JPH04355334A - 摩擦力測定装置 - Google Patents
摩擦力測定装置Info
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- JPH04355334A JPH04355334A JP3131315A JP13131591A JPH04355334A JP H04355334 A JPH04355334 A JP H04355334A JP 3131315 A JP3131315 A JP 3131315A JP 13131591 A JP13131591 A JP 13131591A JP H04355334 A JPH04355334 A JP H04355334A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/02—Measuring coefficient of friction between materials
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Controlling Sheets Or Webs (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紙葉類搬送処理装置の
紙葉類繰出し機構における機構と紙葉類との摩擦力を測
定する摩擦力測定装置に関する。
紙葉類繰出し機構における機構と紙葉類との摩擦力を測
定する摩擦力測定装置に関する。
【0002】近年、現金自動支払い機(CD)や現金自
動入出金機(ATM)、印刷装置等に使用される紙葉類
搬送処理装置の紙葉類繰り出し機構は、一般的には、繰
り出し用のローラ(ピックローラ)を一定の押圧力で紙
葉類に押しつけて回転させ、ピックローラと紙葉類間に
作用する摩擦力で紙葉類を移動させる構造になっている
。このピックローラに接触している紙葉類に着目した時
、ピックローラとの間に作用する摩擦力をF1(紙葉類
を移動させようとする力)、他の紙葉類との間に作用す
る摩擦力をF2(紙葉類を引き止めようとする力)とす
ると、ピックローラに接触しているこの紙葉類が移動す
るためにはF1>F2であることが必要である。従って
、摩擦力F2に比べて大きなF1を得るために、ピック
ローラの材質や形状を種々変化させてピックローラと紙
葉類の間に作用する摩擦力F1を測定する必要があり、
短時間かつ効率的に測定できることが要求されている。
動入出金機(ATM)、印刷装置等に使用される紙葉類
搬送処理装置の紙葉類繰り出し機構は、一般的には、繰
り出し用のローラ(ピックローラ)を一定の押圧力で紙
葉類に押しつけて回転させ、ピックローラと紙葉類間に
作用する摩擦力で紙葉類を移動させる構造になっている
。このピックローラに接触している紙葉類に着目した時
、ピックローラとの間に作用する摩擦力をF1(紙葉類
を移動させようとする力)、他の紙葉類との間に作用す
る摩擦力をF2(紙葉類を引き止めようとする力)とす
ると、ピックローラに接触しているこの紙葉類が移動す
るためにはF1>F2であることが必要である。従って
、摩擦力F2に比べて大きなF1を得るために、ピック
ローラの材質や形状を種々変化させてピックローラと紙
葉類の間に作用する摩擦力F1を測定する必要があり、
短時間かつ効率的に測定できることが要求されている。
【0003】
【従来の技術】従来、紙葉類搬送処理装置の紙葉類繰り
出し機構で扱う紙葉類として紙幣を例として挙げると、
紙幣には、官封券と呼ばれる新しい紙幣以外に、流通し
ている紙幣(流通券)もある。流通券は、一般の人が使
用しているものなので、折りくせやしわ、汚れ、カール
、破れなどさまざまな状態になっている。これらの紙幣
に対しても紙葉類搬送処理装置の紙葉類繰り出し機構は
一枚ずつ安定に繰り出すことが求められる。従って、ピ
ックローラにおける種々の状態の紙幣に対して摩擦力を
測定し、その測定データからピックローラの摩擦係数や
押圧力の最適な設定範囲を求める作業が必要である。
出し機構で扱う紙葉類として紙幣を例として挙げると、
紙幣には、官封券と呼ばれる新しい紙幣以外に、流通し
ている紙幣(流通券)もある。流通券は、一般の人が使
用しているものなので、折りくせやしわ、汚れ、カール
、破れなどさまざまな状態になっている。これらの紙幣
に対しても紙葉類搬送処理装置の紙葉類繰り出し機構は
一枚ずつ安定に繰り出すことが求められる。従って、ピ
ックローラにおける種々の状態の紙幣に対して摩擦力を
測定し、その測定データからピックローラの摩擦係数や
押圧力の最適な設定範囲を求める作業が必要である。
【0004】図7に、3つの従来の摩擦力測定の原理図
を示す。図7(A)〜(C)中、1は紙葉類、2,6は
ピックローラ用材料、3は重りである。図7(A)にお
いて、紙葉類1を駆動機構4で矢印方向に引っ張る。駆
動機構4と紙葉類1の間には、ロードセル5を取付けて
紙葉類1とピックローラ用材料2の間に作用する摩擦力
F1 を測定する。重り3の質量をW,紙葉類1とピッ
クローラ用材料2の間の摩擦係数をμ1 とすると、F
1 =μ1 ・Pの関係がある。ここで、Pは重り3に
よる押圧力である。
を示す。図7(A)〜(C)中、1は紙葉類、2,6は
ピックローラ用材料、3は重りである。図7(A)にお
いて、紙葉類1を駆動機構4で矢印方向に引っ張る。駆
動機構4と紙葉類1の間には、ロードセル5を取付けて
紙葉類1とピックローラ用材料2の間に作用する摩擦力
F1 を測定する。重り3の質量をW,紙葉類1とピッ
クローラ用材料2の間の摩擦係数をμ1 とすると、F
1 =μ1 ・Pの関係がある。ここで、Pは重り3に
よる押圧力である。
【0005】図7(B)は、いわゆるオイラーのベルト
の理論を適用した摩擦力測定装置である。円筒形のピッ
クローラ6に紙葉類1を巻きつけて駆動機構4で紙葉類
1を引っ張る。ロードセル5で紙葉類1とピックローラ
6の間に作用する摩擦力F2 を測定する。図7(A)
と同様に、重り3の質量をW,紙葉類1とピックローラ
6の間の摩擦係数をμ2 ,紙葉類1がピックローラに
接触している角度をθとすると、F2 =W・exp
(μ2 ・θ)の関係がある。
の理論を適用した摩擦力測定装置である。円筒形のピッ
クローラ6に紙葉類1を巻きつけて駆動機構4で紙葉類
1を引っ張る。ロードセル5で紙葉類1とピックローラ
6の間に作用する摩擦力F2 を測定する。図7(A)
と同様に、重り3の質量をW,紙葉類1とピックローラ
6の間の摩擦係数をμ2 ,紙葉類1がピックローラに
接触している角度をθとすると、F2 =W・exp
(μ2 ・θ)の関係がある。
【0006】また、図7(C)は、台7上に2枚の紙葉
類1,1を置き、重り3により加圧して駆動機構4によ
り矢印方向に引張り、ロードセル5により、図7(A)
と同様に、紙葉類1,1間の摩擦力を測定するものであ
る。この場合、重り3の質量Wによる押圧力をP,紙葉
類1,1間の摩擦係数をμ3 とすると、図7(A)と
同様に、摩擦力F3 は、F3 =μ3 ・Pの関係を
有する。
類1,1を置き、重り3により加圧して駆動機構4によ
り矢印方向に引張り、ロードセル5により、図7(A)
と同様に、紙葉類1,1間の摩擦力を測定するものであ
る。この場合、重り3の質量Wによる押圧力をP,紙葉
類1,1間の摩擦係数をμ3 とすると、図7(A)と
同様に、摩擦力F3 は、F3 =μ3 ・Pの関係を
有する。
【0007】上述の3つの関係式において、重り3の質
量W,これの押圧力P,角度θは設定値であることから
既知であり、F1 〜F3 は測定で求められることか
ら、摩擦係数μ1 〜μ3 が求められる。
量W,これの押圧力P,角度θは設定値であることから
既知であり、F1 〜F3 は測定で求められることか
ら、摩擦係数μ1 〜μ3 が求められる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図7に示す摩
擦測定は、紙葉類1を駆動機構4に連結して測定してい
ることから、紙葉類1の装置への取付けや取外しが煩雑
であり、時間を要する。そのため、多様な紙葉類につい
て多くの測定を効率的に行うのが困難であるという問題
がある。
擦測定は、紙葉類1を駆動機構4に連結して測定してい
ることから、紙葉類1の装置への取付けや取外しが煩雑
であり、時間を要する。そのため、多様な紙葉類につい
て多くの測定を効率的に行うのが困難であるという問題
がある。
【0009】また、図7(C)では台7上で測定してい
ることから、実際の紙葉類繰出し機構での紙葉類の挙動
をシミュレートすることが困難であるという問題がある
。
ることから、実際の紙葉類繰出し機構での紙葉類の挙動
をシミュレートすることが困難であるという問題がある
。
【0010】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、短時間かつ効率的に摩擦力の測定を行う摩擦力
測定装置を提供することを目的とする。
もので、短時間かつ効率的に摩擦力の測定を行う摩擦力
測定装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】図1に、本発明の原理説
明図を示す。図1(A)の摩擦力測定装置10において
、11はローラであり、紙葉類12を繰出すためのもの
であって、台13上に固定された紙葉類12上に所定押
圧力Pで載置されて駆動手段(図示せず)により回転す
る。14は回転検出部であり、ローラ11の回転を検出
する。15はトルク検出部であり、ローラ11の回転ト
ルクを検出する。16は演算部であり、トルク検出部1
5からのローラ11の回転トルクより紙葉類12とロー
ラ11との摩擦力を算出する。
明図を示す。図1(A)の摩擦力測定装置10において
、11はローラであり、紙葉類12を繰出すためのもの
であって、台13上に固定された紙葉類12上に所定押
圧力Pで載置されて駆動手段(図示せず)により回転す
る。14は回転検出部であり、ローラ11の回転を検出
する。15はトルク検出部であり、ローラ11の回転ト
ルクを検出する。16は演算部であり、トルク検出部1
5からのローラ11の回転トルクより紙葉類12とロー
ラ11との摩擦力を算出する。
【0012】また、図1(B)において、紙葉類12が
回転固定されたローラ11の円周面に所定角度で巻付け
られる。17は第1の把持部であり、第1の制御駆動部
18により動作が制御され、ローラ11に巻付けられた
紙葉類12の一端を所定荷重Wで引張して把持する。1
9は第1の力検出部であり、第1の把持部17に加わる
外力を検出する。
回転固定されたローラ11の円周面に所定角度で巻付け
られる。17は第1の把持部であり、第1の制御駆動部
18により動作が制御され、ローラ11に巻付けられた
紙葉類12の一端を所定荷重Wで引張して把持する。1
9は第1の力検出部であり、第1の把持部17に加わる
外力を検出する。
【0013】20は第2の把持部であり、第2の制御駆
動部21により動作が制御され、ローラ11に巻付けら
れた紙葉類12の他端を所定荷重Fで引張して把持する
。22は第2の力検出部であり、第2の把持部20に加
わる外力を検出する。
動部21により動作が制御され、ローラ11に巻付けら
れた紙葉類12の他端を所定荷重Fで引張して把持する
。22は第2の力検出部であり、第2の把持部20に加
わる外力を検出する。
【0014】そして、演算部16は、ローラ11の該紙
葉類12の巻き角、第1及び第2の力検出部19,22
からの力信号により、ローラ11と紙葉類12との摩擦
係数を算出する。
葉類12の巻き角、第1及び第2の力検出部19,22
からの力信号により、ローラ11と紙葉類12との摩擦
係数を算出する。
【0015】さらに、図1(C)において、台13上に
複数枚の紙葉類12が積み重ねられ、紙葉類12上にロ
ーラ11が所定押圧力Pで載置されて、回転により最上
位置の該紙葉類12を繰出す。23は第3の力検出部で
あり、該ローラ11により繰出される紙葉類12以外の
紙葉類12に働く引張力を検出する。そして処理部16
aにより、第3の力検出部からの力信号を、紙葉類12
間の摩擦力として記録する。
複数枚の紙葉類12が積み重ねられ、紙葉類12上にロ
ーラ11が所定押圧力Pで載置されて、回転により最上
位置の該紙葉類12を繰出す。23は第3の力検出部で
あり、該ローラ11により繰出される紙葉類12以外の
紙葉類12に働く引張力を検出する。そして処理部16
aにより、第3の力検出部からの力信号を、紙葉類12
間の摩擦力として記録する。
【0016】
【作用】図1(A)において、ローラ11を台13上に
固定した紙葉類12に押圧力Pで押し付けた状態で、ロ
ーラ11に回転トルクTを徐々に加えていく。ローラ1
1の半径をRとすると、ローラ11と紙葉類12の接触
部では、力Faが作用する。力FaとトルクTの関係は
(1) 式で表される。
固定した紙葉類12に押圧力Pで押し付けた状態で、ロ
ーラ11に回転トルクTを徐々に加えていく。ローラ1
1の半径をRとすると、ローラ11と紙葉類12の接触
部では、力Faが作用する。力FaとトルクTの関係は
(1) 式で表される。
【0017】
Fa=T/R
(1)この紙葉類12とロ
ーラ11の間には摩擦力Fbが同時に作用する。Faと
Fbは大きさが等しく、方向は逆方向である。
(1)この紙葉類12とロ
ーラ11の間には摩擦力Fbが同時に作用する。Faと
Fbは大きさが等しく、方向は逆方向である。
【0018】
|Fa|=|Fb|
(2)従って、ローラ11のトル
クTを測定すれば、(1) 式と(2) 式より摩擦力
Fbを求めることができる。
(2)従って、ローラ11のトル
クTを測定すれば、(1) 式と(2) 式より摩擦力
Fbを求めることができる。
【0019】トルクTをさらに増加させると、ローラ1
1はスリップして回転を始めるが、スリップ回転直前の
トルクTの値をTmとすると、Tmを(1) 式に代入
して求めた摩擦力の値Famは、紙葉類12とローラ1
1間の最大静止摩擦力となる。そして、ローラ11がス
リップした状態で回転している時のトルクTをTbとす
ると、Tbを(1) 式に代入して求めた摩擦力の値F
abは、紙葉類12とローラ11間の動摩擦力となる。
1はスリップして回転を始めるが、スリップ回転直前の
トルクTの値をTmとすると、Tmを(1) 式に代入
して求めた摩擦力の値Famは、紙葉類12とローラ1
1間の最大静止摩擦力となる。そして、ローラ11がス
リップした状態で回転している時のトルクTをTbとす
ると、Tbを(1) 式に代入して求めた摩擦力の値F
abは、紙葉類12とローラ11間の動摩擦力となる。
【0020】また、図1(B)において、ローラ11に
紙葉類12が角度θで巻つけられており、その両端を第
1及び第2の制御駆動部18,21の第1及び第2の把
持部17,20により引張し、その引張り力を第1及び
第2の力検出部19,22により測定するものである。 すなわち、第1及び第2の把持部17,20で紙葉類1
2をローラ11に巻付け、巻付け角度θは第1及び第2
の把持部17,20(第1及び第2の制御駆動部18,
21)の姿勢を制御して設定する。この状態から、第1
の把持部17で紙葉類12を力Wで矢印Aの方向に引っ
張る。同時に第2の把持部20で紙葉類12を矢印Bの
方向に引っ張る。第2の把持部20の引っ張る力を増加
させていくと、ある時点で紙葉類12は矢印Bの方向に
ずれ始める。その時の第2の把持部20の引っ張り力を
F(第2の力検出部22で測定)とすると、このFとW
とθを前述の式F2 =W・exp(μ2 ・θ)へ代
入して摩擦係数μ2 を求めることができる。紙葉類1
2の移動は、第1又は第2の把持部17,20の位置の
変化で検出する。
紙葉類12が角度θで巻つけられており、その両端を第
1及び第2の制御駆動部18,21の第1及び第2の把
持部17,20により引張し、その引張り力を第1及び
第2の力検出部19,22により測定するものである。 すなわち、第1及び第2の把持部17,20で紙葉類1
2をローラ11に巻付け、巻付け角度θは第1及び第2
の把持部17,20(第1及び第2の制御駆動部18,
21)の姿勢を制御して設定する。この状態から、第1
の把持部17で紙葉類12を力Wで矢印Aの方向に引っ
張る。同時に第2の把持部20で紙葉類12を矢印Bの
方向に引っ張る。第2の把持部20の引っ張る力を増加
させていくと、ある時点で紙葉類12は矢印Bの方向に
ずれ始める。その時の第2の把持部20の引っ張り力を
F(第2の力検出部22で測定)とすると、このFとW
とθを前述の式F2 =W・exp(μ2 ・θ)へ代
入して摩擦係数μ2 を求めることができる。紙葉類1
2の移動は、第1又は第2の把持部17,20の位置の
変化で検出する。
【0021】上述のように、紙葉類12と測定装置10
とは機械的に連結されていないことから、装置10への
紙葉類12の取付けや取外しが容易となり、多様な紙葉
類について摩擦力を効率的に測定することが可能となる
。また、実機での紙葉類繰出し機構と同等の機構であり
、実際的な結果を得ることが可能となる。
とは機械的に連結されていないことから、装置10への
紙葉類12の取付けや取外しが容易となり、多様な紙葉
類について摩擦力を効率的に測定することが可能となる
。また、実機での紙葉類繰出し機構と同等の機構であり
、実際的な結果を得ることが可能となる。
【0022】さらに、図1(C)において、ローラ11
を紙葉類12に押圧力Pで押し付けた状態で、ローラ1
1を回転させて一番上の紙葉類12を繰り出す。2枚目
の紙葉類12は力を検出する第3の力検出部23に接続
して、紙葉類12が繰り出される時に2枚目の紙葉類1
2に作用する力を測定する。
を紙葉類12に押圧力Pで押し付けた状態で、ローラ1
1を回転させて一番上の紙葉類12を繰り出す。2枚目
の紙葉類12は力を検出する第3の力検出部23に接続
して、紙葉類12が繰り出される時に2枚目の紙葉類1
2に作用する力を測定する。
【0023】これにより、実機と同じ状況のもとで紙葉
類12同士に作用する力を測定することが可能となり、
実際的な結果を得ることが可能となる。
類12同士に作用する力を測定することが可能となり、
実際的な結果を得ることが可能となる。
【0024】
【実施例】図2に本発明の第1の実施例の構成図を示す
。図2(A)は平面図であり、図2(B)は正面図であ
る。図2(A),(B)の摩擦力測定装置10において
、紙葉類12は、例えばウレタンゴム、天然ゴム等で形
成されるピックローラ11の上側に積み重ねて、一番下
の紙葉類から順に繰り出す構成としてある。ピックロー
ラ11とシャフト30で連結した駆動手段であるモータ
31でピックローラ11にトルクTを与え、シャフト3
0上のトルク検出部15でトルクTの値を測定するもの
である。32は回転検出部であるエンコーダでピックロ
ーラ11の回転状況(停止しているか回転しているか、
回転時はその回転数)を測定するものである。16は演
算部で、トルク検出部15からのトルクデータに対して
(1) 式の計算を行って摩擦力データを出力する。
。図2(A)は平面図であり、図2(B)は正面図であ
る。図2(A),(B)の摩擦力測定装置10において
、紙葉類12は、例えばウレタンゴム、天然ゴム等で形
成されるピックローラ11の上側に積み重ねて、一番下
の紙葉類から順に繰り出す構成としてある。ピックロー
ラ11とシャフト30で連結した駆動手段であるモータ
31でピックローラ11にトルクTを与え、シャフト3
0上のトルク検出部15でトルクTの値を測定するもの
である。32は回転検出部であるエンコーダでピックロ
ーラ11の回転状況(停止しているか回転しているか、
回転時はその回転数)を測定するものである。16は演
算部で、トルク検出部15からのトルクデータに対して
(1) 式の計算を行って摩擦力データを出力する。
【0025】33はモータ制御用のエンコーダ、34は
モータ制御部である。35は装置全体を制御するコンピ
ュータである。36は紙葉類が倒れないようにするガイ
ドである。また、紙葉類12上には薄板37が置かれ、
該薄板37上に重り38が載置される。そして、紙葉類
12の進行方向にストッパ39が設けられる(図3参照
)。
モータ制御部である。35は装置全体を制御するコンピ
ュータである。36は紙葉類が倒れないようにするガイ
ドである。また、紙葉類12上には薄板37が置かれ、
該薄板37上に重り38が載置される。そして、紙葉類
12の進行方向にストッパ39が設けられる(図3参照
)。
【0026】そこで、次に動作について説明する。まず
、コンピュータ35はモータ制御部34に対してモータ
31にトルクを発生させるよう指令する。モータ制御部
34はモータ31への電流を制御してモータ31のトル
クを徐々に増加させていく。コンピュータ35はトルク
検出部15からの回転トルクに基づき算出された演算部
16からの摩擦力データを読み込んで記録していく。 同時にエンコーダ32からの信号を読み込んで、ピック
ローラ11が停止しているか、回転を始めたかをモニタ
する。そして、コンピュータ35は、エンコーダ32が
回転を開始した瞬間での演算部16からの摩擦力データ
を最大静止摩擦力として記録する。また、エンコーダ回
転中の摩擦力データを動摩擦力として記録するものであ
る。
、コンピュータ35はモータ制御部34に対してモータ
31にトルクを発生させるよう指令する。モータ制御部
34はモータ31への電流を制御してモータ31のトル
クを徐々に増加させていく。コンピュータ35はトルク
検出部15からの回転トルクに基づき算出された演算部
16からの摩擦力データを読み込んで記録していく。 同時にエンコーダ32からの信号を読み込んで、ピック
ローラ11が停止しているか、回転を始めたかをモニタ
する。そして、コンピュータ35は、エンコーダ32が
回転を開始した瞬間での演算部16からの摩擦力データ
を最大静止摩擦力として記録する。また、エンコーダ回
転中の摩擦力データを動摩擦力として記録するものであ
る。
【0027】そこで、図3に、図2の紙葉類の支持を説
明するための図を示す。すなわち、図3は、最大静止摩
擦力を測定する時に、紙葉類12が移動するのを防ぐた
めの紙葉類12の支持方法を示した図である。紙葉類1
2を金属製の薄板37に固定してピックローラ11の上
にのせる。薄板37の上には、重り38をのせて押圧力
を加える。ピックローラ11にトルクを加えた時に紙葉
類12が移動しないように、薄板37の両側にはストッ
パ39を設ける。すなわち、紙葉類12上でのピックロ
ーラ11の回転直前の最大静止摩擦力を測定するもので
ある。
明するための図を示す。すなわち、図3は、最大静止摩
擦力を測定する時に、紙葉類12が移動するのを防ぐた
めの紙葉類12の支持方法を示した図である。紙葉類1
2を金属製の薄板37に固定してピックローラ11の上
にのせる。薄板37の上には、重り38をのせて押圧力
を加える。ピックローラ11にトルクを加えた時に紙葉
類12が移動しないように、薄板37の両側にはストッ
パ39を設ける。すなわち、紙葉類12上でのピックロ
ーラ11の回転直前の最大静止摩擦力を測定するもので
ある。
【0028】このように、紙葉類と測定装置が機械的に
連結していないので、装置への紙葉類の取付けや取外し
が簡易であり、多様な紙葉類について効率的に測定を行
うことができる。また、実機での紙葉類繰り出し機構と
同等の構造にすることができるので、実機と同じ状況の
もとで測定を行うことが可能となり、実際的なデータを
取得することができる。
連結していないので、装置への紙葉類の取付けや取外し
が簡易であり、多様な紙葉類について効率的に測定を行
うことができる。また、実機での紙葉類繰り出し機構と
同等の構造にすることができるので、実機と同じ状況の
もとで測定を行うことが可能となり、実際的なデータを
取得することができる。
【0029】次に、図4に、本発明の第2の実施例の構
成図を示す。図4の摩擦力測定装置10において、第1
及び第2の制御駆動部である多関節の第1及び第2のロ
ボット18,21の先端に、紙葉類12を把持する第1
及び第2の把持部である第1及び第2のハンド17,2
0が取付けられている。この第1及び第2のロボット1
8,21は図のような方向で回動する。第1及び第2の
ハンド17,20にはそれぞれ第1及び第2の力検出部
である第1及び第2の力覚センサ19,22が取付けら
れている。40,41は第1及び第2の制御部で、第1
及び第2のロボット18,21を位置制御及び力制御す
る。42は演算部であるコンピュータで、第1及び第2
の制御部40,41に第1及び第2のロボット18,2
1の動作を指令し、また、第1及び第2の力覚センサ1
9,22からの力信号を記録して摩擦係数μ2 を求め
る計算を行なう。43は紙葉類12のスタッカで、測定
する紙葉類12を第1及び第2のハンド17,20が把
持し易いように一枚ずつ分離して保持する。
成図を示す。図4の摩擦力測定装置10において、第1
及び第2の制御駆動部である多関節の第1及び第2のロ
ボット18,21の先端に、紙葉類12を把持する第1
及び第2の把持部である第1及び第2のハンド17,2
0が取付けられている。この第1及び第2のロボット1
8,21は図のような方向で回動する。第1及び第2の
ハンド17,20にはそれぞれ第1及び第2の力検出部
である第1及び第2の力覚センサ19,22が取付けら
れている。40,41は第1及び第2の制御部で、第1
及び第2のロボット18,21を位置制御及び力制御す
る。42は演算部であるコンピュータで、第1及び第2
の制御部40,41に第1及び第2のロボット18,2
1の動作を指令し、また、第1及び第2の力覚センサ1
9,22からの力信号を記録して摩擦係数μ2 を求め
る計算を行なう。43は紙葉類12のスタッカで、測定
する紙葉類12を第1及び第2のハンド17,20が把
持し易いように一枚ずつ分離して保持する。
【0030】この場合の動作を説明すると、まず、第1
及び第2のロボット18,21はスタッカ43の位置へ
移動して、第1及び第2のハンド17,20で1枚の紙
葉類12の両端を把持する。第1及び第2のロボット1
8,21は紙葉類12を把持したままピックローラ11
の位置まで移動し、目標の巻きつけ角θとなるように第
1及び第2のハンド17,20の位置と姿勢を制御して
紙葉類12をピックローラ11に巻きつけ停止する。こ
の時の第1及び第2のハンド17,20の位置と姿勢か
ら巻つけ角θをコンピュータ42により求めて記録する
。第1の力覚センサ19からの力信号がWとなるように
第1のロボット18を制御して、紙葉類12を矢印Aの
方向に引張する(矢印Aの方向は、紙葉類12と並行)
。
及び第2のロボット18,21はスタッカ43の位置へ
移動して、第1及び第2のハンド17,20で1枚の紙
葉類12の両端を把持する。第1及び第2のロボット1
8,21は紙葉類12を把持したままピックローラ11
の位置まで移動し、目標の巻きつけ角θとなるように第
1及び第2のハンド17,20の位置と姿勢を制御して
紙葉類12をピックローラ11に巻きつけ停止する。こ
の時の第1及び第2のハンド17,20の位置と姿勢か
ら巻つけ角θをコンピュータ42により求めて記録する
。第1の力覚センサ19からの力信号がWとなるように
第1のロボット18を制御して、紙葉類12を矢印Aの
方向に引張する(矢印Aの方向は、紙葉類12と並行)
。
【0031】一方、第2のロボット21を制御して、紙
葉類12を矢印Bの方向に引張し、(矢印Bの方向は、
紙葉類と並行)、引張力を徐々に増加させていく。第2
のハンド20が移動し始めた瞬間(紙葉類12がピック
ローラ11上ですべり始めた瞬間)の力信号の値F2
をコンピュータ42に記録する。そして、上述の式F2
=W・exp (μ2 ・θ)を用いてF2 とWと
θから摩擦係数μ2 を計算する。そこで、第1及び第
2のロボット18,21を制御して、紙葉類12のピッ
クローラ11への巻きつけを解除し、そのままスタッカ
43の位置へ移動して紙葉類12を元の場所へ戻す。そ
して、これらを繰返すものである。
葉類12を矢印Bの方向に引張し、(矢印Bの方向は、
紙葉類と並行)、引張力を徐々に増加させていく。第2
のハンド20が移動し始めた瞬間(紙葉類12がピック
ローラ11上ですべり始めた瞬間)の力信号の値F2
をコンピュータ42に記録する。そして、上述の式F2
=W・exp (μ2 ・θ)を用いてF2 とWと
θから摩擦係数μ2 を計算する。そこで、第1及び第
2のロボット18,21を制御して、紙葉類12のピッ
クローラ11への巻きつけを解除し、そのままスタッカ
43の位置へ移動して紙葉類12を元の場所へ戻す。そ
して、これらを繰返すものである。
【0032】ところで、ピックローラ11に巻きつけた
紙葉類12を第1及び第2のハンド17,20で引張す
るが、このとき紙葉類12が第1及び第2のハンド17
,20の指部分で滑らないように把持することが必要で
ある。そこで、図5に、図4のロボットハンドの構成図
を示す。図5(A)は、針状の突起で紙葉類の滑りを防
ぐものである。一方の指44aの腹に多数の針状突起4
5を形成する。他方の指44bの腹にはゴム等の弾性体
シート46を貼る。この指44a,44bで紙葉類12
を把持すると多数の針状突起45が紙葉類12に刺さり
、紙葉類12が指44a,44bで滑るのを防止する。 この針状突起45及び弾性体シート46により滑り防止
手段を構成する。
紙葉類12を第1及び第2のハンド17,20で引張す
るが、このとき紙葉類12が第1及び第2のハンド17
,20の指部分で滑らないように把持することが必要で
ある。そこで、図5に、図4のロボットハンドの構成図
を示す。図5(A)は、針状の突起で紙葉類の滑りを防
ぐものである。一方の指44aの腹に多数の針状突起4
5を形成する。他方の指44bの腹にはゴム等の弾性体
シート46を貼る。この指44a,44bで紙葉類12
を把持すると多数の針状突起45が紙葉類12に刺さり
、紙葉類12が指44a,44bで滑るのを防止する。 この針状突起45及び弾性体シート46により滑り防止
手段を構成する。
【0033】また、図5(B)は、凹凸状の突起47a
,47bで紙葉類の滑りを防ぐものである。すなわち、
指44a,44bの腹部に一対の凹凸状の突起47a,
47bを形成する。突起47a,47bは、凸部と凹部
が互いに噛み合う構造とし、滑り防止手段を構成する。 この指44a,44bで紙葉類12を把持することによ
り紙葉類12は突起47a,47bにはさまれて屈曲し
、滑りが防止される。
,47bで紙葉類の滑りを防ぐものである。すなわち、
指44a,44bの腹部に一対の凹凸状の突起47a,
47bを形成する。突起47a,47bは、凸部と凹部
が互いに噛み合う構造とし、滑り防止手段を構成する。 この指44a,44bで紙葉類12を把持することによ
り紙葉類12は突起47a,47bにはさまれて屈曲し
、滑りが防止される。
【0034】このように、第1及び第2の力覚センサ1
9,22のついた第1及び第2のロボット18,21で
摩擦力の測定と紙葉類12のハンドリングの両方を行な
うことにより、作業者が紙葉類12を装置に取付けたり
取り外しを行う操作が不要となり、従って多様な紙葉類
について効率的に測定を行うことができる。また、第1
及び第2のロボット18,21で紙葉類12を引張する
ことから引張方向に制限はなく、任意の方向に引張する
ことができる。
9,22のついた第1及び第2のロボット18,21で
摩擦力の測定と紙葉類12のハンドリングの両方を行な
うことにより、作業者が紙葉類12を装置に取付けたり
取り外しを行う操作が不要となり、従って多様な紙葉類
について効率的に測定を行うことができる。また、第1
及び第2のロボット18,21で紙葉類12を引張する
ことから引張方向に制限はなく、任意の方向に引張する
ことができる。
【0035】次に、図6に、本発明の第3の実施例の構
成図を示す。なお、図2と同一の構成部分については同
一の符号を付し、説明を省略する。紙葉類12はピック
ローラ11の上側に積み重ねて、一番下の紙葉類から順
に繰り出す構成としてある。図6中、23は第3の力検
出部であるロードセルであり、細い棒状の連結部品48
で2枚目の紙葉類12と連結される。すなわち、1枚目
の紙葉類12が繰出されるときの2枚目の紙葉類を連結
部品48で引張することで、その引張力をロードセル2
3で検出するものである。ロードセル23からの信号は
ロードセルアンプ49で増幅され、力データとして処理
部(図1(C)における16a)であるコンピュータ3
5に入力される。
成図を示す。なお、図2と同一の構成部分については同
一の符号を付し、説明を省略する。紙葉類12はピック
ローラ11の上側に積み重ねて、一番下の紙葉類から順
に繰り出す構成としてある。図6中、23は第3の力検
出部であるロードセルであり、細い棒状の連結部品48
で2枚目の紙葉類12と連結される。すなわち、1枚目
の紙葉類12が繰出されるときの2枚目の紙葉類を連結
部品48で引張することで、その引張力をロードセル2
3で検出するものである。ロードセル23からの信号は
ロードセルアンプ49で増幅され、力データとして処理
部(図1(C)における16a)であるコンピュータ3
5に入力される。
【0036】そこで、動作について説明する。まず、コ
ンピュータ35はモータ制御部34に対してモータ31
を一定速度で回転させるよう指令する。モータ制御部3
4はモータ31の回転速度をエンコーダ33で検出しな
がらモータ31への電流を制御して指令速度で回転させ
る。この時、最下位置(1枚目)の紙葉12は繰り出さ
れていく。そして、コンピュータ35はロードセルアン
プ49からの力データを読み込んで2枚目の紙葉12に
作用する力を記録していく。同時に、演算部16におい
て上述の(1) 式でトルクデータを基に算出された摩
擦力データも読み込んでピックローラ11と紙葉12間
に作用する力をも記録するものである。
ンピュータ35はモータ制御部34に対してモータ31
を一定速度で回転させるよう指令する。モータ制御部3
4はモータ31の回転速度をエンコーダ33で検出しな
がらモータ31への電流を制御して指令速度で回転させ
る。この時、最下位置(1枚目)の紙葉12は繰り出さ
れていく。そして、コンピュータ35はロードセルアン
プ49からの力データを読み込んで2枚目の紙葉12に
作用する力を記録していく。同時に、演算部16におい
て上述の(1) 式でトルクデータを基に算出された摩
擦力データも読み込んでピックローラ11と紙葉12間
に作用する力をも記録するものである。
【0037】このように、実機での紙葉類繰り出し機構
と同等の構造であるので、実機と同じ状況のもとで紙葉
類同士に作用する力を測定することができ、実際的なデ
ータを取得することができる。
と同等の構造であるので、実機と同じ状況のもとで紙葉
類同士に作用する力を測定することができ、実際的なデ
ータを取得することができる。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、紙葉類上
でローラを回転させ、またはローラ上に巻付けた紙葉類
の両端を引張することにより、短時間かつ効率的にロー
ラと紙葉類間の摩擦力を測定することができると共に、
実機と同じ状況下で紙葉類間の摩擦力の実際的な測定結
果を得ることができる。
でローラを回転させ、またはローラ上に巻付けた紙葉類
の両端を引張することにより、短時間かつ効率的にロー
ラと紙葉類間の摩擦力を測定することができると共に、
実機と同じ状況下で紙葉類間の摩擦力の実際的な測定結
果を得ることができる。
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の第1の実施例の構成図である。
【図3】図2の紙葉類の支持を説明するための図である
。
。
【図4】本発明の第2の実施例の構成図である。
【図5】図4のロボットハンドの構成図である。
【図6】本発明の第3の実施例の構成図である。
【図7】従来の摩擦力測定の原理図である。
10 摩擦力測定装置
11 ローラ
12 紙葉類
13 台
14 回転検出部
15 トルク検出部
16 演算部
16a 処理部
17 第1の把持部
18 第1の制御駆動部
19 第1の力検出部
20 第2の把持部
21 第2の制御駆動部
22 第2の力検出部
23 第3の力検出部
45 針状突起
46 弾性体シート
47a,47b 凹凸突起
Claims (6)
- 【請求項1】 紙葉類(12)を繰出すためのもので
あって、固定された該紙葉類(12)上に所定押圧力で
載置されて駆動手段(31)により回転するローラ(1
1)と、該ローラ(11)の回転を検出する回転検出部
(14,32)と、該ローラ(11)の回転トルクを検
出するトルク検出部(15)と、該トルク検出部(15
)からの該ローラ(11)の回転トルクより前記紙葉類
(12)と該ローラ(11)との摩擦力を算出する演算
部(16)と、を有することを特徴とする摩擦力測定装
置。 - 【請求項2】 前記トルク検出部(15)は、前記ロ
ーラ(11)の回転トルクを徐々に増加させた場合の、
前記回転検出部(14,32)の検出による該ローラの
回転直前の該回転トルクを検出し、前記演算部(16)
は、該回転トルクにより前記紙葉類(12)と該ローラ
(11)との最大摩擦力を算出することを特徴とする請
求項1記載の摩擦力測定装置。 - 【請求項3】 前記トルク検出部(15)は、前記ロ
ーラ(11)の回転トルクを徐々に増加させた場合の、
前記回転検出部(14,32)の検出による該ローラの
空回転時の該回転トルクを検出し、前記演算部(16)
は、該回転トルクにより前記紙葉類(12)と該ローラ
(11)との動摩擦力を算出することを特徴とする請求
項1記載の摩擦力測定装置。 - 【請求項4】 回転により紙葉類(12)を繰出すた
めのものであって、該紙葉類(12)が円周面に所定角
度で巻付けられる回転固定されたローラ(11)と、第
1の制御駆動部(18)により動作が制御され、該ロー
ラ(11)に巻付けられた該紙葉類(12)の一端を所
定荷重で引張して把持する第1の把持部(17)と、該
第1の把持部(17)に加わる外力を検出する第1の力
検出部(19)と、第2の制御駆動部(21)により動
作が制御され、前記ローラ(11)に巻付けられた前記
紙葉類(12)の他端を所定荷重で引張して把持する第
2の把持部(20)と、該第2の把持部(20)に加わ
る外力を検出する第2の力検出部(22)と、該ローラ
(11)の該紙葉類(12)の巻き角、第1及び第2の
力検出部(19,22)からの力信号により、該ローラ
(11)と該紙葉類(12)との摩擦係数を算出する演
算部(16)と、を有することを特徴とする摩擦力測定
装置。 - 【請求項5】 前記第1及び第2の把持部(17,2
0)は、前記紙葉類(12)を把持する部分に滑り防止
手段(45,46,47a,47b)が設けられること
を特徴とする請求項4記載の摩擦力測定装置。 - 【請求項6】 台(13)上に複数枚積み重ねられた
紙葉類(12)と、該紙葉類(12)上に所定押圧力で
載置されて、回転により最上位置の該紙葉類(12)を
繰出すローラ(11)と、該ローラ(11)により繰出
される紙葉類(12)以外の紙葉類(12)に働く引張
力を検出する第3の力検出部(23)と、該第3の力検
出部(23)からの力信号を、該紙葉類(12)間の摩
擦力として記録する処理部(16a)と、を有すること
を特徴とする摩擦力測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3131315A JPH04355334A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 摩擦力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3131315A JPH04355334A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 摩擦力測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04355334A true JPH04355334A (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=15055083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3131315A Withdrawn JPH04355334A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 摩擦力測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04355334A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006248782A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-09-21 | Hokushin Ind Inc | 摩擦状況測定装置 |
WO2020028217A1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Covestro Llc | Device and methods for torque measurement of friction via pulsed interference contact |
-
1991
- 1991-06-03 JP JP3131315A patent/JPH04355334A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006248782A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-09-21 | Hokushin Ind Inc | 摩擦状況測定装置 |
JP4557226B2 (ja) * | 2005-02-09 | 2010-10-06 | シンジーテック株式会社 | 摩擦状況測定装置 |
WO2020028217A1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Covestro Llc | Device and methods for torque measurement of friction via pulsed interference contact |
US10914673B2 (en) | 2018-07-31 | 2021-02-09 | Covestro Llc | Device and methods for torque measurement of friction via pulsed interference contact |
CN112469986A (zh) * | 2018-07-31 | 2021-03-09 | 科思创有限公司 | 用于经由脉冲式过盈接触进行摩擦的扭矩测量的装置和方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |