KR100839289B1 - 스파크 플러그의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

스파크 플러그의 제조방법 및 제조장치 Download PDF

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Abstract

(과제) 스파크 갭의 간격을 계측함에 있어서, 촬영수단에 대한 워크(스파크 플러그)의 경사에 관계없이 정확한 스파크 갭의 간격을 산출할 수 있고, 더 나아가서는 스파크 플러그를 고정밀도로 제조할 수 있는 스파크 플러그의 제조방법 및 제조장치를 제공한다.
(해결수단) 접지전극(W2)측의 스파크 갭에 면하는 접지전극측 스파크 갭 형성부{선단 에지(E2)}와 중심전극(W1)측의 스파크 갭에 면하는 중심전극측 스파크 갭 형성부{선단 에지(E1)}에 있어서, 각각의 외형선의 위치를 부여하는 외형선 측정점을 복수개 결정한다. 그리고, 일측의 스파크 갭 형성부에 있어서의 외형선 측정점 중 1개를 기준점으로서 정하고, 또한 타측의 스파크 갭 형성부에 있어서의 상기 기준점과의 거리가 최단거리가 되는 외형선 측정점을 구하고, 그 최단거리에 의거하여 스파크 갭의 간격을 결정한다.

Description

스파크 플러그의 제조방법 및 제조장치{METHOD FOR MANUFACTURING SPARK PLUG AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THE SAME}
도 1은 본 발명의 스파크 플러그의 제조장치에 관한 일실시예를 모식적으로 나타낸 평면도 및 측면도
도 2는 이송기구의 설명도
도 3은 선단면 위치 측정장치 및 임시 굽힘장치의 작동개념을 나타낸 설명도
도 4는 메인 굽힘장치의 일례를 나타낸 정면도
도 5는 촬영공정의 일례를 개념적으로 나타낸 공정설명도
도 6은 촬영화상의 일례를 나타낸 도면
도 7은 스파크 갭의 간격을 계측하는 방법에 대한 일례를 설명하는 설명도
도 8은 보정방법의 일례를 설명하는 설명도
도 9는 스파크 갭 조정공정의 일례를 개념적으로 나타낸 공정설명도
도 10은 본 발명의 스파크 플러그의 제조장치에 대한 전기적 구성예를 나타낸 블록도
도 11은 스파크 갭 촬영ㆍ해석 유닛의 화상 해석부에 대한 전기적 구성예를 나타낸 블록도
도 12는 도 1의 제조장치에 있어서 주된 처리의 흐름을 나타낸 플로차트
도 13은 스파크 갭 촬영ㆍ해석 처리의 흐름의 일례를 나타낸 플로차트
도 14는 접지전극의 에지형상의 프로필을 X-Y평면상에 표시한 예를 나타낸 설명도
도 15는 평활화처리의 일례에 대한 개념을 나타낸 도면
도 16은 도 15와는 다른 평활화처리의 일례에 대한 개념을 나타낸 도면
도 17은 로우 패스 필터처리를 이용한 프로필의 평활화처리의 일례를 나타낸 플로차트
도 18은 도 17의 평활화처리의 개념을 나타낸 설명도
도 19는 스파크 갭의 간격을 계측하는 방법의 다른 예를 설명하는 설명도
도 20은 종래의 스파크 갭의 간격 계측에 대해서 개념적으로 나타낸 설명도
*도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 - 스파크 플러그의 제조장치 W - 워크(스파크 플러그)
W1 - 중심전극 W2 - 접지전극
W3 - 금속 쉘 G - 스파크 갭
g - 스파크 갭의 간격치수 g′ - 스파크 갭의 외관간격치수
t - 접지전극 표준두께치수 t′ - 접지전극 외관두께치수
w - 표준폭치수 4 - 촬영 카메라(촬영수단)
E1 - 중심전극의 선단 에지(선단 에지선)
E2 - 접지전극의 선단 에지(선단 에지선)
5 - 굽힙기구(스파크 갭 조정수단)
112 - CPU(후처리수단, 스파크 갭 간격 산출수단, 스파크 갭 간격 보정수단, 스파크 갭 외관간격 산출수단, 전극 에지선 결정수단, 평활화처리수단)
본 발명은 스파크 플러그의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
종래에는, 소위 평행 전극형 스파크 플러그의 제조에 있어서, 스파크 갭의 형성 및 간격 조정에 있어서는, 접지전극에 예비 압압을 한 후, CCD카메라 등으로 스파크 갭의 간격을 모니터하면서 스파크 갭의 간격이 목표값에 도달할 때까지 접지전극의 압압을 반복하는 수법이 이용되고 있다.
그런데, 스파크 갭의 간격을 조정할 때에 CCD카메라 등에 의해서 모니터할 경우, 촬영화상상의 좌표계에 맞춰서 스파크 플러그의 설치방향(구체적으로는 중심전극의 축선방향)이 설정된다. 즉, 화상의 좌표계에 있어서 어느 1개의 좌표방향(예를 들어, Y방향)을 중심전극의 방향과 일치시키는 계측수법을 이용하면, 그 일치하는 좌표방향에 있어서 중심전극과 접지전극의 에지 사이를 계측함으로써 스파크 갭의 간격이 산출되게 된다.
그러나, 도 20에 나타낸 바와 같이, 스파크 갭의 간격을 계측함에 있어서, 기준이 되는 방향(Y방향)에 대해서 중심전극(W1)의 축선이 경사지는 형태로 워크(W)가 촬영될 경우, 구체적으로는 촬영수단으로 촬영하는 방향에 대해서 상기 중심전극(W1)의 축선이 좌우로 경사진 경우에는, 스파크 갭의 간격을 계측하기 위한 방향이 그 기준이 되는 Y방향에 대해서 경사지는 형태가 된다. 따라서, 이 경사에 기인하여 실제값(gr)과 화상에 의한 계측값(g”)간에 치수오차가 발생할 가능성이 있었다. 또, 도 8에 나타낸 바와 같이, 촬영수단으로 촬영하는 방향으로 상기 중심전극(W1)의 축선이 전후로 경사지는 형태로 워크가 촬영될 경우에도 상기한 바와 같은 치수오차가 발생할 가능성이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 스파크 갭의 간격을 계측함에 있어서, 촬영수단에 대한 워크(스파크 플러그)의 경사에 관계없이 정확한 스파크 갭의 간격을 산출할 수 있고, 더 나아가서는 상기 스파크 갭의 간격의 산출값을 이용하여 스파크 플러그를 고정밀도로 제조할 수 있는 스파크 플러그의 제조방법 및 제조장치를 제공하는데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은,
절연체 내에 배치된 중심전극과; 상기 절연체의 외측둘레에 배치된 금속 쉘과; 일단측이 상기 금속 쉘의 선단측 단면에 결합되고, 타단측이 측방으로 굽혀져 서 그 측면이 상기 중심전극의 선단면과 대향함으로써 상기 중심전극의 선단면과의 사이에 스파크 갭을 형성하는 접지전극;을 구비한 스파크 플러그를 제조하기 위해서,
촬영수단에 의해서 상기 스파크 갭을 촬영하는 촬영공정 또는 촬영수단과;
상기 촬영에 의해서 얻어진 화상정보에 의거하여 기준점을 1개소 정하고, 또한 상기 기준점을 통과하는 복수의 계측선에 의해서 구해진 상기 접지전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 접지전극측 스파크 갭 형성부와 상기 중심전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 중심전극측 스파크 갭 형성부와의 거리에 의거하여 상기 스파크 갭의 간격을 결정하는 스파크 갭 간격 산출공정 또는 스파크 갭 간격 산출수단과;
상기 산출된 스파크 갭의 간격에 의거하여, 스파크 갭의 갭 간격을 조정하는 갭 조정공정, 불량을 관리하는 불량관리공정, 및 촬영대상제품의 제품 데이터를 생성하는 제품 데이터 생성공정 중 어느 하나의 공정을 처리하는 후처리공정 또는 상기 산출된 스파크 갭의 간격에 의거하여, 스파크 갭의 갭 간격을 조정하는 갭 조정수단, 불량을 관리하는 불량관리수단, 및 촬영대상제품의 제품 데이터를 생성하는 제품 데이터 생성수단 중 어느 하나의 수단을 처리하는 후처리수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법 및 제조장치를 제공한다.
상기한 스파크 플러그의 제조방법과 같이 스파크 갭의 간격을 결정하도록 하면, 예를 들어 도 20에 나타낸 바와 같이 스파크 플러그가 촬영화상상에 있어서 경사져 있는 형태로 촬영된 경우, 즉 스파크 플러그가 촬영화상의 평면상에 있어서 중심전극의 축선이 좌우로 경사져 있는 경우에도 스파크 갭의 간격을 정확하게 측정할 수 있다. 즉, 촬영화상의 평면상에 있어서의 경사에 의한 오차가 발생하지 않는다.
또, 절연체 내에 배치된 중심전극과; 상기 절연체의 외측둘레에 배치된 금속 쉘과; 일단측이 상기 금속 쉘의 선단측 단면에 결합되고, 타단측이 측방으로 굽혀 져서 그 측면이 상기 중심전극의 선단면과 대향함으로써 상기 중심전극의 선단면과의 사이에 스파크 갭을 형성하는 접지전극;을 구비한 스파크 플러그를 제조하기 위해서,
촬영수단에 의해서 상기 스파크 갭을 촬영하는 촬영공정 또는 촬영수단과;
상기 촬영에 의해서 얻어진 화상정보에 의거하여, 상기 접지전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 접지전극측 스파크 갭 형성부와 상기 중심전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 중심전극측 스파크 갭 형성부 중 어느 일측의 스파크 갭 형성부에, 그 외형선상의 기준점을 1개소 정하고, 또한 타측의 스파크 갭 형성부에 있어서 상기 기준점과의 거리가 최단거리가 되는 상기 외형선상의 측정점을 구하고, 이 최단거리에 의거하여 상기 스파크 갭의 간격을 결정하는 스파크 갭 간격 산출공정 또는 스파크 갭 간격 산출수단과;
상기 산출된 스파크 갭의 간격에 의거하여, 스파크 갭의 갭 간격을 조정하는 갭 조정공정, 불량을 관리하는 불량관리공정, 및 촬영대상제품의 제품 데이터를 생성하는 제품 데이터 생성공정 중 어느 하나의 공정을 처리하는 후처리공정 또는 상기 산출된 스파크 갭의 간격에 의거하여, 스파크 갭의 갭 간격을 조정하는 갭 조정수단, 불량을 관리하는 불량관리수단, 및 촬영대상제품의 제품 데이터를 생성하는 제품 데이터 생성수단 중 어느 하나의 수단을 처리하는 후처리수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법 및 제조장치를 제공한다.
상기한 스파크 플러그의 제조방법과 같이 스파크 갭의 간격을 결정하면, 스파크 갭의 간격의 최단거리를 정밀도 높게 얻을 수 있다. 즉, 촬영화상의 평면상에 있어서 경사에 의한 오차가 발생하지 않으며, 더 나아가서는 고정밀도의 스파크 갭의 간격 조정에 기여한다.
또, 촬영화상상에 있어서의 스파크 갭의 간격의 외관치수(이하, '스파크 갭의 외관간격치수'라 한다)를 구함과 아울러, 스파크 플러그의 일부에 미리 정해진 측정기준부의 촬영화상상에서의 외관치수(이하, '측정기준부 외관치수'라 한다)와 상기 측정기준부의 기지(旣知)의 표준치수(이하, '측정기준부 표준치수'라 한다)에 의거하여 상기 스파크 갭의 외관간격치수를 보정하여 상기 스파크 갭의 간격으로서 산출하도록 하여도 된다. 구체적으로는, 상기 촬영수단으로 촬영하는 방향으로 스파크 플러그가 경사지는 형태로 촬영되는 것에 기인하여 발생하는 스파크 갭의 외관간격치수의 치수오차를 측정기준부 외관치수 및 측정기준부 표준치수에 의거하여 보정하는 방법을 이용할 수 있다.
상기한 방법에 의하면, 비록 촬영수단으로 촬영하는 방향으로 스파크 플러그가 경사지는 형태로 촬영되었다 하더라도, 보정에 의해서 실제치수에 극히 가까운 값을 얻을 수 있으며, 더 나아가서는 스파크 갭의 간격을 고정밀도로 설정할 수 있다. 또한, 이 방법과 상기한 외형선상의 측정점과 기준점에 의거하여 스파크 갭의 간격을 산출하는 방법을 병용하면, 촬영하는 방향에 있어서의 전후로의 경사 및 촬영하는 방향에 대한 좌우로의 경사에 모두 대처할 수 있게 된다.
(발명의 실시형태)
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 나타낸 실시예를 참조하여 설명한다.
도 1의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 스파크 플러그의 제조장치(이하, 간단히 '제조장치'라 한다)에 관한 일실시예를 개념적으로 나타낸 평면도 및 측면도이다.
상기 제조장치(1)는 피처리 스파크 플러그(W){이하, '워크'라고도 한다}를 반송경로(C)(본 실시형태에서는 직선적인 것으로 되어 있다)에 따라서 간헐적으로 반송하는 반송기구로서의 리니어 컨베이어(300)를 구비하며, 이 반송경로(C)를 따 라서 워크(W)의 스파크 갭을 형성하는 각 공정의 실시부, 즉 워크(W)를 반입하는 워크반입기구(11), 워크(W)의 접지전극을 일정한 위치에 위치결정하는 접지전극 정렬기구(12), 중심전극의 선단면의 위치를 측정하는 선단면 위치 측정장치(13), 접지전극을 임시로 구부리는 임시 굽힘장치(14), 접지전극을 실제로 구부리는 메인 굽힘장치(15), 가공종료후의 워크(W)를 배출하는 워크배출기구(16) 및 불량품 배출기구(17)가 반송경로(C)의 상류측으로부터 상기한 순서로 배치되어 있다.
리니어 컨베이어(300)는, 순회부재로서의 체인(301)에 대해서 워크(W)가 착탈가능하게 장착되는 캐리어(302)가 소정 간격으로 부착된 것이다. 상기 체인(301)을 컨베이어 구동모터(24)로 간헐적으로 순회구동시킴으로써, 각 캐리어(302)에 장착된 워크(W)를 반송경로(C)를 따라서 간헐적으로 반송한다.
워크(W)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 통형상의 금속 쉘(W3), 선단부 및 후단부가 돌출되도록 상기 금속 쉘(W3)의 내측에 끼워진 절연체(W4), 절연체(W4)의 축방향으로 끼워진 중심전극(W1) 및 일단측이 금속 쉘(W3)에 용접 등에 의해서 결합됨과 아울러 타단측이 중심전극(W1)의 축선방향으로 연장되는 접지전극(W2) 등을 구비하고 있다. 그리고, 상기 워크(W)는 이하의 공정에서 접지전극(W2)의 타단측(선단측)이 중심전극(W1)의 선단면을 향해서 굽힘가공됨으로써, 즉 중심전극(W1)과 접지전극(W2)과의 사이에 스파크 갭이 형성됨으로써 평행 전극형 스파크 플러그가 된다.
캐리어(302)의 상면에는, 상단에 개구부를 가지는 통형상의 홀더(23)가 일체적으로 부착되어 있다. 그리고, 워크(W)는 그 후단측이 상기 홀더(23) 내에 착탈가 능하게 끼워짐과 아울러 금속 쉘(W3)의 육각부(W6)가 홀더(23)의 개구부의 주연부에 의해서 지지되며, 접지전극(W2)측이 상측이 되도록 세워진 상태로 캐리어(302)와 함께 반송된다.
상기 워크반입기구(11), 워크배출기구(16) 및 불량품 배출기구(17)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 리니어 컨베이어(300)의 반송경로(C)의 측방에 설정된 워크 반입부 혹은 워크 배출부(도 2에 있어서의 J위치에 설치된다)와 상기 캐리어(302)의 상면에 부착된 홀더(23)와의 사이에서 워크(W)를 이송하는 이송기구(35)로서 구성된다. 상기 이송기구(35)는 에어 실린더(37)에 의해서 승강가능하게 유지되는 척 핸드 기구(36)와, 에어 실린더(38)에 의해서 척 핸드 기구(36)를 반송경로(C)와 직교하는 방향으로 진퇴구동하는 진퇴구동기구(39) 등을 포함하여 구성된다.
상기 접지전극 정렬기구(12)는, 접지전극(W2)을 기준으로 하여 워크(W)를 모터 등의 액추에이터로 회전시켜서 소정의 정렬위치에 위치결정하는 것이다.
상기 선단면 위치 측정장치(13)는, 후술하는 임시 굽힘가공에 앞서서 중심전극(W1)의 선단면의 위치를 측정하기 위한 것으로서, 도 3(a)에 나타낸 바와 같이 위치검출센서(115)를 구비한다. 워크(W)는, 리니어 컨베이어(300)에 장착되어 높이위치가 고정된 홀더(23)에 대해서 접지전극(W2)측이 상측이 되도록 세워진 상태로 장착된다. 그리고, 위치검출센서(115)(예를 들면, 레이저 변위센서 등으로 구성된다)는 도시하지 않은 프레임에 의해서 일정 높이로 유지되는 것으로서, 반입된 워크(W)에 대해서 중심전극(W1)의 선단면의 위치를 상측에서 측정한다.
상기 임시 굽힘장치(14)는, 도 3의 (b) 및 (c)에 나타낸 바와 같이, 위치검 출센서(115)가 검출하는 워크(W)의 중심전극(W1)의 선단면의 위치에 의거하여, 상기 중심전극(W1)의 선단면과의 사이에 거의 일정한 간극(d)이 형성되는 상태로 임시 굽힘 스페이서(42)를 위치결정되게 배치하고, 이 임시 굽힘 스페이서(42)에 대해서 접지전극(W2)의 선단측을 굽힘펀치(43)를 이용하여 중심전극(W1)과는 반대측에서 압압함으로써 임시 굽힘가공을 하는 것이다. 굽힘펀치(43)는 도시하지 않은 에어 실린더 등의 펀치구동부에 의해서 접지전극(W2)에 대해서 접근ㆍ이간되도록 구동된다. 임시 굽힘 스페이서(42)를 중심전극(W1)의 선단면과 맞닿지 않도록 소정의 간극(d)을 둔 상태로 위치결정하고, 이 상태에서 굽힘펀치(43)에 의해서 상기 접지전극(W2)을 상기 임시 굽힘 스페이서(42)측으로 압압하는 임시 굽힘가공을 실시하면, 전극에 이지러짐이나 균열 등의 결함불량이 극히 발생하기 어렵게 됨으로써 높은 제조수율을 달성하는 것이 가능하게 된다.
도 4는 메인 굽힘장치(15)의 일례를 나타낸 것이다. 홀더(23)에 장착된 워크(W)는 리니어 컨베이어(300)에 의해서 메인 굽힘장치(15) 내로 반입되어 소정의 가공위치에 위치결정된다. 그리고, 워크(W)의 가공위치에 있어서, 리니어 컨베이어(300)의 반송경로(C)의 편측에 스파크 갭 촬영ㆍ해석 유닛(3)이 배치되고, 리니어 컨베이어(300)를 사이에 두고서 상기 스파크 갭 촬영ㆍ해석 유닛(3)의 반대측에 스파크 갭 조정수단의 주체가 되는 굽힘기구(5)가 배치되어 있다.
스파크 갭 촬영ㆍ해석 유닛(3)은 촬영공정에서 주로 이용되는 것으로서, 프레임(22)상에 지지된 촬영수단으로서 기능하는 촬영 카메라(4)와 이것에 접속되는 화상 해석부(110)(도 11)를 요부로 하여 구성된다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 화 상 해석부(110)는 I/O포트(111)와 이것에 접속되는 CPU(112), ROM(113), RAM(114) 등으로 이루어지는 마이크로 프로세서에 의해서 구성할 수 있다. 또한, CPU(112)는 ROM(113)에 격납되는 화상해석 프로그램(113a)에 의해서 후처리수단, 스파크 갭 간격 산출수단, 스파크 갭 간격 보정수단, 스파크 갭 외관간격 산출수단, 전극 에지선 결정수단, 평활화처리수단의 주체가 되는 것이다.
촬영 카메라(4)는, 예를 들면 2차원 CCD센서(4a)(도 11)를 화상 검출부로서 가지는 CCD카메라로 구성되어 있으며, 조명장치(200)에 의해서 조사(照射)되는 워크(W)에 있어서의 중심전극(W1)과, 이것에 대향하는 접지전극(W2)과, 이들 중심전극(W1)과 접지전극(W2)과의 사이에 형성되는 스파크 갭(G)을 측방에서 촬영하도록 되어 있다.
한편, 굽힘기구(5)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 메인 굽힘장치(15)의 베이스(50)상에 부착된 캔틸레버식 프레임(51)의 전단면에 본체 케이스(52)가 부착되어 있다. 상기 본체 케이스(52) 내에는 가동 베이스(53)가 승강 가능하게 수용되어 있으며, 이 가동 베이스(53)에는 로드(58)를 통해서 압압펀치(54)가 본체 케이스(52)의 하단면에서 돌출되는 형태로 부착되어 있다. 그리고, 가동 베이스(53)에 형성된 암나사부(53a)에 상측에서 나사식으로 끼워맞춰진 나사축(예, 볼 나사)(55)을 압압펀치 구동모터(56)에 의해서 정ㆍ역방향으로 회전시킴으로써 상기 압압펀치(54)가 워크(W)의 접지전극(W2)에 대해서 접근ㆍ이간하게 된다. 또, 나사축(55)의 구동정지위치에 대응하여 임의의 높이 위치를 유지할 수 있도록 되어 있다. 또한, 압압펀치 구동모터(56)의 회전전달력은 타이밍 풀리(56a), 타이밍 벨트(57) 및 타이밍 풀 리(55a)를 통해서 나사축(55)에 전달된다.
도 3(c)에 나타낸 바와 같이 선단측이 상측으로 경사지는 형태로 임시 굽힘가공된 접지전극(W2)에 대해서, 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 압압펀치(54)를 접근시켜서 이것을 압압함으로써, 접지전극(W2)의 선단측이 중심전극(W1)의 선단면과 거의 평행하게 되도록 스파크 갭 조정공정의 주요공정을 이루는 메인 굽힘가공이 실시된다. 그리고, 스파크 갭의 간격이 목표로 하는 스파크 갭의 간격에 도달하도록 조정된다. 또한, 메인 굽힘가공을 실시할 때에는, 도 4에 나타낸 바와 같이 워크(W)가 축선방향과 직교하는 방향에서 누르는 압압부재(60,61) 사이에 끼워져서 고정되도록 되어 있다. 그리고, 상기 메인 굽힘가공에서는 촬영공정에서 얻어지는 화상정보를 이용하게 된다.
계속해서, 메인 굽힘가공(스파크 갭 조정공정)에서 이용하는 화상정보를 얻기 위한 촬영공정에 대해서 상세하게 설명한다.
촬영공정에 있어서는, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 조명광이 스파크 갭을 투과하도록 조명장치(200)를 스파크 갭이 형성되는 워크(스파크 플러그)(W)의 선단부와 대향되게 배치한다. 또, 도 5에 나타낸 실시예에서는 평면 발광형의 조명장치가 이용되고 있다. 또한, 상기 조명장치(200)에는 조명범위를 소정의 범위로 제한하기 위한 차광부(203)가 설치되어 있다. 이 차광부(203)에 의해서 촬영 카메라(4)측을 향하는 조명광의 조사범위(즉, 중심전극의 축선방향에 있어서의 거리)가 소정 범위(H1)로 제한된다. 또, 촬영 카메라(4)의 촬영방향은 중심전극의 축선방향(A1)에 대해서 거의 직교하는 방향(A2)이 된다. 그리고, 상기 워크(W)의 선단부를 사이 에 두고서 조명장치(200)의 반대측에 배치된 촬영 카메라(4)로 중심전극(W1)과 접지전극(W2)에 의해서 형성되는 스파크 갭을 촬영한다. 상기 촬영 카메라(4)는, 도 6에 나타낸 바와 같이 워크(W)의 스파크 갭(G)을 소정의 배율로 촬영함에 있어서, 스파크 갭(G)에 면하는 중심전극(W1)의 선단 에지(E1) 전체와, 스파크 갭(G)에 면하는 접지전극(W2)의 선단 에지(E2) 및 이 선단 에지(E2)의 반대측에 위치하는 선단 에지(E3)를 포함하도록 촬영하게 된다.
이하, 상기 제조장치(1)를 이용한 본 발명의 스파크 플러그의 제조방법에 있어서의 주요한 처리의 흐름을 도 12의 플로차트를 참조하여 설명한다. 또한, 상기 제조장치(1)는, 본 처리를 실시하기 위해서, 도 10에 나타낸 바와 같이 CPU(102), ROM(103), RAM(104)을 포함하는 형태로 메인 제어부(100)가 구성되어 있으며, 이 메인 제어부(100)가 I/O포트(101)를 통해서 각각의 기구 및 장치와 접속되는 구성으로 되어 있다.
우선, 접지전극 정렬공정(S1)이 종료되면, 캐리어(302)를 워크장착위치로 이동시켜서 워크(W)를 홀더(23)에 장착함과 아울러 워크(W)를 처킹한다(S2). 이어서, S3에서는 워크(W)가 리니어 컨베이어(300)에 의해서 선단면 위치 측정장치(13)의 위치로 운반된다. 선단면 위치 측정장치(13)는 도 3에 나타낸 바와 같이 중심전극의 선단면의 위치를 측정한다. 이어서, S4에서는 도 3의 (b) 및 (c)에 나타낸 바와 같이 임시 굽힘공정을 실시한다.
S5에서는 스파크 갭 촬영ㆍ해석처리가 실행된다. 여기서는 스파크 갭 촬영ㆍ해석 유닛(3)의 촬영위치로 워크(W)가 이동하여 위치결정되며, 화상 해석부(110)( 도 11)가 촬영 카메라(4)로부터의 화상을 받아들여서 그 화상을 해석함으로써 스파크 갭(G)의 값을 구한다(상세에 대해서는 후술한다). 이어서, S6에서는 스파크 갭(G)의 목표값{ROM(103)(도 10)에 기억되어 있음}을 판독하고, 측정된 스파크 갭(G)의 측정값과 비교함으로써, 메인 굽힘장치(15)(도 4)의 압압펀치(54)의 압압을 조정하기 위한 스트로크를 산출한다.
S7에서는, 워크(W)를 도 4에 나타낸 메인 굽힘장치(15)의 굽힘가공위치로 이동시켜서 위치결정하고, 메인 제어부(100)로부터의 지령과 조정된 압압 스트로크의 값에 의거하여 압압펀치 구동모터(56)를 작동시켜 접지전극(W2)에 압압을 가함으로써 굽힘가공에 의한 스파크 갭의 간격을 조정한다. 이 때, 메인 제어부(100)에서는, 예를 들면 RAM(104)(도 10)에 기억되어 있는 굽힘회수의 값(n)을 증가시킨다.
이어서, S8에서 워크(W)를 다시 촬영위치로 이동시켜서 스파크 갭의 간격을 다시 측정한다. 그리고, S9에서 측정된 스파크 갭의 간격을 목표값과 비교ㆍ판정하고, 스파크 갭의 간격이 목표값에 도달하지 않은 때에는, S10을 거쳐서 S5로 되돌아가서 상기한 바와 같은 동일한 처리에 의해서 굽힘가공과 스파크 갭의 간격 측정을 반복한다. 또한, S10에서 굽힘회수(n)가 상한값(nmax)을 넘었음에도 불구하고 목표값에 도달하지 않는 경우에는 이상(異常)으로 판정하여 처리를 중단하고, S11에서 불량품으로서 배출한다. 한편, S9에서 스파크 갭의 간격이 목표값에 도달하면 정상으로 판정하고, S12에서 워크를 배출함으로써 처리가 종료된다.
계속해서 스파크 갭 촬영ㆍ해석 처리에 대해서 설명한다.
도 12에서의 스파크 갭 촬영ㆍ해석 처리(S5,S8)는, 도 13에 나타낸 바와 같이 크게 화상인식처리(S100)와, 평활화처리(S110), 스파크 갭 계측처리(S120) 및 보정처리(S130)로 이루어진다.
상기 화상인식처리(S100)는, 중심전극(W1) 혹은 접지전극(W2)의 촬영화상 데이터를 판독하고, 이것에 대응하는 마스터화상 데이터(125a)를 기억장치(125)(도 11)에서 판독하고, 이것들을 RAM(114)의 메모리(114b,114c)에 각각 격납한다.
마스터화상은 검사대상이 되는 스파크 플러그의 표준적인 제품을 이용하여 중심전극(W1)과 접지전극(W2)의 스파크 갭(G)을 사이에 둔 대향부분을 소정의 조건하에서 미리 촬영함에 의해서 작성된 것이다. 상기 마스터화상과 촬영된 촬영화상에 의거하여 중심전극(W1) 및 접지전극(W2)의 전극 에지선(edge line)을 특정하는 에지선 정보를 생성하고, 이들 전극 에지선을 구성하는 각 점의 촬영화상상에 있어서의 좌표가 정해진다. 또한, 이와 같은 에지선 정보의 생성에 대해서는, 예를 들면 일본국 공개특허 2000-180310호에 개시되어 있는 수법을 이용할 수 있다. 또한, 생성된 에지선 정보는 화상 해석부(110)의 RAM(114)에 기억된다.
이어서, 평활화처리(S110)에 대해서 설명한다.
우선, 촬영화상에서 얻어진 접지전극(W2)의 선단 에지선(E2)의 정보{에지선상의 각 점(각 화소)에 대한 위치좌표의 집합으로서 부여된다}를 판독한다. 도 14(a)는 촬영화상의 일례를 나타낸 것으로서, 에지선을 구성하는 화소의 일부 또는 전부가 후술하는 외형선상의 측정점(중심전극측:a0, a1, a2 …an, 접지전극측:b0, b1, b2 …bn)이 된다. 이 위치좌표의 집합은 도 14(b)에 나타낸 바와 같이 X-Y평면 상의 점으로 플로팅함으로써, 접지전극(W2)의 선단 에지선(E2)의 기복 레벨 프로필 (undulation level profile)(PF)을 나타낼 수 있다.
그리고, 이 기복 레벨 프로필(PF)에 의거하여 평활화처리를 한다. 평활화 처리에 대해서는 여러 가지 방법을 생각할 수 있는데, 예를 들면 상기 기복 레벨 프로필에 의거하여 이동평균을 구하는 처리를 하는 방법, 상기 기복 레벨 프로필을 최소 제곱법에 의해서 함수적으로 근사시키는 방법 등을 이용할 수 있다. 즉, X-Y좌표계에 있어서, 기복 레벨 프로필을 구성하는 에지선상에 있어서의 근방의 복수개의 점에 의거하여 이동평균에 의해서 상기 기복 레벨 프로필을 근사시키는 형태로 평활화하여도 되고, 혹은 그 좌표계에 있어서 최소 제곱법에 의해서 상기 기복 레벨 프로필을 함수적으로 근사시키는 형태로 평활화하는 방법을 이용하여도 된다.
또, 이하의 방법을 이용하여도 된다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 기복 레벨 프로필(PF)을 복수개의 소정 길이의 구간(seg1, seg2 …segm)으로 구분하고, 각 구간(seg)마다 기복 레벨 프로필(PF)을 평균화하는 처리를 한다. 예를 들면, seg2 구간에서 최소 레벨(Ymin)로 나타내는 블랭킹시의 버(burr) 등에 기인하는 것으로 생각되는 하측으로 크게 돌출된 돌기(BP)가 발생되어 있는데, 평균화처리에 의해서 이 돌기(BP)의 돌출 높이가 작아지기 때문에 후술하는 스파크 갭의 간격 측정에 미치는 영향이 경감된다. 또한, 각 구간(seg)의 폭은 발생하는 돌기(BP)의 크기에 대응하여, 예를 들면 상기 돌기(BP)의 폭보다도 작지 않은 범위로 적절하게 설정한다. 그리고, 이 처리에서는, 기복 레벨 프로필(PF)을 복수개(예를 들면 c개)의 데이터 점으로 구성되는 구간으로 구획하고, 이 구간 내의 기복 레벨(즉, Y값)의 총합(SR)을 각 구간마다 산출하고, 이것을 상기한 c로 나눔으로써 각 구간의 평균값(Ym)을 산출하고 있다. 또한, 각 Y의 데이터는 구간마다 대응하는 Ym의 값으로 치환하고 있다.
또한, 도 16에 나타낸 바와 같이 기복 레벨 프로필(PF)을 복수개의 소정 길이의 구간(seg1, seg2 …segn)으로 구분하고, 각 구간(seg)마다 기복 레벨의 변화율(F)(=△Y/△X)을 산출함과 아울러, 이 변화율(F)의 값이 미리 정해진 조건을 만족하지 않는 구간, 예를 들면 변화율(F)이 규정된 범위{상한값(Fmax), 하한값 (Fmin)}에서 벗어나는 구간에 대해서, 이 구간 내의 에지선의 기복 레벨을 수정하는 처리를 하도록 하여도 된다. 이 경우의 수정처리는, 구간 내에 존재하는 미소한 돌기(BP){도면에서는 seg3과 seg4에 걸쳐서 존재하고 있다}의 영향을 경감할 수 있는 처리, 예를 들면 상기 구간 내의 기복 레벨을 평균화하는 처리, 혹은 돌기의 높이를 작게 하는 방향으로 기복 레벨의 값을 변경하는 처리 등이 실시된다.
계속해서, 조건을 만족하지 않는 구간 내의 기복 레벨을, 기복 레벨 프로필(PF) 전체의 평균 기복 레벨로 치환하는 수정을 하는 처리예에 대해서 설명한다. 본 처리예에서는, 기복 레벨 프로필(PF)을 현재 착안하고 있는 데이터 점과 이것에 인접하는 데이터 점으로 이루어지는 최소 구간으로 구분한다. 우선, Y의 평균값(Ym)을 산출하고, 현재 착안하고 있는 데이터 점의 번호를 i라 하고, 인접하는 데이터 점(즉, i+1번째의 데이터 점)간의 Y값의 차(△Y)(=Yi+1-Yi)를 구하고, 인접하는 데이터 점간의 거리(△X)로 이것을 나눔으로써 변화율(F)(=△Y/△X)을 산출한다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 상기 변화율(F)이 상한값(Fmax), 하한값(Fmin)의 범위에서 벗어나 있다면, Yi의 값을 평균값(Ym)으로 치환한다(즉, 수정한다). 이것을 모든 i에 대해서 반복한다.
또한, 평활화처리로서, 상기 기복 레벨 프로필에 대해서 푸리에 해석 (Fourier analysis)을 이용하여 고주파 성분을 제거하는 수법 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 도 18에 나타낸 바와 같이 기복 레벨 프로필(PF)을 파형곡선으로 간주하고, 이것에 로우 패스 필터(low-pass filter)처리를 실시할 수도 있다. 로우 패스 필터처리로서는 여러 공지의 방식을 채용할 수 있는데, 예를 들면 도 17에 나타낸 바와 같이, 기복 레벨 프로필(PF)(X-Y곡선)을 X-Y좌표계로 푸리에 변환함에 의해서 기복 레벨 프로필(PF)의 주파수 스펙트럼을 구한다(L301). 도 18에 있어서, 돌기(BP)는 일정 주파수 이상의 고주파 노이즈 성분으로 포착될 수 있다. 도 17의 L302에서는, 돌기의 폭에 대응하여 적절하게 설정된 차단 주파수 이상의 고주파 성분을, 얻어진 주파수 스펙트럼에서 커트한다. 그리고, L303에서 이것에 푸리에 역변환 처리를 함으로써, 도 18에 나타낸 바와 같이 원래의 기복 레벨 프로필(파선)에서 고주파 성분이 커트된 로우 패스 필터처리 후의 기복 레벨 프로필(실선)이 얻어지며, 돌기(BP)의 영향이 경감된다. 또한, 로우 패스 필터처리는 상기한 바와 같이 소프트적으로 행하는 방식 외에, 예를 들면 X-Y테이터의 디지털 출력을 D/A변환기, A/D변환기를 이용하여 아날로그 로우 패스 필터회로를 통해서, 또는 디지털 로우 패스 필터회로를 통해서 받아들이도록 하여도 된다.
계속해서, 스파크 갭 계측처리(S120)(도 13)의 일례에 대해서 설명한다. 접 지전극(W2)의 선단 에지선(E2)의 상기 평활화처리에 의해서 평활화된 정보와, 중심전극(W1)의 선단 에지선(E1)의 상기 평활화처리에 의해서 평활화된 정보를 판독한다. 그리고, 도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 접지전극(W2)측의 스파크 갭(G)에 면하는 접지전극측 스파크 갭 형성부와, 중심전극(W1)측의 스파크 갭(G)에 면하는 중심전극측 스파크 갭 형성부에 있어서, 각각 외형선의 위치를 부여하는 외형성상의 측정점을 복수개 결정한다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 중심전극측의 외형선상의 측정점을 a0, a1, a2 …an으로 표시하고, 접지전극측의 외형선상의 측정점을 b0, b1, b2 …bn으로 표시하고 있다. 또한, 본 발명에서 말하는 '접지전극측 스파크 갭 형성부'란, 접지전극(W2)에 있어서의 스파크 갭(G)을 사이에 두고서 중심전극(W1)과 대향하는 부분을 의미하며, 선단 에지선(E2)을 외형선으로 하는 부분이다. 도 6에 나타낸 바와 같이 팁을 가지는 것에 대해서는 스파크 갭(G)에 면하는 팁의 표면이 이것에 해당한다. 또, 접지전극의 측면이 중심전극과 직접 대항하는 것에 대해서는, 그 접지전극의 측면에 있어서의 그 대향하는 부분이 해당하게 된다. 또, '중심전극측 스파크 갭 형성부'란, 스파크 갭(G)을 사이에 두고서 접지전극(W2)(구체적으로는 접지전극측 스파크 갭 형성부)과 대향하는 부분을 의미하며, 선단 에지선(E1)을 외형선으로 하는 부분(중심전극의 선단면 부분)이다.
또한, 외형선상의 측정점은, 에지에 있어서 소정 화소마다 선택하여도 되고, 에지에 있어서의 모든 화소를 외형선상의 측정점으로 하여도 된다. 그리고, 일측의 스파크 갭 형성부에서 외형선상의 측정점 중 1개를 기준점으로서 정하고, 또한 타측의 스파크 갭 형성부에 있어서 상기 기준점과의 거리가 최단거리가 되는 외형선 상의 측정점을 구하고, 그 최단거리에 의거하여 스파크 갭의 간격을 결정하게 된다. 도 7(b)에서는, 중심전극측의 측정점 중 1개를 기준점으로서 정하고, 일점쇄선(A)으로 나타낸 바와 같이 상기 기준점과 접지전극측에 있어서의 모든 측정점(b0, b1, b2 …bn)과의 거리를 산출하고, 그 중에서 최단거리{일점쇄선(B)}를 구하고 있다. 또한, 기준점이 되는 a점을 복수개 정하고, 각 기준점의 각각에 대해서 타측의 스파크 갭 형성부측의 외형선상의 측정점과의 최단거리를 구한다. 구체적으로는, 기준점측의 전극에 있어서의 외형선상의 측정점을 모두 기준점으로 하고, 이 모든 기준점에 대해서 타측의 외형선상의 측정점과의 거리를 구하도록 할 수 있다. 그리고, 얻어진 복수의 최단거리 중의 최소값에 의거하여 스파크 갭의 간격을 결정한다. 이것에 의해서, 화상 좌표계에 있어서의 X-Y평면방향에 있어서 워크가 경사져 있더라도 이 경사에 관계없이 스파크 갭의 간격을 산출할 수 있다. 즉, 중심축선과 평행한 평면에 있어서 접지전극(W2)의 폭방향과 직교하는 평면의 방향으로 워크가 경사져 있더라도 오차가 발생하지 않는 계측을 할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 이와 같이 하여 구해진 스파크 갭의 간격의 화상상의 외관치수{이하, '스파크 갭의 외관간격치수(g′)'라 한다}를 보정하는 처리를 한다. 본 실시예에서는, 상기 스파크 갭의 외관간격치수(g′)의 기점이 되는 기준점을 P7로 하고 있다.
계속해서, 보정처리(S130)(도 13)에 대해서 설명한다. 이 보정처리에서는, 촬영수단{촬영 카메라(4)}으로 촬영하는 방향에 있어서의 경사(구체적으로는, 접지전극(W2)의 폭방향과 평행한 평면이고, 또한 중심전극의 축선방향과 평행한 평면의 방향에 있어서의 경사)를 보정한다. 구체적으로는 스파크 갭의 외관간격치수(g′)를 이용하여, 스파크 플러그의 일부에 미리 정해진 측정기준부의 촬영화상상에서의 외관치수(이하, '측정기준부 외관치수'라 한다)와 이 측정기준부의 기지(旣知)의 표준치수(이하, '측정기준부 표준치수'라 한다)에 의거하여 스파크 갭의 외관간격치수(g′)를 보정한다. 그리고, 이 보정에서는, 중심전극의 축선이 경사지는 형태로 촬영되는 것에 기인하는 스파크 갭의 외관간격치수(g′)의 치수오차{구체적으로는, 스파크 플러그가 촬영수단(촬영 카메라(4))으로 촬영하는 방향으로 경사지는 형태로 촬영되는 것에 기인하는 치수오차}를 측정기준부 외관치수 및 측정기준부 표준치수에 의거하여 보정하게 된다.
또한, 본 실시예에 있어서는 측정기준부로서 접지전극(W2)을 채용하고, 측정기준부 표준치수로서는 접지전극에 있어서의 기지의 표준두께치수(t){이하, '접지전극 표준두께치수(t)'라 한다}를 미리 정하도록 하고 있다. 한편, 측정기준부 외관치수로서는, 촬영화상상에 있어서 접지전극의 화상상의 두께치수(t′){이하, '접지전극 외관두께치수(t′)'라 한다}를 구하도록 하고 있다. 그리고, 이들 접지전극 외관두께치수(t′) 및 접지전극 표준두께치수(t)와 접지전극에 있어서 미리 정해지는 기지의 표준폭치수(w)에 의거하여 스파크 갭의 외관간격치수(g′)를 보정한다. 또한, 본 실시예에 있어서는 상기한 접지전극 표준두께치수(t), 접지전극 외관두께치수(t′), 접지전극 표준폭치수(w) 외에, 중심전극의 기지의 직경(d)을 보정의 파라메터로서 이용하고 있으며, 적어도 이들 4종의 파라메터에 의거하여 스파크 갭의 외관간격치수(g′)를 보정하고 있다. 또, 미리 정해지는 기지의 치수(t,w,d 등)는 마이크로메터 등의 길이계측수단에 의해서 미리 기준이 되는 제품에서 각각의 실제치수를 계측해 두면 된다. 이하, 구체적인 보정식에 대해서 설명하는데, 보정식의 전제로서 도 8에 나타낸 바와 같은 기하학적 관계에 의거하여 다음의 수학식을 채용할 수 있다. 또한, 도 8에서는, 촬영하는 방향에 있어서 중심전극의 축선이 θ만큼 경사져서 촬영된 상태를 나타내고 있으며, g가 구하려도 하는 스파크 갭의 간격치수이다. 또, 촬영수단으로 촬영하는 방향은 화살표 A방향이고, 촬영화상에서는 점 P1, P2가 접지전극의 에지로서, 점 P3가 중심전극의 에지{구체적으로는, 스파크 갭의 외관간격치수(g′)의 기점(P7)(도 7 참조)}로서 검출되게 된다.
t'＝t×cosθ＋w×sinθ
g′＝g×cosθ－d’×sinθ－0.5×(w－d’)×sinθ
Figure 112002004232186-pat00001

또한, 상기 수학식들을 연립하여 g를 구함으로써 다음의 수학식을 보정식으로서 채용할 수 있다.

Figure 112002004232186-pat00002
단,
Figure 112002004232186-pat00003
Figure 112002004232186-pat00004

또한, 본 실시예에 있어서는, 상기한 파라메터 외에 스파크 갭의 외관간격치수(g′)의 측정위치의, 중심전극(W1)의 축선(O)으로부터의 거리(k)를 파라메터로 하고 있다. 구체적으로는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 중심전극측에 있어서의 스파크 갭 형성부의 외형선의 양 단부(P5,P6)에 의거하여 그 외형선상에 있어서의 상기 양 단부(P5,P6)의 중심점(P0)을 결정하고, 이 중심점(P0)과 스파크 갭의 외관간격치수(g′)의 기점이 되는 기준점(P7)과의 거리를 K로 할 수 있다. 또, d′는 중심전극(W1)의 축선(O)에서 축선반경방향으로 k만큼 떨어진 위치의, 축선(O) 및 접지전극(W2)의 폭방향과 평행하게 스파크 플러그를 절단한 단면에 있어서, 그 단면에 있어서의 중심전극측 스파크 갭 형성부의 외형선상의 양 단부간의 거리를 의미하고 있으며, 거리(K)와 중심전극의 기지의 직경(d)에 의거하여 상기 식에 의해서 결정 되는 값이다. 또한, 중심전극의 직경이 작은 경우, 중심전극의 선단면 형상이 평탄하지 않은 경우 등에 있어서는, 중심전극의 직경(d)을 0으로 간주할 수 있기 때문에, 거리(k)만큼 떨어진 위치에서의 d′를 O으로 간주하고서 보정하도록 하여도 된다. 예를 들면, 상기 보정식에 d′=O을 대입하는 형태로 보정값을 구할 수도 있다. 그리고, 스파크 갭의 외관간격치수(g′)가 보정되는 것에 의거하여 최종적으로 얻어진 보정값(g)을 스파크 갭의 간격치수로서 결정하고, 이 스파크 갭의 간격치수 (g)에 의거하여 후처리공정의 일례인 스파크 갭 조정공정을 함으로써 스파크 갭(G)의 간격을 조정하게 된다. 스파크 갭 조정공정은, 메인 굽힘장치(15)를 이용하여 도 9(a)에 나타낸 바와 같이 장치 내에 위치결정된 워크(W)의 접지전극(W2)에 대해서, 나사축 기구 등의 도시하지 않은 구동부에 의해서 상측에서 접근ㆍ이간 가능하게 설치된 압압펀치(54)에 의해서, 도 9(b)에 나타낸 바와 같이 선단측이 상측으로 경사지는 형태로 임시 굽힘가공된 접지전극(W2)을 그 선단부가 중심전극(W1)의 선단면과 거의 평행하게 되도록 메인 굽힘가공을 실시한다.
상기 메인 굽힘가공은, 상기한 바와 같은 촬영공정에서 촬영 카메라(4)로 스파크 갭의 간격을 모니터하면서 실행하며, 얻어진 화상정보{스파크 갭의 간격 치수(g)}에 의거하여 소망하는 치수의 스파크 갭을 형성하도록 한다. 압압펀치(54)는 그 선단에 로드 셀을 구비하고 있으며, 외측전극과의 접촉을 검지한 후, 치수계측 등을 하는 화상장치에서 지시된 변위량만큼 가공하게 된다. 또한, 촬영에 의해서 얻어진 화상정보에 의거하여 스파크 갭의 간격을 조정하는 수법의 구체적인 예에 대해서는 여러 가지 생각할 수 있는데, 예를 들면 일본국 공개특허 2000-164322 호에 개시된 바와 같은 단계적으로 스파크 갭의 간격을 조정하는 조정수법 등을 이용하여도 된다.
또한, 후처리공정으로서는 스파크 갭 조정공정에 한정하지 않고, 예를 들면 얻어진 스파크 갭의 간격치수(g)에 의거하여 불량품을 관리하는 불량품 관리공정을 이용하여도 된다. 불량품 관리공정은, 예를 들면 얻어진 스파크 갭의 간격치수(g)가 정상제품으로서의 기준을 만족하지 못하는 경우에 그 촬영대상제품을 불량품으로서 제거하는 불량품 제거공정을 채용하여도 된다. 이와 같이 하면, 에지상태를 명확하게 한 후에 불량품의 제거공정이 이루어지기 때문에, 형상에 관한 정상품과 불량품의 판별오류가 극히 적어지게 된다. 또, 스파크 갭의 간격치수(g)에 의거하여 촬영대상제품의 제품 데이터를 생성하는 제품 데이터 생성공정을 이용하여도 된다. 제품 데이터 생성공정은, 예를 들면, 스파크 갭의 간격치수(g)에 의거하여 그 촬영대상제품이 불량품이라는 정보가 얻어진 경우에, 해당 촬영대상제품에 있어서의 불량에 관한 정보(불량의 유무에 관한 정보, 불량의 종별에 관한 정보 등)와, 해당 촬영대상제품에 관한 제품기초정보(제품번호, 검사일, 로트번호 등의 데이터)와 관련지어서 데이타 베이스에 기억시키는 방법을 채용할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 정상품과 불량품을 정밀도 높게 구별한 상태에서의 통계적 관리가 가능하게 된다.
상기한 실시예에서는, 촬영화상에 의거하여 중심전극(W1) 및 접지전극(W2)의 에지선 정보를 생성시킨 후에, 그 생성된 에지선상에 기준점을 정하고서 스파크 갭의 간격을 측정하는 방법이다. 이와 같이 에지선상에 기준점을 정함으로써 스파크 갭의 간격의 최단거리를 보다 직접적이고 정밀도 높게 구할 수 있다. 그러나, 반드시 에지선상에 기준점을 정할 필요는 없다. 또한, 에지선 정보를 생성시키지 않고 스파크 갭의 간격을 측정하여도 된다. 이하에 그 방법에 대해서 설명한다.
상기한 실시예와 마찬가지로, 스파크 플러그의 선단부를 사이에 두고서 조명장치(200)의 반대측에 배치된 촬영 카메라(4)로 중심전극(W1) 및 접지전극(W2)에 의해서 형성되는 스파크 갭을 촬영한다. 상기 촬영 카메라(4)는, 도 6에 나타낸 바와 같이 워크(W)의 스파크 갭(G)을, 스파크 갭(G)에 면하는 중심전극(W1)의 선단 에지(E1) 전체와 스파크 갭(G)에 면하는 접지전극(W2)의 선단 에지(E2) 및 이 선단 에지(E2)의 반대측에 위치한 선단 에지(E3)를 포함하여 소정의 배율로 촬영한다. 또한, 상기 촬영 카메라(4)가 촬영하는 촬영화상은, 중간 농도의 출력이 가능한 복수개의 화소로 구성되는 다색 화상(gray-scale image)으로 되어 있다. 그리고, 상기 촬영 카메라(4)에 의해서 촬영된 스파크 갭을 사이에 두고서 서로 대향하는 중심전극(W1) 및 접지전극(W2)의 다색 화상은 소정의 농도 역치(density threshold)를 이용하여 일단 2진수 데이터로 계수화되며, 흑색영역이 중심전극(W1) 및 접지전극(W2)을 나타내고 백색영역이 공간을 나타내게 된다.
이어서, 도 19(a)에 나타낸 바와 같이, 중심전극(W1)을 횡단하는 직선(A)상의 소정 위치에 기준점(Q0)을 1개 정하고, 이 기준점(Q0)을 통과하는 복수의 계측선(L0, L1 …Ln)을 방사형상으로 설정한다. 또한, 소정 위치는 중심전극(W1)을 나타내는 짙은 부분의 범위 내에 정해진다. 이들 각각의 계측선(L0, L1 …Ln)에는, 도 19(b)에 나타낸 바와 같이 기준점(Q0)에서 1화소의 폭간격으로 복수개의 참조점 (C0, C1 …Cm)이 설정되어 있으며, 각 참조점(C0, C1 …Cm)에 있어서의 농도값을 판독한다. 그리고, 도 19(c)에 나타낸 바와 같은 농도의 배열을 계측선마다 작성하고, 소정의 농도 역치를 이용하여 2진수 데이터로 계수화한다. 1화소의 폭이 엷다고 판단된 참조점의 수를 곱함으로써 계측선마다의 공간의 간격이 측정되기 때문에, 각 공간의 간격 중 최단 간격에 의거하여 상기 기준점(Q0)에 대한 임시 스파크 갭의 간격치수(g0)를 결정한다. 상기한 바와 마찬가지로 하여 직선(A)상에 복수개의 기준점을 정하고, 복수개의 임시 스파크 갭의 간격치수 중에서 최단거리가 되는 값을 스파크 갭의 간격치수(g)로 한다. 또한, 본 실시예에서는, 직선(A)을 중심전극(W1)을 횡단하는 위치에 정하였으나, 스파크 갭이 되는 공간 부분에 정하여도 된다. 이 경우에는, 기준점(Q0)을 중심전극(W1)과 접지전극(W2)이 직접 대향하는 범위 내에 설정하면 된다.
이상, 본 발명의 실시형태를 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 각 청구항에 기재된 범위를 일탈하지 않는 한, 각 청구항의 기재 문헌에 한정하지 않고 당업자가 이것으로부터 용이하게 변경할 수 있는 범위 내에서 당업자가 통상적으로 가지는 지식에 의거하는 개량을 적절히 부가할 수 있다. 예를 들면, 상기한 실시예에서는 최단거리를 스파크 갭의 간격으로 하였으나, 측정된 값이 여러 요인에 의해서 이상(異常)값을 나타내는 경우도 있다. 이와 같은 경우에는, 이상값을 제외한 값을 최단거리로 하여 스파크 갭의 간격으로 하여도 된다. 또, 복수의 기준점에 대응하는 최단거리 중 최대를 나타내는 값을 참조하여 스파크 갭에 면하는 부분 전체의 스파크 갭의 간격치수를 소정 범위 내로 조정할 수 있도록 하 여도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 스파크 갭의 간격을 계측함에 있어서, 촬영수단에 대한 워크(스파크 플러그)의 경사에 관계없이 정확한 스파크 갭의 간격을 산출할 수 있고, 더 나아가서는 스파크 플러그를 고정밀도로 제조할 수 있는 스파크 플러그의 제조방법 및 제조장치를 제공할 수 있다.

Claims (16)

  1. 절연체 내에 배치된 중심전극과; 상기 절연체의 외측둘레에 배치된 금속 쉘과; 일단측이 상기 금속 쉘의 선단측 단면에 결합되고, 타단측이 측방으로 굽혀져서 그 측면이 상기 중심전극의 선단면과 대향함으로써 상기 중심전극의 선단면과의 사이에 스파크 갭을 형성하는 접지전극;을 구비한 스파크 플러그의 제조방법으로서,
    촬영수단에 의해서 상기 스파크 갭을 촬영하는 촬영공정과;
    상기 촬영에 의해서 얻어진 화상정보에 의거하여 기준점을 1개소 정하고, 또한 상기 기준점을 통과하는 복수의 계측선에 의해서 구해진 상기 접지전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 접지전극측 스파크 갭 형성부와 상기 중심전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 중심전극측 스파크 갭 형성부와의 거리에 의거하여 상기 스파크 갭의 간격을 결정하는 스파크 갭 간격 산출공정과;
    상기 산출된 스파크 갭의 간격에 의거하여, 스파크 갭의 갭 간격을 조정하는 갭 조정공정, 불량을 관리하는 불량관리공정, 및 촬영대상제품의 제품 데이터를 생성하는 제품 데이터 생성공정 중 어느 하나의 공정을 처리하는 후처리공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스파크 갭 간격 산출공정은,
    상기 기준점을 복수개 정함과 아울러, 각 기준점의 각각에 대해서 구해진 상 기 거리에 의거하여 상기 스파크 갭의 간격을 결정하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
  3. 절연체 내에 배치된 중심전극과; 상기 절연체의 외측둘레에 배치된 금속 쉘과; 일단측이 상기 금속 쉘의 선단측 단면에 결합되고, 타단측이 측방으로 굽혀져서 그 측면이 상기 중심전극의 선단면과 대향함으로써 상기 중심전극의 선단면과의 사이에 스파크 갭을 형성하는 접지전극;을 구비한 스파크 플러그의 제조방법으로서,
    촬영수단에 의해서 상기 스파크 갭을 촬영하는 촬영공정과;
    상기 촬영에 의해서 얻어진 화상정보에 의거하여, 상기 접지전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 접지전극측 스파크 갭 형성부와 상기 중심전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 중심전극측 스파크 갭 형성부 중 어느 일측의 스파크 갭 형성부에, 그 외형선상의 기준점을 1개소 정하고, 또한 타측의 스파크 갭 형성부에 있어서 상기 기준점과의 거리가 최단거리가 되는 상기 외형선상의 측정점을 구하고, 이 최단거리에 의거하여 상기 스파크 갭의 간격을 결정하는 스파크 갭 간격 산출공정과;
    상기 산출된 스파크 갭의 간격에 의거하여, 스파크 갭의 갭 간격을 조정하는 갭 조정공정, 불량을 관리하는 불량관리공정, 및 촬영대상제품의 제품 데이터를 생성하는 제품 데이터 생성공정 중 어느 하나의 공정을 처리하는 후처리공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 스파크 갭 간격 산출공정은,
    상기 기준점을 복수개 정함과 아울러, 각 기준점의 각각에 대해서 상기 타측의 스파크 갭 형성부측의 상기 외형선상의 측정점과의 상기 최단거리를 구하고, 이들 복수의 최단거리 중 최소값에 의거하여 상기 스파크 갭의 간격을 결정하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 스파크 갭 간격 산출공정은,
    상기 최단거리에 의거하여 상기 스파크 갭의 간격의 화상상에 있어서의 외관 치수(이하, 「스파크 갭의 외관간격치수」라 한다)를 구함과 아울러,
    상기 스파크 플러그의 일부에 미리 정해진 측정기준부의 상기 촬영화상상에서의 외관치수(이하, 「측정기준부 외관치수」라 한다)와 상기 측정기준부의 기지의 표준치수(이하, 「측정기준부 표준치수」라 한다)에 의거하여 상기 스파크 갭의 외관간격치수를 보정하여 상기 스파크 갭의 간격으로서 산출하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
  6. 절연체 내에 배치된 중심전극과; 상기 절연체의 외측둘레에 배치된 금속 쉘과; 일단측이 상기 금속 쉘의 선단측 단면에 결합되고, 타단측이 측방으로 굽혀져서 그 측면이 상기 중심전극의 선단면과 대향함으로써 상기 중심전극의 선단면과의 사이에 스파크 갭을 형성하는 접지전극;을 구비한 스파크 플러그의 제조방법으로서,
    촬영수단에 의해서 상기 스파크 갭을 촬영하는 촬영공정과;
    상기 촬영에 의해서 얻어진 화상정보에 의거하여 상기 스파크 갭의 간격의 외관치수(이하, 「스파크 갭의 외관간격치수」라 한다)를 구함과 아울러,
    상기 스파크 플러그의 일부에 미리 정해진 측정기준부의 상기 촬영화상상에서의 외관치수(이하, 「측정기준부 외관치수」라 한다)와 상기 측정기준부의 기지의 표준치수(이하, 「측정기준부 표준치수」라 한다)에 의거하여 상기 스파크 갭의 외관간격치수를 보정하여 상기 스파크 갭의 간격으로서 산출하는 스파크 갭 간격 산출공정과;
    상기 산출된 스파크 갭의 간격에 의거하여, 스파크 갭의 갭 간격을 조정하는 갭 조정공정, 불량을 관리하는 불량관리공정, 및 촬영대상제품의 제품 데이터를 생성하는 제품 데이터 생성공정 중 어느 하나의 공정을 처리하는 후처리공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 스파크 갭 간격 산출공정은,
    상기 촬영수단으로 촬영하는 방향으로 상기 스파크 플러그가 경사지는 형태로 촬영되는 것에 기인하여 발생하는 상기 스파크 갭의 외관간격치수의 치수오차를 상기 측정기준부 외관치수 및 상기 측정기준부 표준치수에 의거하여 보정하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 스파크 갭 간격 산출공정은,
    상기 촬영수단으로 촬영하는 방향으로 상기 스파크 플러그가 경사지는 형태로 촬영되는 것에 기인하여 발생하는 상기 스파크 갭의 외관간격치수의 치수오차를 상기 측정기준부 외관치수 및 상기 측정기준부 표준치수에 의거하여 보정하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
  13. 청구항 5, 청구항 6, 청구항 7 또는 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정기준부는 상기 접지전극이고,
    상기 측정기준부 표준치수로서, 상기 접지전극에 있어서의 기지의 표준두께치수(이하, 「접지전극 표준두께치수」라 한다)가 미리 정해지고,
    상기 측정기준부 외관치수로서, 상기 촬영화상상에 있어서 상기 접지전극의 화상상의 두께치수(이하, 「접지전극 외관두께치수」라 한다)를 구하고,
    이들 접지전극 외관두께치수 및 접지전극 표준두께치수와, 상기 접지전극에 있어서 미리 정해지는 기지의 표준폭치수에 의거하여 상기 스파크 갭의 외관간격치수를 보정하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
  14. 청구항 1, 청구항 3 또는 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스파크 갭 간격 산출공정은,
    상기 촬영공정에 의해서 촬영된 화상에서 상기 스파크 갭에 면하는 상기 접지전극의 선단 에지선과 상기 중심전극의 선단 에지선을 결정하는 전극 에지선 결정공정과,
    상기 접지전극 또는 상기 중심전극 혹은 이들 양 전극의 선단면에 형성된 버 등의 미소한 돌기의 영향을 저감시키기 위해서, 상기 촬영화상에 의거하여 얻어지는 상기 접지전극 또는 상기 중심전극 혹은 이들 양 전극의 선단 에지선의 기복 레벨 프로필에 의거하여 이동평균을 구하는 처리를 하는 방법, 상기 기복 레벨 프로필을 최소 제곱법에 의해서 함수적으로 근사시키는 방법, 상기 기복 레벨 프로필을 복수개의 구간으로 구분하고, 각 구간마다 기복 레벨 프로필을 평균화하는 처리를 하는 방법, 상기 기복 레벨 프로필을 복수개의 구간으로 구분하고, 각 구간마다 기복 레벨의 변화율을 산출함과 아울러 이 변화율의 값이 미리 정해진 조건을 만족하지 않는 구간에 대해서 이 구간 내의 에지선의 기복 레벨을 수정하는 처리를 하는 방법, 및 상기 기복 레벨 프로필에 대해서 푸리에 해석을 이용하여 고주파 성분을 제거하는 수법 중 어느 하나에 의해서 평활화처리를 실시하는 평탄화처리공정을 포함하며,
    또한, 그 평활화처리된 에지선 정보를 이용하여 상기 스파크 갭의 간격을 산출하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
  15. 절연체 내에 배치된 중심전극과; 상기 절연체의 외측둘레에 배치된 금속 쉘과; 일단측이 상기 금속 쉘의 선단측 단면에 결합되고, 타단측이 측방으로 굽혀져서 그 측면이 상기 중심전극의 선단면과 대향함으로써 상기 중심전극의 선단면과의 사이에 스파크 갭을 형성하는 접지전극;을 구비한 스파크 플러그의 제조장치로서,
    상기 스파크 갭을 촬영하는 촬영수단과;
    상기 촬영에 의해서 얻어진 화상정보에 의거하여 기준점을 1개소 정하고, 상기 기준점을 통과하는 복수의 계측선에 의해서 구해진 상기 접지전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 접지전극측 스파크 갭 형성부와 상기 중심전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 중심전극측 스파크 갭 형성부와의 거리에 의거하여 상기 스파크 갭의 간격을 결정하는 스파크 갭 간격 산출수단과;
    상기 산출된 스파크 갭의 간격에 의거하여, 스파크 갭의 갭 간격을 조정하는 갭 조정수단, 불량을 관리하는 불량관리수단, 및 촬영대상제품의 제품 데이터를 생성하는 제품 데이터 생성수단 중 어느 하나의 수단을 처리하는 후처리수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조장치.
  16. 절연체 내에 배치된 중심전극과; 상기 절연체의 외측둘레에 배치된 금속 쉘과; 일단측이 상기 금속 쉘의 선단측 단면에 결합되고, 타단측이 측방으로 굽혀져서 그 측면이 상기 중심전극의 선단면과 대향함으로써 상기 중심전극의 선단면과의 사이에 스파크 갭을 형성하는 접지전극;을 구비한 스파크 플러그의 제조장치로서,
    상기 스파크 갭을 촬영하는 촬영수단과;
    상기 촬영에 의해서 얻어진 화상정보에 의거하여, 상기 접지전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 접지전극측 스파크 갭 형성부와 상기 중심전극측의 상기 스파크 갭에 면하는 중심전극측 스파크 갭 형성부 중 어느 일측의 스파크 갭 형성부에, 그 외형선상의 기준점을 1개소 정하고, 또한 타측의 스파크 갭 형성부에 있어서 상기 기준점과의 거리가 최단거리가 되는 상기 외형선상의 측정점을 구하고, 이 최단거리에 의거하여 상기 스파크 갭의 간격을 결정하는 스파크 갭 간격 산출수단과;
    상기 산출된 스파크 갭의 간격에 의거하여, 스파크 갭의 갭 간격을 조정하는 갭 조정수단, 불량을 관리하는 불량관리수단, 및 촬영대상제품의 제품 데이터를 생성하는 제품 데이터 생성수단 중 어느 하나의 수단을 처리하는 후처리수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조장치.
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