JP2010249700A - Surface state detection method and device of the same - Google Patents
Surface state detection method and device of the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010249700A JP2010249700A JP2009100195A JP2009100195A JP2010249700A JP 2010249700 A JP2010249700 A JP 2010249700A JP 2009100195 A JP2009100195 A JP 2009100195A JP 2009100195 A JP2009100195 A JP 2009100195A JP 2010249700 A JP2010249700 A JP 2010249700A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- intensity
- subject
- laser
- detecting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 32
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 20
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば、タイヤやタイヤ構成部品の表面の凹凸や色の変化などの表面状態を検出する方法とその装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for detecting surface conditions such as surface irregularities and color changes of tires and tire components.
従来、画像処理により被検体表面の凹凸を検出する方法として、光切断法による表面形状測定方法と、カラーカメラによる画像判定方法とがある(例えば、特許文献1〜3参照)。
光切断法は、例えば、タイヤを回転させながら、タイヤ表面に半導体レーザーなどの単色光を照射する投光手段によりスリット光を照射するとともに、エリアカメラでスリット光の照射部を撮影し、この撮影されたスリット像の二次元座標を求めた後、この二次元座標をタイヤの回転角を用いて三次元座標に変換してタイヤの外形形状を求めるものである。そして、この外形形状を予め記憶してある判定対象画像と比較することにより、ビート部,トレッド部,サイドウォール部などのタイヤの形状を検査することが可能となる。
Conventionally, there are a surface shape measurement method using a light cutting method and an image determination method using a color camera as a method for detecting irregularities on the surface of an object by image processing (see, for example,
In the light cutting method, for example, while rotating the tire, the slit light is irradiated by a light projecting means for irradiating the tire surface with monochromatic light such as a semiconductor laser, and the slit light irradiation portion is imaged with an area camera. After obtaining the two-dimensional coordinates of the slit image, the two-dimensional coordinates are converted into three-dimensional coordinates using the rotation angle of the tire to obtain the outer shape of the tire. Then, by comparing this outer shape with the determination target image stored in advance, it becomes possible to inspect the shape of the tire such as the beat portion, the tread portion, and the sidewall portion.
一方、カラーカメラによる画像判定方法は、被検体表面に白色のスリット光を照射してその反射像をラインカメラを用いて撮影し、この撮影されたカラー画像から、被検体表面の凹凸状態や微妙な色の変化を検出するものである。なお、ラインカメラはカラーカメラである必要はなく、スリット光を単色光として被検体の濃淡画像を撮影し、この撮影された画像の濃淡から被検体表面の凹凸状態や色の変化を検出することも可能である。
また、カラーラインカメラとライン投光器、及び、エリアカメラとエリア投光器を1つのフレームに一体に組み込んだ撮像機構を用いて、被検体の外観と形状とを同時に検査する外観形状検査装置についても提案されている(例えば、特許文献4参照)。
On the other hand, the image determination method using a color camera irradiates the subject surface with white slit light and images the reflected image using a line camera. It detects the color change. The line camera does not have to be a color camera, and it takes a grayscale image of the subject using slit light as monochromatic light, and detects the uneven state and color change of the subject surface from the density of the taken image. Is also possible.
In addition, an appearance shape inspection apparatus that simultaneously inspects the appearance and shape of a subject using an imaging mechanism in which a color line camera and a line projector and an area camera and an area projector are integrated in one frame is also proposed. (For example, see Patent Document 4).
しかしながら、従来の光切断法は、深さが0.5mm程度あるいはそれ以下の比較的浅い凹凸については、検出精度が十分とはいえなかった。特に、形状変化の著しい薄いゴムの表面では、類似凹凸があるため、誤検出しやすいといった問題点があった。
また、光切断法は、エリアカメラで撮影したスリット像を画像処理してタイヤ表面の三次元座標を求め、その後、タイヤ表面の凹凸を検出するようにしているため、データも膨大となるだけでなく、超高速カメラ(エリアカメラ)や画像処理装置が必須なため、システムとして高額になるという欠点がある。
However, the conventional optical cutting method cannot be said to have sufficient detection accuracy for relatively shallow irregularities having a depth of about 0.5 mm or less. In particular, on the surface of a thin rubber with a remarkable change in shape, there is a problem that it is easy to erroneously detect because there are similar irregularities.
In addition, the optical cutting method processes the slit image photographed with the area camera to obtain the three-dimensional coordinates of the tire surface, and then detects the unevenness of the tire surface, so the data becomes enormous. However, since an ultra-high-speed camera (area camera) and an image processing apparatus are essential, there is a drawback that the system is expensive.
一方、カラー画像を用いて凹凸を判定する方法では、被検体表面の凹凸状態や色の変化については検出可能であるが、凹凸の立体的な形状までは検出することが困難である。
また、カラーラインカメラとエリアカメラとを搭載した装置を用いる方法では、ラインカメラで撮影するライン部分とエリアカメラで撮影するライン部分とを光学的に一致させるのが難しいだけでなく、光切断法と同様に、比較的浅い凹凸の検出精度が十分でなく、また、システムとして高額になるという欠点がある。
On the other hand, in the method for determining unevenness using a color image, it is possible to detect the unevenness state and color change of the subject surface, but it is difficult to detect even the three-dimensional shape of the unevenness.
In addition, in the method using a device equipped with a color line camera and an area camera, it is difficult not only to optically match the line portion photographed by the line camera and the line portion photographed by the area camera, but also the light cutting method. Similarly to the above, the detection accuracy of relatively shallow unevenness is not sufficient, and the system is expensive.
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、被検体表面の比較的浅い凹凸や色の変化を検出する方法とその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for detecting relatively shallow unevenness and color change on the surface of a subject with a simple configuration.
請求項1に記載の発明は、被検体の表面状態を検出する方法であって、互いに波長の異なる光を異なる2つの方向から被検体表面に照射するとともに、前記2つの異なる波長の光がともに照射された部分の反射光を受光し、前記受光された反射光の前記2つの異なる波長の光の強度から前記被検体表面の凹凸状態もしくは色の変化を検出することを特徴とする。
すなわち、図3に示すように、互いに波長の異なる光R,Bを異なる方向から部分的に被検体表面に重ねて照射したとき、凸部(z=zr0)では、受光手段に近い側の光Rの反射光の強度が大きく、凹部(z=zb0)では受光手段から遠い側の光Bの光の反射光の強度が大きくなることから、照射領域の重なった部分からの反射光の波長毎の強度を検出して比較することで、被検体表面の凹凸状態を検出することができる。
また、未加硫タイヤの側面のように、被検体表面の色が、白から黒、あるいは、黒から白へと変化している場合には、波長毎の強度が同じであるが、反射光の強度そのものが変化する。したがって、照射領域の重なった部分からの反射光の強度から、被検体表面の色の変化についても検出することができる。
The invention according to
That is, as shown in FIG. 3, when light R and B having different wavelengths are partially overlapped and irradiated on the subject surface from different directions, the convex portion (z = z r0 ) is closer to the light receiving means. Since the intensity of the reflected light of the light R is large and the intensity of the reflected light of the light B on the side far from the light receiving means becomes large in the concave portion (z = z b0 ), the reflected light from the overlapping portion of the irradiation area is increased. By detecting and comparing the intensity for each wavelength, it is possible to detect the uneven state on the surface of the subject.
In addition, when the color of the subject surface changes from white to black or from black to white as on the side surface of the unvulcanized tire, the intensity for each wavelength is the same. The strength itself of the material changes. Therefore, it is possible to detect a change in the color of the subject surface from the intensity of the reflected light from the overlapping portion of the irradiation region.
請求項2に記載の発明は、被検体に光を照射する投光手段と、被検体表面からの反射光を受光する受光手段と、前記投光手段及び受光手段と前記被検体とを相対的に移動させる手段と、前記受光手段で受光された反射光の情報に基づいて前記被検体表面の凹凸を検出する凹凸検出手段とを備えた表面状態検出装置であって、前記投光手段は、前記投光手段及び受光手段と前記被検体との相対的な移動方向に光軸中心を中心とした強度分布を有する光を照射する第1の光源と、前記移動方向に光軸中心を中心とし、移動方向側の照射領域の一部が前記第1の光源の移動方向とは反対側の照射領域の一部と重なる強度分布を有し、前記第1の光源の照射光とは異なる波長の光を照射する第2の光源とを備え、前記受光手段は、前記被検体表面の、前記第1の光源の照射領域と前記第2の光源の照射領域とが重なった部分からの反射光を受光し、前記凹凸検出手段は、前記反射光の前記第1の光源の照射光の波長を有する成分の大きさと、前記第2の光源の照射光の波長を有する成分の大きさとに基づいて、前記被検体表面の凹凸を検出することを特徴とする。これにより、簡単な構成で、被検体表面の比較的浅い凹凸を検出することができる。 According to a second aspect of the present invention, the light projecting means for irradiating the subject with light, the light receiving means for receiving the reflected light from the surface of the subject, the light projecting means, the light receiving means, and the subject are relative to each other. A surface condition detecting device comprising: means for moving the light source; and unevenness detecting means for detecting unevenness on the surface of the subject based on information of the reflected light received by the light receiving means, wherein the light projecting means comprises: A first light source for irradiating light having an intensity distribution centered on the optical axis center in the relative movement direction of the light projecting and receiving means and the subject; and the optical axis center in the movement direction. The irradiation region on the moving direction side has an intensity distribution overlapping with a part of the irradiation region on the opposite side to the moving direction of the first light source, and has a wavelength different from that of the irradiation light of the first light source. A second light source for irradiating light, and the light receiving means comprises: The reflected light from the portion where the irradiation region of the first light source and the irradiation region of the second light source overlap is received, and the unevenness detecting means has a wavelength of the irradiation light of the first light source of the reflected light. The unevenness of the surface of the subject is detected based on the size of the component having a wavelength and the size of the component having the wavelength of the irradiation light of the second light source. Thereby, it is possible to detect relatively shallow unevenness on the surface of the subject with a simple configuration.
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の表面状態検出装置であって、前記反射光の強度変化を検出する手段と、前記強度変化から、被検体表面の色の変化を検出する手段とを備えたことを特徴とする。これにより、被検体表面の凹凸状態だけでなく、色の変化についても検出することができる。
Further, the invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項2または請求項3に記載の表面状態検出装置において、前記第1及び第2の光源を、前記移動方向とは直交する方向の強度が所定の幅で一定であるような分布を有する面照射光レーザーとし、前記受光手段を、前記移動方向とは直交する方向に配列された複数の受光素子を備えたラインカメラとしたことを特徴とするものである。これにより、被検体表面の凹凸状態や色の変化を効率良くかつ確実に検出できる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the surface state detection apparatus according to the second or third aspect, the first and second light sources have a predetermined width in the direction perpendicular to the moving direction. It is a surface irradiation light laser having a constant distribution, and the light receiving means is a line camera having a plurality of light receiving elements arranged in a direction orthogonal to the moving direction. . Thereby, it is possible to efficiently and reliably detect the uneven state and the color change of the subject surface.
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。 The summary of the invention does not enumerate all necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail through embodiments. However, the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and all combinations of features described in the embodiments are included. It is not necessarily essential for the solution of the invention.
図1は、本実施の形態に係るタイヤ検査装置1の概要を示す図で、図2はセンサー部10と回転機構部20の概要を示す図である。
タイヤ検査装置1は、センサー部10と回転機構部20と検査部30とを備える。
センサー部10は、被検体である未加硫タイヤ50のサイドウォール部51の表面に光を照射する投光手段としての第1及び第2のレーザー11A,11Bと、サイドウォール部51の表面からの反射光を受光する受光手段としてのカラーラインカメラ12とを備える。
なお、本例で検査する未加硫タイヤ50は、サイドウォール部51が、トレッド52側に位置する白ゴムストリップ材を巻回して形成された白生ゴム部51aと、ビード部53側に位置する黒ゴムストリップ材を巻回して形成された黒生ゴム部51bとを備えたタイヤである。タイヤ検査装置1は、この未加硫タイヤ50の白生ゴム部51aと黒生ゴム部51bの表面の凹凸状態や白生ゴム部51aと黒生ゴム部51bとの境界位置(はみ出し状態や段ずれなど)を検査する。
以下、白色帯状ゴムが積層された領域を白生ゴム部51aと呼び、黒色帯状ゴムが積層された領域を黒生ゴム部51bと呼ぶ。
FIG. 1 is a diagram showing an overview of a
The
The
In the
Hereinafter, the region where the white belt-like rubber is laminated is referred to as a white
第1のレーザー11Aは、中心波長が約680nmのレーザー光(赤色光)を、第2のレーザー11Bは、中心波長が約450nmのレーザー光(青色光)を、未加硫タイヤ50のサイドウォール部51表面にそれぞれ照射する。
本例では、図3に示すように、第1及び第2のレーザー11A,11Bとして、センサー部10とタイヤ50との相対的な移動方向であるタイヤ周方向(x軸方向)には光軸を中心とした正規分布の強度分布を有し、前記移動方向と直交する方向であるタイヤ径方向(y軸方向)にはほぼフラットな分布の強度分布を有する、10mmスポットの輝度均一面照射光レーザーを使用した。本例では、フラットな領域の大きさが約100mmの面照射光レーザーを使用した。なお、z軸方向はタイヤ軸方向と平行な方向である。以下、z軸方向を上下方向という。
第1のレーザー(図3の赤レーザー)11Aと第2のレーザー(図3の青レーザー)11Bとは、互いの光軸がタイヤ周方向に所定距離だけ離れて配置されており、かつ、照射領域が重なった部分を有する。
また、第1のレーザー11Aと第2のレーザー11Bとは、それぞれの焦点が深度方向にずらして設置されている。なお、第1のレーザー11Aの未加硫タイヤ50のサイドウォール部51表面への照射角は75°で、第2のレーザー11Bの未加硫タイヤ50のサイドウォール部51表面への照射角は65°である。
The
In this example, as shown in FIG. 3, the first and
The first laser (red laser in FIG. 3) 11A and the second laser (blue laser in FIG. 3) 11B are arranged such that their optical axes are spaced apart from each other by a predetermined distance in the tire circumferential direction. It has a portion where regions overlap.
Further, the
カラーラインカメラ12は画素が1列に配列されたCCDカラーカメラで、未加硫タイヤ50のサイドウォール部51の中心の上方に、画素列の方向がタイヤ周方向と直交する向きに設置される。本例では、カラーラインカメラ12の光軸とサイドウォール部51表面との成す角を82.5°とした。
カラーラインカメラ12は、図3にも示すように、第1のレーザー11Aの照射領域と第2のレーザー11Bの照射領域が重なった部分(以下、検出部という)からの反射光を受光する。
具体的には、カラーラインカメラ12は、図3のz=0で示した、初期位置である基準高さ位置において、第1のレーザー11Aからの照射光の強度と第2のレーザー11Bからの照射光の強度とが同じになる箇所からの反射光を受光するように設置される。すなわち、カラーラインカメラ12は、タイヤ周方向においては、第1のレーザー11Aの照射光である赤色光の反射光の強度Irと第2のレーザー11Bの照射光である青色光の反射光の強度Ibとの比である強度比R=(Ir/Ib)が1となる位置に設置されて、第1及び第2のレーザー11A,11Bがタイヤ径方向に照射するフラットな強度分布を有する領域からの反射光を受光する。
The color line camera 12 is a CCD color camera in which pixels are arranged in one row, and is installed above the center of the sidewall portion 51 of the
As shown in FIG. 3, the color line camera 12 receives reflected light from a portion where the irradiation region of the
Specifically, the color line camera 12 detects the intensity of the irradiation light from the
回転機構部20は、被検体である未加硫タイヤ50を搭載する回転テーブル21と、回転テーブル21を回転させるモータ22と、モータ22を駆動・制御するモータ制御手段23と、回転するタイヤ50の回転角を計測する回転角センサー24とを備え、未加硫タイヤ50をセンサー部10に対して一定速度で回転させるとともに、回転角センサー24で計測した未加硫タイヤ50の回転角θとを検査部30に出力する。
The
検査部30は、受光強度算出手段31と表面凹凸状態検出手段32とゴム色検出手段33と記憶手段34と判定画像作成手段35と判定手段36とを備える。
受光強度算出手段31は、カラーラインカメラ12のCCD素子に入力した赤色光と青色光とが混在する反射光の情報から、赤色光の反射光の強度Irと青色光の反射光の強度Ibとを算出する。
記憶手段34は、回転角センサー24で計測した未加硫タイヤ50の回転角θと、回転角がθのときカラーラインカメラ12で受光した反射光の強度のデータ[Ir(θ),Ib(θ)]と、予め求めておいた強度比Rと凹凸の度合いとの関係を示すR−zテーブル34Tとを保存する。
The inspection unit 30 includes a received light
The received light intensity calculating means 31 uses the information of the reflected light in which red light and blue light are mixed and input to the CCD element of the color line camera 12, and the intensity I r of the reflected light of the red light and the intensity I of the reflected light of the blue light. b is calculated.
The storage means 34 measures the rotation angle θ of the
表面凹凸状態検出手段32は、受光強度算出手段31で算出した赤色光の反射光の強度Ir(θ)と青色光の反射光の強度Ib(θ)とから、回転角θにおける強度比R(θ)=(Ir(θ)/Ib(θ))を算出するとともに、この算出された強度比R(θ)と記憶手段34に保存されているR−zテーブル34Tとを用いて、サイドウォール部51表面の基準面z=0からの高さh(θ)を算出する。そして、前記高さh(θ)のタイヤ周方向の変化から、サイドウォール部51表面の凹凸状態を検出する。
なお、高さh(θ)を計測できる範囲は、図3の領域Zに示す、第1のレーザー11Aの分布中心が計測点となるz=zr0と第2のレーザー11Bの分布中心が計測点となるz=zb0との間の、第1のレーザー11Aの分布曲線がほぼ直線的に減少し、第2のレーザー11Bの分布曲線がほぼ直線的に増加する領域に対応する範囲である。
また、反射光の強度Ir(θ),Ib(θ)、強度比R(θ)、及び、高さh(θ)の各データは、第1及び第2のレーザー11A,11Bのタイヤ径方向分布のフラットな領域(約100mm幅)の全域にわたって求められる。すなわち、強度比R(θ)及び高さh(θ)は、前記フラットな領域のタイヤ中心からの距離をrとしたときに、強度比R(θ,r)及び高さh(θ,r)として求められる。
The surface
The range in which the height h (θ) can be measured is measured by z = z r0 where the distribution center of the
The data of the reflected light intensity I r (θ), I b (θ), the intensity ratio R (θ), and the height h (θ) are the tires of the first and
ゴム色検出手段33は、第1のレーザー11Aの反射光の強度Ir(θ,r)と第2のレーザー11Bの反射光の強度Ib(θ,r)との平均値I(θ,r)を算出し、このI(θ,r)と予め設定された基準強度I0とを比較して、反射光の強度変化を検出して、検出部が白ゴムであるか黒ゴムであるかを検出する。
図3に示すように、第1のレーザー11Aの照射光の強度分布と第2のレーザー11Bの照射光の強度分布とは、サイドウォール部51表面の基準面z=0を中心にして、ほぼ直線的に増減するので、第1のレーザー11Aの反射光の強度Ir(θ,r)と第2のレーザー11Bの反射光の強度Ib(θ,r)との平均値I(θ,r)は白生ゴム部51aで大きく、黒生ゴム部51bでは小さい。
そこで、基準強度I0として、基準位置z=0における白生ゴム部51aからの反射光の強度を用いた場合、I(θ,r)が基準強度I0よりも所定量小さい閾値K以上である場合には、反射光は白生ゴム部51aからの反射光であると判定する。一方、I(θ,r)が閾値K未満であった場合には、反射光は黒生ゴム部51bからの反射光であると判定する。これにより、検出部が白生ゴム部51aであるか黒生ゴム部51bであるかを判別することができる。
The rubber color detection means 33 is an average value I (θ, r) of the intensity I r (θ, r) of the reflected light of the
As shown in FIG. 3, the intensity distribution of the irradiation light of the
Therefore, the reference intensity I 0, the case of using the intensity of the reflected light from the white
判定画像作成手段35は、表面凹凸状態検出手段32で検出されたサイドウォール部51表面の凹凸の大きさのデータと、ゴム色検出手段33で検出した検出部のゴム種(白ゴムまたは黒ゴム)のデータとを用いて、判定用画像を作成する。
図4は、判定用画像Gの模式図で、横軸はr、縦軸はθ、等高線は表面凹凸の大きさを表わしている。同図において、白い部分が白生ゴム部51aで、斜線の部分が黒生ゴム部51bである。また、実線で描画した等高線は凸部を示し、破線で描画した等高線は凹部を示している。このような判定用画像Gを用いることにより、サイドウォール部51表面における凹凸状態や白ゴムと黒ゴムの継ぎ目の位置ずれ(段ずれ)やゴムのはみ出し、あるいは、ゴム破れなどを容易に検出することができる。
判定用画像としては、x軸をθ、y軸をr、z軸を表面凹凸の大きさとした立体画像としてもよい。この場合も、白い部分を白生ゴム部51a、斜線の部分を黒生ゴム部51bとすれば、サイドウォール部51表面の凹凸状態と白ゴムと黒ゴムとの境界を同時に検出することができる。
なお、図4に示した判定用画像Gの模式図は、凹凸や段ずれ、ゴム破れなどを1つの図に集めたもので、実際には、凹凸や段ずれ、ゴム破れなどがない画像が大半である。
The determination image creating means 35 includes data on the size of the unevenness on the surface of the sidewall 51 detected by the surface
FIG. 4 is a schematic diagram of the determination image G, in which the horizontal axis represents r, the vertical axis represents θ, and the contour lines represent the size of surface irregularities. In the figure, the white portion is the white
The determination image may be a three-dimensional image in which the x-axis is θ, the y-axis is r, and the z-axis is the size of the surface unevenness. Also in this case, if the white portion is the white
Note that the schematic diagram of the determination image G shown in FIG. 4 is a collection of unevenness, step shift, rubber tear, and the like. In practice, an image without unevenness, step shift, rubber tear, etc. The majority.
判定手段36は、判定画像作成手段35で作成された判定用画像G上の凹凸の大きさ(高さもしくは深さ)と、予め設定された閾値Hとを比較して、凹凸の大きさが前記閾値Hを超えた異常凹凸が存在するか否かを判定するとともに、ゴム色検出手段33で検出した白生ゴム部51aと黒生ゴム部51bとの境界位置が、所定の境界位置からずれているかどうかを判定し、異常凹凸やゴムのはみ出しやゴム破れ等の異常が存在した場合には、検査した未加硫タイヤが不良品であると判定する。
境界位置を判定する方法としては、例えば、図5に示すような、良品タイヤの白生ゴム部51aと黒生ゴム部51bとを、横軸を径方向位置、縦軸を周方向位置とした基準画像Sを作成して、これを予め記憶手段34に保存しておき、この基準画像Sと判定画像作成手段35で作成された判定用画像Gとを比較すれば、ゴムのはみ出しやゴム破れ等の異常を容易に検出して判定することができる。なお、本例の場合には、境界位置r=r0を境に右(径方向内側)が黒ゴム、左(径方向外側)が白ゴムである単純な画像となる。
The determining
As a method for determining the boundary position, for example, as shown in FIG. 5, a reference image with a white
次に、本例のタイヤ検査装置1を用いて、未加硫タイヤ50のサイドウォール部51の表面状態を検査する方法について、図6のフローチャートを参照して説明する。
まず、被検体である未加硫タイヤ50を、検出面となる方のサイドウォール部51が上側になるようにして、回転テーブル21上に搭載するとともに、未加硫タイヤ50のサイドウォール部51の直上に、第1及び第2のレーザー11A,11Bとカラーラインカメラ12とをセットする(ステップS11)。
そして、モータ22を駆動・制御して回転テーブル21を回転駆動して、未加硫タイヤ50を所定の回転速度で回転させる(ステップS12)。
そして、第1及び第2のレーザー11A,11Bからサイドウォール部51表面にそれぞれ赤色光と青色光とを照射しながら、カラーラインカメラ12により、検出部を撮影する(ステップS13)。
Next, a method for inspecting the surface state of the sidewall portion 51 of the
First, the
Then, the
Then, the color line camera 12 images the detection unit while irradiating the surface of the sidewall 51 with red light and blue light from the first and
次に、カラーラインカメラ12で受光された反射光の情報から、第1のレーザー11Aの照射光である赤色光の反射光の強度Irと第2のレーザー11Bの照射光である青色光の反射光の強度Ibとをそれぞれ算出(ステップS14)し、赤色光の反射光の強度Ir(θ,r)と青色光の反射光の強度Ib(θ,r)とから、位置(θ,r)における強度比R(θ,r)=Ir(θ,r)/Ib(θ,r)を算出する(ステップS15)。なお、θは回転角で、rは検出部のタイヤ径方向の位置である。
そして、この算出された強度比R(θ,r)と予め求めておいた強度比と基準位置z0からの高さとの関係を表すR−zテーブル34Tとを用いて、検出点の基準位置z0からの高さh(θ,r)を算出(ステップS16)した後、第1のレーザー11Aの反射光の強度Ib(θ,r)と第2のレーザー11Bの反射光の強度Ib(θ,r)との平均値I(θ,r)を算出し、この平均値I(θ,r)と基準強度I0とを比較して検出部が白ゴムであるか黒ゴムであるかを検出する(ステップS17)。
前記ステップS13からステップS17までを未加硫タイヤ50が一回転するまで繰り返し、タイヤ一周分のh(θ,r)とゴム種のデータとを採取する。
Next, the information of the reflected light received by the color line camera 12, the blue light is light emitted and the intensity I r of the reflected light of the red light is irradiated light of the
Then, using the calculated intensity ratio R (θ, r), the previously calculated intensity ratio and the Rz table 34T representing the relationship from the reference position z 0 , the reference position of the detection point is used. After calculating the height h (θ, r) from z 0 (step S16), the intensity I b (θ, r) of the reflected light of the
Steps S13 to S17 are repeated until the
データの採取後は、凹凸のデータh(θ,r)とゴム種のデータとを用いて、判定用画像Gを作成し(ステップS18)、この判定用画像G上の凹凸と基準画像Sとを比較して、異常凹凸、ゴムのはみ出し、ゴム破れ等の異常が存在するかどうかを判定し、検査した未加硫タイヤが良品であるか不良品であるかを判定する(ステップS19)。
図7は、基準画像Sと判定用画像Gとを重ねて表示したものである。同図の太い破線は基準画像Sの白生ゴム部51aと黒生ゴム部51bとの境界線である。また、同図の白い部分と斜線の部分との境界線が判定用画像Gの境界線である。これら2つの境界線を比較することにより、同図の矢印Aで示す白ゴムと黒ゴムの継ぎ目の位置ずれ(段ずれ)、同図の矢印Bで示すゴムのはみ出し、更には、同図の矢印Cで示すゴム破れなどを容易に検出することができる。
また、表面の凹凸の大きさを表わす等高線のうち、高さが設定された閾値Hを超えた高さを表す等高線、及び、深さが設定された閾値Hよりも深い深さを表す等高線、すなわち、|h|>Hである等高線を太い等高線で示せば、サイドウォール部51に異常凹凸が存在するか否かを容易に判定することができる。具体的には、図7の矢印Pで示す凸部と矢印Qで示す凹部が異常凹凸である。
なお、以上の判定は、基準画像Sと判定用画像Gとを重ねた画像をディスプレイ上に表示して測定者が判定してもよいが、コンピュータのソフトウェアにプログラムして、判定結果と前記画像とをディスプレイ上に表示する方が好ましい。
After the data is collected, the determination image G is created using the unevenness data h (θ, r) and the rubber type data (step S18). The unevenness on the determination image G and the reference image S Are compared to determine whether there are abnormalities such as abnormal irregularities, protrusion of rubber, and rubber breakage, and it is determined whether the inspected unvulcanized tire is a good product or a defective product (step S19).
FIG. 7 shows the reference image S and the determination image G superimposed on each other. A thick broken line in the figure is a boundary line between the white
Further, among the contour lines representing the size of the unevenness of the surface, the contour lines representing the height exceeding the threshold value H where the height is set, and the contour lines representing the depth deeper than the threshold value H where the depth is set, That is, if a contour line satisfying | h |> H is indicated by a thick contour line, it can be easily determined whether or not the irregularity exists in the sidewall portion 51. Specifically, the convex portion indicated by arrow P and the concave portion indicated by arrow Q in FIG. 7 are abnormal irregularities.
The above determination may be made by the measurer by determining an image obtained by superimposing the reference image S and the determination image G on the display, but the determination result and the image are programmed by programming the software of a computer. Are preferably displayed on the display.
このように、本実施の形態によれば、タイヤ周方向に光軸を中心とした正規分布の強度分布を有しタイヤ径方向にフラットな強度分布を有する2つの輝度均一面照射光レーザー(赤色光を照射する第1のレーザー11Aと青色光を照射する第2のレーザー11B)を、互いの光軸をタイヤ周方向に所定距離だけ離れて配置して、未加硫タイヤ50のサイドウォール部51表面に赤色光と青色光とを同時に照射するとともに、赤色光と青色光とが重なった部分をカラーラインカメラ12で撮影して、赤色光の反射光の強度Irと青色光の反射光の強度Ibとをそれぞれ算出した後、強度比R=(Ir/Ib)を算出し、この強度比Rと予め求めておいた強度比と基準位置z0からの高さとの関係を表すR−zテーブル34Tとを用いて、基準位置z0からの高さhを算出して、サイドウォール部51表面の凹凸状態を検出するようにしたので、簡単な構成で、サイドウォール部51表面の比較的浅い凹凸を検出することができる。
As described above, according to the present embodiment, the two uniform intensity surface irradiation light lasers (red) having a normal intensity distribution centered on the optical axis in the tire circumferential direction and a flat intensity distribution in the tire radial direction. The
また、赤色光の反射光の強度Irと青色光の反射光の強度Ibとの平均値Iを算出し、この平均値Iと基準強度I0とを比較して検出部が白ゴムであるか黒ゴムであるかを検出するとともに、凹凸のデータhとゴム種のデータとを用いて、判定用画像Gを作成し、この判定用画像Gと基準画像Sとを比較して、異常凹凸、ゴムのはみ出し、ゴム破れ等の異常が存在するかどうかを判定するようにしたので、未加硫タイヤ50の不良判定を確実に行うことができる。
Also, the average value I of the intensity I r of the reflected light of the red light and the intensity I b of the reflected light of the blue light is calculated, and the average value I is compared with the reference intensity I 0 so that the detection unit is made of white rubber. It is detected whether it is black rubber or not, and a determination image G is created using the unevenness data h and the rubber type data, and the determination image G and the reference image S are compared to determine whether there is an abnormality. Since it is determined whether or not there is an abnormality such as unevenness, protrusion of rubber, rubber breakage, etc., it is possible to reliably determine whether the
なお、前記実施の形態では、未加硫タイヤ50の白色及び黒色帯状ゴム表面の凹凸状態や境界位置を検査するタイヤ検査装置1について説明したが、図1に示すように、タイヤ検査装置1のセンサー部10、回転機構部20、受光強度算出手段31、表面凹凸状態検出手段32、及び、記憶手段34により、被検体表面の凹凸状態を検出する表面凹凸検出装置2を構成すれば、未加硫タイヤやプライなどの表面の凹凸状態を効率良く検出することができる。
In the above-described embodiment, the
また、前記例では、赤色光の反射光の強度Irと青色光の反射光の強度Ibとの強度比R=(Ir/Ib)を用いて、基準位置z0からの高さhを算出したが、赤色光の反射光の強度Irと青色光の反射光の強度Ibとの強度差D=Ir−Ibを用いて基準位置z0からの高さhを算出してもよい。この場合には、R−zテーブル34Tに代えて、強度差Dと基準位置z0からの高さとの関係を表すテーブルを準備することはいうまでもない。
なお、検出部が白ゴムであるか黒ゴムである場合には、基準点における強度比Rは1になるが、一般には、検出部の色が変わると強度比Rも変わる。
しかし、検出部の色の変化が予め分かっているときには、第1の色の強度比R1と第2の色の強度比R2とを予め求めておくとともに、表面凹凸状態検出手段32で強度比R(θ,r)を求め、強度比R(θ,r)がR1である領域と強度比R(θ,r)がR2である領域とを先に求めて、色の異なる領域の境界線を作り、その後、第1の色の領域では、強度比R1を基準とした強度比R1’(θ,r)を算出し、第2の色の領域では、強度比R2を基準とした強度比R2’(θ,r)を算出して、表面の凹凸状態を検出すればよい。
なお、凹凸部のデータがデータ全体に占める割合は小さいので、色の異なる領域の境界線は、表面凹凸状態検出手段32で算出した強度比R(θ,r)のうち、R(θ,r)がR1でもR2でもないデータを除いたデータを用いて十分検出できる。
In the above example, the height from the reference position z 0 is calculated using the intensity ratio R = (I r / I b ) between the intensity I r of the reflected light of red light and the intensity I b of the reflected light of blue light. Although h is calculated, the height h from the reference position z 0 is calculated using the intensity difference D = I r −I b between the reflected light intensity I r of red light and the reflected light intensity I b of blue light. May be. In this case, it goes without saying that a table representing the relationship between the intensity difference D and the height from the reference position z 0 is prepared instead of the Rz table 34T.
When the detection unit is white rubber or black rubber, the intensity ratio R at the reference point is 1, but generally the intensity ratio R changes when the color of the detection unit changes.
However, when the color change of the detection unit is known in advance, the intensity ratio R1 of the first color and the intensity ratio R2 of the second color are obtained in advance, and the intensity ratio R is detected by the surface irregularity state detection means 32. (Θ, r) is obtained, and the region where the intensity ratio R (θ, r) is R1 and the region where the intensity ratio R (θ, r) is R2 are obtained first, and the boundary line between regions of different colors is obtained. After that, the intensity ratio R1 ′ (θ, r) is calculated based on the intensity ratio R1 in the first color area, and the intensity ratio R2 based on the intensity ratio R2 in the second color area. It is only necessary to calculate '(θ, r) and detect the uneven state of the surface.
Since the ratio of the uneven portion data to the entire data is small, the boundary line between the different color areas is R (θ, r) in the intensity ratio R (θ, r) calculated by the surface uneven state detecting means 32. ) Is sufficiently detectable using data excluding data that is neither R1 nor R2.
また、上記例では、第1のレーザー11Aを赤レーザーとし、第2のレーザー11Bを青レーザーとしたが、これに限るものではなく、照射光の波長が互いに異なっていればよい。但し、2つの照射光の波長の差が小さいと、波長分離が難しく、分離後の強度の誤差が大きくなるので、本例のように、赤レーザーと青レーザーとを用いることが好ましい。
また、第1及び第2のレーザー11A,11Bの強度分布についても、必ずしも正規分布に限るものではなく、正規分布と同様に、赤色光と青色光とが重なる部分となる単調減少する部分が1〜3mm程度以上あるような強度分布であればよい。
In the above example, the
Further, the intensity distribution of the first and
また、前記例では、第1のレーザー11Aの照射角を75°とし、第2のレーザー11Bの照射角を65°としたが、第1のレーザー11Aの照射角を90°とし、第2のレーザー11Bの照射角を82.5°とすることも可能である。すなわち、第1及び第2のレーザー11A,11Bの照射角を65°〜90°の範囲に設定すれば、十分に反射光の強度比Rを求めることができる。
一方、カラーラインカメラ12の光軸とサイドウォール部51表面との成す角については、65°〜85°の範囲とすることが、受光感度の上で好ましい。
In the above example, the irradiation angle of the
On the other hand, the angle formed by the optical axis of the color line camera 12 and the surface of the sidewall portion 51 is preferably in the range of 65 ° to 85 ° in terms of light receiving sensitivity.
また、前記例では、第1のレーザー11Aの焦点と第2のレーザー11Bの焦点とを深度方向にずらして設置したが、図8に示すように、同一深度であってもよい。但し、この場合には、互いの焦点を深度方向にずらした場合に比較して、検出される凹凸の大きさの上限が小さくなるので、本例のように、第1のレーザー11Aの焦点と第2のレーザー11Bの焦点の深度をずらして設置することが好ましい。
また、前記例では、未加硫タイヤ50のサイドウォール部51の白色及び黒色帯状ゴム表面の凹凸状態や境界位置を検査したが、これに限るものではなく、トレッドゴムなどのゴム部品や、樹脂成型品など、製造工程でその表面に比較的浅い凹凸の発生がみられる可能性がある部品や製品の検査にも適用可能である。
Moreover, in the said example, although the focus of the
Moreover, in the said example, although the uneven | corrugated state and boundary position of the white and black belt-shaped rubber surface of the side wall part 51 of the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the embodiment. It is apparent from the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
本発明によれば、簡単な構成で、被検体表面の比較的深さの浅い凹凸だけでなく色の変化についても検出することができるので、被検体の表面状態の検査精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to detect not only a relatively shallow unevenness on the surface of the subject but also a color change with a simple configuration, so that the inspection accuracy of the surface state of the subject can be improved. it can.
1 タイヤ検査装置、2 表面凹凸検出装置、10 センサー部、
11A 第1のレーザー、11B 第2のレーザー、12 カラーラインカメラ、
20 回転機構部、21 回転テーブル、22 モータ、23 モータ制御手段、
24 回転角センサー、30 検査部、31 受光強度算出手段、
32 表面凹凸状態検出手段、33 ゴム色検出手段、34 記憶手段、
35 判定画像作成手段、36 判定手段、
50 未加硫タイヤ、51 サイドウォール部、51a 白生ゴム部、
51b 黒生ゴム部、52 トレッド、53 ビード部。
1 tire inspection device, 2 surface irregularity detection device, 10 sensor unit,
11A 1st laser, 11B 2nd laser, 12 color line camera,
20 rotation mechanism, 21 rotation table, 22 motor, 23 motor control means,
24 rotation angle sensor, 30 inspection unit, 31 received light intensity calculation means,
32 surface unevenness detection means, 33 rubber color detection means, 34 storage means,
35 determination image creation means, 36 determination means,
50 unvulcanized tire, 51 sidewall portion, 51a white rubber portion,
51b Black raw rubber part, 52 tread, 53 bead part.
Claims (4)
前記投光手段は、
前記投光手段及び受光手段と前記被検体との相対的な移動方向に光軸中心を中心とした強度分布を有する光を照射する第1の光源と、
前記移動方向に光軸中心を中心とし、移動方向側の照射領域の一部が前記第1の光源の移動方向とは反対側の照射領域の一部と重なる強度分布を有し、前記第1の光源の照射光とは異なる波長の光を照射する第2の光源とを備え、
前記受光手段は、前記被検体表面の、前記第1の光源の照射領域と前記第2の光源の照射領域とが重なった部分からの反射光を受光し、
前記凹凸検出手段は、前記反射光の前記第1の光源の照射光の波長を有する成分の大きさと、前記第2の光源の照射光の波長を有する成分の大きさとに基づいて、前記被検体表面の凹凸の大きさを検出することを特徴とする表面状態検出装置。 A light projecting means for irradiating the subject with light; a light receiving means for receiving reflected light from the surface of the subject; a means for relatively moving the light projecting means, the light receiving means and the subject; and the light receiving means. A surface state detection device comprising a concavo-convex detection means for detecting the concavo-convex state of the subject based on information of reflected light received at
The light projecting means is
A first light source that irradiates light having an intensity distribution centered on the center of the optical axis in a relative movement direction of the light projecting unit, the light receiving unit, and the subject;
The first light source has an intensity distribution in which a part of the irradiation area on the movement direction side is overlapped with a part of the irradiation area on the opposite side to the movement direction of the first light source. A second light source that emits light having a wavelength different from that of the light source of
The light receiving means receives reflected light from a portion of the subject surface where the irradiation region of the first light source and the irradiation region of the second light source overlap;
The unevenness detecting means is configured to detect the subject based on the magnitude of the component having the wavelength of the irradiation light of the first light source of the reflected light and the size of the component having the wavelength of the irradiation light of the second light source. A surface state detecting device for detecting the size of a surface irregularity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009100195A JP2010249700A (en) | 2009-04-16 | 2009-04-16 | Surface state detection method and device of the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009100195A JP2010249700A (en) | 2009-04-16 | 2009-04-16 | Surface state detection method and device of the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010249700A true JP2010249700A (en) | 2010-11-04 |
Family
ID=43312199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009100195A Pending JP2010249700A (en) | 2009-04-16 | 2009-04-16 | Surface state detection method and device of the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010249700A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014238292A (en) * | 2013-06-06 | 2014-12-18 | 株式会社ブリヂストン | Appearance inspection device and appearance inspection method |
CN105476266A (en) * | 2015-12-30 | 2016-04-13 | 张伟 | Intelligent desk with cloud service and application method thereof |
JP2018115872A (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-26 | 幸福の科学 | Carbon black measuring apparatus, carbon black measuring program and carbon black measuring method |
JP2019168371A (en) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 住友電気工業株式会社 | Surface state inspection device and surface state inspection method |
JP2021523370A (en) * | 2018-05-09 | 2021-09-02 | トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Methods and equipment for determining the filling level of at least one storage unit |
-
2009
- 2009-04-16 JP JP2009100195A patent/JP2010249700A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014238292A (en) * | 2013-06-06 | 2014-12-18 | 株式会社ブリヂストン | Appearance inspection device and appearance inspection method |
CN105476266A (en) * | 2015-12-30 | 2016-04-13 | 张伟 | Intelligent desk with cloud service and application method thereof |
JP2018115872A (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-26 | 幸福の科学 | Carbon black measuring apparatus, carbon black measuring program and carbon black measuring method |
JP2019168371A (en) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 住友電気工業株式会社 | Surface state inspection device and surface state inspection method |
JP7087533B2 (en) | 2018-03-26 | 2022-06-21 | 住友電気工業株式会社 | Surface condition inspection device and surface condition inspection method |
JP2021523370A (en) * | 2018-05-09 | 2021-09-02 | トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Methods and equipment for determining the filling level of at least one storage unit |
JP7566635B2 (en) | 2018-05-09 | 2024-10-15 | トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Method and device for determining the fill level of at least one storage unit - Patents.com |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5882730B2 (en) | Appearance inspection apparatus and appearance inspection method | |
JP5436431B2 (en) | Method and apparatus for detecting unevenness of subject | |
JP4514007B2 (en) | Method and apparatus for inspecting appearance of subject | |
WO2009148095A1 (en) | Tire shape inspection method and tire shape inspection device | |
WO2003071224A1 (en) | Method of detecting object of detection and device therefor, and method of inspecting object of inspection and device therefor | |
JP5373676B2 (en) | Tire shape measuring method and shape measuring apparatus | |
JP5562278B2 (en) | Tire shape inspection device and tire shape inspection method | |
JP5302701B2 (en) | Tire shape inspection method, tire shape inspection device | |
JP2008116270A (en) | Method and device for inspecting tire surface | |
JP6317892B2 (en) | Appearance inspection apparatus and appearance inspection method | |
JP5689969B2 (en) | Bead filler inspection apparatus, bead filler inspection program, and bead filler inspection method | |
JP5837283B2 (en) | Tire appearance inspection method and appearance inspection apparatus | |
JP2010249700A (en) | Surface state detection method and device of the same | |
KR20170009524A (en) | Inspection system and inspection method | |
JP5726628B2 (en) | Appearance inspection apparatus and appearance inspection method for transparent body bottle | |
JP6946625B2 (en) | Positioning method, positioning device, tire inspection method, tire inspection device, and tire manufacturing method | |
JP2010032467A (en) | Method and device for inspecting tire | |
JP2006275536A (en) | Inspection device for welded part | |
JP5771056B2 (en) | Bead stiffener inspection method and inspection apparatus | |
JP5570890B2 (en) | Tire appearance inspection method and appearance inspection apparatus | |
EP3639002B1 (en) | Method for checking tyres | |
JP5959430B2 (en) | Bottle cap appearance inspection device and appearance inspection method | |
JP2012112836A (en) | Lighting device and tire inspection device | |
CN112683790B (en) | Image detection scanning method and system for possible defects on object surface | |
CN112683788B (en) | Image detection scanning method and system for possible defect of object surface |