JP4705083B2 - テープ巻異常検出装置 - Google Patents
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Description
そこで、高精度な巻きピッチが要求されるケーブル等については、このテープ巻き不良を検出するため、ビデオカメラによりテープ巻き作業をケーブル全長にわたって撮影し、その後、オペレータが巻きピッチの異常をモニタ画面を見ながら検出することが考えられる。そして、このような画像による検査としては特許文献1に示すような方法が知られている。
すなわち、この発明は、ラップ巻きまたはギャップ巻きなどで電線に巻かれたテープの巻き異常検出にオペレータを必要とせず、その結果、検出の低コスト化、検出時間の短縮化、検出の高精度化をそれぞれ図ることができるテープ巻異常検出装置を提供することを目的としている。
また、この発明は、テープ巻き機による電線またはケーブルのテープ巻き異常にリアルタイムで対応することができる検出装置を提供することを目的としている。
さらに、この発明は、テープ巻き機から連続的に繰出中の電線またはケーブルのぶれを補正することができるテープ巻異常検出装置を提供することを目的としている。
電線(ケーブル)の種類、直径は任意である。
テープの種類としては、鉄、ステンレス、銅、真鍮、鉛などの金属製テープ、プラスチック製テープ、布テープ、ゴムテープなどを採用することができる。
テープの巻き方としては、例えばラップ巻き、ギャップ巻きなどがある。テープの巻き方により、テープの巻きピッチも任意である。ラップ巻きとは、電線にテープを螺旋状に巻く際、螺旋テープの一部を重ね合わせて巻く方法である。ギャップ巻きとは、電線にテープを螺旋状に巻く際、テープとテープとの間に一定間隔をあけて巻く(よって、ケーブルなどの母材外面がテープとテープとの間に視認される)方法である。
カメラとしては、ビデオカメラ特にCCDカメラなどを採用することができる。
基準画像とは、予めカメラにより、テープが正常に巻かれた電線またはケーブルを撮像した画像を採用することができる。その他、テープが正常に巻かれた電線またはケーブルとしてコンピュータグラフィック(CG)により作成された画像でもよい。基準画像は、その画像の色を数値化した情報(データ)、および、その画像の濃度を数値化した情報のみでもよい。
ここでいう色とは、色相、色彩などをいう。
ここでいう濃度とは、色の濃淡をいう。
テープ巻きの異常としては、例えばテープの巻きピッチの変化、しわ、巻きコブ、傷、テープ切れ、テープ反転などを採用することができる。
テープの巻異常検出は、テープ巻き機から連続的に繰出された直後の電線またはケーブルに対して実施しても、所定長さにカットされた電線またはケーブルに対して実施してもよい。
濃度検出手段では、上記実写画像の濃度の数値化によって実写画像の部分的な濃淡レベルの評価がなされる。
その他、基準画像と実写画像とを多数のエリアに区分し、両画像の対応するエリアにおいて、色差および濃度差があらかじめ設定されたしきい値を超える場合に仮の巻き異常部分と判定する方法を採用してもよい。その際、異常と判断されるエリアが1つだけで仮の巻き異常部分と判定しても、2つ以上の任意のエリアが異常と判断された場合に、仮の巻き異常部分と判定してもよい。
また、実写画像上での例えば色差によりテープのエッジを検出し、実写画像上での上記エッジの傾斜角度と基準画像上でのテープのエッジの傾斜角度との差が、あらかじめ設定された角度差を超える場合を、仮の巻き異常部分と判定してもよい。さらに、実写画像上での隣接するエッジ間の距離と基準画像上でのエッジ間の距離との差が、あらかじめ設定された距離差を超える場合を、仮の巻き異常部分と判定してもよい。
制御部は、カメラおよび画像処理部を制御するものである。
真の巻き異常状態の判定時に利用されるテープ表面の範囲(領域)は任意である。
真の巻き異常状態と判定するための仮の巻き異常信号の検出数は、2つでも、3つ以上でもよい。
テープ巻き機としては、例えば、電線の表面またはケーブルの表面にテープが連続的に巻き付けられて繰出されるものなどを採用することができる。
画像補正手段では、エッジの検出信号に基づき、電線またはケーブルのテープ巻き異常検出範囲を変更する。
テープ巻異常検出装置10は、主に、テープTをラップ幅tで巻いたケーブル12を撮像するカメラ13と、カメラ13によるケーブル12の撮像部分を照らすライト14と、ライト14の光度を調整する照明用コントローラ15と、カメラ13からの実写画像の情報によりテープ巻きの異常を検出する画像処理部16と、図示しないモニタと、カメラ13および画像処理部16を含むこれらの機器を制御する制御部17とを備えている。
カメラ13としては、株式会社キーエンスのCCD方式:カラーカメラが採用されている。ライト14は白色蛍光灯または白色LEDである。照明用コントローラ15には、株式会社キーエンス製のものが採用されている。また、画像処理部16には、株式会社キーエンスの超高速デジタル画像センサコントローラが採用されている。モニタはカラーモニタである。制御部17にはシーケンサが採用されている。
制御部17は、第1の巻き判定手段21からの仮の巻き異常信号が、テープTの表面の所定範囲で2以上の所定回数検出された場合を、真の巻き異常状態と判定する第2の巻き判定手段23と、第2の巻き判定手段23が真の巻き異常状態と判定したとき、テープ巻き機11へ運転停止指令を出す停止指令手段24と、演算部であるCPU31とを有している(図3)。
実写画像において、両しきい値をともに超えた部分が、仮の巻き異常部分である。
画像補正手段22は、テープ巻き機11から連続的に導出されるテープ巻きケーブル12のぶれに対応して、実写画像上でのケーブル12のテープ巻き異常検出範囲Aの位置を変更する。具体的には、画像補正手段22により、実写画像上での色差からテープ巻き中のケーブル12のエッジを検出する。次いで、画像補正手段22からの検出信号に基づき、エッジのぶれに合わせて、実写画像上でのケーブル12のテープ巻き異常検出範囲Aを移動させる。
図1に示すように、テープ巻き機11のケーブル繰出部から所定速度で繰出されたテープ巻き直後のケーブル12は、テープ巻異常検出装置10の検出ステージへ連続的に移送される。ここでは、照明用コントローラ15によって撮影に最適の光度に調整された光が、ライト14からケーブル12の表面に照射され、その反射光がカメラ13の受光部へ入る。また、カメラ13の撮像範囲Aは、ケーブル長さ方向の長さa、ケーブル直径方向の長さbである(図4)。
カメラ13により撮像された実写画像(図5)は画像処理部16へ送られ、ここで実写画像の色が色検出手段18により数値化され、かつ濃度が濃度検出手段19により数値化される。実写画像はカラーモニタに表示される。
その他、基準画像と実写画像とを多数のエリアに区分し、両画像の対応するエリアにおいて、色差および濃度差があらかじめ設定されたしきい値を超える場合に仮の巻き異常部分と判定する方法を採用してもよい。また、実写画像上での色差によりテープTのエッジを検出し、実写画像上での上記エッジの傾斜角度と基準画像上でのテープのエッジの傾斜角度との差が、あらかじめ設定された角度差を超える場合を仮の巻き異常部分と判定してもよい。さらに、実写画像上での隣接するエッジ間の距離と基準画像上でのエッジ間の距離との差が、あらかじめ設定された距離差を超える場合を仮の巻き異常部分と判定してもよい。
また、テープ巻き機11によりテープTが連続的に巻き付けられた直後のケーブル12に対して、第2の巻き判定手段23が真の巻き異常状態と判定した場合には、CPU31を経て停止指令手段24からテープ巻き機11の設備制御部25へ運転停止指令を出し、テープ巻き作業を停止する。その結果、テープ巻き機11によるケーブル12のテープ巻き異常にリアルタイムで対応することができる。
実際に、テープ巻異常検出装置10を用いてテープ巻の異常検出を行ったところ、図6に示すように、ラップ巻きされたテープTの一部において、しわt1およびラップ不良t2の部分が発見された。
12 ケーブル(電線)、
13 カメラ、
16 画像処理部、
17 制御部、
18 色検出手段、
19 濃度検出手段、
20 メモリ、
21 第1の巻き判定手段、
23 第2の巻き判定手段、
24 停止指令手段、
T テープ。
Claims (3)
- 表面にテープが螺旋状に巻かれ、かつテープ巻き機から連続的に繰出中の電線またはケーブルを撮像する1台のカメラと、
このカメラからの実写画像の情報によりテープ巻きの異常を検出する画像処理部と、
上記カメラおよび上記画像処理部の制御部とを備えたテープ巻異常検出装置であって、
上記画像処理部は、
上記実写画像の色を数値化する色検出手段と、
上記実写画像の濃度を数値化する濃度検出手段と、
上記テープが正常に巻かれた電線またはケーブルを撮像した基準画像の色および濃度を数値化して得られた情報を記録するメモリと、
このメモリに記録された基準画像と上記実写画像とを照合し、この実写画像上で上記基準画像との色差および濃度差がともに所定のしきい値を超えた部分を仮の巻き異常部分と判定する第1の巻き判定手段とを有し、
上記制御部は、
上記テープ巻き機から連続的に繰出中の上記電線またはケーブルの表面上で、上記テープのエッジを2つ以上検出可能な所定時間内に、上記第1の巻き判定手段からの仮の巻き異常信号を、2以上の所定回数検出した場合に、真の巻き異常状態と判定する第2の巻き判定手段を有したテープ巻異常検出装置。 - 上記電線またはケーブルは、テープ巻き機により各表面に上記テープが連続的に巻き付けられた直後のもので、
上記制御部には、上記第2の巻き判定手段が真の巻き異常状態と判定したとき、上記テープ巻き機へ運転停止指令を出す停止指令手段を有した請求項1に記載のテープ巻異常検出装置。 - 上記画像処理部には、上記実写画像上での色差からテープ巻き中の上記電線またはケーブルのエッジを検出し、かつこのエッジのぶれに合わせて上記実写画像上での電線またはケーブルのテープ巻き異常検出範囲を変更する画像補正手段を有した請求項2に記載のテープ巻異常検出装置。
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