(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転中のコンベヤのメッシュベルトを光学的に撮影し、得られた画像からメッシュベルトの断線を検知する方法であって、メッシュベルトの全幅を複数の撮影区分に区分けして、メッシュベルトの蛇行に追従しつつ各撮影区分毎に別々のカメラでメッシュベルトを撮影し、得られた画像のうちメッシュベルトの部分の面積とメッシュベルトの隙間の部分の面積との比率の変動量に基づき、断線部分の長さを判定することを特徴とするメッシュベルトの断線検知方法。
【請求項２】
運転中のコンベヤのメッシュベルトを光学的に撮影し、得られた画像からメッシュベルトの断線を検知する方法であって、メッシュベルトの全幅を複数の撮影区分に区分けして、メッシュベルトの蛇行に追従しつつ各撮影区分毎に別々のカメラでメッシュベルトを透過する光を撮影し、影の部分として撮影されるメッシュベルトの部分の面積と、透過光の部分として撮影されるメッシュベルトの隙間の部分の面積との比率の変動量に基づき、断線部分の長さを判定することを特徴とするメッシュベルトの断線検知方法。
【請求項３】
隣接する２つの撮影区分で得られた画像におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比の平均から、断線部分の長さを判定することを特徴とする請求項１または２記載のメッシュベルトの断線検知方法。
【請求項４】
前記平均値が、非断線状態におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比に、断線と判断すべき長さの断線部分が前記撮影区分の１つに入ったときの、当該撮影区分におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比の増加量の半分を加算した値となったとき、断線と判断することを特徴とする請求項３記載のメッシュベルトの断線検知方法。
【請求項５】
断線と判断すべき長さの断線部分が前記撮影区分の１つに入ったときの、当該撮影区分におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比の増加量が、非断線状態におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比の変動量の２倍以上となるように、メッシュベルトの進行方向に関する前記カメラの視野を設定することを特徴とする請求項３または４記載のメッシュベルトの断線検知方法。
【請求項６】
画像中のメッシュベルトの力骨の位置と無関係に、メッシュベルトの部分の面積とメッシュベルトの隙間の部分の面積との比率が一定となるように、メッシュベルトの進行方向に関する前記カメラの視野を設定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載のメッシュベルトの断線検知方法。
【請求項７】
運転中のコンベヤのメッシュベルトを光学的に撮影し、得られた画像からベルトの断線を検出する検知装置であって、ベルトの幅方向に複数のカメラを並べ、各カメラで分担して、ベルトの全幅に渡りベルトを透過する光の撮影を行う撮影手段と、メッシュベルトの蛇行に連動して各カメラを移動させる連動手段と、撮影された画像の、透過光の面積と影の面積との比率で断線の長さを判定する判定手段とを備えることを特徴とするメッシュベルトの断線検知装置。
【請求項８】
撮影された透過光の面積と影の面積との比率が、画像中のメッシュベルトの力骨の位置と無関係に一定となるように、前記カメラの視野が、設定されていることを特徴とする請求項７記載のメッシュベルトの断線検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メッシュベルトを用いたベルトコンベヤの、メッシュベルトの断線を正確に検出するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、運転中のコンベヤのベルトを光学的に撮影し、得られた画像からベルトの断線を検出する検知方法が知られている。例えば、特開昭59-92817号公報には、ゴム製のベルトを用いたベルトコンベヤを撮影し、ベルトに裂け目があった場合には当該裂け目から漏れ出る光を検知して当該ベルトの破損を検出する方法および装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
さて、焼き入れ装置の燒結炉にワークを搬入、搬出するベルトコンベヤ等には、ゴム製のベルトは耐熱性に欠ける事から用いることができない。そこで、ゴム製のベルトの代わりに、金属線を編み込んで形成したメッシュベルトが用いられる。このメッシュベルトは、金属線を矩形に折り曲げて連続させた力骨を形成し、かつ、各力骨内を斜めに横切るように金属線を編み込むことにより、ベルトを形成したものである。よって、メッシュベルトは金属線の隙間から常に光を透過する。また、メッシュベルトを透過する光を一定面積の視野で撮影すると、当該視野に力骨部分が入ったときには、視野の全体に対する金属線の占有率が増加し、光の透過量は少なくなる。
【０００４】
すなわち、メッシュベルトを撮影した場合、常に所定量以上の光が透過し、かつ、光の透過量が撮影された位置に応じて変動する。このため、従来のゴム製ベルトの場合のように、単にベルトから漏れ出る光を検知するだけでは、メッシュベルトの断線を検出することができない。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、メッシュベルトの断線を正確に判断し、メッシュベルトの破断によるトラブルを未然に防ぐと共に、メッシュベルトの点検工数を削減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項１に係るメッシュベルトの断線検知方法では、運転中のコンベヤのメッシュベルトを光学的に撮影し、得られた画像からメッシュベルトの断線を検知する方法であって、メッシュベルトの全幅を複数の撮影区分に区分けして、メッシュベルトの蛇行に追従しつつ各撮影区分毎に別々のカメラでメッシュベルトを撮影し、得られた画像のうちメッシュベルトの部分の面積とメッシュベルトの隙間の部分の面積との比率の変動量に基づき、断線部分の長さを判定することを特徴とする。
【０００７】
本発明においては、メッシュベルトを撮影して得られる画像中の、メッシュベルトの部分の面積と、メッシュベルトの隙間の部分の面積との比率を監視し、これらの変動量がある一定値以上になったとき、すなわち、断線によりメッシュベルトの隙間の部分の面積がある一定値以上となったとき、断線と判断すべき長さの断線が生じていると判断する。また、メッシュベルトの全幅を複数の撮影区分に区分けして各撮影区分毎に別々のカメラで撮影することにより、メッシュベルトの全幅にわたり解像度の高い画像を得ることが可能である。さらに、メッシュベルトの蛇行に追従しつつ撮影を行うために、カメラの視野からベルトが外れてしまうことに起因する、画像中のメッシュベルトの部分の面積と、メッシュベルトの隙間の部分の面積との比率の変動を防止する。
【０００８】
また、上記課題を解決するための本発明の請求項２に係るメッシュベルトの断線検知方法では、運転中のコンベヤのメッシュベルトを光学的に撮影し、得られた画像からメッシュベルトの断線を検知する方法であって、メッシュベルトの全幅を複数の撮影区分に区分けして、メッシュベルトの蛇行に追従しつつ各撮影区分毎に別々のカメラでメッシュベルトを透過する光を撮影し、影の部分として撮影されるメッシュベルトの部分の面積と、透過光の部分として撮影されるメッシュベルトの隙間の部分の面積との比率の変動量に基づき、断線部分の長さを判定することを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、メッシュベルトを撮影して得られる画像中の、メッシュベルトを透過する光が占める面積と、影が占める面積との比率を監視し、これらの変動量がある一定値以上になったとき、すなわち、ベルトが断線したことによる透過光の面積がある一定値以上となったとき、断線と判断すべき長さの断線が生じていると判断する。また、メッシュベルトの全幅を複数の撮影区分に区分けして各撮影区分毎に別々のカメラで撮影することにより、メッシュベルトの全幅にわたり解像度の高い画像を得ることが可能である。さらに、メッシュベルトの蛇行に追従しつつ撮影を行うために、カメラの視野からベルトが外れてしまうことに起因する、画像中の透過光の面積と影の面積との比率の変動を防止する。なお、本発明では、メッシュベルトの透過光と、メッシュベルトによって光が遮られた影の部分とを撮影するので、画像の明暗が顕著となり、２値化画像処理等、映像に基づき解析を行う際に必要となる処理が容易となる。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係るメッシュベルトの断線検知方法では、隣接する２つの撮影区分で得られた画像におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比の平均から、断線部分の長さを判定している。
【００１１】
この構成によると、断線と判断すべき長さの断線部分は、２つのカメラの撮影区分にまたがって発生した場合に有益である。係る場合には、１つの撮影区分におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積の増加量だけでは断線と判断するための増加量に達していないため、１つのカメラの撮影区分のみで判断すると、断線を看過してしまう。そこで、本発明のごとく隣接する２つの撮影区分の画像におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比の平均を取れば、当該断線が、断線と判断すべき長さに達していることを、正しく把握することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係るメッシュベルトの断線検知方法によると、前記平均値が、非断線状態におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比に、断線と判断すべき長さの断線部分が前記撮影区分の１つに入ったときの、当該撮影区分におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比の増加量の半分を加算した値となったとき、断線と判断する。
【００１３】
本発明では、前述のごとく、隣接する２つの撮影区分で得られた画像における、メッシュベルトの隙間の部分の面積比の平均から断線部分の長さを判定する。よって、断線と判断すべき長さの断線部分が、１つの撮影区分に全て入る位置に発生した場合でも、２つの撮影区分にまたがって発生した場合でも、メッシュベルトの隙間の部分の面積比の増加量は、１つの撮影区分に全ての断線部分が入ったときの、当該撮影区分における当該面積比の増加量の半分となる。このため本発明では、係る半分の値を、非断線状態におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比に加算した値を、断線判断のしきい値とすることにより、正確に断線と判断する。
【００１４】
さらに、本発明の請求項５に係るメッシュベルトの断線検知方法では、断線と判断すべき長さの断線部分が前記撮影区分の１つに入ったときの、当該撮影区分におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比の増加量が、非断線状態におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比の変動量の２倍以上となるように、メッシュベルトの進行方向に関する前記カメラの視野を設定する。
【００１５】
メッシュベルトの構造から、力骨部分はその他の部分よりもメッシュベルトの隙間の部分の面積が少なくなる。そして、運転中のコンベヤのメッシュベルトを撮影すると、メッシュベルトの進行方向に関する前記カメラの視野に、力骨の数がいくつ入ってくるかによって、画像中のメッシュベルトの部分とメッシュベルトの隙間の部分との面積比が変動する。このため、正確に断線を検出するためには、当該変動によって、ベルトの断線を原因とするメッシュベルトの隙間の部分の面積の増加量が打ち消されないようにする必要がある。そこで、本発明のごとく構成すれば、メッシュベルトの進行によるメッシュベルトの部分とメッシュベルトの隙間の部分との面積比の変動量を、ベルトの断線によるメッシュベルトの隙間の部分の面積の増加量が上回り、断線部分が断線と判断すべき長さに達していることを検出することができる。
【００１６】
加えて、本発明の請求項６に係るメッシュベルトの断線検知方法では、画像中のメッシュベルトの力骨の位置と無関係に、メッシュベルトの部分の面積とメッシュベルトの隙間の部分の面積との比率が一定となるように、メッシュベルトの進行方向に関する前記カメラの視野を設定している。
【００１７】
前述のごとく、メッシュベルトの構造から、運転中のコンベヤのメッシュベルトを透過する光を、一定面積の視野で撮影すると、メッシュベルトの進行方向に関する前記カメラの視野に、力骨の数がいくつ入ってくるかによって、画像中のメッシュベルトの部分とメッシュベルトの隙間の部分との面積比が変動する。そこで、本発明のごとく、前記カメラの視野に入ってくる力骨の数が常に一定となるように、メッシュベルトの進行方向に関するカメラの視野を設定すれば、ベルトの断線を原因としないメッシュベルトの隙間の部分の面積の変動をなくし、ベルトの断線の把握を容易とする。
【００１８】
また、上記課題を解決するための本発明の請求項７に係るメッシュベルトの断線検知装置では、運転中のコンベヤのメッシュベルトを光学的に撮影し、得られた画像からベルトの断線を検出する検知装置であって、ベルトの幅方向に複数のカメラを並べ、各カメラで分担して、ベルトの全幅に渡りベルトを透過する光の撮影を行う撮影手段と、メッシュベルトの蛇行に連動して各カメラを移動させる連動手段と、撮影された画像の、透過光の面積と影の面積との比率で断線の長さを判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、撮影手段がベルトの幅方向に複数のカメラを並べ、各カメラで分担してベルトを撮影するものであることから、メッシュベルトの全幅にわたり解像度の高い画像を得ることができる。また、前記撮影手段の複数のカメラは、連動手段によってメッシュベルトの蛇行に連動して移動することができるので、カメラの視野からベルトが外れてしまうことがない。そして、撮影された画像の、透過光の面積と影の面積との比率で断線の長さを判定する判定手段を備えるので、前記カメラでメッシュベルトを撮影して得られる画像中の、メッシュベルトを透過する光が占める面積と、影が占める面積との比率を監視し、これらの変動量がある一定値以上になったとき、すなわち、ベルトが断線したことによる透過光の面積がある一定値以上となったとき、断線と判断すべき長さの断線が生じていると判断する。なお、前記連動手段によって、メッシュベルトの蛇行に追従しつつ撮影を行うために、カメラの視野からベルトが外れてしまうことに起因する、画像中の透過光の面積と影の面積との比率の変動を防止することができる。
【００２０】
また、本発明の請求項８記載のメッシュベルトの断線検知装置は、撮影された透過光の面積と影の面積との比率が、画像中のメッシュベルトの力骨の位置と無関係に一定となるように、前記カメラの視野が、設定されている。
【００２１】
前述のごとく、メッシュベルトの構造から、運転中のコンベヤのメッシュベルトを撮影すると、メッシュベルトの進行方向に関する前記カメラの視野に、力骨の数がいくつ入ってくるかによって、画像の透過光と影との面積比が変動する。換言すると、前記カメラの視野に入ってくる力骨の数が常に一定となるように、メッシュベルトの進行方向に関するカメラの視野を設定すれば、メッシュベルトの進行による画像の透過光と影との面積比の変動を無くすことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１には、本発明の実施の形態に係るメッシュベルトの断線検知装置が設けられたベルトコンベヤの例として、焼き入れ装置の燒結炉にワークを搬入、搬出するベルトコンベヤが示されている。また、図２には、図１のＡ−Ａ線における断面図であって、メッシュベルトの断線検知装置の要部を示している。
【００２４】
まず、装置の構成について説明する。ベルトコンベヤ１は、燒結炉本体２を貫通しており、ベルト上に載置したワークを、順次燒結炉本体２に送り込みかつ送り出すことにより、連続的に焼き入れを行うものである。ベルトコンベヤ１のベルト３は、耐熱性に優れるメッシュベルトが用いられている。このメッシュベルト３は、複数のローラ４，５，６等に掛け回され、駆動ドラム７によって駆動される。なお、ボード８は、その上にワーク（図示省略）を載置した状態でメッシュベルト３上に載置され、ワークと共に燒結炉本体２を通過するものである。
【００２５】
メッシュベルトの断線検知装置は、メッシュベルト３を撮影するための撮影手段を有する。図２に示すように、キャリヤ側のメッシュベルト３Ｃは高温の燒結炉本体２内を通過するので、当該撮影手段は、燒結炉本体２の下方を通過するリターン側のメッシュベルト３Ｒを撮影するものとして設置されている。当該撮影手段は、４つのカメラ９，10，11，12を、メッシュベルト３Ｒの上方に、メッシュベルト３Ｒの幅方向と平行に配置したものである。各カメラ９〜12は、メッシュベルト３Ｒをまたぐように配置された、門形若しくは矩形のフレーム13に固定されている。また、メッシュベルト３Ｒを挟んで各カメラ９〜12に対向する位置には、メッシュベルト３Ｒの全幅以上の幅を照らすことが可能な照明手段16を設けている。
【００２６】
フレーム13は、メッシュベルト３Ｒの蛇行に連動して各カメラ９〜12を移動させる連動手段としての機能を有している。すなわち、フレーム13は、スライドレール14に支持されてメッシュベルト３Ｒの幅方向に摺動自在となっており、かつ、ガイドローラ15を介してメッシュベルト３Ｒの両端部に当接している。以上の構造から、メッシュベルト３Ｒが蛇行すると、メッシュベルト３Ｒの幅方向の変位が、ガイドローラ15を介してフレーム13に伝えられる。そして、フレーム13はスライドレール14に案内されて、メッシュベルト３Ｒの進行方向に対する位置は固定されるが、メッシュベルト３Ｒの蛇行には連動して移動することができる。よって、各カメラ９〜12は、メッシュベルト３Ｒに対しその進行方向には相対移動するが、幅方向に関してはメッシュベルト３Ｒの蛇行に連動して移動し、相対位置は一定となる。
【００２７】
図３には、各カメラの視野とメッシュベルト３（３Ｒ）との関係を示している。図中、メッシュベルト３Ｒの進行方向を矢印Ｂで示している。また、カメラ９の視野（「撮影区分」ともいう）を９vfで、カメラ10の視野を10vfで、カメラ11の視野を11vfで、カメラ12の視野を12vfで夫々表している。メッシュベルト３（３Ｒ）は、図示のごとく金属線を矩形に折り曲げて連続させた力骨を形成し、かつ、各力骨内を斜めに横切るように、さらに金属線を編み込んだ構造を有している。したがって、メッシュベルトは金属線の隙間から常に光を透過するものである。なお、メッシュベルト３Ｒの進行方向Ｂにおける、各力骨のピッチ（当該進行方向に隣接する２本の力骨の間隔）は一定となっている。
【００２８】
さて、各カメラ９〜12の視野は、メッシュベルト３Ｒの幅方向に関しては、各視野９vf〜12vfの幅は同一かつ互いに重複しないように、しかも、各カメラで分担してメッシュベルト３Ｒの全幅をカバーするように設定されている。この、メッシュベルト３Ｒの幅方向に関して各カメラが撮影を分担する範囲を、本説明では「撮影区分」ともいう。なお、メッシュベルトの進行方向Ｂに関する各カメラ９〜12の視野は、各力骨のピッチと同一となるように設定されている。係る理由については後述する。
【００２９】
さらに、当該メッシュベルトの断線検知装置は、各カメラ９〜12で撮影された画像から、メッシュベルト３に発生した断線部分 300の長さを判定する判定手段を備える。図４には、メッシュベルトの断線検知装置をブロック図で示している。判定手段17は、パソコン等の電子計算機を用いることが可能であり、以下のような機能を有する。
【００３０】
ここで、図３および図４を参照しながら、本発明の実施の形態に係るメッシュベルトの断線検知装置による断線検出の手順と、合わせて判定手段17の構成とを説明する。
【００３１】
図３に示すように、各力骨の１ピッチ分の範囲をスパンａ、スパンｂ、スパンｃ、スパンｄとする。前述のごとく各スパンａ〜ｄのピッチ、および、メッシュベルトの進行方向Ｂに関する各視野９vf〜12vfは同一となっている。なお、断線と判断すべき長さの断線部分 300は、スパンｃにのみ発生しており、かつ、視野９vfおよび視野10vfに係る撮影区分にまたがって存在しているものとする。
【００３２】
本装置では、図４に示すように、メッシュベルト３Ｒの一方の面を照明16で照らし、他方の面からカメラ９〜12でメッシュベルトを撮影している。すなわち、いわゆる逆光の状態でメッシュベルト３Ｒを撮影しているので、メッシュベルトを構成する金属線の部分（「メッシュベルトの部分」とも言う。）は、照明16の光りが遮られて黒い影として撮影される。また、金属線の隙間の部分は、照明16の光が透過するので明るく（白く）撮影されることになる。
【００３３】
そこで、本装置では、カメラ９〜12で撮影された画像を判定手段17の白黒比の認識部18に送る。そして、２値化画像処理により、影の部分を黒い部分と、透過光の部分を白い部分と認識する。そして、各視野９vf〜12vf毎に、すなわち各撮影区分毎に黒い部分の面積と白い部分の面積との比率を求める。当然ながら、メッシュベルト３Ｒをいわゆる順光で撮影し、ここで得られた画像から、メッシュベルトを構成する金属線の部分と金属線の隙間の部分とに区分けしてもよい。
【００３４】
なお、非断線状態のスパンａ、ｂ、ｄを撮影しているときには、４つのカメラ９，10，11，12はメッシュベルト３Ｒ幅方向と平行に配置され、かつ、各カメラの各視野９vf〜12vfの面積も同一となるように設定されているので、いずれの撮影区分においても白と黒との面積比は同じとなる。
【００３５】
続いて、平均化部19において、隣接する２つの撮影区分で得られた画像における白と黒との面積比の平均を求める。具体的には、視野９vfおよび視野10vfに係る白黒比の平均と、視野10vfおよび視野11vfに係る白黒比の平均と、視野11vfおよび視野12vfに係る白黒比の平均とを求める。
【００３６】
このように平均化処理を行うと、断線と判断すべき長さの断線部分 300が、図３のスパンｃのごとく２つのカメラの撮影区分にまたがって発生した場合に有利となる。すなわち、係る場合には、１つの撮影区分（視野９vf又は視野10vf）における白の面積の増加量だけでは断線と判断するための増加量に達していない。このため、１つのカメラの撮影区分のみで断線の長さを判断したのでは、断線部分 300を看過してしまうことになる。このような場合に、隣接する２つの撮影区分の画像における白の面積比の平均を取り、当該平均の値を断線判断のしきい値と比較することによって、断線部分 300が、断線と判断すべき長さであることを正しく把握することができるからである。
【００３７】
そこで、平均化部19で求めた、隣接する２つの撮影区分で得られた画像における白と黒との面積比の平均を、比較部20において、断線判断のしきい値と比較する。当該しきい値は、断線と判断すべき長さの断線部分 300が、撮影区分のいずれか１つに全て入ったときの、当該撮影区分における白の面積比の増加量の半分を、非断線状態の白い部分の面積比に加算した値とする。しきい値にこのような値を用いる理由は、以下の通りである。
【００３８】
本実施の形態では、隣接する２つの撮影区分で得られた画像における透過光の面積比の平均をとって断線部分の長さを判定することとしている。このため、断線と判断すべき長さの断線部分が１つの撮影区分に全て入った場合、または、図３の断線 300のように、２つの撮影区分にまたがって発生した場合のいずれにおいても、白の面積の増加量は、１つの撮影区分に全ての断線部分が入ったときの、当該撮影区分における白の面積比の増加量の半分となる。したがって、係る半分の値を非断線状態の白の面積比に加算した値が、断線判断のしきい値として適切な値となる。
【００３９】
続いて、判定部21において、比較部20の比較結果から、いずれかの撮影区分において、若しくは、隣接するいずれか２つの撮影区分にまたがって、断線と判断すべき長さの断線が生じているか否かを判断する。そして、断線が発生していると判断されると、モニター、警告ランプ等の表示部22に、断線の発生を表示する。これと共に、コンベヤ作動制御手段23に、コンベヤを直ちに停止させる旨の指令を発する。本発明の実施の形態に係る断線検知装置は、以上の手順によってメッシュベルトの断線を判断する。
【００４０】
ところで、各カメラ９〜12の撮影区分を互い重複しないように設定した理由は以下の通りである。すなわち、本実施の形態では、隣接する２つの撮影区分で得られた画像における透過光の面積比の平均をとって断線部分の長さを判定することとしている。よって、もし、撮影区分に重複が生じていると、断線部分の一部を重複して認識することとなり、実際の断線長さより長い断線が発生しているものと誤認してしまうことになる。そして、必要以上にコンベヤの停止指令を発してしまうことになるからである。
【００４１】
また、メッシュベルトの進行方向Ｂに関する各カメラの視野９vf〜12vfを、各力骨のピッチと同一となるように設定した理由は以下の通りである。前述のごとく、メッシュベルト３の構造から、運転中のコンベヤのメッシュベルトを透過する光を、一定面積の視野で撮影すると、メッシュベルトの進行方向Ｂに関するカメラの視野９vf〜12vfに、力骨の数がいくつ入ってくるかによって、画像の白と黒との面積比が変動する。この変動は、入ってくる力骨の数（力骨による影の面積）が常に一定となるように、メッシュベルトの進行方向Ｂに関するカメラの視野９vf〜12vfを設定すれば、メッシュベルトの進行による白と黒との面積比の変動を無くし、常に一定とすることができる。そして、係る変動をなくすことにより、断線部分 300によって増加した白の面積の増加のみを監視すれば良くなり、断線判断の精度を著しく向上させることが可能となるからである。
【００４２】
そこで、メッシュベルトの進行方向Ｂに関する各カメラの視野９vf〜12vfを、各力骨のピッチと同一とすれば、当該視野の中には、常に１本分の力骨のみが入ってくることとなり、画像中のメッシュベルトの力骨の位置と無関係に、白の面積と黒の面積との比率を一定とし、断線判断の精度向上を図ることができる。
【００４３】
さらに、図５には、断線がない状態での白の面積比の変動量Ｗf （％）と、１つの撮影区分に全ての断線部分（断線と判断すべき長さを有する）が入ったときの、当該撮影区分における白の面積比の増加量Ｗi （％）とを、メッシュベルトの進行方向に関する各カメラの視野を変えて比較したものである。なお、図５の値は、メッシュベルト３の幅が 910mm、力骨のピッチが20mmであり、断線と判断すべき長さを 150mmとした場合について示している。
【００４４】
まず、断線がない状態での白の面積の変動量と、カメラの視野との関係を見ると、メッシュベルトの進行方向に関するカメラの視野が、力骨のピッチ（20mm）の整数倍であるとき、断線がない状態での白の面積の変動量Ｗf は０％となることがわかる。理由は、係る条件のとき常に一定本数分の力骨が視野の中に入るからである。続いて、断線と判断すべき長さの断線部分がカメラの視野に入ったときの白の面積比の増加量と、カメラの視野との関係を見ると、カメラの視野が広い（メッシュベルトの進行方向に長い）ほど、増加量Ｗi の値が小さくなることがわかる。これは、カメラの視野が広がるほど断線による白の増加の割合が小さくなることから、当然に導かれる結果である。
【００４５】
これら２つの値Ｗf 、Ｗi を比較することによって、次の事実が明らかとなる。すなわち、メッシュベルトの進行方向に関するカメラの視野如何によっては、断線がない状態での白の面積の変動量の方が、ベルトの断線を原因とする白の面積の増加量を上回り、断線による白の面積の増加が打ち消されてしまうことになる。このような場合には、ベルトの断線を検知することは不可能となる。しかも、本発明の実施の形態では、隣接する２つの撮影区分で得られた画像における透過光の面積比の平均をとって断線部分の長さを判定するという手法を採っている。このため、ベルトに断線と判断すべき長さの断線部分が生じていることを正確に検出するためには、断線と判断すべき長さの断線部分が前記撮影区分の１つに入ったときの、当該撮影区分における画像の透過光の面積比の増加量が、非断線状態における透過光の面積比の変動量の２倍以上となるように、メッシュベルトの進行方向に関する前記カメラの視野を設定することが必要となる。なお、係る条件を満たせば、メッシュベルトの進行方向に関するカメラの視野が、力骨のピッチ（20mm）の整数倍でなくても、断線判断を行うことが可能である。
【００４６】
ここで、上記構成をなす本発明の実施の形態から得られる作用効果をまとめる。まず、本実施の形態では、メッシュベルト３Ｒを撮影して得られる画像中の、白の面積と黒の面積との比率を常時監視し、これらの変動量がある一定値以上になったとき、すなわち、ベルトが断線したことによる白の面積がある一定値以上となったとき、断線と判断すべき長さの断線が実際に生じていると判断する。したがって、ゴム製ベルトと異なり常に所定量以上の光が透過し、かつ、光の透過量が撮影された位置に応じて変動することにより、断線の検出が困難なメッシュベルト３に対して、断線の検出を正確に行うことが可能となる。
【００４７】
また、メッシュベルト３Ｒの全幅を４つの撮影区分に区分けして、各撮影区分毎に別々のカメラ９〜12で撮影することにより、メッシュベルト３Ｒの全幅にわたり、解像度の高い画像を得ることが可能である。
【００４８】
さらに、カメラ９〜12を固定したフレーム13を、スライドレール14によりメッシュベルト３Ｒの幅方向に摺動自在に支持し、かつ、ガイドローラ15を介してメッシュベルト３Ｒの両端部に当接させることにより、メッシュベルト３Ｒの蛇行に追従して、常にメッシュベルト３Ｒの全幅にわたる撮影を行うことが可能である。したがって、カメラの視野からメッシュベルト３Ｒが外れてしまうことに起因する、画像中の白の面積と黒の面積との比率の変動の発生を防止することができる。このように、ベルトの断線を原因としない白の面積の変動の発生を防止することにより、断線と検出すべき長さの断線部分の存在を正確に検出することが可能となる。
【００４９】
しかも、本発明の実施の形態では、カメラ９〜12によって、メッシュベルト３Ｒの透過光と、メッシュベルト３Ｒによって光が遮られた影の部分とを撮影するので、画像の明暗が顕著となり、２値化画像処理等、映像に基づき解析を行う際に必要となる処理が容易となる。
【００５０】
また、画像処理の方法においても、次のような作用効果を有する。まず、本発明の実施の形態では、隣接する２つの撮影区分で得られた画像における透過光の面積比の平均から、断線部分の長さを判定するので、断線と判断すべき長さの断線部分 300が、２つのカメラの撮影区分にまたがって発生した場合でも、断線部分 300が断線と判断すべき長さのものであることを、正しく把握することができる。
【００５１】
さらに、断線と判断すべき長さの断線部分 300が撮影区分の１つに入ったときの、当該撮影区分における白の面積比の増加量Ｗi の半分の値を、非断線状態の透過光の面積比Ｗf に加算した値を、断線判断のしきい値としているので、隣接する２つの撮影区分で得られた画像における透過光の面積比の平均から断線部分の長さを判定する手法においても、断線を看過することなく正確に検出することができる。
【００５２】
また、メッシュベルトの進行方向Ｂに関する各カメラの視野９vf〜12vfを、各力骨のピッチと同一とすることにより、当該視野の中には、常に１本分の力骨のみが入ってくるようにして、画像中のメッシュベルトの力骨の位置と無関係に、白の面積と黒の面積との比率を一定としている。すなわち、メッシュベルト３Ｒの進行による、白と黒との面積比の変動を無くすことにより、ベルトの断線を原因とする白の面積の変動以外の変動の発生を防止し、断線と検出すべき長さの断線部分の存在を正確に検出することを可能としている。
【００５３】
よって、本発明の実施の形態に係るメッシュベルトの断線検知方法および装置によれば、メッシュベルト３の断線を正確に判断し、メッシュベルトの破断によるトラブルを未然に防ぐと共に、メッシュベルトの点検工数を削減することが可能となる。
【００５４】
尚、本発明の実施の形態では、平均化部19で求めた、隣接する２つの撮影区分で得られた画像における白と黒との面積比の平均を、比較部20において、断線判断のしきい値と比較することにより、断線と判断すべき長さの断線部分があるか否かを判断する方法について説明した。しかしながら、平均化部19において、各撮影区分における白と黒との面積比の総和を求め、当該総和の値を、比較部20において、断線判断のしきい値となる白の面積比の総和の値と比較することによって、断線部分の長さを判定することも可能である。
【００５５】
また、本発明の実施の形態では、４つのカメラ９〜12で、メッシュベルト３Ｒを４つの撮影区分に分けて撮影した場合を例に挙げて説明したが、さらに多くの数のカメラを用い、さらに多くの撮影区分に分けて撮影することも可能である。このような場合には、断線部分 300が３つ以上の撮影区分にまたがって存在することも考えられるが、係る状態であっても、断線の長さを判断することができる。例えば、ベルトの断線を原因とする白の面積の変動が認められた撮影区分のみ抽出し、係る撮影区分を対象として、白と黒との面積比の平均を求め、断線判断のしきい値と比較する方法や、係る撮影区分における白と黒との面積比の総和を求め、係る総和の値をしきい値と比較する方法により、断線の判断が可能となる。
【００５６】
【実施例】
ここで、図３に示された断線部分 300を断線と判断する具体的事例を、数値を交えながら説明する。
【００５７】
各カメラ９〜12が非断線状態のスパンａ、ｂ、ｄを撮影しているときの、白：黒の比率が40：60であり、いずれか１つの撮影区分に断線部分 300の全体が入ったときの、係る視野における白：黒の比率が70：30である場合を考える。このとき、１つの撮影区分に断線部分 300の全体が入ったときの白の部分の面積比の増加量は、70−40＝30％である。係る場合に、断線判断のしきい値を、非断線状態におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比40％に、断線と判断すべき長さの断線部分が前記撮影区分の１つに入ったときの、当該撮影区分におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比の増加量の半分である15％を加算した値である、白の部分の面積比55％を、断線判断のしきい値として設定する。
【００５８】
さて、各カメラ９〜12がスパンｃを撮影したとき、視野９vfに係る撮影区分の白：黒の比率が50：50となり、視野10vfに係る撮影区分の白：黒の比率が60：40となったとする。このとき、視野９vfおよび視野10vfに係る白黒比の平均を取ると、白：黒の比率は55：45となる。したがって、白の部分の面積比が、しきい値である面積比55％に達したこととなり、断線部分 300は、断線と判断すべき長さのものであると認識される。
【００５９】
断線部分 300の全てが視野９vfに係る撮影区分に位置していた場合に、スパンｃを撮影すると、視野９vfに係る撮影区分の白：黒の比率は70：30となり、視野10vfに係る撮影区分の白：黒の比率は40：60のままとなる。このとき、視野９vfおよび視野10vfに係る白黒比の平均を取ると、白：黒の比率はやはり55：45となる。したがって、白の部分の面積比が、しきい値である面積比55％に達したこととなり、断線部分 300は、断線と判断すべき長さのものであると認識される。
【００６０】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、以下のような効果を有する。まず本発明の請求項１に係るメッシュベルトの断線検知方法によれば、従来のゴム製ベルトに係る亀裂の検出方法では、断線の検出が困難であったメッシュベルトの断線に対しても、正確に断線判断を行うことが可能となる。したがって、メッシュベルトの破断によるトラブルを未然に防ぐと共に、メッシュベルトの点検工数を削減することが可能となる。
【００６１】
また、本発明の請求項２に係るメッシュベルトの断線検知方法によれば、請求項１に係る発明と同様の効果が得られることに加え、画像処理を容易に行うことが可能となる。
【００６２】
また、本発明の請求項３に係るメッシュベルトの断線検知方法によれば、断線と判断すべき長さの断線部分は、２つのカメラの撮影区分にまたがって発生した場合でも、断線を看過することがなくなり、正確に断線判断を行うことができる。
【００６３】
さらに、本発明の請求項４に係るメッシュベルトの断線検知方法によれば、２つのカメラの撮影区分にまたがって発生した場合に対応し、かつ、正確な断線判断が可能となる。
【００６４】
また、本発明の請求項５に係るメッシュベルトの断線検知方法によれば、ベルトの断線以外を原因とする、メッシュベルトの部分の面積とメッシュベルトの隙間の部分の面積との比率の変動量を、ベルトの断線を原因とする当該変動量よりも小さく抑え、正確に断線判断を行うことが可能となる。
【００６５】
加えて、本発明の請求項６に係るメッシュベルトの断線検知方法によれば、ベルトの断線を原因とする、メッシュベルトの隙間の部分の、面積の増加量の把握が容易となり、断線判断の精度を高めることができる。
【００６６】
また、本発明の請求項７に係るメッシュベルトの断線検知装置によれば、従来のゴム製ベルトに係る亀裂の検出装置では、断線の検出が困難であったメッシュベルトの断線に対しても、正確に断線判断を行うことが可能となる。したがって、メッシュベルトの破断によるトラブルを未然に防ぐと共に、メッシュベルトの点検工数を削減することが可能となる。
【００６７】
さらに、本発明の請求項８に係るメッシュベルトの断線検知装置によれば、ベルトの断線を原因とする透過光の面積の増加量の把握が容易となり、断線判断の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るメッシュベルトの断線検知装置が設けられたベルトコンベヤを示す摸式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面であって、メッシュベルトの断線検知装置の要部を示す図である。
【図３】図２に示すメッシュベルトの断線検知装置の、カメラの視野とメッシュベルトとの関係を示す摸式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るメッシュベルトの断線検知装置を示すブロック図である。
【図５】撮影された画像において、断線がない状態でのメッシュベルトの隙間の部分の面積比の変動量と、１つの撮影区分に全ての断線部分が入ったときの、当該撮影区分におけるメッシュベルトの隙間の部分の面積比の増加量とを、メッシュベルトの進行方向に関するカメラの視野を変えて比較した図である。
【符号の説明】
３  メッシュベルト
９  カメラ
９vf  カメラの視野
10  カメラ
10vf  カメラの視野
11  カメラ
11vf  カメラの視野
12  カメラ
12vf  カメラの視野
13  フレーム
14  スライドレール
15  ガイドローラ
16  照明手段
300 断線部分
【図１】
0003685238.tif 000002
【図２】
0003685238.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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