JP4951390B2

JP4951390B2 - 押出成形品の検査方法と装置、及び製造方法と装置

Info

Publication number: JP4951390B2
Application number: JP2007098087A
Authority: JP
Inventors: 克人小山
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2027-04-04
Also published as: JP2008254293A

Description

本発明は、押出成形により形成された押出成形品を断面形状に基づいて検査する検査方法と検査装置に関し、特に、押出成形品のオンライン（製造ライン上）での適切な検査を可能にし、その良否の判定精度を向上させた押出成形品の検査方法と検査装置及び、それらにより押出成形品を検査しつつ製造する押出成形品の製造方法と製造装置に関する。

例えば空気入りタイヤの製造工程では、各種の未加硫ゴムを押出成形機により連続的に押出成形し、トレッドゴムやサイドウォールゴム等の各タイヤ構成部材（ゴム押出成形品）を所定の断面形状に形成している。このような押出成形品は、押出成形機の口金に形成された開口部（ゴム吐出口）の形状に応じた断面形状に形成され、長手方向（押出方向）に沿って略同一の断面形状に形成されるが、実際には、原材料や製造条件の変動等により、断面形状や質量等の性状が、製造ロット毎に、又は長手方向に沿って変動するのが一般的である。

そのため、形成した押出成形品を次工程等で使用する前に検査し、その良否を判定して押出成形品の品質を管理することが広く行われており、そのための装置として、従来、押出成形品の質量と厚さをオンラインで測定して検査する押出成形品の検査装置が知られている（特許文献１参照）。

この従来の検査装置は、押出成形機から連続的に押し出される押出成形品の搬送経路に沿って、その単位長さ当たりの質量を測定する質量測定装置（秤量器）と、所定位置の厚さを測定する厚さ測定手段と、を備えている。この検査装置は、質量測定装置により、搬送される押出成形品の質量を連続的に測定しつつ、その長手方向に沿った厚さの変化を連続的に測定し、その質量と厚さとから押出成形品を検査して検査の正確性や精度を向上させている。

ところが、押出成形品、例えば断面の厚さが幅方向で一様でない押出成形品等では、その場所毎の厚さにより厚さの変化率が幅方向で異なる等、厚さや形状の変化が大きい部分と小さい部分とが生じ得る。このように、押出成形品は、厚さや形状等の変化が幅方向位置で異なることがあるが、この従来の検査装置は、所定位置の厚さのみを測定するものであり、その幅方向の全体に亘る厚さを検査できない。その結果、この検査装置では、押出成形品の測定位置以外で生じた厚さや形状異常等を検出できず、充分な検査精度が得られずに不良品を見逃す恐れがある、という問題がある。

このような問題に対処するため、従来、押出成形品の断面形状をオンラインで測定し、その断面形状から押出成形品の形状を連続的に検査する検査装置も知られており、上記したタイヤの製造工程等で使用されている（特許文献２参照）。

ところで、トレッドゴム等のゴム押出成形品は、通常、原材料に含まれる水等の揮発成分の揮発により、内部に微小な気泡や気孔等の空隙が生じてポーラス状になっており、原材料ロット等により、その密度や、体積（又は断面積）に対する空隙の占める割合であるポーラス率（空隙率）が、数パーセント（例えば１〜６％）程度変動する。この押出成形品内の空隙は、後工程である加硫成型工程時等に消失するため、その押出成形時に生じていても問題はないが、ポーラス率に応じて、体積や断面積、及び断面形状に変動を与えるため、その断面形状を検査する際には、ポーラス率を把握し、その値を考慮して良否を判定する必要がある。

そこで、従来は、押出成形品の断面形状のオンライン検査を開始する前に、予め、断面形状やゴムの種類等毎にサンプルを作製して、そのポーラス率をオフライン（製造ライン外）で人手により測定し、その測定値に基づき、検査の基準となる基準断面形状や厚さ（ゲージ）に対する許容範囲を設定するのが一般的である。即ち、ポーラス率分を所定の形状や厚さの許容差に上乗せする等して許容範囲に反映させ、測定した押出成形品の断面形状が、基準断面形状に対して設定した許容範囲内か否かにより良否を判定している。

ところが、押出成形品のポーラス率は、そのサイズや原材料ロット、押出成形機による混練温度や押出速度等の製造条件、或いは押出成形機の機種の違いによる混練条件等、種々の要因の差に伴い、製造ロット毎、又は製造中にも変動するものである。そのため、オフラインでのサンプル測定では、このポーラス率の変動に個々に対応するのは難しく、かつ実際のポーラス率に対する精度が不充分であり、ポーラス率の変動分を加味して許容範囲を必要以上に大きくとって断面形状のオンライン検査を行う必要がある。具体的には、例えば平均厚さが１０ｍｍの押出成形品で許容範囲が±０．３ｍｍである場合に、オンライン検査時の許容範囲を、原材料として混練及び加熱等されたゴムを使用するホットチューバ式の押出成形機では−０．３ｍｍ〜＋０．６ｍｍに、原材料が混練及び加熱等されていないゴムを使用するコールドチューバ式の押出成形機では−０．３ｍｍ〜＋０．９ｍｍにする等、許容範囲を大きく設定する必要がある。

このように、従来の押出成形品の断面形状の検査装置では、ポーラス率がゼロの状態での基準となる許容範囲に対し、上記例では許容範囲の上限値を２倍及び３倍に設定する等、許容範囲を非常に大きく設定して押出成形品の良否を判定しており、その精度や正確性が低くなるという問題がある。同時に、この検査装置では、押出成形品の密度やポーラス率等が規格外であっても、測定した断面形状が許容範囲内であれば良品と判定することがある等、押出成形品の不良を見逃す恐れもあり、その判定精度及び検査の正確性の更なる向上を図る必要がある。

特開２００２−２００６６６号公報特開平１０−２４４５７８号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、押出成形品のポーラス率をオンラインで取得できるようにし、取得したポーラス率を押出成形品の検査に利用して、その断面形状の良否を適切に判定し、判定精度及び検査の正確性を向上させることである。

請求項１の発明は、搬送中の押出成形品の断面形状が予め設定された該押出成形品の基準断面形状に対する許容範囲内にあるか否かを検査する押出成形品の検査方法であって、前記押出成形品の断面形状を測定する工程と、前記押出成形品のポーラス率を取得する工程と、該取得したポーラス率に基づき、前記許容範囲を変更する工程と、前記測定した断面形状が前記基準断面形状に対して前記変更した許容範囲内にあるか否かを判定する工程と、を有することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された押出成形品の検査方法において、前記ポーラス率を取得する工程は、前記押出成形品の単位長さ当たりの質量を測定する工程と、前記測定した断面形状に基づき、前記押出成形品の断面積を算出する工程と、該断面積の算出値と前記質量の測定値に基づき、前記押出成形品のポーラス率を算出する工程と、を有することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載された押出成形品の検査方法において、前記ポーラス率を算出する工程は、前記断面積の算出値と前記質量の測定値に基づいて前記押出成形品の密度を算出する工程と、該密度の算出値と該密度の基準値に基づいて前記押出成形品のポーラス率を算出する工程と、を有することを特徴とする。
請求項４の発明は、押出成形機により押出成形品を製造する製造方法であって、前記押出成形機から前記押出成形品を押し出して成形する工程と、前記押し出された押出成形品を搬送する工程と、該搬送中の押出成形品を請求項１ないし３のいずれかに記載された押出成形品の検査方法により検査する工程と、を有することを特徴とする。
請求項５の発明は、搬送中の押出成形品の断面形状が予め設定された該押出成形品の基準断面形状に対する許容範囲内にあるか否かを検査する押出成形品の検査装置であって、前記押出成形品の断面形状を測定する断面形状測定手段と、前記押出成形品のポーラス率を取得する取得手段と、該取得したポーラス率に基づき、前記許容範囲を変更する変更手段と、前記測定した断面形状が前記基準断面形状に対して前記変更した許容範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５に記載された押出成形品の検査装置において、前記押出成形品の単位長さ当たりの質量を測定する質量測定装置を備え、前記取得手段は、前記測定した断面形状に基づき、前記押出成形品の断面積を算出する断面積算出手段と、該断面積の算出値と前記質量の測定値に基づき、前記押出成形品のポーラス率を算出するポーラス率算出手段と、を有することを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項６に記載された押出成形品の検査装置において、前記ポーラス率算出手段は、前記断面積の算出値と前記質量の測定値に基づいて前記押出成形品の密度を算出し、該密度の算出値と該密度の基準値に基づいて前記押出成形品のポーラス率を算出することを特徴とする。
請求項８の発明は、押出成形品を製造する製造装置であって、前記押出成形品を押し出して成形する押出成形機と、前記押し出された押出成形品を搬送する搬送手段と、該搬送中の押出成形品を検査する請求項５ないし７のいずれかに記載された押出成形品の検査装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、押出成形品のポーラス率をオンラインで取得して押出成形品の検査に利用でき、その断面形状の良否を適切に判定して、判定精度及び検査の正確性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の押出成形品の検査装置は、押出成形品の質量及び断面形状をオンラインで測定して検査するものであり、押出成形品の製造ラインに設けられて、その製造装置の一部を構成する。また、本実施形態では、押出成形機により未加硫ゴムを押し出してトレッドゴムやサイドウォール等のタイヤ構成部材（ゴム押出成形品）を製造する場合を例に採り説明する。

図１は、本実施形態の押出成形品の検査装置の概略構成を、押出成形品の製造装置の他の構成とともに模式的に示す要部構成図である。
この押出成形品５の製造装置では、図示のように、押出成形機６０から連続的に押し出されて所定の断面形状に成形される押出成形品５を、複数（図では１つ）の搬送コンベア６１等からなる搬送手段により次工程等に向かって搬送（図では押出成形機６０から右方向に向かって搬送）し、搬送中の押出成形品５を、検査装置１によりオンラインで検査する。

検査装置１は、押出成形品５の搬送経路に沿って順に配置された質量測定装置１０と、断面形状測定手段２０とを備えており、これら各測定装置１０及び測定手段２０を、検査装置１の制御等を行うための例えばパーソナルコンピュータ等である制御判定装置３０に接続している。

質量測定装置１０は、搬送される押出成形品５の単位長さ当たりの質量（以下、単位質量という）を測定する秤量器であり、質量測定コンベア１１上に載せられて移動する押出成形品５の単位質量を連続的に又は所定時間毎に測定して質量表示器１２に表示するとともに、その測定値を制御判定装置３０に出力する。

断面形状測定手段２０は、搬送される押出成形品５の断面形状を測定するためのものであり、押出成形品５の搬送経路に沿って、質量測定装置１０の下流側に所定の距離を隔てて配置されている。ここでは、断面形状測定手段２０は、搬送コンベア６１の略中央付近に設置され、搬送コンベア６１上を移動する押出成形品５の長手方向に略直交する方向（略幅方向）の全体の断面形状を連続的に又は所定時間毎に測定し、その測定結果を制御判定装置３０に出力する。また、この断面形状測定手段２０は、押出成形品５の断面形状を非接触で測定する周知の非接触測定手段であり、例えば押出成形品５に対して一次元レーザ光を照射するレーザ照射手段等の投光手段と、その反射光を撮影するＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等により、押出成形品５の断面形状を、いわゆる光切断法を利用して測定する。

ここで、光切断法は、投光手段から被測定物（ここでは押出成形品５）の表面にスリット光等の平面光を照射し、その照射箇所からの反射光をＣＣＤカメラで撮影して、その画素データを演算処理することで被測定物の断面形状を算出して測定する方法である。この光切断法による場合には、これら投光手段とＣＣＤカメラを１組、又は押出成形品５を挟んで上下方向に２組、或いは押出成形品５の周囲に沿って複数組配置して、その画素データを演算処理して解析し、押出成形品５の断面形状を測定する。

制御判定装置３０は、検査装置１全体の制御を行うとともに、押出成形品５の良否の判定等を行うものであり、本実施形態では、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）やＲＯＭ、ＲＡＭ等の各種メモリ、ハードディスクドライブ等の記憶装置、及びモニタ等を備えたパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）により構成している。また、この検査装置１では、制御判定装置３０に、データベース４０と、シーケンサ４１を接続し、データベース４０には各種データを設定するための設定用ＰＣ４２を、シーケンサ４１には音や光等で警報を発する警報装置４３を、それぞれ接続している。

データベース４０は、押出成形品５の検査に必要な基準となる各種の基準データ等を蓄積するデータベースであり、設定用ＰＣ４２により、押出成形品５の種類等毎の各基準データ等が予め入力されて設定されている。また、この基準データとしては、ポーラス率がゼロのときの押出成形品５の基準断面形状や、基準断面形状に対する許容範囲、その状態での断面積、単位質量、密度の各基準値、及び、それら各基準値とポーラス率の許容範囲等が設定される。これら各基準データは、例えば原材料の種類と押出成形品５の設計断面形状（又は押出成形機６０の口金開口部の形状）から算出したり、或いは、製造した押出成形品５のサンプルを実測し、その実測データを補正する等して設定される。

シーケンサ４１は、制御判定装置３０から出力される制御信号を受信して外部機器を制御する制御手段であり、ここでは、押出成形品５に不良品が発生したとき等に、警報装置４３を制御して警報を出力させ、オペレータ等に通知する。

以上、検査装置１の概略構成について説明したが、本実施形態の検査装置１では、搬送中の押出成形品５のポーラス率を取得しつつ、断面形状測定手段２０により測定した押出成形品５の断面形状が、予め設定された押出成形品５の基準断面形状に対する所定の許容範囲内にあるか否か等を、制御判定装置３０により判定して検査する。以下、この制御判定装置３０の行う各処理等について説明する。

図２は、制御判定装置３０の機能ブロック図であり、検査装置１の他の構成もブロックで示している。
制御判定装置３０は、図示のように、外部機器が接続された入出力部３１、表示部３２、記憶部３３、制御部３４、及び演算処理部３５から構成され、これら各部（手段）３１〜３５を互いにバス３６を介して接続している。

入出力部３１は、データベース４０、シーケンサ４１、質量測定装置１０、及び断面形状測定手段２０が接続され、それらとの間で各種データや制御信号等を変換して送受信するインターフェース等からなる。表示部３２は、各種の情報を表示するモニタ等の表示手段であり、押出成形品５の測定した断面形状や単位質量、又は検査結果等を表示する。

記憶部３３は、検査装置１の制御処理や検査・判定処理等に必要な各種プログラムやデータ等を記憶する。また、記憶部３３は、各測定装置１０及び測定手段２０による測定データ３３Ａや、後述する演算処理部３５により演算される検査に関する各データ（検査データ３３Ｂ）、及び押出成形品５の上記した基準断面形状等の基準データ３３Ｃを記憶する。

制御部３４は、検査装置１全体の制御に関するデータ処理や演算処理等を行い、検査装置１全体を制御して、例えば、検査対象の押出成形品５に関する必要な基準データを、検査開始前に予め入出力部３１を介してデータベース４０から取得し、記憶部３３の基準データ３３Ｃに記憶する。また、制御部３４は、押出成形品５の検査結果に応じて、入出力部３１を介してシーケンサ４１に警報指令を出力する警報処理を行い、シーケンサ４１及び警報装置４３に警報出力処理を実行させる。

演算処理部３５は、押出成形品５の検査に関する各演算処理を行うためのもので、断面積算出部３５Ａ、ポーラス率算出部３５Ｂ、許容範囲変更部３５Ｃ、比較部３５Ｄ、及び判定部３５Ｅからなる。演算処理部３５は、入出力部３１を介して受信した各測定装置１０及び測定手段２０による測定データや、記憶部３３に記憶された基準データ３３Ｃ等に基づき、これら各部（手段）３５Ａ〜３５Ｅにより所定の演算処理を実行し、その結果を記憶部３３の検査データ３３Ｂに記憶させる。

断面積算出部３５Ａは、断面形状測定手段２０により測定された押出成形品５の断面形状に基づき、その輪郭内の面積を計算して押出成形品５の断面積Ｓを算出する。従って、この断面積の算出値Ｓには、押出成形品５内に存在する空隙等のポーラス分の面積も含まれる。

ポーラス率算出部３５Ｂは、断面積算出部３５Ａによる断面積の算出値Ｓと、質量測定装置１０が測定した単位質量の測定値Ｗに基づき、押出成形品５の見かけ上の密度ρを算出する等して、そのポーラス率Ｐを算出する。従って、本実施形態では、これら断面積算出部３５Ａとポーラス率算出部３５Ｂ等により、押出成形品５のポーラス率Ｐを取得する取得手段が構成されている。

ここで、上記したように、質量測定装置１０と断面形状測定手段２０は、押出成形品５の搬送経路（図１参照）に沿って離れた位置に配置されている。そのため、演算処理部３５は、各測定装置１０及び測定手段２０の測定位置間の距離と押出成形品５の搬送速度（押出速度）に基づいて各測定結果を対応させる等して、押出成形品５の略同じ位置の単位質量Ｗと断面形状（断面積Ｓ）を取得し、それらに基づいてポーラス率算出部３５Ｂによりポーラス率Ｐを算出する。

また、ポーラス率算出部３５Ｂは、押出成形品５の断面積の算出値Ｓと単位質量の測定値Ｗに加えて、例えば、記憶部３３に記憶された基準データ３３Ｃから押出成形品５の密度の基準値ρ_０、又は断面積の基準値Ｓ_０と単位質量の基準値Ｗ_０を読み出し、それらに基づいてポーラス率Ｐを算出する。このポーラス率Ｐを算出する際には、例えば、断面積の算出値Ｓと単位質量の測定値Ｗに基づき、断面積の算出値Ｓに対する単位質量の測定値Ｗの比から押出成形品５の密度ρ（ここではρ＝Ｗ／Ｓにより求まる面密度）を算出し、この密度の算出値ρと密度の基準値ρ_０に基づき、基準値ρ_０に対する算出値ρの密度比（ρ／ρ_０）から押出成形品５のポーラス率Ｐ（Ｐ＝１−ρ／ρ_０）を算出する。

なお、この算出時には、密度の基準値ρ_０を、断面積の基準値Ｓ_０に対する単位質量の基準値Ｗ_０の比（Ｗ_０／Ｓ_０）から算出してもよい。また、断面積の算出値Ｓと、質量測定装置１０が測定する押出成形品５の単位長さの値Ｌと、を掛け合わせて押出成形品５の体積Ｖ（Ｖ＝Ｓ×Ｌ）を算出し、この体積の算出値Ｖと単位質量の測定値Ｗの比から押出成形品５の密度ρ（ここではρ＝Ｗ／（Ｓ×Ｌ）＝Ｗ／Ｖにより求まる体積密度）を算出して、上記と同様にポーラス率Ｐの算出に使用してもよい。このように、押出成形品５の密度の算出値ρは、測定毎に変動する変動値である断面積の算出値Ｓと単位質量の測定値Ｗに基づいていれば、それら各値に加えて、上記した単位長さの値Ｌ等、他の共通の固定値等を算出時に合わせて使用してもよい。

更に、ポーラス率Ｐは、まず、単位質量の基準値Ｗ_０に対する測定値Ｗの質量比Ｍ（Ｍ＝Ｗ／Ｗ_０）と、断面積の基準値Ｓ_０に対する算出値Ｓの面積比Ｒ（Ｒ＝Ｓ／Ｓ_０）とを算出し、それらの比（Ｍ／Ｒ）から算出してもよい。即ち、この比（Ｍ／Ｒ）は、上記した密度比（ρ／ρ_０）と同じ値（Ｍ／Ｒ＝Ｗ／Ｗ_０÷Ｓ／Ｓ_０＝Ｗ／Ｓ÷Ｗ_０／Ｓ_０＝ρ／ρ_０）であり、これより押出成形品５の密度の算出値ρと基準値ρ_０の密度比（ρ／ρ_０）及びポーラス率Ｐ（Ｐ＝１−Ｍ／Ｒ＝１−ρ／ρ_０）を算出する。このように、ポーラス率Ｐは、算出の手順や過程に関わらず、実質的に押出成形品５の密度の算出値ρと基準値ρ_０（それらの比）に基づいて算出される。

許容範囲変更部（設定部）３５Ｃは、この算出（取得）したポーラス率Ｐに基づき、押出成形品５の基準断面形状に対して許容される形状差（良品又は使用可能であると判定可能な寸法の上下限値又は範囲等）を決定し、その基準断面形状に対する許容範囲（許容差）を変更して設定する。即ち、ポーラス率Ｐが高くなるほど押出成形品５内の空隙が多くなり、その断面形状も大きくなる等、ポーラス率Ｐに応じて断面形状の大きさが変動する。従って、許容範囲変更部３５Ｃは、例えばポーラス率Ｐが大きいときには、その値に応じて許容範囲全体を上下限値が大きくなる方向にずらし、その逆のときには許容範囲全体を同様に逆方向にずらす等、ポーラス率Ｐを反映させてその値に応じて許容範囲を変更及び設定する。

また、この制御判定装置３０では、許容範囲変更部３５Ｃは、記憶部３３に記憶された基準データ３３Ｃから、予め設定された基準断面形状に対する許容範囲（基準又は規格範囲）を読み出し、ポーラス率Ｐに基づき、その許容範囲を変更して検査に使用する許容範囲として設定する。これにより、例えば許容範囲の上下限値のそれぞれ又は、いずれかにポーラス率Ｐ分に対応する値を加算又は減算する等して、読み出した許容範囲をポーラス率Ｐに応じて変更し、その変更したものを基準断面形状に対する許容範囲として設定する。

比較部３５Ｄは、記憶部３３に記憶された基準データ３３Ｃから押出成形品５の予め設定された基準断面形状を読み出し、この基準断面形状と押出成形品５の測定した断面形状とを重ね合わせ処理する等して各断面形状を比較し、輪郭部の差（距離）や、それらが一致する程度（一致度）等を算出する。また、比較部３５Ｄは、基準データ３３Ｃから押出成形品５の単位質量の基準値Ｗ_０を読み出して単位質量の測定値Ｗと比較し、その質量差（Ｗ−Ｗ_０）も算出する。

判定部３５Ｅは、比較部３５Ｄによる比較結果に基づき、押出成形品５の測定した断面形状が、その基準断面形状に対して、許容範囲変更部３５Ｃにより変更及び設定された許容範囲内にあるか否かを判定する。即ち、判定部３５Ｅは、比較部３５Ｄが算出した両断面形状の差や一致度等が、許容範囲内であるときは、その押出成形品５は良品（使用可能）であると判定し、許容範囲外であるときは、不良品（使用不可能）である等と判定する。また、判定部３５Ｅは、基準データ３３Ｃから押出成形品５の単位質量の基準値Ｗ_０に対する許容範囲を読み出し、比較部３５Ｄにより算出された押出成形品５の単位質量の質量差（Ｗ−Ｗ_０）に基づき、単位質量の測定値Ｗが許容範囲内か否かを判定する等、質量からも押出成形品５の良否を判定する。

次に、以上説明した検査装置１により押出成形品５を検査する手順について説明する。
図３は、この検査装置１による押出成形品５の検査の流れを示すフローチャートである。

検査装置１は、押出成形機６０（図１参照）による押出成形品５の押出開始から所定時間経過して、その連続成形が安定したとき等、所定のタイミングで搬送手段による搬送中の押出成形品５の検査を開始する。この検査では、まず、図３に示すように、その単位質量を質量測定装置１０により測定し（Ｓ１０１）、その断面形状を断面形状測定手段２０により測定する（Ｓ１０２）。

続いて、押出成形品５の単位質量の測定値が許容範囲内か否かを制御判定装置３０の判定部３５Ｅにより判定し（Ｓ１０３）、許容範囲外であると判定されたときは（Ｓ１０３、Ｎｏ）、シーケンサ４１により制御して警報装置４３から警報を出力する（Ｓ１０４）。一方、単位質量の測定値が許容範囲内であるときは（Ｓ１０３、Ｙｅｓ）、押出成形品５のポーラス率を取得し、そのポーラス率を利用して押出成形品５の断面形状を検査する。即ち、押出成形品５の測定した断面形状に基づき、その断面積を断面積算出部３５Ａにより算出し（Ｓ１０５）、この断面積の算出値と単位質量の測定値等に基づき、押出成形品５のポーラス率をポーラス率算出部３５Ｂにより算出する（Ｓ１０６）。

次に、算出したポーラス率に基づき、押出成形品５の基準断面形状に対する許容範囲を許容範囲変更部３５Ｃにより変更する（Ｓ１０７）。続いて、押出成形品５の測定した断面形状と基準断面形状とを比較部３５Ｄにより比較し（Ｓ１０８）、その比較結果に基づき、測定した断面形状が基準断面形状に対して変更された許容範囲内にあるか否かを判定部３５Ｅにより判定する（Ｓ１０９）。その結果、許容範囲外であると判定されたときは（Ｓ１０９、Ｎｏ）、警報装置４３により警報を出力し（Ｓ１１０）、許容範囲内であると判定されたときは（Ｓ１０９、Ｙｅｓ）、Ｓ１０１に戻って再び上記した各手順を実行する。

検査装置１は、この搬送中の押出成形品５のオンライン検査を連続的に又は所定時間毎に繰り返し実行し、例えば図示しない押出成形品５の製造装置の制御装置から押出成形終了信号を受信したときや、質量測定装置１０による測定値がゼロに又は所定値以下になったとき等、所定の終了条件が成立したときに検査を終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、押出成形品５のポーラス率をオンラインで取得して把握できるとともに、取得したポーラス率を押出成形品５の検査に利用できるため、検査の正確性等を向上させることができる。即ち、取得したポーラス率に基づき、押出成形品５の基準断面形状に対する許容範囲を変更するため、押出成形品５のポーラス率の変動に対応して許容範囲を適切に設定することができる。その結果、従来のように、ポーラス率の変動分を加味して許容範囲を基準（規格）に対して大きく設定する必要がなく、許容範囲の幅を狭く、かつ基準に近い幅に設定することができる。また、このように変更した許容範囲に基づき、押出成形品５の断面形状の良否を判定するため、その判定を適切かつ正確に行うことができ、押出成形品５の良否の判定精度及び検査の正確性を向上させることができる。これに伴い、押出成形品５の不良の見逃しを防止できる等、その品質を高めることもでき、それを使用した例えばタイヤ等の製品の品質や性能等を向上させることができる。

また、この検査装置１では、予め設定された許容範囲をポーラス率に応じて変更して許容範囲として検査に使用するため、基準となる許容範囲の幅等を大きく変更することなく、許容範囲を簡単かつ適切に設定して使用でき、ほぼ規格通りに押出成形品５の判定及び選別を行うことができる。加えて、この検査装置１では、各測定装置１０及び測定手段２０を押出成形品５の搬送経路に沿って配置し、押出成形機６０により連続的に形成された搬送中の押出成形品５を検査するため、その断面形状や質量の不良や異常等をリアルタイムで早期かつ確実に検知することができる。その結果、これら不良や異常等に対して早期に対応できるとともに、その検知までに製造される不良品の量を削減できる等、押出成形品５の製造効率や生産性を高めることもできる。

更に、この検査装置１では、押出成形品５の検査を連続的に又は所定時間毎に実行しており、押出成形品５の搬送（押出）速度や、その長手方向に沿った断面形状やポーラス率の変動する程度等に柔軟に対応して、適切かつ効率的な検査が可能である。

ここで、本実施形態では、押出成形品５の質量と断面形状に関して各基準との比較・判定等を行ったが、例えば押出成形品５の断面積や密度、ポーラス率等の他の測定値又は算出値を、制御判定装置３０により、同様に比較・判定等してもよい。この場合には、記憶部３３の基準データ３３Ｃから、押出成形品５の予め設定された各基準値及び許容範囲を読み出し、これらと各測定値又は算出値に基づいて、比較部３５Ｄ及び判定部３５Ｅにより比較・判定し、その結果に応じて、警報装置４３による警報処理等を実行させる。

また、この検査装置１では、断面形状測定手段２０により押出成形品５の断面形状を測定したが、この断面形状は、例えば断面形状測定手段２０が測定した測定結果に基づき、制御判定装置３０が算出するようにしてもよい。即ち、上記した光切断法により断面形状を測定する場合には、断面形状測定手段２０が備える１又は複数のＣＣＤカメラからの画素データを制御判定装置３０に送信し、その演算処理部３５が備える図示しない断面形状算出部が、受信した画素データを演算処理して解析し、押出成形品５の断面形状を算出する。従って、この場合には、押出成形品５の断面形状を測定する断面形状測定手段は、断面形状測定手段２０と前記断面形状算出部により構成される。

なお、本実施形態では、押出成形品５の基準断面形状等の基準データとして、ポーラス率がゼロの状態の押出成形品５の各データを使用したが、検査の基準となるデータとしては、ポーラス率がゼロよりも大きい状態の押出成形品５の実測した断面形状や各実測値等を使用してもよい。また、この検査装置１は、押出成形機６０から押し出された搬送中の押出成形品５の検査以外、例えば一端巻き取った押出成形品５を引き出して使用するとき等、搬送中の他の押出成形品５の検査等に使用することもできる。

更に、本実施形態では、押出成形機６０により未加硫ゴムを押し出して押出成形品５（タイヤ構成部材）を製造したが、この押出成形品５は、１つの押出成形機６０により形成した１層のゴム層からなるものでもよく、複数の押出成形機６０から押し出したゴムを組み合わせて形成した複数のゴム層からなる多層構造のものであってもよい。また、検査する押出成形品５は、未加硫ゴム以外、例えばウレタンやポリエチレン等から形成したポーラス状の他のものであってもよい。このような各押出成形品５も、本実施形態の検査装置１により、上記と同様に検査することができ、同様の効果を得ることができる。

本実施形態の押出成形品の検査装置の概略構成を、押出成形品の製造装置の他の構成とともに模式的に示す要部構成図である。本実施形態の制御判定装置の機能及び検査装置の他の構成を示すブロック図である。本実施形態の押出成形品の検査装置による検査の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・押出成形品の検査装置、５・・・押出成形品、１０・・・質量測定装置、１１・・・質量測定コンベア、１２・・・質量表示器、２０・・・断面形状測定手段、３０・・・制御判定装置、３１・・・入出力部、３２・・・表示部、３３・・・記憶部、３３Ａ・・・測定データ、３３Ｂ・・・検査データ、３３Ｃ・・・基準データ、３４・・・制御部、３５・・・演算処理部、３５Ａ・・・断面積算出部、３５Ｂ・・・ポーラス率算出部、３５Ｃ・・・許容範囲変更部、３５Ｄ・・・比較部、３５Ｅ・・・判定部、３６・・・バス、４０・・・データベース、４１・・・シーケンサ、４２・・・設定用ＰＣ、４３・・・警報装置、６０・・・押出成形機、６１・・搬送コンベア。

Claims

搬送中の押出成形品の断面形状が予め設定された該押出成形品の基準断面形状に対する許容範囲内にあるか否かを検査する押出成形品の検査方法であって、
前記押出成形品の断面形状を測定する工程と、
前記押出成形品のポーラス率を取得する工程と、
該取得したポーラス率に基づき、前記許容範囲を変更する工程と、
前記測定した断面形状が前記基準断面形状に対して前記変更した許容範囲内にあるか否かを判定する工程と、
を有することを特徴とする押出成形品の検査方法。
請求項１に記載された押出成形品の検査方法において、
前記ポーラス率を取得する工程は、前記押出成形品の単位長さ当たりの質量を測定する工程と、前記測定した断面形状に基づき、前記押出成形品の断面積を算出する工程と、該断面積の算出値と前記質量の測定値に基づき、前記押出成形品のポーラス率を算出する工程と、を有することを特徴とする押出成形品の検査方法。
請求項２に記載された押出成形品の検査方法において、
前記ポーラス率を算出する工程は、前記断面積の算出値と前記質量の測定値に基づいて前記押出成形品の密度を算出する工程と、該密度の算出値と該密度の基準値に基づいて前記押出成形品のポーラス率を算出する工程と、を有することを特徴とする押出成形品の検査方法。
押出成形機により押出成形品を製造する製造方法であって、
前記押出成形機から前記押出成形品を押し出して成形する工程と、
前記押し出された押出成形品を搬送する工程と、
該搬送中の押出成形品を請求項１ないし３のいずれかに記載された押出成形品の検査方法により検査する工程と、
を有することを特徴とする押出成形品の製造方法。
搬送中の押出成形品の断面形状が予め設定された該押出成形品の基準断面形状に対する許容範囲内にあるか否かを検査する押出成形品の検査装置であって、
前記押出成形品の断面形状を測定する断面形状測定手段と、
前記押出成形品のポーラス率を取得する取得手段と、
該取得したポーラス率に基づき、前記許容範囲を変更する変更手段と、
前記測定した断面形状が前記基準断面形状に対して前記変更した許容範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする押出成形品の検査装置。
請求項５に記載された押出成形品の検査装置において、
前記押出成形品の単位長さ当たりの質量を測定する質量測定装置を備え、
前記取得手段は、前記測定した断面形状に基づき、前記押出成形品の断面積を算出する断面積算出手段と、該断面積の算出値と前記質量の測定値に基づき、前記押出成形品のポーラス率を算出するポーラス率算出手段と、を有することを特徴とする押出成形品の検査装置。
請求項６に記載された押出成形品の検査装置において、
前記ポーラス率算出手段は、前記断面積の算出値と前記質量の測定値に基づいて前記押出成形品の密度を算出し、該密度の算出値と該密度の基準値に基づいて前記押出成形品のポーラス率を算出することを特徴とする押出成形品の検査装置。
押出成形品を製造する製造装置であって、
前記押出成形品を押し出して成形する押出成形機と、
前記押し出された押出成形品を搬送する搬送手段と、
該搬送中の押出成形品を検査する請求項５ないし７のいずれかに記載された押出成形品の検査装置と、
を備えたことを特徴とする押出成形品の製造装置。