JPH01112143A - 長尺物の異常判別装置 - 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】 「産業上の利用分野］ 本発明は長尺物の傷等の部分的な異常を検出する長尺物
の異常判別装置に関するもので、生産ラインに設置して
長尺物の生産を管理する場合、不良検出を行なう場合、
不良検出を行なった後、その部分を他の製品と区別して
排除する場合等に使用可能である。

［従来の技術］ 従来のこの種の長尺物の傷等の部分的な異常を検出する
長尺物の異常判別装置としては、長尺物の周囲に４方向
から光を供給するオプティカルファイバで導かれた光源
を、その長さ方向の移送方向の２箇所に配設し、その光
源によって長尺物の周囲を照射し、その照射された長尺
物を他のオプティカルファイバで特定の枠体に垂直配列
されたオプティカルファイバ端部に導き、それを１台の
撮像手段で画像化するものが市販されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記長尺物の傷等の部分的な異常を検出する長
尺物の異常判別装置は、移送される前記長尺物から枠体
のオプティカルファイバ端部まで、画像を光学的に導く
ものであるから、前記長尺物からオプティカルファイバ
入光端部までの距離を正確に設定する必要があり、この
ために、上記装置では所定のハウジングの位置決め穴を
挿通することによって位置決めされており、長尺物の形
態に合せて位置決め穴及び焦点位置を決定する必要があ
った。

そして、オプティカルファイバ端部の光量で傷等の異常
を検出するものであるから、移送される長尺物の表面照
度を均一にする必要があり、そこに高度の技術が要求さ
れるという問題があった。

また、移送される前記長尺物をオプティカルファイバ端
部まで導く画像は、オプティカルファイバ端部で正確に
結像させる必要があり、その精度を上げるにはオプティ
カルファイバ自体の精度を良くする必要があり、装置が
高価になる問題があった。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
で、長尺物の形態及びその表面照度の影響を少なくした
廉価な長尺物の異常判別装置の提供を課題とするもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明にかがる長尺物の異常判別装置は、長さ方向に連
続して移送される長尺物の周囲に２台以上の撮像手段を
配設し、前記撮像手段で検出した画像情報を垂直方向に
合成して、１画面単位の２以上の画像とする画像合成手
段の出力信号から前記長尺物の部分的な異常を検出する
異常検出手段の出力で異常が検出された前記長尺物の異
常箇所を特定する異常箇所検出手段からなるものである
。

［作用］ 本発明においては、長さ方向に連続して移送される長尺
物の周囲に、２台以上のｌＲ像平手段配設し、前記撮像
手段で検出した画像情報を画像合成手段で垂直方向に合
成して、１画面単位の画像とする。そして、１画面単位
の画像を１画面単位の画像入力として異常検出手段に入
力し、そこで、前記長尺物の部分的な異常を検出し、異
常箇所検出手段でその検出した前記長尺物の異常箇所を
特定するものである。

［実施例］ ここで、本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例の長尺物の異常判別装置を構
成する異常検出装置の全体構成を示すブロック図である
。第２図は本発明の実施例の長尺物の異常判別装置を用
いた生産システムの一例である。

図において、その長さ方向に連続して移送される長尺物
１は、ホース、ウェザストリップ、モール等の管材また
は棒材である。投光ヘッド２はオプティカルファイバ３
の端部３ａを保持し、オプティカルファイバ３で導かれ
た光を長尺物１の外周面に均等に照射するもので必る。

撮像手段４ａ。

４ｂ、４Ｃはビデオカメラ、工業用テレビカメラ、工業
用踊影装置等に使用されるＣＣＤイメージセンサ、ＭＯ
Ｓイメージセンサ、イメージオルシコン、ビジコン等の
３台の撮像手段であり、垂直・水平同期信号発生回路６
で駆動される。

前記垂直・水平同期信号発生回路６で駆動された３台の
撮像手段４ａ、４ｂ、４ｃの出力は、各々画像信号回路
５ａ、５ｂ、５ｃで所定の走査線数の画像情報として出
力される。このとき、３台の撮像手段４ａ、４ｂ、４ｃ
の出力は、撮像手段４ａが１画面単位の上から３分の１
の領域、撮像手段４ｂが１画面単位の上３分の１から３
分の２の領域、＠像手段４ｂが１画面単位の上３分の２
から３分の３の領域に長尺物１の像が位置するように、
３台の撮像手段４ａ、４ｂ、４ｃを設置する。

マルチプレクサ８は撮像手段４ａ、４ｂ、４ｃの出力を
入力し、垂直・水平同期信号発生回路６から垂直同期信
号を起点とする水平同期信号の数を計数し、長尺物１の
像は撮像手段４ａが１画面単位の上から３分の１の領域
、撮像手段４ｂが１画面単位の上３分の１から３分の２
の領域、撮像手段４Ｃが１画面単位の上３分の２から３
分の３の領域にくるように、タイミング回路７で水平同
期信号を計数して画像情報の切替えタイミングを作り、
撮像手段４ａ、４ｂ、４ｃの出力を切替える。それらの
撮像手段４ａ、４ｂ、４ｃの出力の画像情報を、画像信
号出力回路９で１画面単位の画像情報として出力する。

したがって、モニタ１０には図示のように、長尺物１を
撮像手段４ａ。

４ｂ、４ｃでｌｆｉ像した長尺物画像１ａ、１ｂ、１Ｇ
は撮像手段４ａが１画面単位の上から３分の１の領域、
撮像手段４ｂが１画面単位の上３分の１から３分の２の
領域、撮像手段４Ｃが１画面単位の上３分の２から３分
の３の領域に位置する画像となる。

前記モニタで映像化された画像と同一画像か、同期分離
回路１３に入力されている。同期分前回路１３では１画
面単位の画像化された信号から、垂直同期信号及び水平
同期信号を分離し、タイミング発生回路１２でアナログ
ゲート１４を開閉制御するタイミング信号を得る。即ち
、タイミング発生回路１２では垂直同期信号及び水平同
期信号のスタートを起点として、所定の範囲の画像情報
を抽出する。この画像情報を抽出する所定の範囲は、タ
イミング設定回路１１でその抽出する所定の範囲を設定
入力しておく。それによって、１画面のいずれの範囲を
抽出するかが決定される。抽出する所定の範囲のタイミ
ング発生回路１２でアナログゲート１４を開閉制御し、
所定の撮像手段４ａ、４ｂ、４ｃで撮像した長尺物画像
１ａ。

１ｂ、１Ｇの要部信号のみを微分回路１５に入力する。

前記微分回路１５では到来信号を微分する。

このとき、長尺物画像１ａ、１ｂ、１ｃの要部信号に傷
等の不連続部分がおると、その不連続部分は微分回路１
５の出力が大きくなり、単調な平坦な信号ではその出力
が小さくなる。前記微分回路１５の出力は感度調整回路
１６を介して判定回路１７に入力される。判定回路１７
では所定の信号レベルにある微分回路１５の出力を、所
定の閾値と比較して所定の閾値以上にあるとき、その出
力を“ＨＩＩまたはＬ　１１とするものである。

このように構成された上記実施例の長尺物１の異常検出
装置２０は、次のように使用される。

まず、押出成形機等の押出機２１で成形された長尺物１
は、第１図に示した長尺物１の異常検出装置２０でその
表面の傷等の不連続部分の検出を行なう。前記異常検出
装置２０を通過した長尺物１は、印刷機２２で所定の印
刷が行なわれ、マーキング装置２３を通過して引取機２
４で移送される。即ち、押出機２１で成形された長尺物
１は引取機２４でテンションをかけられ、異常検出装置
２０、印刷機２２、マーキング装置２３を介して送出さ
れる。引取機２４で送出された長尺物１は、水冷槽２５
で冷却し、防着剤塗布装置２６で防着剤を塗布して長尺
物１相互が接合しないように処理し、截断機２７で所定
長に切断する。そして、所定長に切断した長尺物１は、
その切断した長尺物１の所定長に表面の傷等の異常箇所
が検出されている場合には選別機２８で、製品として使
用する長尺物１を製品収容器２９に、製品として使用て
きない長尺物１を不良品収容器３０に仕分けする。

このときのタイミングは次のようになる。

押出成形機等の押出機２１で成形された長尺物１は、第
１図に示した長尺物１の異常検出装置２０でその表面の
傷等の不連続部分の検出を行ない、長尺物画像１ａ、１
ｂ、　１ｃの要部信号に傷等の不連続部分があるとき、
判定回路１７の出力を“′Ｈ″とする。なお、不連続部
分がない正常状態のとき、判定回路１７の出力は“Ｌ　
ｕとなる。

前記異常検出装置２０の出力はセット優先のフリップフ
ロップ３１のセット端子Ｓに入力される。

また、長尺物１は引取機２４でテンションをかけられ、
引取機２４の移送速度で移送されるから、その移送速度
をロータリエンコーダ３５で検出し、ロータリエンコー
ダ３５が発生する信号を、パルス発生器３６で波形整形
または所定のパルス幅のパルスを発生させ、そのパルス
発生器３６の出力をシフトレジスタ４０のクロックパル
スとして入力する。即ち、シフトレジスタ４０はパルス
発生器３６の出力で記憶した情報をシフトする。このシ
フトレジスタ４０をシフトする速度は、引取機２４の移
送速度と同一となる。

フリップフロップ３１の出力端子Ｑは前記シフトレジス
タ４０に入力されており、長尺物１の異常検出装置２０
でその表面に傷等の不連続部分が検出されると、判定回
路１７の出力が“′トビ′となり、それはフリップフロ
ップ３１に記憶される。

このとき、フリップフロップ３１の出力端子Ｑは１１　
Ｈｔｉとなり、パルス発生器３６の出力でフリップフロ
ップ３１の出力がシフ１〜レジスタ４０に書き込まれる
。そして、フリップフロップ３１の出力の書き込みを終
えると、パルス発生器３６の出力はデイレイ回路３２を
介してフリップフロップ３１のリセット端子Ｒに入力さ
れ、フリップフロップ３１がリセットされる。このとき
、フリップフロップ３１はリセット優先でおるから、長
尺物１の異常検出装置２０の出力が＜Ｉ　ＨＩＩのとき
、フリップフロップ３１の出力端子Ｑは“Ｈ″を維持す
る。また、長尺物１の異常検出装置２０の出力がｔｉ　
Ｌ　ＩＩのとき、フリップフロップ３１の出力端子Ｑは
“Ｌ　１１となり、それはパルス発生器３６の出力でフ
リップフロップ３１に記憶される。

このようにして、長尺物１の異常検出装置２０の異常出
力はフリップフロップ３１に一時記憶され、それをパル
ス発生器３６の出力でシフトレジスタ４０に書き込み、
長尺物１の移送速度でシフトレジスタ４０内をシフトす
る。

また、引取機２４が移送する長尺物１の移送速度をロー
クリエンコーダ３５で検出し、ロータリエンコーダ３５
が発生する信号を用いて発生させられたパルス発生器３
６の出力はカウンタ３８に入力され、カウンタ３８はシ
フ１〜レジスタ４０と同様に、カウンタ３８をカウント
アツプする速度は、引取機２４の移送速度と同一となる
。カウンタ３８は所定の計数値でその出力を“Ｈｌ＋と
し、カウンタ３８の出力のＬ（ＨＩＩはドライバ３９を
介して截断機２７を作動させ、長尺物１を所定の長さに
切断する。即ち、カウンタ３８の所定の計数値は引取機
２４が移送する長尺物１の移送距離に相当する値とする
ことで、カウンタ３Ｂで切断する長尺物１の所定長を計
測する。なお、前記カウンタ３８は所定の計数値までバ
４数するとクリアされる。

そして、前記シフ１〜レジスタ４０に書ぎ込まれた長尺
物１の異常検出装置２０の異常出力は、引取機２４によ
って移送される長尺物１がマーキング装置２３の位置に
到来する距離に相当する前後の複数のビットをオアゲー
ト等からなるロジック回路３４に入力し、ロジック回路
３４に入力されたピッｌ〜に異常検出装置２０の異常出
力の１１　Ｈ１１が記′臘されているか否かを判断し、
ロジック回路３４に入力されたピッ１〜に異常検出装置
２０の異常出力のｌｌ　ＨＩＩが記憶されているとぎ、
ロジック回路３４の出力はドライバ３３を介してマーキ
ング装置２３を動作させ、長尺物１の異常箇所にマーキ
ングを付し、不良箇所を確認できるようにリる。

同様に、シフトレジスタ４０に書き込まれた長尺物１の
異常検出装置２０の異常出力は、引取機２４によって移
送される長尺物１が截断機２７で切断した所定長の長尺
物１の切断された範囲内にあるかを、異常検出装置２０
から截断＠２７と一体化された選別機２８までの位置に
到来する距離に相当するビットを離し、切断された所定
長の長尺物１に相当する全ビットからオアゲート等から
なるロジック回路３７に入力し、所定長の長尺物１に相
当する仝ピッ［−のうちの１以上に異常検出装置２０の
異常出力の“′Ｈ″が記憶されているとき、前記ロジッ
ク回路３７の出力を“Ｈ″とする。

また、所定長の長尺物１に相当する全ビットが１１　Ｌ
　ＩＩのとき、前記ロジック回路３７の出力を“′Ｌ″
とする。前記ロジック回路３７の出力がＨＩＩのとき、
カウンタ３Ｂが所定の計数値でその出力を１１　Ｈ１１
とし、カウンタ３Ｂの出力の１１　ＨＩＴで截断機２７
を作動させ、長尺物１を所定の長さに切断し、同時に、
アンドゲート４１の出力か“Ｈ１＋となり、選別機２８
を駆動して、所定長に切断した長尺物１を不良品収容器
３０側に排出する。なお、前記ロジック回路３７の出力
が“Ｌ　Ｉ＋で異常箇所が含まれていない場合には、カ
ウンタ３８が所定の計数値でその出力を“’　ｌ−１”
とし、カウンタ３８の出力の“Ｈ″で截断機２７を作動
させ、長尺物１を所定の長さに切断しても、アンドゲー
ト４１の出力が“Ｌ″となり、選別機２８を駆動しない
。したがって、所定長に切断した長尺物１は通常の移送
方向である製品収容器２９側に排出する。

このようにして、押出機２１で連続押出された長尺物１
は、異常判断装置２０で画像情報から異常の検出を行な
い、長尺物１に部分的な異常箇所が検出されると、その
箇所をシフ１〜レジスタ４０に記憶しておく。前記長尺
物１の異常箇所がマーキング装置２３まで移送されると
き、長尺物１の移送と同期してシフトされるシフトレジ
スタ４０に記憶された異常信号はロジック回路３４で検
出され、ロジック回路３４の出力でドライバ３３を介し
てマーキング装置２３を駆動して、前記長尺物１の異常
箇所にマーキングを付す。なお、ロジック回路３４で検
出されるピッ１−長は前記長尺物１の異常箇所に付すマ
ーキング幅を決定する。

また、押出機２１で連続押出された長尺物１はカウンタ
３８で開側され、截断機２７で所定の長さ毎に繰返し切
断される。所定の長さ毎に繰返し切断された長尺物１は
、その所定長の長尺物１の単位にマーキング装置２３で
マーキングを付した異常箇所が存在すると、それを長尺
物１の移送と同期してシフトされたシフトレジスタ４０
の内容を、切断した所定長の長尺物１の異常情報が記憶
されているビット長をロジック回路３７で検出し、切断
した所定長の長尺物１に相当するビット長に異常情報が
記憶されているとき、それをロジック回路３７で検出し
、選別機２８を作動させて異常箇所を有している切断し
た所定長の長尺物１を、不良品収容器３０側に排出する
。また、異常箇所が検出されないときには、選別機２８
を作動させない状態で切断した所定長の長尺物１を、良
品数容器となる製品収容機２９側に排出する。

このように、本実施例の長尺物の異常判別装置は、長尺
物１の周囲に配設された３台の撮像手段４ａ、４ｂ、４
Ｇと、前記撮像手段４ａ、４ｂ。

４Ｃで検出した画像情報を垂直方向に合成して、１画面
中位の３画像情報とするマルチプレクサ８等の画像合成
手段と、前記画像合成手段の出力信号から前記長尺物１
の部分的な異常を検出する同期分離回路１３の出力で画
像情報のみを微分回路の入力とし、微分回路１５の出力
を所定の閾値と比較する判定回路１７からなる異常検出
手段と、前記異常検出手段の出力で異常が検出された前
記長尺物の異常箇所を特定する異常箇所検出手段とから
なるものでおる。

したがって、長尺物１の形態を３台の撮像手段４ａ、４
．ｂ、４ｃで画像情報とし、それをマルチプレクサ８等
の画像合成手段によって１画面中位の３画像情報とする
ものであるから、長尺物１の形態異常を検出する場合に
は、長尺物１の形態を３台の撮像手段４ａ、４ｂ、４Ｇ
で画像情報としているにもかかわらず、１画面の異常を
判断する回路、即ち、３台の撮像手段４ａ、４ｂ、４ｃ
の出力を１画面の出力とするもので必るから、撮像手段
の１台の出力を検出する回路を有しておればよいから、
その装置の構成が廉価とすることかできる。

また、マルチプレクサ８等の画像合成手段で撮像手段４
ａ、４．ｂ、４Ｇで検出した長尺物１の画像情報を垂直
方向に合成して、１画面中位の３画像情報としているか
ら、水平同期信号の検出により、水平走査線上の所定位
置の異常を検出でき、その異常を検出する位置設定の選
択により、長尺物１の表面照度の影響を少なくすること
ができる。

そして、異常検出手段の出力で異常が検出さねた前記長
尺物の異常箇所を特定する異常箇所検出手段として、異
常検出手段の出力を長尺物１の移送速度に一致させたシ
フトレジスタ４０に記憶し、シフトレジスタ４０の移動
距離によってマーキング位置の検出及び切断距離長内の
異常検出を行なっている。したがって、人によっても異
常箇所の確認ができ、また、異常箇所が２つの切断距離
長に分れた場合に、異常箇所及びその程度を視認できる
から、その仕分は精度を向上できる。

ところで、上記実施例の長尺物１の周囲に配設された３
台の撮像手段４ａ、４ｂ、４Ｃは、長尺物１の全周囲を
判断する場合には、その面が出来るだけ垂直に撮影でき
る状態に設定することが望ましい。したがって、本発明
を実施する場合の撮像手段の数は３台以上とすることが
望ましい。勿論、長尺物１の部分的な周囲を判断する場
合にも、長尺物１の断面の形態によって３台以上の撮像
手段の設置が望ましい。

また、上記実施例の撮像手段４ａ、４ｂ、４Ｃで検出し
た画像情報を垂直方向に合成して、１画面単位の３画像
情報とするマルチプレクサ８等の画像合成手段は、予め
、長尺物１を撮像手段４ａ。

４ｂ、４ＣＴＪｔｔ像した長尺物画像１ａ、１ｂ、１Ｇ
は撮像手段４ａが１画面単位の上から３分の１の領域、
ＩＩ！像手段４ｂが１画面単位の上３分の１から３分の
２の領域、撮像手段４Ｃが１画面単位の上３分の２から
３分の３の領域に位置するようにしているが、本発明を
実施する場合には、撮像手段の画像情報を垂直方向に合
成すればよいことから、撮像手段で撮像した長尺物画像
が１画面単位の中央に位置するように撮像手段を設定し
、遅延手段を介在させて撮像手段で検出した画像情報を
垂直方向に合成してもよい。

そして、上記実施例の画像合成手段の出力信号から前記
長尺物１の部分的な異常を検出する同期分離回路１３の
出力で画像情報のみを微分回路の入力とし、微分回路１
５の出力を所定の閾値と比較する判定回路１７からなる
異常検出手段は、傷等の不連続部分の検出手段としたが
、本発明を実施する場合には、１画面単位の長尺物画像
の相互間の近似状態を比較することもできる。また、長
尺物１の性状により発生する傷等が大きくなる場合には
、微分回路１５の検出は傷の端部検出となるが、フリッ
プフロップ等を用いて、その両端検出により傷の範囲を
検出することができる。

上記実施例の異常検出手段の出力で異常が検出された長
尺物１の異常箇所を特定する異常箇所検出手段は、異常
検出手段の出力を長尺物１の移送速度に一致させたシフ
トレジスタ４０に記憶し、シフトレジスタ４０の移動距
離によってマーキング位置の検出、切断距離長内の異常
検出を行なっている。しかし、本発明を実施する場合に
は、長尺物１の移送速度に同期する信号によって異常検
出手段の出力を記憶した手段から読み出しをすればよい
ことでおる。即ち、例えば、記憶箇所を固定しておいて
、リングカウンタをその長尺物１の移送速度に同期する
信号で回転させ、リングカウンタの回動位置で所定の記
憶箇所を呼び出すように制御してもよい。

なお、上記実施例では、３台以上の撮像手段で長尺物１
の全周を検出するように構成した事例について説明した
が、本発明を実施する場合には、２台の撮像手段で長尺
物１の要部を検出するように構成しても、同様の効果を
得ることができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の長尺物の異常判別装置は長さ方
向に連続して移送される長尺物の周囲に配設された２台
以上の撮像手段で検出した画像情報を垂直方向に合成し
て、１画面単位の２以上の画像とする画像合成手段と、
前記画像合成手段の出力信号から前記長尺物の部分的な
異常を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段の出
力で異常が検出された前記長尺物の異常箇所を特定する
異常箇所検出手段とを具備するものでおるから、複数画
面単位の画像を１画面単位の画像入力として異常検出手
段に入力し、そこで、前記長尺物の部分的な異常を検出
し、異常箇所検出手段でその検出した前記長尺物の異常
箇所を特定することができる。

このとき、長尺物の形態を２台以上の撮像手段の各画面
の画像情報を要部抽出しで合成し、１画面の画像情報出
力として処理するものであるから、長尺物の表面の照度
を均一にする必要がない。また、この異常検出精度は撮
像手段の精度で決定されるから、装置が精度に比較して
比較的廉価に製造できる。故に、長尺物の形態及びその
表面照度の影響を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の長尺物の異常判別装置を構
成する異常検出装置の全体構成を示すブロック図、第２
図は本発明の実施例の長尺物の異常判別装置を用いた生
産システムの一例である。 図において、 １：長尺物、 ４ａ、４ｂ、４Ｃ：ｌ像手段、 ８：マルチプレクサ、　　１３：同期分離回路、１５：
微分回路、　　　　１７：判定回路、である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。 特許出願人　豊田合成　株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）長さ方向に連続して移送される長尺物の周囲に配
   設された２台以上の撮像手段と、 前記撮像手段で検出した画像情報を垂直方向に合成して
   、１画面単位の２以上の画像とする画像合成手段と、 前記画像合成手段の出力信号から前記長尺物の部分的な
   異常を検出する異常検出手段と、 前記異常検出手段の出力で異常が検出された前記長尺物
   の異常箇所を特定する異常箇所検出手段と、 を具備することを特徴とする長尺物の異常判別装置。
2. （２）前記長尺物の周囲に配設された２台以上の撮像手
   段は、同心円上に配設したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の長尺物の異常判別装置。