JPH0540016A - 胴径測定判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザセンサ等の光電センサを用いて円柱物
の胴径を測定し、その結果により円柱物の良品・不良品
の判別をする装置において、良品・不良品の判定を正確
に行えるようにする。 【構成】 受発光レーザセンサ２で受光した被測定物６
の変位は、センサコントロール３でアナログ信号に変換
する。このアナログ信号の最大変位量から被測定物６の
最大変位量を検出する変位量検出手段１１ａと、変位時
間から被測定物６の変位時間を検出する変位時間検出手
段１１ｂが、ＣＰＵ１０に設けられている。そして、最
大変位量から胴径を求める第１の胴径算出手段１２ａ
と、変位時間から胴径を求める第２の胴径算出手段１２
ｂで、被測定物６の胴径を求める。この第１の胴径と第
２の胴径を比較手段１３で比較した結果に基づいて、第
１の胴径と第２の胴径の平均値を算出している。第１の
胴径と第２の胴径の平均値を、被測定物６の胴径とし
て、良品・不良品判別手段１５で良品・不良品の判別を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザセンサを用いて
円柱物等の胴径を測定し、その結果により円柱物等の良
品・不良品の判別をし、選別を行う選別システムの胴径
測定判別装置に関し、例えば、ロール紙等の巻きむら及
び巻き不足等の検査を行う為に、レーザセンサを用いて
レーザセンサの変位量と変位時間とからロール紙の胴径
を求め判別を行う胴径測定判別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日では、ロール紙等を製造及び販売し
ている業者では、製品の品質を管理するために、ロール
紙の巻きむら及び巻き不足等の検査が、ロール紙の胴径
（ロール紙の直径）を測定して行われている。この検査
は、人手による接触式の測定及び画像処理を用いた被接
触式の測定が行われていた。しかし、人手による測定で
は測定精度及び処理速度に限りがあり、また、画像処理
を用いた被接触式の測定ではシステムの規模が大きくな
り、コストも高くなるため、図６に示すようなレーザセ
ンサを使用した胴径測定判別装置の開発が進められてい
る。

【０００３】この胴径測定判別装置は、製造ライン等
（図示せず）から被測定物６を搬送する搬送装置１の搬
送経路上に設けられている。その構成は、被測定物６に
レーザ光を投光し、被測定物６の表面にて反射した反射
光を受光する受発光レーザセンサ２を、レーザ光の投光
方向と被測定物６の搬送方向とが垂直になるように設け
られている。さらに、この受発光レーザセンサ２の変位
量をアナログ信号に変換して出力するセンサコントロー
ラ３と、アナログ信号から被測定物６の胴径を求める中
央処理装置（以下、「ＣＰＵ」と称す）１０が設けられ
ている。

【０００４】このＣＰＵ１０には、センサコントロール
３にて変換されたアナログ信号から受発光レーザセンサ
２の変位量を検出する変位検出手段１１と、この変位量
から胴径を求める胴径算出手段１２と、前記胴径算出手
段１２にて求められた被測定物６の胴径により、良品・
不良品の判別をする良品・不良品判別手段１５が設けら
れ、プリンタ４及びディスプレイ５に出力手段１６で、
これらの判別結果が印刷及び表示される。

【０００５】被測定物６が搬送装置１にて搬送され、被
測定物６が受発光レーザセンサ２のレーザ光を反射する
と、センサコントローラから出力されるアナログ信号に
図４に示したような変位が表れる。そして、この変位量
をＣＰＵ１０の変位検出手段１１で被測定物６の中心点
Ａから最大変位点Ｂまでの最大変位量ｄｘを求める。胴
径算出手段１２では、変位ｄｘから被測定物６の半径を
求め胴径を算出している。この胴径算出手段１２で算出
された胴径寸法を基に、良品・不良品判別手段１５で被
測定物６の良品・不良品の判別を行い、この結果を出力
手段１６で、プリンタ４及びディスプレイ５に印刷及び
表示している。

【０００６】しかし、この胴径測定判別装置で測定を行
うと、被測定物６が円柱状のため、レーザ光が被測定物
６に投光された直後か、投光が終了する時に、被測定物
６の表面でレーザ光の反射が遅れる。そして、遅れて反
射してレーザ光と正常に反射したレーザ光とを同時に受
光する。すると、アナログ信号の変位が図５に示すよう
に、遅れて反射してレーザ光と正常に反射したレーザ光
とを同時に受光した時が、最大変位点Ｂとなる。したが
って、変位検出手段１１でＡからＢまでの最大変位量ｄ
ｘを求め胴径を算出すると、被測定物６の胴径を実際よ
り太い物と測定したりして、正確な判別が行えないとい
う問題がある。

【０００７】また、レーザ光の変位時間から胴径を求め
る装置があるが、搬送用のチェーン及び歯車等のバック
ラッシュにより搬送速度に変化が生じたり、被測定物６
が円柱状のため被測定物６の変位の始まりと終わりが不
明確になり、正確な胴径測定判別が行えないという問題
がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した如く従来
の胴径測定判別装置は、搬送装置で搬送される非測定物
の胴径をレーザ光等の光電センサにて投光し、その光電
センサの変位量を検出して、胴径を測定していた。しか
し、この胴径測定判別装置で測定を行うと、被測定物が
円柱状のため被測定物の表面でレーザ光が正反射せず、
胴径測定が行えなかったり、実際より太い物と測定した
りして、良品・不良品の判別が正確に行えないという問
題がある。

【０００９】また、光電センサを設けその変位時間から
胴径を測定する場合でも、搬送用のチェーン及び歯車等
のバックラッシュにより搬送速度に変化が生じたり、被
測定物が円柱状のため被測定物の変位の始まりと終わり
が不明確になり、正確な胴径測定が行えず、良品・不良
品の判別が正確に行えないという問題がある。

【００１０】本発明は、上記問題点に着目し、正反射し
なかった場合及び搬送速度にばらつきがある場合に、こ
れらの影響を最小限にして胴径測定を行い、良品・不良
品の判別を正確に行えるようするものである。

【００１１】［発明の構成］

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、光電センサの光線を被測定物の胴径部分に投光
し、その反射光を受光して被測定物の胴径の変位量を検
出する事により胴径の寸法を求め、前記被測定物の良品
・不良品の判別をする胴径測定判別装置において、前記
被測定物の良品・不良品判別の基準となる基準値を入力
する基準値入力手段と、前記光電センサにて求まる前記
被測定物の胴径の変位をアナログ信号に変換するセンサ
コントローラと、前記アナログ信号から前記被測定物の
最大変位量を検出する変位量検出手段と、前記変位量検
出手段にて検出された前記被測定物の最大変位量から、
前記被測定物の第１の胴径を求める第１の胴径算出手段
と、前記アナログ信号から前記被測定物の胴径の変位量
が測定される変位時間を検出する変位時間検出手段と、
前記変位時間検出手段にて検出された変位時間から、前
記被測定物の第２の胴径を求める第２の胴径測定手段
と、前記第１の胴径算出手段にて求められた第１の胴径
と、前記第２の胴径算出手段にて求められた第２の胴径
とを比較する胴径比較手段と、前記胴径比較手段にて比
較した結果、第１の胴径と第２の胴径との差が、前記基
準値の許容誤差以内の場合に、第１の胴径と第２の胴径
の平均値を算出する平均値算出手段と、前記平均値を前
記被測定物の胴径寸法とし、前記基準値と比較して良品
・不良品の判別をする良品・不良品判別手段とを具備し
た胴径測定判別装置を提供するものである。

【００１３】また、第二の発明では前記胴径比較手段に
て比較した結果、前記被測定物の第１の胴径と第２の胴
径との差が、基準値の許容誤差以外の場合に、前記被測
定物の第１の胴径を求める最大変位量の検出された位置
を求め、この位置が前記被測定物の中央付近の場合は、
不良品と判別をし、前記最大変位量の検出された位置が
前記被測定物の変位の中央付近以外の場合は、前記第２
の胴径を前記被測定物の胴径寸法とし良品・不良品の判
別をする手段とを具備した胴径測定判別装置を提供する
ものである。

【００１４】

【作用】本発明は、光電センサを用いて被測定物の胴径
を測定する場合に、光電センサにて求まるアナログ信号
の変位量及び変位時間の両方から胴径を算出している。
そして、この両方の胴径を比較して、両方の胴径の差が
基準値の誤差以内の場合にはそれらの胴径の平均値を求
め、その平均値を被測定物の胴径として、良品・不良品
の判別をしている。また、両方の胴径差が基準値の許容
誤差以外の場合は、光電センサの光線が正反射をしなっ
かたと判断して、良品・不良品の判別をしている。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を従来例と同一部には
同一符号を付して、その説明を省略する。

【００１６】図１は、本発明の第１の実施例を示した全
体構成図であり、ＣＰＵ１０には、センサコントロール
３にて変換されたアナログ信号から被測定物６の最大変
位量を検出する変位量検出手段１１ａと、この最大変位
量から第１の胴径を求める第１の胴径算出手段１２ａが
設けられている。前記センサコントロール３にて変換さ
れたアナログ信号から被測定物６の変位時間を検出する
変位時間検出手段１１ｂと、この変位時間から第２の胴
径を求める第２の胴径算出手段１２ｂが設けられてい
る。そして、第１の胴径算出手段１２ａと第２の胴径算
出手段１２ｂにて求められた、第１の胴径と第２の胴径
とを比較する比較手段１３と、第１の胴径と第２の胴径
とを比較した結果に基づいて所定の演算処理を行い、被
測定物６の胴径を決定する胴径決定手段１４が設けられ
ている。さらに、前記胴径決定手段１４にて求められた
被測定物６の胴径より、被測定物６の良品・不良品の判
別を良品・不良品判別手段１５で行い、この結果をプリ
ンタ４及びディスプレイ５に印刷及び表示する出力手段
１６が設けられている。

【００１７】この胴径測定判別装置の処理の流れを図２
を参照しつつ説明する。Ｓ１では、被測定物６の良品・
不良品の判別をするときの基準値を設定するかの確認を
行い、設定するときは、Ｓ２で基準値の入力を行う。こ
の基準値は、被測定物６の胴径の理論値と、その理論値
に対する許容誤差などを入力する。Ｓ１で設定をしない
場合及びＳ２で基準値の入力が終了した場合はＳ３に進
み、複数設定されている基準値より判別対象の基準値を
選択する。そして、Ｓ４でセンサーコントローラ３から
のアナログ信号を入力している。被測定物６が受発光レ
ーザセンサ２のレーザ光を反射すると、図４に示すアナ
ログ信号がセンサーコントローラ３から出力される。こ
のアナログ信号をＳ５で監視し、アナログ信号に変位が
生じたら次段のＳ６及びＳ８に進み、一定時間変位が生
じない場合はＳ４に戻る。

【００１８】Ｓ６では、センサーコントローラ３から出
力されるアナログ信号より、被測定物６の中心点Ａから
最大変位点Ｂまでの最大変位量ｄｘを検出している。こ
の最大変位量ｄｘは、被測定物の半径の変位に相当する
ため、Ｓ７では、最大変位量ｄｘより被測定物の半径を
算出し、この半径から第１の胴径を求めている。この
時、Ｓ８では、センサーコントローラ３からのアナログ
信号より、被測定物６の中心点Ａから被測定物６の中心
点Ｃまでの変化時間ｄｔを検出している。そして、Ｓ９
では、Ｓ８で検出された被測定物の直径に相当する変位
時間ｄｔと搬送装置１の搬送速度から、第２の胴径を算
出している。

【００１９】第１及び第２の胴径の算出が終了すると、
Ｓ１０で第１の胴径と第２の胴径とを比較する。この結
果、第１の胴径と第２の胴径との差が基準値の許容誤差
以内かをＳ１１で確認し、許容誤差以内の場合はＳ１２
に進み、許容誤差以外の場合はＳ１５に進む。Ｓ１２で
は、第１の胴径と第２の胴径との平均値を求め被測定物
の胴径を算出している。Ｓ１３では、最終的な胴径の寸
法を決定し、Ｓ１４では、基準値とＳ１３で決定した胴
径とを比較して、良品・不良品の判別を行っている。

【００２０】また、Ｓ１１で許容誤差以外となりＳ１５
に進むと、アナログ信号の最大変位量が現れた位置を検
出する。そして、Ｓ１６で最大変位量の位置の確認を行
い、中央付近の場合はＳ１９に進み、中央付近でない場
合はＳ１７に進む。この場合が図５に示したようなアナ
ログ信号であり、レーザ光が被測定物６に投光された直
後に被測定物６の表面でレーザ光の反射が遅れ、正常に
反射したレーザ光とを同時に受光している。したがっ
て、Ｓ１７では、第２の胴径を胴径寸法としている。そ
して、Ｓ１８ではＳ１７で決定した胴径寸法にて、被測
定物の良品・不良品の判別をしている。Ｓ１９では、被
測定物が不良であると判断している。Ｓ２０では、Ｓ１
４，Ｓ１８，Ｓ１９の判別結果と第１の胴径，第２の胴
径及び決定した胴径寸法をプリンタ及びディスプレイに
出力している。

【００２１】このように、光電センサの変位量及び変位
時間より胴径を算出し、それらの胴径を比較し、所定の
演算を行い良品・不良品の判別を行っているため、変位
量若しくは変位時間のみの測定の時より測定誤差のばら
つきが少なくなり、正確な測定判別が行える。

【００２２】図３は、第２の実施例を示した全体構成図
であり、第１の実施例と同一部には同一符号を付して、
その説明を省略する。図中９は、被測定物６，６を搬送
し、胴径測定時には搬送を停止する搬送装置である。こ
の搬送装置９の上流には図示されていない製造ライン等
があり、下流には良品及び不良品を選別する選別装置な
どがある。そして、被測定物６にレーザ光を投光し、さ
らに被測定物６の表面にて反射した反射光を受光する受
発光レーザセンサ２が、ステッピングモータ８で駆動
し、一定速度で移動する移動装置７に設けられている。
この移動装置７は、ステッピングモータ８の回転により
回転するネジと、このネジの回転により直進往復運動す
るナットを組み合わせたボールネジ（図示せず）を用い
ている。従って、受発光レーザセンサ２は、被測定物６
の胴径測定時に、一定速度で移動する。さらに、受発光
レーザセンサ２の変位量をアナログ信号に変換して出力
するセンサコントローラ３と、アナログ信号から被測定
物６の胴径を求めるＣＰＵ１０から構成されている。

【００２３】この装置の場合、搬送装置９にて搬送され
る被測定物６が、受発光レーザセンサ２の測定部で停止
する。すると、被測定物６が停止したことを検出するセ
ンサ（図示せず）が作動し、受発光レーザセンサ２が移
動装置７により移動を開始する。受発光レーザセンサ２
は、被測定物６にレーザ光を投光しつつ移動して、変位
を検出する。そして、センサコントローラ３から出力さ
れるアナログ信号から、最大変位量及び変位時間を検出
して、被測定物６の胴径を求める処理が行われ、良品・
不良品の判別が行われる。このように、被測定物６を静
止させ受発光レーザセンサ２を移動させることによっ
て、搬送装置９の搬送速度に影響されること無く被測定
物６の胴径の測定判別が行える。更に、１個のレーザセ
ンサで、２方向の胴径の測定を行えるため、判別精度が
向上する。

【００２４】この第２の実施例では、受発光レーザセン
サ２の移動にボールネジを用いているが、一定速度で移
動する物であれば、例えば、電気的なリニアモータ等を
用いた物でも実施可能である。

【００２５】また、本実施例では、センサコントローラ
３とＣＰＵ１０を個々に設けているが、ＣＰＵ１０にセ
ンサコントローラ３の機能を持たせ、ＣＰＵ１０で全て
の処理を行う様にしても良い。

【００２６】さらに、本発明では、被測定物の胴径を測
定し、その結果により良品・不良品の判別を行っている
が、良品・不良品の判別をしない胴径寸法のみの測定の
場合でも実施可能である。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲の要旨に変更がない限り適
宜変形実施が可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、光電センサを用いて被測定物
の胴径を測定し、良品・不良品の判別をする場合に、光
電センサにて求まる変位時間及び変位量より各々の胴径
を算出し、それらの胴径を比較している。そして、比較
した結果、変位時間の胴径と変位量の胴径の差が、基準
値の許容誤差以内の場合は、平均値を算出して良品・不
良品判別を行い、変位時間の胴径と変位量の胴径の差
が、基準値の許容誤差以外の場合は、最大変位量の検出
された位置を求め、この位置関係から胴径を算出して良
品・不良品の判別をしているため正確な良品・不良品の
判別が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示した全体構成図。

【図２】本発明の第一の実施例の処理の流れを示した
図。

【図３】本発明の第二の実施例を示した構成図。

【図４】レーザ光が正常な反射した場合のセンサコント
ローラから出力されるアナログ信号を示した図。

【図５】レーザ光が遅れて反射した場合のセンサコント
ローラから出力されるアナログ信号を示した図。

【図６】従来の胴径測定判別装置を示した構成図。

【符号の説明】

１ 搬送装置 ２ レーザセンサ ３ センサコントローラ ４ プリンタ ５ ディスプレイ ６ 被測定物 ７ 移動装置 ８ ステッピングモータ ９ 搬送装置 １０ ＣＰＵ １１ａ 変位量検出手段 １１ｂ 変位時間検出手段 １２ａ 第１の胴径算出手段 １２ｂ 第２の胴径算出手段 １３ 比較手段 １４ 胴径決定手段 １５ 良品・不良品判別手段 １６ 出力手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光電センサの光線を被測定物の胴径部分に
   投光し、その反射光を受光して被測定物の胴径の変位量
   を検出する事により胴径の寸法を求め、前記被測定物の
   良品・不良品の判別をする胴径測定判別装置において、 前記被測定物の良品・不良品判別の基準となる基準値を
   入力する基準値入力手段と、 前記光電センサにて求まる前記被測定物の胴径の変位を
   アナログ信号に変換するセンサコントローラと、 前記アナログ信号から前記被測定物の最大変位量を検出
   する変位量検出手段と、 前記変位量検出手段にて検出された前記被測定物の最大
   変位量から、前記被測定物の第１の胴径を求める第１の
   胴径算出手段と、 前記アナログ信号から前記被測定物の胴径の変位量が測
   定される変位時間を検出する変位時間検出手段と、 前記変位時間検出手段にて検出された変位時間から、前
   記被測定物の第２の胴径を求める第２の胴径測定手段
   と、 前記第１の胴径算出手段にて求められた第１の胴径と、
   前記第２の胴径算出手段にて求められた第２の胴径とを
   比較する胴径比較手段と、 前記胴径比較手段にて比較した結果、第１の胴径と第２
   の胴径との差が、前記基準値の許容誤差以内の場合に、
   第１の胴径と第２の胴径の平均値を算出する平均値算出
   手段と、 前記平均値を前記被測定物の胴径寸法とし、前記基準値
   と比較して良品・不良品の判別をする良品・不良品判別
   手段と、 を具備したことを特徴とする胴径測定判別装置。
2. 【請求項２】前記胴径比較手段にて比較した結果、前記
   被測定物の第１の胴径と第２の胴径との差が、基準値の
   許容誤差以外の場合に、前記被測定物の第１の胴径を求
   める最大変位量の検出された位置を求め、この位置が前
   記被測定物の中央付近の場合は、不良品と判別をし、 前記最大変位量の検出された位置が前記被測定物の変位
   の中央付近以外の場合は、前記第２の胴径を前記被測定
   物の胴径寸法とし良品・不良品の判別をする手段と、 を具備したことを特徴とする請求項１記載の胴径測定判
   別装置。