JP2571689B2 - Measurement signs - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は移動物体の移動状況を光学的に表示する計測
用標識に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a measurement marker for optically displaying a moving state of a moving object.
従来より、直線方向に移動する物体の移動速度、加速
度、回転体の回転数、回転速度、振動体の振動数、周期
などを測定する目的は、通常の場合、機器類の監視又は
機器類の制御要素として利用することにあるといえる。
そして、測定の内容は目的によって様々である。例えば
機械の回転についてみれば、その回転数の測定は、動力
測定の際のように定常状態にある機械の平均回転数を測
定する場合と、機械の運転状況を監視するためにだいた
い瞬間速度に近いもの、又は速度の変化又は2以上の機
械の等速性(同期性)を連続的に測定する場合と、機械
の加速性、減速性を調べる際のように瞬間速度を連続的
に測定する場合に大別される。瞬間速度といっても定常
運転中の1回転内の周期的変動の測定は振動計による。
第一の目的にはおもに計数器式回転計が、第二の場合に
はタコメータ回転計、自記回転計、同期計(回転差指示
計)などが用いられ、第三の場合には慣性のきわめて少
ない特殊な計測法が用いられる。一には精度が、二には
耐久性が、三には追随性が特に要求される(機械工学便
覧、機械学会発行)。Conventionally, the purpose of measuring the moving speed, acceleration, rotation speed of a rotating body, rotation speed, vibration frequency of a vibrating body, period, etc. of an object moving in a linear direction is usually used to monitor equipment or monitor equipment. It can be said that it is used as a control element.
The content of the measurement varies depending on the purpose. For example, when considering the rotation of a machine, the measurement of the rotation speed is performed by measuring the average rotation speed of the machine in a steady state as in the case of measuring the power, or by measuring the instantaneous speed to monitor the operating condition of the machine. Continuous measurement of instantaneous speed, such as when continuously measuring the change in speed or the uniformity (synchronism) of two or more machines, and when checking the acceleration and deceleration of machines It is roughly divided into cases. Regarding the instantaneous speed, the measurement of the periodic fluctuation within one rotation during steady operation is performed by a vibrometer.
A counter-type tachometer is mainly used for the first purpose, a tachometer tachometer, a self-recording tachometer, and a synchronous meter (rotational difference indicator) are used in the second case, and the inertia is extremely high in the third case. Few special measurement methods are used. One is particularly required for accuracy, the second for durability, and the third for followability (Mechanical Engineering Handbook, published by the Japan Society of Mechanical Engineers).
ところで、FA〔Factory Automation〕の加工ライン制
御要素として機械の回転速度信号を得るような目的は第
二の場合であるが、これはタコメータ回転計に典型的に
見られるように移動速度を回転機能に変換し、これをア
ナログ量、デジタル量に数値化する方式や、ストロボ法
のように発光感知機能を発生させ、移動対象物の反射
(反応)及び透過などによる信号を読み取る方式などが
知られている。By the way, the purpose of obtaining the rotation speed signal of the machine as a processing line control element of FA (Factory Automation) is the second case, but this is a function of rotating the movement speed as typically seen in a tachometer tachometer. Are converted to analog and digital values, and a method of generating a light emission sensing function like a strobe method and reading signals from the reflection (reaction) and transmission of a moving object is known. ing.
しかしながら、前者の方式によるときには計測数値の
拡大、縮小のためのギアや増幅機器のような変換機構を
必要とするうえ、その精度の影響を受け、また、ローラ
のスリップや摩耗による狂いが発生しやすいという欠点
がある。また、後者の方式によるときにも、発光機器を
必要とするほか、他の光源の影響を受け、実際上機械の
加工ラインに適用するには種々の制約が多い。However, the former method requires a conversion mechanism, such as a gear or amplifying device, to expand or reduce the measured values, and is affected by the accuracy of the conversion method. There is a disadvantage that it is easy. In addition, when the latter method is used, a light-emitting device is required, and the light source is affected by other light sources.
本発明の目的は面発光体の形状、組合せ、配列並びに
発光体印加電圧の周波数の選定により物体の移動量、移
動変化に固有のパターンを形成する計測用標識を提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a measurement marker which forms a pattern specific to the movement amount and movement change of an object by selecting the shape, combination and arrangement of the surface light emitters and the frequency of the light emitter applied voltage.
本発明は印加電圧の特定周波数の下で移動速度、加速
度その他移動条件に固有の光学的パターンを形成する面
発光体標示の組合せ配列を移動方向に沿って移動体の表
面に形成したことを特徴とする計測用標識である。The present invention is characterized in that a combination arrangement of surface illuminator signs forming an optical pattern specific to a moving speed, an acceleration and other moving conditions under a specific frequency of an applied voltage is formed on the surface of the moving body along the moving direction. Is a measurement sign.
本発明において、面発光体はEL:エレクトロルミネセ
ンス又はEC:エレクトロクロミックである。EL素子は絶
縁層によるものと、半導体層によるものとに大別される
が、後者に、分類されるMIS形ELでは厚さ1m/mのものが
得られ、自由な形状に裁断して使用できる。面発光体に
よれば点発光、線発光とは異なり、正確に設定された面
積を発光する。しかも発振周波数を任意に設定して発光
させることができる。In the present invention, the surface light emitter is EL: electroluminescence or EC: electrochromic. EL elements are roughly divided into those based on insulating layers and those based on semiconductor layers.The latter, MIS type EL, which is classified, has a thickness of 1 m / m and can be cut into free shapes for use. it can. According to the surface light emitter, different from point light emission and line light emission, light is emitted in an accurately set area. In addition, light can be emitted with the oscillation frequency set arbitrarily.
本発明の基本的構成は、任意の大きさ、形状に設定さ
れた発光体の発光部と、該発光体の発光部と同一面積の
非発光部とを交互に配置してその組合せ配列を移動物体
の測定用標識として用いるものである。In the basic configuration of the present invention, a light-emitting portion of a light-emitting body having an arbitrary size and shape is set, and a non-light-emitting portion having the same area as the light-emitting portion of the light-emitting body is alternately arranged and the combination arrangement is moved. It is used as a marker for measuring an object.
すなわち、移動方向に沿って物体の表面に前記標識を
添着する。もちろん、物体表面全体に発光体を添着し、
その表面に透明部と遮蔽部とを交互に誘するフィルムを
密着させることによって発光部と非発光部との組合せパ
ターン(以下静的パターンという)を形成してもよい。
標識の静的パターン形成例を第1図〔1〕〜〔6〕に示
す。図中「黒塗り」の部分が非発光部、その間の「白抜
き」の部分が発光体による発光部を示している。物体の
移動速度が高速になるほど、静的パターンのピッチを大
きく設定するのは当然である。第1図[5]は物体がX
−Y平面を自由移動する場合の全方位測定用標識の例で
ある。標識の発光部、非発光部の面積比と、発光体の印
加電圧の周波数と物体の移動速度との関係において、正
面を横切る標識を目視あるいは光学センサで捕えると、
物体の移動速度に固有のパターン(動的パターン)が得
られる。特定周波数の下で物体がある速度で移動したと
き、その動的パターンが静止状態になったとすると、移
動物体をさらに加速したとき、動的パターンは物体の移
動方向に進み、減速したときには逆に後退する 標識の静的パターンをある速度で移動させたときに得
られる動的のパターンの例を第1図の[7]に示す。第
1図の[7]の(7a)〜(7c)は、それぞれ第1の
[1]〜[3]の標識のパターンによって得られる動的
パターンを順に示している。複数の移動体についての動
的パターンを各々光学センサで捕え、第1図[8]のよ
うにパネル上に表示したとき、移動体の移動速度が、発
光体の印加電圧の周波数に同期してこれと同一又はその
逓倍関係にあるときにはその動的パターンが静止し、+
−方向のずれがあるときには動的パターンの移動方向、
移動速度によってそのずれを一目で判定できる。第1図
[8]ではマトリクス上の4−7の動的パターンが不整
合であることを示している。That is, the marker is attached to the surface of the object along the moving direction. Of course, the luminous body is attached to the entire surface of the object,
A combination pattern of a light-emitting portion and a non-light-emitting portion (hereinafter referred to as a static pattern) may be formed by bringing a film that alternately induces a transparent portion and a shielding portion into close contact with the surface.
Examples of the formation of a static pattern of a sign are shown in FIGS. In the figure, the “black” portion indicates a non-light emitting portion, and the “white” portion therebetween indicates a light emitting portion formed by a luminous body. Naturally, the higher the moving speed of the object, the larger the pitch of the static pattern is set. Fig. 1 [5] shows that the object is X
-It is an example of the omnidirectional measurement marker in the case of freely moving on the -Y plane. The light emitting portion of the sign, the area ratio of the non-light emitting portion, and the relationship between the frequency of the applied voltage of the light emitting element and the moving speed of the object, when the sign crossing the front is caught visually or by an optical sensor,
A pattern (dynamic pattern) unique to the moving speed of the object is obtained. When an object moves at a certain speed under a specific frequency and its dynamic pattern becomes stationary, when the moving object is further accelerated, the dynamic pattern advances in the moving direction of the object, and conversely when the object decelerates. FIG. 1 [7] shows an example of a dynamic pattern obtained when the static pattern of the retreating sign is moved at a certain speed. (7a) to (7c) of [7] in FIG. 1 indicate the dynamic patterns obtained by the first [1] to [3] marker patterns, respectively. When a dynamic pattern of a plurality of moving objects is captured by an optical sensor and displayed on a panel as shown in FIG. 1 [8], the moving speed of the moving object is synchronized with the frequency of the voltage applied to the luminous body. When the dynamic pattern is the same as or a multiplication of the dynamic pattern, the dynamic pattern is stationary and +
-When there is a direction deviation, the moving direction of the dynamic pattern,
The shift can be determined at a glance by the moving speed. FIG. 1 [8] shows that the dynamic patterns 4-7 on the matrix are inconsistent.
この原理を利用して超高速から超低速にわたる回転体
の回転速度、加速度、回転数、直線運動する物体の速
度、加速度振動体の振幅、振動速度を含めた物体移動状
況の計測が可能となる。Using this principle, it is possible to measure the object moving condition including the rotation speed, acceleration, rotation speed, the speed of the linearly moving object, the amplitude of the acceleration oscillator, and the oscillation speed from ultra-high speed to ultra-low speed. .
以下に本発明の実施例を図によって説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施例1) 本実施例は定速で回転する回転体の回転速度の正否を
監視するシステムに利用した例である。第2図〔1〕,
〔2〕において、回転体1の周面に、ELによる発光部と
非発光部とを交互に配列した標識2を付し、この標識2
に向き合せて受像器3を定位置に設置する。回転体1の
回転数に周期する周波数を設定してELに電圧を印加する
とと、回転体1が定速回転しているときに静止した動的
パターンPが得られる。この動的パターンPを受像器3
のレンズ4で集光し、光ファイバー5を通して中央監視
室の映像器6に導き、動的パターンPの像を集中コント
ロールパネルのスクリーン7に映写する。2以上の回転
体のそれぞれに得られた動的パターンPの像をスクリー
ン7上に同時に表示することにより、動的パターンPの
静止像に対し、定速回転からずれた不正な回転体がある
ときにはその像の動きP′から一目して発見でき、ま
た、その画像の状態から不正の程度を判定できる。この
実施例によれば、送風機、電動機、工作機械、ターンテ
ーブルなどあらゆる回転体についてその回転速度の監視
に適用できる。(Embodiment 1) This embodiment is an example in which the present invention is used for a system for monitoring whether the rotation speed of a rotating body that rotates at a constant speed is correct or not. Fig. 2 [1],
In [2], a marker 2 in which light emitting portions and non-light emitting portions by EL are alternately arranged on the peripheral surface of the rotating body 1 is attached.
The image receiver 3 is installed at a fixed position in such a manner as to face. When a frequency that is cycled with the rotation speed of the rotating body 1 is set and a voltage is applied to EL, a dynamic pattern P that is stationary when the rotating body 1 is rotating at a constant speed is obtained. This dynamic pattern P is
Of the dynamic pattern P is projected on a screen 7 of a centralized control panel through an optical fiber 5 to an imager 6 in a central monitoring room. By displaying simultaneously the images of the dynamic pattern P obtained on each of the two or more rotating bodies on the screen 7, there is an incorrect rotating body deviated from the constant-speed rotation with respect to the still image of the dynamic pattern P. Sometimes, it can be found at a glance from the movement P 'of the image, and the degree of fraud can be determined from the state of the image. According to this embodiment, the present invention can be applied to monitoring of the rotation speed of any rotating body such as a blower, an electric motor, a machine tool, and a turntable.
(実施例2) 本実施例は往復動する移動物体の監視システムに利用
した例である。第3図において、移動体8の側面に前記
標識2を付し、この標識2に向き合せて受像器3を設置
して移動体8の運動により生ずる動的パターンPの像を
捕えてこれをコントロールパネルのスクリーンに表示す
る要領は前実施例と全く同じである。ELへの印加電圧の
周波数設定により、移動速度の適否はもとより、反転速
度・加速度について動的パターンの静止像が得られる。
本実施例は、直線移動する移動体の速度、振動体の振動
速度の計測に利用するときにもそのままあてはまる。(Embodiment 2) This embodiment is an example in which the present invention is used for a monitoring system for a reciprocating moving object. In FIG. 3, the sign 2 is attached to the side surface of the moving body 8, and the image receiver 3 is installed facing the sign 2 to capture the image of the dynamic pattern P generated by the movement of the moving body 8 and The manner of displaying on the screen of the control panel is exactly the same as in the previous embodiment. By setting the frequency of the voltage applied to the EL, a static image of a dynamic pattern can be obtained for the reversal speed / acceleration as well as for the moving speed.
The present embodiment can be applied to measurement of the velocity of a moving body that moves linearly and the vibration velocity of a vibrating body.
(実施例3) 本実施例は移動体の直線運動を回転運動に変換して監
視するシステムの例である。(Embodiment 3) This embodiment is an example of a system that converts a linear motion of a moving body into a rotary motion and monitors the rotation.
第4図〔1〕〜〔4〕において、ベルトコンベア9上
に接触して摩擦力又は噛み合いにより回転するローラ又
はギアなどの従動体10の軸に円盤11を直結し、その盤面
にEL発光部と非発光部との配列組合せからなる速度標識
2を第4図〔3〕のように同心状に6段階(a)〜
(f)に標示したものである。この標識2が付された円
盤11の盤面に向き合わせて受像器3を設置する。コンベ
ア9の走行速度に同期させてELに特定周波数の電圧の印
加すると、コンベア速度が定速の場合に第4図〔4〕に
示す動的パターンPが得られる。このパターンPを受像
器3に捕え、前実施例と同様にその映像をスクリーンに
現わしてコンベアの走行状況を監視できる。また、前記
標識2は円盤11の盤面に限らず、第4図〔5〕に示すよ
うに円盤12の端面に1〜数段に形成することもできる。In FIGS. 4 [1] to [4], a disk 11 is directly connected to a shaft of a driven body 10 such as a roller or a gear which is rotated by frictional force or meshing by contacting on a belt conveyor 9, and an EL light emitting portion is provided on the disk surface. The speed marker 2 composed of an arrangement combination of the speed indicator and the non-light emitting portion is concentrically arranged in six stages (a) to (c) as shown in FIG.
(F). The image receiver 3 is installed facing the surface of the disk 11 on which the mark 2 is attached. When a voltage of a specific frequency is applied to EL in synchronization with the traveling speed of the conveyor 9, a dynamic pattern P shown in FIG. 4 [4] is obtained when the conveyor speed is constant. The pattern P is captured by the image receiver 3, and the image is displayed on the screen as in the previous embodiment, so that the traveling state of the conveyor can be monitored. Further, the marker 2 is not limited to the disk surface of the disk 11 but may be formed in one or several steps on the end surface of the disk 12 as shown in FIG. 4 [5].
本発明は以上の実施例に限らず、直線運動、円運動、
平面運動、3次元運動を行う移動体、振動体に一般に適
用できるのはいうまでもない。そのほか、自身が発光す
る面発光体を用いるため、単純にバーコードとして利用
することも可能である。The present invention is not limited to the above embodiments, but includes linear motion, circular motion,
It goes without saying that the present invention can be generally applied to a moving body and a vibrating body that perform plane motion and three-dimensional motion. In addition, since a surface light emitter that emits light is used, it can be simply used as a barcode.
以上のように本発明によるときには、EL,ECによる面
発光体の特性を有効に利用して発光部、非発光部の配列
組合せに、特定周波数の電圧を印加して物体の運動に固
有の動的パターンが得られ、そのパターンの静止、移動
の変化を捕えて物体の運動状況の各種情報を発生させる
ことができる。本発明の標識は一般機器類に付設して、
機械の運転状況を監視でき、進んでFA加工ラインに用い
てシステム全体の制御を有効に行うことが可能となり、
高速化、複雑化するFAの総合化を図るシステムの実現に
大きく期待できる効果を有するものである。As described above, according to the present invention, by applying a voltage of a specific frequency to the arrangement combination of the light-emitting portion and the non-light-emitting portion by effectively utilizing the characteristics of the surface light emitter by EL and EC, a motion specific to the motion of the object is applied. A target pattern is obtained, and various kinds of information on the motion state of the object can be generated by capturing changes in the stationary or moving state of the pattern. The sign of the present invention is attached to general equipment,
It is possible to monitor the operation status of the machine, and it is possible to effectively control the entire system using the FA processing line,
This has an effect that can be greatly expected for the realization of a system that integrates FAs that are becoming faster and more complex.
第1図は、標識の静的パターンの例と標識の移動によっ
て得られる動的パターンの例を示す図、第2図〔1〕は
本発明の第1の実施例を示す構成図、〔2〕はスクリー
ン上の表示例を示す図、第3図は第2の実施例を示す
図、第4図〔1〕は第3の実施例を示す側面図、〔2〕
は同断面図、〔3〕は標識の形成例を示す図、〔4〕は
定速時の動的パターンを示す図、〔5〕は回転標示の他
の例を示す図である。 1……回転体、2……標識 3……受像器、4……レンズ 5……光ファイバー、6……映像器 7……スクリーン、8……移動体 9……ベルトコンベア、11……円盤FIG. 1 is a diagram showing an example of a static pattern of a sign and an example of a dynamic pattern obtained by moving the sign, FIG. 2 [1] is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, [2] ] Is a view showing a display example on a screen, FIG. 3 is a view showing the second embodiment, FIG. 4 [1] is a side view showing the third embodiment, [2]
Is a cross-sectional view, [3] is a view showing an example of formation of a sign, [4] is a view showing a dynamic pattern at a constant speed, and [5] is a view showing another example of a rotation sign. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotating body, 2 ... Marking 3 ... Receiver, 4 ... Lens 5 ... Optical fiber, 6 ... Video equipment 7 ... Screen, 8 ... Moving body 9 ... Belt conveyor, 11 ... Disc
Claims (1)
速度その他移動条件に固有の光学的パターンを形成する
面発光体標示の組合せ配列を移動方向に沿って移動体の
表面に形成したことを特徴とする計測用標識。1. A combination arrangement of surface illuminator signs forming an optical pattern specific to a moving speed, an acceleration and other moving conditions under a specific frequency of an applied voltage is formed on a surface of the moving body along a moving direction. A measuring sign characterized by the following.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62081497A JP2571689B2 (en) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | Measurement signs |
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JP62081497A Expired - Fee Related JP2571689B2 (en) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | Measurement signs |
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- 1987-04-02 JP JP62081497A patent/JP2571689B2/en not_active Expired - Fee Related
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