JPH11325872A - 建材ボードの寸法計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多種にわたるサイズの異なる建材ボードに対
して、建材ボードを吸着固定する吸着パッドの状態を検
知することによって効率的に建材ボードの各種寸法を計
測すること。 【解決手段】 ストッパ３１，３２でＸ−Ｙ方向に位置
決めされた建材ボード１の長さ及び幅方向に移動可能で
かつボードの厚さ方向にスキャニング可能な非接触式の
２次元センサ６を備え、ボード計測域には建材ボードの
長さ及び幅の規格値に対応させて複数のボード固定台３
４が配置され、その吸着パッドにより建材ボードを吸着
固定する。吸着パッドが建材ボード下面に吸着したとき
の吸着パッド状態を圧力スイッチ３５で検出し、そのＯ
Ｎ／ＯＦＦの検知パターンにより建材ボードのおおよそ
の大きさを判別し、その建材ボードの大きさを基に、２
次元センサの移動を制御する。計測位置を予めボードの
大きさ毎に規定することにより、圧力スイッチの状態に
応じてサイズの異なるボードのおおよその大きさが自動
認識され、計測の高速処理が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平板形状の製品（ボー
ド）、特に建材ボード等の長さ、幅、厚さ及び端面形状
等の寸法計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】建材ボード等の生産工場では
顧客ニーズの多様化に答えるため種々の品種、サイズの
ボードを製造している。従来これらの製品の寸法検査
は、スケールやノギス等の手回り工具で行われ、多大な
工数を要していた。また寸法記録においても寸法転記ミ
スを起こし易く信頼性に問題があった。計測作業の自動
化については、測長器付きシリンダを用い幅、長さのみ
の計測を行う装置があるが、多種の寸法に対応できなか
ったり、建材ボードの計測項目が多岐にわたることか
ら、最終的には人手による計測を行う必要があり、導入
するメリットがないといった間題がある。本発明の目的
は、多種にわたるサイズの異なる建材ボードに対して、
建材ボードを吸着固定する吸着パッドの状態を検知する
ことによって効率的に建材ボードの各種寸法を計測する
事ができる建材ボードの寸法計測装置を提供することに
ある。

【０００３】

【問題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は建材ボードの寸法計測装置におい
て、ボード計測域上の建材ボードの長さ及び幅方向に移
動可能に設置されかつ前記方向に対して直交する向きを
スキャニング可能な非接触式の２次元センサと、ボード
計測域に建材ボードの長さ及び幅の規格値に対応させて
複数個配置され、吸着パッドにより前記建材ボードを吸
着固定するボード固定台と、吸着パッドが建材ボード下
面に吸着したときの吸着パッド状態を検知する吸着状態
検知手段と、該吸着状態検知手段よりの信号に基づいて
建材ボードのおおよその大きさを判別するボード判別手
段と、該ボード判別手段が判別した建材ボードの大きさ
を基に、２次元センサの移動を制御するようにした構成
にある。また請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、ボード判別手段が判別した建材ボードのおおよその
大きさを基に、該建材ボードの長さ及び幅方向に予め定
めた計測位置を決定する手段を備え、２次元センサの移
動を建材ボードの大きさと計測位置により制御し、該計
測位置の建材ボードの厚さ、端面形状の計測を行うよう
にした構成にある。また請求項３の発明は、請求項２の
発明において、２次元センサは計測位置での移動速度に
対して、該計測位置を外れた位置で前記速度より速い速
度で移動させるよう制御するようにした構成にある。更
に請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、
計測位置が建材ボードのコーナ部分を含む構成にある。

【０００４】

【作用】請求項１の発明は建材ボードを吸着パッドで吸
着固定し、建材ボード面に対し直交する方向のゆがみ等
を矯正するとともに、吸着パッドの状態を検知すること
で建材ボードのおおよその外形を認識し、この結果を基
に２次元センサを建材ボードの長さ及び幅方向に移動さ
せかつボードの厚さ方向をスキャニングしながら全周周
回してボードの長さ、幅、端面形状を計測する。これに
より多種のボードサイズに対して必要なボード固定台の
みを動作させることができ、動力費を低減できる。また
ボードのおおよその外形を自動認識させることによりサ
イズの異なる建材ボードの計測に移行する際の設定等の
作業が軽減され、生産性が向上する。請求項２の発明は
予め定めたボードの大きさに応じた計測位置を計測し演
算することにより、ボードの各種寸法を効率よく計測す
ることができる。請求項３の発明は非計測位置で２次元
センサを高速で移動させることにより計測時間が短縮で
きる。請求項４の発明はコーナ部分を計測することによ
りボードの長さ、幅、コーナ部の端面形状が精度良く計
測できる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の実施例の構成を示す図
である。建材ボード等のボード１の側方（Ｘ方向の両側
方）にはＹ軸スライダ３−１，３−２が設置されてお
り、このＹ軸スライダにはＹ方向に移動自在なＸ軸スラ
イダ２が搭載されている。Ｘ軸スライダ２にはＸ方向に
移動可能な走行台４が取付けられている。走行台４には
旋回装置５が装備されており、その下部には距離計測手
段６（以下２次元センサと記す）が取付けられている。
２次元センサ６はスキャニング方向及びセンサと対象物
との距離を計測することで、２次元の距離情報を取得す
るセンサである。Ｘ軸スライダ２及びＹ軸スライダ３−
１，３−２は後述のドライバ８の出力により駆動する走
行機構が装備されている。

【０００６】Ｙ軸スライダ３−１，３−２にはＸ軸スラ
イダ２及び２次元センサ６のＹ方向の位置あるいは移動
距離を把握するためのスケール（図示せず）が内蔵され
ている。また、Ｘ軸スライダ２にも同様に２次元センサ
６のＸ方向の位置あるいは移動距離を把握するためのス
ケールが内蔵されている。ここで、スケールはＸ軸スラ
イダ、Ｙ軸スライダの位置を検出する位置センサを構成
する。旋回装置５はいずれか一方向に２７０゜以上旋回
及び戻す機能を備えており、旋回角を把握するためのエ
ンコーダ（図示せず）が内蔵されている。走行台４は旋
回装置５を旋回軸方向に位置調整する機能を備えてい
る。この走行台の位置調整は２次元センサ６を高さ方向
に位置調整するものである。即ち、２次元センサ６のス
キャニング角の中心線をボード端面形状の最深部に合致
させるための機能である。

【０００７】２次元センサ６は、図２に示すように旋回
装置５の下部にスキャニング角（α）９の中心１２が旋
回装置５の旋回中心１３の延長線上に位置させて取付け
られている。このとき、２次元センサはボードの端面か
ら２０〜２００mmの距離１５に位置し、ボード端面１６
の凹部（最深部）１６aにスキャニング角αの中心線が
合致するよう位置決めされる。Ｘ軸スライダ２のスケー
ル、Ｙ軸スライダ３のスケール、旋回装置に内蔵された
エンコーダ及び２次元センサ６の位置、角度及び計測情
報はパソコン７に収集される。パソコン７はドライバ８
と接続されており、収集された情報に対する制御プログ
ラムによりドライバ８を動作させてＸ軸スライダ２，Ｙ
軸スライダ３及び旋回装置５が駆動される。

【０００８】ボードの計測域には、図３に示すようにボ
ード１を搬送するためのローラコンベア３０が設置され
ている。ボード１の搬出入方向（Ｙ方向）にはＹ方向の
位置決めを行うＹ方向ストッパー３１が設けられ、その
Ｙ方向位置決め後にＸ方向の位置決めを行うためのＸ方
向ストッパー３２及びこのＸ方向ストッパーに向けてボ
ード１を押すための複数のプッシャ３３が設けられてい
る。プッシャ３３はボードの長さ方向の少なくとも２ヶ
所で押すよう設置されている。本例では３ヶ所に設置さ
れ、ボードの長さに応じて２ヶ所又は３ヶ所のプッシャ
３３を作動させる。ボード１の計測域には複数個のボー
ド固定台３４（３４−１，３４−２，３４−３，・・
・）が設置されており、ボード下面に吸着してボードを
支持する。

【０００９】ボード固定台３４は、図３に示すように複
数配設され、たとえボード１のサイズが最も小さい場合
（図３中の符号１−１で示すボード）でもＹ軸方向には
複数個で固定される。ボード固定台３４の上端面は水平
が保たれているため、ボード１は面と直角方向のたわみ
が矯正される。また、ボード固定台３４の上昇完了時の
高さは全てが同一に設定されているため、ボード１は水
平且つ高さが一定に位置決めされる。図８にはＪＩＳＡ
５４１７に明示されている建材ボードの常備品の幅と長
さである（○で示してある寸法、例えば９００×１８０
０等）。さらに図３の波線は図８にある建材ボード１の
各寸法を寸法基準位置を基準にして重ねて表してある。
ボード固定台３４は、図３に示すように建材ボード１の
製造規格サイズを分別できる寸法関係で配置されてい
る。

【００１０】図４において、ボード固定台３４は油圧シ
リンダ等からなるアクチュエータ３５により上下方向の
位置調整ができるとともに、真空ポンプ（図示せず）と
電磁弁３６を介して接続されている。ボード固定台３４
と電磁弁３６間のホース３７には吸引負圧の変化を検出
する為の圧力スイッチ３８が設けられている。ボード下
面に当接したボード固定台上面にある吸着パッドの内部
を真空ポンプよって吸引することによりボード１の下面
に吸着させて支持する。ここで、圧力スイッチは吸着パ
ッドが建材ボード下面に吸着したときの吸着パッド状態
を検知する吸着状態検知手段の構成要素である。

【００１１】本実施例では大判サイズの建材ボード１が
搬入されたときには全てのボード固定台３４が機能する
が、小判サイズの建材ボード１−１は搬入されてきた場
合、ボード固定台３４−１４は機能していない。即ち、
最大サイズ（９００×３０００）の建材ボードが搬入さ
れた時には、全てのボード固定台３４の吸着圧力が負圧
となるため圧カスイッチ３５がＯＮ状態となる。しかし
中判サイズの建材ボード１一１（斜線部分）が搬入され
た場合、ボード固定台３４一１は吸着圧力が負圧となり
圧カスイッチ３５がＯＮになるが、Ｘ方向のボード固定
台３４−２、並びにＹ方向のボード固定台３４−３の吸
着圧力が負圧とならないため圧カスイッチ３５がＯＦＦ
状態である。この検知した圧カスイッチのバターンから
建材ボードの大きさの判別が可能となる。即ち、、ボー
ド固定台３４の配置を製造している建材ボード１の寸法
規格に合った図３に示すような最適配置することによっ
て建材ボード１の判別ができる。

【００１２】本実施例ではボード固定台３４を上下動可
能な構造を採っているが、これに限定されるものでな
く、ボード固定台３４を一定高さに固定し、計測域のロ
ーラコンベア３０を上下動可能な構造にすることもでき
る。即ち、ボード固定台とローラコンベアの上下方向の
相対位置を変化させ、計測域のボードがボード固定台で
位置決めされる構造であれば良い。

【００１３】次にボードの位置決めについて説明する。
図３及び図４において、ボード１はローラコンベア３０
で搬送され、Ｙ方向ストッパー３１でＹ方向を位置決め
した後、プッシャ３３でボード１をＸ方向ストッパー３
２に押し付けＸ方向の位置決めを行う。続いてボード固
定台３４が上昇し、ボード１をローラコンベア３０より
５０〜１００mm高い位置に持ち上げる。この時、ボード
の大きさに対応した複数のボード固定台３４の吸着パッ
ドを吸引することにより、ボード１の下面はボード固定
台３４に密着固定される。

【００１４】建材ボード１は、図２に示すように厚さ１
４の中央（端部形状が凹である場合には最も凹なる部
分）に２次元センサ６のスキャニング中心１２が位置す
るように位置決めする。実施例ではスキャニング角９α
が約３５度の２次元センサ６を建材ボード１の端面から
の距離１５を約８０ｍｍにし、厚さ３０ｍｍ以下の建材
ボード１の計測を実施した。以下動作を図９〜図１３に
示す計測フローを参照しながら説明する。先ず、２次元
センサ６を図３に示す寸法基準位置（計測起点）にセッ
トするための初期化を行う。計測域に搬送された建材ボ
ード１に対してプッシャ３３が作動し、図５に示すよう
にＸ方向ストッパ３２とＹ方向ストッパ３１に押し当て
位置決めする。その後建材ボード１はボード固定台３４
に吸着固定され、コンベア３９やストッパ３１，３２よ
り相対的に２０〜２００ｍｍ高い位置に位置決めされ
る。これにより建材ボード１の角の一つが一定の位置に
設定される。またこの時ボード固定台３４に付けられた
圧カスイッチ３５の検知パターンから建材ボード１の大
きさの選別を行う。さらに圧カスイッチ３５の状態がＯ
ＦＦであるボード固定台３４−１については、図４に示
すように電磁弁３６等で吸着機能を停止することによっ
て、吸着を行うための動力費を低減することができる。
同時にＸ方向の位置決めに寄与していないプッシャ３３
が待機位置に戻される。

【００１５】一定の位置に固定された角の一つを起点２
２として、２次元センサ６の計測を行いながらＸ軸スラ
イダ２を駆動し、２次元センサ６をＸ方向へ移動させ
る。この時建材ボード１の規格サイズはボード固定台３
４に付けられた圧カスイッチ３５の検知パターンから既
知であるため、加工誤差を考慮した図５に示す計測位置
（範囲）３６の計測を行うだけでよい。計測位置３６を
過ぎた時点で２次元センサ６の計測を停止し、Ｘ軸スラ
イダ２を高速に移動させる。次のコーナ部分である計測
位置３６に入る直前でＸ軸スライダ２を元の速度に滅速
し、２次元センサ６の計測を再開する。２次元センサ６
が建材ボード１を外れると、計測データは無限大とな
り、２次元センサからは計測不可の信号が出力される。
この時図６に示すように２次元センサ６の計測可能なＸ
方向の位置Ｘ１、Ｘ２をＸ軸スライダ２に内蔵されてい
る計測器から抽出することにより、建材ボード１の幅が
計測できる。無限大を検知したＸ２の位置から、旋回装
置６が旋回可能な位置（実施例では約８０ｍｍ）にさら
に移動した位置でＸ軸スライダ２を停止する。

【００１６】続いて図７に示す旋回方向１１に９０度旋
回させ、Ｙ軸スライダ３を移動させ、Ｙ方向の長さを前
述と同様の動作で計測位置３６について計測を行う。更
に２次元センサが無限大を検知した所から更に９０度旋
回させる方法で順次残り２辺の計測を行い、建材ボード
１の外形の計測が終了した時点で、旋回装置５を図７の
旋回方向１１と逆方向に２７０度駆動させて原点位置へ
戻す。尚、上述の建材ボード１の厚さ、端部形状の寸法
計測位置は、品質管理基準などによって決まっているこ
とから、前述の計測で得られた各辺の寸法を元に演算を
行い、各辺の計測位置を決定する。この決定された計測
位置に対し、Ｘ軸スライダ２を動作させ厚み、端部形状
等を計測して建材ボードの厚み、端部形状等の演算を行
う。動作は前述と同様に計測不要位置ではＸ軸スライダ
２、あるいはＹ軸スライダ３を高速に移動させて行い、
建材ボード１の全周に計測が終了した時点で、旋回装置
５を原点位置へ戻す。従って、本実施例に示した計測方
法を行うことによって、建材ボード１のサイズを設定す
ることなく、多種ある寸法の建材ボード１に対し高速に
寸法を計測することが可能である。

【００１７】前記実施例では建材ボード１の吸着状態を
検知する方法として、圧カスイッチ３５を用いたが、ボ
ード固定台３４等に建材ボード１を検出できるセンサ等
を取り付ける方法でも可能である。また全てのボード固
定台３４に圧カスイッチ３５を付ける方法で説明した
が、規格寸法サイズの分別が可能であれば、不要な場所
でのボード固定台３４における建材ボード１の検知は無
くとも良い。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、サイズの異なる建材ボ
ードを対象として、個々に設定を行うことなく、幅、長
さ、厚さ等の必要な計測項目に対して高速に且つ、信頼
性の高い計測が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態を示す斜視図である。

【図２】 図１の部分側面図である。

【図３】 ボード計測域の部分平面図である。

【図４】 図３のA−A矢視図である。

【図５】 ボード計測動作の説明図である。

【図６】 ボードの幅計測の説明図である。

【図７】 旋回装置の動作説明図である。

【図８】 ＪＩＳに明示されている建材ボード常傭品の
寸法を示す図である。

【図９】 ボード計測の流れを示す図である。

【図１０】 圧力スイッチの状態検知処理のフロー図で
ある。

【図１１】 建材ボードの大きさ判別処理のフロー図で
ある。

【図１２】 Ｘ軸スライダ・Ｙ軸スライダの移動制御の
フロー図である。

【図１３】 図１２に続くフロー図である。

【符号の説明】

１ 建材ボード ２ Ｘ軸スライダ ３ Ｙ軸スライダ ４ 走行台 ５ 旋回装置 ６ ２次元センサ ９ スキャニング角 ３０ ローラコンベア ３１ Ｙ方向ストッパー ３２ Ｘ方向ストッパー ３３ プッシャ ３４ ボード固定台 ３５ アクチュエータ ３６ 電磁弁 ３８ 圧力スイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建材ボードの寸法計測装置において、 ボード計測域上の建材ボードの長さ及び幅方向に移動可
   能に設置されかつ前記方向に対して直交する向きをスキ
   ャニング可能な非接触式の２次元センサと、 前記ボード計測域に建材ボードの長さ及び幅の規格値に
   対応させて複数個配置され、吸着パッドにより前記建材
   ボードを吸着固定するボード固定台と、 前記吸着パッドが建材ボード下面に吸着したときの吸着
   パッド状態を検知する吸着状態検知手段と、 該吸着状態検知手段よりの信号に基づいて建材ボードの
   おおよその大きさを判別するボード判別手段と、 該ボード判別手段が判別した建材ボードの大きさを基
   に、前記２次元センサの移動を制御することを特徴とす
   る建材ボードの寸法計測装置。
2. 【請求項２】 前記ボード判別手段が判別した建材ボー
   ドの大きさを基に、該建材ボードの長さ及び幅方向に予
   め定めた計測位置を決定する手段を備え、前記２次元セ
   ンサの移動を建材ボードのおおよその大きさと計測位置
   により制御し、該計測位置の建材ボードの厚さ、端面形
   状の計測を行うことを特徴とする請求項１記載の建材ボ
   ードの寸法計測装置。
3. 【請求項３】 前記２次元センサは計測位置での移動速
   度に対して、該計測位置を外れた位置で前記速度より速
   い速度で移動させるよう制御することを特徴とする請求
   項２記載の建材ボードの寸法計測装置。
4. 【請求項４】 前記計測位置が建材ボードのコーナ部分
   を含むことを特徴とする請求項２又は３の建材ボードの
   寸法計測装置。