JPH04115009U - 非接触長さ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定物の長さを非接触で測定する装置を提
供すること。 【構成】 長さ測定装置は、ピニオンと、ピニオンの両
側に噛合し互いに逆方向に移動する一対のラックと、前
記一対のラックの一方を移動させるロッドレスシリンダ
と、前記一対のラックにそれぞれ設けられ被測定物の端
部を検知する一対のフォトセンサーと、前記ピニオンの
回転と前記一対のフォトセンサーとによって作動し前記
一対のフォトセンサーの移動距離からコイルの長さを算
出する距離測定手段とを具えており、ロッドレスシリン
ダを駆動源として、ラックとピニオンによって一対のフ
ォトセンサを互いに接近離間させる間に、被測定物の端
部を検知し、距離測定手段によって被測定物の長さを非
接触によって測定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、被測定物の長さ、例えば、薄鋼板を巻いて円筒状に形成されたコイ ル等の長さを非接触で測定するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えば、コイルの長さを測定する装置として図１０に示す長さ測定装置 がある。 この長さ測定装置２０は、ラック用シリンダ２１，２１によって互いに接近離 間移動する一対のラック２２，２２と、各ラック２２，２２の先端に設けられた 一対のタッチサンサー２３，２３と、一対のラック２２，２２の移動距離を電気 的に測定するする一対のパルス・リニア・ジェネレータ（以下、単に「ＰＬＧ」 と称する。）２４，２４と、ラック２２，２２を具えた一対のテーブル２５，２ ５を同時にコイルＣに接近離間移動させるテーブル用シリンダ２６とを有してい る。 ＰＬＧ２４は、直線移動する被測定物の動きに伴ってパルスを発生するもので あり、被測定物の移動速度に比例してパルスの間隔が変化するようになっている 。従って、パルス数をカウントすることによって、被測定物の移動距離が測定で きる。 又、各シリンダ２１，２１，２６はピストンロッド２７，２７，２８を有して いる。

【０００３】 コイルＣの長さ測定は次のようにして行なわれる。 テーブル用シリンダ２６は、一対のテーブル２５，２５を予め待機位置に後退 させておく。又、ラック用シリンダ２１，２１は一対のラック２２，２２を離間 させ、一対のタッチサンサー２３，２３を所定の間隔に広げ、原点位置に待機さ せておく。 コイルＣが送られてくると、テーブル用シリンダ２６は一対のテーブル２５， ２５をコイルＣに接近させ、一対のタッチサンサー２３，２３をコイルＣの両端 に対向させる。その後、ラック用シリンダ２１を作動させて、タッチサンサー２ ３をコイルＣに接触させる。この間、ＰＬＧ２４は、ラック２２の移動距離に応 じたパルスの数を発生し、距離測定回路（図示省略）によってラック２２の移動 距離が測定される。 原点位置における一対のタッチサンサー２３，２３の間隔は既知の或る値に設 定されているため、ラック２２の移動距離からコイルＣの長さが算出される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このような長さ測定装置は、次のような問題点を有している。 タッチサンサー２３がコイルＣの端部に接触するため、コイルＣに傷が付き 、特に、高品質の鋼板を巻いたコイルの場合は使用することができないことがあ る。 多数のシリンダ２１，２１，２６を使用しているため、構造が複雑である。 テーブル２５を待機位置と測定位置との間を移動させなければサンサーがコ イルＣの長さを測定することができないため、スペースを広く取る必要がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ピニオンと、前記ピニオンの両側に噛合し互いに逆方向に移動する 一対のラックと、前記一対のラックの一方を移動させるロッドレスシリンダと、 前記一対のラックにそれぞれ設けられ被測定物の端部を検知する一対のフォトサ ンサーと、前記ピニオンの回転と前記一対のフォトサンサーとによって作動し前 記一対のフォトサンサーの移動距離から被測定物の長さを算出する距離測定手段 とを具えた装置により、前記の課題を解決したものである。

【０００６】

【作用】

被測定物の長さ測定は次のようにして行なわれる。 ロッドレスシリンダは一対のラックを離間させ、一対のフォトサンサーを所定 の間隔に広げ、原点位置に待機させておく。 被測定物が送られてくると、ロッドレスシリンダは一方のラックを移動させる 。他方のラックは、一方のラックの移動によって回転させられるピニオンによっ て一方のラックとは逆方向に移動させられる。即ち、一対のラックは互いに接近 移動する。同時にピニオンは距離測定手段を作動開始させる。 このようにして、一対のラックが互いに接近移動すると、フォトサンサーも互 いに接近させられる。この接近中にフォトセンサーは被測定物の端部を検知する 。距離測定手段は、フォトサンサーが原点位置から被測定物の端部を検知した位 置までの距離を測定し、この測定した距離と、原点位置における一対のフォトサ ンサーの間隔とから被測定物の長さを算出する。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 長さ測定装置３０は、薄鋼板を巻いて円筒状に形成したコイルＣの長さと、コ イルＣの軸方向の中心位置とを、測定及び検出する装置であり、コイルＣが一時 的に置かれる固定のコイル置台３１の脇に設置されている。 コイル置台３１の下には、台車３３が出入りするようになっている。台車３３ は昇降可能なコイル積載台３２を有しており、一対のレールＲ，Ｒ上を走行する ようになっている。 長さ測定装置３０は、ピニオン４０と、ピニオン４０の両側に噛合し互いに逆 方向に移動する一対の第１、第２ラック４１１，４１２と、第１ラック４１１を 移動させるロッドレスシリンダ４２と、第１、第２ラック４１１，４１２にそれ ぞれ設けられコイルＣの端部を検知する第１、第２フォトサンサー４３１，４３ ２と、ピニオン４０の回転及び第１、第２フォトサンサー４３１，４３２によっ て作動し第１、第２フォトサンサー４３１，４３２の移動距離からコイルＣの長 さを算出する距離測定手段４４とを具えている。

【０００８】 長さ測定装置３０のフレーム５０（図６参照）は断面コ字状をしており、中間 部に水平板５１（図４参照）が設けられている。又、フレーム５０の開口部は、 透明のプラッスチックで形成された山形状のカバー５２（図６参照）によって覆 われている。フレーム５０（図４参照）の左端には第１ラック４１１の移動原点 を設定する原点サンサー５３が、水平板５１付近には第１ラック４１１の移動終 点を設定する終点サンサー５４がそれぞれ具えられている。 水平板５１には、第１、第２ラック４１１，４１２（図７、図８参照）の背面 （ラックの歯と反対側の面）と両側面とをそれぞれ案内する大径ローラ５５と一 対小径ローラ５６，５６とが設けられている。 ピニオン４０（図７参照）は、フレーム５０の水平板５１に縦に回転自在に具 えられた軸５７に設けられている。

【０００９】 第１ラック４１１（図４、図５参照）は、第１移動フレーム６０１に取付けら れ、ピニオン４０に噛合している。第１移動フレーム６０１は、ロッドレスシリ ンダ４２の可動体（図示省略）に取付けられ、ロッドレスシリンダ４２上を移動 するようになっている。 ロッドレスシリンダ４２は、ピストンロッドを有していない公知のシリンダで あり、エアー、磁力、ワイヤ等によってシリンダ内を往復移動する可動体（図示 省略）を有している。従来から一般に使用されているピストンロッドを有するシ リンダ装置は、ピストンロッドがシリンダを出入りするため、シリンダの約２倍 の長さの設置スペースを必要とするが、ロッドレスシリンダ４２は、可動体がシ リンダ内で移動しピストンロッドのようにシリンダを出入りするようなことがな いため、略々シリンダの長さだけの設置スペースですむ特長がある。 第２ラック４１２は、ピニオン４０に噛合し、フレーム５０上に設けられた公 知の直線運動ベアリング６１の移動体６２（図５参照）に設けられている。移動 体６２はレール６３上を直線往復移動できるようになっている。

【００１０】 距離測定手段４４（図９参照）は、パルス・リニア・ジェネレータ７０と、カ ウント演算回路７１と、センサー作動検知回路７２と、台車停止位置設定回路７ ３とを有している。 ＰＬＧ７０は水平板５１に具えられ、ピニオン４０が設けられた軸５７に連結 されている。 カウント演算回路７１は、ＰＬＧ７０から送られてくるパルスをカウントし、 フォトセンサーの移動距離を算出する回路である。 センサー作動検知回路７２は、一対のフォトサンサー４３１，４３２の内、ど ちらのフォトサンサーが先に作動したかを検知し、台車停止位置設定回路７３に そのことを報せる回路である。 台車停止位置設定回路７３は、カウント演算回路７１によって算出された各距 離に基づいてコイルＣの長さと中心位置を演算算出する回路である。

【００１１】 フォトサンサー４３１，４３２はＭＳＲ機能付回帰反射形の光電管である。こ の回帰反射形の光電管は、投光側に横方向の偏光フィルタを、受光側に縦方向の 偏向フィルタをそれぞれ内蔵しており、横波の光のみ発し、縦波の光のみ受光す るようになっている。 フォトサンサー４３１，４３２と対向する位置には回帰反射板７４（図１、図 ２参照）が設けられている。この回帰反射板７４は、表面に三角錐状の細かい「 へこみ」が多数形成されており、回帰反射形の光電管が発した横波を縦波に変換 して反射する機能を有している。 従って、フォトサンサー４３１，４３２は、自ら発した横波の光が回帰反射板 ７４によって縦波の光に変換されて反射されたときのみ受光するようになってお り、途中に被測定物が介在して光が遮られると受光することができないことは勿 論のこと、光沢のある被測定物によって反射された光を受けても、その光は横波 であるから、受光しないようになっている。このような機能をＭＳＲ（ミラー・ サーフェス・リジェクション）機能という。 なお、第１、第２フォトセンサー４３１，４３２は、それぞれ２個設けられて いるが（図４参照）、これは、長さ測定装置３０の両側で別々のコイルＣを同時 に測定できるようにするためである。

【００１２】 次に動作を説明する。 第１フォトサンサー４３１は、原点サンサー５３と対向する位置に第１ラック ４１１によって移動させられ待機している。第２フォトサンサー４３２は、第１ ラック４１１が移動したとき、ピニオン４０によって反対方向に移動させられる 第２ラック４１２によって第１フォトサンサー４３１から最も離れた位置に待機 している。 このときの第１フォトサンサー４３１と第２フォトサンサー４３２との間の距 離Ｌ（図１参照）は、予め設定された距離であり、この距離Ｌの中間点を通る直 線が長さ測定装置の中心線ＣＬである。又、この中心線ＣＬと台車３３の待機位 置と距離ＬＤも予め設定されている。

【００１３】 コイルＣがクレーン（図示省略）によって搬送され、コイル置台３１上に積載 されると、ロッドレスシリンダ４２は、第１ラック４１１を移動させ第１フォト サンサー４３１をコイルＣの一方の端部Ｃ１に接近させる。又、第１ラック４１ １は、移動に伴ってピニオン４０を介して第２ラック４１２を移動させ第２フォ トサンサー４３２をコイルＣの他方の端部Ｃ２に接近させる。 従って、第１、第２フォトサンサー４３１，４３２は互いに接近移動すること になる。又、ピニオン４０は回転に伴って、ＰＬＧ７０も作動させる。ＰＬＧ７ ０はパルスを発生し、カウント演算回路はパルスを順次カウントする。

【００１４】 第１、第２フォトサンサー４３１，４３２の何れか一方のフォトサンサー、図 １において第１フォトサンサー４３１の光がコイルＣの一方の端部Ｃ１に遮られ ると、第１フォトサンサー４３１はコイルＣの一方の端部Ｃ１を検知する。同時 にサンサー作動検知回路７２は、第１フォトサンサー４３１が第２フォトセンサ ー４３２より先に作動したことを台車停止位置設定回路７２に報せる。 すると、カウント演算回路７１はそれまでカウントしたパルス数に基づいて第 １フォトサンサー４３１の移動距離Ｌ１を算出する。

【００１５】 一対のフォトサンサー４３１，４３２は、なおも互いに接近移動し、第２フォ トサンサー４３２がコイルＣの他端Ｃ２を検知する。すると、カウント演算回路 ７１はそれまでカウントしたパルス数に基づいて第２フォトサンサー４３２の移 動距離Ｌ２を算出する。

【００１６】 台車停止位置設定回路７３は、予め設定されている一対のフォトサンサーの初 期位置の間隔Ｌと、カウント演算回路７１が求めた距離Ｌ１，Ｌ２とに基づいて 、コイルＣの長さ（ＬＣ＝Ｌ−Ｌ１−Ｌ２）を算出する。さらに、同回路７３は ［（Ｌ１＋Ｌ２）／２］の演算を行ない、長さ測定装置の中心ＣＬとコイルＣの 中心ＣＣＬとのずれ距離ＬＳを求め台車待機位置からコイルＣの中心までの距離 （ＬＤ＋ＬＳ）を算出する。

【００１７】 このとき、コイルＣの中心ＣＣＬが長さ測定装置の中心ＣＬに対し図１におい て上下どちら側にずれているかは、サンサー作動検知回路７１によって知らされ た初めに作動したフォトサンサー側にずれているものと判断される。即ち、図１ の場合は、第１フォトセンサー４３１が最初に作動していることから、コイルＣ の中心が図１の上端側にずれていることになり、台車待機位置からコイルＣの中 心までの距離は、（ＬＤ＋ＬＳ）として演算される。仮に、第２フォトセンサー ４３２が最初に作動した場合は、コイルＣの中心が図１の下端側にずれているこ とになり、台車待機位置からコイルＣの中心までの距離は、（ＬＤ−ＬＳ）とし て演算される。

【００１８】 最後に、台車停止位置設定回路７３は、台車制御回路（図示省略）に台車待機 位置からコイルＣの中心までの距離信号を送り、台車３３の中心をコイルＣの中 心に一致させて台車３３を停止させる。 この間、一対のフォトサンサーは終点サンサー５４の所まで移動（図４、図５ の位置）し、その後、最初の待機位置に戻る。 なお、フォトセンサー４３１，４３２は前述したように、ＭＳＲ機能付回帰反 射形の光電管であるから、コイルＣを検知するとき、光がコイルＣに反射される ようなことがあっても、誤作動するようことはなく、コイルＣの端部を確実に検 知することができる。

【００１９】

【考案の効果】 本考案の非接触長さ測定装置は次の効果を奏する。 フォトサンサーを使用しているため、被測定物の端部を非接触で検知するこ とができ、被測定物に傷を付けるようなことがなく、高品質の被測定物であって も長さを測定することができる。 フォトサンサーを使用しているため、被測定物の長さを測定する度毎に、サ ンサーを被測定物の搬送路に出入させなくても被測定物の長さを測定することが でき、長さ測定装置全体の構造を簡素化することができる。 ロッドレスシリンダと、一対のフォトサンサーを移動させるピニオンとを有 しているため、従来必要とされていた多数のシリンダを用いる必要がなく、構造 を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の長さ測定装置をコイルの長さ測定装置
として使用したときの概略平面図である。

【図２】長さ測定装置をコイルの長さ測定装置として使
用したときの平面図である。

【図３】図２を手前側から見た図である。

【図４】長さ測定装置の平面図であり、コイルの長さを
測定した後の状態図である。

【図５】長さ測定装置の正面図である。

【図６】図５の左側面図である。

【図７】図４中７−７矢視断面図であり、一部分省略し
た図である。

【図８】リニア・パルス・ジェネレータ付近の平面図で
あり、一部分を破断してピニオンとラックとの噛合状態
を示した図である。

【図９】距離測定手段の回路図である。

【図１０】従来の距離測定装置の概略斜視図である。

【符号の説明】

Ｃ コイル ３０ 長さ測定装置 ４０ ピニオン ４１１，４１２ ラック ４２ ロッドレスシリンダ ４３１，４３２ フォトサンサー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピニオンと、前記ピニオンの両側に噛合
   し互いに逆方向に移動する一対のラックと、前記一対の
   ラックの一方を移動させるロッドレスシリンダと、前記
   一対のラックにそれぞれ設けられ被測定物の端部を検知
   する一対のフォトサンサーと、前記ピニオンの回転と前
   記一対のフォトサンサーとによって作動し前記一対のフ
   ォトサンサーの移動距離から被測定物の長さを算出する
   距離測定手段とを具えてなる、非接触長さ測定装置。