JPS60228906A - 長さ測定方法及び装置 - 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】 本発明は、長さ測定方法及びその装置、特に端部が斜め
に切断されている帯状体の測長に好適な長さ測定方法及
びその装置に関するものである。

タイヤ製造工程においては、押出機のベルトコンベア上
で両端が斜めに切断されたトレッドの長さを順次計測し
なければならない。εのトレッドはベルトコンベア上で
常時搬送されており、移動中にトレッド長を計測しなけ
ればならないこと、及びトレンドの両端が斜めに切断さ
れているため計測の基準となるエッヂ部を正確に検出し
にくいことよりトレッド長の計測方法の改良は重要な課
題となっている。

第１図は特開昭５４−２５７５７号公報に記載されてい
る従来のトレンド長の計測方法の一例の構成を示す線図
である。トレンドｌはコンベアベルト２により矢印ａ方
向に搬送されている。その先頭の下端エツジ８は、トレ
ンド１の搬送方向に対してトレンド１の前側端面の切断
角θより小さく設定されているレーザ光源４と光検出器
５との組合せにより測長の基準点として検出し、これと
同時にトレンドｌの後端エツジ８を光源６とカメラ７に
より検出し、この後端のエツジの基準位置からの距離と
してコンピュータ９でトレンド長をめるようにしている
。このような構成では、先端側のエツジの検出を平行光
束を用いて行なっているため、コンベア２上でのトレン
ドｌの微少な上下プレや、エツジ部５の凹凸、更には切
断角θの変化により大きな誤差を生ずる不都合がある。

第２図は特開昭５５−１１６２０８号公報に記載されて
いる従来のトレンド長計測方法の他の例の構成を示す線
図である。この方法では、平行光束を用いてコンベア２
上のトレンドｌの上面に対して所定の距離以上離間して
いる場合にのみＯＮ状態となる光電スイッチ１０をトレ
ッドｌの上方に配置し、トレッド１の厚みの変化に基い
てトレンド１が矢印ａ方向に移動するに伴ない先端エツ
ジ部１１と後癲エツジ部１２とを検出し、この間のベル
ト２の移動量をエンコーダ１８とカウンタ１４によって
測定してトレッド長を計測する構成となっている。しか
し、この方法でも光電スイッチｌＯは平行光束を利用し
ているから、トレッド１の厚さの変動やトレッド表面の
表面粗さ、更には搬送中のトレンドの上下プレ等により
誤差が生じ、トレッド長を正確に測定できない欠点があ
る。

このように、従来の測定方法では切断面の傾斜角や表面
粗さ及びトレッドの搬送状態による形番を受け易く、特
に平行光束を用いてエツジ部を検出する構成としている
から、常に一方向からのみエツジ部を検出することとな
り、トレッドの端面の傾斜角の変化や搬送ヰの上下プレ
により測長の基準となるエツジ部が変動してしまい、計
測誤差を生じ易すい欠点がある。また、上述した実施例
ではトレンド長を１回しか測定できない構成となってい
るため、測定誤差が生じてもそのまま測定値となる不都
合がある。すなわち、移動中の被測定物の長さを測定す
るには、複数回測定し得られた測定データを統計学的に
処理して測定値とすることにより、測定誤差を低減する
ことが望ましいｄ本発明の１的は、上述した欠点を解消
し、被測定物の表面粗さや端面の傾斜角の変化及び被測
定物の搬送状態による影善を受けｔこくぃ長ざ測定方法
及びこの方法を実施するための装置を提供しようとする
ものである。

本発明は、被測定物の測長の基準となるエツジを検出し
て長さを測定Ｔるに当り、エツジを構成する平面に対し
て入射角の異なる光Ｍを含も光束を発する光源と、エツ
ジの位置を検出する撮像装置とを前記平面で正反射され
る光線を受光する位置にそれぞれ配設し、前記光源から
被測定物にエツジに向けて光束を投射して前記撮像装置
により被測定物のエツジの位置を複数回検出し、検出し
たエツジ位置の基準位置からの距離に基いて被測定物の
長さを測定することを特徴とするものである０ さらに、本発明は搬送されて来る被測物の測長の基準と
なる２個のエツジを検出して長さを測定する長さ測定装
置において、一方のエツジを構成する平面に対する入射
角が異なる光線を含む光束を発する第１の光源と、第１
の光源から発し前記平面で反射した正反射光を受光して
一方のエツジ位置を検出する第１の撮像装置と、他方の
エツジに向けて光束を発する第２の光源と、第２の光源
からの光束を受光して他方のエツジを検出する第２の撮
像装置と、被測定物の測長方向において所定の距離だけ
離間して配設した第１の撮像装置と第２の撮像装置によ
り被測定物の両端のエツジ位置を複数回検出し、これら
の両端のエツジ位置の基準位置からの距離と前記所定の
離間距離に基い・て被測定物の長さを算出する演算処理
回路とを具えることを特徴とするものである。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第８図及び第４図は本発明による長さ測定方法の原理を
示す線図である。トレッドは両端が斜めに切断され、計
測すべきトレンド長は上面の両端のエツジにより規制さ
れるから、トレッドの両端のエツジを測長の基準位置と
し、このエツジを正確に検出しなければならない。トレ
ンド２０の前側エツジ２１は、上面２２とこの上面２２
と角度θで交差する端面２８から構成されている。トレ
ンド２０はコンベアベルト２４により矢印ａ方向に搬送
されており、コンベアベルトの上方に光源２５およびイ
メージセンサ２６を配設する。これら光源２５およびイ
メージセンサ２６は、光源から発した光束の中心光線が
標準の傾きを持った端面２８で正反射されてイメージセ
ンサに入射するように配設する。このように構成すれば
、トレンド２０が矢印ａ方向に移動してくるから、光源
２５はまず端面２８を照明し、端面２８からの反・射光
がイメージセンサ２６で受光される。そして移動に伴な
いエツジ２１が搬送方向に見て所定の寸法を有テる光源
２３の照明領域に進入すると、光源２５からの光束は上
面２２上にも投射されるようになる。しかし、イメージ
センサ２６は上面２２からの正反射光を受光する位置に
ないため、上面２２からの正反射光はイメージセンサ２
６に受光されないことになる。この結果イメージセンサ
２６には端面２８が明るい像として、上面２ｚが暗い像
として映出され、エツジ２１が明暗の境界としで検出さ
れる。しかし、第８図Ｂに示すように光源２５として平
行光束を発する光源を用いると、エツジ２１の傾斜角θ
が微小角ｄθだけ変化した端面２８からの反射光は２ｄ
θも変化するため、端面２８からの反射光がイメージセ
ンサ２６に入射せず、明暗が正確に映出されず明暗の境
界であるエツジが正確に検出できなくなる。

これに対して第４図Ａ〜０に示すように、光源　１２４
として端面２８の各点に対して入射角の異なる光線を含
む光束を発する光源を用いる構成とす・ｎば、端面２８
の各点に入射した光線は、端面２８上＆＋へで反射した
後発散光束のようにふるまい、エツジ２１の傾斜角が変
化してもいずれかの光線の端面２８からの正反射光がイ
メージセンサ２６に入射することになる。すなわち、第
４図Ｂに示すように、傾斜角θがｄθだけ小さくなって
も端面２８上の各点において中心光線すより右側を進む
反射光Ｃがイメージセンサ２６に入射し、第４図Ｏに示
すように傾斜角θがｄθだけ大きくなっても中心光線す
より左側を進も反射光ａが入射する。このように、非平
行光束を用いて端面２８を照明する構成とすれば、傾斜
角θが変化したりトレンド２０がコンベアベルト２４上
で上下振動をおこしても正確にエツジ２１ｉ検出するこ
とができる。この場合、傾斜角θの最大　偏位量ｄθｍ
ａ父の２倍の角度２ｄθｍａｘの入射角の範囲の光束を
各点に投射できればよいことになる。例えばこのような
光源として、発光面積の広い面光源や、白色光源と反射
鏡を組合せた光源ざらにフィラメント長の長い光源を用
いることができる。

第５図は本発明による長さ測定装置の一例の構成を示す
線図である。

トレンド８０はコンベアベルト８１により矢印ａ方向に
一定の速度で搬送されながら、そのトレッド長ｌが計測
される。トレンド長ｌは先端エツジ８２と後端エツジ８
８により規定され、前側の端面８４は上面８５に対して
角度θ□だけ傾斜し、後側の端面８６は角度θ、だけ傾
斜している。トレンド８０の進行方向の上方にはトレン
ド８０の前側端面８４を照明するための白色光源８７と
反射＠ａＳ及び第１のイメージセンサ８９を配設する。

本例では、光源８７とイメージセンサ８９とをトレッド
８０の前側の端面８４の法線に対して正反射特性を満す
相対位置関係に配設し、端面８４からの反射光がトレン
ド８０の進行方向と垂直になるように構成する。また、
本例では、光源８７として白色光源を用い、この白色光
源に反射鏡８８を設けて端面８４上の各点に入射角の異
なる光線が入射するようにする。トレンド８０の表面は
ほぼ平滑であり、その表面に入射した光線は・正反射す
る。よって、光源８７より発した光束はトレンド８０の
前側端面８４で正反射した後イメージセンサ８９に入射
する。トレンド８ｏは定速で矢印ａ方向に移動するから
、光源８７がら発した光束は最初前側端面８４に入射す
るが移動する、４につれてエツジ８２を超えて上面８５
に入射する。

しかし、上面８５の法線に対して光源８７とイメージセ
ンサ８９は相対的な正反−特性を満す位置関係にないか
ら、上面８５で正反射した反射光はほとんどイメージセ
ンサ８９に入射しないことになる。よって、トレッドの
エツジ８２が照明光の照射範囲内に到達した時点におい
てイメージセンサ８９でトレッド８ｏのエツジ８２を撮
像すれば、端面８４の部分は明るい像として映出され、
上面８５の部分は暗い像として映出される。この結果、
トレンド８０のエツジ８２を明暗の境界として検出でき
る。後端エツジ８８を検出するには、第１のイメージセ
ンサ８９からトレッド８ｏの搬送方向と平行に基準のト
レンド長ｌだけ離間して第２のイメージセンサ４０を配
設し、この第２のイメージセンサとトレッドの進行方向
に対して相対する方向に第２の光源４１を配設し、この
第２のイメージセンサ４ｏと第２の光源４１とにより検
出を行なう。すなわち、第２の光源４１から第２のイメ
ージセンサ４ｏの方向に光束を投射すると、トレンド８
０が光源４１上を移動しているときは第２の光源４１か
らの光束はトレンド８ｏにさえぎられるが、後端のエツ
ジ８８が第２のイメージセンサ４０の視野内に入るとト
レッドがある部分はほとんど光束がイメージセンサに入
射せず、後端エツジ８８より後側は光源４１からの光束
がイメージセンサ４０内に入射するからイメージセンサ
４０にははっきりした明暗が映し出され、この明暗の境
界を後端エツジ８８として検出できる一０第１及び第２
のイメージセンサ８９及び４ｏをそれぞれエツジ検出回
路４２及び４８に接続し、このエツジ検出回路４２及び
４８．をエツジ距離検出回路４４及び４５にそれぞれ接
続し、エツジ距離検出回路４４及び４５を演算処理回路
４６に接続する。

次に、長さ測定動作について説明する。トレンド８０は
、順次一定の搬送速度でトレンド長計測領域に搬送され
て来る。第１のイメージセンサ８９と第２のイメージセ
ンサ４０とは基準のトレッド長！。だけ離間して配設さ
れているから、前、側のエツジ８２と後端エツジ８８は
ほぼ同時にそれぞれ第１及び第２のイメージセンサ３９
及び４０の視野内に到達する。各エツジ８２及び８８が
第１及び第２のイメージセンサ−８９及び４ｏの視野内
に到達した時前側エツジ８２及び後端エツジ８８を第１
及び第２のイメージセンサ８９及び４０で短時間の間に
僕数回撮影する。第６図は第】と第２のイメージセンサ
８すと４０によるトレンドの各エツジを示す画像であり
、第６図Ａ−Ｃは第１のイメージセンサ８９による前側
のエツジ８２を、第６図Ａ′〜０′は第２のイメージセ
ンサ４゜による後端エツジ８８の画像をそれぞれ示して
いる。本例では８回撮像しており、第６図Ａとには各エ
ツジがイメージセンサの中心に到達する直前ノ画像を示
し、第６図ＢとＢ′はほぼイメージセン・すの中心に到
達したときの画像を示し、第６図ＣとＣ′はイメージセ
ンサの中心に到達した直後の画像を示している。第１及
び第２のイメージセンサからの映像信号はそれぞれエツ
ジ検出回路４２及び４８に入力し、映像信号から各エツ
ジを検出する。次いで、エツジ距離検出回路４４及び４
５により、検出したエツジの基準位置からの距離１０及
び！、を検卑し、これら１０及び！、を演算処理回路４
６に入力して、各撮像動作毎に得た基準位置からのエツ
ジの距ｆｌｉｔ、と１．ＩＡとイメージセンサ８９及び
４０間の基準距１ＩＩｔｏとに基いて各撮像毎にトレン
ド長ｌを算出する。そして得られたトレンド長ｌの８つ
の値を演算処理回路４６で例えは平均化処理などの統計
学的処理′ｆｉ：行ない最終的なトレンド長を算出する
。

トレンド長ｌの算出は下記の式に基いて行なう。

１　＝　１ｏ−ｌｌ＋　ｌ。

ｌｏ：第１と第２のイメージセンサの中心間の距離 ｌ□：第１イメージセンサの中心から前側エツジ８２ま
での距離（第６図において 中心よりエツジが右側にある場合を正 に、左側にある場合を負に定める） ｔｇ：第２イメージセンサの中心から後端エツジ８８ま
での距離（第６図において 中心よりエツジが右側にある場合は正 に、左側にある場合を負に足める） 尚、上述した実施例では、第１の光源８７と第１のイメ
ージセンサ８９を端面８４に対して正反射特性を満す位
置関係に配置したか、上面８５に対して正反射特性を満
す関係に配置してもよい。

この場合上面８５の像が明るい像として映出され端面８
４の像が暗い像として映出されることになる０ 以上説明したように本発明によれば、被測定物の端面の
切断角が変化したり、測定時に上下プレ等の外乱が生じ
ても、これらによる影響を受けにくく、測定誤差の発生
を低減することができる。

また、複数回測定して得た測定値を統計処理を行・なっ
て測定値をめる構成にしているから、被測定物の搬送中
に測定しても、搬送による外乱の影響を低減することが
可能になる。

また、本発明による測定装置は、正確にトレンド長を検
出することができ、トレッド長の制御のためのフィード
バックセンサとして使用することができ、裁断機にフィ
ードバックすることにより裁断長を適切に制御すること
゛ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のトレンド長計測方法の構成を
示す線図、 第８図及び第４図は本発明による長さ測定方法の原理を
示す線図、 第５図は本発明による長さ測定装置の一例の構成を示ｙ
ｓｔ図、 第６図はイメージセンサの画像を示す線図である。 、。、　８０　、）　ｋッＦ　ｇ４　＋　ａｌ　−ｊ　
＞　６７　、ｋ　）　１２２　、８５・・・上面　２８
　、８４・・・剤側端面２５　、８７　、４１・・・光
源　２６・・・イメージセンサ・２１　、８２．８８・
・・エツジ　８６・・・後側端面ｓ８．５ＬＨｆｊｌ　
８１・・・第１のイメージセンサ４０・・・第２のイメ
ージセンサ ４２　、４８・・・エツジ検出回路 軸、４５・・・エツジ距離検出回路 ４６・・・演算処理回路Ｏ 特許出願人　株式会社ブリデストン 第２図 ″ｎ＋：７ンタ ー≠＝羊甲ぞ− 第６ Ａ 図 Ｂ′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　被測定物の測長の基準となるエツジを検出して長さ
   を測定するに当り、エツジを構成する平面に対して入射
   角の異なる光線を含む光束を発する光源と、エツジの位
   置を検出する撮像装置とを前記平面で正反射される光線
   を受光する位置にそれぞれ配設し、前記光源から被測定
   物のエツジに向けて光束を投射して前記撮像装置により
   被測定物のエツジの位置を複数回検出し、検出したエツ
   ジ位置の基準位置からの距離に基いて被測定物の長さを
   測定することを特徴とする長さ測定方法。 ム　搬送され１来る被測物の測長の基準となる２個のエ
   ツジを検出して長さを測定する長さ測定装置において、
   一方のエツジを構成する平面に対する入射角が異なる光
   線を含む光束を発する第１の光源と、第１の光源から発
   し前記平面で反射した正反射光を受光して一方のエツジ
   位置を検出する第１の撮像装置と、他方のエツジに向け
   て光束を発する第２の光源と、第２の光源からの光束を
   受光して他方のエツジを検出する第２の撮像装置と、被
   測定物の測長方向において所定の距離だけ離間して配設
   した第１の撮像装置と第２の撮像装置により被測定物の
   両端のエツジ位置を複数回検出し、これらの両端のエツ
   ジ位置の基準位置からの距離と前記所定の離間距離に基
   いて被測定物の長さを算出する演算処理回路とを具える
   ことを特徴とする長さ測定装置。