本發(fā)明有關于一種監(jiān)控滾輪的方法及系統(tǒng)，尤其是一種可以監(jiān)控滾輪轉(zhuǎn)動是否異常的方法及系統(tǒng)。

背景技術：

在現(xiàn)今生產(chǎn)技術中，卷對卷(Roll to Roll)技術因具有可連續(xù)大量生產(chǎn)、制程簡單及成本較低等優(yōu)點，故廣泛地應用于各個產(chǎn)業(yè)。于卷對卷技術中，滾輪是必要的設備之一，也是影響生產(chǎn)良率的主要關鍵。滾輪包含了軸芯、軸承及套筒，當軸芯或軸承發(fā)生故障時，會造成滾輪轉(zhuǎn)動不順暢，易造成生產(chǎn)異?，F(xiàn)象及良率降低。

以往在檢測滾輪的軸芯或軸承時，大部份是利用接觸式檢測，其又分為人工量測與儀器量測，人工量測為透過有經(jīng)驗的師傅以手觸摸滾輪表面以判斷滾輪轉(zhuǎn)動是否順暢，但此種判斷方式過于主觀且無量化數(shù)據(jù)，因此易發(fā)生誤判。而儀器量測為透過震動儀或聽診器進行量測，雖可獲得量化數(shù)據(jù)，但因使用設備時必須考量使用環(huán)境中的溫度、濕度及是否具腐蝕性氣體等易造成損壞設備的因素，因此所獲得數(shù)據(jù)的準確性降低。

除了上述利用接觸性檢測方法外，另一種為預防軸芯或軸承故障的方法是定期保養(yǎng)，例如定期更換相關零組件。然而，此種方法的難度在于周期設定不易，太早更換零件會造成備品零件的浪費，太晚更換又可能導致生產(chǎn)異常。

因此，不論是前述接觸式量測滾輪，或是采用定期保養(yǎng)滾輪頻率，皆有其缺點。故目前仍需要一種可以有效監(jiān)控滾輪轉(zhuǎn)動的方法。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明之一目的，提供一種滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法，此方法因采用非接觸量測方式，故可避免量測設備直接曝露于惡劣環(huán)境而影響量測結(jié)果，且可提供即時且客觀的量化數(shù)值。

本發(fā)明提供一種滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法，滾輪包括軸芯、套筒與兩個軸承，軸芯穿過套筒，該兩個軸承分別套設于軸芯的兩端，并耦接與套筒，監(jiān)控方法包含以下步驟:(A)于滾輪軸芯的外端面上設置第一標示元件，于第一標示元件同一側(cè)的軸承的端面設置第二標示元件，第一標示元件為軸芯的圓心以外的任意點；(B)使用攝像元件對具有第一標示元件的軸芯及具有第二標示元件的軸承的端面一起進行攝像以取得第一影像；(C)將第一影像傳送至處理元件以定義第一標示元件的相對第一坐標為(X_m,Y_m)及第二標示元件的相對第二坐標為(X_n,Y_n)；(D)將相對第一坐標為(X_m,Y_m)及相對第二坐標為(X_n,Y_n)傳送至計算元件，以計算相對第一標示元件與相對第二標示元件間的距離值；(E)于滾輪持續(xù)轉(zhuǎn)動期間，重復進行前述步驟(B)至步驟(D)，以取得復數(shù)個距離值；(F)將步驟(E)所取得的復數(shù)個距離值依下述公式進行曲線配適(Curve fitting)后取得決定系數(shù)(Coefficient of determination)，公式為y(t)＝a*Sin(t*2π/p)+C，y為對應時間序列的各距離值，a為振幅，t為時間序列，p為周期，C為起始時間點的距離值；以及(G)監(jiān)控決定系數(shù)，以判斷滾輪轉(zhuǎn)動是否異常。

依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，于滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法中的步驟(D)，距離值經(jīng)由下列公式計算:[(X_n–X_m)²+(Y_n–Y_m)²]^1/2。

依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，于滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法中，該軸承包含第一轉(zhuǎn)動環(huán)、第二轉(zhuǎn)動環(huán)及復數(shù)個轉(zhuǎn)動元件所組成，其中第二轉(zhuǎn)動環(huán)設置于第一轉(zhuǎn)動環(huán)的外圍，復數(shù)個轉(zhuǎn)動元件設置于第一轉(zhuǎn)動環(huán)與第二轉(zhuǎn)動環(huán)之間。

依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，于滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法中，其中第二標示元件設置于軸承第二轉(zhuǎn)動環(huán)。

依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，于滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法中，其中第二標示元件設置于軸承第一轉(zhuǎn)動環(huán)。

依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，于滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法的步驟(G)中，當決定系數(shù)小于0.9，則判定滾輪轉(zhuǎn)動異常。

依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，于滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法的步驟(G)之后，還包括步驟(H)，當滾輪轉(zhuǎn)動判定異常時，警示元件會立即發(fā)出警示。

本發(fā)明所提出的滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法可藉由下述監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行，一種滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控系統(tǒng)，該滾輪包括軸芯、兩個軸承與套筒，該軸芯穿過該套筒，該兩個軸承分別套設于該軸芯的兩端，并耦接于該套筒，其特征在于，該監(jiān)控系統(tǒng)包括，第一標示元件，其設置于該軸芯的外端面上；第二標示元件，其設置于與該第一標示元件的同一側(cè)的該軸承的端面上；攝像元件，其用于對具有該第一標示元件的該軸芯以及具有該第二標示元件的該軸承進行攝像，以取得第一影像；處理元件，其耦接于該攝像元件，該處理元件取得該第一影像中的該第一標示元件的相對第一坐標為(X_m,Y_m)及該第二標示元件160的相對第二坐標為(X_n,Y_n)；計算元件，其耦接于該處理元件，該計算單元用于計算該第一標示元件與該第二標示元件間的距離值；曲線配適元件，其耦接于該計算元件，該曲線配適元件用于將該距離值進行曲線配適后取得決定系數(shù)；以及監(jiān)控元件，其耦接于該曲線配適元件，該監(jiān)控元件用以監(jiān)控決定系數(shù)，以判斷該滾輪轉(zhuǎn)動是否異常。

依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，監(jiān)控系統(tǒng)還包括，警示元件，其耦接于監(jiān)控元件，當判定滾輪轉(zhuǎn)動異常時，該警示元件會立即發(fā)出警報。

依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，，該監(jiān)控系統(tǒng)中的該攝像元件、該處理元件、該計算元件、該監(jiān)控元件及/或該警示元件設置于透明箱體內(nèi)。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所提出的監(jiān)控滾輪轉(zhuǎn)動的方法及系統(tǒng)，因?qū)俜墙佑|量測，故可避免量測設備直接暴露于惡劣檢測環(huán)境中而影響量測結(jié)果，且可提供即時且客觀的量化數(shù)值，因此，可顯著的提高檢測結(jié)果的準確性。

為進一步說明本發(fā)明的技術特征及所達到的功效，以較佳的實施例及配合詳細的說明如后。

附圖說明

圖1繪示依照本發(fā)明的一實施方式的滾輪的側(cè)視示意圖。

圖2繪示依照本發(fā)明的一實施方式的滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法流程圖。

具體實施方式

有關本發(fā)明的前述及其他技術內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式知較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。

參閱圖1，其繪示本發(fā)明的一實施方式的滾輪的側(cè)視示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明所適用的滾輪100的包含軸芯110、套筒140與兩個軸承120。軸芯110穿過套筒140，兩個軸承120分別套設于軸芯110的兩端，并耦接于套筒140。在本發(fā)明的一個或多個較佳實施例中，軸承120包含第一轉(zhuǎn)動環(huán)121、第二轉(zhuǎn)動環(huán)122及復數(shù)個轉(zhuǎn)動元件123所組成，其中，第二轉(zhuǎn)動環(huán)122設置于第一轉(zhuǎn)動環(huán)121的外圍，復數(shù)個轉(zhuǎn)動元件123，例如是鋼珠，復數(shù)個轉(zhuǎn)動元件123設置于第一轉(zhuǎn)動環(huán)121與第二轉(zhuǎn)動環(huán)122之間。

參閱圖2，其繪示本發(fā)明的滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法流程圖。同時參閱圖1及圖2。本發(fā)明所揭露的滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法包含以下步驟：

在步驟S21中，于滾輪100的軸芯110的外端面上設置第一標示元件150，于第一標示元件150同一側(cè)的軸承120的端面設置第二標示元件160。其中，第一標示元件150為軸芯110的圓心以外的任意點。

在本發(fā)明的一或多個實施例中，第二標示元件160設置于滾輪100的軸承120的第二轉(zhuǎn)動環(huán)122上。

在本發(fā)明的一或多個實施例中，第二標示元件160設置于滾輪100的軸承120的第一轉(zhuǎn)動環(huán)121上。

于本發(fā)明的實施例中，第二標示元件160并不限于設置于第一轉(zhuǎn)動環(huán)121或第二轉(zhuǎn)動環(huán)122上，而僅需滿足于滾輪100轉(zhuǎn)動期間，第二標示元件160會與第一標示元件150進行相對位置移動的條件。

在步驟S22中，使用攝像元件對具有第一標示元件150的軸芯110及具有第二標示元件160的軸承120的端面一起進行攝像以取得第一影像。此攝像元件例如可為電荷耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)或互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor：CMOS)感應器，但并不限于此。

在步驟S23中，將第一影像傳送至處理元件以定義第一標示元件150的相對第一坐標為(X_m,Y_m)及第二標示元件160的相對第二坐標為(X_n,Y_n)。此處理元件例如可為電腦，但并不限于此。

在步驟S24中，將相對第一坐標為(X_m,Y_m)及相對第二坐標為(X_n,Y_n)傳送至計算元件，計算元件以計算相對第一標示元件150與相對第二標示元件160間的距離值。此距離值例如可由下列公式計算：[(X_n-X_m)²+(Y_n-Y_m)²]^1/2，(X_m,Y_m)為第一標示元件150的相對第一坐標，(X_n,Y_n)為第二標示元件160的相對第二坐標為(X_n,Y_n)。

在步驟S25中，于滾輪100持續(xù)轉(zhuǎn)動期間，重復進行前述步驟S22至步驟S24，以取得復數(shù)個距離值。

在步驟S26中，將步驟S25所取得的復數(shù)個距離值依下述公式進行曲線配適(Curve fitting)后，以取得決定系數(shù)(Coefficient of determination)，公式為y(t)＝a*Sin(t*2π/p)+C，其中，y為對應時間序列的各距離值，a為振幅，t為時間序列，p為周期，C為起始時間點的距離值。于本發(fā)明的一較佳實施例，于滾輪100轉(zhuǎn)動的時間序列是指滾輪100轉(zhuǎn)動時的各時間點t＝1、t＝2、t＝3、……t＝10(秒)，將前述步驟的復數(shù)個距離值帶入此公式，進行正弦函數(shù)的曲線配適后，取得決定系數(shù)。當決定系數(shù)越趨近于1，代表滾輪轉(zhuǎn)動正常。反之，當決定系數(shù)越趨近于0，代表滾輪轉(zhuǎn)動異常。

在步驟S27中，監(jiān)控上述的決定系數(shù)，以判斷滾輪100轉(zhuǎn)動是否異常。于本發(fā)明的一較佳實施例中，當決定系數(shù)小于0.9，則判定滾輪轉(zhuǎn)動異常。此決定系數(shù)的設定可預先設定，或根據(jù)檢測人員的實際維修情況進一步調(diào)整，并不限定于任一特定方法。

于本發(fā)明的另一較佳實施例，步驟S27后進一步提供步驟S28，當判定滾輪100轉(zhuǎn)動異常時，警示元件會立即發(fā)出警示。

于本發(fā)明中上述步驟S22至步驟S28，對應至步驟A至步驟H.

本發(fā)明所提出的滾輪轉(zhuǎn)動的監(jiān)控方法可藉由下述監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行，但并不限于此。請一并參閱圖1，以下將進行詳細說明。

滾輪100轉(zhuǎn)動的監(jiān)控系統(tǒng)，其包括第一標示元件150、第二標示元件160、攝像元件、處理元件、計算元件以及監(jiān)控元件。

第一標示元件150，其設置于滾輪100的軸芯110的外端面處。第二標示元件160，其設置于第一標示元件的同一側(cè)的軸承120的端面，其中第一標示元件150為軸芯110的圓心以外的任意點。于本發(fā)明的一較佳實施例中，第二標示元件160設置于軸承120的第二轉(zhuǎn)動環(huán)122上。于本發(fā)明的另一較佳實施例中，第二標示元件160設置于軸承120的第一轉(zhuǎn)動環(huán)121上。

攝像元件，其用以對具有第一標示元件150的軸芯110，以及具有第二標示元件160的軸承120，一起進行攝像以取得第一影像。此攝像元件例如可為電荷耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)或者是互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor：CMOS)感應器。

處理元件，其耦接于攝像元件，當?shù)谝挥跋駛魉椭撂幚碓r，此處理元件即定義第一影像中的第一標示元件150的相對第一坐標為(X_m,Y_m)及第二標示元件160的相對第二坐標為(X_n,Y_n)。于本發(fā)明的一較佳實施例，處理元件例如可為電腦。

計算元件，其耦接于處理元件，當處理元件將第一標示元件150的相對第一坐標(X_m,Y_m)及第二標示元件160的相對第二坐標(X_n,Y_n)傳送至計算元件時，此計算元件即計算第一影像中的第一標示元件150與第二標示元件160間的距離值。此距離值例如可由下列公式計算，但并不限于此:

距離值＝[(X_n-X_m)²+(Y_n-Y_m)²]^1/2，(X_m,Y_m)為第一標示元件的相對第一坐標，(X_n,Y_n)為第二標示元件的相對第二坐標。

曲線配適元件，其耦接于計算元件，用以將多個距離值依下述公式進行曲線配適后取得決定系數(shù)，公式為y(t)＝a*Sin(t*2π/p)+C，y為對應時間序列的各距離值，a為振幅，t為時間序列，p為周期，C為起始時間點的距離值。當所取得的決定系數(shù)越趨近于1，代表滾輪100轉(zhuǎn)動正常。當所取得的決定系數(shù)越趨近于0，表示滾輪轉(zhuǎn)動異常。此曲線配適元件可內(nèi)儲于電腦程式產(chǎn)品中，當電腦載入元件并執(zhí)行后，可將復數(shù)個距離值進行曲線配置，以取得決定系數(shù)。

監(jiān)控元件，其耦接于曲線配適元件，用以監(jiān)控決定系數(shù)(Coefficient of determination)，以判斷滾輪轉(zhuǎn)動是否異常。于本發(fā)明的一較佳實施例中，當決定系數(shù)小于0.9，則判定滾輪轉(zhuǎn)動異常。此決定系數(shù)的設定可根據(jù)檢測人員的經(jīng)驗而預先設定，并不以任一特定方法為限。

于本發(fā)明的另一實施方式的滾輪轉(zhuǎn)動異常的監(jiān)控系統(tǒng)，進一步還包括警示元件，其耦接于監(jiān)控元件，當判定滾輪轉(zhuǎn)動異常時，警示元件會立即發(fā)出警報。

前述滾輪轉(zhuǎn)動異常的監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像元件、處理元件、計算元件、監(jiān)控元件及/或警示元件，可選擇性地設置于透明的箱體內(nèi)，例如壓克力箱等，以避免量測設備被環(huán)境因素所影響量測結(jié)果，延長監(jiān)控系統(tǒng)的使用壽命。

承上所述，本發(fā)明所提出的監(jiān)控滾輪轉(zhuǎn)動的方法因?qū)俜墙佑|量測，故可避免量測設備直接暴露于惡劣檢測環(huán)境中而影響量測結(jié)果，且可提供即時且客觀的量化數(shù)值。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當視申請專利的權(quán)利要求范圍所界定為準。