JP3905816B2 - 薄板金属帯の巻き取り装置、薄板金属帯の巻き取り方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は薄板金属帯の巻き取り装置、薄板金属帯の巻き取り方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、特に、薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造する際に、スリ疵による歩留まり落ちを防止するために用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、薄板金属帯の巻き取り装置において、金属帯を巻き取る時に金属帯の表面に発生するスリ疵は、薄板金属帯をコイル状に巻き取るときに上記薄板金属帯と金属帯とが重なり合って発生する場合が多い。上記のようにして発生するスリ疵を防止するための従来技術としては、例えば特許文献1、特許文献2に開示されているものがある。
【0003】
上記特許文献1においては、金属帯表面に潤滑剤を塗布することにより金属帯間の摩擦を低減して表面疵の発生を防止しているが、無塗油材の金属帯には適用できなかった。
【0004】
また、上記特許文献2においては、コイル巻き取り装置のリールシャフトの軸受け部に振動センサを設置し、軸受け部における振動及び変位を検出して金属帯表面スリ疵の発生を防止している。しかしながら、この場合にはコイル巻き取り装置に配設されているリールシャフトの軸受け部の振動を検出しているために、実際の金属帯の挙動及び振動を直接検出できないので、スリ疵発生の初期段階での検出が困難であり、また、検出精度が悪い問題があった。
【0005】
上記薄板金属帯の表面に発生するスリ疵を予知する従来技術として、例えば、特許文献3において、「金属帯表面のすり疵欠陥発生予知方法」が提案されている。上記特許文献3にて提案されている予知方法は、圧延ラインにおける金属帯の巻き取り装置に挿入される金属帯の端部の板幅方向の位置を検出し、その位置検出信号から巻き取り装置の回転周波数と一致する周波数成分を抽出し、その周波数成分の信号レベルに基づいて金属帯表面のすり疵の発生を予知するようにしている。
【0006】
【特許文献1】
特開昭60−37222号公報
【特許文献2】
実開平4−415号公報
【特許文献3】
特開平7−68318号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献3にて提案されている「金属帯表面のすり疵欠陥発生予知方法」の場合、金属帯巻き取り軸の径を渦流センサを使用して抽出し、巻き取り装置の回転周波数と一致する周波数成分を検出するようにしていた。
【0008】
上記渦流センサの場合には、検査対象中に生じる渦電流を検出してコイル径を測定するようにしているので、渦電流が流れないとコイル径を検出することができないので、金属帯巻き取り軸にゴム製スリーブを挿入した状態では軸径を測定することができず、ゴム製スリーブを挿入した状態において上記金属帯巻き取り軸の真円度を正確に測定することができない問題があった。
【0009】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、金属帯巻き取り軸の振れ量を高精度に検出できるようにすることを第1の目的とする。
また、ゴム製スリーブを挿入した状態で金属帯巻き取り軸の真円度を検出して、金属帯を巻き始める前の巻き取り軸の真円度を高精度に調整できるようにすることを第2の目的とする。
さらに、上記ゴム製スリーブに装入された内径スリーブを介して巻き取り軸の真円度を高精度に調整できるようにすることを第3の目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄板金属帯の巻き取り装置は、所定の処理が施された薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造するための薄板金属帯の巻き取り装置であって、上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸におけるドライブ側の巻き取り径を検出する第1のレーザセンサと、上記巻き取り軸におけるワークサイド側の巻き取り径を検出する第2のレーザセンサとを少なくとも具備するレーザ距離計と、上記レーザ距離計から入力されている径情報を用いて、上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との差を演算して、上記巻き取り軸の外径の特徴を示す真円度を検出する真円度検出手段とを有することを特徴とする。
また、本発明の他の特徴とするところは、所定の処理が施された薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造するための薄板金属帯の巻き取り装置であって、上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸におけるドライブ側の巻き取り径を検出する第1のレーザセンサと、上記巻き取り軸におけるワークサイド側の巻き取り径を検出する第2のレーザセンサとを少なくとも具備するレーザ距離計と、上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸に装入されたゴム製スリーブを介して上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との差を演算して、上記巻き取り軸の外径の特徴を示す真円度を検出するの真円度を検出する真円度検出手段と、上記真円度検出手段の検出結果に基づいて上記ゴム製スリーブの真円度を調整する真円度調整手段とを有することを特徴とする。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記真円度検出手段は、上記レーザ距離計から入力されている径情報を用いて、上記巻き取り軸に巻き取られる薄板金属帯の両側端部近傍の巻き取り径を検出することを特徴とする。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記真円度検出手段は、上記レーザ距離計から入力されている径情報を用いて、上記ゴム製スリーブに装入された内径スリーブを介して上記巻き取り軸の真円度を検出することを特徴とする。
【0011】
本発明の薄板金属帯の巻き取り方法は、所定の処理が施された薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造するための薄板金属帯の巻き取り方法であって、上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸におけるドライブ側の巻き取り径を検出する第1のレーザセンサと、上記巻き取り軸におけるワークサイド側の巻き取り径を検出する第2のレーザセンサとを少なくとも具備するレーザ距離計から入力されている径情報を用いて上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との差を演算し、上記巻き取り軸の外径の特徴を示す真円度を検出する真円度検出工程とを有することを特徴とする。
また、本発明の他の特徴とするところは、所定の処理が施された薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造するための薄板金属帯の巻き取り方法であって、上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸におけるドライブ側の巻き取り径を検出する第1のレーザセンサと、上記巻き取り軸におけるワークサイド側の巻き取り径を検出する第2のレーザセンサとを少なくとも具備するレーザ距離計から入力されている径情報を用いて上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸に装入されたゴム製スリーブを介して上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との差を演算して、上記巻き取り軸の外径の特徴を示す真円度を検出するの真円度を検出する真円度検出工程と、上記真円度検出工程の検出結果に基づいて上記ゴム製スリーブの真円度を調整する真円度調整工程とを有することを特徴とする。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記真円度検出工程は、上記レーザ距離計から入力されている径情報を用いて上記巻き取り軸に巻き取られる薄板金属帯の両側端部近傍の巻き取り径を検出することを特徴とする。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記真円度検出工程は、上記レーザ距離計から入力されている径情報を用いて上記ゴム製スリーブに装入された内径スリーブを介して上記巻き取り軸の真円度を検出することを特徴とする。
【0012】
本発明のコンピュータプログラムは、所定の処理が施された薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造するための薄板金属帯の巻き取り方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸におけるドライブ側の巻き取り径を検出する第1のレーザセンサと、上記巻き取り軸におけるワークサイド側の巻き取り径を検出する第2のレーザセンサとを少なくとも具備するレーザ距離計から入力されている径情報を用いて上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との差に基づいて上記巻き取り軸の外径の特徴を示す真円度を検出する真円度検出工程とを有する薄板金属帯の巻き取り方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【0013】
本発明の記録媒体は、上記に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら本発明の薄板金属帯の巻き取り装置、薄板金属帯の巻き取り方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施の形態について説明する。
【0015】
図1は、本発明に係る薄板金属帯の巻き取り装置の実施の形態を示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態の薄板金属帯の巻き取り装置は、第1のレーザセンサ11、第2のレーザセンサ12、リール回転検出器13、パルス発生器14、演算装置15、コイル外形表示装置16、警報出力装置17、真円度調整手段18などを有している。
【0016】
上記第1のレーザセンサ11は、ストリップを巻き取ってコイル5を生成するための巻き取り軸1のドライブサイド2側の径を検出するために設けられている。また、第2のレーザセンサ12は、上記巻き取り軸1のワークサイド3側の径を検出するために設けられているものである。
【0017】
リール回転検出器13は、上記巻き取り軸1の回転状態を検出して、回転検出信号をパルス発生器14に出力する。パルス発生器14は、上記リール回転検出器13から送られてくる回転検出信号に基づき、上記巻き取り軸1が1回転する毎にパルス信号を演算装置15に出力する。
【0018】
上記演算装置15は、上記第1のレーザセンサ11から入力される巻き取り軸1のドライブサイド2の径情報、及び上記第2のレーザセンサ12から入力されるワークサイド3の径情報に基づいて、上記巻き取り軸1のドライブサイド2側の径とワークサイド3側の径との差を、上記巻き取り軸1の1回転毎に演算する。そして、その演算結果が予め設定された基準値Xよりも大きいか否かを判断し判断結果をコイル外形表示装置16、警報出力装置17及び真円度調整手段18に出力する。したがって、本実施形態においては演算装置15が真円度検出手段として機能している。
【0019】
ここで、コイル振れの種類と振れイメージについて、図9を参照しながら説明する。金属帯を巻き取り軸1に巻き取る際に発生するコイル振れを大別すると、図9(a)に示すような縦振れと、図9(b)に示す振れ回りとに分類することができる。
【0020】
上記図9(a)に示した縦振れは、巻き取る金属帯面とコイル面とが平行になっており、相対ズレは発生しない。したがって、縦振れの場合には品質欠陥となるコイルスリップ疵は発生しない。
【0021】
それに対し、図9(b)の振れ回りの場合には、金属帯面とコイル面とで相対ズレが発生するので、品質欠陥となるコイルスリップ疵は発生する。このため、巻き取り面の両端部(ドライブサイドとワークサイドの径)の振れ回り振動の位相成分が180°の場合にスリップ疵が発生する。この逆位相成分は、上記巻き取り軸1の1回転の周期と同様である。
【0022】
すなわち、横方向(スラスト方向)のみではスリップ疵の発生はなく、図9(b)中の矢印で示したように、コイル全体がうねりを持った振れになるとコイルスリップ疵が発生する。そこで、本実施の形態においては、巻き取りコイルの回転周期と同期してコイルの両端部2、3の振れ量を演算することで、コイルスリップ疵の発生を予知するようにしている。
【0023】
図2及び図3は、本実施の形態の薄板金属帯の巻き取り装置が配設されるストリップコイル製造ラインの概略構成を示し、図2は横方向から見た構成図であり、図3は上方向から見た構成図である。
【0024】
図2及び図3に示したように、このストリップコイル製造ラインは、リール前ロール22の位置制御を行うための位置制御アクチュエータ21、振動発生装置23、EPC(Edge Position Control)装置24、自動切断機25等を有している。
【0025】
次に、図4のフローチャートを参照しながら本実施の形態の薄板金属帯の巻き取り装置の動作を説明する。
本実施の形態の薄板金属帯の巻き取り装置は、最初のステップS41で巻き取り軸1にゴム製スリーブ4が挿入されたときから動作を開始し、上記ゴム製スリーブ4が挿入された状態で巻き取り軸1の径をドライブサイド2側及びワークサイド3側のそれぞれについて検出する。この検出は第1のレーザセンサ11及び第2のレーザセンサ12を用いて行うものであり、本実施の形態においてはレーザセンサを用いて非接触で行うものであるから、ゴムで形成されているゴム製スリーブ4を挿入した状態で上記巻き取り軸1の径を正確に行うことができる。したがって、本実施の形態においては薄板金属帯を巻き始める前に金属帯巻き取り軸1の真円度を正確に検出することができる。
【0026】
上記金属帯巻き取り軸1にゴム製スリーブ4を装入した状態で真円度を検出する場合に、スリーブ径が500mm程度において振れ量が1.0mm程度以内に収まるようにするのが望ましい。したがって、コイルを巻き始める前の真円度の許容量は「0.2%」以内程度となるように調整するのが望ましい。
【0027】
上記真円度が許容量以内になっていないケースとして、ゴム製スリーブ4自体が真円でない場合、及びマンドレルのセグメントが所定の位置まで拡大されていないケースとが考えられる。
【0028】
上述したように、本実施の形態においては、演算装置15で検出したゴム製スリーブ4の真円度に基づいてマンドレルのセグメント位置を所定の位置に拡大して真円度を調整する真円度調整手段18を設けている。
【0029】
なお、図1に示した例では第1のレーザセンサ11及び第2のレーザセンサ12の2個でゴム製スリーブ4の真円度を検出する例を示したが、ゴム製スリーブ4の中央部の振れ量を主として検出する第3のレーザセンサを配設すれば、ゴム製スリーブ4のプロファイルを更に明確に検出することができる。
【0030】
上述したようにして、マンドレルのセグメント位置を所定の位置に拡大して真円度を調整しても所定の真円度が得られない場合には、ゴム製スリーブ4自体の真円度が所定の許容範囲外であるので、この場合にはゴム製スリーブ4を交換するようにして所定の真円度が得られるようにする。
【0031】
上述した真円度調整の説明においては、「ラッパーロール方式の巻取り装置」を示して真円度を調整する手順を説明したが、圧延ライン以降は、図11に示すような「ベルトラッパー方式の巻取り装置」が用いられている。なお、図11において、111が薄板金属帯110をマンドレルMD上に巻き付けるベルトラッパーベルトである。
【0032】
実用化されている変位計を大別すると非接触式変位計と接触式変位計とに分類することができる。
非接触式変位計としては、渦電流式、光学式及び超音波式が知られている。また、接触式変位計としては、インダクタンス変位計が知られている。
【0033】
渦電流式変位計の測定原理は、磁界によるインピーダンス変化を利用したものであるので、測定対象物は金属に限定される。測定面に対するスポット性は中程度であり、光学式及び接触式よりは劣るが超音波式よりは優れている。精度に関しては優れているが、曲面に対して弱い欠点がある。また、分解能はおよそ0.3μ〜1μ、測定範囲は0〜10mm、応答周波数は最高18kHz程度である。
【0034】
光学式変位計の測定原理は、半導体レーザを利用したものであるので、測定対象物は固体及び液体の両方に使用することができる。また、透明/不透明を問わず、測定面に対するスポット性にも優れている。さらに、精度も優れており、分解能はおよそ0.01μ〜0.2μ、測定範囲は9〜750mm、応答周波数は最高3〜20kHz程度である。
【0035】
超音波式変位計の測定原理は、発射した音波のが反射してくる時間を利用したものであるので、測定対象物は固体及び液体の両方に使用することができ、また、透明/不透明を問わない。しかしながら、測定面に対するスポット性は低く、光学式及び接触式と比較して劣る。また、精度に関しても劣り、周囲温度の影響を受ける欠点がある。分解能は100μ程度、測定範囲は60〜数十mm、応答周波数は最高20kHz程度である。
【0036】
接触式変位計の測定原理は、インダクタンス変化を利用したものであるので、測定対象物は固体に限定される。測定面に対するスポット性及び精度に関しては優れている。また、分解能は0.16μ、測定範囲は1〜10mm、応答周波数は最高40kHz程度である。
【0037】
本実施の形態においては、低周期(最高10kHz程度)の変位量測定なので、何れのセンサを使用しても測定は可能であるが、測定対象物の材質及び測定距離間の変動、局率変動等があるので、高精度(分解能0.01mm程度以上)に、かつ非接触及び長距離で測定可能である特徴を有している「レーザ変位計」を使用してコイルの振れ回りを測定するようにしている。
【0038】
ゴム製スリーブ4を金属帯巻き取り軸1に挿入したら、次に、ステップS42に進み、真円度を検出する。この検出は上述した第1のレーザセンサ11及び第2のレーザセンサ12を使用して上記金属帯巻き取り軸1のドライブサイド2側及びワークサイド3側の径を測定して行うものであり、第1のレーザセンサ11及び第2のレーザセンサ12で検出された金属帯巻き取り軸1の径情報は演算装置15に送られる。
【0039】
演算装置15には、パルス発生器14からパルス信号が入力されており、金属帯巻き取り軸1が1回転するごとに振れ回り量が演算される。この演算は、上記第1のレーザセンサ11から出力されるドライブサイド2側の径をAとし、第2のレーザセンサ12から出力されるワークサイド3側の径をBとした場合に、「(A−B)P-P≧基準値X」の式を満足する否かに基づいて行われる。
【0040】
ステップS42で行われた演算の結果、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が基準値Xよりも大きいか否かがステップS43で判定される。この判定の結果、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が基準値Xよりも大きい場合にはステップS44に進み、演算装置15から警報出力装置17に警報信号が出力されるとともに、コイル外形表示装置16にコイル外径が表示される。警報出力装置17は、上記警報信号が入力されると、例えば、アラーム音を発音するなどして金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が基準値Xをオーバーしたことをオペレータに報知する。
【0041】
次に、ステップS45に進み、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が第1のしきい値aよりも大きいか否かを判定する。この判定は、「(A−B)P-P≧a」の式にて行われる。この判定の結果、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が第1のしきい値aよりも大きい場合にはステップS46に進み、EPC装置(図示せず)のゲインを下げて、感度を鈍くする方向へ調整する。
【0042】
その後、ステップS47に進み、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が第2のしきい値bよりも大きいか否かを判定する。この判定は、「(A−B)P-P≧b」の式にて行われる。この判定の結果、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が第2のしきい値bよりも大きい場合にはステップS48に進み、リール前ロール22の位置制御を行う。
【0043】
上記リール前ロール22の位置制御は、上記金属帯巻き取り軸1の振れ回りを打ち消すための逆位相成分信号を生成し、この逆位相成分信号を位置制御アクチュエータ21に出力して、上記リール前ロール22を介して薄板金属帯に逆位相成分を付与することにより行われる。
【0044】
次に、ステップS49に進み、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が第3のしきい値cよりも大きいか否かを判定する。この判定は、「(A−B)P-P≧c」の式にて行われる。この判定の結果、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が第3のしきい値cよりも大きい場合にはステップS50に進み、コイルを自動的に分割する制御を行う。
【0045】
このように、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が第3のしきい値cよりも大きくなった時点でコイルを自動的に分割することにより、コイルが巻き太ったことに起因するスリ疵の発生を防止することができる。これにより、スリ疵が発生した薄板金属帯がコイル内に混入するのを確実に防止することができる。
【0046】
図5(a)に、ドライブサイド2側の変位量及びワークサイド3側の変位量を示し、図5(b)にワークサイド3側の変位をFFT解析した結果、図5(c)にドライブサイド2側の変位をFFT解析した結果を示す。
【0047】
また、図6に振れ回りの有無によりFET読み値が変化する様子を示す。なお、図5及び図6において、f0は金属帯巻き取り軸1が1回転(360°)を示し、2f0は金属帯巻き取り軸1が1/2回転(180°)を示し、3f0は金属帯巻き取り軸1が1/3回転(120°)を示し、4f0は金属帯巻き取り軸1が1/4回転(90°)を示し、5f0は金属帯巻き取り軸1が1/5回転(72°)を示している。
【0048】
これらの図から明らかなように、ワークサイド3側の径とドライブサイド2側の径との差が大きくなると金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が大きくなることが分かる。そこで、本実施の形態の薄板金属帯の巻き取り装置は、上述したように、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が大きくなったことを検出して、スリ疵の発生を予知するようにしている。また、スリ疵の発生を予知した時点で、リール前ロール22に逆位相の振動を与えて位相差を打ち消すことによりコイルの振れを抑制するようにしている。
【0049】
また、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が大きくなって、リール前ロール22の位置制御を行っても位相差を打ち消すことができない場合には、自動切断機25を動作制御してコイルを自動的に切断することによりスリ疵が発生するのを防止するとともに、スリ疵が発生した薄板金属帯がコイルに混入するのを防止するようにしている。
【0050】
(実施例)
次に、図7〜図9を参照しながら本発明の薄板金属帯の巻き取り装置を使用してコイルを製造した実施例を説明する。
図7(a)は、板厚0.2mmで板幅が880mmの薄板金属帯を巻き取って、外径が600mm、1100mm、1400mmのコイルを製造した例を示している。この場合、外径が600mm及び1100mmの場合は金属帯巻き取り軸1の速度が750mpm、1400mmの場合は金属帯巻き取り軸1の速度が650mpmであった。この例の場合はワークサイド3側の径とドライブサイド2側の径との差は認められず、スリ疵は発生しなかった。
【0051】
図7(b)は、板厚0.28mmの薄板金属帯を巻き取って外径が600mm、1100mmのコイルを製造し、0.20mmで板幅が766mmの薄板金属帯を巻き取って、1400mmのコイルを製造した例を示している。この場合、コイル外径が600mmの場合にはワークサイド3側の径とドライブサイド2側の径との差が1.1mmであり、コイル外径が1100mmの場合、及びコイル外径が1400mmの場合にはワークサイド3側の径とドライブサイド2側の径との差が1.3mmであった。何れの場合も振れ回り量が小さいので、この場合もスリ疵は発生しなかった。
【0052】
図7(c)は、板厚0.32mmで板幅が790mmの薄板金属帯を巻き取って、外径が600mm、1100mm及び1400mmのコイルを製造した例を示している。この場合、コイル外径が600mmの場合にはワークサイド3側の径とドライブサイド2側の径との差が0.9mmであり、コイル外径が1100mmの場合にはワークサイド3側の径とドライブサイド2側の径との差が1.7mmであり、コイル外径が1400mmの場合にはワークサイド3側の径とドライブサイド2側の径との差が2.2mmであった。したがって、この場合コイル外径が600mmのコイルの場合には振れ回り量が小さいのでスリ疵は発生しなかったが、コイル外径が1100mmのコイル、及び1400mmのコイル場合には振れ回り量が大きいのでスリ疵が発生した。
【0053】
図7(d)は、板厚0.35mmで板幅が819mmの薄板金属帯を巻き取って、外径が600mm、990mm及び1200mmのコイルを製造した例を示している。この場合、コイル外径が600mmの場合にはワークサイド3側の径とドライブサイド2側の径との差が1.0mmであり、コイル外径が990mmの場合にはワークサイド3側の径とドライブサイド2側の径との差が1.9mmであり、コイル外径が1200mmの場合にはワークサイド3側の径とドライブサイド2側の径との差が2.8mmであった。この場合も、コイル外径が600mmのコイルの場合には振れ回り量が小さいのでスリ疵は発生しなかったが、コイル外径が850mmのコイル、及び1200mmのコイル場合には振れ回り量が大きいのでスリ疵が発生した。
【0054】
図8は、リール外径プロファイルの測定結果の一例を示している。図8(a)に示した例は、金属帯巻き取り軸1(テンションリール)が1回転する間にワークサイド3側及びドライブサイド2側ともに、外径がほとんど変化せず、マンドレル(金属帯巻き取り軸)の外径は平坦で真円度が確保されていることを示している。
【0055】
図8(b)はゴム製スリーブの中央部において、ほぼ1.13mm程度の外径変化がある。また、セグメント部において、サブセグメントの凹みが約1.0mm程度あり、ゴム製スリーブ外径がマンドレルのセグメントと同じ位置で変形していることが分かる。
【0056】
上述した実施の形態において、図4のステップS47の判定の結果、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量が第2のしきい値bよりも大きい場合にはステップS48においてリール前ロール22の位置制御を行うようにする例を示した。しかし、上記リール前ロール22の位置制御を行う代わりに、振動発生装置23を動作させて薄板金属帯に逆位相の振動を与えることにより薄板金属帯の形状の変化を正常に戻すようにして、金属帯巻き取り軸1の振れ回り量を小さくしてスリ疵の発生を抑制するようにしてもよい。
【0057】
上記振動発生装置23としては、例えば、ワイピング装置を用いて構成することができる。この場合は、エアーを吹き付けることにより薄板金属帯に逆位相の振動を与えるようにする。
【0058】
上述した実施の形態は、ゴム製スリーブ4上に薄板金属帯を直接巻き付けてコイル5を製造する例を示した。しかしながら、図12(a)〜(e)に示すように、ゴム製スリーブ4上に内径スリーブ4aを装入し、上記内径スリーブ4a上に薄板金属帯を巻き付けてコイル5を製造するようにしている。
【0059】
上記内径スリーブ4aは、鉄、アルミニウムまたは紙等によって形成されているものであり、薄板金属帯を巻き終わった後はコイル5と一緒にゴム製スリーブ4から取り外されるものである。
【0060】
上記のように内径スリーブ4aを使用する場合には、(イ)ゴム製スリーブ4の真円度の測定→(ロ)この測定の結果、所定の真円度が得られない場合にはマンドレル開度の調整を行う→(ハ)そして、調整しても所定の真円度が得られない場合にはゴム製スリーブ4を交換する。
【0061】
次に、(ニ)上記ゴム製スリーブ4上に内径スリーブ4aを装入し、内径スリーブ4aの真円度を測定する。→(ホ)上記測定の結果、所定の真円度が得られない場合には内径スリーブ4aを交換する。
【0062】
上述のようにして、巻き取り軸の真円度を所定の範囲内になるようにしてから、(ヘ)薄板金属帯を巻き始め、コイル5の外径寸法を検出して振れ量を測定するようにする。
【0063】
図10は、演算装置15を構成可能なコンピュータシステムの一例を示すブロック図である。
このコンピュータシステム650は、CPU651と、ROM652と、RAM653と、キーボード(KB)659のキーボードコントローラ(KBC)655と、表示部としてのCRTディスプレイ(CRT)660のCRTコントローラ(CRTC)656と、ハードディスク(HD)661及びフレキシブルディスク(FD)662のディスクコントローラ(DKC)657と、ネットワー670との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ(NIC)658とが、システムバス654を介して互いに通信可能に接続された構成としている。
【0064】
CPU651は、ROM652或いはHD661に記憶されたソフトウェア、或いはFD662より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス654に接続された各構成部を総括的に制御する。
すなわち、CPU651は、所定の処理シーケンスに従った処理プログラムを、ROM652、或いはHD661、或いはFD662から読み出して実行することで、上記本実施の形態での動作を実現するための制御を行う。
【0065】
RAM653は、CPU651の主メモリ或いはワークエリア等として機能する。
KBC655は、KB659や図示していないポインティングデバイス等からの指示入力を制御する。
CRTC656は、CRT660の表示を制御する。
DKC657は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、及び本実施の形態における所定の処理プログラム等を記憶するHD661及びFD662とのアクセスを制御する。
NIC658は、ネットワーク670上の装置或いはシステムと双方向にデータをやりとりする。
【0066】
(本発明の他の実施の形態)
なお、以上に説明した本実施形態の薄板金属帯の巻き取り装置の制御装置は、コンピュータのCPUあるいはMPU、RAM、ROMなどで構成されるものであり、RAMやROMに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。
【0067】
したがって、コンピュータが上記機能を果たすように動作させるプログラムを、例えばCD−ROMのような記録媒体に記録し、コンピュータに読み込ませることによって実現できるものである。上記プログラムを記録する記録媒体としては、CD−ROM以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。
【0068】
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全てあるいは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて上述の実施形態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明の実施形態に含まれる。
【0069】
また、本発明をネットワーク環境で利用するべく、全部あるいは一部のプログラムが他のコンピュータで実行されるようになっていても良い。例えば、画面入力処理は、遠隔端末コンピュータで行われ、各種判断、ログ記録等は他のセンターコンピュータ等で行われるようにしても良い。
【0070】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、所定の処理が施された薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造する際に、上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸におけるドライブ側の巻き取り径を検出する第1のレーザセンサと、上記巻き取り軸におけるワークサイド側の巻き取り径を検出する第2のレーザセンサとを少なくとも設け、上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との位相差を検出するようにしたので、金属帯巻き取り軸の真円度をコイルの巻き始めから巻き終わりにいたるまで連続的に、かつ高精度に測定することができる。これにより、振れ回り量が小さい状態でコイルを常に巻き取ることが可能となり、スリ疵の発生を防止してコイル製造における歩留まりを大幅に向上させることができる。
【0071】
また、本発明の他の特徴によれば、薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸に装入されたゴム製スリーブの真円度を検出し、上記検出結果に基づいて上記ゴム製スリーブの真円度を調整するようにしたので、金属帯を巻き始める直前における巻き取り軸の真円度を高精度に検出して調整することができる。
【0072】
また、本発明のその他の特徴によれば、上記ゴム製スリーブに装入された内径スリーブを介して上記巻き取り軸の真円度を検出するようにしたので、上記内径スリーブが不良品であることにより発生する不都合を防止して、振れ回り量が小さい状態でコイルを常に巻き取るようにすることができる。
【0073】
また、本発明のその他の特徴によれば、真円度検出手段によって検出された上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との位相差を演算し、その演算された位相差が所定の値になったときに警報を出力するようにしたので、上記金属帯巻き取り軸の振れ回りに起因するスリ疵が発生する前に適切な処置を施すことが可能となり、スリ疵による歩留まり低下を最小限に抑えることができる。
【0074】
また、本発明のその他の特徴によれば、位相差演算手段によって演算された位相差が所定の値になったときに金属帯エッジ位置制御装置のゲインを調整するようにしたので、上記金属帯エッジ位置制御装置のゲインが不適当であることにより発生するスリ疵を防止することができる。
【0075】
また、本発明のその他の特徴によれば、上記位相差演算手段によって演算された位相差が所定の値になったときに、上記薄板金属帯に逆位相の振動を付与して上記位相差を減少させるようにしたので、リール前ロールの位置や薄板金属帯の形状に起因するスリ疵を大幅に抑制することができる。
【0076】
また、本発明のその他の特徴によれば、上記位相差演算手段によって演算された位相差が所定の値になったときに、上記薄板金属帯を切断するための金属帯切断装置を動作させてコイルの中間分割を行うようにするようにしてので、コイルの巻き太りによるスリ疵の発生を抑制して歩留まりを向上できるとともに、スリ疵が発生した薄板金属帯がコイルに混入する可能性を大幅に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示し、薄板金属帯の巻き取り装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態の薄板金属帯の巻き取り装置が配設されるストリップコイル製造ラインの概略構成を示し、横方向から見た構成図である。
【図3】実施の形態の薄板金属帯の巻き取り装置が配設されるストリップコイル製造ラインの概略構成を示し、上方向から見た構成図である。
【図4】実施の形態の薄板金属帯の巻き取り装置の動作を説明するフローチャートである。
【図5】レーザ変位計の出力波形及びFFT解析結果を説明する特性図である。
【図6】金属帯巻き取り軸に振れ回りがある場合の値と、振れ回りがない場合の値を説明する特性図である。
【図7】実施の形態の薄板金属帯の巻き取り装置を用いてコイルを製造した実施例の結果を示す図である。
【図8】金属帯巻き取り軸の外径プロファイルを説明する図である。
【図9】実施の形態の演算装置を構成可能なコンピュータシステムの一例を示すブロック図である。
【図10】演算装置を構成可能なコンピュータシステムの一例を示すブロック図である。
【図11】ストリップがベルトラッパー方式のマンドレルに巻き取られる様子を示す図である。
【図12】内径スリーブを使用してコイルを製造する場合の工程例を説明する図である。
【符号の説明】
1 金属帯巻き取り軸
2 ドライブサイド
3 ワークサイド
4 ゴム製スリーブ
5 コイル
11 第1のレーザセンサ
12 第2のレーザセンサ
13 リール回転検出器
14 パルス発生器
15 演算装置
16 コイル外形表示装置
17 警報出力装置
Claims (10)
- 所定の処理が施された薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造するための薄板金属帯の巻き取り装置であって、
上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸におけるドライブ側の巻き取り径を検出する第1のレーザセンサと、上記巻き取り軸におけるワークサイド側の巻き取り径を検出する第2のレーザセンサとを少なくとも具備するレーザ距離計と、
上記レーザ距離計から入力されている径情報を用いて、上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との差を演算して上記巻き取り軸の外径の特徴を示す真円度を検出する真円度検出手段とを有することを特徴とする薄板金属帯の巻き取り装置。 - 所定の処理が施された薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造するための薄板金属帯の巻き取り装置であって、
上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸におけるドライブ側の巻き取り径を検出する第1のレーザセンサと、上記巻き取り軸におけるワークサイド側の巻き取り径を検出する第2のレーザセンサとを少なくとも具備するレーザ距離計と、
上記レーザ距離計から入力されている径情報を用いて、上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸に装入されたゴム製スリーブを介して上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との差を演算して、上記巻き取り軸の外径の特徴を示す真円度を検出する真円度を検出する真円度検出手段と、
上記真円度検出手段の検出結果に基づいて上記ゴム製スリーブの真円度を調整する真円度調整手段とを有することを特徴とする薄板金属帯の巻き取り装置。 - 上記真円度検出手段は、上記レーザ距離計から入力されている径情報を用いて、上記巻き取り軸に巻き取られる薄板金属帯の両側端部近傍の巻き取り径を検出することを特徴とする請求項2に記載の薄板金属帯の巻き取り装置。
- 上記真円度検出手段は、上記レーザ距離計から入力されている径情報を用いて、上記ゴム製スリーブに装入された内径スリーブを介して上記巻き取り軸の真円度を検出することを特徴とする請求項2に記載の薄板金属帯の巻き取り装置。
- 所定の処理が施された薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造するための薄板金属帯の巻き取り方法であって、
上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸におけるドライブ側の巻き取り径を検出する第1のレーザセンサと、上記巻き取り軸におけるワークサイド側の巻き取り径を検出する第2のレーザセンサとを少なくとも具備するレーザ距離計から入力されている径情報を用いて上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との差を演算して、上記巻き取り軸の外径の特徴を示す真円度を検出する真円度検出工程とを有することを特徴とする薄板金属帯の巻き取り方法。 - 所定の処理が施された薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造するための薄板金属帯の巻き取り方法であって、
上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸におけるドライブ側の巻き取り径を検出する第1のレーザセンサと、上記巻き取り軸におけるワークサイド側の巻き取り径を検出する第2のレーザセンサとを少なくとも具備するレーザ距離計から入力されている径情報を用いて上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸に装入されたゴム製スリーブを介して上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との差を演算して、上記巻き取り軸の外径の特徴を示す真円度を検出する真円度を検出する真円度検出工程と、
上記真円度検出工程の検出結果に基づいて上記ゴム製スリーブの真円度を調整する真円度調整工程とを有することを特徴とする薄板金属帯の巻き取り方法。 - 上記真円度検出工程は、上記レーザ距離計から入力されている径情報を用いて、上記巻き取り軸に巻き取られる薄板金属帯の両側端部近傍の巻き取り径を検出することを特徴とする請求項6に記載の薄板金属帯の巻き取り方法。
- 上記真円度検出工程は、上記レーザ距離計から入力されている径情報を用 いて、上記ゴム製スリーブに装入された内径スリーブを介して上記巻き取り軸の真円度を検出することを特徴とする請求項6に記載の薄板金属帯の巻き取り方法。
- 所定の処理が施された薄板金属帯を巻き取ってコイルを製造するための薄板金属帯の巻き取り方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
上記薄板金属帯を巻き取るための巻き取り軸におけるドライブ側の巻き取り径を検出する第1のレーザセンサと、上記巻き取り軸におけるワークサイド側の巻き取り径を検出する第2のレーザセンサとを少なくとも具備するレーザ距離計から入力されている径情報を用いて、上記巻き取り軸におけるドライブ側の振れ量とワークサイド側の振れ量との差を演算して、上記巻き取り軸の外径の特徴を示す真円度を検出する真円度検出工程とを有する薄板金属帯の巻き取り方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 上記請求項9に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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