JPS58173456A - 異物自動検査装置 - 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】 本発明は社線、ケーブルの原材料であるポリエチレンコ
ンパウンド等の半透明または透明樹脂材料中の異物を検
出する異物自動検査装置に係る。

従来より、ポリエチレンコンパウンド等ノ゛ト透明又は
透明の樹脂材料をケーブルに使用するにあたり、その一
部について異物の検査をすることが行なわれている。こ
のコンパウンド中の異物を検出するには、コンパウンド
をシート状に押出し、シートを−まず約１０倍のルーペ
で目視検査し、異物らしきものの見える所に赤色のマー
クをつけ、マーク部を約１００倍の顕微鏡によってさら
に目視観察し異物の大きさ１個数。

種類を判別している。そして大きさが１００μｍ以下の
異物を混入している４１　Ｊ＋に材料をＡグレート１大
きさが１００μｍ〜２００μｍの異物を混入している樹
脂材料をＢグレードとランク分けをして樹脂材料の用途
を決めている。

この従来の検査方法では２ｍのシートの検査に１時間半
もかかり、しかも人間の目視による誤差が生ずることが
あり、さらに検査員の疲労が大きく連続作業が固練であ
った。

本発明の目的は、自動的かつ連続的に異物検出ができる
異物自動検査装置を提供することにある。

本発明の目的は、さらに検出した異物を個数、大きさ、
種類等に従って統計処理できる異物自動検査装置を提供
することにある。

押出機と、押出されたシートを引取る手段と、前記シー
トの走路の下方に設けられた光源と、前記走路の上方に
前記光源に対向して設けられ前記光源からの透過光を受
光して前記シートに混入している金属性の異物を検出す
るイメージセンナカメラと、前記イメージセンサカメラ
の下流に設けられ前記異物を撮像して前記異物の画像を
得るテレビカメラと、前記イメージセンサカメラの出力
によシ前記異物の前記シートの幅方向の位置を算出し前
記テレビカメラをその位置へ移動する制御出力を発生す
るコントローラユニットと、前記テレビカメラの出力を
解析すると共に累積して前記異物についてその平均の粒
径、面積、個数および粒度分布等の統計値を算出する画
像解析装置とを備えて構成される。

本発明の異物自動検査装置を第１図に示す。

また第２図はそのブロック図である。

第１図において、ポリエチレン等のコンパウンドは、小
型押出機１により例えば幅５０闘、厚さ１ｍの７−ト状
に押出され、シート２は引取ローラ３．４．５に引取ら
れかつ案内されて直線状をなして走行する。ローラ３，
４間の７−ト２Ｆ方には光源６が、まだ上方にはイメー
ジセンサカメラ（以下イメージセンサと称ｒ）７、ＴＶ
右カメラがそれぞれ設けてあり、ローラ４，５間にはマ
ーカー９が設けである。また、イメージセンナ７ＴＶカ
メラ８の出力を人力するコントロールユニット１０が設
けてあり、こｆｔには異物の大きさ、開数等を計測する
画像解析装置１１、異物検出時に作動する９インチ白黒
モニターｉ’Ｖ１２．１’Ｖカメラ８により検出された
異物の像を録画するビデオレコーダ１３％異物の解析結
果を印字するプリンター１４、異物の解析結果等を表示
する表示装置１５、異物検出時に作動する警報器１６、
イメージセンサ７からの出力信号の状態をチェックする
較正用オッシロ１７がそれぞれ接続されていも。イメー
ジ光、例えばハロケンランプ（フィリップス社５７０２
３）の５３０λの単色光の透過光を受光するもので、異
物による透過率の低下により異物が検出される。７−ト
に含まれる異物としては、アルミニウムや銅などの金楓
粉、ブラック（焼けこげ）、アノバー（焼けこげの少な
いもの）、ファイバー（線維）などがある。この内ゲー
プルの絶縁破壊に影響する金属の検出が重要である。通
常この種の樹、層材料に混入する金属は大きいものは存
在せず、粒子径が１００μｍ〜２５０μｍ程度であるが
、検出精度を２５μｍ程度に上げるだめに受光面が２８
μｍ角のフォトダイオードを５１２個ならべたＭＥＬ５
１２Ｋ　（松下電子工業■製）のイメージセ／すを使用
することができる。５ｃｍ幅のシート２に対してはこの
イメージセンサを４個、シート２の長手方向に直交する
ように直列に並べればよい。

このイメージセンサは受光面を連続的に自己走査してパ
ルス波形を連続的に出力する。このパルス波形から異物
（金属）はパルスの欠けた部分として検出されまた幅方
向の位置がわかる。

このパルス波形の欠けた部分をエリアアナライザーで処
理すれば異物の大きさが測定され％また個数はシート長
手方向１０ｍあたり高々３個位であるが、この個数の測
定はパーティクルカウンターで処理すればわかる。この
ようにイメージセンサＴからの出力信号を適宜処理する
ことにより、金属性の異物の大きさ１幅方向の位置、個
数が検出できるが、この実施例では、貰物の幅方向の位
置をユニット１０で算出するのに用いる７、異物の大き
さ、個数の測定は異物をＴＶカメラ（日＼ｒ電子■製）
８で撮像してその画像を別に設けた画像解析装置１１で
解析して行なう。このとき、ユニット１０から異物の幅
方向の位置に対応する信号がＴＶ右カメラに入力され、
該カメラ８は幅方向に移動してその視野を異物が通過で
きるようにして待機させられる。

また異物が幅方向に複数個存在するときは、ユニット１
０でこの幅方向の位置から異物間の間隔を出し、シート
２の送り速度を考慮して第１の異物を撮像してから次の
異物を追跡して撮像するように長手方向の移動量を与え
る信号を’ｒ　ｖカメラ８に入力する。また同時にユニ
ット１０から異物の存在を検出したという信号（アラー
ム信号）を発生させ、モニタテレビ１２、ビデオレコー
ダー１３の作動準備を行なわせ、また警報器１６はブザ
ーを鳴らしランプで表示するようにする。

ＴＶ右カメラは異物を撮像して異物の大きさ等を解析す
る画像解析装置１１に画像信号を入力する。１゛ｖカメ
ラ８は幅方向および長手方向に移動可能になっている。

幅方向はシートの手た時（めったに存在しないが）追跡
して撮像できるようにするためで、移動範囲は狭くてよ
い。

長手方向に個々に存在する異物に対しては、予め幅方向
に移動して待機し撮像する動作を繰返す。通常検査する
シート２の長さは長くないので、視野を常時撮像するよ
うにしてよい。必要ならば異物が視野直前に来てから撮
像させてもよく、後述するようなマーカー９のマーキン
グのタイミングを得る方法と同様な方法でできる。

渓物の画像信号は画像解析装ｆｉｌｌの他にモニタテレ
ビ１２およびビデオレコーダー１３に人力される。

マーカー９はシートの異物存在箇所に目印をつけるマー
寿／グ装置で、テレビカメラ８と同様にイメージセンサ
７の出力によって幅方向に移動して異物が直下に来るの
を待機する。マーキングのタイミングは、例えばＰ−２
３にロータリーエンコータ゛−（図示せず）を接続して
、この出力パルスをユニット１０で異物を検出した時か
ら計測し、予め定まっているイメージセンサγとマーカ
ー９との距離分だけカウントとして得られる。このマー
カー９で目印を付した箇所を後で切り取ることにより１
画像解析装置１１とは異なった角度かり異物の分析がで
きるようになる。

モニタテレビ１２およびビデオレコーダー１３は、それ
ぞれＴＶ右カメラで撮像された異物の画像をモニタしま
た録画するもので、イメージセンサ７が異物を検出した
時にユニット１０から発生されるアラーム信号で作動準
備され、ＴＶ右カメラから画像信号が入ってくると作動
する。

このモニタテレビ１２とビデオレコーダ１３の作動開始
は、マーカー９のマーキングのタイミングを得るのと同
様な方法で行なうことができる。警報器１６は、ユニッ
ト１０から発生されるアラーム信号で作動してブザーを
鳴らしランプで表示する。これに（り作業員は異物をモ
ニタテレビ１２を通して直ちに見ることができるように
なる。

コントロールユニット１０は上述したようにイメージセ
ンサ７の出力信号から異物のシート幅方向を算出し、テ
レビカメラ８、マーカー９に幅方向の移動を行なわせる
等の機能の他、引取９０−ラ３，４．５などの引取速度
を押出機１の押出速度に同調させたり、イメージセンサ
カメラ等の電源供給コントロールなどの機能もＭしてい
る。コントロールユニットには市販のマイクロコンピュ
ータを用いることができる。

画像解析装置１１はＴＶ右カメラにより得られた異物の
画像を解析して、異物の総数、総面積、異物１個あたり
の平均面積、任意に設定したサイズ以上の水平方向の最
大弦長を持つ異物の数（オーバーサイズカウント）、粒
度分布などの統計値を算出する。このような画像解析装
置としては、ＬＵＺＥＸ４５０　（日本レギュレーター
■製）にオプションの分級器９８１５Ａ　（日本レギュ
レーター■製）を付けて用いることができる。

このＬＵＺＥＸ４５０は、測定濃度および測定レペシを
設定するため、テレビカメラ８の感度ムラから生ずる画
像の明るさの不均一さを補正するシェーディング補正回
路に画像信号を入力し、パラボラシェーディング補正□
−のこぎり波シェーディング補正によって水平・垂直方
向の調整をし、均一な明るさに修正された画像にする。

そして第３図（ａ）に示すように測定対象の粒子の領域
２２として抽出し、中間濃−領域を持たない黒と白だけ
の画像にするスレシボールド回路（２値化回路）２３に
入力して、２値化画像に変換する。次にこの２値化画像
は測定視野を設定するフレーム設定回路２４（第３図（
ｂ））に入力され画像の一部を切取って測定視野範囲を
決た″つて重複せずに設定される。そして測定モードの
設定に従かい計数回路（図示せず）に入力され測定視野
内に存在する粒子の総数、総面積。

親子１個当りの平均面積、粒子の総面積と測定視野の面
積との比率、任意に設定したサイズ以上の水平方向最大
弦長を持つ粒子数（オーバーサイズ・カウ／ト）と各設
定サイズに対する粒度分布等の視野毎のデータがほぼ１
〜２秒以内に演算処理される。また平均の粒子を現す大
に　　　　　′換算して画像として再現する機能も有し
ている。

分級器９８１５Ａ（日本レギュレーター■Ｉｆりは、上
記側に項目を全視野数に亘って累積処理した２次データ
を算出する。

７−ト２中には異物はそう多くは存在１せずまたＴＶ右
カメラの視野は精度を高くするために小さくなっている
ので、ＴＶ右カメラの視野に異物が俵数個入ることは＃
ネとんどないが、画像解析装置１１で累積処理すること
により検査シート２中の異物の総数、総面積、異物１個
当りの平均面積等の異物の統計値が得られる。これらの
統計値はユニット、１０を介してプリンタ１４に入力し
てプリントすると共に表示装置１５に人力して作業員が
一目視によって判断できるように表示する。さらにビデ
オレコーダー１３にも入力されて記録される。またビデ
オレコーダー１３には現す台に再現された平均の異物の
画像も記録される。この画像はモニタテレビ１２にも写
し出される。

以上説明したように本発明装置では、イメージセンサカ
メラによつ天シート状にした樹脂コンパウンドに混入し
ている金鵬性の異物の位置を検出させ、その位置検出に
もとづいてテレビカメラを移動させて異物の画像を撮像
し、その画像を画像解析装置で解析しているようにして
いるので、短時間に異物の大きさ、個数等を積置よく検
査でき、樹脂材料の良、不良、グレード等が即座に判別
できる。ちなみに従来の目視によっていた場合にはサン
プルシー）１ｆｆ１当り４５分を要し、かつその検出能
力も４０μｍ以上であったが、本発明装置では１ｍ当り
１公事弱で、また２５μｍ程度のものを検出できるよう
になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の異物自動検査装置の一実施例を示す模
式図、第２図はそのブロック図、第３図（ａ）、［有］
）はそれぞれ画像解析装置のスレシホールド回路により
２値化することを説明する説明図、フレーム設定回路に
よって２値化画像の測定範囲を定めることを説明する説
明図である。 １・・・押出機、　　　　２・・・シート、３．４．５
・・・引取りローラ、 ６・・・光源、 ７・・・イメージセンサカメラ。 ８・・・１１Ｖカメラ、 ９・・・マーカー、 １０・・・コントロールユニット、 １１・・・画像解析装置。′ 代理人　弁理士　守　谷　−雄 ３ ４ 手　続　補　正　書（自発） 昭和５７年４　月１６日 特許庁長官　島　Ｈ］　春　樹　殿 ２　発明の名称 異物自動検査装置 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 神奈川県用崎市用崎区小田栄２ｒ目１番１号（２２５）
昭４１電線電纜株式会社 代イを七者　坂　口　治　雄 ４、代理人〒１０３ 東京都中」、目１メ、１１本橋本町３−９−５共同ピル
（新本町＋Ｉｆｌす）６、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）発明の詳細な説明を次の通り補正する。 （イ）明細書４頁６打の「金属性の」を削除する。 （ロ）　　同　４貞１０行の「前記異物の前記シート」
を「前記異物の種類を判別すると共に前記異物の前記シ
ート」と補正する。 （ハ）　　同６負８行の「金属」を、「異物」と補正す
る。 に）　　同６頁１８〜２　Ｒｒこのノシルス波形・・・
・・・位置がわかる。」を、「このノくルス波形の出力
は、受光面を走査後天に走査されるまでの受光面の受光
量をこれに比例して蓄積された電荷を放出して得られる
。異物が存在するときはこれに対応する受光面のパルス
の出力レベルがその種類に従って低下し、パルス成形の
欠け′た部分として検出　　　・され、又その幅方向の
位置がわかる。金属性の異物の場合にはパルスはほとん
ど欠けて出ないので、異物は金属性と非金属性とに分け
て検出される。」と補正する。 （ホ）　　同　７頁７行の「金属性の異物の大きさ」で
、「異物の金属性か非金属性かの種類、その大きさ」と
補正する。 （へ）　　同　７頁９行の「異物の幅方向」を「異物の
種類および幅方向」と補正する。 （ト）　　　同　１０頁１５〜１６行の「異物の・・・
方向」を「異物の種類の判別およびシート幅方向」と補
正する。 （１）　　同　１３負２０行の「金属性の異物の位置」
を「異物の金属性か非金属性かの種類およびその位置」
と補正する。 （１刀　　同　１４頁４行の「異物の大きさ」を「異物
の種類、大きさ」と補正する。 以　　上 特許請求の範囲゛ 工　樹脂材料をシート状にして押出す押出機と、押出さ
扛たシートを引取る手段と、前記シートの走路の１設け
られた光源、と、前記走路の他方に前記光源に対向して
設けられた前記光源からの透過光を受光して前記シート
に混入している異物を検出するイメージセンサカメラと
、前記イメージセンサカメラの下流に設けられ前記異物
を撮像して前記異物の画像を得るテレビカメラと、前記
イメージセンサカメラの出力により前記異物の種類を判
別すると共に前記異物の前記シートの幅方向の位置を算
出し前記テレビカメラをその位置へ移動する制御出力を
発生するコントロールユニットと、前記テレビカメラの
出力を解析すると共に累積して前記異物にづいてその平
均の粒径、面積、個数および粒度分布等の統計値を算出
する画像解析装置とを備えて構成されていることを特徴
とする異物自動検査装置。 ２、前記テレビカメラの下流には前記シートの前記異物
のイチ在箇所にマークを施すマーカーが設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲−ｉｓ　１項記載の異
物自動検査装置。 ３　前記画像解析装置は、前記テレビカメラによって撮
像された異物の画像を２値化画像とするスレシホールド
回路と、該２値化画像から前記異物のギＶ径、■積１個
数などを演算する測定回路とを備えていることを特徴と
する特許請求の範囲４５１項又は第２項記載の異物自動
検査装置。 ３１９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、樹脂材料をシート状にして押出す押出機と、押出さ
   れたノートを引取る手段と、前記／−トの走路のＦ方に
   設けられた光源と、前記走路の上方に前記光源に対向し
   て設けられた前記光源からの透過光を受光して前記シー
   トに混入している金属性の異物を検出するイメージセン
   サカメラと、ＩＩＦＪ　ｉｉＬイメージセンサカメラの
   下流に設けられ前記異物を撮像して前記異物の画像を得
   るテレビカメラと、前記イメージセンサカメラの出力に
   より前記異物の前記シートの幅方向の位置を算出し前記
   テレビカメラをその位置へ移動する制御出力を発生する
   コントロールユニントと、前記テレビカメラの出力を解
   析すると共に累積して前記ｖ４物についてその・Ｖ均の
   粒径。 面積、個数および粒度分布等の統計値を算出する画像解
   析装置とを備えて精成されていることを特徴とする異物
   自動検査装置。 ２　前記テレビカメラの下流には前記ノートのＡｉｌ記
   異物の存在箇所にマークを施すマーカーが設けられてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の異物自
   動検査装置。 ：３　前記画像解析装置は、前記テレビカメラによって
   撮像された異物の画像を２値化画像とするスレノホール
   ド回路と、該２値化画像から前記異物の粒径、面積、個
   数などを演算する測定回路とを１１南えていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の異物自
   動検査装置。