(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダウンエンドに保持された金属板コイルにコイルローダフックを挿入するに当り、コイルローダフックと反対側のコイル端面に対向してコイルの直径に沿って距離計を移動させ、該移動時にコイル端面のコイル内径の直径方向両端位置を検出してコイル孔の視野範囲を求め、該視野範囲内位置にカメラを移動させてコイル内径を視認し、コイルローダフックの挿入状況の監視を行うことを特徴とするコイル内径の検出方法。
【請求項２】
ダウンエンドに保持された金属板コイルにコイルローダフックを挿入するに当り、コイルローダフックと反対側のコイル端面に対向してコイルの直径に沿ってレーザ距離計を移動走査させ、最小板厚の２分の１以下のピッチで距離計とコイル端面間の距離及びコイル端面各部の位置を測定し、測定したデータからコイルの最内巻金属板の垂れ量を検出し、コイル内径へのコイルローダフックの挿入可否を決定することを特徴とするコイル内径の検出方法。
【請求項３】
金属板コイルの端面に平行にコイル直径方向に沿って移動する距離計と一体的に移動するカメラを装着し、距離計の移動工程でコイル端面の各部の位置を検出し、検出したデータに基づいて、コイル内径の中心位置の演算、中心位置近傍へのカメラの移動を行う制御装置を備え、該カメラの視野内でコイルローダフックの挿入状況の監視を可能としたことを特徴とするコイル内径の検出装置。
【請求項４】
金属板コイルの端面に平行にコイル直径に沿って移動する距離計を備え、距離計の移動工程で検出した距離計とコイル端面間の距離データ及びコイル端面の各部の高さ位置データに基づいて、コイル内径寸法及び最内巻金属板の垂れ量を演算し、コイル内へのコイルローダフックの挿入可否を決定する制御装置を備えたことを特徴とするコイル内径の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板コイルを搬送するためのコイルローダフックをコイル内径に装入するときのコイル内径の検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属板コイルを自動搬送する装置では、コイル内径の孔部分に自動搬送装置のＣフックまたはＬフックなどのコイルローダフックを挿入しコイルを吊り上げてコイルハンドリングを行う。この場合、コイルローダフックに対向して、コイルの反対側に監視カメラを配置し、このカメラによって自動搬送装置のコイルローダフックがコイル内径に挿入される状況を監視するようになっている。カメラはコイルの外形寸法の情報に基づいて、視野位置を調整するようになっているが、コイル外径寸法の実績値と命令値とが大幅に違うと、監視カメラが正常に監視することができず、コイルローダフックがコイルを突く場合が生じ、コイルが転倒して設備破損等の重大トラブルが発生する可能性がある。
【０００３】
また、監視カメラの視野を目視によって確認する場合においても、コイル外径寸法の実績値と命令値とが大幅に違うと、監視カメラ位置とコイル内径位置とが異なるため、監視機能が失なわれるという問題が発生する。
【０００４】
また、コイル内径部分に垂れが発生しているとこの垂れ部と搬送装置のコイルローダフックが干渉してしまい、コイル転倒による設備破損等の重大トラブルが発生する可能性がある。これに対する対策として図５〜図７に従来技術を示した。自動搬送装置においては図５に示すように、コイルローダフック２０にフォトセンサ又はレーザセンサ２２を設置し、監視光線２３によりコイル１０の内径１３の内巻部分の垂れの有無を検出し、異常時には自動搬送を停止させていた。しかし、コイルを搬送する搬送装置のコイル内径に進入するコイルローダフック２０の先端部２１はある厚み幅をもっているため、内径垂れを検出するセンサはこの断面部分全体についての金属板の垂れの有無を検出する必要がある。そのため図６に図５のＡ−Ａ矢視図を示したように、コイル１０の内径１３に進入するコイルローダフック２０の先端２１の進入部の４隅にセンサ２２を配置する等の工夫を行っているが、この場合でも図７に示すように、内巻垂れ部１４が４隅のセンサ２２のいずれにも検出されない場合があり、内径垂れ部１４の自動検出を完全に自動で行なうことができないという問題があった。
【０００５】
この問題を回避するためにはコイルローダフックの内径進入部全体に短ピッチ間隔で多数のセンサを配置することはできるが、必要なセンサの個数が膨大になるため、現実的にはこのような手段は採用されない。
【０００６】
また、特開平４−１５７３０７号公報には薄板を巻いてなるコイルの側面に対し直角に指向性の強い光線を放射する光源と、前記コイルの側面に直角に当る前記光線を平行に移動させる移動装置と、前記コイルに関して前記光源の位置と反対側に位置し、前記光源を受光することにより受光位置を電気的に検出する受光装置と、この受光装置の出力する磁気信号に基づいて前記コイルの内径形状を求める信号処理手段を備えることを特徴とする圧延コイルの内径形状認識装置が開示されており、さらに、コイルを移動させたり、回転させたりする手段を備えた技術を示している。その技術では透過光を用いるためコイルの両側に装置が必要であり、レイアウト上の制約が大きく、また、遮光性のある物体をコイルと誤認するおそれがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、ダウンエンド状態のコイルを吊り上げて搬送する搬送装置のコイルローダフックとコイル内径部との相対的位置関係を検出し、実コイルの形状又はコイル内径部の金属板の垂れを検出し、コイルローダフックの位置決めを正確に行うか又は挿入不可の場合の不測の事故を防止することができる技術を提案する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、本発明の第１の方法は、ダウンエンドに保持された金属板コイルにコイルローダフックを挿入するに当り、コイルローダフックと反対側のコイル端面に対向してコイルの直径に沿って距離計を移動させ、該移動時にコイル端面のコイル内径の直径方向両端位置を検出してコイル孔の視野範囲を求め、該視野範囲内位置にカメラを移動させてコイル内径を視認し、コイルローダフックの挿入状況の監視を行うことを特徴とするコイル内径の検出方法を提供する。ここでダウンエンドとは、コイルの中心線を水平にして置いた姿勢を言う。またコイル孔の視野範囲とは、カメラの視野内にコイル孔全体が包含される範囲を言い、視野範囲内位置とは、カメラの視野内にコイル孔全体が包含されるカメラの位置を言う。
【０００９】
本発明の第２の方法はダウンエンドに保持された金属板コイルにコイルローダフックを挿入するに当り、コイルローダフックと反対側のコイル端面に対向してコイルの直径に沿ってレーザ距離計を移動走査させ、最小板厚の２分の１以下のピッチで距離計とコイル端面間の距離及びコイル端面各部の位置を測定し、測定したデータからコイルの最内巻金属板の垂れ量を検出し、コイル内径へのコイルローダフックの挿入可否を決定することを特徴とするコイル内径の検出方法である。
【００１０】
上記第１の方法と第２の方法とを同時に行うようにしてもよい。
【００１１】
上記本発明の第１の方法を好適に実施をすることができる本発明の第１の装置は、金属板コイルの端面に平行にコイル直径方向に沿って移動する距離計と一体的に移動するカメラを装着し、距離計の移動工程でコイル端面の各部の位置を検出し、検出したデータに基づいて、コイル内径の中心位置の演算、中心位置近傍へのカメラの移動を行う制御装置を備え、該カメラの視野内でコイルローダフックの挿入状況の監視を可能としたことを特徴とするコイル内径の検出装置である。
【００１２】
また、上記本発明の第２の方法を好適に実施することができる本発明の第２の装置は金属板コイルの端面に平行にコイル直径に沿って移動する距離計を備え、距離計の移動工程で検出した距離計とコイル端面間の距離データ及びコイル端面の各部の高さ位置データに基づいて、コイル内径寸法及び最内巻金属板の垂れ量を演算し、コイル内へのコイルローダフックの挿入可否を決定する制御装置を備えたことを特徴とするコイル内径の検出装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の方法及び装置について説明する。本発明装置は、コイルローダフックをコイルの孔に挿入する際に、フックの移動の監視を行う監視カメラを、コイルの端面形状を測定する距離計と組み合わせることによって、監視カメラを容易に最適位置に移動させることができ、目的を達成することができることに着目し、開発されたものである。さらに詳しく説明すると、本発明は、まず、コイルの巻形状を測定する装置（以下巻形状測定装置と呼ぶ）に、距離計と同期する姿勢で監視カメラを取り付ける。この巻形状測定装置は、コイル端面に対向して配置した距離計を備え、この距離計はコイル直径に沿って鉛直に昇降し、コイル径方向のコイル端面までの距離変化を検出すると共に距離計の昇降に対応するコイル端面の各部の位置を把握する。
【００１４】
図４に本発明の実施に用いた巻形状測定装置２００の外観を示す。巻形状測定装置２００は立設架構２０１に設けた昇降用リニアガイドレール２０２に沿って昇降するフレーム２０４にレーザ距離計２０３を装着している。本発明ではこのフレーム２０４にカメラ２２０を取付ける。モータ２０９は下部スプロケット２０７、上部スプロケット２０５を介してチェーン２０６を駆動し、フレーム２０４を昇降させる。フレーム２０４は昇降用リニアガイドレール上を摺動走行するサドル２０８を備え、円滑に正確に精度よく昇降する。チェーン緩みセンサ２１０はチェーンの緩みを監視し、昇降精度を保持する。ケーブルベア２１１、２１２は距離計の測定データ、移動データを伝達するケーブルを保持している。フレーム２０４の昇降ストロークの最下端にはクッション２１３が設けられ衝撃を防止するようになっている。
【００１５】
この巻形状測定装置２００は高さが約５ｍであり、高さ７００ｍｍ程度のコイル載置架台上に載置した外径１１００ｍｍ〜２４００ｍｍφのコイルの鉛直直径に沿って測定ができる。コイル端面に対向して配置した距離計を昇降装置によってコイル径方向に走査させ、距離計によって検出されるコイル径方向の距離計とコイル端面間の距離変化からコイルの巻形状を測定する。
【００１６】
図１は本発明方法の実施例を説明する説明図である。巻形状測定装置２００による距離計２０３からコイル１０の端面までの距離測定完了後、距離計２０３の昇降位置データからコイル１０の内径の上下中心高さ位置を演算する。同時に、外径およびコイル上巻部の片側肉厚幅その他の位置データを求め、基準からの高さ位置を求め、コイルの全体形状を確認するとよい。求めたデータからコイル孔の上下中心高さ位置を求め、その高さ位置近傍に監視カメラ３０を移動させる。カメラの視野内でコイルローダフックの挿入状況の監視を行う。図２はこれを示すもので、カメラの視野内にあるコイル内径の監視図である。
【００１７】
通常、自動搬送装置のフックの下降時間は、巻形状測定装置の測定時間及び監視カメラ下降時間の合計時間より大きいから、上記操作は何らの時間的なロスなく実施することができる。
【００１８】
昇降制御は次のように行う。ダウンエンドに架台１５上に載置されているコイル１０の一方の端面１１側に巻形状測定装置２００のフレーム２０４に取り付けたカメラ３０を昇降させる。このとき巻形状測定装置２００は距離計によってコイル１０の径方向のコイル端面までの距離を測定する。測定完了後、距離データ及び昇降位置データからコイル１０の外径およびコイル上巻部の片側肉厚幅を求め、同時に基準からの高さ位置を求める。求めたコイル外径およびコイル上巻部の片側肉厚幅の高さ位置からコイル内径位置を求め、その位置に監視カメラ３０を移動させる。
【００１９】
本発明ではダウンエンド状態のコイルを吊り上げるフック型コイル吊り上げ搬送設備のフック２０とコイル１０のコイル孔１３との相対的位置関係を監視するための監視カメラ３０の位置設定を実コイルの形状に応じて正確に行うことができる。図２に示すように、カメラはコイル孔１３のプロフィール内にコイルローダフックの先端２１を捉えてコイル孔内に合致させ、例えば、コイルの内径の金属板端部の垂れ下がり１４なども正確に把握し、コイルローダフックの先端２１が金属板と干渉しない位置に確実に誘導することができる。
【００２０】
次に本発明の第２の方法及び装置について図３を参照して説明する。コイル１０の端面に沿ってレーザ距離計を垂直方向４０に走査することによって、コイル１０のコイル孔１３内の金属板の垂れ部の有無を垂直方向全長にわたって検出する。このとき、レーザ距離計の垂直方向の分離能は製造される金属板の最小板厚の１／２以下とし、少なくとも内巻垂れ部１４単独で２点以上の距離データを確保できるようにする。好ましくは最小板厚の１／３以下で３点以上のデータを確保できるのがよい。このような分解能で測定することにより、ノイズによる誤検出を防止することができ、自動検出の精度を高めることができる。距離計によって、内巻垂れ部１４を検出したとき、コイル内径上端部とこの内巻垂れ部１４との距離を演算する。コイル内径上端部とコイル搬送装置の内径進入部分のギャップは予め分かっているので、演算した距離１７がコイル搬送装置の内径進入部分と干渉するか否かを判定する。干渉が発生すると判定されたときは、コイル搬送装置の自動運転を停止する。
【００２１】
なお、以上は距離計や監視カメラ等を鉛直方向へ移動させる好適例で説明したが、これを水平方向等の他の方向へ移動させるようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、コイルローダフックとコイル内径部との相対的位置関係を監視するための監視カメラの位置設定を実コイルの形状に応じて正確に行うことができ、自動監視率１００％を達成することができた。また、コイル最内巻金属板の垂れ量を適切に判断し、垂れによる搬送時のトラブルを解消することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の説明図である。
【図２】カメラの視野に現れたコイル内径を示す説明図である。
【図３】第２の発明の説明図である。
【図４】巻形状測定装置の外観図である。
【図５】従来技術の説明図（図５のＡ−Ａ矢視図）である。
【図６】従来技術の説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１０    コイル
１１    一方の端面（カメラ側）
１２    他方の端面（フック側）
１３    コイル孔（コイル内径）
１４    内巻垂れ部
１５    架台
１６    垂直方向全長
１７    距離
２０    コイルローダフック
２１    先端
２２    フォトセンサ又はレーザセンサ
２３    監視光線
３０    カメラ
３１    視野
２００    巻形状測定装置
２０１    立設架構
２０２    昇降用リニアガイドレール
２０３    レーザ距離計
２０４    フレーム
２０５    上部スプロケット
２０６    チェーン
２０７    下部スプロケット
２０８    サドル
２０９    モータ
２１０    チェーン緩みセンサ
２１１、２１２    ケーブルベア
２１３    クッション
２２０    カメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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