WO2024237286A1

WO2024237286A1 - 素線データ処理システム、制御装置、制御方法、及び制御プログラム

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Publication number: WO2024237286A1
Application number: PCT/JP2024/017990
Authority: WO
Inventors: 隆史神谷; 真人白尾
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
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Filing date: 2024-05-15
Publication date: 2024-11-21
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Abstract

素線データ処理システム１は、コイルばねＷを支持し、コイルばねＷの中心軸に倣う特定の軸Ａｘを中心としてコイルばねＷを回転可能とする支持機構４と、コイルばねＷの素線の外形位置を測定して素線データを出力するセンサ５と、支持機構４及びセンサ５の動作を制御する制御装置３とを備える。制御装置３は、支持機構４を動作させ、特定の軸Ａｘを中心としてコイルばねＷを回転させる支持機構制御部と、センサ５を動作させ、センサ５から素線データを取得するセンサ制御部と、素線データに基づいて、素線の断面形状を特定する形状特定部と、素線データに対して素線の断面形状に対応した処理を実行する処理実行部とを備える。

Description

素線データ処理システム、制御装置、制御方法、及び制御プログラム

　本発明は、素線データ処理システム、制御装置、制御方法、及び制御プログラムに関する。

　従来、コイルばねの形状測定方法として、以下の形状測定方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載の形状測定方法では、回転ステージに固定されたコイルばねの軸方向に広がる線状のスリット光を当該コイルばねの表面に照射し、カメラにより、その反射光を撮影して素線データを取得する。そして、当該形状測定方法では、素線データとコイルばねを軸回りに回転させた時の回転角とを関連付けて記憶し、当該素線データに対して画像処理を施すことにより、当該コイルばねの形状を測定している。

　また、コイルばねとして、両端部から中央部に向けて、素線の断面形状が変化するコイルばねが知られている（例えば、特許文献２参照）。
　特許文献２に記載に記載のコイルばねでは、両端部の素線の断面形状が矩形であり、中央部の素線の断面形状が円形であり、素線の断面形状が両端部から中央部に向けて徐々に変化している。

特開２０１０－１０１６９３号公報特開昭６２－１５５３４２号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の形状測定方法では、コイルばねの素線の断面形状が円であることを前提としたものであり、素線データに対して当該円に対応した処理を実行することにより、当該コイルばねの形状を測定している。このため、特許文献１に記載の形状測定方法によって、位置によって素線の断面形状が異なる特許文献２に記載のコイルばねを測定した場合には、素線データに対して円に対応した処理を実行するため、断面形状が円ではない部分について当該コイルばねの形状を正確に測定することができない。
　以上のことから、素線データに対して適切な処理を実行することができる技術が要望されている。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、素線データに対して適切な処理を実行することができる素線データ処理システム、制御装置、制御方法、及び制御プログラムを提供することを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る素線データ処理システムは、コイルばねを支持し、当該コイルばねの中心軸に倣う特定の軸を中心として当該コイルばねを回転可能とする支持機構と、前記コイルばねの素線の外形位置を測定して素線データを出力するセンサと、前記支持機構及び前記センサの動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記支持機構を動作させ、前記特定の軸を中心として前記コイルばねを回転させる支持機構制御部と、前記センサを動作させ、当該センサから前記素線データを取得するセンサ制御部と、前記素線データに基づいて、前記素線の断面形状を特定する形状特定部と、前記素線データに対して前記素線の断面形状に対応した処理を実行する処理実行部とを備える。

　また、本発明に係る素線データ処理システムでは、上記発明において、前記形状特定部は、前記素線データにおける前記素線の外形位置に相当する各位置座標で構成される形状に適合する既定形状の仮想図形を推定する仮想図形推定部と、前記各位置座標と前記仮想図形との誤差を算出する誤差算出部と、前記誤差に基づいて、前記素線の断面形状を特定する特定部とを備える。

　また、本発明に係る素線データ処理システムでは、上記発明において、前記仮想図形推定部は、前記各位置座標を用いて最小二乗法によって当該各位置座標で構成される形状に適合する前記仮想図形である円を推定する。

　また、本発明に係る素線データ処理システムでは、上記発明において、前記コイルばねは、前記素線の断面形状が位置によって異なる。

　また、本発明に係る素線データ処理システムでは、上記発明において、前記コイルばねにコーティング材を塗布する塗布装置をさらに備え、前記処理実行部は、前記素線データに対して前記素線の断面形状に対応した処理を実行することによって、前記素線の断面形状に対応した前記コイルばねへのコーティング材の塗布位置を算出し、前記制御装置は、前記塗布装置と前記支持機構とを相対的に移動させ、当該塗布装置から前記塗布位置にコーティング材を塗布させる位置に当該塗布装置を位置付ける移動制御部と、前記塗布装置を動作させ、当該塗布装置から前記塗布位置にコーティング材を塗布させる塗布装置制御部とを備える。

　また、本発明に係る素線データ処理システムでは、上記発明において、前記塗布装置を支持し、当該塗布装置を移動させる移動装置をさらに備え、前記移動制御部は、前記移動装置を動作させ、前記塗布装置から前記塗布位置にコーティング材を塗布させる位置に当該塗布装置を位置付ける。

　また、本発明に係る制御装置は、コイルばねを支持する支持機構を動作させ、当該コイルばねの中心軸に倣う特定の軸を中心として当該コイルばねを回転させる支持機構制御部と、前記コイルばねの素線の外形位置を測定して素線データを出力するセンサを動作させ、当該素線データを取得するセンサ制御部と、前記素線データに基づいて、前記素線の断面形状を特定する形状特定部と、前記素線データに対して前記素線の断面形状に対応した処理を実行する処理実行部とを備える。

　また、本発明に係る制御方法は、素線データ処理システムの制御装置が実行する制御方法であって、コイルばねを支持する支持機構を動作させ、当該コイルばねの中心軸に倣う特定の軸を中心として当該コイルばねを回転させる支持機構制御ステップと、前記コイルばねの素線の外形位置を測定して素線データを出力するセンサを動作させ、当該素線データを取得するセンサ制御ステップと、前記素線データに基づいて、前記素線の断面形状を特定する形状特定ステップと、前記素線データに対して前記素線の断面形状に対応した処理を実行する処理実行ステップとを含む。

　また、本発明に係る制御プログラムは、コイルばねを支持する支持機構を動作させ、当該コイルばねの中心軸に倣う特定の軸を中心として当該コイルばねを回転させる支持機構制御ステップと、前記コイルばねの素線の外形位置を測定して素線データを出力するセンサを動作させ、当該素線データを取得するセンサ制御ステップと、前記素線データに基づいて、前記素線の断面形状を特定する形状特定ステップと、前記素線データに対して前記素線の断面形状に対応した処理を実行する処理実行ステップとをコンピュータに実行させるための制御プログラムである。

　本発明に係る素線データ処理システム、制御装置、制御方法、及び制御プログラムによれば、素線データに対して適切な処理を実行することができる。

図１は、実施の形態に係るコーティング材塗布システムの構成を示す図である。図２は、コイルばねの素線の断面形状を示す図である。図３は、センサ及びディスペンサの位置関係を説明する図である。図４は、制御装置の構成を示すブロック図である。図５は、制御装置が実行する制御方法を示すフローチャートである。図６は、形状特定ステップ（ステップＳ４）を示すフローチャートである。図７は、形状特定ステップ（ステップＳ４）を説明する図である。図８は、コイルばねの素線の断面形状が「円」であると特定された場合の処理実行ステップ（ステップＳ５）を説明する図である。図９は、コイルばねの素線の断面形状が「矩形」であると特定された場合の処理実行ステップ（ステップＳ５）を説明する図である。

　以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
　以下では、本発明に係る素線データ処理システムを、コイルばねに対してコーティング材を塗布するコーティング材塗布システムに適用した場合を例に説明する。

　〔コーティング材塗布システムの概略構成〕
　図１は、実施の形態に係るコーティング材塗布システム１の構成を示す図である。
　コーティング材塗布システム１は、図１に示すように、コーティング材塗布装置２と、制御装置３とを備える。そして、コーティング材塗布システム１では、制御装置３による制御の下、コーティング材塗布装置２が動作することで、コイルばねＷの特定の位置（塗布位置）に熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等のコーティング材が塗布される。ここで、当該塗布位置は、コイルばねＷを圧縮した際に当該コイルばねＷの素線同士が接触する部分である。すなわち、当該塗布位置にコーティング材を塗布することで、当該塗布位置でのコイルばねＷにおける素線同士の接触ダメージを緩和させる。

　図２は、コイルばねＷの素線の断面形状を示す図である。具体的に、図２は、コイルばねＷの端部から中央部までのコイルばねＷの素線の断面形状を当該コイルばねＷの中心軸に沿って並べた図である。すなわち、図２の方向ＡＲは、コイルばねＷの中心軸に沿う方向である。
　本実施の形態では、コイルばねＷの素線の断面形状は、図２に示すように、当該コイルばねＷの端部（図２中、左側）から中央部（図２中、右側）に向けて、矩形から円形に徐々に変化する。

　〔コーティング材塗布装置の構成〕
　先ず、コーティング材塗布装置２の構成について説明する。
　なお、コーティング材塗布装置２の構成を説明するにあたって、鉛直方向（図１の上下方向）に沿う軸をＺ軸（図１）とし、当該Ｚ軸に直交する２つの軸のうち一方の軸（図１の左右方向に沿う軸）をＹ軸（図１）とする。
　コーティング材塗布装置２は、図１に示すように、支持台４と、センサ５と、第１の移動装置６と、ディスペンサ７と、第２の移動装置８とを備える。

　支持台４は、本発明に係る支持機構に相当する。この支持台４は、図１に示すように、コイルばねＷを支持する。具体的に、支持台４には、コイルばねＷの中心軸がＺ軸に倣う姿勢で当該コイルばねＷが載置される。そして、支持台４は、サーボモータ等を含んで構成され、制御装置３による制御の下、コイルばねＷの中心軸に倣う特定の軸Ａｘ（図１）を中心として回転可能に構成されている。本実施の形態では、特定の軸Ａｘは、Ｚ軸に平行な軸である。

　センサ５は、制御装置３による制御の下、コイルばねＷの素線の外形位置を測定する。本実施の形態では、センサ５は、レーザセンサによって構成されている。より具体的に、センサ５は、Ｙ軸及びＺ軸に対して４５°傾いた方向からレーザ光をＹＺ平面に沿ってライン状に出射する。そして、センサ５は、コイルばねＷの素線から反射された当該レーザ光をＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）等の撮像素子にて受光することで当該素線における当該ライン状のレーザ光を反射した部位のプロファイルを測定可能に構成されている。また、センサ５は、コイルばねＷの素線の外形位置を測定した素線データを制御装置３に出力する。なお、Ｙ軸及びＺ軸に対するセンサ５の傾斜角は４５°に限らず、他の傾斜角としても構わない。

　第１の移動装置６は、センサ５を支持し、当該センサ５を移動させる。この第１の移動装置６は、図１に示すように、センサ５を支持するスライダ６１と、Ｚ軸に沿って延在するガイドレール６２と、サーボモータ（図示略）等とを備える。そして、第１の移動装置６では、制御装置３による制御の下、スライダ６１がガイドレール６２上をＺ軸に沿って移動する。すなわち、本実施の形態では、第１の移動装置６は、特定の軸Ａｘに沿ってのみセンサ５を移動させる。

　ディスペンサ７は、本発明に係る塗布装置に相当し、制御装置３による制御の下、コイルばねＷにコーティング材を塗布する。なお、本発明に係る塗布装置としては、ディスペンサ７に限らず、その他の塗布装置を採用しても構わない。

　第２の移動装置８は、本発明に係る移動装置に相当し、ディスペンサ７を支持し、当該ディスペンサ７を移動させる。この第２の移動装置８は、図１に示すように、ディスペンサ７を支持するスライダ８１と、Ｙ軸に沿って延在するガイドレール８２と、Ｚ軸に沿って延在するガイドレール８３と、サーボモータ（図示略）等とを備える。そして、第２の移動装置８では、制御装置３による制御の下、スライダ８１がガイドレール８２上をＹ軸に沿って移動するとともに、当該ガイドレール８２がガイドレール８３上をＺ軸に沿って移動する。すなわち、本実施の形態では、第２の移動装置８は、特定の軸Ａｘと、Ｙ軸とにそれぞれ沿ってのみディスペンサ７を移動させる。

　〔センサ及びディスペンサの位置関係について〕
　次に、上述したセンサ５及びディスペンサ７の位置関係について説明する。
　図３は、センサ５及びディスペンサ７の位置関係を説明する図である。具体的に、図３は、センサ５及びディスペンサ７を上方からＺ軸に沿って見た図である。
　センサ５によるコイルばねＷの素線の外形位置の測定位置ＰＭと、ディスペンサ７による当該コイルばねＷへのコーティング材の塗布位置ＰＡとは、図３に示すように、特定の軸Ａｘを中心として特定の角度だけずれている。

　ここで、本実施の形態では、センサ５は、上述したようにライン状のレーザ光を出射し、コイルばねＷの素線における当該ライン状のレーザ光を反射した部位のプロファイルを測定する。このため、測定位置ＰＭは、当該部位の位置に相当する。また、本実施の形態では、当該特定の角度は、１８０°である。なお、当該特定の角度としては、１８０°に限らず、その他の角度としても構わない。

　〔制御装置の構成〕
　次に、制御装置３の構成について説明する。
　図４は、制御装置３の構成を示すブロック図である。
　制御装置３は、コーティング材塗布装置２全体の動作を制御する。この制御装置３は、図４に示すように、入力部３１と、記憶部３２と、制御部３３とを備える。
　入力部３１は、ユーザ操作を受け付けるボタン、スイッチ、タッチパネル等で構成され、当該ユーザ操作に応じた信号を制御部３３に出力する。

　記憶部３２は、制御部３３が実行する各種のプログラム（本発明に係る制御プログラムを含む）の他、当該制御部３３が処理を行うときに必要なデータ等を記憶する。

　制御部３３は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）やＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）等のコントローラによって、記憶部３２に記憶された各種のプログラムが実行されることにより実現され、コーティング材塗布システム１全体の動作を制御する。なお、制御部３３は、ＣＰＵやＭＰＵに限らず、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）等の集積回路によって構成されても構わない。この制御部３３は、図４に示すように、支持台制御部３３１と、センサ制御部３３２と、第１の移動制御部３３３と、仮想図形推定部３３４１、誤差算出部３３４２、及び特定部３３４３を有する形状特定部３３４と、処理実行部３３５と、第２の移動制御部３３６と、塗布装置制御部３３７とを備える。ここで、支持台制御部３３１は、本発明に係る支持機構制御部に相当する。また、第２の移動制御部３３６は、本発明に係る移動制御部に相当する。
　なお、支持台制御部３３１、センサ制御部３３２、第１の移動制御部３３３、形状特定部３３４、処理実行部３３５、第２の移動制御部３３６、及び塗布装置制御部３３７の詳細な機能については、後述する「制御装置が実行する制御方法」において説明する。

　〔制御装置が実行する制御方法〕
　次に、制御装置３が実行する制御方法について説明する。
　図５は、制御装置３が実行する制御方法を示すフローチャートである。
　作業者は、塗布対象であるコイルばねＷを支持台４に設置する。そして、作業者は、入力部３１に対して塗布開始操作を行う。これによって、制御装置３は、以下に示す制御方法を実行する。

　先ず、支持台制御部３３１は、特定の軸Ａｘを中心として支持台４を特定の回転速度で回転させる（ステップＳ１：支持機構制御ステップ）。
　ここで、記憶部３２には、当該特定の回転速度を示すデータが記憶されている。そして、支持台制御部３３１は、ステップＳ１において、記憶部３２から当該データを読み出し、当該データに基づく回転速度で支持台４を回転させる。なお、当該データについては、入力部３１へのユーザ操作によって、当該回転速度の値を変更可能に構成されている。

　ステップＳ１の後、センサ制御部３３２は、センサ５を動作させ、当該センサ５にコイルばねＷの素線の外形位置を測定させる。そして、センサ制御部３３２は、当該センサ５から素線データを取得する（ステップＳ２：センサ制御ステップ）。
　ここで、センサ５は、上述したように、コイルばねＷの素線のプロファイルを測定可能に構成されている。そして、センサ５は、素線データとして、コイルばねＷの素線において、当該センサ５から出力されたライン状のレーザ光を反射した部位（コイルばねＷの素線の外形位置に相当する部位）の各位置座標を出力する。

　ステップＳ２の後、第１の移動制御部３３３は、第１の移動装置６を動作させ、Ｚ軸に沿ってセンサ５を特定の移動速度で移動させる（ステップＳ３）。例えば、センサ５は、支持台４に設置されたコイルばねＷの素線における上方側の一端の位置を測定可能な位置に位置付けられており、ステップＳ３が実行されることで、当該特定の速度で下方に向けて移動していく。なお、本実施の形態では、センサ５を上方から下方に向けて移動させ、コイルばねＷの素線における上方側の一端から下方側の他端までコーティング材を塗布していくが、反対に、センサ５を下方から上方に向けて移動させ、コイルばねＷの素線における下方側の他端から上方側の一端までコーティング材を塗布していっても構わない。

　ここで、記憶部３２には、支持台４を例えば１８０°回転させる毎にＺ軸に沿ってセンサ５を移動させる距離を示すデータが記憶されている。そして、第１の移動制御部３３３は、ステップＳ３において、記憶部３２から当該データを読み出し、当該データに基づく移動速度でセンサ５を移動させる。なお、当該データについては、入力部３１へのユーザ操作によって、当該移動させる距離の値を変更可能に構成されている。

　ステップＳ３の後、形状特定部３３４は、ステップＳ２にて取得された素線データに基づいて、コイルばねＷの素線の断面形状を特定する（ステップＳ４：形状特定ステップ）。

　図６は、形状特定ステップ（ステップＳ４）を示すフローチャートである。図７は、形状特定ステップ（ステップＳ４）を説明する図である。具体的に、図７の（ａ）～（ｄ）に示した実線Ｌ１，Ｌ２は、素線データ（コイルばねＷの素線において、センサ５から出力されたライン状のレーザ光を反射した部位の各位置座標）を示している。また、図７の（ｃ），（ｄ）に示した一点鎖線Ｌ３，Ｌ４は、仮想図形推定部３３４１にて推定された仮想図形を示している。
　ステップＳ４において、先ず、仮想図形推定部３３４１は、ステップＳ２にて取得された素線データにおけるコイルばねＷの素線の外形位置に相当する各位置座標で構成される形状に適合する既定形状の仮想図形を推定する（ステップＳ４１）。

　本実施の形態では、既定形状の仮想図形として、円を採用している。そして、仮想図形推定部３３４１は、ステップＳ４１において、ステップＳ２にて取得された素線データにおける各位置座標を用いて、例えば最小二乗法によって、当該各位置座標で構成される形状に最も適合する円（以下、仮想円と記載）を推定する。

　ステップＳ４１の後、誤差算出部３３４２は、ステップＳ２にて取得された素線データにおける各位置座標と、ステップＳ４１にて推定された仮想円との誤差（例えば平均二乗誤差）を算出する（ステップＳ４２）。

　ステップＳ４２の後、特定部３３４３は、ステップＳ４２にて算出された誤差に基づいて、コイルばねＷの素線の断面形状を特定する（ステップＳ４３）。

　例えば、ステップＳ２にて取得された素線データが図７の（ａ）のデータである場合（ステップＳ２でセンサ５がコイルばねＷの素線の外形位置を測定したタイミングで測定位置ＰＭでの当該素線の断面形状が「矩形」である場合）を想定する。
　この場合には、図７の（ｃ）に示すように、素線データにおける各位置座標（実線Ｌ１）と、ステップＳ４１にて推定された仮想円（一点鎖線Ｌ３）との誤差は、比較的に大きいものとなる。そして、特定部３３４３は、ステップＳ４３において、ステップＳ４２にて算出された誤差と特定の閾値とを比較し、当該誤差が当該閾値よりも大きい場合に、コイルばねＷの素線の断面形状が「矩形」であると特定する。

　また、例えば、ステップＳ２にて取得された素線データが図７の（ｂ）のデータである場合（ステップＳ２でセンサ５がコイルばねＷの素線の外形位置を測定したタイミングで測定位置ＰＭでの当該素線の断面形状が「円」である場合）を想定する。
　この場合には、図７の（ｄ）に示すように、素線データにおける各位置座標（実線Ｌ２）と、ステップＳ４１にて推定された仮想円（一点鎖線Ｌ４）との誤差は、比較的に小さいものとなる。そして、特定部３３４３は、ステップＳ４３において、ステップＳ４２にて算出された誤差と上述した閾値とを比較し、当該誤差が当該閾値以下の場合に、コイルばねＷの素線の断面形状が「円」であると特定する。

　ステップＳ４の後、処理実行部３３５は、ステップＳ２にて取得された素線データに対してステップＳ４にて特定されたコイルばねＷの素線の断面形状に対応した処理を実行する（ステップＳ５：処理実行ステップ）。本実施の形態では、処理実行部３３５は、当該処理により、ステップＳ４にて特定されたコイルばねＷの素線の断面形状に対応した当該コイルばねＷへのコーティング材の塗布位置の位置座標Ｐ２（ｙ，ｚ）を算出する。

　以下、コイルばねＷの素線の断面形状が「円」であると特定された場合の処理と、当該断面形状が「矩形」であると特定された場合の処理とを順に説明する。

　先ず、コイルばねＷの素線の断面形状が「円」であると特定された場合の処理実行ステップ（ステップＳ５）について説明する。
　図８は、コイルばねＷの素線の断面形状が「円」であると特定された場合の処理実行ステップ（ステップＳ５）を説明する図である。具体的に、図８は、センサ５から出射されるライン状のレーザ光の出射領域（ＹＺ平面）を示している。なお、図８では、当該レーザ光の出射領域をドットによって表現している。また、図８に示すＹ´軸及びＺ´軸は、センサ５で測定される座標軸（以下、センサ座標軸と記載）である。以下では、センサ座標軸と区別するために、Ｙ軸及びＺ軸の座標軸を装置座標軸と記載する。本実施の形態では、センサ５は、上述したように、Ｙ軸及びＺ軸に対して４５°傾いた方向からレーザ光をＹＺ平面に沿ってライン状に出射するように設置されている。このため、Ｙ´軸及びＺ´軸は、図８に示すように、Ｙ軸及びＺ軸に対してそれぞれ４５°だけ回転している。なお、Ｚ´軸は、センサ５から出力されるレーザ光の方向に相当する。

　具体的に、先ず、処理実行部３３５は、ステップＳ２にて取得された素線データから、位置座標Ｐ０´（ｙ０´，ｚ０´）及び半径Ｒを抽出する。当該位置座標Ｐ０´（ｙ０´，ｚ０´）は、センサ座標軸上の位置座標であって、コイルばねＷの素線において、センサ５から出力されたライン状のレーザ光を反射した部位ＷＡ（図８では太線で表現）の頂点の位置座標である。当該半径Ｒは、部位ＷＡを含む仮想円（図７の（ｄ）の一点鎖線Ｌ４）の半径である。また、処理実行部３３５は、位置座標Ｐ０´（ｙ０´，ｚ０´）及び半径Ｒに基づいて、部位ＷＡ上での塗布位置の位置座標Ｐ１´（ｙ１´，ｚ１´）を以下の式（１）により算出する。なお、位置座標Ｐ１´（ｙ１´，ｚ１´）は、センサ座標軸上の位置座標であり、部位ＷＡを含む仮想円上において、Ｚ軸方向の座標値が最も高い位置座標である（図８）。また、式（１）において、θは、センサ５の設置位置に応じた角度であり、本実施の形態では４５°である。以下の式（２）も同様である。

　（数１）
　ｙ１´＝ｙ０´－Ｒ・sinθ
　ｚ１´＝ｚ０´－（Ｒ－Ｒ・cosθ）　　　・・・（１）

　次に、処理実行部３３５は、センサ座標軸上の位置座標Ｐ１´（ｙ１´，ｚ１´）を以下の式（２）により装置座標軸上の位置座標Ｐ１（ｙ１，ｚ１）に変換する。

　（数２）
　ｙ１＝ｙ１´・cosθ－ｚ１´・sinθ
　ｚ１＝ｙ１´・sinθ＋ｚ１´・cosθ　　　・・・（２）

　最後に、処理実行部３３５は、特定の軸Ａｘ（Ｚ軸）を中心として位置座標Ｐ１（ｙ１，ｚ１）を１８０°回転させた位置座標Ｐ２（ｙ２，ｚ２）を算出し、当該位置座標Ｐ２（ｙ２，ｚ２）を塗布位置として算出する。

　次に、コイルばねＷの素線の断面形状が「矩形」であると特定された場合の処理実行ステップ（ステップＳ５）について説明する。
　図９は、コイルばねＷの素線の断面形状が「矩形」であると特定された場合の処理実行ステップ（ステップＳ５）を説明する図である。具体的に、図９は、図８に対応した図である。

　具体的に、先ず、処理実行部３３５は、ステップＳ２にて取得された素線データから、位置座標Ｐ０１´（ｙ０１´，ｚ０１´），Ｐ０２´（ｙ０２´，ｚ０２´）を抽出する。当該位置座標Ｐ０１´（ｙ０１´，ｚ０１´），Ｐ０２´（ｙ０２´，ｚ０２´）は、センサ座標軸上の位置座標であって、コイルばねＷの素線において、センサ５から出力されたライン状のレーザ光を反射した部位ＷＲ（図９では太線で表現）上でのＺ軸方向の座標値が高い２つのエッジの位置座標である。そして、処理実行部３３５は、当該２つのエッジの位置座標Ｐ０１´（ｙ０１´，ｚ０１´），Ｐ０２´（ｙ０２´，ｚ０２´）の中間点を位置座標Ｐ１´（ｙ１´，ｚ１´）として算出する（図９）。この後、処理実行部３３５は、上述した「コイルばねＷの素線の断面形状が「円」であると特定された場合の処理実行ステップ（ステップＳ５）」と同様に、当該位置座標Ｐ１´（ｙ１´，ｚ１´）から位置座標Ｐ１（ｙ１，ｚ１），Ｐ２（ｙ２，ｚ２）を算出する。

　ステップＳ５の後、第２の移動制御部３３６は、第２の移動装置８を動作させ、ディスペンサ７から塗布位置（位置座標Ｐ２（ｙ２，ｚ２））にコーティング材を塗布させる位置に当該ディスペンサ７を移動させる（ステップＳ６）。

　ステップＳ６の後、塗布装置制御部３３７は、測定タイミングから支持台４が特定の軸Ａｘを中心として１８０°だけ回転した塗布タイミングで、ディスペンサ７を動作させ、当該ディスペンサ７から塗布位置（位置座標Ｐ２（ｙ２，ｚ２））にコーティング材を塗布させる（ステップＳ７）。当該測定タイミングは、ステップＳ２でセンサ５がコイルばねＷの素線の位置を測定したタイミングである。

　ステップＳ７の後、第２の移動制御部３３６は、第２の移動装置８を動作させ、Ｚ軸に沿ってディスペンサ７を特定の移動速度で移動させる（ステップＳ８）。当該特定の移動速度は、ステップＳ３でのセンサ５における特定の移動速度と同一である。

　以上のステップＳ１～Ｓ８を繰り返し実行していくことにより、コイルばねＷの素線における一端から他端までコーティング材が塗布される。

　以上説明した本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
　本実施の形態に係る素線データ処理システムでは、制御装置３は、特定の軸Ａｘを中心として支持台４を回転させる。また、制御装置３は、センサ５を動作させ、当該センサ５から素線データを取得する。さらに、制御装置３は、素線データに基づいて、コイルばねＷの素線の断面形状を特定する。そして、制御装置３は、当該素線データに対してコイルばねＷの素線の断面形状に対応した処理を実行する。
　したがって、コイルばねＷの素線の断面形状が位置によって異なっている場合であっても、素線データに対して断面形状に対応した適切な処理を実行することができる。

　例えば、本実施の形態では、素線データ処理システムを、コイルばねＷに対してコーティング材を塗布するコーティング材塗布システム１に適用している。そして、制御装置３は、素線データに対して断面形状に対応した処理を実行することで、当該断面形状に対応したコイルばねＷへのコーティング材の塗布位置を算出する。また、制御装置３は、第２の移動装置８を移動させてディスペンサ７から当該塗布位置にコーティング材を塗布させる位置に当該ディスペンサ７を移動させるとともに、当該ディスペンサ７を動作させて当該ディスペンサ７から当該塗布位置にコーティング材を塗布させる。
　したがって、コイルばねＷの素線の断面形状が位置によって異なっている場合であっても、当該コイルばねＷへの塗布位置が所望の位置からずれることがなく、当該コイルばねＷに対してコーティング材を高精度に塗布することができる。

　また、本実施の形態では、制御装置３は、素線データにおけるコイルばねＷの素線の外形位置に相当する各位置座標で構成される形状に適合する既定形状の仮想図形を推定する。特に、制御装置３は、当該各位置座標を用いて最小二乗法によって当該各位置座標で構成される形状に適合する当該仮想図形である円を推定する。また、制御装置３は、当該各位置座標と当該仮想図形との誤差を算出する。そして、制御装置３は、当該誤差に基づいて、コイルばねＷの断面形状を特定する。
　このため、簡単な演算によって精度良くコイルばねＷの断面形状を特定することができる。

（その他の実施の形態）
　ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。
　上述した実施の形態では、本発明に係る素線データ処理システムをコーティング材塗布システム１に適用していたが、これに限らない。
　例えば、本発明に係る素線データ処理システムを、素線データに対してコイルばねＷの素線の断面形状に対応した処理を実行することで、当該断面形状に応じた特定箇所の位置座標や特定箇所の寸法を算出し、当該コイルばねＷを検査するコイルばね検査システムに適用しても構わない。
　また、例えば、本発明に係る素線データ処理システムを、素線データに対してコイルばねＷの素線の断面形状に対応した処理を実行することで、当該断面形状に応じた特定箇所の位置座標を算出し、当該コイルばねＷにおける当該位置座標の位置に加工を施すコイルばね加工システムに適用しても構わない。

　上述した実施の形態では、本発明に係る仮想図形として、円を採用していたが、これに限らず、矩形を採用しても構わない。すなわち、本発明に係る仮想図形としては、コイルばねＷの素線の断面形状に対応した形状であればいずれの形状でも構わない。例えば、コイルばねＷのある位置での素線の断面形状が三角形状であれば、本発明に係る仮想図形として、三角形を採用しても構わない。

　上述した実施の形態では、本発明に係るコイルばねとして、素線の断面形状が位置によって異なるコイルばねＷを採用していたが、これに限らず、素線の断面形状が位置によって同一の形状となるコイルばねを採用しても構わない。

　上述した実施の形態では、第１の移動装置６は、Ｚ軸の１軸のみでセンサ５を移動させていたが、これに限らず、Ｚ軸の他、Ｙ軸やＸ軸方向にもセンサ５を移動可能に構成しても構わない。同様に、第２の移動装置８は、Ｚ軸及びＹ軸の２軸のみでディスペンサ７を移動させていたが、これに限らず、Ｚ軸及びＹ軸の他、Ｘ軸方向にもディスペンサ７を移動可能に構成しても構わない。

　上述した実施の形態では、第１の移動装置６は、コイルばねＷに対してセンサ５をＺ軸に沿って移動させていたが、これに限らず、センサ５に対してコイルばねＷ（支持台４）をＺ軸に沿って移動させても構わない。また、第１の移動装置６としては、センサ５の測定範囲がコイルばねＷ全体に亘る場合には、設けなくても構わない。

　上述した実施の形態では、第２の移動制御部３３６は、第２の移動装置８を動作させ、ディスペンサ７から塗布位置（位置座標Ｐ２（ｙ２，ｚ２））にコーティング材を塗布させる位置に当該ディスペンサ７を移動させていたが、これに限らない。第２の移動制御部３３６は、ディスペンサ７と支持台４とを相対的に移動させ、当該ディスペンサ７から塗布位置（位置座標Ｐ２（ｙ２，ｚ２））にコーティング材を塗布させる位置に当該ディスペンサ７を位置付けることができればよく、例えば、当該ディスペンサ７に対して当該支持台４を移動させても構わない。

　上述した実施の形態では、センサ５として、レーザセンサを採用していたが、これに限らず、コイルばねＷの素線の外形位置を測定可能であれば、レーザセンサに限らず、カメラや、ＴＯＦ（Time　Of　Flight）センサ等を採用しても構わない。

　上述した実施の形態では、本発明に係る支持機構として、支持台４を採用していたが、これに限らず、コイルばねＷを支持し、当該コイルばねＷの中心軸に倣う特定の軸Ａｘを中心として当該コイルばねＷを回転可能とすれば、その他の構成を採用しても構わない。
　例えば、本発明に係る支持機構としてロボットアームを採用し、当該ロボットアームでコイルばねＷを吊り下げながら当該コイルばねＷの中心軸に倣う特定の軸を中心として当該コイルばねＷを回転させる構成を採用しても構わない。
　また、例えば、本発明に係る支持機構として、コイルばねＷの中心軸が水平方向を向く姿勢で当該コイルばねＷを支持し、当該中心軸に倣う特定の軸を中心として当該コイルばねＷを回転させる構成を採用しても構わない。

　１　コーティング材塗布システム
　２　コーティング材塗布装置
　３　制御装置
　４　支持台
　５　センサ
　６　第１の移動装置
　７　ディスペンサ
　８　第２の移動装置
　３１　入力部
　３２　記憶部
　３３　制御部
　６１　スライダ
　６２　ガイドレール
　８１　スライダ
　８２，８３　ガイドレール
　３３１　支持台制御部
　３３２　センサ制御部
　３３３　第１の移動制御部
　３３４　形状特定部
　３３５　処理実行部
　３３６　第２の移動制御部
　３３７　塗布装置制御部
　３３４１　仮想図形推定部
　３３４２　誤差算出部
　３３４３　特定部
　ＡＲ　方向
　Ａｘ　特定の軸
　Ｌ１，Ｌ２　実線
　Ｌ３，Ｌ４　一点鎖線
　ＰＡ　塗布位置
　ＰＭ　測定位置
　Ｗ　コイルばね
　ＷＡ，ＷＲ　部位

Claims

　コイルばねを支持し、当該コイルばねの中心軸に倣う特定の軸を中心として当該コイルばねを回転可能とする支持機構と、
　前記コイルばねの素線の外形位置を測定して素線データを出力するセンサと、
　前記支持機構及び前記センサの動作を制御する制御装置とを備え、
　前記制御装置は、
　前記支持機構を動作させ、前記特定の軸を中心として前記コイルばねを回転させる支持機構制御部と、
　前記センサを動作させ、当該センサから前記素線データを取得するセンサ制御部と、
　前記素線データに基づいて、前記素線の断面形状を特定する形状特定部と、
　前記素線データに対して前記素線の断面形状に対応した処理を実行する処理実行部とを備える素線データ処理システム。
　前記形状特定部は、
　前記素線データにおける前記素線の外形位置に相当する各位置座標で構成される形状に適合する既定形状の仮想図形を推定する仮想図形推定部と、
　前記各位置座標と前記仮想図形との誤差を算出する誤差算出部と、
　前記誤差に基づいて、前記素線の断面形状を特定する特定部とを備える請求項１に記載の素線データ処理システム。
　前記仮想図形推定部は、
　前記各位置座標を用いて最小二乗法によって当該各位置座標で構成される形状に適合する前記仮想図形である円を推定する請求項２に記載の素線データ処理システム。
　前記コイルばねは、
　前記素線の断面形状が位置によって異なる請求項１に記載の素線データ処理システム。
　前記コイルばねにコーティング材を塗布する塗布装置をさらに備え、
　前記処理実行部は、
　前記素線データに対して前記素線の断面形状に対応した処理を実行することによって、前記素線の断面形状に対応した前記コイルばねへのコーティング材の塗布位置を算出し、
　前記制御装置は、
　前記塗布装置と前記支持機構とを相対的に移動させ、当該塗布装置から前記塗布位置にコーティング材を塗布させる位置に当該塗布装置を位置付ける移動制御部と、
　前記塗布装置を動作させ、当該塗布装置から前記塗布位置にコーティング材を塗布させる塗布装置制御部とを備える請求項１に記載の素線データ処理システム。
　前記塗布装置を支持し、当該塗布装置を移動させる移動装置をさらに備え、
　前記移動制御部は、
　前記移動装置を動作させ、前記塗布装置から前記塗布位置にコーティング材を塗布させる位置に当該塗布装置を位置付ける請求項５に記載の素線データ処理システム。
　コイルばねを支持する支持機構を動作させ、当該コイルばねの中心軸に倣う特定の軸を中心として当該コイルばねを回転させる支持機構制御部と、
　前記コイルばねの素線の外形位置を測定して素線データを出力するセンサを動作させ、当該素線データを取得するセンサ制御部と、
　前記素線データに基づいて、前記素線の断面形状を特定する形状特定部と、
　前記素線データに対して前記素線の断面形状に対応した処理を実行する処理実行部とを備える制御装置。
　素線データ処理システムの制御装置が実行する制御方法であって、
　コイルばねを支持する支持機構を動作させ、当該コイルばねの中心軸に倣う特定の軸を中心として当該コイルばねを回転させる支持機構制御ステップと、
　前記コイルばねの素線の外形位置を測定して素線データを出力するセンサを動作させ、当該素線データを取得するセンサ制御ステップと、
　前記素線データに基づいて、前記素線の断面形状を特定する形状特定ステップと、
　前記素線データに対して前記素線の断面形状に対応した処理を実行する処理実行ステップとを含む制御方法。
　コイルばねを支持する支持機構を動作させ、当該コイルばねの中心軸に倣う特定の軸を中心として当該コイルばねを回転させる支持機構制御ステップと、
　前記コイルばねの素線の外形位置を測定して素線データを出力するセンサを動作させ、当該素線データを取得するセンサ制御ステップと、
　前記素線データに基づいて、前記素線の断面形状を特定する形状特定ステップと、
　前記素線データに対して前記素線の断面形状に対応した処理を実行する処理実行ステップとをコンピュータに実行させるための制御プログラム。