JPH0116363B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンベア上を高速で搬送される帯状体
の長さを光電変換的な無接触下で正確に計測する
測長装置の構成に関する。

移動中の帯状体の長さを計測するのに、最近は
フオトダイオードアレイカメラが屡々使用され
る。

例えばタイヤ生産ラインにおけるトレツド押出
し工程で押出装置から押出され定寸長に切断され
たトレツド部材材がコンベア上に間隔を存して搬
送される過程で、各トレツド部材を移送を停止す
ることなく測長する場合などに利用されるもので
ある。

この種の測長装置はカメラの分解能が高いので
可成りの高精度で測長可能であるが、フオトダイ
オードカメラ（以下カメラと略称する）での１走
査期間中に帯状体が移動しているために、その移
動量を最大とする測長誤差の発生を避けることは
不可能であつて、その誤差を如何に小さくするか
が重大な課題として採り上げられていた。

従来のこの種測長装置はカメラを１基使用する
もの（第３図参照）と２基使用するもの（第４図
参照）との２種があり、前者の装置はコンベア６
上を搬送されてきた帯状体Ｔ２の前端縁を光電変
換形検出手段１２，１３で検出すると（第３図イ
参照）該検出手段１２，１３のフオトスイツチ１
３はカメラ１１に信号を送つて走査を開始させ測
長するようになつている（第３図ロ参照）。

この測長の際に、帯状体Ｔ２は常にＶの速度で
移動動しているので、検出が行われてから走査が
開始されるまでの時間遅れをΔtとすると、この
間に帯状体Ｔ２はla＝ΔtVだけ移動する。

走査を開始したカメラ１１が帯状体Ｔ２の後端
縁を検出して光電変換素子群のうち遮光されてい
る素子の数を図示せぬ処理器に送信することによ
つて該処理器はこの値と予め入力されているオフ
セツト量loとを和算し、これを帯状体Ｔ２の計測
長として出力する。

ところで第３図ロと第３図ハを対照すれば明ら
かな通り、カメラ１１が走査を開始してから帯状
体Ｔ２の後端縁を検出する間に、該帯状体Ｔ２は
（l1′−l1）だけ移動するので、計測した値は実際
の長さに比しその分短くなり、これが誤差とな
る。

今、カメラ１１の走査速度をｖとすれば、前記
誤差の最大値は −（Ｖ／Ｖ＋ｖl₂＋Δt・Ｖ） ……(イ) として表される。

一方、後者の装置は、投光器２３の投射光が移
動する帯状体Ｔ３の前端縁で遮光されると、フオ
トスイツチ２４は信号を発し（第４図イ参照）、
カメラ２１，２２の走査を開始させるが、その走
査方向は第４図ロに示す通り、下手側のカメラ２
１は帯状体Ｔ３の進行方向であり、上手側のカメ
ラ２２は帯状体Ｔ３の進行と逆方向である。

カメラ２２が帯状体Ｔ３の後端縁を捕捉する
と、カメラ２２はその時点で遮光された内蔵の光
電変換素子の数を図示せぬ処理器に入力し、該処
理器はそれにより第４図ロに示す長さl2′を算出
する。

一方、カメラ２１が帯状体Ｔ３の前端縁を捕え
ると、該カメラ２１はその時点における遮光され
た光電変換素子の数を処理器に入力し、該処理器
はこれにより第４図ハに示される長さl1′を算出
し、さらにこの値を前記l2′と、予め入力されて
いるオフセツト長さloとに合算してその和を帯状
体Ｔ３の測定値として出力するようになつてい
る。

この場合の帯状体の長さの測定値は、 l1′＋lo＋l2′＝l1／ｖ−Ｖｖ＋lo＋l2／ｖ＋Ｖｖ であつて、誤差の最大値は、 −｛vV（l1−l2）＋V²（l1＋l2）／v²−V²｝……(ロ) となる。

一例を挙げると 帯状体の移動速度 600ｍ／sec（Ｖ＝１mm／ｍsec） カメラ２１，２２の計測範囲 100mm カメラ２１，２２の素子数 1000個 走査周期 １ｍsec／走査 フオトスイツチ２４の応答遅れ Δt＝２ｍsec の場合について前記誤差の値は、カメラ２１，２
２の計測範囲、素子数、走査周期の値から走査速
度は、 ｖ＝100mm／ｍsecとなり、 前記両式(イ)、(ロ)より、 カメラ１基の場合の最大誤差は−2.99mmとな
り、一方、カメラ２基の場合の最大誤差は、 l1−l2＝−50〜50mm、l1＋l2＝50〜150mm のときで±0.5mmとなる。

このように従来の装置では可成りの大きさの測
定誤差を回避することができなかつた事実に鑑み
て、本発明はかゝる欠点を解消するべくなされた
ものであつて、計測時の不可避とされる差を格段
に小さくし得る測長装置を提供することを目的と
する。

しかして本発明は上記目的を十分に達成するべ
く、特に２個のダイオードフオトアレイカメラ
と、演算装置とから形成し、２個の前記カメラは
帯状体の搬送経路の上方においてコンベアの走行
方向に対し上手および下手となる前後にかつ走査
方向を前記コンベアの前記走行方向に平行せしめ
て設けると共に、コンベア上で前後する２つの測
長領域の間に帯状体の長さに関連した値の所定間
隔が保持される如く配置して、下手側の前記カメ
ラで測長領域内に存する帯状体の前端縁に連る部
分の長さを計測し、上手側の前記カメラで測長領
域内に存する帯状体の後端縁に連る部分の長さを
計測する一方、前記演算装置は前記両カメラが
夫々発する計測信号および前記所定間隙に対応す
る信号の３つの値の和算を、前記両カメラに送る
同期作動指令による１回の走査毎に行うと共に、
この和算結果のうちで帯状体の前端縁、後端縁を
捕捉したタイミングの差が最小のときの和算値を
選択してこれを計測値とする演算処理を行わせる
如くした構成を特徴としており、かくして可及的
に測長誤差を小さくして精度を高めるに至つたも
のである。

以下、本発明装置の１例について添付図面にも
とづき詳細に説明する。

第１図においてＴ１は帯状体であり、長手側を
コンベア６を走行線（白抜矢示の方向線）に合致
させる該コンベア６により高速度Ｖの下で搬送さ
れる。

１，２はフオトダイオードアレイカメラで、帯
状体Ｔ１の搬送経路の上方においてコンベア６の
走行方向に対し下手と上手となる前後に配設せし
めて、前記搬送経路における各測長領域（m1）、
（m2）を撮像し得る。

３，４はそれぞれ前記カメラ１，２の信号処理
器、５は演算装置例えばマイクロコンピユータで
ある。loは前記測長領域（m1）、（m2）の間に介
在せしめてなる所定間隔で帯状体Ｔ１の長さによ
り決められるオフセツト長である。

また、Ｄ１，Ｄ２はカメラ１，２内の光電変換
素子群のうち遮光された素子の数であり、α１，
α２はそれぞれカメラ１，２のスケーリング係数
である。

前記カメラ１，２は同時に起動し、かつ帯状体
Ｔ１の速度Ｖに比し遥るかに速い等速度ｖで走査
させるようにしており、この各走査方向をコンベ
ア６の前記走行方向に平行させて設けて、下手側
のカメラ１は帯状体Ｔ１の前端縁に連る部分の長
さを遮光されている光電変換素子の数Ｄ１として
計測するようになつており、従つて走査方向は帯
状体Ｔ１の走行方向に順じている。

一方、上手側のカメラ２は帯状体Ｔ１の後端縁
に連る部分の長さを遮光されている光電変換素子
の数Ｄ２として計測するようになつており、従つ
て走査方向は帯状体Ｔ１の走行とは逆方向をなし
ている。

なお、前記カメラ１，２は図示しない制御器か
らの同期作動指令によつて同時に起動して走査を
開始し、かつ走査が一巡すると、再び始めの位置
から走査を反復してＤ１，Ｄ２を連続的に測長す
るように形成している。

一方、前記所定間隔loは、帯状体Ｔ１の前端縁
と後端縁とが夫々測長領域（m1）および（m2）
内に同時に存し、かつこの状態が比較的長い時間
保持されることが望ましい点から帯状体Ｔ１の長
さＬとの間に、 Ｌ＞lo＞Ｌ−（m1＋m2） なる関係が成立するものである。

次に前記演算装置５は、第２図に示す演算フロ
ーシートにより、信号処理器３，４からの計測信
号を演算処理するが、カメラ１，２の１回の走査
期間中にカメラ１の計測信号Ｄ１にα１を乗じた
数と、カメラ２の計測信号Ｄ２にα２を乗じた数
と、前記オフセツト長loとの和算を行つてこの値
を帯状体Ｔ１の長さとして記憶し、この記憶値の
中で最も適切なものを選択してこれを計測値とす
る演算処理を行うよう形成していて、この適切な
値としては、カメラ１が前端縁を捕捉した時間と
カメラ２が後端縁を捕捉した時間とのずれが最も
小さいときの和算値が該当するものであつて、例
えば第４図イにおいてl1とl2が等しい状態すなわ
ち前端縁と後端縁とを同時に検出したときには、
測長のタイミングのずれが生じなくて測定誤差が
最小となることは容易に理解されるところであ
る。

上述の構成になる測長装置はカメラ１，２に対
して走査開始３１の同期作動指令を発すると、走
査が１回行われる毎にカメラ１，２から計測信号
Ｄ１，Ｄ２が発せられて演算装置５に入力される
３２。

帯状体Ｔ１の前端縁がカメラ１の測長領域
（m1）内に到来したことをD1＞０により判断３
３すると共に、この帯状体Ｔ１の後端縁がカメラ
２の測長領域（m2）内に到来したことをD2＜カ
メラ２のセンサビツト数により判断３４し、さら
に｜D1−D2｜＜β（βは定数）の条件が満足さ
れることを判断３５すると、α1D1＋α2D2＋loの
和算３６を行つてこれを記憶しておく。

この演算を走査が繰り返される毎に行つて、そ
のうちのＤ１を計測した時間とＤ２を計測し時間
との差が最小（D1≒D2）となるものを選択して
これを帯状体Ｔ１の計測長とするものである。

このことは前記(ロ)式においてl1−l2を最小とす
ることができるので誤差を大きく減少させること
が可能となる。

例えば前述した(ロ)式による計算例に対応する場
合について計算してみると、l1−l2＝１mmとする
ことは容易であるから、ｌ１，ｌ２を測長範囲一
杯にとりl1＋l2＝200mmとしても(ロ)式より、誤差
は＋0.03mmおよび−0.01mmとなる。

ここでカメラ１，２の分解能によるが、実用的
には±0.1mm以下に抑えることは容易であつて、
従来の２基のカメラ方式の最大誤差±0.5mmに比
較して20％以下となり測長精度を向上し得る。

本発明は以上述べた説明により明らかな如く、
２基のフオトダイオードアレイカメラ１，２を用
いて下手側のカメラ１により前端縁を捕捉したと
きの時間と、上手側のカメラ２により後端縁を捕
捉したときの時間とを較べてその差が最小のとき
すなわち殆ど同時に前端縁、後端縁を捕捉したと
きの計測値を選択して、この値にもとづく和算値
をもつて帯状体Ｔ１の測長値とするようにしたか
ら、帯状物Ｔ１が移動しているにもかゝわらず、
この移動による測長の不可避誤差を最小にとどめ
ること可能となり、測長精度を格段に向上し得る
ものであり、前述例の如く誤差範囲を±0.1mm程
度とする高精度の測長が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置例の概要示構造図、第２図
は第１図々示装置に用いる演算装置のフローチヤ
ート、第３図イ〜ハは従来の測長装置の例の概要
示説明図、第４図イ〜ハは従来の測長装置の別の
例の概要示説明図である。 １，２……フオトダイオードカメラ、５……演
算装置、６……コンベア、Ｔ１……帯状体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 長手側をコンベア６の走行線に合致させて該
   コンベア６により高速下で搬送される帯状体Ｔ１
   の長さを計測する装置であつて、同時に起動し、
   かつ帯状体Ｔ１の搬送速度に比し遥るかに速い等
   速度で走査を行わしめるための同期作動指令を反
   復して受ける２個のフオトダイオードアレイカメ
   ラ１，２と、それ等両カメラ１，２が発する計測
   信号を受けて所定の演算処理を行う演算装置５と
   からなり、２個のフオトダイオードアレイカメラ
   １，２は、帯状体Ｔ１の搬送経路の上方において
   コンベア６の走行方向に対し上手および下手とな
   る前後に、かつ走査方向をコンベア６の前記走行
   方向に平行させて設けると共に、コンベア６上で
   前後する２つの測長領域（m1）、（m2）の間に、
   Ｌ＞l₀＞Ｌ−（m1＋m2）（但しＬ：帯状体Ｔ１の
   長さ）の範囲内の所定間隔loが保持される如く配
   置して、下手側の前記カメラ１で帯状体Ｔ１の前
   端縁に連る部分の長さを遮光されている光電変換
   素子の数として計測する如くなし、上手側の前記
   カメラ２で帯状体Ｔ１の後端縁に連る部分の長さ
   を遮光されている光電変換素子の数として計測す
   る如くなし、一方、前記演算装置５は前記両カメ
   ラ１，２が夫々発する計測信号および前記所定間
   隔loに対応する信号の３つの値の和算を前記同期
   作動指令による１回の走査毎に行うと共に、この
   和算結果のうちで、前記帯状体Ｔ１の前端縁、後
   端縁を捕捉したタイミングの差が最小のときの和
   算値を選択してこれを計測値とする演算処理を行
   わせる如くなしたことを特徴とする被搬送帯状体
   の測長装置。