JPH0914933A - Coil take-up shape measuring method and device therefor and coil take-up shape monitoring device - Google Patents

Coil take-up shape measuring method and device therefor and coil take-up shape monitoring device

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JPH0914933A
JPH0914933A JP16648695A JP16648695A JPH0914933A JP H0914933 A JPH0914933 A JP H0914933A JP 16648695 A JP16648695 A JP 16648695A JP 16648695 A JP16648695 A JP 16648695A JP H0914933 A JPH0914933 A JP H0914933A
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spot light
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axis
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雅章 川上
Hideya Tanabe
英也 田辺
Hiroshi Sekine
宏 関根
Hifumi Tsukuda
一二三 佃
Takahiro Yamazaki
孝博 山崎
Yasuhiro Tsutsumi
泰洋 堤
Yukihisa Takabayashi
幸央 高林
Koji Fujiwara
弘次 藤原
Haruichi Ishimoto
晴一 石本
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Abstract

PURPOSE: To provide a coil take-up shape measuring method and device for measuring the take-up shape of the end face of a coil by one-dimensionally scanning spot beams and a coil take-up shape monitoring device. CONSTITUTION: Coil end base S is irradiated with spot light oscillated from a laser light source 1 scanned by one-dimensionally scanning with a scanning equipment 2 and, the image of the reflection light is picked up by a one- dimensional photoelectric transducing means 3, the one-dimensional picked-up image is converted to a digital signal and stored in an image storage circuit 6, the image signal is subjected to image processing and is inputted to a spot light irradiation position extraction circuit 7 to extract the spot light irradiation position. The coordinates of the spot light irradiation position are extracted by a coordinate point operation circuit 8 and a group of coordinates are stored at a coordinate point storage circuit 9, at the same time, a scanning position is detected by an operation position detection circuit 11 by the control of an operation control circuit 12 and a scanning mechanism 2 is driven on the basis of a scanning equipment control circuit 10, and a coil end face shape is measured by the one-dimensional scanning of the spot light.

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 for measuring the winding shape of a coil wound from a steel sheet using image processing technology, a measuring device therefor, and an abnormality in 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 sheet manufactured and treated in the pickling and surface treatment line is wound on a coil with a mandrel and then transported to the yard by an overhead crane. At this time, a hanging hook is inserted into the inner diameter portion of the coil. However, if the winding shape of the wound coil is uneven, there is a risk of damaging the coil end surface when inserting the hook. Therefore, at present, the operator visually inspects the end surface of the coil after winding up the steel sheet. If there were irregularities in the winding shape, the shaping operation was performed by hitting that portion and correcting it. Further, if correction is impossible, the coil may have to be rewound.

【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 coil winding shape was inspected by a visual inspector, but this is also a work at the coil winding site, which is dangerous. Further, in order to automate the shaping operation of the coil, labor saving of the visual inspection is a technical issue. 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 Unexamined Patent Publication No. 5-31528. In the figure, the laser device 20 and the line sensor camera 21 are integrally arranged on the side of the coil 24, and the laser device 20 irradiates the end surface of the coil 24 with spot light.
Using the relative distance between the coil 24 and the device when moving, the laser light irradiation position in the radial direction of the coil end surface is imaged by the line sensor camera 21, and the image signal is obtained by the computer 2.
2 and input the line image 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。
Further, as another example, Jikkou 62-37.
There is a coil shape measuring device disclosed in Japanese Patent No. 122.
Explaining with reference to FIG. 6, a beam (beam) 26 is erected over the transport line pit 25, and a frame 27 is fixed to the center position of the beam 26 on the transport line. This frame 2
A drive device 28 is attached to the upper end of 7, and a screw 31 is connected to the output shaft of the drive device 28 to connect the laser light source 32 and the light conversion element 3 to each other.
Box 3 with a built-in detection device consisting of 3 nuts 3
By fixing 1, the detection 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 so that the distance between the detecting device in the box 30 and the coil end surface becomes a predetermined value. After that, the winding shape of the coil 24 is measured by storing the output of the detection device in synchronization with the position of the coil being conveyed.

【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。
The conventional coil winding shape measuring apparatus as described above are all methods for measuring the coil winding shape by using the relative movement of the coil and the detecting apparatus. For example, it is extremely difficult to stably convey a coil, which is a heavy load exceeding 10 tons, at a constant speed. The coil moves while swinging on the conveyor. Therefore, if speed irregularity of the conveyor occurs, there is a drawback that the measurement accuracy of that portion deteriorates.

【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。
Further, when the coil transporting method is in the direction of the coil center axis, the method for measuring the coil winding shape requires stopping the transport of the coil and moving the detection device side to perform the measurement. There is a problem that it becomes a scale and causes a cost increase.

【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 the other one axis scanning uses movement by carrying the coil. 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-mentioned problems occur, 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。
The present invention has been made in view of the above problems, and a coil winding shape measuring method for measuring the winding shape of a coil end face by one-dimensionally scanning spot light, a measuring device therefor, and a coil winding. 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、スポット光照射手
段によってスポット光をコイル端面に一次元走査し、且
つ一次元光電変換手段によって前記スポット光の反射画
像を撮像して、前記スポット光照射手段によるスポット
光走査位置を検出し、前記一次元光電変換手段による線
画像から前記スポット光の反射位置を検出し、前記スポ
ット光走査位置と前記反射位置に基づいて前記コイル端
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方法であ
る。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the first invention is to perform one-dimensional scanning of spot light onto a coil end face by means of spot light irradiation means, and one-dimensional photoelectric conversion means. By capturing the reflected image of the spot light, detecting the spot light scanning position by the spot light irradiation means, detecting the reflected position of the spot light from the line image by the one-dimensional photoelectric conversion means, and scanning the spot light. The coil winding shape measuring method is characterized in that a two-dimensional position of the coil end surface is calculated based on the position and the reflection position to measure the shape of the coil end surface.

【0012】また、第2の発明は、スポット光照射手段
と、前記スポット光照射手段によってスポット光をコイ
ル端面に一次元走査する一次元走査手段と、前記スポッ
ト光の走査位置を検出する走査位置検出手段と、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
る一次元光電変換手段と、前記コイル端面に一次元走査
したスポット光の反射画像からコイル端面の二次元位置
を演算する演算手段と、を具備することを特徴とするコ
イル巻取形状測定装置である。
A second aspect of the invention is a spot light irradiating means, a one-dimensional scanning means for one-dimensionally scanning the end surface of the coil with the spot light by the spot light irradiating means, and a scanning position for detecting the scanning position of the spot light. Detecting means, one-dimensional photoelectric conversion means for picking up a reflected image of the spot light applied to the coil end surface, and calculation for computing the two-dimensional position of the coil end surface from the reflected image of the spot light one-dimensionally scanned on the coil end surface. And a coil winding shape measuring apparatus.

【0013】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、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。
According to a third aspect of the 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 y
It is placed at the coordinate (0, a) on the axis, and the light source is at the coordinate (xs, y
s), the spot light emitted from the light source at an angle α is one-dimensionally scanned on the coil end surface by the scanning means, and the reflected light from the coil end surface is imaged 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 coordinates (x) of the intersection of the spot light irradiation position and the x-axis.
t, 0) is extracted, the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position are calculated based on the following formula, and the coordinates (x, y) are calculated.
The coil winding shape measuring method is characterized in that the value of y) is stored in the second storage means and the coil winding side surface shape is measured.

【0014】x=〔(1−y/a)×xt〕, y=(ys×tanα−xt+xs)/(tanα−x
t/a)
X = [(1-y / a) × xt], y = (ys × tan α-xt + xs) / (tan α-x
t / a)

【0015】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、
However, a is y of the coordinate of the one-dimensional photoelectric conversion means.
Coordinates, xt is the x coordinate of the coordinate point where the reflected light axis of the reflected light from 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, and x is the spot light. The x coordinate of the irradiation position, y is the y coordinate of the spot light irradiation position,

【0016】また、第4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。
According to a fourth aspect of the 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 coordinates on the y-axis are ( 0, a)
And the one-dimensional photoelectric conversion means arranged at coordinates (xs, ys)
A light source disposed in the, a scanning means for one-dimensionally scanning the end surface of the coil with spot light emitted from the light source at an angle α; and a reflected light from the end surface of the coil is imaged by the one-dimensional photoelectric conversion means, A first storage unit for storing a one-dimensional image picked up by the one-dimensional photoelectric conversion unit;
The coordinates (xt, 0) of the intersection of the spot irradiation position and the x-axis are extracted based on the one-dimensional captured 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 calculation means for calculating the coordinates (x, y) of the spot irradiation position from the above, and a second storage means for storing the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position. Is a coil winding shape measuring device.

【0017】また、第5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。
A fifth aspect of the invention is characterized in that, in the fourth aspect of the invention, the optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is arranged substantially perpendicular to the measured range on the end face of the coil. Is a coil winding shape measuring device.

【0018】また、第6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 sixth aspect of the 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 coordinates on the y-axis ( 0, a)
And the one-dimensional photoelectric conversion means arranged at coordinates (xs, ys)
And a scanning unit for one-dimensionally scanning the coil end face at an angle α from the light source, and reflected light of the spot light from the coil end face is imaged by the one-dimensional photoelectric conversion unit to obtain the one-dimensional image. First storage means for storing a one-dimensional captured image captured by the photoelectric conversion means, and coordinates (x) of an intersection point of the spot irradiation position and the x-axis based on the one-dimensional captured image.
t, 0) to calculate 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 unit. A coordinate group (x, y) obtained from a coil winding shape measuring circuit device having a second storage means for storing
The coil winding shape monitoring device is characterized in that the coil winding shape abnormality signal is output when the coordinate (0, y) in the y-axis direction is monitored and exceeds a predetermined threshold value.

【0019】[0019]

【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。
[Function] FIG. 1 shows the coil winding shape measuring method of the present invention.
This will be described with reference to FIG. The light receiving part of the one-dimensional photoelectric conversion means is
It is arranged so as to face the spot light scanning surface by the spot light irradiation means, and means for one-dimensionally scanning the spot light by the spot light irradiation means in the radial direction of the coil end surface S of the coil A is provided. The reflected light of the spot light can be imaged by the one-dimensional photoelectric conversion means,
The light source is located at the coordinates (xs, ys) and the coordinates (xs, y)
s) irradiates the coil end surface S with spot light from the light source at the irradiation angle α, and the spot light irradiation position (reflection position) is extracted by performing image processing on the one-dimensional captured image (line image) by the reflected light of the coil end surface S. , The reflection optical axis that penetrates the spot light irradiation position 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 face are calculated as (1),
It is calculated by the equation (2). The value xt on the x-axis is calculated by the irradiation angle α of the spot light of the light source.

【0020】 x= (1−y/a)×xt …………(1) y=(ys×tanα−xt+xs)/(tanα−xt/a)…(2)X = (1-y / a) × xt (1) y = (ys × tan α−xt + xs) / (tan α−xt / a) (2)

【0021】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、
However, a is y of the coordinate of the one-dimensional photoelectric conversion means.
Coordinates, xt is the x coordinate of the coordinate point where the reflected light axis of the reflected light from 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, and x is the spot light. The x coordinate of the irradiation position, y is the y coordinate of the spot light irradiation position,

【0022】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 the coordinates (xt, 0) of the intersection of the reflected light axis penetrating the spot light irradiation position (reflection position) and the x axis are extracted, the formulas (1) and (2) are used. To calculate the coordinates (X, Y) of the spot light irradiation position,
The coil winding shape is measured by the coordinate group.

【0023】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 transport direction is the coil winding center line direction, and it is difficult to measure from the vertical direction of the coil end surface S. However, in the coil winding shape measuring device according to the present invention, the one-dimensional photoelectric conversion means is used. Since the light receiving portion is arranged to face the coil end surface, the irradiation angle α of the spot light obliquely applied to the coil end surface S and the radial direction of the coil end surface are set as the measured range. It prevents variations in the measurement resolution as a whole.

【0024】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), the one-dimensional scanning of the spot light is performed by changing at least one of xs, ys and the angle α. The coil winding shape can be measured by irradiating the measured area of the coil end surface and providing a means for detecting the amount of change in the xs, ys, and angle α.

【0025】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 based on the coordinates in the y-axis direction of the spot light irradiation position obtained from the coil-winding shape measuring device, and the value is a predetermined value. If it exceeds, it can be judged that the coil winding shape is abnormal and the coil transfer line can be stopped.

【0026】[0026]

【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 an embodiment of the coil winding shape measuring device and the coil winding shape monitoring device according to the present invention.

【0027】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。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。
In FIG. 1, the coil winding shape measuring device comprises a detection head 4 and a coil winding shape measuring circuit device 5. The detection head 4 emits a laser device 1 and a laser beam emitted from the laser device 1, for example. Coil end surface S of coil A
It is composed of a scanning device 2 such as a rotating mirror and a galvano mirror for irradiating the laser beam, and a one-dimensional photoelectric conversion means (hereinafter, linear array camera) 3. The spot light emitted from this 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 captured 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) and image-processed, and the brightness of the reflected light from the coil end surface S is increased. The spot light irradiation position is extracted by the average image by. 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, which has been image-processed by the coil winding shape measuring circuit device 5 to extract the features, 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 with reference to this x axis. Further, the central axis direction of the coil is the y-axis. The linear array camera 3 is arranged at the coordinate a on the y axis. Spot light source has coordinates (xs, ys)
To place. The light receiving surface of the linear array camera 3 is arranged so as to face the coil end surface S of the coil A. For example, the positions of the linear array camera 3, the coil end surface S of the coil A, and the spot light source are 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.
2 are assigned the same symbols as 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, the 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, and a scanning device control circuit 10. And 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 spot light 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 spot light irradiation positions. The coordinate point calculation circuit 8 calculates the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position based on the coordinates a on the y axis of the linear array camera 3, the coordinates xt, the irradiation angle α, and the coordinates (xs, ys) of the spot light source. . This coordinate (x,
y) is stored in the coordinate point storage circuit 9. When the scanning position detection circuit 11 completes a series of calculations and storages for outputting the scanning position of the scanning device 2, the calculation 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 The arithmetic control circuit 12 controls these circuits based on the coil winding shape arithmetic 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 processed by rolling, pickling, etc. is wound up on the mandrel 15, then placed on the coil car 13 and conveyed by the conveyance line 14 to the ceiling crane suspension position. A photoelectric sensor or the like for detecting the presence or absence of the coil A is installed in the middle of the transfer line 14,
The photoelectric sensor detects the coil A placed on the coil car 13 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。
Then, the spot light emitted from the laser device 1 through 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。
The image pickup 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. The image storage circuit 6 is, for example, an image mesh of 2048 points, and the brightness of each point is A / D converted 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. In the spot light irradiation position extraction circuit 7, the pixel signal is binarized by a preset threshold value, and the spot light irradiation position is extracted. So-called points whose brightness is brighter than the threshold value are extracted by averaging processing 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 that time, the coordinate point calculation circuit 8 coordinates (x, y) of the spot light irradiation position.
Is calculated by the equations (1) and (2) shown above.
The coordinate (x, y) data 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, which will be described with reference to the flowchart thereof.

【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 to set the spot light to the initial position by the primary scanning means, and the scanning device 2 starts irradiation from the initial position. As shown in step S2, the linear array camera 3 (one-dimensional photoelectric conversion means) obtains the one-dimensional captured image. Then, in step S3, the one-dimensional captured image captured by the linear array camera 3 is 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。
After that, in step S4, the pixel signal stored in the image storage circuit 6 is called up, and the spot light irradiation position extraction circuit 7 extracts pixels having a brightness equal to or higher than a predetermined threshold value. From this, the coordinate xt on the x-axis is calculated. In addition, when a one-dimensional semiconductor position detecting element (PSD) is used as another example, the bright spot position is obtained as an electric signal, and thus the spot light irradiation position is obtained by A / D conversion.

【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。
After that, the process proceeds to step S5, in which the coordinate point calculation circuit 8 calculates, based on the equations (1) and (2) described above,
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, in step S7, when the calculation at the first spot light position is completed, the calculation control circuit 12 gives a command to the scanning device control circuit 10 so that the scanning device 2 outputs the spot light to the next spot light position. To 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。
In step S8, if the spot light position has not reached the final position, the position of the spot light is updated again and the irradiation of the spot light is repeated until the spot light position reaches the end position. The coordinates of the spot light irradiation position are repeatedly stored, and when the end point position is reached, the calculation and storage processing in a series of image processing is completed in this way. The shape measurement of the coil end surface 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。
When the pixel signal for one image is stored in the coordinate point storage circuit 9 through the above processing steps, the data of the coordinate group stored in the coordinate point storage circuit 9 is sent to the coil winding shape monitoring device 16. It is 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. When the degree of protrusion in the y-axis direction exceeds a predetermined threshold value,
When it is determined that the coil winding shape is abnormal, a winding abnormality signal is output and the conveyance of the coil A is stopped.

【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 reference coil end surface S is set as the x-axis, and the linear array camera 3 is arranged at the coordinate a on the y-axis, that is, the coordinate (0, a). Are located at coordinates (xs, ys). The spot light is applied to the coil end surface S of the coil A by the scanning device 2 at an angle α.

【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 imaged image, and the coordinates (xt, 0) of the point where the reflection optical axis of the reflected light incident on the linear array camera 3 from the spot light irradiation position and the x axis intersect. 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 coordinate group of spot light irradiation positions. On the other hand, in the coil winding shape monitoring device 16, the coil winding shape is measured by the CRT 1 based on the coordinate group from the coil winding shape measuring circuit device 5.
7 and the coil winding shape is monitored. The coil winding shape monitoring device 16 outputs an abnormality signal that the coil winding shape is abnormal if the coil shape is abnormal, for example, if the unevenness of the coil winding surface is a predetermined value or more. On the basis of the coil winding shape abnormality signal, a coil feeding stop signal is manually input to the coil winding shape monitoring device 16 to stop the feeding line 14. Alternatively, the conveyance 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 360 degrees as the radial direction around the coil winding central axis. Further, it is preferable that the optical axis plane of the one-dimensional photoelectric conversion means is arranged 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, the detection head is installed at a position more than 1/2 of the maximum coil outer diameter (measurement range) from the center line of the coil transfer line, and the radial direction above or below the coil end surface is defined as the measurement range. To 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 spot light irradiation angle α. For example, xs, ys, angle Change at least one of α,
It is apparent that the coil winding shape can be measured by making it possible to irradiate the measured area on the end surface of the coil with 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) It is necessary to perform relative movement between the entire measuring device and the coil by one-dimensionally scanning the spot light source and measuring the shape of the coil end face by the one-dimensional image (line image) obtained by the reflection image. There is an advantage that the measurement accuracy is not deteriorated due to the speed unevenness when the coil is moved, and there is no limitation 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 with a strong output such as a laser beam, there is an advantage that it is less susceptible to the influence of background light and changes in the surface properties, shape and oiling state of the coil end surface, 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 to the coil winding shape monitoring device, there is an advantage that the coil shape abnormality can be automated and the labor required for the monitoring staff at the manufacturing site can be saved.

【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) It is also possible to automatically stop the coil transfer line by outputting a coil winding shape abnormality detection signal from the coil winding shape monitoring device, which is extremely effective for manufacturing steel sheets and the like. 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 illustrating 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 view showing an embodiment of the coil winding shape measuring device and the 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 an embodiment of the coil winding shape measuring device and the 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 view 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 view showing a conventional coil winding shape measuring device.

【符号の説明】 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[Description of Reference Signs] 1 laser light source 2 scanning device 3 linear array camera (one-dimensional photoelectric conversion means) 4 detection head 5 coil winding shape measurement 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 Arithmetic control circuit 13 Coil car 14 Transfer 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 (71)出願人 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (71) Applicant 000002118 Sumitomo Metal Industries, Ltd. 4-53-3 Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka (72) Inventor Masaaki Kawakami 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Date Inside the Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor Hideya Tanabe 1-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Day Inside the Steel Pipe Co., Ltd. (72) Hiroshi Sekine 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Steel Pipe Co., Ltd. (72) Inventor, Ichizo Tsukuda 1-chome, Mizushima Kawasaki-dori, Kurashiki City, Okayama Prefecture (no address) Inside Kawashima Steel Co., Ltd. Mizushima Works (72) Inventor Takahiro Yamazaki 1 Address Kawasaki Steel Co., Ltd. Chiba Steel Works (72) Inventor Yasuhiro Tsutsumi 1-318 Wakihamacho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Inside Kobe Steel Works, Ltd. (72) Invention Yukio Takabayashi 1-3-18 Wakihamacho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Inside Kobe Steel Works (72) Inventor Koji Fujiwara 4-53-3 Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. (72) Inventor Seiichi Ishimoto 1850 Minato Minato, Wakayama, Wakayama Sumitomo Metal Industries, Ltd. Wakayama Works

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スポット光照射手段によってスポット光
をコイル端面に一次元走査し、且つ一次元光電変換手段
によって前記スポット光の反射画像を撮像して、前記ス
ポット光照射手段によるスポット光走査位置を検出し、
前記一次元光電変換手段による線画像から前記スポット
光の反射位置を検出し、前記スポット光走査位置と前記
反射位置に基づいて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方法。
1. The spot light irradiating means performs one-dimensional scanning of the spot light on the end surface of the coil, and the one-dimensional photoelectric converting means captures a reflected image of the spot light to determine the spot light scanning position by the spot light irradiating means. Detect and
The reflection position of the spot light is detected from the line image by the one-dimensional photoelectric conversion means, the two-dimensional position of the coil end face is calculated based on the spot light scanning position and the reflection position, and the shape of the coil end face is calculated. A coil winding shape measuring method characterized by measuring.
【請求項2】 スポット光照射手段と、前記スポット光
照射手段によってスポット光をコイル端面に一次元走査
する一次元走査手段と、前記スポット光の走査位置を検
出する走査位置検出手段と、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一次元光電変換手
段と、前記コイル端面に一次元走査したスポット光の反
射画像からコイル端面の二次元位置を演算する演算手段
と、を具備することを特徴とするコイル巻取形状測定装
置。
2. A spot light irradiating device, a one-dimensional scanning device for one-dimensionally scanning the end face of the coil with the spot light by the spot light irradiating device, a scanning position detecting device for detecting a scanning position of the spot light, and the coil. A one-dimensional photoelectric conversion means for picking up a reflection image of the spot light applied to the end surface, and a calculation means for calculating a two-dimensional position of the coil end surface from the reflection image of the spot light one-dimensionally scanned on the coil end surface. A coil winding shape measuring device characterized by the above.
【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、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、
3. The optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is the y-axis,
When 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 coordinated on the y-axis (0,
a), the light source is arranged at coordinates (xs, ys), the spot light emitted from the light source at an angle α is one-dimensionally scanned on the coil end face by the scanning means, and the reflected light from the coil end face is obtained. Is imaged 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 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 formula, and the value of the coordinates (x, y) is stored in the second storage means. A coil winding shape measuring method, characterized in that the coil winding side surface shape is measured. x = [(1-y / a) × xt] y = (ys × tan α−xt + xs) / (tan α−x
t / a) where a is the y coordinate of the coordinate of the one-dimensional photoelectric conversion means, xt is the x coordinate of the coordinate point where the reflected light axis of the reflected light from the light source and the x axis intersect, 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4】 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。
4. The optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is the y-axis,
When 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 the coordinates (0, a) on the y-axis and the light source arranged at the coordinates (xs, ys). When,
Scanning means for one-dimensionally scanning the end face of the coil with spot light emitted from the light source, and reflected light from the end face of the coil is imaged by the one-dimensional photoelectric conversion means, and the one-dimensional photoelectric conversion means First storage means for storing the captured one-dimensional captured image, and coordinates (xt, 0) of the intersection of the spot irradiation position and the x-axis are extracted based on the one-dimensional captured image information stored in the first storage means. , The coordinates of the intersection (x
t, 0) and a coordinate point calculation means for calculating 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5】 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。
5. The coil winding shape measuring apparatus according to claim 4, wherein an optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is arranged substantially perpendicular to a measured range on the coil end surface.
【請求項6】 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。
6. The optical axis of the one-dimensional photoelectric conversion means is the y-axis,
When 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 the coordinates (0, a) on the y-axis and the light source arranged at the coordinates (xs, ys). When,
Scanning means for one-dimensionally scanning the coil end surface from the light source at an angle α, and reflected light of the spot light from the coil end surface is imaged by the one-dimensional photoelectric conversion means, and imaged by the one-dimensional photoelectric conversion means. First storage means for storing a one-dimensional imaged image, and coordinates (xt, 0) of the intersection of the spot irradiation position and the x-axis are extracted based on the one-dimensional imaged image to coordinate the spot (x). , Y) for calculating the coil winding shape, and a second storage means for storing the coordinates (x, y) of the spot light irradiation position of the spot light by the coordinate point calculation means. A coil winding, wherein the coordinate (0, y) in the y-axis direction of the coordinate group (x, y) obtained from the device is monitored and a coil winding shape abnormality signal is output when the coordinate exceeds a predetermined threshold value. Shape monitoring device.
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