JP2015040811A - 速度計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】センサの取り付け角の誤差を簡単な構成で低減する。
【解決手段】速度計測装置は、ウェブ12にレーザ光を放射する半導体レーザ1を含むセンサ11と、レーザ光とウェブ12からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形の情報からウェブ12の表面速度を算出する演算部8と、演算部8の算出結果を記憶する記憶部9と、レーザ光が照射されるウェブ12の面に対して垂直な軸を回動軸としてセンサ11を回動させることにより、センサ11の横滑り角を変化させることが可能な横滑り角可変機構13と、横滑り角の変化中に記憶部9に記憶された結果から表面速度の最大値を求め、横滑り角の変化中に演算部8が算出した表面速度が最大値に達したときに、表面速度が最大値に達したことを通知する最大値到達通知部10とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】速度計測装置は、ウェブ12にレーザ光を放射する半導体レーザ1を含むセンサ11と、レーザ光とウェブ12からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形の情報からウェブ12の表面速度を算出する演算部8と、演算部8の算出結果を記憶する記憶部9と、レーザ光が照射されるウェブ12の面に対して垂直な軸を回動軸としてセンサ11を回動させることにより、センサ11の横滑り角を変化させることが可能な横滑り角可変機構13と、横滑り角の変化中に記憶部9に記憶された結果から表面速度の最大値を求め、横滑り角の変化中に演算部8が算出した表面速度が最大値に達したときに、表面速度が最大値に達したことを通知する最大値到達通知部10とを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体の表面速度を計測する速度計測装置に関するものである。
従来より物体の運動ベクトル(速度ベクトル)を計測する手段としてドップラ効果を利用する速度計測装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。また、別の手段として光の干渉を利用する速度計測装置が提案されている(例えば特許文献2参照)。
従来の速度計測装置では、センサの取り付け角の誤差を簡単な構成で低減する方法が実現されていなかった。特許文献1に開示された速度計測装置では、速度センサの照射角を校正する方法が提案されている。しかしながら、この方法は、図26に示すようにエレベーターのかご200に取り付けられた2つの速度センサ201A,201Bからエレベーターのかご200と対向する壁面202に電磁波を照射して照射角θA,θBが等しくなるように校正する方法であり、2つの速度センサ201A,201Bが必要である。このように特許文献1に開示された方法は、2つの速度センサを必要とするために構成が複雑になるという問題点があった。また、特許文献2に開示されたような光の干渉を利用する速度計測装置では、センサの取り付け角の誤差を低減する方法が実現されていなかった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、センサの取り付け角の誤差を簡単な構成で低減することができる速度計測装置および方法を提供することを目的とする。
本発明の速度計測装置は、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体にレーザ光を放射する半導体レーザ、および前記レーザ光と前記物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む信号を検出する検出手段を備えたセンサと、前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の情報から、前記物体の表面速度を算出する演算手段と、前記演算手段の算出結果を記憶する記憶手段と、前記レーザ光が照射される物体の面に対して垂直な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記レーザ光の光軸と前記物体の進行方向とがなす角である横滑り角を変化させることが可能な横滑り角可変機構と、前記横滑り角の変化中に前記記憶手段に記憶された結果から前記表面速度の最大値を求め、前記横滑り角の変化中に前記演算手段が算出した表面速度が前記最大値に達したときに、表面速度が最大値に達したことを通知する最大値到達通知手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の速度計測装置は、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体にレーザ光を放射する半導体レーザ、および前記レーザ光と前記物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む信号を検出する検出手段を備えたセンサと、前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の情報から、前記物体の表面速度を算出する演算手段と、前記演算手段の算出結果を記憶する記憶手段と、前記レーザ光が照射される物体の面に対して垂直な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記レーザ光の光軸と前記物体の進行方向とがなす角である横滑り角を変化させることが可能な第1の横滑り角可変機構と、前記レーザ光が照射される物体の面に対して垂直な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記第1の横滑り角可変機構によって位置決めされた横滑り角φ0を中心として左右に同じ角度φaだけ横滑り角を変化させることが可能な第2の横滑り角可変機構と、前記記憶手段に記憶された表面速度の値のうち、横滑り角がφ0+φaのときの表面速度と横滑り角がφ0−φaのときの表面速度とを比較し、これらの表面速度の値が異なるときに、前記第1の横滑り角可変機構を利用して表面速度が大きい横滑り角の方に前記センサを回動させるよう指示を出す回動指示手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の速度計測装置は、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体にレーザ光を放射する半導体レーザ、および前記レーザ光と前記物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む信号を検出する検出手段を備えたセンサと、前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の情報から、前記物体の表面速度を算出する演算手段と、前記演算手段の算出結果を記憶する記憶手段と、前記レーザ光が照射される物体の面に対して平行な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記レーザ光の光軸と前記物体の進行方向とがなす角である照射角を変化させることが可能な第1の照射角可変機構と、前記レーザ光が照射される物体の面に対して平行な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記第1の照射角可変機構によって位置決めされた照射角θ0を基準として設定角度θ1だけ照射角を変化させることが可能な第2の照射角可変機構と、前記第1の照射角可変機構による照射角の変化中に前記記憶手段に記憶された結果から前記表面速度の最小値を求め、前記第1の照射角可変機構による照射角の変化中に前記演算手段が算出した表面速度が前記最小値に達したときに、表面速度が最小値に達したことを通知する最小値到達通知手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の速度計測装置は、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体にレーザ光を放射する半導体レーザ、および前記レーザ光と前記物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む信号を検出する検出手段を備えたセンサと、前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の情報から、前記物体の表面速度を算出する演算手段と、前記演算手段の算出結果を記憶する記憶手段と、前記レーザ光が照射される物体の面に対して平行な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記レーザ光の光軸と前記物体の進行方向とがなす角である照射角を変化させることが可能な第1の照射角可変機構と、前記レーザ光が照射される物体の面に対して平行な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記第1の照射角可変機構によって位置決めされた照射角θ0を中心として前後に同じ角度θaだけ照射角を変化させることが可能で、前記第1の照射角可変機構によって位置決めされた照射角θ0を基準として設定角度θ1だけ照射角を変化させることが可能な第2の照射角可変機構と、前記記憶手段に記憶された表面速度の値のうち、照射角がθ0+θaのときの表面速度の絶対値と照射角がθ0−θaのときの表面速度の絶対値とを比較し、これらの表面速度の絶対値が異なるときに、前記第1の照射角可変機構を利用して表面速度の絶対値が小さい照射角の方に前記センサを回動させるよう指示を出す回動指示手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の速度計測装置は、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体にレーザ光を放射する半導体レーザ、および前記レーザ光と前記物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む信号を検出する検出手段を備えたセンサと、前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の情報から、前記物体の表面速度を算出する演算手段と、前記演算手段の算出結果を記憶する記憶手段と、前記レーザ光が照射される物体の面に対して平行な軸を第1の回動軸として前記センサを回動させることにより、前記レーザ光の光軸と前記物体の進行方向とがなす角である照射角を変化させることが可能な第1の照射角可変機構と、前記レーザ光が照射される物体の面に対して垂直な平面と平行な軸を第2の回動軸として前記センサを180度回動させることにより、照射角をθ0−θ1(θ0は第2の回動軸と物体の進行方向とがなす角、θ1は所望の設定角度)とθ0+θ1のいずれかに選択的に変化させることが可能な第2の照射角可変機構と、前記記憶手段に記憶された表面速度の値のうち、照射角がθ0−θ1のときの表面速度の絶対値と照射角がθ0+θ1のときの表面速度の絶対値とを比較し、これらの表面速度の絶対値が異なるときに、前記第1の照射角可変機構を利用して表面速度の絶対値が小さい照射角の方に前記センサを回動させるよう指示を出す回動指示手段とを備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、横滑り角可変機構と最大値到達通知手段とを設けることにより、簡単な構成で横滑り角をほぼ0にすることができる。
また、本発明では、第1の横滑り角可変機構と第2の横滑り角可変機構と回動指示手段とを設けることにより、簡単な構成で横滑り角をほぼ0にすることができる。
また、本発明では、第1の照射角可変機構と第2の照射角可変機構と最小値到達通知手段とを設けることにより、簡単な構成で照射角を所望の値に設定することができる。
また、本発明では、第1の照射角可変機構と第2の照射角可変機構と回動指示手段とを設けることにより、簡単な構成で照射角を所望の値に設定することができる。
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る速度計測装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体であるウェブ(紙、フィルム、セロファン、金属箔、ゴムなどのロール状に巻き取った物体)の表面速度を計測する例で説明する。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る速度計測装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体であるウェブ(紙、フィルム、セロファン、金属箔、ゴムなどのロール状に巻き取った物体)の表面速度を計測する例で説明する。
図1の速度計測装置は、測定対象のウェブ12にレーザ光を放射する半導体レーザ1と、半導体レーザ1の光出力を電気信号に変換するフォトダイオード2と、半導体レーザ1からの光を集光して放射すると共に、ウェブ12からの戻り光を集光して半導体レーザ1に入射させるレンズ3と、半導体レーザ1を駆動する発振波長変調手段となるレーザドライバ4と、フォトダイオード2の出力電流を電圧に変換して増幅する電流−電圧変換増幅部5と、電流−電圧変換増幅部5の出力電圧から搬送波を除去するフィルタ部6と、フィルタ部6の出力電圧に含まれる自己結合信号であるモードホップパルス(以下、MHPとする)の数を数える信号抽出部7と、信号抽出部7の計数結果に基づいてウェブ12の表面速度を算出する演算部8と、演算部8の算出結果を記憶する記憶部9と、半導体レーザ1とフォトダイオード2とレンズ3とから構成されるセンサ11の横滑り角の変化中に記憶部9に記憶された結果から表面速度の最大値を求め、横滑り角の変化中に演算部8が算出した表面速度が既に判明している最大値に達したときに、表面速度が最大値に達したことを作業員に通知する最大値到達通知部10と、センサ11の横滑り角を変化させることが可能な横滑り角可変機構13とを有する。
半導体レーザ1とフォトダイオード2とレンズ3とは、センサ11を構成している。また、フォトダイオード2と電流−電圧変換増幅部5とは、検出手段を構成している。
図2は本実施の形態の速度計測装置を適用するウェブ搬送装置の構成を示すブロック図である。ウェブ搬送装置は、送出側ガイド軸100と、受取側ガイド軸101と、送出側ガイド軸100に装着される送出側ロール102と、受取側ガイド軸101に装着される受取側ロール103と、送出側ガイド軸100を駆動し、送出側ロール102を回転させる送出側モータ駆動部(不図示)と、受取側ガイド軸101を駆動し、受取側ロール103を回転させる受取側モータ駆動部(不図示)と、送出側モータ駆動部と受取側モータ駆動部とを制御する制御部104とを有する。
図2は本実施の形態の速度計測装置を適用するウェブ搬送装置の構成を示すブロック図である。ウェブ搬送装置は、送出側ガイド軸100と、受取側ガイド軸101と、送出側ガイド軸100に装着される送出側ロール102と、受取側ガイド軸101に装着される受取側ロール103と、送出側ガイド軸100を駆動し、送出側ロール102を回転させる送出側モータ駆動部(不図示)と、受取側ガイド軸101を駆動し、受取側ロール103を回転させる受取側モータ駆動部(不図示)と、送出側モータ駆動部と受取側モータ駆動部とを制御する制御部104とを有する。
送出側モータ駆動部が送出側ロール102を回転させると、送出側ロール102に巻かれたウェブ12が繰り出される。受取側では、受取側モータ駆動部が受取側ロール103を回転させることにより、受取側ロール103がウェブ12を巻き取る。こうして、ウェブ12が送出側から受取側へと搬送される。制御部104は、ウェブ12の張力と速度とがそれぞれ所望の値になるように、送出側モータ駆動部と受取側モータ駆動部とを制御する。
センサ11は、図2に示すように送出側ガイド軸100と受取側ガイド軸101間のウェブ12上に配置され、ウェブ12に対して電磁波を斜方照射する。電磁波を斜方照射するのは、ウェブ12の表面速度Vを計測するためである。図2におけるθはセンサ11から放射されるレーザ光の光軸とウェブ12の進行方向とがなす角(照射角)である。
図3はセンサ11とウェブ12とを真上から見た平面図である。搬送中のウェブ12とセンサ11とを真上から見たとき、センサ11から放射されるレーザ光の光軸とウェブ12の進行方向とが一致しない現象を横滑りと呼び、このとき光軸とウェブ12の進行方向とがなす角を横滑り角φという。
次に、本実施の形態の速度計測装置の動作を詳細に説明する。以下、説明容易にするために、半導体レーザ1には、モードホッピング現象を持たない型(VCSEL型、DFBレーザ型)のものが用いられているものと想定する。
レーザドライバ4は、時間に関して一定の変化率で増減を繰り返す三角波駆動電流を注入電流として半導体レーザ1に供給する。これにより、半導体レーザ1は、注入電流の大きさに比例して発振波長が一定の変化率で連続的に増加する第1の発振期間と発振波長が一定の変化率で連続的に減少する第2の発振期間とを交互に繰り返すように駆動される。図4は、半導体レーザ1の発振波長の時間変化を示す図である。図4において、P1は第1の発振期間、P2は第2の発振期間、λaは各期間における発振波長の最小値、λbは各期間における発振波長の最大値、Ttは三角波の周期である。本実施の形態では、発振波長の最大値λbおよび発振波長の最小値λaはそれぞれ常に一定になされており、それらの差λb−λaも常に一定になされている。
半導体レーザ1から出射したレーザ光は、レンズ3によって集光され、ウェブ12に入射する。ウェブ12で反射された光の一部は、レンズ3によって集光され、半導体レーザ1に入射する。ただし、レンズ3による集光は必須ではない。フォトダイオード2は、半導体レーザ1の内部又はその近傍に配置され、半導体レーザ1の光出力を電流に変換する。電流−電圧変換増幅部5は、フォトダイオード2の出力電流を電圧に変換して増幅する。
フィルタ部6は、変調波から重畳信号を抽出する機能を有するものである。図5(A)は電流−電圧変換増幅部5の出力電圧波形を模式的に示す図、図5(B)はフィルタ部6の出力電圧波形を模式的に示す図である。これらの図は、フォトダイオード2の出力に相当する図5(A)の波形(変調波)から、図4の半導体レーザ1の発振波形(搬送波)を除去して、図5(B)のMHP波形(干渉波形)を抽出する過程を表している。
次に、信号抽出部7は、フィルタ部6の出力電圧に含まれるMHPの数を第1の発振期間P1と第2の発振期間P2の各々について数える。特許文献2で説明しているとおり、MHPは半導体レーザ1から放射されたレーザ光とウェブ12からの戻り光との自己結合効果によって生じる信号である。信号抽出部7は、論理ゲートからなるカウンタを利用するものでもよいし、FFT(Fast Fourier Transform)を利用してMHPの周波数(すなわち単位時間あたりのMHPの数)を計測するものでもよい。
次に、演算部8は、信号抽出部7が数えたMHPの数に基づいてウェブ12の表面速度を算出する。図6は演算部8の構成の1例を示すブロック図である。演算部8は、信号抽出部7の計数結果等を記憶する記憶部80と、半導体レーザ1とウェブ12との平均距離に比例したMHPの数(以下、距離比例個数とする)NLを求める距離比例個数算出部81と、ウェブ12の表面速度を算出する速度算出部82とから構成される。
信号抽出部7の計数結果は、演算部8の記憶部80に格納される。距離比例個数算出部81は、記憶部80に格納された、信号抽出部7の計数結果から距離比例個数NLを求める。図7(A)、図7(B)は距離比例個数算出部81の動作を説明するための図であり、図7(A)は半導体レーザ1の発振波長の時間変化を示す図、図7(B)は信号抽出部7の計数結果の時間変化を示す図である。図7(B)において、Nuは第1の発振期間P1の計数結果、Ndは第2の発振期間P2の計数結果である。
図7(A)から明らかなように、第1の発振期間P1と第2の発振期間P2は交互に訪れるので、計数結果Nuと計数結果Ndも交互に現れる。計数結果Nu,Ndは、距離比例個数NLとウェブ12の変位に比例したMHPの数(以下、変位比例個数とする)NVとの和もしくは差である。距離比例個数NLは、計数結果NuとNdの平均値に相当する。また、計数結果NuまたはNdと距離比例個数NLとの差が、変位比例個数NVに相当する。
距離比例個数算出部81は、次式に示すように現時刻t以前の計数結果NuとNdとを用いて、距離比例個数NLを算出する。
NL=(Nu+Nd)/2 ・・・(1)
NL=(Nu+Nd)/2 ・・・(1)
距離比例個数NLは、記憶部80に格納される。距離比例個数算出部81は、以上のような距離比例個数NLの算出処理を、信号抽出部7によってMHPの数が測定される時刻毎(発振期間毎)に行う。なお、ウェブ12の表面速度が大きくなり、変位比例個数NVが距離比例個数NLよりも大きくなると、特許第5081778号公報に記載の変位が大きくなった場合と同様に、計数結果NuとNdのいずれか一方が計数値0で折り返された値となる問題が発生するが、特許第5081778号公報に開示された符号付与手段によって計数結果Nu,Ndに符号付与処理を施すことで、解決することができる。
次に、速度算出部82は、距離比例個数NLからウェブ12の表面速度を算出する。信号抽出部7の計数結果N(すなわち、NuまたはNd)と距離比例個数NLとの差がウェブ12の表面速度に比例するため、半導体レーザ1の発振波長変調の搬送波(三角波)の半周期あたりのウェブ12の進行方向の変位Dは次式で算出できる。
D=λ/2×|N−NL|×cosθ ・・・(2)
D=λ/2×|N−NL|×cosθ ・・・(2)
式(2)において、λは半導体レーザ1の発振平均波長、θは照射角である。搬送波の周波数をfとすると、式(2)よりウェブ12の表面速度Vは次式で算出できる。
V=λ×f×|N−NL|×cosθ ・・・(3)
V=λ×f×|N−NL|×cosθ ・・・(3)
速度算出部82は、式(3)による表面速度Vの算出処理を、信号抽出部7によってMHPの数が測定される時刻毎(発振期間毎)に行う。以上のような表面速度Vの算出方法は例えば特許文献2に開示されている。
次に、センサ11の横滑り角φの誤差を低減する本実施の形態の方法について説明する。横滑り角φが0でないと表面速度Vが小さくなる。そこで、本実施の形態では、図8に示すように鉛直方向の軸20(レーザ光が照射されるウェブ12の面に対して垂直且つウェブ12の進行方向に対して垂直な軸)を回動軸として横滑り角可変機構13によりセンサ11を回動させることにより、センサ11の横滑り角φを変化させることができるようになっている。
校正を行う作業員は、横滑り角可変機構13を操作してセンサ11の横滑り角φを変化させる。上記のとおり演算部8はウェブ12の表面速度Vを算出し、記憶部9は演算部8の算出結果を記憶する。横滑り角φを変化させながら表面速度Vの算出を行うと、図9に示すような表面速度Vの算出結果が記憶部9に記憶される。したがって、記憶部9の記憶内容を参照すれば、表面速度Vの最大値Vmaxを求めることができる。
作業員は横滑り角可変機構13による横滑り角φの変更を繰り返し行う。最大値到達通知部10は、演算部8が算出する表面速度Vが既に判明している最大値Vmaxに達したときに、表面速度Vが最大値Vmaxに達したことを作業員に通知する。このときの通知方法としては、最大値到達通知部10に備えられたLEDを発光させる方法や、音声出力による方法等がある。作業員は、最大値到達通知部10から通知を受けたときの横滑り角φでセンサ11を固定するように横滑り角可変機構13を操作する。表面速度Vが最大になるのは、横滑り角φが0のときである。したがって、本実施の形態では、簡単な構成で横滑り角φをほぼ0にすることができる。
なお、本実施の形態では、校正時にセンサ11からのレーザ光がウェブ12に照射されることが必要なので、横滑り角可変機構13による横滑り角φの変更は例えばφ=−90°〜φ=90°の範囲で実施すればよい。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図10は本発明の第2の実施の形態に係る速度計測装置の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の速度計測装置は、レーザドライバ4と、電流−電圧変換増幅部5と、フィルタ部6と、信号抽出部7と、演算部8と、記憶部9と、センサ11(半導体レーザ1、フォトダイオード2、レンズ3)と、横滑り角可変機構13と、横滑り角可変機構13によって位置決めされた横滑り角φ0を中心として左右に同じ角度φaだけ横滑り角を変化させることが可能な横滑り角可変機構14と、横滑り角がφ0+φaのときの表面速度と横滑り角がφ0−φaのときの表面速度とを比較し、これらの表面速度の値が異なるときに、横滑り角可変機構13を利用して表面速度が大きい横滑り角の方にセンサを回動させるよう指示を出す回動指示部15とを有する。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図10は本発明の第2の実施の形態に係る速度計測装置の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の速度計測装置は、レーザドライバ4と、電流−電圧変換増幅部5と、フィルタ部6と、信号抽出部7と、演算部8と、記憶部9と、センサ11(半導体レーザ1、フォトダイオード2、レンズ3)と、横滑り角可変機構13と、横滑り角可変機構13によって位置決めされた横滑り角φ0を中心として左右に同じ角度φaだけ横滑り角を変化させることが可能な横滑り角可変機構14と、横滑り角がφ0+φaのときの表面速度と横滑り角がφ0−φaのときの表面速度とを比較し、これらの表面速度の値が異なるときに、横滑り角可変機構13を利用して表面速度が大きい横滑り角の方にセンサを回動させるよう指示を出す回動指示部15とを有する。
第1の実施の形態で説明したとおり、横滑り角可変機構13は、鉛直方向の軸20を回動軸としてセンサ11を回動させることにより、センサ11の横滑り角φを変化させることができるようになっている。横滑り角可変機構14は、横滑り角可変機構13と同様に鉛直方向の軸20を回動軸としてセンサ11を回動させることができるが、図11に示すように横滑り角可変機構13によって位置決めされた横滑り角φ0を中心として左右に同じ角度φaだけ横滑り角φを変化させることができるようになっている。つまり、横滑り角可変機構14によって選択可能な横滑り角φは3つである。
校正を行う作業員は、横滑り角可変機構13を操作してセンサ11を回動させ、センサ11を止めて横滑り角をφ0に固定した後に、横滑り角可変機構14を操作して、軸20を回動軸としてセンサ11をφaだけ時計回りに回動させて横滑り角をφ0+φaに変化させる。さらに、作業員は、横滑り角可変機構14を操作して、軸20を回動軸としてセンサ11を反時計回りに回動させ、横滑り角をφ0に戻した後に、横滑り角可変機構14を操作してセンサ11をφaだけ反時計回りに回動させて横滑り角をφ0−φaに変化させる。
第1の実施の形態で説明したとおり演算部8はウェブ12の表面速度Vを算出し、記憶部9は演算部8の算出結果を記憶する。横滑り角φを変化させながら表面速度Vの算出を行うと、図12に示すような表面速度Vの算出結果が記憶部9に記憶される。V0は横滑り角がφ0のときの表面速度、V1は横滑り角がφ0+φaのときの表面速度、V2は横滑り角がφ0−φaのときの表面速度である。なお、横滑り角可変機構14からは横滑り角φを示す角度情報(中心値φ0に対する相対値)が出力される。記憶部9に格納される表面速度Vの値には、この角度情報が付加される。
したがって、回動指示部15は、記憶部9に格納された表面速度Vの値が、横滑り角φ0,φ0+φa,φ0−φaのいずれの角度で計測された値かを識別できるようになっている。
回動指示部15は、記憶部9に格納された表面速度Vの値のうち、横滑り角がφ0+φaのときの表面速度V1と横滑り角がφ0−φaのときの表面速度V2とを比較し、表面速度V1とV2の値が異なるとき、横滑り角可変機構13を利用して表面速度Vが大きい横滑り角の方にセンサ11を回動させるよう作業員に対して指示を出す。
回動指示部15は、記憶部9に格納された表面速度Vの値のうち、横滑り角がφ0+φaのときの表面速度V1と横滑り角がφ0−φaのときの表面速度V2とを比較し、表面速度V1とV2の値が異なるとき、横滑り角可変機構13を利用して表面速度Vが大きい横滑り角の方にセンサ11を回動させるよう作業員に対して指示を出す。
図11、図12の例では、横滑り角がφ0−φaのときの表面速度V2の方が横滑り角がφ0+φaのときの表面速度V1よりも大きいので、回動指示部15は、横滑り角φ0−φaの方にセンサ11を回動させるよう作業員に対して指示を出す。具体的には、センサ11を反時計回りに回動させるよう指示を出せばよい。このときの指示方法としては、回動指示部15に備えられた表示部に指示内容を表示する方法や、音声出力による方法等がある。表面速度V1の方が表面速度V2よりも大きい場合には、横滑り角φ0+φaの方にセンサ11を回動させるよう指示を出せばよい。
作業員は、横滑り角可変機構13を操作してセンサ11を指示のとおりに回動させ、センサ11を止めて横滑り角を固定する。これにより、横滑り角はφ0からφ0’へと変更される。回動指示部15は、横滑り角可変機構13による横滑り角の変更がなされた時点で、記憶部9の記憶内容を消去する。そして、作業員は、再び横滑り角可変機構14を操作してセンサ11をφaだけ時計回りに回動させて横滑り角をφ0’+φaに変化させる。さらに、作業員は、横滑り角可変機構14を操作してセンサ11を反時計回りに回動させ、横滑り角をφ0’に戻した後に、横滑り角可変機構14を操作してセンサ11をφaだけ反時計回りに回動させて横滑り角をφ0’−φaに変化させる。
以上のような横滑り角可変機構13,14による横滑り角φの変更と、演算部8による表面速度Vの算出と、回動指示部15による判定・指示とを繰り返すと、図13に示すような表面速度Vの算出結果が記憶部9に記憶される状態に達する。回動指示部15は、表面速度V1とV2の値が等しいとき、回動指示を出さない。したがって、作業員は、このときの横滑り角φ0でセンサ11を固定する。表面速度V1とV2の値が等しくなるのは、横滑り角φ=φ0=0度のときである。こうして、本実施の形態では、簡単な構成で横滑り角φ=φ0をほぼ0にすることができる。回動指示部15は、表面速度V1とV2の値が等しいときに回動指示を出さない代わりに、表面速度V1とV2の値が等しいときに回動を止めるよう指示を出してもよい。
なお、本実施の形態では、校正時にセンサ11からのレーザ光がウェブ12に照射されることが必要なので、横滑り角をφ0+φaに変化させた場合とφ0−φaに変化させた場合のうち少なくとも一方の場合でセンサ11からのレーザ光がウェブ12に当たる必要がある。
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図14は本発明の第3の実施の形態に係る速度計測装置の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の速度計測装置は、レーザドライバ4と、電流−電圧変換増幅部5と、フィルタ部6と、信号抽出部7と、演算部8と、記憶部9と、センサ11(半導体レーザ1、フォトダイオード2、レンズ3)と、センサ11の照射角を変化させることが可能な照射角可変機構16と、照射角可変機構16によって位置決めされた照射角θ0を基準として設定角度θ1だけ照射角を変化させることが可能な照射角可変機構17と、照射角可変機構16による照射角の変化中に記憶部9に記憶された結果から表面速度の最小値を求め、照射角可変機構16による照射角の変化中に演算部8が算出した表面速度が最小値に達したときに、表面速度が最小値に達したことを通知する最小値到達通知部18とを有する。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図14は本発明の第3の実施の形態に係る速度計測装置の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の速度計測装置は、レーザドライバ4と、電流−電圧変換増幅部5と、フィルタ部6と、信号抽出部7と、演算部8と、記憶部9と、センサ11(半導体レーザ1、フォトダイオード2、レンズ3)と、センサ11の照射角を変化させることが可能な照射角可変機構16と、照射角可変機構16によって位置決めされた照射角θ0を基準として設定角度θ1だけ照射角を変化させることが可能な照射角可変機構17と、照射角可変機構16による照射角の変化中に記憶部9に記憶された結果から表面速度の最小値を求め、照射角可変機構16による照射角の変化中に演算部8が算出した表面速度が最小値に達したときに、表面速度が最小値に達したことを通知する最小値到達通知部18とを有する。
照射角可変機構16は、図15に示すように水平方向の軸21(レーザ光が照射されるウェブ12の面に対して平行且つウェブ12の進行方向に対して垂直な軸)を回動軸としてセンサ11を回動させることにより、センサ11の照射角θを変化させることができるようになっている。照射角可変機構17は、照射角可変機構16と同様に水平方向の軸21を回動軸としてセンサ11を回動させることができるが、照射角可変機構16によって位置決めされた照射角θ0を基準として設定角度だけ照射角θを変化させることができるようになっている。つまり、照射角可変機構16によって選択可能な照射角θは2つである。
校正を行う作業員は、照射角可変機構16を操作して照射角θを変化させる。第1の実施の形態で説明したとおり演算部8はウェブ12の表面速度Vを算出し、記憶部9は演算部8の算出結果を記憶する。照射角θを変化させながら表面速度Vの算出を行うと、図16に示すような表面速度Vの算出結果が記憶部9に記憶される。したがって、記憶部9の記憶内容を参照すれば、表面速度Vの最小値Vminを求めることができる。
作業員は照射角可変機構16による照射角θの変更を繰り返し行う。最小値到達通知部18は、演算部8が算出する表面速度Vが既に判明している最小値Vminに達したときに、表面速度Vが最小値Vminに達したことを作業員に通知する。このときの通知方法としては、最小値到達通知部18に備えられたLEDを発光させる方法や、音声出力による方法等がある。作業員は、最小値到達通知部18から通知を受けたときの照射角θ0でセンサ11を固定するように照射角可変機構16を操作する。
続いて、作業員は、照射角可変機構17を操作して、図17に示すようにセンサ11を回動させ、照射角θ0を基準として設定角度θ1だけ照射角θを変化させる。表面速度Vが最小になるのは、照射角θ=θ0=90度のときである。したがって、本実施の形態では、θ0から設定角度θ1だけセンサ11を回動させることにより、簡単な構成で照射角θを所望の値(θ0−θ1)に設定することができる。
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図18は本発明の第4の実施の形態に係る速度計測装置の構成を示すブロック図であり、図1、図14と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の速度計測装置は、レーザドライバ4と、電流−電圧変換増幅部5と、フィルタ部6と、信号抽出部7と、演算部8と、記憶部9と、センサ11(半導体レーザ1、フォトダイオード2、レンズ3)と、照射角可変機構16と、照射角可変機構16によって位置決めされた照射角θ0を中心として前後に同じ角度θaだけ照射角を変化させることが可能で、照射角可変機構16によって位置決めされた照射角θ0を基準として設定角度θ1だけ照射角を変化させることが可能な照射角可変機構19と、記憶部9に記憶された表面速度の値のうち、照射角がθ0+θaのときの表面速度の絶対値と照射角がθ0−θaのときの表面速度の絶対値とを比較し、これらの表面速度の絶対値が異なるときに、照射角可変機構16を利用して表面速度の絶対値が小さい照射角の方にセンサ11を回動させるよう指示を出す回動指示部22とを有する。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図18は本発明の第4の実施の形態に係る速度計測装置の構成を示すブロック図であり、図1、図14と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の速度計測装置は、レーザドライバ4と、電流−電圧変換増幅部5と、フィルタ部6と、信号抽出部7と、演算部8と、記憶部9と、センサ11(半導体レーザ1、フォトダイオード2、レンズ3)と、照射角可変機構16と、照射角可変機構16によって位置決めされた照射角θ0を中心として前後に同じ角度θaだけ照射角を変化させることが可能で、照射角可変機構16によって位置決めされた照射角θ0を基準として設定角度θ1だけ照射角を変化させることが可能な照射角可変機構19と、記憶部9に記憶された表面速度の値のうち、照射角がθ0+θaのときの表面速度の絶対値と照射角がθ0−θaのときの表面速度の絶対値とを比較し、これらの表面速度の絶対値が異なるときに、照射角可変機構16を利用して表面速度の絶対値が小さい照射角の方にセンサ11を回動させるよう指示を出す回動指示部22とを有する。
第3の実施の形態で説明したとおり、照射角可変機構16は、ウェブ12の進行方向と垂直な、水平方向の軸21を回動軸としてセンサ11を回動させることにより、センサ11の照射角θを変化させることができるようになっている。照射角可変機構19は、照射角可変機構16と同様に水平方向の軸21を回動軸としてセンサ11を回動させることができるが、図19に示すように照射角可変機構16によって位置決めされた照射角θ0を中心として前後に同じ角度θaだけセンサ11の照射角を変化させることができるようになっている。さらに、照射角可変機構19は、照射角可変機構17と同様に、照射角可変機構16によって位置決めされた照射角θ0を基準として設定角度だけ照射角θを変化させることができるようになっている。つまり、照射角可変機構19によって選択可能な照射角θは4つである。
校正を行う作業員は、照射角可変機構16を操作してセンサ11を回動させ、センサ11を止めて照射角をθ0に固定した後に、照射角可変機構19を操作して、軸21を回動軸としてセンサ11をθaだけ前方(図19の例では反時計回り)に回動させて照射角をθ0+θaに変化させる。さらに、作業員は、照射角可変機構19を操作して、軸21を回動軸としてセンサ11を後方(図19の例では時計回り)に回動させ、照射角をθ0に戻した後に、照射角可変機構19を操作してセンサ11をθaだけ後方に回動させて照射角をθ0−θaに変化させる。
第1の実施の形態で説明したとおり演算部8はウェブ12の表面速度Vを算出し、記憶部9は演算部8の算出結果を記憶する。照射角θを変化させながら表面速度Vの算出を行うと、図20に示すような表面速度Vの算出結果が記憶部9に記憶される。V0は照射角がθ0のときの表面速度、V1は照射角がθ0−θaのときの表面速度、V2は照射角がθ0+θaのときの表面速度である。なお、照射角可変機構19からは照射角θを示す角度情報(中心値θ0に対する相対値)が出力される。記憶部9に格納される表面速度Vの値には、この角度情報が付加される。
したがって、回動指示部22は、記憶部9に格納された表面速度Vの値が、照射角θ0,θ0+θa,θ0−θaのいずれの角度で計測された値かを識別できるようになっている。
回動指示部22は、記憶部9に格納された表面速度Vの値のうち、照射角がθ0−θaのときの表面速度V1の絶対値と照射角がθ0+θaのときの表面速度V2の絶対値とを比較し、表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが異なるとき、照射角可変機構16を利用して表面速度Vの絶対値が小さい照射角の方にセンサ11を回動させるよう作業員に対して指示を出す。
回動指示部22は、記憶部9に格納された表面速度Vの値のうち、照射角がθ0−θaのときの表面速度V1の絶対値と照射角がθ0+θaのときの表面速度V2の絶対値とを比較し、表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが異なるとき、照射角可変機構16を利用して表面速度Vの絶対値が小さい照射角の方にセンサ11を回動させるよう作業員に対して指示を出す。
図19、図20の例では、照射角がθ0+θaのときの表面速度V2の絶対値の方が照射角がθ0−θaのときの表面速度V1の絶対値よりも小さいので、回動指示部22は、照射角θ0+θaの方にセンサ11を回動させるよう作業員に対して指示を出す。具体的には、センサ11を前方(図19の例では反時計回り)に回動させるよう指示を出せばよい。このときの指示方法としては、回動指示部22に備えられた表示部に指示内容を表示する方法や、音声出力による方法等がある。表面速度V1の絶対値の方が表面速度V2の絶対値よりも小さい場合には、照射角θ0−θaの方にセンサ11を回動させるよう指示を出せばよい。
作業員は、照射角可変機構16を操作してセンサ11を指示のとおりに回動させ、センサ11を止めて照射角を固定する。これにより、照射角はθ0からθ0’へと変更される。回動指示部22は、照射角可変機構16による照射角の変更がなされた時点で、記憶部9の記憶内容を消去する。そして、作業員は、再び照射角可変機構19を操作して、軸21を回動軸としてセンサ11をθaだけ前方(図19の例では反時計回り)に回動させて照射角をθ0’+θaに変化させる。さらに、作業員は、照射角可変機構19を操作して、軸21を回動軸としてセンサ11を後方(図19の例では時計回り)に回動させ、照射角をθ0’に戻した後に、照射角可変機構19を操作してセンサ11をθaだけ後方に回動させて照射角をθ0’−θaに変化させる。
以上のような照射角可変機構16,19による照射角θの変更と、演算部8による表面速度Vの算出と、回動指示部22による判定・指示とを繰り返すと、図21に示すような表面速度Vの算出結果が記憶部9に記憶される状態に達する。回動指示部22は、表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが等しいとき、回動指示を出さない。したがって、作業員は、このときの照射角θ0でセンサ11を固定するように照射角可変機構16を操作する。回動指示部22は、表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが等しいときに回動指示を出さない代わりに、表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが等しいときに回動を止めるよう指示を出してもよい。
続いて、作業員は、照射角可変機構19を操作して、図17と同様にセンサ11を後方に回動させ、照射角θ0を基準として設定角度θ1だけ照射角θを変化させる。表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが等しくなるのは、照射角θ=θ0=90度のときである。したがって、本実施の形態では、θ0から設定角度θ1だけセンサ11を回動させることにより、簡単な構成で照射角θを所望の値(θ0−θ1)に設定することができる。
[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。図22は本発明の第5の実施の形態に係る速度計測装置の構成を示すブロック図であり、図1、図14と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の速度計測装置は、レーザドライバ4と、電流−電圧変換増幅部5と、フィルタ部6と、信号抽出部7と、演算部8と、記憶部9と、センサ11(半導体レーザ1、フォトダイオード2、レンズ3)と、照射角可変機構16と、レーザ光が照射されるウェブ12の面に対して垂直な平面と平行な軸を回動軸としてセンサ11を180度回動させることにより、照射角をθ0−θ1とθ0+θ1のいずれかに選択的に変化させることが可能な照射角可変機構23と、記憶部9に記憶された表面速度の値のうち、照射角がθ0−θ1のときの表面速度の絶対値と照射角がθ0+θ1のときの表面速度の絶対値とを比較し、これらの表面速度の絶対値が異なるときに、照射角可変機構16を利用して表面速度の絶対値が小さい照射角の方にセンサ11を回動させるよう指示を出す回動指示部24とを有する。
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。図22は本発明の第5の実施の形態に係る速度計測装置の構成を示すブロック図であり、図1、図14と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の速度計測装置は、レーザドライバ4と、電流−電圧変換増幅部5と、フィルタ部6と、信号抽出部7と、演算部8と、記憶部9と、センサ11(半導体レーザ1、フォトダイオード2、レンズ3)と、照射角可変機構16と、レーザ光が照射されるウェブ12の面に対して垂直な平面と平行な軸を回動軸としてセンサ11を180度回動させることにより、照射角をθ0−θ1とθ0+θ1のいずれかに選択的に変化させることが可能な照射角可変機構23と、記憶部9に記憶された表面速度の値のうち、照射角がθ0−θ1のときの表面速度の絶対値と照射角がθ0+θ1のときの表面速度の絶対値とを比較し、これらの表面速度の絶対値が異なるときに、照射角可変機構16を利用して表面速度の絶対値が小さい照射角の方にセンサ11を回動させるよう指示を出す回動指示部24とを有する。
第3の実施の形態で説明したとおり、照射角可変機構16は、ウェブ12の進行方向と垂直な、水平方向の軸21を回動軸としてセンサ11を回動させることにより、センサ11の照射角θを変化させることができるようになっている。一方、照射角可変機構23は、図23に示すようにレーザ光の光軸上の1点(具体的には半導体レーザ1からレーザ光が出射する出射点)と交差し且つ鉛直平面(レーザ光が照射されるウェブ12の面に対して垂直且つウェブ12の進行方向に対して平行な平面)と平行な軸26を回動軸としてセンサ11を180度回動させることにより、センサ11の照射角θを変化させることができるようになっている。
つまり、照射角可変機構23によって選択可能な照射角θは2つである。軸26とウェブ12の進行方向とがなす角をθ0、センサ11を180度回動させる前のレーザ光の光軸と軸26との間の角度をθ1とすると、センサ11を180度回動させた後のレーザ光の光軸と軸26との間の角度もθ1である。
校正を行う作業員は、照射角可変機構16を操作して、軸21を回動軸としてセンサ11を回動させ、センサ11を止めて照射角をθ0−θ1に固定した後に、照射角可変機構23を操作して、軸26を回動軸としてセンサ11を180度回動させて照射角をθ0+θ1に変化させる。
第1の実施の形態で説明したとおり演算部8はウェブ12の表面速度Vを算出し、記憶部9は演算部8の算出結果を記憶する。照射角θを変化させながら表面速度Vの算出を行うと、図24に示すような表面速度Vの算出結果が記憶部9に記憶される。V1は照射角がθ0−θ1のときの表面速度、V2は照射角がθ0+θ1のときの表面速度である。なお、照射角可変機構23からは照射角θを示す角度情報(中心値θ0に対する相対値)が出力される。記憶部9に格納される表面速度Vの値には、この角度情報が付加される。
したがって、回動指示部24は、記憶部9に格納された表面速度Vの値が、照射角θ0+θ1,θ0−θ1のいずれの角度で計測された値かを識別できるようになっている。
回動指示部24は、記憶部9に格納された表面速度Vの値のうち、照射角がθ0−θ1のときの表面速度V1の絶対値と照射角がθ0+θ1のときの表面速度V2の絶対値とを比較し、表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが異なるとき、照射角可変機構16を利用して表面速度Vの絶対値が小さい照射角の方にセンサ11を回動させるよう作業員に対して指示を出す。
回動指示部24は、記憶部9に格納された表面速度Vの値のうち、照射角がθ0−θ1のときの表面速度V1の絶対値と照射角がθ0+θ1のときの表面速度V2の絶対値とを比較し、表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが異なるとき、照射角可変機構16を利用して表面速度Vの絶対値が小さい照射角の方にセンサ11を回動させるよう作業員に対して指示を出す。
図23、図24の例では、照射角がθ0+θ1のときの表面速度V2の絶対値の方が照射角がθ0−θ1のときの表面速度V1の絶対値よりも小さいので、回動指示部24は、照射角θ0+θ1の方にセンサ11を回動させるよう作業員に対して指示を出す。具体的には、センサ11を前方(図23の例では反時計回り)に回動させるよう指示を出せばよい。このときの指示方法としては、回動指示部24に備えられた表示部に指示内容を表示する方法や、音声出力による方法等がある。表面速度V1の絶対値の方が表面速度V2の絶対値よりも小さい場合には、照射角θ0−θ1の方にセンサ11を回動させるよう指示を出せばよい。
作業員は、照射角可変機構23を操作して、軸26を回動軸としてセンサ11を180度回動させて照射角をθ0−θ1に戻した後、照射角可変機構16を操作してセンサ11を指示のとおりに回動させ、センサ11を止めて照射角を固定する。これにより、軸26とウェブ12の進行方向とがなす角はθ0からθ0’へと変更され、照射角はθ0−θ1からθ0’−θ1へと変更される。回動指示部24は、照射角可変機構16による照射角の変更がなされた時点で、記憶部9の記憶内容を消去する。続いて、作業員は、再び照射角可変機構23を操作して、軸26を回動軸としてセンサ11を180度回動させて照射角をθ0’+θ1に変化させる。
以上のような照射角可変機構16,23による照射角θの変更と、演算部8による表面速度Vの算出と、回動指示部24による判定・指示とを繰り返すと、図25に示すような表面速度Vの算出結果が記憶部9に記憶される状態に達する。このときの軸26とウェブ12の進行方向とがなす角をθ0”とする。回動指示部24は、表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが等しいとき、回動指示を出さない。したがって、作業員は、軸26を回動軸としてセンサ11を180度回動させて照射角をθ0”−θ1に戻して固定する。回動指示部24は、表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが等しいときに回動指示を出さない代わりに、表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが等しいときに照射角可変機構16による回動を止めるよう指示を出してもよい。
表面速度V1の絶対値とV2の絶対値とが等しくなるのは、軸26とウェブ12の進行方向とがなす角θ0”=90度のときである。したがって、本実施の形態では、簡単な構成で照射角θを所望の値(θ0”−θ1)に設定することができる。
第1〜第5の実施の形態において少なくとも信号抽出部7と演算部8と記憶部9と最大値到達通知部10と回動指示部15,22,24とは、例えばCPU、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。CPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第1〜第5の実施の形態で説明した処理を実行する。
なお、第1〜第5の実施の形態では、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送する物体の例としてウェブを例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、他の物体に本発明を適用することも可能である。
本発明は、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体の表面速度を測定する技術に適用することができる。
1…半導体レーザ、2…フォトダイオード、3…レンズ、4…レーザドライバ、5…電流−電圧変換増幅部、6…フィルタ部、7…信号抽出部、8…演算部、9…記憶部、10…最大値到達通知部、11…センサ、12…ウェブ、13,14…照射角可変機構、15,22,24…回動指示部、16,17,19,23…照射角可変機構、18…最小値到達通知部、80…記憶部、81…距離比例個数算出部、82…速度算出部、100…送出側ガイド軸、101…受取側ガイド軸、102…送出側ロール、103…受取側ロール、104…制御部。
Claims (5)
- 搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体にレーザ光を放射する半導体レーザ、および前記レーザ光と前記物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む信号を検出する検出手段を備えたセンサと、
前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の情報から、前記物体の表面速度を算出する演算手段と、
前記演算手段の算出結果を記憶する記憶手段と、
前記レーザ光が照射される物体の面に対して垂直な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記レーザ光の光軸と前記物体の進行方向とがなす角である横滑り角を変化させることが可能な横滑り角可変機構と、
前記横滑り角の変化中に前記記憶手段に記憶された結果から前記表面速度の最大値を求め、前記横滑り角の変化中に前記演算手段が算出した表面速度が前記最大値に達したときに、表面速度が最大値に達したことを通知する最大値到達通知手段とを備えることを特徴とする速度計測装置。 - 搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体にレーザ光を放射する半導体レーザ、および前記レーザ光と前記物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む信号を検出する検出手段を備えたセンサと、
前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の情報から、前記物体の表面速度を算出する演算手段と、
前記演算手段の算出結果を記憶する記憶手段と、
前記レーザ光が照射される物体の面に対して垂直な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記レーザ光の光軸と前記物体の進行方向とがなす角である横滑り角を変化させることが可能な第1の横滑り角可変機構と、
前記レーザ光が照射される物体の面に対して垂直な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記第1の横滑り角可変機構によって位置決めされた横滑り角φ0を中心として左右に同じ角度φaだけ横滑り角を変化させることが可能な第2の横滑り角可変機構と、
前記記憶手段に記憶された表面速度の値のうち、横滑り角がφ0+φaのときの表面速度と横滑り角がφ0−φaのときの表面速度とを比較し、これらの表面速度の値が異なるときに、前記第1の横滑り角可変機構を利用して表面速度が大きい横滑り角の方に前記センサを回動させるよう指示を出す回動指示手段とを備えることを特徴とする速度計測装置。 - 搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体にレーザ光を放射する半導体レーザ、および前記レーザ光と前記物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む信号を検出する検出手段を備えたセンサと、
前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の情報から、前記物体の表面速度を算出する演算手段と、
前記演算手段の算出結果を記憶する記憶手段と、
前記レーザ光が照射される物体の面に対して平行な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記レーザ光の光軸と前記物体の進行方向とがなす角である照射角を変化させることが可能な第1の照射角可変機構と、
前記レーザ光が照射される物体の面に対して平行な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記第1の照射角可変機構によって位置決めされた照射角θ0を基準として設定角度θ1だけ照射角を変化させることが可能な第2の照射角可変機構と、
前記第1の照射角可変機構による照射角の変化中に前記記憶手段に記憶された結果から前記表面速度の最小値を求め、前記第1の照射角可変機構による照射角の変化中に前記演算手段が算出した表面速度が前記最小値に達したときに、表面速度が最小値に達したことを通知する最小値到達通知手段とを備えることを特徴とする速度計測装置。 - 搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体にレーザ光を放射する半導体レーザ、および前記レーザ光と前記物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む信号を検出する検出手段を備えたセンサと、
前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の情報から、前記物体の表面速度を算出する演算手段と、
前記演算手段の算出結果を記憶する記憶手段と、
前記レーザ光が照射される物体の面に対して平行な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記レーザ光の光軸と前記物体の進行方向とがなす角である照射角を変化させることが可能な第1の照射角可変機構と、
前記レーザ光が照射される物体の面に対して平行な軸を回動軸として前記センサを回動させることにより、前記第1の照射角可変機構によって位置決めされた照射角θ0を中心として前後に同じ角度θaだけ照射角を変化させることが可能で、前記第1の照射角可変機構によって位置決めされた照射角θ0を基準として設定角度θ1だけ照射角を変化させることが可能な第2の照射角可変機構と、
前記記憶手段に記憶された表面速度の値のうち、照射角がθ0+θaのときの表面速度の絶対値と照射角がθ0−θaのときの表面速度の絶対値とを比較し、これらの表面速度の絶対値が異なるときに、前記第1の照射角可変機構を利用して表面速度の絶対値が小さい照射角の方に前記センサを回動させるよう指示を出す回動指示手段とを備えることを特徴とする速度計測装置。 - 搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体にレーザ光を放射する半導体レーザ、および前記レーザ光と前記物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む信号を検出する検出手段を備えたセンサと、
前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の情報から、前記物体の表面速度を算出する演算手段と、
前記演算手段の算出結果を記憶する記憶手段と、
前記レーザ光が照射される物体の面に対して平行な軸を第1の回動軸として前記センサを回動させることにより、前記レーザ光の光軸と前記物体の進行方向とがなす角である照射角を変化させることが可能な第1の照射角可変機構と、
前記レーザ光が照射される物体の面に対して垂直な平面と平行な軸を第2の回動軸として前記センサを180度回動させることにより、照射角をθ0−θ1(θ0は第2の回動軸と物体の進行方向とがなす角、θ1は所望の設定角度)とθ0+θ1のいずれかに選択的に変化させることが可能な第2の照射角可変機構と、
前記記憶手段に記憶された表面速度の値のうち、照射角がθ0−θ1のときの表面速度の絶対値と照射角がθ0+θ1のときの表面速度の絶対値とを比較し、これらの表面速度の絶対値が異なるときに、前記第1の照射角可変機構を利用して表面速度の絶対値が小さい照射角の方に前記センサを回動させるよう指示を出す回動指示手段とを備えることを特徴とする速度計測装置。
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JPH07270436A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Nkk Corp | 移動物体の測長装置 |
JPH08304452A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | レーザードップラー式速度計の校正方法 |
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