WO2022173048A1

WO2022173048A1 - チューブ曲げ加工システム

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Publication number: WO2022173048A1
Application number: PCT/JP2022/005743
Authority: WO
Inventors: 裕一小滝; 敦高橋; 茹易; 盛華欒
Original assignee: 三桜工業株式会社
Priority date: 2021-02-15
Filing date: 2022-02-14
Publication date: 2022-08-18
Also published as: CN117203005A; MX2023009511A; EP4292724A1; JP2022124434A

Abstract

チューブ曲げ加工システムは、金属製チューブと、二つのフレアナットとを含む被加工チューブを所定形状に曲げ加工するチューブ曲げ加工システムであって、曲げ加工機と、チューブ供給機と、備え、前記チューブ供給機は、前記被加工チューブに対して、前記二つのフレアナットの一方が前記二つの環状突部の一方に、前記二つのフレアナットの他方が前記二つの環状突部の他方にそれぞれ突き当たるように前記被加工チューブの端部側に前記二つのフレアナットを移動させる端寄せ操作を行う端寄せ機構と、前記曲げ加工機にて曲げ加工されるべき前記被加工チューブの異常を前記端寄せ操作を利用して検出する検査機構と、を含んでいる。

Description

チューブ曲げ加工システム

　本開示はチューブ曲げ加工システムに関する。

　金属製の多重巻きチューブの用途として自動車のブレーキチューブが広く知られている。ブレーキチューブは車両の床下形状に適合するように三次元的に曲げ加工される。こうしたチューブを各種装置に結合するため、チューブの両端部には環状突部が形成され、環状突部に突き当たるようにフレアナットが装着されている。チューブの端部を各種装置に挿入した状態でフレアナットを締結することにより各種装置にチューブが結合される。このようなチューブの曲げ加工はチューブの両端部に適合する二つのフレアナットが装着された状態で行われることが一般的である。金属製チューブを曲げ加工する装置として例えば特許第３１４８６６３号公報の装置が知られている。

　曲げ加工されたチューブはその形状のほとんどが左右非対称である。そして、チューブの端部毎に異種のフレアナットが装着される仕様である場合が多い。そのため曲げ加工の対象となるチューブの多くは左右に区別がある。例えば、チューブが正規の向きと左右逆向きに曲げ加工装置に供給されたまま曲げ加工されると、各端部に不適合なフレアナットが装着された不良品が発生する。また、フレアナットはねじ部の側が環状突部に突き当たる方向で装着されるべきであるが、頭部の側が環状突部に突き当たる逆向きの方向にフレアナットが誤装着されたチューブが曲げ加工された場合も不良品になる。

　そこで、本開示の目的の一つは、曲げ加工の前に不良品の発生を防止できるチューブ曲げ加工システムを提供することである。

　本開示のチューブ曲げ加工システムは、両端部に形成された二つの環状突部を有する金属製チューブと、前記二つの環状突部のそれぞれに対応するように前記金属製チューブの外周に一つずつ装着された二つのフレアナットとを含む被加工チューブを所定形状に曲げ加工するチューブ曲げ加工システムであって、前記被加工チューブを曲げ加工する曲げ加工機と、前記被加工チューブを受け入れて前記曲げ加工機に供給するチューブ供給機と、を備え、前記チューブ供給機は、前記被加工チューブに対して、前記二つのフレアナットの一方が前記二つの環状突部の一方に、前記二つのフレアナットの他方が前記二つの環状突部の他方にそれぞれ突き当たるように前記被加工チューブの端部側に前記二つのフレアナットを移動させる端寄せ操作を行う端寄せ機構と、前記曲げ加工機にて曲げ加工されるべき前記被加工チューブの異常を前記端寄せ操作を利用して検出する検査機構と、を有するものである。

　このチューブ曲げ加工システムは、被加工チューブをチューブ供給機が受け入れてから曲げ加工機にて曲げ加工されるまでの過程で実施される端寄せ操作を利用して被加工チューブの異常を検出する。被加工チューブに対する検査専用の物理的操作が不要なので、検査工程をシステムに組み込むことで生じるスループットの低下を抑制できる。また、曲げ加工機に供給される前段階で被加工チューブの異常を検出できるので曲げ加工の前に不良品の発生を防止できる。

　本開示の一態様において、前記検査機構は、前記端寄せ操作にて位置決めされた前記被加工チューブが配置されるステージと、前記ステージ上に設定され前記フレアナットを含む撮像範囲を撮像して得た画像データを出力し、前記ステージとの位置関係が固定された撮像手段と、前記被加工チューブが前記ステージ上に位置決めされた状態で前記撮像範囲が撮像されるように前記撮像手段を制御する撮像制御手段と、前記画像データに基づいて前記被加工チューブの前記異常を検出する異常検出手段とを有してもよい。

　この態様によれば、ステージと撮像手段との位置関係が固定されているため、ステージ上に設定される撮像範囲は一定である。したがって、ステージ上に位置決めされた被加工チューブの各部の位置を正常な各部の位置と比較するだけで異常を検出できる。検査対象となる被加工チューブの寸法や外形を画像データから認識する必要がない。

　端寄せ機構は適宜の構成でよい。例えば、前記端寄せ機構は、前記被加工チューブの外径よりも大きく前記フレアナットの外径よりも小さい幅の受け入れ溝が形成され、前記フレアナットを挟んで前記環状突部の反対側で前記被加工チューブを受け入れ、かつ軸線方向に移動可能な左右一対のチューブ受け入れ部材と、前記左右一対のチューブ受け入れ部材を独立に駆動可能な駆動手段と、を備え、前記左右一対のチューブ受け入れ部材の一方を前記ステージの所定位置に移動させ、かつ前記左右一対のチューブ受け入れ部材の他方を前記ステージから離れる方向に移動させることにより、前記被加工チューブを前記ステージに対して位置決めしてもよい。

　本開示の一態様において、前記被加工チューブは、前記二つのフレアナットとして軸線方向寸法が互いに異なる異種のフレアナットが装着されるべき物品として準備され、前記異常検出手段は、前記異常として、前記チューブ供給機が前記被加工チューブを左右反対向きの状態で受け入れたチューブ供給異常を検出してもよい。

　被加工チューブの両端に互いに軸線方向寸法が異なるフレアナットが装着されている場合、その被加工チューブには左右の区別がある。この態様によれば、左右反対向きに供給された被加工チューブを曲げ加工前にチューブ供給異常として検出できる。被加工チューブとして良品であるにもかかわらず誤供給によって不良品が発生する事態を防止できる。チューブ供給異常となった被加工チューブを正しい向きにして再供給すれば良品を製造できる。

　この態様において、前記異常検出手段は、前記被加工チューブの端末の位置を前記画像データに基づいて特定することにより前記チューブ供給異常を検出してもよい。また、被加工チューブの表面が被覆層にて覆われ、かつ両端末から二つのフレアナットのそれぞれの軸線方向寸法に応じて左右異なる長さだけ被覆層が剥離されている場合、前記異常検出手段は、前記被覆層が剥離された剥離範囲と前記被覆層が剥離されていない非剥離範囲との境界位置を前記画像データに基づいて特定することにより前記チューブ供給異常を検出してもよい。ステージ上に被加工チューブが位置決めされるので正常時と異常時でこれらの位置に違いが生じる。したがって、これらの位置を特定することによりチューブ供給異常を検出できる。

　本開示の一態様において、前記異常検出手段は、前記異常として、前記二つのフレアナットの少なくとも一方が前記環状突部に対して正規方向とは逆向きで突き当てられたナット装着方向異常を検出してもよい。この場合は、結合対象にチューブを結合できない不良品の発生を防止できる。

　この態様において、前記二つのフレアナットのそれぞれは、雄ねじが形成されたねじ部と前記ねじ部に隣接する頭部とを備えており、前記異常検出手段は、前記フレアナットの像を含む前記画像データを、先端側のアウトサイドエリアと反対側のインサイドエリアとに区分し、前記アウトサイドエリア内における明るさ値の変動量と前記インサイドエリア内における明るさ値の変動量とを比較し、これら変動量の大小関係に基づいて前記ねじ部が前記アウトサイドエリア側に存在するか否かを推定することにより、前記ナット装着方向異常を検出してもよい。

　この態様によれば、画像データ内の明るさ値の変動量を二つに区分し、それらエリア内で変動量の大小関係を比べることで、ねじ部が先端側にあるかどうかを推定できる。ねじ部と頭部とを区別するためにフレアナットの形状や寸法の特徴を画像データより認識する処理に比べて簡素な処理でナット装着方向異常を検出できる。

　本開示の一態様において、前記チューブ供給機は、前記端寄せ操作後に前記被加工チューブを前記曲げ加工機へ搬送する搬送機構を更に有し、前記搬送機構は、前記検査機構が前記異常を検出した場合、前記被加工チューブを前記曲げ加工機に搬送せずに、前記搬送機構の動作範囲内に設けられた回収手段に搬送してもよい。

　本開示によれば、曲げ加工の前に不良品の発生を防止できる。

チューブ曲げ加工システムの全体構成を示した平面図。被加工チューブの一例を示した平面図。図１Ａのシステムの一部を矢印ＩＩ方向から見た状態を示した図。受け入れ部の主要構成の一部を示した斜視図。図３の受け入れ部を矢印ＩＶ方向から見た状態を示した図。供給機構の動作を説明する側面図。被加工チューブを検査機構が検査する状態を示した斜視図。図６の矢印ＶＩＩ方向から見た状態を示した図。検査機構のシステム構成を示した図。チューブ供給異常の検出方法の一例を示した図。チューブ供給異常の検出方法の他の例を示した図。ナット装着方向異常の検出方法の一例を示した図。検査に使用する画像データの表示例。チューブ曲げ加工システムの処理の一例を示したフローチャート。

　一例として、自動車のブレーキチューブは金属製チューブであり、マスターシリンダで発生した圧力を車輪毎に設けられたブレーキユニットまで伝達する配管として使用される。ブレーキチューブの端末には、フレアナットが装着された状態で高圧用の端末加工が施されている。高圧用の端末加工としては、例えば、国際標準化機構（ＩＳＯ）で規定されたＩＳＯフレアや日本自動車技術会規格（ＪＡＳＯ）で規定されたダブルフレア等の環状突部を形成する端末加工がある。ブレーキチューブはフレアナットが外周に装着された状態で環状突部を形成する端末加工と自動車の床下形状等に合わせた三次元的な曲げ加工が行われる。

　図１Ａはチューブ曲げ加工システムの全体構成を示した平面図である。チューブ曲げ加工システム（以下、加工システムと略する。）１は、被加工チューブＴａ（図１Ｂ参照）を所定形状に曲げ加工する曲げ加工機２と、被加工チューブＴａを受け入れて曲げ加工機２に供給するチューブ供給機３とを備えている。加工システム１は全長が異なる複数種類の被加工チューブＴａを曲げ加工できる。被加工チューブＴａはチューブ供給機３に対してオペレータ（不図示）にてチューブ投入部４に繰り入れられる。その後、曲げ加工機２にて曲げ加工された加工後のチューブＴｂは曲げ加工機２に設けられた集積部５に集められる。

　図１Ｂに示すように、被加工チューブＴａは両端部に環状突部Ｐｒが形成された直線状の金属製チューブＴの外周に二つのフレアナットＦが環状突部Ｐｒに突き当たるようにして装着されたものである。フレアナットＦは、雄ねじが形成されたねじ部Ｆａとねじ部Ｆａに隣接して締付トルクが入力される頭部Ｆｂとを有する。図示の例では、左右のフレアナットＦは互いに軸線方向寸法が異なっている。被加工チューブＴａの金属製チューブＴは樹脂材料の被覆層Ｃにて覆われ、被覆層Ｃは装着されるべきフレアナットＦの寸法に合わせて各端末から所定範囲Ｒ１、Ｒ２まで剥離されている。被覆層Ｃの剥離後にフレアナットＦが装着された状態で環状突部Ｐｒを形成する端末加工が施される。

　図１Ａ及び図２に示すように、チューブ供給機３は、被加工チューブＴａに対してフレアナットＦの端寄せ操作を行う端寄せ機構１０と、端寄せ操作後に被加工チューブＴａを曲げ加工機２へ搬送する搬送機構１１と、曲げ加工機２にて曲げ加工されるべき被加工チューブＴａの異常を端寄せ機構１０の動作を利用して検出する検査機構１２とを有する。搬送機構１１は、端寄せ操作と検査が終了した被加工チューブＴａを把持するハンド１３を備えている。ハンド１３はアーム１４に対して矢印で示すように伸縮自在に設けられる。アーム１４は電動モータＥにて回転中心Ｃの周りに回転駆動される。検査機構１２によって異常が検出されなかった被加工チューブＴａは搬送機構１１にて曲げ加工機２に受け渡される。一方、異常が検出された被加工チューブＴａは搬送機構１１の動作範囲内に設けられた回収手段の一例である不良品箱Ｂに搬送機構１１にて回収される。

　端寄せ機構１０による端寄せ操作は、図１Ｂに示すように被加工チューブＴａに対して、二つのフレアナットＦの一方が二つの環状突部Ｐｒの一方に、二つのフレアナットＦの他方が二つの環状突部Ｐｒの他方にそれぞれ突き当たるように被加工チューブＴａの端部側に二つのフレアナットＦを移動させる操作である。フレアナットＦはチューブに固定されておらず軸方向に移動可能な状態であるため、曲げ加工のために端寄せ操作が実施される。図１Ａ及び図２に示すように、端寄せ機構１０は一対の受け入れ部１５が上段に配置された第１のセットと、一対の受け入れ部１５が下段に配置された第２のセットとを含む。上段及び下段のそれぞれに設けられた一対の受け入れ部１５は、これらの間隔を任意に設定可能となっている。例えば、図示の例のように、上段に配置された一対の受け入れ部１５の間隔を狭く、下段に配置された一対の受け入れ部の間隔を広くなるように設定することで、長尺及び短尺の２種類の被加工チューブＴａを繰り入れて、長尺及び短尺の被加工チューブＴａを交互に曲げ加工することもできる。各受け入れ部１５には後に詳述する検査機構１２が設置されている。このように配置された端寄せ機構１０及び受け入れ部１５は左右対称の構造を持ち互いに同一である。以下、これらを互いに区別する必要がある場合を除き、特に区別せずに説明する。

　図３及び図４に示すように、受け入れ部１５は、軸線Ａｘの方向に対して垂直方向に広がり、かつ軸線Ａｘの方向に移動可能な状態で配置されたチューブ受け入れ板１６と、チューブ受け入れ板１６を軸線Ａｘの方向に駆動するアクチュエータ１７とを備える。アクチュエータ１７はもう一方の受け入れ部１５にも設けられていて、チューブ受け入れ板１６を同方向に駆動できる。チューブ受け入れ板１６はチューブ受け入れ部材の一例に相当する。また、一対の受け入れ部１５のそれぞれに一つずつ設けられた二つのアクチュエータ１７の組み合わせが本開示に係る駆動手段の一例に相当する。

　チューブ受け入れ板１６は上下方向に対して曲げ加工機２の側（図４の右側）に傾いた直線状の第１傾斜部１８と、第１傾斜部１８と直交する第２傾斜部１９とを有する。第２傾斜部１９には一本分の被加工チューブＴａを受け入れる溝状のポケット２０が形成されている。ポケット２０の幅は被加工チューブＴａの外径よりも若干大きくかつフレアナットＦの外径よりも小さい。したがって、一対のチューブ受け入れ板１６のそれぞれが、フレアナットＦを挟んで環状突部Ｐｒの反対側に配置された状態で各チューブ受け入れ板１６が互いに離れる方向に相対移動すると、各フレアナットＦは被加工チューブＴａの端部側に寄せられて端寄せ操作が可能となる。ポケット２０は受け入れ溝の一例に相当する。

　図３～図５に示すように、チューブ投入部４（図１Ａ及び図２）に繰り入れられた被加工チューブＴａは送り機構２５を介して端寄せ機構１０の受け入れ部１５に送り込まれる。送り機構２５はチューブ投入部４に隣接して設けられたベルトコンベア２６と、ベルトコンベア２６にて搬送された被加工チューブＴａを一本ずつ端寄せ機構１０に供給する供給機構２７とを備える。

　図５に示すように、供給機構２７は、ベルトコンベア２６の出口部２６ａと受け入れ部１５との間に配置され、チューブ受け入れ板１６の第１傾斜部１８に沿って移動可能な可動部材であるスライド部材２８と、スライド部材２８を駆動するアクチュエータ２９とを備える。

　スライド部材２８は第１傾斜部１８に沿って延びる第１部分２８ａと第１部分２８ａから垂直に延びる第２部分２８ｂとを含み、全体として横向きのほぼＴ字状に形成される。第２部分２８ｂはアクチュエータ２９の駆動ロッド２９ａに連結されている。第１部分２８ａの厚みは被加工チューブＴａの外径以下に設定されている。これにより、図５のＡ及びＢに示したように、ベルトコンベア２６よりも低位置で待機するスライド部材２８の先端部分に被加工チューブＴａが導かれた状態でスライド部材２８が第１傾斜部１８に沿って移動すると、一本の被加工チューブＴａだけがスライド部材２８の第１部分２８ａの先端部分に載せられて第１傾斜部１８に沿って持ち上げられる。第１部分２８ａの先端部分は第１傾斜部１８側に下向きに傾斜している。このため、被加工チューブＴａに働く重力に対する第１部分２８ａからの反力が第１傾斜部１８に接近する側に作用する。したがって被加工チューブＴａが第１傾斜部１８から離れにくくなり、被加工チューブＴａの移動時の脱落が抑制される。そして、図５のＣに示したように、被加工チューブＴａを載せたスライド部材２８の第１部分２８ａが第１傾斜部１８の上端に達すると、被加工チューブＴａはチューブ受け入れ板１６の第２傾斜部１９上を矢印方向に転がってポケット２０に入り込む。

　図６及び図７に示すように、被加工チューブＴａがポケット２０に入り込むと、端寄せ機構１０の一方はチューブ受け入れ板１６を図７の右側に移動させるとともに、図示されていない反対側の他方の端寄せ機構１０が被加工チューブＴａを反対方向に引っ張ることにより端寄せ操作が完了する。受け入れ部１５には被加工チューブＴａの異常を検出する検査機構１２が設けられている。

　検査機構１２はチューブ供給機３のフレーム３ａに固定されたステージ３０と、フレーム３ａから斜め上方に延びるアーム３１と、アーム３１から軸線Ａｘの方向に延びるブラケット３２と、ブラケット３２に固定されていてステージ３０に向けられたデジタルカメラ３３とを含む。ブラケット３２は、アーム３１に固定された本体部３２ａと、本体部３２ａに固定されたカメラ取付部３２ｂとを含む。デジタルカメラ３３は撮像手段の一例に相当する。ステージ３０とデジタルカメラ３３とは共通のフレーム３ａに対して固定されているので、ステージ３０とデジタルカメラ３３との位置関係は固定される。端寄せ機構１０のチューブ受け入れ板１６はステージ３０の所定位置まで移動可能になっている。そのため、端寄せ機構１０による端寄せ操作が完了すると、被加工チューブＴａはステージ３０上に対して位置決めされる。

　デジタルカメラ３３は、ステージ３０上に位置決めされた被加工チューブＴａのフレアナットＦを含む範囲に設定された撮像範囲を撮像し、その撮像によって得た画像データを出力する。出力された画像データをディスプレイに表示した一例を図１２に示す。

　図８に示すように、検査機構１２はデジタルカメラ３３が取得した画像データを処理して被加工チューブＴａの異常を検出するため、デジタルカメラ３３毎に設けられたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３５を更に備えている。プログラマブルロジックコンピュータ（ＰＬＣ）３６は曲げ加工機２やチューブ供給機３の端寄せ機構１０や搬送機構１１などの各部を制御するコンピュータとして加工システム１に設けられている。ＰＬＣ３６にはタッチパネル３７が接続されており、ＰＬＣ３６はタッチパネル３７を介してオペレータの操作を適宜受け付ける。各ＰＣ３５はハブ３８を介して通信ケーブル３９によってＰＬＣ３６に接続されていて、各ＰＣ３５とＰＬＣ３６との間で各種の情報が所定ロジックに基づいて交換されている。これにより検査機構１２は端寄せ機構１０が行う端寄せ操作に連係して被加工チューブＴａに対する検査を実行できる。

　ここで、検査機構１２が行う検査について説明する。検査機構１２は、（１）チューブ供給機３が被加工チューブＴａを左右反対向きに受け入れた誤供給を原因としたチューブ供給異常と、（２）フレアナットＦが環状突部Ｐｒに対して正規方向とは逆向きで装着された誤組付けを原因としたナット装着方向異常とを検出する。なお、上記（１）又は（２）のいずれか一方を行ってもよい。

（１）チューブ供給異常の検出
　チューブ供給異常の検出方法として以下の二つの方法がある。
（ａ）被覆層Ｃの剥離範囲に基づく異常検出
　図１Ｂに示したように、被加工チューブＴａの剥離範囲Ｒ１、Ｒ２は左右で異なる。そこで、一方の剥離範囲Ｒ１と非剥離範囲Ｒとの境界位置Ｐ１と、他方の剥離範囲Ｒ２と非剥離範囲Ｒとの境界位置Ｐ２とを特定することにより、チューブ供給機３が被加工チューブＴａを正規の向きで受け入れたか逆向きで受け入れたかを判別できる。境界位置Ｐ１又はＰ２のいずれか一方の位置が正規の位置と異なることが分かれば他方についても異なることが分かるので、境界位置Ｐ１又はＰ２のいずれか一方の位置を特定すれば足りる。なお、境界位置Ｐ１と境界位置Ｐ２とを区別する必要がない場合には以下の説明でこれらを代表して境界位置Ｐ１と表記する。

　ＰＣ３５は、デジタルカメラ３３が取得した画像データに基づいて、境界位置Ｐ１が画像データの何ピクセル目にあるかを特定し、そのピクセル位置と事前に取得して記憶した正しいピクセル位置と比較して相違があった場合はチューブ供給異常として検出する。上述したように、デジタルカメラ３３とステージ３０との位置関係は固定されていて、端寄せ機構１０の端寄せ操作によって被加工チューブＴａはステージ３０に対して位置決めされる。そのため、剥離範囲Ｒ１の長さを測定しなくても境界位置Ｐ１のピクセル位置と正しいピクセル位置とを比較すればよい。

　境界位置Ｐのピクセル位置をＰＣ３５が特定する方法は次の通りである。

　（ａ１）画像データのカラー要素を取り除くためグレースケール化する。そして、グレースケール化した画像データのピクセル毎にそのピクセルにおける明るさ値を格納する。この場合の明るさ値はグレースケール画像の画素値である。なお、カラー画像を使用する場合は明るさ値として輝度を用いる。

　（ａ２）図９に示したように、画像データ内の被加工チューブＴａ上に長方形のエリアＸ１を設定し、そのエリアＸ１を左右に２等分し、エリアＸ１ａ、エリアＸ１ｂとする。

　（ａ３）エリアＸ１ａ、Ｘ１ｂ毎に、そのエリア内のピクセルの明るさ値の総和を算出する。そして、エリアＸ１ａの総和とエリアＸ１ｂの総和の差分値Ｄを算出する。エリアＸ１内に境界位置Ｐ１が存在しない場合はエリアＸ１ａとエリアＸ１ｂとの間で画像データの明るさ値に違いがほとんどない。そのためエリアＸ１ａ、Ｘ１ｂの総和の差分値Ｄは０に近い。

　（ａ４）長方形のエリアＸ１を被加工チューブに沿って軸線Ａｘの方向にずらしていきながら、上記（ａ３）に従って差分値Ｄを算出する。そうすると、差分値Ｄの変化は、図９のグラフのようになる。

　（ａ５）エリアＸ１の中央が境界位置Ｐ１となる点が差分値Ｄの最大値となるため、上記（ａ４）で算出した差分値Ｄの最大値となるピクセル位置を、境界位置Ｐ１のピクセル位置として特定する。

（ｂ）被加工チューブＴａの端末位置に基づく異常検出
　被加工チューブＴａは端寄せ機構１０の端寄せ操作によってステージ３０に対して位置決めされる。そのため、ステージ３０上の被加工チューブＴａの端末位置Ｐ３（図１０参照）は装着されたフレアナットＦの軸線方向寸法により一意に決まる。仮に、被加工チューブＴａの左右反対向きの誤供給により軸線方向寸法が異なるフレアナットＦが存在する場合はステージ３０上の端末位置Ｐ３が正常に供給された場合と異なる。このことを利用して、端末位置Ｐ３が画像データの何ピクセル目にあるかを特定し、そのピクセル位置と事前に取得して記憶した端末位置Ｐ３の正しいピクセル位置とを比較して相違があった場合はチューブ供給異常として検出する。上記（ａ）の異常検出と同様に、一方の端末位置Ｐ３が正規の位置と相違すれば、他方の端末位置Ｐ３も正規の位置と異なることが分かるので、被加工チューブＴａの一方の端末位置Ｐ３を特定すれば足りる。

　端末位置Ｐ３のピクセル位置をＰＣ３５が特定する方法は次の通りである。

（ｂ１）画像データのカラー要素を取り除くためグレースケール化する。そして、グレースケール化した画像データのピクセル毎にそのピクセルにおける明るさ値を格納する。

（ｂ２）図１０の(ｉ)に示すように、軸線Ａｘをｘ軸とし、ｘ軸方向と垂直方向にｙ軸を設定する。そして、フレアナットＦをカバーするａ１からａ２までの範囲でピクセルの明るさ値Ｐｘｙのｙ軸方向に総和ｓｕｍｘを算出する。総和ｓｕｍｘは式１で表される。

（ｂ３）図１０の(ｉｉ)に示すように、ｘ軸方向に対して画像データの平滑化処理を行う。具体的には、総和ｓｕｍｘについて３ピクセル分を平均する。その平均値ｓｍｏｏｔｈｘは式２で表される。

（ｂ４）図１０の(ｉｉｉ)に示すように、平均値ｓｍｏｏｔｈｘの差分値Ｄｘを算出する。差分値Ｄｘは式３で表される。

（ｂ５）図１０の(ｉｖ)に示すように、差分値Ｄｘが所定の閾値ｔｈ１より大きくなる点を被加工チューブＴａの端末位置Ｐ３に対応するピクセル位置として特定する。

（２）ナット装着方向異常の検出
　ナット装着方向異常は、画像データの明暗の情報に基づいてねじ山の凹凸があるフレアナットＦのねじ部Ｆａを特定し、そのねじ部Ｆａの側が被加工チューブＴａの先端側にあるかその反対側にあるかを特定することにより検出される。換言すれば、画像データを被加工チューブＴａの先端側のアウトサイドエリアと反対側のインサイドエリアとに区分し、アウトサイドエリア内における明るさ値の変動量とインサイドエリア内における明るさ値の変動量とを比較し、これら変動量の大小関係に基づいてねじ部Ｆａがアウトサイドエリア側に存在するか否かを推定することにより、ナット装着方向異常を検出する。この処理の具体的な一例は以下の通りである。

　（ａ）画像データのカラー要素を取り除くためグレースケール化する。そして、グレースケール化した画像データのピクセル毎にそのピクセルにおける明るさ値を格納する。

　（ｂ）図１１の（ｉ）に示すように、ｎ×（ａ２－ａ１）のサイズのエリアＸ２を設定する。そして、エリアＸ２において、軸線Ａｘの方向（ｘ軸方向）で隣接するピクセルの明るさ値の差分をとり、それら差分の絶対値を全て足し合わせる。その値はエリアＸ２内の明暗の変動量を表す。隣接ピクセル間の明暗の変動が大きいほど、この変動量の数値は大きくなる。変動量ｄｉｆｆｘは、式４で表される。

　（ｃ）図１１の（ｉｉ）に示すように、エリアＸ２をフレアナットＦの画像に沿ってｘ軸方向にずらしていき、変動量ｄｉｆｆｘをエリアＸ２毎に算出して、図１１のグラフを描くようなデータを得る。

　（ｄ）図１１の（ｉｉｉ）に示すように、上記（ｃ）で得たデータをｘ軸方向の中心で２等分に区分し、区分された先端側のデータをアウトサイドエリアＯａに属するデータとし、その反対側のデータをインサイドエリアＩａに属するデータとする。

　（ｅ）変動量ｄｉｆｆｘについて、零より大きくねじ部Ｆａにおける変動量よりも小さい閾値ｔｈ２を予め設定しておく。そして、閾値ｔｈ２未満の領域についてアウトサイドエリアＯａに属する面積Ｓａを算出するとともに、インサイドエリアＩａに属する面積Ｓｉを算出する。

　（ｆ）ねじ部Ｆａに対応する変動量ｄｉｆｆｘのデータは閾値ｔｈ２よりも大きな値を持つ。このため、ねじ部Ｆａ側の面積は小さくなる。したがって、両サイドの面積Ｓｏと面積Ｓｉとを比較し、ねじ部Ｆａが存在しているべきアウトサイドエリアＯａの面積ＳｏがインサイドエリアＩａの面積Ｓｉよりも小さい場合はフレアナットＦの装着方向が正しいと推定できる。言い換えれば、アウトサイドエリアＯａの面積ＳｏがインサイドエリアＩａの面積Ｓｉよりも大きければ、ねじ部ＦａがインサイドエリアＩａ側に存在することが推定されるのでフレアナットＦが反対向きに装着されたナット装着方向異常として検出する。

　上記（ｄ）において、上記（ｃ）で得たデータをｘ軸方向の中心で２等分してアウトサイドエリアＯａ及びインサイドエリアＩａを設定したが、データ領域を２等分することは一例にすぎない。検査対象として想定するフレアナットＦの頭部Ｆｂとねじ部Ｆａとの寸法比に応じてアウトサイドエリアＯａとインサイドエリアＩａとの配分を適宜変更してもよい。

　上記（ｅ）及び（ｆ）において、閾値ｔｈ２を設定し、閾値ｔｈ２未満の領域の面積をアウトサイドエリアＯａ及びインサイドエリアＩａのそれぞれについて算出して明るさ値の変動量の大小関係を比較しているが変動量の大小関係に基づく処理方法の一例にすぎない。例えば、閾値ｔｈ２を設定せずに、アウトサイドエリアＯａに含まれる変動量の積分値とインサイドエリアに含まれる変動量の積分値とを比較してねじ部Ｆａの存在を推定することもできる。この場合はアウトサイドエリアＯａの積分値がインサイドエリアＩａの積分値よりも大きい場合にフレアナットＦの装着方向が正しいと推定される。反対に、アウトサイドエリアＯａの積分値がインサイドエリアＩａの積分値よりも小さい場合にはフレアナットの装着方向が誤っていると推定される。

　次に、図１３を参照しながら、ＰＣ３５及びＰＬＣ３６が実行する処理の流れを説明する。図１３のルーチンは、ＰＬＣ３６が加工システム１の曲げ加工機２及びチューブ供給機３の動作制御をするために実行するルーチンと、ＰＣ３５が検査機構１２の動作制御と画像処理及び異常判定処理をするために実行するルーチンとを含む。これらのルーチンはＰＬＣ３６及びＰＣによって並行して実行される。

　ステップＳ１において、ＰＬＣ３６は加工システムが曲げ加工する製品毎に割り当てられた品番を設定する。ステップＳ２において、ＰＬＣ３６は運転開始設定を行い、製品情報が品番に対応づけられたデータベースを検索して曲げ形状を特定するプロフィールなどの曲げ加工に必要な情報を取得する。

　ステップＳ３において、ＰＬＣ３６はチューブ供給機３の送り機構２５を制御してチューブ投入部４に繰り入れられた被加工チューブＴａを端寄せ機構１０の受け入れ部１５に移動させる（図３～図５参照）。次に、ステップＳ４において、ＰＬＣ３６は端寄せ機構１０を制御して受け入れ部１５に送り込まれた被加工チューブＴａに対して端寄せ操作を行う。これにより、被加工チューブＴａはステージ３０に対して位置決めされる。続いて、ステップＳ５において、ＰＬＣ３６は検査機構１２による検査の開始を管理するために
設けられた検査開始フラグＦをＯＮにセットする。

　他方のルーチンにおいては、ＰＣ３５は、ステップＳ１１において、検査開始フラグＦの内容をチェックして検査開始フラグＦの内容を記憶する。そして、検査に必要な情報、例えば設定された品番に対応した被加工チューブＴａが持つ剥離境界位置に関するピクセル情報や端末位置に関するピクセル情報などを読み出す。

　ＰＣ３５は、ステップＳ１２において、検査開始フラグＦがＯＮの場合はステップＳ１３に処理を進め、検査開始フラグＦがＯＮでない場合は処理をステップＳ１１に戻す。ステップＳ１３において、ＰＣ３５はステージ３０上に位置決めされた被加工チューブＴａが撮像されるようにデジタルカメラ３３を制御する。

　ステップＳ１４において、ＰＣ３５はデジタルカメラ３３が取得した画像データを処理して、上述したチューブ供給異常及びナット装着方向異常を検出する異常判定処理を実行する。なお、チューブ供給異常の検出において、被加工チューブＴａの剥離層の境界に基づく方法と端末位置に基づく方法の両方を実施することもできるし、いずれか一方を行ってもよい。ＰＣ３５は、異常判定処理の結果、これらの異常の少なくとも一つを検出した場合、異常ありとの判定結果を保持するとともに、これらの異常のいずれも検出できなかった場合、異常なしとの判定結果を保持する。ステップＳ１５において、ＰＣ３５は、判定結果として保持した異常あり又は異常なしの情報をＰＬＣ３６に送信する。

　ＰＬＣ３６は、ステップＳ６において、ＰＣ３５から受け取った判定結果に関する情報を参照して、異常なしの場合はステップＳ７に進み、異常ありの場合はステップＳ８に進む。ステップＳ７において、ＰＬＣ３５は検査が済んだ被加工チューブＴａが曲げ加工機２に供給されるように搬送機構１１(図２参照)を制御するとともに、曲げ加工機２にて被加工チューブＴａが曲げ加工されるように曲げ加工機２を制御する。

　一方、ステップＳ８においてＰＬＣ３５は異常検出時処理を実施する。ＰＬＣ３６は異常時検出処理として異常が検出された被加工チューブＴａが不良品箱Ｂ（図２参照）に回収されるように搬送機構１１を制御するとともに、タッチパネル３７（図８）等の表示装置に警告表示を表示させる。なお、警告表示の代わりに又は警告表示とともに警告音等の音声情報を出力させることもできる。

　ＰＣ３５は、図１３のステップＳ１１～Ｓ１３の処理を実行することにより撮像制御手段の一例として、図１３のステップＳ１４の処理を実行することにより異常検出手段の一例として、それぞれ機能する。

　以上本開示を適用した実施形態を図面を参照しながら説明したが、本開示は上記実施形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態で実施できる。

　端寄せ機構の他の形態として、例えば、被加工チューブが自重で転がることができる斜め下向きの傾斜部材と、傾斜部材上を転がる被加工チューブに対してフレアナットを端部側に寄せながらステージに案内するガイド部材とを有し、これら傾斜部材及びガイド部材によって被加工チューブをステージに導いて被加工チューブをステージ上に位置決めできる機構を端寄せ機構とすることができる。

　上記形態及びその変形例から特定可能な本開示の態様を以下に開示する。なお、本開示の理解を容易にするため、上記形態の説明に用いた参照符号や図番をかっこ内に記載したが、図示した構成の形状や構造等に限定されない。

　本開示の検査方法は、環状突部（Ｐｒ）が端部に形成された金属製チューブ（Ｔ）の外周に、ねじ部（Ｆａ）及び頭部（Ｆｂ）を含むフレアナット（Ｆ）が前記ねじ部の側が前記環状突部に突き当たる正規の方向で装着されるべきフレアナット付きチューブ（Ｔａ）を検査対象とする検査方法であって、前記フレアナットを含む撮像範囲を撮像して得た画像データを、先端側のアウトサイドエリア（Ｏａ）と反対側のインサイドエリア（Ｉａ）とに区分し、前記アウトサイドエリア内における明るさ値の変動量と前記インサイドエリア内における明るさ値の変動量とを比較し、これら変動量の大小関係に基づいて前記ねじ部が前記アウトサイドエリア側に存在するか否かを推定することにより、前記フレアナットが正規方向とは逆向きで装着された異常を検出するものである。

　この検査方法によれば、画像データ内の明るさ値の変動量を二つに区分し、それらエリア内で変動量の大小関係を比べることで、ねじ部が先端側にあるかどうかを推定できる。ねじ部と頭部との区別を形状や寸法の特徴を画像データより認識する処理に比べて簡素な処理でナット装着方向異常を検出できる。

　なお、２０２１年２月１５日に出願された日本国特許出願２０２１－０６４４７０号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims

　両端部に形成された二つの環状突部を有する金属製チューブと、前記二つの環状突部のそれぞれに対応するように前記金属製チューブの外周に一つずつ装着された二つのフレアナットとを含む被加工チューブを所定形状に曲げ加工するチューブ曲げ加工システムであって、
　前記被加工チューブを曲げ加工する曲げ加工機と、
　前記被加工チューブを受け入れて前記曲げ加工機に供給するチューブ供給機と、
を備え、
　前記チューブ供給機は、前記被加工チューブに対して、前記二つのフレアナットの一方が前記二つの環状突部の一方に、前記二つのフレアナットの他方が前記二つの環状突部の他方にそれぞれ突き当たるように前記被加工チューブの端部側に前記二つのフレアナットを移動させる端寄せ操作を行う端寄せ機構と、前記曲げ加工機にて曲げ加工されるべき前記被加工チューブの異常を前記端寄せ操作を利用して検出する検査機構と、を含むチューブ曲げ加工システム。
　前記検査機構は、前記端寄せ操作にて位置決めされた前記被加工チューブが配置されるステージと、前記ステージ上に設定され前記フレアナットを含む撮像範囲を撮像して得た画像データを出力し、前記ステージとの位置関係が固定された撮像手段と、前記被加工チューブが前記ステージ上に位置決めされた状態で前記撮像範囲が撮像されるように前記撮像手段を制御する撮像制御手段と、前記画像データに基づいて前記被加工チューブの前記異常を検出する異常検出手段と、を有する請求項１のチューブ曲げ加工システム。
　前記端寄せ機構は、前記被加工チューブの外径よりも大きく前記フレアナットの外径よりも小さい幅の受け入れ溝が形成され、前記フレアナットを挟んで前記環状突部の反対側で前記被加工チューブを受け入れ、かつ軸線方向に移動可能な左右一対のチューブ受け入れ部材と、前記左右一対のチューブ受け入れ部材を独立に駆動可能な駆動手段と、を備え、前記左右一対のチューブ受け入れ部材の一方を前記ステージの所定位置に移動させ、かつ前記左右一対のチューブ受け入れ部材の他方を前記ステージから離れる方向に移動させることにより、前記被加工チューブを前記ステージに対して位置決めする請求項２のチューブ曲げ加工システム。
　前記被加工チューブは、前記二つのフレアナットとして軸線方向寸法が互いに異なる異種のフレアナットが装着されるべき物品として準備され、
　前記異常検出手段は、前記異常として、前記チューブ供給機が前記被加工チューブを左右反対向きの状態で受け入れたチューブ供給異常を検出する請求項２又は３のチューブ曲げ加工システム。
　前記異常検出手段は、前記被加工チューブの端末の位置を前記画像データに基づいて特定することにより前記チューブ供給異常を検出する請求項４のチューブ曲げ加工システム。
　前記被加工チューブは、表面が被覆層にて覆われ、かつ両端末から前記二つのフレアナットのそれぞれの前記軸線方向寸法に応じて左右異なる長さだけ前記被覆層が剥離されており、
　前記異常検出手段は、前記被覆層が剥離された剥離範囲と前記被覆層が剥離されていない非剥離範囲との境界位置を前記画像データに基づいて特定することにより前記チューブ供給異常を検出する請求項４のチューブ曲げ加工システム。
　前記異常検出手段は、前記異常として、前記二つのフレアナットの少なくとも一方が前記環状突部に対して正規方向とは逆向きで突き当てられたナット装着方向異常を検出する請求項２又は３のチューブ曲げ加工システム。
　前記二つのフレアナットのそれぞれは、雄ねじが形成されたねじ部と前記ねじ部に隣接する頭部とを備えており、
　前記異常検出手段は、前記フレアナットの像を含む前記画像データを、先端側のアウトサイドエリアと反対側のインサイドエリアとに区分し、前記アウトサイドエリア内における明るさ値の変動量と前記インサイドエリア内における明るさ値の変動量とを比較し、これら変動量の大小関係に基づいて前記ねじ部が前記アウトサイドエリア側に存在するか否かを推定することにより、前記ナット装着方向異常を検出する請求項７のチューブ曲げ加工システム。
　前記チューブ供給機は、前記端寄せ操作後に前記被加工チューブを前記曲げ加工機へ搬送する搬送機構を更に有し、
　前記搬送機構は、前記検査機構が前記異常を検出した場合、前記被加工チューブを前記曲げ加工機に搬送せずに、前記搬送機構の動作範囲内に設けられた回収手段に搬送する請求項１又は２のチューブ曲げ加工システム。