(57)【要約】      （修正有）【課題】帯状体の表面への損傷を抑制して多様なコイル径に対応しつつ、それでいて厚みの薄い帯状体のテールエンドに対しても高い精度でテールエンドの検出が可能なコイル状帯状物のテールエンド検出装置及び検出方法を提供する。【解決手段】本発明のコイル状帯状物のテールエンド検出装置１００は、軸周りに回転可能に載置する載置手段に載置されたコイル状帯状物のテールエンドを、非接触状態で検出する第１検出手段２０と、直径が互いに異なる複数のコイル状帯状物に対し第１検出手段における検出光の出射方向がそれぞれコイル状帯状物の中心に向かうように第１検出手段を移動させるセンサー移動手段３０と、前記載置手段に載置されたコイル状帯状物を前記軸周りに回転させる制御手段５０と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置手段上に搬送されたコイル状帯状物のテールエンドを検出するコイル状帯状物のテールエンド検出装置であって、
前記載置手段によって軸周りに回転される前記コイル状帯状物のテールエンドを、非接触状態で検出する第１検出手段と、
直径が互いに異なる複数のコイル状帯状物が前記載置手段にそれぞれ載置される場合に、前記第１検出手段における検出光の出射方向が前記テールエンドの検出時において各々の前記コイル状帯状物の中心に向かうように前記第１検出手段を斜めに移動させるセンサー移動手段と、
前記載置手段に載置されたコイル状帯状物を前記軸周りに回転させる制御を行う制御手段と、
を含むことを特徴とするコイル状帯状物のテールエンド検出装置。
【請求項２】
前記センサー移動手段は、
前記第１検出手段の移動軌跡と平行して延在する傾斜部を備えたフレームと、
前記第１検出手段を載置して前記傾斜部に設置された昇降台と、
前記昇降台を前記傾斜部に沿って移動させる駆動機構と、
を有する請求項１に記載のテールエンド検出装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、ボールねじ機構、エアシリンダ及び油圧シリンダのいずれかである請求項２に記載のテールエンド検出装置。
【請求項４】
前記センサー移動手段は、前記第１検出手段を保持して前記コイル状帯状物に対して近接又は離間するロボットハンドである請求項１に記載のテールエンド検出装置。
【請求項５】
前記センサー移動手段によって前記第１検出手段とともに移動して前記コイル状帯状物と前記第１検出手段との距離を計測する第２検出手段を更に含み、
前記第２検出手段の検出結果に基づいて前記センサー移動手段は前記第１検出手段の移動を停止する請求項１〜４のいずれか一項に記載のテールエンド検出装置。
【請求項６】
前記コイル状帯状物が前記載置手段から搬出されるときに、前記コイル状帯状物の搬出経路から前記第１検出手段を退避させる退避機構を更に備える請求項１〜５のいずれか一項に記載のテールエンド検出装置。
【請求項７】
帯状体がコイル状に巻かれたコイル状帯状物におけるテールエンドを検出するコイル状帯状物のテールエンド検出方法であって、
前記コイル状帯状物を載置手段上へ軸周りに回転可能に載置する載置ステップと、
前記載置部に載置されたコイル状帯状物のテールエンドを非接触状態で検出する第１検出手段を、前記コイル状帯状物に近接させる方向へ移動させる移動ステップと、
前記載置手段を介して前記コイル状帯状物を回転させつつ前記テールエンドを前記第１検出手段で検出する検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に基づいて前記コイル状帯状物を再回転させる再回転ステップと、を含み、
前記移動ステップでは、直径が互いに異なるコイル状帯状物が前記載置手段にそれぞれ載置される場合に、前記第１検出手段における検出光の出射方向が前記テールエンドの検出時において各々の前記コイル状帯状物の中心に向かうように前記第１検出手段を斜めに移動させることを特徴とするコイル状帯状物のテールエンド検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばコイル状に巻かれた圧延鋼帯や紙等のコイル状帯状物に対する帯状体の先端検出装置および先端検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば工業上において様々な用途に用いられる圧延鋼帯は、輸送上の制約などの理由からコイル状に巻かれて外観が円筒状の形態（以下、これを「コイル状帯状物」とも称する）で一般的に搬送される。なお、このとき上記コイル状帯状物は、搬送の過程で巻きつきが解けないように金属製などの結束バンドにより拘束されることが多い。
【０００３】
したがってコイル状帯状物が工場内へ搬送された後は、このコイル状帯状物を結束する結束バンドが切断される。このときコイル状帯状物を構成する帯状体の先端（以下、これを「テールエンド」とも称する）の位置によっては、帯状体の巻きつけが解けた際にテールエンドが大きく反り返ってしまう恐れもある。
【０００４】
したがって工場内へ搬送されたコイル状帯状物に対しては、まず上記したテールエンドが検出装置によって検出された後に、このコイル状帯状物を結束する結束バンドが切断されることが行われている。かようなテールエンドの検出装置としては、従来から大別して接触タイプと非接触タイプに分かれて存在している。
【０００５】
まず前者の例としては、例えば特許文献１や特許文献２が知られている。このうち例えば特許文献１に示されたテールエンドの検出態様では、コイル状の鋼板の外周面に押力を付与するラッパーロールと、このラッパーロールがコイル状の鋼板の外周面に付与している押力を検出する押力検出部とを具備し、この押力検出部によって検出された押力が変動したか否かを判別して鋼板の尾端部がラッパーロールを通過したと判断する構成が開示されている。
【０００６】
一方で後者の例としては、例えばカメラを用いて画像によってコイル状帯状物のテールエンドを検出する特許文献３や、非接触の検出光を照射する光学センサーを用いて上記したテールエンドを検出する特許文献４〜６などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−６９１９５号公報
【特許文献２】特開２００１−１５００２４号公報
【特許文献３】特開平６−１４７８５７号公報
【特許文献４】特開２０００−１１１３３６号公報
【特許文献５】特開平１０−２２７６２８号公報
【特許文献６】特開昭６１−２５３１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した各特許文献に限らず現在の技術では市場のニーズを適切に満たしているとは言えず、上記各手法では以下に述べるごとき課題が存在する。
まず上記した特許文献１などの接触タイプのテールエンド検出方式では、テールエンドとの物理的な接触を必須とするために耐久性の向上を図ることは困難であり、さらには場合によっては帯状体の表面への損傷も懸念される。
【０００９】
これに対して特許文献３〜６を含む非接触タイプのテールエンド検出方式では、帯状体の表面への損傷は解消されるものの、様々な外径（以下、本明細書では「コイル径」とも称する）を有するコイル状帯状物に対して検出精度を向上させることは難しく、かような課題に関する示唆もない。
とくに近年では極薄板のコイル状帯状物なども増えてきており、様々な外径を有するコイル状帯状物に対する検出精度を向上させることに加え、厚みがかなり薄い帯状体（例えば厚みが０．数ｍｍ程度）であってもテールエンドを確実に検出できるようにせねばならない。
【００１０】
このように既存の技術においては、耐久性に難があって帯状体の表面への損傷も懸念され、多様なコイル径に対応することは意図されておらず、さらには厚みの薄い帯状体にも対応し難いといった種々の課題を有しており、未だに改善の余地が大きくある。
【００１１】
本発明は、上記した課題を一例に鑑みて為されたものであり、帯状体の表面への損傷を抑制して多様なコイル径に対応しつつ、それでいて厚みの薄い帯状体のテールエンドに対しても高い精度でテールエンドの検出が可能なコイル状帯状物のテールエンド検出装置及び検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかるコイル状帯状物のテールエンド検出装置は、（１）載置手段上に搬送されたコイル状帯状物のテールエンド（外側端部）を検出するコイル状帯状物のテールエンド検出装置であって、前記載置手段によって軸周りに回転される前記コイル状帯状物のテールエンドを、非接触状態で検出する第１検出手段と、直径が互いに異なる複数のコイル状帯状物が前記載置手段にそれぞれ載置される場合に、前記第１検出手段における検出光の出射方向が前記テールエンドの検出時において各々の前記コイル状帯状物の中心に向かうように前記第１検出手段を斜めに移動させるセンサー移動手段と、前記載置手段に載置されたコイル状帯状物を前記軸周りに回転させる制御を行う制御手段と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
なお、上記した（１）に記載のテールエンド検出装置においては、（２）前記センサー移動手段は、前記第１検出手段の移動軌跡と平行して延在する傾斜部を備えたフレームと、前記第１検出手段を載置して前記傾斜部に設置された昇降台と、前記昇降台を前記傾斜部に沿って移動させる駆動機構と、を有することが好ましい。
【００１４】
また、上記した（２）に記載のテールエンド検出装置においては、（３）前記駆動機構は、ボールねじ機構、エアシリンダ及び油圧シリンダのいずれかであることが好ましい。
【００１５】
また、上記した（１）に記載のテールエンド検出装置においては、（４）前記センサー移動手段は、前記第１検出手段を保持して前記コイル状帯状物に対して近接又は離間するロボットハンドであってもよい。
【００１６】
また、上記した（１）〜（４）のいずれかに記載のテールエンド検出装置においては、（５）前記センサー移動手段によって前記第１検出手段とともに移動して前記コイル状帯状物と前記第１検出手段との距離を計測する第２検出手段を更に含み、前記第２検出手段の検出結果に基づいて前記センサー移動手段は前記第１検出手段の移動を停止することが好ましい。
【００１７】
また、上記した（１）〜（５）のいずれかに記載のテールエンド検出装置においては、（６）前記コイル状帯状物が前記載置手段から搬出されるときに、前記コイル状帯状物の搬出経路から前記第１検出手段を退避させる退避機構を更に備えることが好ましい。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかるコイル状帯状物のテールエンド検出方法は、帯状体がコイル状に巻かれたコイル状帯状物におけるテールエンドを検出するコイル状帯状物のテールエンド検出方法であって、前記コイル状帯状物を載置手段上へ軸周りに回転可能に載置する載置ステップと、前記載置部に載置されたコイル状帯状物のテールエンドを非接触状態で検出する第１検出手段を、前記コイル状帯状物に近接させる方向へ移動させる移動ステップと、前記載置手段を介して前記コイル状帯状物を回転させつつ前記テールエンドを前記第１検出手段で検出する検出ステップと、前記検出ステップの検出結果に基づいて前記コイル状帯状物を再回転させる再回転ステップと、を含み、前記移動ステップでは、直径が互いに異なるコイル状帯状物が前記載置手段にそれぞれ載置される場合に、前記第１検出手段における検出光の出射方向が前記テールエンドの検出時において各々の前記コイル状帯状物の中心に向かうように前記第１検出手段を斜めに移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コイル状帯状物のテールエンドを非接触方式で検出するので、まず検出装置の耐久性を向上させつつ帯状体への損傷も回避できる。これに加えて更には、仮にコイル状帯状物のコイル径が変化したとしても、検出光が各々のコイル状帯状物における中心へ向かうように射出できるため、テールエンドへの射出光の角度を安定させることができて薄厚のテールエンドに対しても充分な検出精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態にかかるコイル状帯状物１のテールエンド検出装置１００を模式的に示す外観斜視図である。
【図２】テールエンド検出装置１００のうちセンサー移動手段３０を構成する昇降台３２を主として示す模式図である。
【図３】テールエンド検出装置１００のうちセンサー移動手段３０を構成するブレーキ機構３５を主として示す模式図である。
【図４】第１検出手段２０を搭載した昇降台３２の移動軌跡Ｑと検出光の出射方向を示した模式図である。
【図５】第１検出手段２０によるコイル状帯状物１のテールエンド１ｅを検出する仕組みを説明する模式図である。
【図６】異なるコイル径に対応して第１検出手段２０の検出光が常に中心を向くための移動軌跡を算出するための概念図である。
【図７】異なる２種のコイル径を有するコイル状帯状物を本実施形態に適用した場合における移動軌跡の例を説明する模式図である。
【図８】第１実施形態にかかるコイル状帯状物１のテールエンド検出方法を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態にかかるコイル状帯状物１のテールエンド検出装置１１０を示す外観模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を実施するための実施形態について説明する。なお、以下の説明では、それぞれ便宜的に鉛直方向をＺ方向、載置手段１０に載置されたコイル状帯状物１の軸方向をＹ方向、およびこれらＹ方向及びＺ方向と交差する方向をＸ方向として説明する。しかしながら本発明は上述した方向の規定に左右されるものではなく、特許請求の範囲を不当に減縮するものでないことは言うまでもない。
【００２２】
≪第１実施形態≫
＜テールエンド検出装置１００＞
本発明の第１実施形態にかかるテールエンド検出装置１００について、図１〜図５を適宜参照しながら説明する。
【００２３】
まず図１及び図５などに示すとおり、本実施形態にかかるテールエンド検出装置１００は、後述する載置手段１０上に搬送されたコイル状帯状物１のテールエンド１ｅ（最も外側に位置する帯状体の終端部）を検出する機能を有して構成されている。
【００２４】
コイル状帯状物１は、所定の長さの帯状体がコイルのように巻かれたものであり、金属の薄板の場合には「フープ」や「コイル」とも称される。かような帯状体がコイル状に巻かれた場合には帯状体の終端部が最も外側に位置することになる。そして実際の輸送時には、公知の結束バンドなどでテールエンド１ｅが解けないように拘束される。
【００２５】
なお本実施形態に好適なコイル状帯状物１の材質は、例えば上記した鋼板などの金属の他、紙材や樹脂フィルムなども適用することができる。換言すれば、本実施形態は、帯状の金属板や樹脂フィルムあるいは紙材の帯状体がロール状に巻かれたコイル状帯状物のテールエンド検出に適用が可能である。
【００２６】
テールエンドの検出に先立って、まずクレーンなどの搬送機構によってコイル状帯状物１が吊り上げられて載置手段１０の上方へ搬送された後に、ゆっくりと下降して載置手段１０上にコイル状帯状物１が載置される。この状態ではテールエンド１ｅがどの位置にあるのか不明であるので、その後に本実施形態のテールエンド検出装置１００を用いたテールエンド１ｅの検出が実行される。
【００２７】
より具体的には、図１に示すとおり、テールエンド検出装置１００は、第１検出手段２０と、センサー移動手段３０と、制御手段５０と、を少なくとも含んで構成されている。
第１検出手段２０は、上記した載置手段１０によって軸周りに回転されるコイル状帯状物１のテールエンド１ｅを非接触状態で検出する機能を備えている。かような第１検出手段２０としては、公知の種々の非接触タイプの測定器を用いることができ、例えばレーザー光を照射する光学式センサーや超音波によって測距可能な超音波式センサーなどが例示できる。
【００２８】
ここで本実施形態に適用が可能な載置手段１０について説明する。
図４などに例示されるとおり、載置手段１０は、コイル状帯状物１を載置可能であるとともに、この載置したコイル状帯状物１を軸周り（図４におけるＹ軸周り）に回転させる機能を有して構成されている。かような載置手段１０の例としては、例えばクレードルとも称されるコイル状帯状物１の軸方向長さに対応した回転可能な２本の金属棒が挙げられる。なお図６に示すスキッドと称される載置手段についても、載置するコイル状帯状物１が回転可能に構成すれば適用してもよい。
【００２９】
また本実施形態の載置手段１０は、後述する制御手段５０の制御の下で、コイル状帯状物１を軸周りに回転させる機能を有している。
制御手段５０は、後述するテールエンド検出方法などを実行するソフトウェアがインストールされた記憶手段やＣＰＵなどを有しており、この制御手段５０の制御の下で上記した載置手段１０や後述するセンサー移動手段３０などが統括制御されている。この制御手段５０としては、例えば公知の演算装置やメモリなどを備えたパーソナルコンピュータが例示できる。なお、制御手段５０に公知の通信機器を装備させ、有線または無線などで外部ネットワーク（インターネットなど）と接続されて遠隔操作可能なように構成してもよい。
【００３０】
次に図２〜図４も参照しつつ、本実施形態のテールエンド検出装置１００のうちセンサー移動手段３０について詳述する。
本実施形態のセンサー移動手段３０は、直径が互いに異なる複数のコイル状帯状物１が載置手段１０にそれぞれ載置される場合に、第１検出手段２０における検出光Ｌの出射方向がテールエンド１ｅの検出時において各々のコイル状帯状物１の中心Ｏに向かうように第１検出手段２０を斜めに移動させる機能を有して構成されている（図４や図５参照）。
【００３１】
より具体的な構成としては図２〜図４などに示されるとおり、センサー移動手段３０は、フレーム３１、昇降台３２及び駆動機構３３を少なくとも含んでおり、さらに本実施形態では退避機構３４及びブレーキ機構３５を有して構成されている。なお、載置手段１０に対するコイル状帯状物１の搬入／搬出経路に支障がない場合には退避機構３４は省略してもよい。また、駆動機構３３によって昇降台３２の位置を安定させることが可能であればブレーキ機構３５は適宜省略してもよい。
【００３２】
フレーム３１は、図１や図４に示すとおり、前記した第１検出手段２０の移動軌跡Ｑと平行して延在する傾斜部３１ａを備えて構成される。かようなフレーム３１の材質に特に制限はないが、強度や耐久性を考慮すると鋼材など公知の金属材料が好適である。また本実施形態のフレーム３１は、鋼材が組み合わされた枠体となっているが、特にこの形態に限定されない。例えばフレーム３１のうち傾斜部３１ａについては板状の金属材によって構成されていてもよい。
【００３３】
傾斜部３１ａは、鉛直方向に対して所定の傾斜角度β（図６参照）だけ傾いた傾斜面が形成されるようにフレーム３１に取り付けられる。換言すれば、傾斜部３１ａは、フレーム３１に対して所望の傾斜角度βとなるように傾斜角が調整可能なように設置される。なお傾斜部３１ａの傾斜角度βが任意の角度に調整可能であれば、フレーム３１とは別体でなく一体で構成されていてもよい。この場合には、例えば公知の油圧シリンダ機構など不図示の角度調整機構によってフレーム３１全体として傾斜角度βを調整することができる。
なお傾斜角度βの具体的な設定方法については後述する。
【００３４】
昇降台３２は、前記した第１検出手段２０を載置して上記傾斜部３１ａに設置される。この昇降台３２は、第１検出手段２０を載置したまま傾斜部３１ａが形成する上記傾斜面に沿って移動することが可能となっている。なお図１及び図３に示すとおり、本実施形態のフレーム３１には、傾斜部３１ａの所定位置に昇降台３２を固定するための固定ピンと固定部３７が含まれている。これにより、例えばメンテナンス中などに昇降台３２を傾斜部３１ａに対して安定して維持・固定することが可能となっている。
より詳細には図２に示すとおり、昇降台３２は、センサー載置部３２ａ、昇降台本体３２ｂ、駆動機構連結部３２ｃおよびブレーキ連結部３２ｄを含んで構成されている。
【００３５】
センサー載置部３２ａは、後述する昇降台本体３２ｂに対して退避機構３４を介して近接または離間可能に構成されている。本実施形態のセンサー載置部３２ａは、上記した第１検出手段２０と、さらに後述する第２検出手段４０を固定して搭載する機能を有している。これにより第１検出手段２０と第２検出手段４０の位置関係は維持されたまま、昇降台３２が傾斜面に沿って昇降することで第１検出手段２０及び第２検出手段４０が移動軌跡Ｑに沿って移送することが可能となっている。
【００３６】
かような第２検出手段４０は、センサー移動手段３０によって第１検出手段２０とともに移動してコイル状帯状物１と第１検出手段２０との距離を計測する機能を備えている。
本実施形態の第１検出手段２０は、図５に示すとおり、コイル状帯状物１の表面までの距離の変化（すなわち高さの変化）を検出しており、この検出高さがテールエンド１ｅによって大きく変化することを検出している。このように第１検出手段２０はテールエンド１ｅの有無による検出高さの変化を検出するため、コイル状帯状物１に対する最適な計測距離が存在する。
【００３７】
したがって本実施形態ではコイル状帯状物１と第１検出手段２０との距離を第２検出手段４０で計測することとし、この第２検出手段４０の検出結果に基づいてセンサー移動手段３０は第１検出手段２０の移動（すなわち昇降台３２による昇降動作）を停止する構成とした。
【００３８】
なお第２検出手段４０の具体例としては、例えばレーザー測距器などの光学式変位センサーをはじめ、磁束式変位センサーあるいは超音波式変位センサーなど公知の種々の測距センサーを適用できる。
また、このような第２検出手段４０を用いた停止制御は、上述した制御手段５０による制御下のもとで実行される。
【００３９】
昇降台本体３２ｂは、後述する駆動機構３３からの動力伝達を受ける駆動機構連結部３２ｃと、ブレーキ機構３５からの制動作用を受けるブレーキ連結部３２ｄとを、それぞれ有して構成される。また、昇降台本体３２ｂは、上述のとおり退避機構３４を搭載してセンサー載置部３２ａを支持するように構成されている。
【００４０】
駆動機構３３は、前記した昇降台３２をフレーム３１の傾斜部３１ａに沿って移動させる機能を有している。駆動機構３３は、上述の機能を発揮すべく傾斜部３１ａに設置されている。かような駆動機構３３の具体例としては、ボールねじ機構、エアシリンダ及び油圧シリンダのいずれかであることが好ましい。
【００４１】
本実施形態では、駆動機構３３の一例としてエアシリンダが傾斜部３１ａで形成する傾斜面に倣って、取付部３３ａ（図１及び図３参照）を介して設置されている。これにより、駆動機構３３を介して昇降台３２が傾斜面に沿って移動可能となっている。また、この駆動機構３３（エアシリンダ）は制御手段５０によって駆動制御されており、昇降台３２が任意の高さ／位置で停止するように駆動機構３３は制御される。
【００４２】
退避機構３４は、上述のとおり昇降台本体３２ｂに対してセンサー載置部３２ａを近接または離間可能に移動させる。したがって本実施形態の退避機構３４は、例えば何らかの要因でコイル状帯状物１が載置手段１０から搬出されるときに、図２（ｂ）に示すごとくコイル状帯状物１の搬出経路から第１検出手段２０を退避させる機能を有している。これにより、例えば載置手段１０からクレーンなどでコイル状帯状物１を吊り上げるときに第１検出手段２０（第２検出手段４０も同様）などが干渉して損壊してしまうことなどが抑制される。
【００４３】
なお図２に示すとおり、本実施形態の退避機構３４は、水平方向に並んだ駆動シリンダ３４ａと、この駆動シリンダ３４ａを挟むように両側に配置された２つのガイドシリンダ３４ｂを有している。なお上記配置構成は一例であって、例えば２つ以上の駆動シリンダ３４ａを有していてもよいし、２つ以上のガイドシリンダ３４ｂではなく単一のガイドシリンダ３４ｂとしてもよい。
【００４４】
駆動シリンダ３４ａは、上述のとおり、昇降台本体３２ｂに対してセンサー載置部３２ａを近接または離間可能に移動させるための駆動力を発生する機能を有する。かような駆動シリンダ３４ａとしては、例えばエアシリンダや油圧シリンダなど公知のシリンダ機構が例示できる。なお駆動シリンダ３４ａとして、公知のボールねじ機構など他の公知の直進運動機構を作用してもよい。
【００４５】
ガイドシリンダ３４ｂは、駆動シリンダ３４ａの駆動力によって移動されるセンサー載置部３２ａの移動をガイドする機能を有している。かようなガイドシリンダ３４ｂとしては、例えば公知のピストン機構など種々のガイド機構を適用できる。図示されるとおり、本実施形態では駆動シリンダ３４ａを挟むようにガイドシリンダ３４ｂが両側に配置された形態であるため、移動中のセンサー載置部３２ａがローリングするなど不規則・不安定な状態となってしまうことが抑制されている。
【００４６】
ブレーキ機構３５は、昇降台３２の移動を制動する機能を有している。より具体的に本実施形態のブレーキ機構３５は、図３などからも明らかなとおり、傾斜部３１ａに敷設されたブレーキ用レールＢＲを挟圧することで制動機能を発揮する。また図１に示すとおり、ブレーキ用レールＢＲは、互いに所定の距離だけ隔てて合計２本だけ傾斜部３１ａに設置されている。
【００４７】
よってブレーキ機構３５も、これら一対のブレーキ用レールＢＲに対応して昇降台３２の両サイドに跨るように２つ設置されている。これにより昇降台３２の移動をブレーキ機構３５で停止するときなど、ブレーキ用レールＢＲとブレーキ機構３５がそれぞれ１本のみの場合に比して昇降台本体３２がヨーイングしたりローリングしたりすることが抑制されている。
【００４８】
＜傾斜角度βと検出光Ｌの照射角θの設定＞
次に図４に加えて図６及び図７も適宜参照しつつ、本実施形態における傾斜角度βと検出光Ｌの照射角θの設定について説明する。
これら傾斜角度βと検出光Ｌの照射角θを適切に設定することで、上述したとおり第１検出手段２０における検出光Ｌの出射方向がテールエンド１ｅの検出時において各々のコイル状帯状物１の中心Ｏに向かうように第１検出手段２０を斜めに移動させることが可能となっている。
【００４９】
まず図４に示すとおり、コイル状帯状物１の直径が変わったとしても、常に検出光Ｌがその中心Ｏを向くようにするためには、移動軌跡Ｑの鉛直方向に対する傾斜角と検出光Ｌの照射角θ（図４ではほぼθ１＝θ２となる）が重要なパラメータとなる。
このとき移動軌跡Ｑは実質的には傾斜部３１ａの傾斜角度βと同義（すなわち移動軌跡Ｑも鉛直に対して角度βだけ傾斜している）であり、よって本実施形態のコイル状帯状物のテールエンド検出装置１００を設置する際には、この傾斜部３１ａの傾斜角と検出光Ｌの照射角が目的の値となるように留意する必要がある。
【００５０】
以上をふまえ、図６に示すとおり、傾斜部３１ａの傾斜角度を測定角度βとし、第１検出手段２０における検出光Ｌの鉛直方向に対する角度をθと設定する。
このとき、載置手段１０としてのスキッドの角度αは既知であり、この載置手段１０で載置可能なコイル状帯状物１の最大径φＤ１と最小径φＤ２（図４参照）もそれぞれ既知となっている。
【００５１】
そして図６のように半径Ｒのコイル状帯状物１を検出点Ｚ（スキッドの中心Ｏｓからｒｘ、ｒｙだけ離れた点）を第１検出手段２０の測定ポイントとする。
このとき図６のとおり傾斜角度βと直交する方向に対する傾斜角をＢとし、さらに「ａ＝ｓｉｎβ／ｃｏｓα  ・・・式（１）」とすると、次の式（２）〜（６）が成立する。
【００５２】
Ｂ＝ｓｉｎ−１ａ＝ｔａｎ−１｛ａ／√（１−ａ２）｝  ・・・式（２）
θ＝β＋Ｂ  ・・・式（３）
Ａ＝Ｒ／ｃｏｓα  ・・・式（４）
ｒｘ＝Ｒ・ｓｉｎθ  ・・・式（５）
ｒｙ＝Ａ＋Ｒ・ｃｏｓθ  ・・・式（６）
【００５３】
よって既知のスキッドの角度α、及びいくつかのコイル状帯状物１の半径Ｒの値に基づいて上記式を計算すれば、検出点Ｚを通りコイル状帯状物１の中心Ｏに検出光Ｌが向くような照射角θと傾斜部３１ａの傾斜角度βが求まることになる。
【００５４】
かような設定手法の一例を図７に示す。
同図に示すとおり、載置手段１０としてのスキッドの角度αを３１°、載置し得るコイル状帯状物１の最大径φＤ１をφ１０２０、最小径φＤ２をφ６００とそれぞれ規定（このとき半径ＲはそれぞれＲ＝５１０、３００となる）する。
【００５５】
このとき式（１）〜（６）を鑑みれば、検出角度としての傾斜角度βは１５°となる。
従って装置組み立ての際には傾斜部３１ａの傾斜角度βが１５°となるように傾けてフレーム３１を構成し、さらに鉛直に対して検出光Ｌが３１°傾斜するように第１検出手段２０を載置台３２に固定すればよい。
【００５６】
なお上記においては載置手段１０として公知の構造であるスキッドを用いたことから、当該スキッド上のコイル状帯状物１は同じ照射角度θならどのような径でも中心に向かう角度は一定となる。しかしながら載置手段１０としてクレードル（同様に公知の構造）を用いた場合には、コイル状帯状物１自身の重量によって当該クレードル上のコイル状帯状物１は若干変形してしまう。
【００５７】
したがって載置手段１０としてクレードルを用いる場合には、上記したコイル状帯状物１の最大径φＤ１と最小径φＤ２の平均を「基準照射角度θ」として定義する。換言すれば、本実施形態において、載置手段１０がクレードルの場合には、このような基準照射角度θをスキッドのケースと同様に一定の照射角度として取り扱うこととする。
【００５８】
以上説明した本実施形態におけるコイル状帯状物のテールエンド検出装置１００によれば、仮にコイル状帯状物１のコイル径（上記φに相当）が変化したとしても、検出光Ｌが各々のコイル状帯状物１における中心Ｏへ向かうように射出できるため、テールエンド１ｅへの射出光の角度を安定させることができて薄厚の金属帯やテールエンドに対しても充分な検出精度を確保することが可能となっている。
【００５９】
＜テールエンド検出方法＞
次に図８を参照しつつ本実施形態に係るコイル状帯状物のテールエンド検出方法について説明する。同図に示すとおり、本実施形態のテールエンド検出方法においては、金属などの帯状体がコイル状に巻かれたコイル状帯状物におけるテールエンドを検出する。
【００６０】
まずステップ１では、前記したコイル状帯状物１を載置手段１０上へ軸周りに回転可能に載置する（載置ステップ）。このとき載置手段１０がクレードルの場合にはコイル状帯状物１の回転には問題ないが、載置手段１０がスキッドの場合には当該スキッド内に公知の回転駆動手段を設置することが挙げられる。
これにより制御手段５０の制御の下で、載置手段１０上のコイル状帯状物１がその軸周りに回転可能となってテールエンド１ｅの検出が可能となる。
【００６１】
続くステップ２では、フレーム３１の傾斜部３１ａに沿って昇降台３２を移動させて、これにより昇降台３２に固定搭載された第１検出手段２０をコイル状帯状物１へ近接させる（移動ステップ）。
【００６２】
そしてステップ３では、第１検出手段２０によるテールエンド１ｅの検出が可能な程度に近接したか、すなわち第１検出手段２０の検出範囲内に入ったかが判定される（測定可否判定ステップ）。このとき第２検出手段４０は、センサー移動手段３０（昇降台３２）によって第１検出手段２０とともに傾斜部３１ａの傾斜に沿って移動してコイル状帯状物１と第１検出手段２０との距離を計測する。
【００６３】
そして制御手段５０は、この第２検出手段４０の検出結果に基づいて、第１検出手段２０の検出適正範囲にコイル状帯状物１の表面が来るように、センサー移動手段３０を制御して昇降台３２（第１検出手段２０）の移動を停止する制御を行う。なお第１検出手段２０における最適な測定距離は測距センサーの種類に応じて適宜決まるので、かような非接触式測距センサーの性能に応じて第２検出手段４０による検出閾値の設定が行われることになる。
【００６４】
ステップ３で第１検出手段２０が検出可能範囲に到達したと判定された場合、続くステップ４では、制御手段５０の下で載置手段１０を制御してロール状帯状物１を回転させる。このステップ４と並行して、ステップ５ではロール状帯状物１のテールエンド１ｅを第１検出手段２０で検出する。
換言すれば、このステップ４及びステップ５において、前記した載置手段１０を介してコイル状帯状物１を回転させつつテールエンド１ｅを第１検出手段２０で検出する（検出ステップ）。
【００６５】
そしてステップ５でテールエンド１ｅを検出した場合、続くステップ６で制御手段５０はこの検出した際のテールエンド１ｅの位置を記憶する。
【００６６】
そして上述のとおり検出位置Ｚは既知の位置であるので、制御手段５０はこの検出したタイミングに基づいて載置手段５０を制御してロール状帯状物１を再回転させる制御を行う。なお本ステップにおいては一時停止を含む意味で「再回転」と説明したが、例えばステップ４にて行っていた回転制御をそのまま継続してもよいし、ステップ４の回転とは反対方向に向けて逆回転させてもよい。すなわち、ステップ７の「再回転」とは、一時停止を行った上で再び回転することに加え、ステップ４の回転を継続する態様や上記逆回転をさせる態様も含むものとする。
【００６７】
次いでステップ８ではテールエンド１ｅの位置が目標位置（すなわち次工程に向けてコイル状帯状物１を搬出するのに適した姿勢）となったか判定される。
そしてステップ８でテールエンド１ｅの位置が目標位置となった場合、その後は不図示のカッター装置などでコイル状帯状物１を結束している結束バンドが切断され、さらにその後には不図示のクレーンなどで載置手段１０からコイル状帯状物１を吊り上げて搬出される。
【００６８】
この載置手段１０からコイル状帯状物１を吊り上げて搬出する際には、ステップ９で退避機構３４を駆動させてコイル状帯状物１の搬出経路（すなわちクレーン等で吊り上げる際にコイル状帯状物１が通過する領域）から第１検出手段２０を退避する。なおこのステップ９については、搬出経路に対して第１検出手段２０が安全な位置であれば適宜省略してもよい。
【００６９】
このように本実施形態におけるコイル状帯状物のテールエンドの検出方法においては、上記した移動ステップにおいて、直径が互いに異なるコイル状帯状物１が載置手段１０にそれぞれ載置される場合であっても、第１検出手段２０における検出光Ｌの出射方向がテールエンド１の検出時において各々のコイル状帯状物１の中心Ｏに向かうように第１検出手段２０を斜めに移動させている。
これによりテールエンドへの射出光の角度を安定させることができて薄厚のテールエンドに対しても充分な検出精度を確保することができる。
【００７０】
≪第２実施形態≫
＜テールエンド検出装置１１０＞
次に図９を参照しつつ第２実施形態にかかるコイル状帯状物１のテールエンド検出装置１１０について説明する。この第２実施形態におけるテールエンド検出装置１１０は、フレーム３１、昇降台３２及び駆動機構３３を有するセンサー移動手段３０に代えて、ロボットハンドＲＨを具備したセンサー移動手段としている点に主とした特徴がある。
よって以下では、第１実施形態と同じ機能の構成要素には同一の参照番号を付してその説明は適宜省略する。
【００７１】
同図に示すとおり、テールエンド検出装置１１０のセンサー移動手段は、前記した第１検出手段２０を保持してコイル状帯状物１に対して近接又は離間する機能を有している。なお、このテールエンド検出装置１１０のセンサー移動手段としてのロボットハンドは、さらに上記した第２検出手段４０および退避機構３４の機能を具備していてもよい。
【００７２】
かようなロボットハンドとしては、例えば６軸制御の公知のロボットハンドが例示できる。ただし第１実施形態で説明したとおり昇降台３２の移動軌跡Ｑを再現可能であれば足りるので、必ずしも６軸制御である必要はない。
このようにロボットハンドの軌跡は、昇降台３２の移動軌跡Ｑに基づいて予めティーチング等で入力される。
【００７３】
制御手段５０は、上記したセンサー移動手段としてのロボットハンドの動作を制御して、直径が互いに異なるコイル状帯状物１が載置手段１０にそれぞれ載置される場合であっても、第１検出手段２０における検出光Ｌの出射方向がテールエンド１の検出時において各々のコイル状帯状物１の中心Ｏに向かうように第１検出手段２０を斜めに移動させる制御を実行する。
これにより第１実施形態と同様に、テールエンドへの射出光の角度を安定させることができて薄厚のテールエンドに対しても充分な検出精度を確保することができる。
【００７４】
なお上記した各実施形態は一例であって、本願の趣旨を逸脱しない限りにおいて、実施形態の各要素を適宜組み合わせて新たなテールエンド検出装置や検出方法を構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上説明したように、本発明のテールエンド検出装置や検出方法は、簡易な構成で装置の小型化を図りつつ、厚みが薄い（薄厚）のテールエンドに対しても充分な検出精度を確保可能な検出システムを構築するのに適している。
【符号の説明】
【００７６】
１  コイル状帯状物
１ｅ  テールエンド
１０  載置手段
２０  第１検出手段
３０  センサー移動手段
３１  フレーム
３１ａ  傾斜部
３２  昇降台
３２ａ  センサー載置部
３２ｂ  昇降台本体
３２ｃ  駆動機構連結部
３２ｄ  ブレーキ連結部
３３  駆動機構
３３ａ  取付部
３４  退避機構
３４ａ  駆動シリンダ
３４ｂ  ガイドシリンダ
３５  ブレーキ機構
３６  固定ピン
３７  固定部
４０  第２検出手段
５０  制御手段
ＢＲ  ブレーキ用レール
【図１】
2020142244.tif 000003
【図２】
2020142244.tif 000004
【図３】
2020142244.tif 000005
【図４】
2020142244.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020142244.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月23日(2019.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置手段上に搬送されたコイル状帯状物のテールエンドを検出するコイル状帯状物のテールエンド検出装置であって、
前記載置手段によって軸周りに回転される前記コイル状帯状物のテールエンドを、非接触状態で検出する第１検出手段と、
直径が互いに異なる複数のコイル状帯状物が前記載置手段にそれぞれ載置される場合に、前記第１検出手段における検出光の出射方向が前記テールエンドの検出時において各々の前記コイル状帯状物の中心に向かうように前記第１検出手段を鉛直方向に対して傾斜する斜め方向に移動させるセンサー移動手段と、
前記載置手段に載置されたコイル状帯状物を前記軸周りに回転させる制御を行う制御手段と、
を含むことを特徴とするコイル状帯状物のテールエンド検出装置。
【請求項２】
前記センサー移動手段は、
前記第１検出手段の移動軌跡と平行して延在する傾斜部を備えたフレームと、
前記第１検出手段を載置して前記傾斜部に設置された昇降台と、
前記昇降台を前記傾斜部に沿って移動させる駆動機構と、
を有する請求項１に記載のテールエンド検出装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、ボールねじ機構、エアシリンダ及び油圧シリンダのいずれかである請求項２に記載のテールエンド検出装置。
【請求項４】
前記センサー移動手段は、前記第１検出手段を保持して前記コイル状帯状物に対して近接又は離間するロボットハンドである請求項１に記載のテールエンド検出装置。
【請求項５】
前記センサー移動手段によって前記第１検出手段とともに移動して前記コイル状帯状物と前記第１検出手段との距離を計測する第２検出手段を更に含み、
前記第２検出手段の検出結果に基づいて前記センサー移動手段は前記第１検出手段の移動を停止する請求項１〜４のいずれか一項に記載のテールエンド検出装置。
【請求項６】
前記コイル状帯状物が前記載置手段から搬出されるときに、前記コイル状帯状物の搬出経路から前記第１検出手段を退避させる退避機構を更に備える請求項１〜５のいずれか一項に記載のテールエンド検出装置。
【請求項７】
帯状体がコイル状に巻かれたコイル状帯状物におけるテールエンドを検出するコイル状帯状物のテールエンド検出方法であって、
前記コイル状帯状物を載置手段上へ軸周りに回転可能に載置する載置ステップと、
前記載置部に載置されたコイル状帯状物のテールエンドを非接触状態で検出する第１検出手段を、前記コイル状帯状物に近接させる方向へ移動させる移動ステップと、
前記載置手段を介して前記コイル状帯状物を回転させつつ前記テールエンドを前記第１検出手段で検出する検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に基づいて前記コイル状帯状物を再回転させる再回転ステップと、を含み、
前記移動ステップでは、直径が互いに異なるコイル状帯状物が前記載置手段にそれぞれ載置される場合に、前記第１検出手段における検出光の出射方向が前記テールエンドの検出時において各々の前記コイル状帯状物の中心に向かうように前記第１検出手段を鉛直方向に対して傾斜する斜め方向に移動させることを特徴とするコイル状帯状物のテールエンド検出方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかるコイル状帯状物のテールエンド検出装置は、（１）載置手段上に搬送されたコイル状帯状物のテールエンドを検出するコイル状帯状物のテールエンド検出装置であって、前記載置手段によって軸周りに回転される前記コイル状帯状物のテールエンドを、非接触状態で検出する第１検出手段と、直径が互いに異なる複数のコイル状帯状物が前記載置手段にそれぞれ載置される場合に、前記第１検出手段における検出光の出射方向が前記テールエンドの検出時において各々の前記コイル状帯状物の中心に向かうように前記第１検出手段を鉛直方向に対して傾斜する斜め方向に移動させるセンサー移動手段と、前記載置手段に載置されたコイル状帯状物を前記軸周りに回転させる制御を行う制御手段と、を含むことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかるコイル状帯状物のテールエンド検出方法は、帯状体がコイル状に巻かれたコイル状帯状物におけるテールエンドを検出するコイル状帯状物のテールエンド検出方法であって、前記コイル状帯状物を載置手段上へ軸周りに回転可能に載置する載置ステップと、前記載置部に載置されたコイル状帯状物のテールエンドを非接触状態で検出する第１検出手段を、前記コイル状帯状物に近接させる方向へ移動させる移動ステップと、前記載置手段を介して前記コイル状帯状物を回転させつつ前記テールエンドを前記第１検出手段で検出する検出ステップと、前記検出ステップの検出結果に基づいて前記コイル状帯状物を再回転させる再回転ステップと、を含み、前記移動ステップでは、直径が互いに異なるコイル状帯状物が前記載置手段にそれぞれ載置される場合に、前記第１検出手段における検出光の出射方向が前記テールエンドの検出時において各々の前記コイル状帯状物の中心に向かうように前記第１検出手段を鉛直方向に対して傾斜する斜め方向に移動させることを特徴とする。