JPH06294631A - 画像処理システムによる寸法管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取付スペースに限定されず、多種の要素の測
定及び良否の選別、寸法補正を行うことのできるばね製
造機の画像処理システムによる寸法管理を提供する。 【構成】 ＮＣ装置２７によりピッチ（自由長）制御と
コイリングツール２の位置制御を行うばね製造機におい
て、成形ばねがカッタ１１により切断される直前の形状
を、ＣＣＤカメラ１５で撮ってＣＲＴ２４に画像表示
し、キーボード３７入力により設定した基準位置とこの
前後の許容範囲とをこの画像と比較して、画像が許容範
囲から外れたとき選別器１９に信号を送って、シャッタ
２１を開き良否の選別をする。同時に画像が基準位置か
ら離れた距離に比例した信号を出力して、コイリングツ
ール２又は及びピッチツール７の位置補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はばね製造機の画像処理シ
ステムによる寸法管理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のばね製造機でばねを成形す
る場合、常に同じ寸法のばねが製造されるとは限らな
い。これは主として線材の材質むらやその断面形状（直
径等）の不均一等の線材特性、及び成形時の気温等環境
の変化に起因する。このうち線材特性はロットの相違は
勿論、１ロット中においても微妙に変化しているのが普
通で、線材そのものの弾性力が常に変化することにな
る。このように弾性力が変化する線材をばねに形成する
場合、弾性力の変化により元に戻ろうとする力が刻々と
変化すれば、常に一定寸法のばねを製造することは困難
である。そこで良品率を高めるために開発されたもの
に、特公昭６４−２７５２号及び特開平３−３５８３１
号の先行技術がある。

【０００３】前者は図６に示すように線材を送り出す手
段１０１と、線材を当接させて強制的に曲げるコイリン
グツール１０２と、このコイリングツールにより曲げ癖
の付けられた線材に対して、その曲げられた面に対して
ほぼ垂直方向に往復しながらコイルピッチを作る押し出
し手段１０３と、一個分の線材送り出しに同期して線材
を切断する手段１０４と、ばね一個分の線材を送り出す
ことで製造されたばねの自由長を検出する静電容量式検
出器１０５からなるばね製造機において、ばね製造に係
る自由長制御量を調整するごとに、サンプリング手段で
複数個のばねを製造し、解析手段で最適な制御量を求め
ることにより最高の良品率でばねを製造しようとするも
のである。

【０００４】後者は、前述のばね製造機において、定期
的に図７に示すような目的自由長Ｌｏの密着ばねを製造
し、その密着ばねを製造するに要した線材の展開長と線
材の径ｄより、製造されるばねの外径Ｄｏを算出し、こ
の算出した外径からコイリングツール１０２の位置を調
整するようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた特
公昭６４−２７５２号の技術は、自由長のみを対象とし
たものでコイル径等他の要素に対応できないという問題
点を有し、更に静電容量式検出器を使用しているため、
センサチップ１０５ａに成形粉等のごみが付着すると感
度低下や測定誤差が生じやすく、そのうえ比較的大型の
ばねには対応できないという問題点を有している。また
特開平３−３５８３１号の技術は、外径を対象としたも
のでばね成形中に行うことができず所定時期ごとに密着
ばねを作って間接的に径を算出せねばならず、その間の
時間が無駄になり能率的でないという問題点を有してい
る。本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みなされたものであり、その目的とするところは、一定
距離はなれた位置に設置したカメラにより成形ばねの側
面を撮影し、ＣＲＴに表示された画像処理により自由
長，コイル径等複数の寸法管理を連続的に行うことので
きる装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における画像処理システムによる寸法管理装置
は、ばねの自由長を制御するピッチ調整部材とコイリン
グツールの位置を制御する部材を有するばね製造機にお
いて、前記ばね製造機で成形されるばねの切断直前の形
状を撮影するカメラと、この画像を表示するＣＲＴを設
け、ほぼ設計値通りに成形された基準ばねの切断直前の
画像を前記ＣＲＴに表示して長さ方向及び径方向の基準
位置と、該基準位置の前後に許容範囲幅を設定する手段
を設け、成形ばねの切断直前の画像と前記許容範囲幅と
を比較して良否を選別する手段を設け、前記成形ばねの
画像が前記基準位置から離れた距離に比例した補正量を
出力する手段を設け、該補正量により前記ピッチ調整部
材又は及びコイリングツールの位置を制御する部材の位
置補正を行うものである。

【０００７】

【作用】連続加工中の切断直前のばねの画像を、予め設
定した基準位置前後の許容範囲幅と比較し、許容範囲幅
から外れた場合、選別器のゲートを開き不良品ポートよ
り搬出する。更に基準位置を中心としてその前後に複数
の領域を設け、成形ばねの画像の位置がどの領域にある
かによってそれぞれ違った補正信号を出力する。そして
例えば自由長が長すぎる場合にはピッチ調整部材の前進
端位置の補正を行い、また外径が大きすぎる場合にはコ
イリングツールの位置補正を行う。

【０００８】

【実施例】以下実施例について図面に基づいて説明す
る。図１，図２のばね製造機の要部概略図において、１
は線材を送り出すフィードローラで、一対で線材を挟持
して図示しない駆動モータにより線材を送り出すように
なっている。２はコイリングツールで、ガイド３を介し
て送り出される線材Ｗを衝合させてコイル径を成形させ
るものであり、コイリング用モータ４により回転される
溝カム５（図は省略して外周カムとして表示されてい
る）にカムフオロア６が係合し、モータの正逆回転で該
コイリングツール２は矢印で示す方向に移動可能とされ
ている。

【０００９】７はピッチツールで、コイル径が成形され
た線材Ｗにピッチを与えるためのものである。このピッ
チツール７もコンリングツール２と同様ピッチ用モータ
８の正逆転により溝カム９を介して矢印で示す方向に移
動可能とされており、図３で示すように先端の傾斜面７
ａでピッチを決めるようになっている。従ってピッチツ
ール７を矢印の方向に往復運動させることにより、両端
が密着し中間に所望のばねピッチが成形される。１１は
カッタで、図示しない芯金と共に線材を切断するもので
あり、カッタ用モータ１２の一方向回転により溝カム１
３を介して矢印に示す方向に移動可能とされている。カ
ッタ１１は側面に凸部１１ａを有し、対応位置にタイミ
ングセンサ１４として近接スイッチが取付けられてお
り、カッタ１１が後退端位置より前進を始めると同時に
信号を出力する。

【００１０】１５はＣＣＤカメラで、支持具１６を介し
てフレーム１７に位置調整可能に固着されており、成形
ばねを側面から撮影する。１８は照明ランプで画像の境
界線をはっきりさせるため被写体をシャドーにするため
のものである。そして上記の各モータ４，８，１２はす
べてＮＣ制御のサーボモータが使用されている。図４は
本考案の画像処理システムによる寸法管理装置のブロッ
ク線図と要部の構成図である。１９は選別器で、シャッ
タ２１はソレノイド２３により回動するが、ソレノイド
２３の駆動信号が何れもゼロの場合には、図示しないば
ねの作用で実線で示す垂直位置にある。２４はＣＲＴ、
２５は画像処理システム、２６はキーボードユニット、
２７はＮＣ装置である。

【００１１】画像処理システム２６は、例えばエヌエス
デイ株式会社製のＭＩＬＺＯ等市販のものを使用するこ
とができる。このものはＣＣＤカメラ１５からの信号を
２値化するためのＡ／Ｄ変換部２８、ＣＲＴ２４に必要
なアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部２９、画像処理
メモリ３０、キーボードユニット２６からの入力に応じ
た処理制御を行う第２ＣＰＵ３１、画像データ処理を行
う第３ＣＰＵ３２、これらの共用メモリ３３、タイミン
グ信号入力用のデジタル入力部３４、ばね製造機へ信号
を出力するデジタル出力部３５により構成されている。

【００１２】キーボードユニット２６は、設定モード，
実行モード，表示モード等各種の指令や情報を画像処理
システム２５に出力するためのもので、インタフエイス
用の第１ＣＰＵ３６、入力操作用キーボード３７により
構成されている。ＮＣ装置２７にはピッチ用モータ８の
回転を制御するピッチ用モータ制御部３８、ピッチ用モ
ータ８に駆動電力を供給するパワー出力部３９、コイリ
ング用モータの回転を制御するコイリング用モータ制御
部４１、コイリング用モータ８に駆動電力を供給するパ
ワー出力部４２より構成されており、更に選別器１９の
ソレノイド２３への出力を制御する選別器制御部４３が
別に設けられている。

【００１３】続いて本実施例の作用について説明する。
連続加工に先立って、ＭＤＩ又はパルスジェネレータか
らの手動入力でコイリングツール２及びピッチツール７
の位置を調整して、ほぼ設計値通りのばねができるよう
になった時点で、カッタ１１による切断直前の状態で機
械を一時停止させる。画像処理システムの電源を入れ、
ＣＣＤカメラ１５により撮影されたばねの像をＣＲＴ２
４の画面上に表示する〔図５（ａ）〕。そしてキーボー
ド３７で設定モードに切り換えると、測定範囲を示す枠
が画像と重複して表示され〔図５（ｂ）〕、次いでキー
ボード入力で基準位置を示す一本のたて線と、平行な離
れた二本の横線を表示し、このたて線を像の長さ方向の
先端に合わせ〔図５（ｃ）〕、二本の横線をそれぞれ外
径の両端に合わせる〔図５（ｅ）〕。

【００１４】続いてキーボード３７から計測パラメータ
を入力すると、基準位置を挟んでその両側に−ＮＧと＋
ＮＧの許容幅を示すたて線〔図５（ｄ）〕と、図示しな
い横線が表示され、同時に計測パラメータの数値が共用
メモリ３３に記憶される。次いで基準位置から離れる方
向の距離を複数の領域に分割し、この領域のそれぞれの
ドットレートを算出して共用メモリ３３に記憶し、設定
モードを終わる。続いてキーボード入力で実行モードに
切り換えたうえ、連続加工を開始する。そしてカッタ１
１が線材側へ移動開始したのをタイミングセンサ１４が
検知して信号を出力し、これを契機としてＣＲＴ２４上
のばね像の右端位置と基準位置を示すたて線との差で自
由長を、ばね像の径方向両端位置と基準位置を示す横線
との差で、コイル径をそれぞれ計測する。例えばこのと
き画像の長さ方向先端位置が＋ＮＧを示すたて線より外
れていた場合デジタル出力部３５より信号が出力され、
これにより選別器制御部４３のソレノイド２３に電圧が
印加されてシャッタ２１が開き、切断されたばねが右側
のＮＧポートより図示しない不良品収納箱内に落下す
る。

【００１５】そして同時にＣＲＴ２４上で画像の先端位
置が基準位置より＋ＮＧ側に離れた距離に対応する補正
量が、ピッチ用モータ８の補正量として記憶され、次の
加工時にこの補正量によりピッチツール７の前進位置の
修正が行われる。また例えば画像の外径が基準位置より
＋ＮＧ側に外れた場合には両側の基準位置より離れた距
離に対応する補正量の和が求められて、コイリング用モ
ータ制御部４１，パワー出力部４２を介してコイリング
ツール２の位置を直ちに補正する。こうして連続加工さ
れたばねは、計測が行われるたびにその寸法が記憶さ
れ、キーボード入力により表示モードに変換すると、計
測寸法の変化を折れ線グラフで、ばらつき寸法別の累積
個数が棒グラフで、それぞれＣＲＴ上に表示することが
できる。尚、ばね像がＮＧラインから外れたものをすべ
て不良品としているため、バリ又は曲がり等の形状不良
も選別することができ、この場合には測定領域から大幅
に外れるのでエラー表示して補正を行わない。

【００１６】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されている
で、次に記載する効果を奏する。ばね成形位置より離れ
た場所からＣＣＤカメラにより撮影してＣＲＴ上にばね
の画像を表示し、予め基準位置とその前後に許容範囲幅
を設定し、成形ばねの画像が許容範囲より外れたとき、
選別器に信号を送って製品の良否を判別し、同時に基準
位置から離れた距離に比例した補正信号を出力して、ピ
ッチ調整部材により自由長を、コイリングツールの位置
制御部材により外径をそれぞれ寸法補正し、基準位置に
近づけるようにしたので、測定器の取付スペースに制約
がなく、成形粉等汚れによる測定誤差がなく、自由長，
コイル径，形状異状等多種の要素による製品管理が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のばね製造機の要部側面図である。

【図２】本実施例のばね製造機の要部正面図である。

【図３】ピッチツール先端の側面図である。

【図４】画像処理システムによる寸法管理装置の構成図
である。

【図５】（ａ）〜（ｅ）は実施例の作用説明用で画像の
変化を示す図である。

【図６】従来の技術のばね製造装置の斜視図である。

【図７】従来の技術のコイル径算出のため作られた密着
ばねの図である。

【符号の説明】

１ フードローラ ２ コイリング
ツール ４ コイリング用モータ ７ ピッチツー
ル ８ ピッチ用モータ １１ カッタ １４ タイミングセンサ ２４ ＣＲＴ ２５ 画像処理システム ２６ キーボー
ドユニット ２７ ＮＣ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 三男 愛知県名古屋市中区大須三丁目31番28号 エヌエスディ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ばねの自由長を制御するピッチ調整部材
   とコイリングツールの位置を制御する部材を有するばね
   製造機において、前記ばね製造機で成形されるばねの切
   断直前の形状を撮影するカメラと、この画像を表示する
   ＣＲＴを設け、ほぼ設計値通りに成形された基準ばねの
   切断直前の画像を前記ＣＲＴに表示して長さ方向及び径
   方向の基準位置と、該基準位置の前後に許容範囲幅を設
   定する手段を設け、成形ばねの切断直前の画像と前記許
   容範囲幅とを比較して良否を選別する手段を設け、前記
   成形ばねの画像が前記基準位置から離れた距離に比例し
   た補正量を出力する手段を設け、該補正量により前記ピ
   ッチ調整部材又は及びコイリングツールの位置を制御す
   る部材の位置補正を行うことを特徴とする画像処理シス
   テムによる寸法管理装置。