JP2842788B2 - ボールの位置決め装置及び位置決め方法 - Google Patents

ボールの位置決め装置及び位置決め方法

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JP2842788B2 JP6145430A JP14543094A JP2842788B2 JP 2842788 B2 JP2842788 B2 JP 2842788B2 JP 6145430 A JP6145430 A JP 6145430A JP 14543094 A JP14543094 A JP 14543094A JP 2842788 B2 JP2842788 B2 JP 2842788B2
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    • A63B2102/00Application of clubs, bats, rackets or the like to the sporting activity ; particular sports involving the use of balls and clubs, bats, rackets, or the like
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はボールの位置決め装置及
び位置決め方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、テニスボール等の表面にダンベ
ル型シームラインを有するボールの製造工程や検査工程
において、ボールを定位置に位置決めすることが必要で
ある。
【0003】即ち、この種のボール(表面にダンベル型
のシームラインを有するボール)を製造する場合、ボー
ル核に、一対のメルトンダンベルを貼りあわせた後、プ
レス金型に投入して、加硫する。
【0004】ところが、メルトンダンベルを貼り合わせ
る為に使用されるゴムのりが金型あわせ目にキャビティ
から食み出し、いわゆる「バリ」が形成される。そし
て、このあわせ目を必ず数ケ所においてシームラインが
横切る為、製品には数個の「バリ」が形成されていた。
この場合、プレス金型に未加硫のボールを投入するポジ
ションによって、あわせ目を横切るシームラインの数が
2〜4ケ所と変化する。品質上からこの数(つまり、
「バリ」の数)を2個とするのが好ましく、そのため、
位置決めしてボールをプレス金型に投入する必要があっ
た。
【0005】また、ボールの品質検査工程に於て、自動
化を行なう際には必ずボールを一定位置で検査機に投入
する必要があり、さらに、ボールに付されるスタンプを
自動で行なう際にも一定位置でスタンプ機に投入する必
要があった。
【0006】しかして、従来のボール位置決め方法とし
ては、シームラインとメルトンダンベルの反射光量を測
定するセンサの前でボールを回転させ、回転円上のどの
位置にシームラインがあるかを測定し、何度も繰り返し
ボールを回転させて最適な条件でシームラインが現われ
るよう位置決めする方法があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、位置決
めするまでに複数回ボールを回転させる必要があり、作
業時間が大となる欠点があった。その上、未加硫のボー
ルのシームラインは完成品のボールのシームラインに比
べてその幅寸法が小であり、センサで検出することは困
難であり、正確な位置決めが行ないにくかった。
【0008】そこで、短時間で、かつボールが未加硫で
シームライン幅が狭くても確実に位置決めすることがで
きるボールの位置決め装置及び位置決め方法を提供する
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係るボール位置決め装置は、互いに直交
する3軸の交点を原点として該原点にボールの中心点が
一致するようにかつ該ボールを回転可能として支持する
ボール支持機構を備えたボールの位置決め装置に於い
て、上記3軸のうちの一軸方向から上記ボールを撮影す
る撮影手段と、該撮影手段により得られた画像から上記
ボールのダンベル型シームラインの一つの円弧を含む平
面に直交しかつ該円弧の中心を通る軸とボール表面とが
交わる点を演算する演算手段と、演算された点に基づい
て上記ボール支持機構にて上記ボールを上記一軸と相違
する他の軸廻りに回転させて所定ポジションに位置させ
る制御手段と、を備えたものである。
【0010】また、本発明に係るボールの位置決め方法
は、互いに直交する3軸の交点を原点として該原点にボ
ールの中心点が一致するようにかつ該ボールを回転可能
として支持機構によって支持した後、該ボールを上記3
軸のうちの一軸方向から撮影し、その後、その得られた
画像から、上記ボールのダンベル型シームラインの一つ
の円弧を含む平面に直交しかつ該円弧の中心を通る軸と
ボール表面とが交わる点を演算し、次に、演算した点に
基づいて上記ボール支持機構にて上記ボールを上記一軸
と相違する他の軸廻りに回転させて所定ポジションに位
置させるものである。
【0011】
【作用】互いに直交する3軸の交点を原点として該原点
にその中心点が一致するようにかつ回転可能として支持
されたボールを、上記3軸のうちの一軸方向から撮影す
ることができ、また、その撮影された画像から、ボール
のダンベル型シームラインの一つの円弧を含む平面に直
交しかつ該円弧の中心を通る軸とボール表面とが交わる
点を演算することができる。
【0012】そして、この演算した点に基づいてボール
支持機構を駆動させて上記一軸と相違する他の軸廻りに
ボールを回転させれば、該ボールを所定ポジションに位
置させることができる。
【0013】つまり、演算した点を、一つの軸上に移動
させることにより、ボールを所定ポジションに位置させ
ることができ、位置決めすることができる。
【0014】
【実施例】以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を
詳説する。
【0015】図1は本発明に係るボールの位置決め装置
の簡略ブロック図を示し、この装置は、ボール1(図2
等参照)を回転可能として支持するボール支持機構2
と、該ボール支持機構2に支持されているボール1を撮
影(撮像)する撮影手段3と、該撮影手段3より得られ
た画像から上記ボール1のダンベル型シームライン4の
一つの円弧の中心L(図5参照)の位置等を演算する演
算手段5と、該演算手段5からのデータに基づいて上記
ボール支持機構2を駆動させる制御手段6と、を備え
る。
【0016】ところで、位置決めされるボール1は、図
2等に示すように、テニスボール等の表面にシームライ
ン4が形成されたボールであり、コアに、図7に示す一
対のメルトンダンベル7,7を貼りあわせた後、図8に
示すように、プレス金型8に投入し、加硫することによ
り製造される。
【0017】従って、上下型9,10間のあわせ目Sに、
メルトルダンベル7,7を貼り合わせるためのゴムのり
が食み出し、図9に示すように、シームライン4上に
「バリ11」が生じる。
【0018】また、シームライン4は、図10に示すよう
にイ,ロ,ハ,ニの4つの円弧12からなる。
【0019】しかして、ボール支持機構2は、図2に示
すように、互いに直交する3軸x,,y,zの交点を原
点Oとして、該原点Oにボール1の中心点O1 を一致さ
せた状態で該ボール1を保持することができる。
【0020】即ち、ボール支持機構2は、x軸上に配設
される一対の挾持体13,13と、y軸上に配設される一対
の挾持体14,14と、を備える。挾持体13,14は、夫々、
先端に当接部15,16を有する回転軸17,18と、該回転軸
17,18を回転駆動させる駆動部19,20と、を備える。
【0021】また、挾持体13,14は夫々軸方向に進退自
在なように、図示省略の流体圧シリンダ、又はスクリュ
ーシャフト、若しくはリンク機構等に取付けられ、これ
により、一対の挾持体13,13及び14,14は夫々前進状態
において先端の当接部15,16でボール1を挾持し、ボー
ル1を、夫々、x軸又はy軸廻りに回転させることがで
きる。
【0022】なお、挾持体13,14の軸方向移動は該挾持
体13,14全体を移動させる構成とするも、回転軸17,18
のみを駆動部19,20に対して進退させる構成とするも自
由である。また、このボール支持機構2にてボール1を
支持する際には、3軸x,y,zの交点を原点Oとして
該原点Oにボール1の中心点O1 が一致するように昇降
自在な図示省略の支持部材にて支持される。
【0023】次に、撮影手段3は、z軸上に配設される
カメラ(例えば、固体撮像素子カメラ)を備え、ボール
1をz軸方向から撮影(撮像)することができ、図3に
示すように画面21上にボール1の画像22を映し出すこと
ができる。この場合、ボール1の支持位置と、カメラの
位置とを常に一定にすることにより、ボール1を同じ位
置でかつ同じ大きさの画像とすることができる。
【0024】また、演算手段5は、上述の如く、シーム
ライン4の一つの円弧12の中心Lを演算すると共に、図
5に示すように、該円弧12を含む平面Mに直交しかつ該
円弧12の中心Lを通る直線Nと、ボール表面23とが交わ
る点24を演算する。
【0025】即ち、図3に示すように、画面21上にx
軸,y軸をとり、画面21に垂直な方向(カメラとボール
1中心O1 を結ぶ方向)にz軸をとる。従って、ボール
半径Rは既知であるため、シームライン4上の点A(x
A ,yA )のx,y,z空間でのz座標も数1の式によ
り算出することができる。
【0026】
【数1】
【0027】同様に、シームライン4上の点B,Cにつ
いても、x,y,zの各成分を算出することができる。
【0028】そして、ベクトルAB,及び、ベクトルB
Cを求めれば、次の数2及び数3のようになる。
【0029】
【数2】
【0030】
【数3】
【0031】ところで、点A,B,Cを含む平面Mはベ
クトルAB,ベクトルBCを含み、ベクトルAB,ベク
トルBCに垂直なベクトルは、平面Mの法線ベクトルと
なり、このベクトルを方向ベクトルとし、ボール1の中
心O1 である原点Oを通る直線が軸Nであるので、この
方向ベクトルで長さがボール1の半径Rであるものを算
出すると、x,y,zの各成分はボール1に設ける点24
の座標を示すことになり、点24を求めることができる。
即ち、点24をP点(特徴点)とすれば、ベクトルPは数
4で示すものとなる。
【0032】
【数4】
【0033】また、演算手段5では、P点(特徴点)の
P ,yP からy軸,x軸方向に回転させる成分を算出
する。この成分に基づいて、図4に示す矢印の如くボー
ル1を回転させれば、点Pはy軸に現われる。
【0034】従って、制御手段6では、演算手段5にて
算出された(x,y軸方向に回転させる)成分のデータ
を、ボール支持機構2に入力し、このデータに基づいて
該ボール支持機構2を駆動させ、点Pをy軸上に現われ
るようにする。
【0035】このように、点P(つまり、点24)をy軸
上にもってきて、この状態で金型8に投入すれば、図8
に示すように、あわせ目Sを横切るシームライン4は2
ケ所となる。
【0036】ところで、点A,B,Cはシームライン4
の4つの円弧12のうちの一つの円弧12上になければ、特
徴点Pは求めることができないが、点A,B,Cと特徴
点Pとの距離は一定である為、点A,B,Cの内一つの
点が他の円弧12上にあれば、求めた特徴点Pの位置は誤
まっており、このような場合、各点A,B,Cと特徴点
Pとの距離を考慮することにより、誤まった特徴点Pを
除外することができる。この場合、シームライン4上に
別の点A,B,Cをとって真の特徴点Pを求めればよ
い。
【0037】次に、図6に示すフローチャート図に従っ
て、ボールの位置決め方法を説明する。
【0038】まず、ボール支持機構2によりボール1を
支持する。この場合、互いに直交する3軸x,y,zの
交点を原点Oとして該原点Oにボール1の中心点O1
一致するようにかつボール1を回転可能として支持す
る。
【0039】次に、撮影手段3にて、3軸x,y,zの
うちの一軸方向、つまり、z軸方向からボール1を撮影
(撮像)して、図3に示すように、画面21上にボール1
の画像22を映し出す。つまり、画像処理を行なう。
【0040】その後、シームライン4の一つの円弧12上
に任意の点A,B,Cを抽出し、ベクトルAB及びベク
トルBCを算出し、さらに、ベクトルPを算出する。こ
の際、点Pと点A,B,Cの距離が正しいか否かを判断
し、正しくなければ、再び別の点A,B,Cを抽出し
て、その点A,B,CによりベクトルPを算出する。
【0041】ベクトルPの算出が終われば、この点Pを
y軸上に現われるように、ボール支持機構2を駆動させ
てボール1を図4の矢印の如くy軸及びx軸廻りに回転
させれば、ボール1を所定ポジションに位置させる位置
決め作業が終了する。
【0042】次に、図11はボール1にスタンプを押す場
合の工程図を示している。この場合、図6に示すフロー
チャート図に従って行なう方法を2回行なうことによっ
て位置決めを行なう。
【0043】即ち、図11の(イ)に示す1回目の特徴点
Pを、y軸上にもってくる際に、この特徴点Pを求める
際の点A,B,Cがカメラから見てボール背面にくるよ
うに図11の(イ)に示す矢印のようにy軸及びx軸廻り
に回転させる。
【0044】従って、図11の(ロ)に示すように、1回
目で求めた特徴点Pの円弧12以外の円弧12が正面に現わ
れる。この円弧12上に任意の点A′,B′,C′をと
り、特徴点Qを求め、この特徴点Qを、点A′,B′,
C′がボール背面にくるように、x軸上にもってくれ
ば、図11の(ハ)に示すように、シームライン4の平行
部が正面に現われる状態に位置決めされ、この状態でこ
のボール1にスタンプすることができる。
【0045】しかして、ボール支持機構2の挾持体13,
14は、図例では、夫々x,y軸上に配設されているが、
x,z軸又はy,z軸上に配設するようにするも自由で
あり、この場合、挾持体13,14が配設されていない一つ
の軸上に撮影手段3のカメラを配設する必要がある。
【0046】
【発明の効果】本発明は上述の如く構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。
【0047】 ボール1がボール支持機構2にどのよ
うなポジションで支持されていても、該ボール1を所定
ポジションに位置させる位置決めを確実に行なうことが
できる。
【0048】 シームライン4をセンサにて検出する
のではなく、撮影手段3により画像として捕らえるの
で、シームライン4の幅寸法が小さい未加硫のボール1
でも確実に位置決めできる。
【0049】 位置決めされるまでのボールの回転作
業は、少なく、短時間で位置決めすることができる。
【0050】 装置全体としても、複雑化せず、コス
ト高とならないと共に、処理(演算等)も簡単に行なえ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るボールの位置決め装置の簡略ブロ
ック図である。
【図2】ボール支持機構を示す簡略斜視図である。
【図3】撮影手段によるボールの画像図である。
【図4】ボールの回転方向を示す簡略図である。
【図5】軸とボール表面とが交わる点の説明図である。
【図6】フローチャート図である。
【図7】メルトンダンベルの平面図である。
【図8】加硫状態を示す断面図である。
【図9】ボールの斜視図である。
【図10】シームライン説明図である。
【図11】作業工程図である。
【符号の説明】
1 ボール 2 ボール支持機構 3 撮影手段 4 ダンベル型シームライン 5 演算手段 6 制御手段 12 円弧 23 ボール表面 24 点 L 中心 M 平面 N 軸 O 原点 O1 中心点 x 軸 y 軸 z 軸

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに直交する3軸x,y,zの交点を
    原点Oとして該原点Oにボール1の中心点Oが一致す
    るようにかつ該ボール1を回転可能として支持するボー
    ル支持機構2を備えたボールの位置決め装置に於いて、
    上記3軸x,y,zのうちの一軸Z方向から上記ボール
    1を撮影する撮影手段3と、該撮影手段3により得られ
    た画像から上記ボール1のダンベル型シームライン4の
    一つの円弧12を含む平面Mに直交しかつ該円弧12の
    中心Lを通る軸Nとボール表面23とが交わる点24を
    演算する演算手段5と、演算された点24に基づいて上
    記ボール支持機構2にて上記ボール1を上記一軸Zと相
    違する他の軸x,y廻りに回転させて所定ポジションに
    位置させる制御手段6と、を備えたことを特徴とするボ
    ールの位置決め装置。
  2. 【請求項2】 互いに直交する3軸x,y,zの交点を
    原点Oとして該原点Oにボール1の中心点Oが一致す
    るようにかつ該ボール1を回転可能として支持機構2に
    よって支持した後、該ボール1を上記3軸x,y,zの
    うちの一軸z方向から撮影し、その後、その得られた画
    像から、上記ボール1のダンベル型シームライン4の一
    つの円弧12を含む平面Mに直交しかつ該円弧12の中
    心Lを通る軸Nとボール表面23とが交わる点24を演
    算し、次に、演算した点24に基づいて上記ボール支持
    機構2にて上記ボール1を上記一軸zと相違する他の軸
    x,y廻りに回転させて所定ポジションに位置させるこ
    とを特徴とするボールの位置決め方法。
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