JPH04309802A - 薄板の２次元寸法測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、電力用変圧器磁気鉄心
に用いられる切断鋼板等の薄板の２次元形状に係わる寸
法を測定する薄板の２次元寸法測定装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】例えば、電力用変圧器磁気鉄心の３脚鉄
心は図１１に示すように端部を直角または４５度の傾斜
角で切断した薄い鋼板を積層して巻線が挿入される３個
の鉄心脚Ａ１　，Ａ２　，Ａ３　と、この３個の鉄心脚
Ａ１　，Ａ２　，Ａ３　に閉磁路を形成する４個の継鉄
Ｂ１　，Ｂ２　，Ｂ３　，Ｂ４　から構成されており、
それぞれの鉄心脚は巻線の形状に適合しかつ実効断面積
を大きくするために図１２に示すように断面がほぼ円形
状になるように積層されている。また、鉄心脚Ａ１　と
継鉄Ｂ１，Ｂ３　の接合部は、図１３に示すように鉄心
脚Ａ１を構成する薄板を１枚または数枚ごとに継鉄Ｂ１
　，Ｂ３　の中心から偏心量ｅだけ上下にずらして積層
することで鉄心脚Ａ１　と継鉄Ｂ１　，Ｂ３　それぞれ
を形成する薄板が重なり合うように構成されており、こ
れにより磁気的及び機械的結合を良好にしている。ここ
で、図１４に示すように薄板の切断傾斜角度θ１　、θ
２　及び薄板中心の切断長さＬにバラツキがある薄板を
用いて鉄心を形成すると、鉄心脚と継鉄の接合部に図１
５に示すような隙間Ｇ１　，Ｇ２　を生じて鉄損（コア
ロス）及び励磁電流の増加等の原因となり変圧器の性能
に悪影響を及ぼす。したがって、変圧器磁気鉄心を構成
する多数の薄板は、切断した後に寸法測定を精密に行っ
て切断寸法のバラツキのない薄板で鉄心を組み立てる必
要がある。

【０００４】ところで、このような電力用変圧器磁気鉄
心に用いる薄板は、一般に長さが数千ミリメートル程の
大きさであるため専用の測定装置を用いて寸法測定を行
っている。すなわち、図１６に示すように従来の測定装
置は、移動ステージ２３が固定テーブル２４上に互いに
平行に取り付けた直動レール２５ａ，２５ｂに沿ってＸ
方向に移動し、拡大投影器２６が移動ステージ２３上に
直動レール２５ａ，２５ｂに対して直角に取り付けた直
動レール２７に沿ってＹ方向に移動することにより拡大
投影器２６が固定テーブル２４上に置いた薄板２８の上
を移動するように構成しており、拡大投影器２６のＸ方
向移動量はリニアスケール２９とリニアスケールヘッド
３０により検出して表示器３１にＸ方向の座標を数値表
示し、拡大投影器２６のＹ方向移動量はリニアスケール
３２とリニアスケールヘッド３３により検出して表示器
３４にＹ方向の座標を数値表示する。そして、薄板２８
の下側を直動レール２５ａ，２５ｂに対して平行に取り
付けた基準ガイド３５に押し当てて薄板の長手方向がＹ
方向に一致するように固定テーブル２４上に置く。そし
て、作業員がハンドル３６，３７を持ち、薄板２８を拡
大投影したスクリーン３８を見ながら拡大投影器２６を
移動させスクリーン３８の中心交点３９が薄板２８の寸
法測定点と一致する位置に拡大投影器２６を移動させて
表示器３１，３４に薄板２８の寸法測定点の座標を表示
させる。このようにして、いくつかの寸法測定点の座標
を測定して、各測定点の座標を演算することにより薄板
中心の切断長さＬ及び切断傾斜角度θ１，θ２を求める
。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
測定装置ではスクリーン３８の中心交点３９を正確に寸
法測定点に合わせることが必要であり、このため作業員
は拡大投影器２６を微妙に移動させなければならず、こ
れに多くの時間を要しており、測定効率が悪かった。ま
た、測定精度が作業員の技量に左右されるとともに各作
業員により測定のバラツキを生じるため測定の信頼性が
低く、変圧器の性能に悪影響を及ぼす恐れがあった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、その目的は電力用変圧器磁気鉄心に用いられる切断鋼
板等の薄板の２次元形状に係わる寸法を正確かつ迅速に
測定することができる薄板の２次元寸法測定装置を提供
することにある。 ［発明の構成］

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の薄板の２次元寸法測定装置は、薄板を撮像
する撮像装置と、この撮像装置の撮像部を薄板の寸法測
定点が撮像できる位置に移動する撮像部移動手段と、こ
の撮像部移動手段により移動する撮像部の位置を２次元
の座標で検出する撮像部座標検出手段と、撮像部の撮像
する画像内においての薄板の寸法測定点の位置を検出す
る画像位置検出手段と、撮像部の位置及び画像内におい
ての薄板の寸法測定点の位置から薄板の２次元形状に係
わる寸法を算出する寸法算出手段とから構成されたこと
を特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の薄板の２次元寸法測定装置は上記のよ
うに構成されているので、撮像部移動手段により撮像部
を薄板の寸法測定点が撮像できる位置に移動し、撮像装
置で撮像された薄板の寸法測定点の画像内においての位
置が画像位置検出手段により求められ、さらに、撮像し
た画像全体の位置すなわち撮像装置が薄板を撮像した時
点での撮像部が移動していた位置が撮像部座標検出手段
により２次元座標で求められる。寸法算出手段では、こ
の薄板の寸法測定点の画像内においての位置と、移動し
た撮像部の２次元座標から薄板の寸法測定点の２次元座
標を算出し、さらに、各寸法測定点の２次元座標を演算
して薄板の２次元形状に係わる寸法を算出するので、切
断鋼板の薄板の寸法を正確かつ迅速に測定できる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図を参照して説明する。図
１は本発明の一実施例の全体構成図である。同図におい
て、ＩＴＶ（工業用テレビジョン）カメラ１は薄板２を
撮像するもので、薄板２はその下側を基準ガイド３に押
し当てて固定テーブル４の上に置かれている。移動ステ
ージ５は基準ガイド３に対して平行に取り付けた直動レ
ール６ａ，６ｂに沿ってＸ方向に移動し，またＩＴＶカ
メラ１は直動レール６ａ，６ｂに対して直角に取り付け
た直動レール７に沿ってＹ方向に移動することができる
。すなわち、ＩＴＶカメラ１は作業員がハンドル８を持
ち薄板２の上をＸ方向あるいはＹ方向に移動させること
で薄板２の任意の位置を撮像できるようになっている。 そして、ＩＴＶカメラ１のＸ方向移動量は固定テーブル
４に取り付けたリニアスケール９と移動ステージ５とと
もに移動するリニアスケールヘッド１０とにより検出さ
れ、カウンタ回路１１でＸ方向の座標として計数された
後データ演算器１２に送られる。また、ＩＴＶカメラ１
のＹ方向移動量は移動ステージ５に取り付けたリニアス
ケール１３とＩＴＶカメラ１とともに移動するリニアス
ケールヘッド１４とにより検出され、カウンタ回路１５
でＹ方向の座標として計数された後データ演算器１２に
送られる。

【００１０】一方、ＩＴＶカメラ１で撮像した薄板２の
画像信号はモニタテレビジョン１６に送られて画面に写
し出されるとともにＡ／Ｄ変換器１７でディジタル信号
に変換されて画像メモリ１８に送られる。そして、画像
処理回路１９では画像メモリ１８から画像データを読み
出し薄板２の寸法測定点の画像内における位置を求め、
その情報をデータ演算器１２に送る。

【００１１】また、データ演算器１２ではカウンタ回路
１１，１５から送られるＩＴＶカメラ１の位置の２次元
座標と画像処理回路１９から送られる薄板２の寸法測定
点の画像内における位置から薄板２の寸法測定点の位置
の２次元座標を算出し、さらにこのようにして求めた薄
板２の各寸法測定点の位置の２次元座標から薄板２の寸
法を算出して寸法表示器２０に送る。制御回路２１は測
定装置全体を制御するもので、特にスタートボタン２２
が押されるのを受けて、そのときの薄板２の寸法測定点
の位置の２次元座標を算出する流れを制御する機能を有
している。

【００１２】次に、上記の如く構成された本実施例の測
定装置の作用を、薄板の中心における切断長さを測定す
る場合について説明する。

【００１３】まず、図２に示すようにＩＴＶカメラ１を
薄板２の下側に移動してモニタテレビジョン１６の画面
に薄板２の下端が写し出された状態でスタートボタン２
２が押されると、そのときのＩＴＶカメラ１のＹ方向移
動量がリニアスケール１３とリニアスケールヘッド１４
で検出されカウンタ回路１５でＹ方向の座標Ｙ１１とし
て計数されデータ演算器１２に送られるとともに、ＩＴ
Ｖカメラ１の画像信号はＡ／Ｄ変換器１７に送られてデ
ィジタル信号に変換され画像メモリ１８に画像データと
して記憶される。図３はこのときの画像データの模式図
である。図４はこの画像の中からＹ方向と一致する任意
の垂直方向の１ラインＬ１　における濃淡レベルｇ１　
，ｇ２　，ｇ３　を示している。この濃淡レベルｇ１　
，ｇ２　，ｇ３　はそれぞれ薄板２、基準ガイド３、固
定テーブル４の濃淡レベルであり、座標ｙ１　はＩＴＶ
カメラ１で撮像した画像内における薄板２の下端のＹ方
向の位置である。 画像処理回路１９はラインＬ１　の画像データを走査し
てその濃淡レベルが急激に変化する位置を探すことによ
り座標ｙ１　を求めてデータ演算器１２に送る。さらに
、データ演算器１３ではＩＴＶカメラ１のＹ方向座標Ｙ
１１と、ＩＴＶカメラ１で撮像した画像内における薄板
２の下端のＹ方向座標ｙ１　を加算して、薄板２の下端
のＹ方向座標Ｙ１　を得る。

【００１４】次に、図５に示すようにＩＴＶカメラ１を
薄板２の上側に移動してモニタテレビジョン１６の画面
に薄板２の上端が写し出された状態でスタートボタン２
２が押されると、前記において薄板２の下端のＹ方向座
標Ｙ１　を求めたときと同じようにして薄板２の上端の
Ｙ方向座標Ｙ２　を得る。さらに、データ演算器１２は
座標Ｙ１　と座標Ｙ２　の中間の座標Ｙ３　を算出する
。この座標Ｙ３　は薄板２の中心線のＹ方向の座標であ
る。

【００１５】さらに、図６に示すようにＩＴＶカメラ１
を薄板２のほぼ中心線上を左側に移動してモニタテレビ
ジョン１６の画像に薄板２の左端が写し出された状態で
スタートボタン２２が押されると、そのときのＩＴＶカ
メラ１のＸ方向移動量及びＹ方向移動量がそれぞれリニ
アスケール９とリニアスケールヘッド１０及びリニアス
ケール１３とリニアスケールヘッド１４で検出されカウ
ンタ回路１１及びカウンタ回路１５でＸ方向の座標Ｘ３
１及びＹ方向の座標Ｙ３１として計数され、それぞれデ
ータ演算器１２に送られる。また同時にＩＴＶカメラ１
の画像信号はＡ／Ｄ変換器１７に送られてディジタル信
号に変換され画像メモリ１８に画像データとして記憶さ
れる。この画像データの模式図を図７に示す。図７にお
いて、データ演算器１３は既に算出されている薄板２の
中心線のＹ方向座標Ｙ３　からＩＴＶカメラ１のＹ方向
座標Ｙ３１を減算することによりＩＴＶカメラ１で撮像
した画像内における薄板２の中心線のＹ方向位置として
座標ｙ３　を得る。図８は画像データの中から座標ｙ３
　の水平方向の１ラインＬ３　における濃淡レベルｇ４
　，ｇ５　を示している。この濃淡レベルｇ４　，ｇ５
　はそれぞれ薄板２、固定テーブル４の濃淡レベルであ
る。座標ｘ３　はＩＴＶカメラ１で撮像した画像内にお
ける薄板２の中心左端のＸ方向の位置である。画像処理
回路１９はラインＬ３　の画像データを走査してその濃
淡レベルが急激に変化する位置を探すことにより座標ｘ
３　を求めてデータ演算器１２に送る。さらに、データ
演算器１２ではＩＴＶカメラ１のＸ方向座標Ｘ３１と、
ＩＴＶカメラ１で撮像した画像内における薄板２の中心
左端のＸ方向座標ｘ３　を加算して、薄板２の中心左端
のＸ方向座標Ｘ３　を得る。

【００１６】次に、図９に示すようにＩＴＶカメラ１を
薄板２のほぼ中心線上を右側に移動してモニタテレビジ
ョン１６の画面に薄板２の右端が写し出された状態でス
タートボタン２２が押されると、前記において薄板２の
中心左端のＸ方向座標Ｘ３　を求めたときと同じように
して薄板２の中心右端のＸ方向座標Ｘ４　を得る。そし
て、データ演算器１２は座標Ｘ４　から座標Ｘ３　を減
算することで薄板２の中心における切断長さＬを算出し
、その長さＬを寸法表示器２０にて表示する。

【００１７】上述したように、本実施例においては薄板
２の中心における切断長さＬを求めるのに必要な４つの
測定点（薄板２の下端、上端、中心左端、中心右端）の
それぞれがＩＴＶカメラ１の撮像する画像の範囲に入る
位置にＩＴＶカメラ１を移動することで各測定点の正確
な位置を検出し、薄板２の中心における切断長さＬを算
出するので、各作業員による測定のバラツキが無くかつ
精度が高い測定を行うことができる。しかも、測定作業
が非常に簡単であるため迅速に薄板の切断長さの測定を
行うことができる。

【００１８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変形してもよい
。例えば、上記実施例では薄板の中心における切断長さ
を測定する場合について述べたが、同じようにして図１
０に示したように薄板の測定点Ｐ１及び測定点Ｐ２のそ
れぞれの座標（Ｘ５　，Ｙ５　）及び（Ｘ６　，Ｙ６　
）を測定して切断角度θを測定することができるし、そ
の他においても薄板の２次元形状に係わる様々な寸法測
定を行ってもよい。また、上記実施例では測定した寸法
を寸法表示器で表示していたが、これに限らず測定した
寸法が許容寸法の範囲内であるか否かを判定したり、測
定した寸法を記憶装置に記憶しておき必要に応じて後か
ら参照できるように構成してもよい。また、上記実施例
では作業員が人力でＩＴＶカメラを移動したものである
が、モータ等の機械力を利用してもよい。さらに、ＩＴ
Ｖカメラの移動量をリニアスケールにより検出したが、
ＩＴＶカメラの直線移動量を回転量に変換しパルスエン
コーダ等により移動量を検出してもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄板の２
次元寸法測定装置によれば、電力用変圧器磁気鉄心に用
いられる切断鋼板等の薄板の寸法を正確かつ迅速に測定
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構成図。

【図２】ＩＴＶカメラを薄板の下側に移動してモニタテ
レビジョンの画面に写し出された画像データを説明する
ための図。

【図３】図２の画像データの模式図。

【図４】図２の画像データの中からＹ方向と一致する任
意の垂直方向のラインにおける濃淡レベルを示した図。

【図５】ＩＴＶカメラを薄板の上側に移動してモニタテ
レビジョンの画面に写し出された画像データを説明する
ための図。

【図６】ＩＴＶカメラを薄板のほぼ中心線上を左側に移
動してモニタテレビジョンの画像に写し出された画像デ
ータを説明するための図。

【図７】図６の画像データの模式図。

【図８】図６の画像データの中からＹ方向と一致する任
意の垂直方向のラインにおける濃淡レベルを示した図。

【図９】ＩＴＶカメラを薄板のほぼ中心線上を右側に移
動してモニタテレビジョンの画面に写し出された画像デ
ータを説明するための図。

【図１０】薄板の切断角度を測定する方法を説明するた
めの図。

【図１１】従来の電力用変圧器に用いられる３脚鉄心の
構成図。

【図１２】図１１の鉄心脚の斜視図。

【図１３】図１１の鉄心脚と継鉄との接合部の拡大図。

【図１４】薄板鋼板の従来の切断方法を説明するための
図。

【図１５】切断不良な薄板鋼板からなる鉄心脚と継鉄と
の接合部の拡大図。

【図１６】従来の測定装置の全体構成図。

【符号の説明】

１…ＩＴＶカメラ、２…薄板、３…基準ガイド、４…固
定テーブル、５…移動ステージ、６ａ，６ｂ…直動レー
ル、７…直動レール、８…ハンドル、９，１３…リニア
スケール、１０，１４…リニアスケールヘッド、１１，
１５…カウンタ回路、１２…データ演算器、１６…モニ
タテレビジョン、１７…Ａ／Ｄ変換器、１８…画像メモ
リ、１９…画像処理回路、２０…寸法表示器、２１…制
御装置、２２…スタートボタン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電力用変圧器磁気鉄心等の薄板の２次
   元形状に係わる寸法を測定する薄板の２次元寸法測定装
   置において、前記薄板を撮像する撮像装置と、この撮像
   装置の撮像部を前記薄板の寸法測定点が撮像できる位置
   に移動する撮像部移動手段と、この撮像部移動手段によ
   り移動する撮像部の位置を２次元の座標で検出する撮像
   部座標検出手段と、撮像部の撮像する画像内においての
   前記薄板の寸法測定点の位置を検出する画像位置検出手
   段と、撮像部の位置及び画像内においての前記薄板の寸
   法測定点の位置から前記薄板の２次元形状に係わる寸法
   を算出する寸法算出手段とから構成されたことを特徴と
   する薄板の２次元寸法測定装置。