JPH09243333A - 押出成形品の検査装置 - Google Patents

押出成形品の検査装置

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JPH09243333A
JPH09243333A JP8048629A JP4862996A JPH09243333A JP H09243333 A JPH09243333 A JP H09243333A JP 8048629 A JP8048629 A JP 8048629A JP 4862996 A JP4862996 A JP 4862996A JP H09243333 A JPH09243333 A JP H09243333A
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JP
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extruded product
extrusion
product
laser light
sectional shape
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JP8048629A
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Takanori Kawamura
孝則 川村
Shozo Watanabe
省三 渡辺
Katsuto Goto
勝人 後藤
Takashi Shimatani
孝 島谷
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SANYU DENSHI KK
Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Original Assignee
SANYU DENSHI KK
Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出成形品の表面状態の影響を最小限に抑え
て、計測精度を向上させる。 【解決手段】 押出成形品4の表面に周方向の複数箇所
からレーザー光10を照射しながら押出方向Xと直交す
る方向Yへ走査させ、その反射光を複数の光検出素子1
4上に結像させて押出成形品4の断面形状を算出し、該
断面形状4を基準形状と比較して製品の良否を判定する
装置において、押出成形品に対するレーザー光の照射ビ
ーム10を、押出方向Xに沿って細長く形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムや合成樹脂か
らなる押出成形品の製造工程において、連続的に押し出
されている製品の断面形状を非接触・非破壊で検査する
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、押出成形品の断面形状の検査
は、作業者が所定の頻度で連続的に押し出されている成
形品を裁断して試料を採取し、長手方向の厚さ1mm程
度にスライスする。そして、この試料を拡大投影機にセ
ットし、得られた成形品の拡大断面形状と基準となる設
計形状とを照合し、その差異が所定の許容範囲内か否か
で良否を判定している。しかし、このような検査方法で
は、その都度、製品を裁断して試料を作成せざるを得
ず、検査が間欠的であるため、品質管理上様々な問題を
生じている。さらに、作業者による基準設計形状との照
合検査であるため、個人差が生じ易く、検査にも時間を
要し、判定が否である場合の対応が遅れると、多量の不
良品の発生を引き起こすことになる。
【0003】そこで、押出成形品にスリット光もしくは
スポット光を照射し、その反射光をカメラ等で撮影して
断面形状を測定する方法(通常、光切断法と呼ばれてい
る)が提案されている(特開平6−226817号公報
参照)。この方法は三角測量法に基づくもので、押出成
形品の表面で反射・散乱したレーザー光を、結像レンズ
で捉えて光位置検出器の受光面上に結像させ、その光量
と位置により光源から押出成形品までの距離を計測して
いる。そして、押出成形品の周方向に光源と光検出素子
を複数組配置し、各光位置検出器から得られる距離デー
タに基づいて、押出成形品の断面形状を合成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スリット光を
照射する場合は、形状の複雑な押出成形品では計測対象
面の曲率が大きく変化しており、押出成形品表面での乱
反射(散乱光)が多く、それらが干渉してハレーション
を引き越すため、光検出素子上の像がぼやけて、計測精
度が悪くなる。
【0005】一方、スポット光を走査する方法では、一
般に、スポット径を小さくする程、測定分解能が向上
し、スリット光に比べて、計測精度が大幅に向上する。
しかしながら、押出成形品の表面は平滑ではなく、表面
粗さという凹凸を有しており、特に、発泡体(スポン
ジ)の場合、表面粗さはかなり大きくなる。このため、
スポット径が表面粗さの凹凸のピッチよりも小さくなる
と、表面粗さそのものを測定することとなり、測定値の
バラツキが大きくなり、成形品の表面形状を正しく求め
ることができなくなる。
【0006】ところで、押出成形品の形状が複雑になる
と、照射したレーザー光が到達しない部分(影となる部
分)が存在し、計測不能な欠測部が生じる場合がある。
【0007】そこで、本発明が解決しようとする第一の
課題は、押出成形品の表面状態(粗さ)の影響を最小限
に抑えて、計測精度を向上させることにある。
【0008】また、本発明が解決しようとする第二の課
題は、欠測部の発生を最小限に抑えることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記第一の課題を解決す
るための本発明は、押出成形品の表面に周方向の複数箇
所からレーザー光を照射しながら押出方向と直交する方
向へ走査させ、その反射光を複数の光位置検出素器上に
結像させて上記押出成形品の断面形状を算出し、該断面
形状を基準形状と比較して製品の良否を判定する装置に
おいて、上記押出成形品に対するレーザー光の照射ビー
ムを、押出方向に沿って細長く形成したことを特徴とす
る。
【0010】押出成形品は押出方向には断面形状が変化
しないので、レーザー光を、押出方向に沿って細長いビ
ームにして照射することで、スポット光による1点では
なくて、照射ビーム上の多数の点を同時に測ることとな
る。つまり、光位置検出素子器の受光面上には、成形品
表面の凹凸が平均化された状態での結像が形成される。
そして、この細長いビームを押出方向と直交する方向に
走査させることで、走査方向の各点において、表面形状
が平均化された計測値を得ているのである。すなわち、
レーザー光の押出成形品表面に対する照射ビームを、押
出方向に長くすることで、成形品の表面粗さの影響を抑
え、かつ押出方向と直交する方向には短くすることで、
測定分解能を上げて計測精度を維持しているのである。
【0011】上記第二の課題を解決するためには、上記
レーザー光の発生手段を押出成形品の外周方向に沿って
移動させて、押出成形品表面へのレーザー光の照射され
ない箇所を最小限にすればよい。
【0012】つまり、押出成形品の形状が複雑な場合に
は、照射されたレーザー光が成形品表面に到達しない陰
の部分、すなわち欠測部は、レーザー光を照射する方向
により異なるので、レーザー光の発生手段を押出成形品
の外周方向に沿って移動させて、欠測部を最小にしてか
ら、レーザー光の走査を開始すればよい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施例
を図面に基づいて説明する。
【0014】図5は、ウェザーストリップやドアグラス
ラン等の押出成形品の製造工程を示している。同図にお
いて、1は押出機で、該押出機1に供給されたゴムある
いは合成樹脂からなる材料は、所定の形状で押し出され
る。そして、加熱槽(熱可塑性樹脂の場合は冷却槽)2
を通過し、引き取り装置3,3に到達し、押出成形品4
となる。押出成形品4の検査装置5は、引き取り装置
3,3の前後に設置される。
【0015】図2と図3は検査装置5の概要を示すもの
で、後述の光学系を内蔵したユニット6を、押出成形品
4の周囲に4台配置してある。該ユニット6は、それぞ
れ押出成形品4を中心として所定の角度だけ回動できる
ようにしてある。また、ユニット6内の光位置検出器の
出力信号は、コンピュターで画像演算処理して、押出成
形品4の断面形状をCRT7に表示するようにしてあ
る。
【0016】図1は検査装置5の光学系を示している。
同図において、8はレーザーダイオードで、該ダイオー
ド8から放射されたレーザー光は、ビームエクスパンダ
ー9を通過し、スリット状のビーム10に絞り込まれ
る。ビームエクスパンダー9は凹レンズ9aと凸レンズ
9bとスリット板9cを組み合わせたものである。絞り
込まれたビーム10は、振動ミラー11で反射し、fθ
レンズ12を通過し、押出成形品4に鉛直に照射する。
つまり、振動ミラー11を回動させてビーム10の反射
方向を変えると、押出成形品4の表面に照射するビーム
10の位置10aが押出方向Xと直交するY方向へ移動
することになるが、ビーム10はfθレンズ12によっ
て屈折され、押出成形品4に対して常に鉛直に照射する
ようにしてある。そして、押出成形品4の表面で反射・
散乱したレーザー光の一部は、シリンドリカルレンズ1
3によって捉えられ、光位置検出器(PSD)14の受
光面上にスポット像10bとして結像する。なお、光位
置検出器14はビーム10の照射方向に対して45°傾
斜させてある。
【0017】しかし、押出成形品4の表面粗さの凹凸状
態によっては、レーザー光の反射方向が変化するので、
それに対応させてビームの照射方向に対する光位置検出
器14の角度を変えることができる。例えば、押出成形
品4の表面凹凸が大きい時は、この角度を小さくするこ
とにより計測精度が向上する。
【0018】この光学系では、光源(レーザーダイオー
ド8)から押出成形品4の表面までの距離が変化する
と、それに応じて光位置検出器14上のスポット像10
bの位置も変化する。つまり、この位置が判れば、スポ
ット像10bの照射ビーム10に対する距離が求まり、
この距離から三角測量法によって押出成形品4までの距
離を算出できるのである。光位置検出器14から得られ
る光電流は、図4に示すように演算回路15に入力され
て、スポット像10bの位置を表す信号に変換された
後、合成処理部16、自動判定部17に順次送られる。
【0019】次に、検査装置5の作用について説明す
る。
【0020】いま、レーザーダイオード8からレーザー
光を放射しながら振動ミラー11を回転させると、押出
成形品4の表面に対する照射ビーム10aがY方向へ走
査して、押出成形品4を横断する。演算回路15は、こ
の照射ビーム10aの走査にともなって、光源から押出
成形品4の表面までの距離変化に対応した信号を出力す
る。そして、合成処理部16は、各ユニット6の光学系
から得られるデータを、共通する座標内で合成演算し
て、押出成形品4の断面形状を求め、これをCRT7に
表示する。自動判定部17は、合成処理部16の出力信
号を受けて、画像処理により計測形状を基準形状と比較
して、製品の良否を判定をする。
【0021】図6は、表面の粗いスポンジゴムにスポッ
ト径10μmのレーザービームを照射した従来の測定結
果を示している。この場合には、押出成形品の表面粗さ
を測定することになり、測定値が±50μmのバラツキ
を生じている。
【0022】図7は本実施例の検査装置5の測定結果を
示すもので、同じ測定物に長さ6mm、幅10μmのレ
ーザービーム10を照射している。このようにすると、
表面の凹凸が平均化された測定値が得られ、測定値のバ
ラツキは殆どなくなる。
【0023】ところで、押出成形品4の形状が複雑な場
合には、照射されたレーザー光が表面に到達せず、陰の
部分を生じることがある。このような部分では、レーザ
ー光の反射がないから、図1の光学系での距離計測が行
えず、断面形状の算出が不可能な欠測部を生じることに
なる。例えば、図8に示す部分Aがそれである。このよ
うな場合には、ユニット6を正規の位置に保持し、その
状態で押出成形品4の仮計測を行い、得られた断面形状
を、自動判定部17に記憶されている基準形状とを照合
する。この作業を繰り返して、欠測部が最小になる位置
までユニット6を周方向に回転移動させた後、本計測を
行えばよい。当然のことであるが、断面形状の算出にあ
たっては、ユニット6の移動量に応じて位置データを補
正しておく。図9は、このようにして得られた測定結果
を示している。
【0024】つまり、一つの押出製造工程では、20種
類程度の形状の異なる成形品を製造しており、それぞれ
の押出成形品の断面形状に合わせて計測部の位置を移動
させて、成形品表面にレーザー光の到達しない部分を最
小にすることで、押出成形品のほぼ全周にわたった計測
が可能になるのである。なお、その際の計測精度は、全
周にわたり±100μm以内であり、検査装置として要
求される精度を満足するものであることが確認できた。
【0025】ところで、自動判定部17を構成するコン
ピュータには、押出成形品4の検査判定基準となる設計
形状データと公差許容範囲データが記憶されているが、
計測された断面形状と設計形状図を、設定基準線が一致
するように自動的に重ね合わせて、公差許容範囲データ
と一緒にCRT7の画面上に表示するとともに、自動判
定部17は、押出成形品5の機能部位における両者の差
異が公差許容範囲内にあるか否かを、画像処理により判
定し、その結果をCRT7の画面上に表示するようにし
てもよい。
【0026】成形品が不良と判定された場合には、アラ
ーム信号を出力して、作業者への通報するとともに、不
良部分へのマーキングの処置を行うようにするとよい。
【0027】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲で、検査条件の
変更を加えることが可能である。
【0028】例えば、上記実施例では、押出成形品4に
対する照射ビーム10aを長方形にしてあるが、楕円形
にしてもよい。
【0029】
【発明の効果】以上の様に請求項1の発明によれば、押
出成形品表面の凹凸が平均化された計測値が得られるの
で、押出成形品の表面状態(粗さ)の影響を最小限に抑
えて、計測精度の向上を図ることができる。
【0030】また、請求項2のような構成にすると、押
出成形品の形状が複雑な場合でも、照射レーザー光の到
達しない陰の部分が生じにくくなり、欠測部を最小にす
ることができる。
【0031】この結果、品質管理精度の向上や不良品の
発生低減、省人化等の効果が得られる一方、この検査装
置から得られた種々の計測値・演算値を、押出機の自動
制御に用いることで、システムの信頼性を高めることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の検査装置の光学系を示す図。
【図2】同装置の概略を示す正面図。
【図3】同装置の概略を示す側面図。
【図4】同装置のブロック図。
【図5】押出成形品の製造工程図。
【図6】レーザー光をスポット状にして照射した測定結
果。
【図7】レーザー光をスリット状にして照射した測定結
果。
【図8】欠測部が生じた測定結果。
【図9】図8のレーザー光の照射方向を変化させた場合
の測定結果。
【符号の説明】
4・・・押出成形品 10・・・ビーム 14・・・光位置検出器 17・・・自動判定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 勝人 東京都新宿区百人町2−24−12 サンユー 電子株式会社内 (72)発明者 島谷 孝 東京都新宿区百人町2−24−12 サンユー 電子株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 押出成形品の表面に周方向の複数箇所か
    らレーザー光を照射しながら押出方向と直交する方向へ
    走査させ、その反射光を複数の光位置検出器上に結像さ
    せて上記押出成形品の断面形状を算出し、該断面形状を
    基準形状と比較して製品の良否を判定する装置におい
    て、上記押出成形品に対するレーザー光の照射ビーム
    を、押出方向に沿って細長く形成したことを特徴とする
    押出成形品の検査装置。
  2. 【請求項2】 上記レーザー光の発生手段を押出成形品
    の外周方向に沿って移動させて、押出成形品表面へのレ
    ーザー光の照射されない箇所を最小限にするようにした
    ことを特徴とする請求項1に記載の押出成形品の検査装
    置。
JP8048629A 1996-03-06 1996-03-06 押出成形品の検査装置 Pending JPH09243333A (ja)

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