JPH0843005A - 材料寸法測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特定の工作指令に対応して倉庫から特定の棒
状材料を選択するためにこの材料の断面の幾何学的特
性、とくに寸法を正確に測定することを目的とする。 【構成】この装置は、材料を支持し大まかにその位置を
調整する支持手段と、材料の長さを検出する測定手段
と、測定値を保存する記憶手段を含む制御装置とから成
る。この装置は、前記測定手段（１、１０３）が材料
（１、１０１）の断面寸法を検出するセンサ手段（６、
１０４）を装備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、材料を支持しかつその
位置を粗調整する支持手段と、材料の長さを検出する測
定手段と、前記測定値を保存する記憶手段を含む制御装
置と、を有する、材料、特に棒状材料の寸法を測定する
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＥ ３３ １８ ４２０は、自動管理
倉庫の内部に保存された棒材の長さを測定する装置を開
示している。この装置では、棒材のそれぞれの長さは、
管理倉庫コンピュータに保存される。従って、後の製造
命令、例えばのこ盤での加工のために、その全長が加工
される個々の材料に対応する適切な材料が、在庫管理コ
ンピュータを利用して、他に依存せず独自に選択され
る。棒材の長さを決定するために、長さ測定装置は基準
点から材料の前面までの距離を検知する。この長さ測定
装置は、停止体（ストップ）と、この停止体から距離を
置いて停止体に対置し、かつ停止体に相対的に移動可能
であり、測定される棒材を停止体に押し付けるための滑
動体（スライド）と、を有する。結果として得られる停
止体から滑動体までの距離は、測定される材料の長さに
対応し、それが管理倉庫コンピュータに保存され、それ
ぞれの材料に割り当てられる。

【０００３】しかし、この装置においては、測定のため
に棒材を所定の位置に運び込まなければならない、つま
り固定停止体と接触させなければならないということ、
および棒材を支持する支持手段が少なくとも棒材を縦方
向に移動させることができなければならず、したがって
そのように支持手段を構成しなければならない、という
欠点がある。さらに、前記装置では、棒材の断面を測定
したり、その真直度を決定することは不可能である。し
たがって、一方で、自動管理倉庫はむく（中実）の棒材
と中空の棒材とを区別したり、あるいは断面が円形か矩
形かを区別することができなかった。また、他方で、過
度に曲がった棒材を製造工程に供給する可能性があっ
た。そうした曲がった棒材では要求される形状誤差を達
成することができず、また予め設定された制限値を越え
ると、棒材は保存工程中、または切断機械に供給される
ときに損傷するおそれがある。

【０００４】さらに、測定ロールを棒材に押し付け、前
記棒材に沿って転がして、棒材の長さを決定する装置が
知られている。この装置では、同時に、測定ロールの取
付高さがＮＣ軸を介して検知され、材料の厚さが決定さ
れる。しかし、この装置には次の決定があった。第一
に、決定できるのが高さだけであって、棒材の形状や幅
を決定することができない。第二に、材料の表面が丸か
ったり平らであったり、あるいは滑らかであったり凸凹
しているなど様々な状態であるため、および水平移動か
ら垂直移動への遷移中に棒材端部で測定ロールが転動す
るために、棒材の長さを大きい誤差でしか決定できない
という欠点を持つ。棒材の真直度も、この周知の装置で
は決定することができない。さらに、この装置でも、棒
材の片側を停止体に押し付けなければならず、その結
果、先述の欠点も生ずる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特定
の製造命令に対する材料を選択するために、材料の寸
法、形状を充分に正確に決定することができるように、
上述の種類の装置を改良することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記目
的は、断面を検出するセンサ手段を有する測定手段を設
けることにより達成される。有利な実施例では、前記測
定手段にさらに、材料の真直度を検出するセンサ手段を
設けて成る。

【０００７】本発明の装置は特に、自動管理倉庫の内部
で生成される製造命令に応じて、高い識別機能で、最適
の材料を選択することができるという点で特徴付けられ
る。特に、貯蔵される材料はその長さに関して分類でき
るだけでなく、その断面およびその真直度に関しても区
別することができるので、製造命令を、実質的に独立に
かつ高効率で実行することができる。材料の長さの他
に、例えば材料の高さ、幅、丸断面・矩形断面の区別、
または真直度、それに中空体の場合には壁の厚さもそう
であるが、記憶手段に保存されたこれらの測定値によ
り、適切な材料を制御装置が在庫から選択し、これを加
工機械に供給することが可能になる。またオペレータに
よって入力された誤ったデータは認識され、オペレータ
によるそうしたデータの入力を完全に補償することがで
きる。

【０００８】本発明の有利な態様では、前記センサ手段
が、案内装置上に滑動可能に支持され駆動手段によって
駆動可能な測定ヘッドを有し、かつ、案内装置に対する
測定ヘッドの位置を検出する経路測定装置が設けられて
いる。材料が支持手段上に支持されているとき、前記測
定ヘッドが、測定すべき材料の表面に沿って移動する。
前記経路測定装置は、測定ヘッドが走査中に移動する距
離を検知し、それによって材料の長さ、幅、または高さ
など、それぞれの幾何学的データを決定する。

【０００９】有利な実施例では、前記測定ヘッドは、前
記支持手段の縦方向に伸長する縦方向案内装置の上、お
よびこの縦方向案内装置と直角をなす平面内を、滑動可
能に案内される。前記測定ヘッドはこうして、一方で
は、材料の縦方向における材料の長さまたは真直度を決
定するために、材料の横表面を通過して案内し、他方で
は、縦方向と直角をなす方向の材料の断面を決定するた
めに、材料の前表面を通過して案内される。

【００１０】有利な態様では、材料は測定される方向に
その位置を粗調整するだけでよく、厳密な位置決めは必
要無い。この目的のため、センサ手段は、レーザ・セン
サを備えることが望ましい。そうすれば、さらに接触せ
ずに材料を走査することができる。レーザ・センサは特
に、測定ヘッドとレーザ・ビームが反射する物体の表面
との間の距離を検出する。測定ヘッドが材料の前表面ま
たは横表面を通って案内される際に、レーザ・ビームの
材料への衝突により、材料の輪郭の始まりに対応して第
一の信号変化が生じる。その後の信号変化と同様に、材
料の表面を通過する連続移動中の信号変化は、測定ヘッ
ドから材料表面までの距離を決定するため、および材料
の形状寸法を決定するために使用される。

【００１１】有利な実施例によると、制御装置は経路測
定装置からの測定経路データを、レーザ・センサからの
レーザ・ビーム測定信号と結合して、材料の断面寸法お
よび真直度を決定する計算装置を含む。

【００１２】本発明の有利な実施例はまた、縦方向案内
装置と直角をなす平面内の２つの直線案内装置を設ける
ことによって得られる。２つの直線案内装置の最初の１
つは、縦方向案内装置上に、少なくとも縦方向に滑動可
能に支持されることが望ましく、また２番目の直線案内
装置は、その上に測定ヘッドが配置される案内装置であ
り、縦方向案内装置と直角をなす平面内で２方向に滑動
するように第１直線案内装置上に支持される。

【００１３】前記のかわりに、測定ヘッドを第２直線案
内装置上で滑動可能に案内し、かつこの第２直線案内装
置を第１直線案内装置上で滑動可能に案内することもで
きる。また、前記第１直線案内装置を、縦方向案内装置
上で縦方向と直角をなす平面内で滑動可能に案内すると
共に、縦方向案内装置上で縦方向に滑動可能に案内する
こともできる。

【００１４】このように測定ヘッドは、直線案内装置を
駆動する個々の駆動手段をそれに対応して作動させれ
ば、どの所望する方向にでも動かすことができる。特
に、レーザ・センサの測定ヘッドは、材料の縦方向と直
角をなす平面内で様々な方向に移動可能であり、幾つか
の走査についての適宜のアルゴリズムに従って材料の断
面形状を検出する。前記走査では、最初と最後の信号変
化がそれぞれ測定され、その位置が決定される。高さや
幅などの断面寸法の決定以外に、丸材と平材、あるいは
むく材と中空材とを区別すること、また任意選択的に材
料の壁の厚さを決定することができる。複雑な断面形状
を有する材料の断面も、測定値を異形材データベースか
らのデータと比較することによって決定することができ
る。材料の前表面を走査した後、前記第１、第２直線案
内装置を支持する横方向滑動体全体を縦方向案内装置に
沿って移動し、レーザ・センサを使用して材料の横表面
をその縦方向に走査し、一方で材料の長さを決定し、他
方で材料の真直度および傾斜表面を決定する。

【００１５】本発明の特に有利な実施例では、前記経路
測定装置に、縦方向案内装置に対する第１直線案内装置
の位置を決定する第１経路測定センサおよび、第１直線
案内装置に対する第２直線案内装置の位置を検出する第
２経路測定センサおよび／または、第２直線案内装置に
対する測定ヘッドの位置を検出する第３経路測定センサ
を設ける。その結果、信号変化が生じる位置を厳密に検
出することができ、かつ信号変化を生じる移動長さを厳
密に決定することができるので、それらから導出されう
る形状データを正確に計算することができる。さらに、
材料の横表面を縦方向に走査するために、前記横方向滑
動体が縦方向案内装置に沿って滑動するときに、測定ヘ
ッドから材料表面までの距離を一定間隔で測定すること
ができる。かくして、測定されたレーザ・データと関連
測定経路データは、制御装置によって結合され、支持手
段上の材料の真直度および傾斜位置が計算される。

【００１６】本発明のさらに有利な実施例では、前記駆
動手段に、エンコーダを結合した歯形ベルト・ドライブ
を設ける。測定ヘッドの位置は、エンコーダによって非
常に正確に決定することができるので、材料の大きさお
よび／または形状の測定は事実上誤りが無い。

【００１７】本発明の好適な実施形態では、少なくとも
２つの回動アーム（ピボット・アーム）により測定ヘッ
ドを案内するために、縦方向と直角をなす平面内に、回
動アーム案内装置を設ける。この回動アーム案内装置
は、縦方向案内装置に縦方向に滑動可能に支持される。
第１回動アームは、縦方向案内装置の縦方向に平行な第
１の軸を中心に縦方向案内装置に対して旋回可能であ
り、第２回動アームは、縦方向案内装置の縦方向に同じ
く平行な第２の軸を中心に第１回動アームに対して回動
可能である。上述の横方向滑動体案内装置の場合と同様
に、こうした回動アーム案内装置は、材料の輪郭を検出
するために、材料の前表面を通過するどの所望の方向に
でも測定ヘッドを案内することができる。材料の長さを
測定し、真直度を決定する際には、２つの回動アームに
より横方向の所定位置に測定ヘッドが移動した後、回動
アーム案内装置が縦方向案内装置に沿って移動する。こ
のようにして、測定ヘッドは、材料の横表面に沿ってそ
の縦方向に移動する。回動アーム・ロボットから類推さ
れるように、２つの回動アームは個々の回動軸を中心に
して駆動される。測定ヘッドの位置は、回動アームの相
互に対する角位置を検知するセンサによって検知され
る。

【００１８】本発明のさらに有利な実施例では、前記案
内装置に対して前記測定ヘッドを旋回するための旋回手
段（スウィング手段）が備えてある。この旋回手段によ
り、材料の前表面および横表面の両方を走査するとき
に、センサ手段の測定ヘッドは常に、走査される表面部
材と直角をなす姿勢に旋回される。したがって、材料表
面により反射されるレーザ・ビームを最適に検出するこ
とができる。その際、前記案内装置は、センサ手段の測
定ヘッドを空間内の所定位置に移動するだけでよく、向
きつまり材料に対する測定ヘッドの角位置は旋回手段に
よって調整されるので、案内装置は旋回手段のおかげで
非常に単純に構成することができる。

【００１９】前記旋回手段により、材料の前表面および
横表面を、単一センサ手段または単一測定ヘッドで走査
することが可能になる。しかし、様々な方向の材料表面
を異なる測定ヘッドで走査すべく、２つまたは一般に数
個の測定ヘッドを案内装置上に設けることもできる。

【００２０】本発明の好適な実施例では、測定ヘッドは
２つの軸を中心に旋回可能である。測定ヘッドはこれに
より、複雑な形状の材料の場合でも、走査される材料の
表面部と直角をなす姿勢にまで旋回されることができる
ので、材料を数本の線に沿って走査することができる。

【００２１】好適な実施例では、前記旋回手段は２つの
直列接続された旋回部材を備え、各々が旋回軸を中心と
して２つの位置の間を９０°または１８０°旋回できる
ようにする。ここに前記旋回部材は、２つの旋回部材が
相互に直角をなすように配置される。このような直列接
続により、低価格で適切な精度を提供する圧縮空気調整
手段など、標準化され、したがって安価な旋回手段の使
用が可能になる。

【００２２】本発明の他の有利な実施例では、基準点か
ら、支持手段に支持された材料の第１前表面及びその反
対側の第２前表面までの距離を検出するために、第１お
よび第２測定手段が設けてある。

【００２３】この実施例でも、材料はその向きについて
大まかに位置調整するだけでよく、材料を測定する際、
特に材料の長さを測定する際に、厳密な微細位置決めを
省略することができる。

【００２４】つまり、この実施例は特に、材料の厳密な
位置決めの必要が無いということを特徴とし、これは大
きい材料または重い材料の場合に特に有利である。従っ
て、支持部材は材料の大まかな位置調整ができるように
設計すればよい。さらに、材料の前面のレーザ走査中
に、測定ヘッドの位置を検出するために、経路測定装置
を設ける。測定ヘッドは、材料の前表面を通過するよう
に案内される。レーザ・ビームが材料に衝突するとき
に、最初の信号変化が生じる。その後の信号変化と同様
に、この信号変化は、測定手段および制御論理によって
演算される。こうして、材料の前面を通過する連続移動
中に、基準点から材料の前表面までの距離が決定され、
材料の断面寸法が検出される。

【００２５】前記案内装置は、支持手段の支持面と規制
面の交差軸に実質的に平行な軸を中心として旋回可能で
あることが望ましい。したがって、案内装置の第１位置
では、測定キャリッジは、支持手段に支持される材料の
前表面の対角線に平行に移動可能であり、案内装置の第
２位置では、支持手段の支持面に平行に駆動可能であ
る。前表面の対角線に沿った第１走査により、制御装置
は丸材と平材を区別することができる。平材の場合とは
対照的に、丸材の場合には、支持手段の支持面と規制面
との間の角部が材料で満たされない。これは、案内装置
の第１位置で測定ヘッドが案内されてそこを通過すると
きに、最初の信号変化が、支持手段の支持面と規制面の
交差軸から特定の距離でのみ生じることを意味する。制
御装置はこのことを利用して、丸材と平材を区別する。

【００２６】前記支持手段の支持面に平行な案内装置の
第２位置では、材料の幅および壁の厚さを決定するため
に、測定キャリッジはレーザ測定ヘッドと共に、前表面
を通過するように案内される。中空材または異形材につ
いては、測定値を制御装置によって記憶手段内の異形材
データベースのサンプルと比較することができ、それに
よって輪郭を正確に決定することができる。

【００２７】前記制御装置は、経路測定装置の測定経路
データをレーザ測定手段のレーザ・ビーム測定信号と結
合して、材料の断面寸法を決定するための演算装置を含
むことが望ましい。その結果、走査中、材料にレーザ測
定ビームが衝突したときの信号レベルの変化の発生場所
を、経路測定装置の測定経路データと組み合わせて、特
定することができ、それによって材料の断面を上記の態
様で認識することができる。

【００２８】本発明の別の有利な実施例では、センサ手
段がレーザ測定手段を含み、また材料の前表面を走査す
るために、レーザ測定ビームを偏向するための偏向装置
を設ける。したがって、材料の前表面はレーザ測定ビー
ムの偏向によって走査されるので、レーザ測定手段を案
内装置上に滑動可能に支持するように配置する必要が無
く、レーザ測定手段を静止位置に配置すれば充分であ
る。

【００２９】本発明の有利な態様として、前記第２測定
手段が、測定キャリッジ（測定往復台）上に配置した触
覚センサを備える。この測定往復台は、支持手段の支持
面と規制面の交差軸に実質的に平行に滑動可能に支持さ
れる。前記測定往復台を材料の前表面に向かって移動す
るための移動手段を設け、また測定往復台の位置を検出
するための経路測定手段を設ける。前記測定往復台は、
その上に配置された触覚センサと共に、材料の第２前表
面に向かって、第２前表面に衝突して信号変化を生じる
まで移動する。測定往復台の位置、したがって基準点か
ら材料の第２前表面までの距離は、経路測定手段によっ
て検出される。

【００３０】前記移動手段は、経路測定のためにエンコ
ーダが結合された歯付ベルト・ドライブを含むことが望
ましい。すでに先に説明したように、測定往復台の経路
はこうして非常に高い精度で測定され、その結果、材料
の長さも非常に厳密に決定される。

【００３１】本発明の別の有利な実施例は、前記第２測
定手段が、基準点から一定の距離に配置されたレーザ測
定ヘッドまたは超音波測定ヘッドを有するレーザ測定装
置または超音波測定装置を含む。これは、装置を非常に
単純で、したがって安価な種類にすることができるとい
う理由で、有利である。

【００３２】前記第２測定手段は、材料の前表面を支持
手段の支持面と規制面の交差軸と直角をなす方向に走査
するために、レーザまたは超音波測定ヘッドを滑動可能
に支持する案内装置を含むことが望ましい。これにより
測定ヘッドの移動中に、材料の前表面で信号変化が生
じ、それによって基準点から前表面までの距離が制御装
置で決定される。前記レーザ測定ビームによる材料の前
表面の走査は、第１測定手段のレーザ測定手段で先に説
明した偏向装置の場合と同様に、偏向装置を用いて実行
することもできる。

【００３３】本発明の好適な実施例では、支持手段は材
料を横移送するコンベア手段であり、このコンベア手段
は押圧ボルトが取り付けられたコンベアチェーン・ベル
トを装備し、このコンベアチェーン・ベルトは支持面を
形成し、押圧ボルトは規制面を形成する。これによれば
材料の測定工程が、棒材を貯蔵庫から加工機械まで運搬
する工程に直接組み込まれるので、特に有利である。す
なわち、材料を測定するために別個の運搬段階を設ける
必要が無いので、棒形の材料の貯蔵および取出しを高速
かつ経済的に実行することができる。

【００３４】本発明の別の有利な実施例では、測定ヘッ
ドを支持する第１案内装置が第２案内装置に滑動可能に
支持される。この装置では、第２案内装置上の第１案内
装置の様々な位置におうじて、測定往復台は、支持手段
の支持面から様々な距離で移動される。ここでは、支持
面に沿った第１走査が支持面から所定の距離で実行さ
れ、これにより、材料寸法とは無関係に常に、測定ヘッ
ドの信号変化が発生させられる。材料の断面とは関係無
くつねに、測定ヘッドが案内され通過するときに生じる
最初と最後の信号変化に基づき、制御装置は材料の前表
面の中央垂線を決定することができる。

【００３５】測定往復台は、第１案内装置を第２案内装
置に沿って移動することによって、支持面と直角をなす
方向にも駆動することができる。これにより、特に前に
決定された中央垂線に沿った第２走査で、材料の高さを
検出することが可能になる。この寸法は、丸材の場合に
は直径に対応する。さらに、第１および第２走査の測定
結果の比較により、制御装置は、丸材と平材を区別する
ことができる。第１走査中に最初と最後の信号変化が生
じる測定点の距離が高さと等しいかそれ以上である場
合、これは平材を意味する。平材は常にその幅広い側面
を支持面上に支持されることからである。

【００３６】複雑な材料の形状の場合、測定ヘッドは、
支持面と平行に様々な距離で、および支持面と直角をな
す方向に、材料の前表面に沿って数回案内される。測定
値は、制御装置によって記憶手段内の異形材データベー
スのサンプルと比較することができ、それにより輪郭を
厳密に決定することができる。

【００３７】

【実施例】図１は、本発明の材料寸法測定装置の第１実
施例を示す。支持手段１２は、横移送手段（横コンベア
手段−−図示せず）の一部分を構成する。図４から明ら
かになるように、この横移送手段は、ピニオン２８と駆
動装置（図示せず）によって駆動されるコンベアチェー
ン・ベルト２３を含み、材料５を支持する支持面１１を
形成する。コンベアチェーン・ベルト２３は、そこに取
り付けられた押圧ボルト２５を有し、規制面２６を形成
する。材料５は、横移送手段で横移送中に、規制面２６
上で大まかに位置調整される。コンベアチェーン・ベル
ト２３および押圧ボルト２５は、短い棒材や残材棒材な
どの短尺材料用に、材料の縦方向において、横移送手段
の一方側にいくに従って徐々に近接して配置され、横移
送手段の反対側にいくに従って徐々に大きい間隔で配置
されている。

【００３８】前記横移送手段は、材料、特に棒材を貯蔵
場所から加工機械、特にのこ盤まで運搬するコンベア・
システムの一部である。材料は加工後、少なくとも部分
的に、すなわち切断された残材が再び貯蔵場所まで運搬
される。

【００３９】図１を参照するに、前記支持手段１２の両
側に、第１測定手段１および第２測定手段２がその支持
領域外側に配置される。前記第１測定手段１は、材料５
の縦軸に対し移動不能であるが、第２測定手段２は、材
料５の縦軸に実質的に平行に測定キャリッジ案内装置
（測定往復台案内装置）２７上で移動可能な測定キャリ
ッジ１４上に配置する。

【００４０】前記第１測定手段１および第２測定手段２
は、基準点から材料５の前表面（第１前表面）３および
後表面（第２前表面）４までの距離をそれぞれ検出す
る。これらの距離は制御装置内で処理され、それによっ
て材料５の長さＬ０が計算される。基準点から前表面３
および後表面４までの距離を検出するために、固定され
た停止体などに材料５を押し付ける必要が無いので、支
持手段１２上の材料５を、縦方向において任意の位置に
位置決めでき、押圧ボルト２５上で大まかに位置ぎめさ
れるだけでよい。

【００４１】前記第１測定手段１は、案内装置９上に移
動可能に支持されたセンサ手段６を含む（図２）。図２
および図３に示すように、センサ手段６はレーザ測定手
段上に配置し、このレーザ測定手段の測定ヘッド７は、
歯付ベルト・ドライブ１７に取り付けられた測定キャリ
ッジ８に配置される。前記測定ヘッド７は、従来のレー
ザ距離計を含む。前記歯形ベルト・ドライブ１７は駆動
手段１３の一部であり、これによってレーザ測定手段の
測定ヘッド７は案内装置９に沿って移動することができ
る。案内装置９は、支持手段１２の押圧ボルト２５の列
に対して実質的に直角に配置されるので、レーザ測定手
段の測定ヘッド７は、材料５の前表面３と平行に移動す
ることができる。基準点から前表面３までの距離を検出
するために、測定ヘッド７は前表面３を通過して案内さ
れる。材料５にレーザ測定ビームが衝突したときに、最
初の信号変化が生じ、これが制御装置によって演算され
る。そして測定ヘッド７が材料５の前表面３を通過して
移動する間に、基準点から前表面３までの距離が、制御
装置によって決定される。

【００４２】本発明の重要な特徴は、材料５の断面寸法
を検出できることである。この目的のために、測定ヘッ
ド７を取り付けた測定キャリッジ８をそれに沿って移動
させることのできる案内装置９は、材料測定装置のフレ
ーム２９上に回転可能に支持される。したがって、案内
装置９は、チェーン・ベルト２３によって形成される支
持面１１と押圧ボルト２５によって定義される規制面２
６との交差軸と実質的に平行な軸を中心に、旋回するこ
とができる。すなわち、それは、旋回可能な案内装置９
が第１角位置のときに、支持手段１２に支持された材料
５の前面の対角線に沿って測定ヘッド７が移動するよう
に旋回することができる。特に、図３から明らかなよう
に、測定ヘッド７は、支持面１１に対し４５°の角度で
実質的に移動することができる。案内装置９がこの角位
置のときに、測定ヘッド７が案内装置９に沿って移動す
る間に、レーザ測定ビームは、支持面１１と規制面２６
の間の角部を掃引する。これによって制御装置は、図５
に示すように、記憶手段に保存された演算論理に従っ
て、材料の丸材と平材とを区別することができる。丸材
の場合には、平材とは対照的に、支持面１１と規制面２
６の間の角部が材料で満たされていない。

【００４３】レーザ測定ビームが材料に衝突したとき
に、最初または最後の信号変化、あるいはより一般的に
信号レベルの変化を生じせしめる材料の輪郭がどこに存
在するかを検出するために、測定ヘッド７を取り付けた
測定キャリッジ８を移動せしめる駆動手段１３に、経路
測定手段１０が設けられている。経路測定手段１０は、
数値経路測定のために歯付ベルト・ドライブ１７に結合
されたエンコーダを含む。かくして制御装置内で、経路
測定手段１０からの測定データがレーザ測定手段からの
レーザ・ビーム測定信号と結合され、材料５の断面寸法
が決定される。

【００４４】図５に示すように、支持面１１−規制面２
６の交差軸と材料表面との間の経路ａでは測定ヘッド７
で信号変化が生じない。この経路ａは、制御装置の演算
論理が、材料５が丸材か平材かを認識する標識である。
材料５が丸材の場合、経路ａの長さは零より大きい。こ
れに対して、平材では、最初の信号変化は支持面１１の
すぐ上、または材料曲率によってその少し上で生じる。
したがって、経路測定手段１０では、ほぼ零に近い経路
ａが検知される。次の信号変化が発生したとき、経路測
定手段１０により経路Ｌが検知される。すでに述べたよ
うに支持面１１に対して約４５°をなす対応する角位置
の変換により、経路Ｌは材料の高さＨを生じる。中空材
の場合、壁の厚さｔも測定される。

【００４５】材料５が平材の場合、材料の幅Ｗを決定す
るために、案内装置９は、支持面１１と平行な第２角位
置にまで旋回される。この位置のとき、レーザ測定手段
の測定ヘッド７は、支持面１１に平行に移動することが
できる。測定ヘッド７で信号変化が生じる、測定キャリ
ッジ８の移動経路（移動距離）は、経路測定手段１０お
よび制御装置によって材料の幅Ｗとして検知される。

【００４６】同様に、材料の高さＨを対応する方法で直
接に測定するため、あるいは前記第１位置で測定キャリ
ッジ８の移動中に得られた測定データに基づく計算を確
認するために、案内装置９を規制面２６と実質的に平行
な第３角位置にまで旋回することができる。

【００４７】材料５が中空異形材の場合、レーザ・ビー
ム測定信号は、制御装置によって測定経路データと組み
合わされて、異形材データベースの形で記憶手段に保存
されたパターン・データと比較される。材料５のそれぞ
れの輪郭はこれによって正確に決定される。

【００４８】材料５が丸材から成る場合、通常は、案内
装置９を前表面３の対角線に平行な第１位置にして、前
表面３を通過するように測定ヘッド７を１回案内すれば
充分である。材料５が過度に湾曲していたり、支持面１
１上に材料５が正しく支持されていなかったり、あるい
は支持面２６上における材料５の位置合わせが不十分で
あるなど、特殊な状況のため、制御装置は誤って平材が
存在すると推定する場合がある。しかし、このように誤
って推定した場合、支持面１１に平行な、案内装置９の
第２位置で測定キャリッジ８を移動することによって、
材料の幅Ｗの測定がさらに行なわれ、この追加の測定に
より修正が行なわれる。

【００４９】前記第１測定手段１の反対側に配置される
第２測定手段２は、図１に示すように、測定キャリッジ
１４に配置した触覚センサ１８を含む。図４に示す用
に、測定キャリッジ１４は、測定キャリッジ案内装置２
７上に移動可能に支持された滑動体３０、および一端を
滑動体３０にしっかりと固定されたアーム３１を含む。
アーム３１の他端は、そこに配置された触覚センサ１８
を有する。測定キャリッジ案内装置２７は支持面１１と
規制面２６の交差軸に平行に伸長するので、第２測定手
段２の測定キャリッジ１４は、支持手段１２上に載った
材料５の縦軸に平行に移動することができる。測定キャ
リッジ１４を移動させるために駆動手段１５を設け、測
定キャリッジ１４のそれぞれの位置は、経路測定手段１
６によって検知する（図１）。駆動手段１５は、直接経
路測定のためにエンコーダを結合した歯付ベルト・ドラ
イブを含む。したがって、測定キャリッジ１４は非常に
正確に移動され、かつ、その位置も非常に正確に検出さ
れる。

【００５０】材料５の長さＬ０は、基準点から前表面３
までの距離と、基準点から後表面４までの距離とを使用
して計算される。この後者の距離を検出するために、測
定キャリッジ１４を、測定キャリッジ案内装置２７に沿
って材料５の後表面４に向かい、後表面４への衝突によ
り触覚センサ１８が信号を発生するまで移動させる。な
お第１および第２測定手段１、２のための基準点は同一
であっても、相互に異なってもよい。

【００５１】材料５が、様々なサイズを有する場合およ
び支持手段１２上で様々な位置に置かれた場合にも、触
覚センサ１８が後表面４に衝突できるように、図１に示
すように、アーム３１の触覚センサ１８と材料５が支持
される領域との間の位置に、測定キャリッジ１４のアー
ム３１に移動可能に支持される接触板３２を設ける。材
料の後表面４に衝突すると、接触板３２はアーム３１お
よびそれに取り付けられた触覚センサ１８に押し付けら
れ、触覚センサ１８は信号を発生する。さらに、触覚セ
ンサ８が信号を発生しない位置へ、接触板３２を押付け
るばね要素３３を、接触板３２とアーム３１との間に配
置する。このばね要素３３は、接触板を非常にわずかな
力で片寄らせるので、接触板３２が材料５の後表面４に
衝突しても、材料５は変位することはない。

【００５２】前記実施例では、触覚センサ１８を、スイ
ッチング要素を組み合わせた機械的プローブとして設計
したが、遮光器などを使用することも可能である。

【００５３】本発明のこの実施例の基本的利点は、非常
に大きい測定範囲を有することである。例えば、４００
mmから１０００mmの棒材の長さを検出することができ
る。

【００５４】図６、図７、図８は本発明の第２実施例を
示し、その基本的要素は第１実施例の場合と同様であ
る。第１実施例に類似した構造的部材は、同一符号を使
用する。

【００５５】例えば、第２実施例の装置は、支持面１１
を形成するコンベアチェーン・ベルト２３および規制面
２６を形成する押圧ボルト２５を有し、横コンベア手段
の一部を構成する支持手段１２を含む（図７）。材料が
載る支持領域外の支持手段１２の両側に、第１および第
２測定手段１、２が設けられている。第１測定手段１
は、上述の第１実施例の第１測定手段に相当し、基準点
から材料５の前表面３までの距離を測定し、かつ材料５
の断面寸法を検出するために使用される。

【００５６】第２測定手段２は、基準点から一定距離の
平面内に配置したレーザ測定ヘッド２０を有するレーザ
測定装置１９を含む。第１測定手段１のレーザ測定手段
と同様に、第２測定手段２のレーザ測定ヘッド２０は、
押圧ボルト２５によって形成される規制面２６に対し直
角に配置した案内装置２１上に、移動可能に配置され
る。したがって、レーザ測定装置１９のレーザ測定ヘッ
ド２０は、材料５の後表面４と平行に移動することがで
きる。

【００５７】図７に示すように、第２測定手段２のレー
ザ測定ヘッド２０が、材料５の縦軸と直角をなす方向に
案内され、材料５の後表面４を通過すると、レーザ測定
ビームが材料５に反射するため、レーザ測定装置１９内
で信号変化が起こり、それによって基準点から後表面４
までの距離が検出される。

【００５８】レーザ測定装置１９の代わりに、超音波測
定ヘッド２４を備えた超音波測定装置（ソナーベロー）
を使用することができる。

【００５９】図８に示すように、案内装置２１は、支持
手段１２の支持面１１と規制面２６の交差軸に実質的に
平行な軸を中心に旋回可能である。したがって、材料５
の後表面４を、第１測定手段１の場合と同様に様々な位
置で走査することができ、材料５の断面寸法を第２測定
手段２によって検出することができる。材料５の断面寸
法の検出に関して、測定データに基づいて第１測定手段
１によって決定された結果を検査することができ、第１
および第２測定手段によって測定データに基づいて決定
された結果間の平均値を形成することができる。

【００６０】別の好適な実施例では、第１測定手段１お
よび／または第２測定手段２は、測定ヘッドを支持手段
に対し固定配置したレーザ測定手段を含む。この装置で
は、材料５の前表面３および後表面４を走査するため
に、レーザ測定ビームの向きを変える変向装置を設け、
前面を走査し、輪郭を描き、そこから材料５の断面寸法
を決定し、基準点から前表面３および後表面４までの距
離を測定する。レーザ測定ビームを変向する変向装置
は、例えば制御ミラーを含む。

【００６１】材料の長さは、本発明の装置によって、材
料を厳密に位置調整して停止体と接触する所定の位置に
位置決めすることなく、検出することができる。さら
に、本発明の利点は、棒材の長さ以外に、棒材の断面寸
法も検出できることであり、したがって、材料の貯蔵お
よび貯蔵された材料の加工機械への供給を、制御装置に
よって独立して制御することができる。

【００６２】図９ないし図１１は本発明の第３実施例を
示し、その基本的部品は第１実施例と同様であるので、
同一符号を使用する。

【００６３】図１０に示すように、第３実施例の装置は
第２案内装置３４を有し、第１案内装置９はそれに沿っ
て滑動可能に支持され、移動することができる。第２案
内装置３４は実質的に矩形であり（図９）、そこに案内
突起および溝が形成されており（図示せず）、また第１
案内装置９にしっかりと接続されたＵ字形滑動体３７が
第２案内装置３４の周囲を囲み、その上に滑動可能に支
持されている。

【００６４】図１０から明らかなように、測定ヘッド７
は、前記構成により、第１案内装置９の様々な上下方向
位置に応じて支持面１１から様々な距離で実質的に水平
方向に案内され、材料の前表面３を通過する。測定ヘッ
ド７は、第１案内装置９を第２案内装置３４に沿って移
動することによって、支持面１１と直角をなし、規制面
２６に平行な方向に案内され、前表面３を通過する。

【００６５】材料５の断面寸法を検出するために、測定
ヘッド７は、支持面１１から小さい距離にある第１案内
装置９の第１位置に移動され、レーザ測定ビームが実質
的に水平に材料５の前表面３を掃引する。前記第１経路
測定手段１０は、レーザ測定ビームの材料５への衝突に
より、最初と最後の信号変化または一般的に信号レベル
の変化が発生する位置すなわち、材料の輪郭が存在する
位置を正確に検出する。制御装置は、第１経路手段１０
によって決定された測定経路データを、レーザ測定手段
７のレーザ・ビーム測定信号と結合し、これによって、
最初と最後の信号変化の測定点間の中心、すなわち中央
垂線を決定する。

【００６６】第２走査では、測定ヘッド７は前に決定さ
れた中心に位置決めされ、第１案内装置９を第２案内装
置３４に沿って移動することによって、レーザ測定ビー
ムは、中央垂線に沿って材料５の前表面３上を案内され
る。

【００６７】前記第２走査中に、材料の輪郭がある位
置、或いはレーザ測定ビームが材料に衝突する際に最初
または最後の信号変化が生じる位置を検出するために、
第２案内装置３４に沿って第１案内装置９を移動せしめ
る第２駆動手段３５に、第２経路測定手段３６が設けら
れている。それによって決定される第１案内装置９の移
動の経路は、材料５の高さＨに対応し、丸材の場合には
その直径Ｄに対応する。図１２に示すように、決定され
た高さＨを、支持面１１に平行な第１走査中に最初およ
び最後の信号変化が起きた測定点の距離Ｍ、Ｗと比較す
ることによって、平材と丸材を区別することができる。
第１走査中の最初および最後の信号変化の測定点の距離
Ｍ、Ｗが、高さＨと等しいかそれより大きい場合には、
平材であると判断される。平材は常に支持面１１に幅広
い面を載せるからである。

【００６８】測定精度を高めるために、第３走査では、
案内装置９を支持面１１から半分の高さ（１／２）Ｈに
位置決めし、測定ヘッド７をその高さで支持面１１と平
行に移動する。平材の場合には、こうして、材料５の丸
くなった縁部によって生じうる、第１走査中における幅
測定の不正確さが除去される。丸材の場合には、前記高
さＨと、半分の高さ（１／２）Ｈでの第３走査で検出さ
れた幅Ｗとの平均値を取ることにより、高い精度で直径
Ｄを決定することができる。

【００６９】材料５が複雑で不規則な形状を持つ場合、
支持面１１および規制面２６のそれぞれに平行な複数回
の走査により多数の測定データを得る。これを、異形材
データベースの形で記憶手段に保存されたモデル・デー
タとの比較を通して、材料５のそれぞれの輪郭を正確に
決定することができる。

【００７０】図１３は、本発明の材料測定装置の第４実
施例を示す。材料１０１は、横コンベア手段（詳細には
図示せず）の一部分を構成する支持手段１０２上に配置
される。図１４から明らかなように、前記横コンベア手
段は、ピニオン１２６と駆動装置（図示せず）によって
駆動するコンベアチェーン・ベルト１２５を含む。この
コンベアチェーン・ベルト１２５は、支持ボルト１２７
と共に、材料１０１を支持する支持面を形成する。コン
ベアチェーン・ベルト１２５には押圧ボルト１２８が取
り付けられ、この押圧ボルト１２８は横コンベア手段で
横移動中に材料１０１がその上で大まかに位置ぎめされ
る規制面を形成する。コンベアチェーン・ベルト１２５
および押圧ボルト１２８は、短い棒材や残りの棒材など
の短い材料用に、材料の縦方向において横コンベア手段
の片側に向かって近接して配置され、反対側の端部に向
かっては相互に大きい間隔で配置されることが望まし
い。

【００７１】前記横コンベア手段は、材料特に棒材を、
貯蔵場所から加工機械まで運搬し、例えばのこ盤によっ
て加工された後、少なくとも部分的に、つまりのこ盤に
よって切断された残部として貯蔵場所に再び戻すために
運搬するコンベア・システムの一部である。

【００７２】材料の形状を検出するために、符号１０３
で概略的に示される測定手段が設けられている。測定手
段１０３は、材料１０１の表面を走査するために、支持
手段１０２に支持された材料１０１に対して移動可能な
センサ手段１０４を含む。この実施例では、センサ手段
は、レーザ・ビーム１２９を放射し、それによって材料
の表面を走査する測定ヘッド１０５を含むレーザ・セン
サ１０４によって形成されている。

【００７３】測定ヘッド１０５は、符号１０６で概略的
に示される案内装置上に移動可能に支持される。案内装
置１０６は、支持手段１０２をその縦方向に、つまり材
料１０１の縦方向にまたいで伸長し、支柱１３０に固定
的に取り付けた縦方向案内装置１０９を有する。支柱１
３０は適宜の方法で支持手段１０２の両側に固定され
る。

【００７４】図１４に示すように、案内装置１０６はさ
らに、縦方向案内装置１０９に移動可能に支持され、横
滑動体１１０を介して相互に接続された２つの直線案内
装置１１２、１１４を含む。符号１１２で示される２つ
の直線案内装置のうちの第１直線案内装置は、これに固
定的に取り付けられ、縦方向案内装置１０９に移動可能
に支持された案内滑動体１３１を有する。案内滑動体１
３１は実質的に矩形の輪郭に形成され、したがって縦方
向案内装置１０９に沿って第１直線案内装置１１２を移
動可能に案内する。

【００７５】図１３から明らかなように、第１直線案内
装置１１２は、駆動手段１０７によって縦方向案内装置
１０９に沿って移動される。駆動手段１０７は、歯付ベ
ルト・ドライブと、縦方向案内装置１０９に対する直線
案内装置１１２の位置を正確に検出するために歯付ベル
ト・ドライブに結合されたエンコーダを含む。

【００７６】図１４から明らかなように、横滑動体１１
０は、第１直線案内装置１１２に沿って、材料１０１の
縦方向に対し直交する方向に移動可能に、第１直線案内
装置１１２上に支持される。駆動手段１３２は、歯付ベ
ルト・ドライブを介して横滑動体１１０に接続され、制
御信号に従ってこれを移動する。エンコーダ１１５は、
第１直線案内装置１１２に対する横滑動体１１０の正確
な位置を検知するために、駆動手段１３２に結合され
る。

【００７７】第１直線案内装置１１２の縦方向と直角を
なす方向に、横滑動体１１０は第２直線案内装置１１３
を滑動可能に案内する。したがって、第２直線案内装置
１１３は、横滑動体１１０と共に第１直線案内装置１１
２に沿って水平方向へ、および独自に垂直方向へと、ど
ちらにも移動可能である。第２直線案内装置１１３の垂
直移動するために、歯付ベルト・ドライブと、横滑動体
１１０に対する第２直線案内装置１１３の位置を検出す
べく横滑動体１１０に結合されたエンコーダ１０８と、
を含む他の駆動手段１１４が設けられる。

【００７８】第１直線案内装置１１２は材料の縦軸に平
行に移動可能な支持されている。従って、第２直線案内
装置１１３は、棒状材料１０１の縦軸に直交する平面内
の垂直および水平方向の移動可能性以外に、材料１０１
の縦軸つまり図１４の図面の平面と直交する軸と平行に
移動することもできる。したがって、第２直線案内装置
１１３の下端部に配置したレーザ・センサ１０４の測定
ヘッド１０５は、３次元曲線沿って、特に任意の方向を
向いた直線に沿って移動することができ、材料１０１の
種々の表面に沿って案内される。

【００７９】図１３および図１４、ならびに図１８の概
略図に示すように、測定ヘッド１０５は、旋回手段１１
９を介して、第２直線案内装置１１３の下端部に接続さ
れている。旋回手段１１９は、測定ヘッド１０５から出
るレーザ・ビーム１２９がそれぞれ走査される材料の表
面に垂直に衝突するように、第２直線案内装置１１３に
対して測定ヘッド１０５を旋回せしめる。

【００８０】図１８から明らかなように、測定手段１０
３は特に、センサ手段１０４の測定ヘッド１０５が３つ
の軸方向に移動かつ旋回でき、材料１０１の前表面１３
２および横表面１３３の両方を単一の測定ヘッド１０５
で走査できると、いう点に特徴を有する。

【００８１】材料１０１は、測定ヘッド１０５を材料１
０１の様々な表面を通過して案内せしめる適宜の制御シ
ステムに従って測定される。

【００８２】材料の自動貯蔵および取出しに関して重要
なことは、材料１０１の断面形状を検知することであ
る。この目的のために、最初に、材料１０１との衝突領
域外の支持手段１０２の端部の基本位置へセンサ手段１
０４を移動する。つまり、第１直線案内装置１１２を縦
方向案内装置１０９に沿って、図１８にＸ方向と記され
ている縦方向に移動し、測定ヘッド１０５が材料１０１
の前表面１３２の前部で案内可能となるようにする。

【００８３】次に、旋回手段１１９により測定ヘッド１
０５を、前表面１３２と直角をなす角位置にまで旋回す
る。つまり、測定ヘッド１０５から出るレーザ・ビーム
１２９が縦方向Ｘと平行になるようにする。

【００８４】次の段階で、測定ヘッド１０５を、材料１
０１が支持されている支持面と平行に案内して、材料の
前表面１３２を通過させる。つまり、横滑動体１１０
が、第２直線案内装置１１３をその上に支持した状態
で、第１直線案内装置１１２に沿ってＹ方向（図１８）
に移動される。その結果、レーザ・ビーム１２９は、材
料の前表面１３２に衝突する。図２０から明らかなよう
に、これにより、測定ヘッド１０５が案内されて通過す
るときに、レーザ・センサ１０４の信号レベルに変化が
生じる。したがって最初の信号変化は材料の輪郭の開始
を意味し、信号レベルの降下に対応する最後の信号変化
は、輪郭の終りを表わす。測定ヘッド１０５が材料１０
１を通過して案内される際、エンコーダ１１５によって
形成される経路測定装置が、信号レベルの変化が起きる
測定ヘッド１０５のそれぞれの位置を検知する。

【００８５】検出され測定された経路データは、制御装
置（図示せず）の演算装置内で、レーザ・センサ１０４
からのレーザ・ビーム測定信号と結合される。このよう
にして、制御装置はまず、材料の前表面１３２の（Ｙ方
向の）中心を計算する。

【００８６】次の段階で、横滑動体１１０を固定しこの
横滑動体１１０に対して第２直線案内装置１１を移動す
ることによって、測定ヘッド１０５が、前記決定された
中心を通り材料の前表面１３２を通過して垂直方向に案
内される。第２直線案内装置１１３の位置を示すエンコ
ーダ１０８からのデータと、レーザ・センサ１０４から
の信号との組合せに基づき、材料の高さＨがこの段階で
制御装置によって計算される。

【００８７】図１３および図１４に示す実施例では、第
２直線案内装置１１３が横滑動体１１０および第１直線
案内装置１１２に対して移動するが、第２直線案内装置
１１３を横滑動体１０に対して静止させ、センサ手段１
０４を旋回手段１１９と共に第２直線案内装置１１３に
沿って移動させることもできる。直線案内装置のこうし
た態様を、図１８に線図で示す。同様に、縦方向案内装
置１０９に対して第１直線案内装置１１２を移動可能と
することにより、案内装置のＹ方向の移動可能性を確保
することも勿論可能である。その時、案内装置１１２を
滑動可能に支持するために、横滑動体１１０のごとき横
滑動体を案内滑動体１３１に設ける。

【００８８】材料の高さＨが決定された後、測定ヘッド
５は、Ｙ方向に材料の半分の高さ位置において水平方向
に材料の前表面を通過して案内され、材料の幅Ｗを検知
する。幅Ｗは、レーザ・ビーム測定信号とエンコーダ１
１５の測定経路データの組合せに基づき、既述の方法に
従って制御装置により計算される。

【００８９】中空材の場合には、材料の前表面１３２を
走査することによって、壁の厚さｔも計算される。さら
に、制御装置は、図２０に示すように、記憶手段に保存
された演算論理に従って、丸材と平材の区別を行なうこ
とができる。平材とは対照的に、丸材の場合、コンベア
チェーン・ベルト１２５および支持ボルト１２７によっ
て形成される支持面と、押圧ボルト１２８によって形成
される規制面との間にできる角部は、材料で満たされな
い。例えば、測定ヘッド１０５を、支持面から材料の高
さの半分よりわずかに高いか或いは低い高さで、押圧ボ
ルト１２８の支持面からＹ方向に水平に材料の前表面１
３２を通過するように案内すると、押圧ボルトの規制面
から所定の距離だけ離れた位置で最初の信号変化が起き
る。したがって、制御装置はその材料１０１が丸材であ
ると認識する。丸材と平材の区別を行なうために、他の
移動経路を採用することもできる。

【００９０】さらに、複雑で不規則な形状の材料の場
合、支持面に平行（つまりＹ方向）、および規制面に平
行（つまりＺ方向）に、多数の走査を行なうことによ
り、多数のデータを得ることができ、異形材データベー
スの形で記憶手段に保存されたモデル・データと比較す
ることによって材料のそれぞれの輪郭を正確に決定する
ことができる。

【００９１】センサ手段１０４が材料１０１の断面を検
知した後、旋回手段１１９により測定ヘッド１０５がＺ
方向（図１８）を向けられ、測定ヘッド１０５から出る
レーザ・ビーム１２９がＺ方向と平行になる。さらに、
第１直線案内装置１１２および第２直線案内装置１１３
は、測定ヘッド１０５を材料１０１上で、Ｙ方向の中心
位置に位置決めする。第１直線案内装置１１２は次に、
縦方向案内装置１０９に沿ってＸ方向に移動され、これ
により測定ヘッド１０５は、材料１０１上を縦方向に上
記の位置で案内される。Ｘ方向への移動中に、駆動手段
１０７の歯付ベルト・ドライブに結合されたエンコーダ
は、最初の信号変化および最後の信号変化が発生する測
定ヘッド１０５の位置を検出する。制御装置は、対応す
るレーザ・ビーム測定信号および測定経路データから、
材料１０１の長さＬ０を計算する。

【００９２】Ｘ−Ｚ面における材料の真直度および傾斜
位置を決定するために、材料１０１の表面から測定ヘッ
ド１０５までの距離を、Ｘ方向に移動中に、一定間隔で
測定する。この目的のために、制御装置は演算装置を使
用して、検出された距離を、駆動手段１０７に結合され
たエンコーダによって決定される測定経路データと結合
し、図２１に示すように、Ｘ−Ｚ面における材料の傾斜
位置および真直度に対応する、材料の走査表面線の角位
置および曲率を計算する。このような材料１０１の真直
度を測定する場合、高精度の測定にとって特に有利な本
実施例の利点は、縦方向案内装置１０９および２つの直
線案内装置１１２、１１３を備えた案内装置１０６が門
型構造を有すること、および直接経路測定のために歯付
ベルト・ドライブにエンコーダが直接結合されているこ
とである。

【００９３】次の段階で、旋回手段１１９は、測定ヘッ
ド１０５から出るレーザ・ビームがＹ方向に伸長するよ
うに、測定ヘッド１０５をＹ方向に旋回し、かつ、第２
直線案内装置１１３は、測定ヘッド１０５を、材料１０
１の半分の高さ位置で材料１０１の横方向に位置決めす
る。測定ヘッド１０５はこの位置でＸ方向に材料１０１
を通過するように案内され、上述の方法でＸ−Ｙ面にお
ける棒材の真直度および傾斜位置を検出する。

【００９４】図１５および図１６に示すように、測定ヘ
ッド１０５を旋回する旋回手段１１９は、それぞれ２つ
の位置の間で旋回軸γおよびδを中心に９０°旋回でき
る２つの直列接続された旋回部材１２０、１２１を含
む。第１旋回部材１２０は、保持ブラケット１３４によ
って、第２直線案内装置１１３の下端部に固定接続され
る。第１調整部材１２０の第１調整リング１３５は、旋
回軸γを中心に９０°回転可能である。旋回軸γを中心
に第１調整部材１２０によって第２調整部材１２１を旋
回することができるように、第２調整部材１２１は、保
持ブラケット１３６によって、第１調整部材１３５にし
っかりと結合される。第２調整部材１２１は、軸δを中
心に９０°回転可能な第２調整リング１３７を有する。
リング１３７は、測定ヘッド保持手段１３８を介してそ
こに取り付けられた測定ヘッド１０５を有する。測定ヘ
ッド１０５は、例えば圧縮空気によって、または回転磁
界磁石によっても作動することのできる２つの旋回部材
１２０、１２１の直列接続により、２つの軸γおよびδ
を中心に旋回可能である。この解決法は特に単純である
が、それにもかかわらず、適切な精度を確保する。な
お、測定ヘッド１０５を３つの軸方向に旋回するように
支持することもできる。

【００９５】図１５および図１６と比較して、図１７
Ａ、図１７Ｂ、および図１７Ｃは、旋回手段１１９の代
替実施例を示し、ここでは、２つの直列接続した旋回部
材２２０、２２１がピボット／旋回継手を形成する。第
１旋回部材２２０は、水平軸Ａを中心に回転できるよう
に、保持板１３９の横表面上に支持され、第２旋回部材
２２１は、軸Ａと４５°の角度をなす軸Ｂを中心に回転
するように、第１旋回部材２２０の傾斜表面２２０ａ上
に支持される。この配列により、図１７Ａに示す旋回部
材の位置で、レーザ・ビーム１２９は垂直方向に向けら
れ、第１旋回部材２２０がこの位置から９０°回転する
と、レーザ・ビーム１２９は、図１７Ｂに示すように軸
Ａに直交する第１水平方向まで回転し、この方向に向け
られる。一方、第２旋回部材２２１を上記の位置から１
８０°回転すると、レーザ・ビーム１２９は、図１７Ｃ
に示すように、軸Ａに平行な第２水平方向まで回転し、
この方向に向けられる。なお保持板１３９は、第２直線
案内装置１１３の下端部にしっかりと接続されているこ
とに注意されたい。

【００９６】本発明の上述の実施例では、非常に様々な
大きさの材料を高い精度で測定することができる。例え
ば、図１８に概略的に示すように、８００mmから最高６
６００mmまでの長さの棒材を支持手段１０２に置き、最
大誤差１mmで測定することができる。支持される長さｄ
も６６００mmである。材料の高さＨおよびその幅Ｗはそ
れぞれ、最高３２０mmとすることができる。ここで特に
有利な特徴は、支持手段１０２上で材料を所定の位置に
位置決めする必要が無く、特に停止体と接触させる必要
が無く、材料の前表面を例えば１００mmの許容誤差範囲
内に位置決めするだけでよいことである。したがって、
支持面上において材料の面倒な移動を行なう必要が無
い。

【００９７】２つの直線案内装置１１２、１１３を横滑
動体１１０によって接続した、図１３および図１４によ
る上述の実施例以外に、図１９に示すように、少なくと
も２つの回転アーム１１７、１１８で測定ヘッドを、材
料１０１の縦方向に直交する平面内で、つまり図１９の
Ｘ方向に直交する平面内で案内する回転アーム案内装置
１１６を設けることもできる。回転アーム案内装置１１
６は、案内装置滑動体１３１（図１４参照）と同様に縦
方向案内装置１０９上に滑動可能に支持された滑動体１
４０によって、縦方向案内装置１０９上で縦方向つまり
Ｘ方向に滑動可能に案内される。第１回転アーム１１７
は、縦方向案内装置１０９の縦方向に平行な第１軸を中
心として、滑動体１４０に対して回転可能に支持され、
駆動手段（図示せず）によって回転される。第２回転ア
ーム１１８は、第１回転アーム１１７上に支持され、同
じくＸ軸に平行な第２軸を中心として、第１回転アーム
１１７に対して回転される。なお第２回転アーム１１８
を回転させる駆動手段および、第２回転アーム１１８に
配置された測定ヘッド１０５の位置を検出すべく駆動装
置に結合された経路測定センサは図示されない。測定ヘ
ッド１０５は、上記実施例の一つに対応する旋回手段１
１９を介して第２回転アーム１１８の下端部に接続さ
れ、測定ヘッド１０５は第２回転アーム１１８に対して
旋回可能に支持される。

【００９８】実質的に回転アーム・ロボットに対応する
回転アーム案内装置１１６は、縦方向案内装置１０９上
の可動支持体１４０および旋回手段１１９と共に、測定
ヘッド１０５が任意の方向を向く様々な直線に沿って材
料の表面を通過するように案内することを可能とする。
材料の断面、長さ、および真直度は、図１３、図１４の
実施例について説明した方法で検出されるので、反復す
る詳細な説明は省略する。

【００９９】本発明による材料測定装置の上記実施例
は、なかんずく、材料の断面および材料の長さの両方だ
けでなく、その真直度をも単純なセンサ手段によって検
出することができるという点で、先行技術と区別され
る。繰り返しになるが、案内装置上に多数の（例えば３
個の）測定ヘッドを配置し、測定ヘッドをそれに従って
様々な走査方向に配向させることも可能であることを、
もう一度指摘したい。そのような場合には、旋回手段を
省くことができる。

【０１００】以上の実施例では、材料の測定について、
材料をのこ盤などの加工機械のローラ・コンベアに供給
する横コンベア手段と組み合わせて説明した。測定手段
の配列の位置に関しては、これはいうまでもなく一例に
すぎない。測定は、例えばローラ・コンベア自体の内部
で、つまり材料がローラ・コンベアに供給された後で、
あるいは、材料貯蔵庫内、例えば丸材の片持ち式貯蔵庫
（棚形貯蔵庫）で、あるいは、材料倉庫の外側で、材料
倉庫に供給される材料を測定することによっても実行す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による材料測定装置の正面
全体図である。

【図２】図１において矢印ＩＩで示す、前記第１測定手
段の一部の側面図である。

【図３】図２に示された第１測定手段の一部の、３つの
異なる旋回位置での側面図である。

【図４】図１において矢印ＩＶで示すコンベア手段の詳
細図であり、コンンベア手段は、チェーン・ベルトおよ
び押しボルトを含み、材料は、押圧ボルトに接触してチ
ェーン・ベルト上に載置されている。

【図５】図１の実施例による第１測定手段が２つの異な
る旋回位置にあるときに、様々な材料の断面について、
レーザ測定装置のレーザ測定ビームの信号レベルと、材
料の前表面に対するレーザ測定装置の位置との関係を示
すグラフ図である。

【図６】本発明の第２実施例による材料測定装置の部分
上面図であり、第２測定手段は代替的にレーザ測定装置
または超音波測定装置を含む。

【図７】図６において矢印ＶＩＩで示される、本発明の
第２実施例の一部の側面図であり、コンベア手段は、チ
ェーン・ベルトと押圧ボルトとを有し、材料は、押圧ボ
ルトに接触してチェーン・ベルト上に静止している。

【図８】図６の実施例による様々な旋回位置の第２測定
手段の側面図であり、この測定手段が支持面と平行な第
１位置、材料の前表面の対角線と平行な第２位置、およ
び規制面と平行な第３位置にある状態を示す。

【図９】本発明の第３実施例による材料測定装置の上面
全体図である。

【図１０】図９に於いて矢印Ｘで示す前記第１測定手段
の一部の側面図であり、この測定手段は、関連センサ手
段、および第１、第２案内装置を含む。

【図１１】図１０に示される第１および第２案内装置の
拡大側面図である。

【図１２】図９の実施例による第１案内装置が異なる旋
回位置にあるときに、様々な材料の断面について、レー
ザ測定装置のレーザ測定ビームの信号レベルと、材料の
前表面に対するレーザ測定装置の位置との関係を示すグ
ラフ図である。

【図１３】本発明の第４実施例による材料測定装置の正
面全体図である。

【図１４】図１３の本発明の実施例による、様々な位置
にある案内装置に配置されたセンサ手段を含む材料測定
装置の側面図である。

【図１５】図１３の実施例によるセンサ手段の測定ヘッ
ドを旋回させる旋回手段の詳細側面図である。

【図１６】図１５に類似しているが、図１３の実施例に
よる測定ヘッドが別の旋回位置にあるときの前記旋回手
段の詳細図である。

【図１７】 図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃは、図１３
の実施例によるセンサ手段の測定ヘッドを旋回させる別
の旋回手段の部分図であり、この旋回手段が様々な位置
にある状態をそれぞれ側面図および正面図で示す。

【図１８】図１３の実施例による案内装置の運動形態を
示す斜視全体線図である。

【図１９】本発明の第５実施例による材料測定装置の案
内装置の運動形態を示す斜視線図である。

【図２０】図１３および図１９の実施例によるレーザ・
センサが２つの異なる位置にあるときに、様々な材料の
断面について、レーザ・センサのレーザ測定ビームの信
号レベルと、材料の前表面に対するレーザ・センサの位
置との関係を示すグラフ図である。

【図２１】図２０に類似しているが、図１３および図１
９の実施例によるレーザ・センサが２つの異なる位置に
ある場合について、材料をその縦方向に走査するときの
レーザ・センサのレーザ測定ビームの信号レベルと、レ
ーザ・センサの位置との関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 第１測定手段 ２ 第２測定手段 ３ 前表面 ４ 後表面 ５ 材料 ６ センサ手段 ７ 測定ヘッド ８ 測定キャリッジ ９ 案内装置 １０ 経路測定手段 １１ 支持面 １２ 支持手段 １３ 駆動手段 １４ 測定キャリッジ １８ 触覚センサ ２３ チェーン・ベルト ２７ キャリッジ案内装置 ２８ ピニオン １０３ 測定手段 １０４ センサ手段 １０５ 測定ヘッド １０６ 案内装置 １０９ 縦方向案内装置 １１０ 横滑動体 １１２ 第１直線案内装置 １１３ 第２直線案内装置 １２５ チェーン １２７ 支持ボルト １２９ レーザ・ビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ワシオ、イソミ ドイツ連邦共和国 ディー−40670 メー アブッシュ カンパーヴェーク ６ (72)発明者 ベルナー ラテン ドイツ連邦共和国 ディー−33813 アー リングハウゼン アドルフ ズルテマイヤ ーストラッセ 24

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料を支持し大まかにその位置を調整す
   る支持手段と、材料の長さを検出する測定手段と、測定
   値を保存する記憶手段を含む制御装置とから成る、棒状
   材料を測定する装置において、前記測定手段（１、１０
   ３）は材料（１、１０１）の断面寸法を検出するセンサ
   手段（６、１０４）を装備することを特徴とする材料寸
   法測定装置。
2. 【請求項２】 前記センサ手段（６、１０４）が、案内
   装置（９、３４、１０６）上に滑動可能に支持され且つ
   駆動手段（１３、３５、１１４、１３２）によって移動
   される測定ヘッド（７、１０７）を備えること、および
   前記案内装置（９、３４、１０６）に対する前記測定ヘ
   ッド（７、１０５）の位置を検出するための経路測定手
   段（１０、３６、１０８、１１５）を備えることを特徴
   とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記センサ手段がレーザ・センサ（１０
   ４）を装備することを特徴とする、請求項１および２の
   少なくとも１つに記載の装置。
4. 【請求項４】 前記制御装置が、断面を決定するために
   前記経路測定装置（１０、３６、１０８、１１５）の測
   定経路データを前記レーザ・センサ（１０４）のレーザ
   ・ビーム測定信号と結合する評価装置から成ることを特
   徴とする、請求項１ないし３の少なくとも１つに記載の
   装置。
5. 【請求項５】 縦方向案内装置（１０９）の縦方向と直
   角をなす平面内に横滑動体（１１０）および２つの直線
   案内装置（１１２、１１３）を設け、前記両直線案内装
   置のうちの第１案内装置（１１２）を前記縦方向案内装
   置（１０９）上に少なくとも縦方向に滑動可能に支持
   し、かつ測定ヘッド（１０５）を配置した前記両直線案
   内装置の内の第２案内装置（１１３）を前記第１直線案
   内装置（１１２）上に支持することを特徴とする請求項
   ２または３記載の装置。
6. 【請求項６】 前記測定ヘッド（１０５）が前記第２直
   線案内装置（１１３）上に滑動可能に支持されかつ駆動
   手段によって駆動されること、および、前記第２直線案
   内装置（１１３）が前記第１直線案内装置（１１３）に
   沿って滑動自在に支持されかつ駆動手段（１３２）によ
   って駆動されることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 測定ヘッド（１０５）が第２直線案内装
   置（１１３）の下端部に固定され、第２直線案内装置
   （１１３）が横滑動体（１１０）に滑動可能に支持さ
   れ、横滑動体が第１直線案内装置（１１２）に滑動可能
   に支持されることを特徴とする請求項５記載の装置。
8. 【請求項８】 前記経路測定装置は、縦方向案内装置に
   対する前記第１直線案内装置（１１２）の位置を検出す
   る第１測定センサと、第１直線案内装置（１１２）に対
   する第２直線案内装置（１１３）の水平位置を検出する
   第２経路測定センサ（１１５）と、第２直線案内装置
   （１１３）に対する測定ヘッド（１０５）の位置、また
   は第１直線案内装置（１１２）に対する第２直線案内装
   置（１１３）の垂直位置を検出する第３経路測定センサ
   （１０８）とを備えることを特徴とする請求項６または
   ７記載の装置。
9. 【請求項９】 前記経路測定装置は、エンコーダが結合
   された歯付ベルト・ドライブを備えることを特徴とする
   請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 測定ヘッド（１０５）を案内するため
    に、材料の縦方向と直角をなす平面内に、少なくとも２
    つの回転アーム（１１７、１１８）を有する回転アーム
    案内装置（１１６）を設け、前記回転アーム案内装置を
    縦方向案内装置（１０９）上に縦方向に滑動可能に支持
    し、第１回転アーム（１１７）を材料支持手段（１０
    ２）の縦方向に平行な第１軸を中心として縦方向案内装
    置（１０９）に対し回転可能とし、第２回転アーム（１
    １８）は前記支持手段（１０２）の縦方向に平行な第２
    軸を中心として前記第１回転アーム（１１７）に対し回
    転可能とすることを特徴とする請求項３または４に記載
    の装置。
11. 【請求項１１】 測定ヘッド（１０５）を案内装置（１
    ０６）に対して旋回させるために旋回手段（１１９）を
    設けることを特徴とする請求項２ないし１０の少なくと
    も１つに記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記測定ヘッド（１０５）は少なくと
    も２つの軸を中心に旋回可能であることを特徴とする請
    求項１１記載の装置。
13. 【請求項１３】 旋回手段（１１９）は、それぞれ旋回
    軸を中心に２つの位置の間で９０°旋回可能な２つの直
    列接続した旋回部材（１２０、１２１）を備え、前記両
    旋回部材（１２０、１２１）の旋回軸が相互に直交する
    ように前記旋回部材（１２０、１２１）を配置すること
    を特徴とする請求項１１記載の装置。
14. 【請求項１４】 センサ手段（１０４）は材料（１０
    １）の真直度を検出することを特徴とする請求項１記載
    の装置。
15. 【請求項１５】 前記測定ヘッド（１０５）を縦方向案
    内装置（１０９）上で、前記材料支持手段（１０２）の
    縦方向に滑動可能に案内することを特徴とする、請求項
    １４記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記センサ手段（７）は第１案内装置
    （９）上に滑動可能に支持され且つ第１駆動手段によっ
    て駆動可能であり、前記第１案内装置（９）は第２案内
    装置（３４）上に滑動可能に支持されかつ第２駆動手段
    （３５）によって駆動可能であることを特徴とする請求
    項２記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記センサ手段（６）はレーザ測定手
    段を含み、前記材料（５）の前表面（３）を走査するた
    めに、レーザ測定ビームの向きを変える変向装置を設け
    てなることを特徴とする請求項２記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記レーザ測定手段の測定ヘッド
    （７）を、案内装置（９）上に滑動可能に支持され且つ
    駆動手段（１３）によって駆動可能な測定キャリッジ
    （８）上に配置し、材料（５）の前面（３）のレーザ走
    査中の前記測定ヘッド（７）の位置を検出するために測
    定装置（１０）を設けることを特徴とする請求項１記載
    の装置。
19. 【請求項１９】 前記案内装置（９）は、前記材料支持
    手段（１２）の支持面（１１）と規制面（２６）との交
    差軸に実質的に平行な軸を中心に旋回可能であり、前記
    案内装置（９）が第１位置のとき、測定キャリッジ
    （８）は前記支持手段（１２）上に支持された材料
    （５）の前表面の対角線に平行に駆動可能であり、前記
    案内装置（９）が第２位置のとき、支持手段（１２）の
    支持面（１１）と平行に駆動可能であることを特徴とす
    る請求項１８記載の装置。
20. 【請求項２０】 制御装置は、前記材料（５）の断面形
    状を決定するために、経路測定装置（１０）の測定経路
    データを前記レーザ測定手段のレーザ・ビーム測定信号
    と結合する演算装置を有することを特徴とする請求項１
    ８または１９に記載の装置。
21. 【請求項２１】 駆動手段（１３）に、経路測定のため
    のエンコーダ（１０）を結合した歯付ベルト・ドライブ
    （１７）を設けることを特徴とする請求項１８ないし２
    ０の少なくとも１つに記載の装置。
22. 【請求項２２】 前記センサ手段（６）はレーザ測定手
    段から成り、前記材料（５）の前表面（３）を走査する
    ためにレーザ測定ビームの向きを変える変向装置を設け
    ることを特徴とする請求項１８記載の装置。
23. 【請求項２３】 前記材料支持手段は材料（５）を横移
    動させるコンベア手段（１２）であり、前記コンベア手
    段（１２）は押圧ボルト（２５）を取り付けたコンベア
    チェーン・ベルト（２３）を装備し、前記コンベアチェ
    ーン・ベルト（２３）は前記支持面（１１）を形成し、
    前記押圧ボルト（２５）は前記規制面２６）を形成する
    ことを特徴とする請求項１、１６、または１８に記載の
    装置。
24. 【請求項２４】 基準点から前記支持手段上に支持され
    た前記材料（５）の第１前表面および対置する第２前表
    面までの距離を検出するために、第１および第２測定手
    段（１、２）を設けることを特徴とする請求項１記載の
    装置。
25. 【請求項２５】 少なくとも前記第１測定手段（１）に
    センサ手段（６）を設けることを特徴とする請求項２４
    記載の装置。
26. 【請求項２６】 前記第２測定手段（２）は、前記支持
    手段（１２）の前記支持面（１１）と前記規制面（２
    ６）との交差軸に実質的に平行に滑動可能に支持された
    測定キャリッジ（１４）と、この測定キャリッジ（１
    ４）上に配置された触覚センサ（１８）と、前記測定キ
    ャリッジ（１４）を前記材料（５）の後表面（４）に向
    かって駆動する駆動手段（１５）と、前記測定キャリッ
    ジ（１４）の位置を検出する経路測定手段（１６）と、
    を有することを特徴とする請求項２４または２５に記載
    の装置。
27. 【請求項２７】 前記駆動手段（１５）は、経路測定の
    ためにエンコーダ（１６）を結合した歯付ベルト・ドラ
    イブから成ることを特徴とする請求項２６記載の装置。
28. 【請求項２８】 前記第２測定手段（２）は、基準点か
    ら一定距離に配置したレーザ測定ヘッド（２０）または
    超音波測定ヘッド（２４）を有するレーザ測定装置（１
    ９）または超音波測定装置（２２）から成ることを特徴
    とする請求項２４ないし２７の少なくとも１つに記載の
    装置。
29. 【請求項２９】 前記第２測定手段（２）は、前記支持
    手段（１２）の支持面（１１）と支え面（２６）の交差
    軸と直角をなす方向に前記材料（５）の後表面（４）を
    走査するために前記レーザまたは超音波測定ヘッド（２
    ０、２４）を滑動可能に支持した案内装置（２１）を有
    することを特徴とする請求項２８記載の装置。
30. 【請求項３０】 前記材料支持手段は、材料（５）を横
    移動するコンベア手段（１２）であり、前記コンベア手
    段（１２）は押圧ボルト（２５）を取り付けたコンベア
    チェーン・ベルト（２３）を装備し、前記コンベアチェ
    ーン・ベルト（２３）は前記支持面（１１）を形成し、
    前記押圧ボルト（２５）は前記規制面（２６）を形成す
    ることを特徴とする請求項２４ないし２８の少なくとも
    １つに記載の装置。
31. 【請求項３１】 材料の前表面に平行な平面内の２つの
    方向に移動可能で且つ材料の表面を検出可能のセンサ
    と、このセンサの移動距離を記録する記録手段を用いる
    ことにより、棒状材料の断面寸法を測定する方法におい
    て、 （ａ）センサを材料の表面の前の第１直線経路に沿って
    移動させ、この第１直線経路に沿った材料の表面の縁部
    の位置を検出し、 （ｂ）検出された位置の平均値を取ることによって、前
    記第１直線経路に沿った材料表面の中心位置を計算し （ｃ）前記センサを、前記第１直線経路と直角をなす方
    向に伸長する第２直線経路に沿って、前記計算された中
    心位置を通過して移動させ、第２直線経路に沿った材料
    表面の縁部の位置を検出し、 （ｄ）前記段階（ｃ）で検出された材料表面の縁部の位
    置から材料の高さを演算することを特徴とする方法。
32. 【請求項３２】 請求項３１の方法にして、 （ｅ）前記センサを、第１直線経路に平行であって、材
    料支持面から材料の高さの半分の距離の高さに位置する
    第３直線経路に沿って、材料表面の前方を通過して移動
    させ、 （ｆ）第３直線経路に沿った材料表面の縁部の位置を検
    出し、 （ｇ）段階（ｆ）で検出された位置から材料の幅を検出
    することを特徴とする方法。
33. 【請求項３３】 請求項３１の方法にして、 （ｈ）前記センサを、第１直線経路に平行であって、材
    料支持面から材料の高さの半分より少し高いか或いは少
    し低い高さに位置する第４直線経路に沿って、材料表面
    の前方を通過して移動させ、 （ｉ）第４直線経路に沿った材料表面の縁部の第１位置
    を検出し、 （ｊ）段階（ｉ）で検出された第１位置から、材料の断
    面形状が丸形か或いは矩形かを決定することを特徴とす
    る方法。
34. 【請求項３４】 請求項３１の方法にして （ｋ）前記センサを、材料の支持面および規制面に平行
    に、材料の前表面を通過して、複数回移動させ、 （ｌ）前記段階（ｋ）で得られた複数の測定データと、
    格納装置に格納された標準データとを比較し、材料の断
    面形状を決定することを特徴とする方法。