用于检测带状构件的形状的方法和设备及二维位移传感器技术

通过二维位移传感器（11）能精确地测量带状轮胎组成构件的表面的位移，而不管带状构件（40）的表面条件如何。二维位移传感器（11）包括：用作发射部件的第一和第二激光器单元（111，112），其发射从与带状构件（40）的厚度方向的交叉的方向入射到带状构件（40）表面的第一激光和从平行于带状构件（40）的厚度方向的方向入射到带状构件（40）表面的第二激光；用作位移测量部件的相机（113），其具有接收反射自带状构件（40）表面的光用的光接收元件并从光接收元件检测的反射光接收位置测量带状构件（40）的表面的位移量；使反射光聚焦于光接收元件用的光学元件（11L）；和使待入射到带状构件（40）的表面的激光在第一激光与第二激光之间切换用的切换部件（13）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于检测诸如胎体帘布层等的带状构件的诸如长度和接合尺寸等的形状的方法和设备及在检测带状构件的形状时使用的二维位移传感器。
技术介绍
在用于测量诸如胎体帘布层等的带状轮胎组成构件的长度的设备中，传统上已知的是用于带状橡胶构件的长度测量设备。这样的设备通过利用一维激光传感器顺次测量带状橡胶构件的切割面之间的间隙来测量诸如胎面等的带状橡胶构件的长度，所述带状橡胶构件是从挤压机挤出、被切割成固定长度并被进一步传送的带状橡胶构件。一维激光传感器从切割倾斜角度方向发射具有照射区域的预定光斑直径的激光并且利用诸如光电传感器等的光接收部件检测反射光。基于当光通过带状橡胶构件的间隙时反射光的强度变弱的原理，长度测量设备通过计算出间隙位置来测量被切割成固定长度的带状橡胶构件的长度(例如见专利文献I)。然而，应该认识到的是，上述带状橡胶构件的长度测量设备不一定能够在带状橡胶构件的宽度方向上的任意给定位置处进行长度测量，因为所使用的位移传感器是一维激光传感器。为了解决这个问题，本专利技术人已经提议一种采用二维位移传感器作为位移传感器的带状构件的长度测量设备，由此使得甚至用单台位移传感器也能够在宽度方向的宽范围内进行带状构件的高度差的位置(起始端和终止端)的检测(例如见专利文献2)。该长度测量设备如图7所示地构造。更具体地，激光源81a发射线状的激光。二维位移传感器81配备有具有CCD相机的位移测量部件81b，该位移测量部件81b从反射自轮胎组成构件80的表面的激光的光接收位置测量轮胎组成构件80的位移量。因此，以预定角度相对于轮胎组成构件80的长度方向倾斜的线束被发射至轮胎组成构件80，该轮胎组成构件80围绕以预定速度转动的成型鼓82贴附。同时，二维位移传感器81通过接收来自照射区域的反射光测量轮胎组成构件80的起始端80a和终止端80b的位置。如专利文献2所公开的，通过布置于轮胎组成构件80的各个宽度方向端部侧的两台二维位移传感器81、81，能够跨越轮胎组成构件80的整个宽度测量轮胎组成构件80的起始端80a和终止端80b的位置。相关技术文献专利文献专利文献1:日本特开2003-28630号公报专利文献2:W02006/019070A
技术实现思路
专利技术要解决的问题应该注意的是，散射光通常是用作入射在诸如CCD相机等光接收元件上的反射光的光。然而，诸如胎体帘布层或带束等的经过处理的构件(具有被经过处理的橡胶涂覆的帘线的构件)具有凹凸表面，该凹凸表面具有内部包含帘线的凸部和内部不包含帘线的凹部，因此在谷部和倾斜部存在光泽。结果，由于总的反射光的比例增加了，所以散射光在反射光的亮度上下降。另一方面，诸如胎面等的橡胶构件由于比树脂等的表面粗糙度高的表明粗糙度而在表面上具有轻微凹凸度，但是一般在表面上具有较少光泽部分。即，诸如胎面等的橡胶构件比上述经过处理的构件产生更高强度的反射光。并且，在经过处理的构件与诸如胎面等的橡胶构件之间，存在着二维位移传感器的测量精度不同的问题。已做出本专利技术以解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于检测带状构件的形状的方法和设备，其精确地测量带状轮胎组成构件的表面的位移量，而不管轮胎组成构件的类型如何，本专利技术的目的还在于提供在这样的带状构件的形状的检测中优选地使用的二维位移传感器。用于解决问题的方案本专利技术人已经通过仔细研究得到了本专利技术。发现，对于经过处理的构件，通过如下构造的光学系统能够获得最令人满意的亮度:如图8的(a)所述，激光被以45°至65°的入射角度θτ&射至经过处理的构件40T的表面，并且以相同角度θτ反射的全反射光被聚焦在诸如C⑶相机等的光接收元件上；对于除了经过处理的构件以外的构件，通过如下构造的光学系统能够获得最令人满意的亮度:如图8的(b)所示，激光被以90°的入射角度(沿法线方向)发射至除了经过处理的构件以外的构件40G的表面，并且在为-45°的方向上的散射光被聚焦在诸如CCD相机等的光接收元件上。S卩，本专利技术的第一方面提供一种二维位移传感器，其包括:发射部件，该发射部件用于发射从与带状构件的厚度方向交叉的方向入射到所述带状构件的表面的第一激光，以及发射从与所述带状构件的厚度方向平行的方向入射到所述带状构件的表面的第二激光；位移测量部件，该位移测量部件具有光接收元件，所述光接收元件用于接收从所述带状构件的表面反射的光，并且用于从由所述光接收元件检测出的反射光接收位置测量所述带状构件的表面的位移量；光学元件，该光学元件用于使所述反射光聚焦于所述光接收元件；和切换部件，该切换部件用于使待入射到所述带状构件的表面的激光在所述第一激光和所述第二激光之间切换。于是，能够精确地测量出带状构件的表面的位移量，而不管带状构件的类型如何。因此，本专利技术的二维位移传感器使得能够通过测量带状构件的切割面的位置来检测带状构件的长度或带状构件的接合尺寸(抵接接合、重叠接合)。因此，能够以优异的精度检测带状构件的形状。本专利技术的第二方面提供一种二维位移传感器，其中，所述发射部件包括:激光发射部件，该激光发射部件用于发射线状的激光；分束器，该分束器用于使从所述激光发射部件发射的激光分成所述第一激光和所述第二激光；和反射镜，该反射镜反射待从与所述带状构件的厚度方向交叉的方向入射的所述第一激光。通过采用上述结构，能够利用单台激光发射部件(激光器)精确地测量带状构件的表面的位移量。这能够使本专利技术的设备简化。本专利技术的第三方面提供一种二维位移传感器，其中，所述发射部件包括用于发射所述第一激光的第一激光器和用于发射所述第二激光的第二激光器。在该二维位移传感器中，所述第一激光和所述第二激光是线状的激光，所述切换部件驱动和控制所述第一激光器和所述第二激光器中的仅一者。结果，第一激光器与第二激光器之间的切换能够被确定地产生以用于朝向带状构件的表面的发射激光。因此，能够提高带状构件的表面的位移量的测量精度。本专利技术的第四方面提供一种二维位移传感器，其中，所述二维位移传感器进一步包括反射镜，该反射镜用于反射待从与所述带状构件的厚度方向交叉的方向入射的所述第一激光的发射光。因此，通过使用简单的结构，能够使得来自第一激光器的发射光的入射方向与带状构件的厚度方向交叉。这能够使本专利技术的设备简化。本专利技术的第五方面提供一种二维位移传感器，所述二维位移传感器进一步包括在所述第一激光器与所述反射镜之间的分束器，该分束器用于使所述第一激光器的发射光透过并且反射所述第二激光器的反射光。以该方式，分束器的设置将由于减少了光学元件的数量而进一步使本专利技术的设备简化。本专利技术的第六方面提供一种二维位移传感器，所述二维位移传感器进一步包括:第三激光器，该第三激光器布置在相对于所述第二激光器与所述第一激光器对称的位置；第二反射镜，该第二反射镜用于反射待从与所述带状构件的厚度方向交叉的方向入射的来自所述第三激光器的发射光；和第二分束器，该第二分束器位于所述第三激光器与所述第二反射镜之间，并且所述第二分束器用于使来自所述第三激光器的发射光透过并且反射来自所述第一激光器的反射光。在该二维位移传感器中，所述切换部件在驱动和控制所述第一激光器的同时驱动和控制所述第三激光器。因此，即使当有阴影时，由于来自第一激光器和第三激光器的反射光的图像中的一个图像没有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩山伸也，
申请(专利权)人：株式会社普利司通，
类型：
国别省市：