JP5912645B2 - Workpiece inspection method and glow plug manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、棒状のワークの端部を検査する(換言すれば、ワークのうちの所望とする端部の方向を判別可能な)ワークの検査方法およびグロープラグの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a work inspection method and a glow plug manufacturing method for inspecting an end of a rod-shaped work (in other words, a direction of a desired end of the work can be determined).
ディーゼルエンジンの始動を補助するために使用されるグロープラグは、主体金具が、自身の先端部に発熱抵抗体を有するヒータを、その先端部を前方へ向けて突出させた状態で、保持する構造を有する。ヒータの先端部には、例えば半球状の面取りが施されている。グロープラグの製造過程において、ヒータが、先端後端の向きを揃えた状態で製造ラインに供給されることによって、主体金具に効率よく組み付けることができる。しかし、ヒータの向きの整列を、例えば作業者が目視で半球状の端部を識別することによって行うには手間がかかる。 A glow plug used to assist the start of a diesel engine has a structure in which a metal shell holds a heater having a heating resistor at its tip, with its tip protruding forward. Have For example, a hemispherical chamfer is applied to the tip of the heater. In the process of manufacturing the glow plug, the heater can be efficiently assembled to the metal shell by being supplied to the manufacturing line in a state in which the directions of the front and rear ends are aligned. However, it takes time and effort to align the heater directions by, for example, visually identifying the hemispherical ends.
ところで、一端側が半球状に面取りされたワークを整列することができる装置が知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1は、鉄製のワークの端部を磁石の垂直面に吸着させた場合に、半球状の端部が垂れ下がるのに対し、平面状の端部が垂れずに吸着状態を維持するのを利用して、整列を行うものである。もっとも、ワークがセラミック製のヒータの場合は、割れや欠け等の虞もあり、そもそも磁力を用いた特許文献1の装置を使用することはできない。 By the way, an apparatus capable of aligning a workpiece whose one end is chamfered in a hemispherical shape is known (for example, see Patent Document 1). In Patent Document 1, when the end of an iron work is attracted to the vertical surface of the magnet, the hemispherical end hangs down, whereas the planar end does not sag and maintains the attracted state. It is used for alignment. However, if the workpiece is a ceramic heater, there is a risk of cracking or chipping, and the apparatus of Patent Document 1 using magnetic force cannot be used in the first place.
そこで従来は、例えばワークの端部を撮影し、画像処理技術を用いて先端部側を判定することで、ワークの整列を行っていた。例えば、ワークの端部の撮影画像を画像処理し、画素の2値化を行った場合、ワークの部分は黒の画素で表され、背景の部分が白の画素で表される。撮影画像が半球状の端部側だった場合、画像内で背景の占める割合が多く、白色の画素の占める割合が多いのに対し、反対側の端部側だった場合は背景の占める割合が少なく、白色の画素の占める割合が少ない。 Therefore, conventionally, for example, the end of the workpiece is photographed, and the tip side is determined using an image processing technique to align the workpiece. For example, when image processing is performed on a photographed image at the edge of a work and binarization of pixels is performed, the work portion is represented by black pixels and the background portion is represented by white pixels. When the shot image is on the hemispherical edge side, the background occupies a large proportion of the image, and white pixels occupy a large proportion. The ratio of white pixels is small.
しかしながら、ワークの半球状の端部とは反対側の端部を撮影した場合に、照明光がワークの外周面によってカメラ方向に反射してハレーションを生ずる場合があった。撮影画像内でハレーションの生じた部分は、2値化した場合に白色となる。このため、ワークの半球状の端部とは反対側の端部の画像内でも、2値化した場合に白色の画素の占める割合が多くなり、ワークの向きの判定において誤判定を生ずる場合があった。 However, when the end opposite to the hemispherical end of the work is photographed, the illumination light may be reflected by the outer peripheral surface of the work in the camera direction to cause halation. A portion where halation occurs in the photographed image becomes white when binarized. For this reason, even in the image at the end opposite to the hemispherical end of the workpiece, the ratio of white pixels increases when binarized, and erroneous determination may occur in the determination of the orientation of the workpiece. there were.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、ワークの端部を撮影した画像に基づくワークの先端側の端部を確実に特定することができるワークの検査方法およびグロープラグの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a workpiece inspection method and a glow plug that can reliably identify the end portion on the tip side of the workpiece based on an image obtained by photographing the end portion of the workpiece . An object is to provide a manufacturing method .
本発明の実施態様によれば、軸線に沿って延びる棒状をなし、一端側に、当該一端側の端部から前記軸線に沿って所定の第1長さまでの部位を面取りした第1面取部が形成され、他端側に、当該他端側の端部から前記軸線に沿って前記第1長さよりも短い第2長さまでの部位を面取りした第2面取部が形成されたワークに対して検査を行うワークの検査方法であって、所定方向に沿う平面である第1平面を有する台の前記第1平面上において、前記ワークの前記軸線を前記所定方向に沿わせるとともに、前記所定方向に略垂直な平面である第2平面を有する規制部材の前記第2平面に、前記ワークの端部を突き当てた状態にして、前記ワークを前記台上に配置する第1配置工程と、前記第1配置工程において配置された前記ワークを、撮影手段を用いて撮影して第1画像を取得する第1撮影工程と、前記第1画像の画像内において、前記規制部材の前記第2平面の位置から前記所定方向に前記第1長さの大きさ分の範囲を縦範囲とし、前記軸線の位置を中央にして前記所定方向と直交する方向に前記ワークの外径の大きさ分の範囲を横範囲とする矩形の領域を判定領域に設定する設定工程と、前記第1画像について、前記判定領域内の画像を構成する各画素を当該各画素の明るさに応じて複数のグループに分類し、当該各グループが前記判定領域内で配置されるパターンを示す配置パターンを作成する作成工程と、前記第1画像の前記配置パターンと、あらかじめ作成された基準のパターンである基準パターンとを、パターン内における前記各グループの明るさの配分に基づいて比較し、前記基準パターンに対する前記配置パターンの類似の度合いを示す類似度を演算する演算工程と、前記類似度が、あらかじめ定められたしきい値以上である場合に、前記配置パターンのもととなる画像が撮影された前記ワークの端部を、前記ワークの先端側の端部として特定する特定工程と、を備えワークの検査方法が提供される。 According to the embodiment of the present invention, the first chamfered portion is formed in a bar shape extending along the axis, and chamfered at one end side from the end portion on the one end side to a predetermined first length along the axis line. The workpiece is formed with a second chamfered portion chamfered on the other end side from the end portion on the other end side to the second length shorter than the first length along the axis. A workpiece inspection method, wherein the axis of the workpiece is along the predetermined direction on the first plane of the table having a first plane that is a plane along the predetermined direction, and the predetermined direction A first disposing step of disposing the work on the table in a state in which the end of the work is abutted against the second flat surface of the regulating member having a second flat surface that is substantially perpendicular to the surface; The work placed in the first placement step is taken by the photographer A first photographing step of taking a first image to obtain a first image; and the size of the first length in the predetermined direction from the position of the second plane of the regulating member in the image of the first image A setting is made such that a range of minutes is set as a vertical range, and a rectangular area having a horizontal range of a range corresponding to the size of the outer diameter of the workpiece in a direction perpendicular to the predetermined direction with the axis position at the center is set as a determination area A pattern in which each pixel constituting the image in the determination region is classified into a plurality of groups according to the brightness of each pixel, and each group is arranged in the determination region. A creation step for creating an arrangement pattern indicating the ratio of the arrangement pattern of the first image and a reference pattern, which is a reference pattern created in advance, based on the brightness distribution of each group in the pattern And a calculation step of calculating a similarity indicating the degree of similarity of the arrangement pattern with respect to the reference pattern, and when the similarity is equal to or greater than a predetermined threshold value, becomes the basis of the arrangement pattern. And a specifying step of specifying an end portion of the workpiece on which an image has been taken as an end portion on the front end side of the workpiece.
第1態様によれば、判定領域の縦範囲をワークの端部から第1長さの大きさ分の範囲としているので、ワークの一端側の撮影画像の判定領域は、縦範囲のすべてが第1面取部によって占められ、ワークの胴部分(面取りされていない部分)が写らない。ゆえに、胴部分において生じうるハレーションが撮影画像には写り込まない。一方、他端側においては、第2面取部の長さである第2長さが判定領域の縦範囲の大きさである第1長さよりも短いので、撮影画像に胴部分が写り、よってハレーションも写り込む。したがって、判定領域内の画素を明るさに応じたグループに分類することで形成される配置パターンは、一端側の撮影画像に基づく配置パターンと、他端側の撮影画像に基づく配置パターンとで、特にハレーションの部分において、大きな違いを生ずる。よって、基準となるワークの撮影画像を元にして基準パターンを作成しておき、その基準パターンと配置パターンとを比較すれば、ワークの一端側と他端側との判定精度(換言すれば、ワークの所望とする端部の方向判別の精度)を高められ、すなわち確実に、ワークの先端側の端部を特定することができる。 According to the first aspect, since the vertical range of the determination area is a range corresponding to the size of the first length from the end of the work, the determination area of the captured image on the one end side of the work is entirely the vertical range. It is occupied by one chamfered part, and the body part of the work (the part that is not chamfered) is not shown. Therefore, the halation that can occur in the body portion is not reflected in the photographed image. On the other hand, on the other end side, since the second length, which is the length of the second chamfered portion, is shorter than the first length, which is the size of the vertical range of the determination region, the torso portion is reflected in the captured image. The halation is also reflected. Therefore, the arrangement pattern formed by classifying the pixels in the determination region into groups according to the brightness is an arrangement pattern based on the captured image on one end side and an arrangement pattern based on the captured image on the other end side, Especially in the halation part, it makes a big difference. Therefore, if the reference pattern is created based on the photographed image of the reference workpiece and the reference pattern and the arrangement pattern are compared, the determination accuracy between the one end side and the other end side of the workpiece (in other words, The accuracy of determining the direction of the desired end of the work) can be improved, that is, the end of the work on the front end side can be reliably identified.
第1態様は、前記ワークの前記軸線の向きを前記第1平面に沿って180度回転させるとともに、前記第1配置工程において前記規制部材に突き当てた側とは反対側の前記ワークの端部を前記第2平面に突き当てた状態にして、前記ワークを前記台上に配置する第2配置工程と、前記撮影方向に沿って前記第2配置工程において配置された前記ワークを撮影した第2画像を取得する第2撮影工程と、をさらに備えてもよい。そして、第1態様において、前記設定工程は、前記第2画像の画像内において前記判定領域を設定し、前記作成工程は、第2画像の前記判定領域内の画像から前記配置パターンを作成し、前記演算工程は、前記基準パターンに対する前記第2画像の前記配置パターンの前記類似度を演算し、前記特定工程は、前記第1画像の前記配置パターンと前記第2画像の前記配置パターンとのうち、前記基準パターンに対する前記類似度が高い側の前記配置パターンのもととなる画像が撮影された前記ワークの端部を、前記ワークの先端側の端部として特定してもよい。ワークの一方の端部の類似度をしきい値と比較するだけでなく、両方の端部のそれぞれの類似度を求め、両者を比較することにより、ワークの一端側と他端側との判定精度を高め、ワークの先端側の端部をより確実に特定することができる。 In the first aspect, the direction of the axis of the workpiece is rotated by 180 degrees along the first plane, and the end portion of the workpiece on the side opposite to the side abutted against the regulating member in the first arrangement step In a state in which the workpiece is abutted against the second plane, and a second placement step of placing the workpiece on the table, and a second shot of the workpiece placed in the second placement step along the photographing direction. A second imaging step of acquiring an image. In the first aspect, the setting step sets the determination region in the image of the second image, and the creation step generates the arrangement pattern from the image in the determination region of the second image, The calculating step calculates the similarity of the arrangement pattern of the second image with respect to the reference pattern, and the specifying step includes the arrangement pattern of the first image and the arrangement pattern of the second image. The end portion of the workpiece on which the image that is the basis of the arrangement pattern on the side having the higher similarity to the reference pattern may be specified as the end portion on the front end side of the workpiece. Not only comparing the similarity of one end of a workpiece with a threshold value, but also determining the similarity of both ends and comparing the two to determine the one end and the other end of the workpiece The accuracy can be improved, and the end of the workpiece on the tip side can be specified more reliably.
第1態様において、前記判定領域の前記縦範囲を、前記規制部材の前記第2平面の位置より前記所定方向に前記第2長さの位置から、前記第2平面の位置より前記所定方向に前記第1長さの位置までの範囲としてもよい。判定領域の縦範囲に、規制部材の第2平面より第2長さまでの部分が含まれないので、ワークの他端側の撮影画像の判定領域には、主に胴部分が写る。ゆえに、ハレーションが写らない、一端側の撮影画像に基づく配置パターンと、縦範囲の全体にわたってハレーションが写り込む、他端側の撮影画像に基づく配置パターンとで、特にハレーションの部分において、大きな違いを生ずる。よって、ワークの一端側と他端側との判定精度を高めることができ、ワークの先端側の端部をより確実に特定することができる。 In the first aspect, the vertical range of the determination area may be changed from the position of the second length in the predetermined direction from the position of the second plane of the restriction member to the predetermined direction from the position of the second plane. It is good also as a range to the position of the 1st length. Since the vertical range of the determination area does not include the portion from the second plane of the restricting member to the second length, the trunk portion is mainly reflected in the determination area of the captured image on the other end side of the workpiece. Therefore, there is a big difference between the arrangement pattern based on the photographed image on one end side where the halation is not shown and the arrangement pattern based on the photographed image on the other end side where the halation appears in the entire vertical range, especially in the halation part. Arise. Therefore, the determination accuracy between the one end side and the other end side of the workpiece can be increased, and the end portion on the tip end side of the workpiece can be more reliably specified.
第1態様において、前記基準パターンは、前記ワークの前記一端側における前記判定領域内の画像をもとに作成されてもよい。ワークの一端側の第1面取部は、第2面取部よりも大きな面取りが施されているので、ワークの一端側を基準にしてワークの先端側を特定すれば、特定後に一瞥して特定に間違いがなかったかを確認でき、その後のワークの取り扱いが容易である。 In the first aspect, the reference pattern may be created based on an image in the determination area on the one end side of the workpiece. Since the first chamfered portion on the one end side of the workpiece is chamfered larger than the second chamfered portion, if the tip end side of the workpiece is specified on the basis of the one end side of the workpiece, the first chamfered portion is glanced after specification It is possible to confirm whether there is a mistake in identification, and the subsequent work is easy to handle.
本発明の第2態様によれば、通電によって発熱する発熱抵抗体を自身の先端部に有するヒータと、前記ヒータの前記先端部を前方へ向けて突出させた状態で前記ヒータの後端側を保持する主体金具と、を備えるグロープラグの製造方法であって、請求項1から5のいずれかに記載のワークの検査方法を製造工程に含み、前記ヒータの前記先端部側を特定し、前記ヒータの後端側を前記主体金具に保持させることによって製造されるグロープラグの製造方法が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the heater having a heating resistor that generates heat by energization at its front end, and the rear end of the heater in a state where the front end of the heater protrudes forward. A glow plug manufacturing method comprising: a metal shell to hold , including a workpiece inspection method according to any one of claims 1 to 5 in a manufacturing process, identifying the tip end side of the heater, A method of manufacturing a glow plug manufactured by holding the rear end side of the heater on the metal shell is provided.
第2態様によれば、グロープラグの製造工程においてヒータの検査を請求項1〜4に記載のワークの検査方法に基づいて行えば、容易且つ確実にヒータの先端側を特定できるので、製造過程におけるヒータの取り扱いが容易となり、グロープラグの組立容易性を確保することができる。 According to the second aspect, if the heater is inspected in the glow plug manufacturing process based on the workpiece inspection method according to claims 1 to 4, the front end side of the heater can be easily and reliably specified. The heater can be easily handled, and the ease of assembly of the glow plug can be ensured.
以下、本発明を具体化したワークの検査方法およびグロープラグの製造方法の一実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態では、検査対象のワークとして、グロープラグに組み付けられる棒状のセラミックヒータを例に挙げて説明する。なお、参照する図面は、本発明が採用し得る技術的特徴を説明するために用いるものであり、記載しているグロープラグの構成等は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS An embodiment of a workpiece inspection method and a glow plug manufacturing method embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a rod-shaped ceramic heater assembled to a glow plug will be described as an example of a workpiece to be inspected. The drawings to be referred to are used for explaining the technical features that can be adopted by the present invention, and the structure of the glow plugs described is not intended to be limited only to them, but merely illustrative examples. is there.
まず、セラミックヒータ2が組み付けられるグロープラグ1の全体の構造について簡単に説明する。以下の説明では、主体金具4の軸線を軸線Oとし、軸線Oを、主体金具4に組み付けられた、グロープラグ1を構成する各部品の位置関係や向き、方向を説明する上での基準とする。軸線Oの延伸方向(以下、「軸線O方向」ともいう)において、セラミックヒータ2の配置された側(図1における下側)をグロープラグ1の先端側とする。また、図2において、グロープラグ1に組み付ける前のセラミックヒータ2の軸線を、軸線Pとし、半球状の面取部24が形成された側を、セラミックヒータ2の先端側として説明する。セラミックヒータ2がグロープラグ1に組み付けられる際には、セラミックヒータ2の先端側が、グロープラグ1の先端側へ向けられる。なお、図3以降において説明を行う検査方法では、検査対象となるセラミックヒータ2をワーク120とよぶこととするが、先端部22、後端部23等の部位についてはセラミックヒータ2と同一の符号を用いて説明を行うものとする。
First, the overall structure of the glow plug 1 to which the
図1に示すグロープラグ1は、例えば直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室(図示外)に取り付けられ、エンジン始動時の点火を補助する熱源として利用される。グロープラグ1は、主体金具4と、保持部材8と、セラミックヒータ2と、中軸3と、接続端子5と、絶縁部材6と、封止部材7と、接続リング85とを備える。
A glow plug 1 shown in FIG. 1 is attached to a combustion chamber (not shown) of a direct injection diesel engine, for example, and is used as a heat source for assisting ignition at the time of engine start. The glow plug 1 includes a metal shell 4, a holding
セラミックヒータ2は絶縁性セラミックからなる基体21の内部に、導電性セラミックからなり、通電によって発熱する発熱抵抗体27を埋設したものである。図2に示すように、セラミックヒータ2は軸線Pに沿って延びる外径Lの丸棒状をなし、先端部22には、半球状のR面取りを施した面取部24が形成されている。面取部24は、基体21の先端部22側の端部12から、軸線Pに沿って長さJまでの部位の基体21の外周面26を、周方向に研削することによって形成されている。また、セラミックヒータ2の後端部23にも、縁端部分にテーパ状のC面取を周方向にわたって施した面取部25が形成されている。面取部25も同様に、基体21の後端部23側の端部13から、軸線Pに沿って長さKまでの部位の基体21の外周面を、周方向に研削することによって形成されている。面取部25は、軸線P方向における長さKが、面取部24の軸線P方向の長さJよりも短くなっている。なお、本発明においては、棒状のものに対し、端面を残して縁端部分をテーパ状に研削することを「面取り」と称するが、さらに研削して端面が残らない場合についても含めて「面取り」と称することとする。
The
図1、図2に示すように、発熱抵抗体27はセラミックヒータ2の先端部22内に配置されている。また、発熱抵抗体27の両端には、発熱抵抗体27への通電のためのリード部28,29がそれぞれ接続され、それらはセラミックヒータ2の後端部23へ向けて互いに略平行に延設されている。リード部28,29も導電性セラミックからなり、リード部28,29と発熱抵抗体27とは、製造過程において一体に形成される。発熱抵抗体27の断面積がリード部28,29の断面積よりも小さく形成されることで、通電時に、主に発熱抵抗体27が発熱する。図2に示すように、リード部28,29は、セラミックヒータ2の後端側において、それぞれセラミックヒータ2の外周面26に露出されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
次に、図1に示す、保持部材8は、軸線O方向に延びる円筒状の金属部材であり、セラミックヒータ2の胴部分を径方向に保持するとともに、筒孔内でセラミックヒータ2のリード部28の露出部分と電気的に接続する。セラミックヒータ2の先端部22および後端部23は、保持部材8の両端からそれぞれ露出している。保持部材8の後端側には肉厚の鍔部82が形成されており、後述する主体金具4の先端部41が接合される。
Next, the holding
また、保持部材8の後端側に露出されたセラミックヒータ2の後端部23には、金属製で筒状の接続リング85が圧入によって嵌められている。セラミックヒータ2のリード部29の露出部分は、接続リング85と電気的に接続されている。接続リング85には、後述する中軸3の先端部31が接合される。
A cylindrical connecting
次に、主体金具4は、軸線O方向に貫通する軸孔43を有する長細い筒状の金属部材である。主体金具4は、先端部41の内周が上記の保持部材8の鍔部82に嵌められ、両者の合わせ部位がレーザ溶接されることによって、保持部材8と一体に接合され、且つ、電気的に接続されている。これにより、主体金具4は保持部材8を介してセラミックヒータ2のリード部28と電気的に接続される。また、主体金具4の先端部41と後端部45との間の胴部44には、グロープラグ1を内燃機関のエンジンヘッド(図示外)に取り付けるためのねじ山が形成された取付部42が設けられている。そして、主体金具4の後端部45には、グロープラグ1をエンジンヘッドに取り付ける際に使用される工具が係合する六角形状の工具係合部46が形成されている。
Next, the metal shell 4 is a long and thin cylindrical metal member having a
中軸3は、軸線O方向に延びる棒状の金属部材であり、主体金具4の軸孔43に挿通され、主体金具4とは絶縁状態に配置される。中軸3の先端部31は、上記の接続リング85の内周に係合され、レーザ溶接によって一体に接合されるとともに、電気的に接続されている。これにより、中軸3は、接続リング85を介してセラミックヒータ2のリード部29と電気的に接続される。また、中軸3の後端部32は、主体金具4の後端部45よりも後端側へ突出される接続端部36と、後端部45に配置される接続基部37とを有する。
The middle shaft 3 is a rod-shaped metal member extending in the direction of the axis O, is inserted through the
主体金具4の軸孔43の内周面と中軸3の接続基部37の外周面との間には、例えばフッ素ゴム等、絶縁性および弾性を有する部材から形成される円筒状の封止部材7が配置される。封止部材7は、軸孔43内で中軸3の後端部32を保持して中軸3の振れを抑制するとともに、軸孔43内の気密性を保つ。また、封止部材7よりも後端側には、例えばナイロン(登録商標)等、耐熱性および絶縁性を有する部材から筒状に形成される絶縁部材6が配置される。絶縁部材6は、主体金具4と中軸3および接続端子5(後述)との接触による短絡を防止するため、中軸3の後端部32を挿通され、主体金具4の後端部45の開口部分に配置される。そして、中軸3の接続端部36には、接続端子5が加締めにより固定される。接続端子5には、グロープラグ1がエンジンヘッド(図示外)に取り付けられる際に、プラグキャップ(図示外)が嵌められる。セラミックヒータ2の発熱抵抗体27は、一端側が、保持部材8および主体金具4を介してエンジンに接地され、他端側が、接続端子5および中軸3を介してプラグキャップに接続され、両者間に通電されることによって、発熱する。
Between the inner peripheral surface of the
このような構造のグロープラグ1のセラミックヒータ2は、概略、以下のように作製する。まず、導電性のセラミック粉末やバインダ等を原料として射出成形し、発熱抵抗体27およびリード部28,29が一体となったU字形状の発熱素子の原形を形成する。また、絶縁性セラミック粉末を原料に金型プレス成形を行い、発熱素子が収容される凹部を自身の合わせ面に備えた2分割の基体21の原形を形成する。そして基体21の原形の凹部に発熱素子の原形を挟んで収容したものをプレス圧縮し、脱バインダ処理、ホットプレス等の焼成工程を経て、棒状で未研磨のセラミックヒータ2の原形を形成する。セラミックヒータ2の原形をセンタレス研磨機に投入し、外周面を研磨して丸棒状に仕上げる。さらに先端部22を半球状にR面取りして面取部24を形成し、後端部23にもテーパ状にC面取りして面取部25を形成して、セラミックヒータ2が完成する。
The
そしてグロープラグ1は、以下のように組み立てる。ステンレス等の鋼材をパイプ状に成形した接続リング85にセラミックヒータ2を先端部22側から圧入して嵌め込み、リード部29の露出部分との導通を図る。同様に、保持部材8も所定の形状に成形し、セラミックヒータ2を先端部22側から圧入して嵌め込み、リード部28の露出部分との導通を図る。中軸3は、一定の寸法に切断された鉄系材料(例えば、Fe−Cr−Mo鋼)からなる棒状部材に塑性加工や切削等を行って形成する。中軸3の先端部31をセラミックヒータ2と一体になった接続リング85の内周に係合し、両者の合わせ部分をレーザ溶接により接合する。
The glow plug 1 is assembled as follows. The
次に、S45C等の鉄系素材から工具係合部46等が形成された筒状の主体金具4を形成し、取付部42にねじ山を転造する。主体金具4の軸孔43内に、中軸3を後端部32側から挿通する。主体金具4と保持部材8との合わせ部位にレーザ溶接を行い、保持部材8と主体金具4とを一体に接合する。そして中軸3の後端部32に封止部材7および絶縁部材6を挿通させ、接続基部37と主体金具4の後端部45との間に配置する。さらに接続端部36に接続端子5を嵌め込み、接続端子5で絶縁部材6を先端側へ向けて押圧した状態で接続端子5の外周を加締めることで、中軸3に接続端子5を固定して、グロープラグ1が完成する。
Next, the cylindrical metal shell 4 in which the
ところで、セラミックヒータ2は、製造過程において、先端部22と後端部23とに面取りが施されて完成したら、向きを揃えることなく、完成品の収容部(図示外)に一時的に収容される。そしてグロープラグ1の組み立ての際に、セラミックヒータ2は、上記のように、接続リング85および保持部材8に先端部22側から嵌め込まれる。組み立て作業の効率化のためには、収容部からセラミックヒータ2を取り出す際に、先端部22側と後端部23側の向きを同じ向きに揃えた上で、セラミックヒータ2を製造ラインに供給するとよい。そこで本実施の形態では、セラミックヒータ2の向き揃えるのに先立ち、図3,図4に示す、検査装置100を用いてセラミックヒータ2の向きの検査を行っている。なお、検査対象のセラミックヒータ2を、以下では、ワーク120とよぶ。まず、検査装置100の構成について説明する。
By the way, when the
図3、図4に示すように、検査装置100は、検査台112と、撮影手段としてのカメラ103と、コンピュータ101と、駆動装置102とを備える。また、検査台112上には、ターンテーブル108と、案内部104と、プッシャ107と、ストッパ110とが設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
検査台112は、上面113が、例えば水平方向に広がる平面として形成されている。上面113は、例えば白色に彩色されており、後述するワーク120の撮影画像において、ワーク120の背景として写される。検査台112上にはターンテーブル108が設けられている。ターンテーブル108は、図中矢印Tで示す、上面113に平行な方向(以下、「T方向」という。)に沿って延びる溝状の配置部109を有する。ワーク120は、検査装置100による検査の際に配置部109の溝内に配置され、軸線P(図2参照)がT方向に揃えられる。ターンテーブル108は、配置部109にワーク120を配置した状態で、駆動装置102によって水平方向に180度回転することができる。これにより、T方向に対するワーク120の軸線Pの向き(すなわち先端部22側と後端部23側との配置関係)を、反転させることができる。
The inspection table 112 is formed such that the
また、検査台112上には、ターンテーブル108の側方に、V字状の溝部105を有する案内部104が設けられている。案内部104は、ターンテーブル108の側方に配置されており、溝部105の延びる方向が、ターンテーブル108が回転していないときの配置部109のT方向に重ねられている。案内部104は、セラミックヒータ2の完成品の収容部(図示外)から検査対象として1つずつ搬送されるワーク120を溝部105に沿わせ、ターンテーブル108の配置部109に案内する。なお、収容部から供給される際のワーク120の搬送向き、すなわち搬送方向の先端側が、ワーク120の先端部22側であるか後端部23側であるかについては、問われない。
On the inspection table 112, a
案内部104の上方には、プッシャ107が設けられている。プッシャ107は、案内部104の溝部105に沿って配置されるシャフト106の先端に設けられている。シャフト106は、駆動装置102によって、溝部105の延びる方向に動かされる。案内部104の溝部105を搬送されるワーク120は、シャフト106の先端のプッシャ107によって溝部105に沿って押され、ターンテーブル108の配置部109内に配置される。
A
また、ターンテーブル108の側方で、ターンテーブル108を挟んで案内部104とは反対側に、ストッパ110が設けられている。ストッパ110は、T方向と略直交する平面である規制面111を有している。ターンテーブル108の配置部109内に配置されるワーク120は、プッシャ107に押されて、先端部22側の端部12または後端部23側の端部13が、規制面111に突き当てられる。
A
ターンテーブル108の上方には、検査台112の上面113と略直交する方向を撮影方向Sとするカメラ103が配置されている。カメラ103は、ターンテーブル108の配置部109に配置されるワーク120の先端部22または後端部23を撮影するために設けられる。より詳細に、カメラ103は、撮影画像において、ストッパ110に突き当てられるワーク120の先端部22または後端部23が、ほぼ同じ位置で同じ大きさに写るように、撮影方向S、画角、ピント等があらかじめ調整され、固定されている。また、カメラ103には、図示しない、照明装置が内蔵されている。照明装置の光源には、例えばLED等が用いられ、カメラ103による撮影の際に、撮影方向Sの前方に配置されるワーク120が照らされる。
Above the
ところで、撮影対象物を照明しながらカメラで撮影を行うと、撮影対象物の表面で照明光がカメラのレンズ方向に反射して撮影画像に照明光が写り込む、いわゆるハレーションが生ずる場合がある。このようなハレーションが生じた撮影画像を元に検査を行うと、精確性を確保できなくなる虞があるため、照明装置の配置位置や照射光の照射方向を調整してハレーションを生じにくくすることが一般的に行われている。後述するが、本実施の形態では、敢えて、ワーク120の外周面26においてハレーションを生じさせ、ワーク120の検査結果における差異を大きくすることで、検査の精確性を高めている。ゆえに、本実施の形態では、ワーク120の外周面26における反射光がカメラ103に向かうように、照明装置(図示外)の配置位置や照射光の照射方向が調整されている。
By the way, when photographing is performed with a camera while illuminating the object to be photographed, so-called halation may occur in which the illumination light is reflected on the surface of the object to be photographed in the lens direction of the camera and the illumination light is reflected in the photographed image. If inspection is performed based on a photographed image in which such halation has occurred, accuracy may not be ensured. Therefore, adjustment of the position of the illumination device and the irradiation direction of irradiation light may make it difficult for halation to occur. Generally done. As will be described later, in the present embodiment, the accuracy of the inspection is improved by causing the halation on the outer
コンピュータ101は、公知のパーソナルコンピュータであり、搭載する公知のCPUによって、後述する検査プログラム(図10参照)が実行される。カメラ103は、コンピュータ101からの指示に従い、検査台112のターンテーブル108上に配置されるワーク120を撮影し、撮影画像をコンピュータ101に送信する。駆動装置102は、コンピュータ101からの指示に従い、ターンテーブル108を回転させ、また、プッシャ107を駆動させる。なお、より詳細には、ターンテーブル108の回転およびその制御と、プッシャ107の駆動およびその制御とはそれぞれ異なる装置により行われるが、本実施の形態では、両者を総じて駆動装置102とよぶこととする。
The
次に、このような構成の検査装置100によって行われるワーク120の検査の概要について、図5〜図9を参照して説明する。検査装置100では、検査対象となるワーク120がターンテーブル108の配置部109に配置された状態において、カメラ103によるワーク120の撮影が行われる。ワーク120の撮影画像は、軸線P方向を縦方向とし、また径方向を横方向とする画像データとして作成される。本実施の形態では、撮影画像は、一例として、縦方向を100画素、横方向を100画素とする1万個の画素によって構成されるものとする。
Next, the outline | summary of the test | inspection of the workpiece | work 120 performed by the
ワーク120の向きを判定、すなわちワーク120の両端部のうちの先端部22を特定するための検査は、撮影画像に設定される判定領域G内の各画素に対する画像処理の結果に基づいて行われる。判定領域Gは、撮影画像における縦方向の大きさ(縦範囲)を、長さJから長さKを引いた分の大きさ(図2参照)とし、横方向の大きさ(横範囲)を、ワーク120の外径Lとする大きさとして設定される矩形の領域である。上記したように、カメラ103は、撮影方向S、画角、ピント等があらかじめ固定されている。したがって、撮影画像に写るワーク120は、先端部22や後端部23が、ほぼ同じ位置でほぼ同じ大きさに写る。ゆえに撮影画像内における判定領域の位置は、基準となるワーク120の撮影画像を用い、領域の四方の縁端に相当する画素の座標を設定することによって、あらかじめ決められている。なお、基準のワーク120には、セラミックヒータ2の作製において生じうる個体差(バラツキ)が平均的なものが用いられる。
The direction for determining the orientation of the
具体的に、判定領域Gの上端を示す画素の座標は、図5に示す、ワーク120の先端部22側の端部12がストッパ110に接触した撮影画像Aに基づき、端部12から軸線Pに沿って長さJに相当する位置にある画素の座標が設定されている。判定領域Gの下端を示す画素の座標は、図6に示す、ワーク120の後端部23側の端部13がストッパ110に接触した撮影画像Bに基づき、端部13から軸線Pに沿って長さKに相当する位置にある画素の座標が設定されている。そして、判定領域Gの左端および右端の画素の座標は、図5,図6に示す撮影画像AまたはBにおいて、ワーク120の面取部24および25を除く胴部分の輪郭線を表す画素の座標がそれぞれ設定されている。このように、基準となるワーク120の撮影画像に基づいて座標が設定される判定領域Gは、本実施の形態では、例えば、縦範囲を13画素、横範囲を37画素とする481個の画素によって構成されるものとする。
Specifically, the coordinates of the pixel indicating the upper end of the determination region G are based on the captured image A in which the
判定領域Gを構成する各画素は撮影画像から切り出され、判定領域G内の各画素に基づく画像処理により、ワーク120の向きを判定(先端側の端部を特定)するために用いるパターン(以下、「配置パターン」という。)が作成される。配置パターンは、判定領域G内の各画素を、個々の画素の明るさ(明度)に応じて複数のグループに分類したものである。本実施の形態では、撮影画像における各画素を、その画素の明るさに応じて3段階に分類し、白、グレー、黒の3色で示す、いわゆる3値化処理を行うものとする。 Each pixel constituting the determination region G is cut out from the photographed image, and a pattern (hereinafter referred to as the end portion on the front end side) is determined by image processing based on each pixel in the determination region G. , Referred to as “arrangement pattern”). The arrangement pattern is obtained by classifying each pixel in the determination region G into a plurality of groups according to the brightness (brightness) of each pixel. In this embodiment, it is assumed that each pixel in a captured image is classified into three stages according to the brightness of the pixel, and so-called ternary processing indicated by three colors of white, gray, and black is performed.
具体的に、図5の撮影画像A(ワーク120の先端部22側の撮影画像)から切り出された判定領域Gに対して3値化処理が行われた場合、図7に示す、配置パターン130が得られる。図5に示すように、判定領域Gは、ワーク120の先端部22においてはワーク120の胴部分が含まれないため、胴部分に生じたハレーション121が判定領域G内の画素に含まれない。なお、ワーク120は全体的に暗い色の彩色がなされており、ワーク120のハレーション121の生じていない部分を表す画素は、図7に示すように、黒色で示されるグループ131に分類される。また、ワーク120の先端部22には半球状の面取部24が形成されているため、撮影画像Aにおいて、面取部24によって削られた縁端部分には、白色の彩色された検査台112の上面113が写る。もっとも、白色の上面113を表現する画素の明るさは、ハレーション121が写った場合にハレーション121を表現する画素の明るさと比べると暗い。本実施の形態では、上面113の部分を表す画素が、グレー(図7においては網目状のハッチングで示す。)で示されるグループ132に分類されるように、3値化処理のしきい値が設定されている。
Specifically, when the ternarization process is performed on the determination region G cut out from the captured image A in FIG. 5 (the captured image on the
一方、図6の撮影画像B(ワーク120の後端部23側の撮影画像)から切り出された判定領域Gに対して3値化処理が行われた場合、図8に示す、配置パターン140が得られる。図6に示すように、判定領域Gは、ワーク120の後端部23においてはワーク120の面取部25が含まれないため、胴部分に生じたハレーション121が判定領域G内の画素に含まれる。ワーク120のハレーション121の生じていない部分を表す画素が、図8に示すように、黒色で示されるグループ142に分類される。そしてハレーション121の生じた部分を表す画素は、白色で示されるグループ141に分類される。
On the other hand, when the ternarization processing is performed on the determination region G cut out from the photographed image B (the photographed image on the
また、あらかじめ、基準となるワーク120の撮影画像から切り出された判定領域Hを元に、検査対象のワーク120の配置パターン130,140との類似性を比較する上での基準となる基準パターン150が作成されている。類似性は、類似度として数値化されることによって、判断される。類似度は、基準パターン150と配置パターン130,140とを比較し、基準パターン150を構成する画素のそれぞれと同じ座標で、グループの分類が同じ画素の、全画素に対する割合を求めたものである。基準パターン150の一例を図9に示す。基準パターン150は、基準となるワーク120の撮影画像において設定される判定領域Hにおいて、面取部24を表す画素が黒色で示されるグループ151に分類され、背景(上面113)を表す画素がグレーで示されるグループ152に分類されている。本例の基準パターン150では、黒色で示されるグループ151に分類された画素のうち、6カ所の画素153の分類が、図7の配置パターン130を構成する画素と異なる。判定領域GおよびHの全画素数は481画素であり、この場合の類似度は、(481−6)/481×100=98.8[%]となる。また、同様に、基準パターン150に対する配置パターン140(図8参照)の類似度は、差異のある画素の図示はしないが、例えば132個の画素のグループの分類が異なるとすると、(481−132)/481×100=72.6[%]となる。
In addition, based on the determination area H cut out from the captured image of the
このように、ワーク120の両端の撮影画像に基づいて作成される配置パターン130,140を、上記のように基準パターン150と比較することにより、それぞれの類似度が求められる。そして、求められた類似度が互いに比べられ、より類似度の高い方が、ワーク120の先端部22側の撮影画像に基づく配置パターンであると判定される。検査装置100では、このようにしてワーク120の向きの検査(言い換えるとワーク120の両側の端部のうち先端部22がどちら側の端部であるかを特定する検査)が行われる。
As described above, by comparing the
次に、図5〜図9を適宜参照しながら、図10の検査プログラムに従って、具体的なワーク120の検査の実施手順について説明する。図10に示す検査プログラムは、コンピュータ101の記憶装置(図示外)にインストールされ、作業者の操作に基づき、実行される。
Next, a specific inspection procedure for the
上記したセラミックヒータ2の完成品の収容部(図示外)から、図示しない搬送手段によって、検査装置100の検査対象となるワーク120が1つずつ案内部104に搬送される。コンピュータ101のCPUは駆動装置102に指示を出し、シャフト106を駆動させ、プッシャ107を動作させる。案内部104に搬送されたワーク120は、プッシャ107によって、溝部105からT方向に沿ってターンテーブル108の配置部109へ向けて押し出される。ワーク120の一方の端部(端部12または13)がストッパ110の規制面111に接触したら、プッシャ107の動作が停止される。ワーク120は、軸線PがT方向に揃えられた状態で配置部109に配置される(S11)。
The
コンピュータ101のCPUは、カメラ103に指示を出し、ワーク120を撮影させる。一端部(先端部22または後端部23)がストッパ110に突き当てられたワーク120のその一端部が、カメラ103によって撮影される(S12)。ワーク120の撮影画像は、カメラ103からコンピュータ101に送信される。
The CPU of the
コンピュータ101のCPUは、カメラ103から受信した撮影画像に対し、判定領域Gの設定を行う(S13)。上記したように、ワーク120の一端部の撮影画像において判定領域Gが設定され、切り出しが行われる。次に、判定領域G内の各画素に対して3値化を行う画像処理がなされ、配置パターンが作成される(S15)。そして、作成された配置パターンが基準パターン150(図9参照)と比較され、基準パターン150を構成する481個の画素それぞれに対応する座標の画素で、同じグループに分類された画素の数が求められ、類似度が算出される(S16)。
The CPU of the
算出された類似度はRAMに記憶されるが、記憶された類似度が1つである場合には、ワーク120の他端部側の撮影がまだ行われておらず、すなわち両端の類似度が求められていないとして(S21:NO)、S22に進む。コンピュータ101のCPUは駆動装置102に指示を出し、ターンテーブル108を水平方向に180度回転させる(S22)。ターンテーブル108の回転の際に、プッシャ107は、一旦ワーク120から遠ざけられる。そして、ターンテーブル108の回転が完了したら、ワーク120は、プッシャ107によって再度押され、今度は他端部が、ストッパ110に突き当てられた状態となる。
The calculated similarity is stored in the RAM, but when the stored similarity is one, the other end side of the
S12へ戻り、ワーク120の他端部(後端部23または先端部22)に対し、上記同様のS12〜S16の処理が行われる。すなわち、カメラ103によってワーク120の他端部が撮影され(S12)、コンピュータ101において撮影画像に対し判定領域Gが設定される(S13)。そして判定領域G内の画素から配置パターンが作成され(S15)、基準パターン150に対する配置パターンの類似度が算出される(S16)。算出された類似度はRAMに記憶される。
Returning to S12, the same processes of S12 to S16 are performed on the other end (
これにより、ワーク120の一端部側の撮影画像に基づく配置パターンの類似度と、他端部側の撮影画像に基づく配置パターンの類似度とが求められたので(S21:YES)、両類似度が互いに比較される(S23)。そして、一端部側の撮影画像に基づく配置パターンの類似度が他端部側の同類似度よりも高ければ(S25:YES)、一端部がワーク120の先端部22であると判定(特定)される(S25)。S12〜S16が繰り返されることによりワーク120の撮影が2回行われたが、先に撮影された際のワーク120の向き(すなわち現在とは逆のワーク120の向き)においてストッパ110に突き当てられた側が、ワーク120の先端部22側と判定される。
Thereby, since the similarity of the arrangement pattern based on the captured image on the one end side of the
コンピュータ101のCPUは駆動装置102に指示を出し、ターンテーブル108を水平方向に180度回転させる(S27)。これにより、ワーク120は、先に撮影された際の向きで、配置部109に配置された状態となる。さらにコンピュータ101のディスプレイにワーク排出の指示が表示され(S28)、作業者が配置部109から、先端部22側をストッパ110側へ向けたワーク120を取り出して、検査が終了する。
The CPU of the
一方、S25において、一端部側の撮影画像に基づく配置パターンの類似度が他端部側の同類似度以下であった場合(S25:NO)、他端部がワーク120の先端部22であると判定される(S26)。つまり、後に撮影された際のワーク120の向き(すなわち現在のワーク120の向き)においてストッパ110に突き当てられた側が、ワーク120の先端部22側と判定される。コンピュータ101のディスプレイにワーク排出の指示が表示され(S28)、作業者がワーク120を取り出して、検査が終了する。
On the other hand, in S25, when the similarity of the arrangement pattern based on the photographed image on the one end portion is equal to or less than the same similarity on the other end side (S25: NO), the other end is the
以上説明したように、判定領域Gの縦範囲が、先端部22側の面取部24の軸線P方向の長さJから、後端部23側の面取部25の長さKを差し引いた大きさ分の範囲であるので、ワーク120の先端部22側の撮影画像Aの判定領域Gは、縦範囲のすべてが面取部24の形成範囲となり、ワーク120の胴部分(面取りされていない部分)が写らない。ゆえに、胴部分において生じうるハレーション121が撮影画像Aには写り込まない。一方、後端部23側においては、面取部25の長さKが判定領域Gの縦範囲の大きさである長さJよりも短いので、撮影画像Bには胴部分が主に写り、よってハレーション121も写り込む。したがって、判定領域G内の画素を明るさに応じたグループに分類することで形成される配置パターン130,140は、先端部22側の撮影画像Aに基づく配置パターン130と、後端部23側の撮影画像Bに基づく配置パターン140とで、特にハレーション121の部分において、大きな違いを生ずる。よって、基準となるワーク120の撮影画像を元にして基準パターン150を作成しておき、その基準パターン150と配置パターン130および140とから類似度を求め、両者を比較することにより、ワーク120の先端部22側と後端部23側とを精度よく判定することができ、すなわち確実に、ワークの先端部22を特定することができる。
As described above, the vertical range of the determination region G is obtained by subtracting the length K of the chamfered
また、ワーク120の先端部22に設けられた面取部24は、後端部23側の面取部25よりも大きな面取りが施されているので特徴がある。よって、ワーク120の先端部22側の撮影画像に基づく判定領域Hから基準パターン150を作成し、その基準パターン150との類似度を求めることによってワーク120の先端部22側を特定すれば、特定後に一瞥して特定に間違いがなかったかを確認できるので、その後のワーク120の取り扱いが容易である。
Further, the chamfered
このように、グロープラグ1のセラミックヒータ2をワーク120として検査すれば、容易且つ確実にセラミックヒータ2の先端部22側を特定できるので、製造過程におけるセラミックヒータ2の取り扱いが容易となり、グロープラグ1の組立ての容易性および確実性を得ることができる。
In this way, if the
なお、本発明は各種の変形が可能である。本実施の形態では、ワーク120の一端部の撮影と、他端部の撮影とを行い、それぞれの撮影画像に基づく配置パターンの基準パターン150に対する類似度を比較することにより、ワーク120の向きを判定(先端部22を特定)した。これに限らず、ワーク120の一端部の撮影画像に基づく配置パターンの基準パターン150に対する類似度のみを求め、基準値と比較することにより、一端部の撮影画像が先端部22側か後端部23側であるかを判定し、ワーク120の向きを判定してもよい。
The present invention can be variously modified. In the present embodiment, the orientation of the
具体的には、本実施の形態の検査プログラムにおいて、S21〜S28の処理の代わりに、図11に示す、S31〜S36の処理を行えばよい。まず、本実施の形態と同じS11〜S16の処理によって、ワーク120の一端部の撮影画像に基づく配置パターンが作成され、基準パターン150に対する類似度が算出される。算出された類似度が、あらかじめ定められた類似判定の基準値と比較される(S31)。
Specifically, in the inspection program of the present embodiment, the processes of S31 to S36 shown in FIG. 11 may be performed instead of the processes of S21 to S28. First, an arrangement pattern based on a photographed image of one end of the
類似度が基準値以上であれば類似とみなされ(S31:YES)、ワーク120の向きが順向きであると判定される(S32)。すなわち、ターンテーブル108の配置部109に現在配置されているワーク120の向きにおいて、ストッパ110に突き当てられた側が、ワーク120の先端部22であると特定される。よって現在、ワーク120が配置部109に配置されている状態のまま、コンピュータ101のディスプレイにワーク120の排出指示が表示される(S36)。
If the degree of similarity is greater than or equal to the reference value, it is regarded as similar (S31: YES), and it is determined that the direction of the
一方、類似度が基準値未満であれば、非類似とみなされ(S31:NO)、ワーク120の向きが逆向きであると判定される(S33)。すなわち、配置部109に現在配置されているワーク120の向きにおいて、ストッパ110に突き当てられた側が、ワーク120の後端部23であると特定される。この場合には、CPUから駆動装置102に指示が出され、ターンテーブル108が水平方向に180度回転される(S35)。これにより、T方向においてストッパ110側にワーク120の先端部22側が向けられるので、コンピュータ101のディスプレイにワーク120の排出指示が表示される(S36)。
On the other hand, if the similarity is less than the reference value, it is regarded as dissimilar (S31: NO), and it is determined that the direction of the
このように、ワーク120の一端部の撮影画像に基づく配置パターンの類似度からワーク120の向きを判定すれば、他端部側については撮影を行わなくとも判定できるので、ワーク120の検査の処理速度を速めることができる。
Thus, if the orientation of the
また、上面113の平面方向を水平方向とせず、さらに、ストッパ110がT方向において重力方向下側に位置するようにすれば、ワーク120を自重でストッパ110に突き当てさせることができるので、この場合はプッシャ107の構成を省いてもよい。また、プッシャ107の代わりにエア等を用いてワーク120を配置部109に配置させつつストッパ110に突き当てさせる構成であってもよい。
Also, if the plane direction of the
また、カメラ103は、照明にLED光を用いたが、撮影画像を3値化した場合にワーク120の基体と背景(検査台112の上面113)とハレーション121との区別が十分に可能な光量を有した光源であればよい。また、照明は、カメラ103と一体に設けられてもよいし、あるいは別体であってもよく、ワーク120の外周面26に敢えて生じさせるハレーション121が、カメラ103で撮影可能であればよい。T方向に沿う上面113は、カメラ103の撮影方向Sに対して直交する面であることが望ましいが、撮影画像からワーク120の向きを判定する上で十分な差異を得られる画像を取得できるのであれば、必ずしも上面113と撮影方向Sとが直交しなくともよい。すなわち、T方向と撮影方向Sとの関係が、ワーク120の後端部23側の撮影画像においては判定領域G内にハレーション121が含まれ、先端部22側では含まれない撮影画像を得られる関係であるとよい。
In addition, the
また、配置パターンは3値化処理により白、グレー、黒の3色で示す3段階に分類したが、二値化でもよいし、4値化以上の複数の段階のグループに分類してもよい。もちろん、256階調のグレースケールに変換した画像を配置パターンとしてもよい。また、グループの分類を画素ごとに、すなわちピクセルごとに行ったが、所定個の画素を1単位として扱い、単位ごとに、グループの分類を行ってもよい。この場合、1単位に含まれる各画素の明るさの平均値をもとに、グループの分類を行えばよい。また、画素のグループの分類を、画素の明るさ(明度)を基準に行ったが、彩度や色相など、画素を構成するデータのその他の要素、あるいは各要素の組合せに基づいて行ってもよい。 Further, the arrangement pattern is classified into three levels indicated by three colors of white, gray, and black by the ternarization processing, but may be binarized or classified into a group of a plurality of levels of four or more levels. . Of course, an image converted into 256 gray scales may be used as the arrangement pattern. Further, the group classification is performed for each pixel, that is, for each pixel. However, a predetermined number of pixels may be treated as one unit, and the group classification may be performed for each unit. In this case, the group may be classified based on the average value of the brightness of each pixel included in one unit. In addition, the grouping of pixels is performed based on the brightness (brightness) of the pixels, but may be performed based on other elements of the data constituting the pixels, such as saturation and hue, or combinations of the elements. Good.
また、撮影画像の解像度を100画素×100画素としたが、一例に過ぎないことは言うまでもない。解像度が低ければ(画素数が少なければ)、類似度の精確性が低下し、解像度が高ければ(画素数が多ければ)、類似度を求める演算による負荷が大きくなり、またカメラ103のコストも高くなる。したがって、ワーク120の先端部22側と後端部23側とを判定するための類似度を求める上で十分な画素数であればよく、検査プログラムの精確性と処理速度および検査コストとに応じて適宜設定すればよい。上記のグループの分類において1単位に含むとする画素の数についても同様である。
Further, although the resolution of the captured image is 100 pixels × 100 pixels, it goes without saying that this is only an example. If the resolution is low (if the number of pixels is small), the accuracy of the similarity decreases, and if the resolution is high (if the number of pixels is large), the load due to the calculation of the similarity increases, and the cost of the
また、類似度は、基準パターンの各画素のグループと同じ画素の数の割合を示すことによって求めたが、一例にすぎない。例えば、3値化した場合に、基準パターンのものと異なる画素の数を単純に数えるだけでなく、黒色で示される画素と白色で示される画素との違いの場合は1画素相当、黒色または白色で示される画素とグレーで示される画素との違いの場合は0.5画素相当というように重み付けをして全画素数から差し引き、残った数が全画素の数に占める割合を類似度として求めてもよい。 The similarity is obtained by indicating the ratio of the same number of pixels as each pixel group of the reference pattern, but is merely an example. For example, in the case of ternarization, not only the number of pixels different from that of the reference pattern is simply counted, but also in the case of a difference between a pixel indicated by black and a pixel indicated by white, black or white In the case of the difference between the pixel indicated by and the pixel indicated by gray, weighting is performed so that it corresponds to 0.5 pixel and subtracted from the total number of pixels, and the ratio of the remaining number to the total number of pixels is obtained as the similarity. May be.
また、判定領域Gは、あらかじめ基準となるワーク120の撮影画像に基づいて決定された画素の座標に従って設定されたが、例えば、検査台112の上面113にマーカーを設け、撮影画像からマーカーを識別して、そのマーカーに基づいて、範囲設定を行ってもよい。
The determination region G is set according to the pixel coordinates determined based on the captured image of the
また、判定領域Gの横範囲の大きさを、本実施の形態ではワーク120の外径Lとしたが、外径Lよりも小さい範囲としてもよい。ワーク120を撮影した撮影画像には、ワーク120の背景(上面113)が含まれる。判定領域の横範囲をワーク120の外径Lと同じかそれよりも小さい範囲とすれば、先端部22側の判定領域G内で背景の写り込む部分と、後端部23側の判定領域G内で背景の写り込む部分とは、面取部24と面取部25とによって削られた基体の縁端部分に相当する部分だけとなる。すなわち、横範囲がワーク120の外径Lよりも大きかった場合には、判定領域Gに、ワーク120の側方(径方向外側)の部分において共通の背景が写り込むことになるが、横範囲をワークの外径以下とすることで、共通の背景が写らない。このため、判定領域Gにおいて背景を構成する画素の明るさに着目した場合、先端部22側と後端部23側とにそれぞれ共通の背景が含まれる場合には、背景構成画素の明るさの差が小さくなってしまう。言い換えると、類似度の算出の際の分母となる画素数に、共通に含まれる画素の数が増え、両端の類似度の差が小さくなってしまう。判定領域Gに共通の背景が含まれなければ、背景構成画素の明るさの差をより大きくすることができ、ワーク120の先端部22側と後端部23側との判定精度を高めることができるので、ワーク120の先端部22をより確実に特定することができる。
Moreover, although the size of the lateral range of the determination region G is the outer diameter L of the
また、判定領域Gの縦範囲の大きさを、長さJから長さKを引いた大きさとしたが、長さJをそのまま適用してもよい。すなわち、ワーク120の後端部23側が撮影された場合に、判定領域Gに、面取部25が含まれてもよい。判定領域Gの縦範囲が、面取部25を含む範囲だとしても、先端部22側の撮影画像に基づく判定領域Gにおいてワーク120の胴部分が含まれないことは、本実施の形態と同様である。よって、ハレーション121が写り込んだ後端部23側の撮影画像の判定領域Gに基づく配置パターン140と、ハレーション121の写らない先端部22側の撮影画像の判定領域Gに基づく配置パターン130との間において、基準パターン150との類似度は、依然、大きな差異を有する。よって、判定領域Gに、面取部25が含まれても、十分に、ワーク120の向きを精度よく判定することが可能である。もっとも、類似度の算出の際の分母となる画素数に共通に含まれる画素の数が増えるという観点においては、上記同様に、判定領域Gに面取部25が含まれないことが望ましい。
Moreover, although the size of the vertical range of the determination region G is set to the size obtained by subtracting the length K from the length J, the length J may be applied as it is. That is, the chamfered
基準パターンは、基準となるワーク120の先端部22側の撮影画像を元に作成したが、後端部23側の撮影画像を元に作成してもよい。すなわち、ワーク120の向きの検査は、軸線P方向のどちら側が先端部22側であるかを判定する検査としてもよいし、あるいは、軸線P方向のどちら側が後端部23側であるかを判定する検査としてもよい。
The reference pattern is created based on the photographed image on the
ワーク120の向きの検査後に、ターンテーブル108の配置部109からワーク120を排出する機構を設けてもよい。例えば、駆動装置102に、ストッパ110の配置位置を移動させる動力源およびその制御装置を設けるとともに、T方向で、ターンテーブル108を挟んで案内部104とは反対側に、ワーク120の第2の搬送手段をさらに設ける。そして、S28では、ストッパ110を移動させて、ターンテーブル108の配置部109と、第2の搬送手段の搬送路とをT方向に接続し、プッシャ107を動作させてワーク120を第2の搬送手段に押し出す構成とすればよい。
A mechanism for discharging the
なお、本実施の形態においては、ワーク120の先端部22がワークの「一端」に相当し、後端部23がワークの「他端」に相当する。面取部24が「第1面取部」に相当し、面取部25が「第2面取部」に相当する。長さJが「第1長さ」に相当し、長さKが「第2長さ」に相当する。検査台112の上面113が「台」の「第1平面」に相当する。ストッパ110の規制面111が「規制部材」の「第2平面」に相当する。撮影画像AまたはBが「第1画像」に相当し、第1画像には該当しない撮影画像BまたはAが「第2画像」に相当する。
In the present embodiment, the
また、S11において、ターンテーブル108の配置部109にワーク120を配置する工程(処理)が、「第1配置工程」に相当する。S12において、カメラ103によってワーク120の撮影を行う工程(処理)が、「第1撮影工程」に相当する。S13において、ワーク120の撮影画像に判定領域Gを設定する工程(処理)が、「設定工程」に相当する。S15において、判定領域Gに含まれる各画素を明るさに応じたグループに分類して配置パターンを作成する工程(処理)が、「作成工程」に相当する。S16において、配置パターンの各画素を基準パターン150の各画素と比較して、基準パターン150に対する配置パターンの類似度を求める工程(処理)が、「演算工程」に相当する。求めた類似度を類似の基準値と比較して、基準値以上であれば、類似度を求めた配置パターンの元となる撮影画像に写るワーク120の端部が、ワーク120の先端部22であると判定する(つまり現在のワーク120の向きを順方向と判定する)工程(処理)が、「特定工程」に相当する。
In S11, the process (process) of arranging the
S22において、ターンテーブル108を180度回転させる工程(処理)が、「第2配置工程」に相当する。2周目のS12において、カメラ103によってワーク120の撮影を行う工程(処理)が、「第2撮影工程」に相当する。
In S22, the process (process) of rotating the
1 グロープラグ
2 セラミックヒータ
4 主体金具
12 端部
13 端部
22 先端部
23 後端部
24,25 面取部
27 発熱抵抗体
100 検査装置
101 コンピュータ
103 カメラ
108 ターンテーブル
110 ストッパ
111 規制面
112 検査台
113 上面
120 ワーク
130,140 配置パターン
150 基準パターン
G 判定領域
J,K 長さ
L 外径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
所定方向に沿う平面である第1平面を有する台の前記第1平面上において、前記ワークの前記軸線を前記所定方向に沿わせるとともに、前記所定方向に略垂直な平面である第2平面を有する規制部材の前記第2平面に、前記ワークの端部を突き当てた状態にして、前記ワークを前記台上に配置する第1配置工程と、
前記第1配置工程において配置された前記ワークを、撮影手段を用いて撮影して第1画像を取得する第1撮影工程と、
前記第1画像の画像内において、前記規制部材の前記第2平面の位置から前記所定方向に前記第1長さの大きさ分の範囲を縦範囲とし、前記軸線の位置を中央にして前記所定方向と直交する方向に前記ワークの外径の大きさ分の範囲を横範囲とする矩形の領域を判定領域に設定する設定工程と、
前記第1画像について、前記判定領域内の画像を構成する各画素を当該各画素の明るさに応じて複数のグループに分類し、当該各グループが前記判定領域内で配置されるパターンを示す配置パターンを作成する作成工程と、
前記第1画像の前記配置パターンと、あらかじめ作成された基準のパターンである基準パターンとを、パターン内における前記各グループの明るさの配分に基づいて比較し、前記基準パターンに対する前記配置パターンの類似の度合いを示す類似度を演算する演算工程と、
前記類似度が、あらかじめ定められたしきい値以上である場合に、前記配置パターンのもととなる画像が撮影された前記ワークの端部を、前記ワークの先端側の端部として特定する特定工程と、
を備えることを特徴とするワークの検査方法。 A rod shape extending along the axis is formed, and on one end side, a first chamfered portion chamfered from the end portion on the one end side to a predetermined first length along the axis is formed, and on the other end side, A workpiece inspection method for inspecting a workpiece having a second chamfered portion formed by chamfering a portion from the end portion on the other end side to a second length shorter than the first length along the axis. There,
On the first plane of the table having a first plane that is a plane along a predetermined direction, the axis of the workpiece is along the predetermined direction, and the second plane is a plane substantially perpendicular to the predetermined direction. A first placement step of placing the workpiece on the table in a state in which the end portion of the workpiece is abutted against the second plane of the regulating member;
A first photographing step of photographing the work placed in the first placement step using a photographing means to obtain a first image;
In the image of the first image, a range corresponding to the size of the first length in the predetermined direction from the position of the second plane of the regulating member is a vertical range, and the position of the axis is the center, A setting step for setting a rectangular region having a lateral range of a range corresponding to the size of the outer diameter of the workpiece in a direction orthogonal to the direction as a determination region;
For the first image, the pixels constituting the image in the determination area are classified into a plurality of groups according to the brightness of the pixels, and an arrangement showing a pattern in which the groups are arranged in the determination area A creation process to create a pattern;
The arrangement pattern of the first image is compared with a reference pattern which is a reference pattern created in advance based on the distribution of the brightness of each group in the pattern, and the arrangement pattern is similar to the reference pattern. A calculation step of calculating a similarity indicating the degree of
A specification that specifies, when the similarity is equal to or greater than a predetermined threshold value, an end portion of the workpiece on which an image that is the basis of the arrangement pattern is taken as an end portion on the tip side of the workpiece Process,
A workpiece inspection method comprising:
前記撮影方向に沿って前記第2配置工程において配置された前記ワークを撮影した第2画像を取得する第2撮影工程と、
をさらに備え、
前記設定工程は、前記第2画像の画像内において前記判定領域を設定し、
前記作成工程は、第2画像の前記判定領域内の画像から前記配置パターンを作成し、
前記演算工程は、前記基準パターンに対する前記第2画像の前記配置パターンの前記類似度を演算し、
前記特定工程は、前記第1画像の前記配置パターンと前記第2画像の前記配置パターンとのうち、前記基準パターンに対する前記類似度が高い側の前記配置パターンのもととなる画像が撮影された前記ワークの端部を、前記ワークの先端側の端部として特定すること
を特徴とする請求項1に記載のワークの検査方法。 The direction of the axis of the workpiece is rotated by 180 degrees along the first plane, and the end of the workpiece on the opposite side to the side abutted against the regulating member in the first arrangement step is the second plane. A second placement step of placing the workpiece on the table,
A second imaging step of acquiring a second image obtained by imaging the workpiece arranged in the second arrangement step along the imaging direction;
Further comprising
The setting step sets the determination area in the image of the second image,
The creation step creates the arrangement pattern from an image in the determination area of the second image,
The calculation step calculates the similarity of the arrangement pattern of the second image with respect to the reference pattern,
In the specifying step, an image that is the basis of the arrangement pattern on the side having the higher similarity to the reference pattern out of the arrangement pattern of the first image and the arrangement pattern of the second image is captured. The workpiece inspection method according to claim 1, wherein an end portion of the workpiece is specified as an end portion on a tip side of the workpiece.
請求項1から4のいずれかに記載のワークの検査方法を製造工程に含み、前記ヒータの前記先端部側を特定し、前記ヒータの後端側を前記主体金具に保持させることによって製造されることを特徴とするグロープラグの製造方法。 A glow plug comprising: a heater having a heating resistor that generates heat when energized; and a metal shell that holds the rear end of the heater in a state where the tip of the heater protrudes forward. A manufacturing method of
5. The workpiece inspection method according to claim 1 , wherein the manufacturing method includes the workpiece inspection method, wherein the tip end side of the heater is specified, and the rear end side of the heater is held by the metal shell. A method of manufacturing a glow plug, characterized in that
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