JP3155681B2 - 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 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００１３】 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、

【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。

【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。

【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。

【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。

【００１９】 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、

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【図５】従来のコイル巻取形状測定装置を示す図であ
る。

【図６】従来のコイル巻取形状測定装置を示す図であ
る。

【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

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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、
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。