JPH08324886A - 巻枠の鍔の変形測定方法および装置 - Google Patents

巻枠の鍔の変形測定方法および装置

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JPH08324886A
JPH08324886A JP13354395A JP13354395A JPH08324886A JP H08324886 A JPH08324886 A JP H08324886A JP 13354395 A JP13354395 A JP 13354395A JP 13354395 A JP13354395 A JP 13354395A JP H08324886 A JPH08324886 A JP H08324886A
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JP
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reel
measuring
rotation angle
deformation
flange
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JP13354395A
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Inventor
Sadahiro Kubo
禎宏 久保
Yuichi Toyoda
裕一 豊田
Takayuki Ota
隆之 太田
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Winding Filamentary Materials (AREA)
  • Filamentary Materials, Packages, And Safety Devices Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】鍔の変形測定に必要な測定値を全周にわたって
自動取得することによって、巻枠の鍔変形の全周に亘る
正確で迅速な測定を可能とする。 【構成】回転自在とした巻枠10の径方向に移動する測
定ヘッド6を鍔1間に設ける。巻枠10を回転の原点位
置にセットし、制御装置13で移動駆動装置9を制御し
て測定ヘッド6を巻胴2から鍔縁12までステップ状に
後退させながら、測定ヘッド6から両鍔面1a、1bま
での最短距離L、L′を測定していく。このとき位置セ
ンサ7で測定ヘッド6の巻枠半径方向位置rを、回転角
度センサ5で巻枠10の回転角度θを測定する。測定
後、制御装置13で回転駆動装置4を制御して巻枠10
を所定角度回転させ、測定を繰り返す。これを巻枠10
が1回転するまで行う。得られた巻枠半径方向位置r、
最短距離L、L′、回転角度θに基づき、両鍔間の寸法
および鍔の回転軸3に対する直角度を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、巻枠の鍔の変形測定方
法および装置に係り、特に、測定ヘッドを使用し巻枠の
回転を制御することによって、鍔の変形測定に必要なデ
ータを自動取得するようにしたものに関する。
【0002】
【従来の技術】鍔の変形したドラムまたはボビン(以
下、巻枠という)を生産工程で使用すると電線などの製
品の巻不良となる。製品巻不良は次工程で巻きほぐす場
合、もつれの原因や製品表面に傷が付く原因となる。し
たがって、巻枠の良否を判定するために巻枠の鍔の変形
を測定することが重要になる。
【0003】この鍔変形を測定するには、従来は、作業
者がスケールおよび角度定規、または限界ゲージなどを
使って、図6に示すように、主に両鍔間距離Bと、鍔1
の広がり角度δないし広がり寸法Aとを全周に亘って測
定していた。
【0004】しかし、上述した従来の鍔変形の測定は手
作業であったため、巻枠全周に亘る正確な測定が困難で
あり、そのため全周に亘って測定されない場合が多かっ
た。また、巻枠の測定が面倒で、付加価値の少ない仕事
でもあるため、作業者から敬遠されがちで、作業を怠っ
たために、変形した巻枠を生産工程で使用してしまうケ
ースもあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
鍔変形の測定は手作業であったため、巻枠全周に亘る正
確で迅速な測定が困難であった。また、手作業の内容が
あまりにも複雑なため、それをそのまま自動化すること
が困難であり、省人化ができなかった。
【0006】本発明の目的は、鍔の変形測定に必要なデ
ータを全周にわたって自動取得することによって、上述
した従来技術の問題点を解消して、巻枠の鍔変形の正確
で迅速な測定を可能とした巻枠の鍔の変形測定方法およ
び装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の巻枠の鍔の変形
測定方法は、測定ヘッドの移動および巻枠の回転を制御
することによって巻枠の鍔の変形を測定する方法であっ
て、回転軸を中心に巻枠を所定回転角度づつ回転させ、
所定回転角度毎に巻枠の両鍔間に配置した測定ヘッドを
巻枠の半径方向に移動して、所定移動距離毎に測定ヘッ
ドの巻枠半径方向位置r、巻枠半径方向位置rにおける
測定ヘッドから一方の鍔面までの最短距離Lおよび他方
の鍔面までの最短距離L′を測定するとともに、そのと
きの巻枠回転角度θを測定し、これを1回転するまで繰
り返し、測定した巻枠半径方向位置r、両鍔面までの最
短距離L、L′、回転角度θに基づいて、両鍔間の寸
法、および鍔の回転軸に対する直角度を演算して、巻枠
の鍔の変形を測定するものである。
【0008】また、本発明の巻枠の鍔の変形測定装置
は、巻枠を回転自在に支持する回転軸と、回転軸を回転
して巻枠を回転させる回転駆動手段と、巻枠の両鍔間で
巻枠の径方向に移動自在に設けられ、移動地点から一方
の鍔面までの最短距離L、および他方の鍔面までの最短
距離L′を測定する測定ヘッドと、測定ヘッドを移動さ
せる移動駆動手段と、測定ヘッドの巻枠半径方向位置r
を測定する位置センサと、回転軸を中心とした巻枠の回
転角度θを測定する回転角度センサと、制御手段と、演
算手段とを備えた巻枠の鍔の変形測定装置であって、制
御手段は、巻枠を所定回転角度づつ回転制御させるとと
もに、所定回転角度毎に測定ヘッドを巻枠の半径方向に
移動制御させるものであり、演算手段は、所定回転角度
毎に、測定ヘッドが半径方向に移動する際に、位置セン
サの巻枠半径方向位置r、測定ヘッドの両鍔面までの最
短距離L、L′、回転角度センサの巻枠回転角度θが入
力され、これらに基づいて両鍔間の寸法、および鍔の巻
枠回転軸に対する直角度を演算して出力するものであ
り、この出力から巻枠の鍔の変形を測定するようにした
ものである。
【0009】これらの場合において、測定ヘッドを複数
にして同時に複数箇所の最短距離L、L′を測定できる
ようにしたり、あるいは巻枠を連続回転して測定値が連
続して得られるようにしてもよい。
【0010】
【作用】図5に示すように、鍔までの距離を測定する測
定ヘッド6を採用し、制御装置により回転軸3を中心に
巻枠10を回転させ、かつ測定ヘッド6を巻枠10の半
径方向(図中矢印)に移動させることにより、両鍔間隔
Wと、鍔の回転軸に対する直角度δを次のように測定す
る。
【0011】図5(a)、(b)に示すように、測定ヘ
ッド6から一方の鍔面1aまでの最短距離Li 、および
他方の鍔面1bまでの最短距離L′i を測定する。ま
た、図5(c)に示すように、巻枠半径方向位置r1
おける測定ヘッド6から一方の鍔面1aまでの最短距離
1 と、移動後の巻枠半径方向位置r2 における測定ヘ
ッド6から一方の鍔面1aまでの最短距離L2 とを測定
する。これらの測定は、巻枠10を一回転させる過程
で、所定の回転角度毎に行い、そのときの巻枠回転角度
θも測定する。
【0012】測定後、最短距離Li 、L′i から次式に
基づいて両鍔間隔Wを演算する。
【0013】 W=Li +L′i +w (1) 但し、wは大きさをもつ測定ヘッドの寸法補正値 また、巻枠半径方向位置r1 、r2 、最短距離L1 、L
2 から次式に基づいて巻枠の回転軸に対する直角度δを
演算する。
【0014】 δ=tan-1(L2 −L1 )/(r2 −r1 ) (2) そして、これらの演算結果から巻枠の円周方向、半径方
向の鍔の変形が測定できる。
【0015】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図1は本
実施例による巻枠の鍔の変形測定装置の概略斜視図であ
る。
【0016】本装置は、巻枠10を回転自在に支持する
回転軸3と、ベルトを介して回転軸3を回転して巻枠1
0を回転させる回転駆動装置4と、巻枠10の両鍔1、
1間で巻枠10の径方向に移動自在に設けられ、移動地
点から一方の鍔面1aまでの最短距離L、および他方の
鍔面1bまでの最短距離L′を測定する測定ヘッド6
と、測定ヘッド6を先端に取り付けたスライダ8を有
し、このスライダ8を進退させることによって測定ヘッ
ド6を移動させる移動駆動装置9と、測定ヘッド6の巻
枠半径方向位置rを測定する位置センサ7と、回転軸3
を中心とした巻枠10の回転角度θを測定する回転角度
センサ5と、コンピュータ14とを備えている。
【0017】ここで、例えば、測定ヘッド6は非接触で
距離を測定することができる反射型の光センサ、位置セ
ンサ7はマグネスケール、回転角度センサ5はロ−タリ
エンコーダで構成することができる。
【0018】コンピュータ14の制御装置13は、制御
信号を回転駆動装置4に出力して、図2に示すように、
巻枠10を所定分割角度βづつステップ回転させて1回
転するように制御する。また、移動駆動装置9に制御信
号を出力して、巻枠10が所定の回転角度θ(=i・
β)に達する毎に、測定ヘッド6を、両鍔1間で、巻胴
2の近傍、すなわち鍔の付根付近0から鍔の縁12付近
mまで後退させるように制御する。この後退制御はステ
ップ状に行い、その回数は半径方向に鍔1を分割した数
のm回分行う。また、測定ヘッド6の1ストロークは、
巻枠10を円周方向に分割した数のn回分行う。なお、
測定ヘッド6は、鍔縁12近傍位置mから付根近傍位置
0まで前進するように、あるいは所定の回転角度に達す
る毎に後退して測定する場合と、前進して測定する場合
を交互に切替えるように制御してもよい。
【0019】このように巻枠10および測定ヘッド6を
制御することにより、コンピュータ14の演算装置11
には、所定の回転角度毎に、測定ヘッド6の1ストロー
ク分の、位置センサ7からの巻枠半径方向位置r、r位
置での測定ヘッド6からの左右の鍔面1a、1bまでの
最短距離L、L′、回転角度センサ5からの巻枠10の
巻枠回転角度θ(=iβ)が入力される。その入力によ
り、次に説明するフローチャートで示すように、両鍔1
間の寸法および鍔の回転軸に対する直角度を演算で求め
る。
【0020】図3は演算装置11のソフトウェアを示す
フローチャートである。
【0021】まず、ステップ301で初期設定をする。
巻枠鍔径D0 、巻枠胴径Db 、鍔測定円周分割数n、鍔
半径方向測定箇所数m、巻枠幅補正値w、測定ヘッド半
径方向位置補正値△rとし、i=0、k=0とする。
【0022】図2から明らかなように、 r(−1)=Db /2+Δr (3) α=(D0 −Db )/2・(m−1) (4) β=360°/n (5) となる。
【0023】なお、r(−1)は半径方向初期値であ
り、r(k)はkまでの距離、r(m)はmまでの距離
である。
【0024】次に、ステップ302で移動駆動装置9を
制御して巻枠回転中心Cから測定ヘッド6までの距離が r(k)=r(k−1)+k・α (6) となるように測定ヘッド6を移動させる。このとき位置
センサ7で測定される測定ヘッド6の巻枠半径方向位置
r(k)を演算装置11へデータ伝送する。
【0025】次に、ステップ303で測定ヘッド6から
一方の鍔面1aまでの距離Lki、および他方の鍔面1b
までの距離L′kiを測定ヘッド6で測定し、その測定値
を演算装置11へデータ伝送する。
【0026】そして、ステップ304で巻枠10の原点
位置0からの回転角i×βを回転角度センサ5から出力
して、演算装置11へデータ伝送する。
【0027】iの値を1つインクリメントし、回転駆動
装置4により巻枠10をβだけ回転させてから、iの値
がnに達するまで上記ステップ302〜306を繰り返
す(ステップ305〜307)。iがnに達したら、k
の値を1つインクリメントした後、kの値がmに達する
まで上記ステップ302〜308を繰り返す(ステップ
308〜309)。kの値がmに達したら終了する。
【0028】ステップ301〜304によって、r
(k)、Lki、L′ki、iβがデータ伝送された演算装
置11では、次のような組合わせデータとして記憶す
る。
【0029】 [{r(k),Lki、L′ki,iβ}i=0 〜n k=0 〜m (7) この組合わせデータに基づき、次式から鍔間隔Wki、鍔
の巻枠回転軸に対する直角度δk,k+1,i を演算する(ス
テップ310)。
【0030】 Wki=Lki+L′ki+w (8) δk,k+1,i =tan-1(L(k+1)i−Lki)/(r(k+1)−r(k)) (9) この演算結果から鍔の変形出力をプリントアウトする
(ステップ311)。これをもとに、巻枠の良否を判定
する。
【0031】以上述べたように本実施例により巻枠の鍔
の変形測定の自動化ができるようになったので、円周方
向、半径方向の変形量を正確かつ、迅速に測定すること
ができ、測定時間の短縮化が図れる。したがって、巻枠
の測定が面倒だとか、付加価値の少ない仕事であるとか
の理由で、作業者から敬遠されることもなくなり、変形
した巻枠が生産工程で使用されてしまうケースもなくな
る。
【0032】なお、上記実施例では巻枠を1回転させた
ときの測定値に基づいて鍔の形状を演算するようにした
が、2回転以上させて平均値を出すようにしてもよい。
【0033】また、図4に示すように、鍔の付根から鍔
の縁までカバーするように複数の測定ヘッド6を一列に
並べて、各測定ヘッド6から両鍔面1a、1bまでの最
短距離を同時に測定するようにした場合には、測定ヘッ
ド6は固定のままで移動させなくてもよい。
【0034】また、上述した実施例では、巻枠をステッ
プ的に回転させ、測定ヘッドから鍔面までの距離測定は
巻枠の回転を停止した状態で行い、距離データを不連続
データとして取り出すようにしたが、巻枠を連続的に回
転させ、鍔面までの距離データも連続量で取り出すよう
にしてもよい。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、鍔の変形測定を自動化
したので、円周方向、半径方向の鍔の変形量を正確かつ
迅速に測定することができる。
【0036】また、測定ヘッドを複数設けた場合には、
各測定ヘッドから同時に最短距離データが取れるので、
測定ヘッドを固定とすることができ、移動駆動手段、位
置センサを省略して簡素化を図ることができる。
【0037】また、巻枠の回転および測定ヘッドの移動
を連続して行うと制御が容易になり、データも連続的に
取り出すことができるので、高精度な測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による巻枠の鍔の変形測定装置
の概略斜視図である。
【図2】本実施例の測定データの説明図である。
【図3】本実施例の演算装置のフローチャートである。
【図4】他の実施例による巻枠の鍔の変形測定装置の要
部の概略斜視図である。
【図5】本発明の巻枠の測定箇所を示す説明図である。
【図6】従来例の巻枠の測定箇所を示す説明図である。
【符号の説明】
1 鍔 1a 鍔面 1b 鍔面 3 回転軸 4 回転駆動装置 5 回転角度センサ 6 測定ヘッド 7 位置センサ 10 巻枠 11 演算装置 12 鍔の縁 13 制御装置 L 一方の鍔までの最短距離 L′ 他方の鍔までの最短距離 r 測定ヘッドの巻枠半径方向位置 θ 巻枠の回転角度

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定ヘッドの移動および巻枠の回転を制御
    することによって巻枠の鍔の変形を測定する方法であっ
    て、回転軸を中心に巻枠を所定回転角度づつ回転させ、
    所定回転角度毎に巻枠の両鍔間に配置した測定ヘッドを
    巻枠の半径方向に移動して、所定移動距離毎に測定ヘッ
    ドの巻枠半径方向位置r、巻枠半径方向位置rにおける
    測定ヘッドから一方の鍔面までの最短距離Lおよび他方
    の鍔面までの最短距離L′を測定するとともに、そのと
    きの巻枠回転角度θを測定し、これを1回転するまで繰
    り返し、測定した巻枠半径方向位置r、両鍔面までの最
    短距離L、L′、回転角度θに基づいて、両鍔間の寸
    法、および鍔の回転軸に対する直角度を演算して、巻枠
    の鍔の変形を測定する巻枠の鍔の変形測定方法。
  2. 【請求項2】複数の測定ヘッドを使用し、巻枠の回転を
    制御することによって巻枠の鍔の変形を測定する方法で
    あって、1転軸を中心に巻枠を回転させ、所定回転角度
    毎に、巻枠の両鍔間で巻枠の径方向に沿って配置した複
    数の各測定ヘッドから一方の鍔面までの最短距離Lおよ
    び他方の鍔面までの最短距離L′を測定するとともに、
    そのときの巻枠回転角度θを測定し、これを1回転する
    まで繰り返し、各測定ヘッドから両鍔面までの最短距離
    L、L′、回転角度θに基づいて、両鍔間の寸法、およ
    び鍔の回転軸に対する直角度を演算して、巻枠の鍔の変
    形を測定する巻枠の鍔の変形測定方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の巻枠の鍔の変形
    測定方法において、巻枠を連続回転させて、測定を連続
    測定するようにした巻枠の鍔の変形測定方法。
  4. 【請求項4】巻枠を回転自在に支持する回転軸と、回転
    軸を回転して巻枠を回転させる回転駆動手段と、巻枠の
    両鍔間で巻枠の径方向に移動自在に設けられ、移動地点
    から一方の鍔面までの最短距離L、および他方の鍔面ま
    での最短距離L′を測定する測定ヘッドと、測定ヘッド
    を移動させる移動駆動手段と、測定ヘッドの巻枠半径方
    向位置rを測定する位置センサと、回転軸を中心とした
    巻枠の回転角度θを測定する回転角度センサと、制御手
    段と、演算手段とを備えた巻枠の鍔の変形測定装置であ
    って、制御手段は、巻枠を所定回転角度づつ回転制御さ
    せるとともに、所定回転角度毎に測定ヘッドを巻枠の半
    径方向に移動制御させるものであり、演算手段は、所定
    回転角度毎に、測定ヘッドが半径方向に移動する際に、
    位置センサの巻枠半径方向位置r、測定ヘッドの両鍔面
    までの最短距離L、L′、回転角度センサの巻枠回転角
    度θが入力され、これらに基づいて両鍔間の寸法、およ
    び鍔の巻枠回転軸に対する直角度を演算して出力するも
    のであり、この出力から巻枠の鍔の変形を測定する巻枠
    の鍔の変形測定装置。
  5. 【請求項5】巻枠を回転自在に支持する回転軸と、回転
    軸を回転して巻枠を回転させる回転駆動手段と、巻枠の
    両鍔間で巻枠の径方向に沿って複数個配置されるととも
    に、各配置点から一方の鍔面までの最短距離L、および
    他方の鍔面までの最短距離L′を測定する測定ヘッド
    と、巻枠回転軸を中心とした巻枠の回転角度θを測定す
    る回転角度センサと、制御手段と、演算手段とを備えた
    巻枠の鍔の変形測定装置であって、制御手段は、巻枠を
    所定回転角度づつ回転制御させるものであり、演算手段
    は、所定の回転角度毎に、各測定ヘッドの両鍔面までの
    最短距離L、L′、回転角度センサの巻枠回転角度θが
    入力され、これらに基づいて両鍔間の寸法、および鍔の
    回転軸に対する直角度を演算して出力するものであり、
    この出力から巻枠の変形を測定する巻枠の鍔の変形測定
    装置。
  6. 【請求項6】請求項4または5に記載の巻枠の鍔の変形
    測定装置において、上記制御手段が回転制御させる巻枠
    を連続回転させ、演算手段に測定値が連続入力されるよ
    うにした巻枠の鍔の変形測定装置。
JP13354395A 1995-05-31 1995-05-31 巻枠の鍔の変形測定方法および装置 Pending JPH08324886A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1048601A1 (de) * 1999-04-30 2000-11-02 Schärer Schweiter Mettler AG Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens
CN103604695A (zh) * 2013-10-24 2014-02-26 西安交通大学 一种通过恒力接触实现材料径向形变测量的作动装置
CN103698074A (zh) * 2013-12-27 2014-04-02 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 用于大型预应力钢丝缠绕机架残余预紧力的在线监测方法

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