JPH0820222B2 - 長さ測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンベア上を移送中の
貨物の進行方向の長さを、簡便かつ高精度で測定するた
めの装置であって、特に直方体状貨物の計測に有用な長
さ測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】段ボール箱等の直方体状貨物等の長さ、
幅、高さの各寸法のうち、幅と高さについては光学式そ
の他の装置により、貨物が静止している場合は勿論のこ
と、移動中であっても比較的容易に高精度で測定するこ
とができる。

【０００３】一方、進行方向の貨物の長さを移動中に正
確に自動測定することは、一見容易に見えるが、実際に
は極めて困難である。

【０００４】(1) 一例として、図５に示す従来装置にお
いて、貨物１がローラコンベア２に載せられて右方向に
速度Ｖで移動する場合の測定動作を説明する。

【０００５】各駆動ローラ３の回転速度が一定の場合に
は、貨物１の速度も一定と見做されることから、貨物１
の前縁が光センサ４Ａ、４Ｂによる駆動ローラ上を横切
る光軸４Ｃを遮断して遮光を始めてから、後縁が光軸４
Ｃを通過して遮光が終るまでの時間ｔを測定すれば、貨
物１の長さＬはＬ＝Ｖ・ｔとして求められる。

【０００６】(2) 別の例として、図６に示す従来装置は
構造的には図５と大差ないが、１個のローラ３にパルス
出力をするロータリエンコーダ５を取り付けている点が
異なる。この場合の測定動作は、貨物の前縁が光軸４Ｃ
を切った時にロータリエンコーダ５のパルス出力の計数
を開始し、後縁が光軸４Ｃを通過した時に計数を終了す
れば、得られた計数値が貨物１の長さＬに比例する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術の問題
点として、遮光時間から長さＬを求める前者の方式で
は、測定誤差発生の要因は次のように種々存在するた
め、信頼性を有する高精度の測定は望めない。 (a) ローラ回転速度の変動 (b) 摩耗や異物付着によるローラ直径の変化 (c) 貨物とローラ間のスリップの差異 (d) 貨物底面の凹凸の差異

【０００８】これらのパラメータは全て貨物１の速度Ｖ
に影響し、速度Ｖが一定という条件下において、Ｌ＝Ｖ
・ｔとして求めた貨物１の長さＬに多くの測定誤差が含
まれることは明らかである。

【０００９】後者のロータリエンコーダ５を用いる方式
で、エンコーダ５が光軸４Ｃの直下のローラ３に取り付
けられている場合を例にすると、このローラ３を回転尺
として貨物１の底面の長さを測定することと同じことに
なり、移動速度Ｖの変化は測定値に影響を与えることは
ないが、上述の(b) 〜(d) の各パラメータの変化は全て
長さ測定上の誤差要因として作用するから、図５の場合
と同様に測定精度を高めることは困難である。

【００１０】本発明の目的は、コンベア上を移動する貨
物の寸法測定に際し、上述のような従来の測定方式の欠
点を解消し、簡便かつ確実に高精度の測定長が得られる
長さ測定装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る長さ測定装置は、コンベア上を移動す
る貨物進行長の大半の長さを光センサによる基準間隔に
より求め、残部又は不足分の長さを前記コンベアの駆動
ローラの回転角を基に測定し、前記２つの長さを加減算
して前記貨物の長さを測定する長さ測定装置において、
前記貨物を移送するコンベアの進行方向に沿って配置し
前記コンベア上を横切るように光束を投受光する少なく
とも３組の前記光センサと、前記コンベアの一部を構成
する前記駆動ローラの回転角を検出しパルス出力をする
回転角検出器と、前記貨物が前記少なくとも３組の光セ
ンサの組合わせによる少なくとも３つの基準間隔のうち
の前記貨物の進行長に最も近い基準間隔を通過する間の
前記回転角検出器によるパルス出力を計数する第１の計
数手段と、前記貨物が任意の１組の光センサを通過する
間の前記回転角検出器によるパルス出力を計数する第２
の計数手段とを備え、前記貨物の残部又は不足分の長さ
は前記第１の計数手段による計数値を前記第２の計数手
段による計数値から差し引いて得られた計数値を基に求
めることを特徴とする。

【００１２】

【作用】上述の構成を有する長さ測定装置は、貨物全長
の大半を実質上測定誤差が出ないように、少なくとも３
つの光センサによる少なくとも３つの光軸間隔の１つを
基準として比較測定し、残部又は不足分はローラの回転
角から算出して、双方の機能を有効に組み合わせること
により高精度の長さを測定可能とする。

【００１３】

【実施例】図１は基本原理図であり、従来例と同一の符
号は同一の部材を示している。図６の従来装置と異なる
のは、光センサ４Ａ、４Ｂ以外にもう１組の光センサ６
Ａ、６Ｂが設けられ、駆動ローラ３に平行した各光軸４
Ｃ、６Ｃの間隔Loを基準長としていることである。

【００１４】この場合に、基準長Loと丁度同じ長さの貨
物１が通過することを考えると、始めに光軸４Ｃを遮断
された第１の光センサ４Ａ、４Ｂは、貨物１が移動して
その前縁が第２の光センサ６Ａ、６Ｂの光軸６Ｃを丁度
遮光した時に再び受光を開始する。従って、この貨物１
の長さＬを貨物１の移動速度と時間からではなく、基準
寸法Loと比較することによって正確に求めることができ
る。

【００１５】また、基準長Loよりも少し長く、長さＬ＝
Lo＋ａである貨物１が通過する場合を考えると、初めに
光軸４Ｃを遮断された第１の光センサ４Ａ、４Ｂは、貨
物１が移動してその前縁が第２の光センサ６Ａ、６Ｂの
光軸６Ｃを遮光した時から、ａだけ移動した後に再び受
光を開始する。従って、第２の光センサ６Ａ、６Ｂの光
軸６Ｃが遮光された時点からロータリエンコーダ５のパ
ルス出力の計数を開始し、第１の光センサ４Ａ、４Ｂが
再び受光を開始するまでこの計数が続くようにしておく
と、ロータリエンコーダ５は長さａを計測し、光センサ
４Ａ、４Ｂ、６Ａ、６Ｂは長さLoを計測することにな
る。このようにして、両者を合算して得られた測定長Lo
＋ａの内、測定誤差が存在するのは実質上ａ部分のみで
あるから、全長に対する誤差率は図６の従来方式のａ／
（Lo＋ａ）倍に縮小される。

【００１６】一例として述べた上記の基本的な測定シー
ケンスは、貨物１の長さＬが基準長Loと同一かそれより
も大きい残部を有する場合には適用できるが、長さＬが
Loより小さく、不足分がある場合には実行できない。そ
こで、貨物長ＬがLoより大きくても小さくても実用でき
る測定シーケンスの実施例を図２により説明する。

【００１７】図２において、(a) はＬ＜Lo、(b) はＬ＞
Loの場合を示しているが、各部の動作は全く同一のシー
ケンスに基づいて実行される。ハッチングを施した貨物
１が最初に第１の光センサ４Ａ、４Ｂの光軸４Ｃを遮光
する(1) の位置から矢印の右方向に移動し、逐次に(2)
、(3) の状態に移行して、第２の光センサ６Ａ、６Ｂ
の光軸６Ｃを遮光、或いは第１の光センサ４Ａ、４Ｂを
通光させるに至るものとする。ロータリエンコーダ５の
パルス出力は２個のカウンタＸ、Ｙに接続されており、
各カウンタＸ、Ｙは次のように動作する。

【００１８】イ．貨物１の前縁が第１の光センサ４Ａ、
４Ｂを遮光した時に、カウンタＸ、Ｙは共に０から計数
する。 ロ．貨物１の後縁が第１の光センサ４Ａ、４Ｂを通過し
て通光した時はカウンタＸを停止する。 ハ．貨物１の前縁が第２の光センサ６Ａ、６Ｂを遮光し
た時はカウンタＹを停止する。 ニ．両カウンタＸ、Ｙの計数停止により、Lo＋（計数値
ｘ−計数値ｙ）を算出して測定長Ｌとする。

【００２２】図２(a) 、(b) を通じて、カウンタＹは既
知の基準長Loを計数する結果になるから全く不要のよう
に見えるが、決してそうではないことを具体的な数値例
を挙げて説明する。

【００２３】例えば、基準長Lo＝２５０ｍｍ、貨物長Ｌ
＝Lo＋ａ＝３００ｍｍ、ロータリエンコーダ５による計
数単位を１ｍｍと仮定する。貨物１の長さＬの概略値は
計数値ｘのみで与えられるが、仮にロータリエンコーダ
５に＋２％のスパン誤差があると、測定値は３０６ｍｍ
となり、＋６ｍｍという大きな測定誤差が発生する。こ
のことは、図６の従来方式に見られる現象である。

【００２４】しかしながら、本実施例において計数値ｘ
から計数値ｙを差し引いてａを求めた後に、誤差のない
基準長さLoを加えて測定値とする場合にはそうはならな
い。即ち、計数値ｙのスパン誤差も計数値ｘと同様に＋
２％であるから計数値ｙは２５５ｍｍとなり、ａ＝３０
６ｍｍ−２５５ｍｍ＝５１ｍｍが得られる。このこと
は、＋２％のスパン誤差の基で、ａの長さを直接５１ｍ
ｍと測定したことと全く同一であり、このａに既知のLo
＝２５０ｍｍを加えて得られる測定値は３０１ｍｍであ
るから、誤差は１ｍｍに過ぎず、ロータリエンコーダ５
のみによる従来方式の測定誤差６ｍｍの６分の１にな
る。

【００２５】図３は実施例を示し、３組の光センサ４、
６、７により基準長L1とL2とL3が定められている。この
場合に、各光センサ４、６、７によりゲートをオン・オ
フし、ロータリエンコーダ５の出力パルスを計数するこ
とにより、基準長L1、L2、L3のうち貨物Ａの長さＬに最
も近い基準長を用いて測定を行う。

【００２６】どの基準長を用いるか判明した時点におい
て、その基準長を定める光センサの光軸と最も近い貨物
１の前縁又は後縁との距離をロータリエンコーダ５のパ
ルス出力を計数することにより測定し、それを基準長に
合算して全長を求める。

【００２７】なお、更に多くの光センサの組を用いれ
ば、基準距離の組合わせは飛躍的に増大し、測定誤差は
大幅に軽減される。

【００２８】本測定装置においては、別の効果としてロ
ータリエンコーダ５による測定部分の精度向上がある。
即ち、ロータリエンコーダ５を使用すると、前述のよう
な一種の経時変化的な要因に基づく問題点があるが、本
装置ではこれを簡単に補正することができる。例えば、
図２(b) において経時変化等によりロータリエンコーダ
５に＋２％の誤差が発生すると、前述のように計数値ｙ
は２５５ｍｍになるから、これを基準長Loと直接比較し
て、正しい２５０ｍｍになるように適宜の機械的電気的
手段により補正すれば、ロータリエンコーダ５自体によ
る測長部分ａについての測定誤差も殆どなくなり、全長
Lo＋ａの測定精度は極めて高くなる。

【００２９】以上に説明した長さ測定装置においては、
貨物移送機構が多数の駆動ローラを用いたローラコンベ
アであるとしたが、図４に示すようにベルトコンベアを
用いても、同様に長さ測定装置を構成できることは明ら
かである。この場合に、搬送ベルト８を駆動するベルト
駆動ローラ９にロータリエンコーダ５が取り付けられて
いる以外、図１或いは図３に掲げた実施例と異なるとこ
ろはない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る長さ測
定装置は、コンベア上を移動中の貨物の長さを測定する
ために少なくとも３組の光センサを使用し、貨物の長さ
をこれらの光センサによる少なくとも３つの基準間隔の
うちの最も貨物の長さが近いものと比較することによっ
て正確に求め、残部又は不足分を駆動ローラに結合され
たロータリエンコーダのパルス出力によって測定するこ
とにより、簡単な構成にも拘らず高精度の長さ測定が容
易に達成できる。

【００３１】しかも、ロータリエンコーダによる計数値
を随時に基準間隔と比較して補正するようにすれば、測
定結果に対する信頼性と精度は更に高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】基本原理図である。

【図２】測定シーケンスの説明図である。

【図３】３組の光センサを用いた実施例の構成図であ
る。

【図４】ベルトコンベアを用いた場合の構成図である。

【図５】従来例の構成図である。

【図６】他の従来例の構成図である。

【符号の説明】

１ 貨物 ２ ローラ ３ 駆動ローラ ４、６、７ 光センサ ５ ロータリエンコーダ ８ 搬送ベルト ９ ベルト駆動ローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンベア上を移動する貨物進行長の大半
   の長さを光センサによる基準間隔により求め、残部又は
   不足分の長さを前記コンベアの駆動ローラの回転角を基
   に測定し、前記２つの長さを加減算して前記貨物の長さ
   を測定する長さ測定装置において、前記貨物を移送する
   コンベアの進行方向に沿って配置し前記コンベア上を横
   切るように光束を投受光する少なくとも３組の前記光セ
   ンサと、前記コンベアの一部を構成する前記駆動ローラ
   の回転角を検出しパルス出力をする回転角検出器と、前
   記貨物が前記少なくとも３組の光センサの組合わせによ
   る少なくとも３つの基準間隔のうちの前記貨物の進行長
   に最も近い基準間隔を通過する間の前記回転角検出器に
   よるパルス出力を計数する第１の計数手段と、前記貨物
   が任意の１組の光センサを通過する間の前記回転角検出
   器によるパルス出力を計数する第２の計数手段とを備
   え、前記貨物の残部又は不足分の長さは前記第１の計数
   手段による計数値を前記第２の計数手段による計数値か
   ら差し引いて得られた計数値を基に求めることを特徴と
   する長さ測定装置。
2. 【請求項２】 前記第１の計数手段による計数値を前記
   第２の計数手段による計数値から差し引いて得られた計
   数値と前記貨物の残部又は不足分の長さの関係を、前記
   第１の計数手段の計数値と前記基準間隔との関係を基に
   補正するようにした請求項１に記載の長さ測定装置。