[发明专利]轮胎形状检测装置及轮胎形状检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过摄取照射在相对旋转的轮胎的表面上的线型光的像 并基于该摄像图像进行利用光切断法的形状检测从而检测轮胎的表面形 状的轮胎形状检测装置及轮胎形状检测方法。

背景技术

轮胎具有叠层橡胶或化学纤维、钢丝线等各种材料而成的结构，如果 在该叠层结构中存在不均匀的部分，则在充气时在耐压性相对较弱的部分 产生称为鼓包的隆起部(凸部)、或者产生称为凹坑或低压区的洼部(凹 部)。产生这样的凹坑或低压区等形状缺陷的轮胎，因安全上的问题或外 观不良的问题，需要通过检查从发货对象中除去。

以往，关于轮胎的形状缺陷的检查，通过一边用旋转器使轮胎旋转， 一边用接触式或非接触式的点测定式传感器检测多点的表面高度，从该表 面高度的分布检测轮胎的表面形状来进行。但是，在基于采用点测定式传 感器的轮胎形状检测的形状缺陷的检查中，因受排列的传感器的数量的制 约及检查时间的制约，不能网罗地检测轮胎上的形状缺陷的整个检测对象 的形状，存在容易产生形状缺陷漏检的问题。

另一方面，在专利文献1中，公开了对旋转的轮胎的表面照射缝光(线 型光)，摄取该缝光的像，基于该摄像图像进行利用光切断法的形状检测， 由此检测轮胎的表面形状的技术。根据该专利文献1所示的技术，能够网 罗地(连续地)检测轮胎上的形状缺陷的整个检测对象面(轮胎的胎侧面 或胎面)的形状，能够防止形状缺陷的漏检。

如专利文献1所示，一般，在进行利用光切断法的形状检测时，为了 在检测对象面(轮胎的胎侧面等)上形成单束的光切断线(光照射在1 根线上的部分)，从该光切断线上的检测高度方向(检测的表面高度的方 向)照射一个线型光，用设在特定方向上的摄像机捕捉其散射反射光，摄 取线状的线型光的像。

专利文献1：特开平11-138654号公报

可是，轮胎的表面(尤其是胎侧面)为黑色，而且其光泽度高，照射 在轮胎的表面上的线型光散射反射的比率较低。此外，轮胎的表面(尤其 是胎侧面)全部形成山形状，因此要得到必要的景深，需要缩小摄像机光 圈。

因此，在专利文献1中示出的轮胎的表面形状检测中，为得到照射在 轮胎的表面上的线型光的清晰的像，需要增强线型光的强度(光量)，或 降低摄像机的摄像速率(使快门速度减慢)，延长曝光时间。

但是，在增强线型光强度时，有因黑色而容易吸收光的轮胎可能遭受 热损伤的问题。另外，采用功率大的光源(通常为激光器光源)，存在需 要冷却装置，导致装置大型化、高成本化，可维护性变差的问题。

此外，如果要在产品检查容许的有限的时间内，在旋转的轮胎的外周 方向以足够的空间分辨率摄取线型光的像，则存在越要得到线型光的清晰 像越不能降低摄像机的摄像速率(单位时间内的摄像次数)的问题。

例如，轮胎的形状缺陷检查中容许的检查时间为1秒左右。此外，在 利用光切断法的轮胎形状检测中，为了区别线型光的像和记在轮胎的表面 上的文字，需要在旋转的轮胎的外周方向，至少以该文字的线宽(1mm 左右)以下的空间分辨率进行摄像。而且，为了满足其检查时间及空间分 辨率的主要条件，对于乘用车用轮胎需要进行每秒2000帧的摄像，对于 比乘用车大的卡车或巴士用的轮胎需要进行每秒4000帧的摄像。但是， 如果以每秒4000帧的高摄像速率进行摄像，根据专利文献1所示的技术， 不能得到线型光的清晰的像。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种轮胎形 状检测装置及轮胎形状检测方法，在通过摄取照射在黑色、有光泽的轮胎 的表面上的线型光的像，基于该摄像图像进行利用光切断法的形状检测， 检测轮胎的表面形状时，即使在不增强线型光的强度情况下，以十分高的 摄像速率(例如每秒4000帧以上)进行线型光的像的摄像，也能得到照 射在轮胎的表面上的线型光的清晰的像。

为达到上述目的，第1发明涉及通过摄取照射在相对旋转的轮胎的表 面上的线型光的像，基于该摄像图像进行利用光切断法的形状检测，从而 检测轮胎的表面形状的轮胎形状检测装置，其具备以下(1)及(2)中所 示的各构成要素。

(1)线型光照射机构，按照在所述轮胎的表面形成单束的光切断线的 方式，从与该光切断线的检测高度方向不同的方向将多个线型光连成一行 照射，或在该线型光的长度方向上将1个线型光聚光而照射。