JP6808859B2 - 速度計、および物品製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、速度計のヘッド部の構成例を示す図である。ここで、検出部としてのヘッド部100は、物体(計測対象物)10に光を照射し、物体10からの光を受光するための光学系を含み、レーザードップラ速度計のヘッド部を構成している。レーザーダイオードを含みうる光源1から出射した光束9は、コリメータレンズ2によりコリメートされ、回折格子(回折素子)3に入射する。回折格子3に入射した光束9は、±1次回折光(回折角はθ)に分岐され、それぞれがレンズ4により集光光束となり、EO素子5a、5bを透過する。透過した2つの光束は、レンズ6a、6bによりコリメートされ、上記回折角θと略等しい角度で互いに異なる照射方向から物体10を照射する。照射された光束は、物体10の表面(一般に粗面)で拡散反射される。拡散反射された光束は、レンズ6a、6b、集光レンズ7を介して集光され、フォトダイオードを含みうる受光素子8に入射する。受光素子8での光電変換により得られた信号は、物体10の速度Vに応じた周波数Fを有し強度変調されたアナログ信号として、後述の処理部に入力される。ここで、当該周波数Fは、ドップラ周波数と呼ばれ、次式(1)で表される。
F=2V/P+F_EO ・・・(1)
F=V/P_i ・・・(2)
L=((N+1)/N−1)×100 ・・・(3)
実施形態1では、演算部405(ステップS702)において、指標の変化が閾値を超えるかの判定は、直前に(前もって)得られた指標に基づく閾値に基づいて実施した。しかしながら、当該閾値は、直前に(前もって)得られたM個の指標(例えば、それらの平均値)に基づく閾値としてもよい。また、当該平均値は、単純な平均値ではなく、加重平均値、相乗平均値またはその他の平均値としうる。また、実施形態1では、ステップS704で、得られた速度が誤りであるとして前もって得られた速度を計測値とするものとしたが、これに替えて、前もって得られた複数の計測値(例えば、それらの平均値)に基づく速度を計測値としてもよい。また、当該平均値は、単純な平均値ではなく、加重平均値、相乗平均値またはその他の平均値としうる。例えば、物体10の速度変動が小さいことが予め分かっていれば、Mの値を大きくすることにより安定した計測が可能となる。また、速度変動の大きさが概ね予め分かっている場合、当該大きさに基づいてMの値を可能な限り小さくすることにより、エラー判定に係る閾値の追従性(妥当性)を改善することができる。発明者らの検討によれば、物体10の加速度が1[G]程度の場合、M=16以下にすることにより追従性が改善することが分かっている。
以上に説明した実施形態に係る速度計は、物品製造方法に使用しうる。当該物品製造方法は、当該速度計を用いて物体の速度を計測する工程と、当該工程で速度を計測された物体を処理する工程と、を含みうる。当該処理は、例えば、加工、切断、検査、組付、および選別のうちの少なくともいずれか一つを含みうる。より具体的には、例えば、押出成形機による成形物の押出速度を計測して当該成形物の押出速度を制御しうる。また、搬送系により搬送される(長尺)物体の速度を計測し、当該計測により得られた速度を積分して物体の測長を行い、当該測長に基づいて、目標とする長さを有するように物体を切断し(切り出し)うる。本実施形態の物品製造方法は、速度計により非接触で高精度に物体の速度を計測できるため、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストのうちの少なくとも1つにおいて有利である。
101 処理部
Claims (5)
- 移動する物体によりドップラ効果で変調された光を検出して前記物体の速度を計測する速度計であって、
前記光を検出する検出部と、
前記検出部により得られた信号をバンドパスフィルタにより濾波して、バンドパスフィルタより得られた信号を2値化し、該2値化により得られた信号における所定数のパルス間隔にわたる期間を計って前記速度の計測値を得る処理部と、を有し、
前記処理部は、
キャリブレーションを実行することで前記検出部により得られた信号の複数の周波数の第1振幅をオフセット値として得て、
移動する物体により変調された光を検出することで前記検出部により得られた信号の複数の周波数の第2振幅を得て、
前記オフセット値に基づいて前記第2振幅を補正し、
補正された第2振幅に基づいて前記バンドパスフィルタの濾波の帯域の周波数を決定し、
決定した周波数の濾波の帯域をもつ前記バンドパスフィルタを用いて前記検出部により得られた信号を濾波することにより、前記速度の計測値を得る、ことを特徴とする速度計。 - 互いに照射方向が異なり且つ互いに逆方向に位相が変化する2つの光を前記物体に照射する光学系を有し、
前記2つの光は、前記物体で反射されて前記検出部により検出されることを特徴とする請求項1に記載の速度計。 - 前記処理部は、前記バンドパスフィルタの濾波の帯域の周波数を決定することにより、前記バンドパスフィルタの共振周波数を決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の速度計。
- 前記処理部は、物体が前記検出部の検出領域に配置されていない状態で前記検出部により得られた信号の複数の周波数の第1振幅を得ることを特徴とする請求項1ないし請求項3のうちいずれか1項に記載の速度計。
- 請求項1ないし請求項4のうちいずれか1項に記載の速度計を用いて物体の速度を計測する工程と、
前記工程で前記速度を計測された前記物体の処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする物品製造方法。
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