JPH08231097A - 薄板巻き取りコイルの巻き乱れ検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 薄板を巻き取りつつあるコイル13の外周面の
位置を外周面位置検出器15で検出し、その位置に応じて
コイル13の側面位置検出器17を移動させる。側面位置検
出器17でコイル外周面位置付近におけるコイル側面の位
置を検出する。検出したコイル側面位置を比較演算器37
で設定値39と比較してコイル巻き乱れ信号を作成する。 【効果】 薄板巻き取りコイルの巻き乱れを自動的に、
高精度で検出できるので、作業者による巻き乱れ監視の
必要がなくなり、労力とコストを低減できる。巻き乱れ
の小さい品質の良好なコイルの製造に大きく貢献でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄板の巻き取りにより
外径が拡大しつつあるコイルの巻き乱れを検出する方法
と、それに用いる装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその課題】冷間圧延されたアルミニウム等
の金属薄板を高速で巻き取ると、巻き取ったコイルの側
面に凹凸（巻き乱れ）が発生しやすい。コイルに巻き乱
れがあるということは、薄板が蛇行しながら巻き取られ
ていることであるから、コイルの品質としては好ましく
ない。コイルの巻き乱れは極力小さくすることが望まれ
ている。

【０００３】コイルの巻き乱れは、薄板がコイルに巻き
取られる瞬間に、その直下のコイル外周面との間に空気
を巻き込み、その空気が側面から排出されるまでの間に
薄板が幅方向にずれるために発生すると考えられる。し
たがってコイルの巻き乱れが発生したときは、巻き取り
速度を低下させるか、巻き取り張力を高くすれば、巻き
乱れを小さくすることが可能である。

【０００４】従来、巻き乱れの有無の検出は作業者の目
視により行っていた。しかしこの方法では、コイルの状
態を作業者が常時監視していなければならないため、労
力とコストがかかる。また高速で回転するコイルの巻き
乱れを目視で検出することは、熟練を要するだけでな
く、検出精度を高めることが困難である。

【０００５】本発明の目的は、薄板巻き取りコイルの巻
き乱れを自動的に検出する方法と、それに用いる装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による薄板巻き取
りコイルの巻き乱れ検出方法は、薄板を巻き取りつつあ
るコイルの外周面の位置と、そのコイル外周面位置又は
その付近におけるコイル側面の位置を検出し、検出した
コイル側面位置と設定値との比較によりコイル巻き乱れ
信号を得ることを特徴とする。

【０００７】また本発明による薄板巻き取りコイルの巻
き乱れ検出装置は、薄板を巻き取りつつあるコイルの外
周面の位置を検出する外周面位置検出手段と、検出した
コイル外周面位置又はその付近におけるコイル側面の位
置を検出する側面位置検出手段と、検出したコイル側面
位置と設定値との比較によりコイル巻き乱れ信号を作成
する比較手段とを備えていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】薄板を巻き取りつつあるコイルは外径が徐々に
拡大する。本発明においては、この外径が拡大しつつあ
るコイルの外周面の位置（コイル径方向における位置）
を検出し、そのコイル外周面位置又はその付近における
コイル側面の位置（コイル軸線方向における位置）を検
出する。これによって現在巻き取られつつある薄板の側
面がコイル軸線方向のどの辺に位置しているかを検出で
きる。このようにして検出したコイル側面位置を、予め
定められている設定値（許容位置又は最適位置など）と
比較すれば、コイル外周面又はその付近における巻き乱
れの有無又は程度を検出することができる。

【０００９】コイル外周面又はその付近における巻き乱
れが検出できれば、その信号によって巻き取り条件（張
力又は速度など）を変更して、巻き乱れが小さくなるよ
うに自動修正することが可能となる。

【００１０】

【実施例】

〔実施例１〕図１は本発明の第１の実施例を示す。図に
おいて、１１は冷間圧延された金属薄板を巻き取る巻き
取り機、１３は巻き取り機１１のドラムに巻き取られつ
つある薄板のコイルである。この装置は、コイル１３の
外周面の位置を検出する外周面位置検出器１５と、コイ
ル１３の側面の位置を検出する側面位置検出器１７とを
備えている。

【００１１】外周面位置検出器１５としては、渦電流式
変位計、レーザー式変位計などの非接触式変位計あるい
は接触式変位計を用いることができる。どちらかといえ
ば薄板を傷付けるおそれのない非接触式変位計を用いる
ことが好ましい。側面位置検出器１７としては、レーザ
ー式変位計などの非接触式変位計を用いることができ
る。接触式変位計は薄板の側縁を変形させるおそれがあ
るので好ましくない。

【００１２】外周面位置検出器１５はアクチュエータ
（エアシリンダ等）１９の可動体の先端に取り付けられ
ており、そのアクチュエータ１９の固定体は移動ブロッ
ク２１に固定されている。これによって外周面位置検出
器１５はコイル１３の軸線方向に移動可能であり、位置
検出を行う前進位置と、巻き上がったコイルの取り外し
等に邪魔にならない待避位置との間を往復できるように
なっている。一方、側面位置検出器１７は移動ブロック
２１の所定位置に固定されている。

【００１３】移動ブロック２１は、リニアガイド２３に
案内されてコイル１３の径方向に移動可能である。移動
ブロック２１はリニアガイド２３と平行に設置されたね
じ棒２５とかみ合っており、ねじ棒２５の回転により移
動する。ねじ棒２５はその一端側に設置されたステッピ
ングモーター２７により回転させられる。なお２９はス
テッピングモーター２７の回転角を検出するエンコーダ
ーである。

【００１４】外周面位置検出器１５は、その位置からコ
イル１３の外周面までの距離を検出する。外周面位置検
出器１５の検出信号は、第一の比較演算器３１に入力さ
れ、そこで設定値３３と比較される。この場合の設定値
３３は外周面位置検出器１５からコイル１３の外周面ま
での適正距離である。

【００１５】コイル１３の外径は徐々に大きくなる。外
周面位置検出器１５が検出したコイル外周面までの距離
が、設定値３３より小さくなると、第一の比較演算器３
１が修正信号を発生する。その信号に応じてモーター制
御回路３５はステッピングモーター２７を回転させる。
これによりねじ棒２５が回転し、移動ブロック２１が移
動して、外周面位置検出器１５のコイル外周面までの距
離を適正になるように修正する。以上の制御は、移動ブ
ロック２１をコイル１３の外周面の変位と共に移動させ
るための制御である。

【００１６】一方、側面位置検出器１７は移動ブロック
２１に固定され、その位置からコイル１３の側面までの
距離を検出する。側面位置検出器１７の移動ブロック２
１への固定位置は、側面位置検出器１７が、コイル外周
面位置又はその付近におけるコイル側面の位置を検出す
るように選定される。側面位置検出器１７の検出信号は
第二の比較演算器３７に入力され、そこで設定値３９と
比較される。この場合の設定値３９は側面位置検出器１
７からコイル１３の側面までの距離の許容範囲である。

【００１７】側面位置検出器１７が検出したコイル側面
の位置が設定値３９を超えると（すなわちコイル外周面
付近で巻き乱れが発生すると）、第二の比較演算器３７
が巻き乱れ信号を発生する。この巻き乱れ信号は、巻き
取り速度制御器４１、巻き取り張力制御器４３又は警報
器４５に送られ、薄板の巻き取り速度を低下させるか、
あるいは巻き取り張力を高める制御を行って、巻き乱れ
を小さくする。これにより巻き乱れ信号が発生しなくな
ったら、再び定常運転状態に戻す。なお図１に一点鎖線
で示す制御系４７はコンピュータで構成することができ
る。

【００１８】〔実施例２〕図２は本発明の第２の実施例
を示す。この実施例が実施例１と異なる点は、外周面位
置検出器１５と側面位置検出器１７がそれぞれ独自の移
動機構により移動するようになっていることである。

【００１９】すなわち、外周面位置検出器１５を進退可
能に支持するアクチュエータ１９は第一の移動ブロック
２１Ａに取り付けられ、第一のリニアガイド２３Ａ、第
一のねじ棒２５Ａおよび第一のステッピングモーター２
７Ａによって移動するようになっている。また側面位置
検出器１７は第二の移動ブロック２１Ｂに取り付けら
れ、第二のリニアガイド２３Ｂ、第二のねじ棒２５Ｂお
よび第二のステッピングモーター２７Ｂによって移動す
るようになっている。なお２９Ａ、２９Ｂはそれぞれス
テッピングモーター２７Ａ、２７Ｂの回転角を検出する
エンコーダーである。

【００２０】第一および第二のステッピングモーター２
７Ａ、２７Ｂはそれぞれ第一および第二のモーター制御
回路３５Ａ、３５Ｂによって制御される。通常の（コイ
ル巻き取り中の）巻き乱れ検出を行うときは、第一およ
び第二のモーター制御回路３５Ａ、３５Ｂは比較演算器
３１から同じ信号を入力するので、第一および第二のス
テッピングモーター２７Ａ、２７Ｂ、ねじ棒２５Ａ、２
５Ｂ、移動ブロック２１Ａ、２１Ｂは全く同じ動作をす
る。したがって側面位置検出器１７は実施例１と同様に
コイル１３の側面位置検出を行う。また側面位置検出器
１７の検出信号の処理の仕方も実施例１と同じである。

【００２１】このように本実施例の装置は、通常の巻き
乱れ検出については実施例１と全く同様に行うものであ
るが、移動機構を２系統に分割しておくと次のような利
点がある。すなわち、コイルを最後まで巻き取った時点
で、側面位置検出器１７のみを移動させて、巻き上がっ
たコイル１３の巻き取り状態の検査データをまとめてと
ることができる。この検査データはコイルの品質管理に
有用である。なお側面位置検出器１７のみの移動は、コ
イル１３の巻き取りが停止した後、第二のモーター制御
回路３５Ｂに外部から検査指令を入力することにより行
う。

【００２２】〔実施例３〕図３は本発明の第３の実施例
を示す。この実施例が実施例１と異なる点は、外周面位
置検出器１５を進退可能に支持するアクチュエータ１９
が定位置に固定されていることである。この構造の場合
は、外周面位置検出器１５が定位置でコイル１３の外周
面までの距離を検出する。外周面位置検出器１５の検出
値はモーター制御回路３５に入力され、モーター制御回
路３５は、その検出値に基づいて、側面位置検出器１７
がコイル外周面位置又はその付近におけるコイル側面の
位置を検出するように、ステッピングモーター２７を制
御する。

【００２３】上記以外の構成および動作は実施例１と同
様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省
略する。またこの実施例の場合も実施例２と同様にして
巻き終えたコイル１３の巻き取り状態の検査データをま
とめてとることが可能である。

【００２４】〔実施例４〕図４は本発明の第４の実施例
を示す。この実施例は、コイル１３の外周面位置と側面
位置を検出するのに、位置センサ列４９を用いたもので
ある。位置センサ列４９は、コイル１３の外径拡大に従
ってコイル１３の側面位置を検出するセンサが順次増加
していくように、コイル１３の側方に設置される。位置
センサ列４９の各センサは、その位置からコイル側面ま
での距離を検出する。

【００２５】位置センサ列４９の出力は各センサ毎に外
周面位置演算器５１と側面位置演算器５３に入力され
る。外周面位置演算器５１は、位置センサ列４９のセン
サの中からコイル１３の側面位置を検出している最も外
側のセンサを選び出し、その順位によってコイル１３の
外周面の位置を検出する。また側面位置演算器５３は、
外周面位置演算器５１によって選び出されたセンサが検
出する、コイル１３の側面の位置を算出する。この値が
コイル外周面位置付近におけるコイル側面の位置となる
から、これを比較演算器３７に入力して実施例１と同様
に処理すれば、巻き乱れ信号を得ることができる。

【００２６】〔実施例５〕図５は本発明の第５の実施例
を示す。この実施例は、コイル１３の外周面位置と側面
位置を検出するのに、テレビカメラ５５で撮影した画像
を用いるものである。テレビカメラ５５はコイル１３の
外周面と側面が交わる角の部分を撮影するように設置
し、その反対側に投光器５７と光散乱板（すりガラス
等）５９を設置する。

【００２７】この状態でテレビカメラ５５が撮影する画
像は、モニター６１に示すように、コイル部分が暗い影
１３ａとなり、それ以外の部分が光散乱板５９を通った
光で一様な明るさとなる。したがってコイルの外周面Ｒ
と側面Ｓが交わる角の部分Ｐを明瞭に示すものとなる。

【００２８】テレビカメラ５５で撮影した画像信号は画
像処理装置６３に入力され、そこで外周面Ｒと側面Ｓが
交わる角の部分Ｐの位置を検出するための画像処理を行
う。外周面位置演算器６５は処理された画像信号から外
周面Ｒのコイル径方向（ｙ軸方向）の位置を算出し、側
面位置演算器６７は、その外周面Ｒの端部のコイル軸線
方向（ｘ軸方向）の位置を算出する。このようにして得
られた値Ｐ（ｘ、ｙ）は、コイル外周面位置におけるコ
イル側面の位置を示すから、これを比較演算器３７に入
力して実施例１と同様に処理すれば、巻き乱れ信号を得
ることができる。

【００２９】〔実施例６〕図６は本発明の第６の実施例
を示す。この実施例も、コイル１３の外周面位置と側面
位置を検出するのに、テレビカメラ５５で撮影した画像
を用いるものであるが、この実施例では、スリット光投
光器６９でコイル１３の側面にスリット光を当て、コイ
ル１３の側面に映し出されたスリット光７１を、スリッ
ト光の投光方向と異なる角度からテレビカメラ５５で撮
影する方式を採用している。

【００３０】このようにするとテレビカメラ５５が撮影
する画像はモニター６１に示すようなものとなる。すな
わち撮影されたスリット光７１ａは、コイル１３の側面
の凹凸に応じてジグザクに折れ曲がったものとなる（コ
イル側面に凹凸がなければスリット光の画像は直線にな
る）。したがってスリット光７１ａの折れ曲がり状態か
らコイル側面の状態を検出することが可能である。

【００３１】テレビカメラ５５で撮影した画像信号は画
像処理装置６３に入力され、そこで撮影されたスリット
光７１ａから位置検出を行うのに必要な画像処理を行
う。外周面位置演算器６５は処理された画像信号から、
スリット光７１ａの先端部（コイル外周面部）のコイル
径方向（ｙ軸方向）の位置を算出する。また側面位置演
算器６７はスリット光７１ａの先端部のコイル軸線方向
（ｘ軸方向）の位置を算出する。このようにして得られ
た値Ｐ（ｘ、ｙ）は、コイル外周面位置におけるコイル
側面の位置を示すから、これを比較演算器３７に入力し
て実施例１と同様に処理すれば、巻き乱れ信号を得るこ
とができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、薄
板巻き取りコイルの巻き乱れを自動的に、高精度で検出
できるので、作業者による巻き乱れ監視の必要がなくな
り、労力とコストを低減できると共に、巻き乱れの小さ
い品質の良好なコイルの製造に大きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例を示す説明図。

【図２】 本発明の第２の実施例を示す説明図。

【図３】 本発明の第３の実施例を示す説明図。

【図４】 本発明の第４の実施例を示す説明図。

【図５】 本発明の第５の実施例を示す説明図。

【図６】 本発明の第６の実施例を示す説明図。

【符号の説明】

１３：コイル １５：外周面位置検出器 １７：側面位置検出器 １９：アクチュエータ ２１：移動ブロック ２３：リニアガイド ２５：ねじ棒 ２７：ステッピングモーター ３１：第一の比較演算器 ３３：設定値 ３５：モーター制御回路 ３７：第二の比較演算器 ３９：設定値 ４９：位置センサ列 ５５：テレビカメラ ６１：モニター ６３：画像処理装置 ６５：外周面位置演算器 ６７：側面位置演算器 ６９：スリット光投光器 ７１ａ：撮影されたスリット光

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薄板を巻き取りつつあるコイルの外周面の
   位置と、そのコイル外周面位置又はその付近におけるコ
   イル側面の位置を検出し、検出したコイル側面位置と設
   定値との比較によりコイル巻き乱れ信号を得ることを特
   徴とする薄板巻き取りコイルの巻き乱れ検出方法。
2. 【請求項２】薄板を巻き取りつつあるコイルの外周面の
   位置を検出する外周面位置検出手段と、検出したコイル
   外周面位置又はその付近におけるコイル側面の位置を検
   出する側面位置検出手段と、検出したコイル側面位置と
   設定値との比較によりコイル巻き乱れ信号を作成する比
   較手段とを備えていることを特徴とする薄板巻き取りコ
   イルの巻き乱れ検出装置。
3. 【請求項３】薄板を巻き取りつつあるコイルの外周面の
   位置を検出する外周面位置検出手段と、前記コイルの側
   面の位置を検出する側面位置検出手段と、前記外周面位
   置検出手段の検出信号に応じて、側面位置検出手段がコ
   イル外周面位置又はその付近でコイル側面の位置検出を
   行うように、側面位置検出手段を移動させる移動手段
   と、前記側面位置検出手段で得たコイル側面位置と設定
   値との比較によりコイル巻き乱れ信号を作成する比較手
   段とを備えていることを特徴とする薄板巻き取りコイル
   の巻き乱れ検出装置。
4. 【請求項４】薄板を巻き取りつつあるコイルの外周面と
   側面を撮影する撮像手段と、その撮像手段により得た画
   像信号を処理して、コイル外周面位置と、そのコイル外
   周面位置又はその付近におけるコイル側面位置を算出す
   る演算手段と、その演算手段で得たコイル側面位置と設
   定値との比較によりコイル巻き乱れ信号を作成する比較
   手段とを備えていることを特徴とする薄板巻き取りコイ
   ルの巻き乱れ検出装置。
5. 【請求項５】薄板を巻き取りつつあるコイルの側面にス
   リット光を照射する手段と、コイル側面に映し出された
   スリット光を撮影する撮像手段と、その撮像手段により
   得た画像信号を処理して、コイル外周面位置と、そのコ
   イル外周面位置又はその付近におけるコイル側面位置を
   算出する演算手段と、その演算手段で得たコイル側面位
   置と設定値との比較によりコイル巻き乱れ信号を作成す
   る比較手段とを備えていることを特徴とする薄板巻き取
   りコイルの巻き乱れ検出装置。