JP2022001827A - 表面計測装置、導線製造装置、表面計測方法および導線製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】接触部材を用いて皮膜異常を検出する表面計測に関して、皮膜異常の検出感度の感度を向上しやすくする技術を提供する。【解決手段】表面計測装置は、接触部材と、表面変位計と、接触部材の変位量における周期的なノイズであるロールノイズを検出するノイズ検出部と、ノイズ低減部と、を備える。接触部材は、所定の搬送方向へ移動する導線の皮膜の表面に接触し、皮膜の表面の形状に応じて変位する。表面変位計は、皮膜の表面の形状に応じた接触部材の変位量を計測する。ノイズ検出部は、接触部材の変位量における周期的なノイズであるロールノイズを検出する。ノイズ低減部は、表面変位計により計測された接触部材の変位量から、ノイズ検出部により検出されたロールノイズの成分を低減する。【選択図】図2
Description
本開示は、導線の皮膜の表面を計測する表面計測装置、導線を製造する導線製造装置、導線の皮膜の表面を計測する表面計測方法および導線を製造する導線製造方法に関する。
従来、光源などの光学式センサを用いて導線など長尺物の外観を検査する方法が提供されている。
特許文献1では、長尺物の表面に向かって所定の光源から線状光を照射するとともに、光源と長尺物とを長尺物の長手方向に相対的に移動させながら、線状光が長尺物の外周面に照射されて成る照射線を、所定時間ごとに撮像する工程と、撮像データ内における照射線の位置に基づき、撮像データ幅方向の複数の所定位置ごとに照射線の高さ方向の位置データを求めることにより成る照射線位置データ群を撮像データごとに作製する工程とを含む長尺物の外観検査方法が記載されている。
特許文献1では、長尺物の表面に向かって所定の光源から線状光を照射するとともに、光源と長尺物とを長尺物の長手方向に相対的に移動させながら、線状光が長尺物の外周面に照射されて成る照射線を、所定時間ごとに撮像する工程と、撮像データ内における照射線の位置に基づき、撮像データ幅方向の複数の所定位置ごとに照射線の高さ方向の位置データを求めることにより成る照射線位置データ群を撮像データごとに作製する工程とを含む長尺物の外観検査方法が記載されている。
エナメル線などの導線において、導体の周囲に設けられた皮膜の高さの異常(以下、単に「皮膜異常」ともいう。)を検出することが検討されている。ここで、皮膜異常を検出する方法には、例えば、特許文献1に記載の方法を用いることが考えられる。
しかし、特許文献1に記載の方法によれば、例えば、エナメル線などの導線が搬送される際にエナメル線に傾斜や捻れが生じているような場合、一定の大きさを有しない、小さい皮膜異常がエナメル線の影に隠れてしまうことによって検出感度の低下を招く可能性がある。
一方、エナメル線に生じる傾斜や捻れによる検出感度の低下を抑制するように接触部材を設け、当該設けられた接触部材を接触させることにより皮膜異常を検出方法では、接触部材そのものによるノイズが生じる可能性がある。
本開示の一局面は、接触部材そのものにより生じ、検出されるノイズを低減させ、ノイズを低減させたデータに基づいて、皮膜異常を検出することにより、皮膜異常の検出感度を向上しやすくする技術を提供することを目的とする。
本開示の一態様は、表面計測装置であって、少なくとも1つの接触部材と、表面変位計と、少なくとも1つのノイズ検出部と、ノイズ低減部と、を備える。接触部材は、所定の搬送方向へ移動する導線の皮膜の表面に接触し、皮膜の表面の形状に応じて変位する。表面変位計は、皮膜の表面の形状に応じた接触部材の変位量を計測する。少なくとも1つのノイズ検出部は、接触部材の変位量における周期的なノイズであるロールノイズを検出する。ノイズ低減部は、表面変位計により計測された接触部材の変位量から、ノイズ検出部により検出されたロールノイズの成分を低減するように構成される。
また、本開示の一態様は、表面計測方法であって、表面変位計測工程と、ノイズ検出工
程と、ノイズ低減工程と、を有する。表面変位計測工程では、所定の搬送方向へ移動する導線の皮膜の表面に接触し、皮膜の表面の形状に応じて変位する少なくとも1つの接触部材の、皮膜の表面の形状に応じた変位量を計測する。ノイズ検出工程では、少なくとも1つの接触部材に周期的なノイズであるロールノイズを検出する。ノイズ低減工程では、表面変位計測工程により計測された接触部材の変位量から、ノイズ検出工程により検出されたロールノイズの成分を低減するように構成される。
程と、ノイズ低減工程と、を有する。表面変位計測工程では、所定の搬送方向へ移動する導線の皮膜の表面に接触し、皮膜の表面の形状に応じて変位する少なくとも1つの接触部材の、皮膜の表面の形状に応じた変位量を計測する。ノイズ検出工程では、少なくとも1つの接触部材に周期的なノイズであるロールノイズを検出する。ノイズ低減工程では、表面変位計測工程により計測された接触部材の変位量から、ノイズ検出工程により検出されたロールノイズの成分を低減するように構成される。
このような構成によれば、接触部材により生じるロールノイズを低減することができる。
これにより、ノイズを低減させたデータに基づいて、皮膜異常を検出することにより、皮膜異常の検出感度を向上しやすくすることができる。
これにより、ノイズを低減させたデータに基づいて、皮膜異常を検出することにより、皮膜異常の検出感度を向上しやすくすることができる。
[1.構成]
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本開示を実施する上で好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の事項を具体的に例示している部分もあるが、本開示の技術的範囲は、その具体的態様に限定されるものではない。
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本開示を実施する上で好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の事項を具体的に例示している部分もあるが、本開示の技術的範囲は、その具体的態様に限定されるものではない。
<エナメル線200の製造装置および製造方法>
図1は、本開示の実施形態に係るエナメル線を製造する導線製造装置1の一例を示す概略図である。
図1は、本開示の実施形態に係るエナメル線を製造する導線製造装置1の一例を示す概略図である。
なお、以下では、エナメル線200用に供給される芯線として、当該芯線の長尺方向に対して直交する断面が平角形状の導体100を用いる場合を例に挙げて説明する。なお、以下では、当該平角形状の断面において、短辺方向を厚み方向、長辺方向を幅方向とも表記する。また、芯線がエナメル塗装されることによりエナメル皮膜200aが周面に形成されたエナメル線200の長尺方向に対して直交する断面が平角形状である場合を例に挙げて説明する。また、厚み方向が搬送方向Ddに対して上下、幅方向が搬送方向Ddに対して左右を向く向きに搬送される例に適用して説明する。さらに、本実施の形態において、使用される導体100の素材には、例えば、銅または銅合金などを使用することができる。また、説明の便宜上、エナメル線200を製造する導線製造装置1を構成する各種機器を横型に配置する例に適用して説明するが、縦型に配置するものであってもよい。
図1に示すように、導線製造装置1は、供給部10と、塗装部20と、焼付炉30と、第1ターンプーリ40aと、第2ターンプーリ40bと、表面計測装置50と、を備える。
供給部10は、導体100を供給する。塗装部20は供給された導体100の外周面にエナメル塗料を塗装する。焼付炉30は、供給された導体100を加熱する。第1ターンプーリ40a及び第2ターンプーリ40bは、導体100を所定の方向に誘導する。表面計測装置50は、表面計測装置50は導体100に塗装されたエナメル塗料により形成されたエナメル皮膜200aの膜厚や、エナメル皮膜200aの表面の凹凸を計測する。
供給部10は、導体100を供給する。塗装部20は供給された導体100の外周面にエナメル塗料を塗装する。焼付炉30は、供給された導体100を加熱する。第1ターンプーリ40a及び第2ターンプーリ40bは、導体100を所定の方向に誘導する。表面計測装置50は、表面計測装置50は導体100に塗装されたエナメル塗料により形成されたエナメル皮膜200aの膜厚や、エナメル皮膜200aの表面の凹凸を計測する。
導線製造装置1の各構成の詳細を、以下に示す。
供給部10から供給された導体100は、塗装部20に搬送され、導体100の外周面に皮膜塗料であるエナメル塗料が塗装される。なお、エナメル塗料としては、エナメル皮膜200aを形成するために使用可能であれば、特に限定されない。
供給部10から供給された導体100は、塗装部20に搬送され、導体100の外周面に皮膜塗料であるエナメル塗料が塗装される。なお、エナメル塗料としては、エナメル皮膜200aを形成するために使用可能であれば、特に限定されない。
また、エナメル塗料中の溶剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、クレゾール、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、シクロヘキサノン等が挙げられる。また、エナメル塗料中の樹脂としては、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステルイミド等が挙げられる。また、導体100は、あらかじめ焼鈍処理がされたものを用いられてもよい。
エナメル塗料が塗布された導体100は、焼付炉30内を搬送される。焼付炉30内を搬送されることにより、エナメル塗料の乾燥およびエナメル塗料中の樹脂の硬化が行われる。すなわち、エナメル塗料中の溶媒の蒸発と、エナメル皮膜200aの焼付が行われる。なお、エナメル塗料中の溶剤の蒸発およびエナメル塗料中の樹脂の硬化の方法は特に限定されるものではなく、例えば、熱風などを吹き付け、加熱することにより行うことができる。また、エナメル塗料中の溶剤の蒸発と、エナメル塗料中の樹脂の硬化とは、別々の装置で行ってもよい。
導体100は、下流側の第1ターンプーリ40aを介して上流側の第2ターンプーリ40bに戻り、塗装部20によるエナメル塗料の塗布、および焼付炉30によるエナメル塗料の乾燥および焼付が行われる。当該エナメル塗料の塗布、乾燥および焼付は、所望の厚さのエナメル皮膜200aが形成されるまで、繰り返し行われる。このように外周に塗布されたエナメル塗料の乾燥および焼付が行われることによって、導体100はその外周に所望の厚さを有するエナメル皮膜200aを有するエナメル線200となる。
乾燥および焼付が終了したエナメル線200は、表面計測装置50へと搬送される。ここで、表面計測装置50はエナメル皮膜200aの膜厚や、エナメル皮膜200aの表面の凹凸を計測する。また、表面計測装置50によりエナメル皮膜200aの膜厚やエナメル皮膜200aの表面の凹凸を計測することにより、例えば、エナメル皮膜200aの皮膜異常200xを検出することができる。ここでいう皮膜異常200xとは、例えば、塗装部20へ搬入された導体100の周辺に浮遊する固形状や繊維状の塵埃などの異物が導体100の外周面に塗装されたエナメル塗料中に取り込まれること、導体100あるいはエナメル皮膜200aの表面に発生する傷によってエナメル皮膜200aの表面に空隙が発生すること、または、エナメル塗料中に発泡などが生じることなどに起因して、エナメル皮膜200aの表面に発生した凸状の形状をいう。なお、エナメル皮膜200aの表面とは、エナメル皮膜200aの上面200Aa、下面200Ba、側面および角部を含める。
表面計測装置50は、皮膜異常200xのうち、特にエナメル皮膜200aの外側に突出し、所定の高さ以上の凸状の形状を有する皮膜異常200xを検出する。なお、皮膜異
常200xの高さとは、皮膜異常200xが発生していないエナメル皮膜200aの表面からエナメル皮膜の突出した皮膜異常200xの頂部までの距離である。以下では、皮膜異常200xとして凸状の形状を有するものを例に挙げて説明する。
常200xの高さとは、皮膜異常200xが発生していないエナメル皮膜200aの表面からエナメル皮膜の突出した皮膜異常200xの頂部までの距離である。以下では、皮膜異常200xとして凸状の形状を有するものを例に挙げて説明する。
なお、所定の高さ以上の皮膜異常200xが検出された場合、例えば、レーザマーカなどのマーキング装置を使用して検出された皮膜異常200xの位置にマーキングを施す構成を更に有してもよい。また、皮膜異常200xのエナメル皮膜状の位置情報を記録しておき、検査後に皮膜異常200xおよび皮膜異常200xが生じている周囲の皮膜を切断するなど所望の処理を行う装置を更に備えてもよい。
<表面計測装置50の詳細>
次に、図2を参照して、本実施形態に係る表面計測装置50について説明する。図2は、側面視における表面計測装置50の構成の一例を表す側面概略図である。
次に、図2を参照して、本実施形態に係る表面計測装置50について説明する。図2は、側面視における表面計測装置50の構成の一例を表す側面概略図である。
なお、以下では、表面計測装置50が設置された際に、表面計測装置50の中心に対して設置面が位置する側を下方向とし、反対側を上方向とする。また、表面計測装置50の内部をエナメル線200が搬送される方向である搬送方向Ddに沿った方向を前後方向とする。また、搬送方向Ddにおいて、上流側を前側、下流側を後ろ側とも表記する。上下方向および前後方向に垂直な方向を左右方向とし、上流側を手前側、下流側を奥側にみた場合を基準として、左方向および右方向を規定する。
本実施形態における表面計測装置50はエナメル皮膜200aの上面200Aaおよび下面200Baに発生する皮膜異常200xを検出する。
エナメル皮膜200aの上面200Aaおよび下面200Baは対向する一対の面を構成する。
エナメル皮膜200aの上面200Aaおよび下面200Baは対向する一対の面を構成する。
図2に示すように、表面計測装置50は、一対の接触部材51と、第1アーム部材52と、表面変位計53と第2アーム部材54と一対のロールノイズセンサ57とを備える。
<一対の接触部材51>
一対の接触部材51は、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bを有する。第1接触部材51Aがエナメル皮膜200aの上面200Aaと平行に配置され、第2接触部材51Bがエナメル皮膜200aの下面200Baと平行に配置される。また、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、エナメル線200を挟んで互いに反対側に配置される。言い換えると、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは搬送方向Ddに沿って線上に搬送されるエナメル線200を当該搬送方向Ddに略垂直な方向である厚み方向に挟んで互いに対向する位置に設けられる。第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、エナメル皮膜200aの上面200Aaおよび下面200Baにそれぞれ接触する。これにより、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、上面200Aaまたは下面200Baに発生した皮膜異常200xを検出する。
<一対の接触部材51>
一対の接触部材51は、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bを有する。第1接触部材51Aがエナメル皮膜200aの上面200Aaと平行に配置され、第2接触部材51Bがエナメル皮膜200aの下面200Baと平行に配置される。また、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、エナメル線200を挟んで互いに反対側に配置される。言い換えると、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは搬送方向Ddに沿って線上に搬送されるエナメル線200を当該搬送方向Ddに略垂直な方向である厚み方向に挟んで互いに対向する位置に設けられる。第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、エナメル皮膜200aの上面200Aaおよび下面200Baにそれぞれ接触する。これにより、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、上面200Aaまたは下面200Baに発生した皮膜異常200xを検出する。
第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、例えば、略円柱または略円筒状の形状を有する。また、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、それぞれの中心軸O1,O2を回転軸として自転する回転体である、いわゆる平ロールである。第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、エナメル線200の幅以上の長さを有することが好ましい。
第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは共に、それぞれの中心軸O1および中心軸O2とエナメル線200の搬送方向Ddとが互いに直交するように配置される。また、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、互いに高さ方向が平行となるように配置される。さらに第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、共にエナメル線2
00の上面200Aaおよび下面200Baに略平行に配置される。
00の上面200Aaおよび下面200Baに略平行に配置される。
第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの素材は特に限定されない。
第2接触部材51Bは、長手方向における両端部で、表面計測装置50に固定された台座部材55に連結されている。また、第2接触部材51Bは、エナメル線200の厚み方向においてエナメル線200に対して固定的に保持されている。具体的には第2接触部材51Bは台座部材55を介して表面計測装置50に対して固定的に保持されている。
第2接触部材51Bは、長手方向における両端部で、表面計測装置50に固定された台座部材55に連結されている。また、第2接触部材51Bは、エナメル線200の厚み方向においてエナメル線200に対して固定的に保持されている。具体的には第2接触部材51Bは台座部材55を介して表面計測装置50に対して固定的に保持されている。
台座部材55は、例えば、略L字型の形状を有する一対のベースフレームである。台座部材55は、第2接触部材51Bと連結する上腕部551と、上腕部551と直交して連続する前腕部552とを備える。台座部材55は、例えば、第2アーム部材54に固定されてもよい。
第1接触部材51Aは、エナメル皮膜200aの上面200Aaおよび下面200Baの凹凸形状に応じてエナメル線200の厚み方向に可動するように構成される。具体的には、第1接触部材51Aは、皮膜異常200xの高さに応じてエナメル線200の厚み方向に変位するように構成されている。なお、厚み方向とは、搬送方向Ddに交差する交差方向であり、例えば、導線製造装置1の上下方向に沿った方向である。第1接触部材51Aは、中心軸O1の長手方向における両端部で、ピックアップ部材56と接続されている。ピックアップ部材56は、表面計測装置50に対して回転可能に支持される。
図2のA−A’断面概略図を図3に示す。なお、A−A’断面は、表面計測装置50の中心軸O1を通る水平面を、表面計測装置50の上方向からみた断面である。図3に示すように、ピックアップ部材56は、所定の厚みを有する平板状の部材の両端を同一の方向に略直角に折り曲げて構成される。ピックアップ部材56は、平面視において、略U字型の形状を有している。ピックアップ部材56は、底部56bがエナメル線200の搬送方向Ddの後方側に位置すると共に、開口端側がエナメル線200の搬送方向Ddの前方側に位置するように設けられる。また、ピックアップ部材56の内側には、第1接触部材51Aが連結されている。
また、ピックアップ部材56の内側には、エナメル線200の搬送方向Ddにおいて第1接触部材51Aよりも前方の位置に第1接触部材51Aと略平行に配置され、ピックアップ部材56の開口端側の両端部56aを貫通する支軸561が設けられる。
支軸561は一対の台座部材55の内の一方の台座部材55の上腕部551と、他方の台座部材55の上腕部551とを共に貫通している。すなわち、ピックアップ部材56の開口端側の両端部56aは支軸561によって一対の台座部材55の内側にそれぞれ回転可能に設置される。なお、台座部材55とピックアップ部材56との位置関係は、このような位置関係に限定されるものではない。例えば、ピックアップ部材56を台座部材55の外側に設置したものであってもよい。
ピックアップ部材56は支軸561の中心軸O3を支点として回転可能に支持される。言い換えると、ピックアップ部材56は、台座部材55に対して相対的に回転可能に支持されている。
第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、互いの中心軸O1および中心軸O2がエナメル線200の長手方向に略同一の位置になるように配置されることが好ましい。言い換えると、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、第1接触部材51Aの中心軸O1および第2接触部材51Bの中心軸O2を結ぶ線分がエナメル線200の長手方向と略直交するように配置される。
また、第1接触部材51Aは、表面51Aaがエナメル線200の上面200Aaに接するように配置される。また、第2接触部材51Bは、表面51Baがエナメル線200の下面200Baに接するように配置される。具体的には、例えば、第1接触部材51Aの半径R1および第2接触部材51Bの半径R2は適宜調整されてもよい。また、ピックアップ部材56を台座部材55に固定する支軸561の、エナメル線200の厚み方向における位置が適宜調整されてもよい。
第1接触部材51Aの表面51Aaが皮膜異常200xに接触した際の第1接触部材51Aの変位の一例を図4に示す。
図4に示すように、第1接触部材51Aの表面51Aaが皮膜異常200xに接触すると、第1接触部材51Aには、接触した皮膜異常200xの大きさに応じた変位が加えられる。変位の量は、皮膜異常200xの大きさに応じて決まる。なお、変位の量とは、エナメル線200の厚み方向において、第1接触部材51Aの中心軸O1が移動した量をいい、具体的にはエナメル線200の高さの一例に相当する値である。
図4に示すように、第1接触部材51Aの表面51Aaが皮膜異常200xに接触すると、第1接触部材51Aには、接触した皮膜異常200xの大きさに応じた変位が加えられる。変位の量は、皮膜異常200xの大きさに応じて決まる。なお、変位の量とは、エナメル線200の厚み方向において、第1接触部材51Aの中心軸O1が移動した量をいい、具体的にはエナメル線200の高さの一例に相当する値である。
第1接触部材51Aは、第1接触部材51Aが支軸561の中心軸O3を支点とすると共にエナメル皮膜200aの上面200Aaと接する点を作用点とする回転をする。このような構成により、第1接触部材51Aを略水平の状態でエナメル線200の厚み方向に持ち上げるよりも容易に第1接触部材51Aの高さを変位させることができる。
<第1アーム部材52>
第1アーム部材52は、ピックアップ部材56の底部56bに接続される。第1アーム部材52は、第1接触部材51Aのエナメル線200の厚み方向の変位を増幅する。第1アーム部材52は、例えば、棒状の形状を有する。第1アーム部材52は、多角形状の断面を有し、略平坦状の形状を有する測面に囲まれた部材であることが好ましい。
第1アーム部材52は、ピックアップ部材56の底部56bに接続される。第1アーム部材52は、第1接触部材51Aのエナメル線200の厚み方向の変位を増幅する。第1アーム部材52は、例えば、棒状の形状を有する。第1アーム部材52は、多角形状の断面を有し、略平坦状の形状を有する測面に囲まれた部材であることが好ましい。
第1アーム部材52は、略平坦な一側面が表面変位計53側を向くように、すなわち、略平坦な一側面が上向きになるように配置されることが好ましい。
ここで、第1接触部材51Aの中心軸O1と支軸561の中心軸O3との間の距離を第1距離L1とし、第1接触部材51Aの中心軸O1と、第1アーム部材52のエナメル線200の搬送方向Ddの後方側に位置する端面52aとの間の距離を第2距離L2として、第1接触部材51Aのエナメル線200の厚み方向の変位の増幅率hは、h=(L1+L2)/L1で表すことができる。
ここで、第1接触部材51Aの中心軸O1と支軸561の中心軸O3との間の距離を第1距離L1とし、第1接触部材51Aの中心軸O1と、第1アーム部材52のエナメル線200の搬送方向Ddの後方側に位置する端面52aとの間の距離を第2距離L2として、第1接触部材51Aのエナメル線200の厚み方向の変位の増幅率hは、h=(L1+L2)/L1で表すことができる。
ここで、第1距離L1および第2距離L2は、表面計測装置50のサイズ、機械部品の配置、所望の検出感度を勘案して適宜設定してもよい。例えば、第1距離L1と第2距離L2との比はL1:L2=1:4となるように設定されてもよい。この場合、増幅率hは5倍となる。
なお、上述した第1アーム部材52の長さは特に限定されるものではないが、第1アーム部材52の長さが長いほど、第2距離L2が大きくなるため、第1接触部材51Aのエナメル線200の厚み方向の変位を増幅する増幅率hを大きくする点では、第1アーム部材52の長さはより長い方が好ましい。
<第2アーム部材54>
第2アーム部材54は表面計測装置50に対して表面変位計53を固定的に支持する。
第2アーム部材54は、表面計測装置50に固定される。また第2アーム部材54のエナメル線200の搬送方向Ddの後方側に位置する先端部には、表面変位計53が取り付けられる。
第2アーム部材54は表面計測装置50に対して表面変位計53を固定的に支持する。
第2アーム部材54は、表面計測装置50に固定される。また第2アーム部材54のエナメル線200の搬送方向Ddの後方側に位置する先端部には、表面変位計53が取り付けられる。
<表面変位計53>
表面変位計53は、第1アーム部材52がエナメル線200の厚み方向に変位した量を測定するセンサである。表面変位計53は、例えば、対象物の変位に関する情報を電圧に変換して変位の量を測定するセンサである。なお、表面変位計53に用いられるセンサの種類としては、特に限定されるものではなく、超音波センサや、リニア近接センサなどが用いられてもよい。表面変位計53として用いられるセンサとしては、接触式である場合、測定の際に第1アーム部材52に力が加わる可能性があるため、非接触式であることが好ましい。例えば、表面変位計53には、光学式センサが用いられてもよい。
表面変位計53は、第1アーム部材52がエナメル線200の厚み方向に変位した量を測定するセンサである。表面変位計53は、例えば、対象物の変位に関する情報を電圧に変換して変位の量を測定するセンサである。なお、表面変位計53に用いられるセンサの種類としては、特に限定されるものではなく、超音波センサや、リニア近接センサなどが用いられてもよい。表面変位計53として用いられるセンサとしては、接触式である場合、測定の際に第1アーム部材52に力が加わる可能性があるため、非接触式であることが好ましい。例えば、表面変位計53には、光学式センサが用いられてもよい。
表面変位計53は、第2アーム部材54を介して、表面計測装置50に固定されている。具体的には、表面変位計53は、図2,図3および図4に示すように、第2アーム部材54の搬送方向Ddの後方側の先端部において、第1アーム部材52のエナメル線200の搬送方向Ddの後方側の先端部と対向する位置に固定される。
表面変位計53は、導体100の搬送方向Ddに対して後方側に位置する第1アーム部材52の先端部における、エナメル線200の厚み方向の変位の量を測定する。すなわち、表面変位計53は増幅された第1接触部材51Aの変位量を測定する。これにより、表面変位計53は、第1接触部材51Aの変位の量、すなわちエナメル線200の高さの情報を取得できる。ここでいう、導体100の搬送方向Ddに対して後方側に位置する第1アーム部材52の先端部における、エナメル線200の厚み方向の変位の量とは、導体100の搬送方向Ddに対して後方側に位置する第1アーム部材52の先端部がエナメル線200の厚み方向において移動した量をいう。
<一対のロールノイズセンサ57>
図2および図4に示すように一対のロールノイズセンサ57は、第1ロールノイズセンサ57Aおよび第2ロールノイズセンサ57Bを有する。
<一対のロールノイズセンサ57>
図2および図4に示すように一対のロールノイズセンサ57は、第1ロールノイズセンサ57Aおよび第2ロールノイズセンサ57Bを有する。
一対のロールノイズセンサ57を構成する第1ロールノイズセンサ57Aおよび第2ロールノイズセンサ57Bはいずれも、例えば、対象物の変位に関する情報を電圧に変換して変位の量を測定するセンサである。なお、第1ロールノイズセンサ57Aおよび第2ロールノイズセンサ57Bに用いられるセンサの種類としては、特に限定されるものではなく、超音波センサや、リニア近接センサなどが用いられてもよい。第1ロールノイズセンサ57Aおよび第2ロールノイズセンサ57Bとして用いられるセンサとしては、非接触式であることが好ましい。例えば、第1ロールノイズセンサ57Aおよび第2ロールノイズセンサ57Bとしては、光学式センサが用いられてもよい。
第1ロールノイズセンサ57Aは、第1接触部材51Aのロールノイズを測定する。また、第2ロールノイズセンサ57Bは、第2接触部材51Bのロールノイズを測定する。
具体的には、第1ロールノイズセンサ57Aは、中心軸O1を中心とした第1接触部材51Aの回転に対して、中心軸O1との相対的な距離が変化しないように配置される。第1ロールノイズセンサ57Aは、例えば、第1接触部材51Aの中心軸O1が接続されているピックアップ部材56と固定的に保持される。具体的には、第1ロールノイズセンサ57Aは、第1支柱57Aaを介してピックアップ部材56に固定される。例えば、第1支柱57Aaは、略L字型の形状を有し、第1端部57Abが中心軸O1の上側に位置するように、第2端部57Acがピックアップ部材56に固定的に保持される。そして、中心軸O1の上側に配置された第1端部57Abに第1ロールノイズセンサ57Aが配置される。第1ロールノイズセンサ57Aは、第1端部57Abにおいて、中心軸O1の方向を向くように配置される。第1ロールノイズセンサ57Aは、第1端部57Abにおいて、中心軸O1の直上に配置されることが好ましい。
具体的には、第1ロールノイズセンサ57Aは、中心軸O1を中心とした第1接触部材51Aの回転に対して、中心軸O1との相対的な距離が変化しないように配置される。第1ロールノイズセンサ57Aは、例えば、第1接触部材51Aの中心軸O1が接続されているピックアップ部材56と固定的に保持される。具体的には、第1ロールノイズセンサ57Aは、第1支柱57Aaを介してピックアップ部材56に固定される。例えば、第1支柱57Aaは、略L字型の形状を有し、第1端部57Abが中心軸O1の上側に位置するように、第2端部57Acがピックアップ部材56に固定的に保持される。そして、中心軸O1の上側に配置された第1端部57Abに第1ロールノイズセンサ57Aが配置される。第1ロールノイズセンサ57Aは、第1端部57Abにおいて、中心軸O1の方向を向くように配置される。第1ロールノイズセンサ57Aは、第1端部57Abにおいて、中心軸O1の直上に配置されることが好ましい。
具体的には、第2ロールノイズセンサ57Bは、中心軸O2を中心とした第2接触部材51Bの回転に対して、中心軸O2との相対的な距離が変化しないように配置される。第2ロールノイズセンサ57Bは、例えば、第2接触部材51Bの中心軸O2が接続されている台座部材55と固定的に保持される。また、第2ロールノイズセンサ57Bが保持される位置は、台座部材55の前腕部552であってもよい。具体的には、第2ロールノイズセンサ57Bは、第1支柱57Baを介して台座部材55の前腕部552に固定される。例えば、第1支柱57Baは、略L字型の形状を有し、第1端部57Bbが中心軸O2の下側に位置するように、第2端部57Bcが台座部材55に固定的に保持される。そして、中心軸O2の下側に配置された第1端部57Bbに第2ロールノイズセンサ57Bが配置される。第2ロールノイズセンサ57Bは、第1端部57Bbにおいて、中心軸O2の方向を向くように配置される。第2ロールノイズセンサ57Bは、第1端部57Bbにおいて、中心軸O2の直下に配置されることが好ましい。
[2.作用]
<エナメル線200の皮膜異常検出方法>
ここで、搬送方向Ddに向かってエナメル線200を搬送した際に、表面変位計53により検出される測定電圧の例を図5に示す。
<エナメル線200の皮膜異常検出方法>
ここで、搬送方向Ddに向かってエナメル線200を搬送した際に、表面変位計53により検出される測定電圧の例を図5に示す。
ここで、測定電圧の単位はVで表し、測定電圧が高いほど、測定対象である対象物までの距離が短いことを表す。すなわち、測定電圧が対象物までの距離に対応する。そして、測定電圧の値の変動が対象物の変位に対応する。ここでいう測定対象である対象物とは、具体的には、第1アーム部材52である。
また、表面変位計53の測定結果は、検出される測定電圧が高いほど、表面変位計53と第1アーム部材52との間の距離が短いことを表す。すなわち、表面変位計53において検出される測定電圧が高いほど、エナメル線200のエナメル皮膜200aの高さが高いことを表す。
図5に示した例では、2つの皮膜異常200xに対応したピークをそれぞれピークP1、ピークP2と表す。
図5に示した、表面変位計53による測定電圧の例では、搬送方向Ddに沿ったエナメル線200の搬送に伴い、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの回転周期に応じた周期Tの周期的なノイズが生じている。当該ノイズをここではロールノイズと表記する。なお、周期Tは、一例として示したものであり、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの大きさや、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの回転周期などにより変動する。
図5に示した、表面変位計53による測定電圧の例では、搬送方向Ddに沿ったエナメル線200の搬送に伴い、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの回転周期に応じた周期Tの周期的なノイズが生じている。当該ノイズをここではロールノイズと表記する。なお、周期Tは、一例として示したものであり、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの大きさや、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの回転周期などにより変動する。
ここで、ロールノイズが含まれるノイズのピークよりも大きい閾値ThAを設定する。
この閾値ThAよりも大きいものを皮膜異常200xに対応したピークとして、検出する場合、閾値ThAよりも大きいピークP1については検出できるものの、閾値ThAよりも小さいピークP2については検出できない。
この閾値ThAよりも大きいものを皮膜異常200xに対応したピークとして、検出する場合、閾値ThAよりも大きいピークP1については検出できるものの、閾値ThAよりも小さいピークP2については検出できない。
ロールノイズの発生メカニズムについて図6を用いて説明する。
一対の接触部材51を構成する第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、それぞれ中心軸O1および中心軸O2を有する。理想的には、中心軸O1および中心軸O2は、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの円柱形状または円筒形状の中心の軸方向と一致していることが好ましい。
一対の接触部材51を構成する第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、それぞれ中心軸O1および中心軸O2を有する。理想的には、中心軸O1および中心軸O2は、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの円柱形状または円筒形状の中心の軸方向と一致していることが好ましい。
しかしながら、実際には、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの製造過程や、組み立て工程などにより、中心軸O1および中心軸O2が第1接触部材51Aおよび第
2接触部材51Bの中心のからずれて配置され、いわゆる偏心が発生することがある。また、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの周面が不均一に摩耗した場合にも同様に、偏心が発生する可能性がある。この偏心が発生した場合にロールノイズが発生する。
2接触部材51Bの中心のからずれて配置され、いわゆる偏心が発生することがある。また、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの周面が不均一に摩耗した場合にも同様に、偏心が発生する可能性がある。この偏心が発生した場合にロールノイズが発生する。
ここでは、第1ロールノイズセンサ57Aによる第1接触部材51Aのロールノイズの測定例について説明する。
例えば、第1接触部材51Aの中心に対して中心軸O1が、図6左図に示すように、第1ロールノイズセンサ57Aと遠い側、すなわち第1接触部材51Aの中心に対して中心軸O1が下方向に偏心していた場合には、第1接触部材51Aの回転に伴って、図6右図に示すように第1ロールノイズセンサ57Aにより測定される第1ロールノイズセンサ57Aと第1接触部材51Aとの距離が変動する。
例えば、第1接触部材51Aの中心に対して中心軸O1が、図6左図に示すように、第1ロールノイズセンサ57Aと遠い側、すなわち第1接触部材51Aの中心に対して中心軸O1が下方向に偏心していた場合には、第1接触部材51Aの回転に伴って、図6右図に示すように第1ロールノイズセンサ57Aにより測定される第1ロールノイズセンサ57Aと第1接触部材51Aとの距離が変動する。
具体的には、中心軸O1の中心の鉛直上方向に第1接触部材51Aの中心が位置する時刻をt0aとして、中心軸O1を中心として時計回りに第1接触部材51Aを一定の回転速度で回転させる。中心軸O1から上方向の表面51Aaまでの距離は回転に伴って減少する。そして、時刻t0aにおける位置から、中心軸O1に対して第1接触部材51Aが180°回転した時刻t1において、中心軸O1の中心の鉛直下方向に第1接触部材51Aの中心が位置する。その後、さらに回転することにより中心軸O1から上方向の表面51Aaまでの距離は増加し、時刻t0bにおいて、再び中心軸O1の中心の鉛直上方向に第1接触部材51Aの中心が位置する。当該、時刻t0aから時刻t0bまでの時間を周期TAとする。当該周期TAで周期的に発生するノイズが第1接触部材51Aのロールノイズである。なお、第1接触部材51Aのロールノイズを第1ロールノイズRAとも表記する。
なお、第2ロールノイズセンサ57Bについても第1ロールノイズセンサ57Aと同様に第2接触部材51Bのロールノイズが測定される。なお、第2接触部材51Bのロールノイズを第2ロールノイズRBとも表記する。また、第2接触部材51Bのロールノイズの周期を周期TBとも表記する。
次に、ノイズ除去の例を示した図7を用いてノイズの除去について説明する。
図7は、表面変位計53により測定されたエナメル皮膜200aの位置のデータ、第1ロールノイズセンサ57Aにより検出された第1接触部材51Aの第1ロールノイズRA、第2ロールノイズセンサ57Bにより検出された第2接触部材51Bの第2ロールノイズRB、第1ロールノイズRAと第2ロールノイズRBとの和の測定結果の例を表したものである。なお、第1ロールノイズRAと第2ロールノイズRBとの和は、ピークの位置を合わせた上で合算したものであってもよい。
図7は、表面変位計53により測定されたエナメル皮膜200aの位置のデータ、第1ロールノイズセンサ57Aにより検出された第1接触部材51Aの第1ロールノイズRA、第2ロールノイズセンサ57Bにより検出された第2接触部材51Bの第2ロールノイズRB、第1ロールノイズRAと第2ロールノイズRBとの和の測定結果の例を表したものである。なお、第1ロールノイズRAと第2ロールノイズRBとの和は、ピークの位置を合わせた上で合算したものであってもよい。
なお、図7の横軸は測定点を表す。ここで、横軸の測定点の測定間隔は適宜設定されてもよい。
表面変位計53により測定されたエナメル皮膜200aの位置のデータのピークに対して、第1ロールノイズセンサ57Aおよび第2ロールノイズセンサ57Bにより測定されたロールノイズである、第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBのデータのピークの位置を合わせる。すなわち、それぞれ最大となっている位置で、それぞれのデータを合わせる。そして、エナメル皮膜200aの位置のデータから、第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBのデータを減算する。
表面変位計53により測定されたエナメル皮膜200aの位置のデータのピークに対して、第1ロールノイズセンサ57Aおよび第2ロールノイズセンサ57Bにより測定されたロールノイズである、第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBのデータのピークの位置を合わせる。すなわち、それぞれ最大となっている位置で、それぞれのデータを合わせる。そして、エナメル皮膜200aの位置のデータから、第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBのデータを減算する。
なお、測定されたエナメル皮膜200aの位置のデータから、第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBのそれぞれを減算するものに限定されず、それぞれを合算した上で測定されたエナメル皮膜200aの位置のデータから減算してもよい。
ノイズ除去前のエナメル皮膜200aの位置のデータを図8に示し、ノイズ除去後のエナメル皮膜200aの位置のデータを図9に示す。
なお、図8および図9では、それぞれ、エナメル皮膜200aの位置は、それぞれ位置に相当する測定電圧の値で表され、各測定電圧の単位はVを用いて表す。図8および図9の縦軸は、測定電圧(V)を表し、横軸は測定点を表す。ここで、横軸の測定点の測定間隔は適宜設定されてもよい。
なお、図8および図9では、それぞれ、エナメル皮膜200aの位置は、それぞれ位置に相当する測定電圧の値で表され、各測定電圧の単位はVを用いて表す。図8および図9の縦軸は、測定電圧(V)を表し、横軸は測定点を表す。ここで、横軸の測定点の測定間隔は適宜設定されてもよい。
ここで、閾値を設定し、設定された閾値よりも大きい値をエナメル皮膜200aの皮膜異常200xとして検出する場合、当該設定される閾値はノイズの大きさよりも大きい値となる。
ここで、図8に示すようなロールノイズ除去前のノイズと図9に示すようにロールノイズ除去後のノイズとを比較すると、図9の方がロールノイズを除去することによりノイズを低減できる。
これにより、それぞれのノイズの大きさよりも大きい値に閾値を設定した場合、ロールノイズ除去前のデータに基づき設定した閾値ThAに比べて、ロールノイズ除去後のデータに基づき設定した閾値ThBの方が小さい値に設定することができる。
これにより、例えば、図8と図9に示した例で比較すると、ロールノイズ除去前のデータに基づき閾値ThAを設定すると、閾値ThAよりも小さいピークであるピークPa1およびピークPa2は皮膜異常200xとして検出されない。これに対して、ロールノイズ除去後のデータに基づき閾値ThBを設定すると、閾値ThBよりも大きく、閾値ThAよりも小さいピークであるピークPa1およびピークPa2を皮膜異常200xとして検出することができる。
つまり、閾値をより低く設定することが可能であるため、皮膜異常200xを検出する感度を向上できる。
これにより、ロールノイズ除去前の閾値ThAに比べて、ロールノイズ除去後の閾値ThBの方が、閾値ThAよりも小さくすることができる。
これにより、ロールノイズ除去前の閾値ThAに比べて、ロールノイズ除去後の閾値ThBの方が、閾値ThAよりも小さくすることができる。
これにより、ピークPa1およびピークPa2の一例に相当するロールノイズ除去後のピークPb1およびピークPb2を閾値ThBよりも大きくすることができるため、皮膜異常200xを表すピークを検出することができる。
なお、エナメル皮膜200aの位置のデータのピークと第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBのピークとの位置合わせおよびノイズ除去については、各データを取得したコンピュータなどにより実行されてもよい。なお、ここでいう、コンピュータはCPU、メモリを備え、ロールノイズのピークの位置合わせを行う工程およびロールノイズを減算することによりノイズを除去する工程を行うプログラムが実行できるように構成される。また、ノイズの除去は、単純に位置合わせおよびノイズの減算を行うものに限定されず、例えば、適宜係数を加算または乗算した上で、エナメル皮膜200aのデータから第1ロールノイズRAのデータおよび第2ロールノイズRBのデータを減算することにより除去するものであってもよい。具体的には、例えば、第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBのそれぞれに係数1.2を乗算した上で、エナメル皮膜200aの位置のデータを減算してもよい。なお、ここで乗算する係数については適宜調整されてもよい。
本実施形態における、一対のロールノイズセンサ57がノイズ検出部としての構成の一
例に相当し、第1ロールノイズセンサ57Aが第1ノイズ検出部の一例に相当し、第2ロールノイズセンサ57Bが第2ノイズ検出部の一例に相当する。また、エナメル皮膜200aが形成された導体100であるエナメル線200が導体100の周面が皮膜された導線の一例に相当する。なお、搬送方向Ddと交差する厚み方向が交差方向の一例に相当する。また、上面200Aaが第1面の一例に相当し、下面200Baが第2面の一例に相当する。また、ピックアップ部材56が第1保持部材の一例に相当し、台座部材55および台座部材55に含まれる前腕部552が第2保持部材の一例に相当する。また、本実施形態における中心軸O3が、第1接触部材51Aよりも搬送方向Ddに沿って下流側に移動した位置に配置された支軸に相当する。また、第1アーム部材52が増幅部材の一例に相当し、第2アーム部材54が固定部材の一例に相当する。
例に相当し、第1ロールノイズセンサ57Aが第1ノイズ検出部の一例に相当し、第2ロールノイズセンサ57Bが第2ノイズ検出部の一例に相当する。また、エナメル皮膜200aが形成された導体100であるエナメル線200が導体100の周面が皮膜された導線の一例に相当する。なお、搬送方向Ddと交差する厚み方向が交差方向の一例に相当する。また、上面200Aaが第1面の一例に相当し、下面200Baが第2面の一例に相当する。また、ピックアップ部材56が第1保持部材の一例に相当し、台座部材55および台座部材55に含まれる前腕部552が第2保持部材の一例に相当する。また、本実施形態における中心軸O3が、第1接触部材51Aよりも搬送方向Ddに沿って下流側に移動した位置に配置された支軸に相当する。また、第1アーム部材52が増幅部材の一例に相当し、第2アーム部材54が固定部材の一例に相当する。
[3.効果]
(1)本実施形態の表面計測装置50は、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bと、表面変位計53と、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの変位量における周期的なノイズである第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBを検出する一対のロールノイズセンサ57と、ノイズ低減部と、を備える。一対の接触部材51は、所定の搬送方向Ddへ移動する導線の皮膜の表面に接触し、皮膜の表面の形状に応じて変位する。表面変位計は、皮膜の表面の形状に応じた接触部材の変位量を計測する。少なくとも1つのノイズ検出部は、接触部材の変位量における周期的なノイズであるロールノイズを検出する。ノイズ低減部は、表面変位計により計測された接触部材の変位量から、ノイズ検出部により検出されたロールノイズの成分を低減するように構成される。
(1)本実施形態の表面計測装置50は、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bと、表面変位計53と、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの変位量における周期的なノイズである第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBを検出する一対のロールノイズセンサ57と、ノイズ低減部と、を備える。一対の接触部材51は、所定の搬送方向Ddへ移動する導線の皮膜の表面に接触し、皮膜の表面の形状に応じて変位する。表面変位計は、皮膜の表面の形状に応じた接触部材の変位量を計測する。少なくとも1つのノイズ検出部は、接触部材の変位量における周期的なノイズであるロールノイズを検出する。ノイズ低減部は、表面変位計により計測された接触部材の変位量から、ノイズ検出部により検出されたロールノイズの成分を低減するように構成される。
また、本実施形態の表面計測装置50が実行する皮膜異常200xを検出する表面計測方法は、表面変位計53により搬送方向Ddへ移動するエナメル線200のエナメル皮膜200aに接触し、エナメル皮膜200aの形状に応じて変位する第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの、エナメル皮膜200aの表面の形状に応じた変位量を計測する表面変位計測工程と、一対のロールノイズセンサ57により、一対の接触部材51の変位量における周期的なノイズであるロールノイズを検出するノイズ検出工程と、表面変位計53による表面変位計測工程により計測された第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの変位量から、一対のロールノイズセンサ57によるノイズ検出工程により検出された第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBの成分を低減するように構成されたノイズ低減工程と、を有する。
このような構成によれば、一対の接触部材51により生じる第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBを低減することにより、一対の接触部材51により生じるノイズを低減することができ、その結果、エナメル線200の皮膜異常200xの検出感度を向上させることができる。
(2)本実施形態の表面計測装置50は、一対の接触部材51として、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bを備える。第1接触部材51Aは、搬送方向Ddと交差する厚み方向に変位する。第2接触部材51Bは、交差方向に対して固定的に保持され、エナメル線200において第1接触部材51Aが接触する側である上面200Aaの一例に相当する上面200Aaとは反対側の面である下面200Baと接触する。一対のロールノイズセンサ57は、第1ロールノイズセンサ57Aと、第2ロールノイズセンサ57Bと、を備える。第1ロールノイズセンサ57Aは、第1接触部材51Aのロールノイズである第1ロールノイズRAを検出する。第2ロールノイズセンサ57Bは、第2接触部材51Bのロールノイズである第2ロールノイズRBを検出する。
このような構成によれば、第1接触部材51Aと第2接触部材51Bとのそれぞれで生じる第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBを検出し、検出したロールノイズ
を除去または低減することにより、皮膜異常200xの検出感度を向上させることができる。
を除去または低減することにより、皮膜異常200xの検出感度を向上させることができる。
(3)本実施形態の表面計測装置50は、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、円柱形状または円筒形状を有する回転体である。第1ロールノイズセンサ57Aは、第1接触部材51Aの回転周期と対応した周期で発生する第1ロールノイズRAを検出する。第2ロールノイズセンサ57Bは、第2接触部材51Bの回転周期と対応した周期で発生する第2ロールノイズRBを検出する。
このような構成によれば、第1ロールノイズRAと第2ロールノイズRBとはそれぞれ第1接触部材51Aと第2接触部材51Bとの回転周期に対応して周期的に発生する。このため、当該周期的に生じる第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBを低減することにより、皮膜異常200xの検出感度を向上させることができる。
(4)本実施形態の表面計測装置50では、第1ロールノイズセンサ57Aは、第1接触部材51Aが回転可能に保持されているピックアップ部材56に配置され、第2ロールノイズセンサ57Bは、第2接触部材51Bが回転可能に保持されている台座部材55に配置される。
このような構成によれば、皮膜異常200xに対する変位に対する一対の接触部材51の動きに対して、第1ロールノイズセンサ57Aおよび第2ロールノイズセンサ57Bもそれぞれ動くため、皮膜異常200xによる一対の接触部材51の変位の影響が打ち消され、第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBを検出する検出感度を向上させることができる。
(5)本実施形態の表面計測装置50では、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、それぞれの円柱形状または円筒形状の円周面で、エナメル線200の搬送方向Ddに沿った面を挟み込むように、互いに対向する位置に設けられる。
このような構成によれば、第1接触部材51Aと第2接触部材51Bとが互いに対向する位置に設けられることにより、第1接触部材51Aと第1接触部材51Aとの間に生じた皮膜異常200xを検出することができる。
(6)本実施形態の表面計測装置50では、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、それぞれの中心軸O1および中心軸O2の方向が、搬送方向Ddおよび厚み方向に対して直交し、互いに平行となる向きになるように配置される。
このような構成によれば、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、それぞれの中心軸O1および中心軸O2の方向が、搬送方向Ddおよび交差方向に対して直交し、互いに平行となる向きになるように配置される。これにより、皮膜異常200xが生じた場合に、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bの中心軸O1および中心軸O2に対して直交する向きに力が加わる。このため、皮膜異常200xの検出感度を向上させることができる。
(7)本実施形態の表面計測装置50では、エナメル線200は、平角形状を有し、当該平角形状の厚み方向が搬送方向Ddに対して上下方向に沿うように搬送され、第1接触部材51Aがエナメル皮膜200aの上面200Aaと平行に配置され、第2接触部材51Bがエナメル皮膜200aの下面200Baと平行に配置される。また、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、エナメル線200を挟んで互いに反対側に配置される。そして、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、上面200Aaまたは下
面200Baに発生した皮膜異常200xを検出する。
面200Baに発生した皮膜異常200xを検出する。
このような構成によれば、厚み方向に生じる皮膜異常200xを検出しやすくなる。
(8)本実施形態の表面計測装置50は、第1接触部材51Aは、当該第1接触部材51Aよりも搬送方向Ddに沿って下流側に移動した位置に配置された中心軸O3を支点として回転可能に支持されている。
(8)本実施形態の表面計測装置50は、第1接触部材51Aは、当該第1接触部材51Aよりも搬送方向Ddに沿って下流側に移動した位置に配置された中心軸O3を支点として回転可能に支持されている。
このような構成によれば、第1接触部材51Aを、当該下流側の位置に配置された中心軸O3を支点として回転可能に支持することができる。
(9)本実施形態の表面計測装置50は、第1アーム部材52と第2アーム部材54とを備える。
(9)本実施形態の表面計測装置50は、第1アーム部材52と第2アーム部材54とを備える。
第1アーム部材52第1保持部材の一例に相当するピックアップ部材56に配置され、当該第1接触部材51Aの交差方向の変位を増幅させる。第2アーム部材54は、第1アーム部材52の第1接触部材51Aよりも搬送方向Ddの上流側の位置と対向する位置に表面変位計53を固定する。そして、第2アーム部材54により固定された表面変位計53は、第1アーム部材52により増幅された第1接触部材51Aの厚み方向の変位の量を測定する。
このような構成によれば、第1アーム部材52により増幅された第1接触部材51Aの厚み方向の変位の量が測定される。このため、第1接触部材51Aの変位の量の測定精度を向上させることができる。
(10)本実施形態の導線製造装置1は、塗装部20と、皮膜形成部の一例に相当する焼付炉30と、上述した表面計測装置と、を備える。塗装部20は、導体100に皮膜塗料を塗布する。焼付炉30は、皮膜塗料の焼き付けを行って皮膜を形成する。上述した表面計測装置50は、形成された皮膜の表面を計測する。
また、本実施形態の導線製造装置1が実行する導線製造方法は、塗装部20が実行する塗装工程と、皮膜形成部の一例に相当する焼付炉30が実行する皮膜形成工程と、を有する。塗装工程では、導体100に皮膜塗料を塗布する。皮膜形成工程では、皮膜塗料の焼き付けを行って皮膜の一例に相当するエナメル皮膜200aを形成する。上述した工程では、皮膜形成工程により形成されたエナメル皮膜200aの表面を計測する。
このような構成によれば、第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBを低減した表面計測装置50によって、エナメル線200のエナメル皮膜200aの表面を計測し、エナメル皮膜200aが形成された導体100であるエナメル線200を製造することができる。
[4.他の実施形態]
(1)上記実施形態では、表面計測装置50は、エナメル皮膜200aの上面200Aaおよび下面200Baに生じている皮膜異常200xを検出する例に適用して説明した。
(1)上記実施形態では、表面計測装置50は、エナメル皮膜200aの上面200Aaおよび下面200Baに生じている皮膜異常200xを検出する例に適用して説明した。
しかし、表面計測装置50により検出する皮膜異常200xは、エナメル皮膜200aの上面200Aaおよび下面200Baに生じているものに限定されるものではない。例えば、当該平角形状の幅方向が搬送方向Ddに対して左右に沿うように搬送され、第1接触部材51Aがエナメル皮膜200aの右側面と平行に配置され、第2接触部材51Bがエナメル皮膜200aの左側面と平行に配置されてもよい。また、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、エナメル線200を挟んで互いに反対側に配置されてもよい
。そして、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、エナメル線200の右側面または左側面に発生した皮膜異常200xを検出してもよい。
。そして、第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bは、エナメル線200の右側面または左側面に発生した皮膜異常200xを検出してもよい。
このような構成によれば、エナメル線200のエナメル皮膜200aにおいて、側面方向、すなわち幅方向に生じる皮膜異常200xを検出しやすくなる。
エナメル皮膜200aの右側面または左側面に生じている皮膜異常200xを検出する場合には、右側面及び左側面にローラが接触するように配置され、皮膜異常200xの凸状形状の部分にローラが押され、変位した場合に、押される前の元の位置に戻るような構成を備えてもよい。
エナメル皮膜200aの右側面または左側面に生じている皮膜異常200xを検出する場合には、右側面及び左側面にローラが接触するように配置され、皮膜異常200xの凸状形状の部分にローラが押され、変位した場合に、押される前の元の位置に戻るような構成を備えてもよい。
(2)上記実施形態では、表面計測装置50が備える第1接触部材51Aおよび第2接触部材51Bはそれぞれ第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBを算出した。しかしながら、第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBはそれぞれ別々に算出されるものに限定されない。すなわち、第1ロールノイズRAおよび第2ロールノイズRBのそれぞれのノイズ成分を合成したノイズを合成ロールノイズとして算出してもよい。また、ノイズ低減部は、一対の接触部材51の変位量から合成ロールノイズの成分を低減するように構成されてもよい。
このような構成によれば、第1ロールノイズRAと第2ロールノイズRBとを合成した合成ロールノイズの成分を低減することができる。
(3)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。
(3)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。
(4)上述した導線製造装置1および表面計測装置50の他、当該導線製造装置1および表面計測装置50を構成要素とするシステム、当該導線製造装置1および表面計測装置50としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、導線製造方法および表面計測方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
1…導線製造装置、10…供給部、20…塗装部、30…焼付炉、40a…第1ターンプーリ、40b…第2ターンプーリ、50…表面計測装置、51…一対の接触部材、51A…第1接触部材、51B…第2接触部材、51Aa,51Ba…表面、52…第1アーム部材、52a…端面、54…第2アーム部材、55…台座部材、56…ピックアップ部材、56a…両端部、56b…底部、57…一対のロールノイズセンサ、57A…第1ロールノイズセンサ、57Aa,57Ba…第1支柱、57Ab,57Bb…第1端部、57Ac,57Bc…第2端部、57B…第2ロールノイズセンサ、100…導体、200…エナメル線、200Aa…上面、200Ba…下面、200a…エナメル皮膜、200x…皮膜異常、551…上腕部、552…前腕部、561…支軸、O1,O2,O3…中心軸、P1,P2,Pa1,Pa2,Pb1,Pb2…ピーク、RA…第1ロールノイズ、RB…第2ロールノイズ、T,TA,TB…周期、t0a,t0b,t1…時刻。
Claims (14)
- 所定の搬送方向へ移動する導線の皮膜の表面に接触し、前記皮膜の表面の形状に応じて変位する少なくとも1つの接触部材と、
前記皮膜の表面の形状に応じた前記接触部材の変位量を計測する表面変位計と、
前記少なくとも1つの接触部材の変位量における周期的なノイズであるロールノイズを検出する少なくとも1つのノイズ検出部と、
前記表面変位計により計測された前記接触部材の変位量から、前記ノイズ検出部により検出された前記ロールノイズの成分を低減するように構成されたノイズ低減部と、
を備える、表面計測装置。 - 請求項1に記載の表面計測装置であって、
前記少なくとも1つの接触部材は、前記搬送方向と交差する交差方向に変位する第1接触部材と、
前記交差方向に対して固定的に保持され、前記導線において前記第1接触部材が接触する側である第1面とは反対側の面である第2面と接触する第2接触部材と、
を備え、
前記ノイズ検出部は、
前記第1接触部材の前記ロールノイズである第1ロールノイズを検出する、第1ノイズ検出部と、
前記第2接触部材の前記ロールノイズである第2ロールノイズを検出する、第2ノイズ検出部と、
を備える、表面計測装置。 - 請求項2に記載の表面計測装置であって、
前記第1接触部材および前記第2接触部材は、円柱形状または円筒形状を有する回転体であり、
前記第1ノイズ検出部は、前記第1接触部材の回転周期と対応した周期で発生する前記第1ロールノイズを検出し、
前記第2ノイズ検出部は、前記第2接触部材の回転周期と対応した周期で発生する前記第2ロールノイズを検出する、表面計測装置。 - 請求項2または請求項3に記載の表面計測装置であって、
前記第1ノイズ検出部は、前記第1接触部材を回転可能に保持する第1保持部材に配置され、
前記第2ノイズ検出部は、前記第2接触部材を回転可能に保持する第2保持部材に配置された、表面計測装置。 - 請求項2から請求項4までのいずれか1項に記載の表面計測装置であって、
前記第1接触部材および前記第2接触部材は、それぞれの円柱形状の円周面で前記導線の前記搬送方向に沿った面を挟み込むように、互いに対向する位置に設けられた、表面計測装置。 - 請求項5に記載の表面計測装置であって、
前記第1接触部材および前記第2接触部材は、それぞれの中心軸の方向が前記搬送方向および前記交差方向に対して直交し、互いに平行となる向きになるように配置された、表面計測装置。 - 請求項5または請求項6に記載の表面計測装置であって、
前記導線は、平角形状を有し、当該平角形状の短辺に沿った方向を厚み方向として、当
該厚み方向が前記搬送方向に対して上下方向に沿うように搬送され、
前記第1接触部材および前記第2接触部材は、一方が前記皮膜の上面と平行に配置され、他方が前記皮膜の下面と平行となるように、前記導線を挟んで互いに反対側に配置され、前記上面または前記下面に発生した皮膜異常を検出する、表面計測装置。 - 請求項5または請求項6に記載の表面計測装置であって、
前記導線は、平角形状を有し、当該平角形状の長辺に沿った方向を幅方向として、当該幅方向が前記搬送方向に対して側面方向を向くように搬送され、
前記第1接触部材および前記第2接触部材は、一方が前記皮膜の右側面と平行に配置され、他方が前記皮膜の左側面と平行となるように、前記導線を挟んで互いに反対側に配置され、前記左側面及び前記右側面の少なくとも一方に発生した皮膜異常を検出する、表面計測装置。 - 請求項2から請求項8までのいずれか1項に記載の表面計測装置であって、
前記ノイズ検出部は、前記第1ロールノイズおよび前記第2ロールノイズの前記ロールノイズのノイズ成分を合成した合成ロールノイズを算出し、
前記ノイズ低減部は、前記接触部材の変位量から前記合成ロールノイズの成分を低減するように構成された、表面計測装置。 - 請求項2から請求項9までのいずれか1項に記載の表面計測装置であって、
前記第1接触部材は、当該第1接触部材よりも前記搬送方向に沿って下流側に移動した位置に配置された支軸を支点として回転可能に支持されている、表面計測装置。 - 請求項4に記載の表面計測装置であって、
前記第1保持部材に配置され、当該第1接触部材の前記交差方向の変位を増幅させる増幅部材と、
前記増幅部材の前記第1接触部材よりも前記搬送方向の上流側の位置と対向する位置に前記表面変位計を固定する固定部材と、
を備え、
前記固定部材により固定された前記表面変位計は、前記増幅部材により増幅された前記第1接触部材の前記交差方向の変位の量を測定するように構成された、表面計測装置。 - 導体に皮膜塗料を塗布する塗装部と、
前記皮膜塗料の焼き付けを行って皮膜を形成する皮膜形成部と、
形成された前記皮膜の表面を計測する請求項1から請求項11までのいずれか1項に記載の表面計測装置と、
を備える導線製造装置。 - 所定の搬送方向へ移動する導線の皮膜の表面に接触し、前記皮膜の表面の形状に応じて変位する少なくとも1つの接触部材の、前記皮膜の表面の形状に応じた変位量を計測する表面変位計測工程と、
前記少なくとも1つの接触部材の変位量における周期的なノイズであるロールノイズを検出するノイズ検出工程と、
前記表面変位計測工程により計測された前記接触部材の変位量から、前記ノイズ検出工程により検出された前記ロールノイズの成分を低減するように構成されたノイズ低減工程と、
を有する、表面計測方法。 - 導体に皮膜塗料を塗布する塗装工程と、
前記皮膜塗料の焼き付けを行って皮膜を形成する皮膜形成工程と、
前記皮膜形成工程により形成された前記皮膜の表面を計測する、請求項13に記載の工程と、
を有する、導線製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020106250A JP2022001827A (ja) | 2020-06-19 | 2020-06-19 | 表面計測装置、導線製造装置、表面計測方法および導線製造方法 |
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