JP2002103306A - 板厚検査装置 - Google Patents

板厚検査装置

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JP2002103306A JP2000302320A JP2000302320A JP2002103306A JP 2002103306 A JP2002103306 A JP 2002103306A JP 2000302320 A JP2000302320 A JP 2000302320A JP 2000302320 A JP2000302320 A JP 2000302320A JP 2002103306 A JP2002103306 A JP 2002103306A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 迅速な検査と安定した品質を実現する板厚検
査装置を提供する。 【解決手段】 変位センサ2を幅方向の3箇所に配置し
て板厚を測定するとともに、プログラマブルコントロー
ラにより、許容範囲を逸脱する板厚が搬送方向にどの程
度存在するかによって板厚の良否を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、木材の板厚を検査
する装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】建築材
料等に使用される木材は、専用の切削加工機によって所
定の寸法に加工される。しかし、板厚に関しては、切削
加工前の板の反りによって、板厚の薄い部分ができる場
合がある。例えば、長手方向の端面から見て、図6の
(a)に示すような反りを有する板100の場合、これ
を切削加工して(b)に示す切削ラインL(上下)の範
囲外の部分を削り取ると、全体としてみれば所定の板厚
t1を有するが、中央付近の板厚t2はt1より薄くな
る。このような薄い板厚t2が、所定の板厚t1の許容
範囲になければ当該木材は、品質不良となる。同様に、
左右両端部近傍100aにおいても板厚の薄い部分がで
きる。また、とりわけ、当該木材を集成材の素材として
用いる場合には、素材間に隙間ができ、十分な接着面積
が確保できないのみならず、接着のための圧力を付与す
べき部分に十分な圧力が付与されない。この結果、素材
間で接着不良を生じる。そこで、従来は、切削加工され
た木材に板厚の薄い部分がないかどうかを、作業者が目
視により検査していた。しかしながら、目視に頼る検査
は時間を要するので、切削加工機の処理速度を遅く設定
しなければならない。従って、製造効率が悪い。また、
検査には熟練を要するため、作業者によって検査結果に
ばらつきが生じる。その結果、製造する木材の品質にば
らつきが生じる。
【0003】上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、迅速な検査と安定した品質を実現する板厚検査装置
を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の板厚検査装置
は、板厚を所定値に揃える加工が施された木材を搬送す
る装置と、搬送されて来る測定対象の木材に対して、そ
の幅方向における位置の相異なる複数箇所に配置された
変位センサの出力に基づいて、各箇所で板厚を測定する
板厚測定装置と、前記板厚測定装置の測定結果に基づい
て、前記所定値に対しての許容範囲を逸脱する板厚の部
分が搬送方向に所定量存在したとき、当該木材を板厚不
良品と認定する演算処理装置と、板厚不良品と認定され
た木材と、それ以外の木材とを区別する装置とを備えた
ものである(請求項1)。上記のように構成された板厚
検査装置においては、板厚測定装置により、搬送されて
来る測定対象の木材に対して複数箇所で板厚が測定され
る。演算処理装置は、許容範囲を逸脱する板厚の部分が
搬送方向に所定量存在したとき、当該木材を板厚不良品
と認定する。板厚不良品と認定された木材は、それ以外
の木材と区別される。
【0005】また、上記板厚検査装置(請求項1)にお
いて、演算処理装置は、許容範囲を逸脱する板厚の部分
が搬送方向に所定長L1以上にわたって存在し、かつ、
それが木材の単位長さ当たりに所定数以上存在するこ
と、及び、許容範囲を逸脱する板厚の部分が搬送方向に
所定長L2(>L1)以上にわたって存在することの少
なくとも一方により、当該木材を板厚不良品と認定する
ものであってもよい(請求項2)。この場合、許容範囲
を逸脱する板厚の部分が搬送方向に占める長さの程度と
出現数との2要素に基づいて、板厚不良か否かの判定が
行われる。
【0006】また、上記板厚検査装置(請求項1)にお
いて、変位センサは、幅方向における中央及び両端部近
傍に配置されていてもよい(請求項3)。この場合、中
央を含む3箇所で板厚が測定される。
【0007】また、上記板厚検査装置(請求項1)にお
いて、板厚不良品の認定基準値を入力する入力装置が、
演算処理装置に接続されていてもよい(請求項4)。こ
の場合、板厚不良品の認定基準値を容易に変更すること
ができる。
【0008】また、上記板厚検査装置(請求項1)にお
いて、区別する装置は、板厚不良品と認定された木材に
のみマーキングを行う装置であってもよい(請求項
5)。この場合、マーキングにより、板厚不良品を識別
することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】図2及び図3は、本発明の一実施
形態による板厚検査装置の構成を示す図であり、2枚の
図で1つの構成を示している。図2において、搬送され
てくるワーク(木材)1に対してその上下に一対の変位
センサ2が、計3組配置されている。図示の都合上、3
組の変位センサ2は搬送方向(図のX方向)に大きく離
れているように示しているが、実際には隣接して配置さ
れており、幅方向(図のY方向)にも互いに異なる位置
に配置されている(詳細後述)。各組の上下の変位セン
サ2はそれぞれ、ワーク1の上面及び下面までの距離を
測定する。各変位センサ2はアンプユニット3を介して
グラフィック・アナログコントローラ4に接続されてい
る。変位センサ2の出力信号はアンプユニット3で増幅
され、グラフィック・アナログコントローラ4は一対の
アンプユニット3から供給された増幅信号と、上下一対
のセンサ2間の実距離とに基づいて、板厚を算出する。
このようにして板厚を測定する板厚測定装置は、例え
ば、株式会社キーエンスから提供されているCCDレー
ザ変位センサ(LKシリーズ)、アンプユニット(LK
シリーズ)及びグラフィック・アナログコントローラ
(RJ)を用いて、容易に構成することができる。
【0010】グラフィック・アナログコントローラ4か
ら出力される板厚信号はターミナル5を介して、図3に
示す演算処理装置としてのプログラマブルコントローラ
6に送られる。また、プログラマブルコントローラ6に
は、ロータリエンコーダ7、ワークセンサ8、電磁弁
9、及び、タッチパネル10を有する手元操作盤11が
接続されている。ロータリエンコーダ7はワーク1の検
知出力を出力し、プログラマブルコントローラ6は、当
該検知出力が出力されている時間と搬送速度とから、ワ
ーク1の長さを算出する。ワークセンサ8は、通過する
ワーク1の数量に関する情報をプログラマブルコントロ
ーラ6に送る。手元操作盤11は、タッチパネル10に
入力された値をプログラマブルコントローラ6に送る。
また、プログラマブルコントローラ6から手元操作盤1
1に対してワーク1の本数(良品/不良品)等の情報が
出力される。電磁弁9には圧力空気源12及びマーキン
グガン13が接続されている。電磁弁9が図示の弁位置
より動作することにより、マーキングガン13は所定の
色の塗料を噴射する。
【0011】図1は、搬送装置と変位センサとの位置関
係を示す図であり、(a)は平面図、(b)は垂直断面
図である。(a)において、搬送装置14は、搬送路1
5と、図示しないモータによって駆動される複数のロー
ラ16,17,18と、ワーク1を直進させるための左
右のガイド19((a)にのみ図示)とを備えている。
前工程において予め板厚を所定値に揃える加工が施され
たワーク1は、複数のローラ16,17,18によって
駆動され、図のX方向に搬送される。搬送路15の途中
には開口部15aが設けられ、この開口部15aの上下
に3組の変位センサ2が配置されている。上部側の変位
センサ21U,22U,23Uはその下面にレーザ光の
投光部E1,E2,E3と受光部R1,R2,R3とを
有している。一方、下部側の変位センサ21L,22
L,23Lはその上面にレーザ光の投光部及び受光部を
有しており、これらの投受光部は上部側の変位センサ2
1L,22L,23Lの投受光部と互いに対向するよう
に配置されている。
【0012】上部側における変位センサ21U,22
U,23Uの投光部E1,E2,E3は、幅方向(Y方
向)において相異なる位置Y1,Y2,Y3に配置され
ている。具体的には、変位センサ21Uの投光部E1は
幅方向の中心Y1に、変位センサ22U,23Uの投光
部E2,E3はそれぞれ、幅方向の両端部近傍Y2,Y
3に配置されている。下部側の変位センサ21L,22
L,23Lについても同様である。一般に、ワーク1の
反りや曲がりに起因する板厚の不足は、上記Y1,Y
2,Y3の位置のいずれかに現れることが多い。従っ
て、上記のような配置により、変位を確実に捉えること
ができる。なお、変位センサ21U,22U,23U及
び21L,22L,23Lを搬送方向(X方向)にも互
いにずらして配置しているのは、変位センサ2が幅方向
にある程度の長さを有するため、同方向の一直線上に並
べることができないからである。ワーク1の幅に対して
変位センサ2が十分に短い場合は、一直線上に並べるこ
ともできる。
【0013】次に、上記のように構成された板厚検査装
置の動作について、図4のフローチャートを参照して説
明する。このフローチャートはプログラマブルコントロ
ーラ6によって実行される。まず、予め、ワーク1の良
否を判断する条件をタッチパネル10からプログラマブ
ルコントローラ6に設定しておく。具体的には、例え
ば、正常な板厚に対する許容不足値Δt(=0.25m
m)を超える板厚の欠損が所定長L1(=60mm)以
上にわたって存在し、かつ、そのような欠損部が、単位
長さ(=1m)当たりに所定数N(=3)あると、不良
品である。また、上記Δtを超える板厚の欠損が所定長
L2(=300mm)以上にわたって連続して存在する
と、それだけで不良品である。これらの条件は、木材と
して要求される等級や用途によって異なるため、上記括
弧内の数値を種々設定した複数種類の条件パターンを用
意しておき、その中から適宜選択するようにする。
【0014】図4において、まず、プログラマブルコン
トローラ6は、ワーク1が搬送されて来るのを待つ(ス
テップS1)。なお、ワーク1の到来及び通過について
は、変位センサ2の出力変化に基づいて容易に、これを
捉えることができる。ワーク1が到来すると、プログラ
マブルコントローラ6は板厚の測定を行う(ステップS
2)。板厚の測定は、ワーク1の搬送距離が測定長に達
するまで、すなわちワーク1が通過するまで連続して行
われる(ステップS2からS3の繰り返し)。また、プ
ログラマブルコントローラ6はステップS2において、
板厚が許容不足値Δtを超える場合、それが連続する長
さLを測定する。長さは、搬送速度(一定値)と、板厚
が許容不足値Δtを超える状態の継続時間をプログラマ
ブルコントローラ6内のクロックでカウントすることに
より容易に求めることができる。さらに、プログラマブ
ルコントローラ6は、板厚が許容不足値Δtを超える状
態が長さL以上にわたって連続することを1事象とし
て、当該事象が測定中に発生した回数nを測定する。
【0015】ワーク1の搬送距離が測定長に達すると、
プログラマブルコントローラ6はステップS4に進み、
当該ワーク1が不良品か否かを判定する。すなわち、上
記LがL1以上であり、かつ、nがN以上であるか、又
は、LがL2以上であるか、の判定が行われる。プログ
ラマブルコントローラ6の処理速度は搬送速度に比べて
極めて高速であるため、この判定は実質的に瞬時に行わ
れる。判定の結果、不良品でなければ、プログラマブル
コントローラ6は、ステップS7において良品としての
1カウントを行ってからステップS1に戻り、次のワー
ク1に対して同様の処理を繰り返す。一方、不良品であ
ると認定した場合、プログラマブルコントローラ6はス
テップS5においてマーキング指令を出力し、ステップ
S6において不良品としての1カウントを行ってから、
ステップS1に戻る。なお、良品又は不良品のカウント
数は手元操作盤11に表示される。
【0016】マーキング指令を出力した場合、プログラ
マブルコントローラ6は図5のフローチャートに示すマ
ーキング処理を、図4に示す処理とは並行してマルチタ
スク的に実行する。まず、図5のステップS51におい
て、プログラマブルコントローラ6はマーキング準備を
行う。具体的には、不良品と認めたワーク1がマーキン
グガン13(図3)の下に達するまでの時間がタッチパ
ネル10において設定されており、プログラマブルコン
トローラ6はこれに基づいてタイマーをスタートさせ
る。そして、プログラマブルコントローラ6はマーキン
グのタイミングが来るのを待つ(ステップS52)。マ
ーキングのタイミングが来ると、プログラマブルコント
ローラ6は電磁弁9(図3)をオン(励磁)にする。こ
れにより、圧縮空気がマーキングガン13に供給され、
不良品のワーク1にマーキング(例えば赤い塗料の噴
射)が行われる。マーキングのための所定時間が経過す
ると(ステップS54)、プログラマブルコントローラ
6は電磁弁9をオフにして(ステップS55)、マーキ
ング処理を終える。
【0017】上記のようにして、板厚不良のワーク1
は、測定長分の搬送終了時に認知され、マーキングによ
って他の正常な木材と区別される。作業者の目視による
検査過程が不要であるため、搬送速度を高速にすること
ができ、迅速な検査が可能となる。また、複数箇所に配
置された変位センサにより板厚を測定するため、検査の
質も一定である。従って、安定した品質の木材を提供す
ることができる。
【0018】なお、上記実施形態では、前述のように、
ワーク1の板厚の不足が図1のY1,Y2,Y3の位置
のいずれかに現れやすいことから、これらの3箇所で板
厚の測定を行っている。検査対象が比較的小径の木材の
場合には、これら3箇所の板厚測定で、ほぼ100%の
信頼性のある検査を行うことができる。しかしながら、
ワークの幅や種類、又は求められる等級によって測定箇
所の数を増減しても良い。但し、1箇所では信頼性が低
くなる恐れがあるで、最低2箇所で板厚の測定を行うこ
とが好ましい。
【0019】また、上記実施形態では板状のワーク1に
おける厚さに関して説明したが、柱や梁に用いる角材
(断面積が正方形又は長方形)における、断面の縦横寸
法についても「板厚」として同様に検査することができ
る。さらに、板状の木材の幅寸法に関しても、板の幅方
向の両端面に一対の変位センサを配置すれば、板厚と同
様に若しくは広義の「板厚」として、これを検査するこ
とができる。
【0020】また、上記実施形態では、検査に先立って
予め板厚を揃える加工が施されており、この加工は一般
に工具の位置によって最大板厚が規制されるため、プラ
スの誤差は一般に生じないが、仮にプラスの誤差が生じ
るような前加工が施された木材についても、上記の板厚
検査装置を同様に適用することができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項1の板厚検査装置によれば、板厚
測定装置により、複数箇所で板厚が測定され、演算処理
装置は、許容範囲を逸脱する板厚の部分が搬送方向に所
定量存在したとき、当該木材を板厚不良品と認定するの
で、目視に頼ることなく、迅速な検査と安定した品質を
実現する板厚検査装置を提供することができる。
【0022】請求項2の板厚検査装置によれば、許容範
囲を逸脱する板厚の部分が搬送方向に占める長さの程度
と出現数との2要素に基づいて、板厚不良か否かの判定
が行われるので、確実に板厚の良否を判定することがで
きる。
【0023】請求項3の板厚検査装置によれば、中央を
含む3箇所で板厚が測定されるため、木材の反りや凹み
を確実に検出することができる。
【0024】請求項4の板厚検査装置によれば、板厚不
良品の認定基準値を容易に変更することができるので、
木材に要求される等級等に応じて適切な認定基準値を設
定することができる。
【0025】請求項5の板厚検査装置によれば、マーキ
ングにより、板厚不良品を明確かつ簡易に識別すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による板厚検査装置におけ
る搬送装置と変位センサとの位置関係を示す図であり、
(a)は平面図、(b)は垂直断面図である。
【図2】上記板厚検査装置の構成(その1/2)を示す
図である。
【図3】上記板厚検査装置の構成(その2/2)を示す
図である。
【図4】上記板厚検査装置の制御動作を示すフローチャ
ートである。
【図5】上記板厚検査装置のマーキング処理を示すフロ
ーチャートである。
【図6】(a)は、反りを有する板を長手方向の端面か
ら見た図であり、(b)は、この板に対して板厚を揃え
る加工を施した状態を示す図である。
【符号の説明】
1 ワーク(木材) 2 変位センサ 3 アンプユニット 4 グラフィック・アナログコントローラ 6 プログラマブルコントローラ(演算処理装置) 9 電磁弁 10 タッチパネル 13 マーキングガン 14 搬送装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】板厚を所定値に揃える加工が施された木材
    を搬送する装置と、 搬送されて来る測定対象の木材に対して、その幅方向に
    おける位置の相異なる複数箇所に配置された変位センサ
    の出力に基づいて、各箇所で板厚を測定する板厚測定装
    置と、 前記板厚測定装置の測定結果に基づいて、前記所定値に
    対しての許容範囲を逸脱する板厚の部分が搬送方向に所
    定量存在したとき、当該木材を板厚不良品と認定する演
    算処理装置と、 板厚不良品と認定された木材と、それ以外の木材とを区
    別する装置とを備えたことを特徴とする板厚検査装置。
  2. 【請求項2】前記演算処理装置は、許容範囲を逸脱する
    板厚の部分が搬送方向に所定長L1以上にわたって存在
    し、かつ、それが木材の単位長さ当たりに所定数以上存
    在すること、及び、許容範囲を逸脱する板厚の部分が搬
    送方向に所定長L2(>L1)以上にわたって存在する
    ことの少なくとも一方により、当該木材を板厚不良品と
    認定する請求項1記載の板厚検査装置。
  3. 【請求項3】前記変位センサは、前記幅方向における中
    央及び両端部近傍に配置されている請求項1記載の板厚
    検査装置。
  4. 【請求項4】板厚不良品の認定基準値を入力する入力装
    置が、前記演算処理装置に接続されている請求項1記載
    の板厚検査装置。
  5. 【請求項5】前記区別する装置は、板厚不良品と認定さ
    れた木材にのみマーキングを行う装置である請求項1記
    載の板厚検査装置。
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