JP7327720B1 - 表面形状測定装置、表面形状測定方法及びベルトの管理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
プーリーに巻き掛けられて周回するように駆動されるベルトの表面形状を測定する表面形状測定装置であって、
前記ベルトの表面形状及び前記プーリーの表面形状を測定するベルト表面測定装置と、
測定された前記ベルト及び前記プーリーの表面形状の測定データに基づいて、前記ベルトの表面形状を演算する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記プーリーの表面形状の測定データから前記ベルトの周方向における測定位置を推定し、前記ベルトの表面形状の測定データを前記測定位置に対応付けて前記ベルトの表面形状を演算する。
前記プーリーには、凹凸部が形成されており、
前記制御装置は、前記凹凸部を用いて前記測定位置を推定する。
前記凹凸部は、前記プーリーの幅方向の外側へ突出する突起部である。
前記突起部は、前記プーリーの表面の高さと同一又は前記プーリーの表面の高さより高い位置に形成されている。
プーリーに巻き掛けられて周回するように駆動されるベルトの表面形状を測定する表面形状測定方法であって、
前記ベルトの表面形状及び前記プーリーの表面形状を測定することと、
測定された前記ベルト及び前記プーリーの表面形状の測定データに基づいて、前記ベルトの表面形状を演算することと、を含み、
前記ベルトの表面形状を演算することは、前記プーリーの表面形状の測定データから前記ベルトの周方向における測定位置を推定し、前記ベルトの表面形状の測定データを前記測定位置に対応付けて前記ベルトの表面形状を演算すること、を含む。
(5)の表面形状測定方法によって演算された前記ベルトの表面形状に基づいて、前記ベルトを管理する。
図1は、本実施形態に係る表面形状測定装置10の構成例を示す。図2は、表面形状測定装置10のベルト表面測定装置11によってベルトコンベア1のコンベアベルト30の表面形状を測定する様子を示す。表面形状測定装置10は、図2に示すように、プーリー20に巻き掛けられたコンベアベルト30の表面形状を測定する。ここで、プーリー20は駆動手段の一例である。また、コンベアベルト30はベルトの一例である。表面形状測定装置10は、駆動手段によって進行方向に駆動されるベルトの表面形状を測定する装置である。ベルトはコンベアベルト30に限定されないが、本実施形態において、ベルトがプーリー20によって駆動されるコンベアベルト30であるとして説明する。ここで、進行方向はベルトが駆動手段からの駆動力によって移動する方向である。本実施形態において、進行方向は搬送方向又は周方向とも称される。搬送方向は、稼働しているコンベアベルト30の表面31に積載された搬送物が移動する方向である。一対のプーリー20に巻き掛けられたコンベアベルト30は周回するように駆動されるが、周方向とは、その周回においてコンベアベルト30が移動する方向を意味する。
図2に示すように、ベルト表面測定装置11は、コンベアベルト30の表面形状に加えてプーリー20の表面形状を測定する。ベルト表面測定装置11は、測定によってコンベアベルト30及びプーリー20の表面位置を特定することができる。つまり、表面形状の局所的な情報が表面位置であると言える。そのため、以下において、ベルト表面測定装置11による測定について「表面位置を測定する」と表記することがある。ベルト表面測定装置11は、コンベアベルト30がプーリー20に接する部分において、コンベアベルト30の表面位置及びプーリー20の表面位置を同時に測定できる。本実施形態において、ベルト表面測定装置11は、コンベアベルト30及びプーリー20に非接触の状態でコンベアベルト30及びプーリー20の表面位置を測定する非接触式測定装置である。ベルト表面測定装置11は、プーリー20及びコンベアベルト30の回転中に測定を行う。ベルト表面測定装置11は、コンベアベルト30の少なくとも搬送方向全長の表面位置を測定することが好ましい。
制御装置15は、演算装置12と解析装置14とを含んで構成される。制御装置15は、ベルト表面測定装置11で測定したプーリー20の表面位置に基づいて、コンベアベルト30の表面位置を補正し、コンベアベルト30の表面形状を演算する。制御装置15は、演算を実行するプロセッサと、演算で使用されるデータ(例えば表面位置の情報)を記憶する記憶部と、を備えて構成されてよい。プロセッサは、例えば汎用のプロセッサ又は特定の処理に特化した専用プロセッサであるが、これらに限られず任意のプロセッサとすることができる。記憶部は、1つ以上のメモリである。メモリは、例えば半導体メモリ、磁気メモリ又は光メモリ等であるが、これらに限られず任意のメモリとすることができる。制御装置15は、例えばコンピュータであってよい。
演算装置12は、ベルト表面測定装置11からの表面位置の情報である測定データと、必要に応じて取得するコンベアベルト稼働情報13と、に基づいて、コンベアベルト30の搬送方向全長の表面形状を演算する。ここで、コンベアベルト30の搬送方向全長を全周又は周方向全長と称することがある。また、表面形状の演算は、コンベアベルト30の厚さを求めることを含んでよいし、コンベアベルト30の表面31の凹凸を例えば2次元マップに対応付けて求めることを含んでよい。
解析装置14は、プーリー20の表面形状及びコンベアベルト30の表面形状の情報を用いて、コンベアベルト30の周方向における測定位置を特定(推定)し、コンベアベルト30の周回検知を行うための装置である。周回検知の詳細については後述する。また、解析装置14は、演算装置12で演算されたコンベアベルト30の表面形状の情報から、プーリー20の表面位置(偏心及び傾き)の情報を取り除いて、コンベアベルト30の正確な表面形状を得る。ここで、取り除く対象であるプーリー20の表面位置は、プーリー20の全幅(幅方向全長)の表面位置である。解析装置14は、ベルト表面測定装置11によって測定されたプーリー20の幅方向両端の表面位置から、プーリー20の幅方向全長の表面位置を推定する。解析装置14は、例えば図5Aの破線で示すように、プーリー20の幅方向両端の位置を直線で繋いだ場合の直線部分をプーリー20の表面位置と推定する。
図3A及び図3Bはベルト表面測定装置11で得られた測定データについて、コンベアベルト30とプーリー20の表面形状をグレースケールとして表示したものである。本実施形態において、表面位置は、円筒形状のプーリー20の中心22からの半径方向を高さ方向として、高さ方向の位置(以下「高さ」)として得られる。コンベアベルト30の表面位置について、プーリー20の半径方向に向かって中心22から遠い場合を高い、中心22に近い場合を低い、と表現することがある。図3A及び図3Bにおいて、幅方向の中心付近などの黒い部分は、白い部分と比べて表面位置が高いことを示す。図3Aはプーリー20の傾き及び偏心の影響を含むデータである。例えば偏心の影響によって、幅方向全長に黒い線状の部分が見られる。また、幅方向について対称的でない色の分布が見られる。図3Bはプーリー20の傾き及び偏心の影響を取り除いたデータである。図3Bでは、黒い線状の部分及び非対称な色の分布が見られない。以下に説明される補正処理が実行されることで、図3Bのようなコンベアベルト30とプーリー20の表面形状のデータが得られる。
上記の表面形状測定方法を用いて、演算したコンベアベルト30の表面形状に基づいてコンベアベルト30を管理(監視)することができる。表面形状測定装置10は、例えば演算したコンベアベルト30の表面形状に基づいて、コンベアベルト30の厚さが十分か否かを判定する。表面形状測定装置10は、厚さが十分ではないと判定する場合に、作業者に対してコンベアベルト30の異常を報知したり、コンベアベルト30を停止させたりすることができる。このように、演算したコンベアベルト30の表面形状に基づいてコンベアベルト30を管理することで、コンベアベルト30の異常を精度よく検知することが可能となり、異常に対して早期に対応することが可能になる。
10 表面形状測定装置
11 ベルト表面測定装置
12 演算装置
13 コンベアベルト稼働情報
14 解析装置
15 制御装置
20 プーリー
22 中心
23 突起部
30 コンベアベルト
31 コンベアベルトの表面
40 保持部材
Claims (6)
- プーリーに巻き掛けられて周回するように駆動されるベルトの表面形状を測定する表面形状測定装置であって、
前記ベルトの表面形状及び前記プーリーの表面形状を測定するベルト表面測定装置と、
測定された前記ベルト及び前記プーリーの表面形状の測定データに基づいて、前記ベルトの表面形状を演算する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記プーリーの表面形状の測定データから前記ベルトの周方向における測定位置を推定し、前記ベルトの表面形状の測定データを前記測定位置に対応付けて前記ベルトの表面形状を演算する、表面形状測定装置。 - 前記プーリーには、凹凸部が形成されており、
前記制御装置は、前記凹凸部を用いて前記測定位置を推定する、請求項1に記載の表面形状測定装置。 - 前記凹凸部は、前記プーリーの幅方向の外側へ突出する突起部である、請求項2に記載の表面形状測定装置。
- 前記突起部は、前記プーリーの表面の高さと同一又は前記プーリーの表面の高さより高い位置に形成されている、請求項3に記載の表面形状測定装置。
- プーリーに巻き掛けられて周回するように駆動されるベルトの表面形状を測定する表面形状測定方法であって、
前記ベルトの表面形状及び前記プーリーの表面形状を測定することと、
測定された前記ベルト及び前記プーリーの表面形状の測定データに基づいて、前記ベルトの表面形状を演算することと、を含み、
前記ベルトの表面形状を演算することは、前記プーリーの表面形状の測定データから前記ベルトの周方向における測定位置を推定し、前記ベルトの表面形状の測定データを前記測定位置に対応付けて前記ベルトの表面形状を演算すること、を含む、表面形状測定方法。 - 請求項5に記載の表面形状測定方法によって演算された前記ベルトの表面形状に基づいて、前記ベルトを管理する、ベルトの管理方法。
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