JPH06184806A - 口金の芯だし装置 - Google Patents

口金の芯だし装置

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JPH06184806A
JPH06184806A JP43A JP35524892A JPH06184806A JP H06184806 A JPH06184806 A JP H06184806A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 35524892 A JP35524892 A JP 35524892A JP H06184806 A JPH06184806 A JP H06184806A
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conical
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centering device
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Takaharu Akagi
敬治 赤木
Koichi Komatsu
浩一 小松
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Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 口金の吐出し孔穿孔を確実に行うことを可能
とする芯だし装置を提供することを目的とする。 【構成】 穴8を下向きにして口金7がX−Yテーブル
6に置かれる。テーブル6の下側から偏光照明法による
撮像装置10で穴8を撮像し、得られる画像信号を画像
処理装置11により処理することにより、穴8の円錐形
頂点位置が求められる。テーブル6の上方にキリ4が配
置され、検出される円錐形頂点の座標位置がキリ4の座
標位置に一致するようにテーブル6が制御駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、合成繊維紡糸用の口金
の吐出し孔穿孔等に用いられる芯だし装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図9(a) 〜(c) は、従来の合成繊維紡糸
口金の穿孔工程を示している。口金基板81には、図9
(a) に示すように予め吐出し孔位置に底部が円錐形をな
すガイド穴82が形成される。そして、図9(b) に示す
ように、ガイド83付のキリ84を用いてガイド穴底に
穿孔され、図9(c) に示すような吐出し孔85が形成さ
れる。
【0003】実際の合成繊維紡糸用口金では、上述した
方法で微細な吐出し孔が多数配列形成される。そして複
数の吐出し孔から紡がれた糸が拠り合わされて、一本の
糸が得られる。従って、口金に開けられる吐出し孔が一
カ所でも曲っていたりすると、紡がれる糸は不良品とな
る恐れがあり、多数の吐出し孔が極めて精度よく真直ぐ
に形成されることが必要になる。また約0.1mm程度の
径の吐出し孔を開ける場合、芯だしの精度として、5μ
m 程度が要求される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
法による穿孔工程では、真直ぐな吐出し孔を形成するこ
とが容易ではない。何故なら、口金基板の厚みに対し
て、吐出し孔の形状寸法はキリ加工にとって非常に小さ
い。例えば口金基板81は厚みが10〜13mmのステン
レスであり、吐出し孔85の径は約0.1mm程度であ
る。ガイド用の穴82は径が1〜3mm、深さは基板厚み
に近い。従って吐出し孔加工用のキリ84は極めて細く
かつ長いものであることが必要である。そうすると、図
9(b) に示すようにガイド83を用いたとしても、キリ
84が僅かに倒れたり、先端が穴82の側面に当たって
キリ84が曲がったりすると、容易に曲がった吐出し孔
85が形成されることになる。
【0005】本発明は、上記した事情を考慮してなされ
たもので、口金の吐出し孔穿孔を確実に行うことを可能
とする芯だし装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、円錐形の穴が
形成された口金の芯だし装置であって、直線偏光光ビー
ムを前記口金の穴に照射する手段と、前記穴からの反射
光ビームを偏光板を介して集光して撮像する手段と、こ
の手段により撮像された前記穴の円錐形頂点を中心とし
て放射状パターンをなす反射像を画像処理して円錐形頂
点位置を求める手段とを備えたことを特徴としている。
【0007】本発明はまた、穿孔すべき位置に円錐形の
穴が形成された口金の芯だし装置であって、前記口金を
前記穴を下向きにして載置してこれを直交する二軸方向
に駆動するX−Yテーブルと、このX−Yテーブルの上
方に配置されて前記口金の穴の位置に吐出し孔穿孔を行
うための穿孔用治具と、前記X−Yテーブルの下方に配
置されて直線偏光光ビームを前記口金の穴に照射する手
段と、前記穴からの反射光ビームを偏光板を介して集光
して撮像する手段と、この手段により撮像された前記穴
の円錐形頂点を中心として放射状パターンをなす反射像
を画像処理して円錐形頂点位置を求める手段と、この手
段により求められた円錐形頂点位置を前記穿孔用治具位
置に合わせるべく前記X−Yテーブルを制御駆動する手
段とを備えたことを特徴としている。
【0008】
【作用】本発明によれば、円錐形の穴に直線偏光光ビー
ムを照射し、その反射光ビームを偏光板を通して撮像す
ることにより、穴の円錐形頂点位置を中心として放射状
パターンをなす反射像が得られる。この反射像を画像処
理することにより、穴の円錐形頂点位置を正確に知るこ
とができる。また本発明によると、穴を下向きにして口
金をX−Yテーブルに置き、X−Yテーブルの下から上
述した偏光照明の方法によって穴を撮像して円錐形頂点
位置を検出すると共に、X−Yテーブルの上方に穿孔用
治具を配置して、検出される円錐形頂点位置が穿孔用治
具位置に一致するようにX−Yテーブルが制御駆動され
る。この時、キリのような穿孔治具は、穴をガイドされ
ることなく、平坦な口金基板の面で穿孔を行うため、例
えばキリの長さを従来より十分小さくすることができ、
またキリの先端が穴側面に当たるという事態もない。従
って吐出し孔は正確に芯だしされるだけでなく、真直ぐ
に加工される。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図1は、本発明の一実施例に係る口金の穿孔
加工装置の概略構成である。基台1に支柱2が立てら
れ、この支柱2には摺動可能にアーム3が取り付けられ
ている。アーム3の先端部には、穿孔加工用治具である
キリ4が下向きに取り付けられている。
【0010】基台1上にはまた、テーブル駆動装置5
と、これによりX,Y二軸方向に駆動されるX−Yテー
ブル6が設けられている。このX−Yテーブル6上に口
金7がガイド用の円錐形穴8を下向きにして載置され
る。X−Yテーブル6の中央部には孔9が開けられてい
て、その下から口金7の穴8を観測できるようになって
いる。そして、基台1のX−Yテーブル6の孔8の下に
は、丁度キリ4の下方に位置して撮像装置10が設けら
れている。この撮像装置10は、口金7の穴8の円錐形
頂点位置を検出するためのもので、その出力は画像処理
装置11に取り込まれる。そして画像処理装置11によ
り求められる口金7の穴8の円錐形頂点位置情報に応じ
て、テーブル駆動装置5が制御駆動される。
【0011】口金の芯だし制御および吐出し孔穿孔は概
略次のように行われる。キリ4の先端、および撮像装置
10の撮像面中心のX,Y座標位置は、予め等しく、例
えば(X0 ,Y0 )に設定される。そしてX−Yテーブ
ル6に口金7を載置して、その円錐形をなす穴8の部分
を撮像し、これを画像処理して、穴8の中心位置即ち円
錐形頂点位置座標を求める。こうして求まった位置座標
が(X0,Y0)に一致するように、X−Yテーブル6を
制御駆動する。これにより、口金7に吐出し孔を穿孔す
べき位置がキリ4の真下に来る。この様にX−Yテーブ
ル6を駆動制御した後、アーム3を降ろして、キリ4に
より口金7に穴8の反対側から、吐出し孔を穿孔する。
この実施例によれば、平坦面で穿孔が行われる。従っ
て、キリ4の長さは吐出し孔の長さより僅かに長いもの
であればよく、従来法のように長いキリは必要ない。ま
た、キリが穴の斜面に当たって曲がったりすることはな
く、正確な吐出し孔穿孔ができる。
【0012】撮像装置10の具体的な構成は、例えば図
2のようになっている。光源21からの光ビームはコリ
メータレンズ22により平行光ビームとされ、これが第
1の偏光板23を介して直線偏光光とされ、ハーフミラ
ー24により反射されて、対物レンズ25により口金7
の穴8の部分に照射される。口金7の穴8の部分からの
反射孔ビームは、対物レンズ25,ハーフミラー24を
介し、更に第2の偏光板26,集光レンズ27を介して
CCDカメラ28に入射される。第1の偏光板23と第
2の偏光板26とは互いに直交する偏光面を持つものと
する。
【0013】円錐形の穴8が加工された口金7に対し
て、上述した構成の撮像装置によるいわゆる偏光照明撮
像を行うと、図4に示すように、穴8の円錐形頂点を中
心として回転対称の放射状パターン(十字の影パター
ン)をなす反射像が得られる。この反射像パターンを画
像処理してその中心を求めれば、穴8の円錐形頂点座標
を求めることができる。
【0014】画像処理装置11は、図3のように構成さ
れる。CCDカメラ28により得られる画像信号(生画
像は、前述したように図4に示す放射状パターンとな
る)は順次A/Dコンバータ31により、例えば全階調
256のディジタルデータに変換され、これがフレーム
メモリ32に蓄積される。このフレームメモリ32のデ
ータは次に、2値化回路33により2値化される。2値
化のスライスレベルは例えば、全階調256に対して1
00とする。このようにして2値化処理された画像は、
例えば図5のようになる。
【0015】次に、エッジ検出回路34により、図5の
2値化画像のx方向走査によるエッジx1 ,x2 ,x3
,x4 の座標、およびy方向走査によるエッジy1 ,
y2 ,y3 ,y4 の検出が行われる。各走査線の数は適
当に設定される。そして各走査線毎に、得られるx座標
の中間座標、およびy座標の中間座標が中間座標演算回
路35により求められ、その中間座標値が中間座標メモ
リ36に書込まれる。このようにして得られる中間座標
値を、図5の2値化画像に重ねてプロットしてつなげる
と、図6のようになる。中間座標値をこの様に表示する
と、画像中心で交差する2つの線A,Bになることが分
かる。但し、2値化画像はエッジが必ずしもきれいな直
線ではないために、この段階では2つの線A,Bとも
に、直線ではない。
【0016】そこで、中間座標メモリ36のデータに基
づいて次に直線化処理がなされる。具体的には、まず分
散分析処理回路37により、ある分散範囲を越えたデー
タが不要データ或いは誤データとして除かれる。そして
残りのデータについて、直線化処理回路38により、直
線近似が行われる。この直線近似の方法としてはよく知
られた最小自乗法が用いられる。図7は、このようにし
て求まった2直線A,Bを2値画像上に重ねて示してい
る。
【0017】次に、以上のようにして求まった2直線
A,Bの交点座標が、交点座標演算回路39により求め
られる。求められた交点座標(x,y)は、円錐形穴の
頂点位置、即ち穿孔すべき位置座標となっている。そこ
で、テーブル制御回路40により、図1に示したキリ4
および撮像装置10の撮像面中心として予め設定されて
いる座標(x0 ,y0 )と、測定された円錐形穴の頂点
位置座標(x,y)の間のずれを修正すべく、X−Yテ
ーブル駆動回路5が自動制御される。
【0018】この様にして、偏光照明と画像処理によっ
て、口金7の穴8の中心、即ち円錐形穴8の頂点座標位
置に正確に、キリ4により口金7の穴8とは反対側の面
から穿孔がなされ、吐出し孔が形成される。従来のよう
に穴を通しての穿孔ではないから、キリの長さは従来よ
り短く設定することができ、しかも口金の平坦面で穿孔
が行われるから、真直ぐな吐出し孔が正確に得られる。
【0019】上記実施例では二つの偏光板を用いたが、
同様の偏光照明は一つの偏光板を用いても行うことがで
きる。そのような実施例の光学系を図2に対応させて図
8に示す。この構成では、一つの偏光板29が光の往
路,復路に共に入るので、上記実施例と同様に直線偏光
光による照明と、反射光ビームの特定偏光成分の抽出と
が可能であり、従って上記実施例と同様の心だしができ
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、偏
光照明と画像処理を組合わせることにより、口金の芯だ
しを正確に制御することができ、これに基づいて口金の
穴と反対側の面から穿孔を行うようにして、正確な位置
に真直ぐな吐出し孔を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る口金穿孔装置の構成
を示す図である。
【図2】 同実施例の撮像装置の構成を示す図である。
【図3】 同実施例の画像処理装置の構成を示す図であ
る。
【図4】 同実施例により撮像される生画像である。
【図5】 同実施例による2値化画像である。
【図6】 同実施例によるエッジ中間座標を結ぶ線を示
す図である。
【図7】 同実施例による直線化処理後の直線を示す図
である。
【図8】 他の実施例の撮像装置の構成を示す図であ
る。
【図9】 従来法による口金吐出し孔穿孔工程を示す図
である。
【符号の説明】
1…基台、2…支柱、3…アーム、4…キリ(穿孔治
具)、5…テーブル駆動装置、6…X−Yテーブル、7
…口金、8…円錐形穴、10…偏光照明による撮像装
置、11…画像処理装置、21…光源、22…コリメー
タレンズ、23…第1の偏光板、24…ハーフミラー、
25…対物レンズ、26…第2の偏光板、27…集光レ
ンズ、28…CCDカメラ、31…A/Dコンバータ、
32…フレームメモリ、33…2値化回路、34…エッ
ジ検出回路、35…中間座標演算回路、36…中間座標
メモリ、37…分散分析処理回路、38…直線化処理回
路、39…交点座標演算回路、40…テーブル制御回
路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円錐形の穴が形成された口金の芯だし装
    置であって、 直線偏光光ビームを前記口金の穴に照射する手段と、 前記穴からの反射光ビームを偏光板を介して集光して撮
    像する手段と、 この手段により撮像された、前記穴の円錐形頂点を中心
    として放射状パターンをなす反射像を画像処理して円錐
    形頂点位置を求める手段と、を備えたことを特徴とする
    口金の芯だし装置。
  2. 【請求項2】 穿孔すべき位置に円錐形の穴が形成され
    た口金の芯だし装置であって、 前記口金を前記穴を下向きにして載置してこれを直交す
    る二軸方向に駆動するX−Yテーブルと、 このX−Yテーブルの上方に配置されて前記口金の穴の
    位置に吐出し孔穿孔を行うための穿孔用治具と、 前記X−Yテーブルの下方に配置されて直線偏光光ビー
    ムを前記口金の穴に照射する手段と、 前記穴からの反射光ビームを偏光板を介して集光して撮
    像する手段と、 この手段により撮像された、前記穴の円錐形頂点を中心
    として放射状パターンをなす反射像を画像処理して円錐
    形頂点位置を求める手段と、 この手段により求められた円錐形頂点位置を前記穿孔用
    治具位置に合わせるべく前記X−Yテーブルを制御駆動
    する手段と、を備えたことを特徴とする口金の芯だし装
    置。
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