JP5302858B2 - 被覆電線検査装置及びこれを備えた電線処理機 - Google Patents

Description

本発明は、被覆が剥離された電線端部の良否を検査することのできる被覆電線検査装置及びこれを備えた電線処理機に関する。

従来、この種の被覆電線検査装置として、例えば次のようなものが存在する。即ち、この従来のものは、被覆が剥離された芯線端部に照明を当てる照明手段と、該照明手段に対向配置されて前記芯線端部の側部を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された画像を処理する画像処理手段と、該画像処理手段により処理された画像を表示するモニタとを備えている。そして、撮像手段による撮像面上に平面座標が設定され、撮像画像の輝度データから得られた被覆の皮剥ぎ端及び芯線端部の座標位置、芯線の傾き等に基づいて、電線端部の良否を検査するようにしたものである（特許文献１参照）。

特開平５−７９８２４号公報 特開２００４−１５６９１０号公報

しかしながら、上記従来のものは、芯線を一側部から撮像した画像のみを検査対象としているために、他側部側に於いて生じている一部芯線の欠落やばらけた状態等を検出することができないという問題点を有していた。その結果、次工程で芯線に端子が圧着されるような場合は、被覆の剥離不良や切断不良に起因する不良のハーネスが製造されてしまうばかりではなく、端子も無駄になるために大変不経済である。

これに対して、撮像手段により芯線の端面を撮像し、撮像画像のピントのぼけ具合に基づいて、各種の剥離不良を判定するようにしたものも存在する（特許文献２参照）。しかるに、ピントのぼけ具合に基づく判定には一定の限界があるために、各種の剥離不良を全て的確に判定するのは困難である。

それ故に、本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被覆が剥離された被覆電線端部の良否を的確に検査することのできる被覆電線検査装置及び電線処理機を提供することにある。

本発明に係る被覆電線検査装置は、被覆が剥離された被覆電線の端部の状態を検査する被覆電線検査装置であって、被覆が剥離された芯線の端面を撮像する第１撮像手段と、被覆が剥離された芯線の側面を撮像する第２撮像手段と、前記各撮像手段により撮像された画像に基づいて前記剥離の良否を判定する判定手段とを備えてなることを特徴としている。

上記被覆電線検査装置は、各撮像手段により被覆が剥離された芯線の端面と側面との両面を撮像し、これらの両画像に基づいて被覆の剥離の良否を判定手段により判定するために、その判定がより的確に行えることになる。

また、前記第１撮像手段による撮像画像から前記芯線の本数を計測する計測手段を更に備え、前記判定手段は、前記計測手段により計測された芯線の本数が予め定められた所定の本数と一致するか否かに基づいて前記剥離の良否を判定するように構成してもよい。

これによると、第１撮像手段が撮像した被覆電線の端面画像から計測手段が芯線の本数を計測し、これが予め定められた所定の本数と一致するか否かに基づいて、芯線の欠落の有無を検出するものであるために、より正確に且つ確実にその検出を行うことができる。これにより、被覆が剥離された被覆電線端部の良否を的確に検査することが可能になる。

また、前記計測手段による芯線の本数の計測は、前記第１撮像手段による撮像画像から抽出される端面形状の外径と、予め前記判定手段が備える前記芯線の端面形状の外径に関するデータとを対比して行われるようにしてもよい。

この場合、撮像画像から端面形状の外径の抽出は比較的容易に行うことができるために、これを判定手段が備える芯線の端面形状の外径に関するデータと対比することにより、芯線の欠落の有無を適切に検出することが可能になる。また、芯線の外径に関する良否についても判定することができる。

更に、芯線に曲がりやばらけ等が生じているような場合は、芯線の円形画像の外径が小さく撮像されるために、これが芯線の欠落として検出されることになる。即ち、芯線本数を計測することにより、芯線が単に切断している場合だけではなく、芯線に不当な曲がりやばらけ等が生じているような場合にも、芯線の欠落として検出することができる。よって、芯線に生じている不良の種類の如何を問わず、不良品を未然に排除することが可能になる。これにより、その後に行われる端子圧着工程に於いて、被覆の剥離切断不良による不良ハーネスの発生を適切に防止することができる。

また、前記第１撮像手段と第２撮像手段とが前記被覆電線の長手方向と直交する方向に配設されると共に、前記第２撮像手段の撮像軸を撮像すべき前記芯線の側面に導くべく、前記第２撮像手段の前方位置には反射鏡が配設され、しかも前記第１撮像手段の撮像部は、少なくとも撮像時に前記芯線の端面と正対するように配置されても構わない。

これによると、反射鏡を介して第２撮像手段により剥離された芯線の側面が撮像され、第１像手段により芯線の端面が撮像されることになる。各撮像手段は被覆電線の長手方向と直交する方向に配設されているために、幅方向にスペースを取るようなこともなく、よってコンパクトに製作することが可能になる。

更に、本発明に係る電線処理機は、以上のような被覆電線検査装置と、前記被覆電線を保持しつつ搬送する搬送ユニットと、前記被覆電線を切断すると共に、その被覆を剥離するカッタユニットと、前記被覆電線の芯線に端子を圧着する端子圧着ユニットとを備えていることを特徴としている。

これによれば、カッタユニットにより剥離切断された被覆電線は搬送ユニットにより被覆電線検査装置に搬送されて、この被覆電線検査装置により被覆電線の端部が検査される。そして、例えば被覆電線検査装置により良品であると判定された被覆電線の芯線には、端子圧着ユニットによって端子が圧着される。一方、被覆電線検査装置により不良品であると判定された被覆電線は排除される。これにより、被覆の剥離切断不良による不良ハーネスの発生を未然に排除することができる。

また、前記第１撮像手段と第２撮像手段とが並ぶ方向は、前記被覆電線が搬送される方向と直交するようにしてもよい。

これによると、被覆電線の搬送方向のコンパクト化が図れるために、電線処理機による一連の処理を迅速に且つ効率良く行うことが可能になる。

以上のように、本発明によれば、被覆が剥離された被覆電線の端部の良否を的確に検査することができる。

本発明に係る被覆電線検査装置の一実施形態を示す模式図である。 被覆電線検査装置の装置本体の一実施形態を示す斜視図である。 被覆電線の端面及び側面画像が表示されたモニタを示す正面図である。 本発明に係る電線処理機の一実施形態を示す平面図である。 被覆電線についての検査手順を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は被覆電線の芯線の側面に関する不良パターンを示す側面図である。 （ａ）〜（ｄ）は被覆電線の芯線の側面に関する不良パターンを示す側面図である。

以下、本発明に係る被覆電線検査装置の一実施形態について、図面に従って説明する。図１に示す被覆電線検査装置Ａは、図２に示すように前面の略中央に凹部２を有して、縦長の箱状に形成された装置本体１と、該装置本体１内に上下に所定間隔を有して前後方向に配設された二機のＣＣＤカメラ３ａ、３ｂと、凹部２内を幅方向（矢印Ｐ方向）に搬送される被覆電線Ｄを検知する光電センサ４と、被覆電線Ｄの芯線Ｓの本数を計測すると共に、被覆電線Ｄについて被覆の剥離状態の良否を判定する、計測手段及び判定手段としてのパーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）９とを備えている。

下方に位置する一方のＣＣＤカメラ３ａは、被覆電線Ｄの芯線Ｓの端面Ｔを撮像するものであり、上方に位置する他方のＣＣＤカメラ３ｂは、被覆電線Ｄの芯線Ｓの側面を撮像するものである。一方のＣＣＤカメラ３ａのレンズ（図示せず）の前方に位置する凹部２の奥部側面５には、角孔６が形成されており、角孔６は透明のガラス板７により閉鎖されている。また、ＣＣＤカメラ３ａのレンズは、被覆電線Ｄの撮像時に於いて、その芯線Ｓの端面Ｔと正対するように配置されている。ガラス板７の内側には、ＣＣＤカメラ３ａ
の撮像軸Ｘを囲むようにして照明部８が設けられている。この照明部８は、略環状に配置される多数のＬＥＤ群からなっている。他方のＣＣＤカメラ３ｂの前方位置には、その撮像軸Ｙに対して側面視約４５°の角度で傾斜する反射鏡１１が配置されている。前記凹部２の上部内面に形成された角孔(図示せず)は、透明のガラス板１２により閉鎖されている。ＣＣＤカメラ３ｂの撮像軸Ｙは、反射鏡１１及びガラス板１２を介して撮像すべき被覆電線Ｄの側面に導かれるように構成されている。

また、光電センサ４は、装置本体１の一側面に所定間隔を有して配置される投光部４ａと受光部４ｂとからなっている。尚、ＣＣＤカメラ３ａ、３ｂと照明部８とは、光電センサ４による被覆電線Ｄの検知信号に基づいて作動するように構成されている。即ち、被覆電線ＤがＣＣＤカメラ３ａの撮像軸Ｘ及びＣＣＤカメラ３ｂの撮像軸Ｙ付近を通過する際に、被覆電線Ｄに対して照明部８が発光されると共に、ＣＣＤカメラ３ａにより被覆電線Ｄの端面Ｔが撮像され、同時にＣＣＤカメラ３ｂにより被覆電線Ｄの側面が撮像される。

パソコン９は、ＣＣＤカメラ３ａによる撮像画像から被覆電線Ｄの芯線Ｓの本数を計測すると共に、その計測結果及びＣＣＤカメラ３ｂによる芯線Ｓの側面画像に基づいて剥離の良否を判定する。ＣＣＤカメラ３ａ、３ｂにより撮像された芯線Ｓの各画像と、パソコン９による判定結果等は、図３に示すようにモニタ１０に表示される。また、パソコン９は、検査対象となる種々の被覆電線Ｄに関するデータベースを有しているが、これについては後述する。

本実施形態に係る被覆電線検査装置Ａは、以上のように構成されている。かかる被覆電線検査装置Ａは、例えば図４に示すような電線処理装置Ｂに組込んで使用される。この電線処理機Ｂは、中央側先端部を相互に接近させて、略同一線上に配置されるフロント側搬送ユニット３０及びリア側搬送ユニット３１と、各搬送ユニット３０、３１の先端部間に配設されるカッタユニット３２と、被覆電線Ｄの芯線Ｓに端子を圧着する一対の端子圧着ユニット３３とを備えている。被覆電線検査装置Ａは、その凹部２がカッタユニット３２側に配置されるように、各搬送ユニット３０、３１の側方に設けられる。

各搬送ユニット３０、３１の先端部には、夫々被覆電線Ｄを保持可能なクランプ機構３４、３５を有しており、フロント側搬送ユニット３０内を移送されてくる被覆電線Ｄは、リア側搬送ユニット３１のクランプ機構３５に供給される。また、各搬送ユニット３０、３１は、モータ等により基端部側を中心に回転駆動される。

カッタユニット３２は、中央に被覆電線Ｄを切断する切断刃３６と、その両側に設けられる一対の剥離刃３７とを備えており、剥離刃３７により被覆電線Ｄの被覆が剥離される。

以上のような構成からなる電線処理機Ｂにあっては、次のようにして被覆電線Ｄの芯線Ｓに端子が圧着される。先ず、被覆電線Ｄはフロント側搬送ユニット３０からリア側搬送ユニット３１へと移送されて、この状態で各クランプ機構３４、３５により保持される。そして、カッタユニット３２の切断刃３６により被覆電線Ｄが切断される。次に、各搬送ユニット３０、３１は相互に逆方向に回転して停止し、剥離刃３７によって各被覆電線Ｄの被覆が剥離される。

その後、更に各搬送ユニット３０、３１が略同時に回転し、図２の如く被覆電線検査装置Ａの凹部２を横切るように搬送される。その際に、各被覆電線検査装置Ａにより被覆電線Ｄの被覆の剥離状態が検査されることになる。このように、２本の被覆電線Ｄについて略同時に検査を行うようにしているので、この種の電線処理機Ｂに要求される高速性が損なわれることはない。

被覆電線Ｄの通過は光電センサ４により検知され、これに連動して被覆電線Ｄの芯線Ｓの端面ＴがＣＣＤカメラ３ａの撮像軸Ｘを略通過すると共に、芯線Ｓの側面がＣＣＤカメラ３ｂの撮像軸Ｙを略通過する時点で、照明部８が発光すると共に、各ＣＣＤカメラ３ａ、３ｂにより芯線Ｓの端面Ｔ及び側面が夫々撮像される。これらの各撮像画像は、図３に示すように、モニタ１０に表示される。左側上下がフロント側の画像で、右側上下がリア側の画像である。

芯線Ｓの端面画像に関しては、以下のような処理がなされる。図５に示すように、先ず撮像された画像はパソコン９に取込まれ（ステップ１００）、予め設定された閾値に基づいて２値化処理がなされる（ステップ１０１）。この処理は、撮像された端面画像中、最も明るい部位を基準として所定以上の輝度を有する部分と、それ以下の部分とを２値画像に変換するものである。また、撮像画像については、その端面Ｔのエッジ部分が明確になるように所謂エッジ強調処理がなされる。かかるエッジ強調処理は必要に応じて行われるものであり、特に端面画像に問題がなければ省略される。

次に、パソコン９のデータベースから検査対象の被覆電線Ｄに関するデータが検索される。このデータは、電線種類、芯線全体の外径を示す導体径、芯線１本の外径を示す芯線外径ｄ、芯線本数等を内容とするものである。ここでは、データ中の芯線外径ｄと芯線本数とが利用される。

２値化処理により抽出された芯線Ｓの端面画像中に、芯線外径ｄに合致する円形画像があるかどうかがサーチされる（ステップ１０２、ステップ１０３）。この場合、芯線外径ｄの−１０％〜＋５％の範囲内にあれば、芯線１本として計数されることになり（ステップ１０４）、芯線外径ｄに合致する円形画像がなくなるまで、このサーチが繰返し行われる（ステップ１０３）。但し、芯線１本として計数される円形画像の範囲は適宜変更が可能であり、上記−１０％〜＋５％の範囲内に限定されるものではない。その結果、芯線本数に欠落が認められる場合は、被覆の剥離状態は不適正であるとして、その被覆電線Ｄは不良品と判定される（ステップ１０８）。

一方、ＣＣＤカメラ３ａによる芯線Ｓの側面画像に関しては、以下のような処理がなされる。先ず、撮像された芯線Ｓの側面画像はパソコン９に取込まれ、端面画像の処理の場合と同様にしてエッジ強調処理がなされる。その後、パソコン９のデータベースから検査対象の被覆電線Ｄに関するデータに基づいて、芯線Ｓの剥離状態の良否が判定される。尚、側面画像の判定に関しては、図６及び図７に示すような複数の不良パターンが予め登録されており、これらに該当する場合は不良品と判定される。以下、この不良パターンについて説明する。

図６（ａ）に示すのは、芯線Ｓのばらけに関するものであり、芯線Ｓの先端部に於ける芯線群の幅Ｗ_１が計測され、これと根元部に於ける芯線群の幅Ｗ_２との差が予め設定されている閾値以上である場合は不良とされる。同図（ｂ）に示すのは、芯線Ｓの引き抜けに関するものであり、長短芯線Ｓの先端部間に於ける直線度αが計測され、これが閾値以上である場合は不良とされる。同図（ｃ）に示すのは、芯線Ｓの曲がりに関するものであり、芯線Ｓの先端部の直線度βが計測され、これが閾値以上である場合は不良とされる。同図（ｄ）に示すのは、芯線Ｓの切断に関するものであり、計測された芯線群の幅Ｗ_１が閾値以下である場合は不良とされる。これは、上記した芯線Ｓの端面Ｔによる判定を補完することになる。

また、図７（ａ）及び（ｂ）に示すのは、剥離長さの長短に関するものであり、剥離長さＬが閾値の範囲内にない場合は不良とされる。同図（ｃ）に示すのは、剥離刃３７が芯線Ｓまで切断してしまった場合であり、芯線群の幅Ｗ_１を計測できなかった時は不良とされる。同図（ｄ）に示すのは、剥離刃３７が被覆電線Ｄの被覆を剥離しなかった場合であり、同様に芯線群の幅Ｗ_１を計測できなかった時は不良とされる。

以上の端面Ｔ及び側面双方からの検査により（ステップ１０６）、何れも良品であると判定された場合は（ステップ１０７）、搬送ユニット３０、３１が回転して被覆電線Ｄは各端子圧着ユニット３３に搬送され、被覆電線Ｄの芯線部分に端子が圧着される。これに対して、何れか一方に於いて不良品であると判定された場合は（ステップ１０８）、例えば搬送ユニット３０、３１により外部に排出されることになる。

以上で説明したように、本実施形態に係る被覆電線検査装置Ａは、各ＣＣＤカメラ３ａ、３ｂにより被覆が剥離された芯線Ｓの端面Ｔと側面との両面を撮像し、これらの両画像に基づいて被覆の剥離の良否をパソコン９により判定するために、その判定がより的確に行えることになる。

また、被覆電線検査装置Ａは、ＣＣＤカメラ３ａにより撮像された被覆電線Ｄの端面画像から芯線Ｓの本数を計測して、芯線Ｓの欠落の有無を検出するものであるために、より正確に且つ確実にその検出を行うことができる。これにより、被覆が剥離された被覆電線端部の良否を的確に検査することが可能になる。

更に、芯線Ｓに曲がりやばらけ等が生じているような場合は、芯線Ｓの円形画像の外径が小さく撮像されるために、これが前記許容範囲から外れていれば、芯線Ｓの欠落として検出されることになる。即ち、芯線本数を計測することにより、芯線Ｓが単に切断している場合だけではなく、芯線Ｓに不当な曲がりやばらけ等が生じているような場合にも、芯線Ｓの欠落として検出することができる。よって、芯線Ｓに生じている不良の種類の如何を問わず、不良品を未然に排除することが可能になる。これにより、その後に行われる端子圧着工程に於いて、被覆の剥離切断不良による不良ハーネスの発生を適切に防止することができる。

また、芯線Ｓの外径に関してその良否を判定することができるために、不当に外径が変形した芯線Ｓを有するような被覆電線Ｄも未然に排除することが可能である。

更に、本実施形態に係る被覆電線検査装置Ａでは、反射鏡１１をＣＣＤカメラ３ｂの前方位置に配置することにより、両ＣＣＤカメラ３ａ、３ｂを上下に配することが可能になる。これにより、装置本体１を縦長形状に形成することできるために、さほどスペースを取らずに既存の電線処理機Ｂにも簡単に組込むことができる。また、被覆電線Ｄの搬送方向のコンパクト化が図れるために、電線処理機Ｂによる一連の処理を迅速に且つ効率良く行うことが可能になる。更に、被覆電線検査装置Ａは全体の構成が非常に簡易であるために、その製作も容易に且つ安価に行えるという実用的な利点もある。

尚、本発明に係る被覆電線検査装置Ａは、必ずしも上記実施形態のような電線処理機Ｂに組込む必要はない。例えば、被覆電線Ｄの被覆を剥離切断するだけの装置に組込んだり、検査専用機として単品で使用することも可能である。

また、第１及び第２撮像手段としてＣＣＤカメラ３ａ、３ｂは、上記実施形態のように平面視に於いて重なるように上下に配設しなくてもよい。要は、被覆電線Ｄの長手方向と直交する方向にＣＣＤカメラ３ａ、３ｂが配設されればよい。更に、各撮像手段はＣＣＤカメラ３ａ、３ｂである必要はない。

また、上記実施形態では、パソコン９に計測手段及び判定手段としての機能を備えさせているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、計測手段と判定手段とを別装置で構成してもよい。

更に、上記実施形態に於いては、ＣＣＤカメラ３ａによる撮像画像から被覆電線Ｄの芯線数を計測するようにしているが、必ずしもこのように構成する必要はなく、例えば前記特許文献２に開示されたものと同様に、芯線Ｓの端面Ｔの全面積を計測するようにしても構わない。

また、上記実施形態では、ＣＣＤカメラ３ａ、３ｂを上下に配設すると共に、ＣＣＤカメラ３ｂの前方位置に反射鏡１１を配置して、その撮像軸Ｙを撮像すべき被覆電線Ｄの側面に導くようにしている。しかるに、本発明はこれに限定されず、例えばＣＣＤカメラ３ｂの撮像部が、少なくとも撮像時に於いて被覆電線Ｄの側面と正対するように、ＣＣＤカメラ３ｂを下向きに配置してもよい。これによると、反射鏡１１を省略することができる。

更に、上記実施形態に於ける各搬送ユニット３０、３１は、基端部を中心として回転するように構成しているが、必ずしもこのように構成する必要はない。例えば、各搬送ユニット３０、３１を水平方向にスライド移動するように構成して、被覆電線Ｄの搬送を行っても構わない。

また、上記実施形態では、芯線Ｓの外径が同一である被覆電線Ｄについて説明したが、本発明に係る被覆電線検査装置Ａ及び電線処理機Ｂは、一部外径が異なる芯線Ｓを有する被覆電線Ｄについても適用可能である。

その他、被覆電線検査装置Ａや電線処理機Ｂの各部の具体的な構成も、本発明の意図する範囲内に於いて任意に設計変更自在である。

３ａ、３ｂ ＣＣＤカメラ（第１、第２撮像手段）
９ パソコン(判定手段)
３０、３１ 搬送ユニット
３２ カッタユニット
３３ 端子圧着ユニット
Ａ 被覆電線検査装置
Ｂ 電線処理機
Ｄ 被覆電線
Ｓ 芯線
Ｔ 端面

Claims (6)

1. 被覆が剥離された被覆電線の端部の状態を検査する被覆電線検査装置であって、
   被覆が剥離された芯線の端面を撮像する第１撮像手段と、
   被覆が剥離された芯線の側面を撮像する第２撮像手段と、
   前記各撮像手段により撮像された画像に基づいて前記剥離の良否を判定する判定手段とを備えてなることを特徴とする被覆電線検査装置。
2. 前記第１撮像手段による撮像画像から前記芯線の本数を計測する計測手段を更に備え、前記判定手段は、前記計測手段により計測された芯線の本数が予め定められた所定の本数と一致するか否かに基づいて前記剥離の良否を判定する請求項１記載の被覆電線検査装置。
3. 前記計測手段による芯線の本数の計測は、前記第１撮像手段による撮像画像から抽出される端面形状の外径と、予め前記判定手段が備える前記芯線の端面形状の外径に関するデータとを対比して行われる請求項２記載の被覆電線検査装置。
4. 前記第１撮像手段と第２撮像手段とが前記被覆電線の長手方向と直交する方向に配設されると共に、前記第２撮像手段の撮像軸を撮像すべき前記芯線の側面に導くべく、前記第２撮像手段の前方位置には反射鏡が配設され、しかも前記第１撮像手段の撮像部は、少なくとも撮像時に前記芯線の端面と正対するように配置されている請求項１〜３の何れか一つに記載の被覆電線検査装置。
5. 請求項１〜４の何れか一つに記載の被覆電線検査装置と、
   被覆電線を保持しつつ搬送する搬送ユニットと、
   前記被覆電線を切断すると共に、その被覆を剥離するカッタユニットと、
   前記被覆電線の芯線に端子を圧着する端子圧着ユニットとを備えてなることを特徴とする電線処理機。
6. 前記第１撮像手段と第２撮像手段とが並ぶ方向が、前記被覆電線が搬送される方向と直交する請求項５記載の電線処理機。
   

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