JPH02643B2 - - Google Patents
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- JPH02643B2 JPH02643B2 JP23949883A JP23949883A JPH02643B2 JP H02643 B2 JPH02643 B2 JP H02643B2 JP 23949883 A JP23949883 A JP 23949883A JP 23949883 A JP23949883 A JP 23949883A JP H02643 B2 JPH02643 B2 JP H02643B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、コイルの巻形状測定方法及び装置に
係り、特に、ホツトストリツプやコールドストリ
ツプ等のストリツプコイルの巻形状を、コイル移
動中に測定する際に用いるのに好適な、コイル端
面に対向して配置した距離計によつて検出され
る、コイル端面との距離のコイル径方向の変化か
ら、コイルの巻形状を測定するようにしたコイル
の巻形状測定方法及び装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for measuring the winding shape of a coil, and is particularly suitable for use in measuring the winding shape of a strip coil such as a hot strip or a cold strip while the coil is moving. A method and device for measuring the winding shape of a coil, in which the winding shape of the coil is measured from changes in the distance from the coil end face in the coil radial direction detected by a distance meter placed opposite the coil end face. Regarding the improvement of
一般に、最終圧延機を出たホツトストリツプや
コールドストリツプは、巻取コイラによつてコイ
ル状に巻取られた後、第1図に示す如く、その一
端面を下側にして転倒され、いわゆるアツプエン
ド状でコンベヤ上を搬送されるが、巻取られたコ
イル10には、種々の要因により巻不良が発生し
ており、その軸方向断面形状(いわゆる巻形状)
は、例えば第2図に示す如くとなつている。この
巻形状は、コイル品質の重要な項目の一つであ
り、これは、巻きのよさを数値で表現するため
の、第3図に示すような、多分割したコイル径方
向各部における段差(凹凸量)を表わすテレスコ
ープ量(以下テレスコ量と称する)と、コイル軸
方向断面における積層したストリツプ端面が作り
出す形状である、第4図A〜Dに示すような巻形
状パターンによつて表わされる。即ち、前記テレ
スコ量は、例えば第3図に示した如く、コイル1
0の全巻長さPにおけるテレスコ量Tp、外巻部
Xにおけるテレスコ量Tx、中巻部Yにおけるテ
レスコ量Ty、内巻部Zにおけるテレスコ量Tzに
よつて表わされる。又、前記巻形状パターンの代
表的な例としては、第4図Aに示すようなぎざぎ
ざ、第4図Bに示すような凸型又は凹型、第4図
Cに示すような内テレ型又は外テレ型、第4図D
に示すような直線型等がある。 Generally, the hot strip or cold strip leaving the final rolling mill is wound into a coil shape by a take-up coiler, and is then overturned with one end face down, as shown in Figure 1. Although the coil 10 is conveyed on a conveyor in an up-end shape, winding defects occur due to various factors, and its axial cross-sectional shape (so-called winding shape)
is as shown in FIG. 2, for example. This winding shape is one of the important items of coil quality, and it is used to express the winding quality numerically.It is determined by the steps (unevenness) in each part of the multi-divided coil in the radial direction, as shown in Figure 3. It is represented by a telescopic amount (hereinafter referred to as "telescopic amount") representing the amount (amount) and a winding pattern as shown in FIGS. 4A to 4D, which is a shape created by the end face of the laminated strip in the cross section in the axial direction of the coil. That is, the telescopic amount is, for example, as shown in FIG.
It is expressed by the telescopic amount Tp at the total winding length P of 0, the telescopic amount Tx at the outer winding portion X, the telescopic amount Ty at the middle winding portion Y, and the telescopic amount Tz at the inner winding portion Z. Typical examples of the winding pattern include a jagged pattern as shown in FIG. 4A, a convex or concave shape as shown in FIG. 4B, and an inner or outer shape as shown in FIG. 4C. Tele type, Figure 4D
There are linear types as shown in the figure below.
前記のようなテレスコ量や巻形状パターンを測
定する方法としては、いくつかの方法が提案され
ているが、いずれも実用化されておらず、従来
は、人手による測定が行われていた。しかしなが
ら、巻取り直後のホツトストリツプコイルは、温
度が500℃程度と高温であるため、十分接近でき
ず、目視による判定となり、測定精度がよくない
ものであつた。 Although several methods have been proposed for measuring the telescopic amount and winding pattern as described above, none of them have been put into practical use, and conventionally, measurements have been carried out manually. However, since the temperature of the hot strip coil immediately after winding is as high as about 500° C., it was not possible to approach the hot strip coil sufficiently, and the determination was made by visual inspection, which resulted in poor measurement accuracy.
又、特公昭53−15018には、光切断法によりコ
イル端面の形状の変化量を測定し、パターン認識
により形状の良否を測定するものが提案されてい
るが、検出信号をコンピユータ等によりパターン
認識して判定を行うため、コンピユータの容量が
多く必要となり、又、光切断法を利用するので精
度が悪いという問題点を有していた。 In addition, Japanese Patent Publication No. 53-15018 proposes a method in which the amount of change in the shape of the coil end face is measured using an optical cutting method, and the quality of the shape is measured by pattern recognition. This method requires a large amount of computer capacity to perform the determination, and also has the problem of poor accuracy because it uses a light cutting method.
このような問題点を解消するべく、コイル端面
に対向して配置したレーザ距離計によつて検出さ
れる、コイル端面との距離のコイル径方向の変化
から、コイルの巻形状を測定することが考えられ
るが、レーザ距離計の出力をそのまま距離測定値
としたのでは、第5図に示すような、ストリツプ
端面の丸みAと積層されたストリツプ間の隙間B
によつて、特にデータをサンプリングした場合
に、サンプリングタイミングによつて大きな誤差
を生じ、精度のよいテレスコ量の測定や正確な巻
形状パターンの判定が困難であるという問題点を
有していた。 In order to solve this problem, it is possible to measure the winding shape of the coil from the change in the distance from the coil end face in the coil radial direction, which is detected by a laser distance meter placed opposite the coil end face. It is possible, but if the output of the laser rangefinder is used as the distance measurement value, the roundness A of the strip end face and the gap B between the laminated strips, as shown in Figure 5.
This has the problem that, especially when data is sampled, a large error occurs depending on the sampling timing, making it difficult to accurately measure the telescopic amount and accurately determine the winding pattern.
このような問題点を解消するべく、例えば、隙
間Bによる異常データを判定するために、今回サ
ンプリングされたデータとその直前の複数回にサ
ンプリングされたデータの平均値とを比較し、そ
の差があるしきい値より大きい場合は、隙間Bに
よる異常データであるとして、除外することが考
えられるが、実際のコイルにおいても、テレスコ
量が相当に大きなものがあり、本来必要なデータ
まで除外されてしまう恐れがあつた。 In order to solve this problem, for example, in order to determine abnormal data due to gap B, the data sampled this time is compared with the average value of the data sampled several times immediately before, and the difference is calculated. If it is larger than a certain threshold, it may be considered to be abnormal data due to gap B and excluded, but even in actual coils, there are cases where the telescopic amount is quite large, and even data that is originally necessary may be excluded. There was a fear that I would put it away.
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、テレスコ量を精度よく測定するこ
とができ、しかも、巻形状パターンを容易且つ正
確に判定することができるコイルの巻形状測定方
法及び装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and is a coil winding shape measuring method that can accurately measure the telescopic amount and easily and accurately determine the winding shape pattern. and equipment.
本発明は、コイル端面に対向して配置した距離
計によつて検出される、コイル端面との距離のコ
イル径方向の変化から、コイルの巻形状を測定す
るようにしたコイルの巻形状測定方法において、
前記距離計出力の極小値をトレースして、コイル
径方向位置に対応した距離測定値とすると共に、
前記距離計出力がその測定範囲の上限以上となつ
ているコイル径方向長さが設定値以上である時
に、測定終了と判定し、測定終了後、コイル径方
向位置に対応づけられた前記距離測定値からコイ
ル巻形状のテレスコープ量を求めると共に、前記
距離測定値とコイル径方向位置との関係を2次回
帰曲線で近似演算して、該2次回帰曲線と前記距
離測定値の偏差の2乗和及び該2次回帰曲線の係
数からコイル巻形状のパターンを判定することと
して、前記目的を達成したものである。 The present invention provides a method for measuring the winding shape of a coil, in which the winding shape of the coil is measured from a change in the distance from the coil end face in the coil radial direction detected by a distance meter placed opposite the coil end face. In,
tracing the minimum value of the distance meter output to obtain a distance measurement value corresponding to the coil radial position;
When the distance meter output exceeds the upper limit of its measurement range and the radial length of the coil is greater than or equal to the set value, it is determined that the measurement is complete, and after the measurement is completed, the distance measurement associated with the coil radial position is performed. In addition to determining the telescope amount of the coil winding shape from the value, the relationship between the distance measurement value and the coil radial direction position is approximated by a quadratic regression curve, and the deviation between the quadratic regression curve and the distance measurement value is calculated by approximating the relationship between the distance measurement value and the coil radial direction position. The above object is achieved by determining the pattern of the coil winding shape from the sum of products and the coefficients of the quadratic regression curve.
本発明は、又、コイルの巻形状測定装置におい
て、アツプエンド状のコイルの下側端面に対向し
て配置された、コイルの下側端面との距離を検出
するためのレーザ距離計と、該レーザ距離計とコ
イル間の、コイル径方向の相対移動量を検出する
ための移動計と、前記レーザ距離計出力の極小値
をトレースして、前記相対移動量に対応した距離
測定値とするピークトレース手段と、前記レーザ
距離計出力がその測定範囲の上限以上となつてい
る相対移動量が設定値以上である時に、測定終了
と判定する測定終了判定手段と、前記相対移動量
に対応づけられた、測定終了後の前記距離測定値
から、コイル巻形状のテレスコープ量を求めるテ
レスコープ量演算手段と、前記距離測定値と相対
移動量の関係を2次回帰曲線で近似演算して、該
2次回帰曲線と前記距離測定値の偏差の2乗和及
び該2次回帰曲線の係数を求める回帰演算手段
と、前記偏差の2乗和、係数及びテレスコープ量
から、コイル巻形状のパターンを判定するパター
ン判定手段と、を備えることにより、前記目的に
加えて、更に、ゆらぎの影響を受けることなく、
より正確なコイル巻形状の測定が行えるようにし
たものである。 The present invention also provides a coil winding shape measuring device including a laser distance meter for detecting a distance to the lower end surface of the coil, which is disposed opposite to the lower end surface of the up-end coil; A movement meter for detecting the amount of relative movement in the coil radial direction between the distance meter and the coil, and a peak trace that traces the minimum value of the output of the laser distance meter to obtain a distance measurement value corresponding to the amount of relative movement. means, a measurement end determination means for determining that the measurement is completed when the relative movement amount for which the output of the laser distance meter is equal to or higher than the upper limit of the measurement range is equal to or greater than a set value; , a telescope amount calculation means for calculating the telescope amount of the coil winding shape from the distance measurement value after the end of the measurement, and approximating the relationship between the distance measurement value and the relative movement amount using a quadratic regression curve, a regression calculation means for calculating the sum of squares of deviations between the linear regression curve and the distance measurement value and a coefficient of the quadratic regression curve; and determining a pattern of the coil winding shape from the sum of squares of the deviations, the coefficient, and the telescope amount. In addition to the above-mentioned purpose, by providing a pattern determination means that
This enables more accurate measurement of the coil winding shape.
本発明においては、距離計出力の極小値をトレ
ースして、コイル径方向位置に対応した距離測定
値とするようにしたので、ストリツプ端面の丸み
やストリツプ間の隙間に拘わらず、精度のよいコ
イル巻形状の測定を行うことができる。又、前記
距離計出力がその測定範囲の上限以上となつてい
るコイル径方向長さが設定値以上である時に、測
定終了と判定するようにしたので、前記極小値の
トレースによつて、コイルがなくなつても最終値
を保持してしまうことが防止される。従つて、正
確な距離測定値を得ることができ、測定終了後、
コイル径方向位置に対応づけられた正確な距離測
定値から、コイル巻形状のテレスコープ量を精度
よく求めることができる。更に、前記距離測定値
とコイル径方向位置との関係を2次回帰曲線で近
似演算して、該2次回帰曲線と前記距離測定値の
偏差の2乗和、該2次回帰曲線の係数、及び、必
要に応じて前記テレスコープ量から、コイル巻形
状のパターンを判定するようにしたので、巻形状
のパターンを、容易且つ正確に判定することがで
きる。又、前記距離計をレーザ距離計とし、アツ
プエンド状のコイルの下側端面に対向して配置し
た場合には、ゆらぎの影響を受けることなく、よ
り正確な巻形状の測定が可能となる。 In the present invention, the minimum value of the distance meter output is traced to obtain the distance measurement value corresponding to the coil radial position, so that the coil can be used with high precision regardless of the roundness of the strip end face or the gap between the strips. The winding shape can be measured. In addition, since the measurement is determined to be completed when the radial length of the coil whose distance meter output is greater than or equal to the upper limit of the measurement range is greater than or equal to the set value, the trace of the minimum value allows the coil to be This prevents the final value from being retained even if the value is lost. Therefore, accurate distance measurements can be obtained, and after the measurement is completed,
The telescope amount of the coil winding shape can be determined with high precision from the accurate distance measurement value associated with the coil radial position. Furthermore, the relationship between the distance measurement value and the coil radial position is approximated by a quadratic regression curve, and the sum of squares of the deviation between the quadratic regression curve and the distance measurement value, the coefficient of the quadratic regression curve, Further, since the pattern of the coil winding shape is determined from the telescope amount as necessary, the pattern of the winding shape can be determined easily and accurately. Further, if the distance meter is a laser distance meter and is placed opposite the lower end face of the up-end coil, it is possible to measure the winding shape more accurately without being affected by fluctuations.
以下図面を参照して、本発明が採用されたコイ
ルの巻形状測定装置の実施例を詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a coil winding shape measuring device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の第1実施例は、第6図に示す如く、コ
ンベヤ20上を矢印C方向に一定速度で移動され
ているアツプエンド状のコイル10の下側端面1
0Aに対向して配置された、コイル10の下側端
面10Aとの距離を検出するためのレーザ距離計
22と、前記コンベヤ20によるコイル10の径
方向移動量を検出するためのパルス発信器24
と、前記レーザ距離計22出力の極小値をトレー
スして、前記移動量に対応した距離測定値とする
ピークトレース手段の機能、前記レーザ距離計2
2出力がその測定範囲の上限以上となつている持
続回数(移動量)が設定値以上である時に、測定
終了と判定する測定終了判定手段の機能、前記移
動量に対応づけられた、測定終了後の前記距離測
定値から、コイル巻形状のテレスコープ量を求め
るテレスコープ量演算手段の機能、前記距離測定
値と移動量の関係を2次回帰曲線で近似演算し
て、該2次回帰曲線と前記距離測定値の偏差の2
乗和及び該2次回帰曲線の係数を求める回帰演算
手段の機能、及び、前記偏差の2乗和、係数及び
テレスコープ量から、コイル巻形状のパターンを
判定するパターン判定手段の機能を有するマイク
ロコンピユータ28と、から構成されている。 A first embodiment of the present invention, as shown in FIG.
A laser distance meter 22 disposed opposite to the lower end surface 10A of the coil 10 for detecting the distance to the lower end surface 10A, and a pulse transmitter 24 for detecting the amount of radial movement of the coil 10 by the conveyor 20.
and a function of a peak tracing means for tracing the minimum value of the output of the laser distance meter 22 to obtain a distance measurement value corresponding to the amount of movement;
2 A function of a measurement end determination means that determines that the measurement has ended when the number of times the output continues to be at or above the upper limit of the measurement range (amount of movement) is equal to or greater than a set value; The function of the telescope amount calculation means for calculating the telescope amount of the coil winding shape from the distance measurement value, approximates the relationship between the distance measurement value and the movement amount using a quadratic regression curve, and calculates the quadratic regression curve. and the deviation of said distance measurements by 2
A microcontroller having a function of a regression calculation means for calculating a sum of products and a coefficient of the quadratic regression curve, and a function of a pattern determination means for determining a pattern of a coil winding shape from the sum of squares of the deviation, a coefficient, and a telescope amount. It consists of a computer 28.
前記レーザ距離計22は、例えば第7図に詳細
に示す如く、コイル10の表面(下側端面10
A)に、レンズ22Bを介してレーザ光線を照射
するためのレーザ光源22Aと、コイル10の表
面で反射されたレーザ光線を、レンズ22Cを介
して受光するためのリニアイメージセンサ22D
から主に構成されており、コイル10の表面が例
えば実線の位置から破線の位置に移動した場合、
これに伴つてレーザ光線も破線の如く移動して、
リニアイメージセンサ22D上の入射位置が変化
することとなるので、レーザ光線の受光位置に応
じて変化するリニアイメージセンサ22Dの出力
から、コイル表面の変動、即ち、コイル10の表
面との距離を検出するものである。このレーザ距
離計22による距離測定は、例えば1秒間に500
回程度行われている。 The laser distance meter 22 is connected to the surface of the coil 10 (lower end surface 10
A) includes a laser light source 22A for irradiating a laser beam through a lens 22B, and a linear image sensor 22D for receiving the laser beam reflected by the surface of the coil 10 through a lens 22C.
For example, when the surface of the coil 10 moves from the position of the solid line to the position of the broken line,
Along with this, the laser beam also moves as shown by the broken line,
Since the incident position on the linear image sensor 22D changes, the variation in the coil surface, that is, the distance to the surface of the coil 10, is detected from the output of the linear image sensor 22D, which changes depending on the receiving position of the laser beam. It is something to do. The distance measurement by this laser distance meter 22 is, for example, 500 times per second.
It has been done about once.
以下、第1実施例の作用を説明する。 The operation of the first embodiment will be explained below.
この第1実施例において、レーザ距離計22の
出力は、コンベヤ20に設けられたパルス発信器
24の信号を用いて、コイル10の単位移動量
毎、例えば約0.5mm毎にマイクロコンピユータ2
8に取り込まれる。なお、コイル10の移動速度
が一定である場合には、一定周期でマイクロコン
ピユータ28に取り込むことも可能である。マイ
クロコンピユータ28に取り込まれたデータに対
して、第8図に示す如く、まず、ステツプ100で、
その極小値をトレースすることによつてピークト
レース処理が行われる。このピークトレース処理
は、前出第5図に示した如く、ストリツプの端面
が矩形でなく丸みAがあるため、テレスコ量Tを
正確に求めるのに必要なエツジの頂点Dのみを検
出するためのものである。これは、ストリツプの
隙間Bにおけるスケールオーバの除外にも有効で
ある。 In this first embodiment, the output of the laser distance meter 22 is transmitted to the microcomputer 2 every unit movement of the coil 10, for example, every approximately 0.5 mm, using a signal from a pulse transmitter 24 provided on the conveyor 20.
Incorporated into 8. Note that if the moving speed of the coil 10 is constant, it is also possible to input the data to the microcomputer 28 at a constant cycle. As shown in FIG. 8, first, in step 100, the data taken into the microcomputer 28 is
Peak trace processing is performed by tracing the minimum value. This peak trace processing is performed to detect only the edge apex D necessary to accurately obtain the telescopic amount T, since the end face of the strip is not rectangular but has a roundness A, as shown in Fig. 5 above. It is something. This is also effective in excluding scale over in the strip gap B.
次いでステツプ200に進み、取り込まれたデー
タが、レーザ距離計22の測定範囲上限以上とな
つている持続回数が設定値以上であることから、
測定終了判定を行う。これは、前出第5図に示し
た如く、コイル10の最外部C0の測定開始は、
レーザ距離計22の上部にコイル10が移動して
きた時のレーザ距離計出力データの変化より判定
できるが、コイル10の最内部Ciでは、前記ピー
クトレース処理によつて、コイル10がなくなつ
ても最終値が保持されてしまうため、これをクリ
ヤするためのものである。 Next, the process advances to step 200, and since the number of times that the captured data exceeds the upper limit of the measurement range of the laser distance meter 22 is greater than the set value,
Determine whether the measurement is complete. As shown in FIG. 5 above, the start of measurement at the outermost part of the coil 10 is
This can be determined from the change in the laser distance meter output data when the coil 10 moves to the top of the laser distance meter 22, but at the innermost Ci of the coil 10, even if the coil 10 disappears due to the peak trace processing, This is to clear the final value since it will be retained.
前記ピークトレース処理100及び測定終了判定
処理200は、具体的には、例えば第9図に示すよ
うな手順に従つて実行される。即ち、まずステツ
プ112で、測定値を読込む。次いでステツプ114
で、レーザ距離計22の出力が、測定範囲の上限
以上、即ち、スケールオーバ量であるか否かを判
定する。判定結果が否である場合には、ステツプ
116に進み、ピークトレース処理を行う。次いで
ステツプ118で、データを格納して、前出ステツ
プ112に戻り、測定を継続する。一方、前出ステ
ツプ114の判定結果が正である場合、即ち、レー
ザ距離計22の出力がスケールオーバ量である場
合には、ステツプ120に進み、連続するスケール
オーバの回数Gを計数する。次いでステツプ122
に進み、スケールオーバ回数Gが設定値Gs(例え
ば25回)を越えているか否かを判定する。判定結
果が否である場合には、隙間Bであると判断し
て、前出ステツプ112に戻り、測定を継続する。
一方、前出ステツプ122の判定結果が正である場
合には、コイル10がレーザ距離計22の上部に
存在しないと判断して、測定終了と判定する。従
つて、測定終了時点におけるデータは、第10図
に示す如く、コイル厚さ部分に相当する有効デー
タL1〜Lnと、コイル10の内巻き終了後のピー
クホールドデータLo+1o+1〜Ln+Gsで構成される
ものとなる。 Specifically, the peak trace processing 100 and the measurement end determination processing 200 are executed, for example, according to the procedure shown in FIG. 9. That is, first, in step 112, measured values are read. Then step 114
Then, it is determined whether the output of the laser distance meter 22 is greater than or equal to the upper limit of the measurement range, that is, the amount of scale over. If the judgment result is negative, step
Proceed to step 116 and perform peak trace processing. Then, in step 118, the data is stored and the process returns to step 112 to continue the measurement. On the other hand, if the determination result in step 114 is positive, that is, if the output of the laser distance meter 22 is the amount of scale over, the process proceeds to step 120, where the number of consecutive scale overs G is counted. Then step 122
Then, it is determined whether the number of scale overs G exceeds a set value Gs (for example, 25 times). If the determination result is negative, it is determined that the gap is B, and the process returns to step 112 to continue the measurement.
On the other hand, if the determination result in step 122 is positive, it is determined that the coil 10 is not present above the laser distance meter 22, and it is determined that the measurement is complete. Therefore, as shown in FIG. 10, the data at the end of the measurement are effective data L 1 to Ln corresponding to the coil thickness portion and peak hold data L o+1o+1 to Ln after the inward winding of the coil 10 is completed. It is composed of Ln+Gs.
このピークトレース処理及び測定終了判定処理
によつて、コイル10の端面位置の正確な距離変
動が求められる。 Through this peak trace processing and measurement end determination processing, accurate distance fluctuations in the end face position of the coil 10 can be determined.
前出ステツプ200による測定終了判定後、ステ
ツプ300に進み、テレスコ量を算出する。このテ
レスコ量の算出には、前出第10図に示すよう
な、ピークトレース処理によつて得られたデータ
L1〜Ln+Gsのうち、コイル部のみの測定データ
L1〜Lnが用いられる。具体的には、前出第3図
に示した如く、全体厚さP内での最大値の差とし
てテレスコ量Tpを求め、外巻部X内での最大値
と最小値の差としてテレスコ量Txを求め、中巻
部Y内での最大値と最小値の差としてテレスコ量
Tyを求め、内巻部Z内での最大値と最小値の差
としてテレスコ量Tzを求める。 After determining the end of the measurement in step 200, the process proceeds to step 300, where the telescopic amount is calculated. To calculate this telescopic amount, data obtained by peak trace processing as shown in Figure 10 above is used.
Among L 1 ~ Ln + Gs, measurement data only for the coil part
L 1 to Ln are used. Specifically, as shown in Figure 3 above, the telescopic amount Tp is determined as the difference between the maximum values within the entire thickness P, and the telescopic amount Tp is determined as the difference between the maximum and minimum values within the outer winding portion X. Calculate Tx, and calculate the telescopic amount as the difference between the maximum and minimum values within the middle winding section Y.
Ty is determined, and the telescopic amount Tz is determined as the difference between the maximum value and the minimum value within the inner winding portion Z.
前出ステツプ300によるテレスコ量算出終了後、
ステツプ400に進み、巻形状のパターンを判定す
る。具体的には、第11図に示す如く、まずステ
ツプ410で、距離測定値とコイル移動量xの関係
を、2次関数式ax2+bx+cの2次回帰をして、
係数a、b、cを求める。次いでステツプ412に
進み、各距離測定値の2次回帰曲線からの偏差の
2乗和Sを求める。次いでステツプ414に進み、
第12図に示す如く、2次回帰曲線ax2+bx+c
から設定偏差±e以上離れている一塊のデータの
数を計数することによつて、コイル巻き内にある
山の数N(第12図の場合はN=12)を求める。
次いで、ステツプ416で、2次回帰曲線の係数a、
b、偏差の2乗和S、山の数N及びテレスコ量
Tx,Tzを巻形状のパラメータとして、例えばツ
リー法により、第13図に示す如く、巻形状のパ
ターン判定を行う。第13図において、a0、S0
は、凸凹判定をするためのしきい値、N0は、ぎ
ざぎざ判定をするためのしきい値、S1(<S0)は、
その他の判定をするためのしきい値、Toは、外
テレを判定するためのしきい値、Tiは内テレを
判定するためのしきい値であり、これらのしきい
値は、巻形状管理内容、即ち、検出形状パターン
の優先度や許容テレスコ量によつて決められてい
る。なお、第13図に示したパターン判定ツリー
は、代表的なパターンの判定をするためのもので
あり、更に詳細に分類したい場合には、より複雑
なパターン判定ツリーを用いることが可能であ
る。 After completing the telescopic amount calculation in step 300 above,
Proceeding to step 400, the winding pattern is determined. Specifically, as shown in FIG. 11, first, in step 410, the relationship between the measured distance value and the amount of coil movement x is calculated by performing quadratic regression using the quadratic function equation ax 2 +bx +c.
Find coefficients a, b, and c. The process then proceeds to step 412, where the sum of squares S of the deviations of each distance measurement from the quadratic regression curve is determined. Then proceed to step 414,
As shown in Figure 12, the quadratic regression curve ax 2 +bx+c
The number of peaks N (N=12 in the case of FIG. 12) within the coil winding is determined by counting the number of data blocks that are separated from the set deviation ±e or more.
Next, in step 416, the coefficients a,
b, sum of squares of deviation S, number of peaks N, and telescopic amount
Using Tx and Tz as parameters of the winding shape, the winding shape pattern is determined by, for example, the tree method, as shown in FIG. In Figure 13, a 0 , S 0
is the threshold value for determining unevenness, N 0 is the threshold value for determining jaggedness, and S 1 (<S 0 ) is
Threshold value for other determinations, To is the threshold value for determining outside telegraphy, and Ti is a threshold value for determining internal telescoping, and these thresholds are used for winding shape management. It is determined by the content, that is, the priority of the detected shape pattern and the allowable telescopic amount. Note that the pattern determination tree shown in FIG. 13 is for determining representative patterns, and if more detailed classification is desired, a more complex pattern determination tree can be used.
パターン判定終了後、ステツプ500に進み、出
力処理が行われる。 After pattern determination is completed, the process proceeds to step 500, where output processing is performed.
この第1実施例においては、マイクロコンピユ
ータ28内で、すべての処理を行うようにしてい
るため、構成が単純である。 In this first embodiment, all processing is performed within the microcomputer 28, so the configuration is simple.
次に、本発明の第2実施例を詳細に説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail.
この第2実施例は、第14図に示す如く、前記
第1実施例と同様のコンベヤ20、レーザ距離計
22、パルス発信器24及びマイクロコンピユー
タ28を有するコイルの巻形状測定装置におい
て、ピークトレース処理及び測定終了判定処理を
行う信号処理装置36をレーザ距離計22とマイ
クロコンピユータ28の中間に設けると共に、前
記マイクロコンピユータ28内で、前記ピークト
レース処理及び測定終了判定処理以外の処理を行
い、更に、該マイクロコンピユータ28を上位コ
ンピユータ40に接続すると共に、マイクロコン
ピユータ28の演算結果及び判定結果を表示す
る、プリンタ等の表示装置42を設けたものであ
る。 As shown in FIG. 14, this second embodiment uses a coil winding shape measuring device having a conveyor 20, a laser distance meter 22, a pulse transmitter 24, and a microcomputer 28 similar to those of the first embodiment. A signal processing device 36 that performs processing and measurement end determination processing is provided between the laser distance meter 22 and the microcomputer 28, and processes other than the peak trace processing and measurement end determination processing are performed within the microcomputer 28. The microcomputer 28 is connected to a host computer 40, and a display device 42 such as a printer is provided to display the calculation results and determination results of the microcomputer 28.
前記信号処理装置36は、例えば第15図に示
す如く、一定周期で出力される前記レーザ距離計
22の出力、又は、一定周期でサンプリングされ
た前記レーザ距離計22の出力を記憶する第1の
メモリ36Aと、該第1のメモリ36Aから転送
されてくる前回のデータを記憶する第2のメモリ
36Bと、前記第1のメモリ36Aに記憶されて
いる今回のデータから、前記第2のメモリ36B
に記憶されている前回のデータを引いて、その差
を求め、且つ、その差が負ならば極小データを記
憶する第3のメモリ36Gに今回値をメモリする
ための指令信号を出力する引算器36Cと、出力
変更を行う必要があるか否かを判断するためのし
きい値を設定するための落差設定器36Dと、前
記引算器36Cの出力が前記落差設定器36Dで
設定されたしきい値より大きい場合に出力変更指
令信号を出力する比較器36Eと、該比較器36
Eから出力変更指令信号が入力された時に、それ
までの出力値を記憶している第4のメモリ36H
に出力データを記憶させるための出力制御回路3
6Fと、極小値を記憶するための第3のメモリ3
6Gと、出力値を記憶するための第4のメモリ3
6Hと、該第4のメモリ36Hの内容を出力する
ための出力回路36Jとから構成されている。
又、前記出力制御回路36Fは、前記比較器36
E出力の出力変更指令信号があつた場合、その時
点から時間を計測し、設定時間ts以上比較器36
Eから出力変更指令信号が入力されていない時に
は、コイル10がレーザ距離計22の上部にない
と判断して、出力を零にクリヤする機能を有して
いる。この出力制御回路36Fの零クリヤが解か
れるのは、次のコイル10が測定され始め、一巻
き目のコイルの頂点が検出された時である。な
お、零クリヤの代りに、オーバースケールにして
も、実用上差支えない。 The signal processing device 36 is, for example, as shown in FIG. 15, a first device that stores the output of the laser distance meter 22 outputted at a constant period, or the output of the laser distance meter 22 sampled at a constant period. A memory 36A, a second memory 36B that stores the previous data transferred from the first memory 36A, and a second memory 36B that stores the current data stored in the first memory 36A.
Subtraction subtracts the previous data stored in , calculates the difference, and if the difference is negative, outputs a command signal to store the current value in the third memory 36G that stores minimal data. 36C, a head setting device 36D for setting a threshold value for determining whether or not it is necessary to change the output, and the output of the subtractor 36C is set by the head setting device 36D. a comparator 36E that outputs an output change command signal when it is larger than a threshold; and the comparator 36
When the output change command signal is input from E, the fourth memory 36H stores the output value up to that point.
Output control circuit 3 for storing output data in
6F and a third memory 3 for storing local minimum values.
6G and a fourth memory 3 for storing output values.
6H, and an output circuit 36J for outputting the contents of the fourth memory 36H.
Further, the output control circuit 36F has the comparator 36
When the output change command signal of the E output is received, the time is measured from that point, and the comparator 36
It has a function of determining that the coil 10 is not above the laser distance meter 22 and clearing the output to zero when the output change command signal is not input from E. The zero clear of the output control circuit 36F is released when the next coil 10 begins to be measured and the top of the first coil is detected. Note that there is no practical problem in using overscale instead of zero clear.
このような信号処理装置36を用いることによ
つて、例えば第16図に一点鎖線Fで示したよう
なレーザ距離計22の出力が、同じく第16図に
実線Gで示したような、段階的に変化する距離測
定値となる。従つて、ストリツプ端面の丸みAや
ストリツプ間の隙間Bに拘わらず、正確な距離測
定値を得ることができる。又、サンプリングタイ
ミングの変化によつて、距離測定値が変つてしま
うこともなくなる。第17図は、レーザ距離計2
2出力と信号処理装置36出力の実測値を比較し
て示すものである。 By using such a signal processing device 36, the output of the laser distance meter 22 as shown by the dashed line F in FIG. The distance measurement value changes as follows. Therefore, an accurate distance measurement value can be obtained regardless of the roundness A of the end faces of the strips or the gap B between the strips. Furthermore, the measured distance value does not change due to a change in sampling timing. Figure 17 shows the laser distance meter 2
2 output and the actual measured value of the signal processing device 36 output are compared and shown.
この第2実施例の作用は、前記第1実施例と基
本的に同一であるが、ピークトレース処理及び測
定終了判定処理は、信号処理装置36で行われて
いる。又、この信号処理装置36における測定終
了判定は、コイル移動速度が安定しているため、
スケールオーバの持続時間により行うようにして
いる。更に、巻形状パターンの判定は、コイル1
0の中巻部Yのみで行うようにしている。そし
て、巻形状パターン判定に用いる偏差の2乗和S
と山の数Nは、単位長さ当りの値を求め、しきい
値と比較するようにしている。このため、コイル
10の外径、内径を上位コンピユータ40から入
力し、中巻部Yの予想データ数を計算して、次の
計算を行うようにしている。 The operation of this second embodiment is basically the same as that of the first embodiment, but the peak trace processing and measurement end determination processing are performed by the signal processing device 36. Moreover, the measurement end determination in the signal processing device 36 is performed because the coil moving speed is stable.
This is done based on the duration of the scale over. Furthermore, the determination of the winding shape pattern is based on the coil 1
This is done only at the middle winding portion Y of 0. Then, the sum of squares of the deviation S used for determining the winding shape pattern
The number N of peaks is calculated per unit length and compared with a threshold value. For this reason, the outer diameter and inner diameter of the coil 10 are input from the host computer 40, the expected number of data for the middle winding portion Y is calculated, and the next calculation is performed.
S′=S+(500/予想データ数) ……(1)
N′=N×(500/予想データ数) ……(2)
この方法により、テレスコ量を±2mmの測定精
度で測定することができた。又、巻形状のパター
ン判定は、ぎざぎざ、凹凸、直線、斜め、外テ
レ、内テレ等約15パターンの分類を、目視判定と
の合致率約90%で行うことが可能となつた。これ
らの測定結果は、表示装置42で表示される。 S'=S+(500/expected number of data)...(1) N'=N×(500/expected number of data)...(2) With this method, the telescopic amount can be measured with a measurement accuracy of ±2 mm. did it. In addition, it has become possible to classify winding patterns into approximately 15 patterns, including jagged, uneven, straight, diagonal, external, and internal, with a match rate of approximately 90% with visual judgment. These measurement results are displayed on the display device 42.
この第2実施例においては、信号処理装置36
が独立しているので、マイクロコンピユータ28
内のプログラムが単純化される。 In this second embodiment, the signal processing device 36
is independent, so the microcomputer 28
The program within is simplified.
以上説明した通り、本発明によれば、テレスコ
ープ量を精度よく測定すると共に、巻形状パター
ンを容易且つ正確に判定することができるという
優れた効果を有する。 As explained above, according to the present invention, the telescopic amount can be measured with high precision, and the winding pattern can be easily and accurately determined, which is an excellent effect.
第1図は、ストリツプコイルの巻形状を示す斜
視図、第2図は、第1図の−線に沿う横断面
図、第3図は、前記コイルに発生するテレスコー
プ量を説明するための線図、第4図A〜Dは、同
じく巻形状パターンの代表的な例を示す線図、第
5図は、同じくストリツプの丸み及び隙間を示す
断面図、第6図は、本発明に係るコイルの巻形状
測定装置の第1実施例の構成を示すブロツク線
図、第7図は、前記第1実施例で用いられている
レーザ距離計の主な構成を示すブロツク線図、第
8図は、前記第1実施例で用いられているマイク
ロコンピユータの主な処理手順を示す流れ図、第
9図は、前記処理手順におけるピークトレース処
理及び測定終了判定処理の手順を詳細に示す流れ
図、第10図は、測定終了判定時のデータの例を
示す線図、第11図は、前記処理手順におけるパ
ターン判定処理の手順を詳細に示す流れ図、第1
2図は、前記パターン判定処理で山の数を求めて
いる状態を示す線図、第13図は、前記パターン
判定処理で用いられているパターン判定ツリーの
一例を示す流れ図、第14図は、本発明に係るコ
イルの巻形状測定装置の第2実施例の構成を示す
ブロツク線図、第15図は、前記第2実施例で用
いられている信号処理装置の構成を示すブロツク
線図、第16図は、前記信号処理装置によつて保
持されたデータを示す線図、第17図は、前記信
号処理装置の入力と出力の関係の例を比較して示
す線図である。
10……コイル、10A……下側端面、Tp,
Tx,Ty,Tz……テレスコ量、20……コンベ
ヤ、22……レーザ距離計、24……パルス発信
器、28……マイクロコンピユータ、36……信
号処理装置。
FIG. 1 is a perspective view showing the winding shape of the strip coil, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the - line in FIG. 1, and FIG. 3 is a line showing the amount of telescope generated in the coil. 4A to 4D are diagrams showing typical examples of the winding pattern, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the roundness and gap of the strip, and FIG. 6 is a coil according to the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing the structure of the first embodiment of the winding shape measuring device, FIG. 7 is a block diagram showing the main structure of the laser distance meter used in the first embodiment, and FIG. , FIG. 9 is a flowchart showing the main processing steps of the microcomputer used in the first embodiment, FIG. 11 is a diagram showing an example of data at the time of determining the end of measurement, FIG.
FIG. 2 is a diagram showing the state in which the number of peaks is calculated in the pattern determination process, FIG. 13 is a flowchart showing an example of the pattern determination tree used in the pattern determination process, and FIG. FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the coil winding shape measuring device according to the present invention. FIG. 16 is a diagram showing data held by the signal processing device, and FIG. 17 is a diagram comparing and showing an example of the relationship between input and output of the signal processing device. 10...Coil, 10A...Lower end surface, Tp,
Tx, Ty, Tz...Telescopic amount, 20...Conveyor, 22...Laser distance meter, 24...Pulse transmitter, 28...Microcomputer, 36...Signal processing device.
Claims (1)
て検出される、コイル端面との距離のコイル径方
向の変化から、コイルの巻形状を測定するように
したコイルの巻形状測定方法において、前記距離
計出力の極小値をトレースして、コイル径方向位
置に対応した距離測定値とすると共に、前記距離
計出力がその測定範囲の上限以上となつているコ
イル径方向長さが設定値以上である時に、測定終
了と判定し、測定終了後、コイル径方向位置に対
応づけられた前記距離測定値からコイル巻形状の
テレスコープ量を求めると共に、前記距離測定値
とコイル径方向位置との関係を2次回帰曲線で近
似演算して、該2次回帰曲線と前記距離測定値の
偏差の2乗和及び該2次回帰曲線の係数からコイ
ル巻形状のパターンを判定することを特徴とする
コイルの巻形状測定方法。 2 アツプエンド状のコイルの下側端面に対向し
て配置された、コイルの下側端面との距離を検出
するためのレーザ距離計と、該レーザ距離計とコ
イル間の、コイル径方向の相対移動量を検出する
ための移動計と、前記レーザ距離計出力の極小値
をトレースして、前記相対移動量に対応した距離
測定値とするピークトレース手段と、前記レーザ
距離計出力がその測定範囲の上限以上となつてい
る相対移動量が設定値以上である時に、測定終了
と判定する測定終了判定手段と、前記相対移動量
に対応づけられた、測定終了後の前記距離測定値
から、コイル巻形状のテレスコープ量を求めるテ
レスコープ量演算手段と、前記距離測定値と相対
移動量の関係を2次回帰曲線で近似演算して、該
2次回帰曲線と前記距離測定値の偏差の2乗和及
び該2次回帰曲線の係数を求める回帰演算手段
と、前記偏差の2乗和、係数及びテレスコープ量
から、コイル巻形状のパターンを判定するパター
ン判定手段と、を備えたことを特徴とするコイル
の巻形状測定装置。[Claims] 1. A winding of a coil in which the winding shape of the coil is measured from a change in the distance from the end face of the coil in the radial direction of the coil, which is detected by a distance meter placed opposite the end face of the coil. In the shape measuring method, the minimum value of the distance meter output is traced to obtain a distance measurement value corresponding to the coil radial position, and the coil radial length where the distance meter output is greater than or equal to the upper limit of the measurement range. When the distance is greater than or equal to the set value, it is determined that the measurement is completed, and after the measurement is completed, the telescope amount of the coil winding shape is determined from the distance measurement value associated with the coil radial position, and the distance measurement value and the coil The relationship with the radial position is approximated using a quadratic regression curve, and the pattern of the coil winding shape is determined from the sum of squares of the deviation between the quadratic regression curve and the distance measurement value and the coefficient of the quadratic regression curve. A method for measuring the winding shape of a coil. 2. A laser distance meter arranged opposite to the lower end surface of the up-end coil for detecting the distance to the lower end surface of the coil, and relative movement in the coil radial direction between the laser distance meter and the coil. a movement meter for detecting the amount of movement; a peak tracing means for tracing the minimum value of the output of the laser distance meter to obtain a distance measurement value corresponding to the amount of relative movement; A measurement end determination means that determines that the measurement is completed when the relative movement amount that is equal to or greater than the upper limit is equal to or greater than a set value; a telescope amount calculating means for calculating the telescope amount of the shape; and approximating the relationship between the distance measurement value and the relative movement amount using a quadratic regression curve, and calculating the square of the deviation between the quadratic regression curve and the distance measurement value. The present invention is characterized by comprising regression calculation means for calculating the sum and coefficients of the quadratic regression curve, and pattern determination means for determining the pattern of the coil winding shape from the sum of squares of the deviations, the coefficients, and the telescope amount. A coil winding shape measurement device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23949883A JPS60129606A (en) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | Method and apparatus for measuring winding shape of coil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23949883A JPS60129606A (en) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | Method and apparatus for measuring winding shape of coil |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129606A JPS60129606A (en) | 1985-07-10 |
| JPH02643B2 true JPH02643B2 (en) | 1990-01-09 |
Family
ID=17045674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23949883A Granted JPS60129606A (en) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | Method and apparatus for measuring winding shape of coil |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129606A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4315169B2 (en) | 2006-06-15 | 2009-08-19 | コニカミノルタセンシング株式会社 | 3D shape measurement system |
| JP4905549B2 (en) * | 2009-12-28 | 2012-03-28 | Jfeスチール株式会社 | Coil telescope amount calculation method |
-
1983
- 1983-12-19 JP JP23949883A patent/JPS60129606A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60129606A (en) | 1985-07-10 |
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