JPH088408Y2 - 非接触長さ測定装置 - Google Patents

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
および中心位置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セン
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２
７，２７，２８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２
５，２５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、一対のタッチセンサー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２
５，２５をコイルＣに接近させ、一対のタッチセンサー
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、タッチセンサー２３
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センサー２
３，２３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。（１） タッチセンサー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。（２） 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。（３） テーブル２５を待機位置と測定位置との間を移動
させなければセンサーがコイル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
ら被測定物の長さを算出する距離測定手段と前記一対の
フォトセンサー間の中心と被測定物の中心のずれの距離
を前記一対のセンサーの測長距離から算出する演算手段
と、前記ずれの片寄り側を判別するセンサー作動検知回
路と、被測定物の積載台車の待機位置から前記被測定物
の中心までの走行距離を算出する台車停止位置設定回路
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
対のフォトセ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、フォトセン
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
ォトセ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セ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３
２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４
１１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フォトセンサー４３１，４３
２と、ピニオン４０の回転及び第１、第２フォトセンサ
ー４３１，４３２によって作動し第１、第２フォトセン
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
設定する原点センサー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センサー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と一対の小径ローラ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６
３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７３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
対のフォトセンサー４３１，４３２の内、どちらのフォ
トセ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】フォトセンサー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
トセンサー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
ォトセンサー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３
０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フォトセンサー
４３１は、原点センサー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
トセンサー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フォトセンサー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
センサー４３１と第２フォトセンサー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
ォトセンサー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４１１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
センサー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フォトセンサー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。ＰＬＧ７０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フォトセンサー４３１，４３２
の何れか一方のフォトセンサー、図１において第１フォ
トセンサー４３１の光がコイルＣの一方の端部Ｃ１に遮
られると、第１フォトセンサー４３１はコイルＣの一方
の端部Ｃ１を検知する。同時にセンサー作動検知回路７
２は、第１フォトセンサー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７
３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フォトセンサー４
３１の移動距離Ｌ１を算出する。

【００１５】一対のフォトセンサー４３１，４３２は、
なおも互いに接近移動し、第２フォトセンサー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フォトセンサー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セ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、セ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セ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
対のフォトセンサーは終点センサー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。（１） フォトセ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。（２） フォトセ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、セ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。（３） ロッドレスシリンダと、一対のフォトセンサーを
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。（４）一対のフォトセンサーによる被測定物の測長手段
とセンサー作動検知回路とにより被測定物の中心位置下
方に積載台車を移動させて停止させることができるの
で、該台車の昇降可能な被測定物（コイル）置台上に被
測定物の中心を搭載できるから、コイルのような大重量
の被測定物を安全確実に転倒させることなく安定して搬
送することができる。

【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 フォトセンサー

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被測定物の長さを算出する
   距離測定手段と前記一対のフォトセンサ間の中心と被測
   定物の中心のずれの距離を前記一対のセンサーの測長移
   動距離から算出する演算手段と、前記ずれの片寄り側を
   判別するセンサー作動検知回路と、被測定物積載台車の
   待機位置から前記被測定物の中心までの走行距離を算出
   する台車停止位置設定回路とを有する、非接触長さ測定
   装置。