JPH07103736A - コイル巻き形状の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】たとえば梱包ライン等の最終工程において、確
実に品質保証できるように、コイル巻き形状を検査す
る。 【構成】投光器２および受光器３Ａ、３Ｂを共に平行移
動して、投光器２から光Ｌが不整部Ｆによって遮光され
ることなく受光器３Ａおよび受光器３Ｂに受光されたと
きの投光器２の位置からコイルはみ出し量ΔＷを算出す
る。次に、投光器２と受光器３Ａ、３Ｂとを相互にコイ
ル幅方向かつ逆方向に移動し、それらの移動量および既
知のコイル高さより不整部Ｆとコイル回転軸との距離ｘ
を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄板鋼板、薄板アルミ
等の非鉄金属、さらに紙等をコイル状に巻き取った後
の、コイル巻き形状を検出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄板鋼板、薄板アルミ等の非鉄金属をコ
イル状に巻き取った場合、通常、側面に巻き取り時のず
れによる不整部が発生する。この不整部が多いあるいは
その不整部の幅が大きい場合には、種々の弊害を生じ
る。このため、コイル巻き中間工程あるいはコイル巻き
終了後にコイル巻き形状を検査し、検査に不合格となっ
た場合は、コイルの巻き直しをすることとなる。この検
査を行うにあたっては、従来、次のような装置が提案さ
れている。 特開昭61-153010 号公報；対象物との離間距離を測
定し、距離信号を出力する距離計をコイル端面に対向し
て配設し、上記コイルの軸線に直交する直線に沿って上
記距離計を走査させる移動装置を備えるとともに、上記
距離計の距離信号と上記移動装置の走査位置信号とから
コイル巻き形状を演算する演算装置を具備するコイル巻
き形状測定装置。 実開平２−6209号公報；帯鋼コイルの外周面前方に
あって、帯鋼コイルの幅方向の面端部を幅方向に走査
し、帯鋼コイルの幅方向両端の側端部位置の距離を測定
する光測距離計と、この光測距離計の測定結果より帯鋼
コイルの巻姿を演算する演算手段とを設けた帯鋼コイル
の巻姿測定装置。 実開平４−130207号公報；スリットパターン光を発
生する一台のプロジェクターから照射した２本以上のス
リット光をそれぞれ反射鏡によりなる反射装置を用いて
屈折し、二方向からコイル側面に投影してそれを画像入
力装置により撮り込み、スリット光パターン画像から画
像処理装置でホットコイル巻取側面形状を検出するホッ
トコイル巻き取り形状検出装置。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記各公報に
示される従来技術においては、いずれもたとえば図９に
示す薄板の中間工程におけるテレスコープ状に巻かれた
コイル１０の形状検出には有効であるものの、図１０に
示すような一枚あるいは少数枚の板の飛び出しが発生し
たコイル１１の形状検出や１ｍｍ以下の鋼帯が巻かれた
コイルの形状検出に当たっては、非常に精度が低くなる
ものである。図１０に示すような板の飛び出し等がある
コイル１１の場合、コイルを運搬する時に、コイル端面
が折れやすくなったり、あるいは梱包の際、梱包用紙が
板の飛び出し部等にかみ込み、たとえばこのコイルを自
動車外装材として使用するためにプレスする時に押し込
み疵を発生させる原因となっている。

【０００４】このような板の飛び出し等の検出精度の低
い上記従来技術では、巻き取り完了後におけるコイル巻
き形状を保証するまでには至らず、中間工程におけるコ
イル巻き形状の検査には利用できても、たとえば再検査
ライン、トリームライン、スリットライン、梱包ライン
等の最終工程におけるコイル巻き形状の検査には利用で
きないものであった。

【０００５】したがって本発明の課題は、たとえば再検
査ライン、トリームライン、スリットライン、梱包ライ
ン等の最終工程において、確実に品質保証できるよう
に、コイル巻き形状を検査することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、コイル両側面部において、コイルの外周
位置またはコイル中心位置にコイル幅方向に移動可能に
配置されかつコイル中心軸に直交する方向に光を投ずる
投光器と、この投光器からの光を受光するためコイルの
外周位置またはコイル中心位置にコイル幅方向に移動可
能に配置された受光器とを共にコイル幅方向に相対的位
置を変えずに平行移動し、コイルの一側面がわにおける
前記投光器からの光を前記受光器が受光した時の受光器
または投光器の位置、およびコイルの他側面がわにおけ
る前記投光器からの光を前記受光器が受光した時の受光
器または投光器の位置を求め、これらの測定位置と既知
の鋼帯幅とよりコイル側面のはみ出し量を算定し、前記
コイル側面部において前記投光器が投じた光を前記受光
器が受光した時の投光器および受光器位置を基準とし
て、投光器および受光器のそれぞれを、コイル幅方向に
かつ逆方向に互いの位置を探査しながら移動し、投光器
が投じた光を受光器が受けた時の投光器および受光器の
移動距離および既知のコイルの巻き高さから、前記はみ
出し位置のコイル半径方向位置を特定する点を、その構
成とするものである。

【０００７】

【作用】本発明においては、たとえばコイル側面の外周
部に、投光器がコイル幅方向に移動可能に設けられる。
この投光器は、コイル幅方向に移動させられ、この投光
器はコイル回転軸に対して垂直の方向に光を投じる。こ
の光はコイル回転軸上に配設された受光器によって受光
されるが、投光器と受光器との間の光路に障害物、すな
わちコイルの不整部が存在する場合、光が遮断されて受
光器は光を受光することができない。したがって、コイ
ル回転軸に対して垂直に光を投じながら投光器および受
光器をコイル回転軸に共に平行移動し、コイルの両側面
側において受光器が受光した位置を特定することによ
り、見掛け上のコイル最大幅Ｗ₁ を測定することができ
る。一方、鋼帯幅Ｗは、多少の誤差はあるものの予め既
知とされるため、鋼帯のはみ出し量ΔＷは、ΔＷ＝Ｗ₁
−Ｗによって算定される。

【０００８】ところで、鋼帯のはみ出し位置（半径方向
位置）を特定するためには、図２に示されるように、受
光器３Ｂが投光器２の光を検出できた位置（ラインＨ）
を基準として、コイル幅方向かつ互いに逆方向にそれぞ
れを互いを探査しながら移動し、受光器３Ｂが光を感知
した際の投光器２の移動距離をａ、受光器３の移動距離
をｂとし、コイル巻き高さをｈとすると、図３に示す簡
単な幾何図形の相似関係から、不整部Ｆのコイル回転軸
からの距離ｘが式（２）により求められる。 ｘ＝ｈ／２×ｂ／（ａ＋ｂ）＝ｂｈ／２（ａ＋ｂ）……（２） このようにして求められたΔＷ、ｘの値より、コイル巻
き形状、特に一枚あるいは少数枚の板の飛び出しや１ｍ
ｍ以下の板厚コイルであっても高精度で検出することが
可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
具体的に説明する。図１は、本発明に係るコイル巻き形
状測定を行うための装置の概略図である。

【００１０】コイル１の外周部には、コイル１の幅方向
に移動可能とされ、コイル中心軸線に対して直交する方
向に直進性の高いレーザー光Ｌを投じる投光器２が配設
されるとともに、コイル１の中心軸線上に、コイル１の
一側面側に受光器３Ａが、他側面側に受光器３Ｂがそれ
ぞれコイル１の幅方向に移動可能に配設されている。

【００１１】なお、本実施例では投光器２を１台として
兼用し、受光器３Ａ、３Ｂをそれぞれ配置したが、コイ
ル両側面部のそれぞれに投光器と受光器を一組として夫
々配置することでもよいし、またコイル１が内径部１ａ
が挿通可能であり、かつ装置上の問題がなければ１組の
投・受光器によってコイル両側面部の測定を行うことも
できる。

【００１２】今、図１に示すように、不整部Ｆ、Ｆが、
コイル１の一側面側（図中右側）に現れている場合を考
えると、先ず、コイル回転軸に対して垂直にレーザー光
Ｌを投じている投光器２を、コイル１内方位置から右側
方向へ移動させる。一方、受光器３Ｂは、前記投光器２
がコイル側面位置を越えたところから、投光器２からの
光を受光するか否かに拘わらず、前記投光器２からの光
の光路線上に位置するように、投光器２と共に平行移動
する。そして投光器２から投じられたレーザー光Ｌが受
光器３Ａによって初めて受光された位置で投光器２およ
び受光器３Ｂの移動を停止し、今度はこの位置を起点
（基準点）として、前記投光器２を図面左方に移動させ
る。投光器２はそのまま移動を続け、コイル１の左側面
に達するところで、今度は投光器２の移動に合わせ受光
器３Ａを共に移動し、投光器２から投じられた光が受光
器３Ａによって初めて受光された時の投光器２の位置
（終点）を測定する。なお、本実施例においては、前記
投光器２および受光器３Ａ、３Ｂを移動可能としたが、
この移動方向に投光器２および受光器３Ａを列設し、対
向する対の投・受光器をリレー式に作動させることでも
よい。さらに、前記受光器３Ａ、３Ｂの受光面の形状を
前記投光器２の移動範囲をカバーする長方形形状とすれ
ば、前記受光器３Ａ、３Ｂとして固定式とすることもで
きる。

【００１３】前記コイル右側面がわの起点と左側側面が
わの終点との間の前記投光器２の移動距離から見掛け上
のコイル最大幅Ｗ₁ を測定する。このＷ₁ と、既知とさ
れている鋼帯幅Ｗとにより、コイルはみ出し幅ＷをΔＷ
＝Ｗ₁ −Ｗより算出する。

【００１４】次に、最大幅を与える不整部Ｆとコイル１
の回転軸との距離ｘを測定する。いま、右側面に不整部
Ｆが存在する場合について説明すると、図２に示される
ように、前記見掛け上のコイル最大幅Ｗ₁ を測定した際
に、受光器３Ｂが投光器２の光を受光した位置（ライン
Ｈ）を基準として、投光器２および受光器３Ｂのそれぞ
れを、コイル幅方向かつ互いに逆方向に移動させる。具
体的には、まず投光器２を左方に距離ａだけ動かす。続
いて受光器３Ｂを右方に動かし、投光器２から発せられ
たレーザー光Ｌを受光器３Ｂが初めて受光した位置ま
で、受光器３Ｂが移動した距離をｂとする。さらにコイ
ル１の巻き高さｈを実測し、このａ，ｂ，ｈよりコイル
１の回転軸から図３に示す幾何図形の相似関係から回転
軸中心から不整部Ｆまでの距離ｘを算出する。なお、コ
イル１の巻き高さｈの測定にあたっては、実測によって
もよいが、コイル重量、板厚および板幅より計算される
数値を用いてもよい。一方、不整部コイル１の左側面が
わにおいても、同様の方法によりコイル不整部Ｆの位置
ｘを特定することができる。

【００１５】以上の手順により、コイルの側面への最大
はみ出し量ΔＷとその半径方向位置ｘを特定することが
できる。なお、前記最大はみ出し量ΔＷは、コイル左側
面および右側面のはみ出し量の和となるが、特に個々に
コイルはみ出し量を知りたい場合には、前記見掛け上の
コイル最大幅Ｗ₁ を求める際に、投光器２の移動を、た
とえばコイル中央を基準として、左側面がわまたは右側
面がわへ移動し、それぞれの側において見掛け上の１／
２コイル最大幅Ｗ_h を求め、既知の１／２鋼帯幅を差し
引けば、それぞれの側のコイルはみ出し量を算出するこ
とができる。

【００１６】出荷時の検査は、たとえば前述より求めた
コイルの最大はみ出し量ΔＷとこの最大はみ出し幅ΔＷ
を与える不整部位置とより、表１に示されるように基準
をもってコイル巻き形状の検査が行われる。

【００１７】

【表１】

【００１８】ところで、投光器２と受光器３Ａ、３Ｂの
配設位置については、図１のように投光器２をコイルの
外周に設け、受光器３Ａ、３Ｂをコイルの回転軸上に設
ける他、図４に示すように、投光器２および受光器３を
コイル１の回転軸に対象にして共に外周部に設けること
もできる。また、これらの場合において、受光器と投光
器とを入れ換えて配設しても同様に検査が行えるのは言
うまでもない。

【００１９】また、図５に示すように、受光器３をコイ
ル１の回転軸上に配設し、コイル１の回りを回転するよ
う投光器２を設け、検査精度を高めることも考えられ
る。しかし、この場合は設備が大掛かりとなるという問
題があるとともに、実際には鋼帯の連続性より周方向に
部分的にはみ出すことはないため、コイル中心と外周と
を結ぶ１断面で測定すれば十分であり、前記投光器２を
周回りに回転させる測定方法は実際的ではない。

【００２０】一方、不整部Ｆの位置測定に当り、図６に
示すように、投光器２と受光器３とを繋ぐ直線と、コイ
ル巻き高さ方向の直線Ｈとがなす角度θが大きいと、最
大はみ出し量を与える不整部Ｆでなく、その他の不整部
Ｆ’とコイル回転軸との距離を測定してしまうおそれが
あるため、θは極力小さくする方が望ましい。また、図
７に示すように、投光器２と受光器３をそれぞれ最初に
移動した方向と逆の方向に移動させて再度コイル中心か
らの距離を測定することにより、その測定精度を高める
ことができる。

【００２１】＜実施例＞従来は、コイル巻き形状の評価
方法がなく、コイル巻き形状の不良率の実態もも不明で
あった。しかし、本発明によりコイル巻き形状を表１に
示す基準に従って検査することにより、コイル巻き形状
に不良が生じた工程を特定することが可能となり、さら
に不良が生じたと思われる工程にフィードバックするこ
とで、コイル巻き形状不良率の低下を図ることができ
た。その結果、図８に示すように、本発明による検査を
開始した平成４年４月から６月の３か月間においては、
コイル形状不良率が約０．８％であったのに対し、本発
明にかかる検査方法を各工程にフィードバックすること
が定着してきた平成５年１月から３月の３か月間におい
ては、コイル形状不良率が約０．１５％と、コイル形状
不良率を約５分の１まで低下させることができた。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
よれば、たとえば再検査ライン、トリームライン、スリ
ットライン、梱包ライン等の最終工程において、コイル
巻き形状を検査することが可能となり、良好なコイル状
態で出荷できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるコイル巻き形状検査を行う装置
の概略図である。

【図２】コイル回転軸に対して傾いた角度で投光器から
レーザー光を投光している時の図である。

【図３】コイル回転軸から不整部までの距離ｘを算出す
るための説明図である。

【図４】本発明にかかるコイル巻き形状検査を行う装置
の他の例の概略図である。

【図５】その他の例を示す図である。

【図６】最大不整部Ｆ以外の不整部Ｆ’を測定してしま
う場合を示す図である。

【図７】最大不整部Ｆの長さを計るときの例を示す図で
ある。

【図８】本発明にかかる検査方法を実施し、コイル形状
不良率低下をはかった期間とのコイル形状不良率との関
係を示す図である。

【図９】コイルのテレスコープ形状を表す図である。

【図１０】コイルにおける少数枚のう飛び出しを表す図
である。

【符号の説明】

１…コイル、２…投光器、３（３Ａ，３Ｂ）…受光器、
Ｆ…不整部、Ｌ…レーザー光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイル両側面部において、コイルの外周位
   置またはコイル中心位置にコイル幅方向に移動可能に配
   置されかつコイル中心軸に直交する方向に光を投ずる投
   光器と、この投光器からの光を受光するためコイルの外
   周位置またはコイル中心位置にコイル幅方向に移動可能
   に配置された受光器とを共にコイル幅方向に平行移動
   し、 コイルの一側面がわにおける前記投光器からの光を前記
   受光器が受光した時の受光器または投光器の位置、およ
   びコイルの他側面がわにおける前記投光器からの光を前
   記受光器が受光した時の受光器または投光器の位置を求
   め、これらの測定位置と既知の鋼帯幅とよりコイル側面
   のはみ出し量を算定し、 前記コイル側面部において前記投光器が投じた光を前記
   受光器が受光した時の投光器および受光器位置を基準と
   して、投光器および受光器のそれぞれを、コイル幅方向
   にかつ逆方向に互いの位置を探査しながら移動し、投光
   器が投じた光を受光器が受けた時の投光器および受光器
   の移動距離および既知のコイルの巻き高さから、前記は
   み出し位置のコイル半径方向位置を特定することを特徴
   とするコイル巻き形状の測定方法。
2. 【請求項２】前記投光器または受光器を移動可能に配置
   する代わりに、複数の投光器または受光器を移動方向に
   列設した請求項１記載のコイル巻き形状の測定方法。