JP2004028761A

JP2004028761A - Inspection method of sparking plug, manufacturing method of sparking plug, and inspection device of sparking plug

Info

Publication number: JP2004028761A
Application number: JP2002184582A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Koumatsu; 光松　伸一郎
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: JP3885000B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method requiring almost no trouble for adjusting a scale factor or a view field of a camera or requiring no camera angle correction when two images different in scale factor and view field are taken for one sparking plug work to be used for inspecting the sparking plug work. SOLUTION: A common objective optical system 15 is provided for the sparking plug work 50. An image beam guided by the objective optical system 15 is divided into two or more image beams B1 and B2 by a beam splitter 16. The divided image beams B1 and B2 are enlarged with scale factors different from each other via individual image forming optical systems 17 and 18, respectively, and guided to corresponding cameras 3 and 4. Therefore, images with the same angle but different scale factors are taken for one sparking plug work 50 so as to be used for inspecting the sparking plug work 50. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパークプラグの検査方法、スパークプラグの製造方法及びスパークプラグの検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関に使用されるスパークプラグにおいては、接地電極及び中心電極の位置決め精度が重要である。例えば、火花放電ギャップを挟んで対向する接地電極の中心軸線と、中心電極の中心軸線とが、接地電極の曲げ加工の不具合や、電極に固着された貴金属チップの位置ずれ等により偏心することがある。このような位置ずれが生ずると、例えば電極の偏った消耗による寿命低下や、発火ミスといったトラブルにつながる。
【０００３】
接地電極と中心電極との偏心検査は、一般的には、火花放電ギャップ周辺の拡大画像に基づいて偏心量を測定することにより行なわれる。偏心量の規定方向は、例えばパークプラグの軸線と直交する向きに定められる。カメラ位置を固定しておけば、撮影用のホルダに装着されたスパークプラグワークの撮影アングルは常に一定となる。従って、偏心量の規定方向も、視野内にて一定になるはずである。しかし、ワークの中心電極の組み付け精度や、主体金具へのバリや異物の付着によって、ホルダに装着されたワークの軸線の向きが必ずしも一定とはならず、視野上の基準方向から傾いてしまうこともありえる。そこで、ワークの軸線の視野上での傾きを画像によりその都度特定し、その傾きの方向に応じて偏心量の規定方向を定めることが望ましいといえる。
【０００４】
また、中心電極側の貴金属チップは、Ｎｉ合金等からなる電極本体の先端面に、レーザー溶接等により接合して用いられるが、この溶接時に貴金属チップが傾いてしまうことがある。貴金属チップが傾いていると、貴金属チップの先端面上の位置によって火花放電ギャップの間隔が異なり、偏消耗等の不具合を生じやすい。この場合も、画像により、貴金属チップの軸線が電極本体の軸線に対してどの程度傾斜しているかを検査する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スパークプラグワークの軸線の傾きを正確に決定するには、該軸線をなるべく長い区間にてカバーできる、比較的低倍率の視野の広い画像を用いることが望ましい。他方、電極間の偏心や、矮小な貴金属チップ単独の軸線を決定したい場合は、該当部位をなるべく高倍率にて拡大した画像を用いることが望ましい。すなわち、同一のスパークプラグワークに対し、倍率及び視野の異なる２つの画像の撮影を行なわなければならない。
【０００６】
具体的な方法としては、独立した光学系を有する２台のカメラで、倍率の異なる画像を個別に撮影する方法が考えられる。しかし、２台のカメラのアングルが異なっていると、スパークプラグワークの軸線の、各カメラの視野上での向きが、カメラアングルの影響を受けてずれてしまう可能性がある。もちろん、２台のカメラのそれぞれのアングルが知れていれば、画像上でそのアングル補正を行なうことも可能であるが、補正演算処理が必要となる分だけ煩雑である。また、ズームレンズを用いた光学系を用い、光学系の焦点距離（つまり、倍率）を変化させて、１台のカメラで撮影することも考えられる。しかし、この方法は、撮影を繰り返して行なう際に、視野や倍率の調整が面倒であり、その再現性にも問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、同一のスパークプラグワークに対し、倍率及び視野の異なる２つの画像を撮影し、その画像を用いてスパークプラグワークの検査を行なう際に、カメラの倍率や視野の調整にほとんど手間がかからず、また、カメラアングルの補正も不要な検査方法及び装置と、それを用いたスパークプラグの製造方法とを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記の課題を解決するために、本発明のスパークプラグの検査方法は、
スパークプラグワークに対する共通の対物光学系を設け、該対物光学系に導かれた画像ビームをビームスプリッタにより２以上の画像ビームに分離し、それら分離された画像ビームを、個別の結像光学系を介して互いに異なる倍率にて像拡大した後、各々対応する複数のカメラに導くことにより、同一のスパークプラグワークに対し、アングルが同じで倍率の異なる画像を撮影し、それら画像を用いて該スパークプラグワークの検査を行なうことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のスパークプラグの検査装置は、
スパークプラグワークに対する共通の対物光学系を設け、該対物光学系に導かれた画像ビームをビームスプリッタにより２以上の画像ビームに分離し、それら分離された画像ビームを、個別の結像光学系を介して互いに異なる倍率にて像拡大した後、各々対応する複数のカメラに導くことにより、同一のスパークプラグワークに対し、アングルが同じで倍率の異なる画像を撮影する撮影装置と、
それら画像を用いて該スパークプラグワークの検査に係る画像解析を行なう解析装置と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明のスパークプラグの製造方法は、上記検査方法に基づいてスパークプラグワークの検査を行い、その検査結果に基づいてスパークプラグワークの選別及び／又は検査の結果発見されたスパークプラグワークの不具合の修正を行なうことを特徴とする。
【００１１】
上記本発明のように、複数のカメラに対して共通の対物光学系が設けられ、対物光学系からの画像ビームを、ビームスプリッタにて複数の結像光学系及びカメラに分配するようにしたことにより、全てのカメラの間でスパークプラグワークに対するアングルが同一となる。従って、各カメラの画像に対するアングル補正が全く不要となる。さらに、結像光学系毎に倍率を固定的に設定してしまえば、焦点距離やフォーカスの調整を行なう必要がなくなり、カメラを選択するだけで所望の倍率の画像を直ちに得ることができる。すなわち、倍率の異なる画像を正確かつ迅速に得ることができるので、検査精度と検査能率が向上する。その結果、検査結果を受けてスパークプラグワークを選別する場合は、その選別の精度が向上し、不良率の低減に寄与する。また、検査の結果判明した不具合の修正を行なう場合は、修正精度が向上し、製品歩留まりの向上に寄与する。
【００１２】
なお、本明細書においてスパークプラグワークとは、スパークプラグの中間製品であればどのようなものであってもよく、例えば中心電極のみを取り出したようなものもスパークプラグワークの概念に属するものとみなす。
【００１３】
例えば、スパークプラグワークは、中心電極と、基端側が主体金具の端面に接合されるとともに先端側が中心電極と対向するように配置され、中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを備えたものとすることができる。このようなスパークプラグワークは、スパークプラグの生産のために、測定用のホルダに対して次々と着脱が繰り返される。ホルダへのスパークプラグワークの装着姿勢は常に一定であることが望ましいが、スパークプラグへの中心電極の組み付け精度や、主体金具へのバリや異物の付着によって、必ずしも一定の姿勢とはならず、軸線が傾いて装着される場合がある。他方、カメラ位置は固定であるから、スパークプラグワークの軸線が傾いていると、画像上においても該軸線は当然に傾いて現れる。しかし、こうしたことを考慮せずに軸線の方向を一定と考え、画像視野上にて軸線の向きを固定的に定めると、軸線が傾いて装着されたワークの場合は、視野上の設定軸線方向と実際の軸線方向とが一致しなくなる。軸線方向が問題となる検査内容の場合、当然、その検査精度に影響を及ぼす。従って、傾斜を含めた軸線の位置を画像上にて正確に特定することは、検査精度の向上を図る上で重要である。
【００１４】
そこで、本発明においては、上記複数の画像のうち最低倍率のものを軸線決定用画像とし、該軸線決定用画像を用いて、スパークプラグワークの軸線位置を決定することができる。最低倍率の画像は視野が最も広く、決定すべき軸線を最も長い区間にてカバーできるから、軸線の決定精度を向上することができる。
【００１５】
決定された軸線を用いて、本発明においては、例えば次のような検査が可能である。すなわち、軸線決定用画像よりも高倍率にて、スパークプラグの火花放電ギャップを挟んで対向する接地電極と中心電極との拡大画像を撮影し、該拡大画像を用いて接地電極と中心電極との偏心量δを求める。そして、軸線決定用画像を用いて決定されたスパークプラグワークの軸線の傾きに応じて、拡大画像における接地電極と中心電極との偏心量δの規定方向を定める。スパークプラグワークの軸線の傾きに応じて、接地電極と中心電極との偏心量δの規定方向が定められるので、ホルダにワークが傾いて装着された場合も、偏心量δを正確に算出することができるようになる。
【００１６】
一方、本発明の検査方法は、次のように具体化することもできる。まず、スパークプラグワークは、スパークプラグの中心電極を含むものであり、該中心電極は、軸状の電極本体と、その電極本体の先端面に溶接された貴金属チップとを有するものとする。そして、軸線決定用画像を用いて電極本体の軸線位置を決定する。また、該軸線決定用画像よりも高倍率にて貴金属チップの拡大画像を撮影し、該拡大画像を用いて該貴金属チップの軸線位置を決定し、さらに、軸線決定用画像を用いて決定された電極本体の軸線に対する、該貴金属チップの軸線の傾きを決定する。このようにすると、電極本体と貴金属チップとの径差が大きく異なっている場合においても、それぞれ倍率の異なる画像にて個別に軸線位置を特定するから精度が高く、また、両画像のカメラアングルが同一なので、画像間のアングル補正が不要である。
【００１７】
なお、各カメラは、それぞれ対応する結像光学系に対し、光軸周りのカメラの回転に自由度を生ずるから、軸線もこの回転によって、視野上にて傾きを生ずる可能性がある。そこで、光軸周りの各カメラ角度位置を調整して、カメラの視野上での基準方向を合わせこんでおくことが必要である。具体的には、複数のカメラにて位置固定の基準被写体を予め撮影し、当該基準被写体上に定められた被写体側基準方向を、各カメラの視野上に定められた基準方向と一致させることにより、それらカメラの視野間の方向合わせを行なうようにする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明のスパークプラグの検査装置の、撮影系の一例を示す模式図である。スパークプラグワーク（以下、単にワークともいう）５０は、中心電極５３と、基端側が主体金具５１の端面５１ａに接合されるとともに先端側が中心電極５３と対向するように配置され、中心電極５３との間に火花放電ギャップｇを形成する接地電極５４とを備えたものである。具体的には、ワーク５０は、接地電極５４の先端側が中心電極５３側に曲げ返されるとともに、該接地電極５４の先端部側周面が中心電極５３の先端面に対向して火花放電ギャップｇが形成されたものである。本実施形態においては、中心電極５３の先端部が、Ｎｉ合金からなる電極本体の先端に溶接された貴金属チップ５３ａ（以下、先端部５３ａと呼ぶこともある）とされている。
【００１９】
本実施形態においては、ワーク５０の接地電極５４と中心電極５３との偏心量が測定される。カメラ３から見て中心電極５３が前方側、接地電極５４の基端部が後方側となるように、当該中心電極５３と接地電極５４の基端部とが互いに重なって見える方向を正面方向として、カメラ３は、ワーク５０の火花放電ギャップｇ及びその周辺部分を、上記正面方向から撮影する。図３に示すように、該アングルでは、中心電極５３の火花放電ギャップｇに臨む部位の画像が、接地電極５４の画像の前方に重なって現れる。
【００２０】
撮影系２２は、切換可能な第一の照明１９及び第二の照明２４を有する。第一の照明１９は、接地電極５４の先端面５４ａを正面方向から照らすものである。本実施形態において第一の照明１９は、面発光型ＬＥＤあるいは多数のＬＥＤを平面的に配列したＬＥＤ照明とされ、画像ビームＢの通る位置に貫通部（あるいは透光部）が設けられている。図１６は、該第一の照明１９による第一の拡大画像の撮影例を模式的に示すものであり、接地電極５４の平坦な先端面５４ａにより光がカメラ３側に一様に反射され、他のスパークプラグ部分よりも明るく浮き立って撮影される。つまり、接地電極５４の先端面５４ａの輪郭線を明瞭に識別することができる。
【００２１】
次に、第二の照明２４は、図５に示すように、接地電極５４の、中心電極５３の背後にある側面部位５４ｂを照射するものであり、本実施形態においては、接地電極５４と中心電極５３との隙間に、斜め前方側から光を照射する光ファイバー照明が用いられている。図１９は、該第二の照明２４による第二の拡大画像の撮影例を模式的に示すものであり、中心電極５３の先端部５３ａがシルエットとなり、その輪郭線が明るい背景とのコントラストにより明瞭化している。
【００２２】
図１に示すように、撮影系２２は、レンズユニット２に取り付けられた第一のカメラ３と第二のカメラ４とを有する。該レンズユニット２内には、ワーク５０に対する共通の対物光学系１５が設けられ、その対物光学系１５に導かれた画像ビームＢが、ビームスプリッタ１６（ハーフプリズム（ハーフミラーでもよい）により構成されている）により２つの画像ビームＢ１，Ｂ２に分離される。第一の拡大画像ビームＢ１は、ミラー１６ａにて方向転換された後、第一の結像光学系１７にて第一の倍率にて拡大され、第一のカメラ３により撮影される（後述する第一の拡大画像又は第二の拡大画像）。他方、第二の拡大画像ビームＢ２は、第二の結像光学系１８により第一の倍率よりも小さい第二の倍率にて像拡大された後、第二のカメラ４にて撮影される（後述する軸線決定用画像）。対物光学系１５が第一のカメラ３と第二のカメラ４との間で共用化されるため、両カメラ３，４は、倍率が異なるのみで、ワーク５０への撮影アングルは同一となる。図３に示すように、第一のカメラ３は、火花放電ギャップｇの近傍が拡大されるように撮影視野ＶＡ２が定められている。また、第二のカメラ４は、端面５１ａを含む主体金具５１の画像が取得できるように撮影視野ＶＡ１が定められている。
【００２３】
また、カメラ３，４による撮影方向においてワーク５０の背後には、背景ユニット２０が配置されている。図４に示すように、該背景ユニット２０は、接地電極５４の背景を形成する暗色部２０ｂと、中心電極５３及びその背後の接地電極部分の背景を形成するとともに、前記暗色部２０ｂよりも外観明度の高い明色部２０ａとを有する。暗色部２０ｂは、つや消しの黒色板等として構成され、正面からの第一の照明１９（図１）により接地電極５４の撮影を行なう際に、その背景部分の明度を小さくして、明るく撮影される接地電極５４とのコントラストを強め、先端面５４ａの輪郭線をより明瞭化させる役割を果たす。また、明色部２０ａは、つや消しの白色板等により構成され、第二の照明２４（図５）によりシルエット化される中心電極５３の先端部５３ａの背景明度を大きくして、暗く撮影される中心電極５３とのコントラストを強め、その輪郭線をより明瞭化させる役割を果たす。なお、本実施形態では、暗色部２０ｂと明色部２０ａとの境界は、接地電極５４の先端面５４ａの、火花放電ギャップｇに面する外形線に対して位置合わせされている。
【００２４】
図２は、本発明の検査装置の概念を用いた、スパークプラグの製造装置の全体構成の一例を示すブロック図である。該製造装置１は、検査用の解析装置と装置全体の制御部として機能するコンピュータ１０を有する。コンピュータ１０は、ＣＰＵ１０２、該ＣＰＵ１０２のワークエリアを与え、かつ、制御処理及び解析処理にて使用する種々のデータのメモリ１９８〜２２２として機能するＲＡＭ１０４、コンピュータの基本システムプログラムを格納したＲＯＭ１０３、及び入出力インターフェース１０１などを有する。製造装置１の制御機能を実現する制御ソフトウェア２３０は、ハードディスクドライブ等で構成された記憶装置１０５にインストールされている。また、該記憶装置１０５には、画像上における接地電極あるいは中心電極の輪郭線抽出・確定処理などの、検査用の画像処理を行なう画像処理ソフトウェア２３１、その抽出された輪郭線のデータに基づき、接地電極と中心電極との偏心量を解析する偏心解析ソフトウェア２３２もインストールされている。さらに、入出力インターフェース１０１には、キーボードやマウスなどで構成された入力部１０６（種々の設定入力に使用される）と、モニタ１０７とが接続されている。
【００２５】
また、コンピュータ１０の入出力インターフェース１０１には、前記した第一のカメラ３及び第二のカメラ４（いずれもデジタルカメラにて構成されている）、第一の照明１９及び第二の照明２４（点灯制御ユニットの図示は省略している）が接続されている。また、ホルダに対するワークの着脱を行なうワークロード／アンロード機構１４、固定金具駆動機構１３、チャック駆動機構１２、加工装置５及び加工検知部１１も入出力インターフェース１０１に接続されている。
【００２６】
図６に示すように、ホルダ３１は、ワーク５０を火花放電ギャップｇ側が上となるように挿通するためのワーク装着孔３１ａを有し、その開口周縁部にて、主体金具５１の六角部５７を支持する。ワーク５０の主体金具５１には、取付ねじ部５６の基端側にフランジ状の突出部５５が設けられている。固定金具３０，３０は、合わせ面３０ｓ，３０ｓにおいて型合わせされる２部材からなり、固定金具駆動機構１３により軸線Ｏに向けて水平に接近・離間し、かつ型合わせ状態にて、突出部５５の上面に向け軸線Ｏ方向に接近・離間するように駆動される。なお、合わせ面３０ｓ，３０ｓには、取付ねじ部５６との干渉を避けるための半円状の切欠３０ａが形成されている。また、金具３０，３０の下面には、切欠３０ａ，３０ａに沿うガイド３０ｂ，３０ｂが突出形成されている。固定金具３０，３０は、接地電極５４に曲げ加工を施す際の、ワーク固定用に用いられるものであり、切欠３０ａの下面周縁にて突出部５５の上面に当接し、ホルダ３１に向けてこれを軸線Ｏ方向に押し付けることにより、ワーク５０をホルダ３１の上面に密着させる。また、ガイド３０ｂ，３０ｂの内周面にて突出部５５の外周面と当接し、軸線Ｏに関する半径方向へのワーク５０の移動やがたつきを規制する。
【００２７】
次に、図７に示すように、加工装置５は、接地電極５４に調整用の曲げ加工を施すためのものであり、加工工具３２を有する。加工工具３２は、下面側に接地電極５４を受け入れる加工溝３２ｇが形成され、その加工溝３２ｇの幅方向の両内側面が、それぞれ接地電極５４の幅方向における第一方向及び第二方向への曲げ作用面３２ａ１，３２ａ２とされている。加工工具３２は、例えばこれと一体に設けられた雌ねじ部３３に螺合するねじ軸３４を、加工駆動モータ８により正逆いずれかの向きに駆動され、曲げ作用面３２ａ１，３２ａ２にて接地電極５４と当接することにより、これに曲げ加工力を加える。
【００２８】
加工駆動モータ８の回転角度位置は、パルスジェネレータＰＧ６により検出される。図２に示すように、加工駆動モータ８のサーボ駆動ユニット９がコンピュータ１０の入出力インターフェース１０１に接続されており、ＰＧ６からの角度位置は、サーボ駆動ユニット９とともに、入出力インターフェース１０１を介してコンピュータ１０にも入力される。
【００２９】
また、図２において加工検知部１１は、加工工具３２と接地電極５４との接触を検知するものである。例えば、図７に示すように、金属製のホルダ３１と加工工具３２との間に検知電源電圧Ｖｃｃを印加しておき、加工検知部１１は、接地電極５４及び主体金具５１を介した加工工具３２とホルダ３１との間の短絡電流を検出するものとして構成することができる。
【００３０】
図２に戻り、コンピュータ１０からサーボ駆動ユニット９には、接地電極５４への曲げ調整方向に応じた正方向又は逆方向への駆動指令が出される。そして、加工駆動モータ８の回転が開始すると、ＰＧ６からのパルスがコンピュータ１０に入力される。接地電極５４は、最初は加工工具３２と非当接状態にあり、加工検知部１１は接触非検知の信号をコンピュータ１０に入力している。そして、所定量加工駆動モータ８が回転すると、接地電極５４と加工工具３２とが接触状態となり、加工検知部１１による接触検知信号がコンピュータ１０に入力される。接地電極５４へは、加工工具３２と接触後に、後述の偏心量測定結果から算出された調整量ｕに相当する加工変位を付与する必要がある。そこでコンピュータ１０は、上記接触検知信号を受信したタイミングにて、調整量ｕに対応する角度量だけ加工駆動モータ８を回転駆動する指令をサーボ駆動ユニット９に与える。そして、該角度量の回転が完了すれば、加工駆動モータ８を逆転駆動して工具３２による加工付勢状態を解除し、曲げ加工を終了する。なお、コンピュータ１０からサーボ駆動ユニット９へ加工終了を指令する制御形態としては種々の形態がありえる。例えば、加工終了角度位置（あるいはパルス数）をサーボ駆動ユニット９に指令しておき、サーボ駆動ユニット９が、ＰＧ６からのパルスカウントと加工終了の角度位置の認識とを自発的に行なうように構成することができる。他方、ＰＧ６からのパルスカウントをコンピュータ１０側にて行い、加工終了の角度位置が到来した時点で、コンピュータ１０からサーボ駆動ユニット９に対し、モータ９の停止及び逆転指令を出すように構成することもできる。
【００３１】
以下、上記装置を用いたスパークプラグの検査及び製造方法の実施形態について、詳細に説明する。まず、図１の第一のカメラ３と第二のカメラ４との光軸周りのカメラ角度位置を調整して、２つのカメラの視野上での基準方向を合わせ込む操作を行なう。ワークの代わりに、図８に示すような棒状の治具２７（基準被写体）を、ホルダ３１を固定する図示しないベースに垂直に取り付け、各カメラ３，４の焦点を該治具２７に合わせる。そして、カメラ３，４のファインダ（撮影視野ＶＡ２，ＶＡ１）に形成された基準線Ｂが、治具２７の垂直な外形線（基準方向Ａ０（図１１）を表す）Ａと平行になるように、各カメラ３，４を光軸周りに回転させて調整を行なう。なお、第一のカメラと第二のカメラについて、カメラ視野上での基準方向を合わせ込んでおくことは、必ずしも不可欠な要件ではない。例えば解析装置側にて認識されている基準座標系において、各カメラの光軸（撮影方向）の３次元的な位置関係を把握することができれば、少なくとも一方のカメラの画像に対し、基準方向を合わせ込むための座標変換を行なうことにより、撮影後において、両画像データの基準方向を合わせ込むことが可能である。
【００３２】
次に、図６に示すホルダ３１をベースに装着し、周知のロボットアーム機構等で構成されたワークロード／アンロード機構１４（図２）を用いて、ワーク５０をホルダ３１に装着する。以下の処理の流れを図１０に示している。また、図１１及び図１２は、主要工程を抜き出して示す工程説明図である。図１０のＳ１及びＳ２において、ホルダ３１に装着されたワーク５０は、図１に示すように、接地電極５４の先端面５４ａがカメラ３，４の方向、すなわち正面方向を向くように整列させられる。具体的には、図１２の（Ｓ１）及び（Ｓ２）に示すように、１対のチャック３５，３５をワーク５０の上方から接地電極５４に向けて下降させ、該接地電極５４を幅方向両側からチャック把持する。このチャック３５，３５の把持面が前記正面方向に一致するように定めてあり、ワーク５０は、接地電極５４のチャック把持に伴い回転して正面方向に整列する。
【００３３】
図１０に戻り、ワーク５０の整列が終了したら、Ｓ３において図１の第一の照明１９を点灯させる。Ｓ４において、コンピュータ１０（図２）により、第二のカメラ４により軸線決定用画像の取り込みを行なう。そして、Ｓ５（図１１及び図１２も参照）において、その軸線決定用画像を用いてワーク５０の軸線Ｏの基準方向Ａ０からの傾き角度θ１を測定する。Ｓ６では、第一のカメラ３に切り替え、第一の照明１９の点灯を継続したまま、第一の拡大画像の取り込みを行なう。Ｓ７（図１１及び図１２も参照）においては、その第一の拡大画像に基づいて、接地電極５４の先端面５４ａの幅方向中心位置、すなわち接地電極中心位置Ｅ１を求める。
【００３４】
次に、Ｓ８に進み、照明を第二の照明２４（図１）に切り替える。Ｓ９では、第一のカメラ３により第二の拡大画像の取り込みを行なう。Ｓ１０（図１１及び図１２も参照）において、その第二の拡大画像に基づいて、中心電極５３の先端面の中心位置、すなわち中心電極中心位置Ｅ２を求める。そして、Ｓ１１において、接地電極中心位置Ｅ１、中心電極中心位置Ｅ２及び軸線の傾き角度θ１とを用いて両電極の偏心量δを算出する。
【００３５】
接地電極中心位置Ｅ１及び中心電極中心位置Ｅ２は、異なる２つの画像、つまり、第一の拡大画像及び第二の拡大画像により決定されるものであるが、同じ第一のカメラ３により撮影されるものであり、視野は完全に共通している（第二の視野ＶＡ２）。従って、接地電極中心位置Ｅ１及び中心電極中心位置Ｅ２は、第二の視野ＶＡ２上に定められた共通のＸ−Ｙ座標系上での絶対座標にて、相互の位置関係を把握でき、偏心量δの算出も問題なく行うことができる。しかし、第一の画像及び第二の画像に、共通の被写体からなるマーカ画像を組み入れておき、そのマーカ画像上の基準位置に対する相対座標表示より、接地電極中心位置Ｅ１及び中心電極中心位置Ｅ２の相互の位置関係把握を行うことができる。
【００３６】
以下、各処理の詳細について説明する。画像取り込みと画像解析は、コンピュータ１０が画像処理ソフトウェア２３１の実行により行い、偏心量δ及び調整量ｕの算出は、同じく偏心解析ソフトウェア２３２により行われる。なお、各視野において、ワーク５０の軸線に対する基準方向Ａ０の向き（つまり、鉛直方向）をＹ軸方向と定め、これと直交する方向（つまり、水平方向）をＸ軸方向と定める。また、画像はいずれも画素に濃淡階調が設定されたグレースケール画像である。
【００３７】
図１３及び図１５は、Ｓ３〜Ｓ５の処理の詳細を示すものである。図１３の工程１に示すように、第二のカメラ４により、倍率の小さい視野ＶＡ１による画像が軸線決定用画像としてメモリ２００に取り込まれる。これを用いて、まず、視野内にワーク５０が存在するかどうかのチェックを行なう。このチェックは種々の方法により実行できるが、本実施形態では以下のような方法を採用している。すなわち、軸線決定用画像上において、主体金具５１を横切るように、Ｙ軸方向幅が一定の帯状のワーク有無判定領域６０をＸ方向に設定する（図１４（ａ））。そして、Ｙ軸方向に画素濃度を平均しながら（平均値をｇｉとする）、ワーク有無判定領域６０のＸ方向濃度分布を求める（図１４（ｂ））。なお、本明細書では、画素の輝度が低いほど（つまり、黒に近づくほど）、画素濃度は低くなるものとして取り扱う。
【００３８】
ワーク５０が存在すれば、第一の照明１９を用いた場合、主体金具５１の背景は、背景ユニット２０の明色部２０ａ（図４）により明るくなる。従って、ワークサンプリング位置（Ｘｍ：例えば、視野ＶＡ１のＸ方向中央位置）での画素濃度は、視野ＶＡ１のＸ方向両端近傍に定められた背景サンプリング位置（Ｘ１０１，Ｘ１０２）での画素濃度よりも低くなる。そこで、背景サンプリング位置での画素濃度（例えば、Ｘ１０１とＸ１０２との平均にて求める）と、ワークサンプリング位置Ｘｍでの画素濃度とを平均して得られる閾値ｔｈがある上限値を超えている場合はワークなしと判定し、以降の工程を行わないようにする。また、第一の照明１９と第二の照明２４との切り替え忘れなど、何らかの事情により第一の照明１９が正常に動作していない場合は、視野全体が暗くなり、閾値ｔｈは正常な場合よりも低くなる。そこで、閾値ｔｈがある下限値未満になっている場合もワークなしと同様の取り扱いとし、以降の工程を行わないようにする。
【００３９】
一方、ワークありと判定された場合は、工程２に進み、主体金具５１の端面サーチ処理を行う。まず、上記のＸ方向濃度分布において、ワーク左右端位置Ｘ１０３，Ｘ１０４を、Ｘ方向濃度分布において濃度変化率が最大となる位置として決定する。すなわち、図１４（ｃ）に示すように、濃度ｇｉの列方向隣接値同士の差分演算を行い、その差分が最大となる位置をワーク端位置とする。次に、このワーク左右端位置Ｘ１０３，Ｘ１０４からＸ方向に一定画素数だけ主体金具５１側に入り込んだ位置に、Ｙ方向の金具端面サーチ線６１，６２を設定する。これら金具端面サーチ線６１，６２のＹ方向濃度分布を、ワーク有無判定領域６０のＸ方向濃度分布と同様にして求め、図１４と同様の方法により、各金具端面サーチ線６１，６２の金具端面位置を決定する（サーチ線を用いた端点あるいはエッジ点の決定は、本明細書では基本的に上記と同様の手法にて行うので、以下においては説明を繰り返さない）。そして、図１５に示すように、これら２つの金具端面位置を結ぶ直線Ｌ１を、金具端面位置Ｙ１として決定し、メモリ２０１に記憶する。
【００４０】
そして、この直線Ｌ１と直交する直線Ｌ０と、前記した基準方向Ａ０とのなす角度をワーク傾き角度θ１として算出し、メモリ２０５に記憶する。なお、上記実施の形態の場合、金具端面サーチ線を２本設定する場合について説明しているが、金具端面サーチ線は、３本以上設定することが可能である。この場合、それぞれの金具端面サーチ線に対応する３点以上の金具端面位置に対して、最小二乗回帰を行い、得られた直線を金具端面位置Ｙ１を表す直線Ｌ１として求めることができる。
【００４１】
図１６〜図１８は、接地電極中心位置Ｅ１の決定処理の詳細を示すものである。図１６及び図１７は、接地電極５４側に貴金属チップが接合されていないか、又は、接合されていても、接地電極５４の先端面５４ａに貴金属チップが露出していないタイプのワークについての実施形態である。まず、工程４において、第一の画像の視野ＶＡ２のほぼ中央において、適当な幅を有するＹ方向の帯状の接地電極上下端サーチ領域６６を設定し、幅方向の濃度平均を取る前述の方法を用いて、該接地電極上下端サーチ領域６６のＹ方向濃度分布から接地電極上下端位置Ｙ２，Ｙ３を決定し、メモリ２０７に記憶する。工程５では、上記上下端位置Ｙ２，Ｙ３間の距離に幅が一致するＸ方向の接地電極左右端サーチ領域６７を設定し、そのＸ方向濃度分布から接地電極の左右端位置Ｘ３，Ｘ４を見出して、メモリ２０８に格納する。
【００４２】
次に、図１７の工程６に進み、得られる左右端位置Ｘ３、Ｘ４により挟まれるとともに、接地電極左右端サーチ領域６７の上下１／３の領域を除いた中央１／３の領域を用いて重心Ｋを求め、メモリ２１０に記憶する。また、工程７に進み、このＫを通って、既に求めてある軸線傾き角度θ１だけ傾いた直線を中心線Ｌ２として決定し、メモリ２１１に記憶する。そして、この中心線Ｌ２上において、既に求めてある接地電極５４の下端位置（Ｙｍとする）に対応するＸ座標を求めてＸｍとし、（Ｘｍ，Ｙｍ）を接地電極中心位置Ｅ１としてメモリ２１３に記憶する。
【００４３】
次に、図１８は、接地電極５４の火花放電ギャップに面する位置に貴金属チップ５８が接合され、かつ、先端面５４ａに該貴金属チップ５８が露出しているタイプのワークについての実施形態である。図１８の工程７では、貴金属チップ５８の正確な位置を、いわゆるパターンマッチングの手法により決定する。具体的には、標準的なワークの貴金属チップ５８及びその周辺部分を同一撮影することにより、グレースケールによるモデル画像５８’を予め作成し、メモリ２１５に登録しておく。このモデル画像５８’を、第一の画像の視野ＶＡ２上で平行移動しながら、該第一の画像との適合位置が検索される。すなわち、モデル画像５８’と、これと重なり合う第一の画像上の領域との間で、対応する画素間の濃度差（あるいはその絶対値）を演算し、その総計（あるいは平均値）を算出する。そして、各位置毎に算出した上記総計の値が最小となる撮影画像部分を適合部分として選定する。なお、上記のパターンマッチングは、パターンマッチング用メモリ２１６を用いて行う。本実施形態では、第一の画像上の適合位置に位置決めされたモデル画像５８’の中心位置Ｅ１’を、そのまま接地電極中心位置Ｅ１として用いる。
【００４４】
図１９は、中心電極中心位置の決定処理を示すものである。この実施形態では、工程８において、中心電極５３の先端部（貴金属チップ）５３ａの存在が見込まれる領域に、Ｙ方向に一定幅を有する判定領域７１をＸ方向に設定し、Ｘ方向の各画素位置において、それぞれＹ方向濃度分布を求め、図１４（ｃ）の方法により求めた端点の平均を上端点位置Ｙ４として設定し、メモリ２１８に記憶する。
【００４５】
次に、図１９の工程９に進み、上記仮上端位置Ｙ４からＹ方向に所定距離（例えば０．１ｍｍ程度）だけ下がった位置に、Ｘ方向の中心電極左右端サーチ線７３を設定する。このサーチ線７３に沿ってＸ方向の画素濃度分布を求め、図１４（ｃ）に示すのと同様の手法により中心電極左右端Ｘ７，Ｘ８を決定して、メモリ２２０に記憶する。
【００４６】
そして、工程１０に進み、中心電極左右端のＸ座標平均値をＸ座標Ｘｍとし、上端点位置Ｙ４をＹ座標Ｙｍとして、中心電極中心位置Ｅ２を（Ｘｍ，Ｙｍ）として決定し、メモリ２２１に記憶する。
【００４７】
図２０に示すように、既に算出されている接地電極中心位置Ｅ１を通り、角度θ１だけ傾斜した接地電極中心線Ｌ２を基準として、中心電極中心点Ｅ２のＸ座標がＬ２よりも右側にあるか左側にあるかを判定し、偏心量δの符号を決定する。この符号は、接地電極５４の曲げ加工の向きを規定するものである。そして、接地電極中心線Ｌ２と中心電極中心位置Ｅ２との距離を偏心量δとして算出し、メモリ２２２に記憶する。この偏心量δが規定の範囲外となっていた場合は、図２及び図７に示す加工装置５により、接地電極５４に対し、上記偏心量δが縮小される向きに曲げ加工を行なう。
【００４８】
以上、本発明を、接地電極５４と中心電極５３との偏心量検査に適用する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図２１に示すように、スパークプラグワークを、軸状の電極本体５３Ｗと、その電極本体５３Ｗの先端面に溶接された貴金属チップ５３ａとを有する中心電極５３とすることもできる。
【００４９】
中心電極５３の製造工程は以下の通りである。すなわち、電極本体５３Ｗは、要部をなす径大部１７１の先端側に、該径大部１７１よりも短い径小部１７２が一体化されており、さらに、その先端側に一体化された溶接部形成用縮径部１７３の上に貴金属チップ５３ａを重ね合わせ、その重ね合わせ面の外周縁に沿ってレーザービームを照射することにより、周方向の溶接部ＷＢを形成する。この場合、溶接部ＷＢの溶け不良等により貴金属チップ５３ａが過度に傾いたものは、不良（ＮＧ）判定がなされる。本発明により、その検査を以下のようにして行なうことができる。
【００５０】
まず、該貴金属チップ５３ａ及びその近傍を拡大する拡大画像Ｐ１を、図２の第一のカメラ３にて撮影する。また、軸線Ｏ方向において電極本体５３Ｗを拡大画像Ｐ１よりも長い区間カバーする軸線決定用画像Ｐ２を、図２の第二のカメラ４にて撮影する。径小部１７２は切削加工等により縮径形成されるので、電極本体全体の軸線を決定するためには精度上必ずしも十分ではない。そこで、本実施形態では、拡径部１７１が一定長さカバーされる位置まで軸線決定用画像Ｐ２の視野を広げることができるように、結像光学系１７の焦点距離を定めておく。
【００５１】
そして、貴金属チップ５３ａの軸線Ｌ６を、拡大画像Ｐ１を用いて例えば以下のようにして求める。すなわち、Ｙ方向に一定幅を有するＸ方向のエッジサーチ領域７６を貴金属チップ５３ａの画像領域にかかるように設定し、ｙ方向の画素位置毎にＸ方向画素濃度分布を求め、図１４（ｃ）の方法により、それぞれ左右のエッジ点を決定する。左右のエッジ点は、各々Ｙ座標の同じもの毎にＸ方向の中点位置を求め、その中点位置に最小二乗回帰を行って貴金属チップ５３ａの軸線Ｌ６を決定する。また、軸線決定用画像Ｐ２においては、電極本体５３Ｗの拡径部１７２に係るようにエッジサーチ領域７５を設定し、電極本体５３Ｗの軸線Ｌ５を同様に決定する。そして、軸線Ｌ６と軸線Ｌ５とのなす角度を、貴金属チップ５３ａの傾き角θ２として算出し、これが規定の値よりも大きかった場合には不良と判定することができる。
【００５２】
また、図１においては、対物光学系１５に対する画像ビームを、単一のビームスプリッタにより２つの画像ビームに分離する例を示したが、２以上のビームスプリッタを用いて、３以上の画像ビームに分離し、それぞれ異なる倍率の結像光学系を用いて画像撮影することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査装置の撮影系の構成例を示す模式図。
【図２】本発明の検査装置を用いたスパークプラグの製造装置の電気的構成の一例を示すブロック図。
【図３】第一のカメラと第二のカメラとの視野の関係を模式的に示す図。
【図４】背景ユニットの説明図。
【図５】第二の照明の説明図。
【図６】ワークを保持するホルダ及び固定金具の説明図。
【図７】加工装置の模式図。
【図８】基準被写体となる治具の例を示す正面図。
【図９】図８の治具の使用方法の説明図。
【図１０】図２の装置を用いたスパークプラグの製造方法の概略的な工程の流れを示すフローチャート。
【図１１】図１０の製造方法の要旨を示す説明図。
【図１２】図１０の製造方法の主要な工程を抜き出して説明する図。
【図１３】ワークの傾き角度の決定処理の詳細を示す工程説明図。
【図１４】図１３に続く工程説明図。
【図１５】図１４に続く工程説明図。
【図１６】接地電極中心位置の決定処理の詳細を示す工程説明図。
【図１７】図１６に続く工程説明図。
【図１８】接地電極中心位置の決定処理の別例を示す工程説明図。
【図１９】中心電極中心位置の決定処理の詳細を示す工程説明図。
【図２０】偏心量の決定方法を説明する図。
【図２１】中心電極の貴金属チップの傾き検査に本発明を適用した例を示す説明図。
【符号の説明】
３　第一のカメラ
４　第二のカメラ。
１０　コンピュータ（解析装置）
１５　対物光学系
１６　ビームスプリッタ
１７　第一の結像光学系
１８　第二の結像光学系
１９　第一の照明
２４　第二の照明
ＶＡ２　第一のカメラの撮影視野
ＶＡ１　第二のカメラの撮影視野
２７　治具（基準被写体）
５０　スパークプラグワーク
５３　中心電極
５３ａ　貴金属チップ
５３Ｗ　電極本体
ｇ　火花放電ギャップ
５４　接地電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spark plug inspection method, a spark plug manufacturing method, and a spark plug inspection device.
[0002]
[Prior art]
In a spark plug used for an internal combustion engine, positioning accuracy of the ground electrode and the center electrode is important. For example, the center axis of the ground electrode and the center axis of the center electrode facing each other across the spark discharge gap may be decentered due to a bending failure of the ground electrode, a position shift of the noble metal tip fixed to the electrode, or the like. is there. When such a positional shift occurs, it may lead to troubles such as a reduction in life due to uneven wear of electrodes and a misfire.
[0003]
The eccentricity inspection between the ground electrode and the center electrode is generally performed by measuring the amount of eccentricity based on an enlarged image around the spark discharge gap. The direction in which the amount of eccentricity is specified is determined, for example, in a direction orthogonal to the axis of the park plug. If the camera position is fixed, the shooting angle of the spark plug work attached to the holder for shooting is always constant. Therefore, the prescribed direction of the eccentricity should be constant within the field of view. However, due to the assembly accuracy of the center electrode of the workpiece and the attachment of burrs and foreign objects to the metal shell, the orientation of the axis of the workpiece mounted on the holder is not always constant, and it is tilted from the reference direction on the field of view. There can be. Therefore, it can be said that it is desirable to specify the inclination of the workpiece axis in the field of view each time using an image, and to determine the prescribed direction of the eccentricity according to the direction of the inclination.
[0004]
Further, the noble metal tip on the center electrode side is used by being joined to the tip surface of the electrode body made of Ni alloy or the like by laser welding or the like, but the noble metal tip may be inclined during this welding. When the noble metal tip is tilted, the spark discharge gap interval differs depending on the position on the tip surface of the noble metal tip, and problems such as uneven wear tend to occur. In this case as well, it is necessary to inspect how much the axis of the noble metal tip is inclined with respect to the axis of the electrode body from the image.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to accurately determine the inclination of the axis line of the spark plug work, it is desirable to use an image having a relatively low magnification and a wide field of view that can cover the axis line as long as possible. On the other hand, when it is desired to determine the eccentricity between the electrodes or the axis of the small noble metal tip alone, it is desirable to use an image obtained by enlarging the corresponding part at as high a magnification as possible. That is, two images with different magnifications and fields of view must be taken for the same spark plug work.
[0006]
As a specific method, a method of individually capturing images with different magnifications using two cameras having independent optical systems can be considered. However, if the angles of the two cameras are different, the orientation of the axis of the spark plug work on the field of view of each camera may be shifted due to the influence of the camera angle. Of course, if the angles of the two cameras are known, the angle can be corrected on the image. However, the correction calculation process is complicated. It is also conceivable to use an optical system using a zoom lens and change the focal length (that is, the magnification) of the optical system to shoot with one camera. However, this method has troublesome adjustment of the field of view and magnification when the photographing is repeatedly performed, and the reproducibility is also problematic.
[0007]
The object of the present invention is to adjust the magnification and field of view of a camera when two images having different magnifications and fields of view are taken for the same spark plug work and the spark plug work is inspected using the images. An object of the present invention is to provide an inspection method and apparatus that do not require time and need not correct the camera angle, and a spark plug manufacturing method using the same.
[0008]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to solve the above-described problem, the spark plug inspection method of the present invention includes:
A common objective optical system for the spark plug work is provided, and an image beam guided to the objective optical system is separated into two or more image beams by a beam splitter, and the separated image beams are separated into individual imaging optical systems. The images are magnified at different magnifications, and then guided to a plurality of corresponding cameras, so that images having the same angle and different magnifications are taken with respect to the same spark plug work, and the sparks are used using the images. It is characterized by inspecting plug work.
[0009]
In addition, the spark plug inspection device of the present invention comprises:
A common objective optical system for the spark plug work is provided, and an image beam guided to the objective optical system is separated into two or more image beams by a beam splitter, and the separated image beams are separated into individual imaging optical systems. An image capturing apparatus that shoots images with the same angle and different magnifications for the same spark plug work by enlarging the images at different magnifications, and then guiding them to a plurality of corresponding cameras,
An analysis device for performing image analysis related to the inspection of the spark plug work using the images;
It is characterized by having.
[0010]
Furthermore, the spark plug manufacturing method of the present invention performs the inspection of the spark plug work based on the inspection method, and selects the spark plug work based on the inspection result and / or the spark plug work discovered as a result of the inspection. It is characterized by correcting defects.
[0011]
As in the present invention, a common objective optical system is provided for a plurality of cameras, and an image beam from the objective optical system is distributed to a plurality of imaging optical systems and cameras by a beam splitter. Thus, the angle with respect to the spark plug work is the same among all the cameras. Accordingly, it is not necessary to perform angle correction on the image of each camera. Furthermore, if the magnification is fixedly set for each imaging optical system, it is not necessary to adjust the focal length and focus, and an image with a desired magnification can be obtained immediately by selecting a camera. That is, since images with different magnifications can be obtained accurately and quickly, inspection accuracy and inspection efficiency are improved. As a result, when the spark plug work is sorted based on the inspection result, the sorting accuracy is improved and the defect rate is reduced. Further, when correcting a defect found as a result of the inspection, the correction accuracy is improved, which contributes to an improvement in product yield.
[0012]
In the present specification, the spark plug work may be any spark plug intermediate product, for example, a case where only the center electrode is taken out belongs to the concept of the spark plug work. I reckon.
[0013]
For example, the spark plug work includes a center electrode, a ground electrode that is joined so that a base end side is joined to an end face of the metal shell and a tip end side faces the center electrode, and forms a spark discharge gap with the center electrode. Can be provided. Such a spark plug work is repeatedly attached to and detached from the measurement holder in order to produce the spark plug. It is desirable that the mounting posture of the spark plug work to the holder is always constant, but due to the assembly accuracy of the center electrode to the spark plug and the attachment of burrs and foreign objects to the metal shell, the posture is not necessarily constant, It may be mounted with the axis tilted. On the other hand, since the camera position is fixed, if the axis line of the spark plug work is inclined, the axis line naturally appears on the image. However, if the direction of the axis is considered constant without taking this into consideration, and the orientation of the axis is fixed on the image field of view, in the case of a workpiece mounted with the axis tilted, the set axis direction on the field of view And the actual axial direction do not match. In the case of inspection contents in which the axial direction is a problem, naturally, the inspection accuracy is affected. Therefore, accurately specifying the position of the axis line including the inclination on the image is important for improving the inspection accuracy.
[0014]
Therefore, in the present invention, the image with the lowest magnification among the plurality of images can be used as the axis line determination image, and the axis line position of the spark plug work can be determined using the image for axis line determination. Since the image with the lowest magnification has the widest field of view and can cover the axis to be determined in the longest section, the accuracy of determining the axis can be improved.
[0015]
In the present invention, for example, the following inspection is possible using the determined axis. That is, an enlarged image of the ground electrode and the center electrode facing each other across the spark discharge gap of the spark plug is taken at a higher magnification than the image for determining the axis line, and the ground electrode and the center electrode are taken using the enlarged image. The amount of eccentricity δ is obtained. Then, the prescribed direction of the eccentricity δ between the ground electrode and the center electrode in the enlarged image is determined according to the inclination of the spark plug work axis determined using the axis determining image. The specified direction of the eccentricity δ between the ground electrode and the center electrode is determined according to the inclination of the spark plug work axis, so that the eccentricity δ can be accurately calculated even when the workpiece is mounted on the holder. Will be able to.
[0016]
On the other hand, the inspection method of the present invention can be embodied as follows. First, the spark plug work includes a center electrode of the spark plug, and the center electrode has a shaft-shaped electrode body and a noble metal tip welded to the tip surface of the electrode body. Then, the axis position of the electrode body is determined using the axis determining image. Further, an enlarged image of the noble metal tip was taken at a higher magnification than the image for determining the axis line, the axis position of the noble metal tip was determined using the enlarged image, and further determined using the image for determining the axis line The inclination of the axis of the noble metal tip with respect to the axis of the electrode body is determined. In this way, even when the difference in diameter between the electrode main body and the noble metal tip is greatly different, the axis position is specified individually in images with different magnifications, and the accuracy is high. Since they are the same, angle correction between images is unnecessary.
[0017]
Note that each camera has a degree of freedom in rotating the camera around the optical axis with respect to the corresponding imaging optical system, so that the axis line may also be inclined on the field of view due to this rotation. Therefore, it is necessary to adjust each camera angular position around the optical axis to match the reference direction on the camera field of view. Specifically, by photographing a reference subject whose position is fixed with a plurality of cameras in advance, and making the subject-side reference direction defined on the reference subject coincide with the reference direction defined on the field of view of each camera Align the direction of the camera's field of view.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an imaging system of the spark plug inspection device of the present invention. A spark plug work (hereinafter, also simply referred to as a work) 50 is arranged so that a center electrode 53 and a base end side are joined to an end face 51 a of the metal shell 51 and a tip end side faces the center electrode 53. And a ground electrode 54 for forming a spark discharge gap g. Specifically, the work 50 has a spark discharge gap g in which the tip end side of the ground electrode 54 is bent back toward the center electrode 53, and the tip portion side peripheral surface of the ground electrode 54 faces the tip surface of the center electrode 53. Is formed. In the present embodiment, the tip of the center electrode 53 is a noble metal tip 53a (hereinafter also referred to as the tip 53a) welded to the tip of an electrode body made of a Ni alloy.
[0019]
In the present embodiment, the amount of eccentricity between the ground electrode 54 and the center electrode 53 of the workpiece 50 is measured. A direction in which the center electrode 53 and the base end of the ground electrode 54 are seen to overlap each other so that the center electrode 53 is on the front side and the base end of the ground electrode 54 is on the rear side when viewed from the camera 3 is the front direction. The camera 3 photographs the spark discharge gap g of the workpiece 50 and its peripheral portion from the front direction. As shown in FIG. 3, at this angle, an image of a portion of the center electrode 53 that faces the spark discharge gap g appears in front of the image of the ground electrode 54.
[0020]
The imaging system 22 has a switchable first illumination 19 and second illumination 24. The first illumination 19 illuminates the front end surface 54a of the ground electrode 54 from the front direction. In the present embodiment, the first illumination 19 is a surface-emitting LED or LED illumination in which a large number of LEDs are arranged in a plane, and a penetrating portion (or translucent portion) is provided at a position where the image beam B passes. . FIG. 16 schematically shows an example of taking a first enlarged image by the first illumination 19, and light is uniformly reflected to the camera 3 side by the flat tip surface 54 a of the ground electrode 54. The picture is taken with a lighter and brighter surface than the other spark plugs. That is, the contour line of the front end surface 54a of the ground electrode 54 can be clearly identified.
[0021]
Next, as shown in FIG. 5, the second illumination 24 irradiates the side surface portion 54 b of the ground electrode 54 behind the center electrode 53. In this embodiment, the second illumination 24 is centered on the ground electrode 54. Optical fiber illumination that irradiates light from an oblique front side is used in the gap with the electrode 53. FIG. 19 schematically shows an example of taking a second enlarged image by the second illumination 24. The tip 53a of the center electrode 53 is a silhouette, and its outline is clear due to the contrast with a bright background. It has become.
[0022]
As shown in FIG. 1, the photographing system 22 includes a first camera 3 and a second camera 4 attached to the lens unit 2. In the lens unit 2, a common objective optical system 15 for the workpiece 50 is provided, and the image beam B guided to the objective optical system 15 is configured by a beam splitter 16 (a half prism (or a half mirror)). Are separated into two image beams B1 and B2. The first magnified image beam B1 is redirected by the mirror 16a, magnified by the first imaging optical system 17 at the first magnification, and photographed by the first camera 3 (described later). First enlarged image or second enlarged image). On the other hand, the second enlarged image beam B2 is imaged by the second camera 4 after being magnified by the second imaging optical system 18 at a second magnification smaller than the first magnification ( Axis determination image to be described later). Since the objective optical system 15 is shared between the first camera 3 and the second camera 4, both the cameras 3 and 4 are different in magnification only and have the same shooting angle to the workpiece 50. As shown in FIG. 3, the first camera 3 has a photographing field of view VA2 so that the vicinity of the spark discharge gap g is enlarged. The second camera 4 has a photographing field of view VA1 so that an image of the metal shell 51 including the end surface 51a can be acquired.
[0023]
In addition, the background unit 20 is disposed behind the work 50 in the shooting direction of the cameras 3 and 4. As shown in FIG. 4, the background unit 20 forms a background of the dark color portion 20b that forms the background of the ground electrode 54, and the background of the center electrode 53 and the ground electrode portion behind it, and has an appearance more than the dark color portion 20b. A light color portion 20a having high brightness. The dark color portion 20b is configured as a matte black plate or the like, and when the ground electrode 54 is photographed by the first illumination 19 (FIG. 1) from the front, the brightness of the background portion is reduced and photographed brightly. This enhances the contrast with the ground electrode 54 and makes the contour line of the tip surface 54a clearer. The bright color portion 20a is formed of a matte white plate or the like, and the background lightness of the front end portion 53a of the center electrode 53 that is silhouetted by the second illumination 24 (FIG. 5) is increased and is photographed darkly. It plays the role of enhancing the contrast with the center electrode 53 and making the contour line clearer. In the present embodiment, the boundary between the dark color portion 20b and the light color portion 20a is aligned with the outline of the tip surface 54a of the ground electrode 54 facing the spark discharge gap g.
[0024]
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a spark plug manufacturing apparatus using the concept of the inspection apparatus of the present invention. The manufacturing apparatus 1 includes an analysis apparatus for inspection and a computer 10 that functions as a control unit for the entire apparatus. The computer 10 includes a CPU 102, a RAM 104 that provides a work area for the CPU 102 and functions as memories 198 to 222 for various data used in control processing and analysis processing, a ROM 103 that stores a basic system program of the computer, and an input. An output interface 101 is included. The control software 230 that realizes the control function of the manufacturing apparatus 1 is installed in the storage device 105 configured by a hard disk drive or the like. Further, the storage device 105 has image processing software 231 for performing image processing for inspection such as contour extraction / determination processing of the ground electrode or the center electrode on the image, and based on the extracted contour data. An eccentricity analysis software 232 for analyzing the amount of eccentricity between the ground electrode and the center electrode is also installed. Further, the input / output interface 101 is connected to an input unit 106 (used for various setting inputs) constituted by a keyboard, a mouse, and the like, and a monitor 107.
[0025]
The input / output interface 101 of the computer 10 includes the first camera 3 and the second camera 4 (both are configured by a digital camera), the first illumination 19 and the second illumination 24 ( The lighting control unit is not shown). In addition, a work load / unload mechanism 14 for attaching / detaching a work to / from the holder, a fixture driving mechanism 13, a chuck drive mechanism 12, a processing device 5, and a processing detection unit 11 are also connected to the input / output interface 101.
[0026]
As shown in FIG. 6, the holder 31 has a workpiece mounting hole 31 a for inserting the workpiece 50 so that the spark discharge gap g side is on the upper side, and the hexagonal portion 57 of the metal shell 51 at the peripheral edge of the opening. Support. The metal shell 51 of the workpiece 50 is provided with a flange-like protruding portion 55 on the proximal end side of the mounting screw portion 56. The fixing brackets 30 and 30 are formed of two members that are mold-matched on the mating surfaces 30s and 30s. The fixing bracket driving mechanism 13 approaches and separates horizontally toward the axis O by the fixing bracket driving mechanism 13, and in the mold-matching state, the protrusion 55 It is driven so as to approach and separate in the direction of the axis O toward the upper surface. The mating surfaces 30 s and 30 s are formed with semicircular cutouts 30 a for avoiding interference with the mounting screw portion 56. Further, guides 30b and 30b along the cutouts 30a and 30a are formed on the lower surfaces of the metal fittings 30 and 30 so as to protrude. The fixing brackets 30 and 30 are used for fixing the workpiece when the ground electrode 54 is bent. The fixing brackets 30 and 30 are in contact with the upper surface of the protruding portion 55 at the periphery of the lower surface of the notch 30 a and are directed toward the holder 31. Is pressed against the upper surface of the holder 31 by pressing in the direction of the axis O. Further, the inner peripheral surfaces of the guides 30b and 30b abut against the outer peripheral surface of the protruding portion 55, and the movement and rattling of the workpiece 50 in the radial direction with respect to the axis O are restricted.
[0027]
Next, as shown in FIG. 7, the processing apparatus 5 is for performing an adjustment bending process on the ground electrode 54, and includes a processing tool 32. In the processing tool 32, a processing groove 32g for receiving the ground electrode 54 is formed on the lower surface side, and both inner side surfaces of the processing groove 32g in the width direction extend in the first direction and the second direction in the width direction of the ground electrode 54, respectively. The bending action surfaces 32a1 and 32a2 are provided. The machining tool 32 is driven, for example, by a machining drive motor 8 in either the forward or reverse direction on a screw shaft 34 that is screwed into a female screw portion 33 provided integrally with the machining tool 32, and is grounded by bending action surfaces 32 a 1 and 32 a 2. By abutting 54, a bending force is applied thereto.
[0028]
The rotational angle position of the machining drive motor 8 is detected by the pulse generator PG6. As shown in FIG. 2, the servo drive unit 9 of the machining drive motor 8 is connected to the input / output interface 101 of the computer 10, and the angular position from the PG 6 is set via the input / output interface 101 together with the servo drive unit 9. It is also input to the computer 10.
[0029]
In FIG. 2, the machining detection unit 11 detects contact between the machining tool 32 and the ground electrode 54. For example, as shown in FIG. 7, a detection power supply voltage Vcc is applied between a metal holder 31 and a processing tool 32, and the processing detection unit 11 is a processing tool via a ground electrode 54 and a metal shell 51. 32 and the holder 31 can be configured to detect a short circuit current.
[0030]
Returning to FIG. 2, the computer 10 issues a drive command to the servo drive unit 9 in the forward or reverse direction according to the bending adjustment direction to the ground electrode 54. When the machining drive motor 8 starts rotating, a pulse from PG 6 is input to the computer 10. The ground electrode 54 is initially in a non-contact state with the processing tool 32, and the processing detection unit 11 inputs a contact non-detection signal to the computer 10. When the machining drive motor 8 rotates by a predetermined amount, the ground electrode 54 and the machining tool 32 are brought into contact with each other, and a contact detection signal from the machining detection unit 11 is input to the computer 10. It is necessary to apply a machining displacement corresponding to an adjustment amount u calculated from an eccentricity measurement result described later to the ground electrode 54 after contacting the machining tool 32. Therefore, the computer 10 gives the servo drive unit 9 a command for rotationally driving the machining drive motor 8 by the angle amount corresponding to the adjustment amount u at the timing of receiving the contact detection signal. When the rotation of the angle amount is completed, the machining drive motor 8 is driven in reverse to release the machining biased state by the tool 32, and the bending process is finished. Various forms of control can be used as a control form for instructing the servo drive unit 9 to end machining from the computer 10. For example, a processing end angle position (or number of pulses) is instructed to the servo drive unit 9, and the servo drive unit 9 spontaneously recognizes the pulse count from the PG 6 and the end position of processing. can do. On the other hand, the pulse count from PG 6 is performed on the computer 10 side, and the computer 10 is configured to issue a command to stop and reverse the motor 9 to the servo drive unit 9 when the angular position of the end of processing has arrived. You can also.
[0031]
Hereinafter, an embodiment of a method for inspecting and manufacturing a spark plug using the above apparatus will be described in detail. First, the camera angle positions around the optical axis of the first camera 3 and the second camera 4 in FIG. 1 are adjusted, and an operation for aligning the reference directions on the field of view of the two cameras is performed. Instead of the workpiece, a rod-shaped jig 27 (reference object) as shown in FIG. 8 is vertically attached to a base (not shown) for fixing the holder 31, and the cameras 3 and 4 are focused on the jig 27. The reference line B formed in the viewfinders (shooting fields VA2, VA1) of the cameras 3 and 4 is parallel to the vertical outline A (representing the reference direction A0 (FIG. 11)) A of the jig 27. Then, adjustment is performed by rotating the cameras 3 and 4 around the optical axis. Note that it is not always indispensable to match the reference direction on the camera field of view for the first camera and the second camera. For example, in the reference coordinate system recognized on the analysis apparatus side, if the three-dimensional positional relationship of the optical axis (imaging direction) of each camera can be grasped, the reference direction is set for at least one camera image. By performing coordinate conversion for matching, it is possible to match the reference directions of both image data after shooting.
[0032]
Next, the holder 31 shown in FIG. 6 is mounted on the base, and the workpiece 50 is mounted on the holder 31 using the work load / unload mechanism 14 (FIG. 2) configured by a known robot arm mechanism or the like. The following processing flow is shown in FIG. 11 and 12 are process explanatory views showing the main processes in an extracted manner. In S1 and S2 of FIG. 10, the workpiece 50 mounted on the holder 31 is aligned so that the front end surface 54a of the ground electrode 54 faces the direction of the cameras 3 and 4, that is, the front direction, as shown in FIG. . Specifically, as shown in FIG. 12 (S1) and (S2), the pair of chucks 35, 35 are lowered from above the workpiece 50 toward the ground electrode 54, and the ground electrode 54 is placed on both sides in the width direction. Hold the chuck. The grip surfaces of the chucks 35 and 35 are determined so as to coincide with the front direction, and the workpiece 50 rotates and aligns in the front direction as the ground electrode 54 is gripped.
[0033]
Returning to FIG. 10, when the alignment of the workpieces 50 is completed, the first illumination 19 of FIG. 1 is turned on in S3. In S4, the computer 10 (FIG. 2) captures the axis line determination image by the second camera 4. In S5 (see also FIGS. 11 and 12), the inclination angle θ1 of the axis 50 of the workpiece 50 from the reference direction A0 is measured using the axis determining image. In S6, switching to the first camera 3 is performed, and the first enlarged image is captured while the first illumination 19 is kept on. In S7 (see also FIGS. 11 and 12), the center position in the width direction of the front end surface 54a of the ground electrode 54, that is, the ground electrode center position E1 is obtained based on the first enlarged image.
[0034]
Next, it progresses to S8 and switches illumination to the 2nd illumination 24 (FIG. 1). In S9, the first camera 3 captures the second enlarged image. In S10 (see also FIGS. 11 and 12), the center position of the tip surface of the center electrode 53, that is, the center electrode center position E2 is obtained based on the second enlarged image. In S11, the eccentric amount δ of both electrodes is calculated using the ground electrode center position E1, the center electrode center position E2, and the tilt angle θ1 of the axis.
[0035]
The ground electrode center position E1 and the center electrode center position E2 are determined by two different images, that is, the first enlarged image and the second enlarged image, but are photographed by the same first camera 3. And the field of view is completely common (second field of view VA2). Accordingly, the ground electrode center position E1 and the center electrode center position E2 can grasp the mutual positional relationship with the absolute coordinates on the common XY coordinate system defined on the second visual field VA2, and the amount of eccentricity. δ can be calculated without any problem. However, a marker image composed of a common subject is incorporated in the first image and the second image, and the ground electrode center position E1 and the center electrode center position E2 are displayed based on relative coordinate display with respect to the reference position on the marker image. The mutual positional relationship can be grasped.
[0036]
Details of each process will be described below. Image acquisition and image analysis are performed by the computer 10 by the execution of the image processing software 231, and the eccentricity δ and the adjustment amount u are similarly calculated by the eccentricity analysis software 232. In each field of view, the direction of the reference direction A0 with respect to the axis of the workpiece 50 (that is, the vertical direction) is defined as the Y-axis direction, and the direction orthogonal thereto (that is, the horizontal direction) is defined as the X-axis direction. Each of the images is a gray scale image in which light and shade gradations are set for pixels.
[0037]
13 and 15 show details of the processing of S3 to S5. As shown in step 1 of FIG. 13, the second camera 4 captures an image of the field of view VA 1 with a small magnification as an axis determining image in the memory 200. Using this, first, it is checked whether or not the work 50 exists in the field of view. This check can be executed by various methods. In the present embodiment, the following method is adopted. That is, on the axis determining image, a strip-shaped workpiece presence / absence determination region 60 having a constant Y-axis direction width is set in the X direction so as to cross the metallic shell 51 (FIG. 14A). Then, the X-direction density distribution of the work presence / absence determination area 60 is obtained while averaging the pixel density in the Y-axis direction (the average value is gi) (FIG. 14B). In this specification, it is assumed that the lower the luminance of a pixel (that is, the closer it is to black), the lower the pixel density is.
[0038]
If the work 50 exists, when the first illumination 19 is used, the background of the metallic shell 51 becomes brighter by the light color portion 20a (FIG. 4) of the background unit 20. Accordingly, the pixel density at the work sampling position (Xm: for example, the central position in the X direction of the visual field VA1) is lower than the pixel density at the background sampling positions (X101, X102) determined near both ends of the visual field VA1 in the X direction. Become. Therefore, when the threshold value th obtained by averaging the pixel density at the background sampling position (for example, the average of X101 and X102) and the pixel density at the work sampling position Xm exceeds a certain upper limit value. Determines that there is no workpiece and does not perform the subsequent steps. In addition, when the first illumination 19 is not operating normally for some reason, such as forgetting to switch between the first illumination 19 and the second illumination 24, the entire field of view becomes darker, and the threshold th is higher than when the threshold th is normal. Also lower. Therefore, when the threshold value th is less than a certain lower limit value, the same treatment as that without a workpiece is performed, and the subsequent steps are not performed.
[0039]
On the other hand, when it is determined that there is a workpiece, the process proceeds to step 2 and an end face search process of the metal shell 51 is performed. First, in the X-direction density distribution, the workpiece left and right end positions X103 and X104 are determined as positions where the density change rate is maximum in the X-direction density distribution. That is, as shown in FIG. 14C, the difference calculation between the column direction adjacent values of the density gi is performed, and the position where the difference is maximum is set as the workpiece end position. Next, Y end fitting end surface search lines 61 and 62 are set at positions where the workpiece enters the metal fitting 51 side by a certain number of pixels in the X direction from the workpiece left and right end positions X103 and X104. The Y direction density distribution of the metal end face search lines 61 and 62 is obtained in the same manner as the X direction density distribution of the workpiece presence / absence determination region 60, and the metal end faces of the metal end face search lines 61 and 62 are obtained in the same manner as in FIG. The position is determined (the end point or the edge point using the search line is basically determined in the same manner as described above in the present specification, and therefore the description will not be repeated below). Then, as shown in FIG. 15, a straight line L 1 connecting these two metal end surface positions is determined as the metal end surface position Y 1 and stored in the memory 201.
[0040]
Then, the angle formed by the straight line L0 orthogonal to the straight line L1 and the reference direction A0 is calculated as the workpiece inclination angle θ1 and stored in the memory 205. In the above embodiment, the case where two metal end face search lines are set has been described, but three or more metal end face search lines can be set. In this case, least square regression is performed on three or more metal end face positions corresponding to each metal end face search line, and the obtained straight line can be obtained as a straight line L1 representing the metal end face position Y1.
[0041]
16 to 18 show the details of the determination process of the ground electrode center position E1. FIGS. 16 and 17 show an example in which a noble metal tip is not joined to the ground electrode 54 side, or even if it is joined, the noble metal tip is not exposed on the tip surface 54a of the ground electrode 54. It is a form. First, in the step 4, the above-described method for setting the Y-direction band-shaped ground electrode upper and lower end search regions 66 having an appropriate width and setting the density average in the width direction is set at the approximate center of the visual field VA2 of the first image. Then, the ground electrode upper and lower end positions Y2 and Y3 are determined from the Y direction density distribution of the ground electrode upper and lower end search region 66 and stored in the memory 207. In step 5, an X direction ground electrode left and right end search region 67 having a width matching the distance between the upper and lower end positions Y2 and Y3 is set, and the left and right end positions X3 and X4 of the ground electrode are found from the X direction concentration distribution. And stored in the memory 208.
[0042]
Next, the process proceeds to step 6 in FIG. 17 and is sandwiched between the obtained left and right end positions X3 and X4, and the center 1/3 region excluding the upper and lower 1/3 regions of the ground electrode left and right end search region 67 is used. The center of gravity K is obtained and stored in the memory 210. Further, the process proceeds to Step 7, and a straight line inclined by the already determined axis inclination angle θ 1 is determined as the center line L 2 through K and stored in the memory 211. Then, on this center line L2, an X coordinate corresponding to the already determined lower end position (Ym) of the ground electrode 54 is determined as Xm, and (Xm, Ym) is stored in the memory 213 as the ground electrode center position E1. Remember.
[0043]
Next, FIG. 18 shows an embodiment of a type of work in which a noble metal tip 58 is bonded to a position of the ground electrode 54 facing the spark discharge gap, and the noble metal tip 58 is exposed on the end face 54a. . In step 7 of FIG. 18, the exact position of the noble metal tip 58 is determined by a so-called pattern matching technique. More specifically, a model image 58 ′ in gray scale is created in advance and registered in the memory 215 by photographing the noble metal tip 58 of a standard workpiece and the peripheral portion of the standard workpiece. While this model image 58 ′ is translated on the field of view VA2 of the first image, a matching position with the first image is searched. That is, a density difference (or an absolute value) between corresponding pixels is calculated between the model image 58 ′ and a region on the first image overlapping with the model image 58 ′, and a total (or an average value) is calculated. . Then, the captured image portion that minimizes the total value calculated for each position is selected as the matching portion. The pattern matching is performed using the pattern matching memory 216. In the present embodiment, the center position E1 ′ of the model image 58 ′ positioned at the matching position on the first image is used as it is as the ground electrode center position E1.
[0044]
FIG. 19 shows a process for determining the center electrode center position. In this embodiment, in step 8, a determination region 71 having a certain width in the Y direction is set in the X direction in a region where the tip portion (noble metal tip) 53 a of the center electrode 53 is expected, and each pixel in the X direction is set. The Y direction density distribution is obtained at each position, and the average of the end points obtained by the method of FIG. 14C is set as the upper end position Y4 and stored in the memory 218.
[0045]
Next, the process proceeds to step 9 in FIG. 19, and the X-direction center electrode left and right end search line 73 is set at a position lower than the temporary upper end position Y4 by a predetermined distance (for example, about 0.1 mm) in the Y direction. A pixel density distribution in the X direction is obtained along the search line 73, and the center electrode left and right ends X 7 and X 8 are determined by the same method as shown in FIG. 14C and stored in the memory 220.
[0046]
Then, the process proceeds to step 10, where the X coordinate average value of the left and right ends of the center electrode is set as the X coordinate Xm, the upper end point position Y4 is set as the Y coordinate Ym, and the center electrode center position E2 is determined as (Xm, Ym). Remember.
[0047]
As shown in FIG. 20, whether the X coordinate of the center electrode center point E2 is on the right side of L2 with reference to the ground electrode center line L2 that passes through the already calculated ground electrode center position E1 and is inclined by the angle θ1. It is determined whether it is on the left side, and the sign of the eccentricity δ is determined. This code defines the direction of bending of the ground electrode 54. Then, the distance between the ground electrode center line L2 and the center electrode center position E2 is calculated as the eccentricity δ and stored in the memory 222. When the amount of eccentricity δ is out of the specified range, the processing device 5 shown in FIGS. 2 and 7 performs a bending process on the ground electrode 54 in such a direction that the amount of eccentricity δ is reduced.
[0048]
The example in which the present invention is applied to the eccentricity inspection between the ground electrode 54 and the center electrode 53 has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 21, the spark plug work can be a center electrode 53 having a shaft-like electrode body 53W and a noble metal tip 53a welded to the tip surface of the electrode body 53W.
[0049]
The manufacturing process of the center electrode 53 is as follows. That is, in the electrode main body 53W, a small-diameter portion 172 shorter than the large-diameter portion 171 is integrated with the distal end side of the large-diameter portion 171 forming a main part, and further, welding integrated with the distal-end side is integrated. The noble metal tip 53a is superimposed on the reduced diameter portion 173 for forming the portion, and a laser beam is irradiated along the outer peripheral edge of the overlapping surface, thereby forming the circumferential welded portion WB. In this case, if the noble metal tip 53a is excessively inclined due to a melting failure of the welded portion WB or the like, a failure (NG) determination is made. According to the present invention, the inspection can be performed as follows.
[0050]
First, an enlarged image P1 that enlarges the noble metal tip 53a and the vicinity thereof is taken by the first camera 3 of FIG. In addition, the second camera 4 in FIG. 2 captures an axis determination image P2 that covers the electrode main body 53W in a direction longer than the enlarged image P1 in the axis O direction. The small-diameter portion 172 is formed to have a reduced diameter by cutting or the like, and is not necessarily sufficient in accuracy to determine the axis of the entire electrode body. Therefore, in the present embodiment, the focal length of the imaging optical system 17 is determined so that the field of view of the axis determining image P2 can be expanded to a position where the enlarged diameter portion 171 is covered for a certain length.
[0051]
Then, the axis L6 of the noble metal tip 53a is obtained, for example, as follows using the enlarged image P1. That is, the X direction edge search region 76 having a constant width in the Y direction is set so as to cover the image region of the noble metal tip 53a, and the X direction pixel density distribution is obtained for each pixel position in the y direction. The left and right edge points are determined by the above method. For the left and right edge points, the midpoint position in the X direction is obtained for each of the same Y coordinates, and the least square regression is performed on the midpoint position to determine the axis L6 of the noble metal tip 53a. Further, in the axis determining image P2, the edge search region 75 is set so as to relate to the enlarged diameter portion 172 of the electrode main body 53W, and the axis L5 of the electrode main body 53W is similarly determined. Then, the angle formed between the axis L6 and the axis L5 is calculated as the inclination angle θ2 of the noble metal tip 53a, and when this is larger than a specified value, it can be determined as defective.
[0052]
FIG. 1 shows an example in which the image beam for the objective optical system 15 is separated into two image beams by a single beam splitter. However, two or more beam splitters are used to make three or more image beams. It is also possible to separate and take images using imaging optical systems with different magnifications.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an imaging system of an inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of an electrical configuration of a spark plug manufacturing apparatus using the inspection apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a relationship between visual fields of a first camera and a second camera.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a background unit.
FIG. 5 is an explanatory diagram of second illumination.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a holder for holding a workpiece and a fixing bracket.
FIG. 7 is a schematic diagram of a processing apparatus.
FIG. 8 is a front view showing an example of a jig serving as a reference subject.
FIG. 9 is an explanatory diagram of how to use the jig of FIG.
FIG. 10 is a flowchart showing a schematic process flow of a spark plug manufacturing method using the apparatus of FIG. 2;
11 is an explanatory view showing the gist of the manufacturing method of FIG. 10;
12 is a diagram for explaining main steps of the manufacturing method of FIG.
FIG. 13 is a process explanatory diagram showing details of a work tilt angle determination process;
FIG. 14 is a process explanatory diagram following FIG. 13;
FIG. 15 is a process explanatory diagram following FIG. 14;
FIG. 16 is a process explanatory diagram showing details of the determination process of the ground electrode center position;
FIG. 17 is a process explanatory diagram following FIG. 16;
FIG. 18 is a process explanatory view showing another example of the determination process of the center position of the ground electrode.
FIG. 19 is a process explanatory diagram showing details of a center electrode center position determination process;
FIG. 20 is a diagram for explaining a method of determining the amount of eccentricity.
FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example in which the present invention is applied to a tilt inspection of a noble metal tip of a center electrode.
[Explanation of symbols]
3 First camera
4 Second camera.
10 Computer (analysis device)
15 Objective optical system
16 Beam splitter
17 First imaging optical system
18 Second imaging optical system
19 First lighting
24 Second lighting
VA2 Field of view of the first camera
VA1 Field of view of the second camera
27 Jig (reference subject)
50 Spark plug work
53 Center electrode
53a Precious metal tip
53W electrode body
g Spark discharge gap
54 Ground electrode

Claims

A common objective optical system for the spark plug work is provided, and an image beam guided to the objective optical system is separated into two or more image beams by a beam splitter, and the separated image beams are separated into individual imaging optical systems. The images are magnified at different magnifications, and then guided to a plurality of corresponding cameras, so that images having the same angle and different magnifications are taken with respect to the same spark plug work, and the sparks are used using the images. A method for inspecting a spark plug, comprising inspecting a plug work.

The spark plug work is arranged such that a center electrode and a base end side are joined to an end face of the metal shell and a tip end side is opposed to the center electrode, and a spark discharge gap is formed between the center electrode and the center electrode. With
The spark plug inspection method according to claim 1, wherein the image having the lowest magnification among the images is used as an axis line determination image, and the axis line position of the spark plug work is determined using the image for axis line determination.

Taking an enlarged image of the ground electrode and the center electrode facing each other across the spark discharge gap of the spark plug at a higher magnification than the image for determining the axis line, and using the enlarged image, the ground electrode and the While obtaining the amount of eccentricity δ from the center electrode,
3. The spark according to claim 2, wherein a predetermined direction of an eccentricity δ between the ground electrode and the center electrode in the enlarged image is determined according to an inclination of an axis of the spark plug work determined using the image for determining the axis. Plug inspection method.

The spark plug work includes a center electrode of a spark plug, and the center electrode has a shaft-shaped electrode body and a noble metal tip welded to a tip surface of the electrode body.
While determining the axial position of the electrode body using the axis determination image,
An enlarged image of the noble metal tip was taken at a higher magnification than the axis determining image, the axial position of the noble metal tip was determined using the enlarged image, and further determined using the axis determining image The spark plug inspection method according to claim 2, wherein an inclination of the axis of the noble metal tip with respect to the axis of the electrode body is determined.

By photographing the reference subjects whose positions are fixed with the plurality of cameras in advance, and by matching the subject-side reference direction defined on the reference subject with the reference direction defined on the field of view of each camera, The method for inspecting a spark plug according to any one of claims 1 to 4, wherein alignment between the visual fields is performed.

Inspecting the spark plug work based on the inspection method according to any one of claims 1 to 5,
A spark plug manufacturing method comprising: selecting a spark plug work and / or correcting a defect of the spark plug work found as a result of the inspection based on the inspection result.

A common objective optical system for the spark plug work is provided, an image beam guided to the objective optical system is separated into two or more image beams by a beam splitter, and the separated image beams are separated into individual imaging optical systems. After enlarging the images at different magnifications through each of them, by directing them to a plurality of corresponding cameras, a photographing device for photographing images with the same angle and different magnifications for the same spark plug work,
An analysis device for performing image analysis related to the inspection of the spark plug work using the images;
An inspection device for a spark plug, comprising: