JPWO2013012082A1 - ビードフィラー検査装置、ビードフィラー検査用プログラム及びビードフィラー検査方法 - Google Patents

Abstract

ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界を含む所定領域を撮影する撮影装置（２２）と、撮影装置（２２）による撮影画像に基づいて、ビードフィラーの外縁と支持体（１１）との境界に対応するエッジを検出し、かつ検出されたエッジに基づいて定めた支持体（１１）の回転方向に沿った基準モデル線と接合部を含む領域に存在するエッジ上の各点との距離を算出する画像処理装置（２５）と、基準モデル線とエッジ上の各点との距離に基づいて、接合部の良否を判定する制御装置（２７）と、を備える。

Description

本発明は、ビードフィラー検査装置、ビードフィラー検査用プログラム及びビードフィラー検査方法に関する。

空気入りタイヤがリムに接触する部分であるビード部分は、タイヤをリムに堅固に固定させる必要があるため、環状に形成された金属のワイヤーの上にゴム製のカバーテープが巻き付けられたビードコアが芯として用いられている。

このビードコアは、タイヤを構成するカーカスに組み込まれることで前述のビード部分を構成するが、ビード部分はリムに接合し、リムを介して駆動輪の動力が伝わる部分でもある。そのため、ビード部分にはある程度の剛性が要求される。

この剛性を確保するために、前述のビードコアには、補強材としてフランジ状のビードフィラーが装着され、このビードフィラーが装着された状態でカーカスに組み込まれる。

ビードコアにビードフィラーを装着するには、一般には、帯状の部材をビードコアの周囲に巻き付けていく。したがって、ビードフィラーは、継ぎ目のない一体のフランジではなく、図２に示すように、一箇所に接合部１７を有する。

ビードフィラーは、タイヤのビード部分を補強するためのものであるから、接合部１７で部材１４の末端が隙間やずれがなく正確に接合している必要がある。

しかしながら、帯状の部材１４は、所定の寸法で正確に裁断されるものの柔軟な生ゴムゆえに、巻き付ける際に部材１４に掛かる張力、巻き付けの速度、その他作業環境における温度又は湿度等の条件によっては、部材１４の末端が正確に合わず、部材１４の末端の接合がずれる場合がある。

図３は、ビードフィラーの接合不良の態様を示す図である。図３左は、帯状の部材の接合部で部材１４の一端と部材１４の他端とが、同図で上下、すなわち部材の幅方向にずれた「段ズレ」という状態を示している。図３中央は、帯状の部材が完全に接合せず、帯状の部材の末端同士の間に空隙が生じている「開き」という状態を示している。図３右は、帯状の部材の一の末端が他の末端の上に乗り上げて接合された「ゲージ差」という状態を示している。

図３に示すような接合不良の発見は、検査員による目視検査によって行われており、接合の良否の判断は、検査員の経験と技量が頼りであった。

しかしながら、検査員の目視による判断は検査員の主観が介在することから、検査員によって判断の基準が異なることは否定できず、検査員が異なることで接合部の良否判定にばらつきが生じるおそれがあった。また、熟練した検査員であっても、判定ミスが生じるというおそれも否定できない。

また、チェックにおける工数が多く、それらの工数を全て人が目視で確認するため、検査に多大な時間を要するという問題もあった。

そこで、特開２００７−７６２８９号公報には、スティフナー付きのビード（ビード付きビードフィラー）の全周を検査対象として連続的に撮影し、撮像された画像に基づいて、ビードの外周面に接合されたスティフナー（ビードフィラー）の一方の側部の下端とビードの一方の側端との間の長さＬ１と、ビードの外周面に接合されたスティフナーの他方の側部の下端とビードの他方の側端との間の長さＬ２とを算出し、Ｌ１とＬ２とが許容範囲内であるか否かを判定するビード検査装置が開示されている。

また、特開２００８−７４３２９号公報には、２次元変位センサを用い、ビード付きビードフィラーにライン状のレーザーを照射し、その反射光からビード付きビードフィラーの厚み方向（Ｚ軸方向）の形状変位を、ビード付きビードフィラーの幅方向（Ｘ軸方向）の各位置で測定し、それらの測定結果から、ビード付きビードフィラーのＺ軸方向における断面の２次元の形状データ（プロファイル）を作成し、該作成された形状データが示す厚み（Ｚ軸方向）及び幅（Ｘ軸方向）の各大きさが所定の基準値に合致するか否かを判定するビードフィラー検査装置が開示されている。

しかしながら、特開２００７−７６２８９号公報１に記載の装置は、ビードの外周面に接合されたスティフナーの一方の側部の下端とビードの一方の側端との間の長さＬ１と、ビードの外周面に接合されたスティフナーの他方の側部の下端とビードの他方の側端との間の長さＬ２とを算出し、Ｌ１とＬ２とが許容範囲内であるか否かを判定するものである。そのため、図３左に示した部材の接合部で当該部材の一端と当該部材の他端とがずれている「段ズレ」については検出できるものの、図３中央に示した部材の接合部に空隙が生じている「開き」と、図３右に示した部材の一端が他端に乗り上げた状態で固着されている「ゲージ差」等は検出できないという問題があった。

特開２００８−７４３２９号公報に記載の装置は、測定に２次元変位センサを使用して黒色のゴムの部材の上を当該部材が載置されている無塗装の金属製の支持体上までレーザーを照射することにより当該部材の幅を測定していたが、黒色のゴムと無塗装の金属とではレーザーの反射率が著しく異なるためにビードフィラーの厚みを正確に測定することが困難であった。このため、特にビードが極小の場合、当該極小ビードによる突出と、「ゲージ差」等の不良箇所に係るビードフィラーの厚みの変化とを識別することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ビードが極小であってもビードフィラーの接合部の良否を判定できるビードフィラー検査装置、ビードフィラー検査用プログラム及びビードフィラー検査方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、回転する支持体に巻き付けて接合して形成されるビードフィラーの接合部及び前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界を含む領域を撮影する撮影部と、前記撮影部の撮影により得られた画像に基づいて、前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界に対応するエッジを検出するエッジ検出部と、前記エッジ検出部で検出されたエッジに基づいて定めた前記支持体の回転方向に沿った基準モデル線と前記接合部を含む領域に存在する前記エッジ上の各点との距離を算出する算出部と、前記距離に基づいて、前記接合部の良否を判定する判定部と、を含むビードフィラー検査装置が提供される。

本発明の第１の態様では、検出されたエッジに基づいて定めた基準モデル線と前記接合部を含む領域に存在するエッジ上の各点との距離を算出し、当該距離に基づいて、接合部の良否を判定することができる。距離が所定値以上の場合には、基準モデル線から乖離したエッジが存在するので、接合部が不良であると判定することができる。接合部が不良な場合としては、「段ズレ」、「開き」及び「ゲージ差」等がある。

本発明の第２の態様によれば、前記判定部は、前記基準モデル線と前記接合部を含む領域に存在するエッジ上の各点との距離が予め定められた距離閾値を超える点を含むエッジである判定対象エッジが左右一対で存在する場合に前記ビードフィラーの接合部が開いていると判定する第１の態様によるビードフィラー検査装置が提供される。

本発明の第２の態様では、判定対象エッジの延長線と基準モデル線との交点が一対存在する場合に前記ビードフィラーの接合部が開いていると判定することができる。

本発明の第３の態様によれば、前記判定部は、前記判定対象エッジと前記基準モデル線とが交差していない場合に前記ビードフィラーの接合部で前記ビードフィラーを構成する部材の一端と該部材の他端とが幅方向にずれていると判定する第１の態様によるビードフィラー検査装置が提供される。

本発明の第３の態様では、判定対象エッジと基準モデル線とが交差していない場合にビードフィラーの接合部で部材の一端と該部材の他端とが幅方向にずれていると判定することができる。

本発明の第４の態様によれば、コンピュータを、回転する支持体に巻き付けて接合して形成されるビードフィラーの接合部及び前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界を含む領域を撮影する撮影部により得られた画像に基づいて、前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界に対応するエッジを検出するエッジ検出部、前記エッジ検出部で検出されたエッジに基づいて定めた前記支持体の回転方向に沿った基準モデル線と前記接合部を含む領域に存在する前記エッジ上の各点との距離を算出する算出部、及び前記距離に基づいて、前記接合部の良否を判定する判定部、として機能させるためのビードフィラー検査用プログラムが提供される。

本発明の第４の態様では、検出されたエッジに基づいて定めた基準モデル線と前記接合部を含む領域に存在するエッジ上の各点との距離を算出し、当該距離に基づいて、前記接合部の良否を判定することができる。距離が所定値以上の場合には、基準モデル線から乖離したエッジが存在するので、接合部が不良であると判定することができる。接合部が不良な場合としては、「段ズレ」、「開き」及び「ゲージ差」等がある。

本発明の第５の態様によれば、回転する支持体に巻き付けて接合して形成されるビードフィラーの接合部及び前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界を含む領域を撮影する撮影ステップと、前記撮影ステップでの撮影により得られた画像に基づいて、前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界に対応するエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジ検出ステップで検出されたエッジに基づいて定めた前記支持体の回転方向に沿った基準モデル線と前記接合部を含む領域に存在する前記エッジ上の各点との距離を算出する算出ステップと、前記距離に基づいて、前記接合部の良否を判定する判定ステップと、を含むビードフィラー検査方法が提供される。

本発明の第５の態様では、検出されたエッジに基づいて定めた基準モデル線と前記接合部を含む領域に存在するエッジ上の各点との距離を算出し、当該距離に基づいて、前記接合部の良否を判定することができる。距離が所定値以上の場合には、基準モデル線から乖離したエッジが存在するので、接合部が不良であると判定することができる。接合部が不良な場合としては、「段ズレ」、「開き」及び「ゲージ差」等がある。

以上説明したように、本発明のビードフィラー検査装置、ビードフィラー検査用プログラム及びビードフィラー検査方法によれば、ビードが極小であってもビードフィラーの接合部の良否を判定できる、という効果が得られる。

ビードコアにビードフィラーを装着する工程の概略を示す図である。 ビード付きビードフィラーの接合部を示す図である。 ビードフィラーの接合不良の態様を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るビードフィラー検査装置の概略図である。 １次元変位センサによるビードフィラー接合部の計測を示す図である。 ＣＣＤカメラによるビードフィラー接合部の撮影を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るビードフィラー検査の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態の画像処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態でのエッジ検出の一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態での画像の一端部を含む所定の領域内のエッジの抽出を示す図である。 本発明の第１の実施の形態での曲線あてはめの一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態で接合部に「開き」がある場合を示す図である。 本発明の第１の実施の形態で接合部に「段ズレ」がある場合を示す図である。 本発明の第１の実施の形態で接合部に「段ズレ」がある場合を示す図である。 本発明の第１の実施の形態で接合部に「段ズレ」がある場合を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るビードフィラー接合部の良否判定についてのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態での領域指定の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態での領域指定の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態で検出すべき「段ズレ」の態様を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の画像処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るビードフィラー接合部の良否判定についてのフローチャートである。

［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態に係るビードフィラー検査装置の概略図である。

図４における本発明の第１の実施の形態に係るビードフィラー検査装置２０は、部材１４が巻き付けられる円錐台状の支持体１１と、部材１４の接合部を含む所定領域、例えば接合部を中心とする領域にレーザーを照射し、その反射光を受光して部材１４の当該領域での厚みを計測する装置である１次元変位センサ２１と、ビードフィラーの接合部及びビードフィラーの外縁と支持体１１との境界を含む所定領域、例えば部材１４の接合部を中心とする領域を撮影するＣＣＤカメラ２２と、支持体１１を所定の速度で回転させ、かつ所定の位置で回転を停止させるように制御されるサーボモーター等の回転部２３と、カメラ２２が撮影する領域を照らす照明２４と、ＣＣＤカメラ２２が撮影した画像の画像処理を行うカメラアンプ２５と、カメラ２２とカメラアンプ２５とを接続するカメラケーブル２６と、１次元変位センサ２１及びカメラアンプ２５を制御し、１次元変位センサ２１の計測結果及びカメラアンプ２５による画像処理の結果に基づいて部材１４の接合部の良否の判断をするＰＬＣ（Programmable Logic Controller）２７と、ＰＬＣ２７を操作するための操作部２８と、１次元変位センサ２１の計測結果及びカメラアンプ２５による画像処理の結果に基づく部材１４の接合部の良否の判断の結果を表示する表示装置２９と、カメラアンプ２５とＰＬＣ２７とを接続する入出力インターフェース３０と、を有する。

操作部２８は、キーボード、タッチパネル、マウス又はペンタブレット等のＰＬＣ２７を操作するための装置であり、表示装置２９は、ディスプレイ又はプリンタ等の計測結果を出力可能な装置である。また、入出力インターフェース３０は、イーサネット（登録商標）、ＲＳ−２３２又はＣＵＳＢ等の装置間でデジタル通信を行い得るインターフェースである。

また、回転部２３には、ロータリーエンコーダ等の回転角センサ等の位置検出器３１と、回転部２３の回転を制御する回転部制御装置３２とが接続されている。

回転部制御装置３２は、ＰＬＣ２７からの指令に基づいて回転部２３の回転を開始させ、位置検出器３１は回転開始からの回転部２３の回転角を検出し、検出した回転角の情報を回転部制御装置３２に入力する。

回転角の情報は、回転部制御装置３２を介してＰＬＣ２７に送信され、接合部１７の位置の検出に用いられる。

回転部制御装置３２は、ＰＬＣ２７からの指示に基づいて、回転部２３の回転を制御する。

なお、カメラアンプ２５にはＣＣＤカメラ２２が撮影した画像の画像処理を行うプログラムが、ＰＬＣ２７には、１次元変位センサ２１及びカメラアンプ２５を制御し、１次元変位センサ２１の計測結果及びカメラアンプ２５による画像処理の結果に基づいて部材１４の接合部の良否の判断をするプログラムが、回転部制御装置３２には回転部２３の回転を制御するプログラムが各々に設けられたメモリに記憶されている。

次に図面を用いて本発明の第１の実施の形態におけるビードフィラー接合部の製造と検査の概略について説明する。

まず図１に示すように、既にビードコア１２がセットされている支持体１１に生ゴムで形成された帯状の部材１４を止め金１３で繋止し、支持体１１を矢印１５で示した回転方向に回転させて部材１４を支持体１１に巻き付ける。加硫処理前の生ゴムは粘着性があるため、別途接着剤を用いなくても、ビードコア１２に粘着し、部材１４の末端同士も粘着によって接合し、ビードフィラーを形成する。なお、本実施の形態における部材１４の末端同士の接合は、部材１４の末端同士を突き合わせる「突合せ接合」でもよいし、部材１４の末端同士を重ね合わせる「ラップ（重ね合わせ）ジョイント」であってもよい。ラップジョイントの場合は、接合部にゲージ差が生じることを避けるために、部材１４の末端同士をテーパー状とし、当該テーバー状とした部材１４の末端同士を接合するようにしてもよい。

次いで、図５に示したように、１次元変位センサ２１を用いて部材１４の末端同士の接合部及び当該接合部付近の厚みを計測する。このとき、１次元変位センサは固定し、部材１４が巻き付けられた支持体１１を矢印４０で示した回転方向に回転させることにより、接合部及び当該接合部付近の計測を行う。

１次元変位センサの計測により接合部の厚みが他の箇所よりも厚くなっている箇所は、図３右に示した「ゲージ差」が生じていると考えられる。具体的には、１次元変位センサによる厚みの測定結果が予め定められた閾値を超えている場合は接合部に「ゲージ差」が生じていると判断できる。

本実施の形態では、１次元変位センサは点状のレーザーを照射し、部材１４とは反射率が大きく異なる支持体１１にはレーザーを照射せず、部材１４の上だけを当該レーザーでトレースしていく。そのため、照射部位によってレーザーの反射が大幅に異なるということがなく、部材１４の接合部１７の厚さを正確に計測できる。

１次元変位センサによる計測が完了した後、回転部２３の回転をＣＣＤカメラ２２で接合部及び当該接合部付近の撮影を行うことができる位置で停止させ、図６に示したようにＣＣＤカメラ２２によって接合部及び当該接合部付近の撮影を行う。撮影画像には、ビードフィラー接合部の輪郭部分を含む必要があるので、ビードフィラーの接合部及び当該接合部周辺を含む領域と、この領域に隣接する支持体１１の一部分が１つの撮影画像に含まれるように撮影する。

なお、本実施の形態におけるＣＣＤカメラ２２は、モノクロのスチルカメラであるが、画像処理の方式によっては、カラー画像を撮影するカメラであってもよい。

この後は、撮影した接合部及び当該接合部付近の画像の画像処理を行い、この画像処理の結果と１次元変位センサ２１による計測結果とを総合的に判断して、部材１４の接合部の良否を判断し、図４の表示装置２９にその結果を表示する。

次に図７を用いて本発明の第１の実施の形態におけるビードフィラー接合部の検査でのプログラムに基づいた処理について説明する。図７は、本発明の第１の実施の形態におけるビードフィラー接合部の検査でのＰＬＣの処理の流れを示したフローチャートである。

なお、図７での処理に先立って、既にビードコア１２がセットされている支持体１１に部材１４が巻き付けられて、接合部１７が所定の位置にあって、回転部２３は一時停止しているものとする。

まず、ステップ７０１では、ＰＬＣは回転部制御装置３２に回転部２３を回転させる指示を出力する。この指示により、回転部制御装置３２は回転部２３の回転を開始する。

続くステップ７０２では、位置検出器３１が検出した回転角を、回転部制御装置３２を介して取り込み、当該回転角に基づいて接合部１７の位置を検出する。

ステップ７０３では、回転部制御装置３２を介して取り込んだ回転角に基づいて算出した接合部１７の位置が、１次元変位センサ２１の近傍に達したと判断した時、１次元変位センサ２１に計測開始の指令を発する。この指令をトリガとして、１次元変位センサ２１は、レーザーを１次元変位センサ２１の直下を回転部２３の回転によって漸次移動している接合部及び当該接合部付近に照射して部材１４の接合部及び当該接合部付近の厚みの計測を開始する。

ステップ７０４では、１次元変位センサ２１による計測結果を取得する。

ステップ７０５では、計測開始からの回転角が所定の角度に達したとき、接合部１７及びその周辺領域の厚みの計測が完了したと判断し、１次元変位センサ２１によるレーザー照射を停止させる。

ステップ７０６では、接合部１７及びその周辺領域をＣＣＤカメラ２２が撮影可能な位置で回転部２３を停止させる。ＣＣＤカメラ２２が撮影可能な位置とは、具体的には、ＣＣＤカメラ２２のフレームの中央に接合部１７が到達する位置である。

ステップ７０７では、図６に示したようにＣＣＤカメラ２２によって接合部及び当該接合部付近の撮影を行う。

ステップ７０７で撮影した接合部及び当該接合部付近の画像は、カメラアンプ２５によって画像処理が実行される。カメラアンプ２５による画像処理の詳細は後述する。

ステップ７０８では、カメラアンプ２５による画像処理の結果とステップ７０４における１次元変位センサ２１による計測結果とを総合的に判断して、接合部の良否を判断し、図４の表示装置２９にその結果を表示する。このステップ７０８における処理の詳細は後述する。

以下、図面を用いて、カメラアンプ２５で実行される画像処理について説明する。図８は、画像処理の手順を示すフローチャートである。

まず、図８のステップ８０１では、図７のステップ７０７で撮影したビードフィラーの接合部及び当該接合部付近の領域の画像を右又は左の一端部からスキャンし、ビードフィラーの外縁と当該ビードフィラーを載置する支持体との境界に係るエッジを検出する。図９に検出されたエッジの一例を示す。

前述のように、ビードフィラーは黒色の生ゴムであり、支持体は無塗装の金属であるから、ビードフィラーの外縁と支持体の境界で画素の輝度値が大きく変化するエッジが検出される。

本実施の形態では、隣接する画素の輝度値の差が予め定められた閾値を超えている画素を連ねてエッジとして検出してもよいし、Sobelオペレータ等のフィルタを画像に適用してエッジを検出してもよい。

次に、ステップ８０２では、図１０に示すように、画像の一端部を含む所定の領域内のエッジを抽出する。画像の一端部を含む所定の領域は、画像中央に写っている接合部を含まなければ画像の他端部を含む所定の領域でもよい。また、これら画像の一端部又は画像の他端部を含む所定の領域の範囲は任意であり、画像中央に写っている接合部を含まなければ画像の一端部又は画像の他端部からできるだけ離れた位置にあるエッジまで含むようにした方が後述する基準モデル線４１を算出する上で好ましい。

ステップ８０３では、ステップ８０２で抽出したエッジに基づいて検査対象であるビードフィラーの輪郭とみなす基準モデル線を算出する。具体的には、画像の一端部を含む所定の領域内又は画像の他端部を含む所定の領域内のエッジの各々の位置を通過する曲線を算出する、いわゆる「曲線あてはめ」によって基準モデル線を算出する。

図１１は、本実施の形態での曲線あてはめの一例を示す図であり、画像の左側の所定の領域で検出されたエッジ上の点５５を通過する円弧を算出して、これを基準モデル線４１としている。図７のステップ７０７での撮影時に、カメラのフレームの中央にビードフィラー１８の接合部１７が位置するように回転部２３の回転を制御するので、撮影された画像もその中央に接合部が写っている。そのため、画像の一端部又は画像の他端部を含む所定の領域で検出したエッジに基づいて曲線あてはめをすることにより、接合部１７に影響されずに、検査対象であるビードフィラーの輪郭とみなすことができる基準モデル線４１を算出することができる。また、基準モデル線４１は、開き１７を無視して引く事ができる。本実施の形態では、エッジが自由曲線である箇所のみを参照することにより、開き１７等の直線部分を無視して基準モデル線４１を作成することができる。

曲線は２次曲線に限っても円弧、楕円弧、放物線又は双曲線があるが、ビードフィラーの輪郭は略円弧状を呈するので、第１の実施の形態では、検出された複数のエッジ上の点に合致する円弧を算出し、この円弧を基準モデル線４１としている。

次に、ステップ８０４では、エッジ上の各点と基準モデル線４１との距離を算出する。一般に、点と曲線との距離は、その点から曲線へ引いた垂線の長さとして定義されるので、本実施の形態では、エッジ上の各点から基準モデル線４１へ引いた垂線の長さを、エッジ上の各点と基準モデル線４１との距離とする。本実施の形態では、図１１〜１４において、各図の左から右又は右から左にスキャンを行い、この結果基準モデル線４１とエッジの距離を測定している。なお、当該距離は画素数として計測されるが、当該距離をミリメートル単位に変換してもよい。

ステップ８０５では、基準モデル線４１との距離が予め定められた閾値を超える点を含むエッジを検出し、これらのエッジを判定対象エッジとする。さらに、判定対象エッジ上の点の画像上での位置を記録し、本実施の形態の画像処理を終了する。

図１２は、基準モデル線４１との距離が予め定められた閾値を超える判定対象エッジが検出された場合の一例を示す図である。この図１２では、接合部１７に「開き」が生じている場合が示されているが、「開き」が生じた接合部１７に係るエッジ５７は、基準モデル線４１から予め定められた閾値以上離れて存在しているため、ステップ８０５の処理によって判定対象エッジとして検出されている。この場合、判定対象エッジを延長した延長線と基準モデル線４１とは交差する。

「段ズレ」の場合は、図１３又は図１５に示すように、基準モデル線４１との距離が予め定められた閾値を超える判定対象エッジの並びが、基準モデル線４１に対して並行して検出される。従って、判定対象エッジ及び判定対象エッジの延長線と基準モデル線４１とは交差しない。

次に、図７のステップ７０４における１次元変位センサの計測結果と、画像処理の結果とを総合的に判断して、ビードフィラー接合部の良否判定を行う処理について図１６を用いて詳細に説明する。図１６は、ビードフィラー接合部の良否判定についてのフローチャートである。

ステップ１５０１では、図７のステップ７０７で１次元変位センサで計測した接合部近傍の厚みが、予め定められた閾値以内であるか否かを判断する。

ステップ１５０１で接合部近傍の厚みが閾値以内の場合は、当該接合部に「ゲージ差」が生じていないので、処理をステップ１５０３に移行する。

ステップ１５０１で接合部近傍の厚みが閾値を超える場合は、ステップ１５０２で当該接合部に「ゲージ差」が生じている不良品と判定して処理を終了する。

続くステップ１５０３では、基準モデル線からの距離が予め定められた閾値を超える判定対象エッジが存在するか否かを判定し、判定対象エッジが存在しない場合は、ステップ１５０４で検査対象であったビードフィラーの接合部に「ゲージ差」、「開き」又は「段ズレ」に係る不良はなく、当該ビードフィラーは良品であると判定して処理を終了する。

ステップ１５０３で判定対象エッジが存在した場合は、ステップ１５０５で判定対象エッジが基準モデル線４１に対して同じ側で、かつ基準モデル線４１に沿った方向に一対並列して検出されるか否かを判定する。

接合部に「開き」が生じている場合は、図１２に示すように、基準モデル線４１に対して同じ側で、かつ基準モデル線４１に沿った方向に一対並列している。ステップ１５０５で、このように判定対象エッジの集合が基準モデル線４１に対して同じ側で、かつ基準モデル線４１に沿った方向に一対並列している場合は「開き」が接合部に生じていると判定する。

なお、ステップ１５０５で、判定対象エッジの集合が基準モデル線４１に対して同じ側で、かつ基準モデル線４１に沿った方向に一対並列している場合に、略線分状の判定対象エッジの延長線と基準モデル線との交点が一対存在するか否かを判定し、一対存在する場合に判定対象エッジが左右一対で存在すると判定してもよい。

続いて、ステップ１５０６では、判定対象エッジの集合が、基準モデル線４１に対して並行して検出されるか否かを判定する。

接合部に「段ズレ」が生じている場合は、図１３又は図１５に示すように、判定対象エッジが連続して存在し、かつ連続して存在する判定対象エッジが基準モデル線４１に並行して存在している。ステップ１５０６では、このように判定対象エッジが基準モデル線４１に対して並行して検出された場合を「段ズレ」が接合部に生じていると判定する。

図１３は、部材１４の右側が下にずれているときに、画像を左からスキャンしていき、画像の左側の領域で検出されたエッジに基づいて基準モデル線４１を算出した場合を示している。この図１３では、基準モデル線４１の外側にエッジが並行して検出される。

図１５は、部材１４の左側が下にずれているときに、画像を左からスキャンしていき、画像の左側の領域で検出されたエッジに基づいて基準モデル線４１を算出した場合を示している。この図１５では、基準モデル線４１の内側にエッジが並行して検出される。

なお、ステップ１５０６で、判定対象エッジが基準モデル線４１に対して並行して検出されて「段ズレ」が生じていると判定する場合に、判定対象エッジ及び判定対象エッジの延長線と基準モデル線４１とが交差しているか否かを判断し、交差していない場合に「段ズレ」が生じていると判定してもよい。

又は、エッジから基準モデル線４１を検出する場合、図１４に示すように、段ズレの部分と基準モデル線４１とが交差する状態で基準モデル線４１を得てもよく、得た基準モデル線４１とエッジとの距離を測定する。

上記のエッジと基準モデル線４１との距離の測定において、エッジと基準モデル線４１との位置関係が変化した場合、つまり、図１４において基準モデル線４１の左側にエッジがある状態(Ａ）から基準モデル線４１の右側にエッジがある状態（Ｂ）に変化した場所が、段ズレがある場所があるところである。このため、ＡとＢにおけるエッジと基準モデル線４１との距離の最大値を足し合わせて、この足し合わせた値と予め設定した閾値を比較する。これにより、段ズレの良否を判定する。本実施の形態では、図１４に示した基準モデル線４１の左側にエッジがある状態(Ａ）から基準モデル線４１の右側にエッジがある状態（Ｂ）に変化したような、並列している各エッジの位置が基準モデル線４１に対して反転する変化を示した場合に、当該変化が生じた部分を含む所定の領域においてエッジと基準モデル線４１との距離を測定する。所定の領域は、当該変化が生じた部分及びその周辺の領域であるが、エッジと基準モデル線４１との距離の最大値が抽出できるような複数のエッジと基準モデル線４１との距離が測定できる面積を有することが望ましい。

ステップ１５０６で、判定対象エッジが、基準モデル線４１に対して並行して検出された場合は、ステップ１５０７で、接合部に「開き」及び「段ズレ」が生じていると判定して処理を終了する。

ステップ１５０６で、判定対象エッジが、基準モデル線４１に対して並行して検出されなかった場合は、ステップ１５０８で、接合部に「開き」が生じていると判定して処理を終了する。

また、ステップ１５０５で判定対象エッジが、基準モデル線４１に対して同じ側で、かつ基準モデル線４１に沿った方向に一対並列して検出されなかった場合は、ステップ１５０９で、判定対象エッジが、基準モデル線４１に対して並行して検出されるか否かを判定する。

ステップ１５０９で、判定対象エッジが、基準モデル線４１に対して並行して検出された場合は、ステップ１５１０で、接合部に「段ズレ」が生じていると判定して処理を終了する。ステップ１５０９で、判定対象エッジが、基準モデル線４１に対して並行して検出されなかった場合は、画像のノイズ等をエッジとして検出した場合であると考えられるので、処理を終了し、別途作業員による目視検査に回す。

なお、図１６に係る処理の判定結果は、図４に示した表示装置２９に表示するようにしてもよい。

以上、第１の実施の形態によれば、ビードフィラーに係る画素と支持体に係る画素との輝度差が大きいので、ビードフィラーの外縁と支持体との境界を容易にエッジとして検出でき、検出したエッジのうち接合部を含まない領域のエッジに基づいて算出した基準モデル線から逸脱したエッジが存在する場合に接合部が不良であると判定することができる。

［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態とは画像処理が異なるので、第１の実施の形態と同一部分については説明を省略し、相違する部分について説明する。なお、「ゲージ差」の検出については、第１の実施の形態と同様である。

第２の実施の形態の画像処理では、ＣＣＤカメラ２２が撮影した画像を、エッジを検出する領域の最小単位である「セグメント」に分割し、この分割された「セグメント」の各々を指定した方向にスキャンして輝度値が大きく変化しているエッジの有無を検出していくことにより、部材１４の接合部の「開き」又は「段ズレ」を検出する。

エッジを検出する領域の最小単位であるセグメント５１は、図１７に示したように、左右に、すなわち支持体の回転方向に長い方形の領域である。

第２の実施の形態では、図４に示すＣＣＤカメラ２２が撮影した画像のうち、画像処理を行う領域である方形の計測領域を図４に示すＰＬＣ２７からカメラアンプ２５に指定し、さらにＰＬＣ２７からカメラアンプ２５にセグメント５１の幅であるセグメントサイズ５２と、セグメント同士の間隔であるセグメント移動量５３とを指定すると、計測領域の部分が図１７のように自動的に分割される。

セグメントサイズ５２は任意であるが、精密な判定を行うのであれば１〜数画素程度であることが好ましい。セグメントの長さは任意であるが、接合部の長さよりも長い値とすることができる。

上記の計測領域の指定では、図１７に示すように、ビードフィラーの外縁は必ず含むように指定するが、カバーテープが巻かれているビードコア１２は含まないように指定する。ビードコア表面を覆うカバーテープには、ゴムのコンパウンドの成分が白く浮き出ている場合があり、これをエッジとして誤検出するおそれがあるからである。また、接合部の「開き」及び「段ズレ」の不具合は、ビードコア付近ではなく、ビードフィラーの外縁付近で生ずるからでもある。

以上、計測領域を指定し、当該計測領域をセグメント５１に分割するまでは、「開き」の検出でも「段ズレ」の検出でも同じである。第２の実施の形態では、「開き」を検出するために計測領域をセグメントごとにスキャンし、その後、「段ズレ」を検出するために当該計測領域を当該セグメントごとにもう１回スキャンしている。

第２の実施の形態での「開き」及び「段ズレ」を検出について以下に詳述する。

第２の実施の形態では、図１７のスキャン方向５４に従って、各セグメント５１をスキャンしていくことにより、部材１４の接合部の「開き」を検出する。

図１７に示すセグメント５１を左からスキャンしていくと、ゴムに係る黒っぽく低輝度な画素から無塗装の金属に係る白っぽく高輝度な画素に変化する箇所で１つめのエッジが検出され、さらに当該セグメントをスキャンしていくと、無塗装の金属に係る白っぽく高輝度な画素からゴムに係る黒っぽく低輝度な画素に変化する箇所で２つめのエッジが検出される。

なお、第２の実施の形態では、セグメント５１内の画素をスキャンしていくので、セグメント５１内に存在するエッジを構成する画素が検出される。第２の実施の形態では、エッジを構成する画素として検出された画素の集合を、１つにまとまったエッジとみなす。

このため、接合部に「開き」が生じている場合、図１７に示すように、同一セグメント内に必ず２つのエッジ５７、すなわち一対のエッジ５７を持つ。なお、スキャン方向は、図１７のように左から右でも、右から左でもよい。

このように一対のエッジを有するセグメントを、「開き」に係るセグメントであるとし、計測領域内に一対のエッジを有するセグメントの個数を計測する。第２の実施の形態では、エッジを一対有するセグメントの計測領域内での個数である検出セグメント数を、「開き」の高さとしている。

第２の実施の形態での「開き」の検出では、画像の計測領域での検出セグメント数に閾値を設け、検出セグメント数が当該閾値未満の場合は、当該画像に係るビードフィラーに「開き」は生じていないと判定する。

第２の実施の形態では、図１８に示した各セグメント５１をスキャンしていくことにより、部材１４の接合部の「段ズレ」を検出する。

「段ズレ」の検出でも、上述の「開き」を検出する場合と同様に、セグメントをスキャンしていき、ゴムに係る黒っぽく低輝度な画素から、無塗装の金属に係る白っぽく高輝度な画素に変化する箇所のエッジ、又は無塗装の金属に係る白っぽく高輝度な画素から、ゴムに係る黒っぽく低輝度な画素に変化する箇所のエッジを、それぞれ検出する。すなわち、図１８に示すように、セグメント内に存在するエッジ５７が検出される。「段ズレ」では、図１９の左に示した部材１４の末端の左側が下にずれている場合と、図１９の右に示した部材１４の末端の右側が下にずれている場合とのいずれであっても、１つのセグンメント内で検出されるエッジは１つである。

図１８では各セグメントをスキャン方向５４に従って左から右にスキャンしているが、部材１４の末端の右側が下にずれている場合なので、無塗装の金属に係る白っぽく高輝度な画素から、ゴムに係る黒っぽく低輝度な画素に変化する箇所でエッジが検出されている。

図１８の場合と異なり、部材１４の末端の左側が下にずれている場合であれば、各セグメントを左から右にスキャンした場合、ゴムに係る黒っぽく低輝度な画素から、無塗装の金属に係る白っぽく高輝度な画素に変化する箇所でエッジが検出される。

第２の実施の形態では、エッジを１つ有するセグメントを、「段ズレ」に係るセグメントであるとし、計測領域内に１つのエッジを有するセグメントの個数を計測する。第２の実施の形態では、エッジを１つ有するセグメントの計測領域内での個数を検出セグメント数とし、この検出セグメント数を「段ズレ」の高さとしている。

第２の実施の形態での「段ズレ」の検出では、画像の計測領域での検出セグメント数に閾値を設け、検出セグメント数が当該閾値未満の場合は、当該画像に係るビードフィラーには「段ズレ」は生じていないと判定する。

以上を踏まえて、第２の実施の形態におけるカメラアンプで実行される画像処理の流れを、図２０を用いて説明する。図２０は、第２の実施の形態における画像処理の手順を示すフローチャートである。

まず、ステップ２００１では、画像の一部を計測領域に指定し、当該計測領域を予め定められた画素数の幅毎に水平方向に分割して複数のセグメントを生成する。

ステップ２００２では、各セグメントをスキャンしてエッジを一対有するセグメントを検出し、ステップ２００３でエッジを一対有するセグメントの個数を計測する。

このエッジを一対有するセグメントの個数が予め定められた閾値以内か否かを後述する図７のステップ７０９における良否判定処理で判定することにより接合部の「開き」の有無を判断する。

ステップ２００４では、再び各セグメントをスキャンしてエッジを１つ有するセグメントを検出し、ステップ２００５でエッジを１つ有するセグメントの個数を計測する。

このエッジを１つ有するセグメントの個数が予め定められた閾値以内か否かを後述する図７のステップ７０９における良否判定処理で判定することにより接合部の「開き」の有無を判断する。

ステップ２００５でエッジを１つ有するセグメントの個数を計測した後、第２の実施の形態の画像処理を終了する。

なお、図２０における「開き」の検出に係る手順と、「段ズレ」の検出に係る手順とは、その順序が逆であってもよい。具体的には、ステップ２００２及びステップ２００３で「段ズレ」に係るエッジを検出し、ステップ２００４及びステップ２００５で「開き」に係るエッジを検出するようにしてもよい。

次に、図７のステップ７０９における１次元変位センサの計測結果と、第２の実施の形態の画像処理の結果とを総合的に判断して、ビードフィラー接合部の良否判定を行う処理について図２１を用いて詳細に説明する。図２１は、第１の実施の形態に係るビードフィラー接合部の良否判定についてのフローチャートである。

ステップ２１０１では、図７のステップ７０４で１次元変位センサで計測した接合部近傍の厚みが、予め定められた閾値以内であるか否かを判断する。

ステップ２１０１で接合部近傍の厚みが閾値以内の場合は、当該接合部に「ゲージ差」が生じていないので、処理をステップ２１０３に移行する。

ステップ２１０１で接合部近傍の厚みが閾値を超える場合は、ステップ２１０２で当該接合部に「ゲージ差」が生じていると判定して処理を終了する。

続くステップ２１０３では、エッジを一対有するセグメントの個数が閾値以内であるか否かを判定する。

エッジを一対有するセグメントの個数が閾値以内である場合は、ステップ２１０４でエッジを１つ有するセグメントの個数が閾値以内であるか否かを判定する。

ステップ２１０４でエッジを１つ有するセグメントの個数が閾値以内である場合は、ステップ２１０５で検査対象であったビードフィラーの接合部に「開き」又は「段ズレ」に係る不良はないと判定して処理を終了する。

ステップ２１０４でエッジを１つ有するセグメントの個数が閾値以内ではない場合は、ステップ２１０６で検査対象であったビードフィラーの接合部に「段ズレ」が生じていると判定して処理を終了する。

また、ステップ２１０３でエッジを一対有するセグメントの個数が閾値以内ではない場合は、ステップ２１０７でエッジを１つ有するセグメントの個数が閾値以内であるか否かを判定する。

ステップ２１０７でエッジを１つ有するセグメントの個数が閾値以内である場合は、ステップ２１０８で検査対象であったビードフィラーの接合部に「開き」が生じていると判定して処理を終了する。

ステップ２１０７でエッジを１つ有するセグメントの個数が閾値以内ではない場合は、ステップ２１０９で検査対象であったビードフィラーの接合部に「開き」及び「段ズレ」が生じていると判定して処理を終了する。

図２１に係る処理の判定結果は、図４に示した表示装置２９に表示するようにしてもよい。

なお、第２の実施の形態では、画像を複数のセグメントに分割した後に、各セグメントでエッジを検出し、各セグメントで検出したエッジを構成する画素の集合の個数を算出したが、先に画像全体でエッジを検出した後、画像を複数のセグメントに分割し、各セグメントでエッジを構成する画素の集合の個数を算出してもよい。

第２の実施の形態では、以下の各種フィルタを使用してもよい。

（１）収縮フィルタ
３×３の中心画素の輝度値を、３×３の９個（中心画素を含む）の画素の中での最小輝度値に置き換える処理により、白いノイズ成分を除去する効果がある。第２の実施の形態では、エッジとして検出されてしまうような白点を除去するために使用した。

（２）膨張フィルタ
３×３の中心画素の輝度値を、３×３の９個（中心画素を含む）の画素の中での最大輝度値に置き換える処理により、黒色のノイズ成分を除去する効果がある。第２の実施の形態では、エッジとして検出されてしまうような黒点を除去するために使用した。

（３）平均化フィルタ
３×３の中心画素の輝度を、３×３の９個（中心画素を含む）の画素の輝度値の平均に置き換える処理によりノイズを除去する効果がある。

（４）２値化フィルタ
画像の各画素を、所定の輝度を閾値として白い画素又は黒色の画素のいずれかに分類する。この２値化フィルタにより、白黒が明確な画像が得られ、エッジの誤検出を軽減することができる。

本発明は以上の通りであり、検査員の目視に頼っていたビードフィラーの接合部の良否を高精度で自動的に判定できるので、工程の省力化及び効率化が可能となる。

更にいえば、ビードフィラーの接合部の良否を高精度で自動的に判定することにより、検査員の主観に起因する判定ミスを防止できるので、製品の品質の向上を図ることができる。

日本国特許出願２０１１−１５８９２１号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。

本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

１１ 支持体
１２ ビードコア
１３ 止め具
１４ 部材
１５ 回転方向
１６ ビード付きビードフィラー
１７ 接合部
１８ ビードフィラー
２０ ビードフィラー検査装置
２１ １次元変位センサ
２２ ＣＣＤカメラ
２３ 回転部
２４ 照明
２５ カメラアンプ
２６ カメラケーブル
２７ ＰＬＣ
２８ 操作部
２９ 表示装置
３０ 入出力インターフェース
３１ 位置検出器
３２ 回転部制御装置
４０ 回転方向
４１ 基準モデル線
５１ セグメント
５２ セグメントサイズ
５３ セグメント移動量
５４ スキャン方向
５５ エッジ上の点
５６ エッジ幅
５７ エッジ

Claims (5)

1. 回転する支持体に巻き付けて接合して形成されるビードフィラーの接合部及び前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界を含む領域を撮影する撮影部と、
   前記撮影部の撮影により得られた画像に基づいて、前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界に対応するエッジを検出するエッジ検出部と、
   前記エッジ検出部で検出されたエッジに基づいて定めた前記支持体の回転方向に沿った基準モデル線と前記接合部を含む領域に存在する前記エッジ上の各点との距離を算出する算出部と、
   前記距離に基づいて、前記接合部の良否を判定する判定部と、
   を含むビードフィラー検査装置。
2. 前記判定部は、前記基準モデル線と前記接合部を含む領域に存在するエッジ上の各点との距離が予め定められた距離閾値を超える点を含むエッジである判定対象エッジが左右一対で存在する場合に前記ビードフィラーの接合部が開いていると判定する請求項１に記載のビードフィラー検査装置。
3. 前記判定部は、前記判定対象エッジと前記基準モデル線とが交差していない場合に前記ビードフィラーの接合部で前記ビードフィラーを構成する部材の一端と該部材の他端とが幅方向にずれていると判定する請求項１に記載のビードフィラー検査装置。
4. コンピュータを、
   回転する支持体に巻き付けて接合して形成されるビードフィラーの接合部及び前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界を含む領域を撮影する撮影部により得られた画像に基づいて、前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界に対応するエッジを検出するエッジ検出部、
   前記エッジ検出部で検出されたエッジに基づいて定めた前記支持体の回転方向に沿った基準モデル線と前記接合部を含む領域に存在する前記エッジ上の各点との距離を算出する算出部、及び前記距離に基づいて、前記接合部の良否を判定する判定部、
   として機能させるためのビードフィラー検査用プログラム。
5. 回転する支持体に巻き付けて接合して形成されるビードフィラーの接合部及び前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界を含む領域を撮影する撮影ステップと、
   前記撮影ステップでの撮影により得られた画像に基づいて、前記ビードフィラーの外縁と前記支持体との境界に対応するエッジを検出するエッジ検出ステップと、
   前記エッジ検出ステップで検出されたエッジに基づいて定めた前記支持体の回転方向に沿った基準モデル線と前記接合部を含む領域に存在する前記エッジ上の各点との距離を算出する算出ステップと、
   前記距離に基づいて、前記接合部の良否を判定する判定ステップと、
   を含むビードフィラー検査方法。

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