JPH01237441A - 長尺体表面の異物検出及び寸法測定方法 - 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］ この発明は、長尺体表面の異物検出及び寸法測定方法に
関し、より詳細には、製造中もしくは製造完了後に走行
する長尺体の表面にある異物を自動的に検出し、その寸
法測定を行う方法に関するものである。

［従来の技術］ 長尺体の一例に、電線ケーブルに絶縁層どして巻回され
て層形成される状態で用いられるベルミル状材料がある
。この場合、このベル１〜状材料の製造中にゴミやチリ
等の異物が含まれる場合があり、もしくは製造機械のザ
ビや塗料等が異物としてベル］・状月料中に混入してし
まう場合がある。

このような異物がベル１へ状旧材に含まれてしまうと、
長期間の使用において異物付近から電気絶縁性能の劣化
が進行し、絶縁不良を起こしたりしてしまう。

このために、一般的には、ベルト状材料中への異物混入
防止の対策として月別の厳格な管理や、ベルト状月利の
製造中に、溶解した々Ａ利を目の細かいメッシコを通過
さける方法等を実施しでいるものの、異物を完全に除去
づ−ることが難しい。

そこで、従来は、製造されたベル１〜状材料の検査を次
のようにして行っていた。例えば、超音波等をベル１〜
状材斜に照射してその透過量を解析することによって異
物の有無を検出する方法があるが、ベル１〜状材料の材
質によっては、超音波の透過率が悪く実用的でイ【い場
合がある。

又、レーザ光等をベルト状＋Ｊ　ｒＪ＋に照射してぞの
反射光量を解析する方法もあるが、ベル１〜状材料の材
質によっては、レーザ光の反射率が悪く実用的でない場
合がある。

そのために、結局はベルト状材料の表面を目視検査する
ことによって異物検出を行い、その後、顕微鏡等を用い
て異物の大きさを測定することでベルト状月利の表面の
単位面積当たりの異物検出及び寸法測定を行っていた。

一方、ベルト状材料以外の長尺体の場合においても同様
にし−Ｃ異物の検出及び−＝Ｊ法測測定行っていＩご。

［発明が解決しようとする課題」 しかし、従来の長尺体表面の異物検出及び寸法測定力法
は、下記に列挙づ−るにうな問題がある。

（ａ）目視検査のために作業者の疲労が大ぎい。

（ｂ）検査ミスが生じ易く、作業者の個人差が非常に大
きいので検出のバラツキが大ぎくなってしまう。

（Ｃ）異物の混入は局在化する傾向があるので、作業者
に誤った認識を与える虞れが多分にあるために検出デー
タの信頼性が低］；する。

（ｄ）製造ライン中に走行する長尺体の検査をすること
ができず、作業の能率が悪化する。

（ｅ）製造ラインで長尺体を製造後に、別の検査場所ま
で運搬する際に当該長尺体の表面に傷をイ］りることが
あり、品質が劣化してしまう。

そこで、この発明は、上述の種々の問題を解消するため
になされたもので、長尺体の表面の異物の検出及び寸法
測定を自動的に行うことができる方法を提供することを
目的とする。

「課題を解決するための手段及び作用」この発明に係る
長尺体表面の異物検出及び寸法測定方法は、下記（イ）
ないし（ニ）の工程を具備することを特徴とする。

（イ）走ｔ７する長尺体の表面に気体を噴射Ｊる］二程
、 （ロ）上記（イ）の工程で噴射する部位を１＝　　４　
− 個或いは複数個の所定光源からの光で照明する工程、 （ハ）上記（ロ）の工程で照明された部位を電気信号と
して搬像する工程、 （二２−記（ハ）の工程で得られた電気信号に基づき、
上記（イ）の工程で照明された部位にある異物が反射光
によって光る部分或いは影部分の測定によって異物の有
無を検出し、寸法測定を行う工程。

［実　施　例１ 以下、この発明の実施例を添付図面を用いて説明する。

第１図は、この発明に係る長尺体表面の異物検出方法を
用いた異物検出装置の一例を示ず概略構成図で、長尺体
として電線ケーブルに絶縁層として巻回されて層形成さ
れる状態で用いられるベルト状月利の製造ライン中に設
けられた場合である。

図において、図示しない製造ラインから送りだされるベ
ルト状月利１は、ガイドローラ２．２に支持された状態
で矢印へ方向から供給され、矢印Ｂ方向に走行されるよ
うになっている。

このベルト状材料１の上方には、走行するベルト状材料
１の表面に空気、窒素ガス等の気体を噴射するブロアー
３が配置され、このブロアー３からの噴射気体でベルト
秋材ｎ１０表面のゴミ等が除去されることになる。

又、このブロアーの３の噴射する部位を所定の角度でも
って照明するための光源であるストロボ９及び９′が、
ベルト状材料１の長さ方向に沿って互いに反射側に位置
する様に配置されている。

この場合、ベルト状材料１はその製造過程において、ベ
ルトの長さ方向に沿った筋状の凹凸が生じやすい。この
筋状の凹凸を検出しないようにするためにも、ストロボ
９及び９′はベルト状材料１の長さ方向に沿って配置す
ることが重要である。

更に、このストロボ９又は９′で照明されたベルト状材
料１の部位を電気信号として撮像するだめの撮影レンズ
４ａを備えた］■カメラ４がベルト状材料１の表面に対
して垂直な軸上に配置されている。

又、このＴ　Ｖカメラ４ば、自身で得られる電気信号に
基づき、ストロボ９又は９′で照明された部位にある異
物の反射光で光る部分或いは影部分の検出によって異物
の有無検出及び寸法測定を行うためのデータ処理回路７
に、コント［］−ラ５を介して接続されている。

更に、この］コントローラには、モニタープレピロが接
続されている。尚、」ントローラ５とＴＶカメラ４の間
には、撮像のタイミング等の指令を与えるための制御信
号Ｓ１とＴ　Ｖ　ノｙメラ４の出力信号Ｓ２をコントロ
ーラ５側に送出するためのラインが形成され、又、コン
トローラ５と処理回路７の間にも、上述の出力信号Ｓ２
を画像信号＄３として入力させるためのラインと、照明
タイミングの指令等を与えるための指令信号Ｓ４のライ
ンが形成されている。又、コントローラ５には、制御ラ
インを介してストロボ」ントローラ８が接続され、この
ストロボコント［１−ラ８から、ストロボ９における照
明タイミング等の制御がなされるようになっている。

同様に、コントローラ５には、制御ラインを介　゛して
ストロボコントローラ８′が接続され、このストロボ」
ントローラ８′からストロボ９′における照明タイミン
グ等の制御がなされるようになっている。

又、ベルト状材料１における、ブロアー３から噴射され
る部位をストロボ９又は９′からの光で照明された部位
を電気信号として撮像するＴＶカメラ４部分の夫々が、
外乱光から遮蔽するための暗箱（図示せず）に収納され
ている。

このように構成された検出装置を用いて長尺体表面の異
物検出及び寸法測定を行なう場合には、以下に列挙する
工程でなされる。

（１）異物の根元寸法を測定する場合には、次の（イ）
〜（ニ）の工程でなされる。

先ず（イ）の工程が行われる。即ち、ガイドローラ２に
案内されて走行するベルト状材料１の表面にフロア−３
で気体を噴射してゴミ等を吹ぎ舟す。

次に（ロ）の工程が行われる。即ち、ブロアー３で噴射
されたベルト状材料１の部位をストロボ９及び９′で照
明する。

次に（ハ）の工程が行われる。即ちストロボ９及び９′
で照明されたベルト状材ｒ′４１の部位をＴＶカメラ４
で電気信号として撮像する。

次に（ニ）の工程が行われる。即ち、ＴＶカメラ４で得
られた電気信号に基づき、ストロボ９及び９′で照明さ
れた部位にある異物の反射光で光る部分のＸ方向及びＹ
方向の寸法測定を処理回路７で行われる。

（２）異物の根元寸法及び高さ測定を行う場合には、次
の（ホ）〜（チ）の工程でなされる。

先ず、（ボ）の工程が行われる。これは、（イ）の工程
と全く同じである。

次に（へ）の工程が行われる。即ち、ブロアー３で噴射
されたベルト状材料１の部位をストロボ９で照明する。

次に（ト）の工程が行われる。即ち、ストロボ９で照明
されたベルト状材）′３１．１の部位をＴＶカメラ４で
電気信号どじで撮像づる。

次に（ヂ）の工程が行われる。即ち、ＴＶカメラ４で得
られた電気信号に基づき、ストロボ９で照明された部位
にある異物の影部分のＸ方向及びＹ方向の寸法測定を処
理回路７で行う。この場合のＸ方向の寸法は、異物の高
さに起因するものである。ここで（へ）〜（ヂ）では、
ス］・ロボ９の代わりにストロボ９′を使用してもにい
。

このようにしてなされる長尺体表面の異物検出及び寸法
測定方法をより具体的に説明する。

走行するベルト状材料１をインラインで異物検出及び寸
法測定をする場合、ライン速度が速い場合には、ＴＶ　
、ＩＪメラ４での撮像が確実に行われず、画像がブして
しまう。これは、ＴＶカメラ４のフレーム周期が−・般
的には１／３ｏ秒で、フィールド周期が１／６０秒であ
るということに起因している。

例えば、ライン速度が１０ｍ／分の場合に画像取込み時
間１／３０秒の間に５．５６ｍｍも進行することになり
、画像がブしてしまう。この対策としては、高速の電子
シャッターを用いて撮像手段への露光を制限すればよい
のであるが、当該シャッターの高速化に限度があり、困
難である。

このために検出制度を向上させるためには、電子シャッ
ターを用いて極短時間に撮像手段に露光を与えるという
発想を転換して、照明側で極短時間の照明を与えるとい
うことにすればよい。

この条件を充たす光源としては、ス１−ロボ９及び９′
がある。そして、ライン速度が１０ｍ／分の場合ストロ
ボ発光時間を５μ秒どすればこの照明時間の間に移動す
るベル１〜状材料１の距離は、０．８３Ｉｚｍとなり、
検出制度が大幅に向上する。

従って、４０〜７０μｍＰｉ！度の大きさの異物検出を
する場合には、その画像を静止画像と児なすことができ
る。

又、スト［Ｉボ９及び９′を測定場所から充分に離すこ
とで平行な照明にすることも重要である。

」ントローラ５からの指令で第２図に示Ｊようにス１〜
Ｉ」ボコントＬ１−ラ８及び８′を介してストロボ９及
び９′が発光されると、異物１１の表面の一部が照明光
（ア）、（イ）を反射して光る。

この状態をＴＶカメラ４で、ベルト状材料１の真上から
撮像する。このときの画像情報がＴＶカメラ４により出
力信号Ｓ２として検出され、この出力信号Ｓ２はコント
ローラ５を介して処理回路７に画像信号Ｓ３として、供
給される。ここで、処理回路７において、この信号にお
りる同期信号波形等の制御波形部分を除いた純粋な画像
情報部分の波形に対し、所定のスレッシュボールド電圧
で２値化すると、第３図に示すように、ストロボ９及び
９′にＪ、る反則光の部分だけが白く、その他の部分は
黒い状態となる。次いで、Ｘ方向及びＹ方向、即ち、ｘ
−ｘ’及びＹ−Ｙ’　に対し積分すると、第３図に示ず
ように白く光る部分によって、ｘ−ｘ’及びＹ−Ｙ’軸
上に、１個或いは複数個の山が生ずる。この山の部分の
幅或いは山と山の外側幅を測定するとＸ　及びＹｌが得
られる。この場合、Ｘ　とＹｌは異物１１のＸ方向及び
Ｙ方向の幅に依存り−る吊であり、所定の換算を行うこ
とによって、異物１１の根元のＸ方向及びＹ方向の寸法
を測定することができる。

又、コントローラ５からの指令で、ストロボロントロー
ラ８を介してストロボ９だけが発光されると、第４図に
示すように異物１１の後部に形部１２が生ずる。このよ
うな画像をベル１〜状材料１の真上からＴＶ力メシ４で
撮像する。このときの画像情報がＴＶカメラ４により出
力信号Ｓ２として検出され、この出力信号Ｓ２は、」ン
トローラ５を介して処理回路７に画像信号Ｓ３として供
給される。ここで、処理回路７において、この信号にお
ける同期信号波形等の制御波形部分を除いた純粋な画像
情報部分の波形に対し、白黒反転の処理を行い、次いで
所定のスレッシュボールド電圧で２値化すると、第５図
に示すように、形部１２だけが白く、伯の部分は黒い状
態になる。次いでＸ方向及びＹ方向、即ちｘ−ｘ’及び
Ｙ−Ｙ’　に対し積分すると、第５図に示すようにｘ−
ｘ’軸及びＹ−Ｙ　’軸上に山が生ずる。この山の部分
の幅を測定するとＸ　及びＹ２が冑られる。この場合、
×２は異物の高さに依存する量で、Ｙ２は異物１１のＹ
方向の幅に依存する量であり、Ｘ２及びＹ２に対し、夫
々所定の換算を行うことによって、異物１１の幅と高さ
を測定することができる。

このとき、ストロボ９の代わりにストロボ９′を用いて
もよい。

以上の（Ｘ、Ｙｌ）及び（×２．Ｙ２）の測定におイテ
、Ｘ１＝Ｙ１＝Ｏ及Ｄ　Ｘ　２　＝　Ｙ　２　＝　０の
場合は、異物が無いと判断できる。

このようにして処理回路７で得られたデータは、単位面
積当たりの異物検出測定値に変換され、このとぎの測定
条件や測定日付等と共にプリンターで印字したりモニタ
ーテレど６に表示したり、或いはフロッピーディスク等
の記録媒体に記録する作業が行なわれる。

尚、この発明に係る長尺体表面の異物検出及び別法測定
方法は、上述の例に限定されることなく、その要旨を逸
１税しない範囲内で種々の変形実施をすることができる
ことは勿論である。

例えば、処理回路７、」ントローラ５、ストロボコント
ローラ８及び８′は、別々の構成になっているがこれら
を一体化してもよい。

又、ベルト状材料１の走行速度が遅い場合には、スト［
コボ光源でなく、照射光量の安定したハロゲンランプ等
の光源もしくは高周波点灯する蛍光灯光源を用い高速の
電子シャッター付きのＴＶカメラを用いてもよい。

更に、この発明の対象とする長尺体としては、上述のベ
ルト状材料のみならず、電線の表面やパイプの表面の異
物検出にも適用できる。

又、異物の根元寸法の測定において、２個のストロボ９
と９′を用いているが、ベルト状材料１の表面に長さ方
向の筋状凹凸がない場合には、更に複数個のストロボを
設置して同時発光させて照明してもよい。その場合、ベ
ルト状材料１に対するストｌｉｌボ照明の角度は夫々任
意に適当な角度に設定してもよい。

或いは、ストロボは１個だけ使用することで、異物の根
元の幅寸法及び高ざの測定を行う方法もある。

異物測定法で説明した寸法の測定法は、ＴＶカメラ４の
視野内に１個以下の異物が存在する場合の方法である。

ＴＶカメラ４の視野内に複数個の異物が存在する場合は
、第６図に示すように、モニターテレビ６上の夫々の゛
異物に対し、隣接する四角形の縦横の寸法を求める方法
で対処できる。

隣接する四角形を第６図の破線で示す。この場合の隣接
する四角形の縦横の寸法は、異物の根元寸法測定では異
物の根元のＹ方向及びＸ方向の幅に依存する量であるし
、異物の根元の幅及び高さ測定では異物の根元のＹ方向
の幅及び高さに依存する量である。又、隣接する四角形
を求めるとき、１個の異物が複数個に分離された形でモ
ニターテレビ６上に映る場合は、所定の画素数だけ膨張
させて、その後間−の画素数だけ縮小する画像処理を行
うことで、複数個に分離した状態を１個にまとめる処理
を行えば良い。

［発明の効果］ このように、この発明に係る長尺体表面の異物検出及び
寸法測定方法は、次に列挙するような効果がある。

（ａ＞作業者による検出ミスや測定値の個人差がなくな
る。

（ｂ）作業者に誤った認識を与えることがないので測定
データの信頼性が向上する。

（Ｃ）目視検査が不要であるので作業者の負担が軽減さ
れ疲労の大幅な軽減になると共に検査工数の大幅な低減
にもなる。

（ｄ）長尺体の製造ラインに付加することができるので
能率が向上すると共に、品質の向上が図れる。

（ｅ）高速で走行する長尺体に対しても充分に対応でき
る。即ち、極短時間の照明とずればよい。

（ｆ）測定結果が電気信号として得られるので、その後
のデータ処理の柔軟性に優れており、測定結果をプリン
トアウトしたり、後Ｅ１のために保管する等の種々の態
様に対して、極めて簡単に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る長尺体表面の異物検出及び寸
法測定方法に用いられる異物測定装置の一例を示す概略
構成図である。 第２図は、第１図におい−Ｃ１２個のストロボが周部発
光した場合の処理回路の動作を説明するだめの原理的な
斜視図である。 第３図は、第１図における第２図の状態をＴＶカメラを
用いて撮像し、処理回路において２値化処理を行った結
果をモニターテレビで表示した図、及び異物の根元のＸ
方向及びＹ方向の幅用法を測定する原理を説明づ“るた
めの図である。 第４図は、第１図において、ストロボだ（プが発光した
場合に、処理回路の動作を説明するだめの原理的な斜視
図である。 第５図は、第１図にＪ３りる第４図の状態をＴ　Ｖカメ
ラを用いて撮像し、処理回路において白黒反転処理後２
値化処理を行った結果をモニターテレビで表示した図及
び異物の根元のＹ方向の幅及び高さを測定する原理を説
明するＩＣめの斜視図である。 第６図は、第１図において、−「Ｖカメラの視野内に複
数個の異物が存在する場合の異物測定の原理を説明する
ための図である。 １：ベル１〜状拐わＩ（長尺体）、 ３　：　ブ　　ロ　　ア　　−、 ４　：　Ｔ　Ｖカメラ、 ４ａ：Ｎ影しンズ、 ５：コン］へ［］−ラ、 ６：モニターテレビ、 ７：処理回路、 ８．８’：スト［１ボコン１〜ローラ、９．９’ニス　
１ヘ　ロ　ボ、 １１：異物、 １２：形部（影部分）、。 毘　２　目 （ア）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（イ
）　　　　ｎ 第　３　日 す 第　４　図 ｓ″′。・２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記（イ）ないし（ニ）の工程を具備することを特
   徴とする長尺体表面の異物検出及び寸法測定方法。 （イ）走行する長尺体の表面に気体を噴射する工程、 （ロ）上記（イ）の工程で噴射する部位を所定光源から
   の光で照射する工程、 （ハ）上記（ロ）の工程で照明された部位を電気信号と
   して撮像する工程、 （ニ）上記（ハ）の工程で得られた電気信号に基づき、
   上記（イ）の工程で照明された部位にある異物が反射光
   によって光る部分 或いは異物の影の部分の測定によつて、異物の有無検出
   及び寸法測定を行う工程。 ２、照明された部位を撮像することによつて得られるビ
   テオ信号を画像処理することで、異物の有無検出及び寸
   法測定を行う工程を具備することを特徴とする請求項第
   １項記載の長尺体表面の異物検出及び寸法測定方法。 ３、気体が噴射される部位を所定光源からの光で照明さ
   れた部位を電気信号として撮像する部分が、外乱光から
   遮蔽されていることを特徴とする請求項第１項記載の長
   尺体表面の異物検出及び寸法測定方法。 ４、気体が噴射される部位に、１個或るは複数個の短時
   間発光する光源で照明することを特徴とする請求項第１
   項又は第３項記載の長尺体表面の異物検出及び寸法測定
   方法。