JP5201385B2

JP5201385B2 - センサ駆動装置

Info

Publication number: JP5201385B2
Application number: JP2007232570A
Authority: JP
Inventors: 重幸角田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2027-09-07
Also published as: JP2009063478A

Description

本発明は、測定対象物の流れ方向と交わる方向にセンサを移動させることで、前記測定対象物上の測定値について２次元分布を取得させるセンサ駆動装置に関する。

連続したシート状に生産されるフィルムや紙などの製品や半製品の検査方法として、フィルムや紙などの測定対象物の流れ方向と直交する方向にセンサを往復移動させることで、測定対象物上の幅全体について測定を行う方法が用いられている。この方法によれば、測定対象物を連続的に流した状態で検査を行えるため、生産工程等への負担を与えることなく効率的な検査が可能となる。
特開２００３−２８７４４４号公報

測定対象物が多層構造をとる場合や塗工層が複数ある場合には、複数のセンサを用いてそれぞれの測定値を取得し、それらの測定値の相互演算に基づいて各層の厚さなどを算出する必要がある。このような場合、測定精度向上させるためにはそれぞれのセンサによる測定点を一致させることが要求される。

しかし、上記の検査方法において、単純に複数のセンサを同期して測定対象物の流れ方向と直交する方向に往復移動させても、センサ間相互で測定位置がずれているため、複数センサの測定点を一致させることができない。

本発明の目的は、複数のセンサによる測定点を一致させることができるセンサ駆動装置を提供することにある。

本発明のセンサ駆動装置は、測定対象物の流れ方向と交わる方向にセンサを移動させることで、前記測定対象物上の測定値について２次元分布を取得させるセンサ駆動装置において、複数のセンサを搭載し、少なくとも1つのセンサが移動可能となっている支持部材と、前記支持部材を前記測定対象物の流れ方向と交わる方向に駆動する駆動手段と、前記駆動手段による駆動の速度ベクトルに応じて、前記移動可能となっているセンサを前記支持部材に対して移動させることで、複数のセンサ間の位置関係を調整し、当該複数のセンサによる前記測定対象物上の測定点を一致させる位置調整手段と、を備えることを特徴とする。
このセンサ駆動装置によれば、駆動手段による駆動の速度ベクトルに応じて、複数のセンサ間の位置関係を調整するので、複数のセンサによる測定点を一致させることができる。

前記位置調整手段は、前記測定対象物の流れ方向と直交する方向について、前記移動可能となっているセンサを前記支持部材に対して移動させることで、複数のセンサ間の位置を調整してもよい。

前記位置調整手段は、さらに前記測定対象物の流れ方向について、前記移動可能となっているセンサを前記支持部材に対して移動させることで、複数のセンサ間の位置を調整してもよい。

前記測定値は、前記複数のセンサからの情報を統合して得られてもよい。

本発明のセンサ駆動装置は、測定対象物の流れ方向と交わる方向にセンサを移動させることで、前記測定対象物上の測定値について２次元分布を取得させるセンサ駆動装置において、複数のセンサを測定対象物の流れ方向と交わる方向に駆動する駆動手段と、前記駆動手段による駆動の速度ベクトルに応じて、前記複数のセンサのうち使用するセンサを選択することにより、当該選択された複数のセンサによる前記測定対象物上の測定点を一致させるセンサ選択手段と、を備えることを特徴とする。
このセンサ駆動装置によれば、駆動手段による駆動の速度ベクトルに応じて、複数のセンサのうち使用するセンサを選択するので、複数のセンサによる測定点を一致させることができる。

前記測定値は、当該選択された複数のセンサからの情報を統合して得られてもよい。

前記駆動手段は、前記測定対象物の流れ方向と直交する方向について、前記複数のセンサあるいは前記支持部材を往復移動させてもよい。

本発明のセンサ駆動装置によれば、駆動手段による駆動の速度ベクトルに応じて、複数のセンサ間の位置関係を調整するので、複数のセンサによる測定点を一致させることができる。

本発明のセンサ駆動装置によれば、駆動手段による駆動の速度ベクトルに応じて、複数のセンサのうち使用するセンサを選択するので、複数のセンサによる測定点を一致させることができる。

以下、図１〜図４を参照して、本発明によるセンサ駆動装置の実施形態について説明する。

図１（ａ）は、本発明によるセンサ駆動装置の一実施形態の構成を示すブロック図、図１（ｂ）は、センサの配置状態を示す図である。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、本実施形態のセンサ駆動装置１は、センサ２Ａ，２Ｂを測定対象物９の流れ方向と交わる方向に駆動する駆動手段１１と、駆動手段１１による駆動の速度ベクトルに応じて、センサ２Ａおよびセンサ２Ｂ間の位置関係を調整することにより、センサ２Ａおよびセンサ２Ｂによる測定対象物９上の測定点を一致させる位置調整手段１２と、を構成する。また、センサ駆動装置１は、センサ２Ａおよびセンサ２Ｂの動作タイミングを制御するセンサ制御部１３を備える。

図１（ｂ）に示すように、測定対象物９の幅方向に延設された駆動機構３１には、センサ２Ａおよびセンサ２Ｂを支持する支持部材３２が、測定対象物９の幅方向に移動可能に取り付けられている。駆動機構３１にはアクチュエータ３（図１（ａ））が取り付けられ、アクチュエータ３を駆動することで、支持部材３２が測定対象物９の幅方向に移動される。

支持部材３２には、センサ２Ａが固定されるとともに、センサ２Ｂが位置調整機構４１を介して測定対象物９の幅方向に移動可能に取り付けられている。位置調整機構４１にはアクチュエータ４（図１（ａ））が取り付けられ、アクチュエータ４を駆動することで、センサ２Ｂが支持部材３２に対して測定対象物９の幅方向に移動される。

次に、センサ駆動装置１の動作について説明する。

測定対象物９は、巻き取りモータ５（図１（ａ））により巻き取られる。巻き取りモータ５の駆動速度は巻き取り制御装置５１により制御され、この駆動速度を介して測定対象物９の流れ速度が制御される。

図１（ａ）に示すように、センサ駆動装置１の駆動手段１１および位置調整手段１２は、巻き取り制御装置５１から現在の測定対象物９の流れ速度を取得する。駆動手段１１は取得した現在の測定対象物９の流れ速度に基づいてアクチュエータ３を駆動し、支持部材３２、すなわちセンサ２Ａを所定の速度で測定対象物９の幅方向に往復移動させる。これによりセンサ２Ａの位置が測定対象物９に対して常に適切な位置に位置づけられるように制御される。

一方、位置調整手段１２は、制御装置５１から取得した現在の測定対象物９の流れ速度および、駆動手段１１から取得した現在のセンサ２Ａの速度（測定対象物９の幅方向における速度）に基づいて、アクチュエータ４を駆動し、センサ２Ｂの位置を調整する。これにより、センサ２Ｂの測定点がセンサ２Ａでの測定点に一致するように、センサ２Ａおよびセンサ２Ｂの位置関係を調整する。

センサ制御部１３は、駆動手段１１から取得した現在のセンサ２Ａの位置および位置調整手段１２から取得したセンサ２Ｂの位置に基づいて、センサ２Ａおよびセンサ２Ｂによる測定タイミングを制御する。これにより、センサ２Ａでの測定点と同一の測定点において、センサ２Ｂによる測定が実行される。

その後、同一測定点におけるセンサ２Ａおよびセンサ２Ｂの両者の測定結果を用いて、例えば、測定対象物９に形成された多層構造のそれぞれの層の厚さや層全体の厚さ等が、測定対象物９の平面内における２次元分布として算出される。

図２は、センサ２Ａおよびセンサ２Ｂの位置関係を示す図である。位置調整手段１２により、センサ２Ｂの測定点がセンサ２Ａによる測定対象物９上の測定点の軌跡６に沿って移動するように制御される。また、センサ制御部１３によってセンサ２Ａおよびセンサ２Ｂの測定タイミングを制御することにより、センサ２Ａおよびセンサ２Ｂによる同一測定点での測定が可能となる。

本実施形態のセンサ駆動装置では、支持部材３２、すなわちセンサ２Ａの移動方向が反転されるたびに、測定対象物９の幅方向におけるセンサ２Ａおよびセンサ２Ｂの位置関係が逆転する。例えば、図２（ａ）に示す状態では、センサ２Ｂがセンサ２Ａよりも左側に位置しているが、センサ２Ａの移動方向が反転すれば、点線で表示しているように、センサ２Ｂがセンサ２Ａよりも右側に移動する。

図３（ａ）および図３（ｂ）は、同一機能を有する２つのセンサ２１Ｂおよびセンサ２１Ｃを、支持部材３２に対して位置調整機構４１Ａに沿って測定対象物９の幅方向に移動可能に取り付けた例を示している。図３（ａ）は、センサの位置関係を示す図、図３（ｂ）は、センサ駆動装置１Ａの構成を示すブロック図である。

この例では、センサ２１Ａの移動方向に応じて、センサ２１Ｂおよびセンサ２１Ｃのうちの１つを選択して使用することにより、センサ２１Ｂあるいはセンサ２１Ｃを大きく移動させる必要がなくなり、測定時間の間隔が短い場合等にも対応できる。位置調整機構４１Ａに取り付けられたセンサ２１Ｂおよびセンサ２１Ｃは、それぞれアクチュエータ４Ｂおよびアクチュエータ４Ｃにより駆動される（図３（ｂ））。また、センサ選択手段としてのセンサ制御部１３Ａが、駆動手段１１から取得した現在のセンサ２Ａの速度（測定対象物９の幅方向における速度）に基づいて、センサ２１Ｂおよびセンサ２１Ｃのうち使用するセンサを選択する。

また、図３（ａ）および図３（ｂ）の例では、センサ２１Ａを支持部材３２に対して位置調整機構４２に沿って測定対象物９の幅方向に移動可能に取り付けており、センサ２１Ａは、アクチュエータ４Ａにより同方向に駆動可能とされる。これにより、センサ２１Ａとセンサ２１Ｂとの位置関係あるいはセンサ２１Ａとセンサ２１Ｃとの位置関係をより広範囲において調整可能となる。例えば、測定対象物９の流れ速度に比較して、センサをより高速で移動させたい場合にも対応可能となる。なお、測定対象物９の流れ速度および支持部材３２の移動速度が固定されている場合のように、センサ２１Ａとセンサ２１Ｂの間、あるいはセンサ２１Ａとセンサ２１Ｃの間の相対位置が固定されていても、センサの選択のみで同一点の測定が可能な場合には、適宜、センサ２１Ａ、センサ２１Ｂまたはセンサ２１Ｃを支持部材３２に固定してもよい。

図４（ａ）は、さらに、センサ２１Ｂおよびセンサ２１Ｃを測定対象物９の流れ方向に移動可能とした例を示している。この例では、支持部材３２に設けられた位置調整機構４３，４３により、センサ２１Ｂおよびセンサ２１Ｃを支持する位置調整機構４１Ｂを測定対象物９の流れ方向について移動できるため、センサ２１Ａとセンサ２１Ｂとの位置関係あるいはセンサ２１Ａとセンサ２１Ｃとの位置関係をさらに広範囲において調整可能となる。これにより、測定対象物９の流れ速度や測定条件に対する適応範囲を拡大させることができる。

図４（ｂ）は、図１（ｂ）に示す構成に対し、測定対象物の流れ方向について、センサの配置方向を逆転させた例を示す。この場合には、位置調整機構４４によって支持部材３２に対して測定対象物９の幅方向に移動可能とされたセンサ２２Ｂにより、支持部材３２に対して固定されたセンサ２２Ａよりも先に測定対象物９に対する測定を行う。その後、同一の測定点においてセンサ２２Ａによる測定を行う。この場合には、センサ２２Ｂによる測定点の軌跡が、センサ２２Ａによる測定点に重なるように、センサ２２の位置が調整される。

以上のように、本発明のセンサ駆動装置によれば、駆動手段による駆動の速度ベクトルに応じて、位置調整手段により複数のセンサ間の位置関係を調整し、あるいは使用されるセンサを選択するので、複数のセンサによる測定点を一致させることができる。

なお、上記各実施形態のセンサ駆動装置で使用するセンサの用途を目的ごとに配分することもできる。例えば、測定対象物が紙などの場合、シートの端部をカットする場合がある。このような場合には、端の部分を除く使用部分のみを特定のセンサで測定し、カット幅を決めるためにシートの端部のみを別のセンサで測定したい場合がある。このような場合に、例えば、図１（ｂ）において、センサ２Ａが使用部分についての測定を担当し、センサ２Ｂが端部についての測定を担当するようにしてもよい。この場合、測定手順の都合に応じて、センサ２Ａによる測定中に、センサ２Ｂの位置をあらかじめ移動させておいてもよい。

図５は、測定部位で支持部材３２を停止させることにより、２つのセンサでの測定点を一致させる例を示す図である。

図５の例では、センサ２３Ａおよびセンサ２３Ｂが測定対象物９の流れ方向に沿って設けられており、センサ２３Ａによる測定からセンサ２３Ｂによる測定の間、支持部材３２の移動を停止することにより、２つの測定点を一致させることができる。測定対象物９の流れ速度に応じて、センサ２３Ｂによる測定のタイミングはセンサ２３Ａによる測定から所定時間経過後のタイミングに設定される。

本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、測定対象物の流れ方向と交わる方向にセンサを移動させることで、前記測定対象物上の測定値について２次元分布を取得させるセンサ駆動装置に対し、広く適用することができる。

本発明によるセンサ駆動装置の一実施形態を示す図であり、（ａ）は、センサ駆動装置の構成を示すブロック図、（ｂ）は、センサの配置状態を示す図。センサの位置関係を示す図。本発明によるセンサ駆動装置の別実施形態を示す図であり、（ａ）は、センサの位置関係を示す図、（ｂ）は、センサ駆動装置の構成を示すブロック図。本発明によるセンサ駆動装置の別実施形態を示す図であり、（ａ）は、センサを測定対象物の流れ方向に移動可能とした例を示す図、（ｂ）は、測定対象物の流れ方向についてセンサの配置方向を逆転させた例を示す図。測定部位で支持部材を停止させることにより２つのセンサでの測定点を一致させる例を示す図。

符号の説明

９測定対象物
１１駆動手段
１２位置調整手段
１３センサ制御部（センサ選択手段）

Claims

測定対象物の流れ方向と交わる方向にセンサを移動させることで、前記測定対象物上の測定値について２次元分布を取得させるセンサ駆動装置において、
複数のセンサを搭載し、少なくとも1つのセンサが移動可能となっている支持部材と、
前記支持部材を前記測定対象物の流れ方向と交わる方向に駆動する駆動手段と、
前記駆動手段による駆動の速度ベクトルに応じて、前記移動可能となっているセンサを前記支持部材に対して移動させることで、複数のセンサ間の位置関係を調整し、当該複数のセンサによる前記測定対象物上の測定点を一致させる位置調整手段と、
を備えることを特徴とするセンサ駆動装置。
前記位置調整手段は、前記測定対象物の流れ方向と直交する方向について、前記移動可能となっているセンサを前記支持部材に対して移動させることで、複数のセンサ間の位置を調整することを特徴とする請求項１に記載のセンサ駆動装置。
前記位置調整手段は、さらに前記測定対象物の流れ方向について、前記移動可能となっているセンサを前記支持部材に対して移動させることで、複数のセンサ間の位置を調整することを特徴とする請求項２に記載のセンサ駆動装置。
前記測定値は、前記複数のセンサからの情報を統合して得られることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサ駆動装置。
測定対象物の流れ方向と交わる方向にセンサを移動させることで、前記測定対象物上の測定値について２次元分布を取得させるセンサ駆動装置において、
複数のセンサを測定対象物の流れ方向と交わる方向に駆動する駆動手段と、
前記駆動手段による駆動の速度ベクトルに応じて、前記複数のセンサのうち使用するセンサを選択することにより、当該選択された複数のセンサによる前記測定対象物上の測定点を一致させるセンサ選択手段と、
を備えることを特徴とするセンサ駆動装置。
前記測定値は、当該選択された複数のセンサからの情報を統合して得られることを特徴とする請求項５に記載のセンサ駆動装置。
前記駆動手段は、前記測定対象物の流れ方向と直交する方向について、前記複数のセンサを往復移動させることを特徴とする請求項５または６に記載のセンサ駆動装置。
前記駆動手段は、前記測定対象物の流れ方向と直交する方向について、前記支持部材を往復移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサ駆動装置。