JP5019849B2

JP5019849B2 - タイヤの表面検査方法および装置

Info

Publication number: JP5019849B2
Application number: JP2006298485A
Authority: JP
Inventors: 博貴飯野; 智之金子; 孝夫國分
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2026-11-02
Also published as: WO2008053742A1; MX2009004750A; US20100002244A1; EP2078955A4; JP2008116270A; EP2078955B1; US8059279B2; EP2078955A1

Description

本発明は、タイヤの表面検査方法および装置に関する。

製品タイヤは、真円度や表面の凹凸、変色、汚れ、傷等の状態から製品として適しているか否かが判断されている。
従来のタイヤの検査装置としては、同じ出願人による先願特許出願である特許文献１に開示された例がある。

特開２００１−２４９０１２号公報

同特許文献１に開示されたタイヤの外観形状検査装置は、多数のＬＥＤを長尺に配列されたライン投光器に照射されたタイヤの撮像ライン部分をラインカメラが撮像して変色や汚れを判定できる外観データを得るようにし、レーザ投光器であるエリア投光器により照射されたタイヤの撮像ライン部分をエリアカメラが撮像して真円度や表面の凹凸あるいは傷等の状態を判定できる形状データを得るようにしている。

ライン投光器はタイヤの撮像ライン部分に常に一定の照射方向から光を照射し、この照射光の反射光をラインカメラが受光して撮像している。
タイヤ表面の光沢および色合いの違いなどは、ラインカメラの受光量の差異に現われるので、光の照射方向によってはその反射状態から判別できない場合がある。

特に、タイヤを加硫成形する場合に、金型の型面に前に加硫したときのゴム屑が付着している場合があり、このような場合には質の異なるゴム屑がタイヤの表面において一体に加硫成形されてしまう。
このようにしてタイヤの表面に一体に加硫成形されたゴム屑部分は、周辺と滑らかな同一面をなして凹凸はなく、光沢および色合いの違いからしか識別することができない。

したがって、タイヤの表面にゴム屑が一体に加硫成形されたような場合に、従来の一定の照射方向から光を照射して撮像する検査装置では、このゴム屑部分の微妙な光沢および色合いが、光の照射方向によってはその反射光の状態からラインカメラの撮像したカラーおよび白黒の濃淡画像に現われないことがあり、確実にゴム屑部分を識別できるとは限らない。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、タイヤの表面の異種ゴムが加硫成形された部分を確実に識別することができるタイヤの表面検査方法および装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
ラインカメラによりタイヤ表面上に設定される被撮像ラインに向けて互いに反対側から光を照射する複数の投光器が長尺に配列された１対の第１ライン投光器からなる第１照射手段と、同第１照射手段と異なる照射方向で前記被撮像ラインに向けて互いに反対側から光を照射する複数の投光器が長尺に配列された１対の第２ライン投光器からなる第２照射手段とを交互に作動して、前記タイヤ表面の被撮像ライン部分に交互に光を照射し、前記第１照射手段と前記第２照射手段の光の照射に同期してラインカメラにより前記タイヤ表面の被撮像ライン部分を撮像することを、タイヤ表面の被撮像ライン部分を順次変えて繰り返し行い、前記ラインカメラが撮像した画像を分析してタイヤの表面を検査することを特徴とするタイヤの表面検査方法である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のタイヤの表面検査方法において、前記１対の第１ライン投光器は、それぞれ前記タイヤ表面上の被撮像ラインに平行に複数の前記投光器が長尺に配列され、前記１対の第２ライン投光器は、それぞれ前記被撮像ラインに垂直に複数の前記投光器が長尺に配列されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、タイヤ表面上に被撮像ラインを設定してタイヤ表面の被撮像ライン部分を撮像するラインカメラと、前記タイヤ表面上の被撮像ラインに向けて互いに反対側から光を照射する１対の第１ライン投光器からなる第１照射手段と、前記第１照射手段と異なる照射方向で前記被撮像ラインに向けて互いに反対側から光を照射する１対の第２ライン投光器からなる第２照射手段と、前記タイヤを回動する回動手段と、前記ラインカメラと前記回動手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記回動手段を駆動してタイヤを回動してタイヤ表面の被撮像ライン部分を順次変え、前記第１照射手段と前記第２照射手段の交互に作動する光の照射に同期してラインカメラを駆動してタイヤ表面の各被撮像ライン部分を順次撮像するように制御するタイヤの表面検査装置である。

請求項１記載のタイヤの表面検査方法によれば、複数の投光器が長尺に配列された１対の第１ライン投光器からなる第１照射手段と光の照射方向の異なる複数の投光器が長尺に配列された１対の第２ライン投光器からなる第２照射手段とを交互に作動して光を照射するのに同期して、ラインカメラによりタイヤ表面の被撮像ライン部分を撮像するので、第１照射手段と第２照射手段の少なくともいずれかの光照射に基づくラインカメラの撮像した画像からタイヤの表面の異種ゴムが加硫成形された部分を確実に識別することができる。

第１照射手段と第２照射手段はいずれもタイヤ表面上の被撮像ラインに向けて互いに反対側から光を照射する１対のライン投光器からなるので、タイヤ表面の被撮像ライン部分に照射光を集中でき、反射光量も大きいレベルでラインカメラによって撮像され、撮像された画像のカラー情報および濃淡も明瞭となってタイヤの表面の異種ゴムが加硫成形された部分の識別を容易にすることができる。

請求項２記載のタイヤの表面検査方法によれば、タイヤ表面上の被撮像ラインに平行に複数長尺に配列された１対の第１ライン投光器と前記被撮像ラインに垂直に複数長尺に配列された１対の第２ライン投光器により効率良くタイヤ表面の被撮像ライン部分に光照射がなされ、ラインカメラによって明瞭な画像が撮像できる。

請求項３記載のタイヤの表面検査装置によれば、制御手段が、回動手段を駆動してタイヤを回動してタイヤ表面の被撮像ライン部分を順次変え、光の照射方向の異なる第１照射手段と第２照射手段の交互に作動する光の照射に同期してラインカメラを駆動してタイヤ表面の各被撮像ライン部分を順次撮像するので、第１照射手段と第２照射手段の少なくともいずれかの光照射に基づくラインカメラの撮像した画像からタイヤの表面の異種ゴムが加硫成形された部分を確実に識別することができる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図４に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係るタイヤ表面検査装置１の回転テーブル２に、加硫成形されたタイヤＴがその中心軸を回転テーブル２の回転中心軸に位置決めされて載置され、表面検査に供せられる。
ターンテーブル２に載置されたタイヤＴの上方に向いた側面の所定上方位置に、ラインカメラ３が固定設置されている。

ラインカメラ３は、画素が１列に配列されたＣＣＤカメラであり、波長分離フィルタを備えることで、特定の波長の単色のスリット光を選択的に捉えて撮像することも可能である。
図２を参照して、ラインカメラ３は、タイヤＴの表面上に径方向に指向した被撮像ラインＬを設定しており、図１および図２に被撮像ラインＬを１点鎖線で示している。
したがって、ラインカメラ３は、タイヤＴの表面の被撮像ライン部分を撮像する。

タイヤＴの表面上の被撮像ラインＬの両側斜め上方で、被撮像ラインＬに平行に複数の投光器が長尺に配列された１対の第１ライン投光器11ａ，11ｂからなる第１照射手段11が配設されている。
第１照射手段11の１対の第１ライン投光器11ａ，11ｂは、タイヤＴの表面上の被撮像ラインＬに向けて互いに反対側から光を照射する。

また、タイヤＴの表面上の被撮像ラインＬの両端の上方付近で、被撮像ラインＬに垂直に複数の投光器が長尺に配列された１対の第２ライン投光器12ａ， 12ｂからなる第２照射手段12が配設されている。
第２照射手段12の１対の第２ライン投光器12ａ， 12ｂは、タイヤＴの表面上の被撮像ラインＬに向けて互いに反対側から光を照射する。

第１照射手段11または第２照射手段12により光が照射されたタイヤＴの表面の被撮像ライン部分を、ラインカメラ３が撮像する。
第１照射手段11と第２照射手段12は、交互に光を照射し、各光照射タイミングに同期してラインカメラ３が撮像するよう制御されている。

このようなタイヤ表面検査装置１の制御はコンピュータ20により実行され、このコンピュータ20による制御系の概略ブロック図を図３に示す。
コンピュータ20は、光照射制御手段21，カメラ制御手段22，モータ制御手段23および画像処理手段24等を備える。

光照射制御手段21は、第１照射手段11と第２照射手段12を所定タイミングで交互に作動して光を照射し、カメラ制御手段22は光照射制御手段21による第１照射手段11と第２照射手段12の光照射タイミングに同期させてラインカメラ３を作動して光照射されたタイヤＴの表面の被撮像ライン部分を撮像する。
モータ制御手段23は、タイヤＴを載置して回転する回転テーブル２を駆動する回転テーブル用モータ15を駆動制御する。

画像処理手段24は、外観画像構成手段31，外観判定手段32，画像形成手段33を有し、ラインカメラ３から外観データが入力され外観画像構成手段31により外観画像が再構成され、再構成された外観画像は外観判定手段32により外観上の良否判定が行われ、判定結果は画像形成手段33によりディスプレイ16に表示される。

以上のタイヤ表面検査装置１の制御手順を図４のフローチャートに従って説明する。
まず、タイヤＴが回転テーブル２の所定位置にセットされ（ステップ１）、モータ制御手段23により回転テーブル用モータ15を駆動して回転テーブル２をタイヤＴとともに所定回転速度（例えば10秒で１回転程度）で回転する（ステップ２）。

そして、ステップ３で第１照射手段11を駆動して第１ライン投光器11ａ， 11ｂによりタイヤＴの表面上の被撮像ラインＬに向けて光照射を行う。
同時に、ラインカメラ３は、第１ライン投光器11ａ， 11ｂにより光照射されたタイヤＴの表面の被撮像ライン部分を撮像する（ステップ４）。

次いで、ステップ５で第２照射手段12を駆動して第２ライン投光器12ａ， 12ｂにより第１ライン投光器11ａ， 11ｂとは90度異なる方向からタイヤＴの表面上の被撮像ラインＬに向けて光照射を行う。
同時に、ラインカメラ３は、第２ライン投光器12ａ， 12ｂにより光照射されたタイヤＴの表面の被撮像ライン部分を撮像する（ステップ６）。

ステップ７でタイヤＴの外側面全周に亘って撮像したか否かを判別し、全周に亘って撮像し終えていない間はステップ３，４，５，６を繰り返し、回転するタイヤＴの回転により所定のタイミングで交互に照射される移動する被撮像ライン部分を連続的に撮像していく。

全周に亘って撮像を終了すると、ステップ７からステップ８に抜け、回転テーブル２を停止する。
そして、ステップ９において、ラインカメラ３で撮像した外観データから外観画像構成手段31により外観画像が再構成され、この外観画像をもとに外観判定手段32により外観上の良否を判定する（ステップ１０）。

すなわち、外観画像の濃淡の程度が許容範囲内にあれば良、許容範囲を超えていれば不良と判定する。
判断結果は、画像形成手段33によりディスプレイ16に表示される。

タイヤの表面にゴム屑が一体に加硫成形されたような場合、ゴム屑部分の微妙な光沢および色合いが、光の照射方向によってはその反射光の状態からラインカメラの撮像したカラーおよび白黒の濃淡画像に現われないことがある。

しかし、本タイヤ表面検査装置１によるタイヤ表面の外観検査によれば、光の照射方向の異なる第１照射手段11と第２照射手段12とを交互に作動して光を照射するのに同期して、ラインカメラ３によりタイヤ表面の被撮像ライン部分を撮像するので、タイヤＴの表面に異種ゴムが加硫成形された識別が難しい部分も、光の照射方向の異なる第１照射手段11と第２照射手段12の少なくとも一方の光照射によってラインカメラ３の撮像した画像に明瞭にカラーおよび濃淡で現わすことができ、タイヤＴの表面の異種ゴムが加硫成形された部分も確実に識別することができる。

なお、タイヤＴは回転されている状態で、第１照射手段11と第２照射手段12とを交互に作動して光を照射してタイヤ表面の被撮像ライン部分を撮像するので、タイヤ表面の異なる部分を順次撮像することになるが、撮像タイミングは短く、外観画像構成手段31により外観画像が再構成されたとき連続的な画像が構成されるので、タイヤ表面の概ね同じ部分を光照射方向を変えて撮像していると略同じ効果が期待でき、タイヤＴの表面の異種ゴムの加硫成形された部分を容易に識別できる。

また、第１照射手段11と第２照射手段12はいずれもタイヤ表面上の被撮像ラインに向けて互いに反対側から光を照射する１対のライン投光器からなるので、タイヤ表面の被撮像ライン部分に照射光を集中でき、反射光量が大きいレベルでラインカメラ３によって撮像され、撮像された画像のカラーおよび濃淡もより一層明瞭となってタイヤの表面の異種ゴムが加硫成形された部分の識別をさらに容易にしている。

次に、別の実施の形態に係るタイヤ表面検査装置50を図５に示し説明する。
同タイヤ表面検査装置50は、ターンテーブル52に載置されたタイヤＴの上方に向いた側面の所定上方位置に、ラインカメラ53が固定設置されており、タイヤＴの表面上に径方向に指向した被撮像ラインＬを設定している。

タイヤＴの表面上の被撮像ラインＬの斜め上方において、図５に示す上面視で被撮像ラインＬを対角線とする略正方形の各辺にライン投光器61ａ，61ｂ，62ａ，62ｂが配置されている。
互いに対向する１対のライン投光器61ａ，61ｂが第１照射手段61を構成し、１対のライン投光器62ａ，62ｂが第２照射手段62を構成する。

第１照射手段61と第２照射手段62は、互いに異なる方向からタイヤＴの表面上の被撮像ラインＬに向けて交互に光を照射し、各光照射タイミングに同期してラインカメラ53が撮像するよう制御されている。

したがって、タイヤＴの表面に異種ゴムが加硫成形された識別が難しい部分も、光の照射方向の異なる第１照射手段61と第２照射手段62の少なくとも一方の光照射によってラインカメラ53の撮像した画像に明瞭にカラーおよび濃淡で表すことができ、タイヤＴの表面の異種ゴムが加硫成形された部分も確実に識別することができる。

本発明の一実施の形態に係るタイヤ表面検査装置の上面図である。同要部斜視図である。同タイヤ表面検査装置の制御系の概略ブロック図である。同タイヤ表面検査装置の制御手順を示すフローチャートである。別の実施の形態に係るタイヤ表面検査装置の上面図である。

符号の説明

Ｔ…タイヤ、Ｌ…被撮像ライン、
１…タイヤ表面検査装置、２…回転テーブル、３…ラインカメラ、
11…第１照射手段、11ａ， 11ｂ…第１ライン投光器、12…第２照射手段、12ａ， 12ｂ…第２ライン投光器、15…回転テーブル用モータ、16…ディスプレイ、
21…光照射制御手段、22…カメラ制御手段、23…モータ制御手段、24…画像処理手段、31…外観画像構成手段、32…外観判定手段、33…画像形成手段。
51…タイヤ表面検査装置、52…回転テーブル、53…ラインカメラ、
61…第１照射手段、61ａ， 61ｂ…第１ライン投光器、62…第２照射手段、62ａ， 62ｂ…第２ライン投光器。

Claims

ラインカメラによりタイヤ表面上に設定される被撮像ラインに向けて互いに反対側から光を照射する複数の投光器が長尺に配列された１対の第１ライン投光器からなる第１照射手段と、同第１照射手段と異なる照射方向で前記被撮像ラインに向けて互いに反対側から光を照射する複数の投光器が長尺に配列された１対の第２ライン投光器からなる第２照射手段とを交互に作動して、前記タイヤ表面の被撮像ライン部分に交互に光を照射し、
前記第１照射手段と前記第２照射手段の光の照射に同期してラインカメラにより前記タイヤ表面の被撮像ライン部分を撮像することを、タイヤ表面の被撮像ライン部分を順次変えて繰り返し行い、
前記ラインカメラが撮像した画像を分析してタイヤの表面を検査することを特徴とするタイヤの表面検査方法。
前記１対の第１ライン投光器は、それぞれ前記タイヤ表面上の被撮像ラインに平行に複数の前記投光器が長尺に配列され、
前記１対の第２ライン投光器は、それぞれ前記被撮像ラインに垂直に複数の前記投光器が長尺に配列されることを特徴とする請求項１記載のタイヤの表面検査方法。
タイヤ表面上に被撮像ラインを設定してタイヤ表面の被撮像ライン部分を撮像するラインカメラと、
前記タイヤ表面上の被撮像ラインに向けて互いに反対側から光を照射する１対の第１ライン投光器からなる第１照射手段と、
前記第１照射手段と異なる照射方向で前記被撮像ラインに向けて互いに反対側から光を照射する１対の第２ライン投光器からなる第２照射手段と、
前記タイヤを回動する回動手段と、
前記ラインカメラと前記回動手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記回動手段を駆動してタイヤを回動してタイヤ表面の被撮像ライン部分を順次変え、前記第１照射手段と前記第２照射手段の交互に作動する光の照射に同期してラインカメラを駆動してタイヤ表面の各被撮像ライン部分を順次撮像するように制御することを特徴とするタイヤの表面検査装置。