(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互の間に所定間隔を隔てて配置される、周波数可変な交番磁束を発生する送信ヘッド、及び該送信ヘッドから発せられた交番磁束を受信して受信信号を得る受信ヘッドを備え、該受信信号に基づいて、前記送信ヘッドと前記受信ヘッドとの間に被検査板が一枚配置されているか二枚以上重なって配置されているかを弁別する枚数弁別装置において、
被検査板の枚数が一枚であるか二枚以上重なっているかを弁別するための前記送信ヘッドの駆動周波数を弁別に先立って設定する弁別周波数設定手段を備え、
該弁別周波数設定手段が、前記送信ヘッドと前記受信ヘッドとの間に被検査板をテスト用に一枚および二枚重ねで配置して前記送信ヘッドから周波数ｆの交番磁束を発生させたときに前記受信ヘッドで得られる各受信信号の信号レベルどうしの差分をΔＶf、被検査板が前記送信ヘッドと前記受信ヘッドとの間に挿入されつつある過渡的な状態での誤検出を避けた周波数領域の上限周波数をｆth、被検査板が一枚であるか二枚重ねであるかを判別するためのしきい値をＴｈとしたとき、該上限周波数ｆth以下の周波数であってΔＶf≧Ｔｈを満足する周波数が１つ以上存在する場合に、該上限周波数ｆth以下、かつΔＶf≧Ｔｈを満足する１つ以上の周波数のうちの所定の周波数を前記駆動周波数として設定するものであることを特徴とする枚数弁別装置。
【請求項２】
前記弁別周波数設定手段が、前記上限周波数ｆth以下、かつΔＶf ≧Ｔｈを満足する周波数が１つ以上存在する場合に、ΔＶf≧Ｔｈを満足する１つ以上の周波数のうちの最低の周波数を前記駆動周波数として設定するものであることを特徴とする請求項１記載の枚数弁別装置。
【請求項３】
前記弁別周波数設定手段が、前記上限周波数ｆth以下、かつΔＶf≧Ｔｈを満足する周波数が存在しなかった場合に、前記駆動周波数として採り得る全域のうちのΔＶfが最大となる周波数を、前記駆動周波数として設定するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の枚数弁別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば金属板等の被検査板の枚数を一枚と二枚以上とに弁別する枚数弁別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、下記のような枚数弁別装置が使用されている。
【０００３】
図３は、金属板の枚数を弁別する枚数弁別装置の一例を示す模式図である。
【０００４】
例えば金属板を曲げ加工し、あるいはその金属板に孔あけ加工するラインの最上流側では、多数枚積み重ねられた金属板１が１枚ずつ吸盤２で吸引されて持ち上げられ、そのラインに供給される。そのとき、図３に一点鎖線で示すように、２枚の金属板が互いに吸着したまま吸盤２で持ち上げられてそのままラインに供給されると、その金属板を加工する加工金型に多大な負荷がかかり、その加工金型が破損する恐れがあり、これを避けるため、金属板１が２枚持ち上げられたことを検出し、２枚持ち上げられた場合は、その金属板はラインに供給せずに横に外しておく等の措置が必要となる。
【０００５】
そこで、ここには、金属板が２枚持ち上げられたことを検出する枚数弁別装置３が備えられている。
【０００６】
この枚数弁別装置３には、送信ヘッド３１が備えられている。この送信ヘッド３１には駆動コイル（図示せず）が備えられており、その駆動コイルはコイル駆動回路３２により駆動され交番磁界を発生させる。このコイル駆動回路３２は、自動もしくは手動切換えにより種々の周波数の駆動信号で駆動コイルを駆動することができる。
【０００７】
またこの枚数弁別装置３には、送信ヘッド３１と対向して受信ヘッド３３が備えられている。この受信ヘッド３３には検出コイル（図示せず）が備えられており、その検出コイルにより、送信ヘッド３１で発せられ金属板１を透過した交番磁束が検出される。受信ヘッド３３中の検出コイルで検出された磁束は、増幅回路３４で適切に増幅され整流回路３５でその実効値が求められた後、比較回路３６に入力される。比較回路３６には、しきい値生成回路３７で生成されたしきい値も入力され、受信ヘッド３３で検出された磁束が所定の強度以上であるか否か、即ち、金属板１を１枚だけ通過したときの強度を有する磁束であるか、金属板１を２枚（ないしそれ以上）通過したときの強度を有する磁束であるかが判定され、これにより吸盤２で金属板１が１枚だけ持ち上げられたかもしくは２枚以上持ち上げられたかが判別される。この判別結果を吸盤２を備えた金属板供給装置に入力して吸盤２の動きを制御し、吸盤２が金属板１を１枚だけ持ち上げた場合のみその金属板１をラインに供給するように制御することにより、２枚重ねの金属板の、ラインへの供給を避けることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような枚数弁別装置は、受信ヘッド３３で受信される信号のレベルの変化によって２枚重ねを検出するものであり、したがって２枚重ねを検知するための交番磁界の周波数、すなわち送信ヘッド３１の駆動コイルを駆動する駆動周波数として、周波数ｆのとき、かつ金属板が一枚、二枚重ねのときの各受信信号レベルをそれぞれＶ1f，Ｖ2fとし、それらの受信信号レベルどうしの差分をΔＶf ＝Ｖ1f−Ｖ2fとしたとき、その差分ΔＶf が最大となる周波数を選ぶことが最良と考えられる。しかしながらその場合、以下のような問題点を回避することができない。
【０００９】
図４は、送信ヘッド３１と受信ヘッド３２との間に金属板１が徐々に挿入される様子を示した模式図、図５は、そのときの受信信号レベルの変化を示す図である。
【００１０】
金属板１を送信ヘッド３１と受信ヘッド３３との間に徐々に挿入され、その金属板１の先端１ａがそれぞれ位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの各位置に達したとき、受信信号レベルは図５のａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅのように変化する。すなわち、その金属板１が例えばアルミニウム等の非磁性体で薄物の際は、その金属板１が徐々に挿入されるに従って信号レベルがなだらかに変化するが、鉄板などの磁性体のときは、その金属板１が徐々に挿入される間に、信号レベルが、一旦大きく低下した後に正常のレベルに復起するという現象が見られ、一旦低下したとき二重重ねの金属板が挿入された状態における信号レベルを越えて低下してしまうこともある。挿入の過程で信号レベルが一旦大きく低下する現象は、我々の実験によれば、６ｍｍ以上の板厚の非磁性体もしくは０．１ｍｍ以上の磁性体材料の金属板で生じるということのほか、その金属板の厚さが厚いほど過度的な信号レベルが大きく低下する。
【００１１】
尚、この図５では、非磁性体と磁性体とで信号レベルが同一であるかのように示されているが、ここでは解り易さのため規格化して示しており、実際の信号レベルは、非磁性体と磁性体とでは大きく異なり、板厚によっても、交番磁束の周波数によっても大きく異なる。
【００１２】
図５に示すように、過渡的に信号レベルが大きく変化すると金属板１を送信ヘッド３１と送信ヘッド３２との間に挿入している途中で二枚重ねであると検出されることになり、正確な弁別が不能となってしまうという結果をもたらす。
【００１３】
これを避けるために金属板１が送信ヘッド３１と受信ヘッド３３との間に挿入されつつある過渡的な状態にあることを検知するセンサを備え、過渡的な状態にあるときは判定を避けるという方法も考えられるが、もともとは、この枚数弁別装置がその金属板が運ばれてきたか否かを検知するセンサの役割りを兼ねたものであり、この枚数弁別装置とは別にセンサを備えるのは好ましくなく、そのようなセンサを備えると、コスト上、スペース上も不利である。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、被検査板の存在を検出するセンサを他に備えることなく、被検査板が一枚であるか二枚重ね（あるいはそれ以上）であるかを正確に弁別することのできる枚数弁別装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の枚数弁別装置は、相互の間に所定間隔を隔てて配置される、周波数可変な交番磁束を発生する送信ヘッド、及びその送信ヘッドから発せられた交番磁束を受信して受信信号を得る受信ヘッドを備え、その受信信号に基づいて、上記送信ヘッドと上記受信ヘッドとの間に被検査板が一枚配置されているか二枚以上重なって配置されているかを弁別する枚数弁別装置において、被検査板の枚数が一枚であるか二枚以上重なっているかを弁別するための上記送信ヘッドの駆動周波数を弁別に先立って設定する弁別周波数設定手段を備え、その弁別周波数設定手段が、上記送信ヘッドと上記受信ヘッドとの間に被検査板をテスト用に一枚および二枚重ねで配置して上記送信ヘッドから周波数ｆの交番磁束を発生させたときに上記受信ヘッドで得られる各受信信号の信号レベルどうしの差分をΔＶf、被検査板が前記送信ヘッドと前記受信ヘッドとの間に挿入されつつある過渡的な状態での誤検出を避けた周波数領域の上限周波数をｆth、被検査板が一枚であるか二枚重ねであるかを判別するためのしきい値をＴｈとしたとき、周波数ｆth以下の周波数であってΔＶf≧Ｔｈを満足する周波数が１つ以上存在する場合に、周波数ｆth以下、かつΔＶf≧Ｔｈを満足する１つ以上の周波数のうちの所定の周波数を上記駆動周波数として設定するものであることを特徴とする。
【００１６】
ここで、上記弁別周波数設定手段は、周波数ｆth以下、かつΔＶf≧Ｔｈを満足する周波数が１つ以上存在する場合に、ΔＶf ≧Ｔｈを満足する１つ以上の周波数のうちの最低の周波数を上記駆動周波数として設定するものであってもよい。
【００１７】
また、上記弁別周波数設定手段は、周波数ｆth以下、かつΔＶf≧Ｔｈを満足する周波数が存在しなかった場合に、上記駆動周波数として採り得る全域のうちのΔＶfが最大となる周波数を、上記駆動周波数として設定するものであってもよい。
【００１８】
本発明者が実験によって得た知見によると、図４、図５を参照して説明した、挿入の過程で信号レベルが一旦大きく低下する現象は、６ｍｍ以上の板厚の非磁性体と０．１ｍｍ以上の板厚の磁性体材料の金属板で生じるということのほか、その金属板の厚さが厚いほど、かつ送信ヘッドの駆動コイルの駆動周波数が高周波であるほど、その過渡的な信号レベルが大きく低下する。ここで、さらに実験を重ねた結果、例えば１５０Ｈｚ未満等、ある周波数よりも低い周波数では、その磁性体材料の厚さが例えば２０ｍｍ程度と厚くても、図５を参照して説明したような、二枚重ねのレベルを越えて低下するような現象は発生せず、一枚と二枚以上とを十分な精度で弁別することができることが判明した。
【００１９】
さらに、図６に示すように、送信ヘッドの駆動周波数が上がったり板厚が厚くなると、磁性体の場合、非磁性体に比べ信号レベルが急激に低下し、磁性体の場合、板厚にもよるが、例えば１００Ｈｚ等低周波の駆動周波数を使用することになる。
【００２０】
本発明は、以上の知見に基づくものであり、先ずは板厚が厚くても過渡的な誤検出が生じないような周波数ｆth以下で一枚と二枚とを判別できるしきい値Ｔｈを越える信号レベル差分ΔＶfを得ることのできる周波数が存在するか否かを判定し、周波数ｆth以下でΔＶf≧Ｔｈの周波数が存在する場合は駆動周波数をその周波数に設定することにより、一枚と二枚重ねとを高精度に弁別することができる。その場合に、周波数の低い方からその条件を満足する周波数をさがすことになり、それを満足する周波数を最初に見つけたときの周波数（すなわちその条件を満足する周波数のうちの最低周波数）を採用することにすれば、駆動周波数設定までの時間が短かくて済む。
【００２１】
周波数ｆth以下の周波数でΔＶf≧Ｔｈを満足する周波数が存在しないということは、非磁性体の材料であり、あるいは磁性体材料ではあっても上述のような過渡的な信号レベルの低下がほとんど見られない薄い板厚のものであるので、周波数ｆth以下という制限を撤廃して信号レベルΔＶfが最大となる周波数を駆動周波数とすることで、弁別精度を上げることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の枚数弁別装置の一実施形態のブロック図である。
【００２４】
この図１に示すブロック図における、図３に示すブロック図との相違点は、駆動周波数設定部３８が示されている点であり、他の部分の作用は図３の場合と同一である。したがって以下では、他の部分の説明は省略し、駆動周波数設定部３８について説明する。
【００２５】
図２は、駆動周波数設定部３８の動作を示すフローチャートである。
【００２６】
先ず、送信ヘッド３１と受信ヘッド３３との間にテスト用に金属板が一枚配置された状態において、周波数を段階的に変化させ、各周波数における受信信号レベル（整流器３５の出力）を記憶する（ステップａ）。
【００２７】
次に、送信ヘッド３１と受信ヘッド３３との間にテスト用に金属板が二枚重ねで配置され、その状態において周波数を段階的に変化させ、各周波数における受信信号レベルを記憶する（ステップｂ）。
【００２８】
次に周波数ｆを最低周波数ｆminから（ステップｃ）、高周波側に向かって（ステップｆ）所定の周波数ｆthまで（ステップｇ）順次変化させ、各周波数における、一枚のときと二枚重ねのときの各信号レベルＶ1f，Ｖ2fの差分ΔＶf＝Ｖ1f−Ｖ2fとしきい値Ｔｈとを比較し、ΔＶf≧Ｔｈか否かを判定する（ステップｄ）。以上のプロセスにおいて、周波数ｆth以下の周波数のうちのいずれかの周波数でΔＶf ≧Ｔｈを満足する周波数ｆが存在したときは、その周波数ｆを駆動周波数として設定する（ステップｅ）。一方、周波数ｆthまでサーチしてもΔＶf≧Ｔｈを満足する周波数が存在しなかったときは、ΔＶfが最大となる周波数をサーチし（ステップｆ）、その最大のΔＶfが得られた周波数を駆動周波数として設定する（ステップｉ）。
【００２９】
そのようにして一旦設定された駆動周波数は、次の校正時までその金属板の二枚重ね検出に使用される。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば被検査板の存在を検出するセンサを別に備えることなく、その被検査板が一枚であるか二枚重ねであるかを高精度に弁別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の枚数弁別装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】駆動周波数設定部の動作を示すフローチャートである。
【図３】従来の、金属板の枚数を弁別する枚数弁別装置のブロック図である。
【図４】送信ヘッドと受信ヘッドとの間に金属板が徐々に挿入される様子を示した模式図である。
【図５】受信信号レベルの変化を示す図である。
【図６】駆動周波数および板厚に対する受信信号レベルの変化を示す図である。
【符号の説明】
１  金属板
２  吸盤
３  枚数弁別装置
３１  送信ヘッド
３２  コイル駆動回路
３３  受信ヘッド
３４  増幅回路
３５  整流器
３６  比較回路
３７  しきい値生成回路
３８  駆動周波数設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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