位置检测机构和位置检测传感器

摘要

本发明的目的在于提供容易进行传感器校正作业，而且，容易确认传感器标准位置和非测量对象的偏差的位置检测机构和位置检测传感器。位置检测机构是用于检测被测对象位置的位置检测机构，其特征在于：该位置检测机构具有：发光机构(13)，其朝向上述被测对象放射可见光线；以及调整机构(14)，用于对该发光机构(13)放射的可见光线进行调整，使其在上述被测对象位置上变成规定截面形状的光线(BM)。从发光机构(13)发射的光是可见光线，所以，作业者能够识别照射在被测对象上的光的形状。因此，人仅用目视，即不用尺子等器具，也能够确认被测对象的位置。所以，容易确认位置，即使在被测对象移动的情况下也能够容易而且安全地进行位置确认。

权利要求

1.一种位置检测机构，为了检测带材端部而使用，其特征在于，该位置检测机构具有：发光机构，朝向上述带材端部发射可见光线；以及

调整机构，对该发光机构发射的可见光线进行调整，使其在上述带材通过的位置变成圆形截面的光线；

在上述带材上照射上述光线的一部分；

在上述带材端部从用于检测上述带材的端部的标准位置偏离时，该带材的位置上的上述光线的截面被调整为作业人员可目视识别该偏离所起因的、该带材上所映射的可见光线像的形状的变化的形状、且作业人员可根据该可见光线像的形状的变化目视识别上述带材端部相对于上述标准位置的偏离的大小。

2.如权利要求1所述的位置检测机构，其特征在于，用于检测上述带材的端部的标准位置是通过该带材的位置上的上述光线的截面中心的位置。

3.如权利要求1所述的位置检测机构，其特征在于，该位置检测机构用于检测移动的带材的端部。

4.如权利要求1所述的位置检测机构，其特征在于，上述发光机构是发光二极管。

5.一种位置检测传感器，其特征在于，具有：发射机构，向带材端部发射信号；以及接收机构，接收从该发射机构发射的信号；

该位置检测传感器是根据从上述发射机构发射的信号中的、上述接收机构所接收的信号的量来检测带材端部的位置的传感器，该传感器具有权利要求1、2、3或4所述的位置检测机构。

6.如权利要求5所述的位置检测传感器，其特征在于，上述发射机构起到上述位置检测机构的功能。

说明书

位置检测机构和位置检测传感器

技术领域

[0001] 本发明涉及位置检测机构和位置检测传感器。在纸、无纺布、薄膜、钢板等带状的原材料(以简称为带材)的生产线和需要的加工线上，当带材移动时，由于辊轮不平衡或者卷轴偏心等原因，有时带材产生蛇形摆动弯曲，这种带材的蛇形摆动造成生产速度下降，产品不合格等问题。因此，对这种带材移动时的蛇形摆动适当进行修正的装置，已知有带材导向装置，该带材导向装置对被传送的带材宽度方向的端部位置进行检测，根据检测出的位置与标准位置的偏差，对带材的移动进行调整。所以，正确地检测出带材宽度方向的端部位置对于带材蛇形摆动的调整来说很重要。

[0002] 本发明涉及用于带材宽度方向的端部的位置检测的位置检测机构和位置检测传感器。

背景技术

[0003] 作为对带材宽度方向的端部进行检测的装置，已公开了一种位置检测装置，该位置检测装置具有：光源，把红外线等光线照射到带材上；以及光检测传感器，检测透过了带材的光和由带材发射的光(专利文献1、2：现有例1、2)。在现有例1、2的装置中，从光源照射的光中，检测出由光检测传感器检测到的光量，根据该光量的变化来判断带材宽度方向的端部的移动。

[0004] 在这种装置中，对带材宽度方向的端部的移动进行判断的标准是带材被配置在标准位置上的状态下由光检测传感器检测出的光量，所以，在作业开始前需要进行传感器校正作业，以设定作为标准的光量。具体来说，在带材对准标准位置的状态下，把光检测传感器的标准位置，例如光检测传感器的中心对准到带材宽度方向的端部上，在此状态下，使光检测传感器上测量光量，由此设定作为标准的光量。

[0005] 然而，过去，把光检测传感器的中心对准到带材标准位置上的作业是：由作业员把尺子放到光检测传感器上，根据尺子刻度来调整为使光检测传感器的中心和带材宽度方向的端部一致，所以，放置尺子的位置的偏差造成的误差很大，并且，每个作业人员个人差别很大，使作业的准确性出现问题。

[0006] 并且，在传送一个带材的生产线上，也是在带材两侧沿带材传送方向设置多个位置检测装置。但对所有的位置检测装置都必须进行传感器校正作业，所以传感器校正作业所花费的工夫和时间增加，作业效率降低。

[0007] 再者，在带材传送作业中，由于振动等使光检测传感器移动，光检测传感器的中心和带材标准位置上的带材宽度方向的端部的相对位置有时产生偏差，作业者必须通过目视来确认该偏差。在此情况下，与传感器校正作业同样，必须将尺子放到光检测传感器上来确认有无偏差，在传送带材的状态下进行作业，所以比传感器校正作业更费工夫和时间。

[0008] [专利文献1]特开平7-10334号；

[0009] [专利文献2]特开平11-282143号。

发明内容

[0010] 本发明根据上述情况，其目的在于提供一种容易进行传感器校正作业、且容易确认传感器标准位置和非测量对象的偏差位置检测机构和位置检测传感器。

[0011] 第1发明的位置检测机构，为了检测带材端部而使用，其特征在于，该位置检测机构具有：发光机构，朝向上述带材端部发射可见光线；以及调整机构，对该发光机构发射的可见光线进行调整，使其在上述带材通过的位置变成圆形截面的光线；在上述带材上照射上述光线的一部分；在上述带材端部从用于检测上述带材的端部的标准位置偏离时，该带材的位置上的上述光线的截面被调整为作业人员可目视识别该偏离所起因的、该带材上所映射的可见光线像的形状的变化的形状、且作业人员可根据该可见光线像的形状的变化目视识别上述带材端部相对于上述标准位置的偏离的大小。

[0012] 第2发明的位置检测机构，在上述第1发明中，其特征在于，用于检测上述带材的端部的标准位置是通过该带材的位置上的上述光线的截面中心的位置。

[0013] 第3发明的位置检测机构，在上述第1发明中，其特征在于，该位置检测机构用于检测移动的带材的端部。

[0014] 第4发明的位置检测传感器，在上述第1发明中，其特征在于，上述发光机构是发光二极管。

[0015] 第5发明的位置检测机构，其特征在于，具有：发射机构，向带材端部发射信号；以及接收机构，接收从该发射机构发射的信号；该位置检测传感器是根据从上述发射机构发射的信号中的、上述接收机构所接收的信号的量来检测带材端部的位置的传感器，该传感器具有权利要求1、2、3或4所述的位置检测机构。

[0016] 第6发明的位置检测机构，在上述第5发明中，其特征在于，上述发射机构起到上述位置检测机构的功能。

[0017] 发明效果

[0018] 根据第1发明，因为从发射机构照射的光是可见光线，所以，作业者能够识别照射在带材上的光的形状。于是，作业者利用带材上的光线的位置，能够确认带材端部的位置。而且，因为利用调整机构来使光线的截面形状形成圆形、并且光线的一部分照射到带材上的状态下带材端部从标准位置偏离时作业者能够识别可见光线像的形状的变化的形状和大小，所以，作业人员能够根据该形状的变化来确认带材端部的位置的偏离。因此，人们仅通过目视即不采用尺子等器具就可确认带材端部的位置的偏离，所以位置确认变得容易。

[0019] 根据第2发明，若将标准位置设为通过带材的位置上的光线的截面的中心的位置，则由于光线的截面形状为圆形，所以能够仅通过作业人员目视带材上的可见光线像就可确认该标准位置和带材端部之间的相对位置的偏差。所以，只要用于位置传感器等，就能够容易且准确进行位置检测传感器的标准位置、检测传感器和带材端部的位置对准和位置检测传感器的校正作业。

[0020] 根据第3发明，即使带材移动，也可以仅通过人的目视即不使用尺子等器具就能够确认带材端部的位置的偏差，所以能够容易且安全进行位置确认。

[0021] 根据第4发明，因为发光机构采用发光二极管，所以能够延长发光机构的寿命，能够减少维修和运行费用。

[0022] 根据第5发明，因为作业人员仅用目视即可确认位置检测传感器的标准位置和带材端部的相对位置的偏差，所以，能够容易且准确进行位置检测传感器和带材端部的位置对准和位置检测传感器的校正作业。

[0023] 根据第6发明，因为能够利用发射机构作为位置检测机构，所以不必特别设置位置检测机构，能够使装置的结构简洁且紧凑。

附图说明

[0024] 图1是本实施方式的位置检测传感器10的概要说明图。

[0025] 图2是其他实施方式的发射机构12的调整部14的概要说明图。

[0026] 图3是利用其他实施方式的发射机构12所发射的光线BM在带材W上形成的可见光线像LA的概要说明图。

[0027] 图4是设置了本实施方式的位置检测传感器10的带材导向装置1的概要俯视图。

[0028] 图5是设置了本实施方式的位置检测传感器10的带材导向装置1的概要侧视图。

[0029] 图6是其他实施方式的发射机构12的调整部14的概要说明图。

具体实施方式

[0030] 以下根据附图，详细说明本发明的实施方式。

[0031] 本发明的位置检测传感器用于检测被测对象的位置，其特征在于，具有位置检测机构，能够很容易地确认被测对象相对于位置检测传感器的标准位置的偏差。

[0032] 被测对象是例如纸、无纺布、薄膜、钢板等形成了带状的带材等，尤其本实施方式的位置检测传感器适用于连续传送的带材的其宽度方向的端部的位置检测。

[0033] 以下，以将本实施方式的位置检测传感器适用于带材生产线等中的、用于防止带材蛇形摆动的带材导向装置的例，进行说明。

[0034] 首先，在说明本实施方式的位置检测传感器之前，先说明安装位置检测传感器的带材导向装置。

[0035] 图4是设置了本实施方式的位置检测传感器10的带材导向装置1的概要俯视图。图5是设置了本实施方式的位置检测传感器10的带材导向装置1的概要侧视图。在图4和图5中，符号1表示设置在带材生产线等上的带材导向装置，符号2表示带材导向装置1的基座。在该基座上面通过摇动轴3而安装了摇动框架4，该摇动框架4上安装了互相平行的一对滚轮5、5。并且，在基座2和摇动框架4之间设置了摇动机构20，用于使摇动框架4以摇动轴3为支点摇动。

[0036] 并且，在图4和图5中，符号W表示上述一对滚轮5、5上缠绕的带材。该带材W缠绕在一对滚轮5、5上，使其宽度方向的中心配置于与一对滚轮5、5的轴向中心一致的位置(以下称为带材标准位置BL)。在该带材W的宽度方向的两端部分别设置了本实施方式的位置检测传感器10，并使其不与带材W相接触。该位置检测传感器10通过传感器保持机构6安装在基座2上，使后述的光线BM的轴位于包含带材W的法线的面内，而且能够在把光线BM的轴配置在该面内的状态下移动。

[0037] 因此，若带材W在传送中在宽度方向(图4的左右方向)上移动，则位置检测传感器10检测出带材W的移动，利用未图示的控制装置来使摇动机构20动作。于是，摇动框架4摇动，在带材W和一对滚轮5、5之间产生沿带材W宽度方向的力，所以，能够使带材W在其宽度方向上移动，能够使带材W返回到原来的位置即带材标准位置BL上。

[0038] 以下说明位置检测传感器10。

[0039] 图1是本实施方式的位置检测传感器10的概要说明图。如该图所示，本实施方式的位置检测传感器10具有大致上为日本文字“コ”字形的框架11，在该框架11的前端部11a、11b之间形成有使上述带材W通过的带材通道。

[0040] 在该框架11的前端部11a、11b分别设置了发射机构12和接收机构15，以对带材通道进行夹持，换言之，对通过带材通道的带材W进行夹持。

[0041] 发射机构12包括：发光机构13，向带材W放射光；以及调整机构14，调整从发射机构13放射的光，使其在带材W通过的位置变成规定的截面形状的光线BM。

[0042] 上述发光机构13例如是发光二极管等能够放射可见光的发光体。而且，对光光机构13没有特别限制，只要能够放射可见光即可。若使用发光二极管，则能够减小功耗，也能够延长发光机构寿命。所以，能够降低维修费用和运行成本。

[0043] 调整机构14是透镜等，它对从发光机构13放射的光进行汇聚，使其形成截面大致为圆形的光线BM。而且，调整机构14不仅限于透镜，只要能够把从发光机构13放射的光调整为在带材W通过的位置具有规定的截面形状的光BM即可。例如也可以是单纯的玻璃等具有透光性的板。若采用透镜，则在光线BM照射到带材W上时，能够增强由带材W反射的光的强度，所以，效果良好。

[0044] 再者，带材W通过的位置上的光线BM的截面形状不仅限于大致圆形，也可以是任何形状。并且，对带材W通过的位置上的光线BM的截面积也没有特别限制，但该截面积最好是，当光线BM照射到带材W上时，利用带材W上形成的光线BM的可见光线像LA(以下简称为可见光线像LA)，能够识别光线BM的截面形状，而且，只有光线BM的一部分照射到带材W上的情况下，能够识别照射在带材W上的光线BM的一部分形状。

[0045] 例如图1(B)所示，截面积最好是：在光线BM的截面形状为圆形的情况下，当带材W的宽度方向的端部WE位于光线BM的截面中心时，能够识别可见光线LA是半圆形，当带材W的宽度方向的端部WE偏离光线BM的截面中心时，能够识别可见光线像LA大于或者小于半圆形。

[0046] 另一方面，接收机构15包括：受光部件16，使从上述发光机构13放射的光线BM透过，例如是透镜和透光性板等；以及光检测器17，检测透过该受光部件16的光线BM的光量，例如是光电管等。

[0047] 因此，如果把位置检测传感器10配置成在带材W配置在带材标准位置BL上的状态下，由接收机构15所接收的光线BM的一部分被带材W遮挡，则当带材W在其宽度方向上移动时，能够使由接收机构15接收的光线BM的光量发生变化。于是，位置检测传感器10通过增减接收的光量，能够检测出是否在带材W的宽度方向中的某一个方向上移动，并且，利用接收的光量的变化量，能够检测出带材W移动了多大长度。

[0048] 在此，由于位置检测传感器10检测的带材W在宽度方向上的移动是通过相对于当带材W的中心配置在带材标准位置BL上时接收机构15所接收的光线BM的光量(以下称为标准光量)的增减来被识别的，所以在带材W开始传送之前必须进行设定标准光量的传感器校正作业。

[0049] 在传感器校正作业中，当设定标准光量时，必须使位置检测传感器10的标准位置、和当带材W配置在带材标准位置BL上时的带材W的宽度方向的端部WE的位置相对准。并且，该位置对准很重要，因它会影响标准光量的设定精度，换言之，会影响位置检测传感器10对带材W偏离带材标准位置BL的偏差进行检测的检测精度。

[0050] 以下，说明利用本实施方式的位置检测传感器10进行的传感器校正作业。

[0051] 而且，把位置检测传感器10的标准位置作为将发射机构12的中心和接收机构15的中心连结的中心线CL来进行了说明。但位置检测传感器10的标准位置不仅限于中心线CL。

[0052] 首先，若由位置检测传感器10从发射机构12向带材W发射截面为圆形的光线BM，则在带材W上形成光线BM的可见光线像LA。因为从发射机构12照射的光是可见光线，所以，作业者能够识别带材w上的可见光线像LA。并且，在带材W的宽度方向的端部WE位于中心线CL上的情况下，可见光线像LA的形状为半圆形，所以可以确认带材W宽度方向的端部WE和位置检测传感器10的标准位置相一致。

[0053] 另一方面，在可见光线像LA不是半圆形的情况下，如果利用传感器保持机构6来使位置检测传感器10移动，把可见光线像LA的形状调整成半圆形，则能够使带材W的宽度方向的端部WE和位置检测传感器10的标准位置相一致。

[0054] 所以，根据本实施方式位置检测传感器10，从发射机构12的发光机构13放射的光线BM是可见光线，作业者能够识别形成在带材W上的光线BM的可见光线像LA的形状，所以，仅通过目视可见光线像LA的形状与光线BM的截面形状的差异，即可确认位置检测传感器10的标准位置和带材W宽度方向的端部WE的相对位置偏差。这样，能够简进行位置检测传感器10的标准位置和带材W宽度方向的端部WE的位置对准，所以，能够容易且准确地进行位置检测传感器10的校正作业。

[0055] 并且，仅通过作业者目视可见光线像LA的形状，即可确认带材W的宽度方向的端部WE和位置检测传感器10的标准位置的相对位置，所以，即使在带材W移动的情况下，也能够很容易且安全地确认位置检测传感器10的标准位置相对于带材标准位置BL的带材W的宽度方向的端部WE有无偏差。

[0056] 上述发射机构12相当于本发明技术方案中的位置检测机构，位置检测传感器10的发射机构12起到位置调整机构的功能。所以，不必特意设置位置检测机构，能够使位置检测传感器10的结构简洁且紧凑。

[0057] 而且，在位置检测传感器是利用可见光线以外的信号来检测带材W的位置的传感器的情况下，例如在位置检测传感器是音响传感器或空气传感器等的情况下，如果在上述传感器内设置与上述发射机构12相同结构的位置检测机构，则能够简单机型带材W的宽度方向的端部WE与传感器的标准位置的位置对准，并且能够容易且安全地确认带材W的宽度方向的端部WE与传感器的标准位置的偏差。

[0058] 并且，如图2所示，如果在上述调整机构14的表面上，形成通过调整机构14的中心沿带材W移动方向延伸的沟槽14g，在调整机构14的中心形成凹陷14h，则在可见光线像LA上，在沟槽14g部分和凹陷14h所对应的部分(以下用标准位置标记LM表示)、和其周围的部分之间，产生可识别程度的光强度差，形成对比。于是，如果对可见光线像LA的标准位置标记LM和带材W宽度方向的端部WE进行比较，则能够容易且准确地掌握两者的相对位置偏差。并且，如果调整为使可见光线像LA中的标准位置标记LM上和带材W的宽度方向的端部WE相一致、使带材W的宽度方向的端部WE位于中心线CL上，则能够很容易进行位置检测传感器10的标准位置和带材W的宽度方向的端部WE的位置对准(图3)。

[0059] 上述调整机构14的沟槽14g和凹陷14h是本发明方案中的标记形成部。

[0060] 而且，如图6所示，标记形成部也可以是通过调整机构14的中心沿带材W的移动方向延伸的凸起14a(参见图6(B))，或者形成在调整机构14的中心的凸起14b(参见图6(C))。即使在此情况下，也能够在可见光线像LA上，在凸起14a部分和与凸起14a相对应的部分形成标准位置标记LM，该标准位置标记LM产生可在与其周围部分之间能够识别程度的光强度差。

[0061] 再者，标记形成部也可以不是以上所述的结构，只要在可见光线像LA上的与标记形成部对应的位置上，能够形成人能够识别程度的光强度差即可，例如，也可以在调整机构14的表面上附着不能透光的涂料或封条等作为标记形成部，没有特别限制。

[0062] 而且，在从发射机构12的发光机构13放射的光中，由框架11等漫反射的光与光线BM相干涉，在可见光线像LA上形成干涉条纹的情况下，在调整机构14上不设置特别的标记形成部，也可以通过对可见光线像LA的干涉条纹和带材W的宽度方向的端部WE进行比较，来掌握两者的相对位置偏差。

[0063] 产业上的可利用性

[0064] 本发明的位置检测机构和位置检测传感器适用于带材导向装置所使用的带材宽度方向的端部的位置检测。