特許 6180958 混練室内壁検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6180958

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】混練室内壁検査装置

(51)【国際特許分類】

   B29B 7/22 20060101AFI20170807BHJP

   B01F 7/08 20060101ALI20170807BHJP

   B01F 15/00 20060101ALI20170807BHJP

【ＦＩ】

   B29B7/22

   B01F7/08 D

   B01F15/00 Z

【請求項の数】8

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-30252(P2014-30252)

(22)【出願日】2014年2月20日

(65)【公開番号】特開2015-155148(P2015-155148A)

(43)【公開日】2015年8月27日

【審査請求日】2016年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100118049

【弁理士】

【氏名又は名称】西谷 浩治

(72)【発明者】

【氏名】真鍋 知多佳

(72)【発明者】

【氏名】高橋 英二

(72)【発明者】

【氏名】福井 利英

(72)【発明者】

【氏名】三浦 穂高

【審査官】 長谷部 智寿

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１６２６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０２３４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１３６４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０５３０６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｂ ７／００−７／９２

Ｂ０１Ｆ ７／００−７／３２

Ｂ０１Ｆ １５／００

Ｇ０１Ｎ ２１／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

混練室内に配置されたロータに取り外し可能に固定された撮影装置と、
前記ロータが回転した状態で、前記撮影装置に前記混練室の内壁を撮影させる撮影制御部と、
前記内壁のうち前記撮影装置が撮影できた領域の画像である部分画像を生成する部分画像生成部と、
前記撮影装置が前記ロータに固定される位置を、前記ロータの回転軸方向の座標を異ならせて、それぞれ得られた前記部分画像をつなげて、前記内壁の全体の画像である全体画像を生成する全体画像生成部と、
前記全体画像を出力する出力部と、を備え、
前記ロータは、前記回転軸方向に捩れた形状を有する翼部と、前記翼部が形成されることにより生じる傾斜面を有する胴体部と、を備えており、
前記撮影装置は、前記傾斜面に取り外し可能に固定されており、
前記混練室内壁検査装置は、前記混練室内において、前記回転軸方向に沿った位置を示す目印を有する位置表示部材を備えており、
前記部分画像生成部は、前記位置表示部材の像を切断した切断像を含む前記部分画像を生成し、
前記部分画像生成部は、前記部分画像のそれぞれについて、前記切断像の長手方向が前記回転軸方向と一致し、かつ、前記目印の像の大きさが予め定められた値となるようにしており、
前記全体画像生成部は、前記回転軸方向の位置及び前記回転軸方向と直交する方向の位置を、前記部分画像のそれぞれについて、前記目印の像を基にして補正して前記全体画像を生成する、混練室内壁検査装置。

【請求項2】

前記混練室に設けられた混練物排出口を画定する辺部のうち、前記回転軸方向に沿った辺部に、前記位置表示部材が取り外し可能に取り付けられている請求項１に記載の混練室内壁検査装置。

【請求項3】

混練室内に配置されたロータに取り外し可能に固定された撮影装置と、
前記ロータが回転した状態で、前記撮影装置に前記混練室の内壁を撮影させる撮影制御部と、
前記内壁のうち前記撮影装置が撮影できた領域の画像である部分画像を生成する部分画像生成部と、
前記撮影装置が前記ロータに固定される位置を、前記ロータの回転軸方向の座標を異ならせて、それぞれ得られた前記部分画像をつなげて、前記内壁の全体の画像である全体画像を生成する全体画像生成部と、
前記全体画像を出力する出力部と、を備え、
前記撮影装置は、カメラ、前記内壁を照明する第１の光源、及び、スリット光を出射する第２の光源を備えており、
前記混練室内壁検査装置は、前記第１の光源を点灯させて前記内壁を照明した状態で前記カメラに前記内壁を撮影させる第１の撮影モードと、前記第２の光源からスリット光を出射させて、スリット光が前記内壁で反射した光である光切断線を前記カメラに撮影させる第２の撮影モードと、を選択する操作がされる操作部を備えており、
前記撮影制御部は、前記第１の撮影モードを選択する操作がされた場合、前記第１の撮影モードを実行し、前記第２の撮影モードを選択する操作がされた場合、前記第２の撮影モードを実行する、混練室内壁検査装置。

【請求項4】

前記ロータは、前記回転軸方向に捩れた形状を有する翼部と、前記翼部が形成されることにより生じる傾斜面を有する胴体部と、を備えており、
前記撮影装置は、前記傾斜面に取り外し可能に固定されており、
前記混練室内壁検査装置は、前記混練室内において、前記回転軸方向に沿った位置を示す目印を有する位置表示部材を備えており、
前記部分画像生成部は、前記位置表示部材の像を切断した切断像を含む前記部分画像を生成し、
前記部分画像生成部は、前記部分画像のそれぞれについて、前記切断像の長手方向が前記回転軸方向と一致し、かつ、前記目印の像の大きさが予め定められた値となるようにしており、
前記全体画像生成部は、前記回転軸方向の位置及び前記回転軸方向と直交する方向の位置を、前記部分画像のそれぞれについて、前記目印の像を基にして補正して前記全体画像を生成する請求項３に記載の混練室内壁検査装置。

【請求項5】

前記混練室に設けられた混練物排出口を画定する辺部のうち、前記回転軸方向に沿った辺部に、前記位置表示部材が取り外し可能に取り付けられている請求項４に記載の混練室内壁検査装置。

【請求項6】

前記全体画像生成部は、前記全体画像として、前記内壁が展開された状態の画像を生成する請求項１〜５のいずれか一項に記載の混練室内壁検査装置。

【請求項7】

前記ロータの回転角を測定する回転角測定部を備え、
前記部分画像生成部は、前記回転角測定部によって測定された回転角が予め定められた値のときに、前記撮影装置が前記内壁を撮影して得られた画像である単位画像をつなげて前記部分画像を生成する請求項１〜６のいずれか一項に記載の混練室内壁検査装置。

【請求項8】

前記混練室でゴム製品又はプラスチック製品となる混練物が生成される請求項１〜７のいずれか一項に記載の混練室内壁検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゴム製品やプラスチック製品等の製造に用いられる混練機に適用される検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ゴム製品やプラスチック製品の製造工程には、ゴムやプラスチックとなる複数の材料を混練して混練物を生成する工程が含まれる。ゴムを例にして説明すると、ゴム混練機は、混練室と、混練室内に配置されたロータと、を備え、ゴム原料及び各種材料(補強剤、可塑材及び老化防止剤等)を混練室に投入し、ロータを回転させて混練室内でゴム原料と各種材料とを混ぜ合わせて混練物を生成する。

【0003】

ロータの回転により、ゴム原料を剪断して、ゴム原料と各種材料とを混ぜ合わせるので、ゴム原料及び各種材料には強い力が作用する。これにより、混練室の内壁に強い摩擦力が作用する。そこで、混練室の内壁の耐摩耗性を向上させるために、混練室の内壁にクロム等のメッキをしている。

【0004】

補強剤として、近年、シリカのような硬度が高い材料が用いられるので、混練室の内壁にメッキをしても、混練物の生成中にシリカによってメッキが摩耗する。このため、混練機を中長期使用すると、混練室の内壁のメッキが薄くなったり、剥がれたり、傷ついたりする。よって、混練室の内壁を点検する必要がある。

【0005】

混練機の清掃や点検のために、混練室を画定するケーシングを分割できる混練機が提案されている(例えば、特許文献１参照)。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３７５６７６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ケーシングを分割できる構造は、ケーシングを分割できない構造と比べて、混練室の強度上不利である。

【0008】

混練室の内壁を目視することにより、混練室の内壁を点検することができる。しかし、混練室内にはロータが配置され、死角が不可避的に生じるので、内壁のうち、目視できない領域が存在する。

【0009】

混練室の内壁を手触りすることにより、混練室の内壁を点検することができる。しかし、熟練した作業者でなければ、内壁の状態(メッキの摩耗の程度、メッキの剥がれ、メッキの傷)を判断することができない。

【0010】

本発明は、目視や手作業によることなく、混練室の内壁全体の点検が可能な混練室内壁検査装置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】

【0011】

本発明に係る混練室内壁検査装置は、混練室内に配置されたロータに取り外し可能に固定された撮影装置と、前記ロータが回転した状態で、前記撮影装置に前記混練室の内壁を撮影させる撮影制御部と、前記内壁のうち前記撮影装置が撮影できた領域の画像である部分画像を生成する部分画像生成部と、前記撮影装置が前記ロータに固定される位置を、前記ロータの回転軸方向の座標を異ならせて、それぞれ得られた前記部分画像をつなげて、前記内壁の全体の画像である全体画像を生成する全体画像生成部と、前記全体画像を出力する出力部と、を備える。

【0012】

本発明に係る混練室内壁検査装置は、ロータに撮影装置を固定し、ロータが回転した状態で、撮影装置に混練室の内壁を撮影させて、混練室の内壁の画像を得ている。内壁とロータとの距離は、比較的短いので、ロータの一つの箇所に固定された撮影装置によっては、内壁のうち撮影装置が撮影できた領域の画像である部分画像を得られるだけであり、内壁全体の画像である全体画像を得ることができない。

【0013】

そこで、本発明に係る混練室内壁検査装置では、撮影装置がロータに固定される位置を、ロータの回転軸方向の座標を異ならせて、それぞれ得られた部分画像をつなげて、全体画像を生成している。全体画像を見ることにより、混練室の内壁全体を点検することができる。従って、本発明に係る混練室内壁検査装置によれば、目視や手作業によることなく、混練室の内壁全体を点検することができる。

【0014】

撮影装置が複数台でも１台でも本発明を実行できる。すなわち、複数台の撮影装置を用意し、撮影装置のそれぞれがロータに固定される位置を、回転軸方向の座標を異ならせて、内壁を撮影する。これによれば、ロータの回転を一回で撮影を終了することができる。

【0015】

撮影装置は、ロータに取り外し可能に固定されている。そこで、１台の撮影装置を用意し、撮影装置がロータに固定される位置を、回転軸方向の座標を異ならせて、内壁を撮影する。これによれば、ロータを複数回回転させなければならないが、撮影装置の数は一つで済む。

【0016】

撮影装置は、ロータに取り外し可能にされており、内壁の検査時に、ロータに取り付けられる。

【0017】

上記構成において、前記全体画像生成部は、前記全体画像として、前記内壁が展開された状態の画像を生成する。

【0018】

この構成によれば、内壁全体の画像を、内壁が展開された状態の画像(平面画像)で生成するので、内壁の全ての領域について見やすく表示できる。

【0019】

上記構成において、前記ロータの回転角を測定する回転角測定部を備え、前記部分画像生成部は、前記回転角測定部によって測定された回転角が予め定められた値のときに、前記撮影装置が前記内壁を撮影して得られた画像である単位画像をつなげて前記部分画像を生成する。

【0020】

単位画像を取得する方法としては、２つある。１つは、撮影装置で内壁を連続撮影して得られた画像群の中から、回転角が予め定められた値(例えば、０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°)のときに撮影された画像を選択する。もう１つは、回転角が予め定められた値(例えば、０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°)のときに、撮影装置で内壁を撮影する。

【0021】

上記構成において、前記ロータは、前記回転軸方向に捩れた形状を有する翼部と、前記翼部が形成されることにより生じる傾斜面を有する胴体部と、を備えており、前記撮影装置は、前記傾斜面に取り外し可能に固定されており、前記混練室内壁検査装置は、前記混練室内において、前記回転軸方向に沿った位置を示す目印を有する位置表示部材を備えており、前記部分画像生成部は、前記位置表示部材の像を切断した切断像を含む前記部分画像を生成し、前記部分画像生成部は、前記部分画像のそれぞれについて、前記切断像の長手方向が前記回転軸方向と一致し、かつ、前記目印の像の大きさが予め定められた値となるようにしており、前記全体画像生成部は、前記回転軸方向の位置及び前記回転軸方向と直交する方向の位置を、前記部分画像のそれぞれについて、前記目印の像を基にして補正して前記全体画像を生成する。

【0022】

ロータの胴体部には、ロータの回転軸方向に捩れた形状を有する翼部が形成されているので、胴体部の表面には、複雑な形状の傾斜面が生じている。ロータの設計データから目的の撮影条件(撮影装置の光軸の向き、撮影装置と内壁との距離等)を満たすように、撮影装置のベースを製作する。しかし、ロータの製作時の誤差及びロータの摩耗等が原因となるロータの実形状とロータの設計形状との差異、及び／又は、撮影装置が取り付けられるロータの実際の位置と想定の位置との差異によって、上記撮影条件を満たすことができない。

【0023】

そこで、画像補正する必要がある。内壁の表面には、画像補正をする際に、目印となる表示や部材がない。この構成では、位置表示部材の像を切断した切断像や位置表示部材に含まれる目印の像を用いて、部分画像のそれぞれについて、切断像の長手方向が回転軸方向と一致し、かつ、目印の像の大きさが予め定められた値となるようにしている。そして、回転軸方向の位置及び回転軸方向と直交する方向の位置を、部分画像のそれぞれについて、上記目印の像を基にして補正して全体画像を生成する。

【0024】

上記構成において、前記混練室に設けられた混練物排出口を画定する辺部のうち、前記回転軸方向に沿った辺部に、前記位置表示部材が取り外し可能に取り付けられている。

【0025】

この構成は、混練室の内壁に位置表示部材を取り付ける場合に比べて、位置表示部材を容易に取り付けることができる。

【0026】

上記構成において、前記撮影装置は、カメラ、前記内壁を照明する第１の光源、及び、スリット光を出射する第２の光源を備えており、前記混練室内壁検査装置は、前記第１の光源を点灯させて前記内壁を照明した状態で前記カメラに前記内壁を撮影させる第１の撮影モードと、前記第２の光源からスリット光を出射させて、スリット光が前記内壁で反射した光である光切断線を前記カメラに撮影させる第２の撮影モードと、を選択する操作がされる操作部を備えており、前記撮影制御部は、前記第１の撮影モードを選択する操作がされた場合、前記第１の撮影モードを実行し、前記第２の撮影モードを選択する操作がされた場合、前記第２の撮影モードを実行する。

【0027】

この構成によれば、第１の撮影モードを実行することにより、混練室の内壁全体の画像(全体画像)を得ることができ、第２の撮影モードを実行することにより、混練室の内壁の凹凸を測定することができる。

【0028】

本発明に係る混練室内壁検査装置によって検査の対象となる内壁を有する混練室では、ゴム製品又はプラスチック製品となる混練物が生成される。
本発明に係る混練室内壁検査装置の第１態様は、混練室内に配置されたロータに取り外し可能に固定された撮影装置と、前記ロータが回転した状態で、前記撮影装置に前記混練室の内壁を撮影させる撮影制御部と、前記内壁のうち前記撮影装置が撮影できた領域の画像である部分画像を生成する部分画像生成部と、前記撮影装置が前記ロータに固定される位置を、前記ロータの回転軸方向の座標を異ならせて、それぞれ得られた前記部分画像をつなげて、前記内壁の全体の画像である全体画像を生成する全体画像生成部と、前記全体画像を出力する出力部と、を備え、前記ロータは、前記回転軸方向に捩れた形状を有する翼部と、前記翼部が形成されることにより生じる傾斜面を有する胴体部と、を備えており、前記撮影装置は、前記傾斜面に取り外し可能に固定されており、前記混練室内壁検査装置は、前記混練室内において、前記回転軸方向に沿った位置を示す目印を有する位置表示部材を備えており、前記部分画像生成部は、前記位置表示部材の像を切断した切断像を含む前記部分画像を生成し、前記部分画像生成部は、前記部分画像のそれぞれについて、前記切断像の長手方向が前記回転軸方向と一致し、かつ、前記目印の像の大きさが予め定められた値となるようにしており、前記全体画像生成部は、前記回転軸方向の位置及び前記回転軸方向と直交する方向の位置を、前記部分画像のそれぞれについて、前記目印の像を基にして補正して前記全体画像を生成する。
本発明に係る混練室内壁検査装置の第２態様は、混練室内に配置されたロータに取り外し可能に固定された撮影装置と、前記ロータが回転した状態で、前記撮影装置に前記混練室の内壁を撮影させる撮影制御部と、前記内壁のうち前記撮影装置が撮影できた領域の画像である部分画像を生成する部分画像生成部と、前記撮影装置が前記ロータに固定される位置を、前記ロータの回転軸方向の座標を異ならせて、それぞれ得られた前記部分画像をつなげて、前記内壁の全体の画像である全体画像を生成する全体画像生成部と、前記全体画像を出力する出力部と、を備え、前記撮影装置は、カメラ、前記内壁を照明する第１の光源、及び、スリット光を出射する第２の光源を備えており、前記混練室内壁検査装置は、前記第１の光源を点灯させて前記内壁を照明した状態で前記カメラに前記内壁を撮影させる第１の撮影モードと、前記第２の光源からスリット光を出射させて、スリット光が前記内壁で反射した光である光切断線を前記カメラに撮影させる第２の撮影モードと、を選択する操作がされる操作部を備えており、前記撮影制御部は、前記第１の撮影モードを選択する操作がされた場合、前記第１の撮影モードを実行し、前記第２の撮影モードを選択する操作がされた場合、前記第２の撮影モードを実行する。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、目視や手作業によることなく、混練室の内壁全体の点検が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】混練機の一例の断面概略図である。

【図2】図１に示す２つの混練室及び２つのロータの拡大図である。

【図3】ロータ及び混練室において、ロータに固定された撮影装置を用いて、内壁を撮影している状態を示す模式図である。

【図4】混練室の上方からロータを見た状態を示す平面図である。

【図5】位置表示部材の一例の平面図である。

【図6】本実施形態に係る混練室内壁検査装置の構成を示すブロック図である。

【図7】ロータの回転角を測定する態様の一例を説明する模式図である。

【図8】撮影装置で撮影された画像を用いて、部分画像を生成する工程を示す工程図である。

【図9】各撮影装置で撮影された画像を用いて生成された部分画像の模式図である。

【図10】全体画像の模式図である。

【図11】本実施形態の変形例に係る混練機内壁検査装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図面に基づいて、本発明の一実施形態を詳細に説明する。図１は、混練機１００の一例の断面概略図である。混練機１００は、二軸のバッチ式ミキサであり、例えば、ゴム原料及び各種材料(補強剤、可塑材及び老化防止剤等)を混練した混練物の生成に用いられる。本実施形態では、ゴム製品となる混練物を生成する混練機１００を例にして説明するが、本発明は、これに限定されず、プラスチック製品となる混練物を生成する混練機に適用することもできる。

【0032】

混練機１００は、材料供給筒１１、フローティングウェイト１３、空気圧シリンダ１５、ケーシング１７、２つの混練室１９ａ，１９ｂ、２つのロータ２１ａ，２１ｂ、及び、ドロップドア２３を備える。

【0033】

材料供給筒１１は、ケーシング１７の上方において、上下方向に延びている。材料供給筒１１の上端には、空気圧シリンダ１５が設けられている。空気圧シリンダ１５の内部から材料供給筒１１の内部に亘ってピストンロッド２９が配置されている。空気圧シリンダ１５の内部には、ピストンロッド２９の上端に固定されたピストン３１が配置されている。

【0034】

材料供給筒１１の内部には、フローティングウェイト１３が配置されている。フローティングウェイト１３は、ピストンロッド２９の下端に固定されており、ピストンロッド２９と共に、上下に移動できる。

【0035】

材料供給筒１１の下端は、ケーシング１７に形成された材料供給口２５を通して、２つの混練室１９ａ，１９ｂと連通している。

【0036】

材料供給筒１１の側面には、ホッパー２７が設けられている。ホッパー２７から材料(ゴム原料及び各種材料)が、材料供給筒１１に投入される。

【0037】

空気圧シリンダ１５の作用でフローティングウェイト１３が下降すると、材料供給筒１１に投入された上記材料が、２つの混練室１９ａ，１９ｂに供給される。

【0038】

２つの混練室１９ａ，１９ｂは、ケーシング１７の内部に形成されている。２つの混練室１９ａ，１９ｂは、それぞれ、図１の紙面に対して垂直方向に延びる略円筒形状を有する。

【0039】

混練室１９ａ内には、ロータ２１ａが配置され、混練室１９ｂ内には、ロータ２１ｂが配置されている。ロータ２１ａ，２１ｂは、図１の紙面に対して垂直方向に延びており、図示しないモータから動力を与えられて、ロータ２１ａが矢印Ａ方向に回転し、ロータ２１ｂが矢印Ａ方向と逆の矢印Ｂ方向に回転する。

【0040】

ケーシング１７の下部には、混練物を排出するための混練物排出口３３が設けられている。

【0041】

ドロップドア２３は、混練物排出口３３を塞ぐ蓋として機能する。ドロップドア２３は、上下に移動できるように配置されている。ドロップドア２３が下降することにより、混練物排出口３３が開放される。ドロップドア２３が上昇することにより、混練物排出口３３が塞がれる。

【0042】

図２は、図１に示す混練室１９ａ，１９ｂ及びロータ２１ａ，２１ｂの拡大図である。ロータ２１ａは、胴体部４１ａと、胴体部４１ａに設けられた翼部４３ａと、を含む。ロータ２１ｂは、ロータ２１ａと同様に、胴体部４１ｂと、胴体部４１ｂに設けられた翼部４３ｂと、を含む。

【0043】

胴体部４１ａ，４１ｂの径は、比較的大きい。これは、ロータ２１ａ，２１ｂの回転により、混練時、すなわち、ゴム原料を剪断して、ゴム原料と各種材料とを混ぜ合わせる時に、ロータ２１ａ，２１ｂに大きな力が作用し、この力によりロータ２１ａ，２１ｂが破壊するのを防止するためである。また、混練により発生する熱を吸収するために、胴体部４１ａ，４１ｂに冷却管が通されているからである。

【0044】

翼部４３ａの先端と混練室１９ａの内壁４５ａとの隙間、及び、翼部４３ｂの先端と混練室１９ｂの内壁４５ｂとの隙間は、ゴム原料のせん断やゴム原料中への各種材料の分散の効率を高めるために、小さくされている。

【0045】

このように、上記隙間が小さく、かつ、胴体部４１ａ，４１ｂの径が比較的大きくされている。よって、混練物排出口３３から混練室１９ａ，１９ｂ、例えば、混練室１９ａの内壁４５ａを見た場合、死角θ１が不可避的に生じるので、内壁４５ａのうち、目視できない領域が存在する。

【0046】

そこで、本実施形態では、ロータ２１ａに撮影装置を固定して、ロータ２１ａを回転させた状態で、撮影装置により内壁４５ａを撮影し、また、ロータ２１ｂに撮影装置を固定して、ロータ２１ｂを回転させた状態で、撮影装置により内壁４５ｂを撮影する。以下、ロータ２１ａに固定された撮影装置を用いて、内壁４５ａを撮影する場合を例にして説明するが、この例と同様にして、ロータ２１ｂに固定された撮影装置を用いて、内壁４５ｂを撮影する。

【0047】

図３は、図２に示すロータ２１ａ及び混練室１９ａにおいて、ロータ２１ａに固定された撮影装置３を用いて、内壁４５ａを撮影している状態を示す模式図である。撮影装置３は、ロータ２１ａの胴体部４１ａに取り外し可能に固定されている。

【0048】

内壁４５ａの撮影は、図１に示す混練機１００で混練物を生成していないときに実行される。胴体部４１ａは、磁石が吸着する材料で構成されているので、撮影装置３に取り付けた磁石により、撮影装置３を胴体部４１ａに固定する。胴体部４１ａが磁石を吸着しない場合、撮影装置３に取り付けた吸盤により、撮影装置３を胴体部４１ａに固定する。このように、撮影装置３は、ロータ２１ａの胴体部４１ａに取り外し可能にされており、内壁４５ａの検査時に、ロータ２１ａの胴体部４１ａに取り付けられる。

【0049】

撮影装置３は、ベース５１、カメラ５３、光源５５及び通信部５７を備える。ベース５１の裏面に磁石(不図示)が取り付けられている。ベース５１の表面には、カメラ５３、光源５５及び通信部５７が取り付けられている。

【0050】

カメラ５３は、内壁４５ａのうち、視野角θ２の範囲にある領域を撮影する。光源５５は、カメラ５３による内壁４５ａの撮影時に、カメラ５３の視野角θ２の範囲を照明する。混練機１００の外部において、ロータ２１ａの回転軸４７を人が回すことにより、ロータ２１ａを矢印Ａ方向に回転させた状態で、カメラ５３により内壁４５ａを撮影する。

【0051】

通信部５７は、混練機１００の外部にあるパソコン５と通信する。通信部５７を通して、パソコン５により、カメラ５３及び光源５５が遠隔制御される。

【0052】

パソコン５と撮影装置３との通信は、有線でもよいし、無線でもよい。カメラ５３により撮影された画像を、パソコン５に送る方法として２つある。１つは、カメラ５３により撮影された画像を、通信部５７を経由して、パソコン５に送信する。もう１つは、カメラ５３により撮影された画像を、カメラ５３内のメモリに蓄積させる。撮影終了後に、撮影装置３をロータ２１ａの胴体部４１ａから取り外し、パソコン５とカメラ５３とを接続し、カメラ５３内のメモリに蓄積された画像をパソコン５に取り込む。

【0053】

カメラ５３の電源、光源５５の電源、及び、通信部５７の電源は、それぞれ電池である。

【0054】

図４は、混練室１９ａの上方からロータ２１ａを見た状態を示す平面図である。４台の撮影装置３が、ロータ２１ａの胴体部４１ａに取り外し可能に固定されている。以下、４台の撮影装置を区別する必要がなければ、撮影装置３と記載し、４台の撮影装置を区別する場合、撮影装置３−１，３−２，３−３，３−４と記載する。

【0055】

上述したように、胴体部４１ａの径が比較的大きいので、胴体部４１ａと内壁４５ａとの距離が短い。このため、１台の撮影装置３では、内壁４５ａの全体を撮影できないので、複数台の撮影装置３に、撮影する領域を分担させている。すなわち、撮影装置３−１，３−２，３−３，３−４が胴体部４１ａに固定される位置を、ロータ２１ａの回転軸４７の方向である回転軸方向Ｄ１の座標を異ならせて、内壁４５ａを撮影する。本実施形態では、撮影装置３が４台であるが、胴体部４１ａと内壁４５ａとの距離や、回転軸方向Ｄ１の内壁４５ａの寸法に応じて、撮影に用いる撮影装置３の台数が決まる。

【0056】

このように、複数台の撮影装置３を用意して、内壁４５ａを撮影すれば、ロータ２１ａの回転を一回で撮影を終了することができる。

【0057】

なお、撮影装置３は、胴体部４１ａに取り外し可能に固定されている。そこで、１台の撮影装置３を用意し、撮影装置３が胴体部４１ａに固定される位置を、回転軸方向Ｄ１の座標を異ならせて、内壁４５ａを撮影することもできる。すなわち、最初、撮影装置３を、撮影装置３−１の位置に固定して内壁４５ａを撮影し、次に、撮影装置３を、撮影装置３−２の位置に固定して内壁４５ａを撮影し、次に、撮影装置３を、撮影装置３−３の位置に固定して内壁４５ａを撮影し、最後に、撮影装置３を、撮影装置３−４の位置に固定して内壁４５ａを撮影する。これによれば、ロータ２１ａを複数回回転させなければならないが、撮影装置３の数は一つで済む。

【0058】

胴体部４１ａには、回転軸方向Ｄ１に捩れた形状を有する複数の翼部４３ａが形成されているので、胴体部４１ａの表面には、複雑な形状の傾斜面４９が生じている。このため、回転軸方向Ｄ１に沿って、胴体部４１ａに４台の撮影装置３を配置できない。本実施形態では、４台の撮影装置３が、回転軸方向Ｄ１に対して斜め方向に、胴体部４１ａの傾斜面４９に固定されている。

【0059】

位置表示部材６１は、混練室１９ａ内において、回転軸方向Ｄ１に沿った位置を示す目印を有する部材である。本実施形態では、図５に示すように、スケールを位置表示部材６１として用いている。位置表示部材６１に含まれる目盛り６３や数字６５が、上記目印となる。

【0060】

図３及び図４を参照して、混練物排出口３３を画定する辺部のうち、混練室１９ａ側であって回転軸方向Ｄ１に沿った辺部に、位置表示部材６１が取り外し可能に取り付けられている。混練機１００で混練物を生成するとき、位置表示部材６１は取り外される。

【0061】

図６は、本実施形態に係る混練室内壁検査装置１の構成を示すブロック図である。混練室内壁検査装置１は、４台の撮影装置３、パソコン５及び回転角測定部７を備える。

【0062】

図４で説明したように、４台の撮影装置３が胴体部４１ａの傾斜面４９に固定されている。

【0063】

パソコン５は、混練機１００の外部にあり、撮影制御部７１、部分画像生成部７３、全体画像生成部７５、通信部８１、表示部７７、及び、操作部７９を備える。

【0064】

撮影制御部７１は、ロータ２１ａが回転した状態で、４台の撮影装置３に混練室１９ａの内壁４５ａを同時に撮影させる制御をする。

【0065】

部分画像生成部７３は、内壁４５ａのうち撮影装置３が撮影できた領域の画像である部分画像１０１(図９)を生成する。本実施形態では、撮影装置３−１，３−２，３−３，３−４のそれぞれが撮影できた領域の画像である部分画像１０１が生成される。

【0066】

全体画像生成部７５は、撮影装置３がロータ２１ａに固定される位置を、ロータ２１ａの回転軸方向Ｄ１の座標を異ならせて、それぞれ得られた部分画像１０１を回転軸方向Ｄ１に沿ってつなげて、内壁４５ａの全体の画像である全体画像１０９(図１０)を生成する。従って、全体画像１０９は、内壁４５ａが展開された状態を示す画像となる。本実施形態では、４台の撮影装置３のそれぞれにより撮影された部分画像１０１を、回転軸方向Ｄ１に沿ってつなげて、全体画像１０９を生成する。

【0067】

全体画像生成部７５は、生成した全体画像１０９を表示部７７に表示させる。点検者は、表示部７７に表示された内壁４５ａの全体画像１０９を見て、内壁４５ａを点検する。表示部７７は、全体画像１０９を出力する出力部の一例である。画像データで示される画像を用紙に印刷する画像形成部を出力部にすることもできる。この場合、画像形成部は、全体画像１０９を用紙に印刷する。

【0068】

操作部７９は、４台の撮影装置３により内壁４５ａを撮影する命令や全体画像１０９を表示部７７に表示させる命令等の入力をする。

【0069】

通信部８１は、４台の撮影装置３の通信部５７のそれぞれと、通信する。これにより、操作部７９を用いて、パソコン５から４台の撮影装置３を遠隔操作することができる。

【0070】

回転角測定部７は、ロータ２１ａの回転角を測定する。回転角測定部７が測定した回転角のデータは、通信部８１を介して部分画像生成部７３に送られる。部分画像生成部７３は、回転角測定部７によって測定された回転角が予め定められた値のときに、撮影装置３が内壁４５ａを撮影して得られた画像である単位画像１０３(図８)をつなげて部分画像１０１を生成する。本実施形態では、撮影装置３−１，３−２，３−３，３−４のそれぞれが、内壁４５ａを撮影して得られた単位画像１０３をつなげて部分画像１０１を生成する。

【0071】

回転角測定部７としては、いくつかの態様が考えられる。第１の態様は、ロータ２１ａを回転させるモータが、ロータ２１ａの回転角を制御できる信号により回転制御されていれば、その信号を用いてロータ２１ａの回転角を測定する。第２の態様は、回転軸４７に取り付けたエンコーダにより、ロータ２１ａの回転角を測定する。第３の態様は、回転軸４７に付けられた白黒模様と、白黒模様を検出する光センサーとでエンコーダを構成し、ロータ２１ａの回転時に光センサーでその白黒模様を検知して、ロータ２１ａの回転角を測定する。

【0072】

第４の態様は、ロータ２１ａに傾斜計を取り付け、ロータ２１ａが回転することにより傾斜計で測定される傾斜の変化を利用して、ロータ２１ａの回転角を測定する。第５の態様は、ロータ２１ａを一定速度で回転させることができる場合、回転速度と経過時間とを利用して、ロータ２１ａの回転角を測定する。第６の態様は、図７に示すように、内壁４５ａと接触するタイヤ部材９１と、タイヤ部材９１を回転可能に保持し、ロータ２１ａの胴体部４１ａに固定された支持部材９３と、を設ける。ロータ２１ａが回転すると、タイヤ部材９１が内壁４５ａ上で回転することを利用して、ロータ２１ａの回転角を測定する。

【0073】

部分画像１０１及び全体画像１０９の生成について詳しく説明する。図３及び図４を参照して、点検者がロータ２１ａの回転軸４７を回して、４台の撮影装置３のそれぞれのカメラ５３の視野に、位置表示部材６１が入る状態にする。この位置をロータ２１ａの回転角が０°とする。

【0074】

点検者がロータ２１ａの回転軸４７を回して、ロータ２１ａの回転角が０°の位置からロータ２１ａを１回転させながら、別の点検者がパソコン５を操作して、４台の撮影装置３に内壁４５ａを同時に撮影させる。

【0075】

図６を参照して、４台の撮影装置３のそれぞれの通信部５７は、パソコン５の通信部８１と通信し、４台の撮影装置３のそれぞれが撮影した画像を、部分画像生成部７３に送る。

【0076】

部分画像生成部７３は、以下のようにして、部分画像１０１を生成する。図８は、撮影装置３−２で撮影された画像を用いて、部分画像１０１を生成する工程を示す工程図である。

【0077】

ステップ１を参照して、単位画像１０３を用意する。単位画像１０３とは、ロータ２１ａの回転角が予め定められた値のときに、撮影された画像である。隣り合う単位画像１０３が一部重複するように、予め定められた値が選択される。図８では、ロータ２１ａの回転角が、０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°のときに それぞれ撮影された画像を単位画像１０３としている。図３に示すように、ロータ２１ａの回転角が０°〜２４０°の範囲が内壁４５ａの画像となる。

【0078】

ロータ２１ａの回転角が０°のときの単位画像１０３を単位画像１０３−１とし、ロータ２１ａの回転角が６０°のときの単位画像１０３を単位画像１０３−２とし、ロータ２１ａの回転角が１２０°のときの単位画像１０３を単位画像１０３−３とし、ロータ２１ａの回転角が１８０°のときの単位画像１０３を単位画像１０３−４とし、ロータ２１ａの回転角が２４０°のときの単位画像１０３を単位画像１０３−５とする。

【0079】

これらの５枚の単位画像を区別する必要がなければ、単位画像１０３と記載し、区別する必要があれば、単位画像１０３−１，１０３−２，１０３−３，１０３−４，１０３−５と記載する。

【0080】

単位画像１０３を取得する方法としては、２つある。１つは、撮影装置３で内壁４５ａを連続撮影して得られた画像群の中から、回転角が予め定められた値(例えば、０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°)のときに撮影された画像を選択する。もう１つは、回転角が予め定められた値(例えば、０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°)のときに、撮影装置３で内壁４５ａを撮影する。

【0081】

回転角０°に対応する単位画像１０３−１に、図５に示す位置表示部材６１の像を切断した切断像１０５が含まれる。切断像１０５の長手方向が回転軸方向Ｄ１に対して傾いている。この原因は、以下の通りである。上述したように、胴体部４１ａの表面は、複雑な形状を有する傾斜面４９(図４)である。胴体部４１ａに取り付けられた撮影装置３の姿勢が 所望の姿勢となるように、ロータ２１ａの設計データを基にして撮影装置３のベース５１(図３)を製作する。しかし、ロータ２１ａの製作時の誤差及びロータ２１ａの摩耗等が原因となるロータ２１ａの実形状とロータ２１ａの設計形状との差異、及び／又は、撮影装置３が取り付けられる胴体部４１ａの実際の位置と想定の位置との差異によって、胴体部４１ａに取り付けられた撮影装置３の姿勢を所望の姿勢にすることができないのである。

【0082】

ステップ２を参照して、部分画像生成部７３は、単位画像１０３の傾きを演算する。ロータ２１ａの傾斜面４９のうち、撮影装置３が固定される箇所の角度に応じて、単位画像１０３の縦横比が異なるので、撮影装置３が固定される箇所が傾いていないと仮定したときの単位画像１０３の縦横比と比較して、単位画像１０３の傾きを求めることができる。また、切断像１０５の長手方向の傾きが単位画像１０３の傾きとなるので、切断像１０５の長手方向の傾きを演算することにより、単位画像１０３の傾きを求めてもよい。部分画像生成部７３は、演算した傾きの値に単位画像１０３−１〜１０３−５の傾ける補正をする。

【0083】

次に、部分画像生成部７３は、切断像１０５に含まれる目盛りの間隔１０７が予め定められた値か否かを判定し、予め定められた値でなければ、その間隔が予め定められた値となるように、単位画像１０３−１の倍率を補正する。部分画像生成部７３は、残りの単位画像１０３−２〜１０３−５についても、単位画像１０３−１と同じ倍率に補正する。目盛りの間隔１０７は、図５に示す位置表示部材６１の目印(目盛り６３)の像の大きさの一例である。

【0084】

ステップ３を参照して、部分画像生成部７３は、隣り合う単位画像１０３において、画像の中心Ｃの距離ｄが、単位画像１０３の撮影角度の差(ここでは、６０°)と対応する値にする。

【0085】

隣り合う単位画像１０３において、重複部分の一方は不要である。そこで、部分画像生成部７３は、隣り合う単位の重複部分の一方を除去する。

【0086】

このようにして、撮影装置３−２で撮影された単位画像１０３を用いた部分画像１０１−２が生成される。

【0087】

部分画像生成部７３は、同様にして、図９に示すように、撮影装置３−１で撮影された単位画像１０３を用いた部分画像１０１−１、撮影装置３−３で撮影された単位画像１０３を用いた部分画像１０１−３、及び、撮影装置３−４で撮影された単位画像１０３を用いた部分画像１０１−４を生成する。すなわち、部分画像生成部７３は、位置表示部材６１の像を切断した切断像１０５を有する単位画像１０３−１を含む部分画像１０１−１〜１０１−４を生成する。

【0088】

なお、部分画像を区別する必要がなければ、部分画像１０１と記載し、区別する必要があれば、部分画像１０１−１，１０１−２，１０１−３，１０１−４と記載する。

【0089】

以上説明したように、部分画像生成部７３は、部分画像１０１のそれぞれについて、切断像１０５の長手方向が回転軸方向Ｄ１と一致し、かつ、目印の像の大きさ(目盛りの間隔１０７)が予め定められた値となるようにしている。目印の像の大きさを予め定められた値にすることにより、部分画像１０１のそれぞれの目印の像の大きさが互いに同じとなる。

【0090】

全体画像生成部７５は、図９及び図１０に示すように、回転軸方向Ｄ１の位置及び回転軸方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２の位置を、部分画像１０１のそれぞれについて、目印(図５の目盛り６３や数字６５)の像を基にして補正して全体画像１０９を生成する。

【0091】

詳しく説明すると、部分画像１０１−１の切断像１０５(図９)に含まれる３の数字と、部分画像１０１−２の切断像１０５(図８)に含まれる３の数字とを重ならせ、部分画像１０１−２の切断像１０５(図８)に含まれる６の数字と、部分画像１０１−３の切断像１０５(図９)に含まれる６の数字とを重ならせ、部分画像１０１−３の切断像１０５(図９)に含まれる９の数字と、部分画像１０１−４の切断像１０５(図９)に含まれる９の数字とを重ならせて、そして、重複部分の一方を除去することにより、図１０に示す全体画像１０９を生成する。

【0092】

このように、全体画像生成部７５は、同じ位置を示す目印の像を重ならせて、部分画像１０１のそれぞれをつなげて全体画像１０９を生成する。

【0093】

そして、全体画像生成部７５は、内壁４５ａを規定する範囲を示す線１１１を、全体画像１０９に合成する。回転軸方向Ｄ１の内壁４５ａの範囲は、位置表示部材６１により特定できる。回転軸方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２の内壁４５ａの範囲は、ロータ２１ａの回転範囲０°〜２４０°と対応するので、回転軸方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２の内壁４５ａの範囲は、位置表示部材６１を基準とした、ロータ２１ａの回転範囲０°〜２４０°により特定できる。

【0094】

全体画像生成部７５は、図１０に示す全体画像１０９を表示部７７に表示させる。符号１１３は、内壁４５ａの傷や剥がれ等を示している。

【0095】

本実施形態の主な効果を説明する。図３を参照して、本実施形態に係る混練室内壁検査装置１は、ロータ２１ａに撮影装置３を固定し、ロータ２１ａが回転した状態で、撮影装置３に混練室１９ａの内壁４５ａを撮影させて、混練室１９ａの内壁４５ａの画像を得ている。内壁４５ａとロータ２１ａとの距離は、比較的短いので、ロータ２１ａの一つの箇所に固定された撮影装置３によっては、内壁４５ａのうち撮影装置３が撮影できた領域の画像である部分画像１０１を得られるだけであり、内壁全体の画像である全体画像１０９を得ることができない。

【0096】

そこで、本実施形態に係る混練室内壁検査装置１では、図４に示すように、撮影装置３がロータ２１ａに固定される位置を、ロータ２１ａの回転軸方向Ｄ１の座標を異ならせて、それぞれ得られた部分画像１０１をつなげて、図１０に示す全体画像１０９を生成している。全体画像１０９を見ることにより、混練室１９ａの内壁全体を点検することができる。従って、本実施形態に係る混練室内壁検査装置１によれば、目視や手作業によることなく、混練室１９ａの内壁全体を点検することができる。

【0097】

撮影装置３は、ロータ２１ａに取り外し可能にされており、内壁４５ａの検査時に、ロータ２１ａに取り付けられる。

【0098】

内壁４５ａの全体の立体画像を表示する場合、内壁４５ａの全ての領域について見やすく表示できない。本実施形態に係る混練室内壁検査装置１によれば、図１０に示すように、全体画像１０９として、内壁４５ａが展開された状態の画像(平面画像)を表示する。このため、内壁４５ａの全ての領域について見やすく表示できる。

【0099】

図４を参照して、ロータ２１ａの胴体部４１ａには、ロータ２１ａの回転軸方向Ｄ１に捩れた形状を有する翼部４３ａが形成されているので、胴体部４１ａの表面には、複雑な形状の傾斜面４９が生じている。ロータ２１ａの設計データから目的の撮影条件(撮影装置３の光軸の向き、撮影装置３と内壁４５aとの距離等)を満たすように、撮影装置３のベース５１(図３)を製作する。しかし、ロータ２１ａの製作時の誤差及びロータ２１ａの摩耗等が原因となるロータ２１ａの実形状とロータ２１ａの設計形状との差異、及び／又は、撮影装置３が取り付けられる胴体部４１ａの実際の位置と想定の位置との差異によって、上記撮影条件を満たすことができない。

【0100】

そこで、画像補正する必要があるが、内壁４５ａの表面には、画像補正をする際に、目印となる表示や部材がない。本実施形態に係る混練室内壁検査装置１では、図８〜図１０に示すように、位置表示部材６１の像を切断した切断像１０５や位置表示部材６１に含まれる目印の像(目盛りの間隔１０７)を用いて、部分画像１０１のそれぞれについて、切断像１０５の長手方向が回転軸方向Ｄ１と一致し、かつ、目印の像の大きさが予め定められた値となるようにしている。そして、回転軸方向Ｄ１の位置及び回転軸方向と直交する方向Ｄ２の位置を、部分画像１０１のそれぞれについて、上記目印の像を基にして補正して全体画像１０９を生成する。

【0101】

図３及び図４を参照して、本実施形態に係る混練室内壁検査装置１では、混練物排出口３３を画定する辺部のうち、回転軸方向Ｄ１に沿った辺部に、位置表示部材６１が取り外し可能に取り付けられている。このため、内壁４５ａに位置表示部材６１を取り付ける場合に比べて、位置表示部材６１を容易に取り付けることができる。

【0102】

本実施形態の変形例を説明する。変形例では、光切断線を用いて、図３に示す内壁４５ａの凹凸を検査する機能をさらに備える。図１１は、本実施形態の変形例に係る混練室内壁検査装置２の構成を示すブロック図である。混練室内壁検査装置２において、図６に示す混練室内壁検査装置１の構成要素と同じ構成要素については、同一符号を付している。混練室内壁検査装置２について、混練室内壁検査装置１との相違を中心に説明する。

【0103】

撮影装置３のそれぞれが、光源５５に加えて光源５９を備える。

【0104】

光源５５(第１の光源の一例)は、混練室内壁検査装置１の光源５５と同じ機能を有し、カメラ５３による内壁４５ａの撮影時に内壁４５ａを照明する。これに対して、光源５９(第２の光源の一例)は、スリット光(言い換えれば、シート光)を出射する。

【0105】

操作部７９を操作することにより、第１の撮影モードと第２の撮影モードとを選択できる。第１の撮影モードとは、光源５５を点灯させて内壁４５ａを照明した状態でカメラ５３に内壁４５ａを撮影させるモードである。このモードにより、本実施形態に係る混練室内壁検査装置１で説明したように、図１０に示す全体画像１０９を生成し、表示部７７に表示させることができる。

【0106】

第２の撮影モードとは、光源５９からスリット光を出射させて、スリット光が内壁４５ａで反射した光である光切断線をカメラ５３に撮影させるモードである。撮影制御部７１は、光切断線の画像を表示部７７に表示させる。

【0107】

撮影制御部７１は、操作部７９が操作されて、第１の撮影モードを選択する操作がされた場合、第１の撮影モードを実行し、第２の撮影モードを選択する操作がされた場合、第２の撮影モードを実行する。

【0108】

変形例によれば、第１の撮影モードを実行することにより、図１０に示す内壁４５ａの全体画像１０９を得ることができ、第２の撮影モードを実行することにより、内壁４５ａの凹凸を測定することができる。

【符号の説明】

【0109】

１，２ 混練室内壁検査装置
３(３−１〜３−４) 撮影装置
１９ａ 混練室
２１ａ ロータ
３３ 混練物排出口
４１ａ 胴体部
４３ａ 翼部
４９ 傾斜面
５５ 光源(第１の光源の一例)
５９ 光源(第２の光源の一例)
６１ 位置表示部材
６３ 目盛り(目印の一例)
６５ 数字(目印の一例)
７７ 表示部(出力部の一例)
１０１(１０１−１〜１０１−４) 部分画像
１０３(１０３−１〜１０３−５) 単位画像
１０５ 切断像
１０７ 目盛りの間隔(位置表示部材６１の目印(目盛り６３)の像の大きさの一例)
１０９ 全体画像
Ｄ１ ロータの回転軸方向
Ｄ２ 回転軸方向と直交する方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】