JP2007163340A - 板長さ測定装置及び板長さ測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送されている板材の長さを、非接触にて精度よく測定することができる板長さ測定装置及び板長さ測定方法を提供すること。
【解決手段】搬送される板材８の長さを測定するための板長さ測定装置である。板材８の先端辺８１が基準位置Ｐ１に到達したことを検知する先端検知センサ１１と、先端辺８１の像を含む第１画像を採取する第１カメラ２１と、板材８の後端辺８２の像を含む第２画像を採取するための第２カメラ２２と、第１カメラ２１及び第２カメラ２２から第１画像及び第２画像を受理し、第１画像内での先端辺８１の位置を示す先端位置情報及び第２画像内での後端辺８２の位置を示す後端位置情報を求める画像処理手段と、画像処理手段から受理した先端位置情報及び後端位置情報と、第１画像と第２画像との間隔を示す画像間距離とを用いて板材８の長さを求める長さ演算手段とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばアルミニウム合金板材等の所定長さの板材を、長尺材から連続的に切断して作製する場合に、切断後の板材の長さを非接触にて精度よく測定するための装置及び方法に関する。

例えばアルミニウム合金板、鋼板等の金属板に代表されるような板状の製品は、材質を問わず、その長さ及び幅の寸法精度が製品の価値を左右する場合が少なくない。そのため、このような板材を長尺の原板から切断する製造ラインにおいては、切断装置そのものを非常に高精度なものとし、さらに、切断された製品の検査精度を高める努力がなされている。

従来の板材に対する板長さの管理は、切断装置の設定を慎重に行い、試し切りによってその寸法精度を確認し、公差内であれば切断を開始し、途中任意の頻度で抜き打ちで実測検査を行うというものが主流である。
ところで、板材に対する顧客の要求品質は益々厳しくなり、寸法精度についても約１ｍの長さの要求寸法に対して公差が±２５μｍしかないという極めて厳しい要求も出てくるようになった。このような要求品質の高まりに対応するには、上記の切断装置の精度と抜き打ちの実測検査だけでは対応しきれなくなってきた。

そこで、搬送されている板材の長さをオンラインで測定する方法が検討されてきた。しかし、これまで提案されている長さ測定方法の中には、接触式、非接触式を問わず様々なものがあるが、必ずしも上記のような厳しい公差に対応できるものはない（例えば特許文献１参照）。

特開平１０−０４７９４７号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、搬送されている板材の長さを、非接触にて精度よく測定することができる板長さ測定装置及び板長さ測定方法を提供しようとするものである。

第１の発明は、搬送される板材の長さを測定するための板長さ測定装置であって、
上記板材の先端辺が基準位置に到達したことを検知する先端検知センサと、
該先端検知センサが上記先端辺を検知した際に、該先端辺の少なくとも一部の像を含む第１画像を採取する第１カメラと、
上記先端検知センサが上記先端辺を検知した際に、上記板材の後端辺の少なくとも一部の像を含む第２画像を採取するための第２カメラと、
上記第１カメラ及び上記第２カメラから上記第１画像及び上記第２画像を受理し、上記第１画像内での上記先端辺の位置を示す先端位置情報及び上記第２画像内での上記後端辺の位置を示す後端位置情報を求める画像処理手段と、
該画像処理手段から受理した上記先端位置情報及び上記後端位置情報と、上記第１画像と上記第２画像との間隔を示す画像間距離とを用いて上記板材の長さを求める長さ演算手段とを有することを特徴とする板長さ測定装置にある（請求項１）。

本発明の板長さ測定装置は、少なくとも、上記先端検知センサ、上記第１カメラ、上記第２カメラ、上記画像処理手段、及び上記長さ演算手段とを備えている。そして、上記長さ演算手段は、上記先端位置情報及び後端位置情報と、上記画像間距離とを用いて上記板材の長さを求めるよう構成してある。これにより、搬送されている板材の長さ寸法を非常に精度よく測定することができる。

第２の発明は、搬送される板材の長さを測定する板長さ測定方法であって、
上記板材の先端辺が基準位置に到達したことを検知する先端検知ステップと、
上記先端辺を検知した際に、該先端辺の少なくとも一部の像を含む第１画像を採取すると共に、上記板材の後端辺の少なくとも一部の像を含む第２画像を採取する画像採取ステップと、
上記第１画像内での上記先端辺の位置を示す先端位置情報及び上記第２画像内での上記後端辺の位置を示す後端位置情報を求める画像処理ステップと、
上記先端位置情報及び上記後端位置情報と、上記第１画像と上記第２画像との間隔を示す画像間距離とを用いて上記板材の長さを求める長さ演算ステップとを有することを特徴とする板長さ測定方法にある（請求項８）。

本発明の板長さ測定方法においては、少なくとも、上記先端検知ステップ、上記画像採取ステップ、上記画像処理ステップ、及び上記長さ演算ステップを実施する。そして、上記長さ演算ステップでは、上記先端位置情報及び後端位置情報と、上記画像間距離とを用いて上記板材の長さを求める。これにより、搬送されている板材の長さ寸法を非常に精度よく測定することができる。

そして、上記板長さ測定装置あるいは板長さ測定方法によって実現できる精度よい板材長さの測定は、非接触で行うことができ、かつ、上記第１画像及び第２画像さえ採取すれば連続的に行うことができる。そのため、例えば全ての板材を検査する全数検査も可能となり、生産管理能力を従来よりも格段に高めることができる。そして、例えば、公差内に入らない板材を検知した場合に、それを自動でリジェクトする機能を付加することもでき、また、検知直後にライン停止して切断装置の点検及び再設定を行うという運用上での改善を行うことも可能である。

上記第１の発明又は第２の発明における上記第１画像及び第２画像としては、円形の画像等、様々な形態の画像を採用することができるが、特に正方形又は長方形の画像を採用することが好ましい。これによって、画像内での先端位置及び後端位置を、画像の輪郭位置を座標軸に用いて比較的容易に定義づけることができる。

また、上記第１画像と第２画像との間の距離を表す画像間距離としては、様々な定義を採用することができる。例えば、上記画像間距離としては、２つの画像の中心同士の間隔、２つの画像の先端位置同士あるいは後端位置同士の間隔、第１画像の後端位置と第２画像の先端位置との間隔などを採用できる。最も好ましくは、上記第１画像の後端位置と第２画像の先端位置との間隔を上記画像間距離とするのがよい。この場合には、後述するごとく、板長さの算出を比較的容易にすることができる。

また、上記第１の発明においては、上記第１カメラと上記第２カメラの少なくとも一方は、両者の距離を調整できるよう移動可能に設けられていることが好ましい（請求項２）。この場合には、作製する板材の寸法がロット毎に変化する場合などに、上記第１カメラと第２カメラとの間の距離を変更し、常に板材の先端辺を含む第１画像を上記第１カメラにより採取し、かつ、板材の後端辺を含む第２画像を上記第２カメラにより採取することができるように設定することが可能となる。
また、上記第１カメラ及び第２カメラとしては、いわゆるＣＣＤカメラ（ＣＣＤ（電荷結合素子））を用いて構成したカメラ）を採用することができる。

また、上記長さ測定手段は、上記画像間距離としては上記第１画像の後端位置と上記第２画像の先端位置との間隔である画像間距離Ｌｍを記憶し、上記先端位置情報から得られる上記第１画像内での上記板材の長さを示す画像内先端長さＬＨ１と、上記後端位置情報から得られる上記第２画像内での上記板材の長さを示す画像内後端長さＬＨ２とを用いて求めるよう構成されていることが好ましい（請求項３）。

これにより、単純には、Ｌｍ＋ＬＨ１＋ＬＨ２が、求める板長さを示す基準の指標として得られる。そして、板材の搬送される姿勢が常にまっすぐで、カメラの画像も常に所望の状態にある場合、あるいは、板材の搬送姿勢の変動等による測定精度のばらつきが十分に公差内に収まる場合などは、上記基準の指標（Ｌｍ＋ＬＨ１＋ＬＨ２）をそのまま板長さとして採用することもできる。また、板材の搬送姿勢の変動等による影響を排除するように上記基準の指標の全体又は個々の項を補正することによって、非常に精度の高い板長さ測定を実現することができる。この補正のやり方としては後述する手段をはじめとして様々な手段をとりうる。

また、上述したように第１カメラと第２カメラとの間の距離を変更した場合には、上記画像間距離も変化することとなる。ここで、上記画像間距離としては、第１カメラと第２カメラとの間の距離を常時把握するようカメラ間距離測定手段を設けておいて、その測定値に応じて画像間距離を補正して記憶する手段をとることもできる。より好ましくは、第１カメラと第２カメラとの間隔を変更する毎に、実際に長さのわかっているマスター材を用いて第１画像と第２画像を採取し、得られる先端位置情報及び後端位置情報によって、画像間距離を逆算して求めて記憶する手段がよい。

すなわち、目標とする長さを有する板材であるマスター材に関して得られた上記第１画像と上記第２画像とから、それぞれ画像内先端長さＬＨ１（Ｍ）と画像内後端長さＬＨ２（Ｍ）を求めると共に、上記マスター材の板長さデータＬ（Ｍ）を用いて、Ｌ（Ｍ）−ＬＨ１（Ｍ）−ＬＨ２（Ｍ）の値を上記Ｌｍとして算出し記憶するマスター値設定手段をさらに有していることが好ましい（請求項４）。この場合には、最も正しいＬｍを容易に得ることができる。

また、上述した板材の搬送姿勢の変動等による影響を排除するための補正を行うための手段としては、次のものが好ましい。
すなわち、上記画像処理手段は、上記先端位置情報として上記先端辺の複数の位置データを含むものを求めると共に、上記後端位置情報として上記後端辺の複数の位置データを含むものを求めるよう構成されており、上記長さ演算手段は、上記先端位置情報における上記複数の位置データから上記先端辺の傾斜状態を示す先端傾斜状態を求めると共に、上記後端位置情報における上記複数の位置データから上記後端辺の傾斜状態を示す後端傾斜状態を求め、上記板材の搬送方向に対する姿勢の傾きによる板長さの誤差を上記先端傾斜状態及び上記後端傾斜状態を用いて補正するよう構成されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、板材の搬送姿勢の変動等による板長さ測定値の誤差を、上記先端傾斜状態及び後端傾斜状態を用いて補正することができるので、より精度の高い長さ測定を行うことができる。

また、上記第１カメラに対向する位置には、上記先端検知センサが上記先端辺を検知した際に上記第１カメラの視野に向けてストロボ照明を発する第１ストロボが配設されていると共に、上記第２カメラに対向する位置には、上記先端検知センサが上記先端辺を検知した際に上記第２カメラの視野に向けてストロボ照明を発する第２ストロボが配設されていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、第１画像及び第２画像における先端辺位置及び後端辺位置をより明確化することができる。

また、上記第１カメラ及び上記第２カメラはテレセントリックレンズをそれぞれ備えており、該テレセントリックレンズを介して上記第１画像及び上記第２画像を採取するよう構成されていることが好ましい（請求項７）。
テレセントリックレンズは、広く知られているように、レンズの片側において光軸と主光線が平行とみなせるような光学系をいい、画像処理分野において高精度な計測を行うことを可能とするため非常に有効である。

次に、上述した理由と同様の理由により、上記第２の発明においては、上記長さ測定ステップでは、上記先端位置情報から上記第１画像内での上記板材の長さを示す画像内先端長さＬＨ１を求めると共に、上記後端位置情報から上記第２画像内での上記板材の長さを示す画像内後端長さＬＨ２を求め、予め記憶している上記第１画像の後端位置と上記第２画像の先端位置との間の距離である画像間距離Ｌｍと上記ＬＨ１及び上記ＬＨ２を用いて板長さを算出することが好ましい（請求項９）。

また、上記画像処理ステップでは、上記先端位置情報として上記先端辺の複数の位置データを含むものを求めると共に、上記後端位置情報として上記後端辺の複数の位置データを含むものを求め、上記長さ演算ステップでは、上記先端位置情報における上記複数の位置データから上記先端辺の傾斜状態を示す先端傾斜状態を求めると共に、上記後端位置情報における上記複数の位置データから上記後端辺の傾斜状態を示す後端傾斜状態を求め、上記板材の搬送方向に対する姿勢の傾きによる板長さの誤差を上記先端傾斜状態及び上記後端傾斜状態を用いて補正することが好ましい（請求項１０）。

（実施例１）
本発明の実施例に係る板長さ測定装置及び板長さ測定方法につき、図１〜図７を用いて説明する。
本例の板長さ測定装置１は、図１、図２に示すごとく、コンベア９１によって搬送されるアルミニウム合金よりなる長方形状の板材８の長さを測定するための装置である。
板長さ測定装置１は、図１〜図３に示すごとく、先端検知センサ１１と、第１カメラ２１と、第２カメラ２２と、画像処理手段３と、長さ演算手段４とを有している。

上記先端検知センサ１１は、板材８の先端辺８１が基準位置Ｐ１に到達したことを検知するセンサである。本例では、先端検知センサ１１として、いわゆる光電管を採用し、その動作点を上記基準位置Ｐ１（図１）に設定してある。
また、上記第１カメラ２１は、先端検知センサ１１が先端辺８１を検知した際に、該先端辺８１の少なくとも一部の像を含む第１画像Ｇ１（図５）を採取するカメラであり、上記第２カメラ２２は、先端検知センサ１１が上記先端辺８１を検知した際に、上記板材８の後端辺８２の少なくとも一部の像を含む第２画像Ｇ２（図６）を採取するためのカメラである。

第１カメラ２１及び第２カメラ２２としては、いずれもＣＣＤカメラ（ＣＣＤ（電荷結合素子））を用いて構成したカメラ）を採用した。また、第１カメラ２１及び第２カメラ２２の光学系としては、いずれもテレセントリックレンズ２１５、２２５をそれぞれ備えており、これを介して上記第１画像Ｇ１及び上記第２画像Ｇ２を採取するよう構成してある。

第１カメラ２１に対向する位置には、先端検知センサ１１が先端辺８１を検知した際に上記第１カメラ２１の視野に向けてストロボ照明を発する第１ストロボ２６１が配設されている。また、第２カメラ２２に対向する位置には、先端検知センサ１１が先端辺８１を検知した際に上記第２カメラ２２の視野に向けてストロボ照明を発する第２ストロボ２６２が配設されている。これら第１ストロボ２６１、第２ストロボ２６２は、ストロボ制御装置２６０の指示により同時に発光するように構成されている。

このストロボ制御装置２６０は、後述する画像処理手段３からの指令により動作するように構成されているが、第１カメラ２１及び第２カメラ２２との動作タイミングは図４に示すように設定してある。すなわち、同図（ａ）に示すごとく、第１カメラ２１及び第２カメラ２２のシャッター速度Ｓ１は１／６０ｓ（秒）、同図（ｂ）に示すごとく、ストロボ発光時間Ｓ２は１０μｓとした。
また、第２カメラ２２は、第１カメラ２１との距離を調整できるよう移動可能に設けられており、上記第２ストロボ２６２は、上記第２カメラ２２の移動に伴って移動するように構成してある。

上記画像処理手段３は、第１カメラ２１及び第２カメラ２２から第１画像Ｇ１及び第２画像Ｇ２を受理し、第１画像Ｇ１内での上記先端辺８１の位置を示す先端位置情報及び第２画像Ｇ２内での後端辺８２の位置を示す後端位置情報を求めるように構成されている。 上記長さ演算手段４は、画像処理手段３から受理した上記先端位置情報及び上記後端位置情報と、画像間距離（上記第１画像と上記第２画像との間隔）とを用いて上記板材８の長さを求めるように構成してある。長さ計測手段４としては、実際にはシーケンサを用いた。

図７に示すごとく、長さ計測手段４は、上記画像間距離としては上記第１画像Ｇ１の後端位置ｇ１２と第２画像の先端位置ｇ２１との間隔である画像間距離Ｌｍを記憶し、先端位置情報から得られる第１画像Ｇ１内での板材の長さを示す画像内先端長さＬＨ１と、上記後端位置情報から得られる第２画像Ｇ２内での板材の長さを示す画像内後端長さＬＨ２とを用いて求めるよう構成されている。

本例では、図５、図６に示すごとく、上記画像処理手段３は、上記先端位置情報として先端辺８１の複数の位置データ（測定値ａ１〜ａ４）を含むものを求めると共に、上記後端位置情報として後端辺８２の複数の位置データ（測定値ａ５〜ａ８）を含むものを求めるよう構成した。
そして、演算手段３は、上記先端位置情報における上記複数の位置データ（測定値ａ１〜ａ４）から先端辺８１の傾斜状態を示す先端傾斜状態を求めると共に、上記後端位置情報における上記複数の位置データ（測定値ａ５〜ａ８）から後端辺８２の傾斜状態を示す後端傾斜状態を求め、上記板材の搬送方向に対する姿勢の傾きによる板長さの誤差を上記先端傾斜状態及び上記後端傾斜状態を用いて補正するよう構成されている。

上記画像処理手段３及び長さ計測手段４の機能を、作業の流れに沿ってさらに具体的に説明すると、まず、図５、図６に示すごとく、上記第１画像Ｇ１及び第２画像Ｇ２としては、正方形状の画像を採取する。各画像は、上方の辺をＸ軸、右側の辺をＹ軸としてＸ座標及びＹ座標を定義し、それぞれ４箇所の位置Ａ１〜Ａ４及びＡ５〜Ａ８の位置データを測定する。すなわち、図５に示すごとく、第１画像Ｇ１においては、Ｙ軸を当分に分割した４点であるＡ１〜Ａ４についてのＸ座標から、測定値ａ１〜ａ４を求める。同様に、第２画像においては、４点Ａ５〜Ａ８について測定値ａ５〜ａ８を求める。

次に、上記Ａ１〜Ａ４の座標を用いて、第１画像Ｇ１のＹ軸に対する先端辺８１の傾き角度θ1（先端傾斜状態）を求める。同様に、上記測定値Ａ５〜Ａ８の座標を用いて、第２画像Ｇ２のＹ軸に対する後端辺８２の傾き角度θ2（後端傾斜状態）を求める。そして、平均傾斜角度θw＝（θ1＋θ2）／２を板材８の搬送方向に対する傾斜角度として求める。

次に、上記測定値ａ１〜ａ４の平均値Ｌ１と、測定値ａ４〜ａ８の平均値Ｌ２を求める。本例では、上記Ｌ１をそのまま上記画像内先端長さＬＨ１として採用する。一方、図７、図８に示した状態を例にとると、上記画像内後端長さＬＨ２については、第２カメラ２２の据え付けずれ（第１カメラ２１の視野中心と第２カメラ２２の視野中心の幅方向のずれ量）Ｌｃを用いて、ＬＨ２＝Ｌ２＋Ｌｃ×ｔａｎθwの値とした。

ここで、図８に示すごとく、第２カメラ２２の据え付けずれＬｃは、次のようにして定義した。すなわち、第１カメラ２１の四角形の視野における板材の進行方向に沿った中心線Ｃ１と、第２カメラ２２の四角形の視野における板材の進行方向に沿った中心線Ｃ２とは、実際には、図７に示すように角度θcだけ傾く場合もあるが、この角度θcは、通常はほぼ０に等しい。したがって、θc＝０とすると、図８に示すごとく、上記の第１カメラ２１の視野の中心線Ｃ１と第２カメラ２２の視野の中心線Ｃ２とは平行であると見ることができる。そのため、第１カメラ２１と第２カメラ２２の据え付けずれＬｃは、同図に示すごとく、中心線Ｃ２に直交する中心線Ｃ２５が、中心線Ｃ１、Ｃ２と交わる２点を結んだ距離である。そして、このように求めたＬｃを用いて上記のごとくＬＨ２を求める。

次に、図７にも示すように、上記画像内先端長さＬＨ１及び画像内後端長さＬＨ２と、後述するようにマスター材を用いて算出して記憶している画像間距離Ｌｍとを用い、次のように板長さＬｗを算出する。
板長さＬｗ＝（Ｌｍ＋ＬＨ１＋ＬＨ２）／ｃｏｓθw

上記画像間距離Ｌｍを求めるためのマスター値設定手段は、一連の板長さ測定を実施する前に実行する。
すなわち、まず、目標とする長さを有する板材であるマスター材の長さＬ（Ｍ）をノギスを用いて正確に測定する。この長さＬ（Ｍ）は、タッチパネル５１から入力して長さ演算手段４に予め記憶させる。

上記第２カメラ２２の位置は、マスター材に適した位置に移動する。この状態で、停止したコンベア９１上において、先端辺の位置が上述した基準位置Ｐ１（図１）にくるようにマスター材を静止状態で載置する。そして、上記第１カメラ２１及び第２カメラ２２を用いて、マスター材に関する第１画像と第２画像とを採取する。これらの第１画像と第２画像とから、上記と同様にして、マスター材に関する画像内先端長さＬＨ１（Ｍ）と画像内後端長さＬＨ２（Ｍ）を求める。そして、長さ演算手段４は、マスター材の板長さデータＬ（Ｍ）を用いて、Ｌ（Ｍ）−ＬＨ１（Ｍ）−ＬＨ２（Ｍ）の値を上記Ｌｍとして算出し記憶する。

このようなマスター値設定手段を予め実行しておくことによって、上記マスター材と同じサイズの製品に対する長さ測定を正確に行うことができる。この長さ測定の流れをあらためて説明すると、まず、製品である板材８が搬送されてきた際に、板材８の先端辺８１が基準位置Ｐ１に到達したことを検知する先端検知ステップを行う。このとき、図３に示すごとく、先端検知センサ１１からタイミング信号Ｄ１が画像処理手段３及び長さ演算手段４に送られる。

このタイミング信号により先端辺８１を検知したことを認知した画像処理手段３は、ストロボ制御装置２６０にストロボ発光指令Ｄ２を送ると共に第１カメラ２１及び第２カメラ２２を操作して、先端辺８１の少なくとも一部の像を含む第１画像Ｇ１を採取すると共に、板材８の後端辺８２の少なくとも一部の像を含む第２画像Ｇ２を採取する画像採取ステップを行う。

次いで、画像処理手段３は、第１画像Ｇ１内での先端辺８１の位置を示す先端位置情報及び第２画像Ｇ２内での後端辺８２の位置を示す後端位置情報を求める画像処理ステップを行う。
次に、上述した長さ演算手段３は、画像処理手段３から受理した上記先端位置情報及び上記後端位置情報（Ｄ３）と、上記画像間距離Ｌｍとを用いて板材の長さＬｗを求める長さ演算ステップとを行う。

さらに、本例では、この板長さ演算ステップでは、予め、板材の目標長さ及びその許容交差を記憶しておくことによって、求めた長さが上記許容交差の範囲内か否かを判定する。そして、別途設けたリジェクト装置５２に判定結果Ｄ４を送って寸法公差を外れた板材を選別する。

このように、本例の板長さ測定装置１を用いれば、非接触で行うことができ、かつ、上記第１画像及び第２画像さえ採取すれば連続的に行うことができる。そのため、例えば全ての板材を検査する全数検査も可能となり、生産管理能力を従来よりも格段に高めることができる。そして、例えば、公差内に入らない板材を検知した場合に、それを自動でリジェクトすることもでき、また、検知直後にライン停止して切断装置の点検及び再設定を行うという運用上での改善を行うことも可能である。

（実施例２）
本例は、図９、図１０に示すごとく、実施例１の板長さ測定装置１をアルミニウム合金板の切断ライン９に組み込んだ例を示す。
本例の切断ライン９は、図９に示すごとく、一対の円筒形のドラム９５１、９５２に一対の切断刃（図示略）を備えたドラムシャー９５を切断装置として採用し、その下流側にコンベア９１を連ね、連続的に切断した板材８を搬送するように構成してある。

また、コンベア９１の途中には、不良品を選別するためのリジェクト用コンベア９２が斜め下方に設けられており、フラッパ９３の回動位置によって板材８の進行方向を通常の方向か、斜め下方のリジェクト用コンベア９２かを選択できるように構成してある。また、リジェクト用コンベア９２の先方には、不良の板材８を収容するための屑箱が配置される。

また、板長さ測定装置１は、ドラムシャー９５の下流側第２番目のコンベア９１上に配設されており、その構成は、第１カメラ２１及び第２カメラ２２を備えたものであって基本構成は実施例１と同様である。そして、板長さ測定装置１の長さ演算手段４は、切断ライン９に既存の表面疵検査装置（図示略）の制御装置９９に接続され、そのリジェクト機能を利用できるようにしてある。すなわち、表面疵検査装置は、図示しない表面疵検査機からの情報に基づいて、表面疵による不良品が流れてきた場合には、図１０に示すごとく、フラッパ９３を動作させて下方の屑箱へ該当する板材８を送るように構成されている。そのため、長さ演算手段４は、測定した板長さが公差を外れたか否かの判定結果Ｄ４を制御装置９９に送り、制御装置９９は、板長さが公差を外れた板材８があった場合には、屑箱へ送るようにふらっぱ９３を動作させるように構成した。なお、フラッパ９３の上流側には、板材８動きをトラッキングするための光電管９８１及び９８２を設けている。

本例の切断ライン９は、上記板長さ測定装置１を備え、かつ、板長さ不良の板材８を自動的に選別除去することができる。そのため、非常に合理的に板長さ管理を行うことができる。
その他は実施例１と同様の作用効果が得られる。

（実施例３）
本例は、実施例２に示した切断ライン９を用いて、上記板長さ測定装置１における板長さの測定精度を定量的に評価する試験を行った結果を示す。試験は２回行った。
第１回目の試験は、ねらい寸法が８０７．３ｍｍのものと、８０７．７ｍｍのものを合計８０枚ほど切断し、所定枚数毎に板長さ測定装置１での測定結果とノギスでの実測値を比較したものである。

第１回目の試験結果を図１１に示す。同図は、横軸に切断枚数を、左縦軸に板長さ（シート長さ）を、右縦軸に板長さ測定装置１での測定結果（ＣＣＤと表す）とノギスでの実測値（ノギスと表す）の差（ＣＣＤ−ノギス）をとったものである。
また、この試験では、同図における矢印Ｂの位置のタイミングで板長さのねらい寸法を変更している。上述したマスター値設定手段の実行は、試験開始前と矢印Ｂの位置でのタイミングにおいてそれぞれ行っている。
また、各板長さの値は、温度による影響を排除するため、切断する際に測定した気温を参考にして換算し、全て２０℃における長さを用いた。

第２回目の試験は、ねらい寸法は一つであるが、何らかの要因で徐々に板長さが長くなった場合の例を示す。その他は上記第１回目の試験と同様とした。この第２回目の試験結果を図１２に示す。同図は上記図１１と同様に、横軸に切断枚数を、左縦軸に板長さ（シート長さ）を、ＣＣＤとノギスの差をとったものである。

図１１、図１２より知られるごとく、測定装置１での測定結果（ＣＣＤ）とノギスでの実測値（ノギス）の差は極めて小さく、非常に優れた測定精度が得られることがわかる。

実施例１における、板長さ測定装置の側面図。 実施例１における、板長さ測定装置の平面図。 実施例１における、板長さ測定装置の構成を示す説明図。 実施例１における、（ａ）シャッタースピード、（ｂ）ストロボ発光時間を示す説明図。 実施例１における、第１画像の例を示す説明図。 実施例１における、第２画像の例を示す説明図。 実施例１における、板長さの演算方法を示す説明図。 実施例１における、ＬＨ２を求める方法を示す説明図。 実施例２における、切断ラインの構成を示す説明図。 実施例２における、切断ラインのリジェクト機能を動作させた状態を示す説明図。 実施例３における、第１回目試験結果を示す説明図。 実施例３における、第２回目試験結果を示す説明図。

符号の説明

１ 板長さ測定装置
２１ 第１カメラ
２２ 第２カメラ
３ 画像処理手段
４ 長さ演算手段
８ 板材
８１ 先端辺
８２ 後端辺

Claims (10)

1. 搬送される板材の長さを測定するための板長さ測定装置であって、
   上記板材の先端辺が基準位置に到達したことを検知する先端検知センサと、
   該先端検知センサが上記先端辺を検知した際に、該先端辺の少なくとも一部の像を含む第１画像を採取する第１カメラと、
   上記先端検知センサが上記先端辺を検知した際に、上記板材の後端辺の少なくとも一部の像を含む第２画像を採取するための第２カメラと、
   上記第１カメラ及び上記第２カメラから上記第１画像及び上記第２画像を受理し、上記第１画像内での上記先端辺の位置を示す先端位置情報及び上記第２画像内での上記後端辺の位置を示す後端位置情報を求める画像処理手段と、
   該画像処理手段から受理した上記先端位置情報及び上記後端位置情報と、上記第１画像と上記第２画像との間隔を示す画像間距離とを用いて上記板材の長さを求める長さ演算手段とを有することを特徴とする板長さ測定装置。
2. 請求項１において、上記第１カメラと上記第２カメラの少なくとも一方は、両者の距離を調整できるよう移動可能に設けられていることを特徴とする板長さ測定装置。
3. 請求項１又は２において、上記長さ測定手段は、上記画像間距離としては上記第１画像の後端位置と上記第２画像の先端位置との間隔である画像間距離Ｌｍを記憶し、上記先端位置情報から得られる上記第１画像内での上記板材の長さを示す画像内先端長さＬＨ１と、上記後端位置情報から得られる上記第２画像内での上記板材の長さを示す画像内後端長さＬＨ２とを用いて求めるよう構成されているこことを特徴とする板長さ測定装置。
4. 請求項３において、目標とする長さを有する板材であるマスター材に関して得られた上記第１画像と上記第２画像とから、それぞれ画像内先端長さＬＨ１（Ｍ）と画像内後端長さＬＨ２（Ｍ）を求めると共に、上記マスター材の板長さデータＬ（Ｍ）を用いて、Ｌ（Ｍ）−ＬＨ１（Ｍ）−ＬＨ２（Ｍ）の値を上記Ｌｍとして算出し、記憶するマスター値設定手段をさらに有していることを特徴とする板長さ測定装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、上記画像処理手段は、上記先端位置情報として上記先端辺の複数の位置データを含むものを求めると共に、上記後端位置情報として上記後端辺の複数の位置データを含むものを求めるよう構成されており、
   上記長さ演算手段は、上記先端位置情報における上記複数の位置データから上記先端辺の傾斜状態を示す先端傾斜状態を求めると共に、上記後端位置情報における上記複数の位置データから上記後端辺の傾斜状態を示す後端傾斜状態を求め、上記板材の搬送方向に対する姿勢の傾きによる板長さの誤差を上記先端傾斜状態及び上記後端傾斜状態を用いて補正するよう構成されていることを特徴とする板長さ測定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、上記第１カメラに対向する位置には、上記先端検知センサが上記先端辺を検知した際に上記第１カメラの視野に向けてストロボ照明を発する第１ストロボが配設されていると共に、上記第２カメラに対向する位置には、上記先端検知センサが上記先端辺を検知した際に上記第２カメラの視野に向けてストロボ照明を発する第２ストロボが配設されていることを特徴とする板長さ測定装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、上記第１カメラ及び上記第２カメラはテレセントリックレンズをそれぞれ備えており、該テレセントリックレンズを介して上記第１画像及び上記第２画像を採取するよう構成されていることを特徴とする板長さ測定装置。
8. 搬送される板材の長さを測定する板長さ測定方法であって、
   上記板材の先端辺が基準位置に到達したことを検知する先端検知ステップと、
   上記先端辺を検知した際に、該先端辺の少なくとも一部の像を含む第１画像を採取すると共に、上記板材の後端辺の少なくとも一部の像を含む第２画像を採取する画像採取ステップと、
   上記第１画像内での上記先端辺の位置を示す先端位置情報及び上記第２画像内での上記後端辺の位置を示す後端位置情報を求める画像処理ステップと、
   上記先端位置情報及び上記後端位置情報と、上記第１画像と上記第２画像との間隔を示す画像間距離とを用いて上記板材の長さを求める長さ演算ステップとを有することを特徴とする板長さ測定方法。
9. 請求項８において、上記長さ測定ステップでは、上記先端位置情報から上記第１画像内での上記板材の長さを示す画像内先端長さＬＨ１を求めると共に、上記後端位置情報から上記第２画像内での上記板材の長さを示す画像内後端長さＬＨ２を求め、予め記憶している上記第１画像の後端位置と上記第２画像の先端位置との間の距離である画像間距離Ｌｍと上記ＬＨ１及び上記ＬＨ２を用いて板長さを算出することを特徴とする板長さ測定方法。
10. 請求項８又は９において、上記画像処理ステップでは、上記先端位置情報として上記先端辺の複数の位置データを含むものを求めると共に、上記後端位置情報として上記後端辺の複数の位置データを含むものを求め、上記長さ演算ステップでは、上記先端位置情報における上記複数の位置データから上記先端辺の傾斜状態を示す先端傾斜状態を求めると共に、上記後端位置情報における上記複数の位置データから上記後端辺の傾斜状態を示す後端傾斜状態を求め、上記板材の搬送方向に対する姿勢の傾きによる板長さの誤差を上記先端傾斜状態及び上記後端傾斜状態を用いて補正することを特徴とする板長さ測定方法。

Images