CN1650491B - 检测突起状附着物的方法和使用该方法制造火花塞的方法 - Google Patents

Abstract

一种在连接金属材料时检测附着到其表面上的突起物的方法和使用该方法制造火花塞的方法，能精确检测由连接金属材料产生的突起状附着物，且可提供高质量产品并有效地增加产量。本发明基于成为连接加工元件基准的基准加工元件的轮廓形状在连接加工元件的外部轮廓周围设定容许范围和非容许范围，以判断待检测工件的轮廓在或不在非容许范围中。作为在容许和非容许范围之间的界线的检测线事先作为沿基准轮廓的形状登记，基于在检测线和基准轮廓之间的位置关系，形成对应于待检测工件的轮廓的检测线。在相同的图像中使待检测工件的轮廓和检测线对应，在这个图像上，判断待检测工件的轮廓是否存在于检测线上。

Description

检测突起状附着物的方法和使用该方法制造火花塞的方法

发明领域

本发明涉及一种检测在连接金属材料时附着到其表面的突起物的方法和使用该方法制造火花塞的方法。

发明背景

通常，在通过焊接连接金属材料时，所谓的飞溅物的金属块散落在周围并造成附着到要连接的金属材料的表面的突起物的现象。由于这种突起状附着物使金属材料的正常表面变差并且可能造成产品质量的劣化，因此人们一直需要建立一种在连接金属材料时不产生突起状附着物的方法或者一种精确地检测在产品中的突起状附着物的存在或不存在的方法。

本发明要解决的问题是提供如下的方法：一种在连接金属材料时检测附着到它们的表面的突起物的方法和使用该方法制造火花塞的方法，由此能够高度精确地检测由连接金属材料产生的突起状附着物的发生，并且还可以提供高质量的产品并有效地实现产量的增加。

发明概述

为解决上述的问题，本发明提供一种检测附着到与多个金属材料连接的加工元件的外面的突起物的方法，

该方法包括：

通过拍摄仪器拍摄连接的加工元件以形成摄影图像的拍摄过程，

使在摄影图像中的连接的加工元件的外部轮廓(下文也称为“待检测工件的轮廓”)与包括不允许存在突起状附着物的非容许范围的范围对应并确认存在的待检测工件的轮廓在或不在非容许范围中的确认过程，和

在确认过程中在确认待检测工件的轮廓在非容许范围中时判断突起状附着物存在于连接的加工元件的外面的判断过程。

如上文所述，如果使在摄影图像中的连接的加工元件的外部轮廓对应于包括不允许存在突起状附着物的非容许范围在内的范围，则基于对应的非容许范围(即连接的加工元件在非容许范围内的外部轮廓上具有非容许形状)可以判断外部轮廓是否是正常的，并决定用于确认突起状附着物的存在的索引。这种非容许范围可以事先基于准备作为连接的加工元件的基准的基准工件材料的外部轮廓(基准工件的轮廓)而被确定，由此使非容许范围对应于连接的加工元件的外部。

为确认突起状附着物的存在，确认过程可以采用比如这样的方法：先确定用于形成包括非容许范围在内的范围的范围形成线，移动所确定的范围形成线到X-轴或Y-轴以对应于待检测工件的轮廓，以及确认待检测工件的轮廓是否存在于非容许范围.具体地，确认过程可以利用这样的方法：基于基准工件的轮廓，先设置检测线作为在非容许范围和允许在非容许范围附近的基准工件的轮廓的存在的容许范围之间的界线，在摄影图像中使检测线和待检测工件的轮廓之间对应，以及确认待检测工件的轮廓是否存在于检测线上.在连接的加工元件的摄影图像中可以提供在待检测工件的轮廓和非容许范围之间的对应以及在待检测工件的轮廓和检测线之间的对应，因此可以以良好的精度快速地实现该对应.如果通过用于确认待检测工件的轮廓在或不在非容许范围内的方法判断出存在突起状附着物(在检测线上)，则仅通过规定非容许范围(检测线)的数据，事先准备用于接受判断的基本数据就足够，并且在读出或参考该数据方面，减小了处理数据量并且可以实现快速的处理.

此外，在作为连接的加工元件连接的多个金属材料中，分别对每个元件确定每个元件的基准点，并基于每个元件的基准点，对每个相应的金属材料设定检测线。如果提供每个元件的基准点并基于每个元件的基准点实施确定相应的检测线的方法，则可以给每个元件正确地设定在检测线和金属材料之间的位置关系。例如，即使在与焊接部件几乎交叉的方向上的尺寸由于连接条件而改变，因而在金属材料之间的位置关系或多或少有些变化(例如，即使在焊接部分的厚度尺寸被焊接的条件减小了很小)，由于参考在焊接部分上交叉连接的每个元件设置检测线，因此使检测线对应于相应的元件并高精度地设定。因此可以提高附着到连接的加工元件的外面的突起物的检测精度。

多个金属材料包括不同直径的两个金属材料，针对这两个金属材料中的至少一个，在待检测工件的轮廓中改变直径的位置可以被确定为每个元件的基准点。如果确定在直径上变化位置作为每个元件的基准点，可是在所获得的摄影图像中不实施任何复杂的处理，因为仅检测特征直径的变化位置就足够，因此可以容易地确定每个元件的基准点。通过容易地确定每个元件的基准点，容易设定检测线，并且可以以高精度地使待检测工件的轮廓和检测线快速地对应。在实际中，利用不同直径的两个金属材料的连接加工元件的待检测工件的轮廓，使更大直径的金属材料的方形凸起的顶点作为直径的改变位置，并且将顶点的末端点用作每个元件的基准点，由此在所获得的摄影图像中可以精确地定位每个元件的基准点，因此，可以以良好的精度形成检测线，而且还可以进一步提高附着到连接的加工元件的外面的突起物的检测精度。

附图说明

附图1所示为解释在金属材料的连接中的突起状附着物的产生的示意性解释性视图；

附图2所示为解释基于基准加工元件的图像的检测线的基准点和排序点的解释性视图；

附图3所示为解释基于第一侧检测线的排序点确定第二侧检测线的排序点的解释性视图；

附图4所示为附图3的另一实例的视图；

附图5所示为根据本发明检测突起状附着物的方法的具体流程的一个实例的流程图；

附图6所示为解释在连接的加工元件的摄影图像中确定检测线的解释性视图；

附图7所示为说明检测设备的示意图；

附图8所示为解释在各种角度位置照片的示意性解释性视图；

附图9所示为解释确定旋转角度的解释性视图；

附图10所示为说明附图7的检测设备的电结构的一个实例的方块图；

附图11所示为连接的加工元件的另一实例的视图；

附图12所示为基准点的检测方法的实例的视图；

附图13所示为确定第一元件的基准点的方法的解释性视图；

附图14所示为说明作为要检测突起状附着物的对象的火花塞的一个实例的垂直剖面视图及其放大视图；

附图15所示为附图14的火花塞的焊接过程的一个实例的解释性视图；

在附图中，参考标号1是检查设备，10是连接的加工元件，12是照相机(拍摄仪器)，L1是基准工件的轮廓，L2是待检测工件的轮廓，102、102′是检测线，S是突起状附着物，S10是基准加工元件的拍摄中心线，以及S20是连接的加工元件的拍摄中心线。

具体实施方式

参考附图解释本发明的实例。

为描述本发明的概要，检测突起状附着物的方法包括拍摄过程和确认过程，在拍摄过程中，连接多个金属材料以构造连接的加工元件，以及通过拍摄仪器对作为检测其上附着物的对象的连接的加工元件进行拍照，而在确认过程中，在通过拍摄过程拍摄的连接的加工元件的摄影图像上，确认突起状附着物是否存在于连接的加工元件的外面。附图1所示为金属材料的连接的示意图，在这个实例中，焊接(例如激光焊接、电阻焊接或电子束焊接)两个金属材料10a、10b以形成连接的加工元件10。根据本发明的方法检测突起状附着物(所谓的飞溅物)S是否出现在连接的加工元件10的表面上。

在本实例中，相应的金属材料在它的至少一部分上形成为圆柱体，并且被排列成使这些圆柱体共轴的连接的加工元件作为检测突起状附着物的对象。在附图1A的实例中，在连接之前，第一金属材料10a被成形为圆柱体，以及第二金属材料10b被形成为使不同的直径的两个圆柱体在轴向方向上阶式续接。更小直径的圆柱体是连接部件10c，更大直径的圆柱体是密封部件10d。连接部件10c的端面和第一金属材料10a的端面分别是连接面，并且彼此连接以形成连接的加工元件10，如附图1B所示。

此外，作为突起状附着物的检测处理，存在非容许范围和容许范围，这种非容许范围在后面提到的基准工件100(参见附图2)(它是先前确定并连接的加工工件10的基准)的外部轮廓L1(下文也称为“基准工件的轮廓L1”)的周边上确定，并且不允许基准工件的轮廓L1的存在(换句话说，不允许存在作为飞溅物的突起状附着物)，而容许范围允许基准工件的轮廓L1的存在，另外在如附图6中可见的摄影图像中连接的加工元件10的外部轮廓L2(下文中也称为待检测工件的轮廓L2)的周边中，基于待检测工件的轮廓L2确定的基准点，使非容许范围和容许范围对应。确认待检测工件的轮廓L2在或不在非容许范围中。如附图6详细地示出，基于待检测工件的轮廓L2所确定的基准点确定作为在非容许范围和容许范围之间的界线的检测线102′，以用于确认待检测工件的轮廓L2是否存在于检测线102′上。在下文的描述中，具体对这种确定方法和基于这种方法的突起状附着物的检测方法进行解释。

为设定非容许范围和容许范围，如附图2所示，首先，根据基准工件的轮廓L1的外形，事先登记作为在非容许范围和容许范围之间的界线的检测线102.为产生对应于待检测工件的轮廓L2的检测线102′以便反映在检测线102和基准工件轮廓L1之间的位置关系，在对如附图6的连接的加工元件拍摄的摄影图像中使基于基准加工元件100的检测线102和待检测工件的轮廓L2对应(在摄影图像中使其对应的检测线102是检测线102′)，并在使其对应的摄影图像中确认待检测工件的轮廓L2是否存在于检测线102′上.

基于基准加工元件100的检测线102如下地设定。首先，如附图2所示，通过拍摄仪器(实际中，以与后面所述拍摄连接的加工元件相同的方式拍摄)，先拍摄基准加工元件100作为具有正常形状(不存在突起状附着物)的加工元件，它作为连接的加工元件10的基准。在所拍摄的基准加工元件100中对每个相应的元件设定基准点(每个元件基准点)。参考附图2的实例，第一元件的基准点F1作为每个元件基准点固定在第一基准元件100a中，并且对应于第一元件的基准点F1分别确定检测线排序点A、B以及A′、B′。

第二元件的基准点G1、G1′作为每个元件基准点固定在第二基准元件100b中，并且对应于第二元件的基准点G1设定检测线排序点C、D、E，以及对应于第二元件的基准点G1′设定检测线排序点C′、D′、E′。如附图6所示，通过在连接的加工元件10的摄影图像中反映基准点F1、G1、G1′的位置，使由此设定的检测线排序点对应于设定的基准点F2、G2、G2′，并且这些设定的检测线排序点是沿连接的加工元件10的外部轮廓L2设定检测线102′(参见附图6)的基准位置。

如下所述地在基准加工元件100中确定基准点。首先，基于所拍摄的基准加工元件100的图像，确定在摄影图像中的基准加工元件100的临时中心轴线S1(下文中也简单地称为“中心轴线S1”，对应于后面提到的临时图像中心轴线S1)。具体地，如附图2所示，在基准加工元件100的第二金属材料100b的规定的间隔(在附图2中，间隔W)的多个位置上，确定测量线(测量线P0-P0...Pn-Pn)，将测量线的方向看作宽度方向，对第二金属材料100b的宽度进行测量。实际中，在摄影图像中的规定的坐标的方向上的测量线以固定的间隔平行地绘制。此外，在测量线和基准工件的轮廓L1之间的交点(交点P0-P0...交点Pn-Pn)固定，将交点看作宽度，确定宽度的中心作为中心点。此外，如附图13所示，基于待确定的多个中心点(例如基于最小二乘法的直线公式)的回归公式需要用于基于所述多个中心点规定临时中心轴线S1的直线公式。使所确定的直线公式形成临时中心轴线S1，同时，在临时中心轴线S1上与基准工件的轮廓L1的交点是第一元件的临时基准点F1′。实际中，在第一金属材料100a的侧面上与基准工件的轮廓L1的交点是第一元件的临时基准点F1′。

顺便指出，第一元件的上述临时基准点F1′可原样地用作规则的基准点，并且临时图像中心轴线S1可用作规则的图像中心轴线，但如果如下地确定规则的基准点和规则的图像中心轴线，则可以进一步提高确定精度.如附图13所示，在固定间隔Z的多个位置上，通过平移从如上文所述地确定的元件F1′的临时第一基准点中先前确定的尺寸直至附图13的底侧(朝第二元件)，第一金属材料100a的多个测量线在规定的坐标方向上平行地确定.在测量线和基准工件的轮廓L1之间的交点(交点R0，R0...交点Rn，Rn)被设定，并且将在作为交点的中心点之间的间隔看作宽度，确定宽度的中心.此外，通过基于这些多个中心点确定的回归公式(例如基于最小二乘法的直线公式)确定基于要确定的多个中心点规定临时中心线S10(对应于后面提到的图像中心轴线S10)的直线公式.如附图13所示地决定在摄影图像中的第一金属材料100a的中心轴线S10，并且在中心轴线S10和基准工件的轮廓L1之间的交叉点最后被设定作为第一元件的基准点F1.因此，如果提供第一金属材料100a的中心轴线S10并设定第一元件的基准点F1，则即使由于焊接造成第一金属材料100a相对于中心轴线S1多少有些偏移，则仍然以良好的精度将每个元件的基准点设定到第一金属材料100a，因此设定检测线和检测飞溅物的精度可以被提高.顺便指出，虽然附图13省去了对检测线的解释，但是它通过与在附图2中相同的技术基于基准点F1、G1、G1′设定.附图2所示为与临时中心轴线S1一致的中心轴线S10的实例.

在第二金属材料100b的侧面上，在基准加工元件的轮廓L1中的宽度的变化位置被设定作为每个元件的基准点G1、G1′。在附图2的实例中，不连续的基准工件的轮廓L1的点是宽度的变化位置，并且凸起100k、100k以不连续的点形成，这些不连续的点是顶点。凸起100k、100k的顶点是每个元件的基准点(元件G1、G1′的第二基准点)。在附图2的实例中，凸起被形成为矩形，但并不限于这种形状，例如，如附图11所示，这种连接的加工元件10可以针对以具有钝角的基准工件的轮廓的凸起10e形成的元件(元件10)。同样地，凸起可以为基本方形。例如，每个元件的基准点可以被连续地设定到具有曲线凸伸的基准工件的轮廓L1的凸起10e。

如附图12所示，在凸起上的每个元件的基准点的确定方法可以确定交叉点作为每个元件的基准点(第二元件的基准点G1)，这个基准点(交叉点)保留在待检测工件的轮廓L2的凸起10e的直线部件N1、N2的两侧之间(即使在基准工件的轮廓L1中也是相同的)，或者在直线部件N1、N2的延伸部上。具体地，首先，如附图12A所示，制备方形模板T，这个模板是凸起10e的基准。此外，如附图12B所示，在待检测工件的轮廓L2中寻找与模板T的形状最匹配的位置。在附图12B中，与位置2匹配，并且在匹配的位置上的模板T的顶点被设定作为凸起的顶点(即，每个元件的基准点(第二元件的参考点G1))。如附图12c所示，即使在待检测工件的轮廓L2中弯曲凸起10e，或者如附图12D所示，即使凸起没有处于良好的表面状态下(例如，即使比如毛刺接近凸起10e)，仍然可以设定每个加工元件的基准点(第二元件的基准点G1)。

此外，如附图2，在基准加工元件100在平行于它自己的中心轴线地凸伸到虚平面图的情况下(省去了附图：在此所指的“它自己的中心轴线”是指基准加工元件100本身的中心轴线，区别于在投影图像上的中心轴线)，基准加工元件100使用线性对称的中心轴线作为在投影图像上的中心轴线S10的对称轴(下文也称为“图像中心轴线S10”)。如附图6，合理的是，连接的加工元件10也具有对称的形状。在如附图2所示的基准加工元件100上，在使相对于基准工件的轮廓L1中的图像中心轴线S10的一侧作为第一侧并且另一侧作为第二侧的情况下，相互对称的基准点分别设定在第一侧和第二侧上(在附图2中，右侧是第一侧，相对侧是第二侧)。基于在第一侧上的基准点(第一侧基准点)，确定用来规定第一侧的检测线位置的排序点(在下文中也称为“第一侧检测线的排序点”)，并且类似地，基于在第二侧中的基准点(第二侧的基准点)进行确定。

实际中，在第二侧基准点和第二侧检测线的排序点之间的位置关系相对于在第一侧基准点和第一侧检测线的排序点之间的位置关系绕图像中心轴线S10对称，这样，基于第一侧基准点、第二侧基准点和第一侧检测线的排序点的位置信息可以自动地确定第二侧检测线的排序点。“自动地确定”在此是指不用手动输入而是基于相应的点的信息自动地产生第二侧检测线的排序点的处理。附图3和4实际上都是关于自动确定技术的实例。

附图3所示为基于检测线的确定的排序点A和对称的轴线S10(即上文所述的图像中心轴线S10)确定检测线的排序点A′的实例，而附图4所示为基于检测线的排序点D和对称轴线S10确定检测线的排序点D′的实例.附图3确定与检测线的排序点A的对称轴(图像中心轴线S10)相关的对称位置上的检测线的排序点A′.即，在设定基准点的情况下，与在对称线上的基准点F1一样，它起第一侧基准点和第二侧基准点两者的基准点的作用.在附图4中，关于检测线的排序点D和第二元件的基准点G1(第一侧基准点)的对称轴(图像中心轴线S10)，确定对称位置G1″，并且基于对称位置G1″和第二元件的基准点G1′(第二侧基准点)的位置关系，校正检测线的排序点D的对称位置D″以确定检测线的排序点D′.根据这种做法，即使关于第二元件的基准点G1(第一侧基准点)和第二元件的基准点G1′(第二侧基准点)的对称轴S10在对称关系中产生了误差，那么基于第二元件的基准点G1′的位置仍然可以精确地自动地确定检测线的排序点D′.如果利用上述的方法，基于检测线的排序点A至E可以自动地确定检测线的排序点A′至E′，因此可以大大地减小为确定检测线的排序点所做的努力.

在上述的解释中，对称轴是图像中心轴线S10，但在第一金属材料100a和第二金属材料100b中，可以分别地确定单个对称轴以确定如上所述的基准点。即，在第一基准元件100a中，图像中心轴线S10被确定作为对称轴，以及在第二基准元件100b中，临时图像中心轴线S10被确定作为对称轴。

存储器事先存储规定相应的检测线的排序点A至E和A′至E′相对于基准工件的轮廓L1的位置的数据(相对位置数据)。这些相对位置数据可以具体地存储确定在基准加工元件100的每个元件的基准点和相应的检测线的排序点之间的坐标关系的相对坐标数据。例如，在图像平面是X-Y平面的情况下，对应于元件F1的第一基准点的检测线的排序点A的相对坐标数据可以分别存储在第一元件的基准点的原点上检测线的排序点A的X坐标值和Y坐标值。通过这种方式，如果对应于在待检测加工元件10中的第一元件的基准点F1确定基准点F2，则通过相对坐标数据可以确定检测线的排序点A作为基准点F2的原点。相同的做法可应用到对应于第二元件的基准点G1确定检测线的排序点C、D、E的相对位置数据的情况中，并且还应用到对应于第二元件的基准点G1′确定检测线的排序点C′、D′、E′的相对位置数据的情况中。

在基准点(第一元件的基准点F1和第二元件的基准点G1、G1′)上规定的相应的检测线的排序点A至E和A′至E′的数据被作为检测线的排序数据125a存储在附图10的存储器125中，以使在确认过程中能够读出这些数据。通过使用在存储器125中的检测线的排序数据125a，例如如果在待检测工件的轮廓L2中确定对应于在基准工件的轮廓L1中的基准点F1的基准点F2，则对应于基准点F2可以确定排序点A、A′和B、B′，类似地，如果核实了对应于基准点G1、G1′的基准点G2、G2′，则在所实现的图像上对应地固定检测线的排序点C、C′、D、D′、E、E′。

接着，解释突起状附着物的检测方法的具体流程。

首先，参考附图10描述设备的结构。附图10所示为用于本发明的检测方法的检查设备1(参见附图1)的电结构的实例的相关的方块图。检查设备1包括用作支撑在框架(未示)上的拍摄仪器的拍摄照相机12和连接到其中的分析部件110。分析部件110由I/O端口111和CPU 112、连接到其中的ROM 113和RAM 114构成。CPU 112用作基于在ROM 113中存储的图像分析程序113a执行后面所提到的流程的处理(附图5)的仪器.拍摄照相机12包括具有图像检测部件(例如二维CCD传感器115)和传感器控制器116的CCD照相机，如附图7所示，以便确定相对于连接的加工元件10的中心轴线S2′的横向作为拍摄方向.

附图5所示为检测处理的一个实例的流程图，这个检测处理基于在附图10中所示的图像分析程序113a主要通过CPU 112执行。首先，在开始检测处理时，通过如附图7所示的检查设备1的工件保持部件22中的卡盘部件20固定(S100)连接的加工元件10。工件保持部件22绕连接的加工元件10的中心轴线S2′的旋转轴线可旋转。作为拍摄仪器的拍摄照相机12被设置成确定旋转轴线的横向作为拍摄方向。在与插入连接的加工元件10的拍摄照相机12相对的状态下设置作为照明仪器的照明设备14，并通过光源14a从连接的加工元件10的后侧朝拍摄照相机12辐射光。

随后，通过拍摄照相机12拍摄连接的加工元件10，获得拍摄的图像(S110)，在摄影图像中在连接的加工元件10的外部轮廓L2(待检测工件的轮廓L2)上在对应于通过基准加工元件100确定的基准点F1、G1、G1′的位置上，确定G2、G2、G2′作为基准点(S120)。至于在第一金属材料10a中的每个元件的基准点F2的确定，在摄影图像中实施与在第一金属材料10a中确定每个元件的基准点F2相同的技术，以确定临时图像中心轴线S2以及用于确定图像中心轴线S20和待检测工件的轮廓L2的交叉点所需的图像中心轴线S20，由此实现在第一金属材料10a中确定每个元件的基准点F2(这种技术可以如附图13那样实施，附图6所示为临时图像中心轴线S2与图像中心轴线S20一致的实例)。此外，至于在第二金属材料10b中的每个元件的基准点G2、G2′，比如附图12的技术可以类似地应用到在第二基准元件10b中的第二基准加工元件G1、G1′的设定技术中。

在摄影图像中，如附图6那样并基于这些基准点、检测线的排序点确定基准点(S130)。通过使用作为检测线的排序点的数据125a存储的相对坐标数据定位相应的检测线的排序点。基于检测线的定位的排序点A至E和A′至E′，将检测线102′设定在点E和E′之间(S140)。确认待检测工件的轮廓L2是否存在于设定的检测线102′上，以及在不存在的情况下，判断突起状附着物不存在于作为待检测对象的连接的加工元件10的外面。相反，在检测线102′上存在的情况下，判断突起状附着物存在于作为待检测对象的连接的加工元件10的外面(S150)。在完成图像处理(S150)时，处理进行到S160，并判断待检查的角度范围是否都完成，以及在没有完成的情况下，处理进行到S170，并以规定的角度旋转连接的加工元件10，获得新的摄影图像，重复从S110至S150的处理。

附图8所示为连接的加工元件10的多个旋转错位状态和对应于旋转错位状态的摄影图像。在附图8中，要拍摄的所有的角度范围是180°，在中心轴线S2′周围每45°地旋转连接的加工元件10(附图7)，并且在每个角度位置上，提供摄影图像。附图8A至8E所示为在相应的角度位置上提供的图像的实例，对这些图像执行与附图6相同的技术的图像处理以检测突起状附着物。响应于对象的连接加工元件的直径尺寸、突起状附着物的可容许高度(后面提及的可容许高度H1)或者检测精度，可任意确定旋转角度间隔，以及如果角度间隔太大，则突起状附着物S的遗漏检测的可能性增加，但可以快速地实施这种处理。如果使间隔变小，则增加测量频率，但以较高的精度进行检测，并且更少遗漏地检测。

在上述的检测处理之前，事先确定从存在基准工件的轮廓L1起允许存在突起状附着物S的高度(容许高度H1).在L是基准工件的轮廓L1和检测线102之间的距离的情况下，在容许高度H1和距离L之间的关系可以被确定为满足0.3≤L/H1≤0.9.如果L/H1小于0.3，则可能极度地检测异常状态.如果大于0.9，则测量频率必须较大以使处理被延迟.

在H1是如上文所述的容许高度并且R是在连接的加工元件中待检测的直径的情况下，要确定的旋转角度θ可以被调节到满足如下的公式。

(公式1)

$\mathrm{\θ}\≤{2\cos }^{-1\frac{R-H_1}{R}}$

在此，0＜θ＜180°。

如果增加旋转角度θ从而不满足上述的公式，则突起状附着物不可能出现在摄影图像中。在附图9中，θ2是可能使突起状附着物S不出现在摄影图像中的角度范围的界线。此外，理想的是调节旋转角度θ以满足下面的公式。

(公式2)

d≤0.1

在此，d＝R(1-cosθ)/H1＝H2/H1

0＜θ＜180°。

在公式2中，θ被确定为使差值H2在摄影图像中待检测突起状附着物S的高度和实际的突起状附着物S的高度之间的10％内。如果在附图9中的H2/H1＝0.1，则旋转角度θ是θ≤θ1。如果如下地调节，则可以以较高的精度执行测量，同时可以减小测量频率。

上述的检测突起状附着物的方法可以应用到在火花塞中检测突起状附着物的方法中，并且作为一个过程应用到制造火花塞的方法中。具体地，在火花塞的中心电极中焊接(例如激光焊接)贵金属芯片和基底金属的过程中，使用上述的检测突起状附着物的方法，可以提供检测在中心电极表面上存在或不存在突起状附着物的突起状附着物检测过程。在下文的解释中，参考实例解释火花塞及其焊接过程。

在附图14中所示的火花塞200包括圆柱形金属主体31、绝缘体32、中心电极34和地电极35，所述绝缘体32安装在金属主体31的里面以使绝缘体32的前端部分伸出，在伸出贵金属的点火部分33(下文也简称为“点火部分”)的条件下，所述中心电极34被装备在绝缘体32的里面，以及所述地电极35在一端上被焊接到金属主体31上并在另一端向一侧弯曲以便对着中心电极34的前端部分。地电极35形成有对着点火部分33的贵金属的点火部分36(下文也简称为“点火部分”)，在点火部分33和相对的点火部分36之间的空间是火花放电间隙g。

包括中心电极34的电极和地电极35的芯片覆盖面部分的基底材料由主要成分是Ni或Fe的抗热合金构成。

在另一方面，点火部分33和相对的点火部分36由主要成分是Ir、Pt和Rh中的任何一种的贵金属构成.应用这种贵金属，即使在准备提高中心电极的温度的情况下，在点火部分的耗电电阻较好.具有耐热合金的基材的中心电极34和地电极35的可焊接性也较好.在使用具有比如Pt的基底的贵金属时，有利地，除了Pt单体之外可用材料是Pt-Ni合金(例如，Pt-1至30质量％Ni合金)、Pt-Ir合金(例如Pt-1至20质量％Ir合金)或Pt-Ir-Ni合金.主要成分是Ir的材料，可以使用Ir-Ru合金(例如，Ir-1至30质量％Ru合金)、Ir-Pt合金(例如Ir-1至10质量％Pt合金)、Ir-Rh合金(例如，Ir-5至25质量％Rh合金)或Ir-Rh-Ni合金(例如，Ir-1至40质量％Rh-0.5至8质量％Ni合金).

如附图15A所示，由于截头圆锥锥形34t的缘故，中心电极34在前端侧的直径上减小了，并且被安装在带有盘形贵金属的芯片33′的前端面34s上，该芯片33′由构成点火部分33的合金组分构成。此外，如附图15B所示，激光束LB辐射在它的连接的外周边上，因此激光焊接的部分202形成在整个周边上(下文也简称为“焊接的部分”)，通过固定贵金属芯片33′形成点火部分33(由此形成了上述连接的加工元件10)。通过将贵金属芯片设置在对应于点火部分33的位置上的地电极35上并在它的外周边上形成焊接部分，形成相对的点火部分36。在中心电极34的一侧上的点火部分33由基于Ir的金属构成并且在地电极35的一侧上的点火部分36由基于Pt的金属构成的情况下，通过电阻焊接连接可以形成后者。如上文所述地使用的贵金属芯片例如具有0.4至1.2毫米的直径D和0.5至1.5毫米的厚度H。

在焊接过程之后，执行使用上述的突起状附着物的检测方法的检测过程，并在焊接连接之后在突起状附着物出现在中心电极的表面上并实施清除该物质的处理作为检测结果的后处理过程的情况下，其结果对生产高质量的火花塞具有贡献。这时，电极的基底材料是如附图6中所示的第二金属材料10b，而贵金属芯片(贵金属的点火部分)同样是在附图6中的第一金属材料10a。后处理过程并不限于清除过程，而可以是各种后处理过程，比如对被证实出现了突起状附着物的元件实施进一步检查的再检查过程、实施满足所需的产品的技术规范的再处理的其它再处理过程或者本领域中的相关人员所采用的后处理。

此外，后处理可以使用产品数据-基于检查的结果形成产品数据的形成过程。例如，如果基于突起状附着物的检查结果获得了产品不好的信息，则产品数据形成过程可以采用在数据库中存储与产品的基础信息(产品序号的数据、检查数据、批号)相关的不好产品的信息(关于不好产品的存在或不存在或关于不好的类型的信息)的方法。因此，以较高的精度区别正常的产品和较差的产品，可以实现统计管理。

工业实用性

在当前的实例中，使用在附图6中所示的方法将基准点设定到连接的加工元件，但在拍摄过程中所实现的摄影图像的连接的加工元件中，在设定基准点时，不能设定基准点(例如，应用附图6的方法，不能设定基准点)，以及甚至在经过了固定时间之后如果仍然不能设定基准点，则可以认为好像突起状附着物(比如飞溅物)附着到基准点的位置上。即，基于设定基准点所需的时间，可以使用判断连接的加工元件是发生在包括基准点在内的位置上还是在基准点的附近的过程。通过使用这种过程，例如，如果基准点没有被设定在附图5的S120中，由于可以判断在这时突起状附着物存在，因此尽管没有设定检测线但是仍然可以立即检测到突起状附着物。

通过实际的实例已经解释了本发明，但是本发明并不限于这些，因此，只要不偏离本发明的范围，并不限于对本发明的描述，本技术领域的普通技术人员容易超越上述范围进行替换，并且基于本领域普通技术人员普遍拥有的知识可以适当地进行改进。

Claims (12)

1.一种检测突起状附着物的方法，该突起状附着物附着在通过连接多个金属材料而形成的工件的外部，包括：

拍摄过程，通过拍摄仪器拍摄所述工件以形成摄影图像；

确认过程，确认摄影图像中存在的待检测工件的外部轮廓在或不在不允许存在突起状附着物的非容许范围中；和

判断过程，在所述确认过程中确认待检测工件的轮廓在所述非容许范围中时，判断突起状附着物存在于所述工件的外部。

2.如权利要求1所述的检测突起状附着物的方法，包括：

基于准备作为所述工件的基准的基准工件材料的外部轮廓，即基准工件的轮廓，事先确定非容许范围，该步骤进一步包括：

基于基准工件的轮廓确定多个金属材料中每个金属材料的基准点；

基于这些基准点确定与各基准点相应的排序点；

连接各排序点以构成检测线，且检测线与基准工件的轮廓之间存在距离；

使用所述检测线作为非容许范围和容许范围之间的界限，从而确定出非容许范围。

3.如权利要求2所述的检测突起状附着物的方法，包括：

在所述确认过程中，基于基准工件的轮廓预先设定一检测线作为在所述非容许范围和容许范围之间的界线，该容许范围允许与所述非容许范围相邻的基准工件的轮廓的存在，在摄影图像中使检测线和待检测工件的轮廓之间相对应，以及确认待检测工件的轮廓是否存在于检测线上。

4.如权利要求3所述的检测突起状附着物的方法，包括：

将准备作为与待检测工件的轮廓相对应的检测线的定位基准的基准点设定在待检测工件的轮廓上的规定位置上，以及通过在基准点的原点上确定所述检测线的排序点，通过坐标数据确定所述基准点和所述排序点之间的坐标关系，以及通过在线中连接各个排序点，将检测线定位到待检测工件的轮廓。

5.如权利要求3所述的检测突起状附着物的方法，包括：

确定在作为所述工件的元件而连接的多个金属材料中每个元件的基准点，以及基于每个元件的基准点定位每一金属材料的检测线。

6.如权利要求5所述的检测突起状附着物的方法，包括：

所述多个金属材料包括两个金属元件，每一个金属元件在其至少一部分上具有圆柱体部分，并且所述两个金属元件具有彼此不同的直径，这两个金属元件中的至少一个具有沿各自的所述圆柱体部分的轴向与各自的所述圆柱体部分连续地形成并与各自的所述圆柱体部分具有不同直径的部分，针对这两个金属元件中的所述至少一个，将待检测工件的轮廓中所述圆柱体部分和所述不同直径的部分之间的直径改变位置确定为每个元件的基准点。

7.如权利要求3所述的检测突起状附着物的方法，其中

所述工件被形成为轴向的，以及

在沿垂直于所述工件的中心轴线的方向投影时，在投影图像中待检测工件的轮廓相对于在投影图像上所述工件的中心轴线，即图像中心轴线线性对称。

8.如权利要求7所述的检测突起状附着物的方法，其中

在与线性对称的待检测工件的轮廓的图像中心轴线相关的一侧是第一侧并且另一侧是第二侧的情况下，互相对称的基准点分别设定在第一侧和第二侧上，并且基于第一侧的基准点，即，第一侧基准点确定排序点，即第一侧检测线的排序点，以及

基于第一侧基准点、第二侧基准点和第一侧检测线的排序点，第一侧基准点和第一侧检测线的排序点以及第二侧基准点和第二侧检测线的排序点被自动地设定为相对于中心轴线对称，其中，第二侧检测线的排序点基于第二侧基准点来规定第二侧的检测线。

9.如权利要求8所述的检测突起状附着物的方法，其中

所述拍摄过程使所述工件绕中心轴线旋转每个固定的角度，在相应的角度形成所述工件的摄影图像，并且在分别形成的摄影图像中执行所述确认过程。

10.如权利要求1至3中任一权利要求所述的检测突起状附着物的方法，其中，在基准工件的轮廓中，事先确定所允许存在的突起状附着物自身的高度H1，即容许高度H1，并且在L是在基准工件的轮廓和检测线之间的距离的情况下，容许高度H1和距离L之间的关系被确定为满足0.3≤L/H1≤0.9。

11.如权利要求1至3中任一权利要求所述的检测突起状附着物的方法，其中通过激光焊接或电阻焊接连接多个金属材料形成所述工件。

12.一种制造火花塞的方法，包括通过使用如权利要求1至11中任一权利要求所述的检测突起状附着物的方法检测突起状附着物的过程，以及

基于通过突起状附着物的检测过程获得的检测结果实施后处理的后处理过程。

Images