JP2009198235A

JP2009198235A - 巻取ロールのコア偏芯検出装置

Info

Publication number: JP2009198235A
Application number: JP2008038454A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Teramoto; 和法寺本
Original assignee: Mihara Ryoju Engineering Co Ltd
Current assignee: Mihara Ryoju Engineering Co Ltd
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2009-09-03

Abstract

【課題】
巻取ロールにおけるコアの偏芯状態を簡単に、かつ正確に計測できる装置を提供する。
【解決手段】
この装置は、レーザ光源と、その同レーザ光源から照射されるレーザ光が巻取ロールの端面によって反射される反射光を受光する受光手段を備えたレーザ検出装置１を、巻取ロールＲの端面におけるコアの中心軸と交叉する互いに直交するねじ棒５、１５に沿って駆動装置３、１３によって変位させ、巻取ロールＲの端面によって反射される反射光をレーザ検出装置１に搭載された受光手段によって検出するとともに、レーザ変位計４、１４により、レーザ検出装置１を変位させる駆動装置３、１３の回転を計測する。コントローラ２０は、レーザ検出装置１の受光データと、ねじ棒５、１５に沿うレーザ検出装置１の変位量を示すレーザ変位計４、１４からの回転データとに基づいて巻取ロールＲ端面中心からのコアＣの偏芯量を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙、プラスチックフィルムなどのシート状物をコアに巻き取った巻取ロールにおけるコア偏芯を検出する装置に関する。

紙、プラスチックフィルムなどのシート状物をコアに巻き取った巻取ロールは、種々変形した巻取ロールになることがある。その変形例として、端面が軸方向に膨らんだり凹んだりした形状になるもの、また、巻取ロールの中心にあるべきコアの軸芯が巻取ロールの中心からずれて偏芯した状態になっている巻取ロールとなるものなどがある。これらの変形が規定値より大きいものは、その巻取ロールの使用上、障害となるので規格を満たす製品とはならない。巻取ロールにおいて巻取ロール中心からのコアの偏芯を検出する装置は種々提案されており、例えば、巻取ロールの端面をＣＣＤカメラで撮影し、それを画像処理して数値データに変換し、その数値データを使ってコアの中心を求め、そのコア中心から巻取ロールの外周までの長さの差を求めるよう演算処理することで巻取ロールの偏芯量を求める検査装置が提案されている（特許文献１）。また、筒状繊維体に接触センサーを当てて回転させ、接触センサーの変位量をレーザ光で測定して偏芯量を検知するようにしたものが提案されている（特許文献２）。
巻取ロールのコア軸芯が巻取ロールの中心から偏芯している程度を非接触で、より簡単に、かつ正確に定量検出する装置は提案されていないのが現状で、これを可能とする装置の提供が望まれている。
特開２０００−１８０１１７号公報特開２００１−３３６９２０号公報

本発明は、巻取ロールにおけるコアの偏芯状態を簡単に、かつ正確に計測できる装置を提供することを課題としている。

本発明は前記した課題を解決するため、レーザ光源と同レーザ光源から照射されるレーザ光の反射光を受光する受光手段とを備えたレーザ検出装置、および同レーザ検出装置を互いに直交する２方向に変位させる２軸位置決めロボットを有し、同２軸位置決めロボットは、前記レーザ検出装置を巻取ロールの端面に沿い同ロールの中心軸と交差する直線軌道に沿って変位させる第１の駆動装置と、同第１の駆動装置による前記レーザ検出装置の変位を計測する第１のレーザ検出装置変位計測手段と、前記直線軌道をこれと直交する方向に変位させることによって前記レーザ検出器を巻取ロール端面に沿い同ロールの中心軸と交差し前記直線軌道と直交する方向に変位させる第２の駆動装置と、同第２の駆動装置による前記レーザ検出装置の変位を検出する第２のレーザ検出装置変位計測手段と、を備えており、レーザ光を巻取ロールの端面に照射しつつ互いに直交する２方向に変位される前記レーザ検出装置によるレーザ反射光の受光データと前記第１並びに第２のレーザ検出装置変位計測手段からの変位データとにより巻取ロール端面におけるコアの偏芯を検知するように構成した巻取ロールのコア偏芯検出装置を提供する。

巻取ロールの端面に沿いロールの中心軸と交差する直線方向にレーザ検出装置を変位させつつ、そのレーザ検出装置のレーザ光源から照射され巻取ロールの端面によって反射される反射光を検出して行くと、コア部分ではコアの存在によってレーザ光の反射光が大きく変化することからコアの位置を検知することができる。本発明による巻取ロール端面のコア偏芯検出装置においては、２軸位置決めロボットの第１、第２の駆動装置によってレーザ検出装置を巻取ロールの端面に沿い互いに直交する２直線方向に変位させつつ、巻取ロールの端面によって反射される反射光をレーザ検出装置が備えている受光手段によって検出するとともに、第１、第２のレーザ検出装置変位計測手段によりレーザ検出装置の変位を計測することによって、レーザ検出装置によって検出されるコアが巻取ロール端面のどの位置にあるかを検知し、それに基づいて巻取ロール端面におけるコア偏芯を検知することができる。

以上説明したように、レーザ光源と巻取ロール端面によるレーザ反射光を受光する受光手段とを備えたレーザ検出装置、このレーザ検出装置を互いに直交する２つの直線方向にそれぞれ変位させる第１、第２の駆動装置と、このレーザ検出装置の変位を計測する第１、第２のレーザ検出装置変位計測手段を有する２軸位置決めロボットを備えた本発明による巻取ロールのコア偏芯検出装置によれば、その２軸位置決めロボットによって変位されるレーザ検出装置によるレーザ反射光の受光信号とレーザ検出装置変位計測手段からの変位信号を基にして、巻取ロールにおけるコアの偏芯を定量的に検出することができるが、このように構成した本発明による巻取ロールのコア偏芯検出装置を、互いに間隔を保って向かい合わせて配置することによって、巻取ロールの両端面における巻取ロール中心からのコアの偏芯を検出して、巻取ロールにおけるコアの偏芯をより正確に検出することが可能になる。

以下、本発明による巻取ロールのコア偏芯検出装置を図示した実施例により具体的に説明する。図において、Ｒはコアの偏芯を検出する巻取ロールを示しており、その軸方向を水平にして配置されている。Ｃはコアで、コアＣの回りにシートが巻き取られて巻取ロールＲが形成されている。１はレーザ検出装置で、レーザ光源と、そのレーザ光源から照射されたレーザ光が巻取ロールＲの端面によって反射される反射光を受光する受光手段とを備えている。レーザ検出装置１は、巻取ロールＲの端面に沿って上下、左右に変位自在に、図示していない適宜の支持機構によって支持されている。レーザ検出装置１に装備されているレーザ光源と受光手段は、公知の適宜のものを採用してよいので、図示を省略している。

２は鉛直方向位置決めロボットで、巻取ロールＲの端面におけるコアＣの鉛直方向の位置を検出するために、前記したように支持機構によって上下、左右に変位自在に支持されているレーザ検出装置１を巻取ロールＲの端面に平行に、かつ、巻取ロールＲの中心軸と交差して鉛直方向に変位させるためのものである。１２は水平方向位置決めロボットで、巻取ロールＲの端面におけるコアＣの水平方向の位置を検出するために前記したように上下、左右に変位自在に支持されているレーザ検出装置１を巻取ロールＲの端面に平行に、かつ、巻取ロールＲの中心軸と交差して水平方向に変位させるためのものである。これら鉛直方向位置決めロボット２と水平方向位置決めロボット１２は、本発明における２軸位置決めロボットを構成している。

先ず、鉛直位置決めロボット２について説明する。鉛直位置決めロボット２は、前記したようにレーザ検出装置１を巻取ロールＲの端面に平行に巻取ロールＲの中心軸と交差する鉛直な直線方向に変位させるためのもので、レーザ検出装置１を変位させるための駆動装置３と、この駆動装置３によって変位されるレーザ検出装置１の変位を計測するレーザ変位計４を有している。駆動装置３はモータで構成され、レーザ変位計４は駆動装置３を構成しているモータの回転を計測するロータリエンコーダで構成されている。また、この鉛直方向位置決めロボット２は、鉛直に配設されたねじ棒５を有し、このねじ棒５にナット部材６が螺合されている。ねじ棒５の上下端は適宜の軸受で回転可能に支持されているが、それらの軸受は図示を省略している。ねじ棒５が駆動装置３によって回転されることで、ねじ棒５に螺合されたナット部材６は、ねじ棒５に沿って上下方向に鉛直に変位され、ねじ棒５に回転を与える駆動装置３の回転はレーザ変位計４によって計測される。図２に示してあるように、コア偏芯を計測する巻取ロールＲは、鉛直方向位置決めロボット２の側方に配置される。
以上説明した鉛直方向位置決めロボット２におけるレーザ変位計４は、本発明における第１のレーザ検出装置変位計測手段を構成している。

次に水平方向位置決めロボット１２について説明する。水平方向位置決めロボット１２は、前記したようにレーザ検出装置１を巻取ロールＲの端面に沿って巻取ロールＲの中心軸と交差する水平な直線軌道に沿って変位させるためのもので、レーザ検出装置１を変位させるための駆動装置１３と、この駆動装置１３によって変位されるレーザ検出装置１の変位を計測するレーザ変位計１４を有している。駆動装置１３はモータで構成され、レーザ変位計１４は駆動装置１３を構成しているモータの回転を計測するロータリエンコーダで構成されている。また、この水平方向位置決めロボット１２は、水平に配設されたねじ棒１５を有し、このねじ棒１５はナット部材６に回転自在に支持されている。ねじ棒１５は、適宜の軸受を介して回転自在な状態で支持機構により上下動自在に支持されているが、それらの構成は図示を省略している。また、ねじ棒１５にはレーザ検出装置１の支持部が螺合されており、ねじ棒１５が駆動装置１３によって回転されると、ねじ棒１５に支持部が螺合しているレーザ検出装置１は、ねじ棒１５に沿って水平方向に変位され、そのねじ棒１５を回転させてレーザ検出装置１に変位を与える駆動装置１３の回転はレーザ変位計４によって計測される。
以上説明した水平方向位置決めロボット１２におけるレーザ変位計１４は、本発明における第２のレーザ検出装置変位計測手段を構成している。また、ねじ棒１５は、巻取ロールＲ端面に沿い巻取ロールの中心軸と交差して直線方向にレーザ検出装置１を変位させる直線軌道を構成している。

以上の構成によって、水平方向位置決めロボット１２におけるねじ棒１５を駆動装置１３で回転させると、これに支持部が螺合しているレーザ検出装置１は、巻取ロールＲの端面に沿い巻取ロールＲの中心軸と交差した直線軌道を与えているねじ棒１５に沿って水平方向に変位される。一方、鉛直方向位置決めロボット２におけるねじ棒５を駆動装置３で回転させると、これに螺合しているナット部材６はねじ棒５に沿って鉛直方向に変位される。ねじ棒５の回転によるナット部材６の鉛直方向の変位に伴って、ナット部材６に回転自在に支持されているねじ棒１５は水平のまま鉛直方向に変位され、このねじ棒１５に支持部が螺合されているレーザ検出装置１はねじ棒１５と共に鉛直方向に変位される。こうして、レーザ検出装置１を、巻取ロールＲの端面に対向してその端面と平行に、巻取ロールＲの中心軸と交差して水平方向および鉛直方向の両方向に変位させることができる。従って、直線軌道を構成しているねじ棒１５に支持部が螺合されているレーザ検出装置１を、巻取ロールＲの端面において巻取ロールＲの中心軸上に位置させてねじ棒５又はねじ棒１５を回転させることにより、レーザ検出装置１を巻取ロールＲの中心軸と交差する鉛直方向又は水平方向に変位させることができる。ねじ棒５、１５の回転によるレーザ検出装置１の変位は、それぞれ、レーザ変位計４、１４によるねじ棒５、１５の回転角度の検出によって計測され、その計測値を基にして巻取ロールＲの端面に対するレーザ検出装置１の位置を知ることができる。

以上説明した構成において、２軸位置決めロボットを構成する鉛直方向位置決めロボット２と水平方向位置決めロボット１２によってレーザ検出装置１を鉛直方向と水平方向に変位させつつレーザ検出装置１に搭載されているレーザ光源からレーザ光を巻取ロールＲの端面に照射すると、巻取ロールＲの端面に当たって反射されるレーザ光はレーザ検出装置１に搭載されている受光手段によって検出される。一方、巻取ロールＲの端面に対するレーザ検出装置１の変位はレーザ変位計４、１４により計測される駆動装置３、１３の回転を基に検知される。従って、巻取ロールＲの端面に沿い巻取ロールＲの中心軸と交差する鉛直方向と水平方向にレーザ検出装置１によりレーザ光を使って走査を行うことで、巻取ロールＲの中心に対するコアの位置を検出することができる。

２０はコントローラを示し、鉛直方向および水平方向位置決めロボット２、１２によって変位されるレーザ検出装置１からの反射レーザ光の受光データと、レーザ変位計４、１４からの変位量を示す駆動装置３、１３の回転データが与えられる。レーザ検出装置１からの反射レーザ光の受光データと、レーザ変位計４、１４からのレーザ検出装置１の変位を示す駆動装置３，１３の回転データによって、コントローラ２０では巻取ロールＲの端面の中心に対するコアの位置が検知され、その検知されたコアの位置が巻取ロールＲ端面の中心の位置からどれだけずれているかを知ることができ、巻取ロールにおけるコアの偏芯が許容範囲にあるか否かを判定することができる。また、このコントローラ２０は、駆動装置３、１３の作動を制御するための信号を駆動装置３、１３に与える。

図示した巻取ロールのコア偏芯検出装置は以上説明した構成を有しており、鉛直方向位置決めロボット２の駆動装置３を作動させてねじ棒５を回転させることにより、ねじ棒１５を介してレーザ検出装置１を巻取ロールＲの端面に沿い巻取ロールＲの中心軸と交差して鉛直方向に変位させる。これによってレーザ検出装置１は、そのレーザ光源からレーザ光を巻取ロールＲの端面に対して巻取ロールＲの中心軸と交差する鉛直線に沿って照射し、その巻取ロールＲの端面による反射光を受光手段が受光しつつ巻取ロールＲの端面におけるロール中心軸と交差して鉛直方向に変位され、巻取ロールＲの下端から巻取ロールの中心を通って巻取ロールＲの頂部までの間のロール端面を走査する。一方、水平方向位置決めロボット１２では、駆動装置１３を作動させてねじ棒１５を回転させることによって、直線軌道を構成しているねじ棒１５に沿ってレーザ検出装置１が巻取ロールＲ端面に沿い巻取ロールＲのロール中心軸と交差して変位される。これによってレーザ検出装置１は、そのレーザ光源からレーザ光を巻取ロールＲの端面に照射し、その巻取ロールＲの端面による反射光を受光手段が検出しつつ巻取ロールＲの端面に沿い巻取ロールＲの中心軸と交差する直線軌道に沿って水平方向に変位され、巻取ロールＲの側端の一方から巻取ロールＲの中心を通って巻取ロールＲの側端の他方までの間のロール端面を走査する。

レーザ変位計４、１４からのレーザ検出装置１の変位量を示す駆動装置３，１３の回転データと、巻取ロール端面におけるロール中心を通る鉛直方向の上下端の一方から他方までのレーザ反射光の受光データおよび、巻取ロール端面におけるロール中心を通る水平方向の側端の一方から他方までのレーザ反射光の受光データはコントローラ２０に送られる。コントローラ２０は、上記したデータを基にして巻取ロールＲの端面におけるコアの位置を検知し、それによって巻取ロールＲの中心からコアの芯がどれだけ偏っているか、すなわち、巻取ロール端面における中心からのコアの偏芯状態を検知することができる。こうして、巻取ロールＲにおける軸芯からのコアの偏芯が基準値を越えないかどうかを容易に判定することができる。

以上、本発明を一実施例について具体的に説明したが、本発明はこの実施例に制限されるものではなく、種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
例えば前記した実施例の装置では、レーザ検出装置１を、鉛直方向および水平方向位置決めロボット２、１２により鉛直方向と水平方向に直交する２つの直線方向に変位させているが、レーザ検出装置１は、鉛直方向と水平方向の他、直交する２つの直線方向に変位させるものであればよい。
また、前記した実施例の装置では、鉛直方向および水平方向位置決めロボット２、１２によりレーザ検出装置１を鉛直方向と水平方向に直交する２直線方向に変位させるのにねじ棒５、１５とモータによる駆動装置３、１３を採用しているが、レーザ検出装置１を巻取ロールの端面に沿いロールの中心軸と交差する直線軌道に沿って変位させるものおよびその直線軌道をこれと直交させて変位させるものであれば、他の適宜の駆動手段を採用してよい。

更に、前記した実施例による装置では、レーザ検出装置１の変位された位置を検知するためのレーザ変位計４、１４としてロータリエンコーダを採用しているが、レーザ検出装置１の変位された位置を検知可能なものであれば、ロータリエンコーダ以外の適宜の手段を採用してよい。
また、図示した実施例では、巻取ロールＲの一方の端面に対向してコア偏芯検出装置を配置したものを示したが、図示したコア偏芯検出装置を、互いに間隔を保って向かい合わせて配置することによって、巻取ロールＲの両端面における巻取ロールＲの中心からのコアの偏芯を検出する構成にして、巻取ロールＲにおけるコア偏芯を、巻取ロールの両端面から検出することで更に精度良く検出できるようにしてよい。

本発明の一実施例による巻取ロールのコア偏芯検出装置の全体構成を巻取ロールの端面方向に見て示す説明図。図１に示した巻取ロールのコア偏芯検出装置と巻取ロール端面との配置関係を簡潔に示す斜視図。

符号の説明

１レーザ検出装置
２鉛直方向位置決めロボット
１２水平方向位置決めロボット
３、１３駆動装置
４、１４レーザ変位計
４、１４駆動装置
５、１５ねじ棒
２０コントローラ
Ｃコア
Ｒ巻取ロール

Claims

レーザ光源と同レーザ光源から照射されるレーザ光の反射光を受光する受光手段とを備えたレーザ検出装置、および同レーザ検出装置を互いに直交する２方向に変位させる２軸位置決めロボットを有し、同２軸位置決めロボットは、前記レーザ検出装置を巻取ロールの端面に沿い同ロールの中心軸と交差する直線軌道に沿って変位させる第１の駆動装置と、同第１の駆動装置による前記レーザ検出装置の変位を計測する第１のレーザ検出装置変位計測手段と、前記直線軌道をこれと直交する方向に変位させることによって前記レーザ検出器を巻取ロール端面に沿い同ロールの中心軸と交差し前記直線軌道と直交する方向に変位させる第２の駆動装置と、同第２の駆動装置による前記レーザ検出装置の変位を検出する第２のレーザ検出装置変位計測手段と、を備えており、レーザ光を巻取ロールの端面に照射しつつ互いに直交する２方向に変位される前記レーザ検出装置によるレーザ反射光の受光データと前記第１並びに第２のレーザ検出装置変位計測手段からの変位データとにより巻取ロール端面におけるコアの偏芯を検知するように構成したことを特徴とする巻取ロールのコア偏芯検出装置。
請求項１に記載の巻取ロールのコア偏芯検出装置を互いに間隔を保って向かい合わせて配置し、巻取ロールの両端面におけるコア偏芯を検知するよう構成したことを特徴とする巻取ロールのコア偏芯検出装置。