CN111426696B - 顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置 - Google Patents

Abstract

提供顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其能够无漏检并且能够以更高灵敏度对橡胶附着不良部位进行检测。该顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置具有：图像数据取得单元，其取得遍及顶覆橡胶片的表面的宽度方向的整个区域内的图像数据；以及检测单元，其对由图像数据取得单元取得的图像数据进行图像处理，从而检测在顶覆橡胶片上产生的橡胶附着不良部位，图像数据取得单元构成为：隔着顶覆橡胶片在正面侧和背面侧均配置有照明装置和线摄像机，其中，该照明装置向顶覆橡胶片的表面照射通过了照射光用的偏振滤光器的光，该线摄像机利用被顶覆橡胶片反射后通过了反射光用的偏振滤光器的光来连续地取得图像数据。

Description

顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置

技术领域

本发明涉及对在顶覆橡胶片的制造工序中产生的橡胶附着不良部位进行检测的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置。

背景技术

在轮胎的制造中使用的顶覆橡胶片一般是通过使用压延辊将顶覆橡胶覆盖在钢丝帘线上而制造的，但在该制造工序中，有时因顶覆橡胶向钢丝帘线的附着不充分而发生钢丝帘线的一部分露出的不良情况(橡胶附着不良)。

如果使用发生了这样的橡胶附着不良的部位，则会成为品质不良的轮胎，因此需要将该部位去除。因此，以往，作业者通过目视来检测不良部位，但在输送线上连续移动的顶覆橡胶片的检查对作业者来说负担较大，并且有时也会发生漏检。

因此，在不良部位的检测中使用了彩色判别传感器来进行检查的自动化。但是，彩色判别传感器受到金属线的颜色的影响，有时会发生误动作。另外，如图5所示，彩色判别传感器在圆形的检测区域之间存在死区，在死区中无法取得图像数据，因此存在如下问题：即使存在橡胶附着不良，也无法检测到，从而发生漏检。另外，图5是对在现有的彩色判别传感器中发生漏检的情况进行说明的示意图。

另外，也使用了利用区域照相机取得的图像数据来进行检查的自动化。但是，存在如下问题：由于区域照相机只能以一定时间间隔进行拍摄，因此检测精度受到线速度的影响而发生漏检，另外，由于在大范围内进行照明，因此容易受到污染等环境的影响。

因此，为了解决上述问题，开发出使用线摄像机的装置。具体而言，开发出如下的橡胶附着不良检测装置(例如参照专利文献1、专利文献2)：通过使用线摄像机来拍摄被顶覆橡胶片反射的反射光，取得顶覆橡胶片的图像数据，对取得的图像数据进行图像处理，从而检测不良部位。

专利文献1：日本特开2017-3352号公报

专利文献2：日本特开2017-3308号公报

但是，虽然通过上述技术在一定程度上解决了漏检的问题，但由于橡胶表面的反射和漫反射，检测灵敏度不稳定，因此为了可靠地检测不良部位，要求进一步提高检测灵敏度。

发明内容

因此，本发明的课题在于，提供能够无漏检并且能够以更高的灵敏度对橡胶附着不良部位进行检测的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置。

本发明人为解决上述课题而进行了深入研究，发现了能够根据以下所记载的发明来解决上述课题，从而完成了本发明。

技术方案1所记载的发明是一种顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其检测在从压延辊连续输送来的顶覆橡胶片上产生的橡胶附着不良部位，其特征在于，

该顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置具有：

图像数据取得单元，其取得遍及所述顶覆橡胶片的表面的宽度方向的整个区域内的图像数据；以及

检测单元，其对由所述图像数据取得单元取得的图像数据进行图像处理，从而检测在所述顶覆橡胶片上产生的橡胶附着不良部位，

所述图像数据取得单元构成为：隔着所述顶覆橡胶片在正面侧和背面侧均配置有照明装置和线摄像机，其中，该照明装置向所述顶覆橡胶片的表面照射通过了照射光用的偏振滤光器后的光，该线摄像机利用被所述顶覆橡胶片反射后通过了反射光用的偏振滤光器的光来连续地取得图像数据。

技术方案2所记载的发明是技术方案1所记载的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其特征在于，

所述反射光用的偏振滤光器被调整配置为如下角度：该角度是在所述线摄像机的方向上仅使由于所述顶覆橡胶片的所述橡胶附着不良部位的钢丝帘线产生的反射光透过的角度。

技术方案3所记载的发明是技术方案1或2所记载的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其特征在于，

所述照明装置安装在使所述照射的光中的来自所述顶覆橡胶片的表面的正反射光入射到所述线摄像机的位置。

技术方案4所记载的发明是技术方案1至3中的任意一个所记载的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其特征在于，

所述照明装置在光源中使用了白色LED。

技术方案5所记载的发明是技术方案1至4中的任意一个所记载的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其特征在于，

所述图像数据取得单元具有编码器，该编码器测量顶覆橡胶片的输送位置，所述图像数据取得单元构成为关联地而取得由所述线摄像机获得的拍摄数据与由所述编码器获得的位置信息。

技术方案6所记载的发明是技术方案1至5中的任意一个所记载的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其特征在于，

该顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置从连续拍摄的图像数据中取得基于所述钢丝帘线的反射光的橡胶附着不良部位的面积，并在该面积为预定的阈值以上的情况下发出警告信号。

根据本发明，其课题在于提供能够无漏检并且能够以更高灵敏度对橡胶附着不良部位进行检测的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的图像数据取得单元的结构的示意图。

图2是对本发明的一个实施方式的图像数据取得单元中的入射角以及反射角进行说明的示意图。

图3是实施例中的图像处理后的图像。

图4是比较例中的图像处理后的图像。

图5是对在以往的彩色判别传感器中发生漏检的情况进行说明的示意图。

标号说明

2：图像数据取得单元；21：照明装置；22：线摄像机；23：编码器；24：照明光用的偏振滤光器；25：反射光用的偏振滤光器；A：顶覆橡胶片；G：顶覆橡胶；R1：照射光；R2：反射光；R2a：顶覆橡胶的反射光；R2b：金属线的反射光；V：垂线；W：金属线；α：入射角；β：反射角。

具体实施方式

以下，基于实施方式，使用附图对本发明进行说明。

1.顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置的概要

本发明的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置(以下，也简称“橡胶附着不良检测装置”。)在具有图像数据取得单元和检测单元这点上与以往的装置相同，但在图像数据取得单元具有照射光用的偏振滤光器和反射光用的偏振滤光器这2个偏振滤光器的点上与以往不同。

由于具有2个偏振滤光器，所以本发明的橡胶附着不良检测装置不受橡胶表面的反射和图案的影响，能够无漏检地以更高灵敏度对橡胶附着不良部位进行检测。

2.本实施方式的橡胶附着不良检测装置

(1)装置的整体结构

本实施方式的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置具有与以往的橡胶附着不良检测装置基本相同的结构，其具有：图像数据取得单元，其取得遍及橡胶片的宽度方向的整个区域内的图像数据；以及检测单元，其对由图像数据取得单元取得的图像数据进行图像处理，从而检测橡胶附着不良部位，但如上述那样，图像数据取得单元的结构不同。

(2)图像数据取得单元

接下来，对本发明中的特征性的图像数据取得单元进行说明。图像数据取得单元在顶覆橡胶片的正面侧和背面侧分别设置有1台。图1是示出图像数据取得单元的结构的示意图，这里，示出了正面侧的图像数据取得单元。另外，背面侧的图像数据取得单元的结构也与正面侧的图像数据取得单元的结构相同。

如图1所示，本实施方式的图像数据取得单元2具有照明装置21、线摄像机22、编码器23、照射光用的偏振滤光器24以及反射光用的偏振滤光器25。另外，A是顶覆橡胶片，G是顶覆橡胶，W示出由于橡胶附着不良而在顶覆橡胶片的表面露出的金属线(钢丝帘线)。另外，R1是照射光，R2a是顶覆橡胶G的反射光，R2b是金属线W的反射光。另外，顶覆橡胶片A上的箭头表示顶覆橡胶片A的输送方向。

在本实施方式的橡胶附着不良检测装置中，配置有作为其特征部的2个偏振滤光器，即，在照明装置21与顶覆橡胶片之间配置有照射光用的偏振滤光器24，而且在顶覆橡胶片A与线摄像机22之间配置有反射光用的偏振滤光器25。以下，对其作用和效果进行说明。

照射光用的偏振滤光器24仅使从照明装置21照射出的光中的向特定方向偏振后的光透过。其结果为，仅向特定方向偏振后的光作为照射光R1照射到顶覆橡胶片A上。

而且，反射光用的偏振滤光器25配置在顶覆橡胶片A与线摄像机之间，仅使从顶覆橡胶片A反射的反射光中的向特定方向偏振后的金属线的反射光R2b透过。未向特定方向偏振的顶覆橡胶的反射光R2a由于不能透过反射光用的偏振滤光器25而被遮断。而且，如图1所示，在顶覆片的表面上存在顶覆橡胶G和橡胶附着不良部的金属线W，但顶覆橡胶G的反射光与金属线W的反射光为不同的偏振光。因此，所述反射光用的偏振滤光器25配置成，以仅使金属线W的反射光R2b透过的方式对角度进行调整。

通过以上那样地构成，利用照射光用的偏振滤光器24使向特定方向偏振后的照射光R1照射到顶覆橡胶片A上，仅反射光中的向特定方向偏振后的金属线的反射光R2b透过反射光用的偏振滤光器而被线摄像机22检测。这样，能够通过偏振滤光器来遮断顶覆橡胶G的反射光，从而高灵敏度地检测橡胶附着不良部的金属线W的反射光。

图2是对本实施方式的图像数据取得单元中的入射角和反射角进行说明的示意图。V是作为反射面的顶覆橡胶片A的垂线，角度α是照射光R1的入射角，角度β是反射光R2的反射角。如果在检测朝向与入射角α相等的反射角β反射的反射光(即正反射光)的位置配置线摄像机，则由于能够使最多的光以正反射的角度反射并被线摄像机接收，因此能够以高灵敏度进行检测。

另外，在使用LED作为照明的光源的情况下，能量效率高且高亮度，因此优选。尤其是，白色LED不易受到金属线的颜色的影响，在防止误动作方面优异。

图像数据取得单元2优选具有编码器23，该编码器23对取得了图像数据后的顶覆橡胶片A的位置进行测量。

即，由于以往的图像数据取得单元使用区域照相机，因此只能以一定时间间隔进行拍摄，例如在输送速度较快的情况下，不能连续取得图像数据。另一方面，在本实施方式中，由于使用能够连续取得数据的线摄像机进行拍摄，因此无论线速度如何，都能够连续地取得图像数据。而且，通过与编码器获得的位置信息相关联地取得图像数据，能够检测出不良的发生部位。

(3)检测单元

检测单元通过利用图像处理装置对由上述的图像数据取得单元2取得的图像数据进行图像处理，从而检测橡胶附着不良部位。优选在图像处理装置中预先从控制装置发送检测设定，具体而言，发送与在图像数据中记录的反射光的面积的大小相关的判定基准(阈值)。在该情况下，图像处理装置基于在所得到的图像数据中是否观察到具有阈值以上的大小的面积的反射光来判断有无橡胶附着不良的发生。这样，在本实施方式中，能够自动地高精度检测橡胶附着不良部位，也减轻了作业者的负担。

(4)其他

而且，在检测出橡胶附着不良的情况下，将NG信号等的警告信号与编码器的数据一起向控制装置发送。而且，控制装置向显示记录装置等发送橡胶附着不良部位的数据。

实施例

接下来，基于实施例对本发明进行更具体的说明。

使用具有照射光用和反射光用的2个偏振滤光器的图像数据取得单元以及不具有偏振滤光器的图像数据取得单元，取得顶覆橡胶片的存在橡胶附着不良的部位的图像数据，并比较出所取得的图像中的橡胶附着不良部位的检测精度。

1.实验方法

(1)实施例

使用具有在所述实施方式中记载的照射光用的偏振滤光器和反射光用的偏振滤光器的图像数据取得单元来取得图像数据。所使用的装置和拍摄条件如下所示。

(a)装置

线摄像机：KEYENCE公司制造16倍速4000像素线摄像机、XG-HL04M

镜头：KEYENCE公司制造线摄像机用12mm镜头、CA-LHW12

图像处理装置：KEYENCE公司制造XG-X2800

反射光用的偏振滤光器：VSTECHNOLOGY公司制造SV-PL355SS

照射光用的偏振滤光器：美馆成像公司制造SHLP41-RL

编码器：天空工业公司制造NPY-0.1M-12。

(b)拍摄以及图像处理条件

以使正反射光入射到照相机的方式，对线摄像机安装照明装置。然后，调整反射光用的偏振滤光器的偏光轴的朝向，使得仅金属线部分的反射光能够被线摄像机接收。另外，在图像处理装置的浓淡曲线模式下实施图像处理，从而测定由于来自金属线的反射光产生的白色部分的面积。

(2)比较例

除了不具有偏振滤光器以外，使用与实施例相同结构的图像数据取得单元，在与实施例相同的条件下实施拍摄以及图像处理。

2.实验结果

在实施例和比较例中取得的图像数据分别如图3和图4所示。在实施例的情况下，如图3所示，橡胶附着不良部位清晰地显示在图像数据上。

另一方面，在比较例的情况下，如图4所示，确认出在用虚线包围的区域内存在橡胶附着不良部位，但图像由于眩光而不鲜明。根据以上的结果可确认出，能够根据实施例来高精度地检测橡胶附着不良部位的位置以及大小。

以上，基于实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式。在与本发明相同及均等的范围内，能够对上述的实施方式进行各种变更。

Claims (5)

1.一种顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其用于轮胎的制造，将使用了钢丝帘线的顶覆橡胶片作为检测对象，检测在从压延辊连续输送来的顶覆橡胶片上产生的橡胶附着不良部位，其特征在于，

该顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置具有：

图像数据取得单元，其取得遍及所述顶覆橡胶片的表面的宽度方向的整个区域的图像数据；以及

检测单元，其对由所述图像数据取得单元取得的图像数据进行图像处理，检测在所述顶覆橡胶片上产生的橡胶附着不良部位，

所述图像数据取得单元构成为：隔着所述顶覆橡胶片在正面侧和背面侧均配置有照明装置和线摄像机，其中，该照明装置向所述顶覆橡胶片的表面照射通过了照射光用的偏振滤光器的光，该线摄像机利用被所述顶覆橡胶片反射后通过了反射光用的偏振滤光器的光来连续地取得图像数据，

所述线摄像机配置在检测朝向与所述照明装置的照射光的入射角相等的反射角反射的反射光的位置，

所述反射光用的偏振滤光器被调整配置为如下角度：该角度是在所述线摄像机的方向上仅使由所述顶覆橡胶片的所述橡胶附着不良部位的钢丝帘线产生的向特定方向偏振后的反射光透过的角度。

2.根据权利要求1所述的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其特征在于，

所述照明装置安装在使所述照射的光中的来自所述顶覆橡胶片的表面的正反射光入射到所述线摄像机的位置。

3.根据权利要求1或2所述的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其特征在于，

所述照明装置在光源中使用了白色LED。

4.根据权利要求1或2所述的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其特征在于，

所述图像数据取得单元具有编码器，该编码器测量顶覆橡胶片的输送位置，

所述图像数据取得单元构成为关联地取得由所述线摄像机获得的拍摄数据与由所述编码器获得的位置信息。

5.根据权利要求1或2所述的顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置，其特征在于，

该顶覆橡胶片的橡胶附着不良检测装置从连续拍摄的图像数据中取得基于钢丝帘线的反射光的橡胶附着不良部位的面积，并在该面积为预定的阈值以上的情况下发出警告信号。