JP5637014B2

JP5637014B2 - ガラス繊維物品の表面欠陥検出装置

Info

Publication number: JP5637014B2
Application number: JP2011046371A
Authority: JP
Inventors: 秀人大谷
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2031-03-03
Also published as: JP2012184942A

Description

本発明は、連続的に走行して表面処理されたガラス繊維物品の表面欠陥を検出する方法及び装置に関する。

ガラス繊維物品は、多くの分野で用いられている。しかし、ガラス繊維がそのままで使われることは極めて少なく、何らかの表面処理がなされるのが一般的である。その代表例として、ゴム補強用ガラス繊維がある。以下、ゴム補強用ガラス繊維を一例として、表面処理について述べる。

特許文献１には、ガラス繊維束にレゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス液（ＲＦＬ液）を塗布・浸漬処理して乾燥させ被覆層を設けたゴム補強用ガラス繊維の製造法が提案されている。

また、特許文献２には、ゴム補強用ガラス繊維の被覆層を設けるために、ガラス繊維を処理液（本発明では塗布液）に浸漬した後、ダイスと、フェルトローラーを用いて塗布液を絞り、付着量を調整するガラス繊維の処理方法が提案されている。

前記被覆層を設ける工程において、塗布液の塗布斑又はフィラメント間への含浸不良によりガラス繊維束表面に被覆層が均一に付着しない若しくは付着しない部分が発生する場合があり、被覆層の付着不良となる。該被覆層は褐色に着色しており、前記不良部位は白色、若しくは淡褐色である。この被覆層の付着不良は、ある長さをもって発生する欠陥である。

このような被覆層の付着不良は、ゴム補強用ガラス繊維の表面欠陥となり、伝導ベルトやタイヤコードなどこれらの部材ゴムに埋設して使用する際に、該部材ゴムとの接着が不充分となり、該部材ゴムとの接着が脆弱となりその界面で剥離し所定のガラス繊維の性能を発揮できない。従って、被覆層の付着不良を精度良く検出し、それを把握することは品質管理上重要なことである。

従来、ガラス繊維束表面の被覆層の付着不良の検出は、製造工程において、検査員が被覆層を設けたガラス繊維束がボビンに巻き取られる最中に、ストロボを該ボビンに照射させて被覆層の付着不良の有無を観察していた。

特許文献３には、同一面内に並列して走行する複数本の走行糸条の欠陥の有無あるいは欠陥の状態を、２つの照明手段により得られたデータを処理することにより把握する走行糸条の検査方法に関して提案されている。

また、特許文献４には、連続して走行するフィルムに対し、繰り返しの明暗パターンを照射してフィルム上に投影した画像の歪みをラインセンサーで取り込み、フィルム表面に欠陥が存在するか否かを判定する表面検査装置が提案されている。

特開昭５０−４２１９４号公報特開平９−２５１４１号公報特開２００８−３０８３３５号公報特開２０１０−２３７１５７号公報

一般的に３０〜７０ｍ／分の高速で走行しているガラス繊維物品に対する被覆の状況を把握するのは容易ではない。従来は被覆状況を目視観察して品質管理を行ってきたが、欠陥の見逃しがあった。そこで、センサー等を利用した品質管理の方法や装置も検討されてきている。

特許文献２に開示されている方法では、走行糸条に発生する毛羽、毛玉、糸条幅の変動等、物理的な品質異常にはそれなりの効果が認められるが、主に白色状の欠陥として検出される被覆層の付着不良を検出することはできない。

特許文献３に開示されている方法では、表面欠陥を見出すことは可能であるが、その表面欠陥は併有している凹凸状の欠陥を利用するものであり、凹凸状の欠陥を持たないガラス繊維物品の付着不良等の検出に利用することはできない。

このように、各種のセンサー等による品質管理も検討されてはいるが、ガラス繊維物品における被覆層の付着不良欠陥を管理することは非常に難しい。すなわち、ガラス繊維物品への異物の付着やフィラメントの断糸によるガラス繊維束の太さの変化と異なり、被覆層への付着不良はガラス繊維束の形状変化を伴わないので、その表面状態における色の変化のみを測定せざるを得ず、従って被覆層の付着不良欠陥を見出すことは非常に難しい状況にあった。

本発明者らが鋭意検討した結果、直線状に配置されたラインセンサーの検知子を用いることにより、３０〜７０ｍ／分の高速で走行しているガラス繊維物品において、被覆層の付着不良欠陥を検出できることが分かった。

連続的に走行されながら同時に表面処理される複数本のガラス繊維物品の表面欠陥を、ガラス繊維物品に照射した光の反射光の輝度情報から判定する欠陥検出方法において、ガラス繊維物品の走行方向に対し直交方向にラインセンサーを配置し、予め定められた数値のスキャン数で区切って行き、１つの区切りを１つのステップとし、輝度検出を第１ステップ、第２ステップ…の順に連続的に行うようにし、それぞれのガラス繊維物品に対してラインセンサーの検知子に連続的に入力される輝度情報の内、連続した３個以上の輝度異常情報か又は連続的に検知子に入力された５個以上の輝度情報中、予め定められた数値以上の輝度異常情報である場合に当該ステップを第１ステップとし、該第１ステップでの輝度異常情報として判定処理されることを特徴とするガラス繊維物品の表面欠陥検出方法である。

また、該第１ステップでの輝度異常として判定されたガラス繊維物品に対し、該第１ステップと同様にして輝度検出された次の第２ステップも輝度異常となる場合、又は該第１ステップと同様にして輝度検出された該第２ステップ及び第３ステップが連続して輝度異常と判定処理された場合に該ガラス繊維物品の表面欠陥と判定されるガラス繊維物品の表面欠陥検出方法である。

また、該第１ステップで輝度異常として判定されたガラス繊維物品に対し、該第１ステップと同様にして輝度検出された第２ステップ以降の連続的なステップのうち、該第１ステップも含めて、予め定められた数値以上のステップが輝度異常と判定処理された場合に該ガラス繊維物品の表面欠陥と判定することを特徴とするガラス繊維物品の表面欠陥検出方法である。

また、第１ステップで輝度異常として判定されたガラス繊維物品に対し、第１ステップと同様にして輝度検出された第１ステップより前の連続的なステップが、第１ステップも含めて、予め定められた数値以上の輝度異常となる場合に該ガラス繊維物品の表面欠陥と判定されるガラス繊維物品の表面欠陥検出方法である。

また、予め定められた数値以上の輝度異常情報或いは、予め定められた数値以上の輝度異常の予め定められた数値が３０〜９９％であるガラス繊維物品の表面欠陥検出方法である。

また、前述した予め定められた数値が４０〜９９％であるガラス繊維物品の表面欠陥検出方法である。

また、前述した輝度異常情報は予め設定された反射光の輝度に対する閾値により判定されるガラス繊維物品の表面欠陥検出方法である。

また、本発明は、連続的に走行して表面処理されるガラス繊維物品は、ゴム補強用ガラス繊維であるガラス繊維物品の表面欠陥検出方法である。
また、本発明は、連続的に走行して表面処理されるガラス繊維物品の表面欠陥は、表面処理剤の付着不良であるガラス繊維物品の表面欠陥検出方法である。
さらに、本発明は、連続的に走行して表面処理されるガラス繊維物品の表面欠陥は、白色状の欠陥であるガラス繊維物品の表面欠陥検出方法である。
また、連続的に走行して表面処理されるガラス繊維物品３は、ゴム補強用ガラス繊維３であることが望ましい。ゴム補強用ガラス繊維３においては、表面処理剤の付着不良等の表面欠陥が発生しやすく、また見つけにくいからである。しかし、本発明の手法は多くの走行している物品に対しても応用が可能である。

連続的に走行して表面処理されるガラス繊維物品３の表面欠陥は、表面処理剤の付着不良であることが望ましい。本発明は反射光の輝度異常を感知し、それを適切に判定するシステムを含んでいるため、特に表面処理剤の付着不良に対して有用である。前述したように、表面処理剤の付着不良は連続的な場合でも斑模様的な場合でも有用である。

また、連続的に走行して表面処理されるガラス繊維物品３の表面欠陥は、白色状の欠陥であることが望ましい。上述したように、本発明は反射光の輝度異常を感知し、それを適切に判定するシステムを含んでいるため、特にその欠陥が白色状である場合に特に有用となる。しかし、当然ながら、白色に限定される訳ではなく、種々の色で表面処理された物品に対しても有用である。この場合、有彩色及び無彩色を問わない。

本発明によれば、３０〜７０ｍ／分の高速で走行しているガラス繊維物品において、表面処理剤の付着不良等の表面欠陥をオンラインで高精度に検出してライン停止を正確に行うことができ、また、付着不良箇所を判別できる。

このようにガラス繊維物品３が、数十ｍ／分程度の高速で走行している場合であっても、さらに撚りが強くとも欠陥を把握できるという画期的なガラス繊維物品３の表面欠陥検出方法である。

ガラス繊維物品とガラス繊維物品の表面を照らす照明とガラス繊維物品表面の反射光により欠陥を検出するラインセンサーを表した概略図である。ラインセンサー上に投影された１単位のガラス繊維物品の像と検知子を表した図である。１単位のガラス繊維物品毎に対応するラインセンサー上の検知子群のグループ分けを表した図である。ラインセンサーに入力された画像データの処理の流れを示した図である。ガラス繊維物品上の輝度情報とステップを表した図である。

以下、本発明の実施の形態について図１〜図５を参照して説明する。

本発明は、連続的に走行して同時に表面処理される複数のガラス繊維物品の表面欠陥を、直線状に配置されたラインセンサーの検知子を用いてガラス繊維物品の輝度情報から判定する欠陥検出方法に関する。

図１は、本発明の表面欠陥検出機の方法を概略的に示したものである。背景を暗色にするために設置した黒体に模した黒布５の上を走行しているゴム補強用ガラス繊維３を、照明２で照らし、ラインセンサー１で該ゴム補強用ガラス繊維３の表面の輝度を撮像する。ラインセンサー１に必要な画素数などの諸元は、検査対象物や検査内容により異なる。

照明２としては、点光源よりも細長い光源がより有用である。そのような観点からは、蛍光灯がよく使われるが、蛍光灯に限定されるものではない。照明２から出された光は、数十ｍ／分程度の高速で走行しているガラス繊維物品３に当てられ、その反射光の輝度をガラス繊維物品３の上方に直線状に並べられたラインセンサー１の検知子で測定する。但し、照明２から出された光の反射光が過度に大きくなることは避けなければならない。このため、照明２から出された光が直接ラインセンサー１に入射される照明２とラインセンサー１との位置関係は避ける必要がある。

ガラス繊維物品の表面処理を行う場合には、通常走行している複数のガラス繊維物品を同時に処理することが多い。一般的に同時に処理されるガラス繊維物品は数本から数十本の単位でなされることが多いが、その欠陥はそれぞれのガラス繊維物品単位で発生するので、その品質管理はそれぞれのガラス繊維物品単位で行われる。

＜ガラス繊維物品単位とラインセンサーとの関係＞
図２は、ラインセンサー上に投影された１単位のガラス繊維物品の像と検知子を表した図である。本発明の欠陥検出方法はラインセンサー１の検知子６に入力された複数の輝度異常情報に基づいてなされることが特徴である。通常は２〜３個の検知子で１単位のガラス繊維物品を管理する。１単位は、ガラス繊維物品３の種類によって異なり、最小の１本から数千本まで幅広く存在する。例えば、前述したゴム補強用ガラス繊維３では、数本が１単位の場合が多いが、必ず最低１個の検知子６には満足すべき情報が入力される。逆に言えば、検知子６の単位は対象とするガラス繊維物品の像３ａの幅の大きさが重要な意味を持ち、最低でも２〜３個の検知子６で検知できる検知子６の大きさとすることが必要である。図２の（A）は、２個の検知子６がガラス繊維物品の像３内に入っている状態を、図（B）は、３個の検知子がガラス繊維物品の像３ａ内に入っている状態を示す。

この検知子で走行しているガラス繊維物品３の反射率、すなわち輝度を読み取る。一般的に、反射率が低いガラス繊維物品３が走行しているので、反射率すなわち輝度が高い値を示すことはない。また、対象とするガラス繊維物品の像３ａが検知子上にない場合も同様の傾向を示す。従って、対象とするガラス繊維物品３の輝度が高い値を示した場合に異常と検知することになり、輝度異常情報として処理されることになる。

＜ガラス繊維物品単位とグループ（検知子群）との関係＞
図３は、１単位のガラス繊維物品毎に対応するラインセンサー上の検知子群のグループ分けを表した図である。対象とする１単位のガラス繊維物品が多少の振動を発生させながら走行するので、ガラス繊維物品３の像が限られた検知子６上のみを走行するとは限らず、通常は数十〜数百個程度の検知子６を１つのグループ７として取り扱う。当然ながら、その振動が大きいときは１つのグループの検知子数は増加し、１つのグループ７の検知子数を千個、場合によっては数千個とすることもある。直線状に並べられた検知子は走行方向と平行な方向で用いられるのが一般的であるが、この場合は連続的に走行しているガラス繊維物品と平行ではなく、直角の関係に位置している。数十ｍ／分程度の高速で走行しているガラス繊維物品は、一定の位置を走行するのではなく、種々の方向に振動している。このため、例えば横方向に振動しているガラス繊維物品からの反射光を捕まえる場合、検知子の受光部感度の点からも直線上に並べられた検知子を走行方向と直角にしている方が有利である。

＜画像データの処理工程＞
図４は、ラインセンサーに入力された画像データの処理の流れを示した図である。ラインセンサーに入力された画像データは、画像データの異常判定部１ｂに送られ、輝度値取込処理１ｂ１、第１判定処理（スキャン毎）１ｂ２、第２判定処理（ステップ毎）１ｂ３及び異常判定処理１ｂ４と処理され、異常判定の結果が出れば、巻取り機若しくは撚糸機８に停止の信号が出力される。

＜異常情報の個数＞
本発明を実施するためのシステムは、対象とするガラス繊維物品３の反射率すなわち輝度の違いを検知してその異常性、すなわち欠陥の発生を感知するシステムである。検知子６に入力する輝度のデータとしては、代表値に置き換えるために不連続でも問題はない。一般的には、１単位のガラス繊維物品３を受け持つグループ７の検知子６に入力された値の最大値の輝度をその代表値とする。当然ながら、連続データであっても問題はなく、この場合は定められた時間内又はガラス繊維物品３の長さの中で最大輝度をその代表値とする。各検知子６に入力される輝度の代表値から判定することになる。検知子６に輝度が大きく異なる値が入力された場合、異常として検知する。輝度異常を１個でも検知した場合に、反射率異常すなわち欠陥発生とすることも可能であるが、ガラス繊維物品の反射率変動を考慮すると、わずか１個の異常値から欠陥の発生とすることは問題となる可能性が高い。そこで、多くの輝度の値を総合的に判定するシステムを構築し、本発明に至ったものである。

連続的に走行しているガラス繊維物品３の表面をラインセンサーでスキャンして輝度情報を得るが、予め定められた数値のスキャン数で区切って行き、１つの区切りを1つのステップとする。１スキャン当たりの輝度情報に閾値を設定し、閾値を基準にして正常か異常かを判定する。１ステップあたりの輝度異常情報の割合が予め定められた数値以上、もしくは輝度異常情報が連続３個以上の場合、そのステップは異常と判定する。

図５を参照して、輝度データの処理方法について更に説明する。輝度検出はガラス繊維３の進行方向前方から第１ステップ、第２ステップ…の順に連続的に行う。例えば、予め定められた数値を次のとおりとする。１ステップ当たりの輝度の情報数は１０個、輝度の閾値は６０、ステップとして異常と判定するときの異常データの割合は５０％（ただし連続で３個以上の情報が異常データの場合も異常と判定）、ガラス繊維物品３表面の異常と判定するステップ数は１０個中５０％が異常であった場合（ただし、連続で３個以上の異常データが認識されたステップがあった場合も異常と判定）。

例えば、第１ステップにおいて、１０個の輝度データが、３０，５０，３５，４０，２５，３０，３５，７０，９０，７５が得られ、７０，９０，７５と、閾値６０を超える輝度データが３回連続となったとき、第１ステップを輝度異常情報と処理して異常と判定する（ＮＧ１）。その後、第２ステップ（ＯＫ１）から第４ステップ（ＯＫ３）までは、前記予め定められた数値に満たないため、正常と判定。第５ステップは、１０個の輝度データ中不連続ながら異常が５個となったため輝度異常情報と処理して異常と判定（ＮＧ２）する。以後、第１０ステップまでの間不連続ながら、５個の異常のステップを得たため、第１０ステップを検知したところで、当該ガラス繊維物品は表面欠陥ありと判定し、該ガラス繊維の走行を停止する。

＜第１ステップの情報＞
連続的に走行して表面処理されるガラス繊維物品３の表面欠陥は反射光である輝度を測定することにより検出されるが、先ず第１ステップの輝度異常情報に基づいて判定される。連続的に走行して表面処理されるガラス繊維物品３の表面の輝度を測定することは簡単ではなく、誤情報や誤差をも考慮する必要がある。例えば、照明２からの光を直接に反射する光のように、その光強度が大きいためにその反射角によっては本来欠陥とすべきではない部分でも反射光である輝度が高くなる場合がある。しかし、一般的には数本のガラス繊維が組み合わされたガラス繊維物品３が高速で走行しているので、微視的にみるとその形状は異なっており、その反射角度も常に変化している。このため、照明２と検知子６の位置関係を適切にしておけば、直接に反射する光の情報も通常は１個か２個の輝度異常情報として処理できることになる。

この中でも輝度異常情報として検知される第１ステップの情報は特に重要であり、それぞれのガラス繊維物品３に対して連続的に入力される輝度情報の内、連続した３個以上の輝度異常情報か又は連続的に検知子６に入力された５個以上の輝度情報中予め定められた数値以上の輝度異常情報である場合に、当該ステップを第１ステップとし、該第１ステップでの輝度異常と判定される。

数十ｍ／分の高速で走行しているガラス繊維物品３においては、同一のグループ７の検知子６に入力された複数の輝度異常情報は、連続した３個以上の輝度異常情報であることが重要である。前述したように、欠陥はガラス繊維物品３のある長さを有するため、同一のグループ７の検知子で連続した３個以上の輝度異常情報が有用となる。一方、数十ｍ／分程度の高速で走行しているガラス繊維物品の撚りが強い場合には、欠陥が発生しても必ずしも連続の情報とならないことがある。しかし、この場合でも、前述した１グループ内において連続的に検知子に入力された５個以上の輝度情報中予め定められた数値以上の輝度異常情報から判定することができる。５個以上としたのは、予め定められる数値にもよるが、４個以下の情報で３個以上の連続的な輝度異常情報に該当せずに輝度異常情報となる場合は極めて少なく、現実的に被覆層の付着不良欠陥と判定することは非常に難しいからである。当然ながら、判定すべき情報を多くした方が、欠陥の発見精度は向上するが、欠陥を見逃した長さが長くなることから、生産上問題がある。より好ましくは６〜１３個、さらに好ましくは７〜１０個の情報から判定するのが望ましい。予め定められた数値とは、対象とするガラス繊維物品３により選択される値である。なお、５個以上の輝度情報中予め定められた数値については、任意に選択できるが、製品仕様が従来品よりも厳しい場合には高い値をとり、緩やかな場合には低い値を設定することが多い。また、表面処理剤の色調によっても変化し、白色に近い色調の場合は高い値をとり、黒色系の場合は低い値をとることが多い。

＜第２ステップ以降の情報＞
また、該第１ステップで輝度異常として判定されたガラス繊維物品３に対し、第１ステップと同様にして輝度検出された次の第２ステップも輝度異常となる場合、又は該第１ステップと同様にして輝度検出された該第２ステップ及び第３ステップが連続して輝度異常となる場合に該ガラス繊維物品の表面欠陥と判定されることが望ましい。

前述の該第１ステップで輝度異常として判定されたガラス繊維物品３に対し、該第１ステップと同様にして輝度検出された第２ステップも輝度異常となる場合、又はさらに第３ステップも輝度異常となる場合に該ガラス繊維物品３の表面欠陥と判定される。すなわち、輝度異常として輝度検出された該第１ステップに連続して次の第２ステップも輝度異常とされた場合に被覆剤の付着不良等の表面欠陥として処理する。また、該第１ステップで輝度異常として判定されたガラス繊維物品３に対し、該第１ステップと同様にして処理された第２ステップ及び第３ステップが連続して輝度異常となる場合に該ガラス繊維物品３の表面欠陥と判定される。すなわち、該第１から第３ステップまでの連続した３つのステップにおいて全てに輝度異常として処理される場合は、被覆剤の付着不良等の表面欠陥が発生しているとして考えて良い。第２ステップの輝度異常で被覆剤の付着不良等の表面欠陥と認識させるか第３ステップの輝度異常も認識してから被覆剤の付着不良等の表面欠陥と認識させるかは、その製品仕様により選択される。

また、該第１ステップで輝度異常として判定されたガラス繊維物品３に対し、該第１ステップと同様にして処理された第２ステップ以降の連続的なステップのうち、該第１ステップも含めて、予め定められた数値以上のステップが輝度異常となる場合に該ガラス繊維物品の表面欠陥と判定されることが望ましい。

＜ステップ単位の判定＞
対象とするガラス物品における被覆剤の付着不良等の表面欠陥は、必ずしも完全に白色状態になっているとは限らない。例えば、斑模様の付着不良となることも大いにありうる。この場合、輝度異常情報が連続的にならないことも多いので、その表面欠陥を見逃してしまうこともある。このような場合には、ステップ単位で判定されることが望ましい。すなわち、第１ステップと同様に輝度検出される第２ステップ以降の連続的なステップが予め定められた数値以上の輝度異常となる場合に該ガラス繊維物品３の表面欠陥と判定される。予め定められた数値を具体的に述べると、１ステップ当りの情報数（スキャン数）、ステップとして異常と判定するときの割合、判定するステップ数、及び最終的に輝度異常と判定するときにおける輝度異常ステップの割合等である。これらの数値は、対象とするガラス繊維物品の製品仕様や要求品質により任意に選択される。例えば、付着不良等の表面欠陥が斑状となる場合には、輝度異常とされる情報量が相対的に少なくなる傾向があるため、１ステップ当りの情報数及び判定するステップ数は多めに、ステップとして異常と判定するときの情報の割合及び最終的に輝度異常と判定するときにおける輝度異常ステップの割合は低い数値に設定することが望ましい。例えば、１ステップ当りの情報数は１０、ステップとして異常と判定するときの異常情報の割合は５０％、判定するステップ数は１０、最終的に輝度異常と判定するときにおける輝度異常ステップの割合は５０％とすることも多い。このようにすることにより、無駄なライン停止を発生させることなく、斑状の表面欠陥をも有効に認知することができる。

また、第１ステップで輝度異常として判定されたガラス繊維物品３に対し、第１ステップと同様にして輝度検出された第１ステップ以前の連続的なステップが予め定められた数値以上の輝度異常となる場合に該ガラス繊維物品３の表面欠陥と判定されることが望ましい。一般的には、輝度異常と判定されたステップ以降のガラス繊維物品３を管理する手法が有用であるが、輝度正常と判定されたそれ以前のステップでも有用な情報を有していることもある。そこで、輝度異常として判定されたステップ以前のステップからの情報も考慮されることが望ましい。この場合も、予め定められた数値は、１ステップ当りの情報数、ステップとして異常と判定するときの割合、判定するステップ数、及び最終的に輝度異常と判定するときにおける輝度異常ステップの割合等である。これらの数値は、対象とするガラス繊維物品３の製品仕様や要求品質により任意に選択される。例えば、付着不良等の表面欠陥が斑状となる場合には、輝度異常とされる情報量が相対的に少なくなる傾向があるため、１ステップ当りの情報数及び判定するステップ数は多めに、ステップとして異常と判定するときの異常情報の割合及び最終的に輝度異常と判定するときにおける輝度異常ステップの割合は低い数値に設定することが望ましい。

また、輝度異常情報である割合が３０〜９９％であることが望ましい。３０％よりも小さいと表面欠陥を見逃す可能性が高くなる。一方、９９％を超えると、実質的に多くの情報が必要となり、生産ラインが停止するまでに多くの時間を要することになる。一般的に、対象とするガラス繊維物品３は数十ｍ／分程度の高速で走行しているので、表面欠陥が発生したと感知して生産ラインが停止すると、そのロスは大きくなり、生産性は大きく低下する。当然ながら、表面欠陥を見逃した場合はより大きな問題となる。より好ましくは、３５〜９０％、さらに好ましくは４０〜７０％である。

＜閾値の設定＞
前述した輝度異常情報は予め設定された反射光の輝度に対する閾値により判定されることが望ましい。反射光の輝度は対象とするガラス繊維物品３の製品仕様により大きく異なる。例えば、白色系の表面処理剤の場合は反射光の輝度は高くなる傾向にあり、黒色系の表面処理剤の場合は反射光の輝度は低くなる傾向にある。また、照明２の強さや照明との位置関係によっても異なる。照明２が強ければ反射光の輝度は高くなる傾向にあり、弱ければ反射光の輝度は低くなる傾向にある。また、一般的には、ラインセンサーの中央部では反射光の輝度は高くなる傾向にあり、端部では反射光の輝度は低くなる傾向にある。これらを考慮して、反射光の輝度に対する閾値を決めることが有用となる。

実施例１
９μｍの径を有するガラス繊維フィラメントを２００本集束したガラス繊維束５本からなるゴム補強用ガラス繊維２０本について、その被覆工程において表面欠陥の検出を行った。装置走行速度は５０ｍ／分でガラス繊維被覆用塗布液を塗布し、その後乾燥硬化させて被覆層を設け、２．０回／２５ｍｍのＳ方向の撚りを掛けながら１００００ｍ毎に２０本のボビンにそれぞれ巻き取った。このゴム補強用ガラス繊維の被覆工程における被覆不良による表面欠陥の検出を１台のラインセンサーで監視した。

ラインセンサーとしては、日本エレクトロセンサリデバイス株式会社製ＳＵ７４型を、照明手段としては市販品であるパナソニック電工社製Ｕ字管照明（Ｕ字管型式：ＦＰＲ９６ＥＸ−Ｎ／Ａ、電源：ＥＸ１１０１１／２４ＨＫ−１ＥＹＨ）を用いた。なお、測定系の下側は、黒布で覆った。ラインセンサーとガラス繊維物品間の距離は８８０ｍｍ、照明とガラス繊維物品間の距離は２１０ｍｍとした。ラインセンサーはガラス繊維物品の走行方向に直交する方向に配置した。

また、前記表面欠陥検出装置の検出設定は次のとおりとした。すなわち、３回連続で閾値６０を越えた場合、若しくは６回のスキャン中３回以上閾値６０を越えた場合、当該ステップを第１ステップとし、該第１ステップでの輝度異常とした。被覆作業を開始してから約３０分後に、以下のような輝度情報を得た。閾値６０を超える前からの数値を示すと、５０、３０、４０、３０、２５と問題なく推移してきた後、８０、９０、７５の閾値オーバーの値が３回連続して発生した。３回連続で閾値６０を越えたので、その段階で輝度異常と認識する判定処理が起動した。ここで、輝度異常情報ランプが点灯した。しかし、第１ステップでの輝度異常情報のみでは、巻き取りマシンの停止は行わないように設定していたので、マシンの停止はなされなかった。

巻き取りマシンの停止は、次の第２ステップでも輝度異常が発生した場合となるように設定しておいた。第２ステップでも、その検出設定を３回連続で閾値６０を越えた場合、若しくは６回のスキャン中３回以上閾値６０を越えた場合とした。第２ステップに入っても、連続して７５、９０、９５の輝度情報を得たので、輝度異常となり、巻き取りマシンが停止した。そこで、該部を目視で観察したところ、約１０ｍｍの付着不良欠陥が見出された。なお、輝度異常として巻き取りマシンが停止する以前の約３０分間の被覆不良欠陥を目視で観察したが、そのような欠陥は認められなかった。

実施例２
実施例１とほぼ同様の仕様ではあるが、付着不良の長さが４０ｍｍまで許容されるゴム補強用ガラス繊維を生産した。この場合は、３回連続で閾値６０を越えた場合、若しくは１０回のスキャン中５回以上閾値６０を越えた場合、当該ステップを第１ステップとし、該第１ステップでの輝度異常として設定した。第２ステップ以降も各ステップは第１ステップと同様の判定基準とした。なお、１０回のスキャン中５回以上閾値を超えなければ、そのステップの検知輝度は正常である。

該第１ステップから連続して第３ステップまで輝度異常もしくは、該第１ステップから第１０ステップの間で５ステップ以上の輝度異常を検知すれば、ゴム補強用コードに欠陥があると判定し、巻取り機を停止させるよう設定した。

被覆作業を開始してから約５０分後に、巻き取りマシンの停止が発生した。そこで、輝度測定情報を確認した。閾値６０を超える前からの数値を示すと、４０，３０、４０、２０、３５、３０、４０と問題なく推移してきた後、８０、７５、８０の閾値オーバーの値が３回連続して発生した。３回連続で閾値６０を越えたので、その段階で輝度異常と認識する判定処理が起動し、輝度異常情報ランプが点灯していた。さらに、輝度情報を確認したら、以下となっていた。すなわち、５０，４０，３０、５５、７０、６５、５５、６５、６５、７０となっており、この時点で第２ステップでの輝度異常と認識していた。さらに、第３ステップをみると、５５、７０、６５、５５、７０、８０、５５、６５、５０、７０と３回連続で閾値６０をオーバーしなかったが、第３ステップでは１０回のスキャン値中６回が閾値を超えていたので、第３ステップも異常となり、連続３ステップ異常を検知し巻き取りマシンの停止につながったと推察された。該部を目視で観察したところ、約５０ｍｍの付着不良欠陥が見出された。なお、輝度異常として巻き取りマシンが停止する以前の約５０分間の被覆不欠陥を目視で観察したが、そのような欠陥は認められなかった。

実施例３
実施例１とほぼ同様の仕様ではあるが、付着不良の長さが１００ｍｍまで許容されるゴム補強用ガラス繊維を生産した。この場合は、第１ステップは４回連続で閾値６０を越えた場合、若しくは１０回のスキャン中５回以上閾値６０を越えた場合該第１ステップは輝度異常として設定した。第２ステップ以降も各ステップは第１ステップと同様の判定基準とした。なお、１０回のスキャン中５回以上閾値を超えなければ、そのステップの検知輝度は正常である。

第１ステップから連続して第３ステップまで輝度異常もしくは、第１ステップから第１０ステップの間で５ステップ以上の輝度異常を検知すれば、ゴム補強用コードに欠陥があると判定し、巻取り機を停止させるよう設定した。

被覆作業を開始してから約９０分後に、巻き取りマシンの停止が発生した。そこで、輝度測定情報を確認した。閾値６０を超える前からの数値を示すと、５５、４０、３０、５０、４０，５５と問題なく推移してきた後、７０、６５、７５、８０の閾値オーバーの値が４回連続して発生した。４回連続で閾値６０を越えたので、その段階で輝度異常と認識する判定処理が起動し、輝度異常情報ランプが点灯していた。さらに、輝度情報を確認したら、以下となっていた。すなわち、３５、３０、４０、５０、４０、４５、５５、５０、５０、４０となっており、第２ステップは輝度正常と認識していた。さらに、５０，４５，５５，３０、３０、５５、６５、８０、６５、７０となっており、第３ステップでの輝度異常を認識していた。さらに、８０、５０、６５、５５、７０、５０、７５、４０、３０、６５となっており、第４ステップは輝度異常を認識していた。さらに、３０、３５、４０、５５、４５、４０、２５、５０、５５、４５となっており、第５ステップは輝度正常と認識していた。さらに、５０、３０、６５、５５、４０、５０、７０、８０、５５、６５となっており、第６ステップは輝度異常を認識していた。さらに、５５，３０，４５、３５、４０、５５、６５、７０、８０、７５となっており、第７ステップは輝度異常を認識していた。

第１ステップ、第３ステップ及び第７ステップは各々連続４回の輝度異常を検知した。第４ステップ及び第６ステップは１０回のスキャン中５回以上輝度異常を検知した。第１０ステップ到達までに第１ステップ、第３ステップ、第４ステップ第６ステップ及び第７ステップの５ステップに輝度異常を検知し、巻取り機の停止につながったと推察された。

該部を目視で観察したところ、約８０ｍｍの付着不良欠陥が見出された。なお、輝度異常として巻き取りマシンが停止する以前の約９０分間の被覆不良欠陥を目視で観察したが、そのような欠陥は認められなかった。

実施例４
実施例１と同様にして、付着不良の長さが１０ｍｍまで許容されるゴム補強用ガラス繊維を生産した。この場合は、１ステップ当たり１０回のスキャンデーター中、３回連続で閾値６０を超えた場合、若しくは１ステップ当たり１０回のスキャンデーター中、５回以上閾値６０を超えた場合を、該ステップは輝度異常として設定した。

生産を開始して４０分後に、巻取り機が停止した。そこで、輝度測定情報を確認した。巻取り機停止直前のステップの輝度情報は、５０，２５，４０，５０，５５，５０，７０，７５，８５，８０となっており、閾値６０を超える輝度異常が連続して４つあり、該ステップは輝度異常として記録されていた。更に１つ前のステップの輝度情報は４５，５５，６５，４０，７０，５０，９０，５５，７５，９０となっており輝度異常が５つあり該ステップも輝度異常として記録されていた。更に１つ前のステップの輝度情報は５０，９０，８５，５５，４０，９５，１００，５０，４５，７０となっており輝度異常が５つあり該ステップも輝度異常として記録されていた。以上のように、連続して３つのステップで輝度異常を確認した。なお、輝度異常として巻き取りマシンが停止する以前の約４０分間の被覆不良欠陥を目視で観察したが、そのような欠陥は認められなかった。

１ラインセンサー
１ａラインセンサー上の検知子群
１ｂ画像データの異常判定部
１ｂ１輝度値取込処理
１ｂ２第１判定処理（スキャン毎）
１ｂ３第２判定処理（ステップ毎）
１ｂ４異常判定処理
２照明
３ガラス繊維物品（ゴム補強用ガラス繊維）
３ａガラス繊維物品（ゴム補強用ガラス繊維）の像
４ガイドローラー
５黒布
６検知子
７検知子のグループ
８巻取り機若しくは撚糸機

Claims

連続的に走行しながら同時に表面処理される複数本のガラス繊維物品の表面欠陥を、ガラス繊維物品に照射した光の反射光の輝度情報からラインセンサーを用いて判定する欠陥検出方法において、ガラス繊維物品の走行方向に対し直交方向にラインセンサーを配置し、予め定められた数値のスキャン数で区切って行き、１つの区切りを１つのステップとし、輝度検出を第１ステップ、第２ステップ…の順に連続的に行うようにし、それぞれのガラス繊維物品に対してラインセンサーの検知子に連続的に入力される輝度情報の内、連続した３個以上の輝度異常情報か又は連続的に検知子に入力された５個以上の輝度情報中、予め定められた数値以上の輝度異常情報である場合に、当該ステップを第１ステップとし、該第１ステップでの輝度異常情報として判定処理することを特徴とするガラス繊維物品の表面欠陥検出方法。
該第１ステップでの輝度異常情報として判定処理されたガラス繊維物品に対し、該第１ステップと同様にして輝度検出された次の第２ステップも輝度異常となる場合、又は該第１ステップと同様にして輝度検出された該第２ステップ及び第３ステップが連続して輝度異常と判定処理された場合に、該ガラス繊維物品の表面欠陥と判定することを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維物品の表面欠陥検出方法。
該第１ステップでの輝度異常情報として判定処理されたガラス繊維物品に対し、該第１ステップと同様にして輝度検出された次の第２ステップ以降の連続的なステップのうち、該第１ステップも含めて、予め定められた数値以上のステップが輝度異常と判定処理された場合に該ガラス繊維物品の表面欠陥と判定することを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維物品の表面欠陥検出方法。
連続的に走行して表面処理されるガラス繊維物品は、ゴム補強用ガラス繊維であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のガラス繊維物品の表面欠陥検出方法。