JP3155681B2 - Coil winding shape measuring method, its measuring device, and coil winding shape monitoring device - Google Patents

Coil winding shape measuring method, its measuring device, and coil winding shape monitoring device

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JP3155681B2 JP16648695A JP16648695A JP3155681B2 JP 3155681 B2 JP3155681 B2 JP 3155681B2 JP 16648695 A JP16648695 A JP 16648695A JP 16648695 A JP16648695 A JP 16648695A JP 3155681 B2 JP3155681 B2 JP 3155681B2
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幸央 高林
弘次 藤原
晴一 石本
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鋼板を巻き取ったコイ
ルの巻取形状を、画像処理技術を用いて測定するコイル
巻取形状測定方法及びその測定装置並びにコイル巻取形
状の異常を監視するコイル巻取形状監視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coil winding shape measuring method and apparatus for measuring the winding shape of a coil obtained by winding a steel plate by using an image processing technique, and to monitor an abnormality of the coil winding shape. The present invention relates to a coil winding shape monitoring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼板の製造ラインでは、例えば、圧延、
酸洗、表面処理ラインで製造、処理した鋼板をマンドレ
ルでコイルに巻き取った後、天井クレーンでヤードに搬
送される。この際、吊り下げ用のフックをコイルの内径
部に挿入して行われるのであるが、巻き取ったコイルの
巻取形状に凹凸がある場合は、フック挿入時にコイル端
面を傷つける危険性がある。そのために現状では作業員
が鋼板を巻き取った後にコイル端面を目視検査する。そ
の巻取形状に凹凸があれば、その部分を叩き込んで矯正
する整形作業を行っていた。また、矯正が不可能な場合
にはコイルを巻き直ししなければならないこともあっ
た。
2. Description of the Related Art In a steel sheet production line, for example, rolling,
The steel plate manufactured and processed by the pickling and surface treatment line is wound into a coil by a mandrel, and then transported to the yard by an overhead crane. At this time, a hook for hanging is inserted into the inner diameter portion of the coil. However, if the wound shape of the wound coil has irregularities, there is a risk that the coil end face may be damaged when the hook is inserted. Therefore, at present, the coil end face is visually inspected after the worker winds up the steel plate. If the winding shape has irregularities, the shaping work has been carried out to strike the portion and correct it. In addition, when correction was impossible, the coil had to be rewound in some cases.

【0003】従来、コイル巻取形状の検査を目視検査員
で行っていたが、コイルの巻き取り現場での作業でもあ
り、危険性を伴うものである。また、コイルの整形作業
を自動化するためにもその目視検査を省力化することが
技術的課題となっている。すなわち、コイルの巻取形状
を安全に検査し得るとともに、コイル巻取形状を自動測
定し得る測定装置が要求されている。
Conventionally, the inspection of the coil winding shape has been performed by a visual inspector. However, the inspection is also performed at a coil winding site, which involves a risk. Further, in order to automate the shaping work of the coil, it is a technical problem to reduce the visual inspection labor. That is, there is a demand for a measuring device capable of safely inspecting the coil winding shape and automatically measuring the coil winding shape.

【0004】図5は特開平5−312528号公報に開
示されたコイル巻取形状検出装置を示している。同図に
おいて、コイル24の側方にレーザ装置20とラインセ
ンサカメラ21を一体化して配置し、レーザ装置20か
らコイル24の端面にスポット光を照射し、コイル24
が移動する際のコイル24と装置の相対距離を利用し
て、コイル端面径方向のレーザ光照射位置をラインセン
サカメラ21で撮像してその画像信号をコンピュータ2
2に入力し、その線画像を処理して巻取形状をCRT2
3に表示させるものである。
FIG. 5 shows a coil winding shape detecting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-325528. In the same figure, a laser device 20 and a line sensor camera 21 are integrally arranged on the side of the coil 24, and the laser device 20 irradiates a spot light to the end face of the coil 24,
Utilizing the relative distance between the coil 24 and the apparatus when the laser beam moves, the laser beam irradiation position in the radial direction of the coil end surface is imaged by the line sensor camera 21 and the image signal is transmitted to the computer 2.
2 and process the line image to change the winding shape to CRT2.
3 is displayed.

【0005】また、他の例としては、実公昭62−37
122号公報に開示されたコイル形状測定装置がある。
図6に基づいて説明すると、搬送ラインピット25を跨
いでビーム(梁)26が上架され、このビーム26の搬
送ライン中心位置に枠27が固定されている。この枠2
7の上端には、駆動装置28が取り付けられ、この出力
軸にネジ31を連結し、レーザ光源32と光変換素子3
3からなる検出装置を内蔵したボックス30にナット3
1を固定することで、ネジ29とナット31の螺合動作
によって検出装置を昇降させるようになされている。
As another example, Japanese Utility Model Publication No. Sho 62-37
There is a coil shape measuring device disclosed in Japanese Patent Publication No. 122.
Referring to FIG. 6, a beam (beam) 26 is laid over the transport line pit 25, and a frame 27 is fixed to a center position of the beam 26 on the transport line. This frame 2
7, a driving device 28 is attached to the upper end of the light source 7, and a screw 31 is connected to the output shaft.
Nut 3 in box 30 with built-in detection device consisting of
By fixing 1, the detecting device is moved up and down by the screwing operation of the screw 29 and the nut 31.

【0006】被測定コイル24の幅に基づいて駆動装置
28を動かし、ボックス30内の検出装置とコイル端面
の距離が所定の値になるように制御する。その後、搬送
中のコイル位置と同期させて検出装置の出力を記憶して
コイル24の巻取形状を測定するものである。
The driving device 28 is moved based on the width of the coil 24 to be measured, and the distance between the detecting device in the box 30 and the end face of the coil is controlled to a predetermined value. Thereafter, the output of the detection device is stored in synchronization with the position of the coil being conveyed, and the winding shape of the coil 24 is measured.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のコ
イル巻取形状測定装置は、何れもコイルと検出装置との
相対移動を利用してコイル巻取形状を測定する方法であ
る。例えば、10トンを越える重量物であるコイルを一
定速度で安定に搬送することは極めて困難なものであ
る。コイルはコンベア上を揺れながら移動しており、従
って、コンベアの速度ムラが生じた場合はその部分の測
定精度が劣化する欠点がある。
Any of the conventional coil winding shape measuring devices as described above is a method for measuring a coil winding shape by using relative movement between a coil and a detecting device. For example, it is extremely difficult to stably transport a coil that is a heavy object exceeding 10 tons at a constant speed. The coil moves while swaying on the conveyer. Therefore, if the speed of the conveyer is uneven, there is a disadvantage that the measurement accuracy of the portion is deteriorated.

【0008】また、コイル搬送方法がコイル中心軸線方
向の場合、コイル巻取形状を測定する方法はコイルの搬
送を停止して、検出装置側を移動させて測定する必要が
あり、装置全体が大規模となりコスト高の要因となる等
の問題がある。
When the coil conveying method is in the direction of the center axis of the coil, the method of measuring the coil winding shape needs to stop the coil conveyance and move the detecting device to perform the measurement. There are problems such as the scale and cost.

【0009】すなわち、従来のコイル巻取形状測定方法
の一つは1点での距離測定を基礎としており、もう1軸
の走査をコイルの搬送による移動を利用している。ま
た、他の方法ではコイルの搬送を一旦停止して測定装置
自体を移動させてコイル形状を測定している。従って、
上記のような問題が発生するものと考えられ、従来のコ
イル巻取形状測定方法には改善の余地があった。
That is, one of the conventional coil winding shape measuring methods is based on the distance measurement at one point, and utilizes the movement of the other axis by moving the coil by scanning. In another method, the coil shape is measured by temporarily stopping the conveyance of the coil and moving the measuring device itself. Therefore,
It is considered that the above-described problem occurs, and there is room for improvement in the conventional coil winding shape measuring method.

【0010】本発明は、上述のような課題に鑑みなされ
たものであり、スポット光を一次元走査してコイル端面
の巻取形状を計測するコイル巻取形状測定方法及びその
測定装置並びにコイル巻取形状監視装置を提供すること
を目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a coil winding shape measuring method and a measuring device for measuring a winding shape of a coil end surface by one-dimensionally scanning a spot light, and a coil winding device. It is an object of the present invention to provide a shape monitoring device.

【0011】[0011]

【課題を解決するため手段】本発明は、上述の課題を解
決するためになされ、第1の発明は、所定座標に配置し
たスポット光照射手段と、前記スポット光照射手段から
のスポット光を所定座標に配置され、コイル端面に所定
の照射角度で一次元走査する一次元走査手段と、前記コ
イル端面に照射した前記スポット光の反射画像を撮像す
る、所定座標に配置された一次元光電変換手段と、前記
一次元光電変換手段によって撮像された前記コイル端面
よりの前記スポット光の反射画像から、前記スポット光
の反射位置を通過する反射光軸及び一次元軸の交点の座
標と前記スポット光の照射角度とから前記コイル端面の
反射位置の座標を算出する演算手段とを具備し、前記反
射位置の座標から前記コイル端面の二次元位置を算出し
て、前記コイル端面の形状を測定することを特徴とする
コイル巻取形状測定装置。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a first invention is to provide a spot light irradiating means arranged at a predetermined coordinate and a spot light from the spot light irradiating means. One-dimensional scanning means arranged at coordinates and one-dimensionally scanning the coil end surface at a predetermined irradiation angle, and one-dimensional photoelectric conversion means arranged at predetermined coordinates to capture a reflected image of the spot light applied to the coil end face And, from the reflection image of the spot light from the coil end face imaged by the one-dimensional photoelectric conversion means, the coordinates of the intersection of the reflected light axis passing through the reflection position of the spot light and the one-dimensional axis and the coordinates of the spot light Calculating means for calculating coordinates of a reflection position of the coil end face from an irradiation angle; calculating a two-dimensional position of the coil end face from the coordinates of the reflection position; Coil winding shape measuring apparatus characterized by measuring the shape.

【0012】また、第2の発明は、一次元光電変換手段
の光軸をy軸とし、前記光軸に直交する一次元光電変換
手段の視野をx軸とした場合、一次元光電変換手段をy
軸上の座標(0,a)に配置し、光源を座標(xs,y
s)に配置し、前記光源から角度αで照射されるスポッ
ト光を走査手段によって前記コイル端面に一次元走査し
て、前記コイル端面からの反射光を前記一次元光電変換
手段で撮像し、前記一次元光電変換手段による一次元撮
像画を第1記憶手段に格納し、前記一次元撮像画を画像
処理してスポット光照射位置とx軸との交点の座標(x
t,0)を抽出し、前記スポット光照射位置の座標
(x,y)を下記式に基づいて算出し、前記座標(x,
y)の値を第2記憶手段に格納して前記コイル巻取側面
形状を測定することを特徴とするコイル巻取形状測定方
法である。
In a second aspect of the present invention, when the optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is the y-axis and the field of view of the one-dimensional photoelectric conversion means orthogonal to the optical axis is the x-axis, the one-dimensional photoelectric conversion means is provided. y
It is arranged at the coordinates (0, a) on the axis, and the light source is set to the coordinates (xs, y).
s), a spot light emitted from the light source at an angle α is one-dimensionally scanned on the coil end surface by a scanning unit, and reflected light from the coil end surface is imaged by the one-dimensional photoelectric conversion unit. The one-dimensional image captured by the one-dimensional photoelectric conversion means is stored in the first storage means, and the one-dimensional image is image-processed, and the coordinates (x
t, 0), the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position are calculated based on the following equation, and the coordinates (x, y) are calculated.
A coil winding shape measuring method characterized by storing the value of y) in a second storage means and measuring the shape of the coil winding side surface.

【0013】 x=〔(1−y/a)×xt〕, y=(ys×tanα−xt+xs)/(tanα−x
t/a)
X = [(1−y / a) × xt], y = (ys × tanα−xt + xs) / (tanα−x
t / a)

【0014】但し、aは一次元光電変換手段の座標のy
座標、 xtは光源による反射光の反射光軸とx軸とが交差する
座標点のx座標、 xsは光源のx座標、 ysは光源のy座標、 αは光源の照射角度、 xはスポット光照射位置のx座標、 yはスポット光照射位置のy座標、
Here, a is the coordinate y of the one-dimensional photoelectric conversion means.
Coordinates, xt is the x coordinate of the coordinate point where the reflection light axis of the light reflected by the light source intersects the x axis, xs is the x coordinate of the light source, ys is the y coordinate of the light source, α is the irradiation angle of the light source, x is the spot light X coordinate of irradiation position, y is y coordinate of spot light irradiation position,

【0015】また、第3の発明は、一次元光電変換手段
の光軸をy軸とし、前記光軸に直交する一次元光電変換
手段の視野をx軸とした場合、y軸上の座標(0,a)
に配置した一次元光電変換手段と、座標(xs,ys)
に配置した光源と、前記光源から角度αで照射されるス
ポット光を前記コイル端面に一次元走査する走査手段
と、前記コイル端面からの反射光を前記一次元光電変換
手段で撮像して、前記一次元光電変換手段によって撮像
した一次元撮像画を記憶する第1記憶手段と、前記第1
記憶手段に格納した一次元撮像画情報に基づいてスポッ
ト照射位置とx軸との交点の座標(xt,0)を抽出
し、前記交点の座標(xt,0)と前記光源からの照射
角度αから前記スポット照射位置の座標(x,y)を算
出する座標点演算手段と、前記スポット光照射位置の座
標(x,y)を記憶する第2記憶手段とを具備し、前記
コイル端面の形状を測定することを特徴とするコイル巻
取形状測定装置である。
In the third invention, the coordinate on the y-axis (where the optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is the y-axis and the field of view of the one-dimensional photoelectric conversion means orthogonal to the optical axis is the x-axis). 0, a)
One-dimensional photoelectric conversion means arranged at the coordinates (xs, ys)
The light source disposed in the, the scanning means for one-dimensionally scanning the coil end face with the spot light irradiated from the light source at an angle α, and the reflected light from the coil end face is imaged by the one-dimensional photoelectric conversion means, First storage means for storing a one-dimensional image captured by the one-dimensional photoelectric conversion means;
The coordinates (xt, 0) of the intersection between the spot irradiation position and the x-axis are extracted based on the one-dimensional image information stored in the storage means, and the coordinates (xt, 0) of the intersection and the irradiation angle α from the light source are extracted. A coordinate point calculating means for calculating the coordinates (x, y) of the spot irradiation position from a second storage means for storing the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position; Is a coil winding shape measuring device characterized by measuring the following.

【0016】また、第4の発明は、第4の発明におい
て、前記一次元光電変換手段の光軸を前記コイル端面上
の被測定範囲と略垂直に配置したことを特徴とする請求
項4記載のコイル巻取形状測定装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is arranged substantially perpendicular to a range to be measured on the end face of the coil. Is a coil winding shape measuring device.

【0017】また、第5の発明は、一次元光電変換手段
の光軸をy軸とし、前記光軸に直交する一次元光電変換
手段の視野をx軸とした場合、y軸上の座標(0,a)
に配置した一次元光電変換手段と、座標(xs,ys)
に配置した光源と、前記光源から角度αで前記コイル端
面に一次元走査する走査手段と、前記コイル端面からの
前記スポット光の反射光を前記一次元光電変換手段で撮
像して、前記一次元光電変換手段によって撮像した一次
元撮像画を記憶する第1記憶手段と、前記一次元撮像画
に基づいてスポット照射位置とx軸との交点の座標(x
t,0)を抽出して、前記スポット照射位置の座標
(x,y)を算出する座標点演算手段と、前記座標点演
算手段による前記スポット光のスポット光照射位置の座
標(x,y)を記憶する第2記憶手段とを具備するコイ
ル巻取形状測定回路装置から得られる座標群(x,y)
のy軸方向の座標(0,y)を監視して所定の閾値を越
える場合にコイル巻取形状異常信号を出力することを特
徴とするコイル巻取形状監視装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, when the optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is the y-axis and the visual field of the one-dimensional photoelectric conversion means orthogonal to the optical axis is the x-axis, the coordinates ( 0, a)
One-dimensional photoelectric conversion means arranged at the coordinates (xs, ys)
A light source, a scanning unit that performs one-dimensional scanning on the coil end surface at an angle α from the light source, and an image of reflected light of the spot light from the coil end surface captured by the one-dimensional photoelectric conversion unit. First storage means for storing a one-dimensional image picked up by the photoelectric conversion means; and coordinates (x) of an intersection of a spot irradiation position and an x-axis based on the one-dimensional image.
t, 0), and calculates the coordinates (x, y) of the spot irradiation position, and the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position of the spot light by the coordinate point calculation means. (X, y) obtained from the coil winding shape measurement circuit device having the second storage means for storing
A coil winding shape monitoring device that monitors a coordinate (0, y) in the y-axis direction and outputs a coil winding shape abnormality signal when a predetermined threshold value is exceeded.

【0018】[0018]

【作用】本発明のコイル巻取形状測定方法について図1
を参照して説明する。一次元光電変換手段の受光部は、
スポット光照射手段によるスポット光走査面に向かい合
うように配置されており、スポット光照射手段によって
スポット光をコイルAのコイル端面Sの径方向に一次元
走査をする手段を設け、コイル端面Sからのスポット光
の反射光を一次元光電変換手段で撮像できるようにし、
光源が座標(xs,ys)に位置し、座標(xs,y
s)の光源から照射角度αでコイル端面Sにスポット光
を照射し、コイル端面Sの反射光による一次元撮像画像
(線画像)を画像処理してスポット光照射位置(反射位
置)を抽出し、スポット光照射位置を貫く反射光軸とx
軸との交点の座標(xt,0)を算出して、コイル端面
上のスポット光照射位置の座標(x,y)を(1),
(2)式で算出する。また、x軸上の値xtは光源のス
ポット光の照射角度αで算出される。
FIG. 1 shows a method of measuring a coil winding shape according to the present invention.
This will be described with reference to FIG. The light-receiving part of the one-dimensional photoelectric conversion means,
Means are provided so as to face the spot light scanning surface by the spot light irradiating means, and means for performing one-dimensional scanning of the spot light in the radial direction of the coil end face S of the coil A by the spot light irradiating means is provided. So that the reflected light of the spot light can be imaged by one-dimensional photoelectric conversion means,
The light source is located at coordinates (xs, ys) and coordinates (xs, y)
s) A spot light is irradiated from the light source to the coil end surface S at an irradiation angle α, and a one-dimensional image (line image) obtained by the reflected light from the coil end surface S is subjected to image processing to extract a spot light irradiation position (reflection position). , The reflected optical axis and x
The coordinates (xt, 0) of the intersection with the axis are calculated, and the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position on the coil end surface are calculated as (1),
It is calculated by equation (2). The value xt on the x-axis is calculated by the irradiation angle α of the spot light of the light source.

【0019】 x= (1−y/a)×xt …………(1) y=(ys×tanα−xt+xs)/(tanα−xt/a)…(2)X = (1−y / a) × xt (1) y = (ys × tanα−xt + xs) / (tanα−xt / a) (2)

【0020】但し、aは一次元光電変換手段の座標のy
座標、 xtは光源による反射光の反射光軸とx軸とが交差する
座標点のx座標、 xsは光源のx座標、 ysは光源のy座標、 αは光源の照射角度、 xはスポット光照射位置のx座標、 yはスポット光照射位置のy座標、
Here, a is y of the coordinates of the one-dimensional photoelectric conversion means.
Coordinates, xt is the x coordinate of the coordinate point where the reflection light axis of the light reflected by the light source intersects the x axis, xs is the x coordinate of the light source, ys is the y coordinate of the light source, α is the irradiation angle of the light source, x is the spot light X coordinate of irradiation position, y is y coordinate of spot light irradiation position,

【0021】このように、本発明は、スポット光照射位
置(反射位置)を貫く反射光軸とx軸との交点の座標
(xt,0)を抽出した後に、(1),(2)式で演算
してスポット光照射位置の座標(X,Y)を算出して、
その座標群によってコイル巻取形状を測定する。
As described above, according to the present invention, after extracting the coordinates (xt, 0) of the intersection of the x-axis and the reflected light axis passing through the spot light irradiation position (reflection position), the expressions (1) and (2) are obtained. To calculate the coordinates (X, Y) of the spot light irradiation position,
The coil winding shape is measured by the coordinate group.

【0022】また、従来、コイル搬送方向がコイル巻取
中心線方向であり、コイル端面Sの垂直方向からの測定
が難しいが、本発明によるコイル巻取形状測定装置で
は、一次元光電変換手段の受光部がコイル端面に向かい
合うように配置されているために、コイル端面Sに対し
て斜めから照射されるスポット光の照射角度αとコイル
端面の径方向を被測定範囲とすることにより被測定範囲
全体における測定分解能のバラツキを防止している。
Conventionally, the coil conveying direction is the direction of the coil winding center line, and it is difficult to measure the coil end surface S from the vertical direction. However, in the coil winding shape measuring apparatus according to the present invention, the one-dimensional photoelectric conversion means Since the light receiving section is arranged so as to face the coil end face, the irradiation angle α of the spot light irradiated obliquely to the coil end face S and the radial direction of the coil end face are set as the measurement range. Variations in the overall measurement resolution are prevented.

【0023】また、(1),(2)式から明らかなよう
に、スポット光の一次元走査が、xs,ys,角度αの
うち、少なくとも一つを変化させることによって行わ
れ、スポット光をコイル端面の被測定範囲を照射するよ
うにし、そのxs,ys,角度αの中で変化量を検出す
る手段を設けることにより、コイル巻取形状を測定する
ことができる。
As is apparent from the equations (1) and (2), one-dimensional scanning of the spot light is performed by changing at least one of xs, ys, and the angle α, and the spot light is scanned. The coil winding shape can be measured by irradiating the measurement range of the coil end face and providing a means for detecting a variation in xs, ys, and angle α.

【0024】また、コイル巻取形状測定装置から得られ
るスポット光照射位置のy軸方向の座標によって、その
y軸方向の値をコイル巻取形状監視装置で監視して、そ
の値が所定値を越える場合には、コイル巻取形状が異常
であるものと判断してコイル搬送ラインを停止すること
ができる。
Further, the value in the y-axis direction is monitored by the coil winding shape monitoring device according to the y-axis direction coordinates of the spot light irradiation position obtained from the coil winding shape measuring device, and the value is set to a predetermined value. If it exceeds, it is determined that the coil winding shape is abnormal, and the coil conveying line can be stopped.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図2は、本発明に係るコイル巻取形状測定
装置及びコイル巻取形状監視装置の一実施例を示す概略
図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic view showing one embodiment of the coil winding shape measuring device and the coil winding shape monitoring device according to the present invention.

【0026】同図において、コイル巻取形状測定装置は
検出ヘッド4とコイル巻取形状測定回路装置5からな
り、検出ヘッド4は、例えばレーザ装置1と、レーザ装
置1から放射されるレーザ光をコイルAのコイル端面S
に照射する回転鏡やガルバノ鏡等の走査機器2と、一次
元光電変換手段(以下、リニアアレイカメラ)3とから
構成されている。
In FIG. 1, the coil winding shape measuring device includes a detecting head 4 and a coil winding shape measuring circuit device 5. The detecting head 4 emits, for example, a laser device 1 and a laser beam radiated from the laser device 1. Coil end face S of coil A
A scanning device 2 such as a rotating mirror or a galvanometer mirror that irradiates the light with a one-dimensional photoelectric conversion means (hereinafter, referred to as a linear array camera) 3.

【0027】このスポット光源から照射されるスポット
光はコイルAのコイル端面Sに照射され、スポット光の
反射光がリニアアレイカメラ3によって撮像される。リ
ニアアレイカメラ3によって撮像された一次元撮像画像
(線画像)は、画像信号(ビデオ信号)としてコイル巻
取形状測定回路装置5に入力されて画像処理され、コイ
ル端面Sからの反射光の輝度による平均画像によってス
ポット光照射位置が抽出されている。無論、リニアアレ
イカメラは一次元PSD素子であってもよい。
The spot light emitted from the spot light source is applied to the coil end surface S of the coil A, and the reflected light of the spot light is imaged by the linear array camera 3. The one-dimensional image (line image) captured by the linear array camera 3 is input to the coil winding shape measurement circuit device 5 as an image signal (video signal), subjected to image processing, and the luminance of light reflected from the coil end surface S The spot light irradiation position is extracted by the average image according to. Of course, the linear array camera may be a one-dimensional PSD element.

【0028】また、コイル巻取形状測定回路装置5で画
像処理されて特徴抽出がなされた画像信号はコイル巻取
形状監視装置16に入力される。コイル巻取形状監視装
置16は、コイル巻取形状がCRT17に表示される。
また、コイル巻取形状に異常がある場合には巻取異常信
号を出力し得るようになされている。
The image signal subjected to image processing by the coil winding shape measuring circuit device 5 and feature extraction is input to the coil winding shape monitoring device 16. The coil winding shape monitoring device 16 displays the coil winding shape on the CRT 17.
Further, when there is an abnormality in the coil winding shape, a winding abnormality signal can be output.

【0029】また、検出ヘッド4とコイルAとの配置に
ついて、図1を参照して説明する。この位置関係はコイ
ル端面Sの形状を測定する際の重要な要素である。
The arrangement of the detection head 4 and the coil A will be described with reference to FIG. This positional relationship is an important factor when measuring the shape of the coil end surface S.

【0030】同図において、正常な巻取形状を有するコ
イルAのコイル端面Sをx軸に設定し、このx軸を基準
としてコイル巻取形状を測定する。また、コイルの中心
軸方向をy軸とする。リニアアレイカメラ3はy軸上の
座標aに配置する。スポット光源は座標(xs,ys)
に配置する。また、リニアアレイカメラ3の受光面はコ
イルAのコイル端面Sと対面するように配置されてい
る。例えば、リニアアレイカメラ3とコイルAのコイル
端面Sとスポット光源の位置は固定して、スポット光を
コイル端面Sに一次元走査する。
In the figure, the coil end surface S of the coil A having a normal winding shape is set on the x-axis, and the coil winding shape is measured based on the x-axis. The direction of the center axis of the coil is defined as the y-axis. The linear array camera 3 is arranged at a coordinate a on the y-axis. Spot light source is coordinates (xs, ys)
To place. The light receiving surface of the linear array camera 3 is disposed so as to face the coil end surface S of the coil A. For example, the position of the linear array camera 3, the coil end surface S of the coil A and the spot light source is fixed, and the spot light is one-dimensionally scanned on the coil end surface S.

【0031】次に、コイル巻取形状測定回路装置につい
て、図3のブロック図を参照して説明する。なお、図3
において、図2と同一部分は同一記号が付与されてい
る。
Next, the coil winding shape measuring circuit device will be described with reference to the block diagram of FIG. Note that FIG.
In FIG. 2, the same parts as those in FIG.

【0032】同図において、コイル巻取形状測定回路装
置は、画像記憶回路6と、スポット光照射位置抽出回路
7と、座標点演算回路8と、座標点記憶回路9と、走査
機器制御回路10と、走査位置検出回路11と、演算制
御回路12とから構成されている。
In the figure, a coil winding shape measuring circuit device includes an image storage circuit 6, a spot light irradiation position extraction circuit 7, a coordinate point calculation circuit 8, a coordinate point storage circuit 9, a scanning device control circuit 10 , A scanning position detection circuit 11 and an arithmetic control circuit 12.

【0033】次に、各回路要素について説明する。画像
記憶回路6はリニアアレイカメラ3で撮像した撮像画像
をA/D変換器によってデジタル化した画素信号が格納
される。スポット光照射位置抽出回路7は画像記憶回路
6に格納された画素信号を読み出して、画素信号を閾値
処理や二値化処理した後に平均化処理してスポット光照
射位置が抽出される。座標点演算回路8はリニアアレイ
カメラ3のy軸上の座標a、座標xt、照射角度α、ス
ポット光源の座標(xs,ys)によってスポット光照
射位置の座標(x,y)が算出される。この座標(x,
y)が座標点記憶回路9に格納される。走査位置検出回
路11では走査機器2の走査位置を出力させる一連の演
算・記憶が完了すると、演算制御回路12は、走査機器
制御回路10に指令を与え、次の走査位置まで走査機器
2を回転させる。演算制御回路12は図4のフローチャ
ート図に示したコイル巻取形状演算シーケンスに基づい
て、これらの回路が制御されている。
Next, each circuit element will be described. The image storage circuit 6 stores pixel signals obtained by digitizing an image captured by the linear array camera 3 by an A / D converter. The spotlight irradiation position extraction circuit 7 reads out the pixel signals stored in the image storage circuit 6, performs threshold processing or binarization processing on the pixel signals, and then performs averaging processing to extract the spotlight irradiation position. The coordinate point calculation circuit 8 calculates the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position from the coordinates a, the coordinates xt, the irradiation angle α, and the coordinates (xs, ys) of the spot light source on the y-axis of the linear array camera 3. . These coordinates (x,
y) is stored in the coordinate point storage circuit 9. When a series of calculations and storage for outputting the scanning position of the scanning device 2 is completed in the scanning position detection circuit 11, the arithmetic control circuit 12 gives a command to the scanning device control circuit 10 to rotate the scanning device 2 to the next scanning position. Let it. The arithmetic control circuit 12 controls these circuits based on the coil winding shape calculation sequence shown in the flowchart of FIG.

【0034】次に、本発明に係るコイル巻取面形状測定
方法の一実施例について、図1乃至図3を参照して説明
する。先ず、圧延、酸洗等で処理された帯状鋼板はマン
ドレル15に巻取られ、その後、コイルカー13に載置
されて搬送ライン14によって、天井クレーン吊り下げ
位置まで搬送される。この搬送ライン14の途中にコイ
ルAの有無を検出する光電センサ等が設置されており、
コイルカー13に載置されたコイルAは光電センサで検
出して所定の位置に停止する。
Next, an embodiment of the coil winding surface shape measuring method according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, the strip-shaped steel sheet treated by rolling, pickling, or the like is wound around a mandrel 15, then placed on a coil car 13 and transported by a transport line 14 to a position where the overhead crane is suspended. A photoelectric sensor or the like for detecting the presence or absence of the coil A is installed in the middle of the transport line 14,
The coil A mounted on the coil car 13 is detected by a photoelectric sensor and stops at a predetermined position.

【0035】続いて、レーザ装置1から走査機器2を介
して照射されるスポット光は、コイル端面Sに一次元走
査される。コイル端面Sで反射したスポット光はリニア
アレイカメラ3で撮像される。
Subsequently, the spot light emitted from the laser device 1 via the scanning device 2 is one-dimensionally scanned on the coil end surface S. The spot light reflected by the coil end surface S is imaged by the linear array camera 3.

【0036】リニアアレイカメラ3によって撮像された
撮像信号は、A/D変換器によってデジタル化された画
素信号として画像記憶回路6に格納される。画像記憶回
路6には、例えば2048点の画像メッシュで、その各
点の輝度が256段階にA/D変換され、1ライン分記
憶される。画素信号は、演算制御回路12の指令に基づ
いて、スポット光照射位置抽出回路7に送られる。スポ
ット光照射位置抽出回路7では予め設定した閾値で画素
信号を2値化処理して、スポット光照射位置が抽出、所
謂、閾値より輝度が明るい点が平均化処理等によって抽
出される。
An image signal picked up by the linear array camera 3 is stored in the image storage circuit 6 as a pixel signal digitized by the A / D converter. In the image storage circuit 6, for example, the image mesh of 2048 points is subjected to A / D conversion of the luminance of each point in 256 steps and stored for one line. The pixel signal is sent to the spot light irradiation position extraction circuit 7 based on a command from the arithmetic control circuit 12. The spot light irradiation position extraction circuit 7 binarizes the pixel signal with a preset threshold value to extract a spot light irradiation position, that is, a point whose brightness is higher than the threshold value is extracted by an averaging process or the like.

【0037】スポット光照射位置は座標点演算回路8に
よって座標(x,y)が演算される。その際、座標点演
算回路8ではそのスポット光照射位置の座標(x,y)
が上記に示した(1),(2)式によって算出される。
スポット光照射位置の座標(x,y)のデータは座標点
記憶回路9に格納される。
The coordinates (x, y) of the spot light irradiation position are calculated by the coordinate point calculation circuit 8. At this time, the coordinate point calculation circuit 8 calculates the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position.
Is calculated by the equations (1) and (2) shown above.
The data of the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position is stored in the coordinate point storage circuit 9.

【0038】次に、これらの回路を制御する演算制御回
路12には、図4に示したコイル巻取形状演算シーケン
スが書き込まれており、そのフローチャート図に基づい
て説明する。
Next, the coil winding shape calculation sequence shown in FIG. 4 is written in the calculation control circuit 12 for controlling these circuits, and will be described with reference to the flowchart.

【0039】先ず、ステップS1において、走査機器制
御回路10に指令を与え、スポット光を一次走査手段に
て初期位置に設定して、走査機器2を初期位置から照射
を開始する。ステップS2に示すように、リニアアレイ
カメラ3(一次元光電変換手段)によってその一次元撮
像画像を得る。続いて、ステップS3に進み、リニアア
レイカメラ3によって撮像された一次元撮像画像はA/
D変換によって画素信号に変換されて画像記憶回路6に
記憶される。
First, in step S1, a command is given to the scanning device control circuit 10, the spot light is set to the initial position by the primary scanning means, and irradiation of the scanning device 2 is started from the initial position. As shown in step S2, the one-dimensional captured image is obtained by the linear array camera 3 (one-dimensional photoelectric conversion means). Subsequently, the process proceeds to step S3, where the one-dimensional image captured by the linear array camera 3 is A / A
It is converted into a pixel signal by D conversion and stored in the image storage circuit 6.

【0040】その後、ステップS4において、画像記憶
回路6に格納された画素信号を呼び出して、スポット光
照射位置抽出回路7によって予め定めた閾値以上の輝度
の画素を抽出して、そのスポット光照射位置からx軸上
の座標xtを算出する。また、他の例として一次元半導
体位置検出素子(PSD)を用いた場合には、輝点位置
が電気信号として得られるのでこれをA/D変換するこ
とによりスポット光照射位置を得る。
Thereafter, in step S4, the pixel signal stored in the image storage circuit 6 is called out, and a pixel having a luminance equal to or higher than a predetermined threshold is extracted by the spot light irradiation position extraction circuit 7, and the spot light irradiation position is extracted. From the coordinate xt on the x-axis. As another example, when a one-dimensional semiconductor position detecting element (PSD) is used, a bright spot position is obtained as an electric signal, and this is subjected to A / D conversion to obtain a spot light irradiation position.

【0041】この後、ステップS5に進み、座標点演算
回路8によって前述した(1),(2)式に基づいて、
コイル端面上のスポット光照射位置の二次元座標(x,
y)が算出され、続いて、ステップS6に進み、この座
標(x,y)が座標記憶回路9に記憶される。
Thereafter, the process proceeds to step S5, where the coordinate point calculation circuit 8 calculates the value based on the above-described equations (1) and (2).
The two-dimensional coordinates (x,
y) is calculated, and then the process proceeds to step S6, where the coordinates (x, y) are stored in the coordinate storage circuit 9.

【0042】更に、ステップS7に進み、最初のスポッ
ト光位置での演算が終了すると、演算制御回路12は走
査機器制御回路10に指令を与え、次のスポット光位置
までスポット光を走査機器2で移動させる。
Further, proceeding to step S7, when the calculation at the first spot light position is completed, the arithmetic control circuit 12 gives a command to the scanning device control circuit 10, and the scanning device 2 outputs the spot light to the next spot light position. Move.

【0043】ステップS8において、スポット光位置が
最終位置に達していない場合には、再び、スポット光の
位置を更新してスポット光の照射を繰り返し、スポット
光位置が終点位置に至るまで上記演算を繰り返してスポ
ット光照射位置の座標が格納され、終点位置に達成する
と、このように一連の画像処理における演算、記憶処理
を完了する。コイル端面の形状測定が完了する。
If the spot light position has not reached the final position in step S8, the position of the spot light is updated again and the irradiation of the spot light is repeated, and the above calculation is performed until the spot light position reaches the end point position. When the coordinates of the spot light irradiation position are repeatedly stored and the end point position is reached, the calculation and storage processing in the series of image processing is completed as described above. The measurement of the shape of the coil end face is completed.

【0044】このような処理工程を経て、一画像分の画
素信号が座標点記憶回路9に格納されると、座標点記憶
回路9に記憶した座標群のデータがコイル巻取形状監視
装置16に出力され、コイル巻取形状がCRT17に表
示される。
After the pixel signals for one image are stored in the coordinate point storage circuit 9 through such processing steps, the coordinate group data stored in the coordinate point storage circuit 9 is transmitted to the coil winding shape monitoring device 16. Output and the coil winding shape is displayed on the CRT 17.

【0045】一方、コイル巻取形状監視装置16では、
x軸からy軸方向に突出する度合いが測定される。y軸
方向への突出の度合いが所定の閾値を越える場合には、
コイル巻取形状に異常があるもの判断して、巻取異常信
号を出力してコイルAの搬送を停止する。
On the other hand, in the coil winding shape monitoring device 16,
The degree of protrusion from the x-axis in the y-axis direction is measured. If the degree of protrusion in the y-axis direction exceeds a predetermined threshold,
It determines that there is an abnormality in the coil winding shape, outputs a winding abnormality signal, and stops the conveyance of the coil A.

【0046】次に、スポット光照射位置(反射位置)の
算出方法は、図1,図3を参照して説明する。先に説明
したように、基準となるコイル端面Sをx軸とし、リニ
アアレイカメラ3はy軸上の座標a、すなわち、座標
(0,a)に配置され、レーザ装置1等によに光源は座
標(xs,ys)に配置されている。スポット光は走査
機器2によってコイルAのコイル端面Sに角度αで照射
される。
Next, a method of calculating the spot light irradiation position (reflection position) will be described with reference to FIGS. As described above, the linear array camera 3 is arranged at the coordinate a on the y-axis, that is, at the coordinate (0, a) with the coil end surface S serving as the reference being the x-axis, and the light source is controlled by the laser device 1 or the like. Is located at coordinates (xs, ys). The spot light is applied to the coil end surface S of the coil A at an angle α by the scanning device 2.

【0047】一次元撮像画からスポット光照射位置を抽
出し、スポット光照射位置からリニアアレイカメラ3に
入射される反射光の反射光軸とx軸とが交差する点の座
標(xt,0)が算出される。
The spot light irradiation position is extracted from the one-dimensional image, and the coordinates (xt, 0) of the point where the reflected light axis of the reflected light incident on the linear array camera 3 from the spot light irradiation position intersects the x axis. Is calculated.

【0048】従って、コイル端面S上の座標(x,y)
は、先に示した(1),(2)式に基づいて算出され
る。
Therefore, the coordinates (x, y) on the coil end surface S
Is calculated based on the equations (1) and (2) shown above.

【0049】上述のように、本発明によれば、コイル巻
取形状測定回路装置5ではコイル端面Sの形状がスポッ
ト光照射位置の座標群として測定される。一方、コイル
巻取形状監視装置16では、コイル巻取形状測定回路装
置5から座標群に基づいて、コイル巻取形状がCRT1
7に表示されるとともに、コイル巻取形状が監視され
る。コイル巻取形状監視装置16ではコイル形状に異
常、例えば、コイル巻取面の凹凸が所定の値以上であれ
ば、コイル巻取形状が異常であるとして異常信号が出力
される。コイル巻取形状異常信号に基づいてコイル搬送
停止信号が手動でコイル巻取形状監視装置16に入力さ
れて搬送ライン14は停止する。または、コイル巻取形
状異常信号によって自動的に搬送ライン14を停止す
る。
As described above, according to the present invention, the coil winding shape measuring circuit device 5 measures the shape of the coil end surface S as a group of coordinates of the spot light irradiation position. On the other hand, in the coil winding shape monitoring device 16, the coil winding shape is determined by the coil winding shape measuring circuit device 5 based on the coordinate group.
7 and the coil winding shape is monitored. The coil winding shape monitoring device 16 outputs an abnormal signal indicating that the coil winding shape is abnormal if the coil shape is abnormal, for example, if the irregularities on the coil winding surface are equal to or more than a predetermined value. A coil conveyance stop signal is manually input to the coil winding shape monitoring device 16 based on the coil winding shape abnormality signal, and the conveyance line 14 stops. Alternatively, the transport line 14 is automatically stopped by the coil winding shape abnormality signal.

【0050】無論、上述のコイル巻取形状測定方法で
は、一次元走査方向がコイル巻取中心軸回りの径方向と
して360度何れであっても可能である。また、一次元
光電変換手段の光軸面をコイル端面に略垂直になるよう
な配置が好ましい。
Of course, in the above-described coil winding shape measuring method, the one-dimensional scanning direction can be any of 360 degrees as the radial direction around the coil winding center axis. Further, it is preferable that the one-dimensional photoelectric conversion means be arranged so that the optical axis surface is substantially perpendicular to the coil end surface.

【0051】また、コイル搬送ラインの中心線よりコイ
ル最大外径(被測定範囲)の1/2以上離れた位置に検
出ヘッドを設置して、コイル端面上部または下部の径方
向を被測定範囲とする。
Further, a detection head is installed at a position at least の of the maximum outer diameter (measured range) of the coil from the center line of the coil transfer line, and the radial direction of the upper or lower end of the coil is defined as the measured range. I do.

【0052】また、上記実施例ではスポット光の照射角
度αを変化させることで、スポット光照射位置(反射位
置)の座標(x,y)を算出するものであるが、例えば
xs,ys,角度αのうち少なくとも一つ変化させて、
コイル端面上の被測定範囲をスポット光が照射できるよ
うにして、そのxs,ys,角度αの中で変化する量を
検出ことでコイルの巻取形状を測定することができるこ
とは明らかである。
In the above embodiment, the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position (reflection position) are calculated by changing the irradiation angle α of the spot light. For example, xs, ys, angle by changing at least one of α,
It is clear that the coil winding shape can be measured by irradiating the spot to be measured on the coil end face with the spot light and detecting the amount of change in xs, ys, and angle α.

【0053】[0053]

【発明の効果】上記説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
The following effects can be obtained.

【0054】(1)スポット光源を一次元走査してその
反射画像による一次元撮像画(線画像)によってコイル
端面の形状を計測することによって、測定装置全体とコ
イルとの相対的な移動の必要性がなくなり、コイル移動
時の速度ムラに起因する測定精度の劣化がなく、コイル
端面と搬送方向との関係には制限がなくなる利点があ
る。
(1) The spot light source is one-dimensionally scanned and the shape of the coil end face is measured by a one-dimensional image (line image) based on the reflected image, so that the relative movement of the entire measuring apparatus and the coil is required. There is an advantage that there is no deterioration in the measurement accuracy due to the speed unevenness during the coil movement, and there is no limit on the relationship between the coil end surface and the transport direction.

【0055】(2)レーザ光等の出力の強い光源を用い
ることによって、背景光の影響やコイル端面の表面性
状、形状及び塗油状態等の変動を受け難くい利点があ
り、検出精度の高いコイル形状測定が可能である。
(2) By using a light source having a strong output such as a laser beam, there is an advantage that it is hard to be affected by the influence of the background light, the surface properties of the coil end face, the shape, the oiling state, etc., and the detection accuracy is high. Coil shape measurement is possible.

【0056】(3)コイル巻取形状監視装置に応用する
ことにより、コイル形状の異常監視が自動化できるとと
もに、製造現場における監視要員の省力化に貢献できる
利点がある。
(3) By applying the present invention to a coil winding shape monitoring device, there is an advantage that abnormality monitoring of the coil shape can be automated and contribute to labor saving of monitoring personnel at a manufacturing site.

【0057】(4)コイル巻取形状監視装置からコイル
巻取形状の異常検出信号を出力することによって、コイ
ル搬送ラインを自動停止することも可能であり、鋼板等
の製造に極めて効果的なものである。
(4) By outputting a coil winding shape abnormality detection signal from the coil winding shape monitoring device, it is possible to automatically stop the coil transfer line, which is extremely effective for manufacturing steel plates and the like. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のコイル巻取形状測定方法を説明する原
理図である。
FIG. 1 is a principle diagram for explaining a coil winding shape measuring method of the present invention.

【図2】本発明のコイル巻取形状測定装置とコイル巻取
形状監視装置の一実施例を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing one embodiment of a coil winding shape measuring device and a coil winding shape monitoring device of the present invention.

【図3】本発明のコイル巻取形状測定装置とコイル巻取
形状監視装置の一実施例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing one embodiment of a coil winding shape measuring device and a coil winding shape monitoring device of the present invention.

【図4】本発明のコイル巻取形状測定方法を示すフロー
チャート図である。
FIG. 4 is a flowchart showing a coil winding shape measuring method of the present invention.

【図5】従来のコイル巻取形状測定装置を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a conventional coil winding shape measuring device.

【図6】従来のコイル巻取形状測定装置を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a conventional coil winding shape measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 走査機器 3 リニアアレイカメラ(一次元光電変換手段) 4 検出ヘッド 5 コイル巻取形状測定回路装置 6 画像記憶回路 7 スポット光照射位置抽出回路 8 座標点演算回路 9 座標点記憶回路 10 走査機器制御回路 11 走査位置検出回路 12 演算制御回路 13 コイルカー 14 搬送ライン 15 マンドレル 16 コイル巻取形状監視装置 17 CRT A コイル S コイル端面 Reference Signs List 1 laser light source 2 scanning device 3 linear array camera (one-dimensional photoelectric conversion means) 4 detection head 5 coil winding shape measuring circuit device 6 image storage circuit 7 spot light irradiation position extraction circuit 8 coordinate point calculation circuit 9 coordinate point storage circuit 10 Scanning device control circuit 11 Scanning position detection circuit 12 Operation control circuit 13 Coil car 14 Transport line 15 Mandrel 16 Coil winding shape monitoring device 17 CRT A coil S Coil end face

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000002118 住友金属工業株式会社 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 (72)発明者 川上 雅章 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 田辺 英也 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 関根 宏 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 佃 一二三 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内 (72)発明者 山崎 孝博 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 堤 泰洋 兵庫県神戸市中央区脇浜町一丁目3番18 号 株式会社神戸製鋼所内 (72)発明者 高林 幸央 兵庫県神戸市中央区脇浜町一丁目3番18 号 株式会社神戸製鋼所内 (72)発明者 藤原 弘次 大阪府大阪市中央区北浜四丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 石本 晴一 和歌山県和歌山市湊1850番地 住友金属 工業株式会社 和歌山製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭57−101708(JP,A) 特開 平5−107028(JP,A) 特開 平6−258040(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (73) Patent holder 000002118 Sumitomo Metal Industries, Ltd. 4-33, Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka (72) Inventor Masaaki Kawakami 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Hideya Tanabe 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Sekine 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Stock Inside the company (72) Inventor Ichizumi Tsukuda 1-chome, Mizushima-Kawasaki-dori, Kurashiki-shi, Okayama Pref. Inside Steel Works Chiba Works (72) Inventor Yasuhiro Tsutsumi 1-3-18 Wakihama-cho, Chuo-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Inside Kobe Steel Works, Ltd. (72) Person Yukio Takabayashi 1-318 Wakihama-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Inside Kobe Steel, Ltd. (72) Inventor Koji Fujiwara 4-33, Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72 ) Inventor Seichi Ishimoto 1850 Minato, Wakayama City, Wakayama Prefecture Sumitomo Metal Industries, Ltd. Wakayama Works (56) References JP-A-57-101708 (JP, A) JP-A-5-107028 (JP, A) 6-258040 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定座標に配置したスポット光照射手段
と、前記スポット光照射手段からのスポット光を所定座
標に配置され、コイル端面に所定の照射角度で一次元走
査する一次元走査手段と、前記コイル端面に照射した前
記スポット光の反射画像を撮像する、所定座標に配置さ
れた一次元光電変換手段と、前記一次元光電変換手段に
よって撮像された前記コイル端面よりの前記スポット光
の反射画像から、前記スポット光の反射位置を通過する
反射光軸及び一次元軸の交点の座標と前記スポット光の
照射角度とから前記コイル端面の反射位置の座標を算出
する演算手段とを具備し、前記反射位置の座標から前記
コイル端面の二次元位置を算出して、前記コイル端面の
形状を測定することを特徴とするコイル巻取形状測定装
置。
1. A spot light irradiating unit arranged at a predetermined coordinate, a one-dimensional scanning unit arranged at a predetermined coordinate with a spot light from the spot light irradiating unit, and one-dimensionally scanning a coil end surface at a predetermined irradiation angle, A one-dimensional photoelectric conversion unit arranged at predetermined coordinates for imaging a reflection image of the spot light applied to the coil end surface, and a reflection image of the spot light from the coil end surface imaged by the one-dimensional photoelectric conversion unit Computing means for calculating the coordinates of the reflection position of the coil end face from the coordinates of the intersection of the reflected light axis and the one-dimensional axis passing through the reflection position of the spot light and the irradiation angle of the spot light, A coil winding shape measuring device, wherein a two-dimensional position of the coil end surface is calculated from coordinates of a reflection position, and a shape of the coil end surface is measured.
【請求項2】 一次元光電変換手段の光軸をy軸とし、
前記光軸に直交する一次元光電変換手段の視野をx軸と
した場合、一次元光電変換手段をy軸上の座標(0,
a)に配置し、光源を座標(xs,ys)に配置し、前
記光源から角度αで照射されるスポット光を走査手段に
よって前記コイル端面に一次元走査して、前記コイル端
面からの反射光を前記一次元光電変換手段で撮像し、前
記一次元光電変換手段による一次元撮像画を第1記憶手
段に格納し、前記一次元撮像画を画像処理してスポット
光照射位置とx軸との交点の座標(xt,0)を抽出
し、前記スポット光照射位置の座標(x,y)を下記式
に基づいて算出し、前記座標(x,y)の値を第2記憶
手段に格納して前記コイル巻取側面形状を測定すること
を特徴とするコイル巻取形状測定方法。 x=〔(1−y/a)×xt〕 y=(ys×tanα−xt+xs)/(tanα−x
t/a) 但し、aは一次元光電変換手段の座標のy座標、 xtは光源による反射光の反射光軸とx軸とが交差する
座標点のx座標、 xsは光源のx座標、 ysは光源のy座標、 αは光源の照射角度、 xはスポット光照射位置のx座標、 yはスポット光照射位置のy座標、
2. The optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is defined as a y-axis,
Assuming that the field of view of the one-dimensional photoelectric conversion means orthogonal to the optical axis is the x-axis, the one-dimensional photoelectric conversion means has coordinates (0,
a), a light source is arranged at coordinates (xs, ys), a spot light emitted from the light source at an angle α is one-dimensionally scanned on the coil end face by a scanning unit, and a reflected light from the coil end face is scanned. Is captured by the one-dimensional photoelectric conversion means, the one-dimensional captured image by the one-dimensional photoelectric conversion means is stored in the first storage means, the one-dimensional captured image is image-processed, and the spot light irradiation position and the x-axis are compared. The coordinates (xt, 0) of the intersection are extracted, the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position are calculated based on the following equation, and the value of the coordinates (x, y) is stored in the second storage means. A coil winding shape measuring method, wherein the coil winding side surface shape is measured by using the method. x = [(1-y / a) × xt] y = (ys × tan α-xt + xs) / (tan α-x
t / a) where a is the y-coordinate of the coordinates of the one-dimensional photoelectric conversion means, xt is the x-coordinate of a coordinate point where the reflected light axis of the light reflected by the light source intersects the x-axis, xs is the x-coordinate of the light source, ys Is the y coordinate of the light source, α is the irradiation angle of the light source, x is the x coordinate of the spot light irradiation position, y is the y coordinate of the spot light irradiation position,
【請求項3】 一次元光電変換手段の光軸をy軸とし、
前記光軸に直交する一次元光電変換手段の視野をx軸と
した場合、y軸上の座標(0,a)に配置した一次元光
電変換手段と、座標(xs,ys)に配置した光源と、
前記光源から角度αで照射されるスポット光を前記コイ
ル端面に一次元走査する走査手段と、前記コイル端面か
らの反射光を前記一次元光電変換手段で撮像して、前記
一次元光電変換手段によって撮像した一次元撮像画を記
憶する第1記憶手段と、前記第1記憶手段に格納した一
次元撮像画情報に基づいてスポット照射位置とx軸との
交点の座標(xt,0)を抽出し、前記交点の座標(x
t,0)と前記光源からの照射角度αから前記スポット
照射位置の座標(x,y)を算出する座標点演算手段
と、前記スポット光照射位置の座標(x,y)を記憶す
る第2記憶手段とを具備し、前記コイル端面の形状を測
定することを特徴とするコイル巻取形状測定装置。
3. The optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is defined as a y-axis,
Assuming that the field of view of the one-dimensional photoelectric conversion means orthogonal to the optical axis is the x-axis, the one-dimensional photoelectric conversion means arranged at coordinates (0, a) on the y-axis and a light source arranged at coordinates (xs, ys) When,
A scanning unit that one-dimensionally scans the end face of the coil with spot light emitted from the light source at an angle α, and that the reflected light from the end face of the coil is imaged by the one-dimensional photoelectric conversion unit, and the one-dimensional photoelectric conversion unit A first storage unit for storing the captured one-dimensional image; extracting coordinates (xt, 0) of an intersection between the spot irradiation position and the x-axis based on the one-dimensional image information stored in the first storage unit; , The coordinates of the intersection (x
(t, 0) and the coordinates (x, y) of the spot irradiation position from the irradiation angle α from the light source, and a second storing the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position. A coil winding shape measuring device comprising: a storage means for measuring the shape of the coil end surface.
【請求項4】 前記一次元光電変換手段の光軸を前記コ
イル端面上の被測定範囲と略垂直に配置したことを特徴
とする請求項3記載のコイル巻取形状測定装置。
4. The coil winding shape measuring apparatus according to claim 3, wherein an optical axis of said one-dimensional photoelectric conversion means is arranged substantially perpendicular to a range to be measured on said coil end face.
【請求項5】 一次元光電変換手段の光軸をy軸とし、
前記光軸に直交する一次元光電変換手段の視野をx軸と
した場合、y軸上の座標(0,a)に配置した一次元光
電変換手段と、座標(xs,ys)に配置した光源と、
前記光源から角度αで前記コイル端面に一次元走査する
走査手段と、前記コイル端面からの前記スポット光の反
射光を前記一次元光電変換手段で撮像して、前記一次元
光電変換手段によって撮像した一次元撮像画を記憶する
第1記憶手段と、前記一次元撮像画に基づいてスポット
照射位置とx軸との交点の座標(xt,0)を抽出し
て、前記スポット照射位置の座標(x,y)を算出する
座標点演算手段と、前記座標点演算手段による前記スポ
ット光のスポット光照射位置の座標(x,y)を記憶す
る第2記憶手段とを具備するコイル巻取形状測定回路装
置から得られる座標群(x,y)のy軸方向の座標
(0,y)を監視して所定の閾値を越える場合にコイル
巻取形状異常信号を出力することを特徴とするコイル巻
取形状監視装置。
5. The optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is defined as a y-axis,
Assuming that the field of view of the one-dimensional photoelectric conversion means orthogonal to the optical axis is the x-axis, the one-dimensional photoelectric conversion means arranged at coordinates (0, a) on the y-axis and a light source arranged at coordinates (xs, ys) When,
A scanning unit that performs one-dimensional scanning on the coil end surface at an angle α from the light source, and the reflected light of the spot light from the coil end surface is imaged by the one-dimensional photoelectric conversion unit, and is imaged by the one-dimensional photoelectric conversion unit. First storage means for storing a one-dimensional image; extracting coordinates (xt, 0) of an intersection between the spot irradiation position and the x-axis based on the one-dimensional image; , Y), and a coil winding shape measuring circuit comprising: a coordinate storage unit for storing coordinates (x, y) of the spot light irradiation position of the spot light by the coordinate point calculation unit. Coil winding characterized by monitoring a coordinate (0, y) in the y-axis direction of a coordinate group (x, y) obtained from the apparatus and outputting a coil winding shape abnormality signal when exceeding a predetermined threshold value. Shape monitoring device.
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