JP2017049019A - Long-sized material length measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、長尺材長測定装置に係り、特に、異なる長さの長尺材に対しても高精度で長さを測定することができる長尺材長測定装置に関する。 The present invention relates to a long material length measuring device, and more particularly to a long material length measuring device capable of measuring a length with high accuracy even for long materials having different lengths.
従来から、長尺のC型鋼材などの長さをオンラインで測定する長尺材長測定装置が用いられてきた。長尺材長測定装置の例としては、コンベヤの一側にアクチュエータの作動により進退動するタッチローラを設けると共に、回転数を検出するパルスゼネレータを設けてなる装置本体と、コンベヤ上を移動する鋼材を装置本体の上流側と下流側にて夫々検出する光電スイッチと、上流側の光電スイッチで鋼材の先端が達したことが検出されたときアクチュエータを所定時間後に進出動させるタイマとを具備するものがあった。そして、両光電スイッチの間隔および下流側の光電スイッチで鋼材の先端が通過したことが検出されたときから上流側の光電スイッチで鋼材の後端が通過したことが検出されたときまでのパルスゼネレータにより検出されるタッチローラの従動回転数から鋼材の長さを演算により求める(特許文献1参照)。 Conventionally, a long material length measuring device for measuring the length of a long C-shaped steel material on-line has been used. As an example of the long material length measuring device, a touch roller that moves forward and backward by the operation of an actuator is provided on one side of the conveyor, and a device main body provided with a pulse generator that detects the number of rotations, and a steel material that moves on the conveyor Including a photoelectric switch that detects the upstream and downstream sides of the apparatus main body, and a timer that causes the actuator to advance after a predetermined time when the upstream photoelectric switch detects that the tip of the steel material has been reached. was there. And the pulse generator from the time when it was detected that the front end of the steel material passed by the interval between both photoelectric switches and the downstream photoelectric switch to the time that the rear end of the steel material was detected by the upstream photoelectric switch The length of the steel material is obtained by calculation from the driven rotation speed of the touch roller detected by the above (see Patent Document 1).
また、その他の長尺材長測定装置の例としては、基本構成は特許文献1と同様であるが、鋼材の有無を検出するためのセンサの数を増やして、演算によって測定精度を高めようとするものがあった(特許文献2及び特許文献3参照)。
As another example of the long material length measuring device, the basic configuration is the same as that of
しかしながら、上記先行技術文献に係る長尺材長測定装置には、構造上の理由から以下のような問題点があった。
(1)測定精度が悪い。
(2)装置構成が複雑となる。
However, the long material length measuring device according to the above prior art document has the following problems for structural reasons.
(1) The measurement accuracy is poor.
(2) The device configuration is complicated.
以下に、上記各問題点の理由について説明する。先ず、(1)の測定精度が悪い点であるが、特許文献1の長尺材長測定装置では、鋼材を搬送する際に鋼材を案内するガイドが設置されておらず、また、タッチローラも鋼材の横に接触させる構造である。このため、搬送に伴う鋼材の振動で、タッチローラが鋼材から離れてしまい、測定精度を悪化させてしまう。また、(2)の装置構成が複雑になる点は、長尺材の長さに応じて検出センサを多数設けなければならず、検出センサだけではなく、これに伴う配線設備の増加も必要となる。加えて、多数のセンサから出力されるデータを処理するためのシステム構成も複雑となる。
The reason for each of the above problems will be described below. First, although the measurement accuracy of (1) is bad, the long material length measuring device of
上記問題点に鑑みて、本発明の一側面では、簡易な構造で、異なる長さの長尺材の長さを高精度で測定できる長尺材長測定装置を提供する。 In view of the above problems, according to one aspect of the present invention, there is provided a long material length measuring device that can measure the lengths of long materials having different lengths with a simple structure.
上記課題に鑑み、第1の手段は、長尺材の搬送路の上流側及び下流側に配置されて長尺材の有無を検出する第1及び第2のセンサと、これら第1及び第2のセンサの間に設置されて所定時間内の長尺材の移動量を計測する移動量計測手段とを備え、移動量計測手段の上流側の近傍に、長尺材の振動を抑えながらガイドするガイド手段を備えている、という構成を採っている。このような構成により、移動量計測手段においては、ガイド手段によって長尺材の振動が抑えられ、精度の高い移動量計測ができる。 In view of the above problems, the first means includes first and second sensors that are arranged on the upstream side and the downstream side of the long material conveyance path to detect the presence or absence of the long material, and the first and second sensors. And a movement amount measuring means installed between the sensors for measuring the movement amount of the long material within a predetermined time, and guiding near the upstream side of the movement amount measuring means while suppressing the vibration of the long material. It is configured to have guide means. With such a configuration, in the movement amount measurement means, the vibration of the long material is suppressed by the guide means, and the movement amount measurement with high accuracy can be performed.
第2の手段は、第1の手段の構成に加え、所定時間は、第2のセンサが長尺材の先端を検知してから、第1のセンサが長尺材の後端を検知するまでの時間である、という構成を採っている。このような構成により、第1のセンサと第2のセンサの相互間距離に移動量を足し合わせることで、簡単に長尺材の長さを算出することができる。 In the second means, in addition to the configuration of the first means, the predetermined time is from when the second sensor detects the leading edge of the long material until the first sensor detects the trailing edge of the long material. It is a structure that is the time of. With such a configuration, the length of the long material can be easily calculated by adding the movement amount to the distance between the first sensor and the second sensor.
第3の手段は、第1又は第2の手段の構成に加え、ガイド手段は、長尺材の幅方向の両側から接触するガイドローラを備えている、という構成を採っている。このような構成により、ガイドローラが長尺材をしっかりと把持し、振動を効果的に抑制する。 In addition to the configuration of the first or second unit, the third unit adopts a configuration in which the guide unit includes a guide roller that contacts from both sides in the width direction of the long material. With such a configuration, the guide roller firmly holds the long material and effectively suppresses vibration.
第4の手段は、第1から第3の手段の何れかの構成に加え、ガイドローラは2組設けられており、第1組のガイドローラと第2組のガイドローラとは異なるタイミングで長尺材に接触する、という構成を採っている。このような構成により、第1組のガイドローラを必要な時だけ長尺材に接触させることができる。 In the fourth means, in addition to the configuration of any one of the first to third means, two sets of guide rollers are provided, and the first set of guide rollers and the second set of guide rollers are long at different timings. It is configured to be in contact with the scale material. With such a configuration, the first set of guide rollers can be brought into contact with the long material only when necessary.
第5の手段は、第1から第4の手段の何れかの構成に加え、ガイドローラは、少なくとも移動量計測手段が長尺材の移動量を計測しているときに長尺材に接触する、という構成を採っている。このような構成により、移動量計測時の測定精度を向上させることができる。 In the fifth means, in addition to the structure of any one of the first to fourth means, the guide roller contacts the long material at least when the movement amount measuring means measures the movement amount of the long material. , Is adopted. With such a configuration, it is possible to improve the measurement accuracy during movement amount measurement.
第6の手段は、第1から第5の手段の何れかの構成に加え、移動量計測手段は、長尺材に接触して回転する測定ローラと、測定ローラとの間に長尺材を狭持するように配置された補助ローラを備えている、という構成を採っている。このような構成により、測定ローラと補助ローラとがしっかりと長尺材を挟むため、測定ローラと長尺材の間の滑りが最小化され、測定精度が向上する。 In addition to the configuration of any one of the first to fifth means, the sixth means includes a moving amount measuring means that places the long material between the measuring roller rotating in contact with the long material and the measuring roller. It has a configuration in which an auxiliary roller arranged to be held is provided. With such a configuration, the measurement roller and the auxiliary roller firmly sandwich the long material, so that the slip between the measurement roller and the long material is minimized, and the measurement accuracy is improved.
第7の手段は、第1から第6の手段の何れかの構成に加え、移動量計測手段は、測定ローラの回転数を計数するロータリエンコーダを備える、という構成を採っている。このような構成により、大きな分解能を有するロータリエンコーダによって正確な移動量測定が可能となる。 The seventh means adopts a configuration in which the movement amount measuring means includes a rotary encoder that counts the number of rotations of the measuring roller in addition to any one of the first to sixth means. With such a configuration, it is possible to accurately measure the movement amount with a rotary encoder having a large resolution.
第8の手段は、第1から第7の手段の何れかの構成に加え、補助ローラを測定ローラに対して近接離間させるアクチュエータを更に備える、という構成を採っている。このような構成により、必要な時だけ補助ローラを長尺材に接触させることができ、それ以外は長尺材から離間させることができる。 The eighth means adopts a structure in which an actuator for moving the auxiliary roller close to and away from the measuring roller is further provided in addition to any of the structures of the first to seventh means. With such a configuration, the auxiliary roller can be brought into contact with the long material only when necessary, and the others can be separated from the long material.
第9の手段は、第1から第8の手段の何れかの構成に加え、測定ローラと補助ローラとは鉛直方向に延びる所定のレールに支持されており、長尺材の移動量を計測しているときに鉛直方向に移動可能である、という構成を採っている。このような構成により、仮に長尺材に反りや曲りがある場合でも、測定ローラと補助ローラがその反りや曲りに追従して、常に長尺材に接触し続ける。このため、測定ローラと長尺材の間に滑りが発生せず、正確な長さ測定が可能である。 In the ninth means, in addition to any one of the first to eighth means, the measurement roller and the auxiliary roller are supported by a predetermined rail extending in the vertical direction, and measure the amount of movement of the long material. It is possible to move vertically when moving. With such a configuration, even when the long material is warped or bent, the measurement roller and the auxiliary roller follow the warp or the bent and always contact the long material. For this reason, no slip occurs between the measuring roller and the long material, and an accurate length measurement is possible.
第10の手段は、第1から第9の手段の何れかの構成に加え、移動量計測手段の下流側近傍に他のガイド手段を備えている、という構成を採っている。このような構成により、長尺材の振動をより抑えることが可能となり、長さ測定の精度が更に向上する。 The tenth means adopts a configuration in which, in addition to any one of the first to ninth means, another guide means is provided in the vicinity of the downstream side of the movement amount measuring means. With such a configuration, it becomes possible to further suppress the vibration of the long material, and the accuracy of length measurement is further improved.
第11の手段は、第1から第10の手段の何れかの構成に加え、第1のセンサと第2のセンサの相互間距離Dと移動量計測手段からの移動量Xに基づいて長尺材の長さを算出する演算手段を更に備え、当該演算手段は、前記測定された移動量Xに比例した誤差の係数であって前記移動量Xに対する誤差の平均化処理で求められるメジャー係数Mと、移動量Xとは無関係な誤差Eによって長尺材の長さLをL=D+M×X+Eの数式で算出する算出機能を有する、という構成を採っている。このような構成により、長さの異なる長尺材を測定した場合でも、補正により測定誤差を非常に小さくすることができる。 The eleventh means is a long one based on the mutual distance D between the first sensor and the second sensor and the movement amount X from the movement amount measurement means, in addition to any one of the first to tenth means. An arithmetic means for calculating the length of the material is further provided, and the arithmetic means is an error coefficient proportional to the measured movement amount X, and is a measure coefficient M obtained by an error averaging process with respect to the movement amount X. In addition, a configuration is adopted in which a calculation function for calculating the length L of the long material by an equation L = D + M × X + E by an error E unrelated to the movement amount X is employed. With such a configuration, even when long materials having different lengths are measured, the measurement error can be greatly reduced by the correction.
本発明によれば、移動量計測手段の近傍に配置されたガイド手段により、長尺材の振動が効果的に抑制されて、長尺材の移動量を正確に計測することができる。また、長尺材の長さにかかわらず、適切な補正が可能であるため、様々な長さの長尺材の長さを同じ精度で計測することができる。 According to the present invention, the guide means arranged in the vicinity of the movement amount measuring means can effectively suppress the vibration of the long material and accurately measure the movement amount of the long material. Further, since appropriate correction is possible regardless of the length of the long material, the lengths of the long materials of various lengths can be measured with the same accuracy.
以下に、添付図面を参照しながら本願発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[全体概要]
図1(A),(B)に基づいて、本実施形態に係る長尺材長測定装置1の全体概要について説明する。長尺材長測定装置1は、切断装置100から見て長尺材の搬送路Cの下流側に設置される。切断装置100は、長尺材を所定の長さに切断するものである。長尺材長測定装置1は、切断装置100の側から順に、第1のセンサ11と、ガイド手段21と、移動量計測手段31と、第2のセンサ41とを備えている。また、長尺材長測定装置1に付随して、長尺材の搬送路Cに沿って複数の搬送ローラ13が設けられている。更に、本実施形態のガイド手段21は、ガイドローラ211,213を備えている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
[Overview]
Based on FIG. 1 (A) and (B), the whole outline | summary of the long material
[第1のセンサ]
第1のセンサ11は、搬送路Cを挟むように設けられたレーザ式センサである。すなわち、搬送路Cの幅方向の一方側にレーザ発光部11aが設けられ、搬送路Cの他方側にレーザ受光部11bが設けられている。そして、搬送路Cに長尺材が存在しない場合には、レーザ発光部11aからのレーザ光はレーザ受光部11bに到達するので、これによって長尺材が存在しないことの信号(例えばオン信号)を出力することができる。一方、搬送路Cに長尺材が存在する場合、レーザ光は遮断されるため、レーザ受光部11bではレーザ光を受光できない。これにより、長尺材が存在することの信号(例えばオフ信号)を出力することができる。なお、第1のセンサ11は長尺材の有無を正確に測定できるものであれば、レーザ式センサに限定されるものではない。例えば、カメラで長尺材を撮影して、画像処理によって長尺材の有無を検知するようにしてもよい。
[First sensor]
The first sensor 11 is a laser sensor provided so as to sandwich the conveyance path C. That is, the laser
[ガイド手段]
図2及び図3(A),(B),(C),(D)にガイド手段21を示している。ガイド手段21はガイドローラ211,213を備えており、長尺材を左右両側からガイドローラ211,213が挟んで、搬送中の長尺材が振動するのを防止するためのものである。振動を防止する理由は、ガイド手段21に隣接して下流側に移動量計測手段31(図1参照)が設けられており、この移動量計測手段31での測定に振動が悪影響を及ぼすからである。ガイド手段21は、搬送路Cの上流側に配置されて長尺材をガイドする上流側ガイドローラ211と、搬送路Cの下流側に配置されて長尺材をガイドする下流側ガイドローラ213とを備えている。すなわち、合計で4つのガイドローラ211,213を備えている。但し、ガイドローラの数は特に限定されるものではない。
[Guide means]
The guide means 21 is shown in FIGS. 2 and 3A, 3B, 3C, and 3D. The guide means 21 is provided with
2つの上流側ガイドローラ(第1組のガイドローラ)211は、それぞれが直方体状の上流側スライダ215上に回転自在に支持されている。各上流側スライダ215には、搬送路Cと直角の方向に向かって雌ネジが形成されている。この雌ネジ内には、上流側長ネジ217が螺合している。このとき、一方の上流側スライダ215と他方の上流側スライダ215には、相互に逆ネジが螺合している。これは、上流側長ネジ217を所定の方向に回転させることで、各上流側スライダ215を相互に逆方向に移動させるためである。これにより、搬送する長尺材の幅に応じて、2つの上流側ガイドローラ211の相互間距離を変更することができる。上流側長ネジ217の一端部には、減速機219を介して上流側ブラケット221に固定された上流側サーボモータ223が取り付けられている。この上流側サーボモータ223によって、上流側長ネジ217を回転させることができる。
The two upstream guide rollers (first set of guide rollers) 211 are rotatably supported on a rectangular parallelepiped
上流側スライダ215の下には上流側支持台225が設けられ、この上流側支持台225上を上流側スライダ215がスライドするようになっている。また、上流側支持台225の下には、上流側ベース227が配置されている。そして、上流側ガイドローラ211、上流側スライダ215及び上流側長ネジ217は一体となって、上流側ベース227上を移動できる。そして、上流側ベース227には上流側センターネジ229が回転自在に取り付けられている。この上流側センターネジ229は、上流側ベース227を搬送路Cに対して直角方向に移動させて、搬送路Cに対して上流側ガイドローラ211のセンターを出すためのものである。このため、上流側センターネジ229は、上流側ベース227上の上流側ブロック231に形成された雌ネジに螺合しており、更に上流側センターネジ229の先端部には六角頭部233が形成されている。この六角頭部233をスパナなどで回転させることで、上流側支持台225の位置を微調整することができる。
An
2つの下流側ガイドローラ(第2組のガイドローラ)213は、それぞれが揺動アーム235に回転自在に取り付けられている。揺動アーム235は所定の支点237を中心に回動するようになっている。各支点237の相互間距離は、搬送する長尺材の最大幅よりも大きく設定されている。2つの揺動アーム235には、それぞれに雌ネジが形成された雌ネジブロック239が取り付けられている。この雌ネジ内には、下流側長ネジ241が螺合されている。このとき、一方の雌ネジブロック239と他方の雌ネジブロック239には、相互に逆ネジが螺合している。これは、下流側長ネジ241を所定の方向に回転させることで、各雌ネジブロック239を相互に逆方向に移動させるためである。これにより、2つの揺動アーム235が揺動し、搬送する長尺材の幅に応じて2つの下流側ガイドローラ213の相互間距離を変更することができる。下流側長ネジ241の一端部には、減速機243を介して、下流側ブラケット245に固定された下流側サーボモータ247が取り付けられている。この下流側サーボモータ247によって、下流側長ネジ241を回転させることができる。
Each of the two downstream guide rollers (second set of guide rollers) 213 is rotatably attached to the
下流側長ネジ241の他端部は、L字状の支持ブラケット249で回転自在に支持されている。そして、支持ブラケット249の下には下流側[支持台250がもうけられている。更に、この下流側支持台250の下には下流側ベース251が設けられ、この下流側ベース251上を下流側支持台250がスライドするようになっている。そして、下流側支持台250には、下流側センターネジ253が回転自在に取り付けられている。この下流側センターネジ253は、下流側支持台250を搬送路Cに対して直角方向に移動させて、搬送路Cに対して下流側ガイドローラ213のセンターを出すためのものである。このため、下流側センターネジ253は、下流側ベース251上の下流側ブロック255に形成された雌ネジに螺合しており、更に下流側センターネジ253の先端部には六角頭部257が形成されている。この六角頭部257をスパナなどで回転させることで、支持ブラケット247の位置を微調整することができる。
The other end of the downstream
なお、本実施形態において、ガイド手段21は移動量計測手段31の上流側に設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。移動量計測手段31の下流側に他のガイド手段を設けて、長尺材の振動をより低減するようにしてもよい。また、ローラを用いるガイド手段21だけではなく、搬送路Cに沿って配置される平行な2枚の板部材で長尺材をガイドするような構造であってもよい。この場合、2枚の板部材の相互間距離を、長尺材の幅に合わせて調整できるようにするとよい。
In the present embodiment, the guide means 21 is provided on the upstream side of the movement amount measuring means 31, but the present invention is not limited to this. Another guide unit may be provided on the downstream side of the movement
[移動量計測手段]
移動量計測手段31は、移動する長尺材Pに測定ローラ333が接触して回転することで、長尺材の移動量を測定できる。ここで、移動量とは測定ローラ333によって測定される長尺材の移動量(測長量)を指し、厳密な意味で長尺材の実際の移動量を指すものではない。測定ローラ333による移動量の測定には、後述する誤差が生じる場合があるからである。その具体的構造は図4(A),(B)に示されている。移動量計測手段31は、下部ユニット33と上部ユニット35と、アクチュエータとしてのエアシリンダユニット37を備え、これら下部ユニット33及び上部ユニット35が、鉛直方向に延びる2本のレール39に支持されている。下部ユニット33及び上部ユニット35は、レール39に沿って鉛直方向に移動できるようになっている。
[Movement measuring means]
The moving amount measuring means 31 can measure the moving amount of the long material by rotating the measuring
下部ユニット33は、下部ユニット本体331と、測定ローラ333と、この測定ローラ333を支持する下部回転軸335と、この下部回転軸335を回転自在に支持する下部軸受337と、下部回転軸335の回転数を検出できるロータリエンコーダ339を備えている。下部ユニット本体331は、正面から見た形状が略T字状であり、その左右の両端部がレール39に支持されている。下部ユニット本体331の中央部には貫通穴が形成されており、この貫通穴内に下部軸受337が装着されている。下部回転軸335はこの下部軸受337に軸支されており、その一端部に測定ローラ333が装着されている。本実施形態の測定ローラ333は、金属で構成され、一例として円周が300mmとなっている。このため、測定ローラ333が1回転した場合に、長尺材が300mm移動したことになる。
The
また、下部回転軸335は、所定のカップリング341を介してロータリエンコーダ339に連結されており、下部回転軸335とロータリエンコーダ339の軸の間でガタが生じないようになっている。また、各レール39の下端部にはカラー343が固定されており、このカラー343と下部ユニット本体331との間には、所定の下部圧縮バネ345が配置されている。このため、下部ユニット33には常に上方に向かうバネ力が付与されている。これは、長尺材の反りや曲りなどに起因して長尺材が上下に動いた場合でも、測定ローラ333が確実に長尺材と接触し続けるようにするためである。なお、本実施形態では、2本のレール39のそれぞれに下部圧縮バネ345が設けられているが、一方のレール39のみに下部圧縮バネ345を設けるようにしてもよい。
Further, the lower
上部ユニット35は、上部ユニット本体351と、補助ローラ353と、この補助ローラ353を支持する上部回転軸357と、この上部回転軸357を回転自在に支持する上部軸受359とを備えている。上部ユニット本体351も、正面から見た形状が略T字状であり、その左右の両端部がレール39に支持されている。上部ユニット本体351の中央部には貫通穴が形成されており、この貫通穴内に上部軸受359が装着されている。上部回転軸357はこの上部軸受359に軸支されており、その一端部に補助ローラ353が装着されている。本実施形態の補助ローラ353は、金属で構成され、一例として直径が約200mmとなっている。
The
エアシリンダユニット37は、エアシリンダ371と、このエアシリンダ371を支持するエアシリンダブラケット373を備えている。エアシリンダブラケット373は、左右の両端部でレール39に支持されている。エアシリンダブラケット373の中央部には鉛直方向の貫通穴が形成されており、この貫通穴をエアシリンダのロッド375が貫通している。ロッド375は所定の継手377を介して上部ユニット本体351に連結されている。このため、エアシリンダ371を動作させることで、上部ユニット35を鉛直方向に移動させることができる。なお、エアシリンダ371に代えて、油圧シリンダやストロークモータなどを用いてもよい。
The
下部ユニット本体331とエアシリンダブラケット373とは、レール39と平行な長ボルト379によって連結されている。このため、これら下部ユニット本体331とエアシリンダブラケット373とは、一体的に移動する。また、エアシリンダブラケット373と上部ユニット本体351とは、エアシリンダ371のロッド375によって連結されているので、エアシリンダ371が動作していない場合には、エアシリンダブラケット373と上部ユニット本体351は一体的に移動する。この結果、エアシリンダ371が動作していない場合には、下部ユニット本体331と上部ユニット本体351も一体的に移動する。このことは、測定ローラ333と補助ローラ353との相互間距離が変化しないことを意味する。このため、測定ローラ333と補助ローラ353とは一体的にフローティング化されている。
The lower unit
一方、エアシリンダ371が動作すると、下部ユニット本体331と上部ユニット本体351の相互間距離が変化する。例えば、図4(A)に示す状態からエアシリンダ371のロッド375が後退すると、それに伴って上部ユニット本体351が上方に移動する。このため、補助ローラ353が測定ローラ333から離れる。補助ローラ353が測定ローラ333から離れることで、補助ローラ353は長尺材からも離れることができる。このとき、下部ユニット本体331と上部ユニット本体351の間の長ボルト379上には、所定のストッパ381が固定されている。そして、このストッパ381と上部ユニット本体351との間に上部圧縮バネ383が設けられている。このため、この上部圧縮バネ383によって、上部ユニット本体351には常に上方に向かうバネ力が付与されている。このバネ力により、エアシリンダ371はロッド375を積極的に後退させるような構造を有していなくてもよい。但し、エアシリンダ371自体にロッド375を後退させる機能を持たせれば、上部圧縮バネ383は不要である。
On the other hand, when the
[第2のセンサ]
図1(A)、(B)に示すように、移動量計測手段31の下流側には、第2のセンサ41が設置されている。第2のセンサ41は、長尺材の先端が到達したことを検出するためのものであり、構造は第1のセンサ11と同一である。この長尺材の先端の到達を検出することで、様々な制御に利用できる。例えば、測定ローラ333及び補助ローラ353を長尺材に接触させるタイミングとして用いたり、長尺材の移動量の測定開始タイミングとして用いることが考えられる。なお、移動量計測手段31と第2のセンサ41の間に、更に測定ローラ動作用センサ51を設けて、この測定ローラ動作用センサ51が長尺材の到達を検出したときに、測定ローラ333を長尺材に接触させるようにしてもよい。
[Second sensor]
As shown in FIGS. 1A and 1B, a second sensor 41 is installed on the downstream side of the movement amount measuring means 31. The second sensor 41 is for detecting that the end of the long material has arrived, and the structure is the same as that of the first sensor 11. By detecting the arrival of the tip of the long material, it can be used for various controls. For example, it is conceivable to use the
[測定手法]
次に、図1に基づいて、長尺材長の測定手法について説明する。切断装置100で所定の長さに切断された長尺材は、長尺材長測定装置31に向けて搬送される(図1(B)における右端から左方向へ)。そして、長尺材の先端が第1のセンサ11を通過して、ガイド手段21に到達する。この時、2つの下流側ガイドローラ213は、長尺材の幅に合わせて予め位置決めされている。このため、下流側ガイドローラ213が、長尺材を左右から挟んで振動を抑制する。一方、上流側ガイドローラ211は、長尺材から離れている。この時、2つの上流側ガイドローラ211の相互間距離は、例えば180mm程度である。これは、最も幅の広い長尺材の幅(例えば、150mm程度)を許容するためである。
[Measurement method]
Next, a method for measuring the length of the long material will be described with reference to FIG. The long material cut into a predetermined length by the
更に長尺材が搬送されると、長尺材の先端が移動量計測手段31を通過する。移動量計測手段31において、第1のセンサ11で長尺材が検出されてから所定時間経過後に、測定ローラ333及び補助ローラ353が長尺材に接触する。また、上流側ガイドローラ211も長尺材に接触するように、長尺材の幅に応じて位置決めされる。上記所定時間とは、第1のセンサ11と移動量計測手段31の間の距離と長尺材の搬送速度を考慮して、長尺材の先端が移動量計測手段31を通過するまでの時間よりも長く設定される。そして、測定ローラ333が長尺材の搬送に伴って回転を始める。
When the long material is further conveyed, the leading end of the long material passes through the movement amount measuring means 31. In the movement amount measuring means 31, the
長尺材の先端が第2のセンサ41に到達すると、測定ローラ333による測定が開始される。具体的には、測定ローラ333に連結されたロータリエンコーダ339(図4(A)参照)からのパルス信号により、測定ローラ333の回転数が測定される。この回転数と測定ローラ333の周長に基づいて、長尺材の移動量が算出される。そして、長尺材の後端部が第1のセンサ11を通過した時点で測定を終了する。このタイミングで、上流側ガイドローラ211は長尺材から離れる。ここで、第1のセンサ11と第2のセンサ41との相互間距離は固定されている。このため、長尺材の長さは、第1のセンサ11と第2のセンサ41の相互間距離に、移動量計測手段31で計測された長尺材の移動量を足し合わせることで計算することができる。上述したように、移動量計測手段31の直前に設けられたガイド手段21により、測定誤差を増大させる振動が防止されるので、精度の高い長さ測定が可能となる。
When the leading end of the long material reaches the second sensor 41, measurement by the measuring
図1(A)には、3種類の長さを有する長尺材P1,P2,P3が示されている。これらの長尺材P1,P2,P3を例にして、具体的に説明する。先ず、長尺材P1を測定する場合、長尺材P1の先端部が第2のセンサ41に到達した時点から、移動量計測手段31が長尺材P1の移動量Xの計測を開始する。この時、長尺材P1には、第1のセンサ11よりも後方にX1の長さが残っている。このため、長尺材P1がX1だけ移動すると、長尺材P1の後端部が第1のセンサを通過する。その時点で、移動量計測手段31による計測が終了する。すなわち、第1のセンサと第2のセンサの相互間距離に、移動量X1を足し合わせることで、長尺材P1の長さが測定できる。長尺材P2の測定も上記長尺材P1の場合と同様である。但し、長尺材P2の場合には、移動量XはX2となる。同様に、長尺材P3の移動量XはX3となる。 FIG. 1A shows long materials P1, P2, and P3 having three types of lengths. These long materials P1, P2, and P3 will be specifically described as examples. First, when measuring the long material P1, the movement amount measuring means 31 starts measuring the movement amount X of the long material P1 from the time when the tip of the long material P1 reaches the second sensor 41. At this time, the length X1 remains behind the first sensor 11 in the long material P1. For this reason, when the long material P1 moves by X1, the rear end portion of the long material P1 passes through the first sensor. At that time, the measurement by the movement amount measuring means 31 is completed. That is, the length of the long material P1 can be measured by adding the movement amount X1 to the distance between the first sensor and the second sensor. The measurement of the long material P2 is the same as the case of the long material P1. However, in the case of the long material P2, the movement amount X is X2. Similarly, the moving amount X of the long material P3 is X3.
[データ処理手法]
次に、ロータリエンコーダ339からの信号に基づいて、演算手段61(図1参照)が長尺材の長さを決定するデータ処理手法について説明する。上記したように、長尺材の長さは、第1のセンサ11と第2のセンサ41の相互間距離に、測定ローラ333によって計測される長尺材の移動量を足し合わせることによって算出できる。ここで、第1のセンサ11と第2のセンサ41の相互間距離は既知であり、便宜上これをDmmとする。一方、移動量計測手段31によって計測された長尺材の移動量をXmmとする。つまり、長尺材の長さLは、L=D+Xで算出される。ロータリエンコーダ339は、例えば1回転で2000パルスを出力できるものである。従って、このパルスの数と測定ローラ333の周長に基づいて、移動量Xを算出することができる。
[Data processing method]
Next, a data processing method in which the calculation means 61 (see FIG. 1) determines the length of the long material based on the signal from the
但し、測定ローラ333と長尺材の間には所定の滑りなどが発生し、これが誤差を生む原因となる。特に、計測中の移動量Xが大きくなるほど(測定する長尺材が長いほど)誤差も大きくなる。これを補正するために、メジャー係数Mを決定した。メジャー係数Mは、横軸が測定された移動量Xであり縦軸が長尺材の測定された長さと実際の長さの誤差である座標系を設定し、この座標系に多数の長尺材のデータをプロットすることで求められる。すなわち、プロットされたデータを平均化処理して直線状の傾きが決定され、この傾きの値に値1を足したものがメジャー係数Mとなる。なお、上記誤差は、長尺材の実際の長さを別の方法で正確に測定し、この実際の長さから測定ローラによる移動量Xを減算し、更に第1のセンサと第2のセンサのセンサ間距離を減算して求めている。特定の長尺材長測定装置1について、種々の条件で実験を行ったところ、メジャー係数Mが所定値mとなった。このメジャー係数Mが所定値mであることの意味は、ロータリエンコーダ339の出力によって算出された移動量Xに対して、実際の移動量はそのm倍だったということである。極端な例で説明すると、例えば測定ローラで測定した移動量Xに対して誤差をプロットして、その傾きが0.1だったと仮定する。これに値1を足すことで、メジャー係数Mは1.1となる。そして、測定ローラで測定した移動量Xを1.1倍することで、実際の移動量が算出できる。これは、測定した移動量Xが実際の移動量よりも短い場合である。なお、誤差が移動量の0.1倍というのは実際にはありえず、もっと小さい値である。
However, a predetermined slip or the like occurs between the measuring
また、実験に用いた長尺材長測定装置1では、移動量Xとは無関係に所定の誤差Eが生じた。これは、第1のセンサ11や第2のセンサ41の相互間距離などに依存する、長尺材長測定装置1に固有な誤差と考えられる。実験によれば、この誤差Eは所定値emmであった。この誤差Eは、長尺材の実際の全長から、本実施形態の長尺材長測定装置1で測定された全長を引いた値から求めている。すなわち、長尺材の実際の全長は、本実施形態を用いて算出した全長よりもemm長いということである。以上のことから、第1のセンサ11と第2のセンサ41との相互間距離D、メジャー係数M、移動量X,誤差Eを用いて長尺材の長さLを算出すると、L=D+M×X+Eとなる。以上のデータ処理により、最終的にプラスマイナス2mm程度の誤差に収めることができた。なお、上述のメジャー係数M、誤差Eは各長尺材長測定装置1に固有のものであり、装置を設置した後にキャリブレーション作業を実施することで決定される。
Further, in the long material
1…長尺材長測定装置、11…第1のセンサ、11a…レーザ発光部、11b…レーザ受光部、21…ガイド手段、211…上流側ガイドローラ、213…下流側ガイドローラ、215…上流側スライダ、217…上流側長ネジ、219…減速機、221…上流側ブラケット、223…上流側サーボモータ、225…上流側支持台、227…上流側ベース、229…上流側センターネジ、231…上流側ブロック、233…六角頭部、235…揺動アーム、237…支点、239…雌ネジブロック、241…下流側長ネジ、243…減速機、245…下流側ブラケット、247…下流側サーボモータ、249…支持ブラケット、250…下流側支持台、251…下流側ベース、253…下流側センターネジ、257…六角頭部、31…移動量計測手段、33…下部ユニット、331…下部ユニット本体、333…測定ローラ、335…下部回転軸、337…下部軸受、339…ロータリエンコーダ、341…カップリング、35…上部ユニット、351…上部ユニット本体、353…補助ローラ、357…上部回転軸、359…上部軸受、37…エアシリンダユニット、371…エアシリンダ、373…エアシリンダブラケット、375…ロッド、377…継手、379…長ボルト、381…ストッパ、383…上部圧縮バネ、41…第2のセンサ、51…測定ローラ動作用センサ、61…演算手段、100…切断装置、C…搬送路、P…長尺材
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記移動量計測手段の上流側の近傍に、前記長尺材の振動を抑えながらガイドするガイド手段を備えている長尺材長測定装置。 First and second sensors arranged on the upstream side and downstream side of the long material conveyance path to detect the presence or absence of the long material, and a predetermined time set between these first and second sensors A moving amount measuring means for measuring the moving amount of the long material in the inside,
A long material length measuring device comprising guide means for guiding the moving amount measuring means in the vicinity of the upstream side while suppressing vibration of the long material.
前記所定時間は、前記第2のセンサが前記長尺材の先端を検知してから、前記第1のセンサが前記長尺材の後端を検知するまでの時間である長尺材長測定装置。 The long material length measuring device according to claim 1,
The long material length measuring device, wherein the predetermined time is a time from when the second sensor detects the leading edge of the long material to when the first sensor detects the trailing edge of the long material. .
前記ガイド手段は、前記長尺材の幅方向の両側から接触するガイドローラを備えている長尺材長測定装置。 The long material length measuring device according to claim 1 or 2,
The said guide means is a long material length measuring apparatus provided with the guide roller which contacts from the both sides of the width direction of the said long material.
前記ガイドローラは2組設けられており、第1組のガイドローラと第2組のガイドローラとは異なるタイミングで前記長尺材に接触する長尺材長測定装置。 It is a long material length measuring device according to any one of claims 1 to 3,
Two sets of the guide rollers are provided, and the first set of guide rollers and the second set of guide rollers are in contact with the long material at different timings.
前記ガイドローラは、少なくとも前記移動量計測手段が前記長尺材の移動量を計測しているときに前記長尺材に接触する長尺材長測定装置。 It is a long material length measuring device according to any one of claims 1 to 4,
The guide roller is a long material length measuring device that comes into contact with the long material when at least the movement amount measuring unit measures the movement amount of the long material.
前記移動量計測手段は、前記長尺材に接触して回転する測定ローラと、前記測定ローラとの間に前記長尺材を狭持するように配置された補助ローラを備えている長尺材長測定装置。 It is a long material length measuring device according to any one of claims 1 to 5,
The moving amount measuring means includes a measurement roller that rotates in contact with the long material, and a long material that includes an auxiliary roller that is disposed so as to sandwich the long material between the measurement roller. Long measuring device.
前記移動量計測手段は、測定ローラの回転数を計数するロータリエンコーダを備える長尺材長測定装置。 It is a long material length measuring device according to any one of claims 1 to 6,
The moving amount measuring unit is a long material length measuring device including a rotary encoder that counts the number of rotations of the measuring roller.
前記補助ローラを前記測定ローラに対して近接離間させるアクチュエータを更に備える長尺材長測定装置。 It is a long material length measuring device according to any one of claims 1 to 7,
A long material length measuring device further comprising an actuator for bringing the auxiliary roller close to and away from the measuring roller.
前記測定ローラと補助ローラとは鉛直方向に延びる所定のレールに支持されており、前記長尺材の移動量を計測しているときに鉛直方向に移動可能である長尺材長測定装置。 It is a long material length measuring device according to any one of claims 1 to 8,
The measurement roller and the auxiliary roller are supported by a predetermined rail extending in the vertical direction, and are capable of moving in the vertical direction when measuring the movement amount of the long material.
前記移動量計測手段の下流側近傍に他のガイド手段を備えている長尺材長測定装置。 It is a long material length measuring device according to any one of claims 1 to 9,
A long material length measuring apparatus comprising another guide means in the vicinity of the downstream side of the movement amount measuring means.
前記第1のセンサと第2のセンサの相互間距離Dと前記移動量計測手段からの移動量Xに基づいて前記長尺材の長さを算出する演算手段を更に備え、当該演算手段は、前記測定された移動量Xに比例した誤差の係数であって前記移動量Xに対する誤差の平均化処理で求められるメジャー係数Mと、前記移動量Xとは無関係な誤差Eによって前記長尺材の長さLをL=D+M×X+Eの数式で算出する算出機能を有する長尺材長測定装置。 It is the long material length measuring device according to any one of claims 1 to 10,
Computation means for calculating the length of the long material based on the distance D between the first sensor and the second sensor and the movement amount X from the movement amount measurement means, further comprising: An error coefficient proportional to the measured movement amount X, which is obtained by an averaging process of an error with respect to the movement amount X, and an error E independent of the movement amount X, and the long material. A long material length measuring device having a calculation function for calculating the length L by a mathematical formula of L = D + M × X + E.
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|---|---|---|---|
| JP2015170169A JP2017049019A (en) | 2015-08-31 | 2015-08-31 | Long-sized material length measuring apparatus |
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