JP2020139941A - Vベルトの角度測定方法、及び、角度測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記取得された複数の座標値に基づき、近似直線を算出するステップと、
前記近似直線と、前記Vベルトの底部の前記Vベルトの幅方向の直線とのなす角に基づき、前記Vベルトの傾斜面の傾斜角度を算出するステップと、を含む、前記Vベルトの傾斜面の傾斜角度を測定する、角度測定方法である。
前記算出した、前記Vベルトの傾斜面の傾斜角度が、前記合格となる傾斜角度範囲内にあると判断した場合、合格判定をするステップと、を更に含むことを特徴としている。
レーザー光を照射可能な光源と、
前記レーザー光の反射光を受光可能な受光部と、
以下の処理が実行される制御装置と、を有する角度測定装置である。
(a)前記設置台に固定された前記Vベルトの傾斜面に、所定間隔で前記光源から前記レーザー光を照射し、前記受光部で受光した反射光に基づき、前記Vベルトの幅方向をX軸、及び、前記Vベルトの厚み方向をY軸とする、座標値を複数取得する処理と、
(b)前記取得された複数の座標値に基づき、近似直線を算出する処理と、
(c)前記近似直線と、前記Vベルトの底部の前記Vベルトの幅方向の直線とのなす角に基づき、前記Vベルトの傾斜面の傾斜角度を算出する処理。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、角度測定装置1を使用して、無端状のローエッジコグドVベルト2のコグ20部分のV字状側面21・22(傾斜面に相当)のベルト角度(図2に示す、「V字状側面21の傾斜角度θ1」+「V字状側面22の傾斜角度θ2」=ベルト角度参照)を測定する。
ローエッジコグドVベルト2は、Vベルトの一種であり、動力を伝達する摩擦伝動ベルトである。このローエッジコグドVベルト2は、無端状で、その内周面側に複数のコグ20が設けられており、屈曲しやすくされている。また、ローエッジコグドVベルト2は、図2のベルト幅方向の断面図に示すように、コグ20部分も含めて、所定の傾斜角度を有するV字状側面21・22を有している。なお、本実施形態では、ローエッジコグドVベルト2を測定対象としているが、Vベルトであれば測定可能である。例えば、ローエッジVベルト、ラップドVベルト、ベルトの内周面と外周面の両方に、コグを設けて屈曲しやすくしたローエッジコグドVベルトであってもよい。
角度測定装置1は、図1及び図2に示すように、無端状のローエッジコグドVベルト2の一方の側面を支持する、四角柱状の2本の第1支持部3と、ローエッジコグドVベルト2の外周面を支持する、四角柱状の2本の第2支持部4と、2本の第2支持部4の間に設けられ、ローエッジコグドVベルト2の外周面を、円弧形状を保持したまま下方から支持する第3支持部5(設置台に相当)と、ベルト角度の測定対象となるコグ20部分の、ベルト長手方向の両脇を支持する一対のストッパー6と、ローエッジコグドVベルト2の内周面を、ベルト厚み方向に移動して押さえることができる、ベルト厚み押え部7と、ローエッジコグドVベルト2の他方の側面をベルト幅方向に移動して押さえることができる、一対のベルト幅押え部8と、ローエッジコグドVベルト2の内周面側でベルト幅方向に移動可能な、レーザー変位計9と、各種動作制御等を実行するパーソナルコンピュータ10(制御装置に相当)とを備えている。
次に、パーソナルコンピュータ10のソフトウェアによって、角度測定装置1を動作制御して、ローエッジコグドVベルト2のV字状側面21・22(傾斜面に相当)のベルト角度(図2に示す、「V字状側面21の傾斜角度θ1」+「V字状側面22の傾斜角度θ2」=ベルト角度参照)を測定する手順について説明する。
まず、図3に示すように、測定者が、ローエッジコグドVベルト2を、2本の第1支持部3(ローエッジコグドVベルト2の一方の側面を支持)、及び、2本の第2支持部4(ローエッジコグドVベルト2の外周面を支持)によって支持されるように、第3支持部5の上に載置する(ベルトセット)。なお、ベルトセットの前に、測定するVベルトの種類、型番(大きさ(幅、厚み)、使用形態)などの入力を行う(条件設定)。
次に、パーソナルコンピュータ10からの指令により、レーザー変位計9が、光源91からレーザー光を、ローエッジコグドVベルト2の、ベルト角度の測定対象となるコグ20に照射しながら、油圧シリンダー93の動作制御により後側(図1左側から右側へ)に移動する。即ち、レーザー光が、ローエッジコグドVベルト2の、ベルト角度の測定対象となるコグ20部分(頂点部分)を、ベルト幅方向に端から端まで横断する。
次に、パーソナルコンピュータ10の算出により、図7の測定データに示すように、ローエッジコグドVベルト2のコグ20部分のベルト幅方向をX軸、ローエッジコグドVベルト2のコグ20部分のベルト厚み方向をY軸として、取得した約2万点の座標値をそれぞれ線で結び、ローエッジコグドVベルト2の、ベルト角度の測定対象となるコグ20部分のベルト幅方向の形状を、測定データとしてモニタに表示する(形状測定)。
次に、パーソナルコンピュータ10は、図8に示すように、事前に設定した、ベルト厚み方向のA−B区間、且つ、ベルト幅方向C−D区間において取得された、全ての座標値に基づき、ローエッジコグドVベルト2の一方のV字状側面21の傾きに相当する、近似直線L1を算出する。同様に、事前に設定した、ベルト厚み方向のA−B区間、且つ、ベルト幅方向E−F区間において取得された、全ての座標値に基づき、ローエッジコグドVベルト2の他方のV字状側面22の傾きに相当する、近似直線L2を算出する。なお、本実施形態では、近似直線L1・L2の算出方法としは、最小二乗法を使用して計算しているが、これに限らず、公知の計算方法により算出してもよい。また、事前に設定される、ベルト厚み方向のA−B区間、ベルト幅方向C−D区間、ベルト幅方向E−F区間については、Vベルトの種類、型番(大きさ(幅、厚み)、使用形態)などによって予め条件化しておくことが望ましい(測定者によるバラツキを無くすため)。
ここで、従来のベルト角度測定器として、形状測定機(ミツトヨ製:コントレーサCV3000)を使用した、Vベルト(ローエッジコグドVベルト)のベルト角度の測定手順について簡単に説明する。
本発明の角度測定装置(レーザー)と従来のベルト角度測定器(従来)の測定精度を評価するにあたって、測定対象となるVベルトについて説明する。測定対象となるVベルトは、ローエッジコグドVベルトであり、表1に示す3種類を用意した(Vベルト1、Vベルト2、Vベルト3)。
本発明の角度測定装置(レーザー)と従来のベルト角度測定器(従来)において、それぞれ3種類のVベルト(Vベルト1、Vベルト2、Vベルト3)のベルト角度を、20回連続で測定し(Vベルトをセットして、測定開始指令を連続で20回押して測定)、測定した20回分のベルト角度の中の、最高値(Max)と最小値(Min)との差(バラツキ(R))を求めた。そして、その差が小さいほどバラツキが小さいと判断した。また、測定した20回分のベルト角度の平均値をそれぞれ算出し、その平均値の差(従来との差)に基づき、本発明の角度測定装置(レーザー)が従来のベルト角度測定器(従来)と比べて遜色ないかを評価した。その連続測定の結果及びヒストグラムを図12に示す。
連続測定、再セット測定ともに、本発明の角度測定装置(レーザー)は従来のベルト角度測定器(従来)に比べて、バラツキ(R)は小さく、測定精度は従来同等以上であった。
バラツキが小さくなった要因としては、本発明の角度測定装置(レーザー)は、直接、測定器具がVベルトに接触せずに、ベルト角度を測定することから、VベルトのV字状側面等を押圧せずに正確なベルト角度を測定できることが考えられる。
本発明の角度測定装置(レーザー)において、サンディング仕様のVベルト(ローエッジコグドVベルト)のベルト角度の測定精度を評価するために、本発明の角度測定装置(レーザー)と従来のベルト角度測定器(従来)において、それぞれ3種類のVベルト(表2のVベルト4、Vベルト5、Vベルト6参照)のベルト角度を、測定毎に再セットして20回測定し(測定毎に、Vベルトを再セットした後、測定開始指令を押して測定)、バラツキ(R)、平均値の差(従来との差)を測定した。その測定の結果を表3に示す。
本発明の角度測定装置(レーザー)は従来のベルト角度測定器(従来)に比べて、バラツキ(R)は小さく、ベルト角度の測定精度は従来同等以上であった。従って、本発明の角度測定装置(レーザー)は、サンディング仕様のVベルトであっても問題なく、ベルト角度を測定可能である。
次に、本発明の角度測定装置(レーザー)と従来のベルト角度測定器(従来)において、Vベルトのベルト角度を、1回測定するのに要した時間を計測した。その結果を、表4及び表5に示す。従来のベルト角度測定器では、手動のベルトセット、手動の条件設定、自動の形状測定、手動の4点選択、自動の角度計算の合計時間を計測した(表4参照)。また、本発明の角度測定装置(レーザー)では、手動の条件設定、半手動のベルトセット、自動の形状測定、自動の角度計算の合計時間を計測した(表5参照)。
2 ローエッジコグドVベルト
20 コグ
21 V字状側面
22 V字状側面
23 底部
3 第1支持部
4 第2支持部
5 第3支持部
6 ストッパー
7 ベルト厚み押え部
8 ベルト幅押え部
9 レーザー変位計
91 光源
92 受光部
10 パーソナルコンピュータ
L1・L2 近似直線
Claims (3)
- 固定されたVベルトの傾斜面に、所定間隔でレーザー光を照射し、その反射光に基づき、前記Vベルトの幅方向をX軸、及び、前記Vベルトの厚み方向をY軸とする、座標値を複数取得するステップと、
前記取得された複数の座標値に基づき、近似直線を算出するステップと、
前記近似直線と、前記Vベルトの底部の前記Vベルトの幅方向の直線とのなす角に基づき、前記Vベルトの傾斜面の傾斜角度を算出するステップと、を含む、前記Vベルトの傾斜面の傾斜角度を測定する、角度測定方法。 - 合格となる傾斜角度範囲を設定するステップと、
前記算出した、前記Vベルトの傾斜面の傾斜角度が、前記合格となる傾斜角度範囲内にあると判断した場合、合格判定をするステップと、を更に含む、請求項1に記載の角度測定方法。 - Vベルトを固定する設置台と、
レーザー光を照射可能な光源と、
前記レーザー光の反射光を受光可能な受光部と、
以下の処理が実行される制御装置と、を有する角度測定装置。
(a)前記設置台に固定された前記Vベルトの傾斜面に、所定間隔で前記光源から前記レーザー光を照射し、前記受光部で受光した反射光に基づき、前記Vベルトの幅方向をX軸、及び、前記Vベルトの厚み方向をY軸とする、座標値を複数取得する処理と、
(b)前記取得された複数の座標値に基づき、近似直線を算出する処理と、
(c)前記近似直線と、前記Vベルトの底部の前記Vベルトの幅方向の直線とのなす角に基づき、前記Vベルトの傾斜面の傾斜角度を算出する処理。
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