JP3441208B2 - 圧延機用耳ゴムカッター位置制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の糸又は鋼線を平
面的にかつ平行に並べた状態で、ゴムを前記糸又は鋼線
の軸線方向に沿って上下から順次コーティングする圧延
機に用いられ、前記上又は下側をコーティングした後、
前記糸又は鋼線の幅方向端末に生じる耳ゴムを耳ゴムカ
ッターで切断するための耳ゴムカッター位置制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧延機では、耳ゴムをカットする
ために、糸又は鋼線を検出するようになっている。すな
わち、片方の面がゴムによってコーティングされた状態
で、糸又は鋼線が露出された側に、糸又は鋼線の軸直角
方向に沿ってラインセンサを配置し、このラインセンサ
によって反射光を検出するようにしている。

【０００３】ここで、ゴムのみの部分と、糸又は鋼線部
分とでは、反射光の光量が異なるため、この光量差によ
って糸又は鋼線が敷設された部分と耳ゴム部分との境界
を認識することができる。

【０００４】境界が認識されると、この境界部と予め定
められた耳ゴムカッターの基準位置との変位量を演算
し、サーボモータや油圧シリンダ等でカッター位置を移
動させることにより、耳ゴムをカットすることができ
る。

【０００５】ところで、ラインセンサによる光量検出で
は、以下のような不具合を生じる。 ゴムの幅方向端部から外れた部分を受光した場合、
ゴム（糸又は鋼線を含む）が置かれた台座にもよるが、
糸又は鋼線を反射する受光量に近似した値を検出するこ
とがあり、前記境界と誤検出する場合がある。

【０００６】 耳ゴム部分に弛み（曲がり）等が生じ
ていると、ラインセンサに対して平面性が損なわれ、耳
ゴム部分の反射光量が変動し、糸又は鋼線からの反射光
量との区別がつかなくなり、誤検出する場合がある。

【０００７】 糸又は鋼線は、その断面が円形である
ため、厳密には糸又は鋼線の上側半円弧部分の反射光を
受光することになり、縁部を確実にとらえることができ
ず検出誤差が発生している。

【０００８】 特に糸が適用された場合には、前処理
で使用される薬品によって、糸の反射率が変化し、ゴム
に近い反射率となった場合には境界を確実に認識できな
くなる。

【０００９】このように、ラインセンサでは確実に糸又
は鋼線と耳ゴムとの境界を認識できないことが多いた
め、その解決策として、端部の数本の糸又は鋼線を耳ゴ
ムと共に切取り、残った耳ゴム量を一定としてしてい
た。この場合、切り取られた糸又は鋼線は廃棄される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の解決策では、糸又は鋼線を無駄にすることになる。
また、耳ゴムのみであれば再利用が可能であるが、糸又
は鋼線が付いている耳ゴムでは、再利用することができ
ない。

【００１１】本発明は上記事実を考慮し、糸又は鋼線と
耳ゴムとの境界を確実にかつ精度よく認識し、この境界
で耳ゴムをカットすることによって、カットされた耳ゴ
ムの再利用を図ることができる圧延機用耳ゴムカッター
位置制御装置を得ることが目的である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数の糸又は鋼線を平面的にかつ平行に並べた状態
で、ゴムを前記糸又は鋼線の軸線方向に沿って上下から
順次コーティングする圧延機に用いられ、前記上又は下
側をコーティングした後、前記糸又は鋼線の幅方向端末
に生じる耳ゴムを耳ゴムカッターで切断するための耳ゴ
ムカッター位置制御装置であって、前記糸又は鋼線の幅
方向端末を含む所定の領域の色を検出する色抽出センサ
と、前記色抽出センサで抽出された色と、予め記憶され
た糸又は鋼線の色範囲と、を照合し、糸又は鋼線の端部
と前記耳ゴムとの境界を検出する境界を認識する境界認
識手段と、前記境界認識手段で認識された境界位置に基
づいて、耳ゴムカッターを位置決めする位置決め手段
と、を有している。

【００１３】請求項２に記載の発明は、前記請求項１記
載の発明において、前記色抽出センサにおける前記所定
の領域が、二次元の領域であり、前記糸又は鋼線の搬送
方向に沿った複数の位置による色抽出を行うことを特徴
としている。

【００１４】請求項３に記載の発明は、前記請求項１又
は請求項２記載の発明において、前記位置決め手段が、
耳ゴムカッターを糸又は鋼線の軸直角方向に移動させる
駆動部と、前記駆動部の基準位置と前記色抽出によって
得られる境界位置との変位量に基づいて駆動部を制御す
る制御手段と、で構成されていることを特徴としてい
る。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明によれば、色抽出センサに
よって糸又は鋼線とゴムとの色を抽出するようにしてい
る。色を検出することにより、従来の光量に相当する明
度の他、色相及び彩度を含む糸又は鋼線と、ゴムとのデ
ータを得ることができるため、境界認識手段において予
め糸又は鋼線の色範囲を記憶しておくことにより、ゴム
の色との微妙な差を確実に認識することができる。

【００１６】色抽出のため、ベース部分の反射光量が糸
又は鋼線と同量であっても、この境界を糸又は鋼線と耳
ゴムとの境界と誤認識することはない。また、耳ゴム部
分が弛んだり、曲がったりしても、これをノイズとして
とられることができ、確実に境界を検出することができ
る。

【００１７】さらに、糸を使用した場合、薬品等で色が
変わっても、この変化する色範囲を決めておけば、確実
に耳ゴムとの差を認識することができる。

【００１８】位置決め手段では、境界認識手段で認識さ
れた境界位置に基づいて耳ゴムカッターを位置決めする
ようにしているため、耳ゴムカッターを精度よくカット
位置に位置決めすることができる。このため、数本の糸
又は鋼線の端部をカットして残った耳ゴム量を一定する
といった対策が不要となり、糸又は鋼線と耳ゴムとの境
界部で確実にカットすることができる。

【００１９】請求項２に記載の発明によれば、前記色抽
出センサにおける抽出領域を二次元とした。これによ
り、糸又は鋼線の搬送方向に沿った複数の位置で色抽出
を行うことができ、複数の位置での境界を認識すること
ができる。

【００２０】請求項３に記載の発明によれば、駆動部で
は、耳ゴムカッターを糸又は鋼線の軸直角方向に移動さ
せることができ、この駆動部による移動量は制御手段に
よって制御される。制御手段では、色抽出によって得ら
れた糸又は鋼線とゴムとの境界位置と前記駆動部におけ
る基準位置との変位量を演算し、駆動部を制御するた
め、確実に耳ゴムカッターを適正位置に位置決めするこ
とができる。

【００２１】

【実施例】図１には、本実施例に係る圧延プラント１０
が示されている。架台１２の図１右側からは互いに平行
にかつ平面的に配列された糸１４がローラ１６、１８に
巻き掛けられ第１の圧延機２０へと搬送されるようにな
っている。

【００２２】第１の圧延機２０内には、３個のドラム２
２、２４、２６が配設されており、上側２個のドラム２
４、２６の接触部に溶融されたゴムが滞留され、中央の
ドラム２４が時計周り方向に回転することによって、薄
肉状に圧延されたゴムシート２３（図２参照）が下側の
ドラム２２との接触部へ送り出されるようになってい
る。この下側のドラム２２との接触部には、前記糸１４
が搬送されており、この糸１４が中央と下側のドラム２
２にニップされながら搬送されることによって、順次ゴ
ムシート２３が糸１４の上半分にコーティングされるよ
うになっている（図２（Ａ）参照）。

【００２３】ゴムシート２３がコーティングされた糸１
４（以下、シートサブＡＳＳＹ２８という）は、第１の
圧延機２０から排出され、ローラ３０を介してリザーバ
部３２へと至るようになっている。

【００２４】リザーバ部３２には、架台１２の下側に設
けられた一対の固定ローラ３４と、軸直角方向に移動可
能な移動ローラ３６と、で構成されており、図１の右側
の固定ローラ３４に巻き掛けられたシートサブＡＳＳＹ
２８は、移動ローラ３６に巻き掛けられ、次いで図１の
左側の固定ローラ３４に巻き掛けられることによって、
逆Ｕ字型に搬送されるようになっている。

【００２５】移動ローラ３６は、リザーバ部３２に供給
されるシートサブＡＳＳＹ２８とリザーバ部３２から送
り出されるシートサブＡＳＳＹ２８との差を吸収するよ
うに、上下方向に移動し、常に所定のテンションがかか
るようになっている。

【００２６】架台１０の左側には、第２の圧延機３８が
配設されている。この第２の圧延機３８は、前記第１の
圧延機２０と左右対照の同一構成となっており、３個の
ドラム４０、４２、４４によって前記第１の圧延機２０
でコーティングした側とは反対側に露出している糸１４
をコーティングする役目を有している。

【００２７】すなわち、リザーバ部３２を通過したシー
トサブＡＳＳＹ２８は、ローラ４６、４８に巻き掛けら
れた後、第２の圧延機３８へ供給されるため、糸１４が
露出した側が上向きとなり、前記第１圧延機２０と同様
の作用で溶融されシート状とされたゴムシート５０がコ
ーティングされる（図２（Ｂ）参照）。

【００２８】第２の圧延機３８から排出されたシート５
２は、ローラ５４、５６に巻き掛けられ、架台１２の上
方へ案内され、次工程へ搬送されるようになっている。

【００２９】図１に示される如く第２の圧延機３８に
は、ゴムシート２３、５０の糸１４へのコーティング後
に発生する搬送幅方向両端の耳ゴムＧ（図３参照）をカ
ットする一対のカッターユニット５８が配設されてい
る。このカッターユニット５８は、ドラム４０の下流
側、すなわち、下側と中央とのドラム４０、４２から排
出されるシート５０の搬送路上、かつ幅方向両端部に配
置されている。

【００３０】図３に示される如く、カッターユニット５
８は、耳ゴムＧをカットするカッター刃６０を支持する
支持部材６２がボールネジ構造の移動体６４に取付けら
れている。雄ねじが形成されたシャフト６６には、サー
ボモータ６８の回転軸が連結されており、このサーボモ
ータ６８の回転によって移動体６４をシャフト６６の軸
線方向に沿って移動できるようになっている。

【００３１】このシャフト６６の軸線は、前記シート５
２の幅方向に沿って配設されているため、サーボモータ
６８の回転位置を制御することによってカッター刃６０
の位置を決めることができる。

【００３２】図１に示される如く、サーボモータ６８
は、ドライバ７０を介してモータコントローラ７２に接
続されている。このモータコントローラ７２から出力さ
れる信号（パルス信号）に基づいてサーボモータ６８は
回転が制御されるようになっている。

【００３３】モータコントローラ７２には、画像処理部
７４からの信号が入力されるようになっている。

【００３４】一方、第２の圧延機３８の下側及び中央の
ドラム４０、４２の上流側には、色抽出センサ７６が配
設されている。この色抽出センサ７６は、シートサブＡ
ＳＳＹ２８の上面側に対向して、幅方向両端部に設けら
れている。

【００３５】色抽出センサ７６では、所定の二次元の領
域（本実施例では１０cm² の正方形の領域）を撮像する
ようになっており、得られたデータはコントローラ７８
へ供給されて、色抽出が行われるようになっている。

【００３６】すなわち、コントローラ７８には、予め糸
１４の色範囲（明度、色相、彩度）が記憶されており、
その範囲に属する場合には白、それ以外が黒の２値化デ
ータに変換されるようになっている。

【００３７】また、コントローラ７８には、モニタ８０
が設けられており、２値化されたデータの画像が表示さ
れるようになっている（図４参照）。

【００３８】２値化されたデータは前記画像処理部７４
へ送られ、糸１４と耳ゴムＧとの境界位置を所定位置を
基準とした変位量で表すようになっている。この変位量
に基づいて、前記モータコントローラ７２では、サーボ
モータ６８によるカッター刃６０の移動先を判別し、カ
ッター刃６０を末端の糸１４から所定長さ（0.1 〜1.0m
m ）の位置に位置決めするようになっている。

【００３９】この状態で、シートが第２の圧延機３８の
下側及び中央のドラム４０、４２から排出されると、カ
ッター刃によって耳ゴムＧがカットされながら搬送され
ることになる。

【００４０】以下に本実施例の作用を説明する。糸１４
が互いに平行、かつ平面的に揃えられると、第１の圧延
機２０へ送り込まれ、下側及び中央のドラム２２、２４
間にニップされる。ここで、上側及び中央のドラム２
６、２４の接触部には溶融されたゴムが滞留されてお
り、中央ドラム２４の時計周り方向の回転によってシー
ト状とされながら、糸１４の上側をコーティングしてい
く。

【００４１】このコーティングによって、糸１４の上半
分がゴムに埋め込まれた状態で、第１の圧延機２０から
排出される。排出されたサブシートＡＳＳＹ２８は、リ
ザーバ部３２を介して第２の圧延機３８へと送り込まれ
る。このとき、第１の圧延機２０での作業と、第２の圧
延機３８での作業との間で処理量の差があった場合に
は、リザーバ部３２の移動ローラ３６が上下動すること
により、シートサブＡＳＳＹ２８の弛みを防止し、常に
所定のテンションを維持することができる。

【００４２】また、第２の圧延機３８に供給されるシー
トサブＡＳＳＹ２８は、反転されて糸１４が露出された
側が上向きとなって供給され、下側及び中央のドラム４
０、４２にニップされながら、ゴムシート５０がコーテ
ィングされる。

【００４３】ここで、この下側及び中央のドラム４０、
４２の上流側では、色抽出センサ７６によって、露出さ
れた糸１４及び耳ゴムＧ部分が撮像され、この撮像され
た画像に基づいて、下側及び中央のドラム４０、４２の
下流側に配置されたカッター刃６０の位置を決める制御
を行っている。以下、図５のフローチャートに従い、カ
ッター刃６０の位置決め制御手順を説明する。

【００４４】まず、ステップ１００では、第２の圧延機
３８にシートサブＡＳＳＹ２８が到達したか否かが、図
示しないセンサ等で判断され、肯定判定されるとステッ
プ１０２へ移行して、色抽出センサ７６による撮像を開
始する。

【００４５】次のステップ１０４では、糸１４に関する
色データ（予測される糸の色範囲が明度、色相、彩度に
基づいて設定されたデータ）が読みだされ、次いでステ
ップ１０６において、前記撮像された画像内の色との照
合を行う。すなわち、使用される糸１４は、前工程等で
薬品等によって色が変化することがあるため、この変化
する範囲等を予め実験等で予測しておくことにより、糸
１４の色範囲を区別することができる。

【００４６】ここで、次のステップ１０８では、糸１４
の色範囲と判断された領域は白、それ以外は黒にそれぞ
れ２値化処理を行い、次いで、ステップ１１０では２値
化されたデータに基づく画像をモニタ８０に表示する。

【００４７】次のステップ１１２では、前記２値化デー
タに基づいて耳ゴムＧ−糸１４間の境界を検出し、次い
でステップ１１４で検出されたデータからサーボモータ
６８の制御量を演算する。

【００４８】ステップ１１６では、前記演算されたサー
ボモータ６８の制御量に基づいてサーボモータ６８を駆
動制御する。

【００４９】サーボモータ６８が駆動されると、シャフ
ト６６が回転することによって、移動体６４を移動さ
せ、その結果、カッター刃６０をシート５２の幅方向に
沿って移動させ、糸１４の末端から所定の寸法の位置に
位置決めすることができる。この状態で、シート５２を
下側及び中央のドラム４０、４２から排出させると、耳
ゴムＧを一定幅でカットしながら送り出すことができ
る。

【００５０】このように、本実施例では、糸１４と耳ゴ
ムＧとの境を色抽出センサ７６によって色抽出を行い、
この抽出された色に基づいて２値化データを形成して判
別するようにしたため、さまざまなノイズ（耳ゴムＧの
弛みや曲がり等で発生する反射光量変化）を解消するこ
とができる。また、耳ゴムＧ部分を糸１４を混ざること
なくカットすることができるため、ゴムの再利用を図る
ことができる。

【００５１】さらに、糸１４の色範囲を予め設定してお
くことにより、糸１４やシートサブＡＳＳＹ２８から外
れた部分の反射光量が糸と同一であっても（色相、彩
度）の違いにより、確実に実際の境界とは区別すること
ができる。

【００５２】また、糸１４の表面は半円弧状となってい
るにも拘らず、糸１４の幅（直径）を確実に検出するこ
とができ、光量のみで検出するよりも精度が向上する。

【００５３】なお、本実施例では、糸１４を使用した
が、鋼線であってもよい。この場合、色範囲の設定を鋼
線に合わせて記憶させておく必要がある。

【００５４】また、本実施例では、色抽出センサ７６を
二次元画像としたが、ライン状のセンサであってもよ
い。但し、二次元で画像をとらえた方が、境界の変化等
を予測したり、複数のデータを平均化することによっ
て、より精度よく境界を検出することが可能となる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る圧延機用
耳ゴムカッター位置制御装置は、糸又は鋼線と耳ゴムと
の境界を確実にかつ精度よく認識し、この境界で耳ゴム
をカットすることによって、カットされた耳ゴムの再利
用を図ることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る圧延機の概略構成図である。

【図２】（Ａ）は片面にゴムシートがコーティングされ
た状態の断面図（シートサブＡＳＳＹ）、（Ｂ）は両面
にゴムシートがコーティングされた状態の断面図（シー
ト）である。

【図３】カッターユニットの概略構成図である。

【図４】モニタに表示される２値化されたデータに基づ
くシートサブＡＳＳＹの画像の正面図である。

【図５】境界検出及びカッター刃位置決めのための制御
フローチャートである。

【符号の説明】

１４ 糸 ２０ 第１の圧延機 ２８ シートサブＡＳＳＹ ３８ 第２の圧延機 ５８ カッターユニット ７６ 色抽出センサ ７８ 画像処理装置 Ｇ 耳ゴム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 67/14 B29D 30/00 - 30/72 B29C 43/00 - 43/58

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の糸又は鋼線を平面的にかつ平行に
   並べた状態で、ゴムを前記糸又は鋼線の軸線方向に沿っ
   て上下から順次コーティングする圧延機に用いられ、 前記上又は下側をコーティングした後、前記糸又は鋼線
   の幅方向端末に生じる耳ゴムを耳ゴムカッターで切断す
   るための耳ゴムカッター位置制御装置であって、 前記糸又は鋼線の幅方向端末を含む所定の領域の色を検
   出する色抽出センサと、 前記色抽出センサで抽出された色と、予め記憶された糸
   又は鋼線の色範囲と、を照合し、糸又は鋼線の端部と前
   記耳ゴムとの境界を検出する境界を認識する境界認識手
   段と、 前記境界認識手段で認識された境界位置に基づいて、耳
   ゴムカッターを位置決めする位置決め手段と、 を有する圧延機用耳ゴムカッター位置制御装置。
2. 【請求項２】 前記色抽出センサにおける前記所定の領
   域が、二次元の領域であり、前記糸又は鋼線の搬送方向
   に沿った複数の位置による色抽出を行うことを特徴とす
   る請求項１記載の耳ゴムカッター位置制御装置。
3. 【請求項３】 前記位置決め手段が、耳ゴムカッターを
   糸又は鋼線の軸直角方向に移動させる駆動部と、前記駆
   動部の基準位置と前記色抽出によって得られる境界位置
   との変位量に基づいて駆動部を制御する制御手段と、で
   構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２
   記載の耳ゴムカッター位置制御装置。