JP2013224861A

JP2013224861A - 建材の寸法測定装置及び建材の寸法測定方法

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Publication number: JP2013224861A
Application number: JP2012096870A
Authority: JP
Inventors: Shinya Yamanada; 信哉山名田; Kazunori Fujii; 和典藤井
Original assignee: KMEW Co Ltd
Current assignee: KMEW Co Ltd
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2032-04-20
Also published as: JP6001911B2

Abstract

【課題】建材を搬送しながらこの建材の寸法を精度よく測定することができる建材の寸法測定装置を提供する。
【解決手段】建材１を搬送する搬送装置２と、建材１の前端点Ｆ及び後端点Ｒを検知するセンサ５と、建材１の前端部６及び後端部８の画像を撮影するカメラ１０と、前端点Ｆから後端点Ｒまでの距離を基本寸法として算出し、前端点Ｆを通り、建材１の搬送方向に垂直な第一仮想直線を引き、前端縁３のうち、第一仮想直線から最も前方及び後方にずれた距離を計測し、両者の平均値を第一補正量として算出すると共に、後端点Ｒを通り、建材１の搬送方向に垂直な第二仮想直線を引き、建材１の後端縁４のうち、第二仮想直線から最も後方及び前方にずれた距離を計測し、両者の平均値を第二補正量として算出し、基本寸法に第一補正量及び第二補正量を加算することによって建材１の搬送方向の平均寸法を測定する制御装置と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、建材の寸法測定装置及び建材の寸法測定方法に関するものである。

従来、物品の寸法測定装置として、搬送装置と、測定開始用フォトビームスイッチと、搬送速度測定用フォトビームスイッチと、寸法測定用フォトビームスイッチと、時間測定部と、寸法演算部とを具備するものが知られている（特許文献１参照）。

また、コンベヤによって所定の搬送方向に搬送される物品の長さ、幅及び高さを計測する才数計測器において、第１〜第４のセンサと、計測手段とを備えたものも知られている（特許文献２参照）。

しかし、特許文献１、２に記載のものでは、物品の前端縁又は後端縁が搬送方向に対して垂直である場合が前提となっており、これ以外の場合には物品の長さを精度よく測定することができないおそれがある。

また、複数条に切断された板材の幅寸法を測定する板材幅測定システムであって、一対の支持柱と、ステージと、第１移動ユニットと、移動手段と、第１駆動停止指令出力手段と、移動距離計測手段と、撮影指令出力手段と、幅寸法演算手段とを備えるものも知られている（特許文献３参照）。

しかし、特許文献３に記載のものは、板材の幅寸法を測定するものであり、板材の長さ寸法を測定するものではない。

特開平７−６３５２１号公報特開平９−１４９２４号公報特開２００８−３０８０号公報

例えば、住宅用などに用いられる建材１の寸法を測定するにあたって、特許文献１、２に記載のものを参考にして、図４に示すような建材の寸法測定装置を考えることができる。この建材の寸法測定装置は、建材１を搬送する搬送装置２と、この搬送装置２の上方に配置されたセンサ５とを備えて形成されている。そして、センサ５が建材１の前端縁３を検知してから後端縁４を検知するまでの時間と建材１の搬送速度とから、建材１の搬送方向（白抜き矢印）の長さ寸法を測定することができる。

ここで、図４（ａ）に示すように、建材１の前端縁３及び後端縁４が搬送方向に対して垂直である場合、センサ５は建材１の幅方向のＳ_１〜Ｓ_４のどの箇所に配置されていても、測定される建材１の長さ（それぞれＬ_１〜Ｌ_４）は同じになる（図４（ａ）ではＬ_１＝Ｌ_２＝Ｌ_３＝Ｌ_４）。

しかし、図４（ｂ）に示すように、建材１の前端縁３又は後端縁４が搬送方向に対して垂直ではない場合、センサ５を配置する箇所によって、測定される建材１の長さが異なるという問題がある。すなわち、センサ５がＳ_１〜Ｓ_４の箇所に配置されている場合、測定される建材１の長さはそれぞれＬ_１〜Ｌ_４となるが、Ｓ_１の箇所にセンサ５が配置されているとき、測定される建材１の長さＬ_１は最も長く、Ｓ_４の箇所にセンサ５が配置されているとき、測定される建材１の長さＬ_４は最も短くなる（図４（ｂ）ではＬ_１＞Ｌ_２＞Ｌ_３＞Ｌ_４）。

また、センサ５を用いることなく、図５に示すような建材の寸法測定装置を考えることもできる。この建材の寸法測定装置は、建材１を搬送する搬送装置２と、この搬送装置２の上方に配置されたカメラ１０とを備えて形成されている。そして、図５に示すように、搬送中の建材１の全体の画像をカメラ１０で撮影し、この画像データを解析することによって、建材１の搬送方向の長さ寸法を測定することができる。

しかし、図５に示す建材の寸法測定装置では、建材１の全体の画像を撮影しなければならないので画素数の多いカメラ１０が必要となる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、建材を搬送しながらこの建材の寸法を精度よく測定することができる建材の寸法測定装置及び建材の寸法測定方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る建材の寸法測定装置は、建材を一定方向に搬送する搬送装置と、前記建材の前端縁上の一点である前端点及び前記建材の後端縁上の一点である後端点を検知するセンサと、前記センサが前記前端点を検知した直後に前記建材の前端部の画像を撮影し、前記センサが前記後端点を検知した直後に前記建材の後端部の画像を撮影するカメラと、前記前端点から前記後端点までの距離を基本寸法として算出し、前記建材の前記前端部の画像において、前記前端点を通り、前記建材の搬送方向に垂直な第一仮想直線を引き、前記建材の前記前端縁のうち、前記第一仮想直線から最も前方にずれた距離を正の値として計測し、前記第一仮想直線から最も後方にずれた距離を負の値として計測し、両者の平均値を第一補正量として算出すると共に、前記建材の前記後端部の画像において、前記後端点を通り、前記建材の搬送方向に垂直な第二仮想直線を引き、前記建材の前記後端縁のうち、前記第二仮想直線から最も後方にずれた距離を正の値として計測し、前記第二仮想直線から最も前方にずれた距離を負の値として計測し、両者の平均値を第二補正量として算出し、前記基本寸法に前記第一補正量及び前記第二補正量を加算することによって前記建材の搬送方向の平均寸法を測定する制御装置とを備えていることを特徴とするものである。

本発明に係る建材の寸法測定方法は、建材を一定方向に搬送し、センサによって前記建材の前端縁上の一点である前端点を検知し、その直後に前記建材の前端部の画像をカメラによって撮影し、前記センサによって前記建材の後端縁上の一点である後端点を検知し、その直後に前記建材の後端部の画像を前記カメラによって撮影した後、前記前端点から前記後端点までの距離を基本寸法として算出し、前記建材の前記前端部の画像において、前記前端点を通り、前記建材の搬送方向に垂直な第一仮想直線を引き、前記建材の前記前端縁のうち、前記第一仮想直線から最も前方にずれた距離を正の値として計測し、前記第一仮想直線から最も後方にずれた距離を負の値として計測し、両者の平均値を第一補正量として算出すると共に、前記建材の前記後端部の画像において、前記後端点を通り、前記建材の搬送方向に垂直な第二仮想直線を引き、前記建材の前記後端縁のうち、前記第二仮想直線から最も後方にずれた距離を正の値として計測し、前記第二仮想直線から最も前方にずれた距離を負の値として計測し、両者の平均値を第二補正量として算出し、前記基本寸法に前記第一補正量及び前記第二補正量を加算することによって前記建材の搬送方向の平均寸法を測定することを特徴とするものである。

本発明によれば、建材を搬送しながらこの建材の寸法を精度よく測定することができるものである。

本発明に係る建材の寸法測定装置の一例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。本発明に係る建材の寸法測定装置の制御系のブロック図の一例を示すものである。（ａ）はカメラで撮影した建材の前端部の画像の一例を示す平面図、（ｂ）はカメラで撮影した建材の後端部の画像の一例を示す平面図である。従来の建材の寸法測定装置の一例を示すものであり、（ａ）は建材の前端縁及び後端縁が搬送方向に対して垂直である場合の平面図、（ｂ）は建材の前端縁及び後端縁が搬送方向に対して垂直でない場合の平面図である。従来の建材の寸法測定装置の他の一例を示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明に係る建材の寸法測定装置は、図１及び図２に示すように、搬送装置２と、センサ５と、カメラ１０と、制御装置１１とを備えて形成されている。

ここで、搬送装置２は、略矩形状の建材１を一定方向（図１では白抜き矢印の向き）に搬送するものであり、例えばコンベア等を用いることができる。建材１は、例えばセメントを主成分とする水硬性材料で形成されたグリーンシート（湿潤シート）等を用いることができる。

またセンサ５は、例えばレーザセンサ等を用いることができ、搬送装置２の上方に配置されている。使用するセンサ５は１台のみでよい。そして、建材１の前端縁３がセンサ５の直下に差し掛かるとき、センサ５は、立ち上がり信号により建材１の前端縁３上の一点（前端点Ｆ）を検知する。その後、建材１の後端縁４がセンサ５の直下を通り過ぎようとするとき、センサ５は、立ち下がり信号により建材１の後端縁４上の一点（後端点Ｒ）を検知する。なお、図１ではセンサ５は、搬送される建材１の幅方向の略中央部に配置されているが、建材１の幅の範囲内であればどの箇所に配置されていてもよい。

またカメラ１０は、例えばデジタルカメラ等を用いることができ、建材１の搬送方向に沿ってセンサ５よりも下流側の位置であって、搬送装置２の上方に配置されている。使用するカメラは１台のみでよい。そして、センサ５が前端点Ｆを検知した直後に、カメラ１０は、図３（ａ）のような建材１の前端部６の画像（前端縁３を全て含む画像）を撮影する。さらにセンサ５が後端点Ｒを検知した直後に、カメラ１０は、図３（ｂ）のような建材１の後端部８の画像（後端縁４を全て含む画像）を撮影する。このように、カメラ１０は建材１の前端部６及び後端部８の画像のみを撮影すればよいので、建材１の全体の画像を撮影する場合のように画素数の多いカメラ１０を使用する必要がなく、画素数の少ないカメラ１０を有効に使用することができる。

また制御装置１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等で形成され、図２に示すように搬送装置２、センサ５及びカメラ１０と電気的に接続されている。制御装置１１は、後述のように、搬送装置２の搬送速度のデータ、センサ５による建材１の前端点Ｆ及び後端点Ｒの検知データ、カメラ１０で撮影した画像データ等を処理する演算装置としても機能する。なお、制御装置１１にドップラ速度計（図示省略）を電気的に接続し、このドップラ速度計を用いて搬送装置２の搬送速度を測定するようにしてもよい。また、制御装置１１にタイマー（図示省略）を電気的に接続し、このタイマーを用いて、センサ５が建材１の前端点Ｆを検知してから後端点Ｒを検知するまでの時間（建材１の通過時間）を計測するようにしてもよい。

そして、上記の建材の寸法測定装置を用いて、次のようにして建材１の寸法（搬送方向の平均長さ寸法）を測定することができる。

図１に示すように、建材１を搬送装置２によって一定方向に搬送する。搬送速度のデータは制御装置１１に入力される。そして、建材１の前端縁３がセンサ５の直下に差し掛かるとき、センサ５は、立ち上がり信号により建材１の前端点Ｆを検知する。制御装置１１にタイマーが接続されている場合には、センサ５による前端点Ｆの検知と同時にタイマーによる計測を開始する。さらにセンサ５によって建材１の前端点Ｆを検知した直後に、カメラ１０によって図３（ａ）のような建材１の前端部６の画像を撮影する。その後、建材１の後端縁４がセンサ５の直下を通り過ぎようとするとき、センサ５は、立ち下がり信号により建材１の後端点Ｒを検知する。制御装置１１にタイマーが接続されている場合には、センサ５による後端点Ｒの検知と同時にタイマーによる計測を終了する。これにより建材１の通過時間が得られる。さらにセンサ５によって建材１の後端点Ｒを検知した直後に、カメラ１０によって図３（ｂ）のような建材１の後端部８の画像を撮影する。

その後、制御装置１１では、搬送装置２の搬送速度のデータ、センサ５による建材１の前端点Ｆ及び後端点Ｒの検知データ、カメラ１０で撮影した画像データ等を次のように演算処理する。

前端点Ｆから後端点Ｒまでの距離（線分ＦＲ）を基本寸法として算出する。例えば、搬送速度が一定であれば、この搬送速度と建材１の通過時間とを乗算することによって、建材１の基本寸法を算出することができる。

また、図３（ａ）に示す建材１の前端部６の画像において、前端点Ｆを通り、建材１の搬送方向に垂直な第一仮想直線Ｌ_Ｆを引く。次に、建材１の前端縁３のうち、第一仮想直線Ｌ_Ｆから最も前方にずれた距離（線分ＡＨ_Ａ）を正（＋）の値として計測し、第一仮想直線Ｌ_Ｆから最も後方にずれた距離（線分ＢＨ_Ｂ）を負（−）の値として計測する。その後、両者の平均値（（ＡＨ_Ａ−ＢＨ_Ｂ）／２）を第一補正量として算出する。

また、図３（ｂ）に示す建材１の後端部８の画像において、後端点Ｒを通り、建材１の搬送方向に垂直な第二仮想直線Ｌ_Ｒを引く。次に、建材１の後端縁４のうち、第二仮想直線Ｌ_Ｒから最も後方にずれた距離（線分ＤＨ_Ｄ）を正（＋）の値として計測し、第二仮想直線Ｌ_Ｒから最も前方にずれた距離（線分ＣＨ_Ｃ）を負（−）の値として計測する。その後、両者の平均値（（ＤＨ_Ｄ−ＣＨ_Ｃ）／２）を第二補正量として算出する。

そして、上記のようにして算出した第一補正量（（ＡＨ_Ａ−ＢＨ_Ｂ）／２）及び第二補正量（（ＤＨ_Ｄ−ＣＨ_Ｃ）／２）を基本寸法（線分ＦＲ）に加算することによって、建材１の搬送方向の平均長さ寸法を測定することができる。図示省略しているが、この測定結果を出力する出力装置を制御装置１１に電気的に接続してもよい。

なお、図１や図３では、建材１の前端縁３は、２頂点ＡＢを結ぶ直線（線分ＡＢ）としているが、２頂点ＡＢを結ぶ任意の曲線でもよい。同様に建材１の後端縁４も、２頂点ＣＤを結ぶ直線（線分ＣＤ）としているが、２頂点ＣＤを結ぶ任意の曲線でもよい。

ここで、もし建材１の前端縁３及び後端縁４が搬送方向に対して垂直である場合、第一補正量及び第二補正量はいずれも０（ゼロ）となり、建材１の搬送方向の平均長さ寸法は基本寸法（線分ＦＲ＝線分ＡＤ＝線分ＢＣ）に等しくなる。この場合には図４に示す従来の建材の寸法測定装置でも、建材１の搬送方向の寸法を測定することができる。

しかし、実際には図１に示すように建材１の前端縁３及び後端縁４が搬送方向に対して垂直でない場合が多い。この場合には建材１の搬送方向の平均長さ寸法は基本寸法（線分ＦＲ）に等しくなるとは限らない。そのため、図４に示す従来の建材の寸法測定装置では、建材１の搬送方向の長さ寸法を線分ＡＤとして実際よりも過大に見積もったり、又は線分ＢＣとして過小に見積もったりすることになる。

これに対して、本発明では１台のセンサ５と画素数の少ない１台のカメラとを併用することによって、建材１を搬送しながらこの建材１の搬送方向の平均長さ寸法を精度よく測定することができ、建材１の搬送方向の長さ寸法を実際よりも過大又は過小に見積もることを抑制することができるものである。

また、図５に示すようにカメラ１０で建材１の全体の画像を撮影する場合には、画像データが多くなることによって処理速度が遅くなるので、建材１を搬送しながらその平均長さ寸法を精度よく測定するためには、搬送速度を低速にせざるを得ない。しかし、本発明では図３に示すようにカメラ１０で建材１の前端部６及び後端部８の画像を撮影するだけでよく、処理すべき画像データが少なくなるので、建材１の搬送速度をある程度高速にしてもその平均長さ寸法を精度よく測定することが可能となる。

また、建材１としてグリーンシートを用いる場合、前端縁３の第一仮想直線Ｌ_Ｆからのずれ及び後端縁４の第二仮想直線Ｌ_Ｒからのずれを最小にするため、カメラ１０で撮影した画像データに基づいて、水硬性材料を成形する圧力や水硬性材料に供給する水量を部分的に調整するなどしてフィードバック制御するようにしてもよい。

１建材
２搬送装置
３前端縁
４後端縁
５センサ
６前端部
８後端部
１０カメラ
１１制御装置

Claims

建材を一定方向に搬送する搬送装置と、前記建材の前端縁上の一点である前端点及び前記建材の後端縁上の一点である後端点を検知するセンサと、前記センサが前記前端点を検知した直後に前記建材の前端部の画像を撮影し、前記センサが前記後端点を検知した直後に前記建材の後端部の画像を撮影するカメラと、前記前端点から前記後端点までの距離を基本寸法として算出し、前記建材の前記前端部の画像において、前記前端点を通り、前記建材の搬送方向に垂直な第一仮想直線を引き、前記建材の前記前端縁のうち、前記第一仮想直線から最も前方にずれた距離を正の値として計測し、前記第一仮想直線から最も後方にずれた距離を負の値として計測し、両者の平均値を第一補正量として算出すると共に、前記建材の前記後端部の画像において、前記後端点を通り、前記建材の搬送方向に垂直な第二仮想直線を引き、前記建材の前記後端縁のうち、前記第二仮想直線から最も後方にずれた距離を正の値として計測し、前記第二仮想直線から最も前方にずれた距離を負の値として計測し、両者の平均値を第二補正量として算出し、前記基本寸法に前記第一補正量及び前記第二補正量を加算することによって前記建材の搬送方向の平均寸法を測定する制御装置とを備えていることを特徴とする建材の寸法測定装置。
建材を一定方向に搬送し、センサによって前記建材の前端縁上の一点である前端点を検知し、その直後に前記建材の前端部の画像をカメラによって撮影し、前記センサによって前記建材の後端縁上の一点である後端点を検知し、その直後に前記建材の後端部の画像を前記カメラによって撮影した後、前記前端点から前記後端点までの距離を基本寸法として算出し、前記建材の前記前端部の画像において、前記前端点を通り、前記建材の搬送方向に垂直な第一仮想直線を引き、前記建材の前記前端縁のうち、前記第一仮想直線から最も前方にずれた距離を正の値として計測し、前記第一仮想直線から最も後方にずれた距離を負の値として計測し、両者の平均値を第一補正量として算出すると共に、前記建材の前記後端部の画像において、前記後端点を通り、前記建材の搬送方向に垂直な第二仮想直線を引き、前記建材の前記後端縁のうち、前記第二仮想直線から最も後方にずれた距離を正の値として計測し、前記第二仮想直線から最も前方にずれた距離を負の値として計測し、両者の平均値を第二補正量として算出し、前記基本寸法に前記第一補正量及び前記第二補正量を加算することによって前記建材の搬送方向の平均寸法を測定することを特徴とする建材の寸法測定方法。