專利名稱：用于檢測帶狀構(gòu)件的形狀的方法和設(shè)備及二維位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測諸如胎體簾布層等的帶狀構(gòu)件的諸如長度和接合尺寸等的形狀的方法和設(shè)備及在檢測帶狀構(gòu)件的形狀時使用的二維位移傳感器。
背景技術(shù)：
在用于測量諸如胎體簾布層等的帶狀輪胎組成構(gòu)件的長度的設(shè)備中，傳統(tǒng)上已知的是用于帶狀橡膠構(gòu)件的長度測量設(shè)備。這樣的設(shè)備通過利用一維激光傳感器順次測量帶狀橡膠構(gòu)件的切割面之間的間隙來測量諸如胎面等的帶狀橡膠構(gòu)件的長度，所述帶狀橡膠構(gòu)件是從擠壓機擠出、被切割成固定長度并被進一步傳送的帶狀橡膠構(gòu)件。一維激光傳感器從切割傾斜角度方向發(fā)射具有照射區(qū)域的預(yù)定光斑直徑的激光并且利用諸如光電傳感器等的光接收部件檢測反射光?；诋?dāng)光通過帶狀橡膠構(gòu)件的間隙時反射光的強度變?nèi)醯脑恚L度測量設(shè)備通過計算出間隙位置來測量被切割成固定長度的帶狀橡膠構(gòu)件的長度(例如見專利文獻I)。然而，應(yīng)該認(rèn)識到的是，上述帶狀橡膠構(gòu)件的長度測量設(shè)備不一定能夠在帶狀橡膠構(gòu)件的寬度方向上的任意給定位置處進行長度測量，因為所使用的位移傳感器是一維激光傳感器。為了解決這個問題，本發(fā)明人已經(jīng)提議一種采用二維位移傳感器作為位移傳感器的帶狀構(gòu)件的長度測量設(shè)備，由此使得甚至用單臺位移傳感器也能夠在寬度方向的寬范圍內(nèi)進行帶狀構(gòu)件的高度差的位置(起始端和終止端)的檢測(例如見專利文獻2)。該長度測量設(shè)備如圖7所示地構(gòu)造。更具體地，激光源81a發(fā)射線狀的激光。二維位移傳感器81配備有具有CCD相機的位移測量部件81b，該位移測量部件81b從反射自輪胎組成構(gòu)件80的表面的激光的光接收位置測量輪胎組成構(gòu)件80的位移量。因此，以預(yù)定角度相對于輪胎組成構(gòu)件80的長度方向傾斜的線束被發(fā)射至輪胎組成構(gòu)件80，該輪胎組成構(gòu)件80圍繞以預(yù)定速度轉(zhuǎn)動的成型鼓82貼附。同時，二維位移傳感器81通過接收來自照射區(qū)域的反射光測量輪胎組成構(gòu)件80的起始端80a和終止端80b的位置。如專利文獻2所公開的，通過布置于輪胎組成構(gòu)件80的各個寬度方向端部側(cè)的兩臺二維位移傳感器81、81，能夠跨越輪胎組成構(gòu)件80的整個寬度測量輪胎組成構(gòu)件80的起始端80a和終止端80b的位置。相關(guān)技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2003-28630號公報專利文獻2:W02006/019070A
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題應(yīng)該注意的是，散射光通常是用作入射在諸如CCD相機等光接收元件上的反射光的光。然而，諸如胎體簾布層或帶束等的經(jīng)過處理的構(gòu)件(具有被經(jīng)過處理的橡膠涂覆的簾線的構(gòu)件)具有凹凸表面，該凹凸表面具有內(nèi)部包含簾線的凸部和內(nèi)部不包含簾線的凹部，因此在谷部和傾斜部存在光澤。結(jié)果，由于總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，諸如胎面等的橡膠構(gòu)件由于比樹脂等的表面粗糙度高的表明粗糙度而在表面上具有輕微凹凸度，但是一般在表面上具有較少光澤部分。即，諸如胎面等的橡膠構(gòu)件比上述經(jīng)過處理的構(gòu)件產(chǎn)生更高強度的反射光。并且，在經(jīng)過處理的構(gòu)件與諸如胎面等的橡膠構(gòu)件之間，存在著二維位移傳感器的測量精度不同的問題。已做出本發(fā)明以解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于檢測帶狀構(gòu)件的形狀的方法和設(shè)備，其精確地測量帶狀輪胎組成構(gòu)件的表面的位移量，而不管輪胎組成構(gòu)件的類型如何，本發(fā)明的目的還在于提供在這樣的帶狀構(gòu)件的形狀的檢測中優(yōu)選地使用的二維位移傳感器。用于解決問題的方案本發(fā)明人已經(jīng)通過仔細(xì)研究得到了本發(fā)明。發(fā)現(xiàn)，對于經(jīng)過處理的構(gòu)件，通過如下構(gòu)造的光學(xué)系統(tǒng)能夠獲得最令人滿意的亮度:如圖8的(a)所述，激光被以45°至65°的入射角度θτ&射至經(jīng)過處理的構(gòu)件40T的表面，并且以相同角度θτ反射的全反射光被聚焦在諸如C⑶相機等的光接收元件上；對于除了經(jīng)過處理的構(gòu)件以外的構(gòu)件，通過如下構(gòu)造的光學(xué)系統(tǒng)能夠獲得最令人滿意的亮度:如圖8的(b)所示，激光被以90°的入射角度(沿法線方向)發(fā)射至除了經(jīng)過處理的構(gòu)件以外的構(gòu)件40G的表面，并且在為-45°的方向上的散射光被聚焦在諸如CCD相機等的光接收元件上。S卩，本發(fā)明的第一方面提供一種二維位移傳感器，其包括:發(fā)射部件，該發(fā)射部件用于發(fā)射從與帶狀構(gòu)件的厚度方向交叉的方向入射到所述帶狀構(gòu)件的表面的第一激光，以及發(fā)射從與所述帶狀構(gòu)件的厚度方向平行的方向入射到所述帶狀構(gòu)件的表面的第二激光；位移測量部件，該位移測量部件具有光接收元件，所述光接收元件用于接收從所述帶狀構(gòu)件的表面反射的光，并且用于從由所述光接收元件檢測出的反射光接收位置測量所述帶狀構(gòu)件的表面的位移量；光學(xué)元件，該光學(xué)元件用于使所述反射光聚焦于所述光接收元件；和切換部件，該切換部件用于使待入射到所述帶狀構(gòu)件的表面的激光在所述第一激光和所述第二激光之間切換。于是，能夠精確地測量出帶狀構(gòu)件的表面的位移量，而不管帶狀構(gòu)件的類型如何。因此，本發(fā)明的二維位移傳感器使得能夠通過測量帶狀構(gòu)件的切割面的位置來檢測帶狀構(gòu)件的長度或帶狀構(gòu)件的接合尺寸(抵接接合、重疊接合)。因此，能夠以優(yōu)異的精度檢測帶狀構(gòu)件的形狀。本發(fā)明的第二方面提供一種二維位移傳感器，其中，所述發(fā)射部件包括:激光發(fā)射部件，該激光發(fā)射部件用于發(fā)射線狀的激光；分束器，該分束器用于使從所述激光發(fā)射部件發(fā)射的激光分成所述第一激光和所述第二激光；和反射鏡，該反射鏡反射待從與所述帶狀構(gòu)件的厚度方向交叉的方向入射的所述第一激光。通過采用上述結(jié)構(gòu)，能夠利用單臺激光發(fā)射部件(激光器)精確地測量帶狀構(gòu)件的表面的位移量。這能夠使本發(fā)明的設(shè)備簡化。本發(fā)明的第三方面提供一種二維位移傳感器，其中，所述發(fā)射部件包括用于發(fā)射所述第一激光的第一激光器和用于發(fā)射所述第二激光的第二激光器。在該二維位移傳感器中，所述第一激光和所述第二激光是線狀的激光，所述切換部件驅(qū)動和控制所述第一激光器和所述第二激光器中的僅一者。結(jié)果，第一激光器與第二激光器之間的切換能夠被確定地產(chǎn)生以用于朝向帶狀構(gòu)件的表面的發(fā)射激光。因此，能夠提高帶狀構(gòu)件的表面的位移量的測量精度。本發(fā)明的第四方面提供一種二維位移傳感器，其中，所述二維位移傳感器進一步包括反射鏡，該反射鏡用于反射待從與所述帶狀構(gòu)件的厚度方向交叉的方向入射的所述第一激光的發(fā)射光。因此，通過使用簡單的結(jié)構(gòu)，能夠使得來自第一激光器的發(fā)射光的入射方向與帶狀構(gòu)件的厚度方向交叉。這能夠使本發(fā)明的設(shè)備簡化。本發(fā)明的第五方面提供一種二維位移傳感器，所述二維位移傳感器進一步包括在所述第一激光器與所述反射鏡之間的分束器，該分束器用于使所述第一激光器的發(fā)射光透過并且反射所述第二激光器的反射光。以該方式，分束器的設(shè)置將由于減少了光學(xué)元件的數(shù)量而進一步使本發(fā)明的設(shè)備簡化。本發(fā)明的第六方面提供一種二維位移傳感器，所述二維位移傳感器進一步包括:第三激光器，該第三激光器布置在相對于所述第二激光器與所述第一激光器對稱的位置；第二反射鏡，該第二反射鏡用于反射待從與所述帶狀構(gòu)件的厚度方向交叉的方向入射的來自所述第三激光器的發(fā)射光；和第二分束器，該第二分束器位于所述第三激光器與所述第二反射鏡之間，并且所述第二分束器用于使來自所述第三激光器的發(fā)射光透過并且反射來自所述第一激光器的反射光。在該二維位移傳感器中，所述切換部件在驅(qū)動和控制所述第一激光器的同時驅(qū)動和控制所述第三激光器。因此，即使當(dāng)有陰影時，由于來自第一激光器和第三激光器的反射光的圖像中的一個圖像沒有缺失部分，所以可以利用該圖像精確地測量帶狀構(gòu)件的表面的位移量。本發(fā)明的第七方面提供一種二維位移傳感器，所述二維位移傳感器進一步包括:位于所述分束器與所述反射鏡之間的電子快門；和位于所述第二分束器與所述第二反射鏡之間的另一電子快門。結(jié)果，因為能夠減小光學(xué)元件的數(shù)量，并且能夠防止不必要的反射光進入到相機內(nèi)，所以能夠提聞檢測精度。本發(fā)明的第八方面提供一種用于檢測帶狀構(gòu)件的形狀的設(shè)備，其包括:根據(jù)上述第一方面所述的二維位移傳感器；移動部件，該移動部件用于使所述二維位移傳感器在所述帶狀構(gòu)件的長度方向上相對于所述帶狀構(gòu)件移動；和形狀檢測部件，該形狀檢測部件用于基于所述二維位移傳感器測量出的所述帶狀構(gòu)件的位移量檢測所述帶狀構(gòu)件的形狀。在該用于檢測帶狀構(gòu)件的形狀的設(shè)備中，所述激光發(fā)射部件、所述第一和第二激光器或者所述第一至第三激光器將線狀的激光發(fā)射到所述帶狀構(gòu)件的表面，所述線在相對于所述帶狀構(gòu)件的長度方向傾斜的方向上延伸。因此，能夠精確地檢測帶狀構(gòu)件的諸如長度和接合尺寸等的形狀，而不管帶狀構(gòu)件的類型如何。本發(fā)明的第九方面提供一種用于檢測帶狀構(gòu)件的形狀的設(shè)備，其中，來自所述激光發(fā)射部件的激光、來自所述第一激光器和所述第二激光器激光或者來自所述第一激光器至所述第三激光器的激光通過相應(yīng)的鮑威爾透鏡而出射。鮑威爾透鏡是設(shè)計成使具有高斯分布型強度分布的入射光轉(zhuǎn)換成具有幾乎均勻強度分布的光的透鏡。通過使用它們，能夠防止在構(gòu)件端部處亮度的降低，使得能夠進一步提高測量精度。本發(fā)明的第十方面提供一種用于檢測帶狀構(gòu)件的形狀的方法，該方法包括如下步驟:將線狀的激光發(fā)射到所述帶狀構(gòu)件的表面；通過接收來自所述帶狀構(gòu)件的表面的所述激光的反射光檢測所述帶狀構(gòu)件的表面的位移量；以及一邊使所述激光和光接收元件在所述帶狀構(gòu)件的長度方向上相對于所述帶狀構(gòu)件移動，一邊測量所述帶狀構(gòu)件的表面的位移量。在該方法中，改變激光的發(fā)射方向使得:當(dāng)所述帶狀構(gòu)件是經(jīng)處理的構(gòu)件時，所述激光的入射方向與所述帶狀構(gòu)件的厚度方向交叉，當(dāng)所述帶狀構(gòu)件是經(jīng)處理的構(gòu)件以外的構(gòu)件時，所述激光的入射方向平行于所述帶狀構(gòu)件的厚度方向。因此，能夠精確地檢測帶狀構(gòu)件的諸如長度和接合尺寸等的形狀，而不管帶狀構(gòu)件的類型如何。需要理解的是，本發(fā)明的前述概括不一定列舉了本發(fā)明的所有重要特征，并且所有這些特征的子組合試圖被包括在本發(fā)明內(nèi)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的輪胎組成構(gòu)件的長度測量設(shè)備的示意圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的二維位移傳感器的構(gòu)造的圖。圖3是示出二維位移傳感器的光學(xué)系統(tǒng)的另一示例的圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的二維位移傳感器的構(gòu)造的圖。圖5是用于說明根據(jù)第二實施方式的二維位移傳感器的操作的圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的二維位移傳感器的構(gòu)造的圖。圖7是示出利用傳統(tǒng)的二維位移傳感器的用于端部測量的方法的圖。圖8是示出輪胎組成構(gòu)件與入射光和反射光的方向之間的關(guān)系的圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將基于優(yōu)選的實施方式來說明本發(fā)明，這些優(yōu)選的實施方式并不試圖限制本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍，而是示例性說明本發(fā)明。實施方式中說明的所有特征及其組合不一定是本發(fā)明必要的。第一實施方式圖1的(a)和圖1的(b)是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的輪胎組成構(gòu)件的長度測量設(shè)備(以下稱作“長度測量設(shè)備)10的示意圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的二維位移傳感器11的構(gòu)造的圖。長度測量設(shè)備10包括兩臺二維位移傳感器11、11、激光器驅(qū)動/控制部件12、切換部件13、形狀測量部件14、成型鼓21、鼓轉(zhuǎn)動單元22、旋轉(zhuǎn)編碼器23和移動部件。值得注意的是，切換部件13可以被包含在激光器驅(qū)動/控制部件12內(nèi)。本實施方式中的長度測量設(shè)備10的移動部件配備了成型鼓21、鼓轉(zhuǎn)動單元22和旋轉(zhuǎn)編碼器23。成型鼓21、鼓轉(zhuǎn)動單元22和旋轉(zhuǎn)編碼器23是輪胎成型機的構(gòu)成元素，輪胎成型機通過圍繞成型鼓21的周面將諸如胎體簾布層、帶束和胎面等的帶狀輪胎組成構(gòu)件順次地貼附成層疊體來形成生胎。
如圖1的(a)和圖1的(b)所示，成型鼓21是被連接至輪胎成型機的主軸24的端部的能夠徑向地擴張和收縮的筒狀構(gòu)件。并且，安裝于成型鼓21的后方的傳送器31上攜帶的帶狀輪胎組成構(gòu)件40被一個接一個地貼附至成型鼓21的周面，并被加壓輥32加壓。附圖標(biāo)記40a指示被貼附至成型鼓21的帶狀輪胎組成構(gòu)件40的起始端。
被貼附至成型鼓21的帶狀輪胎組成構(gòu)件40與成型鼓21 —起在成型鼓21的轉(zhuǎn)動方向上移動。帶狀輪胎組成構(gòu)件40的移動方向是帶狀輪胎組成構(gòu)件40的長度方向。
帶狀輪胎組成構(gòu)件40的長度幾乎等于成型鼓21的周長。因此，隨著成型鼓21進一步轉(zhuǎn)動，將由帶狀輪胎組成構(gòu)件40的起始端40a和終止端40b形成接合部40c。在這里圖示了起始端40a和終止端40b彼此重疊的接合部40c,但是接合部可以是起始端40a與終止端40b之間的間隙，或者在起始端40a與終止端40b之間沒有間隙或重疊。
配備有驅(qū)動馬達22b的鼓轉(zhuǎn)動單元22使主軸24以預(yù)定速度轉(zhuǎn)動，其中驅(qū)動馬達22b經(jīng)由變速機22a連接至主軸24，主軸24是成型鼓21的轉(zhuǎn)動軸。
旋轉(zhuǎn)編碼器23是用于檢測主軸24的轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動位置傳感器。旋轉(zhuǎn)編碼器23不僅檢測成型鼓21的轉(zhuǎn)動位置，而且在成型鼓21每轉(zhuǎn)動預(yù)定角度時都向形狀測量部件14和控制成型鼓21的轉(zhuǎn)速的成型鼓控制單元25輸出脈沖信號。在本實施方式中，所使用的旋轉(zhuǎn)編碼器23是AB相輸出型旋轉(zhuǎn)編碼器，但是所使用的旋轉(zhuǎn)編碼器23可以是ABZ相輸出型旋轉(zhuǎn)編碼器。
如圖2所示，二維位移傳感器11包括作為發(fā)射部件的第一和第二激光器單元111、112、相機113、測量單元114、第一和第二反射鏡11m、lln、第一分束器115、輔助反射鏡Ilk、棱鏡116和作為電子快門的液晶快門117。附圖標(biāo)記IIL代表光學(xué)兀件組,第一反射鏡Ilm是發(fā)射單元的光學(xué)元件，第二反射鏡lln、輔助反射鏡Ilk、棱鏡116和液晶快門117是光接收單元的光學(xué)元件，并且第一分束器115是發(fā)射單元和光接收單元的共用光學(xué)元件。
第一激光器單元111布置成在與作為待測量對象的帶狀輪胎組成構(gòu)件40的厚度方向交叉的方向上發(fā)射激光(第一激光)。
第二激光器單元112布置成在與帶狀輪胎組成構(gòu)件40的厚度方向平行的方向(表面的法線方向)上發(fā)射激光(第二激光)。
第一和第二激光器單元111、112中的每一個隨著來自激光器驅(qū)動/控制部件12的控制信號，將在相對于帶狀輪胎組成構(gòu)件40的長度方向或移動方向傾斜的方向上延伸的線束發(fā)射到作為待測量對象的帶狀輪胎組成構(gòu)件40的表面上。第一激光器單元111的線束的傾斜角度和第二激光器單元112的線束的傾斜角度設(shè)定為使得:第一激光器單元111的線束覆蓋帶狀輪胎組成構(gòu)件40的左半部；并且第二激光器單元112的線束覆蓋帶狀輪胎組成構(gòu)件40的右半部。
應(yīng)該注意的是，在本實施方式中，根據(jù)待測量的帶狀輪胎組成構(gòu)件40的類型來選擇待驅(qū)動的激光器單元。當(dāng)?shù)谝患す馄鲉卧?11和第二激光器單元112中的一個被驅(qū)動時，另一個未被驅(qū)動。
相機113在第二激光器單元112的激光方向的延長線上位于第一和第二激光器單元111、112的與帶狀輪胎組成構(gòu)件40所在側(cè)相反的一側(cè)，并且相機113通過接收來自照射部的光束的反射光來捕獲帶狀輪胎組成構(gòu)件40的表面的圖像，其中，相機113設(shè)置有二維配置的CXD元件。
聯(lián)接至相機113的測量單元114利用由相機113捕獲的圖像中的反射光檢測位置來測量帶狀輪胎組成構(gòu)件40距離基準(zhǔn)位置的位移量。此時，測量單元114與來自旋轉(zhuǎn)編碼器23的脈沖信號同步地從相機113采樣檢測信號，并且從采樣數(shù)據(jù)測量帶狀輪胎組成構(gòu)件40距離基準(zhǔn)位置的位移量。
注意，在本實施方式中，所使用的基準(zhǔn)位置是未卷繞帶狀輪胎組成構(gòu)件40的成型鼓21的表面。
第一分束器115使發(fā)射自第一激光器單元111的激光的一部分透過并且使其另一部分反射。
在第一激光器單元111的發(fā)射方向上位于第一分束器115與帶狀輪胎組成構(gòu)件40之間的第一反射鏡Ilm如下地布置:使得第一反射鏡Ilm的反射面使來自第一激光器單元111的已經(jīng)通過了第一分束器115的激光(透射光)反射，并且透射光在輪胎組成構(gòu)件40上的入射角度變成θτ。在本實施方式中，θτ*45°。換言之，第一反射鏡Ilm以使得其反射面與輪胎組成構(gòu)件40的表面垂直的方式定向。
值得注意的是，第二激光器單元112的激光的朝向第一反射鏡Ilm散射并且被第一反射鏡Ilm反射的散射光(如圖2中虛線示出的0e=-45°的散射光)被如后面將說明的液晶快門117阻斷。
第二反射鏡Iln和輔助反射鏡IIk使來自第一激光器單元111的激光的反射光(θ τ=45°的全反射光)和來自第二激光器單元112的激光的朝向與第一反射鏡Ilm相反的方向散射的散射光(9e=45°的散射光)反射，由此使所述反射光和所述散射光入射在棱鏡116上。第二反射鏡Iln位于輪胎組成構(gòu)件40所在側(cè)，而輔助反射鏡Ilk位于相機113所在側(cè)。注意，第二反射鏡Iln同樣以其反射面垂直于輪胎組成構(gòu)件40的表面的方式定向。
位于第二激光器單元112和相機113之間的棱鏡116使來自輔助反射鏡Ilk的反射光反射，由此向相機113提供圖像。
位于第一反射鏡Ilm和第一分束器115之間的液晶快門117以如下的方式打開和關(guān)閉:使得來自第一激光器單元111的激光的透射光通過，而阻斷來自第二激光器單元112的激光的反射光。
在傳統(tǒng)技術(shù)中，因為圍繞成型鼓21卷繞的輪胎組成構(gòu)件40，所以激光的強度趨向于在線束的端部下降，并且反射光也不易在相機113上聚焦(形成圖像)。因此，在本實施方式中，在第一和第二激光器單元111、112的每一個中設(shè)置了鮑威爾透鏡(Powell lens)11P，如圖3所示，使得提高了入射在相機113上的反射光的強度。
鮑威爾透鏡IlP是用于將具有高斯分布型強度分布的光轉(zhuǎn)換成具有幾乎均勻的強度分布的光的透鏡。利用通過了鮑威爾透鏡IIP的來自半導(dǎo)體激光器IlZ的激光，能夠有效地減少光束的端部的激光強度下降。
應(yīng)該注意的是，可以在第一和第二激光器單元111、112的半導(dǎo)體激光器Ilz與鮑威爾透鏡IlP之間布置準(zhǔn)直透鏡IlC和聚光透鏡lid。于是，能夠進一步增強減少激光強度下降的效果，結(jié)果，能夠獲得帶狀輪胎組成構(gòu)件40的更清楚的圖像。
激光器驅(qū)動/控制部件12驅(qū)動第一和第二激光器單元111、112的半導(dǎo)體激光器IlzUlz中的一者。
切換部件13通過控制激光器驅(qū)動/控制部件12在一個激光器單元的半導(dǎo)體激光器Ilz與另一激光器單元的半導(dǎo)體激光器Ilz之間切換，其中半導(dǎo)體激光器待由激光器驅(qū)動/控制部件12驅(qū)動。
形狀測量部件14利用由二維位移傳感器11、11的測量單元114測量出的帶狀輪胎組成構(gòu)件40距離成型鼓21的表面的位移量的數(shù)據(jù)來找到帶狀輪胎組成構(gòu)件40的表面上的高度差的位置(臺階狀位置)，并且確定出相對于高度差的位置而言的帶狀輪胎組成構(gòu)件40的起始端40a和終止端40b的位置和帶狀輪胎組成構(gòu)件40的長度。
接著，將給出用于利用根據(jù)本實施方式的長度測量設(shè)備10測量帶狀輪胎組成構(gòu)件40的長度的方法的說明。
首先，如圖1的(b)所示，通過以與成型鼓21的轉(zhuǎn)速相同的轉(zhuǎn)速運行的傳送器33將帶狀輪胎組成構(gòu)件40傳送至成型鼓21的上部，并且順次地將帶狀輪胎組成構(gòu)件40貼附至成型鼓21的周面。順次地貼附至成型鼓21的周面的帶狀輪胎組成構(gòu)件40隨著在其長度方向上移動而圍繞成型鼓21卷繞并且伴隨成型鼓21的轉(zhuǎn)動以圓弧形彎曲。
當(dāng)被傳送至該點的帶狀輪胎組成構(gòu)件40是諸如胎體簾布層或帶束等的經(jīng)過處理的構(gòu)件40T時，切換部件13通過控制激光器驅(qū)動/控制部件12驅(qū)動和控制二維位移傳感器11、11的第一激光器單兀111、111的半導(dǎo)體激光器llz、llz。此時,第二激光器單兀112、112的半導(dǎo)體激光器IlzUlz仍然處于關(guān)閉狀態(tài)。
如圖2所示，從二維位移傳感器11的第一激光器單元111發(fā)射出的激光的一部分通過第一分束器115和處于打開狀態(tài)的液晶快門117，接著被第一反射鏡Ilm反射，并且以45°的入射角度Θ T撞擊經(jīng)過處理的構(gòu)件40T的表面。
在撞擊了經(jīng)過處理的構(gòu)件40T的表面的激光的反射光中，反射角度θ τ為45°的全反射光順次地被第二反射鏡Iln和輔助反射鏡Ilk反射并進入棱鏡116。從那里，所述全反射光被朝向相機113發(fā)射出，并且在相機113的CXD元件上形成圖像。二維位移傳感器11的測量單元114與來自旋轉(zhuǎn)編碼器23的脈沖信號同步地從相機113采樣檢測信號、從采樣數(shù)據(jù)測量經(jīng)過處理的構(gòu)件40T的位移量并且將位移數(shù)據(jù)發(fā)送至形狀測量部件14。
形狀測量部件14利用這些位移數(shù)據(jù)找到經(jīng)過處理的構(gòu)件40T的高度差的位置，并且確定出相對于高度差的位置而言的經(jīng)過處理的構(gòu)件40T的起始端40a和終止端40b的位置和經(jīng)過處理的構(gòu)件40T的長度。
以該方式，當(dāng)帶狀輪胎組成構(gòu)件40是經(jīng)過處理的構(gòu)件40T時，配置為使得激光以45°的入射角度θτ&射至經(jīng)過處理的構(gòu)件40T的表面，并且以相同角度θτ反射的全反射光由相機113檢測到。這提高了反射光的檢測靈敏度，使得能夠顯著地提高經(jīng)過處理的構(gòu)件40Τ的長度測量的精度。
另一方面，當(dāng)被傳送至該點的帶狀輪胎組成構(gòu)件40是諸如頂部胎面等的除了經(jīng)過處理的構(gòu)件以外的構(gòu)件(以下稱作“非經(jīng)處理的構(gòu)件“)40G時，切換部件13驅(qū)動和控制二維位移傳感器11、11的第二激光器單元112、112的半導(dǎo)體激光器11ζ、11ζ，并且將第一激光器單元111、111的半導(dǎo)體激光器IlzUlz設(shè)定在關(guān)閉狀態(tài)。
如圖2所示，從二維位移傳感器11的第二激光器單元112發(fā)射出的激光從平行于非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的法線方向的方向入射在非經(jīng)處理的構(gòu)件40G上。
在發(fā)射至非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的表面的激光的散射光中，反射角度θε為45°的散射光順次地被第二反射鏡Iln和輔助反射鏡Ilk反射，并進入棱鏡116。從那里，所述散射光被朝向相機113的方向發(fā)射并且在相機113的CXD元件上形成圖像。二維位移傳感器11的測量單元114與來自旋轉(zhuǎn)編碼器23的脈沖信號同步地從相機113采樣檢測信號、從采樣數(shù)據(jù)測量非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的位移量并且將位移數(shù)據(jù)發(fā)送至形狀測量部件14。
采用與經(jīng)過處理的構(gòu)件40Τ類似的方式，形狀測量部件14從這些位移數(shù)據(jù)確定出非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的起始端40a和終止端40b的位置和非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的長度。
此時，在發(fā)射至非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的激光的散射光中，反射角度為-45°的散射光被第一反射鏡Ilm反射，并且朝向第一分束器115的方向前進。然而，由于布置在第一反射鏡Ilm和第一分束器115之間的液晶快門117處于關(guān)閉狀態(tài),所以反射角度Θ e為-45°的散射光未進入相機113。因此，反射角度為45°的散射光和反射角度為-45°的散射光未在CCD元件上彼此重疊，結(jié)果，能夠提高位移量的測量精度。值得注意的是，代替液晶快門117，遮蔽件可以布置在第一分束器115與棱鏡116之間，以便以類似方式防止反射角度Θ e為-45°的散射光進入相機113。
以該方式，當(dāng)帶狀輪胎組成構(gòu)件40是非經(jīng)處理的構(gòu)件40G時，配置為使得激光被沿著非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的法線方向發(fā)射出并且反射角度Θ e為45°的散射光被相機113檢測到。這提高了反射光的檢測靈敏度，使得同樣能夠顯著地提高非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的長度測量的精度。
本實施方式中的第一和第二激光器單元111、112中的每一個均將在相對于帶狀輪胎組成構(gòu)件40的長度方向或移動方向傾斜的方向上延伸的線束發(fā)射到帶狀輪胎組成構(gòu)件40的表面。還有，第一激光器單元111的線束以覆蓋帶狀輪胎組成構(gòu)件40的左半部的方式配置，并且第二激光器單元112的線束覆蓋帶狀輪胎組成構(gòu)件40的右半部。因此，能夠跨越帶狀輪胎組成構(gòu)件40的整個寬度確定出帶狀輪胎組成構(gòu)件40的起始端40a的位置、終止端40b的位置和長度。
還有，根據(jù)本發(fā)明的長度測量設(shè)備10能夠通過簡單地切換二維位移傳感器11所使用的激光器單元而精確地測量經(jīng)過處理的構(gòu)件40T和非經(jīng)處理的構(gòu)件40G兩者的位移量。因此，無需為各類型的待測量構(gòu)件更換二維位移傳感器，這提高了工作效率。
還有，根據(jù)本發(fā)明的二維位移傳感器11能夠用單個相機113測量均作為帶狀輪胎組成構(gòu)件40的經(jīng)過處理的構(gòu)件40T和非經(jīng)處理的構(gòu)件40G兩者的位移量。因此，二維位移傳感器11能夠被制得較小且較輕，并且長度測量設(shè)備10也能夠被制得較小。此外，二維位移傳感器11和長度測量設(shè)備10能夠被以較低成本制造。
在前述實施方式中，來自第一激光器單元111的激光的入射角度θτ*45°。然而，這不總是必要條件。可以配置成使得激光的入射方向與經(jīng)過處理的構(gòu)件40Τ的法線方向交叉，并且更優(yōu)選的是，91在45°至65°的范圍內(nèi)。還有，對于來自第二激光器單元112的激光的入射角度，可以不一定是法線方向。但是，如在實施方式中那樣，法線方向被認(rèn)為是優(yōu)選的，因為可以更容易地有助于光學(xué)系統(tǒng)的配置。
還有，在前述實施方式中，在來自第二激光器單元112的激光的從非經(jīng)處理的構(gòu)件40G反射的散射光中，僅反射角度為45°的散射光被檢測出。然而，配置可以是使得僅反射角度為-45°的散射光被檢測出。在該情況中，液晶快門117應(yīng)該安置在棱鏡116之前的光學(xué)路徑中，如在輔助反射鏡Ilk與棱鏡116之間。
第二實施方式
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的二維位移傳感器Ilz的構(gòu)造的圖。
在前述實施方式的二維位移傳感器11中，因為來自第一激光器單元111的激光的入射角度與經(jīng)處理的構(gòu)件40T的法線方向交叉，因而出現(xiàn)構(gòu)件的“浮影(lift shadow)”的問題。在本實施方式中，構(gòu)件的“浮影”的問題通過提供如下二維位移傳感器IlZ來解決:該二維位移傳感器IlZ除了具有第一和第二激光器單元111、112以外，還具有用于沿著與經(jīng)處理的構(gòu)件40G的厚度方向交叉的方向發(fā)射激光的第三激光器單元118。
二維位移傳感器IlZ不僅代替二維位移傳感器11的輔助反射鏡Ilk設(shè)置有第二分束器119，而且在分束器115與棱鏡116之間設(shè)置有液晶快門117。
第三激光器單兀118和第二分束器119布置在相對于相機113的光軸方向與第一激光器單元111和第一分束器115軸對稱的位置處。并且，激光驅(qū)動/控制部件12控制成使得來自第一激光器單元111的激光和來自第三激光器單元118的激光被交替地發(fā)射至經(jīng)處理的構(gòu)件40T。
值得注意的是，經(jīng)處理的構(gòu)件40T的起始端40a和終止端40b兩者均為臺階狀(高度差)部位，并且起始端40a是升高臺階，終止端40b是下降臺階。因此，當(dāng)測量起始端40a的形狀時，使用通過使適當(dāng)位置的激光器單元發(fā)射激光至到達臺階部之前的臺階部的較高表面而獲得的圖像，而當(dāng)測量終止端40b的形狀時，使用利用第一激光器單元111獲得的圖像與利用第三激光器單元118獲得的圖像中的具有較少“缺失圖像(missing image)”的圖像?！叭笔D像”在這里意味著由低于預(yù)定基準(zhǔn)值的亮度產(chǎn)生的圖像。
圖5的(a)至圖5的(C)是說明二維位移傳感器IlZ的操作的圖。當(dāng)帶狀輪胎組成構(gòu)件40是經(jīng)處理的構(gòu)件40T時，如圖5的(a)和圖5的(b)所示，通過使來自第一激光器單元111的激光和來自第三激光器單元118的激光交替地發(fā)射到經(jīng)處理的構(gòu)件40T的表面來測量經(jīng)處理的構(gòu)件40T的表面的位移量。此時，第二激光器單元112未操作，并且液晶快門117設(shè)定在打開狀態(tài)。
如圖5的(a)所示，從第一激光器單元111發(fā)射的激光的一部分通過第一分束器115、被第一反射鏡Ilm反射并且以45°的入射角度θ τ撞擊經(jīng)處理的構(gòu)件40T的表面。在經(jīng)處理的構(gòu)件40Τ的表面上反射的激光的反射光中，反射角度θ τ為45°的全反射光順次地被第二反射鏡Iln和第二分束器119的反射面反射并進入棱鏡116。從那里，所述全反射光被朝向相機113的方向發(fā)射并在相機113的CCD元件上形成圖像。
另一方面，如圖5的(b)所示，從第三激光器單元118發(fā)射出的激光的一部分通過第二分束器119，接著由第二反射鏡Iln反射，并且以-45°的入射角度Θ T撞擊經(jīng)處理的構(gòu)件40T的表面。在經(jīng)處理的構(gòu)件40T的表面上反射的激光的反射光中，反射角度θ τ為-45°的全反射光順次被第一反射鏡Ilm和第一分束器115的反射面反射并在通過了處于打開狀態(tài)的液晶快門117之后進入棱鏡116。從那里，所述全反射光被朝向相機113的方向發(fā)射并在相機113的CXD元件上形成圖像。
二維位移傳感器IlZ的測量單元114與來自旋轉(zhuǎn)編碼器23的脈沖信號同步地從相機113采樣檢測信號，從采樣數(shù)據(jù)測量經(jīng)處理的構(gòu)件40Τ的位移量，并發(fā)送位移數(shù)據(jù)至形狀測量部件14。
形狀測量部件14利用這些位移數(shù)據(jù)找到經(jīng)處理的構(gòu)件40T的高度差的位置，并確定出相對于高度差的位置而言的經(jīng)處理的構(gòu)件40T的起始端40a和終止端40b的位置和經(jīng)處理的構(gòu)件40T的長度。
另一方面，當(dāng)被傳送至該點的帶狀輪胎組成構(gòu)件40是非經(jīng)處理的構(gòu)件40G時，第一和第三激光器單元111、118未操作，并且液晶快門117被設(shè)定在關(guān)閉狀態(tài)。
如圖5的(C)所示，從第二激光器單元112發(fā)射出的激光從平行于非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的法線方向的方向入射。
在被發(fā)射至非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的表面的激光的散射光中，反射角度Θ e為45°的散射光順次地被第二反射鏡Iln和第二分束器119的反射面反射并進入棱鏡116。從那里，所述散射光被朝向相機113的方向發(fā)射并在相機113的CXD元件上形成圖像。
此外，在被發(fā)射至非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的表面的激光的散射光中，反射角度為-45°的散射光被第一反射鏡Ilm和第一分束器115的反射面反射，并朝向棱鏡116的方向前進。此時，由于液晶快門117處于關(guān)閉狀態(tài),所以反射角度為-45°的散射光未進入相機113。因此，反射角度為45°的散射光和反射角度為-45°的散射光未在CCD元件上彼此重疊，結(jié)果，能夠提高位移量的測量精度。
在至此說明的第二實施方式中，來自第一激光器單元111的激光和來自第三激光器單元118的激光被交替地發(fā)射至經(jīng)處理的構(gòu)件40T。然而，可以配置成使得來自第一激光器單元111的激光和來自第三激光器單元118的激光使用不同的波長，例如來自第一激光器單元111的激光的波長為660nm (紅色)和來自第三激光器單元118的激光的波長為405nm (藍色)。以該方式，變得能夠同時地從兩個激光器單元111和118發(fā)射激光。在該情況中，待使用的相機113是彩色CXD相機。并且能夠獲得兩種圖像、即藍色和紅色圖像，作為由相機113捕獲到的圖像。
第三實施方式
在前述第一實施方式中，發(fā)射部件由第一和第二激光器單元111、112構(gòu)成。然而，如圖6所示，二維位移傳感器IlS可以通過利用設(shè)置有激光發(fā)射用激光器單元110和分光用分束器IlB的發(fā)射部件來構(gòu)造。于是，將僅需要一個激光器單元，由此使傳感器結(jié)構(gòu)簡化。
二維位移傳感器IlS包括激光器單元110、準(zhǔn)直透鏡11A、分光用分束器11B、透射光用鮑威爾透鏡11C、圖像轉(zhuǎn)動件11D、反射鏡11E、反射光用鮑威爾透鏡11F、作為電子快門的液晶快門117a、117b、相機113和測量單元114。
切換部件由液晶快門117a、117b和用于控制液晶快門117a、117b的打開和關(guān)閉的未示出的快門控制部件構(gòu)成。
值得注意的是，這里所使用的相機113和測量單元114與第一實施方式中的相同，但是在本實施方式中，相機113布置成處于第一激光被反射所朝向的位置,或者相對于來自激光器單元110的激光的方向與反射鏡IlE軸對稱的位置。
位于帶狀構(gòu)件40正上方的激光器單元110發(fā)射預(yù)定波長(例如660nm)的激光。
準(zhǔn)直透鏡IIA將上述激光轉(zhuǎn)變成平行光射線。
分光用分束器IlB將發(fā)射自準(zhǔn)直透鏡IlA的激光分離成透射光和反射光。透射光是從平行于帶狀構(gòu)件40的厚度方向的方向入射在帶狀構(gòu)件40的表面上的第二激光。
透射光用鮑威爾透鏡IlC將第二激光、即來自分光用分束器IlB的透射光轉(zhuǎn)換成待入射到帶狀構(gòu)件40上的具有幾乎均一的強度分布的光。
圖像轉(zhuǎn)動件IlD使反射光以預(yù)定角度(這里為90° )圍繞光軸轉(zhuǎn)動并發(fā)射轉(zhuǎn)動了的光至反射鏡11E，其中圖像轉(zhuǎn)動件IlD位于來自分光用分束器IlB的反射光的發(fā)射方向上。
反射鏡IlE在與帶狀構(gòu)件40的厚度方向交叉的方向(這里是入射角度θτ*45°的方向)上使反射光反射。來自反射鏡IlE的反射光是第一激光。
反射光用鮑威爾透鏡IlF將作為第一激光的反射光轉(zhuǎn)換成待入射到帶狀構(gòu)件40上的具有幾乎均一的強度分布的光。
位于反射光用鮑威爾透鏡IlF和帶狀構(gòu)件40之間的液晶快門117a在打開狀態(tài)下使第一激光透過并且在關(guān)閉狀態(tài)下阻斷第一激光。另一方面，位于透射光用鮑威爾透鏡Iic和帶狀構(gòu)件40之間的液晶快門117b在打開狀態(tài)下使第二激光透過并且在關(guān)閉狀態(tài)下阻斷第二激光。
接著，將給出對二維位移傳感器IlS的操作的說明。
當(dāng)帶狀輪胎組成構(gòu)件40是經(jīng)過處理的構(gòu)件40T時，在未示出的快門控制部件將液晶快門117a設(shè)定在打開狀態(tài)并且將液晶快門117b設(shè)定在關(guān)閉狀態(tài)的情況下，僅第一激光被發(fā)射至經(jīng)處理的構(gòu)件40T的表面，并測量出經(jīng)處理的構(gòu)件40T的表面的位移量。
第一激光是來自激光器單元110的激光的由分光用分束器IlB反射的反射光，該反射光也被反射鏡IlE反射，并且以45°的入射角度θτ撞擊經(jīng)處理的構(gòu)件40T的表面。在經(jīng)處理的構(gòu)件40Τ的表面上反射的激光的反射光中，反射角度θ τ為45°的全反射光被朝向相機113的方向發(fā)射，在那里被聚焦在相機113的CXD元件上(形成圖像)。
因此，能夠通過用于確定由相機113捕獲的圖像中反射光檢測位置的測量單元114來測量出帶狀輪胎組成構(gòu)件40的位移量。
另一方面，當(dāng)被傳送至該點的帶狀輪胎組成構(gòu)件40是非經(jīng)處理的構(gòu)件40G時，通過將液晶快門117b設(shè)定在打開狀態(tài)并且將液晶快門117a設(shè)定在關(guān)閉狀態(tài)，僅第二激光被發(fā)射至非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的表面，并且測量出非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的表面的位移量。
第二激光是從激光器單元110發(fā)射出并且通過了分光用分束器IlB的激光，第二激光從平行于非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的法線方向的方向入射在非經(jīng)處理的構(gòu)件40G上，如圖6所示。
在發(fā)射到非經(jīng)處理的構(gòu)件40G的激光的散射光中，反射角度Θ e為45°的散射光被朝向相機113的方向發(fā)射，在那里被聚焦在相機113的C⑶元件上。因此，能夠通過用于確定由相機113捕獲的圖像中反射光檢測位置的測量單元114來測量出帶狀輪胎組成構(gòu)件40的位移量。
應(yīng)該注意的是，本發(fā)明的二維位移傳感器11、11Z、11S的應(yīng)用不限于圍繞成型鼓21的周面卷繞的帶狀輪胎組成構(gòu)件40的表面形狀的測量。例如，它們可以被應(yīng)用于帶狀橡膠構(gòu)件或者在傳送器上傳送的帶狀構(gòu)件的形狀測量，帶狀橡膠構(gòu)件諸如是被從擠出機擠出、被切割成固定長度并被傳送的胎面。
在前述說明中，已經(jīng)參照本發(fā)明的特定實施方式說明了本發(fā)明。然而，本發(fā)明的技術(shù)范疇不應(yīng)被認(rèn)為是限于這些實施方式。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，可以在不背離本發(fā)明的較廣泛的精神和范疇的情況下對其進行各種變型和改變。從隨附權(quán)利要求書的范疇還顯而易見的是，所有這樣的變形都試圖被包括在本發(fā)明的技術(shù)范疇內(nèi)。
產(chǎn)業(yè)h的可利用件
根據(jù)本發(fā)明，能夠在不增加相機數(shù)量的情況下測量經(jīng)處理的構(gòu)件和非經(jīng)處理的構(gòu)件的位移量。因此，能夠測量帶狀構(gòu)件的長度，并且能夠以優(yōu)異的效率檢驗輪胎組成構(gòu)件的形狀。因此，能夠提聞檢驗精度。
附圖標(biāo)記說明
10輪胎組成構(gòu)件的長度測量設(shè)備
IlUlZ 二維位移傳感器
12激光驅(qū)動/控制部件
13切換部件
14形狀測量部件
21成型鼓
22鼓轉(zhuǎn)動單元
22a變速器
22b驅(qū)動馬達
23旋轉(zhuǎn)編碼器
24輪胎成型機的主軸
25成型鼓控制單元
31傳送器
32加壓輥
40帶狀輪胎組成構(gòu)件
40T經(jīng)處理的構(gòu)件
40G非經(jīng)處理的構(gòu)件
40a起始端
40b終止端
40c接合部
111第一激光器單元
112第二激光器單元
113 相機
114測量單元
115第一分束器
116 棱鏡
117液晶快門
118第三激光器單元
119第二分束器
Ilm第一反射鏡
Iln第二反射鏡
Ilk輔助反射鏡
IIP鮑威爾透鏡
Ilc準(zhǔn)直透鏡
Ild聚光透鏡
權(quán)利要求
1.一種二維位移傳感器,其包括: 發(fā)射部件，該發(fā)射部件用于發(fā)射從與帶狀構(gòu)件的厚度方向交叉的方向入射到所述帶狀構(gòu)件的表面的第一激光，以及發(fā)射從與所述帶狀構(gòu)件的厚度方向平行的方向入射到所述帶狀構(gòu)件的表面的第二激光； 位移測量部件，該位移測量部件具有光接收元件，所述光接收元件用于接收從所述帶狀構(gòu)件的表面反射的反射光，并且用于從由所述光接收元件檢測出的反射光接收位置測量所述帶狀構(gòu)件的表面的位移量； 光學(xué)元件，該光學(xué)元件用于使所述反射光聚焦于所述光接收元件；和切換部件，該切換部件用于使待入射到所述帶狀構(gòu)件的表面的激光在所述第一激光和所述第二激光之間切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維位移傳感器，其特征在于，所述發(fā)射部件包括: 激光發(fā)射部件，該激光發(fā)射部件用于發(fā)射線狀的激光； 分束器，該分束器用于使從所述激光發(fā)射部件發(fā)射的激光分成所述第一激光和所述第二激光；和 反射鏡，該反射 鏡反射所述第一激光，而使所述第一激光從與所述帶狀構(gòu)件的厚度方向交叉的方向入射到所述帶狀構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維位移傳感器，其特征在于，所述發(fā)射部件包括用于發(fā)射所述第一激光的第一激光器和用于發(fā)射所述第二激光的第二激光器， 其中，所述第一激光和所述第二激光是線狀的激光，并且 所述切換部件驅(qū)動和控制所述第一激光器和所述第二激光器中的僅一者。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二維位移傳感器，其特征在于，所述二維位移傳感器進一步包括反射鏡，該反射鏡用于反射所述第一激光的發(fā)射光，而使所述第一激光的發(fā)射光從與所述帶狀構(gòu)件的厚度方向交叉的方向入射到所述帶狀構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維位移傳感器，其特征在于，所述二維位移傳感器進一步包括在所述第一激光器與所述反射鏡之間的分束器，該分束器用于使所述第一激光器的發(fā)射光透過并且反射所述第二激光器的反射光。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維位移傳感器，其特征在于，所述二維位移傳感器進一步包括: 第三激光器，該第三激光器布置在相對于所述第二激光器與所述第一激光器對稱的位置； 第二反射鏡，該第二反射鏡用于反射來自所述第三激光器的發(fā)射光，而使來自所述第三激光器的發(fā)射光從與所述帶狀構(gòu)件的厚度方向交叉的方向入射到所述帶狀構(gòu)件；和第二分束器，該第二分束器位于所述第三激光器與所述第二反射鏡之間，并且所述第二分束器用于使來自所述第三激光器的發(fā)射光透過并且反射來自所述第一激光器的反射光， 其中，所述切換部件在驅(qū)動和控制所述第一激光器的同時驅(qū)動和控制所述第三激光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二維位移傳感器，其特征在于，所述二維位移傳感器進一步包括:位于所述分束器與所述反射鏡之間的電子快門；和位于所述第二分束器與所述第二反射鏡之間的另一電子快門。
8.一種用于檢測帶狀構(gòu)件的形狀的設(shè)備，其包括: 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維位移傳感器； 移動部件，該移動部件用于使所述二維位移傳感器在所述帶狀構(gòu)件的長度方向上相對于所述帶狀構(gòu)件移動；和 形狀檢測部件，該形狀檢測部件用于基于所述二維位移傳感器測量出的所述帶狀構(gòu)件的位移量檢測所述帶狀構(gòu)件的形狀， 其中，所述激光發(fā)射部件、所述第一和第二激光器或者所述第一至第三激光器將線狀的激光發(fā)射到所述帶狀構(gòu)件的表面，所述線在相對于所述帶狀構(gòu)件的長度方向傾斜的方向上延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于檢測帶狀構(gòu)件的形狀的設(shè)備，其特征在于，來自所述激光發(fā)射部件的激光、來自所述第一激光器和所述第二激光器的激光或者來自所述第一激光器至所述第三激光器的激光通過相應(yīng)的鮑威爾透鏡而出射。
10.一種用于檢測帶狀構(gòu)件的形狀的方法，該方法包括如下步驟: 將線狀的激光發(fā)射到所述帶狀構(gòu)件的表面； 通過接收來自所述帶狀構(gòu)件的表面的所述激光的反射光檢測所述帶狀構(gòu)件的表面的位移量；以及 一邊使所述激光和光接收元件在所述帶狀構(gòu)件的長度方向上相對于所述帶狀構(gòu)件移動，一邊測量所述帶狀構(gòu)件的表面的位移量，其中，改變激光的發(fā)射方向使得:當(dāng)所述帶狀構(gòu)件是經(jīng)處理的構(gòu)件時，所述激光的入射方向與所述帶狀構(gòu)件的厚度方向交叉，當(dāng)所述帶狀構(gòu)件是經(jīng)處理的構(gòu)件以外的構(gòu)件時，所述激光的入射方向平行于所述帶狀構(gòu)件的厚度方向。
全文摘要
通過二維位移傳感器(11)能精確地測量帶狀輪胎組成構(gòu)件的表面的位移，而不管帶狀構(gòu)件(40)的表面條件如何。二維位移傳感器(11)包括用作發(fā)射部件的第一和第二激光器單元(111，112)，其發(fā)射從與帶狀構(gòu)件(40)的厚度方向的交叉的方向入射到帶狀構(gòu)件(40)表面的第一激光和從平行于帶狀構(gòu)件(40)的厚度方向的方向入射到帶狀構(gòu)件(40)表面的第二激光；用作位移測量部件的相機(113)，其具有接收反射自帶狀構(gòu)件(40)表面的光用的光接收元件并從光接收元件檢測的反射光接收位置測量帶狀構(gòu)件(40)的表面的位移量；使反射光聚焦于光接收元件用的光學(xué)元件(11L)；和使待入射到帶狀構(gòu)件(40)的表面的激光在第一激光與第二激光之間切換用的切換部件(13)。
文檔編號B29D30/26GK103189713SQ20118005293
公開日2013年7月3日 申請日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者巖山伸也 申請人:株式會社普利司通