JP2002123811A - 移動物品の検知・計数方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 計数対象物の表面状態や搬送状態に影響され
ずに、サイズの異なる計数対象物が混入した場合であっ
てもそれらを識別しながら正確な計数を行うことができ
る“移動物品の検知・計数手段”を提供する。 【解決手段】 図２で示すように、複数の計数対象物が
移動して通過する経路の上方位置にレ−ザ距離計を設置
し、このレ−ザ距離計の直下を計数対象物が通過する際
の“レ−ザ距離計から計数対象物表面までの距離の変
化”を連続的に測定して、“一定のしきい値を上回る前
記距離測定値の変化”を“１個の計数対象物の通過”と
して計数する。また、これに加え、変化する前記距離測
定値の極小部によって“サイズが異なる物品”の識別を
も行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば処理ライ
ン上を移送されるパイプや棒材等のような移動物品の数
を的確に計数したり、更には径が異なるなどといった異
寸法材（例えば異径材等）の識別と計数をも同時に行っ
たりするための、正確で簡易な移動物品の検知・計数方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば鋼管の製管ラインや鋼棒の製造ラ
イン等においては、得られたパイプや棒材等の長尺材を
搬送テ−ブルによって高速で次工程へ移送したり搬送テ
−ブル上を高速で転がして次工程へ移送することが行わ
れており、またその移送中に長尺材の計数を行なうこと
も一般的に実施されている。

【０００３】そして、従来、搬送テ−ブル等によって搬
送されるパイプや棒材等といった長尺材の計数には、例
えば特開昭５０−２８３７４号公報に説明されている方
法が採用されていた。この方法では、図７に示すよう
に、搬送テ−ブル101 の上方にレ−ザ光照射装置102
と、移送される長尺材103 の表面で反射するレ−ザ反射
光を受光する光電変換素子装置104 とを配置し、前記レ
−ザ光照射装置102 により搬送テ−ブル面に対し斜め方
向からレ−ザ光105 を照射している状態で長尺材103 の
移送を行うと共に、移送される長尺材103 の表面で反射
したレ−ザ反射光が光電変換素子装置104 に到達する数
を検知して通過長尺材の数量を測定する。

【０００４】しかし、この方法には次の問題があった。
即ち、計数対象物の表面状態はその種類によって甚だし
く異なる場合が多い。従って、レ−ザ光の反射状態は計
数対象物の種類や汚れの付着状態によって変化し、反射
光の検知にも差異を生じがちであり、検知の確実性が損
なわれて計数ミスの原因となりがちであった。そのた
め、当該特開昭５０−２８３７４号公報にも示されてい
るように、レ−ザ光の照射に先立って計数対象物の表面
に水，油，塗料，その他の表面平滑剤を塗布しなければ
ならないなどの手立てを必要とした。また、パイプ等の
計数対象物が隙間なく連続して搬送されてくる場合に
は、反射光が間断なく光電変換素子に到達する状態とな
って計数対象物数の判別が困難になり、これが計数ミス
を引き起こすという問題もあった。

【０００５】そこで、特開平９−３０５７３７号公報に
は、隙間なく並んで搬送されてくる棒鋼の計数ミスを回
避するために、斜め方向から照射されたレ−ザ光の反射
光をＣＣＤシャッタ−カメラで撮影して画像処理するこ
とにより、複数個並んだ棒鋼群全体の表面形状を解析
し、その形状によって棒鋼の本数を測定する手法が提案
されている。しかしながら、画像処理法では計数対象物
表面の光反射特性が安定していることが必要であり、そ
のため表面に汚れが付着しやすい計数対象物や表面疵の
付きやすい計数対象物に対してはこの方法は不適であっ
て、計数対象物の表面状態に起因した計数ミスを十分に
回避することができないと判断された。

【０００６】一方、特開平７−３２０２５号公報を見る
と、連続して搬送されてくる形鋼の数を計数対象物の表
面状態に影響されることなく正確に計数するための、
“形鋼の本数検出装置”が提案されている。この装置
は、図８に示すように、形鋼106 の搬送路の上方に設置
された「物有り」を検出する反射型の検出器107 と、形
鋼搬送路の側方に設置された「フランジのエッジ部分」
を検出する反射型の検出器108, 109と、これらの検出器
の信号により形鋼の本数カウントを行う制御装置110 と
から成るものであって、制御装置110 では検出器107 が
「物有り」を検出する（オンする）と同時に検出器108,
109 が共に「フランジのエッジ部分」を検出した時（オ
ンした時）に初めて本数をカウントするようにされてお
り、形鋼の移送に伴って繰り返される前記同時検出の回
数によって通過形鋼の計数がなされるものである。

【０００７】しかし、この装置では計数できる計数対象
物が形鋼に限られる上、サイズ（ウエブ寸法：フランジ
間の距離）の異なる形鋼製品を計数する場合には、その
都度ウエブ寸法に応じてフランジのエッジ部を検出する
検出器108, 109の設置位置を変更しなければならなかっ
た。また、形鋼が乱雑に搬送される（例えば斜めに搬送
される）ような場合には３つの検出器が「オン」するタ
イミングの同期がとれず、そのため誤計数が生じるの
で、上記装置の適用ができないという問題があった。

【０００８】更に、前記何れの手法によっても、本来の
寸法とは異なる材料が混入した場合の把握が困難で、こ
の異寸法材料を除外した同種材料のみの正確な計数も困
難であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
本発明が目的としたのは、計数対象物の表面状態に影響
されることなく正確な計数が可能であり、しかも計数対
象物が隙間なく連続して搬送されたり乱雑に（例えば斜
めになった状態で）搬送されたりした場合であっても、
またサイズの異なる計数対象物が混入した場合であって
もそれらを識別しながら正確な計数を行うことができる
“移動物品の検知・計数手段”を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく鋭意研究を行い、次の知見を得ることがで
きた。 a) 複数の計数対象物（例えばパイプ等）が移動して通
過する経路の上方位置にレ−ザ距離計を設置しておく
と、レ−ザ距離計直下の距離計視野内を個々の計数対象
物が通過する毎にその通過によって生じる“レ−ザ距離
計と特定形状を有する計数対象物表面との間の距離”の
変化を正確に測定することができ、しかもこの距離の変
化は計数対象物が隙間なく連続して搬送されたり乱雑に
搬送されたりした場合でも検知できるので、レ−ザ距離
計とレ−ザ距離計直下位置を通過する計数対象物表面と
の距離を連続的に測定して距離の変化を検知すれば、計
数対象物が高速で搬送されるような場合でも前記“距離
の変化”によってその本数を正確に計数することができ
る。

【００１１】b) また、上述した“レ−ザ距離計とレ−
ザ距離計直下位置を通過する計数対象物表面との距離”
の測定値の極小部は個々の計数対象物の最大寸法（例え
ばパイプの場合は最大径）部に相当するので、これによ
って計数対象物個々のサイズを把握することができ、従
って本来のサイズと異なる製品が混入した場合でもこれ
を的確に検知してその計数を行うことも可能である。

【００１２】本発明は、上記知見事項等を基に完成され
たもので、次の項及び項に示す移動物品の検知・計
数方法を提供するものである。 複数の計数対象物が移動して通過する経路の上方位
置にレ−ザ距離計を設置し、このレ−ザ距離計の直下を
計数対象物が通過する際の“レ−ザ距離計から計数対象
物表面までの距離の変化”を連続的に測定して、“一定
のしきい値を上回る前記距離測定値の変化”を“１個の
計数対象物の通過”として計数すること特徴とする、移
動物品の検知・計数方法。 複数の計数対象物が移動して通過する経路の上方位
置にレ−ザ距離計を設置し、このレ−ザ距離計の直下を
計数対象物が通過する際の“レ−ザ距離計から計数対象
物表面までの距離の変化”を連続的に測定して、“一定
のしきい値を上回る前記距離測定値の変化”を“１個の
計数対象物の通過”として計数すると共に、変化する前
記距離測定値の極小部によって“サイズが異なる物品”
を識別することを特徴とする、移動物品の検知・計数方
法。

【００１３】以下、計数対象物として“移送路を転動せ
しめられて次工程へ送られる鋼鉄製パイプ”を例にと
り、本発明に係る移動物品の検知・計数方法を具体的に
説明する。

【発明の実施の形態】図１は、搬入コンベア１により搬
送されてきた鋼鉄製パイプ（以降、 単にパイプと呼ぶ）
２を転動させて次工程へ送るための搬送設備に係る説明
図である。図１において、パイプが転動して通過する移
送路３の上方位置にはレ−ザ距離計４が設置されてい
る。このレ−ザ距離計４は、図２に示すように、アン
プ，コントロ−ラ，カウンタ−及びシ−ケンサと接続さ
れ、これらと共に移動物品（この例ではパイプ）の検知
・計数装置を構成している。

【００１４】ここで、レ−ザ距離計としては、計数を要
する全てのパイプサイズが測定可能範囲内に入る性能を
有したものが選定される。例えば、図２に示したよう
な、外径２２mmの最小径パイプから外径１１４mmの最大
径パイプまでを検知・計数する場合は、測定範囲として
９２mm（１１４mm−２２mm＝９２mm）以上のレ−ザ距離
計が選定される。

【００１５】アンプは、レ−ザ距離計が受信した計数対
象物表面（パイプ表面）からの反射信号を距離信号に変
換し、コントロ−ラに出力する部位である。コントロ−
ラは、アンプから受け取った距離信号を基に“パイプの
通過”をソフトウエアにて検出し、カウンタ−に対して
パイプ通過信号を出力する部位である。また、カウンタ
−は、コントロ−ラからのパイプ通過信号を積算する部
位である。そして、シ−ケンサは、レ−ザ距離計の信号
からパイプ径を算出する部位であり、移送すべき本来の
製品サイズと異なる径のパイプを検出した場合にオペレ
−タに警報を出力する機能を併せ持っている。

【００１６】さて、上記移動パイプの検知・計数装置で
は、レ−ザ距離計の直下をパイプが通過する際にレ−ザ
距離計からパイプ表面各部までの距離が変化することを
利用してパイプの通過が検出される。即ち、図３に示す
ように、距離信号が極小値から或る“しきい値”（この
例では２mmに設定した）以上減少すると“一本”として
カウントする。なお、この“しきい値”は、パイプが隙
間なく連続して通過してもパイプの切れ目（即ち隣接す
るパイプとの境界）を検出できるよう、全サイズのパイ
プにつきテストして決定される値である。

【００１７】図４は、移送床面上を外形21.7mmのパイプ
の多数を転動移送した際における、図２に示した移動物
品検知・計数装置の“レ−ザ距離計による距離信号”と
“コントロ−ラによる隣接パイプとの境界（切れ目）を
検知して１本毎に出力される信号”を示す実際例に係る
グラフであるが、○印で囲った部分に注目すれば分かる
ように、パイプが２本連続して隙間なく高速搬送されて
いる場合であっても確実に「パイプ２本」として検出で
きることが示されている。

【００１８】従って、この移動パイプの検知・計数方法
によると次の便益を享受することができる。 1) パイプが隙間なく隣接し連続して通過するような場
合でも、パイプ同士の境界を的確に検出して正確に計数
することが可能である。 2) 製品（パイプ）サイズが変更されてもレ−ザ距離計
の設置場所や設定値を変更する必要はなく、計数が簡便
である。 3) レ−ザ距離計によるパイプの計測部を特定の部位に
限定する必要がなく、パイプの任意断面位置でパイプ表
面とレ−ザ距離計との距離の変化を計測すれば良いの
で、パイプが斜めに搬送されるような場合でも確実に本
数を計数することができる。 4) レ−ザ距離計は、レ−ザ反射光の感度を一定に保つ
ように発信するレ−ザの強度を調整する機能を通常に備
えているので、パイプ表面に汚れや疵が存在するような
場合でも安定した測定を行うことができる。 5) レ−ザ距離計の計測周期は非常に短いので（例えば
0.001秒程度）、高速に移動するパイプであっても確実
に計数することができる。

【００１９】なお、移動パイプの径を計測するには、予
めレ−ザ距離計から移送路の床面までの距離を測定して
おき、この値からパイプ通過時の極小値を減算すれば良
い。

【００２０】図５は、移送床面上を外形42.7mmのパイプ
の多数を転動移送した際における、図２に示した移動物
品検知・計数装置の“レ−ザ距離計による距離信号”を
示す実際例に係るグラフであるが、“レ−ザ距離計によ
る距離信号の極小値20.7mm”と“レ−ザ距離計から移送
路の床面までの距離62.8mm”とから、「62.8mm−20.7mm
＝42.1mm」なる計算によって格別な混同なくパイプ径を
把握できることが分かる（なお、 レ−ザ距離計自身の測
定精度は±0.1mm 程度であるが、 移送時のパイプの浮き
上がり等のためこのような多少の誤差は生じる）。

【００２１】上述のように、移動パイプの径を計測する
には、予めレ−ザ距離計から移送路の床面までの距離を
測定しておき、この値からパイプ通過時の極小値を減算
すれば良いが、この演算プログラムをシ−ケンサで行
い、測定誤差を考慮した“しきい値”を設けておけば、
この“しきい値”を超えるものの検知によって“サイズ
（径）の異なるパイプの混入”を的確に判別することが
できる。また、混入した“サイズが異なるパイプ”別の
計数も行うことができる。そして、この例では、シ−ケ
ンサが“本来の製品サイズと異なる径のパイプを検出し
た場合にオペレ−タに警報を出力する機能”を兼備して
いるので、その警報を受けてオペレ−タは適切な対処を
行うことができる。

【００２２】ところで、本出願人に係る特開平９−１６
１０３８号公報には、整列状態にある管体の計数装置と
して、整列させた管体の下方にレ−ザ距離計を取り付け
た走行台車を配置し、この走行台車を移動させながらレ
−ザ距離計によって管体表面との距離を測定し、管体表
面との距離がピ−クから一定の“しきい値”だけ低くな
った点を管体の本数として計数する管体計数装置が記載
されている。しかし、これは整列状態に静止した管体の
本数を計測する装置であって搬送移動される管体の本数
を計測するものではなく、また計測に際しては被測定物
を整列させることが欠かせなかった。しかも、この装置
では、走行台車にレ−ザ距離計を設置しなければならな
いことから振動等の悪影響で測定距離の精度低下が起き
がちであるばかりか、レ−ザ距離計が短寿命化しやすい
という問題があった。その上、同一レベルにある管体の
底部面とレ−ザ距離計との距離を基準とするため、異径
管を検知することはできなかった。このように、上記特
開平９−１６１０３８号公報に記載の管体計数装置は本
発明と異なる思想の下に構成されたものであり、このよ
うな装置では例えば移送路を転動して移動するようなパ
イプの計数を行うことができないことは言うまでもな
い。

【００２３】さて、上記「本発明の実施の形態」例では
パイプを測定対象物とした説明に終始したが、パイプ以
外の物体の検知・計数についても本発明法を有効に適用
できることは勿論である。

【００２４】続いて、本発明を実施例により更に具体的
に説明する。

【実施例】従来技術では測定が困難であったパイプが乱
雑に搬送されるライン（表１に示す各種サイズのパイプ
が乱雑に搬送されるライン）に、前記図２に示した移動
物品（パイプ）検知・計数装置を設置し、移送パイプの
計数測定精度を検証した。

【００２５】

【表１】

【００２６】なお、上記移動物品（パイプ）検知・計数
装置のレ−ザ距離計はパイプ搬送ラインの幅方向中央の
上方位置（搬送床面から１５０mm上方の位置）に設置し
た。そして、計数の基礎とするレ−ザ距離計からの距離
信号の“しきい値”は２mmとし、このしきい値を上回る
前記距離測定値の変化を“１個のパイプの通過”として
計数した。また、“レ−ザ距離計から搬送床面までの距
離”と“パイプ通過時におけるレ−ザ距離計からの距離
信号の極小値”とから搬送パイプの径を算出して測定す
るようにした。

【００２７】さて、前記表１に計数測定結果を併記した
ように、目視で数えたパイプ本数を「正本数」として計
数結果を比較したところ、サイズ記号が１５Ａ〜１００
Ａまでのパイプの本数（延べ３９８５本）を１本の誤差
もなしに計数できたことが確認された。更に、パイプ径
の測定誤差も最大で 1.2mm程度でしかなく、異径パイプ
の検出は勿論、その径別本数の計数も十分に可能である
ことが分かった。なお、レ−ザ距離計自身の測定精度は
±0.1mm 程度であり、パイプ径の測定誤差は主として搬
送時のパイプの浮き上がり等のために生じたものであ
る。

【００２８】上記結果は、本発明法によると、パイプが
乱雑に搬送されるような場合でも確実に搬送本数を計数
することができ、計数誤差を見込んだ余剰生産を回避で
きるようになることを示している。即ち、図７は、パイ
プ製造ラインにおける“計数誤差を考慮した余剰生産
分”を従来法（前記特開昭５０−２８３７４号公報の図
８に示されている方法）と本実施例法とで比較したグラ
フであるが、本実施例法によると余剰生産本数を顕著に
低減できることが分かる。

【００２９】なお、本実施例では測定対象として鋼鉄製
パイプを取り上げたが、他の物体についても同様の効果
が得られることは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、計数対象物の表面状態や搬送状態に影響を受けるこ
となく正確な搬送物の計数が可能となり、またサイズの
異なる計数対象物が混入した場合であってもそれらを識
別しながら正確な搬送物の計数を行うことができるよう
になるなど、産業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】搬入コンベアにより搬送されてきたパイプを転
動させて次工程へ送るための搬送設備に係る説明図であ
る。

【図２】レ−ザ距離計を用いた“移動物品の検知・計数
装置”の概要説明図である。

【図３】パイプが隙間なく隣接し連続して通過するよう
な場合であってもパイプの計数を行うことができる原理
を説明した図面である。

【図４】移送床面上を外形21.7mmのパイプの多数を転動
移送した際における、移動物品検知・計数装置の“レ−
ザ距離計による距離信号”と“コントロ−ラによる隣接
パイプとの境界（切れ目）を検知して１本毎に出力され
る信号”を示す実際例に係るグラフである。

【図５】移送床面上を外形42.7mmのパイプの多数を転動
移送した際における、移動物品検知・計数装置の“レ−
ザ距離計による距離信号”を示す実際例に係るグラフで
ある。

【図６】パイプ製造ラインにおける“計数誤差を考慮し
た余剰生産分”を従来法と本実施例法とで比較したグラ
フである。

【図７】従来行われていた“搬送されてくる長尺材の計
数方法”の説明図である。

【図８】従来提案になる“搬送されてくる形鋼の計数方
法”の説明図である。

【符号の説明】 １ 搬入コンベア ２ 鋼鉄製パイプ ３ 移送路 ４ レ−ザ距離計 101 搬送テ−ブル 102 レ−ザ光照射装置 103 長尺材 104 光電変換素子装置 105 レ−ザ光 106 形鋼 107 検出器 108 検出器 109 検出器 110 制御装置

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年１１月１０日（２０００．１１．
１０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の計数対象物が移動して通過する経
   路の上方位置にレ−ザ距離計を設置し、このレ−ザ距離
   計の直下を計数対象物が通過する際の“レ−ザ距離計か
   ら計数対象物表面までの距離の変化”を連続的に測定し
   て、“一定のしきい値を上回る前記距離測定値の変化”
   を“１個の計数対象物の通過”として計数すること特徴
   とする、移動物品の検知・計数方法。
2. 【請求項２】 複数の計数対象物が移動して通過する経
   路の上方位置にレ−ザ距離計を設置し、このレ−ザ距離
   計の直下を計数対象物が通過する際の“レ−ザ距離計か
   ら計数対象物表面までの距離の変化”を連続的に測定し
   て、“一定のしきい値を上回る前記距離測定値の変化”
   を“１個の計数対象物の通過”として計数すると共に、
   変化する前記距離測定値の極小部によって“サイズが異
   なる物品”を識別することを特徴とする、移動物品の検
   知・計数方法。