JPH02226004A - 光学式検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば、押出成形機により長尺状に押出され
るモール、ウェザストリップまたはホース等の合成樹脂
またはゴム、各種金属等の成形品の異状等を検出するた
めに使用される成形品等の光学式検出装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来のこの種の成形品等の光学式検出装置としては、第
１０図に示す技術を挙げることができる。

第１０図は従来の成形品等の光学式検出装置を示す概略
図である。

図において、１は押出成形機、２は前記押出成形機１に
より長尺状に押出された成形品、３は押出成形機１の近
傍において前記成形品２を囲繞するように配設されたリ
ング状の支持部材、４は光源、５は前記光源４と支持部
材３との間に接続された多数本のオプティカルファイバ
であり、それらの先端の発光部６は前記支持部材３の前
面に露出している。７は前記支持部材３と押出成形機１
との間の成形品２の周囲に複数台配設されたテレビカメ
ラ、８は前記テレビカメラ７を収容するハウジング、９
は前記ハウジング８に付設されたファンである。

上記のように構成された従来の成形品の光学式検出装置
においては、第１０図に鎖線矢印で示すように、光源４
の光がオプティカルファイバ５の発光部６から押出成形
直後の成形品２に向けて照射され、その成形品２からの
反射光が複数台のテレビカメラ７に受光される。そして
、前記テレビカメラ７が受光した画像情報は図示しない
異状判別装置に入力されて、成形品２の外観異状が検出
される。なお、前記異状判別装置の詳しい構成並びに作
用については本願と同一の出願人による特願昭６２−２
６９８４８号の明細書及び図面を参照されたい。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、押出成形機１で押出された直後の成形品２から
はガスＧが発生する。このガスＧをパージするために、
従来の光学式検出装置においては、テレビカメラ７にフ
ァン９が設けられているが、オプティカルファイバ５の
発光部６には何らのパージ手段も設けられていなかった
。

したがって、テレビカメラ７のレンズに対するガス付着
は抑制されるものの、第１０図の実線矢印で示すように
、ファン９が吹き飛ばしたガスＧが支持部材３の側面に
露出するオプティカルファイバ５の発光部６に付着しや
すくなる。このため、オプティカルファイバ５としてプ
ラスチックファイバを使用した場合には、そのプラスチ
ックファイバが付着したガスＧで変質するため、その通
過光量が減少して外観検出能力が低下し、また、グラス
ファイバ束を使用した場合には、ファイバの隙間にガス
Ｇが進入して固化するため、発光部６を研磨してその固
形分を除去するメンテナンスが必要であった。

また、ファン９はテレビカメラ７のガスＧ付着抑制作用
を発揮する反面、そのファン９を設置するためのスペー
スを各テレビカメラ７に確保する必要があって、特に、
成形品２の周囲に複数台のテレビカメラ７を設置した外
観検出装置では、装置全体が大型化して、押出成形機１
の周辺の比較的狭いスペースが複雑化し、各種の作業に
支障をきたすことがあった。

そこで、本発明は簡単かつコンパクトな構成で、受光手
段及び／または発光手段へのガスの付着を確実に防止で
き、もって、高い検出能力を発揮できるとともに、保守
作業の手間を省くこともでき、併せて、誤検出をなくす
ことができる光学式検出装置の提供を課題とすることに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために１１本発明の光学式検出装置
は、成形品に光を照射する発光手段と、その成形品から
の反射光を受光して成形品の状態を検出する受光手段と
、その光学的な受光手段及び／または発光手段と対象物
との間に位置し、対象物である成形品に沿って空気流を
噴出するエア噴出手段とから構成されている。

［作用］ 本発明の光学式検出装置によれば、エア噴出手段からの
空気流で成形品と発光手段との間、及び／または、成形
品と受光手段との間にエアカーテンがそれぞれ形成され
、これによって、押出成形直後の成形品から発生したガ
スの発光手段及び受光手段への付着が確実に防止される
。この場合、前記エア噴出手段は発光手段及び／または
受光手段との間の成形品に沿って空気流を噴出するので
、発光手段及び受光手段の近辺のガスを共通の部材で効
率よくパージでき、成形品の周囲に複数台の受光手段を
配置した場合でも、装置全体をコンパクトに構成できる
。また、エア噴出手段からの空気流は成形品周辺の塵埃
をもパージするため、塵埃の付着による誤検出が防止さ
れる。

［実施例］ 以下に、本発明を具体化した実施例を説明する。

第１図は成形品からの反射光を複数台のテレビカメラで
受光して、成形品の全面の外観を検出できるように構成
した本発明の第一実施例による光学式検出装置を示す一
部破断正面図、第２図は前記第１図の第一実施例の支持
部材を示す側面図、第３図は前記第２図の支持部材の変
形例を示す一部破断正面図である。

また、第４図は成形品からなる対象物からの反射光を一
台の二次元カメラで受光して、成形品の表面の外観を検
出できるように構成した本発明の第二実施例による光学
式検出装置を示す正面図である。そして、第５図は成形
品からなる対象物からの通過光を一層元カメラで受光し
て、成形品の幅寸法を検出できるように構成した本発明
の第三実施例による光学式検出装置を示す正面図、第６
図は前記第三実施例の別の構成を示す正面図、第７図は
第６図のＡ−Ａ線断面図である。

更に、第８図は成形品からの反射光を充電スイッチで受
光して、成形品またはその表面材の有無を検出できるよ
うに構成した本発明の第四実施例による光学式検出装置
を示す正面図、第９図は前記第四実施例の成形品の形状
を示す断面図である。

く第一実施例〉 まず、第１図から第３図に基づき本発明の第一実施例を
説明する。なお、第１図及び第２図において、従来例と
同一の符号は従来例の構成部分と同一または相当する構
成部分を示すものであり、ここでは重複する説明を省略
する。

第１図及び第２図において、１１はテレビカメラ７の近
傍に設置されたリング状の支持部材であり、押出成形直
後の成形品２が挿通される挿通筒１２を有する第１リン
グ１３と、取付用のブラケット１４を備えた第２リング
１５と、前記第２リング１５と第１リング１３との間に
介装された中間リング１６とから構成されている。

前記第１リング１３と中間リング１６には、オプティカ
ルファイバ５を挿通支持する支持孔１７が、成形品２の
移送方向に対し所定の角度で傾斜状に連続形成されてい
る。オプティカルファイバ５の先端の発光部６が露出す
る中間リング１６の一側面には、オプティカルファイバ
５の軸線に対して直交するように傾斜面１９が形成され
ている。

また、第１リング１３にはオプティカルファイバ５を保
持する止めねじ１８が螺着されている。なお、オプティ
カルファイバ５の前記傾斜角度は成形品２の種類または
傷の形状等の要因に応じて適宜に設定されるが、成形品
２がホースであって、その表面の傷等を検出する場合に
は、その影を発生しやすくするため約１５度程度の傾斜
角度が好ましい。

一方、前記中間リング１６の内径は第１リング１３の挿
通筒１２の外径よりも若干大きく設定されており、これ
により、中間リング１６と挿通筒１２との間には、オプ
ティカルファイバ５の発光部６の内側近傍から成形品２
に対し平行状に空気流を噴出する第１エア噴出部２１が
形成されている。２２は前記第１エア噴出部２１に空気
流を供給できるように第１リング１３の側面に形成され
たエアホース接続部である。

また、前記第２リング１５の内周面には多数本のスリッ
ト２３が環状に列設され、中間リング１６で閉塞されな
い各スリット２３の開放種部は、オプティカルファイバ
５の発光部６の外側近傍から成形品２に対し直交状に空
気流を噴出する第２エア噴出部２４となっている。２５
は前記第２エア噴出部２４に空気流を供給できるように
第２リング１５の外周面に形成されたエアホース接続部
である。

なお、前記第２エア噴出部２４及び第１エア噴出部２１
に空気流を供給するエア源には、エアドライヤ、エアフ
ィルタ、オイルミストセパレータ等を備えたエア清浄装
置を接続して、テレビカメラ７の画像情報に悪影響を及
ぼす成分を予め除去しておくのが望ましい。

次に、上記のように構成された第一実施例の光学式検出
装置の動作を説明する。

この第一実施例における成形品２の外観検出動作は従来
例と同様であって、オプティカルファイバ５の発光部６
から照射された光が押出成形直後の成形品２で反射し、
その反射光が複数台のテレビカメラ７に受光されて、そ
の画像情報に基づき成形品２の外観異状が前記異状判別
装置により検出される。

ところが、この第一実施例の成形品の光学式検出装置に
おいては、従来のものとは異なり、成形品２の外観検出
動作中に、エア源からエアホース接続部２２及び２５を
介して第１エア噴出部２１及び第２エア噴出部２４に空
気流が供給される。

すると、オプティカルファイバ５の発光部６の内側近傍
に位置する第１エア噴出部２１から成形品２に対し平行
状に空気流が噴出されるとともに、発光部６の外側近傍
に位置する第２エア噴出部２４から成形品２に対し直交
状に空気流が噴出される。そして、第１エア噴出部２１
からの空気流と第２エア噴出部２４からの空気流とが合
流して、第１図に実線矢印で示すように、発光部６を覆
い、かつ、発光部６とテレビカメラ７との間の成形品２
に沿って押出成形機１側に延びるエアカーテンＣが形成
される。したがって、このエアカーテンＣにより成形直
後の成形品２から発生したガスＧが発光部６及びテレビ
カメラ７から遮断され、その結果、発光部６及びテレビ
カメラ７へのガス付着が防止される。

このように、第一実施例の成形品の光学式検出装置は、
押出成形機１から押出された成形品２に向けて光を照射
する発光手段としてのオプティカルファイバ５と、成形
品２からの反射光を受光して成形品２の外観を検出する
受光手段としてのテレビカメラ７と、発光部６の内側近
傍からテレビカメラ７と発光部６との間の成形品２に沿
って押出成形機１側に空気流を噴出するエア噴出手段と
しての第１エア噴出部２１と、その第１エア噴出部２１
からの空気流に合流するように発光部６の外側近傍から
成形品２に対して直交状に空気流を噴出する第２エア噴
出部２４とから構成したものである。

したがって、上記第一実施例においては、第１エア噴出
部２１及び第２エア噴出部２４から噴出した空気流が合
流して、発光部６を覆い成形品２に沿って押出成形機１
側に延びるエアカーテンＣを形成するので、これによっ
て発光部６及びテレビカメラ７へのガス付着が確実に防
止される。その結果、オプティカルファイバ５としてプ
ラスチックファイバを使用した場合には、そのプラスチ
ックファイバがガスＧで変質するおそれがなく、常に安
定した通過光量を維持して、高い外観検出能力を発揮で
き、また、ガラスファイバ束を使用した場合でも、ファ
イバの隙間にガスＧが進入して固化するおそれがなく、
従来のような発光部６の研磨等の保守作業を省略するこ
とができる。

また、前記エアカーテンＣでテレビカメラ７のレンズも
覆われるため、従来とは異なり、各テレビカメラ７にフ
ァン９を設置する必要がなくなり、装置全体を小型に構
成できて、押出成形機１周辺の比較的狭いスペースにお
ける各種の作業性が向上する。しかも、発光部６を支持
する支持部材１１に第１エア噴出部２１と第２エア噴出
部２４とを共に組込み、そこから発光部６とテレビカメ
ラ７との間の成形品２に沿って空気流を噴出するので、
発光部の支持部と空気流噴出部の支持部とを別個に配設
した場合と比較して、より有利な省スペース化を計るこ
とができる。

更に、第１エア噴出部２１及び第２エア噴出部２４から
の空気流は成形品２の周辺の塵埃をも排除するため、塵
埃の付着による誤検出を防止して、成形品２の外観を正
確に検出することができる。

なお、この第一実施例では、発光部６の外側近傍から成
形品２に対して直交状に空気流を噴出する第２エア噴出
部２４が設けられているから、特に、第１エア噴出部２
１の空気流を高速化した場合の発光部６付近の負圧によ
りガスＧの逆流及び塵埃の付着等を防止し、発光部６へ
のガスＧ及び塵埃の付着を確実に防止することができる
。

次に、前記第一実施例における支持部材の変形例を第３
図に基づいて説明する。

この変形例において、支持部材２９は成形品２が挿通さ
れる挿通筒３０を有する外プレート３１と、前記挿通筒
３０との間にエア噴出部３２を形成する内側リング３３
と、前記内側リング３３との間に傾斜状のファイバ支持
部３４を形成する外側リング３５と、前記外側リング３
５と内側リング３３との間隔を保持するスペーシングプ
レート３６とから構成されている。また、前記ファイバ
支持部３４の前方には、オプティカルファイバ５の発光
部６を覆うようにＵＶフィルタ３７が配設されていて、
内周保持リング３８と外周保持リング３９とで外側から
保持されるとともに、内外−対のＯリング４０及び４１
で内側がら保持されている。４２及び４３はそれぞれ０
リング押えである。４４は支持部材２９の外周面に突設
された接続筒であり、ここにはオプティカルファイバ５
を通したＳＵＳ製のフレキシブルチューブ４５が接続さ
れている。

このように、第３図に示す第一実施例の変形例は、エア
噴出手段が発光部６の内側近傍から空気流を成形品２に
対して平行状に噴出するエア噴出部３２のみで構成され
るとともに、支持部材２９が発光部６を覆うＵＶフィル
タ３７と、オプティカルファイバ５が挿通されるフレキ
シブルチューブ４５とをＪＡ帰する点において前記第一
実施例と相違するものである。

したがって、この変形例によれば、第一実施例の作用効
果に加え、ＵＶフィルタ３７で還流ガスＧの発光部６へ
の付着を確実に防止できるとともに、フレキシブルチュ
ーブ４５で多数本のオプティカルファイバ５を一括して
、押出成形機１の近傍の作業性を向上できるという作用
効果を奏する。

なお、上記第一実施例では、オプティカルファイバ５の
発光部６を環状に支持できるように支持部材１１及び２
９がリング状に構成されているが、成形品２の形状並び
にその検出面の位置等に応じて支持部材を適宜に変形し
て構成することが可能である。しかし、リング状の支持
部材１１及び２９を使用した場合には、ホース等の環状
の成形品２の全面に光を照射して、その全面の外観異状
を効率よく検出できるという効果が得られる。

〈第二実施例〉 次に、第４図に基づき本発明の第二実施例を説明する。

図において、５１は押出成形機１の近傍に設置された発
光器であり、押出成形直後の成形品２の表面に向けて光
を傾斜状に照射するハロゲランブまたはストロボ等で構
成されている。５２は成形品２からの反射光を受光して
、その反射光の変化に基づき成形品２の表面の傷を検出
する一台の二次元カメラである。５３はエア噴出ノズル
であり、前記押出成形機１側から発光器５１と二次元カ
メラ５２との間の成形品２に沿ってその移送方向に空気
流を噴出するように設置されている。そして、前記エア
噴出ノズル５３からの空気流により発光器５１及び二次
元カメラ５２を覆うエアカーテンＣが形成される。

したがって、この第二実施例の押出成形品の光学式外観
検出装置においても、前記第−実、雄側さ同様に、発光
器５１及び二次元カメラ５２へのガスＧの付着を共通の
エア噴出ノズル５３で効率よく防止でき、その結果、二
次元カメラ７のファンが不要になり、その分装置全体を
小型に構成できるとともに、エア噴出ノズル５３がらの
空気流で成形品２の周辺の塵埃を排除して誤検出をも防
止することができる。また、前記第一実施例とは異なり
、エア噴出ノズル５３は空気流を成形品２の移送方向に
噴出するので、少ないエア供給量でガスＧ及び塵埃を効
率よく排除゛することができる。

なお、この第二実施例は、成形品２がらの反射光を一台
の二次元カメラ５２で受光して、成形品２の表面の凹凸
傷を検出できるように構成したものであるが、発光器５
１から成形品２の表面にスリット光を照射すれば、その
スリット光の切断に基づいて成形品２の表面形状を検出
することができる。

〈第三実施例〉 続いて、第５図に基づき本発明の第三実施例を説明する
。

図において、５５は押出成形機１の近傍に設置された発
光器であり、光を押出成形直後の成形品２に対し裏面側
から直交状に照射する蛍光灯またはオプティカルファイ
バ等で構成されている。５６は成形品２をはさんで前記
発光器５５の反対側に配設された一層元カメラであり、
成形品２の周囲からの通過光を受光して、その通過光の
範囲に基づき成形品２の幅寸法を検出できるように構成
されている。５７はエア噴出ノズルであり、押出成形機
１側から発光器５５と一層元カメラ５２との間の成形品
２の表面及び裏面に沿って空気流を噴出するように成形
品２の上下に一対配設されている。そして、各エア噴出
ノズル５７からの空気流により発光器５５及び−次元カ
メラ５６を覆う一対のエアカーテンＣが形成される。

したがって、この第三実施例の成形品の光学式検出装置
においても、前記第二実施例と同様、コンパクトな構成
でガスＧ及び塵埃の付着防止作用を発揮して、成形品２
の幅寸法を正確に検出することができる。なお、第３図
の図示例では、エア噴出ノズル５７が成形品２の上下に
一対配設されているが、それらの一方を省略して実施し
た場合でも、空気流の噴出圧を大きく設定すれば、発光
器５５と一層元カメラ５６との間のガスＧ及び塵埃を排
除することができる。また、その単一のエア噴出ノズル
５７がら空気流が成形品２に対し斜めに噴出されるよう
に構成した場合も、前記実施例とほぼ同様の作用効果が
得られる。

第６図及び第７図は前記第三実施例の別の構成を示すも
のであるが、ここにおいては、発光器５９及び受光器６
０がそれぞれオプティカルファイバ５により構成されて
いる。この構成によっても、エア噴出ノズル５７からの
空気流で発光器５９と受光器６０との間の成形品２の周
辺のガスＧ及び塵埃を排除して、成形品２の幅寸法を正
確に検出することができる。

〈第四実施例〉 第８図に示す第四実施例の押出成形品の光学式外観検出
装置は、スポット光を成形品２に向けて照射する発光器
６２と、成形品２からの反射光を受光する光電スイッチ
６３と、前記発光器６２と光電スイッチ６３との間の成
形品２に沿って空気流を噴出するエア噴出ノズル６４と
を具備し、第９図に示すような形状の自動車用モール等
の成形品２において、その表面を被覆するアルミ箔６５
の有無を、前記光電スイッチ６３が受光した反射光量の
差異に基づいて検出できるように構成されている。

この構成によれば、エア噴出ノズル６４からの空気流で
成形品２の表面に沿ってエアカーテンＣを形成し、その
エアカーテンＣにより発光器６２と充電スイッチ６３と
を覆ってそれらへのガスＧの付着を防止できるとともに
、成形品２への塵埃の付着をも防止でき、その結果、ア
ルミ箔６５の有無が正確に検出される。なお、この第四
実施例の構成はアルミ箔６５等の表面材の有無を検出す
る用途のみに限定されるものではなく、表面材の位置ず
れ、或いは、成形品２自体の有無を検出する外観検出装
置として適用することも可能である。

ところで、上記実施例の成形品からなる対象物に光を照
射する発光手段は、成形品からなる対象物の全周に、或
いはその特定の面に光を照射するものであるが、本発明
を実施する場合には、成形品からなる対象物に光を照射
する面を特定するものではない。

また、上記実施例の対象物からの反射光を受光する受光
手段は、受光手段としてのテレビカメラが成形品の周囲
に複数台配設されているが、本発明を実施する場合には
これに限定されるものではなく、成形品の一面のみの外
観を検出する場合には、−台のテレビカメラ、−次元素
子或いは二次元素子、フォトダイオード、フォトトラン
ジスタ等を受光手段とすることができる。しかし、成形
品の周囲に複数台のテレビカメラを配設した場合のよう
に、リング状の支持部材を使用した事例では、成形品の
全面の外観異状を効率よく検出できるという効果が得ら
れる。

そして、上記実施例の受光手段及び／または前記発光手
段と対象物との光学的な間に位置し、対象物に沿って空
気流を噴出するエア噴出手段は、成形品からなる対象物
で発生するガス及び塵埃を遮断できればよいことから、
ガス及び塵埃の付着を回避する必要のある対象を、使用
状態に応じて受光手段または発光手段、受光手段及び発
光手段とすることができる。

なお、送出された成形品として、押出成形機から押出さ
れた合成樹脂の成形品を対象として説明してきたが、本
発明を実施する場合には、ゴム或いは各種金属等の成形
品とすることもできる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の光学式検出装置は、例えば、押
出成形機から押出された成形品に向けて光を照射する発
光手段と、その成形品からの反射光を受光して成形品を
検出する受光手段と、その受光手段及び／または発光手
段と成形品からなる対象物との間の成形品に沿って空気
流を噴出するエア噴出手段とから構成したものであるか
ら、製品に影響を与えることなく、簡単かつコンパクト
な構成で、受光手段及び発光手段へのガスの付着を確実
に防止でき、もって、高い検出能力を維持できるととも
に、保守作業の手間を省くこともでき、併せて、成形品
への塵埃の付着を防止して、誤検出をなくすことができ
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例による光学式検出装置を示
す一部破断正面図、第２図は前記第一実施例の支持部材
を示す側面図、第３図は前記支持部材の変形例を示す一
部破断正面図、第４図は本発明の第二実施例による光学
式検出装置を示す正面図、第５図は本発明の第三実施例
による光学式検出装置を示す正面図、第６図は前記第三
実施例の別の構成を示す正面図、第７図は第６図のＡ−
Ａ線断面図、第８図は本発明の第四実施例による光学式
検出装置を示す正面図、第９図は前記第四実施例の成形
品の形状を示す断面図、第１０図は従来の光学式検出装
置を示す概略図である。 図において、 １：押出成形機、 ２：成形品、 ５ニオブテイカルフアイバ、 ７：テレビカメラ、 ２１：第１エア噴出部、 ２４：第２エア噴出部、 ３２：エア噴出部、 ５１．５５，５９，６２：発光器、 ５２：二次元カメラ、 ５６：−次元カメラ、 ５３．５７，６４：エア噴出ノズル、 ６３：光電スイッチである。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。 第２図 特許出願人　豊田合成　株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 成形品からなる対象物に光を照射する発光手段と、 前記対象物からの反射光を受光する受光手段と、前記受
   光手段及び／または前記発光手段と対象物との光学的な
   間に位置し、対象物に沿って空気流を噴出するエア噴出
   手段と を具備することを特徴とする光学式検出装置。