JPH01292203A - 長さ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、長さ測定装置、特に端部が斜めに切断されて
いる帯状体の測長に好適な長さ測定装置に関するもので
ある。

（従来の技術） タイヤ製造工程においては、押出機のベルトコンベア上
で両端が斜めに切断されたトレッドの長さを順次計測し
なければならない。このトレッドはベルトコンベア上で
常時搬送されており、移動中にトレッド長を計測しなけ
ればならないこと、及びトレッドの両端が斜めに切断さ
れているため計測の基準となるエツジ部を正確に検出し
にくいことによりトレッド長の計測方法の改良は重要な
課題となっている。

第７図は特開昭５５−１１６２０８号公報に記載されて
いる従来のトレッド長計測方法の構成を示す線図である
。この方法では、平行光束をコンベア３２上のトレッド
３１の上面に照射し、その反射光量が所定のレベル以上
となる場合にのみＯＮ状態となる光電スイッチ３３をト
レッドの上方に配置し、トレッド３１の厚みの変化に基
づいてトレッドが矢印ａの方向に移動するように伴い先
端エツジ部３４と後端エツジ部３５とを検出し、この間
のべルト３２の移動量をエンコーダ３６とカウンタ３７
によって測定してトレッド長を計測する構成となってい
る。しかしこの方法において使用されている反射型光電
スイッチ３３はその投光部から放射された光が被測定物
体に反射して受光部に受光され、この受光量の変化によ
って０Ｎ１０ＦＦ状態となるものであるため、トレッド
の表面の状態や搬送中のトレッドのブレ等によりトレッ
ド表面の反射率に違いが生じエツジ位置の測定に誤差が
発生する欠点がある。

また、トレッド長の計測方法の他の例として、特開昭６
０−２２８９０６号公報に記載されているものがある。

この方法においては、トレッドのエツジを検出するに当
たり、従来使用されていた平行光束の光源に替えてエツ
ジを構成する平面に対して入射角の異なる光線を含む光
束を発する光源を使用し、この光源がトレッドの端面で
正反射される位置にイメージセンサを配置してエツジの
位置を検出しようとしている。しかし、この方法でも、
エツジを構成する端面に照射した光の反射光の受光量に
依存してエツジを検出するように構成されているため、
トレッドの切断歯の切れ味等の原因でこのエツジの切断
面が滑らかでないと、反射率に違いが生ずるため、正確
なエツジの位置の検出が困難となる欠点がある。

さらに、特開昭５８−１７３４０９号公報にも従来のト
レッド長測長装置が開示されている。第８図は、この装
置におけるトレッド３１の前端エツジの下端の測定手段
の配置を示す線図である。すなわちこの装置においては
、平行光線投光器３８とラインセンサカメラ３９とがコ
ンベア３２を挟んで斜め上下方向に、投光器３８からの
光線とコンベア面３２とのなす角度αがトレッド３１の
前端の傾斜面とコンベア面３２とのなす角度βより小さ
くなるように設置し、トレッドの前端エツジにより最初
に光線をきることによりエツジを検出するように構成さ
れている。又、この前端エツジ測定手段の後方に、コン
ベア面３２に対し垂直方向に投光光源とラインセンサカ
メラが設置されており、トレッドの後端エツジを検出す
るようにしている。

しかし、この装置においては、前端エツジを検出するラ
インセンサカメラ３９の光軸角度αをかなり小さくしな
いと、前端のエツジの下端を正確に測定できないため、
前端エツジの僅かな上下方向の振動によって測定誤差が
生ずるという欠点がある。又２つのラインセンサカメラ
を使用するため高価な装置になってしまう。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように従来の測定方法では被測定物に光を照射し
その反射光の受光量の変化にもとづいてエツジ位置を検
出しようとしている。そのため反射面の状態による受光
量の変化により正確にエツジ位置が検出できず、計測誤
差を生じ易いという欠点があった。又、上述した従来の
測定装置では、被測定物の上下方向の振動により大きな
測定誤差が生ずるため、コンベア等で搬送中のタイヤト
レッドのような被測定物の長さを測定する場合には、実
用的でない。

本発明の目的は上述した欠点を解消し、被測定物の表面
の反射率の変動や被測定物の搬送中に生ずる振動による
影響を受けにくい安定した長さ測定装置を提供しようと
するものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の長さ測定装置は搬送
されてくる被測定物の測長の基準となる２個のエツジ検
出して長さを測定する長さ測定装置において、集光され
た光ビームを被測定物体に投射し、それから反射される
光ビームを受光して被測定物までの距離の変化を測定す
る光学式変位検出手段と、前記被測定物の移動量を計測
する計測手段と、前記光学式変位検出手段の出力信号を
処理しそれによって検出された前記被測定物のエツジの
位置と前記計測手段によって検出された被測定物の移動
量にもとづいて被測定物の長さを算出する演算処理手段
とを備えることを特徴とするものである。

（作　用） 上述した本発明の長さ測定装置によれば、集光された光
ビームを被測定物体に投射し、それから反射される光ビ
ームを受光して被測定物体までの距離の変化を測定する
光学式変位検出手段を用いて被測定物体の測長の基準と
なる２個のエツジの位置を検出してその長さを測定する
ものとしているため、被測定物体の反射率の差による受
光量の変化によってエツジ位置の測定位置の測定誤差を
生ずることがなく、正確に被測定物の長さを測定するこ
とが可能である。

（実施例） 第１図は本発明による長さ測定装置の一実施例を示す線
図である。被測定物たるタイヤトレッド１は両端が斜め
に切断されており計測すべきトレッド長は上面における
両端エツジ６および７の間の距離として規定されるので
、トレッドの両端のエツジを測長の基準位置とし、この
エツジを正確に検出しなければならない。トレッド１の
前側エツジ６は、トレッド平面５とこの平面５に対して
鈍角を成すように交差する前側端面４との交差線として
構成されている。トレッド１はコンベアベルト３により
矢印ａ方向へ搬送されており、コンベアベルトの上方に
半導体レーザ８と投光レンズ９とから成る投光部及び受
光レンズ１０と位置検出素子１１とから成る受光部を有
するレーザー式変位計２を配設する。これらの投光部お
よび受光部は駆動回路１２により駆動される半導体レー
ザー８から出射されたレーザービームが投光レンズで細
く絞られ、被測定物体面上で拡散反射されてその一部が
ピンホール１０ａを経て、受光レンズ１０ｂで集光され
位置検出素子１１の一点にスポット像を結ぶように配設
する。この場合トレッドゲージの変化によるエツジ位置
の測定誤差をなくすべく、レーザービームの被測定面（
コンベアベルト面もしくはトレッド平面）に対する入射
角は９０°になるように構成する。位置検出素子１１は
第３図に示す通りＰＩＮ型半導体素子で構成されており
、Ｐ層が抵抗層として作用し、その両側にそれぞれ電極
が設けられている。この電極間の一点に受光レンズ１０
で集光された光ビームが入射すると、この入射光によっ
て生じたキャリアが電流源になり、電気信号が出力され
る。第１図において被測定物体が矢印すの方向、すなわ
ち変位計２から遠去かる方向へ、変位すると受光レンズ
に入射する光束の光軸は破線に示すようにずれるため、
位置検出素子１１上に結ばれる光スポットの像は矢印Ｃ
の方向へ移動する。この移動によって一方の電極から得
られる出力信号は増大し、他方の電極から得られる出力
信号は減少することになる。

したがって両信号の差は一方の極性で増大するように変
化するため、被測定物体の位置の変化を測定することが
できる。すなわち、レーザー式変位計に接続された位置
検出回路１３．１４においてそれぞれの位置に入射する
ことによって得られた直流に変換さた２つの電圧信号（
ＡおよびＢとする）から位置信号（Ａ−Ｂ）及び光量信
号である（Ａ＋Ｂ）を計算し更に（Ａ７Ｂ）／　（Ａ十
Ｂ）の除算を行うことにより反射光量に依存しない位置
信号が得られることとなる。このように構成すれば矢印
ａの方向に移動してくるトレッド１がレーザー式変位計
２の下方に搬送されてくるまでは、レーザービームはま
ずコンベアベルト３の表面に投射され、この表面上で正
反射して、第１図における破線で示す通りの位置にこの
正反射光が入射し上述の通りコンベア面と投光部との距
離に応じた電気信号が出力される。次にトレッド１の移
動に伴って、トレッドｌの前側端面４にレーザービーム
が投射される位置にくると、この前側端面４は、このレ
ーザービームの入射光線に対して傾斜しているため、第
２図に示す通りレーザービームの反射光はトレッド前方
へそのほとんどが反射され受光部への入光がほとんどな
くなる。レーザー変位計２は受光部へ入光する光量が極
端に少ない場合にはその出力電圧は例えば零になるよう
に設計されており、従って、レーザービームがトレッド
１の前側端面４に投射されている間は、レーザー式変位
計の出力は零となる。更にトレッド１が゛搬送されて、
レーザービームがトレッド１の上面に投射される位置に
くると、レーザービームは第１図に実線で示す通りに反
射され、トレッド前面と投光部との距離に応じた電気信
号が出力される。

第４図はコンベア面３、トレッド前側端面４及びトレッ
ド上面５にそれぞれレーザービームを投射した時のレー
ザー式変位計２の出力電圧を示すグラフである。前述し
た通り前側端面４にレーザービームが投射されている時
は出力は零である。コンベア面３に投射されている時の
出力電圧がプラスとなり、トレッド上面５に投射されて
いる時の出力電圧がマイナスとなるように設定した場合
、しきい値をややマイナスの位置に設定すると出力電圧
が零からマイナスに変わった時点でトレッド前端エツジ
６の位置を検出することができる。

トレッド１が更に搬送されトレッド後端７が投光部の下
方を通過すると、レーザービームは再びコンベア面に投
射され、その時点で出力電圧は再びプラスに変わるので
、後端エツジ７の位置が検出される。

本発明による長さ測定装置においては、更にコンベアノ
一端にＡ＋ｎｍ／パルスのロータリーエンコーダ１６が
設けられており、演算処理手段１８において変位計２の
出力電圧がしきい値よりもマイナスとなっている間にロ
ータリーエンコーダから発されパルス整形回路１６で整
形されたパルス数を計測し、そのパルス数にＡ（ｍｍ）
を乗することによってトレッド長ｌを求める−０すなわ
ちトレッド１の上面５をレーザービームが投射している
間（前端エツジ６から後端エツジ７までの間）のロータ
リーエンコーダで発せられるパルス数を計測しそれをｅ
とすると、トレッド長ｌは、β＝Ａｘｅ（ｍｍ） により求められる。

第５図（Ａ＞（Ｂ）は本発明の第２実施例を表す線図で
ある。本実施例においては、実施例１で説明した装置に
加えてコンベアベルトの後方に光電スイッチ１９が設置
されており、ここでは図示されていないが演算処理手段
１８に接続されている。又レーザー式変位計２は、コン
ベアベルト３の前部の上方に設置されており、光電スイ
ッチ１９とレーザー式変位計２との間の距離はトレッド
の標準長より長く設定されている。コンベアの前部に取
り付けられたロータリーエンコーダは第１の実施例の場
合と同様にＡ　（ｍｍ）　／パルスのパルスを発生する
ものである。ここでトレッド１の後端エツジ７の位置を
光電スイッチ１９で検出し、その瞬間から、トレッドの
前端エツジ６の位置をレーザー式変位計２で検出する瞬
間までのトレッド１の移動量をＸとし、その間にロータ
リーエンコーダ１６から発生されたパルス数をｅとする
と、ｘ＝ｅｘＡ（ｍｍ） となる。光電スイッチ１９と変位計２との間の距離は一
定であり、これをＢ（＋ｎ＋ｎ）とすると、トレッド長
ｌは ｎ＝Ｂ　（ｍｍ）　−ｅＸＡ　（＋ｎｍ）の式にて求め
ることができる。

このような構成にすると、トレッドの前端エツジ６を変
位計２で検出した時点ですぐにトレッド長を算出するこ
とが可能であり、従って、その後の処理、例えばトレッ
ド長が規格に合うか否かの選別等が迅速にできるという
利点がある。

第６図（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第３の実施例を説
明するための線図である。本実施例においては、トレッ
ドの平面５を第６図（Ａ＞に示す通り下に向けた状態で
トレッド長を測定するものである。このためレーザー変
位計２は、トレッド平面５の下方に位置するように設置
されており、又トレッドを搬送するコンベアベルト３は
レーザービームがトレッド平面に投射されるように二分
割されたものを使用する。この場合、トレッド１の上端
部２０がレーザースポット位置に壜入されてくるまでは
、レーザービームは分割されているベルトの間を通り抜
けてしまい、反射されないためレーザー変位計の出力電
圧は、第６図（Ｂ）に示すように零を示す。トレッドの
エツジを構成する端面４にレーザービームが投射されて
も、実施例１の説明で述べた通り反射面がレーザービー
ムに対して傾斜しているため、レーザー変位計の出力は
やはり零となる。トレッド平面５にレーザービームが投
射されると電圧出力は、マイナスを示し、トレッドの前
端エツジ６の位置が検出できる。

トレッドの後端エツジ７をすぎると、再びレーザービー
ムは、ベルトの間を通り抜けてしまうので、再び出力は
零となり、後端エツジ位置が検出できる。トレッド長の
算出方法は、前述した実施例１の場合と同様であるが、
コンベア後方に光電スイッチを設け、実施例２で説明し
た方法で算出しても良いことはもちろんである。

本実施例の場合、トレッド平面の下方からレーザービー
ムを投射することとしているため、変位計２からトレッ
ド平面５までの距離は常に一定であり、トレッドゲージ
に左右されることはないので、実施例１の構成に比して
エツジ位置の測定精度が高くなるという利点がある。し
かしながら、レーザー光線が上向きに投射される構成と
なっているため、測定作業者の眼にレーザー光線が入っ
てしまう危険性が高く、これに対する安全対策が必要に
なること及び二分割ベルトコンベアを使用するためコス
トが割高になること等の不利益がある。

（本発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、被測定物の表面の
反射率の変動や被測定物の搬送中に生ずる振動に左右さ
れることなくタイヤトレッド等の切断面が斜めであるエ
ツジの位置を検出することが可能であり、被測定物の長
さを正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例の構成を示す線
図、 第３図は本発明に使用する位置検出素子の構造を示す線
図、 第４図は本発明に使用するレーザー変位計の出力電圧を
示すグラフ、 第５図（Ａ＞及び（Ｂ）は本発明の第２の実施例の構成
を示す線図、及び、 第６図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第３の実施例の構成
を示す線図、 第７図及び第８図は従来のトレッド長測定方法及び装置
を説明するための線図である。 １・・・タイヤトレッド　２・・・レーザー式変位計３
・・・コンベア面　　　４・・・エツジｉ面５・・・ト
レッド平面　　６．７・・・エツジ訃・・半導体レーザ
ー　１１・・・位置検出素子１６・・・ロータリーエン
コーダ １８・・・演算処理手段 代理人弁理士　　　杉　　　村　　　興　　　作第３図 第４図 ＬｉｙＦ薊端エツジ　　　　　　　　　　　　　　　　
トド７ドイ麦を晶エアン第５図 （Ａ） （Ｂ） 第７図 ｔイ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、搬送されてくる被測定物の測長の基準となる２個の
   エッジを検出して長さを測定する長さ測定装置において
   、集光された光ビームを被測定物体に投射し、それから
   反射される光ビームを受光して被測定物までの距離の変
   化を測定する光学式変位検出手段と、前記被測定物の移
   動量を計測する計測手段と、前記光学式変位検出手段の
   出力信号を処理しそれによって検出された前記被測定物
   のエッジの位置と前記計測手段によって検出された被測
   定物の移動量にもとづいて被測定物の長さを算出する演
   算処理手段とを備えることを特徴とする長さ測定装置。