JP6251092B2 - 物体検出方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の搬送ローラを整列して形成した搬送路上を移動する物体を検出する方法、並びにそのための装置に関する。

従来より、工場生産現場や作業現場において、複数の搬送ローラを整列して形成した搬送路上に加工品等の物体を移動させ、搬送路上での物体の位置や、物体の搬送方向長さを検出することが行われている。このような物体検出装置では、搬送路を挟んで検出媒体の送信手段と受信手段とを対向配置して検出媒体の送受信を行い、物体により送受信が遮断されたときに、送信手段及び受信手段を配置した位置に物体の先端が到達したことを検出したり、送受信が途絶えた時間を基に物体の搬送方向長さを検出している。

本出願人も先に、特許文献１において、搬送路を挟んで一方の側にマイクロ波の送信手段と受信手段とを配置するともに、他方の側に、２枚の反射面を９０°の角度で対向配置した反射体を配置した物体検出装置を提案している。この物体検出装置は、反射毎にマイクロ波の電界の向きが反転することを利用したものであり、送信手段からの送信マイクロ波は、装置設置箇所に物体が存在しない場合には、反射体により２回反射されて受信手段に至る。即ち、送信マイクロ波と、受信マイクロ波とは、電界の向きが一致している。これに対し、搬送路を移動してきた物体が装置設置箇所に到達すると、送信マイクロ波は、物体により１回反射されて受信手段に至る。即ち、送信マイクロ波と、受信マイクロ波とは、それぞれの電界の向きが異なっている。そこで、受信手段において、送信マイクロ波の電界の向きと同じ電界の向きのマイクロ波を受信するように構成することより、受信信号が途絶えたときに物体が装置設置箇所に存在することを正確に検出することができる。

ところで、図３は、鉄鋼設備の圧延ラインを移動するスラブを検出する場合を示す斜視図であるが、圧延ラインは複数の搬送ローラ１を整列して形成されており、搬送ローラ１の上面をスラブ１０が、矢印Ｆで示すように図中の左斜め上方から右斜め下方に向かって搬送される。スラブ１０は板材であるため、従来の物体検出装置では、スラブ１０の板厚に合わせて搬送ローラ１の両側に送信手段と受信手段とを対向配置するのは困難であり、図示されるように、搬送ローラ１の隙間２の上方に受信手段１０１、下方に送信手段１００を対向設置し、検出媒体による送受信（図中一点鎖線）を行っている。あるいは、特許文献１では、隙間２の上方に送信手段１００と受信手段１０１とを設置し、隙間２の下方に反射板（図示せず）を設置している。

しかし、スラブ１０からは酸化物が落下したり、水滴が滴下するため、送信手段１００のアンテナや、反射板の反射面にスラブ１０からの落下物やスケールが付着・堆積して検出ができなくなる。

また、設置スペースの問題で、搬送路の上下に受信手段や送信手段、反射板を配置することができない場合もある。特に、スラブ１０は高温であり、送信手段１００や受信手段１０１を搬送ローラ１から離して設置しなければならいが、搬送ローラ１と床面との距離はそれほど離れておらず、搬送ローラ１の下方に十分なスペースを確保できないのが一般的である。また、搬送ローラ１の下には溝があり、保守も大変である。

特開平１１−２６４８７７号公報

そこで本発明は、設置スペースの問題がなく、板状またはシート状の薄い物体、更にはスラブのような高温物体にも適用可能な物体検出方法及び物体検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、下記の物体検出方法及び装置を提供する。
（１）複数の搬送ローラを整列して形成した搬送路上を移動する物体を検出する方法であって、
搬送ローラの少なくとも外周面が金属製であり、
搬送路の搬送方向の斜め上方から、検出位置となる特定の搬送ローラに向けて検出媒体を送信し、搬送ローラで反射された検出媒体を受信するとともに、受信が途絶えたときに、特定の搬送ローラ上に物体が存在することを検知することを特徴とする物体検出方法。
（２）検出媒体が、光、マイクロ波またはミリ波であることを特徴とする上記（１）記載の物体検出方法。
（３）検出媒体として、マイクロ波またはミリ波を用い、鉄鋼設備の圧延ライン上を移動するスラブを検出することを特徴とする上記（１）または（２）記載の物体検出方法。
（４）複数の搬送ローラを整列して形成した搬送路上を移動する物体を検出するための装置でであって、
搬送路の搬送方向の斜め上方に配置された検出波送受信手段を備え、
検出波送受信手段から、検出位置となる、少なくとも外周面が金属製の特定の搬送ローラに向けて検出媒体を送信し、特定の搬送ローラで反射された検出媒体を検出波送受信手段で受信するとともに、
受信信号が途絶えたときに、特定の搬送ローラ上に物体が存在することを検知することを特徴とする物体検出装置。
（５）検出媒体が、光、マイクロ波またはミリ波であることを特徴とする上記（４）記載の物体検出装置。
（６）検出媒体として、マイクロ波またはミリ波を用い、鉄鋼設備の圧延ライン上を移動するスラブの検出に使用することを特徴とする上記（４）または（５）記載の物体検出装置。

本発明によれば、搬送路の搬送方向の斜め上方に送受信手段を設置するだけでよく、搬送路の下側に人の手が入らない場所でも適用可能である。また、搬送路の下方に受信手段や反射板を設置することがないため、鉄鋼設備の圧延ラインを搬送するスラブのような高温の物体の検出にも適用可能である。

本発明の物体検出装置の一例として、圧延ラインを移動するスラブにて寄与した場合を示す斜視図である。 図１において、搬送ローラ側面から見たＡ矢視図である。 従来の物体検出装置の一例として、圧延ラインを移動するスラブにて寄与した場合を示す斜視図である。

以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。

図1は、本発明の物体検出方法及びそのための装置について、鉄鋼設備の圧延ラインを移動するスラブを検出する場合を例示して説明する斜視図である。

図示されるように、搬送ローラ１を多数整列してなる搬送路（圧延ライン）が形成されており、搬送ローラ１の上面をスラブ１０が、矢印Ｆで示すように図中の左斜め上方から右斜め下方に向かって搬送されている。

スラブ１０は板材であるため、図３に示したように、送信手段１００または反射板を搬送ローラ１の下方に設置した物体検出装置では、送信手段１００または反射板にスラブ１０からの落下物やスケールが付着・堆積して検出ができなくなる。

本発明では、搬送方向Ｆに対し、斜め上方に検出媒体の送受信手段２０を配置し、検出位置となる搬送ローラ１Ａに向けて検出媒体を送信する。尚、送受信手段２０は、送信手段と受信手段とに分離し、送受信できるように角度調整して並設してもよい。検出媒体としては、高温物体で、周囲に水蒸気等が存在するような状態でも測定可能であることから、マイクロ波やミリ波が好ましい。また、搬送ローラ１、１Ａは、少なくとも外周面が金属製であり、マイクロ波やミリ波を反射するため、送受信手段２０から搬送ローラ１Ａに向かって送信されたマイクロ波またはミリ波は、搬送ローラ１Ａの直上にスラブ１０が無い場合には、その一部が搬送ローラ１Ａの表面で反射され、送受信手段２０へと入射する。

しかし、圧延ライン上をスラブ１０が移動して、その先端１０ａが搬送ローラ１Ａに到達すると、送受信手段２０から送られたマイクロ波またはミリ波がスラブ１０の先端１０ａの近傍にて搬送方向Ｆとは反対の方向に斜めに全反射され、送受信手段２０へは反射されない。

そのため、送受信手段２０による受信信号が途絶えたときに、搬送ローラ１Ａにスラブ１０の先端１０ａが到達したことを検出することができる。また、スラブ１０による反射はスラブ１０の後端１０ｂが搬送ローラ１Ａを通過するまで続き、その間、送受信手段２０による受信信号も途絶えるため、スラブ１０の先端１０ａと後端１０ｂの何れも検出することができる。

尚、送受信手段２０の設置位置は、搬送方向Ｆに対して斜め上方において、搬送ローラ１Ａからの反射強度が最も大きくなる位置に設定する。送受信手段２０からのマイクロ波またはミリ波は、搬送ローラ１Ａへの入射角、更には搬送ローラ１のローラ間隔によっては、搬送ローラ１Ａに隣接する搬送ローラ１Ｂ、１Ｃによっても反射される。図２に図１のＡ矢視図を示すが、搬送ローラ１Ａの軸線Ｏを通り、搬送面と直交する面をＹとするとき、このＹと、送受信手段２０からのマイクロ波またはミリ波の軸線Ｍとがなす角度θが大きくなる、即ち送受信手段２０が搬送ローラ側に下がると、搬送ローラ１Ａによる反射波の他にも、搬送ローラ１Ｃ、更には搬送ローラ１Ｂによる反射波も送受信手段２０で受信される。そこで、搬送ローラ１Ｂ、１Ｃによる不要反射波をできるだけ排除するために、搬送ローラ１Ａによる反射波の受信強度が最大となるように、送受信手段２０の設置位置（角度θ）を調整する。

尚、送受信手段２０は、搬送方向上流側だけでなく、搬送方向下流側に同様に設置することもできる。即ち、図２に示すように、送受信手段２０´を搬送方向下流に、θと同様の角度θ´で配置し、マイクロ波またはミリ波の送受信（軸線Ｍ´）を行う。

ここで、ミリ波は、マイクロ波よりもビーム径を小さくすることができるため、搬送ローラ１Ｃや搬送ローラ１Ｃを避けて搬送ローラ１Ａへの送信が可能になるため、搬送ローラ１Ａと、搬送ローラ１Ｃ、１Ｂとの分解能が高まる。

上記の構成によれば、搬送ローラ１の下方には図３に示した送信手段１００や、特許文献１における反射板が存在しないため、送信手段１００や反射板へのスラブ１０からの落下物やスケールの付着・堆積の問題がなくなる。また、搬送ローラ１の下方への設置の問題もなくなる。

上記では圧延ラインのスラブ１０を検出する場合について説明したが、本発明はスラブ１０の他にも種々の物体、例えば木製や紙製、樹脂製の物体のようなマイクロ波やミリ波を吸収・遮断する物体にも適用することができる。上記したように、スラブ１０では、送受信手段２０からのマイクロ波またミリ波を搬送方向Ｆとは反対側に反射して、送受信手段２０に反射させないことを利用したが、マイクロ波やミリ波を吸収・遮断する物体でも送受信手段２０へのマイクロ波またはミリ波の反射がなくなり、同様にして検出することができる。

また、物体の種類、または搬送路の環境によっては、検出媒体として光（レーザ光が好ましい）を用いることもできる。スラブ１０は高温物体であり、その周囲も高温で、水蒸気も多量に存在するためマイクロ波やミリ波が使用される。しかし、木製や紙製、樹脂製の物体は常温の空気中を搬送されるのが一般的であるため、送受信手段２０と搬送ローラ１Ａとの間で光の送受信を行い、木製や紙製、樹脂製の物体が搬送ローラ１Ａに到達して光の送受信が遮断されたときに、これら物体が搬送ローラ１Ａに到達したことを検出する。

１、１Ａ 搬送ローラ
２ 隙間
１０ スラブ
２０ 送受信手段

Claims (6)

1. 複数の搬送ローラを整列して形成した搬送路上を移動する物体を検出する方法であって、
   搬送ローラの少なくとも搬送面が金属製であり、
   搬送路の搬送方向の斜め上方から、検出位置となる特定の搬送ローラに向けて検出媒体を送信し、搬送ローラで反射された検出媒体を受信するとともに、受信が途絶えたときに、特定の搬送ローラ上に物体が存在することを検知することを特徴とする物体検出方法。
2. 検出媒体が、光、マイクロ波またはミリ波であることを特徴とする請求項１記載の物体検出方法。
3. 検出媒体として、マイクロ波またはミリ波を用い、鉄鋼設備の圧延ライン上を移動するスラブを検出することを特徴とする請求項１または２記載の物体検出方法。
4. 複数の搬送ローラを整列して形成した搬送路上を移動する物体を検出するための装置でであって、
   搬送路の搬送方向の斜め上方に配置された検出波送受信手段を備え、
   検出波送受信手段から、検出位置となる、少なくとも外周面が金属製の特定の搬送ローラに向けて検出媒体を送信し、特定の搬送ローラで反射された検出媒体を検出波送受信手段で受信するとともに、
   受信信号が途絶えたときに、特定の搬送ローラ上に物体が存在することを検知することを特徴とする物体検出装置。
5. 検出媒体が、光、マイクロ波またはミリ波であることを特徴とする請求項４記載の物体検出装置。
6. 検出媒体として、マイクロ波またはミリ波を用い、鉄鋼設備の圧延ライン上を移動するスラブの検出に使用することを特徴とする請求項４または５記載の物体検出装置。

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