JP4322380B2 - シート厚み又はうねり計測方法及び装置 - Google Patents
シート厚み又はうねり計測方法及び装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合成樹脂、金属、紙、木材、ガラス、セラミック、その他、各種のフィルムやシート、ラミネートフィルム、コーティング膜、シート状食品等（以下、単にシートと称する。）の製造工程に設置され、製造されるシートの厚み又はうねりを計測して、表示記録し、製造工程の監視、或いは、目標値から外れると補正させるため等に使用されるシート厚み又はうねり計測方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シートを通過させるべき開口部を有する本体フレームと、一対のシート厚み計測センサを有する一対の計測ヘッドと、該一対の計測ヘッドをシートの通過方向に直交する幅方向に移動させる移動機構とを具備し、前記一対のシート厚み計測センサによりシート厚みを計測し、表示するようになしたシート厚み計測装置が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シートの製造工程では、シートから発散される輻射熱や摩擦熱等によって計測装置の本体フレームや各計測ヘッドの移動機構のガイド部材に反りや曲がり等の熱変形や歪みが発生し、計測精度を低下させる問題がある。
【０００４】
この問題を解決する方法として、定期的に計測センサの基準値（例えば、ゼロ点又はマスターゲージ等の基準となる厚み）を較正させることが知られている。
【０００５】
この基準値の較正は、シートの計測領域外の位置まで一対の計測ヘッドを移動させて、その位置で一対の計測センサを相互に接近させて直接接触させることにより、又は、マスターゲージ等の基準となる厚み部分に間接的に接触させることにより行われる。具体例で説明すると、前回の基準値較正時点から今回の基準値較正時点までの間に、本体フレームに熱変形が発生していた場合、今回の基準値較正時点で一対の計測センサをマスターゲージに相互に接近させて、該マスターゲージの厚みを一対の計測センサで計測させると、その計測値は、前回に比べて、本体フレームが熱変形した分だけ変化していることになる。そこで、今回計測したマスターゲージの計測値を基準値とするように計測系統を較正させておき、この状態でシートの厚み計測動作を再開させることになる。なお、マスターゲージを使用せず、一対の計測センサを相互に接近させて直接接触させる場合には、ゼロ点を較正させることになる。
【０００６】
しかるに、上記基準値の較正方法には、次のような問題点がある。すなわち、基準値の較正動作を行う位置は、シートの計測領域外の位置であるため、シートの計測領域内での本体フレームや各計測ヘッドの移動機構のガイド部材の熱変形状態がどのようになっているのかが解らないという問題がある。これは、計測センサの基準面となるマスターゲージをシートの通過位置に設定することができないことに起因するのであるが、シートの厚み計測精度をミクロンオーダーまで必要とする分野においては、計測精度の信頼性が低下するという重大な問題となる。
【０００７】
上記問題を回避するには、各計測ヘッドの移動機構のガイド部材の移動案内部、例えば、ガイドバーの直線精度を向上させることや、このガイドバーと計測ヘッドとの摺動面のガタをなくすこと、その他、ガイドバーの熱変形を逃がすような工夫をすること等が必要となり、これらの対策を行うには、装置の製造費が嵩むという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、安価な手段で、シートの計測領域内での基準値の較正を随時、正確に行うことを可能とすることである。
【０００９】
本発明の別の目的は、基準面の特性マップ（シートの計測領域全体の基準値の較正マップ）作成手段及びその補正手段を簡単な構成とすることである。
【００１０】
本発明の他の目的は、以下の記述の中で明らかにされる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のシート厚み計測方法は、一対の計測ヘッドをシートの幅方向に移動させ、該計測ヘッドに取付けた一対のシート厚み計測センサによりシート厚みを計測させ、このシート厚みの計測値を予め作成した前記計測ヘッドの移動機構のシート幅方向の特性マップで補正させることを前提技術とする。そして、特に本発明は、前記特性マップの作成基準面として、光又はビーム等の高指向性電磁波を使用したことを特徴とする。
【００１２】
具体的には、特性マップの基準面となる光又はビーム等の高指向性電磁波を本体フレームの一方から各計測ヘッドの移動方向と略平行に発信させるようにし、かつ、各計測ヘッドの一部又はシート厚み計測センサの一部に非接触式位置検出手段を取付けておき、定期的又は毎回の計測動作中連続的或いは随時、前記非接触式位置検出手段によって前記光又はビーム等の高指向性電磁波を受信させて前記基準面に対する前記計測ヘッドの変位を検出させ、この検出値により、前記特性マップを補正させるようになしたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、基準面の特性マップの補正を随時、正確に行うことが可能であり、かつ、基準面の特性マップ作成手段及びその補正手段を簡単な構成とすることも可能である。
【００１４】
上記シート厚み計測方法は、接触式のシート厚み計測センサを使用するとき、定期的又は毎回の計測動作中連続的或いは随時、一対の計測ヘッドの移動範囲の両端で、前記一対のシート厚み計測センサを相互に接近させて該センサ同士を直接接触させ、或いは、マスターゲージに接触させて基準値の較正を行わせるものである。
【００１５】
また、上記シート厚み計測方法は、非接触式のシート厚み計測センサを使用するとき、定期的又は毎回の計測動作中連続的或いは随時、一対の計測ヘッドの移動範囲の両端で、前記一対のシート厚み計測センサをマスターゲージに相互に接近させて基準値較正を行わせるものである。
【００１６】
上記のように基準値の較正を行わせる時点は、特性マップの作成時及び補正時である。
【００１７】
本発明のシート厚み計測方法は、一対の計測ヘッドをシートの幅方向に移動させ、該計測ヘッドに取付けた一対のシート厚み計測センサによりシート厚みを計測させ、これと併行して、本体フレームの一方から各計測ヘッドの移動方向に略平行に発信させた光又はビーム等の高指向性電磁波を各計測ヘッドに設けた非接触式位置検出手段により受信させて前記高指向性電磁波を基準面とした各計測ヘッドのシート厚み方向の変位を検出させ、前記各計測ヘッドに取付けた計測センサによるシート厚みの計測値を、前記非接触式位置検出手段により検出させた各計測ヘッドの基準面からの変位で直接補正させるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
この方法によれば、特性マップを省略して各計測センサの計測値を直接補正させるものであるから、熱変位等をリアルタイムで捕捉して正確なシート厚みの計測を可能とする。
【００１９】
本発明のシート厚み計測装置は、シートを通過させるべき開口部を有する本体フレームと、一対のシート厚み計測センサを有する一対の計測ヘッドと、該一対の計測ヘッドをシートの通過方向に直交する幅方向に移動させる移動機構とを具備し、前記一対のシート厚み計測センサによりシート厚みを計測し、このシート厚みの計測値を予め作成した各計測ヘッドの移動機構のシート幅方向の特性マップで補正させるようにしたことを前提技術とする。そして、本発明のシート厚み計測装置は、特性マップの作成基準面となる光又はビーム等の高指向性電磁波を本体フレームの一方から各計測ヘッドの移動方向に略平行に発信するために本体フレームの一方に取付けられた高指向性電磁波発信手段と、前記光又はビーム等の高指向性電磁波を受信して各計測ヘッドのシート厚み方向の位置変化を検出するために各計測ヘッドの一部又はシート厚み計測センサの一部に取付けられた非接触式位置検出手段とを具備させたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明のシート厚み計測装置は、各非接触式位置検出手段に光又はビーム等の高指向性電磁波を発信させるための手段が、一個の高指向性電磁波発信手段と、該高指向性電磁波発信手段から発信された光又はビーム等の高指向性電磁波を分岐する手段とで構成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のシート厚み計測装置は、各非接触式位置検出手段の設置位置が、各シート厚み計測センサの計測軸線上又はその近傍位置に設置してあることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明のシート厚み計測装置は、非接触式位置検出手段が、高指向性電磁波発信手段から発射された光又はビーム等の高指向性電磁波を変向して受信するための変向手段を含んでいることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明のシート厚み計測装置は、高指向性電磁波発信手段が単一の光軸からなる平行光線を発射するものであることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明のシート厚み計測装置は、高指向性電磁波発信手段が平行な複数の光軸からなる平行光線を発射するものであることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明のシート厚み計測装置は、平行光線発射手段がレーザー光発生器であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明のシート厚み計測装置は、非接触式位置検出手段がシートの厚み方向に平行な一次元の位置検出手段であることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明のシート厚み計測装置は、非接触式位置検出手段が、シートの厚み方向を含む二次元の位置検出手段であることを特徴とする。
【００２８】
さらに、本発明のシート厚み計測装置は、非接触式位置検出手段が、光学式位置検出手段であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明のシートうねり計測装置は、本発明に係るシート厚み計測装置を用い、高指向性電磁波発信手段と非接触式位置検出手段とをシートの片面に配置してシートの片面のうねりを計測することを特徴とする。特に、うねりの計測は、本発明に係るシート厚み計測装置を片方にだけ設置して実施することもできるが、両方に設置したものを兼用し、不要な方を停止し、必要な方だけを使用して実施するのが好ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施例を示す全体の概略正面図であって、図１において、１は本体フレーム、２は計測ヘッド、３はシート厚み計測センサ、４は移動機構、５は高指向性電磁波発信手段、６は非接触式位置検出手段、７はマスターゲージ、８は動作プログラムの設定制御部、９はシートを示す。
【００３１】
本体フレーム１は、シート９を通過させるべき開口部１ａを有する枠状をなし、基台１ｂ上に固定される。基台１ｂは、設置場所の床面等に対して、高さ調節可能とされ、かつ、移動用の車輪を装備させることができる。
【００３２】
計測ヘッド２は、本体フレーム１に移動機構４を介してシート９の通過方向に直交する幅方向（図１の左右方向）に移動可能に支持されている。
【００３３】
シート厚み計測センサ３は、シート９面に接触して厚みの変化を検出する接触式センサ、或いは、非接触式センサの何れであってもよい。シート厚み計測センサ３は、計測ヘッド２の一部に接近離隔手段２ａを介してシート９面に接近離隔可能に取付けたり、或いは、直接取付けられる。接近離隔手段２ａは、例えば、流体圧シリンダ、その他、適宜のアクチュエータが採用される。
【００３４】
また、シート厚み計測センサ３は、リニアゲージ、電気マイクロメータ、エア式、光学反射式、レーザー反射式、超音波反射式、静電容量式、磁気誘導式、その他、厚みを計測する何れの変位検出方式を採用してもよい。
【００３５】
移動機構４は、計測ヘッド２をシート９の幅方向に移動させるためのもので、例えば、図１に示すように、ガイドバー４ａと、ボールねじ軸４ｂと、ボールナット部材４ｃと、正逆回転モータ４ｄとで構成し、ガイドバー４ａとボールねじ軸４ｂとを、計測ヘッド２の移動方向に沿って本体フレーム１に取付け支持させる。そして、計測ヘッド２は、スライド部材４ｅを介して、ガイドバー４ａに沿って移動可能に装着する。また、計測ヘッド２は、ボールナット部材４ｃを介して、ボールねじ軸４ｂに螺合させ、ボールねじ軸４ｂの一端に連結した正逆回転モータ４ｄを正回転又は逆回転させて図１の右方向又は左方向へ移動せしめられる。計測ヘッド２の移動量は、ボールねじ軸４ｂの他端に設置されたロータリーエンコーダー４ｆによって後述する動作プログラムの設定制御部８にフィードバックされる。図１は、シート９の上下両面に計測ヘッド２と移動機構４とをそれぞれ設置したが、正逆回転モータ４ｄは、１個とし、適宜の連動機構（図示省略）で連動させるようにしてもよい。また、移動機構４は、上記ボールねじ方式以外に、プーリーとベルトを使用したり、その他の移動機構を採用してもよい。なお、シート９のうねりを計測する場合には、シート９の片面にだけ計測ヘッド２を設置する構造とする。
【００３６】
高指向性電磁波発信手段５は、本体フレーム１の一方から計測ヘッド２の移動方向に略平行に、特性マップの作成基準面となる光又はビーム等の高指向性電磁波５ａを発信するためのもので、図１に示すように、本体フレーム１の一側に固定配置されている。
【００３７】
上記高指向性電磁波発信手段５は、例えば、図２の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、単一の光軸からなる平行光線等の高指向性電磁波５ａを発射するものか、又は、図２の（Ｃ）に示すように、平行な複数の光軸からなる平行光線等の高指向性電磁波５ａを発射するものの何れで構成してもよい。
【００３８】
また、上記高指向性電磁波発信手段５は、レーザー光発生器であってもよいし、光学レンズ系によって指向性を持たせた平行光線を発射するものでもよい。
【００３９】
非接触式位置検出手段６は、前記光又はビーム等の高指向性電磁波発信手段５の発信する光又はビーム等の高指向性電磁波５ａを受信して計測ヘッド２のシート厚み方向の位置変化を検出して特性マップを作成させるため及び特性マップを補正させるために、図１に示すように、計測ヘッド２の一部に固定配置されている。特性マップの作成手段及び補正手段（図示省略）は、後述する動作プログラムの設定制御部８に組込まれたＣＰＵを利用して演算、記憶及び更新するように前記動作プログラムの設定制御部８内に組込まれる。
【００４０】
上記非接触式位置検出手段６は、図２の（Ａ）に示すように、集光レンズ６ａと組み合わされたシート９の厚み方向に平行な一次元の位置検出手段６ｂを使用するか、又は、更に精度を上げるために、図２の（Ｂ）に示すように、光又はビーム等の高指向性電磁波５ａの中心乃至重心位置を検出させるためにシート９の厚み方向を含む二次元の位置検出手段６ｃを集光レンズ６ａと組み合わせて使用する。何れの場合においても、受信した光又はビーム等の高指向性電磁波５ａの中心乃至重心位置の位置座標値を一次元の場合は、Ｘ座標値又はＹ座標値として検出させ、二次元の場合は、Ｘ座標値とＹ座標値として検出させるものである。
【００４１】
上記非接触式位置検出手段６は、ＣＣＤ、ＰＳＤ（フォトダイオードを応用した半導***置検出素子）等の光学式位置検出手段又は電磁波式位置検出手段で構成される。
【００４２】
また、非接触式位置検出手段６の計測ヘッド２への設置位置は、シート厚み計測センサ３の計測軸線上又はその近傍位置に設置する。
【００４３】
更に、非接触式位置検出手段６は、図２の（Ｄ）に示すように、高指向性電磁波発信手段５から発射された光又はビーム等の高指向性電磁波５ａを反射鏡等の変向手段６ｄで約９０度変向して受信するように計測ヘッド２の一部又はシート厚み計測センサ３の一部に取付けてもよい。このようにすれば、高指向性電磁波発信手段５から発射された光又はビーム等の高指向性電磁波５ａを基準面として、この基準面に対する計測ヘッド２の上下方向の変位を水平方向の変位に変換して検出させることができる。
【００４４】
また、図２の（Ｅ）に示すように、光又はビーム等の高指向性電磁波発信手段５として、平行な複数の光軸からなる平行光線等の高指向性電磁波５ａを発射するものを使用し、かつ、受信側に反射鏡等の変向手段６ｄを使用することにより、計測ヘッド２に傾斜が発生した場合、非接触式位置検出手段６側において、複数の光軸間距離に対応する受光光軸間距離が変化し、この変化量から、計測ヘッド２の傾きを検出して特性マップを作成させたり、また、特性マップを補正させることができる。
【００４５】
動作プログラムの設定制御部８は、特性マップの作成手順、シート厚みの計測動作手順、特性マップの補正手順等の動作プログラムを設定制御させるためのもので、操作盤（図示省略）などに設置される。また、動作表示手段や設定値表示手段等も適宜設置される。
【００４６】
本発明の第１実施例は、以上の構成からなり、次に動作を図１を参照して説明する。
【００４７】
特性マップの作成は、シート９がない状態（あってもよい）で行うもので、先ず、一対の計測ヘッド２、２を移動機構４、４によって、移動範囲の片端（例えば、図１の左端）に移動させ、その位置でマスターゲージ７に向けて一対のシート厚み計測センサ３、３を相互に接近させ、基準値の較正を行わせる。
【００４８】
接触式センサを採用する場合では、マスターゲージ７に上記センサ３、３を接触させ、そのときの各センサ３、３の計測値を検出させ、その値をゼロ点又は基準値（ゲージ７の実際の厚さ）としてマップ作成手段に記憶させる。
【００４９】
また、非接触センサを採用する場合では、上記センサ３、３をマスターゲージ７に所定距離まで相互に接近させる。この所定距離は、例えば、エア式の場合では、エアノズルの背圧が一定値になる距離（隙間）であり、光学反射式の場合では、受光器側の焦点距離が合うところを意味する。そして、上記所定距離まで接近させた状態で、上記センサ３、３の計測値を検出させ、その値を図１の左端における基準面のゼロ点又は基準値（ゲージ７の実際の厚さ）としてマップ作成手段に記憶させる。
【００５０】
次に、上記センサ３、３を上下に離隔させておき、或いはそのままの状態で、移動機構４により計測ヘッド２、２を他端（例えば、図１の右端）に向けて移動させ、そのときの計測ヘッド２、２の上下方向の変位を、高指向性電磁波発信手段５の光又はビーム等の高指向性電磁波５ａ、５ａを基準面として、非接触式位置検出手段６、６で、連続的又は断続的に検出してマップ作成手段に記憶させる。そうすると、例えば、図３に示すような特性マップＭＰが得られる。そして、上記他端において、一対のセンサ３、３を当該他端に設置してあるマスターゲージ７に向けて相互に接近させ、この時の上記一対のセンサ３、３の計測値を検出させる。この検出値を図１の右端における基準面のゼロ点又は基準値としてマップ作成手段に記憶させる。
【００５１】
図１の左右両端でのマスターゲージ７に対する一対のセンサ３、３の検出値（実測値）を比較させると、その差は、前記上下の高指向性電磁波５ａ、５ａの左右両端での初期開き量に相当することになる。これをマップ作成手段に、上下の高指向性電磁波５ａ、５ａの左右両端での初期開き量として記憶させておく。
【００５２】
本発明において、基準面となる高指向性電磁波発信手段５から発信される光又はビーム等の高指向性電磁波５ａ、５ａは、上下で幾何学的に平行である必要はなく、若干開いていてもよい。図３は、その状態を誇張して示しており、ある程度の平行度を有しておればよい。この開きは、図１の左右両端でのマスターゲージ７に対する一対のセンサ３、３の検出値（実測値）をゼロ点又は基準値に較正することにより、シート９の厚み計測中における上下の基準面を幾何学的に平行として取り扱うことができるようになる。
【００５３】
以上により、上下の基準面が制御手段内で電気的に平行に修正され、かつ、この基準面に対して、各計測ヘッド２、２の移動機構４、４のガイドバー４ａ、４ａの平面精度をシート９の計測領域全長に亘る特性マップＭＰが作成できたことになる。要するに、本発明は、ハード面の精度をソフト面で向上させているのである。
【００５４】
次に、シート９の厚みを計測させる動作を説明する。このときには、計測ヘッド２、２を移動機構４、４で移動させ、上下のシート厚み計測センサ３、３でシート９の厚みを計測させる。この計測値には、移動機構４、４の上下方向のガタ等が含まれている。そこで、上下のシート厚み計測センサ３、３の計測値を前記特性マップＭＰで補正させて、シート９の厚み（基準値に対する変化量）として計測記憶及び表示させる。
【００５５】
そして、定期的又は毎回の計測動作中連続的或いは随時、特性マップＭＰの補正を行わせる。この特性マップＭＰの補正は、前記した特性マップＭＰの作成時と同要領で行うものである。これにより、本体フレーム１等の熱変形が補正された特性マップＭＰが得られる。この後のシート厚みの計測動作においては、計測センサ３、３の計測値を更新された特性マップＭＰで補正させるものである。
【００５６】
上記特性マップＭＰの補正動作は、シート厚み計測動作と別に行わせる場合と、同時に併行して行わせる場合とのいずれであってもよい。
【００５７】
別に行わせる場合には、特性マップＭＰの補正動作時、センサ３、３の計測値を無視（又は不作動）させて行い、また、シート厚み計測動作時、非接触式位置検出手段６、６を不作動又は無視させて行わせる。
【００５８】
同時に行わせる場合には、上下のシート厚み計測センサ３、３でシート９の厚みを計測記憶させると同時に、高指向性電磁波発信手段５、５から発信される高指向性電磁波５ａ、５ａに対する非接触式位置検出手段６、６の検出値を取り込んで、特性マップＭＰの補正を行わせ、この特性マップＭＰで前記シート厚み計測センサ３、３の計測記憶値を補正させて、シート９の厚みとして計測記憶及び表示させるものである。
【００５９】
この場合、特性マップＭＰを省略し、上下のシート厚み計測センサ３、３でシート９の厚みを計測記憶させると同時に、高指向性電磁波発信手段５、５から発信される高指向性電磁波５ａ、５ａに対する非接触式位置検出手段６、６の検出値を取り込んで、この検出値により前記計測センサ３、３の計測値を直接補正させて、これをシート９の厚みとして計測記憶及び表示させてもよいことが理解されるであろう。即ち、この場合では、特性マップＭＰを省略し、毎回のシート９の厚みを計測する際に、上記の補正を行わせるものである。このようにすれば、移動機構４、４の精度誤差や本体フレーム１の組立誤差を含めて、熱変形及び振動等の誤差要因をリアルタイムで補正しながらシート９の厚みを高精度に計測することができる。
【００６０】
また、本発明のシート厚み計測装置は、図４に示すように、高指向性電磁波発信手段５が１つだけ本体フレーム１の一側に固定配置され、非接触式位置検出手段６がシート９の両面の計測ヘッド２、２の一部に夫々固定配置され、前記高指向性電磁波発信手段５から発信された光又はビーム等の高指向性電磁波５ａが、ハーフミラー等の分岐手段５ｂ及び反射鏡等の変向手段５ｃとにより上記非接触式位置検出手段に夫々受信せしめられるようになされている。分岐・変向手段としては、プリズム等を利用することも可能である。上記分岐・変向手段は、夫々の光軸に対応して、本体フレーム１に固定配置するものである。この場合の動作は、前記第１実施例とほぼ同様であるから省略する。
【００６１】
さらに、図５に示すように、高指向性電磁波発信手段５の配置側端部と反対側の端部にシート９の上下両面の光軸に対応させて全反射ミラー５ｄとハーフミラー５ｅとを本体フレーム１に固定配置し、これに対応して、変位検出手段１０を本体フレーム１に固定配置し、この変位検出手段１０によって、本体フレーム１の他端で本体フレーム１の変位量（上下方向の開き量）を検出させることも可能である。この変位検出手段１０は、前記図２の（Ａ）に示す非接触式変位検出手段６と同様のものを使用すればよく、また、この場合における一対の計測ヘッド２、２に設置する非接触式位置検出手段６、６は、図２の（Ｄ）に示す反射鏡等の変向手段６ｄの代わりにハーフミラーを４５度の角度で設置したものを使用するものとする。
【００６２】
シート厚み計測装置の実施例について述べたが、本発明のシート厚み計測装置は、シート９の上面又は下面のうねりを計測する場合にも利用することができる。この場合、上下一対の計測ヘッド２、２のうちの一方だけを使用して行えばよい。なお、この場合、シート厚み計測センサ３はシートうねり計測センサと呼ぶのが相応しい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明のシート厚み計測方法によれば、基準面の特性マップの補正を随時、正確に行うことが可能であり、かつ、基準面の特性マップ作成手段及びその補正手段を簡単な構成とすることも可能である。
【００６４】
また、本発明のシート厚み計測装置によれば、上記方法発明の実施に好適な装置を安価に提供することができる。
【００６５】
更に、本発明によれば、シート厚みの計測精度を格段に向上させることができる。
【００６６】
また、本発明は、シートのうねりを計測する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す全体の概略正面図。
【図２】（Ａ）は一次元の非接触式位置検出手段の概略構成図、（Ｂ）は二次元の非接触式位置検出手段の概略構成を示す斜視図、（Ｃ）は複数光軸の光又はビーム等の高指向性電磁波と二次元の非接触式位置検出手段の組合せ構成を例示する非接触式位置検出手段側での受信状態を示す概略正面図、（Ｄ）は変向手段と組合せた場合における非接触式位置検出手段の概略構成図、（Ｅ）は２光軸の光又はビーム等の高指向性電磁波と変向手段とを組合せた場合の非接触式位置検出手段の概略構成図。
【図３】特性マップの特性を誇張して示す説明図。
【図４】本発明の第２実施例を示す全体の概略正面図。
【図５】本発明の変形実施例を示す要部概略正面図。
【符号の説明】
１ 本体フレーム
２ 計測ヘッド
３ シート厚み計測センサ
４ 移動機構
５ 光又はビーム等の高指向性電磁波発信手段
６ 非接触式位置検出手段
７ マスターゲージ
８ 動作プログラムの設定制御部
９ シート
ＭＰ 特性マップ
【発明の属する技術分野】
この発明は、合成樹脂、金属、紙、木材、ガラス、セラミック、その他、各種のフィルムやシート、ラミネートフィルム、コーティング膜、シート状食品等（以下、単にシートと称する。）の製造工程に設置され、製造されるシートの厚み又はうねりを計測して、表示記録し、製造工程の監視、或いは、目標値から外れると補正させるため等に使用されるシート厚み又はうねり計測方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シートを通過させるべき開口部を有する本体フレームと、一対のシート厚み計測センサを有する一対の計測ヘッドと、該一対の計測ヘッドをシートの通過方向に直交する幅方向に移動させる移動機構とを具備し、前記一対のシート厚み計測センサによりシート厚みを計測し、表示するようになしたシート厚み計測装置が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シートの製造工程では、シートから発散される輻射熱や摩擦熱等によって計測装置の本体フレームや各計測ヘッドの移動機構のガイド部材に反りや曲がり等の熱変形や歪みが発生し、計測精度を低下させる問題がある。
【０００４】
この問題を解決する方法として、定期的に計測センサの基準値（例えば、ゼロ点又はマスターゲージ等の基準となる厚み）を較正させることが知られている。
【０００５】
この基準値の較正は、シートの計測領域外の位置まで一対の計測ヘッドを移動させて、その位置で一対の計測センサを相互に接近させて直接接触させることにより、又は、マスターゲージ等の基準となる厚み部分に間接的に接触させることにより行われる。具体例で説明すると、前回の基準値較正時点から今回の基準値較正時点までの間に、本体フレームに熱変形が発生していた場合、今回の基準値較正時点で一対の計測センサをマスターゲージに相互に接近させて、該マスターゲージの厚みを一対の計測センサで計測させると、その計測値は、前回に比べて、本体フレームが熱変形した分だけ変化していることになる。そこで、今回計測したマスターゲージの計測値を基準値とするように計測系統を較正させておき、この状態でシートの厚み計測動作を再開させることになる。なお、マスターゲージを使用せず、一対の計測センサを相互に接近させて直接接触させる場合には、ゼロ点を較正させることになる。
【０００６】
しかるに、上記基準値の較正方法には、次のような問題点がある。すなわち、基準値の較正動作を行う位置は、シートの計測領域外の位置であるため、シートの計測領域内での本体フレームや各計測ヘッドの移動機構のガイド部材の熱変形状態がどのようになっているのかが解らないという問題がある。これは、計測センサの基準面となるマスターゲージをシートの通過位置に設定することができないことに起因するのであるが、シートの厚み計測精度をミクロンオーダーまで必要とする分野においては、計測精度の信頼性が低下するという重大な問題となる。
【０００７】
上記問題を回避するには、各計測ヘッドの移動機構のガイド部材の移動案内部、例えば、ガイドバーの直線精度を向上させることや、このガイドバーと計測ヘッドとの摺動面のガタをなくすこと、その他、ガイドバーの熱変形を逃がすような工夫をすること等が必要となり、これらの対策を行うには、装置の製造費が嵩むという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、安価な手段で、シートの計測領域内での基準値の較正を随時、正確に行うことを可能とすることである。
【０００９】
本発明の別の目的は、基準面の特性マップ（シートの計測領域全体の基準値の較正マップ）作成手段及びその補正手段を簡単な構成とすることである。
【００１０】
本発明の他の目的は、以下の記述の中で明らかにされる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のシート厚み計測方法は、一対の計測ヘッドをシートの幅方向に移動させ、該計測ヘッドに取付けた一対のシート厚み計測センサによりシート厚みを計測させ、このシート厚みの計測値を予め作成した前記計測ヘッドの移動機構のシート幅方向の特性マップで補正させることを前提技術とする。そして、特に本発明は、前記特性マップの作成基準面として、光又はビーム等の高指向性電磁波を使用したことを特徴とする。
【００１２】
具体的には、特性マップの基準面となる光又はビーム等の高指向性電磁波を本体フレームの一方から各計測ヘッドの移動方向と略平行に発信させるようにし、かつ、各計測ヘッドの一部又はシート厚み計測センサの一部に非接触式位置検出手段を取付けておき、定期的又は毎回の計測動作中連続的或いは随時、前記非接触式位置検出手段によって前記光又はビーム等の高指向性電磁波を受信させて前記基準面に対する前記計測ヘッドの変位を検出させ、この検出値により、前記特性マップを補正させるようになしたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、基準面の特性マップの補正を随時、正確に行うことが可能であり、かつ、基準面の特性マップ作成手段及びその補正手段を簡単な構成とすることも可能である。
【００１４】
上記シート厚み計測方法は、接触式のシート厚み計測センサを使用するとき、定期的又は毎回の計測動作中連続的或いは随時、一対の計測ヘッドの移動範囲の両端で、前記一対のシート厚み計測センサを相互に接近させて該センサ同士を直接接触させ、或いは、マスターゲージに接触させて基準値の較正を行わせるものである。
【００１５】
また、上記シート厚み計測方法は、非接触式のシート厚み計測センサを使用するとき、定期的又は毎回の計測動作中連続的或いは随時、一対の計測ヘッドの移動範囲の両端で、前記一対のシート厚み計測センサをマスターゲージに相互に接近させて基準値較正を行わせるものである。
【００１６】
上記のように基準値の較正を行わせる時点は、特性マップの作成時及び補正時である。
【００１７】
本発明のシート厚み計測方法は、一対の計測ヘッドをシートの幅方向に移動させ、該計測ヘッドに取付けた一対のシート厚み計測センサによりシート厚みを計測させ、これと併行して、本体フレームの一方から各計測ヘッドの移動方向に略平行に発信させた光又はビーム等の高指向性電磁波を各計測ヘッドに設けた非接触式位置検出手段により受信させて前記高指向性電磁波を基準面とした各計測ヘッドのシート厚み方向の変位を検出させ、前記各計測ヘッドに取付けた計測センサによるシート厚みの計測値を、前記非接触式位置検出手段により検出させた各計測ヘッドの基準面からの変位で直接補正させるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
この方法によれば、特性マップを省略して各計測センサの計測値を直接補正させるものであるから、熱変位等をリアルタイムで捕捉して正確なシート厚みの計測を可能とする。
【００１９】
本発明のシート厚み計測装置は、シートを通過させるべき開口部を有する本体フレームと、一対のシート厚み計測センサを有する一対の計測ヘッドと、該一対の計測ヘッドをシートの通過方向に直交する幅方向に移動させる移動機構とを具備し、前記一対のシート厚み計測センサによりシート厚みを計測し、このシート厚みの計測値を予め作成した各計測ヘッドの移動機構のシート幅方向の特性マップで補正させるようにしたことを前提技術とする。そして、本発明のシート厚み計測装置は、特性マップの作成基準面となる光又はビーム等の高指向性電磁波を本体フレームの一方から各計測ヘッドの移動方向に略平行に発信するために本体フレームの一方に取付けられた高指向性電磁波発信手段と、前記光又はビーム等の高指向性電磁波を受信して各計測ヘッドのシート厚み方向の位置変化を検出するために各計測ヘッドの一部又はシート厚み計測センサの一部に取付けられた非接触式位置検出手段とを具備させたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明のシート厚み計測装置は、各非接触式位置検出手段に光又はビーム等の高指向性電磁波を発信させるための手段が、一個の高指向性電磁波発信手段と、該高指向性電磁波発信手段から発信された光又はビーム等の高指向性電磁波を分岐する手段とで構成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のシート厚み計測装置は、各非接触式位置検出手段の設置位置が、各シート厚み計測センサの計測軸線上又はその近傍位置に設置してあることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明のシート厚み計測装置は、非接触式位置検出手段が、高指向性電磁波発信手段から発射された光又はビーム等の高指向性電磁波を変向して受信するための変向手段を含んでいることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明のシート厚み計測装置は、高指向性電磁波発信手段が単一の光軸からなる平行光線を発射するものであることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明のシート厚み計測装置は、高指向性電磁波発信手段が平行な複数の光軸からなる平行光線を発射するものであることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明のシート厚み計測装置は、平行光線発射手段がレーザー光発生器であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明のシート厚み計測装置は、非接触式位置検出手段がシートの厚み方向に平行な一次元の位置検出手段であることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明のシート厚み計測装置は、非接触式位置検出手段が、シートの厚み方向を含む二次元の位置検出手段であることを特徴とする。
【００２８】
さらに、本発明のシート厚み計測装置は、非接触式位置検出手段が、光学式位置検出手段であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明のシートうねり計測装置は、本発明に係るシート厚み計測装置を用い、高指向性電磁波発信手段と非接触式位置検出手段とをシートの片面に配置してシートの片面のうねりを計測することを特徴とする。特に、うねりの計測は、本発明に係るシート厚み計測装置を片方にだけ設置して実施することもできるが、両方に設置したものを兼用し、不要な方を停止し、必要な方だけを使用して実施するのが好ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施例を示す全体の概略正面図であって、図１において、１は本体フレーム、２は計測ヘッド、３はシート厚み計測センサ、４は移動機構、５は高指向性電磁波発信手段、６は非接触式位置検出手段、７はマスターゲージ、８は動作プログラムの設定制御部、９はシートを示す。
【００３１】
本体フレーム１は、シート９を通過させるべき開口部１ａを有する枠状をなし、基台１ｂ上に固定される。基台１ｂは、設置場所の床面等に対して、高さ調節可能とされ、かつ、移動用の車輪を装備させることができる。
【００３２】
計測ヘッド２は、本体フレーム１に移動機構４を介してシート９の通過方向に直交する幅方向（図１の左右方向）に移動可能に支持されている。
【００３３】
シート厚み計測センサ３は、シート９面に接触して厚みの変化を検出する接触式センサ、或いは、非接触式センサの何れであってもよい。シート厚み計測センサ３は、計測ヘッド２の一部に接近離隔手段２ａを介してシート９面に接近離隔可能に取付けたり、或いは、直接取付けられる。接近離隔手段２ａは、例えば、流体圧シリンダ、その他、適宜のアクチュエータが採用される。
【００３４】
また、シート厚み計測センサ３は、リニアゲージ、電気マイクロメータ、エア式、光学反射式、レーザー反射式、超音波反射式、静電容量式、磁気誘導式、その他、厚みを計測する何れの変位検出方式を採用してもよい。
【００３５】
移動機構４は、計測ヘッド２をシート９の幅方向に移動させるためのもので、例えば、図１に示すように、ガイドバー４ａと、ボールねじ軸４ｂと、ボールナット部材４ｃと、正逆回転モータ４ｄとで構成し、ガイドバー４ａとボールねじ軸４ｂとを、計測ヘッド２の移動方向に沿って本体フレーム１に取付け支持させる。そして、計測ヘッド２は、スライド部材４ｅを介して、ガイドバー４ａに沿って移動可能に装着する。また、計測ヘッド２は、ボールナット部材４ｃを介して、ボールねじ軸４ｂに螺合させ、ボールねじ軸４ｂの一端に連結した正逆回転モータ４ｄを正回転又は逆回転させて図１の右方向又は左方向へ移動せしめられる。計測ヘッド２の移動量は、ボールねじ軸４ｂの他端に設置されたロータリーエンコーダー４ｆによって後述する動作プログラムの設定制御部８にフィードバックされる。図１は、シート９の上下両面に計測ヘッド２と移動機構４とをそれぞれ設置したが、正逆回転モータ４ｄは、１個とし、適宜の連動機構（図示省略）で連動させるようにしてもよい。また、移動機構４は、上記ボールねじ方式以外に、プーリーとベルトを使用したり、その他の移動機構を採用してもよい。なお、シート９のうねりを計測する場合には、シート９の片面にだけ計測ヘッド２を設置する構造とする。
【００３６】
高指向性電磁波発信手段５は、本体フレーム１の一方から計測ヘッド２の移動方向に略平行に、特性マップの作成基準面となる光又はビーム等の高指向性電磁波５ａを発信するためのもので、図１に示すように、本体フレーム１の一側に固定配置されている。
【００３７】
上記高指向性電磁波発信手段５は、例えば、図２の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、単一の光軸からなる平行光線等の高指向性電磁波５ａを発射するものか、又は、図２の（Ｃ）に示すように、平行な複数の光軸からなる平行光線等の高指向性電磁波５ａを発射するものの何れで構成してもよい。
【００３８】
また、上記高指向性電磁波発信手段５は、レーザー光発生器であってもよいし、光学レンズ系によって指向性を持たせた平行光線を発射するものでもよい。
【００３９】
非接触式位置検出手段６は、前記光又はビーム等の高指向性電磁波発信手段５の発信する光又はビーム等の高指向性電磁波５ａを受信して計測ヘッド２のシート厚み方向の位置変化を検出して特性マップを作成させるため及び特性マップを補正させるために、図１に示すように、計測ヘッド２の一部に固定配置されている。特性マップの作成手段及び補正手段（図示省略）は、後述する動作プログラムの設定制御部８に組込まれたＣＰＵを利用して演算、記憶及び更新するように前記動作プログラムの設定制御部８内に組込まれる。
【００４０】
上記非接触式位置検出手段６は、図２の（Ａ）に示すように、集光レンズ６ａと組み合わされたシート９の厚み方向に平行な一次元の位置検出手段６ｂを使用するか、又は、更に精度を上げるために、図２の（Ｂ）に示すように、光又はビーム等の高指向性電磁波５ａの中心乃至重心位置を検出させるためにシート９の厚み方向を含む二次元の位置検出手段６ｃを集光レンズ６ａと組み合わせて使用する。何れの場合においても、受信した光又はビーム等の高指向性電磁波５ａの中心乃至重心位置の位置座標値を一次元の場合は、Ｘ座標値又はＹ座標値として検出させ、二次元の場合は、Ｘ座標値とＹ座標値として検出させるものである。
【００４１】
上記非接触式位置検出手段６は、ＣＣＤ、ＰＳＤ（フォトダイオードを応用した半導***置検出素子）等の光学式位置検出手段又は電磁波式位置検出手段で構成される。
【００４２】
また、非接触式位置検出手段６の計測ヘッド２への設置位置は、シート厚み計測センサ３の計測軸線上又はその近傍位置に設置する。
【００４３】
更に、非接触式位置検出手段６は、図２の（Ｄ）に示すように、高指向性電磁波発信手段５から発射された光又はビーム等の高指向性電磁波５ａを反射鏡等の変向手段６ｄで約９０度変向して受信するように計測ヘッド２の一部又はシート厚み計測センサ３の一部に取付けてもよい。このようにすれば、高指向性電磁波発信手段５から発射された光又はビーム等の高指向性電磁波５ａを基準面として、この基準面に対する計測ヘッド２の上下方向の変位を水平方向の変位に変換して検出させることができる。
【００４４】
また、図２の（Ｅ）に示すように、光又はビーム等の高指向性電磁波発信手段５として、平行な複数の光軸からなる平行光線等の高指向性電磁波５ａを発射するものを使用し、かつ、受信側に反射鏡等の変向手段６ｄを使用することにより、計測ヘッド２に傾斜が発生した場合、非接触式位置検出手段６側において、複数の光軸間距離に対応する受光光軸間距離が変化し、この変化量から、計測ヘッド２の傾きを検出して特性マップを作成させたり、また、特性マップを補正させることができる。
【００４５】
動作プログラムの設定制御部８は、特性マップの作成手順、シート厚みの計測動作手順、特性マップの補正手順等の動作プログラムを設定制御させるためのもので、操作盤（図示省略）などに設置される。また、動作表示手段や設定値表示手段等も適宜設置される。
【００４６】
本発明の第１実施例は、以上の構成からなり、次に動作を図１を参照して説明する。
【００４７】
特性マップの作成は、シート９がない状態（あってもよい）で行うもので、先ず、一対の計測ヘッド２、２を移動機構４、４によって、移動範囲の片端（例えば、図１の左端）に移動させ、その位置でマスターゲージ７に向けて一対のシート厚み計測センサ３、３を相互に接近させ、基準値の較正を行わせる。
【００４８】
接触式センサを採用する場合では、マスターゲージ７に上記センサ３、３を接触させ、そのときの各センサ３、３の計測値を検出させ、その値をゼロ点又は基準値（ゲージ７の実際の厚さ）としてマップ作成手段に記憶させる。
【００４９】
また、非接触センサを採用する場合では、上記センサ３、３をマスターゲージ７に所定距離まで相互に接近させる。この所定距離は、例えば、エア式の場合では、エアノズルの背圧が一定値になる距離（隙間）であり、光学反射式の場合では、受光器側の焦点距離が合うところを意味する。そして、上記所定距離まで接近させた状態で、上記センサ３、３の計測値を検出させ、その値を図１の左端における基準面のゼロ点又は基準値（ゲージ７の実際の厚さ）としてマップ作成手段に記憶させる。
【００５０】
次に、上記センサ３、３を上下に離隔させておき、或いはそのままの状態で、移動機構４により計測ヘッド２、２を他端（例えば、図１の右端）に向けて移動させ、そのときの計測ヘッド２、２の上下方向の変位を、高指向性電磁波発信手段５の光又はビーム等の高指向性電磁波５ａ、５ａを基準面として、非接触式位置検出手段６、６で、連続的又は断続的に検出してマップ作成手段に記憶させる。そうすると、例えば、図３に示すような特性マップＭＰが得られる。そして、上記他端において、一対のセンサ３、３を当該他端に設置してあるマスターゲージ７に向けて相互に接近させ、この時の上記一対のセンサ３、３の計測値を検出させる。この検出値を図１の右端における基準面のゼロ点又は基準値としてマップ作成手段に記憶させる。
【００５１】
図１の左右両端でのマスターゲージ７に対する一対のセンサ３、３の検出値（実測値）を比較させると、その差は、前記上下の高指向性電磁波５ａ、５ａの左右両端での初期開き量に相当することになる。これをマップ作成手段に、上下の高指向性電磁波５ａ、５ａの左右両端での初期開き量として記憶させておく。
【００５２】
本発明において、基準面となる高指向性電磁波発信手段５から発信される光又はビーム等の高指向性電磁波５ａ、５ａは、上下で幾何学的に平行である必要はなく、若干開いていてもよい。図３は、その状態を誇張して示しており、ある程度の平行度を有しておればよい。この開きは、図１の左右両端でのマスターゲージ７に対する一対のセンサ３、３の検出値（実測値）をゼロ点又は基準値に較正することにより、シート９の厚み計測中における上下の基準面を幾何学的に平行として取り扱うことができるようになる。
【００５３】
以上により、上下の基準面が制御手段内で電気的に平行に修正され、かつ、この基準面に対して、各計測ヘッド２、２の移動機構４、４のガイドバー４ａ、４ａの平面精度をシート９の計測領域全長に亘る特性マップＭＰが作成できたことになる。要するに、本発明は、ハード面の精度をソフト面で向上させているのである。
【００５４】
次に、シート９の厚みを計測させる動作を説明する。このときには、計測ヘッド２、２を移動機構４、４で移動させ、上下のシート厚み計測センサ３、３でシート９の厚みを計測させる。この計測値には、移動機構４、４の上下方向のガタ等が含まれている。そこで、上下のシート厚み計測センサ３、３の計測値を前記特性マップＭＰで補正させて、シート９の厚み（基準値に対する変化量）として計測記憶及び表示させる。
【００５５】
そして、定期的又は毎回の計測動作中連続的或いは随時、特性マップＭＰの補正を行わせる。この特性マップＭＰの補正は、前記した特性マップＭＰの作成時と同要領で行うものである。これにより、本体フレーム１等の熱変形が補正された特性マップＭＰが得られる。この後のシート厚みの計測動作においては、計測センサ３、３の計測値を更新された特性マップＭＰで補正させるものである。
【００５６】
上記特性マップＭＰの補正動作は、シート厚み計測動作と別に行わせる場合と、同時に併行して行わせる場合とのいずれであってもよい。
【００５７】
別に行わせる場合には、特性マップＭＰの補正動作時、センサ３、３の計測値を無視（又は不作動）させて行い、また、シート厚み計測動作時、非接触式位置検出手段６、６を不作動又は無視させて行わせる。
【００５８】
同時に行わせる場合には、上下のシート厚み計測センサ３、３でシート９の厚みを計測記憶させると同時に、高指向性電磁波発信手段５、５から発信される高指向性電磁波５ａ、５ａに対する非接触式位置検出手段６、６の検出値を取り込んで、特性マップＭＰの補正を行わせ、この特性マップＭＰで前記シート厚み計測センサ３、３の計測記憶値を補正させて、シート９の厚みとして計測記憶及び表示させるものである。
【００５９】
この場合、特性マップＭＰを省略し、上下のシート厚み計測センサ３、３でシート９の厚みを計測記憶させると同時に、高指向性電磁波発信手段５、５から発信される高指向性電磁波５ａ、５ａに対する非接触式位置検出手段６、６の検出値を取り込んで、この検出値により前記計測センサ３、３の計測値を直接補正させて、これをシート９の厚みとして計測記憶及び表示させてもよいことが理解されるであろう。即ち、この場合では、特性マップＭＰを省略し、毎回のシート９の厚みを計測する際に、上記の補正を行わせるものである。このようにすれば、移動機構４、４の精度誤差や本体フレーム１の組立誤差を含めて、熱変形及び振動等の誤差要因をリアルタイムで補正しながらシート９の厚みを高精度に計測することができる。
【００６０】
また、本発明のシート厚み計測装置は、図４に示すように、高指向性電磁波発信手段５が１つだけ本体フレーム１の一側に固定配置され、非接触式位置検出手段６がシート９の両面の計測ヘッド２、２の一部に夫々固定配置され、前記高指向性電磁波発信手段５から発信された光又はビーム等の高指向性電磁波５ａが、ハーフミラー等の分岐手段５ｂ及び反射鏡等の変向手段５ｃとにより上記非接触式位置検出手段に夫々受信せしめられるようになされている。分岐・変向手段としては、プリズム等を利用することも可能である。上記分岐・変向手段は、夫々の光軸に対応して、本体フレーム１に固定配置するものである。この場合の動作は、前記第１実施例とほぼ同様であるから省略する。
【００６１】
さらに、図５に示すように、高指向性電磁波発信手段５の配置側端部と反対側の端部にシート９の上下両面の光軸に対応させて全反射ミラー５ｄとハーフミラー５ｅとを本体フレーム１に固定配置し、これに対応して、変位検出手段１０を本体フレーム１に固定配置し、この変位検出手段１０によって、本体フレーム１の他端で本体フレーム１の変位量（上下方向の開き量）を検出させることも可能である。この変位検出手段１０は、前記図２の（Ａ）に示す非接触式変位検出手段６と同様のものを使用すればよく、また、この場合における一対の計測ヘッド２、２に設置する非接触式位置検出手段６、６は、図２の（Ｄ）に示す反射鏡等の変向手段６ｄの代わりにハーフミラーを４５度の角度で設置したものを使用するものとする。
【００６２】
シート厚み計測装置の実施例について述べたが、本発明のシート厚み計測装置は、シート９の上面又は下面のうねりを計測する場合にも利用することができる。この場合、上下一対の計測ヘッド２、２のうちの一方だけを使用して行えばよい。なお、この場合、シート厚み計測センサ３はシートうねり計測センサと呼ぶのが相応しい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明のシート厚み計測方法によれば、基準面の特性マップの補正を随時、正確に行うことが可能であり、かつ、基準面の特性マップ作成手段及びその補正手段を簡単な構成とすることも可能である。
【００６４】
また、本発明のシート厚み計測装置によれば、上記方法発明の実施に好適な装置を安価に提供することができる。
【００６５】
更に、本発明によれば、シート厚みの計測精度を格段に向上させることができる。
【００６６】
また、本発明は、シートのうねりを計測する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す全体の概略正面図。
【図２】（Ａ）は一次元の非接触式位置検出手段の概略構成図、（Ｂ）は二次元の非接触式位置検出手段の概略構成を示す斜視図、（Ｃ）は複数光軸の光又はビーム等の高指向性電磁波と二次元の非接触式位置検出手段の組合せ構成を例示する非接触式位置検出手段側での受信状態を示す概略正面図、（Ｄ）は変向手段と組合せた場合における非接触式位置検出手段の概略構成図、（Ｅ）は２光軸の光又はビーム等の高指向性電磁波と変向手段とを組合せた場合の非接触式位置検出手段の概略構成図。
【図３】特性マップの特性を誇張して示す説明図。
【図４】本発明の第２実施例を示す全体の概略正面図。
【図５】本発明の変形実施例を示す要部概略正面図。
【符号の説明】
１ 本体フレーム
２ 計測ヘッド
３ シート厚み計測センサ
４ 移動機構
５ 光又はビーム等の高指向性電磁波発信手段
６ 非接触式位置検出手段
７ マスターゲージ
８ 動作プログラムの設定制御部
９ シート
ＭＰ 特性マップ
Claims (15)
- 一対の計測ヘッドをシートの幅方向に移動させ、該計測ヘッドに取付けた一対のシート厚み計測センサによりシート厚みを計測させ、このシート厚みの計測値を予め作成した前記計測ヘッドの移動機構のシート幅方向の特性マップで補正させるようにしたシート厚み計測方法において、
前記特性マップの作成基準面として、光又はビーム等の高指向性電磁波を使用し、特性マップの基準面となる光又はビーム等の高指向性電磁波を本体フレームの一方から各計測ヘッドの移動方向と略平行に発信させるようにし、かつ、各計測ヘッドの一部又はシート厚み計測センサの一部に非接触式位置検出手段を取付けておき、定期的又は毎回の計測動作中連続的或いは随時、前記非接触式位置検出手段によって前記光又はビーム等の高指向性電磁波を受信させて前記基準面に対する前記計測ヘッドの変位を検出させ、この検出値により、前記特性マップを補正させるようになしたことを特徴とするシート厚み計測方法。 - 接触式のシート厚み計測センサを使用するとき、定期的又は毎回の計測動作中連続的或いは随時、一対の計測ヘッドの移動範囲の両端で、前記一対のシート厚み計測センサを相互に接近させて該センサ同士を直接接触させ、或いは、マスターゲージに接触させて基準値の較正を行うことを特徴とする請求項１に記載のシート厚み計測方法。
- 非接触式のシート厚み計測センサを使用するとき、定期的又は毎回の計測動作中連続的或いは随時、一対の計測ヘッドの移動範囲の両端で、前記一対のシート厚み計測センサをマスターゲージに相互に接近させて基準値較正を行うことを特徴とする請求項１に記載のシート厚み計測方法。
- 一対の計測ヘッドをシートの幅方向に移動させ、該計測ヘッドに取付けた一対のシート厚み計測センサによりシート厚みを計測させ、これと併行して、本体フレームの一方から各計測ヘッドの移動方向に略平行に発信させた光又はビーム等の高指向性電磁波を各計測ヘッドに設けた非接触式位置検出手段により受信させて前記高指向性電磁波を基準面とした各計測ヘッドのシート厚み方向の変位を検出させ、前記各計測ヘッドに取付けた計測センサによるシート厚みの計測値を、前記非接触式位置検出手段により検出させた各計測ヘッドの基準面からの変位で直接補正させるようにしたことを特徴とするシート厚み計測方法。
- シートを通過させるべき開口部を有する本体フレームと、一対のシート厚み計測センサを有する一対の計測ヘッドと、該一対の計測ヘッドをシートの通過方向に直交する幅方向に移動させる移動機構とを具備し、前記一対のシート厚み計測センサによりシート厚みを計測し、このシート厚みの計測値を予め作成した各計測ヘッドの移動機構のシート幅方向の特性マップで補正させるようにしたシート厚み計測装置において、
特性マップの作成基準面となる光又はビーム等の高指向性電磁波を本体フレームの一方から各計測ヘッドの移動方向に略平行に発信するために本体フレームの一方に取付けられた高指向性電磁波発信手段と、前記光又はビーム等の高指向性電磁波を受信して各計測ヘッドのシート厚み方向の位置変化を検出するために各計測ヘッドの一部又はシート厚み計測センサの一部に取付けられた非接触式位置検出手段とを具備させたことを特徴とするシート厚み計測装置。 - 各非接触式位置検出手段に光又はビーム等の高指向性電磁波を発信させるための手段が、一個の高指向性電磁波発信手段と、該高指向性電磁波発信手段から発信された光又はビーム等の高指向性電磁波を分岐する手段とで構成されていることを特徴とする請求項５に記載のシート厚み計測装置。
- 各非接触式位置検出手段の設置位置が、各シート厚み計測センサの計測軸線上又はその近傍位置に設置してあることを特徴とする請求項５又は６に記載のシート厚み計測装置。
- 非接触式位置検出手段が、高指向性電磁波発信手段から発射された光又はビーム等の高指向性電磁波を変向して受信するための変向手段を含んでいることを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載のシート厚み計測装置。
- 高指向性電磁波発信手段が単一の光軸からなる平行光線を発射するものであることを特徴とする請求項５〜８の何れかに記載のシート厚み計測装置。
- 高指向性電磁波発信手段が平行な複数の光軸からなる平行光線を発射するものであることを特徴とする請求項５〜８の何れかに記載のシート厚み計測装置。
- 高指向性電磁波発信手段がレーザー光発生器であることを特徴とする請求項５〜１０の何れかに記載のシート厚み計測装置。
- 非接触式位置検出手段がシートの厚み方向に平行な一次元の位置検出手段であることを特徴とする請求項５〜１１の何れかに記載のシート厚み計測装置。
- 非接触式位置検出手段が、シートの厚み方向を含む二次元の位置検出手段であることを特徴とする請求項５〜１１の何れかに記載のシート厚み計測装置。
- 非接触式位置検出手段が、光学式位置検出手段であることを特徴とする請求項５〜１３の何れかに記載のシート厚み計測装置。
- シート(9)を通過させるべき開口部(1a)を有する本体フレーム(1)と、シートうねり計測センサ(3)を有する計測ヘッド(2)と、前記計測ヘッド(2)をシート(9)の通過方向に直交する幅方向に移動させる移動機構(4)とを具備し、前記シートうねり計測センサ(3)によりシートのうねりを計測し、このうねりの計測値を予め作成した各計測ヘッド(2)の移動機構(4)のシート幅方向の特性マップで補正させるようにしたシートの片面のうねりを計測する装置であって、
特性マップの作成基準面となる光又はビーム等の高指向性電磁波(5a)を本体フレーム(1)の一方から各計測ヘッド(2)の移動方向に略平行に発信するために本体フレーム(1)の一方に取付けられた高指向性電磁波発信手段(5)と、前記光又はビーム等の高指向性電磁波(5a)を受信して各計測ヘッド(2)のシート厚み方向の位置変化を検出するために各計測ヘッド(2)の一部又はシートうねり計測センサ(3)の一部に取付けられた非接触式位置検出手段(6)とを具備させたことを特徴とするシートうねり計測装置。
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