 ２ａ 光ファイバ束の他方端 ２ｂ 光ファイバ束の一方端 ３ 撮像カメラ ４ 処理装置 ５ 巻糸ボビン ６ 毛羽等の欠点 ７ シリンドリカルレンズ ８ 静電装置 ８ａ 静電気帯電部 ８ｂ 静電気発生部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−124772（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−255944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−119731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−114971（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−28033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−137557（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−142359（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/90 B65H 63/00 D01H 13/26 D06H 3/08 G01B 11/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙管に糸条を装着して形成した巻糸ボビ
   ンを検査する装置であって、巻糸ボビンをその軸中心に
   回転させる回転装置と、照明用の光源と、一方端を該光
   源の前面に配設し、他方端を直線状に形成し且つ前記巻
   糸ボビンの端面に向けて配設して、前記光源からの光を
   前記巻糸ボビン端面の中心から外周に向けた直線上に照
   射する光ファイバ束と、前記巻糸ボビン端面を含む平面
   よりもやや斜め上方且つ前記直線状の照光部と略直交す
   る方向から該照光部を撮像する撮像カメラと、該撮像カ
   メラが撮像した照光部とボビンの略平面に平行な基準線
   との距離を算出し、前記算出した２ヶ所以上の距離の差
   からピーク部を抽出する特徴抽出回路と、ピーク部を中
   心として基準エリアの面積中の二値化信号量を積算しそ
   の結果より巻糸ボビン端面の凹凸と毛羽等の欠点とを判
   別する判別回路とを備えている画像処理装置とからなる
   ことを特徴とする巻糸ボビンの検査装置。