JP6328354B1 - マンコンベアの手摺形状測定装置 - Google Patents

Abstract

断面がＣ字形状に開口している手摺（１０）に対する測定光を前記Ｃ字形状の内部に導く光案内部（１５）を設け、測定光に基づき、手摺の裏面までの距離データ及び手摺の幅方向の裏面までの２次元の距離データを２次元センサ（１１〜１４）により取得してＣ字形状の寸法を算出するとともに、算出した寸法に対して予め設定された基準データとを比較して寸法の正常性を判定する。また、手摺の内層部を形成する透明な樹脂に埋め込まれた抗張体（３０）までの距離データを２次元センサにより取得して、これから抗張体の高さ及びピッチの寸法を算出するとともに、算出した寸法に対して予め設定された基準データとを比較して抗張体配置の正常性を判定する。

Description

本発明は、マンコンベアに使用される手摺の膨らみや内部の抗張体の異常形状を検査できる手摺形状測定装置に関するものである。

マンコンベアの手摺は、製造工程で表面に膨らみや凹み、打痕、異物等が付着することがある。また、手摺内部に埋め込まれた抗張体にも変形や破断等が起こることがある。これらの異常形状は手摺の意匠性を損なうだけでなく、マンコンベアの振動性能や耐久性能にも影響を及ぼすことがある。

このような手摺の異常形状を検査するために、手摺の表面にローラを当接させ、そのローラの変位を検出して、膨らみや凹みを判断するハンドレール用点検装置がある（例えば、特許文献１参照）。
また、レーザー変位計を使用して非接触で手摺表面の形状を測定し、膨らみや凹みを判断する手摺検査装置もある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−２１１８７２号公報 特開２０１５−１６０７２４号公報

特許文献１の場合、ローラを手摺に当接して変位を検出するため、ローラに当接していない部分の状態を確認することができない。これを補うため、手摺の広範囲にローラを当接しようとすると数多くのローラが必要になり、設置方法や処理方法等で検査装置が複雑になる。
また、一般的に手摺は表面が軟性体のため、ローラの押付力によって手摺が変形し、微小な膨らみや凹み等を正確に検出することができない。

特許文献２の場合、レーザー変位計を手摺表面に配置して２次元形状を検出するため、レーザー光及びその反射光が届かない側面やＣ字形状の開口部がある裏面や開口部の内部側面を検出することができない。

また、従来では、この樹脂に埋め込まれた抗張体としてのワイヤロープの寸法、すなわちその高さやピッチが異常であることがあり、非接触でその正常性を判定する装置が望まれていた。

本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、手摺に対して非接触でＣ字形状の内側及び外側寸法の正常性を判定できるマンコンベアの手摺形状測定装置を提供することを第１の目的とし、手摺内に埋め込まれた抗張体としてのワイヤロープの寸法の正常性を非接触で判定するマンコンベアの手摺形状測定装置を提供することを第２の目的とする。

上記の第１の目的を達成する為、本発明に係るマンコンベアの手摺形状測定装置は、断面がＣ字形状に開口している手摺に対する測定光を、前記手摺の裏面中央部と前記Ｃ字形状の内部の内側サイド面とに導く光案内部と、前記測定光を用いて前記手摺の裏面データを取得する裏面データ取得部であって、前記測定光に基づき、前記裏面データ取得部の設置位置から前記手摺の裏面中央部までの距離データ及び前記裏面データ取得部の設置位置から前記光案内部を経由した前記手摺の幅方向の裏面までの２次元の距離データを取得する裏面データ取得部と、両方の前記距離データから前記Ｃ字形状の寸法を算出する判定部と、前記寸法に対して予め設定された基準データを記憶する記憶部とを備え、前記判定部は、前記Ｃ字形状の寸法と前記基準データとを比較して前記寸法の正常性を判定するものである。

また、上記の第２の目的を達成する為、本発明に係るマンコンベアの手摺形状測定装置は、測定光に基づき、手摺の内層部を形成する透明な樹脂に埋め込まれた抗張体までの距離データ及び前記手摺の幅方向における前記抗張体までの２次元の距離データを取得する上面データ取得部と、両方の前記距離データから前記抗張体の高さ及びピッチの寸法を算出する判定部と、前記寸法に対して予め設定された基準データを記憶する記憶部とを備え、前記判定部は、前記寸法と前記基準データと比較して前記寸法の正常性を判定するものである。

本発明によれば、断面がＣ字形状に開口している手摺に対する測定光を前記Ｃ字形状の内部に導く光案内部を設け、前記測定光に基づき、前記手摺の表面までの距離データ及び前記手摺の幅方向の表面までの２次元の距離データを取得してＣ字形状の寸法を算出するとともに、算出した寸法に対して予め設定された基準データとを比較して寸法の正常性を判定するように構成したので、Ｃ字形状における、開口部の幅、内部の全幅、及び内部の高さ、の少なくともいずれか一つの寸法の正常性を正確に判定できる。

また、手摺の内層部を形成する透明な樹脂に埋め込まれた抗張体までの距離データから抗張体の高さ及びピッチの寸法を算出するとともに、算出した寸法に対して予め設定された基準データとを比較して抗張体配置の正常性を判定するように構成したので、この場合も、非接触で、内部に埋め込まれた抗張体の距離や形状も検査できる効果がある。

本発明の実施の形態１及び２によるマンコンベアの手摺形状測定装置を模式的に示す全体構成図である。 図１に示す全体構成図において断面ｂに設置される本発明の実施の形態１によるマンコンベアの手摺形状測定装置の構成を示す一部断面図である。 本発明の実施形態１による手摺の形状データを示し、（１）は表面形状データ、（２）は左側面の形状データ、及び（３）は右側面の形状データを示す図である。 本発明の実施形態１による手摺のＣ字形状の内部のデータを示し、（１）はその内部に光案内部を設置していない場合のデータ、（２）はその内部に光案内部を設置している場合のデータを示す図である。 手摺の表面形状や内面形状に異常形状があった場合の概略断面図である。 図５に示す手摺の表面及び側面の異常形状データ例（１）〜（３）を示す図である。 本発明の実施形態１による手摺の種々の寸法内容を示す図である。 図４に示す手摺のＣ字形状開口部とその内側側面の形状データの異常形状例を示す図である。 図１に示す全体構成図において断面ａに設置される本発明の実施の形態２によるマンコンベアの手摺形状測定装置の構成を示す一部断面図である。 本発明の実施形態２による手摺の抗張体の距離を算出するための処理概要を示す図である。 手摺内部に埋め込まれた抗張体の配列に異常形状があった場合の手摺断面図である。 図１１に示す手摺の抗張体の距離データを示す図である。

以下、本発明の各実施の形態によるマンコンベアの手摺形状測定装置を、上記の添付図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるマンコンベアの手摺形状測定装置を手摺製造ラインに設置した際の全体構成図である。図２は、図１の断面ｂの位置においてマンコンベアの手摺形状測定装置を示しており、図示のとおり、断面図で示した手摺１０の種々の寸法は、２次元センサ１１〜１４で取得されるように構成されている。この例における手摺１０の形状は、膨らみや凹み等が無い正常な状態を示している。

２次元センサ１１〜１４の出力データは、判定部１６に与えられる。判定部１６は、記憶部１７を内蔵しており、この記憶部１７に記憶された基準データと、２次元センサ１１〜１４からの出力データとを比較して、手摺１０の形状が異常か正常かを示す判定結果を出力する。

図２で配置した２次元センサ１１〜１４の内、２次元センサ１１では、図３（１）に示すように、上面形状データ２０が取得され、２次元センサ１３では、同図（２）に示すように、左側面面形状データ２２が取得され、そして２次元センサ１４では、同図（３）に示すように、右側面形状データ２３が所得される。Ａ１，Ｂ１，及びＢ２はそれらの表面頂点部を示している。これらの形状データには、膨らみや凹み等が無い正常な状態を示している。なお、図３（１）〜（３）は、図示のように、横軸がx、縦軸がｙで示される。

一方、図４は、図２で手摺裏面（下部配置）に配置した２次元センサ１２が出力する形状データを示すもので、同図（１）は、後述する光案内部１５を用いないときの裏面形状データ２１ａを示し、同図（２）は、これは、Ｃ字形状開口部及び帆布部を除く手摺１０のＣ字形状部内に挿入した光案内部１５によりＣ字形状開口部内の裏面形状データ２１ｂを示す。図４（１）及び（２）の場合も、図示のように、横軸がx、縦軸がｙで示される。
図５は、手摺の表面形状や内面形状に異常形状があった場合の概略断面図を示すもので、これらの異常形状は、図３及び図４、並びに図６及び図８で検出した形状データから手摺１０の、図７に示す主要寸法（１）〜（７）を算出するための関係式に基づいて検出される。これについては、後述する。

図１において、ワイヤロープ１及び帆布２を手摺製造ライン３ａに投入し、手摺１０内に抗張体であるワイヤロープ１が形成される。形成される樹脂が透明である場合は、手摺形状測定装置４ａでワイヤロープ１の整列状態を検査する。これについては、実施の形態２として後述する。

その後、手摺製造ライン３ｂに投入し、最終形状に形成される。形成される樹脂は有色である場合は、手摺形状測定装置４ｂで外観形状を検査する。その後、搬出装置５で送られて巻取装置６に巻き取られる。

まず、手摺１０の外観形状の検査について説明する。
図２に断面で示す手摺１０は、マンコンベアに装着したり、取り外ししたり、さらには進行方向にガイドするためのＣ字形状の開口部を有する。

手摺形状測定装置４ｂは、２対の２次元センサ１１及び１２、並びに１３及び１４と、手摺１０のＣ字形状開口部内に手摺形状測定装置４ｂで装着された、例えばプリズムを用いた光案内部１５と、上述した判定部１６とで構成される。２次元センサ１１と１２は、手摺１０の表面と裏面の形状データを同時に捉えるためのもので、光案内部１５はＣ字形状の開口部の内側サイド面を手摺１０の裏面から見るためにＣ字形状開口部内に配置され、中央部は、図示のように、手摺帆布面の形状データを捉えるために隙間が設けられている。２次元センサ１３と１４は、手摺１０の左右側面の形状データを同時に捉えるためのものである。これらの２次元センサ１１〜１４は、いずれも手摺１０の表面と裏面の距離、及び手摺１０の幅方向の表面との２次元の距離データを出力するものである。

図２に示すように、手摺１０に膨らみや凹み等が無い正常な場合、表面と左右側面の形状データ２０，２２、及び２３は、それぞれ、図３（１）〜（３）に示すような滑らかな山形となる。この形状データから、各頂点部Ａ１、Ｂ１、及びＢ２の座標（ｘ：位置とｙ：高さ）を算出し、後述する図７に示す寸法測定に用いる。

図５に示すように、手摺１０の表面・裏面・左右側面に膨らみや凹み等の異常形状Ｉ〜Ｖがあった場合は、表面と左右側面の形状データは、図６（１）〜（３）に示すような歪んだ異常形状Ｉ〜ＩＩＩとなり、各頂点部の座標が変化する。従って、判定部１６において、記憶部１７に予め位置と高さの規格値を設けておけば、外面形状に対する良否判定を行うことができる。

一方、手摺１０のＣ字形状開口部やその内側サイド面の形状は、図４（２）に示すような異形のデータとなる。図４（２）の両端エッジ部はＣ字形状開口部を示し、判定部１６は、Ａ２ａ及びＡ２ｂの座標（ｘ：位置とｙ：高さ）を算出する。図４（２）の中央部は光案内部１５の中央部に設けた隙間から捉えた手摺１０の内側にある帆布２を示し、中心はＡ３の座標（ｘ：位置とｙ：高さ）となる。Ａ３の両側は、光案内部１５によって捉えたＣ字形状開口部の内側サイド面を示し、Ａ４ａ及びＡ４ｂの座標（ｘ：位置とｙ：高さ）、並びにＡ５ａ及びＡ５ｂの幅を算出する。これらの算出値は、図７の寸法測定に用いられる。

図７に示す形状データにおいて、手摺１０の内面に膨らみや帆布２の剥がれ等の異常形状があった場合は、内面の形状データは、図８に示すような歪んだ異常形状Ｖ，ＩＶとなり、各頂点部の座標や幅が変化する。予め、位置、高さ、及び幅の規格値を設けておけば、内面形状に対する良否判定を行うことができる。

図７では、手摺１０の形状に関する主要寸法を示し、寸法（１）がＣ字形状開口幅、寸法（２）が手摺肉厚で表面から帆布面までの間隔、寸法（３）が手摺高さ（左右）、寸法（４）が手摺全幅、寸法（５）がＣ字形状開口部の内側全幅、寸法（６）がＣ字形状開口部の内側高さ（左右）、寸法（７）がＣ字形状開口の肩幅（左右）をそれぞれ示す。

すなわち、寸法（１）は、図７のＡ２ａｘ及びＡ２ｂｘの関数で各座標から直線を算出し、その距離を用いる。寸法（２）は、図３（１）のＡ１ｙ及び図４（２）のＡ３ｙの関数で各座標から間隔を算出し、その距離を用いる。寸法（３）は、図３（１）のＡ１ｙと、図４（２）のＡ２ａｙ又はＡ２ｂｙの関数で各座標から間隔を算出し、左右の距離を用いる。なお、Ａ２ａｙ及びＡ２ｂｙは、開口幅Ａ２ａ及びＡ２ｂの垂直方向の値を示す。寸法（４）は、図３（２）及び（３）のＢ１ｙ及びＢ２ｙの関数で各座標から間隔を算出し、その距離を用いる。寸法（５）は、図４（２）のＡ４ａｙ及びＡ４ｂｙの関数で各座標から間隔を算出し、その距離を用いる。寸法（６）は、図４（２）のＡ５ａｘ又はＡ５ｂｘの関数で、各幅を算出し、左右の距離を用いる。図７では、左側の寸法（６）としてＡ５ａを用い、右側の寸法（６）としてＡ５ｂを用いることができる。寸法（７）は、図３（２）のＢ１ｙと図４（２）のＡ２ａｘ及び／又は図３（３）のＢ２ｙと図４（２）のＡ２ｂｘの関数で、各座標から左右の距離を用いる。

寸法（１）〜（７）を使用センサ１１〜１４及び異常形状Ｉ〜Ｖとの関係でまとめると下記のようになる。
・寸法（１）：開口幅＝ｆ（Ａ２ａｘ，Ａ２ｂｘ）←使用センサ１２で異常形状ＩＶを検出。
・寸法（２）：手摺肉厚＝ｆ（Ａ１ｙ，Ａ３ｙ）←使用センサ１１，１２で異常形状Ｉを検出。
・寸法（３）：手摺高さ＝ｆ（Ａ１ｙ，Ａ２ａｙ／Ａ２ｂｙ）←使用センサ１１，１２で異常形状Ｉを検出。
・寸法（４）：手摺全幅＝ｆ（Ｂ１ｙ，Ｂ２ｙ）←使用センサ１３，１４で異常形状ＩＩ，ＩＩＩを検出。
・寸法（５）：Ｃ字部全幅＝ｆ（Ａ４ａｙ，Ａ４ｂｙ）←使用センサ１２で異常形状Ｖを検出。
・寸法（６）：Ｃ字部高さ＝ｆ（Ａ５ａｘ／Ａ５ｂｘ）←使用センサ１２で異常形状Ｖを検出。
・寸法（７）：Ｃ字部肩幅＝ｆ（Ｂ１ｙ，Ａ２ａｘ）←使用センサ１２，１３で異常形状ＩＶを検出。
ｆ（Ｂ２ｙ，Ａ２ｂｘ）←使用センサ１２，１４で異常形状ＩＶを検出。

このように、算出した上記の寸法（１）〜（７）は、判定部１６の記憶部１７に予め基準データを設けておけば手摺寸法に対する良否判定を行うことができる。

なお、上記の本実施の形態では、Ｃ字形状開口部に配置した光案内部１５にプリズムを用いたが、２次元センサ１２の光路を折り曲げてＣ字形状開口部の内側に光を取り入れるものであれば、ミラー等を用いてもよい。この場合でも、中央部には隙間を設けて、帆布２の形状が捉えられるようにする。

実施の形態２．
図９は、手摺製造ライン３ａを通過した後の手摺１０の断面構造を示し、手摺１０の内部には手摺１０の強度を保つために抗張体としてワイヤロープ３０が内挿されている。手摺１０の製造ラインでは一般的に成形工程を複数回繰り返して手摺１０の肉厚と高さを積み重ねており、最内層が透明体で成形された場合は、ワイヤロープ３０を上部から見ることができる。このことから手摺１０の上部に配置した２次元センサ１１は、手摺１０の表面を透過して内部のワイヤロープ３０と帆布（図示せず）から反射光を捉えることになり、図１０に示すようなワイヤロープ３０の本数分の山形を持つ形状データ（ｙ：高さ及びｘ：ピッチ）Ｗ１〜Ｗｎ（ｎ＝ワイヤロープの本数）が得られる。

この形状データから、判定部１６は、各頂点Ｗ１〜Ｗｎの座標（位置（Ｗ１ｘ，Ｗ２ｘ・・・Ｗｎｘ）と高さ（Ｗ１ｙ，Ｗ２ｙ・・・Ｗｎｙ））を算出する。Ｗ高さはワイヤロープ３０の高さのばらつきであり、Ｗ１〜Ｗｎの関数で、各座標値から高さの偏差を用いる。

すなわち、
Ｗ高さ（ワイヤー高さ）：ｆ（Ｗ１ｙ，Ｗ２ｙ，・・・・，Ｗｎｙ）
Ｗピッチ（ワイヤピッチ）：ｆ（Ｗ１ｘ，Ｗ２ｘ，・・・・，Ｗｎｘ）
であり、また、Ｗピッチはワイヤロープ３０のピッチのばらつきであり、Ｗ１〜Ｗｎの関数で、各座標値から位置の偏差を用いる。

算出したＷ高さ及びＷピッチは、記憶部１７に予め基準データを設けておけば、判定部１６は、手摺１０に内挿されたワイヤロープ３０に対する良否判定を行うことができる。

図１１に示すように、ワイヤロープ３０の配列や本数の異常形状ＶＩ，ＶＩＩがあった場合、ワイヤロープ３０を捉えた形状データは、図１２に示すような歪んだ形状となり、各頂点部の座標や幅が変化する。従って、予め、位置、高さ、及び幅の基準データを記憶部１７に設けておけば、ワイヤロープの配列や本数に対する良否判定を行うことができる。

なお、上記の実施の形態１及び２では手摺１０の抗張体にワイヤロープを用いたが、スチールベルトにおいてもベルト幅や高さを検出することができ、同じ効果を得ることができる。

本発明はマンコンベアの手摺のみならず、電線ケーブルやタイヤの検査にも応用することができる。

１、３０ ワイヤロープ、２ 帆布、３ａ，３ｂ 手摺製造ライン、４ａ，４ｂ 手摺形状測定装置、５ 搬出装置、６ 巻取装置、１０ 手摺、１１〜１４ ２次元センサ、１５ 光案内部、１６ 判定部、１７ 記憶部。

Claims (6)

1. 断面がＣ字形状に開口している手摺に対する測定光を、前記手摺の裏面中央部と前記Ｃ字形状の内部の内側サイド面とに導く光案内部と、
   前記測定光を用いて前記手摺の裏面データを取得する裏面データ取得部であって、前記測定光に基づき、前記裏面データ取得部の設置位置から前記手摺の裏面中央部までの距離データ及び前記裏面データ取得部の設置位置から前記光案内部を経由した前記手摺の幅方向の裏面までの２次元の距離データを取得する裏面データ取得部と、
   両方の前記距離データから前記Ｃ字形状の寸法を算出する判定部と、
   前記寸法に対して予め設定された基準データを記憶する記憶部とを備え、
   前記判定部は、前記Ｃ字形状の寸法と前記基準データとを比較して前記寸法の正常性を判定する
   マンコンベアの手摺形状測定装置。
2. 前記寸法が、前記Ｃ字形状における、開口部の幅、前記内部の全幅、及び前記内部の高さ、の少なくともいずれか一つである
   請求項１に記載のマンコンベアの手摺形状測定装置。
3. 前記測定光を用いて前記手摺の側面データを取得する側面データ取得部であって、前記測定光に基づき、前記側面データ取得部の設置位置から前記手摺の側面までの距離データ及び前記側面データ取得部の設置位置から前記側面の幅方向の表面までの２次元の距離データを取得する側面データ取得部をさらに設け、
   前記判定部は、前記側面データ取得部によって取得された前記手摺の全幅のデータから、前記裏面データ取得部によって取得された前記開口部の幅のデータを差し引くことにより前記Ｃ字形状の肩部の幅のデータを求めて前記基準データと比較し、前記寸法の正常性を判定する
   請求項２に記載のマンコンベアの手摺形状測定装置。
4. 前記測定光を用いて前記手摺の表面データを取得する表面データ取得部であって、前記測定光に基づき、前記表面データ取得部の設置位置から前記手摺の表面までの距離データ及び前記表面データ取得部の設置位置から前記表面の幅方向の表面までの２次元の距離データを取得する表面データ取得部をさらに設け、
   前記判定部は、前記表面データ取得部によって取得された前記手摺の表面までの距離データから、前記裏面データ取得部によって取得された前記裏面中央部までの距離データを差し引くことにより前記手摺の肉厚のデータを求めて前記基準データと比較し、前記寸法の正常性を判定する
   請求項１に記載のマンコンベアの手摺形状測定装置。
5. 前記測定光を用いて前記手摺の表面データを取得する表面データ取得部であって、前記測定光に基づき、前記表面データ取得部の設置位置から前記手摺の表面までの距離データ及び前記表面データ取得部の設置位置から前記表面の幅方向の表面までの２次元の距離データを取得する表面データ取得部をさらに設け、
   前記裏面データ取得部は、前記測定光に基づいて、前記裏面データ取得部の設置位置から前記Ｃ字形状の肩部までの距離データをさらに取得し、
   前記判定部は、前記表面データ取得部によって取得された前記手摺の表面までの距離データから、前記裏面データ取得部によって取得された前記肩部までの距離データを差し引くことにより前記手摺の高さのデータを求めて前記基準データと比較し、前記寸法の正常性を判定する
   請求項３に記載のマンコンベアの手摺形状測定装置。
6. 測定光を用いて手摺の内層部を形成する透明な樹脂内に配列された２以上の抗張体に関するデータを取得する上面データ取得部であって、前記透明な樹脂を透過した前記測定光の上記抗張体からの反射光を捉えることにより、前記抗張体の個数分の山形を持つ形状データを取得する上面データ取得部と、
   前記形状データから前記抗張体の高さ及びピッチの寸法を算出する判定部と、
   前記寸法に対して予め設定された基準データを記憶する記憶部とを備え、
   前記判定部は、前記寸法と前記基準データと比較して前記寸法の正常性を判定する
   マンコンベアの手摺形状測定装置。

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