JP2016014633A - 帯状ゴム材料の搬送制御装置および搬送制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を正確に検出して、検出結果に基づいてサイズ変更箇所を所定の位置で適切に停止させることができるように帯状ゴム材料の搬送を制御する帯状ゴム材料の搬送制御装置および搬送制御方法を提供する。
【解決手段】コンベア２の途中の上方に配置されて、コンベア２上を搬送される帯状ゴム材料Ｇの厚みを測定する変位センサ４と、測定された帯状ゴム材料Ｇの厚みと別途設定されている閾値とを比較してサイズ変更箇所を検出する検出手段と、検出手段がサイズ変更箇所を検出すると帯状ゴム材料Ｇを所定距離搬送して停止するようにコンベア２による帯状ゴム材料Ｇの搬送を制御する制御手段とを備えており、変位センサ４が帯状ゴム材料Ｇの幅方向に所定の間隔を隔てて複数配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を検出して帯状ゴム材料を適切な位置に停止させることができるように、帯状ゴム材料の搬送を制御する帯状ゴム材料の搬送制御装置および搬送制御方法に関する。

一般に、空気入りタイヤの製造工程において、押出機で所定の厚さのシート状に押出成形された帯状のゴム材料は、コンベア上を巻取装置まで搬送された後に巻取装置のリールに巻き取られて次工程に供給される。

そして、帯状ゴム材料のサイズが変更される場合、サイズの異なる２種類の帯状ゴム材料を連続して搬送するために、図５に示すように、サイズ変更前の帯状ゴム材料Ｇ１の終端部Ｇ２と、サイズ変更後の帯状ゴム材料Ｇ４の始端部Ｇ３とを重ね合わせてジョイントし、コンベア上を１本の帯状ゴム材料として搬送することが行われている（例えば、特許文献１）。

そして、このジョイント部分（サイズ変更箇所）が巻取装置の手前の所定の位置まで搬送されると、帯状ゴム材料の搬送を停止させ、ジョイント部分を切除し、その後、切り離されたサイズの異なる２種類の帯状ゴム材料をそれぞれ異なるリールに巻き取る。

特開２０１０―１１２８２７号公報

しかしながら、従来の方法の場合、搬送される帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を正確に検出して所定の位置で適切に停止させることは容易とは言えず改善方法が求められていた。

本発明は、帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を正確に検出して、検出結果に基づいてサイズ変更箇所を所定の位置で適切に停止させることができるように帯状ゴム材料の搬送を制御する帯状ゴム材料の搬送制御装置および搬送制御方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
押出成形されてコンベア上を搬送される帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を検出し、検出結果に基づいて前記帯状ゴム材料の搬送を制御する帯状ゴム材料の搬送制御装置であって、
前記コンベアの途中の上方に配置されて、前記コンベア上を搬送される前記帯状ゴム材料の厚みを測定する変位センサと、
測定された前記帯状ゴム材料の厚みと別途設定されている閾値とを比較して、前記サイズ変更箇所を検出する検出手段と、
前記検出手段が前記サイズ変更箇所を検出すると、前記帯状ゴム材料を所定距離搬送して停止するように、前記コンベアによる前記帯状ゴム材料の搬送を制御する制御手段と
を備えており、
前記変位センサが前記帯状ゴム材料の幅方向に所定の間隔を隔てて複数配置されていることを特徴とする帯状ゴム材料の搬送制御装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記閾値が、前記変位センサにより計測された前記帯状ゴム材料の厚みの平均値の１．１〜２．０倍に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記検出手段が、複数の前記変位センサの各々により測定された厚みの全てが前記閾値を超えた場合、前記サイズ変更箇所を検出したと判断するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記変位センサの配置されている高さが、前記コンベアの搬送面から垂直方向上方に２０〜６０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置である。

請求項５に記載の発明は、
前記変位センサが、前記帯状ゴム材料の厚みの測定を前記コンベアの搬送面を基準として行うように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置である。

請求項６に記載の発明は、
前記変位センサが、非接触式の変位センサであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置である。

請求項７に記載の発明は、
前記コンベアによる前記帯状ゴム材料の搬送速度が、３０ｍ／ｍｉｎ以下に設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置である。

請求項８に記載の発明は、
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置を用いた帯状ゴム材料の搬送制御方法であって、
前記検出手段が前記帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を検出すると、前記帯状ゴム材料を所定距離搬送して停止するように、前記コンベアによる前記帯状ゴム材料の搬送を制御する
ことを特徴とする帯状ゴム材料の搬送制御方法である。

本発明によれば、帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を正確に検出して、検出結果に基づいてサイズ変更箇所を所定の位置で適切に停止させることができるように帯状ゴム材料の搬送を制御する帯状ゴム材料の搬送制御装置および搬送制御方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る帯状ゴム材料の搬送制御方法を説明する図である。 図１のセンサ設置位置における変位センサの配置を模式的に示す図である。 比較例に係る帯状ゴム材料の搬送制御方法を説明する図である。 図３のセンサ設置位置における検出ローラーの配置を模式的に示す図である。 帯状ゴム材料のサイズ変更箇所（ジョイント部）を示す図である。 従来の帯状ゴム材料の搬送制御方法の一例を説明する図である。 従来の帯状ゴム材料の搬送制御方法の他の一例を説明する図である。

１．従来の搬送制御方法の問題点
上記したように、従来の搬送制御方法の場合、搬送される帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を所定の位置で適切に停止させることは容易とは言えなかった。

この従来の搬送制御方法における問題点について、従来の搬送制御方法として以下に示す２つの搬送制御方法を挙げて具体的に説明する。

（１）第１の方法
図６は従来の帯状ゴム材料の搬送制御方法の一例を説明する図である。なお、図６中のａは押出機、ｂはコンベア、ｃは巻取装置のリールである。

第１の方法では、サイズの異なる２種類の帯状ゴム材料Ｇをジョイントするジョイント位置Ａからサイズ変更箇所（ジョイント部分）を帯状ゴム材料Ｇから切り離す位置（切除位置）Ｃまでの距離Ｌ１が予め設定されており、ジョイント完了後の搬送距離をコンベアｂに設けられたエンコーダにより算出して、算出された搬送距離が距離Ｌ１に達した時、切除位置Ｃにサイズ変更箇所が到着したとみなして搬送を停止させる。

しかし、この方法の場合、搬送距離が距離Ｌ１に達したと判断して搬送を停止させたにも拘らず、サイズ変更箇所の実際の停止位置と切除位置Ｃとの間に大きな誤差が生じることがある。これは、搬送中の帯状ゴム材料Ｇの全体の長さが、ゴムの種類や形状、コンベア速度などにより変化し、この長さの変化による誤差が長い距離を搬送されている間に大きくなるためである。

以上のように、この方法の場合、実際の停止位置と切除位置Ｃとの間に大きな誤差が生じる恐れがあり、停止後に誤差を修正する処理や、切除位置Ｃの前後でサイズ変更箇所の位置を目視確認する作業が行われていた。この結果、作業者の負荷が大きくなったり、人員の新たな配置が必要になることに伴う作業ロスが発生したりしていた。

（２）第２の方法
図７は、従来の帯状ゴム材料の搬送制御方法の他の一例を説明する図であり、上記した第１の方法に替えて、近年では、サイズ変更箇所の停止位置の誤差を小さくするために行われている。

第２の方法では、コンベアｂの途中に色識別センサｄを設置し、センサ設置位置Ｂから切除位置Ｃまでの距離Ｌ２を予め設定する。そして、押出開始直後のマーキング位置Ｍにおいて帯状ゴム材料の始端部にマーキングを施した後に、先行するサイズが異なる帯状ゴム材料の終端部とジョイントして搬送を行い、このマーキングを色識別センサｄが検出すると、その後の搬送距離をコンベアｂに取り付けられたエンコーダが算出して、算出された搬送距離が距離Ｌ２に達した時、切除位置Ｃにサイズ変更箇所が到着したとみなして搬送を停止させる。

この搬送制御方法の場合、センサ設置位置Ｂから切除位置Ｃまでの距離Ｌ２が短いため、帯状ゴム材料の長さの変化による誤差を小さくすることができる。しかし、一方で、マーキングを施すために搬送を停止させる必要があり、生産効率が低下する原因になる。また、マーキング不良などにより色識別センサｄでマーキングを検出できないこともあり、このような場合には、切除位置Ｃで帯状ゴム材料の搬送を停止できないため、サイズの異なる帯状ゴム材料が混入して同じリールｃに巻き取られてしまい、別途処置が必要になる。

以上のように、従来の方法は、搬送される帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を所定の位置で適切に停止させることが難しかった。

２．本発明の実施の形態
本発明は、上記した従来の各技術の問題点を解決するためになされたものであり、以下、実施の形態に基づいて本発明を具体的に説明する。

図１は本実施の形態に係る帯状ゴム材料の搬送制御方法を説明する図である。本実施の形態においては、従来と同様に、押出機１で押出成形された帯状ゴム材料Ｇをコンベア２上を搬送して巻取装置のリール３に巻き取るように構成された生産ラインにおいて、帯状ゴム材料Ｇのサイズ変更箇所をリール３手前の切除位置Ｃに停止させるためにコンベア２による搬送を制御する。

しかし、本実施の形態においては、従来と異なり、コンベア２の途中の上方に帯状ゴム材料Ｇの厚みを測定する変位センサ４を幅方向に複数配置し、測定された帯状ゴム材料Ｇの厚みと別途設定されている閾値とを比較することによりサイズ変更箇所を検出し、検出結果に基づいて帯状ゴム材料Ｇの搬送を制御している。

（１）変位センサ
帯状ゴム材料のサイズ変更箇所は、前記した通り、サイズ変更前後の帯状ゴム材料の端部同士を重ね合わせてジョイントしているため、他の部分よりも厚くなっている。本実施の形態に係る搬送制御装置では、変位センサ４を用いてコンベア２上を搬送される帯状ゴム材料Ｇの厚みを連続的に測定し、厚みの変化に基づいて帯状ゴム材料Ｇのサイズ変更箇所が変位センサ４の下方を通過したタイミングを検出している。このため、従来の第２の方法のようにサイズ変更箇所にマーキングを行う必要がない。

変位センサ４はコンベア２の途中のセンサ設置位置Ｂに設置されており、前記したサイズ変更箇所の実際の停止位置と切除位置Ｃとの間の誤差を小さくするためにはセンサ設置位置Ｂから切除位置Ｃまでの距離Ｌ２を短くすることが好ましいことから、コンベア２の下流側であって切除位置Ｃの手前に設置されることが好ましい。

図２は図１のセンサ設置位置Ｂにおける変位センサ４の配置を模式的に示す図であり、（ａ）は幅方向の断面図、（ｂ）は平面図である。図２に示すように、変位センサ４は、帯状ゴム材料Ｇの幅方向に対して所定の間隔を空けて複数、図２では２個設置されている。

変位センサ４としては、サイズ変更箇所において厚みが増す帯状ゴム材料Ｇが接触して損傷されることを防止するという観点から非接触式の変位センサが好ましい。このような非接触式の変位センサとしては、例えば、帯状ゴム材料Ｇの表面にレーザー光を照射し、非接触で測定するレーザー式の変位センサを挙げることができる。そして、変位センサ４の測定精度としては、サイズ変更箇所における厚みの変化を確実に検出するという観点から、０．５ｍｍ程度であることが好ましい。

また、変位センサ４が配置されている高さは、帯状ゴム材料Ｇ、特に厚みが厚いサイズ変更箇所との接触をより適切に防止するという観点から、コンベア２の搬送面２ａから垂直方向上方に２０〜６０ｍｍであることが好ましく、通常５０ｍｍ程度が好ましい。

この変位センサ４を用いて行う帯状ゴム材料Ｇの厚み測定は、コンベア２の搬送面２ａを基準として帯状ゴム材料Ｇの高さ方向の距離の変位に基づいて測定することにより行うことが好ましい。これにより、サイズ変更により搬送中の帯状ゴム材料Ｇの厚みが変化した場合であっても、基準となる高さを再設定することなく測定を連続して行うことができる。

そして、変位センサ４は、前記したように、帯状ゴム材料Ｇの幅方向に対して所定の間隔を空けて複数設置される。これにより、最大幅が２１０ｍｍ程度に達する帯状ゴム材料Ｇの幅方向における厚みのばらつきにより誤検出が生じることを防止することができる。

即ち、帯状ゴム材料のプロファイルによっては、帯状ゴム材料の表面に凹凸が形成され幅方向の厚みにばらつきが生じていることがある。このような帯状ゴム材料の厚みを１つの変位センサで計測した場合、幅方向の厚みのばらつきによりサイズ変更箇所の誤検出が生じる可能性がある。

また、変位センサの間隔は、通常７５ｍｍ程度が好ましい。

（２）検出手段
変位センサ４により測定された帯状ゴム材料Ｇの厚みは、帯状ゴム材料Ｇのサイズ変更箇所を検出するための検出手段（図示省略）に送信される。検出手段には予め閾値が設定されており、連続的に測定して受信された帯状ゴム材料Ｇの厚みと閾値とを常時比較している。

この閾値は、帯状ゴム材料Ｇの種類、サイズなどに応じて適宜設定される。仕様厚みなどに基づいて、サイズ変更箇所の厚みを考慮した一定の数値を予め閾値として設定してもよいが、変位センサ４により計測された帯状ゴム材料Ｇの厚みの平均値の１．１〜２．０倍にすることが好ましく、一般的に平均値の１．３倍程度に設定することが好ましい。

閾値を厚みの平均値の１．１倍よりも低い値に設定すると、サイズ変更箇所でない箇所で閾値を超えることがありサイズ変更箇所を検出することが難しくなる。２．０倍よりも大きい値に設定すると、サイズ変更箇所の厚みよりも閾値が大きくなり適切な検出ができなくなる。

この場合、サイズ変更箇所を一度検出した後は、閾値がリセットされ、サイズ変更箇所検出後の帯状ゴム材料Ｇの厚みの平均値に基づいた閾値が新たに設定される。これにより、サイズ変更により帯状ゴム材料の厚みが変化しても、変更後の帯状ゴム材料の厚みに対応した閾値を適切に設定することができる。

そして、変位センサ４により測定された帯状ゴム材料Ｇの厚みが閾値を超えた時、帯状ゴム材料Ｇのサイズ変更箇所が変位センサ４の下方を通過したと判断し、その検出結果を制御手段に送信する。

（３）制御手段
制御手段は、検出手段がサイズ変更箇所を検出すると、帯状ゴム材料Ｇを所定距離搬送して停止するようにコンベア２による帯状ゴム材料Ｇの搬送を制御する。このような制御手段としては、例えばプログラマブルシーケンサ、マイコン、パーソナルコンピュータ、その他の制御デバイスを用いることができる。

本実施の形態では、帯状ゴム材料Ｇの搬送距離を算出するエンコーダがコンベア２（図１参照）の駆動軸に取り付けられており、検出手段からサイズ変更箇所の検出結果を受信すると、エンコーダによる搬送距離の算出を開始する。

エンコーダは、検出手段からの指示により、コンベア２の駆動軸の回転数に基づいて帯状ゴム材料の搬送距離を算出し、算出した搬送距離を制御手段に送信する。

そして、制御手段には、センサ設置位置Ｂから切除位置Ｃまでの距離Ｌ２が設定されており、エンコーダにより算出された搬送距離が距離Ｌ２と等しくなった時にコンベア２による搬送を停止させることにより、帯状ゴム材料Ｇのサイズ変更箇所を切除位置Ｃに停止させることができる。

このように、コンベアの途中に変位センサを配置して、算出する搬送距離を短くすることにより、搬送中の帯状ゴム材料の長さの変化により生じる停止位置の誤差を小さくすることができる。例えば、従来の第１の方法では、切除位置Ｃに対して実際の停止位置に４ｍ程度の誤差が生じていたが、本実施の形態によれば誤差を２ｍ程度まで減らすことができる。このため、サイズ変更箇所の位置調整に要する手作業の時間を短くすることができる。

また、上記した通り、従来の第２の方法のようにサイズ変更箇所へのマーキングを行わないため、マーキングのために搬送を停止させる必要がなく、生産効率の向上に貢献することができる。さらに、マーキング不良などによりサイズ変更箇所が検出できなくなることがない。この結果、サイズ変更箇所を切除位置に確実に停止させることができる。

（４）その他の好ましい条件
上記した以外の好ましい条件について説明する。

例えば、検出手段は、複数の変位センサにより測定された全ての帯状ゴム材料の厚みが、設定された閾値を超えた場合にサイズ変更箇所を検出したと判断するように設定されていることが好ましい。

また、搬送速度が速くなると帯状ゴム材料が伸びて長さの変化が発生して停止位置の誤差が大きくなるため、コンベアによる帯状ゴム材料Ｇの搬送速度は３０ｍ／ｍｉｎ以下に設定されていることが好ましい。

そして、上記した実施の形態では変位センサを２個配置しているが、変位センサの数を増やすことにより、よりきめ細かい測定が可能となり、より信頼性の高い検出を行うことができる。このとき、具体的な変位センサの数は帯状ゴム材料の表面プロファイルや幅に応じて適宜増減することが好ましい。

１．実施例および比較例
（１）実施例
上記した本実施の形態に係る搬送制御装置を用い、変位センサによる測定結果に基づいて帯状ゴム材料Ｇのサイズ変更箇所を図１中の切除位置Ｃに停止させた。

（２）比較例
図３は比較例に係る帯状ゴム材料の搬送制御方法を説明する図であり、図４は図３のセンサ設置位置におけるフリーローラーの配置を模式的に示す図である。

比較例の場合、図３に示すように、本実施の形態の変位センサの代わりに、高さ方向に移動可能なフリーローラー５が、搬送中の帯状ゴム材料の表面に接触するようにセンサ設置位置Ｂに設置されている。そして、図４に示すように、このフリーローラー５が持ち上がった高さを検出するように近接センサ６が配置されている。

この比較例の搬送制御装置は、近接センサ６によって計測したフリーローラー５の持ち上がり高さに基づいて帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を検出し、検出結果に基づいてコンベア２による搬送を制御する。比較例においては、このような搬送制御装置を用いて、帯状ゴム材料Ｇのサイズ変更箇所を図３中の切除位置Ｃに停止させた。

２．評価
実施例では、変位センサを用いて帯状ゴム材料の厚みを連続的に測定することにより、サイズ変更箇所を正確に検出することができ、検出結果に基づいてサイズ変更箇所を切除位置Ｃに適切に停止させることができていた。

一方、近接センサとフリーローラーを用いた比較例では、近接センサの高さ方向の位置が固定されているため、サイズ変更による帯状ゴム材料の厚みの変化に対応できず、サイズ変更箇所を検出することができない場合があった。

具体的には、近接センサを低すぎる位置に設置した場合、サイズ変更箇所がセンサ設置位置を通過していないにも拘らず、サイズ変更箇所が通過したとの誤検出が発生した。一方、高すぎる位置に設置した場合、サイズ変更箇所がセンサ設置位置を通過したにも拘らず、サイズ変更箇所が検出されないことがあった。

比較例において、これらの問題を解決するためには、帯状ゴム材料のサイズ変更の度に近接センサの高さ位置を変更する必要があり、作業者の調整による作業ロスが生じるが、実施例の場合にはこのような問題が生じることがない。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１、ａ 押出機
２、ｂ コンベア
２ａ コンベアの搬送面
３、ｃ リール
４ 変位センサ
５ フリーローラー
６ 近接センサ
ｄ 色識別センサ
Ａ ジョイント位置
Ｂ センサ設置位置
Ｃ 切除位置
Ｇ、Ｇ１、Ｇ４ 帯状ゴム材料
Ｇ２ 帯状ゴム材料の終端部
Ｇ３ 帯状ゴム材料の始端部
Ｌ１ ジョイント位置から切除位置までの距離
Ｌ２ センサ設置位置から切除位置までの距離
Ｍ マーキング位置

Claims (8)

1. 押出成形されてコンベア上を搬送される帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を検出し、検出結果に基づいて前記帯状ゴム材料の搬送を制御する帯状ゴム材料の搬送制御装置であって、
   前記コンベアの途中の上方に配置されて、前記コンベア上を搬送される前記帯状ゴム材料の厚みを測定する変位センサと、
   測定された前記帯状ゴム材料の厚みと別途設定されている閾値とを比較して、前記サイズ変更箇所を検出する検出手段と、
   前記検出手段が前記サイズ変更箇所を検出すると、前記帯状ゴム材料を所定距離搬送して停止するように、前記コンベアによる前記帯状ゴム材料の搬送を制御する制御手段と
   を備えており、
   前記変位センサが前記帯状ゴム材料の幅方向に所定の間隔を隔てて複数配置されていることを特徴とする帯状ゴム材料の搬送制御装置。
2. 前記閾値が、前記変位センサにより計測された前記帯状ゴム材料の厚みの平均値の１．１〜２．０倍に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置。
3. 前記検出手段が、複数の前記変位センサの各々により測定された厚みの全てが前記閾値を超えた場合、前記サイズ変更箇所を検出したと判断するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置。
4. 前記変位センサの配置されている高さが、前記コンベアの搬送面から垂直方向上方に２０〜６０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置。
5. 前記変位センサが、前記帯状ゴム材料の厚みの測定を前記コンベアの搬送面を基準として行うように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置。
6. 前記変位センサが、非接触式の変位センサであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置。
7. 前記コンベアによる前記帯状ゴム材料の搬送速度が、３０ｍ／ｍｉｎ以下に設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の帯状ゴム材料の搬送制御装置を用いた帯状ゴム材料の搬送制御方法であって、
   前記検出手段が前記帯状ゴム材料のサイズ変更箇所を検出すると、前記帯状ゴム材料を所定距離搬送して停止するように、前記コンベアによる前記帯状ゴム材料の搬送を制御する
   ことを特徴とする帯状ゴム材料の搬送制御方法。

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